CN107533161B - 带膜的弯曲基材及其制造方法以及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带膜的弯曲基材,其特征在于,具备:具有第一主面、第二主面和端面的基材、以及设置在所述第一主面上的防眩膜,所述基材具有平坦部和弯曲部,弯曲部的反射像扩散性指标值R除以弯曲部的反射像扩散性指标值R与平坦部的反射像扩散性指标值R之和而得到的值为0.3以上且0.8以下。
Description
技术领域
本发明涉及带膜的弯曲基材及其制造方法以及图像显示装置。
背景技术
对于设置在各种设备(例如,电视机、个人电脑、智能手机、手机等)中的图像显示装置(例如,液晶显示器、有机电致发光(EL)显示器、等离子体显示器等)而言,当室内照明(荧光灯等)、太阳光等外部光线映射到显示面时,由于反射像而导致可视性降低。近年来,一直在使用具有弯曲或屈曲的显示面的图像显示装置,因而抑制该映射(映込み)变得更重要。
作为抑制外部光线的映射的方法,存在如下方法:将在表面具有凹凸结构的防眩膜配置于图像显示装置的显示面,使外部光线漫反射,由此使反射像变得不清晰。
作为防眩膜的形成方法,已知利用喷涂法将包含烷氧基硅烷的水解缩合物等二氧化硅前体的组合物涂布在基材上,并进行烘烤的方法(例如参见专利文献1)。在利用喷涂法形成防眩膜的情况下,经常使用双流体喷嘴。
然而,为了形成均匀的防眩膜,需要对双流体喷嘴进行扫描的机器人,价格高且涂布时间长。另外,对于得到的防眩膜而言,均匀性不足,难以得到期望的特性。
另一方面,在专利文献2中提出了如下方法:通过将表面活性剂混合在组合物中而使液体容易扩散,并涂布于弯曲或屈曲的弯曲基材。由于使用大量的表面活性剂而制成调节为期望的表面张力的组合物组成,因此存在无法得到具有期望的光学特性的防眩膜,而且该防眩膜的光学均匀性也不足的问题。
另外,作为带防眩膜的弯曲基材的制作方法,在专利文献3中公开了如下工序:在玻璃平板上形成玻璃化转变温度比玻璃平板高的防眩膜,然后通过调节至高温而在玻璃平板中形成弯曲部,从而制作带防眩膜的弯曲基材。通过对形成有防眩膜的玻璃平板进行成形而在一部分形成弯曲部时,存在平坦部与弯曲部的外观不同的问题。这是因为,在成形时将形成有防眩膜的玻璃板暴露于高温下,特别是对于将要形成弯曲部的部位而言,使其比平坦部温度高,由此破坏了防眩膜的结构。另外,由于形成有玻璃化转变温度比玻璃平板高的防眩膜,因此在成形工序中存在如下问题:防眩膜本身的柔软性不足,因而产生裂纹等大量缺陷。
此外,在弯曲基材上还设置减反射膜时,存在反射色的色调根据观看的方向而变化的问题,在与显示面正对的情况下,存在色调根据弯曲基材的部位而不同的问题(例如,参见专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-058640号公报
专利文献2:日本特开2006-113145号公报
专利文献3:国际公开第2015/133346号
专利文献4:日本特开2015-121512号公报
发明内容
发明所要解决的问题
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种美观性优良且在面内具有均匀且优良的可视性的带膜的弯曲基材及其制造方法以及图像显示装置。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式的带膜的弯曲基材的特征在于,具备:具有第一主面、第二主面和端面的基材、以及设置在所述第一主面上的防眩膜,所述基材具有平坦部和弯曲部,
弯曲部的反射像扩散性指标值R除以弯曲部的反射像扩散性指标值R与平坦部的反射像扩散性指标值R之和而得到的值为0.3以上且0.8以下,
此处,关于反射像扩散性指标值R,以基材的第一主面为基准(设为0°),从成+45°的方向对基材照射光,测定在基材表面反射的正反射光(称为45°正反射光)的亮度,接着同样地从成+45°的方向对基材照射光,使受光角度在0°~+90°的范围内变化,测定在基材表面反射的全反射光的亮度,并由下式(1)计算出反射像扩散性指标值R。
反射像扩散性指标值R=(全反射光的亮度-45°正反射光的亮度)/(全反射光的亮度)(1)
另外,本发明的另一个方式的带膜的弯曲基材的特征在于,具备:具有第一主面、第二主面和端面的基材、以及设置在所述第一主面上的防眩膜,所述基材整体仅包含曲率不为0的弯曲部,设置在所述弯曲部上的防眩膜的雾度的面内标准偏差为0%以上且10%以下。
本发明的一个方式的带膜的弯曲基材的制造方法的特征在于,具有:
准备具备第一主面、第二主面和端面且具有弯曲部的弯曲基材的工序,
准备包含二氧化硅前体(A)和粒子(C)中的至少一者以及液态介质(B)的组合物的工序,
将所述弯曲基材以与所述第二主面的弯曲部接触的方式载置在导电性基板上的工序,
通过使用静电涂装装置使所述组合物带电并进行喷雾而在载置在所述导电性基板上的所述弯曲基材上形成涂膜的工序,以及
对所述涂膜进行烘烤的工序。
发明效果
本发明能够提供美观性优良且在面内具有均匀且优良的可视性的带膜的弯曲基材及其制造方法以及图像显示装置。
附图说明
图1(a)和(b)为本发明的实施方式中的带膜的弯曲基材的一例的剖视示意图,图1(a)表示具有将弯曲部与平坦部组合而成的形状的带膜的弯曲基材,图1(b)表示具有仅由弯曲部形成的形状的带膜的弯曲基材。
图2(a)和(b)为弯曲基材的一例的剖视示意图,图2(a)为具有将弯曲部与平坦部组合而成的形状的弯曲基材,图2(b)表示具有仅由弯曲部形成的形状的弯曲基材。
图3为表示静电涂装装置的一例的概略图。
图4为图3的静电涂装装置所具备的静电涂装枪17的剖视示意图。
图5为从正面观看图4的静电涂装枪17的前视示意图。
图6为图3的静电涂装装置的从链式输送机上游观看的侧视示意图。
图7(a)和(b)为说明弯曲基材的各部位的图,图7(a)为透视示意图,图7(b)为A-A截面的剖视示意图。
图8(a)和(b)表示由例1得到的带膜的弯曲基材的外观照片,图8(a)为顶视图,图8(b)为侧视图。
图9(a)为由例2得到的带膜的弯曲基材的顶视图,图9(b)为由例3得到的带防眩膜的弯曲基材的顶视图。
图10为说明对弯曲基材进行喷涂时的喷嘴轨迹的图。
图11为表示本发明的实施方式中的带膜的弯曲基材的一例的剖视图。
具体实施方式
以下的术语的定义应用于整个本说明书和权利要求书。
“弯曲部”是指平均曲率不为零的部分。
“二氧化硅前体”是指能够通过进行烘烤而形成以SiO2作为主要成分的基质的物质。
“以SiO2作为主要成分”是指包含90质量%以上的SiO2。
“与硅原子键合的可水解基团”是指能够通过水解而转变为与硅原子键合的OH基的基团。
“鳞片状粒子”是指具有扁平形状的粒子。粒子的形状可以使用透射型电子显微镜(以下,也记为TEM)来确认。
“60°镜面光泽度”可以通过JIS Z8741:1997(ISO2813:1994)中记载的方法在不消除背面(与形成了防眩膜的一侧相反侧的面)反射的情况下测定。
“雾度”可以通过JIS K7136:2000(ISO14782:1999)中记载的方法来测定。
“算术平均粗糙度Ra”可以通过JIS B0601:2001(ISO4287:1997)中记载的方法来测定。
“平均粒径”是指:在将以体积基准求出的粒度分布的总体积设为100%的累计体积分布曲线中达到50%的点的粒径、即体积基准累计50%直径(D50)。粒度分布可以由利用激光衍射/散射式粒径分布测定装置测定的频数分布和累计体积分布曲线来求出。
“承载部高度(ベアリング高さ)”是在由利用激光显微镜对101μm×135μm~111μm×148μm的区域(以下,也称为“观察区域”)进行测定而得到的观察区域的表面形状的xyz数据求出的高度分布直方图中最占优的高度z的值。xyz数据中的高度z是以观察区域的最低点作为基准的高度(从测定高度z的位置到与观察区域中的基材的主面平行且包含最低点的平面的垂线的长度),以下在没有特别规定基准的情况下的表面形状中的高度的含义也是同样的。将计算承载部高度时的直方图的刻度(bin)设定为1000。
“长径比”是指粒子的最长长度相对于厚度之比(最长长度/厚度),“平均长径比”为随机选择的50个粒子的长径比的平均值。粒子的厚度可以通过原子力显微镜(以下,也记为AFM)来测定,最长长度可以通过TEM来测定。
“反射像扩散性指标值R”利用以下记载的方法来计算。首先,以基材表面为基准(设为0°),从成+45°的方向对基材照射光,并对在基材表面反射的正反射光(称为45°正反射光)的亮度进行测定。接着,同样地从成+45°的方向将对基材照射光,使受光角度在0°~+90°的范围内变化,并对在基材表面反射的全反射光的亮度进行测定。通过将这些测定值代入公式“反射像扩散性指标值R=(全反射光的亮度-45°正反射光的亮度)/(全反射光的亮度)”,求出反射像扩散性指标值R。
“分辨率指标值T”利用以下记载的方法来计算。从作为测定对象的具有第一主面与第二主面的基材的第二主面侧,沿与基材的厚度方向平行的方向(称为角度0°的方向)照射第一光,并对从第一主面透射的透射光(称为0°透射光)的亮度进行测定。接着,使相对于第一主面的受光角度在-90°~+90°的范围内变化,并对第一光的从第一主面侧透射的全透射光的亮度进行测定。通过将这些测定值代入公式“分辨率指标值T=(全透射光的亮度-0°透射光的亮度)/(全透射光的亮度)”,求出分辨率指标值T。
“眩光(ギラツキ)指标值S”通过以下的方式求出。将作为测定对象的具有第一主面与第二主面的基材的第二主面以成为期望的显示装置的显示面侧的方式配置。接着,从基材的第一主面侧进行拍摄,从而获得图像。对该图像利用软件EyeScale-4W(株式会社I·System制造)进行分析,将由此输出的ISC-A的值作为眩光指标值S。
利用本发明的实施方式的带防眩膜的弯曲基材的制造方法而得到的带防眩膜的弯曲基材(以下,也记载为带膜的弯曲基材)具有弯曲基材以及形成在弯曲基材上的防眩膜,图1为表示利用本发明的实施方式的制造方法而得到的带防眩膜的弯曲基材的一例的剖视示意图。
该例的带防眩膜的弯曲基材1具备:具有弯曲部9的弯曲基材3、以及形成在弯曲基材3上的防眩膜5。图1(a)表示将弯曲部9与平坦部7组合而成的形状,图1(b)表示整体为弯曲部9的形状。
<弯曲基材>
弯曲基材3为具有第1主面3a、第2主面3b和端面且具备至少一个以上弯曲部9的形状。可以列举:如图2(a)所示的将弯曲部9与平坦部7组合而成的形状、图2(b)所示的整体为弯曲部9的形状等,但是只要具有弯曲部9,形状就没有特别限定。最近,在各种设备(例如,电视机、个人电脑、智能手机、汽车导航仪等)中,出现了图像显示装置的显示面被制成曲面的设备,只要按照图像显示装置的形状、图像显示装置的壳体的形状等来制作弯曲基材3即可。
作为弯曲基材3的形态,可以列举:板、薄膜等。
作为弯曲基材3的材料,可以列举:玻璃、金属、树脂、硅、木材、纸等。作为树脂,可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯等。其中,从安全性、强度的观点出发,优选玻璃。此外,从高耐热性、高耐候性的观点出发,也优选将玻璃用作车载用基材。
在弯曲基材3为玻璃的情况下,例如为了确保作为车载用显示构件的保护玻璃必要的机械强度和耐擦伤性,优选对弯曲基材3进行了强化处理。作为强化处理,可以使用物理强化处理、化学强化处理,但是从即使是比较薄的玻璃也可以进行强化处理的方面出发,优选化学强化处理。
对于弯曲基材3的玻璃组成而言,在不实施化学强化处理的情况下可以列举:无碱玻璃、钠钙玻璃,在进行化学强化处理的情况下可以列举例如:钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃。从得到即使厚度薄也容易通过强化处理引入大应力并且即使薄强度也高的玻璃,并且适合作为配置在图像显示装置的可视侧的物品的方面出发,优选铝硅酸盐玻璃。
弯曲基材3的表面压应力的最大值为400MPa以上,优选为500MPa以上,更优选为600MPa以上。另外,压应力层深度(DOL)为10μm以上。由此将表面压应力和压应力层深度调节为该范围,从而可以对弯曲基材3的主面赋予优良的强度和耐擦伤性。
[玻璃组成]
作为弯曲基材3的玻璃组成的具体例,可以列举:以由摩尔%表示的组成计,含有50%~80%的SiO2、0.1%~25%的Al2O3、3%~30%的Li2O+Na2O+K2O、0~25%的MgO、0~25%的CaO和0~5%的ZrO2的玻璃,但是并没有特别限定。更具体而言,可以列举以下的玻璃组成。需要说明的是,例如,“含有0~25%的MgO”是指:MgO并不是必需的,可以含有至多25%。(i)的玻璃属于钠钙硅酸盐玻璃,(ii)和(iii)的玻璃属于铝硅酸盐玻璃。
(i)以由摩尔%表示的组成计,以由摩尔%表示的组成计,含有63%~73%的SiO2、0.1%~5.2%的Al2O3、10%~16%的Na2O、0~1.5%的K2O、0~5.0%的Li2O、5%~13%的MgO和4%~10%的CaO的玻璃
(ii)以由摩尔%表示的组成计,含有50%~74%的SiO2、1%~10%的Al2O3、6%~14%的Na2O、3%~11%的K2O、0~5.0%的Li2O、2%~15%的MgO、0~6%的CaO和0~5%的ZrO2,且SiO2和Al2O3的含量的合计为75%以下,Na2O和K2O的含量的合计为12%~25%、MgO和CaO的含量的合计为7%~15%的玻璃
(iii)以由摩尔%表示的组成计,含有68%~80%的SiO2、4%~10%的Al2O3、5%~15%的Na2O、0~1%的K2O、0~5.0%的Li2O、4%~15%的MgO和0~1%的ZrO2的玻璃
(iv)以由摩尔%表示的组成计,含有67%~75%的SiO2、0~4%的Al2O3、7%~15%的Na2O、1%~9%的K2O、0~5.0%的Li2O、6%~14%的MgO和0~1.5%的ZrO2,且SiO2和Al2O3的含量的合计为71%~75%、Na2O和K2O的含量的合计为12%~20%,在含有CaO的情况下其含量小于1%的玻璃。
对于弯曲基材3而言,为了适当进行化学强化处理,该玻璃组成中的Li2O和Na2O的含量的合计优选为12摩尔%以上。此外,随着玻璃组成中的Li2O的含有率增加,玻璃化转变温度降低,成形变得容易,因此,优选将Li2O的含有率调节为0.5摩尔%以上,更优选调节为1.0摩尔%以上,进一步优选调节为2.0摩尔%以上。此外,为了增大表面压应力(Compressive Stress:CS)和压应力层深度(Depth of Layer:DOL),弯曲基材3的玻璃组成优选含有60摩尔%以上的SiO2、8摩尔%以上的Al2O3。
[玻璃的制造方法]
接着,对于用于制作弯曲基材3的平板状玻璃的制造方法进行说明。首先,调配各成分的原料以使得其成为上述的组成,并在玻璃熔窑中进行加热熔融。通过鼓泡、搅拌、澄清剂的添加等而使玻璃均匀化,通过公知的成形方法成形为规定厚度的玻璃板,并缓慢冷却。作为玻璃的成形方法,可以列举例如:浮法、压制法、熔融法、下拉法和辊压法。特别是,适合于大量生产的浮法是适合的。另外,除浮法以外的连续成形法、即熔融法和下拉法也是适合的。将通过任意的成形方法而成形为平板状后的玻璃构件缓慢冷却,然后切割成期望的尺寸。需要说明的是,在需要更精确的尺寸精度等情况下,可以对切割后的玻璃构件实施后述的研磨加工、端面加工。由此,在成形工序等的处理中可以减少破裂、缺损,从而可以提高成品率。
(成形工序)
对于弯曲基材3而言,优选从平板状的基材开始成形为规定的形状。例如,在选择平板玻璃作为平板状的基材的情况下,作为所使用的成形方法,根据成形后的弯曲基材3的形状,从自重成形法、真空成形法、压制成形法中选择期望的成形方法即可。
自重成形法为如下方法:将平板玻璃设置于与成形后的弯曲基材3的形状对应的规定的模具上,然后使该平板玻璃软化,利用重力使平板玻璃弯曲而适应模具,从而成形为规定的形状。
真空成形法为如下方法:在使平板玻璃软化的状态下在平板玻璃的正面和背面给予压差,从而使平板玻璃弯曲而适应模具,从而成形为规定的形状。在真空成形法中,将平板玻璃设置于与成形后的弯曲基材3的形状对应的规定的模具上,将夹模(クランプ金型)设置在该平板玻璃上,将平板玻璃的周边密封,然后利用泵对模具与平板玻璃之间的空间进行减压,从而在平板玻璃的正面和背面之间给予压差。此时,可以辅助地对平板玻璃的上表面侧进行加压。
压制成形为如下方法:将平板玻璃设置于与成形后的弯曲基材3的形状对应的规定的模具(下模、上模)间,在使平板玻璃软化的状态下,在上下模具间施加压力载荷,从而使平板玻璃弯曲而适应模具,从而成形为规定的形状。
其中,真空成形法作为成形为弯曲基材3的规定的形状的方法是优良的,由于能够在弯曲基材3的两个主面之中一个主面不与成形模具接触的状态下进行成形,因此可以减少损伤、凹坑等凹凸状缺陷。
需要说明的是,根据成形后的弯曲基材3的形状,选择适当的成形方法即可,也可以并用两种以上的成形方法。
另外,对于所使用的平板状的基材,可以使用具有蚀刻处理层、由湿法涂布或干法涂布形成的涂布层等的基材。
(研磨加工工序)
可以对成形为弯曲基材3前的平板状的基材、或成形后得到的弯曲基材3等对象物的至少一者的主面进行研磨加工。
研磨加工工序通过使基材与旋转研磨工具的研磨加工部以恒定压力接触并且以恒定速度使其移动而进行。通过在恒定压力、恒定速度的条件下进行研磨,可以以恒定的研磨速率对磨削面均匀地进行研磨。作为旋转研磨工具的研磨加工部的接触时的压力,从经济性和容易控制等方面而言,优选为1Pa~1000000Pa。从经济性和容易控制等方面而言,速度优选为1mm/分钟~10000mm/分钟。移动量可以根据基材的形状等适当决定。对于旋转研磨工具而言,只要其研磨加工部是能够进行研磨的旋转体,就没有特别限定,可以列举:将研磨工具安装在具有工具夹持部的主轴、电动切削工具(リューター)上的方式等。作为旋转研磨工具的材质,只要至少其研磨加工部为氧化铈垫、橡胶磨石、抛光毡、聚氨酯等能够除去被加工物并且杨氏模量优选为7GPa以下、更优选为5GPa以下的材质,种类就没有限定。通过将杨氏模量7GPa以下的构件用作旋转研磨工具的材质,可以利用压力使研磨加工部以沿着对象物的形状的方式变形,将底面和侧面加工成上述规定的表面粗糙度。旋转研磨工具的研磨加工部的形状可以列举:圆形或环形的平板、圆柱形、炮弹形、圆盘形、桶形等。
在通过使旋转研磨工具的研磨加工部与基材接触而进行研磨的情况下,优选在存在磨粒浆料的状态下进行加工。在这种情况下,作为磨粒,可以列举:二氧化硅、二氧化铈、人造刚玉(アランダム)、白刚玉(WA)、金刚砂、氧化锆、SiC、金刚石、二氧化钛、氧化锗等,其粒度优选为10nm~10μm。旋转研磨工具的相对移动速度可以如上所述在1mm/分钟~10000mm/分钟的范围内选择。旋转研磨工具的研磨加工部的转速为100rpm~10000rpm。当转速小时,加工速率变慢,有时为了形成期望的表面粗糙度而花费过多的时间,当转速大时,加工速率变快,工具的磨损加剧,因此有时研磨的控制变得困难。
需要说明的是,可以以沿着基材的形状的方式使旋转研磨工具与基材相对移动而进行研磨加工。只要使其移动的方式为能够恒定地控制移动量、方向、速度的方式,就可以为任意的方式。例如,可以列举使用多轴机器人等的方式等。
(端面加工工序)
另外,弯曲基材3的端面可以进行倒角加工等处理。在弯曲基材3为玻璃的情况下,优选通过机械磨削来进行一般称为R倒角、C倒角的加工,但是也可以通过蚀刻等进行加工,并没有特别限定。
(化学强化工序)
对于弯曲基材3而言,通过进行化学强化,可以在表面形成压应力层,从而提高强度和耐擦伤性。化学强化是在玻璃化转变温度以下的温度下,通过离子交换将玻璃表面的离子半径小的碱金属离子(典型地是Li离子或Na离子)交换成离子半径较大的碱金属离子(典型地是K离子),从而在玻璃表面形成压应力层的处理。化学强化处理可以通过以往公知的方法来实施。
(功能层形成工序)
在带防眩膜的弯曲基材1的制作工序中,根据需要可以实施形成各种功能膜的工序。作为这样的功能膜的具体例,可以列举:减反射膜、防污膜、红外线截止膜、紫外线截止膜、拒水膜、防静电膜等。
[减反射膜]
减反射膜是带来减小反射率的效果并且减小由于光的映射而引起的眩光,除此以外在用于图像显示装置时还可以提高来自图像显示装置的光的透射率,从而可以提高图像显示装置的可视性的膜。
在形成减反射膜的情况下,优选形成在防眩膜5上。作为减反射膜的构成,只要是能够抑制光的反射的构成就没有特别限定,例如,可以为:层叠波长550nm下的折射率为1.9以上的高折射率层与折射率为1.6以下的低折射率层而得到的构成、或包含在膜基质中混合有中空粒子或孔的波长550nm下的折射率为1.2~1.4的层的构成。
减反射膜中的高折射率层和低折射率层的膜构成可以为各自包含一层的形式,也可以为各自包含2层以上的构成。在包含2层以上高折射率层和2层以上低折射率层的情况下,优选为交替地层叠高折射率层和低折射率层的形式。另外,也可以仅为一层低折射率层。
为了提高减反射性,减反射膜优选为层叠多个层而得到的层叠体,层叠数越多,越能够实现在更宽的波长范围内表现出更低反射性的膜构成的光学设计。例如该层叠体优选整体层叠了2层以上且8层以下的层,从反射率减小效果和量产性的观点出发,更优选层叠了2层以上且6层以下的层。此处的层叠体优选为如上所述层叠高折射率层和低折射率层而得到的层叠体,高折射率层、低折射率层各自的层数的合计优选为上述范围。
高折射率层、低折射率层的材料并没有特别限定,可以考虑所要求的减反射性的程度、生产率等适当选择。作为构成高折射率层的材料,可以优选使用例如:选自氧化铌(Nb2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化钽(Ta2O5)、氮化硅(SiN)中的一种以上。作为构成低折射率层的材料,可以优选使用选自氧化硅(SiO2)、包含Si与Sn的混合氧化物的材料、包含Si与Zr的混合氧化物的材料、包含Si与Al的混合氧化物的材料中的一种以上。
从生产率、折射率的观点出发,优选为高折射率层包含选自氧化铌、氧化钽、氮化硅中的一种且低折射率层包含氧化硅的层的构成。
作为形成减反射膜的方法,可以列举:在形成在防眩膜5上或其它功能膜上的粘附层的表面上,利用旋涂法、浸涂法、流延法、狭缝涂布法、喷涂法、静电喷雾沉积法(ESD法)等进行涂布,然后根据需要进行加热处理的方法、或在粘附层的表面上的化学气相沉积法(CVD法)、溅射法、脉冲激光沉积(PLD)法等物理气相沉积法(PVD法)等。
需要说明的是,图11所示,本实施方式的弯曲基材具备:弯曲基材3、设置在弯曲基材3上的防眩膜(未图示)和设置在防眩膜上的减反射膜6,其中,所述弯曲基材3具有平坦部7、以及以相对于平坦部7具有角度θ的方式设置的倾斜部8(角度不同的另一平坦部)。另外,可以具备:具有平坦部7和倾斜部8的弯曲基材3以及直接设置在弯曲基材3上的减反射膜6。在任一情况下,平坦部7上的减反射膜6的膜厚比倾斜部8上的减反射膜6的膜厚厚。另外,将从与平坦部7垂直的方向观察时的平坦部7、倾斜部8、弯曲部9各自的消除基材的与减反射膜相反侧的主面的反射而测定a*和b*时的差最大的两个差分别设为Δa*和Δb*时,满足Δa*<5.6且Δb*<5.4。而且,JIS Z 8729(2004年)中,由公式ΔE=[(ΔL)2+(Δa*)2+(Δb*)2]0.5规定的色差ΔE满足ΔE<18。a*和b*为JIS Z 8729(2004年)中的光反射率(視感反射率)。特别是,在平坦部与倾斜部所成的角度θ为50°以下的情况下,ΔE更优选为5以下。
通过同时满足上述的Δa*、Δb*和ΔE的条件,对于平坦部7、倾斜部8、弯曲部9中的任一者均可以确保良好的可视性。上述的a*和b*优选满足-6.5≤a*≤6.5且-8≤b*≤8。此外,优选平坦部7和倾斜部8的减反射膜6的成膜面的面内的a*的变动(差的绝对值)为0.2以下且b*的变动为0.5以下。此处,面内的变动通过包含平坦部7中的至少1个点、倾斜部8中的至少1个点、弯曲部9中的至少1个点的任意5个点来测定。
所述的平坦部7上的膜厚与倾斜部8上的膜厚的关系是指,整个层的合计为这样的关系。在各层每层进行比较的情况下,也可以存在倾斜部8上的膜厚比平坦部7上的膜厚薄的层。各层的膜厚可以通过平坦部7与倾斜部8所成的角度来适当调节。
如上所述的本实施方式的弯曲基材例如可以通过使用根据弯曲基材的形状多个靶的角度和位置能够独立调节的溅射装置来制造。优选该溅射装置能够通过独立控制各靶的成膜条件而对平坦部7和倾斜部8的膜厚独立控制(成膜功率等)。
作为连接平坦部7与倾斜部8的区域的弯曲部9上的膜厚T是减反射膜6的各层中平坦部7上的膜厚与倾斜部8上的膜厚之间的膜厚。即使在平坦部7上和倾斜部8上的任一者的膜厚较大的情况下,各层每层也满足这一点。由此,膜厚从平坦部7到倾斜部8连续地变化,因此,即使是具有倾斜部8的弯曲基材,整体也能够形成自然的色调。为了形成这样的膜厚构成,与将平坦部7和倾斜部8各自成膜相比,优选同时成膜。将平坦部7和倾斜部8各自成膜时,担心生产能力的降低、弯曲部9上的厚膜化等。
上述的减反射膜6的构成并不限于减反射膜,对于上述红外线截止膜、紫外线截止膜、拒水膜、防静电膜也可以期待同样的效果。
[防污膜]
防污膜是抑制表面上的有机物、无机物的附着的膜、或带来即使在表面上附着了有机物、无机物的情况下利用擦拭等清洁也能够容易除去附着物的效果的膜。
在形成防污膜的情况下,优选形成在防眩膜5上或其它功能膜上。作为防污膜,只要是能够对所得到的带防眩膜的弯曲基材1赋予防污性的膜,就没有特别限定。其中,优选包含通过水解缩合反应使含氟有机硅化合物固化而得到的含氟有机硅化合物覆膜。
防污膜的厚度并没有特别限定,在防污膜包含含氟有机硅化合物覆膜的情况下,膜厚优选为2nm~20nm,更优选为2nm~15nm,进一步优选为2nm~10nm。如果膜厚为2nm以上,则成为被防污层均匀覆盖的状态,从耐擦伤性的观点出发耐受实际使用。另外,如果膜厚为20nm以下,则形成有防污膜的状态下的带防眩膜的弯曲基材1的雾度值等光学特性良好。
作为形成含氟有机硅化合物覆膜的方法,可以列举:将具有全氟烷基、包含全氟(聚氧亚烷基)链的氟烷基等氟烷基的硅烷偶联剂的组合物通过旋涂法、浸涂法、流延法、狭缝涂布法、喷涂法等涂布在形成于防眩膜5上或其它功能膜上的粘附层的表面,然后根据需要进行加热处理的方法、或使含氟有机硅化合物气相沉积在粘附层的表面上,然后根据需要进行加热处理的真空蒸镀法等,覆膜形成的方法没有限定。
覆膜形成用组合物为含有含氟可水解硅化合物的组合物,只要是能够形成覆膜的组合物,就没有特别限制。覆膜形成用组合物可以含有除含氟可水解硅化合物以外的任选成分,也可以仅由含氟可水解硅化合物构成。作为任选成分,可以列举:在不损害本发明的效果的范围内使用的、不具有氟原子的可水解硅化合物(以下称为“无氟可水解硅化合物”)、催化剂等。
需要说明的是,将含氟可水解硅化合物以及任选的无氟可水解硅化合物配合至覆膜形成用组合物中时,各化合物可以以其原本状态配合,也可以以其部分水解缩合物的形式配合。另外,也可以以该化合物与其部分水解缩合物的混合物的形式配合至覆膜形成用组合物中。
另外,在组合使用两种以上的可水解硅化合物的情况下,各化合物可以以其原本的状态配合至覆膜形成用组合物中,也可以各自以部分水解缩合物的形式配合,此外还可以以两种以上的化合物的部分水解共缩合物的形式配合。另外,也可以为这些化合物、部分水解缩合物、部分水解共缩合物的混合物。但是,在利用真空蒸镀等进行成膜的情况下,所使用的部分水解缩合物、部分水解共缩合物具有能够进行真空蒸镀的程度的聚合度。以下,可水解硅化合物的术语以除了化合物本身以外还包含这样的部分水解缩合物、部分水解共缩合物的含义使用。
对于用于形成本发明的含氟有机硅化合物覆膜的含氟可水解硅化合物而言,只要得到的含氟有机硅化合物覆膜具有拒水性、拒油性等防污性,就没有特别限定。
具体而言,可以列举:具有选自由全氟聚醚基、全氟亚烷基和全氟烷基构成的组中的一种以上基团的含氟可水解硅化合物。这些基团以隔着连接基团或直接与可水解甲硅烷基的硅原子键合的含氟有机基团的形式存在。作为市售的具有选自由全氟聚醚基、全氟亚烷基和全氟烷基构成的组中的一种以上基团的含氟有机硅化合物(含氟可水解硅化合物),可以优选使用:KP-801(商品名、信越化学工业公司制造)、X-71(商品名、信越化学工业公司制造)、KY-130(商品名、信越化学工业公司制造)、KY-178(商品名、信越化学工业公司制造)、KY-185(商品名、信越化学工业公司制造)、KY-195(商品名、信越化学工业公司制造)、Afluid(注册商标)S-550(商品名、旭硝子公司制造)、OPTOOL(注册商标)DSX(商品名、大金工业公司制造)等。上述之中,更优选使用KY-185、KY-195、OPTOOL DSX、S-550。
通过使包含这样的含氟可水解硅化合物的覆膜形成用组合物附着于粘附层表面并使其反应而成膜,可以得到含氟有机硅化合物覆膜。为了促进反应,在成膜后可以根据需要进行加热处理、加湿处理。需要说明的是,关于具体的成膜方法、反应条件,可以应用以往公知的方法、条件等。
形成有防污层的最外表面的静摩擦系数优选为1.0以下,更优选为0.9以下,进一步优选为0.8以下。如果静摩擦系数为1.0以下,则在人的手指接触带防眩膜的弯曲基材1的最外表面时,手指滑动性良好。另外,第1面的弯曲部的动摩擦系数优选为0.02以下,更优选为0.015以下,进一步优选为0.01以下。如果动摩擦系数为0.02以下,则在人的手指接触第1面的弯曲部时,手指滑动性良好。
[其它功能层]
带防眩膜的弯曲基材1可以在至少一部分上具有其它功能层。
作为功能层,可以列举:底涂层、粘附改善层、保护层等。
底涂层具有作为碱阻隔层、宽频带的低折射率层、高折射率层的功能。
此外,可以在弯曲基材3的第二主面3b上进行防雾处理等功能膜的形成、功能赋予处理、印刷等。
除了在成形工序后实施后述的防眩膜形成工序以外,还包含烘烤工序,上述工序的顺序并没有特别限定。在上述工序中,可以省略除成形工序以外的工序,也可以追加其它工序。
在使用玻璃作为弯曲基材3的材质的情况下,防眩膜5可以形成在成形后的未强化的弯曲基材3上,也可以形成在成形后进行了强化处理的弯曲基材3上。
在前者的情况下,可以将防眩膜5形成在成形后的未强化的弯曲基材3上之后进行强化处理。另外,也可以对未形成防眩膜5的弯曲基材3的主面进行研磨加工和端面加工。对于通过离子交换而实施了化学强化的玻璃而言,有时在其表面会产生缺陷,残留最大约1μm的微细的凹凸。此外,在将力作用于弯曲基材3的情况下,应力集中于前述的缺陷、微细的凹凸所存在的部位,有时即使是比理论强度小的力也会发生破裂。因此,可以通过研磨而除去存在于化学强化后的弯曲基材3的、具有缺陷和微细的凹凸的层(缺陷层)。作为研磨的方法,可以使用前述的方法。需要说明的是,在存在缺陷的情况下,缺陷层的厚度虽然取决于化学强化的条件,但是通常为0.01μm~0.5μm。在防眩膜形成工序后进行化学强化工序的情况下,化学强化时的加热不仅可以用于玻璃的化学强化,而且可以用于所形成的防眩膜的加热。由此可以促进防眩膜的缩聚、烧结,得到对于耐摩性、耐候性等而言强度高的膜。在该化学强化工序中加热防眩膜的情况下,将形成有防眩膜的弯曲基材3浸渍于强化盐中时,具有在大气中加热以上的高强度化的效果。对于所述高强度化机理的详细情况尚不明确,但是认为其原因在于,通过化学强化,钾等离子进入膜中且应力也引入膜本身,由于强化盐为弱碱性,因此促进膜的防眩膜的缩聚。
在后者的情况下,不存在当以前者的顺序处理弯曲基材3时发生的防眩膜中的缺陷的产生、由于防眩膜5的存在而引起的强化工序中的弯曲基材3的翘曲的产生等问题,可以得到高生产率。另外,与前者的情况同样地,在处理防眩膜5之前,可以进行弯曲基材3的研磨加工、端面加工。
<带防眩膜的弯曲基材>
[防眩膜]
防眩膜是指主要使反射光散射从而带来减小由光源的映射而导致的反射光的眩光的效果的膜。
防眩膜5通过对含有二氧化硅前体(A)和粒子(C)中的至少一者以及液态介质(B)、并且根据需要可以含有除二氧化硅前体(A)和粒子(C)以外的其它成分的组合物的涂膜进行烘烤而得到。在组合物包含二氧化硅前体(A)的情况下,防眩膜5的基质包含源自二氧化硅前体(A)且以二氧化硅作为主要成分的基质。防眩膜5可以由粒子(C)构成。防眩膜5可以为在所述基质中分散有粒子(C)的膜。
组合物包含沸点150℃以下的液态介质(B1)作为液态介质(B)。另外,液态介质(B1)的含量相对于所述液态介质(B)的总量为86质量%以上。
防眩膜5的表面的60°镜面光泽度优选为15%以上且140%以下,更优选为40%以上且130%以下。防眩膜5的表面的60°镜面光泽度是防眩效果的指标,如果60°镜面光泽度为130%以下,则可以充分发挥防眩效果。
防眩膜5的表面的算术平均粗糙度Ra优选为0.03μm以上,更优选为0.05μm~0.7μm,进一步优选为0.07μm~0.5μm。如果防眩膜5的表面的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以上,则可以充分发挥防眩效果。如果防眩膜5的表面的算术平均粗糙度Ra为上述范围的上限值0.7μm以下,则可以充分抑制图像的对比度的降低。
防眩膜5的表面的最大高度粗糙度Rz优选为0.2μm~5μm,更优选为0.3μm~4.5μm,进一步优选为0.5μm~4.0μm。如果防眩膜5的表面的最大高度粗糙度Rz为上述范围的下限值以上,则可以充分发挥防眩效果。如果防眩膜5的表面的最大高度粗糙度Rz为上述范围的上限值以下,则可以充分抑制图像的对比度的降低。
带防眩膜的弯曲基材1的平坦部7的雾度优选为0.1%~50%以上,更优选为0.1%~30%,进一步优选为0.1%~20%。如果雾度为0.1%以上,则可以发挥防眩效果。如果雾度为50%以下,则在将带防眩膜的弯曲基材1作为保护板、各种滤光片设置于图像显示装置主体的可视侧时,可以充分抑制图像的对比度的降低。
带防眩膜的弯曲基材的弯曲部9的雾度优选为0.1%~50%以上,更优选为0.1%~30%,进一步优选为0.1%~20%。如果雾度为0.1%以上,则可以发挥防眩效果。如果雾度为50%以下,则在将带防眩膜的弯曲基材作为保护板、各种滤光片设置于图像显示装置主体的可视侧时,可以充分抑制图像的对比度的降低。
在带防眩膜的弯曲基材1为如图1(a)所示的具有平坦部7和弯曲部9的弯曲基材3的情况下,反射像扩散性指标值R之比(弯曲部9的反射像扩散性指标值R/平坦部7的反射像扩散性指标值R与弯曲部9的反射像扩散性指标值R之和)优选为0.3~0.8,进一步优选为0.4~0.7,特别优选为0.4~0.6。如果为该范围,则在从使用者侧对带防眩膜的弯曲基材1进行观察时,可以观察到进行了均匀的防眩膜处理,美观性优良。另外,也不会由于防眩膜的凹凸而损害触摸感。另外,特别是,对于雾度高的带防眩膜的弯曲基材1而言,反射像扩散性指标值R之比更优选为0.4~0.7,进一步优选为0.4~0.6。在高雾度的防眩膜的情况下,由于光的散射而导致发白程度(白味)变强而容易产生阴影,影响目视的外观均匀性。如果反射像扩散性指标值R之比为上述范围,则目视的外观均匀性不容易受到阴影的影响,从而得到优良的外观。
带防眩膜的弯曲基材1的雾度的面内标准偏差为0~10%,更优选为0~6%。如果为该范围,则从使用者侧对带防眩膜的弯曲基材1进行观察时,可以观察到进行了均匀的防眩膜处理,美观性优良。另外,也不会由于防眩膜的凹凸而损害触摸感。
在带防眩膜的弯曲基材1仅包含如图1(b)所示的曲率不为0的弯曲部9的情况下,设置于所述弯曲部的防眩膜的雾度的面内标准偏差为0%以上且10%以下。
带防眩膜的弯曲基材1的眩光指标值S的面内标准偏差优选为0~10%,更优选为0~6%。如果为该范围,则可以无不协调感地观察液晶等的显示屏幕。
带防眩膜的弯曲基材1的分辨率指标值T的面内标准偏差优选为0~10%,更优选为0~6%。如果为该范围,则可以无不协调感地观察液晶等的显示屏幕。
带防眩膜的弯曲基材1的60°镜面光泽度的面内标准偏差优选为0~20%,更优选为0~15%。如果为该范围,则可以无光泽的不协调感地观察液晶等的显示屏幕。
<带防眩膜的弯曲基材的制造方法>
本发明的带防眩膜的弯曲基材的制造方法具有:
准备包含二氧化硅前体(A)和粒子(C)中的至少一者以及液态介质(B)的组合物的工序(以下,也称为组合物制备工序),
通过使用静电涂装装置使所述组合物带电并进行喷雾而涂布在所述基材上从而形成涂膜的工序(以下,也称为涂布工序),和
对所述涂膜进行烘烤的工序(以下,也称为烘烤工序)。
根据需要,可以具有在形成防眩膜之前在基材主体的表面上形成功能层而制作基材的工序,也可以具有在形成防眩膜之后实施公知的后加工的工序。
(组合物制备工序)
组合物包含二氧化硅前体(A)和粒子(C)中的至少一者以及液态介质(B)。
在组合物包含粒子(C)而不包含二氧化硅前体(A)的情况下,粒子(C)的平均粒径优选为30nm以下。
组合物根据需要可以包含除二氧化硅前体(A)以外的其它粘结剂(D)、其它添加剂(E)等。
(A)二氧化硅前体
作为二氧化硅前体(A),可以列举:具有与硅原子键合的烃基和可水解基团的硅烷化合物(A1)及其水解缩合物、烷氧基硅烷(其中,不包括硅烷化合物(A1))及其水解缩合物(溶胶凝胶二氧化硅)、硅氮烷等。
在硅烷化合物(A1)中,与硅原子键合的烃基可以为与一个硅原子键合的1价烃基,也可以为与两个硅原子键合的2价烃基。作为1价烃基,可以列举:烷基、烯基、芳基等。作为2价烃基,可以列举:亚烷基、亚烯基、亚芳基等。
烃基的碳原子间可以具有选自-O-、-S-、-CO-以及-NR’-(其中,R’为氢原子或1价烃基)中的一个基团或两个以上组合而得到的基团。
作为与硅原子键合的可水解基团,可以列举:烷氧基、酰氧基、酮肟基、烯氧基、氨基、氨氧基、酰胺基、异氰酸酯基、卤素原子等。其中,从硅烷化合物(A1)的稳定性与水解容易性的平衡的方面出发,优选烷氧基、异氰酸酯基和卤素原子(特别是氯原子)。
作为烷氧基,优选碳原子数1~3的烷氧基,更优选甲氧基或乙氧基。
在硅烷化合物(A1)中存在多个可水解基团的情况下,可水解基团可以为相同的基团也可以为不同的基团,从容易获得的方面出发,优选为相同的基团。
作为硅烷化合物(A1),可以列举:由后述式(I)所示的化合物、具有烷基的烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷等)、具有乙烯基的烷氧基硅烷(乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等)、具有环氧基的烷氧基硅烷(2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等)、具有丙烯酰氧基的烷氧基硅烷(3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等)等。
作为硅烷化合物(A1),从即使膜厚较厚也不容易产生防眩膜的裂纹或膜剥离的方面出发,优选由下式(I)所示的化合物。
R3-pLpSi-Q-SiLpR3-p (I)
式(I)中,Q为2价烃基(在碳原子间可以具有选自-O-、-S-、-CO-和-NR’-(其中,R’为氢原子或1价烃基)中的一个基团或两个以上组合而得到的基团)。作为2价烃基,可以列举上述的基团。
作为Q,从容易获得且即使膜厚较厚也不容易产生防眩膜的裂纹或膜剥离的方面出发,优选碳原子数2~8的亚烷基,更优选碳原子数2~6的亚烷基。
式(I)中,L为可水解基团。作为可水解基团,可以列举上述的基团,优选的形态也相同。
R为氢原子或1价烃基。作为1价烃基,可以列举上述的基团。
p为1~3的整数。从反应速度不变得过慢的方面出发,优选p为2或3,特别优选p为3。
作为烷氧基硅烷(其中,不包括所述硅烷化合物(A1)),可以列举:四烷氧基硅烷(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等)、具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷(全氟聚醚基三乙氧基硅烷等)、具有全氟烷基的烷氧基硅烷(全氟乙基三乙氧基硅烷等)等。
硅烷化合物(A1)和烷氧基硅烷(其中,不包括硅烷化合物(A1))的水解和缩合可通过公知的方法实施。
例如,在四烷氧基硅烷的情况下,使用四烷氧基硅烷的摩尔数的4倍以上的水以及作为催化剂的酸或碱来进行。
作为酸,可以列举:无机酸(HNO3、H2SO4、HCl等)、有机酸(甲酸、草酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等)。作为碱,可以列举:氨、氢氧化钠、氢氧化钾等。作为催化剂,从硅烷化合物(A1)的水解缩合物的长期保存性的方面出发,优选酸。
作为二氧化硅前体(A),可以单独使用1种,也可以组合使用两种以上。
从防止防眩膜的裂纹或膜剥离的方面出发,二氧化硅前体(A)优选包含硅烷化合物(A1)及其水解缩合物中的任一者或两者。
从防眩膜的耐磨强度的观点出发,二氧化硅前体(A)优选包含四烷氧基硅烷及其水解缩合物中的任一者或两者。
二氧化硅前体(A)特别优选包含硅烷化合物(A1)及其水解缩合物中的任一者或两者、以及四烷氧基硅烷及其水解缩合物中的任一者或两者。
(液态介质(B))
在组合物包含二氧化硅前体(A)的情况下,液态介质(B)是溶解或分散二氧化硅前体(A)的介质,在组合物包含粒子(C)的情况下,液态介质(B)是分散粒子(C)的介质。在组合物包含二氧化硅前体(A)和粒子(C)这两者的情况下,液态介质(B)可以具有作为溶解或分散二氧化硅前体(A)的溶剂或分散介质的功能以及作为分散粒子(C)的分散介质的功能这两种功能。
液态介质(B)至少包含沸点150℃以下的液态介质(B1)。液态介质(B1)的沸点优选为50℃~145℃,更优选为55℃~140℃。
液态介质(B1)的沸点如果为150℃以下,则使用具备具有旋转雾化头的静电涂装枪的静电涂装装置在基材上涂布组合物并进行烘烤而得到的膜具有更好的防眩性能。液态介质(B1)的沸点如果为上述范围的下限值以上,则在组合物的液滴附着在基材上后,能够在充分保持液滴形状的状态下形成凹凸结构。
作为液态介质(B1),可以列举例如:水、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、1-戊醇等)、酮类(丙酮、甲乙酮、甲基异丁基甲酮等)、醚类(四氢呋喃、1,4-二氧杂环己烷等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯等)、二醇醚类(乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等)等。
液态介质(B1)可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
液态介质(B)根据需要可以还含有除液态介质(B1)以外的其它液态介质,即沸点高于150℃的液态介质。该沸点高于150℃的液态介质的含有比例相对于液态介质(B)的总量小于14质量%。
作为其它液态介质,可以列举例如:醇类、酮类、醚类、溶纤剂类、酯类、二醇醚类、含氮化合物、含硫化合物等。
作为醇类,可以列举:二丙酮醇、1-己醇、乙二醇等。
作为含氮化合物,可以列举:N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
作为二醇醚类,可以列举:乙二醇单丁醚等。
作为含硫化合物,可以列举:二甲基亚砜等。
其它液体介质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
二氧化硅前体(A)中的烷氧基硅烷等的水解需要水,因此只要在水解后不进行液体介质的置换,液体介质(B)就至少包含水作为液体介质(B1)。
在这种情况下,液体介质(B)可以仅为水,也可以为水和其它液体的混合液。作为其它液体,既可以为除水以外的液体介质(B1),也可以为其它液体介质,可以列举例如:醇类、酮类、醚类、溶纤剂类、酯类、二醇醚类、含氮化合物、含硫化合物等。这些之中,作为二氧化硅前体(A)的溶剂,优选醇类,特别优选甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇。
(C)粒子
粒子(C)单独构成防眩膜或者与源自二氧化硅前体(A)的基质一起构成防眩膜。
在组合物包含粒子(C)而不含二氧化硅前体(A)的情况下,粒子(C)的平均粒径优选为30nm以下。
作为粒子(C),可以列举:鳞片状粒子(C1)、除鳞片状粒子(C1)以外的其它粒子(C2)等。
鳞片状粒子(C1):
鳞片状粒子(C1)的平均长径比优选为50~650,更优选为100~350,进一步优选为170~240。鳞片状粒子(C1)的平均长径比如果为50以上,则即使膜厚较厚也可以充分抑制防眩膜的裂纹或膜剥离。鳞片状粒子(C1)的平均长径比如果为650以下,则在组合物中的分散稳定性良好。
鳞片状粒子(C1)的平均粒径优选为0.08μm~0.42μm,更优选为0.17μm~0.21μm。鳞片状粒子(C1)的平均粒径如果为0.08μm以上,则即使膜厚较厚也可以充分抑制防眩膜的裂纹或膜剥离。鳞片状粒子(C1)的平均粒径如果为0.42μm以下,则在组合物中的分散稳定性良好。
作为鳞片状粒子(C1),可以列举:鳞片状二氧化硅粒子、鳞片状氧化铝粒子、鳞片状二氧化钛、鳞片状氧化锆等。
鳞片状二氧化硅粒子为薄片状的二氧化硅一次粒子、或者多片薄片状的二氧化硅一次粒子彼此面间平行地取向并重叠而形成的二氧化硅二次粒子。二氧化硅二次粒子通常具有层叠结构的粒子形态。
鳞片状二氧化硅粒子可以仅为二氧化硅一次粒子和二氧化硅二次粒子中的任一种,也可以为这两者。
二氧化硅一次粒子的厚度优选为0.001μm~0.1μm。二氧化硅一次粒子的厚度如果在上述范围内,则可以彼此面间平行地取向从而形成1片或多片重叠而成的鳞片状的二氧化硅二次粒子。
二氧化硅一次粒子的最小长度相对于厚度之比(最小长度/厚度)优选为2以上,更优选为5以上,进一步优选为10以上。
二氧化硅二次粒子的厚度优选为0.001μm~3μm,更优选为0.005μm~2μm。
二氧化硅二次粒子的最小长度相对于厚度之比优选为2以上,更优选为5以上,进一步优选为10以上。
二氧化硅二次粒子优选相互独立地存在而不熔合。
鳞片状二氧化硅粒子的SiO2纯度优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上。
在组合物的制备中,使用作为多个鳞片状二氧化硅粒子的聚集体的粉体、或将该粉体分散于液态介质而得到的分散体。分散体中的二氧化硅浓度优选为1质量%~80质量%。
粉体或分散体中有时不仅包含鳞片状二氧化硅粒子,还包含在鳞片状二氧化硅粒子的制造时产生的无定形二氧化硅粒子。鳞片状二氧化硅粒子例如通过将鳞片状二氧化硅粒子聚集且不规则地重叠而形成的具有间隙的聚集体形状的二氧化硅三次粒子(以下,也记为二氧化硅聚集体)粉碎并分散化而得到。无定形二氧化硅粒子是二氧化硅聚集体被一定程度微粒化的状态、但是没有微粒化到成为各个鳞片状二氧化硅粒子的状态的粒子,是多个鳞片状二氧化硅粒子形成块的形状。包含无定形二氧化硅粒子时,有可能所形成的防眩膜的致密性下降从而容易产生裂纹或膜剥离。因此,粉体或分散体中的无定形二氧化硅粒子的含量越少则越优选。
无定形二氧化硅粒子和二氧化硅聚集体在TEM观察中观察到均为黑色状。另一方面,薄片状的二氧化硅一次粒子或二氧化硅二次粒子在TEM观察中观察到为透明或半透明状。
鳞片状二氧化硅粒子可以使用市售的产品,也可使用制造而得到的产品。
作为鳞片状粒子,优选通过日本特开2014-094845号公报中记载的方法制造的粒子。根据其中公开的制造方法,与公知的制造方法(例如日本专利第4063464号公报中记载的方法)相比,可以抑制制造工序中的无定形二氧化硅粒子的产生,得到无定形二氧化硅粒子的含量少的粉体或分散体。
粒子(C2):
作为除鳞片状粒子(C1)以外的其它粒子(C2),可以列举:金属氧化物粒子、金属粒子、颜料类粒子、树脂粒子等。
作为金属氧化物粒子的材料,可以列举:Al2O3、SiO2、SnO2、TiO2、ZrO2、ZnO、CeO2、含Sb的SnOX(ATO)、含Sn的In2O3(ITO)、RuO2等。作为金属氧化物粒子的材料,由于本发明的防眩膜的基质为二氧化硅,因此优选折射率与基质相同的SiO2。
作为金属粒子的材料,可以列举:金属(Ag、Ru等)、合金(AgPd、RuAu等)等。
作为颜料类粒子,可以列举:无机颜料(钛黑、炭黑等)、有机颜料。
作为树脂粒子的材料,可以列举:丙烯酸类树脂、聚苯乙烯、三聚氰胺树脂等。
作为粒子(C2)的形状,可以列举:球形、椭圆形、针状、板状、棒状、圆锥形、圆柱形、立方体形、长方体形、金刚石状、星形、不规则形状等。关于其它粒子,各粒子可以以独立的状态存在,各粒子也可以连接成链状,各粒子还可以聚集。
粒子(C2)可以为实心粒子,也可以为中空粒子,还可以为多孔粒子等带孔粒子。
粒子(C2)的平均粒径优选为0.1μm~2μm,更优选为0.5μm~1.5μm。粒子(C2)的平均粒径如果为0.1μm以上,则可以充分发挥防眩效果。粒子(C2)的平均粒径如果为2μm以下,则在组合物中的分散稳定性良好。
在添加多孔球形二氧化硅粒子的情况下,BET比表面积优选为200m2/g~300m2/g。
多孔球形二氧化硅粒子的孔体积优选为0.5cm3/g~1.5cm3/g。
作为多孔球形二氧化硅粒子的市售品,可以列举:日产化学工业公司制造的LIGHTSTAR(注册商标)系列。
粒子(C)可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
粒子(C)优选包含鳞片状粒子(C1),可以还包含粒子(C2)。通过包含鳞片状粒子(C1),防眩膜的雾度值变高,能够得到更优良的防眩性能。另外,与粒子(C2)相比,在包含鳞片状粒子(C1)的情况下,使防眩膜的膜厚变厚时不容易产生裂纹或膜剥离。
(D)粘结剂
作为粘结剂(D)(其中,不包括二氧化硅前体(A)),可以列举:在液体介质(B)中溶解或分散的无机物、树脂等。
作为无机物,可以列举例如:除二氧化硅以外的金属氧化物前体(金属:钛、锆等)。
作为树脂,可以列举:热塑性树脂、热固化性树脂、紫外线固化性树脂等。
(E)添加剂
根据需要,在不损害本发明的效果的范围内,组合物可以还包含添加剂(E)。
作为添加剂(E),可以列举例如:具有极性基团的有机化合物(E1)、紫外线吸收剂、红外线反射剂、红外线吸收剂、减反射剂、用于提高流平性的表面活性剂、用于提高耐久性的金属化合物等。
在组合物含有粒子(C)的情况下,通过使组合物包含具有极性基团的有机化合物(E1),能够抑制组合物中的由静电力导致的粒子(C)的聚集。
作为具有极性基团的有机化合物(E1),从粒子(C)的聚集抑制效果的方面出发,优选分子中具有羟基和/或羰基的物质,更优选分子中具有选自由羟基、醛基(-CHO)、酮基(-C(=O)-)、酯键(-C(=O)O-)、羧基(-COOH)构成的组中的一种以上基团的物质,进一步优选分子中具有选自由羧基、羟基、醛基和酮基构成的组中的一种以上基团的物质。
作为具有极性基团的有机化合物(E1),可以列举:不饱和羧酸聚合物、纤维素衍生物、有机酸(其中,不包括不饱和羧酸聚合物)、萜烯化合物等。有机化合物(E1)可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为用于提高流平性的表面活性剂,可以列举:硅油类表面活性剂、丙烯酸类表面活性剂等。
作为用于提高耐久性的金属化合物,优选锆螯合物、钛螯合物、铝螯合物等。作为锆螯合物,可以列举:四乙酰丙酮合锆、三丁氧基硬脂酸锆等。
[组成]
组合物中的二氧化硅前体(A)和粒子(C)的合计含量在组合物中的固体成分(100质量%)(其中,二氧化硅前体(A)按SiO2换算)中优选为30质量%~100质量%,更优选为40质量%~100质量%。二氧化硅前体(A)和粒子(C)的合计含量如果为上述范围的下限值以上,则防眩膜的与弯曲基材的粘附性优良。二氧化硅前体(A)和粒子(C)的合计含量如果为上述范围的上限值以下,则可以抑制防眩膜的裂纹或膜剥离。
在组合物包含二氧化硅前体(A)的情况下,在组合物中的固体成分(100质量%)(其中,二氧化硅前体(A)按SiO2换算)中,组合物中的二氧化硅前体(A)(按SiO2换算)的含量优选为35质量%~95质量%,更优选为50质量%~90质量%。二氧化硅前体(A)的含量如果为上述范围的下限值以上,则能够得到防眩膜的与弯曲基材的充分的粘附强度。二氧化硅前体(A)的含量如果为上述范围的上限值以下,则即使膜厚较厚也可以充分抑制防眩膜的裂纹或膜剥离。
在组合物包含二氧化硅前体(A)且二氧化硅前体(A)包含硅烷化合物(A1)及其水解缩合物中的任一者或两者的情况下,二氧化硅前体(A)中硅烷化合物(A1)及其水解缩合物的比例相对于二氧化硅前体(A)的按SiO2换算的固体成分(100质量%)优选为5质量%~100质量%。硅烷化合物(A1)及其水解缩合物的比例如果为上述范围的下限值以上,则即使膜厚较厚也可以充分抑制防眩膜的裂纹或膜剥离。
组合物中液态介质(B)的含量是根据组合物的固体成分浓度而定的量。
在组合物的总量(100质量%)中,组合物的固体成分浓度优选为0.01质量%~50质量%,更优选为0.01质量%~6质量%。如果固体成分浓度为上述范围的下限值以上,则能够减少组合物的液体量。如果固体成分浓度为上述范围的上限值以下,则防眩膜的膜厚的均匀性提高。
组合物的固体成分浓度是组合物中的除液态介质(B)以外的所有成分的含量之和。其中,二氧化硅前体(A)的含量按SiO2换算。
组合物中的沸点150℃以下的液态介质(B1)的含量相对于液态介质(B)的总量为86质量%以上。通过以86质量%以上的比例包含液态介质(B1),在使用具备具有旋转雾化头的静电涂装枪的静电涂装装置在弯曲基材上涂布组合物并进行烘烤时,形成具有更优选的性能的防眩膜。液态介质(B1)的比例低于86质量%时,有可能溶剂挥发干燥前平滑化因而无法形成凹凸结构,烘烤后的膜不能成为防眩膜。
液态介质(B1)的含量相对于液态介质(B)的总量优选为90质量%以上。液态介质(B1)的含量相对于液态介质(B)的总量可以为100质量%。
在组合物包含粒子(C)的情况下,在组合物中的固体成分(100质量%)(其中,二氧化硅前体(A)按SiO2换算)中,粒子(C)的含量优选为1质量%~40质量%,更优选为5质量%~30质量%。粒子(C)的含量如果为上述范围的下限值以上,则带防眩膜的弯曲基材的雾度值足够高,并且防眩膜的表面的60°镜面光泽度足够低,因此可以充分发挥防眩效果。粒子(C)的含量如果为上述范围的上限值以下,则可以获得充分的耐磨强度。
在组合物包含粒子(C)且粒子(C)为鳞片状粒子(C1)的情况下,在粒子(C)的总量(100质量%)中,鳞片状粒子(C1)的含量优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上。上限没有特别限定,可以为100质量%。鳞片状粒子(C1)的比例如果为上述下限值以上,则防眩效果更优良。另外,即使膜厚较厚,也可以充分抑制防眩膜的裂纹或膜剥离。
组合物例如可以通过制备二氧化硅前体(A)溶解于液体介质(B)而得到的溶液,并根据需要与追加的液态介质(B)、粒子(C)的分散液等混合来制备。
在包含粒子(C)且二氧化硅前体(A)包含四烷氧基硅烷的水解缩合物的情况下,从能够重现性良好地、以高水平制造具有期望的性能的防眩膜的方面出发,优选在将四烷氧基硅烷的溶液、或四烷氧基硅烷及其水解缩合物的混合物的溶液与粒子(C)的分散液混合之后,在粒子(C)的存在下使四烷氧基硅烷水解并缩合。
(防眩膜形成工序)
可以通过使用静电涂装装置、特别是使用具备具有旋转雾化头的静电涂装枪的静电涂装装置使所述组合物带电并进行喷雾来进行基材上的所述组合物的涂布。由此,在基材上形成所述组合物的涂膜。
静电涂装装置:
图3是表示静电涂装装置的一例的概略图。
静电涂装装置10具备涂布室11、链式输送机12、多个静电涂装枪17、高电压产生装置18、废气箱20。
链式输送机12贯穿涂布室11,将导电性基板21及在其上载置的弯曲基材3沿规定方向搬运。
多个静电涂装枪17在链式输送机12的上方的涂布室11内沿与弯曲基材3的搬运方向相交的方向并列配置,并各自与高电压电缆13、组合物的供给管线14、组合物的回收管线15和双系统空气供给管线16a、16b连接。
高电压发生装置18通过高电压电缆13与静电涂装枪17连接并接地。
废气箱20配置在静电涂装枪17和链式输送机12的下方,并与废气管道19连接。
静电涂装枪17固定于喷嘴组框架上(省略图示)。通过喷嘴组框架,能够调节从静电涂装枪17的喷嘴前端到弯曲基材3的距离、静电涂装枪17相对于弯曲基材3的角度、相对于弯曲基材3的搬运方向的多个静电涂装枪17的排列方向等。
由于对静电涂装枪17的喷嘴前端部以及组合物的供给管线14和回收管线15施加高电压,因此对静电涂装枪17、供给管线14和回收管线15、与包含金属的部分(例如喷嘴组框架、涂布室11的侧壁贯穿部分等金属部分)的连接部分用树脂等实施了绝缘处理。
静电涂装枪17可以追随弯曲基材3而运动。例如可以固定于机器人的手臂的前端部或往复机构上。
链式输送机12包含多个塑料链条,多个塑料链条中的一部分或全部是导电性塑料链条。导电性塑料链条通过嵌入塑料链条的金属链条(省略图示)及其驱动电动机(省略图示)的接地电缆(省略图示)而接地。
链式输送机12可以为金属制,例如为多个金属链条。金属优选为对涂布液具有耐受性的材质,例如为不锈钢(SUS)。金属链条通过其驱动电动机(省略图示)的接地电缆(省略图示)而接地。
导电性基板21是能够在其上载置弯曲基材3、至少表面被赋予了导电性、且构成为其表面与弯曲基材的第二主面3b(接触面)一致的形状的基座,用于通过链式输送机12的导电性塑料链条、金属链条和驱动电动机的接地电缆而充分接地。如果导电性基板21接地,则不需要与链式输送机直接接触,例如可以设置在方管上。通过使弯曲基材3充分接地,即在导电性基板21与弯曲基材3之间无间隙地密合的状态下成膜,组合物均匀地附着于弯曲基材3上。
导电性基板21的材质并没有特别限定,为了赋予导电性,另外为了有效地传导来自加热源的热量,优选由金属、碳制成。为了防止对玻璃的损伤,优选维氏硬度比玻璃小的碳。另外,也可以使用利用铝箔等金属薄膜覆盖玻璃等绝缘性的基座而得到的基座、对玻璃等绝缘性的基座通过蒸镀等涂布铜等金属而得到的基座作为导电性基板21。
作为导电性基板21,从还可以抑制弯曲基材3的温度降低且使温度分布均匀化的方面出发,另外,从确保电均匀性以使得可以将组合物均匀地附着于弯曲基材上的方面出发,优选具有与弯曲基材3的整个第二主面3b接触的表面的导电性基板21。该导电性基板21可以为具有柔软性的薄膜材料,但是优选使用预先加工成与目标弯曲基材3的整个第2主面接触的表面的基座。此外,导电性基板21使用具有柔软性的块体材料时,可以根据弯曲基材的形状而适当调节,因此更优选。不需要弯曲基材3的第二主面3b和导电性基板21表面整个面都接触,但是为了在第一主面3a上形成均匀的膜,优选至少在弯曲部9均匀地接触。更优选在弯曲部9和倾斜部8均匀地接触。
静电涂装枪:
图4是静电涂装枪17的剖视示意图。图6是从正面观察静电涂装枪17的前视示意图。
静电涂装枪17具备枪主体30和旋转雾化头40。旋转雾化头40以使轴线朝向前后方向的方式配置在枪主体30的前端部。
在静电涂装枪17中,通过旋转驱动旋转雾化头40,利用离心力将供给至旋转雾化头40的组合物雾化并喷出(即,喷雾)。
需要说明的是,在静电涂装枪17的说明中,前方、前端等中的“前”表示组合物的喷雾方向,其相反方向为后方。图3、4中的下方为静电涂装枪17中的前方。
枪主体30内,在旋转雾化头40的同轴上固定并收容有组合物供给管31。
在枪主体30内设置有未图示的空气涡轮电动机,该空气涡轮电动机上设置有旋转轴32。另外,空气涡轮电动机上连接有双系统空气供给管线16a、16b中的一个系统(例如供给管线16a),从而能够利用来自供给管线16a的气压控制旋转轴32的转速。旋转轴32以包围组合物供给管31的方式配置在旋转雾化头40的同轴上。
需要说明的是,此处示出了使用空气涡轮电动机作为旋转轴32的旋转驱动单元的示例,但是也可以使用除空气涡轮电动机以外的旋转驱动单元。
枪主体30中形成有多个成形空气(也称为成形空气)的出风口33,多个出风口33各自形成有用于供给成形空气的空气供给路径35。另外,空气供给路径35上连接有双系统空气供给管线16a、16b中的一个系统(例如供给管线16a),从而能够通过空气供给路径35向出风口33供给空气(成形空气)。
在静电涂装枪17的前视图中,多个出风口33按以等间隔开口的方式形成在以轴心为中心的同心圆上。另外,在静电涂装枪17的侧视图中,多个出风口33以朝向静电涂装枪17的前方并逐渐远离轴心的方式形成。
旋转雾化头40具备第1部件41和第2部件42。第1部件41和第2部件42各自为筒状。
第1部件41一体地形成有轴安装部43、从轴安装部43向前方延伸的形态的保持部44、从保持部44向前方延伸的形态的周壁45、从周壁45向前方延伸的形态的扩径部47、和在周壁45与扩径部47的边界位置对第1部件41的中心孔进行前后划分的形态的前壁49。
保持部44使第2部件42相对于第1部件41保持为同轴状。
周壁45的内周面形成为在旋转雾化头40的轴线方向的整个区域向前方逐渐扩大的锥状的引导面46。
扩径部47为向前方扩大成杯状的形态,扩径部47的前表面形成为向前方逐渐扩大的形态的扩散面48。
扩径部47的扩散面48的外周缘48a上在整个外周上大致等间隔地设置有多个用于组合物的微粒化的细微的切口。
前壁49上形成有前后贯穿前壁49的外周缘的形态的流出孔50。流出孔50形成为圆形,并在周向上以等角度间隔形成有多个流出孔50。另外,流出孔50的贯穿方向与周壁45的引导面46的倾斜方向平行。
前壁49的背面的中央部分为向后方突出的圆锥状。另外,该中央部分形成有从前壁49的前表面的中心部向后方延伸、途中分支成三个且在圆锥状部分的周面上开口的通孔53。
第2部件42一体地形成有筒状部51与后壁52。后壁52配置在筒状部51的前端部。后壁52的中央形成有圆形的通孔,从而能够插入组合物供给管31的前端部。
旋转雾化头40中,由前壁49、周壁45和后壁52围成的空间为储存室S。该储存室S通过多个流出孔50与扩散面48连通。
静电涂装枪17中,组合物供给管31的前端部插入后壁52的中央的通孔,使得组合物供给管31的前端的排出口31a在储存室S内开口。由此,能够通过组合物供给管31向储存室S内供给组合物。
需要说明的是,静电涂装装置和静电涂装枪不限于图示的示例。关于静电涂装装置,只要具备具有旋转雾化头的静电涂装枪,就能够采用公知的静电涂装装置。关于静电涂装枪,只要具有旋转雾化头,就能够采用公知的静电涂装枪。另外,例如可以使六轴涂装用机器人(例如川崎机器人技术公司制造)握住静电涂装枪并进行组合物的喷雾。
涂布方法:
对于静电涂装装置10而言,按以下方式在弯曲基材3上涂布组合物。
如图6所示,将弯曲基材3设置在导电性基板21上。另外,通过高电压发生装置18向静电涂装枪17施加高电压。同时,从组合物的供给管线14向静电涂装枪17供给组合物,并且分别从双系统空气供给管线16a、16b向静电涂装枪17供给空气。
对于从空气供给管线16b供给的空气而言,将空气供给至枪主体30内的空气供给路径35,并作为成形空气从出风口33的开口吹出。
从空气供给管线16a供给的空气驱动枪主体30内的空气涡轮电动机,从而使旋转轴32旋转。由此,从组合物的供给管线14通过组合物供给管31被供给入储存室S内的组合物利用离心力沿着周壁45的引导面46向前方移动,通过流出孔50并被供给至扩散面48。组合物的一部分通过中央部分的通孔53并被供给至扩散面48。此处,周壁45的引导面46形成为朝向流出孔50扩大的锥状,因此,储存室S内的组合物利用离心力确定地到达流出孔50而不会残留在储存室S内。
然后,供给至扩散面48的组合物利用离心力沿着扩散面48扩散的同时向外周缘48a侧移动,在扩散面48上形成组合物的液膜,在扩径部47的扩散面48的外周缘48a进行微粒化,形成液滴并以放射状飞散。
将从旋转雾化头40飞散的组合物的液滴利用成形空气的流动向弯曲基材3的方向引导。另外,所述液滴带负电荷,通过静电引力被吸引向接地的弯曲基材3。因此,组合物有效地附着于弯曲基材3的表面,弯曲部和平坦部均可以形成均匀均质的防眩膜。
未从静电涂装枪17喷雾的一部分组合物通过组合物的回收管线15被回收至组合物罐(省略图示)。另外,从静电涂装枪17喷雾而未附着于弯曲基材3的一部分组合物被抽吸至废气箱20,通过废气管道19被回收。
弯曲基材3的表面温度优选为15℃~50℃,更优选为20℃~40℃。弯曲基材3的表面温度如果为上述范围的下限值以上,则组合物的液态介质(B)快速蒸发,容易形成充分的凹凸。弯曲基材3的表面温度如果为上述范围的上限值以下,则弯曲基材3与防眩膜的粘附性良好。
弯曲基板3的搬运速度优选为0.6m/分钟~20m/分钟,更优选为1m/分钟~15m/分钟。弯曲基材3的搬运速度如果为0.6m/分钟以上,则生产率提高。弯曲基材3的搬运速度如果为20m/分钟以下,则容易控制涂布于弯曲基材3上的组合物的膜厚。
弯曲基材3的搬运次数、即使弯曲基材3通过静电涂装枪17的下方并涂布组合物的次数可以根据所期望的雾度、光泽度等进行适当设定。从防眩性的方面出发,优选1次以上,更优选2次以上。从生产率的方面出发,优选6次以下,更优选5次以下。
从静电涂装枪17的喷嘴前端(即,组合物的喷雾方向上的旋转雾化头40的前端)到弯曲基材3的距离可以根据弯曲基材3的宽度、涂布在弯曲基材3上的组合物的膜厚等进行适当调节。通常为150mm~450mm。缩短从静电涂装枪17的喷嘴前端到弯曲基材3的距离时,涂布效率增高,但是,过于接近时发生引起放电的可能性增高,产生安全上的问题。另一方面,随着从静电涂装枪17的喷嘴前端到弯曲基材3的距离变大,涂布区域扩大,但时,过于远离时涂布效率下降成为问题。
施加于静电涂装枪17的电压可以根据在弯曲基材3上涂布的组合物的涂布量等进行适当调节,优选-30kV~-90kV的范围,更优选-40kV~-90kV,进一步优选-50kV~-90kV。存在电压的绝对值增大时涂布效率增高的倾向。
供给至静电涂装枪17的组合物的供给量(以下也称为涂布液量)可以根据在弯曲基材3上涂布的组合物的涂布量等进行适当调节。优选3mL/分钟~200mL/分钟,更优选5mL/分钟~100mL/分钟,进一步优选10mL/分钟~60mL/分钟。涂布液量过少时,有可能发生膜断裂。最大的涂布液量可以根据涂布膜厚、涂布速度、液体特性来选择最适合的值。
分别从双系统空气供给管线16a、16b供给至静电涂装枪17的空气的压力可以根据在弯曲基材3上涂布的组合物的涂布量等进行适当调节,通常为0.01MPa~0.5MPa。
可以通过分别从双系统空气供给管线16a、16b供给至静电涂装枪17的空气压力来控制组合物的涂布图案。
组合物的涂布图案是指在基材上由从静电涂装枪17喷雾出的组合物的液滴形成的图案。
提高供给至静电涂装枪17内的空气涡轮电动机的空气的空气压力时,旋转轴32的旋转速度上升、旋转雾化头40的旋转速度上升,从而表现出从旋转雾化头40飞散的液滴的大小变小,涂布图案变大的倾向。
提高供给至静电涂装枪17内的空气供给路径35的空气的空气压力、从而提高从出风口33吹出的空气(成形空气)的空气压力时,从旋转雾化头40飞散的液滴的扩散被抑制,表现出涂布图案变小的倾向。
供给至空气涡轮电动机的空气的空气压力优选调节为旋转雾化头40的旋转速度(以下也称为杯转速)达到5000rpm~80000rpm的范围内的压力。杯转速更优选为7000rpm~70000rpm,特别优选为10000~50000rpm。杯转速如果为上述范围的下限值以上,则形成表面凹凸的能力优良。杯转速如果为上述范围的上限值以下,则涂装效率优良。
杯转速可以利用静电涂装装置10附带的测量仪器(省略图示)进行测定。
供给至空气供给路径35的空气的空气压力优选调节为成形空气的空气压力(以下也称为成形压力)达到0.01MPa~0.3MPa的范围内的压力。成形压力更优选为0.03MPa~0.25MPa,特别优选为0.05MPa~0.2MPa。如果成形压力为上述范围的下限值以上,则由防止液滴飞散的效果的提高而产生的涂装效率提高的效果优良。如果成形压力为上述范围的上限值以下,则能够确保涂布宽度。
(烘烤工序)
烘烤工序中,对涂布工序中在弯曲基材上形成的组合物的涂膜进行烘烤而形成防眩膜。
烘烤可以通过在将组合物涂布于基材时对基材进行加热而与涂布同时进行,也可以通过在将组合物涂布于基材后对涂膜进行加热而进行。
烘烤温度优选为30℃以上,例如在基材为玻璃的情况下,更优选为100℃~750℃,进一步优选为150℃~550℃。
[作用效果]
在以上说明的本发明的带防眩膜的弯曲基材的制造方法中,通过使用包含二氧化硅前体(A)和粒子(C)中的至少一者以及液态介质(B),并且液态介质(B)包含相对于液态介质(B)的总量为86质量%以上的沸点150℃以下的液态介质(B1)的组合物作为利用具备旋转雾化头的静电涂装枪进行喷雾的组合物,可以形成防眩膜。认为这是因为,组合物的液滴附着在基材上之后,液态介质(B1)迅速挥发,由此液滴不容易在基板上扩展,在充分保持附着时刻的形状的状态下成膜(即,液态介质(B)全部被除去。另外,在包含二氧化硅前体(A)的情况下,二氧化硅前体(A)形成基质)。
在本发明的带防眩膜的弯曲基材的制造方法中,由于使用具备旋转雾化头的静电涂装枪,因此涂布图案的尺寸(例如宽度)大。例如,对于使用以往在防眩膜的形成中广泛使用的双流体喷嘴的喷涂法而言,涂布图案的宽度最大为约7mm。与此相对,在使用具备旋转雾化头的静电涂装枪的情况下,可以使涂布图案的宽度达到例如350mm。
另外,由于从所述静电涂装枪喷雾出的组合物的液滴带负电荷,因此会被静电引力向着接地的基材吸引。因此,与在不带电的情况下进行喷雾的情况相比,更有效地附着在基材上。
因此,在本发明的带防眩膜的弯曲基材的制造方法中,在形成任意的雾度、60°镜面光泽度的防眩膜时,可以减小所需的涂布次数、组合物的涂布量。
另外,将通过本发明的带防眩膜的弯曲基材的制造方法而得到的带防眩膜的弯曲基材的防眩性能与使用双流体喷嘴而形成的带防眩膜的弯曲基材的防眩性能进行比较时,虽然雾度、60°镜面光泽度同等,但是通过本发明的带防眩膜的弯曲基材的制造方法而得到的带防眩膜的弯曲基材能够进一步抑制外部光线、屋内照明等映射到显示面从而由于反射像而导致可视性降低的现象,具有防眩性能高的倾向。
认为这是由防眩膜的凹凸形状的不同所导致的。即,根据本发明人等的研究,在使用双流体喷嘴的喷涂法中,由于液滴撞击在基材上,因此在组合物到达基材时液滴成为王冠状。与此相伴,液态介质挥发而形成王冠状的凹凸。但是,在使用具备旋转雾化头的静电涂装枪的情况下,液滴比较缓慢地落在基板上,因此在到达基材时液滴成为圆顶状。与此相伴,液态介质挥发从而形成圆顶状的凸部。认为这样的形状差异的产生会影响防眩性能。特别是在像弯曲基材3这样存在平坦部7和弯曲部9的情况下,根据静电涂装法,由于利用静电力,因此液滴可以均匀地到达,从而可以制作均质且均匀的防眩膜。
另外,如前所述,使用具备旋转雾化头的静电涂装枪而制作的防眩膜的表面结构具有特征。利用激光显微镜等观察通过该方法而得到的防眩膜的表面结构时,观察到由圆顶状的凸部所形成的“第一凸部”以及由形成在第一凸部上的岛状的凸部所形成“第二凸部”。
例如,在使用具备旋转雾化头的静电涂装枪制作雾度10%以上的防眩膜的情况下,形成具有以下所示的第一凸部和第二凸部的表面凹凸结构。
第一凸部:承载部高度+0.05μm的高度处的截面中的直径(按真圆换算)大于10μm且小于等于185μm,并且以在观察区域内最低的部分的高度为基准的最大高度为0.2μm~8.0μm。
第二凸部:承载部高度+0.5μm的高度处的截面中的直径(按真圆换算)大于1μm,每1μm2为0.0004个~1.2个,以承载部高度为基准的平均高度为0.1μm~8μm。
需要说明的是,对于使用具备旋转雾化头的静电涂装枪而制作的雾度小于10%的防眩膜而言也同样,虽然尺寸与上述的雾度10%以上的情况下的防眩膜不同,但是观察到“第一凸部”和“第二凸部”。
<用途>
作为本发明的带防眩膜的弯曲基材的用途,并没有特别限定。作为具体例,可以列举:车辆用透明部件(前灯罩、侧视镜、前透明基板、侧透明基板、后透明基板、仪器面板表面等)、计量器、建筑窗、橱窗、显示器(笔记本电脑、监视器、液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、阴极射线管显示器(CRT)、个人数字助理(PDA)等)、LCD滤色片、触控面板用基板、拾取透镜、光学透镜、眼镜镜片、照相机部件、摄像机部件、CCD用覆盖基板、光纤端面、投影仪部件、复印机部件、太阳能电池用透明基板(保护玻璃等)、手机视窗、背光单元部件(导光板、冷阴极管等)、背光单元部件液晶增亮膜(棱镜、半透膜等)、液晶增亮膜、有机EL发光元件部件、无机EL发光元件部件、荧光体发光元件部件、滤光片、光学部件的端面、照明灯、照明器具的罩、增幅激光光源、减反射膜、偏振膜、农业用薄膜等。
本实施方式的图像显示装置具备:显示图像的图像显示装置主体、以及设置于图像显示装置主体的可视侧的本发明的带防眩膜的弯曲基材。
作为图像显示装置主体,可以列举:液晶面板、有机EL(电致发光)面板、等离子体显示面板等。
带膜的弯曲基材可以作为图像显示装置主体的保护板而一体地设置在图像显示装置主体上,也可以作为各种滤光片配置于图像显示装置主体的可视侧。另外,也可以为在带膜的弯曲基材的平坦部和倾斜部具备不同的图像显示部的图像显示装置。
在以上说明的图像显示装置中,由于将具有优良的防眩性能的本发明的带膜的弯曲基材设置于图像显示装置主体的可视侧,因此可视性良好。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下的记载。
例1~例3中,例1和例2为实施例,例3为比较例。
将各例中使用的评价方法和材料示于以下。
<评价方法>
(目视观察)
以防眩层侧朝上的方式将带防眩层的弯曲基材置于设置于荧光灯下的台上,通过目视观察带防眩层的弯曲基材中的荧光灯的映射,以下述基准来判定平坦部的均匀性、平坦部和弯曲部的均匀性等。
○:无膜不均、缺陷且是均匀的。
△:有少量膜不均、缺陷,但是整体上是均匀的。
×:不均匀。或者存在不能形成膜的部位。
(反射像扩散性指标值R测定)
对于反射像扩散性指标值R测定而言,使用Display-Messtechnik&Systeme公司制造的SMS-1000 3.0版本,对于弯曲基材的平坦部和弯曲部进行测定。
根据通过上述的反射像扩散性指标值R测定而得到的结果,以(弯曲部的反射像扩散性指标值R/平坦部的反射像扩散性指标值R与弯曲部的反射像扩散性指标值R之和)的形式计算出反射像扩散性指标值R之比。
<通过静电涂装法而成膜的基材的制作;例1和例2>
[使用材料]
(鳞片状二氧化硅粒子分散液(a)的制造)
通过与日本特开2014-094845号公报中记载的实施例1同样的工序,制作二氧化硅分散体,然后进行酸处理,并进行清洗、碱处理、湿式破碎,最终制作出进行了阳离子交换的二氧化硅分散体。将阳离子交换后的二氧化硅分散体用超滤膜(达纤膜系统制、MOLSEP(注册商标)、截止分子量:150000)处理,并进行浓度调节。
从得到的二氧化硅分散体(鳞片状二氧化硅粒子分散液(a))中取出二氧化硅粒子,利用TEM进行观察,结果确认了实质上不包含无定形二氧化硅粒子而仅为鳞片状二氧化硅粒子。
鳞片状二氧化硅粒子分散液(a)所包含的鳞片状二氧化硅粒子的平均粒径与湿式破碎后相同,为0.182μm。平均长径比为188。
利用红外线水分计测量的鳞片状二氧化硅粒子分散液(a)的固体成分浓度为5.0质量%。
(基液(b)的制备)
一边搅拌34.3g的改性乙醇(日本醇类销售公司(日本アルコール販売社)制造、SOLMIX(注册商标)AP-11、以乙醇作为主剂的混合溶剂、沸点78℃。下同),一边加入4.2g的SILICATE 40(多摩化学工业公司制造、四乙氧基硅烷及其水解缩合物的混合物、固体成分浓度(按SiO2换算):40质量%、溶剂:乙醇(10%以下)。下同)和2.0g的鳞片状二氧化硅粒子分散液(a),并搅拌30分钟。向其中加入3.6g的离子交换水和0.06g的硝酸水溶液(硝酸浓度:61质量%)的混合液,并搅拌60分钟,从而制备固体成分浓度(按SiO2换算)为4.0质量%的基液(b)。需要说明的是,按SiO2换算的固体成分浓度为将全部的SILICATE 40的Si转换为SiO2时的固体成分浓度。
(硅烷化合物溶液(c)的制备)
一边搅拌3.85g的改性乙醇,一边加入0.4g的离子交换水和0.01g的硝酸水溶液(硝酸浓度:61质量%)的混合液,并搅拌5分钟。接着,加入0.5g的1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷(信越化学工业公司制造、KBM-3066、固体成分浓度(按SiO2换算):37质量%),并在水浴中在60℃下搅拌15分钟,从而制备固体成分浓度(按SiO2换算)为4.3质量%的硅烷化合物溶液(c)。
(组合物(d)的制备)
一边搅拌44.1g的基液(b),一边加入4.8g的硅烷化合物溶液(c),并搅拌60分钟。向其中加入146.7g的改性乙醇,并在室温下搅拌30分钟,从而得到固体成分浓度(按SiO2换算)为1.0质量%的组合物(d)。
[基材的准备]
作为弯曲基材,准备如图7所示的具备弯曲部和平坦部的形状的铝硅酸盐玻璃(DRAGONTRAIL(商品名);旭硝子公司制造、尺寸:x=150mm、y=100mm(弯曲深度h=10mm)、厚度t=1.1mm的玻璃基板)。对所述弯曲基材进行化学强化处理,从而形成CS 750MPa、DOL28μm的压应力层。用氧化铈水分散液清洗该玻璃的表面,然后用离子交换水冲洗,并使其干燥。
[静电涂装装置]
准备与图3所示的静电涂装装置10同样的构成的静电涂装装置(液体静电涂布机、ASAHI SUNAC公司制造)。作为静电涂装枪,准备旋转雾化式自动静电枪(ASAHI SUNAC公司制造、Sunbell、ESA120、70φ杯)。
作为导电性基板21,准备(I)碳制的导电性基板21和(II)用铝箔覆盖玻璃制的基板而得到的导电性基板21。对这些导电性基板进行加工使得成为与和要进行成膜的弯曲基材的接触面一致的形状。
[静电涂装]
(例1)
将静电涂装装置的涂布室内的温度调节至25±1℃,将湿度调节至50%±10%。
在静电涂装装置的链式输送机上隔着(I)碳制的导电性基板21放置弯曲基材。一边利用链式输送机匀速搬运,一边通过基于表1所示的涂布条件的静电涂装法将组合物(d)涂布于弯曲基材的顶面(在利用浮法制造时与熔融锡接触的面的相反侧的面),然后在大气中、在450℃下烘烤30分钟,从而得到带防眩膜的弯曲基材。将得到的基板的外观照片示于图8。
(例2)
除了使用(II)的基板作为导电性基板21以外,在与例1同样的条件下进行静电涂装。将得到的基板的外观照片示于图9(a)。
例1和例2的条件示于表1。
表1
例1 | 例2 | |
导电性基板 | (I) | (II) |
施加电压(kV) | -60 | -60 |
涂布液量(mL/分钟) | 25 | 25 |
从喷嘴前端到玻璃板的距离(mm) | 250 | 250 |
杯转速(krpm) | 35 | 35 |
基板搬运次数(次) | 4 | 4 |
<通过喷涂法而成膜的基材的制作;例3>
[使用材料]
(基液(e)的制备)
一边搅拌34.3g的改性乙醇,一边加入4.5g的SILICATE 40,并搅拌30分钟。向其中加入3.6g的离子交换水和0.06g的硝酸水溶液(硝酸浓度:61质量%)的混合液,并在室温下搅拌60分钟,从而得到固体成分浓度(按SiO2换算)为4.0质量%的基液(e)。需要说明的是,按SiO2换算的固体成分浓度为将SILICATE 40的全部的Si转换为SiO2时的固体成分浓度。
(组合物(f)的制备)
在基液(e)中加入151.1g的改性乙醇,并在室温下搅拌30分钟,从而得到固体成分浓度(按SiO2换算)为1.0质量%的组合物(f)。
[喷涂装置]
使用六轴涂装用机器人(川崎机器人技术公司制造、JF-5)作为喷涂装置。使用VAU喷嘴(双流体喷嘴、日本喷涂系统公司制造)作为喷嘴。
[喷涂]
(例3)
使组合物(f)以图10中的喷嘴轨迹60的方式进行移动,实施喷涂。
将VAU喷嘴的空气喷出压力设定为0.4MPa,使其在清洗后的弯曲基材3上以750mm/分钟的速度横向移动,接着向前方移动22mm,然后在弯曲基材3上以750mm/分钟的速度横向移动。实施VAU喷嘴的移动直至VAU喷嘴扫描了预先加热至90℃±3℃的清洗后的弯曲基材3的整个面。在该方法中将在基材的整个面上涂布了组合物而得到的基材称为单面涂布品。将在单面涂布品上再利用相同的方法再一次涂布组合物而得到的基材称为双面涂布品。通过同样地在双面涂布品上重复涂布,可以得到3面以上的涂布品。
通过表2所示的涂布条件涂布组合物(f)后,在大气中、在450℃下烘烤30分钟,从而得到带防眩膜的弯曲基材。将得到的基板的外观照片示于图9(b)。
表2
例3 | |
涂布面数(面) | 18 |
涂布液量(mL/分钟) | 25 |
从喷嘴前端到玻璃板的距离(mm) | 145 |
基板面温度(℃) | 90 |
<评价结果>
对于例1~例3中得到的带防眩膜的弯曲基材,进行关于目视观察和反射像扩散性指标值R的评价。将结果示于表3。关于例1中得到的带防眩膜的弯曲基材,在平坦部、弯曲部各自观察到目视无不协调感的、均匀的防眩性。其为未观察到缺陷等且美观性优良的防眩膜。在对平坦部和弯曲部的整体进行观察时,目视的均匀性非常良好,且美观性优良。
关于例2中得到的带防眩膜的弯曲基材,在平坦部、弯曲部观察到若干膜不均,但是在对平坦部和弯曲部的整体进行观察时,目视的均匀性非常良好。
另一方面,关于例3中得到的带防眩膜的弯曲基材,在平坦部为均匀的外观,然而在弯曲部观察到未完全形成膜的部分。
对于例1~例3中得到的带防眩膜的弯曲基材,分别进行平坦部和弯曲部的反射像扩散性指标值R测定。将这些反射像扩散性指标值R的测定值代入“反射像扩散性指标值R之比”的公式而求出反射像扩散性指标值R之比,结果得到表3的结果。认为该比反映了目视观察的结果,越接近0.5则越成为均匀的防眩膜。根据该计算结果表明,例1和例2接近0.5,是均匀的,例3中是不均匀的。
表3
接着,以下对于其它实施例进行说明。例4~例12为本发明的其它实施方式的实施例和比较例。例4~例6为实施例,例7~例12为比较例。表4~表6表示各例的膜构成。例4~例12的各例中,使用具备与平坦部相对的靶以及与倾斜部相对的靶且具备各自能够调节的分布校正板的溅射装置来制造。分别控制与平坦部相对的靶以及与倾斜部相对的靶的成膜条件,分别调节各分布校正板,并同时进行成膜,由此制造作为实施例的例4~例6。在本实施方式中,将高折射率层设定为氧化铌(Nb2O5),将低折射率层设定为氧化硅(SiO2)。
表4
表5
表6
将各例的光学特性示于表7。关于表7中所示的ΔL、Δa*、Δb*,将在从与平坦部垂直的方向观察时的平坦部7、倾斜部8、弯曲部9各自的位置处、消除基材的与减反射膜相反侧的主面的反射而测定L、a*和b*时的差最大的2个差分别设定为ΔL、Δa*和Δb*。色差ΔE由公式ΔE=[(ΔL)2+(Δa*)2+(Δb*)2]0.5计算。如表7所示,例4~例6均满足Δa*<5.6且Δb*<5.4,且JIS Z 8729(2004年)中的色差ΔE满足ΔE<18,因此无颜色不均且整个面为令人满意的外观。特别是θ为50°以下的例4和例5中,ΔE<5,为更令人满意的外观。
表7
详细且参照特定的实施方式说明了本发明,但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更或修改,这对于本领域技术人员而言是显而易见的。本申请基于2015年11月20日申请的日本专利申请(日本特愿2015-227440)和2016年3月14日申请的日本专利申请(日本特愿2016-049747),其内容作为参考并入本申请中。
产业实用性
本发明能够提供美观性优良且在面内具有均匀且优良的可视性的带膜的弯曲基材及其制造方法以及图像显示装置。
附图标记
1 带防眩膜的弯曲基材
3 弯曲基材
5 防眩膜
6 减反射膜
7 平坦部
8 倾斜部
9 弯曲部
10 静电涂装装置
11 涂布室
12 链式输送机
13 高电压电缆
14 组合物的供给管线
15 组合物的回收管线
16 空气的供给管线
17 静电涂装枪
18 高电压产生装置
19 废气管道
20 废气箱
21 导电性基板(基座)
30 枪主体
31 组合物供给管
32 旋转轴
33 出风口
35 空气供给路径
40 旋转雾化头
41 第1部件
42 第2部件
43 轴安装部
44 保持部
45 周壁
46 引导面
47 扩径部
48 扩散面
49 前壁
50 流出孔
51 筒状部
52 后壁
53 通孔
60 喷嘴的轨迹
S 储存室
Claims (10)
1.一种带防眩膜的弯曲基材,其特征在于,具备:具有第一主面、第二主面和端面的基材,以及设置在所述第一主面上的防眩膜,
所述基材为具有平坦部和弯曲部的玻璃,
弯曲部的反射像扩散性指标值R除以弯曲部的反射像扩散性指标值R与平坦部的反射像扩散性指标值R之和而得到的值为0.3以上且0.8以下,
在所述防眩膜上还具备功能膜,
当将从与所述平坦部垂直的方向观察时的所述平坦部、弯曲部和角度与所述平坦部不同的其它平坦部的消除所述第二主面的反射而测定的视感反射率的差最大的两个差分别设为Δa*和Δb*时,满足Δa*<5.6且Δb*<5.4,且2004年的JIS Z 8729中的色差ΔE满足ΔE<18,
在此,关于反射像扩散性指标值R,以基材的第一主面为基准、即设基材的第一主面为0°,从成+45°的方向对基材照射光,测定在基材表面反射的正反射光、即45°正反射光的亮度,接着同样地从成+45°的方向对基材照射光,使受光角度在0°~+90°的范围内变化,测定在基材表面反射的全反射光的亮度,并由下式(1)计算出反射像扩散性指标值R:
反射像扩散性指标值R=(全反射光的亮度-45°正反射光的亮度)/(全反射光的亮度)(1)。
2.如权利要求1所述的带防眩膜的弯曲基材,其特征在于,当所述平坦部与所述其它平坦部所成的角度为50°以下时,满足ΔE<5。
3.如权利要求1或2所述的带防眩膜的弯曲基材,其特征在于,所述功能膜为减反射膜。
4.如权利要求1或2所述的带防眩膜的弯曲基材,其特征在于,所述功能膜为红外线截止膜。
5.一种显示装置,其具备权利要求1~4中任一项所述的带防眩膜的弯曲基材。
6.一种带防眩膜的弯曲基材的制造方法,其特征在于,具有:
准备具备第一主面、第二主面和端面且具有弯曲部的、包含玻璃的弯曲基材的工序,
准备包含二氧化硅前体(A)和粒子(C)中的至少一者以及液态介质(B)的组合物的工序,
将所述弯曲基材以与所述第二主面的弯曲部接触的方式载置在导电性基板上的工序,
通过使用静电涂装装置使所述组合物带电并进行喷雾而在载置在所述导电性基板上的所述弯曲基材上形成涂膜的工序,以及
对所述涂膜进行烘烤而形成防眩膜的工序。
7.如权利要求6所述的带防眩膜的弯曲基材的制造方法,其特征在于,在将所述弯曲基材载置在导电性基板上的工序中,以与所述第二主面的整个面接触的方式载置在所述导电性基板上。
8.如权利要求6或7所述的带防眩膜的弯曲基材的制造方法,其特征在于,所述导电性基板为具有柔软性的块体材料。
9.如权利要求6或7所述的带防眩膜的弯曲基材的制造方法,其特征在于,还具备在对所述涂膜进行烘烤后在所述防眩膜上通过溅射而进行功能膜的成膜的工序,
所述成膜工序中,对角度不同的多个平坦部在独立的成膜条件下同时进行成膜。
10.如权利要求8所述的带防眩膜的弯曲基材的制造方法,其特征在于,还具备在对所述涂膜进行烘烤后在所述防眩膜上通过溅射而进行功能膜的成膜的工序,
所述成膜工序中,对角度不同的多个平坦部在独立的成膜条件下同时进行成膜。
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