TW202348416A - 混合組合物及積層體 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提昇適用於形成撥水塗層之底塗層的組合物之保存穩定性。
本發明係一種混合組合物,其係有機矽化合物(C)與溶劑(E
α)之混合組合物,上述有機矽化合物(C)包含胺基或胺骨架、及甲氧基,上述溶劑(E
α)於將漢森溶解度參數中之氫鍵項(δH)與分散項(δD)之比率設為δH/δD時,δH/δD為0.41以上,且相對於上述混合組合物100質量%,上述有機矽化合物(C)之量為0.001質量%以上且未達0.25質量%。
Description
本發明係關於一種混合組合物及包含由該混合組合物積層之中間層之積層體。
於觸控面板顯示器等顯示裝置、光學元件、半導體元件、建築材料、汽車或建築物之窗玻璃等各種領域中,要求對基材表面賦予撥水性。因此,使用具備各種撥水塗層之構件。
撥水性皮膜通常形成於基材之上來使用,於將撥水性皮膜形成用組合物塗佈於基材時,有時在基材預先形成底塗層等其他層之後,再塗佈上述組合物而形成撥水塗層。
例如,於專利文獻1中記載有一種防污性物品,其具有表面之至少一部分包含有機材料之基材、設置於包含上述有機材料之表面上之底塗層、及設置於上述底塗層上之防污層,且上述底塗層係使用具有水解性矽烷基及反應性有機基之第1矽烷化合物而形成之層。揭示有專利文獻1之防污性物品不僅防污性優異,而且關於該防污性之耐磨耗性等耐久性優異。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]WO2018/207811號
[發明所欲解決之問題]
用以形成如上所述之底塗層之組合物有時會在調整後於大氣氛圍下保管一定時間之後再使用,但使用保管後之組合物形成底塗層,於其上形成撥水塗層時,有時無法發揮良好之撥水性,故要求底塗層形成用組合物之保存穩定性。但是,上述專利文獻1中並未對此種保存穩定性進行任何研究。
因此,本發明之目的在於提昇適用於形成撥水塗層之底塗層的組合物之保存穩定性。
[解決問題之技術手段]
達成上述課題之本發明如下所述。
[1]一種混合組合物,其係有機矽化合物(C)與溶劑(E
α)之混合組合物,
上述有機矽化合物(C)包含胺基或胺骨架、及甲氧基,上述溶劑(E
α)於將漢森溶解度參數中之氫鍵項(δH)與分散項(δD)之比率設為δH/δD時,δH/δD為0.41以上,且
相對於上述混合組合物100質量%,上述有機矽化合物(C)之量為0.001質量%以上且未達0.25質量%。
[2]如[1]中記載之混合組合物,其中上述有機矽化合物(C)之一分子中,上述胺骨架為2個以上。
[3]如[1]或[2]中記載之混合組合物,其中上述有機矽化合物(C)之一分子中,矽原子為2個以上。
[4]如[1]至[3]中任一項記載之混合組合物,其中上述溶劑(E
α)於一分子中具有1個以上之羥基。
[5]如[1]至[4]中任一項記載之混合組合物,其中上述混合組合物所包含之全部溶劑之合計100質量%中,上述溶劑(E
α)之比率為75質量%以上。
[6]如[1]至[5]中任一項記載之混合組合物,其中基於下述式(E.1)而算出之上述有機矽化合物(C)與溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之距離Ra1為3.0~20.0(J/cm
3)
0.5。
[數1]
式中,
δD
c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δD
α:溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δP
c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δP
α:溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δH
c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5、
δH
α:溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5。
[7]如[1]至[6]中任一項記載之混合組合物,其中上述溶劑(E
α)包含非氟型脂肪族一元醇(E
α1)及除非氟型脂肪族一元醇以外之溶劑(E
α2),下述式(E.2)所表示之上述溶劑(E
α1)與上述溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之距離Ra2為4.0~14.0(J/cm
3)
0.5。
[數2]
式中,
δD
α1:溶劑(E
α1)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δD
α2:溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δP
α1:溶劑(E
α1)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δP
α2:溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δH
α1:溶劑(E
α1)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5、
δH
α2:溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5。
[8]如[1]至[7]中任一項記載之混合組合物,其中上述溶劑(E
α)包含1個大氣壓下之沸點為100℃以下之溶劑。
[9]如[1]至[8]中任一項記載之混合組合物,其中上述溶劑(E
α)包含辛醇/水分配係數:ClogP值為0以上之溶劑(E
αO)、及辛醇/水分配係數:ClogP值未達0之溶劑(E
αi)。
[10]如[1]至[9]中任一項記載之混合組合物,其中溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之極性項(δP)之值為6.0(J/cm
3)
0.5以上。
[11]一種積層體,其係基材(s)及撥水層(r)經由中間層(c)積層而成者,且
上述中間層(c)係由如[1]至[10]中任一項記載之組合物所形成之層。
[發明之效果]
根據本發明,能夠提供一種保存穩定性優異之組合物。
<組合物>
本發明之組合物之特徵在於:其係有機矽化合物(C)與溶劑(E
α)之混合組合物,上述有機矽化合物(C)包含胺基或胺骨架、及甲氧基,上述溶劑(E
α)於將漢森溶解度參數中之氫鍵項(δH)與分散項(δD)之比率設為δH/δD時,δH/δD為0.41以上,且相對於上述混合組合物100質量%,上述有機矽化合物(C)之量為0.001質量%以上且未達0.25質量%。再者,本發明亦包含將上述成分混合後於例如保管中進行了反應者。以下依序對有機矽化合物(C)、溶劑(E
α)進行說明。
1.有機矽化合物(C)
有機矽化合物(C)係包含胺基或胺骨架、及甲氧基之有機矽化合物。藉由在本發明之組合物中混合有機矽化合物(C),由該組合物所形成之中間層(c)能夠作為後述積層體中之撥水層(r)之底塗層發揮功能。因此,後述積層體中,撥水層(r)對基材(s)之密接性變良好,其結果,亦能夠提昇積層體之耐磨耗性。
作為本發明之組合物中混合之有機矽化合物(C),可為1種,亦可為2種以上。有機矽化合物(C)中包含胺基及胺骨架之至少一者,亦可包含兩者,更佳為至少包含胺骨架,進而較佳為包含胺骨架且不含胺基。上述胺骨架係以-NR
10-表示,R
10為氫或烷基。R
10較佳為氫或碳數1~5之烷基。又,於有機矽化合物(C)中包含複數個胺骨架之情形時,複數個胺骨架可相同亦可不同。有機矽化合物(C)之一分子中,上述胺骨架較佳為2個以上,通常為5個以下,較佳為4個以下,尤佳為2個。
有機矽化合物(C)所具有之矽原子於一分子中較佳為2個以上,通常為5個以下,較佳為4個以下,更佳為3個以下,尤佳為2個。
於有機矽化合物(C)一分子中之至少1個矽原子上,較佳為鍵結有1個甲氧基並且進而鍵結有水解性基或羥基(以下,將兩者合稱為反應性基(h1))。作為上述水解性基,可例舉烷氧基、鹵素原子、氰基、乙醯氧基、異氰酸基等。上述反應性基(h1)較佳為碳數1~4之烷氧基或羥基。於有機矽化合物(C)中之反應性基(h1)存在複數個之情形時,複數個反應性基(h1)可相同亦可互不相同,較佳為相同。
有機矽化合物(C)較佳為下述式(c1)或下述式(c2)所表示之化合物。
1-1.下述式(c1)所表示之有機矽化合物(C)(以下,有機矽化合物(C1))
[化1]
上述式(c1)中,
R
x11、R
x12、R
x13、R
x14分別獨立地為氫原子或碳數為1~4之烷基,於R
x11存在複數個之情形時,複數個R
x11可分別不同,於R
x12存在複數個之情形時,複數個R
x12可分別不同,於R
x13存在複數個之情形時,複數個R
x13可分別不同,於R
x14存在複數個之情形時,複數個R
x14可分別不同,
Rf
x11、Rf
x12、Rf
x13、Rf
x14分別獨立地為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~20之烷基或氟原子,於Rf
x11存在複數個之情形時,複數個Rf
x11可分別不同,於Rf
x12存在複數個之情形時,複數個Rf
x12可分別不同,於Rf
x13存在複數個之情形時,複數個Rf
x13可分別不同,於Rf
x14存在複數個之情形時,複數個Rf
x14可分別不同,
R
x15為碳數1~20之烷基,於R
x15存在複數個之情形時,複數個R
x15可分別不同,
X
11為水解性基或羥基,X
11之至少1個為甲氧基,於X
11存在複數個之情形時,複數個X
11可分別不同,
Y
11為-NH-、或-S-,於Y
11存在複數個之情形時,複數個Y
11可分別不同,
Z
11為乙烯基、α-甲基乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、胺基、異氰酸基、異氰尿酸基、環氧基、脲基、或巰基,
p1為1~20之整數,p2、p3、p4分別獨立地為0~10之整數,p5為0~10之整數,
p6為1~3之整數,
於Z
11不為胺基之情形時,具有至少1個作為-NH-之Y
11,於Y
11全部為-S-之情形時或p5為0之情形時,Z
11為胺基,
關於Z
11-、-Si(X
11)
p6(R
x15)
3-p6、p1個-{C(R
x11)(R
x12)}-單元(U
c11)、p2個-{C(Rf
x11)(Rf
x12)}-單元(U
c12)、p3個-{Si(R
x13)(R
x14)}-單元(U
c13)、p4個-{Si(Rf
x13)(Rf
x14)}-單元(U
c14)、p5個-Y
11-單元(U
c15),Z
11-為式(c1)所表示之化合物之一個末端,-Si(X
11)
p6(R
x15)
3-p6為另一個末端,只要-O-不與-O-連結,各個單元(U
c11)~單元(U
c15)以任意之順序排列而鍵結。
R
x11、R
x12、R
x13、及R
x14較佳為氫原子。
Rf
x11、Rf
x12、Rf
x13、及Rf
x14較佳為分別獨立地為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~10之烷基或氟原子。
R
x15較佳為碳數1~5之烷基。
X
11之1個為甲氧基。其餘X
11較佳為烷氧基、鹵素原子、氰基、異氰酸基、或羥基,更佳為烷氧基或羥基,進而較佳為碳數1~4之烷氧基或羥基,尤佳為甲氧基、乙氧基、或羥基。特佳為所有X
11均為甲氧基。
Y
11較佳為-NH-。
Z
11較佳為甲基丙烯醯基、丙烯醯基、巰基或胺基,更佳為巰基或胺基,尤佳為胺基。
p1較佳為1~15,更佳為2~10。p2、p3及p4分別獨立地較佳為0~5,更佳為均為0~2。p5較佳為0~5,更佳為0~3,進而較佳為0。p6較佳為2~3,更佳為3。
作為有機矽化合物(C),較佳為使用如下化合物,上述化合物於上述式(c1)中,R
x11及R
x12均為氫原子,Y
11為-NH-,X
11之1個為甲氧基,其餘X
11為烷氧基或羥基(較佳為其餘X
11為甲氧基、乙氧基、或羥基,更佳為所有X
11均為甲氧基),Z
11為胺基或巰基,p1為1~10,p2、p3及p4均為0,p5為0~5(尤其是0),p6為3。
再者,p1個單元(U
c11)無需單元(U
c11)連續鍵結,可於中途介隔其他單元而鍵結,只要合計為p1個即可。關於被p2~p5括住之單元(U
c12)~單元(U
c15)亦同樣如此。
有機矽化合物(C1)較佳為由下述式(c1-2)表示。
[化2]
上述式(c1-2)中,
X
12為水解性基或羥基,X
12之至少1個為甲氧基,於X
12存在複數個之情形時,複數個X
12可分別不同,
Y
12為-NH-,
Z
12為胺基、或巰基,
R
x16為碳數1~20之烷基,於R
x16存在複數個之情形時,複數個R
x16可分別不同,
p為1~3之整數,q為2~5之整數,r為0~5之整數,s為0或1,
於s為0之情形時,Z
12為胺基。
X
12之1個為甲氧基,其餘X
12較佳為烷氧基、鹵素原子、氰基、異氰酸基、或羥基,更佳為烷氧基或羥基,進而較佳為碳數為1~4之烷氧基或羥基,尤佳為甲氧基、乙氧基、或羥基。較佳為所有X
12均為甲氧基。
Z
12較佳為胺基。
R
x16較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~5之烷基。
p較佳為2~3之整數,更佳為3。
於s為1之情形時,較佳為q為2~3之整數,r為2~4之整數,於s為0之情形時,較佳為q與r之合計為1~5。尤佳為s為0且q與r之合計為1~5。
1-2.下述式(c2)所表示之有機矽化合物(C)(以下,有機矽化合物(C2))
[化3]
上述式(c2)中,
R
x20及R
x21分別獨立地為氫原子或碳數1~4之烷基,於R
x20存在複數個之情形時,複數個R
x20可分別不同,於R
x21存在複數個之情形時,複數個R
x21可分別不同,
Rf
x20及Rf
x21分別獨立地為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~20之烷基或氟原子,於Rf
x20存在複數個之情形時,複數個Rf
x20可分別不同,於Rf
x21存在複數個之情形時,複數個Rf
x21可分別不同,
R
x22及R
x23分別獨立地為碳數為1~20之烷基,於R
x22及R
x23存在複數個之情形時,複數個R
x22及R
x23可分別不同,
X
20及X
21分別獨立地為水解性基或羥基,X
20及X
21之至少1個為甲氧基,於X
20及X
21存在複數個之情形時,複數個X
20及X
21可分別不同,
p20為1~30之整數,p21為0~30之整數,標註p20或p21且被括號括住之重複單元之至少1個被取代為胺骨架-NR
100-,上述胺骨架中之R
100為氫原子或烷基,
p22及p23分別獨立地為1~3之整數,
p20個-{C(R
x20)(R
x21)}-單元(U
c21)、p21個-{C(Rf
x20)(Rf
x21)}-單元(U
c22)無需p20個單元(U
c21)或p21個單元(U
c22)連續,各個單元(U
c21)及單元(U
c22)以任意之順序排列而鍵結,式(c2)所表示之化合物之一個末端為-Si(X
20)
p22(R
x22)
3-p22,另一個末端為-Si(X
21)
p23(R
x23)
3-p23。
R
x20及R
x21較佳為氫原子。
Rf
x20及Rf
x21較佳為分別獨立地為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~10之烷基或氟原子。
R
x22及R
x23較佳為碳數1~5之烷基。
較佳為X
20及X
21之1個為甲氧基,其餘X
20及X
21為烷氧基、鹵素原子、氰基、異氰酸基、或羥基,更佳為烷氧基或羥基,進而較佳為碳數1~4之烷氧基或羥基,尤佳為甲氧基、乙氧基、或羥基。最佳為所有X
20及X
21均為甲氧基。
如上所述,胺骨架-NR
100-只要於分子內存在至少1個即可,只要標註p20或p21且被括號括住之重複單元之任一者被取代為上述胺骨架即可,較佳為標註p20且被括號括住之重複單元之一部分。上述胺骨架可存在複數個,該情形時之胺骨架之數較佳為1~10,更佳為1~5,進而較佳為2~5,尤佳為2~4,最佳為2。又,於該情形時,較佳為於相鄰之胺骨架之間具有-{C(R
x20)(R
x21)}
p200-,p200較佳為1~10,更佳為1~5。p200包含於p20之總數。
於胺骨架-NR
100-中,R
100為烷基之情形時,碳數較佳為5以下,更佳為3以下。胺骨架-NR
100-較佳為-NH-(R
100為氫原子)。
p20除了取代為胺骨架之重複單元之數以外,較佳為1~15,更佳為1~10。
p21除了取代為胺骨架之重複單元之數以外,較佳為0~5,更佳為0~2。
p22及p23較佳為2~3,更佳為3。
作為有機矽化合物(C2),較佳為使用如下化合物,上述化合物於上述式(c2)中,R
x20及R
x21均為氫原子,X
20及X
21之1個為甲氧基,且其餘X
20及X
21為烷氧基或羥基(尤其是甲氧基、乙氧基、或羥基)(最佳為所有X
20及X
21均為甲氧基),標註p20且被括號括住之重複單元至少1個被取代為胺骨架-NR
100-(取代為胺骨架之數、即胺骨架之數較佳為2以上、4以下,尤佳為2),R
100為氫原子,p20為1~10(其中,不包括取代為胺骨架之重複單元之數),p21為0,p22及p23為3。
再者,若以上述式(c2)表示後述實施例中用作化合物(C)之日本專利特開2012-197330號公報中所記載之N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷與氯丙基三甲氧基矽烷之反應物(商品名:X-12-5263HP,信越化學工業股份有限公司製造),則R
x20及R
x21均為氫原子,p20為8(其中,不包括取代為胺骨架之重複單元之數),p21為0,胺骨架為2個(均R
100為氫原子),兩末端相同,p22及p23為3,X
20及X
21為甲氧基。
有機矽化合物(C2)較佳為下述式(c2-2)所表示之化合物。
[化4]
上述式(c2-2)中,
X
22及X
23分別獨立地為水解性基或羥基,X
22及X
23之至少1個為甲氧基,於X
22及X
23存在複數個之情形時,複數個X
22及X
23可分別不同,
R
x24及R
x25分別獨立地為碳數1~20之烷基,於R
x24及R
x25存在複數個之情形時,複數個R
x24及R
x25可分別不同,
-C
wH
2w-之一部分之亞甲基之至少1個被取代為胺骨架-NR
100-,R
100為氫原子或烷基,
w為1~30之整數(其中,不包括取代為胺骨架之亞甲基之數),
p24及p25分別獨立地為1~3之整數。
較佳為X
22及X
23之1個為甲氧基,其他X
22及X
23為烷氧基、鹵素原子、氰基、異氰酸基、或羥基,更佳為烷氧基或羥基,進而較佳為碳數1~4之烷氧基或羥基,尤佳為甲氧基、乙氧基、或羥基。最佳為所有X
22及X
23均為甲氧基。
胺骨架-NR
100-可存在複數個,該情形時之胺骨架之數較佳為1~10,更佳為1~5,進而較佳為2~5,尤佳為2~4,最佳為2。又,於該情形時,較佳為於相鄰之胺骨架之間具有伸烷基。上述伸烷基之碳數較佳為1~10,更佳為1~5。相鄰之胺骨架之間之伸烷基之碳數包含於w之總數。
於胺骨架-NR
100-中,R
100為烷基之情形時,碳數較佳為5以下,更佳為3以下。胺骨架-NR
100-較佳為-NH-(R
100為氫原子)。
R
x24及R
x25較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~5之烷基。
p24及p25較佳為2~3之整數,更佳為3。
w較佳為1以上,更佳為2以上,且較佳為20以下,更佳為10以下。
本發明之混合組合物100質量%中,有機矽化合物(C)為0.001質量%以上且未達0.25質量%。藉由設為此種範圍,混合組合物之保存穩定性提昇。有機矽化合物(C)較佳為0.005質量%以上,更佳為0.01質量%以上,進而較佳為0.03質量%以上,且較佳為0.20質量%以下,更佳為0.15質量%以下,進而較佳為未達0.1質量%。混合組合物100質量%中之有機矽化合物(C)之量尤佳為0.03質量%以上且未達0.1質量%。
有機矽化合物(C)之量可在製備組合物時加以調整。上述有機矽化合物(C)之量亦可根據組合物之分析結果而算出。作為根據組合物之分析結果來特定之方法,例如可例舉如下方法:藉由利用氣相層析質譜分析法或液相層析質譜分析法等對組合物中所包含之各化合物之種類進行分析,並對所獲得之分析結果進行庫檢索而特定,又,使用校準曲線法,根據上述分析結果算出組合物中所包含之各化合物之量。再者,本說明書中,於記載各成分之量或質量比之範圍之情形時,該範圍可在製備組合物時加以調整。
本發明之組合物係由上述有機矽化合物(C)以及δH/δD為0.41以上之溶劑(後述溶劑(E
α))混合而成之組合物。本發明之組合物係藉由將有機矽化合物(C)、溶劑(E
α)進行混合而獲得,於混合有上述成分以外之成分之情形時,係藉由將有機矽化合物(C)、溶劑(E
α)與其他成分混合而獲得。本發明之組合物亦包含在混合後於例如保管中進行了反應者,作為進行了反應之例,例如可例舉:上述組合物包含較佳態樣中之上述有機矽化合物(C)之矽原子上鍵結之水解性基因水解而變成-SiOH基之化合物。又,作為於組合物之保管中進行了反應之例,亦可例舉:上述組合物包含上述有機矽化合物(C)之縮合物,作為該縮合物,例如可例舉:較佳態樣中之有機矽化合物(C)所具有之-SiOH基或因水解而產生之有機矽化合物(C)之-SiOH基與源自有機矽化合物(C)之-SiOH基、或源自其他化合物之-SiOH基進行脫水縮合而形成之縮合物。
2.δH/δD為0.41以上之溶劑(E
α)
漢森(Hansen)溶解度參數係將由希德布朗(Hildebrand)導入之溶解度參數分成分散項(δD)、極性項(δP)、氫鍵項(δH)3個分量並於3維空間表示者。分散項(δD)表示基於分散力之效果,極性項(δP)表示基於偶極力之效果,氫鍵項(δH)表示氫鍵力之效果。
再者,漢森溶解度參數之定義與計算記載於Charles M.Hansen著、Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook (CRC Press,2007年)中。又,藉由使用電腦軟體Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP),對文獻值等未知之化合物亦能夠根據其化學結構簡便地推算出漢森溶解度參數。進而,關於文獻值等未知之化合物,亦能夠藉由使用後述之溶解球法算出漢森溶解度參數。於本發明中,決定溶劑之漢森溶解度參數時,使用HSPiP第5.2.05版,關於登錄至資料庫中之溶劑,使用登錄之漢森溶解度參數之值,關於未登錄之溶劑,藉由使用後述溶解球法而算出漢森溶解度參數。
溶解球法係算出目標物之漢森溶解度參數之方法,可藉由使目標物溶解或分散於漢森溶解度參數確定之多種不同之溶劑中並評價目標物對特定溶劑之溶解性或分散性的溶解度試驗來決定。用於溶解度試驗之溶劑之種類較佳為以各溶劑之HSP之分散項、極性項及氫鍵項之合計值於溶劑間大幅不同之方式選擇,更具體而言,較佳為使用10種以上、更佳為15種以上、進而較佳為17種以上之溶劑進行評價。具體而言,找出如下球(溶解度球),將該球之中心座標作為目標物之漢森溶解度參數:該球係使上述溶解度試驗所使用之溶劑之中溶解或分散目標物之溶劑之3維上之點全部內含於球之內側、不溶解或分散目標物之溶劑之點位於球之外側且半徑最小的球。溶解性及分散性之評價係分別以目視判定對象之目標物是否溶解及是否分散於溶劑中而進行。關於溶解度試驗之具體方法,於實施例之欄中進行詳述。
例如,未在目標物之漢森溶解度參數之測定中使用之某一其他溶劑之漢森溶解度參數為(δd,δp,δh)之情形時,若該座標所示之點內含於目標物之溶解度球之內側,則認為該溶劑溶解或分散目標物。另一方面,若該座標點位於目標物之溶解度球之外側,則認為該溶劑無法溶解或分散目標物。
本發明中,於溶劑之漢森溶解度參數中,重要的是包含氫鍵項(δH)與分散項(δD)之比率:δH/δD為0.41以上之溶劑(E
α)。藉由使本發明之組合物包含溶劑(E
α),混合組合物之保存穩定性變良好。有機矽化合物(C)具有甲氧基,且尤其是有機矽化合物(C)之至少1個矽原子上鍵結有甲氧基並且鍵結有上述反應性基(h1)的較佳態樣中,認為於組合物之保存中,有機矽化合物(C)具有之-SiOH基或因鍵結於矽原子之水解性基之水解而產生之有機矽化合物(C)之-SiOH基彼此進行縮合反應係加速組合物之保存穩定性之劣化之原因之一。但是,可能是由於本發明之組合物包含溶劑(E
α),能夠抑制此種縮合反應等,故成為組合物之保存穩定性進一步提昇之原因之一。再者,本說明書中,溶劑係指於室溫下為液體之化合物。
溶劑(E
α)較佳為於一分子中具有1個以上之羥基,羥基數之上限例如為3以下,較佳為2以下。
作為溶劑(E
α),可使用上述比率:δH/δD為0.41以上之1種溶劑,亦可使用上述比率:δH/δD分別為0.41以上之2種以上之溶劑。上述比率:δH/δD較佳為0.5以上,更佳為0.7以上,進而較佳為0.9以上,且上限並無特別限定,例如可為1.7以下,亦可為1.3以下。
作為溶劑(E
α),具體而言,可例舉:
包含甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇(isopropyl alcohol)、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、異戊醇、正戊醇等脂肪族一元醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇等脂肪族二醇、苄醇等芳香族醇之非氟型醇系溶劑;
二丙酮醇、4-羥基-2-丁酮、2-羥基異丁酸甲酯、4-羥基-4-甲基戊烷-2-酮、(R)-(-)-3-羥基丁酸甲酯等羥基酮(酮醇)系溶劑;
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟-1-庚醇、全氟辛基乙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟-1-壬醇、1H,1H,2H,2H-十三氟-1-正辛醇、1H,1H,2H,2H-九氟-1-己醇、1H,1H,3H-六氟-1-丁醇等含氟型醇系溶劑;
丙酮等酮系溶劑;
四氫呋喃等醚系溶劑;
3-甲氧基-1-丙醇、乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇等醚醇系溶劑;
丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯等醚酯系溶劑;
二甲基亞碸等硫化合物系溶劑;
二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲基乳醯胺等氮化合物系溶劑;等溶劑。
再者,本說明書中,非氟型醇系溶劑係指不具有氟原子之醇系溶劑,含氟型醇系溶劑係指具有1個以上氟原子之醇系溶劑。
溶劑(E
α)於本發明之混合組合物100質量%中,較佳為75質量%以上,更佳為85質量%以上,進而較佳為95質量%以上,且上限通常未達100質量%。
將溶劑(E
α)與上述有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之距離設為規定範圍亦較佳,藉此能夠提昇上述有機矽化合物(C)之溶解性。具體而言,基於下述式(E.1)而算出之溶劑(E
α)與有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之距離Ra1較佳為3.0~20.0(J/cm
3)
0.5。Ra1較佳為7.0(J/cm
3)
0.5以上。
[數3]
式中,
δD
c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δD
α:溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δP
c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δP
α:溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δH
c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5、
δH
α:溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5。
再者,於溶劑(E
α)及有機矽化合物(C)之至少一者包含複數種之情形時,較佳為在計算上述Ra1時,溶劑(E
α)之1種及有機矽化合物(C)之1種之所有組合滿足上述Ra1之要件。
溶劑(E
α)較佳為包含1個大氣壓下之沸點為100℃以下之溶劑(E
αL),更佳為包含1個大氣壓下之沸點為100℃以下之溶劑(E
αL)及1個大氣壓下之沸點超過100℃之溶劑(E
αH)。藉由使溶劑(E
α)包含溶劑(E
αL)及溶劑(E
αH),製膜穩定性提昇,能夠提昇使用本發明之組合物作為撥水層之底塗層的積層體之耐磨耗性(尤其是鋼絲絨耐磨耗性)。溶劑(E
αL)之沸點(1個大氣壓)較佳為90℃以下,更佳為85℃以下,下限並無特別限定,例如為65℃以上。又,溶劑(E
αH)之沸點(1個大氣壓)較佳為120℃以上,更佳為150℃以上,上限並無特別限定,例如為250℃以下。
溶劑(E
α)之漢森溶解度參數之極性項(δP)之值較佳為6.0(J/cm
3)
0.5以上,於溶劑(E
α)包含2種以上溶劑之情形時,較佳為任一溶劑(E
α)之δP值均為6.0(J/cm
3)
0.5以上。溶劑(E
α)較佳為包含漢森溶解度參數之極性項(δP)之值為8.0(J/cm
3)
0.5以上之溶劑,更佳為同時包含漢森溶解度參數之極性項(δP)之值為8.0(J/cm
3)
0.5以上之溶劑與漢森溶解度參數之極性項(δP)之值為6.0(J/cm
3)
0.5以上且未達8.0(J/cm
3)
0.5之溶劑。藉此,能夠提昇耐磨耗性(尤其是後述實施例中所示之使用鋼絲絨試驗機之耐磨耗性)。
溶劑(E
α)較佳為包含辛醇/水分配係數:ClogP值為0以上之溶劑(E
αO)及辛醇/水分配係數:ClogP值未達0之溶劑(E
αi)。溶劑(E
αO)之ClogP值較佳為0.05以上,上限例如可為0.2以下。溶劑(E
αi)之ClogP值更佳為-0.5以下,更佳為-1.0以下,下限例如亦可為-2.0以上。藉由將2種以上溶劑之ClogP值設為上述範圍,脂溶性之官能基及水溶性官能基兩者於溶劑中之溶解性提昇,從而能夠提昇保存穩定性。
再者,ClogP值可採用使用Cambridge Soft公司之ChemProp/LogP之方法而算出之儲存於ChemDraw19.1之資料庫中之值。
上述溶劑(E
α)較佳為包含非氟型脂肪族一元醇(E
α1)及除非氟型脂肪族一元醇以外之溶劑(E
α2),且下述式(E.2)所表示之上述溶劑(E
α1)與上述溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之距離Ra2為4.0~14.0(J/cm
3)
0.5。上述Ra2更佳為6.0(J/cm
3)
0.5以上。
[數4]
式中,
δD
α1:溶劑(E
α1)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δD
α2:溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm
3)
0.5、
δP
α1:溶劑(E
α1)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δP
α2:溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm
3)
0.5、
δH
α1:溶劑(E
α1)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5、
δH
α2:溶劑(E
α2)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm
3)
0.5。
再者,溶劑(E
α1)及溶劑(E
α2)可分別為1種,亦可為複數種,當溶劑(E
α1)及溶劑(E
α2)之至少一者包含複數種溶劑時,較佳為在計算上述Ra2時,溶劑(E
α1)之1種及溶劑(E
α2)之1種之所有組合均滿足上述Ra2之要件。
於溶劑(E
α)包含溶劑(E
α1)及溶劑(E
α2)之情形時,溶劑(E
α2)之量相對於溶劑(E
α1)之量之質量比(E
α2/E
α1)較佳為0.05%以下。若E
α2/E
α1之比率變大,則有初期之橡皮擦耐磨耗性、及保存穩定性均降低之傾向。E
α2/E
α1之下限例如可為0.01%以上。
又,於溶劑(E
α)包含溶劑(E
α1)及溶劑(E
α2)之情形時,相對於本發明之組合物100質量%,溶劑(E
α1)之量較佳為99.5質量%以上,更佳為99.6質量%以上,進而較佳為99.7質量%以上,上限並無特別限定,例如可為99.99質量%以下。
溶劑(E
α)較佳為至少包含非氟型醇系溶劑,亦較佳為同時包含非氟型醇系溶劑與選自由羥基酮系溶劑、氮化合物系溶劑、醚醇系溶劑、硫化合物系溶劑及酮系溶劑所組成之群中之至少1種,更佳為溶劑(E
α)為非氟型醇系溶劑、或非氟型醇系溶劑與選自由羥基酮系溶劑、氮化合物系溶劑、硫化合物系溶劑及酮系溶劑所組成之群中之至少1種之混合溶劑。上述混合溶劑中,羥基酮系溶劑較佳為4-羥基-2-丁酮或(R)-(-)-3-羥基丁酸甲酯,氮化合物系溶劑較佳為二甲基甲醯胺,硫化合物系溶劑較佳為二甲基亞碸,酮系溶劑較佳為丙酮。
非氟型醇系溶劑中,較佳為甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇等烷基醇,更佳為碳數1~3之烷基醇,尤佳為異丙醇。
於溶劑(E
α)包含非氟型醇系溶劑及羥基酮系溶劑之情形時,非氟型醇系溶劑相對於兩溶劑之合計100質量%之比率較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,進而較佳為98質量%以上,又,可為99.99質量%以下。
本發明之混合組合物之溶劑可僅由溶劑(E
α)構成,亦可包含溶劑(E
α)以外之溶劑(例如比率:δH/δD未達0.41之溶劑(E
β)),混合組合物所包含之所有溶劑之合計100質量%中,溶劑(E
α)之比率較佳為75質量%以上,更佳為85質量%以上,進而較佳為95質量%以上。
溶劑(E
α)之量相對於有機矽化合物(C)之量較佳為300質量倍以上,更佳為500質量倍以上,進而較佳為1000質量倍以上,又,可為100,000質量倍以下,可為50,000質量倍以下,可為10,000質量倍以下,亦可為5,000質量倍以下。
於將本發明之組合物整體設為100質量%時,有機矽化合物(C)、溶劑(E
α)之合計量較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,進而較佳為98質量%以上,又,亦可為100質量%。
本發明之組合物亦可於不阻礙本發明之效果之範圍內,混合有矽烷醇縮合觸媒、抗氧化劑、防銹劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、防黴劑、抗菌劑、抗病毒劑、防生物附著劑、消臭劑、顏料、阻燃劑、抗靜電劑等各種添加劑。上述添加劑之量於本發明之混合組合物100質量%中較佳為5質量%以下,更佳為1質量%以下。
本發明之組合物較佳為底塗層用組合物,可用作基材與撥水層之間的中間層用組合物,本發明之組合物較佳為不含撥水成分(尤其是後述有機矽化合物(A))。本發明之組合物(以下,有時稱為中間層形成用組合物)之保存穩定性優異。又,根據本發明之一態樣,無論是使用剛製備後之中間層形成用組合物獲得之積層體,抑或使用製備後保存後之中間層形成用組合物獲得之積層體,撥水性均保持良好之狀態。以下,對包含由本發明之中間層形成用組合物所形成之中間層之積層體進行說明。
<積層體>
本發明之積層體之特徵在於:其係基材(s)及撥水層(r)經由中間層(c)積層而成者,且上述中間層(c)係由本發明之組合物所形成之層。本發明之積層體之撥水性良好。本發明之積層體中,較佳為中間層(c)與撥水層(r)直接積層。又,基材(s)與中間層(c)可直接積層,亦可於基材(s)與中間層(c)之間設置有如後述層(X)之與基材(s)及中間層(c)不同之層,較佳為於基材(s)與中間層(c)之間設置有不同層。
1.基材(s)
基材(s)之材質並無特別限定,可為有機系材料、無機系材料之任一者,又,基材之形狀可為平面、曲面之任一者,亦可為該等組合而成之形狀。作為有機系材料,可例舉:丙烯酸系樹脂、丙烯腈樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂(例如,聚對苯二甲酸乙二酯等)、苯乙烯樹脂、纖維素樹脂、聚烯烴樹脂、乙烯系樹脂(例如,聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯基苄基氯系樹脂、聚乙烯醇等)、聚偏二氯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、及該等之共聚物等熱塑性樹脂;酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯、聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂等熱硬化性樹脂等。作為無機系材料,可例舉:鐵、矽、銅、鋅、鋁、鈦、鋯、鈮、鉭、鑭等金屬、該等之金屬氧化物、或包含該等金屬之合金、陶瓷、玻璃等。其中,尤佳為有機系材料,更佳為丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂、乙烯基苄基氯系樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、及胺基甲酸酯樹脂之至少1種,進而較佳為丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂,尤佳為聚對苯二甲酸乙二酯。
基材(s)中亦較佳為分散無機粒子、有機粒子、橡膠粒子,又,亦可含有顏料或染料之類之著色劑、螢光增白劑、分散劑、塑化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紅外線吸收劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等調配劑。
基材(s)之厚度例如為5 μm以上,較佳為10 μm以上,更佳為20 μm以上,進而較佳為30 μm以上,且可為500 μm以下,較佳為200 μm以下,更佳為150 μm以下,進而較佳為100 μm以下,尤佳為60 μm以下。
2.層(X)
於本發明之積層體中,較佳為於基材(s)與中間層(c)之間設置有與基材(s)、中間層(c)、及撥水層(r)不同之層(X)。作為層(X),可例舉由選自由活性能量線硬化型樹脂及熱硬化型樹脂所組成之群(X1)中之至少1種所形成的層。上述活性能量線定義為能夠使產生活性種之化合物分解而產生活性種之能量線,可例舉可見光、紫外線、紅外線、X射線、α射線、β射線、γ射線及電子束等。上述活性能量線硬化型樹脂包括:丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、氧雜環丁烷系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、乙烯基苄基氯系樹脂、乙烯系樹脂(聚乙烯、氯乙烯系樹脂等)、苯乙烯系樹脂、酚系樹脂、乙烯醚系樹脂或聚矽氧系樹脂或該等之混合樹脂等紫外線硬化型樹脂、或電子束硬化型樹脂,尤佳為紫外線硬化型樹脂。作為群(X1),尤佳為丙烯酸系樹脂、聚矽氧系樹脂、苯乙烯系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚醯胺系樹脂、酚系樹脂、及環氧系樹脂。又,作為層(X),亦可例舉由選自由鈦氧化物、鋯氧化物、鋁氧化物、鈮氧化物、鉭氧化物、鑭氧化物、及SiO
2所組成之群(X2)中之至少1種形成的層。層(X)之厚度例如為0.1 nm以上100 μm以下,較佳為1 nm以上60 μm以下,更佳為1 nm以上10 μm以下。
2-1.硬塗層(hc)
於層(X)具有由選自上述群(X1)之至少1種形成之層之情形時,層(X)能夠發揮作為具有表面硬度之硬塗層(hc)之功能,能夠對基材(s)賦予耐擦傷性。硬塗層(hc)之硬度通常以鉛筆硬度計為B以上,較佳為HB以上,進而較佳為H以上,尤佳為2H以上。於層(X)包含硬塗層(hc)之情形時、即層(X)具有硬塗層之功能之情形時,硬塗層(hc)可為單層結構,亦可為多層結構。硬塗層(hc)例如較佳為包含上述紫外線硬化型樹脂,尤其是較佳為包含丙烯酸系樹脂或聚矽氧系樹脂,為了表現出高硬度,較佳為包含丙烯酸系樹脂。又,就呈現經由上述中間層(c)之與撥水層(r)之密接性變良好之傾向之方面而言,亦較佳為包含環氧系樹脂。再者,關於形成構成群(X1)之活性能量線硬化型樹脂及熱硬化型樹脂之具體方法,於後述之顯示裝置之欄中進行說明。
於層(X)包含硬塗層(hc)之情形時,硬塗層(hc)可包含添加劑。添加劑無限定,可例舉:無機系微粒子、有機系微粒子、或該等之混合物。作為添加劑,可例舉:紫外線吸收劑、二氧化矽、氧化鋁等金屬氧化物、聚有機矽氧烷等無機填料。藉由包含無機填料,能夠提高經由上述中間層(c)之與上述撥水層(r)之密接性。硬塗層(hc)之厚度例如較佳為1 μm以上,更佳為1.2 μm以上,進而較佳為1.4 μm以上,且較佳為100 μm以下,更佳為50 μm以下,進而較佳為20 μm以下,進一步較佳為10 μm以下。於上述硬塗層(hc)之厚度為1 μm以上之情形時,能夠確保充分之耐擦傷性,於100 μm以下之情形時,能夠確保耐彎曲性,其結果,能夠抑制由硬化收縮產生之捲曲。
2-2.防反射層(ar)
於層(X)具有由選自上述群(X2)之至少1種所形成之層之情形時,層(X)能夠發揮防止入射之光之反射之防反射層(ar)的功能。於層(X)包含防反射層(ar)之情形時,防反射層(ar)較佳為於380~780 nm之可見光區域中表現出反射率降低至5.0%以下程度之反射特性的層。防反射層(ar)較佳為包含由二氧化矽所形成之層。
防反射層(ar)之結構無特別限定,可為單層結構,亦可為多層結構。於多層結構之情形時,較佳為低折射率層與高折射率層交替地積層而成之結構,積層數較佳為合計為2~20。作為構成高折射率層之材料,可例舉:鈦、鋯、鋁、鈮、鉭或鑭之氧化物等,作為構成低折射率層之材料,可例舉二氧化矽等。作為多層結構之防反射層,較佳為SiO
2(二氧化矽)與ZrO
2、或SiO
2與Nb
2O
5交替地積層且與基材(s)相反側之最外層為SiO
2之結構。防反射層(ar)例如可藉由蒸鍍法而形成。防反射層(ar)之厚度例如為0.1 nm以上1000 nm以下。
層(X)較佳為至少包含硬塗層(hc),亦可包含硬塗層(hc)及防反射層(ar)兩者。於層(X)包含硬塗層(hc)及防反射層(ar)兩者之情形時,本發明之積層體較佳為自基材側依序積層有基材(s)、硬塗層(hc)、防反射層(ar)、中間層(c)、撥水層(r)。
3.中間層(c)
中間層(c)係由上述中間層形成用組合物所形成之層,較佳為上述中間層形成用組合物之硬化層。中間層(c)具有源自有機矽化合物(C)之結構。如上所述,於較佳態樣中,於有機矽化合物(C)之矽原子上鍵結有水解性基或羥基。因此,有機矽化合物(C)所具有之-SiOH基或矽原子上鍵結之水解性基之水解所產生之有機矽化合物(C)之-SiOH基與源自有機矽化合物(C)之-SiOH基、或積層體中形成有中間層(c)之面之活性氫(羥基等)進行脫水縮合,因此中間層(c)較佳為具有源自有機矽化合物(C)之縮合結構。中間層(c)能夠發揮作為撥水層(r)之底塗層之功能。
中間層(c)之厚度例如為1 nm以上1000 nm以下,較佳為1~500 nm,更佳為1~100 nm,進而較佳為1~30 nm。
中間層(c)之厚度可藉由中間層(c)形成用組合物中之固形物成分之濃度、或中間層(c)形成用組合物之塗佈條件來進行調整。中間層(c)之厚度可藉由剖面方向之STEM(Scanning Transmission Electron Microscopy,掃描式穿透電子顯微鏡)測定來測定。於藉由剖面方向之STEM測定來測定中間層(c)之厚度時,可藉由將積層體以包含與基材(s)之厚度方向平行之面之方式薄片化而切出超薄切片,並對該超薄切片之剖面進行STEM觀察來測定,亦可藉由利用與上述相同之方法將塗佈撥水層(r)形成用組合物之前(即,於基材(s)僅設置有中間層(c)之狀態)之積層中間體薄片化,並對剖面進行STEM觀察來測定。再者,於對積層中間體之剖面進行STEM觀察之情形時,為了容易辨別中間層(c)與外界之界面,亦可於薄片化之前將中間層(c)之上表面用氈筆等塗黑塗後測定。
4.撥水層(r)
撥水層(r)較佳為由後述有機矽化合物(A)之混合組合物(以下,有時稱為撥水層形成用組合物)所形成之層,更佳為上述撥水層形成用組合物之硬化層。
4-1.有機矽化合物(A)
有機矽化合物(A)包含氟聚醚結構。上述氟聚醚結構亦可稱為氟氧伸烷基,意指兩端為氧原子之結構。氟聚醚結構具有撥水性或撥油性等撥液性。氟聚醚結構較佳為全氟聚醚結構。氟聚醚結構之最長直鏈部分中所包含之碳數例如較佳為5以上,更佳為10以上,進而更佳為20以上。上述碳數之上限並無特別限定,例如為200,較佳為150。上述有機矽化合物(A)1分子中之矽原子數較佳為1~10,更佳為1~6。
有機矽化合物(A)較佳為除了氟聚醚結構及矽原子以外,包含水解性基或羥基(以下,將兩者合稱為反應性基(h3)),該反應性基(h3)更佳為經由連結基或不經由連結基而鍵結於上述矽原子。上述反應性基(h3)具有如下作用:經由水解/脫水縮合反應而與有機矽化合物(A)彼此;有機矽化合物(A)與其他單體;或有機矽化合物(A)與供塗佈撥水層形成用組合物之面之活性氫(羥基等);一起經由縮合反應而鍵結。作為上述水解性基,可例舉:烷氧基、鹵素原子、氰基、乙醯氧基、異氰酸基等。上述反應性基(h3)較佳為烷氧基或鹵素原子,更佳為碳數為1~4之烷氧基或氯原子,尤佳為甲氧基或乙氧基。
於有機矽化合物(A)包含氟聚醚結構與矽原子及反應性基(h3)之態樣中,較佳為於鍵結鍵側之末端具有氟聚醚結構之氧原子之1價基(以下,稱為FPE基)與矽原子經由連結基或不經由連結基而鍵結,且矽原子與反應性基(h3)經由連結基或不經由連結基而鍵結。於上述FPE基與矽原子經由連結基而鍵結之情形時,經由連結基或不經由連結基鍵結有上述反應性基(h3)之矽原子可於有機矽化合物(A)之一分子中存在有1個或複數個,其數量例如為1以上10以下。
上述FPE基可為直鏈狀,可具有側鏈,較佳為具有側鏈。作為具有側鏈之態樣,尤佳為FPE基中之氟聚醚結構具有側鏈。較佳為具有氟烷基作為側鏈,該氟烷基更佳為全氟烷基,進而較佳為三氟甲基。連結上述FPE基與矽原子之連結基之碳數例如為1以上20以下,較佳為2以上15以下。上述FPE基較佳為末端具有氟烷基之含氟基與全氟聚醚結構直接鍵結之基。含氟基可為氟烷基,亦可為於氟烷基鍵結有2價芳香族烴基等連結基之基,較佳為氟烷基。該氟烷基較佳為全氟烷基,更佳為碳數1~20之全氟烷基。
作為上述含氟基,例如可例舉CF
3(CF
2)
p-(p例如為1~19,較佳為1~10)、CF
3(CF
2)
m-(CH
2)
n-、CF
3(CF
2)
m-C
6H
4-(m均為1~10,較佳為3~7,n均為1~5,較佳為2~4),較佳為CF
3(CF
2)
p-或CF
3(CF
2)
m-(CH
2)
n-。
上述反應性基(h3)可經由連結基鍵結於矽原子,亦可不經由連結基而直接鍵結於矽原子,較佳為直接鍵結於矽原子。鍵結於1個矽原子之反應性基(h3)之數量為1個以上即可,可為2個或3個,較佳為2或3,尤佳為3。於2個以上反應性基(h3)鍵結於矽原子之情形時,可為不同之反應性基(h3)鍵結於矽原子,較佳為相同之反應性基(h3)鍵結於矽原子。於鍵結於1個矽原子之反應性基(h3)之數量為2個以下之情形時,可於剩餘之鍵結鍵鍵結反應性基(h3)以外之1價基,例如可鍵結烷基(尤其是碳數為1~4之烷基)、H、NCO等。
上述有機矽化合物(A)較佳為下述式(a1)所表示之化合物。
[化5]
上述式(a1)中,
Rf
a26、Rf
a27、Rf
a28、及Rf
a29分別獨立地為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~20之氟化烷基或氟原子,於Rf
a26存在複數個之情形時,複數個Rf
a26可分別不同,於Rf
a27存在複數個之情形時,複數個Rf
a27可分別不同,於Rf
a28存在複數個之情形時,複數個Rf
a28可分別不同,於Rf
a29存在複數個之情形時,複數個Rf
a29可分別不同,
R
25及R
26分別獨立地為氫原子、鹵素原子、碳數1~4之烷基、或1個以上之氫原子被取代為鹵素原子之碳數1~4之鹵化烷基,鍵結於一個碳原子之R
25及R
26之至少一者為氫原子,於R
25存在複數個之情形時,複數個R
25可分別不同,於R
26存在複數個之情形時,複數個R
26可分別不同,
R
27及R
28分別獨立地為氫原子、碳數1~4之烷基、或單鍵,於R
27存在複數個之情形時,複數個R
27可分別不同,於R
28存在複數個之情形時,複數個R
28可分別不同,
R
29及R
30分別獨立地為碳數1~20之烷基,於R
29存在複數個之情形時,複數個R
29可分別不同,於R
30存在複數個之情形時,複數個R
30可分別不同,
M
7為-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR-、-NRC(=O)-、-C(=O)NR-、-CH=CH-、或-C
6H
4-(伸苯基),上述R為氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之含氟烷基,於M
7存在複數個之情形時,複數個M
7可分別不同,
M
5為氫原子、氟原子或碳數1~4之烷基,於M
5存在複數個之情形時,複數個M
5可分別不同,
M
10為氫原子、或鹵素原子,
M
8及M
9分別獨立地為水解性基、羥基、或-(CH
2)
e7-Si(OR
14)
3,e7為1~5,R
14為甲基或乙基,於M
8存在複數個之情形時,複數個M
8可分別不同,於M
9存在複數個之情形時,複數個M
9可分別不同,
f21、f22、f23、f24、及f25分別獨立地為0~600之整數,f21、f22、f23、f24、及f25之合計值為13以上,
f26為0~20之整數,
f27分別獨立地為0~2之整數,
g21為1~3之整數,g22為0~2之整數,g21+g22≦3,
g31為1~3之整數,g32為0~2之整數,g31+g32≦3,
關於M
10-、-Si(M
9)
g31(H)
g32(R
30)
3-g31-g32、f21個-{C(R
25)(R
26)}-單元(U
a1)、f22個-{C(Rf
a26)(Rf
a27)}-單元(U
a2)、f23個-{Si(R
27)(R
28)}-單元(U
a3)、f24個-{Si(Rf
a28)(Rf
a29)}-單元(U
a4)、f25個-M
7-單元(U
a5)、及f26個-[C(M
5){(CH
2)
f27-Si(M
8)
g21(H)
g22(R
29)
3-g21-g22}]-單元(U
a6),M
10-為式(a1)中之一個末端,-Si(M
9)
g31(H)
g32(R
30)
3-g31-g32為另一個末端,以於至少一部分形成氟聚醚結構之順序排列,只要-O-不與-O-連續,各個單元以任意之順序排列而鍵結。以任意之順序排列而鍵結意味著不限定於各重複單元連續而以如上述式(a1)所記載之順序排列之含義,又,意味著無需f21個單元(U
a1)連續鍵結,可於中途介隔其他單元而鍵結,只要合計為f21個即可。關於被f22~f26括住之單元(U
a2)~(U
a6),亦同樣如此。
又,於R
27及R
28之至少一者為單鍵之情形時,被f23括住之單元之單鍵部分與M
7中之-O-可反覆鍵結而形成支鏈狀或環狀之矽氧烷鍵。
Rf
a26、Rf
a27、Rf
a28、及Rf
a29較佳為分別獨立地為氟原子、或1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~2之氟化烷基,更佳為氟原子、或全部氫原子被取代為氟原子之碳數1~2之氟化烷基。
R
25及R
26較佳為分別獨立地為氫原子、或氟原子,鍵結於一個碳原子之R
25及R
26之至少一者為氫原子,更佳為均為氫原子。
R
27及R
28較佳為分別獨立地為氫原子、或碳數1~2之烷基,更佳為全部為氫原子。
R
29及R
30較佳為碳數1~5之烷基,更佳為碳數1~2之烷基。
M
7較佳為-C(=O)-O-、-O-、-O-C(=O)-,更佳為均為-O-。
M
5較佳為氫原子或碳數1~2之烷基,更佳為全部為氫原子。
M
10較佳為氟原子。
M
8及M
9較佳為分別獨立地為烷氧基、鹵素原子,更佳為甲氧基、乙氧基、氯原子,尤佳為甲氧基、或乙氧基。
較佳為f21、f23、及f24分別為f22之1/2以下,更佳為1/4以下,進而較佳為f23或f24為0,尤佳為f23及f24為0。
f25較佳為f21、f22、f23、f24之合計值之1/5以上,且為f21、f22、f23、f24之合計值以下。
f21較佳為0~20,更佳為0~15,進而較佳為1~15,尤佳為2~10。f22較佳為5~600,更佳為8~600,進而較佳為20~200,進一步較佳為30~200,進一步更佳為35~180,最佳為40~180。f23及f24較佳為0~5,更佳為0~3,進而較佳為0。f25較佳為4~600,更佳為4~200,進而較佳為10~200,進一步較佳為30~60。f21、f22、f23、f24、f25之合計值較佳為20~600,更佳為20~250,進而較佳為50~230。f26較佳為0~18,更佳為0~15,進而較佳為0~10,進一步較佳為0~5。f27較佳為0~1,更佳為0。g21及g31分別獨立地較佳為2~3,更佳為3。g22及g32分別獨立地較佳為0或1,更佳為0。g21+g22、及g31+g32較佳為3。
較佳為將化合物(a11)用作有機矽化合物(A),上述化合物(a11)於上述式(a1)中,R
25及R
26均為氫原子,Rf
a26及Rf
a27為氟原子或全部氫原子被取代為氟原子之碳數1~2之氟化烷基,M
7全部為-O-,M
8及M
9全部為甲氧基、乙氧基或氯原子(尤其是甲氧基或乙氧基),M
5為氫原子,M
10為氟原子,f21為1~10(較佳為2~7),f22為30~200(更佳為40~180),f23及f24為0,f25為30~60,f26為0~6,f27為0~1(尤佳為0),g21及g31為1~3(均較佳為2以上,更佳為3),g22及g32為0~2(均較佳為0或1,更佳為0),g21+g22、及g31+g32為3。
有機矽化合物(A)較佳為由下述式(a2)表示。
[化6]
上述式(a2)中,
Rf
a1係兩端為氧原子之2價氟聚醚結構,
R
11、R
12、及R
13分別獨立地為碳數1~20之烷基,於R
11存在複數個之情形時,複數個R
11可分別不同,於R
12存在複數個之情形時,複數個R
12可分別不同,於R
13存在複數個之情形時,複數個R
13可分別不同,
E
1、E
2、E
3、E
4、及E
5分別獨立地為氫原子或氟原子,於E
1存在複數個之情形時,複數個E
1可分別不同,於E
2存在複數個之情形時,複數個E
2可分別不同,於E
3存在複數個之情形時,複數個E
3可分別不同,於E
4存在複數個之情形時,複數個E
4可分別不同,於E
5存在複數個之情形時,複數個E
5可分別不同,
G
1及G
2分別獨立地為具有矽氧烷鍵之2~10價之有機矽氧烷基,
J
1、J
2、及J
3分別獨立地為水解性基、羥基或-(CH
2)
e7-Si(OR
14)
3,e7為1~5,R
14為甲基或乙基,於J
1存在複數個之情形時,複數個J
1可分別不同,於J
2存在複數個之情形時,複數個J
2可分別不同,於J
3存在複數個之情形時,複數個J
3可分別不同,
L
1及L
2分別獨立地為可包含氧原子、氮原子、矽原子或氟原子之碳數1~12之2價連結基,為-{C(R
25)(R
26)}-單元(U
a1)、-{C(Rf
a26)(Rf
a27)}-單元(U
a2)、-{Si(R
27)(R
28)}-單元(U
a3)或-M
7-單元(U
a5)之一個以上以任意之順序排列而鍵結而成之連結基(R
25、R
26、R
27、R
28、Rf
a26、Rf
a27、M
7與上述式(a1)中相同),
a10及a14分別獨立地為0或1,
a11及a15分別獨立地為0或1,
a12及a16分別獨立地為0~9,
a13為0~4,
於a11為0時、或a11為1且G
1為2價時,d11為1,於a11為1且G
1為3~10價時,d11為較G
1之價數少一之數,
於a15為0時、或a15為1且G
2為2價時,d12為1,於a15為1且G
2為3~10價時,d12為較G
2之價數少一之數,
a21及a23分別獨立地為0~2,
e11為1~3,e12為0~2,e11+e12≦3,
e21為1~3,e22為0~2,e21+e22≦3,
e31為1~3,e32為0~2,e31+e32≦3。
再者,a10為0意味著標註a10且被括住之部分為單鍵,a11、a12、a13、a14、a15、a16、a21或a23為0之情形亦同樣如此。
Rf
a1較佳為-O-(CF
2CF
2O)
e4-、-O-(CF
2CF
2CF
2O)
e5-、-O-(CF
2-CF(CF
3)O)
e6-。e4、及e5均為15~80,e6為3~60。又,Rf
a1亦較佳為自p莫耳之全氟丙二醇與q莫耳之全氟甲二醇無規地脫水縮合而成之結構之兩末端之羥基去除氫原子所剩餘之基,p+q為15~80,作為Rf
a1,最佳為該態樣。
R
11、R
12、及R
13分別獨立地較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~2之烷基。
較佳為E
1、E
2、E
3及E
4均為氫原子,E
5較佳為氟原子。
L
1及L
2分別獨立地較佳為-{C(R
25)(R
26)}-單元(U
a1)、或-{C(Rf
a26)(Rf
a27)}-單元(U
a2)之一個以上以任意之順序排列而鍵結而成之包含氟原子之碳數1~12(較佳為1~10,更佳為1~5)之2價連結基,更佳為x為1~12(較佳為1~10,更佳為1~5)之-(CF
2)
x-。
G
1及G
2分別獨立地較佳為具有矽氧烷鍵之2~5價有機矽氧烷基。
J
1、J
2、及J
3分別獨立地較佳為甲氧基、乙氧基或-(CH
2)
e7-Si(OR
14)
3,更佳為甲氧基或乙氧基。
a10較佳為1,a11較佳為0,a12較佳為0~7,更佳為0~5,a13較佳為1~3,a14較佳為1,a15較佳為0,a16較佳為0~6,更佳為0~3,a21及a23均較佳為0或1(更佳為均為0),d11較佳為1,d12較佳為1,e11、e21及e31均較佳為2以上,亦較佳為3。e12、e22及e32均較佳為0或1,更佳為0。e11+e12、e21+e22、及e31+e32均較佳為3。該等較佳之範圍可單獨滿足,亦可組合2個以上滿足。
作為有機矽化合物(A),較佳為使用化合物(a21),其中上述式(a2)之Rf
a1為自p莫耳之全氟丙二醇與q莫耳之全氟甲二醇無規地脫水縮合而成之結構之兩末端之羥基去除氫原子所剩餘之基(p+q=15~80),L
1及L
2均為碳數1~5(較佳為1~3)之全氟伸烷基,E
1、E
2、及E
3均為氫原子,E
4為氫原子,E
5為氟原子,J
1、J
2、及J
3均為甲氧基或乙氧基(尤其是甲氧基),a10為1,a11為0,a12為0~7(較佳為0~5),a13為2,a14為1,a15為0,a16為0~6(尤其是0),a21及a23分別獨立地為0或1(更佳為a21及a23均為0),d11為1,d12為1,e11、e21及e31均為2~3(尤其是3),e12、e22及e32均為0或1(尤其是0),e11+e12、e21+e22、及e31+e32均為3。
作為有機矽化合物(A),亦較佳為使用化合物(a22),其中上述式(a2)之Rf
a1為-O-(CF
2CF
2CF
2O)
e5-,e5為25~40,L
1為包含氟原子及氧原子之碳數3~6之2價連結基,L
2為碳數2~10之全氟伸烷基,E
2、E
3均為氫原子,E
5為氟原子,J
2為-(CH
2)
e7-Si(OCH
3)
3,e7為2~4,a10為1,a11為0,a12為0,a13為2,a14為1,a15為0,a16為0,d11為1,d12為1,e21為3。
作為有機矽化合物(A),更具體而言,可例舉下述式(a3)之化合物。
[化7]
上述式(a3)中,R
30為碳數1~6之全氟烷基,R
31為自p莫耳之全氟丙二醇與q莫耳之全氟甲二醇無規地脫水縮合而成之結構之兩末端之羥基去除氫原子所剩餘之基(p+q為15~80),R
32為碳數1~10之全氟伸烷基,R
33為碳數2~6之3價之飽和烴基,R
34為碳數1~3之烷基。R
30之碳數較佳為1~4,更佳為1~3。R
32之碳數較佳為1~5。h1為1~10,較佳為1~8,更佳為1~6。h2為1以上,較佳為2以上,亦可為3。
作為上述有機矽化合物(A),亦可例舉下述式(a4)所表示之化合物。
[化8]
上述式(a4)中,R
40為碳數2~5之全氟烷基,R
41為碳數2~5之全氟伸烷基,R
42為碳數2~5之伸烷基之氫原子之一部分被取代為氟之氟伸烷基,R
43、R
44分別獨立地為碳數2~5之伸烷基,R
45為甲基或乙基。k1為1~5之整數。k2為1~3之整數,較佳為2以上,亦可為3。
有機矽化合物(A)之數量平均分子量較佳為2,000以上,更佳為4,000以上,進而較佳為5,000以上,進一步較佳為6,000以上,尤佳為7,000以上,且較佳為40,000以下,更佳為20,000以下,進而較佳為15,000以下。
作為有機矽化合物(A),可僅使用1種,亦可使用2種以上。
再者,上述撥水層形成用組合物係有機矽化合物(A)之混合組合物,係藉由混合有機矽化合物(A)而獲得。又,於混合有除有機矽化合物(A)以外之成分之情形時,藉由將上述有機矽化合物(A)與其他成分混合而獲得撥水層形成用組合物。上述撥水層形成用組合物亦包含混合後於例如保管中進行了反應者。作為進行了反應之例,例如可例舉:上述撥水層形成用組合物包含上述有機矽化合物(A)之矽原子上鍵結之(亦可經由連結基鍵結之)水解性基因水解而變成-SiOH基(亦可Si與OH經由連結基而鍵結)的化合物。又,亦可例舉上述撥水層形成用組合物包含有機矽化合物(A)之縮合物,作為該縮合物,例如可例舉有機矽化合物(A)所具有之-SiOH基或因水解而產生之有機矽化合物(A)之-SiOH基(亦可Si與OH經由連結基而鍵結)與源自有機矽化合物(A)之-SiOH基(亦可Si與OH經由連結基而鍵結)、或源自其他化合物之-SiOH基進行脫水縮合而形成之縮合物。
於撥水層(r)為由上述撥水層形成用組合物所形成之層之情形時,撥水層(r)具有源自上述有機矽化合物(A)之結構。如上所述,於較佳態樣中,上述有機矽化合物(A)具有鍵結於矽原子之(亦可經由連結基而鍵結之)水解性基或羥基,有機矽化合物(A)所具有之-SiOH基或因水解而產生之有機矽化合物(A)之-SiOH基(亦可Si與OH經由連結基而鍵結)與源自有機矽化合物(A)之-SiOH基(亦可Si與OH經由連結基而鍵結)、源自其他化合物之-SiOH基、或積層體中形成撥水層(r)之面之活性氫(羥基等)脫水縮合,因此撥水層(r)通常較佳為具有源自有機矽化合物(A)之縮合結構。
撥水層(r)中,源自有機矽化合物(A)之結構較佳為含有50質量%以上,更佳為60質量%以上,又,亦可為100質量%,且較佳為95質量%以下,進而較佳為90質量%以下。此處,源自有機矽化合物(A)之結構係指有機矽化合物(A)及有機矽化合物(A)脫水縮合後之殘基。
4-2.有機矽化合物(B)
撥水層形成用組合物亦可進而混合有下述式(b1)所表示之有機矽化合物(B)。於上述撥水層形成用組合物中混合有機矽化合物(B)之情形時,撥水層形成用組合物係藉由將有機矽化合物(A)及有機矽化合物(B)混合而獲得。藉由使有機矽化合物(B)於硬化皮膜中存在於有機矽化合物(A)之間,而具有進一步提昇水滴等之滑落性之作用。有機矽化合物(B)如後所述具有A
2所表示之水解性基或羥基。作為上述水解性基,可例舉烷氧基、鹵素原子、氰基、乙醯氧基、異氰酸基等。
[化9]
上述式(b1)中,
Rf
b10為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~20之烷基或氟原子,
R
b11、R
b12、R
b13、R
b14分別獨立地為氫原子或碳數為1~4之烷基,於R
b11存在複數個之情形時,複數個R
b11可分別不同,於R
b12存在複數個之情形時,複數個R
b12可分別不同,於R
b13存在複數個之情形時,複數個R
b13可分別不同,於R
b14存在複數個之情形時,複數個R
b14可分別不同,
Rf
b11、Rf
b12、Rf
b13、Rf
b14分別獨立地為1個以上之氫原子被取代為氟原子之碳數1~20之烷基或氟原子,於Rf
b11存在複數個之情形時,複數個Rf
b11可分別不同,於Rf
b12存在複數個之情形時,複數個Rf
b12可分別不同,於Rf
b13存在複數個之情形時,複數個Rf
b13可分別不同,於Rf
b14存在複數個之情形時,複數個Rf
b14可分別不同,
R
b15為碳數1~20之烷基,於R
b15存在複數個之情形時,複數個R
b15可分別不同,
A
1為-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR-、-NRC(=O)-、或-C(=O)NR-,上述R為氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之含氟烷基,於A
1存在複數個之情形時,複數個A
1可分別不同,
A
2為水解性基或羥基,於A
2存在複數個之情形時,複數個A
2可分別不同,
b11、b12、b13、b14、b15分別獨立地為0~100之整數,
c為1~3之整數,
關於Rf
b10-、-Si(A
2)
c(R
b15)
3 - c、b11個-{C(R
b11)(R
b12)}-單元(U
b1)、b12個-{C(Rf
b11)(Rf
b12)}-單元(U
b2)、b13個-{Si(R
b13)(R
b14)}-單元(U
b3)、b14個-{Si(Rf
b13)(Rf
b14)}-單元(U
b4)、b15個-A
1-單元(U
b5),Rf
b10-為式(b1)中之一個末端,-Si(A
2)
c(R
b15)
3-c為另一個末端,只要不形成氟聚醚結構且-O-不與-O-或-F連結,各個單元(U
b1)~單元(U
b5)以任意之順序排列而鍵結。
Rf
b10分別獨立地較佳為氟原子或碳數1~10(更佳為碳數1~5)之全氟烷基。
R
b11、R
b12、R
b13、及R
b14較佳為氫原子。
R
b15較佳為碳數1~5之烷基。
A
1較佳為-O-、-C(=O)-O-、或-O-C(=O)-。
作為A
2所表示之水解性基,可例舉烷氧基、鹵素原子、氰基、乙醯氧基、異氰酸基等。
A
2較佳為碳數1~4之烷氧基、或鹵素原子,更佳為甲氧基、乙氧基、氯原子。
b11較佳為1~30,更佳為1~25,進而較佳為1~10,尤佳為1~5,最佳為1~2。
b12較佳為0~15,更佳為0~10。
b13較佳為0~5,更佳為0~2。
b14較佳為0~4,更佳為0~2。
b15較佳為0~4,更佳為0~2。
c較佳為2~3,更佳為3。
b11、b12、b13、b14、及b15之合計值較佳為2以上,更佳為3以上,進而較佳為5以上,且較佳為80以下,更佳為50以下,進而較佳為20以下。
尤佳為Rf
b10為氟原子或碳數1~5之全氟烷基,R
b11、R
b12均為氫原子,A
2為甲氧基或乙氧基,並且b11為1~5,b12為0~5,b13、b14、及b15均為0,c為3。
再者,於後述實施例中,若將用作有機矽化合物(B)之FAS13E以上述式(b1)表示,則規定為,R
b11、R
b12均為氫原子,b11為2,b13、b14、及b15全部為0,c為3,A
2為乙氧基,Rf
b10-{C(Rf
b11)(Rf
b12)}
b12-成為末端,成為C
6F
13-。
作為上述式(b1)所表示之化合物,具體而言,可例舉:C
jF
2j + 1-Si-(OCH
3)
3、C
jF
2j + 1-Si-(OC
2H
5)
3(j為1~12之整數),其中尤佳為C
4F
9-Si-(OC
2H
5)
3、C
6F
13-Si-(OC
2H
5)
3、C
7F
15-Si-(OC
2H
5)
3、C
8F
17-Si-(OC
2H
5)
3。又,可例舉:CF
3CH
2O(CH
2)
kSiCl
3、CF
3CH
2O(CH
2)
kSi(OCH
3)
3、CF
3CH
2O(CH
2)
kSi(OC
2H
5)
3、CF
3(CH
2)
2Si(CH
3)
2(CH
2)
kSiCl
3、CF
3(CH
2)
2Si(CH
3)
2(CH
2)
kSi(OCH
3)
3、CF
3(CH
2)
2Si(CH
3)
2(CH
2)
kSi(OC
2H
5)
3、CF
3(CH
2)
6Si(CH
3)
2(CH
2)
kSiCl
3、CF
3(CH
2)
6Si(CH
3)
2(CH
2)
kSi(OCH
3)
3、CF
3(CH
2)
6Si(CH
3)
2(CH
2)
kSi(OC
2H
5)
3、CF
3COO(CH
2)
kSiCl
3、CF
3COO(CH
2)
kSi(OCH
3)
3、CF
3COO(CH
2)
kSi(OC
2H
5)
3(k均為5~20,較佳為8~15)。又,亦可例舉:CF
3(CF
2)
m-(CH
2)
nSiCl
3、CF
3(CF
2)
m-(CH
2)
nSi(OCH
3)
3、CF
3(CF
2)
m-(CH
2)
nSi(OC
2H
5)
3(m均為0~10,較佳為0~7,n均為1~5,較佳為2~4)。亦可例舉CF
3(CF
2)
p-(CH
2)
q-Si-(CH
2CH=CH
2)
3(p均為2~10,較佳為2~8,q均為1~5,較佳為2~4)。進而,可例舉:CF
3(CF
2)
p-(CH
2)
qSiCH
3Cl
2、CF
3(CF
2)
p-(CH
2)
qSiCH
3(OCH
3)
2、CF
3(CF
2)
p-(CH
2)
qSiCH
3(OC
2H
5)
2(p均為2~10,較佳為3~7,q均為1~5,較佳為2~4)。
上述式(b1)所表示之化合物中,較佳為下述式(b2)所表示之化合物。
[化10]
上述式(b2)中,R
60為碳數1~8之全氟烷基,R
61為碳數1~5之伸烷基,R
62為碳數1~3之烷基。
作為有機矽化合物(B),可僅使用1種,亦可使用2種以上。
如上所述,上述撥水層形成用組合物亦包含將有機矽化合物(A)及視需要使用之有機矽化合物(B)混合後進行了反應者,作為進行了反應之例,可例舉上述撥水層形成用組合物包含上述有機矽化合物(B)之矽原子上鍵結之水解性基因水解而變成-SiOH基之化合物。又,亦可例舉上述混合組合物包含有機矽化合物(B)之縮合物,作為該縮合物,可例舉有機矽化合物(B)所具有之-SiOH基或因水解而產生之有機矽化合物(B)之-SiOH基與源自有機矽化合物(B)之-SiOH基、或源自其他化合物之-SiOH基脫水縮合而形成的縮合物。
於上述撥水層形成用組合物中混合上述有機矽化合物(B)之情形時,撥水層(r)具有源自上述有機矽化合物(B)之結構。上述式(b1)所表示之有機矽化合物(B)具有A
2所表示之水解性基或羥基,有機矽化合物(B)所具有之-SiOH基或因水解而產生之有機矽化合物(B)之-SiOH基與源自有機矽化合物(B)之-SiOH基、源自其他化合物之-SiOH基、或積層體中形成撥水層(r)之面之活性氫(羥基等)進行脫水縮合,因此撥水層(r)較佳為具有源自有機矽化合物(B)之縮合結構。
於撥水層(r)中含有源自有機矽化合物(B)之結構之情形時,源自有機矽化合物(B)之結構於撥水層(r)中較佳為含有3質量%以上,更佳為5質量%以上,進而較佳為10質量%以上,且較佳為50質量%以下,更佳為40質量%以下。此處,源自有機矽化合物(B)之結構係指有機矽化合物(B)及有機矽化合物(B)脫水縮合後之殘基。
撥水層(r)中源自有機矽化合物(B)之結構相對於源自有機矽化合物(A)之結構之質量比較佳為0.05以上,更佳為0.08以上,進而較佳為0.10以上,且較佳為2.0以下,更佳為1.0以下,進而較佳為0.6以下。
4-3.溶劑(D)
上述撥水層形成用組合物通常混合有溶劑(D)。作為上述溶劑(D),較佳為使用氟系溶劑,例如可使用氟化醚系溶劑、氟化胺系溶劑、氟化烴系溶劑等,尤佳為沸點為100℃以上。作為氟化醚系溶劑,較佳為氟烷基(尤其是碳數2~6之全氟烷基)-烷基(尤其是甲基或乙基)醚等氫氟醚,例如可例舉乙基九氟丁基醚或乙基九氟異丁基醚。作為乙基九氟丁基醚或乙基九氟異丁基醚,例如可例舉Novec(註冊商標)7200(3M公司製造,分子量約264)。作為氟化胺系溶劑,較佳為氨之氫原子之至少1個被取代為氟烷基之胺,較佳為氨之所有氫原子被取代為氟烷基(尤其是全氟烷基)之三級胺,具體而言可例舉三(七氟丙基)胺,Fluorinert(註冊商標)FC-3283(3M公司製造,分子量約521)與此相符。作為氟化烴系溶劑,可例舉:1,1,1,3,3-五氟丁烷、全氟己烷等氟化脂肪族烴系溶劑、1,3-雙(三氟甲基苯)等氟化芳香族烴系溶劑。作為1,1,1,3,3-五氟丁烷,例如,可例舉Solve55(Solvex公司製造)等。
作為上述氟系溶劑,除上述以外,可使用Asahiklin(註冊商標)AK225(AGC公司製造)等氫氟氯碳化物、Asahiklin(註冊商標)AC2000(AGC公司製造)等氫氟碳化物等。
作為上述溶劑(D),較佳為至少使用氟化胺系溶劑。
於將上述撥水層形成用組合物整體設為100質量%時,上述有機矽化合物(A)之量例如為0.01質量%以上,較佳為0.05質量%以上,且較佳為0.5質量%以下,更佳為0.3質量%以下。
於將上述撥水層形成用組合物整體設為100質量%時,上述有機矽化合物(B)之量例如為0.01質量%以上,較佳為0.03質量%以上,且較佳為0.3質量%以下,更佳為0.2質量%以下。
上述有機矽化合物(B)相對於上述有機矽化合物(A)之質量比較佳為0.2以上,更佳為0.4以上,且較佳為3.0以下,更佳為1.5以下。
又,撥水層形成用組合物亦可於不阻礙本發明之效果之範圍內混合矽烷醇縮合觸媒、抗氧化劑、防銹劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、防黴劑、抗菌劑、抗病毒劑、防生物附著劑、消臭劑、顏料、阻燃劑、抗靜電劑等各種添加劑。上述添加劑之量於撥水層形成用組合物100質量%中較佳為5質量%以下,更佳為1質量%以下。
上述撥水層(r)之厚度例如為1~1000 nm左右,較佳為1~50 nm,更佳為1~100 nm,進而較佳為1~30 nm。
撥水層(r)之厚度可藉由撥水層形成用組合物中之固形物成分之濃度或撥水層形成用組合物之塗佈條件進行調整。撥水層(r)之厚度如後述實施例所記載,可基於由使用玻璃作為基材(s)之材質之積層體樣品獲得之校準曲線而算出。具體而言,準備複數個(較佳為3個以上)積層體樣品,使用橢圓偏光計分別測定撥水層(r)之厚度,上述積層體樣品係使用玻璃作為基材(s)之材質,且中間層(c)之厚度相同,撥水層(r)之厚度不同。又,對該樣品進行XPS(X-ray photoelectron spectroscopy,X射線光電子光譜)測定,求出源自撥水層(r)之特定元素量與源自中間層(c)之特定元素量之比,製作相對於撥水層(r)之厚度之上述比之校準曲線。然後,可藉由對實際獲得之積層體進行XPS測定,求出源自撥水層(r)之特定元素量與源自中間層(c)之特定元素量之比,並依照上述校準曲線,算出撥水層(r)之厚度。
5.積層體之特性
本發明之積層體之撥水層(r)表面之水接觸角(初始接觸角)例如為105°以上,較佳為110°以上,更佳為115°以上,且例如為125°以下。
針對本發明之積層體之撥水層(r)表面,進行相對於直徑6 mm圓之面積施加1000 g荷重並往返摩擦3000次之耐磨耗性試驗後,撥水層(r)表面之水接觸角(初始耐磨耗性)例如為104°以上,較佳為105°以上,更佳為110°以上,進而較佳為115°以上,且例如為125°以下。上述耐磨耗性試驗係針對本發明之積層體之撥水層(r)側表面,相對於直徑6 mm圓之面積施加1000 g荷重並往返摩擦3000次之試驗,摩擦時較佳為用彈性體(較佳為橡皮擦)進行摩擦。例如,較佳為使用橡皮擦,將耐磨耗性試驗之行程距離設為40 mm,將摩擦速度設為40次往返/分鐘,於行程區域之大致中央測定接觸角。負擔荷重時,只要施加與相對於直徑6 mm圓之面積施加1000 g荷重同等之壓力即可。
又,對於施加250 g/cm
2之壓力,以鋼絲絨摩擦本發明之積層體之撥水層(r)表面之磨耗試驗,往返1500次時劃痕之條數例如為5條以下,較佳為4條以下,更佳為2條以下,最佳為1條以下。
使用在溫度22℃濕度55%之氛圍下攪拌24小時之加速試驗後之中間層形成用組合物製作本發明之積層體時,針對上述積層體之撥水層(r)表面進行相對於直徑6 mm圓之面積施加1000 g荷重並往返摩擦3000次之耐磨耗性試驗後,撥水層(r)表面之水接觸角(加速試驗後之耐磨耗性)例如超過90°,較佳為95°以上,更佳為100°以上,進而較佳為105°以上,且例如為120°以下。上述耐磨耗性試驗與測定上述初始耐磨耗性時之耐磨耗性試驗相同。再者,各特性之評價之具體方法將於實施例一欄中進行詳述。
6.積層體之製造方法
其次,對本發明之積層體之製造方法進行說明。
本發明之積層體之製造方法包括:(i)於基材(s)上形成中間層(c)之步驟、及(ii)形成撥水層(r)之步驟。
上述步驟(i)中,於基材(s)或設置於基材(s)上之層(X)塗佈中間層形成用組合物。作為塗佈中間層形成用組合物之方法,例如可例舉:浸漬塗佈法、輥塗法、棒式塗佈法、旋轉塗佈法、噴塗法、模嘴塗佈法、凹版塗佈法等,尤佳為棒式塗佈法、旋轉塗佈法、模嘴塗佈法、凹版塗佈法。
於塗佈中間層形成用組合物之前,較佳為預先對基材(s)或設置於基材(s)上之層(X)實施易接著處理。作為易接著處理,可例舉電暈處理、電漿處理、紫外線處理等親水化處理。藉由進行電漿處理等易接著處理,能夠於基材(s)或層(X)之表面形成OH基(尤其是基材(s)或層(X)之材質為環氧樹脂之情形)或COOH基(尤其是基材(s)或層(X)之材質為丙烯酸系樹脂之情形)等官能基,於在形成中間層(c)之側之表面形成有此種官能基之情形時,尤其是中間層(c)與基材(s)、或中間層(c)與層(X)之密接性進一步提高。尤佳為對基材(s)或由上述群(X1)所形成之層(X)進行易接著處理。
於層(X)由選自上述群(X1)之至少1種所形成之情形時,例如可藉由將包含照射活性能量線或熱能而形成交聯結構之反應性材料之組合物塗佈於基材(s)上並使其硬化而形成層(X)。又,於層(X)由選自上述群(X2)之至少1種形成之情形時,例如可藉由蒸鍍法形成層(X)。
於塗佈中間層形成用組合物後,可藉由在常溫下或進行加熱使其硬化而形成中間層(c)。硬化條件並無特別限定,於常溫、大氣中靜置例如10秒以上即可。本發明中,常溫係指5~60℃,較佳為藉由在15~40℃之溫度範圍內靜置,能夠形成中間層(c)。亦可於常溫下靜置後,進而、或代替升溫下之靜置,於50~300℃、較佳為100~200℃之溫度下加溫(焙燒)10秒~60分鐘左右。
於塗佈中間層形成用組合物而形成中間層(c)後,塗佈上述撥水層形成用組合物,於常溫下或進行加熱而使其硬化,藉此能夠形成撥水層(r)。作為塗佈撥水層形成用組合物之方法,例如可例舉浸漬塗佈法、輥塗法、棒式塗佈法、旋轉塗佈法、噴塗法、模嘴塗佈法、凹版塗佈法等。
將撥水層形成用組合物塗佈於中間層(c)之上後之條件並無特別限定,藉由在常溫、大氣中靜置例如10秒以上,能夠形成撥水層(r)。亦可於常溫下之靜置後,進而、或代替升溫下之靜置,於50~300℃、較佳為100~200℃之溫度下加溫(焙燒)10秒~60分鐘左右。
<顯示裝置>
本發明之積層體可良好地用於顯示裝置,尤其可良好地用於可撓性顯示裝置。本發明之積層體較佳為可於顯示裝置中用作前面板,該前面板有時稱為視窗膜。
上述顯示裝置較佳為包括:包含視窗膜(即本發明之積層體)之顯示裝置用積層體、及有機EL顯示面板,顯示裝置用積層體配置於有機EL顯示面板之視認側。又,於可撓性顯示裝置中,較佳為包括:包含具有可撓性之特性之視窗膜之可撓性顯示裝置用積層體、及有機EL顯示面板,可撓性顯示裝置用積層體配置於有機EL顯示面板之視認側,構成為能夠彎折。顯示裝置用積層體(較佳為可撓性顯示裝置用積層體)可進而含有偏光板(較佳為圓偏光板)、觸控感測器等而構成觸控面板顯示器,該等之積層順序任意,較佳為自視認側起依序積層視窗膜、偏光板、觸控感測器、或依序積層視窗膜、觸控感測器、偏光板。若於較觸控感測器靠視認側存在偏光板,則不易視認到觸控感測器之圖案,顯示圖像之視認性變良好,故而較佳。各構件可使用接著劑、黏著劑等而積層。又,顯示裝置(較佳為可撓性顯示裝置)可具備形成於上述視窗膜、偏光板、觸控感測器之任一層之至少一個面上的遮光圖案。
(視窗膜)
視窗膜配置於顯示裝置(較佳為可撓性圖像顯示裝置)之視認側,承擔保護其他構成要素免受來自外部之衝擊或溫濕度等環境變化之作用。作為此種保護層,可使用玻璃,於可撓性圖像顯示裝置中,視窗膜可使用具有可撓性之特性之材料而非如玻璃般剛性而堅硬者。因此,於使用本發明之積層體作為可撓性顯示裝置中之視窗膜之情形時,基材(s)較佳為具有包含可撓性透明基材之層,基材(s)亦可具有於至少一面積層有硬塗層之複層結構。
上述透明基材之可見光線之透過率例如為70%以上,較佳為80%以上。上述透明基材只要為具有透明性之高分子膜,則可使用任意者。具體而言,可為由聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、具有包含降𦯉烯或環烯烴之單體之單元的環烯烴系衍生物等聚烯烴類、二乙醯纖維素、三乙醯纖維素、丙醯纖維素等(改性)纖維素類、甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物等丙烯酸類、苯乙烯(共)聚合物等聚苯乙烯類、丙烯腈・丁二烯・苯乙烯共聚物類、丙烯腈・苯乙烯共聚物類、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物類、聚氯乙烯類、聚偏二氯乙烯類、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等聚酯類、尼龍等聚醯胺類、聚醯亞胺類、聚醯胺醯亞胺類、聚醚醯亞胺類、聚醚碸類、聚碸類、聚乙烯醇類、聚乙烯醇縮醛類、聚胺基甲酸酯類、環氧樹脂類等高分子形成之膜,可使用未延伸單軸或雙軸延伸膜。該等高分子可分別單獨使用或混合2種以上使用。較佳為於上述記載之透明基材之中透明性及耐熱性優異之聚醯胺膜、聚醯胺醯亞胺膜或聚醯亞胺膜、聚酯系膜、烯烴系膜、丙烯酸系膜、纖維素系膜。亦較佳為於高分子膜之中分散二氧化矽等無機粒子、有機微粒子、橡膠粒子等。進而,亦可含有顏料或染料之類之著色劑、螢光增白劑、分散劑、塑化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紅外線吸收劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等調配劑。上述透明基材之厚度為5 μm以上200 μm以下,較佳為20 μm以上100 μm以下。尤其是於用於可撓性圖像顯示裝置之情形時,上述透明基材之厚度較佳為5 μm以上60 μm以下。
本發明之積層體用作視窗膜之情形時之硬塗層亦與上述硬塗層(hc)相同。如上所述,硬塗層(hc)較佳為由活性能量線硬化型樹脂及熱硬化型樹脂形成,此種樹脂可藉由包含照射活性能量線或熱能而形成交聯結構之反應性材料的硬塗組合物之硬化而形成。上述硬塗組合物含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種聚合物。
上述自由基聚合性化合物係具有自由基聚合性基之化合物。作為上述自由基聚合性化合物所具有之自由基聚合性基,只要為能夠產生自由基聚合反應之官能基即可,可例舉包含碳-碳不飽和雙鍵之基等。具體而言,可例舉乙烯基、(甲基)丙烯醯基等。再者,於上述自由基聚合性化合物具有2個以上之自由基聚合性基之情形時,該等自由基聚合性基分別可相同,亦可不同。上述自由基聚合性化合物於1分子中所具有之自由基聚合性基數就提高硬塗層之硬度之方面而言,較佳為2個以上。作為上述自由基聚合性化合物,就反應性較高之方面而言,尤其是較佳為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,可良好地使用1分子中具有2~6個(甲基)丙烯醯基之被稱為多官能丙烯酸酯單體之化合物或被稱為環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯之於分子內具有數個(甲基)丙烯醯基之分子量為數百至數千之低聚物。較佳為包含選自環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及聚酯(甲基)丙烯酸酯之1種以上。
上述陽離子聚合性化合物係指具有環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基等陽離子聚合性基之化合物。上述陽離子聚合性化合物於1分子中所具有之陽離子聚合性基數就提高硬塗層之硬度之方面而言,較佳為2個以上,進而較佳為3個以上。又,作為上述陽離子聚合性化合物,尤其是較佳為具有環氧基及氧雜環丁基之至少1種作為陽離子聚合性基之化合物。環氧基、氧雜環丁基等環狀醚基就伴隨聚合反應之收縮較小之方面而言較佳。又,具有環狀醚基之中環氧基之化合物有如下優點:容易獲取多種結構之化合物,不對所獲得之硬塗層之耐久性造成不良影響,亦容易控制與自由基聚合性化合物之相容性。又,環狀醚基之中氧雜環丁基有如下優點:與環氧基相比聚合度容易提高,低毒性,提高由所獲得之硬塗層之陽離子聚合性化合物所獲得之網絡形成速度,於與自由基聚合性化合物混合存在之區域中亦不使未反應之單體殘存於膜中而形成獨立之網絡,等。
作為具有環氧基之陽離子聚合性化合物,例如可例舉:具有脂環族環之多元醇之聚縮水甘油醚、或藉由使含環己烯環、環戊烯環之化合物利用過氧化氫、過酸等適當之氧化劑環氧化而獲得之脂環族環氧樹脂;脂肪族多元醇、或其環氧烷加成物之聚縮水甘油醚、脂肪族長鏈多元酸之聚縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之均聚物、共聚物等脂肪族環氧樹脂;藉由雙酚A、雙酚F或氫化雙酚A等雙酚類、或該等之環氧烷加成物、己內酯加成物等衍生物與表氯醇之反應而製造之縮水甘油醚、及酚醛清漆環氧樹脂等自雙酚類衍生之縮水甘油醚型環氧樹脂等。
上述硬塗組合物中可進而包含聚合起始劑。作為聚合起始劑,為自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等,可適當選擇使用。該等聚合起始劑可藉由活性能量線照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子而進行自由基聚合與陽離子聚合。
自由基聚合起始劑只要為能夠藉由活性能量線照射及加熱之至少任一種而釋出使自由基聚合開始之物質即可。例如,作為熱自由基聚合起始劑,可例舉:過氧化氫、過苯甲酸等有機過氧化物、偶氮二異丁腈等偶氮化合物等。
作為活性能量線自由基聚合起始劑,有藉由分子之分解而生成自由基之Type1型自由基聚合起始劑、及與三級胺共存並藉由奪氫型反應而生成自由基之Type2型自由基聚合起始劑,可分別單獨使用或亦可併用而使用。
陽離子聚合起始劑只要能夠藉由活性能量線照射及加熱之至少任一者而釋出使陽離子聚合開始之物質即可。作為陽離子聚合起始劑,可使用芳香族錪鹽、芳香族鋶鹽、環戊二烯基鐵(II)錯合物等。該等根據結構之差異,可藉由活性能量線照射或加熱之任一種或兩者開始陽離子聚合。
上述聚合起始劑可相對於上述硬塗組合物整體100重量%包含0.1~10重量%。於上述聚合起始劑之含量未達0.1重量%之情形時,無法使硬化充分地進行,難以實現最終所獲得之塗膜之機械物性或密接力,於超過10重量%之情形時,有產生由硬化收縮所導致之接著力不良或破裂現象及捲曲現象之情況。
上述硬塗組合物可進而包含選自由溶劑、添加劑所組成之群中之一種以上。上述溶劑只要為能夠使上述聚合性化合物及聚合起始劑溶解或分散且作為本技術領域之硬塗組合物之溶劑而為人所知者,則可無限制地使用。上述添加劑可進而包含無機粒子、調平劑、穩定劑、界面活性劑、抗靜電劑、潤滑劑、防污劑等。
(圓偏光板)
如上所述,本發明之顯示裝置(較佳為可撓性顯示裝置)較佳為具備偏光板、尤其是圓偏光板。圓偏光板係藉由於直線偏光板積層λ/4相位差板而具有僅使右或左圓偏光分量透過之功能的功能層。例如用於藉由使外界光轉換成右圓偏光並且遮蔽被有機EL面板反射而成為左圓偏光之外界光,僅使有機EL之發光分量透過,從而抑制反射光之影響,使圖像容易觀看。為了達成圓偏光功能,直線偏光板之吸收軸與λ/4相位差板之慢軸理論上必須為45度,但實用上為45±10度。直線偏光板與λ/4相位差板未必必須鄰接地積層,只要吸收軸與慢軸之關係滿足上述範圍即可。雖然較佳為於全波長內達成完全之圓偏光,但實用上未必有此需要,因此本發明中之圓偏光板亦包含橢圓偏光板。亦較佳為藉由於直線偏光板之視認側進而積層λ/4相位差膜,將出射光變成圓偏光,從而提高佩戴偏光太陽眼鏡之狀態下之視認性。
直線偏光板係具有使在透射軸方向上振動之光通過,但遮斷與其垂直之振動分量之偏光之功能的功能層。上述直線偏光板可為具備單獨之直線偏光元件或直線偏光元件及貼附於其至少一個面之保護膜的構成。上述直線偏光板之厚度可為200 μm以下,較佳為0.5 μm以上、100 μm以下。若直線偏光板之厚度處於上述之範圍,則有直線偏光板之柔軟性難以降低之傾向。
上述直線偏光元件可為藉由對聚乙烯醇(以下,有時簡稱為PVA)系膜進行染色、延伸而製造之膜型偏光元件。藉由使碘等二色性色素吸附於利用延伸而配向之PVA系膜、或於吸附於PVA之狀態下延伸而使二色性色素配向,發揮偏光性能。於上述膜型偏光元件之製造中,此外亦可具有膨潤、利用硼酸之交聯、利用水溶液之洗浄、乾燥等步驟。延伸或染色步驟可由PVA系膜單獨進行,亦可於與聚對苯二甲酸乙二酯之類之其他膜(延伸用樹脂基材)積層之狀態下進行。所使用之PVA系膜之厚度較佳為3~100 μm,上述延伸倍率較佳為2~10倍。作為製作延伸用樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體之方法,較佳為於延伸用樹脂基材之表面塗佈包含PVA系樹脂之塗佈液並加以乾燥之方法。
尤其是若為包括將PVA系樹脂層與延伸用樹脂基材以積層體之狀態延伸之步驟與進行染色之步驟的製法,則即便PVA系樹脂層較薄,亦能夠藉由支持於延伸用樹脂基材而無由延伸引起之破斷等不良情況地延伸。
上述偏光元件之厚度為20 μm以下,較佳為12 μm以下,更佳為9 μm以下,進而較佳為1~8 μm,尤佳為3~6 μm。若為上述範圍內,則不會阻礙彎曲而成為較佳之態樣。
進而,作為上述偏光元件之另一例,可例舉塗佈液晶偏光組合物而形成之液晶塗佈型偏光元件。上述液晶偏光組合物可包含液晶性化合物及二色性色素化合物。上述液晶性化合物只要具有表現出液晶狀態之性質即可,尤其是若具有層列相等高次之配向狀態,則能夠發揮較高之偏光性能,故而較佳。又,液晶性化合物較佳為具有聚合性官能基。
上述二色性色素化合物為與上述液晶性化合物一起配向並表現出二色性之色素,可具有聚合性官能基,又,二色性色素本身可具有液晶性。
液晶偏光組合物所包含之化合物之任一者具有聚合性官能基。上述液晶偏光組合物可進而包含起始劑、溶劑、分散劑、調平劑、穩定劑、界面活性劑、交聯劑、矽烷偶合劑等。
上述液晶偏光層可藉由於配向膜上塗佈液晶偏光組合物形成液晶偏光層而製造。液晶偏光層可與膜型偏光元件相比將厚度形成得較薄,其厚度較佳為0.5 μm以上10 μm以下,更佳為1 μm以上5 μm以下。
上述配向膜例如係藉由於基材上塗佈配向膜形成組合物並藉由進行摩擦、偏光照射等賦予配向性而製造。上述配向膜形成組合物包含配向劑,可進而包含溶劑、交聯劑、起始劑、分散劑、調平劑、矽烷偶合劑等。作為上述配向劑,例如,可例舉:聚乙烯醇類、聚丙烯酸酯類、聚醯胺酸類、聚醯亞胺類。於使用藉由偏光照射而賦予配向性之配向劑之情形時,較佳為使用包含肉桂酸酯基之配向劑。用作上述配向劑之高分子之重量平均分子量例如為10,000~1,000,000左右。上述配向膜之厚度較佳為5 nm以上10,000 nm以下,就充分地表現出配向限制力之方面而言,更佳為10 nm以上500 nm以下。
上述液晶偏光層可自基材剝離並進行轉印而積層,亦可將上述基材保留而積層。上述基材亦較佳為承擔作為保護膜或相位差板、視窗膜之透明基材之作用。
作為上述保護膜,只要為透明之高分子膜即可,可使用與上述視窗膜之透明基材所使用之材料或添加劑相同者。較佳為纖維素系膜、烯烴系膜、丙烯酸系膜、聚酯系膜。又,亦可為塗佈環氧樹脂等陽離子硬化組合物或丙烯酸酯等自由基硬化組合物並進行硬化而獲得之塗層型之保護膜。該保護膜可視需要包含塑化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、顏料或染料之類之著色劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等。該保護膜之厚度較佳為200 μm以下,更佳為1 μm以上100 μm以下。若保護膜之厚度處於上述之範圍內,則有該膜之柔軟性難以降低之傾向。保護膜亦可兼具視窗膜之透明基材之作用。
上述λ/4相位差板係對與入射光之行進方向垂直之方向(膜之面內方向)賦予λ/4之相位差的膜。上述λ/4相位差板可為對纖維素系膜、烯烴系膜、聚碳酸酯系膜等高分子膜進行延伸而製造之延伸型相位差板。上述λ/4相位差板可視需要包含相位差調整劑、塑化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、顏料或染料之類之著色劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等。
上述延伸型相位差板之厚度較佳為200 μm以下,更佳為1 μm以上100 μm以下。若延伸型相位差板之厚度處於上述之範圍內,則有該延伸型相位差板之柔軟性難以降低之傾向。
進而,作為上述λ/4相位差板之另一例,可例舉塗佈液晶組合物而形成之液晶塗佈型相位差板。
上述液晶組合物包含表現出向列型、膽固醇型、層列型等液晶狀態之液晶性化合物。上述液晶性化合物具有聚合性官能基。
上述液晶組合物可進而包含起始劑、溶劑、分散劑、調平劑、穩定劑、界面活性劑、交聯劑、矽烷偶合劑等。
上述液晶塗佈型相位差板可與上述液晶偏光層同樣地藉由將液晶組合物塗佈於基底上並進行硬化,形成液晶相位差層而製造。液晶塗佈型相位差板可與延伸型相位差板相比將厚度形成得較薄。上述液晶偏光層之厚度較佳為0.5 μm以上10 μm以下,更佳為1 μm以上5 μm以下。
上述液晶塗佈型相位差板可自基材剝離並轉印而進行積層,亦可保留上述基材進行積層。上述基材亦較佳為承擔作為保護膜或相位差板、視窗膜之透明基材之作用。
一般而言,波長越短則雙折射越大、波長越長則表現出越小之雙折射的材料較多。於該情形時,無法於全可見光區域內達成λ/4之相位差,故而設計成對於視感度較高之560 nm附近成為λ/4、面內相位差較佳為成為100 nm以上180 nm以下,更佳為成為130 nm以上150 nm以下。使用具有與通常相反之雙折射率波長分散特性之材料的逆分散λ/4相位差板就視認性變良好之方面而言較佳。作為此種材料,例如,延伸型相位差板可使用日本專利特開2007-232873號公報等中記載者,液晶塗佈型相位差板可使用日本專利特開2010-30979號公報等中記載者。
又,作為其他方法,亦已知藉由與λ/2相位差板組合而獲得寬頻帶λ/4相位差板的技術(例如,日本專利特開平10-90521號公報等)。λ/2相位差板亦藉由與λ/4相位差板相同之材料方法進行製造。延伸型相位差板與液晶塗佈型相位差板之組合任意,藉由均使用液晶塗佈型相位差板,能夠減薄厚度。
亦已知於上述圓偏光板積層正C板而提高斜向之視認性的方法(例如,日本專利特開2014-224837號公報等)。正C板可為液晶塗佈型相位差板,亦可為延伸型相位差板。該相位差板之厚度方向之相位差較佳為-200 nm以上-20 nm以下,更佳為-140 nm以上-40 nm以下。
(觸控感測器)
如上所述,具備本發明之積層體之顯示裝置(較佳為可撓性顯示裝置)較佳為具備觸控感測器。觸控感測器可用作輸入機構。作為觸控感測器,可例舉:電阻膜方式、表面聲波方式、紅外線方式、電磁感應方式、靜電電容方式等各種樣式,較佳為例舉靜電電容方式。
靜電電容方式觸控感測器分為活性區域及位於上述活性區域之外廓部之非活性區域。活性區域為對應於顯示面板中顯示出畫面之區域(顯示部)的區域,且係感知用戶之觸控之區域,非活性區域為對應於顯示裝置中不顯示出畫面之區域(非顯示部)的區域。觸控感測器可包括:較佳為具有可撓性之特性之基板、形成於上述基板之活性區域之感知圖案、及形成於上述基板之非活性區域且用於與上述感知圖案經由墊部與外部之驅動電路連接的各感測線。作為具有可撓性之特性之基板,可使用與上述視窗膜之透明基板相同之材料。觸控感測器之基板之韌性為2,000 MPa%以上者就抑制觸控感測器之裂痕之方面而言較佳。更佳為韌性為2,000 MPa%以上、30,000 MPa%以下。此處,韌性定義為藉由高分子材料之拉伸實驗而獲得之應力(MPa)-應變(%)曲線(Stress-strain curve)中至破壞點為止之曲線之下部面積。
上述感知圖案可具備沿第1方向形成之第1圖案及沿第2方向形成之第2圖案。第1圖案與第2圖案沿互不相同之方向配置。第1圖案及第2圖案形成於同一層,為了感知觸控之地點,各自之圖案必須電性連接。第1圖案為複數個單位圖案經由接頭相互連接之形態,第2圖案為複數個單位圖案呈島嶼形態相互分離之結構,因此為了將第2圖案電性連接,必需另外之橋式電極。用於第2圖案之連接之電極可應用周知之透明電極。作為該透明電極之素材,例如,可例舉:銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅氧化物(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、鎘錫氧化物(CTO)、PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),聚(3,4-乙二氧基噻吩))、奈米碳管(CNT)、石墨烯、金屬線等,較佳為例舉ITO。該等可單獨使用或混合2種以上使用。用於金屬線之金屬無特別限定,例如,可例舉:銀、金、鋁、銅、鐵、鎳、鈦、釕、鉻等,該等可單獨使用或混合2種以上使用。
橋式電極可於感知圖案上部隔著絕緣層形成於上述絕緣層上部,可於基板上形成有橋式電極,於其上形成絕緣層及感知圖案。上述橋式電極可藉由與感知圖案相同之素材形成,亦可藉由鉬、銀、鋁、銅、鈀、金、白金、鋅、錫、鈦或該等之中之2種以上之合金形成。
第1圖案與第2圖案必須電性絕緣,因此於感知圖案與橋式電極之間形成絕緣層。該絕緣層可僅形成於第1圖案之接頭與橋式電極之間,亦可形成為覆蓋感知圖案整體之層。於覆蓋感知圖案整體之層之情形時,橋式電極可經由形成於絕緣層之接觸孔而連接第2圖案。
上述觸控感測器可進而於基板與電極之間包含光學調節層作為用以適當地補償形成有感知圖案之圖案區域與未形成感知圖案之非圖案區域之間之透過率之差、具體而言因該等區域中之折射率之差而誘發之光透過率之差的機構。該光學調節層可包含無機絕緣物質或有機絕緣物質。光學調節層可將包含光硬化性有機黏合劑及溶劑之光硬化組合物塗佈於基板上而形成。上述光硬化組合物可進而包含無機粒子。藉由上述無機粒子,能夠提高光學調節層之折射率。
上述光硬化性有機黏合劑可於無損本發明之效果之範圍內,例如包含丙烯酸酯系單體、苯乙烯系單體、羧酸系單體等各單體之共聚物。上述光硬化性有機黏合劑例如可為包含含環氧基之重複單元、丙烯酸酯重複單元、羧酸重複單元等互不相同之各重複單元之共聚物。
作為上述無機粒子,例如,可例舉:氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子等。
上述光硬化組合物亦可進而包含光聚合起始劑、聚合性單體、硬化助劑等各添加劑。
(接著層)
形成上述顯示裝置(較佳為可撓性圖像顯示裝置)用積層體之各層(視窗膜、圓偏光板、觸控感測器)以及構成各層之膜構件(直線偏光板、λ/4相位差板等)可藉由接著劑而接合。作為該接著劑,可使用水系接著劑、有機溶劑系、無溶劑系接著劑、固體接著劑、溶劑揮散型接著劑、濕氣硬化型接著劑、加熱硬化型接著劑、厭氧硬化型、活性能量線硬化型接著劑、硬化劑混合型接著劑、熱熔融型接著劑、感壓型接著劑(黏著劑)、再濕型接著劑等通常使用之接著劑等,較佳為可使用水系溶劑揮散型接著劑、活性能量線硬化型接著劑、黏著劑。接著劑層之厚度可根據要求之接著力等適當調節,較佳為0.01~500 μm,更佳為0.1~300 μm。上述顯示裝置(較佳為可撓性圖像顯示裝置)用積層體中存在複數個接著層,各自之厚度或種類可相同,亦可不同。
作為上述水系溶劑揮散型接著劑,可將聚乙烯醇系聚合物、澱粉等水溶性聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯系乳液、苯乙烯-丁二烯系乳液等水分散狀態之聚合物用作主劑聚合物。除了上述主劑聚合物與水以外,亦可調配交聯劑、矽烷系化合物、離子性化合物、交聯觸媒、抗氧化劑、染料、顏料、無機填料、有機溶劑等。於藉由上述水系溶劑揮散型接著劑而接著之情形時,藉由將上述水系溶劑揮散型接著劑注入至被接著層間而貼合被接著層後加以乾燥,能夠賦予接著性。於使用上述水系溶劑揮散型接著劑之情形時,其接著層之厚度較佳為0.01~10 μm,更佳為0.1~1 μm。於將上述水系溶劑揮散型接著劑用於複數層之情形時,各層之厚度或種類可相同,亦可不同。
上述活性能量線硬化型接著劑可藉由包含照射活性能量線而形成接著劑層之反應性材料的活性能量線硬化組合物之硬化而形成。上述活性能量線硬化組合物可含有與硬塗組合物中所包含者同樣之自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種聚合物。上述自由基聚合性化合物可使用與硬塗組合物中之自由基聚合性化合物相同之化合物。
上述陽離子聚合性化合物可使用與硬塗組合物中之陽離子聚合性化合物相同之化合物。
作為活性能量線硬化組合物所使用之陽離子聚合性化合物,尤佳為環氧化合物。為了降低作為接著劑組合物之黏度,亦較佳為包含單官能之化合物作為反應性稀釋劑。
活性能量線組合物為了降低黏度,可包含單官能之化合物。作為該單官能之化合物,可例舉:1分子中具有1個(甲基)丙烯醯基之丙烯酸酯系單體、或1分子中具有1個環氧基或氧雜環丁基之化合物,例如,(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等。
活性能量線組合物可進而包含聚合起始劑。作為該聚合起始劑,可例舉:自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等,該等可適當選擇而使用。該等聚合起始劑係藉由活性能量線照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子而使自由基聚合與陽離子聚合進行。可使用硬塗組合物之記載中能夠藉由活性能量線照射而使自由基聚合或陽離子聚合之中之至少一種開始的起始劑。
上述活性能量線硬化組合物可進而包含離子捕捉劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、密接賦予劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動黏度調整劑、塑化劑、消泡劑溶劑、添加劑、溶劑。於藉由上述活性能量線硬化型接著劑而接著2個被接著層之情形時,可藉由將上述活性能量線硬化組合物塗佈於被接著層之任一者或兩者後進行貼合,並對任一被接著層或兩個被接著層照射活性能量線加以硬化,從而進行接著。於使用上述活性能量線硬化型接著劑之情形時,其接著層之厚度較佳為0.01~20 μm,更佳為0.1~10 μm。於將上述活性能量線硬化型接著劑用於複數之接著層形成之情形時,各層之厚度或種類可相同,亦可不同。
作為上述黏著劑,根據主劑聚合物,分類為丙烯酸系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、橡膠系黏著劑、聚矽氧系黏著劑等之任一者均可使用。可於黏著劑中添加主劑聚合物,並調配交聯劑、矽烷系化合物、離子性化合物、交聯觸媒、抗氧化劑、黏著賦予劑、塑化劑、染料、顏料、無機填料等。藉由將構成上述黏著劑之各成分溶解、分散於溶劑中獲得黏著劑組合物,將該黏著劑組合物塗佈於基材上後加以乾燥,從而形成黏著劑層接著層。黏著層可直接形成,亦可將另行形成於基材者進行轉印。為了覆蓋接著前之黏著面,亦較佳為使用離型膜。於使用上述活性能量線硬化型接著劑之情形時,其接著層之厚度較佳為0.1~500 μm,更佳為1~300 μm。於使用複數層上述黏著劑之情形時,各層之厚度或種類可相同,亦可不同。
(遮光圖案)
上述遮光圖案可用作上述顯示裝置(較佳為可撓性圖像顯示裝置)之邊框或殼體之至少一部分。藉由利用遮光圖案隱藏配置於上述顯示裝置(較佳為可撓性圖像顯示裝置)之邊緣部之配線使其不易視認,圖像之視認性提昇。上述遮光圖案可為單層或複層之形態。遮光圖案之顏色無特別限制,可為黑色、白色、金屬色等多種顏色。遮光圖案可由用以呈現顏色之顏料與丙烯酸系樹脂、酯系樹脂、環氧系樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽氧等高分子形成。該等可單獨使用或以2種以上之混合物使用。上述遮光圖案可藉由印刷、微影、噴墨等各種方法而形成。遮光圖案之厚度較佳為1~100 μm,更佳為2~50 μm。又,亦較佳為賦予遮光圖案之厚度方向傾斜等形狀。
[實施例]
以下,例舉實施例更具體地說明本發明。本發明不受以下之實施例限制,當然能夠於可符合上述、後述主旨之範圍內適當施加變更而實施,該等均包含於本發明之技術範圍內。
[中間層形成用組合物之製備]
實施例1-1
將作為有機矽化合物(C)之下述式所示之日本專利特開2012-197330號公報所記載之N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷與氯丙基三甲氧基矽烷之反應物(商品名:X-12-5263HP,信越化學工業股份有限公司製造)0.05質量%、作為溶劑(E
α)之異丙醇99.95質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物E1。
[化11]
實施例1-2
除將異丙醇99.90質量%及4-羥基-2-丁酮0.05質量%混合而作為溶劑(E
α)以外,以與實施例1-1相同之方式獲得中間層形成用組合物E2。
實施例1-3
除將異丙醇99.90質量%及乙二醇0.05質量%混合而作為溶劑(E
α)以外,以與實施例1-1相同之方式獲得中間層形成用組合物E3。
實施例1-4
除將異丙醇99.925質量%及4-羥基-2-丁酮0.025質量%混合而作為溶劑(E
α)以外,以與實施例1-1相同之方式獲得中間層形成用組合物E4。
實施例1-5
將作為有機矽化合物(C)之X-12-5263HP 0.125質量%、作為溶劑(E
α)之異丙醇99.875質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物E5。
實施例1-6
將作為有機矽化合物(C)之X-12-5263HP 0.020質量%、作為溶劑(E
α)之異丙醇99.980質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物E6。
實施例1-7
將作為有機矽化合物(C)之X-12-5263HP 0.05質量%、作為溶劑(E
α)之異丙醇99.900質量%、N,N-二甲基乙醯胺0.05質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物E7。
實施例1-8
除使用N,N-二甲基乳醯胺代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E8。
實施例1-9
除使用3-甲氧基-1-丙醇代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E9。
實施例1-10
除使用N,N-二甲基甲醯胺代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E10。
實施例1-11
除使用二甲基亞碸代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E11。
實施例1-12
除使用(R)-(-)-3-羥基丁酸甲酯代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E12。
實施例1-13
除使用二乙二醇代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E13。
實施例1-14
除使用丙酮代替N,N-二甲基乙醯胺以外,以與實施例1-7相同之方式獲得中間層形成用組合物E14。
比較例1-1
代替有機矽化合物(C)而將KBP-90(含有30質量%之具有下述結構之化合物之水分散體,信越化學公司製造)0.33質量%、異丙醇99.67質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物C1。
[化12]
比較例1-2
代替有機矽化合物(C)而將KBE-903(3-胺基丙基三乙氧基矽烷,信越化學公司製造)0.05質量%、異丙醇99.95質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物C2。
比較例1-3
將作為有機矽化合物(C)之X-12-5263HP 0.25質量%、作為溶劑(E
α)之異丙醇 99.75質量%進行混合,於室溫下攪拌所得溶液,獲得中間層形成用組合物C3。
以下,表1中示出用於中間層形成用組合物之溶劑(E
α)及有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數、比率:δH/δD、溶劑(E
α)與有機矽化合物(C)之HSP距離Ra1、作為非氟型脂肪族一元醇(E
α1)之IPA(異丙醇)與非氟型脂肪族一元醇以外之溶劑(E
α2)之HSP距離Ra2、溶劑(E
α)之沸點、溶劑(E
α)之ClogP值。ClogP值係儲存於ChemDraw19.1之資料庫中之值。
[表1]
漢森溶解度參數(J/cm 3) 0.5 | δH/δD | 與有機矽化合物之HSP距離Ra1 | 與IPA之HSP距離Ra2 | 沸點(℃) | CLogP | ||||
δD | δP | δH | |||||||
溶劑(Ea)(δH/δD≧0.41) | 異丙醇 | 15.8 | 6.1 | 16.4 | 1.038 | 7.611 | - | 82.0 | 0.074 |
乙二醇 | 17.0 | 11.0 | 26.0 | 1.529 | 17.443 | 11.042 | 197.0 | -1.369 | |
4-羥基-2-丁酮 | 17.2 | 11.3 | 14.5 | 0.843 | 7.236 | 6.204 | 173.4 | -0.761 | |
N,N-二甲基乙醯胺 | 16.8 | 11.5 | 10.2 | 0.607 | 4.540 | 8.462 | 166.0 | -0.802 | |
N,N-二甲基乳醯胺 | 17.9 | 12.5 | 15.2 | 0.849 | 9.032 | 7.749 | 223.0 | -0.451 | |
3-甲氧基-1-丙醇 | 16.2 | 8.4 | 13 | 0.802 | 4.226 | 4.182 | 127.0 | -0.285 | |
N,N-二甲基甲醯胺 | 17.4 | 13.7 | 11.3 | 0.649 | 7.225 | 9.696 | 152.0 | -1.038 | |
二甲基亞碸 | 18.4 | 16.4 | 10.2 | 0.554 | 10.300 | 13.098 | 189.0 | -1.378 | |
(R)-(-)-3-羥基丁酸甲酯 | 16.9 | 7.7 | 13.4 | 0.793 | 5.258 | 4.050 | 161.9 | -0.164 | |
二乙二醇 | 16.6 | 12 | 19 | 1.145 | 10.908 | 6.643 | 161.9 | -1.305 | |
丙酮 | 15.5 | 10.4 | 7 | 0.452 | 3.121 | 10.354 | 56.0 | -0.208 | |
有機矽化合物(C) | X-12-5263HP | 15.4 | 8.1 | 9.1 |
表1中之漢森溶解度參數中,關於異丙醇、乙二醇、4-羥基-2-丁酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基乳醯胺、3-甲氧基-1-丙醇、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、(R)-(-)-3-羥基丁酸甲酯、二乙二醇及丙酮,示出聚合物手冊第4版中記載之值,關於X-12-5263HP,示出藉由後述之「基於溶解球法之漢森溶解度參數之測定」所算出之值。
基於溶解球法之漢森溶解度參數之測定
於透明容器中投入如表2所示之溶解度參數已知之溶劑(出處:聚合物手冊第4版)1 mL與X-12-5263HP 1 mL,製備混合液。將所獲得之混合物進行振盪後,目視觀察混合液之外觀,根據所獲得之觀察結果,基於下述評價基準評價X-12-5263HP於溶劑中之溶解性。再者,於評價基準為1或2之情形時,判斷溶劑溶解了測定試樣,於評價基準為0之情形時,判斷溶劑未溶解測定試樣。將評價結果示於表2。
(評價基準)
2:混合液之外觀半透明。
1:混合液之外觀無色透明。
0:混合液之外觀白濁。
[表2]
溶劑之種類 | 漢森溶解度參數(J/cm 3) 0.5 | 評價 | ||
δD | δP | δH | ||
十六烷 | 16.3 | 0.0 | 0.0 | 2 |
HFE 7000 | 13.0 | 4.2 | 1.0 | 2 |
苯胺 | 20.1 | 5.8 | 11.2 | 2 |
碳酸丙二酯 | 20.0 | 18.0 | 4.1 | 2 |
乙二醇 | 17.0 | 11.0 | 26.0 | 2 |
二乙二醇 | 16.6 | 12.0 | 19.0 | 2 |
HFC-365 mfc | 16.4 | 0.0 | 0.0 | 1 |
乙酸異戊指 | 15.3 | 3.1 | 7.0 | 1 |
己烷 | 14.9 | 0.0 | 0.0 | 1 |
異丙醇 | 15.8 | 6.1 | 16.4 | 1 |
苯乙酮 | 18.8 | 9.0 | 4.0 | 1 |
二甲基亞碸 | 18.4 | 16.4 | 10.2 | 1 |
對二甲苯 | 17.8 | 1.0 | 3.1 | 1 |
乙醇 | 15.8 | 8.8 | 19.4 | 1 |
二丙酮醇 | 15.8 | 8.2 | 10.8 | 1 |
1-乙氧基-1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁烷 | 13.1 | 2.8 | 2.1 | 0 |
根據所獲得之溶解性之評價結果,使用上述溶解球法製作溶解度球。將所獲得之溶解度球之中心座標作為X-12-5263HP之漢森溶解度參數。
又,關於上述中間層形成用組合物E1~E14及C1~C3,分別進行以下之加速試驗。
加速試驗
準備所製備之中間層形成用組合物E1~E14及C1~C3各40 mL,分別分取於聚丙烯製拋棄式容器中,用聚偏二氯乙烯製之耐熱阻氣性膜蓋住後,於溫度22℃濕度55%之大氣氛圍下,以400 rpm攪拌24小時,從而製作中間層形成用組合物E1(加速24小時)~E14(加速24小時)C1(加速24小時)、C2(加速24小時)、C3(加速24小時)。
[撥水層形成用組合物之製備]
將作為有機矽化合物(A)之滿足上述式(a3)之化合物(a10)、作為有機矽化合物(B)之FAS13E(C
6F
13-C
2H
4-Si(OC
2H
5)
3,東京化成工業股份有限公司製造)、作為溶劑(D)之FC-3283(C
9F
21N,Fluorinert,3M公司製造)進行混合,於室溫下攪拌規定時間,獲得撥水層形成用組合物。撥水層形成用組合物中之有機矽化合物(A)之比率為0.085質量%,有機矽化合物(B)之比率為0.05質量%。再者,用作有機矽化合物(A)之化合物(a10)係滿足上述化合物(a11)及(a21)之要件,並且滿足亦包含較佳態樣在內之式(a3)之要件的化合物。
[積層體之製作]
實施例2-1-1
於使用大氣壓電漿裝置(富士機械製造股份有限公司製造)對被塗佈面進行了活化處理之具有丙烯酸系硬塗層的聚對苯二甲酸乙二酯基材(硬塗層厚度:5 μm、基材厚度:50 μm)之硬塗層上,使用MIKASA股份有限公司製造之OPTICOAT MS-A100(棒式塗佈機)、#5棒,於0.5 ml、100 mm/sec之條件下塗佈上述所獲得之中間層形成用組合物E1,於100℃下乾燥30秒,而形成中間層。其後,將撥水層形成用組合物於與上述相同之條件下塗佈於中間層上,於100℃下乾燥30秒,而形成撥水層。上述中間層及撥水層之藉由以下方法所測得之厚度於實施例2-1-1中分別為5.0 nm、3.7 nm。
中間層(c)之厚度測定
針對塗敷有中間層(c)及撥水層(r)之積層體,藉由FIB-SEM製作超薄切片,利用掃描式穿透電子顯微鏡(STEM)自剖面方向進行觀察,藉此測定中間層(c)之厚度。
<FIB加工條件>
裝置名:HeliosG4UX(日本FEI公司製造)
離子源:Ga
加速電壓:30 kV
試樣厚度:100 nm以下
<STEM測定條件>
裝置名:HeliosG4UX(日本FEI公司製造)
加速電壓:23 kV
電流值:50 pA
倍率:100萬倍
撥水層(r)之厚度測定
撥水層(r)之膜厚係依照下述記載,使用X射線光電子光譜法(XPS)進行測定。首先,藉由與實施例2-1-1相同之方法,於經大氣壓電漿處理之玻璃基板上製作中間層(c)、撥水層(r)。此時,在4處改變撥水層形成用組合物之塗佈量進行塗佈,從而製作中間層(c)之厚度相同且撥水層(r)之膜厚不同之合計4種積層體。
其次,使用橢圓偏光計測定各撥水層(r)之膜厚。又,使用XPS法對該層測定F元素之量、及除與F元素鍵結之C元素以外之C元素之量,算出其比(F/C(C-F以外)),製作相對於撥水層(r)之膜厚之校準曲線。於此情形時,F元素之量源自撥水層(r),除與F元素鍵結之C元素以外之C元素之量源自中間層(c)。
其次,針對實施例2-1-1中所製作之積層體實施XPS測定,並依照上述中所製作之校準曲線算出撥水層(r)之膜厚。
<XPS測定條件>
裝置名:Thermofisher Scientific製造之K-alpha
X射線源:單色Al Kα
輸出:72 W(12 kV,6 mA)
光點大小:400 μm
通過能量:50 eV
停留時間:50 ms
模式(元素):窄(F,C)
中和槍:打開
實施例2-1-2
除使用中間層形成用組合物E1(加速24小時)代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得實施例2-1-2(加速24小時)之積層體。
實施例2-2-1
除使用中間層形成用組合物E2代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得積層體。
實施例2-2-2
除使用中間層形成用組合物E2(加速24小時)代替中間層形成用組合物E2以外,以與實施例2-2-1相同之方式獲得實施例2-2-2(加速24小時)之積層體。
實施例2-3-1
除使用中間層形成用組合物E3代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得積層體。
實施例2-3-2
除使用中間層形成用組合物E3(加速24小時)代替中間層形成用組合物E3以外,以與實施例2-3-1相同之方式獲得實施例2-3-2(加速24小時)之積層體。
實施例2-4-1
除使用中間層形成用組合物E4代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得積層體。
實施例2-4-2
除使用中間層形成用組合物E4(加速24小時)代替中間層形成用組合物E4以外,以與實施例2-4-1相同之方式獲得實施例2-4-2(加速24小時)之積層體。
實施例2-5-1~實施例2-14-1
除分別使用中間層形成用組合物E5~E14代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得實施例2-5-1~實施例2-14-1之積層體。
實施例2-5-2~實施例2-14-2
分別使用中間層形成用組合物E5(加速24小時)~E14(加速24小時)代替實施例2-5-1~實施例2-14-1中使用之中間層形成用組合物E5~E14,獲得實施例2-5-2(加速24小時)~實施例2-14-2(加速24小時)之積層體。
比較例2-1-1
除使用中間層形成用組合物C1代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得積層體。
比較例2-1-2
除使用中間層形成用組合物C1(加速24小時)代替中間層形成用組合物C1以外,以與比較例2-1-1相同之方式獲得比較例2-1-2(加速24小時)之積層體。
比較例2-2-1
除使用中間層形成用組合物C2代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得積層體。
比較例2-2-2
除使用中間層形成用組合物C2(加速24小時)代替中間層形成用組合物C2以外,以與比較例2-2-1相同之方式獲得比較例2-2-2(加速24小時)之積層體。
比較例2-3-1
除使用中間層形成用組合物C3代替中間層形成用組合物E1以外,以與實施例2-1-1相同之方式獲得積層體。
比較例2-3-2
除使用中間層形成用組合物C3(加速24小時)代替中間層形成用組合物C3以外,以與比較例2-3-1相同之方式獲得比較例2-3-2(加速24小時)之積層體。
藉由下述方法對上述實施例及比較例中所獲得之組合物及積層體進行評價。
接觸角之 測 定 ( 初始接觸角 )於實施例2-X-1(X意指1~14)及比較例2-1-1、2-2-1、2-3-1中所獲得之積層體之撥水層側之表面,滴加3 μL之水滴,使用接觸角測定裝置(協和界面科學公司製造,DM700),藉由液滴法(解析方法:θ/2法)測定水之接觸角。
耐磨耗性之 測 定 ( 初始耐磨耗性 1)針對實施例2-X-1(X意指1~14)及比較例2-1-1、2-2-1、2-3-1中所獲得之積層體,使用具備minoan製造之橡皮擦之刮痕裝置,於橡皮擦與積層體之撥水層(r)面相接之狀態(接觸面:直徑6 mm之圓)下施加荷重1000 g,使橡皮擦以40 r/min之速度(一分鐘往返40次之速度)、行程40 mm在積層體上往返,進行耐磨耗試驗。測定橡皮擦於積層體往返3000次後水之接觸角。
耐磨耗性之 測 定 ( 初始耐磨耗性 2)針對實施例2-X-1(X意指1~14)及比較例2-1-1、2-2-1、2-3-1中所獲得之積層體,使用具備鋼絲絨#0000(Bonstar公司製造)之鋼絲絨試驗機(大榮精機公司製造),於鋼絲絨與積層體之表面(撥水層(r))相接之狀態下,施加荷重1000 g(換算成壓力,約為250 g/cm
2)進行磨耗試驗,目視確認1500次往返試驗時劃痕之條數。再者,劃痕之條數之確認係於照度1000勒克司下進行。
加速 試驗 後之耐磨耗性之 測 定針對實施例2-Y-2(Y意指1~14)及比較例2-1-2、2-2-2、2-3-2中所獲得之積層體,使用具備minoan製造之橡皮擦之刮痕裝置,於橡皮擦與積層體之撥水層(r)面相接之狀態(接觸面:直徑6 mm之圓)下施加荷重1000 g,使橡皮擦以40 r/min之速度(一分鐘往返40次之速度)、行程40 mm於積層體上往返,進行耐磨耗試驗。測定橡皮擦於積層體往返3000次後之水之接觸角。
將結果示於表3-1、3-2、3-3及表4。
[表3-1]
實施例2-1-1 實施例2-1-2(加速24小時) | 實施例2-2-1 實施例2-2-2(加速24小時) | 實施例2-3-1 實施例2-3-2(加速24小時) | 實施例2-4-1 實施例2-4-2(加速24小時) | |||
中間層形成用組合物 | E1 E1(加速24小時) | E2 E2(加速24小時) | E3 E3(加速24小時) | E4 E4(加速24小時) | ||
組 成 | 有機矽化合物(C) | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | |
0.05% | 0.05% | 0.05% | 0.05% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | IPA | IPA | IPA | IPA | ||
99.95% | 99.90% | 99.90% | 99.925% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | 4-羥基-2-丁酮 | 乙二醇 | 4-羥基-2-丁酮 | |||
0.05% | 0.05% | 0.025% | ||||
保存穩定性 | 加速試驗24 h 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 115.2 | 113.2 | 107.1 | 104.5 | |
初始接觸角 | º | 115.7 | 113.7 | 115.1 | 115.2 | |
初始耐磨耗性1 | 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 115.6 | 113.5 | 110 | 110.4 | |
初始耐磨耗性2 | 鋼絲絨耐磨耗試驗後之劃痕之條數 | 4 | 0 | 0 | 0 | |
[表3-2]
實施例2-5-1 實施例2-5-2(加速24小時) | 實施例2-6-1 實施例2-6-2(加速24小時) | 實施例2-7-1 實施例2-7-2(加速24小時) | 實施例2-8-1 實施例2-8-2(加速24小時) | 實施例2-9-1 實施例2-9-2(加速24小時) | |||
中間層形成用組合物 | E5 E5(加速24小時) | E6 E6(加速24小時) | E7 E7(加速24小時) | E8 E8(加速24小時) | E9 E9(加速24小時) | ||
組 成 | 有機矽化合物(C) | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | |
0.125% | 0.020% | 0.05% | 0.05% | 0.05% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | IPA | IPA | IPA | IPA | IPA | ||
99.875% | 99.980% | 99.900% | 99.900% | 99.900% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | N,N-二甲基乙醯胺 | N,N-二甲基乳醯胺 | 3-甲氧基-1-丙醇 | ||||
0.05% | 0.05% | 0.05% | |||||
保存穩定性 | 加速試驗24 h 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 113.4 | 110.7 | 104.4 | 105.8 | 100.8 | |
初始接觸角 | º | 115.6 | 115.7 | 112.8 | 116 | 115.2 | |
初始耐磨耗性1 | 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 117.7 | 116.5 | 113.7 | 110.8 | 114.1 | |
初始耐磨耗性2 | 鋼絲絨耐磨耗試驗後之劃痕之條數 | 4 | 4 | 2 | 1 | 0 | |
[表3-3]
實施例2-10-1 實施例2-10-2(加速24小時) | 實施例2-11-1 實施例2-112(加速24小時) | 實施例2-12-1 實施例2-12-2(加速24小時) | 實施例2-13-1 實施例2-13-2(加速24小時) | 實施例2-14-1 實施例214-2(加速24小時) | |||
中間層形成用組合物 | E10 E10(加速24小時) | E11 E11(加速24小時) | E12 E12(加速24小時) | E13 E13[加速24小時) | E14 E14(加速24小時) | ||
組 成 | 有機矽化合物(C) | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | X-12-5263HP | |
0.05% | 0.05% | 0.05% | 0.05% | 0.05% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | IPA | IPA | IPA | IPA | IPA | ||
99.900% | 99.900% | 99.900% | 99.900% | 99.900% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | N,N-二甲基甲醯胺 | 二甲基亞碸 | (R)-(-)-3-羥基丁酸甲酯 | 二乙二醇 | 丙酮 | ||
0.05% | 0.05% | 0.05% | 0.05% | 0.05% | |||
保存穩定性 | 加速試驗24小時 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 116.6 | 112.2 | 115.6 | 111.3 | 115.4 | |
初始接觸角 | º | 115.2 | 114.9 | 116.6 | 116.3 | 116.9 | |
初始耐磨耗性1 | 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 116.3 | 111.9 | 116.5 | 114 | 117.9 | |
初始耐磨耗性2 | 鋼絲絨耐磨耗試驗後之劃痕之條數 | 5 | 3 | 1 | 3 | 5 | |
[表4]
比較例2-1-1 比較例2-1-2(加速24小時) | 比較例2-2-1 比較例2-2-2(加速24小時) | 比較例2-3-1 比較例2-3-2(加速24小時) | |||
中間層形成用組合物 | C1 C1(加速24小時) | C2 C2(加速24小時) | C3 C3(加速24小時) | ||
組 成 | 有機矽化合物(C) | KBP-90 | KBE-903 | X-12-5263HP | |
0.33% | 0.05% | 0.25% | |||
溶劑(E α) δH/δD≧0.41 | IPA | IPA | IPA | ||
99.67% | 99.95% | 99.75% | |||
溶劑 δH/δD<0.41 | |||||
保存穩定性 | 加速試驗24 h 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 86.3 | 60 | 89.8 | |
初始接觸角 | º | 114.3 | 115.6 | 114.4 | |
初始耐磨耗性1 | 橡皮擦耐磨耗試驗後之接觸角(º) | 109.9 | 60.4 | 115.3 | |
初始耐磨耗性2 | 鋼絲絨耐磨耗試驗後之劃痕之條數 | 4 | 4 | 4 | |
根據表3-1~表3-3,可知若使用包含胺骨架及甲氧基之有機矽化合物(C)與比率:δH/δD為0.41以上之溶劑(E
α)並且上述有機矽化合物(C)之量為0.001質量%以上且未達0.25質量%的本發明之混合組合物作為撥水層之底塗層,則於保存一定時間後亦能夠顯示出良好之撥水性,保存穩定性優異。
[產業上之可利用性]
本發明之積層體能夠良好地用於觸控面板顯示器等顯示裝置、光學元件、半導體元件、建築材料、奈米壓印技術、太陽電池、汽車或建築物之窗玻璃、調理器具等金屬製品、餐具等陶瓷製品、塑料製汽車零件等,於產業上有用。又,亦能夠良好地用於廚房、浴室、洗臉台、鏡子、廁所周邊之各構件之物品等。
Claims (11)
- 一種混合組合物,其係有機矽化合物(C)與溶劑(E α)之混合組合物, 上述有機矽化合物(C)包含胺基或胺骨架、及甲氧基,上述溶劑(E α)於將漢森溶解度參數中之氫鍵項(δH)與分散項(δD)之比率設為δH/δD時,δH/δD為0.41以上,且 相對於上述混合組合物100質量%,上述有機矽化合物(C)之量為0.001質量%以上且未達0.25質量%。
- 如請求項1之混合組合物,其中上述有機矽化合物(C)之一分子中,上述胺骨架為2個以上。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中上述有機矽化合物(C)之一分子中,矽原子為2個以上。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中上述溶劑(E α)於一分子中具有1個以上之羥基。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中上述混合組合物所包含之全部溶劑之合計100質量%中,上述溶劑(E α)之比率為75質量%以上。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中基於下述式(E.1)所算出之上述有機矽化合物(C)與溶劑(E α)之漢森溶解度參數之距離Ra1為3.0~20.0(J/cm 3) 0.5, [數1] 式中, δD c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm 3) 0.5、 δD α:溶劑(E α)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm 3) 0.5、 δP c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm 3) 0.5、 δP α:溶劑(E α)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm 3) 0.5、 δH c:有機矽化合物(C)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm 3) 0.5、 δH α:溶劑(E α)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm 3) 0.5。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中上述溶劑(E α)包含非氟型脂肪族一元醇(E α1)及除非氟型脂肪族一元醇以外之溶劑(E α2),下述式(E.2)所表示之上述溶劑(E α1)與上述溶劑(E α2)之漢森溶解度參數之距離Ra2為4.0~14.0(J/cm 3) 0.5, [數2] 式中, δD α1:溶劑(E α1)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm 3) 0.5、 δD α2:溶劑(E α2)之漢森溶解度參數之分散項(J/cm 3) 0.5、 δP α1:溶劑(E α1)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm 3) 0.5、 δP α2:溶劑(E α2)之漢森溶解度參數之極性項(J/cm 3) 0.5、 δH α1:溶劑(E α1)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm 3) 0.5、 δH α2:溶劑(E α2)之漢森溶解度參數之氫鍵項(J/cm 3) 0.5。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中上述溶劑(E α)包含1個大氣壓下之沸點為100℃以下之溶劑。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中上述溶劑(E α)包含辛醇/水分配係數:ClogP值為0以上之溶劑(E αO)與辛醇/水分配係數:ClogP值未達0之溶劑(E αi)。
- 如請求項1或2之混合組合物,其中溶劑(E α)之漢森溶解度參數之極性項(δP)之值為6.0(J/cm 3) 0.5以上。
- 一種積層體,其係基材(s)及撥水層(r)經由中間層(c)積層而成者,且 上述中間層(c)係由如請求項1或2之組合物所形成之層。
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