JP2023034129A - 加飾フィルム及びその製造方法、成型体、及び、物品 - Google Patents
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Abstract
【課題】視認時に白みがかる故障が少ない加飾フィルム及びその製造方法、上記加飾フィルムを成型してなる成形体、並びに、上記加飾フィルム又は上記成型体を備える物品の提供。【解決手段】単層構造であるコレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む加飾フィルム、上記加飾フィルムを成型してなる成形体、並びに、上記加飾フィルム又は上記成型体を備える物品。【選択図】図3
Description
本開示は、加飾フィルム及びその製造方法、成型体、及び、物品に関する。
例えば、電子デバイス、家電製品、自動車部品等の製造に用いられる基材の表面に意匠を付与するために、加飾フィルムが広く用いられている。このような加飾フィルムとして、多層膜干渉による波長選択反射性を利用したものが知られており、その表面の反射率を調節することで、様々な色を発現することができる。そのため、多層膜干渉による波長選択反射性を利用した加飾フィルムについて、その表面の反射率を調節して所望の色を得るため、種々の技術が検討されている。
従来の加飾シートとしては、特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1には、パターン化されたコレステリック液晶反射層を有し、上記パターン化されたコレステリック液晶反射層が、特性反射のピーク波長がそれぞれ異なる第1反射領域、及び、第2反射領域を少なくとも有し、上記パターン化されたコレステリック液晶反射層が、視認側表面と、上記視認側表面とは反対側の非視認側表面を有し、上記パターン化されたコレステリック液晶反射層の400nm以上700nm以下の波長領域における光の反射率がそれぞれ3%以上であり、かつ上記波長領域における光の反射率の平均が5%以上である加飾シートが記載されている。
特許文献1には、パターン化されたコレステリック液晶反射層を有し、上記パターン化されたコレステリック液晶反射層が、特性反射のピーク波長がそれぞれ異なる第1反射領域、及び、第2反射領域を少なくとも有し、上記パターン化されたコレステリック液晶反射層が、視認側表面と、上記視認側表面とは反対側の非視認側表面を有し、上記パターン化されたコレステリック液晶反射層の400nm以上700nm以下の波長領域における光の反射率がそれぞれ3%以上であり、かつ上記波長領域における光の反射率の平均が5%以上である加飾シートが記載されている。
本開示の実施形態が解決しようとする課題は、所望の膜厚で反射率を任意に制御でき、層内剥離を生じにくく、ハンドリング性に優れ、かつ、視認時に白みがかる故障が少ない加飾フィルム及びその製造方法を提供することである。
本開示の他の実施形態が解決しようとする課題は、上記加飾フィルムを成型してなる成形体、及び、上記加飾フィルム又は上記成型体を備える物品を提供することである。
本開示の他の実施形態が解決しようとする課題は、上記加飾フィルムを成型してなる成形体、及び、上記加飾フィルム又は上記成型体を備える物品を提供することである。
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 単層構造であるコレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む加飾フィルム。
<2> 上記コレステリック液晶層が、上記可視光線反射部の厚さが互いに異なる複数の領域を面内方向に含む<1>に記載の加飾フィルム。
<3> 上記可視光線反射部の少なくとも1つの選択反射波長が、480nm~580nmである<1>又は<2>に記載の加飾フィルム。
<4> 上記コレステリック液晶層が、上記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域を面内方向に含む<1>~<3>のいずれか1つに記載の加飾フィルム。
<5> 上記不可視光線反射部が、紫外線を選択反射するか、又は、波長1,300nm以上の光を選択反射する<1>~<4>のいずれか1つに記載の加飾フィルム。
<6> 上記コレステリック液晶層が、感光性カイラル剤を含む<1>~<5>のいずれか1つに記載の加飾フィルム。
<7> 基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程、上記光硬化性のコレステリック液晶層に、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して上記第1光を照射して、上記光硬化性のコレステリック液晶層の一部を硬化させる工程、上記光硬化性のコレステリック液晶層の未硬化部の選択反射波長を変化させる工程、及び、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程を含む加飾フィルムの製造方法。
<8> <1>~<6>のいずれか1つに記載の加飾フィルムを成型してなる成型体。
<9> <1>~<6>のいずれか1つに記載の加飾フィルム、又は、<8>に記載の成型体を備えた物品。
<10> 電子デバイスである<9>に記載の物品。
<1> 単層構造であるコレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む加飾フィルム。
<2> 上記コレステリック液晶層が、上記可視光線反射部の厚さが互いに異なる複数の領域を面内方向に含む<1>に記載の加飾フィルム。
<3> 上記可視光線反射部の少なくとも1つの選択反射波長が、480nm~580nmである<1>又は<2>に記載の加飾フィルム。
<4> 上記コレステリック液晶層が、上記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域を面内方向に含む<1>~<3>のいずれか1つに記載の加飾フィルム。
<5> 上記不可視光線反射部が、紫外線を選択反射するか、又は、波長1,300nm以上の光を選択反射する<1>~<4>のいずれか1つに記載の加飾フィルム。
<6> 上記コレステリック液晶層が、感光性カイラル剤を含む<1>~<5>のいずれか1つに記載の加飾フィルム。
<7> 基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程、上記光硬化性のコレステリック液晶層に、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して上記第1光を照射して、上記光硬化性のコレステリック液晶層の一部を硬化させる工程、上記光硬化性のコレステリック液晶層の未硬化部の選択反射波長を変化させる工程、及び、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程を含む加飾フィルムの製造方法。
<8> <1>~<6>のいずれか1つに記載の加飾フィルムを成型してなる成型体。
<9> <1>~<6>のいずれか1つに記載の加飾フィルム、又は、<8>に記載の成型体を備えた物品。
<10> 電子デバイスである<9>に記載の物品。
本開示の実施形態によれば、所望の膜厚で反射率を任意に制御でき、層内剥離を生じにくく、ハンドリング性に優れ、かつ、視認時に白みがかる故障が少ない加飾フィルム及びその製造方法を提供することができる。
本開示の他の実施形態によれば、上記加飾フィルムを成型してなる成形体、及び、上記加飾フィルム又は上記成型体を備える物品を提供することができる。
本開示の他の実施形態によれば、上記加飾フィルムを成型してなる成形体、及び、上記加飾フィルム又は上記成型体を備える物品を提供することができる。
以下、本開示に係る加飾フィルムについて説明する。但し、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
本開示における基(原子団)の表記について、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本開示における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
本開示における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。
本開示における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、及びEUV光等による露光のみならず、電子線、及びイオンビーム等の粒子線による露光も含む。
本開示において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
本開示における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。
本開示における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、及びEUV光等による露光のみならず、電子線、及びイオンビーム等の粒子線による露光も含む。
本開示において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示において、(メタ)アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを表し、(メタ)アクリルはアクリル及びメタクリルを表す。
本開示において、樹脂成分の重量平均分子量(Mw)、樹脂成分の数平均分子量(Mn)、及び樹脂成分の分散度(分子量分布ともいう)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー(株)製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー(株)製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
本開示において、樹脂成分の重量平均分子量(Mw)、樹脂成分の数平均分子量(Mn)、及び樹脂成分の分散度(分子量分布ともいう)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー(株)製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー(株)製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
本開示において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する該当する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において「全固形分」とは、組成物の全組成から溶媒を除いた成分の総質量をいう。また、「固形分」とは、組成物の全組成から溶媒を除いた成分であり、例えば、25℃において固体であっても、液体であってもよい。
本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において「全固形分」とは、組成物の全組成から溶媒を除いた成分の総質量をいう。また、「固形分」とは、組成物の全組成から溶媒を除いた成分であり、例えば、25℃において固体であっても、液体であってもよい。
本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
(加飾フィルム)
本開示に係る加飾フィルムは、単層構造であるコレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む。
本開示に係る加飾フィルムは、単層構造であるコレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む。
本開示に係る加飾フィルムの用途としては、特に制限はなく、例えば、電子デバイス(例えば、ウエアラブルデバイス、及びスマートフォン)、家電製品、オーディオ製品、コンピュータ、ディスプレイ、車載製品、時計、アクセサリー、光学部品、扉、窓ガラス、及び建材の加飾に用いることができる。中でも、本開示に係る加飾フィルムは、電子デバイス(例えば、ウエアラブルデバイス、及びスマートフォン)の加飾に好適に用いることができる。また、本開示に係る加飾フィルムは、立体成型性にも優れることから、例えば、立体成型及びインサート成型のような成型に用いられる、成型用加飾フィルムとして好適であり、立体成型用加飾フィルムとしてより好適である。
従来、反射層として無機化合物多層膜を用いる加飾フィルムでは、フィルムのたわみに無機化合物多層膜が追随できず、ハンドリング時に割れてしまう場合があった。これに対し、コレステリック液晶層を用いる態様とすることにより、ハンドリング性が上昇することを見出した。推定機構としては、無機化合物多層膜が無機化合物の凝集体のため硬くて脆い性質を有するのに対し、コレステリック液晶層はアルキル鎖を含む有機化合物であり柔軟性を有するためであると推定している。
コレステリック液晶層を有する加飾フィルムでは、層厚に依存して反射率が決定される性質のため、従来、所望の層厚により反射率を制御することができなかった。これに対して、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、前記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含むことにより、層中の可視光反射部の厚さを変化させて彩度(可視光線反射率)を任意に制御することができる。
また、可視光線反射層と不可視光線反射層との積層構造からなるコレステリック液晶層を有する加飾フィルムの場合、コレステリック液晶層内での剥離が生じやすい。そこで、可視光線反射部、及び、前記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む単層構造のコレステリック液晶層とすることで、層内剥離を抑制できることを本発明者らは見出した。機構として、積層構造の場合に、可視光線反射層と不可視光線反射層との間に親疎水性の差や弾性率差といった物性差が生じるが、単層構造とすることで物性差が低減され、領域間での親和性が向上し、剥離が生じにくくなると推定している。
本発明者らは、不可視光線反射部を、特定の配向を有さない非配向部として、反射率を制御する方法も検討した。しかしながら、この手法の場合、反射色が白みがかる故障が発生しやすい。原因として、次のように推定している。液晶を非配向=等方相状態とするためには、コレステリック液晶化合物を配向させる温度以上に高温に加熱する必要がある。その際に、未固定部分で相分離が発生して内部散乱を生じたり、固定部分のコレステリック配向構造が熱によって壊れたり、といったことが考えられる。未固定部分を、不可視光線を選択反射する領域とする場合は、等方相を形成する温度よりも低温で作製できるため、視認時に白みがかる故障を抑制できる。
コレステリック液晶層を有する加飾フィルムでは、層厚に依存して反射率が決定される性質のため、従来、所望の層厚により反射率を制御することができなかった。これに対して、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、前記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含むことにより、層中の可視光反射部の厚さを変化させて彩度(可視光線反射率)を任意に制御することができる。
また、可視光線反射層と不可視光線反射層との積層構造からなるコレステリック液晶層を有する加飾フィルムの場合、コレステリック液晶層内での剥離が生じやすい。そこで、可視光線反射部、及び、前記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む単層構造のコレステリック液晶層とすることで、層内剥離を抑制できることを本発明者らは見出した。機構として、積層構造の場合に、可視光線反射層と不可視光線反射層との間に親疎水性の差や弾性率差といった物性差が生じるが、単層構造とすることで物性差が低減され、領域間での親和性が向上し、剥離が生じにくくなると推定している。
本発明者らは、不可視光線反射部を、特定の配向を有さない非配向部として、反射率を制御する方法も検討した。しかしながら、この手法の場合、反射色が白みがかる故障が発生しやすい。原因として、次のように推定している。液晶を非配向=等方相状態とするためには、コレステリック液晶化合物を配向させる温度以上に高温に加熱する必要がある。その際に、未固定部分で相分離が発生して内部散乱を生じたり、固定部分のコレステリック配向構造が熱によって壊れたり、といったことが考えられる。未固定部分を、不可視光線を選択反射する領域とする場合は、等方相を形成する温度よりも低温で作製できるため、視認時に白みがかる故障を抑制できる。
[コレステリック液晶層]
本開示に係る加飾フィルムにおける上記コレステリック液晶層は、単層構造であり、かつ、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む。
本開示に係る加飾フィルムにおける上記コレステリック液晶層は、単層構造であり、かつ、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む。
本開示において、コレステリック液晶層が単層構造であることは、以下のようにコレステリック液晶層中に含まれる成分、特にカイラル剤が、以下の要件を満たすことにより示すものとする。
コレステリック液晶層が、コレステリック螺旋状に配列した液晶化合物と、カイラル剤Aとを含む場合、
コレステリック液晶層の厚みをdとし、
上記コレステリック液晶層の一方の表面側からd×1/10の深さ位置を第一位置、
上記コレステリック液晶層の一方の表面側からd×9/10の深さ位置を第二位置とした際に、
第一位置から第二位置に向かって、イオンビームを照射しながら飛行時間型2次イオン質量分析法で深さ方向の成分を分析し、上記カイラル剤A由来の2次イオン強度IAと、上記液晶化合物由来の2次イオン強度ICと、上記イオン強度の比IA/ICの、深さ方向におけるプロファイルをそれぞれ得て、
イオン強度比IA/ICの第一位置から第二位置までの深さ方向での平均を(IA/IC)Aveとした際に、上記第一位置と第二位置との間の領域のいずれの深さにおいても、イオン強度比IA/ICが下記の式を満たす場合、単層構造であるコレステリック液晶層とみなす。
(IA/IC)Ave×0.95≦IA/IC≦(IA/IC)Ave×1.05
コレステリック液晶層が、コレステリック螺旋状に配列した液晶化合物と、カイラル剤Aとを含む場合、
コレステリック液晶層の厚みをdとし、
上記コレステリック液晶層の一方の表面側からd×1/10の深さ位置を第一位置、
上記コレステリック液晶層の一方の表面側からd×9/10の深さ位置を第二位置とした際に、
第一位置から第二位置に向かって、イオンビームを照射しながら飛行時間型2次イオン質量分析法で深さ方向の成分を分析し、上記カイラル剤A由来の2次イオン強度IAと、上記液晶化合物由来の2次イオン強度ICと、上記イオン強度の比IA/ICの、深さ方向におけるプロファイルをそれぞれ得て、
イオン強度比IA/ICの第一位置から第二位置までの深さ方向での平均を(IA/IC)Aveとした際に、上記第一位置と第二位置との間の領域のいずれの深さにおいても、イオン強度比IA/ICが下記の式を満たす場合、単層構造であるコレステリック液晶層とみなす。
(IA/IC)Ave×0.95≦IA/IC≦(IA/IC)Ave×1.05
上記コレステリック液晶層は、面内方向において、上記可視光線反射部のみの部分を有していてもよいし、上記不可視光線反射部のみの部分を有していてもよい。
また、上記コレステリック液晶層は、厚さ方向において、上記可視光線反射部の厚さは一定であっても、異なっていてもよいが、異なる彩度を単一構造の層で表現できる観点から、上記可視光線反射部の厚さが互いに異なる複数の領域を面内方向に含むことが好ましい。また、上記不可視光線反射部においても同様である。
上記可視光線反射部の厚さは、上記コレステリック液晶層の面内方向において、0以上上記コレステリック液晶層の厚さ以下の任意の厚さであればよい。
上記可視光線反射部又は上記不可視光線反射部の形状は、特に制限はなく、任意の形状であればよく、所望の反射色、所望の意匠、及び、形成方法等に応じて、適宜選択することができる。
また、上記可視光線反射部と上記不可視光線反射部との界面の形状は、特に制限はなく、任意の形状であればよく、例えば、面内方向に平行な面であっても、面内方向に角度がついた面であっても、不定形上の面であってもよい。
また、上記コレステリック液晶層は、厚さ方向において、上記可視光線反射部の厚さは一定であっても、異なっていてもよいが、異なる彩度を単一構造の層で表現できる観点から、上記可視光線反射部の厚さが互いに異なる複数の領域を面内方向に含むことが好ましい。また、上記不可視光線反射部においても同様である。
上記可視光線反射部の厚さは、上記コレステリック液晶層の面内方向において、0以上上記コレステリック液晶層の厚さ以下の任意の厚さであればよい。
上記可視光線反射部又は上記不可視光線反射部の形状は、特に制限はなく、任意の形状であればよく、所望の反射色、所望の意匠、及び、形成方法等に応じて、適宜選択することができる。
また、上記可視光線反射部と上記不可視光線反射部との界面の形状は、特に制限はなく、任意の形状であればよく、例えば、面内方向に平行な面であっても、面内方向に角度がついた面であっても、不定形上の面であってもよい。
上記コレステリック液晶層は、厚さ方向において、上記可視光線反射部、及び、上記不可視光線反射部を、加飾フィルムの視認側から、上記可視光線反射部、及び、上記不可視光線反射部の順で有していても、上記不可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部の順で有していてもよいが、反射色の視認性の観点から、加飾フィルムの視認側から、上記不可視光線反射部、及び、上記可視光線反射部の順で有していることが好ましい。
また、上記コレステリック液晶層は、厚さ方向において、上記可視光線反射部、又は、上記不可視光線反射部を、2つ以上有していてもよいが、形成性の観点から、上記コレステリック液晶層は、面内方向において、上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部を厚み方向に有する部分、上記可視光線反射部のみの部分、並びに、上記不可視光線反射部のみの部分からなることが好ましい。
また、上記コレステリック液晶層は、厚さ方向において、上記可視光線反射部、又は、上記不可視光線反射部を、2つ以上有していてもよいが、形成性の観点から、上記コレステリック液晶層は、面内方向において、上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部を厚み方向に有する部分、上記可視光線反射部のみの部分、並びに、上記不可視光線反射部のみの部分からなることが好ましい。
上記可視光線反射部、及び、上記不可視光線反射部の厚さは、コレステリック液晶層の断面を走査電子顕微鏡(SEM;Scaning Electron Microscope)で観察して測定することができる。
また、コレステリック液晶層の厚さは、特に限定されないが、より適切な反射率を得る観点から、0.1μm~10μmであることが好ましく、0.3μm~8μmであることがより好ましく、0.5μm~6μmであることが更に好ましい。
また、コレステリック液晶層の厚さは、特に限定されないが、より適切な反射率を得る観点から、0.1μm~10μmであることが好ましく、0.3μm~8μmであることがより好ましく、0.5μm~6μmであることが更に好ましい。
上記可視光線反射部は、可視光線領域の波長を選択的に反射する、すなわち、選択反射性を有し、以下で定義される選択反射波長の中心波長(以下、単に「選択反射波長」ともいう。)を有することが好ましい。
本開示において「選択反射波長の中心波長」とは、対象となる物(部材)における反射率の極大値、かつ、最大値(以下、単に「最大反射率」ともいう。)をRmax(%)とした場合、下記の式で表される半値反射率R1/2(%)を示す2つの波長の平均値のことをいう。但し、上記2つの波長のうち一方の波長は、Rmaxを示す波長よりも短い波長を含む波長域における最大波長とし、上記2つの波長のうち他方の波長は、上記Rmaxを示す波長よりも長い波長を含む波長域における最小波長とする。
半値反射率を求める式:R1/2=Rmax÷2
半値反射率を求める式:R1/2=Rmax÷2
本開示において、反射率は、積分球装置を備えた分光光度計で測定される積分反射率である。分光光度計及び積分球として、それぞれ市販品を用いることができ、例えば、日本分光社製の分光光度計「V-670」、及び同社製の大型積分球装置「ILV-471」が挙げられる。
選択反射波長及び反射率は、反射スペクトルを特徴付けるものであり、色に寄与する。そのため、選択反射波長及び反射率の少なくとも一方を変化させることで、色を変化させることができる。
本開示において、選択反射波長が同じ反射スペクトルから得られる色を「同系統の色」と呼ぶことがあり、選択反射波長が異なる反射スペクトルから得られる色を「別系統の色」と呼ぶことがある。
例えば、選択反射波長を一定とし、反射率を変化させることにより、同系統の色で明暗を調節することができる。例えば、選択反射波長を460nm(青色)として、最大反射率を23%(暗青色)から48%(明青色)の間で制御することで、同系統の青色で明暗を調節することができる。
また、例えば、選択反射波長を変化させることで、別系統の色を得ることができる。例えば、選択反射波長を460nm(青色)から552nm(緑色)に変更することで、別系統の色である緑色を得ることができる。
本開示において、選択反射波長が同じ反射スペクトルから得られる色を「同系統の色」と呼ぶことがあり、選択反射波長が異なる反射スペクトルから得られる色を「別系統の色」と呼ぶことがある。
例えば、選択反射波長を一定とし、反射率を変化させることにより、同系統の色で明暗を調節することができる。例えば、選択反射波長を460nm(青色)として、最大反射率を23%(暗青色)から48%(明青色)の間で制御することで、同系統の青色で明暗を調節することができる。
また、例えば、選択反射波長を変化させることで、別系統の色を得ることができる。例えば、選択反射波長を460nm(青色)から552nm(緑色)に変更することで、別系統の色である緑色を得ることができる。
上記可視光線反射部は、選択反射波長を可視光領域(波長380nm~780nm)に有していればよい。
上記可視光線反射部と上記不可視光線反射部との差は、可視光領域に選択反射波長を有するか否かであり、上記可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチと上記不可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチと異なることが好ましく、上記可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチよりも、上記不可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチが長いことがより好ましい。
本開示に係る加飾フィルムにおける上記可視光線反射部の少なくとも1つの選択反射波長は、彩度の異なる緑色を単一構造である上記コレステリック液晶層により表現できる観点から、460nm~590nmであることが好ましく、480nm~580nmであることがより好ましく、500nm~570nmであることが更に好ましく、520nm~560nmであることが特に好ましい。
また、上記コレステリック液晶層は、複数の色を表現する観点から、上記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域を面内方向に含むことが好ましい。
各領域間の選択反射波長の差は、特に限定されず、所望の選択反射波長が得られるように適宜調節してよい。例えば、上記領域は、選択反射波長が15nm以上異なってよく、これにより、面内方向において色をより明瞭に変化させることができる。選択反射波長の差の上限は、例えば、850nmであってよい。
上記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域は、最大反射率が10%以上異なってよい。これにより、面内方向において色をより明瞭に変化させることができる。
また、選択反射波長が互いに異なる複数の領域は、最大反射率が10%以上異なってよい。これにより、面内方向において色をより明瞭に変化させることができる。
例えば、選択反射波長を一定として、最大反射率が10%以上異なる複数の領域をコレステリック液晶層に設けることにより、同系統の色でより明瞭な明暗をつけることができる。最大反射率の差の上限は、特に限定されず、例えば、90%であってよい。
上記可視光線反射部と上記不可視光線反射部との差は、可視光領域に選択反射波長を有するか否かであり、上記可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチと上記不可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチと異なることが好ましく、上記可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチよりも、上記不可視光線反射部におけるコレステリック液晶構造の螺旋ピッチが長いことがより好ましい。
本開示に係る加飾フィルムにおける上記可視光線反射部の少なくとも1つの選択反射波長は、彩度の異なる緑色を単一構造である上記コレステリック液晶層により表現できる観点から、460nm~590nmであることが好ましく、480nm~580nmであることがより好ましく、500nm~570nmであることが更に好ましく、520nm~560nmであることが特に好ましい。
また、上記コレステリック液晶層は、複数の色を表現する観点から、上記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域を面内方向に含むことが好ましい。
各領域間の選択反射波長の差は、特に限定されず、所望の選択反射波長が得られるように適宜調節してよい。例えば、上記領域は、選択反射波長が15nm以上異なってよく、これにより、面内方向において色をより明瞭に変化させることができる。選択反射波長の差の上限は、例えば、850nmであってよい。
上記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域は、最大反射率が10%以上異なってよい。これにより、面内方向において色をより明瞭に変化させることができる。
また、選択反射波長が互いに異なる複数の領域は、最大反射率が10%以上異なってよい。これにより、面内方向において色をより明瞭に変化させることができる。
例えば、選択反射波長を一定として、最大反射率が10%以上異なる複数の領域をコレステリック液晶層に設けることにより、同系統の色でより明瞭な明暗をつけることができる。最大反射率の差の上限は、特に限定されず、例えば、90%であってよい。
上記不可視光線反射部は、選択反射波長を可視光領域(波長380nm~780nm)に有していなければよい。
上記不可視光線反射部は、選択反射波長を紫外線領域(波長10nm以上380nm未満)又は赤外線領域(波長780nmを超え1mm以下)に有していることが好ましい。
中でも、上記不可視光線反射部は、視認角度により赤みを帯びることを抑制する観点から、紫外線を選択反射するか、又は、波長1,300nm以上の光を選択反射する、すなわち、上記不可視光線反射部の選択反射波長が、紫外線領域であるか、又は、1,300nm以上であることが好ましく、波長1,300nm以上の光を選択反射することがより好ましい。
上記不可視光線反射部は、選択反射波長を紫外線領域(波長10nm以上380nm未満)又は赤外線領域(波長780nmを超え1mm以下)に有していることが好ましい。
中でも、上記不可視光線反射部は、視認角度により赤みを帯びることを抑制する観点から、紫外線を選択反射するか、又は、波長1,300nm以上の光を選択反射する、すなわち、上記不可視光線反射部の選択反射波長が、紫外線領域であるか、又は、1,300nm以上であることが好ましく、波長1,300nm以上の光を選択反射することがより好ましい。
所望の色をより容易に得る観点から、コレステリック液晶層は、コレステリック液晶化合物を含む液晶層の硬化物であることが好ましい。「液晶層の硬化物」とは、液晶層に含まれる成分を含む液晶組成物の乾燥物及び重合硬化物を含む。
上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部は、コレステリック液晶化合物が配向していることが好ましい。
コレステリック液晶層中におけるコレステリック液晶化合物の配向の有無は、SEMを用いて、以下のようにして観察することができる。
上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部は、コレステリック液晶化合物が配向していることが好ましい。
コレステリック液晶層中におけるコレステリック液晶化合物の配向の有無は、SEMを用いて、以下のようにして観察することができる。
例えば、コレステリック液晶化合物を含む液晶層の硬化物であるコレステリック液晶層の断面をSEMで観察すると、コレステリック液晶化合物が配向したコレステリック配向部は、屈折率の変化に由来して、厚さ方向に明部と暗部とが積層した縞模様として観察される。一方、コレステリック液晶化合物が非配向の等方部では、縞模様が観察されない。
明部と暗部との繰り返し1周期分が、コレステリック液晶化合物の捩れの180度に対応している。よって、明部と暗部との繰り返し2周期分が、コレステリック液晶化合物の捩れの360度に対応する。すなわち、これら2つの明部と2つの暗部との幅が、コレステリック液晶化合物の螺旋ピッチ(単に「螺旋ピッチ」ともいう。)である。
螺旋ピッチは、選択反射波長に寄与する。すなわち、螺旋ピッチが長くなると、選択反射波長が長くなり、一方、螺旋ピッチが短くなると、選択反射波長は短くなる。そのため、螺旋ピッチを調節することで、上記可視光線反射部の選択反射波長又は上記不可視光線反射部の選択反射波長を制御できる。
明部と暗部との繰り返し1周期分が、コレステリック液晶化合物の捩れの180度に対応している。よって、明部と暗部との繰り返し2周期分が、コレステリック液晶化合物の捩れの360度に対応する。すなわち、これら2つの明部と2つの暗部との幅が、コレステリック液晶化合物の螺旋ピッチ(単に「螺旋ピッチ」ともいう。)である。
螺旋ピッチは、選択反射波長に寄与する。すなわち、螺旋ピッチが長くなると、選択反射波長が長くなり、一方、螺旋ピッチが短くなると、選択反射波長は短くなる。そのため、螺旋ピッチを調節することで、上記可視光線反射部の選択反射波長又は上記不可視光線反射部の選択反射波長を制御できる。
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶構造を有する層であることが好ましく、また、選択反射波長を容易に制御できる観点から、後述する感光性カイラル剤を含むことが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する各成分については、後述する本開示に係る加飾フィルムの製造方法において詳述する。
コレステリック液晶層を形成する各成分については、後述する本開示に係る加飾フィルムの製造方法において詳述する。
上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部を有するコレステリック液晶層の形成方法としては、特に制限はないが、コレステリック液晶構造における螺旋ピッチを変化させ上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部を形成する方法であることが好ましい。具体的には、例えば、感光性カイラル剤を光失活(又は光活性化)する方法、カイラル剤が液晶を捩る力(HTP:ヘリカルツイスティングパワー)に温度依存性があることを利用し、加熱してHTPを変化させる方法が挙げられる。
コレステリック液晶層の形成方法の詳細は、後述する本開示に係る加飾フィルムの製造方法において詳述する。
コレステリック液晶層の形成方法の詳細は、後述する本開示に係る加飾フィルムの製造方法において詳述する。
[基材]
加飾フィルムは、基材を含んでよい。これにより、加飾フィルムの強度を高めることができるため取り扱いがより容易となる。また、加飾フィルムが基材を含む場合、加飾フィルムを成型してなる成型体を構成する部材として基材を用いることができる。
加飾フィルムは、基材を含んでよい。これにより、加飾フィルムの強度を高めることができるため取り扱いがより容易となる。また、加飾フィルムが基材を含む場合、加飾フィルムを成型してなる成型体を構成する部材として基材を用いることができる。
加飾フィルムが基材を含む態様において、コレステリック液晶層は、基材上に直接設けられていてよく、他の層を介して設けられていてもよい。
基材の形状及び材質は、特に限定されず、所望に応じ適宜選択すればよい。加飾フィルムを成型する場合、成型容易性の観点から、基材は、樹脂基材であることが好ましい。
樹脂基材の材質として、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリルニトリル(PAN)、ポリイミド(PI)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、アクリル-ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、環状オレフィン-コポリマー(COC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセチルセルロース(TAC)、ウレタン樹脂、及びウレタン-アクリル樹脂が挙げられる。加飾フィルムの強度の観点、また、加飾フィルムを成型する場合の成型加工性の観点から、基材の材質は、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン-アクリル樹脂、ポリカーボネート、アクリル-ポリカーボネート樹脂及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。基材は、材質が異なる複数の樹脂層の積層体であってよい。
樹脂基材は、必要に応じ、添加剤を含有していてよい。添加剤としては、例えば、鉱油、炭化水素、脂肪酸、アルコール、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、金属石けん、天然ワックス、シリコーン等の潤滑剤;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機難燃剤;ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤等の有機難燃剤;金属粉、タルク、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、ガラス繊維、カーボン繊維、木粉等の有機又は無機の充填剤;酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、分散剤、カップリング剤、発泡剤、着色剤、及び主成分の樹脂以外の樹脂が挙げられる。
樹脂基材は、市販品であってよい。市販品としては、例えば、テクノロイ(登録商標)シリーズ(アクリル樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルム、又はアクリル樹脂/ポリカーボネート樹脂積層フィルム、住友化学社製)、ABSフィルム(オカモト社製)、ABSシート(積水成型工業社製)、テフレックス(登録商標)シリーズ(PETフィルム、帝人フィルムソリューション社製)、ルミラー(登録商標)易成型タイプ(PETフィルム、東レ社製)、及びピュアサーモ(ポリプロピレンフィルム、出光ユニテック社製)が挙げられる。
基材の厚さは、特に限定されないが、加飾フィルムの強度の観点、また、加飾フィルムを成型する場合の成型加工性の観点から、1μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましい。また、同様の観点から、基材の厚さは、300μm以下が好ましく、200μm以下がより好ましく、150μm以下が更に好ましい。
例えば、加飾フィルムが基材を含む場合、基材を含む加飾フィルムから基材を剥離したものを加飾フィルムとしてよい。
[着色層]
加飾フィルムは、着色層を含んでよい。これにより、所望の意匠を得ることがより容易となる。着色層は、着色剤を含む層である。着色層は、1層であってよく、2層以上であってもよい。
加飾フィルムは、着色層を含んでよい。これにより、所望の意匠を得ることがより容易となる。着色層は、着色剤を含む層である。着色層は、1層であってよく、2層以上であってもよい。
加飾フィルムにおいて、着色層の位置は、特に限定されず、所望の位置に設けてよい。例えば、着色層は、コレステリック液晶層上に設けられてもよい。また、加飾フィルムが基材を含む場合、基材のコレステリック液晶層が形成されている側とは反対側に設けられてよく、また、基材を含む加飾フィルムから基材を剥離したものを加飾フィルムとし、基材剥離後の加飾フィルムに設けられてよい。
着色層の全光透過率は、視認性の観点から、10%以下であることが好ましい。全光透過率は、分光光度計(例えば、(株)島津製作所製の分光光度計「UV-3100」)により測定することができる。
着色層の色は、特に限定されず、加飾フィルムの用途等に応じて適宜選択することができる。着色層の色としては、例えば、黒、灰、白、赤、橙、黄、緑、青、及び紫が挙げられる。また、着色層の色は、金属調の色であってもよい。
-着色剤-
着色剤は、顔料であってよく、染料であってもよい。耐久性の観点から、着色剤は、顔料であることが好ましい。着色層を金属調とするために、着色剤として、金属粒子、パール顔料等を用いてもよい。
着色剤は、顔料であってよく、染料であってもよい。耐久性の観点から、着色剤は、顔料であることが好ましい。着色層を金属調とするために、着色剤として、金属粒子、パール顔料等を用いてもよい。
顔料は、無機顔料であってもよく、有機顔料であってもよい。
無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、リトポン、軽質炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の白色顔料;カーボンブラック、チタンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、黒鉛等の黒色顔料;酸化鉄、バリウムイエロー、カドミウムレッド、及びクロムイエローが挙げられる。
無機顔料としては、特開2005-7765号公報の段落0015及び段落0114に記載の無機顔料も挙げられる。
有機顔料としては、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料;アゾレッド、アゾイエロー、アゾオレンジ等のアゾ系顔料;キナクリドンレッド、シンカシャレッド、シンカシャマゼンタ等のキナクリドン系顔料;ペリレンレッド、ペリレンマルーン等のペリレン系顔料;カルバゾールバイオレット、アントラピリジン、フラバンスロンイエロー、イソインドリンイエロー、インダスロンブルー、ジブロムアンザスロンレッド、アントラキノンレッド、及びジケトピロロピロールが挙げられる。
有機顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red 177、179、224、242、254、255、264等の赤色顔料、C.I.Pigment Yellow 138、139、150、180、185等の黄色顔料;C.I.Pigment Orange 36、38、71等の橙色顔料;C.I.Pigment Green 7、36、58等の緑色顔料;C.I.Pigment Blue 15:6等の青色顔料;及び、C.I.Pigment Violet 23等の紫色顔料が挙げられる。
有機顔料としては、特開2009-256572号公報の段落0093に記載の有機顔料も挙げられる。
顔料は、光透過性及び光反射性を有する顔料(いわゆる、光輝性顔料)であってもよい。光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、酸化アルミニウム、及びこれらの合金の金属製光輝性顔料、干渉マイカ顔料、ホワイトマイカ顔料、グラファイト顔料、並びに、ガラスフレーク顔料が挙げられる。光輝性顔料は、無着色のものであってよく、着色されたものであってもよい。
着色剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。2種以上の着色剤を用いる場合、無機顔料と有機顔料と組み合わせてもよい。
着色剤の含有量は、目的とする色発現の観点から、着色層の全量に対して、1質量%~50質量%であることが好ましく、5質量%~50質量%であることがより好ましく、10質量%~40質量%であることが特に好ましい。
-バインダー樹脂-
着色層は、強度、耐傷性、及び成型加工適正の観点から、バインダー樹脂を含むことが好ましい。バインダー樹脂の種類は、特に制限されない。バインダー樹脂は、所望の色を得る観点から、透明な樹脂であることが好ましく、具体的には、全光透過率が80%以上の樹脂であることが好ましい。全光透過率は、分光光度計(例えば、島津製作所社製の分光光度計「UV-3100」)により測定することができる。
着色層は、強度、耐傷性、及び成型加工適正の観点から、バインダー樹脂を含むことが好ましい。バインダー樹脂の種類は、特に制限されない。バインダー樹脂は、所望の色を得る観点から、透明な樹脂であることが好ましく、具体的には、全光透過率が80%以上の樹脂であることが好ましい。全光透過率は、分光光度計(例えば、島津製作所社製の分光光度計「UV-3100」)により測定することができる。
バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、及びポリオレフィンが挙げられる。バインダー樹脂は、単独重合体であってよく、共重合体であってもよい。
バインダー樹脂は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
バインダー樹脂の含有量は、成型加工性の観点から、着色層の全量に対して、5質量%~70質量%であることが好ましく、10質量%~60質量%であることがより好ましく、20質量%~60質量%であることが特に好ましい。
-分散剤-
着色層に含まれる着色剤、特に顔料の分散性を向上する観点から、着色層は、分散剤を含有してよい。分散剤が含まれると、着色層における着色剤の分散性が向上する。そのため、得られる加飾フィルムの色をより容易に均一にすることができる。
着色層に含まれる着色剤、特に顔料の分散性を向上する観点から、着色層は、分散剤を含有してよい。分散剤が含まれると、着色層における着色剤の分散性が向上する。そのため、得られる加飾フィルムの色をより容易に均一にすることができる。
分散剤は、着色剤の種類、形状等に応じて適宜選択することができ、高分子分散剤であることが好ましい。
高分子分散剤としては、例えば、シリコーンポリマー、アクリルポリマー、及びポリエステルポリマーが挙げられる。例えば、加飾フィルムに耐熱性を付与したい場合には、分散剤は、グラフト型シリコーンポリマー等のシリコーンポリマーであることが好ましい。
分散剤の重量平均分子量は、1,000~5,000,000であることが好ましく、2,000~3,000,000であることがより好ましく、2,500~3,000,000であることが特に好ましい。重量平均分子量が1,000以上であると、着色剤の分散性がより向上する。
分散剤は、市販品であってよい。分散剤の市販品としては、BASFジャパン社製のEFKA 4300(アクリル系高分子分散剤);花王社製のホモゲノールL-18、ホモゲノールL-95、及びホモゲノールL-100;日本ルーブリゾール社製の、ソルスパース20000、及びソルスパース24000;並びにビックケミー・ジャパン社製のDISPERBYK-110、DISPERBYK-164、DISPERBYK-180、及びDISPERBYK-182が挙げられる。なお、「ホモゲノール」、「ソルスパース」、及び「DISPERBYK」はいずれも登録商標である。
分散剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、1質量部~30質量部であることが好ましい。
-添加剤-
着色層は、上記の成分以外に、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤は、特に限定されず、例えば、特許第4502784号公報の段落0017、及び特開2009-237362号公報の段落0060~0071に記載の界面活性剤;特許第4502784号公報の段落0018に記載の熱重合防止剤(重合禁止剤ともいう。フェノチアジンが好ましく挙げられる。);並びに、特開2000-310706号公報の段落0058~0071に記載の添加剤が挙げられる。
着色層は、上記の成分以外に、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤は、特に限定されず、例えば、特許第4502784号公報の段落0017、及び特開2009-237362号公報の段落0060~0071に記載の界面活性剤;特許第4502784号公報の段落0018に記載の熱重合防止剤(重合禁止剤ともいう。フェノチアジンが好ましく挙げられる。);並びに、特開2000-310706号公報の段落0058~0071に記載の添加剤が挙げられる。
-厚さ-
着色層の厚さは、特に限定されないが、視認性及び立体成型性の観点から、0.5μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、3μm~50μmであることが更に好ましく、3μm~20μmであることが特に好ましい。
着色層が2層以上である場合、各着色層がそれぞれ独立に、上記厚さの範囲であることが好ましい。
着色層の厚さは、特に限定されないが、視認性及び立体成型性の観点から、0.5μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、3μm~50μmであることが更に好ましく、3μm~20μmであることが特に好ましい。
着色層が2層以上である場合、各着色層がそれぞれ独立に、上記厚さの範囲であることが好ましい。
-着色層の形成方法-
着色層の形成方法としては、例えば、着色層形成用組成物を用いる方法、着色されたフィルムを貼り合せる方法等が挙げられる。中でも、着色層の形成方法は、着色層形成用組成物を用いる方法が好ましい。
着色層の形成方法としては、例えば、着色層形成用組成物を用いる方法、着色されたフィルムを貼り合せる方法等が挙げられる。中でも、着色層の形成方法は、着色層形成用組成物を用いる方法が好ましい。
着色層形成用組成物を用いて着色層を形成する方法としては、着色層形成用組成物を塗布して着色層を形成する方法、例えば、着色層形成用組成物を印刷して着色層を形成する方法が挙げられる。印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、及びオフセット印刷が挙げられる。
着色層形成用組成物は、着色剤と、必要に応じて、バインダー樹脂、分散剤及び添加剤の少なくとも1つとを含むものであってよい。各成分の種類は、着色層について上述したものであってよい。
着色剤の含有量は、着色層形成用組成物の全固形分量に対して、1質量%~50質量%であることが好ましく、5質量%~50質量%であることがより好ましく、10質量%~40質量%であることが特に好ましい。
バインダー樹脂の含有量は、着色層形成用組成物の全固形分量に対して、5質量%~70質量%であることが好ましく、10質量%~60質量%であることがより好ましく、20質量%~60質量%であることが特に好ましい。
分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、1質量部~30質量部であることが好ましい。
着色剤の含有量は、着色層形成用組成物の全固形分量に対して、1質量%~50質量%であることが好ましく、5質量%~50質量%であることがより好ましく、10質量%~40質量%であることが特に好ましい。
バインダー樹脂の含有量は、着色層形成用組成物の全固形分量に対して、5質量%~70質量%であることが好ましく、10質量%~60質量%であることがより好ましく、20質量%~60質量%であることが特に好ましい。
分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、1質量部~30質量部であることが好ましい。
着色層は、着色層形成用組成物を硬化してなる層であってもよく、例えば、重合性化合物及び重合開始剤を含む着色層形成用組成物を用いてよい。重合性化合物及び重合開始剤は、特に限定されず、公知の重合性化合物及び公知の重合開始剤を用いてよい。重合性化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。重合開始剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
着色層形成用組成物は、塗布をより容易にする観点から、有機溶剤を含んでよい。有機溶剤は、特に限定されず、公知の有機溶剤を適用することができる。有機溶剤としては、例えば、アルコール、エステル、エーテル、ケトン、及び芳香族炭化水素が挙げられる。有機溶剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
有機溶剤の含有量は、着色層形成用組成物の全量に対して、5質量%~90質量%であることが好ましく、30質量%~70質量%であることがより好ましい。
着色層形成用組成物として、例えば、naxレアルシリーズ、naxアドミラシリーズ、及びnaxマルチシリーズ(日本ペイント社製);レタンPGシリーズ(関西ペイント社製)等の市販の塗料を用いてよい。
着色層形成用組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、着色剤等の各成分を混合することにより着色層形成用組成物を調製してよい。また、着色層形成用組成物が着色剤として顔料を含む場合、顔料の均一分散性及び分散安定性をより高める観点から、顔料と分散剤とを含む顔料分散液を予め調製し、顔料分散液に他の成分を混合することにより、着色層形成用組成物を調製することが好ましい。
[配向層]
加飾フィルムは、配向層を有してよい。配向層は、加飾フィルムの形成の際、光反射部中のコレステリック液晶化合物の分子をより容易に配向させるために用いられる。
加飾フィルムは、配向層を有してよい。配向層は、加飾フィルムの形成の際、光反射部中のコレステリック液晶化合物の分子をより容易に配向させるために用いられる。
配向層は、例えば、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等によって設けられる。配向層としては、電場の付与、磁場の付与、又は光照射により配向機能が生じる配向層も挙げられる。
配向層の厚さは、特に限定されないが、0.01μm~10μmであることが好ましい。
基材、及び、下地の種類によっては、配向層を別途設けることなく、基材又は下地を配向層とすることができる。
例えば、基材を直接配向処理(例えば、ラビング処理)することで、配向層として機能させることができる。直接配向処理可能な基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる層が挙げられ、後述の要領でラビング処理を施してよい。
例えば、基材を直接配向処理(例えば、ラビング処理)することで、配向層として機能させることができる。直接配向処理可能な基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる層が挙げられ、後述の要領でラビング処理を施してよい。
以下、配向層の好ましい例として、ラビング処理配向層及び光配向層について説明する。
-ラビング処理配向層-
ラビング処理配向層は、例えば、液晶組成物が塗布される下地の表面に対して、ラビング処理を行うことで形成される。ラビング処理は、例えば、ポリマーを主成分とする膜の表面を、紙又は布で一定方向に擦ることにより行うことができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」(丸善社発行、平成12年10月30日)に記載されている。
ラビング処理配向層は、例えば、液晶組成物が塗布される下地の表面に対して、ラビング処理を行うことで形成される。ラビング処理は、例えば、ポリマーを主成分とする膜の表面を、紙又は布で一定方向に擦ることにより行うことができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」(丸善社発行、平成12年10月30日)に記載されている。
上記のようなポリマーを主成分とする膜を形成する配向層用ポリマーとしては、例えば、特開平8-338913号公報の段落0022に記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリ(N-メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、及びポリカーボネートが挙げられる。また、配向層用ポリマーは、シランカップリング剤であってもよい。配向層用ポリマーは、水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N-メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、又は変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールがより好ましく、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。
ラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」(丸善社発行)に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度(L)は、下記式(A)で定量化されている。
式(A) L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm;revolutions per minute)、vはステージ移動速度(秒速)である。
式(A) L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm;revolutions per minute)、vはステージ移動速度(秒速)である。
ラビング密度を高くする方法としては、ラビング回数を増やす方法、ラビングローラーの接触長を長くする方法、ローラーの半径を大きくする方法、ローラーの回転数を大きくする方法、及びステージ移動速度を遅くする方法が挙げられる。一方、ラビング密度を低くする方法としては、ラビング回数を減らす方法、ラビングローラーの接触長を短くする方法、ローラーの半径を小さくする方法、ローラーの回転数を小さくする方法、及びステージ移動速度を速くする方法が挙げられる。また、ラビング処理の際の条件としては、特許第4052558号公報の記載を参照することもできる。
-光配向層-
光照射により形成される光配向層に用いられる光配向材料としては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号公報、及び特許第4151746号公報に記載のアゾ化合物;特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物;特開2002-265541号公報、及び特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/又はアルケニル置換ナジイミド化合物;特許第4205195号及び特許第4205198号公報に記載の光架橋性シラン誘導体;並びに、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報、及び特許第4162850号公報に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又は、エステルが挙げられる。中でも、光配向材料は、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又はエステルであることが好ましい。
光照射により形成される光配向層に用いられる光配向材料としては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号公報、及び特許第4151746号公報に記載のアゾ化合物;特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物;特開2002-265541号公報、及び特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/又はアルケニル置換ナジイミド化合物;特許第4205195号及び特許第4205198号公報に記載の光架橋性シラン誘導体;並びに、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報、及び特許第4162850号公報に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又は、エステルが挙げられる。中でも、光配向材料は、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又はエステルであることが好ましい。
光配向材料から形成した層に、直線偏光照射又は非偏光照射を施し、光配向層を製造する。
本開示において、「直線偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じさせるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光は、ピーク波長が200nm~700nmの光であることが好ましく、ピーク波長が400nm以下の紫外線であることがより好ましい。
光照射に用いる光源としては、公知の光源、例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー(例えば、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、又はYAGレーザー)、発光ダイオード、及び陰極線管が挙げられる。
直線偏光を得る方法としては、偏光板(例えば、ヨウ素偏光板、二色色素偏光板、又はワイヤーグリッド偏光板)を用いる方法、プリズム系素子(例えば、グラントムソンプリズム)又はブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、及び偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が挙げられる。また、フィルター又は波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
照射する光が直線偏光の場合、配向層の上面若しくは裏面から、配向層表面に対して垂直方向、又は斜め方向に光を照射する方法が挙げられる。光の入射角度は、光配向材料によって異なるが、配向層に対して、0°~90°(垂直)であることが好ましく、40°~90°であることがより好ましい。
非偏光を利用する場合には、配向層の上面若しくは裏面から、斜め方向に非偏光を照射する。入射角度は、10°~80°であることが好ましく、20°~60°であることがより好ましく、30°~50°であることが更に好ましい。照射時間は、1分~60分であることが好ましく、1分~10分であることがより好ましい。
[その他の層]
加飾フィルムは、コレステリック液晶層、着色層及び配向層以外のその他の層を有していてもよい。
加飾フィルムは、コレステリック液晶層、着色層及び配向層以外のその他の層を有していてもよい。
その他の層としては、加飾フィルムにおいて公知の層である、保護層、粘着層、紫外線吸収層、自己修復層、帯電防止層、防汚層、防電磁波層、導電性層等が挙げられる。
その他の層は公知の方法により形成することができる。例えば、これらの層に含まれる成分を含む組成物(層形成用組成物)を層状に付与し、乾燥する方法が挙げられる。
<加飾フィルムの製造方法>
本開示に係る加飾フィルムの製造方法は、基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程(以下、「液晶材料工程」ともいう。)、上記光硬化性のコレステリック液晶層に、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して上記第1光を照射して、上記光硬化性のコレステリック液晶層の一部を硬化させる工程(以下、「第1露光硬化工程」ともいう。)、上記光硬化性のコレステリック液晶層の未硬化部の選択反射波長を変化させる工程(以下、「波長変化工程」ともいう。)、及び、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程(以下、「第2露光硬化工程」ともいう。)を含む。
本開示に係る加飾フィルムは、本開示に係る加飾フィルムの製造方法により製造されたものであることが好ましい。
本開示に係る加飾フィルムの製造方法は、基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程(以下、「液晶材料工程」ともいう。)、上記光硬化性のコレステリック液晶層に、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して上記第1光を照射して、上記光硬化性のコレステリック液晶層の一部を硬化させる工程(以下、「第1露光硬化工程」ともいう。)、上記光硬化性のコレステリック液晶層の未硬化部の選択反射波長を変化させる工程(以下、「波長変化工程」ともいう。)、及び、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程(以下、「第2露光硬化工程」ともいう。)を含む。
本開示に係る加飾フィルムは、本開示に係る加飾フィルムの製造方法により製造されたものであることが好ましい。
また、本開示に係る加飾フィルムの製造方法は、光硬化性のコレステリック液晶層を加熱してコレステリック液晶相とする工程(以下、「第1加熱工程」ともいう。)を含むことが好ましい。
[液晶材料準備工程]
液晶材料準備工程は、基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程である。
液晶材料準備工程は、基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程である。
-基材-
基材は、上述したものを用いることができる。
基材は、上述したものを用いることができる。
-光硬化性のコレステリック液晶層-
光重合性のコレステリック液晶層は、コレステリック液晶化合物を含み、必要に応じて、後述するカイラル化合物等の他の成分を含んでよい。
光重合性のコレステリック液晶層は、コレステリック液晶化合物を含み、必要に応じて、後述するカイラル化合物等の他の成分を含んでよい。
-コレステリック液晶化合物-
コレステリック液晶化合物は、特に限定されず、反応性基を有するコレステリック液晶化合物、又は反応性基を有しないコレステリック液晶化合物のいずれであってもよい。コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、コレステリック液晶化合物は、反応性基を有するコレステリック液晶化合物を含むことが好ましい。反応性基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、及びアミノ基が挙げられる。反応性基の架橋機構としては、例えば、縮合反応、水素結合、及び、重合が挙げられる。
コレステリック液晶化合物は、特に限定されず、反応性基を有するコレステリック液晶化合物、又は反応性基を有しないコレステリック液晶化合物のいずれであってもよい。コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、コレステリック液晶化合物は、反応性基を有するコレステリック液晶化合物を含むことが好ましい。反応性基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、及びアミノ基が挙げられる。反応性基の架橋機構としては、例えば、縮合反応、水素結合、及び、重合が挙げられる。
コレステリック液晶化合物は、架橋機構の異なる2種以上の反応性基を含んでよい。液晶層が、コレステリック液晶化合物として、架橋機構の異なる2種以上の反応性基を有するコレステリック液晶化合物を含む場合、反応性の観点から、上記2種以上の反応性基のうち、少なくとも1種の反応性基の架橋機構が重合であることが好ましい。すなわち、2種以上の反応性基のうち、少なくとも1種は重合性基であることが好ましい。
重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基が挙げられる。
コレステリック液晶化合物が、重合性基を2つ以上有するコレステリック液晶化合物を含む場合、反応性の観点、及びコレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、上記2つ以上の重合性基のうち、少なくとも1つの重合性基がラジカル重合性基であることが好ましい。コレステリック液晶化合物が、重合性基を2つ以上有するコレステリック液晶化合物を含む場合、ラジカル重合性基とカチオン重合性基との組み合わせが好ましい。中でも、反応をより容易に制御する観点から、重合性基の組み合わせとして、ラジカル重合性基がビニル基又は(メタ)アクリロイル基であり、カチオン重合性基がエポキシ基、オキセタニル基又はビニルエーテル基である組み合わせが特に好ましい。
コレステリック液晶化合物が、重合性基を2つ以上有するコレステリック液晶化合物を含む場合、反応性の観点、及びコレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、上記2つ以上の重合性基のうち、少なくとも1つの重合性基がラジカル重合性基であることが好ましい。コレステリック液晶化合物が、重合性基を2つ以上有するコレステリック液晶化合物を含む場合、ラジカル重合性基とカチオン重合性基との組み合わせが好ましい。中でも、反応をより容易に制御する観点から、重合性基の組み合わせとして、ラジカル重合性基がビニル基又は(メタ)アクリロイル基であり、カチオン重合性基がエポキシ基、オキセタニル基又はビニルエーテル基である組み合わせが特に好ましい。
以下、反応性基の具体例を示す。なお、Etはエチル基を表し、n-Prはn-プロピル基を表す。
コレステリック液晶化合物の形状は、特に限定されず、コレステリック液晶化合物は、棒状コレステリック液晶化合物であってよく、円盤状コレステリック液晶化合物であってもよい。コレステリック配向部の螺旋ピッチをより容易に調整する観点、また、反射率及び色の経時変化をより容易に抑制する観点から、コレステリック液晶化合物は、棒状コレステリック液晶化合物であることが好ましい。
棒状コレステリック液晶化合物としては、アゾメチン系化合物、アゾキシ系化合物、シアノビフェニル系化合物、シアノフェニルエステル系化合物、安息香酸エステル系化合物、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系化合物、シアノフェニルシクロヘキサン系化合物、シアノ置換フェニルピリミジン系化合物、アルコキシ置換フェニルピリミジン系化合物、フェニルジオキサン系化合物、トラン系化合物及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル系化合物が挙げられる。棒状コレステリック液晶化合物は、低分子コレステリック液晶化合物であってもよく、高分子コレステリック液晶化合物であってもよい。高分子コレステリック液晶化合物は、反応性基を有する低分子コレステリック液晶化合物が重合した高分子化合物である。棒状コレステリック液晶化合物としては、特開2008-281989号公報、特表平11-513019号公報(国際公開第97/00600号)又は特表2006-526165号公報に記載のものが挙げられる。
以下、棒状コレステリック液晶化合物の具体例を示す。但し、棒状コレステリック液晶化合物は、これらに限定されるものではない。なお、以下に示す化合物は、特表平11-513019号公報(国際公開第97/00600号)に記載の方法で合成することができる。
円盤状コレステリック液晶化合物としては、モノマー等の低分子量の円盤状コレステリック液晶化合物、及び重合性の円盤状コレステリック液晶化合物が挙げられる。
円盤状コレステリック液晶化合物の例としては、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体;C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physicslett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体;B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体;並びに、J.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、及びJ.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系又はフェニルアセチレン系マクロサイクルが挙げられる。
上記例示した円盤状コレステリック液晶化合物には、上記各種構造を分子中心の円盤状の母核とし、直鎖アルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等の基(L)が放射線状に置換された構造を有し、液晶性を示し、一般的に円盤状液晶とよばれる液晶化合物が含まれる。このような分子の集合体が一様に配向した場合は負の一軸性を示すが、円盤状コレステリック液晶化合物は、この記載に限定されるものではない。
更に、円盤状コレステリック液晶化合物の例としては、特開2008-281989号公報の段落0061~段落0075に記載のものが挙げられる。
コレステリック液晶化合物として、反応性基を有する円盤状コレステリック液晶化合物を用いる場合、硬化された液晶膜において、水平配向、垂直配向、傾斜配向、及び捩れ配向のいずれの配向状態で固定されていてもよい。
コレステリック液晶化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
コレステリック液晶化合物の含有量は、コレステリック液晶層の反射率をより高める観点から、光重合性のコレステリック液晶層の全固形分量に対して、30質量%~100質量%であることが好ましく、40質量%~95質量%であることがより好ましく、50質量%~90質量%であることが更に好ましい。
コレステリック液晶化合物の含有量は、コレステリック液晶層の反射率をより高める観点から、光重合性のコレステリック液晶層の全固形分量に対して、30質量%~100質量%であることが好ましく、40質量%~95質量%であることがより好ましく、50質量%~90質量%であることが更に好ましい。
-カイラル化合物-
光重合性のコレステリック液晶層又はコレステリック液晶層は、コレステリック配向層形成の容易性、及び螺旋ピッチの調整容易性の観点から、カイラル化合物(すなわち、光学活性化合物)を含むことが好ましい。カイラル化合物は、コレステリック液晶化合物について螺旋構造を誘起する機能を有する。
カイラル化合物は、誘起する螺旋のよじれ方向又は螺旋ピッチが液晶化合物によって異なるため、目的に応じて選択すればよい。カイラル化合物は、特に限定されず、公知の化合物(例えば、「液晶デバイスハンドブック」、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super-twisted nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載された化合物)、イソソルビド、及びイソマンニド誘導体を用いることができる。カイラル化合物は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物もカイラル化合物として用いることができる。軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例には、ビナフチル化合物、ヘリセン化合物、及びパラシクロファン化合物が好ましく挙げられる。
カイラル化合物としては、例えば、感光性カイラル剤及び重合性カイラル化合物が挙げられる。
光重合性のコレステリック液晶層又はコレステリック液晶層は、コレステリック配向層形成の容易性、及び螺旋ピッチの調整容易性の観点から、カイラル化合物(すなわち、光学活性化合物)を含むことが好ましい。カイラル化合物は、コレステリック液晶化合物について螺旋構造を誘起する機能を有する。
カイラル化合物は、誘起する螺旋のよじれ方向又は螺旋ピッチが液晶化合物によって異なるため、目的に応じて選択すればよい。カイラル化合物は、特に限定されず、公知の化合物(例えば、「液晶デバイスハンドブック」、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super-twisted nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載された化合物)、イソソルビド、及びイソマンニド誘導体を用いることができる。カイラル化合物は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物もカイラル化合物として用いることができる。軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例には、ビナフチル化合物、ヘリセン化合物、及びパラシクロファン化合物が好ましく挙げられる。
カイラル化合物としては、例えば、感光性カイラル剤及び重合性カイラル化合物が挙げられる。
カイラル化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
液晶層がカイラル化合物を含む場合、カイラル化合物の含有量は、目的とする反射波長をより容易に得る観点から、液晶層の全固形分量に対して、1質量%~20質量%であることが好ましく、1質量%~15質量%であることがより好ましく、1質量%~10質量%であることが更に好ましい。
--感光性カイラル剤--
上記コレステリック液晶層は、光異性化カイラル剤を含むことが好ましい。
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性カイラル剤について詳述する。
なお、カイラル剤の螺旋誘起力(HTP)は、下記式(A)で表される螺旋配向能力を示すファクターである。
式(A) HTP=1/(螺旋ピッチの長さ(単位:μm)×液晶化合物に対するカイラル剤の濃度(質量%))[μm-1]
螺旋ピッチの長さとは、コレステリック液晶相の螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)の長さをいい、液晶便覧(丸善株式会社出版)の196ページに記載の方法で測定できる。
上記コレステリック液晶層は、光異性化カイラル剤を含むことが好ましい。
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性カイラル剤について詳述する。
なお、カイラル剤の螺旋誘起力(HTP)は、下記式(A)で表される螺旋配向能力を示すファクターである。
式(A) HTP=1/(螺旋ピッチの長さ(単位:μm)×液晶化合物に対するカイラル剤の濃度(質量%))[μm-1]
螺旋ピッチの長さとは、コレステリック液晶相の螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)の長さをいい、液晶便覧(丸善株式会社出版)の196ページに記載の方法で測定できる。
光照射により螺旋誘起力が変化する感光性カイラル剤(以下、単に「カイラル剤A」ともいう。)は、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。カイラル剤Aは、一般に不斉炭素原子を含む場合が多い。なお、カイラル剤Aは、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物であってもよい。
カイラル剤Aは、光照射によって螺旋誘起力が増加するカイラル剤であってもよいし、減少するカイラル剤であってもよい。なかでも、光照射により螺旋誘起力が減少するカイラル剤であることが好ましい。
なお、本明細書において「螺旋誘起力の増加及び減少」とは、カイラル剤Aの初期(光照射前)の螺旋方向を「正」としたときの増減を表す。したがって、光照射により螺旋誘起力が減少し続け、0を超えて螺旋方向が「負」となった場合(つまり、初期(光照射前)の螺旋方向とは逆の螺旋方向の螺旋を誘起する場合)にも、「螺旋誘起力が減少するカイラル剤」に該当する。
なお、本明細書において「螺旋誘起力の増加及び減少」とは、カイラル剤Aの初期(光照射前)の螺旋方向を「正」としたときの増減を表す。したがって、光照射により螺旋誘起力が減少し続け、0を超えて螺旋方向が「負」となった場合(つまり、初期(光照射前)の螺旋方向とは逆の螺旋方向の螺旋を誘起する場合)にも、「螺旋誘起力が減少するカイラル剤」に該当する。
カイラル剤Aとしては、いわゆる光反応型カイラル剤が挙げられる。光反応型カイラル剤とは、カイラル部位と光照射によって構造変化する光反応部位を有し、例えば、照射量に応じて液晶化合物の捩れ力を大きく変化させる化合物である。
光照射によって構造変化する光反応部位の例としては、フォトクロミック化合物(内田欣吾、入江正浩、化学工業、vol.64、640p,1999、内田欣吾、入江正浩、ファインケミカル、vol.28(9)、15p,1999)などが挙げられる。また、上記構造変化とは、光反応部位への光照射により生ずる、分解、付加反応、異性化、ラセミ化、[2+2]光環化及び2量化反応などを意味し、上記構造変化は不可逆的であっ
てもよい。また、カイラル部位としては、例えば、野平博之、化学総説、No.22液晶の化学、73p:1994に記載の不斉炭素などが相当する。
光照射によって構造変化する光反応部位の例としては、フォトクロミック化合物(内田欣吾、入江正浩、化学工業、vol.64、640p,1999、内田欣吾、入江正浩、ファインケミカル、vol.28(9)、15p,1999)などが挙げられる。また、上記構造変化とは、光反応部位への光照射により生ずる、分解、付加反応、異性化、ラセミ化、[2+2]光環化及び2量化反応などを意味し、上記構造変化は不可逆的であっ
てもよい。また、カイラル部位としては、例えば、野平博之、化学総説、No.22液晶の化学、73p:1994に記載の不斉炭素などが相当する。
カイラル剤Aとしては、例えば、特開2001-159709号公報の段落0044~0047に記載の光反応型カイラル剤、特開2002-179669号公報の段落0019~0043に記載の光学活性化合物、特開2002-179633号公報の段落0020~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-179670号公報の段落0016~0040に記載の光学活性化合物、特開2002-179668号公報の段落0017~0050に記載の光学活性化合物、特開2002-180051号公報の段落0018~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-338575号公報の段落0016~0055に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2002-080478号公報の段落0023~0032に記載の光反応型光学活性化合物、特開2002-080851号公報の段落0019~0029に記載の光反応型カイラル剤、特開2002-179681号公報の段落0022~0049に記載の光学活性化合物、特開2002-302487号公報の段落0015~0044に記載の光学活性化合物、特開2002-338668号公報の段落0015~0050に記載の光学活性ポリエステル、特開2003-055315号公報の段落0019~0041に記載のビナフトール誘導体、特開2003-073381号公報の段落0008~0043に記載の光学活性フルギド化合物、特開2003-306490号公報の段落0015~0057に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-306491号公報の段落0015~0041に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313187号公報の段落0015~0049に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313188号公報の段落0015~0057に記載の光学活性イソマンニド誘導体、特開2003-313189号公報の段落0015~0049に記載の光学活性イソソルビド誘導体、特開2003-313292号公報の段落0015~0052に記載の光学活性ポリエステル/アミド、国際公開第2018/194157号の段落0012~0053に記載の光学活性化合物、及び、特開2002-179682号公報の段落0020~0049に記載の光学活性化合物などが挙げられる。
カイラル剤Aとしては、中でも、光異性化部位を少なくとも有する化合物が好ましく、光異性化部位は光異性化可能な二重結合を有することがより好ましい。上記光異性化可能な二重結合を有する光異性化部位としては、光異性化が起こりやすく、かつ、光照射前後の螺旋誘起力差が大きいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位又はスチルベン部位が好ましく、更に可視光の吸収が小さいという点で、シンナモイル部位、カルコン部位又はスチルベン部位がより好ましい。なお、光異性化部位は、上述した光照射によって構造変化する光反応部位に該当する。
また、カイラル剤Aは、初期(光照射前)の螺旋誘起力が高く、かつ、光照射による螺旋誘起力の変化量がより優れる点で、トランス型の光異性化可能な二重結合を有していることが好ましい。
また、カイラル剤Aは、初期(光照射前)の螺旋誘起力が低く、かつ、光照射による螺旋誘起力の変化量がより優れる点で、シス型の光異性化可能な二重結合を有していることが好ましい。
また、カイラル剤Aは、初期(光照射前)の螺旋誘起力が低く、かつ、光照射による螺旋誘起力の変化量がより優れる点で、シス型の光異性化可能な二重結合を有していることが好ましい。
カイラル剤Aは、ビナフチル部分構造、イソソルビド部分構造(イソソルビドに由来する部分構造)、及び、イソマンニド部分構造(イソマンニドに由来する部分構造)よりなる群から選ばれるいずれかの部分構造を有していることが好ましい。なお、ビナフチル部分構造、イソソルビド部分構造、及び、イソマンニド部分構造とは、各々以下の構造を意図する。
ビナフチル部分構造中の実線と破線が平行している部分は、一重結合又は二重結合を表す。なお、以下に示す構造において、*は、結合位置を表す。
ビナフチル部分構造中の実線と破線が平行している部分は、一重結合又は二重結合を表す。なお、以下に示す構造において、*は、結合位置を表す。
カイラル剤Aは、重合性基を有していてもよい。重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基又は環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、又は、アリル基が更に好ましい。
カイラル剤Aとしては、式(C)で表される化合物が好ましい。
式(C) R-L-R
Rは、それぞれ独立に、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位、及び、スチルベン部位からなる群から選択される少なくとも1つの部位を有する基を表す。
Lは、式(D)で表される構造から2個の水素原子を除いた形成される2価の連結基(上記ビナフチル部分構造から2個の水素原子を除いて形成される2価の連結基)、式(E)で表される2価の連結基(上記イソソルビド部分構造からなる2価の連結基)、又は、式(F)で表される2価の連結基(上記イソマンニド部分構造からなる2価の連結基)を表す。
式(E)及び式(F)中、*は結合位置を表す。
式(C) R-L-R
Rは、それぞれ独立に、シンナモイル部位、カルコン部位、アゾベンゼン部位、及び、スチルベン部位からなる群から選択される少なくとも1つの部位を有する基を表す。
Lは、式(D)で表される構造から2個の水素原子を除いた形成される2価の連結基(上記ビナフチル部分構造から2個の水素原子を除いて形成される2価の連結基)、式(E)で表される2価の連結基(上記イソソルビド部分構造からなる2価の連結基)、又は、式(F)で表される2価の連結基(上記イソマンニド部分構造からなる2価の連結基)を表す。
式(E)及び式(F)中、*は結合位置を表す。
上述したカイラル剤Aが少なくとも用いられることが好ましい。コレステリック液晶層の形成には、カイラル剤Aを2種以上用いる態様であってもよいし、少なくとも1種のカイラル剤Aと少なくとも1種の光照射により螺旋誘起力が変化しないカイラル剤(以下、単に「カイラル剤B」ともいう。)とを用いる態様であってもよい。
カイラル剤Aのモル吸光係数は、特に制限されないが、後述する波長変化工程で照射される光の波長(例えば、365nm)におけるモル吸光係数は100L/(mol・cm)~100,000L/(mol・cm)が好ましく、500L/(mol・cm)~50,000L/(mol・cm)がより好ましい。
コレステリック液晶層中のカイラル剤A及びカイラル剤Bの各含有量は、形成しようとする選択反射波長に応じて適宜設定され得る。なお、コレステリック液晶層中のらせんピッチはカイラル剤A及びカイラル剤Bの螺旋誘起力、その添加濃度、及び、液晶層温度に大きく依存するため、これらを調節することによって液晶層の反射色を制御することができる。
コレステリック液晶層中におけるカイラル剤の合計含有量(全てのカイラル剤の総含有量)は特に制限されないが、目的とする選択反射波長をより容易に得る観点から、光重合性のコレステリック液晶層の全固形分量、又は、コレステリック液晶層の全質量に対して、1.0質量%超が好ましく、2.0質量%以上がより好ましく、3.0質量%以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、液晶化合物との相分離を防ぐ点で、50質量%以下が好ましく、48質量%以下がより好ましく、45質量%以下が更に好ましい。
--重合性カイラル化合物--
光重合性のコレステリック液晶層は、コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、カイラル化合物として、重合性カイラル化合物を含んでよい。重合性カイラル化合物は、重合性基を有するカイラル化合物を意味する。ここでいう重合性カイラル化合物は、光異性化構造を有しないものとし、感光性カイラル剤とは区別される。
光重合性のコレステリック液晶層は、コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定する観点から、カイラル化合物として、重合性カイラル化合物を含んでよい。重合性カイラル化合物は、重合性基を有するカイラル化合物を意味する。ここでいう重合性カイラル化合物は、光異性化構造を有しないものとし、感光性カイラル剤とは区別される。
重合性カイラル化合物が有する重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基が挙げられる。重合性基は、エチレン性不飽和基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、エチレン性不飽和基であることがより好ましい。
重合性カイラル化合物は、不斉炭素原子を含む化合物であることが好ましいが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物又は面性不斉化合物であってもよい。軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン及びこれらの誘導体が含まれる。
光硬化性のコレステリック液晶層が重合性基を有するコレステリック液晶化合物を含む場合、重合性カイラル化合物は、コレステリック液晶化合物が有する重合性基と同種の重合性基を含むことが好ましい。例えば、コレステリック液晶化合物がラジカル重合性基を有する場合、重合性カイラル化合物もラジカル重合性基を含むことが好ましい。これにより、重合性基を有するコレステリック液晶化合物と重合性カイラル化合物とが重合したポリマーが形成され、コレステリック液晶化合物の螺旋構造をより容易に固定することができる。
重合性カイラル化合物は、イソソルビド誘導体、イソマンニド誘導体、又はビナフチル誘導体であることが好ましい。イソソルビド誘導体の市販品としては、例えば、BASF社製の「パリオカラー LC756」が挙げられる。
重合性カイラル化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
光重合性のコレステリック液晶層が重合性カイラル化合物を含む場合、重合性カイラル化合物の含有量は、目的とする反射波長をより容易に得る観点から、液晶層の全固形分量に対して、0.5質量%~8質量%であることが好ましく、1質量%~10質量%であることがより好ましく、1質量%~5質量%であることが更に好ましい。
-重合開始剤-
液晶層が重合性基を有する成分を含む場合(例えば、重合性基を有するコレステリック液晶化合物及び重合性カイラル化合物の少なくとも1つを含む場合)、液晶層は、重合開始剤を含むことが好ましい。液晶層が重合性基を有する成分と重合開始剤を含む場合、液晶層は光硬化性であることが好ましく、重合開始剤は、光の照射によって重合反応を開始させることが可能な光重合開始剤であることが好ましい。
液晶層が重合性基を有する成分を含む場合(例えば、重合性基を有するコレステリック液晶化合物及び重合性カイラル化合物の少なくとも1つを含む場合)、液晶層は、重合開始剤を含むことが好ましい。液晶層が重合性基を有する成分と重合開始剤を含む場合、液晶層は光硬化性であることが好ましく、重合開始剤は、光の照射によって重合反応を開始させることが可能な光重合開始剤であることが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、α-カルボニル化合物(例えば、米国特許第2367661号、及び米国特許第2367670号の各明細書に記載)、アシロインエーテル化合物(例えば、米国特許第2448828号明細書に記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(例えば、米国特許第2722512号明細書に記載)、多核キノン化合物(例えば、米国特許第3046127号、米国特許第2951758号の各明細書に記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(例えば、米国特許第3549367号明細書に記載)、アクリジン化合物及びフェナジン化合物(例えば、特開昭60-105667号公報、及び米国特許第4239850号明細書に記載)、及びオキサジアゾール化合物(例えば、米国特許第4212970号明細書に記載)が挙げられる。
光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であってよく、光カチオン重合開始剤であってもよい。
光ラジカル重合開始剤としては、α-ヒドロキシアセトフェノン化合物、α-アミノアルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、チオキサントン化合物、及びオキシムエステル化合物が好ましく挙げられる。光ラジカル重合開始剤として市販品を用いてよく、市販品として、例えば、IGM Resins B.V.社製の「Omnirad907」(2-メチル-1-(4-(メチルチオ)フェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン)等が挙げられる。
光カチオン重合開始剤としては、ヨードニウム塩化合物、及びスルホニウム塩化合物が好ましく挙げられる。
反応性の観点から、液晶層が、光ラジカル重合開始剤を含み、かつ、コレステリック液晶化合物が、ラジカル重合性基を有するコレステリック液晶化合物を含むことが好ましい。
重合開始剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
重合開始剤は、波長変化工程において目的とする波長まで波長変化を進行させる観点から、波長変化工程において照射される光の波長のうち最大となるモル吸光係数が、カイラル剤Aのモル吸光係数に対して、0.1倍以下であることが好ましく、0.01倍以下がより好ましく、0.005倍以下が更に好ましい。
光重合性のコレステリック液晶層中における重合開始剤の含有量は特に制限されないが、光重合性のコレステリック液晶層の全質量に対して、0.01質量%~20質量%が好ましく、0.5質量%~10質量%がより好ましい。
重合開始剤は、波長変化工程において目的とする波長まで波長変化を進行させる観点から、波長変化工程において照射される光の波長のうち最大となるモル吸光係数が、カイラル剤Aのモル吸光係数に対して、0.1倍以下であることが好ましく、0.01倍以下がより好ましく、0.005倍以下が更に好ましい。
光重合性のコレステリック液晶層中における重合開始剤の含有量は特に制限されないが、光重合性のコレステリック液晶層の全質量に対して、0.01質量%~20質量%が好ましく、0.5質量%~10質量%がより好ましい。
-架橋剤-
光重合性のコレステリック液晶層は、液晶膜の強度向上及び耐久性向上の観点から、架橋剤を含んでよい。架橋剤は、紫外線、熱、湿気等により反応が進行する化合物であることが好ましい。
光重合性のコレステリック液晶層は、液晶膜の強度向上及び耐久性向上の観点から、架橋剤を含んでよい。架橋剤は、紫外線、熱、湿気等により反応が進行する化合物であることが好ましい。
架橋剤としては、例えば、ジメチロール-トリシクロデカンジ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;及びビニルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物が挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を併用することにより、コレステリック液晶層の強度及び耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。架橋剤として市販品を用いてよく、市販品として、例えば、新中村化学工業社製の「NKエステルA-DCP」(ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート)等が挙げられる。
架橋剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
液晶層が架橋剤を含む場合、架橋剤の含有量は、コレステリック液晶化合物の配向性の観点から、光重合性のコレステリック液晶層の全固形分量に対して、0.1質量%~6質量%であることが好ましく、0.5質量%~5質量%であることがより好ましく、1質量%~4質量%であることが更に好ましい。
-その他の添加剤-
光重合性のコレステリック液晶層は、必要に応じて、上記成分以外のその他の添加剤を含んでよい。その他の添加剤としては、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、水平配向剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、着色剤、及び金属酸化物粒子が挙げられる。
光重合性のコレステリック液晶層は、必要に応じて、上記成分以外のその他の添加剤を含んでよい。その他の添加剤としては、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、水平配向剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、着色剤、及び金属酸化物粒子が挙げられる。
その他の添加剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
液晶材料準備工程は、特に限定されず、例えば、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性の液晶組成物を基材に付与してなる膜(光重合性のコレステリック液晶層)を形成する工程であってよく、例えば、液晶組成物を基材に塗布して塗膜(液晶層)を形成する工程であってよい。
液晶組成物に含まれる成分の詳細は、液晶層について上述したものと同様であるが、成分の含有量については「液晶層の全固形分量に対して」を「液晶組成物の全固形分量に対して」と読み替えるものとする。
また、塗布をより容易にする観点から、液晶組成物は、溶剤を含んでよい。溶剤は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。溶剤は、溶解性の観点から、有機溶剤であることが好ましい。
また、塗布をより容易にする観点から、液晶組成物は、溶剤を含んでよい。溶剤は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。溶剤は、溶解性の観点から、有機溶剤であることが好ましい。
有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;アルキルハライド、アミド、スルホキシド、ヘテロ環化合物、炭化水素、エステル、エーテル、及びアルコールが挙げられる。中でも、コレステリック液晶化合物の溶解性及び環境負荷への考慮から、ケトンが好ましい。
溶剤は、1種を単独で用いてよく、2種以上を併用してもよい。
液晶組成物が溶剤を含有する場合、溶剤の含有量は、液晶組成物の全量に対して、40質量%~90質量%であることが好ましく、50質量%~80質量%であることがより好ましい。
液晶組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、コレステリック液晶化合物等の各成分を混合する方法により液晶組成物を調製してよい。
液晶組成物を基材に付与する方法は、特に限定されず、例えば、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、ミスト法、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、及び凹版印刷法が挙げられる。
液晶組成物が溶剤を含む場合、液晶組成物を基材に付与した後に乾燥してよい。乾燥方法として、例えば、加熱乾燥、及び減圧乾燥が挙げられる。加熱乾燥する場合、加熱温度及び加熱時間は、溶剤の種類に応じて適宜調節してよい。また、加熱乾燥は、下記の第1加熱工程の一部として行ってもよい。
[第1加熱工程]
第1加熱工程は、上記光硬化性のコレステリック液晶層を加熱してコレステリック液晶相とする工程である。コレステリック液晶化合物を加熱すると、加熱温度が高くなるにつれて、コレステリック液晶化合物は、結晶状態から配向状態となり、更に、配向状態から等方状態となる。第1加熱工程では、コレステリック液晶化合物を含む液晶層を加熱することにより、コレステリック液晶化合物を配向状態として、液晶層をコレステリック液晶化合物が配向したコレステリック液晶相とする。
第1加熱工程は、上記光硬化性のコレステリック液晶層を加熱してコレステリック液晶相とする工程である。コレステリック液晶化合物を加熱すると、加熱温度が高くなるにつれて、コレステリック液晶化合物は、結晶状態から配向状態となり、更に、配向状態から等方状態となる。第1加熱工程では、コレステリック液晶化合物を含む液晶層を加熱することにより、コレステリック液晶化合物を配向状態として、液晶層をコレステリック液晶化合物が配向したコレステリック液晶相とする。
コレステリック液晶化合物の上記状態の変化との加熱温度との関係は、コレステリック液晶化合物の種類により異なる。そのため、第1加熱工程における加熱温度は、コレステリック液晶化合物が配向状態となるように、コレステリック液晶化合物の種類に応じて、適宜調節してよい。第1加熱工程における加熱時間は、加熱温度等に応じて適宜調節してよい。また、加熱手段は、特に限定されず、オーブン、ホットプレート等を用いてよい。
[第1露光工程]
第1露光硬化工程は、光硬化性のコレステリック液晶層、好ましくはコレステリック液晶相とした光硬化性のコレステリック液晶層に第1光を照射して液晶層の一部を硬化させる工程である。第1加熱工程においてコレステリック液晶相となった光硬化性のコレステリック液晶層の一部を第1光で光硬化させることで、光硬化性のコレステリック液晶層の一部が、コレステリック液晶化合物が配向状態で硬化して可視光反射部となる。光硬化性のコレステリック液晶層の光硬化が層の厚み方向に進行する程、光反射部が厚くなる。硬化させる部分は、光硬化性のコレステリック液晶層の基材側の一部であっても、表層側の一部であってもよいが、基材側の一部であることがより好ましい。
光硬化性のコレステリック液晶層を完全に硬化させず、基材側、又は、表層側の一部を硬化させるための手段として、例えば、第1光を基材側、もしくは、表層側のいずれかから照射し、光硬化性のコレステリック液晶層に含まれる化合物によって光を吸収させることで、光源に近い側での第1光の露光量を、光源に遠い側での第1光の露光量より小さくする方法、表層側から酸素を供給することにより表層側の重合を抑制する方法、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
第1露光硬化工程は、光硬化性のコレステリック液晶層、好ましくはコレステリック液晶相とした光硬化性のコレステリック液晶層に第1光を照射して液晶層の一部を硬化させる工程である。第1加熱工程においてコレステリック液晶相となった光硬化性のコレステリック液晶層の一部を第1光で光硬化させることで、光硬化性のコレステリック液晶層の一部が、コレステリック液晶化合物が配向状態で硬化して可視光反射部となる。光硬化性のコレステリック液晶層の光硬化が層の厚み方向に進行する程、光反射部が厚くなる。硬化させる部分は、光硬化性のコレステリック液晶層の基材側の一部であっても、表層側の一部であってもよいが、基材側の一部であることがより好ましい。
光硬化性のコレステリック液晶層を完全に硬化させず、基材側、又は、表層側の一部を硬化させるための手段として、例えば、第1光を基材側、もしくは、表層側のいずれかから照射し、光硬化性のコレステリック液晶層に含まれる化合物によって光を吸収させることで、光源に近い側での第1光の露光量を、光源に遠い側での第1光の露光量より小さくする方法、表層側から酸素を供給することにより表層側の重合を抑制する方法、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
第1光の種類は、特に限定されないが、光硬化性のコレステリック液晶層に含まれる成分の反応性を考慮すると、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、及び発光ダイオード(LED;Light Emission Diode)が挙げられる。
第1光の波長範囲は、特に限定されないが、第1光が紫外線である場合、400nm以下が好ましく、360nm以下がより好ましく、300nm以下が更に好ましい。300nm以下の光を用いる場合、コレステリック液晶化合物の光吸収により、厚み方向における光硬化の制御がより容易となる。波長範囲は、例えば、光学フィルターを用いる方法、2種以上の光学フィルターを用いる方法、又は特定波長の光源を用いる方法により調整することができる。
第1光の露光量は、特に限定されず、第1光が紫外線である場合、例えば、0.1mJ/cm2~2,000mJ/cm2であることが好ましい。面内方向における光硬化の制御の観点から、紫外線の平行度は20°以下であることが好ましく、10°以下であることがより好ましい。
上述したように、コレステリック液晶層は、可視光反射部と、不可視光線反射部とを基材に対してどのような順に含んでいてもよい。すなわち、コレステリック液晶層は、可視光反射部と、不可視光線反射部とを基材側から順に含んでよく、不可視光線反射部と、可視光反射部と、を基材側から順に含んでもよい。後述する酸素濃度による光硬化の制御の観点から、コレステリック液晶層は、可視光反射部と、不可視光線反射部とを基材側から順に含み、かつ、不可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より長波であることがより好ましい。
コレステリック液晶層が、可視光反射部と、不可視光線反射部とを基材側から順に含み、かつ、不可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より長波である場合、第1露光工程は、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側と反対側から露光することが好ましい。
コレステリック液晶層が、不可視光線反射部と、可視光反射部とを基材側から順に含み、かつ、不可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より長波である場合、第1露光工程は、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側から露光することが好ましい。可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より短波である場合、上記と反対側から露光することが好ましい。
コレステリック液晶層が、可視光反射部と、不可視光線反射部とを基材側から順に含み、かつ、不可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より長波である場合、第1露光工程は、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側と反対側から露光することが好ましい。
コレステリック液晶層が、不可視光線反射部と、可視光反射部とを基材側から順に含み、かつ、不可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より長波である場合、第1露光工程は、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側から露光することが好ましい。可視光線反射部の選択反射波長が可視光反射部の選択反射波長より短波である場合、上記と反対側から露光することが好ましい。
第1露光工程は、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側と反対側から露光する場合には、低酸素雰囲気(酸素濃度1,000ppm以下、すなわち、酸素を含まないか、0ppm超1,000ppm以下の酸素を含む雰囲気)で行ってよく、酸素を含む雰囲気下(大気又は1000ppm以上21%未満の酸素を含む雰囲気下)で行われることがより好ましい。酸素によって表層側のラジカル重合が阻害されるため、厚み方向における光硬化の制御がより容易となる。
第1露光工程は、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側から露光する場合には、酸素による表層側のラジカル重合阻害を抑制し、光硬化性のコレステリック液晶層の硬化を促進させる観点から、低酸素雰囲気下(好ましくは、酸素濃度1,000ppm以下、すなわち、酸素を含まないか、0ppm超1,000ppm以下の酸素を含む雰囲気)で行われることが好ましく、窒素雰囲気下で行われることがより好ましい。
第1露光工程において、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して第1光を照射してよい。これにより、光硬化性のコレステリック液晶層の複数の領域を異なる露光量で露光することができるため、可視光線反射部又は不可視光線反射部の厚さが互いに異なる複数の領域を単一層内に面内方向に形成し、面内方向の反射率を一括して制御することができる。
従来、面内方向の反射率を制御する場合、塗分けた層を重ねることが必要となる。更に、無機化合物多層膜により面内方向の反射率を制御する場合、面内方向で厚さ及び層数が異なる無機化合物多層膜を面内方向にスパッタリングで形成することが必要であるが、製造工程が複雑となる。
これに対して、本開示に係る加飾フィルムの製造方法では、第1パターニングマスクのパターンを変更することで、面内方向の反射率を容易に制御することができる。
これに対して、本開示に係る加飾フィルムの製造方法では、第1パターニングマスクのパターンを変更することで、面内方向の反射率を容易に制御することができる。
第1パターニングマスク、及び、第2パターニングマスクとしては、例えば、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域のパターンが形成されたフォトマスクが挙げられる。そのようなフォトマスクとして、例えば、金属膜をエッチングすることによりパターン形成されたフォトマスク、及び各種印刷方法(例えば、レーザープリンタ又はインクジェットプリンターによる印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷)を用いてパターン印刷されたフォトマスクが挙げられる。金属膜をエッチングすることによりパターン形成されたフォトマスクは、例えば、石英基板上に金属クロム膜をスパッタで形成した後、フォトレジストを用いてパターニングすることにより得られる。
第1パターニングマスクを用いて第1光を照射する場合、第1パターニングマスクは、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側とは反対側に配置してよく、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側に配置してよい。
第1パターニングマスクを基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側に配置する場合、光硬化性のコレステリック液晶層に第1パターニングマスクを接触させて第1光を照射してよく、光硬化性のコレステリック液晶層と第1パターニングマスクとの間に間隙を設けて第1光を照射してもよい。
第1パターニングマスクを基材の液晶層を有する側とは反対側に配置する場合、基材を介して第1光で光硬化性のコレステリック液晶層を露光するため、透光性の基材を用いることが好ましい。
基材の透光性について、第1光の透過率は、特に限定されないが、光硬化性のコレステリック液晶層をより容易に硬化させる観点から、高い程好ましい。
基材の透光性について、第1光の透過率は、特に限定されないが、光硬化性のコレステリック液晶層をより容易に硬化させる観点から、高い程好ましい。
第1パターニングマスクを用いて第1光を照射する場合、第1パターニングマスクは、1種のみ用いてよく、2種以上用いてもよい。
[波長変化工程]
感光性カイラル剤を含む光硬化性のコレステリック液晶層を用いる場合は、光を照射し、感光性カイラル剤の螺旋誘起力を変化させることにより、選択反射波長を変化できる。変化後の選択反射波長が、変化前より長波となる場合は、光照射によって螺旋誘起力が減少するカイラル剤を用い、短波となる場合は、光照射によって螺旋誘起力が増加するカイラル剤を用いる。
波長変化工程において用いられる光の種類は、特に限定されないが、感光性カイラル剤をより容易に感光させる観点から、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、及び発光ダイオード(LED)が挙げられる。
波長変化工程において用いられる光の波長範囲は、特に限定されないが、感光性カイラル剤のモル吸光係数が、光重合開始剤のモル吸光係数の100倍以上となる波長範囲が好ましく、1,000倍以上となる波長範囲がより好ましい。波長範囲は、例えば、光学フィルターを用いる方法、2種以上の光学フィルターを用いる方法、又は特定波長の光源を用いる方法により調整することができる。
感光性カイラル剤を含む光硬化性のコレステリック液晶層を用いる場合は、光を照射し、感光性カイラル剤の螺旋誘起力を変化させることにより、選択反射波長を変化できる。変化後の選択反射波長が、変化前より長波となる場合は、光照射によって螺旋誘起力が減少するカイラル剤を用い、短波となる場合は、光照射によって螺旋誘起力が増加するカイラル剤を用いる。
波長変化工程において用いられる光の種類は、特に限定されないが、感光性カイラル剤をより容易に感光させる観点から、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、及び発光ダイオード(LED)が挙げられる。
波長変化工程において用いられる光の波長範囲は、特に限定されないが、感光性カイラル剤のモル吸光係数が、光重合開始剤のモル吸光係数の100倍以上となる波長範囲が好ましく、1,000倍以上となる波長範囲がより好ましい。波長範囲は、例えば、光学フィルターを用いる方法、2種以上の光学フィルターを用いる方法、又は特定波長の光源を用いる方法により調整することができる。
波長変化工程において用いられる光の波長範囲は、第1光の波長範囲と異なることが好ましい。これにより、波長変化工程における光硬化性のコレステリック液晶層の光硬化を抑制して、感光性カイラル剤をより容易に光異性化することができるため、選択反射波長の調節がより容易となる。
波長変化工程における光の露光量は、特に限定されず、感光性カイラル剤の種類、狙いの選択反射波長、光異性化率等を考慮して、適宜調節してよい。波長変化工程における光が紫外線である場合、例えば、0.1mJ/cm2~2,000mJ/cm2であることが好ましい。
波長変化工程における光の露光量は、特に限定されず、感光性カイラル剤の種類、狙いの選択反射波長、光異性化率等を考慮して、適宜調節してよい。波長変化工程における光が紫外線である場合、例えば、0.1mJ/cm2~2,000mJ/cm2であることが好ましい。
光硬化性のコレステリック液晶層において感光性カイラル剤を用いない場合は、光硬化性のコレステリック液晶層を加熱又は冷却することにより、液晶化合物の螺旋ピッチを変化させることで選択反射波長を変化できる。
温度範囲は、コレステリック液晶化合物が配向状態となるような温度範囲が好ましく、コレステリック液晶化合物の種類に応じて適宜調節する。
温度範囲は、コレステリック液晶化合物が配向状態となるような温度範囲が好ましく、コレステリック液晶化合物の種類に応じて適宜調節する。
波長変化工程における加熱温度は、コレステリック液晶層の反射波長が、可視光線領域から不可視光線領域となるように、又は、不可視光線領域から可視光線領域となるように、コレステリック液晶化合物の種類に応じて、適宜調節してよい。波長変化工程における加熱時間は、加熱温度等に応じて適宜調節してよい。また、加熱手段は、特に限定されず、オーブン、ホットプレート等を用いてよい。
[第2露光工程]
第2露光工程は、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程である。波長変化工程において、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチを変化させた未硬化部を光硬化させることで、未硬化部が、コレステリック液晶化合物が硬化して不可視光線反射部又は可視光線反射部となる。これにより、可視光線反射部及び不可視光線反射部を厚み方向に含む単層構造のコレステリック液晶層が形成される。
第2露光工程は、第2光を照射して上記未硬化部を硬化させる工程である。波長変化工程において、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチを変化させた未硬化部を光硬化させることで、未硬化部が、コレステリック液晶化合物が硬化して不可視光線反射部又は可視光線反射部となる。これにより、可視光線反射部及び不可視光線反射部を厚み方向に含む単層構造のコレステリック液晶層が形成される。
第2露光工程において、未硬化部だけでなく、光硬化性のコレステリック液晶層全体を露光してよい。これにより、未硬化部を硬化させると共に、第1露光工程で形成した可視光線反射部又は不可視光線反射部の硬化を更に促進させることができる。例えば、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側から、第2光を照射してよい。
第2光の種類は、特に限定されないが、コレステリック液晶化合物に含まれ得る成分の反応性を考慮すると、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、及び発光ダイオード(LED)が挙げられる。また、液晶組成物の反応性の観点から、第2光の種類は、第1光の種類と同じであることが好ましい。
第2光の波長範囲は、特に限定されず、例えば、250nm~400nmの波長範囲の光を用いることができる。波長範囲は、例えば、光学フィルターを用いる方法、2種以上の光学フィルターを用いる方法、又は特定波長の光源を用いる方法により調整することができる。
第2光の露光量は、特に限定されず、第2光が紫外線である場合、例えば、5mJ/cm2~2,000mJ/cm2であることが好ましい。
第2露光工程は、硬化を促進させる観点から、低酸素雰囲気下(好ましくは、酸素濃度1,000ppm以下、すなわち、酸素を含まないか、0ppm超1,000ppm以下の酸素を含む雰囲気)で行われることが好ましく、窒素雰囲気下で行われることがより好ましい。
本開示に係る加飾フィルムの製造方法の好ましい態様において、
基材が透光性であり、
第1露光工程において、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側とは反対側から、第1パターニングマスク及び基材を介して第1光を照射し、
第2露光工程において、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側から、第2光を照射する。
このような態様により、第1光を照射する際、光硬化性のコレステリック液晶層の硬化を促進させ、かつ、未硬化部を形成することができ、第2光を照射する際、未硬化部を硬化させることができる。
基材が透光性であり、
第1露光工程において、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側とは反対側から、第1パターニングマスク及び基材を介して第1光を照射し、
第2露光工程において、基材の光硬化性のコレステリック液晶層を有する側から、第2光を照射する。
このような態様により、第1光を照射する際、光硬化性のコレステリック液晶層の硬化を促進させ、かつ、未硬化部を形成することができ、第2光を照射する際、未硬化部を硬化させることができる。
上記の好ましい態様の一例について、図面を参照して説明する。例えば、図1に示すように、基材30と光硬化性のコレステリック液晶層10pとを有する液晶材料200pを準備し(液晶材料準備工程)、光硬化性のコレステリック液晶層10pを加熱してコレステリック液晶相とする(第1加熱工程)。
次いで、例えば、図2に示すように、第1光の透過率が高い領域51と、第1光の透過率が低い領域52とを含む第1パターニングマスク50を基材30の一方面(図2の下方の面)に配置し、基材30及び第1パターニングマスク50を介して第1光L1を照射して、光硬化性のコレステリック液晶層10pの一部を硬化させる(第1露光工程)ことにより、可視光線反射部11を形成する。
次いで、液晶層10pに光を照射して又は液晶層10pを加熱して液晶層10p中の未硬化部12pを等方相とした(波長変化工程)後、図3に示すように、基材30の光硬化性のコレステリック液晶層10pを有する側から、第2光L2を照射して、未硬化部12pを硬化させる(第2露光工程)ことにより、不可視光線反射部12を形成する。
以上のようにして、例えば、図3に示すように、可視光線反射部11と、可視光線反射部11に隣接する不可視光線反射部12とを厚み方向に含む単層構造であるコレステリック液晶層10を含む加飾フィルム200を製造することができる。図3に例示される加飾フィルム200において、コレステリック液晶層10は、可視光線反射部11と、不可視光線反射部12とを基材30側から順に含んでいる。
次いで、例えば、図2に示すように、第1光の透過率が高い領域51と、第1光の透過率が低い領域52とを含む第1パターニングマスク50を基材30の一方面(図2の下方の面)に配置し、基材30及び第1パターニングマスク50を介して第1光L1を照射して、光硬化性のコレステリック液晶層10pの一部を硬化させる(第1露光工程)ことにより、可視光線反射部11を形成する。
次いで、液晶層10pに光を照射して又は液晶層10pを加熱して液晶層10p中の未硬化部12pを等方相とした(波長変化工程)後、図3に示すように、基材30の光硬化性のコレステリック液晶層10pを有する側から、第2光L2を照射して、未硬化部12pを硬化させる(第2露光工程)ことにより、不可視光線反射部12を形成する。
以上のようにして、例えば、図3に示すように、可視光線反射部11と、可視光線反射部11に隣接する不可視光線反射部12とを厚み方向に含む単層構造であるコレステリック液晶層10を含む加飾フィルム200を製造することができる。図3に例示される加飾フィルム200において、コレステリック液晶層10は、可視光線反射部11と、不可視光線反射部12とを基材30側から順に含んでいる。
[その他の工程]
本開示に係る加飾フィルムの製造方法は、必要に応じて、上記工程以外の他工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、例えば、基材を含む態様で製造した加飾フィルムから基材を剥離する工程が挙げられ、基材を含まない態様の加飾フィルムを製造することができる。
また、その他の工程としては、着色層形成工程、配向層形成工程、及びその他の層の形成工程が挙げられる。着色層及び配向層の詳細及び形成方法は上述の通りである。また、その他の層の詳細は上述の通りであり、その他の層の形成方法として、公知の方法を用いてよい。
本開示に係る加飾フィルムの製造方法は、必要に応じて、上記工程以外の他工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、例えば、基材を含む態様で製造した加飾フィルムから基材を剥離する工程が挙げられ、基材を含まない態様の加飾フィルムを製造することができる。
また、その他の工程としては、着色層形成工程、配向層形成工程、及びその他の層の形成工程が挙げられる。着色層及び配向層の詳細及び形成方法は上述の通りである。また、その他の層の詳細は上述の通りであり、その他の層の形成方法として、公知の方法を用いてよい。
<成型体、物品、電子デバイス>
本開示に係る加飾フィルムは、種々の用途に用いることができ、例えば、加飾フィルムを成型して成型体として用いることができる。
本開示に係る成形体は、加飾フィルムを成型してなる成型体である。
本開示に係る物品は、本開示に係る加飾フィルム、又は、本開示に係る成型体を備えた物品である。
このような成型体は、様々な物品に備えることができる。
そのような物品としては、例えば、スマートフォン、携帯電話、及びタブレット等の電子デバイス、自動車、電化製品、包装容器等が挙げられ、とりわけ、電子デバイスに好適に用いることができる。
本開示に係る加飾フィルムは、種々の用途に用いることができ、例えば、加飾フィルムを成型して成型体として用いることができる。
本開示に係る成形体は、加飾フィルムを成型してなる成型体である。
本開示に係る物品は、本開示に係る加飾フィルム、又は、本開示に係る成型体を備えた物品である。
このような成型体は、様々な物品に備えることができる。
そのような物品としては、例えば、スマートフォン、携帯電話、及びタブレット等の電子デバイス、自動車、電化製品、包装容器等が挙げられ、とりわけ、電子デバイスに好適に用いることができる。
加飾フィルムを成型して成型体を得るための手段は、特に限定されず、例えば、立体成型、インサート成型等の公知の方法であってよい。また、加飾フィルムを物品に適用するための手段も特に限定されず、物品の種類に応じて、公知の方法を適宜用いてよい。
以下、実施例を挙げて本開示をより具体的に説明する。但し、本開示は、これらの実施例に限定されない。
<実施例1>
[基材の準備]
基材として、紫外線透過性を有するテクノロイC000(厚み100μm、ポリカーボネート樹脂単層シート、住化アクリル販売社製)を幅手方向210mm、長手方向300mmに裁断したものを準備した。
[基材の準備]
基材として、紫外線透過性を有するテクノロイC000(厚み100μm、ポリカーボネート樹脂単層シート、住化アクリル販売社製)を幅手方向210mm、長手方向300mmに裁断したものを準備した。
[配向層の形成]
下記に記載の組成を有する配向層形成用塗布液を調製した。
-配向層形成用塗布液の組成-
・下記に示す構造の変性ポリビニルアルコール:10.00質量部
・水:55.00質量部
・メタノール:35.00質量部
下記に記載の組成を有する配向層形成用塗布液を調製した。
-配向層形成用塗布液の組成-
・下記に示す構造の変性ポリビニルアルコール:10.00質量部
・水:55.00質量部
・メタノール:35.00質量部
変性ポリビニルアルコールの構造を以下に示す。各構成単位の右下の数字はモル比を表す。
配向層形成用塗布液をワイヤーバー(番手#10)で基材に塗布し、100℃にて2分乾燥させることにより、ポリマー層を形成した。次いで、形成したポリマー層に、基材の短辺方向を基準に反時計回りに3°回転させた方向にラビング処理(レーヨン布、圧力0.1kgf、回転数1,000rpm、搬送速度10m/min、回数1回)を施した。これにより、基材上に配向層を形成した。
[第1パターニングマスクの作製]
下記成分の混合物を分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで8時間分散することにより、ブラックミルベースKを作製した。
・SPECIAL BLACK 250(BASFジャパン社製):30質量部
・2-フェノキシエチルアクリレート(商品名EBECRYL114、ダイセル・サイテック社製):50質量部
・SOLSPERSE 32000(日本ルーブリゾール社製):20質量部
下記成分の混合物を分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで8時間分散することにより、ブラックミルベースKを作製した。
・SPECIAL BLACK 250(BASFジャパン社製):30質量部
・2-フェノキシエチルアクリレート(商品名EBECRYL114、ダイセル・サイテック社製):50質量部
・SOLSPERSE 32000(日本ルーブリゾール社製):20質量部
得られたブラックミルベースKを用いて、下記成分の混合物を高速撹拌することでマスク印刷用インクを調製した。
・ブラックミルベースK:9質量部
・N-ビニルカプロラクタム(BASF社製):25質量部
・イソボルニルアクリレート(商品名:SR506、Sartomer社製):23.5質量部
・2-フェノキシエチルアクリレート(商品名:BECRYL114、ダイセル・サイテック社製):27質量部
・CN9031:ウレタンアクリレートオリゴマー(Sartomer社製):4質量部
・2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.社製):5質量部
・ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、(商品名:Omnirad819、IGM Resins B.V.社製):5質量部
・イソプロピルチオキサントン(シェルケミカルズジャパン社製):1質量部
・4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジニルオキシ(ADEKA社製):0.3質量部
・トリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩(商品名:FLORSTAB UV12、Kromachem社製):0.2質量部
・ブラックミルベースK:9質量部
・N-ビニルカプロラクタム(BASF社製):25質量部
・イソボルニルアクリレート(商品名:SR506、Sartomer社製):23.5質量部
・2-フェノキシエチルアクリレート(商品名:BECRYL114、ダイセル・サイテック社製):27質量部
・CN9031:ウレタンアクリレートオリゴマー(Sartomer社製):4質量部
・2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.社製):5質量部
・ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、(商品名:Omnirad819、IGM Resins B.V.社製):5質量部
・イソプロピルチオキサントン(シェルケミカルズジャパン社製):1質量部
・4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジニルオキシ(ADEKA社製):0.3質量部
・トリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩(商品名:FLORSTAB UV12、Kromachem社製):0.2質量部
基材(テクノロイC000、厚み100μm、住化アクリル販売株式会社製、A4サイズ)の中央部に、インクジェットプリンター(DMP-2831、富士フイルム株式会社製)を用い、マスク印刷用インクにより、図4に示すマスクパターン(領域51:グレースケール100%設定、領域52:グレースケール50%設定)をグレースケールで印刷した。グレースケール100%設定で印刷した領域51にはマスク印刷用インクが塗布されないため、領域51は、マスク印刷用インクに由来する紫外線の吸収がない。そのため、紫外線の透過率は、領域51の方が領域52より高い。
次いで、マスクパターンを印刷した面側から、メタルハライドランプ(MAL625NAL、(株)ジーエス・ユアサコーポレーション製)を用いて300mJ/cm2の露光量で紫外線を照射してマスク印刷用インクを硬化した。これにより、図4に示す、紫外線の透過率が互いに異なる領域51と領域52とを有するパターニングマスク50(152mm×80mm)を作製した。
次いで、マスクパターンを印刷した面側から、メタルハライドランプ(MAL625NAL、(株)ジーエス・ユアサコーポレーション製)を用いて300mJ/cm2の露光量で紫外線を照射してマスク印刷用インクを硬化した。これにより、図4に示す、紫外線の透過率が互いに異なる領域51と領域52とを有するパターニングマスク50(152mm×80mm)を作製した。
[コレステリック液晶層の形成]
下記に記載の組成を有する液晶組成物1を調製した。
-液晶組成物1の組成-
下記棒状液晶化合物(A):100質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製):4質量部
光重合開始剤(Omnirad 819、IGM Resins社製):3質量部
界面活性剤1(下記に示す構造を有する化合物):0.32質量部
界面活性剤2(下記に示す構造を有する化合物):0.08質量部
有機溶剤1(メチルエチルケトン):300質量部
有機溶剤2(シクロヘキサノン):75質量部
右捩れカイラル剤(A)(下記に示す構造を有する化合物、感光性カイラル剤):6質量部
右捩れカイラル剤(B)(製品名「パリオカラー LC756」、BASF社製):0.74質量部
下記に記載の組成を有する液晶組成物1を調製した。
-液晶組成物1の組成-
下記棒状液晶化合物(A):100質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製):4質量部
光重合開始剤(Omnirad 819、IGM Resins社製):3質量部
界面活性剤1(下記に示す構造を有する化合物):0.32質量部
界面活性剤2(下記に示す構造を有する化合物):0.08質量部
有機溶剤1(メチルエチルケトン):300質量部
有機溶剤2(シクロヘキサノン):75質量部
右捩れカイラル剤(A)(下記に示す構造を有する化合物、感光性カイラル剤):6質量部
右捩れカイラル剤(B)(製品名「パリオカラー LC756」、BASF社製):0.74質量部
棒状液晶化合物(A):以下に示す化合物の混合物
界面活性剤1:下記化合物
界面活性剤2:下記化合物
右捩れカイラル剤(A):下記化合物(R1)
次に、配向層上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物を塗布した後、80℃で2分間乾燥処理を行うことにより、基材と液晶層とを有する液晶材料を準備した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に第3パターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と図5に示すパターニングマスクとを介して照度10mW、10mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線を照射し、面内方向に選択反射波長の互いに異なる領域を含む可視光反射部を形成した。
図5に示すパターニングマスク60は、周縁部に波長365nmの紫外線を100%透過する透過部61と、中央部に右側から左側にかけて透過率が99%~50%に徐々に変化する透過率変化部62とを有する。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に図2に示すパターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と第1パターニングマスクとを介して照度75mW、25mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線(第1光)を照射し、可視光反射部を硬化した。
その後、図2に示すパターニングマスクを取り外し、液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材の液晶層を有する側とは反対側から照度10mW、60mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線を照射し(波長変化露光)、不可視光線反射部を形成した。
低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成し、加飾フィルムを作製した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に第3パターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と図5に示すパターニングマスクとを介して照度10mW、10mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線を照射し、面内方向に選択反射波長の互いに異なる領域を含む可視光反射部を形成した。
図5に示すパターニングマスク60は、周縁部に波長365nmの紫外線を100%透過する透過部61と、中央部に右側から左側にかけて透過率が99%~50%に徐々に変化する透過率変化部62とを有する。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に図2に示すパターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と第1パターニングマスクとを介して照度75mW、25mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線(第1光)を照射し、可視光反射部を硬化した。
その後、図2に示すパターニングマスクを取り外し、液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材の液晶層を有する側とは反対側から照度10mW、60mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線を照射し(波長変化露光)、不可視光線反射部を形成した。
低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成し、加飾フィルムを作製した。
<比較例1>
下記以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
下記以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
[コレステリック液晶層の形成]
液晶組成物1に加えて、下記の液晶組成物2を調製した。
-液晶組成物2の組成-
上記棒状液晶化合物(A):100質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製):4質量部
光重合開始剤(Omnirad 819、IGM Resins社製):3質量部
界面活性剤1(上記に示す構造を有する化合物):0.32質量部
界面活性剤2(上記に示す構造を有する化合物):0.08質量部
有機溶剤1(メチルエチルケトン):300質量部
有機溶剤2(シクロヘキサノン):75質量部
上記右捩れカイラル剤(A):2質量部
液晶組成物1に加えて、下記の液晶組成物2を調製した。
-液晶組成物2の組成-
上記棒状液晶化合物(A):100質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製):4質量部
光重合開始剤(Omnirad 819、IGM Resins社製):3質量部
界面活性剤1(上記に示す構造を有する化合物):0.32質量部
界面活性剤2(上記に示す構造を有する化合物):0.08質量部
有機溶剤1(メチルエチルケトン):300質量部
有機溶剤2(シクロヘキサノン):75質量部
上記右捩れカイラル剤(A):2質量部
次に、配向層上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物1を塗布した後、80℃で2分間乾燥処理を行うことにより、基材と液晶層とを有する液晶材料を準備した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線を照射して液晶層を硬化させて可視光反射部を形成した。
その後、硬化部上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物2を塗布した後、40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成し、加飾フィルムを作製した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線を照射して液晶層を硬化させて可視光反射部を形成した。
その後、硬化部上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物2を塗布した後、40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成し、加飾フィルムを作製した。
<比較例2>
コレステリック液晶層を無機化合物多層膜とする以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
コレステリック液晶層を無機化合物多層膜とする以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
[無機化合物多層膜の形成]
スパッタ製膜装置((株)シンクロン製、RAS-1100C)を用いて、配向層上に、酸化ニオブを100nmの厚みで成膜した。酸化ニオブ層の上に、酸化ケイ素を100nmの厚みで成膜した。酸化ニオブと酸化ケイ素とを交互に成膜する作業を繰り返し、計8層になるまで積層し、無機化合物多層膜を形成し、加飾フィルムを作製した。
スパッタ製膜装置((株)シンクロン製、RAS-1100C)を用いて、配向層上に、酸化ニオブを100nmの厚みで成膜した。酸化ニオブ層の上に、酸化ケイ素を100nmの厚みで成膜した。酸化ニオブと酸化ケイ素とを交互に成膜する作業を繰り返し、計8層になるまで積層し、無機化合物多層膜を形成し、加飾フィルムを作製した。
<比較例3>
下記以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
下記以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
[コレステリック液晶層の形成]
配向層上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物を塗布した後、80℃で2分間乾燥処理を行うことにより、基材と液晶層とを有する液晶材料を準備した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に第1パターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と第1パターニングマスクとを介して300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第1光)を照射し、光反射部を形成した。その後、第1パターニングマスクを取り外し、120℃のホットプレート上で液晶層を加熱し、低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第2光)を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成した。
配向層上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物を塗布した後、80℃で2分間乾燥処理を行うことにより、基材と液晶層とを有する液晶材料を準備した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に第1パターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と第1パターニングマスクとを介して300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第1光)を照射し、光反射部を形成した。その後、第1パターニングマスクを取り外し、120℃のホットプレート上で液晶層を加熱し、低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第2光)を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成した。
<比較例4>
下記以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
下記以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
[コレステリック液晶層の形成]
配向層上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物1を塗布した後、80℃で2分間乾燥処理を行うことにより、基材と液晶層とを有する液晶材料を準備した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に第1パターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と第1パターニングマスクとを介して照度10mW、60mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線(第1光)を照射し、可視光反射部と不可視光線反射部を形成した。
その後、第1パターニングマスクを取り外し、液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第2光)を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成した。
可視光反射部と不可視光線反射部とを厚み方向に隣接して含まず、面内方向に隣接して含むコレステリック液晶層を形成した。
配向層上に、ワイヤーバー(番手#8)を用いて液晶組成物1を塗布した後、80℃で2分間乾燥処理を行うことにより、基材と液晶層とを有する液晶材料を準備した。
液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、基材の液晶層を有する側とは反対側に第1パターニングマスクを密着させた。UV(Ultra Violet)-LED(CCS社製)を用いて、基材と第1パターニングマスクとを介して照度10mW、60mJ/cm2の露光量で波長365nmの紫外線(第1光)を照射し、可視光反射部と不可視光線反射部を形成した。
その後、第1パターニングマスクを取り外し、液晶材料を40℃の温度に保ったボックス内に入れ、低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第2光)を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成した。
可視光反射部と不可視光線反射部とを厚み方向に隣接して含まず、面内方向に隣接して含むコレステリック液晶層を形成した。
<剥離性(密着性)評価>
得られた加飾フィルムのコレステリック液晶層、又は、無機化合物多層膜に対して、JIS K5600-5-6(1999)に準拠したクロスカット100マス試験を実施した。具体的には、加飾フィルムの、コレステリック液晶層側、又は、無機化合物多層膜側の表面に、カッターを用いて1mm間隔で縦横それぞれ11本ずつの傷をつけ、100マスのマス目を形成する。この上にセロハン粘着テープ(セロテープ(登録商標)No.405、24mm幅、ニチバン(株)製)を貼って、垂直(90°)方向にすばやく引っ張って剥離した。剥離を5回実施した際、半分以上の面積が剥がれたマスの数をカウントし、以下の基準で評価した。なお、クロスカットのケガキ深さは断面の光学顕微鏡観察を行い、反射層の厚さ方向の3/4以上の深さに切れ込みが入っており、基板には切れ込みが到達しない圧をケガキ刃にかけてケガキを実施した。実用上Aであることが好ましい。
A:はがれたマスが0マス以上10マス未満
B:はがれたマスが10マス以上
得られた加飾フィルムのコレステリック液晶層、又は、無機化合物多層膜に対して、JIS K5600-5-6(1999)に準拠したクロスカット100マス試験を実施した。具体的には、加飾フィルムの、コレステリック液晶層側、又は、無機化合物多層膜側の表面に、カッターを用いて1mm間隔で縦横それぞれ11本ずつの傷をつけ、100マスのマス目を形成する。この上にセロハン粘着テープ(セロテープ(登録商標)No.405、24mm幅、ニチバン(株)製)を貼って、垂直(90°)方向にすばやく引っ張って剥離した。剥離を5回実施した際、半分以上の面積が剥がれたマスの数をカウントし、以下の基準で評価した。なお、クロスカットのケガキ深さは断面の光学顕微鏡観察を行い、反射層の厚さ方向の3/4以上の深さに切れ込みが入っており、基板には切れ込みが到達しない圧をケガキ刃にかけてケガキを実施した。実用上Aであることが好ましい。
A:はがれたマスが0マス以上10マス未満
B:はがれたマスが10マス以上
<ハンドリング性評価>
得られた加飾フィルムに対して、32mm円筒形マンドレル屈曲試験器(オールグッド株式会社製)を用いて、1回折り曲げる。折り曲げ後、元の平面状態に戻し、加飾フィルムを観察して以下の基準で評価した。実用上Aであることが好ましい。
A:加飾フィルムにヒビ割れが視認されない
B:加飾フィルムにヒビ割れが視認される
得られた加飾フィルムに対して、32mm円筒形マンドレル屈曲試験器(オールグッド株式会社製)を用いて、1回折り曲げる。折り曲げ後、元の平面状態に戻し、加飾フィルムを観察して以下の基準で評価した。実用上Aであることが好ましい。
A:加飾フィルムにヒビ割れが視認されない
B:加飾フィルムにヒビ割れが視認される
<反射色視認性>
得られた加飾フィルムに対して、分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて色度L*a*b*を測定し、下記式に従って彩度c*を算出して、以下の基準で色の視認性を評価した。測定時は、入射光角度-5度、受光角度が5度、すなわち、入射光に対して正反射となる受光角度にて測定を実施した。
c*={(a*)2+(b*)2}1/2
加飾フィルムとしての実用上Aであることが好ましい。
A:c*≧10
B:c*<10
得られた加飾フィルムに対して、分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて色度L*a*b*を測定し、下記式に従って彩度c*を算出して、以下の基準で色の視認性を評価した。測定時は、入射光角度-5度、受光角度が5度、すなわち、入射光に対して正反射となる受光角度にて測定を実施した。
c*={(a*)2+(b*)2}1/2
加飾フィルムとしての実用上Aであることが好ましい。
A:c*≧10
B:c*<10
<白化抑制性>
得られた加飾フィルムに対して、ヘーズメーター(NDH 8000、日本電色工業株式会社)を用い、ヘイズを測定し、以下の基準に従って評価した。反射色を用いた加飾フィルムとしての実用上Aであることが好ましい。
A:ヘイズ<1.5
B:ヘイズ≧1.5
得られた加飾フィルムに対して、ヘーズメーター(NDH 8000、日本電色工業株式会社)を用い、ヘイズを測定し、以下の基準に従って評価した。反射色を用いた加飾フィルムとしての実用上Aであることが好ましい。
A:ヘイズ<1.5
B:ヘイズ≧1.5
<選択反射波長、ピーク反射率>
加飾フィルムについて、基材のコレステリック液晶層、又は、無機化合物多層膜を有する側とは反対の面に、黒PET(polyethylene terephthalate)(商品名「くっきりミエール」、株式会社巴川製紙所社製)を貼り合わせ、コレステリック液晶層が形成されている面を入射面として、反射スペクトルを測定した。反射率は、積分球装置を備えた分光光度計で測定される積分反射率であり、日本分光社製の分光光度計「V-670」、及び同社製の大型積分球装置「ILV-471」を用いて測定した。
また、得られた反射スペクトルを用いて、反射率の極大値、かつ、最大値をピーク反射率Rmax(%)とし、下記の式で表される半値反射率R1/2(%)を示す2つの波長の平均値を選択反射波長とした。
半値反射率を求める式:R1/2=Rmax÷2
加飾フィルムについて、基材のコレステリック液晶層、又は、無機化合物多層膜を有する側とは反対の面に、黒PET(polyethylene terephthalate)(商品名「くっきりミエール」、株式会社巴川製紙所社製)を貼り合わせ、コレステリック液晶層が形成されている面を入射面として、反射スペクトルを測定した。反射率は、積分球装置を備えた分光光度計で測定される積分反射率であり、日本分光社製の分光光度計「V-670」、及び同社製の大型積分球装置「ILV-471」を用いて測定した。
また、得られた反射スペクトルを用いて、反射率の極大値、かつ、最大値をピーク反射率Rmax(%)とし、下記の式で表される半値反射率R1/2(%)を示す2つの波長の平均値を選択反射波長とした。
半値反射率を求める式:R1/2=Rmax÷2
<ピーク反射率の層厚依存抑制性>
液晶化合物の屈折差Δn、コレステリック液晶層の層厚d(μm)から予測される予測最大反射率Rsを下記式に従って算出し、実際のピーク反射率Rmaxと比較して以下の基準に従って評価した。所望の膜厚で反射率を任意に制御できるという観点から、Aであることが好ましい。
Rs=Δn×d(ただし、Rs>0.5のとき、液晶の円偏光選択反射性を考慮し、Rs=0.5とする。)
A:Rmax≦Rs×0.8、又は、Rs×1.2≧Rmax
B:Rs×0.8<Rmax<Rs×1.2
液晶化合物の屈折差Δn、コレステリック液晶層の層厚d(μm)から予測される予測最大反射率Rsを下記式に従って算出し、実際のピーク反射率Rmaxと比較して以下の基準に従って評価した。所望の膜厚で反射率を任意に制御できるという観点から、Aであることが好ましい。
Rs=Δn×d(ただし、Rs>0.5のとき、液晶の円偏光選択反射性を考慮し、Rs=0.5とする。)
A:Rmax≦Rs×0.8、又は、Rs×1.2≧Rmax
B:Rs×0.8<Rmax<Rs×1.2
以上の評価結果を表1に示す。
なお、比較例2において、ピーク反射率の層厚依存抑制性の評価結果が「-」であるのは、比較例2の加飾フィルムは反射率と層厚に依存性が成立しないことから、Rsの値を算出できないため、評価できなかったことを示す。
表1に示すように、実施例1の加飾フィルムは、比較例の加飾フィルムと比べ、視認時に白みがかる故障が少ない加飾フィルムであった。
また、表1に示すように、実施例1の加飾フィルムは、密着性、ハンドリング性、反射色視認性、及び、ピーク反射率の層厚依存抑制性にも優れる。
また、表1に示すように、実施例1の加飾フィルムは、密着性、ハンドリング性、反射色視認性、及び、ピーク反射率の層厚依存抑制性にも優れる。
<実施例2~7>
実施例2~7においては、第3パターニングマスクのインク印刷濃度を変更し、可視光反射部の選択反射波長を表2に示す波長となるようにし、また、下記に示した以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
実施例2~7においては、第3パターニングマスクのインク印刷濃度を変更し、可視光反射部の選択反射波長を表2に示す波長となるようにし、また、下記に示した以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
-実施例2-
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと、及び、第1露光硬化時に第1パターニングマスクを用いないこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと、及び、第1露光硬化時に第1パターニングマスクを用いないこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
-実施例3-
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
-実施例4-
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
-実施例5-
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと、及び、波長変化露光を30mJ/cm2の露光量として不可視光線反射部の選択反射波長を900nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
可視光反射部の選択反射波長を変更したこと、及び、波長変化露光を30mJ/cm2の露光量として不可視光線反射部の選択反射波長を900nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
-実施例6-
右捩れカイラル剤(A)の代わりに、以下に示す右捩れカイラル剤(C)を用いた。
また、第1の露光硬化時に、ホットプレートを用いて、液晶層を上から見て左半分の温度を35℃、右半分の温度を50℃となるように加熱して硬化した。加熱温度に応じて液晶ピッチが変化した、選択反射波長が互いに異なる2領域を含む可視光反射部を形成した。
その後、液晶材料を90℃のホットプレート上で液晶層を加熱し、未硬化部の選択反射波長を赤外線反射領域へ変化させた状態で、低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第2光)を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成し、加飾フィルムを作製した。
右捩れカイラル剤(A)の代わりに、以下に示す右捩れカイラル剤(C)を用いた。
また、第1の露光硬化時に、ホットプレートを用いて、液晶層を上から見て左半分の温度を35℃、右半分の温度を50℃となるように加熱して硬化した。加熱温度に応じて液晶ピッチが変化した、選択反射波長が互いに異なる2領域を含む可視光反射部を形成した。
その後、液晶材料を90℃のホットプレート上で液晶層を加熱し、未硬化部の選択反射波長を赤外線反射領域へ変化させた状態で、低酸素雰囲気下(酸素濃度1,000ppm以下)にて、基材の液晶層を有する側からUV-LED(CCS社製)を用いて300mJ/cm2の露光量で波長285nmの紫外線(第2光)を照射して液晶層を硬化させてコレステリック液晶層を形成し、加飾フィルムを作製した。
右捩れカイラル剤(C):下記化合物(R2)
-実施例7-
右捩れカイラル剤(A)の添加量を10質量部とし、第1の露光硬化時にて不可視光線反射部を硬化した。波長変化露光にて用いる第3のパターニングマスクの濃度を、表2に示す選択反射波長となるよう変更し、実施例1と同様にコレステリック液晶層を形成した。
右捩れカイラル剤(A)の添加量を10質量部とし、第1の露光硬化時にて不可視光線反射部を硬化した。波長変化露光にて用いる第3のパターニングマスクの濃度を、表2に示す選択反射波長となるよう変更し、実施例1と同様にコレステリック液晶層を形成した。
実施例1~7の加飾フィルムについて、上述した評価に加え、下記の評価も行った。評価結果をまとめて表2に示す。
<彩度変化>
得られた加飾フィルムに対して、0.5cmごとに区分線をサインペンでしるし、0.5cm格子ごとに領域を区分した。分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、各格子の色度L*a*b*を測定した。
加飾フィルムを、黒画用紙の上において視認した際に、最も黒く見える格子を低彩度部、低彩度部と隣接し、かつ、下記式に従った色度差ΔEが最も小さい格子を高彩度部とした。
ΔE={(高彩度部L*-低彩度部L*)2+(高彩度部a*-低彩度部a*)2+(高彩度部b*-低彩度部b*)2}1/2
Δc*=高彩度部c*-低彩度部c*
A:彩度変化Δc*>3
B:彩度変化Δc*≦3
Aであるほうが、より広い彩度を表現できるため、好ましい。
得られた加飾フィルムに対して、0.5cmごとに区分線をサインペンでしるし、0.5cm格子ごとに領域を区分した。分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、各格子の色度L*a*b*を測定した。
加飾フィルムを、黒画用紙の上において視認した際に、最も黒く見える格子を低彩度部、低彩度部と隣接し、かつ、下記式に従った色度差ΔEが最も小さい格子を高彩度部とした。
ΔE={(高彩度部L*-低彩度部L*)2+(高彩度部a*-低彩度部a*)2+(高彩度部b*-低彩度部b*)2}1/2
Δc*=高彩度部c*-低彩度部c*
A:彩度変化Δc*>3
B:彩度変化Δc*≦3
Aであるほうが、より広い彩度を表現できるため、好ましい。
<緑の彩度変化>
得られた加飾フィルムに対して、0.5cmごとに区分線をサインペンでしるし、0.5cm格子ごとに領域を区分した。フィルムを、黒画用紙の上において視認した際に、最も緑色に見える格子を領域A、最も黒く見える格子を領域Bとした。
領域Aと領域Bを結ぶ直線上に存在する格子について、分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、各格子の色度L*a*b*を測定し、RGB値を算出した。
下記の基準に従って、緑の彩度変化表現を評価した。
A:領域Aと領域Bを結ぶ直線上に存在する格子において、常にG≧R、かつ、G≧Bが成り立ち、かつ、領域Aと領域Bとの彩度変化Δc*>3
B:領域Aと領域Bを結ぶ直線上に存在する格子において、R>G、若しくは、B>Gとなる格子が存在する、又は、彩度変化が小さいΔc*≦3
Aであるほうが、より広い彩度の緑色を表現できるため、好ましい。
得られた加飾フィルムに対して、0.5cmごとに区分線をサインペンでしるし、0.5cm格子ごとに領域を区分した。フィルムを、黒画用紙の上において視認した際に、最も緑色に見える格子を領域A、最も黒く見える格子を領域Bとした。
領域Aと領域Bを結ぶ直線上に存在する格子について、分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、各格子の色度L*a*b*を測定し、RGB値を算出した。
下記の基準に従って、緑の彩度変化表現を評価した。
A:領域Aと領域Bを結ぶ直線上に存在する格子において、常にG≧R、かつ、G≧Bが成り立ち、かつ、領域Aと領域Bとの彩度変化Δc*>3
B:領域Aと領域Bを結ぶ直線上に存在する格子において、R>G、若しくは、B>Gとなる格子が存在する、又は、彩度変化が小さいΔc*≦3
Aであるほうが、より広い彩度の緑色を表現できるため、好ましい。
<反射色変化>
得られた加飾フィルムに対して、0.5cmごとに区分線をサインペンでしるし、0.5cm格子ごとに領域を区分した。分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、各格子の色度L*a*b*を測定し、色相角度hを算出して、下記の基準に従って、反射色変化を評価した。
さまざまな色相角度の反射色を有するとき、多様な色が視認できるため、加飾フィルムとして好ましい。
A:色相角度hの最小値(最も小さいhを示す格子でのhの値)と最大値(最も大きいhを示す格子でのhの値)の差が30度以上である
B:色相角度hの最小値と最大値の差が30度より小さい
Aであるほうが、さまざまな色相角度の反射色を有し、多様な色を表現できるため、好ましい。
得られた加飾フィルムに対して、0.5cmごとに区分線をサインペンでしるし、0.5cm格子ごとに領域を区分した。分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、各格子の色度L*a*b*を測定し、色相角度hを算出して、下記の基準に従って、反射色変化を評価した。
さまざまな色相角度の反射色を有するとき、多様な色が視認できるため、加飾フィルムとして好ましい。
A:色相角度hの最小値(最も小さいhを示す格子でのhの値)と最大値(最も大きいhを示す格子でのhの値)の差が30度以上である
B:色相角度hの最小値と最大値の差が30度より小さい
Aであるほうが、さまざまな色相角度の反射色を有し、多様な色を表現できるため、好ましい。
<斜め視認時の赤色化>
得られた加飾フィルムに対して、入射光-60度、受光角度60度となる角度で、分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、反射率を測定し、選択反射波長を算出した。
赤が視認されないことがより好ましく、選択反射波長が赤色反射を示す波長範囲内であるかどうか、下記の基準に従って評価した。
A:上記選択反射波長が580nm~780nmの範囲に含まれない
B:上記選択反射波長が580nm~780nmの範囲に含まれる
入射光-60度、受光角度60度となる角度で測定した場合、上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部における反射波長が短波長側にシフトする。例えば、上記不可視光線反射部の上述した積分球を用いて測定された選択反射波長が、波長780nmを超え1,300nm未満の赤外域である場合、入射光-60度、受光角度60度となる角度で測定した上記選択反射波長が580nm~780nmの範囲の赤色光となる場合が多い。
得られた加飾フィルムに対して、入射光-60度、受光角度60度となる角度で、分光放射計SR-3(トプコン株式会社製)を用いて、反射率を測定し、選択反射波長を算出した。
赤が視認されないことがより好ましく、選択反射波長が赤色反射を示す波長範囲内であるかどうか、下記の基準に従って評価した。
A:上記選択反射波長が580nm~780nmの範囲に含まれない
B:上記選択反射波長が580nm~780nmの範囲に含まれる
入射光-60度、受光角度60度となる角度で測定した場合、上記可視光線反射部及び上記不可視光線反射部における反射波長が短波長側にシフトする。例えば、上記不可視光線反射部の上述した積分球を用いて測定された選択反射波長が、波長780nmを超え1,300nm未満の赤外域である場合、入射光-60度、受光角度60度となる角度で測定した上記選択反射波長が580nm~780nmの範囲の赤色光となる場合が多い。
<点状欠陥>
得られた加飾フィルムに対して、外観を視認し、下記の基準に従って評価した。Bが好ましく、Aがより好ましい。
A:点状欠陥(異物状の点)が5個/m2より少ない
B:点状欠陥が5個/m2以上視認される
低温で露光した部分に点状欠陥が生じやすい。
得られた加飾フィルムに対して、外観を視認し、下記の基準に従って評価した。Bが好ましく、Aがより好ましい。
A:点状欠陥(異物状の点)が5個/m2より少ない
B:点状欠陥が5個/m2以上視認される
低温で露光した部分に点状欠陥が生じやすい。
表2に示すように、実施例1の加飾フィルムは、比較例の加飾フィルムと比べ、視認時に白みがかる故障が少ない加飾フィルムであった。
また、表2に示すように、実施例1の加飾フィルムは、密着性、ハンドリング性、反射色視認性、及び、ピーク反射率の層厚依存抑制性にも優れる。
また、表2に示すように、実施例1の加飾フィルムは、密着性、ハンドリング性、反射色視認性、及び、ピーク反射率の層厚依存抑制性にも優れる。
<実施例8>
コレステリック液晶層の形成時、ワイヤーバーの番手を#10とすること以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
得られた加飾フィルムは、コレステリック液晶層全体の厚さが3.5μmであり、実施例1の2.8μmと比較して層厚が増加した加飾フィルムが得られた。実施例1と同様の評価を行った結果、いずれの評価も、実施例1と同様の評価結果が得られた。
コレステリック液晶層の形成時、ワイヤーバーの番手を#10とすること以外は、実施例1と同様にして、加飾フィルムを作製した。
得られた加飾フィルムは、コレステリック液晶層全体の厚さが3.5μmであり、実施例1の2.8μmと比較して層厚が増加した加飾フィルムが得られた。実施例1と同様の評価を行った結果、いずれの評価も、実施例1と同様の評価結果が得られた。
<実施例101>
[成型体]
実施例1の加飾フィルムを用いて、以下のようにして成型体を作製した。
[成型体]
実施例1の加飾フィルムを用いて、以下のようにして成型体を作製した。
加飾フィルムのコレステリック液晶層上に、日本ペイント(株)製の「naxレアル スーパーブラック塗料」を、ワイヤーバー(番手#20)を用いて塗布し、100℃にて2分乾燥させることにより、厚さ10μmの着色層を形成した。
粘着層の両面に保護フィルムを有する粘着シート(G25、厚さ25μm、日榮新化(株)製)の片面の保護フィルムを剥離した後、加飾フィルムの着色層に粘着シートを張り付けてラミネート(温度:30℃、線圧100N/cm、搬送速度0.1m/分)した。これにより、保護フィルム、粘着層、着色層、コレステリック液晶層、及び基材をこの順に有する加飾フィルム(以下、「成型用加飾フィルム」ともいう。)を得た。
電子デバイスであるスマートフォン筐体パネルを想定し、図6及び図7(図6の断面)に示すガラス部材(l1:152mm、l2:82mm、l3:20mm)を用いて、立体成型により成型体を作製した。
具体的には、成型用加飾フィルムから保護フィルムを剥離後、図6に示すガラス部材に成型用加飾フィルムを張り付け、布施真空株式会社製のTOM(Three dimension Overlay Method)成型機「NGF0406」を用いて加熱温度170℃にて真空成型し、成型体を形成した。このようにして、実施例1の加飾フィルムに由来する青色の明暗がついた意匠を有する成型体を得ることができた。この成型体は、電子デバイスであるスマートフォンに好ましく用いることができる。
具体的には、成型用加飾フィルムから保護フィルムを剥離後、図6に示すガラス部材に成型用加飾フィルムを張り付け、布施真空株式会社製のTOM(Three dimension Overlay Method)成型機「NGF0406」を用いて加熱温度170℃にて真空成型し、成型体を形成した。このようにして、実施例1の加飾フィルムに由来する青色の明暗がついた意匠を有する成型体を得ることができた。この成型体は、電子デバイスであるスマートフォンに好ましく用いることができる。
10:コレステリック液晶層、10p:光硬化性のコレステリック液晶層、11:可視光線反射部、12:不可視光線反射部、12p:未硬化部、30:基材、50:パターニングマスク、51、52:第1光の透過率が互いに異なる領域、60:パターニングマスク、61:透過部、62:透過率変化部、200:加飾フィルム、200p:液晶材料、300:ガラス部材、L1:第1光、L2:第2光、l1~l3:ガラス部材の寸法
Claims (10)
- 単層構造であるコレステリック液晶層を有し、
前記コレステリック液晶層が、面内方向の少なくとも一部の領域において、可視光線領域の波長を選択的に反射する可視光線反射部、及び、前記可視光線反射部に隣接する不可視光線反射部を厚み方向に含む
加飾フィルム。 - 前記コレステリック液晶層が、前記可視光線反射部の厚さが互いに異なる複数の領域を面内方向に含む請求項1に記載の加飾フィルム。
- 前記可視光線反射部の少なくとも1つの選択反射波長が、480nm~580nmである請求項1又は請求項2に記載の加飾フィルム。
- 前記コレステリック液晶層が、前記可視光線反射部の選択反射波長が互いに異なる複数の領域を面内方向に含む請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記不可視光線反射部が、紫外線を選択反射するか、又は、波長1,300nm以上の光を選択反射する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記コレステリック液晶層が、感光性カイラル剤を含む請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 基材と、コレステリック液晶化合物を含む光硬化性のコレステリック液晶層とを有する液晶材料を準備する工程、
前記光硬化性のコレステリック液晶層に、第1光の透過率が互いに異なる複数の領域を有する第1パターニングマスクを介して前記第1光を照射して、前記光硬化性のコレステリック液晶層の一部を硬化させる工程、
前記光硬化性のコレステリック液晶層の未硬化部の選択反射波長を変化させる工程、及び、
第2光を照射して前記未硬化部を硬化させる工程を含む
加飾フィルムの製造方法。 - 請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の加飾フィルムを成型してなる成型体。
- 請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の加飾フィルム、又は、請求項8に記載の成型体を備えた物品。
- 電子デバイスである請求項9に記載の物品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021140219A JP2023034129A (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 加飾フィルム及びその製造方法、成型体、及び、物品 |
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