JP2005208290A - Soil-resistant optical thin film, stain-resistant antireflection film, polarizing plate using the same and display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防汚性光学薄膜、防汚性反射防止フィルム及びそれを用いた偏光板、表示装置に関する。 The present invention relates to an antifouling optical thin film, an antifouling antireflection film, a polarizing plate using the same, and a display device.
画像表示装置の視認性向上のため、写り込みをなくし、光の透過性を向上する目的で表面に低反射処理を行う方法が提案されてきた。この中で、塗布方式による反射防止膜の形成においては、カップリング剤を添加することによって下地との密着性を強固にすることが出来ることが一般に知られている。また、更に塗膜の平面性、均一性確保のために界面活性剤を導入する方法が知られている。 In order to improve the visibility of the image display device, a method of performing low reflection treatment on the surface has been proposed in order to eliminate the reflection and improve the light transmittance. Among these, in the formation of an antireflection film by a coating method, it is generally known that the adhesion to the base can be strengthened by adding a coupling agent. Further, a method of introducing a surfactant for ensuring the flatness and uniformity of the coating film is known.
一方で、この様な画像表示装置については、表面の汚れがつきにくくかつ拭き取り容易性であることが必要となる。その為、反射防止膜表面に防汚処理を付与することが知られている。しかしながらこの様な防汚処理は、下地となる反射防止膜の表面状態により本来の性能が左右されてしまう。その為特許文献1に開示されているように、反射防止膜の表面を前処理することによって性能を発現させる方法が試みられている。 On the other hand, it is necessary for such an image display device that the surface is not easily soiled and easy to wipe. Therefore, it is known to apply an antifouling treatment to the surface of the antireflection film. However, the original performance of such an antifouling treatment depends on the surface state of the antireflection film as a base. Therefore, as disclosed in Patent Document 1, an attempt has been made to develop performance by pretreating the surface of the antireflection film.
しかしこの様な手法は、真空蒸着やスパッタリング法等によって成膜された無機化合物のみの表面処理においてはその条件を問わないものの、有機分、例えばカップリング剤や界面活性剤を含んだ膜については、反射防止膜表面の洗浄、良好な防汚性発現のための処理、更には膜中有機分の除去を行わなくてはならないため、防汚処理を容易かつ効果的に発現させるための反射防止膜の形成、表面処理、防汚層形成の各段階を最適化することが求められていた。
本発明の目的は、上記要求に鑑み検討されたものであり、具体的には下地と強固な密着性を有することで耐摩耗性を発現し、かつ表面防汚性に優れた防汚性光学薄膜、防汚性反射防止フィルム及びそれを用いた偏光板、表示装置を提供することにある。 The object of the present invention has been studied in view of the above requirements. Specifically, the antifouling optical material exhibits wear resistance and has excellent surface antifouling properties by having strong adhesion to the ground. An object is to provide a thin film, an antifouling antireflection film, a polarizing plate using the same, and a display device.
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(請求項1)
少なくとも珪素酸化物及びシランカップリング剤を含む膜の表面に親水化処理を行い、その上にフッ素含有シラン化合物を含む塗布層を設けてなることを特徴とする防汚性光学薄膜。
(Claim 1)
An antifouling optical thin film comprising: a surface of a film containing at least silicon oxide and a silane coupling agent; and a coating layer containing a fluorine-containing silane compound provided thereon.
(請求項2)
前記珪素酸化物が多孔質粒子と該多孔質粒子表面に設けられた被覆層を有する複合粒子、若しくは内部に溶媒、気体、または多孔質物質で充填された空洞粒子であることを特徴とする請求項1に記載の防汚性光学薄膜。
(Claim 2)
The silicon oxide is a composite particle having a porous particle and a coating layer provided on the surface of the porous particle, or a hollow particle filled with a solvent, gas, or porous substance inside.
(請求項3)
前記フッ素含有シラン化合物がシラザン若しくはアルコキシシランであることを特徴とする請求項1または2に記載の防汚性光学薄膜。
(Claim 3)
The antifouling optical thin film according to claim 1 or 2, wherein the fluorine-containing silane compound is silazane or alkoxysilane.
(請求項4)
前記少なくとも珪素酸化物及びシランカップリング剤を含む膜が更に界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の防汚性光学薄膜。
(Claim 4)
The antifouling optical thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein the film containing at least a silicon oxide and a silane coupling agent further contains a surfactant.
(請求項5)
前記界面活性剤がジメチルポリシロキサン若しくはその変性物であることを特徴とする請求項4に記載の防汚性光学薄膜。
(Claim 5)
5. The antifouling optical thin film according to claim 4, wherein the surfactant is dimethylpolysiloxane or a modified product thereof.
(請求項6)
前記親水化処理が紫外線照射処理、O3処理、コロナ放電処理及び大気圧プラズマ処理から選ばれる処理であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の防汚性光学薄膜。
(Claim 6)
The antifouling optical thin film according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrophilization treatment is a treatment selected from ultraviolet irradiation treatment, O 3 treatment, corona discharge treatment and atmospheric pressure plasma treatment. .
(請求項7)
請求項1〜6のいずれか1項に記載の防汚性光学薄膜がセルロースエステルフィルム上に設けられていることを特徴とする防汚性反射防止フィルム。
(Claim 7)
An antifouling antireflection film, wherein the antifouling optical thin film according to any one of claims 1 to 6 is provided on a cellulose ester film.
(請求項8)
請求項7に記載の防汚性反射防止フィルムを有することを特徴とする偏光板。
(Claim 8)
A polarizing plate comprising the antifouling antireflection film according to claim 7.
(請求項9)
請求項8に記載の偏光板を有することを特徴とする表示装置。
(Claim 9)
A display device comprising the polarizing plate according to claim 8.
本発明により、下地と強固な密着性を有することで耐摩耗性を発現し、かつ表面防汚性に優れた防汚性光学薄膜、防汚性反射防止フィルム及びそれを用いた偏光板、表示装置を提供することが出来る。 According to the present invention, an antifouling optical thin film, antifouling antireflection film, and a polarizing plate using the same, exhibiting abrasion resistance by having strong adhesion to the substrate and having excellent surface antifouling properties, and a display using the same A device can be provided.
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.
本発明の防汚性光学薄膜は、少なくとも珪素酸化物及びシランカップリング剤を含む膜の表面に親水化処理を行い、その上にフッ素含有シラン化合物を含む塗布層を設けてなることを特徴とする。 The antifouling optical thin film of the present invention is characterized in that at least the surface of a film containing silicon oxide and a silane coupling agent is subjected to a hydrophilic treatment, and a coating layer containing a fluorine-containing silane compound is provided thereon. To do.
特に下地と強固な密着性を有することで耐摩耗性を発現する防汚性光学薄膜を形成する為に、下地は珪素酸化物及びシランカップリング剤を含む膜であることが特徴である。更には、該珪素酸化物が多孔質粒子と該多孔質粒子表面に設けられた被覆層を有する複合粒子、若しくは内部に溶媒、気体、または多孔質物質で充填された空洞粒子である微粒子を構成要素として含むこと、前記フッ素含有シラン化合物がシラザン若しくはアルコキシシランであること、及び特定の界面活性剤を含むことが好ましい態様である。 In particular, in order to form an antifouling optical thin film that exhibits abrasion resistance by having strong adhesion to the base, the base is characterized by a film containing a silicon oxide and a silane coupling agent. Furthermore, the silicon oxide constitutes a composite particle having a porous particle and a coating layer provided on the surface of the porous particle, or a fine particle which is a hollow particle filled with a solvent, gas, or porous substance inside It is a preferred embodiment that it is contained as an element, the fluorine-containing silane compound is silazane or alkoxysilane, and contains a specific surfactant.
以下、本発明を各要素毎に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail for each element.
本発明に係る珪素酸化物及びシランカップリング剤を含む膜とは低屈折率層である低反射性光学膜であることが好ましい。(以下、低屈折率層ともいう。)
該珪素酸化物は、無機珪素酸化物若しくは有機基を有する珪素酸化物である。
The film containing the silicon oxide and the silane coupling agent according to the present invention is preferably a low reflective optical film which is a low refractive index layer. (Hereinafter also referred to as a low refractive index layer.)
The silicon oxide is an inorganic silicon oxide or a silicon oxide having an organic group.
無機珪素酸化物は酸化珪素(SiOx)微粒子であることが好ましく、更に微粒子間または微粒子内のミクロボイドとして形成した層を用いることも好ましい。微粒子の平均粒径は、0.5〜200nmであることが好ましく、1〜100nmであることがより好ましく、3〜70nmであることが更に好ましく、5〜40nmの範囲であることが最も好ましい。微粒子の粒径は、なるべく均一(単分散)であることが好ましい。 The inorganic silicon oxide is preferably silicon oxide (SiOx) fine particles, and it is also preferable to use a layer formed as a microvoid between or within the fine particles. The average particle diameter of the fine particles is preferably 0.5 to 200 nm, more preferably 1 to 100 nm, still more preferably 3 to 70 nm, and most preferably in the range of 5 to 40 nm. The particle diameter of the fine particles is preferably as uniform (monodispersed) as possible.
無機微粒子として、特に好ましくはSiO2である。 As inorganic fine particles, SiO 2 is particularly preferable.
無機微粒子内にミクロボイドを有する粒子は、例えば、粒子を形成するシリカの分子を架橋させることにより形成することが出来る。シリカの分子を架橋させると体積が縮小し、粒子が多孔質になる。ミクロボイドを有する(多孔質)無機微粒子は、ゾル−ゲル法(特開昭53−112732号、特公昭57−9051号に記載)または析出法(APPLIED OPTICS,27巻,3356頁(1988)記載)により、分散物として直接合成することが出来る。また、乾燥・沈澱法で得られた粉体を、機械的に粉砕して分散物を得ることも出来る。市販の多孔質無機微粒子(例えば、SiO2ゾル)を用いてもよい。 Particles having microvoids in the inorganic fine particles can be formed, for example, by crosslinking silica molecules forming the particles. Crosslinking silica molecules reduces the volume and makes the particles porous. (Porous) inorganic fine particles having microvoids are prepared by a sol-gel method (described in JP-A-53-112732 and JP-B-57-9051) or a precipitation method (described in APPLIED OPTICS, 27, 3356 (1988)). Can be directly synthesized as a dispersion. Further, the powder obtained by the drying / precipitation method can be mechanically pulverized to obtain a dispersion. Commercially available porous inorganic fine particles (for example, SiO 2 sol) may be used.
これらの無機微粒子は、低屈折率層の形成のため、適当な媒体に分散した状態で使用することが好ましい。分散媒としては、水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール)及びケトン(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)が好ましい。 These inorganic fine particles are preferably used in a state of being dispersed in an appropriate medium in order to form a low refractive index layer. As the dispersion medium, water, alcohol (for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol) and ketone (for example, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone) are preferable.
粒子間のミクロボイドは、微粒子を少なくとも2個以上積み重ねることにより形成することが出来る。尚、粒径が等しい(完全な単分散の)球状微粒子を最密充填すると、26体積%の空隙率の微粒子間ミクロボイドが形成される。粒径が等しい球状微粒子を単純立方充填すると、48体積%の空隙率の微粒子間ミクロボイドが形成される。実際の低屈折率層では、微粒子の粒径の分布や粒子内ミクロボイドが存在するため、空隙率は上記の理論値からかなり変動する。空隙率を増加させると、低屈折率層の屈折率が低下する。微粒子を積み重ねてミクロボイドを形成すると、微粒子の粒径を調整することで、粒子間ミクロボイドの大きさも適度の(光を散乱せず、低屈折率層の強度に問題が生じない)値に容易に調節出来る。更に、微粒子の粒径を均一にすることで、粒子間ミクロボイドの大きさも均一である光学的に均一な低屈折率層を得ることが出来る。これにより、低屈折率層は微視的にはミクロボイド含有多孔質膜であるが、光学的或いは巨視的には均一な膜にすることが出来る。粒子間ミクロボイドは、微粒子及びポリマーによって低屈折率層内で閉じていることが好ましい。閉じている空隙には、低屈折率層表面に開かれた開口と比較して、低屈折率層表面での光の散乱が少ないとの利点もある。 Microvoids between particles can be formed by stacking at least two fine particles. When spherical particles having the same particle diameter (completely monodispersed) are closely packed, microvoids between particles with a porosity of 26% by volume are formed. When spherical fine particles having the same particle diameter are simply filled with cubic particles, microvoids between fine particles having a porosity of 48% by volume are formed. In an actual low-refractive index layer, the particle size distribution of fine particles and intra-particle microvoids exist, so the porosity varies considerably from the above theoretical value. When the porosity is increased, the refractive index of the low refractive index layer is lowered. When microvoids are formed by stacking fine particles, the size of the microvoids can be adjusted to an appropriate value (does not scatter light and cause no problem with the strength of the low refractive index layer) by adjusting the particle size of the fine particles. You can adjust. Furthermore, by making the particle diameters of the fine particles uniform, it is possible to obtain an optically uniform low refractive index layer in which the size of microvoids between particles is uniform. As a result, the low refractive index layer is microscopically a microvoided porous film, but can be made optically or macroscopically uniform. The interparticle microvoids are preferably closed in the low refractive index layer by fine particles and a polymer. The closed air gap also has an advantage that light scattering on the surface of the low refractive index layer is less than that of an opening opened on the surface of the low refractive index layer.
ミクロボイドを形成することにより、低屈折率層の巨視的屈折率は、低屈折率層を構成する成分の屈折率の和よりも低い値になる。層の屈折率は、層の構成要素の体積当たりの屈折率の和になる。微粒子やポリマーのような低屈折率層の構成成分の屈折率は1よりも大きな値であるのに対して、空気の屈折率は1.00である。その為、ミクロボイドを形成することによって、屈折率が非常に低い低屈折率層を得ることが出来る。 By forming the microvoids, the macroscopic refractive index of the low refractive index layer becomes lower than the sum of the refractive indexes of the components constituting the low refractive index layer. The refractive index of the layer is the sum of the refractive indices per volume of the layer components. The refractive index of the constituent component of the low refractive index layer such as fine particles or polymer is larger than 1, whereas the refractive index of air is 1.00. Therefore, a low refractive index layer having a very low refractive index can be obtained by forming microvoids.
更に、本発明に係る低屈折率層には、多孔質粒子と該多孔質粒子表面に設けられた被覆層を有する複合粒子、若しくは内部に溶媒、気体、または多孔質物質で充填された空洞粒子が含有されることが特に好ましい。 Further, the low refractive index layer according to the present invention is a composite particle having porous particles and a coating layer provided on the surface of the porous particles, or hollow particles filled with a solvent, gas, or porous substance inside. It is particularly preferable for
無機微粒子は、(I)多孔質粒子と該多孔質粒子表面に設けられた被覆層とからなる複合粒子、若しくは(II)内部に空洞を有し、かつ内容物が溶媒、気体または多孔質物質で充填された空洞粒子であることが好ましく、低屈折率層には(I)複合粒子または(II)空洞粒子のいずれかが含まれていればよく、双方が含まれていてもよい。また他の粒子が含まれていてもよい。 The inorganic fine particles are (I) composite particles comprising porous particles and a coating layer provided on the surface of the porous particles, or (II) having a cavity inside, and the content is a solvent, gas or porous substance It is preferable that the low refractive index layer contains either (I) composite particles or (II) hollow particles, or both of them. Other particles may also be included.
尚、空洞粒子は、内部に空洞を有する粒子であり、空洞は粒子壁で囲まれている。空洞内には、調製時に使用した溶媒、気体または多孔質物質などの内容物で充填されている。この様な無機微粒子の平均粒子径が5〜300nm、好ましくは10〜200nmの範囲にあることが望ましい。使用される無機微粒子の平均粒径は、形成される透明被膜の厚さに応じて適宜選択され、形成される低屈折率層などの透明被膜の膜厚の2/3〜1/10の範囲にあることが望ましい。これらの無機微粒子は、低屈折率層の形成のため、適当な媒体に分散した状態で使用することが好ましい。分散媒としては、水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール)及びケトン(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)、ケトンアルコール(例えばジアセトンアルコール)が好ましい。 The hollow particles are particles having cavities inside, and the cavities are surrounded by particle walls. The cavity is filled with a content such as a solvent, a gas, or a porous material used at the time of preparation. It is desirable that the average particle diameter of such inorganic fine particles is in the range of 5 to 300 nm, preferably 10 to 200 nm. The average particle diameter of the inorganic fine particles used is appropriately selected according to the thickness of the transparent film to be formed, and is in the range of 2/3 to 1/10 of the film thickness of the transparent film such as the low refractive index layer to be formed. It is desirable to be in These inorganic fine particles are preferably used in a state of being dispersed in an appropriate medium in order to form a low refractive index layer. As the dispersion medium, water, alcohol (for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol), ketone (for example, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone), and ketone alcohol (for example, diacetone alcohol) are preferable.
複合粒子の被覆層の厚さまたは空洞粒子の粒子壁の厚さは、1〜20nm、好ましくは2〜15nmの範囲にあることが望ましい。複合粒子の場合、被覆層の厚さが1nm未満の場合は、粒子を完全に被覆することが出来ないことがあり、後述する塗布液成分である重合度の低いケイ酸モノマー、オリゴマーなどが容易に複合粒子の内部に内部に進入して内部の多孔性が減少し、低屈折率の効果が十分得られないことがある。また、被覆層の厚さが20nmを越えると、前記ケイ酸モノマー、オリゴマーが内部に進入することはないが、複合粒子の多孔性(細孔容積)が低下し低屈折率の効果が十分得られなくなることがある。また空洞粒子の場合、粒子壁の厚さが1nm未満の場合は、粒子形状を維持出来ないことがあり、また厚さが20nmを越えても、低屈折率の効果が十分に現れないことがある。 The thickness of the coating layer of the composite particles or the thickness of the particle walls of the hollow particles is desirably in the range of 1 to 20 nm, preferably 2 to 15 nm. In the case of composite particles, if the thickness of the coating layer is less than 1 nm, the particles may not be completely covered, and silicate monomers and oligomers with a low degree of polymerization, which are coating liquid components described later, are easy. In some cases, the inside of the composite particle enters the inside and the porosity of the inside is reduced, so that the effect of the low refractive index cannot be sufficiently obtained. When the thickness of the coating layer exceeds 20 nm, the silicic acid monomer and oligomer do not enter the inside, but the porosity (pore volume) of the composite particles is lowered and the effect of low refractive index is sufficiently obtained. It may not be possible. In the case of hollow particles, if the particle wall thickness is less than 1 nm, the particle shape may not be maintained, and even if the thickness exceeds 20 nm, the effect of low refractive index may not be sufficiently exhibited. is there.
前記複合粒子の被覆層または空洞粒子の粒子壁は、シリカを主成分とすることが好ましい。また複合粒子の被覆層または空洞粒子の粒子壁には、シリカ以外の成分が含まれていてもよく、具体的には、Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3などが挙げられる。複合粒子を構成する多孔質粒子としては、シリカからなるもの、シリカとシリカ以外の無機化合物とからなるもの、CaF2、NaF、NaAlF6、MgFなどからなるものが挙げられる。このうち特にシリカとシリカ以外の無機化合物との複合酸化物からなる多孔質粒子が好適である。シリカ以外の無機化合物としては、Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等との1種または2種以上を挙げることが出来る。この様な多孔質粒子では、シリカをSiO2で表し、シリカ以外の無機化合物を酸化物換算(MOX)で表したときのモル比MOX/SiO2が、0.0001〜1.0、好ましくは0.001〜0.3の範囲にあることが望ましい。多孔質粒子のモル比MOX/SiO2が0.0001未満のものは得ることが困難であり、得られたとしても更に屈折率が低いものを得ることはない。また、多孔質粒子のモル比MOX/SiO2が、1.0を越えると、シリカの比率が少なくなるので、細孔容積が小さく、かつ屈折率の低い粒子を得られないことがある。
The coating layer of the composite particles or the particle wall of the hollow particles is preferably composed mainly of silica. The coating layer of the composite particle or the particle wall of the hollow particle may contain a component other than silica, specifically, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2. and CeO 2, P 2 O 3, Sb 2 O 3, MoO 3,
この様な多孔質粒子の細孔容積は、0.1〜1.5ml/g、好ましくは0.2〜1.5ml/gの範囲であることが望ましい。細孔容積が0.1ml/g未満では、十分に屈折率の低下した粒子が得られず、1.5ml/gを越えると微粒子の強度が低下し、得られる被膜の強度が低下することがある。 The pore volume of such porous particles is desirably in the range of 0.1 to 1.5 ml / g, preferably 0.2 to 1.5 ml / g. If the pore volume is less than 0.1 ml / g, particles having a sufficiently reduced refractive index cannot be obtained. If the pore volume exceeds 1.5 ml / g, the strength of the fine particles is lowered, and the strength of the resulting coating may be lowered. is there.
尚、この様な多孔質粒子の細孔容積は水銀圧入法によって求めることが出来る。また、空洞粒子の内容物としては、粒子調製時に使用した溶媒、気体、多孔質物質などが挙げられる。溶媒中には空洞粒子調製する際に使用される粒子前駆体の未反応物、使用した触媒などが含まれていてもよい。また多孔質物質としては、前記多孔質粒子で例示した化合物からなるものが挙げられる。これらの内容物は、単一の成分からなるものであってもよいが、複数成分の混合物であってもよい。 Incidentally, the pore volume of such porous particles can be obtained by a mercury intrusion method. Examples of the contents of the hollow particles include a solvent, a gas, and a porous material used at the time of preparing the particles. The solvent may contain an unreacted particle precursor used in preparing the hollow particles, the catalyst used, and the like. Moreover, what consists of the compound illustrated by the said porous particle as a porous substance is mentioned. These contents may be composed of a single component or may be a mixture of a plurality of components.
この様な無機微粒子の製造方法としては、例えば特開平7−133105号公報の段落番号[0010]〜[0033]に開示された複合酸化物コロイド粒子の調製方法が好適に採用される。具体的に、複合粒子が、シリカ、シリカ以外の無機化合物とからなる場合、以下の第1〜第3工程から無機化合物粒子は製造される。 As a method for producing such inorganic fine particles, for example, the method for preparing composite oxide colloidal particles disclosed in paragraphs [0010] to [0033] of JP-A-7-133105 is suitably employed. Specifically, when the composite particles are composed of silica and an inorganic compound other than silica, the inorganic compound particles are produced from the following first to third steps.
第1工程:多孔質粒子前駆体の調製
第1工程では、予め、シリカ原料とシリカ以外の無機化合物原料のアルカリ水溶液を個別に調製するか、または、シリカ原料とシリカ以外の無機化合物原料との混合水溶液を調製しておき、この水溶液を目的とする複合酸化物の複合割合に応じて、pH10以上のアルカリ水溶液中に攪拌しながら徐々に添加して多孔質粒子前駆体を調製する。
First Step: Preparation of Porous Particle Precursor In the first step, an alkali aqueous solution of a silica raw material and an inorganic compound raw material other than silica is separately prepared in advance, or a silica raw material and an inorganic compound raw material other than silica are prepared in advance. A mixed aqueous solution is prepared, and this aqueous solution is gradually added to an aqueous alkaline solution having a pH of 10 or more while stirring according to the composite ratio of the target composite oxide to prepare a porous particle precursor.
シリカ原料としては、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基のケイ酸塩を用いる。アルカリ金属のケイ酸塩としては、ケイ酸ナトリウム(水ガラス)やケイ酸カリウムが用いられる。有機塩基としては、テトラエチルアンモニウム塩などの第4級アンモニウム塩、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類を挙げることが出来る。尚、アンモニウムのケイ酸塩または有機塩基のケイ酸塩には、ケイ酸液にアンモニア、第4級アンモニウム水酸化物、アミン化合物などを添加したアルカリ性溶液も含まれる。 As the silica raw material, alkali metal, ammonium or organic base silicate is used. Sodium silicate (water glass) or potassium silicate is used as the alkali metal silicate. Examples of the organic base include quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium salt, and amines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. The ammonium silicate or the organic base silicate includes an alkaline solution obtained by adding ammonia, a quaternary ammonium hydroxide, an amine compound or the like to a silicic acid solution.
また、シリカ以外の無機化合物の原料としては、アルカリ可溶の無機化合物を用いられる。具体的には、Al、B、Ti、Zr、Sn、Ce、P、Sb、Mo、Zn、Wなどから選ばれる元素のオキソ酸、該オキソ酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、第4級アンモニウム塩を挙げることが出来る。より具体的には、アルミン酸ナトリウム、四硼酸ナトリウム、炭酸ジルコニルアンモニウム、アンチモン酸カリウム、錫酸カリウム、アルミノケイ酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、硝酸セリウムアンモニウム、燐酸ナトリウムが適当である。 In addition, alkali-soluble inorganic compounds are used as raw materials for inorganic compounds other than silica. Specifically, an oxo acid of an element selected from Al, B, Ti, Zr, Sn, Ce, P, Sb, Mo, Zn, W, etc., an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of the oxo acid, ammonium Salts and quaternary ammonium salts. More specifically, sodium aluminate, sodium tetraborate, zirconyl ammonium carbonate, potassium antimonate, potassium stannate, sodium aluminosilicate, sodium molybdate, cerium ammonium nitrate, and sodium phosphate are suitable.
これらの水溶液の添加と同時に混合水溶液のpH値は変化するが、このpH値を所定の範囲に制御するような操作は特に必要ない。水溶液は、最終的に、無機酸化物の種類及びその混合割合によって定まるpH値となる。このときの水溶液の添加速度にはとくに制限はない。また、複合酸化物粒子の製造に際して、シード粒子の分散液を出発原料と使用することも可能である。当該シード粒子としては、特に制限はないが、SiO2、Al2O3、TiO2またはZrO2等の無機酸化物またはこれらの複合酸化物の微粒子が用いられ、通常、これらのゾルを用いることが出来る。更に前記の製造方法によって得られた多孔質粒子前駆体分散液をシード粒子分散液としてもよい。シード粒子分散液を使用する場合、シード粒子分散液のpHを10以上に調整したのち、該シード粒子分散液中に前記化合物の水溶液を、上記したアルカリ水溶液中に攪拌しながら添加する。この場合も、必ずしも分散液のpH制御を行う必要はない。この様にして、シード粒子を用いると、調製する多孔質粒子の粒径コントロールが容易であり、粒度の揃ったものを得ることが出来る。 Although the pH value of the mixed aqueous solution changes simultaneously with the addition of these aqueous solutions, an operation for controlling the pH value within a predetermined range is not particularly required. The aqueous solution finally has a pH value determined by the type of inorganic oxide and the mixing ratio thereof. There is no restriction | limiting in particular in the addition rate of the aqueous solution at this time. Further, in the production of composite oxide particles, a dispersion of seed particles can be used as a starting material. The seed particles are not particularly limited, but inorganic oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 or ZrO 2 or fine particles of these composite oxides are used. Usually, these sols are used. I can do it. Furthermore, the porous particle precursor dispersion obtained by the above production method may be used as a seed particle dispersion. When the seed particle dispersion is used, the pH of the seed particle dispersion is adjusted to 10 or more, and then the aqueous solution of the compound is added to the above-described alkaline aqueous solution while stirring. Also in this case, it is not always necessary to control the pH of the dispersion. In this way, when seed particles are used, it is easy to control the particle size of the porous particles to be prepared, and particles having a uniform particle size can be obtained.
上記したシリカ原料及び無機化合物原料はアルカリ側で高い溶解度を有する。しかしながら、この溶解度の大きいpH領域で両者を混合すると、ケイ酸イオン及びアルミン酸イオンなどのオキソ酸イオンの溶解度が低下し、これらの複合物が析出して微粒子に成長したり、或いは、シード粒子上に析出して粒子成長が起こる。従って、微粒子の析出、成長に際して、従来法のようなpH制御は必ずしも行う必要がない。 The silica raw material and the inorganic compound raw material described above have high solubility on the alkali side. However, when both are mixed in this highly soluble pH region, the solubility of oxo acid ions such as silicate ions and aluminate ions decreases, and these composites precipitate and grow into fine particles, or seed particles. Particle deposition occurs on the top. Therefore, it is not always necessary to perform pH control as in the conventional method for precipitation and growth of fine particles.
第1工程におけるシリカとシリカ以外の無機化合物との複合割合は、シリカに対する無機化合物を酸化物(MOx)に換算し、MOx/SiO2のモル比が、0.05〜2.0、好ましくは0.2〜2.0の範囲内にあることが望ましい。この範囲内において、シリカの割合が少なくなる程、多孔質粒子の細孔容積が増大する。しかしながら、モル比が2.0を越えても、多孔質粒子の細孔の容積は殆ど増加しない。他方、モル比が0.05未満の場合は、細孔容積が小さくなる。空洞粒子を調製する場合、MOx/SiO2のモル比は、0.25〜2.0の範囲内にあることが望ましい。 The composite ratio of silica and inorganic compound other than silica in the first step is that the inorganic compound relative to silica is converted to oxide (MOx), and the molar ratio of MOx / SiO 2 is 0.05 to 2.0, preferably It is desirable to be within the range of 0.2 to 2.0. Within this range, the pore volume of the porous particles increases as the proportion of silica decreases. However, even when the molar ratio exceeds 2.0, the pore volume of the porous particles hardly increases. On the other hand, when the molar ratio is less than 0.05, the pore volume becomes small. When preparing hollow particles, the molar ratio of MOx / SiO 2 is preferably in the range of 0.25 to 2.0.
第2工程:多孔質粒子からのシリカ以外の無機化合物の除去
第2工程では、前記第1工程で得られた多孔質粒子前駆体から、シリカ以外の無機化合物(珪素と酸素以外の元素)の少なくとも一部を選択的に除去する。具体的な除去方法としては、多孔質粒子前駆体中の無機化合物を鉱酸や有機酸を用いて溶解除去したり、或いは、陽イオン交換樹脂と接触させてイオン交換除去する。
Second step: Removal of inorganic compound other than silica from porous particles In the second step, inorganic compounds other than silica (elements other than silicon and oxygen) are obtained from the porous particle precursor obtained in the first step. At least a portion is selectively removed. As a specific removal method, the inorganic compound in the porous particle precursor is dissolved and removed using a mineral acid or an organic acid, or is contacted with a cation exchange resin for ion exchange removal.
尚、第1工程で得られる多孔質粒子前駆体は、珪素と無機化合物構成元素が酸素を介して結合した網目構造の粒子である。この様な多孔質粒子前駆体から無機化合物(珪素と酸素以外の元素)を除去することにより、一層多孔質で細孔容積の大きい多孔質粒子が得られる。また、多孔質粒子前駆体から無機酸化物(珪素と酸素以外の元素)を除去する量を多くすれば、空洞粒子を調製することが出来る。 The porous particle precursor obtained in the first step is a particle having a network structure in which silicon and an inorganic compound constituent element are bonded via oxygen. By removing inorganic compounds (elements other than silicon and oxygen) from such a porous particle precursor, porous particles having a more porous and large pore volume can be obtained. Further, if the amount of removing the inorganic oxide (elements other than silicon and oxygen) from the porous particle precursor is increased, the hollow particles can be prepared.
また、多孔質粒子前駆体からシリカ以外の無機化合物を除去するに先立って、第1工程で得られる多孔質粒子前駆体分散液に、シリカのアルカリ金属塩を脱アルカリして得られるケイ酸液或いは加水分解性の有機珪素化合物を添加してシリカ保護膜を形成することが好ましい。シリカ保護膜の厚さは0.5〜15nmの厚さであればよい。尚シリカ保護膜を形成しても、この工程での保護膜は多孔質であり厚さが薄いので、前記したシリカ以外の無機化合物を、多孔質粒子前駆体から除去することは可能である。 In addition, prior to removing inorganic compounds other than silica from the porous particle precursor, a silicic acid solution obtained by removing the alkali metal salt of silica from the porous particle precursor dispersion obtained in the first step. Alternatively, it is preferable to form a silica protective film by adding a hydrolyzable organosilicon compound. The thickness of the silica protective film may be 0.5 to 15 nm. Even if the silica protective film is formed, the protective film in this step is porous and thin, so that it is possible to remove inorganic compounds other than silica described above from the porous particle precursor.
この様なシリカ保護膜を形成することによって、粒子形状を保持したまま、前記したシリカ以外の無機化合物を、多孔質粒子前駆体から除去することが出来る。また、後述するシリカ被覆層を形成する際に、多孔質粒子の細孔が被覆層によって閉塞されてしまうことがなく、このため細孔容積を低下させることなく後述するシリカ被覆層を形成することが出来る。尚、除去する無機化合物の量が少ない場合は粒子が壊れることがないので必ずしも保護膜を形成する必要はない。 By forming such a silica protective film, inorganic compounds other than the silica described above can be removed from the porous particle precursor while maintaining the particle shape. Further, when forming the silica coating layer described later, the pores of the porous particles are not blocked by the coating layer, and therefore the silica coating layer described later is formed without reducing the pore volume. I can do it. Note that when the amount of the inorganic compound to be removed is small, the particles are not broken, and thus it is not always necessary to form a protective film.
また空洞粒子を調製する場合は、このシリカ保護膜を形成しておくことが望ましい。空洞粒子を調製する際には、無機化合物を除去すると、シリカ保護膜と、該シリカ保護膜内の溶媒、未溶解の多孔質固形分とからなる空洞粒子の前駆体が得られ、該空洞粒子の前駆体に後述の被覆層を形成すると、形成された被覆層が、粒子壁となり空洞粒子が形成される。 When preparing hollow particles, it is desirable to form this silica protective film. When preparing the hollow particles, the inorganic compound is removed to obtain a hollow particle precursor composed of a silica protective film, a solvent in the silica protective film, and an undissolved porous solid content. When a coating layer to be described later is formed on the precursor, the formed coating layer becomes a particle wall to form hollow particles.
上記シリカ保護膜形成のために添加するシリカ源の量は、粒子形状を保持出来る範囲で少ないことが好ましい。シリカ源の量が多過ぎると、シリカ保護膜が厚くなり過ぎるので、多孔質粒子前駆体からシリカ以外の無機化合物を除去することが困難となることがある。シリカ保護膜形成用に使用される加水分解性の有機珪素化合物としては、一般式RnSi(OR’)4−n〔R、R’:アルキル基、アリール基、ビニル基、アクリル基等の炭化水素基、n=0、1、2または3〕で表されるアルコキシシランを用いることが出来る。特に、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等のテトラアルコキシシランが好ましく用いられる。 The amount of the silica source added for forming the silica protective film is preferably small as long as the particle shape can be maintained. If the amount of the silica source is too large, the silica protective film becomes too thick, and it may be difficult to remove inorganic compounds other than silica from the porous particle precursor. The hydrolyzable organosilicon compound used for forming the silica protective film includes a general formula RnSi (OR ′) 4-n [R, R ′: hydrocarbon such as alkyl group, aryl group, vinyl group, acrylic group, etc. An alkoxysilane represented by the group, n = 0, 1, 2, or 3] can be used. In particular, tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetraisopropoxysilane are preferably used.
添加方法としては、これらのアルコキシシラン、純水、及びアルコールの混合溶液に触媒としての少量のアルカリまたは酸を添加した溶液を、前記多孔質粒子の分散液に加え、アルコキシシランを加水分解して生成したケイ酸重合物を無機酸化物粒子の表面に沈着させる。このとき、アルコキシシラン、アルコール、触媒を同時に分散液中に添加してもよい。アルカリ触媒としては、アンモニア、アルカリ金属の水酸化物、アミン類を用いることが出来る。また、酸触媒としては、各種の無機酸と有機酸を用いることが出来る。 As an addition method, a solution obtained by adding a small amount of alkali or acid as a catalyst to a mixed solution of these alkoxysilane, pure water, and alcohol is added to the dispersion of the porous particles, and the alkoxysilane is hydrolyzed. The produced silicic acid polymer is deposited on the surface of the inorganic oxide particles. At this time, alkoxysilane, alcohol, and catalyst may be simultaneously added to the dispersion. As the alkali catalyst, ammonia, an alkali metal hydroxide, or an amine can be used. As the acid catalyst, various inorganic acids and organic acids can be used.
多孔質粒子前駆体の分散媒が、水単独、または有機溶媒に対する水の比率が高い場合には、ケイ酸液を用いてシリカ保護膜を形成することも可能である。ケイ酸液を用いる場合には、分散液中にケイ酸液を所定量添加し、同時にアルカリを加えてケイ酸液を多孔質粒子表面に沈着させる。尚、ケイ酸液と上記アルコキシシランを併用してシリカ保護膜を作製してもよい。 When the dispersion medium of the porous particle precursor is water alone or when the ratio of water to the organic solvent is high, a silica protective film can be formed using a silicic acid solution. When a silicic acid solution is used, a predetermined amount of the silicic acid solution is added to the dispersion, and at the same time an alkali is added to deposit the silicic acid solution on the surface of the porous particles. In addition, you may produce a silica protective film together using a silicic acid liquid and the said alkoxysilane.
第3工程:シリカ被覆層の形成
第3工程では、第2工程で調製した多孔質粒子分散液(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体分散液)に加水分解性の有機珪素化合物またはケイ酸液等を加えることにより、粒子の表面を加水分解性有機珪素化合物またはケイ酸液等の重合物で被覆してシリカ被覆層を形成する。
Third Step: Formation of Silica Coating Layer In the third step, a hydrolyzable organosilicon compound or silicic acid solution is added to the porous particle dispersion prepared in the second step (in the case of hollow particles, a hollow particle precursor dispersion). Etc. is added to coat the surface of the particles with a polymer such as a hydrolyzable organosilicon compound or silicic acid solution to form a silica coating layer.
シリカ被覆層形成用に使用される加水分解性の有機珪素化合物としては、前記したような一般式RnSi(OR’)4−n〔R、R’:アルキル基、アリール基、ビニル基、アクリル基等の炭化水素基、n=0、1、2または3〕で表されるアルコキシシランを用いることが出来る。特に、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等のテトラアルコキシシランが好ましく用いられる。 Examples of the hydrolyzable organosilicon compound used for forming the silica coating layer include the general formula RnSi (OR ′) 4-n [R, R ′: alkyl group, aryl group, vinyl group, acrylic group as described above. Etc., and alkoxysilanes represented by n = 0, 1, 2, or 3] can be used. In particular, tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetraisopropoxysilane are preferably used.
添加方法としては、これらのアルコキシシラン、純水、及びアルコールの混合溶液に触媒としての少量のアルカリまたは酸を添加した溶液を、前記多孔質粒子(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体)分散液に加え、アルコキシシランを加水分解して生成したケイ酸重合物を多孔質粒子(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体)の表面に沈着させる。このとき、アルコキシシラン、アルコール、触媒を同時に分散液中に添加してもよい。アルカリ触媒としては、アンモニア、アルカリ金属の水酸化物、アミン類を用いることが出来る。また、酸触媒としては、各種の無機酸と有機酸を用いることが出来る。 As an addition method, a solution obtained by adding a small amount of alkali or acid as a catalyst to a mixed solution of these alkoxysilane, pure water, and alcohol is used as a dispersion of the porous particles (in the case of hollow particles, a hollow particle precursor). In addition, the silicic acid polymer produced by hydrolyzing alkoxysilane is deposited on the surface of the porous particles (in the case of hollow particles, hollow particle precursors). At this time, alkoxysilane, alcohol, and catalyst may be simultaneously added to the dispersion. As the alkali catalyst, ammonia, an alkali metal hydroxide, or an amine can be used. As the acid catalyst, various inorganic acids and organic acids can be used.
多孔質粒子(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体)の分散媒が水単独、または有機溶媒との混合溶媒であって、有機溶媒に対する水の比率が高い混合溶媒の場合には、ケイ酸液を用いて被覆層を形成してもよい。ケイ酸液とは、水ガラス等のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液をイオン交換処理して脱アルカリしたケイ酸の低重合物の水溶液である。 When the dispersion medium of porous particles (in the case of hollow particles, the hollow particle precursor) is water alone or a mixed solvent with an organic solvent and the mixed solvent has a high ratio of water to the organic solvent, a silicate solution You may form a coating layer using. The silicic acid solution is an aqueous solution of a low silicic acid polymer obtained by dealkalizing an aqueous solution of an alkali metal silicate such as water glass by ion exchange treatment.
ケイ酸液は、多孔質粒子(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体)分散液中に添加され、同時にアルカリを加えてケイ酸低重合物を多孔質粒子(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体)表面に沈着させる。尚、ケイ酸液を上記アルコキシシランと併用して被覆層形成用に使用してもよい。被覆層形成用に使用される有機珪素化合物またはケイ酸液の添加量は、コロイド粒子の表面を十分被覆出来る程度であればよく、最終的に得られるシリカ被覆層の厚さが1〜20nmとなるように量で、多孔質粒子(空洞粒子の場合は空洞粒子前駆体)分散液中で添加される。また前記シリカ保護膜を形成した場合はシリカ保護膜とシリカ被覆層の合計の厚さが1〜20nmの範囲となるような量で、有機珪素化合物またはケイ酸液は添加される。 The silicic acid solution is added to the dispersion of porous particles (in the case of hollow particles, hollow particle precursors), and at the same time, alkali is added to make the low-silicic acid polymer into porous particles (in the case of hollow particles, hollow particle precursors). ) Deposit on the surface. A silicic acid solution may be used in combination with the alkoxysilane for forming a coating layer. The addition amount of the organosilicon compound or silicic acid solution used for forming the coating layer only needs to be sufficient to cover the surface of the colloidal particles, and the finally obtained silica coating layer has a thickness of 1 to 20 nm. In such an amount, it is added in a dispersion of porous particles (in the case of hollow particles, hollow particle precursor) in a dispersion. When the silica protective film is formed, the organosilicon compound or the silicate solution is added in such an amount that the total thickness of the silica protective film and the silica coating layer is in the range of 1 to 20 nm.
次いで、被覆層が形成された粒子の分散液を加熱処理する。加熱処理によって、多孔質粒子の場合は、多孔質粒子表面を被覆したシリカ被覆層が緻密化し、多孔質粒子がシリカ被覆層によって被覆された複合粒子の分散液が得られる。また空洞粒子前駆体の場合、形成された被覆層が緻密化して空洞粒子壁となり、内部が溶媒、気体または多孔質固形分で充填された空洞を有する空洞粒子の分散液が得られる。 Next, the dispersion liquid of the particles on which the coating layer is formed is heat-treated. By the heat treatment, in the case of porous particles, the silica coating layer covering the surface of the porous particles is densified, and a dispersion of composite particles in which the porous particles are coated with the silica coating layer is obtained. In the case of a hollow particle precursor, the formed coating layer is densified to form hollow particle walls, and a dispersion of hollow particles having cavities filled with a solvent, gas, or porous solid content is obtained.
このときの加熱処理温度は、シリカ被覆層の微細孔を閉塞出来る程度であれば特に制限はなく、80〜300℃の範囲が好ましい。加熱処理温度が80℃未満ではシリカ被覆層の微細孔を完全に閉塞して緻密化出来ないことがあり、また処理時間に長時間を要してしまうことがある。また加熱処理温度が300℃を越えて長時間処理すると緻密な粒子となることがあり、低屈折率の効果が得られないことがある。 The heat treatment temperature at this time is not particularly limited as long as it can close the fine pores of the silica coating layer, and is preferably in the range of 80 to 300 ° C. When the heat treatment temperature is less than 80 ° C., the fine pores of the silica coating layer may not be completely closed and densified, and the treatment time may take a long time. Further, when the heat treatment temperature exceeds 300 ° C. for a long time, fine particles may be formed, and the effect of low refractive index may not be obtained.
この様にして得られた無機微粒子の屈折率は、1.44未満と低い。この様な無機微粒子は、多孔質粒子内部の多孔性が保持されているか、内部が空洞であるので、屈折率が低くなるものと推察される。本発明に係る低屈折率層の屈折率は、1.30〜1.50であることが好ましく、1.35〜1.44であることが更に好ましい。 The refractive index of the inorganic fine particles thus obtained is as low as less than 1.44. Such inorganic fine particles are presumed to have a low refractive index because the porosity inside the porous particles is maintained or the inside is hollow. The refractive index of the low refractive index layer according to the present invention is preferably 1.30 to 1.50, and more preferably 1.35 to 1.44.
本発明では市販の上記SiO2微粒子を用いることが出来る。市販の粒子の具体例としては、触媒化成工業社製P−4等が挙げられる。 In the present invention, commercially available SiO 2 fine particles can be used. Specific examples of commercially available particles include P-4 manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.
本発明に係る低屈折率層用の素材として、前記無機珪素酸化物以外に有機基を有する珪素酸化物を用いることも好ましい。これらは一般にゾルゲル素材と呼ばれるが、金属アルコレート、オルガノアルコキシ金属化合物及びその加水分解物を用いることが出来る。特に、アルコキシシラン、オルガノアルコキシシラン及びその加水分解物が好ましい。これらの例としては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等)、アルキルトリアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等)、アリールトリアルコキシシラン(フェニルトリメトキシシラン等)、ジアルキルジアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン等が挙げられる。特にテトラアルコキシシラン及びその加水分解物が好ましい。 As the material for the low refractive index layer according to the present invention, it is also preferable to use a silicon oxide having an organic group in addition to the inorganic silicon oxide. These are generally called sol-gel materials, but metal alcoholates, organoalkoxy metal compounds and hydrolysates thereof can be used. In particular, alkoxysilane, organoalkoxysilane and its hydrolyzate are preferable. Examples of these include tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, etc.), alkyltrialkoxysilane (methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, etc.), aryltrialkoxysilane (phenyltrimethoxysilane, etc.), dialkyl. Examples thereof include dialkoxysilane and diaryl dialkoxysilane. Tetraalkoxysilane and its hydrolyzate are particularly preferable.
また、各種の官能基を有するオルガノアルコキシシラン(ビニルトリアルコキシシラン、メチルビニルジアルコキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジアルコキシシラン、β−(3,4−エポキジシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリアルコキシシラン等)、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物(例えば、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラデシル)トリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等)を用いることも好ましい。特にフッ素含有のシラン化合物を用いることは、層の低屈折率化及び撥水・撥油性付与の点で好ましい。 In addition, organoalkoxysilanes having various functional groups (vinyl trialkoxysilane, methylvinyl dialkoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrialkoxysilane, γ-glycidyloxypropylmethyl dialkoxysilane, β- (3,4-epoxy) Dicyclohexyl) ethyltrialkoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrialkoxysilane, γ-aminopropyltrialkoxysilane, γ-mercaptopropyltrialkoxysilane, γ-chloropropyltrialkoxysilane, etc.), perfluoroalkyl group-containing silane compounds ( For example, it is also preferable to use (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetradecyl) triethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, etc.). In particular, the use of a fluorine-containing silane compound is preferable in terms of lowering the refractive index of the layer and imparting water and oil repellency.
本発明に係る低屈折率層は前記珪素酸化物と下記シランカップリング剤を含む。 The low refractive index layer according to the present invention contains the silicon oxide and the following silane coupling agent.
具体的なシランカップリング剤の例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(β−グリシジルオキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポシシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びβ−シアノエチルトリエトキシシランが挙げられる。 Specific examples of the silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxyethoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane. Methoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltriacetoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxy Propyltriethoxysilane, γ- (β-glycidyloxyethoxy) propyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, Examples include N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane and β-cyanoethyltriethoxysilane.
また、珪素に対して2置換のアルキル基を持つシランカップリング剤の例として、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルフェニルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン及びメチルビニルジエトキシシランが挙げられる。 Examples of silane coupling agents having a disubstituted alkyl group with respect to silicon include dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, and γ-glycidyloxypropylmethyldiethoxysilane. Γ-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidyloxypropylphenyldiethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldi Ethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimeth Shishiran, .gamma.-mercaptopropyl methyl diethoxy silane, .gamma.-aminopropyl methyl dimethoxy silane, .gamma.-aminopropyl methyl diethoxy silane, methyl vinyl dimethoxy silane, and methyl vinyl diethoxy silane.
これらのうち、分子内に二重結合を有するビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、珪素に対して2置換のアルキル基を持つものとしてγ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン及びメチルビニルジエトキシシランが好ましく、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシランが特に好ましい。 Among these, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane and γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane having a double bond in the molecule. Γ-acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, and γ-methacryloyloxypropylmethyldiethoxy having a disubstituted alkyl group with respect to silicon Silane, methylvinyldimethoxysilane and methylvinyldiethoxysilane are preferred, and γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane and γ-methacryloyloxyp Particularly preferred are propyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane and γ-methacryloyloxypropylmethyldiethoxysilane.
シランカップリング剤の具体例としては、信越化学工業株式会社製KBM−303、KBM−403、KBM−402、KBM−403、KBM−1403、KBM−502、KBM−503、KBE−502、KBE−503、KBM−603、KBE−603、KBM−903、KBE−903、KBE−9103、KBM−802、KBM−803等が挙げられる。 Specific examples of the silane coupling agent include: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KBM-303, KBM-403, KBM-402, KBM-403, KBM-1403, KBM-502, KBM-503, KBE-502, KBE- 503, KBM-603, KBE-603, KBM-903, KBE-903, KBE-9103, KBM-802, KBM-803 and the like.
2種類以上のカップリング剤を併用してもよい。上記に示されるシランカップリング剤に加えて、他のシランカップリング剤を用いてもよい。他のシランカップリング剤には、オルトケイ酸のアルキルエステル(例えば、オルトケイ酸メチル、オルトケイ酸エチル、オルトケイ酸n−プロピル、オルトケイ酸i−プロピル、オルトケイ酸n−ブチル、オルトケイ酸sec−ブチル、オルトケイ酸t−ブチル)及びその加水分解物が挙げられる。 Two or more coupling agents may be used in combination. In addition to the silane coupling agents shown above, other silane coupling agents may be used. Other silane coupling agents include alkyl esters of orthosilicate (eg, methyl orthosilicate, ethyl orthosilicate, n-propyl orthosilicate, i-propyl orthosilicate, n-butyl orthosilicate, sec-butyl orthosilicate, orthosilicate). Acid t-butyl) and its hydrolyzate.
カップリング剤による表面処理の具体的方法は、下記に示す。 A specific method of surface treatment with a coupling agent is shown below.
これらシランカップリング剤は予め必要量の水で加水分解されていることが好ましい。シランカップリング剤が加水分解されていると、前述の珪素酸化物粒子及び有機基を有する珪素酸化物の表面が反応し易く、より強固な膜が形成される。また、加水分解されたシランカップリング剤を予め塗布液中に加えてもよい。 These silane coupling agents are preferably hydrolyzed with a necessary amount of water in advance. When the silane coupling agent is hydrolyzed, the above-described silicon oxide particles and the surface of the silicon oxide having an organic group easily react, and a stronger film is formed. Moreover, you may add the hydrolyzed silane coupling agent in a coating liquid previously.
また、低屈折率層は、5〜50質量%の量のポリマーを含むことも出来る。ポリマーは、微粒子を接着し、空隙を含む低屈折率層の構造を維持する機能を有する。ポリマーの使用量は、空隙を充填することなく低屈折率層の強度を維持出来るように調整する。ポリマーの量は、低屈折率層の全量の10〜30質量%であることが好ましい。ポリマーで微粒子を接着するためには、(1)微粒子の表面処理剤にポリマーを結合させるか、(2)微粒子をコアとして、その周囲にポリマーシェルを形成するか、或いは(3)微粒子間のバインダーとして、ポリマーを使用することが好ましい。(1)の表面処理剤に結合させるポリマーは、(2)のシェルポリマーまたは(3)のバインダーポリマーであることが好ましい。(2)のポリマーは、低屈折率層の塗布液の調製前に、微粒子の周囲に重合反応により形成することが好ましい。(3)のポリマーは、低屈折率層の塗布液にモノマーを添加し、低屈折率層の塗布と同時または塗布後に、重合反応により形成することが好ましい。上記(1)〜(3)のうちの二つまたは全てを組み合わせて実施することが好ましく、(1)と(3)の組み合わせ、または(1)〜(3)全ての組み合わせで実施することが特に好ましい。(1)表面処理、(2)シェル及び(3)バインダーについて順次説明する。 The low refractive index layer can also contain a polymer in an amount of 5-50% by weight. The polymer has a function of adhering fine particles and maintaining the structure of a low refractive index layer including voids. The amount of the polymer used is adjusted so that the strength of the low refractive index layer can be maintained without filling the voids. The amount of the polymer is preferably 10 to 30% by mass of the total amount of the low refractive index layer. In order to adhere the fine particles with the polymer, (1) the polymer is bonded to the surface treatment agent of the fine particles, (2) the fine particles are used as a core, and a polymer shell is formed around the fine particles. It is preferable to use a polymer as the binder. The polymer to be bonded to the surface treatment agent (1) is preferably the shell polymer (2) or the binder polymer (3). The polymer (2) is preferably formed around the fine particles by a polymerization reaction before preparing the coating solution for the low refractive index layer. The polymer (3) is preferably formed by adding a monomer to the coating solution for the low refractive index layer and performing a polymerization reaction simultaneously with or after the coating of the low refractive index layer. It is preferable to carry out a combination of two or all of the above (1) to (3), and to carry out a combination of (1) and (3) or (1) to (3) all of the combinations. Particularly preferred. (1) Surface treatment, (2) shell, and (3) binder will be described sequentially.
(1)表面処理
微粒子(特に無機微粒子)には、表面処理を実施して、ポリマーとの親和性を改善することが好ましい。表面処理は、プラズマ放電処理やコロナ放電処理のような物理的表面処理と、カップリング剤を使用する化学的表面処理に分類出来る。化学的表面処理のみ、または物理的表面処理と化学的表面処理の組み合わせで実施することが好ましい。カップリング剤としては、オルガノアルコキシメタル化合物(例、チタンカップリング剤、シランカップリング剤)が好ましく用いられる。微粒子がSiO2からなる場合は、前述のシランカップリング剤による表面処理が特に有効に実施出来る。
(1) Surface treatment It is preferable that the fine particles (particularly inorganic fine particles) are subjected to a surface treatment to improve the affinity with the polymer. The surface treatment can be classified into physical surface treatment such as plasma discharge treatment and corona discharge treatment, and chemical surface treatment using a coupling agent. It is preferable to carry out only chemical surface treatment or a combination of physical surface treatment and chemical surface treatment. As the coupling agent, an organoalkoxy metal compound (eg, titanium coupling agent, silane coupling agent) is preferably used. When the fine particles are made of SiO 2, the surface treatment with the silane coupling agent described above can be carried out particularly effectively.
カップリング剤による表面処理は、微粒子の分散物に、カップリング剤を加え、室温から60℃までの温度で、数時間から10日間分散物を放置することにより実施出来る。表面処理反応を促進するため、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、オルトケイ酸、リン酸、炭酸)、有機酸(例えば、酢酸、ポリアクリル酸、ベンゼンスルホン酸、フェノール、ポリグルタミン酸)、またはこれらの塩(例えば、金属塩、アンモニウム塩)を、分散物に添加してもよい。 The surface treatment with the coupling agent can be carried out by adding the coupling agent to the fine particle dispersion and allowing the dispersion to stand at a temperature from room temperature to 60 ° C. for several hours to 10 days. In order to accelerate the surface treatment reaction, inorganic acids (for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, chromic acid, hypochlorous acid, boric acid, orthosilicic acid, phosphoric acid, carbonic acid), organic acids (for example, acetic acid, polyacrylic acid, Benzenesulfonic acid, phenol, polyglutamic acid), or salts thereof (eg, metal salts, ammonium salts) may be added to the dispersion.
(2)シェル
シェルを形成するポリマーは、飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーであることが好ましい。フッ素原子を主鎖または側鎖に含むポリマーが好ましく、フッ素原子を側鎖に含むポリマーが更に好ましい。ポリアクリル酸エステルまたはポリメタクリル酸エステルが好ましく、フッ素置換アルコールとポリアクリル酸またはポリメタクリル酸とのエステルが最も好ましい。シェルポリマーの屈折率は、ポリマー中のフッ素原子の含有量の増加に伴い低下する。低屈折率層の屈折率を低下させるため、シェルポリマーは35〜80質量%のフッ素原子を含むことが好ましく、45〜75質量%のフッ素原子を含むことが更に好ましい。フッ素原子を含むポリマーは、フッ素原子を含むエチレン性不飽和モノマーの重合反応により合成することが好ましい。フッ素原子を含むエチレン性不飽和モノマーの例としては、フルオロオレフィン(例えば、フルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、フッ素化ビニルエーテル及びフッ素置換アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルが挙げられる。
(2) Shell The polymer forming the shell is preferably a polymer having a saturated hydrocarbon as the main chain. A polymer containing a fluorine atom in the main chain or side chain is preferred, and a polymer containing a fluorine atom in the side chain is more preferred. Polyacrylic acid esters or polymethacrylic acid esters are preferred, and esters of fluorine-substituted alcohols with polyacrylic acid or polymethacrylic acid are most preferred. The refractive index of the shell polymer decreases as the content of fluorine atoms in the polymer increases. In order to lower the refractive index of the low refractive index layer, the shell polymer preferably contains 35 to 80% by mass of fluorine atoms, and more preferably contains 45 to 75% by mass of fluorine atoms. The polymer containing a fluorine atom is preferably synthesized by a polymerization reaction of an ethylenically unsaturated monomer containing a fluorine atom. Examples of ethylenically unsaturated monomers containing fluorine atoms include fluoroolefins (eg, fluoroethylene, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole), Mention may be made of esters of fluorinated vinyl ethers and fluorine-substituted alcohols with acrylic acid or methacrylic acid.
シェルを形成するポリマーは、フッ素原子を含む繰り返し単位とフッ素原子を含まない繰り返し単位からなるコポリマーであってもよい。フッ素原子を含まない繰り返し単位は、フッ素原子を含まないエチレン性不飽和モノマーの重合反応により得ることが好ましい。フッ素原子を含まないエチレン性不飽和モノマーの例としては、オレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン)、アクリル酸エステル(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル)、メタクリル酸エステル(例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート)、スチレン及びその誘導体(例えば、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン)、ビニルエーテル(例えば、メチルビニルエーテル)、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル)、アクリルアミド(例えば、N−tertブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド)、メタクリルアミド及びアクリロニトリルが挙げられる。 The polymer forming the shell may be a copolymer composed of a repeating unit containing a fluorine atom and a repeating unit not containing a fluorine atom. The repeating unit containing no fluorine atom is preferably obtained by a polymerization reaction of an ethylenically unsaturated monomer containing no fluorine atom. Examples of ethylenically unsaturated monomers that do not contain fluorine atoms include olefins (eg, ethylene, propylene, isoprene, vinyl chloride, vinylidene chloride), acrylic acid esters (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylic acid 2- Ethyl hexyl), methacrylic acid esters (for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate), styrene and its derivatives (for example, styrene, divinylbenzene, vinyltoluene, α-methylstyrene), vinyl ether ( For example, methyl vinyl ether), vinyl esters (for example, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl cinnamate), acrylamide (for example, N-tertbutylacrylamide, N-cyclohexylacrylic) Amides), methacrylamide and acrylonitrile.
後述する(3)のバインダーポリマーを併用する場合は、シェルポリマーに架橋性官能基を導入して、シェルポリマーとバインダーポリマーとを架橋により化学的に結合させてもよい。シェルポリマーは、結晶性を有していてもよい。シェルポリマーのガラス転移温度(Tg)が低屈折率層の形成時の温度よりも高いと、低屈折率層内のミクロボイドの維持が容易である。但し、Tgが低屈折率層の形成時の温度よりも高いと、微粒子が融着せず、低屈折率層が連続層として形成されない(その結果、強度が低下する)場合がある。その場合は、後述する(3)のバインダーポリマーを併用し、バインダーポリマーにより低屈折率層を連続層として形成することが望ましい。微粒子の周囲にポリマーシェルを形成して、コアシェル微粒子が得られる。コアシェル微粒子中に無機微粒子からなるコアが5〜90体積%含まれていることが好ましく、15〜80体積%含まれていることが更に好ましい。二種類以上のコアシェル微粒子を併用してもよい。また、シェルのない無機微粒子とコアシェル粒子とを併用してもよい。 When the binder polymer (3) described later is used in combination, a crosslinkable functional group may be introduced into the shell polymer to chemically bond the shell polymer and the binder polymer by crosslinking. The shell polymer may have crystallinity. When the glass transition temperature (Tg) of the shell polymer is higher than the temperature at the time of forming the low refractive index layer, it is easy to maintain microvoids in the low refractive index layer. However, if Tg is higher than the temperature at which the low refractive index layer is formed, the fine particles are not fused, and the low refractive index layer may not be formed as a continuous layer (resulting in a decrease in strength). In that case, it is desirable to use a binder polymer (3) described later in combination, and form the low refractive index layer as a continuous layer with the binder polymer. By forming a polymer shell around the fine particles, core-shell fine particles are obtained. The core-shell fine particles preferably contain 5 to 90% by volume of a core composed of inorganic fine particles, and more preferably 15 to 80% by volume. Two or more kinds of core-shell fine particles may be used in combination. Further, inorganic fine particles having no shell and core-shell particles may be used in combination.
(3)バインダー
バインダーポリマーは、飽和炭化水素またはポリエーテルを主鎖として有するポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーであることが更に好ましい。バインダーポリマーは架橋していることが好ましい。飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーは、エチレン性不飽和モノマーの重合反応により得ることが好ましい。架橋しているバインダーポリマーを得るためには、二以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いることが好ましい。2以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル(例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ジクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート)、ビニルベンゼン及びその誘導体(例えば、1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン)、ビニルスルホン(例えば、ジビニルスルホン)、アクリルアミド(例えば、メチレンビスアクリルアミド)及びメタクリルアミドが挙げられる。ポリエーテルを主鎖として有するポリマーは、多官能エポシキ化合物の開環重合反応により合成することが好ましい。2以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの代わりまたはそれに加えて、架橋性基の反応により、架橋構造をバインダーポリマーに導入してもよい。架橋性官能基の例としては、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基及び活性メチレン基が挙げられる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステル及びウレタンも、架橋構造を導入するためのモノマーとして利用出来る。ブロックイソシアナート基のように、分解反応の結果として架橋性を示す官能基を用いてもよい。また、架橋基は、上記化合物に限らず上記官能基が分解した結果反応性を示すものであってもよい。バインダーポリマーの重合反応及び架橋反応に使用する重合開始剤は、熱重合開始剤や、光重合開始剤が用いられるが、光重合開始剤の方がより好ましい。光重合開始剤の例としては、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物類、2,3−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、フルオロアミン化合物類や芳香族スルホニウム類がある。アセトフェノン類の例としては、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、1−ヒドロキシジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−4−メチルチオ−2−モルフォリノプロピオフェノン及び2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノンが挙げられる。ベンゾイン類の例としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテルが挙げられる。ベンゾフェノン類の例としては、ベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン及びp−クロロベンゾフェノンが挙げられる。ホスフィンオキシド類の例としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドが挙げられる。
(3) Binder The binder polymer is preferably a polymer having a saturated hydrocarbon or polyether as the main chain, and more preferably a polymer having a saturated hydrocarbon as the main chain. The binder polymer is preferably crosslinked. The polymer having a saturated hydrocarbon as the main chain is preferably obtained by a polymerization reaction of an ethylenically unsaturated monomer. In order to obtain a crosslinked binder polymer, it is preferable to use a monomer having two or more ethylenically unsaturated groups. Examples of monomers having two or more ethylenically unsaturated groups include esters of polyhydric alcohols and (meth) acrylic acid (for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-dichlorohexane diacrylate, pentaerythritol). Tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, Pentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,2,3-cyclohexanetetramethacrylate, polyurethane polyacrylate, polyester polyacrylate), vinylbenzene and its derivatives For example, 1,4-divinylbenzene, 4-vinylbenzoic acid-2-acryloyl ethyl ester, 1,4-divinylcyclohexanone), vinyl sulfone (eg, divinyl sulfone), acrylamide (eg, methylene bisacrylamide) and methacrylamide Can be mentioned. The polymer having a polyether as the main chain is preferably synthesized by a ring-opening polymerization reaction of a polyfunctional epoxy compound. Instead of or in addition to the monomer having two or more ethylenically unsaturated groups, a crosslinked structure may be introduced into the binder polymer by the reaction of a crosslinkable group. Examples of crosslinkable functional groups include isocyanate groups, epoxy groups, aziridine groups, oxazoline groups, aldehyde groups, carbonyl groups, hydrazine groups, carboxyl groups, methylol groups, and active methylene groups. Vinylsulfonic acid, acid anhydride, cyanoacrylate derivative, melamine, etherified methylol, ester and urethane can also be used as a monomer for introducing a crosslinked structure. A functional group that exhibits crosslinkability as a result of the decomposition reaction, such as a block isocyanate group, may be used. The cross-linking group is not limited to the above compound, and may be one that exhibits reactivity as a result of decomposition of the functional group. As the polymerization initiator used for the polymerization reaction and the crosslinking reaction of the binder polymer, a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator is used, and the photopolymerization initiator is more preferable. Examples of photopolymerization initiators include acetophenones, benzoins, benzophenones, phosphine oxides, ketals, anthraquinones, thioxanthones, azo compounds, peroxides, 2,3-dialkyldione compounds, disulfide compounds , Fluoroamine compounds and aromatic sulfoniums. Examples of acetophenones include 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, 1-hydroxydimethylphenyl ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-4-methylthio-2-morpholinopropiophenone and 2 -Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone. Examples of benzoins include benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and benzoin isopropyl ether. Examples of benzophenones include benzophenone, 2,4-dichlorobenzophenone, 4,4-dichlorobenzophenone and p-chlorobenzophenone. Examples of phosphine oxides include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
バインダーポリマーは、低屈折率層の塗布液にモノマーを添加し、低屈折率層の塗布と同時または塗布後に重合反応(必要ならば更に架橋反応)により形成することが好ましい。低屈折率層の塗布液に、少量のポリマー(例えば、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステル、アルキド樹脂)を添加してもよい。 The binder polymer is preferably formed by adding a monomer to the coating solution for the low refractive index layer, and at the same time as or after the coating of the low refractive index layer, by a polymerization reaction (further crosslinking reaction if necessary). Even if a small amount of polymer (for example, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, diacetyl cellulose, triacetyl cellulose, nitrocellulose, polyester, alkyd resin) is added to the coating solution for the low refractive index layer Good.
また、本発明に係る低屈折率層が、熱または電離放射線により架橋する含フッ素樹脂(以下、「架橋前の含フッ素樹脂」ともいう)の架橋からなる低屈折率層であってもよい。 Further, the low refractive index layer according to the present invention may be a low refractive index layer formed by crosslinking a fluorine-containing resin that is crosslinked by heat or ionizing radiation (hereinafter also referred to as “fluorine-containing resin before crosslinking”).
架橋前の含フッ素樹脂としては、含フッ素ビニルモノマーと架橋性基付与のためのモノマーから形成される含フッ素共重合体を好ましく挙げることが出来る。上記含フッ素ビニルモノマー単位の具体例としては、例えばフルオロオレフィン類(例えば、フルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール等)、(メタ)アクリル酸の部分または完全フッ素化アルキルエステル誘導体類(例えば、ビスコート6FM(大阪有機化学製)やM−2020(ダイキン製)等)、完全または部分フッ素化ビニルエーテル類等が挙げられる。架橋性基付与のためのモノマーとしては、グリシジルメタクリレートや、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルグリシジルエーテル等のように分子内に予め架橋性官能基を有するビニルモノマーの他、カルボキシル基やヒドロキシル基、アミノ基、スルホン酸基等を有するビニルモノマー(例えば、(メタ)アクリル酸、メチロール(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アリルアクリレート、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルアリルエーテル等)が挙げられる。後者は共重合の後、ポリマー中の官能基と反応する基ともう1つ以上の反応性基を持つ化合物を加えることにより、架橋構造を導入出来ることが特開平10−25388号、同10−147739号に記載されている。架橋性基の例には、アクリロイル、メタクリロイル、イソシアナート、エポキシ、アジリジン、オキサゾリン、アルデヒド、カルボニル、ヒドラジン、カルボキシル、メチロール及び活性メチレン基等が挙げられる。含フッ素共重合体が、加熱により反応する架橋基、若しくは、エチレン性不飽和基と熱ラジカル発生剤若しくはエポキシ基と熱酸発生剤等の相み合わせにより、加熱により架橋する場合、熱硬化型であり、エチレン性不飽和基と光ラジカル発生剤若しくは、エポキシ基と光酸発生剤等の組み合わせにより、光(好ましくは紫外線、電子ビーム等)の照射により架橋する場合、電離放射線硬化型である。 Preferred examples of the fluorine-containing resin before crosslinking include a fluorine-containing copolymer formed from a fluorine-containing vinyl monomer and a monomer for imparting a crosslinkable group. Specific examples of the fluorine-containing vinyl monomer unit include, for example, fluoroolefins (for example, fluoroethylene, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoro-2,2-dimethyl-1,3 -Dioxoles, etc.), (meth) acrylic acid partial or fully fluorinated alkyl ester derivatives (for example, Biscoat 6FM (produced by Osaka Organic Chemicals) or M-2020 (produced by Daikin)), fully or partially fluorinated vinyl ethers, etc. Is mentioned. As monomers for imparting a crosslinkable group, glycidyl methacrylate, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, vinyl glycidyl ether, and other vinyl monomers having a crosslinkable functional group in advance in the molecule. , Vinyl monomers having a carboxyl group, hydroxyl group, amino group, sulfonic acid group, etc. (for example, (meth) acrylic acid, methylol (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, allyl acrylate, hydroxyalkyl vinyl ether, hydroxyalkyl allyl) Ether, etc.). The latter can introduce a crosslinked structure after copolymerization by adding a compound that reacts with a functional group in the polymer and one or more reactive groups. No. 147739. Examples of the crosslinkable group include acryloyl, methacryloyl, isocyanate, epoxy, aziridine, oxazoline, aldehyde, carbonyl, hydrazine, carboxyl, methylol, and active methylene group. When the fluorine-containing copolymer is cross-linked by heating by a cross-linking group that reacts by heating, or a combination of an ethylenically unsaturated group and a thermal radical generator or an epoxy group and a thermal acid generator, the thermosetting type In the case of crosslinking by irradiation with light (preferably ultraviolet rays, electron beams, etc.) by a combination of an ethylenically unsaturated group and a photo radical generator, or an epoxy group and a photo acid generator, etc., it is an ionizing radiation curable type .
また上記モノマーに加えて、含フッ素ビニルモノマー及び架橋性基付与のためのモノマー以外のモノマーを併用して形成された含フッ素共重合体を架橋前の含フッ素樹脂として用いてもよい。併用可能なモノマーには特に限定はなく、例えばオレフィン類(エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等)、アクリル酸エステル類(アクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル)、メタクリル酸エステル類(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート等)、スチレン誘導体(スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル等)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル等)、アクリルアミド類(N−tertブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド等)、メタクリルアミド類、アクリロニトリル誘導体等を挙げることが出来る。また、含フッ素共重合体中に、滑り性、防汚性付与のため、ポリオルガノシロキサン骨格や、パーフルオロポリエーテル骨格を導入することも好ましい。これは、例えば末端にアクリル基、メタクリル基、ビニルエーテル基、スチリル基等を持つポリオルガノシロキサンやパーフルオロポリエーテルと上記のモノマーとの重合、末端にラジカル発生基を持つポリオルガノシロキサンやパーフルオロポリエーテルによる上記モノマーの重合、官能基を持つポリオルガノシロキサンやパーフルオロポリエーテルと、含フッ素共重合体との反応等によって得られる。 In addition to the above monomers, a fluorine-containing copolymer formed by using a monomer other than the fluorine-containing vinyl monomer and the monomer for imparting a crosslinkable group may be used as the fluorine-containing resin before crosslinking. The monomer that can be used in combination is not particularly limited. For example, olefins (ethylene, propylene, isoprene, vinyl chloride, vinylidene chloride, etc.), acrylic esters (methyl acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-acrylic acid 2- Ethyl hexyl), methacrylates (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, etc.), styrene derivatives (styrene, divinylbenzene, vinyl toluene, α-methylstyrene, etc.), vinyl ethers (methyl vinyl ether) Etc.), vinyl esters (vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl cinnamate, etc.), acrylamides (N-tertbutylacrylamide, N-cyclohexylacrylamide, etc.), methacrylamides, Ronitoriru derivatives and the like can be mentioned. In addition, it is also preferable to introduce a polyorganosiloxane skeleton or a perfluoropolyether skeleton into the fluorinated copolymer in order to impart slipperiness and antifouling properties. For example, polyorganosiloxane or perfluoropolyether having an acrylic group, methacrylic group, vinyl ether group, styryl group or the like at the terminal is polymerized with the above monomer, and polyorganosiloxane or perfluoropolyester having a radical generating group at the terminal. It can be obtained by polymerization of the above monomers with ether, reaction of a polyorganosiloxane or perfluoropolyether having a functional group with a fluorine-containing copolymer, or the like.
架橋前の含フッ素共重合体を形成するために用いられる上記各モノマーの使用割合は、含フッ素ビニルモノマーが好ましくは20〜70モル%、より好ましくは40〜70モル%、架橋性基付与のためのモノマーが好ましくは1〜20モル%、より好ましくは5〜20モル%、併用されるその他のモノマーが好ましくは10〜70モル%、より好ましくは10〜50モル%の割合である。 The proportion of each of the above monomers used to form the fluorinated copolymer before crosslinking is preferably 20 to 70 mol%, more preferably 40 to 70 mol%, more preferably 40 to 70 mol% of the fluorinated vinyl monomer. The amount of the monomer is preferably 1 to 20 mol%, more preferably 5 to 20 mol%, and the other monomer used in combination is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 10 to 50 mol%.
含フッ素共重合体は、これらモノマーをラジカル重合開始剤の存在下で、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合法等の手段により重合することにより得ることが出来る。 The fluorine-containing copolymer can be obtained by polymerizing these monomers in the presence of a radical polymerization initiator by means such as solution polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization.
架橋前の含フッ素樹脂は、市販されており使用することが出来る。市販されている架橋前の含フッ素樹脂の例としては、サイトップ(旭硝子製)、テフロン(R)AF(デュポン製)、ポリフッ化ビニリデン、ルミフロン(旭硝子製)、オプスター(JSR製)等が挙げられる。 The fluorine-containing resin before crosslinking is commercially available and can be used. Examples of commercially available fluorine-containing resins before cross-linking include Cytop (Asahi Glass), Teflon (R) AF (DuPont), polyvinylidene fluoride, Lumiflon (Asahi Glass), Opstar (JSR) and the like. It is done.
架橋した含フッ素樹脂を構成成分とする低屈折率層は、動摩擦係数が0.03〜0.15の範囲、水に対する接触角が90〜120度の範囲にあることが好ましい。 The low refractive index layer containing a cross-linked fluororesin as a constituent component preferably has a dynamic friction coefficient in the range of 0.03 to 0.15 and a contact angle with water in the range of 90 to 120 degrees.
また、本発明の低屈折率層には界面活性剤を添加することが好ましい。好ましい界面活性剤の具体例としては、ポリジメチルシロキサン骨格をもつ変性シリコンオイル、具体的には親水性特殊変性、ポリアルキレンオキサイド変性、ポリアルキレンオキサイドとのブロックコポリマー、アルコキシ変性、アルコール変性、カルボキシル変性、アミノ変性のシリコンオイルが挙げられる。 Moreover, it is preferable to add a surfactant to the low refractive index layer of the present invention. Specific examples of preferable surfactants include modified silicone oil having a polydimethylsiloxane skeleton, specifically hydrophilic special modification, polyalkylene oxide modification, block copolymer with polyalkylene oxide, alkoxy modification, alcohol modification, carboxyl modification. And amino-modified silicone oil.
例えば、低屈折率層に使用する界面活性剤の添加量は0.01mg/m2〜10mg/m2が好ましい。 For example, the amount of surfactant used in the low refractive index layer is preferably 0.01mg / m 2 ~10mg / m 2 .
本発明に係る低屈折率層の各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法(米国特許2681294号)により、塗布により形成することが出来る。また、2以上の層を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許2,761,791号、同2,941,898号、同3,508,947号、同3,526,528号及び原崎勇次著、コーティング工学、253頁、朝倉書店(1973)に記載がある。 Each layer of the low refractive index layer according to the present invention is a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method or an extrusion coating method (US Pat. No. 2,681,294). It can be formed by coating. Two or more layers may be applied simultaneously. For the method of simultaneous application, US Pat. Nos. 2,761,791, 2,941,898, 3,508,947, 3,526,528 and Yuji Harasaki, Coating Engineering, page 253, It is described in Asakura Shoten (1973).
本発明に係る低屈折率層の各膜厚は50〜200nmであることが好ましく、60〜150nmであることがより好ましい。 Each film thickness of the low refractive index layer according to the present invention is preferably 50 to 200 nm, and more preferably 60 to 150 nm.
(防汚層)
本発明に係るフッ素含有シラン化合物を含有する塗布層は、防汚層として機能する層であり、フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物溶液をコーティングして作製する。特に、フッ素含有シラン化合物がシラザン若しくはアルコキシシランであることが好ましい。
(Anti-fouling layer)
The coating layer containing the fluorine-containing silane compound according to the present invention is a layer that functions as an antifouling layer, and is prepared by coating a silane compound solution having a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group. In particular, the fluorine-containing silane compound is preferably silazane or alkoxysilane.
また、前記フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物のなかでも、シラン化合物中のフルオロアルキル基が、Si原子1つに対し、1つ以下の割合でSi原子と結合されており、残りは加水分解性基若しくはシロキサン結合基であるシラン化合物が好ましい。 In addition, among the silane compounds having the fluoroalkyl group or the fluoroalkyl ether group, the fluoroalkyl group in the silane compound is bonded to Si atoms at a ratio of 1 or less to one Si atom, and the remaining Is preferably a silane compound which is a hydrolyzable group or a siloxane bond group.
ここでいう加水分解性の基としては、例えばアルコキシ基等の基であり、加水分解によりヒドロキシル基となり、それにより前記シラン化合物は重縮合物を形成する。 The hydrolyzable group here is a group such as an alkoxy group, for example, and becomes a hydroxyl group by hydrolysis, whereby the silane compound forms a polycondensate.
例えば、上記シラン化合物は水と(必要なら酸触媒の存在下)、副生するアルコールを留去しながら、通常、室温〜100℃の範囲で反応させる。これによりアルコキシシランは(部分的に)加水分解し、一部縮合反応が起こり、ヒドロキシル基を有する加水分解物として得ることが出来る。加水分解、縮合の程度は、反応させる水の量により適宜調節することが出来るが、本発明ににおいては、防汚処理に用いるシラン化合物溶液に積極的には水を添加せず、調製後、主として乾燥時に、空気中の水分等により加水分解反応を起こさせるため溶液の固形分濃度を薄く希釈して用いることが好ましい。 For example, the silane compound is usually reacted with water (in the presence of an acid catalyst if necessary) in the range of room temperature to 100 ° C. while distilling off by-produced alcohol. As a result, the alkoxysilane is (partially) hydrolyzed to cause a partial condensation reaction, and can be obtained as a hydrolyzate having a hydroxyl group. The degree of hydrolysis and condensation can be adjusted as appropriate depending on the amount of water to be reacted, but in the present invention, water is not actively added to the silane compound solution used for antifouling treatment, and after preparation, It is preferable to dilute and use the solid content concentration of the solution in order to cause a hydrolysis reaction mainly by moisture in the air during drying.
好ましくは、前記防汚層形成用組成物において、前記フルオロアルキル基を有するシラン化合物は下記一般式(A)で表され、かつ該シラン化合物の濃度を0.01〜5質量%に希釈した溶液として用いて、防汚処理することである。 Preferably, in the antifouling layer forming composition, the silane compound having a fluoroalkyl group is represented by the following general formula (A), and the concentration of the silane compound is diluted to 0.01 to 5% by mass. It is used as an antifouling treatment.
一般式(A)
CF3(CF2)m(CH2)n−Si−(ORa)3
ここにおいて、mは1〜10の整数。nは0〜10の整数。Raは同一若しくは異なるアルキル基を表す。
Formula (A)
CF 3 (CF 2) m ( CH 2) n -Si- (ORa) 3
Here, m is an integer of 1-10. n is an integer of 0-10. Ra represents the same or different alkyl group.
前記一般式(A)で表される化合物中、Raは炭素原子数3つ以下であり炭素と水素のみからなるアルキル基、例えば、メチル、エチル、イソプロピル等の基が好ましい。 In the compound represented by the general formula (A), Ra has 3 or less carbon atoms and is preferably an alkyl group consisting of only carbon and hydrogen, for example, a group such as methyl, ethyl, isopropyl and the like.
これら本発明において好ましく用いられるフルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物としては、CF3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CH2)2Si(OC4H9)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)2OC3H7、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC3H7)2、(CF3)2CF(CF2)8(CH2)2Si(OCH3)3、C7F15CONH(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17SO2NH(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17(CH2)2OCONH(CH2)3Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(C2H5)(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(C2H5)(OC3H7)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)5(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)5(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)2O(CF2)3(CH2)2Si(OC3H7)、C7F15CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17SO2O(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17(CH2)2OCHO(CH2)3Si(OCH3)3などが挙げられるが、この限りでない。 Examples of the silane compound having a fluoroalkyl group or fluoroalkyl ether group preferably used in the present invention include CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ). 3 , CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3 , CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 4 H 9 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7) 3, CF 3 (CF 2) 7 (CH 2) 2 Si (OCH 3) (OC 3 H 7) 2, CF 3 (CF 2) 7 CH 2) 2 Si (OCH 3 ) 2 OC 3 H 7, CF 3 (CF 2) 7 (CH 2) 2 SiCH 3 (OCH 3) 2, CF 3 (CF 2) 7 (CH 2) 2 SiCH 3 ( OC 2 H 5 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 3 H 7 ) 2 , (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , C 7 F 15 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 , C 8 F 17 SO 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 , C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCONH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OC 3 H 7 ) 2 , CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2 , CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 5 ( CH 2) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3) 2, CF 3 (CF 2) 5 (CH 2) 2 Si (CH 3) (OC 3 H 7) 2, CF 3 (CF 2) 2 O (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ), C 7 F 15 CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 , C 8 F 17 SO 2 O (CH 2 ) 3 Si Examples include (OC 2 H 5 ) 3 , C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCHO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 , but not limited thereto.
上記フッ素系シラン化合物としては、例えば信越化学工業株式会社製KP801M、X−24−9146、ジーイー東芝シリコーン株式会社XC98−A5382、XC98−B2472、ダイキン工業(株)オプツールDSX、株式会社フロロテクノロジー製FG5010などが挙げられ、表面処理のための化合物としては、パーフルオロアルキルシラザン、パーフルオロアルキルシラン、若しくはパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物、特にパーフルオロアルキルトリアルコキシシラン、パーフルオロポリエーテルトリアルコキシシラン、パーフルオロポリエーテルジトリアルコキシシランが挙げられる。 Examples of the fluorine-based silane compound include KP801M and X-24-9146 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., GE Toshiba Silicones Co., Ltd. XC98-A5382, XC98-B2472, Daikin Industries Co., Ltd. As the compound for surface treatment, perfluoroalkylsilazane, perfluoroalkylsilane, or perfluoropolyether group-containing silane compound, particularly perfluoroalkyltrialkoxysilane, perfluoropolyethertrialkoxysilane, Examples include perfluoropolyether ditrialkoxysilane.
これらのシラン化合物を用いる際には、フッ素を含まない有機溶媒で0.01〜10質量%、好ましくは0.03〜5質量%、更に好ましくは0.05〜2質量%に希釈された状態で用いることが好ましい。 When these silane compounds are used, they are diluted to 0.01 to 10% by mass, preferably 0.03 to 5% by mass, more preferably 0.05 to 2% by mass with an organic solvent not containing fluorine. It is preferable to use in.
本発明において、前記シラン化合物溶液を調製するためにフッ素を含まない有機溶媒が好ましく用いられるが、以下のものが挙げられる。 In the present invention, an organic solvent containing no fluorine is preferably used to prepare the silane compound solution, and the following may be mentioned.
本発明の防汚層用の塗布組成物の溶媒としては、プロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテル及び/またはプロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテルエステル、プロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテルとしては具体的にはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなど。又、プロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテルエステルとしては特にプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、具体的にはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどが挙げられる。プロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテル及び/またはプロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテルエステルなど、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、シクロヘキサノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル、乳酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酪酸エチルなどのエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類、ジオキサン、N,N−ジメチルホルムアミドその他の溶媒などが挙げられる。或いは、これらの溶媒が、適宜混合されて用いられる。混合される溶媒としては、特にこれらに限定されるものではない。 As a solvent of the coating composition for an antifouling layer of the present invention, propylene glycol mono (C1-C4) alkyl ether and / or propylene glycol mono (C1-C4) alkyl ether ester, propylene glycol mono (C1-C4) alkyl Specific examples of the ether include propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether and the like. The propylene glycol mono (C1 to C4) alkyl ether ester includes propylene glycol monoalkyl ether acetate, specifically, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate and the like. Propylene glycol mono (C1-C4) alkyl ether and / or propylene glycol mono (C1-C4) alkyl ether ester, etc., alcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, 2-butanol, t-butanol, cyclohexanol , Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and acetone, esters such as ethyl acetate, methyl acetate, ethyl lactate, isopropyl acetate, amyl acetate and ethyl butyrate, hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, dioxane, N, N-dimethylformamide and other solvents. Alternatively, these solvents are used by being appropriately mixed. The solvent to be mixed is not particularly limited to these.
特に好ましい範囲としては、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルから選ばれる1種類以上の有機溶媒である。 A particularly preferred range is one or more organic solvents selected from ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol, and propylene glycol monomethyl ether.
これらの溶媒中には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのような常圧における沸点が100℃未満のもの(低沸点溶媒)と、プロピレングリコールモノメチルエーテル、n−ブチルアルコールのような沸点が100℃以上のもの(高沸点溶媒)を併用することが好ましく、特に沸点が60〜98℃のものと、100〜160℃のものを併用することが好ましい。併用する場合の低沸点溶媒と高沸点溶媒の比率は、低沸点溶媒は組成物中、98.0質量%以上であり、高沸点溶媒が0.5〜2質量%であることが好ましい。 Among these solvents, those having a boiling point of less than 100 ° C. (low boiling solvent) such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, and boiling points of 100 ° C. or more such as propylene glycol monomethyl ether and n-butyl alcohol. (Boiling point solvent) is preferably used in combination, and in particular, those having a boiling point of 60 to 98 ° C. and those having a boiling point of 100 to 160 ° C. are preferably used in combination. The ratio of the low boiling point solvent and the high boiling point solvent when used in combination is preferably 98.0% by mass or more and the high boiling point solvent is 0.5 to 2% by mass in the composition.
本発明の防汚層形成用組成物においては、酸を添加してpHを5.0以下に調整し用いることが好ましい。酸は前記シラン化合物の加水分解を促し、重縮合反応の触媒として作用するので、基材表面にシラン化合物の重縮合膜の形成を容易にし、防汚性を高めることが出来る。pHは1.5〜5.0の範囲が良く、1.5以下では溶液の酸性が強過ぎて、容器や配管をいためる恐れがあり、5以上では反応が進行しにくい。好ましくはpH2.0〜4.0の範囲である。 In the composition for forming an antifouling layer of the present invention, it is preferable to adjust the pH to 5.0 or less by adding an acid. Since the acid promotes hydrolysis of the silane compound and acts as a catalyst for the polycondensation reaction, the polycondensation film of the silane compound can be easily formed on the surface of the substrate, and the antifouling property can be improved. The pH is preferably in the range of 1.5 to 5.0. If the pH is 1.5 or less, the acidity of the solution is too strong, and the container or the piping may be damaged. Preferably it is the range of pH2.0-4.0.
本発明ににおいては、防汚処理に用いるシラン化合物溶液に積極的には水を添加せず、調製後、主として乾燥時に、空気中の水分等により加水分解反応を起こさせることが好ましい。その為に溶液の固形分濃度を希釈したところで用いる。処理液に水を添加し過ぎると、その分ポットライフが短くなる。 In the present invention, it is preferable not to positively add water to the silane compound solution used for the antifouling treatment, but to cause a hydrolysis reaction by moisture in the air after the preparation, mainly at the time of drying. Therefore, it is used when the solid content concentration of the solution is diluted. If too much water is added to the treatment liquid, the pot life is shortened accordingly.
本発明においては硫酸、塩酸、硝酸、次亜塩素酸、ホウ酸、フッ酸、好ましくは塩酸、硝酸等の無機酸のほか、スルホ基(スルホン酸基ともいう)またはカルボキシル基を有する有機酸、例えば、酢酸、ポリアクリル酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メチルスルホン酸等が用いられる。有機酸は1分子内に水酸基とカルボキシル基を有する化合物であればいっそう好ましく、例えば、クエン酸または酒石酸等のヒドロキシジカルボン酸が用いられる。また、有機酸は水溶性の酸であることが更に好ましく、例えば上記クエン酸や酒石酸の他に、レブリン酸、ギ酸、プロピオン酸、リンゴ酸、コハク酸、メチルコハク酸、フマル酸、オキサロ酢酸、ピルビン酸、2−オキソグルタル酸、グリコール酸、D−グリセリン酸、D−グルコン酸、マロン酸、マレイン酸、シュウ酸、イソクエン酸、乳酸等が好ましく用いられる。また、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、アトロバ酸等も適宜用いることが出来る。 In the present invention, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hypochlorous acid, boric acid, hydrofluoric acid, preferably an inorganic acid such as hydrochloric acid and nitric acid, an organic acid having a sulfo group (also referred to as a sulfonic acid group) or a carboxyl group, For example, acetic acid, polyacrylic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methylsulfonic acid and the like are used. The organic acid is more preferably a compound having a hydroxyl group and a carboxyl group in one molecule. For example, a hydroxydicarboxylic acid such as citric acid or tartaric acid is used. The organic acid is more preferably a water-soluble acid. For example, in addition to the citric acid and tartaric acid, levulinic acid, formic acid, propionic acid, malic acid, succinic acid, methyl succinic acid, fumaric acid, oxaloacetic acid, pyruvin. Acid, 2-oxoglutaric acid, glycolic acid, D-glyceric acid, D-gluconic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, isocitric acid, lactic acid and the like are preferably used. Also, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, atorvaic acid and the like can be used as appropriate.
添加量は、前記シラン化合物の部分加水分解物100質量部に対して0.1質量部〜10質量部、好ましくは0.2質量部〜5質量部がよい。また、水の添加量については部分加水分解物が理論上100%加水分解し得る量以上であればよく、100%〜300%相当量、好ましくは100%〜200%相当量を添加するのがよい。 The addition amount is 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the partial hydrolyzate of the silane compound. Further, the amount of water added is not limited as long as the partial hydrolyzate can theoretically be hydrolyzed by 100%, and an amount equivalent to 100% to 300%, preferably an amount equivalent to 100% to 200% is added. Good.
フッ素含有のシラン化合物を用いることによって、防汚層の低屈折率化及び撥水・撥油性付与の点で好ましいのみでなく、耐傷性が高く、またフィルム同士のブロッキングに特に優れるという効果がある。 By using a fluorine-containing silane compound, it is not only preferable in terms of lowering the refractive index of the antifouling layer and imparting water and oil repellency, but also has an effect of being highly scratch resistant and particularly excellent in blocking between films. .
本発明においては、前記フルオロアルキル基を有するシラン化合物を含有するフッ素を含まない有機溶媒溶液に、更に、アルコキシシラン、アルキルアルコキシシランを添加して成した組成物を用いることも好ましい。 In the present invention, it is also preferable to use a composition obtained by further adding an alkoxysilane or an alkylalkoxysilane to a fluorine-free organic solvent solution containing the silane compound having a fluoroalkyl group.
これらのアルコキシシラン、アルキルアルコキシシランの例としては、公知のいずれのシラン化合物でもよい。 As examples of these alkoxysilanes and alkylalkoxysilanes, any known silane compounds may be used.
これらの例としては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等)、アルキルトリアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等)、ジアルキルジアルコキシシラン等が挙げられる。 Examples of these include tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, etc.), alkyltrialkoxysilane (methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, etc.), dialkyldialkoxysilane, and the like.
これらのアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン類は、前記防汚層用の塗布組成物調製の際に、前記フッ素含有のシラン化合物に加えて、0.01〜15質量%の範囲で混合して用いればよく、同様に加水分解、縮合することで、前記記フッ素含有のシラン化合物と共に重縮合した一体となった膜を形成する。 These alkoxysilanes and alkylalkoxysilanes can be used in the range of 0.01 to 15% by mass in addition to the fluorine-containing silane compound when preparing the coating composition for the antifouling layer. In the same manner, by performing hydrolysis and condensation in the same manner, an integrated film is formed by polycondensation with the fluorine-containing silane compound.
これらのアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン類を前記フッ素含有のシラン化合物と混合して用いることで、膜強度を高め、耐傷性や重ねたときのブロッキング防止に更に効果がある。 By using these alkoxysilanes and alkylalkoxysilanes in admixture with the fluorine-containing silane compound, the film strength is increased, and there are further effects in scratch resistance and prevention of blocking when stacked.
また、更に、フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物溶液に、珪素イソシアネート化合物を0.01〜5質量%添加して成した組成物を用いることも、形成される防汚層の膜強度を更に改善し、表面の傷付きの防止やまた、フィルム同士を重ねた際の貼り付き(ブロッキング)の抑制により一層の効果を奏する。 Furthermore, it is also possible to use a composition formed by adding 0.01 to 5% by mass of a silicon isocyanate compound to a silane compound solution having a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group. The strength is further improved, and further effects can be obtained by preventing the surface from being scratched and suppressing sticking (blocking) when the films are stacked.
本発明で用いられる珪素イソシアネート化合物としては、Si(NCO)4、CH3Si(NCO)3、(CH3)2Si(NCO)2、(CH3)3SiNCO、CH2=CHSi(NCO)3、C2H5Si(NCO)3、などが挙げられるが、好ましくはSi(NCO)4、CH3Si(NCO)3であり、本発明の課題である環境安全性の観点からSi(NCO)4であることが更に好ましい。 As the silicon isocyanate compound used in the present invention, Si (NCO) 4 , CH 3 Si (NCO) 3 , (CH 3 ) 2 Si (NCO) 2 , (CH 3 ) 3 SiNCO, CH 2 = CHSi (NCO) 3 , C 2 H 5 Si (NCO) 3 , and the like. Si (NCO) 4 and CH 3 Si (NCO) 3 are preferable, and Si (N) is preferred from the viewpoint of environmental safety, which is an object of the present invention. NCO) 4 is more preferred.
これらの珪素イソシアネート化合物を前記の量、防汚層形成組成物中に混合させることで、前記シラン化合物による架橋反応をより完全に行うことが出来前記膜物性の改良効果が大きい。これらの化合物は、加水分解には関与しないが、加水分解により形成した水酸基(シラノール基)と反応することで前記シラノール基同士の縮合を補完し膜を強固なものとする。 By mixing these silicon isocyanate compounds in the above amounts in the antifouling layer-forming composition, the crosslinking reaction with the silane compound can be performed more completely, and the effect of improving the film properties is great. These compounds do not participate in the hydrolysis, but react with a hydroxyl group (silanol group) formed by hydrolysis to complement the condensation of the silanol groups and make the film strong.
これら珪素イソシアネート化合物を用いる際の有機溶媒についても前記フッ素を含有しない有機溶媒をそのまま用いればよいが、前記挙げられた有機溶媒のうち、珪素イソシアネート化合物を混合して用いる際には、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒が特に好ましい。 The organic solvent that does not contain fluorine may be used as it is as the organic solvent when using these silicon isocyanate compounds. However, among the above-mentioned organic solvents, when the silicon isocyanate compound is mixed and used, ethanol, isopropyl Particularly preferred are solvents such as alcohol, propylene glycol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate and butyl acetate.
また、珪素イソシアネート化合物を混合して用いる際には、pHが7.0以下であればよく、2.0〜7.0の範囲が良い。pHが7.0以上では前記シラノール基との反応が進行しにくくなる。中でも好ましくはpHが3.0〜6.0の範囲である。 Moreover, when mixing and using a silicon isocyanate compound, pH should just be 7.0 or less, and the range of 2.0-7.0 is good. When the pH is 7.0 or more, the reaction with the silanol group is difficult to proceed. Among them, the pH is preferably in the range of 3.0 to 6.0.
防汚層の屈折率は1.30〜1.50であることが好ましく、更に好ましくは、1.35〜1.49である。1.30以下であると、膜硬度がとれず、1.50以上であると表面反射率が増大してしまう。またフルオロアルキル基を含有するシラン化合物の加水分解重縮合物から形成される樹脂を構成成分とする防汚層は、動摩擦係数が0.03〜0.25の範囲が好ましい。 The refractive index of the antifouling layer is preferably 1.30 to 1.50, more preferably 1.35 to 1.49. When it is 1.30 or less, the film hardness cannot be obtained, and when it is 1.50 or more, the surface reflectance increases. The antifouling layer comprising a resin formed from a hydrolyzed polycondensate of a silane compound containing a fluoroalkyl group preferably has a dynamic friction coefficient in the range of 0.03 to 0.25.
この様にして得られた前記防汚層用の塗布組成物を前記低屈折率層の上に塗布して、防汚層を形成する。塗布方法としては、いずれの方法でもよく、通常のディップコーター、グラビアコーター、リバースロールコーター、押し出しコーター等を用いる方法が挙げられる。また、防汚層の防汚機能や膜付き、その他の物性をより良好なものにするために、低屈折率層の表面を親水化処理することが本発明の効果を発現させる上で必要であり、紫外線照射処理、O3処理、コロナ放電処理、大気圧プラズマ処理等を行うことが好ましい。 The antifouling layer coating composition thus obtained is applied on the low refractive index layer to form an antifouling layer. As a coating method, any method may be used, and a method using a normal dip coater, gravure coater, reverse roll coater, extrusion coater, etc. may be mentioned. Further, in order to improve the antifouling function of the antifouling layer, with a film, and other physical properties, it is necessary to hydrophilize the surface of the low refractive index layer in order to achieve the effects of the present invention. Yes, it is preferable to perform ultraviolet irradiation treatment, O 3 treatment, corona discharge treatment, atmospheric pressure plasma treatment or the like.
コロナ放電処理とは、大気圧下、電極間に1kV以上の高電圧を印加し、放電することで行う処理のことであり、春日電機(株)や(株)トーヨー電機などで市販されている装置を用いて行うことが出来る。コロナ放電処理の強度は、電極間距離、単位面積当たりの出力、ジェネレーターの周波数に依存する。コロナ放電処理装置の一方の電極(A電極)は、市販のものを用いることが出来るが、材質はアルミニウム、ステンレスなどから選択が出来る。もう一方はプラスチックフィルムを抱かせるための電極(B電極)であり、コロナ放電処理が、安定かつ均一に実施されるように、前記A電極に対して一定の距離に設置されるロール電極である。これも通常市販されているものを用いることが出来、材質は、アルミニウム、ステンレス、及びそれらの金属で出来たロールに、セラミック、シリコン、EPTゴム、ハイパロンゴムなどがライニングされているロールが好ましく用いられる。 The corona discharge treatment is a treatment performed by applying a high voltage of 1 kV or higher between the electrodes at atmospheric pressure and discharging it, and is commercially available from Kasuga Electric Co., Ltd. and Toyo Electric Co., Ltd. It can be performed using an apparatus. The intensity of the corona discharge treatment depends on the distance between the electrodes, the output per unit area, and the generator frequency. As one electrode (A electrode) of the corona discharge treatment apparatus, a commercially available one can be used, but the material can be selected from aluminum, stainless steel and the like. The other is an electrode (B electrode) for holding a plastic film, and is a roll electrode installed at a certain distance from the A electrode so that the corona discharge treatment is carried out stably and uniformly. . A commercially available one can also be used, and the material is preferably a roll made of aluminum, stainless steel, or a metal thereof, and a roll lined with ceramic, silicon, EPT rubber, hyperon rubber, or the like. It is done.
本発明のコロナ放電処理に用いる周波数は、20kHz以上100kHz以下の周波数であり、30kHz〜60kHzの周波数が好ましい。周波数が低下するとコロナ放電処理の均一性が劣化し、コロナ放電処理のムラが発生する。また、周波数が大きくなると、高出力のコロナ放電処理を行う場合には、特に問題ないが、低出力のコロナ放電処理を実施する場合には、安定した処理を行うことが難しくなり、結果として、処理ムラが発生する。 The frequency used for the corona discharge treatment of the present invention is a frequency of 20 kHz to 100 kHz, and a frequency of 30 kHz to 60 kHz is preferable. When the frequency is lowered, the uniformity of the corona discharge treatment is deteriorated, and unevenness of the corona discharge treatment occurs. In addition, when the frequency is increased, there is no particular problem when performing a high output corona discharge treatment, but when performing a low output corona discharge treatment, it becomes difficult to perform a stable treatment. Processing unevenness occurs.
本発明のコロナ放電処理の出力は、1〜5w・min./m2であるが、2〜4w・min./m2の出力が好ましい。 The output of the corona discharge treatment of the present invention is 1 to 5 w · min. / M 2 but 2 to 4 w · min. An output of / m 2 is preferred.
本発明の、前記A電極とフィルムとの距離は、5mm以上50mm以下であるが、好ましくは、10mm以上35mm以下である。間隙が開いてくると、一定の出力を維持するためにより高電圧が必要になり、ムラが発生し易くなる。また、間隙が狭くなり過ぎると、印加する電圧が低くなり過ぎ、ムラが発生し易くなる。更にまた、フィルムを搬送して連続処理する際に電極にフィルムが接触し傷が発生する。 The distance between the A electrode and the film of the present invention is from 5 mm to 50 mm, preferably from 10 mm to 35 mm. When the gap is opened, a higher voltage is required to maintain a constant output, and unevenness is likely to occur. If the gap is too narrow, the applied voltage becomes too low and unevenness is likely to occur. Furthermore, when the film is transported and continuously processed, the film comes into contact with the electrodes and scratches are generated.
紫外線照射処理は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等のランプが挙げられる。例えばFusion System社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等の市販されているものを用いて行うことが出来る。メタルハライドランプは、高圧水銀ランプ(主波長は365nm)に比べてスペクトルが連続しており、200〜450nmの範囲で発光効率が高く、かつ長波長域が豊富である。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、例えば、低圧水銀ランプを用いて、主として185nm及び254nmの紫外線を1〜3,000mJ/cm2の光量で照射する方法や、エキシマランプを用いて、主として波長が172nmの紫外線を1〜3,000mJ/cm2の光量で照射する方法が挙げられる。この様な紫外線は、活性酸素やオゾンを生成し、被塗布物表面の有機物を分解することが可能であり、また、被塗布物表面に直接作用して被塗布物表面にヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基等の親水性基を生成し、密着性を向上させることが出来る。 Examples of the ultraviolet irradiation treatment include lamps such as metal halide lamps, xenon lamps, carbon arc lamps, chemical lamps, low pressure mercury lamps, and high pressure mercury lamps. For example, a commercially available product such as an H lamp, D lamp, or V lamp manufactured by Fusion System can be used. The metal halide lamp has a continuous spectrum as compared with a high-pressure mercury lamp (main wavelength is 365 nm), has high luminous efficiency in the range of 200 to 450 nm, and has a long wavelength range. Irradiation conditions vary depending on each lamp. For example, a low-pressure mercury lamp is used to irradiate mainly 185 nm and 254 nm ultraviolet rays with a light amount of 1 to 3,000 mJ / cm 2 , and an excimer lamp is used mainly for the wavelength. Can irradiate ultraviolet rays of 172 nm with a light amount of 1 to 3,000 mJ / cm 2 . Such ultraviolet rays generate active oxygen and ozone, and can decompose organic substances on the surface of the object to be coated. Also, they act directly on the surface of the object to be coated, so that hydroxyl groups and carboxyl groups are formed on the surface of the object to be coated. It is possible to generate a hydrophilic group such as a carbonyl group and improve adhesion.
更に、被塗布物表面近傍に酸素を送り込むことによって活性酸素、オゾンの生成を促し、O3処理を行ってもよい。 Furthermore, the generation of active oxygen and ozone may be promoted by sending oxygen near the surface of the object to be coated, and the O 3 treatment may be performed.
プラズマ放電処理は、後述するプラズマ放電処理装置等により、アルゴンまたは酸素雰囲気下で基材を高周波放電雰囲気化に晒すことにより行うことが出来る。 The plasma discharge treatment can be performed by exposing the substrate to a high-frequency discharge atmosphere in an argon or oxygen atmosphere with a plasma discharge treatment apparatus or the like to be described later.
これらは全て表面上を親水化処理することにより、防汚層との化学結合を易化する効果があるが、短時間で処理可能であり、表面の洗浄効果の大きなコロナ放電処理、大気圧プラズマ処理が好ましく、更に表面上のシランカップリング剤、シロキサン骨格の分解が可能な大気圧プラズマ処理の場合が特に好ましい。 All of these have the effect of facilitating chemical bonding with the antifouling layer by hydrophilizing the surface, but they can be processed in a short time and have a large surface cleaning effect, such as corona discharge treatment and atmospheric pressure plasma. The treatment is preferable, and the silane coupling agent on the surface and the atmospheric pressure plasma treatment capable of decomposing the siloxane skeleton are particularly preferable.
本発明に好ましく用いられる大気圧プラズマ処理を図を用いて説明する。 The atmospheric pressure plasma treatment preferably used in the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は窒素ガスを用いる方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus using nitrogen gas.
プラズマ放電処理装置10は、第1電極111と第2電極112から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第1電極111からは第1電源121からの第1の周波数ω1の高周波電圧V1が印加され、また第2電極112からは第2電源122からの第2の周波数ω2の高周波電圧V2が印加されるようになっている。第1電源121は第2電源122より高い高周波電圧(V1>V2)を印加出来る能力を有しており、また第1電源121の第1の周波数ω1は第2電源122の第2の周波数ω2より低い周波数を印加できるものである。
The plasma
第1電極111と第1電源121との間には、第1電源121からの電流が第1電極111に向かって流れるように第1フィルター123が設置されており、第1電源121からの電流を通過しにくくし、第2電源122からの電流が通過し易くするように設計されている。
A
また、第2電極112と第2電源122との間には、第2電源122からの電流が第2電極112に向かって流れるように第2フィルター124が設置されており、第2電源122からの電流を通過しにくくし、第1電源121からの電流を通過し易くするように設計されている。
In addition, a
第1電極111と第2電極112との対向電極間(放電空間)113に、ガス供給手段からガスGを導入し、第1電極111と第2電極112から高周波電圧を印加して放電を発生させ、ガスGをプラズマ状態にしながら対向電極の下側(紙面下側)にジェット状に吹き出させて、対向電極下面と基材Fとで作る処理空間をプラズマ状態のガスG°で満たし、基材Fの上に、処理位置114付近で親水化処理を行う。
Gas G is introduced from the gas supply means into the space (discharge space) 113 between the
ここで、第1電源の周波数としては、200kHz以下が好ましく用いることが出来る。またこの電界波形としては、サイン波でもパルス波でもよい。下限は1kHz程度が望ましい。 Here, the frequency of the first power source is preferably 200 kHz or less. The electric field waveform may be a sine wave or a pulse wave. The lower limit is preferably about 1 kHz.
一方、第2電源の周波数としては、800kHz以上が好ましく用いられる。この第2電源の周波数が高い程、プラズマ密度が高くなり、緻密で良質な薄膜が得られる。上限は200MHz程度が望ましい。 On the other hand, the frequency of the second power source is preferably 800 kHz or more. The higher the frequency of the second power source, the higher the plasma density, and a dense and high-quality thin film can be obtained. The upper limit is preferably about 200 MHz.
また第1フィルターとしては、第2電源の周波数に応じて数10〜数万pFのコンデンサー、若しくは数μH程度のコイルを用いることが出来る。第2フィルターとしては、第1電源の周波数に応じて10μH以上のコイルを用い、これらのコイルまたはコンデンサーを介してアース接地することでフィルターとして使用出来る。 Further, as the first filter, a capacitor of several tens to several tens of thousands pF or a coil of about several μH can be used according to the frequency of the second power source. As the second filter, a coil of 10 μH or more is used according to the frequency of the first power supply, and it can be used as a filter by grounding through these coils or a capacitor.
プラズマ放電処理容器20はパイレックス(R)ガラス製の処理容器等の絶縁性材料が好ましく用いられるが、電極との絶縁が出来れば金属製を用いることも可能である。例えば、アルミニウムまたは、ステンレスのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとっても良い。
The plasma
また、放電プラズマ処理時の基材への影響を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材の温度を常温(15℃〜25℃)〜200℃未満の温度に調整することが好ましく、更に好ましくは常温〜110℃に調整することである。但し、これらの条件は基材の物性、特にガラス転移温度に依存して温度の上限が決定されるため、この範囲の限りではない。上記の温度範囲に調整する為、必要に応じて電極、基材は冷却手段で冷却しながら放電プラズマ処理される。 Moreover, in order to suppress the influence on the base material at the time of the discharge plasma treatment to a minimum, the temperature of the base material at the time of the discharge plasma treatment may be adjusted to a temperature from room temperature (15 ° C. to 25 ° C.) to less than 200 ° C. More preferably, the temperature is adjusted to room temperature to 110 ° C. However, these conditions are not limited to this range because the upper limit of the temperature is determined depending on the physical properties of the substrate, particularly the glass transition temperature. In order to adjust to the above temperature range, the electrode and the substrate are subjected to discharge plasma treatment while being cooled by a cooling means as necessary.
本発明の実施の形態においては、上記のプラズマ処理が大気圧または大気圧近傍で行われるが、真空や高圧下においてプラズマ処理を行ってもよい。尚、大気圧近傍とは、20kPa〜110kPaの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、93kPa〜104kPaが好ましい。 In the embodiment of the present invention, the plasma treatment is performed at or near atmospheric pressure, but the plasma treatment may be performed under vacuum or high pressure. In addition, although the atmospheric pressure vicinity represents the pressure of 20 kPa-110 kPa, in order to acquire the effect as described in this invention preferably, 93 kPa-104 kPa are preferable.
使用するガスは、基本的に不活性ガスである。 The gas used is basically an inert gas.
上記不活性ガスとしては、周期表の第18属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンや、窒素ガス等が挙げられるが、親水化の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴン、窒素ガスが好ましく用いられる。 Examples of the inert gas include Group 18 elements of the periodic table, specifically, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, nitrogen gas, and the like. Helium, argon, and nitrogen gas are preferably used.
また、不活性ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を0.01〜5体積%含有させることは、親水化の反応を促進し好ましい。 In addition, inclusion of 0.01 to 5% by volume of a component selected from oxygen, ozone, hydrogen peroxide, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, and nitrogen in the inert gas promotes the hydrophilization reaction. preferable.
図2は本発明に好ましく用いられる隔壁を有した大気圧プラズマ放電処理装置の概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus having a partition wall preferably used in the present invention.
図2のように、被処理基材となるフィルム基材を抱かせる前記ロール電極10とクリーニングフィルムユニットを有する薄膜形成ユニット(棒電極)20で構成された大気圧プラズマ放電処理装置1と、放電部、棒電極を囲むように内部と外部の空気の出入りを制御する隔壁310を設ける。被処理基材となるフィルムとロール電極は密着しており、フィルムと隔壁は、フィルム表面が擦れない程度に離す。このとき隔壁内部への外気の進入を防ぐため、できる限り隔壁とフィルムは近づけることが好ましい。また、フィルムとロール電極の密着性を高めるため、フィルムがロール電極に接する部分において、フィルムをロール電極とで挟むようなニップロール16を設けていることが好ましい。このときニップロールは、外気遮断を兼ねるように設置し、ニップロールと隔壁の間は、これもロール表面をこすらない程度に隙間を開け、なるべく隙間は狭いことが望ましい。
As shown in FIG. 2, an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus 1 constituted by the
またパージ用不活性ガスの供給口301を設ける。この供給口を設けることによって、大流量のガスを隔壁内部に送り込むことが出来、すばやく隔壁内部のガスをパージすることが可能となるだけでなく、放電部のガス組成を一定にしつつ隔壁内部の放電空間周囲のガス組成も調整することが出来る。この不活性ガス供給口は、隔壁内部のどの部分に何箇所設けても良い。
A purge inert
排気口302は、隔壁内部のどの部分に設けても良いが、図2で示すように、比重の異なるガスを適切に排気するため装置の上下に設けることが好ましい。
The
即ち、放電空間及びその周辺部のガスの排気口が、最低限隔壁上部と下部の2箇所以上あることが好ましい。上部の排気口は水素等相対的に軽量なガス濃度が高くなり、充満されないようにするためであり、下部の排気口は酸素やアルゴンガスが溜まらないようになる。この様にして、上部放電区域と下部の放電区域の放電条件が異なってしまうことを防ぐことが出来る。また、排気口の外部に通じる管は、原料ガスの残渣などを不燃ガスに変化させてから外気放出するような機構や、水中に通して、水を多く含んだガスにしてから外部に排出する機構を有してもよい。この様な上下に分離排気することによって、水素と可燃性ガスを分離排気出来るために、可燃性ガスを燃焼させてから大気放出させることも安全に出来る。この様な機構を有することによって火災などの危険性も予防出来る。 That is, it is preferable that there are at least two or more gas outlets in the discharge space and its peripheral part, that is, at the upper part and the lower part of the partition wall. This is to prevent the upper exhaust port from being filled with a relatively light gas concentration such as hydrogen, so that the lower exhaust port does not accumulate oxygen or argon gas. In this way, it is possible to prevent the discharge conditions of the upper discharge area and the lower discharge area from being different. In addition, the pipe that leads to the outside of the exhaust port has a mechanism that discharges the outside gas after changing the residue of the raw material gas into non-combustible gas, etc., and passes it into water to make it a gas rich in water before discharging it to the outside You may have a mechanism. By separating and exhausting in this way, hydrogen and combustible gas can be separated and exhausted, so that combustible gas can be safely released after being combusted. By having such a mechanism, it is possible to prevent dangers such as fire.
不活性ガスの供給及び排気はいずれも図示していないが、制御装置及びポンプにより流量制御を行う。 Although supply and exhaust of inert gas are not shown, flow control is performed by a control device and a pump.
次に隔壁内部には、水素濃度センサー62、酸素濃度センサー63が設けられ、隔壁内部の外気の混入若しくは隔壁内部のガス溜りによる水素、酸素などの濃度のモニタリングを行う。このセンサーからの信号を制御装置に送り、水素、酸素などの特定のガスの濃度上昇を上記の不活性ガス供給装置及び排気装置と連動させることによって制御し、放電空間及びその周辺部を不活性ガスによって充填することを可能にする。センサーはいずれも市販のセンサーを用いればよいが、具体的には、酸素ガス濃度センサーは理研計器社製OS−B11及び酸素ガス指示計理研計器社製OX−571Aを組み合わせて用いればよい。水素ガス濃度の測定については、水素ガス濃度センサーとして、燃焼ガス検知器(理研計器社製HW−6211)と燃焼ガス指示計(理研計器社製GP−571A)を組み合わせて用い、100%LELを水素ガス濃度4質量%、33%LELを水素ガス濃度1.33%として、検量線を作製し測定値より水素ガス濃度を換算する。
Next, a
酸素ガス濃度は5質量%以下に制御することがパーティクル故障を防止するため好ましい。 It is preferable to control the oxygen gas concentration to 5% by mass or less in order to prevent particle failure.
水素ガス濃度は好ましくは0.2質量%以下、また酸素ガス濃度は好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下である。特に、プラズマ放電開始時は、0質量%であることが最も好ましい。 The hydrogen gas concentration is preferably 0.2% by mass or less, and the oxygen gas concentration is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. In particular, it is most preferably 0% by mass at the start of plasma discharge.
また水素ガス濃度センサー、酸素ガス濃度センサーは、これらのガス濃度モニターとしても使用可能となるため、隔壁の開放機構のロックと連動させることによって、酸欠、危険なガスの吸引防止にもなり、作業者の安全性を確保することにも役立つ。 The hydrogen gas concentration sensor and oxygen gas concentration sensor can also be used as these gas concentration monitors. By interlocking with the lock of the partition opening mechanism, oxygen deficiency and dangerous gas suction can be prevented. It also helps to ensure the safety of workers.
また、隔壁内部に圧力計64を設けることも好ましい。プラズマ状態は圧力によって変化することが一般に知られているが、圧力計を設け、モニターされた圧力値を制御装置にリンクさせることによって上記の不活性ガス供給装置、排気装置の流量を適切に制御することが出来る。この機構は、隔壁の隙間からの不活性ガスの異常放出を防ぐ安全装置にもなる。よってこの圧力計は必ずしも放電部近傍に存在しなくてもよく、隔壁内部にあればよい。
It is also preferable to provide a
更に、隔壁内部に温度計65を設け、モニターされた温度を制御装置とリンクさせることも好ましい。放電空間の異常発熱をモニターすることによって、プラズマ処理温度が適切に設定されているかどうか監視出来る上、異常発熱があった場合は、薄膜形成ガス、補助ガス及び不活性ガスの供給及び停止を制御出来る機構を有しているため、引火、爆発などの防止することが出来、安全装置にもなる。この温度計の位置は、放電処理部に近い方が好ましい。 Furthermore, it is also preferable to provide a thermometer 65 inside the partition wall and link the monitored temperature to the control device. By monitoring abnormal heat generation in the discharge space, it is possible to monitor whether the plasma processing temperature is set appropriately, and in the case of abnormal heat generation, control the supply and stop of thin film forming gas, auxiliary gas and inert gas Because it has a mechanism that can be used, it can prevent ignition and explosion, and it can also be a safety device. The position of this thermometer is preferably closer to the discharge processing section.
(高屈折率層及び中屈折率)
本発明においては、反射率の低減のために、透明支持体若しくはハードコート層を付与した透明支持体と低屈折率層との間に、高屈折率層を設けることが好ましい。また、透明支持体と高屈折率層との間に中屈折率層を設けることは、反射率の低減のために更に好ましい。高屈折率層の屈折率は、1.55〜2.30であることが好ましく、1.57〜2.20であることが更に好ましい。中屈折率層の屈折率は、透明支持体の屈折率と高屈折率層の屈折率との中間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.55〜1.80であることが好ましい。高屈折率層及び中屈折率層の厚さは、5nm〜1μmであることが好ましく、10nm〜0.2μmであることが更に好ましく、30nm〜0.1μmであることが最も好ましい。高屈折率層及び中屈折率層のヘイズは、5%以下であることが好ましく、3%以下であることが更に好ましく、1%以下であることが最も好ましい。高屈折率層及び中屈折率層の強度は、1kg荷重の鉛筆硬度でH以上であることが好ましく、2H以上であることが更に好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
(High refractive index layer and medium refractive index)
In the present invention, in order to reduce the reflectance, it is preferable to provide a high refractive index layer between the transparent support or the transparent support provided with the hard coat layer and the low refractive index layer. In addition, it is more preferable to provide a middle refractive index layer between the transparent support and the high refractive index layer in order to reduce the reflectance. The refractive index of the high refractive index layer is preferably 1.55 to 2.30, and more preferably 1.57 to 2.20. The refractive index of the medium refractive index layer is adjusted to be an intermediate value between the refractive index of the transparent support and the refractive index of the high refractive index layer. The refractive index of the middle refractive index layer is preferably 1.55-1.80. The thickness of the high refractive index layer and the medium refractive index layer is preferably 5 nm to 1 μm, more preferably 10 nm to 0.2 μm, and most preferably 30 nm to 0.1 μm. The haze of the high refractive index layer and the medium refractive index layer is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and most preferably 1% or less. The strength of the high refractive index layer and the medium refractive index layer is preferably H or higher, more preferably 2H or higher, and most preferably 3H or higher, with a pencil hardness of 1 kg.
本発明に用いられる中、高屈折率層は下記一般式(1)で表される有機チタン化合物のモノマー、オリゴマーまたはそれらの加水分解物を含有する塗布液を塗布し乾燥させて形成させた屈折率1.55〜2.5の層であることが好ましい。 The refractive index formed by applying and drying a coating solution containing an organic titanium compound monomer, oligomer or hydrolyzate thereof represented by the following general formula (1) among the high refractive index layers used in the present invention. A layer having a rate of 1.55 to 2.5 is preferred.
一般式(1)
Ti(OR1)4
式中、R1としては炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基がよいが、好ましくは炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基である。また、有機チタン化合物のモノマー、オリゴマーまたはそれらの加水分解物は、アルコキシド基が加水分解を受けて−Ti−O−Ti−のように反応して架橋構造を作り、硬化した層を形成する。
General formula (1)
Ti (OR 1 ) 4
In the formula, R 1 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, the monomer, oligomer, or hydrolyzate thereof of an organic titanium compound reacts like -Ti-O-Ti- when an alkoxide group is hydrolyzed to form a crosslinked structure, thereby forming a cured layer.
本発明に用いられる有機チタン化合物のモノマー、オリゴマーとしては、Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(O−n−C3H7)4、Ti(O−i−C3H7)4、Ti(O−n−C4H9)4、Ti(O−n−C3H7)4の2〜10量体、Ti(O−i−C3H7)4の2〜10量体、Ti(O−n−C4H9)4の2〜10量体等が好ましい例として挙げられる。これらは単独で、または2種以上組み合わせて用いることが出来る。中でもTi(O−n−C3H7)4、Ti(O−i−C3H7)4、Ti(O−n−C4H9)4、Ti(O−n−C3H7)4の2〜10量体、Ti(O−n−C4H9)4の2〜10量体が特に好ましい。 Examples of the monomer or oligomer of the organic titanium compound used in the present invention include Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 , Ti (On-C 3 H 7 ) 4 , Ti (O-i- C 3 H 7) 4, Ti (O-n-C 4 H 9) 4, Ti (O-n-C 3 H 7) 4 2-10 mer, Ti (O-i-C 3 H 7) Preferred examples include 4 to 10 mer of 4 and 2 to 10 mer of Ti (On-C 4 H 9 ) 4 . These may be used alone or in combination of two or more. Of these Ti (O-n-C 3 H 7) 4, Ti (O-i-C 3 H 7) 4, Ti (O-n-C 4 H 9) 4, Ti (O-n-C 3 H 7 ) 4 to 10-mer and Ti (On-C 4 H 9 ) 4 to 10-mer are particularly preferable.
本発明に用いられる中、高屈折率層用塗布液は、水と後述する有機溶媒が順次添加された溶液中に上記有機チタン化合物を添加することが好ましい。水を後から添加した場合は、加水分解/重合が均一に進行せず、白濁が発生したり、膜強度が低下する。水と有機溶媒は添加された後、良く混合させるために攪拌し混合溶解されていることが好ましい。 Among the coating solutions for the high refractive index layer used in the present invention, it is preferable to add the organic titanium compound to a solution in which water and an organic solvent described later are sequentially added. When water is added later, hydrolysis / polymerization does not proceed uniformly, and white turbidity occurs or film strength decreases. After the water and the organic solvent are added, it is preferable that they are stirred and mixed and dissolved in order to mix well.
また、別法として有機チタン化合物と有機溶媒を混合させておき、この混合溶液を、上記水と有機溶媒の混合攪拌された溶液中に添加することも好ましい態様である。 Further, as another method, it is also a preferred embodiment that an organic titanium compound and an organic solvent are mixed and this mixed solution is added to the mixed and stirred solution of water and the organic solvent.
また、水の量は有機チタン化合物1モルに対して、0.25〜3モルの範囲であることが好ましい。0.25モル未満であると、加水分解、重合の進行が不十分で膜強度が低下する。3モルを超えると加水分解、重合が進行し過ぎて、TiO2の粗大粒子が発生し白濁するため好ましくない。従って水の量は上記範囲で調整する必要がある。 Moreover, it is preferable that the quantity of water is the range of 0.25-3 mol with respect to 1 mol of organic titanium compounds. When the amount is less than 0.25 mol, hydrolysis and polymerization are not sufficiently progressed and the film strength is lowered. If it exceeds 3 moles, hydrolysis and polymerization will proceed excessively, resulting in generation of coarse TiO 2 particles and white turbidity. Therefore, the amount of water needs to be adjusted within the above range.
また、水の含有率は塗布液総量に対して10質量%未満であることが好ましい。水の含有率を塗布液総量に対して10質量%以上にすると、塗布液の経時安定が劣り白濁を生じたりするため好ましくない。 Moreover, it is preferable that the content rate of water is less than 10 mass% with respect to the coating liquid total amount. If the water content is 10% by mass or more with respect to the total amount of the coating solution, it is not preferable because the stability of the coating solution with time deteriorates and white turbidity occurs.
本発明に用いられる有機溶媒としては、水混和性の有機溶媒であることが好ましい。水混和性の有機溶媒としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン等)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられるが、特に、アルコール類、多価アルコール類、多価アルコールエーテル類が好ましい。これらの有機溶媒の使用量は、前述したように、水の含有率が塗布液総量に対して10質量%未満であるように、水と有機溶媒のトータルの使用量を調整すればよい。 The organic solvent used in the present invention is preferably a water-miscible organic solvent. Examples of the water-miscible organic solvent include alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, secondary butanol, tertiary butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), many Monohydric alcohols (for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol, etc.), polyvalent Alcohol ethers (eg, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether) , Ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Phenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, etc.), amines (eg, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, N-ethylmorpholine, ethylenediamine, diethylenediamine) , Triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyethyleneimine, pentamethyldiethylenetriamine, tetramethylpropylenediamine, etc.), amides (eg, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), heterocyclic rings (For example, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexyl pyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.), sulfoxides (for example, dimethyl sulfoxide, etc.), sulfones (for example, , Sulfolane and the like), urea, acetonitrile, acetone and the like, and alcohols, polyhydric alcohols, and polyhydric alcohol ethers are particularly preferable. The amount of these organic solvents used may be adjusted as described above so that the water content is less than 10% by mass with respect to the total amount of the coating solution.
本発明に用いられる有機チタン化合物のモノマー、オリゴマーまたはそれらの加水分解物は、塗布液に含まれる固形分中の50.0質量%〜98.0質量%を占めていることが望ましい。固形分比率は50質量%〜90質量%がより好ましく、55質量%〜90質量%が更に好ましい。この他、塗布組成物には有機チタン化合物のポリマー(予め有機チタン化合物の加水分解を行って架橋したもの)或いは酸化チタン微粒子を添加することも好ましい。 The monomer, oligomer or hydrolyzate of the organic titanium compound used in the present invention preferably occupies 50.0% by mass to 98.0% by mass in the solid content contained in the coating solution. The solid content ratio is more preferably 50% by mass to 90% by mass, and further preferably 55% by mass to 90% by mass. In addition, it is also preferable to add to the coating composition a polymer of an organic titanium compound (a product obtained by crosslinking the organic titanium compound in advance by hydrolysis) or titanium oxide fine particles.
本発明に用いられる高屈折率層及び中屈折率層は、微粒子として金属酸化物粒子を含み、更にバインダーポリマーを含む。 The high refractive index layer and middle refractive index layer used in the present invention contain metal oxide particles as fine particles, and further contain a binder polymer.
上記塗布液調製法で加水分解/重合した有機チタン化合物と金属酸化物粒子を組み合わせると、金属酸化物粒子と加水分解/重合した有機チタン化合物とが強固に接着し、粒子のもつ硬さと均一膜の柔軟性を兼ね備えた強い塗膜を得ることが出来る。 When the organic titanium compound hydrolyzed / polymerized by the coating liquid preparation method and the metal oxide particles are combined, the metal oxide particles and the hydrolyzed / polymerized organic titanium compound are firmly bonded, and the hardness and uniform film of the particles It is possible to obtain a strong coating film having both flexibility.
高屈折率層及び中屈折率層に用いる金属酸化物粒子は、屈折率が1.80〜2.80であることが好ましく、1.90〜2.80であることが更に好ましい。金属酸化物粒子の1次粒子の重量平均径は、1〜150nmであることが好ましく、1〜100nmであることが更に好ましく、1〜80nmであることが最も好ましい。層中での金属酸化物粒子の重量平均径は、1〜200nmであることが好ましく、5〜150nmであることがより好ましく、10〜100nmであることが更に好ましく、10〜80nmであることが最も好ましい。金属酸化物粒子の平均粒径は、20〜30nm以上であれば光散乱法により、20〜30nm以下であれば電子顕微鏡写真により測定される。金属酸化物粒子の比表面積は、BET法で測定された値として、10〜400m2/gであることが好ましく、20〜200m2/gであることが更に好ましく、30〜150m2/gであることが最も好ましい。 The metal oxide particles used for the high refractive index layer and the medium refractive index layer preferably have a refractive index of 1.80 to 2.80, and more preferably 1.90 to 2.80. The weight average diameter of the primary particles of the metal oxide particles is preferably 1 to 150 nm, more preferably 1 to 100 nm, and most preferably 1 to 80 nm. The weight average diameter of the metal oxide particles in the layer is preferably 1 to 200 nm, more preferably 5 to 150 nm, still more preferably 10 to 100 nm, and more preferably 10 to 80 nm. Most preferred. The average particle diameter of the metal oxide particles is measured by a light scattering method if it is 20-30 nm or more, and by an electron micrograph if it is 20-30 nm or less. The specific surface area of metal oxide particles, as measured values by the BET method is preferably from 10 to 400 m 2 / g, more preferably from 20 to 200 m 2 / g, with 30 to 150 m 2 / g Most preferably it is.
金属酸化物粒子の例としては、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P及びSから選択される少なくとも一種の元素を有する金属酸化物であり、具体的には二酸化チタン(例、ルチル、ルチル/アナターゼの混晶、アナターゼ、アモルファス構造)、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化ジルコニウムが挙げられる。中でも、酸化チタン、酸化錫及び酸化インジウムが特に好ましい。金属酸化物粒子は、これらの金属の酸化物を主成分とし、更に他の元素を含むことが出来る。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量(質量%)が多い成分を意味する。他の元素の例としては、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P及びS等が挙げられる。 Examples of the metal oxide particles include at least one selected from Ti, Zr, Sn, Sb, Cu, Fe, Mn, Pb, Cd, As, Cr, Hg, Zn, Al, Mg, Si, P, and S. Specific examples of the metal oxide include titanium dioxide (eg, rutile, rutile / anatase mixed crystal, anatase, amorphous structure), tin oxide, indium oxide, zinc oxide, and zirconium oxide. Of these, titanium oxide, tin oxide, and indium oxide are particularly preferable. The metal oxide particles are mainly composed of oxides of these metals and can further contain other elements. The main component means a component having the largest content (mass%) among the components constituting the particles. Examples of other elements include Ti, Zr, Sn, Sb, Cu, Fe, Mn, Pb, Cd, As, Cr, Hg, Zn, Al, Mg, Si, P, and S.
金属酸化物粒子は表面処理されていることが好ましい。表面処理は、無機化合物または有機化合物を用いて実施することが出来る。表面処理に用いる無機化合物の例としては、アルミナ、シリカ、酸化ジルコニウム及び酸化鉄が挙げられる。中でもアルミナ及びシリカが好ましい。表面処理に用いる有機化合物の例としては、ポリオール、アルカノールアミン、ステアリン酸、シランカップリング剤及びチタネートカップリング剤が挙げられる。中でも、前記シランカップリング剤が最も好ましい。 The metal oxide particles are preferably surface-treated. The surface treatment can be performed using an inorganic compound or an organic compound. Examples of inorganic compounds used for the surface treatment include alumina, silica, zirconium oxide and iron oxide. Of these, alumina and silica are preferable. Examples of the organic compound used for the surface treatment include polyols, alkanolamines, stearic acid, silane coupling agents, and titanate coupling agents. Among these, the silane coupling agent is most preferable.
2種類以上のカップリング剤を併用してもよく、前記シランカップリング剤に加えて、他のシランカップリング剤を用いてもよい。他のシランカップリング剤には、オルトケイ酸のアルキルエステル(例えば、オルトケイ酸メチル、オルトケイ酸エチル、オルトケイ酸n−プロピル、オルトケイ酸i−プロピル、オルトケイ酸n−ブチル、オルトケイ酸sec−ブチル、オルトケイ酸t−ブチル)及びその加水分解物が挙げられる。 Two or more types of coupling agents may be used in combination, and other silane coupling agents may be used in addition to the silane coupling agent. Other silane coupling agents include alkyl esters of orthosilicate (eg, methyl orthosilicate, ethyl orthosilicate, n-propyl orthosilicate, i-propyl orthosilicate, n-butyl orthosilicate, sec-butyl orthosilicate, orthosilicate). Acid t-butyl) and its hydrolyzate.
カップリング剤による表面処理は、微粒子の分散物に、カップリング剤を加え、室温から60℃までの温度で、数時間から10日間分散物を放置することにより実施出来る。表面処理反応を促進するため、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、オルトケイ酸、リン酸、炭酸)、有機酸(例えば、酢酸、ポリアクリル酸、ベンゼンスルホン酸、フェノール、ポリグルタミン酸)、またはこれらの塩(例えば、金属塩、アンモニウム塩)を、分散物に添加してもよい。 The surface treatment with the coupling agent can be carried out by adding the coupling agent to the fine particle dispersion and allowing the dispersion to stand at a temperature from room temperature to 60 ° C. for several hours to 10 days. In order to accelerate the surface treatment reaction, inorganic acids (for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, chromic acid, hypochlorous acid, boric acid, orthosilicic acid, phosphoric acid, carbonic acid), organic acids (for example, acetic acid, polyacrylic acid, Benzenesulfonic acid, phenol, polyglutamic acid), or salts thereof (eg, metal salts, ammonium salts) may be added to the dispersion.
これらシランカップリング剤は予め必要量の水で加水分解されていることが好ましい。シランカップリング剤が加水分解されていると、前述の有機チタン化合物及び金属酸化物粒子の表面が反応し易く、より強固な膜が形成される。また、加水分解されたシランカップリング剤を予め塗布液中に加えることも好ましい。この加水分解に用いた水も有機チタン化合物の加水分解/重合に用いることが出来る。 These silane coupling agents are preferably hydrolyzed with a necessary amount of water in advance. When the silane coupling agent is hydrolyzed, the surfaces of the organic titanium compound and the metal oxide particles described above are easy to react and a stronger film is formed. It is also preferable to add a hydrolyzed silane coupling agent to the coating solution in advance. The water used for this hydrolysis can also be used for the hydrolysis / polymerization of the organic titanium compound.
本発明では2種類以上の表面処理を組み合わせて処理されていても構わない。金属酸化物粒子の形状は、米粒状、球形状、立方体状、紡錘形状或いは不定形状であることが好ましい。2種類以上の金属酸化物粒子を高屈折率層及び中屈折率層に併用してもよい。 In the present invention, the treatment may be performed by combining two or more kinds of surface treatments. The shape of the metal oxide particles is preferably a rice grain shape, a spherical shape, a cubic shape, a spindle shape or an indefinite shape. Two or more kinds of metal oxide particles may be used in combination in the high refractive index layer and the middle refractive index layer.
高屈折率層及び中屈折率層中の金属酸化物粒子の割合は、5〜65体積%であることが好ましく、より好ましくは10〜60体積%であり、更に好ましくは20〜55体積%である。 The ratio of the metal oxide particles in the high refractive index layer and the medium refractive index layer is preferably 5 to 65% by volume, more preferably 10 to 60% by volume, and still more preferably 20 to 55% by volume. is there.
上記金属酸化物粒子は、媒体に分散した分散体の状態で、高屈折率層及び中屈折率層を形成するための塗布液に供される。金属酸化物粒子の分散媒体としては、沸点が60〜170℃の液体を用いることが好ましい。分散溶媒の具体例としては、水、アルコール(例、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラハイドロフラン)、エーテルアルコール(例、1−メトキシ−2−プロパノール)が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン及びブタノールが特に好ましい。 The metal oxide particles are supplied to a coating solution for forming a high refractive index layer and a medium refractive index layer in a dispersion state dispersed in a medium. As a dispersion medium for metal oxide particles, it is preferable to use a liquid having a boiling point of 60 to 170 ° C. Specific examples of the dispersion solvent include water, alcohol (eg, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, benzyl alcohol), ketone (eg, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone), ester (eg, methyl acetate, ethyl acetate). , Propyl acetate, butyl acetate, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate), aliphatic hydrocarbons (eg, hexane, cyclohexane), halogenated hydrocarbons (eg, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride), aromatic Group hydrocarbon (eg, benzene, toluene, xylene), amide (eg, dimethylformamide, dimethylacetamide, n-methylpyrrolidone), ether (eg, diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran), ether alcohol (eg, 1-methoxy-2-propanol). Of these, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and butanol are particularly preferable.
また金属酸化物粒子は、分散機を用いて媒体中に分散することが出来る。分散機の例としては、サンドグラインダーミル(例、ピン付きビーズミル)、高速インペラーミル、ペッブルミル、ローラーミル、アトライター及びコロイドミルが挙げられる。サンドグラインダーミル及び高速インペラーミルが特に好ましい。また、予備分散処理を実施してもよい。予備分散処理に用いる分散機の例としては、ボールミル、三本ロールミル、ニーダー及びエクストルーダーが挙げられる。 The metal oxide particles can be dispersed in the medium using a disperser. Examples of the disperser include a sand grinder mill (eg, a bead mill with pins), a high-speed impeller mill, a pebble mill, a roller mill, an attritor, and a colloid mill. A sand grinder mill and a high-speed impeller mill are particularly preferred. Further, preliminary dispersion processing may be performed. Examples of the disperser used for the preliminary dispersion treatment include a ball mill, a three-roll mill, a kneader, and an extruder.
本発明に用いられる高屈折率層及び中屈折率層は、架橋構造を有するポリマー(以下、架橋ポリマーともいう)をバインダーポリマーとして用いることが好ましい。架橋ポリマーの例として、ポリオレフィン等の飽和炭化水素鎖を有するポリマー(以下、ポリオレフィンと総称する)、ポリエーテル、ポリウレア、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミン、ポリアミド及びメラミン樹脂等の架橋物が挙げられる。中でも、ポリオレフィン、ポリエーテル及びポリウレタンの架橋物が好ましく、ポリオレフィン及びポリエーテルの架橋物が更に好ましく、ポリオレフィンの架橋物が最も好ましい。また、架橋ポリマーがアニオン性基を有することは更に好ましい。アニオン性基は無機微粒子の分散状態を維持する機能を有し、架橋構造はポリマーに皮膜形成能を付与して皮膜を強化する機能を有する。上記アニオン性基は、ポリマー鎖に直接結合していてもよいし、連結基を介してポリマー鎖に結合していてもよいが、連結基を介して側鎖として主鎖に結合していることが好ましい。 The high refractive index layer and medium refractive index layer used in the present invention preferably use a polymer having a crosslinked structure (hereinafter also referred to as a crosslinked polymer) as a binder polymer. Examples of the crosslinked polymer include polymers having a saturated hydrocarbon chain such as polyolefin (hereinafter collectively referred to as polyolefin), and crosslinked products such as polyether, polyurea, polyurethane, polyester, polyamine, polyamide, and melamine resin. Among them, a crosslinked product of polyolefin, polyether and polyurethane is preferred, a crosslinked product of polyolefin and polyether is more preferred, and a crosslinked product of polyolefin is most preferred. Further, it is further preferable that the crosslinked polymer has an anionic group. The anionic group has a function of maintaining the dispersion state of the inorganic fine particles, and the crosslinked structure has a function of imparting a film forming ability to the polymer and strengthening the film. The anionic group may be directly bonded to the polymer chain or may be bonded to the polymer chain via a linking group, but is bonded to the main chain as a side chain via the linking group. Is preferred.
アニオン性基の例としては、カルボン酸基(カルボキシル)、スルホン酸基(スルホ)及びリン酸基(ホスホノ)が挙げられる。中でも、スルホン酸基及びリン酸基が好ましい。ここで、アニオン性基は、塩の状態であってもよい。アニオン性基と塩を形成するカチオンは、アルカリ金属イオンであることが好ましい。また、アニオン性基のプロトンは、解離していてもよい。アニオン性基とポリマー鎖とを結合する連結基は、−CO−、−O−、アルキレン基、アリーレン基、及びこれらの組み合わせから選ばれる二価の基であることが好ましい。好ましいバインダーポリマーである架橋ポリマーは、アニオン性基を有する繰り返し単位と、架橋構造を有する繰り返し単位とを有するコポリマーであることが好ましい。この場合、コポリマー中のアニオン性基を有する繰り返し単位の割合は、2〜96質量%であることが好ましく、4〜94質量%であることが更に好ましく、6〜92質量%であることが最も好ましい。繰り返し単位は、2以上のアニオン性基を有していてもよい。 Examples of the anionic group include a carboxylic acid group (carboxyl), a sulfonic acid group (sulfo), and a phosphoric acid group (phosphono). Of these, sulfonic acid groups and phosphoric acid groups are preferred. Here, the anionic group may be in a salt state. The cation that forms a salt with the anionic group is preferably an alkali metal ion. Moreover, the proton of the anionic group may be dissociated. The linking group that binds the anionic group and the polymer chain is preferably a divalent group selected from —CO—, —O—, an alkylene group, an arylene group, and combinations thereof. The crosslinked polymer which is a preferable binder polymer is preferably a copolymer having a repeating unit having an anionic group and a repeating unit having a crosslinked structure. In this case, the ratio of the repeating unit having an anionic group in the copolymer is preferably 2 to 96% by mass, more preferably 4 to 94% by mass, and most preferably 6 to 92% by mass. preferable. The repeating unit may have two or more anionic groups.
アニオン性基を有する架橋ポリマーには、その他の繰り返し単位(アニオン性基も架橋構造も有しない繰り返し単位)が含まれていてもよい。その他の繰り返し単位としては、アミノ基または4級アンモニウム基を有する繰り返し単位及びベンゼン環を有する繰り返し単位が好ましい。アミノ基または4級アンモニウム基は、アニオン性基と同様に、無機微粒子の分散状態を維持する機能を有する。ベンゼン環は、高屈折率層の屈折率を高くする機能を有する。尚、アミノ基、4級アンモニウム基及びベンゼン環は、アニオン性基を有する繰り返し単位或いは架橋構造を有する繰り返し単位に含まれていても、同様の効果が得られる。 The crosslinked polymer having an anionic group may contain other repeating units (a repeating unit having neither an anionic group nor a crosslinked structure). Other repeating units are preferably a repeating unit having an amino group or a quaternary ammonium group and a repeating unit having a benzene ring. The amino group or quaternary ammonium group has a function of maintaining the dispersed state of the inorganic fine particles, like the anionic group. The benzene ring has a function of increasing the refractive index of the high refractive index layer. The amino group, the quaternary ammonium group, and the benzene ring can obtain the same effect even if they are contained in a repeating unit having an anionic group or a repeating unit having a crosslinked structure.
上記アミノ基または4級アンモニウム基を有する繰り返し単位を構成単位として含有する架橋ポリマーにおいて、アミノ基または4級アンモニウム基は、ポリマー鎖に直接結合していてもよいし、或いは連結基を介し側鎖としてポリマー鎖に結合していてもよいが、後者がより好ましい。アミノ基または4級アンモニウム基は、2級アミノ基、3級アミノ基または4級アンモニウム基であることが好ましく、3級アミノ基または4級アンモニウム基であることが更に好ましい。2級アミノ基、3級アミノ基または4級アンモニウム基の窒素原子に結合している基としては、アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜12のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数1〜6のアルキル基である。4級アンモニウム基の対イオンは、ハライドイオンであることが好ましい。アミノ基または4級アンモニウム基とポリマー鎖とを結合する連結基は、−CO−、−NH−、−O−、アルキレン基、アリーレン基、及びこれらの組み合わせから選ばれる2価の基であることが好ましい。架橋ポリマーが、アミノ基または4級アンモニウム基を有する繰り返し単位を含む場合、その割合は、0.06〜32質量%であることが好ましく、0.08〜30質量%であることが更に好ましく、0.1〜28質量%であることが最も好ましい。 In the crosslinked polymer containing a repeating unit having an amino group or a quaternary ammonium group as a constituent unit, the amino group or quaternary ammonium group may be directly bonded to the polymer chain, or may be a side chain via a linking group. May be bonded to the polymer chain, but the latter is more preferred. The amino group or quaternary ammonium group is preferably a secondary amino group, a tertiary amino group or a quaternary ammonium group, more preferably a tertiary amino group or a quaternary ammonium group. The group bonded to the nitrogen atom of the secondary amino group, tertiary amino group or quaternary ammonium group is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, still more preferably carbon number. 1 to 6 alkyl groups. The counter ion of the quaternary ammonium group is preferably a halide ion. The linking group that connects the amino group or quaternary ammonium group to the polymer chain is a divalent group selected from —CO—, —NH—, —O—, an alkylene group, an arylene group, and combinations thereof. Is preferred. When the crosslinked polymer includes a repeating unit having an amino group or a quaternary ammonium group, the ratio is preferably 0.06 to 32% by mass, more preferably 0.08 to 30% by mass, Most preferably, it is 0.1-28 mass%.
架橋ポリマーは、架橋ポリマーを生成するためのモノマーを配合して高屈折率層及び中屈折率層形成用の塗布液を調製し、塗布液の塗布と同時または塗布後に、重合反応によって生成させることが好ましい。架橋ポリマーの生成と共に、各層が形成される。アニオン性基を有するモノマーは、塗布液中で無機微粒子の分散剤として機能する。アニオン性基を有するモノマーは、無機微粒子に対して、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜40質量%、更に好ましくは10〜30質量%使用される。また、アミノ基または4級アンモニウム基を有するモノマーは、塗布液中で分散助剤として機能する。アミノ基または4級アンモニウム基を有するモノマーは、アニオン性基を有するモノマーに対して、好ましくは3〜33質量%使用される。塗布液の塗布と同時または塗布後に、重合反応によって架橋ポリマーを生成する方法により、塗布液の塗布前にこれらのモノマーを有効に機能させることが出来る。 The cross-linked polymer is prepared by blending a monomer for generating a cross-linked polymer to prepare a coating solution for forming a high refractive index layer and a medium refractive index layer, and is generated by a polymerization reaction simultaneously with or after coating of the coating solution. Is preferred. Each layer is formed with the production of the crosslinked polymer. The monomer having an anionic group functions as a dispersant for inorganic fine particles in the coating solution. The monomer having an anionic group is preferably used in an amount of 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and still more preferably 10 to 30% by mass with respect to the inorganic fine particles. The monomer having an amino group or a quaternary ammonium group functions as a dispersion aid in the coating solution. The monomer having an amino group or a quaternary ammonium group is preferably used in an amount of 3 to 33% by mass based on the monomer having an anionic group. These monomers can be made to function effectively before application of the coating liquid by a method of forming a crosslinked polymer by a polymerization reaction simultaneously with or after application of the coating liquid.
本発明に用いられるモノマーとしては、2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーが最も好ましいが、その例としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル(例、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ジクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート)、ビニルベンゼン及びその誘導体(例、1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン)、ビニルスルホン(例、ジビニルスルホン)、アクリルアミド(例、メチレンビスアクリルアミド)及びメタクリルアミド等が挙げられる。アニオン性基を有するモノマー、及びアミノ基または4級アンモニウム基を有するモノマーは市販のモノマーを用いてもよい。好ましく用いられる市販のアニオン性基を有するモノマーとしては、KAYAMARPM−21、PM−2(日本化薬(株)製)、AntoxMS−60、MS−2N、MS−NH4(日本乳化剤(株)製)、アロニックスM−5000、M−6000、M−8000シリーズ(東亞合成化学工業(株)製)、ビスコート#2000シリーズ(大阪有機化学工業(株)製)、ニューフロンティアGX−8289(第一工業製薬(株)製)、NKエステルCB−1、A−SA(新中村化学工業(株)製)、AR−100、MR−100、MR−200(第八化学工業(株)製)等が挙げられる。また、好ましく用いられる市販のアミノ基または4級アンモニウム基を有するモノマーとしてはDMAA(大阪有機化学工業(株)製)、DMAEA,DMAPAA(興人(株)製)、ブレンマーQA(日本油脂(株)製)、ニューフロンティアC−1615(第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。 As the monomer used in the present invention, a monomer having two or more ethylenically unsaturated groups is most preferable, and examples thereof include esters of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid (eg, ethylene glycol di ( (Meth) acrylate, 1,4-dichlorohexanediacrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol Tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, pentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,2,3-cyclohexanetetramethacrylate, polyurethane polyacrylate, polyester Terpolyacrylate), vinylbenzene and its derivatives (eg, 1,4-divinylbenzene, 4-vinylbenzoic acid-2-acryloylethyl ester, 1,4-divinylcyclohexanone), vinylsulfone (eg, divinylsulfone), acrylamide (E.g., methylenebisacrylamide) and methacrylamide. Commercially available monomers may be used as the monomer having an anionic group and the monomer having an amino group or a quaternary ammonium group. As a commercially available monomer having a commercially available anionic group, KAYAMAPMPM-21, PM-2 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Antox MS-60, MS-2N, MS-NH4 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) , Aronix M-5000, M-6000, M-8000 series (manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.), Biscote # 2000 series (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), New Frontier GX-8289 (Daiichi Kogyo Seiyaku) NK ester CB-1, A-SA (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), AR-100, MR-100, MR-200 (manufactured by Eighth Chemical Industry Co., Ltd.), and the like. It is done. Examples of commercially available monomers having a commercially available amino group or quaternary ammonium group include DMAA (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), DMAEA, DMAPAA (manufactured by Kojin Co., Ltd.), and Bremer QA (Nippon Yushi Co., Ltd.). ) And New Frontier C-1615 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).
ポリマーの重合反応は、光重合反応または熱重合反応を用いることが出来る。特に光重合反応が好ましい。重合反応のため、重合開始剤を使用することが好ましい。例えば、ハードコート層のバインダーポリマーを形成するために用いられる後述する熱重合開始剤、及び光重合開始剤が挙げられる。 For the polymerization reaction of the polymer, a photopolymerization reaction or a thermal polymerization reaction can be used. A photopolymerization reaction is particularly preferable. A polymerization initiator is preferably used for the polymerization reaction. For example, the thermal polymerization initiator mentioned later used in order to form the binder polymer of a hard-coat layer, and a photoinitiator are mentioned.
重合開始剤として市販の重合開始剤を使用してもよい。重合開始剤に加えて、重合促進剤を使用してもよい。重合開始剤と重合促進剤の添加量は、モノマーの全量の0.2〜10質量%の範囲であることが好ましい。塗布液(モノマーを含む無機微粒子の分散液)を加熱して、モノマー(またはオリゴマー)の重合を促進してもよい。また、塗布後の光重合反応の後に加熱して、形成されたポリマーの熱硬化反応を追加処理してもよい。 A commercially available polymerization initiator may be used as the polymerization initiator. In addition to the polymerization initiator, a polymerization accelerator may be used. The addition amount of the polymerization initiator and the polymerization accelerator is preferably in the range of 0.2 to 10% by mass of the total amount of monomers. The coating liquid (dispersion of inorganic fine particles containing monomer) may be heated to promote polymerization of the monomer (or oligomer). Moreover, it may heat after the photopolymerization reaction after application | coating, and may additionally process the thermosetting reaction of the formed polymer.
中屈折率層及び高屈折率層には、比較的屈折率が高いポリマーを用いることが好ましい。屈折率が高いポリマーの例としては、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリカーボネート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び環状(脂環式または芳香族)イソシアネートとポリオールとの反応で得られるポリウレタンが挙げられる。その他の環状(芳香族、複素環式、脂環式)基を有するポリマーや、フッ素以外のハロゲン原子を置換基として有するポリマーも、屈折率が高く用いることが出来る。 For the medium refractive index layer and the high refractive index layer, it is preferable to use a polymer having a relatively high refractive index. Examples of the polymer having a high refractive index include polystyrene, styrene copolymer, polycarbonate, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, and polyurethane obtained by reaction of cyclic (alicyclic or aromatic) isocyanate and polyol. . Polymers having other cyclic (aromatic, heterocyclic, alicyclic) groups and polymers having halogen atoms other than fluorine as substituents can also be used with a high refractive index.
低反射積層体の各層またはその塗布液には、前述した成分(金属酸化物粒子、ポリマー、分散媒体、重合開始剤、重合促進剤)以外に、重合禁止剤、レベリング剤、増粘剤、着色防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、帯電防止剤や接着付与剤を添加してもよい。 In addition to the above-mentioned components (metal oxide particles, polymer, dispersion medium, polymerization initiator, polymerization accelerator), each layer of the low-reflective laminate or coating solution thereof includes a polymerization inhibitor, a leveling agent, a thickener, and coloring. An inhibitor, an ultraviolet absorber, a silane coupling agent, an antistatic agent or an adhesion promoter may be added.
(透明基材フィルム)
次に、本発明で用いることの出来る透明基材フィルムについて説明する。
(Transparent substrate film)
Next, the transparent substrate film that can be used in the present invention will be described.
本発明に用いられる透明基材フィルムとしては、製造が容易であること、活性線硬化型樹脂層との接着性が良好である、光学的に等方性である、光学的に透明であること等が好ましい要件として挙げられる。 The transparent substrate film used in the present invention is easy to manufacture, has good adhesion to the actinic radiation curable resin layer, is optically isotropic, and is optically transparent. Etc. are mentioned as preferable requirements.
本発明でいう透明とは、可視光の透過率60%以上であることをさし、好ましくは80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。 The term “transparent” as used in the present invention means that the visible light transmittance is 60% or more, preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more.
上記の性質を有していれば特に限定はないが、例えば、セルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム,ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム(アートン(JSR社製)、ゼオネックス、ゼオネア(以上、日本ゼオン社製))、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルムまたはガラス板等を挙げることが出来る。中でも、セルローストリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンを含む)が好ましく、本発明においては、特にセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック 製品名KC8UX2MW、KC4UX2MW、KC8UY、KC4UY、KC5UN、KC12UR(コニカミノルタオプト(株)製))が、製造上、コスト面、透明性、等方性、接着性等の観点から好ましく用いられる。これらのフィルムは、溶融流延製膜で製造されたフィルムであっても、溶液流延製膜で製造されたフィルムであってもよい。 Although it will not specifically limit if it has said property, For example, a cellulose-ester type film, a polyester-type film, a polycarbonate-type film, a polyarylate-type film, a polysulfone (a polyether sulfone is also included) type film, a polyethylene terephthalate, polyethylene Polyester film such as naphthalate, polyethylene film, polypropylene film, cellophane, cellulose diacetate film, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene vinyl alcohol film, syndiotactic polystyrene film, Polycarbonate film, cycloolefin polymer film (Arton (manufactured by JSR), Onex, Zeonea (above, ZEON Corporation), polymethylpentene film, polyetherketone film, polyetherketoneimide film, polyamide film, fluororesin film, nylon film, polymethylmethacrylate film, acrylic film, glass plate, etc. Can be mentioned. Among them, cellulose triacetate film, polycarbonate film, and polysulfone (including polyethersulfone) are preferable, and in the present invention, cellulose ester film (for example, Konica Minoltack product names KC8UX2MW, KC4UX2MW, KC8UY, KC4UY, KC5UN, KC12UR (Konica) Minolta Opto Co., Ltd.)) is preferably used from the viewpoints of production, cost, transparency, isotropy, adhesion and the like. These films may be films produced by melt casting film formation or films produced by solution casting film formation.
基材フィルムの光学特性としては膜厚方向のリターデーションRtが0nm〜300nm、面内方向のリターデーションR0が0nm〜1000nmのものが好ましく用いられる。 The optical properties of the substrate film thickness direction retardation R t is 0Nm~300nm, retardation R 0 in the plane direction those 0nm~1000nm is preferably used.
本発明においては、基材フィルムとしてはセルロースエステルフィルムを用いることが好ましい。セルロースエステルとしては、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましく、中でもセルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられる。 In the present invention, it is preferable to use a cellulose ester film as the substrate film. As the cellulose ester, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate propionate are preferable. Among them, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, and cellulose acetate propionate are preferably used.
特にアセチル基の置換度をX、プロピオニル基またはブチリル基の置換度をYとした時、XとYが下記の範囲にあるセルロースの混合脂肪酸エステルを有する基材フィルム上に活性線硬化型樹脂層と反射防止層を設けた低反射積層体が好ましく用いられる。 In particular, when the substitution degree of acetyl group is X and the substitution degree of propionyl group or butyryl group is Y, X and Y are active ray curable resin layers on a base film having a mixed fatty acid ester of cellulose in the following range And a low reflection laminate provided with an antireflection layer is preferably used.
2.3≦X+Y≦3.0
0.1≦Y≦1.2
特に、2.5≦X+Y≦2.85
0.3≦Y≦1.2であることが好ましい。
2.3 ≦ X + Y ≦ 3.0
0.1 ≦ Y ≦ 1.2
In particular, 2.5 ≦ X + Y ≦ 2.85
It is preferable that 0.3 ≦ Y ≦ 1.2.
本発明に用いられる基材フィルムとして、セルロースエステルを用いる場合、セルロースエステルの原料のセルロースとしては、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ(針葉樹由来、広葉樹由来)、ケナフ等を挙げることが出来る。またそれらから得られたセルロースエステルはそれぞれ任意の割合で混合使用することが出来る。これらのセルロースエステルは、アシル化剤が酸無水物(無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸)である場合には、酢酸のような有機酸やメチレンクロライド等の有機溶媒を用い、硫酸のようなプロトン性触媒を用いてセルロース原料と反応させて得ることが出来る。 When cellulose ester is used as the base film used in the present invention, the cellulose used as the raw material for the cellulose ester is not particularly limited. I can do it. Moreover, the cellulose ester obtained from them can be mixed and used in arbitrary ratios, respectively. When the acylating agent is an acid anhydride (acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride), these cellulose esters use an organic solvent such as acetic acid or an organic solvent such as methylene chloride, and It can be obtained by reacting with a cellulose raw material using a protic catalyst.
アシル化剤が酸クロライド(CH3COCl、C2H5COCl、C3H7COCl)の場合には、触媒としてアミンのような塩基性化合物を用いて反応が行われる。具体的には、特開平10−45804号に記載の方法等を参考にして合成することが出来る。また、本発明に用いられるセルロースエステルは各置換度に合わせて上記アシル化剤量を混合して反応させたものであり、セルロースエステルはこれらアシル化剤がセルロース分子の水酸基に反応する。セルロース分子はグルコースユニットが多数連結したものからなっており、グルコースユニットに3個の水酸基がある。この3個の水酸基にアシル基が誘導された数を置換度(モル%)という。例えば、セルローストリアセテートはグルコースユニットの3個の水酸基全てにアセチル基が結合している(実際には2.6〜3.0)。 When the acylating agent is acid chloride (CH 3 COCl, C 2 H 5 COCl, C 3 H 7 COCl), the reaction is carried out using a basic compound such as an amine as a catalyst. Specifically, it can be synthesized with reference to the method described in JP-A-10-45804. In addition, the cellulose ester used in the present invention is obtained by mixing and reacting the amount of the acylating agent in accordance with the degree of substitution. In the cellulose ester, these acylating agents react with hydroxyl groups of cellulose molecules. Cellulose molecules are composed of many glucose units linked together, and the glucose unit has three hydroxyl groups. The number of acyl groups derived from these three hydroxyl groups is called the degree of substitution (mol%). For example, cellulose triacetate has acetyl groups bonded to all three hydroxyl groups of the glucose unit (actually 2.6 to 3.0).
本発明に用いられるセルロースエステルとしては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、またはセルロースアセテートプロピオネートブチレートのようなアセチル基の他にプロピオネート基またはブチレート基が結合したセルロースの混合脂肪酸エステルが特に好ましく用いられる。尚、ブチレートを形成するブチリル基としては、直鎖状でも分岐していてもよい。 The cellulose ester used in the present invention is a mixed fatty acid ester of cellulose in which a propionate group or a butyrate group is bonded in addition to an acetyl group such as cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, or cellulose acetate propionate butyrate. Is particularly preferably used. The butyryl group forming butyrate may be linear or branched.
プロピオネート基を置換基として含むセルロースアセテートプロピオネートは耐水性に優れ、液晶画像表示装置用のフィルムとして有用である。 Cellulose acetate propionate containing a propionate group as a substituent has excellent water resistance and is useful as a film for liquid crystal image display devices.
アシル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96の規定に準じて測定することが出来る。 The measuring method of the substitution degree of an acyl group can be measured according to the provisions of ASTM-D817-96.
セルロースエステルの数平均分子量は、70,000〜250,000が、成型した場合の機械的強度が強く、かつ、適度なドープ粘度となり好ましく、更に好ましくは、80,000〜150,000である。 The number average molecular weight of the cellulose ester is preferably 70,000 to 250,000 because the mechanical strength when molded is strong and an appropriate dope viscosity is preferable, and more preferably 80,000 to 150,000.
これらセルロースエステルは、一般的に溶液流延製膜法と呼ばれるセルロースエステル溶解液(ドープ)を、例えば、無限に移送する無端の金属ベルトまたは回転する金属ドラムの流延用支持体上に加圧ダイからドープを流延(キャスティング)し製膜する方法で製造されることが好ましい。 These cellulose esters are pressurized by applying a cellulose ester solution (dope) generally called a solution casting film forming method onto, for example, an endless metal belt for infinite transport or a support for casting of a rotating metal drum. It is preferable to manufacture the dope from a die by casting (casting).
これらドープの調製に用いられる有機溶媒としては、セルロースエステルを溶解出来、かつ、適度な沸点であることが好ましく、例えば、メチレンクロライド、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセト酢酸メチル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等を挙げることが出来るが、メチレンクロライド等の有機ハロゲン化合物、ジオキソラン誘導体、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、アセト酢酸メチル等が好ましい有機溶媒(即ち、良溶媒)として挙げられる。 The organic solvent used for the preparation of these dopes is preferably capable of dissolving the cellulose ester and having an appropriate boiling point, for example, methylene chloride, methyl acetate, ethyl acetate, amyl acetate, methyl acetoacetate, acetone, tetrahydrofuran 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, cyclohexanone, ethyl formate, 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol, 1,3-difluoro-2 -Propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methyl-2-propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, 2,2,3 , 3,3-pentafluoro-1-propanol, nitroethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc. It is possible, organic halogen compounds such as methylene chloride, dioxolane derivatives, methyl acetate, ethyl acetate, acetone, methyl acetoacetate, and the like are preferable organic solvents (i.e., good solvent), and as.
また、下記の製膜工程に示すように、溶媒蒸発工程において流延用支持体上に形成されたウェブ(ドープ膜)から溶媒を乾燥させる時に、ウェブ中の発泡を防止する観点から、用いられる有機溶媒の沸点としては、30〜80℃が好ましく、例えば、上記記載の良溶媒の沸点は、メチレンクロライド(沸点40.4℃)、酢酸メチル(沸点56.32℃)、アセトン(沸点56.3℃)、酢酸エチル(沸点76.82℃)等である。 Moreover, as shown in the following film forming process, it is used from the viewpoint of preventing foaming in the web when the solvent is dried from the web (dope film) formed on the casting support in the solvent evaporation process. The boiling point of the organic solvent is preferably 30 to 80 ° C. For example, the good solvent described above has a boiling point of methylene chloride (boiling point 40.4 ° C), methyl acetate (boiling point 56.32 ° C), acetone (boiling point 56.56 ° C). 3 ° C.), ethyl acetate (boiling point 76.82 ° C.) and the like.
上記記載の良溶媒の中でも溶解性に優れるメチレンクロライド或いは酢酸メチルが好ましく用いられる。 Among the good solvents described above, methylene chloride or methyl acetate, which is excellent in solubility, is preferably used.
上記有機溶媒の他に、0.1質量%〜40質量%の炭素原子数1〜4のアルコールを含有させることが好ましい。特に好ましくは5〜30質量%で前記アルコールが含まれることが好ましい。これらは上記記載のドープを流延用支持体に流延後、溶媒が蒸発を始めアルコールの比率が多くなるとウェブ(ドープ膜)がゲル化し、ウェブを丈夫にし流延用支持体から剥離することを容易にするゲル化溶媒として用いられたり、これらの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒のセルロースエステルの溶解を促進する役割もある。 It is preferable to contain 0.1 mass%-40 mass% of C1-C4 alcohol other than the said organic solvent. It is particularly preferable that the alcohol is contained at 5 to 30% by mass. After casting the dope described above onto a casting support, the solvent starts to evaporate and the alcohol ratio increases and the web (dope film) gels, making the web strong and peeling from the casting support. It is also used as a gelling solvent for facilitating the dissolution, and when these ratios are small, it also has a role of promoting the dissolution of the cellulose ester of the non-chlorine organic solvent.
炭素原子数1〜4のアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等を挙げることが出来る。 Examples of the alcohol having 1 to 4 carbon atoms include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol and the like.
これらの溶媒のうち、ドープの安定性がよく、沸点も比較的低く、乾燥性もよく、かつ毒性がないこと等からエタノールが好ましい。好ましくは、メチレンクロライド70質量%〜95質量%に対してエタノール5質量%〜30質量%を含む溶媒を用いることが好ましい。メチレンクロライドの代わりに酢酸メチルを用いることも出来る。このとき、冷却溶解法によりドープを調製してもよい。 Of these solvents, ethanol is preferred because it has good dope stability, relatively low boiling point, good drying properties, and no toxicity. It is preferable to use a solvent containing 5% by mass to 30% by mass of ethanol with respect to 70% by mass to 95% by mass of methylene chloride. Methyl acetate can be used in place of methylene chloride. At this time, the dope may be prepared by a cooling dissolution method.
本発明で用いられるセルロースエステルフィルムは少なくとも幅手方向に延伸されたものが好ましく、特に溶液流延工程で残留溶媒量が3質量%〜40質量%である時に幅手方向に1.01倍〜1.5倍に延伸されたものであることが好ましい。より好ましくは幅手方向と長手方向に2軸延伸することであり、残留溶媒料が3質量%〜40質量%である時に幅手方向及び長手方向に、各々1.01倍〜1.5倍に延伸されることが望ましい。この様にすることにより、平面性及び光拡散性に優れた光拡散性フィルムを得ることが出来る。 The cellulose ester film used in the present invention is preferably at least stretched in the width direction, and is 1.01 times to the width direction when the residual solvent amount is 3% by mass to 40% by mass in the solution casting process. The film is preferably stretched 1.5 times. More preferably, biaxial stretching is performed in the width direction and the longitudinal direction, and when the residual solvent is 3% by mass to 40% by mass, the width direction and the longitudinal direction are 1.01 times to 1.5 times, respectively. It is desirable to be stretched. By doing in this way, the light diffusable film excellent in planarity and light diffusibility can be obtained.
尚、残留溶媒量は下記の式により表される。 The residual solvent amount is represented by the following formula.
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ここで、Mはウェブ(溶媒を含有したセルロースエステルフィルム)の任意時点における質量、NはMのウェブを110℃で3時間乾燥させた時の質量である。
Residual solvent amount (% by mass) = {(MN) / N} × 100
Here, M is the mass of the web (cellulose ester film containing the solvent) at an arbitrary point in time, and N is the mass when the web of M is dried at 110 ° C. for 3 hours.
更に、2軸延伸し、前述のナーリング加工をすることによって、長尺状光学フィルムのロール状での保管中の巻き形状の劣化を著しく改善することが出来る。 Furthermore, by carrying out biaxial stretching and performing the knurling described above, it is possible to remarkably improve the deterioration of the winding shape during storage of the long optical film in the form of a roll.
本発明においては、二軸延伸されたセルロースエステルフィルムは、光透過率が90%以上、より好ましくは93%以上の透明支持体であることが好ましい。 In the present invention, the biaxially stretched cellulose ester film is preferably a transparent support having a light transmittance of 90% or more, more preferably 93% or more.
本発明に用いられるセルロースエステルフィルム支持体は、その厚さが10μm〜100μmのものが好ましく、更に好ましくは40μm〜80μmであり、透湿性は、JIS Z 0208(25℃、90%RH)に準じて測定した値として、200g/m2・24時間以下であることが好ましく、更に好ましくは、10〜180g/m2・24時間以下であり、特に好ましくは、160g/m2・24時間以下である。特には、膜厚10μm〜80μmで透湿性が上記範囲内であることが好ましい。 The cellulose ester film support used in the present invention preferably has a thickness of 10 μm to 100 μm, more preferably 40 μm to 80 μm, and moisture permeability conforms to JIS Z 0208 (25 ° C., 90% RH). The measured value is preferably 200 g / m 2 · 24 hours or less, more preferably 10 to 180 g / m 2 · 24 hours or less, and particularly preferably 160 g / m 2 · 24 hours or less. is there. In particular, it is preferable that the film thickness is 10 μm to 80 μm and the moisture permeability is within the above range.
本発明においては、長尺フィルムを用いることが好ましく、具体的には、100m〜5000m程度のものを示し、通常、ロール状で提供される形態のものである。また、基材フィルムの幅は1.3〜4mであることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a long film, and specifically, a film having a length of about 100 m to 5000 m is shown, which is usually provided in a roll shape. Moreover, it is preferable that the width | variety of a base film is 1.3-4 m.
本発明の低反射積層体にセルロースエステルフィルムを用いる場合、下記のような可塑剤を含有するのが好ましい。可塑剤としては、例えば、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等を好ましく用いることが出来る。 When a cellulose ester film is used for the low reflection laminate of the present invention, it is preferable to contain the following plasticizer. Examples of plasticizers include phosphate ester plasticizers, phthalate ester plasticizers, trimellitic acid ester plasticizers, pyromellitic acid plasticizers, glycolate plasticizers, citrate ester plasticizers, and polyesters. A plasticizer or the like can be preferably used.
リン酸エステル系可塑剤では、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系可塑剤では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジフェニルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等、トリメリット酸系可塑剤では、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等、ピロメリット酸エステル系可塑剤では、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等、グリコレート系可塑剤では、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等、クエン酸エステル系可塑剤では、トリエチルシトレート、トリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリ−n−(2−エチルヘキシル)シトレート等を好ましく用いることが出来る。その他のカルボン酸エステルの例には、トリメチロールプロパントリベンゾエート、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。 For phosphate plasticizers, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, diphenylbiphenyl phosphate, trioctyl phosphate, tributyl phosphate, etc. For phthalate ester plasticizers, diethyl phthalate, dimethoxy For trimellitic acid plasticizers such as ethyl phthalate, dimethyl phthalate, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, butyl benzyl phthalate, diphenyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, tributyl trimellitate, triphenyl trimellitate, triethyl For pyromellitic acid ester plasticizers such as trimellitate, tetrabutylpyromellitate, In the case of glycolate plasticizers such as lupyromelitate and tetraethylpyromellitate, triacetin, tributyrin, ethylphthalylethyl glycolate, methylphthalylethyl glycolate, butylphthalylbutyl glycolate, etc. Citrate, tri-n-butyl citrate, acetyl triethyl citrate, acetyl tri-n-butyl citrate, acetyl tri-n- (2-ethylhexyl) citrate and the like can be preferably used. Examples of other carboxylic acid esters include trimethylolpropane tribenzoate, butyl oleate, methylacetyl ricinoleate, dibutyl sebacate, and various trimellitic acid esters.
ポリエステル系可塑剤として脂肪族二塩基酸、脂環式二塩基酸、芳香族二塩基酸等の二塩基酸とグリコールの共重合ポリマーを用いることが出来る。脂肪族二塩基酸としては特に限定されないが、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸等を用いることが出来る。グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコール等を用いることが出来る。これらの二塩基酸及びグリコールはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。 As the polyester plasticizer, a copolymer of a dibasic acid such as an aliphatic dibasic acid, an alicyclic dibasic acid, or an aromatic dibasic acid and a glycol can be used. The aliphatic dibasic acid is not particularly limited, and adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, terephthalic acid, 1,4-cyclohexyl dicarboxylic acid and the like can be used. As the glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol and the like can be used. These dibasic acids and glycols may be used alone or in combination of two or more.
これらの可塑剤の使用量は、フィルム性能、加工性等の点で、セルロースエステルに対して1質量%〜20質量%が好ましく、特に好ましくは、3質量%〜13質量%である。 The amount of these plasticizers used is preferably 1% by mass to 20% by mass and particularly preferably 3% by mass to 13% by mass with respect to the cellulose ester in terms of film performance, processability and the like.
本発明の低反射積層体用の長尺フィルムには、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。 For the long film for the low reflection laminate of the present invention, an ultraviolet absorber is preferably used.
紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。 As the ultraviolet absorber, those excellent in the ability to absorb ultraviolet rays having a wavelength of 370 nm or less and having little absorption of visible light having a wavelength of 400 nm or more are preferably used from the viewpoint of good liquid crystal display properties.
本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of the ultraviolet absorber preferably used in the present invention include oxybenzophenone compounds, benzotriazole compounds, salicylic acid ester compounds, benzophenone compounds, cyanoacrylate compounds, nickel complex compounds, and the like. However, it is not limited to these.
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば下記の紫外線吸収剤を具体例として挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the benzotriazole-based ultraviolet absorbers include the following ultraviolet absorbers, but the present invention is not limited thereto.
UV−1:2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−2:2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−3:2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−4:2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール
UV−5:2−(2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−6:2,2−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)
UV−7:2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール
UV−8:2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール(TINUVIN171、Ciba製)
UV−9:オクチル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートの混合物(TINUVIN109、Ciba製)
また、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては下記の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
UV-1: 2- (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazole UV-2: 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-butylphenyl) benzotriazole UV-3 : 2- (2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl) benzotriazole UV-4: 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-butylphenyl)- 5-Chlorobenzotriazole UV-5: 2- (2'-hydroxy-3 '-(3 ", 4", 5 ", 6" -tetrahydrophthalimidomethyl) -5'-methylphenyl) benzotriazole UV-6: 2,2-methylenebis (4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) -6- (2H-benzotriazol-2-yl) phenol)
UV-7: 2- (2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole UV-8: 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -6 (Linear and side chain dodecyl) -4-methylphenol (TINUVIN171, manufactured by Ciba)
UV-9: Octyl-3- [3-tert-butyl-4-hydroxy-5- (chloro-2H-benzotriazol-2-yl) phenyl] propionate and 2-ethylhexyl-3- [3-tert-butyl- 4-Hydroxy-5- (5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl) phenyl] propionate (TINUVIN109, manufactured by Ciba)
Moreover, although the following specific example is shown as a benzophenone series ultraviolet absorber, this invention is not limited to these.
UV−10:2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン
UV−11:2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン
UV−12:2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン
UV−13:ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニルメタン)
本発明で好ましく用いられる紫外線吸収剤としては、透明性が高く、偏光板や液晶の劣化を防ぐ効果に優れたベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく、不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましく用いられる。
UV-10: 2,4-dihydroxybenzophenone UV-11: 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone UV-12: 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone UV-13: Bis (2-methoxy -4-hydroxy-5-benzoylphenylmethane)
As the ultraviolet absorber preferably used in the present invention, a benzotriazole-based ultraviolet absorber and a benzophenone-based ultraviolet absorber that are highly transparent and excellent in preventing the deterioration of the polarizing plate and the liquid crystal are preferable, and unnecessary coloring is less. A benzotriazole-based ultraviolet absorber is particularly preferably used.
また、特開2001−187825に記載されている分配係数が9.2以上の紫外線吸収剤は、長尺フィルムの面品質を向上させ、塗布性にも優れている。特に分配係数が10.1以上の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。 Moreover, the ultraviolet absorber whose distribution coefficient described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-187825 is 9.2 or more improves the surface quality of a long film, and is excellent also in applicability | paintability. In particular, it is preferable to use an ultraviolet absorber having a distribution coefficient of 10.1 or more.
また、特開平6−148430号に記載の一般式(1)または一般式(2)、特願2000−156039の一般式(3)、(6)、(7)記載の高分子紫外線吸収剤(または紫外線吸収性ポリマー)も好ましく用いられる。高分子紫外線吸収剤としては、PUVA−30M(大塚化学(株)製)等が市販されている。 Further, the polymer ultraviolet absorbers described in the general formula (1) or general formula (2) described in JP-A-6-148430 and the general formulas (3), (6), and (7) of Japanese Patent Application No. 2000-156039 ( Alternatively, an ultraviolet absorbing polymer) is also preferably used. As a polymer ultraviolet absorber, PUVA-30M (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) and the like are commercially available.
また、本発明に用いられるセルロースエステルフィルムには滑り性を付与するため、後述の活性線硬化型樹脂を含む塗布層で記載するものと同様の微粒子を用いることが出来る。 Moreover, in order to provide slipperiness to the cellulose-ester film used for this invention, the microparticles | fine-particles similar to what is described with the coating layer containing the below-mentioned actinic radiation curable resin can be used.
本発明に用いられるセルロースエステルフィルムに添加される微粒子の1次平均粒子径としては、20nm以下が好ましく、更に好ましくは、5〜16nmであり、特に好ましくは、5〜12nmである。これらの微粒子は0.1〜5μmの粒径の2次粒子を形成してセルロースエステルフィルムに含まれることが好ましく、好ましい平均粒径は0.1〜2μmであり、更に好ましくは0.2〜0.6μmである。これにより、フィルム表面に高さ0.1〜1.0μm程度の凹凸を形成し、これによってフィルム表面に適切な滑り性を与えることが出来る。 The primary average particle diameter of the fine particles added to the cellulose ester film used in the present invention is preferably 20 nm or less, more preferably 5 to 16 nm, and particularly preferably 5 to 12 nm. These fine particles preferably form secondary particles having a particle diameter of 0.1 to 5 μm and are contained in the cellulose ester film, and the preferable average particle diameter is 0.1 to 2 μm, more preferably 0.2 to 0.6 μm. Thereby, the unevenness | corrugation about 0.1-1.0 micrometer high can be formed in the film surface, and, thereby, appropriate slipperiness can be given to the film surface.
本発明に用いられる微粒子の1次平均粒子径の測定は、透過型電子顕微鏡(倍率50万〜200万倍)で粒子の観察を行い、粒子100個を観察し、その平均値をもって、1次平均粒子径とした。 The primary average particle diameter of the fine particles used in the present invention is measured by observing particles with a transmission electron microscope (magnification 500,000 to 2,000,000 times), observing 100 particles, and using the average value, the primary value is measured. The average particle size was taken.
微粒子の見掛比重としては、70g/リットル以上が好ましく、更に好ましくは、90〜200g/リットルであり、特に好ましくは、100〜200g/リットルである。見掛比重が大きい程、高濃度の分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましく、また、本発明のように固形分濃度の高いドープを調製する際には、特に好ましく用いられる。 The apparent specific gravity of the fine particles is preferably 70 g / liter or more, more preferably 90 to 200 g / liter, and particularly preferably 100 to 200 g / liter. A larger apparent specific gravity makes it possible to make a high-concentration dispersion, which improves haze and agglomerates, and is preferable when preparing a dope having a high solid content concentration as in the present invention. Are particularly preferably used.
1次粒子の平均径が20nm以下、見掛比重が70g/リットル以上のSiO2微粒子は、例えば、気化させた四塩化珪素と水素を混合させたものを1000〜1200℃にて空気中で燃焼させることで得ることが出来る。また例えばアエロジル200V、アエロジルR972V(以上、日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、それらを使用することが出来る。 SiO 2 fine particles having an average primary particle diameter of 20 nm or less and an apparent specific gravity of 70 g / liter or more are, for example, a mixture of vaporized silicon tetrachloride and hydrogen burned in air at 1000 to 1200 ° C. Can be obtained. For example, it is marketed by the brand name of Aerosil 200V and Aerosil R972V (above, Nippon Aerosil Co., Ltd. product), and can use them.
上記記載の見掛比重はSiO2微粒子を一定量メスシリンダーに採り、この時の重さを測定し、下記式で算出したものである。 The apparent specific gravity described above is calculated by the following formula by measuring a weight of SiO 2 fine particles in a graduated cylinder and measuring the weight at that time.
見掛比重(g/リットル)=SiO2質量(g)/SiO2の容積(リットル)
本発明に用いられる微粒子の分散液を調製する方法としては、例えば以下に示すような3種類が挙げられる。
Apparent specific gravity (g / liter) = SiO 2 mass (g) / SiO 2 volume (liter)
Examples of the method for preparing the fine particle dispersion used in the present invention include the following three types.
《調製方法A》
溶剤と微粒子を攪拌混合した後、分散機で分散を行う。これを微粒子分散液とする。微粒子分散液をドープ液に加えて攪拌する。
<< Preparation Method A >>
After stirring and mixing the solvent and fine particles, dispersion is performed with a disperser. This is a fine particle dispersion. The fine particle dispersion is added to the dope solution and stirred.
《調製方法B》
溶剤と微粒子を攪拌混合した後、分散機で分散を行う。これを微粒子分散液とする。別に溶剤に少量のセルローストリアセテートを加え、攪拌溶解する。これに前記微粒子分散液を加えて攪拌する。これを微粒子添加液とする。微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する。
<< Preparation Method B >>
After stirring and mixing the solvent and fine particles, dispersion is performed with a disperser. This is a fine particle dispersion. Separately, a small amount of cellulose triacetate is added to the solvent and dissolved by stirring. The fine particle dispersion is added to this and stirred. This is a fine particle addition solution. The fine particle additive solution is sufficiently mixed with the dope solution using an in-line mixer.
《調製方法C》
溶剤に少量のセルローストリアセテートを加え、攪拌溶解する。これに微粒子を加えて分散機で分散を行う。これを微粒子添加液とする。微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する。
<< Preparation Method C >>
Add a small amount of cellulose triacetate to the solvent and dissolve with stirring. Fine particles are added to this and dispersed by a disperser. This is a fine particle addition solution. The fine particle additive solution is sufficiently mixed with the dope solution using an in-line mixer.
調製方法AはSiO2微粒子の分散性に優れ、調製方法CはSiO2微粒子が再凝集しにくい点で優れている。中でも、上記記載の調製方法BはSiO2微粒子の分散性と、SiO2微粒子が再凝集しにくい等、両方に優れている好ましい調製方法である。 Preparation method A is excellent in the dispersibility of SiO 2 fine particles, and preparation method C is excellent in that the SiO 2 fine particles are difficult to re-aggregate. Among them, the preparation method B described above is a dispersion of SiO 2 particles, a preferred preparation method SiO 2 particles have excellent reagglomeration hardly like, both.
《分散方法》
SiO2微粒子を溶剤などと混合して分散する時のSiO2の濃度は5質量%〜30質量%が好ましく、10質量%〜25質量%が更に好ましく、15〜20質量%が最も好ましい。分散濃度は高い方が、添加量に対する液濁度は低くなる傾向があり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。
《Distribution method》
The concentration of SiO 2 when the SiO 2 fine particles are mixed with a solvent and dispersed is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 25% by mass, and most preferably 15 to 20% by mass. A higher dispersion concentration is preferable because liquid turbidity with respect to the added amount tends to be low, and haze and aggregates are improved.
使用される溶剤は低級アルコール類としては、好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられる。低級アルコール以外の溶媒としては特に限定されないが、セルロースエステルの製膜時に用いられる溶剤を用いることが好ましい。 The solvent used is preferably lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol and the like. Although it does not specifically limit as solvents other than a lower alcohol, It is preferable to use the solvent used at the time of film forming of a cellulose ester.
セルロースエステルに対するSiO2微粒子の添加量はセルロースエステル100質量部に対して、SiO2微粒子は0.01質量部〜5.0質量部が好ましく、0.05質量部〜1.0質量部が更に好ましく、0.1質量部〜0.5質量部が最も好ましい。添加量は多い方が、動摩擦係数に優れ、添加量が少ない方が、凝集物が少なくなる。 The addition amount of SiO 2 fine particles to the cellulose ester relative to 100 parts by weight of cellulose ester, SiO 2 fine particles is preferably 5.0 parts by 0.01 parts by weight, 0.05 parts by weight to 1.0 parts by weight is more Preferably, 0.1 mass part-0.5 mass part is the most preferable. The larger the added amount, the better the dynamic friction coefficient, and the smaller the added amount, the less aggregates.
分散機は通常の分散機が使用出来る。分散機は大きく分けてメディア分散機とメディアレス分散機に分けられる。SiO2微粒子の分散にはメディアレス分散機がヘイズが低く好ましい。メディア分散機としてはボールミル、サンドミル、ダイノミルなどが挙げられる。メディアレス分散機としては超音波型、遠心型、高圧型などがあるが、本発明においては高圧分散装置が好ましい。高圧分散装置は、微粒子と溶媒を混合した組成物を、細管中に高速通過させることで、高剪断や高圧状態など特殊な条件を作りだす装置である。高圧分散装置で処理する場合、例えば、管径1〜2000μmの細管中で装置内部の最大圧力条件が9.807MPa以上であることが好ましい。更に好ましくは19.613MPa以上である。またその際、最高到達速度が100m/秒以上に達するもの、伝熱速度が420kJ/時間以上に達するものが好ましい。 As the disperser, a normal disperser can be used. Dispersers can be broadly divided into media dispersers and medialess dispersers. For dispersion of SiO 2 fine particles, a medialess disperser is preferred because of low haze. Examples of the media disperser include a ball mill, a sand mill, and a dyno mill. Examples of the medialess disperser include an ultrasonic type, a centrifugal type, and a high pressure type. In the present invention, a high pressure disperser is preferable. The high pressure dispersion device is a device that creates special conditions such as high shear and high pressure by passing a composition in which fine particles and a solvent are mixed at high speed through a narrow tube. When processing with a high-pressure dispersion apparatus, for example, the maximum pressure condition inside the apparatus is preferably 9.807 MPa or more in a thin tube having a tube diameter of 1 to 2000 μm. More preferably, it is 19.613 MPa or more. Further, at that time, those having a maximum reaching speed of 100 m / second or more and those having a heat transfer speed of 420 kJ / hour or more are preferable.
上記のような高圧分散装置には、Microfluidics Corporation社製超高圧ホモジナイザ(商品名マイクロフルイダイザ)或いはナノマイザ社製ナノマイザがあり、他にもマントンゴーリン型高圧分散装置、例えば、イズミフードマシナリ製ホモジナイザ、三和機械(株)社製UHN−01等が挙げられる。 Examples of the high-pressure dispersing apparatus include an ultra-high pressure homogenizer (trade name: Microfluidizer) manufactured by Microfluidics Corporation or a nanomizer manufactured by Nanomizer, and other manton gorin type high-pressure dispersing apparatuses such as homogenizer manufactured by Izumi Food Machinery. And UHN-01 manufactured by Sanwa Machinery Co., Ltd.
また、微粒子を含むドープを流延支持体に直接接するように流延することが、滑り性が高く、ヘイズが低いフィルムが得られるので好ましい。 In addition, casting a dope containing fine particles so as to be in direct contact with the casting support is preferable because a film having high slip properties and low haze can be obtained.
また、流延後に剥離して乾燥されロール状に巻き取られた後、本発明に係る光学薄膜層が設けられる。加工若しくは出荷されるまでの間、汚れや静電気によるゴミ付着等から製品を保護するために通常、包装加工がなされる。この包装材料については、上記目的が果たせれば特に限定されないが、フィルムからの残留溶媒の揮発を妨げないものが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリスチレン、紙、各種不織布等が挙げられる。繊維がメッシュクロス状になったものは、より好ましく用いられる。 Moreover, after peeling and drying after casting and winding up into a roll, the optical thin film layer according to the present invention is provided. Until processing or shipment, packaging is usually performed in order to protect the product from dirt, static electricity, and the like. The packaging material is not particularly limited as long as the above purpose can be achieved, but a material that does not hinder volatilization of the residual solvent from the film is preferable. Specific examples include polyethylene, polyester, polypropylene, nylon, polystyrene, paper, various non-woven fabrics, and the like. Those in which the fibers are mesh cloth are more preferably used.
本発明に用いられるセルロースエステルフィルムは、複数のドープを用いた共流延法等による多層構成を有するものであってもよい。 The cellulose ester film used in the present invention may have a multilayer structure by a co-casting method using a plurality of dopes.
共流延とは、異なったダイを通じて2層または3層構成にする逐次多層流延方法、2つまたは3つのスリットを有するダイ内で合流させ2層または3層構成にする同時多層流延方法、逐次多層流延と同時多層流延を組み合わせた多層流延方法のいずれであっても良い。 Co-casting is a sequential multilayer casting method in which two or three layers are configured through different dies, and a simultaneous multilayer casting method in which two or three slits are combined in a die having two or three slits. Any of the multilayer casting methods combining sequential multilayer casting and simultaneous multilayer casting may be used.
また、本発明で用いられるセルロースエステルは、フィルムにした時の輝点異物が少ないものが、支持体として好ましく用いられる。本発明において、輝点異物とは、2枚の偏光板を直交に配置し(クロスニコル)、この間にセルロースエステルフィルムを配置して、一方の面から光源の光を当てて、もう一方の面からセルロースエステルフィルムを観察した時に、光源の光がもれて見える点のことである。 In addition, the cellulose ester used in the present invention is preferably used as a support having a small amount of bright spot foreign matter when formed into a film. In the present invention, the bright spot foreign material is a structure in which two polarizing plates are arranged orthogonally (crossed Nicols), a cellulose ester film is arranged between them, and light from a light source is applied from one side to the other side. When the cellulose ester film is observed, the light from the light source appears to leak.
このとき評価に用いる偏光板は輝点異物がない保護フィルムで構成されたものであることが望ましく、偏光子の保護にガラス板を使用したものが好ましく用いられる。輝点異物の発生は、セルロースエステルに含まれる未酢化のセルロースがその原因の1つと考えられ、対策としては、未酢化のセルロース量の少ないセルロースエステルを用いることや、また、セルロースエステルを溶解したドープ液の濾過等により、除去、低減が可能である。また、フィルム膜厚が薄くなるほど単位面積当たりの輝点異物数は少なくなり、フィルムに含まれるセルロースエステルの含有量が少なくなるほど輝点異物は少なくなる傾向がある。 At this time, the polarizing plate used for the evaluation is desirably composed of a protective film having no bright spot foreign matter, and a polarizing plate using a glass plate for protecting the polarizer is preferably used. The occurrence of bright spot foreign matter is considered to be one of the causes of unacetylated cellulose contained in the cellulose ester. As countermeasures, the use of cellulose ester with a small amount of unacetylated cellulose, It can be removed and reduced by filtering the dissolved dope solution. Further, the thinner the film thickness, the smaller the number of bright spot foreign matter per unit area, and the lower the content of cellulose ester contained in the film, the fewer bright spot foreign matter.
輝点異物は、輝点の直径0.01mm以上のものが200個/cm2以下であることが好ましく、更に好ましくは、100個/cm2以下、50個/cm2以下、30個/cm2以下、10個/cm2以下であることが好ましいが、特に好ましくは、0であることである。 The bright spot foreign matter having a bright spot diameter of 0.01 mm or more is preferably 200 pieces / cm 2 or less, more preferably 100 pieces / cm 2 or less, 50 pieces / cm 2 or less, 30 pieces / cm. 2 or less, preferably 10 pieces / cm 2 or less, but it is particularly preferred that a 0.
また、0.005mm〜0.01mmの輝点についても200個/cm2以下であることが好ましく、更に好ましくは、100個/cm2以下、50個/cm2以下、30個/cm2以下、10個/cm2以下であることが好ましいが、特に好ましいのは、輝点が0の場合である。0.005mm以下の輝点についても少ないものが好ましい。 The number of bright spots of 0.005 mm to 0.01 mm is preferably 200 / cm 2 or less, more preferably 100 / cm 2 or less, 50 / cm 2 or less, 30 / cm 2 or less. The number is preferably 10 / cm 2 or less, but particularly preferred is the case where the bright spot is zero. A thing with few also about a bright spot of 0.005 mm or less is preferable.
輝点異物を濾過によって除去する場合、セルロースエステルを単独で溶解させたものを濾過するよりも可塑剤を添加混合した組成物を濾過することが輝点異物の除去効率が高く好ましい。濾材としては、ガラス繊維、セルロース繊維、濾紙、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素樹脂等の従来公知のものが好ましく用いられるが、セラミックス、金属等も好ましく用いられる。絶対濾過精度としては50μm以下のものが好ましく、更に好ましくは、30μm以下、10μm以下であるが、特に好ましくは、5μm以下のものである。 When removing bright spot foreign matter by filtration, it is preferable to filter the composition in which a plasticizer is added and mixed, rather than filtering a cellulose ester dissolved alone, because the bright spot foreign matter removal efficiency is high. As the filter medium, conventionally known materials such as glass fibers, cellulose fibers, filter paper, and fluororesins such as tetrafluoroethylene resin are preferably used, but ceramics, metals and the like are also preferably used. The absolute filtration accuracy is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and 10 μm or less, and particularly preferably 5 μm or less.
これらは、適宜組み合わせて使用することも出来る。濾材はサーフェースタイプでもデプスタイプでも用いることが出来るが、デプスタイプの方が比較的目詰まりしにくく好ましく用いられる。 These can also be used in combination as appropriate. The filter medium can be either a surface type or a depth type, but the depth type is preferably used because it is relatively less clogged.
次に、本発明の低反射積層体に有用な塗布層について述べる。 Next, a coating layer useful for the low reflection laminate of the present invention will be described.
本発明の反射防止層またはその他の薄膜は、上記フィルム状またはシート状の基材に直接形成してもよいが、他の層を介してその上に形成してもよい。 The antireflection layer or other thin film of the present invention may be directly formed on the film-like or sheet-like substrate, but may be formed thereon via another layer.
本発明において、基材の反射防止層を形成する側の面に塗布する塗布層としては、クリアハードコート層、防眩層、接着層等を挙げることが出来、クリアハードコート層、防眩層が好ましく塗布され、特に、低反射積層体の場合には、クリアハードコート層を低反射積層体の表面硬度を高めるために、特に「他の層」として設けることが好ましい。また前述のように反射防止層またはその他の薄膜を形成する側と基材の反対側には、導電性層及びオーバーコート層を設けられる。 In the present invention, examples of the coating layer applied to the surface of the substrate on which the antireflection layer is formed include a clear hard coat layer, an antiglare layer, and an adhesive layer. In particular, in the case of a low reflection laminate, the clear hard coat layer is preferably provided as “other layer” in order to increase the surface hardness of the low reflection laminate. Further, as described above, a conductive layer and an overcoat layer are provided on the side on which the antireflection layer or other thin film is formed and the side opposite to the substrate.
ここで、本発明に有用な「他の層」としての塗布層として、低反射積層体に用いられるクリアハードコート層について述べる。 Here, the clear hard coat layer used for the low reflection laminate will be described as a coating layer as an “other layer” useful in the present invention.
クリアハードコート層は、紫外線により硬化する紫外線硬化化合物(樹脂)を含有する層であることが好ましく、耐擦り傷性に優れた低反射積層体を得ることが出来る。 The clear hard coat layer is preferably a layer containing an ultraviolet curable compound (resin) that is cured by ultraviolet rays, and a low reflection laminate excellent in scratch resistance can be obtained.
クリアハードコート層の紫外線硬化樹脂層は、エチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した樹脂層であることが好ましい。ここで、紫外線硬化樹脂層は、紫外線の外に電子線のような活性線照射により架橋反応などを経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。紫外線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂などが代表的なものとして挙げられるが、紫外線や電子線以外の活性線照射によって硬化する樹脂でもよい。紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることが出来る。 The ultraviolet curable resin layer of the clear hard coat layer is preferably a resin layer formed by polymerizing a component containing an ethylenically unsaturated monomer. Here, the ultraviolet curable resin layer refers to a layer mainly composed of a resin which is cured through a crosslinking reaction or the like by irradiation with an active ray such as an electron beam in addition to ultraviolet rays. Typical examples of the ultraviolet curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable resin. However, a resin that is cured by irradiation with active rays other than ultraviolet rays and electron beams may be used. Examples of the ultraviolet curable resin include an ultraviolet curable acrylic urethane resin, an ultraviolet curable polyester acrylate resin, an ultraviolet curable epoxy acrylate resin, an ultraviolet curable polyol acrylate resin, and an ultraviolet curable epoxy resin. I can do it.
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、若しくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートと記載した場合、メタクリレートを包含するものとする)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る(例えば、特開昭59−151110号等を参照)。 In general, UV-curable acrylic urethane-based resins are obtained by further reacting 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as acrylate, methacrylate) with a product obtained by reacting a polyester polyol with an isocyanate monomer or a prepolymer. Can be easily obtained by reacting an acrylate monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxypropyl acrylate (for example, see JP-A-59-151110).
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂は、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る(例えば、特開昭59−151112号を参照)。 The UV curable polyester acrylate resin can be easily obtained by reacting polyester polyol with 2-hydroxyethyl acrylate or 2-hydroxy acrylate monomer (see, for example, JP-A-59-151112). .
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させたものを挙げることが出来る(例えば、特開平1−105738号)。この光反応開始剤としては、ベンゾイン誘導体、オキシムケトン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体等のうちから、1種若しくは2種以上を選択して使用することが出来る。 Specific examples of the ultraviolet curable epoxy acrylate resin include those obtained by reacting epoxy acrylate with an oligomer, a reactive diluent and a photoinitiator added thereto (for example, JP-A-1- No. 105738). As this photoreaction initiator, one or more kinds selected from benzoin derivatives, oxime ketone derivatives, benzophenone derivatives, thioxanthone derivatives and the like can be selected and used.
また、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることが出来る。 Specific examples of ultraviolet curable polyol acrylate resins include trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol pentaacrylate. Etc. can be mentioned.
これらの樹脂は通常公知の光増感剤と共に使用される。また上記光反応開始剤も光増感剤としても使用出来る。具体的には、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることが出来る。また、エポキシアクリレート系の光反応剤の使用の際、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることが出来る。塗布乾燥後に揮発する溶媒成分を除いた紫外線硬化性樹脂組成物に含まれる光反応開始剤また光増感剤は該組成物の通常1〜10質量%添加することが出来、2.5〜6質量%であることが好ましい。 These resins are usually used together with known photosensitizers. Moreover, the said photoinitiator can also be used as a photosensitizer. Specific examples include acetophenone, benzophenone, hydroxybenzophenone, Michler's ketone, α-amyloxime ester, thioxanthone, and the like. Further, when using an epoxy acrylate photoreactant, a sensitizer such as n-butylamine, triethylamine, or tri-n-butylphosphine can be used. The photoreaction initiator or photosensitizer contained in the ultraviolet curable resin composition excluding the solvent component that volatilizes after coating and drying can be added in an amount of usually 1 to 10% by mass of the composition, and 2.5 to 6 It is preferable that it is mass%.
樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることが出来る。また不飽和二重結合を二つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることが出来る。 Examples of the resin monomer include general monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, vinyl acetate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and styrene as monomers having one unsaturated double bond. In addition, monomers having two or more unsaturated double bonds include ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, divinylbenzene, 1,4-cyclohexane diacrylate, 1,4-cyclohexyldimethyl adiacrylate, and the above trimethylolpropane. Examples thereof include triacrylate and pentaerythritol tetraacryl ester.
例えば、紫外線硬化樹脂としては、アデカオプトマーKR・BYシリーズ:KR−400、KR−410、KR−550、KR−566、KR−567、BY−320B(以上、旭電化工業株式会社製)、或いはコーエイハードA−101−KK、A−101−WS、C−302、C−401−N、C−501、M−101、M−102、T−102、D−102、NS−101、FT−102Q8、MAG−1−P20、AG−106、M−101−C(以上、広栄化学工業株式会社製)、或いはセイカビームPHC2210(S)、PHC X−9(K−3)、PHC2213、DP−10、DP−20、DP−30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上、大日精化工業株式会社製)、或いはKRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上、ダイセル・ユーシービー株式会社)、或いはRC−5015、RC−5016、RC−5020、RC−5031、RC−5100、RC−5102、RC−5120、RC−5122、RC−5152、RC−5171、RC−5180、RC−5181(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、或いはオーレックスNo.340クリヤ(中国塗料株式会社製)、或いはサンラッドH−601(三洋化成工業株式会社製)、或いはSP−1509、SP−1507(昭和高分子株式会社製)、或いはRCC−15C(グレース・ジャパン株式会社製)、アロニックスM−6100、M−8030、M−8060(以上、東亞合成株式会社製)或いはこの他の市販のものから適宜選択して利用出来る。 For example, as an ultraviolet curable resin, Adekaoptomer KR / BY series: KR-400, KR-410, KR-550, KR-566, KR-567, BY-320B (above, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) Or KOHEI HARD A-101-KK, A-101-WS, C-302, C-401-N, C-501, M-101, M-102, T-102, D-102, NS-101, FT -102Q8, MAG-1-P20, AG-106, M-101-C (manufactured by Guangei Chemical Industry Co., Ltd.), or Seika Beam PHC2210 (S), PHC X-9 (K-3), PHC2213, DP- 10, DP-20, DP-30, P1000, P1100, P1200, P1300, P1400, P1500, P1600, SCR900 (above, large Manufactured by Seika Kogyo Co., Ltd.), or KRM7033, KRM7039, KRM7130, KRM7131, UVECRYL29201, UVECRYL29202 (above, Daicel UCB Corporation), or RC-5015, RC-5016, RC-5020, RC-5031, RC- 5100, RC-5102, RC-5120, RC-5122, RC-5152, RC-5171, RC-5180, RC-5181 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) or Aulex No. 340 clear (manufactured by China Paint Co., Ltd.), Sunrad H-601 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), SP-1509, SP-1507 (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), or RCC-15C (Grace Japan Co., Ltd.) (Manufactured by company), Aronix M-6100, M-8030, M-8060 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) or other commercially available ones can be used.
紫外線硬化樹脂層は公知の方法で塗設することが出来る。 The ultraviolet curable resin layer can be applied by a known method.
紫外線硬化樹脂層を塗設する際の溶媒としては、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他の溶媒の中から適宜選択し、或いはこれらを混合し利用出来る。好ましくは、プロピレングリコールモノ(炭素数1〜4のアルキル基)アルキルエーテル出来はプロピレングリコールモノ(炭素数1〜4のアルキル基)アルキルエーテルエステルを5質量%以上、更に好ましくは5〜80質量%以上含有する溶媒が用いられる。 As a solvent for coating the ultraviolet curable resin layer, for example, it can be appropriately selected from hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, glycol ethers, and other solvents, or a mixture thereof can be used. . Preferably, propylene glycol mono (alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) alkyl ether is prepared, and propylene glycol mono (alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) alkyl ether ester is 5% by mass or more, more preferably 5 to 80% by mass. The solvent contained above is used.
紫外線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化皮膜層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であればいずれでも使用出来る。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることが出来る。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は20〜10000mJ/cm2程度あればよく、好ましくは、50〜2000mJ/cm2である。近紫外線領域〜可視光線領域にかけてはその領域に吸収極大のある増感剤を用いることによって使用出来る。
As the light source for forming the cured film layer by photocuring reaction of the ultraviolet curable resin, any light source that generates ultraviolet rays can be used. For example, a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like can be used. The irradiation conditions vary depending on individual lamps, but the amount of light irradiated may be any
紫外線硬化性樹脂組成物は塗布乾燥された後、紫外線を光源より照射するが、照射時間は0.5秒〜5分がよく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率、作業効率とから3秒〜2分がより好ましい。 The UV curable resin composition is applied and dried, and then irradiated with UV light from a light source. The irradiation time is preferably 0.5 seconds to 5 minutes, and 3 seconds to 2 from the curing efficiency and work efficiency of the UV curable resin. Minutes are more preferred.
こうして得た硬化皮膜層に、ブロッキングを防止するため、また対擦り傷性等を高めるために無機或いは有機の微粒子を加えることが好ましい。例えば、無機微粒子としては酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、カオリン、硫酸カルシウム等を挙げることが出来、また有機微粒子としては、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリルスチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ベンゾグアナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、或いはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等を挙げることが出来、紫外線硬化性樹脂組成物に加えることが出来る。これらの微粒子粉末の平均粒径としては、0.005μm〜1μmが好ましく0.01〜0.1μmであることが特に好ましい。 It is preferable to add inorganic or organic fine particles to the cured film layer thus obtained in order to prevent blocking and to improve scratch resistance. Examples of inorganic fine particles include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, tin oxide, zinc oxide, calcium carbonate, barium sulfate, talc, kaolin, calcium sulfate, and the like, and examples of organic fine particles include polymethacrylic acid. Methyl acrylate resin powder, acrylic styrene resin powder, polymethyl methacrylate resin powder, silicon resin powder, polystyrene resin powder, polycarbonate resin powder, benzoguanamine resin powder, melamine resin powder, polyolefin resin powder, polyester resin powder Polyamide-based resin powder, polyimide-based resin powder, polyfluorinated ethylene-based resin powder, and the like can be mentioned and added to the ultraviolet curable resin composition. The average particle diameter of these fine particle powders is preferably 0.005 μm to 1 μm, and particularly preferably 0.01 to 0.1 μm.
紫外線硬化樹脂組成物と微粒子粉末との割合は、樹脂組成物100質量部に対して、0.1〜10質量部となるように配合することが望ましい。 The proportion of the ultraviolet curable resin composition and the fine particle powder is desirably blended so as to be 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin composition.
この様にして形成された紫外線硬化樹脂を硬化させた層は、JIS B 0601に規定される中心線平均粗さRaが1〜50nmのクリアハードコート層であっても、Raが0.1〜1μm程度の防眩層であってもよい。 The layer formed by curing the ultraviolet curable resin thus formed is a clear hard coat layer having a center line average roughness Ra of 1 to 50 nm as defined in JIS B 0601. An antiglare layer of about 1 μm may be used.
クリアハードコート層や防眩層を基材に塗布する方法としては、グラビアコーター、スピナーコーター、ワイヤーバーコーター、ロールコーター、リバースコーター、押し出しコーター、エアードクターコーター等公知の方法を用いることが出来る。塗布の際の液膜厚(ウェット膜厚ともいう)で1〜100μm程度で、0.1〜30μmが好ましく、より好ましくは、0.5〜15μmである。 As a method for applying the clear hard coat layer or the antiglare layer to the substrate, a known method such as a gravure coater, a spinner coater, a wire bar coater, a roll coater, a reverse coater, an extrusion coater or an air doctor coater can be used. The liquid film thickness (also referred to as wet film thickness) at the time of application is about 1 to 100 μm, preferably 0.1 to 30 μm, and more preferably 0.5 to 15 μm.
(偏光板)
本発明に係る防汚性反射防止フィルムは偏光板保護フィルムとして極めて優れている。偏光板は一般的な方法で作製することが出来る。本発明においても同様に、本発明の防汚性反射防止フィルムをアルカリ鹸化処理した偏光板用保護フィルムを、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光膜の両面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる。本発明の低反射積層体とした後に、セルロースエステルフィルムの片面を鹸化処理してもよい。
(Polarizer)
The antifouling antireflection film according to the present invention is extremely excellent as a polarizing plate protective film. The polarizing plate can be produced by a general method. Similarly, in the present invention, a completely saponified polyvinyl alcohol aqueous solution is formed on both sides of a polarizing film prepared by immersing and stretching the protective film for a polarizing plate obtained by subjecting the antifouling antireflection film of the present invention to an alkali saponification treatment in an iodine solution. Use to stick together. After making the low reflection laminate of the present invention, one side of the cellulose ester film may be saponified.
偏光板の主たる構成要素である偏光膜とは、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光膜は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがある。偏光膜は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。該偏光膜の面上に、本発明に係わる多層構造のセルロースエステルフィルムの片面を貼り合わせて偏光板を形成する。好ましくは完全鹸化ポリビニルアルコール等を主成分とする水系の接着剤によって貼り合わせるが、本発明に係わる低反射積層体は透湿性が低く耐久性に優れている。 The polarizing film, which is the main component of the polarizing plate, is an element that transmits only light having a polarization plane in a certain direction. A typical polarizing film known at present is a polyvinyl alcohol polarizing film, which is a polyvinyl alcohol film. There are one in which iodine is dyed on a system film and one in which dichroic dye is dyed. As the polarizing film, a polyvinyl alcohol aqueous solution is formed and dyed by uniaxially stretching or dyed, or uniaxially stretched after dyeing, and then preferably subjected to a durability treatment with a boron compound. On the surface of the polarizing film, one side of the cellulose ester film having a multilayer structure according to the present invention is bonded to form a polarizing plate. It is preferably bonded with a water-based adhesive mainly composed of completely saponified polyvinyl alcohol or the like, but the low reflection laminate according to the present invention has low moisture permeability and excellent durability.
本発明の偏光板を用いた画像表示装置は耐久性に優れ、長期間にわたってコントラストの高い表示が可能である。 The image display device using the polarizing plate of the present invention is excellent in durability and can display with high contrast over a long period of time.
(画像表示装置)
本発明の防汚性反射防止フィルム或いはそれを用いた偏光板を画像表示装置に組み込むことによって、種々の画像表示装置を作製することが出来る。画像表示装置としては、液晶画像表示装置(反射型、半透過型、透過型)、有機電解発光素子、プラズマディスプレー等がある。例えば、高温高湿条件下での強制劣化処理において、画像表示装置についても本発明の防汚性反射防止フィルムまたはそれを用いた偏光板は、表面に汚れが付きにくくかつ視認性に優れ、また防汚性反射防止フィルム起因の問題は認められなかった。
(Image display device)
By incorporating the antifouling antireflection film of the present invention or a polarizing plate using the same into an image display device, various image display devices can be produced. Examples of the image display device include a liquid crystal image display device (reflective type, transflective type, transmissive type), an organic electroluminescence element, a plasma display, and the like. For example, in the forced deterioration treatment under high-temperature and high-humidity conditions, the antifouling antireflection film of the present invention or a polarizing plate using the same for an image display device is not easily soiled and has excellent visibility. No problems caused by the antifouling antireflection film were observed.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the embodiments of the present invention are not limited to these examples.
基材として、膜厚80μmのセルロースエステルフィルムKC8UX2MW(コニカミノルタオプト(株)製、屈折率1.49、アセチル基の置換度2.88)を用いて下記のハードコート層を塗布した。 The following hard coat layer was applied using a cellulose ester film KC8UX2MW (Konica Minolta Opto Co., Ltd., refractive index 1.49, acetyl group substitution degree 2.88) having a film thickness of 80 μm as a substrate.
〈ハードコート層〉
塗布液として下記組成のハードコート層用塗布液を調製し、前記セルロースエステルフィルムの上に、硬化後の膜厚が3μmとなるようにマイクログラビアコーターを用いて塗布し溶剤を蒸発乾燥後、高圧水銀灯を用いて0.2J/cm2の紫外線照射により硬化させハードコートフィルムを作製した。
<Hard coat layer>
A coating solution for hard coat layer having the following composition was prepared as a coating solution, applied onto the cellulose ester film using a microgravure coater so that the film thickness after curing was 3 μm, and the solvent was evaporated and dried. A hard coat film was prepared by curing with 0.2 J / cm 2 ultraviolet irradiation using a mercury lamp.
〈ハードコート層用塗布液〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 70質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 30質量部
光反応開始剤 4質量部
(イルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ(株)製))
酢酸エチル 150質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 150質量部
シリコン化合物 0.4質量部
(BYK−307(ビックケミージャパン社製))
上記組成物に形成した膜の屈折率が1.60となるように酸化ジルコニウム微粒子(平均粒径10nm)を添加した。酸化ジルコニウムは塗布液に添加する溶媒の一部を用いて予め分散したものを使用した。
<Coating liquid for hard coat layer>
Dipentaerythritol hexaacrylate 70 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 30 parts by weight Photoinitiator 4 parts by weight (Irgacure 184 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals))
Ethyl acetate 150 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether 150 parts by mass Silicon compound 0.4 parts by mass (BYK-307 (by Big Chemie Japan))
Zirconium oxide fine particles (average particle diameter: 10 nm) were added so that the refractive index of the film formed on the composition was 1.60. Zirconium oxide was previously dispersed using a part of the solvent added to the coating solution.
《バックコート層の塗設》
下記のバックコート層用塗布組成物を、3μmの粒子捕捉効率が99%以上で0.5μm以下の粒子捕捉効率が10%以下のフィルターで濾過して調製した。このバックコート層用塗布組成物をハードコート層を塗設した面の反対側の面に、エクストルージョンコーターにてウェット膜厚が15μmになるように塗布し、90℃で30秒間乾燥させた。
《Coating back coat layer》
The following coating composition for a backcoat layer was prepared by filtering with a filter having a particle capture efficiency of 3 μm of 99% or more and 0.5 μm or less and a particle capture efficiency of 10% or less. This back coat layer coating composition was applied to the surface opposite to the surface on which the hard coat layer was applied, with an extrusion coater so that the wet film thickness was 15 μm, and dried at 90 ° C. for 30 seconds.
〈バックコート層用塗布液〉
ジアセチルセルロース(アセチル基置換度2.4) 0.5質量部
アセトン 70質量部
メタノール 20質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 10質量部
超微粒子シリカ アエロジル200V(日本アエロジル(株)製)
0.002質量部
(シリカ微粒子は添加するメタノール中に分散して添加した。)
更にハードコートフィルムのハードコート層の上に下記の方法で反射防止層を形成し、反射防止フィルムを得た。
<Coating liquid for back coat layer>
Diacetyl cellulose (acetyl group substitution degree 2.4) 0.5 parts by mass Acetone 70 parts by
0.002 parts by mass (The silica fine particles were added dispersed in methanol to be added.)
Further, an antireflection layer was formed on the hard coat layer of the hard coat film by the following method to obtain an antireflection film.
《反射防止層(低屈折率層)の作製》
(低屈折率層1)
(低屈折率層1組成物の調製)
まず容器に下記割合で混合溶媒を作製した。
<< Preparation of antireflection layer (low refractive index layer) >>
(Low refractive index layer 1)
(Preparation of low refractive index layer 1 composition)
First, a mixed solvent was prepared in the container at the following ratio.
プロピレングリコールモノメチルエーテル 382質量部
イソプロピルアルコール 384質量部
この混合溶媒に
テトラエトキシシラン加水分解物 226質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
KBM503(シランカップリング剤 信越化学製) 6質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
直鎖ジメチルシリコーン−EOブロックコポリマー(FZ−2207:日本ユニカー社製)の10%プロピレングリコールモノメチルエーテル溶液 2質量部
をゆっくり添加して混合し、低屈折率層1組成物とした。
Propylene glycol monomethyl ether 382 parts by mass Isopropyl alcohol 384 parts by mass To this mixed solvent, 226 parts by mass of tetraethoxysilane hydrolyzate was slowly added and mixed. After mixing and stirring
KBM503 (silane coupling agent, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 6 parts by mass was slowly added and mixed. After mixing and stirring
2 parts by mass of a 10% propylene glycol monomethyl ether solution of a linear dimethyl silicone-EO block copolymer (FZ-2207: manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) was slowly added and mixed to obtain a composition having a low refractive index layer 1.
次いで上記ハードコートフィルム上にマイクログラビア法を用いて低屈折率層1組成物を膜厚0.1μmで塗布し、120℃で1分間乾燥し、紫外線照射して、屈折率1.42の低屈折率層1を形成した。 Next, the low refractive index layer 1 composition was applied on the hard coat film by a microgravure method at a film thickness of 0.1 μm, dried at 120 ° C. for 1 minute, and irradiated with ultraviolet rays to give a low refractive index of 1.42. The refractive index layer 1 was formed.
(低屈折率層2)
(低屈折率層2組成物の調製)
まず容器に下記割合で混合溶媒を作製した。
(Low refractive index layer 2)
(Preparation of low
First, a mixed solvent was prepared in the container at the following ratio.
プロピレングリコールモノメチルエーテル 406質量部
イソプロピルアルコール 408質量部
この混合溶媒に
テトラエトキシシラン加水分解物 140質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
KBM503(シランカップリング剤 信越化学製) 6質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
二酸化珪素微粒子分散物(固形分20質量%)(触媒化成工業社製 P−4)
37質量部
直鎖ジメチルシリコーン−EOブロックコポリマー(FZ−2207:日本ユニカー社製)の10%プロピレングリコールモノメチルエーテル溶液 2質量部
をゆっくり添加して混合し、低屈折率層2組成物とした。
Propylene glycol monomethyl ether 406 parts by mass Isopropyl alcohol 408 parts by mass To this mixed solvent, 140 parts by mass of tetraethoxysilane hydrolyzate was slowly added and mixed. After mixing and stirring
KBM503 (silane coupling agent, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 6 parts by mass was slowly added and mixed. After mixing and stirring
Silicon dioxide fine particle dispersion (solid content: 20% by mass) (P-4, produced by Catalyst Kasei Kogyo)
37 parts by
次いで上記ハードコートフィルム上にマイクログラビア法を用いて低屈折率層2組成物を膜厚0.1μmで塗布し、120℃で1分間乾燥し、紫外線照射して、屈折率1.38の低屈折率層2を形成した。
Next, the low
(低屈折率層3)
(低屈折率層3組成物の調製)
まず容器に下記割合で混合溶媒を作製した。
(Low refractive index layer 3)
(Preparation of low refractive index layer 3 composition)
First, a mixed solvent was prepared in the container at the following ratio.
プロピレングリコールモノメチルエーテル 406質量部
イソプロピルアルコール 408質量部
この混合溶媒に
テトラエトキシシラン加水分解物 140質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
二酸化珪素微粒子分散物(固形分20質量%)(触媒化成工業社製 P−4)
37質量部
をゆっくり添加して混合し、低屈折率層3組成物とした。
Propylene glycol monomethyl ether 406 parts by mass Isopropyl alcohol 408 parts by mass To this mixed solvent, 140 parts by mass of tetraethoxysilane hydrolyzate was slowly added and mixed. After mixing and stirring
Silicon dioxide fine particle dispersion (solid content: 20% by mass) (P-4 manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.)
37 parts by mass was slowly added and mixed to obtain a low refractive index layer 3 composition.
次いで上記ハードコートフィルム上にマイクログラビア法を用いて低屈折率層3組成物を膜厚0.1μmで塗布し、120℃で1分間乾燥し、紫外線照射して、屈折率1.38の低屈折率層3を形成した。 Next, the low refractive index layer 3 composition is applied on the hard coat film by a microgravure method at a film thickness of 0.1 μm, dried at 120 ° C. for 1 minute, and irradiated with ultraviolet rays to reduce the refractive index to 1.38. A refractive index layer 3 was formed.
(低屈折率層4)
(低屈折率層4組成物の調製)
まず容器に下記割合で混合溶媒を作製した。
(Low refractive index layer 4)
(Preparation of low refractive index layer 4 composition)
First, a mixed solvent was prepared in the container at the following ratio.
プロピレングリコールモノメチルエーテル 406質量部
イソプロピルアルコール 408質量部
この混合溶媒に
テトラエトキシシラン加水分解物 140質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
KBM503(シランカップリング剤 信越化学製) 6質量部
をゆっくり添加して混合した。混合攪拌後、
二酸化珪素微粒子分散物(固形分20質量%)(触媒化成工業社製 P−4)
37質量部
をゆっくり添加して混合し、低屈折率層4組成物とした。
Propylene glycol monomethyl ether 406 parts by mass Isopropyl alcohol 408 parts by mass To this mixed solvent, 140 parts by mass of tetraethoxysilane hydrolyzate was slowly added and mixed. After mixing and stirring
KBM503 (silane coupling agent, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 6 parts by mass was slowly added and mixed. After mixing and stirring
Silicon dioxide fine particle dispersion (solid content: 20% by mass) (P-4 manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.)
37 parts by mass was slowly added and mixed to obtain a low refractive index layer 4 composition.
次いで上記ハードコートフィルム上にマイクログラビア法を用いて低屈折率層4組成物を膜厚0.1μmで塗布し、120℃で1分間乾燥し、紫外線照射して、屈折率1.38の低屈折率層4を形成した。 Next, the low refractive index layer 4 composition was applied to the hard coat film by a micro gravure method at a film thickness of 0.1 μm, dried at 120 ° C. for 1 minute, and irradiated with ultraviolet rays to reduce the refractive index of 1.38. A refractive index layer 4 was formed.
《親水化処理》
上記作製した反射防止フィルム表面に表1に記載のように下記の親水化処理を行った。
<< Hydrophilic treatment >>
The surface of the prepared antireflection film was subjected to the following hydrophilization treatment as shown in Table 1.
(親水化処理1:プラズマ放電処理1)
図1の大気圧プラズマ放電処理装置を用い、プラズマ放電による親水化処理を行った。
(Hydrophilic treatment 1: Plasma discharge treatment 1)
Hydrophilic treatment by plasma discharge was performed using the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus of FIG.
〈放電条件〉
第1電極側:100kHz 10W/cm2・h
第2電極側:13.56MHz 5W/cm2・h
〈ガス組成〉
窒素:296L/min
酸素:4L/min
ガス温度:90℃
〈処理時間〉
処理時間:3秒
(親水化処理2:プラズマ放電処理2)
図2の大気圧プラズマ放電処理装置を用い、プラズマ放電による親水化処理を行った。
<Discharge conditions>
First electrode side: 100 kHz 10 W / cm 2 · h
Second electrode side: 13.56 MHz 5 W / cm 2 · h
<Gas composition>
Nitrogen: 296 L / min
Oxygen: 4L / min
Gas temperature: 90 ° C
<processing time>
Treatment time: 3 seconds (Hydrophilic treatment 2: Plasma discharge treatment 2)
Hydrophilic treatment by plasma discharge was performed using the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus of FIG.
〈放電条件〉
ロール電極側:100kHz 7W/cm2・h.
固定電極(角筒型電極)側:13.56MHz 3.3W/cm2・h
〈放電雰囲気〉
酸素ガス濃度センサーにより隔壁内部のガス濃度を測定し、酸素ガス5質量%になるように、不活性ガス(窒素ガス)を不活性ガス供給口より供給した後、放電を開始した。
<Discharge conditions>
Roll electrode side: 100 kHz 7 W / cm 2 · h.
Fixed electrode (square tube electrode) side: 13.56 MHz 3.3 W / cm 2 · h
<Discharge atmosphere>
The gas concentration inside the partition walls was measured by an oxygen gas concentration sensor, and after supplying an inert gas (nitrogen gas) from the inert gas supply port so that the oxygen gas became 5% by mass, discharge was started.
更に薄膜形成中も上記センサーでガス濃度をモニターし、濃度が一定になるように不活性ガスの供給を継続した。 Further, the gas concentration was monitored with the above sensor during the formation of the thin film, and the supply of inert gas was continued so that the concentration became constant.
同時に圧力計により隔壁内部の圧力をモニターし、圧力が一定になるように、不活性ガスの供給と隔壁内部のガス排気を排気口から行った。 At the same time, the pressure inside the partition was monitored with a pressure gauge, and the inert gas was supplied and the gas inside the partition was exhausted from the exhaust port so that the pressure was constant.
温度計により、放電部の温度をモニターし、異常発熱が発生しないことを確認しながら放電を行った。 The temperature of the discharge part was monitored with a thermometer, and discharge was performed while confirming that no abnormal heat generation occurred.
〈ガス組成〉
窒素:297L/min
酸素:3L/min
ガス温度:90℃
〈処理時間〉
処理時間:2秒
(親水化処理3:コロナ放電処理)
25W/m3・minのコロナ放電処理を2秒間行った。
<Gas composition>
Nitrogen: 297 L / min
Oxygen: 3L / min
Gas temperature: 90 ° C
<processing time>
Treatment time: 2 seconds (Hydrophilic treatment 3: Corona discharge treatment)
A corona discharge treatment of 25 W / m 3 · min was performed for 2 seconds.
(親水化処理4:UVオゾン処理)
低圧水銀ランプにて2.5W/cm3/min.の条件で放電し、30秒間処理を行った。
(Hydrophilic treatment 4: UV ozone treatment)
2.5 W / cm 3 / min. With a low-pressure mercury lamp. It discharged on the conditions of and processed for 30 seconds.
〈防汚層塗布〉
上記親水化処理した反射防止フィルム加工面上にウェット膜厚10μmとなるように下記組成物を塗布し、80℃5分間乾燥し、表1記載の防汚性反射防止フィルム1〜11を作製した。
<Anti-fouling layer coating>
The following composition was applied to the hydrophilic antireflection film processed surface so as to have a wet film thickness of 10 μm and dried at 80 ° C. for 5 minutes to prepare antifouling antireflection films 1 to 11 shown in Table 1. .
(防汚層塗布組成物1)
信越化学工業製KP−801Mをm−キシレンヘキサフローライドにて30倍に希釈して防汚層塗布組成物1を調製した。
(Anti-fouling layer coating composition 1)
An antifouling layer coating composition 1 was prepared by diluting KP-801M manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 30-fold with m-xylene hexaflouride.
(防汚層塗布組成物2)
イソプロピルアルコール98質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.83質量部、硝酸(1.38)0.03質量部を均一に混合した。この液中にヘプタデカフルオロデシルトリイソプロポキシシラン〔CF3(CF2)7CH2CH2Si(OC3H7)3〕0.05質量部、ジメチルジメトキシシラン0.05質量部を添加して均一に混合して防汚層塗布組成物2を調製した。
(Anti-fouling layer coating composition 2)
98 parts by mass of isopropyl alcohol, 1.83 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether and 0.03 parts by mass of nitric acid (1.38) were mixed uniformly. In this solution, 0.05 parts by mass of heptadecafluorodecyltriisopropoxysilane [CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OC 3 H 7 ) 3 ] and 0.05 parts by mass of dimethyldimethoxysilane were added. Were mixed uniformly to prepare an antifouling
尚、防汚性反射防止フィルム9は、ハードコート層と低屈折率層の間に下記中屈折率層及び高屈折率層を予め塗布した。 The antifouling antireflection film 9 was previously coated with the following medium refractive index layer and high refractive index layer between the hard coat layer and the low refractive index layer.
《中屈折率層の塗設》
上記ハードコート層上に、下記中屈折率層組成物をダイコータで塗布し、80℃、0.1m/秒の条件で1分間乾燥させた。乾燥後、高圧水銀ランプ(80W)を用いて紫外線を130mJ/cm2照射して硬化させ、中屈折率層を形成した。
《Coating of medium refractive index layer》
On the hard coat layer, the following medium refractive index layer composition was coated with a die coater and dried for 1 minute at 80 ° C. and 0.1 m / second. After drying, using a high-pressure mercury lamp (80 W), it was cured by irradiation with ultraviolet rays of 130 mJ / cm 2 to form an intermediate refractive index layer.
〈中屈折率層組成物〉
固形分15%酸化チタン微粒子分散物(RTSPNB15WT%−G0 シーアイ化成工業社製) 270質量部
テトラ(n)ブトキシチタン 5質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(KAYARAD DPHA 日本化薬社製) 40質量部
イルガキュア184(チバガイギー社製) 10質量部
直鎖ジメチルシリコーン−EOブロックコポリマー(FZ−2207 日本ユニカー社製) 1質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 1470質量部
イソプロピルアルコール 2720質量部
メチルエチルケトン 490質量部
中屈折率層の膜厚 :86nm
中屈折率層の屈折率:1.64
《高屈折率層の塗設》
次いで、中屈折率層の上に、下記高屈折率層組成物をダイコータで塗布し、80℃、0.1m/秒の条件で1分間乾燥させた。乾燥後、高圧水銀ランプ(80W)を用いて紫外線を130mJ/cm2照射し、100℃で1分間熱処理を実施して、高屈折率層を形成した。
<Medium refractive index layer composition>
Solid content 15% titanium oxide fine particle dispersion (RTSPNB15WT% -G0, manufactured by CI Kasei Kogyo Co., Ltd.) 270 parts by mass Tetra (n) butoxytitanium 5 parts by mass Dipentaerythritol hexaacrylate (KAYARAD DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 40 parts by mass Irgacure 184 (manufactured by Ciba-Geigy) 10 parts by weight Linear dimethyl silicone-EO block copolymer (FZ-2207 manufactured by Nippon Unicar) 1 part by weight Propylene glycol monomethyl ether 1470 parts by weight Isopropyl alcohol 2720 parts by weight Methyl ethyl ketone 490 parts by weight Middle refractive index layer Film thickness: 86nm
Refractive index of medium refractive index layer: 1.64
<Coating of high refractive index layer>
Next, the following high refractive index layer composition was applied on the middle refractive index layer with a die coater and dried for 1 minute at 80 ° C. and 0.1 m / second. After drying, ultraviolet rays were irradiated at 130 mJ / cm 2 using a high pressure mercury lamp (80 W), and heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 minute to form a high refractive index layer.
〈高屈折率層組成物〉
固形分15%酸化チタン微粒子分散物(RTSPNB15WT%−G0 シーアイ化成工業社製) 530質量部
テトラ(n)ブトキシチタン 50質量部
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシシラン(KBM503 信越化学社製)
10質量部
直鎖ジメチルシリコーン−EOブロックコポリマー(FZ−2207 日本ユニカー社製) 1質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 1470質量部
イソプロピルアルコール 2490質量部
メチルエチルケトン 490質量部
高屈折率層の膜厚 :80nm
高屈折率層の屈折率:1.85
《偏光板の作製》
厚さ、120μmのポリビニルアルコールフィルムを、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gからなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光膜を得た。
<High refractive index layer composition>
Solid content 15% titanium oxide fine particle dispersion (RTSPNB15WT% -G0, manufactured by CI Chemical Industry Co., Ltd.) 530 parts by mass Tetra (n) butoxytitanium 50 parts by mass γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (KBM503, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
10 parts by weight Linear dimethylsilicone-EO block copolymer (FZ-2207 manufactured by Nippon Unicar) 1 part by weight Propylene glycol monomethyl ether 1470 parts by weight Isopropyl alcohol 2490 parts by weight Methyl ethyl ketone 490 parts by weight High refractive index layer film thickness: 80 nm
Refractive index of the high refractive index layer: 1.85
<Production of polarizing plate>
A polyvinyl alcohol film having a thickness of 120 μm was uniaxially stretched (temperature: 110 ° C., stretch ratio: 5 times). This was immersed in an aqueous solution composed of 0.075 g of iodine, 5 g of potassium iodide and 100 g of water for 60 seconds, and then immersed in an aqueous solution of 68 ° C. composed of 6 g of potassium iodide, 7.5 g of boric acid and 100 g of water. This was washed with water and dried to obtain a polarizing film.
次いで、下記工程1〜5に従って偏光膜と前記防眩性反射防止フィルム、裏面側のセルロースエステルフィルムを貼り合わせて偏光板を作製した。裏面側の偏光板保護フィルムには下記の方法で作製した位相差を有するセルロースエステルフィルムR(Ro=43nm、Rt=132nm)を用いてそれぞれ偏光板とした。 Subsequently, according to the following processes 1-5, the polarizing film, the said glare-proof antireflection film, and the cellulose ester film on the back side were bonded together, and the polarizing plate was produced. As the polarizing plate protective film on the back side, a cellulose ester film R (Ro = 43 nm, Rt = 132 nm) having a retardation produced by the following method was used as a polarizing plate.
工程1:50℃の1モル/Lの水酸化ナトリウム溶液に60秒間浸漬し、次いで水洗し乾燥して、偏光子と貼合する側を鹸化したセルロースエステルフィルムを得た。 Step 1: Soaked in a 1 mol / L sodium hydroxide solution at 50 ° C. for 60 seconds, then washed with water and dried to obtain a saponified cellulose ester film bonded to the polarizer.
工程2:前記偏光膜を固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤槽中に1〜2秒浸漬した。 Step 2: The polarizing film was immersed in a polyvinyl alcohol adhesive tank having a solid content of 2% by mass for 1 to 2 seconds.
工程3:工程2で偏光膜に付着した過剰の接着剤を軽く拭き除き、これを工程1で処理したセルロースエステルフィルムの上にのせて、更に反射防止層が外側になるように積層し、配置した。
Step 3: Lightly wipe off the excess adhesive adhering to the polarizing film in
工程4:工程3で積層した防眩性反射防止フィルムと偏光膜とセルロースエステルフィルム試料を圧力20〜30N/cm2、搬送スピードは約2m/分で貼合した。 Step 4: The antiglare antireflection film, the polarizing film, and the cellulose ester film sample laminated in Step 3 were bonded at a pressure of 20 to 30 N / cm 2 and a conveyance speed of about 2 m / min.
工程5:80℃の乾燥機中に工程4で作製した偏光膜とセルロースエステルフィルムと防眩性反射防止フィルムとを貼り合わせた試料を2分間乾燥し、偏光板を作製した。防眩性反射防止フィルム1〜11をそれぞれ用いて、偏光板1〜11を作製した。 Process 5: The sample which bonded together the polarizing film produced in the process 4, the cellulose-ester film, and the glare-proof antireflection film in the 80 degreeC dryer was dried for 2 minutes, and the polarizing plate was produced. Polarizing plates 1 to 11 were produced using the antiglare antireflection films 1 to 11, respectively.
〈セルロースエステルフィルムRの作製〉
(ドープ液Eの調製)
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アセチル基置換度1.9、プロピオニル基置換度0.8) 100質量部
(Mn=70000、Mw=220000、Mw/Mn=3.14)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 60質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、ドープ液Eを調製した。
(二酸化珪素分散液E)
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 10質量部
エタノール 75質量部
以上をディゾルバーで30分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。二酸化珪素分散液に75質量部のメチレンクロライドを攪拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間攪拌混合し、二酸化珪素分散希釈液Eを作製した。
(インライン添加液Eの作製)
メチレンクロライド 100質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 4質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 4質量部
チヌビン326(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 2質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し、濾過した。
<Preparation of cellulose ester film R>
(Preparation of dope solution E)
Cellulose ester (cellulose acetate propionate acetyl group substitution degree 1.9, propionyl group substitution degree 0.8) 100 parts by mass (Mn = 70000, Mw = 220,000, Mw / Mn = 3.14)
Triphenyl phosphate 8 parts by weight
(Silicon dioxide dispersion E)
Aerosil 972V (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 10 parts by mass Ethanol 75 parts by mass The above was stirred and mixed with a dissolver for 30 minutes, and then dispersed with Manton Gorin. 75 parts by mass of methylene chloride was added to the silicon dioxide dispersion while stirring, and the mixture was stirred and mixed for 30 minutes with a dissolver to prepare a silicon dioxide dispersion dilution E.
(Preparation of inline additive solution E)
Methylene chloride 100 parts by weight Tinuvin 109 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 4 parts by weight Tinuvin 171 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 4 parts by weight Tinuvin 326 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 2 parts by weight The solution was put into a container, heated, and completely dissolved and filtered while stirring.
これに二酸化珪素分散希釈液Eを20質量部、攪拌しながら加えて、更に30分間攪拌した後、セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アセチル基置換度1.9、プロピオニル基置換度0.8)5質量部を攪拌しながら加えて、更に60分間攪拌した後、アドバンテック東洋(株)のポリプロピレンワインドカートリッジフィルターTCW−PPS−1Nで濾過し、インライン添加液Eを調製した。 To this, 20 parts by mass of silicon dioxide dispersion diluent E was added with stirring, and further stirred for 30 minutes, and then cellulose ester (cellulose acetate propionate acetyl group substitution degree 1.9, propionyl group substitution degree 0.8). 5 parts by mass was added with stirring, and the mixture was further stirred for 60 minutes, and then filtered through a polypropylene wind cartridge filter TCW-PPS-1N manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd. to prepare an in-line additive solution E.
濾過したドープ液Eを100質量部に対し、濾過したインライン添加液Eを4質量部加えて、インラインミキサー(東レ静止型管内混合機 Hi−Mixer、SWJ)で十分混合し、次いで、ベルト流延装置を用い、温度35℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したセルロースエステルフィルムのウェブを55℃で溶媒を蒸発させ、1650mm幅にスリットし、その後、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に130℃で1.3倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、120℃、110℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1400mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り、セルロースエステルフィルムRを得た。残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000mであった。このセルロースエステルフィルムのRo=43nm、Rt=132nmであり、幅方向に遅相軸を有し、幅方向に対する遅相軸のズレ角は±0.6度以内であった。 Add 4 parts by mass of the filtered inline additive E to 100 parts by mass of the filtered dope solution E, mix thoroughly with an inline mixer (Toray static type in-pipe mixer Hi-Mixer, SWJ), and then belt cast Using the apparatus, it was cast uniformly on a stainless steel band support at a temperature of 35 ° C. and a width of 1800 mm. With the stainless steel band support, the solvent was evaporated until the amount of residual solvent reached 100%, and then peeled off from the stainless steel band support. The web of the peeled cellulose ester film was evaporated at 55 ° C., slit to 1650 mm width, and then stretched 1.3 times at 130 ° C. in the TD direction (direction perpendicular to the film transport direction) with a tenter. At this time, the residual solvent amount when starting stretching with a tenter was 18%. Thereafter, drying is completed while transporting the drying zone at 120 ° C. and 110 ° C. with a number of rolls, slitting to a width of 1400 mm, a knurling process with a width of 15 mm and an average height of 10 μm is applied to both ends of the film, winding, cellulose ester Film R was obtained. The amount of residual solvent was 0.1%, the average film thickness was 80 μm, and the number of turns was 4000 m. This cellulose ester film had Ro = 43 nm and Rt = 132 nm, had a slow axis in the width direction, and the deviation angle of the slow axis with respect to the width direction was within ± 0.6 degrees.
《液晶表示装置の作製》
液晶パネルを以下のようにして作製し、液晶表示装置としての特性を評価した。
<Production of liquid crystal display device>
A liquid crystal panel was produced as follows, and the characteristics as a liquid crystal display device were evaluated.
富士通製15型ディスプレイVL−150SDの予め貼合されていた両面の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板1〜11をそれぞれ液晶セルのガラス面に貼合した。 The polarizing plates on both sides of the 15-inch display VL-150SD manufactured by Fujitsu were previously peeled off, and the produced polarizing plates 1 to 11 were pasted on the glass surfaces of the liquid crystal cells, respectively.
その際、その偏光板の貼合の向きは、光学補償フィルム(位相差フィルム)の面が、液晶セル側となるように、かつ、予め貼合されていた偏光板と同一の方向に吸収軸が向くように行い、液晶表示装置1〜11を各々作製した。また、使用した偏光板は、性能がばらつき易い長尺の防眩性反射防止フィルムの端の部分から切り出したものを使用した。 At that time, the direction of bonding of the polarizing plate is such that the surface of the optical compensation film (retardation film) is on the liquid crystal cell side and the absorption axis is in the same direction as the polarizing plate previously bonded. The liquid crystal display devices 1 to 11 were respectively produced. The polarizing plate used was cut out from the end of a long anti-glare antireflection film whose performance tends to vary.
上記作製した防汚性反射防止フィルム及び液晶表示装置について以下の評価を行った。 The following evaluation was performed about the produced antifouling antireflection film and the liquid crystal display device.
《評価》
(純水接触角)
防汚性反射防止フィルム1〜11について、23℃、55%RHの環境下で、協和界面化学株式会社製の接触角計CA−X型を用いて純水の接触角を液滴径1.5mmにて測定した。
<Evaluation>
(Pure water contact angle)
With respect to the antifouling antireflection films 1 to 11, the contact angle of pure water was set to a droplet diameter of 1. Measurement was performed at 5 mm.
(マジック拭き取り性)
防汚性反射防止フィルム1〜11の試料表面に黒の油性マジック(ZEBRA社製 マッキー極細)で書いた後、ベンコット(旭化成(株)BEMCOT M−3)を用いてきれいになるまで拭き取った。これを同一箇所で複数回繰り返し、下記の基準に則り繰り返しの防汚性の評価を行った。
(Magic wiping off)
After writing with black oily magic (Mckey extra fine manufactured by ZEBRA) on the sample surface of the antifouling antireflection film 1 to 11, it was wiped off using Bencot (Asahi Kasei Co., Ltd. BEMCOT M-3). This was repeated several times at the same location, and repeated antifouling properties were evaluated according to the following criteria.
5:書いた文字が輪郭を失い、軽く拭き取れる
4:インクが弾き、軽く拭き取れる
3:弾かないが、拭き取れる
2:弾かず、拭き取りが困難である
1:拭き取れない
(耐磨耗性)
防汚性反射防止フィルム1〜11の試料表面にOAトレシー(東レ(株)製)をのせ、1000gの荷重をかけて100往復擦った。(試料接触部は20mmφの円形の平面で、トレシーがしわにならずに試料表面全体に接触するようにした。)
擦った後の試料表面に黒の油性マジック(ZEBRA社製 マッキー極細)で書いた後、不織布(日本バイリーン社製CV6850P)を用いてきれいになるまで拭き取った。
5: Written letters lose their outlines and can be wiped lightly 4: Ink can be repelled and lightly wiped 3: Not repelled but wiped away 2: Not repelled and difficult to wipe 1: Not wiped (Abrasion resistance)
OA Tresy (manufactured by Toray Industries, Inc.) was placed on the sample surfaces of the antifouling antireflection films 1 to 11, and rubbed 100 times with a load of 1000 g. (The sample contact portion was a 20 mmφ circular flat surface so that the entire surface of the sample could be contacted without wrinkles.)
The surface of the sample after rubbing was written with black oily magic (Mckey extra fine manufactured by ZEBRA), and then wiped until clean using a non-woven fabric (CV6850P manufactured by Japan Vilene).
拭き取りの結果を以下の尺度で評価した。 The result of wiping was evaluated on the following scale.
○:書いた文字が輪郭を失い、軽く拭き取れる
△:弾かず、拭き取りが困難である
×:拭き取れない
(視認性評価)
液晶表示装置1〜11について、蛍光灯の写り込み、写り込んだ光の色むら、画像の鮮明性を目視にて総合評価し、5段階で良い方から5と評価した。
○: The written character loses its outline and can be wiped lightly △: It does not bounce and is difficult to wipe ×: Cannot be wiped off (Visibility evaluation)
About the liquid crystal display devices 1-11, the fluorescent lamp reflection, the color irregularity of the reflected light, and the clearness of the image were comprehensively evaluated by visual observation, and were evaluated as 5 from the good one in five stages.
防汚性反射防止フィルムの構成、及び防汚性反射防止フィルム及び液晶表示装置の評価結果を下記表1に示す。 The constitution of the antifouling antireflection film and the evaluation results of the antifouling antireflection film and the liquid crystal display are shown in Table 1 below.
本発明の防汚性反射防止フィルム1〜9は、純水接触角、マジック拭き取り性、耐摩耗性の結果より、優れた防汚性を有することが分かる。 It turns out that the antifouling anti-reflective films 1-9 of this invention have the outstanding antifouling property from the result of a pure water contact angle, magic wiping off property, and abrasion resistance.
また、視認性の評価結果から、本発明の液晶表示装置1〜9は写り込み防止性に優れ、かつ写り込んだ光の色むらが著しく少なく、画像の鮮明性に優れていた。 Moreover, from the evaluation results of visibility, the liquid crystal display devices 1 to 9 of the present invention were excellent in the anti-reflection effect, and the color unevenness of the reflected light was extremely small, and the image clarity was excellent.
これに対して、比較の液晶表示装置10、11は防汚性が劣り、かつ反射光の色ムラが認められ、総合的な視認性に劣っていた。
On the other hand, the comparative liquid
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