JPWO2015122453A1 - 透明被膜形成用の塗布液および透明被膜付基材の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の透明被膜形成用の塗布液は、無機酸化物微粒子と樹脂エマルジョンが、水と有機溶媒の少なくとも一つを含む分散媒に分散している。塗布液は、全固形分濃度が0.03〜70重量%であり、塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度(CP)は固形分として0.0009〜56重量%、樹脂エマルジョンの濃度(CR)は固形分として0.006〜68重量%の範囲である。また、無機酸化物微粒子に含まれるアルカリ金属の固形分濃度の合計は、酸化物(Me2O、Me=Li、Na、K)として1000ppm以下である。この塗布液を、基材上に塗布した後に基材を延伸しても、あるいは基材を延伸しながら塗布しても、スポット、膜ムラ(海島)がなく、表面が平坦となる透明被膜付基材を提供することができる。

Description

本発明は、透明被膜形成用の塗布液、およびこれを用いた透明被膜付基材の製造方法に関する。
従来から、ガラス、プラスチックシート、樹脂フィルム、プラスチックレンズ等の基材表面に各種透明被膜が形成されて用いられている。例えば、ハードコート膜として、有機樹脂膜あるいは無機膜が基材の表面に形成されている。さらに、有機樹脂膜や無機膜中に、樹脂粒子やシリカ等の無機粒子を配合して耐擦傷性を向上させている。
本出願人は、有機樹脂のみからなるハードコート膜と、酸化アンチモンで被覆された多孔質シリカ微粒子(または内部に空洞を有するシリカ微粒子)を含む反射防止・帯電防止膜とを、基材上に積層する構成を開示しているが(特開2005−119909号公報;特許文献1)、ハードコート機能(耐擦傷性、膜強度等)が充分ではなかった。また、表示装置等の基材上に金属微粒子、導電性の酸化物微粒子を含む導電性被膜を形成して、帯電防止性能、電磁波遮蔽性能を付与にすることも知られている(特開2003−105268号公報;特許文献2)。このとき、導電性の酸化物微粒子として、酸化錫、F、SbまたはPをドープした酸化錫、酸化インジウム、SnまたはFをドープした酸化インジウム、酸化アンチモン、低次酸化チタン等が開示されている。また、本出願人は、ハードコート膜自体に帯電防止性能を付与するために五酸化アンチモン微粒子を配合したハードコート膜を開示している(特開2004−50810号公報;特許文献3)。さらに、鎖状五酸化アンチモン微粒子を配合した透明被膜を開示している(特開2005−139026号公報;特許文献4)。
また、シリカ微粒子等の低屈折率微粒子を含む塗布液を基材表面に塗布して、反射防止被膜を形成することが知られている(特開平7-133105号公報;特許文献5)。さらに、基材に帯電防止性能、電磁波遮蔽性能を付与するために金属微粒子、導電性の酸化物微粒子を含む導電性被膜を形成した導電性被膜上に反射防止膜を形成することも行われている。このような、反射防止膜、導電性被膜を設ける場合においても耐擦傷性を向上させるために、基材と反射防止膜と導電性被膜との少なくとも一方との間にハードコート膜を形成することも行われている。本出願人は、反射防止膜形成用塗布液を、例えば、特開2007−321049号公報(特許文献6)、特開2008−19358号公報(特許文献7)、特開2010−128309号公報(特許文献8)等に開示している。
特に、基材が樹脂フィルムの場合、従来、所定の厚みに延伸したフィルム基材に透明被膜が形成されていたが、近年、生産性、安全性、環境配慮等の観点から、延伸前のフィルムに透明被膜形成用塗布液を塗布して塗膜を形成し、ついで延伸した後に硬化するか、延伸前のフィルムを延伸しながら透明被膜形成用塗布液を塗布して塗膜を形成し、ついで硬化するといった製造方法が求められている。
しかしながら、従来の塗布液を用いた場合、延伸時に配合粒子が原因でスポットを生じたり、塗布液の不安定性あるいは不均一性等により膜ムラを生じ、平坦性が損なわれたり、外観が悪化し、透明性、ヘーズが不充分な透明被膜付延伸フィルムとなり、これらの改善が求められていた。
特開2005−119909号公報 特開2003−105268号公報 特開2004−50810号公報 特開2005−139026号公報 特開平7-133105号公報 特開2007−321049号公報 特開2008−19358号公報 特開2010−128309号公報
そこで、本発明は、塗布後の樹脂フィルムの延伸時のスポットの生成、膜ムラの生成を抑制できる透明被膜形成用塗布液および透明被膜付基材の製造方法を実現することを目的とする。
本願発明者は、無機酸化物微粒子と樹脂エマルジョンが、水と有機溶媒の少なくとも一つを含む分散媒に分散した塗布液を使用すると、塗布後の樹脂フィルムの延伸時のスポットの生成、膜ムラの生成を抑制できることを見出した。このとき、塗布液の全固形分濃度を0.03〜70重量%、塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度(CP)を固形分として0.0009〜56重量%、樹脂エマルジョンの濃度(CR)を固形分として0.006〜68重量%とした。また、無機酸化物微粒子に含まれるアルカリ金属の固形分濃度の合計を、酸化物(Me2O、Me=Li、Na、K)として1000ppm以下とした。
本発明の塗布液によれば、基材上に塗布した後に基材を延伸しても、あるいは基材を延伸しながら塗布しても、スポットやムラ(海島)が被膜に発生せず、表面が平坦な透明被膜付基材を提供することができる。
ここで、無機酸化物微粒子を、有機珪素化合物とポリマー分散剤の少なくとも一つで表面処理することが好ましい。この時、有機珪素化合物については、Rn-SiX(4n)/2として表したとき、無機酸化物微粒子に対して、固形分として1〜100重量%の範囲で、ポリマー分散剤については、無機酸化物微粒子に対して、固形分として1〜300重量%の範囲である。
さらに、無機酸化物微粒子が、単分散の無機酸化物微粒子(A)と、一次粒子径が3〜30個鎖状に連結した鎖状の無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方であって、無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)を3≦DPA≦100nmの範囲とし、無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)を3≦DPB≦50nmの範囲とした。
樹脂エマルジョンは、平均直径が10〜500nmの範囲にあって、前記無機酸化物微粒子の濃度(CP)と樹脂エマルジョンの濃度(CR)の濃度比(CP/CR)が0.03〜4の範囲にあることが好ましい。
以下、先ず、本発明に係る透明被膜形成用の塗布液について具体的に説明する。
[透明被膜形成用塗布液]
本発明に係る透明被膜形成用の塗布液では、無機酸化物微粒子と樹脂エマルジョンが、水と有機溶媒の少なくとも一つを含む分散媒に分散している。この時、塗布液の全固形分濃度は0.03〜70重量%の範囲であり、無機酸化物微粒子の濃度(CP)が固形分として0.0009〜56重量%の範囲であり、樹脂エマルジョンの濃度(CR)が固形分として0.006〜68重量%の範囲である。この時、無機酸化物微粒子は、アルカリ金属の固形分濃度が、酸化物(Me2O)の合計として1000ppm以下の高純度ものを使用する。無機酸化物微粒子中のアルカリ金属の合計が1000ppmを超える場合、塗布液中で均一に分散せず、安定性が不充分となる。このため、透明被膜の強度、耐擦傷性が低下し、ヘーズ値が高くなる。
さらに、無機酸化物微粒子は、有機珪素化合物とポリマー分散剤の少なくとも一つで表面処理されていることが好ましい。この時、有機珪素化合物は、無機酸化物微粒子に対して、固形分換算で、Rn-SiX(4n)/2として1〜100重量%である。有機ケイ素化合物の量が少ないと、後述する塗布液中の樹脂エマルジョンあるいは分散媒との親和性が低く安定性が不充分で、塗布液中で均一に分散しない。ポリマー分散剤が、無機酸化物微粒子に対して、固形分として1〜300重量%の範囲に存在する。ポリマー分散剤の量が1重量%未満であると、後述する透明被膜形成用塗布液中の樹脂エマルジョンあるいは分散媒との親和性が低く安定性が不充分で、塗布液中で均一に分散しない。ポリマー分散剤の量が300重量%を超える場合は、さらに分散性が向上することもない。
無機酸化物微粒子には、単分散の無機酸化物微粒子(A)と、一次粒子径が3〜30個鎖状に連結した鎖状の無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方を用いる。このとき、無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)を3≦DPA≦100nmとし、無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)を3≦DPB≦50nmとする。
塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度によっても塗布した被膜の状態は変化するが、無機酸化物微粒子(A)の平均均粒子径(DPA)が3nm未満の場合は、無機酸化物微粒子(A)が不規則に凝集して配列し、透明被膜のヘーズ値が高くなったり、膜の強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となったりする。平均均粒子径(DPA)が100nmを超えると、透明性が不十分になったり、透明被膜の膜厚によっては膜の強度も不充分になったりする。鎖状無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)が3nm未満の場合は、鎖状に連結することなく凝集粒子となる。平均一次粒子径(DPB)が50nmを超えると、鎖状粒子を得ることが困難となる。
以下、塗布液を構成する要素について詳細に説明する。
無機酸化物微粒子
本発明に用いる無機酸化物微粒子は、従来公知の無機酸化物微粒子から用途に応じて選択することができる。ただし、無機酸化物微粒子に含まれるアルカリ金属の固形分濃度は、酸化物(Me2O)の合計として1000ppm以下でなければならない。Meとしては、ナトリウム(Na)やカリウム(K)やリチウム(Li)が例示される。
無機酸化物微粒子中のアルカリ金属の合計が1000ppmを超える場合、共雑イオンが多くなるためか、塗布液中で均一に分散せず、安定性が不充分となり、無機酸化物微粒子が凝集する場合がある。このため、透明被膜の強度や耐擦傷性が低下したり、ヘーズ値が高くなったり、導電性、反射率等の性能が不充分となったりする場合がある。アルカリ金属を低減させる方法としては、限外濾過膜やイオン交換樹脂等を用いた従来公知の洗浄方法が例示できる。
無機酸化物微粒子としては、TiO2、ZrO2、SiO2、Sb25、ZnO2、SnO2、In23、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、Fドープ酸化錫(FTO)、リンドープ酸化錫(PTO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)から選ばれる少なくとも1種またはこれらの複合酸化物または混合物が例示される。透明被膜の用途に合わせて上述の無機酸化物微粒子から、適宜選択すればよい。具体的には、高屈折率膜等を形成する場合は、TiO2、ZrO2、Sb25、ZnO2、SnO2、In23等が適している。ハードコート膜、低屈折率膜、易接着性膜、アンチブロッキング性膜等を形成する場合は、SiO2が適している。
特に、反射防止を目的とした低屈折率膜には、本出願人の特開2001−233611号公報、特開2003−192994号公報に開示した内部に空洞を有するシリカ中空微粒子が適している。シリカ中空微粒子は屈折率が概ね1.10〜1.40と低く、コロイド領域の微粒子であり、分散性等に優れているためである。また、シリカ中空微粒子は断熱性膜としても適している。また、内部に空洞を有さないシリカ微粒子(シリカ中実微粒子ということがある)の内、比較的小粒子(概ね粒子径が100nm以下)のものは硬度を向上、これよりも粒子径の大きいものはアンチブロック性を付与するのに適している。
干渉縞を防止する場合は、高屈折率膜を形成するTiO2が適している。また、帯電防止膜を形成する場合は、Sb25、In23、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、Fドープ酸化錫(FTO)、リンドープ酸化錫(PTO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)等が導電性を有するため適している。
無機酸化物微粒子は、単分散の無機酸化物微粒子(A)と一次粒子が鎖状に連結した鎖状無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方であることが好ましい。ここで、単分散とは粒子が非凝集状態であることを意味している。
無機酸化物微粒子(A)の平均均粒子径(DPA)は、透明被膜の種類によっても異なるが、3≦DPA≦100nm、好ましくは5≦DPA≦80nm、さらには8≦DPA≦80nmの範囲にあることが好ましい。
塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度によっても塗布した被膜の状態は変化するが、無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)が3nm未満の場合は、無機酸化物微粒子(A)が不規則に凝集して配列し、透明被膜のヘーズ値が高くなる場合や、膜の強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となる場合がある。また、前記したシリカ中空微粒子の場合はシリカ系中空微粒子内部の空洞の割合が小さく、屈折率が1.40以下とならない場合があり、反射防止性能が不充分となる場合がある。また、ATOやITOなどの結晶性導電粒子の場合は結晶性が不十分となり、導電性が不十分になることがある。平均粒子径(DPA)が100nmを超えると、透明性が不十分になることがある。また、透明被膜の膜厚によっては膜の強度も不充分になる場合がある。さらに、透明被膜の表面に高密度の凹凸ができ、このためヘーズ値が高くなる場合や、耐擦傷性、スクラッチ強度が不充分となる場合がある。
また、鎖状無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)は3≦DPB≦50nm、さらには5≦DPB≦30nmの範囲にあることが好ましく、このような一次粒子の平均連結数が3〜30個、さらには5〜20個の範囲にあることが好ましい。
塗布液中の鎖状無機酸化物微粒子の濃度によっても塗布した被膜の状態は変化するが、鎖状無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)が3nm未満の場合は、鎖状に連結することなく凝集粒子となり、透明被膜のヘーズ値が高くなる場合や、膜の強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となる場合がある。平均一次粒子径(DPB)が50nmを超えると、鎖状粒子を得ることが困難であり、得られたとしても、鎖状粒子が長鎖となり透明被膜のヘーズ値が高くなる場合や、膜の強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不十分となる場合がある。
透明被膜形成用塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度(CP)は、固形分として0.0009〜56重量%、さらには0.03〜40重量%の範囲にあることが好ましい。濃度(CP)が低すぎると、基材との密着性、膜強度、表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることがある。また、所望の効果(導電性能、反射防止性能等)が充分得られない場合がある。濃度(CP)が高すぎても、粒子が多すぎるため密着性、膜強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることに加えて、透明被膜のヘーズ値が高くなる場合がある。また、延伸時に塗膜の伸びが基材の延伸に追随できないためにクラックが発生することがある。
さらに、塗布液中に無機酸化物微粒子(C)を含んでいてもよい。また、無機酸化物微粒子(A)と鎖状無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方の一部に代えて無機酸化物微粒子(C)を含んでいてもよい。
無機酸化物微粒子(C)の平均粒子径(DPC)は100<DPC≦500nm、好ましくは100<DPC≦400nm、さらには100<DPC≦300nmの範囲にあることが好ましい。無機酸化物微粒子(C)の添加により、透明被膜表面に凸部を形成できるため、充分なアンチブロッキング性が得られる。
塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度によっても塗布した被膜の状態は変化するが、無機酸化物微粒子(C)の平均粒子径(DPC)が100nm未満の場合は透明被膜の膜厚より薄くなり、透明被膜表面に凸部を形成できない場合があり、後述する透明被膜付基材の製造方法により、透明被膜形成用塗布液を塗布、乾燥、ついで硬化した後、透明被膜付基材を巻き取った場合、透明被膜の表面と、後に巻き取られた透明被膜付基材の基材とが密着し(ブロッキングということがある)、後に使用する際に剥離が困難になる場合がある。平均粒子径(DPC)が500nmを超えると膜の透明性が低くなり、膜ヘーズが高くなったり透過率が低くなったりすることに加えて、表面の凹凸が大きくなりすぎるため、耐擦傷性等の膜の硬度が低下することがある。
透明被膜形成用塗布液中の無機酸化物微粒子(C)の濃度(CPC)は固形分として0.000003〜3重量%、さらには0.000015〜1.5重量%の範囲にあることが好ましい。濃度(CPC)が0.000003重量%未満の場合は透明被膜形成用塗布液を用いて得られる塗膜の表面に形成される凸部の密度が低すぎて、充分なアンチブロッキング性が得られない場合がある。濃度(CPC)が3重量%を超えると塗膜の表面に形成される凸部の密度が高すぎて透明性、耐擦傷性、反射防止性能が不充分となる場合がある。

ここで、無機酸化物微粒子は、有機珪素化合物とポリマー分散剤の少なくとも一方で表面処理することが好ましい。有機珪素化合物は、無機酸化物微粒子と樹脂エマルジョンとの親和性を向上させる。一方、ポリマー分散剤は、上記と同様に親和性を向上させるだけでなく、延伸によるフィラー、バインダー間のボイド発生を抑制することができ、特に延伸倍率が高い時に適している。
表面処理時に水を用いている場合、表面処理した後で有機溶媒に置換して、表面処理された無機酸化物微粒子の有機溶媒分散液とすることが好ましい。これにより、塗膜中で無機酸化物微粒子の樹脂への分散性が向上する。有機溶媒としては、後述する透明被膜形成用の塗布液と同様の有機溶媒を用いることが好ましい。

以下に、無機酸化物微粒子を(i)有機珪素化合物、(ii)ポリマー分散剤、で表面処理する場合について説明する。

(i)有機珪素化合物
下記式(1)で表される有機珪素化合物を用いることができる。
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲン、水素、n:0〜3の整数)
式(1)で、nが1〜3の場合には、後述する樹脂エマルジョンの官能基と反応する有機官能基を有する有機珪素化合物を用いることが好ましい。例えば、樹脂エマルジョンとして、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、イソシアネート基等を有する樹脂を用いる場合、有機珪素化合物としてはグリシドキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、ビニル基、イソシアネート基、ウレイド基、アミノ基等の官能基を有する有機珪素化合物を用いることが好ましい。このような有機珪素化合物で表面処理した無機酸化物微粒子を用いると、膜強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等に優れた透明被膜を形成することができる。
無機酸化物微粒子の表面処理は、従来公知の方法を採用することができ、例えば、無機酸化物微粒子のアルコール分散液に有機ケイ素化合物を所定量加え、これに水を加え、必要に応じて加水分解用触媒として酸またはアルカリを加えて加水分解する。この時、有機ケイ素化合物は、無機酸化物微粒子に対し、固形分換算で、Rn-SiX(4n)/2として1〜100重量%、好ましくは2〜80重量%、さらには5〜70重量%の範囲にあることが好ましい。
有機ケイ素化合物の量が少ないと、後述する透明被膜形成用塗布液中の樹脂エマルジョンあるいは分散媒との親和性が低く安定性が不充分で、塗布液中で均一に分散せず、場合によっては無機酸化物微粒子が凝集する場合があり、透明被膜の強度、耐擦傷性が低下し、ヘーズ値が高くなったり、導電性、反射率等の性能が不充分となったりする場合がある。有機ケイ素化合物の量が多すぎても、さらに分散性が向上することもなく、シリカ中空微粒子の場合は屈折率が上昇し、反射防止性能が不充分になる場合があり、導電性微粒子の場合は帯電防止性能が不充分になる場合がある。

(ii)ポリマー分散剤
本発明に用いる分散剤としては、樹脂エマルジョンを溶解することなくエマルジョンを維持でき、また、後述する架橋剤あるいは重合開始剤を溶解あるいは分散できるとともに無機酸化物微粒子を分散できるポリマー化合物であればよい。
具体的には、ポリビニル、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸、ポリウレタン等の公知のポリマー分散剤を使用できる。さらに具体的には、ポリビニルポリマーとして、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルエステル等及びそれらの共重合体、ポリアクリル酸ポリマーとして、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム等及びそれらの共重合体、ポリカルボン酸ポリマーとして、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸ナトリウム、ポリカルボン酸アンモニウム等及びそれらの共重合体、ポリウレタンポリマーとして、ポリウレタン等及びそれらの共重合体などが使用でき、またこれらの共重合体やスルホン酸ポリマーとの共重合体なども使用できる。
ポリマー分散剤を使用すると、延伸後のヘーズを低減させることができる。ポリマー分散剤の量は、無機酸化物微粒子に対して固形分として1〜300重量%さらには1〜100重量%であることが好ましい。ポリマー分散剤の量が1重量%未満であると、後述する透明被膜形成用塗布液中の樹脂エマルジョンあるいは分散媒との親和性が低く安定性が不充分で、塗布液中で均一に分散せず、場合によっては無機酸化物微粒子が凝集する場合があり、透明被膜の強度、耐擦傷性が低下し、ヘーズ値が高くなったり、導電性、反射率等の性能が不充分となったりする場合がある。ポリマー分散剤の量が300重量%を超える場合は、さらに分散性が向上することもなく、シリカ中空微粒子の場合は屈折率が上昇し、反射防止性能が不充分になる場合があり、導電性微粒子の場合は帯電防止性能が不充分になる場合がある。
また、本発明のポリマー分散剤は、分子量が1000〜100000さらには5000〜50000のものが好ましい。分子量が1000未満の場合、ポリマー分散剤が延伸に追随できないため、延伸倍率が高い時に延伸後にボイドが発生し、ヘーズが高くなることがある。分子量が100000を超える場合、無機酸化物微粒子が凝集して、膜のヘーズを上昇させることがある。

樹脂エマルジョン
樹脂エマルジョンは、分散媒に、有機樹脂が液体の小滴状態、すなわちエマルジョン状態で安定に分散したものであり、樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱(電子線も含む)硬化型樹脂のいずれでもよく、溶媒も水やアルコールなどの親水性溶媒に、親油性樹脂が分散したものであっても、極性の低い親油性溶媒に、水と親和性がある親水性樹脂が分散したものであってもよい。このような樹脂エマルジョンは、樹脂が分散媒中で溶解することなくエマルジョンを形成するにたる非相溶性を有することを意味している。なお、エマルジョンの小滴状態は被膜形成時に維持され、本発明では延伸時にも維持される。
親油性の分散媒の場合は、水と親和性のある親水性樹脂(A)を用い、親水性の分散媒の場合は、水と親和性のない親油性樹脂(B)を用いる。
水と親和性のある樹脂(A)としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、これら樹脂の2種以上の共重合体や変性体から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、水と親和性のない樹脂(B)としては、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
環境負荷の観点から、水と親和性のない樹脂(B)と親水性の分散媒を用いた樹脂エマルジョンが適している。
また、樹脂(B)はエマルジョンを形成するために、それ自体にカルボキシル基、スルホニル基、アミノ基、ホスホニル基、ヒドロキシル基及びその他誘導体などの官能基を有していてもよく、また、樹脂同士あるいは表面処理有機珪素化合物と架橋するための任意の官能基、例えばエポキシ基、カルボジイミド基、イソシアネート基、アクリル基、ビニル基等を有していてもよい。なかでも、ウレタン樹脂、PVA樹脂、アクリル樹脂は得られる膜が透明でかつ、熱可塑性樹脂なので好適に用いることができる。
具体的にはADEKA(株)製の「アデカボンタイター」シリーズ、DIC(株)製の「ボンディック」シリーズ、「ハイドラン」シリーズ、日本ポリウレタン工業(株)製の「ミラクトラン」シリーズ、バイエル社製「インプラニール」シリーズ、日本ソフラン(株)製の「ソフラネート」シリーズ、花王(株)製の「ポイズ」シリーズ、三洋化成工業(株)製の「サンプレン」シリーズ、保土谷化学工業(株)製の「アイゼラックス」シリーズ、第一工業製薬(株)製の「スーパーフレックス」シリーズ、「エラストロン」シリーズ、ゼネカ(株)製の「ネオレッツ」シリーズ等の水を分散媒とするウレタン樹脂エマルジョンは好適に用いることができる。
このような樹脂エマルジョンは概ね球状を呈しているが、その直径が10〜500nm、さらには20〜300nmの範囲にあることが好ましい。樹脂エマルジョンの径が10nmよりも小さいエマルジョンは得ることが難しく、また、得られたとしても、硬化の際の収縮が大きく、クラックが発生することがある。樹脂エマルジョンの径が500nmよりも大きすぎると、無機酸化物微粒子の均一分散が難しくなり、面内反射率に膜ムラが発生し、外観が悪化することがある。
樹脂エマルジョンの径(直径)の測定には、動的散乱粒子径測定装置(FPAR−1000、大塚電子社製)を用いる。
透明被膜形成用塗布液中の樹脂エマルジョンの濃度(CR)は固形分として0.006〜68重量%、さらには0.2〜49重量%の範囲にあることが好ましい。濃度(CR)が固形分として少ないと、樹脂が少なく無機酸化物微粒子が多すぎて膜強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となる場合がある。また、延伸時に透明被膜の伸びが不純分で、クラックが発生する場合がある。濃度(CR)が多すぎても、基材との密着性、膜強度、表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることに加えて、無機酸化物微粒子が少なくなるために、導電性能、反射防止性能等が充分得られない場合がある。
塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度(CP)と樹脂エマルジョンの濃度(CR)の濃度比(CP/CR)は、透明被膜の用途・用法によっても異なるが、0.03〜4の範囲にあることが好ましい。なお、透明被膜の用途としては、ハードコート、帯電防止、易接着性、反射防止、アンチブロッキング性、断熱性などが挙げられ、これらに応じて、適宜好ましい範囲が設定される。
具体的に、ハードコート膜の場合は、(CP/CR)は0.1〜4、さらには0.25〜2.4の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、基材との密着性、膜強度、表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等に優れた透明性ハードコート膜を形成することができる。
帯電防止膜の場合は、(CP/CR)は0.03〜2.4、さらには0.05〜1の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、基材との密着性、膜強度、帯電防止性(導電性)に優れた表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等に優れた透明性帯電防止膜を形成することができる。
易接着性層の場合は、(CP/CR)は0.03〜1、さらには0.05〜0.25の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、基材および上層に設ける他の機能性膜の機能を損なうことなく基材との密着性に優れた易接着性層を形成することができる。
なお、易接着性層の場合、さらに無機酸化物微粒子(C)を含んでもよい。また無機酸化物微粒子(A)と鎖状無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方の粒子の一部を無機酸化物微粒子(C)に代えてもよい。無機酸化物微粒子(C)を用いることによってアンチブロッキング性に優れた易接着性層を形成することができる。
また、無機酸化物微粒子として、上述の有機珪素化合物による表面処理をすることなく用いると、無機酸化物微粒子が適度に凝集状態を呈し、光を散乱することによって干渉縞を抑制することができる。あるいは、無機酸化物微粒子として、得られる易接着性層の屈折率が基材の屈折率と近接するように粒子を選択することによっても干渉縞を抑制することができる。
反射防止膜の場合は、(CP/CR)は0.1〜4、さらには0.25〜2.4の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、基材との密着性、膜強度、反射防止性能に優れた透明性反射防止膜を形成することができる。
アンチブロッキング性膜の場合は、さらに無機酸化物微粒子(C)を含んでもよい。また無機酸化物微粒子(A)と鎖状無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方の粒子の一部を無機酸化物微粒子(C)に代えてもよい。無機酸化物微粒子(C)を用いることによって易接着性層を形成することができる。この場合、(CP/CR)は0.03〜1、さらには0.05〜0.25の範囲にあれば、基材との密着性、膜強度等に優れた透明性アンチブロッキング性膜を形成することができる。
断熱性膜の場合は(CP/CR)は0.1〜4さらには、0.25〜2.4の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、基材との密着性、膜強度、表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等に優れた透明性断熱性膜を形成することができる。

分散媒
分散媒としては、樹脂エマルジョンを溶解することなくエマルジョン状態で分散できる溶媒でなければならない。例えば、水や有機溶媒が用いられる。また、後述する架橋剤あるいは重合開始剤を溶解あるいは分散できるとともに無機酸化物微粒子を分散することができれば特に制限はない。
具体的には、水、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール(IPA)、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、イソプロピルグリコールなどのアルコール類;酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル、酢酸ブチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エステルなどのケトン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、トルエン、シクロヘキサノン、イソホロン、N,N-ジメチルホルムアミド等が挙げられる。この内、水やアルコール類が適している。

架橋剤
塗布液には必要に応じて架橋剤を添加することができる。架橋剤は、樹脂エマルジョンの樹脂が熱可塑性樹脂の場合に使用される。架橋剤としては樹脂エマルジョンが持つ反応性基と反応する官能基を有する化合物であれば特に制限はなく、樹脂によって従来公知の架橋剤から適宜選択して用いることができ、水を分散媒とするエポキシ化合物、アミノ化合物、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物等を使用することができる。
架橋剤の添加量は、特に限定されず、樹脂エマルジョンの種類によっても異なるが、樹脂エマルジョンを固形分として100重量%に対して、架橋剤を固形分として200重量%以下、さらには10〜100重量%の範囲にあることが好ましい。架橋剤の添加量が少ないと、樹脂エマルジョンの種類によっては、透明被膜の硬化が不充分となることがある。架橋剤の添加量が多すぎても、塗布液の安定性が不充分となる場合があり、得られる透明被膜にクラックが発生する場合がある。

重合開始剤
塗布液には、硬化型樹脂の場合に、必要に応じて重合開始剤を添加することができる。重合開始剤としては、樹脂エマルジョンを重合、硬化させることができれば特に制限はなく、樹脂によって適宜選択することができる。
例えば、アゾニトリルやアゾアミド等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイルやメチルエチルケトンペルオキシド等の有機過酸化物が挙げられる。
重合開始剤の添加量は、樹脂エマルジョンの種類によっても異なるが、添加する場合は、樹脂エマルジョンを固形分として100重量%に対して、重合開始剤を固形分として200重量%以下、さらには10〜100重量%の範囲にあることが好ましい。重合開始剤の使用量が少ないと、透明被膜の硬化が不充分となることがある。重合開始剤の使用量が多すぎても、塗布液の安定性が不充分となる場合があり、得られる透明被膜にクラックが発生する場合がある。

透明被膜形成用の塗布液の全固形分濃度は0.03〜70重量%、さらには1〜50重量%の範囲にあることが好ましい。
塗布液の固形分濃度が低すぎると、膜厚の調整が難しく、乾燥状態にムラが生じ易い。また、塗布液を塗布後、基材フィルムを延伸する場合に所望の膜厚を得ることが困難な場合があり、またクラックの発生を伴う場合がある。透明被膜形成用塗布液の固形分濃度が高すぎると、安定性が低下し、塗工性が低下することから得られる透明被膜の基材との密着性、膜強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となる場合がある。特に塗布液の粘度が高くなることから基材の延伸に追随して均一に塗布することが困難であったり、塗布後の延伸時に塗膜を均一に延伸することが困難となる場合があり、スポットあるいは膜ムラ(海島)が発生したり、クラックが発生する場合がある。

次に、上述した塗布液を用いて膜付基材を製造する方法について説明する。
[透明被膜付基材の製造方法]
本発明に係る透明被膜付基材の製造方法は、塗布液を塗布する工程と基材フィルムを延伸する工程を含んでいる。具体的には、(1)基材に塗布液を塗布した後、塗膜付基材を塗膜が乾燥する前に延伸する方法と、(2)基材を延伸しながら塗布液を塗布する方法であれば、塗布液を塗布する回数や延伸の方向や回数は特に問わない。さらに具体的に方法を挙げると、以下の4態様があげられる。
第1の態様
第1の態様では、塗布工程の後に二軸延伸する工程を行う。
すなわち、
(a)樹脂フィルム基材上に塗布液を塗布する工程
(b)塗膜付樹脂フィルムを二軸(縦および横)延伸する工程
(c)塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
(d)硬化する工程
を順に行う。

工程(a)
樹脂フィルム基材上に上述の塗布液を塗布する。ここでは、延伸前の基材が用いられる。延伸前の基材の厚みは、通常400〜5000μmの範囲である。具体的には、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等のポリエステル基材、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、環状ポリオレフィンフィルム等のポリオレフィン基材、ナイロン−6、ナイロン−66等のポリアミド基材等の他、ポリアクリルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテウフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、アクリロニトリルフィルム等の基材が挙げられる。特に、ポリエステル基材やポリアクリルフィルムは、耐熱性に優れ、透明性が高いので好適に用いることができる。
塗布液の塗布方法は、スプレー法、スピナー法、ロールコート法、バーコート法、スリットコーター印刷法、グラビア印刷法、マイクログラビア印刷法等の周知の方法を採用することができる。本発明ではロールコート法、スリットコーター印刷法、グラビア印刷法、マイクログラビア印刷法が推奨される。
このときの塗布量は、延伸後の透明被膜の膜厚が所望の厚みとなるように塗布する。例えば、易接着層やアンチブロッキング性膜の場合は平均膜厚(TF)が10〜2000nm、好ましくは20〜800nmとなるように塗布することが好ましい。反射防止膜の場合は平均膜厚(TF)が80〜400nm、好ましくは90〜300nmとなるように塗布することが好ましい。ハードコート膜の場合は平均膜厚(TF)が0.5〜30μm、好ましくは1〜10μmとなるように塗布することが好ましい。帯電防止膜の場合は平均膜厚(TF)が1〜20μm、好ましくは3〜15μmとなるように塗布することが好ましい。断熱性膜の場合は平均膜厚(TF)が1〜300μm、好ましくは5〜100μmとなるように塗布することが好ましい。

工程(b)
塗膜付樹脂フィルムを延伸する。延伸方法としては、二軸延伸法が採用される。このとき、延伸後の基材の厚みは通常20〜200μmの範囲にあることが好ましい。ここで、二軸延伸とは、塗膜付基材を巻き取る(ロール)方向に延伸(縦軸延伸)すると同時に、これと垂直方向に延伸(横軸延伸)することを意味している。

工程(c)
乾燥方法としては、塗布液の分散媒を除去できれば特に制限はない。例えば、風乾することもできるが、塗膜を形成した樹脂フィルムを加熱下で乾燥する。加熱温度は概ね50〜200℃で、時間は概ね1秒〜1時間である。

工程(d)
塗膜を硬化する方法としては、塗布液に用いた樹脂エマルジョンの種類によっても異なるが、加熱硬化性樹脂を用いた場合は加熱硬化し、紫外線硬化性樹脂を用いた場合は紫外線照射し、必要に応じて加熱する等従来公知の方法を採用することができる。熱可塑性樹脂の場合は加熱後の冷却により硬化する。

第2の態様
第2の態様では、縦軸延伸された基材への塗布工程の後に横軸延伸する工程を行う。
すなわち、
(a')縦軸延伸された樹脂フィルム基材上に塗布液を塗布する工程
(b')塗膜付樹脂フィルムを横軸延伸する工程
(c)塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
(d)硬化する工程
を順に行う。

工程(a')
縦軸延伸された樹脂フィルム基材上に上述の透明被膜形成用の塗布液を塗布する。縦軸延伸した基材の厚みは通常40〜500μmの範囲である。基材は、第1の態様で記載した基材が用いられ、塗布液の塗布方法も同様の方法が用いられる。このときの塗布量は、最終的に得られる透明被膜の平均膜厚(TF)が上述の範囲となるように塗布することが好ましい。

工程(b')
塗膜付樹脂フィルムを横軸延伸する。このとき、延伸後の基材の厚みが通常20〜200μmの範囲となるように延伸する。

工程(c)および工程(d)については、第1の態様と同様である。

第3の態様
第3の態様では、塗布工程と縦軸延伸工程を同時に行う。
すなわち、
(a'')樹脂フィルム基材上に、基材を縦軸延伸しながら塗布液を塗布する工程
(b'')塗膜付樹脂フィルムを横軸延伸する工程
(c)塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
(d)硬化する工程
を順に行う。

工程(a'')
樹脂フィルム基材上に、基材を縦軸延伸しながら上述の塗布液を塗布する。
基材の延伸方法としては、第2の態様の縦軸延伸方法と同様である。基材は、第1の態様で記載した基材が用いられ、塗布液の塗布方法も同様の方法が用いられる。このときの塗布量は、最終的に得られる透明被膜の平均膜厚(TF)が上述の範囲となるように塗布することが好ましい。

工程(b'')
塗膜付樹脂フィルムを横軸延伸する。このとき、延伸後の基材の厚みが通常20〜200μmの範囲となるように延伸する。

工程(c)および工程(d)については、第1および第2の態様と同様である。

第4の態様
第4の態様では、塗布工程と二軸延伸工程を同時に行う。
すなわち、
(a’’’)基材上に、基材を二軸(縦軸および横軸)しながら塗布液を塗布する工程
(c)塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
(d)塗膜を硬化する工程
を順に行う。

工程(a''')
樹脂フィルム基材上に、基材を二軸延伸しながら上述の塗布液を塗布する。延伸方法としては、二軸延伸法が採用される。このとき、延伸後の基材の厚みは通常20〜200μmの範囲にあることが好ましい。基材は、第1の態様で記載した基材が用いられ、塗布液の塗布方法も同様の方法が用いられる。このときの塗布量は、最終的に得られる透明被膜の平均膜厚(TF)が上述の範囲となるように塗布することが好ましい。

工程(c)および工程(d)については、第1〜第3の態様と同様である。
このようにして本発明に係る透明被膜付基材を製造することができる。

得られた透明被膜の平均膜厚(TF)は透明被膜の種類によって異なり、上述の範囲にあることが好ましい。例えば、反射防止膜付基材の場合、反射防止膜の平均膜厚(TF)が80nm未満の場合は、反射防止膜の強度、耐擦傷性が不充分となる場合があり、また所望の反射率が得られないことがある。平均膜厚(TF)が400nmを超えると、反射防止膜にクラックが入りやすく、このため反射防止膜の強度が不充分となる場合があり、また、膜が厚すぎて反射防止性能が不充分となる場合がある。反射防止膜の平均膜厚(TF)が前記範囲にあれば反射率(ボトム反射率、視感反射率)が低く、且つ、膜強度等に優れた反射防止膜を得ることができる。
本発明では、透明被膜の平均膜厚(TF)の測定は、透過型電子顕微鏡(TEM)で透明被膜の断面を撮影して求める。
透明被膜中の無機酸化物微粒子の含有量は3〜80重量%、さらには5〜70重量%の範囲にあることが好ましい。透明被膜中の無機酸化物微粒子の含有量が3重量%未満の場合は、基材との密着性、膜強度、表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることに加えて、反射防止膜の場合、屈折率の低下が不充分となり反射防止性能が不充分となる場合がある。透明被膜中の無機酸化物微粒子の含有量が80重量%を超えると、粒子が多すぎて膜強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることに加えて、反射防止膜の場合、ヘーズ値が高くなる場合がある。また、延伸時に透明被膜の伸びが基材の延伸に追随できないためにクラックが発生することがある。
透明被膜中の樹脂エマルジョンに由来する樹脂の含有量は20〜97重量%、さらには30〜95重量%の範囲にあることが好ましい。この理由として、本発明者らは、樹脂エマルジョンは少なくとも乾燥前までは塗膜中で小滴状(エマルジョン状態)を維持し、このため、延伸時に基材が引き伸ばされても、それに応じて塗膜中で動いたり変形したりすることができると考えている。そして、この小滴状は、その後の乾燥、硬化処理によって、溶融したり硬化したりすることで、一体膜化すると考えている。
透明被膜中の樹脂エマルジョンに由来する樹脂の含有量が固形分として少ないと、樹脂が少なく、膜強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることに加えて、粒子が多くなるために透明被膜のヘーズ値が高くなる場合がある。また、延伸時に透明被膜の伸びが基材の延伸に追随できないためにクラックが発生することがある。透明被膜中の樹脂エマルジョンに由来する樹脂の含有量が多すぎても、粒子が少なく、基材との密着性、膜強度、表面平坦性、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となることに加えて、無機酸化物微粒子が少なく、透明被膜の機能が不充分となる場合がある。


以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

[実施例1]
ハードコート膜形成用の塗布液(H‐1P)の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイド−SN、平均粒子径12nm、SiO2濃度20重量%、水分散媒)を、限外濾過膜を用いて分散媒をエタノールに置換した固形分濃度20重量%のシリカ微粒子(H−1V)のアルコール分散液を調製した。
固形分濃度20重量%のシリカ微粒子(H−1V)のアルコール分散液100gにシランカップリング剤(メチルトリメトキシシラン)(信越化学(株)製:KBM−13)4gを添加し、50℃で加熱処理を行い、固形分濃度20重量%の表面処理シリカ微粒子(H−1VS)のアルコール分散液を調製した。ロータリーエバポレーターを用いて分散媒を水に置換して、固形分濃度40.5重量%の表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液を調製した。このときアルカリ濃度は、200ppmであった。
ついで、表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液10.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)11.4g、イソプロピルアルコール5.3gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−1P)を調製した。
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−1F)の製造
ジメチルテレフタレート100重量%に対して、エチレングリコール70重量%、およびエステル交換触媒として、酢酸カルシウム0.01重量%、重縮合触媒として三酸化アンチモン0.03重量%を加えて220℃まで昇温して理論上のメタノールを留去し、エステル交換反応を終了した。つづいて、系内にリン酸トリメチル0.04重量%を添加した。系内を減圧し1mmHgの減圧下、温度290℃で4時間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂を調製した。
得られたポリエステル樹脂を押出し機で295℃にてシート化して基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を調製した。ポリエステル樹脂フィルム(1)の厚さは1,125μmであった。このポリエステル樹脂フィルム(1)に縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)を行った後、ハードコート膜形成用の塗布液(H−1P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)してハードコート膜付延伸フィルム基材(H−1F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−1F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。全光線透過率およびヘーズは、ヘーズメーター(スガ試験機(株)製)により測定した。
なお、基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)のみを同様に延伸した厚さは100μmであり、全光線透過率が93.14%、ヘーズが0.27%であった。

鉛筆硬度
鉛筆硬度は、JIS K 5400に準じて、鉛筆硬度試験器で測定した。即ち、ハードコート膜表面に対して45度の角度に鉛筆をセットし、所定の加重を負荷して一定速度で引っ張り、傷の有無を観察した。

密着性
ハードコート膜付基材(H−1F)の表面にナイフで縦横1mmの間隔で11本の平行な傷を付け100個の升目を作り、これにセロファンテープを接着し、次いで、セロファンテープを剥離したときに被膜が剥離せず残存している升目の数を、以下の3段階に分類することによって密着性を評価した。結果を表に示す。
残存升目の数90個以上 : ◎
残存升目の数85〜89個 : ○
残存升目の数84個以下 : △

膜ムラ(海島)
表面を目視で観察し、以下の基準で評価した。
表面にムラ状の外観不良が確認できない。 : ◎
表面にムラ状の外観不良がほぼ確認できない。 : ○
表面にムラ状の外観不良が僅かに観察された。 : △
表面にムラ状の外観不良が明らかに観察された。 : ×

クラック
電子顕微鏡で表面を観察し、以下の基準で評価した。
クラックが全く観察されなかった。 : ◎
微細なクラックが僅かに観察された。 : ○
微細なクラックが明らかに観察された。 : △
微細なクラックおよび大きなクラックが観察された。 : ×

膜表面の平坦性
表面の平坦性(Ra)を(株)日立ハイテクサイエンス社製:原子間力顕微鏡(AFM)で測定し、以下の基準で評価した。
Ra値が10nm未満 : ◎
Ra値が10nm以上20nm未満 : ○
Ra値が20nm以上50nm未満 : △
Ra値が50nm以上 : ×

耐擦傷性の測定
#0000スチールウールを用い、荷重500g/cm2で50回摺動し、膜の表面を目視観察し、以下の基準で評価し、結果を表に示した。
筋条の傷が認められない : ◎
筋条の傷が僅かに認められる : ○
筋条の傷が多数認められる : △
面が全体的に削られている : ×


[実施例2]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−2P)の調製
実施例1と同様にして調製した表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液5.9gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)16.0g、イソプロピルアルコール4.7gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−2P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−2F)の製造
ハードコート膜形成用の塗布液として、(H−1P)の代わりに(H−2P)を用いた以外は実施例1と同様にして、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−2F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は4.8μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−2F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例3]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−3P)の調製
実施例1と同様にして調製した表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液13.8gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)6.9g、イソプロピルアルコール6.0gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−3P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−3F)の製造
実施例1で、ハードコート膜形成用の塗布液として、(H−1P)の代わりに(H−3P)を用いた以外は同様にして、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−3F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5.4μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−3F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例4]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−4P)の調製
実施例1と同様にして調製した表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液10.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)11.4g、純水10.6g、イソプロピルアルコール8.0gを混合して、固形分濃度20.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−4P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−4F)の製造
実施例1で、ハードコート膜形成用の塗布液として、(H−1P)の代わりに(H−4P)を用いた以外は実施例1と同様にして、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−4F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は3.2μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−4F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例5]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−5P)の調製
実施例1と同様にして調製した表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液10.0gにウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬(株)製:スーパーフレックス150、樹脂濃度30重量%、粒子径:70nm、分散媒:水)13.5g、イソプロピルアルコール3.5gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−5)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−5F)の製造
実施例1で、ハードコート膜形成用の塗布液として、(H−1P)の代わりに(H−5P)を用いた以外は実施例1と同様にして、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−5F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は4.9μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−5F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例6]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−6P)の調製
実施例1の固形分濃度を60重量%にした表面処理シリカ微粒子(H−6VS)10.0gにウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)17.1g、イソプロピルアルコール6.8gを混合して、固形分濃度35.3重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−6P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−6F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)上にハードコート膜形成用の塗布液(H−6P)をバーコーター法(バー#72)で塗布し、ついで、縦軸方向に2.5倍、横軸方向に4.5倍となるように140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥して、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−6F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は2μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−6F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例7]
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−7F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍となるように140℃加温下で延伸しながら実施例1と同様にして調製したハードコート膜形成用の塗布液(H−1P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、ついで、横軸方向に4.5倍となるように140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥してハードコート膜付延伸フィルム基材(H−7F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は5.1μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−7F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例8]
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−8F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍、横軸方向に4.5倍となるように、140℃加温下で延伸しながら実施例1と同様にして調製したハードコート膜形成用の塗布液(H−1P)をバーコーター法(バー#16)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥してハードコート膜付延伸フィルム基材(H−8F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は5μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−8F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例9]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−9P)の調製
実施例1で得た固形分濃度20重量%のシリカ微粒子(H−1V)のアルコール分散液100gにポリアクリル酸分散剤(東亜合成(株)製:アロンSD-10)2gを添加し、50℃で加熱処理を行い、再び限外濾過膜を用いて分散媒をエタノールに置換した固形分濃度20重量%のシリカ微粒子(H−9VS)のアルコール分散液を調製した。ロータリーエバポレーターを用いて分散媒を水に置換して、固形分濃度40.5重量%の表面処理シリカ微粒子(H−9VS)の水分散液を調製した。このときアルカリ金属の濃度は、200ppmであった。
ついで、表面処理シリカ微粒子(H−9VS)の水分散液10.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)11.4g、イソプロピルアルコール5.3gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−9P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−9F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、ハードコート膜形成用の塗布液(H−9P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、80℃で120秒間乾燥した後、600mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させた後、横軸方向に4.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥して、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−9F)を製造した。このとき基材の厚さは101μm、反射防止膜の膜厚は5μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−9F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[比較例1]
ハードコート膜形成用の塗布液(RH−1P)の調製
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学(株)製:ライトアクリレートDPE-6A)53gと、1、6−ヘキサンジオールジアクリレート(日本化薬(株)製:カヤラッドKS−HDDA)5.9gと、片端末メタクリルシリコンオイル(信越化学工業(株)製:X−22−174DX)0.4gと、プロピレングリコールモノメチルエーテル75.5gと、光重合開始剤2.4.6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(ビ−エーエスジャパン(株)製:ルシリンTPO)3.5gとを混合して固形分濃度44重量%のマトリックス形成成分溶液(1)を調製した。
ついで、固形分濃度44重量%のマトリックス形成成分溶液(1)30.0gと実施例1と同様にして調製した固形分濃度40重量%のシリカ微粒子(H−1VS)のアルコール分散液30.0gとイソプロピルアルコール22.6gを混合して固形分濃度30重量%の透明被膜形成用の塗布液(RH-1P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−1F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、ハードコート膜形成用の塗布液(RH-1P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、80℃で120秒間乾燥した後、600mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させた後、横軸方向に4.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥して、ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−1F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は5μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−1F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[比較例2]
ハードコート膜形成用の塗布液(RH−2P)の調製
ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)3.8g、イソプロピルアルコール17.4g、メチルイソブチルケトン1.8g、イソプロピルグリコール1.7gを混合し、エマルジョン希釈液を調合した。
エマルジョン希釈液について観察した結果、目視で透明になり、また、粒子径が測定できなくなったことから樹脂エマルジョンは消失していたと推察される。
ついで、実施例1と同様にして調製した表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液3.28gを添加し、固形分濃度9.5重量%のハードコート膜形成用の塗布液(RH−2P)を調製した。

ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−2F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸方向に2.5倍となるように、140℃で加温下、延伸を行った後、ハードコート膜形成用の塗布液(RH-2P)をバーコーター法(バー#50)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥した後、横軸方向に4.5倍となるように140℃で加温下延伸してハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−2F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−2F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[比較例3]
ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−3F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を二軸延伸して厚さは100μmのポリエステル樹脂フィルム基材を調製した。
ついで、比較例1と同様にして調製した固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(RH−1P)をバーコーター法(バー#18)で塗布し、ついで、80℃で120秒間乾燥した後、600mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させて、ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−3F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−3F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[実施例10]
易接着層形成用の塗布液(P−10P)の調製
実施例1で得たシリカ微粒子(H−1VS)の水分散液33.2gにシリカオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:ELCOM V−8901、平均粒子径120nm、SiO2濃度20重量%、分散媒:メタノール)1.4gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)88.5g、イソプロピルアルコール89.1g、純水233.2gを混合して固形分濃度10.0重量%の易接着層形成用の塗布液(P−10P)を調製した。

易接着層付延伸フィルム基材(P−10F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)を行った後、易接着層形成用の塗布液(P−10P)をバーコーター法(バー#4)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して易接着層付延伸フィルム基材(P−10F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、易接着層の膜厚は0.1μmであった。
得られた易接着層付延伸フィルム基材(P−10F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性、アンチブロッキング性および接着性を測定し、また、干渉縞の観察を行い、結果を表に示す。なお、アンチブロッキング性、接着性および干渉縞は以下の方法で評価した。

アンチブロッキング性
易接着層付延伸フィルム基材(P−10F)の一部を2枚に切断し、一方の易接着層付延伸フィルム基材(基材+易接着層)の上に他方の易接着層付延伸フィルム基材(基材+易接着層)を重ね合わせ、1cm2当たり10kgの加重が掛かるように重りを載せ、24時間放置した後の剥離の難易度を下記の基準で評価した。
剥離が極めて容易である : ◎
剥離が容易にできる : ○
剥離がやや困難である : △
剥離ができないか、困難である : ×

干渉縞
易接着層付延伸フィルム基材(P−10F)の背景を黒にした状態で蛍光灯の光を透明被膜表面で反射させ、光の干渉による虹模様の発生を目視観察し、以下の基準で評価した。
虹模様が全く認められない : ◎
虹模様がわずかに認められる : ○
虹模様が明らかに認められる : △
虹模様が鮮明に認められる : ×

接着性の評価
ハードコート塗料(日揮触媒化成(株)製:ELCOM HP−1004)を易接着層付延伸フィルム基材(P−10F)上にバーコーター法(バー#12)で塗布し、80℃で1分間乾燥した後、高圧水銀灯(120W/cm)を搭載した紫外線照射装置(日本電池製:UV照射装置CS30L21−3)で600mJ/cm2照射して硬化させ、ハードコート膜・易接着性層付基材を調製した。このときのハードコート膜の厚さは5μm、合計膜厚は5.6μmであった。
得られたハードコート膜の密着性を前記した方法で測定し、接着性として評価した。


[比較例4]
易接着層形成用の塗布液(RP−10P)の調製
ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)38.0g、イソプロピルアルコール170.4g、メチルイソブチルケトン18.0g、イソプロピルグリコール17.0gを混合し、エマルジョン希釈液を調合した。
エマルジョン希釈液について観察した結果、目視で透明になり、また、粒子径が測定できなくなったことから樹脂エマルジョンは消失していたと推察される。
ついで、実施例1と同様にして調製したシリカ微粒子(H-1VS)の水分散液33.2gとシリカオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:ELCOM V−8901、平均粒子径120nm、SiO2濃度20重量%、分散媒:メタノール)0.6gを添加し、固形分濃度7.4重量%の易接着層形成用の塗布液(RP−4P)を調製した。

易接着層付延伸フィルム基材(RP−1)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)を行った後、易接着層形成用の塗布液(RP−4P)をバーコーター法(バー#6)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して易接着層付延伸フィルム基材(RP−4F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、易接着層の膜厚は0.1μmであった。
得られた易接着層付延伸フィルム基材(RP−4F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性およびアンチブロッキング性を測定し、結果を表に示す。また、接着性は実施例9と同様にハードコート膜を形成して評価して評価した。


[実施例11]
帯電防止膜形成用の塗布液(AS−11P)の調製
Sbドープ酸化錫(ATO)微粒子(日揮触媒化成(株)製:ELCOM TL−30HK、Sb25含有量16重量%、平均粒子径8nm)60gを濃度4.3重量%の水酸化カリウム水溶液140gに分散させ、分散液を30℃に保持しながらサンドミルで3時間粉砕してゾルを調製した。
次に、このゾルをイオン交換樹脂でpHが3.0になるまで脱アルカリイオン処理を行い、ついで、純水を加えて固形分濃度20重量%のSbド−プ酸化錫微粒子分散液(AS-11V)を調製した。このATO微粒子分散液のpHは3.3であった。また、平均粒子径は8nmであった。
次いで、濃度20重量%のATO微粒子分散液(AS-11V)100gを25℃に調整し、シランカップリング剤(メチルトリメトキシシラン)(信越化学(株)製:KBM−13)1.0gを3分で添加した後、30分攪拌を行った。その後エタノ−ル100gを1分かけて添加し、50℃に30分間で昇温、15時間過熱処理を行った。このときの固形分濃度は10重量%であった。
次いで限外濾過膜にて分散媒を水、エタノ−ル混合溶媒から水に置換し、固形分濃度30重量%の表面処理したATO微粒子水分散液(AS-11VS)を調製した。このときアルカリ金属の濃度は、100ppmであった。
ついで、表面処理したATO微粒子水分散液(AS-11VS)5.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)38.6g、イソプロピルアルコール6.4gを混合して、固形分濃度30.0重量%の帯電防止膜形成用の塗布液(AS−11P)を調製した。

帯電防止膜付延伸フィルム基材(AS−11F)の製造
実施例1と同様にして調製したポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、帯電防止膜形成用の塗布液(AS−11P)をバーコーター法(バー#42)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して帯電防止膜付延伸フィルム基材(AS-11F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、帯電防止膜の膜厚は3μmであった。
得られた帯電防止膜付延伸フィルム基材(AS−11F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性および表面抵抗値を測定し、結果を表に示す。なお、表面抵抗値は表面抵抗計(三菱化学(株)製:ハイレスタ)にて測定した。


[比較例5]
帯電防止膜形成用の塗布液(RAS−5P)の調製
ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)38.0g、イソプロピルアルコール170.4g、メチルイソブチルケトン18.0g、イソプロピルグリコール17.0gを混合し、エマルジョン希釈液を調合した。
エマルジョン希釈液について観察した結果、目視で透明になり、また、粒子径が測定できなくなったことから樹脂エマルジョンは消失していたと推察される。
ついで、実施例10と同様にして調製した固形分濃度30重量%の表面処理したATO微粒子水分散液(AS-11VS)4.9gを添加し、固形分濃度5.9重量%の帯電防止膜形成用の塗布液(RAS−5P)を調製した。

帯電防止膜付延伸フィルム基材(RAS−5F)の製造
実施例1と同様にして調製したポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、帯電防止膜形成用の塗布液(RAS−5P)をバーコーター法(バー#48)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して帯電防止膜付延伸フィルム基材(RAS−5F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、帯電防止膜の膜厚は3.1μmであった。
得られた帯電防止膜付延伸フィルム基材(RAS−5F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性および表面抵抗値を測定し、結果を表に示す。


[実施例12]
断熱性膜形成用の塗布液(HI−12P)の調製
中空シリカオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:スルーリア4110、固形分濃度:20.5%、平均粒子径60nm、分散媒:イソプロピルアルコール)98.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)24.0gを混合した後、ロータリーエバポレーターで溶剤を除去し、固形分濃度50.0重量%の断熱性膜形成用の塗布液(HI−12P)を調製した。このときアルカリ金属の濃度は、5ppmであった。

断熱性膜付延伸フィルム基材(HI−12F)の製造
実施例1と同様にして調製したポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、断熱性膜形成用の塗布液(HI−12P)をスプレー法で45μm塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、1.5倍延伸)して断熱膜付延伸フィルム基材(HI−12F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは300μm、断熱性膜の膜厚は30μmであった。
得られた断熱性膜付延伸フィルム基材(HI−12F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性及び熱伝導度を測定し、結果を表に示す。なお、熱伝導度は以下の方法によって測定した。
熱伝導度の測定
断熱性膜付延伸フィルム基材(HI−12F)について、熱線プローブ式熱伝導率測定装置(京都電子製:QTM−500)を用いて熱伝導率の測定を行った。


[比較例6]
断熱性膜形成用の塗布液(RHI−6P)の調製
ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)38.0g、イソプロピルアルコール50.2g、メチルイソブチルケトン18.0g、イソプロピルグリコール17.0gを混合し、エマルジョン希釈液を調合した。
エマルジョン希釈液について観察した結果、目視で透明になり、また、粒子径が測定できなくなったことから樹脂エマルジョンは消失していたと推察される。
ついで、中空シリカオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:スルーリア4110、固形分濃度:20.5%、平均粒子径60nm、分散媒:イソプロピルアルコール)151.2gを添加し、断熱性膜形成用の塗布液(RHI−6P)を調製した。

断熱性膜付延伸フィルム基材(RHI−6F)の製造
実施例1と同様にして調製したポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、断熱性膜形成用の塗布液(RHI−6P)をスプレー法で45μm塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、1.5倍延伸)して断熱膜付延伸フィルム基材(RHI−6F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは300μm、断熱性膜の膜厚は30μmであった。
得られた断熱性膜付延伸フィルム基材(RHI−6F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性及び熱伝導度を測定し、結果を表に示す。


[実施例13]
シリカ中空微粒子(AR−13VS)分散液の調製
シリカ・アルミナゾル(日揮触媒化成(株)製:USBB−120、平均粒子径25nm、SiO2・Al23濃度20重量%、固形分中Al23含有量27重量%)100gに純水3900gを加えて98℃に加温し、この温度を保持しながら、SiO2として濃度1.5重量%の珪酸ナトリウム水溶液1750gとAl23としての濃度0.5重量%のアルミン酸ナトリウム水溶液1750gを6時間で添加して、SiO2・Al23一次粒子分散液を得た。このときの反応液のpHは11.8、固形分濃度0.7%であった。また、平均粒子径は40nmであった。ついで、SiO2として濃度1.5重量%の珪酸ナトリウム水溶液1530gとAl23としての濃度0.5重量%のアルミン酸ナトリウム水溶液500gを6時間で添加して、固形分濃度0.8重量%のシリカ・アルミナ被覆複合酸化物粒子分散液9,500gを得た。また、平均粒子径は60nmであった。
ついで、限外濾過膜で洗浄して固形分濃度13重量%になったシリカ・アルミナ複合酸化物微粒子(1)の分散液500gに純水1,125gを加え、さらに濃塩酸(濃度35.5重量%)を滴下してpH1.0とし、脱アルミニウム処理を行った。次いで、pH3の塩酸水溶液10Lと純水5Lを加えながら限外濾過膜で溶解したアルミニウム塩を分離・洗浄して固形分濃度20重量%のシリカ微粒子(1)の水分散液を得た。
ついで、シリカ微粒子(1)の水分散液150gと、純水500g、エタノール1,750gおよび濃度28重量%のアンモニア水626gとの混合液を35℃に加温した後、エチルシリケート(SiO2濃度28重量%)80gを添加してシリカ被覆層を形成し、純水5Lを加えながら限外濾過膜で洗浄して固形分濃度20重量%のシリカ被覆層を形成したシリカ系中空微粒子の水分散液を得た。
つぎに、シリカ被覆層を形成したシリカ中空微粒子分散液にアンモニア水を添加して分散液のpHを10.5に調整し、ついで150℃にて11時間熟成した後、常温に冷却し、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:ダイヤイオンSK1B)400gを用いて3時間イオン交換し、ついで、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:ダイヤイオンSA20A)200gを用いて3時間イオン交換し、さらに陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:ダイヤイオンSK1B)200gを用い、80℃で3時間イオン交換して洗浄を行い、固形分濃度20重量%のシリカ中空微粒子(13T)の水分散液を得た。
ついで、再び、シリカ中空微粒子(13T)分散液を150℃にて11時間水熱処理した後、常温に冷却し、陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:ダイヤイオンSK1B)400gを用いて3時間イオン交換し、ついで、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:ダイヤイオンSA20A)200gを用いて3時間イオン交換し、さらに陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:ダイヤイオンSK1B)200gを用い、80℃で3時間イオン交換して洗浄を行い、固形分濃度20重量%のシリカ中空微粒子(AR−13V)の水分散液を得た。
限外濾過膜を用いて分散媒をエタノールに置換した固形分濃度20重量%のシリカ中空微粒子(AR−13V)のアルコール分散液を調製した。
固形分濃度20重量%のシリカ中空微粒子(AR−13V)のアルコール分散液100gにメチルシランカップリング剤(メチルトリメトキシシラン)(信越化学(株)製:KBM−13)2gを添加し、50℃で加熱処理を行い、固形分濃度20重量%の表面処理シリカ系中空微粒子(AR−13VS)のアルコール分散液を調製した。ロータリーエバポレーターを用いて分散媒を水に置換して、固形分濃度20重量%の表面処理シリカ中空微粒子(AR−13VS)の水分散液を調製した。このとき、アルカリ金属の濃度は、5ppmであった。

反射防止膜形成用の塗布液(AR−13P)の調製
固形分濃度20重量%の表面処理シリカ中空微粒子(AR−13VS)の水分散液10.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)3.8g、純水18g、イソプロピルアルコール1.53gを混合して、固形分濃度10.0重量%の反射防止膜形成用の塗布液(AR−13P)を調製した。

反射防止膜付延伸フィルム基材(AR−1)の製造
実施例1と同様にして調製したポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、反射防止膜形成用の塗布液(AR−13P)をバーコーター法(バー#4)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して反射防止膜付延伸フィルム基材(AR−13F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は100nmであった。
得られた反射防止膜付延伸フィルム基材(AR−13F)の全光線透過率、ヘーズ、反射率、膜の屈折率、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[比較例7]
反射防止膜形成用の塗布液(RAR−7P)の調製
ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)3.8g、イソプロピルアルコール17.4g、メチルイソブチルケトン1.8g、イソプロピルグリコール1.7gを混合し、エマルジョン希釈液を調合した。
エマルジョン希釈液について観察した結果、目視で透明になり、また、粒子径が測定できなくなったことから樹脂エマルジョンは消失していたと推察される。
ついで、実施例13と同様にして調製した表面処理したシリカ中空微粒子AR−13VS)の水分散液10.0gを添加し、反射防止膜形成用の塗布液(RAR−7P)を調製した。

反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−7F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸方向に2.5倍となるように、140℃で加温下、延伸を行った後、反射防止膜形成用の塗布液(RAR−1P)をバーコーター法(バー#18)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥した後、横軸方向に4.5倍となるように140℃で加温下延伸して反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−1F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は100nmであった。
得られた反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−1F)の全光線透過率、ヘーズ、反射率、膜の屈折率、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を表に示す。
[実施例14](中空シリカのポリマー分散剤の使用)
実施例13と同様の固形分濃度20重量%のシリカ中空微粒子(AR−13V)のアルコール分散液100gにポリアクリル酸分散剤(東亜合成(株)製:アロンSD-10)2gを添加し、50℃で加熱処理を行い、固形分濃度20重量%のシリカ中空微粒子(AR-2)のアルコール分散液を調製した。ロータリーエバポレーターを用いて分散媒を水に置換して、固形分濃度20重量%の表面処理シリカ中空微粒子(AR−14VS)の水分散液を調製した。このとき、pHは9.0であった。このときアルカリ金属の濃度は5ppmであった。

反射防止膜形成用の塗布液(AR−14P)の調製
固形分濃度20重量%の表面処理シリカ中空微粒子(AR−14VS)の水分散液10.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)3.8g、純水18g、イソプロピルアルコール1.53gを混合して、固形分濃度10.0重量%の反射防止膜形成用の塗布液(AR−14P)を調製した。

反射防止膜付延伸フィルム基材(AR−14F)の製造
実施例1と同様にして調製したポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、反射防止膜形成用の塗布液(AR−14P)をバーコーター法(バー#4)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して反射防止膜付延伸フィルム基材(AR−14F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は100nmであった。
得られた反射防止膜付延伸フィルム基材(AR−14F)の全光線透過率、ヘーズ、反射率、膜の屈折率、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。


[比較例8]ポリマー分散剤過多
反射防止膜形成用の塗布液(RAR−8P)の調製
実施例14で、ポリアクリル酸分散剤80gを添加した以外は実施例14と同様にして調製した表面処理したシリカ中空微粒子(RAR−8VS)の水分散液10.0gを添加し、反射防止膜形成用の塗布液(RAR−8P)を調製した。

反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−8F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸方向に2.5倍となるように、140℃で加温下、延伸を行った後、反射防止膜形成用の塗布液((RAR−8P)をバーコーター法(バー#18)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥した後、横軸方向に4.5倍となるように140℃で加温下延伸して反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−8F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は100nmであった。
得られた反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−8F)の全光線透過率、ヘーズ、反射率、膜の屈折率、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を表に示す。


[比較例9]ポリマー系分散剤過少
反射防止膜形成用の塗布液(RAR−9P)の調製
実施例14で、ポリアクリル酸分散剤0.1gを添加した以外は実施例14と同様にして調製した表面処理したシリカ中空微粒子(RAR−9VS)の水分散液10.0gを添加し、反射防止膜形成用の塗布液(RAR−9P)を調製した。

反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−9F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸方向に2.5倍となるように、140℃で加温下、延伸を行った後、反射防止膜形成用の塗布液(RAR−9P)をバーコーター法(バー#18)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥した後、横軸方向に4.5倍となるように140℃で加温下延伸して反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−9F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は100nmであった。
得られた反射防止膜付延伸フィルム基材(RAR−9F)の全光線透過率、ヘーズ、反射率、膜の屈折率、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を表に示す。


[実施例15]
チタニア微粒子(T−15VS)分散液の調製
チタニアオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:オプトレイク1130Z(S-25・A8)、固形分濃度:30%、平均粒子径20nm、分散媒:メチルアルコール)100.0gにメチルシランカップリング剤(メチルトリメトキシシラン)(信越化学(株)製:KBM−13)3gを添加し、50℃で加熱処理を行い、再び限外濾過膜を用いて分散媒をエタノールに置換した固形分濃度20重量%の表面処理チタニア微粒子のアルコール分散液を調製した。ロータリーエバポレーターを用いて分散媒を水に置換したのち、イオン交換樹脂でpHが3.0になるまで脱アルカリイオン処理を行い、ついで、純水を加えて固形分濃度20重量%の表面処理チタニア微粒子(T-15VS)の水分散液を調製した。このときアルカリ金属の濃度は、50ppmであった。

易接着層形成用の塗布液(T−15P)の調製
シリカオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:ELCOM V−8901、平均粒子径120nm、SiO2濃度20重量%、分散媒:メタノール)1.4gに、表面処理チタニア微粒子(T-15VS)33.2gと、ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)88.5g、イソプロピルアルコール10.1gを混合して固形分濃度10重量%の易接着層形成用の塗布液(T−15P)を調製した。

易接着層付延伸フィルム基材(T−15F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)した後、易接着層形成用の塗布液(T−15P)をバーコーター法(バー#6)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して易接着層付延伸フィルム基材(T−15F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、易接着層の膜厚は0.6μmであった。
得られた易接着層付延伸フィルム基材(T−15F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性、アンチブロッキング性および接着性を測定し、また、干渉縞の観察を行い、結果を表に示す。


[比較例10]
易接着層形成用の塗布液(RT−10P)の調製
ポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、粒子径:50nm、分散媒:水)38.0g、イソプロピルアルコール170.4g、メチルイソブチルケトン18.0g、イソプロピルグリコール17.0gを混合し、エマルジョン希釈液を調合した。
エマルジョン希釈液について観察した結果、目視で透明になり、また、粒子径が測定できなくなったことから樹脂エマルジョンは消失していたと推察される。
ついで、シリカオルガノゾル(日揮触媒化成(株)製:ELCOM V−8901、平均粒子径120nm、SiO2濃度20重量%、分散媒:メタノール)0.6g、表面処理チタニア微粒子(T−15VS)14.3gを添加し、固形分濃7.4重量%の易接着層形成用の塗布液(RT−10P)を調製した。

易接着層付延伸フィルム基材(RT−10F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)について、縦軸延伸(140℃、2.5倍延伸)を行った後、易接着層形成用の塗布液(RT−10P)をバーコーター法(バー#40)で塗布し、140℃で120秒間乾燥した後、横軸延伸(140℃、4.5倍延伸)して易接着層付延伸フィルム基材(RT−10F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、易接着層の膜厚は0.6μmであった。
得られた易接着層付延伸フィルム基材(RT−10F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性、耐擦傷性、アンチブロッキング性および接着性を測定し、また、干渉縞の観察を行い、結果を表に示す。
[比較例11]
チタニア微粒子((RT−11VS)分散液の調製
実施例15で、イオン交換樹脂を添加しなかった以外は実施例15と同様にして調製した表面処理チタニア微粒子(RT−11VS)の水分散液を調製した。このときアルカリ金属の濃度は、1500ppmであった。

易接着層形成用の塗布液(RT−11P)の調製
表面処理チタニア微粒子(RT−11VS)の水分散液10.0gを添加し、反射防止膜形成用の塗布液(RT−11P)を調製した。

易接着層付延伸フィルム基材(RT−11F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸方向に2.5倍となるように、140℃で加温下、延伸を行った後、反射防止膜形成用の塗布液(RT−11P)をバーコーター法(バー#18)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥した後、横軸方向に4.5倍となるように140℃で加温下延伸して反射防止膜付延伸フィルム基材(RT−11F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、反射防止膜の膜厚は100nmであった。
得られた反射防止膜付延伸フィルム基材(RT−11F)の全光線透過率、ヘーズ、反射率、膜の屈折率、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を表に示す。

上述した実施例や比較例では、式(1)で表される有機珪素化合物としてメチルトリメトキシシランを使用したが、この他にも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシシラン、テトラブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、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メチルジメトキシシラン、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−(β−グリシドキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロ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メトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、γ-イソシアネートプロルトリエトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
Figure 2015122453
Figure 2015122453
Figure 2015122453
さらに、無機酸化物微粒子が、単分散の無機酸化物微粒子(A)と、一次粒子が3〜30個鎖状に連結した鎖状の無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方であって、無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)を3≦DPA≦100nmの範囲とし、無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)を3≦DPB≦50nmの範囲とした。
無機酸化物微粒子には、単分散の無機酸化物微粒子(A)と、一次粒子が3〜30個鎖状に連結した鎖状の無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方を用いる。このとき、無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)を3≦DPA≦100nmとし、無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)を3≦DPB≦50nmとする。
塗布液中の無機酸化物微粒子の濃度によっても塗布した被膜の状態は変化するが、無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)が3nm未満の場合は、無機酸化物微粒子(A)が不規則に凝集して配列し、透明被膜のヘーズ値が高くなったり、膜の強度、耐擦傷性、スクラッチ強度等が不充分となったりする。平均均粒子径(DPA)が100nmを超えると、透明性が不十分になったり、透明被膜の膜厚によっては膜の強度も不充分になったりする。鎖状無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)が3nm未満の場合は、鎖状に連結することなく凝集粒子となる。平均一次粒子径(DPB)が50nmを超えると、鎖状粒子を得ることが困難となる。
すなわち、
(a)樹脂フィルム基材上に塗布液を塗布する工程
(b)塗膜付樹脂フィルムを二軸(縦および横)延伸する工程
(c)塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
(d)硬化する工程
を順に行う。
工程(a)
樹脂フィルム基材上に上述の塗布液を塗布する。ここでは、延伸前の基材が用いられる。延伸前の基材の厚みは、通常400〜5000μmの範囲である。具体的には、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等のポリエステル基材、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、環状ポリオレフィンフィルム等のポリオレフィン基材、ナイロン−6、ナイロン−66等のポリアミド基材等の他、ポリアクリルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、アクリロニトリルフィルム等の基材が挙げられる。特に、ポリエステル基材やポリアクリルフィルムは、耐熱性に優れ、透明性が高いので好適に用いることができる。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−4F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。
[実施例5]
ハードコート膜形成用の塗布液(H−5P)の調製
実施例1と同様にして調製した表面処理シリカ微粒子(H−1VS)の水分散液10.0gにウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬(株)製:スーパーフレックス150、樹脂濃度30重量%、粒子径:70nm、分散媒:水)13.5g、イソプロピルアルコール3.5gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−5P)を調製した。
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−5F)の製造
実施例1で、ハードコート膜形成用の塗布液として、(H−1P)の代わりに(H−5P)を用いた以外は実施例1と同様にして、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−5F)を製造した。このとき、フィルム基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は4.9μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−6F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。
[実施例7]
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−7F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍となるように140℃加温下で延伸しながら実施例1と同様にして調製したハードコート膜形成用の塗布液(H−1P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、ついで、横軸方向に4.5倍となるように140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥してハードコート膜付延伸フィルム基材(H−7F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5.1μmであった。
得られたハードコート膜付延伸フィルム基材(H−7F)について、全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を測定し、結果を表に示す。
[実施例8]
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−8F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍、横軸方向に4.5倍となるように、140℃加温下で延伸しながら実施例1と同様にして調製したハードコート膜形成用の塗布液(H−1P)をバーコーター法(バー#16)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥してハードコート膜付延伸フィルム基材(H−8F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5μmであった。
ついで、表面処理シリカ微粒子(H−9VS)の水分散液10.0gにポリウレタン樹脂エマルジョン(第一工業製薬社(株)製:スーパーフレックス210、樹脂濃度35重量%、エマルジョン直径:50nm、分散媒:水)11.4g、イソプロピルアルコール5.3gを混合して、固形分濃度30.0重量%のハードコート膜形成用の塗布液(H−9P)を調製した。
ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−9F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、ハードコート膜形成用の塗布液(H−9P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、80℃で120秒間乾燥した後、600mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させた後、横軸方向に4.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥して、ハードコート膜付延伸フィルム基材(H−9F)を製造した。このとき基材の厚さは101μm、ハードコート膜の膜厚は5μmであった。
ついで、固形分濃度44重量%のマトリックス形成成分溶液(1)30.0gと実施例1と同様にして調製した固形分濃度40重量%のシリカ微粒子(H−1VS)のアルコール分散液30.0gとイソプロピルアルコール22.6gを混合して固形分濃度30重量%の透明被膜形成用の塗布液(RH-1P)を調製した。
ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−1F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を縦軸方向に2.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、ハードコート膜形成用の塗布液(RH-1P)をバーコーター法(バー#60)で塗布し、80℃で120秒間乾燥した後、600mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させた後、横軸方向に4.5倍となるように、140℃加温下で延伸し、ついで、140℃で120秒間乾燥して、ハードコート膜付延伸フィルム基材(RH−1F)を製造した。このとき基材の厚さは100μm、ハードコート膜の膜厚は5μmであった。
[比較例11]
チタニア微粒子(RT−11VS)分散液の調製
実施例15で、イオン交換樹脂を添加しなかった以外は実施例15と同様にして調製した表面処理チタニア微粒子(RT−11VS)の水分散液を調製した。このときアルカリ金属の濃度は、1500ppmであった。
易接着層形成用の塗布液(RT−11P)の調製
表面処理チタニア微粒子(RT−11VS)の水分散液10.0gを添加し、易接着層形成用の塗布液(RT−11P)を調製した。
易接着層付延伸フィルム基材(RT−11F)の製造
実施例1と同様にして調製した基材用ポリエステル樹脂フィルム(1)を、縦軸方向に2.5倍となるように、140℃で加温下、延伸を行った後、易接着層形成用の塗布液(RT−11P)をバーコーター法(バー#18)で塗布し、ついで、140℃で120秒間乾燥した後、横軸方向に4.5倍となるように140℃で加温下延伸して易接着層付延伸フィルム基材(RT−11F)を製造した。このとき、基材の厚さは100μm、易接着層の膜厚は100nmであった。
得られた易接着層付延伸フィルム基材(RT−11F)の全光線透過率、ヘーズ、密着性、鉛筆硬度、スポット、膜ムラ(海島)、クラックの有無、膜表面の平坦性および耐擦傷性を表に示す。 上述した実施例や比較例では、式(1)で表される有機珪素化合物としてメチルトリメトキシシランを使用したが、この他にも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシシラン、テトラブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、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メチルジメトキシシラン、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−(β−グリシドキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロ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メトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、γ-イソシアネートプロルトリエトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。


Claims (12)

  1. 無機酸化物微粒子と樹脂エマルジョンが、水と有機溶媒の少なくとも一つを含む分散媒に分散した塗布液であって、
    前記塗布液の全固形分濃度が0.03〜70重量%であり、前記無機酸化物微粒子の濃度(CP)が固形分として0.0009〜56重量%の範囲であり、前記樹脂エマルジョンの濃度(CR)が固形分として0.006〜68重量%の範囲であり、
    前記無機酸化物微粒子に含まれるアルカリ金属の固形分濃度の合計が、酸化物(Me2O、Me=Li、Na、K)として1000ppm以下であることを特徴とする透明被膜形成用の塗布液。
  2. 前記無機酸化物微粒子が、有機珪素化合物とポリマー分散剤の少なくとも一つで表面処理されており、
    前記有機珪素化合物が、前記無機酸化物微粒子に対して、固形分としてRn-SiX(4n)/2として1〜100重量%の範囲で、
    前記ポリマー分散剤が、前記無機酸化物微粒子に対して、固形分として1〜300重量%の範囲で、
    存在することを特徴とする請求項1に記載の透明被膜形成用の塗布液。
  3. 前記無機酸化物微粒子が、単分散の無機酸化物微粒子(A)と、一次粒子径が3〜30個鎖状に連結した鎖状の無機酸化物微粒子(B)の少なくとも一方であり、
    前記無機酸化物微粒子(A)の平均粒子径(DPA)が3≦DPA≦100nmの範囲にあって、
    前記無機酸化物微粒子(B)の平均一次粒子径(DPB)が3≦DPB≦50nmの範囲にあることを特徴とする請求項1または2に記載の透明被膜形成用の塗布液。
  4. さらに、平均粒子径(DPC)が100<DPC≦500nmの無機酸化物微粒子(C)を含み、前記無機酸化物微粒子(C)の濃度(CPC)が固形分として0.000003〜5重量%の範囲にあることを特徴とする請求項3に記載の透明被膜形成用の塗布液。
  5. 前記無機酸化物微粒子が、TiO2、ZrO2、SiO2、Sb25、ZnO2、SnO2、In23、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、Fドープ酸化錫(FTO)、リンドープ酸化錫(PTO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)から選ばれる少なくとも1種またはこれらの複合酸化物または混合物であることを特徴とする請求項1〜4に記載の透明被膜形成用の塗布液。
  6. 前記樹脂エマルジョンの樹脂がエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、または、これら樹脂の2種以上の共重合体や変性体から選ばれる少なくとも1種あることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の透明被膜形成用の塗布液。
  7. 前記樹脂エマルジョンの平均直径が10〜500nmの範囲にあることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の透明被膜形成用の塗布液。
  8. 前記無機酸化物微粒子の濃度(CP)と樹脂エマルジョンの濃度(CR)の比(CP/CR)が0.03〜4の範囲にあることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の透明被膜形成用の塗布液。
  9. 下記の工程(a)〜(d)を順に行うことを特徴とする透明被膜付基材の製造方法。
    (a)基材上に請求項1〜8のいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液を塗布する工程
    (b)塗膜付基材を二軸(縦軸および横軸)延伸する工程
    (c)前記塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
    (d)前記塗膜を硬化する工程
  10. 下記の工程(a’)〜(d)を順に行うことを特徴とする透明被膜付基材の製造方法。
    (a’)縦軸延伸した基材上に請求項1〜8のいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液を塗布する工程
    (b’)塗膜付基材を横軸延伸する工程
    (c)前記塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
    (d)前記塗膜を硬化する工程
  11. 下記の工程(a’’)〜(d)を順に行うことを特徴とする透明被膜付基材の製造方法。
    (a’’)基材上に、基材を縦軸延伸しながら請求項1〜8のいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液を塗布する工程
    (b’’)塗膜付基材を横軸延伸する工程
    (c)前記塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
    (d)前記塗膜を硬化する工程
  12. 下記の工程(a’’’)〜(d)を順に行うことを特徴とする透明被膜付基材の製造方法。
    (a’’’)基材上に、基材を二軸(縦軸および横軸)しながら請求項1〜8のいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液を塗布する工程
    (c)前記塗膜に含まれる分散媒を除去(乾燥)する工程
    (d)前記塗膜を硬化する工程
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