JP2004043689A - Amorphous polyolefin resin article covered with modified surface layer and production method used for the same - Google Patents

Amorphous polyolefin resin article covered with modified surface layer and production method used for the same Download PDF

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高橋 康史
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amorphous polyolefin resin article having enhanced adhesiveness of a surface of a base material thereby firmly covering the base material of an amorphous polyolefin resin with a functional thin film, and also provide a production method of the amorphous polyolefin resin article covered with the functional thin film imparting wear-resistance, antireflective function, antiglare property, water repellency, hydrophilicity, stain resistance or the like. <P>SOLUTION: The surface of the base material of the amorphous polyolefin resin is subjected to hydrophilization treatment, and then liquid for surface modification is applied onto the hydrophilized surface and cured, thus the amorphous polyolefin resin article covered with a modified surface layer is formed. Further, hard coat liquid containing colloidal silica and an organo-silicon compound can be applied onto the modified surface and cured to from a hard coat layer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は表面改質層で被覆した非晶質ポリオレフィン樹脂物品、および表面改質層の上にハードコート被覆、機能性ハードコート被覆で被覆した非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法ならびに前記樹脂物品に関する。
【0002】
【従来の技術】
非晶質ポリオレフィン樹脂は、その優れた特性から様々な用途に用いられている。例えば、特開平6−168625号公報記載のシクロペンテン系重合体からなるポリレフィン樹脂は電気絶縁性に優れ、吸水性が低いため、高湿度環境下でも寸法安定性に優れる特徴を有している。また、特開平10−152549号公報記載のノルボルネン系開環重合体からなる非晶質ポリオレフィン樹脂は透明性、耐水性、複屈折性等の光学特性に優れる特徴を有し、高い光学特性が要求される商品へ応用されている。具体的には、非晶質ポリオレフィン樹脂はディスプレイパネル等に使用される光学部品、電子部品、透明な自動車部品などに広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方、非晶質ポリオレフィン樹脂は構造中に官能基を持たないため、機能性材料を被覆させたり、他の材料と接着させることが困難であり、基材の表面に被覆層を設け難いという欠点があった。また、非晶質ポリオレフィン樹脂は表面エネルギーが小さいため、湿式塗布する場合に液がはじきやすく均一に塗布するのが難しい。そのため、非晶質ポリオレフィン樹脂を用いて各種の製品を作製する場合、基材の優位性を十分に発揮できない問題点があった。
【0004】
また、非晶質ポリオレフィン樹脂は表面硬度が小さいため、外部からの応力に対して容易に傷が付きやすく、その結果、応用範囲が制限されている。
【0005】
本発明の課題は、強固に機能性薄膜を被覆することができるように、付着性を高めた表面を有する非晶質ポリオレフィン樹脂物品を提供することである。また本発明の課題は、非晶質ポリオレフィン樹脂物品に薄膜被覆することにより、耐擦傷性、反射防止機能、防眩性、撥水性、親水性および防汚性等を付与して、非晶質ポリオレフィン樹脂基材の特性を生かした当該樹脂被覆物品およびその製造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面を親水化処理した後、アルキル(メタ)アクリレートの重合体を含有する表面改質用液を前記親水化処理表面に塗布し、硬化させて、表面改質層を形成させることを特徴とする表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法である。
【0007】
本発明において、非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面は親水化処理される。親水化処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、UVオゾン処理、オゾン水洗浄、有機過酸化物処理が用いられる。この工程を行うことにより、非晶質ポリオレフィン樹脂基材表面が酸化され、その上に被覆される被膜の付着性が改善される。更に基材表面の有機物汚れを除去できる。処理前には約90度の水滴接触角を有する樹脂基材の表面は、親水化処理により、60度以下の水滴接触角を有することが好ましい。親水化処理後の基材表面の元素組成をX線光電子分光法(XPS)で測定すると、親水化処理前に比べて酸素量が多く、その酸素は水酸基、カルボニル基、カルボキシル基の形で樹脂表面近傍にのみ導入されている。これらの官能基が被膜との結合部位となることにより、付着性の良好な被膜が形成できる。このときの樹脂表面での酸素原子の数と炭素原子の数の比(O/C)が0.05以上であれば、更に付着性が良好な被膜が形成できる。
【0008】
前記樹脂基材に対する無機膜層、ハードコート層の付着性を高めるために、親水化処理済み樹脂基材の表面に表面改質層を設ける。
この表面改質層は、アルキル(メタ)アクリレートの重合体を含有する表面改質用液を塗布した後、硬化させることにより得られる。
アルキル(メタ)アクリル重合体を含有する表面改質用液としては、
(A)溶媒に溶解されたアルキル(メタ)アクリレートのホモポリマーを含有する表面改質用液、または
(B)アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル単量体とアルキル(メタ)アクリレートとのコポリマー(共重合体)を含有する表面改質用液
が好ましく用いられる。
なお、本明細書において、アクリロイル基又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと、アクリル酸又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸という。
表面改質用液(A)は、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチルのような直鎖状のアルキル(メタ)アクリレートのホモポリマーを溶媒に溶解された状態で含有する。これらのホモポリマーは1〜30万の分子量を有することが好ましい。直鎖状のアルキル(メタ)アクリレートのホモポリマーは例えば溶剤可溶型の(メタ)アクリル樹脂組成物として市販されており、例えばメタクリル酸メチルポリマー溶液(「パラロイドA−10」分子量10万、固形分30%、溶媒 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ローム・アンド・ハース・ジャパン(株)製)およびメタクリル酸メチルポリマー(「パラロイドA−11」分子量12.5万、固形分100%、ローム・アンド・ハース・ジャパン(株)製)を挙げることができる。
【0009】
表面改質用液(A)はさらに有機珪素化合物を含有することができる。これを含有させることにより、表面改質層と基材との付着性または/および表面改質層とその上の被覆層との付着性をさらに高めることができる。
有機珪素化合物としては、下記式(1)
nSi(R4−n     (1)
ここで、Rはメタクリロキシ基、アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、アリル基およびアミノ基から選ばれる官能基を有する有機官能基であり、Rはアルコキシル基、アセトキシル基及び塩素から選ばれる1種もしくは複数の加水分解基であり、nは1〜3の整数である、
で表される有機珪素化合物が好ましく用いられる。
上記式(1)におけるRとして、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基が好ましく用いられる。特に、Rがメタクリロキシ基であり、Rがアルコキシル基の珪素化合物である(メタ)アクリル基を有するアルコキシシランが更に付着性を高めるので、より好ましく用いられる。式(1)の有機珪素化合物の好ましい添加量は、アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマー100重量部に対して1〜70重量部であり、より好ましくは2〜40重量部である。(メタ)アクリル基を有するアルコキシシランとしては、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルエトキシシランを挙げることができる。
【0010】
表面改質用液(B)には、アルコキシシリル基を有するアクリルおよび/またはメタアクリル(以下(メタ)アクリルと記す)単量体とアルキル(メタ)アクリレート単量体とのコポリマー(共重合体)が含有される。
アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル単量体は、通常下記式(6)
CH=C(R14)COOCSiR15 (OR163−d   (6)
ここで、R14は水素又はメチル基であり、R15は炭素原子数1〜6の炭化水素基であり、R16はそれぞれ独立に炭素原子数1〜5を有する炭化水素基、アルコキシアルキル基、又は炭素原子数1〜4のアシル基であり、dは0、1又は2である、
で表される。
【0011】
前記式(6)で示されるアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル単量体において、式中のR15としては、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル基:フェニルなどのアリール基:ビニル、アリルなどのアルケニル基など:R16としては、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル基:メトキシエトキシ、エトキシエトキシ、ブトキシエトキシなどのアルコキシアルキル基:アセチルなどのアシル基などが挙げられ、R14、R15、R16の種類、dの数によって種々の化合物が本発明において使用されるが、具体例としては、例えば以下の様なものが挙げられる。
【0012】
γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルジメチルエトキシシランなどである。
前記アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル単量体と共重合するアルキル(メタ)アクリレート単量体としては、下記のようなものが挙げられる。(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等である。
【0013】
前記共重合体は、前記単量体とアルキル(メタ)アクリレート単量体を付加重合させることにより得られる。なお、R16が異なる基の混合である場合は、異なる基を有する単量体を重合させて共重合体を得てもよいし、同一の基を有する単量体を重合させて共重合体を得た後、アルコールの存在下にエステル交換することによっても得ることができる。
【0014】
前記共重合体はその分子中に、一般式
−(−CH−C(R14)−COOCSiR15 (OR163−d)−
ここで、R14、R15、R16およびdは前記式(6)で定義されたものと同じである、
で示される構造を有する共重合体である。
前記共重合体の重量平均分子量は好ましくは1〜30万、より好ましくは2〜20万である。1万より小さいとポリオレフィン系樹脂基材への付着性が低下し、30万より大きいと表面改質層の外観が損なわれ好ましくない。
【0015】
前記式(6)で示される単量体は、前記共重合体中に1〜70重量%、好ましくは2〜40重量%、さらに好ましくは2〜30重量%含まれる。1重量%より少ないと、表面改質層とその上に被覆する膜との付着性が低下し、70重量%より多い場合には、表面改質層のポリオレフィン系樹脂基材への付着性が低下するとともに、表面改質用液の安定性が低下する。
【0016】
表面改質用液(B)に硬化触媒を添加することができる。硬化触媒はアルコキシシリル基の縮重合のために用いられ、アルコキシシリル基を縮重合させることにより、表面改質層上に被覆するための塗布液中の溶媒により、表面改質層が溶出されにくくなる。硬化触媒としては酸、アルカリ、有機酸金属塩などを用いることができるが、それらの中で過塩素酸アンモニウムが好ましく用いられる。硬化触媒の添加量は、前記共重合体と後述のメラミンの合計量に対して約0.005〜5重量%、より好ましくは約0.01〜1重量%である。添加量が約0.005重量%未満では、添加の効果が少なく、また5重量%を超えると、表面改質層が白濁する傾向であり、更に表面改質層とその上の膜との層間付着性が低下する。
【0017】
表面改質用液(B)に架橋剤を添加することができる。架橋剤はその構造中の水酸基、または−OR基により(メタ)アクリル単量体のアルコキシル基同士を架橋反応させる。これにより、表面改質層とその上の膜との付着耐久性が向上する。架橋剤としては、一部または全部をアルキルエーテル化したメチロールメラミンが好ましく用いられる。一部または全部をアルキルエーテル化したメチロールメラミンとしてはヘキサ(アルコキシ)メラミンであり、例えばヘキサ(メトキシメチル)メラミン、ヘキサ(エトキシメチル)メラミン、ヘキサ(プロポキシメチル)メラミン、ヘキサ(ブトキシメチル)メラミン、ヘキサ(シクロヘキシルオキシメチル)メラミン等があげられる。これらの中でヘキサ(メトキシメチル)メラミンが最も好ましい。一部または全部をアルキルエーテル化したメチロールメラミンの添加量は、前記共重合体に含まれるアルコキシシリル基1当量に対し、架橋剤の反応基が0.01〜1.0当量、より好ましくは0.03〜0.3当量となるように添加量を決定するのがより好ましい。
【0018】
表面改質用液((A)および(B))に紫外線吸収剤を添加することができる。この添加により、表面改質層は紫外線の遮断機能を付与されて、表面改質層とその上の被覆層との付着力の耐候性を高めることができる。また、それとともに表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品に紫外線遮断機能を付与する。紫外線吸収剤としては、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類;2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール類;エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート類が挙げられ、中でも、ベンゾフェノン系あるいはシアノアクリレート系が好ましい。
【0019】
紫外線吸収剤の添加量は、表面改質用液中のアルキル(メタ)アクリレート重合体100重量部に対して1〜200重量部、より好ましくは10〜100重量部である。1重量部未満では、表面改質層とその上の被覆層、特にコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサンを含む上塗り塗膜との付着耐久性が不充分で、また200重量部を超えると表面改質層の膜強度が弱くなり、結果として表面改質層の凝集破壊による付着性が不良となる。
【0020】
表面改質用液((A)および(B))に界面活性剤を添加することができる。界面活性剤はレベリング剤、潤滑性付与剤として働くので、表面改質層の平滑性および塗布作業の効率を高めることができる。界面活性剤として、ポリオキシアルキレンとポリジメチルシロキサンの共重合体、ポリオキシアルキレンとフルオロカーボンとの共重合体が好ましく用いられる。これらの使用量は、全液量100重量部に対して0.001−10重量部である。
【0021】
表面改質用液は、上記の成分にさらに溶媒が加えられる。
溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ダイアセトンアルコールなどのアルコール類;エチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトンなどのケトン類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸類;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類;ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロプロパン等のニトロ化合物類;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ホルムアミド、アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類を挙げることができ、これらを混合して用いても良い。溶媒量は、最終的に得られる改質層の好ましい厚み、塗布方法によって異なるが、表面改質用液の固型分がおおむね1〜20重量%になるように調整される。
【0022】
表面改質用液は、親水化処理済みの非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面に適当な厚みで塗布する。塗布方法は、ディッピング法、スプレー法、フローコート法、ロールコート法、スピンコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、はけ塗り法などいずれでもよい。
表面改質用液を塗布した後、室温から基材の変形温度以下、通常は70〜130℃で、数秒から数十分間保持し、硬化させて表面改質層が形成される。表面改質層の膜厚は、その上に被覆される機能性膜の特性への影響、基材及び機能性膜への付着性の観点から、0.005〜20μmが好ましい。より好ましくは0.01〜5.0μm(10〜5,000nm)であり、更に好ましくは0.01〜0.1μm(10〜100nm)である。
【0023】
前記表面改質層を形成した非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面に、さらにコロイダルシリカおよび有機珪素化合物を含有するハードコート液を塗布した後、硬化させてハードコート層を形成させることができる。
本発明におけるハードコート液の第1の態様は、
(A)多官能アクリレート、
(B)下記式(2)
Si(R(NHRNRH)4−a   (2)
ここで、Xは炭素原子数1〜6のアルコキシル基であり、R、Rは同一もしくは異なる2価の炭化水素基であり、Rは水素原子または1価の炭化水素基であり、aは1〜3の整数であり、bは0または1〜6の整数である、
で表されるアミノシラン、および
(C)コロイダルシリカ
を含有する。
【0024】
以下、ハードコート液の第1の態様(以下ハードコート液(1)という)の各成分について説明する。
(A)成分である多官能アクリレートとは、分子内に少なくとも2個の水酸基および少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートである。多官能アクリレートとしては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトレエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコーリジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ポリ(ブタンジオール)ジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリイソプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート及びビスフェノールAジメタクリレートの如きジアクリレート類;トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリアクリレート及びトリメチロールプロパントリエトキシトリアクリレートのようなトリアクリレート類;ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレートの如きテトラアクリレート類;並びにペンタエリスリトール(モノヒドロキシ)ペンタアクリレートのようなペンタアクリレート類を挙げることができる。多官能アクリレートは1種または2種類以上一緒に用いられる。
【0025】
(B)成分であるアミノシランは前記式(2)で表される、アミノ基または置換アミノ基を有するアルコキシシランである。式(2)中、aは2または3であることが好ましく、そしてbは0または1であることが好ましい。
式(2)で表されるアミノシランとしては、例えばnー(2−アミノエチルー3−アミノプロピル)トリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン塩酸塩及びγ−アニリノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。
【0026】
(C)成分であるコロイダルシリカは、例えば10〜50重量%のSiO(粒径1〜200nm、好ましくは1〜100nm)を有効成分とするコロイダルシリカゾルあるいは粒径1〜200nm、より好ましくは1〜100nmの範囲にあるSiOを含む複合酸化物微粒子に由来することができる。この複合酸化物はSiOと金属酸化物の複合物であり、金属酸化物としては、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、Pd、In及びTiよりなる群から選ばれる1種もしくは2種以上の金属酸化物を挙げることができる。具体例はAl、SnO、Sb、CeO、Ta、La、Fe、ZnO、WO、ZrO、PdO、In及びTiOがある。SiOを含む複合酸化物微粒子として、チタンとケイ素の複合酸化物微粒子(TiO・SiO)、チタンとセリウムとケイ素の複合酸化物微粒子(TiO・CeO・SiO)、チタンと鉄とケイ素の複合酸化物微粒子(TiO・Fe・SiO)、チタンとジルコニウムとケイ素の複合酸化物微粒子(TiO・ZrO・SiO)、チタンとアルミニウムとケイ素の複合酸化物微粒子(TiO・Al・SiO)などを挙げることができる。これらの複合酸化物微粒子中にSiO成分が5モル%以上(モル比 金属:SiO=9.5:0.5 以上)含まれていることが好ましい。
【0027】
前記複合酸化物は、溶媒への分散性を高めるために、有機シラン化合物で表面改質しても良い。有機シラン化合物の使用量は、複合酸化物微粒子重量に対し、好ましくは20重量%以下である。表面処理は、処理に用いる有機シラン化合物が加水分解基を保持したままで行っても、加水分解した後で行っても良い。
【0028】
かかる有機シラン化合物としては、例えばトリメチルメトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、β−(3.4−エポキシシクロヘキシル)エチルジメチルメトキシシランのような単官能性シラン;ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメトキシジエトキシシランおよびβ−(3.4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシランのような二官能性シラン;メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、およびβ−(3.4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランのような三官能性シラン;テトラエチルオルソシリケートおよびテトラメチルオルトシリケートのような四官能性シランを挙げることができる。複合酸化物をかかるシラン化合物で処理する際には、例えば水、アルコールあるいはその他の有機媒体中で行うことが好ましい。
【0029】
本発明に使用されるハードコート液(1)は、多官能アクリレートの重合のための光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、ラジカル光重合開始剤、カチオン光重合開始剤などを用いることができる。ラジカル光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン]、[1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン]、[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピルケトン]、[2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン]、[1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン]、[2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン]、[ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド]、[2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1]を例示することができる。また、カチオン光重合開始剤としては、フェニル−[m−(2−ヒドロキシテトラデシクロ)フェニル]ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジアルキルヨードニウム、テトラキス(ペンタフルオロ フェニル)ボレート等が例示できる。
【0030】
光重合開始剤の量は、ハードコート組成物の多官能アクリレート100重量部に対し0.1〜30重量部が好ましく、より好ましくは1〜15重量部である。
【0031】
本発明に使用されるハードコート液(1)は、アミノシラン(B)の加水分解・縮重合のための加水分解触媒を含有することが好ましい。加水分解触媒としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、シュウ酸、アクリル酸、メタクリル酸、塩酸、硝酸、硫酸などの酸触媒や、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム水溶液などの塩基性触媒が用いられる。これらの中で水溶液の形の酸触媒、例えば酢酸、(メタ)アクリル酸が好ましく用いられる。添加する酸触媒の量は、アミノシラン(B)100重量部に対して5〜30重量部であることが好ましい。
【0032】
本発明に使用されるハードコート液(1)は、上記多官能アクリレート(A)100重量部に対し、好ましくはアミノ有機官能シラン(B)1.5〜50重量部、好ましくは8〜25重量部、コロイダルシリカ(C)(固形分)10〜150重量部、好ましくは40〜85重量部を含有する。この(A)〜(C)成分を含有するハードコート液を以下「基本ハードコート液1」ということがある。
【0033】
本発明におけるハードコート液の第2の態様は、
(D)下記式(3)
Si(OR4−a−b   (3)
ここで、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数6〜12のアリル基もしくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数5〜8のメタクリロキシアルキル基、炭素原子数2〜10のウレイドアルキレン基、芳香族ウレイドアルキレン基、芳香族アルキレン基またはメルカプトアルキレン基であり、Rは炭素原子数1〜6のアルキル基、アリル基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリル基であり、Rは水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基またはアルキルアシル基であり、a=1,2または3であり、b=0,1または2である、
で表される有機珪素化合物、および
(E)コロイダルシリカ
を含有する。
【0034】
以下ハードコート液の第2の態様(以下ハードコート液(2)という)の各成分について説明する。
有機珪素化合物(D)の中で、メチルトリメトキシシランのようなアルキルトリアルコキシシランが、特に好ましく用いられる。コロイダルシリカ(E)としては、前記ハードコート液(1)におけるコロイダルシリカ(C)で説明したものを用いることができる。各成分の配合割合は、上記式(3)で表される化合物(D)100重量部に対し、コロイダルシリカ(E)40〜85重量部が好ましく、50〜75重量部がより好ましい。この(D)〜(E)成分を含有するハードコート液を、以下「基本ハードコート液2」ということがある。
【0035】
本発明で得られるハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品に防眩性を与えるために、基本ハードコート液(1)または(2)に、(J)成分として0.05μm(50nm)〜10μmの平均粒径を有する微粒子を含有させることができる。
【0036】
平均粒径0.05μm〜10μmの微粒子(J)としては、金属または無機化合物からなる微粒子(J)が好ましく用いられる。微粒子(J)のより好ましい平均粒径は2〜10μmであり、さらに好ましい平均粒径は4〜8μmである。微粒子(J)の添加により特にディスプレイ用途では、周囲の光の映り込みを低減でき、画像表示が鮮明になる。
【0037】
金属または無機化合物からなる微粒子(J)の材質としては、例えばSi、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、In、Ti、Mgやその酸化物、それらの複合酸化物、あるいはCaCO、BaSO等を挙げることができる。これらは1種または2種以上組合せて使用することができる。これらのうち、SiOが最も好ましい。
【0038】
これらの微粒子(J)は、溶媒への分散性を高めるため有機シラン化合物や、有機化合物で表面改質して用いることができる。有機シラン化合物としては、コロイダルシリカの表面改質のために例示した有機シラン化合物、とりわけ単官能シランが好ましく用いられる。
【0039】
平均粒径0.05μm(50nm)〜10μmの微粒子(J)として、分散媒中に15〜60重量%の割合で分散させた製品が、下記のように市販品として入手できる。シリカ微粒子としては、「サイロイドC803」(平均粒径 3.6μm、W.R.グレースジャパン製)、「サイリシア350」(平均粒径:3.9μm、富士シリシア化学(株)製)、「サイロスフェアC−1504」(平均粒径4μm、同上製)、「サイロスフェアC−1510」(平均粒径10μm、同上製)、「JA−450」(平均粒径4〜8μm、十条ケミカル(株)製)、「MP−3040」(平均粒径:0.30μm、日産化学工業(株)製)、「MP−4540」(平均粒径:0.45μm、日産化学工業(株)製)、「KE−W50」(平均粒径:0.50〜0.56μm、(株)日本触媒製)、「KE−E150」(平均粒径:1.40〜1.60μm、(株)日本触媒製)等が挙げられる。シリカ微粒子以外では、酸化チタン微粒子「パラジウム特性つや消し剤N」(平均粒径2〜5μm、大原パラジウム(株)製)、ステアリン酸カルシウム微粒子「パラジウム#1000」(平均粒径2〜5μm、大原パラジウム(株)製)などが挙げられる。
【0040】
これらの微粒子(J)は球状あるいは球状に近いほど好ましく、また中実粒子であっても多孔質粒子であってもよい。またその屈折率は、微粒子(J)を除いた残余のハードコート液の光硬化物の屈折率と同じか、小さい方が好ましい。こうすることにより、膜厚ムラによる干渉ムラが低減され易くなる。
前述のコロイダルシリカ(C)、(E)は、ハードコート層の硬度を高める成分である。そして微粒子(J)は、ハードコート層の表面に所定の凹凸を形成して防眩性を付与する成分である。平均粒径の大きなコロイダルシリカ、例えば50nm〜200nmの平均粒径を有するコロイダルシリカは、微粒子(J)としての働きを有する。従って、本発明で使用するハードコート液が、50nm〜200nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ(C)、(E)を含有していれば、微粒子(J)を含有しなくても防眩性が得られる。
【0041】
防眩性を与えるために、基本ハードコート液1または2に微粒子(J)を前記多官能アクリレート(A)または有機珪素化合物(D)100重量部に対し、1.0〜150重量部、好ましくは3〜100重量部添加することが好ましい。微粒子(J)のさらに好適な含有量は、微粒子(J)の平均粒径によって異なる。微粒子(J)の平均粒径が比較的に大きい場合、例えば2μmを超え10μm以下である場合には、微粒子(J)の含有量は1.0〜40重量部が好ましく、3〜20重量部がより好ましい。微粒子(J)の平均粒径が比較的に小さい場合、例えば0.05μm(50nm)〜2μmである場合には、微粒子(J)の含有量は20〜150重量部が好ましく、50〜100重量部がより好ましい。微粒子(J)を兼ねるコロイダルシリカ(C)、(E)のみが含有される場合のコロイダルシリカ(C)、(E)(固形分)の含有量は40〜185重量部、好ましくは60〜130重量部である。
【0042】
本発明で得られるハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品に撥水性を与えるために、ハードコート液1または2に、(K)成分としてフルオロアルキルシランを含有させることができる。
フルオロアルキルシラン(K)としては下記式(4)
10 11 Si(OR124−c−d   (4)
ここで、R10は炭素原子数1〜12のフッ素アルキル基であり、R11は炭素原子数1〜6のアルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリール基であり、R12は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基であり、cは1,2または3であり、dは0,1または2である。但し、c+dは1,2または3である、
で表されるフッ素含有シリコン化合物が好ましく用いられる。
【0043】
式(4)で表される化合物としては、例えば3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランのようなフルオロアルキルトリアルコキシシラン;ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジエトキシシランのようなフルオロアルキルアルキルジアルコキシシランを挙げることができる。これらは単独で、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0044】
撥水性を与えるために、基本ハードコート液1または2にフルオロアルキルシラン(K)を前記多官能アクリレート(A)または有機珪素化合物(D)100重量部に対し、1.0〜20重量部添加することが好ましく、3〜15重量部添加することがより好ましい。
【0045】
基本ハードコート液1または2に、上記微粒子(J)および上記フルオロアルキルシラン(K)をそれぞれ上記量添加することにより、本発明で得られるハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品に防眩性および撥水性を与えることができる。
【0046】
本発明に使用されるハードコート液は、物性調整剤としてエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレートを1種類または複数個を含むことができる。エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレートは、膜に可とう性を与え、膜の硬度を高め、または低エネルギーで硬化させるために付与することができる。この物性調整剤は、基本ハードコート液1または2に、前記多官能アクリレート(A)または有機珪素化合物(D)100重量部に対し、10〜200重量部、好ましくは50〜150重量部添加することができる。
【0047】
また、本発明に使用されるハードコート液は屈折率調整用微粒子を含有することができる。屈折率調整用微粒子は、平均粒径が1〜100nmの無機酸化物の微粒子からなることが好ましい。例えば酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化タンタル、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化チタン、酸化チタン/酸化ジルコニウム複合酸化物、酸化チタン/酸化ジルコニウム/酸化ケイ素複合酸化物等の微粒子を挙げることができる。複合酸化物としては、酸化チタンを少なくとも50重量%含有するものが好ましい。
【0048】
屈折率調整用無機酸化物微粒子は、溶媒への分散性を高めるため有機シラン化合物や、有機化合物で表面改質して用いることができる。有機シラン化合物としては、コロイダルシリカの表面改質のために例示した有機シラン化合物、とりわけ単官能シランが好ましく用いられる。
【0049】
屈折率調整用微粒子は基本ハードコート液1または2に、前記多官能アクリレート(A)または有機珪素化合物(D)100重量部に対し、1〜900重量部、好ましくは100〜400重量部添加することができ、基本ハードコート液1または2によって得られるハードコート層の屈折率を0.01〜0.50高めることができる。ハードコート液中のコロイダルシリカ(C)、(E)、またはハードコート液に必要に応じて添加する微粒子(J)として屈折率調整用微粒子に該当するものを使用する場合には、別に屈折率調整用微粒子を添加しなくてもハードコート層の屈折率を所定の値まで高めることができることがある。
【0050】
本発明のハードコート液(1)は、好ましくは、上記した有効成分を所定量で含む液体媒体中分散液として調製される。
ハードコート液(1)の調製中、または調製後のエージング中に、上記多官能アクリレート(A)とアミノ有機官能性シラン(B)とが反応する。多官能アクリレートとアミノ有機官能性シランとの反応では、アミノ有機官能性シランの第1または第2アミノ官能基が、多官能アクリレート単量体の(メタ)アクリレート2重結合のうち、1または2以上へマイケル付加する。
この反応は、室温から100℃の温度で実施することができる。反応に際し、多官能アクリレート及びアミノ有機官能性シランは単独、あるいは2種類以上一緒に用いることができる。
【0051】
上記液体媒体としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルおよびエチレングリコールモノブチルエーテルの如きグリコール類;シクロヘキサノン、o−メチルシクロヘキサノン、m−メチルシクロヘキサノン、p−メチルシクロヘキサノンの如き脂肪族環状ケトン類;酢酸エチル、酢酸nープロピル、酢酸nーブチルの如き酢酸エステル類;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールの如きアルコール類を挙げることができる。
【0052】
また、上記ハードコート液(1)または(2)は、任意成分として、硬化被膜のレベリング剤、潤滑性付与剤を含有することができる。このような添加剤としては、例えばポリオキシアルキレンとポリジメチルシロキサンの共重合体(ダウコーニング社のペイントアディティブ19)、ポリオキシアルキレンとフルオロカーボンとの共重合体が好ましく用いられる。このような添加剤は、全液量に対して0.001〜10重量%で好ましく使用される。その他任意成分として酸化防止剤、耐候性付与剤、帯電防止剤、ブルーイング剤等を含有することもできる。
ハードコート液は、固形分濃度が例えば2〜50重量%に調整されて好ましく用いられる。
【0053】
ハードコート液は非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面、例えば30〜500μm厚みの非晶質ポリオレフィン樹脂フィルムの片側表面または両表面に塗布する。塗布は、例えばスピンコート法、フローコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、はけ塗り法により行うことができる。塗布は、硬化後の膜厚が1.0〜30μmとなるような厚みで実施することが好ましい。1.0μmより小さいと膜の硬度が十分でなく、一方30μmより大きいと可とう性が低下する原因になる。より好ましい厚みは1.0〜10μmである。
【0054】
しかし、後述のようにハードコート層の下に下地ハードコート層を設ける場合には、ハードコート層の硬化後の厚みを0.05〜1.5μmとすることができる。ハードコート層の表面は微小な凹凸を形成しているので、ハードコート層の厚みは表面凹凸を含んだ平均的な厚みとして定義する。
【0055】
塗布後、ハードコート液(2)の場合に塗膜を加熱するか、またはハードコート液(1)の場合に紫外線、電子ビームのような活性エネルギー線を照射することにより、ハードコート層が形成される。加熱は50〜130℃で数秒〜5時間行われる。紫外線照射には高圧水銀灯、カーボンアーク灯等の各種紫外線ランプ、レーザ光等を用いることができる。紫外線の照射条件は、例えば、波長が200〜400nm程度で、照度が数10〜100mW/cm(波長365nm)程度の紫外線を、総紫外線照射エネルギーが300〜3000(mJ/cm)になるように、数秒〜30分間照射させる。
【0056】
ハードコート液の塗布後に、液体媒体は乾燥により、または、照射の際に気化して除去される。ハードコート液(1)を使用する場合、この照射により、多官能アクリレート(A)の(メタ)アクリロイル基同士が光重合する。なお、アミノシラン(B)(およびフルオロアルキルシラン(K))のアルコキシル基等の加水分解性基は、ハードコート組成物の調製中、エージング中、塗布後照射前または塗布後照射中の段階で、加水分解および重縮合する。
【0057】
このように、ハードコート層が被覆された非晶質ポリオレフィン樹脂物品は、優れた表面硬度を有するので、耐擦傷性が向上する。そして、ハードコート液に微粒子(J)を添加した場合には耐擦傷性に加えて防眩性が付与される。微粒子(J)は、ハードコート層中に微粒子の高さ(真球の場合の直径)の半分以上の深さで埋没しているのが好ましい。また、ハードコート層に撥水性機能を付与する場合には、ハードコート層から突出した微粒子(J)の表面がハードコートの薄層で被覆されているのが好ましく、それにより上記機能が効果的に発揮される。微粒子(J)が半分以上の高さで埋没することにより、微粒子(J)のハードコート層からの欠落を有利に防止することができる。さらに微粒子(J)はハードコート層の外側表面に互いに隣接して、層厚み方向に重複せずに単粒子(単粒子層)として分布しているのが好ましい。又、ハードコート層の外側表面の表面粗さは10点平均粗さ(Rz)が6μm以下あることが好ましい。しかし、もし微粒子(J)全体がハードコート層中に埋没すると、防眩性が発揮できなくなるので、上記表面粗さは10点平均粗さ(Rz)で表して0.05μm以上であることが好ましい。この好ましい分布または表面粗さは、ハードコート層中における微粒子(J)の割合、およびハードコート層の厚み等を適宜調節することによって、達成することができる。
【0058】
前記樹脂基材と上記の微粒子(J)含有ハードコート層の間に、さらに下地ハードコート層を設けることができる。この下地ハードコート層としては、基本ハードコート液1または2から得られるハードコート層を用いることができる。そして、この下地ハードコート層の上に微粒子(J)含有ハードコート層が設けられる。ハードコート層の厚みは0.05〜1.5μmとすることが好ましく、下地ハードコート層の厚みは、この層の厚みとハードコート層の厚みの合計が、好ましくは1.0〜10μmとなるように調節される。
【0059】
下地ハードコート層と併用する微粒子(J)含有ハードコート層のためのハードコート組成物には、比較的に小さい平均粒径の微粒子(J)、例えば0.05μm(50nm)〜2μmの平均粒径のものを含有させることが好ましい。これにより、平均粒径の小さな微粒子(J)をハードコート層の中に埋め込ませ、しかも微粒子の一部分をハードコート層の表面に突出させて、均一な防眩性を容易に付与することができる。微粒子(J)の平均粒径(μm)に対するハードコート層厚み(μm)の比率は50〜95%であることがより好ましい。この場合には、微粒子(J)がハードコート層内に、その表面の一部をハードコート層の表面から突出させ、しかもその半分以上の高さで埋没しながら単粒子層として分布しやすくなり、強固で均一な防眩性が得られる。
【0060】
また、基本ハードコート液にフルロアルキルシラン(K)を添加した場合には、耐擦傷性に加えて撥水性が付与される。これにより水の付着や結露により影響を受けにくくなり、また汚れ付着や汚れ除去性が改善でき、端末表示機、光学機器の部材として応用できる。
【0061】
微粒子(J)およびフルロアルキルシラン(K)の両方を基本ハードコート液1または2に添加することにより、防眩性が向上するとともに、防眩性付与に伴う微細凹凸表面への汚れ付着、汚れ除去性を改善できる。
【0062】
本発明におけるハードコート層の上に、または表面改質層の上に、少なくとも1層の無機膜層を20nm〜50μmの膜厚(2層以上の場合は合計膜厚)で形成させることができる。無機膜層の材質としては、Ti、Sn、In、Si、Al、W、Mo、Ag、Zn、Zr、Mg、Cr、Niからなる群より選ばれる少なくとの1種の金属、該金属の酸化物、および該金属の窒化物から選択される少なくとも一つの無機化合物が挙げられる。特に付着性の良い酸化物、窒化物、化合物としては、TiO、SiO、SiN、ITO(インジウム・スズ酸化物)、MgF、SiOその他としてSnO、TiN、ZrO、ZnS、Alが挙げられる。
【0063】
無機膜の被覆法としては、化学的気相成長法(CVD法)、物理的気相成長法(PVD法)が挙げられる。CVD法としてはプラズマCVD法、PVD法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が挙げられる。無機膜を設けることにより反射防止性、透明導電性または耐透湿性等を付与することができる。
【0064】
具体的な無機膜層の構成は、例えば次のようなものを挙げることができる。
真空蒸着法によるTiO/SiOの積層膜の成膜(TiO層の上にSiO層を積層。2層反射防止性の付与)
プラズマCVD法によるSiO膜の成膜(耐透湿性の付与)
プラズマCVD法によるTiO/SiOの積層膜の成膜(TiO層の上にSiO層を積層。反射防止性の付与)
プラズマCVD法によるSiO膜の成膜(単層反射防止性の付与)
スパッタリング法によるSiO膜の成膜(耐透湿性の付与)
スパッタリング法によるTiO/SiOの積層膜の成膜(TiO層の上にSiO層を積層。反射防止性の付与)
スパッタリング法によるITOの成膜(透明導電性の付与)
【0065】
本発明におけるハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品に、反射防止性を付与するために、ハードコート層の上に単層、または、多層の上記無機膜層を形成することができる。この場合には、ハードコート層を前述の屈折率調整用微粒子を含有するハードコート液により形成することができる。しかし、可視光域で光学的干渉を応用するため、単層または多層の反射防止無機膜層の下地層の膜厚は、80〜250nmの範囲に膜厚を調整することが好ましい。従って、1.0〜10μm厚みのハードコート層(屈折率調整用微粒子を含有しない)と単層または多層の反射防止無機膜層の間に、80〜250nmの膜厚を有する屈折率調整層を設けることが好ましい。
【0066】
ハードコート液を使用してハードコート層を設ける場合には、屈折率調整層は、
(L)多官能アクリレート、
(M)下記式(5)
SiZ4−n   (5)
ここでRはメタクリロキシ基、アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、アリル基およびアミノ基から選ばれる官能基を有する有機官能基であり、Zはアルコキシル基、アセトキシル基及び塩素から選ばれる1種もしくは複数種の加水分解性基であり、nは1、2または3である、
で表されるシラン化合物および
(N)屈折率調整用微粒子
を含有する液を塗布した後、硬化させて形成させる。
【0067】
上記シラン化合物(M)としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−[2−(ビニルベンジルアミノ)エチル]−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどを列挙することができる。これらの中で、3−アミノプロピルトリエトキシシランおよび3−アミノプロピルトリメトキシシランが、特に好ましく用いられる。
【0068】
上記多官能アクリレート(L)および屈折率調整用微粒子(N)は、前述のそれぞれ多官能アクリレート(A)および屈折率調整用微粒子の説明で挙げたものを、同様に使用することができる。屈折率調整用微粒子の含有量は、屈折率調整層が反射防止無機膜層の下地層として要求される屈折率を有するように、上記液中に、多官能アクリレート(L)100重量部に対して1〜900重量部の範囲内で調節される。
【0069】
この屈折率調整層は、ハードコート層と3次元的(縦、横、斜め)な結合が行われているので、ハードコート層との付着性が良好である。この屈折率調整層を設けることにより、高い反射防止性能と膜強度を両立させることができる。屈折率調整層は微粒子(J)を含有させたハードコート層の上に設け、そして屈折率調整層の上に、さらに単層または多層の反射防止膜層を設けることにより、膜強度を保ちながら、反射防止性能および防眩性を付与することができる。また、シラン化合物(M)としてアミノ基を有するものを使用した屈折率調整層は、上述の下地ハードコート層と併用するハードコート層を兼用することができる。この場合、屈折率調整層兼ハードコート層は屈折率調整用微粒子、コロイダルシリカ(C)および微粒子(J)を含有する。もし、屈折率調整用微粒子としてのおよび微粒子(J)としての各要件が一致するもの、例えば平均粒径100nmの酸化チタン微粒子は、屈折率調整用微粒子兼微粒子(J)として使用することができる。
【0070】
本発明におけるハードコート層の上に、単層または多層の反射防止有機層、例えば1.30〜1.45の屈折率を有する単層の反射防止有機層を形成させることができる。また、ハードコート層の上に上述の屈折率調整層を設け、その上に更に単層の反射防止有機層を設けることもできる。単層の反射防止有機層としては、下記式(7)
Si(OR4−a−b  (7)
ここで、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数6〜12のアリル基またはハロゲン化アルキル基、炭素原子数5〜8のメタクリロキシアルキル基、炭素原子数2〜10のウレイドアルキレン基、芳香族ウレイドアルキレン基、芳香族アルキレン基、メルカプトアルキレン基であり、Rは炭素原子数1〜6のアルキル基、アリル基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲ化アリル基であり、Rは水素原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基、アルキルアシル基であり、aは1,2または3であり、bは0,1または2である、
で表される化合物、
および前述のコロイダルシリカを含有するコーティング液を塗布、50〜130℃で数秒〜5時間加熱することにより硬化することにより得られる。この有機層に撥水性を付与するには、前述のフルオロアルキルシランを上記コーティング液に添加すればよい。
【0071】
各成分の配合割合は、上記式(7)で表される化合物100重量部に対し、コロイダルシリカ40〜900重量部が好ましく、250〜500重量部がより好ましい。上記有効成分を所定量含む液体媒体中分散液として調整される。撥水性を付与する場合は、上記式(7)で表される化合物100重量部に対し、フルオロアルキルシラン1〜20重量部が好ましく、3〜15重量部がより好ましく、コロイダルシリカ40〜900重量部が好ましく、250〜500重量部がより好ましい。
【0072】
本発明により得られる表面改質層、または、ハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の構造としては、次のものが例示することができる。
単層、2層として
(1)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層
(2)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/透明導電無機膜
(3)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/耐透湿無機膜
(4)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/単層・多層反射防止無機膜
(5)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層
(6)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/防眩ハードコート層
(7)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/撥水ハードコート層
(8)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/撥水・防眩ハードコート層
ハードコート層および無機膜(または有機膜)付きとして
(9)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/透明導電無機膜
(10)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/耐透湿無機膜
(11)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/単層・多層反射防止無機膜
(12)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/単層反射防止有機膜
(13)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層(屈折率調整用微粒子含有)/単層・多層反射防止無機膜
(14)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/防眩ハードコート(防眩微粒子含有)/単層・多層反射防止無機膜
(15)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/防眩ハードコート(防眩微粒子含有)/単層反射防止有機膜
ハードコート層が2層のものとして
(16)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/下地ハードコート(厚膜)/小粒径微粒子含有防眩ハードコート(薄膜)
(17)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/下地ハードコート層(厚膜)/小粒径微粒子含有撥水・防眩ハードコート層(薄膜)
(18)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/下地ハードコート層(厚膜)/小粒径微粒子含有撥水・防眩ハードコート層(薄膜)
(19)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/下地ハードコート層(厚膜)/小粒径微粒子含有防眩ハードコート層(薄膜)/単層・多層反射防止無機膜
(20)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/下地ハードコート層(厚膜)/小粒径微粒子含有防眩ハードコート層(薄膜)/単層反射防止有機膜屈折率調整層および単層・多層反射防止無機または有機膜付きとして
(21)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/屈折率調整層/単層反射防止有機膜
(22)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/屈折率調整層/撥水単層反射防止有機膜
(23)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/屈折率調整層/単層・多層反射防止無機膜
(24)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/防眩ハードコート層/屈折率調整層/単層反射防止有機膜
(25)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/防眩ハードコート層/屈折率調整層/単層・多層反射防止無機膜
(26)親水化処理ポリオレフィン樹脂基材/表面改質層/ハードコート層/撥水単層反射防止有機膜
【0073】
本発明において、非晶質ポリオレフィン樹脂基材としては、結晶化を制御するためにポリマー主鎖に立体的に嵩高い官能基を導入(6−メチル−1,4,5,8−ジメタノ−1,4,4a,5,6,7,8,8a‐オクタヒドロナフタレンの開環重合体の水素添加物)した下記の「ゼオネックス」や「ゼオノア」(日本ゼオン(株)製の商品群名)、ノルボルネン樹脂系の「アートン」(JSR(株)製の商品群名)、エチレンーノルボルン付加共重合体やエチレン‐テトラシクロドデセン付加重合体である「アペル」(三井石油化学工業(株)製の商品群名)等を用いることができる(日本ゼオン(株):商品名「ZEONEX」(グレード:480、490K)、「ZEONOR」(グレード:1020R、1060R、1420R、1600R)、JSR(株):商品名「ARTON」 (グレード:G、F、FX、D)、三井石油化学工業(株):商品名「APO」、「アペル」(グレード:APS8009、APS5014、APS6518))。
【0074】
以上は、非晶質ポリオレフィン樹脂基材そのものへの適用について説明したが、本発明はそれに限らず、偏光フィルムおよび表示パネルのような非晶質ポリオレフィン樹脂加工品の非晶質ポリオレフィン樹脂表面に適用してもよい。
【0075】
本発明は、携帯電話導光板の光拡散処理膜、ディスプレイ(ノート型パソコン、モニター、PDP、PDAの最表面処理)、タッチパネルモニターの最表面処理膜、携帯電話窓、高光学特性が要求される部位、自動車用透明部品、紫外線に対し弱い材料のカバー基材などに用いられる。
【0076】
【発明の効果】
本発明によれば、非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面の親水処理、表面改質層を被覆することで基材表面の反応性が大きくなり、基材表面へ機能性被膜を強固に付着させることができる。特に、機能性ハードコート層の付着性が良く、ポリオレフィン樹脂基材の表面に付着性および耐湿性に優れたハードコート層が被覆されるので、被覆された非晶質ポリオレフィン樹脂物品の耐擦傷性が向上する。そして、ハードコート層中に防眩用微粒子、フルオロアルキルシランを添加することにより、非晶質ポリオレフィン樹脂物品に防眩性、撥水性、防汚性が付与できる。さらに、ハードコート層の上または表面改質層の上に金属、金属酸化物、金属窒化物等の膜を強い付着性で被覆させることができ、それにより反射防止性、耐透湿性、透明電導性などを付与することができる。また表面改質層中に紫外線吸収剤を添加することにより紫外線遮断性、可視光高透過率の両立ができ、紫外線カット効果があり、紫外線遮断カバーとして応用できる。
【0077】
【発明の実施の形態】
以下に、実施例をあげて本発明の実施の形態を具体的に説明する。
実施例および比較例で用いた基材、親水化処理方法、無機膜層の形成法、各種コート液の調製法、塗布法、紫外線硬化方法、評価方法等は次の通りである。
非晶質ポリレフィン樹脂基材
非晶質ポリオレフィン樹脂は、以下のシクロオレフィンポリマーを用いた。
(A1、A2) 日本ゼオン(株)製のノルボルネン系モノマーを原料とするものであり、商品名「ZEONEX」(ゼオネックス)のグレード490Kとグレード480を用いた。これらを射出成形して100mm×150mm、厚み2mmの基材A1(グレード490K)および基材A2(グレード480)を得た。
(B1) 日本ゼオン(株)製のジシクロペンタジエンの開環重合水添ポリマーであり、商品名「ZEONOR」(ゼオノア)のグレード1600Rを用いた。これらを射出成形して100mm×150mm、厚み2mmの基材B1(グレード1600R)を得た。
(C1、C2) JSR(株)製のノルボルネン系モノマーを原料とするものであり、商品名「ARTON」(アートン)のグレードFとグレードFXを用いた。これらを射出成形して100mm×150mm、厚み2mmの基材C1(グレードF)および基材C2(グレードFX)を得た。
(D1、D2) 三井化学(株)製の環状オレフィンとエチレンの共重合体(エチレン・テトラシクロデセン共重合体)であり、商品名「アペル」(アペル)のグレードAPS5014とグレードAPS6518を用いた。これらを射出成形して100mm×150mm、厚み2mmの基材D1(グレーAPS5014)および基材D2(グレードAPS6518)を得た。
(E1) 三井石油化学工業(株)製(商品名「APO」)を用いた。これを射出成形して100mm×150mm、厚み2mmの基材E1を得た。
【0078】
親水化処理
<コロナ処理>
前記非晶質ポリオレフィン樹脂基材に、信光電気計装(株)製のコロナ放電表面改質装置「コロナマスター」PS−1M型を用いて、出力が最高約14000ボルトの可変電圧、約15kHzの周波数のコロナ放電処理を毎秒5mmの速度で実施し、非晶質ポリオレフィン樹脂基材表面の水の接触角が35〜40度となるようにした。
<プラズマ処理>
前記基材にヤマト科学(株)製プラズマリアクター型式PR−501Aを用いて、13.56MHzの高周波(出力100〜200W)、使用ガスは酸素(流速100ml/min)の条件でプラズマ処理を2分間実施し、樹脂基材表面の水の接触角が20度となるようにした。
<オゾン水洗浄処理>
前記基材に(株)ササクラ製のオゾン水発生装置OM−2を用いて、オゾン水に基材を室温で4分間浸漬する条件で処理を行い、樹脂基材表面の水の接触角が50度となるようにした。
<UVオゾン照射処理>
前記基材に(株)サムコインターナショナル研究所製のUVランプ(品番:SGL−18W18S−SA1)を用いてランプ直下のUV照度が20mW/cmとなるように、基材上にUV照射を行うと、基材上ではオゾンが発生し、基材表面の油などの汚れを分解する。UVオゾン照射処理を2分間、5分間、15分間または30分間実施し、樹脂基材表面の水の接触角が5〜60度となるようにした。
【0079】

Figure 2004043689
Figure 2004043689
【0080】
表面改質層用処理液の調製
表面改質用液1の調製
溶剤可溶型のアクリル樹脂「パラロイドA−10S」(ローム・アンド・ハース・ジャパン(株))を50g、プロピレングリコールモノメチルエーテル50gをそれぞれ秤量、混合し、均質な液とし、界面活性剤を少々加え、表面改質用液1とする。
表面改質用液2の調製
パラロイドA−10S(ローム・アンド・ハース・ジャパン(株))を50g、プロピレングリコールモノメチルエーテル50gをそれぞれ秤量、混合し、均質な液を調合し、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを2g添加し、撹拌し均質な液とし、界面活性剤を少々加え、表面改質用液2とする。
表面改質用液3の調製 
パラロイドA−10S(ローム・アンド・ハース・ジャパン(株))を50g、プロピレングリコールモノメチルエーテル50gをそれぞれ秤量、混合し、均質な液を調合し、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを2g添加し、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン4.5gを添加、撹拌し均質な液とし、界面活性剤を少々加え、表面改質用液3とする。
表面改質用液4の調製
エチルセロソルブ400g、メタアクリル酸エチル190g、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを10gの混合物を、窒素雰囲気下で75℃に保ちつつ、ベンゾイルパーオキサイド1.0gを、エチルセロソルブ200gに溶かした溶液を2時間かかって加え、さらに6時間、75℃に保つ。その後エチルセロソルブ1400g、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液を2g、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン30gを加え、表面改質用液4とする。
表面改質用液5の調製
エチルセロソルブ400g、メタアクリル酸エチル190g、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10gの混合物を、窒素雰囲気下で75℃に保ちつつ、ベンゾイルパーオキサイド1.0gを、エチルセロソルブ200gに溶かした溶液を2時間かかって加え、さらに6時間、75℃に保つ。その後エチルセロソルブ1400g、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを3.5g、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液を2g、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン30gを加え、表面改質用液5とする。
【0081】
表面改質用液6の調製
ブチルセロソルブ300部を窒素雰囲気下で100℃に保ちつつ、メタアクリル酸160部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40部、ベンゾイルパーオキサイド2.0部の混合物を3時間かかって加え、さらに3時間同温度に保った。その後ブチルセロソルブ1155部、エチレングリコールジアセテート363部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液を3部、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン100部、およびフローコントロール剤少々を加え、表面改質用液6とした。
表面改質用液7の調製
メチルイソブチルケトンン384部、メチルエチルケトン216部の混合物を、窒素雰囲気下90℃に保ちつつ、メタアクリル酸メチル180部、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン20部、アゾビスイソブチロニトリル1.0部の混合物を2時間かかって加え、さらに5時間同温度に保った。その後メチルイソブチルケトン624部、イソプロピルアルコール576部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液10部及び2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート40部を加え、表面改質用液7とした。
表面改質用液8の調製
エチルセロソルブ400部、メタアクリル酸エチル140部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン60部の混合物を、窒素雰囲気下75℃に保ちつつ、ベンゾイルパーオキサイド1.0部をエチルセロソルブ200部に溶かした溶液を2時間かかって加え、更に8時間同温度に保った。その後エチルセロソルブ1400部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液14部、2−(2′−ヒドロキシ−5′−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール30部を加え、表面改質用液8とした。
表面改質用液9の調製
エチルセロソルブ400部、メタアクリル酸エチル190部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10部の混合物を、窒素雰囲気下で75℃に保ちつつ、ベンゾイルパーオキサイド1.0部をエチルセロソルブ200部に溶かした溶液を2時間かかって加え、さらに6時間同温度に保った。その後、エチルセロソルブ1486部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液2部、ヘキサ(メトキシメチル)メラミン2.6部、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン20部を加え、表面改質用液9とした。
【0082】
表面改質用液10の調製
ブチルセロソルブ300部を窒素雰囲気下100℃に保ちつつ、メタアクリル酸メチル160部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40部、ベンゾイルパーオキサイド2.0部の混合物を3時間かかって加え、さらに3時間同温度に保った後、エチレングリコールジアセテート360部を加えた。こうして得られた共重合体215部に、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液1.0部、ヘキサ(メトキシメチル)メラミン0.8部、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン50部、およびブチルセロソルブ285部を加えて、表面改質用液10とした。
表面改質用液11の調製
表面改質用液10の調製に用いた共重合体215部に、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液0.5部、ヘキサ(メトキシメチル)メラミン0.3部、2,2′−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン10部、およびブチルセロソルブ285部を加えて、表面改質用液11とした。
表面改質用液12の調製
酢酸n−ブチル320部を窒素雰囲気下90℃に保ちつつ、メタアクリル酸メチル90部、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン10部、アゾビスイソブチロニトリル0.8部の混合物を2時間かかって加え、さらに同温度に5時間保った。その後ブチルセロソルブ760部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液5部、ヘキサ(メトキシメチル)メラミン1.8部、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール20部を加えて、表面改質用液12とした。
表面改質用液13の調製
エチルセロソルブ400部、メタアクリル酸エチル140部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン60部の混合物を窒素雰囲気下80℃に保ちつつ、ベンゾイルパーオキサイド1.0部をエチルセロソルブ200部に溶かした溶液を2時間かかって加え、さらに8時間同温度に保った。その後エチルセロソルブ1400部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液を6部、ヘキサ(メトキシメチル)メラミン4.7部、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3ジフェニルアクリレート40部を加えて、表面改質用液13とした。
【0083】
ハードコート液1(光硬化型ハードコート)の調製
多官能アクリレートとして1,6−ヘキサンジオールジアクリレート12.4g、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン1.6g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸4.0g、光重合開始剤としてベンゾフェノンを0.8g、コロイダルシリカとして「NPC−ST−30」(日産化学工業(株)製、n−プロピルセロソルブ中に平均粒20nmのシリカ微粒子を分散。シリカ含有量30重量%)を26.0g、膜に可とう性を与え、かつ膜の硬度を高めるためのエポキシアクリレートとして「エポキシエステル3002M」(共栄社化学(株)製)を5.0g、酢酸ブチル14.5gを添加する。次に、フローコントロール剤(「ペインタッド19」、ダウコーニングアジア(株)製)を0.1g添加する。その後、2−メトキシプロパノールを100g添加し、撹拌し均質に分散させて、耐擦傷性を付与するためのハードコート液1が得られた。
【0084】
ハードコート液2(防眩性付与光硬化型ハードコート)の調製
多官能アクリレートとしてポリエチレングリコールジアクリレート16.0g、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン1.0g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸4.0g、光重合開始剤としてイソプロピルベンゾインエーテルを0.8g、コロイダルシリカとして「IPA−ST−ZL」(日産化学工業(株)製、イソプロパノール中に平均粒径80〜100nmのシリカ微粒子を分散。シリカ含有量30重量%)を45.0g、次に、膜の硬度を高め、かつ、低エネルギーで膜を硬化させるためのウレタンアクリレートとして「UA−306H」(共栄社化学(株)製、ペンタエリスリトールトリアクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートのウレタンプレポリマー)を1.0g、フローコントロール剤を0.1g添加する。その後、2−メトキシプロパノールを100g添加する。その後、前記溶液に平均粒径が6μmの結晶質シリカ微粒子を0.8g(ハードコート有効成分の2重量%)添加し、撹拌し均質に分散させる。これにより、防眩性および耐擦傷性を付与するためのハードコート液2が得られた。
【0085】
ハードコート液3(撥水性付与光硬化型ハードコート)の調製
多官能アクリレートとして1,4−ブタンジオールジアクリレート17g、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン8.0g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸4.0g、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンを0.8g、コロイダルシリカとして「IPA−ST」(日産化学工業(株)製、イソプロパノール中に平均粒径10〜20nmのシリカ微粒子を分散。シリカ含有量30重量%)を20.0g、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシランを9.0g添加し反応させた後で、酢酸ブチル14.5gを添加する。次に、フローコントロール剤を0.1g添加する。その後、2−メトキシプロパノールを100g添加する。これにより、撥水性および耐擦傷性を付与するためのハードコート液3が得られた。
【0086】
ハードコート液4(撥水性および防眩性付与光硬化型ハードコート)の調製
多官能アクリレートとしてトリメチロールプロパントリアクリレート12.4g、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン2.6g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸4.0g、光重合開始剤としてベンゾフェノンを0.8g、コロイダルシリカとして「IPA−ST−ZL」(日産化学工業(株)製)を26.0g、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシランを9.0g添加し反応させた後で、酢酸ブチル14.5gを添加する。次に、フローコントロール剤を0.1g添加する。その後、2−メトキシプロパノールを100g添加する。その後、前記溶液に平均粒径が6μmのシリカ微粒子を0.8g(ハードコート有効成分の2重量%)添加し、撹拌し均質に分散させる。これにより防眩性、撥水性および耐擦傷性を付与するためのハードコート液4が得られた。
【0087】
ハードコート液5(熱硬化型ハードコート)の調製
コロイダルシリカ「スノーテックス O−40」(日産化学(株)製:平均粒径20nm、不揮発分40%)150g、メチルトリメトキシシラン183gを反応させた後、イソプロピルアルコール508g、ノルマルブタノール140g、酢酸18g、酢酸ナトリウム1gおよびDow Corningペイントアディティブ19を0.1g加えて、耐擦傷性を付与するためのハードコート液5が得られた。
ハードコート液6(防眩付与熱硬化型ハードコート)の調製
前記コロイダルシリカ「スノーテックス O−40」58g、メチルトリメトキシシラン86gを反応させた後、イソプロピルアルコール505g、ノルマルブタノール140g、酢酸18g、酢酸ナトリウム2gおよびDow Corningペイントアディティブ19を0.1g加えた溶液に、平均粒径が6μmのシリカ微粒子を2.4g(ハードコート有効成分の2重量%)添加し、撹拌し均質に分散させた。これにより、防眩性および耐擦傷性を付与するためのハードコート液6が得られた。
【0088】
ハードコート液7(撥水性付与熱硬化型ハードコート)の調製
前記コロイダルシリカ「スノーテックス O−40」58g、メチルトリメトキシシラン86g、およびパーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン4.3gを反応させた後、イソプロピルアルコール505g、ノルマルブタノール140g、酢酸18g、酢酸ナトリウム2gおよびDow Corningペイントアディティブ19を0.1g加え、撹拌し均質に分散させた。これにより、撥水性および耐擦傷性を付与するためのハードコート液7が得られた。
ハードコート液8(防眩・撥水性付与熱硬化型ハードコート)の調製
前記コロイダルシリカ「スノーテックス O−40」58g、メチルトリメトキシシラン86g、およびパーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン4.3gを反応させた後、イソプロピルアルコール505g、ノルマルブタノール140g、酢酸18g、酢酸ナトリウム2gおよびDow Corningペイントアディティブ19を0.1g加えた溶液に、平均粒径が6μmのシリカ微粒子を2.4g(ハードコート有効成分の2重量%)添加し、撹拌し均質に分散させたた。これにより防眩性、撥水防汚性および耐擦傷性を付与するためのハードコート液8が得られた。
【0089】
ハードコート液9(防眩性付与光硬化型ハードコート)の調製
多官能アクリレート(A)として1,6−ヘキサンジオールジアクリレート100gに対し、アミノシラン(B)としてγ―アミノプロピルトリメトキシシラン10g、2−メトキシプロパノール50g、酢酸5g、コロイダルシリカ(C)として平均粒子径10〜20nmの「IPA−ST」(有効成分:30重量%、日産化学工業(株)製)を140g、微粒子(J)としてアモルファスシリカ微粒子の分散液「KE−W50」(粒径:0.50〜0.56μm、有効成分:15重量部、(株)日本触媒製)を500g添加し、撹拌し、その後、光開始剤としてベンゾフェノンを5g、フローコントロール剤を0.1g添加してハードコート液9を得た。
【0090】
ハードコート液10(光硬化型下地ハードコート)の調製
多官能アクリレートとして1,6−ヘキサンジオールジアクリレート12.4g、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン2.6g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸0.4g、コロイダルシリカとして(平均粒子径20〜30nm)の「MA−ST−M」(有効成分:40重量% 日産化学工業(株)製)を20.0g、エポキシアクリレートとして「エポキシエステル3002M」(共栄社化学(株)製)を5.0g、酢酸ブチル14.5gを添加する。次に、光重合開始剤としてベンゾフェノンを0.8g、フローコントロール剤を0.1g添加する。その後、2−メトキシプロパノールを100g添加し、撹拌し均質に分散させてハードコート液10を得た。
【0091】
屈折率調整層用液1の調製
多官能アクリレートとして1,4−ブタンジオールジアクリレート12.4g、3−アクロキシプロピルトリメトキシシラン1.0g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸4.0g、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンを0.8g、コロイダルシリカとして「NPC−ST−30」(日産化学(株)製、n−プロピルセロソルブ中に平均粒20nmのシリカ微粒子を分散。シリカ含有量30重量%)を20.0gを添加する。次に、フローコントロール剤を0.1g添加する。
【0092】
その後、2−メトキシプロパノールを100g添加し、撹拌し均質に分散させる。その液に「オプトレイク1130F2A8」(TiOおよびSiOからなる複合酸化物微粒子(平均粒径約10nm)をメタノール中に分散させたもの、触媒化成製、TiOとSiOのモル比は80:20。複合酸化物含有量30重量%)を30g添加した。このようにして、成膜後の屈折率がハードコート層のそれよりも高い層を形成するための屈折率調整層用液1を得た。
【0093】
低屈折率用コート液11(熱硬化型ハードコート)の調製
平均粒子径20nmのコリダルシリカとして「スノーテックス O−40」(日産化学(株)製:不揮発分40%)150g、メチルトリメトキシシラン183gを反応させた後、イソプロピルアルコール648g、酢酸18g、酢酸ナトリウム1g、およびフローコントロール剤として「ペイントアディティブ19」(ダウコーニング社製)を0.1g加え、撹拌して低屈折率用コート液11を得た。
【0094】
低屈折率用コート液12(撥水性付与熱硬化型ハードコート液)の調製
平均粒子径80〜100nmのコロイダルシリカとして「IPA−ST−ZL」(日産化学(株)製:不揮発分30%)600g、メチルトリメトキシシラン86g、およびパーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン4.3gを反応させた後、イソプロピルアルコール645g、酢酸18g、酢酸ナトリウム2g、およびフローコントロール剤として「ペイントアディティブ19」(ダウコーニング社製)を0.1g加え、撹拌して低屈折率用コート液12を得た。
【0095】
塗布法および硬化法
表面改質層用液は、親水化処理を実施した樹脂(実施例)又は親水化処理をしていない基材(比較例)に対して、フローコート法で塗布し、80℃で30分間の熱硬化させて、厚み10nmの表面改質層を形成した。
上記ハードコート液1〜4、9、10はフローコート法により、ハードコート液5はスピナー法によりそれぞれ塗布し、その後に、出力120W/cmの紫外線ランプにより、総紫外線照射エネルギーが1000(mJ/cm)になるように、1秒〜30秒間照射して、塗布膜を硬化した。なお、この総紫外線照射エネルギー値は、積算光量計(型式:UIT−102 ウシオ電機(株)製)で測定した。また、屈折率調整層用液1はフレキソ印刷法により塗布し、上記と同様に塗布膜を紫外線硬化させた。ハードコート液6〜8については、フローコート法により塗布し、80℃―120分間加熱して硬化させた。低屈折率用コート液11および12はスピン法で塗布し、塗布膜を80℃で30分間加熱して硬化させた。
【0096】
評価方法
以下に示す各実施例で得られた非晶質ポリオレフィン樹脂基材を被覆した被膜の評価方法は、次の通りである。
(a)付着性試験:碁盤目試験JIS K5400に準拠して行った。すなわち、ニチバン(株)製のセロハンテープをハードコート被膜上に貼り付けた後に、勢い良く引き剥がす方法で、耐湿試験前(初期)と耐湿試験(50℃、95%RHの槽内に10日間)後の被膜の付着性(易接着性)および耐透湿性を評価し、ハードコート被膜の100個のます目のうち剥がれたます目の数によって次の基準で判定した。
剥がれたます目の数 0−−−−−−「剥離なし」
剥がれたます目の数 1〜5−−−−「極一部で剥離」
剥がれたます目の数 6〜50−−−「部分的に剥離」
剥がれたます目の数 51〜99−−「剥離大」
剥がれたます目の数 100−−−−「全面剥離」
(b)耐湿試験:雰囲気温度50℃、相対湿度95%RHの槽内に10日間放置して行った。
(c)キズ付き性(耐擦傷性):市販のスチールウール(#0000)で10回表面を擦り、キズ付きかたを目視で判定した。判定基準は以下の4段階で行った。
1…キズなし、2…わずかにキズあり、3…キズ多数、4…膜が剥れるほどキズつく。
(d)汚れ性試験:市販のワックスを付けた後で、綿製の無塵布で拭き取り、ワックスの拭き跡が汚れとして残る程度を目視で確認して防汚性を評価した。
(e)接触角測定:0.1ccの純水滴との接触角を測定した。接触角が大きいほど防汚性が高いことを表している。
(f)光学特性測定:JIS R3212に準拠して可視光線透過率(%)および曇価(%)を測定した。曇価が高いほど防眩性が高いことを表している。
【0097】
実施例1
前記非晶質ポリレフィン基材B1に前記コロナ放電処理を毎秒5mmの速度で実施し、非晶質ポリオレフィン基材表面の水の接触角が40度となるようにした。次いで、前記表面改質用液4を塗布して熱風乾燥炉で80℃、30分間加熱乾燥して厚み10nmの表面改質層を被覆した。
得られた表面改質層の成膜直後(初期)の付着性テストでは剥離がなかった。上記の付着性を評価したサンプルとは別のサンプルを作製して、キズ付き性を評価した。キズ付き性試験では多数のキズが見られた。また、光学特性は可視光透過率が91%、350nmの透過率は0%であった。
【0098】
実施例2〜7
実施例1におけるコロナ放電処理5mm/sに代えて、それぞれ、
実施例2では前記プラズマ処理を実施して樹脂基材表面の水の接触角が20度となるようにし、
実施例3では前記オゾン水洗浄処理を行って基材表面の水の接触角が50度となるようにし、
実施例4では前記UVオゾン照射時間を30分間行って基材表面の水の接触角が5度となるようにし、
実施例5では前記UVオゾン照射時間を15分間行って基材表面の水の接触角が約15度となるようにし、
実施例6では前記UVオゾン照射時間を5分間行って基材表面の水の接触角が約45度となるようにし、
実施例7では前記UVオゾン照射時間を2分間行って基材表面の水の接触角が約60度となるようにし、
それ以外は、実施例1と同じ基材B1、表面改質処理液4および硬化条件を使用し、実施例1と同様の方法で表面改質層を形成した。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例2〜7のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」であり、いずれの実施例もキズ付き性試験では多数のキズが見られ、いずれの実施例も可視光透過率が91%、350nmの透過率は0%であった。
実施例1〜7の結果を表1にまとめて示す。
【0099】
比較例1
実施例1で使用した非晶質ポリレフィン基材B1に親水化処理をしないで(ポリオレフィン基板表面の水の接触角が90度)、表面改質用液4を塗布して熱風乾燥炉で80℃、30分間加熱乾燥して、厚み10nmの表面改質層を形成した。
得られた膜の成膜直後(初期)の付着性をテストしたが「剥離大」であった。キズ付き性試験では多数のキズが見られた。また、光学特性は可視光透過率が91%、350nmの透過率は0%であった。
比較例2
比較例1で得られた表面改質層付き非晶質ポリレフィン基材B1の表面に真空蒸着によって厚み100nm/100nmのTiO/SiO積層無機膜層(反射防止層)を形成させた。
比較例3
比較例1で得られた表面改質層付き非晶質ポリレフィン基材B1の表面にハードコート液1を塗布し、硬化させて膜厚3μmのハードコート層を被覆した。
比較例2および3で得られた膜の成膜直後(初期)の付着性をテストしたが「剥離大」であった。キズ付き性試験ではいずれの比較例も多数のキズが見られた。また、比較例2、3のいずれについても光学特性は可視光透過率が91%、350nmの透過率は0%であった。
比較例1〜3の結果を表3にまとめて示す。
【0100】
実施例8〜19
実施例1において使用した表面改質処理液4に代えて、それぞれ、
実施例8では表面改質処理液1を使用し、
実施例9では表面改質処理液2を使用し、
実施例10では表面改質処理液3を使用し、
実施例11では表面改質処理液5を使用し、
実施例12では表面改質処理液6を使用し、
実施例13では表面改質処理液7を使用し、
実施例14では表面改質処理液8を使用し、
実施例15では表面改質処理液9を使用し、
実施例16では表面改質処理液10を使用し、
実施例17では表面改質処理液11を使用し、
実施例18では表面改質処理液12を使用し、
実施例19では表面改質処理液13を使用し、
それ以外は、実施例1と同じ基材B1、コロナ放電処理5mm/s、および硬化条件で、実施例1と同様の方法で表面改質層を形成した。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例8〜19のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」であり、いずれの実施例もキズ付き性試験では多数のキズが見られ、いずれの実施例も可視光透過率が91%であり、350nmの透過率については実施例8および9では88%であり実施例10〜19ではいずれも0%であった。
実施例8〜19の結果を表1にまとめて示す。
【0101】
実施例20〜26
実施例1において使用した基材B1に代えて、それぞれ、
実施例20では基材A2を使用して親水化処理後の水滴接触角が45度になるようにし、
実施例21では基材A1を使用して親水化処理後の水滴接触角が40度になるようにし、
実施例22では基材C1を使用して親水化処理後の水滴接触角が35度になるようにし、
実施例23では基材C2を使用して親水化処理後の水滴接触角が35度になるようにし、
実施例24では基材E1を使用して親水化処理後の水滴接触角が40度になるようにし、
実施例25では基材D1を使用して親水化処理後の水滴接触角が35度になるようにし、
実施例26では基材D2を使用して親水化処理後の水滴接触角が35度になるようにし、
それ以外は、実施例1と同じコロナ放電処理5mm/s、表面改質用液4および硬化条件で、実施例1と同様の方法で表面改質層を形成した。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例20〜26のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」であり、いずれの実施例もキズ付き性試験では多数のキズが見られ、いずれの実施例も可視光透過率が91〜92%であり、350nmの透過率についてはいずれの実施例も0%であった。
実施例20〜26の結果を表2にまとめて示す。
【0102】
実施例27
実施例8と同じ方法で得た表面改質層被覆基材の上にハードコート液1を塗布し、硬化させて膜厚3μmのハードコート層を被覆した。
得られた被膜の成膜直後(初期)と耐湿試験後の被膜の付着性を評価した。耐湿試験後に極一部で剥離が見られただけで初期の付着性では「剥離なし」であった。キズ付き性試験ではキズが見られなかった。また、光学特性は可視光透過率が91%、350nmの透過率は88%であった。
実施例28〜31
実施例27において使用した表面改質層用液1に代えて、それぞれ、
実施例28では表面改質層用液2を使用し、
実施例29では表面改質層用液3を使用し、
実施例30では表面改質層用液4を使用し、
実施例31では表面改質層用液5を使用し、
それ以外は、実施例27と同じコロナ放電処理5mm/s、ハードコート液1および硬化条件で、実施例27と同様の方法でハードコート層を形成した。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例28〜31のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」、耐湿試験後の付着性はいずれも「剥離なし」であり、いずれの実施例もキズ付き性試験ではキズがなく、いずれの実施例も可視光透過率が91%であり、350nmの透過率については実施例28では88%であり実施例29〜31のいずれも0%であった。
【0103】
実施例32
実施例8と同じ方法で得た表面改質層被覆基材の上にハードコート液5を塗布し、硬化させて膜厚3μmのハードコート層を被覆した。
得られた被膜の成膜直後(初期)と耐湿試験後の被膜の付着性を評価した。耐湿試験後に極一部で剥離が見られただけで初期の付着性は「剥離なし」であった。キズ付き性試験ではキズが見られなかった。また、光学特性は可視光透過率が91%、350nmの透過率は88%であった。
実施例33〜36
実施例32において使用した表面改質層用液1に代えて、それぞれ、
実施例33では表面改質層用液2を使用し、
実施例34では表面改質層用液3を使用し、
実施例35では表面改質層用液4を使用し、
実施例36では表面改質層用液5を使用し、
それ以外は、実施例32と同じコロナ放電処理5mm/s、ハードコート液5および硬化条件で、実施例32と同様の方法でハードコート層を形成した。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例33〜36のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」、耐湿試験後の付着性はいずれも「剥離なし」であり、いずれの実施例もキズ付き性試験ではキズがなく、いずれの実施例も可視光透過率が91%であり、350nmの透過率については実施例33では88%であり実施例34〜36のいずれも0%であった。
実施例27〜36の結果を表4にまとめて示す。
【0104】
実施例37〜42
実施例30において使用したハードコート液1に代えて、それぞれ、
実施例37ではハードコート液2を使用し、
実施例38ではハードコート液3を使用し、
実施例39ではハードコート液4を使用し、
実施例40ではハードコート液6を使用し、
実施例41ではハードコート液7を使用し、
実施例42ではハードコート液8を使用し、
それ以外は、実施例30と同じコロナ放電処理5mm/s、表面改質用液4および硬化条件で、実施例30と同様の方法でハードコート層を形成した。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例37〜42のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」、耐湿試験後の付着性はいずれも「剥離なし」であり、いずれの実施例もキズ付き性試験ではキズがなく、いずれの実施例も可視光透過率が91%であり、350nmの透過率についてはいずれの実施例も0%であった。そして実施例37および40については曇価が10〜11%であり、防眩性が優れていた。実施例38および41について汚れ性試験による「汚れなし」であって撥水防汚性が優れていた。また実施例39および42については、曇価が10〜11%であり、汚れ性試験による「汚れなし」であり、防眩性および撥水防汚性が優れていた。
実施例37〜42の結果を表5にまとめて示す。
【0105】
実施例43
実施例30で得られたハードコート層付き基板の上に真空蒸着によって厚み100nm/100nmのTiO/SiO積層無機膜層(反射防止層)を形成させた。
実施例44
実施例35で得られたハードコート層付き基板の上に真空蒸着によるSiO無機膜層(反射防止層)を形成させた。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例43および44のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」、耐湿試験後の付着性はいずれも「剥離なし」であり、実施例43および44のキズ付き性試験ではキズがなく、実施例45〜51のキズ付き性試験では多数のキズがあり、いずれの実施例も可視光透過率が93%であり、350nmの透過率についてはいずれの実施例も0%であった。また実施例43および44はいずれも5%の可視光反射率を示し、実施例27の試料について同様に測定した可視光反射率9%よりも小さな値であり、優れた反射防止性能を示している。
【0106】
実施例45〜51
実施例11で得られた表面改質層付き基板の上に、それぞれ実施例45〜51に応じて、スパタリングによるTiO/SiO積層無機膜層(実施例45)、真空蒸着によるSiOの無機膜層(実施例46)、プラズマCVDでTiOとSiOの積層無機膜層(実施例47)、プラズマCVDによるSiOの無機膜層(実施例48)、スパッタリングによるSiOの無機膜層(実施例49)、スパッタリングによるSiNの無機膜層(実施例50)およびスパッタリングによるITOの無機膜層(実施例51)を形成させた。
さらに実施例1と同様の方法で被膜の付着性とキズ付き性を評価したところ、実施例45〜51のいずれも初期の付着性はいずれも「剥離なし」、耐湿試験後の付着性はいずれも「剥離なし」であり、実施例43および44のキズ付き性試験ではキズがないが実施例45〜51では多数のキズがあり、いずれの実施例も可視光透過率が89〜93%であり、350nmの透過率についてはいずれの実施例も0%であった。実施例45〜47のいずれも5%の可視光反射率を示し、実施例27の試料について同様に測定した可視光反射率9%よりも小さな値であり、優れた反射防止性能を示している。また実施例48〜50はいずれも優れた耐透湿性を示し、また実施例51は優れた透明導電性を示した。
実施例43〜51の結果を表6にまとめて示す。
【0107】
比較例4
実施例32で使用した表面改質処理液1に代えて表面改質処理液を全く使用しない他は実施例32と同様にして厚み3μmのハードコート層を形成した。
比較例5
実施例44で使用した表面改質処理液4に代えて表面改質処理液を全く使用しない他は実施例44と同様にしてスパッタリングによって厚み100nm/100nmのTiO/SiO積層膜反射防止層を形成した。
比較例6
比較例5で行った親水化処理表面を行わず、処理後の水滴接触角が90度になるようにすること以外は比較例5と同様にしてスパッタリングによって厚み100nm/100nmのTiO/SiO積層膜反射防止層を形成した。
比較例4〜6で得られた膜の成膜直後(初期)の付着性をテストしたがいずれもすべて剥離した。キズ付き性試験では比較例4はキズがなかったが、比較例5および6のいずれも膜が剥がれるほどキズがついていた。また、比較例4〜6のいずれについても光学特性は可視光透過率が91〜92%であり、350nmの透過率は88〜89%であった。
比較例4〜6の結果を表6にまとめて示す。
【0108】
実施例52
実施例30で得られたハードコート層付き基板の上に前記屈折率調整用液1を塗布、硬化して、膜厚が110nmで屈折率が1.72の屈折率調整層を形成した。その上に低屈折率用コート液11を塗布し、80℃で1時間加熱し、硬化させ、膜厚が100nmで屈折率が1.41の低屈折率層を形成した。
実施例53
実施例52で用いた低屈折率用コート液11に代えて低屈折率用コート液12を使用した他は実施例52と同様にしてハードコート層、屈折率調整層および低屈折率層を形成した。
実施例54
実施例52で用いたハードコート層付き基板(実施例30で製造)に代えて実施例37で製造したハードコート層付き基板を使用した他は実施例52と同様にして屈折率調整層および低屈折率層を形成した。
実施例52〜54について得られた積層被膜の付着性を評価した。いずれの実施例も初期および耐湿試験後にも被膜の剥離がなく付着性に問題はなかった。実施例1と同様に前記キズ付き性、光学特性をそれぞれ評価したところ、いずれもキズはなく、可視光線透過率はいずれも93%であった。また曇価については実施例52および53は0.1%であったが、実施例54の曇価は10%であり、実施例54は優れた防眩性を示した。可視光反射率を測定したところいずれも6%であり、優れた反射防止性能を示している。汚れ性試験および表面の水滴接触角については、実施例52および54は「少し汚れ残りあり」でそれぞれ85度、86度であったが、実施例53はそれぞれ「汚れ残しなし」および102度であり、優れた撥水、防汚性を示した。
【0109】
実施例55
実施例52で用いた低屈折率コート液11の塗布、硬化に代えて、真空蒸着による低屈折率のSiO膜(膜厚100nm)被覆を行った他は実施例52と同様にしてハードコート層、屈折率調整層および低屈折率層を形成した。
実施例56
実施例55で用いたハードコート液1の塗布、硬化に代えて、ハードコート液5の塗布、硬化を行った他は実施例55と同様にしてハードコート層、屈折率調整層および低屈折率層を形成した。
実施例57
実施例1で得られた表面改質層付き基板の上に下地ハードコート液10を塗布し、硬化することにより、4μmの厚みの下地ハードコート層を形成し、その下地ハードコート層の上にハードコート液9をスピナー法で塗布し、光硬化させることにより、0.15μmの厚みのハードコート層を形成した。その上に真空蒸着によって厚み100nm/100nmのTiO/SiO積層無機膜層を形成させた。
実施例58
実施例57における真空蒸着によるTiO/SiO積層無機膜層の形成を行わなかった他は実施例57と同様にして表面改質層、下地ハードコート層、ハードコート層を形成した。
実施例55〜58について得られた被膜の付着性を評価した。いずれの実施例も初期および耐湿試験後にも被膜の剥離がなく付着性に問題はなかった。実施例1と同様に前記キズ付き性、光学特性をそれぞれ評価したところ、いずれもキズはなく、可視光線透過率はいずれも90〜92%であった。可視光反射率を測定したところ実施例55〜57はいずれも5%であり、優れた反射防止性能を示している。また曇価については実施例55および56は0.1%であったが、実施例57および58の曇価は10%であった。実施例57および58で使用したハードコート液9中の微粒子(J)の粒径が実施例37のそれよりも小さいので、光の拡散状態が均一であり均一な防眩性が得られることが観察された。汚れ性試験については、いずれも「少し汚れ残りあり」であり、表面の水滴接触角についてはそれぞれ85度、84度、86度、86度であった。
実施例52〜56の結果を表7にまとめて示す。
なお、各表中にはそれぞれの上記実施例及び比較例で述べていないデータも入れている場合がある。
【0110】
【表1】
Figure 2004043689
【0111】
【表2】
Figure 2004043689
【0112】
【表3】
Figure 2004043689
【0113】
【表4】
Figure 2004043689
【0114】
【表5】
Figure 2004043689
【0115】
【表6】
Figure 2004043689
【0116】
【表7】
Figure 2004043689
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an amorphous polyolefin resin article coated with a surface modified layer, a method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a hard coat coating and a functional hard coat coating on the surface modified layer, and the resin article. About.
[0002]
[Prior art]
Amorphous polyolefin resins are used for various applications because of their excellent properties. For example, the polyolefin resin comprising a cyclopentene polymer described in JP-A-6-168625 has excellent electrical insulation properties and low water absorption, and thus has excellent dimensional stability even in a high humidity environment. Further, an amorphous polyolefin resin comprising a norbornene-based ring-opening polymer described in JP-A-10-152549 has excellent optical characteristics such as transparency, water resistance, and birefringence, and high optical characteristics are required. It is applied to products that are used. Specifically, amorphous polyolefin resins are widely used for optical parts, electronic parts, transparent automobile parts and the like used for display panels and the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, amorphous polyolefin resins have no functional groups in the structure, so it is difficult to coat functional materials or adhere to other materials, and it is difficult to provide a coating layer on the surface of the base material. was there. In addition, since the amorphous polyolefin resin has a small surface energy, it is difficult to apply the liquid easily when wet coating, and it is difficult to apply the liquid uniformly. Therefore, when producing various products using the amorphous polyolefin resin, there is a problem that the superiority of the base material cannot be sufficiently exhibited.
[0004]
In addition, since the amorphous polyolefin resin has a small surface hardness, it is easily damaged by external stress, and as a result, its application range is limited.
[0005]
An object of the present invention is to provide an amorphous polyolefin resin article having a surface with improved adhesion so that a functional thin film can be firmly coated. Another object of the present invention is to provide an amorphous polyolefin resin article with a thin film to impart abrasion resistance, an antireflection function, an antiglare property, a water repellency, a hydrophilic property, an antifouling property, etc. An object of the present invention is to provide a resin-coated article utilizing the characteristics of a polyolefin resin substrate and a method for producing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the present invention, after a surface of an amorphous polyolefin resin substrate is subjected to a hydrophilic treatment, a surface modifying liquid containing a polymer of alkyl (meth) acrylate is applied to the surface of the hydrophilic treatment and cured. A method for producing a surface-modified layer-coated amorphous polyolefin resin article, characterized by forming a surface-modified layer.
[0007]
In the present invention, the surface of the amorphous polyolefin resin substrate is subjected to a hydrophilic treatment. As the hydrophilic treatment, for example, corona discharge treatment, plasma treatment, UV ozone treatment, ozone water cleaning, and organic peroxide treatment are used. By performing this step, the surface of the amorphous polyolefin resin base material is oxidized, and the adhesion of the coating film coated thereon is improved. Further, organic stains on the surface of the substrate can be removed. Before the treatment, the surface of the resin substrate having a water droplet contact angle of about 90 degrees preferably has a water droplet contact angle of 60 degrees or less by the hydrophilic treatment. When the elemental composition of the substrate surface after the hydrophilic treatment is measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the amount of oxygen is larger than that before the hydrophilic treatment, and the oxygen is in the form of hydroxyl, carbonyl, and carboxyl groups in the resin. It is introduced only near the surface. When these functional groups serve as bonding sites with the coating, a coating having good adhesion can be formed. At this time, if the ratio of the number of oxygen atoms to the number of carbon atoms (O / C) on the resin surface is 0.05 or more, a film with even better adhesion can be formed.
[0008]
In order to enhance the adhesion of the inorganic film layer and the hard coat layer to the resin substrate, a surface modification layer is provided on the surface of the resin substrate that has been subjected to the hydrophilic treatment.
This surface-modified layer is obtained by applying a surface-modifying liquid containing a polymer of alkyl (meth) acrylate and then curing the liquid.
As a surface-modifying liquid containing an alkyl (meth) acrylic polymer,
(A) a surface modifying liquid containing a homopolymer of an alkyl (meth) acrylate dissolved in a solvent, or
(B) Surface-modifying liquid containing a copolymer (copolymer) of an alkyl (meth) acrylate and a (meth) acrylic monomer having an alkoxysilyl group
Is preferably used.
In this specification, an acryloyl group or a methacryloyl group is referred to as a (meth) acryloyl group, acrylate or methacrylate is referred to as a (meth) acrylate, and acrylic acid or methacrylic acid is referred to as a (meth) acrylic acid.
The surface modification liquid (A) was obtained by dissolving a homopolymer of a linear alkyl (meth) acrylate such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polymethyl acrylate, or polyethyl acrylate in a solvent. Contains in a state. These homopolymers preferably have a molecular weight of from 10,000 to 300,000. The linear alkyl (meth) acrylate homopolymer is commercially available, for example, as a solvent-soluble (meth) acrylic resin composition. For example, a methyl methacrylate polymer solution (“paraloid A-10” having a molecular weight of 100,000, 30%, solvent: propylene glycol monomethyl ether acetate, manufactured by Rohm and Haas Japan K.K. and methyl methacrylate polymer ("paraloid A-11" molecular weight: 125,000, solid content: 100%, ROHM & Haas Japan Co., Ltd.).
[0009]
The surface modification liquid (A) may further contain an organic silicon compound. By containing this, the adhesion between the surface-modified layer and the substrate or / and the adhesion between the surface-modified layer and the coating layer thereon can be further increased.
As the organosilicon compound, the following formula (1)
R1nSi (R2)4-n(1)
Where R1Is an organic functional group having a functional group selected from a methacryloxy group, an acryloxy group, an epoxy group, a vinyl group, an allyl group and an amino group;2Is one or more hydrolyzable groups selected from an alkoxyl group, an acetoxyl group and chlorine, and n is an integer of 1 to 3,
Is preferably used.
R in the above formula (1)1Preferred are methacryloxy, acryloxy and amino groups. In particular, R1Is a methacryloxy group, and R2Is more preferably used, because alkoxysilane having a (meth) acryl group, which is a silicon compound of an alkoxyl group, further enhances adhesion. The addition amount of the organosilicon compound of the formula (1) is preferably 1 to 70 parts by weight, more preferably 2 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkyl (meth) acrylate homopolymer. Examples of the alkoxysilane having a (meth) acryl group include γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (Meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylmethoxysilane, and γ- (meth) acryloxypropyldimethylethoxysilane.
[0010]
The surface modification liquid (B) includes a copolymer (copolymer) of an acrylic and / or methacrylic (hereinafter referred to as (meth) acrylic) monomer having an alkoxysilyl group and an alkyl (meth) acrylate monomer. ) Is contained.
The (meth) acrylic monomer having an alkoxysilyl group is usually represented by the following formula (6)
CH2= C (R14) COOC2H6SiRFifteen 4(OR16)3-d(6)
Where R14Is hydrogen or a methyl group;FifteenIs a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms;16Is independently a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxyalkyl group, or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, and d is 0, 1 or 2,
Is represented by
[0011]
In the (meth) acrylic monomer having an alkoxysilyl group represented by the formula (6), R in the formulaFifteenAs an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl and butyl; an aryl group such as phenyl: an alkenyl group such as vinyl and allyl;16Examples of the alkyl group include an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, and butyl: an alkoxyalkyl group such as methoxyethoxy, ethoxyethoxy, and butoxyethoxy; an acyl group such as acetyl.14, RFifteen, R16Various compounds are used in the present invention depending on the type of and the number of d. Specific examples include the following.
[0012]
γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ -(Meth) acryloxypropyldimethylmethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylethoxysilane and the like.
Examples of the alkyl (meth) acrylate monomer copolymerized with the (meth) acrylic monomer having an alkoxysilyl group include the following. Examples thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate.
[0013]
The copolymer is obtained by addition polymerization of the monomer and an alkyl (meth) acrylate monomer. Note that R16Is a mixture of different groups, a monomer having a different group may be polymerized to obtain a copolymer, or a monomer having the same group may be polymerized to obtain a copolymer. Can be obtained by transesterification in the presence of an alcohol.
[0014]
The copolymer has a general formula in its molecule.
-(-CH2-C (R14) -COOC2H6SiRFifteen 4(OR16)3-d)-
Where R14, RFifteen, R16And d are the same as defined in the above formula (6),
Is a copolymer having a structure represented by
The weight average molecular weight of the copolymer is preferably from 10,000 to 300,000, more preferably from 20,000 to 200,000. If it is smaller than 10,000, the adhesion to the polyolefin-based resin substrate is reduced. If it is larger than 300,000, the appearance of the surface-modified layer is undesirably deteriorated.
[0015]
The monomer represented by the formula (6) is contained in the copolymer in an amount of 1 to 70% by weight, preferably 2 to 40% by weight, more preferably 2 to 30% by weight. When the amount is less than 1% by weight, the adhesion between the surface-modified layer and the film coated thereon is reduced. When the amount is more than 70% by weight, the adhesion of the surface-modified layer to the polyolefin-based resin substrate is reduced. At the same time, the stability of the surface modifying liquid decreases.
[0016]
A curing catalyst can be added to the surface modification liquid (B). The curing catalyst is used for polycondensation of the alkoxysilyl group, and by the polycondensation of the alkoxysilyl group, the solvent in the coating solution for coating on the surface modification layer makes it difficult for the surface modification layer to be eluted. Become. Acids, alkalis, organic acid metal salts and the like can be used as the curing catalyst, and among them, ammonium perchlorate is preferably used. The amount of the curing catalyst added is about 0.005 to 5% by weight, more preferably about 0.01 to 1% by weight, based on the total amount of the copolymer and melamine described below. If the amount is less than about 0.005% by weight, the effect of the addition is small. If the amount exceeds 5% by weight, the surface-modified layer tends to become cloudy. Adhesion decreases.
[0017]
A crosslinking agent can be added to the surface modification liquid (B). The cross-linking agent causes a cross-linking reaction between the alkoxyl groups of the (meth) acrylic monomer by a hydroxyl group or an -OR group in the structure. Thereby, the adhesion durability between the surface modified layer and the film thereon is improved. As the cross-linking agent, methylol melamine partially or wholly alkylated is preferably used. Methylol melamine partially or wholly etherified is hexa (alkoxy) melamine, for example, hexa (methoxymethyl) melamine, hexa (ethoxymethyl) melamine, hexa (propoxymethyl) melamine, hexa (butoxymethyl) melamine, Hexa (cyclohexyloxymethyl) melamine and the like. Of these, hexa (methoxymethyl) melamine is most preferred. The addition amount of the methylol melamine partially or wholly alkylated is such that the reactive group of the crosslinking agent is 0.01 to 1.0 equivalent, more preferably 0 equivalent, relative to 1 equivalent of the alkoxysilyl group contained in the copolymer. It is more preferable to determine the amount to be added so as to be 0.03 to 0.3 equivalent.
[0018]
An ultraviolet absorber can be added to the surface modification liquids ((A) and (B)). By this addition, the surface-modified layer is provided with a function of blocking ultraviolet rays, and the weather resistance of the adhesive force between the surface-modified layer and the coating layer thereon can be increased. At the same time, an ultraviolet blocking function is imparted to the surface modified layer-coated amorphous polyolefin resin article. Examples of the ultraviolet absorber include benzophenones such as 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, and 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone; (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-octylphenyl) benzotriazole Benzotriazoles such as 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) benzotriazole and 2- (2'-hydroxy-di-t-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole And ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate, 2 Cyanoacrylates such as ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate. Among them, benzophenone or cyanoacrylate are preferred.
[0019]
The amount of the ultraviolet absorber to be added is 1 to 200 parts by weight, more preferably 10 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkyl (meth) acrylate polymer in the surface modifying liquid. If the amount is less than 1 part by weight, the adhesion durability between the surface-modified layer and the coating layer thereon, particularly the top coat containing the colloidal silica-containing organopolysiloxane, is insufficient. Of the surface-modified layer becomes poor, resulting in poor adhesion due to cohesive failure of the surface-modified layer.
[0020]
A surfactant can be added to the surface modification liquids ((A) and (B)). Since the surfactant acts as a leveling agent and a lubricity imparting agent, the smoothness of the surface-modified layer and the efficiency of the coating operation can be improved. As the surfactant, a copolymer of polyoxyalkylene and polydimethylsiloxane and a copolymer of polyoxyalkylene and fluorocarbon are preferably used. These are used in an amount of 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid.
[0021]
In the surface modification liquid, a solvent is further added to the above components.
Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and diacetone alcohol; ethers such as ethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, isopropyl cellosolve, and butyl cellosolve; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol diacetate and ethyl cellosolve acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and diisopropyl ketone; carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid; n-pentane, n Aliphatic hydrocarbons such as hexane and n-heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; dichloromethane; Halogenated hydrocarbons such as chloroethane, trichloroethane, trichloroethylene, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane; nitro compounds such as nitromethane, nitroethane, and nitropropane; acetonitrile, propionitrile, butyronitrile And amides such as formamide, acetamide and N, N-dimethylformamide, and these may be used in combination. The amount of the solvent varies depending on the preferred thickness of the finally obtained modified layer and the coating method, but is adjusted so that the solid content of the surface modifying liquid is generally 1 to 20% by weight.
[0022]
The surface modification liquid is applied to the surface of the amorphous polyolefin resin substrate which has been subjected to the hydrophilic treatment in a suitable thickness. The coating method may be any of dipping, spraying, flow coating, roll coating, spin coating, gravure coating, flexographic printing, screen printing, brushing, and the like.
After applying the surface modification liquid, the surface modification layer is formed by holding at room temperature to the deformation temperature of the base material or lower, usually 70 to 130 ° C. for several seconds to several tens of minutes, and curing to cure. The thickness of the surface modified layer is preferably 0.005 to 20 μm from the viewpoint of the effect on the properties of the functional film coated thereon and the adhesion to the substrate and the functional film. More preferably, it is 0.01 to 5.0 μm (10 to 5,000 nm), and further preferably, it is 0.01 to 0.1 μm (10 to 100 nm).
[0023]
A hard coat liquid containing colloidal silica and an organosilicon compound is further applied to the surface of the amorphous polyolefin resin substrate on which the surface modified layer has been formed, and then cured to form a hard coat layer.
The first embodiment of the hard coat liquid in the present invention is:
(A) a polyfunctional acrylate,
(B) Formula (2) below
XaSi (R3(NHR4)bNR5H)4-a(2)
Here, X is an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R3, R4Are the same or different divalent hydrocarbon groups,5Is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, a is an integer of 1 to 3, b is 0 or an integer of 1 to 6,
An aminosilane represented by, and
(C) Colloidal silica
It contains.
[0024]
Hereinafter, each component of the first embodiment of the hard coat liquid (hereinafter, referred to as hard coat liquid (1)) will be described.
The polyfunctional acrylate as the component (A) is a (meth) acrylate having at least two hydroxyl groups and at least two (meth) acryloyl groups in a molecule. Examples of the polyfunctional acrylate include 1,6-hexanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, and neopentyl glycol diacrylate. 1,4-butanediol dimethacrylate, poly (butanediol) diacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, triisopropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate And diacrylates such as bisphenol A dimethacrylate; trimethylolpropane triacrylate Triacrylates such as trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol monohydroxytriacrylate and trimethylolpropane triethoxytriacrylate; tetraacrylates such as pentaerythritol tetraacrylate and di-trimethylolpropane tetraacrylate; Pentaacrylates such as erythritol (monohydroxy) pentaacrylate may be mentioned. One or more polyfunctional acrylates are used together.
[0025]
The aminosilane as the component (B) is an alkoxysilane having an amino group or a substituted amino group represented by the formula (2). In the formula (2), a is preferably 2 or 3, and b is preferably 0 or 1.
Examples of the aminosilane represented by the formula (2) include, for example, n- (2-aminoethyl-3-aminopropyl) trimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-amino Ethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane Hydrochloride and γ-anilinopropyltrimethoxysilane can be mentioned.
[0026]
The colloidal silica as the component (C) is, for example, 10 to 50% by weight of SiO.2(Colloidal silica sol having a particle size of 1 to 200 nm, preferably 1 to 100 nm) or SiO having a particle size of 1 to 200 nm, more preferably 1 to 100 nm.2Can be derived from the composite oxide fine particles containing. This composite oxide is SiO 22And a metal oxide, wherein the metal oxide is one selected from the group consisting of Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, Pd, In and Ti. Two or more metal oxides can be mentioned. Specific example is Al2O3, SnO2, Sb2O5, CeO2, Ta2O5, La2O3, Fe2O3, ZnO, WO3, ZrO2, PdO2, In2O3And TiO2There is. SiO2The composite oxide fine particles containing titanium and silicon (TiO 2)2・ SiO2), Composite oxide fine particles of titanium, cerium and silicon (TiO2・ CeO2・ SiO2), Composite oxide fine particles of titanium, iron and silicon (TiO2・ Fe2O3・ SiO2), Composite oxide fine particles of titanium, zirconium and silicon (TiO2・ ZrO2・ SiO2), Composite oxide fine particles of titanium, aluminum and silicon (TiO2・ Al2O3・ SiO2). In these composite oxide fine particles, SiO25 mol% or more of components (molar ratio : metal: SiO2= 9.5: 0.5 ° or more).
[0027]
The composite oxide may be surface-modified with an organic silane compound in order to enhance dispersibility in a solvent. The amount of the organic silane compound used is preferably 20% by weight or less based on the weight of the composite oxide fine particles. The surface treatment may be performed while the organic silane compound used for the treatment retains a hydrolyzable group, or after the hydrolysis.
[0028]
Such organic silane compounds include, for example, trimethylmethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane, γ-acryloxypropyldimethylmethoxysilane, γ-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl Monofunctional silanes such as dimethylmethoxysilane, β- (3.4-epoxycyclohexyl) ethyldimethylmethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ -Mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethoxydiethoxysilane and β- (3.4-epoxy Bifunctional silanes such as cyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane; methyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-mercapto Trifunctional silanes such as propyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and β- (3.4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; tetraethylorthosilicate and Mention may be made of tetrafunctional silanes such as tetramethylorthosilicate. When the complex oxide is treated with such a silane compound, it is preferably carried out in, for example, water, alcohol or another organic medium.
[0029]
The hard coat liquid (1) used in the present invention preferably contains a photopolymerization initiator for polymerizing a polyfunctional acrylate. As the photopolymerization initiator, a radical photopolymerization initiator, a cationic photopolymerization initiator, or the like can be used. Examples of the radical photopolymerization initiator include benzophenone, [2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one] and [1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane-1-. On], [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl ketone)], [2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one], [1-hydroxy-cyclohexyl] -Phenyl-ketone], [2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one], [bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl -Pentylphosphine oxide] and [2-benzyl-2-dimethylamino-1--1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1]. Examples of the cationic photopolymerization initiator include phenyl- [m- (2-hydroxytetradecyclo) phenyl] iodonium hexafluoroantimonate, dialkyliodonium, tetrakis (pentafluorodiphenyl) borate and the like. .
[0030]
The amount of the photopolymerization initiator is preferably from 0.1 to 30 parts by weight, more preferably from 1 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate of the hard coat composition.
[0031]
The hard coat liquid (1) used in the present invention preferably contains a hydrolysis catalyst for hydrolysis and polycondensation of the aminosilane (B). Examples of the hydrolysis catalyst include acid catalysts such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, oxalic acid, acrylic acid, methacrylic acid, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, and basic catalysts such as ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide aqueous solution. A catalyst is used. Of these, an acid catalyst in the form of an aqueous solution, for example, acetic acid or (meth) acrylic acid is preferably used. The amount of the acid catalyst to be added is preferably 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the aminosilane (B).
[0032]
The hard coat liquid (1) used in the present invention is preferably 1.5 to 50 parts by weight, and more preferably 8 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate (A). Parts, colloidal silica (C) (solid content) 10 to 150 parts by weight, preferably 40 to 85 parts by weight. The hard coat liquid containing the components (A) to (C) may be hereinafter referred to as “basic hard coat liquid 1”.
[0033]
The second embodiment of the hard coat liquid in the present invention is:
(D) The following formula (3)
R7 aR8 bSi (OR9)4-ab(3)
Where R7Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an allyl group or a halogenated alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, a ureidoalkylene group having 2 to 10 carbon atoms, A ureidoalkylene group, an aromatic alkylene group or a mercaptoalkylene group;8Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an allyl group, an alkenyl group, a halogenated alkyl group or a halogenated allyl group;9Is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group or an alkylacyl group, a = 1, 2 or 3, and b = 0, 1 or 2.
An organosilicon compound represented by
(E) Colloidal silica
It contains.
[0034]
Hereinafter, each component of the second embodiment of the hard coat liquid (hereinafter, referred to as hard coat liquid (2)) will be described.
Among the organosilicon compounds (D), alkyl trialkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane are particularly preferably used. As the colloidal silica (E), those described for the colloidal silica (C) in the hard coat liquid (1) can be used. The mixing ratio of each component is preferably from 40 to 85 parts by weight, more preferably from 50 to 75 parts by weight, based on 100 parts by weight of the compound (D) represented by the formula (3). The hard coat liquid containing the components (D) to (E) may be hereinafter referred to as “basic hard coat liquid 2”.
[0035]
In order to impart an antiglare property to the hard coat-coated amorphous polyolefin resin article obtained in the present invention, 0.05 μm (50 nm) to 10 μm of (J) component is added to the basic hard coat liquid (1) or (2). Fine particles having an average particle size can be contained.
[0036]
As the fine particles (J) having an average particle diameter of 0.05 μm to 10 μm, fine particles (J) made of a metal or an inorganic compound are preferably used. The more preferable average particle size of the fine particles (J) is 2 to 10 μm, and the more preferable average particle size is 4 to 8 μm. Especially for display applications, the addition of the fine particles (J) can reduce the reflection of ambient light and sharpen the image display.
[0037]
Examples of the material of the fine particles (J) made of a metal or an inorganic compound include Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, In, Ti, Mg, oxides thereof, and composite oxides thereof. Object or CaCO3, BaSO4And the like. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, SiO2Is most preferred.
[0038]
These fine particles (J) can be used after surface modification with an organic silane compound or an organic compound to enhance dispersibility in a solvent. As the organic silane compound, the organic silane compounds exemplified for modifying the surface of colloidal silica, particularly monofunctional silane, are preferably used.
[0039]
Products dispersed as fine particles (J) having an average particle size of 0.05 μm (50 nm) to 10 μm in a dispersion medium at a ratio of 15 to 60% by weight can be obtained as commercial products as described below. Examples of the silica fine particles include “Syloid C803” (average particle size: 3.6 μm, manufactured by WR Grace Japan), “Sylysia 350” (average particle size: 3.9 μm, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.), “Silo” "Sphere C-1504" (average particle size 4 m, same as above), "Sylosphere C-1510" (average particle size 10 m, same as above), "JA-450" (average particle size 4-8 m, Jujo Chemical Co., Ltd.) ), “MP-3040” (average particle size: 0.30 μm, manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd.), “MP-4540” (average particle size: 0.45 μm, manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd.), “ “KE-W50” (average particle size: 0.50 to 0.56 μm, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), “KE-E150” (average particle size: 1.40 to 1.60 μm, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) And the like. Other than the silica fine particles, titanium oxide fine particles “palladium characteristic matting agent N” (average particle size 2 to 5 μm, manufactured by Ohara Palladium Co., Ltd.), and calcium stearate fine particles “palladium # 1000” (average particle size 2 to 5 μm, Ohara palladium ( Co., Ltd.).
[0040]
These fine particles (J) are preferably spherical or nearly spherical, and may be solid particles or porous particles. The refractive index is preferably the same as or smaller than the refractive index of the photocured product of the remaining hard coat liquid excluding the fine particles (J). This makes it easier to reduce interference unevenness due to uneven film thickness.
The above-mentioned colloidal silicas (C) and (E) are components that increase the hardness of the hard coat layer. The fine particles (J) are components that form predetermined irregularities on the surface of the hard coat layer to impart antiglare properties. Colloidal silica having a large average particle diameter, for example, colloidal silica having an average particle diameter of 50 nm to 200 nm, functions as fine particles (J). Therefore, if the hard coat liquid used in the present invention contains colloidal silicas (C) and (E) having an average particle size of 50 nm to 200 nm, the anti-glare property can be obtained without containing the fine particles (J). Is obtained.
[0041]
In order to provide anti-glare properties, the fine particles (J) are added to the basic hard coat liquid 1 or 2 in an amount of 1.0 to 150 parts by weight, preferably 100 to 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate (A) or the organosilicon compound (D). Is preferably added in an amount of 3 to 100 parts by weight. The more preferable content of the fine particles (J) depends on the average particle size of the fine particles (J). When the average particle diameter of the fine particles (J) is relatively large, for example, more than 2 μm and 10 μm or less, the content of the fine particles (J) is preferably 1.0 to 40 parts by weight, and more preferably 3 to 20 parts by weight. Is more preferred. When the average particle size of the fine particles (J) is relatively small, for example, 0.05 μm (50 nm) to 2 μm, the content of the fine particles (J) is preferably 20 to 150 parts by weight, and 50 to 100 parts by weight. Parts are more preferred. The content of the colloidal silica (C) and (E) (solid content) when containing only the colloidal silica (C) and (E) also serving as the fine particles (J) is 40 to 185 parts by weight, preferably 60 to 130 parts by weight. Parts by weight.
[0042]
In order to impart water repellency to the hard coat-coated amorphous polyolefin resin article obtained in the present invention, the hard coat liquid 1 or 2 may contain a fluoroalkylsilane as the component (K).
The following formula (4) is used as the fluoroalkylsilane (K).
R10 cR11 dSi (OR12)4-cd(4)
Where R10Is a fluorine alkyl group having 1 to 12 carbon atoms;11Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group, a halogenated alkyl group or a halogenated aryl group;12Is a hydrogen atom or an alkyl or acyl group having 1 to 4 carbon atoms, c is 1, 2 or 3, and d is 0, 1 or 2. However, c + d is 1, 2 or 3.
Is preferably used.
[0043]
Examples of the compound represented by the formula (4) include 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, and heptadecafluoro Fluoroalkyl trialkoxysilanes such as decyltriethoxysilane; and fluoroalkylalkyldialkoxysilanes such as heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane and heptadecafluorodecylmethyldiethoxysilane. These can be used alone or in combination of two or more.
[0044]
In order to impart water repellency, 1.0 to 20 parts by weight of fluoroalkylsilane (K) is added to 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate (A) or the organosilicon compound (D) to the basic hard coat liquid 1 or 2. And more preferably 3 to 15 parts by weight.
[0045]
By adding the above-mentioned fine particles (J) and the above-mentioned fluoroalkylsilane (K) to the basic hard coat liquid 1 or 2, respectively, the hard coat-coated amorphous polyolefin resin article obtained in the present invention has an antiglare property and Water repellency can be imparted.
[0046]
The hard coat liquid used in the present invention may contain one or more of epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, and polyester (meth) acrylate as physical property modifiers. Epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate can be applied to impart flexibility to the film, increase the hardness of the film, or cure with low energy. The physical property modifier is added to the basic hard coat liquid 1 or 2 in an amount of 10 to 200 parts by weight, preferably 50 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate (A) or the organosilicon compound (D). be able to.
[0047]
Further, the hard coat liquid used in the present invention can contain fine particles for adjusting the refractive index. The refractive index adjusting fine particles are preferably made of inorganic oxide fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm. For example, aluminum oxide, tin oxide, antimony oxide, tantalum oxide, cerium oxide, lanthanum oxide, iron oxide, zinc oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, indium oxide, titanium oxide, titanium oxide / zirconium oxide composite oxide, titanium oxide / oxide Fine particles such as zirconium / silicon oxide composite oxide can be used. The composite oxide preferably contains at least 50% by weight of titanium oxide.
[0048]
The inorganic oxide fine particles for adjusting the refractive index can be used after surface modification with an organic silane compound or an organic compound in order to enhance dispersibility in a solvent. As the organic silane compound, the organic silane compounds exemplified for modifying the surface of colloidal silica, particularly monofunctional silane, are preferably used.
[0049]
The refractive index adjusting fine particles are added to the basic hard coat liquid 1 or 2 in an amount of 1 to 900 parts by weight, preferably 100 to 400 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate (A) or the organosilicon compound (D). The refractive index of the hard coat layer obtained by the basic hard coat liquid 1 or 2 can be increased by 0.01 to 0.50. When the colloidal silica (C) or (E) in the hard coat liquid or the fine particles (J) to be added to the hard coat liquid as needed corresponds to the fine particles for adjusting the refractive index, the refractive index is separately determined. In some cases, the refractive index of the hard coat layer can be increased to a predetermined value without adding fine particles for adjustment.
[0050]
The hard coat liquid (1) of the present invention is preferably prepared as a dispersion in a liquid medium containing the above-mentioned active ingredient in a predetermined amount.
During the preparation of the hard coat liquid (1) or during the aging after the preparation, the polyfunctional acrylate (A) reacts with the aminoorganofunctional silane (B). In the reaction of the polyfunctional acrylate with the aminoorganofunctional silane, the primary or secondary amino functional group of the aminoorganofunctional silane is replaced by one or two of the (meth) acrylate double bonds of the polyfunctional acrylate monomer. Michael is added to the above.
This reaction can be carried out at a temperature from room temperature to 100 ° C. In the reaction, the polyfunctional acrylate and the aminoorganofunctional silane can be used alone or in combination of two or more.
[0051]
Examples of the liquid medium include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monopropyl. Ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol Glycols such as propyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether; cyclohexanone, o-methylcyclohexanone, m-methylcyclohexanone, p- Aliphatic cyclic ketones such as methylcyclohexanone; acetic esters such as ethyl acetate, n-propyl acetate and n-butyl acetate; and alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol.
[0052]
Further, the hard coat liquid (1) or (2) may contain a leveling agent for a cured film and a lubricity imparting agent as optional components. As such an additive, for example, a copolymer of polyoxyalkylene and polydimethylsiloxane (Paint Additive 19 from Dow Corning) and a copolymer of polyoxyalkylene and fluorocarbon are preferably used. Such additives are preferably used in an amount of 0.001 to 10% by weight based on the total amount of the liquid. In addition, an antioxidant, a weather resistance imparting agent, an antistatic agent, a bluing agent and the like can be contained as other optional components.
The hard coat liquid is preferably used after the solid content concentration is adjusted to, for example, 2 to 50% by weight.
[0053]
The hard coat liquid is applied to the surface of the amorphous polyolefin resin substrate, for example, to one surface or both surfaces of the amorphous polyolefin resin film having a thickness of 30 to 500 μm. The coating can be performed by, for example, spin coating, flow coating, dip coating, spray coating, roll coating, bar coating, gravure coating, flexographic printing, screen printing, or brushing. The coating is preferably performed with a thickness such that the film thickness after curing is 1.0 to 30 μm. If it is smaller than 1.0 μm, the hardness of the film is not sufficient, and if it is larger than 30 μm, the flexibility is reduced. A more preferred thickness is from 1.0 to 10 μm.
[0054]
However, when the underlying hard coat layer is provided below the hard coat layer as described later, the thickness of the hard coat layer after curing can be 0.05 to 1.5 μm. Since the surface of the hard coat layer has minute irregularities, the thickness of the hard coat layer is defined as an average thickness including the surface irregularities.
[0055]
After the application, the hard coat layer is formed by heating the coating film in the case of the hard coat liquid (2) or by irradiating the hard coat liquid (1) with an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam. Is done. Heating is performed at 50 to 130 ° C. for several seconds to 5 hours. Various ultraviolet lamps such as a high-pressure mercury lamp and a carbon arc lamp, and laser light can be used for the ultraviolet irradiation. The irradiation conditions of the ultraviolet light are, for example, a wavelength of about 200 to 400 nm and an illuminance of several tens to 100 mW / cm.2(Wavelength 365 nm), the total ultraviolet irradiation energy is 300 to 3000 (mJ / cm).2) For several seconds to 30 minutes.
[0056]
After application of the hard coat liquid, the liquid medium is removed by drying or by vaporization during irradiation. When the hard coat liquid (1) is used, the irradiation causes the (meth) acryloyl groups of the polyfunctional acrylate (A) to be photopolymerized. The hydrolyzable group such as the alkoxyl group of the aminosilane (B) (and the fluoroalkylsilane (K)) is used during preparation of the hard coat composition, during aging, before irradiation after application, or during irradiation after application. Hydrolysis and polycondensation.
[0057]
As described above, the amorphous polyolefin resin article coated with the hard coat layer has excellent surface hardness, and thus has improved scratch resistance. When fine particles (J) are added to the hard coat liquid, antiglare properties are imparted in addition to scratch resistance. The fine particles (J) are preferably buried in the hard coat layer at a depth of at least half the height (diameter in the case of a true sphere) of the fine particles. When the water repellent function is imparted to the hard coat layer, the surface of the fine particles (J) protruding from the hard coat layer is preferably covered with a thin layer of the hard coat, whereby the above function is effectively performed. It is exhibited in. When the fine particles (J) are buried at a height of half or more, it is possible to advantageously prevent the fine particles (J) from falling off from the hard coat layer. Further, the fine particles (J) are preferably adjacent to each other on the outer surface of the hard coat layer and distributed as single particles (single particle layer) without overlapping in the layer thickness direction. The surface roughness of the outer surface of the hard coat layer is preferably such that a 10-point average roughness (Rz) is 6 μm or less. However, if the entire fine particles (J) are buried in the hard coat layer, the anti-glare property cannot be exerted. Therefore, the surface roughness may be 0.05 μm or more expressed as a 10-point average roughness (Rz). preferable. This preferable distribution or surface roughness can be achieved by appropriately adjusting the ratio of the fine particles (J) in the hard coat layer, the thickness of the hard coat layer, and the like.
[0058]
A base hard coat layer can be further provided between the resin base material and the hard coat layer containing fine particles (J). As the base hard coat layer, a hard coat layer obtained from the basic hard coat liquid 1 or 2 can be used. Then, a fine particle (J) -containing hard coat layer is provided on the underlying hard coat layer. The thickness of the hard coat layer is preferably 0.05 to 1.5 μm, and the thickness of the underlying hard coat layer is such that the sum of the thickness of this layer and the thickness of the hard coat layer is preferably 1.0 to 10 μm. Adjusted as follows.
[0059]
The hard coat composition for the fine particle (J) -containing hard coat layer used in combination with the underlying hard coat layer includes fine particles (J) having a relatively small average particle size, for example, an average particle size of 0.05 μm (50 nm) to 2 μm. It is preferable to include those having a diameter. As a result, fine particles (J) having a small average particle diameter can be embedded in the hard coat layer, and a part of the fine particles can be projected to the surface of the hard coat layer, so that uniform anti-glare property can be easily provided. . The ratio of the thickness (μm) of the hard coat layer to the average particle size (μm) of the fine particles (J) is more preferably 50 to 95%. In this case, the fine particles (J) protrude a part of the surface from the surface of the hard coat layer into the hard coat layer, and are more easily distributed as a single particle layer while being buried at a height of half or more thereof. Strong and uniform anti-glare properties can be obtained.
[0060]
Further, when a fluoroalkylsilane (K) is added to the basic hard coat liquid, water repellency is imparted in addition to scratch resistance. This makes it less susceptible to the effects of water adhesion and dew condensation, improves the adhesion of dirt and removes dirt, and can be applied as a member of a terminal display or an optical device.
[0061]
By adding both the fine particles (J) and the fluoroalkylsilane (K) to the basic hard coat liquid 1 or 2, the anti-glare property is improved, and the adhesion of dirt to the fine uneven surface accompanying the anti-glare property, The stain removal property can be improved.
[0062]
At least one inorganic film layer having a thickness of 20 nm to 50 μm (total thickness in the case of two or more layers) can be formed on the hard coat layer or the surface modification layer in the present invention. . As a material of the inorganic film layer, at least one kind of metal selected from the group consisting of Ti, Sn, In, Si, Al, W, Mo, Ag, Zn, Zr, Mg, Cr, and Ni; At least one inorganic compound selected from an oxide and a nitride of the metal is used. In particular, oxides, nitrides, and compounds having good adhesion include TiO.2, SiOx, SiNx, ITO (indium tin oxide), MgF, SiOxNyIn addition, SnO2, TiN2, ZrO2, ZnS, Al2O3Is mentioned.
[0063]
Examples of the method for coating the inorganic film include a chemical vapor deposition method (CVD method) and a physical vapor deposition method (PVD method). The CVD method includes a plasma CVD method, and the PVD method includes a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method. By providing an inorganic film, anti-reflection properties, transparent conductivity, moisture resistance, and the like can be imparted.
[0064]
Specific examples of the configuration of the inorganic film layer include the following.
TiO by vacuum evaporation method2/ SiO2Of a multilayer film (TiO2)2SiO on the layer2Stack layers. Two-layer anti-reflection properties)
SiO by plasma CVDxFilm formation (giving moisture resistance)
TiO by plasma CVD2/ SiO2Of a multilayer film (TiO2)2SiO on the layer2Stack layers. Adds anti-reflective properties)
SiO by plasma CVDxFilm formation (single-layer anti-reflection properties)
SiO by sputtering methodxNyFilm formation (giving moisture resistance)
TiO by sputtering method2/ SiO2Of a multilayer film (TiO2)2SiO on the layer2Stack layers. Adds anti-reflective properties)
ITO film formation by sputtering (giving transparent conductivity)
[0065]
In order to impart antireflection properties to the hard coat-coated amorphous polyolefin resin article of the present invention, a single-layer or multilayer inorganic film layer can be formed on the hard coat layer. In this case, the hard coat layer can be formed by a hard coat solution containing the above-described fine particles for adjusting refractive index. However, in order to apply optical interference in the visible light region, the thickness of the underlayer of the single-layer or multilayer antireflection inorganic film layer is preferably adjusted to a range of 80 to 250 nm. Therefore, a refractive index adjusting layer having a thickness of 80 to 250 nm is provided between the hard coat layer having a thickness of 1.0 to 10 μm (containing no fine particles for adjusting refractive index) and the single or multilayer antireflection inorganic film layer. It is preferable to provide them.
[0066]
When providing a hard coat layer using a hard coat liquid, the refractive index adjustment layer,
(L) a polyfunctional acrylate,
(M) The following formula (5)
R9 nSiZ4-n(5)
Where R9Is an organic functional group having a functional group selected from a methacryloxy group, an acryloxy group, an epoxy group, a vinyl group, an allyl group, and an amino group; A decomposable group, and n is 1, 2 or 3.
A silane compound represented by
(N) Fine particles for adjusting refractive index
Is applied and then cured to form a liquid.
[0067]
Examples of the silane compound (M) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane , 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3- Aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. Among them, 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane are particularly preferably used.
[0068]
As the polyfunctional acrylate (L) and the refractive index adjusting fine particles (N), those described in the description of the polyfunctional acrylate (A) and the refractive index adjusting fine particles, respectively, can be similarly used. The content of the fine particles for adjusting the refractive index is determined based on 100 parts by weight of the polyfunctional acrylate (L) in the liquid so that the refractive index adjusting layer has a refractive index required as a base layer of the antireflection inorganic film layer. In the range of 1 to 900 parts by weight.
[0069]
Since the refractive index adjustment layer is three-dimensionally (vertically, horizontally, and obliquely) bonded to the hard coat layer, the adhesion to the hard coat layer is good. By providing this refractive index adjusting layer, both high antireflection performance and film strength can be achieved. The refractive index adjusting layer is provided on the hard coat layer containing the fine particles (J), and a single-layer or multilayer antireflection film layer is further provided on the refractive index adjusting layer to maintain the film strength. In addition, antireflection performance and antiglare property can be imparted. Further, the refractive index adjusting layer using a silane compound (M) having an amino group can also serve as a hard coat layer used in combination with the above-described base hard coat layer. In this case, the refractive index adjusting layer and the hard coat layer contain fine particles for adjusting the refractive index, colloidal silica (C) and fine particles (J). If the requirements for the fine particles for refractive index adjustment and the fine particles (J) match, for example, titanium oxide fine particles having an average particle diameter of 100 nm can be used as the fine particles and fine particles for refractive index adjustment (J). .
[0070]
On the hard coat layer in the present invention, a single-layer or multilayer anti-reflection organic layer, for example, a single-layer anti-reflection organic layer having a refractive index of 1.30 to 1.45 can be formed. Further, the above-described refractive index adjusting layer may be provided on the hard coat layer, and a single-layer antireflection organic layer may be further provided thereon. As the single antireflection organic layer, the following formula (7)
R1 aR2 bSi (OR3)4-ab(7)
Where R1Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an allyl group or a halogenated alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, a ureidoalkylene group having 2 to 10 carbon atoms, Ureidoalkylene group, aromatic alkylene group, mercaptoalkylene group;2Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an allyl group, an alkenyl group, a halogenated alkyl group or a halogenated allyl group;3Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group or an alkylacyl group, a is 1, 2 or 3, and b is 0, 1 or 2.
A compound represented by
And a coating solution containing the above-mentioned colloidal silica is applied and cured by heating at 50 to 130 ° C. for several seconds to 5 hours. In order to impart water repellency to this organic layer, the above-mentioned fluoroalkylsilane may be added to the above-mentioned coating solution.
[0071]
The mixing ratio of each component is preferably 40 to 900 parts by weight, more preferably 250 to 500 parts by weight, based on 100 parts by weight of the compound represented by the formula (7). It is prepared as a dispersion in a liquid medium containing a predetermined amount of the active ingredient. When imparting water repellency, 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight, and more preferably 40 to 900 parts by weight of colloidal silica, relative to 100 parts by weight of the compound represented by the above formula (7) Parts by weight, more preferably 250 to 500 parts by weight.
[0072]
Examples of the structure of the surface-modified layer or the hard coat-coated amorphous polyolefin resin article obtained by the present invention include the following.
Single layer, two layers
(1) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer
(2) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / transparent conductive inorganic film
(3) Hydrophilized polyolefin resin base material / surface modified layer / moisture permeable inorganic film
(4) Hydrophilic polyolefin resin base material / Surface modified layer / Single-layer / multi-layer anti-reflective inorganic film
(5) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / hard coat layer
(6) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / antiglare hard coat layer
(7) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / water-repellent hard coat layer
(8) Hydrophilic polyolefin resin base material / Surface modification layer / Water-repellent / anti-glare hard coat layer
With hard coat layer and inorganic (or organic) film
(9) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / hard coat layer / transparent conductive inorganic film
(10) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / hard coat layer / moisture permeable inorganic membrane
(11) Hydrophilic polyolefin resin base material / Surface modification layer / Hard coat layer / Single-layer / multi-layer anti-reflection inorganic film
(12) Hydrophilic polyolefin resin base material / Surface modified layer / Hard coat layer / Single layer anti-reflective organic film
(13) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / hard coat layer (containing fine particles for adjusting refractive index) / single-layer / multi-layer anti-reflective inorganic film
(14) Hydrophilized polyolefin resin base material / surface modified layer / anti-glare hard coat (containing anti-glare fine particles) / single-layer / multi-layer anti-reflective inorganic film
(15) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / antiglare hard coat (containing antiglare fine particles) / single-layer antireflective organic film
With two hard coat layers
(16) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / underlying hard coat (thick film) / anti-glare hard coat containing small particle size fine particles (thin film)
(17) Hydrophilic polyolefin resin substrate / underlying hard coat layer (thick film) / water-repellent / anti-glare hard coat layer containing small particle size fine particles (thin film)
(18) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / underlying hard coat layer (thick film) / water-repellent / anti-glare hard coat layer containing small particle size fine particles (thin film)
(19) Hydrophilized polyolefin resin base material / surface modified layer / underlying hard coat layer (thick film) / anti-glare hard coat layer containing small particle size fine particles (thin film) / single-layer / multi-layer anti-reflective inorganic film
(20) hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / underlying hard coat layer (thick film) / anti-glare hard coat layer containing small particle size fine particles (thin film) / single-layer antireflection organic film refractive index adjusting layer and Single or multi-layer with anti-reflective inorganic or organic film
(21) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / hard coat layer / refractive index adjusting layer / single layer anti-reflective organic film
(22) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / hard coat layer / refractive index adjusting layer / water-repellent single layer anti-reflective organic film
(23) Hydrophilized polyolefin resin substrate / surface modified layer / hard coat layer / refractive index adjusting layer / single-layer / multi-layer anti-reflective inorganic film
(24) Hydrophilic polyolefin resin base material / Surface modification layer / Anti-glare hard coat layer / Refractive index adjusting layer / Single layer anti-reflective organic film
(25) Hydrophilized polyolefin resin base material / surface modified layer / anti-glare hard coat layer / refractive index adjusting layer / single-layer / multi-layer anti-reflective inorganic film
(26) Hydrophilic polyolefin resin base material / surface modified layer / hard coat layer / water-repellent single layer anti-reflective organic film
[0073]
In the present invention, as the amorphous polyolefin resin substrate, a sterically bulky functional group is introduced into the polymer main chain to control crystallization (6-methyl-1,4,5,8-dimethano-1). , 4,4a, 5,6,7,8,8a-Hydrogenated product of ring-opening polymer of octahydronaphthalene) or "Zeonex" or "Zeonoa" (trade name of Zeon Corporation) , Norbornene resin-based "ARTON" (trade name of a product group manufactured by JSR Corporation), and "APEL" (ethylene-norbornene addition copolymer or ethylene-tetracyclododecene addition polymer) (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. ) Manufactured by Zeon Corporation (trade names “ZEONEX” (grades: 480 and 490K), “ZEONOR” (grades: 1020R, 1060R, 1420R, and 1). 00R), JSR Corporation: Trade name “ARTON” (grade: G, F, FX, D), Mitsui Petrochemical Industries, Ltd .: Trade name “APO”, “Apel” (grade: APS8009, APS5014, APS6518) )).
[0074]
Although the above description has been made on the application to the amorphous polyolefin resin substrate itself, the present invention is not limited to this, and is applied to the amorphous polyolefin resin surface of an amorphous polyolefin resin processed product such as a polarizing film and a display panel. May be.
[0075]
The present invention requires a light diffusion treatment film for a light guide plate of a mobile phone, a display (top surface treatment of a notebook computer, a monitor, a PDP, a PDA), a top surface treatment film of a touch panel monitor, a cell phone window, and high optical characteristics. It is used for parts, transparent parts for automobiles, and cover base materials made of materials that are sensitive to ultraviolet rays.
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, the hydrophilic treatment of the surface of the amorphous polyolefin resin substrate, the reactivity of the substrate surface is increased by coating the surface modified layer, and the functional film is firmly attached to the substrate surface. be able to. In particular, the functional hard coat layer has good adhesion, and the surface of the polyolefin resin substrate is coated with a hard coat layer having excellent adhesion and moisture resistance, so that the scratch resistance of the coated amorphous polyolefin resin article is improved. Is improved. Then, by adding anti-glare fine particles and fluoroalkylsilane to the hard coat layer, an anti-glare property, water repellency and stain resistance can be imparted to the amorphous polyolefin resin article. Further, a film of a metal, a metal oxide, a metal nitride, or the like can be coated with a strong adhesive property on the hard coat layer or the surface modification layer, so that the anti-reflection property, the moisture permeability resistance, and the transparent conductive property can be achieved. Properties can be imparted. Further, by adding an ultraviolet absorber to the surface-modified layer, it is possible to achieve both the ultraviolet blocking property and the high visible light transmittance, and it has an ultraviolet blocking effect, so that it can be applied as an ultraviolet blocking cover.
[0077]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to examples.
The substrates, hydrophilic treatment methods, inorganic film layer forming methods, various coating liquid preparation methods, coating methods, ultraviolet curing methods, evaluation methods, and the like used in Examples and Comparative Examples are as follows.
Amorphous polyolefin resin base material
The following cycloolefin polymer was used as the amorphous polyolefin resin.
(A1, A2) Norbornene-based monomer manufactured by ZEON CORPORATION was used as a raw material, and grades 490K and 480 of trade name “ZEONEX” (ZEONEX) were used. These were injection molded to obtain a base material A1 (grade 490K) and a base material A2 (grade 480) having a size of 100 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm.
(B1) A ring-opening polymerization hydrogenated polymer of dicyclopentadiene manufactured by ZEON CORPORATION. Grade 1600R of trade name "ZEONOR" (Zeonor) was used. These were injection molded to obtain a base material B1 (grade 1600R) having a size of 100 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm.
(C1, C2) Norbornene-based monomer manufactured by JSR Corporation was used as a raw material, and grade F and FX of trade name “ARTON” (ARTON) were used. These were injection-molded to obtain a base material C1 (grade F) and a base material C2 (grade FX) having a size of 100 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm.
(D1, D2) A copolymer of cyclic olefin and ethylene (ethylene / tetracyclodecene copolymer) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., using grade APS5014 and grade APS6518 of trade name “Apel” (Apel) . These were injection molded to obtain a base material D1 (gray APS5014) and a base material D2 (grade APS6518) having a size of 100 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm.
(E1) @Mitsui Petrochemical Co., Ltd. (trade name "APO") was used. This was injection molded to obtain a base material E1 having a size of 100 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm.
[0078]
Hydrophilic treatment
<Corona treatment>
Using a corona discharge surface reformer “Corona Master” PS-1M type manufactured by Shinko Denshi Keiso Co., Ltd. on the amorphous polyolefin resin base material, a variable voltage of up to about 14,000 volts and an output of about 15 kHz The corona discharge treatment at a frequency was performed at a speed of 5 mm per second so that the contact angle of water on the surface of the amorphous polyolefin resin base material was 35 to 40 degrees.
<Plasma treatment>
Using a plasma reactor model PR-501A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd. for the base material, high-frequency 13.56 MHz (output: 100 to 200 W), and plasma used for 2 minutes under the condition of oxygen (flow rate 100 ml / min) This was performed so that the contact angle of water on the surface of the resin substrate was 20 degrees.
<Ozone water cleaning treatment>
The substrate was treated using an ozone water generator OM-2 manufactured by Sasakura Co., Ltd. under the condition that the substrate was immersed in ozone water at room temperature for 4 minutes, and the contact angle of water on the surface of the resin substrate was 50. Degree.
<UV ozone irradiation treatment>
Using a UV lamp (product number: SGL-18W18S-SA1) manufactured by Samco International Laboratories Co., Ltd. for the substrate, the UV illuminance immediately below the lamp was 20 mW / cm.2When UV irradiation is performed on the base material, ozone is generated on the base material to decompose dirt such as oil on the base material surface. The UV ozone irradiation treatment was performed for 2 minutes, 5 minutes, 15 minutes, or 30 minutes so that the contact angle of water on the surface of the resin substrate was 5 to 60 degrees.
[0079]
Figure 2004043689
Figure 2004043689
[0080]
Preparation of treatment liquid for surface modified layer
Preparation of surface modification liquid 1
50 g of solvent-soluble acrylic resin "Paraloid A-10S" (Rohm & Haas Japan K.K.) and 50 g of propylene glycol monomethyl ether are weighed and mixed to form a homogeneous liquid, and a small amount of surfactant is used. In addition, the surface modification liquid 1 is used.
Preparation of surface modification liquid 2
50 g of Paraloid A-10S (Rohm and Haas Japan K.K.) and 50 g of propylene glycol monomethyl ether were weighed and mixed, and a homogeneous liquid was prepared, and 2 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was added. Then, the mixture is stirred to make a homogeneous liquid, and a small amount of a surfactant is added thereto to prepare a liquid 2 for surface modification.
Preparation of surface modification liquid 3
50 g of Paraloid A-10S (Rohm and Haas Japan K.K.) and 50 g of propylene glycol monomethyl ether were weighed and mixed, and a homogeneous liquid was prepared, and 2 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was added. , 4.5 g of 2,4-dihydroxybenzophenone were added and stirred to obtain a homogeneous liquid, and a small amount of a surfactant was added to obtain a liquid 3 for surface modification.
Preparation of surface modification liquid 4
A solution prepared by dissolving 1.0 g of benzoyl peroxide in 200 g of ethyl cellosolve while maintaining a mixture of 400 g of ethyl cellosolve, 190 g of ethyl methacrylate, and 10 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere. Add over 2 hours and hold at 75 ° C. for an additional 6 hours. Thereafter, 1400 g of ethyl cellosolve, 2 g of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, and 30 g of 2,4-dihydroxybenzophenone were added to prepare a surface modification liquid 4.
Preparation of surface modification liquid 5
A solution prepared by dissolving 1.0 g of benzoyl peroxide in 200 g of ethyl cellosolve while maintaining a mixture of 400 g of ethyl cellosolve, 190 g of ethyl methacrylate, and 10 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane at 75 ° C. under a nitrogen atmosphere was used. Add over time and hold at 75 ° C. for an additional 6 hours. Thereafter, 1400 g of ethyl cellosolve, 3.5 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 2 g of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, and 30 g of 2,4-dihydroxybenzophenone were added to prepare a surface modification liquid 5.
[0081]
Preparation of surface modification liquid 6
While maintaining 300 parts of butyl cellosolve at 100 ° C. under a nitrogen atmosphere, a mixture of 160 parts of methacrylic acid, 40 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 2.0 parts of benzoyl peroxide was added over 3 hours, and further 3 hours. It was kept at the same temperature. Thereafter, 1155 parts of butyl cellosolve, 363 parts of ethylene glycol diacetate, 3 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, 100 parts of 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, and a small amount of a flow control agent were added. did.
Preparation of surface modification liquid 7
While maintaining a mixture of 384 parts of methyl isobutyl ketone and 216 parts of methyl ethyl ketone at 90 ° C. in a nitrogen atmosphere, 180 parts of methyl methacrylate, 20 parts of γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and azobisisobutyronitrile 1.0 part The mixture was added over 2 hours and kept at the same temperature for a further 5 hours. Thereafter, 624 parts of methyl isobutyl ketone, 576 parts of isopropyl alcohol, 10 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, and 40 parts of 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate were added to prepare a liquid 7 for surface modification. .
Preparation of surface modification liquid 8
A mixture of 400 parts of ethyl cellosolve, 140 parts of ethyl methacrylate, and 60 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was dissolved in 200 parts of ethyl cellosolve while maintaining 1.0 part of benzoyl peroxide in a nitrogen atmosphere at 75 ° C. The solution was added over 2 hours and kept at the same temperature for another 8 hours. Thereafter, 1400 parts of ethyl cellosolve, 14 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, and 30 parts of 2- (2'-hydroxy-5'-octylphenyl) benzotriazole were added to prepare a liquid 8 for surface modification.
Preparation of surface modification liquid 9
While maintaining a mixture of 400 parts of ethyl cellosolve, 190 parts of ethyl methacrylate, and 10 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane at 75 ° C. in a nitrogen atmosphere, 1.0 part of benzoyl peroxide was dissolved in 200 parts of ethyl cellosolve. The solution was added over 2 hours and kept at the same temperature for another 6 hours. Thereafter, 1486 parts of ethyl cellosolve, 2 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, 2.6 parts of hexa (methoxymethyl) melamine, and 20 parts of 2,4-dihydroxybenzophenone were added to prepare a surface modification liquid 9.
[0082]
Preparation of surface modification liquid 10
While maintaining 300 parts of butyl cellosolve at 100 ° C. under a nitrogen atmosphere, a mixture of 160 parts of methyl methacrylate, 40 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 2.0 parts of benzoyl peroxide was added over 3 hours, and further 3 hours. After maintaining the same temperature, 360 parts of ethylene glycol diacetate was added. To 215 parts of the copolymer thus obtained, 1.0 part of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, 0.8 part of hexa (methoxymethyl) melamine, 50 parts of 2,4-dihydroxybenzophenone, and 285 parts of butyl cellosolve were added. Thus, a surface modification liquid 10 was obtained.
Preparation of surface modification liquid 11
To 215 parts of the copolymer used for preparing the surface modification liquid 10, 0.5 part of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, 0.3 part of hexa (methoxymethyl) melamine, and 2,2'-hydroxy-4 -Methoxybenzophenone (10 parts) and butyl cellosolve (285 parts) were added to prepare Surface Modification Liquid 11.
Preparation of surface modification liquid 12
A mixture of 90 parts of methyl methacrylate, 10 parts of γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and 0.8 part of azobisisobutyronitrile was taken for 2 hours while keeping 320 parts of n-butyl acetate at 90 ° C. under a nitrogen atmosphere. And kept at the same temperature for another 5 hours. Thereafter, 760 parts of butyl cellosolve, 5 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, 1.8 parts of hexa (methoxymethyl) melamine, and 20 parts of 2- (2'-hydroxy-5'-t-butylphenyl) benzotriazole were added. And a liquid 12 for surface modification.
Preparation of surface modification liquid 13
A solution prepared by dissolving 1.0 part of benzoyl peroxide in 200 parts of ethyl cellosolve while maintaining a mixture of 400 parts of ethyl cellosolve, 140 parts of ethyl methacrylate, and 60 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane at 80 ° C. under a nitrogen atmosphere. Was added over 2 hours and kept at the same temperature for another 8 hours. Thereafter, 1400 parts of ethyl cellosolve, 6 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, 4.7 parts of hexa (methoxymethyl) melamine, and 40 parts of 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3 diphenyl acrylate were added to modify the surface. This was used as a liquid for quality control 13.
[0083]
Preparation of hard coat liquid 1 (light-curable hard coat)
12.4 g of 1,6-hexanediol diacrylate as a polyfunctional acrylate, 1.6 g of γ-aminopropyltrimethoxysilane, 6.3 g of 2-methoxypropanol, 4.0 g of acetic acid, 0.8 g of benzophenone as a photopolymerization initiator 26.0 g of “NPC-ST-30” (a fine particle of silica having an average particle size of 20 nm dispersed in n-propyl cellosolve, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .; silica content of 30% by weight) as a colloidal silica was applied to the film. 5.0 g of "Epoxy Ester 3002M" (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and 14.5 g of butyl acetate are added as epoxy acrylate for imparting flexibility and increasing the hardness of the film. Next, 0.1 g of a flow control agent ("Paintad 19", manufactured by Dow Corning Asia Ltd.) is added. Thereafter, 100 g of 2-methoxypropanol was added, and the mixture was stirred and uniformly dispersed to obtain a hard coat liquid 1 for imparting scratch resistance.
[0084]
Preparation of hard coat liquid 2 (photocurable hard coat with antiglare property)
16.0 g of polyethylene glycol diacrylate as a polyfunctional acrylate, 1.0 g of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 6.3 g of 2-methoxypropanol, 4.0 g of acetic acid, and isopropylbenzoin ether as a photopolymerization initiator 0.8 g, and 45.0 g of colloidal silica "IPA-ST-ZL" (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., silica fine particles having an average particle size of 80 to 100 nm dispersed in isopropanol; silica content 30% by weight). Next, "UA-306H" (a urethane prepolymer of pentaerythritol triacrylate and hexamethylene diisocyanate, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a urethane acrylate for increasing the hardness of the film and curing the film with low energy. 1.0g, flow control Agent is added 0.1g. Thereafter, 100 g of 2-methoxypropanol is added. Thereafter, 0.8 g (2% by weight of the active ingredient of the hard coat) of crystalline silica fine particles having an average particle diameter of 6 μm is added to the solution, and the mixture is stirred and uniformly dispersed. As a result, a hard coat liquid 2 for imparting antiglare property and scratch resistance was obtained.
[0085]
Preparation of Hard Coating Liquid 3 (Water-Repellent Photocurable Hard Coat)
17 g of 1,4-butanediol diacrylate as a polyfunctional acrylate, 8.0 g of γ-aminopropyltrimethoxysilane, 6.3 g of 2-methoxypropanol, 4.0 g of acetic acid, 2-hydroxy-2-methyl as a photopolymerization initiator 0.8 g of -1-phenylpropan-1-one and "IPA-ST" as colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., silica fine particles having an average particle diameter of 10 to 20 nm are dispersed in isopropanol. Silica content 30) 20.0 g) and 9.0 g of perfluorooctylethyltriethoxysilane were added and reacted, and then 14.5 g of butyl acetate was added. Next, 0.1 g of a flow control agent is added. Thereafter, 100 g of 2-methoxypropanol is added. As a result, a hard coat liquid 3 for imparting water repellency and scratch resistance was obtained.
[0086]
Preparation of hard coat liquid 4 (light-curable hard coat imparting water repellency and anti-glare properties)
12.4 g of trimethylolpropane triacrylate as a polyfunctional acrylate, 2.6 g of γ-aminopropyltrimethoxysilane, 6.3 g of 2-methoxypropanol, 4.0 g of acetic acid, 0.8 g of benzophenone as a photopolymerization initiator, colloidal silica After adding 26.0 g of "IPA-ST-ZL" (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and 9.0 g of perfluorooctylethyltriethoxysilane and reacting, 14.5 g of butyl acetate is added. Next, 0.1 g of a flow control agent is added. Thereafter, 100 g of 2-methoxypropanol is added. Thereafter, 0.8 g (2% by weight of the active ingredient of the hard coat) of silica fine particles having an average particle diameter of 6 μm is added to the solution, and the mixture is stirred and uniformly dispersed. As a result, a hard coat liquid 4 for imparting antiglare properties, water repellency and scratch resistance was obtained.
[0087]
Preparation of hard coat liquid 5 (thermosetting hard coat)
After reacting 150 g of colloidal silica “Snowtex O-40” (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd .: average particle diameter 20 nm, nonvolatile content 40%) and 183 g of methyltrimethoxysilane, 508 g of isopropyl alcohol, 140 g of normal butanol, 18 g of acetic acid , 1 g of sodium acetate and 0.1 g of Dow Corning Paint Additive 19 were added to obtain a hard coat liquid 5 for imparting scratch resistance.
Preparation of Hard Coat Liquid 6 (Anti-glare-Providing Thermosetting Hard Coat)
After reacting 58 g of the above-mentioned colloidal silica "Snowtex @ O-40" and 86 g of methyltrimethoxysilane, a solution obtained by adding 505 g of isopropyl alcohol, 140 g of normal butanol, 18 g of acetic acid, 2 g of sodium acetate and 0.1 g of Dow Corning paint additive 19 was added. Then, 2.4 g (2% by weight of the active ingredient of the hard coat) of silica fine particles having an average particle diameter of 6 μm was added thereto, and the mixture was stirred and uniformly dispersed. As a result, a hard coat liquid 6 for imparting antiglare properties and scratch resistance was obtained.
[0088]
Preparation of hard coat liquid 7 (thermosetting hard coat with water repellency)
After reacting 58 g of the colloidal silica “Snowtex @ O-40”, 86 g of methyltrimethoxysilane, and 4.3 g of perfluorooctylethyltrimethoxysilane, 505 g of isopropyl alcohol, 140 g of normal butanol, 18 g of acetic acid, 2 g of sodium acetate and 0.1 g of Dow Corning Paint Additive 19 was added, and the mixture was stirred and uniformly dispersed. As a result, a hard coat liquid 7 for imparting water repellency and scratch resistance was obtained.
Preparation of hard coat liquid 8 (thermosetting hard coat with anti-glare and water repellency)
After reacting 58 g of the colloidal silica “Snowtex @ O-40”, 86 g of methyltrimethoxysilane, and 4.3 g of perfluorooctylethyltrimethoxysilane, 505 g of isopropyl alcohol, 140 g of normal butanol, 18 g of acetic acid, 2 g of sodium acetate and To a solution containing 0.1 g of Dow Corning Paint Additive 19, 2.4 g of silica fine particles having an average particle diameter of 6 μm (2% by weight of the hard coat active ingredient) was added, and the mixture was stirred and uniformly dispersed. As a result, a hard coat liquid 8 for imparting antiglare properties, water repellency and stain resistance, and scratch resistance was obtained.
[0089]
Preparation of hard coat liquid 9 (photocurable hard coat with antiglare property)
100 g of 1,6-hexanediol diacrylate as polyfunctional acrylate (A), 10 g of γ-aminopropyltrimethoxysilane as aminosilane (B), 50 g of 2-methoxypropanol, 5 g of acetic acid, and average particles as colloidal silica (C) 140 g of “IPA-ST” (active ingredient: 30% by weight, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a diameter of 10 to 20 nm, and dispersion “KE-W50” of amorphous silica fine particles as fine particles (J) (particle size: 0) .50 to 0.56 μm, active ingredient: 15 parts by weight, 500 g of Nippon Shokubai Co., Ltd.) was added and stirred, and then 5 g of benzophenone as a photoinitiator and 0.1 g of a flow control agent were added. Coating liquid 9 was obtained.
[0090]
Preparation of hard coat liquid 10 (photo-curable base hard coat)
As a polyfunctional acrylate, 12.4 g of 1,6-hexanediol diacrylate, 2.6 g of γ-aminopropyltrimethoxysilane, 6.3 g of 2-methoxypropanol, 0.4 g of acetic acid, and as colloidal silica (average particle diameter of 20 to 30 nm) 2) g of “MA-ST-M” (active ingredient: 40% by weight @ Nissan Chemical Industries, Ltd.), 5.0 g of “Epoxy Ester 3002M” (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as epoxy acrylate, 14.5 g of butyl acetate are added. Next, 0.8 g of benzophenone and 0.1 g of a flow control agent are added as a photopolymerization initiator. Thereafter, 100 g of 2-methoxypropanol was added, and the mixture was stirred and uniformly dispersed to obtain a hard coat liquid 10.
[0091]
Preparation of Liquid 1 for Refractive Index Adjusting Layer
12.4 g of 1,4-butanediol diacrylate as a polyfunctional acrylate, 1.0 g of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 6.3 g of 2-methoxypropanol, 4.0 g of acetic acid, 2-hydroxy- as a photopolymerization initiator 0.8 g of 2-methyl-1-phenylpropan-1-one and "NPC-ST-30" as a colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., silica fine particles having an average particle size of 20 nm are dispersed in n-propyl cellosolve). 20.0 g of silica content (30% by weight) are added. Next, 0.1 g of a flow control agent is added.
[0092]
Thereafter, 100 g of 2-methoxypropanol is added, and the mixture is stirred and uniformly dispersed. Add “OPTLAKE 1130F2A8” (TiO 22And SiO2Of composite oxide fine particles (average particle size of about 10 nm) composed of2And SiO2Is 80:20. (Composite oxide content: 30% by weight). Thus, a liquid 1 for a refractive index adjusting layer for forming a layer having a higher refractive index after film formation than that of the hard coat layer was obtained.
[0093]
Preparation of coating liquid 11 for low refractive index (thermosetting hard coat)
After reacting 150 g of "Snowtex O-40" (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., nonvolatile content: 40%) and 183 g of methyltrimethoxysilane as colloidal silica having an average particle diameter of 20 nm, 648 g of isopropyl alcohol, 18 g of acetic acid, and 1 g of sodium acetate And 0.1 g of "Paint Additive 19" (manufactured by Dow Corning) as a flow control agent, and the mixture was stirred to obtain a coating liquid 11 for low refractive index.
[0094]
Preparation of Coating Liquid 12 for Low Refractive Index (Heat Curing Type Hard Coating Liquid with Water Repellency)
600 g of “IPA-ST-ZL” (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., nonvolatile content: 30%) as colloidal silica having an average particle diameter of 80 to 100 nm, 86 g of methyltrimethoxysilane, and 4.3 g of perfluorooctylethyltrimethoxysilane After the reaction, 645 g of isopropyl alcohol, 18 g of acetic acid, 2 g of sodium acetate, and 0.1 g of “Paint Additive 19” (manufactured by Dow Corning) as a flow control agent were added, followed by stirring to obtain a coating liquid 12 for a low refractive index. Was.
[0095]
Coating and curing methods
The liquid for the surface modification layer was applied to the resin subjected to the hydrophilization treatment (Example) or the base material not subjected to the hydrophilization treatment (Comparative Example) by a flow coating method, and was applied at 80 ° C. for 30 minutes. By heat curing, a surface-modified layer having a thickness of 10 nm was formed.
The hard coat liquids 1 to 4, 9, and 10 were applied by a flow coat method, and the hard coat liquid 5 was applied by a spinner method. Thereafter, the total ultraviolet irradiation energy was 1000 (mJ / m) by an ultraviolet lamp having an output of 120 W / cm. cm21) to 30 seconds so as to cure the coating film. The total ultraviolet irradiation energy value was measured by an integrating light meter (model: UIT-102 @ manufactured by Ushio Inc.). The liquid for refractive index adjusting layer 1 was applied by a flexographic printing method, and the applied film was cured by ultraviolet rays in the same manner as described above. The hard coat liquids 6 to 8 were applied by a flow coat method, and were cured by heating at 80 ° C. for 120 minutes. The coating liquids 11 and 12 for low refractive index were applied by a spin method, and the applied films were cured by heating at 80 ° C. for 30 minutes.
[0096]
Evaluation method
The evaluation method of the coating film coated with the amorphous polyolefin resin substrate obtained in each of the following examples is as follows.
(A) Adhesion test: Cross-cut test was conducted in accordance with JIS K5400. That is, a cellophane tape manufactured by Nichiban Co., Ltd. is stuck on the hard coat film, and then vigorously peeled off. ) The adhesion (easy adhesion) and moisture permeability of the film after the evaluation were evaluated, and the number of peeled squares out of 100 squares of the hard coat film was evaluated according to the following criteria.
Number of peeled squares 0 --------- "No peeling"
Number of peeled squares 1-5 ---- "peeling at a very small part"
Number of peeled squares $ 6 to 50 --- "Partially peeled"
Number of peeled squares 51-99-"large peeling"
The number of peeled squares $ 100
(B) Moisture resistance test: The test was performed by standing in a tank at an atmospheric temperature of 50 ° C. and a relative humidity of 95% RH for 10 days.
(C) Scratch resistance (scratch resistance): The surface was rubbed ten times with commercially available steel wool (# 0000), and the scratch was visually determined. The criteria were determined in the following four stages.
1 ... no scratches 2 ... slight scratches 3 ... many scratches 4 ... scratches as the film comes off.
(D) Stain test: After attaching a commercially available wax, the sample was wiped off with a cotton dust-free cloth, and the extent to which the wiping marks of the wax remained as stains was visually checked to evaluate the stain resistance.
(E) Contact angle measurement: The contact angle with a 0.1 cc pure water droplet was measured. The larger the contact angle, the higher the antifouling property.
(F) Measurement of optical properties: Visible light transmittance (%) and haze value (%) were measured according to JIS R3212. The higher the haze value, the higher the antiglare property.
[0097]
Example 1
The corona discharge treatment was performed on the amorphous polyolefin substrate B1 at a speed of 5 mm / sec so that the contact angle of water on the surface of the amorphous polyolefin substrate was 40 degrees. Next, the surface modification liquid 4 was applied and dried by heating at 80 ° C. for 30 minutes in a hot-air drying oven to cover a surface modification layer having a thickness of 10 nm.
In the adhesion test immediately after the formation of the obtained surface-modified layer (initial stage), there was no peeling. A sample different from the sample for which the above adhesiveness was evaluated was prepared, and the scratching property was evaluated. A number of scratches were found in the scratching test. As for the optical characteristics, the visible light transmittance was 91%, and the transmittance at 350 nm was 0%.
[0098]
Examples 2 to 7
Instead of the corona discharge treatment of 5 mm / s in Example 1,
In Example 2, the plasma treatment was performed so that the contact angle of water on the surface of the resin base material became 20 degrees,
In the third embodiment, the ozone water cleaning treatment is performed so that the contact angle of water on the surface of the base material becomes 50 degrees,
In Example 4, the UV ozone irradiation time was performed for 30 minutes so that the contact angle of water on the substrate surface was 5 degrees,
In Example 5, the UV ozone irradiation time was performed for 15 minutes so that the contact angle of water on the substrate surface was about 15 degrees,
In the sixth embodiment, the UV ozone irradiation time is performed for 5 minutes so that the contact angle of water on the substrate surface becomes about 45 degrees,
In Example 7, the UV ozone irradiation time was performed for 2 minutes so that the contact angle of water on the substrate surface was about 60 degrees,
Otherwise, the same base material B1, surface modification treatment liquid 4, and curing conditions as in Example 1 were used, and a surface modified layer was formed in the same manner as in Example 1.
Furthermore, when the adhesion and the scratching property of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion in each of Examples 2 to 7 was "no peeling", and all of the examples were flawed. In the sticking test, a number of scratches were observed, and in all the examples, the visible light transmittance was 91%, and the transmittance at 350 nm was 0%.
Table 1 summarizes the results of Examples 1 to 7.
[0099]
Comparative Example 1
Without subjecting the amorphous polyolefin substrate B1 used in Example 1 to a hydrophilization treatment (contact angle of water on the surface of the polyolefin substrate is 90 degrees), the surface modification liquid 4 is applied and heated at 80 ° C. in a hot air drying furnace. And dried by heating for 30 minutes to form a surface-modified layer having a thickness of 10 nm.
The adhesion of the obtained film immediately after the film formation (initial stage) was tested, and the result was "large peeling". A number of scratches were found in the scratching test. As for the optical characteristics, the visible light transmittance was 91%, and the transmittance at 350 nm was 0%.
Comparative Example 2
100 nm / 100 nm-thick TiO2 by vacuum evaporation on the surface of the amorphous polyolefin substrate B1 with a surface-modified layer obtained in Comparative Example 1.2/ SiO2A laminated inorganic film layer (antireflection layer) was formed.
Comparative Example 3
A hard coat liquid 1 was applied to the surface of the amorphous polyolefin substrate B1 with a surface modified layer obtained in Comparative Example 1 and cured to coat a hard coat layer having a thickness of 3 μm.
The adhesion of the films obtained in Comparative Examples 2 and 3 immediately after the film formation (initial stage) was tested. In the scratching test, a number of scratches were observed in all the comparative examples. The optical characteristics of each of Comparative Examples 2 and 3 were such that the visible light transmittance was 91% and the transmittance at 350 nm was 0%.
Table 3 summarizes the results of Comparative Examples 1 to 3.
[0100]
Examples 8 to 19
Instead of the surface modification treatment liquid 4 used in Example 1,
In Example 8, the surface modification treatment liquid 1 was used,
In Example 9, the surface modification treatment liquid 2 was used,
In Example 10, the surface modification treatment liquid 3 was used,
In Example 11, the surface modification treatment liquid 5 was used,
In Example 12, the surface modification treatment liquid 6 was used,
In Example 13, the surface modification treatment liquid 7 was used,
In Example 14, the surface modification treatment liquid 8 was used,
In Example 15, the surface modification treatment liquid 9 was used,
In Example 16, the surface modification treatment liquid 10 was used,
In Example 17, the surface modification treatment liquid 11 was used,
In Example 18, the surface modification treatment liquid 12 was used,
In Example 19, the surface modification treatment liquid 13 was used,
Except for this, the surface modified layer was formed in the same manner as in Example 1 under the same conditions as in Example 1 under the same base material B1, corona discharge treatment at 5 mm / s, and curing conditions.
Furthermore, when the adhesion and scratching property of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion properties of all of Examples 8 to 19 were "no peeling", and all of the examples were flawed. A number of scratches were observed in the sticking test. The visible light transmittance of each example was 91%, the transmittance at 350 nm was 88% in Examples 8 and 9, and the transmittance was 350% in Examples 10 to 19. It was 0%.
Table 1 summarizes the results of Examples 8 to 19.
[0101]
Examples 20 to 26
Instead of the base material B1 used in Example 1,
In Example 20, the substrate A2 was used so that the water droplet contact angle after the hydrophilization treatment was 45 degrees,
In Example 21, the substrate A1 was used so that the water droplet contact angle after the hydrophilization treatment was 40 degrees,
In Example 22, the substrate C1 was used to make the water droplet contact angle after the hydrophilization treatment 35 degrees,
In Example 23, the contact angle of water droplets after the hydrophilization treatment was set to 35 degrees using the base material C2,
In Example 24, the contact angle of the water droplet after the hydrophilization treatment was set to 40 degrees using the base material E1,
In Example 25, the contact angle of the water droplet after the hydrophilization treatment was set to 35 degrees using the base material D1,
In Example 26, the water droplet contact angle after the hydrophilization treatment was set to 35 degrees using the base material D2,
Other than that, a surface modified layer was formed in the same manner as in Example 1 under the same corona discharge treatment of 5 mm / s, the surface modifying liquid 4 and the curing conditions as in Example 1.
Furthermore, when the adhesion and scratching property of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion properties of all of Examples 20 to 26 were "no peeling", and all the examples showed no flaws. Many flaws were observed in the sticking test, and the visible light transmittance of each example was 91 to 92%, and the transmittance of 350 nm was 0% in all examples.
Table 2 summarizes the results of Examples 20 to 26.
[0102]
Example 27
The hard coat liquid 1 was applied onto the surface-modified layer-coated substrate obtained in the same manner as in Example 8, and cured to coat a hard coat layer having a thickness of 3 μm.
The adhesion of the obtained film was evaluated immediately after film formation (initial stage) and after the moisture resistance test. After the moisture resistance test, peeling was observed only on a very small portion, and the initial adhesion was "no peeling". No scratch was observed in the scratching test. The optical characteristics were as follows: visible light transmittance was 91%, and transmittance at 350 nm was 88%.
Examples 28 to 31
Instead of the surface-modified layer liquid 1 used in Example 27,
In Example 28, the liquid 2 for a surface-modified layer was used,
In Example 29, the liquid 3 for surface modification layer was used,
In Example 30, the liquid 4 for surface modification layer was used,
In Example 31, the liquid 5 for surface modification layer was used,
Other than that, a hard coat layer was formed in the same manner as in Example 27 under the same corona discharge treatment of 5 mm / s, hard coat liquid 1 and curing conditions as in Example 27.
Furthermore, when the adhesion and the scratching property of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion in each of Examples 28 to 31 was "no peeling", and the adhesion after the moisture resistance test was none. Was “no peeling”, no scratch was found in any of the examples in the scratching test, the visible light transmittance was 91% in each example, and the transmittance at 350 nm was 88% in Example 28. Yes 0% in all of Examples 29 to 31.
[0103]
Example 32
The hard coat liquid 5 was applied on the surface-modified layer-coated substrate obtained in the same manner as in Example 8, and cured to coat a hard coat layer having a thickness of 3 μm.
The adhesion of the obtained film was evaluated immediately after film formation (initial stage) and after the moisture resistance test. After the moisture resistance test, peeling was seen only on a very small portion, and the initial adhesion was "no peeling". No scratch was observed in the scratching test. The optical characteristics were as follows: visible light transmittance was 91%, and transmittance at 350 nm was 88%.
Examples 33 to 36
Instead of the surface-modified layer liquid 1 used in Example 32,
In Example 33, the surface-modified layer liquid 2 was used,
In Example 34, the surface modified layer liquid 3 was used,
In Example 35, the liquid 4 for surface modification layer was used,
In Example 36, the liquid 5 for surface modification layer was used,
Other than that, a hard coat layer was formed in the same manner as in Example 32 under the same corona discharge treatment 5 mm / s, hard coat liquid 5 and curing conditions as in Example 32.
Furthermore, when the adhesion and the scratching property of the film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion was "no peeling" in any of Examples 33 to 36, and the adhesion after the moisture resistance test was all. Was also "no peeling", no scratch was found in any of the examples in the scratching test, the visible light transmittance was 91% in each example, and the transmittance at 350 nm was 88% in Example 33. Yes, all of Examples 34 to 36 were 0%.
Table 4 summarizes the results of Examples 27 to 36.
[0104]
Examples 37 to 42
Instead of the hard coat liquid 1 used in Example 30,
In Example 37, the hard coat liquid 2 was used.
In Example 38, the hard coat liquid 3 was used.
In Example 39, the hard coat liquid 4 was used,
In Example 40, the hard coat liquid 6 was used,
In Example 41, the hard coat liquid 7 was used,
In Example 42, the hard coat liquid 8 was used.
Other than that, a hard coat layer was formed in the same manner as in Example 30 under the same corona discharge treatment of 5 mm / s, the surface modifying liquid 4 and the curing conditions as in Example 30.
Furthermore, when the adhesion and the scratching property of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion in each of Examples 37 to 42 was “no peeling”, and the adhesion after the moisture resistance test was all. Was “no peeling”, no scratch was found in any of the examples in the scratching test, the visible light transmittance was 91% in each example, and the transmittance was 350% in all the examples at 0%. Met. In Examples 37 and 40, the haze value was 10 to 11%, and the antiglare property was excellent. Examples 38 and 41 were "no stain" in the stain test, and were excellent in water repellency and stain resistance. In Examples 39 and 42, the haze value was 10 to 11%, "no stain" was obtained by a stain test, and the anti-glare property and the water and stain resistance were excellent.
Table 5 summarizes the results of Examples 37 to 42.
[0105]
Example 43
TiO having a thickness of 100 nm / 100 nm was deposited on the substrate with a hard coat layer obtained in Example 30 by vacuum evaporation.2/ SiO2A laminated inorganic film layer (antireflection layer) was formed.
Example 44
SiO on the substrate with a hard coat layer obtained in Example 35 by vacuum evaporation2An inorganic film layer (antireflection layer) was formed.
Further, the adhesion and scratching of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the initial adhesion of each of Examples 43 and 44 was "no peeling", and the adhesion after the moisture resistance test was all. Is also "no peeling", there is no scratch in the scratch test of Examples 43 and 44, and there are many scratches in the scratch test of Examples 45 to 51. The transmittance at 350 nm was 0% in all the examples. Further, Examples 43 and 44 each showed a visible light reflectance of 5%, which was smaller than the visible light reflectance of 9% similarly measured for the sample of Example 27, showing excellent antireflection performance. I have.
[0106]
Examples 45 to 51
On the substrate with a surface-modified layer obtained in Example 11, TiO by sputtering was used in accordance with Examples 45 to 51, respectively.2/ SiO2Laminated inorganic film layer (Example 45), SiO by vacuum evaporation2Inorganic film layer (Example 46), TiO2And SiO2Laminated inorganic film layer (Example 47), SiO 2 by plasma CVDxInorganic film layer (Example 48), SiO by sputteringxNyInorganic film layer (Example 49), SiN by sputteringxAnd an inorganic film layer of ITO (Example 51) by sputtering.
Furthermore, when the adhesion and the scratching property of the coating film were evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion in each of Examples 45 to 51 was “no peeling”, and the adhesion after the moisture resistance test was all. Is "no peeling", and there is no scratch in the scratching test of Examples 43 and 44. However, there are many scratches in Examples 45 to 51, and in all Examples, the visible light transmittance is 89 to 93%. In each case, the transmittance at 350 nm was 0%. Each of Examples 45 to 47 exhibited a visible light reflectance of 5%, which was smaller than the visible light reflectance of 9% similarly measured for the sample of Example 27, indicating excellent antireflection performance. . Examples 48 to 50 all showed excellent moisture permeability, and Example 51 showed excellent transparent conductivity.
Table 6 summarizes the results of Examples 43 to 51.
[0107]
Comparative Example 4
A hard coat layer having a thickness of 3 μm was formed in the same manner as in Example 32 except that no surface modification treatment liquid was used in place of the surface modification treatment liquid 1 used in Example 32.
Comparative Example 5
TiO of 100 nm / 100 nm thickness by sputtering in the same manner as in Example 44 except that no surface modification treatment liquid was used in place of the surface modification treatment liquid 4 used in Example 44.2/ SiO2A laminated film antireflection layer was formed.
Comparative Example 6
A TiO having a thickness of 100 nm / 100 nm was formed by sputtering in the same manner as in Comparative Example 5 except that the surface of the hydrophilic treatment performed in Comparative Example 5 was not performed, and the contact angle of the water droplet after the treatment was 90 degrees.2/ SiO2A laminated film antireflection layer was formed.
The adhesion of the films obtained in Comparative Examples 4 to 6 was tested immediately after the film formation (initial stage), but all were peeled off. In the scratching property test, Comparative Example 4 had no scratches, but both Comparative Examples 5 and 6 were so scratched that the film was peeled off. In all of Comparative Examples 4 to 6, the optical characteristics were as follows: visible light transmittance was 91 to 92%, and transmittance at 350 nm was 88 to 89%.
Table 6 summarizes the results of Comparative Examples 4 to 6.
[0108]
Example 52
On the substrate with a hard coat layer obtained in Example 30, the refractive index adjusting liquid 1 was applied and cured to form a refractive index adjusting layer having a thickness of 110 nm and a refractive index of 1.72. The low refractive index coating liquid 11 was applied thereon, heated at 80 ° C. for 1 hour, and cured to form a low refractive index layer having a thickness of 100 nm and a refractive index of 1.41.
Example 53
A hard coat layer, a refractive index adjusting layer, and a low refractive index layer were formed in the same manner as in Example 52 except that the low refractive index coating liquid 12 used in Example 52 was replaced with the low refractive index coating liquid 12. did.
Example 54
A refractive index adjustment layer and a low refractive index layer were prepared in the same manner as in Example 52 except that the substrate with a hard coat layer manufactured in Example 37 was used instead of the substrate with a hard coat layer used in Example 52 (manufactured in Example 30). A refractive index layer was formed.
The adhesion of the laminated coating films obtained for Examples 52 to 54 was evaluated. In each of the examples, there was no peeling of the film even after the initial stage and after the moisture resistance test, and there was no problem in the adhesion. When the scratching property and the optical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, no scratch was found and the visible light transmittance was 93% in each case. The haze value of Examples 52 and 53 was 0.1%, but the haze value of Example 54 was 10%, and Example 54 showed excellent antiglare properties. The measured visible light reflectance was 6% in all cases, indicating excellent antireflection performance. Regarding the stain test and the contact angle of water droplets on the surface, Examples 52 and 54 were 85 ° and 86 ° with “slight stain remaining”, respectively, whereas Example 53 was “No stain” and 102 ° respectively. Yes, showing excellent water repellency and antifouling properties.
[0109]
Example 55
Instead of applying and curing the low refractive index coating solution 11 used in Example 52, a low refractive index SiO2A hard coat layer, a refractive index adjusting layer and a low refractive index layer were formed in the same manner as in Example 52 except that the film (film thickness: 100 nm) was coated.
Example 56
A hard coat layer, a refractive index adjusting layer and a low refractive index were obtained in the same manner as in Example 55 except that the hard coat liquid 5 was applied and cured instead of the application and curing of the hard coat liquid 1 used in Example 55. A layer was formed.
Example 57
The base hard coat liquid 10 was applied on the substrate with the surface modified layer obtained in Example 1 and cured to form a base hard coat layer having a thickness of 4 μm. A hard coat layer 9 having a thickness of 0.15 μm was formed by applying the hard coat liquid 9 by a spinner method and photo-curing. TiO of 100 nm / 100 nm thickness is formed thereon by vacuum evaporation.2/ SiO2A laminated inorganic film layer was formed.
Example 58
TiO by vacuum evaporation in Example 572/ SiO2A surface modified layer, a base hard coat layer, and a hard coat layer were formed in the same manner as in Example 57 except that the laminated inorganic film layer was not formed.
The adhesion of the coatings obtained for Examples 55 to 58 was evaluated. In each of the examples, there was no peeling of the film even after the initial stage and after the moisture resistance test, and there was no problem in the adhesion. When the scratching property and the optical characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, no scratches were found and the visible light transmittance was 90 to 92%. When the visible light reflectance was measured, Examples 55 to 57 were all 5%, indicating excellent antireflection performance. The haze value of Examples 55 and 56 was 0.1%, whereas the haze value of Examples 57 and 58 was 10%. Since the particle diameter of the fine particles (J) in the hard coat liquid 9 used in Examples 57 and 58 is smaller than that of Example 37, the light diffusion state is uniform and uniform antiglare property can be obtained. Was observed. In the stain test, all were "slight stain remaining", and the contact angles of water droplets on the surface were 85 degrees, 84 degrees, 86 degrees, and 86 degrees, respectively.
Table 7 summarizes the results of Examples 52 to 56.
Note that data not described in the above Examples and Comparative Examples may be included in each table.
[0110]
[Table 1]
Figure 2004043689
[0111]
[Table 2]
Figure 2004043689
[0112]
[Table 3]
Figure 2004043689
[0113]
[Table 4]
Figure 2004043689
[0114]
[Table 5]
Figure 2004043689
[0115]
[Table 6]
Figure 2004043689
[0116]
[Table 7]
Figure 2004043689

Claims (25)

非晶質ポリオレフィン樹脂基材の表面を親水化処理した後、アルキル(メタ)アクリレートの重合体を含有する表面改質用液を、前記親水化処理表面に塗布し、硬化させて、表面改質層を形成させることを特徴とする表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。After hydrophilizing the surface of the amorphous polyolefin resin substrate, a surface-modifying liquid containing a polymer of alkyl (meth) acrylate is applied to the hydrophilized surface, and cured to cure the surface. A method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer, comprising forming a layer. 前記アルキル(メタ)アクリレートの重合体は、アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマーである請求項1に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer according to claim 1, wherein the polymer of alkyl (meth) acrylate is a homopolymer of alkyl (meth) acrylate. 前記表面改質用液は、さらに有機珪素化合物を含有する請求項2に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing a surface-modified layer-coated amorphous polyolefin resin article according to claim 2, wherein the surface-modifying liquid further contains an organosilicon compound. 前記有機珪素化合物は下記式(1)
nSi(R4−n     (1)
ここで、Rはメタクリロキシ基、アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、アリル基、アミノ基から選ばれる官能基を有する有機官能基であり、Rはアルコキシル基、アセトキシル基及び塩素から選ばれる1種もしくは複数の加水分解基であり、nは1〜3の整数である、
で表される有機珪素化合物である請求項3に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。
The organosilicon compound has the following formula (1)
R 1 nSi (R 2 ) 4-n (1)
Wherein, R 1 is a methacryloxy group, an acryloxy group, an epoxy group, a vinyl group, an allyl group, an organic functional group having a functional group selected from amino group, 1 R 2 is selected from alkoxy groups, acetoxyl groups and chlorine Species or a plurality of hydrolyzing groups, and n is an integer of 1 to 3,
The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer according to claim 3, which is an organosilicon compound represented by the formula:
前記有機珪素化合物は、(メタ)アクリル基を有するアルコキシシランである請求項3に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method according to claim 3, wherein the organosilicon compound is an alkoxysilane having a (meth) acryl group. 前記アルキル(メタ)アクリレートの重合体は、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル単量体とアルキル(メタ)アクリレートとのコポリマーである請求項1に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The amorphous polyolefin resin coated with a surface-modified layer according to claim 1, wherein the polymer of the alkyl (meth) acrylate is a copolymer of a (meth) acrylic monomer having an alkoxysilyl group and an alkyl (meth) acrylate. Article manufacturing method. 前記表面改質用液は、さらに硬化触媒を含有する請求項6に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer according to claim 6, wherein the surface-modifying liquid further contains a curing catalyst. 前記硬化触媒は、過塩素酸アンモニウムである請求項7に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer according to claim 7, wherein the curing catalyst is ammonium perchlorate. 前記表面改質用液はさらに、一部または全部をアルキルエーテル化したメチロールメラミンを含有する請求項6〜8のいずれか1項に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing a surface-modified layer-coated amorphous polyolefin resin article according to any one of claims 6 to 8, wherein the surface-modifying liquid further contains methylol melamine partially or wholly alkylated. . 前記表面改質用液はさらに、紫外線吸収剤および界面活性剤の少なくとも一方を含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface-modifying liquid further contains at least one of an ultraviolet absorber and a surfactant. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の前記表面改質層の上に、コロイダルシリカおよび有機珪素化合物を含有するハードコート液を塗布し、硬化させて、ハードコート層を形成させることを特徴とするハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。A hard coat liquid containing colloidal silica and an organosilicon compound is applied on the surface-modified layer according to any one of claims 1 to 10, and cured to form a hard coat layer. A method for producing a hard coat-coated amorphous polyolefin resin article. 前記ハードコート液は、
(A)多官能アクリレート、
(B)下記式(2)
Si(R(NHRNRH)4−a  (2)
ここで、Xは炭素原子数1〜6のアルコキシル基であり、R、Rは同一もしくは異なる2価の炭化水素基であり、Rは水素原子または1価の炭化水素基であり、aは1〜3の整数であり、bは0または1〜6の整数である、
で表されるアミノシラン、および
(C)コロイダルシリカ
を含有する請求項11に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。
The hard coat liquid,
(A) a polyfunctional acrylate,
(B) Formula (2) below
X a Si (R 3 (NHR 4 ) b NR 5 H) 4-a (2)
Here, X is an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 and R 4 are the same or different divalent hydrocarbon groups, and R 5 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group; a is an integer of 1 to 3, b is 0 or an integer of 1 to 6,
The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a hard coat according to claim 11, which comprises an aminosilane represented by the formula: and (C) colloidal silica.
前記ハードコート液は、
(D)下記式(3)
Si(OR4−a−b   (3)
ここで、Rは炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数6〜12のアリル基もしくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数5〜8のメタクリロキシアルキル基、炭素原子数2〜10のウレイドアルキレン基、芳香族ウレイドアルキレン基、芳香族アルキレン基またはメルカプトアルキレン基であり、Rは炭素原子数1〜6のアルキル基、アリル基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリル基であり、Rは水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基またはアルキルアシル基であり、a=1,2または3であり、b=0,1または2である、
で表される有機珪素化合物、および
(E)コロイダルシリカ
を含有する請求項11に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。
The hard coat liquid,
(D) The following formula (3)
R 7 a R 8 b Si ( OR 9) 4-a-b (3)
Here, R 7 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an allyl group or a halogenated alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, and a 2 to 10 carbon atoms. A ureidoalkylene group, an aromatic ureidoalkylene group, an aromatic alkylene group or a mercaptoalkylene group, and R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an allyl group, an alkenyl group, a halogenated alkyl group or a halogenated allyl group. R 9 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group or an alkylacyl group, a = 1, 2, or 3, and b = 0, 1, or 2,
The method for producing a hard coat-coated amorphous polyolefin resin article according to claim 11, comprising an organosilicon compound represented by the formula: and (E) colloidal silica.
前記ハードコート液は、さらに0.05〜10μmの平均粒径を有する微粒子および/またはフルオロアルキルシランを含有する請求項11〜13のいずれか1項に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The hard coat-coated amorphous polyolefin resin article according to any one of claims 11 to 13, wherein the hard coat liquid further contains fine particles having an average particle diameter of 0.05 to 10 µm and / or fluoroalkylsilane. Manufacturing method. 前記フルオロアルキルシランは下記式(4)
10 11 Si(OR124−c−d   (4)
ここで、R10は炭素原子数1〜12のフッ素アルキル基であり、R11は炭素原子数1〜6のアルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリール基であり、R12は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基またはアシル基であり、cは1,2または3であり、dは0,1または2である、ただしc+dは1,2または3である、
で表される請求項14記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。
The fluoroalkylsilane is represented by the following formula (4)
R 10 c R 11 d Si (OR 12 ) 4-cd (4)
Here, R 10 is a fluorine alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group, a halogenated alkyl group or a halogenated aryl group, R 12 is a hydrogen atom or an alkyl group or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, c is 1, 2 or 3, d is 0, 1 or 2, provided that c + d is 1, 2 or 3 is there,
The method for producing a hard coat-coated amorphous polyolefin resin article according to claim 14, represented by:
前記ハードコート液はさらに重合開始剤、加水分解触媒および物性調節剤の少なくとも1種を含有する請求項11〜15のいずれか1項に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a hard coat according to any one of claims 11 to 15, wherein the hard coat liquid further contains at least one of a polymerization initiator, a hydrolysis catalyst and a physical property modifier. 前記物性調節剤はエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートおよびポリエステル(メタ)アクリレートの1種または複数種からなる請求項16に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a hard coat according to claim 16, wherein the physical property modifier comprises one or more of epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate and polyester (meth) acrylate. 前記ハードコート層の上に金属またはその無機化合物からなる無機膜層を形成させる請求項11〜17のいずれか1項に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing a hard coat-coated amorphous polyolefin resin article according to any one of claims 11 to 17, wherein an inorganic film layer made of a metal or an inorganic compound thereof is formed on the hard coat layer. 前記無機膜層は、Ti、Sn、In、Si、Al、W、Mo、Ag、Zn、Zr、Mg、CrおよびNiからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属、該金属の酸化物、および該金属の窒化物から選択される少なくとも一つの無機化合物を真空蒸着法、プラズマCVD法、スパッタリング法またはイオンプレーティング法により形成される請求項18に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The inorganic film layer includes at least one metal selected from the group consisting of Ti, Sn, In, Si, Al, W, Mo, Ag, Zn, Zr, Mg, Cr and Ni, an oxide of the metal, and 19. The hard coat-coated amorphous polyolefin resin article according to claim 18, wherein at least one inorganic compound selected from the metal nitrides is formed by vacuum deposition, plasma CVD, sputtering, or ion plating. Production method. 前記無機膜層は、単層または多層の反射防止層である請求項18または19に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a hard coat according to claim 18 or 19, wherein the inorganic film layer is a single-layer or multilayer anti-reflection layer. 前記ハードコート層の上に、単層または多層の有機反射防止層を形成させる請求項11〜17のいずれか1項に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with a hard coat according to any one of claims 11 to 17, wherein a single-layer or multilayer organic anti-reflection layer is formed on the hard coat layer. 前記ハードコート層と前記反射防止層との間に、
(F)多官能アクリレート、
(G)下記式(5)
13 SiZ4−n   (5)
ここでR13はメタクリロキシ基、アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、アリル基およびアミノ基から選ばれる官能基を有する有機官能基であり、Zはアルコキシル基、アセトキシル基及び塩素から選ばれる1種もしくは複数種の加水分解性基であり、nは1、2または3である、
で表されるシラン化合物および
(H)屈折率調整用微粒子
を含有する液を塗布した後、硬化させて形成させた屈折率調整層を設ける請求項20または21に記載のハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。
Between the hard coat layer and the antireflection layer,
(F) a polyfunctional acrylate,
(G) The following equation (5)
R 13 n SiZ 4-n (5)
Here, R 13 is an organic functional group having a functional group selected from a methacryloxy group, an acryloxy group, an epoxy group, a vinyl group, an allyl group and an amino group, and Z is one or a group selected from an alkoxyl group, an acetoxyl group and chlorine. A plurality of hydrolyzable groups, n is 1, 2 or 3;
22. The hard coat-coated amorphous material according to claim 20, wherein a liquid containing the silane compound represented by the formula (1) and (H) refractive index adjusting fine particles is applied and then cured to form a refractive index adjusting layer. A method for producing a polyolefin resin article.
前記表面改質層の上に、金属またはその無機化合物からなる無機膜層を形成させる請求項1〜10のいずれか1項に記載の無機膜層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品の製造方法。The method for producing an amorphous polyolefin resin article coated with an inorganic film layer according to any one of claims 1 to 10, wherein an inorganic film layer made of a metal or an inorganic compound thereof is formed on the surface modified layer. 請求項1〜10のいずれか1項に記載された製造方法により製造された表面改質層被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品。An amorphous polyolefin resin article coated with a surface-modified layer produced by the production method according to claim 1. 請求項11〜22のいずれか1項に記載された製造方法により製造されたハードコート被覆非晶質ポリオレフィン樹脂物品。A hard coat-coated amorphous polyolefin resin article produced by the production method according to claim 11.
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