JP5330539B2 - 表面処理剤を含む高屈折率無機酸化物ナノ粒子、重合性樹脂組成物、及び物品 - Google Patents
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Description
nの平均は、1.1〜6であり、
L1は、C1〜C8のアルキル基、アリールアルキル基、又はアリール基であり、所望により1つ以上の酸素原子又はエステル基によって置換され、
L2は、C3〜C8のアルキル基、アリールアルキル基、又はアリール基であり、所望により1つ以上の酸素原子によって置換され、
Yは、
Zは、C2〜C8のアルキル基、エーテル基、エステル基、アルコキシ基、(メタ)アクリレート基、又はこれらの組み合わせを含む、末端基である。)
nの平均は1.1〜6であり、
L1は、C1〜C8のアルキル基、アリールアルキル基、又はアリール基であり、所望により1つ以上の酸素原子又はエステル基によって置換され、
L2は、C3〜C8のアルキル基、アリールアルキル基、又はアリール基であり、所望により1つ以上の酸素原子によって置換され、
Yは、
Zは、C2〜C8のアルキル基、エーテル基、エステル基、アルコキシ基、(メタ)アクリレート基、又はこれらの組み合わせを含む、末端基である。)
いくつかの実施形態では、L2は、C6〜C8のアルキル基を含み、nの平均は、1.5〜2.5である。Zは、好ましくは、C2〜C8のアルキル基を含む。Zは、(メタ)アクリレート末端基を含むことが好ましい。
(式中、
Xは、二価有機連結基であり、
xは、約1〜10の範囲であり、
yは、約1〜4の範囲である。)
Xの代表例としては、−X2−(CH2)n−が挙げられ、式中、X2は、−O−S−、−C(O)O−、−C(O)NH−であり、nは約1〜3の範囲である。
Xは、O又はSであり、
nは、0〜10の範囲であり(例えばnは1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10)、
Lは、1〜5個の炭素原子を有するアルキル基(すなわちメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、又はペンチル基)であり、所望によりヒドロキシ基で置換される。)
別の実施形態では、単官能性ビフェニル(メタ)アクリレートモノマーは、次の一般式を有する。
Xは、O又はSであり、
Qは、−(C(CH3)2−、−CH2、−C(O)−、−S(O)−、及び−S(O)2−から選択され、
nは、0〜10の範囲であり(例えばnは1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10)、
Lは、1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であり(すなわちメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、又はペンチル基)、所望によりヒドロキシ基で置換される。)
Toagosei Co.Ltd.(Japan)より市販の、いくつかの特定のモノマーとしては、例えば、商標名「TO−2344」で入手可能な2−フェニル−フェニルアクリレート、商標名「TO−2345」で入手可能な4−(−2−フェニル−2−プロピル)フェニルアクリレート、及び商標名「TO−1463」で入手可能な2−フェニル−2−フェノキシエチルアクリレートが挙げられる。
フィルムの光学性能は、MS−75レンズ付きSpectraScan(商標)PR−650分光測色計(Chatsworth,CAの、Photo Research,Incより入手可能)を使用して測定した。拡散透過性中空ライトボックスの最上部にフィルムを配置した。ライトボックスの拡散透過及び拡散反射は、ランベルト型として説明することができる。ライトボックスは、約6mmの厚さの拡散PTFE板から作製した、約12.5cm×12.5cm×11.5cm(L×W×H)の大きさの六面中空キューブとした。ボックスの1つの面を、サンプル表面として選択する。中空ライトボックスは、サンプル表面で測定したところ、約0.83の拡散反射率を有していた(例えば、以下に記載の測定法によって400〜700nmの波長範囲全体にわたり平均した場合、約83%)。ゲイン試験中、ボックスの底面内の約1cmの円孔を介して内部からボックスを照光した(底面はサンプル表面に対向し、光は内部からサンプル表面に向けた)。この照光は、光の方向付けに使用する光ファイバーバンドルに取り付けられた、安定化広帯域白熱光源(Marlborough MA及びAuburn,NYの、Schott−Fostec LLC製の直径約1cmのファイバーバンドル延長部付きFostec DCR−II)を使用して提供される。標準的な直線状吸収偏光子(例えばMelles Griot 03 FPG 007)を、サンプルボックスとカメラとの間に配置する。約34cm離間したライトボックスのサンプル表面にカメラの焦点を合わせ、カメラレンズから約2.5cmの位置に吸収偏光子を配置する。照光したライトボックスの輝度は、定位置に偏光子を配置してサンプルフィルムのない状態で測定したところ、150cd/m2を上回っていた。サンプルフィルムがボックスに概ね接触するように、サンプルフィルムをボックスのサンプル表面に平行に配置したときに、サンプル輝度を、PR−650を使用して、ボックスのサンプル表面の平面に対して法線入射方向で測定する。ライトボックス単独で同様に測定した輝度と、このサンプル輝度を比較することによって、相対ゲインを計算する。迷光源を排除するために、全測定を黒色包囲体中で行った。反射偏光子を含むフィルムアセンブリの相対ゲインを試験した際、反射偏光子の通過軸は、この試験システムの吸収偏光子の通過軸と揃えて配置した。プリズム状フィルムについて報告される相対ゲイン値は、一般的には、吸収偏光子に最も近いフィルムのプリズム溝を、吸収偏光子の通過軸に垂直に揃えて配置した状態で得たものである。
この場合の球輝度比は、参照サンプルでサンプルポートを覆って検出器ポートで測定した輝度を、サンプルでサンプルポートを覆わずに検出器ポートで測定した輝度で除すことによって得られる比である。この輝度比及び較正標準の反射率(R標準)がわかれば、積分球の反射効率(R球)を計算することができる。次に、この値を以下の類似の式中で再び用いて、サンプルの反射率(この場合、PTFEライトボックスを使用)を求める。
この場合には、球輝度比は、サンプルをサンプルポートに置いたときの検出器における輝度を、サンプルを用いずに測定した輝度で除すことによって得られる比として測定される。R球は上記からわかるため、Rサンプルを計算することができる。これらの反射率を4nmの波長間隔で計算し、400〜700nmの波長範囲にわたる平均として報告した。
実施例で使用したZrO2ゾルは、以下の特性を有していた(米国特許第7,241,437号に記載の方法に従って測定)。
実施例1−表面処理剤の調製
三首丸底フラスコに、温度プローブ、機械的攪拌器、及びコンデンサを取り付ける。このフラスコに、以下の試薬を投入する:無水コハク酸83.5g、Prostab 5198阻害剤0.04g、トリエチルアミン0.5g、2−ヒドロキシエチルアクリレート87.2g、及びSartomerによる、商標名「SR495」のヒドロキシ−ポリカプロラクトンアクリレート(nの平均は約2)28.7g。このフラスコを中程度の攪拌で混合し、80℃まで加熱して、約6時間保持する。40℃まで冷却した後、1−メトキシ−2−プロパノール200gを加え、このフラスコを1時間混合した。反応混合物は、無水コハク酸及び2−ヒドロキシエチルアクリレートの反応生成物(すなわち、第2の化合物)と、無水コハク酸及びヒドロキシ−ポリカプロラクトンアクリレートの反応生成物(すなわち、C3〜C8のエステル繰り返し単位を有する化合物)との、赤外線及びガスクロマトグラフィー分析による81.5/18.5重量%での混合物であると判定された。
実施例2
ZrO2ゾル(40.86重量%ZrO2)、実施例1の表面処理剤、2−フェニル−フェニルアクリレート/PEA/SR601の50/30/20重量%ブレンド、及びProStab 5198を、実施例1と同様の方法で組み合わせた。このブレンドに、1−メトキシ−2−プロパノールを、少なくとも混合物の水分含量の100重量%に等しい量で、添加した。水及びアルコールを真空蒸留によって除去し、得られる複合樹脂分散体が、おおよそ以下となるようにした。
Prostab 5198、0.005部
PEA、12.0部
SR601、8.0部
2−フェニル−フェニルアクリレート、20.0部
ZrO2、46.0部
0.36重量%のDarocure 1173光反応開始剤を、蒸留後の複合樹脂に添加した。
ZrO2ゾル(40.8重量% ZrO2、130g)、メトキシプロパノール(56g)、実施例1の表面処理剤(メトキシプロパノール中で50%の固体にて、30.4g)、2−フェニル−フェニルアクリレート(エチルアセテート中で46%の固体にて、32.6g)/PEA(8.99g)/SR601(5.99g)の50/30/20ブレンド、及びProStab 5198(0.02g)を、三首1L丸底フラスコに投入した。水及び溶媒を真空蒸留によって除去し、得られる複合樹脂分散体が、アクリレート樹脂中で約54%のZrO2となるようにした。0.2重量%のLucirin TPO及び0.36重量%のDarocure 1173を、このアクリレート樹脂に添加した。最終混合物は、1.652の屈折率、及び60℃で1922cPの粘度を有していた。
ZrO2ゾル(40.86重量% ZrO2)、2−フェニル−フェニルアクリレート/PEA/SR601の50/30/20重量%ブレンド、及びProStab 5198を、実施例1(先行の実施例)と同様の方法で組み合わせた。このブレンドに、1−メトキシ−2−プロパノールを、少なくとも混合物の水分含量の100重量%に等しい量で、添加した。水及びアルコールを真空蒸留によって除去し、得られる複合樹脂分散体が、おおよそ以下となるようにした。
Prostab 5198、0.005部
コハク酸モノ−(2−アクリロイルオキシ−エチル)エステル、7.16部
PEA、12.59部
SR601、8.40部
2−フェニル−フェニルアクリレート、20.99部
ZrO2、46.00部
0.36重量%のDarocure 1173光反応開始剤を、蒸留後の複合樹脂に添加した。
実施例2の重合性樹脂組成物、及び対照(すなわち、対照A)を、輝度向上フィルムに調製した。Vikuiti TBEF(St.Paul,MNの3M Co.より市販)上に認められるプリズム形状パターンに類似した、公称ピッチ間隔50マイクロメートルを有する、90度プリズムの直線状の列からなる、8インチ(20.3cm)×11インチ(27.9cm)の金属製マスターを、ホットプレート上に配置し、140°F(60℃)まで加熱することができる。各重合性樹脂の4mLのビードを、使い捨てピペットを使用して、マスター成形型に個別に適用することができる。次に、Dupont Teijin Filmsより、商標名「Melinex 623」で入手可能な、5ミル(127マイクロメートル)PETを、樹脂のビード及びマスター成形型上に配置することができる。PETフィルムは、直線状プリズムがフィルムの高ゲイン軸線に対してほぼ垂直(90°+/−20°)に配向されるように方向付けた。次いで、マスター成形型、樹脂、及びPETを、樹脂がマスター成形型を完全に充填するために十分な力で、160°F(71℃)に加熱したニップロールに通過させ、同時に、いずれの混入空気も排除することができる。充填されたマスター成形型を、次いで、Fusion UV Systems,Inc.(Gaithersburg,MD)より入手可能な、600W/in(236.2W/cm)可変電源を使用する、「D−バルブ」からの紫外線放射に、50fpm(毎分15.2メートル)の線速度で2回通過させて、曝露することができる。このマイクロ構造フィルムを、次いで、マスター成形型から手作業で取り外すことができる。ベース基材上に形成されたマイクロ構造プリズム層は、約25マイクロメートルの厚さを有していた。
実施例2の重合性樹脂、及び対照から、2つの他の輝度向上フィルムを作製した。
Claims (18)
- マイクロ構造表面を有するマイクロ構造フィルムであって、前記マイクロ構造が、有機成分と、カルボン酸末端基、及びC3〜C8のエステル繰り返し単位を含む化合物を含む表面処理剤で表面改質された、少なくとも10重量%の無機ナノ粒子とを含む、重合性樹脂組成物の反応生成物を含み、
前記化合物が、一般式
nの平均は、1.1〜6であり、
L1は、C 1 〜C 8 のアルキル基、アリールアルキル基、又はアリール基であり、所望により1つ以上の酸素原子又はエステル基によって置換され、
L2は、C 3 〜C 8 のアルキル基、アリールアルキル基、又はアリール基であり、所望により1つ以上の酸素原子によって置換され、
Yは、
Zは、C 2 〜C 8 のアルキル基、エーテル基、エステル基、アルコキシ基、(メタ)アクリレート基、又はこれらの組み合わせを含む、末端基である。)を有する、マイクロ構造フィルム。 - L2が、C 6 〜C 8 のアルキル基である、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- nの平均が、1.5〜2.5である、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- Zが、C 2 〜C 8 のアルキル基を含む、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- Zが、(メタ)アクリレート末端基を含む、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記表面処理剤が、
i)少なくとも1種の脂肪族無水物と、
ii)少なくとも1種のヒドロキシポリカプロラクトン(メタ)アクリレートと、の反応生成物を含む、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。 - 前記表面処理剤が、(メタ)アクリレート末端基を含む第2の化合物を更に含む、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記第2の化合物が、脂肪族無水物と、ヒドロキシルC 2 〜C 8 アルキル(メタ)アクリレートとの反応によって調製される、請求項7に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記フィルムが、6mm未満の破壊マンドレル寸法を有する、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記重合性樹脂組成物が、少なくとも1.61の屈折率を有する、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記重合性樹脂組成物が、少なくとも1.650の屈折率を有する、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記有機成分が、少なくとも1種のビフェニルモノマーを含む、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記有機成分が、少なくとも1種の二官能性エチレン性不飽和芳香族モノマーを更に含む、請求項12に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記有機成分が、前記ビフェニルモノマーよりも低い屈折率を有する1種以上の単官能性(メタ)アクリレートモノマーを更に含む、請求項12に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記無機ナノ粒子の量が、40重量%〜60重量%の範囲である、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記無機ナノ粒子が、ジルコニアを含む、請求項15に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記フィルムが、輝度向上フィルムである、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
- 前記フィルムが、偏光フィルムである、請求項1に記載のマイクロ構造フィルム。
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