CN1831568A - 防眩目性膜、防眩目性膜的制法、防眩目性防反射膜、偏振片及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供不会由于像素尺寸的小型化等而引起的高精细的图像的鲜明性降低,并可以防止外光的映入以及有效地防止对比度的降低,生产性良好地、有效·稳定地形成了期望的微细凹凸结构的防眩目性膜及其制造方法,另外,还提供使用该防眩目性膜的防眩目性防反射膜、偏振片、以及显示装置。所述防眩目性膜的制造方法的特征在于,具有使用50~1000mm径且橡胶硬度为30~80度范围的无缝树脂印刷版,通过苯胺印刷在基体材料膜的表面形成由于油墨附着部和油墨未附着部而形成的凹凸结构的工序。
Description
技术领域
本发明涉及防眩目性膜、防眩目性膜的制造方法、防眩目性防反射膜、偏振片及显示装置,更加详细地说,涉及在显示装置中外光的映入少、抑制了对比度降低的防眩目性膜、防眩目性膜的制造方法、防眩目性防反射膜、使用它们的偏振片以及显示装置。
背景技术
近年,薄型轻量个人电脑的开发不断进展。与此相伴,液晶显示装置等显示装置中使用的偏振片的保护膜也越发薄膜化,并增强了对高性能化的要求。另外,为了提高视觉辨认度而设置防反射层,此外,为了防止映入,或者为了得到刺目少的显示性能,大多使用将表面作成凹凸而赋予了使反射光散射的防眩目层的电子计算机或文字处理机等液晶显示装置(也称为液晶显示器)。
防反射层或防眩目层视其用途进行了各种种类或性能的改良,为了提高对显示器的视觉辨认度,可以使用通过使具有这些功能的各种前面板贴合在液晶显示器的起偏镜等上而赋予防反射功能或防眩目功能等的方法。
防眩目层是通过将反射到表面的图像的轮廓模糊而使反射图像的视觉辨认度降低,从而不用担心在使用液晶显示器、有机EL显示器、等离子体显示器等图像显示装置等时反射图像的映入。
通过在图像显示装置的前面板最表面设置适当的微细凹凸结构,可以具有如上所述的性质。例如,有使用微粒的方法(例如,参照特开昭59-58036号公报)、对表面实施压花加工的方法(例如,参照特开平6-234175号公报)等各种方法。另外,在特开2004-4777号公报中,记载了通过均一地分散了微粒的涂膜来形成防眩目层,作为用于形成涂膜的涂布方法,可以举出大量的涂布方法和印刷方法,作为其中之一,可以举出苯胺印刷。可是,在该文献中,没有记载微细凹凸结构是通过微粒而形成,粘合剂(油墨)自身同样地涂布,通过油墨自身的涂布的有无来设置微细凹凸结构。
可是,使用微粒的方法中,由于仅仅通过在粘合剂层中含有微粒就形成微细凹凸结构,有必要将微粒适当地分散,因此,难以有效并且稳定地形成期望的微细凹凸结构,对于获得作为防眩目性的充分的防止刺目的效果存在大的障碍。在通过微粒形成微细结构的方法中,不管涂布方法如何,克服上述的障碍都是困难的。另外,通过压花加工等方法形成微细凹凸结构的方法,生产性差、特别是稳定地形成微细凹凸结构是极其困难的,刺目的降低和防眩目效果不充分。
另外,近年,伴随着图像显示装置的彩色化、高精细化,要求视觉辨认度更加优异的显示装置。例如,液晶显示装置的最表面,这些原有的防眩目性膜是不充分的,另外,透明的硬涂防反射膜中,荧光物映入成为问题,因此,提出了大量关于在防眩目性膜上涂覆了通过光干涉的防止反射层(低折射率层)的防眩目性防反射膜的技术(例如,参照特开2001-281410号公报、特开2004-4404号公报、特开2004-125985号公报、特开2004-24967号公报、特开2004-4777号公报以及特开2003-121620号公报)。可是,即使由此得到视觉辨认度更加优异的显示装置,但仍然没有达到获得充分的防眩目性或防反射性的程度。
发明内容
因此,本发明是鉴于上述课题而作成的,其目的在于提供不会由于像素尺寸的小型化等而引起的高精细的图像的鲜明性降低,并可以防止外光的映入以及有效地防止对比度的降低,生产性良好地、有效·稳定地形成了期望的微细凹凸结构的防眩目性膜及其制造方法,另外,还提供使用该防眩目性膜的防眩目性防反射膜、偏振片、以及显示装置。
本发明的上述课题通过以下的实施方式来实现。
本发明的第1项实施方式是一种防眩目性膜的制造方法,其特征在于,具有使用50~1000mm径且橡胶硬度为30~80度范围的无缝树脂印刷版,通过苯胺印刷在基体材料膜的表面形成由油墨附着部和油墨未附着部而形成的凹凸结构的工序。
在上述第1项实施方式中,上述凹凸结构的油墨附着部优选以油墨未附着部为基准的高度为0.1~1.5μm,长边为3~50μm,并且邻接的凸部之间的平均距离为10~150μm。
在上述第1项实施方式中,上述基体材料膜优选选自纤维素酯类膜、聚酯类膜、降冰片烯类树脂膜、以及聚碳酸酯类膜中的至少一种。
在上述第1项实施方式中,优选在上述基体材料膜上,在形成上述凹凸结构的面上设置厚度为2~20μm的硬涂层。
在上述第1项实施方式中,优选具有多次上述凹凸结构的形成工序。
在上述第1项实施方式中,在上述多次的凹凸结构形成工序中,优选在至少一次的凹凸结构形成工序中形成不同形状的油墨附着部。
在上述第1项实施方式中,在上述多次的凹凸结构形成工序中,优选至少1次或1次以上使用不同直径的无缝树脂印刷版。
在上述第1项实施方式中,在上述苯胺印刷中使用的油墨的粘度优选0.1~10Pa·s。
在上述第1项实施方式中,优选在上述苯胺印刷中使用的油墨含有活性光线固化型树脂或热固化性树脂,并且在上述凹凸结构的形成工序之后,具有照射活性光线、或者加热使上述凹凸结构固化·定形的工序。
本发明的第2项实施方式是一种防眩目性膜,其特征在于,该防眩目性膜是通过第1项实施方式中记载的防眩目性膜的制造方法制造的。
本发明的第3项实施方式是一种防眩目性防反射膜,其特征在于,在第2项中记载的防眩目性膜的表面上叠层低折射率层。
本发明的第4项实施方式是一种偏振片,其特征在于,使用了第2项实施方式中记载的防眩目性膜或第3项实施方式中记载的防眩目性防反射膜。
本发明的第5项实施方式是一种显示装置,其特征在于,使用了第2项实施方式中记载的防眩目性膜、第3项实施方式中记载的防眩目性防反射膜或第4项实施方式中记载的偏振片中的至少一种。
在第5项实施方式中,优选在上述防眩目性膜的表面形成的上述油墨附着部的形状为椭圆形状,并且该椭圆形状的长边方向与显示器的纵向或横向平行排列地进行配置。
附图说明
图1是示出本发明的苯胺印刷的一例的模式图。
图2是通过双辊方式进行的苯胺印刷的模式图。
图3是通过挤出涂料机进行油墨的供给的苯胺印刷的模式图。
图4是金属墨辊的侧视图。
图5是用于说明金属墨盒的侧视图。
图6a~图6b是本发明优选的微细凹凸结构的模式图。
图7a~图7c是示出通过多次苯胺印刷形成的微细凹凸结构的一例的模式图。
图8a~图8b是通过苯胺印刷以(a)一次、以及(b)多次的苯胺印刷在基体材料膜上进行微细凹凸结构形成的方法的一例。
图9是模式地示出将防眩目性防反射膜用于液晶显示装置中时所观察的环境的图。
具体实施方式
以下,详细地说明实施本发明的最佳方案,但本发明并不限定于这些。
本发明的防眩目性膜的制造方法的特征在于,具有使用50~1000mm径且橡胶硬度为30~80度范围的无缝树脂印刷版,通过苯胺印刷在基体材料膜的表面形成由油墨附着部和油墨未附着部形成的凹凸结构的工序。作为更加优选的构成,其特征在于,使用含有活性光线固化型树脂或热固化性树脂的透明树脂油墨,并通过苯胺印刷在基体材料膜的表面将凹凸结构进行转移印刷,接着,通过对该凹凸结构照射活性光线、或者加热而固化·定形,从而对基体材料膜赋予防眩目性。
通过苯胺印刷形成的凹凸结构,优选通过至少一次或一次以上的苯胺印刷以达到油墨附着部以油墨未附着部为基准的高度为0.1~1.5μm,油墨附着部的大小是长边为3~50μm,并且邻接的凸部之间的平均距离为10~150μm而形成的。按照该方法,在印刷速度为10m/分或10m/分以上,即使是500m/分的高速下也可以制作防眩目性膜,不会使高精细的图像的鲜明性降低,防止外光的映入以及有效地防止对比度的降低,可以生产性良好地、有效·稳定地得到形成了期望的微细凹凸结构的防眩目性膜、使用它的防眩目性防反射膜、偏振片以及显示装置。
下面,一个要素一个要素地详细地说明本发明。
《苯胺印刷》
首先,对于对本发明的基体材料膜表面进行凹凸结构形成的苯胺印刷进行说明。
一般地,所谓苯胺印刷,是指使用了由柔韧的橡胶或树脂构成的凹版、和以水或醇为主的溶剂类蒸发干燥型的油墨的印刷方法。大多用于被印刷体为纸、以及聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等拉伸或未拉伸树脂膜等吸收性、非吸收性膜的印刷。另一方面,滚筒型印刷机(单筒型、共同压筒型)是在中央的一个大的压筒的周围设置了4~6个印刷单元的印刷机,其特征在于,长尺寸带状的被印刷体以卷在压筒上的状态运转·印刷。因此适合于薄并且容易伸缩的塑料薄膜或铝箔等的印刷。
本发明者们对于涉及防眩目性膜的上述课题进行了深刻研究的结果发现,通过使用苯胺印刷在基体材料膜的表面形成凹凸结构,可以维持高度的生产性并改善上述课题。
首先,使用图对本发明涉及的苯胺印刷进行说明。
图1、图2是示出本发明涉及的苯胺印刷的一例的模式图。
连续运转的基体材料膜10被印刷滚筒3夹持,所述印刷滚筒3是通过压筒5和树脂印刷版辊2和在转移印刷后在基体材料膜上形成凹凸结构的无缝树脂印刷版1构成的,并通过由刮板6调整了转移油墨量的金属墨辊4将油墨8供给到印刷滚筒3,从而在基体材料膜上进行转移印刷。
一般来说,已知对于苯胺印刷中的印刷滚筒3的油墨供给是通过金属墨辊来进行,金属墨辊面上的油墨量的控制是通过图1所示的刮板方式、或图2所示的双辊方式等进行的。图2所示的双辊方式是用浸渍辊7由油墨盘将油墨8供给到金属墨辊4,再将油墨供给到印刷滚筒3,从而将油墨转移印刷到基体材料膜10上。按照图2的方式,油墨8除了用金属墨辊4的雕刻线数、槽的深度以及形状上进行调整以外,还用浸渍辊7和金属墨辊4间的(容易变动)压区压力的强弱来控制油墨的供给量,由于存在油墨的转移量不稳定的问题,因此,在本发明中,优选图1的方法。
另外,作为其他的方式,在图3中示出了通过挤出涂料机进行油墨供给的苯胺印刷的模式图。
油墨8通过挤出涂料机9被直接挤出到安装在树脂印刷版辊2中的无缝树脂印刷版1上,并被印刷滚筒3和压筒5夹持,从而转移印刷到连续运转的基体材料膜10上。该装置的场合,由于没有金属墨辊,油墨的供给量受挤出涂料机的精度所左右。
在图1所示的刮板方式中的对印刷滚筒3的油墨转移量由金属墨辊4的雕刻线数、槽的形状决定,作为油墨转移量,可以使之稳定。而且,由于填充在金属墨辊的槽中的油墨可以用刮板刮取金属墨辊表面过剩的油墨,因此,转移的油墨由雕刻线数和槽的形状、容积来决定。并且,金属墨辊的槽,例如,在铁筒(シリンダ一)的表面视需要实施铜镀覆,并在其表面用雕刻形成槽,用镍或铬镀覆进行具有硬度的表面加工。金属墨辊的材质有在铁筒表面进行了镀铜等的类型、或进行了陶瓷涂覆的类型,但在本发明中,从耐损耗性以及雕刻线数的细线化容易的观点看,优选陶瓷涂覆的类型。
图4是金属墨辊的侧视图。
图5是用于说明金属墨盒的侧视图。
如图4所示,金属墨辊4与在铜面上设置陶瓷面的凹版同样地,也可以通过化学腐蚀形成,但从腐蚀液的处理和容易产生深度不均匀方面看,希望通过机械的或激光雕刻来设置槽b。而且,金属墨辊的表面通常在通过碾磨机的挤压加工后进行镀铬加工而制作,但从耐损耗性、耐腐蚀性以及油墨转移性的观点看,优选将氧化铬、碳化钨等无机氧化物进行熔融喷涂形成的产品。
金属墨辊4的雕刻形状,除了格子型的槽之外,虽然没有图示,但还有螺旋型、棱锥型、斜线型、六角形状的蜂窝状图案等形状,没有特别的限定,但从高速印刷时的油墨转移的再现性方面看,优选蜂窝状图案。而且,图4和图5所示的雕刻线数和槽b的深度d会对油墨的转移量带来大的影响,因此,为了形成本发明的防眩目性膜表面上的凹凸结构,优选600线/2.54cm或600线/2.54cm以上,槽深d优选5~30μm。雕刻形状和线数的选择是符合被印刷体的种类和印刷网版的线数来考虑,但对于被吸收性少的塑料膜,可以优选使用线数细的。并且,从可以使油墨填充量多的观点看,槽的土堤a(非凹部)优选小到不会妨碍耐损耗性的程度的,具体地,优选将土堤宽度w设置为槽宽度的0.1~0.5倍。金属墨辊是在苯胺印刷时用刮取来控制对版面的油墨供给量的装置。而且,在刮取的过程中引起损耗·损伤、槽变浅,并成为油墨转移量减少的原因。因此,与现有的金属(在铁、铜上进行雕刻、镀铬加工)相比,陶瓷的金属墨辊刮取时的损耗量少,可以对反复进行凹凸图案的稳定性作出大的贡献。
本发明是,优选通过如图1所示的苯胺印刷装置,使用在树脂印刷版2中安装了直径50~1000mm的无缝树脂印刷版1的印刷滚筒3、和优选进行了陶瓷涂覆的金属墨辊4,通过将油墨转移印刷到基体材料膜10上,形成凹凸结构,并制作防眩目性膜。
上述树脂印刷版辊2的材质没有特别的限定,只要是可以维持强度的材质即可,优选铁、不锈钢、铝等金属、或者合成或天然橡胶,也可以是金属和橡胶的复合部件。在本发明中,树脂印刷版辊2的直径可以选择使无缝树脂印刷版1安装在树脂印刷版辊2中时的直径(辊的直径)为50~1000mm的范围的直径。无缝树脂印刷版1的直径不足50mm时,旋转速度过快,不能维持强度,另外,有时使凹凸图案的反复操作的周期变短,防眩目效果降低,故不优选。如果直径超过1000mm,装置过于变大,运转费用增加,在成本上是不利的,另外,容易产生旋转不均,防眩目效果降低。
用于本发明的无缝树脂印刷版1的树脂印刷版,优选使用应用了作为光反应物质的聚合物和单体的光聚合的感光性树脂印刷版。该感光性树脂印刷版由感光性聚合物通过紫外线曝光进行光聚合的单体、在聚合物和单体间引发光聚合的增感剂、以及调整印版材料的物理性状的增塑剂等组合物构成,在感光性树脂印刷版上通过原有的掩模制版刻印凹凸图案,或者对通过在滚筒(芯轴)的整个面涂布等而设置的感光性树脂层照射激光,由此,可以直接雕刻凹凸图案。
在本发明中使用的感光性树脂组合物可以使用作为苯胺印刷版用的已知的物质。通常可以使用以粘合剂聚合物和至少一种乙烯型不饱和单体和光引发剂作为主要成分的组合物。另外,对应于所要求的特性,在该感光性树脂层中还可以含有增感剂、阻热聚合剂、增塑剂、着色剂等添加剂。
作为粘合剂聚合物,可以使用例如,将单乙烯基取代芳香族烃单体和共轭二烯单体聚合而得到的热塑性弹性体。作为单乙烯基取代芳香族烃单体,可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等,另外,作为共轭二烯单体,可以举出丁二烯、异戊二烯等。作为具体例子,可以举出苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等。
作为至少一种乙烯型不饱和单体,是与粘合剂聚合物具有相溶性的物质,可以举出,例如叔丁醇或月桂醇等醇和丙烯酸、甲基丙烯酸的酯、或月桂基马来酸酐缩亚胺、环己基马来酸酐缩亚胺、苄基马来酸酐缩亚胺等马来酸酐缩亚胺衍生物、或富马酸二辛酯等醇和富马酸的酯、此外,还可以举出二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸壬二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等多元醇和丙烯酸、甲基丙烯酸的酯等。
作为光引发剂,可以从二苯甲酮等芳香族酮或苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、α-羟甲基苯偶姻甲醚、α-甲氧基苯偶姻甲醚、2,2-二乙氧基苯基苯乙酮等苯偶姻醚类等已知的光引发剂中选择,还可以组合使用。
感光性树脂层可以用各种方法制备。例如,使配合的原料溶解在适当的溶剂,例如氯仿、四氯乙烯、甲乙酮、甲苯等溶剂中并混合,通过涂布机涂布设置在适当的支持体上,也可以流延到模具框架中并使溶剂蒸发,然后直接作成板。还可以不使用溶剂,用捏合机或辊碾磨机进行混炼,并通过挤出机、注塑成型机、压力机等成型为期望厚度的板。
将感光性树脂片卷在树脂印刷版辊上时,为了形成无缝树脂印刷版,有必要使感光性树脂的端部之间不能产生缝隙地正确地将片切断使用。通常,在将感光性树脂印刷版卷在树脂印刷版辊上之后,加温到感光性树脂的软化点或软化点以上,使感光性树脂的端部彼此熔融粘接。加温时间通常为20分钟~1小时,视温度和树脂的软化点,大体地决定端部之间熔接。接着,用研磨机研磨感光性树脂表面,并在连接点完全消失的同时得出精度之后,在进行无缝化时,优选在感光性树脂的软化点或软化点以上再次进行加温处理。该加温处理的时间依赖于温度,但可进行10~40分钟左右,直到在感光体树脂表面全体可以看到光泽。如果长时间持续加温,由于作为印刷版的精度受损,因此希望处理一小时以内。另外,可以在作为基材的橡胶、聚酯膜、铝板、钢板或者可以在滚筒中安装的铝制树脂印刷版辊上没有接缝地直接涂设感光性树脂层来进行无缝化。
在本发明中,无缝树脂印刷版的橡胶硬度为30~80度的范围是本发明的特征,在进行精度良好并且稳定的微细凹凸结构的转移印刷时,有必要使树脂印刷版的橡胶硬度处于该范围。辊状无缝树脂印刷版1的橡胶硬度由于也受树脂印刷版的厚度的影响,因此,在厚度为0.5~10mm的范围的树脂印刷版中,有必要为30~80度的范围。更加优选为40~80度的范围。
如果树脂印刷版的橡胶硬度不足30度,印版过于柔软,难以形成期望的凹凸结构,另外,印版自身也变得容易损耗,故不优选。如果树脂印刷版的橡胶硬度超过80度,印刷滚筒高速旋转地进行印刷时缺乏柔软性,也缺乏油墨转移量的再现性。橡胶硬度是基于JIS K 6253记载的方法用杜罗回跳式硬度计等测定的值来表示。
作为在无缝树脂印刷版上印刻凹凸结构的方法,可以利用蒙版制版。蒙版制版中,用作为原版蒙版的底膜(ネガフイルム)盖在设置了感光性树脂材料的层的树脂印刷版上进行曝光。感光性树脂层是用光、特别是波长350~450nm的紫外线能量进行固化或不溶化的树脂层。未曝光部的未固化树脂可以以在水、碱水溶液或醇等有机溶剂中可溶性的状态来维持。因此,通过用与其对应的溶剂洗出(显影工序)未曝光部,只残留曝光的部分,从而形成凸版(苯胺印版)。
另外,作为最近的印版方法,可以基于修正的图像信号通过直接使用激光或用雕刻机在固化过的树脂印刷版上进行雕刻来制作完全无端印版。或者,从形成无端印版上看,优选以圆筒状的形态用以修正过的图像信号调制的激光在未曝光的感光性树脂印刷版上进行扫描印刻图案后,用通常的方法进行显影的方法。
在本发明中,优选在上述感光性树脂印刷版上制作印版,以使在基体材料膜、或者具有厚度为2μm~20μm范围的硬涂层的基体材料膜上可以印刷制作具有以油墨未附着部为基准的高度为0.1~1.5μm,大小为长边3~50μm,并且邻接的油墨附着部(凸部)之间的平均距离为10~150μm的凸部的凹凸结构。
本发明中的油墨附着部是通过苯胺印刷而附着油墨的部分,在防眩目性膜中成为凸部。油墨未附着部是通过苯胺印刷未附着油墨的部分,在防眩目性膜中成为凹部。在本发明中,优选在油墨未附着部油墨完全不附着,但对于油墨附着部,将附着了比5%还少量的微量油墨的情况也看作是油墨未附着部。
图6是在基体材料膜上形成的本发明中优选的凹凸结构的模式图。(a)为凹凸结构的侧视图,(b)为剖面图。凹凸结构的高度是图中e表示的高度,是指油墨附着部(凸部)顶点和邻接的油墨未附着部(凹部)底的高度差,其高度为0.1~1.5μm,优选0.2~1.2μm。不足0.1μm时,不能获得防眩目性的效果,如果超过1.5μm,在视觉辨认度上,增加了刺目感,故不优选。凹凸结构的凸部的高度可以通过市售的触针式表面粗糙度测定机或市售的光学干涉式表面粗糙度测定机等进行测定。例如,通过光学干涉式表面粗糙度测试机在一定范围内二维地测定凹凸,并由底部侧如等高线似的色标表示凹凸。在此,求出以各凹凸结构的邻接的凹部底为基准的其高度作为平均值。
所谓凸部的大小,是图中f表示的长度,使用上述市售的光学干涉式表面粗糙度测定机等,在由底部侧如等高线似的色标凹凸时,将以凹部底为基准,凸部的高度达到5%时的凸部长边定义为凸部的大小,并用其平均值表示凹凸。此时,本发明的微细凹凸结构的凸部的大小优选3~50μm,不足3μm时,不能获得防眩目性的效果,如果超过50μm,在视觉辨认度上,增加了刺目感,故不优选。
凸部之间的平均距离g优选10~150μm,更加优选30~120μm。不足10μm、超过150μm,防眩目性的效果都变小,不为优选。凸部之间的平均距离可以通过触针式表面粗糙度测定机进行测定。具体地,通过将由金刚石构成的前端部分作成顶角为55度的圆锥形的直径为1mm的测定针,以一定的方向在微细凹凸结构面上扫描3mm的长度,测定此时测定针的上下方向的移动变化,从而可以得到记录了该变化的表面粗糙度曲线,并可以通过该结果测定凸部间的距离,求出平均值。或者,如果是与通过上述触针式表面粗糙度测定器测定的结果相同结果的条件,也可以通过光学干涉式表面粗糙度测定机进行测定。
上述凹凸结构的凸部的高度、大小、平均距离的任何一个都可以是求出测定100个凹凸结构的平均值。
具有本发明涉及的凹凸结构的防眩目性膜的表面优选JIS B 0601规定的中心线平均粗糙度Ra为0.01~5μm,更加优选Ra为0.07~1μm,最优选Ra为0.1~0.5μm。例如,使防眩目性增强的部分Ra变大,相反,则变小。例如,可以使Ra有0.05μm或0.05μm以上的不同。
本发明中规定的中心线平均粗糙度(算数平均粗糙度)Ra由JIS B0601:2001进行定义,是指通过下式求出的用微米(μm)表示的数值。
[数1]
作为中心线平均粗糙度(Ra)的测定方法,可以在25℃、65%RH环境下以测定试料不重合的条件调湿24小时后,在上述环境下测定求得。这里所说的不重合的条件,是例如,以使试料的边缘部分变高的状态卷取的方法或在试料与试料之间夹入纸并重合的方法、用厚的纸等制作框并将其四角固定的方法中的任何一种。作为可以使用的测定装置,可以举出,例如,WYKO公司制造的RSTPLUS非接触三维微小表面形状测定系统等。
形成本发明中的微细凹凸结构的油墨,是含有通过苯胺印刷形成微细凹凸结构的赋予了防眩目性的组合物,作为该赋予了防眩目性的组合物,优选活性光线固化型树脂或热固化型树脂。
作为赋予了防眩目性的组合物的油墨的折射率,优选1.45~1.65的范围,油墨的透过率为80%或80%以上,优选90%或90%以上。
油墨的粘度在测定温度为40℃下,优选0.1~10Pa·s,更加优选0.5~8Pa·s的范围。粘度不足0.1Pa·s时,粘度过低,不能得到期望形状的微细凹凸结构,如果超过10Pa·s,油墨的流动性差,油墨的转移性也降低,故不优选。油墨的粘度的测定只要是用JIS Z 8809:2000规定的粘度计校正用标准溶液测定的即可,没有特别的限制,可以使用旋转式、振动式或细管式粘度计。作为粘度计,可以用Saybolt粘度计、Redwood粘度计等测定,可以举出,例如,トキメツク公司制造的圆锥平板型E型粘度计、东机产业公司制造的E型粘度计(旋转粘度计)、东京计器公司制造的B型粘度计BL、山一电机公司制造的FVM-80A、Nametore工业公司制造的Viscoliner、山一电机公司制造的VISCO MATE MODEL VM-1A等。
任何一种都可以通过调整下述赋予了防眩目性的组合物的构成而获得上述范围内的组合物。
首先,对于本发明优选使用的活性光线固化型树脂进行说明。
所谓活性光线固化型树脂是指以通过紫外线或电子射线等活性光线照射经过交联反应等而进行固化的树脂。作为活性光线固化型树脂,可以举出紫外线固化性树脂或电子射线固化性树脂等为代表的物质,但也可以是通过紫外线或电子射线以外的活性光线照射而固化的树脂。
作为紫外线固化性树脂,可以举出,例如,紫外线固化型丙烯酸聚氨酯类树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型多醇丙烯酸酯类树脂、或紫外线固化型环氧树脂等。
紫外线固化型丙烯酸聚氨酯类树脂,一般可以对于通过使异氰酸酯单体或预聚物与聚酯多醇反应而得到的生成物,再与丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(以下,在丙烯酸酯中,作为包含甲基丙烯酸酯的物质只表示为丙烯酸酯)、丙烯酸2-羟基丙酯等具有羟基的丙烯酸酯类单体反应而容易地获得。例如,可以优选使用特开昭59-151110号记载的100份ユニデイツク17-806(大日本インキ(株)制造)和1份コロネ一トL(日本ポリウレタン(株)制造)的混合物等。
紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂,一般可以通过使丙烯酸2-羟基乙酯、缩水甘油丙烯酸酯、丙烯酸等单体与聚酯末端的羟基或羧基反应而容易地获得(例如,特开昭59-151112号公报)。
紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂,可以使丙烯酸、丙烯酰氯、缩水甘油丙烯酸酯等单体与环氧树脂末端的羟基反应而获得。
作为紫外线固化型多醇丙烯酸酯类树脂,可以举出(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作为紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧树脂的例子,示出可以优选使用的环氧类活性光线反应性化合物。
(a)双酚A的缩水甘油醚(该化合物是通过环氧氯丙烷和双酚A的反应,作为聚合度不同的混合物而得到)
(b)使环氧氯丙烷、环氧乙烷和/或环氧丙烷与双酚A等具有2个酚性羟基的化合物反应而在末端具有缩水甘油醚基团的化合物
(c)4,4’-亚甲基二苯酚的缩水甘油醚
(d)酚醛清漆树脂或可溶酚醛树脂等酚醛树脂的环氧化合物
(e)具有脂环式环氧化物的化合物,例如,乙二酸二(3,4-环氧环己基甲基)酯、己二酸二(3,4-环氧环己基甲基)酯、己二酸二(3,4-环氧-6-环己基甲基)酯、庚二酸二(3,4-环氧环己基甲基酯)、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、3,4-环氧-1-甲基环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、3,4-环氧-1-甲基环己基甲基-3’,4’-环氧-1’-甲基环己烷羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基-3’,4’-环氧-6’-甲基-1’-环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5’,5’-螺-3”,4”-环氧)环己烷间二噁烷
(f)2元酸的二缩水甘油醚,例如,二缩水甘油乙二酸酯、二缩水甘油己二酸酯、二缩水甘油四氢化邻苯二甲酸酯、二缩水甘油六氢化邻苯二甲酸酯、二缩水甘油邻苯二甲酸酯
(g)二醇的二缩水甘油醚,例如,乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、共聚(乙二醇-丙二醇)二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚
(h)聚合酸的缩水甘油酯,例如,聚丙烯酸多缩水甘油酯、聚酯二缩水甘油酯
(i)多元醇的缩水甘油醚,例如,甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇二缩水甘油醚、季戊四醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、葡萄糖三缩水甘油醚
(j)作为2-氟烷基-1,2-二醇的缩水甘油醚,是与上述低折射率物质的含氟树脂的含氟环氧化合物等中举出的化合物例同样的物质
(k)作为含氟链烷烃末端二醇缩水甘油醚,可以举出上述低折射率物质的含氟树脂的含氟环氧化合物等。
上述环氧化合物的分子量,作为平均分子量,为2000或2000以下,优选1000或1000以下。
通过活性光线固化上述环氧化合物时,为了更加提高硬度,混合使用具有(h)或(i)的多官能环氧基团的化合物是有效的。
使环氧类活性光线反应性化合物阳离子聚合的光聚合引发剂或光增感剂是可以通过活性光线照射而放出阳离子聚合引发物质的化合物,特别优选通过照射放出具有阳离子聚合引发能的路易斯酸的鎓盐的一组复盐。
活性光线反应性化合物环氧树脂不是通过自由基聚合,而是通过阳离子聚合而形成聚合、交联结构或网状结构。与自由基聚合不同,由于不受反应体系中的氧影响,因此,是优选的活性光线反应性树脂。
在本发明中,有用的活性光线反应性环氧树脂通过由于活性光线照射放出引发阳离子聚合的物质的光聚合引发剂或光增感剂而进行聚合。作为光聚合引发剂,特别优选通过光照射放出引发阳离子聚合的路易斯酸的鎓盐的复盐的一组。
这样的代表性的物质是用下述通式(a)表示的化合物。
通式(a)
[(R1)a(R2)b(R3)c(R4)dZ]W+[MeXv]W-
式中,阳离子是鎓,Z为S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、卤素(例如,I、Br、Cl)、或N=N(重氮基),R1、R2、R3、R4是可以相同也可以不同的有机基团。a、b、c、d分别是0~3的整数,a+b+c+d与Z的价数相等。Me为卤代物配位化合物的中心原子的金属或半金属(metalloid),是B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Co等。X为卤素,w为卤代配位化合物离子的实质的电荷,v为卤代配位化合物离子中的卤原子数。
作为上述通式(a)的阴离子[MeXv]w-的具体例子,可以举出四氟硼酸根(BF4 -)、四氟磷酸根(PF4 -)、四氟锑酸根(SbF4 -)、四氟砷酸根(AsF4 -)、四氯锑酸根(SbCl4 -)等。
另外,作为其他的阴离子,可以举出高氯酸离子(ClO4 -)、三氟甲基亚硫酸离子(CF3SO3 -)、氟磺酸离子(FSO3 -)、甲苯磺酸离子、三硝基苯酸阴离子等。
在这样的鎓盐中,特别是,将芳香族鎓盐作为阳离子聚合引发剂使用是有效的,其中,优选特开昭50-151996号、特开昭50-158680号等中记载的芳香族卤代鎓盐、特开昭50-151997号、特开昭52-30899号、特开昭59-55420号、特开昭55-125105号等中记载的VIA族芳香族鎓盐、特开昭56-8428号、特开昭56-149402号、特开昭57-192429号等中记载的羰基氧化锍盐、特公昭49-17040号等中记载的芳香族重氮鎓盐、美国专利第4139655号等中记载的硫代吡喃鎓盐等。另外,还可以举出铝配位化合物或光分解性硅化合物类聚合引发剂等。可以将上述阳离子聚合引发剂与二苯甲酮、苯偶姻异丙醚、噻吨酮等光增感剂同时使用。
另外,具有环氧丙烯酸酯基团的活性光线反应性化合物的场合,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等光增感剂。可以在该活性光线化合物中使用的光增感剂或光引发剂,以相对于紫外线反应性化合物100质量份为0.1质量份~15质量份引发光反应是充分的,优选1质量份~10质量份。该光增感剂优选在近紫外线区域到可见光区域具有极大吸收的物质。
在本发明中,在有用的活性光线固化型树脂组合物中,相对于活性光线固化性环氧树脂(预聚物)100质量份,聚合引发剂通常优选使用0.1质量份~15质量份,更加优选1质量份~10质量份的范围添加。
另外,还可以将环氧树脂与上述聚氨酯丙烯酸酯型树脂、聚醚丙烯酸酯型树脂等同时使用,此时,优选将活性光线自由基聚合引发剂和活性光线阳离子聚合引发剂同时使用。
另外,在本发明中,还可以使用氧杂环丁烷化合物。可以使用的氧杂环丁烷化合物是具有含有氧或硫的3员环的氧杂环丁烷环的化合物。其中,优选具有含氧的氧杂环丁烷环的化合物。氧杂环丁烷环还可以被卤原子、卤代烷基、芳基烷基、烷氧基、烯丙氧基、乙酰氧基取代。具体地,,可以举出3,3-双(氯甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(碘甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(甲氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-氯甲基氧杂环丁烷、3,3-双(乙酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(氟甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(溴甲基)氧杂环丁烷、3,3-二甲基氧杂环丁烷等。另外,在本发明中,也可以是单体、低聚物、聚合物中的任何一种。
作为本发明中可以使用的紫外线固化性树脂的具体例子,可以从例如,アデカオプトマ一KR、BY系列的KR-400、KR-410、KR-550、KR-566、KR-567、BY-320B(以上为旭电化工业(株)制造);コ一エイハ一ド的A-101-KK、A-101-WS、C-302、C-401-N、C-501、M-101、M-102、T-102、D-102、NS-101、FT-102Q8、MAG-1-P20、AG-106、M-101-C(以上为广荣化学工业(株)制造);セイカビ一ム的PHC2210(S)、PHCX-9(K-3)、PHC2213、DP-10、DP-20、DP-30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上为大日精化工业(株)制造);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上为ダイセル·ユ一シ一ビ一(株));RC-5015、RC-5016、RC-5020、RC-5031、RC-5100、RC-5102、RC-5120、RC-5122、RC-5152、RC-5171、RC-5180、RC-5181(以上为大日本インキ化学工业(株)制造);オ一レツクスNo.340クリヤ(中国涂料(株)制造),サンラツドH-601、RC-750、RC-700、RC-600、RC-500、RC-611、RC-612(以上为三洋化成工业(株)制造);SP-1509、SP-1507(以上为昭和高分子(株)制造);RCC-15C(グレ一ス·ジヤパン(株)制造)、アロニツクスM-6100、M-8030、M-8060(以上为东亚合成(株)制造)、或其它的市售的物质中适当选择使用。
在本发明的油墨中,可以将已知的热塑性树脂或明胶等亲水性树脂等粘合剂混合在上述记载的活性光线固化型树脂中使用。这些树脂优选在其分子中具有极性基团。作为极性基团,可以举出-COOM、-OH、-NR2、-NR3X、-SO3M、-OSO3M、-PO3M2、-OPO3M(这里,M表示氢原子、碱金属或铵基、X表示形成胺盐的酸、R表示氢原子、烷基)等。
为了使本发明使用的上述活性光线反应性化合物引发光聚合或光交联反应,虽然只用上述活性光线反应性化合物也可以引发,但由于聚合的诱导期长,或者聚合引发慢,所以优选使用光增感剂或光引发剂,由此,可以加速聚合。
本发明的油墨,在含有活性光线固化型树脂的场合,在活性光线的照射时,优选使用光反应引发剂、光增感剂。
具体地,可以举出乙酰苯、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮(ミヒラ一ズケトン)、α-アミロキシムエステル、噻吨酮等以及它们的衍生物。另外,在环氧丙烯酸酯类树脂的合成时使用光反应剂时,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等增感剂。
另外,作为活性光线固化型树脂,在使用紫外线固化性树脂时,还可以在紫外线固化性树脂组合物中含有不妨碍上述紫外线固化性树脂的光固化程度的紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,从波长370nm或370nm以下的紫外线吸收能优异,并且具有良好的液晶显示性的观点看,可以优选使用波长400nm或400nm以上的可见光的吸收少的物质。
作为本发明中可以优选使用的紫外线吸收剂的具体例子,可以举出,例如,羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、腈基丙烯酸酯类化合物、三嗪类化合物、镍配位盐类化合物等,但并不限定于这些。
另外,为了提高通过苯胺印刷形成的微细凹凸结构的耐热性,可以选择不会抑制光固化反应的抗氧剂使用。可以举出,例如,受阻酚衍生物、硫代丙酸衍生物、磷酸酯衍生物等。具体地,可以举出,例如,4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4’-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯、二(十八烷基)-4-羟基-3,5-二叔丁基苄基磷酸酯等。
优选在本发明的油墨中含有SnO2、ITO、ZnO等导电性微粒或交联阳离子聚合物粒子等防静电剂。
在本发明中,对于调整折射率,优选在油墨中含有微粒,例如,可以添加无机微粒或有机微粒。
作为无机微粒,优选例如,含有硅的化合物、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、烧制陶土、烧制硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁以及磷酸钙等。更加优选含有硅的无机化合物或氧化锆,特别优选使用二氧化硅。这些可以举出球状、平板状、无定形等形状的粒子。
作为二氧化硅微粒,可以使用例如,アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上为日本アエロジル(株)制造)等市售品。
作为氧化锆的微粒,可以使用例如,アエロジルR976以及R811(以上为日本アエロジル(株)制造)等市售品。
另外,作为有机微粒,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯树脂微粒、丙烯酸-苯乙烯类树脂微粒、聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、硅类树脂微粒、聚苯乙烯类树脂微粒、聚碳酸酯树脂微粒、苯并胍胺类树脂微粒、三聚氰胺类树脂微粒、聚烯烃类树脂微粒、聚酯类树脂微粒、聚酰胺类树脂微粒、聚酰亚胺类树脂微粒、或聚氟乙烯类树脂微粒等。
本发明中可以使用的微粒的平均粒径优选0.001~1.5μm,更加优选0.005~1.2μm,特别优选0.01~1μm。也可以含有粒径或折射率不同的2种或2种以上的微粒。
此外,优选在油墨中添加0.01~5.0质量%左右的氟类表面活性剂、硅类表面活性剂、或非离子型表面活性剂等表面活性剂。特别是,硅类表面活性剂的添加,在调整油墨的粘度、精度良好地进行转移印刷上是优选的。
在本发明中,通过苯胺印刷形成的微细凹凸结构含有活性光线固化型树脂时,作为活性光线的照射方法,优选在将油墨转移印刷到透明基体上后,照射活性光线。照射时间可以考虑形成的凹凸形状来决定,凹凸形状明确,形成高的凸部时,优选在转移印刷后迅速地照射,另外,凹凸形状比较平缓,形成低的凸部时,可以在转移印刷后放置一定时间再照射。例如,可以在转移印刷后2秒~2分钟后再照射。
所谓使本发明所说的油墨刚刚转移印刷到透明基体材料上后,具体地,优选在油墨转移印刷后0.001~2.0秒之间开始照射,更加优选在0.001~1.0秒之间。
另外,油墨刚刚转移印刷后的活性光线的照射,只要照射到可以使转移印刷的油墨的流动性降低,且可形成期望的凹凸结构的即可,也可以是半固化状态。此时,照射另外设置在下游侧的活性光源,可以完全地固化。在本发明中,微细凹凸结构的形成优选通过多次苯胺印刷进行,此时,优选通过最初的苯胺印刷进行转移印刷油墨后,通过上述活性光线使油墨固化直至半固化状态,依次反复进行接着的苯胺印刷、通过活性光线的油墨固化,再照射设置在最下游侧的活性光源使之完全固化。
作为本发明中可以使用的活性光线,是紫外线、电子射线、γ射线等,只要是使作为赋予防眩目性组合物的活性光线固化型树脂活性化的光源,则可以不受限制地使用,但优选紫外线、电子射线,特别是,从操作简便并且容易获得高能量这点看,优选紫外线。作为使紫外线反应性化合物光聚合的紫外线光源,只要是发生紫外线的光源,则可以使用任何一种。例如,可以使用低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯等。另外,还可以使用ArF准分子激光器、KrF准分子激光器、准分子灯或同步加速器放射光等。照射条件根据各种灯而不同,照射光量优选1mJ/cm2或1mJ/cm2以上,更加优选20mJ/cm2~10000mJ/cm2,特别优选50mJ/cm2~2000mJ/cm2。
另外,还可以同样地使用电子射线。作为电子射线,可以举出从コツクロフトワルトン型、范德格喇夫型、共振变压型、绝缘芯变压器型、直线型、ダイナミトロン型、从高频型等各种电子射线加速器放出的具有50~1000keV、优选100~300keV的能量的电子射线。
在本发明中,活性光线照射时的氛围气体中的氧浓度为10%或10%以下,特别优选1%或1%以下。
另外,在本发明中,为了有效地进行活性光线的固化反应,还可以加热基体材料膜等。作为加热方法,没有特别限制,但优选使用加热板、加热辊、加热头、或者对转移印刷的油墨表面吹入热风等的方法。另外,还可以将夹持苯胺印刷部的基体材料膜并用于相反侧的支撑辊作为加热辊,连续地实施加热。
作为加热温度,根据使用的活性光线固化型树脂的种类,不能一概地规定,但优选不对基体材料膜带来热变形等影响的温度范围,优选30~200℃,更加优选50~120℃,特别优选70~100℃。
接着,对于可以在本发明的油墨中使用的热固性树脂进行说明。
作为本发明中可以使用的热固性树脂,可以举出不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂、热固性聚酰胺酰亚胺等。
作为不饱和聚酯树脂,有邻苯二甲酸类树脂、间苯二甲酸类树脂、对苯二甲酸类树脂、双酚类树脂、丙二醇-马来酸类树脂、将二环戊二烯或其衍生物导入到不饱和聚酯组成并进行低分子量化的、或添加了被膜形成性的蜡混合物的低苯乙烯挥发性树脂、添加了热塑性树脂(聚乙酸乙烯树脂、苯乙烯·丁二烯共聚物、聚苯乙烯、饱和聚酯等)的低收缩性树脂、直接用Br2将不饱和聚酯溴化的、或者将氯桥酸、二溴新戊二醇进行共聚等的反应性型、氯代链烷烃、四溴双酚等卤化物和三氧化锑、磷化合物的组合或使用氢氧化铝等作为添加剂的添加型阻燃性树脂、与聚氨酯或聚硅氧烷混合化、或IPN化的强韧性(高强度、高弹性模量、高伸长率)的强韧性树脂等。
作为环氧树脂,可以举出,例如,含有双酚A型、酚醛清漆苯酚型、双酚F型、溴代双酚A型的缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类、缩水甘油酯类、含有环式脂肪类、杂环式环氧类的特殊环氧树脂等。
作为乙烯基酯树脂,是例如,将普通环氧树脂和甲基丙烯酸等不饱和一元酸开环加成反应得到的低聚物溶解在苯乙烯等单体中的物质。另外,也有在分子末端或侧链具有乙烯基,含有乙烯基单体等特殊类型。作为缩水甘油醚类环氧树脂的乙烯基酯树脂,例如,有双酚类、酚醛清漆类、溴化双酚类等,作为特殊的乙烯基酯树脂,有乙烯基酯聚氨酯类、异氰尿酸乙烯酯类、侧链乙烯基酯类等。
酚醛树脂是以酚类和甲醛类为原料缩聚而得到的,有可溶酚醛树脂型和酚醛清漆型。
作为热固性聚酰亚胺树脂,例如,有马来酸类聚酰亚胺、例如聚马来酰亚胺、聚氨基双马来酰亚胺、双马来酰亚胺·O,O’-二烯丙基双酚A树脂、双马来酰亚胺·三嗪树脂等,另外,还有4-降冰片烯-1,2-二羧酸改性聚酰亚胺胺、以及乙炔末端聚酰亚胺等。
另外,上述活性光线固化型树脂的一部分也可以作为热固性树脂使用。
另外,在包含本发明中使用的热固性树脂的油墨中,可以适当使用在含有活性光线固化型树脂的油墨中记载的抗氧剂和紫外线吸收剂。
在本发明中,通过苯胺印刷形成的微细凹凸结构含有热固性树脂时,作为加热方法,优选在将油墨刚刚转移印刷在基体材料膜上后进行加热处理。
所谓将本发明中所说的油墨刚刚转移印刷到基体材料膜上后,具体地,优选在油墨转移印刷的同时或5秒钟以内开始加热,可以预先提高基体材料膜的温度。例如,可以将基体材料膜卷在加热辊上,使油墨对其转移印刷,更加优选与转移印刷同时或在2.0秒之间。另外,喷嘴部和加热部的距离过于接近,如果热传递到头部,由于喷嘴部的固化而引起喷嘴堵塞,因此,需要注意。另外,视需要,通过使加热间隔超过5.0秒,可以一边使转移印刷的油墨流动、变形,一边得到微细凹凸结构。
作为加热方法,没有特别限制,但优选使用加热板、加热辊、加热头、或者对转移印刷的油墨表面吹入热风等的方法。另外,还可以将夹持苯胺印刷部的基体材料膜并设置在相反侧的支撑辊作为加热辊,连续地实施加热。作为加热温度,根据使用的热固性树脂的种类,不能一概地规定,但优选不对透明基体材料带来热变形等影响的温度范围,优选30~200℃,更加优选50~120℃,特别优选70~100℃。
在本发明的油墨中,作为赋予防眩目性组合物,可以使用上述活性光线固化型树脂、热固性树脂中的任意一种,但优选使用活性光线固化型树脂。
本发明的上述油墨中,视需要可以含有0~99.9质量%的溶剂。例如,可以使上述活性光线固化型树脂单体成分、或热固性树脂单体成分溶解或分散在水系溶剂中,或者也可以使用有机溶剂。有机溶剂可以在低沸点的溶剂或高沸点的溶剂中适当选择使用,为了调整油墨的粘度,优选适当调整这些溶剂的添加量和种类、组成。
作为在本发明的油墨中可以使用的溶剂,可以举出,例如,甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、丁醇等醇类;丙酮、甲乙酮、环己酮等酮类;双丙酮醇等酮醇类;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类;乙二醇、丙二醇、己二醇等二醇类;乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙基溶纤剂、二乙基卡必醇、丙二醇单甲醚等二醇醚类;N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯类;甲醚、乙醚等醚类;水等,可以将这些单独或混合2种或2种以上使用。另外,特别优选在分子内具有醚键的物质,还可以优选使用二醇醚类。
作为二醇醚类,具体地,可以举出下述溶剂,但不特别限定于这些。可以举出丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚Ac、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚Ac、乙二醇二乙醚等,另外,Ac代表乙酸酯。在本发明的油墨中,在上述溶剂中,可以优选使用沸点不足100℃的溶剂。这些溶剂期望在转移印刷后迅速地挥发维持希望的凸部形状的程度,并被干燥。或者还可以通过混合挥发性不同的溶剂并变更其比率来控制凸部形状。
接着,对于形成由本发明的苯胺印刷形成的微细凹凸结构的优选的方案进行说明。
本发明中的具有微细凹凸结构的防眩目层的优选的形成方法,是上述微细凹凸结构的形成通过多次苯胺印刷进行,或在上述多次苯胺印刷中在至少一次或一次以上变更凸部形状不同的树脂印刷版来进行,或者在上述多次苯胺印刷中在至少一次或一次以上变更为树脂印刷版辊径不同的树脂印刷版来进行。
图7是示出通过多次苯胺印刷形成的微细凹凸结构的一例的模式图。
如果在多次的苯胺印刷中进行微细凹凸结构形成,在一次印刷中有时不能充分获得微细凹凸结构图案的高度,此时,具有可以通过多次印刷得到期望的微细凹凸结构的高低差的优点(图7a)。
另外,改变凹凸图案,变更凸部形状不同的树脂印刷版进行多次印刷,具有防止用目视可以判别图案,从而可以提高显示器的视觉辨认度的优点(图7b)。
另外,通过变更为树脂印刷版辊径不同的树脂印刷版来进行多次印刷,具有可防止一定的重复图案在同一画面中反复发生,从而可以提高视觉辨认度的优点(图7c)。
另外,使用2种或2种以上油墨的场合,可以使用固体成分浓度不同的各种油墨。例如,可以通过设定最初的油墨液的固体成分浓度低,趁着油墨流平期间将固体成分浓度高的油墨进行转移印刷,可以形成具有比较大的平缓的凸部底部(裾野)并且具有期望高度的微细凸部。通过适当调整这样的各种油墨的固体成分浓度,可以容易地控制微细凹凸结构的形成和形状。
接着,对本发明的防眩目性膜的制造方法进行说明。
图8是通过苯胺印刷以(a)一次、以及(b)多次的苯胺印刷在基体材料膜上进行微细凹凸结构形成的制造方法的一例。详细地说,示出了用涂布方式在基体材料膜上涂设硬涂层后,用苯胺印刷形成具有微细凹凸结构的防眩目层的制造工序的一例。
在图8(a)中,通过辊501抽出的基体材料膜502被输送,在第1涂布位点A通过挤出方式的第1涂料机503涂设硬涂层。此时,硬涂层可以是单层结构,也可以是由多层构成的层。另外,还可以在宽度方向变更膜厚度来涂设。涂设了硬涂层的基体材料膜502接着在干燥区505A进行干燥。干燥是通过控制温湿度的温风从基体材料膜502的两面实施干燥。在硬涂层上使用活性光线固化型树脂作为粘合剂时,在干燥后,可以在活性光线照射部506A通过照射活性光线,例如紫外线等使之固化,或者控制照射量或照射条件而成为半固化状态。在活性光线照射部506A,基体材料膜502可以以卷在控制温度为20~120℃的支撑辊上的状态进行照射。
接着,被输送到设置使用了苯胺印刷的防眩目层的苯胺印刷部B上,但硬涂层优选为半固化状态。油墨液从油墨供给罐508供给到金属墨辊510,油墨被转移到作为苯胺印刷部的具有微细凹凸结构的树脂印刷版509上。
另外,优选通过由转移印刷带来的冲击而使凸部的形状发生大的变形,或者使之不会被压碎地缓慢地转移印刷,例如,优选调整油墨粘度、树脂印刷版的橡胶硬度、印刷速度等。
转移印刷的油墨使用活性光线固化型树脂时,在配置在作为苯胺印刷部的树脂印刷版509后面的活性光线照射部506B照射活性光线,例如紫外线等并使之固化。另外,油墨使用热固性树脂时,通过干燥区505B,例如通过加热板加热、固化。另外,还优选将支撑辊504B作为加热辊进行加热的方法。
在苯胺印刷部B中,为了使活性光线照射部506B的照射光不会对树脂印刷版509的油墨带来直接影响,优选以适度的间隔设置活性光线照射部506B和树脂印刷版509,或者在活性光线照射部506B和树脂印刷版509之间设置遮光壁等。另外,为了不使干燥区505B的热对树脂印刷版509的油墨带来直接影响,优选用隔热盖将树脂印刷版509包覆,或者如图中所示,设置遮断干燥区505B的干燥风的隔断。
在可以维持通过转移印刷的油墨形成的微细凹凸结构的程度进行固化处理的基体材料膜502,在干燥区505B使不要的有机溶剂等蒸发后,再在活性光线照射部506C照射活性光线,完成固化。
在活性光线照射部506C的部分,优选在温度控制为20~120℃的支撑辊504C上的基体材料膜502上照射活性光线。
图8(b)是用多次苯胺印刷进行微细凹凸结构形成的一例,并示出了在图8(a)的苯胺印刷部B的后面设置改变了树脂印刷版径的苯胺印刷部C,进行2次印刷的制造流程。
形成由本发明的苯胺印刷形成的微细凹凸结构的方法,优选一边以1~500m/min、优选以10~300m/min移送一边形成基体材料膜。
使油墨转移印刷时的基体材料膜优选在带电时没有斑点,优选在之前进行除电,或者使之均一带电。
另外,将转移印刷油墨而形成的微细凹凸结构测定雾度、透过鲜明度等防眩目性,确认为规定的值,并确认了偏移或变动时,优选将其结果反馈并进行油墨的调整或树脂印刷版的更换。测定优选在所有的凹凸形成并使树脂固化之后再进行,也可以在凹凸形成的中途进行。例如,可以通过进行形成比较大的凹凸后和其后的形成更加微细的凹凸后的测定,再进行适当的反馈控制。
《基体材料膜》
作为本发明中可以使用的基体材料膜,可以举出制造容易、与活性光线固化型树脂层的粘接性良好、在光学上是各向同性的、在光学上是透明的等作为优选的条件。
所谓本发明中所说的透明,是指可见光的透过率为60%或60%以上,优选80%或80%以上,特别优选90%或90%以上。
只要具有上述性质,则没有特别限定,可以举出,例如,纤维素酯类膜、聚酯类膜、聚碳酸酯类膜、聚丙烯酸酯类膜、聚砜(也包含聚醚砜)类膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、赛璐玢、二乙酸纤维素膜、三乙酸纤维素膜、乙酸丙酸纤维素膜、乙酸丁酸纤维素膜、聚偏氯乙烯膜、聚乙烯醇膜、乙烯-乙烯醇膜、间规聚苯乙烯类膜、聚碳酸酯膜、降冰片烯类树脂膜、聚甲基戊烯膜、聚醚酮膜、聚醚酮酰亚胺膜、聚酰胺膜、氟树脂膜、尼龙膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、丙烯酸酯膜或玻璃板等。其中,优选聚碳酸酯类膜、聚酯类膜、降冰片烯类树脂膜、以及纤维素酯类膜。
构成可以在本发明中优选使用的聚碳酸酯类树脂膜的聚碳酸酯可以使用各种物质,但从化学性质以及物性方面看,优选芳香族聚碳酸酯,特别优选双酚A类。更加优选在双酚A中导入了苯环、环己烷环、脂肪烃等的双酚A衍生物中,使用对于中央碳导入了不对称的衍生物而得到的使单位分子内的各向异性减少的结构的聚碳酸酯。例如,可以举出将双酚A的中央碳的2个甲基置换成苯环的物质、使用将双酚A的各苯环的一个氢用甲基、苯基等对中央碳不对称地取代的物质而得到的聚碳酸酯。
具体地,是从4,4’-二羟基二苯基链烷烃或其卤素取代物通过光气法或酯交换法而得到的物质,例如,可以举出4,4’-二羟基二苯基甲烷、4,4’-二羟基二苯基乙烷、4,4’-二羟基二苯基丁烷等。
在本发明中使用的聚碳酸酯类树脂膜的制作方法没有特别的限定。即,可以是挤出法、溶剂流延法以及压延法等任何一种。在本发明中,可以使用单轴拉伸膜或双轴拉伸膜,但在表面精度优异这点上,优选用溶剂流延法制作的膜,在光学各向同性、各向异性小这点上,更加优选用挤出法制作的膜。
在本发明中使用的聚碳酸酯类树脂可以使用玻璃化转变温度(Tg)为110℃或110℃以上、吸水率(在23℃的水中,24小时的条件下测定的值)为0.3%或0.3%以下的物质。更加优选Tg为120℃或120℃以上、吸水率为0.2%或0.2%以下的物质。
构成本发明中可以优选使用的聚酯类树脂的聚酯,没有特别限定,是以二羧酸成分和二醇成分为主要构成成分的具有成膜性的聚酯。
作为主要构成成分的二羧酸成分,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、二苯砜二羧酸、二苯醚二羧酸、二苯乙烷二羧酸、环己烷二羧酸、二苯基二羧酸、二苯硫醚二羧酸、二苯甲酮二羧酸、苯基茚满二羧酸等。另外,作为二醇成分,可以举出乙二醇、丙二醇、四亚甲基二醇、环己烷二甲醇、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基乙氧基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜、双酚芴二羟基乙基醚、二乙二醇、新戊二醇、氢醌、环己烷二醇等。
在将这些作为主要构成成分的聚酯中,从透明性、机械强度、尺寸稳定性等方面看,优选作为二羧酸成分,以对苯二甲酸和/或2,6-萘二羧酸作为主要构成成分、作为二醇成分,以乙二醇和/或1,4-环己烷二甲醇作为主要构成成分的聚酯。其中,优选以聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯为主要构成成分的聚酯、或由对苯二甲酸和2,6-萘二羧酸和乙二醇构成的共聚聚酯、以及这些聚酯的二种或二种以上的混合物为主要构成成分的聚酯。
构成本发明中可以使用的聚酯类薄膜的聚酯,只要是不损害本发明的效果的范围,还可以与其他的共聚成分共聚,也可以混合其他的聚酯。作为这些的例子,可以举出前面举出的二羧酸成分或二醇成分、或由它们构成的聚酯。
另外,为了提高膜的耐热性,可以共聚双酚类化合物、具有萘环或环己烷环的化合物。作为它们的共聚比例,以构成聚酯的二官能性二羧酸为基准,优选1~20摩尔%。
另外,所谓本发明中优选使用的降冰片烯类树脂膜,是具有降冰片烯结构的非晶性聚烯烃膜,有例如三井石油化学(株)制造的APO和日本ゼオン(株)制造的ゼオネツクス、JSR(株)制造的ARTON等。
在本发明中,其中,特别优选使用纤维素酯类膜。作为纤维素酯,优选乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素,其中,优选使用乙酸丁酸纤维素、乙酸酞酸纤维素、乙酸丙酸纤维素。作为市售的纤维素酯膜,从制造上、成本方面、透明性、粘合性等观点看,可以优选使用例如,コニカミノルタタツク、制品名KC8UX2MW、KC4UX2MW、KC8UY、KC4UY、KC5UN、KC12UR、KC8UCR-3、KC8UCR-4、KC8UCR-5(コニカミノルタオプト(株)制造)。这些膜既可以是用熔融流延制膜制造的膜,也可以是用溶液流延制膜制造的膜。
以下,对本发明特别优选使用的纤维素酯膜进行更加详细的说明。
(纤维素酯膜)
本发明使用的纤维素酯优选纤维素的低级脂肪酸酯。所谓纤维素的低级脂肪酸酯中的低级脂肪酸,是指碳原子数为6或6以下的脂肪酸,例如,可以使用乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素等,或特开平10-45804号、特开平08-231761号、美国专利第2319052号等中记载的乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等混合脂肪酸酯。在上述记载中,特别优选使用的纤维素的低级脂肪酸酯是三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素。这些纤维素酯可以单独或混合使用。
如果纤维素酯的分子量过小,拉伸断裂强度降低,如果分子量过高,由于纤维素酯的溶解液的粘度过于变高,因此生产性降低。纤维素酯的分子量以数均分子量(Mn)计,优选70000~200000,更加优选100000~200000。
在三乙酸纤维素的场合,优选使用平均乙酸化度(结合的乙酸量)为54.0~62.5%的三乙酸纤维素,更加优选的是平均乙酸化度为58.0~62.5%的三乙酸纤维素。如果平均乙酸化度小,尺寸变化大,另外,偏振片的偏光度降低。如果平均乙酸化度大,对溶剂的溶解度降低,生产性下降。
在三乙酸纤维素以外,优选的纤维素酯是,含有具有碳原子数为2~4的酰基作为取代基,并且当将乙酰基的取代度作为X,将丙酰基或丁酰基的取代度作为Y时,同时满足下述式(I)以及(II)的纤维素酯的纤维素酯。
式(I)2.6≤X+Y≤3.0
式(II)0≤X≤2.5
其中,特别优选使用乙酸丙酸纤维素,其中,优选1.9≤X≤2.5、0.1≤Y≤0.9。没有被酰基取代的部分通常作为羟基存在。这些可以根据已知的方法合成。
纤维素酯可以将棉花棉短绒、木材纸浆、洋麻等作为原料合成的纤维素酯单独或混合使用。特别优选将由棉花棉短绒(以下,有时只称为棉短绒)合成的纤维素酯单独或混合使用。
本发明中可以使用的纤维素酯膜可以是用溶液流延法制造的膜,也可以是用熔融流延法制造的膜,但优选至少在宽度方向上进行了拉伸的膜,特别优选在溶液流延工序中当剥离残溶量为3~40质量%时,在宽度方向上拉伸1.01~1.5倍。更加优选在宽度方向和长度方向进行双轴拉伸,期望当剥离残溶量为3~40质量%时,在宽度方向和长度方向分别拉伸1.01~1.5倍。由此,可以得到视觉辨认性优异的防眩目性膜。另外,通过双轴拉伸、压花加工,可以显著改善在以长尺寸低反射膜的辊状的保管中卷曲形状的劣化。作为此时的拉伸倍率,特别优选1.03~1.45倍。
在本发明中,优选使用长尺寸膜,具体地,使用100~5000m左右的膜。另外,基体材料膜的宽度优选1.4m或1.4m以上,更加优选1.4~4m。
本发明的纤维素酯膜优选光透过率为90%或90%以上,更加优选93%或93%以上的透明膜。
本发明的纤维素酯膜,其厚度优选10~100μm,透湿性优选在25℃、90±2%RH下为200g/m2·24小时或200g/m2·24小时以下,更加优选10~180g/m2·24小时或10~180g/m2·24小时以下,特别优选160g/m2·24小时或160g/m2·24小时以下。
特别优选膜厚度为10~60μm并且透湿性为上述范围内。
在此,基体材料膜的透湿性是按照JIS Z 0208:1976中记载的方法,测定各试料的透湿性。
(增塑剂)
在本发明使用的基体材料膜中使用纤维素酯膜时,优选含有下述的增塑剂。作为增塑剂,可以优选使用例如,磷酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂、偏苯三酸酯类增塑剂、均苯四酸酯类增塑剂、乙醇酸酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂等。
磷酸酯类增塑剂,可以使用磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酚酯、甲苯基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、磷酸二苯基联苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等;苯二甲酸酯类增塑剂,可以使用苯二甲酸二乙酯、苯二甲酸二甲氧基乙酯、苯二甲酸二甲酯、苯二甲酸二辛酯、苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二(2-乙基己酯)、丁基苄基苯二甲酸酯、苯二甲酸二苯酯、苯二甲酸二环己酯等;偏苯三酸酯类增塑剂,可以使用偏苯三酸三丁酯、偏苯三酸三苯酯、偏苯三酸三乙酯等;均苯四酸酯类增塑剂,可以使用均苯四酸四丁酯、均苯四酸四苯酯、均苯四酸四乙酯等;乙醇酸酯类增塑剂,可以使用甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯、邻苯二甲酸乙酯·乙基乙醇酸酯、邻苯二甲酸甲酯·乙基乙醇酸酯、邻苯二甲酸丁酯·丁基乙醇酸酯等;柠蒙酸酯类增塑剂,可以使用柠檬酸三乙酯、柠檬酸三正丁酯、乙酰三乙基柠檬酸酯、乙酰三正丁基柠檬酸酯、乙酰三正(2-乙基己基)柠檬酸酯等。在其他的羧酸酯的例子中,包含油酸丁酯、乙酰蓖麻醇酸甲酯、癸二酸二丁酯、各种偏苯三酸酯。
作为聚酯类增塑剂,可以使用脂肪族二元酸、脂环式二元酸、芳香族二元酸等二元酸和二醇的共聚物。作为脂肪族二元酸,没有特别限定,可以使用己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-环己基二羧酸等。作为二醇,可以使用乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇等。这些二元酸和二醇可以分别单独使用,也可以混合二种或二种以上使用。
多元醇酯类增塑剂是由2元或2元以上的脂肪族多元醇和单羧酸的酯构成的增塑剂。作为优选的多元醇的例子,可以举出例如以下的物质,但本发明并不限定于这些。可以举出核糖醇、阿拉伯糖醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、半乳糖醇、甘露糖醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、频哪醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、木糖醇等。特别优选三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、木糖醇。作为用于多元醇酯的单羧酸,没有特别的限制,可以使用已知的脂肪族单羧酸、脂环族单羧酸、芳香族单羧酸等。如果使用脂环族单羧酸、芳香族单羧酸,在提高透湿性、保留性上看是优选的。作为优选的单羧酸的例子,可以举出以下举出的物质,但本发明并不仅限定于这些。作为脂肪族单羧酸,可以优选使用碳原子数为1~32的直链或具有侧链的脂肪酸。更加优选碳原子数为1~20的,特别优选1~10的。由于含有乙酸可增大与纤维素酯的相溶性,故优选,还优选将乙酸和其他的单羧酸混合使用。作为优选的脂肪族单羧酸,可以举出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基己酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、廿烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、三十烷酸、三十二烷酸等饱和脂肪酸、十一碳烯酸、油酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生油烯酸等不饱和脂肪酸等。作为优选的脂环族单羧酸的例子,可以举出环戊烷甲酸、环己烷甲酸、环辛烷甲酸、或它们的衍生物。作为优选的芳香族单羧酸的例子,可以举出苯甲酸、苯乙酸等在苯甲酸的苯环上导入了烷基的物质、联苯羧酸、萘羧酸、萘满羧酸等具有2个或2个以上苯环的芳香族单羧酸或它们的衍生物。特别优选苯甲酸。多元醇酯的分子量没有特别的限制,优选分子量为300~1500的范围,更加优选350~750的范围。在提高保留性方面看,优选分子量大的,而从透湿性、与纤维素酯的相溶性方面看,优选小的。
多元醇酯中使用的羧酸既可以是一种,也可以是二种或二种以上的混合。另外,多元醇中的OH基可以全部被羧酸酯化,也可以一部分以OH基的形态残留。
这些增塑剂优选单独或同时使用。
这些增塑剂的使用量,在膜的性能、加工性等方面看,相对于纤维素酯优选1~20质量%,特别优选3~13质量%。
(紫外线吸收剂)
在本发明使用的基体材料膜中,优选添加紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,从波长370nm或370nm以下的紫外线吸收能优异,并具有良好的液晶显示性的观点看,优选使用波长400nm或400nm以上的可见光吸收少的紫外线吸收剂。
作为本发明优选使用的紫外线吸收剂的具体例子,可以举出,例如,羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、三嗪类化合物、镍配位盐类化合物等,但不限定于这些。
作为苯并三唑类紫外线吸收剂,可以优选使用下述通式(1)所示的化合物。
通式(1)
式中,R1、R2、R3、R4以及R5可以相同也可以不同,表示氢原子、卤原子、硝基、羟基、烷基、链烯基、芳基、烷氧基、酰氧基、芳氧基、烷基硫基、芳硫基、单或二烷基氨基、酰基氨基或5~6员的杂环基团,R4和R5可以关环形成5~6员的碳环。
另外,上述记载的这些基团可以具有任意的取代基。
以下,举出本发明中使用的紫外线吸收剂的具体例子,但本发明并不受这些的限定。
UV-1:2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑
UV-2:2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑
UV-3:2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑
UV-4:2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑
UV-5:2-(2’-羟基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氢邻苯二甲酰亚胺基甲基)-5’-甲基苯基)苯并三唑
UV-6:2,2-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)
UV-7:2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑
UV-8:2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链以及侧链月桂基)-4-甲基苯酚(TINUVIN171,チバスペシヤルテイケミカルズ制造)
UV-9:辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯和2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯的混合物(TINUVIN109,チバスペシヤルテイケミカルズ制造)
另外,作为二苯甲酮类紫外线吸收剂,优选使用下述通式(2)表示的化合物。
通式(2)
式中,Y表示氢原子、卤原子或烷基、链烯基、烷氧基以及苯基,这些烷基、链烯基以及苯基也可以具有取代基。A表示氢原子、烷基、链烯基、苯基、环烷基、烷基羰基、烷基磺酰基或-CO(NH)n-1-D基团,D表示烷基、链烯基或可以具有取代基的苯基。m以及n表示1或2。
在上述当中,作为烷基,表示例如,直到碳原子数为24的直链或分支的脂肪族基团,作为烷氧基,表示例如,直到碳原子数为18的烷氧基,作为链烯基,例如,在直到碳原子数为16的链烯基中,表示烯丙基、2-丁烯基等。另外,作为对烷基、链烯基、苯基上的取代基,可以举出卤原子,例如氯原子、溴原子、氟原子等、羟基、苯基(在该苯基中,也可以取代烷基或卤原子等)等。
以下,示出通式(2)表示的二苯甲酮类化合物的具体例子,但本发明不受这些的限定。
UV-10:2,4-二羟基二苯甲酮
UV-11:2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮
UV-12:2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮
UV-13:双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰苯基甲烷)
作为本发明优选使用的上述紫外线吸收剂,优选透明性高、防止偏振片或液晶的劣化的效果优异的苯并三唑类紫外线吸收剂或二苯甲酮类紫外线吸收剂,特别优选使用不要的着色更少的苯并三唑类紫外线吸收剂。
另外,在特愿平11-295209号中记载的分配系数为9.2或9.2以上的紫外线吸收剂在用于基体材料膜时,膜的面品质优异,涂布性也优异,故优选。特别优选使用分配系数为10.1或10.1以上的紫外线吸收剂。
另外,还可以优选使用特开平6-148430号中记载的通式(1)或通式(2)、特愿2000-156039的通式(3)、(6)、(7)记载的高分子紫外线吸收剂(或紫外线吸收性聚合物)。作为高分子紫外线吸收剂,市售的有PUVA-30M(大塜化学(株)制造)等。
(微粒)
在本发明中,优选在纤维素酯膜中含有微粒的。例如,优选含有二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、陶土、滑石、烧制硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等无机微粒或交联高分子微粒作为微粒。其中,二氧化硅可以降低膜的雾度,故优选。微粒的2次粒子的平均粒径为0.01~1.0μm的范围,其含量相对于纤维素酯,优选0.005~0.3质量%。用有机物对二氧化硅等微粒进行表面处理的情况很多,这样的二氧化硅可以降低膜的雾度,故优选。在表面处理中,作为优选的有机物,可以举出卤代硅烷类、烷氧基硅烷类(特别是具有甲基的烷氧基硅烷类)、硅氨烷、硅氧烷等。微粒的平均粒径大的消光性效果大,相反,平均粒径小的透明性优异,因此,优选的微粒的一次粒子的平均粒径为5~50nm,更加优选7~16nm。这些微粒优选在纤维素酯膜中通常作为凝聚体存在,并在纤维素酯膜表面生成0.01μm~1.0μm的凹凸。作为二氧化硅微粒,可以举出日本アエロジル公司制造的AEROSIL(アエロジル)200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600等,优选AEROSIL(アエロジル)200V、R972、R972V、R974、R202、R812。这些微粒也可以2种或2种以上同时使用。同时使用2种或2种以上时,可以以任意的比例混合使用。此时,平均粒径或材质不同的微粒,例如,可以使AEROSIL(アエロジル)200V和R972V以质量比0.1∶99.9~99.9∶0.1的范围使用。在本发明中,在胶浆配制时,可以使微粒与纤维素酯、其他的添加剂以及有机溶剂同时含有并且分散,所谓纤维素酯溶液,优选另外以微粒分散液等充分分散的状态配制胶浆。为了使微粒分散,优选预先浸渍在有机溶剂中后,用具有高剪切力的分散机(高压分散装置)使之进行细分散。然后,优选分散到更加大量的有机溶剂中,与纤维素酯溶液合流,用在线混合机进行混合,作成胶浆。此时,也可以在微粒分散液中加入紫外线吸收剂,作成紫外线吸收剂液。
上述防劣化剂、紫外线吸收剂和/或微粒可以在配制纤维素酯溶液时,与纤维素酯或溶剂一起添加,也可以在溶液配制中或配制后添加。
(有机溶剂)
对形成本发明中使用的纤维素酯膜的胶浆有用的有机溶剂,只要是同时溶解纤维素酯、其他的添加剂的溶剂,则可以不受限制地使用。例如,作为氯类有机溶剂,可以举出二氯甲烷,作为非氯类有机溶剂,可以举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环、1,4-二噁烷、环己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝基乙烷等,可以优选使用二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮。特别优选乙酸甲酯。
在本发明使用的胶浆中,除上述有机溶剂以外,优选含有1~40质量%的碳原子数为1~4的醇的胶浆。如果胶浆中的醇的比率变高,则膜片凝胶化而从金属支持体上的剥离变得容易,另外,醇的比例少时,还具有促进非氯类有机溶剂对纤维素酯的溶解的作用。作为碳原子数为1~4的醇,可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。这些当中,从胶浆的稳定性优异、沸点也比较低、干燥性也良好,并且没有毒性等来看,优选乙醇。
从提高膜面质量的观点看,优选胶浆中的纤维素酯的浓度调整为15~40质量%、胶浆粘度调整为100~500泊(P)的范围。
《硬涂层》
对本发明的硬涂层进行说明。
本发明的硬涂层优选是含有活性光线固化型树脂和微粒的硬涂层。由此,可以发挥充分的强度,并可以制作显示优异的透过鲜明性的防眩目性防反射膜。
硬涂层的厚度优选2~20μm的范围,更加优选该硬涂层含有平均粒径1~100nm的无机微粒或有机微粒的微粒。
(在硬涂层中含有的微粒)
在本发明中,所谓微粒的平均粒径,首先拍摄该粒子试料的光学显微镜照片或扫描型电子显微镜照片,用图像处理装置LUZEX-III(ニレコ公司制造)测定100个在该照片中拍摄的粒子的直径,算出其平均值作为平均粒径。
作为在本发明的硬涂层中含有的微粒,可以使用无机或有机微粒。
作为无机微粒,可以举出氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化锡、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、滑石、陶土、硫酸钙等。
另外,作为有机微粒,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯树脂微粒、丙烯酸-苯乙烯类树脂微粒、聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、硅类树脂微粒、酚类树脂微粒、聚苯乙烯类树脂微粒、聚碳酸酯树脂微粒、苯并胍胺类树脂微粒、三聚氰胺类树脂微粒、聚烯烃类树脂微粒、聚酯类树脂微粒、聚酰胺类树脂微粒、聚酰亚胺类树脂微粒、或聚氟乙烯类树脂微粒等。
在本发明中,特别优选氧化硅微粒、氧化锆微粒、聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、聚苯乙烯类树脂微粒、以及酚类树脂微粒。
上述记载的无机或有机微粒,优选加入到含有在制作硬涂层时使用的树脂等的涂布组合物种使用。另外,作为这些微粒的平均粒径,优选1~100nm,更加优选5~50nm。
无机或有机微粒的含量相对于在硬涂层中含有的活性光线固化型树脂100质量份,优选配合10质量份~70质量份,更加优选20质量份~60质量份。另外,还可以优选使用2种或2种以上不同平均粒径的微粒。
另外,在本发明中的硬涂层中还可以含有防静电剂,作为防静电剂,优选含有选自Sn、Sb、Ti、In、Al、Zn、Si、Mg、Ba、Mo、W以及V中的至少一种元素作为主要成分,并且体积电阻率为107Ω·cm或107Ω·cm以下的导电性材料。
作为上述防静电剂,可以举出具有上述元素的金属氧化物、复合氧化物等。
作为金属氧化物的例子,优选ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO2、V2O5、ATO、ITO、Sb2O5等、或这些的复合氧化物,特别优选ZnO、In2O3、TiO2、ATO、ITO以及SnO2。作为含有异种原子的例子,例如,对于ZnO添加Al、In等,对于TiO2添加Nb、Ta等,对于SnO2添加Sb、Nb、卤元素等是有效的。这些异种原子的添加量优选0.01~25摩尔%的范围,特别优选0.1~15摩尔%的范围。
另外,这些具有导电性的这些金属氧化物粉末的体积电阻率为107Ω·cm或107Ω·cm以下,特别是105Ω·cm或105Ω·cm以下。
(硬涂层的折射率)
本发明的硬涂层的折射率,当在上层设置低折射率层时,从用于得到低反射性膜的光学设计上看,优选折射率为1.5~2.0,特别优选1.5~1.7。硬涂层的折射率可以根据添加的微粒或无机基质的折射率或含量来调整。
(硬涂层的膜厚度)
从赋予充分的耐久性、耐冲击性的观点看,硬涂层的膜厚度优选2μm~20μm的范围,更加优选3μm~16μm。
(硬涂层的雾度值)
为了获得本发明记载的效果(提高视觉辨认性),硬涂层的雾度值优选5%~40%,更加优选6%~30%。
在此,雾度值的测定可以基于ASTM-D-1003-52进行测定。
作为用于将本发明的硬涂层的雾度值调整为优选的范围的手段,优选使上述记载的有机微粒和/或无机微粒含在硬涂层中,其中,由于二氧化硅容易均一地分散,故可以优选使用。另外,还可以使用用有机物将二氧化硅等微粒进行了表面处理的物质。
(活性光线固化型树脂以及其他的添加剂)
所谓硬涂层中使用的活性光线固化树脂是指以通过紫外线或电子射线等光化射线照射经过交联反应等而固化的树脂。例如,可以优选使用包含具有乙烯性不饱和双键的单体的成分,通过照射紫外线或电子射线等光化射线使之固化而形成硬涂层。作为活性光线固化型树脂,可以举出紫外线固化性树脂或电子射线固化性树脂等为代表的物质,优选通过紫外线照射而固化的树脂。
作为紫外线固化性树脂,可以优选使用例如,紫外线固化型聚氨酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型多醇丙烯酸酯类树脂、或紫外线固化型环氧树脂等。
紫外线固化型丙烯酸聚氨酯类树脂,一般可以对于通过使异氰酸酯单体或预聚物与聚酯多醇反应而得到的生成物,再与丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(以下,在丙烯酸酯中,作为包含甲基丙烯酸酯的物质只表示为丙烯酸酯)、丙烯酸2-羟基丙酯等具有羟基的丙烯酸酯类单体反应而容易地获得。例如,可以使用特开昭59-151110号记载的物质。
例如,可以优选使用100份ユニデイツク17-806(大日本インキ(株)制造)和1份コロネ一トL(日本ポリウレタン(株)制造)的混合物等。
作为紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂,一般可以举出,使丙烯酸2-羟基乙酯、2-羟基丙烯酸酯类单体与聚酯多醇反应而容易形成的物质,可以使用特开昭59-151112号记载的物质。
作为紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂的具体例子,可以举出,以环氧丙烯酸酯作为低聚物,并在其中添加反应性稀释剂、光反应引发剂,使之反应而生成的物质,可以使用特开平1-105738号中记载的物质。
作为紫外线固化型多醇丙烯酸酯类树脂的具体例子,可以举出三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作为这些紫外线固化性树脂的光反应引发剂,具体地,可以举出二苯乙醇酮及其衍生物、乙酰苯、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮(ミヒラ一ズケトン)、α-アミロキシムエステル、噻吨酮等以及它们的衍生物。还可以与光增感剂一起使用。上述光反应引发剂也可以作为光增感剂使用。另外,使用环氧丙烯酸酯类光反应引发剂时,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等增感剂。例如,可以优选使用イルガキユア184、イルガキユア907(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制造)等市售品。用于紫外线固化树脂组合物的光反应引发剂或光增感剂相对于该组合物100质量份为0.1~15质量份,优选1~10质量份。
作为树脂单体,例如,作为具有一个不饱和双键的单体,可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、乙酸乙烯、苯乙烯等一般的单体。另外,作为具有二个或二个以上不饱和双键的单体,可以举出二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯、二乙烯基苯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、二丙烯酸1,4-环己基二甲酯、前面提及的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等。
作为本发明中可以使用的紫外线固化树脂的市售品,可以适当选择アデカオプトマ一KR·BY系列:KR-400、KR-410、KR-550、KR-566、KR-567、BY-320B(旭电化(株)制造);コ一エイハ一ドA-101-KK、A-101-WS、C-302、C-401-N、C-501、M-101、M-102、T-102、D-102、NS-101、FT-102Q8、MAG-1-P20、AG-106、M-101-C(广荣化学(株)制造);セイカビ一ムPHC2210(S)、PHC X-9(K-3)、PHC2213、DP-10、DP-20、DP-30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(大日精化工业(株)制造);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(ダイセル·ユ一シ一ビ一(株)制造);RC-5015、RC-5016、RC-5020、RC-5031、RC-5100、RC-5102、RC-5120、RC-5122、RC-5152、RC-5171、RC-5180、RC-5181(大日本インキ化学工业(株)制造);オ一レツクスNo.340クリヤ(中国涂料(株)制造),サンラツドH-601、RC-750、RC-700、RC-600、RC-500、RC-611、RC-612(三洋化成工业(株)制造);SP-1509、SP-1507(昭和高分子(株)制造);RCC-15C(グレ一ス·ジヤパン(株)制造)、アロニツクスM-6100、M-8030、M-8060(东亚合成(株)制造)、DPHA(日本化药(株)制造)等使用。
另外,在硬涂层的涂布液中,特别优选添加硅化合物。例如,可以优选添加聚醚改性硅油等。聚醚改性硅油的数均分子量,例如,1000~100000、优选2000~50000是合适的,数均分子量不足1000,涂膜的干燥性降低,相反,数均分子量如果超过100000,存在难以渗出到涂膜表面的倾向。
此外,可以在硬涂层中添加0.01~5.0质量%左右的氟类表面活性剂、硅类表面活性剂、或非离子性表面活性剂等,如果添加表面活性剂,由于有时用于本发明的苯胺印刷的油墨的粘附恶化,因此,有时受到量的限制。此时,优选对硬涂层进行后述的碱处理或电晕处理等表面处理后再进行苯胺印刷。
(硬涂层的制作方法)
涂设本发明的硬涂层时的溶剂,可以从例如烃类、醇类、酮类、酯类、二醇醚类、其他的溶剂中适当选择,或混合使用。优选使用含有5质量%或5质量%以上,更加优选5质量%~80质量%以上的丙二醇单(C1~C4)烷基醚或丙二醇单(C1~C4)烷基酯的溶剂。
作为硬涂层组合物涂布液的涂布方法,可以使用凹版涂布机、旋转涂布机、金属丝棒涂布机(ワイヤ一バ一コ一タ一)、辊涂机、逆向涂布机、挤出涂布机、气刀涂布机等已知的方法。涂布速度优选10m/分~60m/分。
(关于活性光线的种类、照射方法)
硬涂层组合物涂布干燥后,优选照射紫外线或电子射线等活性光线并进行固化处理,活性光线的照射时间优选0.5秒~5分钟,从活性光线固化型树脂的固化效率、操作效率等看,更加优选1秒~1分钟。
本发明的硬涂层含有活性光线固化型树脂时,作为活性光线的照射方法,也可以在将硬涂层、防反射层(低折射率层或高折射率层)等涂设到基体材料膜上之后照射活性光线,但优选在硬涂层涂设时照射活性光线。
作为本发明中可以使用的活性光线,是紫外线、电子射线、γ射线等,只要是使化合物活性化的能源,则可以不受限制地使用,但优选紫外线、电子射线,特别是,从操作简便并且容易获得高能量这点看,优选紫外线。作为使紫外线反应性化合物光聚合的紫外线光源,只要是发生紫外线的光源,则可以使用任何一种。例如,可以使用低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯等。另外,还可以使用ArF准分子激光器、KrF准分子激光器、准分子灯或同步加速器放射光等。照射条件根据各种灯而不同,照射光量优选20mJ/cm2或20mJ/cm2以上,更加优选50mJ/cm2~10000mJ/cm2,特别优选50mJ/cm2~2000mJ/cm2。
另外,还可以同样地使用电子射线。作为电子射线,可以举出从科克罗夫特沃尔多(コツクロフトワルトン)型、范德格喇夫型、共振变压型、绝缘芯变压器型、直线型、ダイナミトロン型、高频型等各种电子射线加速器放出的具有50~1000keV、优选100~300keV的能量的电子射线。
为了使本发明使用的上述活性光线固化型树脂引发光聚合或光交联反应,虽然只是上述活性光线固化型树脂也可以引发,但由于聚合的诱导期长、或者聚合引发慢,因此,优选使用上述光增感剂或光引发剂,由此,可以加速聚合。
《防眩目性防反射膜》
本发明的防眩目性防反射膜优选在具有通过上述的苯胺印刷形成的微细凹凸结构的硬涂层上设置低折射率层而成为防眩目性防反射膜,还优选进一步设置高折射率层作为低折射率层的底层。
特别是,在本发明中,低折射率层优选涂布含有具有外壳层并且内部为多孔性或空穴的中空二氧化硅类微粒的低折射率层涂布液。
<低折射率层>
本发明的低折射率层的折射率,比作为支持体的基体材料膜的折射率低,优选在23℃、波长550nm测定为1.30~1.45的范围。
低折射率层的膜厚优选5nm~0.5μm,更加优选10nm~0.3μm,最为优选30nm~0.2μm。
本发明使用的低折射率层形成用组合物优选由(a)下述通式(3)表示的有机硅化合物或其水解物或其缩聚物、以及(b)具有外壳层,并且内部为多孔的或空穴的中空二氧化硅类微粒构成组合物。
通式(3)Si(OR)4
(式中,R为烷基,优选碳原子数为1~4的烷基)。
另外,视需要,还可以添加溶剂、硅烷偶合剂、固化剂等。
[中空二氧化硅类微粒]
首先,对于上述(b)表示的具有外壳层,并且内部为多孔的或空穴的中空二氧化硅类微粒进行说明。
中空二氧化硅类微粒是(I)由多孔性粒子和设置在该多孔性粒子表面的包覆层构成的复合粒子,或(II)在内部具有空穴,并且内容物用溶剂、气体或多孔性物质填充的空穴粒子。另外,在低折射率层中,可以含有(I)复合粒子或(II)空穴粒子中的任何一种,还可以含有两者。
另外,空穴粒子是在内部具有空穴的粒子,空穴被粒子壁包围。在空穴内填充了配制时使用的溶剂、气体或多孔性物质等内容物。这样的中空微粒的平均粒径希望处于5~300nm,优选10~200nm的范围。使用的中空微粒可以对应于形成的透明被膜的厚度适当选择,希望处于形成的低折射率层等透明被膜的膜厚的2/3~1/10的范围。这些中空微粒,优选用于低折射率层的形成,并以分散在适当的介质中的状态使用。作为分散介质,优选水、醇(例如,甲醇、乙醇、异丙醇)和酮(例如,甲乙酮、甲基异丁基甲酮)、酮醇(例如,二丙酮醇)。
复合粒子的包覆层的厚度或空穴粒子的粒子壁的厚度希望处于1~20nm,优选2~15nm的范围。复合粒子的场合,包覆层的厚度不足1nm时,有时不能完全包覆粒子,作为后述的涂布液成分的聚合度低的硅酸单体、低聚物等容易地插入到复合粒子的内部,内部的多孔性降低,有时不能充分得到低折射率的效果。另外,包覆层的厚度如果超过20nm,虽然上述硅酸单体、低聚物不会进入内部,但复合粒子的多孔性(细孔容积)降低,有时变得不能充分获得低折射率的效果。另外,空穴粒子的场合,当粒子壁的厚度不足1nm时,有时不能维持粒子形状,另外,即使厚度超过20nm,有时也不能充分表现出低折射率的效果。
复合粒子的包覆层或空穴粒子的粒子壁优选以二氧化硅作为主要成分。另外,也可以含有二氧化硅以外的成分,具体地,可以举出Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等。作为构成复合粒子的多孔性粒子,可以举出包含二氧化硅的物质,包含二氧化硅和二氧化硅以外的无机化合物的物质,包含CaF2、NaF、NaAlF6、MgF2等的物质。这些当中,特别是,包含二氧化硅和二氧化硅以外的无机化合物的复合氧化物的多孔性粒子是合适的。作为二氧化硅以外的无机化合物,可以举出Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等的1种或2种或2种以上。这样的多孔性粒子,以SiO2表示二氧化硅、将二氧化硅以外的无机化合物以氧化物换算(MOx)表示时的摩尔比MOx/SiO2希望处于0.0001~1.0,优选0.001~0.3的范围。难以得到多孔性粒子的摩尔比MOx/SiO2不足0.0001的粒子,即使得到,其细孔容积也小,不能得到折射率低的粒子。另外,如果多孔性粒子的摩尔比MOx/SiO2超过1.0,由于二氧化硅的比率变少,细孔容积变大,有时也难以得到折射率低的粒子。
这样的多孔性粒子的细孔容积希望为0.1~1.5ml/g,优选0.2~1.5ml/g的范围。细孔容积不足0.1ml/g,不能得到折射率充分降低的粒子,如果超过1.5ml/g,微粒的强度降低,有时得到的被膜的强度降低。
另外,这样的多孔性粒子的细孔容积可以通过水银压入法求得。另外,作为空穴粒子的内容物,可以举出制造粒子时使用的溶剂、气体、多孔性物质等。在溶剂中也可以含有用于空穴粒子制造时使用的粒子前体的未反应物、使用的催化剂等。另外,作为多孔性物质,可以举出包含以上述多孔性粒子中列举的化合物的物质。这些内容物,可以是由单一成分构成的物质,也可以是多个成分的混合物。
作为这样的中空微粒的制造方法,可以优选使用例如特开平7-133105号公报的[0010]段~[0033]段中公开的复合氧化物胶体粒子的制造方法。具体地,复合粒子包含二氧化硅、二氧化硅以外的无机化合物的场合,可以由以下的第1~第3工序制造中空微粒。
第1工序:多孔性粒子前体的制造
在第1工序中,预先分别配制二氧化硅原料和二氧化硅以外的无机化合物原料的碱水溶液,或者配制二氧化硅原料和二氧化硅以外的无机化合物原料的混合水溶液,对应于以该水溶液为目的的复合氧化物的复合比例,在pH为10或10以上的碱水溶液中边搅拌边徐徐地添加,来制造多孔性粒子前体。
作为二氧化硅原料,可以使用碱金属、铵或有机碱的硅酸盐。作为碱金属的硅酸盐,可以使用硅酸钠(水玻璃)或硅酸钾。作为有机碱,可以举出四乙基铵盐等季铵盐、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等胺类。另外,在铵的硅酸盐或有机碱的硅酸盐中,也包含在硅酸溶液中添加了氨、季铵氢氧化物、胺化合物等的碱性溶液。
另外,作为二氧化硅以外的无机化合物的原料,可以使用碱可溶的无机化合物。具体地,可以举出选自Al、B、Ti、Zr、Sn、Ce、P、Sb、Mo、Zn、W等元素的含氧酸、该含氧酸的碱金属盐或碱土金属盐、铵盐、季铵盐。更加具体地,铝酸钠、四硼酸钠、碳酸锆铵、锑酸钾、锡酸钾、铝硅酸钠、钼酸钠、硝酸铈铵、磷酸钠是合适的。
在添加这些水溶液的同时,混合水溶液的pH值变化,但控制该pH值为规定的范围的操作不是特别必要的。水溶液最终由无机氧化物的种类及其混合比例得到规定的pH值。此时的水溶液的添加速度没有特别限制。另外,在制造复合氧化物粒子时,可以使用种粒子的分散液为出发原料。作为该种粒子,没有特别限制,可以使用SiO2、Al2O3、TiO2或ZrO2等无机氧化物或它们的复合氧化物的微粒,通常可以使用这些的溶胶。另外,还可以将通过上述制造方法得到的多孔性微粒前体分散液作为种粒子分散液。使用种粒子分散液时,将种粒子分散液的pH调整为10或10以上后,一边在上述碱水溶液中进行搅拌,一边将上述化合物的水溶液添加到该种粒子分散液中。此时也没有必要进行分散液的pH控制。如果使用这样的种粒子,容易控制制造的多孔性粒子的粒径,可以得到粒度整齐的粒子。
上述二氧化硅原料和无机化合物原料对碱具有高的溶解度。可是,如果在该溶解度大的pH区域将两者混合,硅酸离子和铝酸离子等含氧酸离子的溶解度降低,这些复合物析出并成长为微粒,或者析出在种粒子上引起粒子成长。因此,在微粒的析出、成长之际,未必需要进行现有方法的pH控制。
在第1工序中的二氧化硅和二氧化硅以外的无机化合物的复合比例,将相对于二氧化硅的无机化合物换算为氧化物(MOx),MOx/SiO2的摩尔比希望处于0.05~2.0,优选0.2~2.0的范围内。在该范围内,二氧化硅的比例变得越少,多孔性粒子的细孔容积将越增大。可是,摩尔比即使超过2.0,多孔性粒子的细孔的容积也几乎不增加。另一方面,摩尔比不足0.05时,细孔容积变小。制造空穴粒子时,希望MOx/SiO2的摩尔比处于0.25~2.0的范围。
第2工序:从多孔性粒子中除去二氧化硅以外的无机化合物
在第2工序中,从上述第1工序得到的多孔性粒子前体选择性地除去二氧化硅以外的无机化合物(硅和氧以外的元素)的至少一部分。作为具体的除去方法,使用无机酸或有机酸溶解除去多孔性粒子前体中的无机化合物,或与阳离子交换树脂接触交换除去离子。
另外,在第1工序中得到的多孔性粒子前体是硅和无机化合物构成元素通过氧而结合的网状结构的粒子。通过这样从多孔粒子前体中除去无机化合物(硅和氧以外的元素),可以得到更加多孔的并且细孔容积大的多孔性粒子。另外,如果从多孔性粒子前体中除去无机氧化物(硅和氧以外的元素)的量多,则可以制造空穴粒子。
另外,在从多孔性粒子前体中除去二氧化硅以外的无机化合物之前,优选将对二氧化硅的碱金属盐进行脱碱而得到的含有含氟取代烷基的硅烷化合物的硅酸溶液或水解性的有机硅化合物添加到第1工序得到的多孔性粒子前体分散液中,从而形成二氧化硅保护膜。二氧化硅保护膜的厚度只要是0.5~15nm的厚度即可。另外,即使形成二氧化硅保护膜,由于该工序中的保护膜是多孔的并且厚度薄,因此,仍可以从多孔性粒子前体中除去上述二氧化硅以外的无机化合物。
通过形成这样的二氧化硅保护膜,可以保持粒子形状地从多孔性粒子前体中除去上述二氧化硅以外的无机化合物。另外,在形成后述的二氧化硅包覆层时,多孔性粒子的细孔不会由于包覆层而被闭塞,因此,可以不使细孔容积降低而形成后述的二氧化硅包覆层。另外,除去的无机化合物的量少时,由于粒子不会被破坏,因此,未必需要形成保护膜。
另外,在制造空穴粒子时,希望形成该二氧化硅保护膜。在制造空穴粒子时,如果除去无机化合物,可得到由二氧化硅保护膜、该二氧化硅保护膜内的溶剂、未溶解的多孔的固体成分构成的空穴粒子的前体,如果在该空穴粒子的前体上形成后述的包覆膜,形成的包覆层成为粒子壁,形成空穴粒子。
为了形成上述二氧化硅保护膜而添加的二氧化硅源的量,优选在可以保持粒子形状的范围内少的。如果二氧化硅源的量过多,由于二氧化硅保护膜过于变厚,有时从多孔性粒子前体中除去二氧化硅以外的无机化合物是困难的。作为用于形成二氧化硅保护膜用的水解性有机硅化合物,可以使用通式RnSi(OR’)4-n[R、R’:烷基、芳基、乙烯基、丙烯酰基等烃基,n=0、1、2或3]表示的烷氧基硅烷。特别是,可以优选使用氟取代的四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷等四烷氧基硅烷。
作为添加方法,将作为催化剂的少量的碱或酸添加到这些烷氧基硅烷、纯水以及醇的混合溶液中,并将得到的溶液添加到上述多孔性粒子分散液中,使水解烷氧基硅烷而生成的硅酸聚合物沉淀在无机氧化物粒子的表面。此时,也可以同时将烷氧基硅烷、醇、催化剂添加到分散液中。作为碱催化剂,可以使用氨、碱金属的氢氧化物、胺类。另外,作为酸催化剂,可以使用各种无机酸和有机酸。
多孔性粒子前体的分散介质,单独的水、或相对于有机溶剂的水的比率高时,可以使用硅酸溶液形成二氧化硅保护膜。在使用硅酸溶液时,在分散液中添加规定量的硅酸溶液,同时加入碱使硅酸溶液沉降在多孔性粒子的表面。另外,也可以同时使用硅酸溶液和上述烷氧基硅烷来制造二氧化硅保护膜。
第3工序:二氧化硅包覆层的形成
在第3工序中,通过向第2工序中制造的多孔性粒子分散液(空穴粒子的场合为空穴粒子前体分散液)中加入含有含氟取代烷基的硅烷化合物的水解性有机硅化合物或硅酸溶液等,用水解性有机硅化合物或硅酸溶液等的聚合物包覆粒子的表面,从而形成二氧化硅包覆层。
作为用于形成二氧化硅包覆层用的水解性有机硅化合物,可以使用如上述通式RnSi(OR’)4-n[R、R’:烷基、芳基、乙烯基、丙烯酰基等烃基,n=0、1、2或3]表示的烷氧基硅烷。特别是,可以优选使用四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷等四烷氧基硅烷。
作为添加方法,将作为催化剂的少量的碱或酸添加到这些烷氧基硅烷、纯水以及醇的混合溶液中,并将得到的溶液加入到上述多孔性粒子(空穴粒子时为空穴粒子前体)分散液中,使水解烷氧基硅烷而生成的硅酸聚合物沉淀在多孔性粒子(空穴粒子的场合为空穴粒子前体)的表面。此时,也可以同时将烷氧基硅烷、醇、催化剂添加到分散液中。作为碱催化剂,可以使用氨、碱金属的氢氧化物、胺类。另外,作为酸催化剂,可以使用各种无机酸和有机酸。
多孔性粒子(空穴粒子的场合为空穴粒子前体)的分散介质为水单独、或与有机溶剂的混合溶剂,当水相对于有机溶剂的比率高的混合溶剂时,可以使用硅酸溶液形成包覆层。所说的硅酸溶液,是将水玻璃等碱金属硅酸盐的水溶液进行离子交换处理而脱碱的硅酸的低聚物的水溶液。
硅酸溶液可添加到多孔性粒子(空穴粒子的场合为空穴粒子前体)的分散液中,同时加入碱使硅酸低聚物沉降在多孔性粒子(空穴粒子的场合为空穴粒子前体)的表面。另外,也可以将硅酸溶液与上述烷氧基硅烷并用,在形成包覆层时使用。在形成包覆层时使用的有机硅化合物或硅酸溶液的添加量只要是能够充分地包覆胶体粒子表面的程度即可,可以以最终得到的二氧化硅包覆层的厚度为1~20nm的量在多孔性粒子(空穴粒子的场合为空穴粒子前体)的分散液中添加。另外,形成上述二氧化硅保护膜时,可以以二氧化硅保护膜和二氧化硅包覆层的总厚度为1~20nm的范围的量添加有机硅化合物或硅酸溶液。
接着,将形成包覆层的粒子的分散液进行加热处理。通过加热处理,在多孔性粒子的场合,包覆了多孔性粒子表面的二氧化硅包覆层致密化,可以得到多孔性粒子由二氧化硅包覆层包覆的复合粒子分散液。另外,空穴粒子前体的场合,形成的包覆层致密化,成为空穴粒子壁,可以得到内部用溶剂、气体或多孔的固体成分填充的具有空穴的空穴粒子分散液。
此时的加热处理温度只要是可以使二氧化硅包覆层的微细孔闭塞的程度,则没有特别限制,优选80~300℃的范围。加热处理温度不足80℃时,有时不能使二氧化硅包覆层的微细孔完全闭塞而致密化,另外,有时还需要长时间的处理时间。另外,加热处理温度超过300℃且长时间处理时,有时成为致密的粒子,并且有时候不能得到低折射率的效果。
这样得到的无机微粒的折射率低达不足1.42。这样的无机微粒,由于保持了多孔性粒子内部的多孔性,或内部为空穴,因此,可以推测折射率变低。
具有外壳,并且内部为多孔的或空穴的中空二氧化硅类微粒在低折射率层中的含量,优选10~50质量%。在能够获得低折射率的效果上,优选15质量%或15质量%以上,如果超过50质量%,粘合剂成分变少,膜强度不充分。
(有机硅化合物)
上述通式(3)表示的有机硅化合物,式中,R表示碳原子数为1~4的烷基。
具体地,可以优选使用四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷等。
作为向低折射率层中的添加方法,将作为催化剂的少量的碱或酸添加到这些四烷氧基硅烷、纯水以及醇的混合溶液中,并将得到的溶液加入到上述中空二氧化硅类微粒的分散液中,使水解四烷氧基硅烷而生成的硅酸聚合物沉降在中空二氧化硅类微粒的表面。此时,也可以同时将四烷氧基硅烷、醇、催化剂添加到分散液中。作为碱催化剂,可以使用氨、碱金属的氢氧化物、胺类。另外,作为酸催化剂,可以使用各种无机酸和有机酸。
另外,在本发明的低折射率层中,还可以含有下述通式(4)表示的含有氟取代烷基的硅烷化合物。
通式(4)
对上述通式(4)表示的含有氟取代烷基的硅烷化合物进行说明。
式中,R1~R6表示碳原子数为1~16,优选1~4的烷基、碳原子数为1~6,优选1~4的卤代烷基、碳原子数为6~12,优选6~10的芳基、碳原子数为7~14,优选7~12的烷基芳基、芳基烷基、碳原子数为2~8,优选2~6的链烯基、或碳原子数为1~6,优选1~3的烷氧基、氢原子或卤原子。
Rf表示-(CaHbFc)-,a为1~12的整数,b+c为2a,b表示0~24的整数,c表示0~24的整数,作为这样的Rf,优选具有氟代亚烷基和亚烷基的基团。具体地,作为这样的含氟硅氧烷类化合物,可以举出(MeO)3SiC2H4C2F4C2H4Si(MeO)3、(MeO)3SiC2H4C4F8C2H4Si(MeO)3、(MeO)3SiC2H4C6F12C2H4Si(MeO)3、(H5C2O)3SiC2H4C4F8C2H4Si(OC2H5)3、(H5C2O)3SiC2H4C6F12C2H4Si(OC2H5)3表示的甲氧基二硅烷化合物等。
作为粘合剂,如果含有含氟取代烷基的硅烷化合物,由于形成的透明被膜本身具有疏水性,故透明被膜不充分致密化,是多孔的,另外,即使是具有龟裂或空隙的场合,也可以抑制由于水分或酸·碱等药品引起的向透明被膜的进入。另外,在基板表面或作为底层的导电层中含有的金属等的微粒与水分或酸·碱等药品不反应。因此,这样的透明被膜具有优异的耐药品性。
另外,作为粘合剂,如果含有含氟取代烷基的硅烷化合物,不仅具有这样的疏水性,而且滑动性好(接触阻力低),因此,可以得到划痕强度优异的透明被膜。另外,粘合剂如果含有具有这样的结构单元的含有氟取代烷基的硅烷化合物,在底层形成导电层时,粘合剂的收缩率由于与导电层同等或相近,故可以形成与导电层的密合性优异的透明被膜。另外,加热处理透明被膜时,由于收缩率不同,导电层剥离,在透明导电层上不会生成没有电接触的部分。因此,作为膜全体,可以维持充分的导电性。
含有含氟取代烷基的硅烷化合物、和上述具有外壳并且内部为多孔的或空穴的中空二氧化硅类微粒的透明被膜,划痕强度高,并且用橡皮擦掉强度(消しゴム強度)或指甲划伤强度(爪強度)评价的膜强度高,铅笔硬度也高,可以形成在强度上优异的透明被膜。
本发明的低折射率层也可以含有硅烷偶合剂。作为硅烷偶合剂,可以举出甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三乙酰氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、γ-(β-环氧丙氧乙氧基)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷以及β-氰乙基三乙氧基硅烷。
另外,作为对于硅具有2取代的烷基的硅烷偶合剂的例子,可以举出二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基苯基二乙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及甲基乙烯基二乙氧基硅烷。
这些当中,优选在分子内具有双键的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、作为对于硅具有2取代的烷基的物质,优选γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷以及甲基乙烯基二乙氧基硅烷,特别优选γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
也可以同时使用2种或2种以上的偶合剂。除了上述示出的硅烷偶合剂以外,还可以使用其它的硅烷偶合剂。在其它的硅烷偶合剂中,可以举出原硅酸的烷基酯(例如,原硅酸甲酯、原硅酸乙酯、原硅酸正丙酯、原硅酸异丙酯、原硅酸正丁酯、原硅酸仲丁酯、原硅酸叔丁酯)及其水解物。
作为低折射率层的其它的粘合剂使用的聚合物,可以举出,例如,聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、硝基纤维素、聚酯、醇酸树脂。
低折射率层优选在全体中含有5~80质量%的粘合剂。粘合剂粘接中空二氧化硅微粒,具有维持含有空隙的低折射率层结构的功能。粘合剂的使用量,调整为不会填充空隙并可以维持低折射率层的强度。
(溶剂)
本发明的低折射率层优选含有有机溶剂。作为具体的有机溶剂的例子,可以举出醇(例如,甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苄醇)、酮(例如,丙酮、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、环己酮)、酯(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯)、脂肪烃(例如,己烷、环己烷)、卤代烃(例如,二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)、芳香烃(例如,苯、甲苯、二甲苯)、酰胺(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮)、醚(例如,乙醚、二噁烷、四氢呋喃)、醚醇(例如,1-甲氧基-2-丙醇)。其中,特别优选甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、环己酮和丁醇。
有机溶剂的含量优选低折射率层涂布组合物中的固体成分浓度的1~4质量%。为了防止涂布不均成为均一的膜厚,优选有机溶剂为1质量%或1质量%以上,如果超过4质量%,使干燥负荷变大,干燥装置的大型化、长时间化,故不优选。
<高折射率层>
在本发明中,为了提高防反射性,优选在上述低折射率层的下层设置下述高折射率层。
本发明中优选的高折射率层,优选含有(c)平均粒径为10~200nm的金属氧化物微粒、(d)金属化合物、(e)电离辐射固化型树脂。
(金属氧化物微粒)
在本发明的高折射率层中优选含有金属氧化物微粒。金属氧化物微粒的种类没有特别的限定,可以使用具有从Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P以及S中选择的至少一种元素的金属氧化物,这些金属氧化物微粒还可以掺杂Al、In、Sn、Sb、Nb、卤素、Ta等微量原子。另外,还可以是它们的混合物。在本发明中,优选使用氧化锆、氧化锑、氧化锡、氧化锌、氧化铟-锡(ITO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、以及锑酸锌中选择的至少一种金属氧化物微粒作为主要成分,特别优选氧化铟-锡(ITO)。
这些金属氧化物微粒的一次粒子的平均粒径为10nm~200nm的范围,特别优选10~150nm。金属氧化物微粒的平均粒径可以由通过透过电子显微镜(SEM)等的电子显微镜照片来计测,也可以通过利用动态光散射法或静态光散射法等的粒度分布计等来计测。如果粒径过小,变得容易凝聚,分散性恶化。如果粒径过大,雾度显著上升,不为优选。金属氧化物微粒的形状优选米粒状、球状、立方体状、纺锤状、针状或不定形状。
高折射率层的折射率,具体地,比作为支持体的基体材料膜的折射率高,优选在23℃、波长550nm测定为1.50~1.70的范围。调整高折射率层的手段由于受金属氧化物微粒的种类、添加量的支配,所以,金属氧化物微粒的折射率优选1.80~2.60,更加优选1.85~2.50。
金属氧化物微粒可以通过有机化合物进行表面处理。通过用有机化合物表面修饰金属氧化物微粒的表面,可提高在有机溶剂中的分散稳定性,分散粒径的控制变得容易,同时,还可以抑制随时间流逝的凝聚、沉淀。因此,用优选的有机化合物的表面修饰量,相对于金属氧化物粒子为0.1~5质量%,更加优选0.5~3质量%。用于表面处理的有机化合物的例子,包含多元醇、烷醇胺、硬脂酸、硅烷偶合剂和钛酸酯偶合剂。其中,优选后述的硅烷偶合剂。也可以组合二种或二种以上的表面处理。
含有上述金属氧化物微粒的高折射率层的厚度优选5nm~1μm,更加优选10nm~0.2μm,特别优选30nm~0.1μm。
使用的金属氧化物微粒和后述的电离辐射固化型树脂等粘合剂之比,虽然根据金属氧化物微粒的种类、粒子大小等而不同,但以体积比计,优选相对于前者1后者为2~相对于前者2后者为1。
在本发明中使用的金属氧化物微粒的使用量,在高折射率层中优选5质量%~85质量%,更加优选10质量%~80质量%,最为优选20~75质量%。如果使用量少,不能得到希望的折射率和本发明的效果,如果过多,则发生膜强度的劣化等。
上述金属氧化物微粒以分散在介质中的分散体的状态提供给用于形成高折射率层的涂布液。作为金属氧化物粒子的分散介质,优选使用沸点60~170℃的液体。作为分散溶剂的具体例子,可以举出水、醇(例如,甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苄醇)、酮(例如,丙酮、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、环己酮)、酮醇(例如,双丙酮醇)、酯(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯)、脂肪烃(例如,己烷、环己烷)、卤代烃(例如,二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)、芳香烃(例如,苯、甲苯、二甲苯)、酰胺(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮)、醚(例如,乙醚、二噁烷、四氢呋喃)、醚醇(例如,1-甲氧基-2-丙醇)。其中,特别优选甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、环己酮和丁醇。
另外,金属氧化物微粒,可以使用分散机分散到介质中。作为分散机的例子,可以举出砂磨机(例如,带有栓销的玻璃珠研磨机)、高速叶轮研磨机、卵石研磨机(ペツブルミル)、辊磨机、立式球磨机以及胶体研磨机。特别优选砂磨机和高速叶轮研磨机。另外,可以实施预分散处理。作为预分散处理使用的分散机的例子,可以举出球磨机、三辊研磨机、捏合机以及挤压机。
在本发明中,还可以含有具有芯/壳结构的金属氧化物微粒。壳可以在芯的周围形成1层,为了更加提高耐光性,也可以形成多层。优选芯被壳完全包覆的。
芯可以使用氧化钛(金红石型、锐钛矿型、无定型等)、氧化锆、氧化锌、氧化铈、锡掺杂化的氧化铟、锑掺杂化的氧化锡等,可以将金红石型氧化钛作为主要成分。
壳以氧化钛以外的无机化合物为主要成分,优选由金属的氧化物或硫化物形成。例如,可以使用以二氧化硅(二氧化硅)、氧化铝(铝氧粉)、氧化锆、氧化锌、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铁、硫化锌等为主要成分的无机化合物。其中,优选氧化铝、二氧化硅、氧化锆(氧化锆)。另外,还可以是这些的混合物。
壳对于芯的包覆量,以平均包覆量计为2~50质量%。优选3~40质量%,更加优选4~25质量%。如果壳的包覆量多,微粒的折射率降低,如果包覆量过少,则耐光性恶化。还可以同时使用二种或二种以上的无机微粒。
作为芯的氧化钛,可以使用以液相法或气相法制造的。另外,作为在芯的周围形成壳的方法,可以使用例如,美国专利第3410708号、特公昭58-47061号、美国专利第2885366号、美国专利第3437502号、英国专利第1134249号、美国专利第3383231号、英国专利第2629953号、英国专利第1365999号中记载的方法。
(金属化合物)
本发明中使用的金属化合物可以使用下述通式(5)表示的化合物或其螯合物。
通式(5) AnMBx-n
式中,M表示金属原子,A表示可以水解的官能团或具有可以水解的官能团的烃基,B表示在金属原子M上共价结合或离子键合的原子团。X表示金属原子M的原子价,n表示2~x的整数。
作为可以水解的官能团A,可以举出,例如,烷氧基、氯原子等卤原子、酯基、酰胺基等。在属于上述式(5)的金属化合物中,包含具有2个或2个以上直接键合在金属原子上的烷氧基的烷氧化物、或其螯合化合物。作为优选的金属化合物,可以举出烷氧基钛、烷氧基锆或它们的螯合化合物。虽然烷氧基钛反应速度快、折射率高,操作也容易,但由于具有光催化作用,如果大量添加,耐光性恶化。烷氧基锆虽然折射率高,但由于容易白浊,必须注意涂布时的露点管理等。另外,烷氧基钛由于具有促进紫外线固化树脂、金属烷氧化物的反应的效果,因此,即使只是少量添加也可以提高涂膜的物理特性。
作为烷氧基钛,可以举出,例如,四甲氧基钛、四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丙氧基钛、四正丁氧基钛、四仲丁氧基钛、四叔丁氧基钛等。
作为烷氧基锆,可以举出,例如,四甲氧基锆、四乙氧基锆、、四异丙氧基锆、四正丙氧基锆、四正丁氧基锆、四仲丁氧基锆、四叔丁氧基锆等。
作为配位在游离的金属化合物上形成螯合化合物的优选的螯合剂,可以举出二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺类、乙二醇、二乙二醇、丙二醇等二醇类、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等分子量为1万或1万以下的物质。通过使用这些螯合剂,即使混入水分等也是稳定的,并可以形成涂膜的增强效果也优异的螯合化合物。
金属化合物的添加量优选调整为使在高折射率层中含有的来自于该金属化合物的金属氧化物的含量为0.3~5质量%。不足0.3质量%时,耐擦伤性不足,如果超过5质量%,则存在耐光性恶化的倾向。
(电离辐射固化型树脂)
电离辐射固化型树脂是作为金属氧化物微粒的粘合剂以提高涂膜的成膜性和物理特性而添加的。作为电离辐射固化型树脂,可以使用具有2个或2个以上通过紫外线或电子射线等电离辐射的照射直接、或受到光聚合引发剂的作用间接地发生聚合反应的官能团的单体或低聚物。作为官能团,可以举出具有(甲基)丙烯酰氧基等不饱和双键的基团、环氧基、硅烷醇基等。其中,可以优选使用具有2个或2个以上不饱和双键的自由基聚合性单体或低聚物。视需要还可以组合光聚合引发剂。作为这样的电离辐射固化型树脂,可以举出,例如多官能丙烯酸酯化合物等,优选选自季戊四醇多官能丙烯酸酯、二季戊四醇多官能丙烯酸酯、季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯以及二季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯的化合物。这里,所说的多官能丙烯酸酯化合物,是在分子中具有2个或2个以上丙烯酰氧基和/或甲基丙烯酰氧基的化合物。
作为多官能丙烯酸酯化合物的单体,可以优选举出,例如乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、五丙三醇三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、五丙三醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯。这些化合物可以分别单独使用或混合2种或2种以上使用。另外,也可以是上述单体的2聚物、3聚物等低聚物。
电离辐射固化型树脂的添加量,在高折射率组合物中,优选固体成分中的不足50质量%。
为了促进本发明的电离辐射固化型树脂的固化,优选以质量比为3∶7~1∶9含有光聚合引发剂和在分子中具有2个或2个以上可以聚合的不饱和键的丙烯酸类化合物。
作为光聚合引发剂,具体地,可以举出苯乙酮、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮、α-アミロキシムエステル、噻吨酮等以及它们的衍生物。
(溶剂)
作为涂覆本发明的高折射率层时使用的有机溶剂,可以举出,例如,醇类(例如,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苄醇等)、多元醇类(例如,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己烷三醇、硫代二(二醇)等)、多元醇醚类(例如,乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等)、胺类(例如,乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉、N-乙基吗啉、乙二胺、二乙二胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、聚乙抱亚胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基丙二胺等)、酰胺类(例如,甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等)、杂环类(例如,2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮、2-噁唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等)、亚砜类(例如,二甲亚砜等)、砜类(例如,环丁砜等)、尿素、乙腈、丙酮等,特别优选醇类、多元醇类、多元醇醚类。
(防污层)
本发明的防眩目性膜或防眩目性防反射膜优选在最表层设置防污层。
本发明优选的防污层优选在防污层形成用组合物中含有含氟硅烷化合物,涂布具有氟烷基或氟烷基醚基团的硅烷化合物溶液而制作。特别是,含氟硅烷化合物优选硅氨烷或烷氧基硅烷。
另外,上述具有氟烷基或氟烷基醚基团的硅烷化合物中,硅烷化合物中的氟烷基相对于1个Si原子,以1个或1个以下的比例与Si原子结合,其余优选作为水解性基团或硅氧烷键合基团的硅烷化合物。
作为这里所说的水解性基团,是例如烷氧基等基团,通过水解成为羟基,由此,上述硅烷化合物形成缩聚物。
例如,通常一边蒸馏除去副产的醇,一边使上述硅烷化合物与水(如果必要,在酸催化剂存在下)在室温~100℃的范围下反应。由此,烷氧基硅烷(部分地)水解,一部分发生缩合反应,从而可以得到具有羟基的水解物。水解、缩合的程度可以通过反应的水的量来适当调节,但在本发明中,由于不在用于防污处理的硅烷化合物溶液中积极地添加水,配制后,主要在干燥时通过空气中的水分引起水解反应,因此,优选溶液的固体成分浓度稀释变薄再使用。
优选的是,在防污层形成用组合物中,上述具有氟烷基的硅烷化合物以下述通式(6)表示,并将该硅烷化合物的浓度稀释成0.01~5质量%的溶液使用来进行防污处理。
通式(6) CF3(CF2)m(CH2)n-Si-(ORa)3
在此,m为1~10的整数。n为0~10的整数。Ra表示相同或不同的烷基。
上述通式(6)表示的化合物中,Ra优选碳原子数为3个或3个以下,并且只由碳和氢构成的烷基,例如,甲基、乙基、异丙基等基团。
作为这些在本发明中优选使用的具有氟烷基或氟烷基醚基的硅烷化合物,可以举出CF3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CH2)2Si(OC4H9)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)2OC3H7、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC3H7)2、(CF3)2CF(CF2)8(CH2)2Si(OCH3)3、C7F15CONH(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17SO2NH(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17(CH2)2OCONH(CH2)3Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(C2H5)(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(C2H5)(OC3H7)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)5(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)5(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)2O(CF2)3(CH2)2Si(OC3H7)3、C7F15CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17SO2O(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17(CH2)2OCHO(CH2)3Si(OCH3)3等,但并不限定。
作为上述氟类硅烷化合物,可以举出,例如信越化学工业株式会社制造的KP801M、X-24-9146、GE东芝シリコ一ン株式会社XC98-A5382、XC98-B2472、ダイキン工业(株)オプツ一ルDSX、株式会社フロロテクノロジ一制造的FG5010等,作为用于表面处理的化合物,可以举出全氟烷基硅氨烷、全氟烷基硅烷、或含有全氟聚醚基团的硅烷化合物、特别是全氟烷基三烷氧基硅烷、全氟聚醚三烷氧基硅烷、全氟聚醚二(三烷氧基)硅烷。
在使用这些硅烷化合物时,优选用不含氟的有机溶剂稀释成0.01~10质量%,优选0.03~5质量%,更加优选0.05~2质量%的状态使用。
在本发明中,为了配制上述硅烷化合物溶液,优选使用不含氟的有机溶剂,可以举出以下的溶剂。
作为用于本发明的防污层用涂布组合物的溶剂,可以举出丙二醇单(C1~C4)烷基醚和/或丙二醇单(C1~C4)烷基醚酯,作为丙二醇单(C1~C4)烷基醚,具体地,可以举出丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、丙二醇单丁醚等;另外,作为丙二醇单(C1~C4)烷基醚酯,特别是丙二醇单烷基醚乙酸酯,具体地,可以举出丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯等。丙二醇单(C1~C4)烷基醚和/或丙二醇单(C1-C4)烷基醚酯等、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇、环己醇等醇类;甲乙酮、甲基异丁基甲酮、丙酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯、丁酸乙酯等酯类;苯、甲苯、二甲苯等烃类;二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺等其他溶剂等。或者,这些溶剂可以适当混合使用。作为混合的溶剂,并不是特别限定于这些。
作为特别优选的溶剂,是选自乙醇、异丙醇、丙二醇、丙二醇单甲醚中的1种或1种以上的有机溶剂。
在这些溶剂中,优选同时使用甲醇、乙醇、异丙醇等在常压下的沸点不足100℃的溶剂(低沸点溶剂)和丙二醇单甲醚、正丁醇等沸点为100℃或100℃以上的溶剂(高沸点溶剂),特别优选同时使用沸点为60~98℃的溶剂和100~160℃的溶剂。同时使用时的低沸点溶剂和高沸点溶剂的比例,优选低沸点溶剂在组合物中为98.0质量%或98.0质量%以上,高沸点溶剂为0.5~2质量%。
在本发明中使用的防污层形成用组合物中,优选添加酸调整pH为5.0或5.0以下使用。酸由于可作为促进上述硅烷化合物的水解,缩聚反应的催化剂起作用,因此,在基体材料表面容易进行硅烷化合物的缩聚膜的形成,从而可以提高防污性。pH值可以是1.5~5.0的范围,在1.5以下,溶液的酸性过强,有侵蚀容器或配管的危险,在5或5以上反应难以进行。优选pH为2.0~4.0的范围。
在本发明中,优选不在用于防污处理的硅烷化合物溶液中积极地添加水,配制后,主要在干燥时通过空气中的水分等引起水解反应。因此,将溶液的固体成分浓度稀释使用。如果在处理液中过于添加水,其储存期变短。
在本发明中,除了硫酸、盐酸、硝酸、次氯酸、硼酸、氢氟酸、优选的盐酸、硝酸等无机酸之外,还可以使用具有磺基(也称为磺酸基)或羧基的有机酸,例如,乙酸、聚丙烯酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸等。有机酸如果是在1个分子内具有羟基和羧基的化合物,则更加优选,例如,可以使用柠檬酸或酒石酸等羟基二羧酸。另外,有机酸更加优选水溶性的酸,例如,除了上述柠檬酸和酒石酸以外,还可以优选使用乙酰丙酸、甲酸、丙酸、苹果酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、富马酸、草酰乙酸、丙酮酸、2-酮戊二酸、羟基乙酸、D-甘油酸、D-葡糖酸、丙二酸、马来酸、草酸、异柠檬酸、乳酸等。另外,还可以适当使用苯甲酸、羟基苯甲酸、阿托酸等。
添加量相对于上述硅烷化合物的部分水解物100质量份,可以是0.1质量份~10质量份,优选0.2质量份~5质量份。另外,对于水的添加量,只要是可以使部分水解物理论上100%水解的量或其以上即可,可以添加相当于100%~300%的量,优选相当于100%~200%的量。
通过使用含氟硅烷化合物,不仅在赋予防污层低折射率化以及防水防油性方面优选,而且还具有提高耐损伤性、或者膜之间的粘连性特别优异的效果。
在本发明中,还优选使用在含有具有上述氟烷基的硅烷化合物的不含氟的有机溶剂溶液中,进一步添加烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷而成的组合物。
作为这些烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷的例子,可以是已知的任何一种硅烷化合物。
作为这些的例子,可以举出四烷氧基硅烷(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等)、烷基三烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷等)、二烷基二烷氧基硅烷等。
这些烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷类,可以在上述防污层用涂布组合物配制时,加入到上述含氟硅烷化合物中,并以0.01~15质量%的范围混合使用,同样地,通过水解、缩合,形成与上述含氟硅烷化合物一起缩聚成为一体的膜。
通过将这些烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷类与上述含氟硅烷化合物混合使用,对于提高膜强度、防止耐损伤性或叠合时的粘连性是更加有效的。
另外,使用在具有氟烷基或氟烷基醚基的硅烷化合物溶液中添加0.01~5质量%的硅异氰酸酯化合物而成的组合物,对于进一步改善形成的防污层的膜强度、防止表面的损伤、或抑制将膜进行叠合时的帖附(粘连),能够更加发挥效果。
作为在本发明中使用的硅异氰酸酯化合物,是Si(NCO)4、CH3Si(NCO)3、(CH3)2Si(NCO)2、(CH3)3SiNCO、CH2=CHSi(NCO)3、C2H5Si(NCO)3等,优选Si(NCO)4、CH3Si(NCO)3,从作为本发明的课题的环境安全性的观点看,更加优选Si(NCO)4。
通过以上述的量将这些硅异氰酸酯化合物混合在防污层形成组合物中,可以更加完全地进行通过由上述硅烷化合物导致的交联反应,并且上述膜物性的改良效果大。这些化合物虽然不参与水解,但通过与通过水解形成的羟基(硅烷醇基团)反应,补充完成上述硅烷醇基团之间的缩合,从而使膜强固。
对于使用这些硅异氰酸酯化合物时的有机溶剂,也可以直接使用上述不含氟的有机溶剂,但在上述列举的有机溶剂中,在混合使用硅异氰酸酯化合物时,特别优选乙醇、异丙醇、丙二醇、甲苯、丙二醇单甲醚、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等溶剂。
另外,在混合使用硅异氰酸酯化合物时,只要pH为7.0或7.0以下即可,可以是2.0~7.0的范围。pH为7.0或7.0以上时,与上述硅烷醇基团的反应难以进行。其中,优选pH为3.0~6.0的范围。
防污层的折射率优选1.30~1.50,更加优选1.35~1.49。如果是1.30以下,不会得到膜硬度,如果是1.50以上,则表面反射率增大。另外,以由含有氟烷基的硅烷化合物的水解缩聚物形成的树脂作为构成成分的防污层,其动摩擦系数优选0.03~0.25的范围。
将这样得到的上述防污层用涂布组合物涂布在上述低折射率层上,形成防污层。作为涂布方法,可以是任意的方法,可以举出使用了通常的浸渍涂布机、凹版涂布机、逆向涂布机、挤出涂布机等的方法。
(防反射层的形成)
在本发明中,设置防反射层的方法没有特别的限定,但优选由涂布形成。
在本发明中,优选通过苯胺印刷在赋予了硬涂层的纤维素酯膜上形成微细凹凸结构,并通过在使用上述高折射率层组合物、低折射率层组合物依次涂布的工序来制造防反射层。另外,还优选涂布上述防污层。
优选的防眩目性防反射膜的构成在下述示出,但并不限定于这些。
在这里,所谓硬涂层是指上述活性光线固化型树脂层的意思。
基体材料膜/硬涂层/微细凹凸结构/低折射率层
基体材料膜/硬涂层/微细凹凸结构/高折射率层/低折射率层
基体材料膜/防静电层/硬涂层/微细凹凸结构/低折射率层
基体材料膜/防静电层/硬涂层/微细凹凸结构/高折射率层/低折射率层
基体材料膜/硬涂层/微细凹凸结构/低折射率层/防污层
基体材料膜/硬涂层/微细凹凸结构/高折射率层/低折射率层/防污层
基体材料膜/防静电层/硬涂层/微细凹凸结构/低折射率层/防污层
基体材料膜/防静电层/硬涂层/微细凹凸结构/高折射率层/低折射率层/防污层
本发明优选在形成上述硬涂层/微细凹凸结构后,对硬涂层的表面进行表面处理,然后在进行了该表面处理的硬涂层表面形成本发明的高折射率层、低折射率层。另外,还优选在设置防污层之前,对该低折射率层进行表面处理。
表面处理可以举出洗净法、碱处理法、火焰等离子体处理法、高频放电等离子体法、电子束法、离子束法、溅射法、酸处理、电晕处理法、大气压辉光放电等离子体法等,优选碱处理法、电晕处理法,特别优选碱处理法是有效的。
所说的电晕处理是在大气压下,在电极间施加1kV或1kV以上的高电压,通过放电进行的处理,可以使用春日电机(株)或(株)东洋(ト一ヨ一)电机等市售的装置来进行。电晕放电处理的强度,依赖于电极间距离、每单位面积的输出、发生器的频率。电晕处理装置的一个电极(A电极)可以使用市售的电极,其材质可以从铝、不锈钢等中选择。另一个是用塑料膜包覆的电极(B电极),为了稳定并且均一地实施电晕处理,是对于上述A电极设置了一定的距离的辊式电极。其也可以使用通常市售的电极,材质优选使用铝、不锈钢、以及在用这些金属得到的滚筒上镀覆了陶瓷、硅、EPT橡胶、海帕隆橡胶等的滚筒。用于在本发明中使用的电晕处理的频率为20kHz~100kHz的频率,优选30kHz~60kHz的频率。如果频率降低,电晕处理的均一性恶化,发生电晕处理的不均。另外,如果频率变大,进行高输出的电晕处理时虽然没有特别的问题,但在实施低输出的电晕处理时,则难以进行稳定的处理,作为结果,发生处理不均。电晕处理的输出为1~5w·min/m2,优选2~4w·min/m2的输出。电极和膜的距离为5mm~50mm,优选10mm~35mm。如果开出空隙,由于要维持一定的输出,故需要高电压,容易发生不均。另外,如果间隙过窄,施加的电压变得过低,容易发生不均。另外,输送膜进行连续处理时,膜接触电极,发生损伤。
作为碱处理方法,只要是将涂设了硬涂层的膜浸在碱水溶液中的方法即可,没有特别限定。
作为碱水溶液,可以使用氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水溶液等,其中,优选氢氧化钠水溶液。
碱水溶液的碱浓度,例如,氢氧化钠浓度优选0.1~25质量%,更加优选0.5~15质量%。
碱处理温度通常为10~80℃,优选20~60℃。
碱处理时间为5秒~5分钟,优选30秒~3分钟。碱处理后的膜优选用酸性水中和后进行充分的水洗。
防反射层的各层可以使用浸渍涂布法、气刀涂布法、帘式淋涂法、辊涂法、金属丝棒涂布法、凹版涂布法、微凹版涂布法或挤出涂布法,通过涂布在基体材料膜上形成。涂布时,优选以宽度1.4~4m卷成滚筒状的状态抽出基体材料膜,进行上述涂布,干燥·固化处理后,卷成滚筒状。
另外,本发明的防眩目性防反射膜优选在上述基体材料膜上叠层了上述防反射层后,通过以卷成滚筒状的状态在50~150℃、1~30天的范围进行加热处理的制造方法进行制造。加热处理的时间可以通过设定的温度适当决定,例如,如果是50℃,优选3天或3天以上但不足30天的时间,如果是150℃,则优选1~3天的范围。通常,为了使卷外部、卷中央部、卷芯部的加热效果均匀,优选设定比较低的温度,优选在50~80℃附近进行3~7天左右。
为了稳定进行加热处理,有必要在可以调节温湿度的场所进行,优选在没有灰尘的无尘室等加热处理室中进行。
作为将涂布了功能性薄膜的光学膜卷成滚筒状时的卷芯,只要是圆筒状的芯,任何材质的均可,但优选中空塑料芯,作为塑料材料,只要是耐受加热处理温度的耐热性塑料,则可以是任意的物质,例如,可以举出酚醛树脂、二甲苯树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂等树脂。另外,优选通过玻璃纤维等填充材料强化的热固性树脂。
对这些卷芯的卷数,优选100卷或100卷以上,更加优选500卷或500卷以上,卷的厚度优选5cm或5cm以上。
这样,将在长卷的塑料膜基体材料上包覆功能性薄膜,并卷在塑料芯上的滚筒,以卷取的状态进行上述加热处理时,优选使该滚筒旋转,旋转优选1分钟1转或1转以下的速度,可以连续也可以断续地旋转。另外,在加热期间中,优选进行1次或1次以上的滚筒的重绕。
为了在加热处理中旋转卷在芯上的长卷的光学膜滚筒,因此,优选在加热处理室中设置专用的旋转台。
旋转如果是断续的场合,优选将停止的时间设定为10小时以内,停止位置优选在圆周方向成为均一的位置,停止时间更加优选10分钟以内。最为优选连续旋转。
连续旋转的旋转速度是旋转一次所需要的时间优选10小时或10小时以下,如果过快对装置造成负担,因此,实质上优选15分钟~2小时的范围。
另外,在具有旋转功能的专用的转向架的场合,可以优选在移动或保管中使光学膜辊筒旋转,此时,作为在保管时间长时产生的黑色带的对策,旋转可有效地发挥作用。
(偏振片)
偏振片可以用通常的方法制造。优选将本发明的防眩目性膜、防眩目性防反射膜的背面一侧进行碱皂化处理,然后使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液贴合在碘溶液中浸渍拉伸而制作的偏光膜的至少一个面上。在另一个面上既可以使用该膜,也可以使用其它的偏振片保护膜。可以优选使用市售的纤维素酯膜(例如,コニカミノルタタツクKC8UX、KC4UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UY、KC4UY、KC12UR、KC8UCR-3、KC8UCR-4、KC8UCR-5,以上,为コニカミノルタオプト(株)制造)。对于本发明的防眩目性膜、防眩目性防反射膜,在另一个面上使用的偏振片保护膜优选的是具有面内阻滞值Ro为590nm,30~300nm、Rt为70~400nm的相位差的膜。这些可以用例如特开2002-71957号、特愿2002-155395号记载的方法制作。或者,还优选使用兼备具有使碟状液晶等液晶化合物取向而形成的光学各向异性层的光学补偿膜的偏振片保护膜。例如,可以用特开2003-98348记载的方法形成光学各向异性层。通过与本发明的防眩目性膜、防眩目性防反射膜组合使用,可以得到平面性优异、并具有稳定的视场角扩大效果的偏振片。
所说的作为偏振片的主要构成要素的偏光膜,是只通过一定方向的极化面的光的元件,现在已知的代表性的偏光膜是聚乙烯醇类偏光膜,其是对聚乙烯醇类膜染色碘的物质和染色二色性染料的物质。偏光膜可以使用将聚乙烯醇水溶液制膜,并将其单轴拉伸并染色或染色后再进行单轴拉伸,然后优选用硼化合物进行耐久性处理的物质。在该偏光膜的面上,贴合本发明的光学膜的单面而形成偏振片。优选通过以完全皂化聚乙烯醇等作为主成分的水系粘合剂进行贴合。
(显示装置)
通过在显示装置中安装本发明的偏振片,可以制作各种视觉辨认性优异的本发明的显示装置。本发明的防眩目性膜、防眩目性防反射膜可以优选在反射型、透过型、半透过型LCD或TN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型、MVA型)、IPS型等各种驱动方式的LCD中使用。另外,本发明的防眩目性膜、防眩目性防反射膜平面性优异,还可以优选使用于等离子显示器、场致发射显示器、有机EL显示器、无机EL显示器、电子标签等各种显示装置中。特别是,在画面为30型或30型以上,特别是30型~54型的大画面的显示装置中,没有图像周边部分的空白,可长时间维持其效果,并且在MVA型液晶显示装置中确认具有显著的效果。特别是,作为本发明的目的的色斑刺眼和波浪状起伏少,从而具有即使长时间鉴赏眼睛也不疲劳的效果。
本发明的显示装置优选在上述防眩目性膜或防眩目性防反射膜表面形成的微细凹凸结构具有椭圆形状的凸部,并且该椭圆形状的凸部的长边方向与显示器的纵向或横向并列地配置的显示装置。
这里所说的椭圆形状,是指用下述式子定义的椭圆的比率处于0.50~0.85的范围,并且处于0.60~0.80范围的形状的椭圆含有60个数%或60个数%以上。
椭圆的比率=(椭圆的短轴)/(椭圆的长轴)
按照本发明的研究发现,在使用了防眩目性膜或防眩目性防反射膜的显示装置中,由于与使用以前的微粒的接近于真圆的凸部或不定形的凸部,并且其长边方向在显示器上不是一定方向的显示装置不同,而是通过苯胺印刷形成的微细凹凸结构的凸部的形状为椭圆形状,并且该椭圆形状的凸部的长边方向与显示器的纵向或横向并列地配置的显示装置,故除了防眩目性效果以外,还可以减轻表面的刺目感。推测这是由于,通过将微细凹凸结构的凸部的长边与显示器的纵向或横向并列地配置,散射光为一定的方向,因此降低了刺目感,另外,通过使该凸部形状具有椭圆形状,则可以更加加强散射光的方向性,因此,增大了刺目感降低的效果。苯胺印刷由于可以自由地将符合这样目的的凹凸形状作成印刷版,因此,可以容易地控制微细凹凸结构的形状。
实施例
以下,举出实施例具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些。
实施例1
[纤维素酯膜1的制作]
使用以下的纤维素酯、增塑剂、紫外线吸收剂、微粒以及溶剂来配制纤维素酯溶液(胶浆),并用溶液流延制膜法制作纤维素酯膜1。
纤维素酯(三乙酸纤维素,乙酰基取代度为2.9,Mn=160000,Mw/Mn=1.8) 100kg
增塑剂(三羟甲基丙烷三苯甲酸酯) 5kg
增塑剂(邻苯二甲酸乙酯·乙基乙醇酸酯) 5kg
紫外线吸收剂(チヌビン109,チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造) 1.0kg
紫外线吸收剂(チヌビン171,チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造) 1.0kg
微粒(アエロジルR972V,日本アエロジル(株)制造) 0.3kg
溶剂(乙酸乙酯) 440kg
溶剂(乙醇) 110kg
使用上述纤维素酯、增塑剂、紫外线吸收剂、微粒以及溶剂来配制纤维素酯溶液(胶浆)。
即,将溶剂投入到密闭容器中,一边搅拌一边依次投入剩余的原料,边加热、搅拌边完全地溶解、混合。微粒分散到一部分的溶剂中来添加。降低到流延的温度将溶液静置一晚,实施脱泡处理后,使用安积滤纸(株)制造的安积滤纸No.244过滤溶液,得到纤维素酯溶液。
接着,将温度调整为33℃的纤维素酯溶液送液到模头中,并从模头狭缝均一地流延到不锈钢带上。不锈钢带的流延部分从背面用37℃的温水加热。流延后,对金属支持体上的胶浆膜(流延到不锈钢带上以后称为湿膜(ウエブ))吹入44℃的温风,使之干燥,在剥离的残留溶剂量为120质量%下进行剥离,施加剥离时的张力并拉伸以使得到1.1倍的纵向拉伸倍率,接着,在残留溶剂量为35质量%到10质量%之间时,用拉幅机把持湿膜的端部,拉伸以使在宽度方向达到1.1倍的拉伸倍率。拉伸后,维持该宽度地保持几秒钟后,使宽度方向的张力缓和后,解放宽度保持,再于设定为125℃的第3干燥区输送20分钟,进行干燥,制作宽度为1.5m、膜厚度为80μm、长度为3000m的纤维素酯膜1。
[通过添加微粒的防眩目性硬涂膜1的制作]
将下述硬涂层用涂布液1用孔径20μm的聚丙烯制过滤器过滤,配制硬涂层涂布液,并使用微凹版涂布机将其涂布在上述纤维素酯膜1的表面(B面一侧;在流延制膜法中,接在使用的不锈钢带等的支持体镜面上的面;支持体一侧)上,在90℃下干燥后,使用紫外灯以照射部的照度为0.1W/cm2、照射量为0.1J/cm2使涂布层固化,形成厚度为5μm的防眩目性硬涂层,从而制作防眩目性硬涂膜1。对于形成的凹凸,使用光学干涉式表面粗糙测定机进行100个凸部的测定的结果,凸部的平均高度为1μm、平均大小(长边)为10μm、凸部间平均距离为50μm,其不均性任何一个均为±13%的范围。
(硬涂层涂布液1)
将下述材料搅拌、混合,作成硬涂层涂布液1。
丙烯酸单体;KAYARAD DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯,日本化药制造) 200质量份
光聚合引发剂(イルガキユア184(チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造) 25质量份
丙二醇单甲醚 110质量份
乙酸乙酯 110质量份
合成二氧化硅微粒平均粒径1.8μm 40质量份
表面活性剂(聚硅氧烷类表面活性剂;FZ2207(日本ユニカ一制造)10质量%丙二醇单甲醚溶) 以固体成分计为0.6质量份
[通过压花加工的防眩目性硬涂膜2的制作]
在上述纤维素酯膜1的制作时,通过拉幅机的拉伸处理后,用由设置了铸模的辊(形成凹凸后,刻印微细凹凸结构以使凸部高度为1μm、凸部大小(长边)为10μm、凸部间距离为50μm)和支撑辊构成的凹凸形成部夹持含有溶剂的膜,并用设置了铸模的热辊挤压膜的B面(将与不锈钢带支持体连接的一侧作为B面,将其相反的一侧作为A面)一侧,在A面一侧配置支撑辊,除了通过两辊之间在B面一侧形成凹凸以外,同样地制作压花加工了的纤维素酯膜2。另外,在凹凸形成部附近设置除电金属线来抑制膜的带电。对于形成的凹凸,使用光学干涉式表面粗糙测定机进行100个凸部的测定的结果,凸部的平均高度为1μm、平均大小(长边)为10μm、凸部间平均距离为50μm,其不均性任何一个均为±15%的范围。
将下述硬涂层用涂布液2用孔径20μm的聚丙烯制过滤器过滤,配制硬涂层涂布液,并使用微凹版涂布机将其涂布在上述压花加工的纤维素酯膜2的表面(B面一侧;在流延制膜法中,接在使用的不锈钢带等的支持体镜面上的面;支持体一侧)上,在90℃下干燥后,使用紫外灯以照射部的照度为0.1W/cm2、照射量为0.1J/cm2使涂布层固化,形成厚度为5μm的防眩目性硬涂层,从而制作防眩目性硬涂膜2。
(硬涂层涂布液2)
丙烯酸单体;KAYARAD DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯,日本化药制造) 70质量份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30质量份
光聚合引发剂(イルガキユア184(チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造) 4质量份
乙酸乙酯 150质量份
丙二醇单甲醚 150质量份
硅化合物 0.4质量份
(BYK-307(ビツクケミ一ジヤパン公司制造))
[通过苯胺印刷的防眩目性硬涂膜3~15的制作]
使用图8(a)的装置,将下述硬涂层用涂布液3用孔径20μm的聚丙烯制过滤器过滤,配制硬涂层涂布液,并使用微凹版涂布机将其涂布在上述制作的纤维素酯膜1的表面(B面一侧;在流延制膜法中,接在使用的不锈钢带等的支持体镜面上的面;支持体一侧)上,在90℃下干燥后,使用紫外灯以照射部的照度为0.1W/cm2、照射量为0.1J/cm2使涂布层固化,形成厚度为5μm的硬涂层。
(硬涂层涂布液3)
丙烯酸单体;KAYARAD DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯,日本化药制造) 200质量份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30质量份
光聚合引发剂(イルガキユア184(チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造) 10质量份
丙二醇单甲醚 110质量份
乙酸乙酯 110质量份
表面活性剂(聚硅氧烷类表面活性剂;FZ2207(日本ユニカ一制造)10质量%丙二醇单甲醚溶液) 以固体成分计为0.1质量份
在上述组合物中,添加氧化锆微粒(平均粒径为10nm),以使形成的膜的折射率为1.55。氧化锆使用用添加在涂布液中的溶剂的一部分预先分散的物质。
<苯胺印刷>
使用具有表1记载的树脂印刷版直径、橡胶硬度的下述方式的无缝树脂印刷版,通过图8(a)所示的制造装置,用苯胺印刷在涂设了上述硬涂层的纤维素酯膜上形成凹凸结构。印刷后,凹凸结构在干燥区505B中于90℃下干燥后,使用紫外灯506C以紫外线的照度为0.1W/cm2、照射量为0.1J/cm2使之固化。使用光学干涉式表面粗糙测定机进行100个凸部的测定的结果,油墨附着部(凸部)的平均高度为1μm、平均大小(长边)为10μm、凸部间平均距离为50μm,其不均性任何一个都进入到±3%的范围。
(无缝树脂印刷版的方式)
感光性树脂印刷版:使98份丙烯酸2-羟基乙酯和1份丁二醇二丙烯酸酯反应而得到的芯(コア)和20份甲基丙烯酸和80份丙烯酸正丁酯反应,并将得到的芯壳型微凝胶(芯/壳=2/1)71g、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯25g、2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯4g进行混合,再将得到的感光性树脂组合物涂布在厚度为2mm的聚酯膜上之后,通过波长为360nm的紫外线,进行1000mJ/cm的曝光,得到激光雕刻用印刷原版。接着,在下述激光雕刻条件下雕刻凹凸结构,如图1所示一边对树脂印刷版辊进行真空抽吸一边安装,将全体在120℃下进行20分钟的加热时,接缝消失,得到无缝树脂印刷版。
树脂印刷版直径改变了图1所示的树脂印刷版辊2的直径。
树脂印刷版的橡胶硬度是使使用的上述聚酯膜的厚度在0.5mm~10mm的范围变化而改变。另外,橡胶硬度是基于JIS K 6253:1997中记载的方法,用杜罗回跳式硬度计测定。
(激光雕刻条件)
二氧化碳气体激光输出:300W、50%输出
雕刻图像:在树脂印刷版上雕刻凹凸结构,以使作为印刷后的凸部高度为0.5μm、凸部大小(长边)为30μm、凸部间距离为80μm。
金属墨辊:800线2.54cm,槽容积4ml/m2(ニユ一ロング(株)制造,蜂巢图案)
油墨供给:钢制刮板方式(参照图1)
油墨:使用下述组成的油墨
(防眩目性油墨液1的组成)
二季戊四醇六丙烯酸酯 70质量份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30质量份
光反应引发剂 4质量份
(イルガキユア184(チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造)
表面活性剂(聚硅氧烷类表面活性剂;FZ2207(日本ユニカ一制造)10质量%丙二醇单甲醚溶液) 以固体成分计为0.5质量份
丙二醇单甲醚 50质量份
甲乙酮 500质量份
油墨的粘度,使用东京计器公司制造的B型粘度计BL在40℃下测定的结果是3Pa·s。
对于以上制作的防眩目性硬涂膜1~15进行以下的评价,结果示于表1。
《评价》
(防眩目效果)
照明和外光对膜的映入如下所述进行评价。
○:荧光灯的轮廓、以及外光模糊,完全没有感觉到映入
△:稍微确认到荧光灯的轮廓、以及外光的映入
×:荧光灯的轮廓、以及外光分明,感觉到映入
(刺目性)
对于制作的膜,用目视判定刺目性
◎:完全没有刺目感
○:仅有极小的刺目感
△:稍微有些刺目感
×:感到相当刺目
[表1]
| 防眩目性硬涂膜No. | 微细凹凸结构的形成方法 | 树脂印版直径(mm) | 橡胶硬度(度) | 防眩目效果 | 刺目性 | 备注 |
| 1 | 添加微粒 | - | - | △ | △ | 比较例 |
| 2 | 压花加工 | - | - | △ | × | 比较例 |
| 3 | 苯胺印刷 | 40 | 50 | × | △ | 比较例 |
| 4 | 苯胺印刷 | 50 | 50 | ○ | ○ | 本发明 |
| 5 | 苯胺印刷 | 200 | 50 | ○ | ○ | 本发明 |
| 6 | 苯胺印刷 | 500 | 50 | ○ | ◎ | 本发明 |
| 7 | 苯胺印刷 | 800 | 50 | ○ | ◎ | 本发明 |
| 8 | 苯胺印刷 | 1000 | 50 | ○ | ○ | 本发明 |
| 9 | 苯胺印刷 | 1100 | 50 | △ | △ | 比较例 |
| 10 | 苯胺印刷 | 800 | 25 | × | △ | 比较例 |
| 11 | 苯胺印刷 | 800 | 30 | ○ | ○ | 本发明 |
| 12 | 苯胺印刷 | 800 | 40 | ○ | ◎ | 本发明 |
| 13 | 苯胺印刷 | 800 | 65 | ○ | ◎ | 本发明 |
| 14 | 苯胺印刷 | 800 | 80 | ○ | ○ | 本发明 |
| 15 | 苯胺印刷 | 800 | 85 | △ | △ | 比较例 |
| 16 | 苯胺印刷 | 500 | 50 | △ | △ | 比较例 |
由表1可知,通过添加微粒的赋予凹凸结构的防眩目性硬涂膜1,由于微粒的分散性的不均,防眩目效果、刺目性的改善不完全。通过压花加工赋予凹凸结构的防眩目性硬涂膜2难以形成均一的凹凸结构,防眩目效果、刺目性差。另外,在防眩目性硬涂膜的前头和后尾,凹凸结构的高度、大小不同,如果观察铸模,由溶解在铸模的一部分上的膜引起堵塞。
与此相对,可以明确,通过树脂印刷版直径和树脂印刷版的橡胶硬度为本发明范围内的苯胺印刷而形成了由油墨附着部和油墨未附着部形成的凹凸结构的防眩目性硬涂膜4~8、11~14,防眩目效果、刺目性优异。另外可知,在防眩目性硬涂膜的前头和后尾,凹凸结构的高度、大小整齐,具有高度的均一性、生产稳定性。
接着,对上述制作的防眩目性硬涂膜1~15的硬涂表面进行下述表面处理。
<表面处理>
碱处理:将防眩目性硬涂膜浸渍在加热到50℃的1.5mol/l-NaOH水溶液中2分钟,进行碱处理,水洗后,在室温下浸渍在0.5质量%-H2SO4水溶液中30秒钟,使之中和,并进行水洗、干燥。
[防眩目性防反射膜的制作]
接着,在表面处理的防眩目性硬涂膜1~15的硬涂层上涂设高折射率层和低折射率层。
(防反射层的制作:高折射率层)
在硬涂层膜上用挤出涂布机涂布下述高折射率层涂布组合物1,在80℃下干燥1分钟,接着,照射0.1J/cm2的紫外线,使之固化,再于100℃下热固化1分钟,设置厚度为78nm的高折射率层1。
该高折射率层的折射率为1.65。
<高折射率层涂布组合物1>
金属氧化物微粒的异丙醇溶液(固体成分20%,ITO粒子、粒径5nm)
55质量份
金属化合物:Ti(OBu)4(四正丁氧基钛) 1.3质量份
电离辐射固化型树脂:二季戊四醇六丙烯酸酯 3.2质量份
光聚合引发剂:イルガキユア184(チバスペシヤルテイケミカルズ(株)制造) 0.8质量份
直链二甲基聚硅氧烷-EO嵌段共聚物(FZ-2207、日本ユニカ一(株)制造)的10%丙二醇单甲醚溶 1.5质量份
丙二醇单甲醚 120质量份
异丙醇 240质量份
甲乙酮 40质量份
(防反射层的制作:低折射率层)
接着,用挤出涂布机涂布下述低折射率层涂布组合物1,在100℃下干燥1分钟后,照射0.1J/cm2的紫外线,使之固化,再于120℃下热固化5分钟,设置厚度为95nm的低折射率层,制作防眩目性防反射膜1~15。另外,该低折射率层的折射率为1.37。
另外,对于制作的防眩目性防反射膜,使用分光光度计(日本分光(株)制造),在380~780nm的波长区域,测定入射角5°的分光反射率。由于防反射性能在宽的波长区域是反射率越小越良好,从测定结果求出在450~650nm的最低反射率。测定是在将观察侧的背面进行粗糙化处理后,使用黑色的倾斜面(スプレ一)进行光吸收处理,防止在膜背面的光的反射,进行反射率的测定。测定的结果,上述防眩目性防反射膜的任何一个具有的反射率都在0.5~1.0之间,显示良好的结果。
(低折射率层涂布组合物1的配制)
<四乙氧基硅烷水解物A的配制>
将289g四乙氧基硅烷和553g乙醇混合,向其中加入0.15%乙酸水溶液157g,在25℃的水浴中搅拌30小时,配制水解物A。
四乙氧基硅烷水解物A 110质量份
中空二氧化硅类微粒(下述P-2) 30质量份
KBM503(硅烷偶合剂,信越化学(株)制造) 4质量份
直链二甲基聚硅氧烷-EO嵌段共聚物(FZ-2207、日本ユニカ一(株)制造)的10%丙二醇单甲醚溶液 3质量份
丙二醇单甲醚 400质量份
异丙醇 400质量份
<中空二氧化硅类微粒P-2的配制>
将平均粒径5nm、SiO2浓度20质量%的二氧化硅溶胶100g和纯水1900g的混合物加温到80℃。该反应母液的pH为10.5,然后将作为SiO2的0.98质量%的硅酸钠水溶液9000g和作为Al2O3的1.02质量%的铝酸钠水溶液9000g同时加入到该母液中。其间,将反应液的温度保持在80℃。反应液的pH在刚添加时上升到12.5,然后,几乎不发生变化。添加结束后,将反应液冷却到室温,用超滤膜洗净,配制固体成分浓度为20质量%的SiO2·Al2O3核粒子分散液。(工序(a))
在500g该核粒子分散液中加入纯水1700g,加温到98℃,边保持该温度边添加3000g用阳离子交换树脂将硅酸钠水溶液进行脱碱得到的硅酸溶液(SiO2浓度3.5质量%),得到形成了第1二氧化硅包覆层的核粒子的分散液。(工序(b))
接着,用超滤膜洗净,并向形成了固体成分浓度为13质量%的第1二氧化硅包覆层的核粒子分散液500g中加入1125g纯水,再滴加浓盐酸(35.5%)使pH为1.0,进行脱铝处理。接着,边加入pH为3的盐酸水溶液10L和纯水5L,边用超滤膜分离溶解的铝盐,配制除去形成了第1二氧化硅包覆层的核粒子的构成成分的一部分的SiO2·Al2O3多孔性粒子的分散液(工序(c))。将1500g上述多孔性粒子分散液、500g纯水、1750g乙醇和626g的28%氨水的混合液加温到35℃后,添加104g硅酸乙酯(SiO228质量%),用硅酸乙酯的水解缩聚物包覆形成了第1二氧化硅包覆层的多孔性粒子的表面,形成第2二氧化硅包覆层。接着,使用超滤膜,配制溶剂变更为乙醇的固体成分浓度为20质量%的中空二氧化硅类微粒(P-2)的分散液。
该中空二氧化硅类微粒的第1二氧化硅包覆层的厚度为3nm,平均粒径为47nm,MOx/SiO2(摩尔比)为0.0017,折射率为1.28。这里,平均粒径通过动态光散射法测定。
[偏振片的制作]
接着,使用各防眩目性防反射膜1~15制作偏振片。
将厚度120μm的聚乙烯醇膜进行单轴拉伸(温度110℃,拉伸倍率5倍)。将其浸渍在由0.075g碘、5g碘化钾、100g水组成的水溶液中60秒钟,接着浸渍在由6g碘化钾、7.5g硼酸、100g水组成的68℃的水溶液中。将其水洗、干燥,得到偏振片。
接着,按照下述工序1~5,贴合偏光膜和上述防眩目性防反射膜1~15、背面侧的纤维素酯膜KC8UCR-5(コニカミノルタオプト(株)制造)制作偏振片。背面侧的偏振片保护膜是具有相位差的纤维素酯膜,阻滞值为Ro=43nm、Rt=132nm。
工序1:在50℃的1摩尔/L的氢氧化钠溶液中浸渍60秒钟,然后水洗、干燥。得到将与起偏镜贴合的一侧皂化的纤维素酯膜。
工序2:将上述偏光膜浸渍在固体成分2质量%的聚乙烯醇粘合剂槽中1~2秒钟。
工序3:轻轻擦拭除去工序2中附着在偏光膜上的过剩的粘合剂,将其放在工序1处理的纤维素酯膜上,再进行叠层、配置并使防反射层为外侧。
工序4:将工序3中叠层的防眩目性防反射膜和偏光膜和纤维素酯膜试料以压力20~30N/cm2、输送速度约2m/分贴合。
工序5:在80℃的干燥机中将工序4制作的贴合了偏光膜和纤维素酯膜和防眩目性防反射膜1~15的试料进行2分钟的干燥处理,制作偏振片1~15。
《液晶显示装置的制作》
如下所述制作液晶面板,并评价作为液晶显示装置的特性。
剥下市售的32型液晶电视(MVA型单元(セル))的预先贴合的表面的偏振片,并将上述制作的偏振片1~15分别贴合在液晶池(セル)的玻璃面上。
此时,该偏振片的贴合方向是使具有相位差的纤维素酯膜的面成为液晶池一侧地、并且吸收轴面向与预先贴合的偏振片相同的方向地进行,分别制作液晶显示装置1~15。
《评价》
用得到的液晶显示装置1~15,如图9所示地在环境中进行观察,分别按照下述的基准用目视评价上述防眩目效果、刺目性、以及下述视觉辨认性和显示动画时的黑色收敛(しまり)。另外,照明是将10根40W的荧光灯(松下电器制造的FLR40S-EX-D/M)设置在天棚上。另外,以从窗户射入外光的状态进行评价。
(视觉辨认性和显示动画时的黑色收敛)
如上所述,在从天棚上通过荧光灯的人工照明和从窗户的外光照射的环境下,将TV节目的动画图像显示在同一显示器上,进行比较实验。在距离显示器正面1m的位置,观察动画图像,并进行感官上的评价。
○:没有感觉到画面上方的荧光灯的映入,画面中央部分即使有外光,也可见黑色收敛,在观察中、观察前后都不疲劳,没有不适感
△:仅确认到微少的画面上方的荧光灯的映入,画面中央部分如果有外光,则稍感欠缺黑色的收敛,观察后稍感疲劳
×:确认到画面上方的荧光灯的映入,画面中央部分受外光的影响而欠缺黑色的收敛,观看时眼睛疲劳
将防眩目性防反射膜/液晶显示装置的构成和上述评价结果示于下述表2中。
[表2]
| 液晶显示装置No. | 防眩目性硬涂膜No. | 微细凹凸结构的形成方法 | 树脂印版直径(mm) | 橡胶硬度(度) | 防眩目效果 | 刺目性 | 视觉辨认性以及黑色的收敛 | 备注 |
| 1 | 1 | 添加微粒 | - | - | △ | △ | × | 比较例 |
| 2 | 2 | 压花加工 | - | - | △ | × | × | 比较例 |
| 3 | 3 | 苯胺印刷 | 40 | 50 | × | △ | △ | 比较例 |
| 4 | 4 | 苯胺印刷 | 50 | 50 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
| 5 | 5 | 苯胺印刷 | 200 | 50 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
| 6 | 6 | 苯胺印刷 | 500 | 50 | ○ | ◎ | ○ | 本发明 |
| 7 | 7 | 苯胺印刷 | 800 | 50 | ○ | ◎ | ○ | 本发明 |
| 8 | 8 | 苯胺印刷 | 1000 | 50 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
| 9 | 9 | 苯胺印刷 | 1100 | 50 | △ | △ | △ | 比较例 |
| 10 | 10 | 苯胺印刷 | 800 | 25 | × | △ | △ | 比较例 |
| 11 | 11 | 苯胺印刷 | 800 | 30 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
| 12 | 12 | 苯胺印刷 | 800 | 40 | ○ | ◎ | ○ | 本发明 |
| 13 | 13 | 苯胺印刷 | 800 | 65 | ○ | ◎ | ○ | 本发明 |
| 14 | 14 | 苯胺印刷 | 800 | 80 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
| 15 | 15 | 苯胺印刷 | 800 | 85 | △ | △ | △ | 比较例 |
| 16 | 16 | 苯胺印刷 | 500 | 50 | △ | △ | × | 比较例 |
由表2可知,通过添加微粒赋予凹凸结构的液晶显示装置1,由于微粒的分散性的不均,防眩目效果、刺目性的改善不完全,视觉辨认性差。通过压花加工赋予凹凸结构的液晶显示装置2难以形成均一的凹凸结构,刺目性、视觉辨认性差。
与此相对,可以明确,使用通过树脂印刷版直径和树脂印刷版的橡胶硬度为本发明范围内的苯胺印刷而形成了由油墨附着部和油墨未附着部形成的凹凸结构的防眩目性防反射膜的液晶显示装置4~8、11~14,防眩目效果、刺目性、视觉辨认性和黑色收敛性优异。
[通过添加微粒的防眩目性硬涂膜16的制作]
与实施例1同样地,将硬涂层用涂布液1用孔径20μm的聚丙烯制过滤器过滤,配制硬涂层涂布液,并使用具有表1的膜No.6中使用的树脂印刷版直径、橡胶硬度的下述方式的无缝树脂印刷版,通过图8(a)所示的制造装置,用苯胺印刷在纤维素酯膜1的表面全面地形成硬涂层。印刷后,在干燥区505B中于90℃下干燥后,使用紫外线灯506C以紫外线的照度为0.1W/cm2、照射量为0.1J/cm2使之固化,并将其作为膜No.16。使用光学干涉式表面粗糙度测定机进行100个凸部的测定的结果,凸部的平均高度为1.3μm、凸部间平均距离为65μm,其不均性进入到±20%的范围。
(无缝树脂印刷版的方式)
感光性树脂印刷版:使98份丙烯酸2-羟基乙酯和1份丁二醇二丙烯酸酯反应而得到的芯(コア)和20份甲基丙烯酸和80份丙烯酸正丁酯反应,并将得到的芯壳型微凝胶(芯/壳=2/1)71g、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯25g、2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯4g进行混合,再将得到的感光性树脂组合物涂布在厚度为2mm的聚酯膜上之后,通过波长为360nm的紫外线,进行1000mJ/cm的曝光,得到印刷版。接着,如图1所示一边对树脂印刷版辊进行真空抽吸一边安装,将全体在120℃下进行20分钟的加热时,接缝消失,得到无缝树脂印刷版。
(硬涂层涂布液1)
将下述材料搅拌、混合,作成硬涂层涂布液1。
丙烯酸单体;KAYARAD DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯,日本化药制造) 200质量份
光聚合引发剂(イルガキユア184(チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制造) 25质量份
丙二醇单甲醚 110质量份
乙酸乙酯 110质量份
合成二氧化硅微粒平均粒径1.8μm 40质量份
表面活性剂(聚硅氧烷类表面活性剂;FZ2207(日本ユニカ一制造)10质量%丙二醇单甲醚溶液) 以固体成分计为0.6质量份
实施例2
在实施例1中制作的无缝树脂印刷版中,除了将激光雕刻图像变更为印刷后的油墨附着部(凸部)高度为0.3μm、凸部大小(长边)为15μm、凸部间距离为30μm的凹凸结构以外,同样地制作树脂印刷版。
接着,除了使用图8(b)的制造装置,苯胺印刷部B使用在实施例1中使用的树脂印刷版(树脂印刷版直径为800mm,橡胶硬度为50度)、苯胺印刷部C使用上述制作的树脂印刷版,并进行2次苯胺印刷的方法以外,与实施例1同样地制作防眩目性硬涂膜。此时,苯胺印刷部C的树脂印刷版直径为500mm,橡胶硬度为65度。
使用得到的防眩目性硬涂膜,与实施例1同样地制作防眩目性防反射膜、偏振片、液晶显示装置,并进行与实施例1同样的评价。
其结果,凸部高度为0.5~1.5μm的范围,并且可以得到赋予了与图7(c)近似的二重结构的凹凸结构的防眩目性硬涂膜,相比于实施例1的单独苯胺印刷,防眩目效果、刺目性、视觉辨认性更加优异。
实施例3
在实施例1中,防眩目层油墨液1的组成中,调整甲乙酮的量使油墨液的粘度变化到0.05、0.1、1、5、8、10、11Pa·s,在以防眩目性防反射膜7的条件下,通过苯胺印刷形成凹凸结构时,油墨液粘度为0.1~10Pa·s的范围,确认到形成了期望的凹凸结构。与此相对,0.05Pa·s的油墨液凸部的高度降低30%,并且大小增加40%,难以得到期望的凹凸结构。另外可知,11Pa·s的油墨液稍微可见凸部的欠缺,油墨的转移性差。
实施例4
使用作为降冰片烯类树脂膜的JSR(株)制造的ARTON代替在实施例1中使用的纤维素酯膜1,与实施例1同样地制作防眩目性硬涂膜、防眩目性防反射膜、偏振片、液晶显示装置时,再现实施例1,可知使用了苯胺印刷的本发明的试料防眩目效果、刺目性、视觉辨认性以及黑色收敛性优异。
实施例5
在实施例1中制作的无缝树脂印刷版中,使用激光雕刻图像为印刷后的凸部高度为1.2μm、凸部大小作为长边为15μm、凸部间距离为60μm,并且凸部的大小以下述椭圆的比率计,0.50的凸部含有70个数%的树脂印刷版(a)、和椭圆的比率0.70的凸部含有80个数%,并且其长边的方向在印刷方向上是一定的树脂印刷版(b),通过苯胺印刷,与实施例1同样地制作防眩目性硬涂膜、防眩目性防反射膜、偏振片以及液晶显示装置。另外,使用了树脂印刷版(b)的装置,是凸部的长边方向与显示器的纵向、或横向并列地制作2种液晶显示装置。
对于制作的显示装置进行实施例1的视觉辨认性的评价时,使用了树脂印刷版(b)的装置防眩目性优异,同时可更加改善刺目感,大幅度降低动画显示时的眼睛的疲劳。与此相对,使用了树脂印刷版(a)的装置虽然观察到同等程度的防眩目性,但稍感残留刺目感,并且在动画显示时眼睛稍感容易疲劳。
椭圆的比率=(椭圆的短轴)/(椭圆的长轴)
工业实用性
按照本发明,可以提供不会由于像素尺寸的小型化等而引起的高精细的图像的鲜明性降低,并可以防止外光的映入、有效地防止对比度的降低,生产性良好地、有效·稳定地形成了期望的凹凸结构的防眩目性膜及其制造方法,另外,还提供使用该防眩目性膜的防眩目性防反射膜、偏振片、以及显示装置。
Claims (14)
1.一种防眩目性膜的制造方法,其特征在于,具有使用50~1000mm径且橡胶硬度为30~80度范围的无缝树脂印刷版,通过苯胺印刷在基体材料膜的表面形成由油墨附着部和油墨未附着部而形成的凹凸结构的工序。
2.按照权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,上述凹凸结构的油墨附着部以油墨未附着部为基准的高度为0.1~1.5μm,长边为3~50μm,并且邻接的凸部之间的平均距离为10~150μm。
3.按照权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,上述基体材料膜选自纤维素酯类膜、聚酯类膜、降冰片烯类树脂膜、以及聚碳酸酯类膜中的至少一种。
4.按照权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,在上述基体材料膜上的形成上述凹凸结构的一侧设置厚度为2~20μm的硬涂层。
5.按照权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,具有多次上述凹凸结构的形成工序。
6.按照权利要求5记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,在上述多次的凹凸结构形成工序中,在至少一次的凹凸结构形成工序中形成不同形状的油墨附着部。
7.按照权利要求5记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,在上述多次的凹凸结构形成工序中,至少1次或1次以上使用不同直径的无缝树脂印刷版。
8.按照权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,在上述苯胺印刷中使用的油墨的粘度为0.1~10Pa·s。
9.按照权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法,其特征在于,在上述苯胺印刷中使用的油墨含有活性光线固化型树脂或热固化性树脂,并且在上述凹凸结构的形成工序之后,具有照射活性光线、或者加热使上述凹凸结构固化·定形的工序。
10.一种防眩目性膜,其特征在于,该防眩目性膜是通过权利要求1记载的防眩目性膜的制造方法制造的。
11.一种防眩目性防反射膜,其特征在于,在权利要求10记载的防眩目性膜的表面上叠层低折射率层。
12.一种偏振片,其特征在于,在权利要求10记载的防眩目性膜中使用了防眩目性防反射膜。
13.一种显示装置,其特征在于,使用了权利要求12记载的偏振片。
14.一种显示装置,其特征在于,在上述防眩目性膜的表面形成的上述油墨附着部的形状为椭圆形状,并且该椭圆形状的长边方向与显示器的纵向或横向平行排列地进行配置。
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