JP4325399B2

JP4325399B2 - 防汚性ハードコートおよびその製造方法、防汚性基材、防汚導電性基材、タッチパネル、ならびに表示装置

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Publication number: JP4325399B2
Application number: JP2003434342A
Authority: JP
Inventors: 成吉李; 里恵坪; 英章花岡; 裕一前田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005186576A

Description

この発明は、表面に防汚性が付与された防汚性ハードコートおよびその製造方法、防汚性基材、防汚導電性基材、タッチパネル、ならびに表示装置に関する。

窓ガラスや自動車用ガラス、或いは反射防止性を持たせるためにプラスチック基材上に二酸化硅素層が形成されるような光学部品においては、雨水や汚染物が付着すると、これら付着物、特に油汚れ等を拭き取り洗浄するのに手間がかかる。

また、ガラスをはじめ、表面が主に二酸化硅素で形成されている基材は、高い表面硬度を有する反面、手垢、指紋、汗、ヘアーリキッド、ヘアースプレー等による汚れが目立ちやすく、またそれが除かれにくいという欠点を有している。また、表面のすべりが悪いために損傷時の傷が太くなりやすい等の問題点も有している。さらに、水に対する濡れ性が大きいために、雨滴、水の飛沫が付着すると大きく拡がり、例えば眼鏡レンズ等においては大面積にわたって物体がゆがんで見える等の問題点も有している。

また、近年、ＣＲＴ(Cathode-Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、ＥＬ(Electro Luminescence)等のディスプレイが発達し、多方面に使用されるようになり、それに伴って画像をより見易くするための反射防止膜をディスプレイ表面上に設けることが増えてきた。この反射防止膜は、一般的に下層よりも屈折率の低い材料を、対象とする光の波長の１／４の光学的膜厚分だけ最表面に設けて構成される。この最表面層を作製する方法としては、フッ化マグネシウムやシリカ等の材料を真空蒸着やスパッタリング法により設ける方法、アルコキシシランの加水分解物等を溶液塗工する方法、フッ素系の高分子膜を蒸着や塗工で形成する方法等が用いられている。ところが、この最表面層の屈折率が低いために、汚れ、特に指紋汚れが目立ち易いという問題がある。

そこで、これらの問題を解決すべく、従来ガラス表面に撥水処理を施し、汚染防止を図る試みがなされている。この汚染防止の方法としては、（１）ポリジメチルシロキサンと室温で液状の炭化水素とからなる溶液中に無機ガラスを浸漬し、ディッピング法により塗布した後２５０〜３５０℃で焼き付ける方法（例えば、特許文献１参照）、（２）ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物を塗布する方法（例えば、特許文献２，３および４参照）、（３）フルオロアルキル基含有シラン化合物に対してアルコキシシシランを添加した混合物を塗布する方法（例えば、特許文献５参照）が開示されている。

しかしながら、これまでのシリコーン系被覆剤やフッ素系被覆剤による処理膜は、一時的に撥水機能を付与するものであり、ワイパー等による機械的な作用によりその撥水効果は劣化し永続性がなく耐久性に乏しいものであった。特に、これまでのフッ素系被覆剤においては、撥水性は増すが、塗布厚が大きくなり塗布ムラを作りやすいという欠点があり、塗布性に対して十分な結果が得られなかった。

そこで、本出願人は、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物の被膜を二酸化珪素からなるガラスやプラスチック基材上に形成する方法を提案している（特許文献６参照）。この方法は、基材面のＳｉＯ₂との強固な相互作用を持たせるため、アルコキシシラノ基を分子構造中に取り込み、耐溶剤性を向上したものである。

ところで、近年では、アクリル系ハードコート上に防汚処理を施す要求が高まっている。アクリル系ハードコートは、その強度特性、透明性から応用用途が広まっている。例えば、アクリル系ハードコートは、ガラスに成り代わる透明有機基板として、主に光学用基材として利用されている。また、蒸着法、又はスパッタ法によりアクリル系ハードコートと金属層からなる積層板へ加工されたり、光ディスクやタッチパネル等の表面保護材料として使用されたりしている。ところが、従来のアクリル系ハードコートは、指紋、油性ペンに対する表面の防汚性が乏しいという問題を有している。すなわち、アクリル系ハードコートを光学部品などにそのまま用いた場合には、アクリル系ハードコートは光学部品の光学特性を劣化させる原因となってしまう。

そこで、耐候性、撥水性、耐汚染性に優れ、有機溶剤に可溶なフッ素含有樹脂を用いて、アクリル系ハードコートの防汚性を向上させることが提案されている。具体的には、防汚性を改善するために行われている方法として、アクリル系ハードコートのアクリルモノマーに防汚性を持った物質を混合する方法（例えば、特許文献７参照）、紫外線硬化性アクリルモノマーとフッ素化（メタ）アクリレートとポリシロキサン基含有（メタ）アクリレートとの共重合体と、フッ素化オレフィン系重合体を含有してなる被覆用防汚性組成物を被覆し硬化する方法（例えば、特許文献８参照）が提案されている。

特開平１−１２６２４４号公報特開平５−０２４８８５号公報特開平６−０１６４５５号公報特開平８−０２６７７４号公報特開平５−１７０４８６号公報特願平１１−９２１７７号公報特開平１０―１１０１１８号公報特開平７-２２８８２０号公報

ところが、本発明者らの知見によれば、上述の従来技術では、ハードコートの表面に十分な数のフッ素基が存在しないために、良好な防汚性を得ることができない。

そこで、本発明者らは、ハードコート上に、密着層を形成し、さらに密着層上に、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物からなる防汚層を形成する方法を検討している。

しかしながら、本発明者の知見によれば、上述の方法では、耐磨耗性、耐溶剤性を大幅に向上することができるが、防汚層に塗布斑が発生して、視認性が劣化してしまうという問題がある。特に、防汚剤の濃度が高すぎると、防汚層の膜厚が厚くなりすぎるため、塗布斑の発生による視認性の劣化が著しい。このため、上述の方法では、フッ素系被覆剤が可溶な洗浄溶媒を用いて、発生した塗布斑を拭取る洗浄工程が必ず必要となり、手間がかかってしまう。また、乾燥環境では塗布班を拭取れないなどの問題も生じてしまう。

特に、噴霧により防汚剤を塗布して防汚層を形成する場合には、噴霧量調節によって薄膜を形成することが困難であるため、塗布後に塗布斑が著しく発生してしまう。

したがって、この発明の目的は、防汚層に塗布斑が発生することを防止して、優れた透明性を有する防汚性ハードコートおよびその製造方法、防汚性基材、防汚導電性基材、タッチパネル、ならびに表示装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、この発明は、第１の発明は、
アクリル系ハードコートと、
アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
密着層上に直接形成された防汚層と
を備え、
密着層が１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
防汚層が両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚性ハードコートである。

第２の発明は、
基材と、
基材の一主面に形成されたアクリル系ハードコートと、
アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
密着層上に直接形成された防汚層と
を備え、
密着層が１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
防汚層が両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚性基材である。

第３の発明は、
基材と、
基材の一主面に形成されたアクリル系ハードコートと、
アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
密着層上に直接形成された防汚層と、
基材の他主面に形成された透明導電膜と
を備え、
密着層が１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
防汚層が両末端にパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚導電性基材である。

第４の発明は、
防汚導電性基材をタッチ側に備え、
防汚導電性基材が、
基材と、
基材の一主面に形成されたアクリル系ハードコートと、
アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
密着層上に直接形成された防汚層と、
基材の他主面に形成された透明導電膜と
を備え、
密着層が１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
防汚層が両末端にパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物であるタッチパネルである。
第５の発明は、
アクリル系ハードコート上に密着層形成用組成物を直接塗布し、密着層を形成する工程と、
密着層上に防汚層形成用組成物を直接塗布し、防汚層を形成する工程と
を備え、
密着層形成用組成物が１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
防汚層形成用組成物が、両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物であり、
防汚層の形成工程では、触媒が、アルコキシシラン化合物の加水分解反応を促進させる防汚性ハードコートの製造方法である。

この発明によれば、カップリング剤からなる密着層上に、両末端に極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とからなる防汚剤を塗布して防汚層を形成するため、
触媒により加水分解反応を促進させることができる。

以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、触媒により加水分解反応を促進させることができるため、塗布班の発生を防止することができる。したがって、優れた透明性を有する防汚性ハードコートを提供することができる。

請求項６に係る発明によれば、触媒により加水分解反応を促進させることができるため、塗布班の発生を防止することができる。したがって、優れた透明性を有する防汚性基材を提供することができる。

請求項１２に係る発明によれば、触媒により加水分解反応を促進させることができるため、塗布班の発生を防止することができる。したがって、優れた透明性を有する防汚導電性基材を提供することができる。

請求項１８に係る発明によれば、触媒により加水分解反応を促進させることができるため、塗布班の発生を防止することができる。したがって、優れた透明性を有するタッチパネルを提供することができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の一実施形態によるタッチパネルの一構成例を示す断面図である。図１に示すように、このタッチパネル１は、導電性基材３と、この導電性基材３と対向する防汚導電性基材２と、導電性基材３および防汚導電性基材２の間に配設されたスペーサ７とから構成される。このタッチパネル１は、例えば液晶表示装置などの表示装置８上に形成される。

導電性基材３は、透明性を有する基材２１と、この基材２１の防汚導電性基材２と対向する側の主面に形成された透明導電膜２２とから構成される。防汚導電性基材２は、導電性基材５と、この導電性基材５のタッチ側の主面に形成された防汚性ハードコート６とから構成される。

導電性基材５は、透明性を有する基材１１と、この基材１１の導電性基材３と対向する側の主面に形成された透明導電膜１５とから構成される。防汚性ハードコート６は、基材１１のタッチ側の主面に、ハードコート１２、密着層１３、防汚層１４を順次積層して形成される。また、防汚性基材４は、基材１１と、この基材１１のタッチ側の主面に形成された防汚性ハードコート６とから構成される。

（基材１１，２１）
基材１１，２１は、透明性を有するフィルムである。この基材１１，２１の材料としては、例えば、ガラス、プラスチックなどが挙げられる。基材１１，２１としてアンチグレア（乱反射）機能を持たせたものを用いてもよい。また、基材１１，２１のヘイズ（光散乱の割合）は、８％以下が好ましく、透過率は８０％以上が好ましい。

ガラスとしては、例えば、ソーダライムガラス、鉛ガラス、硬質ガラス、石英ガラス、液晶化ガラスなど（「化学便覧」基礎編、P.I-537、日本化学会編参照）が用いられる。

プラスチック材料としては、有機高分子であればいかなるものを用いても良いが、透明性、屈折率、分散などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸特性から見て、特に、ポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（CR-39）などのポリカーボネート系樹脂；（臭素化）ビスフェノールＡ型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡモノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体及び共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂；ポリエステル特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー（商品名：アートン、ゼオノア）などが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。

基材１１，２１としてプラスチック材料を用いる場合、プラスチック表面の表面エネルギー、塗布性、すべり性、平面性等をより改善するために、表面処理として下塗り層を設けるようにしてもよい。この下塗り層としては、例えば、オルガノアルコキシメタル化合物、ポリエステル、アクリル変性ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。また、下塗り層を設けるのと同様の効果を得るために、基材１１，２１の表面に対してコロナ放電、ＵＶ照射処理を行うようにしてもよい。

基材１１，２１がプラスチックフィルムである場合には、基材１１，２１は、例えば、上述の樹脂を伸延、あるいは溶剤に希釈後フィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で得ることができる。また、基材１１，２１の厚さは、例えば２５μｍ〜５００μｍ程度である。

（スペーサ７）
スペーサ７は、例えば数１０μｍ程度の高さを持った半球状、円錐状、または円柱状の透明体であり、透明導電膜２２上に一定の間隔をあけて形成されている。スペーサ７の材料としては、例えばアクリル系樹脂などの透明性を有する絶縁材料が挙げられる。このスペーサ７により、長期にわたる安定したスイッチ動作の維持および情報入力時における高精度な位置検出が可能となる。

（透明導電膜１５，２２）
透明導電膜１５，２２を構成する材料としては、例えばＩＴＯ、ＡＺＯ、ＳＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ₂、ＧＺＯ、ＩＺＯなどが挙げられる。また、この透明導電膜１５，２２の形成方法としては、例えばスパッタリング法または蒸着法が挙げられる。

（ハードコート１２）
ハードコート１２を構成する材料としては、例えば、特公昭５０−２８０９２号公報、特公昭５０−２８４４６号公報、特公昭５１−２４３６８号公報、特開昭５２−１１２６９８号公報、特公昭５７−２７３５号公報、特開２００１−３０１０９５号公報に開示されているものが挙げられ、具体的に例えば、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のオルガノシラン系熱硬化型樹脂、エーテル化メチロールメラミン等のメラミン系熱硬化樹脂、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の多官能アクリレート系紫外線硬化樹脂等が挙げられる。

また、ハードコート１２を構成する樹脂として、特許３３６１８５７号公報、特開平１１−１４０２０７号公報に記載されたように、微粒子を混合した樹脂を必要に応じて用いてもよい。ハードコート１２の膜厚は、例えば１〜２０μm程度である。

（密着層１３）
密着層１３は、ハードコート１２と防汚層１４とを密着させる機能を満たすものであれば、特に限定されることはなく、例えばカップリング剤を用いることができる。

カップリング剤としては、例えば、以下の一般式（１）で示される１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物が挙げられる。

但し、式中、Ｘは反応性末端基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネ−ト基など）であり、Ｒ^aはアルキレン基を、Ｒ^bはアルキル基を示す。

具体的には、カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、又はジルコアルミニウム系のカップリング剤が挙げられ、これらカップリング剤は単独で用いても、また数種を混合して用いても良く、経験的に設定することができるが、特にはシラン系のカップリング剤を用いることが好ましい。中でも、末端のアルコキシ基が、エトキシであることが望ましい。これらは、分子中にハードコート１２の表面成分と結合性を持つ反応性基（アクリル基、アミノ基、エポキシ基など）と防汚剤成分と結合性を持つ反応性基（メトキシ基、エトキシ基など）を合わせもっており、ハードコート１２と防汚層１４の結合を仲介（カップリング）し、両者間の親和性を高めることができる。

係るカップリング剤を具体的に列挙すると、シラン系カップリング剤においては、アクリルシラン系では、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。

また、アミノシラン系では、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（フェニルメチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ω（アミノヘキシル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ｛Ｎ’−β（アミノエチル）｝−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。

エポキシシラン系では、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。

また、チタネート系カップリング剤においては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラ（2,2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル）ビス（ジ-トリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（N-アミノエチル-アミノエチル）チタネート、ジクミフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等を挙げることができる。

なお、上記カップリング剤は溶媒に溶解させて溶液として用いても良いし、原液で用いても良い。該溶媒としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、２ーメトキシプロパノール、ブチルセルソルブ、又はこれらの混合溶媒であるソルミクッス等のアルコール系溶媒、アセトン、ＭＥＫ、２−ペンタノン、３−ペンタノン等のケトン系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられ、特に、ブチルセルソルブを用いることが好ましい。これらは単独で用いても、数種を混合させて用いてもよく、また水と混合して用いてもよい。

また、本発明において、カップリング剤溶液を付着させる方法としては、ハードコート１２の表面にカップリング剤溶液を塗布する、ハードコート１２の表面をカップリング剤溶液でラビングする、ハードコート１２の表面にカップリング剤溶液を吹き付ける、ハードコート１２をカップリング剤溶液に浸漬させるなどの方法を挙げることができる。なお、カップリング剤溶液でラビングするとは、カップリング剤溶液存在下でハードコート１２の表面に物理的機械力を加えることをいい、具体的にはカップリング剤溶液を含浸させた布等でハードコート１２の表面を擦る（又は拭く）ことや、カップリング剤溶液中でハードコート１２の表面を擦ること、またカップリング剤溶液を付着させたハードコート１２の表面を擦ることなどが挙げられる。

ハードコート１２へカップリング剤を塗布する場合、ハードコート１２に対してコロナ処理を行うようにしてもよい。このコロナ放電処理の電力密度は１００〜７００Ｗ・ｍｉｎ／ｍ²にすることが好ましく、ハードコート１２の種類や厚さ等により経験的に適宜設定される。また、電極の材質は特に制限されず、経験的に適宜選択、設定される。

（防汚層１４）
防汚層１４は、フッ素系防汚層であり、両末端にシラノール基を有するパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とからなる。防汚層１４を密着層１３上へ化学結合により形成することにより、耐汚水性、撥水性、表面滑り性に優れ、表面に指紋やゴミが付着した際の汚染や、傷付き等を解決することが可能となる。このパーフルオロポリエーテル化合物としては、下記一般式（２）で示されるパーフロルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物が挙げられる。

但し、式中、Ｒfはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ¹はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ²はアルキレン鎖を、Ｒ³はアルキル鎖を示す。

また、上記の一般式（２）で示されるＲfとしてのパーフルオロポリエーテル基の分子構造としては、特に限定されるものではなく、各種鎖長のパーフルオロポリエーテル基が含まれるが、下記に示す分子構造のものが好ましい。

上記一般式（４）で示されるパーフルオロポリエーテル基中、ｐ、ｑは１〜５０の範囲にあることが好ましい。

上記一般式（４）で示されるパーフルオロポリエーテル基をもつアルコキシシラン化合物の分子量は、特に限定されるものではないが、安定性、取扱いやすさ等の点から、数平均分子量で４００〜１００００のものが好ましく、５００〜４０００のものがより好ましく用いられる。

上記一般式（４）で示されるパーフルオロポリエーテル基をもつアルコキシシラン化合物中、Ｒ¹は、２価の原子又は基を示し、Ｒ²とパーフルオロポリエーテル基との結合基であり、特に制限はないが、合成上、炭素以外のＯ、ＮＨ、Ｓ等の原子あるいは原子団が好ましい。Ｒ²は炭化水素基であり、炭素数は２〜１０の範囲が好ましい。Ｒ²としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、フェニレン基などを例示することができる。

上記一般式（４）で示されるパーフルオロポリエーテル基をもつアルコキシシラン化合物中、Ｒ³はアルコキシ基を構成するアルキル基であり、通常は炭素数が３以下、つまりイソプロピル基、プロピル基、エーテル基、メチル基を例示することができるが、炭素数はこれ以上でもよい。

パーフルオロポリエーテル基をもつアルコキシシラン化合物の分子量は、特に限定されるものではないが、安定性、取扱いやすさ等の点から、数平均分子量で４００〜１００００のものが好ましく、５００〜４０００のものがより好ましく用いられる。

また、本発明で用いる防汚層１４に用いるパーフルオロポリエーテル化合物として、下記一般式（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物を用いるようにしてもよい。

但し、式中、Ｒfはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ¹はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ²はアルキレン基を、Ｒ³はアルキル基を示す。

また、上記の一般式（３）で示されるＲｆとしてのパーフルオロポリエーテル基の分子構造としては、特に限定されるものではなく、各種鎖長のパーフルオロポリエーテル基が含まれるが、下記に示す分子構造のものが好ましい。

Ｒfは、アルキル基の水素原子がフッ素原子に置換されたものであり、下記の化合物（５）〜化合物（７）にて示されるものが挙げられる。但し、全てのアルキル基の水素原子がフッ素原子に置換されている必要はなく、部分的に水素が含まれていてもよい。

但し、ｎは、１以上の整数である。

但し、ｌ、ｍは、１以上の整数である。

但し、ｋは、１以上の整数である。

なお、化合物（６）中、ｍ/ｌは、０．５〜２．０の範囲にあることが好ましい。

上記化合物からなるフッ素系の防汚層１４の膜厚は、特に限定されるものではないが、撥水性、耐汚染性、塗布性とのバランス及び表面硬度の関係から、０．５〜１００ｎｍが好ましい。

触媒としては、例えば、酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒を用いることができる。

防汚層１４を形成する方法には、有機フッ素化合物と触媒とを溶剤に溶解させてそれをグラビアコーターにより形成させる方法、ディッピングあるいは噴霧により塗布する方法、スピンコート、擦り付けて塗布する方法の他、真空法により形成させる方法等がある。

一般には有機フッ素化合物を基材表面に塗布することにより、基材の表面エネルギーを低下させることができる。しかしながら有機フッ素化合物を塗布するだけでは、十分な効果は得られない。つまり分子が配向するような極性基と疎水基のバランスを持った有機化合物が必要となる。その基材との親和性については容易に類推することはできない。

本発明の防汚剤溶液は、通常、上記式（２）又は（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を持つアルコキシシラン化合物を、溶媒に希釈して用いる。溶媒として用いられるものは、特に限定されないが、使用にあたっては組成物の安定性、被塗布面の最表面層に対する濡れ性、揮発性などを考慮して決められるべきである。本発明においては、特にフッ化炭化水素系溶媒を用いる。フッ素化炭化水素系溶媒は、脂肪族炭化水素、環式炭化水素、エーテル等の炭化水素系溶媒の水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換した化合物である。例えば日本ゼオン社製の商品名ＺＥＯＲＯＲＡ−ＨＸＥ（沸点７８℃）、パーフルオロヘプタン（沸点８０℃）、パーフルオロオクタン（沸点１０２℃）、アウトジモント社製の商品名Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−ＺＶ７５（沸点７５℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−ＺＶ８５（沸点８５℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−ＺＶ１００（沸点９５℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−Ｃ（沸点１３０℃）、Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ−Ｄ（沸点１７８℃）等のハイドロフルオロポリエーテル或いはＳＶ−１１０（沸点１１０℃）、ＳＶ−１３５（沸点１３５℃）等のパーフルオロポリエーテル、住友３Ｍ社製のＦＣシリーズ等のパーフルオロアルカン等を例示することができる。これらのフッ素化炭化水素系溶媒の中でも、上記一般式（２）のフッ素系化合物を溶解する溶媒として、ムラのない、膜厚が均一な有機膜を得るために、沸点が７０〜２４０℃の範囲のものを選択し、さらにはハイドロフルオロポリエーテル（ＨＦＰＥ）若しくはハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）を選択し、これらの１種を単独で又は２種以上を混合して用いることが好ましい。沸点が低すぎると、例えば塗布ムラになりやすい場合があり、一方沸点が高すぎると乾燥がうまく行かず塗布形態が良くならない場合がある。また、ＨＦＰＥ又はＨＦＣは、一般式（２）又は（３）で表される化合物に対する溶解性が優れており、優れた塗布面を得る事が出来る。

この発明の一実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
ハードコート１２上に、例えばシランカップリング剤からなる密着層１３を形成し、さらにこの密着層１３上に、例えば酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒を含有する両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテルからなる防汚層１４を形成するため、噴霧により密着層１３上に防汚剤を塗布し、硬化させて防汚層１４を形成した場合にも、防汚層１４に塗布斑が発生することを防止できる。したがって、透明性に優れた高品質な防汚性ハードコート６、防汚性基材４、防汚導電性基材２およびタッチパネル１を提供することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中において「部」は重量部を表すものである。また、上述の一実施形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。表１は、実施例において用いたパーフルオロポリエーテル化合物を示す。

［実施例１］
（１）透明導電性フィルム５の作製
まず、押し出し成形法により、シート厚７９μｍのポリカーボネートシート１１を作製した。そして、グラビアコーターにより、ポリカーボネートシート１１の一主面にアクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化することにより、２．７μｍの厚さのアクリル系ハードコート１２を形成した。さらに、スパッタリング法により、ポリカーボネートシート１１の他主面に、膜厚８ｎｍのＩＴＯ(ＳｎＯ₂−Ｉｎ₂Ｏ₃合金)膜１５を形成した。以上により、ハードコート１２を一主面に有する透明導電性フィルム５を得た。

（２）密着層形成用組成物の調製
アミノシラン系カップリング剤（Ａ−１１００、日本ユニカ社製）１０重量部を２―メトキシプロパノールに溶解し、密着層形成用組成物を得た。

（３）防汚層形成用組成物の調製
防汚剤（表１中の化合物１）０.１部を、沸点が１８０℃のハイドロフルオロポリエーテル（ソルベイソレクシス社製、商品名Ｈ−ＧＡＬＤＥＮ）フッ素系溶剤１００部に溶解し、さらにリン酸パーフルオロポリエーテルエステル触媒を０．０８部を加えて均一な溶液としたのち、さらにメンブランフィルターで濾過を行って防汚膜形成用組成物を得た。

（４）密着層１３の形成
上述の（１）で得た透明導電性フィルム５のＩＴＯ膜１５とは反面側の主面をＩＰＡに洗浄し、上述の（２）で得た密着層形成用組成物を引き上げ速度１ｃｍ／secでディッピングし、摂氏４０度で１時間乾燥させ密着層１３を得た。

（５）防汚層１４の形成
上述の（４）で得た密着層１３を持つアクリル系ハードコート１２に上述の（３）で得た防汚剤層形成組成物を噴霧により塗布し、摂氏４０度、湿度９０％で１時間乾燥させ、密着層１３上に防汚層１４を成膜した。以上により、防汚導電性基材２を得た。

（６）性能評価
得られた防汚導電性基材２の性能を下記の方法に従って評価した。表２に、各評価項目に対する評価結果を示す。

（ａ）耐汚染性試験
水道水５ｍｌを防汚層１４上にしたたらせ、室温雰囲気下で４８時間放置後、布で拭いた時の水垢の残存状態を観察して評価した。なお、表２中において、「○」は水垢を除去できた場合を示し、「△」は一部水垢が残った場合を示し、「×」は除去できなかった場合を示す。

（ｂ）塗布ムラ
目視により防汚導電性基材２を観察して評価した。表２中において、「○」は塗布ムラが全くない場合を示し、「△」は塗布ムラが若干見られる場合を示し、「×」は塗布ムラが発生する場合を示す。

（ｃ）接触角（撥水撥油性）
防汚層１４上における純水及びヨウ化メチレンの接触角を測定した。また、防汚層１４の表面をエタノール洗浄した後における純水及びヨウ化メチレンの接触角を測定した。なお、測定は、協和界面化学社製ＣＡ−ＸＥ型を用いて行なった。また、表２中における「前」、「後」は、エタノール洗浄前後を示す。

［実施例２］
実施例１の防汚層形成用組成物の調製において、０.１部の代わりに０．０４部を用いた以外は全て実施例１と同様にして防汚導電性基材２を得た。そして、実施例１と同様の評価を行い、得られた評価結果を表２に示した。

［実施例３］
実施例１の防汚層形成用組成物の調製において、０.１部の代わりに０．０１部を用いた以外は全て実施例１と同様にして防汚導電性基材２を得た。そして、実施例１と同様の評価を行い、得られた評価結果を表２に示した。

［実施例４］
実施例１の防汚層形成用組成物の調製において、表１の化合物１の代わりに表１の化合物２を用いた以外は全て実施例１と同様にして防汚導電性基材２を得た。そして、実施例１と同様の評価を行い、得られた評価結果を表２に示した。

［比較例１］
実施例１の防汚層形成用組成物の調製において、リン酸パーフルオロポリエーテルエステル触媒を除いた以外は全て実施例１と同様にして防汚導電性基材２を得た。そして、実施例１と同様の評価を行い、得られた評価結果を表２に示した。

［比較例２］
実施例２の防汚層形成用組成物の調製において、リン酸パーフルオロポリエーテルエステル触媒を除いた以外は全て実施例２と同様にして防汚導電性基材２を得た。そして、実施例１と同様の評価を行い、得られた評価結果を表２に示した。

［比較例３］
実施例４の防汚層形成用組成物の調製において、リン酸パーフルオロポリエーテルエステル触媒を除いた以外は全て実施例４と同様にして防汚導電性基材２を得た。そして、実施例１と同様の評価を行い、得られた評価結果を表２に示した。

表２から、実施例１〜４の防汚導電性基材２は、耐汚染性、耐溶剤性、撥水撥油性に優れ、且つ、塗布ムラのないことが分かる。これに対して、比較例１〜３の防汚導電性基材２は、耐汚染性、耐溶剤性、撥水撥油性には優れているが、塗布ムラがあることが分かる。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

また、上述の一実施形態では、本発明をタッチパネル１に適用した例について示したが、液晶表示装置などの表示装置に対しても適用することが可能である。この場合、基材１１は、表示装置、もしくは表示装置の前面（表示面）に配置するものとしての機能を満たすものであれば特に限定されることはなく、例えばガラス板、プラスチック板、プラスチックフィルムなどを利用することができる。なお、液晶表示装置に対してこの発明を適用する場合には。基材１１の材料として、低アルカリガラス、もしくは無アルカリガラスを用いることが好ましい。

また、上述の一実施形態において、ハードコート１２を省略した構成としてもよい。すなわち、基材１１の一主面に、密着層１３、防汚層１４を順次積層した構成としてもよい。

この発明の一実施形態によるタッチパネルの一構成例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・タッチパネル、２・・・防汚性導電性基材、３，５・・・導電性基材、４・・・防汚性基材、６・・・防汚性ハードコート、７・・・スペーサ、８・・・表示装置、１１・・・基材、１２・・・ハードコート、１３・・・密着層、１４・・・防汚層、１５，２２・・・透明導電膜

Claims

アクリル系ハードコートと、
上記アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
上記密着層上に直接形成された防汚層と
を備え、
上記密着層が下記一般式（１）で示される１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
上記防汚層が両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
上記パーフルオロポリエーテル化合物が、下記一般式（２）または（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚性ハードコート。

但し、式中、Ｘは上記アクリル系ハードコートの表面成分と結合性を持つ反応性末端基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネ−ト基など）であり、Ｒ^aはアルキレン基を、Ｒ^bはアルキル基を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン鎖を、Ｒ ³ はアルキル鎖を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン基を、Ｒ ³ はアルキル基を示す。
上記触媒が、酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒である請求項１記載の防汚性ハードコート。
上記反応性末端基は、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、またはイソシアネート基である請求項１記載の防汚性ハードコート。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の防汚性ハードコートを備える表示装置。
基材と、
上記基材の一主面に形成されたアクリル系ハードコートと、
上記アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
上記密着層上に直接形成された防汚層と
を備え、
上記密着層が下記一般式（１）で示される１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
上記防汚層が両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
上記パーフルオロポリエーテル化合物が、下記一般式（２）または（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚性基材。

但し、式中、Ｘは上記アクリル系ハードコートの表面成分と結合性を持つ反応性末端基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネ−ト基など）であり、Ｒ^aはアルキレン基を、Ｒ^bはアルキル基を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン鎖を、Ｒ ³ はアルキル鎖を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン基を、Ｒ ³ はアルキル基を示す。
上記触媒が、酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒である請求項５記載の防汚性基材。
基材と、
上記基材の一主面に形成されたアクリル系ハードコートと、
上記アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
上記密着層上に直接形成された防汚層と、
上記基材の他主面に形成された透明導電膜と
を備え、
上記密着層が下記一般式（１）で示される１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
上記防汚層が両末端にパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
上記パーフルオロポリエーテル化合物が、下記一般式（２）または（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚導電性基材。

但し、式中、Ｘは上記アクリル系ハードコートの表面成分と結合性を持つ反応性末端基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネ−ト基など）であり、Ｒ^aはアルキレン基を、Ｒ^bはアルキル基を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン鎖を、Ｒ ³ はアルキル鎖を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン基を、Ｒ ³ はアルキル基を示す。
上記触媒が、酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒である請求項７記載の防汚導電性基材。
防汚導電性基材をタッチ側に備え、
上記防汚導電性基材が、
基材と、
上記基材の一主面に形成されたアクリル系ハードコートと、
上記アクリル系ハードコート上に直接形成された密着層と、
上記密着層上に直接形成された防汚層と、
上記基材の他主面に形成された透明導電膜と
を備え、
上記密着層が下記一般式（１）で示される１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
上記防汚層が両末端にパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
上記パーフルオロポリエーテル化合物が、下記一般式（２）または（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物であるタッチパネル。

但し、式中、Ｘは上記アクリル系ハードコートの表面成分と結合性を持つ反応性末端基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネ−ト基など）であり、Ｒ^aはアルキレン基を、Ｒ^bはアルキル基を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン鎖を、Ｒ ³ はアルキル鎖を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン基を、Ｒ ³ はアルキル基を示す。
上記触媒が、酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒である請求項９記載のタッチパネル。
アクリル系ハードコート上に密着層形成用組成物を直接塗布し、密着層を形成する工程と、
上記密着層上に防汚層形成用組成物を直接塗布し、防汚層を形成する工程と
を備え、
上記密着層形成用組成物が下記一般式（１）で示される１つの分子中に反応性の異なる２種類の官能基を持つ化合物であるカップリング剤を含有し、
上記防汚層形成用組成物が、両末端に極性基を持つパーフルオロポリエーテル化合物と触媒とを含有し、
上記パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物であり、
上記防汚層の形成工程では、上記触媒が、上記アルコキシシラン化合物の加水分解反応を促進させ、
上記アルコキシシラン化合物が、下記一般式（２）または（３）で示されるパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物である防汚性ハードコートの製造方法。

但し、式中、Ｘは上記アクリル系ハードコートの表面成分と結合性を持つ反応性末端基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネ−ト基など）であり、Ｒ^aはアルキレン基を、Ｒ^bはアルキル基を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン鎖を、Ｒ ³ はアルキル鎖を示す。

但し、式中、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基、Ｒ ¹ はＯ、ＮＨ、Ｓのいずれかであり、Ｒ ² はアルキレン基を、Ｒ ³ はアルキル基を示す。
上記触媒が、酸、塩基、リン酸エステル、及びβ−ジケトンから選ばれる１種又は２種以上の触媒である請求項１１記載の防汚性ハードコートの製造方法。