JP2009037064A - 反射防止基材の製造方法及び反射防止基材 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材に反射防止用の被膜を形成するにあたり、少ない層数で良好な反射防止性能を発揮することができて製造効率を向上することができる反射防止基材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、紫外線硬化性樹脂と、この紫外線硬化性樹脂よりも比重が小さく且つこの紫外線硬化性樹脂の硬化物4よりも屈折率が低い屈折率1.0〜1.5の低屈折率粒子3と、溶剤とを含有するコーティング材組成物1を基材2に塗布して湿潤塗膜5を形成する工程と、前記湿潤塗膜5を加熱して溶剤を蒸発させることにより乾燥塗膜6を形成する工程と、前記乾燥塗膜6に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることにより硬化被膜7を形成する工程とを含む。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、紫外線硬化性樹脂と、この紫外線硬化性樹脂よりも比重が小さく且つこの紫外線硬化性樹脂の硬化物4よりも屈折率が低い屈折率1.0〜1.5の低屈折率粒子3と、溶剤とを含有するコーティング材組成物1を基材2に塗布して湿潤塗膜5を形成する工程と、前記湿潤塗膜5を加熱して溶剤を蒸発させることにより乾燥塗膜6を形成する工程と、前記乾燥塗膜6に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることにより硬化被膜7を形成する工程とを含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、被膜中における屈折率傾斜を利用することにより高い反射防止性を有する反射防止基材の製造方法及び反射防止基材に関する。
従来、ディスプレイや眼鏡レンズ等に反射防止用の被膜を形成するにあたっては、高屈折率層と低屈折率層等の屈折率が異なる二以上の層を積層して形成することが行われている。また、フィルム等の強度の低い基材の反射防止を行う場合には前記高屈折率層や低屈折率層等の下層に耐摩耗性を高めるためのハードコート層を設ける必要があり、このハードコート層が高屈折率層を兼ねる場合もある
例えば特許文献1には、有機フィルムの表面に、アクリル等の合成樹脂系薄膜で形成されたハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層を積層して設けた反射防止フィルムが開示されており、このとき高屈折率層はZrO2,TiO2,NbO,ITO,ATO,SbO2,In2O3,SnO2、ZnO等の金属酸化物微粒子を含有することで屈折率を増大させることが開示されている。
特開2001−350001号公報
例えば特許文献1には、有機フィルムの表面に、アクリル等の合成樹脂系薄膜で形成されたハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層を積層して設けた反射防止フィルムが開示されており、このとき高屈折率層はZrO2,TiO2,NbO,ITO,ATO,SbO2,In2O3,SnO2、ZnO等の金属酸化物微粒子を含有することで屈折率を増大させることが開示されている。
上記のような反射防止用の被膜は低屈折率層と高屈折率層との間の屈折率の相違を利用することにより反射防止を為すものであるが、そのためには屈折率の異なる二以上の層を積層して形成しなければならず、製造工程の煩雑化を招いていた。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、基材に反射防止用の被膜を形成するにあたり、少ない層数で良好な反射防止性能を発揮することができて製造効率を向上することができる反射防止基材の製造方法、及び反射防止基材を提供することを目的とするものである。
請求項1に係る反射防止基材の製造方法は、紫外線硬化性樹脂と、この紫外線硬化性樹脂よりも比重が小さく且つこの紫外線硬化性樹脂の硬化物4よりも屈折率が低い屈折率1.0〜1.5の低屈折率粒子3と、溶剤とを含有するコーティング材組成物1を基材2に塗布して湿潤塗膜5を形成する工程と、前記湿潤塗膜5を加熱して溶剤を蒸発させることにより乾燥塗膜6を形成する工程と、前記乾燥塗膜6に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることにより硬化被膜7を形成する工程とを含むことを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1において、上記湿潤塗膜5を加熱する際の加熱温度が60℃以上であることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2において、上記低屈折率粒子3が中空粒子であることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか一項において、上記紫外線硬化性樹脂がシリコーン樹脂であることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4のいずれか一項において、上記膜形成用組成物に紫外線硬化性樹脂の重合開始剤として光酸発生剤を含有させることを特徴とする。
請求項6に係る反射防止基材は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法により基材2の表面に硬化被膜7を形成して成ることを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、湿潤塗膜5を乾燥して乾燥塗膜6を形成する過程において塗膜の表層側に低屈折率粒子3を凝集させ、この乾燥塗膜6を紫外線硬化させることで形成される硬化被膜7の表層側に低屈折率粒子3が凝集した屈折率の小さい層を形成すると共にその下層に主として紫外線硬化性樹脂の硬化物4からなる屈折率の大きい層を形成することができ、一度の塗布成膜作業にて屈折率の異なる二層に分離した硬化被膜7を形成して反射防止性能を発揮させることができて、反射防止基材の製造効率を向上することができるものである。
請求項2に係る発明によれば、60℃以上で加熱することにより溶剤を十分に蒸発させて乾燥させることができ、さらに紫外線硬化型樹脂を加温することにより流動性が向上し、比重が小さい粒子が膜表面に凝集しやすくなる。
請求項3に係る発明によれば、中空粒子を使用することで低屈折率粒子3の比重を低減することができて、低屈折率粒子3と紫外線硬化性樹脂との比重の差を大きくすることができ、硬化被膜7中の屈折率が大きい層と屈折率が小さい層との層分離を促進すると共に、低屈折粒子と紫外線硬化性樹脂との組み合わせの自由度を向上することができる。
請求項4に係る発明によれば、シリコーン樹脂は比重が高く、これを使用することにより粒子との比重の差を大きくすることができ、またアクリル樹脂等に比べ、膜の硬度、耐摩耗性を高くすることができる。
請求項5に係る発明によれば、光酸発生剤を用いることで、アクリレート系の官能基を持たないシラン化合物も用いることができ、膜の硬度、耐摩耗性をより高くすることができる。また、UV硬化による膜硬化後にさらに加温することにより膜強度を上げる効果も期待できる。
請求項6に係る発明によれば、湿潤塗膜5を乾燥して乾燥塗膜6を形成する過程において塗膜の表層側で低屈折率粒子3が凝集され、この乾燥塗膜6を紫外線硬化させることで形成される硬化被膜7の表層側に低屈折率粒子3が凝集した屈折率の小さい層が形成されると共にその下層に主として紫外線硬化性樹脂の硬化物4からなる屈折率の大きい層が形成されており、一度の塗布成膜作業にて形成された屈折率の異なる二層に分離した硬化被膜7によって、反射防止性能を発揮させることができるものである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、反射防止基材を製造するためのコーティング材組成物1について説明する。このコーティング材組成物1は、紫外線硬化性樹脂と、屈折率1.0〜1.5の低屈折率粒子3と、溶剤とを含有する。前記低屈折率粒子3は、前記紫外線硬化性樹脂よりも比重が小さく且つこの紫外線硬化性樹脂の硬化物4よりも屈折率が低いものである。
紫外線硬化性樹脂としてはその樹脂単独、または光重合開始剤等を併用することにより、紫外線で硬化するものであれば適宜のものを使用することができるが、例えば多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステル等から合成されるような多官能性のウレタンアクリレート樹脂などを挙げることができる。さらにアクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等も必要に応じて好適に使用することができる。
このような紫外線硬化性樹脂としては、特にシリコーン樹脂を用いることが好ましい。このシリコーン樹脂としてはアクリレート系の官能基を持たないシラン化合物も使用できる。これらを例示するとテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、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、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−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン類が挙げられる。これらのアルコキシシラン類は1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。また、多官能のアルコキシシランに加えて、1官能のアルコキシシランを併用することもできる。1官能のアルコキシシランとしては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシランなどが挙げられる。また、これらの縮合物である、メチルシリケートやエチルシリケートなども挙げられる。
これらの樹脂を紫外線硬化性樹脂として使用する場合には、必要に応じてコーティング材組成物1中に、紫外線硬化性樹脂を硬化するために光重合開始剤を含有させることができる。光重合開始剤としては、ラジカル発生型の光重合開始剤としてベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、などのアセトフェノン類;メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−アミルアントラキノンなどのアントラキノン類;チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類;ベンゾフェノン、4,4−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物などがある。これらは単独または2種以上の混合物として使用でき、さらにはトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミンなどの第3級アミン;2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸誘導体等の光開始助剤などと組み合わせて使用することができる。
また、カチオン重合開始剤として光酸発生剤を使用することもできる。この光酸発生剤は、イオン性の化合物と非イオン性の化合物に大別できる。イオン性の化合物としてはアリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩及びトリアリールホスホニウム塩等があり、対イオンとしてBF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -等を有するものが用いられる。このようなオニウム塩系の光酸発生剤には必要に応じてアンスラセンや、チオキサントンのような光増感剤を併用することができる。また、非イオン性の化合物としては、光照射によってカルボン酸、スルホン酸、リン酸、ハロゲン化水素等を生成するものが使用でき、具体的にはスルホン酸の2−ニトロベンジルエステル、イミノスルホナート、1−オキソ−2−ジアゾナフトキノン−4−スルホナート誘導体、N−ヒドロキシイミドスルホナート、トリ(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン誘導体等が利用でき、さらにカルボン酸o−ニトロベンジルエステル、1−オキソ−2−ジアゾナフトキノン−5−アリールスルホナート、トリアリールリン酸エステル誘導体等が使用できる。
このような光酸発生剤を用いる場合には、アクリレート系の官能基を持たないシラン化合物も用いることができ、より膜の硬度、耐摩耗性を高くすることができる。また、UV硬化による膜硬化後にさらに加温することにより膜強度を上げる効果も期待できる。特に、加水分解基やエポキシ基を持った樹脂に用いると膜硬度、耐摩耗性向上に効果的である。
上記の光重合開始剤は、紫外線硬化性樹脂がラジカル重合型樹脂である場合にはラジカル光重合開始剤が用いられ、紫外線硬化性樹脂がカチオン重合型樹脂である場合にはカチオン光重合開始剤が用いられる。この光重合開始剤の含有量は特に制限されないが、紫外線硬化性樹脂100質量部に対して好ましくは0.5〜20質量部の範囲、特に好ましくは1〜15質量部の範囲とする。
また、屈折率1.0〜1.5の低屈折率粒子3としては適宜のものを使用することができるが、例えばシリカ粒子、フッ化マグネシウム粒子、フッ化カルシウム粒子、フッ化セリウム粒子、フッ化アルミニウム粒子、アクリル粒子、スチレン粒子、ウレタン粒子等、或いはこれらの中空粒子や多孔質粒子を挙げることができる。これらの低屈折率粒子3は、一種単独で使用するほか、二種以上を併用しても良い。
この低屈折率粒子3は、SEMまたはTEMによる観察で測定される平均一次粒子径が0.001〜0.1μmの範囲であることが好ましく、更に好ましくは0.001〜0.05μmとされる。平均一次粒子径が大きすぎる場合には、調製されるコーティング材組成物1によって形成される硬化被膜7の透明性が低下する傾向が生じる。また平均一次粒子径があまりにも小さいものは入手が困難であるため、0.001μmが実質上の下限となる。
この低屈折率粒子3としては、その表面をシラン系、チタン系、アルミニウム系、或いはジルコニウム系のカップリング剤等の有機金属化合物にて処理したものを使用しても良い。
ここで、コーティング材組成物1中の被膜形成成分(固形分)のうち、低屈折率粒子3と、それ以外の成分との割合は、前者対後者が5:95〜50:50の範囲となるようにすることが好ましく、10:90〜40:60の範囲とすることが更に好ましい。この範囲よりも低屈折率粒子3の割合が大きいとコーティング材組成物1によって得られる硬化被膜7の機械的強度が低下するおそれがあり、逆に低屈折率粒子3の割合が小さいと硬化被膜7による反射防止性能が充分に発揮されなくなるおそれがある。
また、紫外線硬化性樹脂と低屈折率粒子3との組み合わせは、既述のように低屈折率粒子3が紫外線硬化性樹脂よりも比重が小さく、且つこの紫外線硬化性樹脂の硬化物4よりも屈折率が低くなるように選択される。このとき、低屈折率粒子3と紫外線硬化性樹脂との比重の差は0.2以上の範囲であることが好ましい。この場合、後述する硬化被膜7の形成時における低屈折率の層と高屈折率の層との二層の分離が促進される。特に、低屈折率粒子3として中空粒子を用いると、低屈折率粒子3の比重を低減することで低屈折率粒子3と紫外線硬化性樹脂との比重の差を大きくし、硬化被膜7中の層分離を特に促進すると共に、低屈折粒子と紫外線硬化性樹脂との組み合わせの自由度を向上することができる。また、低屈折率粒子3と紫外線硬化性樹脂の硬化物4との屈折率の差は0.1以上の範囲であることが好ましい。この場合、硬化被膜7に特に優れた反射防止性能が付与される。
また、溶剤としては加熱等により容易に揮発させることができる適宜のものを用いることができるが、例えばメタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール等のアルコール類、エチ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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチル等のエステル類、キシレン、トルエン等を用いることができる。
溶剤の配合量は適宜設定されるが、塗装のし易さ、硬化被膜7の膜厚の制御のし易さ、及びコーティング材組成物1の安定性を考慮すれば、組成物中の溶剤の含有量が50〜99質量%の範囲であることが好ましく、特に70〜98質量%の範囲が更に好ましい。
上記各成分を混合することにより被膜形成用樹脂組成物を調製することができる。
このように調製されるコーティング材組成物1を用いて基材2に硬化被膜7を形成することにより、反射防止基材を得ることができる。
上記基材2としては特に限定されるものではないが、例えば、ガラスに代表される無機系基材2、金属基材2、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートに代表される有機系基材2等を挙げることができ、また基材2の形状としては、板状やフィルム状等を挙げることができる。
硬化被膜7の形成にあたっては、まず基材2の表面に被膜形成用樹脂組成物を塗布して湿潤塗膜5を形成する。塗装方法は特に限定されるものではなく、例えば、刷毛塗り、スプレーコート、浸漬(ディッピング、ディップコート)、ロールコート、フローコート、カーテンコート、ナイフコート、スピンコート、テーブルコート、シートコート、枚葉コート、ダイコート、バーコート等の通常の各種塗装方法を適宜選択することができる。
次にこの湿潤塗膜5を加熱して溶剤を揮発させ、乾燥塗膜6を形成する。このように乾燥塗膜6が形成される過程では、塗膜中の紫外線硬化性樹脂よりも比重の小さい低屈折率粒子3は塗膜の表層側に集まると共に、塗膜の体積が減少することにより低屈折率粒子3が凝集する。このため乾燥塗膜6は、表層側に低屈折率粒子3が凝集した層が形成されると共に、その下層側に主として紫外線硬化性樹脂からなる層が形成されて、二層に分離する。このとき、紫外線硬化性樹脂が熱硬化しない温度で溶剤を蒸発させることで塗膜の粘度を下げ、比重の小さな低屈折率粒子を塗膜の上方に浮かび上がらせることができ、図1(b)に示すような層分離が促進されることとなる。
上記湿潤塗膜5の加熱条件は適宜設定されるが、加熱温度が60℃以上であることが好ましい。この場合、溶剤を十分に蒸発させることができ、さらに紫外線硬化型樹脂を加温することにより流動性が向上し、比重が小さい粒子が膜表面に凝集しやすくなる。また、光重合開始剤及び光酸発生剤の中には高温で分解してしまうものがあるため、加熱温度の上限は使用する開始剤により制限されるが、通常は200℃以下の温度とすることが好ましい。また、加熱時間は湿潤塗膜5から溶剤が充分に揮発するように適宜設定されるが、5分間〜5時間の範囲であることが好ましい。
この乾燥被膜に紫外線を照射することにより乾燥塗膜6中の紫外線硬化性樹脂を硬化させて硬化被膜7を形成し、反射防止基材を得ることができる。
硬化被膜7の膜厚は、使用用途や目的に応じて適宜選択することができ、特に限定されるものではないが、50〜150nmの範囲が好ましい。
ここで、硬化被膜7の屈折率と膜厚の積が光学膜厚であり、波長λの光の反射率が最低反射率になるためには、硬化被膜7の光学膜厚がλ/4に設定される必要がある。そして反射防止の対象となる波長λ=540nmの光の反射率が最低反射率になるためには、硬化被膜7の屈折率が1.35の場合には、硬化被膜7の膜厚は100nmであることが必要である(光学膜厚=1.35×100=135≒λ/4)。また硬化被膜7の屈折率が1.42の場合には、硬化被膜7の膜厚は95nmであることが必要である(光学膜厚=1.42×95=134.9≒λ/4)。このように反射防止被膜として光学設計する場合、硬化被膜7の膜厚は50〜150nmの範囲が好ましいものである。
このようにして形成される硬化被膜7は、表層側に低屈折率層が凝集した相対的に屈折率の低い層が形成されると共に、下層側に主として紫外線硬化性樹脂の硬化物4からなる相対的に屈折率の高い層が形成される。すなわち、一度の塗布成膜作業により、低屈折率の層と高屈折率の層の二層に分離した、反射防止機能を有する硬化被膜7を形成することができるものである。
このコーティング材組成物1を用いれば、反射防止機能を有する硬化被膜7を容易に形成することができ、反射防止用途に好適である。反射防止の用途としては、例えば、反射防止用のフィルムや、ディスプレイの最表面、自動車のサイドミラー、フロントガラス、サイドガラス、リアガラスの内面、その他車両用ガラス、建材ガラス等を挙げることができる。
以下、本発明を実施例により更に詳述する。
(実施例1)
紫外線硬化樹脂であるメチルシリケート(Si(OCH3)4:三菱化学株式会社製「MS51」、比重2.2、硬化物4の屈折率1.50)117.6質量部に対して、イソプロパノールを1682.4質量部、光重合開始剤として光酸発生剤(三新化学工業株式会社製「SI100L」)を10質量部加え、次に、低屈折率粒子3として中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾル(触媒化成工業株式会社製、固形分20質量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm、比重1.7、屈折率1.30)を用い、これを中空シリカ微粒子/メチルシリケートが固形分基準で質量比が40/60となるように200重量部配合し、全固形分が5%になるようにコーティング材組成物1を調製した。
紫外線硬化樹脂であるメチルシリケート(Si(OCH3)4:三菱化学株式会社製「MS51」、比重2.2、硬化物4の屈折率1.50)117.6質量部に対して、イソプロパノールを1682.4質量部、光重合開始剤として光酸発生剤(三新化学工業株式会社製「SI100L」)を10質量部加え、次に、低屈折率粒子3として中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾル(触媒化成工業株式会社製、固形分20質量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm、比重1.7、屈折率1.30)を用い、これを中空シリカ微粒子/メチルシリケートが固形分基準で質量比が40/60となるように200重量部配合し、全固形分が5%になるようにコーティング材組成物1を調製した。
このコーティング材組成物1を、ガラス(厚み1mm、屈折率:1.52)の表面にワイヤーバーコーターによって塗布して厚さ約100nmの湿潤塗膜5を形成し、この湿潤塗膜5を80℃で5分間加熱乾燥して乾燥塗膜6を形成し、この乾燥塗膜6に紫外線を400mJ/cm2の条件で照射して紫外線硬化させることで硬化被膜7を形成し、反射防止基材を得た。
(実施例2)
低屈折率粒子3としてフッ化マグネシウム粒子(比重2、屈折率1.38)を用い、それ以外は実施例1と同一の条件で反射防止基材を得た。
低屈折率粒子3としてフッ化マグネシウム粒子(比重2、屈折率1.38)を用い、それ以外は実施例1と同一の条件で反射防止基材を得た。
(実施例3)
紫外線硬化樹脂としてフッ素樹脂(旭硝子株式会社製「サイトップ」、比重2.0、屈折率1.48)を用い、光重合開始剤としてチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製の「Irgacure184」を用い、それ以外は実施例1と同一の条件で反射防止基材を得た。
紫外線硬化樹脂としてフッ素樹脂(旭硝子株式会社製「サイトップ」、比重2.0、屈折率1.48)を用い、光重合開始剤としてチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製の「Irgacure184」を用い、それ以外は実施例1と同一の条件で反射防止基材を得た。
(実施例4)
紫外線硬化樹脂として光重合開始剤含有UV硬化型シリコーン樹脂(信越化学工業製「X−12−2400」、比重2.1、硬化物4の屈折率1.52、固形分30%)200質量部を用い、イソプロパノールの使用量を1600質量とした。それ以外は実施例1と同一の条件で反射防止基材を得た。
紫外線硬化樹脂として光重合開始剤含有UV硬化型シリコーン樹脂(信越化学工業製「X−12−2400」、比重2.1、硬化物4の屈折率1.52、固形分30%)200質量部を用い、イソプロパノールの使用量を1600質量とした。それ以外は実施例1と同一の条件で反射防止基材を得た。
(比較例1)
メチルシリケート(Si(OCH3)4:三菱化学株式会社製「MS51」、比重2.2、硬化物4の屈折率1.50)208質量部にイソプロパノールを356質量部を加え、更に水を18質量部、0.01Nの塩酸水溶液を18質量部([H2O]/[OR]=0.5)加え、次に、中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾル(触媒化成工業株式会社製、固形分20質量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm、比重1.7、屈折率1.30)を用い、中空シリカ微粒子/メチルシリケート(縮合化合物換算)が固形分基準で質量比が40/60となるように配合し、全固形分が5%になるようにコーティング材組成物1を調製した。このコーティング材組成物1をガラス(厚み1mm、屈折率:1.52)の表面にワイヤーバーコーターによって塗布して厚さ約100nmの塗膜を形成し、これを80℃で5分間加熱乾燥して、硬化被膜7を形成し、反射防止基材を得た。
メチルシリケート(Si(OCH3)4:三菱化学株式会社製「MS51」、比重2.2、硬化物4の屈折率1.50)208質量部にイソプロパノールを356質量部を加え、更に水を18質量部、0.01Nの塩酸水溶液を18質量部([H2O]/[OR]=0.5)加え、次に、中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾル(触媒化成工業株式会社製、固形分20質量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm、比重1.7、屈折率1.30)を用い、中空シリカ微粒子/メチルシリケート(縮合化合物換算)が固形分基準で質量比が40/60となるように配合し、全固形分が5%になるようにコーティング材組成物1を調製した。このコーティング材組成物1をガラス(厚み1mm、屈折率:1.52)の表面にワイヤーバーコーターによって塗布して厚さ約100nmの塗膜を形成し、これを80℃で5分間加熱乾燥して、硬化被膜7を形成し、反射防止基材を得た。
(比較例2)
中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾルに代えてシリカゾル(日産化学工業株式会社製「IPA−ST」、比重2.2、屈折率1.47)を用い、それ以外の条件は実施例1と同一にして、反射防止基材を得た。
中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾルに代えてシリカゾル(日産化学工業株式会社製「IPA−ST」、比重2.2、屈折率1.47)を用い、それ以外の条件は実施例1と同一にして、反射防止基材を得た。
(比較例3)
中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾルに代えてZrゾル(シーアイ化成製、比重6.0、屈折率2.2)を用い、それ以外の条件は実施例1と同一にして、反射防止基材を得た。
中空シリカIPA(イソプロパノール)分散ゾルに代えてZrゾル(シーアイ化成製、比重6.0、屈折率2.2)を用い、それ以外の条件は実施例1と同一にして、反射防止基材を得た。
(比較例4)
紫外線硬化樹脂であるメチルシリケート(Si(OCH3)4:三菱化学株式会社製「MS51」、比重2.2、硬化物4の屈折率1.50)のみからなるコーティング材組成物1を用い、それ以外の条件は実施例1と同一にして、反射防止基材を得た。
紫外線硬化樹脂であるメチルシリケート(Si(OCH3)4:三菱化学株式会社製「MS51」、比重2.2、硬化物4の屈折率1.50)のみからなるコーティング材組成物1を用い、それ以外の条件は実施例1と同一にして、反射防止基材を得た。
(光学特性評価)
各実施例及び比較例で得られた反射防止基材につき、ヘイズメータ(日本電色工業社製「NDH2000」を使用してヘイズ値を測定した。
各実施例及び比較例で得られた反射防止基材につき、ヘイズメータ(日本電色工業社製「NDH2000」を使用してヘイズ値を測定した。
また、これらの反射防止基材につき、分光光度計(株式会社日立製作所製「U−4100」)を使用して、波長550nmでの反射率(最低反射率)を測定した。
以上の結果を表1に示す。
1 コーティング材組成物
2 基材
3 低屈折率粒子
4 硬化物
5 湿潤塗膜
6 乾燥塗膜
7 硬化被膜
2 基材
3 低屈折率粒子
4 硬化物
5 湿潤塗膜
6 乾燥塗膜
7 硬化被膜
Claims (6)
- 紫外線硬化性樹脂と、屈折率1.0〜1.5の低屈折率粒子と、溶剤とを含有し、前記低屈折率粒子が前記紫外線硬化性樹脂よりも比重が小さく且つこの紫外線硬化性樹脂の硬化物よりも屈折率が低いコーティング材組成物を、基材に塗布して湿潤塗膜を形成する工程と、前記湿潤塗膜を加熱して溶剤を蒸発させることにより乾燥塗膜を形成する工程と、前記乾燥塗膜に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることにより硬化被膜を形成する工程とを含むことを特徴とする反射防止基材の製造方法。
- 上記湿潤塗膜を加熱する際の加熱温度が60℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の反射防止基材の製造方法。
- 上記低屈折率粒子が中空粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の反射防止基材の製造方法。
- 上記紫外線硬化性樹脂がシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の反射防止基材の製造方法。
- 上記膜形成用組成物に紫外線硬化性樹脂の重合開始剤として光酸発生剤を含有させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の反射防止基材の製造方法。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法により基材の表面に硬化被膜を形成して成ることを特徴とする反射防止基材。
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