JP2018106014A - 透明物品 - Google Patents

Abstract

【課題】アンチグレア層を有する透明物品に関して、布やティッシュペーパー等の紙を用いて表面を擦った場合に、擦り粉が残留しにくい透明物品を提供する。【解決手段】ガラス物品１０は、ガラス基材１１と、ガラス基材１１に設けられたアンチグレア膜１２とを備えている。アンチグレア膜１２が設けられている側の表面に存在する、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上である突起の１ｍｍ２あたりの個数が７５個以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、アンチグレア層を有する透明物品に関する。

従来、表示装置の視認性を向上させる観点から、表示装置の表示面上に反射防止層やアンチグレア層を設けることが提案されている。例えば、特許文献１には、基材の上に低屈折率層からなる反射防止層を設けるとともに、低屈折率層の主面がアンチグレア処理された、反射防止機能と防眩機能とを兼ね備える反射防止膜が記載されている。

特開平１０−２２１５０６号公報

ところで、表示装置の表示面の汚れを落とすために、布やティッシュペーパー等の紙を用いて表示面を擦る場合があるが、その際に、ティッシュペーパー等の細かな粉（擦り粉）が表示面に付着して残留してしまうことがあった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、アンチグレア膜を有する透明物品に関して、布やティッシュペーパー等の紙を用いて表面を擦る操作を行ったとしても、擦り粉が残留しにくい透明物品を提供することにある。

上記の目的を達成するための透明物品は、透明基材と、前記透明基材における少なくとも一方の面に設けられたアンチグレア層とを備え、前記アンチグレア層が設けられている側の表面に存在する、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上である突起の１ｍｍ^２あたりの個数が７５個以下である。

上記透明物品において、前記アンチグレア層は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２から選ばれる少なくとも一種を含有するアンチグレア膜であることが好ましい。

本発明によれば、布やティッシュペーパー等の紙を用いて表面を擦ったとしても、擦り粉が残留しにくくなる。

ガラス物品の説明図。 ガラス物品の表面の透過光による光学顕微鏡写真。 ガラス物品の表面の走査型電子顕微鏡写真。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１に示すように、透明物品であるガラス物品１０は、透明基材である板状のガラス基材１１を備えている。ガラス基材１１を構成するガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライム等の公知のガラスを用いることができる。また、ガラス基材１１としては、化学強化ガラス等の強化ガラスを用いることができる。なお、ガラス基板１１として、これらのなかでも、アルミノシリケートガラスを用いること、特に、質量％で、ＳｉＯ_２：５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３：０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ：１〜２０％、Ｋ_２Ｏ：０〜１０％を含有する化学強化ガラスを用いることが好ましい。

ガラス基材１１の一方の主面には、光を散乱させる凹凸構造を有するアンチグレア層としてのアンチグレア膜１２が設けられている。アンチグレア膜１２及びその凹凸構造は、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２からなるマトリックスにより構成されている。凹凸構造としては、例えば、複数の島状の凸部間に平坦部分を有する島状の凹凸構造が挙げられる。アンチグレア膜１２表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば、５〜６００ｎｍが好ましい。

アンチグレア膜１２は、例えば、マトリックス前駆体、及びマトリックス前駆体を溶解する液状媒体を含むコーティング剤をガラス基材１１に塗布し、加熱することにより形成することができる。コーティング剤に含まれるマトリックス前駆体としては、例えば、シリカ前駆体、アルミナ前駆体、ジルコニア前駆体、チタニア前駆体等の無機前駆体が挙げられる。アンチグレア屈折率を低くする点、反応性を制御しやすい点から、シリカ前駆体が好ましい。

シリカ前駆体としては、ケイ素原子に結合した炭化水素基及び加水分解性基を有するシラン化合物、シラン化合物の加水分解縮合物、シラザン化合物等が挙げられる。アンチグレア膜１２を厚く形成した場合にも膜のクラックが充分に抑えられる点から、シラン化合物、及びその加水分解縮合物のいずれか一方又は両方を少なくとも含むことが好ましい。

シラン化合物は、ケイ素原子に結合した炭化水素基、及び加水分解性基を有する。炭化水素基は、炭素原子間に−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、及び−ＮＲ’−（Ｒ’は水素原子または１価の炭化水素基である。）から選ばれる１つ又は２つ以上を組み合わせた基を有していてもよい。

炭化水素基は、１つのケイ素原子に結合した１価の炭化水素基であってもよく、２つのケイ素原子に結合した２価の炭化水素基であってもよい。１価の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられる。２価の炭化水素基としては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基等が挙げられる。

加水分解性基としては、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アルケニルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、イソシアネート基、ハロゲン原子等が挙げられ、シラン化合物の安定性と加水分解のしやすさとのバランスの点から、アルコキシ基、イソシアネート基、及びハロゲン原子（特に塩素原子）が好ましい。アルコキシ基としては、炭素数１〜３のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、又はエトキシ基がより好ましい。

シラン化合物としては、アルコキシシラン（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等）、アルキル基を有するアルコキシシラン（メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等）、ビニル基を有するアルコキシシラン（ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等）、エポキシ基を有するアルコキシシラン（２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等）、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン（３−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等）等が挙げられる。これらのシラン化合物のなかでも、アルコキシシラン、及びアルコキシシランの加水分解縮合物のいずれか一方、又は両方を用いることが好ましく、アルコキシシランの加水分解縮合物を用いることがより好ましい。

シラザン化合物は、その構造内にケイ素と窒素の結合（−ＳｉＮ−）をもった化合物である。シラザン化合物としては、低分子化合物でも高分子化合物（所定の繰り返し単位を有するポリマー）であってもよい。低分子系のシラザン化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ジメチルアミノトリメチルシラン、トリシラザン、シクロトリシラザン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチルシクロトリシラザン等が挙げられる。

アルミナ前駆体としては、アルミニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシドの加水分解縮合物、水溶性アルミニウム塩、アルミニウムキレート等が挙げられる。ジルコニア前駆体としては、ジルコニウムアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドの加水分解縮合物等が挙げられる。チタニア前駆体としては、チタンアルコキシド、チタンアルコキシドの加水分解縮合物等が挙げられる。

コーティング剤に含まれる液状媒体は、マトリックス前駆体を溶解する溶媒であり、マトリックス前駆体の種類に応じて適宜、選択される。液状媒体としては、例えば、水、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等が挙げられる。

アルコール類としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エーテル類としては、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等が挙げられる。セロソルブ類としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等が挙げられる。エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル等が挙げられる。グリコールエーテル類としては、エチレングリコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。含窒素化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等が挙げられる。含硫黄化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。液状媒体は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

なお、液状媒体は、水を含む液状媒体、すなわち、水、又は水と他の液状媒体の混合液であることが好ましい。他の液状媒体としては、アルコール類が好ましく、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールが特に好ましい。

また、コーティング剤は、マトリックス前駆体の加水分解及び縮合を促進する酸触媒を含むものであってもよい。酸触媒は、マトリックス前駆体の加水分解及び縮合を促進し、アンチグレア膜１２を短時間で形成させる成分である。酸触媒は、コーティング剤の調製に先立って、マトリックス前駆体の溶液の調製の際に、原料（アルコキシシラン等）の加水分解、縮合のために添加されたものであってもよく、必須成分を調製した後にさらに添加されたものであってもよい。酸触媒としては、無機酸（硝酸、硫酸、塩酸等）、有機酸（ギ酸、シュウ酸、酢酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、トリクロル酢酸等）が挙げられる。

コーティング剤の塗布方法としては、公知のウェットコート法（スプレーコート法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法等）等が挙げられる。塗布方法としては、凹凸を形成しやすい点から、スプレーコート法が好ましい。

スプレーコート法に用いるノズルとしては、２流体ノズル、１流体ノズル等が挙げられる。ノズルから吐出されるコーティング剤の液滴の粒径は、通常０．１〜１００μｍであり、１〜５０μｍが好ましい。液滴の粒径が０．１μｍ以上であれば、防眩効果が充分に発揮される凹凸を短時間で形成できる。液滴の粒径が１００μｍ以下であれば、防眩効果が充分に発揮される適度な凹凸を形成しやすい。コーティング剤の液滴の粒径は、ノズルの種類、スプレー圧力、液量等により適宜、調整できる。例えば、２流体ノズルでは、スプレー圧力が高くなるほど液滴は小さくなり、また、液量が多くなるほど液滴は大きくなる。なお、液滴の粒径は、レーザ測定器によって測定されるザウター平均粒子径である。

コーティング剤を塗布する際のガラス基材１１の表面温度は、例えば、２０〜７５℃であり、３５℃以上であることが好ましく、６０℃以上であることが更に好ましい。ガラス基材１１を加熱する方法としては、例えば、温水循環式の加熱装置を用いることが好ましい。また、コーティング剤を塗布する際の湿度は、例えば、２０〜８０％であり、５０％以上であることが好ましい。

ここで、図３に示すように、ガラス物品１０におけるアンチグレア膜１２が設けられている側の外表面には、アンチグレア膜１２の凹凸構造と比較して、１０〜１００倍程度、サイズの大きい突起が形成される場合がある。上記突起は、直径（平均粒径）が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上の突起である。なお、上記突起の平面形状が円でなく、楕円や多角形のような非円形である場合、上記突起の直径は、円相当直径である。

図２は、２００倍の透過光による光学顕微鏡写真であり、この光学顕微鏡写真において上記突起は、黒い点として確認することができる。また、図３は、２００００倍の走査型電子顕微鏡写真であり、この走査型電子顕微鏡写真において上記突起は、表面から盛り上がった粒状の部分として確認することができる。上記突起の高さは、走査型電子顕微を用いて、アンチグレア膜１２の面に対して斜めから撮影することにより確認することができる。アンチグレア膜１２は、凹凸構造を構成するマトリックス（例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２）からなり、上記突起は、アンチグレア膜１２の成膜時に、凝集して粒状化したものがアンチグレア膜１２の表面に付着することにより形成されると考えられる。

本実施形態のガラス物品１０においては、単位面積あたりの上記突起の個数が特定値に設定されている。すなわち、ガラス物品１０における上記突起の１ｍｍ^２あたりの個数は、７５個以下である。このように上記突起の個数を設定することにより、ティッシュペーパーを用いて表面を擦ったとしても、擦り粉が残留しにくくなる。なお、上記突起の個数は、図２に示すような光学顕微鏡の写真により、黒い点として確認された突起の直径と高さを測定することにより数えることができる。

上記突起の個数は、アンチグレア膜１２の成膜条件を変更することによって制御することができる。例えば、スプレーコート法によりコーティング剤を塗布してアンチグレア膜１２を形成する場合には、ノズルから成膜対象であるガラス基材１１までの距離（以下、スプレー距離と記載する。）が変われば、上記突起の個数も変化する。スプレー距離には適切な範囲があり、その範囲外では上記突起が多くなることが判明した。適切なスプレー距離は、コーティング剤の種類や粘度、スプレー条件（温度、湿度）によって異なるが、上記突起の個数を少なくするためには、スプレー距離を短く設定する方がよく、例えば、８０ｍｍ以下に設定することが好ましい。また、スプレー距離の下限は特に限定されるものではないが、塗布されるアンチグレア膜１２のムラを抑制する観点から、例えば、２０ｍｍ以上に設定することが好ましい。また、コーティング剤を塗布する際のガラス基材１１の表面温度や、コーティング剤を塗布する際の湿度を、上述の範囲内とすることによっても、上記突起の個数を少なくすることができる。

本実施形態のガラス物品１０は、例えば、表示装置の表示面に配されて使用される。ガラス物品１０は、表示装置の表示面の上に取り付けられる部材であってもよい。すなわち、ガラス物品１０は、表示装置に事後的に取り付けられる部材であってもよい。

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）透明物品であるガラス物品１０は、透明基材であるガラス基材１１と、ガラス基材１１に設けられたアンチグレア膜１２とを備えている。アンチグレア膜１２が設けられている側の表面に存在する、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上である突起の１ｍｍ^２あたりの個数が７５個以下である。

上記構成によれば、布やティッシュペーパー等の紙を用いて表面を擦ったとしても、擦り粉が残留しにくい。
（２）ガラス基材１１に対して、マトリックス前駆体を含むコーティング剤をスプレーコート法により塗布してアンチグレア膜１２を形成する際のスプレー距離を８０ｍｍ以下とする。

上記構成によれば、ガラス物品１０の表面に形成される上記突起の個数を少なくすることができる。したがって、布やティッシュペーパー等の紙を用いて表面を擦ったとしても、擦り粉が残留しにくいガラス物品１０を容易に製造することができる。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ガラス基材１１の表面の二面以上にアンチグレア膜１２が設けられていてもよい。
・ガラス基材１１とアンチグレア膜１２との間、及びアンチグレア膜１２の上の少なくとも一方に、反射防止層や防汚層等のその他の層が設けられていてもよい。

・透明物品を構成する透明基材はガラス基材１１に限定されるものではない。例えば、樹脂等からなる透明基材であってもよい。
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）前記アンチグレア層は、ウェットコート法により塗布されてなるアンチグレア膜である前記透明物品。
（ロ）透明基材と、前記透明基材における少なくとも一方の面に設けられたアンチグレア層とを備える透明物品の表面に存在する、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上である突起の単位面積あたりの個数に基づいて透明物品の表面品質を評価する評価方法。

（ハ）透明基材と、前記透明基材における少なくとも一方の面に設けられたアンチグレア層とを備える透明物品の製造方法であって、前記透明基材に対して、マトリックス前駆体を含むコーティング剤をスプレーコート法により塗布して前記アンチグレア層としてのアンチグレア膜を形成する際のスプレー距離を８０ｍｍ以下とする透明物品の製造方法。

（試験例１〜１３）
アンチグレア膜の成膜条件を異ならせた試験例１〜１３の透明物品を作製した。縦１５０ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラスからなる透明基材（日本電気硝子社製：Ｄｉｎｏｒｅｘ（登録商標））の表面に対して、ノズル径０．６ｍｍのスプレーコーティング装置により、水を含む液状媒体にアンチグレア膜の前駆体（ＴＥＯＳ）を溶解することで調製したコーティング剤を塗布することによりアンチグレア膜を形成した。透明基材に対するコーティング剤の単位面積あたりの塗布量は３×１０^−５ｇ／ｍｍ^２とした。また、成膜時における雰囲気温度、雰囲気湿度、スプレー移動速度（ノズルの移動速度）、及びスプレー距離は、表１に示すとおりである。

（突起数の測定）
試験例１〜１３について、アンチグレア膜の表面に存在する、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上である突起数を測定した。突起数の測定は、光学顕微鏡を用いて、図２に示すような黒点の個数を数えることにより行った。具体的には、アンチグレア膜の表面から１ｍｍ^２（縦１ｍｍ×横１ｍｍ）の領域を無作為に５箇所選定し、それらの各領域内に存在する上記突起数を数えるとともに、その平均値を算出した。その結果を表１に示す。

（残留擦り粉の評価）
市販のティッシュペーパー（製品名：鼻セレブ（登録商標））を用いて、各試験例の表面を擦る操作を５回繰り返して行った。その後、各試験例の表面に残留した擦り粉の有無を目視にて確認した。その結果を表１の「評価」欄に示す。なお、「評価」欄においては、擦り粉が確認された場合を「×」で示し、擦り粉が確認されなかった場合を「○」で示している。

表１に示すように、スプレー距離が短くなるにしたがって、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上の突起数が減少することが分かる。また、１ｍｍ^２あたりの上記突起数が７５個を超える試験例１〜４においては、残留した擦り粉が確認されたのに対して、１ｍｍ^２あたりの上記突起数が７５個以下である試験例５〜１３においては、残留した擦り粉は確認されなかった。この結果から、１ｍｍ^２あたりの上記突起数を７５個以下とすることにより、ティッシュペーパーを用いて表面を擦る操作を行った際における擦り粉の残留を抑制できることが分かる。

１０…ガラス物品、１１…ガラス基材、１２…アンチグレア膜。

Claims (2)

1. 透明基材と、前記透明基材における少なくとも一方の面に設けられたアンチグレア層とを備え、
   前記アンチグレア層が設けられている側の表面に存在する、直径が１μｍ以上であり、高さが１μｍ以上である突起の１ｍｍ^２あたりの個数が７５個以下であることを特徴とする透明物品。
2. 前記アンチグレア層は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２から選ばれる少なくとも一種を含有するアンチグレア膜であることを特徴とする請求項１に記載の透明物品。