CN108368348A - 水分散体、涂布液及透射型屏幕的制造方法 - Google Patents

水分散体、涂布液及透射型屏幕的制造方法 Download PDF

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斋藤
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Abstract

本发明的水分散体包含折射率为2.0以上的微细粒子及阴离子性聚合物,通过动态光散射法所得的中位直径为0.01μm~1.0μm。

Description

水分散体、涂布液及透射型屏幕的制造方法
技术领域
本发明涉及水分散体、涂布液及透射型屏幕的制造方法。
背景技术
近年来,在建筑领域中,能够在保有透光性的状态下投影显示广告等信息的透射型屏幕受到关注。透射型屏幕用于例如商业大厦的橱窗、引导板等。另外,透射型屏幕不仅在建筑领域受到关注,在汽车领域也受到关注。例如,将位置信息等投影于汽车的挡风玻璃的抬头显示器(HUD)形式的透射型屏幕的利用近年来被积极地研究。
作为透射型屏幕,已知有在2片玻璃之间封入有全息图的层压玻璃型、将含有高折射率微细粒子的树脂膜贴合在透明基材的表面的膜型、将高折射率微细粒子混练于透明基材的面板型、将透明的分散介质中分散有高折射率微细粒子的分散液涂布于玻璃等透明基材的表面而形成光散射膜的涂膜型等。其中,尤其期望透明性高的涂膜型的透射型屏幕的改良。
然而,用于橱窗、引导板等的透射型屏幕不仅从正面看,从侧面看的情况也较多。因此,要求屏幕面的外观不会白浊而光散射性良好、及即便自倾斜的角度观察时也可清晰地看到屏幕面的影像。
出于这样的观点,在涂膜型的透射型屏幕的领域,正在推进开发高折射率微细粒子的分散稳定性优异的分散液。
例如,在专利文献1中公开了含有金刚石微细粒子与黏合剂的液体组合物,其通过在包含水及/或醇的超临界流体中对纳米金刚石进行氧化处理而进行纳米金刚石的表面改质,从而改良了金刚石微细粒子对水及溶剂的分散性。
在专利文献2中公开了“纳米金刚石复合体”,其是通过聚乙烯醇(PVA)对纳米金刚石粒子进行被覆(表面改质)并进而使其分散于环烯烃聚合物(COP)中而成。在专利文献2中记载了,含有该“纳米金刚石复合体”的树脂片材由于透明性高且具有适度的光散射性,故而通过将该片材配置于玻璃基板上,可获得优异的透明光扩散体。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2011-022261号公报
[专利文献2]日本特开2013-164569号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在专利文献1及专利文献2所记载的方法中,由于要进行金刚石微细粒子的表面改质等烦杂的工序,故而期待开发出更简便的透射型屏幕的制造方法。
另外,想到行走在街上的人群或汽车的司机会接触到透射型屏幕的表面,故而期待涂膜型的涂膜型屏幕具有可耐受实际使用的耐久性以使表面的涂膜不会剥落。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种可形成兼具高的透明视认性与优异的光散射反射性且具有优异的耐久性的光散射膜的涂布液及使用其的透射型屏幕的制造方法、以及可容易地制备上述涂布液的水分散体。
解决问题的技术手段
本发明的水分散体的特征在于:其包含折射率为2.0以上的微细粒子及阴离子性聚合物,且通过动态光散射法所得的中位直径为0.01μm~1.0μm。通过本发明的水分散体,可容易地制备良好地分散有上述高折射率微细粒子的涂布液。通过该涂布液,可形成兼具高的透明视认性与优异的光散射反射性且对基材的密接性及耐水性等耐久性优异的光散射膜。
在本发明的水分散体中,优选微细粒子包含选自由金刚石、金刚石衍生物、钛酸钡、氧化锆及氧化钛所组成的组中的至少一种成分。此时,容易提高由使用水分散体的涂布液形成的膜的透明视认性。
在本发明的水分散体中,优选阴离子性聚合物具有选自由羧基、羧酸盐基(カルボキシレート基)、磺基及磺酸盐基(スルホネート基)所组成的组中的至少1种阴离子性基团。此时,有高折射率微细粒子的分散稳定性进一步提高的倾向。通过使用这样的水分散体,可容易地制备进一步良好地分散有上述高折射率微细粒子的涂布液。通过该涂布液,可形成耐水性及耐湿性更优异的光散射膜。
在本发明的水分散体中,优选阴离子性聚合物包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂。此时,可提高由使用水分散体的涂布液形成的膜对基材的密接性。
在本发明的水分散体中,优选上述聚氨酯树脂及上述丙烯酸氨基甲酸酯树脂具有源自选自由聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇所组成的组中的至少一种多元醇成分的结构单元。此时,可容易地制备可形成耐光性及对基材的密接性更优异的光散射膜的涂布液。
本发明的涂布液包含折射率为2.0以上的微细粒子及阴离子性聚合物,且通过动态光散射法所得的中位直径为0.01~1.0μm。
在本发明的涂布液中,优选微细粒子包含选自由金刚石、金刚石衍生物、钛酸钡、氧化锆及氧化钛所组成的组中的至少一种成分。
在本发明的涂布液中,优选阴离子性聚合物具有选自由羧基、羧酸盐基、磺基及磺酸盐基所组成的组中的至少1种阴离子性基团。
在本发明的涂布液中,优选阴离子性聚合物包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂。
在本发明的涂布液中,优选上述聚氨酯树脂及上述丙烯酸氨基甲酸酯树脂具有源自选自由聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇所组成的组中的至少一种多元醇成分的结构单元。
本发明的涂布液优选为透射型屏幕用。
本发明的透射型屏幕的制造方法具备在基板上涂布上述本发明的涂布液的工序。通过本发明的制造方法而制造的透射型屏幕的耐久性优异,并且可无损透明视认性而具有良好的光散射反射性。通过本发明的方法而获得的透射型屏幕适合作为放置于屋外等严苛环境下的橱窗用透射型屏幕及抬头显示器用屏幕。
在本发明的透射型屏幕的制造方法中,透射型屏幕可为抬头显示器用。
发明效果
根据本发明,可提供可形成兼具高的透明视认性与优异的光散射反射性且具有优异的耐久性的光散射膜的涂布液及使用其的透射型屏幕的制造方法、以及可容易地制备上述涂布液的水分散体。
附图说明
图1是表示本发明的透射型屏幕的一实施方式的示意剖视图。
图2是用以说明光入射至实施例的透射型屏幕时的光的散射方向的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。予以说明,在本申请说明书中,所谓“源自A及B的结构单元”,意指“源自A的结构单元及源自B的结构单元”。
[1-1]水分散体
本实施方式的水分散体包含折射率为2.0以上的微细粒子及阴离子性聚合物。
水分散体的通过动态散射法所得的中位直径优选为0.01~1.0μm。在中位直径为0.01μm以上时,容易提高由使用水分散体的涂布液形成的膜的光散射反射性。另外,在中位直径为1.0μm以下时,容易提高水分散体的分散稳定性及由使用水分散体的涂布液形成的膜的透明视认性。出于这些观点,中位直径优选为0.05~0.7μm。予以说明,上述中位直径是利用Zetasizer Nano ZS(Malvern公司制造)在25℃的测定温度下对分散于水分散体中的微细粒子进行测定所得的值。
<微细粒子>
在本说明书中,微细粒子也包含微细粒子的一次粒子及其凝聚体等二次粒子。
光散射膜中所包含的微细粒子的折射率优选为具有高于微细粒子以外的构成膜的材料的折射率。一般而言,阴离子性聚合物的折射率为1.5~1.6左右,因此本实施方式中的微细粒子的折射率也可为2.0以上,优选为2.3以上。出于获取容易性的观点,微细粒子的折射率也可为3.0以下。在本申请说明书中,将这样的折射率2.0以上的微细粒子定义为“高折射率微细粒子”。予以说明,微细粒子的折射率是通过实施例所记载的方法进行测定。
高折射率微细粒子例如也可为包含选自由金刚石(折射率2.4)、金刚石衍生物、钛酸钡(折射率2.4)、氧化锆(折射率2.4)及氧化钛(折射率2.7)所组成的组中的至少一种成分的微细粒子。在高折射率微细粒子包含这些成分时,容易提高由使用水分散体的涂布液形成的膜的透明视认性。出于提高与阴离子性聚合物的相容性的观点,高折射率微细粒子优选包含金刚石。予以说明,作为金刚石衍生物,例如可列举氟化金刚石、硅化金刚石等。
高折射率微细粒子既可单独包含一种成分,也可包含2种以上的成分。
高折射率微细粒子例如也可为包含金刚石的微细粒子的凝聚体(金刚石凝聚体)。
作为金刚石凝聚体,优选为通过爆轰(爆射)法所获得的包含纳米金刚石的微细粒子的凝聚体。通过爆轰法所获得的包含纳米金刚石的微细粒子的凝聚体可为未精制的凝聚体(未精制物),也可为经精制而成的凝聚体(精制物)。在未精制物中,包含纳米金刚石的微细粒子具有石墨系碳覆盖纳米金刚石的表面的核/壳结构,且着色成黑色。精制物是通过对未精制物中的包含纳米金刚石的微细粒子进行氧化处理,将包含石墨系烃的相(石墨相)去除而获得。视用途而可为未精制物,但出于获得着色更少的光散射膜的观点,优选为精制物。
高折射率微细粒子的平均粒径优选为0.01μm~10μm。在平均粒径为10μm以下时,有不易产生高折射率微细粒子的结块、高折射率微细粒子容易均匀地分散的倾向。在上述微细粒子的平均粒径为0.01μm以上时,可容易地提高由使用水分散体的涂布液形成的膜的光散射反射性。予以说明,所谓结块,是指微细粒子经时地沉淀并堆积而固结的现象。
在本发明中,上述高折射微细粒子的平均粒径是通过透射型电子显微镜(TEM)观察、扫描型电子显微镜(SEM)观察等而求出。具体而言,针对观察照片中的任意50个以上的高折射微细粒子,测定各粒子的粒径(直径),并对这些进行算术平均而求出。予以说明,观察照片中,在高折射微细粒子的形状并非真圆状时,测定该粒子的剖面的最大外切圆的直径作为粒径(直径)。
高折射率微细粒子的含量相对于阴离子性聚合物100质量份,优选为1~50质量份,更优选5~25质量份。若高折射率微细粒子的含量为上述范围内,则高折射率微细粒子的分散稳定性提高,并且由使用水分散体的涂布液形成的膜对基材的密接性可变得充分。
<阴离子性聚合物>
在本说明书中,所谓阴离子性聚合物,意指具有阴离子性的官能团(阴离子性基团)的聚合物。出于高折射率微细粒子的分散稳定性优异的观点,阴离子性聚合物优选具有选自由羧基、羧酸盐基、磺基及磺酸盐基所组成的组中的至少1种阴离子性基团。这些之中,更优选具有羧基和/或羧酸盐基的阴离子性聚合物或者具有磺基和/或磺酸盐基的阴离子性聚合物。阴离子性聚合物既可单独具有1种阴离子性基团,也可具有2种以上的阴离子性基团。
关于阴离子性聚合物中的阴离子性基团的含量,以阴离子性聚合物的总质量为基准,优选为0.1~5.0质量%,更优选0.2~2.5质量%。若阴离子性基团的含量为上述范围内,则容易获得高折射率微细粒子的分散稳定性更优异的水分散体,另外,可使下述透射型屏幕中的光散射膜(透明薄膜层)的耐水性及耐湿性进一步提高。
在阴离子性聚合物具有羧基和/或羧酸盐基时,关于羧基及羧酸盐基的合计含量,出于与上述阴离子性基团的含量的原因相同的观点,以阴离子性聚合物的总质量为基准,优选为0.5~4.0质量%,更优选0.7~2.5质量%。
在阴离子性聚合物具有磺基和/或磺酸盐基时,关于磺基及磺酸盐基的合计含量,出于与上述阴离子性基团的含量的原因相同的观点,以阴离子性聚合物的总质量为基准,优选为0.1~1.0质量%,更优选0.2~1.0质量%。
在阴离子性聚合物具有羧基和/或羧酸盐基、以及磺基和/或磺酸盐基时,出于与上述阴离子性基团的含量的原因相同的观点,关于羧基及羧酸盐基的合计含量,以阴离子性聚合物的总质量为基准,优选为0.1~4.0质量%,关于磺基及磺酸盐基的合计含量,以阴离子性聚合物的总质量为基准,优选为0.1~1.0质量%。
阴离子性聚合物优选为水溶性树脂或水分散性树脂等水性树脂。此处,所谓水分散性,意指阴离子性聚合物为自乳化型的类型。在阴离子性聚合物为水分散性树脂时,水分散性树脂的通过动态光散射法所得的中位直径优选为0.05~0.2μm。此时,可使高折射率微细粒子的分散稳定性充分,并且可使下述透射型屏幕中的光散射膜(透明薄膜层)的耐水性及耐湿性进一步提高。
出于提高由使用水分散体的涂布液形成的膜对基材的密接性的观点,阴离子性聚合物优选包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂、丙烯酸氨基甲酸酯树脂、丙烯酸硅树脂及聚酯树脂所组成的组中的至少一种树脂,更优选包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂。阴离子性聚合物既可单独使用这些树脂的1种,也可将2种以上组合使用。
在阴离子性聚合物包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂时,该树脂也可具有源自(a)有机多异氰酸酯(以下称为“(a)成分”)的结构单元及源自(b)多元醇(以下称为“(b)成分”)的结构单元。即,阴离子性聚合物也可为使(a)成分及(b)成分反应而获得的缩合反应物。
(a)成分并无特别限制,例如也可为具有2个以上的异氰酸酯基的脂肪族多异氰酸酯、脂环式多异氰酸酯及芳香族多异氰酸酯。作为这样的有机多异氰酸酯,例如可列举:六亚甲基二异氰酸酯、1,5-五亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯化合物;异佛酮二异氰酸酯、氢化苯二甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷等脂环式二异氰酸酯化合物;甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯(トリジンジイソシアネート)、苯二甲基二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯化合物等。
出于对光散射膜(例如下述透明薄膜层)赋予无黄变性的观点,(a)成分优选具有源自脂肪族二异氰酸酯化合物或脂环式二异氰酸酯化合物的结构单元。作为脂肪族二异氰酸酯化合物,可优选地使用六亚甲基二异氰酸酯。作为脂环式二异氰酸酯化合物,可优选地使用异佛酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯及1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷。
聚氨酯树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂可单独具有1种或具有2种以上的源自(a)成分的结构单元。
(b)成分为具有2个以上的羟基的化合物即可。作为(b)成分,例如可列举:聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、丙烯酸系多元醇、聚醚多元醇、具有醚键与酯键的聚醚酯多元醇、有机硅多元醇、氟多元醇等。这些之中,出于光散射膜(例如下述透明薄膜层)的耐光性及对基材的密接性更优异的观点,优选为聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇,出于光散射膜的耐湿性及耐水性更优异的观点,更优选聚碳酸酯多元醇。
作为聚酯多元醇,例如可列举:聚己二酸乙二酯二醇、聚己二酸丁二酯二醇、聚亚乙基亚丁基己二酸酯二醇、聚六亚甲基间苯二甲酸酯己二酸酯二醇、聚丁二酸乙二酯二醇、聚丁二酸丁二酯二醇、聚癸二酸乙二酯二醇、聚癸二酸丁二酯二醇、聚-ε-己内酯二醇、聚己二酸(3-甲基-1,5-戊二醇)酯二醇、1,6-己二醇与二聚酸的缩聚物、1,6-己二醇与己二酸及二聚酸的共缩聚物、壬二醇与二聚酸的缩聚物、乙二醇与己二酸及二聚酸的共缩聚物等。
聚碳酸酯多元醇为分子中具有碳酸酯键且具有2个以上的羟基的多元醇,例如可通过使多元醇类与有机碳酸酯化合物或碳酰氯反应而获得。作为多元醇类,例如可列举1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、1,4-环己二甲醇、1,10-癸二醇及异山梨醇。聚碳酸酯多元醇可具有一种或两种以上的源自上述多元醇类的结构单元。作为有机碳酸酯化合物或碳酰氯,例如可列举碳酸二苯酯。
聚氨酯树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂可单独具有1种或具有2种以上的源自(b)成分的结构单元。
作为(b)成分的重均分子量,优选为500~5000,更优选1000~3000。上述重均分子量可通过依据端基测定法测定羟值而获得。
阴离子性聚合物中,优选为树脂骨架中具有阴离子性基团的水溶性的聚氨酯树脂或水分散性的聚氨酯树脂(以下称为“水性聚氨酯树脂”)。
(水性聚氨酯树脂)
作为水性聚氨酯树脂,可优选地使用(I)具有羧基和/或羧酸盐基的聚氨酯树脂(以下称为“聚氨酯树脂A)”)、(II)具有磺基和/或磺酸盐基的聚氨酯树脂(以下称为“聚氨酯树脂B”)。
[聚氨酯树脂A]
作为聚氨酯树脂A,例如可优选地使用具有源自上述(a)成分的结构单元、源自上述(b)成分的结构单元、源自(c)具有羧基及2个以上的活性氢基的化合物(以下称为“(c)成分”)的结构单元、源自(d)具有2个以上的氨基和/或亚氨基的多胺化合物(以下称为“(d)成分”)的结构单元的聚氨酯树脂。
作为(a)成分及(b)成分,可列举与上述(a)成分及(b)成分相同的成分。聚氨酯树脂A可单独具有1种或具有2种以上的源自(a)成分的结构单元。关于(b)成分,也相同。
(c)成分为具有羧基及2个以上的活性氢基的化合物即可。作为活性氢基,例如可列举羟基等。予以说明,(b)成分中,也相当于(c)成分的化合物被视作(c)成分。
作为(c)成分,例如可列举2,2-二羟甲基丙酸及2,2-二羟甲基丁酸。(c)成分也可为使具有羧基的二醇、与芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸等反应而获得的具有侧链型羧基的聚酯多元醇。
聚氨酯树脂A可单独具有1种或具有2种以上的源自(c)成分的结构单元。
作为(d)成分,可列举:乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、肼、哌嗪、二胺基二苯基甲烷、甲苯二胺、苯二甲胺、异佛尔酮二胺、降冰片烷(ノルボラン)二胺等1分子中含有2个以上的伯和/或仲氨基的多氨化合物。
聚氨酯树脂A可单独具有1种或具有2种以上的源自(d)成分的结构单元。
[聚氨酯树脂A的制造方法]
聚氨酯树脂A例如可通过具备使(a)成分、(b)成分及(c)成分反应的工序、及使用(d)成分进行链伸长反应的工序的方法获得。
在使(a)成分、(b)成分及(c)成分反应的工序中,获得具有羧酸盐基的异氰酸酯基末端预聚物A的中和物(以下也称为“预聚物A中和物”)。预聚物A是(a)成分、(b)成分及(c)成分的反应物,具有源自(a)成分的结构单元、源自(b)成分的结构单元及源自(c)成分的结构单元。预聚物A中和物具有源自(c)成分的羧基经中和而成的羧酸盐基(-COO-)。
(a)成分、(b)成分及(c)成分可分别将上述(a)成分、(b)成分及(c)成分中的1种或2种以上组合使用。
在使(a)成分、(b)成分及(c)成分反应的工序中,可在获得预聚物A后对所获得的预聚物A进行中和,也可在制备预聚物A的同时对源自(c)成分的羧基进行中和。另外,也可在制备预聚物A之前对源自(c)成分的羧基进行中和。
源自(c)成分的羧基的中和可适当使用公知的方法进行。作为用于这样的中和的化合物,并无特别限制,例如可列举:三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三丁胺、N-甲基-二乙醇胺、N,N-二甲基单乙醇胺、N,N-二乙基单乙醇胺、三乙醇胺等胺类;氢氧化钾;氢氧化钠;氨等。这些之中,优选为三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三丁胺等叔胺类。
作为用以获得预聚物A中和物的具体方法,并无特别限制,例如可通过先前公知的一步式的方法(所谓的一步法)、多步式的异氰酸酯加聚反应法等制造。此时的反应温度优选为40~150℃。
在使用(d)成分进行链伸长反应的工序中,也可于使预聚物A中和物乳化分散于水中后,使预聚物A中和物与(d)成分反应。
使预聚物A中和物乳化分散于水中的方法并无特别限制,例如可列举使用均质搅拌器、均质机、分散机等乳化机器的方法。另外,在使预聚物A中和物乳化分散于水中时,出于极力抑制异氰酸酯基与水的反应的观点,优选特别是不使用乳化剂而使预聚物A中和物通过自乳化而乳化分散于水中。此时,例如于室温(25℃)~40℃的温度范围内使预聚物A中和物乳化分散。
预聚物A中和物的链伸长反应可通过向预聚物A中和物中添加(d)成分或向(d)成分中添加预聚物A中和物而进行。链伸长反应优选为在反应温度20~40℃下进行。链伸长反应通常系在30~120分钟内结束。
[聚氨酯树脂B]
作为聚氨酯树脂B,例如可优选地使用具有源自(a)成分的结构单元、源自(b)成分的结构单元、源自(d)成分的结构单元、及源自(e)具有氨基和/或亚氨基2个以上及磺基和/或磺酸盐基的多胺化合物(以下称为“(e)成分”)的结构单元的聚氨酯树脂。
(a)成分、(b)成分及(d)成分可列举与上述(a)成分、(b)成分及(d)成分相同的成分。聚氨酯树脂B可单独具有1种或具有2种以上的源自(a)成分的结构单元。关于(b)成分及(d)成分,也相同。
(e)成分为具有2个以上的氨基和/或亚氨基且具有磺基和/或磺酸盐基的化合物即可,例如可列举2-(2-氨基乙基氨基)-乙磺酸钠、2-(3-氨基丙基氨基)-乙磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸钠等。
聚氨酯树脂B可单独具有1种或具有2种以上的源自(e)成分的结构单元。
[聚氨酯树脂B的制造方法]
聚氨酯树脂B例如可通过具备使(a)成分、(b)成分及(e)成分反应的工序及使用(d)成分进行链伸长反应的工序的方法获得。
在使(a)成分、(b)成分及(e)成分反应的工序中,获得具有磺酸盐基的异氰酸酯基末端预聚物B的中和物(以下也称为“预聚物B中和物”)。预聚物B是(a)成分、(b)成分及(e)成分的反应物,具有源自(a)成分的结构单元、源自(b)成分的结构单元及源自(e)成分的结构单元。预聚物B中和物具有源自(e)成分的磺基经中和而得的磺酸盐基(-SO3-)。
(a)成分、(b)成分及(e)成分可分别将上述(a)成分、(b)成分及(e)成分中的1种或2种以上组合使用。
作为用以获得预聚物B中和物的具体方法,并无特别限制,除使用(e)成分代替(c)成分以外,可与上述获得预聚物A中和物的方法相同。
在使用(d)成分进行链伸长反应的工序中,可在使预聚物B中和物乳化分散于水中后,使预聚物B中和物与(d)成分反应。藉此,可以聚氨酯树脂B的乳化分散液的形式获得聚氨酯树脂B。
关于使预聚物B中和物乳化分散于水中的方法、及使用(d)成分进行链伸长反应的方法的详细内容,除使用预聚物B中和物代替预聚物A中和物以外,可与上述聚氨酯树脂A的制造方法相同。
作为满足这些的水性聚氨酯树脂,可获取作为水性聚氨酯树脂的水分散液的EVAFANOL HA-15(日华化学株式会社制造商品名,聚醚系)、EVAFANOL HA-50C(日华化学株式会社制造商品名,聚碳酸酯系)、EVAFANOL HA-170(日华化学株式会社制造商品名,聚碳酸酯系)等。另外,作为水分散性的丙烯酸氨基甲酸酯树脂,可获取作为丙烯酸氨基甲酸酯树脂的水分散液的NEO STECKER 1200(日华化学株式会社制造商品名,聚酯系)。这些之中,可优选地使用聚碳酸酯系及聚酯系。予以说明,所谓聚醚系,意指具有源自聚醚多元醇的结构单元。关于聚碳酸酯系及聚酯系,也相同。
作为水分散性的丙烯酸系树脂,可获取作为丙烯酸系树脂的水系分散液的VONCOAT HY364(大日本油墨化学工业株式会社制造商品名)、NeoCryl XK-12(DSM公司制造商品名)等。作为水分散性的丙烯酸系硅树脂,可获取作为丙烯酸系硅树脂的水系分散液的Kanebinol(カネビノール)KD4(日本NSC株式会社制造商品名)等。作为水分散性的聚酯树脂,可获取作为聚酯树脂的水系分散液的VYLONAL MD 1245(东洋纺织株式会社制造商品名)等。
关于水分散体中的阴离子性聚合物的含量,出于水分散体的分散稳定性的观点,以水分散体的总质量为基准,优选为20~50质量%,更优选25~45质量%。
在水分散体中,阴离子性聚合物的至少一部分可乳化分散于水中。
<水>
水分散体包含水。只要为无损本发明的效果的范围,则水分散体也可包含水以外的溶剂。作为水以外的溶剂,例如可列举:甲醇、乙醇及异丙醇等醇;丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、石油醚、N-甲基吡咯烷酮、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚以及二乙二醇二乙醚等。
关于水的含量,以水与水以外的溶剂的合计量为基准,可为70质量%以上,可为80质量%以上,也可为100质量%。
水分散体也可含有除高折射率微细粒子、阴离子性聚合物及水以外的其他成分。作为其他成分,例如可列举消泡剂、防腐剂、增粘剂等。
本实施方式的水分散体可使用于各种涂布液。本实施方式的水分散体可用作例如用以形成光散射膜的涂布液的调配成分。本实施方式的水分散体尤其可优选地用于形成具备作为光散射膜的透明薄膜层的透射型屏幕中的该透明薄膜层。
[1-2]水分散体的制造方法
水分散体可通过向乳化分散于水中的阴离子性聚合物中添加高折射率微细粒子并使其分散而获得。
作为高折射率微细粒子,可使用上述金刚石凝聚体等微细粒子。
使阴离子性聚合物乳化分散于水中的方法并无特别限定,例如可列举使用均质搅拌器、均质机、分散机等乳化机器的方法。另外,也可特别地不使用是乳化剂,通过自乳化而乳化分散于水中。另外,在制造阴离子性聚合物时,也可直接合成乳化分散于水中的阴离子性聚合物。
高折射率微细粒子例如可通过颜料分散等通常使用的分散装置等进行分散。作为分散装置,并无特别限定,例如可列举:分散机、均质搅拌器(PRIMIX公司“T.K HOMODisper”等)及行星式混合机等混合机类;均质机类(M Technique公司制造的商品名“CLEARMIX(クレアミックス)”、PRIMIX公司制造的商品名“FILMIX”等);涂料调节器(RED DEVIL(レッドデビル)公司制造)、球磨机、砂磨机(SHINMARU ENTERPRISES CORPORATION制造的商品名“DYNO-MILL”等)、磨光机、棒磨机(バールミル,爱立许制造的商品名“DCP MILL”等)、珠磨机(AIMEX株式会社制的商品名“EASYNANO RMB”等)、共球磨机(コボールミル)等介质型分散机)、湿式喷射磨机(GENUS(ジーナス)公司制造的商品名“GENUS PY”、SUGINO MACHINE公司制造的商品名“Starburst”、Nanomizer Inc.制造的商品名“Nanomizer”等)、M-Technique公司制造的商品名“CLEAR SS-5”、奈良机械公司制造的商品名“MICROS”等无介质分散机、以及辊磨机等。
高折射率微细粒子可使用预先调整为所需粒径的粒子,或者也可以成为最终所需粒径的方式在分散时调整粒径。这样的微细粒子分散处理例如可使用珠磨机等进行。
使高折射率微细粒子分散的时间(处理时间)可根据分散装置适当进行调整。例如,在使用均质搅拌器时,出于容易将水分散体的中位直径调整为上述优选的范围的观点,处理时间优选为12~60分钟。
在本实施方式中,为了将水分散体的中位直径调整为上述所需的范围,也可对制备后的水分散体再次进行分散处理。
[2]涂布液
本实施方式的涂布液包含高折射率微细粒子、阴离子性聚合物、及水。本实施方式的涂布液例如也可为对上述水分散体进行调配而成的涂布液。另外,也可将上述水分散体直接用作本实施方式的涂布液。
关于涂布液的通过动态光散射法所得的中位直径,出于涂布液的分散稳定性优异的观点及容易均匀地形成涂布膜(由涂布液形成的膜)的观点,优选为0.01~1μm,更优选0.05~0.7μm,进而优选为0.1~0.3μm。予以说明,中位直径是使用Zetasizer Nano ZS(Malvern公司制造),在25℃的测定温度下测定所得的值。
在本实施方式中,也可以中位直径成为上述范围的方式对制备后的涂布液进行分散处理。
涂布液中所包含的高折射率微细粒子及阴离子性聚合物的具体例分别与上述水分散体中所包含的高折射率微细粒子及阴离子性聚合物相同。
在本实施方式中,涂布液视需要也可包含流平剂、交联剂、抗收缩剂等添加剂。
作为流平剂,例如可列举:氟系、乙炔二醇系等各种界面活性剂;甲醇、乙醇、异丙醇等醇;丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、石油醚、N-甲基吡咯啶酮、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚等溶剂等。
作为交联剂,例如可列举与羧基具有反应性的交联剂、水分散性多异氰酸酯系交联剂等。作为与羧基具有反应性的交联剂,例如可列举水系噁唑啉系交联剂、水系聚碳二亚胺系交联剂、水系环氧树脂系交联剂等。通过添加这些交联剂,也可对涂布膜赋予进一步优异的对基材的密接性及耐水性。
含有上述添加剂的涂布液例如可通过在将上述添加剂混合至本实施方式的水分散体中后,使用上述分散处理装置进行分散处理而制备。
本实施方式的涂布液例如可用作透射型屏幕等的材料。以下,对用作透射型屏幕的材料的涂布液(透射型屏幕用涂布液)进行说明。
<透射型屏幕用涂布液>
关于透射型屏幕用涂布液的通过动态光散射法所得的中位直径,出于涂布膜(由透射型屏幕用涂布液形成的膜)的透明视认性及光散射反射性优异的观点,优选为0.01~1μm,更优选0.05~0.7μm,进而优选为0.1~0.3μm。
出于与阴离子性聚合物的相容性优异的观点及涂布膜的视角变宽、视认性提高的观点,高折射率微细粒子优选为包含金刚石(折射率2.4)。
透射型屏幕用涂布液中的高折射率微细粒子的含量相对于阴离子性聚合物100质量份,优选为1~50质量份,更优选5~25质量份。若高折射率微细粒子的含量为上述范围内,则可充分地确保涂布液中的高折射率微细粒子的分散稳定性,可容易地形成具有充分的光学特性且对基材的密接性优异的涂布膜。
出于形成对基材的密接性更优异的涂布膜的观点,阴离子性聚合物优选具有选自由羧基、羧酸盐基、磺基及磺酸盐基所组成的组中的至少一种阴离子性基团。
在透射型屏幕用涂布液中,出于提高涂布膜对基材的密接性的观点,阴离子性聚合物优选包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂。在阴离子性聚合物包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂时,出于进一步提高涂布膜的耐光性及对基材的密接性的观点,该树脂优选具有源自选自由聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇所组成的组中的至少一种多元醇成分的结构单元。
阴离子性聚合物优选包含上述聚氨酯树脂A和/或聚氨酯树脂B。聚氨酯树脂A及聚氨酯树脂B的优选方式与水分散体中的聚氨酯树脂A及聚氨酯树脂B相同。
关于透射型屏幕用涂布液中的阴离子性聚合物的含量,出于涂布液的分散稳定性的观点,以透射型屏幕用涂布液的总质量为基准,优选为5~50质量%,更优选10~45质量%。
透射型屏幕用涂布液也可包含上述添加剂。在制备含有上述添加剂的透射型屏幕用涂布液时,可通过调整进行分散处理的时间而调整为上述优选的中位直径的范围。
根据本实施方式的透射型屏幕用涂布液,可形成兼具高的透明视认性与优异的光散射反射性且对基材的密接性、耐水性等耐久性优异的光散射膜,藉此可简便地获得兼具优异的光学特性与耐久性的透射型屏幕。另外,本实施方式的透射型屏幕用涂布液可使用上述水分散体而获得,此时,可更简便地制备涂布液。
[3-1]透射型屏幕
本实施方式的透射型屏幕具备基板、及设置于基板上的源自本实施方式的透射型屏幕用涂布液的透明薄膜层。即,透明薄膜层是将透射型屏幕用涂布液涂布于基板上而成。本实施方式的透明薄膜层可作为光散射膜发挥功能。
本实施方式的透射型屏幕可通过具备由本实施方式的透射型屏幕用涂布液而形成的透明薄膜层而具有高的透明视认性与优异的光散射反射性,并且具有优异的耐久性。
以下,一面参照附图,一面对本实施方式的透射型屏幕详细地进行说明。予以说明,各附图的尺寸比率未必与实际的尺寸比率一致。
图1(a)及(b)是表示本实施方式的透射型屏幕的一方式的示意剖视图。透射型屏幕1的一方式具备基板11、及设置于该基板11上的透明薄膜层12。透明薄膜层12也可设置于基板11的两主面。另外,如图1(b)所示,也可在设置于第一基板11a上的透明薄膜层12上进一步设置第二基板11b。
构成基板11的材料(base-material)优选为选自由玻璃及高分子树脂所组成的组中的至少1种。玻璃并无特别限定,出于实用性的观点,可列举硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃等氧化玻璃。这些之中,优选为硅酸盐玻璃。作为硅酸盐玻璃,可列举硅酸玻璃、硅酸碱玻璃、钠钙玻璃、钾钙玻璃(potash-lime glass)、铅玻璃、钡玻璃、硼硅酸玻璃等。
作为高分子树脂,可优选地使用可见光的透射性优异的高分子树脂。作为高分子树脂,可使用热塑性树脂、热固性树脂、电离辐射固化性树脂等。作为这样的高分子树脂,例如可列举:聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、丙烯酸氨基甲酸酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、聚氨基甲酸酯丙烯酸酯系树脂、环氧丙烯酸酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、环氧系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、缩醛系树脂、乙烯基系树脂、聚乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺系树脂、酚醛系树脂、有机硅系树脂、氟系树脂等。
透明薄膜层12包含高折射率微细粒子10及阴离子性聚合物(未图示)。作为高折射率微细粒子10及阴离子性聚合物的具体例,与上述水分散体的高折射率微细粒子及阴离子性聚合物相同。
关于透射型屏幕1中的透明薄膜层12的厚度,出于透明视认性及反射像的清晰性变得充分的观点,优选为0.2~400μm,更优选0.5~30μm,进一步优选为1~10μm,特别优选为4~7μm。
本实施方式的透射型屏幕1并不限定于上述方式,例如也可为仅由透明薄膜层12构成的透射型屏幕(透射型片材)。此时,作为上述基板,可列举由玻璃、高分子树脂、金属等构成的基板。这些基板也可进行剥离处理等表面处理。
[3-2]透射型屏幕的制造方法
透射型屏幕1的制造方法的一方式具备在基板11上涂布上述透射型屏幕用涂布液的工序。通过该工序,在基板11上形成透明薄膜层12。
透射型屏幕用涂布液对基板11的涂布可通过公知的方法进行。作为涂布方法,例如可列举喷涂法、浸渍涂布法、旋转涂布法、丝网印刷法等。另外,也可在基材上涂布透射型屏幕用涂布液而获得具备透明薄膜层12的膜后,通过使用该膜的层压而在基板11上形成透明薄膜层12。
在本实施方式中,为了将涂布液的中位直径调整为所需的范围,也可在将要进行涂布前进行涂布液的分散处理。
本实施方式的制造方法可具备在将透射型屏幕用涂布液涂布于基板11后进行干燥的工序。
干燥温度可为室温(25℃)~120℃。
在本实施方式中,也可在将透射型屏幕用涂布液涂布于第一基板11a而形成透明薄膜层12后,在透明薄膜层12上层叠第二基板11b。
在本实施方式中,例如也可通过将由上述方法而获得的基板11上的透明薄膜层12剥离而获得仅由透明薄膜层12构成的透射型屏幕(透射型片材)。
根据本实施方式的制造方法,可获得兼具高的透明视认性与优异的光散射反射性且基板11与透明薄膜层12的密接性、透明薄膜层12的耐久性优异的透射型屏幕1。尤其在制造透射型屏幕1的一系列的工序包含制备上述本实施方式的水分散体的工序时,可更简便地获得该透射型屏幕。
本实施方式的透射型屏幕1也可直接应用于将位置信息等投影于汽车的挡风玻璃的抬头显示器用屏幕。
以上,对本发明的优选的实施方式进行了说明,但本发明并不受上述实施方式任何限定。
[实施例]
通过实施例对本发明进一步详细地进行说明,但本发明并不限定于这些。
(合成例1)
[金刚石微细粒子的制作]
首先,通过以下的方法合成包含金刚石的黑色粉末(以下称为“BD”)。使以60/40的质量比包含TNT(三硝基甲苯)与RDX(环三亚甲基三硝基胺)的0.65kg的爆炸物(爆発物)在3m3的爆炸腔室内爆炸。藉此,形成用以保存BD的气氛。其后,在相同的条件下引发第2次爆炸而合成BD。在爆炸产物膨胀并达到热平衡后,使其通过具有15mm的剖面的超音速拉瓦尔喷嘴,使气体混合物自腔室流出35秒,利用旋风分离器捕获BD。由于与腔室壁的热交换及由气体做的功(绝热膨胀及气化),产物的冷却速度为280℃/min。BD的比重为2.55g/cm3,中位直径(动态光散射法)为220nm。根据BD的比重,算出BD包含76体积%的石墨系碳与24体积%的金刚石。
将所获得的BD与浓度60质量%的硝酸水溶液进行混合,并在160℃、14气压、20分钟的条件下进行氧化性分解处理。其后,在130℃、13气压、1小时的条件下进行氧化性蚀刻处理。通过氧化性蚀刻处理,获得将一部分石墨系碳自BD中去除所得的粒子。使用氨在210℃、20气压下将该粒子回流20分钟而进行中和处理后,使其自然沉降。继而,通过倾析法并利用35质量%硝酸进行洗净。进而,通过倾析法水洗3次后,通过离心分离脱水,并在120℃下加热干燥。藉此,获得金刚石微细粒子。
使该金刚石微细粒子进一步分散于水中进行倾析。重复进行该操作,藉此分离成粒径相对较小的金刚石微细粒子A与沉淀部分的粒径相对较大的金刚石微细粒子B。金刚石微细粒子A及金刚石微细粒子B的通过动态散射法所得的中位直径及折射率如下所述。
(1)金刚石微细粒子A:中位直径0.41μm(动态光散射法)、折射率2.4
(2)金刚石微细粒子B:中位直径2.5μm(动态光散射法)、折射率2.4
在本实施例中,微细粒子的折射率是利用以下的方法而测定。首先,以成为规定的体积分率的方式称取纳米金刚石等微细粒子的粉末与聚甲基丙烯酸甲酯树脂并混合于N-甲基吡咯啶酮中。藉此,使微细粒子分散,使树脂溶解而制作覆膜形成用涂料。继而,使用旋转涂布机将该涂料涂布于基板上,形成涂膜(涂布量:2μL,涂膜形成条件:50℃下10分钟)。继而,使用薄膜折射率测定装置测定涂膜的折射率。使微细粒子的粉末的体积分率进行多种变化并进行相同的操作,并将所获得的折射率值绘制成横轴表示微细粒子的粉末的体积分率、纵轴表示涂膜的折射率的图表。利用直线对所绘制出的各测定点进行近似,并将该直线外推至微细粒子的粉末的体积分率成为100%的点为止,将该点上的折射率值(并非与体积分率为0%的折射率的差量)设为微细粒子的折射率。
(制备例1)
[水分散体的制备]
向200ml不锈钢罐中添加作为碳酸酯系水性氨基甲酸酯树脂分散液的EVAFANOLHA-170(日华化学株式会社制造商品名非挥发性成分36.5质量%)100质量份作为分散液。向其中添加金刚石微细粒子A 5质量份,使用均质搅拌器(商品名:T.K HOMODisper(Model2.5),PRIMIX公司制造)以5000rpm进行15分钟处理。其后,利用#2000纱进行过滤,获得均匀的水分散体1。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。利用Zetasizer Nano ZS(Malvern公司制造商品名)在25℃的测定温度下对所获得的水分散体1进行测定,结果中位直径为0.164μm。予以说明,中位直径的测定是在制备水分散体1后的5分钟以内进行。
[分散稳定性的评价]
将所获得的水分散体1转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例2)
使用作为碳酸酯系水性氨基甲酸酯树脂分散液的EVAFANOL HA-15(日华化学株式会社商品名非挥发性成分30.4质量%)作为分散液,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体2。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体2进行测定,结果中位直径为0.178μm。继而,将水分散体2转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例3)
通过珠磨机对金刚石微细粒子A进行微细粒子化分散处理。通过珠磨机而进行的分散是使用AIMEX株式会社制造的EASYNANO RMB(商品名)进行。具体而言,向填充有50ml直径为0.1mm的氧化锆珠的0.2L的容器中添加作为酯系水性丙烯酸氨基甲酸酯树脂分散液的Neo stecker 1200(日华化学株式会社制造商品名非挥发性成分36.7质量%)100质量份。继而,一面以5m/s的周速使转子旋转,一面添加2质量份的金刚石微细粒子A并进行1小时处理。其后,利用#2000纱进行过滤,获得均匀的水分散体3。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体3进行测定,结果中位直径为0.058μm。继而,将水分散体3转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例4)
使用作为碳酸酯系水性氨基甲酸酯树脂分散液的EVAFANOL HA-170(日华化学株式会社制造商品名非挥发性成分36.5质量%)作为分散液,除此以外,以与制备例3相同的方式获得均匀的水分散体4。纱中几乎未观察到凝聚物。以与制备例1相同的方式对水分散体4进行测定,结果中位直径为0.041μm。继而,将水分散体4转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例5)
使用金刚石微细粒子B代替金刚石微细粒子A,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体5。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体5进行测定,结果中位直径为0.563μm。继而,将水分散体5转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例6)
使用市售的氧化锆(ZrO2)微细粒子(关东电化工业株式会社制造,中位直径:12nm,折射率:2.4)3质量份代替金刚石微细粒子A,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体6。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体6进行测定,结果中位直径为0.037μm。继而,将水分散体6转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例7)
使用10质量份的金刚石微细粒子A,及使用作为水性丙烯酸-氨基甲酸酯复合树脂分散液的VONCOAT HY364(大日本油墨化学工业株式会社制造商品名非挥发性成分45.2质量%)作为分散液,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体7。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体7进行测定,结果中位直径为0.172μm。继而,将水分散体7转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例8)
使用市售的钛酸钡(BaTiO3)微细粒子(关东电化工业株式会社制造,中位直径:25nm,折射率2.4)3质量份代替金刚石微细粒子A,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体8。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体8进行测定,结果中位直径为0.054μm。继而,将所获得的水分散体8转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例9)
将金刚石微细粒子A的使用量设为10质量份,及使用作为水性丙烯酸系树脂分散液的NeoCryl(ネオクリル)XK-12(大日本油墨化学工业株式会社制造商品名,非挥发性成分45.4%)作为分散液,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体9。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体9进行测定,结果中位直径为0.193μm。继而,将水分散体9转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例10)
使用金刚石微细粒子B代替金刚石微细粒子A,及将通过均质搅拌器进行处理的时间变更为10分钟,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体10。纱中几乎未回收到凝聚物。以与制备例1相同的方式对水分散体10进行测定,结果中位直径为1.3μm。继而,将水分散体10转移至200ml的量筒中并静置3小时,几乎未观察到沉降物。
(制备例11)
使用作为阳离子系水性氨基甲酸酯树脂分散液的Neo stecker C-33(日华化学株式会社制造商品名非挥发性成分36.5质量%)作为分散液,及将通过均质搅拌器进行处理的时间变更为10分钟,除此以外,以与制备例1相同的方式制备水分散体11。纱中回收到1.7g凝聚物。以与制备例1相同的方式对水分散体11进行测定,结果中位直径为12μm。继而,将水分散体11转移至200ml的量筒中并静置3小时,结果分离为两层。
(制备例12)
将聚乙烯醇(商品名:PVA117,Kuraray株式会社制造)与蒸馏水进行加热混合,藉此获得含有8质量%的聚乙烯醇的水溶液。将金刚石微细粒子A的使用量设为3质量份,及使用上述含有8%质量的聚乙烯醇的水溶液作为分散液,除此以外,以与制备例1相同的方式获得均匀的水分散体12。纱中几乎未观察到被视作凝聚物的物质。以与制备例1相同的方式对水分散体12进行测定,结果中位直径为0.254μm。
[表1]
关于表1中的分散稳定性,在分散稳定性的评价中,将分散稳定性良好的情形设为A,将观察到沉降物的情形设为B,将分离成两层的情形设为C。
(实施例1)
[透射型屏幕用涂布液的制备]
向烧杯中添加35质量份的制备例1中所获得的水分散体1,一面搅拌一面缓慢添加离子交换水55质量份进行稀释。进而,使用滴液漏斗历时5分钟滴加异丙醇10质量份。滴加结束后,继续进行30分钟搅拌混合,并利用超声波进行10分钟处理。通过上述操作制备透射型屏幕用涂布液。利用Zetasizer Nano ZS(Malvern公司制造)在25℃的测定温度下对所获得的涂布液进行测定,结果中位直径为0.158μm。予以说明,涂布液的测定是在制备涂布液后的5分钟以内进行。
[透射型屏幕的制作]
准备聚酯膜(商品名:Lumirror U-34,Toray株式会社制造,厚度:100μm)作为基板。使用棒式涂布机将通过上述操作所获得的涂布液涂布于该基板。继而,利用100℃的热风干燥机进行3分钟干燥,获得透射型屏幕。所获得的透射型屏幕中的覆膜(透明薄膜层)的厚度(膜厚)为5.0μm。予以说明,在本实施例中,覆膜的厚度是利用扫描型电子显微镜(商品名:S-5400,日立高新技术株式会社制造)对基板上的覆膜的剖面进行拍摄而测定。
(实施例2)
使用水分散体2,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制备透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.181μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为4.5μm。
(实施例3)
在添加离子交换水时添加碳二亚胺系水系交联剂的NK ASSIST CI(日华化学株式会社制造商品名)2质量份,及将离子交换水的使用量变更为40质量份,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.187μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为5.2μm。
(实施例4)
使用水分散体3,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。利用Zetasizer Nano ZS(Malvern公司制造商品名)在25℃的测定温度下对所制作的透射型屏幕用涂布液进行测定,结果中位直径为0.061μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为4.8μm。
(实施例5)
使用水分散体4,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.039μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为4.6μm。
(实施例6)
使用水分散体5,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.476μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为5.3μm。
(实施例7)
使用水分散体6进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.053μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为4.7μm。
(实施例8)
使用水分散体7,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.162μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为5.1μm。
(实施例9)
使用水分散体8,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.066μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为6.7μm。
(实施例10)
使用水分散体9,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.186μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为5.4μm。
(实施例11)
使用微型喷枪(商品名:NEO-77 Micro Spray Gun+ST150 Cup Set,惠宏制作所株式会社制造)喷雾涂布于作为基板的聚酯膜(商品名:Lumirror U-34,Toray株式会社制造,厚度:100μm),除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为5.2μm。
(比较例1)
使用水分散体10,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为1.20μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。
(比较例2)
使用水分散体12,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作透射型屏幕用涂布液。以与实施例1相同的方式对涂布液进行测定,结果中位直径为0.247μm。继而,使用所获得的涂布液,除此以外,以与实施例1相同的方式制作透射型屏幕。覆膜的厚度为4.9μm。
[透射型屏幕的评价]
通过以下所示的方法对本实施例1~10及比较例1~2中所获得的透射型屏幕的质量进行评价。将结果示于表2。
<外观评价>
利用目视对覆膜表面进行观察,将不存在膜不均、白浊、龟裂等外观上的不良情况的膜设为A,将存在膜不均、白浊、龟裂等外观上的不良情况者设为B。
<耐久性评价>
[密接性]
对将黏着透明胶带贴附于覆膜面并以角度60°急速剥离时的覆膜的外观进行观测,基于以下的基准进行评价。予以说明,为A时密接性最好。
A:覆膜的95%以上残留于膜侧。
B:覆膜的80%以上残留于膜侧。
C:覆膜的50%以上且未达80%残留于膜侧。
D:仅未达50%的覆膜残留于膜侧。
[耐水性]
将所制作的透射型屏幕在20℃的离子交换水中浸渍1周后,对透明薄膜层的外观进行观测,并基于以下的基准对透明性进行评价。予以说明,在为A时,耐水性最好。
A:完全未观察到白化
B:观察到极少的白化
C:略微白化
D:白化
<透明视认性评价>
[雾值(雾度)及总透射率]
依据JIS-R3212(2015年版)的标准,使用浊度计(日本电色工业制造,NDH2000)测定透射型屏幕的雾值(雾度)及总透射率。
[透射性]
使用投影机将影像投影至以相对于来自投影机的光线而膜面成为垂直的方式设置的透射型屏幕。自与投影机相反的侧观察投影机侧(投影机方向)的背景,并基于以下的基准对透射性进行评价。予以说明,在为1时,透射性最好。
1:极其清楚地看到投影机方向的背景。
2:清楚地看到投影机方向的背景。
3:投影机方向的背景虽略微发白,但仍充分地看到。
4:投影机方向的背景发白而略微看到。
5:投影机方向的背景发白而几乎看不到。
6:完全看不到投影机方向的背景。
<光散射反射性评价>
[光散射性]
使550nm的光垂直入射至以相对于来自投影机的光线而膜面成为垂直的方式设置的透射型屏幕,使检测器的位置自垂直透射位置逐渐变化,测定相对于垂直入射面的检测器的倾斜角(检测角度,图2中的β)为10°时的波长550nm的光(前方散射光Sf)的透射率。测定装置使用日本分光公司的分光光度计ARSN-733。透射率越大,评价为光散射性越良好。
[影像清晰性]
使用投影机将影像投影至以相对于来自投影机的光线而膜面成为垂直的方式设置的透射型屏幕。分别于投影机侧及与投影机相反的侧,相对于来自投影机的光线自水平方向目视所投影的影像的情况,并基于以下的基准对影像的清晰性进行评价。予以说明,在评价为1时,意味着影像的清晰性最好。
1:所投射的影像的显色极其明丽,极其清楚地看到轮廓。
2:所投射的影像的显色明丽,清楚地看到轮廓。
3:所投射的影像的显色良好,充分地看到轮廓。
4:所投射的影像整体发白,轮廓较淡。
5:几乎无法区别所投射的影像的色调,几乎无法识别出轮廓。
6:看不到所投射的影像。
[视角(80°)视认性]
使用投影机将影像投影至以相对于来自投影机的光线而膜面成为垂直的方式设置的透射型屏幕。分别于投影机侧及投影机的相反侧,相对于来自投影机的光线自倾斜80°的方向(图2中,α及β成为80°的方向)目视所投影的影像的情况,并基于以下的基准对视角(80°)视认性进行评价。予以说明,在评价为1时,意味着视角(80°)视认性最好。
1:即便自倾斜80°方向观察,所投射的影像的显色也明丽,清楚地看到轮廓。
2:即便自倾斜80°方向观察,所投射的影像的显色也良好,充分地看到轮廓。
3:自倾斜80°方向观察看不到影像。
符号说明
1 透射型屏幕
10 微细粒子
11、11a、11b 基板
12 透明薄膜层
I 入射光
Sf 前方散射光
Sb 后方散射光

Claims (13)

1.一种水分散体,其包含折射率为2.0以上的微细粒子及阴离子性聚合物,
通过动态光散射法所得的中位直径为0.01~1.0μm。
2.如权利要求1所述的水分散体,其中上述微细粒子包含选自由金刚石、金刚石衍生物、钛酸钡、氧化锆及氧化钛所组成的组中的至少一种成分。
3.如权利要求1或2所述的水分散体,其中上述阴离子性聚合物具有选自由羧基、羧酸盐基、磺基及磺酸盐基所组成的组中的至少1种阴离子性基团。
4.如权利要求1至3中任一项所述的水分散体,其中上述阴离子性聚合物包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂。
5.如权利要求4所述的水分散体,其中上述聚氨酯树脂及上述丙烯酸氨基甲酸酯树脂具有源自选自由聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇所组成的组中的至少一种多元醇成分的结构单元。
6.一种涂布液,其包含折射率为2.0以上的微细粒子及阴离子性聚合物,
通过动态光散射法所得的中位直径为0.01~1.0μm。
7.如权利要求6所述的涂布液,其中上述微细粒子包含选自由金刚石、金刚石衍生物、钛酸钡、氧化锆及氧化钛所组成的组中的至少一种成分。
8.如权利要求6或7所述的涂布液,其中上述阴离子性聚合物具有选自由羧基、羧酸盐基、磺基及磺酸盐基所组成的组中的至少1种阴离子性基团。
9.如权利要求6至8中任一项所述的涂布液,其中上述阴离子性聚合物包含水溶性或水分散性的选自由聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯树脂所组成的组中的至少一种树脂。
10.如权利要求9所述的涂布液,其中上述聚氨酯树脂及上述丙烯酸氨基甲酸酯树脂具有源自选自由聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇所组成的组中的至少一种多元醇成分的结构单元。
11.如权利要求6至10中任一项所述的涂布液,其中上述涂布液为透射型屏幕用。
12.一种透射型屏幕的制造方法,其具备在基板上涂布权利要求6至10中任一项所述的涂布液的工序。
13.如权利要求12所述的透射型屏幕的制造方法,其中上述透射型屏幕为抬头显示器用。
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