JP2015090482A - 積層体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】防汚性及び反射防止性を有する積層体であって、チョーキングが抑制された積層体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】屈折率が1.5以下である低屈折率撥水層が基材に積層された積層体であって、以下に定義する海島構造が、下記式(1)を満たす積層体。
Sx≦3.5×104nm2・・・(1)
(ただしSxは、海島構造の島の面積の相加平均値を表す。)
<海島構造>積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる海島構造であって、領域Xを島とし、領域Yを海とする海島構造。
【選択図】なし
【解決手段】屈折率が1.5以下である低屈折率撥水層が基材に積層された積層体であって、以下に定義する海島構造が、下記式(1)を満たす積層体。
Sx≦3.5×104nm2・・・(1)
(ただしSxは、海島構造の島の面積の相加平均値を表す。)
<海島構造>積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる海島構造であって、領域Xを島とし、領域Yを海とする海島構造。
【選択図】なし
Description
本発明は、積層体及びその製造方法に関する。
アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂は、工業用資材、建築用資材等の各種資材として広く使用されている。特に近年では、その透明性と耐衝撃性の観点から、透明樹脂が、CRT、液晶テレビ、プラズマディスプレイ等の各種ディスプレイの前面板等として使用されている。
近年、前面板においては各種の機能が要求されている。その機能の一つとして反射防止機能が挙げられる。
反射防止機能は、前面板に写る室内の蛍光灯等の反射光を低減し、画像をより鮮明に表示するための機能である。
前面板に反射防止機能を付与する方法としては、前面板に反射防止機能を有するフィルムを貼着する方法が挙げられ、特許文献1には、反射防止機能を有するフィルムの製造方法が提案されている。特許文献1においては、低屈折率層及び微粒子層が順次積層された工程紙を用いて、転写法により、透明基材フィルム上に微粒子層及び低屈折率層が形成された反射防止フィルムが製造されている。
しかしながら、反射防止層の表面に汚れが付着すると、画像表示部材の視認性低下につながることから、最近では、反射防止層の表面に汚れ防止(防汚)機能を付与することが求められるようになっている。
このような状況において、例えば、特許文献2には、プラスチックフィルムの片面に離型層、防汚性を有する機能性層、反射防止層及び接着層が順次積層された反射防止用転写フィルムが提案されている。特許文献2においては、この転写フィルムを基材等の被転写物に積層した後に離型層及びプラスチックフィルムを剥離して、被転写物の表面に反射防止層及び防汚層が順次積層された積層体が得られている。
しかしながら、防汚性を有する機能性層を被転写物に転写させると、転写後、積層体表層に微小な凹凸が不均一に形成され、チョーキングが認められる場合がある。
本発明は防汚性及び反射防止性を有する積層体であって、チョーキングが抑制された積層体及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題は、下記発明[1]〜[9]により解決される。
[1]屈折率が1.5以下である低屈折率撥水層が基材に積層された積層体であって、以下に定義する海島構造が、下記式(1)を満たす積層体。
Sx≦3.5×104nm2・・・(1)
(ただしSxは、海島構造の島の面積の相加平均値を表す。)
<海島構造>
積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる海島構造であって、領域Xを島とし、領域Yを海とする海島構造。
[2]基材と低屈折率撥水層の間に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層が積層された[1]に記載の積層体。
[3]高屈折率層と基材の間に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層が積層された[2]に記載の積層体。
[4]低屈折率撥水層がフッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有し、低屈折率撥水層の表面に無機微粒子(B)の凝集物の層が存在する[1]〜[3]のいずれか1項に記載の積層体。
[5]低屈折率撥水層の表面が90度以上の水接触角を有し、且つ55度以上のトリオレイン接触角を有する[1]〜[4]のいずれか1項に記載の積層体。
[6]下記工程1〜工程4を含む[1]に記載の積層体の製造方法。
(工程1)剥離フィルムの表面に紫外線を照射して、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程
[7]工程2と工程3の間に、下記工程2−1を含む[6]に記載の積層体の製造方法。
(工程2−1)低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層を形成して、高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
[8]工程2−1と工程3の間に、下記工程2−2を含む[7]に記載の積層体の製造方法。
(工程2−2)高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層を形成して、中屈折率層及び高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
[9]工程3において接着層を介して基材の表面に低屈折率撥水層転写フィルムを積層する[6]〜[8]のいずれかに記載の積層体の製造方法。
[1]屈折率が1.5以下である低屈折率撥水層が基材に積層された積層体であって、以下に定義する海島構造が、下記式(1)を満たす積層体。
Sx≦3.5×104nm2・・・(1)
(ただしSxは、海島構造の島の面積の相加平均値を表す。)
<海島構造>
積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる海島構造であって、領域Xを島とし、領域Yを海とする海島構造。
[2]基材と低屈折率撥水層の間に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層が積層された[1]に記載の積層体。
[3]高屈折率層と基材の間に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層が積層された[2]に記載の積層体。
[4]低屈折率撥水層がフッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有し、低屈折率撥水層の表面に無機微粒子(B)の凝集物の層が存在する[1]〜[3]のいずれか1項に記載の積層体。
[5]低屈折率撥水層の表面が90度以上の水接触角を有し、且つ55度以上のトリオレイン接触角を有する[1]〜[4]のいずれか1項に記載の積層体。
[6]下記工程1〜工程4を含む[1]に記載の積層体の製造方法。
(工程1)剥離フィルムの表面に紫外線を照射して、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程
[7]工程2と工程3の間に、下記工程2−1を含む[6]に記載の積層体の製造方法。
(工程2−1)低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層を形成して、高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
[8]工程2−1と工程3の間に、下記工程2−2を含む[7]に記載の積層体の製造方法。
(工程2−2)高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層を形成して、中屈折率層及び高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
[9]工程3において接着層を介して基材の表面に低屈折率撥水層転写フィルムを積層する[6]〜[8]のいずれかに記載の積層体の製造方法。
本発明の積層体は防汚性及び反射防止性に優れ、且つ、チョーキングが抑制されている。従って、本発明の積層体は、屋外で使用される画像表示部材や、指紋、皮脂、ファンデーション等が付着し易い、携帯電話、携帯情報端末、ノートブック型パソコン等の前面板として好適である。
<低屈折率撥水層>
本発明において、低屈折率撥水層は屈折率が1.5以下である。また、低屈折率撥水層は撥水性を有するものであり、防汚性を有する。
本発明において、低屈折率撥水層は屈折率が1.5以下である。また、低屈折率撥水層は撥水性を有するものであり、防汚性を有する。
低屈折率撥水層の屈折率の上限値は、積層体の反射防止性の観点から、1.45以下が好ましく、1.4以下がより好ましい。屈折率の下限値は特に限定されない。
低屈折率撥水層の膜厚としては、積層体の表面の撥水性、防汚性、耐擦傷性及び反射防止性の観点から、10nm以上300nm以下が好ましく、60nm以上110nm以下がより好ましい。
低屈折率撥水層の接触角は、積層体の表面の撥水性及び防汚性の観点から、水接触角が90度以上、且つ、トリオレイン接触角が55度以上であることが好ましい。接触角の上限値は特に限定されない。
低屈折率撥水層は、低屈折率撥水層の屈折率及び積層体の表面の撥水性の観点から、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含むことが好ましい。
フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体
フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体としては、例えば、パーフルオロポリエーテル基を含有するモノマー(A−1)単位を有する重合体が挙げられる。
フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体
フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体としては、例えば、パーフルオロポリエーテル基を含有するモノマー(A−1)単位を有する重合体が挙げられる。
モノマー(A−1)としては、例えば、ジイソシアネートを3量体化させたトリイソシアネート(C)(以下、「トリイソシアネート(C)」という。)と活性水素含有化合物(D)とを反応させることにより得られるパーフルオロポリエーテル基と窒素原子を含有するモノマー(A−1−1)(以下、「モノマー(A−1−1)」という。)が挙げられる。
トリイソシアネート(C)を得るために使用されるジイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のイソシアネート基が脂肪族骨格に結合したジイソシアネート及びトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等のイソシアネート基が芳香族骨格に結合したジイソシアネートが挙げられる。
活性水素含有化合物(D)としては、例えば、水酸基等の活性水素を含む化合物が挙げられる。
活性水素含有化合物(D)の具体例としては、1つの活性水素を有するパーフルオロポリエーテル(D−1)(以下、「ポリエーテル(D−1)」という。)及び活性水素と炭素−炭素二重結合を有するモノマー(D−2)(以下、「モノマー(D−2)」という。)が挙げられる。
ポリエーテル(D−1)としては、例えば、パーフルオロポリエーテル基及び1つの分子末端に1つの水酸基を有する化合物が挙げられる。
ポリエーテル(D−1)の具体例としては、下記式(2)に示される化合物が挙げられる。
(式中、Xはフッ素原子、Y及びZはそれぞれフッ素原子又はトリフルオロメチル基を示す。aは1〜16の整数、cは0〜5の整数、b、d、e、f及びgは0〜200の整数、並びにhは0〜16の整数である。)
式(2)において、a〜hの数値が上記の上限値以下の場合に、希釈溶媒等への溶解性が良好となる傾向がある。一方、a〜hの数値が上記の下限値以上の場合に、積層体の表面の防汚性が良好となる傾向がある。
式(2)において、a〜hの数値が上記の上限値以下の場合に、希釈溶媒等への溶解性が良好となる傾向がある。一方、a〜hの数値が上記の下限値以上の場合に、積層体の表面の防汚性が良好となる傾向がある。
モノマー(D−2)としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
尚、本発明において、「(メタ)アクリ」は「アクリ」及び「メタクリ」から選ばれる少なくとも1種を意味する。
モノマー(A−1−1)の合成法としては、例えば、トリイソシアネート(C)の一つのイソシアネート基にポリエーテル(D−1)を反応させ、残りの二つのイソシアネート基にモノマー(D−2)を反応させることにより得ることができる。
この反応はトリイソシアネート(C)にポリエーテル(D−1)及びモノマー(D−2)を同時に反応させてもよいし、順次反応させてもよい。
モノマー(A−1−1)の具体例としては、下記式(3)に示される化合物が挙げられる。
モノマー(A−1−1)は、下記式(3)で示される化合物であることが積層体の表面の撥水性及び撥油性が良好である観点から好ましい。
(式中、Wはパーフルオロポリエーテル基を表す。)
モノマー(A−1)の他の例としては、イソシアネート基と一個又は二個の(メタ)アクリロイルオキシ基を同一化合物内に有する化合物(E)と、分子末端に少なくとも一つの活性水素を有するパーフルオロポリエーテル(F)とを反応させて得られるモノマー(A−1−2)が挙げられる。
モノマー(A−1)の他の例としては、イソシアネート基と一個又は二個の(メタ)アクリロイルオキシ基を同一化合物内に有する化合物(E)と、分子末端に少なくとも一つの活性水素を有するパーフルオロポリエーテル(F)とを反応させて得られるモノマー(A−1−2)が挙げられる。
分子末端に少なくとも一つの活性水素を有するパーフルオロポリエーテル(F)としては、市販品を用いることができ、例えば、ソルベイソレクシス社製のFLUOROLINK D10H、FLUOROLINK D、FLUOROLINK D4000(いずれも商品名)等のパーフルオロポリエーテルジオールが挙げられる。
イソシアネート基と一個又は二個の(メタ)アクリロイルオキシ基を同一化合物内に有する化合物(E)としては、市販品を用いることができ、例えば、昭和電工(株)製のカレンズBEI(1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート)、カレンズAOI(2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート)及びカレンズMOI(2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート)(いずれも商品名)が挙げられる。
化合物(A−1−2)としては、例えば、化合物(E)のイソシアネート基と化合物(F)の水酸基とが結合して得られる、一分子内に一つのパーフルオロポリエーテル基と一つ又は二つの(好ましくは二つの)ビニル基(好ましくは(メタ)アクリロイルオキシ基)を独立に有する化合物が挙げられる。ここで「独立に」とは、パーフルオロポリエーテル基とビニル基が直接結合していないことを意味する。
低屈折率撥水層中のフッ素含有化合物(A)単位を有する重合体の含有量は、低屈折率撥水層100質量部中に10質量部以上50質量部以下が好ましい。上記の範囲内であれば、積層体の表面の撥水性、撥油性及び硬度が良好となる傾向にある。即ち、積層体の露出している低屈折率撥水層表面の水接触角が90度以上でトリオレイン接触角が55度以上となる傾向にある。低屈折率撥水層中のフッ素含有化合物(A)単位を有する重合体の含有量は、12質量部以上30質量部以下がより好ましい。
無機微粒子(B)
無機微粒子(B)の平均粒子径は、1〜200nmが好ましい。尚、平均粒子径は粒度分布測定装置SALD−7100(島津製作所(株)製)で測定した値をいう。
無機微粒子(B)
無機微粒子(B)の平均粒子径は、1〜200nmが好ましい。尚、平均粒子径は粒度分布測定装置SALD−7100(島津製作所(株)製)で測定した値をいう。
無機微粒子(B)の具体例としては、コロイダルシリカ、多孔質シリカ、中空シリカ、フッ化マグネシウム、氷晶石等の低屈折率微粒子が挙げられる。これらの中で、屈折率1.5以下の低屈折率微粒子が好ましい。また、後述するように、無機微粒子(B)の表面の加水分解処理を容易に行える点でシリカ微粒子が好ましく、低屈折率撥水層の屈折率を低くし、積層体の表面の反射率を低下させやすい点、更には、積層体の表面の撥水性、撥油性を良好とできる観点から、中空シリカがより好ましい。
中空シリカの屈折率は1.20〜1.40であり、通常のシリカの屈折率1.45〜1.47に比較して低い。従って、本発明において低屈折率撥水層の屈折率を低下させるためには、中空シリカを使用することが好ましい。尚、本実施形態において、屈折率はプリズムカプラー(メトリコン(株)製、モデル2010)を用いて594nmレーザーにより測定した値である。
無機微粒子(B)としては、積層体の表面の撥水性及び撥油性を良好とできる点、並びに低屈折率撥水層の強度を向上できる点で、無機微粒子(B)の表面を加水分解性シラン化合物等の表面処理剤で個別に処理したものが好ましい。表面処理剤で個別に処理とは、無機微粒子(B)を加水分解性シラン化合物等の表面処理剤のみで反応させることを意味し、酸、塩基等の加水分解又は縮合反応に寄与する触媒以外の化合物を含んでいない状態で無機微粒子(B)の表面を処理することを意味する。
無機微粒子(B)の表面に加水分解性シラン化合物で処理する際のこれらの混合比率としては、積層体の表面の撥水性、撥油性、耐擦傷性及び耐汗性の点で、加水分解性シラン化合物と無機微粒子の合計量中に無機微粒子が30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましい。また、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましい。
加水分解性シラン化合物としては、例えば、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。
低屈折率撥水層のフッ素含有化合物(A)としてモノマー(A−1)を含有するものである場合、加水分解性シラン化合物としては、積層体の表面の低屈折率撥水層の撥水性及び撥油性が良好となる点で、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン及びp−スチリルトリメトキシシランが好ましい。更に、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン及び3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシランがより好ましい。表面処理剤としては、加水分解性シラン化合物以外の化合物も併用することができる。
上記の加水分解性シラン化合物以外の化合物としては、例えば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等の公知の界面活性剤が挙げられる。
低屈折率撥水層中の無機微粒子(B)の含有量は、低屈折率撥水層の屈折率の観点から、低屈折率撥水層100質量部中に25〜90質量部が好ましく、30質量部〜85質量部がより好ましい。
その他の成分
低屈折率撥水層は、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分
低屈折率撥水層は、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、例えば、分子中に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(以下、「低屈折率撥水層用架橋成分」という)の重合体が挙げられる。
低屈折率撥水層中の低屈折率撥水層用架橋成分の含有量としては、積層体の表面の耐擦傷性の観点から、低屈折率撥水層100質量部中に0〜30質量部が好ましい。
低屈折率撥水層用架橋成分としては、例えば、1モルの多価アルコールと2モル以上の(メタ)アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物及び多価カルボン酸又はその無水物と多価アルコールと(メタ)アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物が挙げられる。
1モルの多価アルコールと2モル以上の(メタ)アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物の具体例としては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート等のアルキルジオールジ(メタ)アクリレート;及びトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート等の3官能以上のポリオールポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
多価カルボン酸又はその無水物と多価アルコールと(メタ)アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物において、多価カルボン酸又はその無水物と多価アルコールと(メタ)アクリル酸の組合せ(多価カルボン酸又はその無水物/多価アルコール/(メタ)アクリル酸)としては、例えば、マロン酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、マロン酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、マロン酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、マロン酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、コハク酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、コハク酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、コハク酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、コハク酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、アジピン酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、アジピン酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、アジピン酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、アジピン酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、グルタル酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、グルタル酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、グルタル酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、グルタル酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、セバシン酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、セバシン酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、セバシン酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、セバシン酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、フマル酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、フマル酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、フマル酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、フマル酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、イタコン酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、イタコン酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、イタコン酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸、イタコン酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸/トリメチロールエタン/(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸/トリメチロールプロパン/(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸/グリセリン/(メタ)アクリル酸及び無水マレイン酸/ペンタエリスリトール/(メタ)アクリル酸が挙げられる。
低屈折率撥水層用架橋成分のその他の例としては、トリメチロールプロパントルイレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネートの3量化により得られるポリイソシアネート1モルに対して2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシ(メタ)アクリルアミド、1,2,3−プロパントリオール−1,3−ジ(メタ)アクリレート、3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の活性水素を有するアクリル系モノマー3モル以上を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸のジ(メタ)アクリレート又はトリ(メタ)アクリレート等のポリ[(メタ)アクリロイルオキシエチレン]イソシアヌレート;エポキシポリ(メタ)アクリレート;及びウレタンポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
低屈折率撥水層用架橋成分としては、積層体の耐擦傷性の観点から、アルキルジオールジ(メタ)アクリレート、3官能以上のポリオールポリ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート及びウレタンポリ(メタ)アクリレートが好ましい。具体的には、アルキルジオールジ(メタ)アクリレートとしては、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート;3官能以上のポリオールポリ(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;ウレタン(メタ)アクリレートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートの3量化のより得られるポリイソシアネート1モルに対して2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種を3モル以上反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートが挙げられる。
低屈折率撥水層用架橋成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
低屈折率撥水層には、必要に応じて、スリップ性向上剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、HALS等の光安定剤等の各種の添加剤を配合することができる。
添加剤の配合量としては、撥水層の透明性の観点から、低屈折率撥水層の固形分100質量部に対して10質量部以下が好ましい。
<低屈折率撥水層の構造>
低屈折率撥水層は、積層体の反射防止性の観点から、低屈折率撥水層の表面に無機微粒子(B)の凝集物の層(以下、「凝集層」という)が存在することが好ましい。凝集層は、無機微粒子(B)が濃縮されて存在しており、最密充填又は最密充填に近い状態にあり、粒子同士が近接して存在している。そのため、低屈折率撥水層の表面には、無機微粒子(B)の凝集層に起因する凹凸構造が認められる傾向にある。
<基材>
本発明で使用される基材としては、例えば、樹脂基材及び無機基材が挙げられる。
<低屈折率撥水層の構造>
低屈折率撥水層は、積層体の反射防止性の観点から、低屈折率撥水層の表面に無機微粒子(B)の凝集物の層(以下、「凝集層」という)が存在することが好ましい。凝集層は、無機微粒子(B)が濃縮されて存在しており、最密充填又は最密充填に近い状態にあり、粒子同士が近接して存在している。そのため、低屈折率撥水層の表面には、無機微粒子(B)の凝集層に起因する凹凸構造が認められる傾向にある。
<基材>
本発明で使用される基材としては、例えば、樹脂基材及び無機基材が挙げられる。
樹脂基材の具体例としては、ポリメチルメタクリレート、メタクリル酸メチル単位を主構成成分とする共重合体、メタクリル酸アルキル単位を主構成成分とする共重合体等のメタクリル樹脂、ポリスチレン、スチレン−メチルメタクリレート共重合体等の芳香族ビニル単量体単位含有樹脂、環状ポリオレフィン等のオレフィン樹脂、ポリカーボネート等のポリカーボネート樹脂(以下、「PC樹脂」という)及びポリカーボネートと異種材料との複層材が挙げられる。無機基材の具体例としては、ガラスが挙げられる。
基材の中でも、得られる積層体の透明性、積層する低屈折率撥水層との接着性の観点から、ポリメチルメタクリレート、メタクリル酸メチル単位を主構成成分とする共重合体、メタクリル酸アルキル単位を主構成成分とする共重合体等のメタクリル樹脂、ポリスチレン及びスチレン−メチルメタクリレート共重合体が好ましく、ポリメチルメタクリレート、メタクリル酸メチル単位を主構成成分とする共重合体、メタクリル酸アルキル単位を主構成成分とする共重合体等のメタクリル樹脂がより好ましい。
基材には、必要に応じて着色剤、光拡散剤等の添加剤を含有することができる。また、基材は透明でも不透明でも良いが、基材側から紫外線照射を行える観点で、透明なものが好ましい。
本発明においては、基材の厚みは特に限定されず、目的に応じた厚みのフィルム状物又はシート状物を選択することができる。
<積層体>
本発明の積層体は、例えば、基材の少なくとも片面に、直接又は他の層を介して、低屈折率撥水層が積層された積層体である。
<積層体>
本発明の積層体は、例えば、基材の少なくとも片面に、直接又は他の層を介して、低屈折率撥水層が積層された積層体である。
積層体の厚みとしては、本積層体の機械的強度の点で、0.2mm以上が好ましく、積層体の生産性の点で、20mm以下が好ましい。
積層体としては、低屈折率撥水層の表面の水接触角が90度以上で、且つトリオレイン接触角が55度以上であることが好ましい。上記の範囲の接触角の場合に、指紋、皮脂、ファンデーション等の汚れが目立たない積層体を得ることができる傾向にある。また、汚れ付着時の、反射色の際立った変色及び画像表示部材の視認性低下が抑制された積層体を得る点から、積層体の表面の水接触角は95度以上、トリオレイン接触角は60度以上がより好ましい。
<海島構造>
海島構造は、積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる。この際、領域Xを島とし、領域Yを海とする。
<海島構造>
海島構造は、積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる。この際、領域Xを島とし、領域Yを海とする。
積層体の低屈折率撥水層側の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像から、海島構造を得るための手順を下記の手順1〜3に示す。
(手順1) 積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して形状像を得る。
(手順2) 手順1で得られた形状像の各測定点における高さの度数分布(ベアリングカーブ)を作成し、ベアリングカーブの変極点を閾値として変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yに二値化して、領域Xを島とし、領域Yを海とする、海島構造の像を得る。
(手順3) 領域Xの島部の面積を算出し、各島の面積の平均値Sxを求める。
(手順1) 積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して形状像を得る。
(手順2) 手順1で得られた形状像の各測定点における高さの度数分布(ベアリングカーブ)を作成し、ベアリングカーブの変極点を閾値として変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yに二値化して、領域Xを島とし、領域Yを海とする、海島構造の像を得る。
(手順3) 領域Xの島部の面積を算出し、各島の面積の平均値Sxを求める。
以下、手順1〜3について、詳細に説明する。
手順1
積層体の表面の形状像は、走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる。図1に代表的な形状像を示す。
手順1
積層体の表面の形状像は、走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる。図1に代表的な形状像を示す。
走査型プローブ顕微鏡で形状像を測定する際の走査領域は、後述する海島構造像の島部の面積のばらつきを考慮して、15μm×15μm四方以上が好ましく、20μm×20μm四方以上がより好ましい。また、測定精度の観点から、150μm×150μm四方以下が好ましく、100μm×100μm四方以下がより好ましい。この範囲の走査領域で測定することによって、表面の凹凸形状を明瞭に観察することができ、後述する各島の面積のばらつきを小さくすることができる。
走査型プローブ顕微鏡を用いて、形状像を取得する場合、その測定モードは特に限定されない。例えば、コンタクトモード又はサイクリックコンタクトモードのいずれでも取得可能である。
形状像は1つのサンプルに対して3箇所以上で測定する。
手順2
手順1により得られた形状像の各測定点の高さから度数分布曲線(ベアリングカーブ)を作成し、ベアリングカーブの変極点を閾値として変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yに二値化して、領域Xを島とし、領域Yを海とする、海島構造の像を得る。
手順2
手順1により得られた形状像の各測定点の高さから度数分布曲線(ベアリングカーブ)を作成し、ベアリングカーブの変極点を閾値として変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yに二値化して、領域Xを島とし、領域Yを海とする、海島構造の像を得る。
ベアリングカーブとは、形状像の各測定点の高さの度数分布曲線である(図2)。本発明においては、ベアリングカーブには変極点(c)が存在する。変極点(c)を閾値として、形状像の中で閾値よりも高さが高い領域を領域Xとし、閾値よりも高さが低い領域を領域Yとする2つの領域に分類(二値化)する。この際、領域Xは閾値より高いため島であり、領域Yは閾値よりも低いため海である海島構造となる。
領域の二値化は、市販の画像処理ソフトで処理して行ってもよいし、走査型プローブ顕微鏡に付随の解析ソフト(例えば、粒子解析ソフト)等を使用してもよい。図3に図1の形状像を二値化した像を示す。
手順3
手順2により二値化された形状像において、領域Xの各島の面積の相加平均値をSxとする。
手順3
手順2により二値化された形状像において、領域Xの各島の面積の相加平均値をSxとする。
本発明において、各島の面積の算出及び島の面積の相加平均値の算出は、形状像を市販の画像処理ソフトで処理して行ってもよいし、走査型プローブ顕微鏡に付随の解析ソフト(例えば、粒子解析ソフト)等で処理して行ってもよい。
積層体は、積層体の各島の面積の相加平均値Sxが3.5×104nm2以下であり、2.5×104nm2以下が好ましい。そのため、チョーキングが抑制されている。
<高屈折率層>
本発明において、高屈折率層は、例えば、積層体の低屈折率撥水層と基材との間又は低屈折率撥水層と後述の中屈折率層との間に形成されている層であり、反射防止機能を発現させるためのものである。
<高屈折率層>
本発明において、高屈折率層は、例えば、積層体の低屈折率撥水層と基材との間又は低屈折率撥水層と後述の中屈折率層との間に形成されている層であり、反射防止機能を発現させるためのものである。
高屈折率層の膜厚(dKK)としては、積層体の表面の耐擦傷性及び反射防止性の観点から、0.5〜10μmが好ましい。
高屈折率層の屈折率(nKK)としては、積層体における低屈折率撥水層、後述の中屈折率層及び接着層より高く、且つ下記式(6)を満たすことが積層体の干渉模様の抑制の観点から好ましい。
dKK≧500nm・・・(4)
(上式(4)において、dKKは高屈折率層の厚みを表す。)
90nm≧dCHK≧30nm・・・(5)
(上式(5)において、dCHKは中屈折率層の厚みを表す。)
(nHC×nKK)1/2−(nKK−nHC)/8≦nCHK≦(nHC×nKK)1/2+(nKK−nHC)/8・・・(6)
(上式(6)において、nHCは形成された接着層の屈折率を、nKKは高屈折率層の屈折率を、nCHKは中屈折率層の屈折率をそれぞれ表す。)
高屈折率層の屈折率(nKK)は1.6以上が好ましく、1.7以上がより好ましい。
dKK≧500nm・・・(4)
(上式(4)において、dKKは高屈折率層の厚みを表す。)
90nm≧dCHK≧30nm・・・(5)
(上式(5)において、dCHKは中屈折率層の厚みを表す。)
(nHC×nKK)1/2−(nKK−nHC)/8≦nCHK≦(nHC×nKK)1/2+(nKK−nHC)/8・・・(6)
(上式(6)において、nHCは形成された接着層の屈折率を、nKKは高屈折率層の屈折率を、nCHKは中屈折率層の屈折率をそれぞれ表す。)
高屈折率層の屈折率(nKK)は1.6以上が好ましく、1.7以上がより好ましい。
高屈折率層は、屈折率が上記の範囲になれば、含有成分は特に限定されないが、得られる積層体の耐擦傷性及び透明性の観点から、分子中に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマー、アミノシラン及び高屈折率金属酸化物微粒子を含むことが好ましい。
分子中に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマー以下、「高屈折率層用架橋成分」という)としては、前述の低屈折率撥水層用架橋成分と同様のものが挙げられる。
アミノシランとしては、例えば、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン及びN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
高屈折率層中の上記のアミノシランの含有量としては、積層体の良好な耐擦傷性を得るために、高屈折率層100質量部中に1質量部以上が好ましく、積層体の良好な反射防止機能を得るために30質量部以下が好ましい。
高屈折率金属酸化物微粒子としては、屈折率が1.55〜2.0程度のものが好ましく、酸化錫、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)、酸化インジウム、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモン酸亜鉛及び五酸化アンチモンが好ましく、屈折率が高く、透明性が良好な観点から、酸化ジルコニウムがより好ましい。
高屈折率層中の高屈折率金属酸化物微粒子の含有量としては、積層体に良好な耐擦傷性や反射防止性を付与するために、高屈折率層の100質量部中に20質量部以上が好ましく、良好な反射防止性を付与するために80質量部以下が好ましい。
また、高屈折率金属酸化物微粒子については、低屈折率微粒子の表面を処理する場合に使用される加水分解性シラン化合物と同様の化合物で表面処理することが好ましい。
高屈折率金属酸化物微粒子の表面に、加水分解性シラン化合物を反応させる際のこれらの混合比率としては、積層体の表面の耐擦傷性や反射防止性の点で、加水分解性シラン化合物と高屈折率金属酸化物微粒子の合計量中に高屈折率金属酸化物微粒子20〜80質量%が好ましい。
高屈折率層の屈折率を調整する手法としては、例えば、高屈折率層用架橋成分と高屈折率金属酸化物微粒子の配合比率を変化させる方法が挙げられる。即ち、高屈折率金属酸化物微粒子の含有量が多くなれば、高屈折率層の屈折率が上昇し、一方で、高屈折率金属酸化物微粒子の含有量が少なくなれば、高屈折率層の屈折率が減少する。
また、高屈折率金属酸化物微粒子の代わりに、高屈折率有機化合物を添加して高屈折率層の屈折率を所望の値に調節しても良い。
高屈折率有機化合物としては、例えば、分子中に硫黄原子、臭素原子、芳香族骨格又はフルオレン骨格を有する化合物が挙げられる。
フルオレン骨格等を有する化合物としては、例えば、大阪ガスケミカル(株)製のオグソールEA200、EA1000、EA−F5003、EA−F5503及びEA−F5510(いずれも商品名)が挙げられる。
芳香族骨格等を有する化合物としては、例えば、新中村化学工業(株)製のNKエステルA−LEN−10及びNKエステルABE−300(いずれも商品名)が挙げられる。
本発明においては、必要に応じて高屈折率層用に帯電防止成分を添加して帯電防止性を付与することができる。
高屈折率層に帯電防止性を付与する場合、積層体の表層の表面抵抗値は1010Ω/□以下が好ましく、108Ω/□以下がより好ましい。
高屈折率層には、必要に応じて、スリップ性向上剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、HALS等の光安定剤等の各種添加剤を含有することができる。
添加剤の配合量としては、高屈折率層の透明性の点で、高屈折率層の100質量部中に10質量部以下が好ましい。
<中屈折率層>
中屈折率層は、積層体の高屈折率層の表面若しくは高屈折率層と接着層との間、積層体における基材と高屈折率層との間又は接着層等の他の層を有する基材の他の層と高屈折率層との間に形成されている層であり、積層体の使用に際して干渉模様の発生を抑制させるためのものである。
<中屈折率層>
中屈折率層は、積層体の高屈折率層の表面若しくは高屈折率層と接着層との間、積層体における基材と高屈折率層との間又は接着層等の他の層を有する基材の他の層と高屈折率層との間に形成されている層であり、積層体の使用に際して干渉模様の発生を抑制させるためのものである。
中屈折率層の膜厚(dCHK)としては、積層体の表面の干渉模様を抑制する点で、30nm以上が好ましく、40nm以上がより好ましい。また、90nm以下が好ましく、80nm以下がより好ましい。
中屈折率層の屈折率(nCHK)は、前式(6)を満たすことが積層体の表面の干渉模様を抑制する点で好ましい。
中屈折率層の屈折率(nCHK)としては、好ましくは1.5〜1.65である。
積層体における中屈折率層には、金属酸化物微粒子を含有することが好ましい。
金属酸化物微粒子としては、例えば、酸化錫、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)、酸化インジウム、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモン酸亜鉛及び五酸化アンチモンが挙げられる。
また、金属酸化物微粒子については、目的に応じて粒子表面を加水分解性シラン化合物等の表面処理剤で個別に処理したものを使用することができる。個別に処理とは、金属酸化物微粒子を加水分解性シラン化合物等の表面処理剤のみで反応させることを意味し、酸、塩基等の加水分解、縮合反応に寄与する触媒以外の化合物を含んでいない状態で金属酸化物微粒子の表面を処理することを意味する。
金属酸化物微粒子の表面に、加水分解性シラン化合物を反応させる際のこれらの混合比率としては、積層体の表面の耐擦傷性や反射防止性の点で、加水分解性シラン化合物と金属酸化物微粒子の合計量中に金属酸化物微粒子20〜80質量%が好ましい。
<積層体の製造方法>
本発明の積層体は、例えば以下の工程1から工程4により製造される。
(工程1)剥離フィルム表面に紫外線照射をして、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程
以下、各工程についての詳細を説明する。
(工程1)剥離フィルム表面に紫外線照射をして、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
<剥離フィルム>
工程1で使用される剥離フィルムは、後述する基材の表面に積層した後に剥離して除去されるものである。剥離フィルムとしては、従来転写用剥離フィルムとして使用されているもの、例えば、活性エネルギー線透過性フィルムを使用することができる。
<積層体の製造方法>
本発明の積層体は、例えば以下の工程1から工程4により製造される。
(工程1)剥離フィルム表面に紫外線照射をして、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程
以下、各工程についての詳細を説明する。
(工程1)剥離フィルム表面に紫外線照射をして、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
<剥離フィルム>
工程1で使用される剥離フィルムは、後述する基材の表面に積層した後に剥離して除去されるものである。剥離フィルムとしては、従来転写用剥離フィルムとして使用されているもの、例えば、活性エネルギー線透過性フィルムを使用することができる。
剥離フィルムとしては、公知の剥離用フィルム又は剥離層の表面の臨界表面張力が40mN/m以上である活性エネルギー線透過性フィルムが好ましい。表面張力が40mN/m以上である場合に、剥離フィルムの表面に、後述する低屈折率撥水層を形成するための低屈折率撥水層用組成物を塗付する際に、ハジキ欠陥(塗膜の一部に下地が露出する現象)等がない良好な製膜性が得られる傾向にある。
尚、本発明において、臨界表面張力はZismanプロットにより算出することができる。即ち、表面張力が異なる数種の標準液を調整し、これらの標準液をフィルムの表面に滴下して標準液とフィルム表面との接触角(θ)を測定する。得られた接触角(θ)からcosθ値を算出し、cosθ値と表面張力をXY座標とするグラフ上に、このcosθ値と標準液の表面張力の値とをプロットし、得られたプロット(Zismanプロット)を結ぶ直線とcosθ=1で示される直線との交点における表面張力の値を臨界表面張力とする。
剥離フィルムの具体例としては、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム等の合成樹脂フィルム、これらの複合フィルム状物又は複合シート状物及びそれらに剥離層を積層したものが挙げられる。
これらの中で、ポリエステルフィルムが好ましく、中でも、ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「PETフィルム」という。)、ポリエチレンナフタレートフィルム(以下、「PENフィルム」という。)、ポリブチレンテレフタレートフィルム(以下、「PBTフィルム」という。)、ポリブチレンナフタレート(以下、「PBNフィルム」という。)、ポリトリメチレンテレフタレート(以下、「PTTフィルム」という。)等の芳香族ポリエステルフィルムがより好ましく、PETフィルム及びPENフィルムが特に好ましい。これらのフィルムの表面に直接低屈折率撥水層を形成することにより、モノマー(A−1−1)の含有量が少ないものを使用しても、積層体表面の水接触角やトリオレイン接触角を高くすることが可能である。その結果、低屈折率撥水層中に耐擦傷性を向上させる成分を多量に添加でき、積層体の表面の耐擦傷性を良好とすることができる。
剥離フィルムの厚さとしては特に制限はないが、しわ、亀裂等のない低屈折率撥水層転写フィルムの製造の容易性の点で4μm以上が好ましく、12μm以上がより好ましく、30μm以上が更に好ましい。また、剥離フィルムの厚さとしては剥離フィルムにおけるコストや紫外線透過率の点で500μm以下が好ましく、150μm以下がより好ましく、120μm以下が更に好ましい。
低屈折率撥水層の剥離性が低い場合には、剥離フィルムの表面に剥離層を設けても良い。
剥離フィルムの表面に剥離層を形成させる場合の剥離層形成材としては、公知の樹脂やワックス等の剥離層形成材料を適宜選択使用できる。
剥離層の形成方法としては、例えば、メラミン系、尿素系、尿素−メラミン系、ベンゾグアナミン系等の樹脂及び界面活性剤を有機希釈溶媒又は水に溶解させた塗料を、グラビア印刷法、スクリ−ン印刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷法で剥離フィルムの表面に塗付、乾燥又は硬化させて形成する方法が挙げられる。
剥離層の厚さは、通常0.1〜3μm程度である。剥離層の厚さが0.1μm以上の場合に、低屈折率撥水層から剥離し易くなる傾向にある。剥離層の厚さが3μm以下の場合に、低屈折率撥水層が転写前に低屈折率撥水層転写フィルムから脱離しにくい傾向にある。
<紫外線照射処理剥離フィルムの製造方法>
工程1では、剥離フィルムの表面に紫外線照射処理を行い、紫外線照射処理剥離フィルムを得る。
<紫外線照射処理剥離フィルムの製造方法>
工程1では、剥離フィルムの表面に紫外線照射処理を行い、紫外線照射処理剥離フィルムを得る。
紫外線処理の方法としては、例えば、通常の紫外線照射装置を使用して処理する方法が挙げられる。紫外線照射処理をする場合の光源としては、例えば、高圧水銀灯、メタルハライドランプ及び蛍光紫外線ランプが挙げられる。紫外線処理の雰囲気は特に限定されない。紫外線処理の雰囲気は空気下でも良いし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でも良いが、積層体の外観が良好となる観点から、空気下で紫外線照射することが好ましい。
紫外線処理の際の照度は、例えば、ピーク照度100〜1,200mW/cm2及び積算光量100〜1,500mJ/cm2が好ましい。ピーク照度及び積算光量がこの範囲の場合に、積層体のチョーキングが抑制される傾向がある。紫外線処理の際の照度は、ピーク照度200〜1,000mW/cm2及び積算光量300〜1,200mJ/cm2がより好ましい。
紫外線処理の際の温度は、剥離フィルムが変性しない温度であれば特に限定されない。紫外線処理の際の温度は、10℃〜200℃が好ましく、20℃〜160℃がより好ましい。
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
<低屈折率撥水層の形成方法>
紫外線照射処理を行った紫外線照射剥離フィルムの表面に、低屈折率撥水層を形成する方法としては、例えば、紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、低屈折率撥水層用組成物を塗布した後、乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
<低屈折率撥水層の形成方法>
紫外線照射処理を行った紫外線照射剥離フィルムの表面に、低屈折率撥水層を形成する方法としては、例えば、紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、低屈折率撥水層用組成物を塗布した後、乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
低屈折率撥水層用組成物とは、低屈折率撥水層を形成するための組成物であり、フッ素含有化合物(A)、無機微粒子(B)及び必要に応じて架橋成分等を含む組成物である。
低屈折率撥水層用組成物は、固形分濃度を調整するために、低屈折率層用組成物中に希釈溶媒を添加することができる。
希釈溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソプロパノール、エタノール、1−メトキシ−2−プロパノール及び2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールが挙げられる。
低屈折率撥水層用組成物の固形分濃度としては0.1〜20質量%が好ましい。低屈折率撥水層用組成物の固形分濃度を0.1〜20質量%とすることにより、低屈折率撥水層用組成物の貯蔵安定性を良好とすることができ、所望の膜厚にコントロールし易くなる傾向にある。
低屈折率撥水層用組成物が活性エネルギー線硬化性低屈折率撥水層用組成物である場合、低屈折率撥水層用組成物中には光開始剤を配合することができる。
光開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベンジル、ベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のカルボニル化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物;及び2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシフォスフィンオキサイド等のリン化合物が挙げられる。
光開始剤の添加量としては、低屈折率撥水層用組成物の紫外線照射による硬化性の点で、低屈折率撥水層用組成物の全固形分100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1質量部以上が更に好ましい。また、光開始剤の添加量としては、低屈折率撥水層の色調を良好とする点で、10質量部以下が好ましく、7質量部以下がより好ましい。
低屈折率撥水層用組成物が熱硬化性低屈折率撥水層用組成物である場合、低屈折率撥水層用組成物中には熱硬化剤を配合することができる。
熱硬化剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤;及びラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート等の有機過酸化物系重合開始剤が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
熱硬化剤の添加量としては、低屈折率撥水層用組成物の加熱による硬化性の点で、低屈折率撥水層用組成物の全固形分100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1質量部以上が更に好ましい。また、熱硬化剤の添加量としては、低屈折率撥水層の色調を良好とする点で、10質量部以下が好ましく、7質量部以下がより好ましい。
低屈折率撥水層用組成物を紫外線照射剥離フィルムの表面に塗付する方法としては、例えば、流延法、グラビアコート法、リバースグラビアコート法、バキュームスロットダイコート法、ローラーコート法、バーコート法、噴霧コート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、フローコート法、カーテンコート法、フィルムカバー法及びディッピング法が挙げられる。
低屈折率撥水層組成物の塗布膜厚としては、後述の低屈折率撥水層乾燥・硬化工程の後の低屈折率撥水層が10nm〜300nmとなるように塗布されればよい。更に、低屈折率撥水層乾燥・硬化工程の後の低屈折率撥水層の膜厚としては、60nm〜110nmとなるように塗布されることがより好ましい。
低屈折率撥水層組成物中に希釈溶媒を含む場合、希釈溶媒を乾燥させる温度としては、残存希釈溶媒を少なくする観点から、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましい。また、含まれるフッ素含有化合物(A)の劣化の観点から希釈溶媒を乾燥させる温度としては140℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。希釈溶媒を乾燥させる時間としては、30秒以上が好ましく、1分以上がより好ましく、1分30秒以上が更に好ましい。また、希釈溶媒を乾燥させる時間としては、低屈折率撥水層転写フィルムの生産性の観点から、5分以下が好ましく、3分以下がより好ましい。
低屈折率撥水層用組成物の塗膜を硬化させる方法としては、例えば、低屈折率撥水層用組成物が熱硬化性組成物の場合には加熱硬化法が挙げられ、低屈折率撥水層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合には活性エネルギー線硬化法が挙げられる。
低屈折率撥水層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物である場合、低屈折率撥水層用組成物を硬化するために使用される活性エネルギー線としては、例えば、電子線、放射線及び紫外線が挙げられる。
活性エネルギー線として紫外線を照射する場合の光源としては、例えば、高圧水銀灯、メタルハライドランプ及び蛍光紫外線ランプが挙げられる。窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で紫外線照射することが、表面硬化性が向上し、工程通過性が向上することから好ましい。酸素濃度としては1,000ppm以下が好ましく、500ppm以下がより好ましく、300ppm以下が更に好ましい。
また、低屈折率撥水層用組成物を硬化するための活性エネルギー線硬化条件としては、例えば、ピーク照度100〜1,200mW/cm2及び積算光量100〜1,200mJ/cm2の硬化条件が挙げられる。この範囲であれば、反射防止性能と耐擦傷性のバランスが良好となる傾向にある。
本工程において、低屈折率撥水層は低屈折率撥水層用組成物を完全硬化させたものだけでなく、必要に応じて低屈折率撥水層用組成物の一部が反応して硬化した部分硬化物であってもよい。
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
<低屈折撥水層転写フィルム積層体の製造方法>
低屈折撥水層転写フィルム積層体は、低屈折率撥水層転写フィルムを基材表面に積層した積層体である。低屈折率撥水層転写フィルム積層体の製造方法としては、例えば、低屈折率撥水層転写フィルムと基材を、接着層形成材料の塗膜を介してラミネートした後、接着層形成材料を硬化させて接着層を形成し、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を製造する方法が挙げられる。
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
<低屈折撥水層転写フィルム積層体の製造方法>
低屈折撥水層転写フィルム積層体は、低屈折率撥水層転写フィルムを基材表面に積層した積層体である。低屈折率撥水層転写フィルム積層体の製造方法としては、例えば、低屈折率撥水層転写フィルムと基材を、接着層形成材料の塗膜を介してラミネートした後、接着層形成材料を硬化させて接着層を形成し、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を製造する方法が挙げられる。
接着層形成材料としては、例えば、熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂塗膜及び活性エネルギー線硬化性組成物を含有する硬化性組成物が挙げられる。
接着層形成材料が熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物の場合には、熱可塑性樹脂を希釈溶媒に溶解させた熱可塑性樹脂溶液を使用することができる。
熱可塑性樹脂を溶解する希釈溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソプロパノール、エタノール、1−メトキシ−2−プロパノール及びトルエンが挙げられる。
熱可塑性樹脂組成物を形成するための熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、塩素化オレフィン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、マレイン酸系樹脂、塩化ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、ポリアミド系樹脂、クマロンインデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系共重合体、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、ブチラール樹脂、ロジン系樹脂及びエポキシ系樹脂が挙げられる。
接着層形成材料が活性エネルギー線硬化性組成物を含有する硬化性組成物の場合には、例えば、低屈折率撥水層用架橋成分と同様の架橋成分を使用することができる。
上記の硬化性組成物用の活性エネルギー線硬化性化合物は単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記の硬化性塗膜用の活性エネルギー線硬化性化合物に添加される光重合開始剤としては、例えば、低屈折率撥水層用組成物中に配合する場合に使用される光開始剤と同様のものが挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
熱可塑性樹脂塗膜又は活性エネルギー線硬化性組成物を含有する硬化性塗膜の形成方法としては、例えば、低屈折率撥水層転写フィルムにおける低屈折率撥水層の表面又は基材の表面に上記の熱可塑性樹脂溶液若しくは活性エネルギー線硬化性組成物を塗付した後に希釈溶媒を除去することにより、熱可塑性樹脂塗膜又は活性エネルギー線硬化性組成物を含有する硬化性塗膜を形成する方法が挙げられる。
接着層形成材料の塗膜の形成方法としては、例えば、流延法、グラビアコート法、リバースグラビアコート法、バキュームスロットダイコート法、ローラーコート法、バーコート法、噴霧コート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、フローコート法、カーテンコート法、フィルムカバー法及びディッピング法が挙げられる。また、後述するラミネートの際に、接着層形成材料の塗膜が所定の厚みになるようにラミネートすることにより、塗膜を形成してもよい。
接着層形成材料の塗膜を介して、基材と転写フィルムの低屈折率撥水層の表面とを貼り合わせてラミネートする方法としては、例えば、ゴムロールで圧着する方法が挙げられる。
圧着に際しては、例えば、5〜15MPaの条件で圧着することができる。圧着に際しては、積層する基材の表面を40〜125℃に加温しておくことが好ましい。加温条件をこの条件とすることにより、転写フィルムと基材との密着性を良好とすることができる傾向にあり、基材の過度の溶解による硬度低下を抑制し、接着層の黄変も抑制できる傾向にある。
基材の温度の測定方法としては、例えば、非接触型表面温度計による方法が挙げられる。
本発明においては、必要に応じて、上記の加温処理の際に低屈折率撥水層の硬化を促進させて充分に硬化した低屈折率撥水層を得ることができる。
圧着する際には、基材と転写フィルムとを積層する際のエアーの巻き込みを防ぐために、過剰量の接着層形成材料を使用して接着層を形成するための塗膜を得ることが好ましい。
接着層形成材料を硬化させて接着層を形成させる方法としては、接着層形成材料として、例えば、熱可塑性樹脂を希釈溶媒に溶解させた熱可塑性樹脂溶液を使用した場合には、公知の方法により希釈溶媒を揮発させて接着層を得る方法が挙げられる。また、接着層形成材料として、例えば、希釈溶媒で希釈した活性エネルギー線硬化性組成物を使用した場合には、公知の方法により希釈溶媒を揮発させた後に、低屈折率撥水層用組成物を硬化させる際の活性エネルギー線硬化条件と同様の条件で硬化させる方法が挙げられる。活性エネルギー線の照射は転写フィルムを介して実施してもよいし、基材側から実施してもよい。
また、活性エネルギー線硬化性組成物を使用して接着層を形成する場合には、必要に応じて、低屈折率撥水層用組成物の部分硬化物を、接着層を形成するための塗膜の硬化と併せて硬化させることができる。
接着層の屈折率としては前式(6)を満たすことが積層体の干渉模様を抑制する観点から好ましい。
接着層の屈折率(nHC)としては、好ましくは1.45〜1.56である。
また、基材と接着層との屈折率差が大きく、かつ屈折界面が明確に存在すると、基材と接着層との界面で光の反射が発生し、これが新たな干渉模様を引き起こす傾向にある。従って、基材と接着層の屈折界面を消失させるために、接着層を基材へ十分浸透させるか、基材と接着層との屈折率差を0.03以下にすることが好ましい。
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から、剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程
積層体形成工程は、低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥がして積層体を得る工程である。
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から、剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程
積層体形成工程は、低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥がして積層体を得る工程である。
低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥離する方法としては、例えば、室温にて剥離フィルムを転写フィルム積層体から公知の方法により剥離する方法が挙げられる。
本発明においては、工程2と工程3の間に、下記工程2−1を設けてもよい。
(工程2−1)低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層を形成して、高屈折率層が積層された低屈折率撥水転写フィルムを得る工程
<高屈折率層の積層方法>
高屈折率層が積層された低屈折率撥水転写フィルムを製造する方法としては、例えば、高屈折率層を形成するための高屈折率層用組成物を低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側の表面に塗付して高屈折率層用組成物の塗膜を形成した後、高屈折率層組成物を乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
(工程2−1)低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層を形成して、高屈折率層が積層された低屈折率撥水転写フィルムを得る工程
<高屈折率層の積層方法>
高屈折率層が積層された低屈折率撥水転写フィルムを製造する方法としては、例えば、高屈折率層を形成するための高屈折率層用組成物を低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側の表面に塗付して高屈折率層用組成物の塗膜を形成した後、高屈折率層組成物を乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
高屈折率層用組成物は、前述の高屈折率層を形成するための組成物である。高屈折層用組成物は、固形分濃度を調整するために、高屈折率層用組成物中に希釈溶媒を添加することができる。希釈溶媒は単独でも良いし、複数組み合わせても良い。
希釈溶媒としては、25℃における誘電率が10.0以下であることが高屈折率層用組成物の貯蔵安定性が良好である点で好ましい。誘電率を10.0以下とすることで、室温で長時間放置(例えば24時間以上)した高屈折率層用組成物を用いても、耐擦傷性に優れた積層体を得ることが可能となる傾向にある。
希釈溶媒の誘電率を10.0以下とするためには、単独の希釈溶媒で誘電率10.0F/m以下としても良いし、複数の希釈溶媒を混合して誘電率10.0F/m以下としても良い。
単独で誘電率が10.0F/m以下の希釈溶媒としては、例えば、トルエン(2.38F/m)、キシレン(2.41F/m)、酢酸ブチル(5.02F/m)及びクロロフォルム(4.9F/m)が挙げられる。
また、誘電率が10.0F/m以下の希釈溶媒と10.0F/m以上の希釈溶媒を組み合わせて混合希釈溶媒としたときの例として、トルエンとi−プロパノールの合計量中にトルエンを45質量%以上添加したものが挙げられる。
高屈折率層用組成物の固形分濃度としては5〜50質量%が好ましい。高屈折率層用組成物の固形分濃度をこの範囲とすることにより、高屈折率層用組成物の貯蔵安定性を良好とすることができ、所望の膜厚にコントロールし易くなる傾向にある。
高屈折率層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合、光開始剤を配合することができる。光開始剤としては、例えば、前述の低屈折率撥水層用組成物中に配合することができる光開始剤と同様のものが挙げられる。
高屈折率層用組成物が熱硬化性組成物の場合、熱硬化剤を配合することができる。熱硬化剤としては、例えば、前述の低屈折率撥水層用組成物中に配合することができる熱硬化剤と同様のものが挙げられる。
高屈折率層用組成物を低屈折率撥水層の表面に塗付する方法としては、例えば、低屈折率撥水層用組成物を紫外線照射剥離フィルムの表面に塗付する方法と同様の方法が挙げられる。
低屈折率撥水層の表面に高屈折率層用組成物の塗膜を形成する際に、低屈折率撥水層の表面を紫外線照射、電子線照射、加熱処理、酸化材塗布、コロナ処理、プラズマ処理等の親水化処理を行ってから高屈折率層用組成物を塗布した後に高屈折率層を形成することが好ましい。この場合に、低屈折率撥水層と高屈折率層との界面強度を向上させ、積層体の耐擦傷性が良好となる傾向にある。親水化処理としては、積層体の耐擦傷性が良好となる観点から、コロナ処理及びプラズマ処理がより好ましい。
コロナ処理の方法としては、例えば、通常のコロナ処理装置を使用して処理する方法が挙げられる。コロナ処理の一例を以下に示す。
電気絶縁されたベルトとベルト上方に近接させて配置した電極からなるコロナ処理装置を用いて、該電極に高エネルギーを作用させてコロナ放電させ、ベルト上に低屈折率撥水層面を上面として配置した低屈折率撥水層が形成された剥離フィルムを電極下に通すことにより低屈折率撥水層面にコロナ処理を施す。
この時の低屈折率撥水層転写フィルムに対する照射エネルギーは10〜200W・分/mが好ましい。照射エネルギーを10W・分/m以上とすることにより低屈折率撥水層と高屈折率層の接着性を良好とすることができる傾向にある。また、照射エネルギーを200W・分/m以下とすることにより低屈折率撥水層の外観を良好とすることができる傾向にある。また、低屈折率撥水層転写フィルムと電極とのクリアランスはコロナ放電を安定に発生させるために5mm以下が好ましい。
プラズマ処理には通常のプラズマ処理装置を使用して処理することができるが、大気圧プラズマ処理装置が操作上簡便であり、好ましい。
プラズマ処理法としては、例えば、リモート法及びダイレクト法が挙げられるが、均一な処理が得られる点でダイレクト法が好ましい。
大気圧プラズマ処理装置の一例としては、処理用のチャンバー内に上部電極と下部電極からなる一対の対向電極を備え、少なくとも一方の電極の対向面が誘電体で被覆されたものが挙げられる。
上記の装置において、プラズマが発生する部位は、対向電極のいずれか一方のみに誘電体が被覆された場合には誘電体と電極の間であり、対向電極のいずれにも誘電体が被覆された場合には誘電体間である。このようなプラズマ処理装置の対向電極間に低屈折率撥水層が形成されたフィルムを配置し、電源部に高周波電力を印加して対向電極間にプラズマを発生させ、低屈折率撥水層の表面をプラズマ処理する。
対向電極の対向面間の距離(最短距離)は、処理される低屈折率撥水層転写フィルムの厚さ、被覆された誘電体の厚さ、印加される電圧の大きさ等の条件を考慮して決定されるが、対向電極の一方のみに誘電体が被覆された場合又は対向電極の両方に誘電体が被覆された場合のいずれにおいても、50mm以下が好ましい。最短距離が50mm以下であると、均一な放電プラズマを発生させることができる傾向にある。
対向電極間に印加する高周波電力の周波数としては、1kHz以上が好ましい。また、対向電極間に印加する高周波電力の周波数としては10MHz以下が好ましく、500kHz以下がより好ましい。
電力面密度としては、2.0〜30.0W/cm2が好ましい。周波数としては、1〜500kHzで低屈折率撥水層転写フィルムの処理時の変形や劣化が抑制される傾向にある。
また、電力面密度が30.0W/cm2以下で、プラズマ照射熱による低屈折率撥水層転写フィルムの変形を抑制することができる傾向にある。
尚、本発明において電力面密度とは、一対の対向電極間に投入する電力をプラズマと接している一方の電極の表面積で割った値をいう。
高屈折率層用組成物中に希釈溶媒が含有されている場合には、希釈溶媒を揮発させて高屈折率層用組成物の塗膜を形成することができる。
次いで、得られた高屈折率層用組成物の塗膜を硬化させて高屈折率層を得る。
高屈折率層用組成物の塗膜を硬化させる方法としては、例えば、高屈折率層用組成物が熱硬化性組成物の場合には加熱硬化法が挙げられ、高屈折率層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合には活性エネルギー線硬化法が挙げられる。
高屈折率層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合の活性エネルギー線硬化の方法及び硬化条件としては、例えば、低屈折率撥水層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物である場合の硬化方法と同様の方法が挙げられる。
本発明においては、高屈折率層用組成物の塗膜を硬化させる際には、必要に応じて、低屈折率撥水層用組成物の部分硬化物を併せて硬化させることができる。
本発明においては、低屈折率撥水層の表面に高屈折率層を形成したとき、高屈折率層は高屈折率層用組成物を完全硬化させたものだけでなく、必要に応じて高屈折率層用組成物の一部が反応して硬化した部分硬化物であってもよい。
本発明においては、工程2−1と工程3の間に、下記工程2−2を設けてもよい。
(工程2−2)高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層を形成して、中屈折率層及び高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
<中屈折率層の積層方法>
高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムに中屈折率層を積層する方法としては、例えば、中屈折率層を形成するための中屈折率層用組成物を低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に塗付して中屈折率層用組成物の塗膜を形成した後、乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
(工程2−2)高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層を形成して、中屈折率層及び高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
<中屈折率層の積層方法>
高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムに中屈折率層を積層する方法としては、例えば、中屈折率層を形成するための中屈折率層用組成物を低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に塗付して中屈折率層用組成物の塗膜を形成した後、乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
中屈折率層用組成物は、中屈折率層を得るための組成物である。
中屈折率層用組成物の固形分濃度を調整するために、中屈折率層用組成物中に希釈溶媒を添加することができる。
希釈溶媒としては、中屈折率層用組成物に中屈折率層用金属酸化物微粒子を用いた場合、例えば、トルエン(揮発速度:240)、酢酸ブチル(揮発速度:100)、メチルイソブチルケトン(揮発速度:165)、1−メトキシ−2−プロパノール(揮発速度:66)及びイソプロパノール(揮発速度:150)が挙げられるが、揮発速度100以下の希釈溶媒の含有量としては、反射防止性能の観点から、希釈溶媒全体中に20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。また、揮発速度100以下の希釈溶媒の含有量としては、短時間で乾燥するために、即ち生産効率を上げる点で、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
中屈折率層用組成物の固形分濃度としては0.4〜2質量%が好ましい。中屈折率層用組成物の固形分濃度を0.4〜2質量%とすることにより、中屈折率層用組成物の貯蔵安定性を良好とすることができ、所望の膜厚にコントロールし易くなる傾向にある。
中屈折率層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合、光開始剤を配合することができる。光開始剤としては、例えば、前述の低屈折率撥水層用組成物中に配合することができる光開始剤と同様のものが挙げられる。
中屈折率層用組成物が熱硬化性組成物の場合、熱硬化剤を配合することができる。熱硬化剤としては、例えば、前述の低屈折率撥水層用組成物中に配合することができる熱硬化剤と同様のものが挙げられる。
中屈折率層用組成物を高屈折率層の表面に塗付する方法としては、例えば、低屈折率撥水層層用組成物を紫外線照射剥離フィルムの表面に塗付する方法と同様の方法が挙げられる。
本発明においては、高屈折率層の表面に中屈折率層用組成物の塗膜を形成する際に、高屈折率層と中屈折率層との界面強度を向上させ、積層体の耐擦傷性を良好とするために、高屈折率層の表面をコロナ処理、プラズマ処理等の放電処理を実施することができる。
上記の放電処理の方法及び条件としては、例えば、高屈折率層形成時の放電処理方法及び条件と同様の方法及び条件が挙げられる。
中屈折率層用組成物中に希釈溶媒が含有されている場合には希釈溶媒を揮発させて中屈折率層用組成物の塗膜を形成することができる。希釈溶媒を乾燥させる温度としては、反射防止性の観点から、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましい。また、希釈溶媒を乾燥させる温度としては140℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。希釈溶媒を乾燥させる時間としては、反射防止性の観点から、30秒以上が好ましく、1分以上がより好ましく、1分30秒以上が更に好ましい。また、希釈溶媒を乾燥させる時間としては、低屈折率撥水層転写フィルムの生産性の観点から、5分以下が好ましく、3分以下がより好ましい。
中屈折率層用組成物の塗膜を硬化させる方法としては、例えば、中屈折率層用組成物が熱硬化性組成物の場合には加熱硬化法が挙げられ、中屈折率層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合には活性エネルギー線硬化法が挙げられる。
中屈折率層用組成物が活性エネルギー線硬化性組成物の場合の活性エネルギー線硬化の方法及び硬化条件としては、例えば、高屈折率層用組成物の活性エネルギー線による硬化の方法及び硬化条件と同様の方法及び条件が挙げられる。
本発明においては、中屈折率層用組成物の塗膜を硬化させる際には、必要に応じて、低屈折率撥水層用組成物の部分硬化物及び高屈折率層用組成物の部分硬化物から選ばれる少なくとも1種を併せて硬化させることができる。
本発明においては、低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に中屈折率層を形成した後に、接着膜が形成されるが、中屈折率層の表面に接着層が形成される前の中屈折率層は中屈折率層用組成物を完全硬化させたものだけでなく、必要に応じて中屈折率層用組成物の一部が反応して硬化した部分硬化物であってもよい。
本発明においては、低屈折率撥水層転写フィルム中の高屈折率層の厚み(dKK)、中屈折率層の厚み(dCHK)及び接着層の屈折率(nHC)は前式(4)〜(6)を満たすことが好ましい。この条件を満たしていることにより、干渉模様が抑制され、表面が耐擦傷性に優れた積層体とすることができる傾向にある。
以下、実施例により本発明を説明する。尚、実施例及び比較例で使用した化合物の略称は以下の通りである。
「スルーリアS」:中空シリカゾルのイソプロピルアルコール(IPA)分散体(固形分濃度20質量%)(日揮触媒化成(株)製、商品名)
「KBM503」:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン(株)製、商品名)
「トルエン」:(和光純薬工業(株)製)
「DAC」:パーフルオロポリエーテル基及び活性エネルギー線反応性基を有するフッ素基含有ポリエーテル化合物の溶液(ダイキン工業(株)製、固形分濃度20質量%、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール溶液、商品名;オプツールDAC)
「M400」:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亞合成(株)製、商品名;アロニックスM400)
「IRGACURE184」:1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(チバ・ジャパン(株)製、商品名)
「PGM」:1−メトキシ−2−プロパノール(和光純薬工業(株)製、商品名)
「ZRT15WT%−E28」:ジルコニアのトルエン分散体(CIKナノテック(株)製、固形分濃度15質量%、KBM503とジルコニア微粒子の合計量中のジルコニア微粒子の割合77質量%、商品名)
「ZRT15WT%−E30」:ジルコニアのトルエン分散体(CIKナノテック(株)製、固形分濃度15質量%、KBM503とジルコニア微粒子の合計量中のジルコニア微粒子の割合67質量%、商品名)
「KBM602」:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越シリコーン(株)製、商品名)
「DAROCUR TPO」:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(チバ・ジャパン(株)製、商品名)
「IPA」:i−プロパノール(和光純薬工業(株)製)
「C6DA」:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名;V#230)
「M305」:ペンタエリスリトールトリアクリレート(東亞合成(株)製、商品名;アロニックスM305)
「U6−HA」:ウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名;NKオリゴU6−HA)
「アクリライトEX001」:メタクリル樹脂板(三菱レイヨン(株)製、商品名、厚み2mm)
以下に積層体の評価方法を示す。
(1)屈折率
低屈折率撥水層、高屈折率層、中屈折率層及び接着層の594nmにおける屈折率をプリズムカプラー(メトリコン社製、モデル2010)を用いて測定した。
(2)厚み
ミクロトームで積層体の断面を切り出して、厚み100nmの超薄切片を作成し、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製JEM−1010(商品名))で観察して、低屈折率撥水層、高屈折率層、中屈折率層及び接着層の厚みを測定した。
(3)海島構造の各島の面積の平均値
<積層体の表面の形状像>
測定サンプルを走査型プローブ顕微鏡((株)日立ハイテクサイエンス製、商品名:SPI4000/SPA400)の測定用試料台にカーボンテープで固定し、以下の条件で積層体の低屈折率撥水層側の表面を走査して形状像を得た。尚、走査は測定サンプルの任意の5か所について実施し、5つの形状像を得た。
(測定条件)
走査範囲:20μm×20μm
走査モード:DFMモード(サイクリックコンタクトモード)
走査速度:1Hz
カンチレバー:SI−DF20(共振周波数:120kHz)
温度:室温(23℃)
<形状像の二値化>
5つの形状像のそれぞれについて下記の操作を行い、5つの海島構造の画像を得た。
「スルーリアS」:中空シリカゾルのイソプロピルアルコール(IPA)分散体(固形分濃度20質量%)(日揮触媒化成(株)製、商品名)
「KBM503」:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン(株)製、商品名)
「トルエン」:(和光純薬工業(株)製)
「DAC」:パーフルオロポリエーテル基及び活性エネルギー線反応性基を有するフッ素基含有ポリエーテル化合物の溶液(ダイキン工業(株)製、固形分濃度20質量%、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール溶液、商品名;オプツールDAC)
「M400」:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亞合成(株)製、商品名;アロニックスM400)
「IRGACURE184」:1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(チバ・ジャパン(株)製、商品名)
「PGM」:1−メトキシ−2−プロパノール(和光純薬工業(株)製、商品名)
「ZRT15WT%−E28」:ジルコニアのトルエン分散体(CIKナノテック(株)製、固形分濃度15質量%、KBM503とジルコニア微粒子の合計量中のジルコニア微粒子の割合77質量%、商品名)
「ZRT15WT%−E30」:ジルコニアのトルエン分散体(CIKナノテック(株)製、固形分濃度15質量%、KBM503とジルコニア微粒子の合計量中のジルコニア微粒子の割合67質量%、商品名)
「KBM602」:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越シリコーン(株)製、商品名)
「DAROCUR TPO」:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(チバ・ジャパン(株)製、商品名)
「IPA」:i−プロパノール(和光純薬工業(株)製)
「C6DA」:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名;V#230)
「M305」:ペンタエリスリトールトリアクリレート(東亞合成(株)製、商品名;アロニックスM305)
「U6−HA」:ウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名;NKオリゴU6−HA)
「アクリライトEX001」:メタクリル樹脂板(三菱レイヨン(株)製、商品名、厚み2mm)
以下に積層体の評価方法を示す。
(1)屈折率
低屈折率撥水層、高屈折率層、中屈折率層及び接着層の594nmにおける屈折率をプリズムカプラー(メトリコン社製、モデル2010)を用いて測定した。
(2)厚み
ミクロトームで積層体の断面を切り出して、厚み100nmの超薄切片を作成し、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製JEM−1010(商品名))で観察して、低屈折率撥水層、高屈折率層、中屈折率層及び接着層の厚みを測定した。
(3)海島構造の各島の面積の平均値
<積層体の表面の形状像>
測定サンプルを走査型プローブ顕微鏡((株)日立ハイテクサイエンス製、商品名:SPI4000/SPA400)の測定用試料台にカーボンテープで固定し、以下の条件で積層体の低屈折率撥水層側の表面を走査して形状像を得た。尚、走査は測定サンプルの任意の5か所について実施し、5つの形状像を得た。
(測定条件)
走査範囲:20μm×20μm
走査モード:DFMモード(サイクリックコンタクトモード)
走査速度:1Hz
カンチレバー:SI−DF20(共振周波数:120kHz)
温度:室温(23℃)
<形状像の二値化>
5つの形状像のそれぞれについて下記の操作を行い、5つの海島構造の画像を得た。
走査型プローブ顕微鏡((株)日立ハイテクサイエンス製、商品名:SPI4000/SPA400)に付随の解析ソフトを用いて、形状像のベアリングカーブから決定される変極点の高さを閾値として二値化し、該変極点の高さ以上の領域Xが島であり、該変極点の高さ未満の領域Yが海である、海島構造の画像を得た。
<海島構造の島の面積>
走査型プローブ顕微鏡((株)日立ハイテクサイエンス製、商品名:SPI4000/SPA400)に付随の解析ソフトを用いて、得られた5つの海島構造の画像から、すべての島の面積と個数を計測して、海島構造の島の面積の平均値(Sx)(nm2/個)を求めた。
(4)チョーキング
暗室にて、積層体のエッジから光を照射し、積層体の表面外観を観察し、以下の基準でチョーキングの有無を評価した。チョーキングはエッジから光を照射した際、白黒の濃淡として観察される。
◎:チョーキングが認められない
○:チョーキングが極僅か認められる
△:チョーキングが薄く認められる
×:チョーキングが著しく認められる
(5)透明性
ヘーズメーター(日本電色工業(株)製、商品名:HAZE METER NDH2000)を用いてJIS K7361−1に示される測定法に準拠して、積層体の全光線透過率を測定し、JIS K7136に示される測定法に準拠して、積層体のヘーズ値を測定し、透明性を評価した。
(6)耐擦傷性
#0000のスチールウールを装着した直径25.4mmの円形パッドを積層体の低屈折率撥水層の表面に置き、2.0kgの荷重下で20mmの距離を20回往復擦傷し、試験後のサンプル表面の傷の本数を数えると共に、擦傷前のヘーズ値と擦傷後のヘーズ値との差(△ヘーズ)を下式より求め、耐擦傷性を評価した。
[△ヘーズ(%)]=[擦傷後のヘーズ値(%)]−[擦傷前のヘーズ値(%)]
(7)反射防止性
積層体の低屈折率撥水層が積層されていない面をサンドペーパーで粗面化した後に、艶消し黒色スプレーで粗面化した面を黒色に塗装して、評価用サンプルを得た。分光光度計((株)日立製作所製、商品名:U−4000)を用いて、JIS R3106に示される測定法に準拠して、評価用サンプルの低屈折率撥水層の表面の入射角5°での反射率を波長380〜780nmの範囲で測定し、最も低い反射率を積層体の反射率とした。
<海島構造の島の面積>
走査型プローブ顕微鏡((株)日立ハイテクサイエンス製、商品名:SPI4000/SPA400)に付随の解析ソフトを用いて、得られた5つの海島構造の画像から、すべての島の面積と個数を計測して、海島構造の島の面積の平均値(Sx)(nm2/個)を求めた。
(4)チョーキング
暗室にて、積層体のエッジから光を照射し、積層体の表面外観を観察し、以下の基準でチョーキングの有無を評価した。チョーキングはエッジから光を照射した際、白黒の濃淡として観察される。
◎:チョーキングが認められない
○:チョーキングが極僅か認められる
△:チョーキングが薄く認められる
×:チョーキングが著しく認められる
(5)透明性
ヘーズメーター(日本電色工業(株)製、商品名:HAZE METER NDH2000)を用いてJIS K7361−1に示される測定法に準拠して、積層体の全光線透過率を測定し、JIS K7136に示される測定法に準拠して、積層体のヘーズ値を測定し、透明性を評価した。
(6)耐擦傷性
#0000のスチールウールを装着した直径25.4mmの円形パッドを積層体の低屈折率撥水層の表面に置き、2.0kgの荷重下で20mmの距離を20回往復擦傷し、試験後のサンプル表面の傷の本数を数えると共に、擦傷前のヘーズ値と擦傷後のヘーズ値との差(△ヘーズ)を下式より求め、耐擦傷性を評価した。
[△ヘーズ(%)]=[擦傷後のヘーズ値(%)]−[擦傷前のヘーズ値(%)]
(7)反射防止性
積層体の低屈折率撥水層が積層されていない面をサンドペーパーで粗面化した後に、艶消し黒色スプレーで粗面化した面を黒色に塗装して、評価用サンプルを得た。分光光度計((株)日立製作所製、商品名:U−4000)を用いて、JIS R3106に示される測定法に準拠して、評価用サンプルの低屈折率撥水層の表面の入射角5°での反射率を波長380〜780nmの範囲で測定し、最も低い反射率を積層体の反射率とした。
また、積層体の低屈折率撥水層の表面に指紋を付着させ、指紋付着部分の反射色の変化の有無を目視により以下の基準で評価した。
◎:反射色の変化は認められなかった
○:反射色の変化がわずかに認められる
×:反射色の変化が認められた
(8)干渉模様
積層体の表面を3波長蛍光管((株)東芝製、商品名:メロウ5 40W)の下で干渉模様の有無を目視により下記基準で評価した。
◎:積層体の角度を変えても干渉模様は見えない
○:積層体の角度を変えると干渉模様が薄く見える
△:積層体の角度を変えると干渉模様が顕著に見える
×:積層体の角度を変えなくとも干渉模様が顕著に見える
(9)防汚性
積層体の低屈折率撥水層の表面の防汚性を水接触角、トリオレイン接触角及び油性インキ拭き取り性により評価した。
(a)水接触角
23℃及び相対湿度50%の環境下において、低屈折率撥水層の表面にイオン交換水0.2μLの1滴を滴下し、携帯型接触角計(Fibro syetem ab社製、商品名:PG−X)を用いて低屈折率撥水層の水接触角を測定した。
(b)トリオレイン接触角
イオン交換水の代わりにトリオレインを使用したこと以外は水接触角の測定の場合と同様にして、低屈折率撥水層のトリオレイン接触角を求めた。
(c)油性インキ拭き取り性
積層体の低屈折率撥水層の表面に、油性インキである「マイネーム」(黒色)((株)サクラクレパス製、商品名)で線を書き、書いた線を3分後に「キムタオル」(日本製紙クレシア(株)製、商品名)で拭き取り、その際の油性インキの拭き取れ具合を目視により以下の基準で評価した。
◎:5回の拭き取りで完全に拭き取れる
○:5回の拭き取りでわずかに線の跡が残る
×:5回の拭き取りで一部又は全部の油性インキが付着したままである
(10)密着性
JIS K5600−5−6に準拠して、25マス碁盤目の剥離評価を4箇所で実施し、合計100マスの中で剥離せずに残ったマスの数で積層体の低屈折率撥水層の密着性を評価した。
(11)耐汗性
JIS L0848の汗に対する染色堅ろう度試験のA法に準じて人工汗液を調整した。
◎:反射色の変化は認められなかった
○:反射色の変化がわずかに認められる
×:反射色の変化が認められた
(8)干渉模様
積層体の表面を3波長蛍光管((株)東芝製、商品名:メロウ5 40W)の下で干渉模様の有無を目視により下記基準で評価した。
◎:積層体の角度を変えても干渉模様は見えない
○:積層体の角度を変えると干渉模様が薄く見える
△:積層体の角度を変えると干渉模様が顕著に見える
×:積層体の角度を変えなくとも干渉模様が顕著に見える
(9)防汚性
積層体の低屈折率撥水層の表面の防汚性を水接触角、トリオレイン接触角及び油性インキ拭き取り性により評価した。
(a)水接触角
23℃及び相対湿度50%の環境下において、低屈折率撥水層の表面にイオン交換水0.2μLの1滴を滴下し、携帯型接触角計(Fibro syetem ab社製、商品名:PG−X)を用いて低屈折率撥水層の水接触角を測定した。
(b)トリオレイン接触角
イオン交換水の代わりにトリオレインを使用したこと以外は水接触角の測定の場合と同様にして、低屈折率撥水層のトリオレイン接触角を求めた。
(c)油性インキ拭き取り性
積層体の低屈折率撥水層の表面に、油性インキである「マイネーム」(黒色)((株)サクラクレパス製、商品名)で線を書き、書いた線を3分後に「キムタオル」(日本製紙クレシア(株)製、商品名)で拭き取り、その際の油性インキの拭き取れ具合を目視により以下の基準で評価した。
◎:5回の拭き取りで完全に拭き取れる
○:5回の拭き取りでわずかに線の跡が残る
×:5回の拭き取りで一部又は全部の油性インキが付着したままである
(10)密着性
JIS K5600−5−6に準拠して、25マス碁盤目の剥離評価を4箇所で実施し、合計100マスの中で剥離せずに残ったマスの数で積層体の低屈折率撥水層の密着性を評価した。
(11)耐汗性
JIS L0848の汗に対する染色堅ろう度試験のA法に準じて人工汗液を調整した。
積層体を50×50mmの大きさにカットして評価用サンプルとした。次いで、脱脂綿を30×30mmの大きさにカットし、評価用サンプルの上に乗せた。注射器を用いて人工汗液で脱脂綿を湿らせ、温度45℃及び相対湿度95%の恒温恒湿機に96時間放置した。評価用サンプルを恒温恒湿機から取り出し、脱脂綿を除去し、積層体の表面を水洗浄した。耐汗性を目視評価により以下の基準で評価した。
○:変色は認められなかった
×:変色が認められた
[製造例1]シリカゾル(1)の製造
撹拌機及び冷却管を備えた4ツ口フラスコ反応容器に無機微粒子としてスルーリアSを63g仕込み、次いでKBM503を12g添加した。
○:変色は認められなかった
×:変色が認められた
[製造例1]シリカゾル(1)の製造
撹拌機及び冷却管を備えた4ツ口フラスコ反応容器に無機微粒子としてスルーリアSを63g仕込み、次いでKBM503を12g添加した。
その後、攪拌しながら水4.4gを添加した後、0.01mol/l塩酸水溶液0.1gを添加し、80℃で2時間加熱を行った。
次いで、反応系を減圧状態にして固形分濃度が40質量%となるように揮発分を留出させて、加水分解処理を行った。
その後、常圧に戻してトルエン38gを添加し、80℃で2時間加熱した後、反応系を減圧状態にして固形分濃度が60%となるように揮発分を留出させ、更に80℃で2時間加熱し、縮合反応処理を行い、シリカゾル(1)を製造した。
シリカゾル(1)は白濁した液体であり、固形分濃度は60質量%であった。
尚、固形分濃度は、シリカゾル(1)を3日間80℃の環境にて加熱乾燥し、乾燥前後の質量差から計算により求めた。
また、シリカゾル(1)中の無機微粒子の割合(質量%)は、下記式により求めた。
シリカゾル中の無機微粒子の割合(質量%)=シリカゾルの固形分(質量%)×KBM503と無機微粒子との合計100質量部に対する無機微粒子の質量割合(質量%)
[調合例1]低屈折率撥水層用組成物(1)の調合
フッ素含有化合物としてDACを1質量部、無機微粒子としてシリカゾル(1)を1.08質量部、架橋成分としてM400を0.15質量部、光開始剤としてIRGACURE 184を0.05質量部、希釈溶媒としてPGMを98.5質量部混合し、25℃の環境下で1時間攪拌して、表1に示す低屈折率撥水層用組成物(1)を得た。
シリカゾル中の無機微粒子の割合(質量%)=シリカゾルの固形分(質量%)×KBM503と無機微粒子との合計100質量部に対する無機微粒子の質量割合(質量%)
[調合例1]低屈折率撥水層用組成物(1)の調合
フッ素含有化合物としてDACを1質量部、無機微粒子としてシリカゾル(1)を1.08質量部、架橋成分としてM400を0.15質量部、光開始剤としてIRGACURE 184を0.05質量部、希釈溶媒としてPGMを98.5質量部混合し、25℃の環境下で1時間攪拌して、表1に示す低屈折率撥水層用組成物(1)を得た。
[調合例2]高屈折率用組成物(1)の調合
高屈折率層用組成物として、表2に示す組成物を25℃の環境下で1時間攪拌して、高屈折率層用組成物(1)を得た。
高屈折率層用組成物として、表2に示す組成物を25℃の環境下で1時間攪拌して、高屈折率層用組成物(1)を得た。
[調合例3]中屈折率用組成物(1)の調合
中屈折率組成物として、表2に示す組成物を25℃の環境下で1時間攪拌して、中屈折率用組成物(1)を得た。
[調合例4]接着層形成材料(1)の調合
接着層形成材料として、表3に示す組成物を25℃の環境下で1時間攪拌して、接着層形成材料(1)を得た。
中屈折率組成物として、表2に示す組成物を25℃の環境下で1時間攪拌して、中屈折率用組成物(1)を得た。
[調合例4]接着層形成材料(1)の調合
接着層形成材料として、表3に示す組成物を25℃の環境下で1時間攪拌して、接着層形成材料(1)を得た。
[実施例1]
片面に易接着層が付与されたPETフィルム((株)東洋紡、商品名:A4100、厚さ:100μm)を9.6kW(出力設定50%)の高圧水銀ランプの下10cmの位置のところを2.0m/分の速度で通過させて、PETフィルムの易接着層が付与されていない表面を紫外線照射した。このときの積算光量は500mJ/cm2で、ピーク照度は200mW/cm2であった。
片面に易接着層が付与されたPETフィルム((株)東洋紡、商品名:A4100、厚さ:100μm)を9.6kW(出力設定50%)の高圧水銀ランプの下10cmの位置のところを2.0m/分の速度で通過させて、PETフィルムの易接着層が付与されていない表面を紫外線照射した。このときの積算光量は500mJ/cm2で、ピーク照度は200mW/cm2であった。
PETフィルムの紫外線を照射した表面に、低屈折率撥水層用組成物(1)を、10号バーコーターを用いて塗付し、100℃で1.5分間乾燥させ、更に150℃で1分間乾燥させて、低屈折率撥水層用組成物塗膜が積層されたPETフィルムを得た。低屈折率撥水層用組成物塗膜の組成を表4に示す。
次いで、低屈折率撥水層用組成物塗膜が積層されたPETフィルムを、窒素気流下にて、9.6kW(出力設定50%)の高圧水銀ランプの下20cmの位置のところを4.5m/分の速度で通過させて、低屈折率撥水層用組成物塗膜を硬化させ、低屈折率撥水層が積層された剥離用PETフィルムを得た。このときの積算光量は400mJ/cm2で、ピーク照度は260mW/cm2であった。
更に、剥離用PETフィルムの低屈折率撥水層が積層された面と基材(アクリライトEX001)とを接着層形成材料(1)を介してラミネートして、転写フィルムラミネート物を得た。
転写フィルムラミネート物を、60℃で60秒間加温した後、PETフィルムを介して出力9.6kWのメタルハライドランプの下20cmの位置のところを2.5m/分の速度で通過させて、接着層形成材料(1)を硬化させて接着層を形成し、接着層が形成された積層体を得た。この時の積算光量は570mJ/cm2で、ピーク照度は220mW/cm2であった。
その後、接着層が形成された積層体からPETフィルムを剥離して、積層体を得た。
得られた積層体中の接着層の厚みは13μmであり、低屈折率撥水層の厚みは100nmであった。積層体の評価結果を表5に示す。島の面積の平均値Sxは3.1×104(nm2/個)であった。積層体には極僅かチョーキングが認められた。積層体の全光線透過率は95.15%、ヘーズ値は0.42%であり、透明性に優れていた。積層体の低屈折率撥水層の表面の擦傷性試験後のΔヘーズは0.24%であり、傷の本数は5本であった。積層体の密着性は良好であった。積層体の低屈折率撥水層の反射率は2.0%であった。この時の波長は、620nmであった。更に、積層体の低屈折率撥水層の表面に指紋を付着しても反射色の変化は見られなかった。また、干渉模様の評価では角度を変えても干渉模様は確認されなかった。積層体の低屈折率撥水層の表面の水接触角は109度であり、トリオレイン接触角は78度であった。また、積層体の低屈折率撥水層の表面の油性インキ拭き取り性も5回の拭き取りで完全に拭き取れるレベルであった。積層体の低屈折率撥水層の表面の耐汗性については、変色は認められなかった。
[実施例2〜3]
紫外線照射剥離フィルムの紫外線処理条件を表5のようにすること以外は実施例1と同様の方法で積層体を作製した。積層体の評価結果を表5に示す。
[実施例4]
実施例1と同様にして、PETフィルム((株)東洋紡、商品名:A4100)のPET表面に低屈折率撥水層が積層された剥離用PETフィルムを得た。
紫外線照射剥離フィルムの紫外線処理条件を表5のようにすること以外は実施例1と同様の方法で積層体を作製した。積層体の評価結果を表5に示す。
[実施例4]
実施例1と同様にして、PETフィルム((株)東洋紡、商品名:A4100)のPET表面に低屈折率撥水層が積層された剥離用PETフィルムを得た。
剥離用PETフィルムの低屈折率撥水層が積層された面に、高屈折率層用組成物(1)を、10号バーコーターを用いて塗付し、100℃で1.5分間及び150℃で1分間乾燥させて高屈折率層用組成物塗膜を形成した。次いで、空気下で9.6kWの高圧水銀ランプの下20cmの位置のところを、4.5m/分の速度で通過させて高屈折率層用組成物塗膜を硬化させて高屈折率層が積層された剥離用PETフィルムを得た。尚、高圧水銀ランプは2灯点灯させた。このときの積算光量は800mJ/cm2で、ピーク照度は260mW/cm2であった。
次いで、高屈折率層の表面に中屈折率層用組成物(1)を10号バーコーターを用いて塗付し、80℃で1.5分間及び120℃で1分間乾燥させて中屈折率層用組成物塗膜を形成した後に、9.6kWの高圧水銀ランプの下20cmの位置のところを4.5m/分の速度で通過させて中屈折率層用組成物(1)の塗膜を硬化させ、中屈折率層が積層された積層フィルムを得た。このときの積算光量は400mJ/cm2で、ピーク照度は260mW/cm2であった。
更に剥離用PETフィルムの中屈折率層が積層された面と基材(アクリライトEX001)とを接着層形成材料(1)を介してラミネートして、転写フィルムラミネート物を得た。
転写フィルムラミネート物を60℃に加温した状態で60秒間経過させた後に、PETフィルムを介して出力9.6kWのメタルハライドランプの下20cmの位置のところを2.5m/分の速度で通過させ、接着層形成材料(1)を硬化させて接着層を形成し、接着層が形成された積層体を得た。この時の積算光量は570mJ/cm2で、ピーク照度は220mW/cm2であった。
その後、接着層が形成された積層体からPETフィルムを剥離して、積層体を得た。積層体の評価結果を表5に示す。
[実施例5〜6]
紫外線照射剥離フィルムの紫外線処理条件を表5のようにすること以外は実施例4と同様の方法で積層体を得た。積層体の評価結果を表5に示す。
[比較例1]
片面に易接着層が付与されたPETフィルム((株)東洋紡、商品名:A4100、厚さ:100μm)の易接着層が付与されていない表面に、低屈折率撥水層用組成物(1)を、10号バーコーターを用いて塗付し、100℃で1.5分間乾燥させた後、150℃で1分間乾燥させて低屈折率撥水層用組成物塗膜が積層されたPETフィルムを得た。
[実施例5〜6]
紫外線照射剥離フィルムの紫外線処理条件を表5のようにすること以外は実施例4と同様の方法で積層体を得た。積層体の評価結果を表5に示す。
[比較例1]
片面に易接着層が付与されたPETフィルム((株)東洋紡、商品名:A4100、厚さ:100μm)の易接着層が付与されていない表面に、低屈折率撥水層用組成物(1)を、10号バーコーターを用いて塗付し、100℃で1.5分間乾燥させた後、150℃で1分間乾燥させて低屈折率撥水層用組成物塗膜が積層されたPETフィルムを得た。
次いで、低屈折率撥水層用組成物塗膜が積層されたPETフィルムを用いて、実施例1と同様の方法で積層体を得た。評価結果を表5に示す。Sxは4.0×104nm2/個であり、積層体にはチョーキングが著しく認められた。
Claims (9)
- 屈折率が1.5以下である低屈折率撥水層が基材に積層された積層体であって、以下に定義する海島構造が、下記式(1)を満たす積層体。
Sx≦3.5×104nm2・・・(1)
(ただしSxは、海島構造の島の面積の相加平均値を表す。)
<海島構造>
積層体の低屈折率撥水層側の15μm×15μm四方以上の任意の表面を走査型プローブ顕微鏡で走査して得られる形状像を、ベアリングカーブから決定される変極点の高さ以上の領域X及び該変極点の高さ未満の領域Yにより二値化して得られる海島構造であって、領域Xを島とし、領域Yを海とする海島構造。 - 基材と低屈折率撥水層の間に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層が積層された請求項1に記載の積層体。
- 高屈折率層と基材の間に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層が積層された請求項2に記載の積層体。
- 低屈折率撥水層がフッ素含有化合物(A)単位を有する重合体及び無機微粒子(B)を含有し、低屈折率撥水層の表面に無機微粒子(B)の凝集物の層が存在する請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
- 低屈折率撥水層の表面が90度以上の水接触角を有し、且つ55度以上のトリオレイン接触角を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層体。
- 下記工程1〜工程4を含む請求項1に記載の積層体の製造方法。
(工程1)剥離フィルムの表面に紫外線を照射して、紫外線照射剥離フィルムを得る工程
(工程2)紫外線照射剥離フィルムの紫外線照射処理を行った表面に、フッ素含有化合物及び無機微粒子(B)を含有する低屈折率撥水層を形成して、低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程
(工程3)基材の表面に、低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層側が接するように、低屈折率撥水層転写フィルムを積層する、低屈折率撥水層転写フィルム積層体を得る工程
(工程4)低屈折率撥水層転写フィルム積層体から剥離フィルムを剥離して、積層体を得る工程 - 工程2と工程3の間に、下記工程2−1を含む請求項6に記載の積層体の製造方法。
(工程2−1)低屈折率撥水層転写フィルムの低屈折率撥水層表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層を形成して、高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程 - 工程2−1と工程3の間に、下記工程2−2を含む請求項7に記載の積層体の製造方法。
(工程2−2)高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムの高屈折率層の表面に、低屈折率撥水層の屈折率よりも高く、高屈折率層の屈折率よりも低い屈折率を有する中屈折率層を形成して、中屈折率層及び高屈折率層が積層された低屈折率撥水層転写フィルムを得る工程 - 工程3において接着層を介して基材の表面に低屈折率撥水層転写フィルムを積層する請求項6〜8のいずれかに記載の積層体の製造方法。
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