JP3841608B2 - 透明箔粉及び該透明箔粉含有成形体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚さが極めて薄い無機薄膜とその少なくとも片面に設けられた樹脂層からなる積層体の破砕片である透明箔粉と該透明箔粉を含有した樹脂からなる成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成樹脂成形体のフイルムやシートや塗布膜または成形体等に導電性や防眩性、光散乱性、紫外線や赤外線のカット性を付与するために、▲１▼金属粉、カーボン粉を樹脂に含有せしめてフイルムやシートや塗布膜や糸状体または成形体等に成形する方法、▲２▼フイルム等の表面に銀等の金属薄膜とインジウムの酸化物等の透明導電性物や金属等の蒸着薄膜を積層形成する方法、さらに▲３▼雲母などの薄片表面に導電性など機能性物をコーテイングして導電性等の機能性薄片となしてこの薄片を樹脂に添加含有せしめて成形する方法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の技術において、▲１▼では得られたフイルム等は不透明であり、さらにこれらの添加含有せしめられる導電性物は粒子状のものであり、広く知られているようにその粒子形態が立方体に近い形態であるために含有量を多くしないと満足な導電性等の機能が得られない場合が多く、満足な導電性等の機能を得るために導電性粒子を多量に入れると樹脂成分が相対的に少量となり、成形体物性を保持する樹脂の性能を失い成形体としての機械的物性が維持し得ない場合が多かった。▲２▼では優れた導電性や防眩性、光散乱性、紫外線や赤外線のカット性等の性能が得られる場合が多いが、フイルム上に形成された蒸着薄膜が屈曲等により極めて容易にひび割れを起こしその機能を簡単に失う場合が多く折角の可撓性樹脂使用の効果が得られない場合が殆どであった。さらに▲３▼では表面導電性化等機能性物でコーテイングされた薄片の基体であるものが非導電性等の非機能性であるため▲１▼におけると同様に、添加量を多くしないと満足な導電性等の機能性の付与ができない場合が多かった。
本発明はかかる従来技術の抱える課題、すなわち屈曲等の取り扱い時における機能性薄膜のひび割れによる導電性等の欠落、機能性保持物を多量に添加するために樹脂本来の機械的物性を多大に損なうこと等を解決し、樹脂本来の機械的性能を維持しながら、少ない機能性物の添加でフイルム、シート、塗布膜、糸状体等種々成形体の樹脂成形体に機能を付与し得る透明箔粉と、該透明箔粉を添加含有せしめた樹脂成形体を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、厚さが５〜１０００ｎｍの無機薄膜と、その少なくとも片面に樹脂膜を有する厚さ０．１〜５μｍの積層体の破砕箔粉であって、平均直径が０．５〜５００μｍであり、５００ｎｍ波長での光線透過率が１０％以上であることを特徴とする透明箔粉であり、また無機薄膜がインジウムの酸化物を主成分とするものである前記の透明箔粉であり、また前記の透明箔粉を媒体に分散せしめたペーストであり、また前記の透明箔粉を含有した樹脂を成形した透明箔粉含有成形体であり、さらにまた前記成形体が、フイルム、シート、塗布膜、糸状体から選ばれた一種である透明箔粉含有成形体であります。
【０００５】
【発明の実施態様】
本発明の厚さが５〜１０００ｎｍの無機薄膜と、その少なくとも片面に樹脂膜を有する厚さ０．１〜５μｍの積層体の破砕箔粉における無機薄膜構成物としては、平均直径が０．５〜５００μｍであり、５００ｎｍ波長での光線透過率が１０％以上の機能を保持するものであれば特に限定されないが、例えば金、銀、銅等の金属単体またはその合金、インジウム酸化物、スズ酸化物、亜鉛酸化物、チタン酸化物、カドミウム酸化物、アンチモン酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、またはこれらの酸化物を構成する金属等の金属単体、窒化物、酸窒化物、弗化物等から選ばれる一種またはこれらの２種以上、また前記構成物の一層または２層以上からなるものであり、その薄膜厚さが５〜１０００ｎｍである薄膜である。これらの中でも膜形成性、透明性などから、インジウムの酸化物を主成分とするもの、すなわちインジウム酸化物にスズを（１０モル％前後）含有せしめた所謂ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、チタン酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物がより好ましく採用できる。
この破砕片の大きさは特に制限はないが好ましくは、平均直径が０．５〜５００μｍであり、より好ましくは２〜５００μｍであり、さらに好ましくは５〜３００μｍである。この破砕片の大きさが０．５μｍに満たないときは薄膜の破砕による箔粉の作成が困難でありかつ、以後の工程での取り扱い性が劣り、また該本発明の箔粉を含有せしめた樹脂成形体の機能性においても、従来における粒子と同様な機能付与しかできず不満足な場合が多い。また５００μｍを超えるときは樹脂との混和等において充分均一なものとすることが困難になる等、取り扱いにおいて劣るものとなる。
【０００６】
前記の本発明における無機薄膜とその少なくとも片面に樹脂膜を有する積層体の破砕片である透明箔粉の厚さは厚さ０．１〜５μｍのであり、好ましくは０．３〜３μｍであり、さらに好ましくは０．５〜２μｍである。この厚さが０．１μｍに満たないときは、機能性の付与が不充分な場合が多く、かつ樹脂膜の形成が困難となり、５μｍを超えると、本発明の目的であるこれらの箔粉の保有する透明性が劣るようになり、無機薄膜の保有する機能性の性能の更なる向上が見られず、薄膜形成のコストが多大となり、経済的にも得策でない場合が多い。
【０００７】
本発明の無機薄膜とその少なくとも片面に樹脂膜を有する積層体の破砕片である透明箔粉で平均直径が０．５〜５００μｍ、厚さが０．１〜５μｍであるものの厚みは極めて均一であり、その平均厚さをｄ⁰としたときｄ⁰±２０％の範囲に入る破砕片が９０％以上の確率をもって存在するものであり、より好ましい場合には平均厚さをｄ⁰としたときｄ⁰±２０％の範囲に入る破砕片が９５％以上の確率をもって存在するものである。
勿論得られた均一厚さの透明箔粉を混合して、厚さの均一さを無くした厚さ分布の広い混合粉として使用してもよいものである。
本発明における、厚さが５〜１０００ｎｍの無機薄膜と、その少なくとも片面に樹脂膜を有する厚さ０．１〜５μｍの積層体の破砕箔粉である透明箔粉の５００ｎｍ波長での光線透過率の測定は、下記▲１▼、▲２▼のいずれかによるものであって、得られた数値のいずれを採用してもよいものである。
▲１▼破砕前の積層体（基板フイルム等を除去した積層体が測定に充分な面積を維持している場合には）の５００ｎｍ波長での光線透過率の測定をする。
▲２▼透明箔粉の媒体（例えば、エタノールやエチレングリコール等）への５０重量％以下での数点の濃度における、各濃度の乾燥皮膜を、５００ｎｍ波長での光線透過率が既知の透明ガラス板上に形成し、各濃度での皮膜の５００ｎｍ波長での光線透過率の測定を行い、外挿によって１００％時の５００ｎｍ波長での光線透過率の値を得る。（この場合には、透明箔粉に対して５重量％以下の透明樹脂など皮膜形成剤を添加した皮膜でもよい。）
【０００８】
前記本発明の透明箔粉は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離線硬化性樹脂等の樹脂に含有せしめ成形することで、フイルム、シート、塗布膜、糸状体や任意形状の構造体等の成形体に成形することで透明性を維持して透明箔粉の保有する機能が付与されたものとなる。
本発明における無機薄膜の破砕片である透明箔粉は、種々の機能性、例えば、光散乱性、紫外線及びまたは赤外線の選択吸収性または選択反射性、導電性などを保有するもの、極めて薄いものでありその厚さ分布の極めてシャープなものであって、しかも透明性をも付与し得るものである。
本発明の透明箔粉は、殆どが透明性であり５００ｎｍ波長での光線透過率が１０％以上であるものであって、この５００ｎｍ波長での光線透過率はより好ましいくは２０％以上であり、更に好ましくは２５％以上のものである。
【０００９】
本発明の透明箔粉の製法は特に限定はされないが、基材フイルムに、必要により、樹脂下塗り層を形成し、この下塗り層上に金属酸化物等無機薄膜を蒸着、スパッタリング、イオンビーム蒸着、ゾル−ゲル法等によって形成し、この金属酸化物等無機薄膜の上に必要により金属薄膜または他の無機薄膜を積層形成することやシランカップリング剤や多官能アクリルモノマーを塗布するなどし、更に必要に応じてその上に樹脂上塗り層を形成し、該基材フイルムを剥離、溶解等によって取り除き、基材フイルムを取り除いた薄膜を、窒素ガス中または水やアルコール、各種鉱油（例えばケロシン等）等の媒体中で破砕し、ろ過、乾燥、媒体への分散等をほどこして製造することができる。水やアルコール、各種鉱油（例えばケロシン等）等の媒体への分散をすることでペーストとしてその後の成形体への応用などが容易となる。
この際樹脂下塗り層及び樹脂上塗り層のどちらか一方は必須であり、両方とも形成してもよいものである。媒体への分散することでペーストとしてその後の成形体への応用などが容易となる。本発明の透明箔粉は、前記製法を選択することで、その表面の少なくとも一方面上に樹脂層を有するものとなり、樹脂層なしの無機箔粉のみの箔粉を取り扱うより容易に取り扱うことができるものであり、透明箔粉を媒体へ分散するときや成形体へ添加による成形時の樹脂との混和が、スムースになる場合が多い。
また金属薄膜の金属酸化物無機薄膜上への形成による積層薄膜となすことで、透明性が若干犠牲になるも、導電性が更に向上したり、光散乱性、紫外線及びまたは赤外線の選択吸収性または選択反射性が向上し、かつ金属の有する光輝性が付与された破砕片である透明箔粉にもなる。また下塗り層、上塗り層等に着色剤を添加する等した場合には、着色された破砕片である透明箔粉にもすることができる。
【００１０】
本発明における、下塗り層及びまたは上塗り層に使用され、無機薄膜の少なくとも一方面上に形成される樹脂としては、透明性があり、無機薄膜との密着性に問題のないもの、耐光性や耐候性に優れたものであれば特に制限されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化樹脂、紫外線硬化樹脂のいずれもが使用できる。例えば、アクリル樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ニトロセルロース、セルロースアセテート、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、尿素−メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキッド系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルフォン、ポリフェニレン等が挙げられ、これらの単独または混合で使用でき、下塗り層上塗り層で同一であってもよく異種であってもよい。
かかる下塗り層、上塗り層の形成方法も特に限定されず、ロールコーテイング法、グラビアコーテイング法、リバースコーテイング法、スプレイコーテイング法等の方法を採用することができる。これら下塗り層及び上塗り層の層厚さは、本発明の目的を逸脱しないような値であればよく、いずれか一方または両方に該樹脂層がある、夫々の場合においても、主として無機薄膜と樹脂層とからなる積層体の破砕片である透明箔粉の厚さが０．１〜５μｍとなるように選択されるものである。
【００１１】
本発明における成形体に用いられる樹脂は、特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等の電離線硬化性樹脂が使用でき、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、が挙げられ、さらにポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、繊維素系樹脂が挙げられる。
これらの樹脂は、適宜選択的に、透明であれば着色、無着色いずれも採用し得るものである。これらの樹脂には、本発明の透明箔粉を、成形前の任意の好的な時期に添加含有せしめて、フイルム、シート、塗布膜、糸状体、構造材や特定形状の成形体に成形することで、本発明の透明箔粉を含有した前記例示の成形体にすることができる。
【００１２】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
＊＊実施例１
厚さ２５μｍの未延伸ポリプロピレンフイルムの片面に、メラミン系樹脂を乾燥厚さ０．５μｍになるように塗布、乾燥しメラミン系樹脂下塗り層を形成し、該メラミン系樹脂下塗り層上に、インジウム−スズ酸化物系薄膜を５０ｎｍ厚さにスパッタリングで形成し、さらにこのインジウム−スズ酸化物系薄膜上にメラミン系樹脂を乾燥厚さ０．５μｍになるように塗布、乾燥しメラミン系樹脂上塗り層を形成し積層物を作成した。
この得られた積層物から機械的に基材のポリプロピレンフイルムのみを剥離して、フイルム以外の樹脂下塗り層とインジウム−スズ酸化物系薄膜と樹脂上塗り層との積層体を集めて、破砕し、厚さが１μｍで平均直径２０μｍの本発明の透明箔粉を得た。この透明箔粉は厚さが１μｍで平均直径２０μｍであり、透明箔粉の厚さ斑を顕微鏡下で観察したところ１μｍ±２０％の範囲に入る箔粉が９５％以上存在するもので、極めて厚さの均一性に優れたものであった。
得られた透明箔粉の５００ｎｍ波長における光線透過率は８１％であった。
得られた均一な厚さの本発明の透明箔粉を、アクリル−ウレタン系接着剤樹脂液に樹脂固形分に対して４０重量％添加し、この液を攪拌均一化して得た接着剤液を厚さ１．０ｍｍのアクリル樹脂板上に乾燥厚さで５μｍになるように塗布し、接着剤層を形成しこの接着剤層上に一面を鉛筆硬度２Ｈになるようにハードコート仕上げしたポリエステルフイルムのハードコート仕上げ面以外の面をもって接着積層して、本発明のアクリル板−ポリエステルフイルム複合板を作成した。
得られたアクリル板−ポリエステルフイルム複合板のポリエステルフイルム側表面の表面抵抗は３．８×１０⁹Ω／□であり、５００ｎｍ波長の光線透過率は６７％であった。
【００１３】
＊＊比較例１
実施例１における接着剤樹脂液に本発明の透明箔粉を添加しないこと以外は実施例と同様にしてアクリル板−ポリエステルフイルム複合板を作成した。得られたアクリル板−ポリエステルフイルム複合板のポリエステルフイルム側表面の表面抵抗は３．８×１０¹⁵Ω／□であり、５００ｎｍ波長の光線透過率は８７％であった。
【００１４】
＊＊実施例２
厚さ２５μｍの未延伸ポリプロピレンフイルムの片面に、メラミン系樹脂と各種染料とを乾燥厚さ０．５μｍになるように塗布、乾燥し、種々色に着色したメラミン系樹脂下塗り層を形成し、該メラミン系樹脂下塗り層上に、インジウム−スズ酸化物系薄膜を６０ｎｍ厚さにスパッタリングで形成し、さらにこのインジウム−スズ酸化物系薄膜上に、各種染料とメラミン系樹脂を下塗り層と同色になるようにして乾燥厚さ０．５μｍになるように塗布、乾燥しメラミン系樹脂上塗り層を形成し積層物を作成した。
この得られた積層物から機械的に基材のポリプロピレンフイルムのみを剥離して、フイルム以外の樹脂下塗り層とインジウム−スズ酸化物系薄膜と樹脂上塗り層との積層体を集めて、破砕し、厚さが１μｍで平均直径２２μｍの本発明の透明箔粉を得た。この透明箔粉は厚さが１μｍで平均直径２２μｍであり、透明箔粉の厚さ斑を顕微鏡下で観察したところ１μｍ±２０％の範囲に入る箔粉が９５％以上存在するもので、極めて厚さの均一性に優れたものであった。
得られた透明箔粉の５００ｎｍ波長における光線透過率は緑色のもが７８％であり、赤色のものが１１％であり、紫色のものが６４％であった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明による極めて薄く、しかもその厚さが均一であり、透明性の箔粉は、樹脂などと混合して、フイルム、シート、塗布膜、糸状体等や、任意形状の成形体となし得、得られた成形体は、屈曲などに耐性をし、可撓性に優れ、しかも透明で導電性等の種々の機能が付与されたものとなり、産業上有用なものである。

Claims (5)

1. 厚さが５〜１０００ｎｍの無機薄膜と、
   その少なくとも片面に樹脂膜を有する、
   厚さ０．１〜５μｍの積層体の破砕箔粉であって、
   前記無機薄膜が一層からなるものであり、
   前記樹脂膜を形成する樹脂が、前記破砕箔粉を媒体へ分散させること又は樹脂成形体の原材料である樹脂へ混和させることがスムースになる為に設けられており、かつ前記無機薄膜との密着性に問題がなく、透明性、耐光性及び耐候性に優れた樹脂である、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化樹脂、又は紫外線硬化樹脂の何れかであり、
   前記破砕箔粉の平均直径が０．５〜５００μｍであり、かつ５００ｎｍ波長での光線透過率が１０％以上であること、
   を特徴とする、透明箔粉。
2. 無機薄膜がインジウムの酸化物を主成分とするものである請求項１記載の透明箔粉。
3. 請求項１または２記載の透明箔粉を媒体に分散せしめたペースト。
4. 請求項１又は２記載の透明箔粉を含有した樹脂を成形した透明箔粉含有成形体。
5. 成形体が、フィルム、シート、塗布膜、糸状体から選ばれた一種である請求項４記載の透明箔粉含有成形体。