本発明の光学フィルムは、基材の少なくとも片面側に樹脂層(A)を有し、前記樹脂層(A)の表面に反射低減層(B)を有する光学フィルムであって、前記樹脂層(A)が、シラノール基及び/または加水分解性シリル基と、重合性不飽和二重結合とを有するポリシロキサンセグメント(a1)、及び、前記ポリシロキサンセグメント(a1)以外の重合体セグメント(a2)を有する複合樹脂(A1)を用いて形成された層であることを特徴とするものであって、とりわけ反射防止フィルムとして好適に使用可能なものである。
本発明の光学フィルムは、前記基材と前記反射低減層(B)との間に、特定の樹脂層(A)を有する。前記樹脂層(A)を設けることによって、高温度及び高湿度環境下または直射日光があたる環境下に晒された場合であっても、反射低減層等の剥がれや割れを引き起こすことがないレベルの耐候性を備えた光学フィルムを得ることができる。
前記樹脂層(A)は、前記基材の片面または両面に、直接または他の層を介して設けられるものであって、前記基材の片面に直接設けられることが好ましい。また、前記反射低減層(B)は、前記樹脂層(A)の表面に、直接または他の層を介して設けられるものであって、前記樹脂層(A)の表面に、直接設けられることが好ましい。
はじめに、前記樹脂層(A)について説明する。
前記樹脂層(A)は、経時的な反射低減層(B)の剥がれ等を防止することを目的として、前記基材と前記反射低減層(B)との間に設けられる層である。
前記樹脂層(A)は、前記基材及び前記反射低減層(B)のいずれに対しても好適な密着性を有する。
また、前記樹脂層(A)としては、例えば本発明の光学フィルムをタッチパネル機能を備えた情報表示装置の表面に設ける場合であれば、タッチペン等による繰り返し操作によって発生しうる情報表示部の表面の傷つき等を防止するうえで、JIS5600−5−4:1999で規定される鉛筆硬度試験で「H」以上の硬度を有するものであることが好ましい。つまり、前記樹脂層(A)は、いわゆるハードコート層の役割を担うものであることが好ましい。
また、前記樹脂層(A)としては、前記基材(A)及び反射低減層(B)に対するより一層優れた密着性と高硬度とを両立するうえで、0.1μm〜50μmの厚さを有するものを使用することが好ましく、0.5μm〜50μmの厚さを有するものを使用することがより好ましく、1μm〜20μmの厚さを有するものを使用することが特に好ましい。
また、前記樹脂層(A)としては、より一層優れた反射防止性を備えた光学フィルムを得るうえで、1.45〜1.55の範囲の屈折率を有するものを使用することが好ましく、1.47〜1.53の範囲の屈折率を有するものを使用することがより好ましい。
前記樹脂層(A)は、その表面が平滑であってもよく、その表面に微細な凹凸形状を有するものであってもよい。
前記樹脂層(A)としては、単一の層からなるものであってもよく、同一または異なる材料を用いて得られる2層以上の多層構造を有するものであってもよい。例えば、前記樹脂層(A)を防眩層として使用する場合、前記樹脂層(A)としては、例えば凹凸形状を有する下層と、前記凹凸形状を所望の凹凸形状となるように微調整しうる上層とからなる多層構造を有するものを使用することができる。
前記樹脂層(A)は、シラノール基及び/または加水分解性シリル基と、重合性不飽和二重結合とを有するポリシロキサンセグメント(a1)、及び、前記ポリシロキサンセグメント(a1)以外の重合体セグメント(a2)を有する複合樹脂(A1)を用いて形成された層である。
前記樹脂層(A)は、例えば、前記樹脂層(A)形成用組成物を用いることによって形成することができる。前記樹脂層(A)形成用組成物としては、例えば前記複合樹脂(A1)と光重合開始剤とを含有する組成物、または、前記複合樹脂(A1)と硬化剤と光重合開始剤とを含有する組成物を用いることによって形成することができる。
前記複合樹脂(A1)と光重合開始剤とを含有する組成物は、活性エネルギー線を照射することによって重合し樹脂層(A)を形成することができる。
前記複合樹脂(A1)としては、例えば、前記ポリシロキサンセグメント(a1)が前記重合体セグメント(a2)の側鎖に化学的に結合したグラフト構造を有する複合樹脂、前記重合体セグメント(a2)の末端に前記ポリシロキサンセグメント(a1)が化学的に結合したブロック構造を有する複合樹脂等が挙げられる。
前記ポリシロキサンセグメント(a1)は、重合性不飽和二重結合を有する。前記複合樹脂(A1)は、後述する光重合開始剤の存在下で、紫外線等の活性エネルギー線を照射されると、前記重合性不飽和二重結合間で架橋反応し、より架橋密度の高い強固なポリシロキサン構造を形成する。これにより、前記複合樹脂(A1)を用いて形成された樹脂層(A)は、高温度及び高湿度環境下に長期間さらされた場合であっても著しい劣化等を引き起こすことがなく優れた耐候性を光学フィルムに付与することができる。
前記重合性不飽和二重結合としては、例えば、ビニル基や(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。重合性不飽和二重結合は、ポリシロキサンセグメント(a1)中に2個以上存在することが好ましく、3個〜200個存在することがより好ましく、3個〜50個存在することがさらに好ましい。前記範囲の重合性不飽和二重結合を有する複合樹脂を使用することによって、より一層高架橋密度の樹脂層を形成でき、その結果、より一層優れた耐候性を備えた光学フィルムを得ることができる。
前記ポリシロキサンセグメント(a1)としては、ポリシロキサンセグメント(a1)の質量を基準として前記重合性不飽和二重結合(CH2=CH−)を1質量%〜40質量%有するポリシロキサンセグメントを使用することが好ましく、5質量%〜30質量%有するポリシロキサンセグメントを使用することが、より一層耐候性に優れた光学フィルムを得るうえでより好ましい。
前記ポリシロキサンセグメント(a1)は、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を有する。前記シラノール基間、または、シラノール基及び加水分解性シリル基間などで加水分解縮合反応することによって、高架橋密度のポリシロキサン構造を備えた樹脂層を形成することができ、その結果、より一層優れた耐候性を備えた光学フィルムを得ることが可能となる。
前記シラノール基は、珪素原子に水酸基が直接結合した官能基である。また、前記加水分解性シリル基は、珪素原子に加水分解性基が直接結合した官能基であり、具体的には、下記の一般式(S−1)で表される基が挙げられる。
(式中、R1はアルキル基、アリール基又はアラルキル基等の1価の有機基を、R2はハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基、フェノキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、イミノオキシ基又はアルケニルオキシ基を表す。bは0〜2の整数を表す。)
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基等が挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、第二ブトキシ基、第三ブトキシ基等が挙げられる。
前記アシロキシ基としては、例えば、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、ピバロイルオキシ、ペンタノイルオキシ、フェニルアセトキシ、アセトアセトキシ、ベンゾイルオキシ、ナフトイルオキシ等が挙げられる。
前記アリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ等が挙げられる。
前記アルケニルオキシ基としては、例えば、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、1−プロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、2−ブテニルオキシ基、3−ブテニルオキシ基、2−ペテニルオキシ基、3−メチル−3−ブテニルオキシ基、2−ヘキセニルオキシ基等が挙げられる。
前記ポリシロキサンセグメント(a1)が有する加水分解性シリル基中の加水分解性基としては、例えば、例えばハロゲン原子、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アシロキシ基、フェノキシ基、メルカプト基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、イミノオキシ基、アルケニルオキシ基等が挙げられ、これらの基が加水分解されることにより加水分解性シリル基はシラノール基となる。そして、このシラノール基の水酸基が脱水縮合に用いられ、ポリシロキサンセグメント(a1)部分の架橋密度が向上する。
前記ポリシロキサンセグメント(a1)は、下記一般式(S−2)及び/または下記一般式(S−3)で示される構造単位を有するポリシロキサンセグメントであることが好ましい。下記一般式(S−2)及び/または下記一般式(S−3)で示される構造単位を有するポリシロキサンセグメントは三次元網目状のポリシロキサン構造を形成することができる
(前記一般式(S−2)及び(S−3)中、R3、R4及びR5は、それぞれ独立して炭素原子数が1〜6のアルキル基、炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基、アリール基または炭素原子数が7〜12のアラルキル基を表す。)
前記炭素原子数が1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基等が挙げられる。
前記炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基等が挙げられる。
前記炭素原子数が7〜12のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
前記一般式(S−2)及び/または下記一般式(S−3)で示される構造単位を有するポリシロキサンセグメントとしては、例えば以下の構造を有するもの等が挙げられる。
前記複合樹脂(A1)が有するポリシロキサンセグメント(a1)以外の重合体セグメント(a2)としては、例えば、アクリル重合体、フルオロオレフィン重合体、ビニルエステル重合体、芳香族系ビニル重合体及びポリオレフィン重合体等のビニル重合体セグメントや、ポリウレタン重合体セグメント、ポリエステル重合体セグメント、ポリエーテル重合体セグメント等の重合体セグメント等が挙げられる。
前記重合体セグメント(a2)は、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて各種官能基を有していても良い。かかる官能基としては、例えばカルボキシル基、ブロックされたカルボキシル基、カルボン酸無水基、3級アミノ基、水酸基、ブロックされた水酸基、シクロカーボネート基、エポキシ基、カルボニル基、1級アミド基、2級アミド、カーバメート基、及び、下記の構造式(S−4)で表される官能基等を使用することができる。
前記重合体セグメント(a2)として前記官能基を有する重合体セグメントを使用することによって、活性エネルギー線硬化性以外の、その他の硬化性を併用させることが可能となる。具体的には、熱硬化性の官能基を有する重合体セグメントを有する複合樹脂を使用した場合であれば、活性エネルギー線を照射することによって重合性不飽和二重結合間の重合を進行させた後、または、前記活性エネルギー線の照射と平行して、加熱、または、大気中に放置等することによって、前記官能基間の熱硬化反応等を進行させることができる。これにより、より一層耐候性に優れた光学フィルムを得ることが可能となる。また、前記重合体セグメント(a2)としては、ビニル基や(メタ)アクリロイル基等の重合性不飽和二重結合を有するものを使用することができる。
前記複合樹脂(A1)としては、前記ポリシロキサンセグメント(a1)と前記重合体セグメント(a2)とが下記構造式(S−5)で表される構造で結合した複合樹脂や、下記構造式(S−6)で表される構造で結合した複合樹脂等が挙げられる。なかでも、前記複合樹脂(A1)としては、ポリシロキサンセグメント(a1)と重合体セグメント(a2)とが下記構造式(S−5)で表される構造で結合した複合樹脂を使用することが、より一層耐候性に優れた光学フィルムを得るうえで好ましい。
(構造式(S−5)中、炭素原子は重合体セグメント(a2)を構成する炭素原子であり、2個の珪素原子はポリシロキサンセグメント(a1)を構成する珪素原子である)
(構造式(S−6)中、炭素原子は重合体セグメント(a2)を構成する炭素原子であり、珪素原子はポリシロキサンセグメント(a1)を構成する珪素原子である)
前記複合樹脂(A1)としては、前記複合樹脂(A1)の質量に対して前記ポリシロキサンゼグメント(a1)を10質量%〜95質量%の範囲で有するものを使用することが好ましく、30質量%〜95質量%の範囲で有するものを使用することがより好ましく、30質量%〜75質量%の範囲で有するものを使用することが、より一層耐候性に優れた光学フィルムを得るうえでさらに好ましい。
前記複合樹脂(A1)は、種々の方法で製造できるが、なかでも下記(1)〜(3)に示す方法で製造することが好ましい。
方法(1)
前記重合体セグメント(a2)の原料として、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有する重合体(a2−1)を予め調製し、この重合体(a2−1)と、シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物を含有するシラン化合物とを混合し、加水分解縮合反応を行う方法。
方法(2)
前記重合体セグメント(a2)の原料として、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有する重合体(a2−1)を予め調製する。また、シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物を含有するシラン化合物を加水分解縮合反応してポリシロキサン(a1−1)も予め調製する。そして、重合体(a2−1)とポリシロキサン(a1−1)とを混合し、加水分解縮合反応を行う方法。
方法(3)
前記重合体(a2−1)と、シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物を含有するシラン化合物と、ポリシロキサン(a1−1)とを混合し、加水分解縮合反応を行う方法。
前記(1)〜(3)で示す複合樹脂(A1)の製造工程における加水分解縮合反応は、種々の方法で進行させることができるが、前記製造工程で水と触媒とを供給することで前記反応を進行させる方法が簡便で好ましい。
なお、前記加水分解縮合反応とは、前記加水分解性基の一部が水などの影響で加水分解され水酸基を形成し、次いで該水酸基同士、あるいは該水酸基と加水分解性シリル基との間で進行する進行する縮合反応をいう。
前記シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有する重合体(a2−1)としては、例えば、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するアクリル重合体、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するフルオロオレフィン重合体、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するビニルエステル系重合体、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有する芳香族ビニル重合体やシラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するポリオレフィン重合体等のシラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するビニル重合体や、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するポリウレタン重合体、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するポリエステル重合体、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するポリエーテル重合体等を使用することができる。特に、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するビニル重合体やシラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するポリウレタン重合体を使用することが好ましく、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するアクリル重合体を使用することがより好ましい。
前記シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有する重合体(a2−1)として使用可能なアクリル重合体は、例えば、シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するビニル系単量体と必要に応じて他のビニル系単量体とを重合することにより得ることができる。
前記シラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するビニル系単量体としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。なかでも、加水分解反応を容易に進行でき、また反応後の副生成物を容易に除去することができることからビニルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランを使用することが好ましい。
必要に応じて使用可能なその他のビニル系単量体としては、例えば、アクリル系単量体等が挙げられる。具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等の炭素原子数が1〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類;ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェニルエチル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(メタ)アクリレート等のω−アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;スチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル系単量体類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;クロトン酸メチル、クロトン酸エチル等のクロトン酸のアルキルエステル類;ジメチルマレート、ジ−n−ブチルマレート、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネート等の不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類;フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン等のフルオロオレフィン類;エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル類;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−ビニルピロリドン等の3級アミド基含有単量体類等が挙げられる。
前記重合体セグメント(a2)を形成する重合体としてビニル重合体を用いる場合、該ビニル系重合体は、例えば、塊状ラジカル重合法、溶液ラジカル重合法、非水分散ラジカル重合法等の種々の重合法によって製造することができる。前記樹脂層(A)形成用組成物として使用可能な前記複合樹脂(A1)と後述する光重合開始剤と有機溶剤とを含有する組成物は、有機溶剤中で前記ビニル単量体をラジカル重合させることによってビニル重合体組成物を得た後、光重合開始剤と混合することによって製造することができる。
前記有機溶剤としては、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂肪族系又は脂環族系の炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−ブタノール、エチレングルコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングルコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;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ブチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド又はエチレンカーボネートを単独で使用又は2種以上を併用して使用することができる。
また、ラジカル重合法で前記ビニル単量体を重合させる際には、必要に応じて重合開始剤を使用することができる。かかる重合開始剤としては、例えば2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)等のアゾ化合物類;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物類等を使用することができる。
前記重合体セグメント(a2)及びそれを構成する重合体としては、数平均分子量で500〜200,000のものを使用することが好ましく、数平均分子量で700〜100,000のものを使用することがより好ましく、数平均分子量で1,000〜50,000のものを使用することが特に好ましい。かかる範囲内の数平均分子量を有する重合体セグメント(a2)を有する複合樹脂を使用することによって、前記複合樹脂(A1)を製造する際の増粘やゲル化を防止でき、かつ、耐候性に優れた光学フィルムを得ることができるため好ましい。
前記複合樹脂(A1)としては、重合体セグメント(a2)として重合性不飽和二重結合を有する重合体セグメントを有するものを使用することが、より一層優れた耐候性を有する光学フィルムを得るうえで好ましい。重合性不飽和二重結合を有する重合体セグメントとしては、例えば、カルボキシル基を有する重合体と、グリシジルメタアクリレート等の重合性不飽和二重結合及びエポキシ基とを併有する化合物とを反応させることによって得られた重合体によって構成されるセグメントが挙げられる。
前記方法(1)で使用可能なシラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物を含有するシラン化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。
前記シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物としては、加水分解縮合反応が容易に進行し、また反応後の副生成物を容易に除去することが可能なことから、ビニルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランを使用することが好ましい。
前記方法(1)で使用可能なシラン化合物としては、必要に応じて、前記シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物以外の他のシラン化合物を併用しても良い。
前記その他のシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、iso−ブ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、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等の各種のオルガノ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、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルシクロヘキシルジメトキシシランもしくはメチルフェニルジメトキシシラン等の、各種のジオルガノジアルコキシシラン類;メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシランもしくはジフェニルジクロロシラン等のクロロシラン類が挙げられる。
前記その他のシラン化合物としては、加水分解反応が容易に進行し、また反応後の副生成物を容易に除去することが可能なオルガノトリアルコキシシランやジオルガノジアルコキシシランが好ましい。
また、前記その他のシラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランもしくはテトラn−プロポキシシランなどの4官能アルコキシシラン化合物や該4官能アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物を、本発明の効果を損なわない範囲で併用することもできる。前記4官能アルコキシシラン化合物又はその部分加水分解縮合物を併用する場合には、前記ポリシロキサンセグメント(a1)を構成する全珪素原子に対して、該4官能アルコキシシラン化合物の有する珪素原子が、20モル%を超えない範囲となるように併用することが好ましい。
また、前記シラン化合物には、ホウ素、チタン、ジルコニウムあるいはアルミニウムなどの珪素原子以外の金属アルコキシド化合物を、本発明の効果を損なわない範囲で併用することもできる。例えば、ポリシロキサンセグメント(A)を構成する全珪素原子に対して、上述の金属アルコキシド化合物の有する金属原子が、25モル%を超えない範囲で、併用することが好ましい。
また、前記複合樹脂(A1)は、前記方法(2)や(3)のようにシラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物を含有するシラン化合物を、予め加水分解縮合反応させて得られる部分加水分解縮合物又は加水分解縮合物、即ちポリシロキサン(a−1)を予め調製し、これと重合体(a2−1)とを混合し加水分解縮合反応させることによって製造することができる。
前記ポリシロキサン(a−1)は、例えば、例えば、シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物を含有するシラン化合物を、必要により他のシラン化合物と共に加水分解縮合反応を行うことにより得ることができる。シラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物としては、例えば、前記方法(1)で用いるシラノール基及び/または加水分解性シリル基、並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物が挙げられる。また他のシラン化合物としては、例えば、前記方法(1)で必要に応じて用いる他のシラン化合物等が挙げられる。
前記方法(1)〜(3)において重合体セグメント(a2)を形成する重合体と、シラン化合物及び/またはポリシロキサン(a1−1)とを加水分解縮合反応させる際には、必要に応じて触媒を用いることができる。
前記触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、燐酸等の無機酸類;p−トルエンスルホン酸、燐酸モノイソプロピル、酢酸等の有機酸類;水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム等の無機塩基類;テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタン酸エステル類;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリ−n−ブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、モノエタノールアミン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール等の各種の塩基性窒素原子を含有する化合物類;テトラメチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、ジラウリルジメチルアンモニウム塩等の各種の4級アンモニウム塩類であって、対アニオンとして、クロライド、ブロマイド、カルボキシレートもしくはハイドロオキサイドなどを有する4級アンモニウム塩類;ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、オクチル酸錫又はステアリン酸錫など錫カルボン酸塩等が挙げられる。触媒は単独で使用しても良いし、2種以上併用しても良い。
前記触媒は、シラン化合物及びポリシロキサン(a1−1)の全量に対して、0.0001質量%〜10質量%の範囲で使用することが好ましく、0.0005質量%〜3質量%の範囲で使用することがより好ましく、0.001質量%〜1質量%の範囲で使用することが特に好ましい。
また、前記方法(1)〜(3)において加水分解縮合反応を進行させる際に反応系に水を加えても良い。添加する水の量は前記シラン化合物等が有する加水分解性基及び水酸基の1モルに対して、0.05モル以上が適切であり、好ましくは、0.1モル以上が適切であり、特に好ましくは、0.5モル以上が適切である。
前記触媒及び水は、一括供給でも逐次供給であってもよく、触媒と水とを予め混合したものを供給しても良い。
前記方法(1)〜(3)において重合体セグメント(a2)を形成する重合体と、シラン化合物及び/またはポリシロキサン(a1−1)との加水分解縮合反応を行う際の反応温度は、0℃〜150℃の範囲が適切であり、好ましくは、20℃〜100℃の範囲内である。また、反応の圧力としては、常圧、加圧下又は減圧下の、いずれの条件においても行うことができる。
前記加水分解縮合反応において生成しうる副生成物であるアルコールや水は、得られる樹脂層(A)形成用組成物の安定性等を低下させる場合には、蒸留などの方法により除去してもよい。
前記複合樹脂(A1)は親水性基を有するものが好ましい。親水性基を有することにより水性媒体中に溶解又は分散することができる。
前記親水性基としては、例えば、アニオン性基、カチオン性基、ノニオン性基等が挙げられ、アニオン性基を使用することが好ましい。
前記アニオン性基としては、例えば、塩基性化合物で中和されたカボキシル基、塩基性化合物で中和された燐酸基、塩基性化合物で中和された酸性燐酸エステル基、塩基性化合物で中和された亜燐酸基、塩基性化合物で中和されたスルホン酸基、塩基性化合物で中和されたスルフィン酸基、塩基性化合物で中和されたカルボン酸無水物等を挙げることができ、なかでも、塩基性化合物で中和されたカルボキシル基を使用することが、それを複合樹脂(A1)に導入しやすいため好ましい。
前記中和に用いる塩基性化合物としては、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、2−アミノエタノール、2−ジメチルアミノエタノール等の有機アミン類;アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基性化合物;テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムハイドロオキサイドの四級アンモニウムハイドロオキサイド等を使用することができる。なかでも有機アミン類及び/またはアンモニアが好ましい。
前記カチオン性基としては、例えば、酸性化合物で中和された1級アミノ基、酸性化合物で中和された2級アミノ基、酸性化合物で中和された3級アミノ基、酸性化合物で中和されたアンモニウムヒドロオキシド基等が挙げられる。なかでも複合樹脂(A1)に導入しやすいことから、酸性化合物で中和された3級アミノ基が好ましい。
前記中和に用いる酸性化合物としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸等のカルボン酸類;燐酸モノメチルエステル、燐酸ジメチルエステル等の燐酸のモノエステル類またはジエステル類;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等の有機スルホン酸類;塩酸、硫酸、硝酸または燐酸等の無機酸類等が挙げられる。なかでもカルボン酸類を使用することが好ましい。
前記ノニオン性基としては、例えば、ポリエーテル骨格を有するセグメント等が挙げられる。かかるポリエーテル骨格を有するセグメントとしては、例えば、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖、ポリオキシブチレン鎖等のポリオキシアルキレン鎖;ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)鎖等の前記したオキシアルキレン部分がランダムに共重合されたもの;ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン鎖等の相異なるポリオキシアルキレン鎖がブロック状に結合したもの等が挙げられる。中でも、ポリオキシアルキレン鎖が好ましく、ポリオキシエチレン鎖がより好ましく、ポリオキシエチレン鎖のなかでもオキシエチレン単位及び/又はオキシプロピレン単位を必須の繰り返し単位として含有するものが好ましい。
前記親水性基は、例えば水性の樹脂層(A)形成用組成物であれば、その良好な保存安定性を維持する観点から、前記複合樹脂(A1)を構成する重合体セグメント(a2)中に存在していることが好ましい。
前記親水性基は、前記樹脂層(A)形成用組成物の良好な保存安定性を維持する観点から、前記複合樹脂(A1)の全体に対して、0.1質量%〜20質量%の割合で存在していることが好ましい。
前記複合樹脂(A1)に親水性基を導入する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
1.複合樹脂(A1)を製造する前記方法(1)〜(3)において、例えば重合体セグメント(a2)としてビニル系重合体を使用する場合であれば、酸基を含有するビニル系単量体とシラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するアクリル系単量体とを含有する単量体を重合させることによってシラノール基及び/または加水分解性シリル基と、酸基とを有するビニル系重合体を得、塩基性化合物を用いて前記酸基を中和したものを使用する方法が挙げられる。
2.前記複合樹脂(A1)を製造する前記方法(1)〜(3)において、例えば重合体セグメント(a2)としてビニル系重合体を使用する場合であれば、塩基性官能基を含有するビニル系単量体とシラノール基及び/または加水分解性シリル基を含有するアクリル系単量体とを含有する単量体を重合させることによってシラノール基及び/または加水分解性シリル基と塩基性官能基とを有するビニル系重合体を得、酸性化合物を用いて前記塩基性官能基を中和したものを使用する方法が挙げられる。
前記酸基を含有するビニル系単量体としては、例えば、カルボキシル基を有するビニル系単量体やカルボン酸無水基を有するビニル系単量体等が挙げられる。カルボキシル基を有するビニル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等等の不飽和カルボン酸類;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノ−n−ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノ−n−ブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノ−n−ブチル等の飽和ジカルボン酸類と、飽和1価アルコール類との各種のモノエステル類(ハーフエステル類);アジピン酸モノビニル、コハク酸モノビニル等の飽和ジカルボン酸のモノビニルエステル類;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の飽和ポリカルボン酸の無水物類と、前記炭素原子に結合した水酸基を含有するビニル系単量体類との付加反応生成物;前記カルボキシル基含有単量体類と、ラクトン類とを付加反応せしめて得られる各種の単量体類等が挙げられる。また、前記カルボキシル基は、ブロックされていても良い。ブロックされたカルボキシル基を有するビニル系単量体としては、例えば、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、ジメチル−tert−ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルクロトネート等のシリルエステル基含有ビニル系単量体類;1−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシプロパン、2−(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン等のヘミアセタールエステル基ないしはヘミケタールエステル基含有単量体類;tert−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルクロトネート等のtert−ブチルエステル基含有単量体類等が挙げられる。
前記カルボン酸無水基を有するビニル系単量体としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ポリカルボン酸の無水物類;無水アクリル酸、無水メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸の無水物類;アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸と、酢酸、プロピオン酸、安息香酸などの飽和カルボン酸との混合酸無水物等が挙げられる。
前記塩基性官能基を含有するアクリル系単量体としては、例えば、3級アミノ基を有するビニル系単量体等が挙げられる。前記3級アミノ基を有するビニル系単量体としては、例えば、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジ−n−プロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、4−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エチルモルホリン等の3級アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;ビニルピリジン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルキノリン等の3級アミノ基含有芳香族ビニル系単量体類;N−(2−ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジエチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジ−n−プロピルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド等の3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド類;N−(2−ジメチルアミノ)エチルクロトン酸アミド、N−(4−ジメチルアミノ)ブチルクロトン酸アミド等の3級アミノ基含有クロトン酸アミド類;2−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2−ジエチルアミノエチルビニルエーテル、4−ジメチルアミノブチルビニルエーテル等の3級アミノ基含有ビニルエーテル類等が挙げられる。
前記樹脂層(A)形成用組成物としては、前記複合樹脂(A1)と共に光重合開始剤を含有するものを使用することができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、ベンゾフェノン類からなる群から選ばれる一種以上を好ましく用いることができる。前記アセトフェノン類としては、ジエトキシアセトフェノン、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)ケトン等が挙げられる。前記ベンジルケタール類としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。前記ベンゾフェノン類としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル等が挙げられる。前記ベンゾイン類等としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等が挙げられる。前記光重合開始剤は単独で使用しても良いし、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤の使用量は、前記複合樹脂(A1)100質量部に対して、1質量部〜15質量部であることが好ましく、2質量部〜10質量部であることがより好ましい。
前記樹脂層(A)形成用組成物としては、前記したもののほかに、必要に応じて多官能(メタ)アクリレートや熱硬化性樹脂を含有するのを使用することが好ましい。
前記多官能アクリレートとしては、例えば、1,2−エタンジオールジアクリレート、1,2−プロパ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、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(2−アクリロイルオキシ)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート、ジ(ペンタエリスリトール)ペンタアクリレート、ジ(ペンタエリスリトール)ヘキサアクリレート等の1分子中に2個以上の重合性2重結合を有する多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等も多官能アクリレートとして例示することができる。これらは単独で使用しても良いし、2種以上併用しても良い。
前記多官能アクリレートを用いる場合の使用量は、前記複合樹脂(A1)100質量部に対して1質量部〜200質量部であることが好ましく、20質量部〜100質量部であることがより好ましい。
また、前記樹脂層(A)形成用組成物としては、必要に応じて熱硬化性樹脂を含有するものを使用することができる。
前記熱硬化性樹脂としては、例えばビニル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、シリコン樹脂またはこれらの変性樹脂等が挙げられる。
前記樹脂層(A)形成用組成物としては、必要に応じて有機溶剤、無機顔料、有機顔料、体質顔料、粘土鉱物、ワックス、界面活性剤、安定剤、流動調整剤、染料、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤又は可塑剤等の種々の添加剤を含有するものを使用することができる。
前記有機溶剤としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂肪族系又は脂環族系の炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−ブタノール、エチレングルコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングルコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;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ブチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド又はエチレンカーボネートを単独で使用又は2種以上を併用して使用することができる。
また、前記樹脂層(A)形成用組成物としては、前記したもののほかに、前記複合樹脂(A1)と硬化剤と光重合開始剤とを含有する組成物を使用することができる。その際、前記複合樹脂(A1)は、重合性不飽和二重結合の他に、前記硬化剤と反応しうる官能基を有するものを使用することが好ましい。前記官能基は、前記重合体セグメント(a2)中に存在することが好ましい。前記官能基としては、例えば硬化剤としてイソシアネート基を有するものを使用する場合であれば、水酸基であることが好ましい。
前記重合体セグメント(a2)として使用可能な水酸基を有する重合体としては、例えばアクリル重合体、フルオロオレフィン重合体、ビニルエステル重合体、芳香族系ビニル重合体及びポリオレフィン重合体等のうち、アルコール性水酸基を有するものが挙げられ、なかでも、アルコール性水酸基を有するアクリル系重合体であることが好ましい。
アルコール性水酸基を有するアクリル系重合体の製造に使用可能なアルコール水酸基を有する(メタ)アクリル単量体としては、具体的には、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジ−2−ヒドロキシエチルフマレート、モノ−2−ヒドロキシエチルモノブチルフマレート、ポリエチレングルコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、「プラクセルFMもしくはプラクセルFA」〔ダイセル化学(株)製のカプロラクトン付加モノマー〕等の各種α,β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル類、またはこれらとε−カプロラクトンとの付加物等が挙げられ、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。
前記アルコール性水酸基は、例えば前記硬化剤としてポリイソシアネートを使用する場合であれば、前記樹脂層(A)形成用組成物の全固形分量に対して5質量%〜50質量%の範囲であることが好ましい。
前記アルコール性水酸基を有するビニル単量体と共重合可能なビニル単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等の炭素原子数が1〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類;ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェニルエチル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(メタ)アクリレート等のω−アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;スチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル系モノマー類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;クロトン酸メチル、クロトン酸エチル等のクロトン酸のアルキルエステル類;ジメチルマレート、ジ−n−ブチルマレート、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネート等の不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類;フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン等のフルオロオレフィン類;エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル類;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−ビニルピロリドン等の3級アミド基含有モノマー類等が挙げられる。
前記樹脂層(A)形成用組成物に使用可能な硬化剤としては、例えばイソシアネート基を有する化合物が挙げられる。
イソシアネート基を有する化合物としては、例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類や、メタ−キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチル−メタ−キシリレンジイソシアネート等のアラルキルジイソシアネート類を使用することができる。
前記イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(以下「HDI」と略す)、2,2,4−(又は、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソイシアネート、リジンイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、1,4−ジイソシアネートシクロヘキサン、1,3−ビス(ジイソシアネートメチル)シクロヘキサン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートを使用することが好ましい。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、アロファネート型ポリイソシアネート、ビウレット型ポリイソシアネート、アダクト型ポリイソシアネート及びイソシアヌレート型ポリイソシアネートを使用することができる。
前記イソシアネート基を有する化合物としては、イソシアネート基がブロック剤によってブロック化された、いわゆるブロックイソシアネート化合物を使用することもできる。
前記ブロック剤としては、例えばメタノール、エタノール、乳酸エステル等のアルコール類;フェノール、サリチル酸エステル等のフェノール性水酸基含有化合物類;ε−カプロラクタム、2−ピロリドン等のアマイド類;アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム等のオキシム類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等の活性メチレン化合物類等を使用することができる。
前記イソシアネート基を有する化合物等の硬化剤は、前記樹脂層(A)形成用組成物の固形分量に対して5質量%〜50質量%の範囲で含まれることが、耐候性に優れた光学フィルムを得るうえで好ましい。
次に、本発明の光学フィルムを構成する反射低減層(B)について説明する。
本発明の光学フィルムは、情報表示装置の情報表示部の表面で太陽光等が反射することによる映像等の視認性の低下を防止するうえで、反射低減層(B)を有する。
前記反射低減層(B)は、いわゆる低屈折率層(b1)単独によって構成されていてもよく、高屈折率層(b2)と低屈折率層(b1)とが積層されたものであってもよく、中屈折率層と高屈折率層(b2)と低屈折率層(b1)とが積層されたものによって構成されていてもよい。
前記低屈折率層(b1)は、1.20〜1.45の範囲の屈折率を有するものであることが好ましく、1.23〜1.42の屈折率を有するものであることがより好ましい。
前記高屈折率層(b2)は、1.55〜2.00の屈折率を有するものであることが好ましく、1.60〜1.80の屈折率を有するものであることがより好ましい。
前記中屈折率層は、前記低屈折率層(b1)が有する屈折率と、前記高屈折率層(b2)が有する屈折率との中間の屈折率を有するものを使用することが好ましい。
前記反射低減層(B)は、反射低減層(B)形成用組成物を塗布し、乾燥等することによって形成することができる。
前記反射低減層(B)形成用組成物としは、例えば前記低屈折率層(b1)形成用組成物、前記高屈折率層(b2)形成用組成物等を使用することができる。
前記低屈折率層(b1)形成用組成物としては、例えばフィラー及びバインダーを含有するものを使用することができる。
前記フィラーとしては、例えば空隙を有する粒子、金属フッ化物からなる粒子等を含有するものを使用することができる。
前記空隙を有する粒子としては、気体を内部に含む多孔質構造のもの等を使用することができる。具体的には、前記空隙を有する粒子としては、中空シリカ粒子、ナノポーラス構造を有するシリカ粒子等が挙げられる。
また、前記金属フッ化物からなる粒子としては、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム等からなる粒子を使用することができる。
また、前記フィラーとしては、有機化合物等によって修飾されたものを使用することもできる。具体的には、前記修飾されたフィラーとしては、前記修飾されていない粒子の存在下で、架橋性モノマーまたはそのオリゴマー等を重合して得られるもの等を使用することができる。前記フィラーは、1種または2種以上を組み合わせ使用することができる。また、前記フィラーは、結晶性のもの、ゾル状のもの、ゲル状のもののいずれのものも用いることができる。
前記フィラーとしては、中空シリカ粒子を使用することが好ましい。
前記中空シリカ粒子の形状は、球状、鎖状、針状、板状、鱗片状、棒状、繊維状、不定形状のいずれであってもよい。なかでも、前記中空シリカ粒子としては、球状または針状のものを使用することが好ましい。
前記中空シリカ粒子の平均粒子径は、その形状が球状の場合、5nm〜100nmであることが好ましく、20nm〜80nmであることがより好ましく、40nm〜70nmであることが、低屈折率と優れた透明性とを両立できるためさらに好ましい。
前記低屈折率層(b1)形成用組成物に使用可能な前記バインダーとしては、例えば重合性不飽和二重結合を有する化合物等の活性エネルギー線硬化型化合物を使用することができる。
前記重合性不飽和二重結合としては、具体的にはアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基が挙げられ、アクリロイル基、メタクリロイル基であることが好ましい。
前記活性エネルギー線硬化型化合物としては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性(EO変性)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性(PO変性)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、1,3,5−シクロヘキサントリオールトリ(メタ)アクリレート、等のポリオールポリ(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのジ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、及び、それらの一部が重合し形成したオリゴマーを使用することができる。
なかでも、前記活性エネルギー線硬化型化合物としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレートを使用することが、透光性や、外観品質に優れた反射防止フィルム等の光学フィルムを得るうえで好ましい。
前記活性エネルギー線硬化型化合物は、前記低屈折率層(b1)形成用組成物の固形分の全量に対して、5質量%〜95質量%の範囲で含まれることが好ましい。
また、前記バインダーとしては、フッ素系重合体、ケイ素系重合体等を使用することもできる。
前記フッ素系重合体としては、例えばフッ化ビニリデンやヘキサフルオロプロピレン等の単量体を重合して得られるものを使用することができる。
前記低屈折率層(b1)形成用組成物としては、前記した成分の他に、必要に応じて、公知のシリコーン系防汚剤、フッ素系防汚剤、滑り剤等を含有するものを使用することができる。
前記低屈折率層(b1)の厚さは、50nm〜300nmの範囲にあることが好ましく、50nm〜150nmの範囲にあることがより好ましく、80nm〜120nmの範囲にあることが、外観品質に優れ、反射防止性に優れた反射防止フィルム等の光学フィルムを得るうえで好ましい。
また、前記高屈折率層(b2)は、高屈折率層(b2)形成用組成物を用いることによって形成することができる。
前記高屈折率層(b2)形成用組成物としては、重合性不飽和二重結合を有する化合物と、必要に応じて高屈折率の無機粒子とを含有するものを使用することができる。
前記重合性不飽和二重結合を有する化合物としては、前記低屈折率層(b1)形成用組成物で使用可能なものとして例示した活性エネルギー線硬化型化合物と同様のものを使用することができる。
前記高屈折率の無機粒子としては、1.65〜2.00の屈折率を有するものを使用することが好ましく、例えば、屈折率1.90である酸化亜鉛、屈折率2.3〜2.7であるチタニア、屈折率が.95であるセリア、屈折率1.95〜2.00である錫ドープ酸化インジウム、屈折率1.75〜1.85であるアンチモンドープ酸化錫、屈折率1.87であるイットリア、屈折率2.10であるジルコニア等を、単独または2種以上を組み合わせ使用することができる。
前記高屈折率層(b2)の厚さは、10nm〜300nmの範囲にあることが好ましく、30nm〜200nmの範囲にあることがより好ましい。
前記低屈折率層(b1)や前記高屈折率層(b2)等を含む反射低減層(B)の厚さは、80nm〜400nmの範囲にあることが好ましく、80nm〜300nmの範囲にあることがより好ましい。
次に、本発明の光学フィルムを構成する基材について説明する。
前記基材としては、光学用途で使用可能なレベルの透明性を備えたものを使用することができる。
前記基材としては、例えばポリエチレンテレフタレート基材、ポリエチレンナフタレート基材等のポリエステル基材、トリアセチルセルロース等のセルロース系基材、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、ポリスチレン基材、エチレン−酢酸ビニル樹脂(EVA)基材、ポリ塩化ビニル基材、ポリ塩化ビニリデン基材等のビニル系樹脂基材、ポリサルホン基材、ポリエーテルサルホン基材、ポリカーボネート基材、ポリアミド基材、ポリイミド基材、アクリル樹脂基材等のプラスチック基材、ガラス板、セラミック板等を用いることができる。
なかでも、前記基材としては、ポリエチレンテレフタレート基材、トリアセチルセルロース基材等を使用することが好ましい。
前記基材としては、前記したとおり、高透明性のものを使用することが好ましく、具体的には、その全可視光線透過率が70%以上であるものを使用することが好ましい。なお、前記基材としては、良好な透明性を維持可能な範囲で着色されたものを使用することもできる。
前記基材としては、優れた透明性と、良好な取扱性とを両立するうえで5μm〜300μmの厚さのものを使用することが好ましく、10μm〜250μmの厚さのものを使用することがより好ましく、25μm〜200μmの厚さのものを使用することがさらに好ましい。
また、前記基材としては、単一の層からなる基材を使用することもできるが、同一または異なる材料からなる2層以上からなる多層基材を使用することもできる。前記基材の表面は、平滑面であることが好ましい。
また、前記基材としては、前記樹脂層(A)との密着性をより一層向上させるうえで、その片面または両面に易接着処理の施されたものを使用することができる。前記易接着処理方法としては、例えば前記基材の片面または両面にプライマー層を設ける方法が挙げられる。
次に、本発明の光学フィルムの製造方法について説明する。
本発明の光学フィルムは、例えば前記基材の少なくとも片面に、前記樹脂層(A)形成用組成物を塗布及び乾燥した後、活性エネルギー線を照射し反応させることによって樹脂層(A)または半硬化の樹脂層(A’)を形成する工程[1]、前記樹脂層(A)または前記樹脂層(A’)の表面に、反射低減層(B)形成用組成物を塗布及び乾燥した後、活性エネルギー線を照射し反応させることによって反射低減層(B)を形成する工程[2]を経ることによって製造することができる。
前記工程[1]は、前記基材の少なくとも片面に、前記樹脂層(A)形成用組成物を塗布し、前記重合性不飽和二重結合の実質的にすべてを重合させることによって樹脂層(A)を形成、または、その一部を重合させることによって半硬化の樹脂層(A’)を形成する工程である。
前記基材の片面または両面に、前記樹脂層(A)形成用組成物を塗布する方法としては、例えばダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター等を用いる方法が挙げられる。
前記方法で塗布することによって形成された層に含まれる重合性不飽和二重結合の一部または全部を重合させる方法としては、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線のような活性エネルギー線を照射する方法が挙げられる。
前記活性エネルギー線を照射する装置としては、例えば紫外線であれば、その発生源として低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ランプ(フュージョンランプ)、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、水銀−キセノンランプ、ショートアーク灯、ヘリウム・カドミニウムレーザー、アルゴンレーザー、太陽光、LED等が挙げられる。
前記活性エネルギー線の照射強度は、100mJ/cm2〜800mJ/cm2であることが好ましく、300mJ/cm2〜700mJ/cm2であることがより好ましい。
前記工程[1]を経ることによって形成された半硬化状態の樹脂層(A’)は、前記重合性不飽和二重結合の一部が残存した層である。かかる重合性不飽和二重結合の大部分は、後述する工程[2]でラジカル重合し消費される。
また、前記樹脂層(A)形成用組成物として、前記硬化剤を含有するものを使用した場合、活性エネルギー線の照射前、照射と同時、または、照射後に、必要に応じて加熱等することによって、前記硬化剤と、複合樹脂(A1)との反応を進行させることができる。前記加熱は、例えば活性エネルギー線の照射後、80℃程度で20分〜4時間程度行ってもよい。前記硬化剤と複合樹脂(A1)との反応が、前記硬化剤が有していてもよいイソシアネート基と、複合樹脂(A1)が有していてもよいアルコール性水酸基との反応である場合、必要に応じてウレタン化触媒を使用してもよい。また、前記反応は、必ずしも加熱を必要とするものではなく、例えば室温環境下に一定期間放置することによって徐々に進行させてもよい。
前記工程[2]は、前記工程[1]で形成された、基材の少なくとも片面に設けられた前記樹脂層(A’)または樹脂層(A)の表面に、前記反射低減層(B)形成用組成物を塗布し乾燥した後、活性エネルギー線を照射し反応させることによって反射低減層(B)を形成する工程である。
また、前記反射低減層(B)形成用組成物を塗布する方法としては、例えばダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター等を用いる方法が挙げられ、ダイコーターを用いる方法が好ましい。
前記樹脂層(A’)と前記反射低減層(B)との密着性をより一層向上させる方法としては、前記樹脂層(A’)の表面を、予めサンドブラスト法や溶剤処理法等で、その表面を凹凸化処理、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾン処理、紫外線照射処理、酸化処理する方法が挙げられる。
前記工程[2]において、活性エネルギー線を照射する方法等としては、前記樹脂層(A)を形成する際に使用可能なものとして例示した線種及び装置と同様のものを用い、同様の方法で行うことができる。
ここで、前記工程[1]において樹脂層(A)が形成された場合、工程[2]での活性エネルギー線照射によって反射低減層(B)形成用組成物の塗布層が硬化し反射低減層(B)が形成される。また、前記工程[1]において半硬化状態の樹脂層(A’)が形成された場合、工程[2]での活性エネルギー線照射によって反射低減層(B)形成用組成物の塗布層が硬化し反射低減層(B)が形成されるとともに、前記樹脂層(A’)中に残存する重合性不飽和二重結合もまた重合し樹脂層(A)を形成する。かかる方法を採用することによって、前記樹脂層(A)及び反射低減層(B)の層間の密着性を格段に向上させることができる。
前記活性エネルギー線の照射強度は、100mJ/cm2〜800mJ/cm2であることが好ましく、300mJ/cm2〜700mJ/cm2であることが樹脂層(A’)に残存する重合性不飽和二重結合の大部分または全部がラジカル重合する点でより好ましい。
また、前記反射低減層(B)として高屈折率層(b2)と低屈折率層(b1)とが積層された構成を有する光学フィルムを製造する場合には、前記工程[2]として、前記樹脂層(A)または前記樹脂層(A’)の表面に、高屈折率層(b2)形成用組成物を塗布及び乾燥し、必要に応じて活性エネルギー線を照射した後、前記低屈折率層(b1)形成用組成物を塗布及び乾燥し、活性エネルギー線を照射することによって、前記樹脂層(A)の表面に高屈折率層(b2)及び低屈折率層(b1)が順に積層された反射低減層(B)を形成する工程を経ることが好ましい。
前記高屈折率層(b2)の表面に、前記低屈折率層(b1)形成用組成物を塗布等する方法としては、例えばダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター等を用いる方法が挙げられる。
前記製造方法により製造された光学フィルムの視感度反射率は、2.0%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。
前記方法で得られた本発明の光学フィルムの具体的な実施態様としては、例えば図1に示すように、基材12と樹脂層(A)11と低屈折率層10からなる反射低減層が積層された光学フィルム13が挙げられる。また、本発明の光学フィルムの具体的な実施態様としては、例えば図2に示すように基材12と樹脂層(A)11と、高屈折率層14と低屈折率層10からなる反射低減層とが積層された光学フィルム15が挙げられる。
前記製造方法により製造された光学フィルムは、必要に応じて、その片面または両面に、加飾層、粘着剤、電磁波シールド層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層等の各種機能層を有していてもよい。
前記機能層は、単層であっても複数の層であってもよい。例えば、機能層は、単層で複数の性能を有するものであってもよい。例えば、防汚性能と赤外線吸収性能とを備えた単層であってもよい。
前記光学フィルムは、前記したとおり、その片面または両面の一部または全部に、加飾層や粘着剤層を有していてもよい。前記加飾層が一部または全部に設けられた反射防止フィルムは、加飾フィルムとして使用することができる。また、前記粘着剤層が一部または全部に設けられた反射防止フィルムは、保護フィルムとして使用することができる。
前記加飾層としては、例えば文字、図形、記号をはじめ、隠ぺい用の額縁状の縁取りなどによって構成されるものが挙げられる。
実施例により本発明をより具体的に説明する。
(合成例1〔ポリシロキサンの調製例〕)
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、メチルトリメトキシシラン(MTMS) 415質量部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(MPTS)756質量部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、60℃まで昇温した。次いで、「A−3」〔堺化学(株)製のiso−プロピルアシッドホスフェート〕 0.1質量部と脱イオン水 121質量部からなる混合物を5分間で滴下した。滴下終了後、反応容器中を80℃まで昇温し、4時間攪拌することにより加水分解縮合反応を行い、反応生成物を得た。
得られた反応生成物中に含まれるメタノール及び水を、1〜30キロパスカル(kPa)の減圧下、40〜60℃の条件で除去することにより、数平均分子量が1000で、有効成分が75.0%であるポリシロキサン(a1−1) 1000質量部を得た。
尚、「有効成分」とは、使用したシランモノマーのメトキシ基が全て加水分解縮合反応した場合の理論収量(質量部)を、加水分解縮合反応後の実収量(質量部)で除した値、即ち、〔シランモノマーのメトキシ基が全て加水分解縮合反応した場合の理論収量(質量部)/加水分解縮合反応後の実収量(質量部)〕の式により算出したものである。
(合成例2〔複合樹脂(A−01)の調製例〕)
合成例1と同様の反応容器に、フェニルトリメトキシシラン(PTMS) 20.1質量部、ジメチルジメトキシシラン(DMDMS) 24.4質量部、酢酸n−ブチル 107.7質量部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、80℃まで昇温した。次いで、メチルメタクリレート(MMA) 15質量部、n−ブチルメタクリレート(BMA) 45質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート(EHMA) 39質量部、アクリル酸(AA) 1.5質量部、MPTS 4.5質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA) 45質量部、酢酸n−ブチル 15質量部、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBPEH) 15質量部を含有する混合物を、同温度で、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、前記反応容器中へ4時間で滴下した。さらに同温度で2時間撹拌したのち、前記反応容器中に、「A−3」 0.05質量部と脱イオン水 12.8質量部の混合物を、5分間をかけて滴下し、同温度で4時間攪拌することにより、PTMS、DMDMS、MPTSの加水分解縮合反応を進行させた。反応生成物を、1H−NMRで分析したところ、前記反応容器中のシランモノマーが有するトリメトキシシリル基のほぼ100%が加水分解していた。次いで、同温度にて10時間攪拌することにより、TBPEHの残存量が0.1%以下の反応生成物が得られた。尚、TBPEHの残存量は、ヨウ素滴定法により測定した。
次に、前記反応生成物に、合成例1で得られたポリシロキサン(a1−1) 162.5質量部を添加して、5分間攪拌したのち、脱イオン水 27.5質量部を加え、80℃で4時間攪拌を行い、前記反応生成物とポリシロキサンの加水分解縮合反応を行った。得られた反応生成物を、10〜300kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留することにより、生成したメタノール及び水を除去し、次いで、メチルエチルケトン(MEK) 150質量部、酢酸n−ブチル 27.3質量部を添加し、不揮発分が50.0%であるポリシロキサンセグメントとビニル重合体セグメントからなる複合樹脂(A−01) 600質量部を得た。
合成例3〔複合樹脂(A−02)の調製例〕
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、フェニルトリメトキシシラン(PTMS)191gを仕込んで、120℃まで昇温した。次いで、メチルメタクリレート(MMA)169g、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(MPTS)11g、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBPEH)18gからなる混合物を、前記反応容器中へ4時間かけて滴下した。その後、同温度で16時間撹拌し、トリメトキシシリル基を有するビニル重合体(a2−1)を調製した。
次に、前記反応容器の温度を80℃に調整し、メチルトリメトキシシラン(MTMS)131g、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(APTS)226g、ジメチルジメトキシシラン(DMDMS)116gを、前記反応容器中へ添加した。その後、「A−3」〔堺化学(株)製の、iso−プロピルアシッドホスフェート〕6.3gと脱イオン水97gとの混合物を、5分間で滴下し、同温度で2時間撹拌することにより、加水分解縮合反応させ、反応生成物を得た。反応生成物を、1H−NMRで分析したところ、前記ビニル重合体(a2−1)が有するトリメトキシシリル基のほぼ100%が加水分解していた。その後、前記反応生成物を、10〜300mmHgの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留することにより、生成したメタノール及び水を除去することで、不揮発分が99.4%であるポリシロキサンセグメントとビニル重合体セグメントからなる複合樹脂(A−02)を600g得た。
〔調製例1〕樹脂層(A)形成用組成物(X−01)の調製
複合樹脂(A−01) 40.0質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA) 7.0質量部、イルガキュア184[光重合開始剤 チバ・ジャパン株式会社製] 1.08質量部、チヌビン400[ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤 チバ・ジャパン株式会社製] 0.67質量部、チヌビン123[ヒンダードアミン系光安定化剤(HALS) チバ・ジャパン株式会社製] 0.34質量部、バーノックDN−901S〔ポリイソシアネート DIC(ディーアイシー)株式会社製〕6.7質量部、を混合することによって組成物(X−01)を得た。
〔調製例2〕樹脂層(A)形成用組成物(X−02)の調製
複合樹脂(A−02) 30.0質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)30.0質量部、イルガキュア184 2.4質量部、チヌビン400 1.49質量部、チヌビン123 0.76質量部、を混合することによって組成物(X−02を得た。
〔調製例3〕樹脂層形成用組成物(X−03)の調製
ユニディック 17−813(DIC株式会社製、多官能ウレタンアクリレート、不揮発分80質量%)39質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亞合成株式会社製、アロニックス M402)31質量部、光重合開始剤としてイルガキュア184(BASF社製、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)4質量部、及び、有機溶媒として酢酸エチル26質量部を混合することによって組成物(X−03)を得た。
(実施例1)
U48−100(東レ株式会社製、厚さ100μm、高透明ポリエチレンテレフタレートフィルム)からなる基材の片面に、調製例1で得た組成物(X−01)を乾燥後の厚さが5μmになるように、バーコーターを用いて塗布し、温度80℃の環境下で2分間乾燥することによって塗膜を形成した。
次に、前記塗膜の表面に、ヒュージョン社製のHバルブを使用し、酸素雰囲気下でUV強度が550mW/cm2、UV積算光量が1000mJ/cm2になるように、紫外線照射を行うことによって、前記塗膜に含まれる(メタ)アクリロイル基の一部が重合した樹脂層(A’−1)を形成した。
次に、前記樹脂層(A’−1)上に、「P−5062」(日揮触媒化成株式会社製、中空シリカ微粒子分散液、不揮発分3質量%)を乾燥後の厚さが0.1μmになるように、バーコーターを用いて塗布し、温度80℃の環境下で2分間乾燥することによって塗膜(低屈折率層(B−1))を形成した。
次に、前記塗膜(低屈折率層(B−1))の表面に、ヒュージョン社製のHバルブを使用し、窒素雰囲気下で照射量400mJ/cm2になるように、紫外線照射を行うことによって、前記塗膜に含まれる(メタ)アクリロイル基の全部または大部分が重合した前記樹脂層(A−1)と、その表面に低屈折率層(B−1)とを形成した。
(実施例2)
U48−100(東レ株式会社製、厚さ100μm、高透明ポリエチレンテレフタレートフィルム)からなる基材の片面に、調製例1で得た組成物(X−01)を乾燥後の厚さが5μmになるように、バーコーターを用いて塗布し、温度80℃の環境下で2分間乾燥することによって塗膜を形成した。
次に、前記塗膜の表面に、ヒュージョン社製のHバルブを使用し、酸素雰囲気下でUV強度が550mW/cm2、UV積算光量が1000mJ/cm2になるように、紫外線照射を行うことによって、前記塗膜に含まれる(メタ)アクリロイル基の一部が重合した樹脂層(A’−1)を形成した。
次に、前記樹脂層(A’)上に、高屈折率層形成用組成物として「DX−1057ZRC」(日揮触媒化成株式会社製、ジルコニア微粒子分散液、不揮発分3質量%)を乾燥後の厚さが0.15μmになるように、バーコーターを用いて塗布し、温度80℃の環境下で2分間乾燥することによって塗膜を形成した。
次に、前記塗膜の表面に、ヒュージョン社製のHバルブを使用し、酸素雰囲気下で照射量600mJ/cm2になるように、紫外線照射を行うことによって、前記塗膜に含まれる(メタ)アクリロイル基の全部または大部分が重合した前記樹脂層(A−1)と、その表面に高屈折率層(C’−1)を形成した。
次に、前記高屈折率層(C’−1)上に、「P−5062」(日揮触媒化成株式会社製、中空シリカ微粒子分散液、不揮発分3質量%)を乾燥後の厚さが0.1μmになるように、バーコーターを用いて塗布し、温度80℃の環境下で2分間乾燥することによって塗膜(低屈折率層(B−1))を形成した。
次に、前記塗膜(低屈折率層(B−1))の表面に、ヒュージョン社製のHバルブを使用し、窒素雰囲気下で照射量400mJ/cm2になるように、紫外線照射を行うことによって、前記高屈折率層(C’−1)上に低屈折率層(B−1)を形成した。
(実施例3)
U48−100(東レ株式会社製、厚さ100μm、高透明ポリエチレンテレフタレートフィルム)の代わりに、UVTAC80(富士フィルム社製、厚さ80μm、高透明トリアセチルセルロース)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で反射防止フィルムを形成した。
(実施例4)
U48−100(東レ株式会社製、厚さ100μm、高透明ポリエチレンテレフタレートフィルム)の代わりに、UVTAC80(富士フィルム社製、厚さ80μm、高透明トリアセチルセルロース)を使用したこと以外は、実施例2と同様の方法で反射防止フィルムを形成した。
(実施例5〜8)
樹脂層(A)形成用組成物として、調製例1で得た組成物(X−01)の代わりに、調製例2で得た組成物(X−02)を使用したこと以外は、実施例1〜4と同様の方法で反射防止フィルムをそれぞれ形成した。
(比較例1〜4)
樹脂層(A)形成用組成物として、調製例1で得た組成物(X−01)の代わりに、調製例3で得た組成物(X−03)を使用したこと以外は、実施例1〜4と同様の方法で反射防止フィルムをそれぞれ形成した。
〔耐候性(耐クラック性)の評価方法〕
実施例及び比較例で得た反射防止フィルムを、サンシャインウェザーメーター試験機(スガ試験機社製、型式S80)を使用し、降雨モードをオフにした状態でサンシャインカーボンを600時間照射することによって、それらの促進耐候性試験を実施した。
前記促進耐候性試験を行っていない反射防止フィルムと、前記試験後の反射防止フィルムとの外観を目視で比較した。前記促進耐候性試験を行っていない反射防止フィルムと、前記試験後の反射防止フィルムとで、表面外観の変化を確認できなかったものを「◎」と評価し、前記試験後の反射防止フィルムのごく一部にクラックが発生していたものを「○」と評価し、前記試験後の反射防止フィルムのほぼ半面にクラックが発生していたものを「△」と評価し、前記試験後の反射防止フィルムのほぼ全面にクラックが発生したものを「×」と評価した。
〔耐候性(耐候密着性)の評価方法〕
前記試験後の反射防止フィルムを構成する基材と樹脂層及び反射低減層との密着性を、以下の方法で評価した。
前記試験後の反射防止フィルムの、反射低減層の表面に対し、1mm×1mmの100格子のクロスカット試験(JIS K5600)を行った。前記クロスカットした面にセロハン粘着テープを貼付し、それを剥離した際に、前記表面に残存する格子の数を算出した。
〔反射防止性の評価方法(視感度反射率に基づく評価方法)〕
分光光度計(日本分光株式会社製V−650)を用いて、波長380nm〜780nmの範囲の光を分光し、それを反射防止フィルムに照射することによって、反射防止フィルムの分光反射率を測定した。波長550nmの分光反射率を視感度反射率として表1に示した。視感度反射率が2%以下であれば、反射防止性能が十分得られていると判定した。
表中の「PET」はU48−100(東レ株式会社製、厚さ100μm、高透明ポリエチレンテレフタレートフィルム)を表し、表中の「TAC」は、UVTAC80(富士フィルム社製、厚さ80μm、高透明トリアセチルセルロース)を表す。