JPWO2020122235A1 - 成型用加飾フィルム及びその製造方法、成型物、並びに、成型方法 - Google Patents

成型用加飾フィルム及びその製造方法、成型物、並びに、成型方法 Download PDF

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Abstract

基材上に、コレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層である成型用加飾フィルム、並びに、上記成型用加飾フィルムを用いた成型物及び成型方法。

Description

本開示は、成型用加飾フィルム及びその製造方法、成型物、並びに、成型方法に関する。
紙、木材、プラスチック、金属、ガラス、無機系素材等の基材表面には、硬度、耐擦り傷性、耐摩擦性、耐薬品性、耐有機溶剤性等の様々な性能を付与して表面を保護するためにコーティング、及び、意匠性を目的とした塗装が行われている。
また、家電品、パソコン、携帯電話等のケースに用いられるプラスチック成型物の表面保護を目的として、成型後の成型物の表面にコーティング剤を塗布すること、及び、意匠性を目的とした塗装が行われている。
近年、上記塗布又は塗装に代わり、加飾層を成型用加飾フィルムとして調製しておき、上記成型用加飾フィルムを型枠に配置し、成形用樹脂を用いて成型する工程で成型物に加飾層を転写する方法が採用されている。
従来の加飾フィルムとしては、例えば、特開2014−19064号公報に記載されたものが挙げられる。
特開2014−19064号公報には、接着層と、ベース塗料から形成された加飾層と、熱可塑性フィルム層とを含む加飾フィルムであって、上記ベース塗料が、アクリル樹脂エマルション(A−1)を含む被膜形成性樹脂(A)の固形分100質量部に対して、平均粒子径15〜50μmのりん片状金属粉(B)を12〜80質量部及び平均粒子径2〜20μmの球状粒子(C)を1〜25質量部含有し、且つりん片状金属粉(B)と球状粒子(C)の使用比が15:1〜2:1である水性メタリック塗料であることを特徴とする加飾フィルムが記載されている。
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、成型後における反射率の変化が小さい成型用加飾フィルム及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、上記成型用加飾フィルムを用いた成型物及び成型方法を提供することである。
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 基材上に、コレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層である成型用加飾フィルム。
<2> 上記基材と上記コレステリック液晶層との間に、着色層を更に有する<1>に記載の成型用加飾フィルム。
<3> 上記基材を有する側とは反対側の上記コレステリック液晶層上に、着色層を更に有する<1>に記載の成型用加飾フィルム。
<4> 上記液晶組成物が、上記エチレン性不飽和基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む<1>〜<3>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルム。
<5> 上記液晶組成物が、多官能重合性化合物を含む<1>〜<4>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルム。
<6> 上記コレステリック液晶層を2層以上有する<1>〜<5>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルム。
<7> 自動車の外装に用いられる成型用加飾フィルムである<1>〜<6>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルム。
<8>電子デバイスの筐体パネルに用いられる成型用加飾フィルムである<1>〜<6>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルム。
<8> エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を準備する工程、上記液晶組成物を基材上に付与し液晶組成物層を形成する工程、及び、上記液晶組成物層を硬化しコレステリック液晶層を形成する工程を含む成型用加飾フィルムの製造方法。
<9> <1>〜<8>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルムを成型してなる成型物。
<10> <1>〜<8>のいずれか1つに記載の成型用加飾フィルム、又は、<8>に記載の成型用加飾フィルムの製造方法により製造された成型用加飾フィルムを成型する工程を含む成型方法。
本発明の実施形態によれば、成型後における反射率の変化が小さい成型用加飾フィルム及びその製造方法を提供することができる。
本発明の他の実施形態によれば、上記成型用加飾フィルムを用いた成型物及び成型方法を提供することができる。
図1は、成型体の形状の一例を模式的に示す概略断面図である。 図2は、成型体の形状の他の例を模式的に示す概略正面図である。 図3は、成型体の形状の他の例を模式的に示す概略断面図である。
以下において、本開示の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本開示の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本開示はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
更に、本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する該当する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において「全固形分」とは、組成物の全組成から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また、「固形分」とは、上述のように、溶剤を除いた成分であり、例えば、25℃において固体であっても、液体であってもよい。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
また、本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
更に、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
また、本開示における重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に断りのない限り、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(何れも東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析装置により、溶剤THF(テトラヒドロフラン)を用いて、示差屈折計により検出し、標準物質としてポリスチレンを用いて換算した分子量である。
以下、本開示を詳細に説明する。
(成型用加飾フィルム)
本開示に係る成型用加飾フィルム(以下、単に「加飾フィルム」ともいう。)は、基材上に、コレステリック液晶層を有し、上記コレステリック液晶層が、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層である。
また、本開示に係る成型用加飾フィルムは、種々の用途に用いることができ、例えば、自動車の内外装、電気製品の内外装、包装容器等の用途が挙げられる。中でも、本開示に係る成型用加飾フィルムは、自動車の内外装に好適に用いられ、自動車の外装に特に好適に用いられる。また、本開示に係る成型用加飾フィルムは電子デバイスの筐体パネルに好適に用いられる。
特開2014−19064号公報に記載の成型用加飾フィルム等の従来の成型用加飾フィルムでは、成型時の延伸により、反射率の変化が大きく生じ、延伸された部分と延伸されていない部分とで視認される色の違いが生じ、色ムラ等の問題が生じてしまうことを本発明者らは見出した。
本発明者らが鋭意検討した結果、上記構成をとることにより、成型後における反射率の変化が小さい成型用加飾フィルムを提供できることを見出した。
上記構成による優れた効果の作用機構は明確ではないが、以下のように推定している。
コレステリック液晶層が、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層であることにより、延伸性に優れ、かつ、延伸された場合であってもコレステリック液晶における配向及び配向ピッチの変化が小さく、成型後における反射率の変化が小さい成型用加飾フィルムが得られると推定される。
また、特開2014−19064号公報に記載された加飾フィルムは、光輝性を有しているが、成型前であっても、粒状の金属粉が視認され、光輝性の均一性に欠ける意匠であった。
本開示に係る成型用加飾フィルムは、上記構成をとることにより、延伸性に優れ、かつ、延伸された場合であってもコレステリック液晶における配向及び配向ピッチの変化が小さく、成型前だけでなく、成型後であっても、光輝性の均一性にも優れる。
更に、本開示に係る成型用加飾フィルムは、コレステリック液晶層を有することにより、構造色のような色が視認でき、また、視認される角度による色の変化、及び、視認される色自体を調整することができ、意匠性にも優れる。
以下、本開示に係る成型用加飾フィルムについて、詳細に説明する。
<基材>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、基材を有する。
基材は、立体成型、インサート成型等の成型に用いられる基材として従来公知のものが特に制限なく使用でき、加飾フィルムの用途、インサート成型への適性等に応じて、適宜、選択されればよい。
また、基材の形状及び材質は、特に制限はなく、所望に応じ適宜選択すればよいが、インサート成型容易性、及び、チッピング耐性の観点から、樹脂基材であることが好ましく、樹脂フィルム基材であることが好ましい。
基材として例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン−アクリル樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、アクリル−ポリカーボネート樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合樹脂(ABS樹脂)等の樹脂を含む樹脂フィルムが挙げられる。
中でも、成型加工性、及び、強度の観点から、PET樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン−アクリル樹脂、PC樹脂、アクリル−ポリカーボネート樹脂、及びポリプロピレン樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂フィルムであることが好ましく、アクリル樹脂、PC樹脂、及び、アクリル−ポリカーボネート樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂フィルムであることがより好ましい。
また、基材は、2層以上の積層樹脂基材であってもよい。例えば、積層樹脂基材としては、アクリル樹脂/ポリカーボネート樹脂積層フィルムが好ましく挙げられる。
基材は、必要に応じ、添加物を含有していてもよい。
このような添加物としては、例えば、鉱油、炭化水素、脂肪酸、アルコール、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、金属石けん、天然ワックス、シリコーン等の潤滑剤;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機難燃剤;ハロゲン系、リン系等の有機難燃剤;金属粉、タルク、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、ガラス繊維、カーボン繊維、木粉等の有機又は無機の充填剤;酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、分散剤、カップリング剤、発泡剤、着色剤等の添加剤、及び、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等であって、上述した樹脂以外のエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
基材は、市販品を用いてもよい。
市販品としては、例えば、テクノロイ(登録商標)シリーズ(アクリル樹脂フィルム、又はアクリル樹脂/ポリカーボネート樹脂積層フィルム、住友化学(株)製)、ABSフィルム(オカモト(株)製)、ABSシート(積水成型工業(株)製)、テフレックス(登録商標)シリーズ(PETフィルム、帝人フィルムソリューション(株)製)、ルミラー(登録商標)易成型タイプ(PETフィルム、東レ(株)製)及びピュアサーモ(ポリプロピレンフィルム、出光ユニテック(株)製)を挙げることができる。
基材の厚さは、作製する成型物の用途、及び、シートの取り扱い性に応じて決定され、特に制限はないが、1μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましく、50μm以上が特に好ましい。また、基材の厚さは、500μm以下が好ましく、450μm以下がより好ましく、200μm以下が特に好ましい。
<コレステリック液晶層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、基材上に、コレステリック液晶層を有する。
また、上記コレステリック液晶層は、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層である。
本開示に係る成型用加飾フィルムは、本開示における効果をより発揮する観点から、上記コレステリック液晶層を介して視認するための加飾フィルムであることが好ましく、後述する着色層の少なくとも1層を上記コレステリック液晶層を介して視認するための加飾フィルムであることがより好ましい。
また、本開示に係る成型用加飾フィルムにおけるコレステリック液晶層は、基材上に設けられていれば、基材に直接接していなくてもよく、例えば、後述する着色層等の他の層を介して基材上に設けられていてもよい。
本開示に係る成型用加飾フィルムは、コレステリック液晶層における螺旋構造のピッチ、屈折率、及び、厚みよりなる群から選ばれた少なくとも1つを変えることにより、視認される角度による色の変化、及び、視認される色自体を調整することができる。上記螺旋構造のピッチは、カイラル剤の添加量を変えることによって容易に調整可能である。具体的には富士フイルム研究報告No.50(2005年)p.60−63に詳細な記載がある。また、上記螺旋構造のピッチは、コレステリック配向状態を固定するときの温度、照度、照射時間等の条件で調整することもできる。
コレステリック液晶層は、液晶化合物をコレステリック配向状態で固定したものが好ましい。コレステリック配向状態は、右円偏光を反射する配向状態でも、左円偏光を反射する配向状態でも、その両方を含んでいてもよい。液晶化合物は特に限定はなく、各種公知のものを使用することができる。
<<液晶組成物>>
上記コレステリック液晶層は、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層である。
本開示に用いられる液晶化合物としては、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物であれば特に制限はなく、公知の液晶化合物を用いることができる。
上記コレステリック液晶層を形成するための液晶組成物は、例えば、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含み、更に、カイラル剤、配向制御剤、重合開始剤、配向助剤等のその他の成分を含有していてもよい。
−エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物−
上記液晶組成物は、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物(以下、「特定液晶化合物」ともいう。)を25質量%以上含む。
特定液晶化合物におけるエチレン性不飽和基としては、特に制限はないが、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、ビニルエステル基及びビニルエーテル基が挙げられる。
中でも、反応性の観点から、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、又は、ビニル基であることが好ましく、(メタ)アクリロキシ基、又は、(メタ)アクリルアミド基であることがより好ましく、(メタ)アクリロキシ基であることが特に好ましい。
特定液晶化合物における環状エーテル基としては、特に制限はないが、反応性の観点から、エポキシ基、又は、オキセタニル基であることが好ましく、オキセタニル基であることが特に好ましい。
また、特定液晶化合物は、反応性、並びに、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、エチレン性不飽和基を1つ有する化合物であることが好ましく、上記液晶組成物は、エチレン性不飽和基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含むことがより好ましい。
なお、特定液晶化合物は、エチレン性不飽和基、及び、環状エーテル基の両方を1つの分子内に有する化合物であってもよい。例えば、特定液晶化合物が、エチレン性不飽和基、及び、環状エーテル基の両方を有する化合物である場合、エチレン性不飽和基の数が1つであるか、又は、環状エーテル基の数が1つであるかのどちらかである。また、特定液晶化合物におけるエチレン性不飽和基の数が1つであれば、例えば、上記特定液晶化合物は、1つのエチレン性不飽和基と1つ以上の環状エーテル基とを有する化合物であってもよい。
エチレン性不飽和基を1つ有する特定液晶化合物を含む場合、上記液晶組成物は、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、光ラジカル重合開始剤を含むことがより好ましい。
環状エーテル基を1つ有する特定液晶化合物を含む場合、上記液晶組成物は、成型後における反射率変化抑制、及び、色味変化抑制の観点から、カチオン重合開始剤を含むことが好ましく、光カチオン重合開始剤を含むことがより好ましい。
また、特定液晶化合物は、成型後における反射率変化抑制の観点から、エチレン性不飽和基を1つのみ有し、かつ環状エーテル基を有しない化合物であるか、環状エーテル基を1つのみ有し、かつエチレン性不飽和基を有しない化合物であるか、又は、エチレン性不飽和基を1つ有し、かつ環状エーテル基を1つ有する化合物であることが好ましい。
更に、特定液晶化合物としては、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、エチレン性不飽和基、及び、環状エーテル基の両方を有する化合物であることが好ましく、1つのエチレン性不飽和基と1つの環状エーテル基とを有する化合物であることがより好ましい。
特定液晶化合物は、液晶構造を有する化合物であればよく、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよい。
中でも、コレステリック液晶層における螺旋構造のピッチの調整容易性、並びに、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、棒状液晶化合物であることが好ましい。
棒状液晶化合物としては、アゾメチン系化合物、アゾキシ系化合物、シアノビフェニル系化合物、シアノフェニルエステル、安息香酸エステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン系化合物、シアノ置換フェニルピリミジン系化合物、アルコキシ置換フェニルピリミジン系化合物、フェニルジオキサン系化合物、トラン系化合物、又は、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル系化合物が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶化合物だけではなく、液晶性高分子化合物も用いることができる。
上記コレステリック液晶層は、棒状液晶化合物を重合によって配向を固定してなる層であることがより好ましい。
棒状液晶化合物としては、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開第95/22586号、同95/24455号、同97/00600号、同98/23580号、同98/52905号、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び、特開2001−328973号公報に記載の化合物のうち、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有する化合物を用いることができる。更に、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報、及び、特開2007−279688号公報に記載の化合物のうち、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有する化合物を好ましく用いることができる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報及び特開2010−244038号公報に記載の化合物のうち、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有する化合物を好ましく用いることができる。
特定液晶化合物として具体的には、下記に示す化合物が好ましく挙げられるが、これらに限定されないことは言うまでもない。
Figure 2020122235
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Figure 2020122235
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上記液晶組成物は、特定液晶化合物を、1種単独で含んでいても、2種以上を含んでいてもよい。
特定液晶化合物の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上である。25質量%以上であると、成型後における反射率の変化が小さい成型用加飾フィルムが得られる。
また、特定液晶化合物の含有量は、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、液晶組成物の全固形分に対し、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上99質量%以下であることが更に好ましく、80質量%以上98質量%以下であることが特に好ましい。
−他のコレステリック液晶化合物−
上記液晶組成物は、特定液晶化合物以外の他のコレステリック液晶化合物(以下、単に「他の液晶化合物」ともいう。)を含んでいてもよい。
他の液晶化合物としては、例えば、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、2つ以上の環状エーテル基を有し、かつエチレン性不飽和基を有しないコレステリック液晶化合物、及び、2つ以上のエチレン性不飽和基及び2つ以上の環状エーテル基を有するコレステリック液晶化合物が挙げられる。
中でも、他の液晶化合物としては、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、及び、2つ以上の環状エーテル基を有し、かつエチレン性不飽和基を有しないコレステリック液晶化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが好ましい。また、他の液晶化合物としては、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、2つのエチレン性不飽和基を有し、かつ環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、及び、2つの環状エーテル基を有し、かつエチレン性不飽和基を有しないコレステリック液晶化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることがより好ましい。また、他の液晶化合物としては、エチレン性不飽和基及び環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、及び、2つのエチレン性不飽和基を有し、かつ環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが特に好ましい。
他の液晶化合物としては、公知のコレステリック液晶化合物を用いることができる。
他の液晶化合物における棒状液晶化合物としては、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開第95/22586号、同95/24455号、同97/00600号、同98/23580号、同98/52905号、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び、特開2001−328973号公報などに記載の化合物を用いることができる。更に、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報又は特開2007−279688号公報に記載の化合物を好ましく用いることができる。
他の液晶化合物における円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報又は特開2010−244038号公報に記載の化合物を好ましく用いることができる。
上記液晶組成物は、他の液晶化合物を、1種単独で含んでいても、2種以上を含んでいてもよい。
他の液晶化合物の含有量は、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、液晶組成物の全固形分に対し、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。なお、他の液晶化合物の含有量の下限値は、0質量%である。
−カイラル剤(光学活性化合物)−
上記液晶組成物は、コレステリック液晶層形成の容易性、及び、螺旋構造のピッチの調整容易性の観点から、カイラル剤(光学活性化合物)を含むことが好ましい。
カイラル剤は、コレステリック液晶層における螺旋構造を誘起する機能を有する。
カイラル剤は、液晶化合物によって誘起する螺旋のよじれ方向又は螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
カイラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN(twisted nematic)、STN(Super-twisted nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド誘導体、及びイソマンニド誘導体を用いることができる。
カイラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物及び面性不斉化合物もカイラル剤として用いることができる。
軸性不斉化合物又は面性不斉化合物の例には、ビナフチル化合物、ヘリセン化合物、又は、パラシクロファン化合物が好ましく挙げられる。
上記液晶組成物は、成型後における反射率変化抑制の観点から、カイラル剤として、重合性基を有するカイラル剤を含むことが好ましく、重合性基を含むカイラル剤、及び、重合性基を有しないカイラル剤を含むことがより好ましい。
上記重合性基としては、重合可能な基であれば特に制限はないが、反応性、及び、成型後における反射率変化抑制の観点から、エチレン性不飽和基、又は、環状エーテル基であることが好ましく、エチレン性不飽和基であることがより好ましい。
カイラル剤におけるエチレン性不飽和基及び環状エーテル基の好ましい態様は、上述した特定液晶化合物におけるエチレン性不飽和基及び環状エーテル基の好ましい態様とそれぞれ同様である。
また、カイラル剤がエチレン性不飽和基、又は、環状エーテル基を有する場合、反応性、及び、成型後における反射率変化抑制の観点から、上記液晶組成物における特定液晶化合物が有するエチレン性不飽和基、又は、環状エーテル基と、カイラル剤が有するエチレン性不飽和基、又は、環状エーテル基とは同種の基(例えば、エチレン性不飽和基、好ましくは(メタ)アクリロキシ基)であることが好ましく、同じ基であることがより好ましい。
更に、重合性基を有するカイラル剤は、反応性、及び、成型後における反射率変化抑制の観点から、2つ以上の重合性基を有するカイラル剤であることが好ましく、2つ以上のエチレン性不飽和基を有するカイラル剤、又は、2つ以上の環状エーテル基を有するカイラル剤であることがより好ましく、2つ以上のエチレン性不飽和基を有するカイラル剤であることが特に好ましい。
また、カイラル剤は、コレステリック液晶化合物であってもよい。
なお、後述するように、コレステリック液晶層を製造する際に、光照射によってコレステリック液晶層の螺旋ピッチの大きさを制御する場合、光に感応しコレステリック液晶層の螺旋ピッチを変化させ得るカイラル剤(以下、「感光性カイラル剤」ともいう。)を含むことが好ましい。
感光性カイラル剤とは、光を吸収することにより構造が変化し、コレステリック液晶層の螺旋ピッチを変化させ得る化合物である。このような化合物としては、光異性化反応、光二量化反応、及び、光分解反応の少なくとも1つを起こす化合物が好ましい。
光異性化反応を起こす化合物とは、光の作用で立体異性化又は構造異性化を起こす化合物をいう。光異性化化合物としては、例えば、アゾベンゼン化合物及びスピロピラン化合物が挙げられる。
また、光二量化反応を起こす化合物とは、光の照射によって、二つの基の間に付加反応を起こして環化する化合物をいう。光二量化化合物としては、例えば、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体及びベンゾフェノン誘導体が挙げられる。
また、上記光としては、特に制限はなく、紫外光、可視光及び赤外光が挙げられる。
上記感光性カイラル剤としては、以下の下記式(CH1)で表されるカイラル剤が好ましく挙げられる。下記式(CH1)で表されるカイラル剤は、光照射時の光量に応じてコレステリック液晶相の螺旋ピッチ(すなわち、螺旋周期、ねじれ周期)等の配向構造を変化させ得る。
Figure 2020122235
式(CH1)中、ArCH1及びArCH2はそれぞれ独立に、アリール基又は複素芳香環基を表し、RCH1及びRCH2はそれぞれ独立に、水素原子又はシアノ基を表す。
式(CH1)におけるArCH1及びArCH2はそれぞれ独立に、アリール基であることが好ましい。
式(CH1)のArCH1及びArCH2におけるアリール基は、置換基を有していてもよく、総炭素数6〜40であることが好ましく、総炭素数6〜30であることがより好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、又は、複素環基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、又は、アリールオキシカルボニル基がより好ましい。
式(CH1)におけるRCH1及びRCH2はそれぞれ独立に、水素原子であることが好ましい。
中でも、ArCH1及びArCH2としては、下記式(CH2)又は式(CH3)で表されるアリール基が好ましい。
Figure 2020122235
式(CH2)及び式(CH3)中、RCH3及びRCH4はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシ基、又は、シアノ基を表し、LCH1及びLCH2はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又は、ヒドロキシ基を表し、nCH1は0〜4の整数を表し、nCH2は0〜6の整数を表し、*は式(CH1)におけるエチレン不飽和結合との結合位置を表す。
式(CH2)及び式(CH3)におけるRCH3及びRCH4はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、又は、アシルオキシ基が好ましく、アルコキシ基、ヒドロキシ基、又は、アシルオキシ基がより好ましく、アルコキシ基が特に好ましい。
式(CH2)及び式(CH3)におけるLCH1及びLCH2はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は、ヒドロキシ基が好ましい。
式(CH2)におけるnCH1は、0又は1が好ましい。
式(CH3)におけるnCH2は、0又は1が好ましい。
式(CH1)のArCH1及びArCH2における複素芳香環基は、置換基を有していてもよく、総炭素数4〜40が好ましく、総炭素数4〜30がより好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、又は、シアノ基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、又は、アシルオキシ基がより好ましい。
複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、又は、ベンゾフラニル基が好ましく、ピリジル基、又は、ピリミジニル基がより好ましい。
上記液晶組成物は、カイラル剤を、1種単独で含んでいても、2種以上を含んでいてもよい。
カイラル剤の含有量は、使用する特定液晶化合物の構造又は螺旋構造の所望のピッチに応じ適宜選択することができるが、コレステリック液晶層形成の容易性、螺旋構造のピッチの調整容易性、及び、成型後における反射率変化抑制の観点から、上記液晶組成物の全固形分に対し、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
また、液晶組成物がカイラル剤として重合性基を有するカイラル剤を含有する場合、重合性基を有するカイラル剤の含有量は、成型後における反射率変化抑制の観点から、上記液晶組成物の全固形分に対し、0.2質量%以上15質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上8質量%以下であることが更に好ましく、1.5質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。
更に、液晶組成物がカイラル剤として重合性基を有しないカイラル剤を含有する場合、重合性基を有しないカイラル剤の含有量は、成型後における反射率変化抑制の観点から、上記液晶組成物の全固形分に対し、0.2質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
また、コレステリック液晶層におけるコレステリック液晶の螺旋構造のピッチ、並びに、後述する選択反射波長及びその範囲は、使用する液晶化合物の種類だけでなく、カイラル剤の含有量を調整することによっても、容易に変化させることができる。一概には言えないが、液晶組成物におけるカイラル剤の含有量が2倍になると、上記ピッチが1/2となり、かつ、上記選択反射波長の中心値も1/2となる場合がある。
−重合開始剤−
上記液晶組成物は、重合開始剤を含むことが好ましく、光重合開始剤を含むことがより好ましい。
また、上記液晶組成物がエチレン性不飽和基を1つ有する特定液晶化合物を含む場合、上記液晶組成物は、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、光ラジカル重合開始剤を含むことがより好ましい。
更に、上記液晶組成物が環状エーテル基を1つ有する特定液晶化合物を含む場合、上記液晶組成物は、成型後における反射率変化抑制、及び、色味変化抑制の観点から、カチオン重合開始剤を含むことが好ましく、光カチオン重合開始剤を含むことがより好ましい。
また、上記液晶組成物は、重合開始剤として、ラジカル重合開始剤、又は、カチオン重合開始剤のどちらか一方のみを含むことが好ましい。
重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることができる。
また、重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。
光重合開始剤の例としては、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル化合物(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン化合物及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)が挙げられる。
また、光ラジカル重合開始剤としては、公知のものを用いることができる。
光ラジカル重合開始剤としては、α−ヒドロキシアルキルフェノン化合物、α−アミノアルキルフェノン化合物及びアシルホスフィンオキサイド化合物が好ましく挙げられる。
更に、光カチオン重合開始剤としては、公知のものを用いることができる。
光カチオン重合開始剤としては、ヨードニウム塩化合物及びスルホニウム塩化合物が好ましく挙げられる。
上記液晶組成物は、重合開始剤を、1種単独で含んでいても、2種以上を含んでいてもよい。
重合開始剤の含有量は、使用する特定液晶化合物の構造又は螺旋構造の所望のピッチに応じ適宜選択することができる。コレステリック液晶層形成の容易性、螺旋構造のピッチの調整容易性、重合速度、及び、コレステリック液晶層の強度の観点から、重合開始剤の含有量は、上記液晶組成物の全固形分に対し、0.05質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上2質量%以下であることが更に好ましく、0.2質量%以上1質量%以下であることが特に好ましい。
−架橋剤−
上記液晶組成物は、硬化後のコレステリック液晶層の強度向上及び耐久性向上のため、架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、4,4−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物、及び、ビニルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物が挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、コレステリック液晶層の強度及び耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。
上記液晶組成物は、架橋剤を、1種単独で含んでいても、2種以上を含んでいてもよい。
架橋剤の含有量は、コレステリック液晶層の強度及び耐久性の観点から、上記液晶組成物の全固形分に対し、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、3質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。
−多官能重合性化合物−
上記液晶組成物は、成型後における反射率変化抑制の観点から、多官能重合性化合物を含むことが好ましく、同種の重合性基を有する多官能重合性化合物を含むことがより好ましい。
多官能重合性化合物としては、上述した化合物における、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物;2つ以上の環状エーテル基を有し、かつエチレン性不飽和基を有しないコレステリック液晶化合物;2つ以上のエチレン性不飽和基及び2つ以上の環状エーテル基を有するコレステリック液晶化合物;2つ以上の重合性基を有するカイラル剤及び上記架橋剤が挙げられる。
中でも、多官能重合性化合物としては、2つ以上のエチレン性不飽和基を有し、かつ環状エーテル基を有しないコレステリック液晶化合物、2つ以上の環状エーテル基を有し、かつエチレン性不飽和基を有しないコレステリック液晶化合物、及び、2つ以上の重合性基を有するカイラル剤よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましく、2つ以上の重合性基を有するカイラル剤を含むことがより好ましい。
上記液晶組成物は、多官能重合性化合物を、1種単独で含んでいても、2種以上を含んでいてもよい。
多官能重合性化合物の含有量は、成型後における反射率変化抑制の観点から、上記液晶組成物の全固形分に対し、0.5質量%以上70質量%以下であることが好ましく、1質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上20質量%以下であることが更に好ましく、2質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
−その他の添加剤−
上記液晶組成物は、必要に応じて、上述した以外のその他の添加剤を含んでいてもよい。
その他の添加剤としては、公知の添加剤を用いることができ、界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、水平配向剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、着色剤及び金属酸化物粒子を挙げることができる。
また、上記液晶組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。また、上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
上記液晶組成物における溶媒の含有量は、特に制限はなく、所望の塗布性が得られる溶媒の含有量に調整すればよい。
上記液晶組成物の全質量に対する固形分の含有量は、特に制限はないが、1質量%〜90質量%であることが好ましく、5質量%〜80質量%であることがより好ましく、10質量%〜80質量%であることが特に好ましい。
上記コレステリック液晶層を形成する際の硬化時における上記液晶組成物中の溶媒の含有量が、上記液晶組成物の全固形分に対し、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
また、上記液晶組成物を硬化してなる上記コレステリック液晶層における溶媒の含有量は、上記コレステリック液晶層の全質量に対し、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
−液晶組成物の塗布及び硬化−
上記液晶組成物の塗布は、溶媒により溶液状態とした液晶組成物、又は、加熱により溶融液等の液状物とした液晶組成物を、ロールコーティング方式、グラビア印刷方式、スピンコート方式等の適宜な方式で展開する方法により行うことができる。更に、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、上記液晶組成物をノズルから吐出して、塗布膜を形成することもできる。
その後、上記液晶組成物の硬化により、上記コレステリック液晶層を形成する。上記硬化により、上記特定液晶化合物を含む液晶化合物の分子の配向状態を維持して固定する。硬化は、液晶化合物が有するエチレン性不飽和基、環状エーテル基等の重合性基の重合反応により実施することが好ましい。
上記溶媒を使用した場合、上記液晶組成物の塗布後であって、硬化のための重合反応前に、塗布膜は、公知の方法で乾燥することが好ましい。例えば放置によって乾燥してもよく、加熱によって乾燥してもよい。
上記液晶組成物の塗布及び乾燥後において、上記液晶組成物中の液晶化合物が配向していればよい。
−コレステリック液晶層の選択反射性−
上記コレステリック液晶層は、特定の波長域に選択反射性を有することが好ましい。
本明細書において、選択反射波長とは、対象となる物(すなわち、部材)における透過率の極小値をTmin(%)とした場合、下記の式で表される半値透過率:T1/2(%)を示す2つの波長の平均値のことをいう。選択反射性を有するとは、選択反射波長を満たす特定の波長域を有することをいう。
半値透過率を求める式:T1/2=100−(100−Tmin)÷2
上記コレステリック液晶層における選択反射波長は、特に限定はされず、例えば、可視光(380nm〜780nm)及び近赤外光(780nmを超え2,000nm以下)のいずれの範囲にも設定することが可能である。
中でも、上記コレステリック液晶層は、波長380nm〜1,200nmの少なくとも一部の波長域に選択反射性を有することが好ましい。
−コレステリック液晶層の層構成−
本開示に係る成型用加飾フィルムは、成型後における反射率変化抑制の観点から、コレステリック液晶層を2層以上有することが好ましい。
また、2層以上の各コレステリック液晶層はそれぞれ、組成が同じであっても、異なっていてもよい。
本開示に係る成型用加飾フィルムがコレステリック液晶層を2層以上有する場合、本開示に係る成型用加飾フィルムは、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層を少なくとも1層有していればよい。成型後における反射率変化抑制の観点から、2層以上のコレステリック液晶層がいずれも、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層であることが好ましい。
また、例えば、本開示に係る成型用加飾フィルムがコレステリック液晶層を2層有する場合、成型後における反射率変化抑制の観点から、上記基材の各面上にそれぞれ、コレステリック液晶層を有することが好ましい。
−コレステリック液晶層の厚さ−
上記コレステリック液晶層の厚さは、成型後における反射率変化抑制の観点から、0.3μm以上15μm以下であることが好ましく、0.5μm以上9μm以下であることがより好ましく、0.6μm以上3μm以下であることが特に好ましい。
上記コレステリック液晶層を2層以上有する場合は、各コレステリック液晶層がそれぞれ独立に、上記厚さの範囲であることが好ましい。
<配向層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、上記コレステリック液晶層に接する配向層を有していてもよい。配向層は、液晶化合物を含む層の形成の際、液晶組成物中の液晶化合物の分子を配向させるために用いられる。
配向層は、液晶層などの層の形成の際に用いられ、本開示に係る成型用加飾フィルムにおいては、配向層が含まれていてもいなくてもよい。
配向層は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、SiOなどの無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、又は光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。
基材、コレステリック液晶層などの下層の材料によっては、配向層を設けなくても、下層を直接配向処理(例えば、ラビング処理)することで、配向層として機能させることもできる。そのような下層として使用され得る基材の一例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)を挙げることができる。
また、コレステリック液晶層の上に直接、層を積層する場合、下層のコレステリック液晶層が配向層として機能し、上層の作製のための液晶化合物を配向させることができる場合もある。このような場合、配向層を設けなくても、また、特別な配向処理(例えば、ラビング処理)を実施しなくても上層の液晶化合物を配向させることができる。
配向層の厚さは、特に制限はないが、0.01μm〜10μmの範囲にあることが好ましい。
以下、好ましい例として表面をラビング処理して用いられるラビング処理配向層及び光配向層を説明する。
−ラビング処理配向層−
ラビング処理配向層に用いることができるポリマーの例には、特開平8−338913号公報の段落0022に記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、及びポリカーボネートが含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。中でも、水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールがより好ましく、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。
配向層のラビング処理面に上記液晶組成物を塗布して、液晶化合物の分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向層ポリマーと上記コレステリック液晶層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、又は架橋剤を用いて配向層ポリマーを架橋させることで、上記コレステリック液晶層を形成することができる。
−ラビング処理−
上記コレステリック液晶層形成用組成物が塗布される、配向層、基材、又は、そのほかの層の表面は、必要に応じてラビング処理をしてもよい。ラビング処理は、一般にはポリマーを主成分とする膜の表面を、紙又は布で一定方向に擦ることにより実施することができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」(丸善社発行、平成12年10月30日)に記載されている。
ラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」(丸善社発行)に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度(L)は、下記式(A)で定量化されている。
式(A) L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm;revolutions per minute)、vはステージ移動速度(秒速)である。
ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やすか、ラビングローラーの接触長を長くするか、ローラーの半径を大きくするか、ローラーの回転数を大きくするか、又はステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。また、ラビング処理の際の条件としては、特許第4052558号公報の記載を参照することもできる。
−光配向層−
光照射により形成される光配向層に用いられる光配向材料としては、多数の文献等に記載がある。特開2006−285197号公報、特開2007−76839号公報、特開2007−138138号公報、特開2007−94071号公報、特開2007−121721号公報、特開2007−140465号公報、特開2007−156439号公報、特開2007−133184号公報、特開2009−109831号公報、特許第3883848号公報、特許第4151746号公報に記載のアゾ化合物;特開2002−229039号公報に記載の芳香族エステル化合物;特開2002−265541号公報、特開2002−317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び/又はアルケニル置換ナジイミド化合物;特許第4205195号、特許第4205198号公報に記載の光架橋性シラン誘導体;特表2003−520878号公報、特表2004−529220号公報、特許第4162850号公報に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又は、エステルが好ましい例として挙げられる。光配向材料として、特に好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又は、エステルである。
上記光配向材料から形成した光配向層に、直線偏光又は非偏光照射を施し、光配向層を製造する。
本明細書において、「直線偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じさせるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。好ましくは、光照射に用いる光のピーク波長が200nm〜700nmであり、より好ましくは光のピーク波長が400nm以下の紫外光である。
光照射に用いる光源は、公知の光源、例えばタングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー(例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、YAGレーザー)、発光ダイオード、及び陰極線管を挙げることができる。
直線偏光を得る手段としては、偏光板(例えば、ヨウ素偏光板、二色色素偏光板、又はワイヤーグリッド偏光板)を用いる方法、プリズム系素子(例えば、グラントムソンプリズム)若しくはブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、又は、偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルター又は波長変換素子を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
照射する光は、直線偏光の場合、配向層に対して上面若しくは裏面から配向層表面に対して垂直、又は、斜めから光を照射する方法が例示される。光の入射角度は、光配向材料によって異なるが、配向層に対して、好ましくは0°〜90°(垂直)、より好ましくは40°〜90°である。
非偏光を利用する場合には、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、好ましくは10°〜80°、より好ましくは20°〜60°、特に好ましくは30°〜50°である。
照射時間は、好ましくは1分〜60分、より好ましくは1分〜10分である。
<着色層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、意匠性の観点から、着色層を更に有することが好ましい。上記着色層は、着色剤を含む層である。
本開示に係る成型用加飾フィルムにおける着色層の位置は、特に制限はなく、所望の位置に設けることができるが、下記の2つの態様が好ましく挙げられる。
1つの態様では、意匠性の観点から、本開示に係る成型用加飾フィルムは、上記基材と上記コレステリック液晶層との間に、着色層を更に有することが好ましい。
他の1つの態様では、意匠性、成型加工性及び耐久性の観点から、本開示に係る成型用加飾フィルムは、上記基材を有する側とは反対側の上記コレステリック液晶層上に、着色層を更に有することが好ましい。
また、本開示に係る成型用加飾フィルムは、着色層を1層のみ有していても、2層以上有していてもよい。
本開示に係る成型用加飾フィルムにおいて、上記着色層の少なくとも1層が、上記コレステリック液晶層を介して視認するための層であることが好ましい。
上記着色層の少なくとも1層を上記コレステリック液晶層を介して視認することにより、上記コレステリック液晶層における入射光の角度に応じた異方性に基づき、上記着色層が視認する角度に応じて色の変化が生じ、特殊な意匠性を示すと推察される。また、反射光の視認性も向上する。
また、本開示に係る成型用加飾フィルムが着色層を2層以上有する場合、上記着色層の少なくとも1層が上記コレステリック液晶層を介して視認するための層であり、かつ上記着色層の少なくとも他の1層が上記コレステリック液晶層よりも視認方向に近い層(「カラーフィルター層」ともいう。)である態様が好ましく挙げられる。
上記コレステリック液晶層よりも視認方向に近い着色層(カラーフィルター層)は、少なくとも特定の波長の光に対して透過性の高い層である。その層構成に特に制限はなく、単色のカラーフィルター層であってもよいし、2色以上のカラーフィルター構造及び必要に応じブラックマトリックス等を有するカラーフィルター層であってもよい。
上記カラーフィルター層を有することにより、更なる意匠性を有し、また、特定の波長範囲のみを視認可能な成型用加飾フィルムが得られる。
また、上記着色層の少なくとも1つの層、好ましくは上記コレステリック液晶層を介して視認するための着色層の全光透過率は、視認性の観点から、10%以下であることが好ましい。
着色層の色としては、制限されず、成型用加飾フィルムの用途等に応じて適宜選択することができる。着色層の色としては、例えば、黒、灰、白、赤、橙、黄、緑、青及び紫が挙げられる。また、着色層の色は、金属調の色であってもよい。
また、意匠性の観点からは、着色層として、黒色層を少なくとも1層有していることが好ましい。
着色層は、強度及び耐傷性の観点から、樹脂を含むことが好ましい。樹脂としては、後述するバインダー樹脂が挙げられる。また、着色層は、重合性化合物を硬化してなる層であってもよく、重合性化合物及び重合開始剤を含む層であってもよい。
重合性化合物及び重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。
−着色剤−
着色剤としては、例えば、顔料及び染料が挙げられ、耐久性の観点から、顔料が好ましい。着色層を金属調とするために、金属粒子、パール顔料等を適用することができ、蒸着、また、メッキ等の方法を適用することもできる。
顔料としては、制限されず、公知の無機顔料、有機顔料等を適用することができる。
無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、リトポン、軽質炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の白色顔料、カーボンブラック、チタンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、黒鉛等の黒色顔料、酸化鉄、バリウムイエロー、カドミウムレッド、及びクロムイエローが挙げられる。
無機顔料としては、特開2005−7765号公報の段落0015及び段落0114に記載の無機顔料を適用することもできる。
有機顔料としては、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料;アゾレッド、アゾイエロー、アゾオレンジ等のアゾ系顔料;キナクリドンレッド、シンカシャレッド、シンカシャマゼンタ等のキナクリドン系顔料;ペリレンレッド、ペリレンマルーン等のペリレン系顔料;カルバゾールバイオレット、アントラピリジン、フラバンスロンイエロー、イソインドリンイエロー、インダスロンブルー、ジブロムアンザスロンレッド、アントラキノンレッド、ジケトピロロピロールなどが挙げられる。
有機顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red 177、179、224、242、254、255、264等の赤色顔料;C.I.Pigment Yellow 138、139、150、180、185等の黄色顔料;C.I.Pigment Orange 36、38、71等の橙色顔料;C.I.Pigment Green 7、36、58等の緑色顔料;C.I.Pigment Blue 15:6等の青色顔料及びC.I.Pigment Violet 23等の紫色顔料が挙げられる。
有機顔料としては、特開2009−256572号公報の段落0093に記載の有機顔料を適用することもできる。
顔料としては、光透過性及び光反射性を有する顔料(いわゆる、光輝性顔料)を含んでいてもよい。光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、酸化アルミニウム、及びこれらの合金等の金属製光輝性顔料、干渉マイカ顔料、ホワイトマイカ顔料、グラファイト顔料、ガラスフレーク顔料などが挙げられる。光輝性顔料は、無着色のものであってよく、着色されたものであってもよい。
光輝性顔料は、成型用加飾フィルムの成形において露光を行う場合、露光による硬化を妨げない範囲において用いられることが好ましい。
着色剤は、1種単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。また、2種以上の着色剤を用いる場合、無機顔料と有機顔料とを組み合わせてもよい。
着色層中の着色剤の含有量は、目的とする色の発現及び成形加工適性の観点から、着色層の全質量に対して、1質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜50質量%がより好ましく、10質量%〜40質量%が特に好ましい。
−分散剤−
着色層に含まれる着色剤、特に顔料の分散性を向上する観点から、着色層は、分散剤を含有してもよい。分散剤を含むことにより、形成される着色層における着色剤の分散性が向上し、得られる加飾フィルムにおける色の均一化が図れる。
分散剤としては、着色剤の種類、形状等に応じて適宜選択することができ、高分子分散剤が好ましい。
高分子分散剤としては、例えば、シリコーンポリマー、アクリルポリマー及びポリエステルポリマーが挙げられる。加飾フィルムに耐熱性を付与したい場合には、例えば、分散剤として、グラフト型シリコーンポリマー等のシリコーンポリマーを用いることが好ましい。
分散剤の重量平均分子量は、1,000〜5,000,000であることが好ましく、2,000〜3,000,000であることがより好ましく、2,500〜3,000,000であることが特に好ましい。重量平均分子量が1,000以上であると、着色剤の分散性がより向上する。
分散剤としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、BASFジャパン社のEFKA 4300(アクリル系高分子分散剤);花王(株)製のホモゲノールL−18、ホモゲノールL−95、ホモゲノールL−100;日本ルーブリゾール(株)製のソルスパース20000、ソルスパース24000;ビックケミー・ジャパン(株)製のDISPERBYK−110、DISPERBYK−164、DISPERBYK−180、DISPERBYK−182等が挙げられる。なお、「ホモゲノール」、「ソルスパース」、及び「DISPERBYK」はいずれも登録商標である。
分散剤は、1種単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
着色層中の分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、1質量部〜30質量部であることが好ましい。
−バインダー樹脂−
着色層は、成形加工適正の観点から、バインダー樹脂を含むことが好ましい。
バインダー樹脂としては、制限されず、公知の樹脂を適用することができる。バインダー樹脂としては、所望の色を得る観点から、透明な樹脂であることが好ましく、具体的には、全光透過率が80%以上の樹脂が好ましい。全光透過率は、分光光度計(例えば、(株)島津製作所製、分光光度計UV−2100)により測定することができる。
バインダー樹脂としては、制限されず、公知の樹脂を適用することができる。バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン及びポリオレフィンが挙げられる。バインダー樹脂は、特定の単量体の単独重合体であってもよく、特定の単量体と他の単量体との共重合体であってもよい。
バインダー樹脂は、1種単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
着色層中のバインダー樹脂の含有量は、成形加工性の観点から、着色層の全質量に対して、5質量%〜70質量%であることが好ましく、10質量%〜60質量%であることがより好ましく、20質量%〜60質量%であることが特に好ましい。
−添加剤−
着色層は、上記の成分以外に、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、制限されず、公知の添加剤を適用することができる。添加剤としては、例えば、特許第4502784号公報の段落0017、特開2009−237362号公報の段落0060〜0071に記載の界面活性剤、特許第4502784号公報の段落0018に記載の熱重合防止剤(重合禁止剤ともいう。好ましくはフェノチアジンが挙げられる。)、及び、特開2000−310706号公報の段落0058〜0071に記載の添加剤が挙げられる。
−着色層の形成方法−
着色層の形成方法としては、例えば、着色層形成用組成物を用いる方法、及び、着色されたフィルムを貼り合せる方法が挙げられる。上記の中でも、着色層の形成方法としては、着色層形成用組成物を用いる方法が好ましい。また、naxレアルシリーズ、naxアドミラシリーズ、naxマルチシリーズ(日本ペイント株式会社製)、レタンPGシリーズ(関西ペイント株式会社製)等の市販の塗料を用いて着色層を形成してもよい。
着色層形成用組成物を用いる方法としては、着色層形成用組成物を塗布して着色層を形成する方法、着色層形成用組成物を印刷して着色層を形成する方法等が挙げられる。印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷及びオフセット印刷が挙げられる。
着色層形成用組成物は、着色剤を含む。また、着色層形成用組成物は、有機溶媒を含むことが好ましく、着色層に含まれ得る上記各成分を含んでいてもよい。
着色層形成用組成物に含まれ得る上記各成分の含有量は、着色層中の上記各成分の含有量に関する記載のうち、「着色層」を「着色層形成用組成物」と読み替えた量の範囲で調節することが好ましい。
有機溶媒としては、制限されず、公知の有機溶剤を適用することができる。有機溶媒としては、例えば、エステル化合物、エーテル化合物、ケトン化合物及び芳香族炭化水素化合物が挙げられる。
有機溶媒は、1種単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
着色層形成用組成物中の有機溶媒の含有量は、着色層形成用組成物の全質量に対して、5質量%〜90質量%が好ましく、30質量%〜70質量%がより好ましい。
着色層形成用組成物の調製方法としては、例えば、有機溶剤と、着色剤等の着色層に含まれる成分と、を混合する方法が挙げられる。また、着色層形成用組成物が着色剤として顔料を含む場合、顔料の均一分散性、及び、分散安定性をより高める観点から、顔料と分散剤とを含む顔料分散液を用いて、着色層形成用組成物を調製することが好ましい。
−着色層の厚さ−
上記着色層の厚さは、特に制限はないが、視認性及び立体成型性の観点から、0.5μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、3μm〜50μmであることが更に好ましく、3μm〜20μmであることが特に好ましい。
上記着色層を2層以上有する場合は、各着色層がそれぞれ独立に、上記厚さの範囲であることが好ましい。
<保護層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、保護層を有することが好ましい。
保護層は、上記コレステリック液晶層等を保護する十分な強度を有する層であればよいが、光、熱、湿度等に対する耐久性に優れる樹脂が好ましい。
また、視認性、及び、黒しまり(すなわち、外部からの反射光による映り込み抑制性、例えば、蛍光灯の映り込みの抑制)の観点から、反射防止能を有する保護層であってもよい。
上記保護層としては、耐久性の観点から、樹脂を含むことが好ましく、シロキサン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含むことがより好ましく、シロキサン樹脂、フッ素樹脂、及び、ウレタン樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含むことが更に好ましい。
フッ素樹脂としては、特に制限ないが、特開2009−217258号公報の段落0076〜0106、及び特開2007−229999号公報の段落0083〜0127に記載のものが挙げられる。
フッ素樹脂の例としては、オレフィン中の水素をフッ素に置換したフッ化アルキル樹脂が挙げられ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペン、エチレンテトラフルオロエチレンなどの共重合体、又は、乳化剤若しくは水との親和性を高める成分と共重合体化して水分散化したフッ素樹脂ディスパージョンなどがある。このようなフッ素樹脂の具体例としては、旭硝子(株)製ルミフロン、オブリガート;ダイキン工業(株)製ゼッフル、ネオフロン;デュポン社製テフロン(登録商標);アルケマ社製カイナーなどが挙げられる。
また、例えば、重合性官能基及び架橋性官能基のうちの少なくとも1つの基を有し、かつフッ素原子を含む化合物を用いてもよく、パーフルオロアルキル(メタ)アクリレート、フッ化ビニルモノマー、フッ化ビニリデンモノマーのようなラジカル重合性のモノマー、パーフルオロオキセタンのようなカチオン重合性のモノマーなどが挙げられる。このようなフッ素化合物の具体例としては、共栄社化学(株)製LINC3A、ダイキン工業(株)製オプツール、荒川化学工業(株)製オプスター、及びダイキン工業(株)製テトラフルオロオキセタンが挙げられる。
−シロキサン化合物−
保護層形成用塗布液は、シロキサン化合物を含むことが好ましい。シロキサン化合物を加水分解縮合することにより、好適なシロキサン樹脂が得られる。
特に、シロキサン化合物としては、下記式1で表されるシロキサン化合物、及び、下記式1で表されるシロキサン化合物の加水分解縮合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物(以下、特定シロキサン化合物ともいう。)が好ましい。
Figure 2020122235
式1中、R、R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基、又は、アルケニル基を表し、Rは複数の場合はそれぞれ独立に、アルキル基、ビニル基、エポキシ基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、アミノ基、イソシアヌレート基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、ポリオキシアルキル基、カルボキシ基及び第四級アンモニウム基よりなる群から選ばれる基を有するアルキル基を表し、mは、0〜2の整数を表し、nは1〜20の整数を表す。
式1で表されるシロキサン化合物の加水分解縮合物とは、式1で表されるシロキサン化合物と、式1で表されるシロキサン化合物におけるケイ素原子上の置換基の少なくとも一部が加水分解して、シラノール基となっている化合物とが縮合した化合物をいう。
式1におけるR、R及びRにおける炭素数1〜6のアルキル基、又は、アルケニル基は、直鎖状であっても、分岐を有していても、環構造を有していてもよい。炭素数1〜6のアルキル基、またはアルケニル基としては、保護層の強度、光透過性及びヘーズの観点から、アルキル基であることが好ましい。
炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、メチル基又はエチル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
式1におけるRは、保護層の強度、光透過性及びヘーズの観点から、複数の場合はそれぞれ独立に、アルキル基であることが好ましく、炭素数1〜8のアルキル基であることがより好ましい。
また、式1におけるRの炭素数は、1〜40であることが好ましく、1〜20であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましい。
式1におけるmは、保護層の強度、光透過性及びヘーズの観点から、1又は2であることが好ましく、2であることがより好ましい。
式1におけるnは、保護層の強度、光透過性及びヘーズの観点から、2〜20の整数であることが好ましい。
特定シロキサン化合物の例としては、信越化学工業(株)製のKBE−04、KBE−13、KBE−22、KBE−1003、KBM−303、KBE−403、KBM−1403、KBE−503、KBM−5103、KBE−903、KBE−9103P、KBE−585、KBE−803、KBE−846、KR−500、KR−515、KR−516、KR−517、KR−518、X−12−1135、X−12−1126、X−12−1131;エボニックジャパン(株)製のDynasylan4150;三菱ケミカル(株)製のMKCシリケートMS51、MS56、MS57、MS56S;コルコート(株)製のエチルシリケート28、N−プロピルシリケート、N−ブチルシリケート、SS−101;等が挙げられる。
−ウレタン樹脂−
本開示に好適に用いることのできるウレタン樹脂は、ジイソシアネート化合物と、ポリオールの反応、又は、ウレタンアクリレート化合物の重合反応等により得ることができる。
上記ポリウレタン樹脂の合成に用いるポリオールの例としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及び、ポリアクリルポリオールが挙げられる。中でも、ポリエステルポリオール、又は、ポリアクリルポリオールが、耐衝撃性の観点から好ましい。
ポリエステルポリオールは、多塩基酸及び多価アルコールを使用するエステル化反応を用いた公知の方法によって得ることが可能である。
ポリエステルポリオールの多塩基酸成分としてポリカルボン酸を使用するが、必要であれば、一塩基脂肪酸なども一緒に用いてよい。ポリカルボン酸の例は、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、及び他の芳香族ポリカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、アゼライン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、及び、他の脂肪族ポリカルボン酸、並びに、それらの無水物を含む。これらの多塩基酸は単独で使用してもよく、又は、それらの2種以上の組合せを用いることも可能である。
ポリエステルポリオールの多価アルコール成分の例、及び、ポリウレタン樹脂の合成で使用する多価アルコールの例としては、グリコール及び三価以上の多価アルコールが挙げられる。グリコールの例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、メチルプロパンジオール、シクロヘキサンジメタノール、3,3−ジエチル−1,5−ペンタンジオールなどを含む。三価以上の多価アルコールの例は、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールなどを含む。これらの多価アルコールは単独でも使用可能であり、又は、それらの2種以上の組合せを用いることも可能である。
アルカン酸ジメチロールの例は、プロピオン酸ジメチロール、ブタン酸ジメチロール、ペンタン酸ジメチロール、ヘプタン酸ジメチロール、オクタン酸ジメチロール、及び、ノナン酸ジメチロールが挙げられる。これらのアルカン酸ジメチロールは単独でも使用可能であり、又は、それらの2種以上の組合せを用いることも可能である。
ポリアクリルポリオールは、イソシアネート基と反応可能なヒドロキシ基を有する種々の、公知のポリアクリルポリオールを用いることができる。例えば、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシ基が付加された種々の(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリルアミド及びその誘導体、ビニルアルコールのカルボン酸エステル、不飽和カルボン酸、鎖状不飽和アルキル部分を有する炭化水素などの少なくとも一種以上をモノマーとするポリアクリルポリオールを挙げることができる。
ポリイソシアネート化合物の例は、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、及び、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、及び、水素化トリレンジイソシアネートなどの脂環式ジ−イソシアネート、並びに、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートなどを含む。これらのうち、脂環式ジイソシアネートは、褪色などへの抵抗性に関して好ましい。これらのジイソシアネート化合物は単独で用いてもよく、又は、それらの2種以上の組合せを使用することも可能である。
上記ウレタン(メタ)アクリレートについて説明する。上記ウレタン(メタ)アクリレートの製造方法としては、例えば、ヒドロキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とポリイソシアネート化合物とをウレタン化反応させる方法が挙げられる。
上記ヒドロキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシ−n−ブチル(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−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、グリセリンモノ(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、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタレート、末端にヒドロキシ基を有するラクトン変性(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド(EO)変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基を有する多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられる。中でも、保護層の耐擦傷性が向上することから、ペンタエリスリトールトリアクリレート、又は、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートが好ましい。なお、これらのヒドロキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリ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、m−キシリレンジイソシアネート、m−フェニレンビス(ジメチルメチレン)ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、2−メチル−1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、2−メチル−1,5−ジイソシアナトシクロヘキサン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネート化合物が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートは、活性光線を照射することで硬化することができる。この活性光線とは、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線をいう。成型後に、活性光線として紫外線を照射して保護層を硬化する場合には、保護層に光重合開始剤を添加し、硬化性を向上することが好ましい。また、必要であれば、光増感剤を更に添加して、硬化性を向上することもできる。
本開示においては、コレステリック液晶層保護の観点で、コレステリック液晶層よりも、視認側に紫外線(UV)吸収剤を含む層を有することが好ましい。紫外線吸収剤は、保護層、又は、基材に含まれていてもよく、紫外線吸収剤を含む層(すなわち、紫外線吸収層)を別途設けてもよい。
本開示において、紫外線吸収剤は、紫外線吸収性能を有する分子量が5,000未満の化合物である。上記分子量は、紫外線吸収剤が分子量分布を有する場合には、上述の方法により測定された重量平均分子量をいう。分子量分布を有しない場合、分子量は、例えばエレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI−MS)を用いて測定される。
紫外線吸収剤としては、極大吸収波長を380nm以下に有する化合物が好ましく、極大吸収波長を250nm〜380nm(特に好ましくは270nm〜380nm)に有する化合物がより好ましい。
紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリチル酸化合物及び金属酸化物粒子が挙げられる。
紫外線吸収剤は、紫外線吸収性能の観点から、トリアジン化合物又はベンゾトリアゾール化合物を含むことが好ましく、トリアジン化合物を含むことがより好ましい。
紫外線吸収剤におけるトリアジン化合物及びベンゾトリアゾール化合物の総含有量は、紫外線吸収剤の全量に対し、80質量%以上であることが好ましい。
UV吸収剤を含む層を別途設ける場合、UV吸収剤は、バインダーポリマー中に、含まれることが好ましい。バインダーポリマーは特に限定されないが、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、シロキサン樹脂、及びフッ素ポリマーよりなる群から選ばれた少なくとも1種が好ましく、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン及びポリオレフィンよりなる群から選ばれた少なくとも1種がより好ましく、アクリル樹脂が更に好ましい。
−界面活性剤−
保護層形成用塗布液は、界面活性剤を含むことが好ましい。
界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、イオン性界面活性剤であるアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及び両性界面活性剤が挙げられ、いずれも本開示に好適に用いることができる。
中でも、上述の特定シロキサン化合物と相互作用的な引力によりコアシェル粒子が効率的に形成される点、保存安定性、並びに、保護層の光透過性及びヘーズの観点から、ノニオン界面活性剤、及び、カチオン界面活性剤よりなる群から選ばれた少なくとも1種の界面活性剤が好ましく、カチオン界面活性剤がより好ましい。
−その他の成分−
保護層形成用塗布液は、既述の成分に加え、目的に応じて他の成分を含有することができる。
他の成分としては、公知の添加剤を用いることができ、例えば、帯電防止剤、シロキサン化合物の縮合触媒及び防腐剤が挙げられる。
・帯電防止剤
保護層形成用塗布液は、帯電防止剤を含有してもよい。
帯電防止剤は、保護層に帯電防止性を付与することで、汚染物質の付着を抑制する目的で用いられる。
帯電防止性を付与するための帯電防止剤としては、特に制限はない。
本開示に用いられる帯電防止剤としては、金属酸化物粒子、金属ナノ粒子、導電性高分子、及び、イオン液体よりなる群から選ばれる少なくとも1種を好ましく用いることができる。帯電防止剤は2種以上を併用してもよい。
金属酸化物粒子は帯電防止性を与えるために比較的多量の添加が必要であるが、無機粒子であるために、金属酸化物粒子を含有することで、保護層の防汚性をより高めることができる。
金属酸化物粒子には、特に制限はないが、酸化スズ粒子、アンチモンドープ酸化スズ粒子、スズドープ酸化インジウム粒子、酸化亜鉛粒子、シリカ粒子等が挙げられる。
金属酸化物粒子は屈折率が大きく、粒子径が大きいと透過光の散乱による光透過性の低下が懸念されるため、金属酸化物粒子の平均一次粒子径は100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることが特に好ましい。また、下限値は、2nm以上であることが好ましい。
また粒子の形状は特に限定されず、球状であっても、板状であっても、針状であってもよい。
金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、分散した粒子を透過型電子顕微鏡により観察し、得られた写真から求めることができる。写真の画像より、粒子の投影面積を求め、そこから円相当径を求め平均粒子径(平均一次粒子径)とする。本明細書における平均一次粒子径は、300個以上の粒子について投影面積を測定して、円相当径を求めて算出した値を用いている。
なお、金属酸化物粒子の形状が球状ではない場合にはその他の方法、例えば動的光散乱法を用いて求めてもよい。
帯電防止剤は、保護層形成用塗布液に1種のみ含有してもよく、2種以上含有してもよい。金属酸化物粒子を2種以上含有する場合、平均一次粒子径、形状、素材が互いに異なるものを2種以上使用してもよい。
保護層形成用塗布液においては、帯電防止剤の含有量は保護層形成用塗布液の全固形分に対し、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが特に好ましい。
帯電防止剤の含有量を上記範囲とすることにより、保護層形成用塗布液の製膜性を低下させることなく、保護層に効果的に帯電防止性を付与することができる。
また、帯電防止剤として金属酸化物粒子を用いる場合の含有量は、保護層形成用塗布液の全質量に対し、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。
金属酸化物粒子の含有量を上記範囲とすることで、保護層形成用塗布液における金属酸化物粒子の分散性が良好となり、凝集の発生が抑制され、必要な帯電防止性を保護層に付与することができる。
・縮合触媒
保護層形成用塗布液は、シロキサン化合物の縮合を促進する縮合触媒を含有することが好ましい。
保護層形成用塗布液が縮合触媒を含有することにより、より耐久性に優れた保護層を形成することができる。
保護層の形成方法は、特に制限はないが、保護層形成用塗布液を保護層の下層上に塗布し、乾燥させることで形成する方法、及び、あらかじめフィルム化されたものをラミネート又は粘着剤を介して貼合して形成する方法が挙げられる。
−保護層形成用塗布液の調製−
保護層形成用塗布液の調製方法は、特に制限はなく、例えば、有機溶媒、界面活性剤、及び、水を混合して、有機溶媒を水中に分散し、特定シロキサン化合物を添加して一部加水分解縮合して分散した有機溶媒の表面にシェル層を形成してコアシェル粒子を作製し、保護層形成用塗布液を製造する方法、並びに、有機溶媒をコア材として含むコアシェル粒子、特定シロキサン化合物、界面活性剤、及び、水を混合して製造する方法が挙げられる。
−保護層の形成−
以上説明した保護層形成用塗布液は、保護層の下層上に塗布し、乾燥させることで、保護層が形成される。
保護層形成用塗布液を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、スプレー塗布、刷毛塗布、ローラー塗布、バー塗布、ディップ塗布等の公知の塗布法をいずれも適用することができる。
また、保護層形成用塗布液を塗布する前に、保護層形成用塗布液が塗布される下層に対し、コロナ放電処理、グロー処理、大気圧プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理等の表面処理を施してもよい。
保護層形成用塗布液の乾燥は、室温(例えば、25℃)で行ってもよく、加熱して行ってもよい。保護層形成用塗布液に含まれる有機溶剤を十分揮発させ、空隙を形成し、また、保護層の光透過性及び着色抑制の観点、更には、基材として樹脂基材を用いた場合に樹脂基材の分解温度以下の温度で加熱する点から、40℃〜200℃に加熱して行うことが好ましい。また、樹脂基材の熱変形を抑制する観点では、40℃〜120℃に加熱して行うことがより好ましい。
また、加熱を行う場合には、加熱時間は、特に制限はないが、1分〜30分であることが好ましい。
以上、コアシェル粒子を含む保護層形成用塗布液と、この保護層形成用塗布液による保護層の形成について説明したが、コアシェル粒子の代わりに中空粒子を含む保護層形成用塗布液を用いて、保護層を形成してもよい。
ここで、中空粒子としては、マトリックスを構成するシロキサン樹脂との親和性の点から、シリカを主成分とする中空シリカ粒子を用いることが好ましい。
中空シリカ粒子としては、特開2013−237593号公報、及び国際公開第2007/060884号に記載される中空粒子が挙げられる。
また、中空シリカ粒子としては、表面が未修飾の中空シリカ粒子であっても、表面が変性されている中空シリカ粒子であってもよい。
また、中空粒子は、保護層形成用塗布液中で、分散安定化を図るために、又はシロキサン樹脂との親和性、結合性を高めるために、プラズマ放電処理、コロナ放電処理等の物理的表面処理、界面活性剤、カップリング剤等による化学的表面処理がなされていてもよい。
上記保護層における空隙率は、光透過性、及び、耐傷性の観点から、10%〜80%であることが好ましく、15%〜75%であることがより好ましく、20%〜55%であることが特に好ましい。
上記保護層における空隙の径(以下、「空隙径」ともいう)は、強度、光透過性、及びヘーズの観点から、25nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。空隙径の上限は、耐傷性の観点から、80nm以下であることが好ましく、70nm以下であることがより好ましい。
上記保護層の空隙径、空隙率及び空隙径の変動係数の測定方法は、以下の通りである。
上記保護層が設けられた加飾フィルムをフィルム表面と直交する方向に切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより、空隙径及び空隙率を測定する。
切断面のSEM画像(倍率50,000倍)において、任意に選択した200個の空隙に対して、それぞれ円相当径を算出し、その平均値を空隙径とする。
また、空隙率は、切断面のSEM画像(倍率50,000倍)について、画像処理ソフト(ImageJ)を用いて、空隙部分とマトリックス部分(即ち、シロキサン樹脂を含む空隙以外の部分)とを画像処理(二値化)を行い分離し、空隙部分の割合を算出して空隙率とする。
なお、空隙の径に異方性がない場合、空隙率はシロキサン樹脂中における空隙の体積分率として求められる。
本開示における保護層の屈折率は、視認性、及び、反射防止性の観点から、1.05〜1.6が好ましく、1.2〜1.5がより好ましく、1.2〜1.4が更に好ましい。
本開示において、屈折率は、25℃における550nmの波長の光に対する屈折率である。
また、自動車等の外装に用いられる際には、ワックス、ガソリン等の汚染を目立たなくさせるため、屈折率はそれらの屈折率に近い範囲、すなわち、1.4〜1.5の範囲に設定することが好ましい。
また、本開示において、無アルカリガラスOA−10G上に形成した保護層の単独膜に対して、分光光度計で透過スペクトルを測定し、上記測定で得られた透過率と、光干渉法により計算で算出した透過率と、を用い、フィッティング解析を行うことにより、各層の厚さ及び屈折率を求めるものとする。また、屈折率は、カルニュー精密屈折計(KPR−3000、(株)島津製作所製)を用いて測定することもできる。
−保護層の厚さ−
上記保護層の厚さは、特に制限はないが、ふき取り耐性及び立体成型性の観点から、2μm以上であることが好ましく、4μm以上であることがより好ましく、4μm〜50μmであることが更に好ましく、4μm〜20μmであることが特に好ましい。
<樹脂層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、上記コレステリック液晶層の平面性を確保するために、上記コレステリック液晶層と上記着色層との間に、樹脂層を更に有していてもよい。
上記樹脂層は、上記保護層とは異なる種類の樹脂を含む層であることが好ましい。
上記樹脂層としては、視認性の観点から、透明樹脂層であることが好ましく、透明フィルムからなる層であることがより好ましい。
透明フィルムとしては、必要な強度と耐傷性とを有する透明フィルムであれば特に制限されない。
本開示において、透明フィルムにおける「透明」とは、全光透過率が85%以上であることを指す。透明フィルムの全光透過率は、既述の着色層の全光透過率と同様の方法により測定することができる。
透明フィルムは、透明な樹脂を製膜して得られたフィルムが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)等の樹脂を含む樹脂フィルムが挙げられる。
特に、金型に対する形状追従性の点から、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はポリエチレンテレフタレート樹脂を、透明フィルムに含まれる全樹脂成分に対して60質量%以上(より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは100質量%)含む樹脂フィルムが好ましい。特に、アクリル樹脂を透明フィルムに含まれる全樹脂成分に対して60質量%以上(より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは100質量%)含む樹脂フィルムがより好ましい。
また、上記樹脂層の厚さは、特に制限はないが、50μm〜150μmが好ましい。
透明フィルムとしては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、アクリプレン(登録商標)HBS010(アクリル樹脂フィルム、三菱ケミカル(株)製)、テクノロイ(登録商標)S001G(アクリル樹脂フィルム、住友化学(株)製)、C000(ポリカーボネート樹脂フィルム、住友化学(株)製)、C001(アクリル樹脂/ポリカーボネート樹脂積層フィルム、住友化学(株)製)等が挙げられる。
−樹脂層の形成−
樹脂層の形成方法としては、特に制限はないが、透明フィルムを上記着色層にラミネートする方法が好ましく挙げられる。
透明フィルムをラミネートする際に用いられる装置としては、ラミネーター、真空ラミネーター、及び、より生産性を高めることができるオートカットラミネーター等の公知のラミネーターを使用することができる。
ラミネーターはゴムローラーなどの任意の加熱可能なローラーを備え、加圧及び加熱ができるものであることが好ましい。
ラミネーターからの加熱により、透明フィルム及びコレステリック液晶層の少なくとも一方が一部溶融し、コレステリック液晶層と透明フィルムとの間の密着性を更に高めることができる。
透明フィルムをラミネートする際の温度は、透明フィルムの材質及びコレステリック液晶層の溶融温度等に応じて決定されればよいが、透明フィルムの温度を、60℃〜150℃としうる温度であることが好ましく、65℃〜130℃としうる温度であることがより好ましく、70℃〜100℃としうる温度であることが特に好ましい。
また、透明フィルムをラミネートする際、透明フィルムとコレステリック液晶層との間には、線圧60N/cm〜200N/cmを加えることが好ましく、線圧70N/cm〜160N/cmを加えることがより好ましく、線圧80N/cm〜120N/cmを加えることが特に好ましい。
<粘着層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、他の部材(好ましくは他の成型用部材)への貼り付け容易性、及び、各層間の密着性を高める観点から、粘着層を有していてもよい。
粘着層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる
例えば、公知の粘着剤又は接着剤を含む層が挙げられる。
−粘着剤−
粘着剤の例としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、及びシリコーン系粘着剤が挙げられる。また、粘着剤の例として、「剥離紙・剥離フィルムおよび粘着テープの特性評価とその制御技術」、情報機構、2004年、第2章に記載のアクリル系粘着剤、紫外線(UV)硬化型粘着剤、及びシリコーン粘着剤が挙げられる。なお、アクリル系粘着剤とは、(メタ)アクリルモノマーの重合体((メタ)アクリルポリマー)を含む粘着剤をいう。
粘着剤を含む場合には、更に、粘着付与剤が含まれていてもよい。
−接着剤−
接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂接着剤、ポリエステル接着剤、アクリル樹脂接着剤、エチレン酢酸ビニル樹脂接着剤、ポリビニルアルコール接着剤、ポリアミド接着剤、シリコーン接着剤等が挙げられる。接着強度がより高いという観点から、ウレタン樹脂接着剤又はシリコーン接着剤が好ましい。
−粘着層の形成方法−
粘着層の形成方法としては、特に限定されず、粘着層が形成された保護フィルムを、粘着層と着色層とが接するようにラミネートする方法、粘着層を単独で着色層に接するようにラミネートする方法、及び、上記粘着剤又は接着剤を含む組成物を着色層上に塗布する方法が挙げられる。ラミネート方法又は塗布方法としては、上述の透明フィルムのラミネート方法又は着色層形成用組成物の塗布方法と同様の方法が好ましく挙げられる。
加飾フィルムにおける粘着層の厚さとしては、粘着力及びハンドリング性の両立の点で、5μm〜100μmが好ましい。
<その他の層>
本開示に係る成型用加飾フィルムは、上述した以外のその他の層を有していてもよい。
その他の層としては、加飾フィルムにおいて公知の層である、反射層、紫外線吸収層、自己修復層、帯電防止層、防汚層、防電磁波層及び導電性層が挙げられる。
本開示に係る成型用加飾フィルムにおけるその他の層は公知の方法により形成することができる。例えば、これらの層に含まれる成分を含む組成物(層形成用組成物)を層状に付与し、乾燥する方法等が挙げられる。
−カバーフィルム−
本開示に係る成型用加飾フィルムは、汚れの防止等を目的として、最外層としてカバーフィルムを有していてもよい。
カバーフィルムとしては、可撓性を有し、剥離性が良好な材料であれば特に制限なく使用され、ポリエチレンフィルム等の樹脂フィルム等が挙げられる。
カバーフィルムの貼り付け方法としては、特に制限されず、公知の貼り付け方法が挙げられ、具体的には、カバーフィルムを保護層上にラミネートする方法等が挙げられる。
<成型用加飾フィルムにおける好ましい層構成>
本開示に係る成型用加飾フィルムにおける層構成は、基材及びコレステリック液晶層を有すること以外、特に制限はないが、下記に示す層構成が好ましく挙げられる。なお、下記各層構成において、最外層として右側に記載した層の側から視認する態様であることが好ましい。
層構成1:コレステリック液晶層/基材
層構成2:基材/コレステリック液晶層
層構成3:基材/コレステリック液晶層/保護層
層構成4:基材/着色層/コレステリック液晶層
層構成5:着色層/コレステリック液晶層/基材
層構成6:基材/着色層/コレステリック液晶層/保護層
層構成7:着色層/コレステリック液晶層/基材/保護層
層構成8:着色層/基材/コレステリック液晶層/着色層(カラーフィルター層)/保護層
層構成9:着色層/コレステリック液晶層/基材/コレステリック液晶層/保護層
護層
層構成10:着色層/コレステリック液晶層/基材/着色層(カラーフィルター層)/保護層
層構成11:着色層/コレステリック液晶層/基材/コレステリック液晶層/着色層(カラーフィルター層)/保護層
これらの中でも、本開示に係る成型用加飾フィルムにおける層構成としては、耐久性、並びに、成型後における反射率変化抑制及び色味変化抑制の観点から、層構成4〜層構成11の態様が好ましく、層構成5又は層構成7〜層構成11の態様がより好ましく、層構成7〜層構成11の態様が更に好ましく、層構成10又は層構成11の態様が特に好ましく、層構成11の態様が最も好ましい。
また、必要に応じ、上記各層構成におけるコレステリック液晶層の上下の少なくとも一方に、配向層を有することが好ましい。
更に、他の部材への貼り付け性の観点から、各層構成において、最外層として左側に記載した層の側に、粘着層を更に有することが好ましい。
更に、耐光性の観点から、硬化液晶層よりも視認される方向の側に、紫外線吸収層を更に有することが好ましい。
(成型用加飾フィルムの製造方法)
本開示に係る成型用加飾フィルムの製造方法は、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を準備する工程、上記液晶組成物を基材上に付与し液晶組成物層を形成する工程、及び、上記液晶組成物層を硬化しコレステリック液晶層を形成する工程を含む。
<液晶組成物を準備する工程>
本開示に係る成型用加飾フィルムの製造方法は、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を準備する工程を含むことが好ましい。
液晶組成物を準備する工程における液晶組成物の各成分の組成については、後述する態様以外は、上述した成型用加飾フィルムにおける液晶組成物の態様と同様である。
<液晶組成物層を形成する工程>
本開示に係る成型用加飾フィルムの製造方法は、上記液晶組成物を基材上に付与し液晶組成物層を形成する工程を含むことが好ましい。
上記液晶組成物層を形成する工程に用いる基材は、上述した基材を好適に用いることができる。
上記液晶組成物の付与は、上述したように、上記液晶組成物を溶媒により溶液状態としたり、加熱による溶融液等の液状物としたりしたものを、ロールコーティング方式、グラビア印刷方式、スピンコート方式などの適宜な方式で展開する方法により行うことができる。更に、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、上記液晶組成物をノズルから吐出して、液晶組成物層を形成することもできる。
上記溶媒を使用した場合、上記液晶組成物の付与後であって、上記コレステリック液晶層を形成する工程の前に、液晶組成物層を公知の方法により乾燥することが好ましい。例えば、放置又は風乾によって乾燥してもよく、加熱によって乾燥してもよい。
上記液晶組成物の付与量は、乾燥後の液晶組成物層を考慮し、適宜設定すればよい。
また、上記液晶組成物の付与及び乾燥後において、上記液晶組成物中の液晶化合物が配向していることが好ましい。
<コレステリック液晶層を形成する工程>
本開示に係る成型用加飾フィルムの製造方法は、上記液晶組成物層を硬化しコレステリック液晶層を形成する工程を含むことが好ましい。
上記コレステリック液晶層を形成する工程においては、上記液晶組成物層の硬化により、コレステリック液晶層を形成する。上記硬化により、上記特定液晶化合物を含む液晶化合物の分子の配向状態を維持して固定して、コレステリック液晶層が形成される。
また、上記硬化は、上記液晶化合物が含んでいる化合物が有するエチレン性不飽和基又は環状エーテル基等の重合性基の重合反応により、実施することが好ましい。
更に、上記硬化は、露光により行うことが好ましい。露光により硬化を行う場合、上記液晶組成物層は、光重合開始剤を含むことが好ましい。
露光の光源としては、光重合開始剤の種類に応じて、適宜選定して用いることができる。例えば、波長域の光(例えば、365nm、405nm)を照射できる光源が好ましく挙げられる。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
露光量としては、特に制限はなく、適宜設定すればよく、5mJ/cm〜2,000mJ/cmであることが好ましく、10mJ/cm〜1,000mJ/cmであることがより好ましい。
また、上記露光による硬化の際に、液晶化合物の配列を容易にするため、加熱することが好ましい。加熱温度としては、特に制限はなく、使用する液晶化合物及び液晶組成物の組成に応じて選択すればよく、例えば、60℃〜120℃が挙げられる。
また、上記露光により、上記コレステリック液晶層を形成するだけでなく、必要に応じて、着色層等の他の層もあわせて露光による硬化を行ってもよい。
また、露光方法としては、例えば、特開2006−23696号公報の段落0035〜0051に記載の方法を本開示においても好適に用いることができる。
また、上記液晶組成物層を熱により硬化を行う場合、加熱温度及び加熱時間は、特に制限はなく、使用する熱重合開始剤等の種類に応じて、適宜選択すればよい。例えば、加熱温度は、60℃以上200℃以下であることが好ましく、また、加熱時間は、5分間〜2時間であることが好ましい。加熱手段としては、特に制限はなく、公知の加熱手段を用いることができる。加熱手段としては、例えば、ヒーター、オーブン、ホットプレート、赤外線ランプ及び赤外線レーザーが挙げられる。
<その他の工程>
本開示に係る成型用加飾フィルムの製造方法は、上述した工程以外の他の工程、例えば、着色層を形成する工程、配向層を形成する工程、保護層を形成する工程、粘着層を形成する工程等、所望に応じ、任意のその他の工程を含んでいてもよい。
着色層等の上記各層の形成については、上述した方法、又は、公知の方法を用いて行うことができる。
(成型方法、及び、成型物)
本開示に係る成型方法は、本開示に係る成型用加飾フィルムを用いる成型方法であり、本開示に係る成型用加飾フィルムを成型する工程を含む成型方法であることが好ましい。
また、本開示に係る成型物は、本開示に係る成型用加飾フィルムを成型してなる成型物であり、本開示に係る成型方法により製造された成型物であることが好ましい。
<成型する工程>
本開示に係る成型方法は、本開示に係る成型用加飾フィルムを成型する工程を含むことが好ましい。
本開示に係る成型用加飾フィルムは、成型加工性に優れるため、成型物の製造に好適に用いることができる。本開示に係る成型用加飾フィルムは、例えば、立体成型、及び、インサート成型よりなる群から選ばれた少なくとも1種の成型により成型物を製造する際に特に好適である。
以下、インサート成型を例に挙げて成型物の作製方法(成型方法)について詳述する。
インサート成型において、成型物は、例えば、金型内に成型用加飾フィルムを予め配置して、その金型内に基材樹脂を射出成型することにより得られる。このインサート成型により、樹脂成型物の表面に成型用加飾フィルムが一体化された成型物が得られる。
以下、インサート成型による成型物の作製方法の一実施態様を説明する。
成型物の作製方法は、射出成型用の金型内に、成型用加飾フィルムを配置して型閉めを行う工程、その後、溶融樹脂を金型内に射出する工程、更に、射出樹脂が固化したところで取り出す工程を含む。
加飾成型物の製造に用いる射出成型用の金型(即ち、成型金型)は、凸形状を有する金型(即ち、雄型)と凸形状に対応する凹形状を有する金型(即ち、雌型)を備えており、雌型の内周面となる成型面に成型用加飾フィルムを配置した後に、型閉めを行う。
ここで、成型金型内に成型用加飾フィルムを配置する前には、成型用加飾フィルムを、成型金型を用いて成型用加飾フィルムを成型(プレフォーム)することにより、成型用加飾フィルムに予め三次元形状を付与しておき、成型金型に供給することも可能である。
また、成型金型内に成型用加飾フィルムを配置する際には、成型金型へ成型用加飾フィルムを挿入した状態で、成型用加飾フィルムと成型金型との位置合わせが必要になる。
成型金型へ成型用加飾フィルムを挿入した状態で、成型用加飾フィルムと成型金型との位置合わせを行う方法としては、雌型が有する位置合わせ穴へ、雄型が有する固定ピンを挿入して保持する方法がある。
ここで、位置合わせ穴は、雌型において、成型用加飾フィルムの端部(具体的には、成型後に三次元形状が付与されない位置)が予め形成されている。
また、固定ピンは、雄型において、位置合わせ穴と嵌合する位置に、予め形成されている。
また、成型金型へ成型用加飾フィルムを挿入した状態で、成型用加飾フィルムと成型金型との位置合わせを行う方法としては、位置合わせ穴へ固定ピンを挿入する方法以外にも、以下の方法を用いることが可能である。
例えば、成型用加飾フィルムのうち成型後に三次元形状が付与されない位置に予め付した位置合わせマークを目標として、加飾成型フィルムの搬送装置側の駆動により微調整して合わせ込む方法が挙げられる。この方法の場合、位置合わせマークは、射出成型品(加飾成型体)の製品部分から見て、対角2点以上で認識するのが好ましい。
成型用加飾フィルムと成型金型との位置合わせを行い、成型金型を型閉じした後に、成型用加飾フィルムを挿入した成型金型内に溶融樹脂を射出する。射出時には、成型用加飾フィルムの上記樹脂基材側に溶融樹脂を射出する。
成型金型内に射出される溶融樹脂の温度は、使用する樹脂の物性等に応じて設定する。例えば、使用する樹脂がアクリル樹脂であれば、溶融樹脂の温度は、240℃以上260℃以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、雄型が有する注入口(射出口)の位置を、溶融樹脂を成型金型内へ射出する際に発生する熱及び/又はガスにより、成型用加飾フィルムが異常に変形することを抑制する目的で、成型金型の形状及び/又は溶融樹脂の種類に合わせて設定してもよい。
成型用加飾フィルムを挿入した成型金型内に射出した溶融樹脂が固化した後、成型金型を型開きして、成型金型から、固化した溶融樹脂である成型基材に成型用加飾フィルムが固定化された中間成型物を取り出す。
中間成型物は、最終的に製品(成型物)となる加飾部の周囲に、バリと、成型物のダミー部分が一体化している。ここで、ダミー部分には、上述した位置合わせにおいて、固定ピンが挿通されて形成された挿通孔が存在している。
このため、仕上げ加工前の中間成型物から、上記のバリとダミー部分とを取り除く仕上げ加工を施すことにより、成型物を得ることができる。
上記成型としては、立体成型も好適に挙げられる。
立体成型は、熱成型、真空成型、圧空成型、真空圧空成型などが好適に挙げられる。
真空成型する方法としては、特に制限されるものではないが、立体成型を、真空下の加熱した状態で行う方法が好ましい。
真空とは、室内を真空引きし、100Pa以下の真空度とした状態を指す。
立体成型する際の温度は、用いる成型用基材に応じ適宜設定すればよいが、60℃以上の温度域が好ましく、80℃以上の温度域がより好ましく、100℃以上の温度域が更に好ましい。立体成型する際の温度の上限は、200℃が好ましい。
立体成型する際の温度とは、立体成型に供される成型用基材の温度を指し、成型用基材の表面に熱電対を付すことで測定される。
上記の真空成型は、成型分野で広く知られている真空成型技術を利用して行うことができ、例えば、日本製図器工業(株)製のFormech508FSを用いて真空成型してもよい。
<保護層を硬化する工程>
成型用加飾フィルムが上記保護層を有する場合、本開示に係る成型方法は、成型された上記成型用加飾フィルムにおける上記保護層を硬化する工程を含むことが好ましい。
上記保護層を硬化する工程における硬化方法としては、特に制限はなく、上記保護層に含まれる上記シロキサン樹脂の架橋性基、上記有機樹脂のエチレン性不飽和基の有無、上記重合開始剤に応じて、選択すればよい。硬化方法としては、光又は熱により上記保護層を硬化させる方法が好ましく、光により上記保護層を硬化させる方法がより好ましい。
上記保護層を硬化する工程における露光は、可能であれば上記成型用加飾フィルムどちらの側から行ってもよいが、上記保護層の側から行うことが好ましい。
また、上記保護層の側の最外層として、カバーフィルムを有する場合、上記カバーフィルムを有する状態(すなわち、カバーフィルムの剥離前の状態)で露光を行ってもよい。上記カバーフィルム側から露光が行われる場合、上記カバーフィルムの全光透過率は80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。
露光方法としては、例えば、特開2006−23696号公報の段落0035〜0051に記載の方法を本開示においても好適に用いることができる。
露光の光源としては、上記保護層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nm)を照射できる光源であれば適宜選定して用いることができる。
具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯及びメタルハライドランプが挙げられる。
露光量としては、特に制限はなく、適宜設定すればよく、5mJ/cm〜2,000mJ/cmであることが好ましく、10mJ/cm〜1,000mJ/cmであることがより好ましい。
また、上記保護層を硬化する工程において、上記保護層だけでなく、必要に応じて、上記着色層の硬化を同時又は逐次に行ってもよい。
上記着色層を露光する場合、上記着色層は重合性化合物及び光重合開始剤を含むことが好ましい。重合性化合物及び光重合開始剤を含む着色層を露光することにより、硬化した着色層を得ることができる。
上記保護層を硬化する工程において、熱により硬化を行う場合の加熱温度及び加熱時間は、特に制限はなく、使用する熱重合開始剤等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、加熱温度は、60℃以上200℃以下であることが好ましく、また、加熱時間は、5分間〜2時間であることが好ましい。加熱手段としては、特に制限はなく、公知の加熱手段を用いることができるが、例えば、ヒーター、オーブン、ホットプレート、赤外線ランプ、赤外線レーザー等が挙げられる。
<その他の工程>
本開示に係る成型方法は、上述した工程以外の他の工程、例えば、本開示に係る成型用加飾フィルムを成型用部材に貼り付ける工程、上述したように、成型物からバリを取り除く工程、成型物からダミー部分を取り除く工程等、所望に応じ、任意のその他の工程を含んでいてもよい。
その他の工程は、特に制限はなく、公知の手段及び公知の方法を用いて行うことができる。
上記のようにして得られた成型物の用途としては、特に制限はなく、種々の物品に用いることができるが、自動車の内外装、電気製品の内外装、包装容器等が特に好適に挙げられる。中でも、自動車の内外装が好ましく、自動車の外装がより好ましい。
以下、実施例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例において、「%」、「部」とは、特に断りのない限り、それぞれ「質量%」、「質量部」を意味する。
<配向層1の形成>
基材として、厚さ125μmのポリカーボネート/アクリル積層フィルム(住化アクリル販売(株)製、テクノロイC003)を用意した。この基材のアクリル面に、配向層1形成用塗布液をワイヤーバーコーターで塗布した。
その後、100℃で120秒乾燥し、層厚1.5μmの配向層1を有する基材を作製した。
〔配向層1形成用塗布液の組成〕
・下記に示す変性ポリビニルアルコール:28質量部
・クエン酸エステル(AS3、三共化学(株)製):1.2質量部
・光重合開始剤(イルガキュア2959、BASF社製):0.84質量部
・グルタルアルデヒド:2.8質量部
・水:699質量部
・メタノール:226質量部
・変性ポリビニルアルコール(下記化合物、各構成単位の右下の数字は、モル比を表す。)
Figure 2020122235
<コレステリック液晶層1の形成>
上記作製した基材の配向膜1上に、短辺方向を基準に反時計回りに31.5°回転させた方向にラビング処理(レーヨン布、圧力:0.1kgf(0.98N)、回転数:1,000rpm、搬送速度:10m/min、回数:1往復)を施した。
下記に示す組成物中の成分を、25℃に保温された容器中にて、撹拌、溶解させ、コレステリック液晶層用塗布液1(液晶組成物1)を調製した。
〔コレステリック液晶層用塗布液1の組成〕
メチルエチルケトン:150.6部
液晶化合物1(棒状液晶化合物):92部
光重合開始剤A(IRGACURE 907、BASF社製):0.50部
カイラル剤A:4.00部
カイラル剤B:4.00部
下記界面活性剤F1:0.027部
液晶化合物1(単官能):下記棒状液晶化合物。なお、ラジカル重合系の場合、オキセタニル基(カチオン重合性官能基)を有しているが、アクリロキシ基(ラジカル重合性基)を1つのみ有するため、単官能と定義する。カチオン重合系であっても同様である。
Figure 2020122235
カイラル剤A(2官能):下記化合物
Figure 2020122235
カイラル剤B(0官能):下記化合物。なお、下記化合物中、Buはn−ブチル基を表す。
Figure 2020122235
界面活性剤F1:下記化合物
Figure 2020122235
ラビング処理された配向層1の表面に、調製したコレステリック液晶層用塗布液1を、ワイヤーバーコーターで塗布し、85℃で120秒乾燥し、層厚1.4μmのコレステリック液晶層1を有する積層体を作製した。
<着色層1の形成>
上記形成したコレステリック液晶層上に、黒色塗料(日本ペイント(株)製naxレアル480)を付与し、100℃で10分間乾燥することで、層厚10μmの着色層1(黒色着色層)を形成した。
<保護層1の形成>
−アクリレート変性アクリル樹脂Aの合成−
メタクリル酸メチル75gと、メタクリル酸グリシジル88gとをラジカル重合開始剤V−601(2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル、富士フイルム和光純薬(株)製)を用いて共重合させた。得られたポリマー50gを、テトラエチルアンモニウムクロリド存在下、19.2gのアクリル酸と反応させることで、アクリレート変性アクリル樹脂Aを得た。重量平均分子量は、20,000であった。アクリレート官能量(メタクリル酸グリシジル由来の構成単位にアクリル酸が反応してなるアクリロキシ基を有する構成単位の樹脂全体に対する量)は、30質量%であった。
−保護層形成用塗布液1の調製−
下記素材を25℃で24時間撹拌し混合することにより、アクリレート変性シロキサンオリゴマーの加水分解物1を得た。
−組成−
・アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製):15.0部
・メチルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製):6.0部
・エタノール(富士フイルム和光純薬(株)製):17.5部
・酢酸(富士フイルム和光純薬(株)製):3.6部
・水:11.7部
更に、下記を25℃で24時間撹拌し混合することにより、保護層形成用塗布液1を得た。
・加水分解物1:8.0部
・エタノール:8.0部
・アクリレート変性アクリル樹脂A(重量平均分子量=20,000):11部
・UV吸収剤(Tinuvin479−DW、BASF社製、固形分40質量%):1部
・アクリル樹脂(MMA(メタクリル酸メチル)/MAA(メタクリル酸)=60/40(質量比)、アルドリッチ社製、Mn=32,000):6部
・Irgacure 127(BASF社製):0.1部
・F−553(DIC(株)製フッ素系界面活性剤):0.02部
配向層1/コレステリック液晶層1/着色層1を形成した面と反対の基材面に、層厚15μmになるよう、ワイヤーバーコーターで保護層形成用塗布液1を塗布し、120℃で2分乾燥することで、保護層1を形成した。
<粘着層1の形成>
着色層1を形成した面上に、アクリル系粘着剤液(SKダインSG−50Y、綜研化学(株)製)を、コンマコーターで塗布し、120℃で2分乾燥することで、層厚25μmの粘着層1を形成することで、積層体1(成型用加飾フィルム1)を作製した。
<成型加工>
積層体1を、図1に示す形状の成型体を得るため、圧空成型加工(TOM成型)を施した。圧空成型加工には、TOM成型機NGF−0510−R(布施真空(株)製)を使用し、成型温度は150℃、延伸倍率は、最も高い部分で200%であった。成型加工後の成型体における保護層1を形成した面に、光露光装置(窒素パージUV照射機、(株)GSユアサ製、メタルハライドランプ、出力120W/cm)にて、1,000mJ/cmの積算露光量を与えることで、硬化させ、成型体1を得た。図1中、10は成型体、12は断面である。
<性能評価>
−反射特性−
成型加工前の積層体1の反射率を、日本分光(株)製分光光度計V−670を用い、保護層1の側から、かつ、保護層1の面に垂直な方向から、波長380nm〜1,100nmの範囲で測定した。
反射率は、反射スペクトルの極大値のうち最も高いものを示す。
評価結果として、A、B又はCであることが好ましく、A又はBがより好ましく、Aが特に好ましい。
<<評価基準>>
A:反射率が20%以上である。
B:反射率が10%以上20%未満である。
C:反射率が5%以上10%未満である。
D:反射率が5%未満である。
−反射率の変化−
積層体1(延伸していないもの)と、成型体1のうち、延伸倍率100%の部分を切り取ったものとについて、日本分光(株)製分光光度計V−670を用い、波長380nm〜1,100nmの範囲で反射スペクトルを測定し、反射率変化を確認した。
評価結果としては、反射率変化が小さいほうが好ましく、また、A、B又はCが好ましい。
反射率変化(%)=(成型体1の延伸倍率100%の部分の反射率)/(積層体1の反射率)×100
<<評価基準>>
A:反射率変化が20%以下である。
B:反射率変化が20%を超え50%以下である。
C:反射率変化が50%を超え90%未満である。
D:反射率変化が90%以上98%未満である。
E:反射率変化が98%以上である。
−色味の変化−
得られた成型体1について、延伸倍率0%の部分と、延伸倍率100%の部分との色味の違いについて、目視により評価を行った。評価結果としては、A、B又はCであることが好ましく、A又はBであることがより好ましく、Aが特に好ましい。
<<評価基準>>
A:延伸倍率0%の部分と、延伸倍率100%の部分では、色味の変化が全く確認できない。
B:延伸倍率0%の部分と、延伸倍率100%の部分では、色味の変化が確認できるが、わずかである。
C:延伸倍率0%の部分と、延伸倍率100%の部分では、色味の変化が確認される。
D:延伸倍率0%の部分と、延伸倍率100%の部分では、色味の変化が強く確認される。
−成型加工性−
得られた成型体を目視で観察し、液晶層のひび割れ状態を観察した。
評価結果としては、A、B又はCが好ましく、A又はBがより好ましく、Aが最も好ましい。
<<評価基準>>
A:延伸率が200%以上の領域において、硬化膜に割れが発生していない。
B:延伸率が150%未満の領域では硬化膜に割れが発生していないが、延伸率が150%以上の領域では割れが発生している
C:延伸率が100%未満の領域では硬化膜に割れが発生していないが、延伸率が100%以上の領域では割れが発生している
D:延伸率が50%未満の領域では硬化膜に割れが発生していないが、延伸率が50%以上の領域では割れが発生している
E:延伸率が50%未満の領域において、割れが発生している
−チッピング耐性−
成形体1の一部から、長さ7cm、幅5cmの試験片を切り出した。得られた試験片に対して、グラベロメーター(スガ試験機(株)製、JA−400S型)を用い、試験温度0℃の環境下、圧力0.3MPaで7号砕石100gを衝突させた。その後、試験片の表面を観察した。以下の基準に基づいて、成型体1のチッピング耐性について評価した。評価結果としては、A、B又はCが好ましく、A又はBがより好ましく、Aが最も好ましい。
<<評価基準>>
A:目視及び光学顕微鏡観察(倍率500倍)において、砕石が衝突した部分の周囲に広がった傷が観察されなかった(つまり、砕石が衝突した部分にのみ傷が観察された。)。
B:光学顕微鏡観察(倍率500倍)において、砕石が衝突した部分の周囲200μmの範囲まで広がった傷が観察された。ただし、目視では、砕石が衝突した部分の周囲に広がった傷は観察されなかった。
C:光学顕微鏡観察(倍率500倍)において、砕石が衝突した部分の周囲500μm以上の範囲に広がった傷が観察された。ただし、目視では、砕石が衝突した部分の周囲に広がった傷は観察されなかった。
D:目視において、劣化(例えば、クラック、剥離)が観察された。
E:目視において、著しい劣化(例えば、クラック、剥離)が観察された。
評価結果を、まとめて表1に示す。
(実施例2〜20、及び、比較例1〜5)
コレステリック液晶層塗布液1の組成を、表1又は表2に記載の組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体2〜20及びC1〜C5(成型用加飾フィルム2〜20及びC1〜C5)、及び、成型体2〜20及びC1〜C5をそれぞれ作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を、まとめて表1及び表2に示す。
Figure 2020122235
Figure 2020122235
表1、表2及び後述する表3における反射色とは、積層体(成型用加飾フィルム)を保護層側から視認した場合に、視認された色を示す。
表1及び表2に記載の各成分の数値の単位は、質量部を表す。
表1及び表2における「特定液晶化合物比率」は、液晶組成物の全固形分に対するエチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物の含有量を表す。
また、表1及び表2における「多官能重合性化合物比率」は、液晶組成物の全固形分に対する多官能重合性化合物の含有量を表す。
上述した以外の表1及び表2に記載の略称を、以下に示す。
液晶化合物2(2官能):下記棒状液晶化合物、1,4−ビス[4−(3−アクリロイルオキシプロポキシ)ベンゾイルオキシ]−2−メチルベンゼン、東京化成工業(株)製
Figure 2020122235
液晶化合物3(0官能):下記棒状液晶化合物
Figure 2020122235
液晶化合物4(単官能):下記棒状液晶化合物、4−(3−ブテニルオキシ)安息香酸4−シアノフェニル、東京化成工業(株)製
Figure 2020122235
液晶化合物5(単官能):下記棒状液晶化合物
Figure 2020122235
液晶化合物6(単官能):下記棒状液晶化合物
Figure 2020122235
カイラル剤C(0官能):下記化合物。なお、下記化合物中、Buはn−ブチル基を表す。
Figure 2020122235
CPI−100P:光カチオン重合開始剤、スルホニウム塩化合物。サンアプロ(株)製
(実施例21)
粘着層1/着色層1/コレステリック液晶層1/配向層1/基材/着色層2/保護層1の層構成となるように、積層体21(成型用加飾フィルム21)を作製した。
保護層1を形成する前に、基材上に着色層2を形成した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体21を作製した。
<着色層2の形成>
配向層1/コレステリック液晶層1/着色層1を形成した面と反対の基材面上に、着色層2形成用塗布液を、100℃で10分間乾燥することで、層厚5μmの着色層2を形成した。
下記に示す各成分を、25℃に保温された容器中にて、撹拌、溶解させ、着色層2形成用塗布液を調製した。
〔着色層2形成用塗布液の組成〕
・NX−042 バイオレット(大日精化工業(株)製):20質量%
・メチルエチルケトン(MEK):80質量%
得られた積層体21を用い、実施例1と同様の方法により、成型体21を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表3に示す。
(実施例22)
粘着層1/着色層1/コレステリック液晶層1/配向層1/基材/配向層2/コレステリック液晶層2/着色層2/保護層1の層構成となるように、積層体22(成型用加飾フィルム22)を作製した。
基材の片面だけでなく、両面に配向層及びコレステリック液晶層を形成した以外は、実施例21と同様の方法により、積層体22を作製した。
基材上の着色層2側に形成した配向層2及びコレステリック液晶層2はそれぞれ、配向層1及びコレステリック液晶層1と同様の組成及び方法により形成した。
得られた積層体22を用い、実施例1と同様の方法により、成型体22を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表3に示す。
(実施例23)
粘着層1/基材/配向層1/コレステリック液晶層1/保護層1の層構成となるように、積層体23(成型用加飾フィルム23)を作製した。
着色層1を形成しなかった以外は、実施例1と同様の方法により、積層体23を作製した。
得られた積層体23を用い、実施例1と同様の方法により、成型体23を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表3に示す。
(実施例24)
粘着層1/コレステリック液晶層1/配向層1/基材の層構成となるように、積層体24(成型用加飾フィルム24)を作製した。
着色層1及び保護層1を形成せず、また、粘着層1をコレステリック液晶層1側に形成した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体24を作製した。
得られた積層体24を用い、実施例1と同様の方法により、成型体24を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表3に示す。
Figure 2020122235
(実施例25)
基材をテクノロイS001(アクリル樹脂、膜厚125μm、住化アクリル販売(株)製)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体25を作製した。
得られた積層体25を用い、実施例1と同様の方法により、成型体25を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
(実施例26)
基材をコスモシャインA4300(非晶性ポリエチレンテレフタレート(A−PET)、膜厚75μm、東洋紡(株)製)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体26を作製した。
得られた積層体26を用い、実施例1と同様の方法により、成型体26を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
(実施例27)
基材をピュアサーモ(ポリプロピレン(PP)、膜厚125μm、出光ユニテック(株)製)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体27を作製した。
得られた積層体27を用い、実施例1と同様の方法により、成型体27を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
(実施例28)
配向層1/コレステリック液晶層1/着色層1を形成した面と反対の基材面に、アクリル系粘着剤液(SKダインSG−50Y、綜研化学(株)製)を、コンマコーターで塗布し、120℃で2分乾燥することで、層厚25μmの粘着剤層2を形成した。更に、粘着剤層2上にエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)フィルム(ネオフロンETFE、層厚12.5μm、ダイキン工業(株)製)を貼り合わせることで、保護層2を形成した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体28を作製した。
得られた積層体28を用い、実施例1と同様の方法により、成型体28を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
(実施例29)
配向層1/コレステリック液晶層1/着色層1を形成した面と反対の基材面に、下記保護層形成用塗布液3を、100℃で10分間乾燥することで、層厚10μmの保護層3を形成した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体29を作製した。保護層形成用塗布液3の調製方法は、以下に示す。
得られた積層体29を用い、実施例1と同様の方法により、成型体29を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
<保護層形成用塗布液3の調製>
下記に示す各成分を、25℃に保温された容器中にて、撹拌、溶解させ、保護層形成用塗布液3を調製した。
−保護層形成用塗布液3の組成−
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中にて、撹拌、溶解させ、保護層形成用塗布液3を調製した。
・アクリット8UH−1094(ウレタンアクリレート、大成ファインケミカル(株)製、固形分45%):45部
・Irgacure 127(BASF社製):1.5部
・MEK:53.5部
(実施例30)
配向層1/コレステリック液晶層1/着色層1を形成した面と反対の基材面に、下記UV吸収層1形成用塗布液を、層厚8μmになるよう、ワイヤーバーコーターで塗布し、140℃で2秒乾燥することで、UV吸収層1を形成し、その後、実施例1と同様の条件で、保護層1をUV吸収層1上に形成した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体30を作製した。UV吸収層1形成用塗布液の調製方法は、以下に示す。
得られた積層体30を用い、実施例1と同様の方法により、成型体30を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
<UV吸収層1形成用塗布液の調製>
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中にて、撹拌、溶解させ、UV吸収層1形成用塗布液を調製した。
−UV吸収層1形成用塗布液の組成−
・UV吸収剤(Tinuvin479−DW、BASF社製、固形分40質量%):7.1部
・バインダーポリマーの水分散液(アクリル樹脂、AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分28質量%):37.5部
・水溶性オキサゾリン系架橋剤(エポクロスWS−700、日本触媒(株)製、固形分25質量%):1.0部
・水:合計で100部となる残量
(実施例31)
着色層1を下記着色層1(赤着色層)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体31を作製した。
得られた積層体31を用い、実施例1と同様の方法により、成型体31を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
<着色層1(赤着色層)の形成>
上記形成したコレステリック液晶層上に、黒色塗料(日本ペイント(株)製naxレアル596)を、100℃で10分間乾燥することで、層厚10μmの着色層1(赤着色層)を形成した。
(実施例32)
着色層1を下記着色層1(メタリック着色層)に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体32を作製した。
得られた積層体32を用い、実施例1と同様の方法により、成型体32を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
<着色層1(メタリック着色層)の形成>
上記形成したコレステリック液晶層上に、メタリック塗料(帝国インキ(株)製MIR51000)を、100℃で10分間乾燥することで、層厚10μmの着色層1(メタリック着色層)を形成した。
(実施例33〜35)
コレステリック液晶層形成時の層厚を表4に記載のように変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体33〜35を作製した。
得られた積層体33〜35を用い、実施例1と同様の方法により、成型体33〜35を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
(実施例36)
実施例33において、基材を下記の易接着層付きアクリルフィルム2とし、保護層形成時の保護層形成用塗布液1を下記の保護層形成用塗布液4とし、配向膜を塗布する面を易接着層付きアクリルフィルム2の易接着層面とし、配向膜形成時の配向層1形成用塗布液を下記の配向層3形成用塗布液とし、黒層形成時の黒色塗料を下記の黒色層形成用塗布液3とした以外は、実施例33と同様にして、成形体36を作製した。
また、実施例1と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表4に示す。
<易接着層付きアクリルフィルム2(基材)の作製>
メタクリル酸メチル(富士フイルム和光純薬(株)製)99部、メタクリル酸(富士フイルム和光純薬(株)製)1部を、及びV−601開始剤(富士フイルム和光純薬(株)製)0.1部を混合し、MEK中、60℃で反応させることで、共重合体(A)(Mw:100,000)を得た。
得られた共重合体(A)82部、及びゴム弾性体粒子(メタブレンW450A、三菱ケミカル社製)14部、及びUV吸収剤(アデカスタブLA−31G、アデカ社製)4部を押出機に投入し、230℃、平均滞留時間10分で溶融混練して、UV吸収剤含有アクリル系樹脂組成物の樹脂ペレットを得た。
得られたアクリル系樹脂組成物の樹脂ペレットを押出機にて245℃で溶融混練し、フィルム状に押出して成形し、冷却した。このようにして、厚み150μmのアクリル系樹脂フィルムを得た。
得られたアクリル系樹脂フィルムの片面に、下記の易接着層形成用塗布液を膜厚が0.5umになるよう塗布し、80℃で2分乾燥した。その後、光露光装置(窒素パージUV照射機、(株)GSユアサ製、メタルハライドランプ、出力120W/cm)にて、2,00mJ/cmの積算露光量を与えることで硬化し、易接着層付きアクリルフィルム2を得た。
−易接着層形成用塗布液1の調製−
・MEK(富士フイルム和光純薬(株)製):85.1質量部
・CN996NS(ウレタンアクリレート、固形分50%、サートマー社製):14.8質量部
・OXE−02(紫外線(UV)吸収剤、BASF社製):0.03質量部
・F551A(界面活性剤 DIC社製):0.014質量部
−保護層形成用塗布液4の調製−
下記素材を25℃で24時間撹拌し混合することにより、アクリレート変性シロキサンオリゴマーの加水分解物2を得た。
〔組成〕
・KR513(アクリレート変性トリメトキシシラン縮合体、信越化学工業(株)製):19.0部
・エタノール(富士フイルム和光純薬(株)製):17.5部
・酢酸(富士フイルム和光純薬(株)製):3.6部
・水:11.7部
更に、下記組成中の成分を25℃で24時間撹拌し、混合することにより、保護層形成用塗布液4を得た。
〔組成〕
・加水分解物2:28.5部
・エタノール:9.6部
・アクリットKX−077(重量平均分子量=28,000):50.0部
・アルミキレートD(硬化剤、川研ファインケミカル社製):2.0部
・Irgacure 127(BASF社製):1.0部
・F−553(DIC(株)製フッ素系界面活性剤):0.02部
<配向層3の形成>
配向層3の形成は、基材のアクリル面に塗布液をワイヤーバーコーターで塗布した後、100℃で120秒乾燥して行った。配向層3の層厚を1.5μmとした。
〔配向層3形成用塗布液の組成〕
・下記に示す変性ポリビニルアルコール:28質量部
・クエン酸エステル(AS3、三共化学(株)製):1.2質量部
・光重合開始剤(イルガキュア2959、BASF社製):0.84質量部
・グルタルアルデヒド:2.8質量部
・フェノライト GG−1480(レゾール樹脂、DIC社製、固形分70%):0.8質量部
・水:699質量部
・メタノール:226質量部
・変性ポリビニルアルコール(下記化合物、各構成単位の右下の数字は、モル比を表す。)
Figure 2020122235
<着色層3の形成>
着色層3(黒色着色層)の形成は、コレステリック液晶層上に下記の黒色層形成用塗布液3を塗布し、80℃で2分間乾燥することで行った。着色層3の層厚を10μmとした。
〔黒色層形成用塗布液3の組成〕
・SF AG4251(黒分散物、山陽色素社製):35部
・CN996NS(ウレタンアクリレート、固形分50質量%、サートマー社製):18部
・8UA−6056(ウレタン変性アクリルポリマー、固形分35質量%、サートマー社製):36.0部
・OXE−02(光重合開始剤、BASF社製):0.1部
・F551A (界面活性剤、DIC社製):0.08部
Figure 2020122235
なお、表4において、保護層欄における「シロキサンアクリル」は、ポリシロキサン構造及びアクリル樹脂構造を有する樹脂を表し、基材欄における「アクリル」は、アクリル樹脂を表し、着色層欄に記載の色は、着色層の色をそれぞれ表す。
表1〜表4に示すように、実施例1〜実施例36の成型用加飾フィルムは、比較例1〜比較例5の成型用加飾フィルムと比べ、成型後における反射率の変化が小さいものであった。
また、実施例1〜実施例36の成型用加飾フィルムは、成型後における色味変化も小さく、成型加工性にも優れ、硬化後のチッピング耐性にも優れる。
更に、目視により観察したところ、実施例1〜実施例36の成型用加飾フィルムは、成型前だけでなく、成型後であっても、光輝性の均一性にも優れるものであった。
(実施例37)
実施例1と同様の方法で、基材上に、配向層1/コレステリック液晶層1/着色層1を形成した積層体を作製した。その後、保護層を形成せず、粘着層1を着色層1とは反対側の基材面に形成することで、積層体37を作製した。
成型体の形状を図2及び図3に示す形に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により、成型加工を行い、成型体37を作製した。図2中、20は成型体、22は主面である。図3中、32は断面である。
また、実施例1と同様の方法により、成型前の反射特性及び色、並びに、成型後の反射率変化に関する評価を行った。また、成型加工性については、得られた成型体を目視で観察し、延伸率が100%の領域において、割れが発生しているか否かについて評価を行った。評価結果を表5に示す。
(実施例38)
実施例2と同様の組成であるコレステリック液晶層塗布液を用いたこと以外は、実施例37と同様の方法で、積層体38及び成型体38を作製した。
また、実施例37と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表5に示す。
(実施例39)
実施例3と同様の組成であるコレステリック液晶層塗布液を用いたこと以外は、実施例37と同様の方法で、積層体39及び成型体39を作製した。
また、実施例37と同様の方法により、評価を行った。評価結果を表5に示す。
Figure 2020122235
表5に示すように、実施例37〜実施例39の成型用加飾フィルムは、成型後における反射率の変化が小さいことが分かった。
なお、2018年12月14日に出願された日本国特許出願2018−234492号、及び、2019年5月24日に出願された日本国特許出願2019−097758号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (11)

  1. 基材上に、コレステリック液晶層を有し、
    前記コレステリック液晶層が、エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を硬化してなる層である
    成型用加飾フィルム。
  2. 前記基材と前記コレステリック液晶層との間に、着色層を更に有する請求項1に記載の成型用加飾フィルム。
  3. 前記基材を有する側とは反対側の前記コレステリック液晶層上に、着色層を更に有する請求項1に記載の成型用加飾フィルム。
  4. 前記液晶組成物が、前記エチレン性不飽和基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の成型用加飾フィルム。
  5. 前記液晶組成物が、多官能重合性化合物を含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の成型用加飾フィルム。
  6. 前記コレステリック液晶層を2層以上有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の成型用加飾フィルム。
  7. 自動車の外装に用いられる成型用加飾フィルムである請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の成型用加飾フィルム。
  8. 電子デバイスの筐体パネルに用いられる成型用加飾フィルムである請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載に記載の成型用加飾フィルム。
  9. エチレン性不飽和基を1つ有するか又は環状エーテル基を1つ有するコレステリック液晶化合物を、液晶組成物の全固形分に対し、25質量%以上含む液晶組成物を準備する工程、
    前記液晶組成物を基材上に付与し液晶組成物層を形成する工程、及び、
    前記液晶組成物層を硬化しコレステリック液晶層を形成する工程を含む
    成型用加飾フィルムの製造方法。
  10. 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の成型用加飾フィルムを成型してなる成型物。
  11. 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の成型用加飾フィルムを成型する工程を含む成型方法。
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