JP2019162808A - 機能性部材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させ、高温高湿等の厳しい環境下での長時間暴露においても十分な密着性が維持されることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために、本発明の機能性部材は、基材１０の少なくとも一方の面に易接着層２０及び機能層３０をこの順に積層した機能性部材であって、前記易接着層２０を形成するための組成物がグリシジル基を有するポリエステル−アクリル複合樹脂を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が２．５〜６．０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記機能層３０を形成するための組成物がグリシジル基と反応性を持つ官能基を有する化合物を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が４．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、基材、易接着層、機能層がこの順番に積層された機能性部材、フィルム、シート等に関し、詳しくは高温高湿等の厳しい環境下でも十分な密着性が維持される機能性部材、フィルム、シート等に関するものである。

プラスチック材料は、その軽量性、加工適正、生産性により、電子デバイスの材料として広く使用されている。プラスチック材料は、それ単体で用いられる場合もあるが多くの場合は表面に特定の機能を持たせた機能層が積層され、用途に応じた機能が付加されている。特に近年では、ガラスや金属材料の置き換えとして従来では使用されなかったような分野へプラスチック材料の使用が進み、それに伴いプラスチック材料にも高温高湿等の厳しい環境下での高い層間密着安定性が求められるようになってきた。

特開平０９−１７６５１８号公報 国際公開２０１５／１７０５６０号公報

しかしながら、プラスチック材料の原料であるポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド等の熱可塑性樹脂は通常、溶融して、繊維、フィルム、シート等に形成されるが、その表面は結晶化されている場合が多く、インキ、接着剤等の接着性に乏しい。中でもフィルムの場合、延伸、熱固定の工程により、高度に結晶配向されるため、その接着性のレベルは非常に低く、密着性が一般に劣ることが知られている。

このような場合、プラスチックフィルムと親和性の高い材料が機能層に使われることで解決できるが、機能層の材料が極度に制限されてしまい必要な機能が損なわれることがあった。そのため、特許文献１や特許文献２のように基材と機能層の間に両層と親和性の高い易接着層が設けられることで基材と易接着層の密着性及び易接着層と機能層の密着性を向上させる手法が取られている。しかしながら、このように易接着層が設けられた機能性プラスチックフィルムであっても、初期の密着性は良好であるものの、高温高湿等の厳しい環境下で該フィルムが長時間暴露されると、基材と易接着層の密着性及び／又は易接着層と機能層の密着性が低下し、易接着層及び／又は機能層が剥がれる等の不具合が起こっている。

上述したように近年、今までは使われないような分野、例えばタッチパネル用透明導電性基材、フレキシブル回路基板、フレキシブルディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基材、ＬＥＤ照明用基材等のような電子デバイスの材料においてもプラスチック材料が使用されており、従来では要求されなかったような高い初期密着性及び高温高湿等の厳しい環境下での経時密着安定性が要求されている。

本発明は、基材と易接着層の密着性及び易接着層と機能層の密着性を向上させ、高温高湿等の厳しい環境下での長時間暴露においても十分な密着性が維持されることを目的とする。

本発明の機能性部材は、基材の少なくとも一方の面に易接着層及び機能層をこの順に積層した機能性部材であって、前記易接着層を形成するための組成物がグリシジル基を有するポリエステル−アクリル複合樹脂を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が２．５〜６．０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記機能層を形成するための組成物がグリシジル基と反応性を持つ官能基を有する化合物を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が４．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする。

また、本発明の機能性部材は、好適には前記易接着層を形成するための組成物が、前記ポリエステル−アクリル複合樹脂を主成分とするものであることを特徴とする。

また、本発明の機能性部材は、好適には前記易接着層を形成するための組成物の固形分全体の構成成分に占めるアクリル樹脂成分の含有量が２０〜５０重量％であることを特徴とする。

また、本発明の機能性部材は、好適には前記グリシジル基と反応性を持つ官能基がヒドロキシ基であることを特徴とする。

また、本発明の機能性部材は、好適には前記基材の前記易接着層が積層される面が、表面処理によってグリシジル基と反応性を持つ官能基が導入されるものであることを特徴とする。

また、本発明の機能性部材は、好適には前記表面処理によって導入されるグリシジル基と反応性を持つ官能基が、ヒドロキシ基であることを特徴とする。

本発明によれば、前記機能性部材の基材と易接着層の密着性及び易接着層と機能層の密着性を向上させることができる。特に高温高湿等の厳しい環境下でも前記機能性部材は密着性の変化が少なく、良好な密着性が維持される。

本発明の機能性部材の基本的な形態 本発明の機能性部材において、基材の機能層が形成された面とは反対の面にバックコート層が施された形態

以下、図１及び図２を参照して、本発明である機能性部材の実施形態について説明する。

本発明の機能性部材は、基本的な構成として図１に示すように基材１０、易接着層２０及び機能層３０を有するものである。機能性部材は、図１に示すものだけでなく、機能層３０が積層された面とは反対側の面にバックコート層４０（図２）を備えていてもよい。

まず基材１０について説明する。基材１０としては、プラスチックフィルムが好適に使用される。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリノルボルネン、ポリイミド化合物等が使用でき、例えば透明性、耐熱性、機械的強度、寸法安定性、色味等の用途に応じて基材を選択できる。中でも延伸加工、特に二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムが機械的強度、寸法安定性に優れているために好適に使用される。

基材１０の厚みは、特に限定されず適用される材料に対して適宜選択できるが、取扱い性を考慮すると一般に１μｍ以上３００μｍ以下であり、好ましくは２３μｍ以上１８８μｍ以下である。

基材１０は、場合によりプラズマ処理、コロナ放電処理、遠紫外線照射処理等の表面処理が施される場合がある。これらの表面処理が施されることで、基材１０への易接着層２０の濡れ性が良くなり密着性を向上させる。特にプラズマ処理やコロナ放電処理で導入される官能基がグリシジル基と反応性を持つ官能基である場合、後述する易接着層２０のグリシジル基と付加反応が起こり、より密着性を向上させる。

ここで、前記表面処理により導入されるグリシジル基と反応性を持つ官能基は、例えばヒドロキシ基、カルボキシ基、ヒドロペルオキシ基、カルボニル基、エポキシ基等が挙げられ、好適にはヒドロキシ基であることが望ましい。

次に易接着層２０について説明する。易接着層２０を形成するための組成物は、グリシジル基を有するポリエステル−アクリル複合樹脂を含み、特定の固形分酸価を有する組成物であれば特に限定されず、電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の化合物を単独又は２以上組み合わせることができ、目的に応じて使い分けることができる。

密着のメカニズムは確かではないが、易接着層２０を形成するための組成物が特定の固形分酸価を有し、且つグリシジル基を有するポリエステル−アクリル複合樹脂を含み、さらに後述する機能層３０を形成するための組成物が特定の固形分酸価を有し、且つグリシジル基と反応性を持つ官能基を有する化合物を含むことで、易接着層２０と機能層３０の間で付加反応が起こり易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させると考えられる。
また基材１０との密着性は基材１０の素材により異なるが、密着性が十分ではない場合は、基材１０に前述した表面処理が施されることにより密着性を向上させることができる。
さらに、基材１０に前記表面処理により導入された極性基が前述したような特定の官能基の場合は、基材１０と易接着層２０の間にも付加反応が起こり、より密着性を向上させる。

易接着層２０を形成するための組成物の固形分酸価は、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させるために２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上が好ましく、さらに好ましくは３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、６．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、さらに好ましくは４．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価が２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、前記グリシジル基と反応性を持つ官能基と前記グリシジル基との付加反応が十分に進まないことにより、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性が低下する場合があり、６．０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいと、前記グリシジル基の開環重合等の副反応が優先し、前記付加反応が阻害され、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性が低下する不具合が起こる場合がある。
本発明における固形分酸価とは、ＪＩＳ Ｋ ２５０１：２００３に規定される指示薬滴定法によって求めた酸価とその固形分濃度から算出した値である。

易接着層２０を形成するための組成物の酸価は、該組成物を構成する化合物に、例えばカルボキシ基、スルホ基、リン酸基、フェノール性ヒドロキシ基等の官能基を導入することで調整することができる。

前記組成物は、ポリエステル−アクリル複合樹脂を主成分とするものであることが望ましい。ポリエステル−アクリル複合樹脂を主成分とすることにより、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させることができる。
本発明での主成分とは、組成物を構成する成分の全固形分を１００重量部とした場合に、その成分が５０重量部を超えることをいう。

ポリエステル−アクリル複合樹脂は、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂との混合物、又はポリエステル成分とアクリル成分の両方が構成成分として含まれる化合物のどちらでもよいし、それらが複合されていてもよい。ポリエステル成分とアクリル成分の両方が構成成分として含まれる化合物とは、例えばポリエステル−アクリル共重合体等が挙げられる。組成物の保存安定性、膜の透明性や平滑性を考えるとポリエステル成分とアクリル成分の両方が構成成分として含まれる化合物であることが望ましい。

前記易接着層２０を形成するための組成物の成分比は必ずしも限定されないが、固形分全体の構成成分に占めるアクリル樹脂成分の含有量が２０〜５０重量％の範囲内であると基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性をより向上させる。

前記ポリエステル−アクリル複合樹脂のグリシジル基の含有量は、１グラム当量のエポキシ基を含む化合物のグラム数、すなわちエポキシ当量にて表すことができる。
前記ポリエステル−アクリル複合樹脂におけるエポキシ当量は、易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させるために１００ｇ／ｅｑ．以上が好ましく、さらに好ましくは１２０ｇ／ｅｑ．以上、もっとも好ましくは１５０ｇ／ｅｑ．以上であり、１０００００ｇ／ｅｑ．以下、さらに好ましくは１００００ｇ／ｅｑ．以下、もっとも好ましくは５０００ｇ／ｅｑ．以下である。この範囲を満たすことで、初期密着性及び高温高湿等の厳しい環境下での長時間暴露においても十分な密着性が維持される。
前記エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ．未満であると、易接着層２０としての剛性や靱性が不足し、基材１０と易接着層２０の密着性及び／又は易接着層２０と機能層３０の密着性を低下させる。また、１０００００ｇ／ｅｑ．を超えると、グリシジル基の含有量が少なすぎて基材１０と易接着層２０の間及び易接着層２０と機能層３０の間で付加反応により形成される化学結合の量が十分ではなく、高温高湿等の厳しい環境下で長時間暴露した場合に基材１０と易接着層２０の間及び／又は易接着層２０と機能層３０の間に剥離不具合が起こる。
エポキシ当量はＪＩＳ Ｋ ７２３６：２００９に規定される方法にて求めることができる。

さらに易接着層２０には、本発明の機能を阻害しない範囲内において帯電防止剤、酸化防止剤、レベリング剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、難燃剤、紫外線吸収剤、分散剤、凝集剤、顔料、染料、滑剤等の添加剤をも適宜含有させることができる。

易接着層２０の厚みは、０．０１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以上５μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下である。このような厚みを有することにより、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させ、高温高湿等の厳しい環境下での長時間暴露においても十分な密着性が維持される。
易接着層２０の厚みは、例えば反射分光膜厚計（ＦＥ−３００ＵＶ：大塚電子社）により測定される。

次に機能層３０について説明する。機能層３０を形成するための組成物は、グリシジル基と反応性を持つ官能基を含み、特定の固形分酸価を有するものであれば特に限定されず、電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の化合物を単独又は２以上組み合わせることができ、目的に応じて使い分けることができる。

このような電離放射線硬化性樹脂としては、光重合性プレポリマー若しくは光重合性モノマー等の１種又は２種以上を混合した電離放射線硬化性塗料に電離放射線（紫外線又は電子線）を照射することで硬化するものを使用することができる。ここで光重合性プレポリマーとしては、１分子中に１個又は２個以上の（メタ）アクリロイル基を有するアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、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、メラミンアクリレート、ポリペルフルオロアルキルアクリレート、シリコーンアクリレート等が挙げられる。

また光重合性モノマーとしては、１分子中に１個又は２個以上の（メタ）アクリロイル基を有するアクリル系モノマーが特に好ましく使用される。例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー；例えば、１，６−ヘキサンジオ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、ジエチ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、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート等の２官能アクリルモノマー；例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能（３官能以上）アクリルモノマー；等が挙げられる。これら光重合性モノマーは、単独使用又は２種類以上併用することができる。光重合性プレポリマーと光重合性モノマーの配合割合は特に制限されず、目的及び用途に応じて適宜設定される。

また熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

また熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。

機能層３０を形成するための組成物に含まれる易接着層２０のグリシジル基と反応性を持つ官能基は、特に限定されるものではないが、例えばヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、カルボン酸無水物、イミダゾール基、メルカプト基、イソシアネート基等が使用できる。
製造時の反応の制御のしやすさを考えると特にヒドロキシ基が望ましい。

機能層３０を形成するための組成物の固形分酸価は、易接着層２０と機能層３０の密着性をより向上させるために４．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、さらに好ましくは３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。酸価が４．０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、前記易接着層２０内のグリシジル基の開環重合等の副反応が優先し、前記密着性を発現するための付加反応が阻害される不具合が起こる場合がある。
固形分酸価は、上述した易接着層２０を形成するための組成物の固形分酸価と同様の方法で求めることができる。

機能層３０には、さらに硬化方法に応じて光開始剤、硬化剤等が含まれていてもよい。
光開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等の光ラジカル重合開始剤やオニウム塩類、スルホン酸エステル、有機金属錯体等の光カチオン重合開始剤が挙げられる。中でも前記易接着層２０内のグリシジル基の開環重合等の副反応を起こしにくく、（メタ）アクリロイル基を有する光重合性プレポリマーや光重合性モノマーを効果的に重合させる光ラジカル重合開始剤が特に好ましく使用される。
また硬化剤としては、ポリイソシアネート、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、カルボン酸等の化合物を適合する樹脂に合わせて適宜使用することができる。

さらに機能層３０には、本発明の機能を阻害しない範囲内において帯電防止剤、酸化防止剤、レベリング剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、難燃剤、紫外線吸収剤、分散剤、凝集剤、顔料、染料、滑剤等の添加剤も適宜含有させることができる。

機能層３０の厚みは、０．０１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上５μｍ以下である。このような厚みを有することにより、機能層３０は易接着層２０との密着性を向上させ、高温高湿等の厳しい環境下での長時間暴露においても十分な密着性が維持される。
機能層３０の厚みは、例えば反射分光膜厚計（ＦＥ−３００ＵＶ：大塚電子社）により測定される。

機能層３０の機能としては特に限定されないが、例えば防眩層、ハードコート層、反射防止層、防汚層、抗菌層、バリア層、遮光層、インデックスマッチング層、帯電防止層等を目的に応じて適宜選択できる。ハードコート層のように膜の収縮性が大きいために密着性が損なわれるような機能を選択した場合でも、本発明の易接着層２０、機能層３０の条件を満たすことで効果的に密着性を向上させることができる。

次にバックコート層４０について説明する。本発明の機能性部材は、基材の少なくとも一方の面にそれぞれ易接着層２０、機能層３０がこの順番で積層されたものであるが、必要に応じてバックコート層４０が設けてもよい。バックコート層４０は特に限定されず、用途に応じて必要な機能を有する層を適宜使用することができる。バックコート層４０として易接着層２０、機能層３０が設けられてもよいし、基材１０とバックコート層４０の間に表面処理が施されてもよい。

次に本発明の機能性部材の作製方法の一例を説明する。本発明の機能性部材の作製方法は特に限定されないが、例えば任意の基材１０に、上述した易接着層２０の材料を適当な溶媒に溶解又は分散させた易接着層用塗布液を、公知の方法で基材１０上に塗布、乾燥し、必要に応じて紫外線等の電離放射線を照射して作製できる。さらに易接着層２０の上に、上述した機能層３０の材料を適当な溶媒に溶解又は分散させた機能層用塗布液を、公知の方法で塗布、乾燥し、必要に応じて紫外線等の電離放射線を照射して作製できる。

また、バックコート層４０を有する場合は、機能層３０を備えた基材１０の機能層３０とは反対側の面に、適当な溶媒に溶解又は分散させたバックコート層用塗布液を、公知の方法で塗布、乾燥し、必要に応じて紫外線等の電離放射線を照射して作製できる。

前記易接着層２０、機能層３０及びバックコート層４０の塗布方法（成膜方法）については特に限定されず、例えばスピンコート法、エクストルージョンダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、スクリーン印刷法、ステンシル印刷法、ロールコート法、スプレーコート法、ディップコート法、インクジェット法等の公知の塗布方法を用いることができる。

この時、易接着層２０、機能層３０及びバックコート層４０の塗布順は、生産性等の観点から適宜選択できる。
また必要に応じて機能層３０又はバックコート層４０上に、さらに機能層を積層塗布してもよい。

次に、本発明の機能性部材の特性について説明する。機能性部材が備えるべき特性は、初期密着性及び高温高湿等の厳しい環境下にて長時間暴露した後の密着性である。

密着性は、ＪＩＳ Ｋ ５４００にて規定された碁盤目剥離試験に基づき、機能性部材を作製した後に何も処理していない状態（以下、「初期密着性試験」という）と、促進耐候性試験として温度８５℃湿度８５％（加湿は純水にて実施）の環境で一定期間暴露した後の状態（以下、「高温高湿暴露後密着性試験」という）の２種類の状態で試験を行い、各種試験片の碁盤目１００マスのうち８０マス以上のマスにおいて４分の１以上の剥離が見られない状態を合格とする。

本発明の機能性部材によれば、基材１０と易接着層２０の密着性及び易接着層２０と機能層３０の密着性を向上させることができる。特に、高温高湿等の厳しい環境下での長時間暴露による経時変化が少なく、密着性が良好に維持される。

以下、本発明の機能性部材の実施例及び比較例を説明する。なお以下の実施例及び比較例において、特に断らない限り、「％」及び「部」はいずれも重量基準である。

［実施例１］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ルミラーＴ６０：東レ社）の一方の面に、コロナ放電処理を施し、当該表面処理面に表１に示した処方の易接着層用塗布液Ａを塗布、乾燥し、厚み１．５μｍの易接着層を形成した。次いで、当該易接着層上に表２に示した処方の機能層用塗布液Ａを塗布、乾燥した後、紫外線を照射し硬化させ、厚み３μｍの機能層を形成し、実施例１の機能性部材を作製した。

＜ポリエステル樹脂Ａ水分散液の製造＞
テレフタル酸８３部、イソフタル酸３６部、エチレングリコール３２部及びネオペンチルグリコール４６部を窒素導入管、温度計、攪拌機及び蒸留器を備えたフラスコに仕込み、２６０℃で４時間加熱してエステル化反応を行った。次いで、触媒として三酸化アンチモン０．１部を添加し、系の温度を２８０℃に昇温し、系の圧力を徐々に減じて１．５時間後に０．１ｍｍＨｇとした。この条件下でさらに４時間重縮合反応を行った結果、分子量１８４００のポリエステル樹脂Ａを得た。得られたポリエステル樹脂Ａ２５部をイソプロパノール１５部及びイオン交換水６０部の混合溶液に仕込み、７０〜８０℃で３時間攪拌を行い、固形分濃度２５％のポリエステル樹脂Ａ水分散液を得た。ポリエステル樹脂Ａ水分散液の固形分酸価は１．０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜ポリエステル樹脂Ｂ水分散液の製造＞
ジメチルテレフタレート７７部、ジメチルイソフタレート５０部、エチレングリコール４７部、ネオペンチルグリコール７３部、触媒として酢酸亜鉛０．１部及び三酸化アンチモン０．１部を窒素導入管、温度計、攪拌機及び蒸留器を備えたフラスコに仕込み１４０〜２２０℃で３時間加熱してエステル交換反応を行った。次いで２４０〜２７０℃で減圧下（１０〜０．２ｍｍＨｇ）で３０分かけて重縮合反応を行った。次に常圧下１７０〜１９０℃で無水トリメリット酸１５部を入れ、３０分間付加反応を行った結果、分子量５７００のポリエステル樹脂Ｂを得た。得られたポリエステル樹脂Ｂ２５部をイソプロパノール１５部及びイオン交換水６０部の混合溶液に仕込み、７０〜８０℃で３時間攪拌を行い、固形分濃度２５％のポリエステル樹脂Ｂ水分散液を得た。ポリエステル樹脂Ｂ水分散液の固形分酸価は４２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜ポリエステル樹脂Ｃ水分散液の製造＞
テレフタル酸８３部、イソフタル酸８３部、エチレングリコール６２部、ジエチレングリコール２１部及び触媒として酢酸亜鉛０．１部を窒素導入管、温度計、攪拌機及び蒸留器を備えたフラスコに仕込み１９０〜２２０℃で１３時間加熱してエステル化反応を行いポリエステルグリコールを得た。得られたポリエステルグリコール１００部、キシレン１００部及び無水ピロメリット酸２８部を上記と同様の器具を備えたフラスコに仕込み１４０℃で１時間反応を行った後、キシレンを留去しつつ、系の温度を２時間かけて１８０℃に昇温し更に１時間保温した。その結果、分子量１８０００のポリエステル樹脂Ｃを得た。得られたポリエステル樹脂Ｃ２５部をイソプロパノール１５部及びイオン交換水６０部の混合溶液に仕込み、７０〜８０℃で３時間攪拌を行い、固形分濃度２５％のポリエステル樹脂Ｃ水分散液を得た。ポリエステル樹脂Ｃ水分散液の固形分酸価は１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜アクリル樹脂Ａ水分散液の製造＞
ビーカーにイオン交換水１８部及びエレミノールＲＳ−３０００（三洋化成工業社、アニオン系界面活性剤、固形分濃度５０％）３部を仕込み、攪拌しつつグリシジルメタクリレート４０部を投入し、モノマー乳化液を作製した。次にコンデンサー、モノマー滴下用ロート、温度計及び攪拌機を備えたフラスコに、イオン交換水３７．５部、エレミノールＲＳ−３０００を１部及び過硫酸カリウム０．５部を仕込み、攪拌しつつ窒素置換後、加温を始め、７５℃で前記モノマー乳化液を４時間かけて滴下した。滴下終了後も液温７５〜８５℃で４時間攪拌後、冷却した。冷却後、さらにイオン交換水を加えて、固形分濃度２５％のグリシジル基を有するアクリル樹脂Ａ水分散液を得た。アクリル樹脂Ａ水分散液の固形分酸価は０．３３ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜アクリル樹脂Ｂ水分散液の製造＞
ビーカーにイオン交換水１８部及びエレミノールＲＳ−３０００（三洋化成工業社、アニオン系界面活性剤、固形分濃度５０％）３部を仕込み、攪拌しつつメチルメタクリレート７１部及びブチルアクリレート２９部を投入し、モノマー乳化液を作製した。次にコンデンサー、モノマー滴下用ロート、温度計及び攪拌機を備えたフラスコに、イオン交換水３７．５部、エレミノールＲＳ−３０００を１部及び過硫酸カリウム０．５部を仕込み、攪拌しつつ窒素置換後、加温を始め、７５℃で前記モノマー乳化液を４時間かけて滴下した。滴下終了後も液温７５〜８５℃で４時間攪拌後、冷却した。冷却後、さらにイオン交換水を加えて、固形分濃度２５％のグリシジル基を有しないアクリル樹脂Ｂ水分散液を得た。アクリル樹脂Ｂ水分散液の固形分酸価は０．５０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

［実施例２］
実施例１のコロナ放電処理を施さなかった以外は、実施例１と同様にして実施例２の機能性部材を作製した。

［実施例３］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例３の機能性部材を作製した。

［実施例４］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｃに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例４の機能性部材を作製した。

［実施例５］
実施例１の機能層用塗布液Ａを表２記載の機能層用塗布液Ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例５の機能性部材を作製した。

［実施例６］
実施例１の機能層用塗布液Ａを表２記載の機能層用塗布液Ｃに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例６の機能性部材を作製した。

［実施例７］
実施例１の機能層用塗布液Ａを表２記載の機能層用塗布液Ｄに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例７の機能性部材を作製した。

［実施例８］
実施例１の機能層用塗布液Ａを表２記載の機能層用塗布液Ｅに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例８の機能性部材を作製した。

［比較例１］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｄに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例１の機能性部材を作製した。

［比較例２］
実施例１の機能層用塗布液Ａを表２記載の機能層用塗布液Ｆに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例２の機能性部材を作製した。

［比較例３］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｅに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例３の機能性部材を作製した。

［比較例４］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｆに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例４の機能性部材を作製した。

［比較例５］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例５の機能性部材を作製した。

［比較例６］
実施例１の易接着層用塗布液Ａを表１記載の易接着層用塗布液Ｈに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例６の機能性部材を作製した。

表１

表２

上述した実施例及び比較例で作製した易接着層用塗布液、機能層用塗布液及び機能性部材について下記の特性を評価した。

＜固形分酸価の算出＞
上記記載の実施例１〜８及び比較例１〜６の、それぞれ易接着層用塗布液及び機能層用塗布液に対し、ＪＩＳ Ｋ ２５０１：２００３に規定される指示薬滴定法によって求められた酸価と、その固形分濃度から算出した値を固形分酸価とした。算出結果を表３に示した。

＜密着性試験＞
１．初期密着性試験
上述した実施例及び比較例で作製した機能性部材の機能層面をＪＩＳ Ｋ ５４００にて規定された碁盤目剥離試験に基づき試験し次に示す基準にて評価した。碁盤目１００マスのうちすべてのマスにおいて４分の１以上の剥離が見られない状態を「◎」、１００マスのうち８０マス以上のマスにおいて４分の１以上の剥離が見られない状態を「〇」、１００マスのうち４分の１以上の剥離が見られないマスが８０マス未満である状態を「×」とした。測定結果を表３に示した。

２．高温高湿暴露後密着性試験
上述した実施例及び比較例で作製した機能性部材を温度８５℃湿度８５％（加湿は純水にて実施）の環境で５００時間暴露した。その後、機能層面をＪＩＳ Ｋ ５４００にて規定された碁盤目剥離試験に基づき試験し次に示す基準にて評価した。碁盤目１００マスのうちすべてのマスにおいて４分の１以上の剥離が見られない状態を「◎」、１００マスのうち８０マス以上のマスにおいて４分の１以上の剥離が見られない状態を「〇」、１００マスのうち４分の１以上の剥離が見られないマスが８０マス未満である状態を「×」とした。測定結果を表３に示した。

表３

表３の結果から明らかなように、実施例１〜８の機能性部材は、基材上に易接着層を形成するための組成物がグリシジル基を有するポリエステル−アクリル複合樹脂を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が２．５〜６．０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記機能層を形成するための組成物がグリシジル基と反応性を持つ官能基を有する化合物を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が４．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であったため、初期密着性試験、高温高湿暴露後密着性試験ともに評価良好で、基材と易接着層の密着性及び易接着層と機能層の密着性に優れるものであった。

一方、比較例１及び比較例６は易接着層を形成するための組成物にグリシジル基を有する化合物を含んでいなかったため、基材と易接着層の密着性及び易接着層と機能層の密着性を発現するための付加反応が起こらず、初期密着性及び高温高湿暴露後密着性が劣るものであった。比較例１及び比較例４は、易接着層を形成するための組成物の固形分酸価が２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であったため、前記密着性を発現するための付加反応が十分に進まなかったことにより初期密着性及び高温高湿暴露後密着性に劣るものであった。比較例３及び比較例５は、易接着層を形成するための組成物の固形分酸価が６．０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えたため、グリシジル基の開環重合等の副反応が優先し、前記密着性を発現するための付加反応が阻害され、初期密着性及び／又は高温高湿暴露後密着性に劣るものであった。比較例２は、易接着層を形成するための組成物の固形分酸価は良好な範囲に入っていたが、機能層を形成するための固形分酸価が４．０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えたため、前記密着性を発現するための付加反応が十分に進まなかったことにより高温高湿暴露後密着性に劣るものであった。また比較例１は易接着層を形成するための組成物のアクリル成分濃度が低かったため初期密着性及び高温高湿暴露後密着性が劣り、比較例５は易接着層を形成するための組成物のアクリル成分濃度が高すぎたため、高温高湿暴露後密着性が劣るものであった。

１０・・・基材、２０・・・易接着層、３０・・・機能層、４０・・・バックコート層

Claims (6)

1. 基材の少なくとも一方の面に易接着層及び機能層をこの順に積層した機能性部材であって、前記易接着層を形成するための組成物がグリシジル基を有するポリエステル−アクリル複合樹脂を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が２．５〜６．０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記機能層を形成するための組成物がグリシジル基と反応性を持つ官能基を有する化合物を含み、且つ当該組成物の固形分酸価が４．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする機能性部材。
2. 前記易接着層を形成するための組成物が、前記ポリエステル−アクリル複合樹脂を主成分とするものであることを特徴とする請求項１に記載の機能性部材。
3. 前記易接着層を形成するための組成物の固形分全体の構成成分に占めるアクリル樹脂成分の含有量が２０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の機能性部材。
4. 前記グリシジル基と反応性を持つ官能基がヒドロキシ基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性部材。
5. 前記基材の前記易接着層が積層される面が、表面処理によってグリシジル基と反応性を持つ官能基が導入されるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機能性部材。
6. 前記表面処理によって導入されるグリシジル基と反応性を持つ官能基が、ヒドロキシ基であることを特徴とする請求項５記載の機能性部材

Images