CN116529049A - 层叠膜和成型体以及它们的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供具有低反射率的后固化型的层叠膜。层叠膜,其具备透明支承基材、在所述透明支承基材的至少一个面上形成的未固化的硬涂层和在所述未固化的硬涂层上形成的未固化的光干涉层,所述未固化的硬涂层含有活性能量线固化型的硬涂层形成组合物,所述未固化的光干涉层含有活性能量线固化型的光干涉层形成组合物,所述透明支承基材的厚度为50μm以上且600μm以下,所述层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,在90℃的温度下加热处理30分钟后的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2%以下。
Description
技术领域
本发明涉及层叠膜和成型体以及它们的制造方法。
背景技术
显示器被用于计算机、电视机、移动电话、便携式信息终端设备(平板电脑、移动设备和电子记事本等)以及数字式仪表、仪表板、导航、操纵板、中央仪表群和加热器控制面板等车载用显示面板等各种领域。这样的产品在多数情况下被保护材料覆盖。保护材料通常可通过将具有硬涂层的膜成型而得到。
在显示器的保护材料中,为了降低视认侧表面的反射率,有时还设置有低折射率层。在专利文献1中,示出了在透明支承体上依次层叠有硬涂层和低折射率层(光干涉层)的层叠膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-004937号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,根据用途和设计性等目的,提出了在显示器的保护膜材料中设置各种装饰层,或将显示器的保护材料成型为立体形状。但是,若进行伴有加热的处理,则层叠膜的反射率有时会增大。
本发明是为了解决上述现有的课题而完成的,其目的在于,提供具有低反射率的后固化型的层叠膜和成型体、以及它们的制造方法。
解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明提供下述方式。
层叠膜,其具备:
透明支承基材、
在所述透明支承基材的至少一个面上形成的未固化的硬涂层、和
在所述未固化的硬涂层上形成的未固化的光干涉层;
所述未固化的硬涂层含有活性能量线固化型的硬涂层形成组合物,
所述未固化的光干涉层含有活性能量线固化型的光干涉层形成组合物,
所述透明支承基材的厚度为50μm以上且600μm以下,
所述层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,
在90℃的温度下加热处理30分钟后的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2%以下。
根据上述[1]所述的层叠膜,其中,所述反射率的极小值RAH和所述加热处理前的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RBH满足如下关系:
100×|RAH-RBH|/RBH≤20(%)。
根据上述[1]或[2]所述的层叠膜,其中,
所述光干涉层形成组合物含有第1层形成成分和低折射粒子,
所述第1层形成成分含有1分子中具有2个以上的聚合性官能团的第1反应性成分,
所述第1反应性成分含有选自重均分子量超过1万的第1聚合物、重均分子量为1万以下的第1低聚物和重均分子量为1万以下的第1单体的至少1种,
所述低折射粒子的含量X、所述第1低聚物和所述第1单体的合计含量Y、和所述第1聚合物的含量Z满足如下关系:
X+Y+Z=100,
X≥30,
Y≥0,
Z≥0,和
Z≤1/2X-15。
根据上述[1]~[3]中任一项所述的层叠膜,其中,
所述硬涂层形成组合物含有第2层形成成分,
所述第2层形成成分含有1分子中具有2个以上的聚合性官能团的第2反应性成分,
所述第2反应性成分含有重均分子量为1万以下的第2低聚物和重均分子量为1万以下的第2单体中的至少一者。
根据上述[4]所述的层叠膜,其中,所述第2反应性成分还含有重均分子量超过1万的第2聚合物。
根据上述[4]或[5]所述的层叠膜,其中,相对于所述硬涂层形成组合物的固体成分100质量份,所述第2低聚物和所述第2单体的合计含量为25质量份以上且65质量份以下。
根据上述[1]~[6]中任一项所述的层叠膜,其中,在所述未固化的硬涂层与所述未固化的光干涉层之间还具有至少一个未固化的功能层。
根据上述[1]~[7]中任一项所述的层叠膜,其中,从所述未固化的光干涉层侧通过纳米压痕法测定的硬度HBC为0.1GPa以上且0.5GPa以下。
根据上述[1]~[8]中任一项所述的层叠膜,其中,从照射了累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线的所述层叠膜的所述光干涉层侧通过纳米压痕法测定的硬度HAC为0.25GPa以上且0.7GPa以下。
根据上述[1]~[9]中任一项所述的层叠膜,其中,所述未固化的硬涂层的厚度为2μm以上且30μm以下。
根据上述[1]~[10]中任一项所述的层叠膜,其中,所述未固化的光干涉层的厚度为15nm以上且200nm以下。
成型体,其中,含有经固化的根据上述[1]~[11]中任一项所述的层叠膜。
根据上述[12]所述的成型体,其中,
所述硬涂层配置在所述透明支承基材的一个主面上,
所述成型体还具备配置在所述透明支承基材的另一个主面上的装饰层。
根据上述[13]所述的成型体,其还具备覆盖所述装饰层的至少一部分的成型树脂层。
层叠膜的制造方法,其具备:
在厚度为50μm以上且600μm以下的透明支承基材的一个面上涂布活性能量线固化型的硬涂层形成组合物而形成未固化的硬涂层的工序,
在另外的支承基材的一个面上涂布活性能量线固化型的光干涉层形成组合物而形成未固化的光干涉层的工序,和
将所述未固化的硬涂层的与所述透明支承基材相反一侧的面和所述未固化的光干涉层的与所述另外的支承基材相反一侧的面贴合而得到层叠膜的层压工序;
所述层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,
在90℃的温度下加热30分钟后的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2%以下。
成型体的制造方法,其具备:
在根据上述[1]~[11]中任一项所述的层叠膜的所述透明支承基材的另一个主面上形成装饰层的装饰工序,和
在所述装饰工序之后对所述层叠膜照射活性能量线的固化工序;
所述装饰工序包括将所述层叠膜在80℃以上加热20分钟以上的加热工序。
根据上述[16]所述的成型体的制造方法,其中,在所述装饰工序之后,具备使所述光干涉层面向模具,并向所述装饰层注射成型用树脂的注塑成型工序。
根据上述[17]所述的成型体的制造方法,其中,所述模具对所述层叠膜赋予立体形状,
在所述装饰工序之后且所述注塑成型工序之前,具备将所述层叠膜成型为按照所述立体形状的形状的预成型工序。
发明的效果
根据本发明,可提供具有低反射率的后固化型的层叠膜和成型体、以及它们的制造方法。
附图说明
[图1]示意性地示出本发明的一个实施方式所涉及的层叠膜的截面图。
[图2]示意性地示出本发明的一个实施方式所涉及的成型体的截面图。
[图3]示出本发明的一个实施方式所涉及的层叠膜的制造方法的流程图。
[图4]说明本发明的一个实施方式所涉及的层叠膜的制造方法中的层压工序的概略图。
[图5]示出本发明的一个实施方式所涉及的成型体的制造方法的流程图。
[图6]示出本发明的另外的实施方式所涉及的成型体的制造方法的流程图。
具体实施方式
作为显示器的保护膜,通常使用被称为预固化(pre-cure)型的层叠膜。如专利文献1所示,在预固化型的层叠膜中,各层在预成型时已经固化。因此,在向立体形状的注塑成型或在其之前进行的预成型中,层叠膜无法追随深的立体形状的模具,有时在层叠膜中产生裂纹或白化。
为了使预固化型的层叠膜追随深的立体形状的模具,考虑了降低层叠膜的交联密度,使固化后的硬度降低。但是,若交联密度低,则难以得到充分的机械物性或耐化学药品性。
为了在提高作为最终产品的层叠膜的交联密度的同时、使层叠膜追随深的立体形状的模具,可以在预成型之后使层叠膜固化。这样的层叠膜被称为后固化型。后固化型的层叠膜具备未固化的硬涂层和未固化的光干涉层。
在使用后固化型的层叠膜的情况下,通过在层叠膜上形成装饰层时实施的加热处理,有时在未固化的硬涂层与光干涉层的界面产生混相。若在该界面产生混相,则反射率上升。
因此,在本实施方式中,提出了在加热处理后也具有低反射率的层叠膜。具体而言,在90℃的温度下加热处理30分钟后的层叠膜的从未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2%以下。因此,本实施方式所涉及的层叠膜可在维持低反射率的状态下进行装饰或成型为复杂的形状。
层叠膜为后固化型,并且在160℃下的拉伸率为50%以上。因此,可抑制预成型或注塑成型工序中的裂纹或白化的产生,成型品的外观良好。由于难以产生裂纹,所以可更有效地发挥硬涂层和光干涉层的功能。此外,由于层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,且透明支承基材的厚度为50μm以上且600μm以下,所以即使在成型为复杂的形状的情况下,所得的成型体也具有充分的刚性。
在预成型时,层叠膜被拉伸。在使用后固化型的层叠膜的情况下,预成型的层叠膜为未固化状态。换言之,对未固化的层叠膜实施拉伸处理,在固化后不进行过度的拉伸处理。因此,可以交联密度变高的方式由层形成组合物形成各层。即,可使固化后的各层的硬度更高。
另外,在层叠时,由于硬涂层和光干涉层均未固化,所以层间的密合性变高。此外,通过进行热处理,可使各层的表面的凹凸流平(leveling)。由此,可得到具有高平滑性的层叠膜。
A.层叠膜
本实施方式所涉及的层叠膜具有透明支承基材、在透明支承基材的至少一个面上形成的未固化的硬涂层和在未固化的硬涂层上形成的未固化的光干涉层。未固化的硬涂层含有活性能量线固化型的硬涂层形成组合物。未固化的光干涉层含有活性能量线固化型的光干涉层形成组合物。
未固化是指未完全固化的状态。层叠膜中含有的硬涂层和光干涉层可以是半固化的状态。层叠膜为后固化型。
固化与JIS K 5500(涂料用语)中规定的“固化干燥”同义。即,固化是指成为如下的状态:a)试着用拇指和食指用力夹住试验片的中央,在涂面上没有留下指纹造成的凹陷,感觉不到涂膜的移动,另外,试着用指尖快速地反复摩擦涂面,没有留下擦痕(干硬(dryhard))。
照射了累积光量为200mJ/cm2的活性能量线的层叠膜可以说是完全固化。
半固化与JIS K 5500(涂料用语)中规定的“半固化干燥”同义。即,半固化是指成为如下的状态之时:试着用指尖轻轻摩擦涂面的中央,在涂面上没有留下擦痕(指触干燥(dry to touch))。照射了累积光量为1mJ/cm2以上且低于200mJ/cm2的活性能量线的层叠膜可以说是半固化。
硬涂层和光干涉层未暴露于活性能量线、或暴露于低于1mJ/cm2的活性能量线后的状态可以说是未固化。
(反射率)
在90℃的温度下实施了30分钟的加热处理(以下有时称为特定加热处理)的层叠膜的从未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2.0%以下。反射率的极小值RAH在该范围内表示未固化的硬涂层与未固化的光干涉层之间混相的产生得到抑制,在两层之间形成明确的界面。反射率的极小值RAH优选为1.8%以下,更优选为1.6%以下。本实施方式所涉及的层叠膜的反射率的极小值即使是在90℃以上且120℃以下的温度下进行30分钟以上且90分钟以下的加热处理后也可以是2.0%以下。
本实施方式所涉及的层叠膜具有优异的抗反射性能。使其固化而成的成型体也具有优异的抗反射性能。利用抗反射效果,可减少外光映入到成型体。成型体具有良好的显示特性和良好的视认性。
反射率的极小值RAH是在380nm以上且780nm以下的波长区域内测定包含正反射光的所有反射光而得到的。反射率的极小值RAH是通过所谓的SCI(包含镜面正反射光(Specular Component Include))方式测定的各波长下的反射率中最小的值。该方法由于不易受到被测定物的表面状态的影响,所以可测定未固化的层的反射率。
具体而言,层叠膜的反射率的极小值RAH可通过以下方法测定。
使用刮棒涂布机,在透明支承基材的与未固化的硬涂层相反一侧的面上涂布黑色涂料(例如商品名:CZ-805BLACK(NIKKO BICSCo.,Ltd.制),使得干燥膜厚达到3μm以上且6μm以下。然后,在90℃的温度下加热处理30分钟,制作评价样品M。
从所得的评价样品M的光干涉层侧,使用分光色彩计(例如日本电色工业公司制的SD7000),以10nm波长间隔测定380nm以上且780nm以下的波长区域的基于SCI方式的反射率。在评价样品M的任意5个点以上(优选为10个点)测定反射率。对每个测定点确定反射率的极小值。本实施方式所涉及的层叠膜的反射率的极小值RAH在所有的测定点均不超过2%。
也可使用对评价样品M照射累积光量200mJ/cm2以上的活性能量线而得的评价样品N,测定反射率的极小值RAH。这是因为在固化前后反射率几乎没有变化。
优选在加热处理前后反射率不怎么变化。由此,不受工序的生产条件的偏差影响,容易得到稳定的抗反射性能。例如,反射率的极小值RAH和实施特定加热处理前的层叠膜的从未固化的光干涉层侧测定的反射率的极小值RBH优选满足100×|RAH-RBH|/RBH≤20(%)的关系。100×|RAH-RBH|/RBH更优选为10%以下,特别优选为5%以下。
根据本实施方式所涉及的层叠膜,即使实施特定加热处理,也可维持低反射率。另外,通过特定加热处理,硬涂层形成组合物和光干涉层形成组合物的固化几乎不进行。因此,在完全固化前,可对层叠膜实施特定加热处理及另外的加热处理,而不会对反射率以及密合性、拉伸率造成影响。通过加热处理,可提高各层的平滑性。由此,所得的成型体的平滑性也提高。
另外的加热处理的条件可以根据各层的组成适当设定。另外的加热处理的温度可以是90℃以上且220℃以下,也可以是100℃以上且220℃以下,还可以是110℃以上且220℃以下。另外的热处理的时间可以是10秒以上且10分钟以下。
在预成型工序中,层叠膜通过热成型而被赋形为所期望的立体形状。另外的加热处理可利用在预成型工序中施加的该热来进行。通过在150℃以上且190℃以下左右的条件下实施10秒以上且5分钟以下的热成型,可一边预成型,一边使未固化的各层充分流平。
(拉伸率)
层叠膜在160℃下的拉伸率E160为50%以上。在这种情况下,层叠膜在150℃以上且190℃以下的成型温度下充分拉伸。由此,可将层叠膜成型为复杂的立体形状,而不会产生裂纹。特别是在预成型工序中容易抑制层叠膜的损伤。因此,可得到具备硬涂层和光干涉层的功能,并且具有复杂的立体形状的成型体。层叠膜可根据所要求的物性、形状等,例如通过预成型和嵌件模塑法等成型为立体形状。
硬涂层和光干涉层的功能例如为优异的硬涂层性能和抗反射性能。作为硬涂层性能,例如可列举出高的硬度、耐磨损性和耐化学药品性。
层叠膜的拉伸率E160优选为60%以上,更优选为70%以上。层叠膜的拉伸率E160可以低于400%,也可以低于350%,还可以低于300%。将层叠膜固化而得的成型体在160℃下的拉伸率低于15%,可以是5%以下。
拉伸率E160例如可如下测定。
准备夹头间距离为150mm的拉伸试验机和切成长度200mm×宽度10mm的评价样品。在160℃气氛下,在拉伸力为5.0Kgf、拉伸速度为300mm/分钟的条件下,将评价样品沿长边方向拉伸10%。目视确认拉伸后的评价样品有无裂纹。
在没有产生裂纹的情况下,切出新的样品,接着沿长边方向拉伸至20%。然后,同样目视确认有无裂纹。一边使拉伸率每次增加10%一边重复该步骤,将首次确认到裂纹时的拉伸率记作层叠膜的拉伸率E160。
(厚度)
透明支承基材的厚度为50μm以上且600μm以下。由此,即使在使层叠膜拉伸的情况下,层叠膜也可保持刚性。另外,容易抑制层叠膜和成型体的翘曲。此外,由于可将透明支承基材和层叠膜卷绕成卷状,所以可进行卷对卷加工。
透明支承基材的厚度优选为100μm以上,更优选为200μm以上。透明支承基材的厚度优选为500μm以下,更优选为480μm以下,进一步优选为450μm以下,特别优选为400μm以下。
未固化的硬涂层的厚度没有特别限定。例如,未固化的硬涂层的厚度为2μm以上且30μm以下。未固化的硬涂层是指干燥后、并且未固化的硬涂层(以下简称为未固化的硬涂层)。通过未固化的硬涂层具有这样的厚度,容易抑制固化后的翘曲。另外,可得到具有优异的硬涂层性能的硬涂层。
未固化的硬涂层的厚度更优选为3μm以上。未固化的硬涂层的厚度更优选为25μm以下,特别优选为20μm以下。
未固化的光干涉层的厚度没有特别限定。未固化的光干涉层的厚度例如为15nm以上且200nm以下。未固化的光干涉层的厚度优选为60nm以上,更优选为65nm以上。未固化的光干涉层的厚度优选为180nm以下。若未固化的光干涉层的厚度为该范围,则可对成型体赋予良好的抗反射性。
(硬度)
从容易抑制后续工序中的损伤的观点出发,从层叠膜的光干涉层侧测定的基于纳米压痕法的硬度HBC优选为0.1GPa以上。若硬度HBC为0.1GPa以上,则可抑制切口形成和裁切时的凹陷或损伤、由层叠多个层叠膜时混入的异物所引起的凹陷、刮板痕迹或者吸引痕迹等不良情况,容易提高成品率。
从容易提高未固化的硬涂层与未固化的光干涉层的密合性的观点出发,硬度HBC优选为0.5GPa以下。若硬度HBC为0.5GPa以下,则在未固化的硬涂层上层叠未固化的光干涉层时,两者容易密合。此外,在通过贴合来层叠未固化硬涂层和未固化的光干涉层时,可抑制空气进入层间(夹带空气)。具体而言,硬度HBC优选为0.1GPa以上且0.5GPa以下。硬度HBC更优选为0.15GPa以上。硬度HBC更优选为0.4GPa以下。
从照射了累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线的层叠膜(即,经固化的层叠膜(成型体))的光干涉层侧测定的基于纳米压痕法的硬度HAC优选为0.25GPa以上。硬度HAC优选为0.7GPa以下。具体而言,硬度HAC优选为0.25GPa以上且0.7GPa以下。在实施了特定加热处理后,经固化的层叠膜的硬度也满足上述范围。硬度HAC特别优选为0.3GPa以上。硬度HAC可以是0.6GPa以下。
成型体的硬度HAC比层叠膜的硬度HBC大。在本实施方式中,在硬度HAC为0.25GPa以上且0.7GPa以下的情况下,硬度HBC满足0.1GPa以上且0.5GPa以下。
硬度HBC和HAC根据从层叠膜或成型体的光干涉层侧基于纳米压痕法测定的值算出。但是,硬度HBC和HAC是在光干涉层的表面状态和透明支承基材的硬度难以产生影响的条件下测定的。即,硬度HBC和HAC是将压头从光干涉层侧压入到硬涂层中来测定的。可以说硬度HBC和HAC反映了未固化或经固化的硬涂层的硬度。例如,硬度HBC和HAC是在距光干涉层表面1000nm的内部测定的。
基于纳米压痕法的硬度使用纳米压痕装置,例如通过连续刚性测定法(Continuous Stiffness Measurement)求得。在连续刚性测定法中,对样品施加准静态试验载荷(直流(DC)载荷)以及微小载荷(交流(AC)载荷)。由此,对样品施加的力微小地振动。根据由此产生的位移的振动分量和位移与载荷的相位差,计算相对于深度的刚度。由此,可获得硬度相对于深度的连续分布。
作为纳米压痕装置,可使用NANOMECHANICS,INC.制的iMicro Nanoindenter。在连续刚性测定法中,例如可使用Advanced Dynamic E and H.NMT方法。载荷和刚度的计算可使用iMicro专用软件。通过压头对样品施加载荷至达到最大载荷50mN。作为压头,例如使用伯克维奇(verkovich)型的金刚石压头。在测定和计算刚度时,测定对象物(未固化的硬涂层和光干涉层)的泊松比和载荷等可适当设定恰当的值。
在通过纳米压痕法测定硬度HBC后,在光干涉层的表面未残留与所使用的压头的形状一致的压痕的情况下,可判断所测定的硬度HBC不正确。上述现象被认为是由于未固化的硬涂层过于柔软而产生的。即,所测定的该硬度不是未固化的硬涂层的硬度,而是强烈地受到透明支承基材的影响。因此,在上述情况下,硬度HBC可被认为低于0.1GPa。
(耐磨损性)
从视认性的观点出发,经固化的层叠膜优选耐磨损性优异。优选在对照射了累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线的层叠膜的光干涉层的表面一边每4cm2施加垂直载荷19.6N一边摩擦3000次时,在光干涉层中未视认伤痕。在这种情况下,容易抑制由成型体的外观变化而引起的视认性降低。在实施特定加热处理后,经固化的层叠膜也具有满足上述的耐磨损性。
“未视认伤痕”是指无法通过目视观察到伤痕。“伤痕”例如是表面的粗糙。只要无法通过目视观察到伤痕,那么在使用倍率为100倍的显微镜观察磨损试验后的样品时,观察到极微小的伤痕也可。
磨损试验在上述条件下使用已知的方法来进行。在磨损试验中,通常使用固定有棉布的摩擦件。通过该摩擦件,对样品施加垂直载荷(具体而言,每4cm2为19.6N)。
层叠膜可在照射活性能量线前进行特定加热处理。对层叠膜,在特定加热处理以外附加地,或者代替特定加热处理,也可在150~190℃的气氛下进行30~60秒钟的加热处理。通过这些加热处理,层叠膜的表面通过流平而平坦化,容易进一步提高耐磨损性。
(静摩擦系数)
从耐擦伤性和耐磨损性的观点出发,优选经固化的层叠膜的静摩擦系数小。照射了累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线的层叠膜的光干涉层的静摩擦系数μAC优选为0.3以下,更优选为0.25以下,特别优选为0.20以下。静摩擦系数可依据JIS K 7125进行测定。在实施特定加热处理后,经固化的层叠膜的静摩擦系数也满足上述范围。
光干涉层以未固化的状态与未固化的硬涂层层叠。进而,层叠膜以未固化的状态用于各种加工。因此,对于光干涉层,除了抗反射性能以外,还要求具有高硬度、低粘性而难以被污染、可抑制加工时的损伤和外观变化、可抑制由与其它层的热收缩性的不同所引起的卷曲等。特别是对于光干涉层,要求优异的抗反射性能、低粘性而难以被污染、可抑制加工时的损伤(例如装饰工序中的吸引痕迹等凹陷、刮板痕迹)等。
这些要求可通过控制未固化的光干涉层的硬度、刚性、平滑性和粘性等来实现。未固化的光干涉层的上述物性可通过其厚度和光干涉层形成组合物的组成等来调整。
硬涂层也以未固化的状态与未固化的光干涉层层叠。进而,如上所述,层叠膜以未固化的状态用于各种加工。因此,对于未固化的硬涂层,与光干涉层同样,要求具有高硬度、低粘性而难以被污染、可抑制加工时的损伤和外观变化(例如预成型工序中的起泡、裂纹)、可抑制由与其它层的热收缩性的不同所引起的卷曲等。
这些要求可通过控制未固化的硬涂层的硬度、刚性、平滑性和粘性等来实现。未固化的硬涂层的上述物性可通过其厚度和硬涂层形成组合物的组成等来调整。
以下,进一步对本实施方式的层叠膜所具有的透明支承基材和各层进行说明。
[透明支承基材]
透明支承基材只要是透明的,就没有特别限定。所谓透明,具体而言,是指全光线透过率为80%以上。透明支承基材的全光线透过率为80%以上,优选为90%以上。全光线透过率可通过依照JIS K7361-1的方法进行测定。作为透明支承基材,可使用本领域中公知的材料,而没有特别限制。透明支承基材可以是无色的,也可以是有色的。
透明支承基材可根据用途适当选择。作为透明支承基材,例如可列举出聚碳酸酯(PC)膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜,二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素等纤维素膜,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸膜,聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯膜,聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、具有环状乃至降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等烯烃膜,尼龙、芳族聚酰胺等酰胺膜。另外,透明支承基材可以是含有聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚乙烯醇、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、聚甲醛、环氧树脂等树脂的膜,也可以是含有这些聚合物的混合物的膜。
透明支承基材也可以是多个膜的层叠体。透明支承基材例如可以是由丙烯酸树脂构成的膜与由聚碳酸酯树脂构成的膜的层叠体。
透明支承基材在光学上可具有各向异性,也可具有各向同性。在光学上具有各向异性的透明支承基材的双折射的大小没有特别限定。具有各向异性的透明支承基材的相位差可以是波长的1/4(λ/4),也可以是波长的1/2(λ/2)。
[未固化的光干涉层]
未固化的光干涉层含有活性能量线固化型的光干涉层形成组合物(以下有时称为组合物R)。组合物R通过活性能量线固化。通过调整活性能量线的累积光量,可控制光干涉层的硬度和/或拉伸率。活性能量线为紫外线、电子束、α射线、β射线、γ射线等电离辐射线。组合物R特别优选为紫外线固化型。
光干涉层作为具有低折射率的层发挥作用。经固化的光干涉层的折射率例如为1.20以上且1.55以下,可以是1.25以上且1.50以下,也可以是1.30以上且1.45以下。由此,可发挥良好的抗反射性。
<<光干涉层形成组合物>>
光干涉层形成组合物(组合物R)例如含有第1层形成成分和低折射粒子。低折射粒子是具有低折射率的粒子,使光干涉层的折射率降低。
<低折射粒子>
作为低折射粒子,例如可列举出中空状二氧化硅微粒、中空树脂粒子。低折射粒子可在保持光干涉层的强度的同时,降低其折射率。低折射粒子是在内部填充有气体的结构和/或含有气体的多孔结构体。折射率与气体的占有率成反比地降低。因此,低折射粒子具有比不具有中空的粒子的折射率低的折射率。
作为低折射粒子,可使用在内部和/或表面的至少一部分形成有纳米多孔结构的二氧化硅微粒。纳米多孔结构对应于二氧化硅微粒的形态、结构、凝聚状态、在涂膜内部的分散状态而形成。
低折射粒子的体积平均粒径(1次粒径)优选为50nm以上且200nm以下。光干涉层的膜厚考虑低折射粒子的体积平均粒径(1次粒径)等而设计。具体而言,光干涉层被设计成比低折射粒子的体积平均粒径厚。由此,低折射粒子难以从光干涉层的表面露出,摩擦光干涉层表面时的低折射粒子从光干涉层的脱落得到抑制,容易提高耐磨损性。
相对于组合物R的固体成分100质量份,低折射粒子的含量优选为20质量份以上,更优选为30质量份以上,特别优选为40质量份以上。由此,光干涉层容易发挥优异的抗反射性。相对于组合物R的固体成分100质量份,低折射粒子的含量优选为80质量份以下,更优选为75质量份以下,特别优选为70质量份以下。
<第1层形成成分>
第1层形成成分含有1分子中具有2个以上的聚合性官能团的第1反应性成分。第1反应性成分含有选自第1单体、第1低聚物和第1聚合物的至少1种。第1单体和第1低聚物的重均分子量为1万以下,可以是9000以下。第1聚合物的重均分子量超过1万,可以是2万以上。第1聚合物的重均分子量可以是10万以下。
重均分子量(Mw)可根据用凝胶渗透色谱测定而得的色谱图,以标准聚苯乙烯的分子量为基准而算出。
从与未固化的硬涂层的密合性和透明性的观点出发,第1反应性成分优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。作为(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可列举出丙烯酸(甲基)丙烯酸酯单体、丙烯酸(甲基)丙烯酸酯低聚物和丙烯酸(甲基)丙烯酸酯聚合物等丙烯酸(甲基)丙烯酸酯化合物,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯单体、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯聚合物等氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,硅酮(甲基)丙烯酸酯单体、硅酮(甲基)丙烯酸酯低聚物和硅酮(甲基)丙烯酸酯聚合物等硅酮(甲基)丙烯酸酯化合物。它们可单独使用1种,或者组合2种以上使用。“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
第1单体和第1低聚物的丙烯酸当量没有特别限定。从反应性的观点出发,第1单体和第1低聚物的丙烯酸当量优选为100g/eq.以上,更优选为110g/eq.以上,特别优选为115g/eq.以上。第1单体和第1低聚物的丙烯酸当量可以是200g/eq.以下,也可以是180g/eq.以下,还可以是160g/eq.以下。
作为(甲基)丙烯酸酯化合物的原料的(甲基)丙烯酸酯单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸异硬脂醇酯、乙氧基化邻苯基苯酚丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-甲氧基丙酯、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、季戊四醇(三/四)丙烯酸酯(PETA)、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基(甲基)丙烯酰胺。
作为丙烯酸(甲基)丙烯酸酯低聚物或聚合物,例如可列举出上述(甲基)丙烯酸酯单体中的至少1种的聚合物。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物也可通过例如使聚碳酸酯二醇、分子中含有羟基和不饱和双键基团的(甲基)丙烯酸酯化合物和多异氰酸酯反应来制备。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯聚合物,例如可列举出上述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯单体和低聚物中的至少1种的聚合物。
硅酮(甲基)丙烯酸酯化合物是具有硅氧烷键的(甲基)丙烯酸酯化合物。虽然不应限定于特定的理论来解释,但通过硅酮(甲基)丙烯酸酯化合物,可实现未固化的光干涉层的低表面张力化、流平性的提高和粘性的降低。
从提高耐磨损性或防污性、降低折射率等观点出发,第1反应性成分(代表性地为(甲基)丙烯酸酯化合物)也可含有氟原子。第1层形成成分也可含有1分子中所含聚合性官能团低于2个的非反应性成分。
混相被认为是主要由硬涂层中含有的分子量小的单体和/或低聚物因热而扩散并到达光干涉层所引起的。而且,低折射粒子可抑制单体和/或低聚物从该硬涂层向光干涉层的热扩散。另一方面,第1聚合物抑制单体和/或低聚物从硬涂层向光干涉层的热扩散的作用小。
从抑制混相的观点出发,优选在减小第1聚合物的含有比例的同时,增大低折射粒子的含有比例。例如,组合物R中,优选以低折射粒子的含量X和第1聚合物的含量Z满足如下关系的方式含有第1聚合物:
100×Z/(X+Z)<40(%)。
更优选满足100×Z/(X+Z)≤35(%)的关系。特别优选满足100×Z/(X+Z)≤30(%)的关系。
特别是在相对于第1低聚物、第1单体、第1聚合物和低折射粒子的合计含有30质量%以上的低折射粒子的情况下(X≥30),优选低折射粒子的含量X、第1低聚物和第1单体的合计含量Y、和第1聚合物的含量Z满足如下关系:
X+Y+Z=100,
Y≥0,
Z≥0,和
Z≤1/2X-15。
由此,更容易抑制混相。更优选满足Z≤1/2X-18的关系,特别优选满足Z≤1/2X-20的关系。
第1单体和/或第1低聚物抑制混相的效果比低折射粒子略小,但在提高经固化的层叠膜(成型体)的各种物性的方面是重要的。
<无机氧化物微粒>
组合物R可含有无机氧化物微粒。利用无机氧化物微粒,在抑制未固化的光干涉层的体积收缩的同时,容易提高刚性。因此,容易抑制未固化的光干涉层的制造工序中的外观变化。此外,也可抑制经固化的光干涉层的外观变化和卷曲的产生。此外,在降低经固化的光干涉层的粘性的同时,容易提高耐磨损性。
相对于组合物R的固体成分100质量份,无机氧化物微粒的含量优选为1质量份以上,更优选为5质量份以上,特别优选为7质量份以上。相对于组合物R的固体成分100质量份,无机氧化物微粒的含量优选为20质量份以下,更优选为18质量份以下,特别优选为15质量份以下。
组合物R的固体成分是除溶剂以外的组合物R的全部成分。硬涂层形成组合物的固体成分也同样。
无机氧化物微粒没有特别限定。作为无机氧化物微粒,例如可列举出二氧化硅(SiO2)粒子(其中,中空的粒子除外)、氧化铝粒子、二氧化钛粒子、氧化锡粒子、掺杂锑的氧化锡(ATO)粒子、氧化锌粒子。无机氧化物微粒的表面可被含有不饱和双键的官能团修饰。作为官能团,优选(甲基)丙烯酰基。其中,从成本和涂料稳定性的观点出发,优选二氧化硅粒子、氧化铝粒子,特别优选表面被官能团修饰的二氧化硅粒子、氧化铝粒子。无机氧化物微粒的形态可以是溶胶。
无机氧化物微粒的平均粒径没有特别限定。从透明性和涂料稳定性的观点出发,无机氧化物微粒的平均粒径优选为5nm以上且100nm以下。无机氧化物微粒的平均粒径是根据利用电子显微镜得到的截面的图像,使用图像处理软件测定的值。其它粒状物的平均粒径也可通过同样的方法求得。
<光聚合引发剂>
组合物R优选含有光聚合引发剂。由此,活性能量线固化型的树脂成分的聚合容易进行。
作为光聚合引发剂,例如可列举出烷基苯酮系光聚合引发剂、酰基氧化膦系光聚合引发剂、二茂钛系光聚合引发剂、肟酯系聚合引发剂。
作为烷基苯酮系光聚合引发剂,例如可列举出2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮。
作为酰基氧化膦系光聚合引发剂,例如可列举出2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。
作为二茂钛系光聚合引发剂,例如可列举出双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛。
作为肟酯系聚合引发剂,例如可列举出1,2-辛烷二酮1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)]、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰肟)、氧苯乙酸、2-[2-氧代-2-苯基乙酰氧基乙氧基]乙酯、2-(2-羟基乙氧基)乙酯。这些光聚合引发剂可单独使用1种,或组合2种以上使用。
其中,优选选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮的至少1种。
相对于组合物R的固体成分100质量份,光聚合引发剂的含量优选为0.01质量份以上,更优选为1质量份以上,特别优选为3质量份以上。相对于组合物R的固体成分100质量份,光聚合引发剂的含量优选为10质量份以下,更优选为7质量份以下,特别优选为5质量份以下。
<溶剂>
组合物R可含有溶剂。溶剂没有特别限定,可考虑组合物中含有的成分、透明支承基材的种类和涂布方法等而适当选择。
作为溶剂,例如可列举出甲苯、二甲苯等芳族系溶剂,甲乙酮、丙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂,乙醚、异丙醚、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、丙二醇单甲醚、茴香醚、苯乙醚等醚系溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、乙二醇二乙酸酯等酯系溶剂,二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺系溶剂,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂系溶剂,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇等醇系溶剂,二氯甲烷、氯仿等卤素系溶剂。这些溶剂可单独使用1种,或者组合2种以上使用。其中,优选酯系溶剂、醚系溶剂、醇系溶剂和酮系溶剂。
<其它>
根据需要,组合物R可含有各种添加剂。作为添加剂,例如可列举出抗静电剂、增塑剂、表面活性剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、表面调整剂、表面改性剂、流平剂和光稳定剂(例如受阻胺系光稳定剂(HALS))。
相对于组合物R的固体成分100质量份,各添加剂的含量优选为1质量份以上,更优选为3质量份以上,特别优选为5质量份以上。相对于组合物R的固体成分100质量份,各添加剂的含量优选为20质量份以下,更优选为15质量份以下。
[未固化的硬涂层]
未固化的硬涂层含有活性能量线固化型的硬涂层形成组合物(以下有时称为组合物HC)。组合物HC通过活性能量线固化。通过调整活性能量线的累积光量,可控制硬涂层的硬度和/或拉伸率。组合物HC优选通过与组合物R同种的活性能量线固化。
<<硬涂层形成组合物>>
硬涂层形成组合物(组合物HC)含有第2层形成成分。
<第2层形成成分>
第2层形成成分含有1分子中具有2个以上的聚合性官能团的第2反应性成分。第2反应性成分优选含有第2单体和第2低聚物中的至少一者。由此,第2层形成成分的交联密度提高,容易提高经固化的硬涂层的硬度。第2单体和第2低聚物的重均分子量为1万以下,可以是9000以下。
相对于组合物HC的固体成分100质量份,第2低聚物和第2单体的合计含量优选为25质量份以上且65质量份以下。若相对于组合物HC的固体成分100质量份,第2低聚物和第2单体的合计含量为25质量份以上,则容易将硬度HBC控制到0.5GPa以下。因此,未固化的硬涂层与未固化的光干涉层容易密合。此外,在层压未固化硬涂层和未固化的光干涉层时,容易抑制空气进入层间(夹带空气)。相对于组合物HC的固体成分100质量份,第2低聚物和第2单体的合计含量更优选为28质量份以上,特别优选为30质量份以上。
若相对于组合物HC的固体成分100质量份,第2低聚物和第2单体的合计含量为65质量份以下,则容易将硬度HBC控制到0.1GPa以上。因此,可抑制切口形成和裁切时的凹陷或损伤、由层叠多个层叠膜时混入的异物所引起的凹陷、刮板痕迹或者吸引痕迹等不良情况,容易提高成品率。相对于组合物HC的固体成分100质量份,第2低聚物和第2单体的合计含量更优选为62质量份以下,特别优选为60质量份以下。
从可抑制未固化的硬涂层的粘性的观点出发,第2反应性成分优选在含有第2单体和/或第2低聚物的同时,还含有重均分子量超过1万的第2聚合物。第2聚合物的重均分子量超过1万,可以是2万以上。第2聚合物的重均分子量可以是10万以下。
作为优选的第2反应性成分,可列举出与作为第1反应性成分所例示的同样的(甲基)丙烯酸酯化合物。从与透明支承基材和光干涉层的密合性或透明性的观点出发,第2反应性成分优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。
<无机氧化物微粒>
组合物HC可含有无机氧化物微粒。作为无机氧化物微粒,可同样地列举出与组合物R相关地例示的物质。相对于组合物HC的固体成分100质量份,无机氧化物微粒的含量优选为20质量份以下,更优选为18质量份以下,特别优选为15质量份以下。相对于组合物HC的固体成分100质量份,无机氧化物微粒的含量优选为0.1质量份以上,更优选为1质量份以上,特别优选为3质量份以上。
<光聚合引发剂>
组合物HC优选含有光聚合引发剂。由此,活性能量线固化型的树脂成分的聚合容易进行。作为光聚合引发剂,可同样地列举出与组合物R相关地例示的物质。
其中,优选选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮的至少1种。
相对于组合物HC的固体成分100质量份,光聚合引发剂的含量优选为0.01质量份以上且10质量份以下,更优选为1质量份以上且10质量份以下。
<溶剂>
组合物HC可含有溶剂。溶剂没有特别限定,可考虑组合物中含有的成分、透明支承基材的种类和涂布方法等而适当选择。作为溶剂,可同样地列举出与组合物R相关地例示的物质。其中,优选酯系溶剂、醚系溶剂、醇系溶剂和酮系溶剂。
<其它>
根据需要,组合物HC可含有各种添加剂。作为添加剂,可同样地列举出与组合物R相关地例示的物质。
组合物HC和组合物R所具有的树脂成分可以相同,也可以不同。其中,两者的树脂成分优选为相同或同种。原因是未固化的硬涂层与未固化的光干涉层的密合性提高,难以产生层间的剥离。
[未固化的功能层]
层叠膜中,在未固化的硬涂层与未固化的光干涉层之间还可具有至少1个未固化的功能层。通过功能层,增强层叠膜的光学功能,或赋予新的光学功能。
功能层可以是具有与上述光干涉层不同的光学特性的另外的光干涉层。功能层可以是具有与上述光干涉层不同的特性的另外的2个以上光干涉层的组合。
优选的功能层例如是具有高折射率的光干涉层和具有中折射率的光干涉层中的至少一者。高折射率层的折射率可以超过1.55且为2.00以下。中折射率层的折射率没有特别限定,只要在光干涉层(低折射率层)与高折射率层之间即可。中折射率层的折射率例如可以是1.55以上且1.75以下。
另外的光干涉层的厚度没有特别限定。另外的光干涉层的每1层的厚度可以是10nm以上且300nm以下。光干涉层每1层的厚度优选为15nm以上,更优选为20nm以上,特别优选为40nm以上。光干涉层每1层的厚度优选为200nm以下,更优选为180nm以下,特别优选为150nm以下。
形成功能层的功能层形成组合物可含有与上述组合物HC或组合物R中含有的成分相同的成分。形成另外的光干涉层的功能层形成组合物可含有与组合物R中含有的成分相同的成分。形成另外的光干涉层的功能层形成组合物可含有高折射粒子。多个功能层中含有的成分可以相同,也可以不同。
高折射率层和中折射率层可含有活性能量线固化型以外的树脂成分。作为另外的树脂成分,例如可列举出醇酸系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂等热塑性树脂,环氧系树脂、酚醛系树脂、三聚氰胺系树脂、氨基甲酸酯系树脂和硅酮树脂等热固性树脂,多异氰酸酯。
[保护膜]
层叠膜中,在未固化的光干涉层的与未固化的硬涂层相反一侧的面可具有保护膜。由此,在将层叠膜卷绕成卷状、或从卷上退卷时,容易抑制损伤。
保护膜在保护光干涉层和层叠膜的同时,作为用于将组合物R成型为膜状的脱模纸发挥作用。保护膜可在涂布面具有粘合层。
可使用本领域中公知的保护膜,而没有特别限制。保护膜可以是无色的,也可以是有色的。保护膜可以是透明的。
保护膜的厚度没有特别限定。保护膜的厚度可以是20μm以上且100μm以下。由此,容易提高未固化的光干涉层的保护效果。保护膜的厚度优选为25μm以上,更优选为30μm以上,进一步优选为33μm以上,特别优选为35μm以上。保护膜的厚度优选为85μm以下,更优选为80μm以下,特别优选为65μm以下。保护膜的厚度为不包含粘合层的厚度的值。
保护膜例如为树脂制。作为树脂膜,可列举出聚乙烯膜和聚丙烯膜(包含无拉伸聚丙烯膜(CPP膜)和双轴拉伸聚丙烯膜(OPP膜))等聚烯烃膜,将这些聚烯烃改性以附加进一步的功能而得的改性聚烯烃膜,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚乳酸等聚酯膜,聚苯乙烯膜、AS树脂膜和ABS树脂膜等聚苯乙烯系树脂膜,尼龙膜,聚酰胺膜,聚氯乙烯膜和聚偏氯乙烯膜,聚甲基戊烯膜。
在树脂膜中,根据需要,可添加抗静电剂、防紫外线剂等添加剂。树脂膜的表面可实施电晕处理或低温等离子体处理。
其中,优选选自聚乙烯膜、聚苯乙烯膜、改性聚烯烃膜、聚甲基戊烯膜、OPP膜和CPP膜的至少1种。
特别优选选自厚度为30μm以上且100μm以下的聚乙烯膜、聚苯乙烯膜、改性聚烯烃膜、聚甲基戊烯膜、OPP膜和CPP膜的至少1种。
图1是示意性地示出本实施方式所涉及的层叠膜的截面图。层叠膜10具备透明支承基材11、配置在其一个主面上的未固化的硬涂层12和在未固化的硬涂层12上形成的未固化的光干涉层13。
B.成型体
本实施方式所涉及的成型体是通过将上述层叠膜固化而得到的。成型体是层叠膜的完全固化物。成型体具有透明支承基材、经固化的硬涂层和经固化的光干涉层。成型体中,在经固化的硬涂层与经固化的光干涉层之间还可具有至少1个经固化的功能层。成型体还可具有保护膜,或不具有保护膜。保护膜根据使用目的来使用。
成型体是通过对层叠膜照射例如累积光量为200mJ/cm2以上的活性能量线,使未固化的硬涂层和未固化的光干涉层固化而得到的。
成型体特别适合作为显示器及其周边所配置的各种传感器的保护材料。作为显示器,例如可列举出液晶显示器、有机EL显示器、等离子显示器。成型体特别适合作为车载用的触摸面板显示器及其周边的保护材料。成型体以光干涉层比硬涂层靠外侧的方式配置。
[装饰层]
成型体还可具备装饰层。根据本实施方式所涉及的层叠膜,即使在形成装饰层时实施加热处理的情况下,也可维持低反射率。在成型体是显示器的保护材料的情况下,装饰层例如可设置在包围显示器的边框部分。
成型体例如具备透明支承基材、配置在透明支承基材的一个主面上的硬涂层和光干涉层、和配置在透明支承基材的另一个主面上的装饰层。装饰层可设置在透明支承基材的另一个主面的一部分上。装饰层是对成型体赋予花纹、文字或金属光泽等装饰的层。通过装饰层,成型体的设计性提高。
作为装饰层,例如可列举出印刷层和蒸镀层中的至少1者。印刷层和蒸镀层分别为1个以上的层,也可具备多个层。装饰层的厚度没有特别限定,可根据设计性等适当设定。
在印刷层例如描绘有木纹花纹、石纹花纹、布纹花纹、砂纹花纹、几何学花纹、文字、整面涂满。印刷层例如由含有粘结剂树脂和着色剂的着色油墨形成。粘结剂树脂没有特别限定。作为粘结剂树脂,例如可列举出氯乙烯/乙酸乙烯酯系共聚物等聚乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、聚乙烯醇缩醛系树脂、聚酯氨基甲酸酯系树脂、纤维素酯系树脂、醇酸树脂、氯化聚烯烃系树脂。
着色剂没有特别限定,可列举出公知的颜料或染料。作为黄色颜料,例如可列举出多偶氮等偶氮系颜料、异吲哚啉酮等有机颜料或钛镍锑氧化物等无机颜料。作为红色颜料,例如可列举出多偶氮等偶氮系颜料、喹吖啶酮等有机颜料或铁丹等无机颜料。作为蓝色颜料,例如可列举出酞菁蓝等有机颜料或钴蓝等无机颜料。作为黑色颜料,例如可列举出苯胺黑等有机颜料。作为白色颜料,例如可列举出二氧化钛等无机颜料。
蒸镀层例如由选自铝、镍、金、铂、铬、铁、铜、铟、锡、银、钛、铅、锌等的至少一种金属或它们的合金或化合物形成。
[成型树脂层]
成型体还可具备成型树脂层。成型树脂层与透明支承基材一起支承硬涂层和光干涉层。成型体例如具备透明支承基材、配置在透明支承基材的一个主面上的硬涂层和光干涉层、和配置在透明支承基材的另一个主面上的成型树脂层。成型树脂层的形状没有限制。因此,成型体的设计自由度提高。
成型体可具备透明支承基材、配置在透明支承基材的一个主面上的硬涂层和光干涉层、配置在透明支承基材的另一个主面上的装饰层、和成型树脂层。在这种情况下,装饰层以被透明支承基材和成型树脂层夹持的方式配置。
形成成型树脂层的树脂没有特别限定。成型树脂层例如含有热固性树脂和/或热塑性树脂。作为热固性树脂,例如可列举出酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯、热固性聚酰亚胺。作为热塑性树脂,可列举出所谓的工程塑料。作为工程塑料,例如可列举出聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、超高分子量聚乙烯、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物。
图2是示意性地示出本实施方式所涉及的成型体的截面图。成型体20具备透明支承基材11、配置在其一个主面上的经固化的硬涂层22、在硬涂层22上形成的经固化的光干涉层23、装饰层24和成型树脂层25。装饰层24以覆盖透明支承基材11的另一个主面的一部分的方式配置。成型树脂层25以覆盖透明支承基材11的另一个主面整体和装饰层24整体的方式配置。
C.层叠膜的制造方法
本实施方式所涉及的层叠膜通过具备如下工序的方法制造:在厚度为50μm以上且600μm以下的透明支承基材的一个面上涂布活性能量线固化型的硬涂层形成组合物而形成未固化的硬涂层的工序,在另外的支承基材的一个面上涂布活性能量线固化型的光干涉层形成组合物而形成未固化的光干涉层的工序,和将未固化的硬涂层的与透明支承基材相反一侧的面和未固化的光干涉层的与另外的支承基材相反一侧的面贴合而得到层叠膜的层压工序。通过利用层压法层叠未固化的硬涂层和未固化的光干涉层,容易抑制混相。所得的层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,实施特定加热处理后的反射率的极小值RAH为2%以下。
图3是示出本实施方式所涉及的层叠膜的制造方法的流程图。
(1-1)形成未固化的硬涂层的工序(S11)
形成未固化的硬涂层的方法没有特别限定。未固化的硬涂层通过在透明支承基材的一个面上例如涂布组合物HC来形成。
组合物HC可通过本领域技术人员通常进行的方法来制备。例如,可通过使用涂料振荡器(paint shaker)、混合器等通常使用的混合装置,将上述各成分混合来制备。
组合物HC的涂布方法没有特别限定,可通过本领域技术人员通常进行的方法来进行。作为涂布方法,例如可列举出浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、辊涂法、刮棒涂布法(例如线棒涂布法)、模涂法、喷墨法和凹版涂布法。
组合物HC的涂布量没有特别限定。组合物HC例如以在干燥后未固化的硬涂层的厚度达到2μm以上且30μm以下的方式涂布。
在涂布后,可进行干燥工序。干燥条件没有特别限定,以除去组合物HC中含有的溶剂的至少一部分的方式适当设定。作为干燥方法,例如可列举出风干(自然干燥)、加热干燥、真空干燥。其中,优选加热干燥。通过加热,在干燥的同时,可使未固化的硬涂层流平。干燥在从在透明支承基材上形成未固化的硬涂层到将未固化的硬涂层供于层压工序的期间进行。例如,在将具备未固化的硬涂层的透明支承基材送入层压加工机前,将未固化的硬涂层干燥。
在形成未固化的硬涂层后,可将透明支承基材卷绕成卷状。由此,在层压工序之前,可进行卷对卷处理。此外,可在未固化的硬涂层的表面贴合保护用的膜后,卷绕透明支承基材。保护用的膜和未固化的硬涂层可经由粘合层贴合。
(1-2)形成未固化的光干涉层的工序(S12)
形成未固化的光干涉层的方法没有特别限定。未固化的光干涉层通过在另外的支承基材(代表性地为上述保护膜)的一个面上例如涂布组合物R来形成。组合物R的涂布方法与组合物HC同样,可通过本领域技术人员通常进行的方法来进行。
组合物R的涂布量没有特别限定。组合物R例如以在干燥后未固化的光干涉层的厚度达到15nm以上且200nm以下的方式涂布。
在涂布后,可进行干燥工序。干燥条件没有特别限定,以除去组合物R中含有的溶剂的至少一部分的方式适当设定。作为干燥方法,可列举出与硬涂层的干燥同样的方法。其中,优选加热干燥。通过加热,在干燥的同时,可使未固化的光干涉层流平。
干燥在从另外的支承基材上形成未固化的光干涉层到将未固化的光干涉层供于层压工序的期间进行。例如,在将具备未固化的光干涉层的另外的支承基材送入层压加工机前,将未固化的光干涉层干燥。
在形成未固化的光干涉层后,可将另外的支承基材卷绕成卷状。由此,在层压工序之前,可进行卷对卷处理。此外,可在未固化的光干涉层的表面贴合保护用的膜后,卷绕另外的支承基材。保护用的膜和未固化的光干涉层可经由粘合层贴合。
(1-3)层压工序(S13)
将在另外的支承基材上形成的未固化的光干涉层和在透明支承基材上形成的未固化的硬涂层贴合。由此,得到层叠膜。在将两者贴合后,可剥离另外的支承基材。
在卷绕形成有未固化的光干涉层的另外的支承基材的情况下,在将具备未固化的硬涂层的透明支承基材送入层压机的同时,将已卷绕的另外的支承基材一边退卷一边送入层压机。
在卷绕形成有未固化的硬涂层的透明支承基材的情况下,在将具备未固化的光干涉层的另外的支承基材送入层压机的同时,将已卷绕的透明支承基材一边退卷一边送入层压机。
贴合优选在施加压力的同时进行。压力例如可为0.1N/cm以上且50N/cm以下。压力优选为0.5N/cm以上。压力优选为30N/cm以下。
贴合时的各层的温度没有特别限定。由于各层均未固化,所以可在低温下贴合。另一方面,由于本实施方式所涉及的层叠膜容易抑制混相的产生,所以可在贴合时将各层加热。贴合时的各层的温度可以是0℃以上且100℃以下。
在未固化的硬涂层与未固化的光干涉层之间具备未固化的功能层的层叠膜例如通过以下工序制造。
首先,在新支承基材上形成另外的未固化的功能层。接着,将未固化的硬涂层的与透明支承基材相反一侧的面和未固化的功能层的与新支承基材相反一侧的面贴合。在剥离新支承基材后,在露出的未固化的功能层上贴合被另外的支承基材支承的未固化的光干涉层。根据需要,在贴合光干涉层前,重复将未固化的功能层贴合到未固化的硬涂层、或层叠于其上的未固化的功能层上的工序。
由此,得到依次含有透明支承基材、未固化的硬涂层、至少1个未固化的功能层、光干涉层和另外的支承基材的层叠膜。另外的支承基材可被剥离,也可不被剥离。在层压工序之后,可将层叠膜卷绕成卷状。在这种情况下,另外的支承基材优选不被剥离。
图4是说明本实施方式所涉及的层叠膜的制造方法中的层压工序的概略图。在透明支承基材11的一个面上形成有未固化的硬涂层12。该层叠体通过未固化的硬涂层的形成工序得到。该层叠体从图4的左方向右方以平坦的状态输送。
另一方面,在另外的支承基材14的一个面上层叠有未固化的光干涉层13。该层叠体通过未固化的光干涉层的形成工序得到。该层叠体从图4的左方向右方以平坦的状态输送。
一边输送这些层叠体,一边通过一对辊30施加压力,从而将未固化的硬涂层12的与透明支承基材11相反一侧的面和未固化的光干涉层13的与另外的支承基材14相反一侧的面贴合。由此,得到依次含有透明支承基材11、未固化的硬涂层12、光干涉层13和另外的支承基材14的层叠膜。
图示例中的各种尺寸只是一个方式。各层和各基材的厚度和大小、辊的位置和大小等只要适当设定即可。
D.成型体的制造方法
本实施方式所涉及的成型体例如通过具备如下工序的方法制造:在上述层叠膜的透明支承基材的另一个主面上形成装饰层的装饰工序,和在装饰工序之后对层叠膜照射累积光量为200mJ/cm2以上的活性能量线的固化工序。装饰工序包括将层叠膜在80℃以上加热20分钟以上的加热工序。
在装饰工序之后,根据需要,进行注塑成型工序,或预成型工序和注塑成型工序。在预成型工序中,层叠膜通过热成型被赋形按照所期望的立体形状的形状。
在进行预成型工序的情况下,固化工序可进行多次。例如,在预成型工序之后,可进行照射活性能量线以使层叠膜的一部分固化的半固化工序。在这种情况下,在注塑成型工序之后,进行照射活性能量线以使层叠膜的剩余部分固化的正式固化工序。
即,成型体可通过例如依次具备装饰工序(S21)、预成型工序(S22)、固化工序(S23)和注塑成型工序(S24)的方法制造。图5是示出本实施方式所涉及的成型体的制造方法的流程图。
成型体还可通过例如依次具备装饰工序(S21)、预成型工序(S22)、半固化工序(S23-1)、注塑成型工序(S24)和正式固化工序(S23-2)的方法制造。图6是示出本实施方式所涉及的另外的成型体的制造方法的流程图。
在将层叠膜卷绕成卷状的情况下,在装饰工序之前,可进行将层叠膜从卷上退卷,并形成切口、或裁切成所期望的形状和大小的工序。
以下,对各工序进行说明。
(2-1)装饰工序(S21)
在层叠膜的透明支承基材的另一个主面上形成装饰层(代表性地为印刷层和蒸镀层)。
印刷层的形成方法没有特别限定。作为印刷层的形成方法,例如可列举出胶印法、凹版印刷法、丝网印刷法、辊涂法和喷涂法。蒸镀层的形成方法也没有特别限定。作为蒸镀层的形成方法,例如可列举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法和镀金法。
装饰工序包括将层叠膜在80℃以上加热20分钟以上的加热工序。加热工序例如是为了干燥装饰层而进行的。在本实施方式中,即使在经历这样的加热工序的情况下,所得的成型体也具有低反射率。
装饰工序例如可在改变颜色的同时进行多次。在装饰工序中,也可进一步进行超过80℃的温度下5分钟以内的加热,或低于80℃下20分钟以上的加热。这样的加热与混相的产生没有大的关联。
(2-2)预成型工序(S22)
将层叠膜预成型为按照所期望的立体形状的形状。通过将层叠膜预先赋形为与立体形状接近的形状,使注塑成型(代表性地为嵌件模塑层压(IML)成型)成为可能。在IML成型中,将层叠膜插入模具中,向层叠膜注塑成型用树脂。在预成型工序之后,可进行除去层叠膜中不需要的部分的修整工序。
预成型的方法没有特别限定。预成型例如通过真空成型法、压空成型法、真空压空成型法来实行。在预成型中,模具和层叠膜被设置在同一处理室中。以透明支承基材面向模具的方式设置层叠膜。加热层叠膜,使处理室为真空状态和/或加压状态。由此,层叠膜按照模具变形。接着,将层叠膜冷却,并从模具中取出。在预成型时,可将层叠膜在90℃以上且190℃以下加热20秒以上且5分钟以内。
(2-3)半固化工序(S23-1)
照射活性能量线,使得层叠膜的一部分固化。由此,得到半固化状态的层叠膜。通过半固化工序,抑制注塑成型工序中的层叠膜粘贴到模具,并且将层叠膜调整为注塑成型工序所需要的拉伸率,从而可抑制注塑成型工序中的裂纹的产生。活性能量线的累积光量例如为1mJ/cm2以上且低于200mJ/cm2。在半固化工序之后,可进行除去层叠膜中不需要的部分的修整工序。
活性能量线的种类没有特别限定。活性能量线可根据层形成组合物中含有的树脂成分的种类适当选择。活性能量线没有特别限定,可以是紫外线、电子束、α射线、β射线、γ射线等电离辐射线。其中,优选具有380nm以下的波长的紫外线。紫外线例如使用高压汞灯、超高压汞灯来照射。
(2-4)注塑成型工序(S24)
在注塑成型中,例如在使光干涉层面向模具的同时,向透明支承基材注塑成型用树脂。由此,在将层叠膜赋形为模具的形状的同时,在透明支承基材的另一个主面上形成成型树脂层。
(2-5)固化工序(S23)、正式固化工序(S23-2)
对层叠膜照射活性能量线,使层叠膜完全固化。由此,得到成型体。正式固化工序中的活性能量线的累积光量为200mJ/cm2以上。活性能量线的累积光量可以是5000mJ/cm2以下,也可以是3000mJ/cm2以下。活性能量线可以与半固化工序的活性能量线同种,也可以不同。
以上,上述方式是一个实例,也可根据需要引入公知的处理、加工工序等。
实施例
通过以下的实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明不限定于这些。在实施例中,除非另有说明,“份”和“%”均基于质量基准。
实施例和比较例中使用的各成分如下。
(第1、第2聚合物)
丙烯酸聚合物A:Mw70,000
丙烯酸聚合物B:Mw20,000
丙烯酸聚合物C:Mw100,000
丙烯酸聚合物A、B、C如下制备。
[丙烯酸聚合物A的制备]
制备由30.0份的甲基丙烯酸2,3-环氧丙酯、70份的甲基丙烯酸甲酯、1.5份的过氧化2-乙基己酸叔丁酯构成的混合物。另外,在具备搅拌叶片、氮导入管、冷却管和滴液漏斗的500ml反应容器中投入40.0份的甲苯,加热至110℃。一边在该反应容器内进行搅拌一边在氮气氛下用2小时等速滴加上述混合物。滴加结束后,在110℃的温度条件下进行1小时的反应。然后,用1小时将1.0份的过氧化2-乙基己酸叔丁酯和25.0份的甲苯的混合溶液滴加到上述反应容器中。接着,将反应容器内加热至145℃,进一步反应2小时。接着,将反应容器内冷却至110℃以下,进一步添加59.0份的甲苯,得到前体A1。
将226.5份的前体A1、15.66份的丙烯酸、0.43份的氢醌单甲醚、56份的甲苯分别装入与上述相同形状的另外的反应容器中,一边在空气吹入下搅拌,一边加热至90℃。在90℃的温度条件下,在该反应容器中进一步添加3.0份的甲苯和0.81份的四丁基溴化铵的混合溶液,反应1小时。接着,加热至105℃,在105℃的温度条件下进行反应至反应液中的固体成分的酸值达到8以下。然后,在上述反应溶液中添加0.43份的氢醌单甲醚和3.0份的甲苯的混合溶液,使温度为75℃。接着,添加10.1份的KARENZ MOI(昭和电工制)、5.0份的甲苯和0.043份的二月桂酸二丁基锡的混合溶液,在70℃的温度条件下反应2小时。然后,冷却至60℃以下,添加2.0份的甲醇和10.0份的甲苯的混合溶液。由此,得到重均分子量为70,000的丙烯酸聚合物A。
酸值的测定依照JIS K5601-2-1,用0.1N氢氧化钾(KOH)溶液滴定上述反应溶液,依据下式酸值={(KOH溶液的滴加量[ml])×(KOH溶液的摩尔浓度[mol/L]}/(固体成分的质量[g])算出。以下相同。
[丙烯酸聚合物B的制备]
制备由30.0份的甲基丙烯酸2,3-环氧丙酯、70份的甲基丙烯酸甲酯、10.0份的过氧化2-乙基己酸叔丁酯构成的混合物。另外,在具备搅拌叶片、氮导入管、冷却管和滴液漏斗的500ml反应容器中投入40.0份的甲苯,加热至110℃。一边在该反应容器内进行搅拌,一边在氮气氛下用2小时等速滴加上述混合物。滴加结束后,在110℃的温度条件下进行1小时的反应。然后,用1小时将1.0份的过氧化2-乙基己酸叔丁酯和25.0份的甲苯的混合溶液滴加到上述反应容器中。接着,将反应容器内加热至145℃,进一步反应2小时。接着,将反应容器内冷却至110℃以下,进一步添加59.0份的甲苯,得到前体B1。
将306.5份的前体B1、15.66份的丙烯酸、0.43份的氢醌单甲醚、56份的甲苯分别装入与上述相同形状的另外的反应容器中,一边在空气吹入下搅拌,一边加热至90℃。在90℃的温度条件下,在该反应容器中进一步添加3.0份的甲苯和0.81份的四丁基溴化铵的混合溶液,反应1小时。接着,加热至105℃,在105℃的温度条件下进行反应至反应液中的固体成分的酸值达到8以下。然后,在上述反应溶液中添加0.43份的氢醌单甲醚和3.0份的甲苯的混合溶液,使温度为75℃。接着,添加10.1份的KARENZ MOI(昭和电工制)、5.0份的甲苯和0.043份的二月桂酸二丁基锡的混合溶液,在70℃的温度条件下反应2小时。然后,冷却至60℃以下,添加2.0份的甲醇和10.0份的甲苯的混合溶液。由此,得到重均分子量为20,000的丙烯酸聚合物B。
[丙烯酸聚合物C的制备]
制备由30.0份的甲基丙烯酸2,3-环氧丙酯、70份的甲基丙烯酸甲酯、0.8份的过氧化2-乙基己酸叔丁酯构成的混合物。另外,在具备搅拌叶片、氮导入管、冷却管和滴液漏斗的500ml反应容器中投入40.0份的甲苯,加热至110℃。一边在该反应容器内进行搅拌,一边在氮气氛下用2小时等速滴加上述混合物。滴加结束后,在110℃的温度条件下进行1小时的反应。然后,用1小时滴加1.0份的过氧化2-乙基己酸叔丁酯和25.0份的甲苯的混合溶液。接着,将反应容器内加热至145℃,进一步反应2小时。接着,将反应容器内冷却至110℃以下,进一步添加59.0份的甲苯,得到前体C1。
将295.8份的前体C1、15.66份的丙烯酸、0.43份的氢醌单甲醚、56份的甲苯分别装入与上述相同形状的另外的反应容器中,一边在空气吹入下搅拌,一边加热至90℃。在90℃的温度条件下,在该反应容器中进一步添加3.0份的甲苯和0.81份的四丁基溴化铵的混合溶液,反应1小时。接着,加热至105℃,在105℃的温度条件下进行反应至反应液中的固体成分的酸值达到8以下。然后,添加0.43份的氢醌单甲醚和3.0份的甲苯的混合溶液,使温度为75℃。接着,添加10.1份的KARENZ MOI(昭和电工制)、5.0份的甲苯和0.043份的二月桂酸二丁基锡的混合溶液,在70℃的温度条件下反应2小时。然后,冷却至60℃以下,添加2.0份的甲醇和10.0份的甲苯的混合溶液。由此,得到重均分子量为100,000的丙烯酸聚合物C。
(第1、第2低聚物(多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物))
KRM-8452:Daicel-Allnex Ltd.制,Mw3,884,丙烯酸当量120g/eq
CN-9893:Arkema K.K.制
H-7M40:根上工业公司制,Mw10,000~15,000、
UN-904M:根上工业公司制,Mw4,900
(多官能丙烯酸酯低聚物)
ARONIX M-315:东亚合成公司制,Mw450,丙烯酸当量150g/eq
(第1、第2单体(多官能丙烯酸酯单体))
ARONIX M-402:东亚合成公司制,DPHA
ARONIX M-305:东亚合成公司制,PETA
(低折射粒子)
THRULYA 4320:日挥触媒公司制,中空状二氧化硅微粒,体积平均粒径55nm
THRULYA 5320:日挥触媒公司制,中空状二氧化硅微粒,体积平均粒径75nm
(无机氧化物微粒)
OSCAL 1842:日挥触媒化成工业公司制,反应性二氧化硅有机溶胶,粒径10nm
(高折射粒子)
NANON5 ZR-010:SOLAR CO.,LTD.制,氧化锆,体积平均粒径20nm
(表面调整剂)
OPTOOL:DAC-HP,DAIKIN INDUSTRIES,LTD.制
(表面改性剂)
MEGAFACE RS-57:DIC公司制
(光聚合引发剂)
Omnirad 127:IGM RESINS公司制,α-羟基苯乙酮
Omnirad 184:IGM RESINS公司制,α-羟基烷基苯酮
(透明支承基材)
TB1-TB5:商品名AW-10U,Wavelock Advanced TechnologyCo.,Ltd.制,由PMMA和PC构成的双层(PMMA/PC)膜,厚度300μm(TB1)、200μm(TB2)、500μm(TB3)、30μm(TB4)、100μm(TB5)
(保护膜)
Torayfan#40-2500,Toray Industries,Inc.制,双轴拉伸聚丙烯膜(OPP),厚度40μm
[组合物LR1的制备]
将3.1份的丙烯酸聚合物B(第1聚合物)、27.7份的ARONIX M-402(第1单体)、11.6份的OPTOOL DAC-HP(表面调整剂)、8.0份的MEGAFACE RS-57(表面改性剂)和3.5份的Omnirad127(光聚合引发剂)混合。进一步配合46.1份的THRULYA 4320(低折射粒子)。将该混合物用丙二醇单甲醚稀释,从而制备固体成分浓度为3%的乳白色的组合物LR1。由组合物LR1形成的层的折射率为1.20以上且1.55以下。
[组合物LR2-LR15的制备]
除了设为表1A所示的配方以外,与组合物LR1同样操作,制备固体成分浓度为3%的乳白色的组合物LR2~LR11、LR13~LR15和透明的组合物LR12。由组合物LR2~LR15形成的层的折射率均为1.20以上且1.55以下。
[功能层形成组合物HR1的制备]
除了设为表1B所示的配方以外,与组合物LR1同样操作,制备固体成分浓度为3%的乳白色的功能层形成组合物HR1。由组合物HR1形成的层的折射率超过1.55且为2.00以下。
[组合物HC1的制备]
将32.0质量份的丙烯酸聚合物A(第2聚合物)、36.3质量份的KRM-8452(第2低聚物,多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物)、21.3份的ARONIX M-402(第2单体)、4.1质量份的OSCAL 1842(无机氧化物微粒)和6.3质量份的Omnirad184(光聚合引发剂)混合。将该混合物用甲基异丁基酮稀释,从而制备固体成分浓度为35%的透明的组合物HC1。
[组合物HC2~HC5的制备]
除了设为表1C所示的配方以外,与组合物HC1同样操作,制备固体成分浓度为35%的透明的组合物HC2~HC5。
[实施例1]
(1)层叠膜的制造
(1-1)未固化的光干涉层的形成
通过凹版涂布机,以使干燥后的厚度达到120nm的方式在OPP膜(保护膜)上涂布组合物LR1。然后,在80℃下干燥1分钟而使溶剂挥发,形成未固化的光干涉层。将形成有未固化的光干涉层的保护膜卷绕成卷状。
以下,有时将由组合物LR1~LR15形成的光干涉层标记为“LR层”。
(1-2)未固化的硬涂层的形成
通过凹版涂布机,以使干燥后的厚度达到12μm的方式在透明支承基材TB1的PMMA面涂布组合物HC1。然后,在80℃下干燥1分钟而使溶剂挥发,形成未固化的硬涂层。
以下,有时将由组合物HC1~HC5形成的硬涂层标记为“HC层”。
(1-3)未固化的HC层和LR层的层叠
一边将卷绕成卷状的保护膜退卷,一边将被透明支承基材TB1支承的未固化的HC层表面和被保护膜支承的未固化的LR层表面贴合。由此,制造依次具有透明支承基材、未固化的HC层、未固化的LR层和保护膜的层叠膜。最后,以使保护膜为内侧的方式将层叠膜卷绕成卷状。
(2)成型体的制造
(2-1)装饰层的形成
首先,将层叠膜从卷上退卷,裁切成所期望的形状和大小。通过丝网印刷,在经裁切的层叠膜的透明支承基材的与未固化的HC层相反一侧的面形成装饰(印刷)层,在干燥温度80℃下干燥10分钟。将该装饰工序重复5次,然后,在90℃下干燥1小时。在印刷层的形成中使用黑色涂料(RIM油墨极黑,JUJO CHEMICAL CO.,LTD.制)。
(2-2)保护膜的剥离
接着,以5.0mm/秒的速度将保护膜从未固化的LR层上剥离。
(2-3)预成型
将具备印刷层的层叠膜在190℃下加热30秒钟,使用最大深度为6mm的立体形状的模具,通过真空压空成型法实施预成型。
(2-4)固化
对经预成型的层叠膜照射累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线。接着,实施修整。
(2-5)注塑成型
最后,进行注塑成型,得到在透明支承基材的印刷层侧具备成型树脂层(聚碳酸酯)的成型体。需说明的是,在实施例中,除非另有说明,均使用紫外线作为活性能量线。
[评价]
对于层叠膜和成型体,进行以下评价。将结果示出于表2A中。
(a)厚度
从层叠膜上切出10mm×10mm的评价样品。用切片机(LEICA RM2265)使评价样品的截面析出。用激光显微镜(VK8700,KEYENCE公司制)或透射型电子显微镜(JEM2100,日本电子公司制)观察析出的截面,测定HC层和LR层中各10个点的厚度。分别将其平均值作为HC层和LR层的厚度。
(b)反射率
对层叠膜的透明支承基材中与未固化的HC层相反一侧的面,使用刮棒涂布机,以使干燥膜厚达到3μm以上且6μm以下的方式涂布黑色涂料(商品名:CZ-805BLACK(NIKKOBICS Co.,Ltd.制)。接着,将涂布有黑色涂料的层叠膜在室温环境下放置5小时来进行干燥,由此制作未固化的评价样品。
从评价样品的光干涉层侧,在任意的10个点处,通过SCI方式测定反射率。在测定中使用日本电色工业公司制的SD7000。在380nm以上且780nm以下的波长区域内,以10nm波长间隔进行测定。对每个测定点确定反射率的极小值,在10个点的极小值中,将最大的值作为反射率的极小值RBH。
对评价样品实施特定加热处理,与上述同样地操作,求得反射率的极小值RAH。
(c)拉伸率
从层叠膜上切出长度200mm×宽度10mm的试验片。将该试验片设置在夹头间距离为150mm的拉伸试验机上,在160℃气氛下,在拉伸力为5.0Kgf、拉伸速度为300mm/分钟的条件下,将评价样品沿长边方向拉伸10%。目视确认拉伸后的评价样品有无裂纹。
若没有产生裂纹,则切出新的评价样品,接着沿长边方向拉伸20%。然后,同样地目视确认有无裂纹。一边使拉伸率每次增大10%一边重复该步骤。将首次确认到裂纹时的拉伸率作为层叠膜的拉伸率。对于从相同的层叠膜上切出的评价样品,进行3次上述评价,将每次得到的拉伸率的平均值作为层叠膜的拉伸率E160。
(d)涂膜硬度
分别从层叠膜的未固化的LR层侧和成型体的LR层侧测定硬度HBC和硬度HAC。
硬度使用NANOMECHANICS,INC.制的iMicro Nanoindenter,通过连续刚性测定法(使用方法:Advanced Dynamic E and H.NMT)进行测定。
具体而言,在准静态试验载荷上重叠微小的AC载荷并施加到评价样品的表面。施加载荷至达到最大载荷50mN。作为压头,使用伯克维奇型的金刚石压头(尖端曲率半径为20nm)。根据产生的位移的振动分量和位移与载荷的相位差,计算相对于深度的连续刚度,获得相对于深度的硬度分布。算出该分布中的深度1000nm处的硬度。
在载荷和刚度的计算中使用iMicro专用软件。在计算刚度时,使涂布层的泊松比为0.35。控制载荷使得应变速度达到0.2。
(e)外光的映入
使荧光灯的光在成型体的光干涉层侧的表面上反射,通过目视评价外光的映入。
评价标准如下。
良好:几乎感觉不到外光的映入
合格:稍微感觉到外光的映入
不良:清楚地感觉到外光的映入
(f)对立体形状的追随性
使用最大深度为3mm和6mm的2种模具,分别对层叠膜进行预成型,评价对立体形状的追随性。
评价标准如下。
良好:即使成型为深的立体形状,也未视认裂纹或白化
合格:在成型为深的立体形状的情况下可视认裂纹或白化,
但在成型为浅的立体形状的情况下未视认裂纹或白化
不良:即使在成型为浅的立体形状的情况下,也可视认裂纹或白化
(g)预成型后的操作性
对经预成型的层叠膜照射累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线而制成评价样品。评价将评价样品设置在注塑成型的模具中时的操作性。
评价标准如下。
良好:评价样品有韧性,能够容易地设置在注塑成型的模具中
合格:评价样品的韧性弱,虽然操作有一些困难,但能够设置在模具中
不良:评价样品的韧性弱,无法设置在模具中
(h)成型体的翘曲
从层叠膜上切出200mm×200mm的评价样品,照射累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线。接着,将评价样品放置在水平面上,使用尺子测量其四角从水平面的浮起量(翘曲量)并取平均。
评价标准如下。
最佳:翘曲量的平均值为10mm以下
良好:翘曲量的平均值为10以上且低于15mm
合格:翘曲量的平均值为15mm以上且低于20mm
不良:翘曲量的平均值为20mm以上
(i)装饰工序后的外观
将剥离保护膜(2-2)后、预成型(2-3)前的层叠膜作为评价样品。通过目视确认评价样品有无由装饰工序而引起的刮板痕迹和吸引痕迹。
评价标准如下。
最佳:没有刮板痕迹和吸引痕迹
良好:虽然有少许刮板痕迹和吸引痕迹,但通过加热至90℃以上而流平、消失
合格:虽然稍微有刮板痕迹和吸引痕迹,但通过加热至150℃以上而流平、消失
不良:有刮板痕迹和吸引痕迹
(j)未固化的HC层和LR层的贴合性
将(1-1)中制作的保护膜与未固化的光干涉层的层叠体和(1-2)中制作的透明支承基材与未固化的硬涂层的层叠体以各层相向的方式用手压辊一边按压一边贴合,评价贴附的程度。
评价标准如下。
良好:层叠体彼此贴附
合格:虽然层叠体彼此贴附,但密合弱
(k)铅笔硬度
评价成型体的LR层的铅笔硬度。
依据JIS K5600-5-4(1999)、划痕硬度(铅笔法)进行测定。
(l)耐磨损性
对成型体的LR层的表面,一边施加每4cm2的层叠膜表面为19.6N的垂直载荷,一边用固定有棉布的摩擦件摩擦3,000次。通过目视观察成型体的LR层的表面。评价标准如下。
最佳:即使摩擦3,000次后也未视认伤痕
良好:虽然在摩擦1,000次后未视认伤痕,但摩擦3000次后可视认伤痕
合格:摩擦1,000次后,可视认5条以下的伤痕
不良:摩擦1,000次后,可视认许多伤痕
(m)耐化学药品性
从成型体上切出10cm×10cm的评价样品。在评价样品的LR层的一整面上用手指涂布2g的Neutrogena Sunscreen SPF45(Johnson&Johnson K.K.制)至均匀。接着,进行80℃×4小时的加热。然后,冷却至室温,进行水洗,目视评价LR层的外观。
评价标准如下。
最佳:没有外观异常
良好:虽然可确认到涂布的痕迹,但没有确认到咬底(lifting)
不良:产生咬底
[实施例2~10、12~22、比较例3~10]
使用以表1A和表1C所示的配方制备的组合物,与实施例1同样地操作,制作具有表2A~表2C所示的结构的层叠膜和成型体。与实施例1同样地评价所得的层叠膜和成型体。将结果示出于表2A~表2C中。
[实施例11]
与实施例1的(1-1)和(1-2)同样地操作,分别形成未固化的硬涂层和未固化的光干涉层。
另外,与未固化的光干涉层的形成工序(1-1)同样地操作,得到形成有具有表1B所示的组成的未固化的功能层(HR层)的保护膜。将形成有未固化的HR层的保护膜卷绕成卷状。一边将该保护膜退卷,一边将被保护膜支承的未固化的HR层表面和被透明支承基材支承的未固化的HC层表面贴合。
接着,剥离保护膜,使未固化的HR层露出。将(1-1)中制作的未固化的LR层一边退卷一边贴合到该HR层上。由此,制作依次具备未固化的HC层、HR层和LR层的层叠膜和成型体。与实施例1同样地评价所得的层叠膜和成型体。将结果示出于表2A和表2B中。
[比较例1]
除了使用组合物HC4以外,与实施例1同样地操作,在透明支承基材TB1上形成未固化的HC层。接着,对HC层照射累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线,使HC层固化。
在经固化的HC层上涂布组合物LR11。接着,使组合物LR11干燥,形成干燥厚度为120nm的LR层。最后,照射累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线,得到预固化型的层叠膜。使用该层叠膜,与实施例1同样地操作,制作成型体并进行评价。将结果示出于表2C中。
[比较例2]
除了使用组合物LR1来代替组合物LR11,和使用组合物HC5来代替组合物HC4以外,与比较例1同样地操作,得到预固化型的层叠膜。使用该层叠膜,与实施例1同样地制作成型体并进行评价。将结果示出于表2C中。
[表1A]
[表1B]
[表1C]
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由表2A和2B可知,本实施方式所涉及的层叠膜即使在加热处理后也具有低反射率。另外,尽管层叠膜具有高拉伸率(50%以上,具体而言为70%以上),但由它们得到的成型体具有优异的硬涂层性能(例如高的硬度、耐磨损性、耐化学药品性等)和优异的抗反射性。此外,本实施方式所涉及的层叠膜在预成型工序中对深的立体形状的模具的追随性优异。
比较例1和2的层叠膜是预固化型。在比较例1中,各层由固化后能够进行一定程度的立体成型的组合物构成。由此,固化后的组合物的交联密度低,耐磨损性和耐化学药品性差。另一方面,在比较例2中,各层由固化后的组合物的交联密度高而形成耐磨损性和耐化学药品性优异的产品的组合物构成。因此,比较例2的层叠膜缺乏固化后的立体成型性,在预成型工序中,连浅的立体形状的模具也无法追随。
比较例3的层叠膜由于没有光干涉层,所以反射率的极小值超过2%。比较例4、5、8、9的层叠膜在特定加热处理前后反射率的极小值超过2%。此外,在比较例6和7中,通过特定加热处理,反射率增大。特别是比较例6的层叠膜的反射率的极小值虽然在特定加热处理之前小,但在特定加热处理之后大大超过2%。在比较例10中,由于透明支承基材的厚度过薄,所以基材的刚性弱,无法得到成型体。
产业上的可利用性
根据本发明,可提供能够成型为复杂的立体形状的层叠膜。因此,该层叠膜特别优选用于制造显示器的保护材料。
本申请主张基于2020年12月4日在日本申请的日本特愿2020-202122的优先权,其记载内容全部通过参照而引用到本说明书中。
符号说明
10 层叠膜,
11 透明支承基材,
12 未固化的硬涂层,
13 未固化的光干涉层,
14 另外的支承基材,
20 成型体,
22 经固化的硬涂层,
23 经固化的光干涉层,
24 装饰层,
25 成型树脂层,
30 辊。
Claims (18)
1.层叠膜,其具备:
透明支承基材、
在所述透明支承基材的至少一个面上形成的未固化的硬涂层、和
在所述未固化的硬涂层上形成的未固化的光干涉层;
所述未固化的硬涂层含有活性能量线固化型的硬涂层形成组合物,
所述未固化的光干涉层含有活性能量线固化型的光干涉层形成组合物,
所述透明支承基材的厚度为50μm以上且600μm以下,
所述层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,
在90℃的温度下加热处理30分钟后的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2%以下。
2.根据权利要求1所述的层叠膜,其中,所述反射率的极小值RAH和所述加热处理前的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RBH满足如下关系:
100×|RAH-RBH|/RBH≤20(%)。
3.根据权利要求1或2所述的层叠膜,其中,
所述光干涉层形成组合物含有第1层形成成分和低折射粒子,
所述第1层形成成分含有1分子中具有2个以上的聚合性官能团的第1反应性成分,
所述第1反应性成分含有选自重均分子量超过1万的第1聚合物、重均分子量为1万以下的第1低聚物和重均分子量为1万以下的第1单体的至少1种,
所述低折射粒子的含量X、所述第1低聚物和所述第1单体的合计含量Y、和所述第1聚合物的含量Z满足如下关系:
X+Y+Z=100,
X≥30,
Y≥0,
Z≥0,和
Z≤1/2X-15。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的层叠膜,其中,
所述硬涂层形成组合物含有第2层形成成分,
所述第2层形成成分含有1分子中具有2个以上的聚合性官能团的第2反应性成分,
所述第2反应性成分含有重均分子量为1万以下的第2低聚物和重均分子量为1万以下的第2单体中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的层叠膜,其中,所述第2反应性成分还含有重均分子量超过1万的第2聚合物。
6.根据权利要求4或5所述的层叠膜,其中,相对于所述硬涂层形成组合物的固体成分100质量份,所述第2低聚物和所述第2单体的合计含量为25质量份以上且65质量份以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的层叠膜,其中,在所述未固化的硬涂层与所述未固化的光干涉层之间还具有至少一个未固化的功能层。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的层叠膜,其中,从所述未固化的光干涉层侧通过纳米压痕法测定的硬度HBC为0.1GPa以上且0.5GPa以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的层叠膜,其中,从照射了累积光量为2000mJ/cm2的活性能量线的所述层叠膜的所述光干涉层侧通过纳米压痕法测定的硬度HAC为0.25GPa以上且0.7GPa以下。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的层叠膜,其中,所述未固化的硬涂层的厚度为2μm以上且30μm以下。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的层叠膜,其中,所述未固化的光干涉层的厚度为15nm以上且200nm以下。
12.成型体,其中,含有经固化的根据权利要求1~11中任一项所述的层叠膜。
13.根据权利要求12所述的成型体,其中,
所述硬涂层配置在所述透明支承基材的一个主面上,
所述成型体还具备配置在所述透明支承基材的另一个主面上的装饰层。
14.根据权利要求13所述的成型体,其还具备覆盖所述装饰层的至少一部分的成型树脂层。
15.层叠膜的制造方法,其具备:
在厚度为50μm以上且600μm以下的透明支承基材的一个面上涂布活性能量线固化型的硬涂层形成组合物而形成未固化的硬涂层的工序,
在另外的支承基材的一个面上涂布活性能量线固化型的光干涉层形成组合物而形成未固化的光干涉层的工序,和
将所述未固化的硬涂层的与所述透明支承基材相反一侧的面和所述未固化的光干涉层的与所述另外的支承基材相反一侧的面贴合而得到层叠膜的层压工序;
所述层叠膜在160℃下的拉伸率为50%以上,
在90℃的温度下加热30分钟后的所述层叠膜的从所述未固化的光干涉层侧测定的波长380nm至780nm之间的反射率的极小值RAH为2%以下。
16.成型体的制造方法,其具备:
在根据权利要求1~11中任一项所述的层叠膜的所述透明支承基材的另一个主面上形成装饰层的装饰工序,和
在所述装饰工序之后对所述层叠膜照射活性能量线的固化工序;
所述装饰工序包括将所述层叠膜在80℃以上加热20分钟的加热工序。
17.根据权利要求16所述的成型体的制造方法,其中,在所述装饰工序之后,具备使所述光干涉层面向模具,并向所述装饰层注射成型用树脂的注塑成型工序。
18.根据权利要求17所述的成型体的制备方法,其中,
所述模具对所述层叠膜赋予立体形状,
在所述装饰工序之后且所述注塑成型工序之前,具备将所述层叠膜成型为按照所述立体形状的形状的预成型工序。
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