JP2015125170A

JP2015125170A - 調光フィルム用の透明電極基材

Info

Publication number: JP2015125170A
Application number: JP2013267341A
Authority: JP
Inventors: 井上　望; Nozomi Inoue; 望井上; 美穂森; Miho Mori
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-07-06

Abstract

【目的】
透明電極層においてＡｇナノワイヤーを含む層にも拘わらず、耐溶剤性に優れた透明電極層を有する、調光フィルム用の透明電極基材を提供することを目的とする。
【構成】
本発明の調光フィルム用の透明電極基材は、調光フィルム用の透明電極基材であって、
前記透明電極基材は透明電極層と透明基材からなり、前記透明電極層はＡｇナノワイヤーとバインダーと架橋剤を含むものであり、前記架橋剤はオキサゾリン基を有する架橋剤であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、調光フィルム用の透明電極基材に関する。

昨今、電気信号により、光の透過率をコントロールする調光材料が注目されている。この調光材料は、例えば特許文献１に記載されているように、２つの透明導電性樹脂基材に挟持された調光フィルムとして使用されている。

また、前記透明導電性樹脂基材は、透明樹脂基材と、調光材料からなる層に電気エネルギー与える(電界印加する)ための透明導電膜とを備えている。そして、前記透明導電膜としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）膜が使用されている。

国際公開第２００８／０７５７７３号パンフレット

ところが、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜は曲げに弱いため、例えば調光フィルムをガラスなどの被着体に貼り付ける時、或いは剥がす場合、調光フィルムを湾曲させるものであるが、この際ＩＴＯ膜が断線する虞があった。

そこで、透明導電膜として、曲げに強い導電性ポリマーからなる膜や、Ａｇナノワイヤーからなる膜が検討された。

しかしながら、導電性ポリマーからなる膜は、ＩＴＯ膜に比べて抵抗値(Ω)が高いため、調光材料からなる層に電気エネルギー与える(電界印加する)力が弱くなり、調光フィルムの光透過性を変化させ難くするものであった。

また、Ａｇナノワイヤーからなる膜は、耐溶剤性に劣るため次のような問題があった。
例えば調光フィルムは、電源を取り付けるために、図２(Ａ)に示すように調光フィルムの端部における調光層を凝集破壊し、続いて図２(Ｂ)に示すように凝集破壊した調光層の端部をメタノール等の溶剤で除去し、続いて図２(Ｃ)に示すように導電ペーストをＡｇナノワイヤーからなる膜（透明電極層）上に設け、続いて図２(Ｄ)に示すように導電ペーストに電線を接着させて電源を取り付けるものであるが、Ａｇナノワイヤーからなる膜は耐溶剤性に劣るため、調光層の端部をメタノール等の溶剤で除去する際、調光層の端部と共にＡｇナノワイヤーからなる膜の一部が除去され、結果、Ａｇナノワイヤーからなる膜（透明電極層）の抵抗値(Ω)が高くなる問題があった。

そこで本発明は、透明電極層においてＡｇナノワイヤーを含む層にも拘わらず、耐溶剤性に優れた透明電極層を有する、調光フィルム用の透明電極基材を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の調光フィルム用の透明電極基材は、調光フィルム用の透明電極基材であって、前記透明電極基材は透明電極層と透明基材からなり、前記透明電極層はＡｇナノワイヤーとバインダーと架橋剤を含むものであり、前記架橋剤はオキサゾリン基を有する架橋剤であることを特徴とする。また、本発明の請求項２記載の調光フィルム用の透明電極基材は、請求項１記載の構成に加えて、前記バインダーはポリエステル系樹脂或いはセルロース系樹脂であることを特徴とする。

本発明の調光フィルム用の透明電極基材は、透明電極層においてＡｇナノワイヤーを含む層にも拘わらず、耐溶剤性に優れた透明電極層を有する、調光フィルム用の透明電極基材である。

本発明の調光フィルム用の透明電極基材を説明する図である。調光フィルムに、電源を取り付ける工程を説明する図である。

本発明の調光フィルム用の透明電極基材は透明電極層と透明基材からなり、前記透明電極層はＡｇナノワイヤーとバインダーと架橋剤を含むものであり、前記架橋剤はオキサゾリン基を有する架橋剤であることを特徴とする。

［調光フィルム］
本発明でいう調光フィルムとは、光透過性を変化させることができ、その結果、意匠性を付与したり、プライバシーの保護を可能にしたり、遮光性を付与することができるものである。そして、調光フィルムの構成は、透明電極基材、調光層、透明電極基材の順で積層させたものである。また、例えば図１に示すように透明電極基材における透明電極層に、外部電源を接続し、その電源のＯＮ・ＯＦＦで光透過性を変化させることが可能である。

［透明電極基材］
本発明の透明電極基材は、調光層に電気エネルギーを与える(電界印加する)ことができ、その結果、例えば液晶タイプの調光層の場合、該液晶を一定方向へ配向させ、調光層の光透過性を変化させることができ、或いは、金属錯体を含んだ調光層の場合には、該金属錯体を酸化・還元させることができ、調光層の光透過性を変化させることができる。そして、透明電極基材の構成は、透明基材上に透明電極層を設けたものであり、透過率が５０％以上であり、表面抵抗値が１０^４Ω/□以下のものが好ましい。透過率が５０％未満であると、調光フィルムの透明時における視認性が低くなり易く、また表面抵抗値が１０^４Ω/□を超えると、調光層に電気エネルギーを与え難くなり、調光層の光透過性を変化させ難くなる。

［透明基材］
前記透明基材としては、充分な透明性があり、透明電極層との接着が充分できるものであればよく、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルム、ポリプロピレン等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系樹脂のフィルムなどの樹脂フィルムが挙げられるが、ポリエチレンテレフタレートフィルムが透明性、成形性、接着性、加工性等に優れるので好ましい。また、この透明基材の厚みは、１２〜２００μｍが好ましい。

［透明電極層］
前記透明電極層としては、調光層の光透過性を変化させるために、調光層へ電気エネルギーを与える(電界印加する)ことができるだけの抵抗値(Ω)を有し、具体的には表面抵抗値が１０^４Ω／□以下のものが好ましく、かつ耐溶剤性に優れた層であればよい。そして、前記透明電極層の構成は、Ａｇナノワイヤーとバインダーと架橋剤を含むものであり、前記架橋剤はオキサゾリン基を有する架橋剤である。

［Ａｇナノワイヤー］
前記Ａｇナノワイヤーは、外径が５０ｎｍ以下で、長軸長が３０μｍであるものを使用するのが好ましい。
また、Ａｇナノワイヤーとバインダーの固形分比は、Ａｇナノワイヤー：バインダー＝１：５〜３０となるように配合するのが好ましい。バインダーの固形分比が少な過ぎると、耐溶剤性に劣る傾向にあり、逆にバインダーの固形分比が多過ぎると抵抗値(Ω)が高くなる傾向にある。

［バインダーと架橋剤］
前記架橋剤は、透明電極層におけるバインダーを架橋構造とし、結果、塗膜強度を向上させ、耐溶剤性に優れた層にするものであり、例えば図２(Ｂ)に示すように凝集破壊した調光層の端部をメタノール等の溶剤で除去する際、調光層の端部と共にＡｇナノワイヤーが除去されるのを防ぐことができる。そして、前記バインダーとしては、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニル系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、シリコン系樹脂が挙げられ、その中でもポリエステル系樹脂、或いはセルロース系樹脂を使用するのが好ましい。

また、前記架橋剤としては、オキサゾリン基を有する架橋剤であり、例えばカルボジイミド基を有する架橋剤や有機チタン化合物架橋剤では、耐溶剤性に優れた層を形成することは困難であった。なお、バインダーとしてポリエステル系樹脂、或いはセルロース系樹脂にオキサゾリン基を有する架橋剤を配合することで、得られる透明電極層のヘイズを低い状態に維持する効果もあった。

また、バインダーと架橋剤の固形分比は、バインダー：架橋剤＝１：０．１〜０．６となるように配合するのが好ましい。架橋剤の量が少な過ぎるとバインダーの架橋構造が不十分となり耐溶剤性に劣る傾向にあり、逆に架橋剤の量が多すぎてもコスト高になるだけで耐溶剤性が向上するものでもない。

［調光層］
本発明でいう調光層は、光透過性を変化させることができ、結果、色や透明性を変化させることができる。そして、調光層の構成は、電気信号により光透過率が変化するものであればよく、例えば液晶タイプ、ＳＰＤ(ＳｕｓｐｅｎｄｅｄＰａｒｔｉｃｌｅＤｅｖｉｃｅｓ)、酸化タングステンやフタロシアニンブルー等のエレクトロクロミック材料からなる層が好ましい。

また、本発明でいう調光フィルムに自己粘着フィルムを積層させてもよい。自己粘着フィルムを積層させることにより、簡便にガラス表面へ貼り付け、或いは貼り付けに失敗した際にはガラス表面に糊残りすることなく剥がすことができ、更に、１度剥がしても再度ガラスへ貼り付けることができる。そして、ここでいう「自己粘着」とは、ガラスなどに貼り付ける際、接着剤を用いず、自己により発揮される粘着性によってガラスなどへ貼り付けることが出来る粘着力を有するものである。そして、自己粘着フィルムの粘着力が１Ｎ／２５ｍｍ以下のものを選定し使用するのが好ましい。

前記自己粘着フィルムは、自己粘着性を有するフィルムであればよく、例えばポリオレフィン系樹脂、エチレンー極性モノマー共重合体、ポリスチレン、ＡＢＳ、などのポリスチレン系樹脂、６-ナイロンや６−６ナイロンなどなどのポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルフォンなどのポリスルホン酸系樹脂、ポリカーボネートやポリエステルカーボネートなどのポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンなどの塩素系樹脂、ポリメチルメタクリレートやポリエチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂が挙げられ、これら樹脂を単独でもよいし、２種類以上混合して使用した自己粘着性フィルムでよい。そして、その中でも、塩素系樹脂やポリオレフィン系樹脂からなる自己粘着性フィルムがよく、更にはポリ塩化ビニル系樹脂やポリオレフィン系樹脂からなる自己粘着性フィルムが好ましい。
なお、ここでいう「自己粘着フィルム」とは、予めフィルム状に成形したものを使用してもよいし、或いは前述の調光フィルムの透明電極基材上に、直接自己粘着性を有する粘着剤を塗工してフィルム状に形成した層も自己粘着フィルムとする。また、後者の直接自己粘着性を有する粘着剤を塗工してフィルム状に形成した層からなる自己粘着フィルム(厚み１０〜４０μｍ)の方が、前者の予めフィルム状に成形してなる自己粘着フィルム(８０〜１５０μｍ)よりも厚みを薄くすることができ、好ましい。

(実施例１)
先ず、透明電極層用の溶液を調製した。
具体的には、Ａｇナノワイヤー溶液(星光ＰＭＣ社製の「Ｔ―ＹＰ８０８」：固形分が０．５％)と、バインダーとしてポリエステル系樹脂(互応化学工業社製の「プラスコートＺ−６８７」：固形分が２５％)と、オキサゾリン基を有する架橋剤(日本触媒社製の「エポクロスＷＳ―３００」：固形分が１０％)を、固形分比でＡｇナノワイヤー：バインダー：架橋剤＝１：５：１となるように配合して透明電極層用の溶液を調製した。

続いて、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる透明基材上に、調製した透明電極層用の溶液をグラビアコーターで塗布し、乾燥させ、厚みが１００ｎｍの透明電極層を形成し、調光フィルム用の透明電極基材を得た。

(実施例２)
固形分比でＡｇナノワイヤー：バインダー：架橋剤＝１：３０：６となるように配合して透明電極層用の溶液を調製した以外は、実施例１と同じ方法にて調光フィルム用の透明電極基材を得た。

(実施例３)
Ａｇナノワイヤー溶液(星光ＰＭＣ社製の「Ｔ―ＹＰ８０８」：固形分が０．５％)と、バインダーとしてセルロース系樹脂(信越化学工業社製の「ＴＣ−５」：固形分比が２％)と、オキサゾリン基を有する架橋剤(日本触媒社製の「エポクロスＷＳ―３００」：固形分比が１０％)を、固形分比でＡｇナノワイヤー：バインダー：架橋剤＝２：１：２０となるように配合して透明電極層用の溶液を調製した以外は、実施例１と同じ方法にて調光フィルム用の透明電極基材を得た。

(比較例１)
Ａｇナノワイヤー溶液(星光ＰＭＣ社製の「Ｔ―ＹＰ８０８」：固形分が０．５％)と、バインダーとしてポリエステル系樹脂(互応化学工業社製の「プラスコートＺ−６８７」：固形分が２５％)とを、固形分比でＡｇナノワイヤー：バインダー＝１：５となるように配合して透明電極層用の溶液を調製した以外は、実施例１と同じ方法にて調光フィルム用の透明電極基材を得た。

(比較例２)
Ａｇナノワイヤー溶液(星光ＰＭＣ社製の「Ｔ―ＹＰ８０８」：固形分が０．５％)と、バインダーとしてセルロース系樹脂(信越化学工業社製の「ＴＣ−５」：固形分が２％)とを、固形分比でＡｇナノワイヤー：バインダー＝２：１となるように配合して透明電極層用の溶液を調製した以外は、実施例１と同じ方法にて調光フィルム用の透明電極基材を得た。

(比較例３)
Ａｇナノワイヤー溶液(星光ＰＭＣ社製の「Ｔ―ＹＰ８０８」：固形分が０．５％)と、バインダーとしてポリエステル系樹脂(互応化学工業社製の「プラスコートＺ−６８７」：固形分が２５％)と、カルボジイミド基を有する架橋剤(日清紡ケミカル社製の「ＳＶ―０２」：固形分が４０％)を、固形分比でＡｇナノワイヤー：バインダー：架橋剤＝１：１０：０．６となるように配合して透明電極層用の溶液を調製した以外は、実施例１と同じ方法にて調光フィルム用の透明電極基材を得た。

実施例１〜３、および比較例１〜３で得られた調光フィルム用の透明電極基材において、１）抵抗値、２）耐溶剤性、３）ヘイズについてそれぞれ評価を行い、その結果を表１にした。なお、評価方法と評価基準の詳細については以下の通りである。

１）抵抗値
得られた調光フィルム用の透明電極基材における透明電極層の表面抵抗(Ω)を、三菱化学社製の商品名“ロレスタ・ＧＰ”を用いて、４端針法によって測定を行った。

２）耐溶剤性
得られた調光フィルム用の透明電極基材における透明電極層の表面を、メタノールを浸み込ませた綿棒にて５０回擦った後、該透明電極層の表面抵抗(Ω)を三菱化学社製の商品名“ロレスタ・ＧＰ”を用いて、４端針法によって測定を行った。
そして、測定を行った抵抗値が、上記１）抵抗値に対してどのくらい変化したのか、以下のように評価を行った。
◎：抵抗値の変化が５倍未満
○：抵抗値の変化が５〜１０倍未満
△：抵抗値の変化が１０〜２０倍未満
×：抵抗値の変化が２０倍以上

３）ヘイズ
得られた調光フィルム用の透明電極基材のヘイズを、ＪＩＳＫ７１０５に準じて、ヘイズメーターを用いて測定を行った。

Claims

調光フィルム用の透明電極基材であって、
前記透明電極基材は、透明電極層と透明基材からなり、
前記透明電極層は、Ａｇナノワイヤーと、バインダーと、架橋剤を含むものであり、
前記架橋剤は、オキサゾリン基を有する架橋剤であることを特徴とする調光フィルム用の透明電極基材。
前記バインダーは、ポリエステル系樹脂、或いはセルロース系樹脂であることを特徴とする調光フィルム用の透明電極基材。