JPWO2020071022A1 - 樹脂フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

少なくとも一方の表面が、コンダクティブAFMにより測定される絶縁相(A)と導電相(B)を有し、前記絶縁相(A)と導電相(B)を有する表面を表面αとしたとき、前記表面αにおける絶縁相(A)の占める面積が40%以上、80%以下であり、前記表面αの表面抵抗率が1010Ω/□以下である樹脂フィルムにより、帯電防止性と耐スクラッチ性を併せ持ち、帯電防止性の環境に応じた変化が少なく(すなわち安定性に優れ)、製造工程における工程数を短縮することで製造負荷を低減することができる樹脂フィルムを提供する。

Description

本発明は、樹脂フィルムおよびその製造方法に関する。
熱可塑性樹脂フィルム、中でも二軸配向ポリエステルフィルムは、機械的性質、電気的性質、寸法安定性、透明性、耐薬品性などに優れた性質を有するため、磁気記録材料、包装材料などの多くの用途において広く使用されている。特に近年では各種工業製品の加工工程におけるキャリアフィルムの他、タッチパネル、液晶ディスプレイパネル(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)、等の表示部材用途をはじめとした各種光学用フィルムなど、ポリエステルフィルムに要求される品位は益々高まっている。このような背景の中でポリエステルフィルムの製造工程や加工工程におけるキズや異物の抑制を目的に「帯電防止性」と「耐スクラッチ性」の両立が求められている。
帯電防止性は、帯電による塵埃付着に起因する異物欠点を抑制する目的で付与される。例えば特許文献1にはポリエステル樹脂に帯電防止を添加し塗布する方法が、特許文献2にはスチレンスルホン酸共重合体を塗布する方法がそれぞれ記載されている。実用上の課題として、使用する際の湿度や温度、製造からの経過時間のような環境の変化により、その帯電防止性が変動することがしばしば問題となっている。
一方、耐スクラッチ性は加工時の搬送ロールへの接触やすべりによる表面の削れを抑制する目的で付与される。例えば紫外線(UV)硬化性樹脂からなる層(ハードコート層)を積層したハードコートフィルムが用いられているが、裁断や打ち抜きなどの際に、耐スクラッチ層にクラック(ひび割れ)が入らないよう、綺麗に打ち抜ける加工性が必要である。加工性が悪いと端部にクラックが生じ意匠性を損なう、または欠片が欠点に繋がるという不具合が生じる。
かかる要求に対して、特許文献3ではハードコート層に導電性材料を混合したフィルムが特許文献4では帯電防止層の上面を更にハードコート層で塗布する積層フィルムがそれぞれ提案されている。
特開昭61−204240号公報 特開平7−101016号公報 特開2011-033658号公報 特開2008-176317号公報
しかしながら、例えば特許文献1および2の帯電防止層を有する積層フィルムには加工工程でのキズを抑制する効果が不足する。一方、特許文献3および4に記載の技術であればキズを抑制することは可能となる。しかしながら特許文献3では耐スクラッチ性と帯電防止性を十分に両立することが出来ていない。また特許文献4の技術では帯電防止性能はハードコート加工後の工程では不十分となる。
そこで、本発明では上記の欠点を解消し、帯電防止性と耐スクラッチ性の両立が可能な樹脂フィルムを、安定的に大量生産可能な技術を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため本発明の樹脂フィルムは次の構成を有する。
(1)少なくとも一方の表面が、AFM(Atomic Force Microscope(原子間力顕微鏡))の導電測定モード(コンダクティブAFM)により測定される絶縁相(A)と導電相(B)を有し、前記絶縁相(A)と導電相(B)を有する表面を表面αとしたとき、前記表面αにおける絶縁相(A)の占める面積が40%以上、80%以下であり、前記表面αの表面抵抗率が1010Ω/□以下である樹脂フィルム。
(2)前記表面αにおける絶縁相(A)の平均ドメイン径が50nm以上200nm以下である(1)に記載の樹脂フィルム。
(3)前記表面αにおける前記絶縁相(A)の導電性Iと前記導電相(B)の導電性Iの比I/Iが100以上、100000以下である(1)または(2)に記載の樹脂フィルム。
(4)前記表面αにおける擦過処理前後のヘイズ変化が3.0%以下である(1)から(3)のいずれかに記載の樹脂フィルム。
(5)前記表面αにおける、絶縁相(A)の弾性率(G)が2000MPa以上50000MPa以下である(1)から(4)のいずれかに記載の樹脂フィルム。
(6)前記表面αにおける、絶縁相(A)の弾性率(G)と導電相(B)の弾性率(G)の比、G/Gが4以上20以下である(1)から(5)のいずれかに記載の樹脂フィルム。
(7)支持基材とその表面の形成された層(X)を含む2層以上の積層体である(1)から(6)のいずれかに記載の樹脂フィルム。
(8)前記絶縁相(A)がSi、Al、Ti、Zr,Se、Feからなる群から選ばれる、少なくとも1種の金属元素を含む金属酸化物粒子(a)を含有する(1)から(7)のいずれかに記載の樹脂フィルム
(9)前記導電相(B)が、ポリチオフェン系導電性化合物(b)とエポキシ樹脂、メラミン樹脂、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種類の架橋剤(c)を含有する(1)から(8)のいずれかに記載の樹脂フィルム。
(10)(1)から(9)のいずれかに記載の樹脂フィルムの製造方法であって、結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムの少なくとも片面に、塗料組成物(x)を塗布した後、少なくとも一方向に延伸処理及び熱処理を施す工程を含み、前記塗料組成物(x)が、金属酸化物粒子(a)、導電性成分(b)、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種類の架橋剤(c)を含有する樹脂フィルムの製造方法。
本発明の樹脂フィルムは、帯電防止性と耐スクラッチ性を併せ持ち、帯電防止性の環境に応じた変化が少なく(すなわち安定性に優れ)、製造工程における工程数を短縮することで製造負荷を低減することが出来る。
本発明の樹脂フィルムの表面をAFM(Atomic Force Microscope(原子間力顕微鏡))の導電測定モード(コンダクティブAFM)測定にて得られる導電性の分布を示した模式図である。(なお、実際の測定では、1μm×1μmの導電性像を縦横それぞれ40分割し、25nm×25nmの1600個の領域に分けるが、模式図においては、1μm×1μmの導電性像を縦横それぞれ20分割したものを示している。)
以下、本発明の樹脂フィルムについて詳細に説明する。本発明の樹脂フィルムは、少なくとも一方の表面が、AFM(Atomic Force Microscope(原子間力顕微鏡))の導電測定モード(コンダクティブAFM)により測定される絶縁相(A)と導電相(B)を有し、前記絶縁相(A)と導電相(B)を有する表面を表面αとしたとき、前記表面αにおける絶縁相(A)の占める面積が40%以上、80%以下であり、前記積層フィルムの表面抵抗率が1×1010Ω/□以下であることが必要である。
まず図1に、本発明の樹脂フィルムの表面をコンダクティブAFMにより測定される導電性の分布模式図を示す。図1に示すように本発明の樹脂フィルムは、少なくとも一方の表面に物性の異なる2つのドメインを有することが必要である。具体的にはコンダクティブAFM法によって表面を測定した際に、導電性が相対的に高いドメイン(以下導電相(B)と記載する)と導電性が相対的に低いドメイン(以下絶縁相(A)と記載する)が存在することが必要である。詳しくは後述するが、コンダクティブAFM測定にて得られた像を「ScionImage」で二値化(最大値:10nA、最小値:0pA、閾値180(黒を0、白を255とし、黒から白を256段階に表すグレースケールにおいて、10nA以上流れる領域を255(白)、0pAの領域を0(黒)になるように設定して導電性像を作成し、得られた導電性像においてグレースケール180以上の色味で表される電流値が高い部分を白、グレースケール180未満の色味で表される電流値が低い部分を黒と色分け))し、導電性像を得る。得られた導電性像1μm×1μmを縦横それぞれ40分割し、25nm×25nmの1600個の領域に分け、その1600個の領域において、1個の領域全てが黒一色のものを絶縁相(A)、白一色のものを導電相(B)とする。本発明の課題を解決するにあたり、発明者らが検討したところ、帯電防止性を付与するために使用される材料は、硬度の低いポリマーや低分子量の材料の集合として構成されることが多く、圧力や温度、湿度などの外界からの刺激に対してその特性が変化しやすいことを確認した。そして、これに対して帯電防止成分を実質的に含まないドメインである絶縁相(A)をフィルム表面に設けることにより、帯電防止性と耐スクラッチ性を両立すると共に、帯電防止性の安定化が達成できることを見出した。
また前記表面αにおいて絶縁相(A)が表面α全体に占める面積には必要な割合が存在する。具体的には前記絶縁相(A)の占める面積が40%以上80%以下であることが必要である。表面α全体に占める面積が40%に満たない場合には帯電防止性能が不安定になったり、耐スクラッチ性が不十分な場合があり実用に耐えない。一方表面α全体に占める面積が80%を超える場合には、帯電防止性能が不足するため好ましくない。導電相(B)および絶縁相(A)の設計については、樹脂材料の相溶性の制御や塗布乾燥条件の調整、フィラー材料を使用する場合にはフィラー材料の配合量や粒子径などを用いて調整することが出来る。なお具体的な各領域の測定方法、および好ましい塗料組成物、製造方法についてはそれぞれ後述する。なお前記絶縁相(A)の表面α全体に占める面積の特に好ましい範囲は40%以上60%以下である。
次に本発明の樹脂フィルムの表面αを擦過処理する前後のヘイズ変化について説明する。ここでヘイズとはJIS K 7136(2000)で規定される値を示し、フィルムのヘイズはフィルムの主にその透明度を表す指標として扱われる。フィルムは擦過処理により表面に傷が生じると透明度が低下する。従って、擦過処理前後のヘイズ値を比較することは、擦過処理により生じた表面の傷の量を評価することに相当する。
本発明の樹脂フィルムの表面αは、後述する条件で擦過処理する前と後のヘイズ変化が3.0%以下であることが好ましい。3.0%を超える場合には、塗膜の硬度が不足する、もしくは十分な造膜性が得られていない、または後述する絶縁相(A)の形成が不十分であることに相当し、結果として単に耐スクラッチ性が不足するばかりでなく、帯電防止性が不安定となり、特に酸素暴露の条件で帯電防止性能が変動しやすくなり十分な安定性が得られない場合がある。なお具体的な擦過処理の方法およびヘイズの測定方法については後述する。より好ましくは2.5%以下であり、さらに好ましくは1.9%以下であることが好ましい。
更に本発明の樹脂フィルムの表面αは、表面抵抗率が1×1010Ω/□以下であることが必要である。表面抵抗率は、後述する測定方法により求められる値であり、前述のAFMの導電測定モードによる測定に比べて、樹脂フィルム表面の、よりマクロな範囲の平均的な導電性を表す指標である。表面抵抗率が1×1010Ω/□を超える場合には、前述の絶縁相(A)の占める割合が多すぎたり、導電相(B)の性能が不足しているため、十分な帯電防止性能が得られない。表面抵抗率の測定方法については後述する。表面抵抗率としては1×10Ω/□以下が好ましく、1×10Ω/□以下が特に好ましい。一方、下限については特に限定されないが、造膜性やコストの観点から実用的な構成では、1×10Ω/□以上であることが好ましい。
[樹脂フィルムおよび積層樹脂フィルム]
本発明における樹脂フィルムを構成する樹脂は、特に限られるものでは無く、例えば、公知のアクリル樹脂やポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。本発明においては、後述する好ましい製造方法にて作成する場合の安定性の観点から、アクリル樹脂およびメラミン樹脂であることが好ましい。
本発明における樹脂フィルムは、少なくとも一方の表面に前述の条件を満たす表面αを有するものであればよく、単層フィルムであっても、積層フィルムであってもよい。支持基材の少なくとも一方の面、または両方の面に形成された層を有してもよい。
ここで本発明における「層」とは、前記積層体の表面から厚み方向に向かい、隣接する部位との構成元素の組成、粒子等の含有物の形状、厚み方向の物理特性が不連続な境界面を有することで区別される有限の厚みを有する部位を指す。より具体的には、前記積層体を表面から厚み方向に各種組成/元素分析装置(FT−IR、XPS、XRF、EDAX、SIMS、EPMA、EELS等)、電子顕微鏡(透過型、走査型)または光学顕微鏡にて断面観察した際、前記不連続な境界面により区別され、有限の厚みを有する部位を指す。
[層(X)]
本発明の樹脂フィルムは、支持基材の少なくとも一方の面に、帯電防止性および耐スクラッチ性の観点から設計された、層(X)を有することが好ましく、また、層(X)が前記表面αを有することが好ましい。層(X)を構成する樹脂は、前述の樹脂フィルムを構成する樹脂として挙げられた樹脂を好ましく用いることができる。層(X)の形成方法は、前述の条件満たすことができれば特に限定されないが、塗料組成物により形成されていることが好ましい。支持基材の製膜途中で後述する塗料組成物を塗布したフィルムを作成してもよいし、支持基材の製膜後、塗料組成物を支持基材に塗布し、乾燥、巻き取りを行ってもよい。
例えば層(X)を塗布により形成する場合、層(X)の厚み(乾燥後の塗布厚み)は、好ましくは、10〜2000nm、より好ましくは40〜1000nm、さらに好ましくは80〜800nmである。厚みが10nm〜2000nmであると、層(X)によって付与したい機能、即ち帯電防止性、耐スクラッチ性と塗膜品位を得ることができるため好ましい。
[AFMを用いた導電性測定]
本発明の樹脂フィルムは、少なくとも一方の表面が、コンダクティブAFMにて測定した際に導電相(B)と絶縁相(A)が観察されるものである。ここで原子間力顕微鏡による導電性測定について概要を説明する。原子感力顕微鏡は原子レベルの鋭い先端を有するカンチレバーを用いて、表面の形状を走査することで凹凸形状を計測する手法であるが、この測定の際に導電性を有するカンチレバーを使用し、カンチレバー−試料間に電圧を印加することで、フィルム表面の微弱な電流の発生を検知、マッピングすることが出来る。このような測定を導電測定モードあるいはコンダクティブAFM(Conductive
AFM:c−AFM)を呼称される。コンダクティブAFMの測定では、絶縁性の空気層を超えて染み出す微細な電流(トンネル電流)を検知することが可能であり、カンチレバー直下の微小領域の僅かな導電性の違い(フィルム表面の導電性)を効率よく検出することが可能となる。詳細および測定方法については後述する。
本発明の樹脂フィルムにおいて、表面αにおける絶縁相(A)のなすドメインの形状には好ましい範囲が存在する。具体的には表面αにおける絶縁相(A)の平均ドメイン径は50nm以上200nm以下であることが好ましく、50nm以上100nm以下が特に好ましい。絶縁相(A)の平均ドメイン径が50nmに満たない場合には耐スクラッチ性の低下や帯電防止性能が不安定化する場合がある。一方、絶縁相(A)の平均ドメイン径が200nmを超える場合は、導電パスの形成が阻害され、結果として十分な帯電防止性が得られない場合がある。平均ドメイン径を制御する方法としては、後述する好ましい塗料組成物の中で金属酸化物を絶縁相(A)の構成材料とする場合には、その粒子径を用いて制御することが出来る。
[前記導電相(B)の導電性Iと前記絶縁相(A)の導電性I
本発明の樹脂フィルムをコンダクティブAFMにて測定した際に得られる電流値(導電性の指標)には好ましい数値範囲が存在する。具体的には導電相(B)の導電性Iと前記絶縁相(A)の導電性Iの比I/Iが100以上、100000以下であることが好ましく、3000以上100000以下が特に好ましい。導電性の比I/Iが100に満たない場合には、前述の絶縁相(A)と導電相(B)の分離構造の形成が不十分となり、耐スクラッチ性が不足する場合や帯電防止性能が不安定となる場合がある。一方上限については特に制限されないが、100000以下であることが好ましい。詳細および測定方法については後述する。
[AFMを用いた弾性率測定]
また、本発明の樹脂フィルムの表面αは、原子間力顕微鏡により測定される弾性率に好ましい数値範囲が存在する。具体的には絶縁相(A)の弾性率Gは2000MPa以上50000MPa以下が好ましく、5000MPa以上20000MPa以下が特に好ましい。2000MPaに満たない場合には前述の耐スクラッチ性が得られない場合や、帯電防止性能の安定性が得られない場合がある。一方で50000MPaを超える場合にはフィルムを加工する際に割れが発生しやすくなるなど、フィルムの加工性が低減する場合がある。
また、本発明の樹脂フィルムの表面αは、絶縁相(A)の弾性率Gと導電相(B)の弾性率Gの比G/Gにも好ましい範囲が存在する。具体的にはG/Gが4以上20以下であることが好ましく、6以上16以下であることがより好ましく、8以上12以下であることが特に好ましい。G/Gが4に満たない場合および20を超える場合には、樹脂フィルムの硬さが柔軟側または硬質側に偏るため、耐スクラッチ性と加工性の両立が困難となる場合がある。
また、本発明の樹脂フィルムの表面αにおいては、導電相(B)の弾性率Gは500MPa以上2000MPa以下が好ましい。500MPa未満では樹脂フィルムの耐スクラッチ性が低下する場合があり、2000MPaを超えると加工性が低下する場合がある。
ここで原子間力顕微鏡による弾性率測定は、極微小部分の探針による圧縮試験であり、押し付け力による変形度合いであるため、ばね定数が既知のカンチレバーを用いて、表面αの弾性率およびその空間分布が測定できる。具体的には前述の導電性測定の際に導電相(B)もしくは絶縁相(A)として検出された各領域にて後述するフォースカーブを測定することにより、各領域の弾性率情報を得ることが可能となる。詳細は実施例の項で記載するが、下記に示す原子間力顕微鏡を用い、カンチレバー先端の探針を、表面αに接触させ、55nNの押し付け力によりフォースカーブを測定して求めたカンチレバーの撓み量を測定することができる。またこの時、空間分解能については原子間力顕微鏡のスキャン範囲およびスキャンライン数に依存するが、現実的な測定条件では、概ね50nm程度が下限である。詳細および測定方法については後述する。
[支持基材、ポリエステルフィルム]
前述したとおり、本発明の樹脂フィルムは、単層フィルムであっても、積層フィルムであってもよいが、好ましい形態としては、支持基材とその少なくとも一方の表面に表面αを有する層(X)が積層された樹脂フィルムである。支持基材として用いられる樹脂は特に限られるものでは無いが、耐熱性およびコストの観点からは、ポリエステルが挙げられる。支持基材は、ポリエステルを主成分とする層であることが好ましい(以下支持基材として用いられるポリエステルを主成分とする層をポリエステルフィルムと呼ぶ場合がある)。なお、本発明において主成分とは、層を構成する樹脂全体に対して50重量%以上をしめる成分をあらわす。
本発明において、支持基材は、粒子の含有量が、支持基材全体に対して、0.1重量%以下であることが好ましい。粒子の含有量を上記の範囲とすることで、内部へイズを0.2%以下とすることができ、透明性に優れた樹脂フィルムとすることができる。
以下、本発明の樹脂フィルムの支持基材に用いられるポリエステルについて述べる。まずポリエステルとは、エステル結合を主鎖に有する高分子の総称であって、エチレンテレフタレート、プロピレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレート、ブチレンテレフタレート、プロピレン−2,6−ナフタレート、エチレン−α,β−ビス(2−クロロフェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボキシレートなどから選ばれた少なくとも1種の構成成分とするものを好ましく用いることができる。
上記ポリエステルを使用したポリエステルフィルムは、二軸配向されたものであるのが好ましい。二軸配向ポリエステルフィルムとは、一般に、未延伸状態のポリエステルシート又はフィルムを長手方向および長手方向に直交する幅方向に各々2.5〜5倍程度延伸され、その後、熱処理を施されて、結晶配向が完了されたものであり、広角X線回折で二軸配向のパターンを示すものをいう。ポリエステルフィルムが二軸配向している場合には、熱安定性、特に寸法安定性や機械的強度が十分で、平面性も良好である。
また、ポリエステルフィルム中には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、有機系易滑剤、顔料、染料、有機又は無機の微粒子、充填剤、帯電防止剤、核剤などがその特性を悪化させない程度に添加されていてもよい。
ポリエステルフィルムの厚みは特に限定されるものではなく、用途や種類に応じて適宜選択されるが、機械的強度、ハンドリング性などの点から、通常は好ましくは10〜500μm、より好ましくは15〜250μm、最も好ましくは20〜200μmである。また、ポリエステルフィルムは、共押出しによる複合フィルムであってもよいし、得られたフィルムを各種の方法で貼り合わせたフィルムであっても良い。
[樹脂フィルムの製造方法]
本発明の樹脂フィルムの製造方法について以下に例を示して説明するが、以下に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す例により限定的に解釈されるべきものではない。
本発明の樹脂フィルムは、金属酸化物粒子(a)とバインダー成分を含む塗料組成物をポリエステルフィルム上へ塗布し、塗料組成物が溶媒を含む場合には、溶媒を乾燥させることによって、ポリエステルフィルム上に層(X)を形成することによって得ることができる。
また本発明において、塗料組成物に溶媒を含有せしめる場合は、溶媒として水系溶媒を用いること(水系塗剤とすること)が好ましい。溶媒として水系溶媒を用いると、乾燥工程での溶媒の急激な蒸発を抑制でき、均一な組成物層を形成できるだけでなく、環境負荷の点で優れている。
ここで、水系溶媒とは、水、または水とメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類など水に可溶である有機溶媒が任意の比率で混合させているものを指す。
なお、金属酸化物粒子(a)や、バインダー成分を水系塗剤化する方法としては、金属酸化物粒子(a)やバインダー成分にカルボン酸やスルホン酸といった親水基を含有せしめる方法や、乳化剤を用いてエマルジョン化する方法があげられる。
塗料組成物(x)のポリエステルフィルムへの塗布方法はインラインコート法であることが好ましい。インラインコート法とは、ポリエステルフィルムの製造の工程内で塗布を行う方法である。具体的には、ポリエステル樹脂を溶融押し出ししてから二軸延伸後熱処理して巻き上げるまでの任意の段階で塗布を行う方法を指し、通常は、溶融押出し後・急冷して得られる実質的に非晶状態の未延伸(未配向)ポリエステルフィルム(Aフィルム)、その後に長手方向に延伸された一軸延伸(一軸配向)ポリエステルフィルム(Bフィルム)、またはさらに幅方向に延伸された熱処理前の二軸延伸(二軸配向)ポリエステルフィルム(Cフィルム)の何れかのフィルムに塗布する。
本発明では、結晶配向が完了する前の上記Aフィルム、Bフィルム、の何れかのポリエステルフィルムに、塗料組成物を塗布し、その後、ポリエステルフィルムを一軸方向又は二軸方向に延伸し、溶媒の沸点より高い温度で熱処理を施しポリエステルフィルムの結晶配向を完了させるとともに層(X)および表面αを設ける方法を採用することが好ましい。この方法によれば、ポリエステルフィルムの製膜と、塗料組成物の塗布乾燥(すなわち、層(X)の形成)を同時に行うことができるために製造コスト上のメリットがある。また、塗布後に延伸を行うことで層(X)中の金属酸化物粒子(a)の凝集状態を制御することが可能となり、絶縁相(A)の面積やドメイン径などを設計し耐スクラッチ性や帯電防止性を向上することが出来る。
中でも、長手方向に一軸延伸されたフィルム(Bフィルム)に、塗料組成物を塗布し、その後、幅方向に延伸し、熱処理する方法が優れている。未延伸フィルムに塗布した後、二軸延伸する方法に比べ、延伸工程が1回少ないため、延伸による組成物層の欠陥や亀裂が発生しづらく、透明性や平滑性、帯電防止性に優れた組成物層を形成できるためである。
更に、インラインコート法で層(X)を設けることにより、塗料組成物を塗布した後に延伸処理が施されることによって、金属酸化物粒子(a)の表面配列が促進され、また、金属酸化物粒子(a)が異方性を持った凝集体とすることが促進され、その結果、層(X)の絶縁相(A)の形状最適化し、帯電防止性を発現すると共に、耐スクラッチ性、加工性および、経時変化や湿度変化における帯電防止性能の安定性を良好にすることができる。
本発明において層(X)は、上述した種々の利点から、インラインコート法により設けられることが好ましい。ここで、ポリエステルフィルムへの塗料組成物の塗布方式は、公知の塗布方式、例えばバーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ブレードコート法等の任意の方式を用いることができる。
本発明において最良の層(X)の形成方法は、水系溶媒を用いた塗料組成物を、ポリエステルフィルム上にインラインコート法を用いて塗布し、乾燥、熱処理することによって形成する方法である。またより好ましくは、一軸延伸後のBフィルムに塗料組成物をインラインコートする方法である。本発明の樹脂フィルムの製造方法において、乾燥は塗料組成物の溶媒の除去を完了させるために、80〜130℃の温度範囲で実施することができる。また、熱処理はポリエステルフィルムの結晶配向を完了させるとともに塗料組成物の熱硬化を完了させ層(X)の形成を完了させるために、160〜240℃の温度範囲で実施することができる。上記の高温熱処理の温度および時間を変更することで、絶縁相(A)や導電相(B)の好ましい弾性率を調整することが可能であり、耐スクラッチ性や加工性を良好にすることが出来る。
次に、本発明の樹脂フィルムの製造方法について、ポリエステルフィルムとしてポリエチレンテレフタレート(以下、PET)フィルムを用いた場合を例にして説明するが、これに限定されるものではない。まず、PETのペレットを十分に真空乾燥した後、押出機に供給し、約280℃でシート状に溶融押し出し、冷却固化せしめて未延伸(未配向)PETフィルム(Aフィルム)を作製する。このフィルムを80〜120℃に加熱したロールで長手方向に2.5〜5.0倍延伸して一軸配向PETフィルム(Bフィルム)を得る。このBフィルムの片面に所定の濃度に調製した本発明の塗料組成物を塗布する。
この時、塗布前にPETフィルムの塗布面にコロナ放電処理等の表面処理を行ってもよい。コロナ放電処理等の表面処理を行うことで、塗料組成物のPETフィルムへの濡れ性が向上し、塗料組成物のはじきを防止し、均一な塗布厚みの層(X)を形成することができる。塗布後、PETフィルムの端部をクリップで把持して80〜130℃の熱処理ゾーン(予熱ゾーン)へ導き、塗料組成物の溶媒を乾燥させる。乾燥後幅方向に1.1〜5.0倍延伸する。引き続き160〜240℃の熱処理ゾーン(熱固定ゾーン)へ導き1〜30秒間の熱処理を行い、結晶配向を完了させる。
この熱処理工程(熱固定工程)で、必要に応じて幅方向、あるいは長手方向に3〜15%の弛緩処理を施してもよい。かくして得られた樹脂フィルムは透明性、耐スクラッチ性、帯電防止性に優れた樹脂フィルムとなる。
なお、本発明の樹脂フィルムは、層(X)と支持基材の間に中間層を設けても良いが、中間層を設ける場合は、中間層を積層したフィルムの巻き取り時や、その後の本発明の層(X)を設けるまでの工程において、フィルムにキズがつく場合がある。そのため、本発明では、層(X)と支持基材が直接積層されていることが好ましい。
本発明の樹脂フィルムは、支持基材の構成に制限はなく、例えば、A層のみからなる単層構成や、A層/B層の積層構成すなわち2種2層積層構成、A層/B層/A層の積層構成すなわち2種3層積層構成、A層/B層/C層の積層構成すなわち3種3層積層構成等の構成を挙げることができる。
本発明の樹脂フィルムにおける支持基材の積層方法は制限されるものではなく、例えば、共押出法による積層方法、貼り合わせによる積層方法、これの組み合わせによる方法等を挙げることができるが、透明性と製造安定性の観点から、共押出法を採用することが好ましい。積層体とする場合、それぞれの層に異なる機能を付与すること目的として、異なる樹脂構成としても良い。例えば、A層/B層/A層の積層構成すなわち2種3層積層構成とする場合には、透明性の観点からB層をホモポリエチレンテレフタレートで構成し、A層には、易滑性付与のために、粒子を添加する等の方法を挙げることができる。
[塗料組成物]
本発明の樹脂フィルムにおける層(X)は、層(X)を構成する塗料組成物を支持基材の少なくとも片面に塗布した後、熱処理することで製造されることが好ましい。塗料組成物は、具体的には、金属酸化物粒子、アクリル樹脂、バインダー樹脂、導電性化合物を含むことができる。また前記の成分に加えて、各種添加剤を含んでも良い。以下、塗料組成物に含む成分の好ましい形態について詳細を記載する。
[金属酸化物粒子(a)]
本発明の樹脂フィルムでは、絶縁相(A)がSi、Al、Ti、Zr、Se、Feからなる群から選ばれる、少なくとも1種の金属元素を含む金属酸化物粒子(a)を含有することが好ましい。金属酸化物粒子(a)を含有することで、樹脂フィルム表層にナノ凹凸構造が形成され、滑り性が良化し、耐スクラッチ性に優れることができる。本発明の樹脂フィルムに用いられる金属酸化物粒子(a)としては、具体的には、二酸化珪素(シリカ)(SiO)、酸化アルミニウム(Al)、二酸化チタン(TiO)、二酸化ジルコニウム(ZrO)、二酸化セレン(SeO)、酸化鉄(Fe)粒子などが挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用しても良い。
特に、金属酸化物粒子(a)として、酸化チタン(TiO)粒子、酸化アルミニウム(Al)粒子、酸化ジルコニウム(ZrO)粒子を用いると、樹脂フィルムの干渉ムラを抑制しつつ、耐スクラッチ性を付与することができ、好ましい。
本発明の樹脂フィルムに用いられる金属酸化物粒子(a)は、粒子径が10〜100nmであると、樹脂フィルムの表面により緻密なナノ凹凸構造が形成され、摩擦力が分散された結果、耐スクラッチ性に優れるため好ましい。なお、本発明における金属酸化物粒子(a)の粒子径とは、以下の方法によって走査型電子顕微鏡(SEM)により求められる粒子径をいう。
(金属酸化物粒子(a)の粒子径の求め方)
ミクロトームを用いて、樹脂フィルムの表面に対して垂直方向に切削した小片を作成し、その断面を走査透過型電子顕微鏡(SEM)を用いて100000倍に拡大観察して撮影する。その断面写真よりフィルム中に存在する粒子の粒度分布を画像解析ソフトImage−Pro Plus(日本ローパー(株))を用いて求める。断面写真は異なる任意の測定視野から選び出し、断面写真中から任意に選び出した200個以上の粒子の直径(円相当径)を測定し、横軸を粒子径、縦軸を粒子の存在比率としてプロットした体積基準粒度分布を得る。前記、体積基準粒度分布において、横軸を担う粒子径は、0nmを初点とした10nm間隔毎の階級により、縦軸を担う粒子の存在比率は、計算式「存在比率=該当する粒子径を持つ検出粒子の合計体積/全検出粒子の合計体積」により表す。上記により得られた粒子の存在比率のチャートから、極大を示すピークトップの粒子径を読み取る。
本発明の樹脂フィルムに用いられる金属酸化物粒子(a)は、更には、金属酸化物粒子(a)の表面の一部または全部に、アクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)であることが好ましい。アクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)とすることで、樹脂フィルム中の金属酸化物粒子(a)をナノ分散させることができ、樹脂フィルムに力が加わった際に該力を粒子へ分散させることができる。その結果、樹脂フィルムの耐スクラッチ性を向上させることが可能となる。また、樹脂フィルムの透明性も維持できるため好ましい。
金属酸化物粒子(a)の表面の一部または全部に、アクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を得るためには、後述する金属酸化物粒子(a)をアクリル樹脂(D)で表面処理する方法などを挙げることができる。具体的には、以下の(i)〜(iv)の方法が例示される。なお、本発明において、表面処理とは、特定の元素を有する金属酸化物(a)の表面の全部または一部にアクリル樹脂(D)を吸着・付着させる処理をいう。
(i)金属酸化物粒子(a)とアクリル樹脂(D)をあらかじめ混合した混合物を溶媒中に添加した後、分散する方法。
(ii)溶媒中に、金属酸化物粒子(a)とアクリル樹脂(D)を順に添加して分散する方法。
(iii)溶媒中に、金属酸化物粒子(a)とアクリル樹脂(D)をあらかじめ分散し、得られた分散体を混合する方法。
(iv)溶媒中に、金属酸化物粒子(a)を分散した後、得られた分散体に、アクリル樹脂(d−2)を添加する方法。
これらのいずれの方法によっても目的とする効果を得ることができる。
また、分散を行う装置としては、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、ニーダー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、SCミル、アニュラー型ミル、ピン型ミル等が使用できる。
また、分散方法としては、上記装置を用いて、回転軸を周速5〜15m/sで回転させる。回転時間は5〜10時間である。
また、分散時に、ガラスビーズ等の分散ビーズを用いることが分散性を高める点でより好ましい。ビーズ径は、好ましくは0.05〜0.5mm、より好ましくは0.08〜0.5mm、特に好ましくは0.08〜0.2mmである。
混合、攪拌する方法は、容器を手で振って行ったり、マグネチックスターラーや攪拌羽根を用いたり、超音波照射、振動分散などを行うことができる。
なお、金属酸化物粒子(a)の表面の全部または一部への、アクリル樹脂(D)の吸着・付着の有無は、次の分析方法により確認可能である。測定対象物を、日立卓上超遠心機(日立工機株式会社製:CS150NX)により遠心分離を行い(回転数3,0000rpm、分離時間30分)、金属酸化物粒子(a)(及び金属酸化物粒子(a)の表面に吸着したアクリル樹脂(D))を沈降させた後、上澄み液を除去し、沈降物を濃縮乾固する。濃縮乾固した沈降物をX線光電子分光法(XPS)により分析し、金属酸化物粒子(a)の表面におけるアクリル樹脂(D)の有無を確認する。金属酸化物粒子(a)の表面に、金属酸化物粒子(a)の合計100重量%に対して、アクリル樹脂(D)が1重量%以上存在することが確認された場合、金属酸化物粒子(a)の表面に、アクリル樹脂(D)が吸着・付着しているものとする。
[アクリル樹脂(D)]
前述したとおり、本発明の樹脂フィルムにおいて、絶縁相(A)に含有する金属酸化物粒子(a)が、その表面の一部または全部に、アクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)であることが好ましい。アクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を用いることで、樹脂フィルム中の金属酸化物粒子(a)をナノ分散させることができ、樹脂フィルムの透明性を維持すると共に、樹脂フィルムに力が加わった際に該力を粒子へ分散させることができる。その結果、樹脂フィルムの耐スクラッチ性を向上させることが可能となる。
本発明におけるアクリル樹脂(D)とは、式(1)で表されるモノマー単位(d)と、式(2)で表されるモノマー単位(d)と、式(3)で表されるモノマー単位(d)を有する樹脂であることが好ましい。
Figure 2020071022
(式(1)において、R基は、水素元素またはメチル基を表す。またnは、9以上34以下の整数を表す。)。
Figure 2020071022
(式(2)において、R基は、水素元素またはメチル基を表す。また、R基は、飽和の炭素環を2つ以上含む基を表す。)。
Figure 2020071022
(式(3)において、R基は、水素元素またはメチル基を表す。また、R基は、水酸基、カルボキシル基、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、スルホン酸基、または、リン酸基を表す。)
ここで、本発明におけるアクリル樹脂(D)は、式(1)で表されるモノマー単位(d)を有する樹脂であることが好ましい。
式(1)において、nが9未満のモノマー単位を有するアクリル樹脂を用いると、水系溶媒(水系溶媒の詳細については、後述する。)中における金属酸化物粒子(a)の分散性が不安定となる。式(1)におけるnが9未満のモノマー単位を有するアクリル樹脂を用いると、塗料組成物中において金属酸化物粒子(a)が激しく凝集し、場合によっては水系溶媒中で金属酸化物粒子(a)が沈降することがある。その結果、樹脂フィルムの透明性が損なわれる場合や、突起物となり欠点に繋がる場合がある。一方、式(1)におけるnが34を越えるモノマー単位を有するアクリル樹脂は、水系溶媒への溶解性が著しく低いので、水系溶媒中においてアクリル樹脂の凝集が起こりやすくなる。かかる凝集体は、可視光の波長より大きいため、透明性の良好な樹脂フィルムを得ることができなくなる場合や、本発明の積層フィルムの表層にさらに塗膜積層した際に干渉斑が不良となる場合がある。上記のような式(1)で表されるモノマー単位(d)を有する樹脂を用いることで、金属酸化物粒子(a)が適度な相互作用で水系溶媒中では分散する一方で、乾燥後は複数の金属酸化物粒子(a)が異方性を持って、樹脂フィルムでナノオーダーレベルに微細に凝集し、樹脂フィルムの表面に非円形状の絶縁性ドメインを形成するため、導電性材料の暴露を抑えることができ、帯電防止性の経時変化に対する耐性を向上することができる。
本発明におけるアクリル樹脂(D)が、式(1)で表されるモノマー単位(d)を有するためには、次の式(4)で表される(メタ)アクリレートモノマー(d’)を原料として用い、重合することが必要である。
該(メタ)アクリレートモノマー(d’)としては、式(4)におけるnが9以上34以下の整数で表される(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、より好ましくは11以上32以下の(メタ)アクリレートモノマー、更に好ましくは13以上30以下の(メタ)アクリレートモノマーである。
Figure 2020071022
(メタ)アクリレートモノマー(d’)は、式(4)におけるnが9以上34以下である(メタ)アクリレートモノマーであれば特に制限されないが、具体的にはデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、1−メチルトリデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート、テトラコシル(メタ)アクリレート、トリアコンチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、特にドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレートが好ましい。これらは1種で使用してもよく、2種以上の混合物を使用してもよい。
また、本発明におけるアクリル樹脂(D)は、前記式(2)で表されるモノマー単位(d)を有する樹脂であることが重要である。
式(2)において、飽和の炭素環を1つのみ含むモノマー単位を有するアクリル樹脂を用いると、立体障害としての機能が不十分となり、塗料組成物中において金属酸化物粒子(a)が凝集または沈降したり、場合によっては水系溶媒中で金属酸化物粒子(a)が沈降することがある。その結果、樹脂フィルムの透明性が損なわれる場合や、突起物となり欠点に繋がる場合ある。
かかる凝集体は、可視光の波長より大きいため、透明性の良好な樹脂フィルムを得ることができなくなる場合ある。本発明におけるアクリル樹脂(D)が、式(2)で表されるモノマー単位(d)を有するためには、次の式(5)で表される(メタ)アクリレートモノマー(d’)を原料として用い、重合することが必要である。
式(5)で表される(メタ)アクリレートモノマー(d’)としては、架橋縮合環式(2つまたはそれ以上の環がそれぞれ2個の元素を共有して、結合した構造を有する)、スピロ環式(1個の炭素元素を共有して、2つの環状構造が結合した構造を有する)などの各種環状構造、具体的には、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ基などを有する化合物が例示でき、その中でも特にバインダーとの相溶性の観点から、ビシクロ基を含有する(メタ)アクリレートが好ましい。
Figure 2020071022
上記ビシクロ基を含有する(メタ)アクリレートとしては、イソボニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、ジメチルアダマンチル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、特にイソボニル(メタ)アクリレートが好ましい。
さらに、本発明におけるアクリル樹脂(D)は、前記式(3)で表されるモノマー単位(d)を有する樹脂であることが好ましい。
式(3)におけるR基が、水酸基、カルボキシル基、3級アミノ基、4級アンモニウム基、スルホン酸基、リン酸基、のいずれも有しないモノマー単位を有するアクリル樹脂を用いると、アクリル樹脂の水系溶媒中への相溶性が不十分となり、塗料組成物中において、アクリル樹脂が析出したり、それに伴い金属酸化物粒子(a)が凝集または沈降したり、乾燥工程において金属酸化物粒子(a)が凝集したりすることがある。
かかる凝集体は、可視光の波長より大きいため、透明性の良好な樹脂フィルムを得ることができなくなる場合がある。本発明におけるアクリル樹脂(D)が、式(3)で表されるモノマー単位(d)を有するためには、式(6)で表される(メタ)アクリレートモノマ(d’)を原料として用い、重合することが必要である。
式(6)で表される(メタ)アクリレートモノマー(d’)として次の化合物が例示される。
Figure 2020071022
水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2、3−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどの多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのモノエステル化物、あるいは、該モノエステル化物にε−カプロラクトンを開環重合した化合物などが挙げられ、特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートが好ましい。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸などのα、β−不飽和カルボン酸、あるいは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと酸無水物とのハーフエステル化物などが挙げられ、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
3級アミノ基含有モノマーとしては、N、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N、N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、などのN、N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、N、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N、N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのN、N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられ、特にN、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
4級アンモニウム塩基含有モノマーとしては、上記3級アミノ基含有モノマーにエピハロヒドリン、ハロゲン化ベンジル、ハロゲン化アルキルなどの4級化剤を作用させたものが好ましく、具体的には、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムブロマイド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムジメチルホスフェートなどの(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアルキルアンモニウム塩、メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムブロマイドなどの(メタ)アクリロイルアミノアルキルトリアルキルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム(メタ)アクリレートなどのテトラアルキル(メタ)アクリレート、トリメチルベンジルアンモニウム(メタ)アクリレートなどのトリアルキルベンジルアンモニウム(メタ)アクリレートなどが挙げられ、特に2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライドが好ましい。
スルホン酸基含有モノマーとしては、ブチルアクリルアミドスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などの(メタ)アクリルアミド−アルカンスルホン酸、あるいは、2−スルホエチル(メタ)アクリレートなどのスルホアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、特に2−スルホエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
リン酸基含有アクリルモノマーとしては、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、特にアシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
この中でも、特にアクリル樹脂(D)が、前記式(3)で表されるモノマー単位(d)を有する樹脂であり、式(3)におけるR基が、水酸基、カルボキシル基であることが、後述する金属酸化物粒子(a)と吸着力が高く、より強固な膜を形成できる点で好ましい。
本発明では、樹脂フィルム中のアクリル樹脂(D)の含有量は5〜30重量%であることが好ましく、この範囲とすることで、金属酸化物粒子(a)とアクリル樹脂(D)の吸着が強固になり、樹脂フィルムの耐スクラッチ性を向上させることができる。
特に、アクリル樹脂(D)の含有量は、樹脂フィルム全体に対して5重量%以上30重量%以下であることがより好ましく、樹脂フィルム中のアクリル樹脂(D)の含有量は、10重量%以上30量%以下がより好ましい。なお、本発明において、樹脂フィルム中の含有量とは、樹脂フィルムを形成する塗料組成物の固形分([(塗料組成物の重量)−(溶媒の重量)])中の含有量を表す。
本発明の樹脂フィルムは、樹脂フィルムの金属酸化物粒子(a)含有量が、樹脂フィルム全体に対して、15〜50重量%であると、樹脂フィルム中に金属酸化物粒子(a)が充填されることで、導電材料が樹脂フィルムの表面に露出することを防ぎ、帯電防止性能が安定化しやすくなる。また粒子成分の面積が増加することで、樹脂フィルム全体の硬度が向上し、耐スクラッチ性に優れるため好ましい。金属酸化物粒子(a)の含有率は、好ましくは20〜50重量%、より好ましくは30〜50重量%である。
[バインダー樹脂]
本発明の樹脂フィルムおよび層(X)では、成分として、バインダー樹脂を含有することが好ましい。バインダー樹脂とは、公知のアクリル樹脂やポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、およびそれらの共重合体が含まれる。
ウレタン樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート化合物(I)由来の構成単位とポリオール(II)単位を有する樹脂を使用することができる。尚、ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート化合物(I)単位及びポリオール(II)単位以外の他の単位(例えば、カルボン酸単位、アミン単位など)を有していてもよい。
ポリウレタン樹脂としては、例えば、ポリアクリル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂などである。ポリウレタン樹脂は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
ポリイソシアネート化合物(I)としては、イソシアネート基を2個以上有するものであれば、特に限定されない。
ポリイソシアネート化合物(I)としては、例えば、ポリイソシアネート(例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートなど)、ポリイソシアネートの変性体[又は誘導体、例えば、多量体(二量体、三量体など)、カルボジイミド体、ビウレット体、アロファネート体、ウレットジオン体、ポリアミン変性体など]などが挙げられる。ポリイソシアネート化合物(I)は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。脂肪族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ジイソシアネート[例えば、アルカンジイソシアネート(例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネートなどのC2−20アルカンジイソシアネート、好ましくはC4−12アルカンジイソシアネートなど)]、3以上のイソシアネート基を有する脂肪族ポリイソシアネート(例えば、1,4,8−トリイソシアナトオクタンなどの脂肪族トリ乃至ヘキサイソシアネートなど)などが挙げられる。
脂環族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、脂環族ジイソシアネート{例えば、シクロアルカンジイソシアネート(例えば、メチル−2,4−又は2,6−シクロヘキサンジイソシアネートなどのC5−8シクロアルカンジイソシアネートなど)、イソシアナトアルキルシクロアルカンイソシアネート[例えば、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、IPDI)などのイソシアナトC1−6アルキルC5−10シクロアルカンイソシアネートなど]、ジ(イソシアナトアルキル)シクロアルカン[例えば、水添キシリレンジイソシアネートなどのジ(イソシアナトC1−6アルキル)C5−10シクロアルカン]、ジ(イソシアナトシクロアルキル)アルカン[例えば、水添ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(4,4’−メチレンビスシクロヘキシルイソシアネート)などのビス(イソシアナトC5−10シクロアルキル)C1−10アルカンなど]、ポリシクロアルカンジイソシアネート(ノルボルナンジイソシアネートなど)など}、3以上のイソシアネート基を有する脂環族ポリイソシアネート(例えば、1,3,5−トリイソシアナトシクロヘキサンなどの脂環族トリ乃至ヘキサイソシアネートなど)などが挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、芳香脂肪族ジイソシアネート{例えば、ジ(イソシアナトアルキル)アレーン[例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)(1,3−又は1,4−ビス(1−イソシアナト−1−メチルエチル)ベンゼン)などのビス(イソシアナトC1−6アルキル)C6−12アレーンなど]}、3以上のイソシアネート基を有する芳香脂肪族ポリイソシアネート(例えば、芳香脂肪族トリ乃至ヘキサイソシアネートなど)などが挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、芳香族ジイソシアネート{例えば、アレーンジイソシアネート[例えば、o−,m−又はp−フェニレンジイソシアネート、クロロフェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート(NDI)などのC6−12アレーンジイソシアネートなど]、ジ(イソシアナトアリール)アルカン[例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)(2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートなど)、トリジンジイソシアネートなどのビス(イソシアナトC6−10アリール)C1−10アルカンなど]}、3以上のイソシアネート基を有する芳香族ポリイソシアネート(例えば、4,4’−ジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネートなどの芳香族トリ乃至ヘキサイソシアネートなど)などが挙げられる。
本発明ではポリイソシアネート化合物(I)として、脂環族ポリイソシアネートを用いることが、耐クラック性の点で好ましい。
ポリオール(II)としては、ヒドロキシル基を2個以上有するものであれば、特に限定されない。
ポリオール(II)としては、例えば、ポリアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオールなどが挙げられる。ポリオール(II)は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
ポリアクリルポリオールとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル単位とヒドロキシル基を有する成分由来の単位(ヒドロキシル基を有する成分単位)を有する共重合体などである。ポリアクリルポリオールは、(メタ)アクリル酸エステル単位とヒドロキシル基を有する成分単位以外の単位を有していてもよい。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、多価カルボン酸成分単位とポリオール成分単位を有する共重合体などである。ポリエステルポリオールは、多価カルボン酸成分単位とポリオール成分単位以外の単位を有していてもよい。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、多価アルコールにアルキレンオキシドを付加させた共重合体などである。多価アルコールとしては、特に限定されず、例えば、上記した二価アルコールなどを使用することができる。多価アルコールは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
また、アルキレンオキシドとしては、特に限定されず、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどの炭素数が2以上12以下のアルキレンオキシドなどが挙げられる。アルキレンオキシドは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。ポリウレタン樹脂は、構成成分として、鎖延長剤を含んでいてもよい(又は、鎖延長剤由来の構成単位を有していてもよい)。
鎖延長剤としては、特に限定されず、例えば、グリコール類(例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオールなどのC2−6アルカンジオール)、多価アルコール類(例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどのC2−6アルカントリ乃至ヘキサオール)、ジアミン類(例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などの一般的な鎖延長剤を使用してよい。
本発明の樹脂フィルムまたは層(X)は、エーテル成分を含有することが好ましい。エーテル成分を含有することで、ポリエーテル構造の高柔軟性ゆえ、加工時に発生する応力を緩和することができ、加工性を向上させることができる。
さらに、本発明の樹脂フィルムは、エーテル成分とともにウレタン成分を含有することが好ましい。樹脂フィルムまたは層(X)にウレタン成分とエーテル成分を含有させると、相溶性が制御され、樹脂フィルムまたは層(X)に金属酸化物粒子(a)を含有せしめた際に、樹脂フィルムまたは層(X)表面に絶縁相(A)を形成せしめるのが容易となる。樹脂フィルムまたは層(X)にウレタン成分とエーテル成分を含有させる方法としては特に限られるものでは無いが、エーテル結合を有するウレタン樹脂成分を用いる方法が挙げられる。具体的には、ポリエーテルポリオール化合物とイソシアネート化合物を反応させて得られるウレタン樹脂であることが好ましい。なお、本発明において、エーテル成分を有するとはエーテル結合を有していることを表し、ウレタン成分を有するとはウレタン結合を有していることを表す。
上記のようなウレタン樹脂成分を用いると、ウレタン樹脂成分の親水性が高くなる。そのため、金属酸化物粒子(a)や金属酸化物粒子(a)の表面の一部または全部にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)と、ウレタン樹脂成分を含む塗料組成物(x)を支持基材となるポリエステルフィルムの少なくとも片面に塗布した後に加熱して層(X)を形成せしめる際に、親水性の高いウレタン樹脂成分は層(X)内において基材層であるポリエステルフィルム側に偏在し、比較的親水性の低い金属酸化物粒子(a)や金属酸化物粒子(a)の表面の一部または全部にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)は層(X)の表面近傍に偏在するという相分離構造を形成することができる。層(X)の表面近傍に金属酸化物粒子(a)、層(X)の基材層との界面近傍にウレタン樹脂成分を偏在化させる相分離構造を有することで、層(X)の表面近傍に高い弾性率を有するドメイン(島成分)を形成させることができるために耐スクラッチ性を発現しつつ、層(X)の内層では柔軟なウレタン樹脂成分による応力緩和によって加工性を発現するため、耐スクラッチ性、加工性を高いレベルで両立することができるため好ましい。
[導電性化合物(b)]
本発明の樹脂フィルムでは、導電相(B)の成分として、導電性化合物(b)を含有することが好ましい。導電性化合物(b)としては特に限定されず、例えばカーボンナノチューブ(Carbon nano−tube:CNT)のような炭素系材料、ポリチオフェン構造に代表される導電性構造を有する高分子材料、遊離酸状態の酸性高分子などを単体もしくは組み合わせて用いることが出来る。帯電防止性能の初期特性の観点から、ポリチオフェン構造を有する化合物と遊離酸状態の酸性高分子の混合成分とすることが特に好ましい。
ポリチオフェン構造を有する化合物としては、例えば、チオフェン環の3位と4位の位置が置換された構造を有する化合物などを用いることができる。更にはチオフェン環の3位と4位の炭素原子に酸素原子が結合した化合物を好適に用いることができる。該炭素原子に直接、水素原子あるいは炭素原子が結合したものは、塗液の水性化が容易でない場合がある。上記化合物は、例えば、特開2000−6324号公報、ヨーロッパ特許602713号、米国特許第5391472号に開示された方法により製造することができるが、これら以外の方法であってもよい。
例えば、3,4−ジヒドロキシチオフェン−2,5、−ジカルボキシエステルのアルカリ金属塩を出発物質として、3,4−エチレンジオキシチオフェンを得た後、ポリスチレンスルホン酸水溶液にペルオキソ二硫酸カリウムと硫酸鉄と、先に得た3,4−エチレンジオキシチオフェンを導入し、反応させることによりって、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)などのポリチオフェンに、ポリスチレンスルホン酸などの酸性ポリマーが複合体化した組成物を得ることができる。
またポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホン酸を含む水性の塗料組成物として、H.C.Starck社(ドイツ国)から、“Baytron”Pとして販売されているものなど用いることができる。
一方、遊離酸状態の酸性高分子としては、例えば高分子カルボン酸、あるいは、高分子スルホン酸、ポリビニルスルホン酸などが挙げられる。高分子カルボン酸としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸が例示される。また、高分子スルホン酸としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸が例示され、特に、ポリスチレンスルホン酸が帯電防止性の点で最も好ましい。なお、遊離酸は、一部が中和された塩の形をとってもよい。また、共重合可能な他のモノマー、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレンなどと共重合した形で用いることもできる。高分子カルボン酸や高分子スルホン酸の分子量は特に限定されないが、塗剤の安定性や帯電防止性の点で、その重量平均分子量は1000以上1000000以下であることが好ましく、より好ましくは5000以上150000以下である。発明の特性を阻害しない範囲で、一部、リチウム塩やナトリウム塩などのアルカリ塩やアンモニウム塩などを含んでもよい。ポリ陰イオンが中和された塩の場合も、トーパントとして作用すると考えられる。これは、非常に強い酸として機能するポリスチレンスルホン酸とアンモニウム塩は、中和後の平衡反応の進行により、酸性サイドに平衡がずれるためである。
[その他成分]
本発明の樹脂フィルムにおいては、導電相(B)が、メラミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する塗料組成物により形成されると、樹脂フィルムが緻密架橋構造となるため、耐スクラッチ性および帯電防止性能の安定性に優れ好ましい。そのため、本発明の樹脂フィルムの導電相(B)は、メラミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物に由来する成分を含むことが好ましい。
特に、その中でもメラミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物を含む塗料組成物(x)を用いると、樹脂フィルムに窒素含有官能基が導入されるため、極性力が向上し、次加工にて塗布層やスパッタ層、蒸着層など金属層との接着性が向上し、好ましい。
さらに導電性との両立の観点からは、メラミン化合物については一部導電性材料との共存下で抵抗値の上昇が見られる場合があるため、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種を含む塗料組成物(x)を用いることが好ましい。
一方、透明性などの光学特性との両立を必要とする場合には、メラミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物などの架橋剤の中から2種類以上の材料を併用することが好ましい。2種類以上の架橋剤を併用することで導電性の安定性や耐キズ性の向上に必要な架橋性を維持しながら、個別の材料の添加量を低減することで樹脂成分との相溶性を付与することが容易となる。中でも、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物から選ばれる少なくとも2種を含む塗料組成物(x)を用いることが好ましい。
メラミン系化合物としては、例えば、メラミン、メラミンとホルムアルデヒドを縮合して得られるメチロール化メラミン誘導体、メチロール化メラミンに低級アルコールを反応させて部分的あるいは完全にエーテル化した化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、トリアジンとメチロール基を有する化合物が特に好ましい。本発明におけるメラミン化合物とは、次に述べるメラミン化合物が、ウレタン樹脂や、アクリル樹脂、オキサゾリン化合物、またはカルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物などと架橋構造を形成する場合は、メラミン化合物に由来する成分を意味する。またメラミン系化合物としては単量体、2量体以上の多量体からなる縮合物のいずれでもよく、これらの混合物でもよい。エーテル化に用いられる低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノールなどを用いることができる。基としては、イミノ基、メチロール基、あるいはメトキシメチル基やブトキシメチル基等のアルコキシメチル基を1分子中に有するもので、イミノ基型メチル化メラミン樹脂、メチロール基型メラミン樹脂、メチロール基型メチル化メラミン樹脂、完全アルキル型メチル化メラミン樹脂などである。その中でもメチロール化メラミン樹脂が最も好ましい。更に、メラミン系化合物の熱硬化を促進するため、例えばp−トルエンスルホン酸などの酸性触媒を用いてもよい。
このようなメラミン系化合物用いると、メラミン系化合物の自己縮合による塗膜硬度アップによる耐スクラッチ性向上が見られるだけでなく、アクリル樹脂に含まれる水酸基やカルボン基とメラミン系化合物の反応が進行し、より強固な樹脂フィルムを得ることができ、耐スクラッチ性に優れるフィルムを得ることができる。
オキサゾリン化合物とは、次に述べるオキサゾリン化合物、もしくはオキサゾリン化合物がウレタン樹脂(d−2)や、アクリル樹脂(D)、メラミン化合物、イソシアネート化合物、またはカルボジイミド化合物などと架橋構造を形成する場合は、オキサゾリン化合物に由来する成分を意味する。オキサゾリン化合物としては、該化合物中に官能基としてオキサゾリン基を有するものであれば特に限定されるものではないが、オキサゾリン基を含有するモノマーを少なくとも1種以上含み、かつ、少なくとも1種の他のモノマーを共重合させて得られるオキサゾリン基含有共重合体からなるものが好ましい。
オキサゾリン基を含有するモノマーとしては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリンなどを用いることができ、これらの1種または2種以上の混合物を使用することもできる。中でも、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンが工業的にも入手しやすく好適である。
オキサゾリン化合物において、オキサゾリン基を含有するモノマーに対して用いられる少なくとも1種の他のモノマーとしては、該オキサゾリン基を含有するモノマーと共重合可能なモノマーであれば、特に限定されないが、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸などの不飽和カルボン酸類、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル類、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなどの不飽和アミド類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類、エチレン、プロピレンなどのオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニルなどの含ハロゲン−α,β−不飽和モノマー類、スチレン、α−メチルスチレンなどのα,β−不飽和芳香族モノマー類などを用いることができ、これらの1種または2種以上の混合物を使用することもできる。
本発明におけるカルボジイミド化合物とは、次に述べるカルボジイミド化合物、もしくはカルボジイミド化合物がウレタン樹脂や、アクリル樹脂、メラミン化合物、イソシアネート化合物、またはオキサゾリン化合物などと架橋構造を形成する場合は、カルボジイミド化合物に由来する成分を意味する。カルボジイミド化合物とは、該化合物中に官能基としてカルボジイミド基、またはその互変異性の関係にあるシアナミド基を分子内に1個または2個以上有する化合物であれば特に限定されるものではない。
カルボジイミド化合物の製造には公知の技術を適用することができ、一般的には、ジイソシアネート化合物を触媒存在下で重縮合することによりカルボジイミド化合物が得られる。該カルボジイミド化合物の出発原料であるジイソシアネート化合物としては、芳香族、脂肪族、脂環式ジイソシアネートなどを用いることができ、具体的にはトリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジイソシアネートなどを用いることができる。
[特性の測定方法および効果の評価方法]
本発明における特性の測定方法および効果の評価方法は次のとおりである。
(1)表面αの測定
(1−1)AFMによる表面αの導電性
層表面の導電性の測定は、AFM(Burker Corporation製 DimensionIcon)を用い、導電測定モード(コンダクティブAFM)を用いて解析を実施した。具体的には、コンダクティブAFMのマニュアルに従い、下記の条件にて測定を実施した。なおサンプルは以下の方法で固定し、層表面からサンプルステージへの導電性を確保した。まず樹脂フィルムを1cm×1cmのサイズに切り出した。続いてステンレス性の試料台上に樹脂フィルムを、導電性を測定する層表面が上に向くように配置した。更に樹脂フィルムの四辺を端部から3mm程度を覆う用に導電性テープ(日新EM株式会社製、SEM用カーボン両面テープ(アルミ基材、8mm幅))を用いて試料台に固定した。
測定装置 : Burker Corporation製原子間力顕微鏡(AFM)
測定モード : コンダクティブAFM(コンタクトモード)
カンチレバー: ブルカーAXS社製 SCM−PIC
(材質:Si、バネ定数K:0.2(N/m)、先端曲率半径R:20(nm))
測定雰囲気 : 23℃・大気中
測定範囲 : 1(μm)四方
分解能 : 512×512
カンチレバー移動速度: 10(μm/s)
最大押し込み荷重 : 10(nN)。
印加電圧 : 10 V
測定後「C−AFM Current」像を選択し、該画面に表示される像を「ScionImage」で二値化(最大値:10nA、最小値:0pA、閾値180(黒を0、白を255とし、黒から白を256段階に表すグレースケールにおいて、10nA以上流れる領域を255(白)、0pAの領域を0(黒)になるように設定して導電性像を作成し、得られた導電性像においてグレースケール180以上の色味で表される電流値が高い部分を白、グレースケール180未満の色味で表される電流値が低い部分を黒と色分け))し、表面αの導電性像とした。なお、上記の手順に従って二値化処理を施す操作は、電流値7.2nAを境界値として、画像を絶縁領域と導電領域に区分することに相当する。
(1−2)絶縁相(A)および導電相(B)の有無
(1−1)で求めた1μm×1μmの導電性像を縦横それぞれ40分割し、25nm×25nmの1600個の領域に分ける。その1600個の領域において、1個の領域全てが黒一色のもの、白一色のもののいずれも有する場合、絶縁相(A)および導電相(B)を有することとした。すなわち、導電性に偏りがなく、絶縁相(A)のみからなる画像が得られる場合や導電層(B)のみからなる画像が得られる場合、またはいずれの相の大きさも25nm四方に満たない場合には、絶縁相(A)および導電相(B)の2つの相を有さないと判断した。
また、任意に測定範囲を選択して10回測定し、8回以上黒色部と白色部が見られたら絶縁相(A)および導電相(B)を有すると判断した。
(1−3)導電相(B)、絶縁相(A)の導電性
(1−1)で求めた導電性像における1600個の領域において、二値化した画像において領域全てが黒一色となる領域すべてについて、導電性データを抽出し、その平均値を絶縁相(A)の導電性(I)とした。同様に(1−1)で求めた導電性像における1600個の領域において、1個の領域全てが白一色のものすべてについて弾性率を測定し、その平均値を導電相(B)の導電性(I)とした。また、任意に測定範囲を選択して10回測定し、最大値と最小値を除いた合計8回の平均値を採用した。
(1−4)絶縁相(A)の面積比率
(1−1)で求めた導電性像について、黒い部分の面積比率をソフトウェア(画像処理ソフトImageJ/開発元:アメリカ国立衛生研究所(NIH))のAnalize Particles(粒子解析)機能により占有面積率の合計として算出し、絶縁相(A)の面積比率とした。
(1−5)絶縁相(A)の平均ドメイン径
(1−1)で求めた導電性像について、黒い部分の平均ドメイン径をソフトウェア(画像処理ソフトImageJ/開発元:アメリカ国立衛生研究所(NIH))のAnalize
Particles(粒子解析)機能により円近似を用いて算出される半径の値を平均ドメイン径として採用した。なお測定領域端部のデータの扱いについては、Analize Particles(粒子解析)のExclude on edgesを有効とすることで、測定から除外した。
(1−6)絶縁相(A)の金属酸化物(a)含有有無
SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて表面αの表面を10万倍の倍率で観察することにより、ポリエステルフィルム上の表面αの絶縁相(A)について、EDX(エネルギー分散型X線分光法)による元素分析を実施し、金属酸化物(a)の含有有無を判断した。
具体的には、日立ハイテクノロジーズ製電界放射型走査電子顕微鏡(型番S−4800)で観察される、表面αの絶縁相(A)について、BrukerAXS製QUANTAX
Flat QUAD System (型番 Xflash 5060FQ)で元素検出を測定し、Si、Al、Ti、Zr、Se、Feからなる群から選ばれる、少なくとも1種の金属元素が検出された場合、金属酸化物(a)を有すると判定した。
なお、表面αの絶縁相(A)のうち、50%以上の絶縁相(A)で金属酸化物(a)を有する場合、表面αの絶縁相(A)は金属酸化物(a)を含有すると判断した。
(1−7)AFMによる表面αの弾性率
層表面の表面弾性率の測定は、AFM(Burker Corporation製 DimensionIcon)を用い、PeakForceQNMモードにて測定を実施し、得られたフォースカーブから付属の解析ソフト「NanoScopeAnalysis
V1.40」を用いて、JKR接触理論に基づいた解析を行い、表面弾性率を求めた。
具体的にはまずPeakForceQNMモードのマニュアルに従い、カンチレバーの反り感度、バネ定数、先端曲率の構成を行った。なお、バネ定数および先端曲率は個々のカンチレバーによってバラつきを有するが、測定に影響しない範囲として、バネ定数0.1(N/m)以上0.4(N/m)以下、先端曲率半径25(nm)以下の条件を満たすカンチレバーを採用し、測定に使用した。測定条件は下記に示す。
測定装置 : Burker Corporation製原子間力顕微鏡(AFM)
測定モード : Rampモードにてフォースカーブを採取
カンチレバー: ブルカーAXS社製 SCM−PIC
(材質:Si、バネ定数K:0.2(N/m)、先端曲率半径R:20(nm))
測定雰囲気 : 23℃・大気中
測定回数 : 10点
カンチレバー移動速度: 10(μm/s)
最大押し込み荷重 : 10(nN)。
測定にはRampモードを使用した。まずScanモードにて前述の導電性測定によって得られた導電相(B)および絶縁相(A)から測定を実施する場所を決定し、OFFSETにより、画像の中央となるように移動した。次いでRampモードに切り替え、フォースカーブの採取を実施した。
次いで得られたフォースカーブを解析ソフト「NanoScopeAnalysis V1.40」にて解析し、表面弾性率を得た。同様の測定を導電相(B)および絶縁相(A)のそれぞれについて10回ずつ繰り返し、最大値と最小値を除いた合計8回の平均値を各相の弾性率GおよびGとして採用した。
(2)耐スクラッチ性
以下の条件で擦過処理を実施した後の樹脂フィルムの表面における傷の発生の有無を目視で確認し、下記評価を実施した。
[擦過処理]樹脂フィルムの表面をスチールウール(ボンスター#0000、日本スチールウール(株)製)を荷重200g/cmで10往復擦過する。
S:傷なし
A:傷1〜5本
B:傷6〜10本
C:傷11〜15本
D:傷16本以上。
(3−1)ヘイズ(透明性)
ヘイズの測定は、常態(23℃、相対湿度50%)において、樹脂フィルムサンプルを40時間放置した後、日本電色工業(株)製濁度計「NDH5000」を用いて、JIS
K 7136「透明材料のヘイズの求め方」(2000年版)に準ずる方式で行った。なお、サンプルの表面αが積層された面側から光を照射して測定した。サンプルは一辺50mmの正方形のものを10サンプル準備し、それぞれ1回ずつ、合計10回測定した平均値をサンプルのヘイズ値とした。
(3−2)擦過評価後のヘイズ
(2)と同様にして擦過処理を施したのち、上記の方法で再度ヘイズ測定を実施した。
(4)干渉ムラ
樹脂フィルムの表面αの反対面に黒色光沢テープ(ヤマト(株)製、ビニ−ルテープNo.200−50−21:黒)を、気泡を噛み込まないように貼り合わせた。
このサンプルを暗室にて3波長蛍光灯(パナソニック(株)製、3波長形昼白色(F・L 15EX−N 15W))の直下30cmに置き、視角を変えながら目視により干渉ムラの程度を観察し、以下の評価を行った。B以上のものを良好とした。
A:干渉ムラがほぼ見えない
B:干渉ムラがわずかに見える
C:干渉ムラが強い。
(5)帯電防止性能
(5−1)初期の帯電防止性
帯電防止性は、表面抵抗率により測定した。表面抵抗率の測定は、測定する樹脂フィルムを、相対湿度23%、25℃において24時間放置し、その雰囲気下でデジタル超高抵抗/微小電流計R8340Aおよびレジスティビティ・チェンバ 12702A(アドバンテスト(株)製、主電極:Φ50mm、対抗電極:Φ103mm)を用い、印加電圧100V、10秒間印加後、測定を行った。単位は、Ω/□である。サンプルの表面αを評価し、合計10回測定した平均値をサンプルの表面抵抗率(R1)とした。
1×10Ω/□以下は良好であり、1×1010Ω/□以下は実用使用可能なレベル、1×1010Ω/□を超える場合は実用上問題あるレベルとした。
(5−2)1か月後の帯電防止性
樹脂フィルムを作成後、相対湿度23%、25℃の条件にて、樹脂フィルムの帯電防止評価を行う面を上にした状態で30日間保管した後、(5−1)と同様の方法で評価を実施した。得られた値から経時変化率(初期の表面抵抗率(Ω/□)/1ヵ月後の表面抵抗率(Ω/□)を求め、経時変化率が3倍未満であると良好、10倍未満を実用可能レベルとした。
(5−3)乾燥時の帯電防止性
樹脂フィルムを作成後、105℃、相対湿度5%の条件で1時間静置した後、評価を行う以外は(5−1)と同様の方法で評価を実施した。(乾燥時の表面抵抗率(Ω/□)/初期の表面抵抗率(Ω/□))が1以下であることが好ましく、5倍未満を実用レベルとした。
なお、以下の実施例や比較例にて得られた樹脂フィルムの特性等を、表に示す。
<参考例>
<参考例1>金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−1)
攪拌機、温度計、還流冷却管の備わった通常のアクリル樹脂反応槽に、溶剤としてイソプロピルアルコール100重量部を仕込み、加熱攪拌して100℃に保持した。
この中に、(メタ)アクリレート(d’−1)として、n=19のエイコシルメタクリレート40重量部、(メタ)アクリレート(d’−2)として、2個の環を有するイソボニルメタクリレート40重量部、その他水酸基を有する(メタ)アクリレート(d’−3)として、2−ヒドロキシエチルアクリレート20重量部からなる混合物を3時間かけて滴下した。そして、滴下終了後、100℃で1時間加熱し、次にt−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート1重量部からなる追加触媒混合液を仕込んだ。次いで、100℃で3時間加熱した後冷却し、アクリル樹脂(D−1)を得た。
金属酸化物粒子(a)としてAl元素を含む金属酸化物粒子“NanoTek”Alスラリー(シーアイ化成株式会社製 数平均粒子径60nm:A−1)を用い、水系溶媒中に、“NanoTek”Alスラリーと上記アクリル樹脂(D−1)を順に添加し、以下の方法で分散せしめ、金属酸化物粒子(a)とアクリル樹脂(D−1)の混合組成物(AD)含有するエマルジョン(EM−1)を得た。(前記(ii)の方法。)
金属酸化物粒子(a)およびアクリル樹脂(D−1)の添加量比(重量比)は、(A)/(D−1)=50/50とした(なお重量比は、小数点第1位を四捨五入して求めた)。分散処理は、ホモミキサーを用いて行い、周速10m/sで5時間回転させることによって行った。また、最終的に得られた組成物(BA)における、金属酸化物粒子(a)とアクリル樹脂(B)の重量比は、(A)/(D−1)=50/50であった(なお、重量比は小数点第1位を四捨五入して求めた)。
なお、得られた組成物(AD)を、日立卓上超遠心機(日立工機株式会社製:CS150NX)により遠心分離を行い(回転数3000rpm、分離時間30分)、金属酸化物粒子(a)(及び金属酸化物粒子(a)の表面に吸着したアクリル樹脂(D))を沈降させた後、上澄み液を除去し、沈降物を濃縮乾固させた。濃縮乾固した沈降物をX線光電子分光法(XPS)により分析した結果、金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)が存在することが確認された。つまり、金属酸化物粒子(a)の表面には、アクリル樹脂(D)が吸着・付着しており、得られた組成物(AD)が金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する粒子に該当することが判明した。
<参考例2>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2)
金属酸化物粒子(a)およびアクリル樹脂(D−1)の添加量比(重量比)を、(A)/(D−1)=60/40に変更した以外は、参考例1と同様にして、EM−2を得た。
<参考例3>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−3)
金属酸化物粒子(a)およびアクリル樹脂(D−1)の添加量比(重量比)を、(A)/(D−1)=70/30に変更した以外は、参考例1と同様にして、EM−3を得た。
<参考例4>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−4)
金属酸化物粒子(a)としてAl元素を含む金属酸化物粒子(“NanoTek”Alスラリー(シーアイ化成株式会社製 数平均粒子径50nm):A−2)を用いた以外は、参考例2と同様にして、EM−4を得た。
<参考例5>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−5)
金属酸化物粒子(a)としてAl元素を含む金属酸化物粒子(“NanoTek”Alスラリー(シーアイ化成株式会社製 数平均粒子径200nm):A−3)を用いた以外は、参考例2と同様にして、EM−5を得た。
<参考例6>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−6)
金属酸化物粒子(a)として、スズ−アンチモン系酸化物粒子(T−1シリーズ(三菱マテリアル電子化成株式会社製 数平均粒子径60nm):A−4)を用いた以外は、参考例2と同様にして、EM−6を得た。
<参考例7>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−7)
金属酸化物粒子(a)として、Zr元素を含む“ナノユース(登録商標)”ZR(日産化学工業株式会社製 数平均粒子径90nm):A−5を使用した以外は、参考例2と同様の方法で、EM―7を得た。
<参考例8>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−8)
金属酸化物粒子(a)として、Si元素を含む“スノーテックス(登録商標)”コロイダルシリカスラリー(日産化学工業株式会社製 数平均粒子径80nm):A−6を使用した以外は、参考例2と同様の方法で、EM−8を得た。
<参考例9>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−9)
攪拌機、温度計、還流冷却管の備わった通常のアクリル樹脂反応槽に、溶剤としてイソプロピルアルコール100重量部を仕込み、加熱攪拌して100℃に保持した。
この中に、(メタ)アクリレート(d’−1)として、n=19のエイコシルメタクリレート40重量部、(メタ)アクリレート(d’−2)として、2個の環を有するイソボニルメタクリレート40重量部、その他水酸基を有する(メタ)アクリレート(d’−3)として、2−ヒドロキシエチルアクリレート10重量部、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレ−ト(d’−4)10重量部からなる混合物を3時間かけて滴下した。そして、滴下終了後、100℃で1時間加熱し、次にt−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート1重量部からなる追加触媒混合液を仕込んだ。次いで、100℃で3時間加熱した後冷却し、アクリル樹脂(D−2)を得た。
アクリル樹脂としてアクリル樹脂(D−2)を使用した以外は、参考例2と同様の方法で、EM−9を得た。
<参考例10> アクリル樹脂(D−3)の調整
窒素ガス雰囲気下かつ常温(25℃)下で、容器1に、水100重量部、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの繰り返し単位が16)1重量部および過硫酸アンモニウム0.5重量部を仕込み、これを70℃に昇温し、溶解させ、70℃の溶液1を得た。次に、常温(25℃)下で、容器2に、下記の原料を下記の比率で添加し、攪拌し、溶液2を得た。
・ポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシドの繰り返し単位が16)5モル部
・メタクリル酸メチル 62モル部
・アクリル酸エチル 30モル部
・アクリル酸 2モル部
・N−メチロールアクリルアミド 1モル部
その後、100重量部の溶液2に対し、水50重量部を添加し、溶液3を得た。窒素ガス雰囲気下で、溶液1を反応器に移し、反応器内の溶液の温度を70℃に保ちつつ、溶液3を溶液1に3時間かけて連続滴下せしめた。滴下終了後、更に85度で2時間攪拌したのち、25度まで冷却し、アンモニア水で中和して、アクリル樹脂(D−3)エマルジョンを得た。
<参考例11>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−10)
金属酸化物粒子(a)およびアクリル樹脂(D−1)の添加量比(重量比)を、(A)/(D−1)=20/80に変更した以外は、参考例1と同様にして、EM−10を得た。
<参考例12>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−11)
金属酸化物粒子(a)およびアクリル樹脂(D−1)の添加量比(重量比)を、(A)/(D−1)=80/20に変更した以外は、参考例1と同様にして、EM−11を得た。
<参考例13>
金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−12)
金属酸化物粒子(a)として、Zr元素を含む“ナノユース(登録商標)”ZR((日産化学工業株式会社製 数平均粒子径20nm):A−7)を使用した以外は、参考例2と同様の方法で、EM−12を得た。
<参考例14>導電性化合物B−1
酸性ポリマー化合物であるポリスチレンスルホン酸を20.8重量部含む1887重量部の水溶液中に、1重量%硫酸鉄(III)水溶液49重量部、チオフェン化合物である3,4−エチレンジオキシチオフェン8.8重量部、および10.9重量%のペルオキソ二硫酸水溶液117重量部を加えた。この混合物を18℃で、23時間攪拌した。ついで、この混合物に、154重量部の陽イオン交換樹脂および232重量部の陰イオン交換樹脂を加えて、2時間攪拌した後、イオン交換樹脂をろ別して、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる混合物の水分散体B−1(固形分濃度は1.3重量%)を得た。
<参考例15>導電性化合物B−2
ポリスチレンスルホン酸アンモニウム塩(重量平均分子量:75,000)を水に希釈し、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム塩の水溶液B−2(固形分濃度5重量%)を得た。
<実施例1>
はじめに、塗料組成物1を次の通り調製した。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物1を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−1):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<積層ポリエステルフィルム>
次いで、実質的に粒子を含有しないPETペレット(極限粘度0.63dl/g)を充分に真空乾燥した後、押し出し機に供給し285℃で溶融し、T字型口金よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度25℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて冷却固化せしめた。この未延伸フィルムを90℃に加熱して長手方向に3.4倍延伸し、一軸延伸フィルム(Bフィルム)とした。
次に塗料組成物1を一軸延伸フィルムのコロナ放電処理面にバーコートを用いて塗布した。塗料組成物を塗布した一軸延伸フィルムの幅方向両端部をクリップで把持して予熱ゾーンに導き、雰囲気温度75℃とした後、引き続いてラジエーションヒーターを用いて雰囲気温度を110℃とし、次いで雰囲気温度を90℃として、塗料組成物を乾燥させ、層(X)を形成せしめた。引き続き連続的に120℃の加熱ゾーン(延伸ゾーン)で幅方向に3.5倍延伸し、続いて230℃の熱処理ゾーン(熱固定ゾーン)で20秒間熱処理を施し、結晶配向の完了した積層ポリエステルフィルムを得た。得られた積層ポリエステルフィルムにおいて透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて断面を観察することにより測定したPETフィルムの厚みは50μm、層(X)の厚みは1000nmであった。得られた積層ポリエステルフィルムの特性等を表に示す。初期表面比抵抗、1ヶ月後の変化率、透明性、耐スクラッチ性、干渉ムラに優れるものであった。
<実施例2>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例3>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物3を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−3):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例4>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物4を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−4):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例5>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物5を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−5):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例6>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物6を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−6):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例7>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物7を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−7):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例8>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物8を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−8):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例9>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物9を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):40重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例10>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物10を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・イソシアネート化合物(C−2):第一工業製薬(株)製“エラストロン”(登録商標) E−37(固形分濃度28%、溶媒:水):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例11>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物11を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・カルボジイミド系化合物(日清紡製“カルボジライド”(登録商標) V−04B)(C−3):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例12>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物12を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−9):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例13>
層(X)の厚みを80nmに変更した以外は、実施例2と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<実施例14>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):10重量部
・カルボジイミド系化合物(日清紡(株)製“カルボジライド”(登録商標) V−04B)(C−3):10重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例15>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・イソシアネート化合物(C−2):第一工業製薬(株)製“エラストロン”(登録商標) E−37(固形分濃度28%、溶媒:水):10重量部
・カルボジイミド系化合物(日清紡(株)製“カルボジライド”(登録商標) V−04B)(C−3):10重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例16>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・イソシアネート化合物(C−2):第一工業製薬(株)製“エラストロン”(登録商標) E−37(固形分濃度28%、溶媒:水):5重量部
・カルボジイミド系化合物(日清紡(株)製“カルボジライド”(登録商標) V−04B)(C−3):15重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<実施例17>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−2):25重量部(固形分重量)
<実施例18>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−3):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−2):25重量部(固形分重量)
<実施例19>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物2を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−1):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−2):25重量部(固形分重量)
<比較例1>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物13を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
<比較例2>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物14を得た。
・アクリル樹脂(D−3):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<比較例3>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物15を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−10):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<比較例4>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物16を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−11):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
<比較例5>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物17を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−2):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):10重量部(固形分重量)
<比較例6>
塗液中の塗料組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの特性などを表に示す。
<塗料組成物>
水系溶媒に、下記エマルジョンを表に記載の比率で混合し、塗料組成物18を得た。
・金属酸化物粒子(a)の表面にアクリル樹脂(D)を有する組成物(AD)を含有するエマルジョン(EM−12):100重量部
・メラミン系化合物(DIC(株)製“ベッカミン”(登録商標) APM)(C−1):20重量部
・導電性化合物(B−1):25重量部(固形分重量)
Figure 2020071022
Figure 2020071022
Figure 2020071022
なお、表中、絶縁相(A)および導電相(B)の有無において、「Y」は「有り」、「N」は「無し」を表す。また、表中、Eは、指数表示を表し、例えば、「1.0E+07」は、「1.0×10」を表す。
本発明は、帯電防止性と耐スクラッチ性を併せ持ち、帯電防止性の環境に応じた変化が少ない樹脂フィルムに関する。各種工業製品の加工に用いられるプラスチックフィルム、特にディスプレイ用途に用いられるハードコートフィルムや、成形加飾用途に用いられるハードコートフィルム、および金属積層用基材として好適に利用可能である。

Claims (10)

  1. 少なくとも一方の表面が、AFM(Atomic Force Microscope(原子間力顕微鏡))の導電測定モード(コンダクティブAFM)により測定される絶縁相(A)と導電相(B)を有し、前記絶縁相(A)と導電相(B)を有する表面を表面αとしたとき、前記表面αにおける絶縁相(A)の占める面積が40%以上80%以下であり、前記表面αの表面抵抗率が1.0×1010Ω/□以下である樹脂フィルム。
  2. 前記表面αにおける絶縁相(A)の平均ドメイン径が50nm以上200nm以下である請求項1に記載の樹脂フィルム。
  3. 前記表面αにおける前記絶縁相(A)の導電性Iと前記導電相(B)の導電性Iの比I/Iが100以上、100000以下である請求項1または2に記載の樹脂フィルム。
  4. 前記表面αにおける擦過処理前後のヘイズ変化が3.0%以下である請求項1から3のいずれかに記載の樹脂フィルム。
  5. 前記表面αにおける、絶縁相(A)の弾性率(G)が2000MPa以上50000MPa以下である請求項1から4のいずれかに記載の樹脂フィルム。
  6. 前記表面αにおける、絶縁相(A)の弾性率(G)と導電相(B)の弾性率(G)の比、G/Gが4以上20以下である請求項1から5のいずれかに記載の樹脂フィルム。
  7. 支持基材とその表面の形成された層(X)を含む2層以上の積層体である請求項1から6のいずれかに記載の樹脂フィルム。
  8. 前記絶縁相(A)がSi、Al、Ti、Zr,Se、Feからなる群から選ばれる、少なくとも1種の金属元素を含む金属酸化物粒子(a)を含有する請求項1から7のいずれかに記載の樹脂フィルム
  9. 前記導電相(B)が、ポリチオフェン系導電性化合物(b)とエポキシ樹脂、メラミン樹脂、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種類の架橋剤(c)を含有する請求項1から8のいずれかに記載の樹脂フィルム。
  10. 請求項1から9のいずれかに記載の樹脂フィルムの製造方法であって、結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムの少なくとも片面に、塗料組成物(x)を塗布した後、少なくとも一方向に延伸処理及び熱処理を施す工程を含み、前記塗料組成物(x)が、金属酸化物粒子(a)、導電性成分(b)、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種類の架橋剤(c)を含有する樹脂フィルムの製造方法。
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