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JP2017037830A - 透明導電膜を有する積層体および積層体の製造方法 - Google Patents

透明導電膜を有する積層体および積層体の製造方法 Download PDF

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JP2017037830A
JP2017037830A JP2016065663A JP2016065663A JP2017037830A JP 2017037830 A JP2017037830 A JP 2017037830A JP 2016065663 A JP2016065663 A JP 2016065663A JP 2016065663 A JP2016065663 A JP 2016065663A JP 2017037830 A JP2017037830 A JP 2017037830A
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JP
Japan
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compound
meth
parts
metal oxide
transparent conductive
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Application number
JP2016065663A
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English (en)
Inventor
光人 伊藤
Mitsuhito Ito
光人 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Artience Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
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Abstract

【課題】透明導電性フィルムを製造するにあたりハードコート性と透明性および過酷な活性エネルギー線照射にも耐えうる密着性とを併せ持つ透明導電性フィルムを提供すること
【解決手段】
上記課題は、ポリエステルフィルムである基材上に、フルオレン構造および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)と、チタニウムおよび/またはジルコニウム原子を含む金属酸化物とを含む活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる樹脂層を有し、さらに透明導電膜を有する積層体によって解決される。
【選択図】なし

Description

本発明は、基材と、活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる樹脂層と、透明導電膜とを有する積層体およびそれを形成する製造方法に関する。
従来、タッチパネル用途等にポリエステル等の基材上に透明導電膜を設けた透明導電性の積層体が用いられている。透明導電膜としては酸化インジウム錫(ITO)等の金属酸化物の薄膜が一般的に用いられており、基材上にスパッタリング法や真空蒸着によって積層されている。
タッチパネルの動作方式として、抵抗膜式が主流であるが、近年、静電容量式が急速に拡大している。抵抗膜式タッチパネルに用いられる透明導電性を有する積層体は、一般的にパターン化されていない透明導電膜で構成されている。一方、静電容量式タッチパネルには、通常、パターン化された透明導電膜が積層された透明導電性の積層体が用いられている。
静電容量式タッチパネルに用いられている透明導電性を有する積層体は、通常、フォトリソエッチング等によって、透明導電膜がパターン化されており、平面視上透明導電膜のパターン部と非パターン部が存在する。
このような透明導電膜のパターン化された透明導電性を有する積層体を用いた静電容量式タッチパネルは、透明導電膜のパターン部が視認される、いわゆる「骨見え」という原料が問題となっており、表示装置としての品質を低下させる。
例えば特許文献1、2などに透明導電膜パターンの骨見えを抑制することが提案されている。
特開2011−84075号 特許第5110226号
近年では積層体の用途によって基材の片面あるいは両面に多層化され、それら各層の形成時や透明導電膜のパターン化の際に多量の活性エネルギー線が照射される。特許文献1や特許文献2の技術では、透明導電膜パターンの骨見え抑制の効果がみられるものの、樹脂層が多量の活性エネルギー線を受けた場合には基材との密着性が低下してしまうといった課題があった。また、基材と樹脂層の密着性を確保するために、活性エネルギー線の積算光量が多量にならないように層構成を設計しようとすると、積層体の層構成が限定されてしまうという問題が生じていた。
そこで、本発明は、透明導電性を有する積層体を製造するにあたり透明性および多量の活性エネルギー線照射にも耐えうる密着性と、透明導電性を有する積層体を提供することを目的とする。
本発明は、ポリエステルフィルムである基材上に、フルオレン構造および/またはビフェニル構造、ならびに2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)を含む活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる樹脂層を有し、さらに透明導電膜を有する積層体に関する。
また、本発明は、前記樹脂層が、さらに3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)(ただし、化合物(A)である場合を除く)を含む組成物を硬化してなる層である、前記積層体に関する。
また、本発明は、フルオレン構造および/またはビフェニル構造、ならびに2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)と、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)(ただし、化合物(A)である場合を除く)の固形分の合計100重量%中、化合物(A)の含有量が10〜90重量%である、前記積層体に関する。
また、本発明は、前記化合物(A)が、下記一般式(1)で表される化合物(A1)である前記積層体に関する。
一般式(1):



(一般式(1)中、R1およびRのうち少なくとも一つは下記に示す4価または1価の有機残基であり、
は、(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機残基を表す。)



また、本発明は、前記化合物(A)が、下記一般式(2)で表される化合物(A2)である前記積層体に関する。
一般式(2):
−O−R−O−R

(一般式(2)中、Rは下記に示す2価の有機残基であり、
は、(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機残基を表す。)



また、本発明は、積算光量2000mJ/cm以上の活性エネルギー線を照射した場合の、JIS K5600−5−6による付着性クロスカット法によって測定される前記基材と前記樹脂層との密着性が、単位面積当たりの剥離面積が5%未満である、前記積層体に関する。
また、本発明は、前記組成物は、さらに金属酸化物を含む前記積層体に関する。
また、本発明は、前記金属酸化物は、チタニウムおよび/またはジルコニウム原子を含んでいることを特徴とする前記積層体に関する。
ポリエステルフィルムである基材上に、フルオレン構造および/またはビフェニル構造、ならびに2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)を含む活性エネルギー線硬化性組成物を塗付し、活性エネルギー線を照射して硬化させ樹脂層を形成する工程と、
透明導電膜を形成する工程を含む、積層体の製造方法に関する。
本発明により、透明性および多量の活性エネルギー線照射にも耐えうる密着性と透明導電性を有する積層体を提供することができる。
本発明の積層体は、基材フィルム上の片面もしくは両面に、活性エネルギー線硬化膜である樹脂層と、透明導電膜の順に設けられている。
以下、本発明のポリエステルフィルムである基材と、活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる樹脂層と、透明導電膜とを有する積層体を構成するそれぞれの構成要素について、詳細に説明する。
<ポリエステルフィルム>
本発明のポリエステルフィルムはその屈折率が1.61から1.70であり、特にポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられる。
ポリエステルフィルムの屈折率は1.62から1.69の範囲が好ましく、1.63から1.68の範囲がさらに好ましく、1.64から1.67の範囲が特に好ましい。
ポリエステルフィルムの厚みは、20μmから300μmの範囲が適当であり、50μmから250μmの範囲が好ましく、50μmから200μmの範囲がより好ましい。
本発明のポリエステルフィルムはその表面に有機物または無機物からなる層をさらに有していてもよく、その具体例としては他の層との接着性を上げるための易接着層が挙げられる。
易接着層を設けたポリエステルフィルムの市販品としては、
東レ社製:ルミラーシリーズ、東洋紡社製:コスモシャインシリーズなどが挙げられる。特に、透明性が高く光学用途に用いられる東レ社製:ルミラーUH13、U48シリーズが好ましい。
<樹脂層>
本発明の樹脂層は、フルオレン構造および/またはビフェニル構造、ならびに2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)を含む活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる層である。
化合物(A)は、その構造中に1つ以上のフルオレン構造および/またはビフェニル構
造と、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有すればよく、この化合物(A)がポリエステルフィルムとの密着性に優れる。
化合物(A)の好ましい具体例としては、下記一般式(1)で表される化合物(A1)も挙げることができる。化合物(A1)はハードコート性に優れるため好適に使用することができる。
一般式(1):



一般式(1)中、R1およびRのうち少なくとも一つはフルオレン構造またはビフェニ
ル構造を有する4価または1価の有機残基であり、
は、(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機残基を表す。
一般式(1)中、R1としては、フルオレン構造またはビフェニル構造を有するものであ
れば特に限定されないが、好適な具体例として下記に示す4価の有機残基が挙げられる。好ましくは、ビフェニル構造を有する残基である。


一般式(1)中、R3がフルオレン構造またはビフェニル構造を有する場合は、R1はフルオレン構造またはビフェニル構造を有していなくてもよい。このようなものとしては特に限定されないが、好適な具体例として下記に示す4価の有機残基が挙げられる。好ましくは芳香環を有する残基である。


一般式(1)中、R3としては、フルオレン構造またはビフェニル構造を有するものであ
れば特に限定されないが、好適な具体例として下記に示す1価の有機残基が挙げられる。


一般式(1)中、R1がフルオレン構造またはビフェニル構造を有する場合は、R3はフルオレン構造またはビフェニル構造を有していなくてもよい。このようなものとしては特に限定されないが、水素原子、または下記に示す1価の有機残基が挙げられる。

一般式(1)中、R2としては、(メタ)アクリロイル基を有するものであれば特に限定
されないが、好適な具体例として下記に示す1価の有機残基が挙げられる。

一般式(1)で表される化合物(A1)は、フルオレン構造および/またはビフェニル構造を2個以上有すると、基材との密着性に優れるため好ましく、さらに、R1およびR
の両方にフルオレン構造またはビフェニル構造を有することが好ましい。
化合物(A)の(メタ)アクリロイル基は2個以上であることが必要である。2個以下である場合、得られる活性エネルギー線硬化膜とポリエステルフィルムである基材との密着性が低下する。さらに、樹脂層のハードコート性に優れるため、(メタ)アクリロイル基の個数は3個以上であることが好ましく、6個以上であることがさらに好ましい。
一般式(1)で表される化合物(A1)のうち、Rが水素原子の化合物(A1−1)は、例えば、R1で示される構造を有するテトラカルボン酸の二無水物(b1)と、2-ヒドロキシエチルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートから選ばれる少なくとも1種の化合物(b2)とを反応
させることにより得ることができる
が水素原子以外の化合物(A1−2)は、例えば、上記反応で得られた化合物に含まれるカルボキシル基と、ビフェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、および4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種のエポキシ基含有化合物(b3)を反応させることにより得ることができる。
テトラカルボン酸二無水物(b1)としては、フルオレン構造またはビフェニル構造を有するものであれば特に限定されないが、好適な具体例としては、ビフェニル骨格を有する3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、フルオレン骨格を有する9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物等が挙げられ、好ましくはビフェニル構造を有するものである。エポキシ基含有化合物(b3)がフルオレン構造またはビフェニル構造を有する場合は、テトラカルボン酸二無水物(b1)はフルオレン構造またはビフェニル構造を有していなくてもよい。このようなものとしては特に限定されないが、好適な具体例として1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられ、好ましくは芳香環を有するものである。
これらテトラカルボン酸二無水物のうち、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は、硬化膜のハードコート性と金属酸化物の良好な分散性を併せ持つことができるため、特に好ましい。
上記化合物(b2)は、光硬化性とハードコート性の観点から、ペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートであることが好ましい。
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの具体的な市販品としては、ビスコート#300(大阪有機化学工業(株)製)、KAYARAD PET30(日本化薬(株)製)、PETIA(ダイセルUCB(株)製)、アロニックスM305(東亞合成(株)製)、NKエステルA−TMM−3LMN(新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレートPE−3A(共栄社化学(株)製)、SR−444(サートマー(株)製)、ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学(株)製)、KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)、アロニックスM402(東亞合成(株)製)等が挙げられる。
これらの市販品は、それぞれ副成分としてヒドロキシル基を2個有するペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレートを5〜15重量%程度含有する。そのため、テトラカルボン酸二無水物(b1)とペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの反応においては、一般式(1)で表される化合物(A1)の他、副成分由来の反応物、更に高分子量化した樹脂も同時に生成する。
上記テトラカルボン酸二無水物(b1)と、化合物(b2)との反応は、テトラカルボン酸二無水物の有する2つのカルボン酸無水物基と、化合物(b2)が有するヒドロキシル基との反応であり、従来公知の方法によって行うことができる。例えば、テトラカルボン酸二無水物(b1)と、化合物(b2)とを、シクロヘキサノンのような有機溶媒中、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンのような触媒の存在下、50〜120℃の温度で反応させることができる。この場合、反応系に、メチルハイドロキノン(2−METHYLHYDROQUINONE)のような重合禁止剤を添加することができる。
上記反応で得られた、Rが水素原子である化合物(A1−1)を含む反応物を精製することなく、さらに化合物(b3)を反応させることができる。
化合物(A1−1)と化合物(b3)との反応は、化合物(A1−1)の有するカルボキシル基と化合物(b3)の有するエポキシ基との反応であり、従来公知の方法によって行うことができる。例えば、この反応は、ジメチルベンジルアミン等のようなアミン触媒の存在下、50〜120℃の温度で行なうことができる。
これらの反応は、無溶媒で行なってもよく、あるいは反応に対して不活性な溶媒中で行なってもよい。かかる溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、ベンゼンまたはトルエン等の炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチルまたは酢酸ブチル等のエステル系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランまたはジオキサン等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンまたはパークレン等のハロゲン系溶媒;アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン等の極性溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は、2種類以上を併用しても差し支えない。
溶剤を加える場合は、溶剤を揮発させた後に硬化処理を行なうことが好ましい。溶剤としては、特に制限されるものでなく、様々な公知の有機溶剤を用いることができる。具体的には例えば、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、アセチルアセトン、トルエン、キシレン、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−2−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、ブチルアセテート、イソアミルアセテート、アジピン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、テトラヒドロフラン、メチルピロリドンなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、2種類以上を併用しても差し支えない。
化合物(A)の好ましい具体例としては、下記一般式(2)で表される化合物(A2)も挙げることができる。
一般式(2):
−O−R−O−R
一般式(2)中、Rはフルオレン構造またはビフェニル構造を有する2価の有機残基であり、
は、(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機残基を表す。
一般式(2)中、R4としては、フルオレン構造またはビフェニル構造を有するものであ
れば特に限定されないが、好適な具体例として下記に示す2価の有機残基が挙げられる。好ましくは、フルオレン構造を有する残基である。


一般式(2)中、R5としては、(メタ)アクリロイル基を有するものであれば特に限定
されないが、好適な具体例として下記に示す1価の有機残基が挙げられる。

化合物(A2)としては、例えば9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン等が挙げられる。また、市販品としては、新中村化学工業社製NKエステルA−BPEF、大阪ガスケミカル社製オグソールEAシリーズ等を用いることができる。
活性エネルギー線硬化性組成物は、さらに、光重合開始剤を含むことができる。
光重合開始剤としては、光励起によって活性エネルギー線硬化膜を形成するための(メタ)アクリロイル基のビニル重合を開始できる機能を有するものであれば特に限定はなく、例えばモノカルボニル化合物、ジカルボニル化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾインエーテル化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、アミノカルボニル化合物などが使用できる。
具体的には、モノカルボニル化合物としては、ベンゾフェノン、4−メチル−ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、4−フェニルベンゾフェノン、4−(4−メチルフェニルチオ)フェニル−エタノン、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−(1,3−アクリロイル−1,3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−(1,3−アクリロイル−1,4,7,10,13−ペンタオキソトリデシル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミン塩酸塩、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシエチル)メタアンモニウムシュウ酸塩、2−/4−イソ−プロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−ヒドロキ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9Hチオキサントン−2−イロキシ−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミン塩酸塩、ベンゾイルメチレン−3−メチルナフト(1,2−d)チアゾリン等が挙げられる。
ジカルボニル化合物としては、1,2,2−トリメチル−ビシクロ[2.1.1]ヘプタン−2,3−ジオン、ベンザイル、2−エチルアントラキノン、9,10−フェナントレンキノン、メチル−α−オキソベンゼンアセテート、4−フェニルベンザイル等が挙げられる。
アセトフェノン化合物としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−ジ-2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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−スチリルプロパン−1−オン重合物、ジエトキシアセトフェノン、ジブトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2,2−ジエトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノ−プロパノニル)−9−ブチルカルバゾール等が挙げられる。
ベンゾインエーテル化合物としては、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、ベンゾインイゾブチルエーテル、ベンゾインノルマルブチルエーテル等が挙げられる。
アシルホスフィンオキシド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、4−n−プロピルフェニル−ジ(2,6−ジクロロベンゾイル)ホスフィンオキシド等が挙げられる。
アミノカルボニル化合物としては、メチル−4−(ジメトキシアミノ)ベンゾエート、エチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、イソアミル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、4,4’−ビス−4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス−4−ジエチルアミノベンゾフェノン、2,5’−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン等が挙げられる。
光重合開始剤の市販品としてはチバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製イルガキュア184、651、500、907、127、369、784、2959、BASF社製ルシリンTPO、日本シイベルヘグナー(株)製エサキュアワン等があげられる。
光重合開始剤は、上記化合物に限定されず、紫外線により重合を開始させる能力があれば、どのようなものでも構わない。これらの光重合開始剤は、一種類で用いられるほか、二種類以上を混合して用いてもよい。
光重合開始剤の使用量に関しては、特に制限はされないが、化合物(A)を含む活性エネルギー線硬化性化合物の全量(化合物(A)以外の光硬化性化合物を含む場合は、化合物(A)と化合物(A)以外の光硬化性化合物の合計量)100重量部に対して1〜20重量部の範囲内で使用することが好ましい。
増感剤として、公知の有機アミン等を加えることもできる。
さらに、上記ラジカル重合用開始剤のほかに、カチオン重合用の開始剤を併用することもできる。
活性エネルギー線硬化性組成物は、さらに3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)(但し、化合物(A)である場合を除く)を含有することができる。化合物(X)により、樹脂層のハードコート性をさらに向上できる。
化合物(X)は、塗膜強度、耐擦傷性の観点より、ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、ポリエポキシポリ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレート類、多官能のアクリレート類を好適に使用することができる。
ポリエポキシポリ(メタ)アクリレートは、エポキシ樹脂のエポキシ基を(メタ)アクリル酸でエステル化して、官能基を(メタ)アクリロイル基としたものであり、ビスフェノールA型エポキシ樹脂への(メタ)アクリル酸付加物、ノボラック型エポキシ樹脂への(メタ)アクリル酸付加物等がある。
ポリウレタンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、ジイソシアネートと水酸基を有する(メタ)アクリレート類とを反応させて得られるもの、ポリオールとポリイソシアネートとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させてなるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを、水酸基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得られるものがある。あるいは、ポリオールとポリイソシアネートとを水酸基過剰の条件下に反応させてなる水酸基含有ウレタンプレポリマーを、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得ることもできる。
ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサントリオール、トリメリロールプロパン、ポリテトラメチレングリコール、アジピン酸とエチレングリコールとの縮重合物等が挙げられる。
ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
水酸基を有する(メタ)アクリレート類としては、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、4−ヒドロキシブチル(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート等が挙げられる。
光硬化性化合物の市販品としては、以下のものが例示できる。
東亜合成(株)製:アロニックスM−400、アロニックスM−402、アロニックスM−408、アロニックスM−450、アロニックスM−7100、アロニックスM−8030、アロニックスM−8060、
大阪有機化学工業(株)製:ビスコート♯400、
化薬サートマー(株)製:SR−295、
ダイセルUCB(株)製:DPHA、Ebecryl 220、Ebecryl 1290K、Ebecryl 5129、Ebecryl 2220、Ebecryl 6602、
新中村化学工業(株)製:NKエステルA−TMMT、NKオリゴEA−1020、NKオリゴEMA−1020、NKオリゴEA−6310、NKオリゴEA−6320、NKオリゴEA−6340、NKオリゴMA−6、NKオリゴU−4HA、NKオリゴU−6HA、NKオリゴU−324A、
BASF社製:LaromerEA81、
サンノプコ(株)製:フォトマー3016、
荒川化学工業(株)製:ビームセット371、ビームセット575、ビームセット577、ビームセット700、ビームセット710;
根上工業(株)製:アートレジンUN−3320HA、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−3320HC、アートレジンUN−3320HS、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−901T、アートレジンHDP、アートレジンHDP−3、アートレジン H61、
日本合成化学工業(株)製:紫光UV−7600B、紫光UV−7610B、紫光UV−7620EA、紫光UV−7630B、紫光UV−1400B、紫光UV−1700B、紫光UV−6300B、
共栄社化学(株)製:ライトアクリレートPE−4A、ライトアクリレートDPE−6A、UA−306H、UA−306T、UA−306I、
日本化薬(株)製:KAYARAD DPHA、KAYARAD DPHA2C、KAYARAD DPHA−40H、KAYARAD D−310、KAYARAD D−330。
上記した3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)は、単独もしくは複数混合して使用しても良い。
また、一般に、化合物(b2)として使用できるペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの製品中には水酸基を有しないペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが存在する。そのため、化合物(b2)にペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートを使用した場合、これらに含まれるペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが化合物(X)としてハードコート性の向上に寄与する。
フルオレン構造および/またはビフェニル構造、ならびに2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)と、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)(ただし、化合物(A)である場合を除く)の固形分の合計100重量%中、化合物(A)の含有量は、10〜90重量%であることが好ましく、20〜80重量%であることが更に好ましい。上記範囲内であると、ポリエステル基材と樹脂層との密着性、およびハードコート性に優れるためである。
活性エネルギー線硬化性組成物は、硬化膜である樹脂層の屈折率を調整するため金属酸化物を含んでも良い。
金属酸化物は、D50粒子径が0.005〜0.200μmであることが好ましい。金属酸化物のD50粒子径は、例えば、動的光散乱法を利用した日機装(株)製「ナノトラックUPA」などを用いて測定できる。
D50粒子径が0.005μm未満の金属酸化物組成物の場合、微粒子同士の凝集力が非常に大きいことから、透明性の高い一次粒子レベルの分散性が低下する傾向である。一方、D50粒子径が0.200μmを超える場合、粒子径が大きいことから可視光などの光に対して散乱が生じ易く、硬化膜にて濁りが生じる傾向である。
金属酸化物としては、チタニウム、亜鉛、ジルコニウム、珪素、アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の原子を含有するものが好ましい。特に、チタニウムおよび/またはジルコニウムのいずれか一種の原子を含有する金属酸化物が、より好ましい。
具体的には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。これらの金属酸化物は表面を有機物もしくは無機物で処理しても差し支えない。またこれらの金属酸化物は、2種類以上を併用しても差し支えない。
金属酸化物を含む場合、その含有量は、硬化性組成物の固形分中10〜80重量%であることが好ましく、より好ましくは30〜60重量%である。
金属酸化物は、あらかじめ前記化合物(A)を含む分散体として調整したものを使用することがきる。好ましくは、化合物(A1)を用いた分散体である。
次に、活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる樹脂層の製造方法に関して説明する。
樹脂層の製造方法は、たとえば、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をポリエステルフィルムである基材に塗布すること、および活性エネルギー線を照射して、基材上の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させること、を含む。
より具体的には、この樹脂物組成物をポリエステルフィルムである基材に、乾燥後の膜厚が好ましくは0.02〜30μm、より好ましくは0.02〜20μmになるように塗工後、硬化処理することにより形成することができる。
塗工方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばロットまたはワイヤーバーなどを用いた方法や、マイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロットまたはスピンなどの各種コーティング方法を用いることができる。
硬化処理は、公知の技術を用いて、例えば、紫外線、電子線、波長400〜500nmの可視光線等の活性エネルギー線を照射することにより行なうことができる。紫外線および波長400〜500nmの可視光線の線源(光源)には、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ガリウムランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ等を使用することができる。電子線源には、熱電子放射銃、電解放射銃等を使用することができる。
照射する活性エネルギー線量は、工程上管理しやすい点から、50〜1000mJ/cmの範囲内であることが好ましい。
これらの活性エネルギー線照射に、赤外線、遠赤外線、熱風、高周波加熱等による熱処理を併用することができる。
硬化膜は、基材に活性エネルギー線硬化性組成物を塗工し、自然または強制乾燥させたあとに硬化処理を行なって形成しても良いし、塗工し硬化処理を行なったあとに自然または強制乾燥させても良いが、自然または強制乾燥させたあとに硬化処理を行なう方がより好ましい。
特に、電子線で硬化させる場合は、水による硬化阻害または有機溶剤の残留による塗膜の強度低下を防ぐため、自然または強制乾燥させたあとに硬化処理を行なう方がより好ましい。
硬化処理のタイミングは、塗工と同時でもよいし、塗工後でもよい。
得られる硬化膜は、透明性、密着性に優れるため、光学材料として好適に利用することが出来る。
硬化膜の厚みは、0.02〜30μmであることが好ましい。
さらに、硬化膜の屈折率は、1.4〜2.0の範囲であることが好ましく、1.5〜1.9の範囲であることがより好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化膜を得るための組成物は、さらに様々な添加剤を、本発明の目的や効果を損なわない範囲において含むことができる。具体的には、化合物(A)や化合物(X)以外の光硬化性化合物、重合禁止剤、光増感剤、レベリング剤、界面活性剤、抗菌剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、導電性ポリマー、導電性界面活性剤、無機充填剤、顔料、染料などが挙げられる。
<透明導電膜>
透明導電膜の材料としては、タッチパネルの電極に用いられる公知の材料を用いることができる。例えば酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、ITO(酸化インジウム錫)、ATO(酸化アンチモン錫)等の金属酸化物が挙げられる。これらの中でもITOが好ましく用いられる。
透明導電膜の厚みは、例えば表面抵抗値が10Ω/□以下の良好な導電性を確保するという観点から、10nm以上が好ましく、15nm以上がより好ましく、20nm以上が特に好ましい。一方、透明導電膜の厚みが大きくなりすぎると透明性が低下するという不具合が生じることがあるので、透明導電膜の厚みの上限は、60nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、40nm以下が特に好ましい。
透明導電膜の屈折率は1.81以上である。さらに透明導電膜の屈折率は1.85以上が好ましく、1.90以上がより好ましい。上限は、2.20以下が好ましく、2.10以下がより好ましい。
透明導電膜の形成方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などのドライプロセスを用いることができる。
本発明の透明導電膜はパターン化されている。例えば、上記のようにして製膜した透明導電膜をパターン化する。パターン化は、透明導電膜フィルムが適用される用途に応じて、各種のパターンを形成することができる。なお、透明導電膜のパターン化により、パターン部と非パターン部が形成されるが、パターン部の形状としては、例えば、ストライプ状、格子状などが挙げられる。
透明導電膜のパターン化は、一般的にはエッチングによって行われる。例えば、透明導電膜上にパターン状のエッチングレジスト膜を、フォトリソグラフィ法、レーザー露光法、あるいは印刷法により形成した後エッチング処理することにより、透明導電膜がパターン化される。
エッチング液としては、従来公知のものが用いられる。例えば、塩化水素、臭化水素、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、およびこれらの混合物、ならびにそれらの水溶液が用いられる。
本発明の積層体は、ポリエステルフィルムである基材と、活性エネルギー線硬化膜である樹脂層と、透明導電膜とを有し、基材と樹脂層が隣接していればよい。それ以外の層構成は任意であり、必要に応じて、基材または樹脂層の片面に屈折率の異なる膜または粘着層などを設けることができる。
本発明の積層体の好ましい構成例をいくつかを以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。なお、下記構成例において、透明導電膜はパターン化された透明導電膜である。透明導電膜以外の他の層はパターン化されていない。
(I) 基材/樹脂層/透明導電膜
(II) 基材/樹脂層/(M)/透明導電膜
(III) (M)/基材/樹脂層/透明導電膜
(IV) (M)/基材/樹脂層/(M)/透明導電膜
(V) (M)/樹脂層/基材/樹脂層/透明導電膜
(VI)樹脂層//基材/樹脂層/透明導電膜
ただし、(M)は屈折率の異なる膜または粘着層のいずれか1層を含む。
屈折率の異なる膜は、本発明の樹脂層が有する機能以外の機能を持つものである。その形成方法は特に限定されず、公知の方法で形成される。例えば蒸着、スパッタなどのドライコーティング法、ロット、ワイヤーバーを用いた方法や、マイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロット、スピン等のウェットコーティング方法を用いることができる。用いる材料も限定は無く、必要に応じて、情報記録機能、防眩機能、ニュートンリング防止機能、粘着機能、特定波長の遮断、色調補正などの機能の1種類以上を積層体に付与することができる任意の材料を用いることができる。
本発明の積層体は、その製造時に樹脂層や任意の層の硬化時や、透明導電膜のパターン化の際に活性エネルギー線が照射される。この製造過程において樹脂層に照射される活性エネルギー線の合計が積算光量2000mJ/cm以上であっても、ポリエステルであ
る基材と活性エネルギー線硬化膜である樹脂層の密着性に優れる。なお、前記積算光量とは、活性エネルギー線硬化膜である樹脂層を形成するための初期硬化時の積算光量も含まれる。
[密着性]
本発明のポリエステルフィルムである基材と、活性エネルギー線硬化膜である樹脂層と、透明導電膜とを有する積層体の密着性はJIS K5600−5−6による付着性クロスカット法により評価される密着性が、単位面積当たりの隔離面積が5%未満であり非常に優れている。好ましくは2%未満である。
詳細には、実施例の評価において説明する。
以下、製造例、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。製造例、実施例中、部および%は、重量部および重量%をそれぞれ表す。
使用した薬品は、以下のとおりである。<テトラカルボン酸二無水物(b1)>
3,3’、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三菱化学(株)製、商品名BPDA)
9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物(JFEケミカル(株)製、商品名:BPAF)
1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物(新日本理化(株)製、商品名:リカシッド BT−100)
1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物((株)ダイセル製 商品名:ピロメリット酸二無水物、PMDA)
無水フタル酸(和光純薬工業(株)製)
<化合物(b2)>
ペンタエリスリトールトリアクリレート(1)(日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD PET−30、副生成物としてペンタエリスリトールテトラアクリレートも含む)
ペンタエリスリトールトリアクリレート(2)(新中村化学工業(株)製、商品名:A−TMM−3LM−N、副生成物としてペンタエリスリトールテトラアクリレートも含む)ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名:A-9570W、副生成物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレートも含む)
2−ヒドロキシエチルアクリレート(日本触媒(株)製、HEA)
<重合禁止剤>
メチルヒドロキノン(和光純薬工業(株)製)
<触媒>
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)
ジメチルベンジルアミン(和光純薬工業(株)製)
<エポキシ基含化合物(b3)>
グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製、GMA)
4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(日本化成(株)製、商品名:4ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル)
ビフェニルグリシジルエーテル(三光(株)製、商品名:OPP−G)
<酸価の測定方法>
JIS K 0070の電位差滴定法に準拠し、測定した酸価(mgKOH/g)を固形分換算した。
<化合物(A1)の合成例>
(合成例1)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3’、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)250.0部、メチルヒドロキノン0.24部、シクロヘキサノン217.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.65部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、94mgKOH/gであった。続いて、この溶液中にビフェニルグリシジルエーテル140.0部、シクロヘキサノン91.0部を加え、次いで触媒としてジメチルベンジルアミン2.65部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応させた。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、また最終的な酸価は3.0mgKOH/gであることから、得られた樹脂ワニスの固形分中の、化合物(A)を含む反応物の割合は79%である。
尚、化合物(A)を含む反応物とは、化合物(A)の他、化合物(b2)において水酸基を複数含む副生成物に由来する高分子量反応物を表す。化合物(A)を含む反応物の割合は、樹脂ワニスの最終酸価より算出した。残りは、反応に用いた化合物(b2)において水酸基を有しない化合物や未反応原料を表す。以下の合成2〜11においても同様である。
(合成例2)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)402.0部、メチルヒドロキノン0.33部、シクロヘキサノン318.0部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.41部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、95mgKOH/gであった。
続いて、この溶液中に、ビフェニルグリシジルエーテル182.9部、シクロヘキサノン118.0部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.88部を加え、100℃で6時間撹拌した。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニス固形分中の化合物(A)を含む反応物は73%である。
(合成例3)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)364.9部、メチルヒドロキノン0.31部、シクロヘキサノン294.1部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.22部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、93mgKOH/gであった。
続いて、この溶液中に、ビフェニルグリシジルエーテル166.0部、シクロヘキサノン107.1部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.58部を加え、100℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニス固形分中の化合物(A)を含む反応物は74%である。
(合成例4)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価85mgKOH/gのジペンタエリスリトールペンタアクリレート359.0部、メチルヒドロキノン0.29部、シクロヘキサノン290.1部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.19部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、74mgKOH/gであった。
その後、ビフェニルグリシジルエーテル123.1部、シクロヘキサノン78.5部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.53部を加え、100℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は83%である。
(合成例5)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)160.2部、メチルヒドロキノン0.16部、シクロヘキサノン158.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.20部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、82mgKOH/gであった。
その後、ビフェニルグリシジルエーテル79.0部、シクロヘキサノン50.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.93部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は79%である。
(合成例6)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)160.2部、メチルヒドロキノン0.16部、シクロヘキサノン158.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.20部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、82mgKOH/gであった。その後、メタクリルグリシジルエーテル50.3部、シクロヘキサノン31.6部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.94部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は75%である。
(合成例7)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)250.0部、メチルヒドロキノン0.24部、シクロヘキサノン217.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.65部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、94mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル78.3部、シクロヘキサノン54.0部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン2.65部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は76%である。
(合成例8)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価85mgKOH/gのジペンタエリスリトールペンタアクリレート359.0部、メチルヒドロキノン0.29部、シクロヘキサノン290.1部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.19部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、74mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル78.3部、シクロヘキサノン48.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.53部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は69%である。
(合成例9)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価483mgKOH/gの2−ヒドロキシエチルアクリレート63.1部、メチルヒドロキノン0.11部、シクロヘキサノン94.6部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン0.72部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、215mgKOH/gであった。
その後、ビフェニルグリシジルエーテル123.1部、シクロヘキサノン80.9部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.15部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は89%である。
(合成例10)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価483mgKOH/gの2−ヒドロキシエチルアクリレート63.1部、メチルヒドロキノン0.11部、シクロヘキサノン94.6部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン0.72部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、215mgKOH/gであった。
その後、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル108.8部、シクロヘキサノン71.4部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.15部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は89%である。
(合成例11)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3’、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)250.0部、メチルヒドロキノン0.24部、シクロヘキサノン217.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.65部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、94mgKOH/gであった。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は94mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は72%である。
(合成例12)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)402.0部、メチルヒドロキノン0.34部、シクロヘキサノン203.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.75部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、95mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル116.4部、シクロヘキサノン188.5部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.88部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は71%である。尚、反応物は化合物(A)を含まない。以下の合成例13、14においても同様である。
(合成例13)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)364.9部、メチルヒドロキノン0.31部、シクロヘキサノン293.9部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.22部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、93mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル105.6部、シクロヘキサノン66.9部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.58部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は71%である。
(合成例14)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価85mgKOH/gのジペンタエリスリトールペンタアクリレート533.3部、メチルヒドロキノン0.37部、シクロヘキサノン405.5部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン3.07部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780cm-1および1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を測定したところ、75mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル116.4部、シクロヘキサノン72.6部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン4.93部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させた。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は68%である。
表1に合成のまとめと、得られた反応物の概要を示す。表中に記載の略称は、化合物の製品名を示す。
(金属酸化物組成物の作成)
上記合成例により作成した化合物(A)を含有する樹脂ワニスを用い、表2に示す配合(部)により金属酸化物の分散を行ない、金属酸化物を分散させた金属酸化物組成物を作成した。
なお、樹脂ワニスは上記合成例で作成したものを使用した。
分散方法は、前分散(ジルコニアビーズ(0.5mm)をメディアとして用い、ペイントシェイカーで1時間分散)と、本分散(ジルコニアビーズ(0.1mm)をメディアとして用い、寿工業(株)製分散機UAM−015で分散)の2段階で行なった。
表2中の略称を下記に示す。
TiO:テイカ(株)製「MT−05」(平均一次粒子径:10nm)
ZrO:日本電工(株)製「PCS−60」(平均一次粒子径:20nm)
BaTiO3:堺化学工業(株)製「KZM-20」(平均一次粒子径:20nm)
ZnO:堺化学工業(株)製「FINEX−50」(平均一次粒子径:20nm)
SiO:日本アエロジル(株)製「AEROSIL50」(平均一次粒子径:50nm)
Al:日本アエロジル(株)製「Aluminium Oxide C」(平均一次粒子径:13nm)
MEK:メチルエチルケトン
メトブタ:3−メトキシ−1−ブタノール
<D50粒子径>
得られた金属酸化物組成物のD50粒子径は、日機装(株)製「ナノトラックUPA」を用いて測定した。実用的には 200nm以下であることが必要である。
<硬化性樹脂組成物と積層体の作製およびその評価:実施例1〜33、比較例1〜7>
(実施例1)
フルオレン構造および2個のアクリロイル基を有する化合物(A)として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(商品名:「NKエステルA−BPEF」、新中村化学社製)と3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)として、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(商品名:「アロニックスM450」東亜合成社製)とを、(A):(X)=30部:70部となるよう混合し、さらに光重合開始剤としてイルガキュア184(チバスペシャリティーケミカルズ製)5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを混合して固形分40%となるよう調整した硬化性樹脂組成物(コーティング用組成物または塗液ともいう。)を得た。
この組成物を、125μm厚の易接着処理PETフィルム(東レ(株)製「ルミラーUH13」)に、バーコーターで、乾燥後の膜厚が1.5μmになるように塗工した後、高圧水銀ランプで400mJ/cmの紫外線を照射し、樹脂層を形成した。その後、高圧水銀ランプで2000mJ/cmの紫外線を1回から3回照射した。
得られた活性エネルギー線硬化膜である樹脂層の上に、透明導電膜としてITO膜の厚みが30nmとなるようにスパッタリング法で積層後、透明導電膜のみをストライプ状にパターン加工(エッチング処理)して、積層体を得た。
(実施例2)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)との比率を(A):(X)=50:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例3)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)との比率を(A):(X)=70:30に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例4)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)との比率を(A):(X)=0:100に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例5)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を(A):(X):金属酸化物の粒子分=10:40:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例6)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を(A):(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例7)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を(A):(X):金属酸化物の粒子分=35:15:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例8)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を(A):(X):金属酸化物の粒子分=0:50:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例9)
ビフェニル構造および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)として、合成例1と3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)として、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(商品名:「アロニックスM450」東亜合成社製)とを、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X)=30:70となるよう混合し、さらに光重合開始剤としてイルガキュア184(チバスペシャリティーケミカルズ製)5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを混合して固形分40%となるよう調整した硬化性組成物(コーティング用組成物または塗液ともいう。)を得た。
この組成物を、125μm厚の易接着処理PETフィルム(東レ(株)製「ルミラーUH13」)に、バーコーターで、乾燥後の膜厚が1.5μmになるように塗工した後、高圧水銀ランプで400mJ/cmの紫外線を照射し、樹脂層を形成した。その後、高圧水銀ランプで2000mJ/cmの紫外線を1度から3度照射した。
得られた活性エネルギー線硬化膜である樹脂層の上に、透明導電膜としてITO膜の厚みが30nmとなるようにスパッタリング法で積層後、透明導電膜のみをストライプ状にパターン加工(エッチング処理)して、積層体を得た。
(実施例10)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)との比率を、合成例2の化合物(A)を含む反応物:(X)=50:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例11)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)との比率を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X)=70:30に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例12)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=10:40:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例13)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例14)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=35:15:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例15)
合成例2の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例16)
合成例3の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例17)
合成例4の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例18)
合成例5の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例19)
合成例6の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例20)
合成例7の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例21)
合成例8の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例22)
合成例9の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例23)
合成例10の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例24)
合成例11の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例25)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(1)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例9と同様にして積層体を得た。
(実施例26)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(2)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例27)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(3)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例28)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(4)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例29)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(5)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例30)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(6)を、合成例1の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例31)
合成例1の化合物(A)を含む反応物とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として合成例(6)を含む金属酸化物組成物(7)を、合成例6の化合物(A)を含む反応物:(X):金属酸化物の粒子分=40:11:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例32)
NKエステルA−BPEFおよび金属酸化物として合成例(1)を含む金属酸化物組成物(1)中の化合物(A)を含む反応物、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)を、(A):(X):金属酸化物の粒子分=47:4:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(実施例33)
NKエステルA−BPEFおよび金属酸化物として合成例(6)を含む金属酸化物組成物(7)中の化合物(A)を含む反応物、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)を、(A):(X):金属酸化物の粒子分=46:5:49に変更した以外は、実施例25と同様にして積層体を得た。
(比較例1)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)との比率を(A):(X)=100:0に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(比較例2)
NKエステルA−BPEF(A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を(A):(X):金属酸化物の粒子分=50:0:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(比較例3)
(メタ)アクリロイル基を有さない9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンとペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(比較例4)
(メタ)アクリロイル基を1個有するエトキシ化o-フェニルフェノールアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、エトキシ化o-フェニルフェノールアクリレート:(X):金属酸化物の粒子分=25:25:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(比較例5)
フルオレン構造および/またはビフェニル構造を有さない合成例(12)を含む反応物およびペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、(X):金属酸化物の粒子分=50:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(比較例6)
フルオレン構造および/またはビフェニル構造を有さない合成例(13)を含む反応物およびペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、(X):金属酸化物の粒子分=50:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(比較例7)
フルオレン構造および/またはビフェニル構造を有さない合成例(14)を含む反応物およびペンタエリスリトールテトラアクリレート(X)に加えて、金属酸化物として粒子濃度30重量%、粒子径15nmのジルコニア分散体(商品名:「ZR−010」、ソーラー社製)を、(X):金属酸化物の粒子分=50:50に変更した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
(評価方法)
密着性は透明導電膜を積層前および積層後に評価を実施した。
透明性、耐擦傷性については、透明導電膜を積層する前に評価を実施した。評価結果を表3および表4に示す。
表3及び表4に中の略称を下記に示す。なお、表に記載の配合量の単位は部である。
光重合開始剤:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製「イルガキュア184」
溶剤:PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)

(1)密着性 (透明導電膜積層前)
JIS K5600−5−6に準拠し、付着性クロスカット法により耐性を評価した。その結果を下記の0〜5に分類した。実用的には分類0もしくは分類1であることが必要である。
0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない
1:カットの交差点における積層体の小さなはがれ。単位面積当たり5%未満のはがれ
2:積層体がカットの縁に沿って、および/又は交差点においてはがれている。単位面積当たり5%以上15%未満のはがれ
3:積層体がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれが生じており、および/又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的にはがれている。単位面積当たり15%以上35%未満の剥がれ
4:積層体がカットの縁に沿って、部分的または全面的に大はがれが生じており、および/または数箇所の目が部分的または全面的にはがれている。単位面積当たりの35%未満の剥がれ
5:単位面積当たり35%以上の剥がれ。
(2)密着性 (透明導電膜積層後)
JIS K5600−5−6に準拠し、付着性クロスカット法により耐性を評価した。
評価方法として試験結果を下記の0〜5に分類した。これによって評価される基材と樹脂層と透明導電膜の密着性は実用的には分類0もしくは分類1であることが必要である。ここで、積層体を目視確認または膜厚を測定することにより、基材と樹脂層との剥離であることが確認できる。
0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない
1:カットの交差点における積層体の小さなはがれ。単位面積当たり5%未満のはがれ
2:積層体がカットの縁に沿って、および/又は交差点においてはがれている。単位面積当たり5%以上15%未満のはがれ
3:積層体がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれが生じており、および/又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的にはがれている。単位面積当たり15%以上35%未満の剥がれ
4:積層体がカットの縁に沿って、部分的または全面的に大はがれが生じており、および/または数箇所の目が部分的または全面的にはがれている。単位面積当たりの35%未満の剥がれ
5:単位面積当たり35%以上の剥がれ。
(3)透明性(Haze値)
透明導電膜を積層する前の、基材と樹脂層とを有する積層体の濁度(Haze値)を、Hazeメーターを用いて測定した。実用的には、Haze値は1.5%以下であることが必要である。
(4)耐擦傷性(ハードコート性)
透明導電膜を積層する前の、基材と樹脂層とを有する積層体を学振試験機にセットし、スチールウールのNo.0000を用いて、荷重250gで10回学振させた。取り出した積層体について、キズのつき具合を以下の5段階の目視評価に従って判断した。数値が大きいほど、積層体の耐擦傷性が良好であることを示す。
5:キズが全くない
4:僅かにキズが付いている
3:キズは付いているが、基材は見えていない
2:キズが付き、一部硬化膜が剥がれている
1:硬化膜が剥がれてしまい、基材が剥き出しの状態
表3及び表4の結果より、実施例1〜33積層体は、透明性と密着性がバランス良く優れていることが判明した。また金属酸化物を活性エネルギー線硬化膜である樹脂層に含んでも、透明性と密着性がバランス良く優れている。
これに対し、化合物(A)を含有しない比較例(1)から比較例(7)は、ポリエステル基材と活性エネルギー線硬化膜である樹脂層との密着性および活性エネルギー線硬化膜である樹脂層と透明導電膜との密着性がいずれも不足していた。

Claims (7)

  1. ポリエステルフィルムである基材上に、フルオレン構造および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)と、チタニウム、ジルコニウム、およびアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の原子を含む金属酸化物とを含む活性エネルギー線硬化性組成物を硬化してなる樹脂層を有し、さらに透明導電膜を有する積層体。
  2. 前記樹脂層が、さらに3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)(ただし、化合物(A)である場合を除く)を含む組成物を硬化してなる層である、請求項1に記載の積層体。
  3. フルオレン構造および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)と、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(X)(ただし、化合物(A)である場合を除く)の固形分の合計100重量%中、化合物(A)の含有量が10〜90重量%である、請求項2に記載の積層体。
  4. 前記化合物(A)が、下記一般式(1)で表される化合物(A1)である請求項1〜3いずれか1項に記載の積層体。
    一般式(1):



    (一般式(1)中、R1は下記に示す4価の有機残基であり、Rは水素原子または下記に示す1価の有機残基のいずれかを表し、
    は、(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機残基を表す。)



  5. 前記化合物(A)が、下記一般式(2)で表される化合物(A2)である請求項1〜3いずれか1項に記載の積層体。
    一般式(2):
    −O−R−O−R

    (一般式(2)中、Rは下記に示す2価の有機残基であり、
    は、(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機残基を表す。)

  6. 積算光量2000mJ/cm以上の活性エネルギー線を照射した場合の、JIS K5600−5−6による付着性クロスカット法によって測定される前記基材と前記樹脂層との密着性が、単位面積当たりの剥離面積が5%未満である、請求項1〜5いずれか一項に記載の積層体。
  7. ポリエステルフィルムである基材上に、フルオレン構造および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(A)を含む活性エネルギー線硬化性組成物を塗付し、活性エネルギー線を照射して硬化させ樹脂層を形成する工程と、
    透明導電膜を形成する工程を含む、積層体の製造方法。
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