JP4669364B2 - 積層体及び反射防止積層体 - Google Patents
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Description
第4発明は、前記第1発明乃至前記第3発明のいずれかの発明において、ブロック共重合体の数平均分子量が8千〜5万の範囲であり、前記ブロック(B)の割合が10〜50モル%の範囲であることを特徴とする反射防止積層体である。
AB型ブロック共重合体は、ラジカル重合性単量体を重合成分として構成されるブロック(A)と、ケイ素元素及び/又はフッ素元素を含む重合成分から構成されるブロック(B)とから成る共重合体である。特に、本発明においては分子量分布が狭いことが好ましく、リビングラジカル重合により得られたものはより好ましい。
本発明に用いるAB型ブロック共重合体を構成する一つの重合成分(ブロック(A))としてのラジカル重合性単量体には、通常のラジカル重合で共重合可能なものであれば、好適に用いることができる。この様なモノマーの好ましい例として、例えば、オレフィン類(エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、6−ヒドロキシ−1−ヘキセン、シクロペンタジエン、4−ペンテン酸、8−ノネン酸メチル、ビニルスルホン酸、トリメチルビニルシランなど)、不飽和カルボン酸およびその塩類(アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸アンモニウム、イタコン酸カリウムなど)、β−不飽和カルボン酸のエステル類(メチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−クロロエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−シアノエチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリ−レート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、2−アセトキシエチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(付加モル数=2ないし100のもの)、ω−ヒドロキシポリエチレングリコールメタクリレート(付加モル数=2ないし100のもの)、ω−ヒドロキシポリプロピレングリコールメタクリレート(付加モル数=2ないし100のもの)、3−N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、クロロ−3−N,N,N−トリメチルアンモニオプロピルメタクリレート、2−カルボキシエチルメタクリレート、3−スルホプロピルメタクリレート、4−オキシスルホブチルメタクリレート、マレイン酸モノブチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジブチル、アリルメタクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレートなど)、不飽和カルボン酸のアミド類(アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N−tertブチルアクリルアミド、N−tertオクチルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−(2−アセトアセトキシエチル)アクリルアミド、N−アクリロイルモルフォリン、ジアセトンアクリルアミド、イタコン酸ジアミド、N−メチルマレイミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸など)、不飽和ニトリル類(アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど)、スチレン誘導体類(スチレン、ビニルトルエン、p−tertブチルスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、ビニルナフタレン、p−ヒドロキシメチルスチレン、p−スチレンスルホン酸ナトリウム塩、p−スチレンスルフィン酸カリウム塩、p−アミノメチルスチレンなど)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなど)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロロ酢酸ビニルなど)、その他の重合性単量体(N−ビニルイミダゾール、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドンなど)などを挙げることができる。但し、これらのモノマーは膜の屈折率を上昇させない必要最小量を共重合して用いることが望ましい。
以下に本発明に用いられる好ましい含フッ素モノマーの例を挙げるが、本発明はこれらの具体的構造に限定されるものではない。
ブロック(B)は、前記一般式(1)、前記一般式(2)又は前記一般式(3)で表される重合成分が挙げられる。ハードコート層が最表面に形成された場合の積層体におけるハードコート層に添加されるAB型ブロック共重合体において、ブロック(B)の割合が10〜50モル%の範囲であることが望ましい。ブロック(B)の割合が10モル%未満では防汚性が発揮されず、50モル%を超えるとハードコート層を形成するためのバインダー成分に対してブロック共重合体の相溶性が極端に低下する。
本発明において用いられる電離放射線硬化型バインダー成分は、1分子中に少なくとも1つ以上の水素結合形成基と1つ以上の電離放射線で硬化する官能基(単に「電離放射線硬化性基」と呼ぶことがある)を有する化合物が含まれることが望ましい。このように、電離放射線で硬化する電離放射線硬化性基の単独、あるいは硬化剤によって熱硬化する水素結合形成基とを有するので、該バインダー成分を含有する塗工液を被塗工体の表面に塗布し、乾燥し、電離放射線の照射、または電離放射線の照射と加熱を行うと、塗膜内に架橋結合等の化学結合を形成し、塗膜を効率よく硬化させることができる。
本発明における「水素結合形成基」とは、加熱によって同じ官能基同士または他の官能基との間で重合または架橋等の大分子量化反応を進行させて硬化させることができる官能基であり、例えば、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、等を例示することができる。これらの官能基の中でも水酸基は、無機微粒子を用いた場合特に、微粒子との親和性にも優れており、該無機微粒子のバインダー中での分散性を向上させるので好ましい。また、バインダー成分への導入が容易で、無機微粒子表面の水酸基に吸着し、塗工液や塗膜中に均一に分散させることが可能となり、塗工液の寿命向上や無機微粒子の凝集による巨大粒子化による塗膜の透明性や膜強度の低下が無い均一な塗膜の形成が可能となる。さらに硬化に際しては、単独、あるいは硬化剤を用いた熱硬化により、バインダー成分同士、あるいは微粒子表面の水酸基と共有結合を形成して微粒子が架橋剤として作用し、塗膜強度の更なる向上を図ることができるために特に好ましい。
本発明の積層体におけるハードコート層は、必須成分として、(1)ラジカル重合性単量体が重合成分として構成されるブロック(A)と、ケイ素元素及び/又はフッ素元素を含む重合成分から構成されるブロック(B)とから成るAB型のブロック共重合体であって、レベリング剤として機能し、GPC法による分子量分布が1〜2の範囲であるもの、(2)電離放射線硬化性のバインダー成分、(3)有機溶剤、を含有するコーティング組成物を用いて形成することが望ましい。本発明の積層体におけるハードコート層は、バインダー成分を硬化させて形成されたハードコート層内の表面付近に、前記に詳述したAB型ブロック共重合体を固定させた硬化層である。ハードコート層へのAB型ブロック共重合体の添加量は、硬化成分に対して1〜10重量%、1重量%未満ではレベリング剤としての効果が悪く、10重量%を超えると塗膜の均一性が低下する。
本発明の反射防止積層体の層構成の形態として、透明基材上に、光透過性の高屈折率層、光透過性の中屈折率層、光透過性の低屈折率層を有し、該高屈折率層、該中屈折率層及び該低屈折率層は、屈折率の高低が交互に入れ替わり且つ該低屈折率層が最も鑑賞面側に位置するように積層されたものであり、前記いずれかの層に隣接してハードコート層を設けることができる。或いは、該高屈折率層及び該中屈折率層のうち少なくとも一つが前記ハードコート層であってもよい。
本発明の反射防止積層体における低屈折率層は、水素結合形成基を含有する低屈折率層であって、バインダー成分と平均粒子径5nm〜300nmの微粒子とを含むナノポーラス構造を有することが望ましい。低屈折率層のバインダー樹脂は、低屈折率層に水素結合形成基を含有するものが望ましく、例えば、フッ素含有モノマー及び/又はポリマーを含む電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化物を挙げることができる。水素結合形成基の例には前記ハードコート層に用いた電離放射線硬化型樹脂組成物に導入した水素結合形成基が挙げられる。
本発明の反射防止積層体における低屈折率層は、前記微粒子を含む低屈折率層の微粒子の形態、構造、凝集状態、塗膜内部での微粒子の分散状態により、内部、及び/又は表面の少なくとも一部にナノポーラス構造を有することが望ましい。
本発明による積層体、或いは、反射防止積層体を構成する光透過性の透明基材は、板状であってもフィルム状であっても良い。好ましい基材としては、例えば、トリアセテートセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース、ポリエーテルサルホン、アクリル系樹脂;ポリウレタン系樹脂;ポリエステル;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテル;トリメチルペンテン;ポリエーテルケトン;(メタ)アクリロニトリル;環状ポリオレフィン等の各種樹脂で形成したフィルム等を例示することができる。基材の厚さは、通常30μm〜200μm程度であり、好ましくは50μm〜200μmである。
ジテルリド化合物を、1H−NMR及びMSの測定結果から同定した。また、リビングラジカルポリマーの分子量及び分子量分布は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて求めた。使用した測定機は以下の通りである。
1H−NMR: Varian Gemini 2000(300MHzfor1H)、JEOL JNM−A400(400MHz for1H)
MS(HRMS):JEOL JMS-300
分子量及び分子量分布:液体クロマトグラフ Shimadzu LC-10(カラム:Shodex K-804L + K-805L、ポリスチレンスタンダード:TOSOH TSK Standard、ポリメチルメタクリレートスタンダード:Shodex Standard M-75)
金属テルル(Aldrich 社製、商品名:Tellurium(-40mesh))3.19g(25mmol)をTHF25mlに懸濁させ、フェニルリチウム〔Aldrich社製、1.8Mシクロヘキサン/エーテル(70:30)溶液〕15.8ml(28.5mmol)を0℃でゆっくり加えた(10分間)。この反応溶液を金属テルルが完全に消失するまで撹拌した(10分間)。この反応溶液に、塩化アンモニウム溶液20mlを室温で加え、1時間撹拌した。有機層を分離し、水層をジエチルエーテルで3回抽出した。集めた有機層を芒硝で乾燥後、減圧濃縮し、黒紫色油状物3.48g(8.5mmol:収率68%)を得た。1H−NMRによりジフェニルジテルリドであることを確認した。
窒素置換したグローブボックス内で、アゾイソブチロニトリル(0.10mmol)、前記工程(2)で製造したジフェニルジテルリド、トリフルオロメチルベンゼン1mlとAユニットとしてメタクリル酸メチル(MMA:略語)を加え80℃で3時間撹拌した。次いでBユニットとしてメタクリル変性シリコーンX−22−164A(商品名;信越化学工業製)、或いは1H、1H−パーフルオロ−n−オクチルメタクリレート(フッ素モノマ)を加え、更に80℃で3時間攪拌した。次いでクロロホルム5mlに溶解した後、その溶液を撹拌しているヘキサン200ml中に注いだ。沈殿したポリマを室温で吸引ろ過、乾燥することにより、下記の表1に示すAユニットとBユニットの共重合比の実施例のポリマ1〜4を作製した。
下記の組成の成分を配合して、実施例1−1、2−1、3−1、4−1、比較例1−1、2−1、3−1、実施例1−2、2−2、3−2、4−2、比較例1−2、2−2、3−2で用いるハードコート層形成用組成物を調製した。
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA:略語) 5.0質量部
イルガキュア184(商品名、チバスペシャリティケミカルズ社製)0.25質量部
前記表1に示す実施例のポリマ1〜4及び比較例のポリマ1、2 0.25質量部
メチルエチルケトン 20質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA:略語) 5.0質量部
イルガキュア184(商品名、チバスペシャリティケミカルズ社製)0.25質量部
メチルエチルケトン 20質量部
厚み80μmのトリアセテートセルロース(TAC)フィルム上に,上記組成の各種ハードコート層形成用組成物をバーコーティングし、乾燥により溶剤を除去した後、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン(株)製,光源Hバルブ)を用いて、照射線量60mJ/cm2 で紫外線照射を行い,ハードコート層を硬化させて、膜厚約5μmのハードコート層を有する、実施例1−1、2−1、3−1、4−1、比較例1−1、2−1、3−1、実施例1−2、2−2、3−2、4−2、比較例1−2、2−2、3−2の基材/ハドコート層フィルムを得た。
下記の組成の成分を配合して低屈折率層形成用組成物を調製した。
中空シリカゾル(触媒化成工業製OSCAL (商品名、微粒子の屈折率1.30);メチルイソブチルケトン20重量%分散液) 12.85質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA) 1.43質量部
イルガキュア184(商品名、チバスペシャリティケミカルズ社製) 0.1質量部
メチルイソブチルケトン 85.22質量部
前記工程(5)で得られた実施例1−2、2−2、3−2、4−2、比較例1−2、2−2、3−2の基材/ハドコート層フィルム上に、上記工程(6)で得られた低屈折率層形成用組成物をバーコーティングし、乾燥させることにより溶剤を除去した後、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン(株)製、光源Hバルブ)を用いて、照射線量200mJ/cm2 で紫外線照射を行い、塗膜を硬化させて、基材/ハードコート層/低屈折率層からなる積層構造の、実施例1−2、2−2、3−2、4−2、比較例1−2、2−2、3−2の反射防止フィルムを得た。低屈折率層の屈折率は1.38であり、全てのハードコート層上で最低反射率は1.2%であった。本各実施例及び各比較例の反射防止フィルムの外観、ヘイズ値、耐スチールウール試験、指紋拭取り性試験の結果を下記の表2に示す。
ハードコート層、及び反射防止フィルムの低屈折率層の表面を、#0000番のスチールウールを用いて10回擦ったときの、該低屈折率層のヘイズ値の変化が認められる最低荷重量を示す。
鼻脂を親指につけ、そのまま塗膜表面に垂直に3秒押しつけた後、ティッシュペーパーにて指紋を拭き、目視で見えなくなるまでの往復回数を評価した。鼻脂が広がり、30往復以上擦っても拭取れなかった場合は×と標記する。
共重合体を添加することにより、ハードコート層の平滑性が向上し、滑り性が付与されるため耐スチールウール性が向上し、また、防汚性が付与されるため指紋拭取り性が向上するが、共重合体のBユニットの割合を多くすると、ハードコート層中に添加した場合、低屈折率層がハジキやすくなる。
Claims (10)
- 透明基材上に、光透過性のハードコート層を構成層の一つとして有する1層以上を形成してなる積層体であって、
該ハードコート層は、バインダー成分を硬化させて形成されたハードコート層内の表面付近に、レベリング剤としてのブロック共重合体を固定させた硬化層であり、
該ブロック共重合体は、ラジカル重合性単量体を重合成分として構成されるブロック(A)と、ケイ素元素及び/又はフッ素元素を含む重合成分から構成されるブロック(B)とから成るAB型のブロック共重合体であり、
該ブロック共重合体のGPC法による分子量分布が1〜2の範囲であり、
前記ケイ素元素及び/又はフッ素元素を含む重合成分から構成されるブロック(B)が、次の一般式(1)、一般式(2)又は一般式(3)で表される重合成分であり、
前記ブロック共重合体の数平均分子量が8千〜5万の範囲であり、前記ブロック(B)の割合が10〜50モル%の範囲であることを特徴とする積層体。 - 前記ハードコート層は、必須成分として、
(1)ラジカル重合性単量体が重合成分として構成されるブロック(A)と、ケイ素元素及び/又はフッ素元素を含む重合成分から構成されるブロック(B)とから成るAB型のブロック共重合体であって、レベリング剤として機能し、GPC法による分子量分布が1〜2の範囲であるもの、
(2)電離放射線硬化性のバインダー成分、
(3)有機溶剤、
を含有するコーティング組成物を、被覆すべき面に塗工し硬化させてなる塗膜であることを特徴とする、請求項1に記載の積層体。 - 前記ブロック共重合体がさらに電離放射線硬化性を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記硬化層の少なくとも一部は、水素結合形成基を有するバインダー成分の硬化物であることを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
- 光透過性の高屈折率層及び光透過性の低屈折率層を少なくとも備えると共に、1層又は2層以上の光透過性の中屈折率層をさらに備え、該高屈折率層、該中屈折率層及び該低屈折率層は、屈折率の高低が交互に入れ替わり且つ該低屈折率層が最も鑑賞面側に位置するように積層されるものであり、該いずれかの層に接して請求項1乃至4のいずれか1項に記載のハードコート層を備えていることを特徴とする反射防止積層体。
- 前記高屈折率層及び/又は前記中屈折率層は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のブロック共重合体を含むことを特徴とする、請求項5に記載の反射防止積層体。
- 前記高屈折率層及び/又は前記中屈折率層は、膜厚が0.05〜20μmで、屈折率が1.45〜2.00で、且つ、JIS−K7361に規定されるヘイズ値が前記透明基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記透明基材だけのヘイズ値との差が10%以内であることを特徴とする、請求項5又は6に記載の反射防止積層体。
- 前記高屈折率及び/又は前記中屈折率層は、水素結合形成基を残した硬化層であり、前記ハードコート層に隣接して、水素結合形成基を含有する高屈折率層、中屈折率層又は低屈折率層がウエットコーティング法により形成されたものであることを特徴とする、請求項5乃至7のいずれか1項に記載の反射防止積層体。
- 前記高屈折率層及び/又は前記中屈折率層はハードコート層を兼ねることを特徴とする、請求項5乃至8のいずれか1項に記載の反射防止積層体。
- #0000番のスチールウールを用いて10回擦ったときの、反射防止積層体のヘイズ値の変化が認められる最低荷重量が、200g以上であることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の反射防止積層体。
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