JP2012036306A - 低反射材用樹脂組成物、その製造方法及びその利用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定のフッ素含有(メタ)アクリル酸エステルと金属アルコキシドと化学結合を形成できる官能基を含有する特定の(メタ)アクリル酸エステルを単位構造として有する(メタ)アクリル酸エステルの共重合体と、金属アルコキシド、とをゾル−ゲル反応させて得られることを特徴とする樹脂組成物により達成できる。
【選択図】なし
Description
1)(A)下記一般式(1)で表される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルと下記一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステルとを構成単位として含有する(メタ)アクリル酸エステルの共重合体と、
(B)金属アルコキシド、
とをゾル−ゲル反応させて得られることを特徴とする樹脂組成物。
2)前記一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステルの共重合モル比率 (2)/[(1)+(2)]が、0.01以上0.2以下の範囲内であることを特徴とする1)に記載の樹脂組成物。
3)前記一般式(2)における金属アルコキシドと反応性を有する官能基が水酸基、カルボキシル基、アルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする1)または2)に記載の樹脂組成物。
4)前記(A)(メタ)アクリル酸エステルの共重合体と(B)金属アルコキシドのゾルーゲル反応により生成する金属酸化物の重量混合比 (金属酸化物)/[(A)+(金属酸化物)]は、0.05以上0.6以下の範囲内であることを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載の樹脂組成物。
5)前記(B)金属アルコキシドのゾルーゲル反応生成物が、粒径200nm以下、10nm以上の金属酸化物であることを特徴とする1)〜4)のいずれかに記載の樹脂組成物。
6)ゾルーゲル反応時に、(C)有機溶媒を含むことを特徴とする1)〜5)のいずれかに記載の樹脂組成物。
7)前記(C)有機溶媒が、20℃〜25℃の温度範囲における水に対する溶解度が20g/100gH2O以上であることを特徴とする6)に記載の樹脂組成物。
8)前記ゾルーゲル反応が、水添加、加熱処理、又は超音波処理のいずれかひとつの工程を含むことを特徴とする1)〜7)のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
9)1)〜7)のいずれかに記載の樹脂組成物を含有することを特徴とするハードコート。
10)透明基材の少なくとも片面に1)〜7)にいずれかに記載の樹脂組成物からなる層が形成されていることを特徴とする積層体。
11)前記樹脂組成物を含む層の表面に10nm以上、200nm以下の空孔を含むことを特徴とする10)に記載の積層体。
12)前記空孔が存在する厚みが1000nm以下20nm以上であることを特徴とする11)に記載の積層体。
13)前記空孔が(B)金属アルコキシドのゾルーゲル反応生成物である金属酸化物を除去し形成されたものでことを特徴とする11)または12)に記載の積層体。
14)前記樹脂組成物を含む溶液を50℃以下の温度で調整し、透明基材に塗布した後、100℃以上200℃以下の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする10)〜13)のいずれかに記載の積層体の製造方法
15)10)〜13)のいずれかに記載の積層体からなることを特徴とする低反射材。
本発明の(メタ)アクリル酸エステル共重合体は、下記一般式(1)
で表される少なくとも1種のフッ素含有(メタ)アクリル酸エステルと下記一般式(2)
本発明に用いられる金属アルコキシドは、ゾルーゲル反応後に金属酸化物となる。金属酸化物の粒径が200nm以下、10nm以上で主に連鎖していない微細な球状の形状を有することが好ましい。
(加水分解反応)M(OR5)n+nH2O→M(OH)n+n R5OH
(縮合反応) M(OH)n→MO2+n/2 H2O
本発明の好ましく用いることができる金属アルコキシドとしては、上記一般式(3)で表される化合物あるいは、加水分解反応から縮合反応における反応の中途段階の化合物や加水分解生成物が数個縮合したオリゴマーを挙げることができる。
金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の粒子の表面の一部は、ポリマー中に良好に分散させる目的で有機化されていても良い。有機化剤は、金属酸化物表面の水酸基と反応しうる有機物であれば特に限定されないが、アルコキシシラン化合物を好ましく使用することが出来る。有機化の方法は、金属酸化物表面の水酸基と有機化剤が反応または、付着する方法であれば特に限定されないが、金属酸化物に直接有機化剤を噴霧する方法や、金属酸化物を有機溶媒または水等に分散させた分散液に有機化剤を混合する方法等を好適に用いることができる。
ここで、本発明の樹脂組成物の製造方法の一実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の樹脂組成物を含有する層を透明基材の表面に形成する事により、低反射機能を有する積層体を得る事ができ、液晶パネル等のフラットパネルディスプレーの最表面の部材として使用する事が出来る。
セパラブルフラスコに、130.0gのメチルエチルケトン(以下、MEK、和光純薬工業社製)と重合開始剤として0.3gの2,2‘−アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBN、和光純薬工業社製)を投入し窒素気流下で30分攪拌してAIBN溶液を得た。
MPSを使用しなかった以外は、(メタ)アクリル樹脂A−1の製造方法と同様の操作で、3FMのみからなる金属酸化物と化学結合を形成できる官能基を含有しない(メタ)アクリル樹脂A−2を得た。
3FMに代えてメタクリル酸メチル(以下、MMA、和光純薬工業社製)を3FMと同モル使用した以外は、(メタ)アクリル樹脂A−1の製造方法と同様の操作で、フッ素を含有しない(メタ)アクリル樹脂A−3を得た。
3FMとMPSの混合比MPS/(MPS+3FM)を0.1となるように配合した以外は、(メタ)アクリル樹脂A−1の製造方法と同様の操作で(メタ)アクリル樹脂A−4を得た。
(メタ)アクリル樹脂A−1にかえて、(メタ)アクリル樹脂A−2を使用した以外は、低反射材用樹脂組成物B−1の製造方法と同様の操作で低反射材用樹脂組成物B−2を製造した。
(メタ)アクリル樹脂A−1にかえて、(メタ)アクリル樹脂A−3を使用した以外は、低反射材用樹脂組成物B−1の製造方法と同様の操作で低反射材用樹脂組成物B−3を製造した。
(メタ)アクリル樹脂A−1にかえて、(メタ)アクリル樹脂A−4を使用した以外は、低反射材用樹脂組成物B−1の製造方法と同様の操作で低反射材用樹脂組成物B−4を製造した。
ジオキソラン代えてMEK(水に対する溶解度=26.8)を使用した以外は、低反射材用樹脂組成物B−1の製造方法と同様の操作で低反射材用樹脂組成物B−5を製造した。
10gの(メタ)アクリル樹脂A−1をジオキソラン(水に対する溶解度=∞)に溶解し、20wt%の樹脂溶液を調整した。樹脂溶液に金属酸化物の前駆体である金属アルコキシドとして10.0gのテトラエトキシシラン(以下、TEOS、多摩化学社製、ゾルーゲル反応後は2.9gのシリカに変換)と、触媒及び加水分解用の水として塩酸でpH=2に調整した蒸留水を1.2g添加したのち、40℃に加熱し超音波で2時間混合処理し、低反射材用樹脂組成物B−6を得た。
低反射材用樹脂組成物B−1を125umPETフィルム(T−60、東レ社製)にバーコーターを用い乾燥後の膜厚みが5umとなる様に塗布し、60℃、80℃で各1分間乾燥させて、更に100℃、120℃で各5分間加熱させてPETフィルム上に、金属酸化物のシリカが含有した低反射材層を形成した積層体C−1を得た。C−1の透明性は目視で良好であった。
低反射材用樹脂組成物B−1に代えて、低反射材用樹脂組成物B−4を使用した以外は、実施例1と同様の操作で積層体C−2及びD−2を作製し、断面を観察した。表面から厚み方向で100nmまでの層には40nm〜80nmの空孔が含有しており、それ以外の低反射材層には、40nm〜80nmのシリカが含有していた。積層体C−2は目視で透明性良好で有り、また実施例1と同様に鉛筆硬度を測定した結果、4Hを示し、視感反射率を測定した結果、2.0%と良好な反射率を示した。
低反射材用樹脂組成物B−1に代えて、低反射材用樹脂組成物B−5を使用した以外は、実施例1と同様の操作で積層体C−3及びD−3を作製し、断面を観察した。表面から厚み方向で100nmまでの層には80nm〜180nmの空孔が含有しており、それ以外の低反射材層には、80nm〜180nmのシリカが含有していた。積層体C−3は目視で透明性良好で有り、また実施例1と同様に鉛筆硬度を測定した結果、4Hを示し、視感反射率を測定した結果、2.1%と良好な反射率を示した。
低反射材用樹脂組成物B−1に代えて、低反射材用樹脂組成物B−6を使用した以外は、実施例1と同様の操作で積層体C−4及びD−4を作製し、断面を観察した。表面から厚み方向で100nmまでの層には50nm〜130nmの空孔が含有しており、それ以外の低反射材層には、50nm〜130nmのシリカが含有していた。積層体C−4は目視で透明性良好で有り、また実施例1と同様に鉛筆硬度を測定した結果、5Hを示し、視感反射率を測定した結果、1.2%と良好な反射率を示した。
低反射材用樹脂組成物B−2を125umPETフィルム(T−60、東レ社製)にバーコーターを用い乾燥後の膜厚みが5umとなる様に塗布し、60℃、80℃で各1分間乾燥させて、更に100℃、120℃で各5分間加熱させてPETフィルム上に、金属酸化物のシリカが含有した低反射材層を形成した積層体C−5を得た。積層体C1〜4に比較して目視での透明性が劣っていた。
低反射材用樹脂組成物B−2を低反射材用樹脂組成物B−3を使用した以外は、比較例1と同様の操作で積層体C−6およびD−6を作製し、断面を観察した。表面から厚み方向で100nmまでの層には50nm〜130nmの空孔が含有しており、それ以外の低反射材層には、50nm〜130nmのシリカが含有していた。積層体D−6の透明性は、目視で良好であった。また実施例1と同様に鉛筆硬度を測定した結果、5Hを示し、視感反射率は、4.2%とD−1〜4に比較して高い数値を示し、低反射性に劣っていた。
Claims (15)
- 前記一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステルの共重合モル比率 (2)/[(1)+(2)]が、0.01以上0.2以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記一般式(2)における金属アルコキシドと反応性を有する官能基が水酸基、カルボキシル基、アルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記(A)(メタ)アクリル酸エステルの共重合体と(B)金属アルコキシドのゾルーゲル反応により生成する金属酸化物の重量混合比 (金属酸化物)/[(A)+(金属酸化物)]は、0.05以上0.6以下の範囲内であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記(B)金属アルコキシドのゾルーゲル反応生成物が、粒径200nm以下、10nm以上の金属酸化物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- ゾルーゲル反応時に、(C)有機溶媒を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記(C)有機溶媒が、20℃〜25℃の温度範囲における水に対する溶解度が20g/100gH2O以上であることを特徴とする請求項6に記載の樹脂組成物。
- 前記ゾルーゲル反応が、水添加、加熱処理、又は超音波処理のいずれかひとつの工程を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物を含有することを特徴とするハードコート。
- 透明基材の少なくとも片面に請求項1〜7にいずれかに記載の樹脂組成物からなる層が形成されていることを特徴とする積層体。
- 前記樹脂組成物を含む層の表面に10nm以上、200nm以下の空孔を含むことを特徴とする請求項10に記載の積層体。
- 前記空孔が存在する厚みが1000nm以下20nm以上であることを特徴とする請求項11に記載の積層体。
- 前記空孔が(B)金属アルコキシドのゾルーゲル反応生成物である金属酸化物を除去し形成されたものでことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の積層体。
- 前記樹脂組成物を含む溶液を50℃以下の温度で調整し、透明基材に塗布した後、100℃以上200℃以下の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 請求項10〜13のいずれかに記載の積層体からなることを特徴とする低反射材。
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JP2012041417A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Kaneka Corp | ハードコート用樹脂組成物、その製造方法及びその利用 |
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