TWI623427B - 物品以及抗反射物品 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種物品,其於基材的至少一個表面上具備含有活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層,並且所述活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z1)、光聚合起始劑(D)及添加劑(E),添加劑(E)為非聚合性,且所述微細凹凸結構層中的添加劑(E)的含量為5mg/m2以下。
Description
本發明是有關於一種物品。
已知,表面上具有可見光的波長以下的週期性微細凹凸結構的物品藉由該微細凹凸結構的連續性的折射率變化而具有抗反射性能。另外亦已知,微細凹凸結構藉由蓮花效應(lotus effect)而表現出超撥水性能。
表面上具有微細凹凸結構的物品的製造方法例如已提出下述方法。
(i)使用表面上具有微細凹凸結構的反轉結構的壓模(stamper),於對熱塑性樹脂進行射出成形或壓製成形時,於熱塑性樹脂上轉印微細凹凸結構的方法。
(ii)於表面上具有微細凹凸結構的反轉結構的壓模與透明基材之間,填充活性能量線硬化性樹脂組成物,藉由照射活性能量線而使其硬化,獲得轉印有微細凹凸結構的硬化物後,將壓模脫模的方法;或於上述壓模與透明基材之間填充活性能量線硬化性樹脂組成物,於該活性能量線硬化性樹脂組成物上轉印微細凹凸結構,將壓模脫模後,藉由照射活性能量線而使活性能量線硬化
性樹脂組成物硬化的方法。
該些方法中,就微細凹凸結構的轉印性良好、物品的表面組成的自由度高、另外於壓模為帶(belt)或輥(roll)的情形時可連續生產、生產性優異的方面而言,上述(ii)的方法受到關注。該方法中所用的活性能量線硬化性樹脂組成物例如已提出有下述組成物。
(1)一種光硬化性樹脂組成物,含有丙烯酸胺基甲酸酯等丙烯酸酯低聚物、具有自由基聚合性的官能基的丙烯酸系樹脂、脫模劑及光聚合起始劑(專利文獻1)。
(2)一種紫外線硬化性樹脂組成物,含有三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯、光聚合起始劑及聚醚改質矽油等勻化劑(專利文獻2)。
(3)一種光硬化性樹脂組成物,含有乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯啶酮等反應性稀釋劑、光聚合起始劑及氟系界面活性劑(專利文獻3)。
(4)一種(甲基)丙烯酸系聚合性組成物,含有24.8質量%以上的三官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物、及37.2質量%以上的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(專利文獻4)。
(5)一種活性能量線硬化樹脂,包含10質量%~50質量%的四官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯單元、30質量%~80質量%的聚乙二醇二丙烯酸酯單元(平均重複數為6~40)、及0質量%~20質量%的單官能單體單元(專利文獻5)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4156415號公報
[專利文獻2]日本專利特開2000-71290號公報
[專利文獻3]日本專利特開2007-84625號公報
[專利文獻4]日本專利第5042386號公報
[專利文獻5]日本專利第4689718號公報
然而,作為第1課題,上述(1)及(2)的組成物存在以下問題。
上述(1)的光硬化性樹脂組成物中,作為脫模劑而添加的矽酮(silicone)的量多,故由滲出(bleed out)導致其硬化物的光學性能變化。具體而言,於實施例中,包含光硬化性樹脂組成物的硬化物的層是以成為5g/m2的方式形成,但由於添加有0.5質量%的矽酮作為脫模劑,故每單位面積的矽酮含量成為25mg/m2,於矽酮滲出的情形時無法充分抑制表面形狀的變化。
上述(2)的紫外線硬化性樹脂組成物存在以下問題。由於所添加的矽油的量多,且其硬化層厚,故產生了由滲出所致的反射光譜的變化。於實施例的紫外線硬化樹脂組成物中,相對於主劑而添加0.1質量%的矽油,且於用作主劑的丙烯酸酯單體(東亞合成公司製造,商品名:M309)中添加100ppm的聚合抑制劑
(對苯二酚單甲醚:Hydroquinone monomethylether,MEHQ)。包含該樹脂組成物的硬化層由於其厚度為約5μm,故每單位面積中該些添加劑的合計含量成為約5.5μL/m2,難以防止由產生滲出時的表面形狀變化所致的光學性能變化。
作為第2課題,上述(1)~(3)的組成物存在以下問題。
上述(1)的光硬化性樹脂組成物容易因摩擦而對硬化物造成損傷。另外,硬化物的親水性不充分,故即便欲以水來擦拭附著於硬化物(微細凹凸結構)上的指紋等污垢,污垢亦不於水中浮起,難以拭去污垢。
上述(2)的紫外線硬化性樹脂組成物由於硬化物的疏水性充分高,故指紋等污垢自身不易附著,但存在以下問題。該組成物的聚合性成分為低分子量,故硬化物變得又硬又脆,容易因摩擦而受到損傷。
上述(3)的光硬化性樹脂組成物存在以下問題。由於硬化物的親水性不充分,故即便欲以水來擦拭附著於硬化物(微細凹凸結構)上的指紋等污垢,污垢亦不於水中浮起,難以拭去污垢。
作為第3課題,上述(4)的聚合性組成物的硬化物及上述(5)的硬化物存在以下問題。
來源於聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯的聚乙二醇骨架若於空氣的存在下經加溫,則相對較容易引起氧化分解反應,故有時無法維持微細凹凸結構,光學性能劣化。尤其由於聚乙二醇骨架為親水性,故容易吸濕,若於吸濕狀態下經加溫則進而擔心分解受到
促進。
本發明的主要目的在於提供一種光學性能良好的物品。本發明的另一目的在於提供一種耐擦傷性高、污垢拭去性良好的物品。本發明的又一目的在於提供一種耐久性優異的物品。
根據本發明的一態樣,提供一種物品,其於基材的至少一個表面上具備含有活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層,並且上述活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z1)、光聚合起始劑(D)及添加劑(E),添加劑(E)為非聚合性,且上述微細凹凸結構層中的添加劑(E)的含量為5mg/m2以下。
根據本發明的另一態樣,提供一種物品,其於基材的至少一個表面上具備含有活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層,並且上述活性能量線硬化性樹脂組成物含有包含(甲基)丙烯酸酯(A)的聚合性成分(Z2)、及光聚合起始劑(D),上述(甲基)丙烯酸酯(A)具有碳數為6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數2~4的氧伸烷基及(甲基)丙烯醯基。
根據本發明的又一態樣,提供一種物品,其於基材的至少一個表面上具備含有活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層,並且
上述活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z3)及光聚合起始劑(D),上述聚合性成分(Z3)包含具有聚合性官能基的抗氧化劑(F)。
根據本發明的又一態樣,提高一種包含上述任一物品的抗反射物品。
根據本發明的實施形態,可提供一種光學性能良好的物品。根據本發明的另一實施形態,可提供一種耐擦傷性高、污垢拭去性良好的物品。根據本發明的又一實施形態,可提供一種耐久性優異的物品。
10‧‧‧鋁基材
12‧‧‧孔隙(微細凹凸結構的反轉結構)
14‧‧‧氧化皮膜
16‧‧‧孔隙產生點
18‧‧‧壓模
20‧‧‧輥狀壓模
22‧‧‧儲罐
24‧‧‧空氣壓缸
26‧‧‧夾輥
28‧‧‧活性能量線照射裝置
30‧‧‧剝離輥
40‧‧‧物品
42‧‧‧基材
44‧‧‧硬化樹脂層
46‧‧‧凸部
圖1為表示本發明的實施形態的具備微細凹凸結構層的物品的一例的剖面圖。
圖2為用以對表面上具有陽極氧化氧化鋁的壓模的製造步驟加以說明的製程剖面圖。
圖3為表示製造本發明的實施形態的具備微細凹凸結構層的物品時可使用的製造裝置的一例的構成圖。
第1實施形態
本發明的實施形態的物品含有透明基板等基材、及設置於其
至少一個表面上的微細凹凸結構層。該微細凹凸結構層包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物。該活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z1)、光聚合起始劑(D)及添加劑(E)。上述微細凹凸結構層中的添加劑(E)的含量為5mg/m2以下,且較佳為5μL/m2以下。就充分獲得添加劑(E)的添加效果的方面而言,該含量更佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。添加劑(E)較佳為非聚合性,另外,添加劑(E)的質量平均分子量較佳為在100~2000的範圍內。較佳為於利用乙醇擦拭上述微細凹凸結構層的表面前後,可見光範圍內的反射率的最小值的反射光譜的變化小於20nm。
上述聚合性成分(Z1)可包含(甲基)丙烯酸酯(A),該(甲基)丙烯酸酯(A)具有碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數2~4的氧伸烷基及(甲基)丙烯醯基。關於該(甲基)丙烯酸酯(A),將於後述第2實施形態中加以說明。另外,上述聚合性成分(Z1)可包含具有聚合性官能基的抗氧化劑(F)。關於該抗氧化劑(F),將於後述第3實施形態中加以說明。
上述微細凹凸結構層的厚度較佳為0.5μm~50μm。就於表面上形成所需的微細凹凸結構的方面而言,該厚度較佳為0.5μm以上,更佳為1μm以上。就抑制滲出的方面而言,該厚度較佳為50μm以下,較佳為20μm以下,更佳為13μm以下,尤佳為10μm以下。另外,較佳為上述微細凹凸結構的相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下。
添加劑(E)較佳為與聚合性成分(Z1)不具有共聚合性的非共聚合性化合物。另外,添加劑(E)較佳為非揮發性化合物。另外,添加劑(E)較佳為包含聚合抑制劑及脫模劑的至少一種。
就抑制自物品的揮發的方面而言,添加劑(E)的質量平均分子量較佳為100以上。此種添加劑(E)是與分子量小於100的通常的溶劑相區分。就與構成組成物的成分或原料成分的相容性的觀點而言,添加劑(E)的質量平均分子量較佳為2000以下。此種添加劑(E)是與質量平均分子量超過2000的通常的黏合聚合物(binder polymer)相區分。
本發明的實施形態的物品可較佳地用作抗反射物品。
本說明書中,(甲基)丙烯醯基是指丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基。另外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。另外,活性能量線是指可見光線、紫外線、電子束、電漿、熱線(紅外線)等。於後述第2實施形態及第3實施形態中亦相同。
於對活性能量線硬化性樹脂組成物使用壓模來轉印其表面形狀,獲得形成有任意形狀的硬化物的方法中,為了容易地將硬化物自壓模剝離,通常採用在樹脂組成物中添加脫模劑的方法。然而,於所轉印的形狀為微細凹凸結構的情形時,有時因自硬化物的滲出,導致所轉印的微細凹凸結構被滲出物填埋,或微細凹凸結構變化。尤其於微細凹凸結構的相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下、且具有抗反射性能的情形時,有時產生以
下問題:即便微細凹凸結構因滲出而僅稍許變化,亦喪失抗反射性能,或反射光譜產生變化。
因此,本發明者等人進行了努力研究,結果發現,於表面上具有包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層的物品中,將該微細凹凸結構層於每單位面積中所含的添加劑(E)的量抑制於5mg/m2以下或5μL/m2以下,藉此抑制由滲出所致的光學性能的變化,從而完成了本發明的第1實施形態。
於本發明中,為了抑制由滲出所致的光學性能的變化,較佳為減少添加至活性能量線硬化性樹脂組成物中的添加劑(E)的量,進而控制包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層的厚度。若減少添加劑(E)的添加量,則可減少可能自微細凹凸結構層中滲出的化合物的絕對量,故可有效地抑制由滲出所致的光學性能的降低。然而,若添加量過少,則可能無法獲得添加劑(E)的所需性能。進而,即便於添加量少的情形時,若微細凹凸結構層厚,則滲出的化合物的量變多,有時無法維持光學性能。因此得知,重要的是同時控制添加劑(E)的添加量與微細凹凸結構層的厚度兩者,將每單位面積所含的添加劑(E)的量抑制於既定範圍內。
即,與通常使活性能量硬化性樹脂組成物硬化而形成硬塗層的情形不同,於形成微細凹凸結構層的情形時,重要的是抑制每單位面積所含的添加劑(E)的量。尤其於微細凹凸結構的週期為奈米級(nano order)的情形時,即便滲出量為少許,亦對光
學性能造成大的影響,故必須將每單位面積所含的添加劑(E)的量抑制得更低。進而得知,於奈米級的微細凹凸結構為被稱為蛾眼(moth-eye)結構般的無間隙地鋪滿奈米級的微小突起般的結構的情形時,由滲出所致的光學性能的降低變得更明顯。因此,必須將每單位面積所含的添加劑(E)的量抑制得更低。
另外,形成微細凹凸結構層的活性能量線硬化性樹脂組
成物的硬化物越柔軟,上述傾向越變明顯。可認為其原因在於:活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物越柔軟,添加劑越容易於硬化物中移動而滲出。然而,於活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物柔軟的情況下,可防止微細凹凸結構的破壞,提高耐擦傷性,故重要的是將每單位面積所含的添加劑(E)的量抑制得低。
另外,為了使活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物柔軟,較佳為使用聚環氧乙烷(polyethyleneoxide)或聚環氧丙烷(polypropyleneoxide)等具有聚氧伸烷基結構的聚合性成分。
第2實施形態
本實施形態的物品含有基材及設置於其至少一個表面上的微細凹凸結構層。該微細凹凸結構層包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物。該活性能量線硬化性樹脂組成物含有包含(甲基)丙烯酸酯(A)的聚合性成分(Z2)及光聚合起始劑(D),上述(甲基)丙烯酸酯(A)具有碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數2~4的氧伸烷基及(甲基)丙烯醯基。
上述(甲基)丙烯酸酯(A)較佳為具有上述烷基或烯基與上述
氧伸烷基鍵結的結構。
上述聚合性成分(Z2)中的上述(甲基)丙烯酸酯(A)的含量可設定為0.1質量%~10質量%的範圍。
上述活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物較佳為其擠壓彈性模量在50MPa~4000MPa的範圍內。
上述微細凹凸結構層較佳為其表面的水接觸角為25°以下。
上述聚合性成分(Z2)較佳為更包含(甲基)丙烯酸酯(B),該(甲基)丙烯酸酯(B)具有氧伸乙基(oxyethylenegroup)及2個以上的(甲基)丙烯醯基。
上述微細凹凸結構層較佳為相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下。
本實施形態的物品可較佳地用作抗反射物品。
本發明者等人發現,為了使微細凹凸結構的耐擦傷性良好,有效的是使用分子中具有氧伸乙基(-CH2CH2O-)等氧伸烷基的單體來作為活性能量線硬化性樹脂組成物的聚合性成分。此種單體可列舉:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、或環氧乙烷改質的多官能(甲基)丙烯酸酯。
藉由使用此種單體,可對微細凹凸結構賦予柔軟性,可防止突起的彎折或破碎而使耐擦傷性良好,並且可使微細凹凸結構的表面親水化,從而可容易地藉由水擦拭來去除指紋等污垢。
進而,本發明者等人成功地達成了以下情況,即,藉由使用具有碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數2~4的氧伸
烷基及(甲基)丙烯醯基的(甲基)丙烯酸酯(A),而獲得具有水擦拭的充分的污垢去除性、並且耐擦傷性進一步提高的微細凹凸結構,從而完成了本發明的第2實施形態。
另外,該(甲基)丙烯酸酯(A)具有以下效果:於藉由使用壓模的轉印來成形微細凹凸結構時,提高自壓模的脫模性。即,(甲基)丙烯酸酯(A)亦兼具作為反應性脫模劑的效果。藉由該效果,活性能量線硬化性樹脂組成物亦可不另行添加賦予脫模性的添加劑,而僅由聚合性成分(Z2)及光聚合起始劑(D)所構成。藉此,可防止包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構的表面形狀因自硬化物滲出的添加劑成分而變化的情況。關於用以賦予脫模性的添加劑,只要為微細凹凸結構的表面形狀不因該添加劑的滲出而變化的添加量的範圍,則可添加。
第3實施形態
本實施形態的物品含有透明基板等基材、及設置於其至少一個表面上的微細凹凸結構層。該微細凹凸結構層包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物。該活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z3)及光聚合起始劑(D),且含有具有聚合性官能基的抗氧化劑(F)作為聚合性成分(Z3)。
該抗氧化劑(F)較佳為具有(甲基)丙烯醯基作為聚合性官能基。另外,該抗氧化劑(F)較佳為具有自由基捕捉能力。另外,該抗氧化劑(F)較佳為包含酚系抗氧化劑及受阻胺系抗氧化劑的至少一種。抗氧化劑(F)較佳為同一分子內具有(甲基)丙烯醯基
的化合物,且該化合物為受阻胺化合物、或於芳香族環上具有羥基作為取代基的化合物。
聚合性成分(Z3)較佳為更包含具有聚氧伸烷基結構的(甲基)丙烯酸酯。該聚氧伸烷基結構較佳為含有選自以下結構中的至少一種:聚氧伸乙基結構:-(CH2CH2O)n-、聚氧伸丙基結構:-(CH2CHCH3O)-所表示的重複單元或/及包含-(CHCH3CH2O)-所表示的重複單元的鏈結構、聚氧三亞甲基結構:-(CH2CH2CH2O)n-、聚氧伸丁基結構:-(CH2CHC2H5O)-所表示的重複單元或/及包含-(CHC2H5CH2O)-所表示的重複單元的鏈結構、聚氧四亞甲基結構:-(CH2CH2CH2CH2O)n-、聚氧五亞甲基結構:-(CH2CH2CH2CH2CH2O)n-(式中的n表示重複數)。
較佳為上述微細凹凸結構層的相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下。
上述活性能量線硬化性樹脂組成物較佳為非聚合性的添加劑(E)的含量為0mg/m2以上且5mg/m2以下、或0μL/m2以上且5μL/m2以下,所述非聚合性的添加劑(E)不具有與上述聚合性成分(Z3)的共聚合性。
本實施形態的物品可較佳地用作抗反射物品。
本發明者等人發現,藉由使用分子中具有大量的氧伸乙基(-CH2CH2O-)的單體,可獲得耐擦傷性優異的微細凹凸結構,例如得知,關於聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,就耐擦傷性的方面而言,較佳為使用分子中的聚乙二醇的平均分子量為300~1000左
右(環氧乙烷的莫耳數為7~23左右)者。
另外得知,藉由大量含有氧伸乙基,可使微細凹凸表面為親水性,亦可賦予可藉由水擦拭來容易地去除指紋等污垢的性能。
然而得知,為氧伸乙基相連而成的結構的聚乙二醇鏈具有容易引起氧化分解反應的性質,故耐熱性有問題,另外由於具有吸濕性,故特別是吸濕狀態下的耐熱性低。
根據如上所述的背景,實施了以下研究,即,於含有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯的活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物中添加各種抗氧化劑來改善耐久性。然而得知,與活性能量線硬化性樹脂組成物的相容性優異的抗氧化劑限於分子量相對較低者,若使用此種抗氧化劑,則產生由滲出所致的微細凹凸結構的形狀劣化或表面的疏水化。
進而,本發明者等人進行了努力研究,結果發現,藉由使用含有與活性能量線硬化性樹脂組成物的聚合性成分具有共聚合性的官能基的抗氧化劑,於各種耐久試驗中可維持微細凹凸結構,從而完成了本發明的第3實施形態。
藉由使用含有與活性能量線硬化性樹脂組成物的聚合性成分具有共聚合性的官能基的抗氧化劑,可獲得以下效果。首先,抗氧化劑於活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物中形成化學鍵而經固定,由此可防止滲出。進而,由於抗氧化劑含有與活性能量線硬化性樹脂組成物的聚合性成分具有共聚合性的官能基,故未硬化的樹脂組成物的狀態下的相容性優異。
另外,原本擔心,抗氧化劑於硬化物中藉由化學鍵而經固定,由此於硬化物中的移動受到限制,使硬化物的分解過程中產生的活性自由基無害的能力大幅度地降低。然而得知,藉由使用含有與活性能量線硬化性樹脂組成物的聚合性成分具有共聚合性的官能基的抗氧化劑,耐久性大幅度地提高。另外亦發現,微細凹凸結構層的凹凸表面的耐擦傷性或由親水性所得的防污性能不易受到抗氧化劑的影響。
結果可考察,聚伸烷基二醇鏈於作為三維交聯體的硬化物中亦保持某種程度的運動性,這表示分解生成的羧基自由基(COO.)與於硬化物中經固定的抗氧化劑相遇而變得無害的概率高。
另外,就耐候性的方面而言,有效的亦是使用具有聚合性官能基的抗氧化劑。於提高活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的耐候性的情形時,以前通常使用紫外線吸收劑。紫外線吸收劑防止紫外線到達硬化物的深部,可提高耐候性。然而,於在活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物表面上形成有微細凹凸結構的情形時,未衰減的紫外線直接照射於作為最表面的微細凹凸結構表面,難免引起損傷(damage)。因此,為了保護微細凹凸結構不受紫外線的影響,必須阻止活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的分解反應,具有自由基捕捉能力的抗氧化劑特別有效。
於上述實施形態(第1實施形態、第2實施形態及第3實施形態)中,相對於聚合性成分總體,聚合性成分(Z1、Z2、Z3)較佳為含有30質量%~70質量%的氧伸乙基。藉由改變氧伸乙基
的含量,可調整硬化物的柔軟程度。有氧伸乙基的含量越多則硬化物越變柔軟的傾向,可防止微細凹凸結構的突起(凸部)的彎折或破壞。另一方面,氧伸乙基的含量越少,越容易抑制微細凹凸結構的突起彼此合一的現象。硬化物的硬度的調整較佳為根據凹凸結構的縱橫比(凸部的高度/凸部間的平均間隔)而最適地設定。例如於該縱橫比為1.5~2.5左右的情形時,氧伸乙基的含量較佳為在30%~50%的範圍內,於該縱橫比為0.5~1.5左右的情形時,氧伸乙基的含量較佳為在50%~70%的範圍內。
以下,對本發明的較佳實施形態加以進一步說明。
第1實施形態
(活性能量線硬化性樹脂組成物)
所謂本發明的實施形態中的活性能量線硬化性樹脂組成物,是指藉由照射活性能量線而進行聚合反應、發生硬化的樹脂組成物。該活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z1)、光聚合起始劑(D)及添加劑(E)。
(聚合性成分(Z1))
聚合性成分(Z1)可列舉:分子中具有自由基聚合性鍵及/或陽離子聚合性鍵的單體、低聚物、反應性聚合物等。於活性能量線硬化性樹脂組成物中,就獲得所需的樹脂硬化層(微細凹凸結構層)的方面而言,聚合性成分(Z1)的含有比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,進而佳為95質量%以上。
具有自由基聚合性鍵的單體可列舉:單官能單體、二官
能單體、三官能以上的多官能單體。
單官能單體例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙
烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸(異)硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-乙氧基乙酯、2-乙基己基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化鄰苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基丁二酸酯、烷氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚二甲基矽氧烷環氧烷改質單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯、(甲基)丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯、丙烯酸2-第三丁基-6-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酯、丙烯酸2-[1-(2-羥基-3,5-二-第三戊基苯基)乙基]-4,6-二-第三戊基苯酯等(甲基)丙烯酸酯衍生物;(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯腈;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物;(甲基)丙烯醯胺、N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺等(甲基)丙烯醯胺衍生物等。該些單官能單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
二官能單體例如可列舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二
乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#200二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#300二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#400二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#600二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#1000二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇#400二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇#700二(甲基)丙烯酸酯、聚四亞甲基二醇#650二(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-丙烯醯氧基丙基甲基丙烯酸酯、烷氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、異三聚氰酸環氧乙烷改質二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二官能的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、二官能的環氧(甲基)丙烯酸酯、二官能的聚酯(甲基)丙烯酸酯、二官能的矽酮丙烯酸酯、二乙烯基苯、亞甲基雙丙烯醯胺等二官能性單體等。該些二官能單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
三官能以上的多官能單體可列舉:季戊四醇三(甲基)丙
烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷改質三丙烯酸酯、異三聚氰酸環氧乙烷改質三(甲基)
丙烯酸酯等三官能單體;琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙烯酸的縮合反應混合物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、聚季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、三官能以上的環氧(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的聚酯(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的矽酮丙烯酸酯等。該些多官能單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
具有陽離子聚合性鍵的單體可列舉:具有環氧基、氧雜
環丁烷基、噁唑啉基、乙烯氧基等的單體,尤佳為具有環氧基的單體。
低聚物或反應性聚合物可列舉:不飽和二羧酸與多元醇
的縮合物等不飽和聚酯類;聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等(甲基)丙烯酸酯類;陽離子聚合型環氧化合物;側鏈上具有自由基聚合性鍵的上述單體的均聚物或共聚物等。
(光聚合起始劑(D))
第1實施形態以及後述第2實施形態及第3實施形態中的光聚合起始劑(D)為藉由照射活性能量線而裂解、產生引發聚合反應的自由基的化合物。就裝置成本或生產性的方面而言,活性能量線較佳為紫外線。
藉由紫外線來產生自由基的光聚合起始劑(D)例如可列舉:二苯甲酮、4,4-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯
甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、第三丁基蒽醌、2-乙基蒽醌、噻噸酮類(2,4-二乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮等)、苯乙酮類(二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶醯二甲基縮酮、1-羥基環己基-苯基酮、2-甲基-2-嗎啉基(4-硫代甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮等)、安息香醚類(安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚等)、醯基膦氧化物類(2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物等)、苯甲醯基甲酸甲酯、1,7-雙吖啶基庚烷、9-苯基吖啶等。
光聚合起始劑(D)可單獨使用一種,亦可併用兩種以
上。於併用的情形時,較佳為併用吸收波長不同的兩種以上。另外,視需要亦可併用過硫酸鹽(過硫酸鉀、過硫酸銨等)、過氧化物(過氧化苯甲醯等)、偶氮系起始劑等熱聚合起始劑。
相對於聚合性成分(Z1、Z2、Z3)100質量份,光聚合
起始劑(D)的含量較佳為0.01質量份~10質量份,更佳為0.1質量份~5質量份,進而佳為0.2質量份~3質量份。若光聚合起始劑(D)的含量過少,則有時活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化未完成,表面上具有微細凹凸結構的物品的機械物性受損。若光聚合起始劑(D)的含量過多,則有時亦於硬化物內殘留未反應的光聚合起始劑(D),其作為塑化劑而發揮功能,使硬化物的彈
性模量降低,損及耐擦傷性。另外,有時亦引起著色。
(添加劑(E))
本發明的實施形態的物品的微細凹凸結構層含有5mg/m2以下或5μL/m2以下的添加劑(E)。因此,構成該微細凹凸結構層的活性能量線硬化性樹脂組成物較佳為含有5mg/m2以下或5μL/m2以下的添加劑(E)。添加劑(E)較佳為不具有聚合性官能基、且不具有與聚合性成分(Z1)的共聚合性的非聚合性化合物,該非聚合性化合物較佳為非揮發性化合物。另外,添加劑(E)中較佳為不含溶劑等容易揮發而消失的揮發性成分。
添加劑(E)可列舉:聚合抑制劑、界面活性劑、脫模劑、勻化劑、潤滑劑、塑化劑、抗靜電劑、光穩定劑、自由基捕捉劑、抗氧化劑、阻燃劑、阻燃助劑、填充劑、紫外線吸收劑、矽烷偶合劑、著色劑、強化劑、無機填料、耐衝擊性改質劑、消泡劑、螢光劑、發光劑該些公知的添加劑。該些添加劑中,較佳為選自抗氧化劑、聚合抑制劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、消泡劑、脫模劑、潤滑劑、勻化劑、界面活性劑、著色劑、螢光劑、發光劑、抗靜電劑中的至少一種。
該些添加劑中,聚合抑制劑及脫模劑就作為添加至活性能量線硬化性樹脂組成物中的必要性高的成分的方面而言較佳。聚合抑制劑較佳為對苯二酚系聚合抑制劑、酚系聚合抑制劑的至少一種。
聚合抑制劑例如可列舉:作為對苯二酚系聚合抑制劑的
對苯二酚(Hydroquinone,HQ)、對苯二酚單甲醚(Hydroquinone monomethylether,MEHQ),作為酚系聚合抑制劑的2,2'-亞甲基-雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、鄰苯二酚、苦味酸(picric acid)、第三丁基鄰苯二酚、2,6-二第三丁基-對甲酚(2,6-di-tert-butyl-p-cresol,BHT)、4,4'-硫代雙[伸乙基(氧基)(羰基)(伸乙基)]雙[2,6-雙(1,1-二甲基乙基)苯酚]等。吩噻嗪系聚合抑制劑可列舉:吩噻嗪、雙(α-甲基苄基)吩噻嗪、3,7-二辛基吩噻嗪、雙(α,α-二甲基苄基)吩噻嗪等。此處所列舉的聚合抑制劑中,BHT等酚系聚合抑制劑亦可用作抗氧化劑。
脫模劑例如可列舉:(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物((poly)oxyalkylene alkyl phosphoric acid compound)、含氟化合物、矽酮系化合物、具有長鏈烷基的化合物、聚伸烷基蠟、醯胺蠟、特氟龍粉末(特氟龍(Teflon)為註冊商標)等。該些脫模劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。該些脫模劑中,較佳為以(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物作為主成分。
就脫模性的方面而言,(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物較佳為下述式(1)所表示的化合物:(HO)3-n(O=)P[-O-(R2O)m-R1]n (1)
(R1為烷基,R2為伸烷基,m為1~20的整數,n為1~3的整數)
式中,R1較佳為碳數1~20的烷基,更佳為碳數3~18
的烷基。R2較佳為碳數1~4的伸烷基,更佳為碳數2~3的伸烷基。m較佳為1~10的整數。式(1)所表示的(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物可為單酯體(n=1)、二酯體(n=2)、三酯體(n=3)的任一種。另外,二酯體或三酯體的情況下,一分子中的多個(聚)氧伸烷基烷基亦可各不相同。
(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物的市售品例如可列舉下述
者。城北化學公司製造的商品名:JP-506H,艾克賽爾(Axell)公司製造的商品名:模維茲(Moldwiz)INT-1856,日光化學公司製造的商品名:TDP-10、TDP-8、TDP-6、TDP-2、DDP-10、DDP-8、DDP-6、DDP-4、DDP-2、TLP-4、TCP-5、DLP-10。該些(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。此處所列舉的脫模劑有時亦表現出作為界面活性劑、勻化劑、潤滑劑的功能。
光穩定劑例如可列舉受阻胺系的抗氧化劑。作為受阻胺
系的自由基捕捉劑的一次抗氧化劑例如可列舉下述者。巴斯夫(BASF)公司製造的商品名:智瑪索布(Chimassorb)2020FDL、智瑪索布(Chimassorb)944FDL、地奴彬(Tinuvin)622SF、尤維娜(Uvinul)5050H、地奴彬(Tinuvin)144、地奴彬(Tinuvin)765、地奴彬(Tinuvin)770DF、地奴彬(Tinuvin)4050FF。
紫外線吸收劑例如可列舉:二苯甲酮系、苯并三唑系、
苯甲酸酯系、三嗪系等。市售品可列舉:汽巴精化(Ciba Specialty
Chemicals)公司製造的商品名:地奴彬(Tinuvin)400、地奴彬(Tinuvin)479,共同藥品公司製造的商品名:維奧索布(Viosorb)110。
除了上述以外,抗氧化劑例如可列舉:受阻酚系、苯并
咪唑系、磷系、硫系的抗氧化劑等。市售品可列舉:汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造的商品名:「易璐諾斯(IRGANOX)」系列等。
添加劑(E)的添加量可由含有活性能量線硬化性樹脂
組成物的硬化物的微細凹凸結構層中的每單位面積的含量來規定。藉由控制該含量,可抑制由添加劑(E)的滲出所致的物品的光學性能的變化。尤其於微細凹凸結構的相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下的情形時,減少滲出量變重要。於微細凹凸結構層中,添加劑(E)的含量為5mg/m2以下或5μL/m2以下。
於含有多於該範圍的添加劑(E)的情形時,無法充分防止由添加劑(E)的滲出所致的光學性能的變化。就充分獲得添加劑(E)的添加效果的方面而言,其含量較佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。
添加劑(E)較佳為含有聚合抑制劑與脫模劑的至少一
種。該聚合抑制劑較佳為含有選自上述對苯二酚系聚合抑制劑、上述酚系聚合抑制劑、上述吩噻嗪系聚合抑制劑中的至少一種,尤佳為含有對苯二酚系聚合抑制劑。該脫模劑較佳為含有上述脫模劑的至少一種,尤佳為含有(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物。於微
細凹凸結構層中,聚合抑制劑與脫模劑的合計量較佳為5mg/m2以下或5μL/m2以下,且較佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。
(其他成分)
本實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物視需要亦可於不損及本發明的效果的範圍內,含有不具有自由基聚合性的官能基的低聚物或聚合物、微量的有機溶劑等。
以上所說明的第1實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物中,因添加劑(E)的含量在特定的範圍內,故可抑制由添加劑(E)的滲出所致的物品的光學性能的變化。
第2實施形態
(活性能量線硬化性樹脂組成物)
本實施形態中所用的活性能量線硬化性樹脂組成物藉由照射活性能量線,可進行該組成物所含的單體(聚合性成分)的聚合反應而硬化,且該組成物含有聚合性成分(Z2)及光聚合起始劑(D)作為必需成分。
活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的硬度並無特別限制,較佳為擠壓彈性模量在50MPa~4000MPa的範圍內。就耐擦傷性(抑制微細凹凸結構的突起彎折或破碎的現象)觀點而言,擠壓彈性模量較佳為4000MPa以下,更佳為1000MPa以下,進而佳為500MPa以下。另外,就維持微細凹凸結構的突起呈自立的狀態的形狀、維持優異的抗反射性能的觀點而言,擠壓彈性模量較佳為50MPa以上,更佳為100MPa以上,進而佳為120MPa
以上。
包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構表面的水接觸角並無特別限制,就容易藉由水擦拭來去除污垢的觀點而言,以小為佳,更佳為25°以下。水接觸角越小,微細凹凸結構表面的親水性越高,越容易於指紋等污垢附著時藉由水擦拭來容易地去除污垢。
(聚合性成分(Z2))
聚合性成分(Z2)以上述(甲基)丙烯酸酯(A)作為必需成分,且視需要可包含其他(甲基)丙烯酸酯(B)及其他聚合性成分(C)(將(甲基)丙烯酸酯(A)、(甲基)丙烯酸酯(B)除外)。
((甲基)丙烯酸酯(A))
(甲基)丙烯酸酯(A)為具有碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數2~4的氧伸烷基及(甲基)丙烯醯基的化合物。亦可於一分子中含有2個以上的(甲基)丙烯醯基。就(甲基)丙烯酸酯(A)的合成容易程度等觀點而言,較佳為於一分子中含有1個(甲基)丙烯醯基。
藉由(甲基)丙烯酸酯(A)在分子內具有碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基,可減少微細凹凸結構表面的自由能量,賦予滑動性而提高耐擦傷性。
碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基可列舉:正己基、異己基、正庚基、異庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、異壬基、正癸基、異癸基、正十一烷基、異十一烷基、正十二烷基、異十二烷
基、正十三烷基、異十三烷基、正十四烷基、異十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、2-乙基十四烷基、正十七烷基、正十八烷基、2-乙基十六烷基、正十九烷基、正二十烷基及正二十二烷基等。
碳數6~22的直鏈或分支鏈的烯基可列舉:正己烯基、異己烯基、正庚烯基、異庚烯基、正辛烯基、異辛烯基、正壬烯基、異壬烯基、正癸烯基、異癸烯基、正十一烯基、異十一烯基、正十二烯基、異十二烯基、正十三烯基、異十三烯基、正十四烯基、異十四烯基、正十五烯基、異十五烯基、正十六烯基、異十六烯基、正十七烯基、正油烯基、異油烯基、正十九烯基、異十九烯基、正二十烯基、異二十烯基、正二十一烯基、異二十一烯基及正二十二烯基等。
關於碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基,較佳為滑動性高,且(甲基)丙烯酸酯(A)於常溫(25℃左右)下成為液體。為了賦予滑動性,碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基較佳為碳數多。然而,為了使(甲基)丙烯酸酯(A)於常溫下成為液體,較佳為碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基的結晶性低,故較佳為鏈的碳數少,例如可列舉:碳數6~18的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數6~16的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數6~14的直鏈或分支鏈的烷基或烯基。於鏈的碳數多的情形時,亦可藉由在鏈的中途具有不飽和鍵而降低結晶性。
(甲基)丙烯酸酯(A)藉由在分子內具有碳數2~4的氧伸烷
基,容易於活性能量線硬化性樹脂組成物中相容。另外,可使微細凹凸結構的耐擦傷性良好,可提高親水性(水擦拭的污垢拭去性)。碳數2~4的氧伸烷基可列舉:氧伸乙基、1,2-氧伸丙基、1,2-氧伸丁基、1,3-氧伸丁基、2,3-氧伸丁基、1,4-氧伸丁基等。該些基團亦可無規加成或嵌段加成而組合。
導入(甲基)丙烯酸酯(A)的(甲基)丙烯醯基的方法例如可列舉以下方法:將作為環氧烷改質的醇的聚氧伸烷基烷基醚及丙烯酸作為原料,使其進行脫水縮合,藉此合成丙烯酸酯。聚氧伸烷基烷基醚可列舉:日油公司製造的作為非離子性界面活性劑的產品名:非離子系列(nonion series)等。丙烯酸酯的合成方法可自公知的合成方法中適當選擇。
此外亦可藉由以下方式獲得:將環氧烷改質的醇作為原料,使分子內同時具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基的化合物進行反應,生成胺基甲酸酯鍵。分子內同時具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基的化合物可列舉:昭和電工公司製造的產品名:卡蘭茨(Karenz)系列的卡蘭茨(Karenz)AOI、卡蘭茨(Karenz)MOI、卡蘭茨(Karenz)BEI等。
碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基與氧伸烷基較佳為直接鍵結。該結構可藉由在碳數6~22的直鏈或分支鏈的飽和或不飽和的醇上加成環氧烷而獲得。
於聚合性成分(Z2)包含具有氧伸乙基的(甲基)丙烯酸酯(B)的情形時,就相容性的方面而言,較佳為(甲基)丙烯酸酯(A)的
氧伸烷基亦為氧伸乙基。另外,就水擦拭對指紋污垢等污垢的拭去性的方面而言,較佳為親水性強的氧伸乙基。
(甲基)丙烯酸酯(A)中,氧伸烷基的加成莫耳數以平均值計而較佳為1以上、30以下,更佳為2以上、14以下。氧伸烷基的加成莫耳數越多,與活性能量線硬化性樹脂組成物的相容性越增加,但若氧伸烷基的加成莫耳數過多,則結晶性增加而於常溫下容易成為固體。因此,氧伸烷基的加成莫耳數較佳為30以下,更佳為14以下,進而佳為10以下。於加成莫耳數為該範圍的情形時,於常溫下不易成為固體,操作性良好。
關於(甲基)丙烯酸酯(A)的含量,就獲得充分的添加效果(特別是耐擦傷性)的方面而言,於聚合性成分(Z2)100質量%中,較佳為0.1質量%以上,更佳為0.2質量%以上,進而佳為0.5質量%以上,只要可獲得耐擦傷性及微細凹凸結構表面的親水性等所需效果,則可於100質量%以下的範圍內適當設定。就獲得充分的耐擦傷性並且將微細凹凸結構表面的親水性保持得更高、獲得更良好的污垢去除性的方面而言,於聚合性成分(Z2)100質量%中,(甲基)丙烯酸酯(A)的含量可設定為10質量%以下,亦可設定為5質量%以下,進而可設定為2質量%以下。
(甲基)丙烯酸酯(A)的市售品例如可列舉:東亞合成公司製造的產品名:亞羅尼斯(Aronix)M-120,日油公司製造的產品名:布蘭莫(Blemmer)系列的50POEP-800B、50AOEP-800B、PLE-200、ALE-200、ALE-800、PSE-200、PSE-400、PSE-1300、ASEP系列,
沙多瑪(Sartomer)公司製造的產品名:CD277、CD9075,東邦化學工業公司製造的產品名:EH-10A、D2E-A、D2E-MA、PH-10A等。
((甲基)丙烯酸酯(B))
(甲基)丙烯酸酯(B)為具有氧伸乙基及2個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物。
(甲基)丙烯酸酯(B)具有氧伸乙基,藉此提高微細凹凸結構表面的親水性而可藉由水擦拭來去除指紋等污垢,並且可對活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物賦予柔軟性而防止微細凹凸結構的彎折或破碎,可提高耐擦傷性。
關於氧伸乙基的加成莫耳數,就結晶性或常溫下的操作性的方面而言,相對於1個(甲基)丙烯醯基的氧伸乙基數的平均值較佳為23莫耳以下,更佳為14莫耳以下,進而佳為10莫耳以下,就微細凹凸結構的親水性及柔軟性的方面而言,較佳為1莫耳以上,更佳為2莫耳以上,進而佳為6莫耳以上。
(甲基)丙烯酸酯(B)例如可列舉:新中村化學工業公司製造的產品名:NK系列的A-200、A-400、A-600、A-1000、A-TMPT-3EO、A-TMPT-9EO、AT-20E、A-GLY-3E、A-GLY-9E、A-GLY-20E、ATM-4E、ATM-35E,第一工業製藥公司製造的產品名:新前沿(New Frontier)系列的PE-200、PE-300、PE-600、DPHA-12EO,沙多瑪(Sartomer)公司製造的產品名:SR230、SR259、SR268、
SR272、SR344、SR349、SR560、SR561、SR562、SR580、SR581、SR601、SR602、SR610、CD9038、SR101、SR150、SR205、SR209、SR210、SR231、SR252、SR348、SR480、SR540、SR541、SR542、CD542、SR603、SR740、SR9036、SR415、SR454、SR499、SR502、SR9035、SR494,日本化藥公司製造的產品名:卡亞拉得(KAYARAD)系列的PEG400DA、R-551、R-712、THE-330、RP-1040、DPEA-12等。
於聚合性成分(Z2)100質量%中,(甲基)丙烯酸酯(B)的含量可設定為30質量%~99.9質量%的範圍。就獲得充分的添加效果(特別是親水性)的方面而言,較佳為30質量%以上,更佳為50質量%以上,進而佳為75質量%以上。就獲得水擦拭的充分的污垢去除性並且獲得充分的耐擦傷性的方面而言,較佳為99.9質量%以下,更佳為90質量%以下,進而佳為85質量%以下。
(其他聚合性成分(C))
其他聚合性成分(C)能以如下目的而添加:調整活性能量線硬化性樹脂組成物的黏度或提高密接性,調整活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的硬度或親水疏水平衡,對微細凹凸結構表面賦予抗靜電性能等。
例如,為了將活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物設定為更高硬度而添加的其他聚合性成分(C)可列舉:第一工業製藥公司製造的產品名:新前沿(New Frontier)PET-3,
日本化藥製造的產品名:卡亞拉得(KAYARAD)系列的TMPTA、PET-30、T-1420(T)、DPHA、D-310、DCPA-20、DPCA-30、DPCA-60,沙多瑪(Sartomer)公司製造的產品名:SR351S、SR368、SR444、SR350、SR295、SR355、SR399,根上工業公司製造的產品名:UN-904、UN-906、H-219、UN-3320HS、UN-3320HA、UN-3320HB、UN-3320HC,共栄社化學公司製造的產品名:UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H等。此種成分可更佳地使用季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯。
例如,為了將活性能量線硬化性樹脂組成物設定為更低黏度、或賦予密接性而添加的其他聚合性成分(C)可列舉:興人公司製造的產品名:DMAA、ACMO、NIPAM、DEAA、HEAA、VOZO、DMAPAA、DMAEA,大阪有機化學工業公司製造的產品名:HEA、HPA、4-HBA、TBA、NOAA、IOAA、INAA、LA、STA、ISTA、IBXA、V#155、V#160、V#192、V#150、2-MTA、V#190、V#230、V#260、V#310P、V#335HP、V#150D、V#190D、V#230D、V#3F、V#3FM、V#4F、V#8F、V#8FM、V#13F、MEDOL-10、MEDOL-10、1-AdA、1-AdMA、GBLA、GBLMA,東亞合成股份有限公司製造的產品名:亞羅尼斯(Aronix)系列的MT-1000、M-101A、M-102、M-111、M-113、M-117、M-220、
M-225、M-270、M-140、M-145等。
例如,為了對活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物賦予耐熱性或耐候性而添加的其他聚合性成分(C)例如可列舉:住友化學工業公司製造的產品名:蘇米萊澤(Sumilizer)GM、蘇米萊澤(Sumilizer)GS,艾迪科(ADEKA)公司製造的產品名:艾迪科斯塔波(ADEKA STAB)系列的LA-82、LA-87,大塚化學公司製造的產品名:RUVA-93等。
例如,為了對活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物賦予抗靜電性能而添加的其他聚合性成分(C)例如可列舉:大阪有機化學工業公司製造的產品名:DMAMC、GLBT,第一工業製藥公司製造的產品名:新前沿(New Frontier)R-1220,興人公司製造的產品名:DMAPAA-TSMQ等。
例如,為了對活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物表面賦予撥水性或滑動性而添加的其他聚合性成分(C)例如可列舉:畢克化學(BYK Chemie)公司製造的產品名:BYK-UV3530、BYK-UV3570、BYK-UV3500,贏創(Evonik)公司製造的產品名:TEGO Rad系列的2010、2011、2100、2200N、2250、2300、2500、2600、2650、2700等。
於聚合性成分(Z2)100質量%中,該些其他聚合性成分(C)的含量可設定為除了(甲基)丙烯酸酯(A)的含量以外的剩餘部
分,於含有(甲基)丙烯酸酯(B)的情形時,可設定為除了(甲基)丙烯酸酯(A)的含量及(甲基)丙烯酸酯(B)的含量以外的剩餘部分。例如可設定為0質量%~69.9質量%,可設定為0質量%~49.8質量%,可設定為0質量%~24.5質量%。其他聚合性成分(C)的添加量可根據添加目的以及(甲基)丙烯酸酯(A)及(甲基)丙烯酸酯(B)的添加量而適當設定。
(光聚合起始劑(D))
光聚合起始劑(D)為第1實施形態中已說明般的化合物。就裝置成本或生產性的方面而言,活性能量線較佳為紫外線。藉由紫外線而產生自由基的光聚合起始劑(D)可列舉:作為第1實施形態中的光聚合起始劑(D)而例示的上述化合物。
光聚合起始劑(D)與第1實施形態中的光聚合起始劑(D)同樣地可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。併用的情形時,較佳為併用吸收波長不同的兩種以上。另外,視需要亦可併用過硫酸鹽(過硫酸鉀、過硫酸銨等)、過氧化物(過氧化苯甲醯等)、偶氮系起始劑等熱聚合起始劑。
關於光聚合起始劑(D)的含量,與第1實施形態中的光聚合起始劑(D)同樣地,相對於聚合性成分(Z2)100質量%,較佳為0.01質量%~10質量%,更佳為0.1質量%~5質量%,進而佳為0.2質量%~3質量%。若光聚合起始劑(D)的含量過少,則有時活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化未完成,表面上具有微細凹凸結構的物品的機械物性受損。若光聚合起始劑(D)的含量過
多,則有時亦於硬化物內殘留未反應的光聚合起始劑(D),其作為塑化劑而發揮作用,使硬化物的彈性模量降低,損及耐擦傷性。另外,有時亦引起著色。
(紫外線吸收劑及/或抗氧化劑(添加劑(E)))
活性能量線硬化性樹脂組成物亦可更含有紫外線吸收劑及/或抗氧化劑作為添加劑(E)。
紫外線吸收劑例如可列舉二苯甲酮系、苯并三唑系、受阻胺系、苯甲酸酯系、三嗪系等。市售品可列舉:汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造的產品名:地奴彬(Tinuvin)400、地奴彬(Tinuvin)479,共同藥品公司製造的產品名:維奧索布(Viosorb)110等。
抗氧化劑例如可列舉:受阻酚系、苯并咪唑系、磷系、硫系、受阻胺系的抗氧化劑等。市售品可列舉:汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造的產品名:易璐諾斯(IRGANOX)系列等。
該些紫外線吸收劑及抗氧化劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於聚合性成分(X)100質量%,紫外線吸收劑及/或抗氧化劑(添加劑(E))的比例以合計計較佳為0.01質量%~5質量%,具體而言,較佳為以微細凹凸結構的表面形狀不因滲出而變化的範圍添加。
(其他成分)
本實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物視需要亦可含有
以下添加劑作為添加劑(E):界面活性劑、脫模劑、潤滑劑、塑化劑、抗靜電劑、光穩定劑、阻燃劑、阻燃助劑、聚合抑制劑、填充劑、矽烷偶合劑、著色劑、強化劑、無機填料、耐衝擊性改質劑、勻化劑、自由基捕捉劑等公知的添加劑。添加劑(E)較佳為不具有聚合性官能基(不包括在聚合性成分(Z2)中)、且不具有與聚合性成分(Z2)的共聚合性的非聚合性化合物,該非聚合性化合物較佳為非揮發性化合物。另外,添加劑(E)中較佳為不含溶劑等容易揮發而消失的揮發性成分。添加劑(E)的添加量可由包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層中的每單位面積的含量來規定。藉由控制該含量,可抑制由添加劑(E)的滲出所致的物品的光學性能的變化。尤其於微細凹凸結構的相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下般的情形時,減少滲出量變得尤其重要。於微細凹凸結構層中,添加劑(E)的含量較佳為5mg/m2以下或5μL/m2以下。於含有多於該範圍的添加劑(E)的情形時,難以充分防止由添加劑(E)的滲出所致的光學性能的變化。就充分獲得添加劑(E)的添加效果的方面而言,該含量較佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。
另外,活性能量線硬化性樹脂組成物視需要亦可含有不具有自由基聚合性的官能基的低聚物或聚合物、微量的有機溶劑等。此處列舉的成分能以微細凹凸結構的表面形狀不因滲出而變化的範圍來添加。
以上所說明的第2實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物
含有特定的(甲基)丙烯酸酯(A),藉此可形成耐擦傷性良好、進而指紋等的污垢拭去性亦良好的硬化物。
第3實施形態
(活性能量線硬化性樹脂組成物)
本實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物為可藉由照射活性能量線而進行該組成物所含的聚合性成分的聚合反應,發生硬化的樹脂組成物。該活性能量線硬化性樹脂組成物以聚合性成分(Z3)及光聚合起始劑(D)作為必需成分,更含有具有聚合性官能基的抗氧化劑(F)作為聚合性成分(Z3)。
(聚合性成分(Z3))
聚合性成分(Z3)可列舉:分子中具有自由基聚合性鍵及/或陽離子聚合性鍵的單體、低聚物、反應性聚合物等。於活性能量線硬化性樹脂組成物中,就獲得所需的樹脂硬化層(微細凹凸結構層)的方面而言,聚合性成分(Z3)的含有比率較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,進而佳為95質量%以上。
具有自由基聚合性鍵的單體可列舉:單官能單體、二官能單體、三官能以上的多官能單體。首先,對聚合性成分(Z3)中作為除了抗氧化劑(F)以外的成分的聚合性成分(A)加以說明。
作為聚合性成分(A)的單官能單體可列舉:作為第1實施形態中的聚合性成分(Z1)而例示的上述單官能單體。該些單官能單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為聚合性成分(A)的二官能單體例如可列舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#200二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#300二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#400二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#600二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#1000二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇#400二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇#700二(甲基)丙烯酸酯、聚四亞甲基二醇#650二(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-丙烯醯氧基丙基甲基丙烯酸酯、烷氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、異三聚氰酸環氧乙烷改質二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇環氧乙烷改質二(甲基)丙烯酸酯、雙酚-A環氧乙烷改質二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇環氧乙烷改質二(甲基)丙烯酸酯、二官能的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、二官能的環氧(甲基)丙烯酸酯、二官能的聚酯(甲基)丙烯酸酯、二官能的矽酮丙烯酸酯、二乙烯基苯、亞甲基雙丙烯醯胺等二官能性單體等。該些二官能單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為聚合性成分(A)的三官能以上的多官能單體可列舉:季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基
丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷改質三丙烯酸酯、季戊四醇環氧乙烷改質四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇環氧乙烷改質六(甲基)丙烯酸酯、聚季戊四醇環氧乙烷改質聚(甲基)丙烯酸酯、僅使(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯的乙烯醚基聚合所得的超多官能側位(甲基)丙烯酸酯、聚甘油環氧乙烷改質聚(甲基)丙烯酸酯、山梨醇環氧乙烷改質六丙烯酸酯、異三聚氰酸環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯等三官能單體;琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙烯酸的縮合反應混合物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、聚季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、三官能以上的環氧(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的聚酯(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的矽酮丙烯酸酯等。該些多官能單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
具有陽離子聚合性鍵的聚合性成分(A)可列舉:具有環氧基、氧雜環丁烷基、噁唑啉基、乙烯氧基等的單體,尤佳為具有環氧基的單體。
作為聚合性成分(A)的低聚物或反應性聚合物可列舉:不飽和二羧酸與多元醇的縮合物等不飽和聚酯類;聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等(甲基)丙烯酸酯類;陽離子聚合型環氧化合物;於側鏈上具有自由基聚合性鍵的上述單體的均
聚物或共聚物等。
上述聚合性成分(A)中,較佳為使用具有聚氧伸烷基結構的(甲基)丙烯酸酯。藉由使用具有聚氧伸烷基結構的(甲基)丙烯酸酯,可對微細凹凸結構賦予柔軟性,防止變硬或變脆或凹凸結構被破壞的情況。因此,可提高微細凹凸結構的耐擦傷性。聚合性成分(A)較佳為包含此種具有聚氧伸烷基結構的(甲基)丙烯酸酯、及容易與其共聚合的其他(甲基)丙烯酸酯系聚合性成分。另外,具有聚氧伸烷基結構的(甲基)丙烯酸酯及其他(甲基)丙烯酸酯系聚合性成分較佳為二官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯系聚合性成分。
聚氧伸烷基結構例如可列舉:聚氧伸乙基結構、聚氧伸丙基結構、聚氧三亞甲基結構、聚氧伸丁基結構、聚氧四亞甲基結構、聚氧五亞甲基結構等。該些結構中,不具有甲基的聚氧伸乙基結構、聚氧三亞甲基結構、聚氧四亞甲基結構的情況下,可確保分子鏈的運動性,故微細凹凸結構不易被破壞,因而較佳。進而,就可對微細凹凸結構表面賦予高的親水性而進一步提高防污性的方面而言,更佳為聚氧伸乙基結構。
(抗氧化劑(F))
抗氧化劑(F)具有聚合性官能基,包含在聚合性成分(Z3)中。抗氧化劑(F)可列舉:分子中具有自由基聚合性鍵及/或陽離子聚合性鍵作為聚合性官能基者。抗氧化劑(F)所具有的聚合性官能基較佳為(甲基)丙烯醯基。
抗氧化劑(F)可列舉:具有自由基捕捉能力而使由自由基鏈所致的氧化分解反應停止的一次抗氧化劑、及具有過氧化物分解能力的二次抗氧化劑等。一次抗氧化劑可列舉酚系抗氧化劑或受阻胺系抗氧化劑等。另外,受阻胺系抗氧化劑可列舉具有(甲基)丙烯醯基的受阻胺化合物,酚系抗氧化劑可列舉:於芳香族環上具有羥基作為取代基、且於同一分子內具有(甲基)丙烯醯基的化合物。二次抗氧化劑可列舉磷系抗氧化劑或硫系抗氧化劑等。此外,金屬鈍化劑亦具有抗氧化作用。其原因在於:過渡金屬與氫過氧化物(hydroperoxide)反應而產生有害的過氧化自由基。金屬鈍化劑有與金屬離子反應而形成非活性的螯合化合物的類型、及吸附於金屬表面上而形成保護皮膜的類型,於用作抗氧化劑(F)的情形時,較佳為與金屬離子反應而形成非活性的螯合化合物的類型。與金屬離子反應而形成非活性的螯合物的類型可列舉硫代胺基甲酸酯類或水楊酸類等。
該些抗氧化劑中,具有自由基捕捉能力的一次抗氧化劑作為抗氧化劑(F)而較佳。抗氧化劑(F)中,具有自由基補足能力且具有聚合性官能基者例如可列舉:1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基=(甲基)丙烯酸酯(例如艾迪科(ADEKA)公司製造,商品名:艾迪科斯塔波(ADEKA STAB)LA-82等)、(甲基)丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯(例如艾迪科(ADEKA)公司製造,商品名:艾迪科斯塔波(ADEKA STAB)LA-87)、丙烯酸2-第三丁基-6-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酯(住友化學工業公司製
造,商品名:蘇米萊澤(Sumilizer)GM)、丙烯酸2-[1-(2-羥基-3,5-二-第三戊基苯基)乙基]-4,6-二-第三戊基苯酯(住友化學工業公司製造,商品名:蘇米萊澤(Sumilizer)GS)等。
於聚合性成分(Z3)中,抗氧化劑(F)的添加量較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,進而佳為0.1質量%以上,另外較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下,進而佳為1質量%以下。若添加量過多,則有可能損及微細凹凸結構表面的耐擦傷性,或損及親水性而喪失防污性。另外,於抗氧化劑(F)具有自由基捕捉能力、且聚合性成分(Z3)具有自由基聚合性的情形時,若抗氧化劑(F)的添加量過多,則有可能妨礙由聚合性成分(Z3)的自由基聚合反應所得的硬化。若添加量過少,則有可能未充分發揮抗氧化效果。
另外,抗氧化劑(F)亦可同時使用多種。於該情形時,較佳為設定為發揮相乘效應的組合,且較佳為設定為不產生拮抗作用的組合。例如已知受阻酚系抗氧化劑有時發揮酚系抗氧化劑的再生效果。此外,亦有將一次抗氧化劑與二次抗氧化劑組合以發揮乘數效應的方法。關於拮抗作用,已知由特定的組合導致產生著色等。
(光聚合起始劑(D))
光聚合起始劑(D)為第1實施形態中已說明般的化合物。就裝置成本或生產性的方面而言,活性能量線較佳為紫外線。藉由紫外線而產生自由基的光聚合起始劑(D)可列舉:作為第1實施
形態中的光聚合起始劑(D)而例示的上述化合物。
光聚合起始劑(D)與第1實施形態的光聚合起始劑(D)同樣地可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。併用的情形時,較佳為併用吸收波長不同的兩種以上。另外,視需要亦可併用過硫酸鹽(過硫酸鉀、過硫酸銨等)、過氧化物(過氧化苯甲醯等)、偶氮系起始劑等熱聚合起始劑。
關於光聚合起始劑(D)的含量,與第1實施形態的光聚合起始劑(D)同樣地,相對於聚合性成分(Z3)100質量%,較佳為0.01質量%~10質量%,更佳為0.1質量%~5質量%,進而佳為0.2質量%~3質量%。若光聚合起始劑(D)的含量過少,則有時活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化未完成,表面上具有微細凹凸結構的物品的機械物性受損。若光聚合起始劑(D)的含量過多,則有時亦於硬化物內殘留未反應的光聚合起始劑(D),其作為塑化劑而發揮作用,使硬化物的彈性模量降低,損及耐擦傷性。另外,有時亦引起著色。
(添加劑(E))
本發明的實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物亦可更含有添加劑(E)。添加劑(E)較佳為不具有聚合性官能基(不含於聚合性成分(Z3)中)、不具有與聚合性成分(Z3)的共聚合性的非聚合性化合物,該非聚合性化合物較佳為非揮發性化合物。另外,添加劑(E)中較佳為不含溶劑等容易揮發而消失的揮發性成分。
添加劑(E)可列舉:聚合抑制劑、界面活性劑、脫模劑、勻化劑、潤滑劑、塑化劑、抗靜電劑、光穩定劑、自由基捕捉劑、抗氧化劑、阻燃劑、阻燃助劑、填充劑、紫外線吸收劑、矽烷偶合劑、著色劑、強化劑、無機填料、耐衝擊性改質劑該些公知的添加劑。
該些添加劑中,聚合抑制劑及脫模劑為添加至活性能量線硬化性樹脂組成物中的必要性高的成分。
聚合抑制劑可列舉:作為第1實施形態的聚合抑制劑而例示的上述聚合抑制劑。聚合抑制劑中,BHT等酚系聚合抑制劑亦可用作抗氧化劑。
脫模劑可列舉:作為第1實施形態的脫模劑而例示的上述脫模劑。該些脫模劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。該些脫模劑中,較佳為以(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物作為主成分。
就脫模性的方面而言,(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物較佳為上述式(1)所表示的化合物。式中,R1較佳為碳數1~20的烷基,更佳為碳數3~18的烷基。R2較佳為碳數1~4的伸烷基,更佳為碳數2~3的伸烷基。m較佳為1~10的整數。式(1)所表示的(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物可為單酯體(n=1)、二酯體(n=2)、三酯體(n=3)的任一種。另外,二酯體或三酯體的情況下,一分子中的多個(聚)氧伸烷基烷基亦可各不相同。
(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物的市售品可列舉作為第1實施形態的脫模劑而例示的上述市售品。該些(聚)氧伸烷基烷基磷酸化
合物可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。此時所列舉的脫模劑有時亦表現出作為界面活性劑、勻化劑、潤滑劑的功能。
光穩定劑例如可列舉受阻胺系的抗氧化劑。作為受阻胺系的自由基捕捉劑的一次抗氧化劑可列舉:作為第1實施形態的光穩定劑而例示的上述光穩定劑。
此處所列舉的添加劑(E)中,包含與抗氧化劑(F)具有相同效果者,能以補償抗氧化劑(F)的功能為目的而添加。
紫外線吸收劑例如可列舉二苯甲酮系、苯并三唑系、苯甲酸酯系、三嗪系等。市售品可列舉:巴斯夫(BASF)公司製造的商品名:地奴彬(Tinuvin)400、地奴彬(Tinuvin)479,共同藥品公司製造的商品名:維奧索布(Viosorb)110等。
除了上述以外,抗氧化劑例如可列舉受阻酚系、苯并咪唑系、磷系、硫系的抗氧化劑等。市售品可列舉巴斯夫(BASF)公司製造的商品名:「易璐諾斯(IRGANOX)」系列等。此處所列舉的添加劑(E)中,包含與抗氧化劑(F)具有相同效果者,能以補償抗氧化劑(F)的功能為目的而添加。
添加劑(E)的添加量是由包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的微細凹凸結構層中的每單位面積的含量所規定。藉由控制該含量,可抑制由添加劑(E)的滲出所致的物品的光學性能的變化。尤其於微細凹凸結構的相鄰凸部彼此的平均間隔為可見光波長以下般的情形時,尤其減小滲出量變重要。於微細凹凸結構層中,添加劑(E)的含量較佳為5mg/m2以下或5μL/m2以下。
於含有多於該範圍的添加劑(E)的情形時,難以充分防止由添加劑(E)的滲出所致的光學性能的變化。就充分獲得添加劑(E)的添加效果的方面而言,該含量較佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。
添加劑(E)較佳為含有聚合抑制劑與脫模劑的至少一種。該聚合抑制劑較佳為含有選自上述對苯二酚系聚合抑制劑、上述酚系聚合抑制劑、上述吩噻嗪系聚合抑制劑中的至少一種,尤佳為含有對苯二酚系聚合抑制劑。該脫模劑較佳為含有上述脫模劑的至少一種,尤佳為含有(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物。於微細凹凸結構層中,聚合抑制劑與脫模劑的合計量較佳為5mg/m2以下或5μL/m2以下,且較佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。就充分獲得添加劑(E)的添加效果的方面而言,該合計含量較佳為0.2mg/m2以上或0.2μL/m2以上。
(其他成分)
本實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物視需要亦可於不損及本發明的效果的範圍內,含有不具有自由基聚合性的官能基的低聚物或聚合物、微量的有機溶劑等。
於以上所說明的第3實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物中,由於聚合性成分(Z3)包含特定的抗氧化劑(F),故本發明的實施形態的物品的耐久性優異。
對以上所說明的第1實施形態、第2實施形態及第3實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物加以進一步說明。
(活性能量線硬化性樹脂組成物的丙烯酸當量)
活性能量線硬化性樹脂組成物可藉由調整其丙烯酸當量而將硬化物的硬度調整至適當範圍內。
所謂丙烯酸當量,是指由每1個(甲基)丙烯醯基的分子量所表示的數值。丙烯酸當量越小則(甲基)丙烯醯基的濃度越變大,可獲得交聯密度高的硬化物。反之,丙烯酸當量越大則(甲基)丙烯醯基的濃度越變小,可獲得交聯密度低的硬化物。
關於活性能量線硬化性樹脂組成物的丙烯酸當量,若使用各成分的質量比[質量%]W1、W2、W3、…及各成分的分子量[g/mol]M1、M2、M3、…、各成分的官能基數F1、F2、F3、…,則是由以下的式(2)所表示。
丙烯酸當量[g/eq]=1/(F1×W1/M1/100+F2×W2/M2/100+F3×W3/M3/100+…)(式2)活性能量線硬化性樹脂組成物的丙烯酸當量較佳為130[g/eq]以上、600[g/eq]以下,更佳為200[g/eq]以上、400[g/eq]以下。
若形成微細凹凸結構的活性能量線硬化性樹脂組成物的丙烯酸當量過小,則交聯密度高,故突起容易變脆而彎折或被削去,故耐擦傷性降低。
另一方面,若丙烯酸當量過大,則交聯密度低,故硬化物自身變得過於柔軟,硬化物被大幅度地削去或挖去直至並無微細凹凸結構的部分為止而造成損傷,耐擦傷性降低,或根據微細
凹凸結構的不同而突起(凸部)彼此容易接觸而合一。若突起彼此合一,則有時使光散射而可見表面白濁。
(活性能量線硬化性樹脂組成物的黏度)
就容易流入至壓模表面的微細凹凸結構中的方面而言,活性能量線硬化性樹脂組成物的黏度較佳為不過高。因此,活性能量線硬化性樹脂組成物的於25℃下利用旋轉式B型黏度計所得的黏度較佳為10000mPa.s以下,更佳為5000mPa.s以下,進而佳為2000mPa.s以下。
然而,即便活性能量線硬化性樹脂組成物的黏度超過
10000mPa.s,只要可於與壓模接觸時預先加溫而降低黏度,則並無特別問題。於該情形時,活性能量線硬化性樹脂組成物的於70℃下利用旋轉式B型黏度計所得的黏度較佳為5000mPa.s以下,更佳為2000mPa.s以下。若該黏度太低,則濡濕擴散,有時亦妨礙製造,故較佳為10mPa.s以上。
(具有微細凹凸結構的物品)
可使用上述第1實施形態、第2實施形態及第3實施形態的活性能量線硬化性樹脂組成物,形成具有微細凹凸結構的物品。
本發明的實施形態的物品於表面上具有微細凹凸結構,該微細凹凸結構是藉由使上述活性能量線硬化性樹脂組成物與表面上具有微細凹凸結構的反轉結構的壓模接觸並使其硬化而形成。
圖1為表示具備微細凹凸結構層的物品的一例的剖面圖。物品40具有基材42、及形成於基材42的表面上的硬化樹脂
層44。硬化樹脂層44為於其表面上具有多個凸部46的微細凹凸結構層。
微細凹凸結構層的厚度可設定於0.5μm~100μm的範圍內。
就於表面上形成所需的微細凹凸結構的方面而言,該厚度較佳為0.5μm以上,更佳為1μm以上。就抑制滲出的方面而言,該厚度可設定為100μm以下,較佳為50μm以下,更佳為20μm以下,進而佳為13μm以下,尤佳為10μm以下。
基材42較佳為使光透射的成形體。基材的材料例如可
列舉:丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚碳酸酯、苯乙烯(共)聚合物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、二乙酸纖維素、三乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯等)、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚碸、聚碸、聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等)、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚醚酮、聚胺基甲酸酯、玻璃等。
基材42可為射出成形體,亦可為擠出成形體,亦可為
澆鑄成形體。基材42的形狀可為片狀,亦可為膜狀。對於基材42的表面,為了改良密接性、抗靜電性、耐擦傷性、耐候性等,亦可實施塗佈處理、電暈處理等。
硬化樹脂層44為包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的膜,於表面上具有微細凹凸結構。
於使用後述陽極氧化氧化鋁的壓模的情形時,物品40的表面的微細凹凸結構是轉印陽極氧化氧化鋁的表面的微細凹凸
結構而形成,具有包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的多個凸部46。
微細凹凸結構較佳為大致圓錐形狀、棱錐形狀等的突起(凸部)多個排列而成的所謂蛾眼結構。已知,突起間的間隔為可見光的波長以下的蛾眼結構藉由折射率自空氣的折射率向材料的折射率連續地增大而成為有效的抗反射機構。
該被稱為蛾眼結構的微細凹凸結構中,為了兼具抗反射性能與耐擦傷性,重要的是將凸部間的平均間隔與凸部的高度的平衡即凹凸的縱橫比(凸部的高度/凸部間的平均間隔)設定在特定的範圍內。
相鄰凸部間的平均間隔較佳為可見光的波長以下、即400nm以下。若平均間隔過大,則容易引起可見光的散射。就抑制可見光的散射、應用於抗反射物品等光學用途的觀點而言,相鄰凸部間的平均間隔較佳為400nm以下,更佳為380nm以下,進而佳為250nm以下,進而更佳為200nm以下。另外,就所需的微細凹凸結構的效果或成形容易程度的觀點而言,較佳為80nm以上,更佳為100nm以上,進而佳為160nm以上。
相鄰凸部間的平均間隔是藉由電子顯微鏡觀察來測定50點的相鄰凸部間的間隔(自凸部的中心起至鄰接凸部的中心為止的距離),並將該些值平均所得。
於相鄰凸部間的平均間隔在上述較佳範圍內的情形時,抗反射性能大致是由突起(凸部)的高度來決定。為了獲得
良好的抗反射性能,凸部的高度可設定於120nm~250nm的範圍內。就抑制凹凸彼此接觸而合一的現象的觀點而言,凸部的高度較佳為250nm以下,更佳為220nm以下,進而佳為190nm以下。
另外,就抑制反射率、抑制反射率的波長依存性的方面而言,凸部的高度較佳為120nm以上,更佳為150nm以上,進而佳為160nm以上。
凸部的高度為藉由電子顯微鏡以30000倍的倍率進行觀
察時,對凸部的最頂部、與存在於凸部間的凹部的最底部之間的距離進行測定所得的值。
凹凸部的縱橫比(凸部的高度/凸部間的平均間隔)可設
定於0.5~3.0的範圍內。就充分抑制反射率的方面而言,縱橫比較佳為0.5以上,更佳為0.8以上。就使耐擦傷性良好的方面而言,縱橫比較佳為3.0以下,更佳為2.5以下,進而佳為1.2以下。
凸部的形狀較佳為沿著與高度方向正交的方向(基材平
面方向)的剖面的凸部剖面積自最表面起於深度方向上連續增加的形狀,即,沿著凸部的高度方向(與基材平面垂直的方向)的剖面形狀較佳為三角形、梯形、吊鐘形等形狀。
硬化樹脂層44的折射率與基材42的折射率之差較佳為
0.2以下,更佳為0.1以下,尤佳為0.05以下。折射率差越小,越可抑制硬化樹脂層44與基材42的界面上的反射。
(壓模)
壓模於表面上具有微細凹凸結構的反轉結構。壓模的材料可
列舉:金屬(包括於表面上形成有氧化皮膜者)、石英、玻璃、樹脂、陶瓷等。壓模的形狀可列舉輥狀、圓管狀、平板狀、片狀等。
壓模的製作方法例如可列舉下述方法(I-1)、方法(I-2),就可實現大面積化、且製作簡便的方面而言,尤佳為方法(I-1)。
(I-1)於鋁基材的表面上形成具有多個孔隙(凹部)的陽極氧化氧化鋁的方法。
(I-2)藉由電子束微影法、雷射光干涉法等,於壓模基材的表面上形成微細凹凸結構的反轉結構的方法。
鋁基材亦可使用藉由電鍍而被覆有鋁的電鍍鋁基材。
方法(I-1)較佳為包括下述步驟(a)~步驟(f)的方法。
(a)將鋁基材於電解液中、於恆定電壓下陽極氧化,於鋁基材的表面上形成氧化皮膜的步驟。
(b)將氧化皮膜去除,於鋁基材的表面上形成陽極氧化的孔隙產生點的步驟。
(c)於步驟(b)後,將鋁基材於電解液中再次陽極氧化,形成於孔隙產生點具有孔隙的氧化皮膜的步驟。
(d)於步驟(c)後,使孔隙的孔徑擴大的步驟。
(e)於步驟(d)後,於電解液中再次陽極氧化的步驟。
(f)反覆進行步驟(d)與步驟(e),獲得於鋁基材的表面上形成有具有多個孔隙的陽極氧化氧化鋁的壓模的步驟。
步驟(a)可如以下般進行。如圖2所示,若將鋁基材10陽極氧化,則形成具有孔隙12的氧化皮膜14。鋁基材的形狀可列舉卷狀、圓管狀、平板狀、片狀等。鋁基材有時附著有加工成既定的形狀時所使用的油,故較佳為預先經脫脂處理。另外,鋁基材較佳為經電解研磨處理(蝕刻處理),以使表面狀態平滑。鋁的純度較佳為99%以上,更佳為99.5%以上,尤佳為99.8%以上。若鋁的純度低,則有時於陽極氧化時,因雜質的偏析而形成使可見光散射的大小的凹凸結構,或由陽極氧化所得的孔隙的規則性降低。電解液可列舉硫酸、草酸、磷酸等。
使用草酸作為電解液的陽極氧化可如以下般進行。草酸的濃度較佳為0.8M以下。若草酸的濃度超過0.8M,則有時電流值變得過高而氧化皮膜的表面變粗糙。化成電壓較佳為在30V~100V的範圍內。若化成電壓在該範圍內,則可獲得具有週期為100nm~200nm的規則性高的孔隙的陽極氧化氧化鋁。無論化成電壓是高於該範圍還是低於該範圍,均有規則性降低的傾向。電解液的溫度較佳為60℃以下,更佳為45℃以下。若電解液的溫度超過60℃,則引起所謂被稱為「過燒」的現象,有時孔隙破壞,或表面溶解而擾亂孔隙的規則性。
使用硫酸作為電解液的陽極氧化可如以下般進行。硫酸的濃度較佳為0.7M以下。若硫酸的濃度超過0.7M,則有時電流值變得過高而無法維持恆定電壓。化成電壓較佳為在25V~30V的範圍內。若化成電壓在該範圍內,則可獲得具有週期為63nm
的規則性高的孔隙的陽極氧化氧化鋁。無論化成電壓是高於該範圍還是低於該範圍,均有規則性降低的傾向。電解液的溫度較佳為30℃以下,更佳為20℃以下。若電解液的溫度超過30℃,則引起所謂被稱為「過燒」的現象,有時孔隙破壞,或表面溶解而擾亂孔隙的規則性。
步驟(b)可如以下般進行。如圖2所示,將氧化皮膜
14去除,於基材表面上形成陽極氧化的孔隙產生點16。藉此,可提高之後形成的氧化皮膜的孔隙的規則性。去除氧化皮膜14的方法可列舉:將氧化皮膜溶解於不溶解鋁、且選擇性地溶解氧化皮膜的溶液中而去除氧化皮膜的方法。此種溶液例如可列舉鉻酸/磷酸混合液等。
步驟(c)可如以下般進行。如圖2所示,將去除了氧
化皮膜的鋁基材10再次陽極氧化時,形成具有圓柱狀的孔隙12的氧化皮膜14。陽極氧化可於與步驟(a)相同的條件下進行。越延長陽極氧化的時間,可獲得越深的孔隙。
步驟(d)可如以下般進行。如圖2所示,進行使孔隙
12的孔徑擴大的處理(以下記作孔隙徑擴大處理)。孔隙徑擴大處理為浸漬於溶解氧化皮膜的溶液中,使由陽極氧化所得的孔隙的孔徑擴大的處理。此種溶液例如可列舉5質量%左右的磷酸水溶液等。越延長孔隙徑擴大處理的時間,孔隙徑越變大。
步驟(e)可如以下般進行。如圖2所示,若再次進行陽極氧化,則形成自圓柱狀的孔隙12的底部向下延伸的直徑小的
圓柱狀孔隙。陽極氧化可於與步驟(a)相同的條件下進行。越延長陽極氧化的時間,可獲得越深的孔隙。
步驟(f)可如以下般進行。如圖2所示,若反覆進行
步驟(d)的孔隙徑擴大處理與步驟(e)的陽極氧化,則形成具有直徑自開口部起於深度方向上連續減小的形狀的孔隙12的氧化皮膜14,獲得於鋁基材10的表面上具有陽極氧化氧化鋁(鋁的多孔質的氧化皮膜(耐酸鋁(alumite)))的壓模18。最後較佳為以步驟(d)結束。
該些步驟的反覆次數以合計計較佳為3次以上,更佳為
5次以上。若反覆次數為2次以下,則孔隙的直徑非連續地減小,故使用具有此種孔隙的陽極氧化氧化鋁所形成的蛾眼結構的反射率降低效果不充分。
孔隙12的形狀可列舉大致圓錐形狀、棱錐形狀、圓柱
形狀等,較佳為如圓錐形狀、棱錐形狀等般,沿著與深度方向正交的方向的剖面的孔隙剖面積自最表面起於深度方向上連續減小的形狀。
孔隙12間的平均間隔可根據既定的微細凹凸結構來形成。孔隙間的平均間隔較佳為可見光的波長以下、即400nm以下,更佳為380nm以下,進而佳為250nm以下,尤佳為200nm以下。另外,孔隙間的平均距離較佳為80nm以上,更佳為100nm以上,進而佳為160nm以上。
孔隙12間的平均間隔是藉由電子顯微鏡觀察來測定50
點的相鄰孔隙12間的間隔(自孔隙12的中心至鄰接的孔隙12的中心為止的距離),並將該些值平均而成。
孔隙12的深度可根據既定的微細凹凸結構來形成。孔隙的深度較佳為250nm以下,更佳為220nm以下,進而佳為190nm以下。另外,孔隙的深度較佳為120nm以上,更佳為150nm以上,進而佳為160nm以上。
孔隙12的深度為藉由電子顯微鏡觀察以30000倍的倍率觀察時,對孔隙12的最底部、與存在於孔隙12間的凸部的最頂部之間的距離進行測定的值。
孔隙12的縱橫比(孔隙的深度/孔隙間的平均間隔)可根據既定的微細凹凸結構來形成,可設定於0.5~3.0的範圍內,較佳為0.8~1.2的範圍。
亦可利用脫模劑對壓模的形成有微細凹凸結構之側的表面進行處理。脫模劑可列舉矽酮樹脂、氟樹脂、氟化合物、磷酸酯等,尤佳為磷酸酯。磷酸酯較佳為(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物,市售品可列舉:城北化學公司製造的商品名:JP-506H,艾克賽爾(Axell)公司製造的商品名:模維茲(Moldwiz)INT-1856,日光化學公司製造的商品名:TDP-10、TDP-8、TDP-6、TDP-2、DDP-10、DDP-8、DDP-6、DDP-4、DDP-2、TLP-4、TCP-5、DLP-10等。
(物品的製造方法)
表面上具有微細凹凸結構的物品例如可使用圖3所示的製造
裝置,如下述般進行製造。
於表面上具有微細凹凸結構的反轉結構(省略圖示)的
輥狀壓模20、與沿著輥狀壓模20的表面移動的帶狀膜的基材42之間,自儲罐(tank)22供給活性能量線硬化性樹脂組成物。
於輥狀壓模20、與藉由空氣壓缸24調整了夾持壓力的
夾輥26之間,夾持基材42及活性能量線硬化性樹脂組成物,使活性能量線硬化性樹脂組成物於基材42與輥狀壓模20之間均勻地遍布,同時填充至輥狀壓模20的微細凹凸結構的凹部內。
自設置於輥狀壓模20下方的活性能量線照射裝置28,
通過基材42對活性能量線硬化性樹脂組成物照射活性能量線,使活性能量線硬化性樹脂組成物硬化,藉此形成轉印有輥狀壓模20的表面的微細凹凸結構的硬化樹脂層44。
藉由剝離輥30,將表面上形成有硬化樹脂層44的基材
42自輥狀壓模20剝離,藉此獲得圖1所示般的物品40。
活性能量線照射裝置28較佳為高壓水銀燈、金屬鹵化
物燈等,該情形的光照射能量的量較佳為100mJ/cm2~10000mJ/cm2。
基材42可使用膜,膜的材料可列舉:丙烯酸系樹脂、
聚碳酸酯、苯乙烯系樹脂、聚酯、纖維素系樹脂(三乙醯纖維素等)、聚烯烴、脂環式聚烯烴等。
(物品的用途)
本發明的實施形態的表面上具有微細凹凸結構的物品可期待
作為抗反射物品(抗反射薄膜、抗反射膜等)、光波導、凸紋全像圖(relief hologram)、透鏡(lens)、偏光分離元件等光學物品、細胞培養片的用途展開,特別適於作為抗反射物品的用途。
抗反射物品例如可列舉:設置於圖像顯示裝置(液晶顯
示裝置、電漿顯示器、電致發光顯示器、陰極管顯示裝置等)、透鏡、櫥窗(show window)、眼鏡等的表面上的抗反射薄膜、抗反射膜、抗反射片等。在用於圖像顯示裝置中的情形時,可將抗反射膜直接貼附於圖像顯示面,亦可於構成圖像顯示面的構件的表面上直接形成抗反射膜,亦可於前面板上形成抗反射膜。
如以上所說明,本發明的第1實施形態的物品中,因使
用特定的活性能量線硬化性樹脂組成物,故可抑制由滲出所致的物品的光學性能的變化,可維持良好的光學性能。
於本發明的第2實施形態的物品中,因使用含有特定的(甲基)丙烯酸酯的活性能量線硬化性樹脂組成物來形成微細凹凸結構,故微細凹凸結構的耐擦傷性高,指紋等污垢的拭去性良好。
於本發明的第3實施形態的物品中,因使用特定的活性能量線硬化性樹脂組成物(含有具有聚合性官能基的抗氧化劑),故可抑制由滲出所致的光學性能劣化,且可實現高耐久性、特別是耐熱性及濕熱耐久性。
[實施例]
以下,藉由實施例對本發明加以更詳細說明。
(反射光譜變化的評價)
將轉印有微細凹凸結構的樣品貼附於黑色壓克力板(三菱麗陽公司製造,商品名:壓克萊特(Acrylite))上後,於室溫23℃、濕度50%的環境下保管7天,其後測定反射光譜。反射光譜是使用分光光度計(島津製作所公司製造,產品名:UV-2450)於380nm~780nm的範圍內測量5°正反射率的光譜。反射光譜的測定後,利用乙醇來擦拭微細凹凸表面的一部分後,再次測定反射光譜來確認反射光譜的變化。關於反射光譜的變化,分別測定各3點,於可見光範圍(380nm~780nm)內的反射率之底部位(最小值)於前後變化平均20nm以上的情形時,判斷為存在光譜的變化。若經乙醇擦拭的部分的反射率之底部位變化大致20nm以上,則經擦拭的部分與未經擦拭的部分的邊界成為目測可確認的程度。評價的指標是如下般設定。
○:反射光譜於利用乙醇擦拭的前後並未變化,
×:於利用乙醇擦拭前後存在反射光譜的變化。
(微細凹凸結構層的厚度)
微細凹凸結構層(硬化樹脂層)的厚度是藉由自轉印有微細凹凸結構後的積層體(物品)的厚度中減去基材的厚度而算出。積層體及基材的厚度是使用數位型(digimatic)標準外側測微計(三豐(Mitutoyo)公司製造)來測定。
(添加劑(E)的含量)
添加劑(E)的含量是根據活性能量線樹脂組成物中的添加劑(E)的含量與包含活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物的層
(硬化樹脂層)的膜厚而算出。
(耐擦傷性的評價)
使用磨損試驗機(新東科學公司製造,產品名:HEiDON TRIBOGEAR型號(TYPE)-30S),對放置於物品表面上的經切割成2cm×2cm的鋼絲絨(steel wool)(日本鋼絲絨公司製造,產品名:邦斯達(Bonstar)#0000)施加400g(100gf/cm2(0.98N/cm2))及1kg(250gf/cm2(2.45N/cm2))的荷重,於往返距離為30mm、頭部速度(head speed)為平均100mm/s的條件下往返10次,對物品表面的外觀進行評價。於外觀評價時,於2.0mm厚的黑色壓克力板(三菱麗陽公司製造,產品名:壓克萊特(Acrylite))的單面上貼附物品,於屋內照射螢光燈並進行目測評價。按照以下基準來判定耐擦傷性。
AA:無法確認到損傷,
A:可確認到的損傷小於10條,
B:可確認到的損傷為10條以上、小於30條,
C:可確認到的損傷為30條以上,
D:擦傷部分的50%以上的面積喪失抗反射性能。
(指紋拭去性的評價)
使用含浸有1.0cc(1mL)的自來水的擦淨器(wiper)(大王製紙公司製造,產品名:爱丽尔普洛微浦(Elleair Prowipe)),將表面上附著有指紋的物品的表面朝一個方向擦拭後,評價物品表面的外觀。按照以下基準來判定指紋拭去性。
○:2次以下的擦拭可完全去除指紋,
△:3次以上、10次以下的擦拭可完全去除指紋,
×:即便擦拭10次後,指紋亦殘留。
(硬化性溶液的外觀的評價)
目測判斷硬化性溶液(活性能量線硬化性樹脂組成物)的外觀是否透明。關於實施例及比較例,於硬化性溶液完全透明的情形時硬化物亦透明。另外,於硬化性溶液有白濁的情形時,其硬化物亦確認到白濁。
○:並無白濁而透明,
×:有白濁。
(耐久試驗)
耐久試驗是如以下般進行。將轉印有微細凹凸結構的樣品貼附於黑色壓克力板(三菱麗陽公司製造,商品名:壓克萊特(Acrylite))上後,於氣溫60℃、濕度90%的環境下保持500小時。對於評價的指標,關於突起形狀的維持利用電子顯微鏡來觀察微細凹凸表面形狀,將並無突起的合一的情形評價為○,將有突起的合一的情形評價為×。另外,關於滲出的有無,將乙醇擦拭前後並無反射光譜變化的情形評價為○,將有反射光譜的變化的情形評價為×。反射光譜是使用分光光度計(島津製作所公司製造,產品名:UV-2450)於380nm~780nm的範圍內測量5°正反射率的光譜。於反射光譜的測定後,利用乙醇擦拭微細凹凸表面的一部分後,再次測定反射光譜,確認反射光譜的變化。關於反射光譜
的變化,分別測定各3點,於可見光範圍(380nm~780nm)內的反射率之底部位(最小值)於前後變化平均20nm以上的情形時,判斷為存在光譜的變化。若經乙醇擦拭的部分的反射率之底部位變化大致20nm以上,則經擦拭的部分與未經擦拭的部分的邊界成為目測可確認的程度。乙醇擦拭是使本科特(Bemcot)(旭化成纖維公司製造,商品名:M-3II)含浸乙醇約1mL並往返5次。
(壓模的製造)
使用純度為99.99質量%、經電解研磨的厚度為2mm的φ 65mm鋁圓盤作為鋁基材。
將0.3M草酸水溶液調整為15℃,浸漬鋁基材,反覆進行直流穩定裝置的電源的開/關(ON/OFF),由此於鋁基材中間歇地流通電流進行陽極氧化。將每隔30秒施加80V的恆定電壓5秒鐘的操作反覆60次,形成具有孔隙的氧化皮膜。
繼而,將形成有氧化皮膜的鋁基材於將6質量%的磷酸與1.8質量%的鉻酸混合而成的70℃的水溶液中浸漬6小時,將氧化皮膜溶解去除。
將溶解去除了氧化皮膜的鋁基材浸漬於經調整為16℃的0.05M的草酸水溶液中,以80V實施7秒鐘陽極氧化。繼而,於經調整為32℃的5質量%的磷酸水溶液中浸漬20分鐘,實施使氧化皮膜的孔隙擴大的孔徑擴大處理。如此般交替反覆進行陽極氧化與孔徑擴大處理,各實施合計5次。
將所得的壓模(模具)於脫模劑(日光化學公司製造,商品名:TDP-8)的0.1質量%水溶液中浸漬10分鐘,提起並風乾一夜,藉此實施脫模處理。
(剝離力的測定)
於將硬化後的樣品自壓模(模具)脫模時,將壓模視為被黏附體,將硬化樹脂及基材視為膠帶,進行依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)Z0237的90°剝離試驗,測定自壓模脫模時的剝離力。
(轉印試驗)
於壓模的形成有微細凹凸結構之側滴加10μL的活性能量線硬化性樹脂組成物,以厚度為80μm的三乙醯纖維素膜(富士軟片(Fujifilm)公司製造,產品名:TD80ULM)一面推開一面被覆後,自膜側使用高壓水銀燈以1000mJ/cm2的能量照射紫外線進行硬化。將壓模自膜脫模,獲得於膜表面上具有微細凹凸結構的物品。
關於連續轉印性的評價,使用相同的壓模反覆進行轉印,測定第1000次的剝離力,將剝離力為30N/m以下的情況評價為○,剝離力超過30N/m的情況評價為×。
(活性能量線硬化性樹脂組成物的組成)
實施例及比較例中所用的活性能量線硬化性樹脂組成物所含的聚合成分(Z)、光聚合起始劑(D)、添加劑(E)如下述表1A、表1B及表1C所示。再者,表中的「PEG」是指聚乙二醇,「EO」
是指環氧乙烷。再者,其他表(表2A、表2B~表4B、表2C)中的聚合性成分(Z1、Z2或Z3)的數值為於聚合性成分(Z1、Z2或Z3)總體中所佔的質量比率(質量%),光聚合起始劑(D)、添加劑(E)(脫模劑、聚合抑制劑、抗氧化劑)的數值為相對於聚合性成分(Z1、Z2或Z3)的質量比率(質量%)。
[實施例A1]
將作為聚合成分(Z1)的20質量%的NK酯(NK Ester)A-TMM-3LM-N(新中村化學工業公司製造,產品名)、80質量%的NK酯(NK Ester)ATM-35E(新中村化學工業公司製造,產品名)、作為光聚合起始劑(D)的相對於聚合性成分(Z1)100質量%而為0.1質量%的易璐佳(Irgacure)184(巴斯夫(BASF)公司製造,產品名)、0.5質量%的易璐佳(Irgacure)819(巴斯夫(BASF)公司製造,產品名)、以及作為脫模劑(添加劑(E))的0.1質量%的尼克爾(NIKKOL)TDP-2(日光化學公司製造,產品名)混合,製備活性能量線硬化性樹脂組成物。作為聚合抑制劑(添加劑(E))的MEHQ原本包含在聚合成分(Z)中,其含量為0.036質量%。
於壓模表面上滴落幾滴活性能量線硬化性樹脂組成物,以厚度為80μm的三乙醯纖維膜(富士軟片(Fujifilm)公司製造,產品名:TD80ULM)一面推開一面被覆後,自膜側使用高壓水銀燈以1000mJ/cm2的能量照射紫外線進行硬化。將壓模自膜脫模,獲得於膜表面上具有凸部的平均間隔為180nm、高度為180nm的微細凹凸結構的物品。將評價結果示於表2中。
[實施例A2~實施例A8、比較例A1]
如表2A所示般設定活性能量線硬化性樹脂組成物的組成種類、組成比(質量%)、硬化層(微細凹凸結構層)的厚度,除此以外,與實施例A1同樣地獲得表面上具有微細凹凸結構的物品。
將評價結果示於表2A中。
關於實施例A1~實施例A8,由於添加劑(E)的含量為5mg/m2以下或5μL/m2以下,故可抑制反射光譜的變化,成為良好的評價結果。另一方面,比較例A1中添加劑(E)的添加量過多,成為反射光譜於乙醇擦拭前後變化的結果。
[實施例B1]
將作為聚合性成分(Z2)的0.3質量%的布蘭莫(Blemmer)ALE-200(日油製造,產品名)、84.7質量%的NK酯(NK Ester)A-GLY-20E(新中村化學工業公司製造,產品名)、15質量%的新
前沿(New Frontier)PET-3(第一工業製藥公司製造,產品名)、作為光聚合起始劑(D)的1.0質量%的易璐佳(IRGACURE)184(巴斯夫(BASF)公司製造,產品名)、0.5質量%的易璐佳(IRGACURE)819(巴斯夫(BASF)公司製造,產品名)、及作為脫模劑的0.01質量%的尼克爾(NIKKOL)TDP-2(日光化學公司製造,產品名)混合,製備活性能量線硬化性樹脂組成物。
於壓模表面上滴落幾滴活性能量線硬化性樹脂組成物,以厚度為80μm的三乙醯纖維素膜(富士軟片(Fujifilm)公司製造,產品名:TD80ULM)一面推開一面被覆後,自膜側使用高壓水銀燈以1000mJ/cm2的能量照射紫外線進行硬化。將壓模自膜脫模,獲得表面上具有凸部的平均間隔為180nm、凸部的高度為180nm的微細凹凸結構的物品。將評價結果示於表2B中。
[實施例B2~實施例B11、比較例B1~比較例B7、參考例B1~參考例B3]
將活性能量線硬化性樹脂組成物的聚合性成分(Z)變更為表2B、表3B及表4B所示者,除此以外,與實施例1同樣地獲得表面上具有微細凹凸結構的物品。將評價結果示於表2B、表3B及表4B中。表2B、表3B及表4B中的聚合性成分(A)、聚合性成分(B)、聚合性成分(C)的數值表示聚合性成分(Z2)中的各成分的含量(質量%)。
關於實施例B1~實施例B10,因使用含有(甲基)丙烯酸酯(A)的活性能量線硬化性樹脂組成物,故其硬化物可獲得良好的耐鋼絲絨擦傷性。尤其於實施例B3、實施例B4、實施例B6、實施例B9、實施例B10中,耐鋼絲絨擦傷性的試驗結果為100gf/cm2(0.98N/cm2)而為AA(無損傷),且指紋拭去性亦良好。
關於比較例B1,因活性能量線硬化性樹脂組成物不含(甲基)丙烯酸酯(A),故成為其硬化物的耐鋼絲絨擦傷性差的結果。
比較例B2、比較例B3中,使用包含未經EO改質的丙烯酸月
桂酯的聚合性成分。結果,成為損及硬化物的指紋拭去性的結果。
比較例B4、比較例B5中,使用包含甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的聚合性成分。結果,由於烷基為甲基,故無法賦予滑動性,成為硬化物的耐擦傷性差的結果。
比較例B6、比較例B7中,使用包含具有矽酮骨架的丙烯酸酯的聚合性成分。結果,雖然硬化物具有耐擦傷性,但硬化性溶液白濁,硬化物亦白濁。另外,指紋拭去性亦大幅度地降低。
如表4B所示,參考例B1及參考例B2中,因含有脫模劑,故連續轉印性優異,參考例B3因不含脫模劑,故連續轉印性差。另一方面,實施例B11的組成物儘管不含脫模劑,但可確認,由於作為具有(甲基)丙烯醯基的(甲基)丙烯酸酯(A)的ALE-200的效果,可發揮優異的脫模性。
[實施例C1]
將聚合性成分(Z3)中作為聚合性成分(A)的20質量%的NK酯(NK Ester)A-TMM-3LM-N(新中村化學工業公司製造,產品名)、79質量%的NK酯(NK Ester)ATM-35E(新中村化學工業公司製造,產品名)、作為抗氧化劑(F)的1質量%的艾迪科斯塔波(ADEKA STAB)LA-82(艾迪科(ADEKA)公司製造,產品名)、作為光聚合起始劑(D)的0.1質量%的易璐佳(Irgacure)184(巴斯夫(BASF)公司製造,產品名)、0.5質量%的易璐佳(Irgacure)819(巴斯夫(BASF)公司製造,產品名)、及作為脫模劑(添加劑(E))的0.1質量%的尼克爾(NIKKOL)TDP-2(日
光化學公司製造,產品名)混合,製備活性能量線硬化性樹脂組成物。作為聚合抑制劑(添加劑(E))的MEHQ原本包含於聚合性成分(Z)中,其含量為0.036質量%。
於壓模表面上滴落幾滴活性能量線硬化性樹脂組成物,以厚度為80μm的三乙醯纖維素膜(富士軟片(Fujifilm)公司製造,產品名:TD80ULM)一面推開一面被覆後、自膜側使用高壓水銀燈以1000mJ/cm2的能量照射紫外線進行硬化。將壓模自膜脫模,獲得表面上具有凸部的平均間隔為180nm、高度為180nm的微細凹凸結構的物品。將評價結果示於表2C中。
[實施例C2~實施例C4、比較例C1~比較例C4]
如表2C所示般設定活性能量線硬化性樹脂組成物的組成比(質量%)、組成種類,除此以外,與實施例C1同樣地獲得表面上具有微細凹凸結構的物品。將評價結果示於表2C中。
關於實施例C1~實施例C4,因含有抗氧化劑(F),故可維持濕熱耐久試驗後的突起形狀,另外,由於添加劑(E)的添加量為5[mg/m2]以下,故可抑制由濕熱耐久試驗後的滲出所致的光學性能變化。另一方面,比較例C1及比較例C2中因不含抗氧化劑(F),故無法維持突起形狀。於比較例C3及比較例C4中,雖可維持突起形狀,但無法抑制由滲出所致的光學性能變化。
[產業上之可利用性]
本發明的實施形態的物品可維持優異的光學性能,可用於電視、行動電話、可攜式遊戲機等的各種顯示器,於工業上極為有用。
Claims (18)
- 一種物品,於基材的至少一個表面上具備微細凹凸結構層,所述微細凹凸結構層的相鄰凸部彼此的平均間隔為400nm以下,凸部的高度/凸部間的平均間隔為0.5~3.0的範圍內,所述微細凹凸結構層含有活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物,並且所述活性能量線硬化性樹脂組成物含有聚合性成分(Z1)、光聚合起始劑(D)及脫模劑,所述聚合性成分(Z1)包含(甲基)丙烯酸酯(A),所述(甲基)丙烯酸酯(A)具有碳數6~22的直鏈或分支鏈的烷基或烯基、碳數2~4的氧伸烷基及(甲基)丙烯醯基,所述脫模劑為包含(聚)氧伸烷基烷基磷酸化合物,且所述微細凹凸結構層中的脫模劑的含量為5mg/m2以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的物品,其中脫模劑的質量平均分子量在100~2000的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的物品,其中於利用乙醇擦拭所述微細凹凸結構層的表面前後,可見光範圍內的反射率的最小值的反射光譜的變化小於20nm。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的物品,其中所述脫模劑更含有聚合抑制劑。
- 如申請專利範圍第4項所述的物品,其中所述聚合抑制劑含有對苯二酚系聚合抑制劑及酚系聚合抑制劑的至少一種。
- 如申請專利範圍第1項所述的物品,其中所述聚合性成分 (Z1)包含具有聚合性官能基的抗氧化劑(F)。
- 如申請專利範圍第1項所述的物品,其中所述(甲基)丙烯酸酯(A)具有所述烷基或烯基與所述氧伸烷基鍵結的結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的物品,其中所述聚合性成分(Z1)中的所述(甲基)丙烯酸酯(A)的含量在0.1質量%~10質量%的範圍內。
- 如申請專利範圍第6項所述的物品,其中所述抗氧化劑(F)具有(甲基)丙烯醯基作為所述聚合性官能基。
- 如申請專利範圍第6項所述的物品,其中所述抗氧化劑(F)具有自由基捕捉能力。
- 如申請專利範圍第6項所述的物品,其中所述抗氧化劑(F)含有酚系抗氧化劑及受阻胺系抗氧化劑的至少一種。
- 如申請專利範圍第6項所述的物品,其中所述抗氧化劑(F)為於同一分子內具有(甲基)丙烯醯基的化合物,且所述化合物為受阻胺化合物、或於芳香族環上具有羥基作為取代基的化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述的物品,含有不具有與所述聚合性成分(Z1)的共聚合性的非聚合性化合物作為脫模劑。
- 如申請專利範圍第1項或第6項所述的物品,其中所述聚合性成分含有相對於聚合性成分總體而為30質量%~70質量%的氧伸乙基。
- 如申請專利範圍第1項或第6項所述的物品,其中所述聚 合性成分包含具有氧伸乙基及2個以上的(甲基)丙烯醯基的(甲基)丙烯酸酯(B)。
- 如申請專利範圍第1項或第6項所述的物品,其中所述聚合性成分包含具有2個以上的(甲基)丙烯醯基的季戊四醇(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯。
- 如申請專利範圍第1項或第6項所述的物品,其中所述微細凹凸結構層的厚度在1μm~50μm的範圍內。
- 一種抗反射物品,包含如申請專利範圍第1項或第6項所述的物品。
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