JP7296196B2 - ニュートンリング防止フィルム並びにその製造方法及び用途 - Google Patents
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Description
本発明のニュートンリング防止フィルム(アンチニュートンリングフィルム)は、特定の表面凹凸構造を有するアンチニュートンリング層を含むため、透明性が高いにも拘わらず、アンチニュートンリング性も向上できる。
アンチニュートンリング層は、高い硬度を有しており、表面の鉛筆硬度(750g荷重)が、JIS K5400に準拠した測定方法で、2H以上(例えば2H~5H)、好ましくは3H~4H程度であってもよい。鉛筆硬度が小さすぎると、耐久性が低下する虞がある。
ポリマーとしては、通常、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、有機酸ビニルエステル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、オレフィン系樹脂(脂環式オレフィン系樹脂を含む)、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリスルホン系樹脂(ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど)、ポリフェニレンエーテル系樹脂(2,6-キシレノールの重合体など)、セルロース誘導体(セルロースエステル類、セルロースカーバメート類、セルロースエーテル類など)、シリコーン樹脂(ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンなど)、ゴム又はエラストマー(ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのジエン系ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなど)などが例示できる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
硬化性樹脂前駆体としては、熱や活性エネルギー線(紫外線や電子線など)などにより反応する官能基を有する化合物であり、熱や活性エネルギー線などにより硬化又は架橋して樹脂(特に硬化又は架橋樹脂)を形成可能な種々の硬化性化合物が使用できる。前記樹脂前駆体としては、例えば、熱硬化性化合物又は樹脂[エポキシ基、重合性基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、シラノール基などを有する低分子量化合物(例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂など)]、活性光線(紫外線など)により硬化可能な光硬化性化合物(光硬化性モノマー、オリゴマーなどの紫外線硬化性化合物など)などが例示でき、光硬化性化合物は、EB(電子線)硬化性化合物などであってもよい。なお、光硬化性モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい光硬化性樹脂などの光硬化性化合物を、単に「光硬化性樹脂」という場合がある。
少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの硬化性樹脂前駆体のうち、少なくとも2つの成分が、加工温度付近で互いに相分離する組み合わせで使用される。相分離する組み合わせとしては、例えば、(a)複数のポリマー同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせ、(b)ポリマーと硬化性樹脂前駆体とが非相溶で相分離する組み合わせや、(c)複数の硬化性樹脂前駆体同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせなどが挙げられる。これらの組み合わせのうち、通常、(a)複数のポリマー同士の組み合わせや、(b)ポリマーと硬化性樹脂前駆体との組み合わせであり、特に(a)複数のポリマー同士の組み合わせが好ましい。相分離させる両者の相溶性が高い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程で両者が有効に相分離せず、アンチニュートンリング層としての機能が低下する。
本発明では、さらに重合性基を有するシリカナノ粒子(ナノメータサイズのシリカ粒子)を配合することにより、前記スピノーダル分解での相分離において、このシリカナノ粒子が界面に集まって相分離を促進し、前述の表面凹凸構造を形成できるようである。
アンチニュートンリング層は、表面凹凸構造を調整し、ヘイズの上昇を抑制するために、レベリング剤をさらに含んでいてもよい。レベリング剤としては、慣用のレベリング剤、例えば、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加体、シリコーン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、ポリ(メタ)アクリル系レベリング剤などが挙げられる。シリコーン系レベリング剤及びフッ素系レベリング剤は、例えば、特開2015-196347号公報(特許文献2)に記載のレベリング剤などであってもよい。これらのレベリング剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明のニュートンリング防止フィルムは、前述のように、アンチニュートンリング層単独で構成してもよく、支持体と、この支持体上に形成されたアンチニュートンリング層とで構成してもよい。支持体としては、光透過性を有する透明支持体であってもよい。
本発明のニュートンリング防止フィルムは、前記ポリマーと硬化性樹脂前駆体と重合性基を有するシリカナノ粒子と溶媒とを含む液相(又は液状組成物)から、前記溶媒の蒸発に伴うスピノーダル分解により、相分離構造を形成する工程と、前記硬化性樹脂前駆体を硬化させ、少なくともアンチニュートンリング層を形成する硬化工程とを経ることによりを得ることができる。
本発明の電極基板は、タッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)の電極基板であり、前記ニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に透明導電層が形成されている。
本発明のタッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)は、前記電極基板を備えている。図1は、本発明のタッチパネルの一例を示す概略断面図である。このタッチパネル10は、上部電極基板11と下部電極基板13とがスペーサー12を介して積層されており、上部電極基板11の透明導電層11aと下部電極基板13の透明導電層13aとが対向し、液晶パネル20の上に配設されている。
側鎖に重合性基を有するアクリル樹脂(ACAZ322M):(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体のカルボキシル基の一部に、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチルアクリレートを付加させた化合物;(株)ダイセル製、商品名「サイクロマーP(ACA)Z322M」、固形分40重量%、溶剤:1-メトキシ-2-プロパノール(MMPG)(沸点119℃)
セルロースアセテートプロピオネート(CAP):アセチル化度=2.5%、プロピオニル化度=46%、ポリスチレン換算数平均分子量75,000;イーストマン社製、商品名「CAP-482-20」
六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ダイセル・オルネクス(株)製、商品名「DPHA」)
三官能アクリル系UV硬化モノマー(PETIA):ペンタエリスリトールトリアクリレート、ダイセル・オルネクス(株)製、商品名「PETIA」
四官能アクリル系UV硬化モノマー(PETRA):ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ダイセル・オルネクス(株)製「PETRA」
重合性ナノシリカ(Z7503):平均粒径10~20nmのシリカナノ粒子を含む紫外線硬化性樹脂組成物、JSR(株)製「オプスターZ7503」、固形分濃度52重量%、シリカナノ粒子含有量26重量%(重合性ナノシリカ全体に対する含有量)
光開始剤A(Irg184):BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」
光開始剤B(Irg907):BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア907」
レベリング剤A(FT602A):ラジカル重合性基と分岐フルオロ脂肪族炭化水素基とを有するフッ素系レベリング剤、(株)ネオス製、商品名「フタージェント602A」、二重結合濃度8.2×10-4mol/g(不揮発分)、オリゴマーの酢酸エチル溶液、固形分50重量%
レベリング剤B(BYK-394):ポリ(メタ)アクリレート系レベリング剤、ビックケミー・ジャパン(株)製「BYK-394」
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム:東洋紡(株)製、商品名「A4300」、厚み188μm。
ヘイズメーター(日本電色(株)製、商品名「NDH-5000W」)を用いて、JIS K7136に準拠して測定した。なお、ヘイズの測定は、凹凸構造を有する表面が受光器側となるように配置して測定した。
ニュートンリング防止フィルムの写像鮮明度を、写像測定器(スガ試験機(株)製、商品名「ICM-1T」)を用いて、光学櫛(櫛歯の幅=0.5mm)で、JIS K7105に基づいて測定した。
JIS B0601に準拠して、接触式表面粗さ計(東京精密(株)製「サーフコム480B-12)を用いて、走査範囲3mm、走査回数3回の条件で、算術平均表面粗さ(Ra)及び凹凸の平均間隔(Sm)及び凹凸の尖度(Rku)を測定した。
黒色アクリル板(サイズ:210mm×297mm×3mm)の上に、無処理の光学ガラス(ソーダガラス板、サイズ:200mm×120mm×2mm)を載置し、その上に得られたニュートンリング防止フィルムを配設した。真上から三波長蛍光灯(YAMAZEN(株)製「インバータスタンドHSX-T27」、27W)で照射し、次に示す方法で、指で押して評価した。すなわち、アンチニュートンリング層の表面を指で押した後に表れるニュートンリングにおける色の濃さ・出易さ・消え易さを、真上からのぞき込む角度を0°として20°の角度で観察し、以下の基準で評価した。
△:ニュートンリングが薄く発生した
×:ニュートンリングが濃く発生した。
ニュートンリング防止フィルムの透明性を、測定した前記ヘイズに基づいて、以下の基準で評価した。
×:ヘイズが9%を超える。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂11.6重量部、セルロースアセテートプロピオネート1.4重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー23.6重量部、三官能アクリル系UV硬化モノマー5.9重量部、後述する配合量の光開始剤A及び光開始剤B、レベリング剤A0.02重量部を、メチルエチルケトン(MEK)34.8重量部、1-ブタノール(BuOH)12.7重量部、及び1-メトキシ-2-プロパノール(MMPG)8.9重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯18を用いてPETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で30秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約6μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置(ウシオ電機(株)製、高圧水銀ランプ、紫外線照射量:800mJ/cm2)に通して、紫外線硬化処理を行い、表面凹凸構造を有するアンチニュートンリング層を形成し、ニュートンリング防止フィルムを得た。
原料及び溶媒の組成を表1に示す組成に変更する以外は実施例1と同様にしてニュートンリング防止フィルムを得た。
11…上部電極基板
12…スペーサー
13…下部電極基板
11a,13a…透明導電層
11b…アンチニュートンリング層
11c,13c…透明基板
11d,13d…ハードコート層
20…液晶パネル
Claims (11)
- 表面の算術平均表面粗さRaが60~300nmであり、表面の凹凸の平均間隔Smが35~100μmであり、かつ表面のクルトシスRkuが3~10であるアンチニュートンリング層を含み、前記アンチニュートンリング層が、1又は複数のポリマーと、1又は複数の硬化した硬化性樹脂前駆体と、重合性基を有するシリカナノ粒子とを含み、前記シリカナノ粒子の割合が、前記硬化性樹脂前駆体100重量部に対して10~200重量部であり、かつ相分離構造を有するニュートンリング防止フィルム。
- ヘイズが9%以下である請求項1記載のニュートンリング防止フィルム。
- 重合性基を有するシリカナノ粒子の割合が、硬化性樹脂前駆体100重量部に対して30~200重量部である請求項1又は2記載のニュートンリング防止フィルム。
- ポリマーの割合が、硬化性樹脂前駆体100重量部に対して10~100重量部である請求項1~3のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 複数のポリマーが、重合性基を有する(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル類を含み、かつ硬化性樹脂前駆体が、4以下の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物及び5以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む請求項1~4のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層がポリ(メタ)アクリル系レベリング剤をさらに含む請求項1~5のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層が透明支持体上に形成されている請求項1~6のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化性樹脂前駆体と溶媒と重合性基を有するシリカナノ粒子とを含む液相から、前記溶媒の蒸発に伴うスピノーダル分解により、相分離構造を形成し、前記硬化性樹脂前駆体を硬化させてアンチニュートンリング層を形成する請求項1~7のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルムの製造方法。
- 請求項1~7のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルムと、このニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に形成された透明導電層とを備えた抵抗膜方式タッチパネルの電極基板。
- 請求項9記載の電極基板を備えた抵抗膜方式タッチパネル。
- 請求項1~7のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルムを用いて抵抗膜方式タッチパネルにおけるニュートンリングの発生を防止する方法。
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