TWI811736B - 附防汙層之光學膜 - Google Patents

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Abstract

本發明之附防汙層之光學膜朝厚度方向之一側依次具備基材層、包含無機層之光學功能層、及防汙層。防汙層之表面粗糙度Ra為10 nm以下。防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角為110°以上。藉由特定之試驗求出之防汙層之水接觸角為83°以上。

Description

附防汙層之光學膜
本發明係關於一種附防汙層之光學膜。
先前，就防止汙垢(手漬及指紋)附著之觀點而言，已知於膜基材之表面、及光學零件之表面形成防汙層。
具體而言，提出一種朝厚度方向之一側依次具備透明膜、抗反射層及防汙層之抗反射膜(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-227898號公報
另一方面，若擦拭附著於防汙層之汙垢，則有防汙層之防汙性降低之缺陷。
本發明提供一種附防汙層之光學膜，其即便於擦拭附著於防汙層之汙垢後，亦可抑制防汙層之防汙性降低。
本發明[1]係一種附防汙層之光學膜，其朝厚度方向之一側依次具備基材層、包含無機層之光學功能層、及防汙層，防汙層之表面粗糙度Ra為10nm以下，上述防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角為110°以上，且藉由第1耐久性試驗求出之防汙層之水接觸角為83°以上。
第1耐久性試驗：基於以下條件，對於防汙層實施第1橡皮擦之滑動試驗。實施第1橡皮擦之滑動試驗後，測定防汙層對純水之水接觸角。
<第1橡皮擦之滑動試驗>
Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)
滑動距離：單程100mm
滑動速度：100mm/秒
負荷：1kg/6mmΦ
滑動次數：3000次
本發明[2]包含如上述[1]所記載之附防汙層之光學膜，其中藉由第2耐久性試驗求出之防汙層之水接觸角之變化量為5°以下。
第2耐久性試驗：測定防汙層對純水之第1水接觸角。其次，基於以下條件，對於防汙層實施第2橡皮擦之滑動試驗。實施第2橡皮擦之滑動試驗後，測定防汙層對純水之第2水接觸角。其次，基於下述式(1)，算出水接觸角之變化量。
水接觸角之變化量=第1水接觸角-第2水接觸角 (1)
<第2橡皮擦之滑動試驗>
Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)
滑動距離：單程100mm
滑動速度：100mm/秒
負荷：1kg/6mmΦ
滑動次數：10次
本發明[3]包含如上述[1]或[2]所記載之附防汙層之光學膜，其中上述光學功能層為抗反射層。
本發明[4]包含如上述[3]所記載之附防汙層之光學膜，其中上述抗反射層交替地具有折射率相對較大之高折射率層、及折射率相對較小之低折射率層。
本發明[5]包含如上述[1]至[4]中任一項之附防汙層之光學膜，其中基材層朝厚度方向之一側依次具備基材及硬塗層。
本發明[6]包含如上述[5]所記載之附防汙層之光學膜，其中上述硬塗層包含金屬氧化物微粒子。
本發明[7]包含如上述[6]所記載之附防汙層之光學膜，其中上述金屬氧化物微粒子為奈米二氧化矽粒子。
本發明[8]包含如上述[5]至[7]中任一項之附防汙層之光學膜，其中上述硬塗層之厚度方向上之一面之表面粗糙度Ra為0.5nm以上20nm以下。
於本發明之附防汙層之光學膜中，防汙層之表面粗糙度Ra為10nm以下。又，防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角為110°以上。又，於該附防汙層之光學膜中，藉由特定之試驗求出之防汙層之水接觸角為83°以上。因此，即便於擦拭附著於防汙層之汙垢後，亦可抑制防汙層之防汙性降低。
1:附防汙層之光學膜
2:基材層
3:密接層
4:光學功能層
5:防汙層
10:基材
11:硬塗層
21:第1高折射率層
22:第1低折射率層
23:第2高折射率層
24:第2低折射率層
圖1表示本發明之附防汙層之光學膜之一實施方式。
圖2A~圖2D表示本發明之附防汙層之光學膜之製造方法之一實施方式。圖2A表示第1步驟中準備基材之步驟。圖2B表示第1步驟中於基材配置硬塗層之第1步驟。圖2C表示於基材層依次配置密接層及光學功能層之第2步驟。圖2D表示於光學功能層配置防汙層之第3步驟。
參照圖1，對本發明之附防汙層之光學膜之一實施方式進行說明。
於圖1中，紙面上下方向為上下方向(厚度方向)。又，紙面上側為上側(厚度方向之一側)。又，紙面下側為下側(厚度方向之另一側)。又，紙 面左右方向及深度方向為與上下方向正交之面方向。具體而言，依據各圖之方向箭頭。
<附防汙層之光學膜>
附防汙層之光學膜1有具有特定厚度之膜形狀(包含片材形狀)。附防汙層之光學膜1於與厚度方向正交之面方向上延伸。附防汙層之光學膜1具有平坦之上表面及平坦之下表面。
如圖1所示，附防汙層之光學膜1朝厚度方向之一側依次具備基材層2、密接層3、光學功能層4及防汙層5。更具體而言，附防汙層之光學膜1具備基材層2、直接配置於基材層2之上表面(厚度方向上之一面)之密接層3、直接配置於密接層3之上表面(厚度方向上之一面)之光學功能層4、及直接配置於光學功能層4之上表面(厚度方向上之一面)之防汙層5。
附防汙層之光學膜1之厚度例如為300μm以下，較佳為200μm以下，又，例如為1μm以上，較佳為5μm以上。
<基材層>
基材層2係藉由防汙層5而被賦予有防汙性之被處理體。
基材層2之全光線透過率(JIS K 7375-2008)例如為80%以上，較佳為85%以上。
基材層2朝厚度方向之一側依次具備基材10及硬塗層11。
<基材>
基材10具有膜形狀。基材10具有可撓性。基材10係以與硬塗層11之下表面接觸之方式配置於硬塗層11之整個下表面。
作為基材10，例如可例舉：高分子膜。
作為高分子膜之材料，例如可例舉：聚酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚芳酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、纖維素樹脂、及聚苯乙烯樹脂。作為聚酯樹脂，例如可例舉：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、及聚萘二甲酸乙二酯。作為(甲基)丙烯酸樹脂，例如可例舉：聚甲基丙烯酸甲酯。作為烯烴樹脂，例如可例舉：聚乙烯、聚丙烯、及環烯烴聚合物。作為纖維素樹脂，例如可例舉：三乙醯纖維素。
作為高分子膜之材料，較佳可例舉纖維素樹脂，更佳可例舉三乙醯纖維素。
基材10之厚度例如為1μm以上，較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，又，例如為200μm以下，較佳為150μm以下，更佳為100μm以下。
基材10之厚度可使用針盤量規(PEACOCK公司製造，「DG-205」)進行測定。
<硬塗層>
硬塗層11係用於抑制基材10上產生損傷之保護層。又，硬塗層11係可根據目的及用途而對基材10賦予防眩性之層。
硬塗層11例如由硬塗組合物形成。
硬塗組合物包含樹脂及粒子。即，硬塗層11包含樹脂及粒子。
作為樹脂，例如可例舉：熱塑性樹脂、及硬化性樹脂。作為熱塑性樹脂，例如可例舉：聚烯烴樹脂。
作為硬化性樹脂，例如可例舉：藉由活性能量射線(例如，紫外線、及電子束)之照射而硬化之活性能量射線硬化性樹脂、及藉由加熱而硬化之熱硬化性樹脂。作為硬化性樹脂，較佳可例舉：活性能量射線硬化性樹脂。
作為活性能量射線硬化性樹脂，例如可例舉：(甲基)丙烯酸系紫外線硬化性樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、矽氧烷系聚合物、及有機矽烷縮合物。作為活性能量射線硬化性樹脂，較佳可例舉：(甲基)丙烯酸系紫外線硬化性樹脂。
又，樹脂例如可包含日本專利特開2008-88309號公報所記載之反應 性稀釋劑。具體而言，樹脂可包含多官能(甲基)丙烯酸酯。
作為粒子，例如可例舉：金屬氧化物微粒子及有機系微粒子。作為金屬氧化物微粒子之材料，例如可例舉：二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈣、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、及氧化銻。作為金屬氧化物微粒子之材料，較佳可例舉：二氧化矽。即，作為金屬氧化物微粒子，較佳可例舉二氧化矽粒子，就將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定範圍之觀點而言，更佳可例舉：奈米二氧化矽粒子。作為有機系微粒子之材料，可例舉：聚甲基丙烯酸甲酯、矽酮、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、苯并胍胺、三聚氰胺、及聚碳酸酯。作為有機系微粒子之材料，較佳可例舉：矽酮、及聚甲基丙烯酸甲酯。作為粒子，就將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定範圍之觀點而言，較佳可例舉：金屬氧化物微粒子。
粒子可單獨使用或併用2種以上。
並且，藉由將粒子之調配比率及/或粒子之平均粒徑調整至特定比率，可將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定之範圍。
具體而言，粒子之調配比率相對於樹脂100質量份，例如為1質量份以上，較佳為3質量份以上，又，例如為30質量份以上，又，例如為20質量份以下。
只要粒子之調配比率為上述上限以下，則可將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定之範圍。
粒子之平均粒徑例如為10μm以下，較佳為8μm以下，又，例如為1nm以上。於使用奈米粒子作為粒子之情形時，粒子之平均粒徑例如為100nm以下，較佳為70nm以下，又，例如為1nm以上。關於粒子之平均粒徑，例如可基於藉由雷射散射中之粒度分佈測定法求出之粒度分佈，以D50值(累積50%中值粒徑)之形式而求出。
只要粒子之平均粒徑為上述範圍內，則可將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定之範圍。
又，可於硬塗組合物中視需要以適當之比率調配觸變賦予劑、光聚合起始劑、填充劑(例如，有機黏土)、及調平劑。又，硬塗組合物可藉由公知之溶劑進行稀釋。
又，為了形成硬塗層11，詳情如下所述，將硬塗組合物之稀釋液塗佈於基材10之厚度方向上之一面，使之乾燥。乾燥後，例如藉由活性能量射線照射而使硬塗組合物硬化。
藉此，形成硬塗層11。
硬塗層11之表面粗糙度Ra(詳細而言，硬塗層11之厚度方向上之一面 之表面粗糙度Ra)例如為0.5nm以上，又，例如為20nm以下。
只要硬塗層11之表面粗糙度Ra為上述範圍內，則可將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定之範圍。
再者，表面粗糙度Ra例如可根據利用AFM(原子力顯微鏡)所得之1μm見方之觀察圖像而求出(以下相同)。
就耐擦損傷性之觀點而言，硬塗層11之厚度例如為0.1μm以上，較佳為0.5μm以上，更佳為3μm以上，又，例如為50μm以下。硬塗層11之厚度例如可使用穿透式電子顯微鏡，藉由截面觀察進行測定。
<密接層>
密接層3係用於確保基材層2與光學功能層4之間之密接力之層。
密接層3具有膜形狀。密接層3係以與基材層2(硬塗層11)之上表面接觸之方式配置於基材層2(硬塗層11)之整個上表面。
作為密接層3之材料，例如可例舉：金屬。作為金屬，例如可例舉：矽、銦、鎳、鉻、鋁、錫、金、銀、鉑、鋅、鈦、鎢、鋯、及鈀。又，作為密接層3之材料，亦可例舉：上述金屬之2種以上之合金、及上述金屬之氧化物。
作為密接層3之材料，就密接性及透明性之觀點而言，較佳可例舉：氧化矽(SiOx)、及銦錫氧化物(ITO)。於使用氧化矽作為密接層3之材料之情形時，較佳為使用氧量比化學計量組成更少之SiOx，更佳為使用x為1.2以上1.9以下之SiOx。
就兼顧基材層2與光學功能層4之間之密接力之確保、及密接層3之透明性之觀點而言，密接層3之厚度例如為1nm以上，又，例如為10nm以下。
<光學功能層>
於一實施方式中，光學功能層4係用於抑制外界光之反射強度之抗反射層。即，附防汙層之光學膜1係附防汙層之抗反射膜。
光學功能層4(抗反射層)包含無機層，於厚度方向上交替地具有折射率相對較大之高折射率層、及折射率相對較小之低折射率層。於抗反射層中，藉由其所包含之複數個薄層(高折射率層、低折射率層)中之複數個界面之反射光間之干擾作用，而使淨反射光強度衰減。又，於抗反射層中，藉由各薄層之光學膜厚(折射率與厚度之積)之調整，可表現出使反射光強度衰減之干擾作用。作為此種抗反射層之光學功能層4於本實施方式中，具體而言，朝厚度方向之一側依次具備第1高折射率層21、第1低折射率層22、第2高折射率層23、及第2低折射率層24。
第1高折射率層21及第2高折射率層23分別包含波長550nm下之折射 率較佳為1.9以上之高折射率材料。就兼顧高折射率與可見光之低吸收性之觀點而言，作為高折射率材料，例如可例舉：氧化鈮(Nb2O5)、氧化鈦、氧化鋯、摻錫氧化銦(ITO)、及摻銻氧化錫(ATO)，較佳可例舉氧化鈮。即，較佳為第1低折射率層22之材料及第2低折射率層24之材料均為氧化鈮。
第1高折射率層21之光學膜厚(折射率與厚度之積)例如為20nm以上，又，例如為55nm以下。第2高折射率層23之光學膜厚例如為60nm以上，又，例如為330nm以下。
第1低折射率層22及第2低折射率層24分別包含波長550nm下之折射率較佳為1.6以下之低折射率材料。就兼顧低折射率與可見光之低吸收性之觀點而言，作為低折射率材料，例如可例舉：二氧化矽(SiO2)、及氟化鎂，較佳為二氧化矽。即，較佳為第1低折射率層22之材料及第2低折射率層24之材料均為二氧化矽。
尤其是，只要第2低折射率層24之材料為二氧化矽，則第2低折射率層24與防汙層5之間之密接性優異。
第1低折射率層22之光學膜厚例如為15nm以上，又，例如為70nm以下。第2低折射率層24之光學膜厚例如為100nm以上，又，例如為160nm以下。
又，於光學功能層4中，第1高折射率層21之厚度例如為1nm以上，較佳為5nm以上，又，例如為30nm以下，較佳為20nm以下。第1低折射率層22之厚度例如為10nm以上，較佳為20nm以上，又，例如為50nm以下，較佳為30nm以下。第2高折射率層23之厚度例如為50nm以上，較佳為80nm以上，又，例如為200nm以下，較佳為150nm以下。第2低折射率層24之厚度例如為60nm以上，較佳為80nm以上，又，例如為150nm以下，較佳為100nm以下。
<防汙層>
防汙層5係用於防止汙垢(例如，垢及指紋)附著於基材層2之厚度方向之一側之層。
防汙層5具有膜形狀。防汙層5係以與光學功能層4之上表面接觸之方式配置於光學功能層4之整個上表面。
作為形成防汙層5之材料，可例舉：具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。換言之，防汙層5包含具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。防汙層5較佳為包含具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。
若防汙層5包含具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，則使防汙層5之防汙性提高。
作為具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，例如可例舉：下述通式 (1)所示之化合物。
R1-R2-X-(CH2)l-Si(OR3)3 (1)
(於上述式(1)中，R1表示1個以上之氫原子被氟原子取代之氟化烷基。R2表示至少包含1個全氟聚醚基之重複結構之結構。R3表示碳數1以上4以下之烷基。l表示1以上之整數)
R1表示1個以上之氫被氟原子取代之直鏈狀或支鏈狀之氟化烷基(碳數1以上20以下)。R1較佳為表示烷基之氫原子全部被氟原子取代之全氟烷基。
R2表示至少包含1個全氟聚醚基之重複結構之結構。R2較佳為表示包含2個全氟聚醚基之重複結構。
作為全氟聚醚基之重複結構，例如可例舉：直鏈狀之全氟聚醚基之重複結構、及支鏈狀之全氟聚醚基之重複結構。作為直鏈狀之全氟聚醚基之重複結構，例如可例舉：-(OCnF2n)m-(m表示1以上50以下之整數。n表示1以上20以下之整數。以下相同)。作為支鏈狀之全氟聚醚基之重複結構，例如可例舉：-(OC(CF3)2)m-、及-(OCF2CF(CF3)CF2)m-。
作為全氟聚醚基之重複結構，較佳可例舉：直鏈狀之全氟聚醚基之重複結構，更佳可例舉：-(OCF2)m-、及-(OC2F4)m-。
R3表示碳數1以上4以下之烷基。R3較佳為表示甲基。
X表示醚基、羰基、胺基或醯胺基，較佳為表示醚基。
l表示1以上且20以下之整數，較佳為10以下之整數，更佳為5以下之整數。l進而較佳為表示3。
此種具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物之中，較佳為可例舉：下述通式(2)所示之化合物。
CF3-(OCF2)P-(OC2F4)Q-O-(CH2)3-Si(OCH3)3 (2)
(於上述式(2)中，P表示1以上50以下之整數。Q表示1以上50以下之整數)
具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物亦可使用市售品。作為市售品，具體而言，可例舉：OPTOOL UD509(上述通式(2)所示之具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，大金工業公司製造)、OPTOOL UD120(含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物)。
又，藉由對形成防汙層5之材料進行變更，可將下述防汙層5之表面粗糙度Ra調整至下述特定之範圍。
具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物可單獨使用或併用2種以上。
防汙層5可藉由下述方法而形成。
防汙層5之厚度例如為1nm以上，較佳為5nm以上，又，例如為30nm以下，較佳為20nm以下，更佳為15nm以下。
只要防汙層5之厚度為上述下限以上，則可提高防汙層5之防汙性。
只要防汙層5之厚度為上述上限以下，則當製造防汙層5時，可抑制不均。結果，使防汙層5之設計性提高。
再者，防汙層5之厚度可藉由螢光X射線(Rigaku製造之ZXS PrimusII)進行測定。
又，防汙層5之水接觸角(與下述第1水接觸角相同含義)為110°以上，較佳為114°以上，更佳為117°以上，進而較佳為119°以上，又，例如為130°以下。
只要防汙層5之水接觸角為上述下限以上，則可提高防汙層5之防汙性。
再者，關於防汙層5之水接觸角之測定方法，可藉由下述實施例詳細地進行描述。
並且，於此種防汙層5中，表面粗糙度Ra、及藉由第1耐久性試驗求出之水接觸角(有時稱為滑動後之水接觸角)為特定之範圍。
具體而言，防汙層5之表面粗糙度Ra為10nm以下，較佳為7nm以下，更佳為5nm以下。
將防汙層5之表面粗糙度Ra調整至上述特定之範圍，例如：將硬塗層11(硬塗組合物)中之粒子之種類及/或粒子之調配比率及/或粒子之平均粒徑調整至特定比率；及/或製備硬塗層11之表面粗糙度Ra；及/或將形成防汙層5之材料變更成特定材料；及/或將於光學功能層4配置防汙層5之方法變更成特定方法。
又，防汙層5之滑動後之水接觸角為83°以上，較佳為90°以上，更佳為95°以上，進而較佳為100°以上。
滑動後之水接觸角可藉由第1耐久性試驗求出。於第1耐久性試驗中，基於特定條件，對於防汙層5實施第1橡皮擦之滑動試驗。實施第1橡皮擦之滑動試驗後，測定防汙層5對純水之滑動後之水接觸角。再者，關於第1耐久性試驗，更詳細而言，可藉由下述實施例進行說明。
只要表面粗糙度Ra、及滑動後之水接觸角為上述特定之範圍，則即便於擦拭附著於防汙層5之汙垢後，亦可抑制防汙層5之防汙性降低(防汙耐久性優異)。
另一方面，於汙垢附著於防汙層5之情形時，存在擦拭該汙垢之情 形。因此，對防汙層5要求對擦拭(滑動)之耐久性。具體而言，對於數十次左右之擦拭(滑動)，要求可抑制防汙性降低之品質，對於數千次左右之擦拭(滑動)，要求可維持實用水準之防汙性之實用性。
如上所述，於附防汙層之光學膜1中，只要表面粗糙度Ra、及滑動後之水接觸角為上述特定之範圍，則即便於擦拭附著於防汙層5之汙垢後，亦可抑制防汙層5之防汙性降低。詳細而言，可實現上述品質之維持及上述實用性。
再者，上述品質之程度可藉由下述第2耐久性試驗進行研究。又，上述實用性之程度可藉由下述第1耐久性試驗進行研究。
尤其是，藉由將表面粗糙度Ra設為上述特定之範圍，可維持防汙層5之品質。
詳細而言，若防汙層5之表面粗糙度Ra變高，則防汙層5之表面上之凹凸增加，因此容易受到滑動之影響，有由滑動所引起之水接觸角之降低量變大之傾向。
即，此種防汙層5無法維持品質。
另一方面，於附防汙層之光學膜1中，由於防汙層5之表面粗糙度Ra為上述上限以下，故而防汙層5之表面上之凹凸變少。因此，可抑制由滑動所引起之水接觸角之降低量。結果，即便於擦拭附著於防汙層5之汙垢 後，亦可抑制防汙層5之防汙性降低(防汙耐久性優異)。藉此，防汙層5可維持品質。
又，藉由將防汙層5之滑動後之水接觸角設為上述特定之範圍，可確保防汙層5之實用性。
詳細而言，若防汙層5之滑動後之水接觸角未達上述下限，則防汙性顯著降低，無法確保實用性。另一方面，於附防汙層之光學膜1中，防汙層5之滑動後之水接觸角為上述下限以上，因此可確保具有實用性之防汙性。又，較佳為於防汙層5中，藉由第2耐久性試驗求出之防汙層5之水接觸角之變化量例如為5°以下，較佳為4°以下，更佳為3°以下，進而較佳為2°以下。
水接觸角之變化量可藉由第2耐久性試驗求出。於第2耐久性試驗中，首先，測定防汙層5對純水之第1水接觸角。其次，基於特定條件，對於防汙層5實施第2橡皮擦之滑動試驗。實施第2橡皮擦之滑動試驗後，測定防汙層5對純水之第2水接觸角。其次，基於下述式(1)，算出水接觸角之變化量。
水接觸角之變化量=第1水接觸角-第2水接觸角 (1)
再者，關於第2耐久性試驗，更詳細而言，藉由下述實施例進行說明。
於第2耐久性試驗中，第1水接觸角為110°以上，較佳為114°以上， 又，例如為130°以下。又，第2水接觸角例如為105°以上，較佳為110°以上，又，例如為120°以下。
只要水接觸角之變化量為上述上限以下，則即便於擦拭附著於防汙層5之汙垢後，亦可進而抑制防汙層5之防汙性降低。
<附防汙層之光學膜之製造方法>
參照圖2A~圖2D，對附防汙層之光學膜1之製造方法進行說明。
附防汙層之光學膜1之製造方法具備：第1步驟，其準備基材層2；第2步驟，其依次配置基材層2、密接層3及光學功能層4；及第3步驟，其於光學功能層4配置防汙層5。
(第1步驟)
於第1步驟中，準備基材層2。
為了準備基材層2，首先，如圖2A所示，準備基材10。
其次，如圖2B所示，於基材10配置硬塗層11。具體而言，於基材10之厚度方向上之一面配置硬塗層11。
具體而言，於基材10之厚度方向上之一面塗佈硬塗組合物之稀釋液，使之乾燥。乾燥後，藉由紫外線照射使硬塗組合物硬化。藉此，於基 材10之厚度方向上之一面形成硬塗層11。
(第2步驟)
於第2步驟中，如圖2C所示，於基材層2(硬塗層11)依次配置密接層3及光學功能層4。具體而言，於基材層2(硬塗層11)之厚度方向上之一面配置密接層3，其次，於密接層3之厚度方向上之一面配置光學功能層4。更具體而言，於基材層2(硬塗層11)之厚度方向上之一面配置密接層3，於密接層3之厚度方向上之一面配置第1高折射率層21，於第1高折射率層21之厚度方向上之一面配置第1低折射率層22，於第1低折射率層22之厚度方向上之一面配置第2高折射率層23，於第2高折射率層23之厚度方向上之一面配置第2低折射率層24。
為了於基材層2依次配置密接層3及光學功能層4，就提高基材層2及密接層3之間之密接性之觀點而言，首先，對基材層2之表面實施表面處理。
作為表面處理，例如可例舉：電暈處理、電漿處理、火焰處理、臭氧處理、底塗處理、輝光處理、及皂化處理。作為表面處理，較佳可例舉電漿處理。
並且，作為於基材層2依次配置密接層3及光學功能層4之方法，例如可例舉：真空蒸鍍法、濺鍍法、層壓法、鍍覆法、及離子鍍覆法。作為依次配置各層之方法，較佳可例舉濺鍍法。
於濺鍍法中，於真空腔室內對向配置靶(各層(密接層3、第1高折射率層21、第1低折射率層22、第2高折射率層23、及第2低折射率層24)之材料)及基材層2。其次，藉由供給氣體且自電源施加電壓，而使氣體離子加速並照射至靶，使靶材料自靶表面濺出。然後，使該靶材料形成之各層依次堆積於基材層2之表面。
作為氣體，例如可例舉惰性氣體。作為惰性氣體，例如可例舉氬氣。又，例如，可視需要併用反應性氣體(例如氧氣)。於併用反應性氣體之情形時，反應性氣體之流量比(sccm)無特別限定。具體而言，相對於濺鍍氣體及反應性氣體之合計流量比，反應性氣體之流量比例如為0.1流量%以上100流量%以下。
濺鍍時之氣壓例如為0.1Pa以上，又，例如為1.0Pa以下，較佳為0.7Pa以下。
電源例如可為DC(Direct Current，直流)電源、AC(Alternating Current，交流)電源、MF(Medium Frequency，中頻)電源、及RF(Radio Frequency，射頻)電源中之任一種。又，亦可為該等之組合。
藉此，於基材層2之厚度方向上之一面依次配置密接層3及光學功能層4。
(第3步驟)
於第3步驟中，如圖2D所示，於光學功能層4配置防汙層5。具體而言，於光學功能層4之厚度方向上之一面配置防汙層5。
作為於光學功能層4配置防汙層5之方法，例如可例舉：乾式塗佈法。作為乾式塗佈法，例如可例舉：真空蒸鍍法、濺鍍法及CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)，就將防汙層5之表面粗糙度Ra調整至上述特定範圍之觀點而言，較佳可例舉：真空蒸鍍法。
藉此，於光學功能層4配置防汙層5。然後，可製造附防汙層之光學膜1，上述附防汙層之光學膜1朝厚度方向之一側依次具備基材層2、密接層3、光學功能層4及防汙層5。
並且，於該附防汙層之光學膜1中，防汙層5之表面粗糙度Ra、防汙層5之厚度方向上之一面之水接觸角(第1水接觸角)、及防汙層5之滑動後之水接觸角為特定之範圍。因此，即便於擦拭附著於防汙層5之汙垢後，亦可抑制防汙層5之防汙性降低(防汙耐久性優異)。
<變化例>
於變化例中，對於與一實施方式相同之構件及步驟，標註相同之參照符號，省略其詳細之說明。又，變化例除特別記載以外，可發揮與第一實施方式相同之作用效果。進而，可適當地組合一實施方式及其變化例。
於一實施方式中，基材層2朝厚度方向之一側依次具備基材10及硬塗層11。但，基材層2亦可包含基材10而不具備硬塗層11。
於一實施方式中，附防汙層之光學膜1具備密接層3。但，附防汙層之光學膜1亦可不具備密接層3。於此種情形時，附防汙層之光學膜1朝厚度方向之一側依次具備基材層2、光學功能層4及防汙層5。
於一實施方式中，光學功能層4具備2層折射率相對較高之高折射率層，且具備2層折射率相對較低之低折射率層。但，高折射率層及低折射率層之數量無特別限定。
於一實施方式中，光學功能層4為抗反射層，但不限定於此。作為光學功能層4，例如可例舉：透明電極膜(ITO膜)、電磁波屏蔽層(具有電磁波反射能之金屬薄膜)。
[實施例]
以下表示實施例及比較例，更具體地對本發明進行說明。再者，本發明不限定於任何實施例及比較例。又，以下之記載中所使用之調配比率(含有比率)、物性值、參數等具體數值可替換為上述「實施方式」中所記載之與其等對應之調配比率(含有比率)、物性值、參數等之相應記載之上限值(定義為「以下」、「未達」之數值)或下限值(定義為「以上」、「超過」之數值)。
1.附防汙層之光學膜之製造
比較例1
(第1步驟)
於作為透明樹脂膜之三乙醯纖維素(TAC)膜(厚度80μm)之單面形成防眩性硬塗層。於本步驟中，首先，將紫外線硬化型丙烯酸胺基甲酸酯(商品名「UV1700TL」，日本合成化學工業公司製造)50質量份、紫外線硬化型之多官能丙烯酸酯(商品名「Viscoat#300」，主成分為季戊四醇三丙烯酸酯，大阪有機化學工業公司製造)50質量份、作為粒子之聚甲基丙烯酸甲酯粒子(商品名「Techpolymer」，平均粒徑3μm，折射率1.525，積水化成品工業公司製造)3質量份、作為粒子之矽酮粒子(商品名「Tospearl 130」，平均粒徑3μm，折射率1.42，邁圖高新材料日本有限公司製造)1.5質量份、觸變賦予劑(商品名「Lucentite SAN」，作為有機黏土之合成膨潤石，Co-op Chemical公司製造)1.5質量份、光聚合起始劑(商品名「OMNIRAD 907」，BASF公司製造)3質量份、調平劑(商品名「LE303」，共榮社化學公司製造)0.15質量份、及甲苯-乙酸乙酯-環戊酮混合溶劑(質量比35：41：24)加以混合，製備固形物成分濃度55質量%之組合物(清漆)。使用超音波分散機進行混合。
其次，於上述TAC膜之單面塗佈組合物，形成塗膜。其次，藉由紫外線照射使該塗膜硬化後，藉由加熱使之乾燥。於紫外線照射中，使用高壓水銀燈作為光源，使用波長365nm之紫外線，將累計照射光量設為300mJ/cm2。又，加熱溫度設為80℃，加熱時間設為60秒。藉此，於TAC膜上形成厚度8μm之防眩性硬塗層(第1 HC層)。藉此，獲得基材層(附HC層 之TAC膜)。
(第2步驟)
其次，藉由卷對卷方式之電漿處理裝置，於1.0Pa之真空氛圍下對附HC層之TAC膜之HC層表面進行電漿處理。於該電漿處理中，使用氬氣作為惰性氣體，將放電功率設為2400W。
其次，於電漿處理後之附HC層之TAC膜之HC層上依次形成密接層及抗反射層。具體而言，藉由卷對卷方式之濺鍍成膜裝置，於電漿處理後之附HC層之TAC膜之HC層上依次形成：作為密接層之厚度3.5nm之SiOx層(x<2)、作為第1高折射率層之厚度12nm之Nb2O5層、作為第1低折射率層之厚度28nm之SiO2層、作為第2高折射率層之厚度100nm之Nb2O5層、及作為第2低折射率層之厚度85nm之SiO2層。於密接層之形成中，使用Si靶，使用作為惰性氣體之氬氣、及相對於氬氣100體積份為3體積份之作為反應性氣體之氧氣，將放電電壓設為520V，將成膜室內之氣壓(成膜氣壓)設為0.27Pa，藉由MFAC(Model Free Adaptive Control，無模型自適應控制)濺鍍而成膜SiOx層(x<2)。於第1高折射率層之形成中，使用Nb靶，使用100體積份之氬氣及5體積份之氧氣，將放電電壓設為415V，將成膜氣壓設為0.42Pa，藉由MFAC濺鍍而成膜Nb2O5層。於第1低折射率層之形成中，使用Si靶，使用100體積份之氬氣及30體積份之氧氣，將放電電壓設為350V，將成膜氣壓設為0.3Pa，藉由MFAC濺鍍而成膜SiO2層。於第2高折射率層之形成中，使用Nb靶，使用100體積份之氬氣及13體積份之氧氣，將放電電壓設為460V，將成膜氣壓設為0.5Pa，藉由 MFAC濺鍍而成膜Nb2O5層。於第2低折射率層之形成中，使用Si靶，使用100體積份之氬氣及30體積份之氧氣，將放電電壓設為340V，將成膜氣壓設為0.25Pa，藉由MFAC濺鍍而成膜SiO2層。如上所示，於附HC層之TAC膜之HC層上經由密接層而積層並形成抗反射層(第1高折射率層、第1低折射率層、第2高折射率層、第2低折射率層)。
(第3步驟)
其次，於所形成之抗反射層上形成防汙層。具體而言，藉由使用含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物作為蒸鍍源之真空蒸鍍法，而於抗反射層上形成厚度7nm之防汙層。蒸鍍源係對大金工業公司製造之「OPTOOL UD509」(上述通式(2)所表示之含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，固形物成分濃度20質量%)進行乾燥所獲得之固形物成分。又，真空蒸鍍法中之蒸鍍源之加熱溫度設為260℃。
藉此，製造附防汙層之光學膜。
實施例1
以與比較例1相同之方式製造附防汙層之光學膜。
其中，作為第3步驟中之蒸鍍源，使用對大金工業公司製造之「OPTOOL UD120」(含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物)進行乾燥所獲得之固形物成分。
實施例2
(第1步驟)
於作為透明樹脂膜之三乙醯纖維素(TAC)膜(厚度80μm)之單面形成硬塗層。於本步驟中，首先，將紫外線硬化型丙烯酸系單體(商品名「GRANDIC PC-1070」，DIC公司製造)100質量份、含有作為粒子之奈米二氧化矽粒子之有機矽溶膠(商品名「MEK-ST-L」，奈米二氧化矽粒子之平均一次粒徑為50nm，固形物成分濃度30質量%，日產化學公司製造)25質量份(奈米二氧化矽粒子換算量)、觸變賦予劑(商品名「Lucentite SAN」，作為有機黏土之合成膨潤石，Co-op Chemical公司製造)1.5質量份、光聚合起始劑(商品名「OMNIRAD 907」，BASF公司製造)3質量份、及調平劑(商品名「LE303」，共榮社化學公司製造)0.15質量份加以混合，製備固形物成分濃度55質量%之組合物(清漆)。使用超音波分散機進行混合。其次，於上述TAC膜之單面塗佈組合物，形成塗膜。其次，藉由紫外線照射使該塗膜硬化後，藉由加熱使之乾燥。於紫外線照射中，使用高壓水銀燈作為光源，使用波長365nm之紫外線，將累計照射光量設為200mJ/cm2。又，加熱時間設為80℃，加熱溫度設為3分鐘。藉此，於TAC膜上形成厚度6μm之硬塗層(第2 HC層)。藉此，獲得基材層(附HC層之TAC膜)。
(第2步驟)
其次，藉由卷對卷方式之電漿處理裝置，於1.0Pa之真空氛圍下對附HC層之TAC膜之HC層表面進行電漿處理。於該電漿處理中，使用氬氣作為惰性氣體，將放電功率設為150W。
其次，於電漿處理後之附HC層之TAC膜之HC層上依次形成密接層及抗反射層。具體而言，藉由卷對卷方式之濺鍍成膜裝置，於電漿處理後之附HC層之TAC膜之HC層上依次形成：作為密接層之厚度1.5nm之銦錫氧化物(ITO)層、作為第1高折射率層之厚度12nm之Nb2O5層、作為第1低折射率層之厚度28nm之SiO2層、作為第2高折射率層之厚度100nm之Nb2O5層、及作為第2低折射率層之厚度85nm之SiO2層。於密接層之形成中，使用ITO靶，使用作為惰性氣體之氬氣、及相對於氬氣100體積份為10體積份之作為反應性氣體之氧氣，將放電電壓設為400V，將成膜室內之氣壓(成膜氣壓)設為0.2Pa，藉由MFAC濺鍍而成膜ITO層。實施例2中之第1高折射率層、第1低折射率層、第2高折射率層、及第2低折射率層之形成條件與比較例1中之第1高折射率層、第1低折射率層、第2高折射率層、及第2低折射率層之上述形成條件相同。
(第3步驟)
其次，於所形成之抗反射層上形成防汙層。具體而言，與比較例1中之第3步驟相同(作為蒸鍍源，使用對大金工業公司製造之「OPTOOL UD509」進行乾燥所獲得之固形物成分)。藉此，製造附防汙層之光學膜。
實施例3
以與實施例2相同之方式製造附防汙層之光學膜。
其中，作為第3步驟中之蒸鍍源，使用對大金工業公司製造之「OPTOOL UD120」(含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物)進行乾燥所獲得之固形物成分。
實施例4
以與實施例2相同之方式製造附防汙層之光學膜。
其中，如下所示變更第1步驟及第3步驟。
(第1步驟)
將含奈米二氧化矽粒子之丙烯酸系單體組合物(商品名「NC035」，奈米二氧化矽粒子之平均一次粒徑為40nm，固形物成分濃度50%，固形物成分中之奈米二氧化矽粒子之比率為60質量%，荒川化學工業公司製造)67質量份、紫外線硬化型之多官能丙烯酸酯(商品名「黏合劑A」，固形物成分濃度100%，荒川化學工業公司製造)33質量份、作為粒子之聚甲基丙烯酸甲酯粒子(商品名「Techpolymer」，平均粒徑3μm，折射率1.525，積水化成品工業公司製造)3質量份、作為粒子之矽酮粒子(商品名「Tospearl 130」，平均粒徑3μm，折射率1.42，邁圖高新材料日本有限公司製造)1.5質量份、觸變賦予劑(商品名「Lucentite SAN」，作為有機黏土之合成膨潤石，Co-op Chemical公司製造)1.5質量份、光聚合起始劑(商品名「OMNIRAD 907」，BASF公司製造)3質量份、調平劑(商品名「LE303」，共榮社化學公司製造)0.15質量份、及甲苯加以混合，製備固形物成分濃度45質量%之組合物(清漆)。使用超音波分散機進行混合。其 次，於上述TAC膜之單面塗佈組合物，形成塗膜。其次，藉由紫外線照射使該塗膜硬化後，藉由加熱使之乾燥。於紫外線照射中，使用高壓水銀燈作為光源，使用波長365nm之紫外線，將累計照射光量設為200mJ/cm2。又，加熱時間設為60℃，加熱溫度設為60秒。藉此，於TAC膜上形成厚度7μm之防眩性硬塗層(第3 HC層)。藉此，獲得基材層(附HC層之TAC膜)。
(第3步驟)
作為蒸鍍源，使用對大金工業公司製造之「OPTOOL UD120」(含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物)進行乾燥所獲得之固形物成分。
比較例2
以與實施例2相同之方式製造附防汙層之光學膜。
其中，如下所示變更第3步驟。
(第3步驟)
藉由稀釋溶劑(商品名「Fluorinert」，3M公司製造)稀釋作為塗佈劑之「OPTOOL UD509」(大金工業公司製造)，製備固形物成分濃度0.1質量%之塗佈液。其次，藉由凹版塗佈將塗佈液塗佈於第2步驟所形成之抗反射層之上，形成塗膜。其次，於60℃下藉由2分鐘之加熱使該塗膜乾燥。藉此，於抗反射層上形成厚度7nm之防汙層。
實施例5
以與實施例2相同之方式製造附防汙層之光學膜。
其中，如下所示變更第1步驟。
(第1步驟)
於作為透明樹脂膜之PET膜(商品名「50U48」，東麗股份有限公司製造)之單面形成硬塗層。於本步驟中，首先，準備紫外線硬化型多官能丙烯酸酯樹脂(Aica Kogyo股份有限公司製造之Z-850-50H-D(固形物成分44%))100質量份。其次，將光聚合起始劑(商品名「OMNIRAD 2959」，BASF公司製造)4質量份、調平劑(商品名「LE303」，共榮社化學公司製造)0.05質量份、及甲基異丁基酮混合於該樹脂中，製備固形物成分濃度40質量%之組合物(清漆)。使用超音波分散機進行混合。
其次，於上述PET膜之單面塗佈組合物後進行乾燥，形成塗膜。其次，藉由紫外線照射使該塗膜硬化。加熱溫度設為80℃，加熱時間設為60秒。於紫外線照射中，使用高壓水銀燈作為光源，使用波長365nm之紫外線，將累計照射光量設為300mJ/cm2。藉此，於PET膜上形成厚度5μm之硬塗層(第4 HC層)。藉此，獲得基材層(附HC層之PET膜)。
又，於第2步驟中，將成膜室內之氣壓(成膜氣壓)變更成0.5Pa。
2.評價
(表面粗糙度Ra)
對於各實施例及各比較例之附防汙層之光學膜之防汙層及硬塗層，研究防汙層之表面粗糙度Ra。具體而言，藉由原子力顯微鏡(商品名「SPI3800」，Seiko Instruments公司製造)觀察各附防汙層之光學膜之防汙層表面，於1μm見方之觀察圖像中，求出表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。將其結果示於表1。
(第1耐久性試驗)
基於以下條件，對於各實施例及各比較例之附防汙層之光學膜之防汙層實施第1橡皮擦之滑動試驗。
<第1橡皮擦之滑動試驗>
Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)
滑動距離：單程100mm
滑動速度：100mm/秒
負荷：1kg/6mmΦ
滑動次數：3000次
實施第1橡皮擦之滑動試驗後，使用協和界面科學公司製造之DMo-501，基於以下條件，測定防汙層對純水之水接觸角。將其結果示於表1。
<測定條件>
液滴量：2μl
溫度：25℃
濕度：40%
(防汙性試驗)
對於第1橡皮擦之滑動試驗後之防汙層，確認指紋擦除性。
具體而言，於防汙層中，藉由直接用指觸摸橡皮擦之滑動部而附上指紋，其後即刻藉由廢棉紗頭擦拭3次，藉由下述基準評價是否被擦掉。 將其結果示於表1。
○：完全被擦掉。
×：殘留一部分指紋。
(第2耐久性試驗)
對於各實施例及各比較例之附防汙層之光學膜之防汙層，藉由與上述方法相同之順序測定第1接觸角。
其次，基於以下條件，對於各實施例及各比較例之附防汙層之光學膜之防汙層實施第2橡皮擦之滑動試驗後，藉由與上述方法相同之順序測定第2水接觸角。將其結果示於表1。
<第2橡皮擦之滑動試驗>
Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)
滑動距離：單程100mm
滑動速度：100mm/秒
負荷：1kg/6mmΦ
滑動次數：10次
然後，基於下述式(1)，算出水接觸角之變化量。將其結果示於表1。評價為，水接觸角之變化量越小，品質越優異。
水接觸角之變化量=第1接觸角-第2水接觸角 (1)
3.考察
與防汙層之表面粗糙度Ra為17.7nm之比較例1相比，防汙層之表面粗糙度Ra為10nm以下之實施例1~實施例5的水接觸角之變化量較小。由此可知，只要防汙層之表面粗糙度Ra為10nm以下，則即便於擦拭附著於防汙層之汙垢後，亦可抑制防汙層之防汙性降低。具體而言，可知，具有如下品質，即，對於數十次左右之擦拭(滑動)，可抑制防汙性降低。
與滑動後之水接觸角為80°、防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角(第1接觸角)為109.4°之比較例2相比，滑動後之水接觸角為83°以上、防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角(第1接觸角)為110°以上之實施例1~5的防汙性優異。由此可知，只要防汙層之滑動後之水接觸角為83°以上且防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角(第1接觸角)為110°以上，則即便於擦拭附著於防汙層之汙垢後，亦可抑制防汙層之防汙性降低。具體而言，可知，可確保實用性，即，對於數千次左右之擦拭(滑動)可維持實用水準之防汙性。
Figure 110125739-A0305-02-0037-1
再者，上述發明係作為本發明之例示實施方式而提供，其等僅為例示，不應限定性地解釋。該技術領域之業者所知之本發明之變化例包含於下述申請專利範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明之附防汙層之光學膜例如適合用於附防汙層之抗反射膜、附防汙層之透明導電性膜、及附防汙層之電磁波屏蔽膜。
1:附防汙層之光學膜
2:基材層
3:密接層
4:光學功能層
5:防汙層
10:基材
11:硬塗層
21:第1高折射率層
22:第1低折射率層
23:第2高折射率層
24:第2低折射率層

Claims (5)

  1. 一種附防汙層之光學膜，其朝厚度方向之一側依次具備基材層、包含無機層之光學功能層、及防汙層，上述基材層朝厚度方向之一側依次具備基材及硬塗層，上述防汙層之表面粗糙度Ra為5.01nm以下，上述硬塗層之厚度方向上之一面之表面粗糙度Ra為1.2nm以上5.0nm以下，上述防汙層之厚度方向上之一面之水接觸角為110°以上，藉由第1耐久性試驗求出之防汙層之水接觸角為83°以上，且藉由第2耐久性試驗求出之防汙層之水接觸角之變化量為5°以下；第1耐久性試驗：基於以下條件，對於防汙層實施第1橡皮擦之滑動試驗；實施第1橡皮擦之滑動試驗後，測定防汙層對純水之水接觸角；<第1橡皮擦之滑動試驗>Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)滑動距離：單程100mm滑動速度：100mm/秒負荷：1kg/6mmΦ滑動次數：3000次；第2耐久性試驗：測定防汙層對純水之第1水接觸角；其次，基於以下條件，對於防汙層實施第2橡皮擦之滑動試驗；實施第2橡皮擦之滑動試驗後，測定防汙層對純水之第2水接觸角；其次，基於下述式(1)，算出水接觸角之變化量； 水接觸角之變化量=第1水接觸角-第2水接觸角 (1)<第2橡皮擦之滑動試驗>Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)滑動距離：單程100mm滑動速度：100mm/秒負荷：1kg/6mmΦ滑動次數：10次。
  2. 如請求項1之附防汙層之光學膜，其中上述光學功能層為抗反射層。
  3. 如請求項2之附防汙層之光學膜，其中上述抗反射層交替地具有折射率相對較大之高折射率層、及折射率相對較小之低折射率層。
  4. 如請求項3之附防汙層之光學膜，其中上述硬塗層包含金屬氧化物微粒子。
  5. 如請求項4之附防汙層之光學膜，其中上述金屬氧化物微粒子為奈米二氧化矽粒子。
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