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課題

視感度反射率が低く、耐擦傷性耐磨耗性耐水性に優れ、干渉縞の発生を抑制し、透明基材フィルムに対するハードコート層密着性が向上したディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材を提供する。

解決手段

透明基材フィルム10上に接着層11を介してハードコート層12及び低屈折率層13をこの順で積層して構成されている。視感度反射率が1.0%以下であり、接着層は波長400〜800nmの範囲における光線反射率極小値が500〜700nmの範囲にあり、かつその値が10%以下である。低屈折率層は成膜性を有し、重合性二重結合を持つ含フッ素化合物と、水熱処理が施されると共に、重合性二重結合を有するシランカップリング剤により変性され、中空部空隙率が40〜45%であり、平均粒子径が10〜100nmの変性中空シリカ微粒子とを含有している。

概要

背景

近年、プラズマディスプレイパネル液晶ディスプレイ等の電子画像表示装置電子ディスプレイ)は、テレビモニター用途として著しい進歩を遂げ、広く普及している。これら電子画像表示装置は、大型化に伴い、外光の映り込みによる視認性の低下が問題となっている。またプラズマディスプレイパネルでは、その原理上発せられる近赤外線光が、リモートコントロール機器等の誤動作を引き起こすことがある。

これら問題を解決するために、プラズマディスプレイ用フィルターには、外光の映り込みを低減して視認性を向上させるために、反射防止機能を備えた減反射材や、プラズマディスプレイ発光体から発せられる近赤外線光を遮蔽するために、近赤外線遮蔽機能を備えた近赤外線遮蔽材が用いられている。

従来この減反射材に備えられる反射防止層は、高い反射防止性能を得るために、高屈折率材料低屈折率材料複数層積層させた多層構成が一般的であったが、より低屈折率である材料を用いれば、低屈折率層だけの単層構成でも、広波長域において反射下げることが可能となる。単層構成の減反射材は、多層構成のものに比べて層構成簡易であるため、生産性コストパフォーマンスの点で優れている。

低屈折率材料としては、内部に空洞を有する中空シリカ微粒子を用いた低屈折率コーティング剤が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、(メタアクリロイルオキシ基分子内に有する化合物を含む活性エネルギー線硬化型樹脂と、0.5〜200nmの中空微粒子からなる低屈折率コーティング剤である。さらに、特許文献1には、コーティング剤によるコーティング膜屈折率が1.40〜1.33である旨記載されている。また、低屈折率材料として、重合性基を二つ以上有する含フッ素多官能モノマーを含有する組成物が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。すなわち、含フッ素多官能モノマーと、中空シリカ微粒子とを含有する組成物が開示されている。

加えて、光透過性基材上に、屈折率が1.45以下の低屈折率層が設けられて構成されている反射防止積層体が提案されている(例えば、特許文献3を参照)。係る低屈折率層は、電離放射線硬化型樹脂組成物と、電離放射線硬化性基を有するシランカップリング剤表面処理され、内部が多孔質又は空洞であるシリカ微粒子とを含有している。該低屈折率層には電離放射線硬化型樹脂組成物及びシリカ微粒子に相溶性を有するフッ素系又はケイ素系の化合物を含ませることができる。
特開2003−292831号公報(第2頁及び第5頁)
特開2006−28409号公報(第2頁、第43〜47頁)
特開2005−99778号公報(第2頁及び第22頁)

また近赤外線遮蔽材としては、リモコン等で使用される820nm、880nm、及び980nmの波長を含む800〜1000nmの波長領域の光を遮蔽するため、数種類近赤外線吸収色素を組み合わせて使用する手法が知られている(例えば、特許文献4を参照)。
特開平11−305033号公報(第2頁及び第3頁)

概要

視感度反射率が低く、耐擦傷性耐磨耗性耐水性に優れ、干渉縞の発生を抑制し、透明基材フィルムに対するハードコート層密着性が向上したディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材を提供する。透明基材フィルム10上に接着層11を介してハードコート層12及び低屈折率層13をこの順で積層して構成されている。視感度反射率が1.0%以下であり、接着層は波長400〜800nmの範囲における光線反射率極小値が500〜700nmの範囲にあり、かつその値が10%以下である。低屈折率層は成膜性を有し、重合性二重結合を持つ含フッ素化合物と、水熱処理が施されると共に、重合性二重結合を有するシランカップリング剤により変性され、中空部空隙率が40〜45%であり、平均粒子径が10〜100nmの変性中空シリカ微粒子とを含有している。

目的

そこで、本発明の目的とするところは、硬化皮膜表面の耐擦傷性及び耐摩耗性が良好であると共に、低屈折率化を実現することができ、かつ硬化皮膜の耐水性を向上させることができる含フッ素硬化性塗液を用いた減反射層と、近赤外線を十分に遮蔽して近赤外線透過率を所望の数値まで抑えることができ、近赤外線吸収色素の総添加量を少なくすることで低コスト化を実現し得る近赤外線遮蔽層を兼ね備えた、ディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材及びそれを用いた電子画像表示装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

透明基材フィルムの一方の面に減反射層が設けられ、他方の面に近赤外線吸収色素を含有してなる近赤外線遮蔽層が設けられているディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材において、前記減反射層は、透明基材フィルム上に接着層を介してハードコート層及び低屈折率層をこの順で積層して構成され、視感度反射率が1.0%以下であり、前記接着層は波長400〜800nmの範囲における光線反射率極小値が500〜700nmの範囲にあり、かつその値が10%以下であり、前記低屈折率層は成膜性を有し、重合性二重結合を持つ含フッ素化合物と、水熱処理が施されると共に、重合性二重結合を有するシランカップリング剤により変性され、中空部空隙率が40〜45%であり、平均粒子径が10〜100nmの変性中空シリカ微粒子とを含有し、含フッ素化合物及び変性中空シリカ微粒子の合計量中における含フッ素化合物の含有量が40〜80質量%及び変性中空シリカ微粒子の含有量が20〜60質量%であることを特徴とするディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。

請求項2

前記ハードコート層は、導電性金属酸化物微粒子を含有することにより、1.0×108〜5.0×1013Ω/□の表面抵抗率を有することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。

請求項3

前記変性中空シリカ微粒子は、中空シリカ微粒子が下記の化学式(1)で示されるシランカップリング剤によって変性され、10℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温させたときの熱質量減少が2〜10質量%のものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。 (式中、Zは(メタアクリロイルオキシ基であり、R1は炭素数1〜4のアルキレン基であり、R2は水素原子メチル基又はエチル基である。)

請求項4

前記低屈折率層は、さらに成膜性を有しない下記の化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルを含有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。 (式中、X及びYは(メタ)アクリロイルオキシ基又は水酸基であり、少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基である。)

請求項5

前記透明基材フィルムが紫外線吸収剤含有ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。

請求項6

前記近赤外線吸収色素は少なくとも2種以上の近赤外線吸収色素から選ばれ、その少なくとも一方は下記の一般式(3)で表わされるスルホンイミドアニオン成分とするジイモニウム塩であり、他方は含フッ素フタロシアニン金属錯体化合物であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。 (式中におけるRは、同一又は異なる基であって、アルキル基ハロゲン化アルキル基シアノアルキル基アリール基ヒドロキシル基フェニル基、及びフェニルアルキレン基からなる群より選ばれる基を示し、R1及びR2は、それぞれ同一又は異なる基で、それぞれフルオロアルキレン基を示すか、それらが一緒になって形成するフルオロアルキレン基を示す)

請求項7

前記ジイモニウム塩は、Rがハロゲン化アルキル基であり、プルシフト効果発現する化合物であることを特徴とする請求項6に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材。

請求項8

請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材を表示画面上に直接又は表示画面の前面に配置された透明プレート上に貼り合わせてなる電子画像表示装置

技術分野

0001

本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)及び液晶ディスプレイ(LCD)等の電子画像表示装置表示画面上に設けられ、周辺電子機器の誤作動を招く近赤外線遮蔽する近赤外線遮蔽機能と、外光の映り込みを低減して、優れた視認性を付与する減反射機能を兼ね備えた、ディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材及びこれを用いた電子画像表示装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプレイ等の電子画像表示装置(電子ディスプレイ)は、テレビモニター用途として著しい進歩を遂げ、広く普及している。これら電子画像表示装置は、大型化に伴い、外光の映り込みによる視認性の低下が問題となっている。またプラズマディスプレイパネルでは、その原理上発せられる近赤外線光が、リモートコントロール機器等の誤動作を引き起こすことがある。

0003

これら問題を解決するために、プラズマディスプレイ用フィルターには、外光の映り込みを低減して視認性を向上させるために、反射防止機能を備えた減反射材や、プラズマディスプレイ発光体から発せられる近赤外線光を遮蔽するために、近赤外線遮蔽機能を備えた近赤外線遮蔽材が用いられている。

0004

従来この減反射材に備えられる反射防止層は、高い反射防止性能を得るために、高屈折率材料低屈折率材料複数層積層させた多層構成が一般的であったが、より低屈折率である材料を用いれば、低屈折率層だけの単層構成でも、広波長域において反射下げることが可能となる。単層構成の減反射材は、多層構成のものに比べて層構成簡易であるため、生産性コストパフォーマンスの点で優れている。

0005

低屈折率材料としては、内部に空洞を有する中空シリカ微粒子を用いた低屈折率コーティング剤が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、(メタアクリロイルオキシ基分子内に有する化合物を含む活性エネルギー線硬化型樹脂と、0.5〜200nmの中空微粒子からなる低屈折率コーティング剤である。さらに、特許文献1には、コーティング剤によるコーティング膜屈折率が1.40〜1.33である旨記載されている。また、低屈折率材料として、重合性基を二つ以上有する含フッ素多官能モノマーを含有する組成物が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。すなわち、含フッ素多官能モノマーと、中空シリカ微粒子とを含有する組成物が開示されている。

0006

加えて、光透過性基材上に、屈折率が1.45以下の低屈折率層が設けられて構成されている反射防止積層体が提案されている(例えば、特許文献3を参照)。係る低屈折率層は、電離放射線硬化型樹脂組成物と、電離放射線硬化性基を有するシランカップリング剤表面処理され、内部が多孔質又は空洞であるシリカ微粒子とを含有している。該低屈折率層には電離放射線硬化型樹脂組成物及びシリカ微粒子に相溶性を有するフッ素系又はケイ素系の化合物を含ませることができる。
特開2003−292831号公報(第2頁及び第5頁)
特開2006−28409号公報(第2頁、第43〜47頁)
特開2005−99778号公報(第2頁及び第22頁)

0007

また近赤外線遮蔽材としては、リモコン等で使用される820nm、880nm、及び980nmの波長を含む800〜1000nmの波長領域の光を遮蔽するため、数種類近赤外線吸収色素を組み合わせて使用する手法が知られている(例えば、特許文献4を参照)。
特開平11−305033号公報(第2頁及び第3頁)

発明が解決しようとする課題

0008

ところが、特許文献1に記載の低屈折率コーティング剤を形成する活性エネルギー線硬化型樹脂にはフッ素が含まれていないことから、得られるコーティング膜の低屈折率や低反射率の効果を得ることができない。しかも、中空シリカ微粒子自体は表面に反応性を有していないために、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する活性エネルギー線硬化型樹脂との親和性(結合性)が十分ではない。つまり、中空シリカ微粒子がそのマトリックスに組み込まれる訳ではなく、分散相として分離した状態にあるため、得られるコーティング膜の強度及び硬度が低く、その結果皮膜表面における耐擦傷性及び耐摩耗性が不十分であるという問題があった。さらに、中空シリカ微粒子の表面には水分が吸着されやすく、皮膜上に水滴放置しておくと視認できるシミのような跡(水跡)ができてしまい、その部分の屈折率が上昇して皮膜表面反射率が上昇するため、反射防止性能が劣化してしまうという問題が生ずる。

0009

また、特許文献2に記載の組成物においては、中空シリカ微粒子がシランカップリング剤によって表面処理されているだけであることから、中空シリカ微粒子の表面には水分が吸着されやすく、特許文献1に記載の低屈折率コーティング剤と同様の問題が生ずる。さらに、特許文献3に記載の低屈折率層を形成する電離放射線硬化型樹脂組成物はフッ素化合物を含有していないため、フッ素化合物に基づく機能を発現することができず、所望とする反射防止性能を得ることはできない。なお、必要によりその他の成分としてフッ素系化合物が配合されると記載されているが、その含有量は0.01〜10質量%という少量であるため、フッ素系化合物に基づく効果が十分に発揮されない。その上、特許文献2に用いられている中空シリカ微粒子と同様に、中空シリカ微粒子の表面には水分が吸着されやすいため、特許文献1又は2と同様の問題が生ずる。

0010

さらに、特許文献4に記載の近赤外線吸収フィルターは、近赤外線吸収色素として日本化薬(株)製KayasorbIRG‐022等が用いられているが、ジイモニウム塩化合物の波長820nmにおける吸収能が高くないことから第2の近赤外線吸収色素を添加しなければならず、結果として近赤外線吸収色素の総添加量が多くなることによりコストが高くなるという問題があった。

0011

そこで、本発明の目的とするところは、硬化皮膜表面の耐擦傷性及び耐摩耗性が良好であると共に、低屈折率化を実現することができ、かつ硬化皮膜の耐水性を向上させることができる含フッ素硬化性塗液を用いた減反射層と、近赤外線を十分に遮蔽して近赤外線透過率を所望の数値まで抑えることができ、近赤外線吸収色素の総添加量を少なくすることで低コスト化を実現し得る近赤外線遮蔽層を兼ね備えた、ディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材及びそれを用いた電子画像表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

前記の目的を達成するために、第1の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、透明基材フィルムの一方の面に減反射層が設けられ、他方の面に近赤外線吸収色素を含有してなる近赤外線遮蔽層が設けられているディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材において、前記減反射層は、透明基材フィルム上に接着層を介してハードコート層及び低屈折率層をこの順で積層して構成され、視感度反射率が1.0%以下であり、前記接着層は、波長400〜800nmの範囲における光線反射率極小値が500〜700nmの範囲にあり、その値が10%以下であり、前記低屈折率層は成膜性を有し、重合性二重結合を持つ含フッ素化合物と、水熱処理が施されると共に、重合性二重結合を有するシランカップリング剤により変性され、中空部空隙率が40〜45%であり、平均粒子径が10〜100nmの変性中空シリカ微粒子とを含有し、含フッ素化合物及び変性中空シリカ微粒子の合計量中における含フッ素化合物の含有量が40〜80質量%及び変性中空シリカ微粒子の含有量が20〜60質量%であることを特徴とするものである。

0013

第2の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第1の発明において、導電性金属酸化物微粒子を含有することにより、1.0×108〜5.0×1013Ω/□の表面抵抗率を有することを特徴とするものである。

0014

第3の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第1又は第2の発明において、前記変性中空シリカ微粒子は、中空シリカ微粒子が下記の化学式(1)で示されるシランカップリング剤によって変性され、10℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温させたときの熱質量減少が2〜10質量%のものであることを特徴とするものである。

0015

(式中、Zは(メタ)アクリロイルオキシ基であり、R1は炭素数1〜4のアルキレン基であり、R2は水素原子メチル基又はエチル基である。)
第4の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第1から第3のいずれかに係る発明において、前記低屈折率層は、さらに成膜性を有しない下記の化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルを含有することを特徴とするものである。

0016

(式中、X及びYは(メタ)アクリロイルオキシ基又は水酸基であり、少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基である。)

0017

第5の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第1から第4のいずれかに係る発明において、前記透明基材フィルムが紫外線吸収剤含有ポリエステルフィルムであることを特徴とするものである。

0018

第6の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第1から第5のいずれかに係る発明において、前記近赤外線吸収色素は少なくとも2種以上の近赤外線吸収色素から選ばれ、その少なくとも一方は下記の一般式(3)で表わされるスルホンイミドアニオン成分とするジイモニウム塩であり、他方は含フッ素フタロシアニン金属錯体化合物であることを特徴とするものである。

0019

(式中におけるRは、同一又は異なる基であって、アルキル基ハロゲン化アルキル基シアノアルキル基アリール基ヒドロキシル基フェニル基、及びフェニルアルキレン基からなる群より選ばれる基を示し、R1及びR2は、それぞれ同一又は異なる基で、それぞれフルオロアルキレン基を示すか、それらが一緒になって形成するフルオロアルキレン基を示す)

0020

第7の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第6の発明において、前記ジイモニウム塩は、Rがハロゲン化アルキル基であり、プルシフト効果を発現する化合物であることを特徴とするものである。

0021

第8の発明のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、第1から第7のいずれかに係る発明に記載のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材を、表示画面上に直接又は表示画面の前面に配置された透明プレート上に貼り合わせてなる電子画像表示装置である。

発明の効果

0022

本発明によれば、次のような効果を発揮することが出来る。
第1の発明では、近赤外線遮蔽層により、ディスプレイから放出され、リモートコントロール機器等の誤動作を引き起こす近赤外線を遮蔽でき、また減反射層により視感度反射率が1.0以下に抑えられているため、外光等の映り込みを抑えたディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材を提供することが出来る。前記接着層は、波長400〜800nmの範囲における光線反射率の極小値が500〜700nmの範囲にあり、その値が10%以下である。このことから、前記透明基材フィルムと前記ハードコート層との屈折率差から生じるハードコート層の干渉ムラの発生を効果的に抑えることができるとともに、透明基材フィルムに対するハードコート層の接着性を高めることができる。さらに、前記低屈折率層に、成膜性を有し、重合性二重結合を持つ含フッ素化合物と、中空シリカ微粒子が含有されていることから、屈折率を十分に下げ、反射率を下げることができる。また、変性中空シリカ微粒子は水熱処理が施されていることから、その外殻が緻密化され、得られる硬化皮膜表面に水分が吸着されにくくなり、硬化皮膜の耐水性を向上させることができる。変性中空シリカ微粒子は、重合性二重結合を有するシランカップリング剤により変性されているため、シランカップリング剤の重合性二重結合と含フッ素化合物の重合性二重結合とが共重合することにより、中空シリカ微粒子が含フッ素化合物に一体的に結合し、硬化皮膜の強度及び硬度を向上させることができる。前記低屈折率層の含フッ素化合物の含有量は、含フッ素化合物及び変性中空シリカ微粒子の合計量中40〜80質量%であり、含フッ素化合物中のフッ素含有率が高いほど屈折率が低くなるため、硬化皮膜の低反射率化を向上させることができる。

0023

第2の発明では、前記ハードコート層が導電性金属酸化物微粒子を含有することにより、1.0×108〜5.0×1013Ω/□の表面抵抗率を有する。このため、第1の発明に加えて、導電性微粒子に基づく帯電防止性能を付与することができる。

0024

第3の発明では、前記変性中空シリカ微粒子が、前記化学式(1)で示されるシランカップリング剤によって変性され、10℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温させたときの熱質量減少が2〜10質量%のものである。このため第1又は第2の発明の効果に加えて、変性中空シリカ微粒子と含フッ素化合物との相溶性が良好になり、硬化皮膜の強度及び硬度を向上させることができる。

0025

第4の発明では、前記低屈折率層が、さらに成膜性を有しない前記化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルを含有することから、第1〜第3のいずれかの発明に加えて、フッ素に基づく防汚性等の効果を良好に発揮することができる。

0026

第5の発明では、前記透明基材フィルムが紫外線吸収剤含有ポリエステルフィルムであることから、第1〜第4のいずれかの発明に加えて、紫外線を効率よく遮蔽することができ、所定の厚さに成形することが容易であると共に、入手が容易で、製造コストの低減を図ることができる。

0027

第6の発明では、赤外線吸収色素が、特定のジイモニウム塩と含フッ素フタロシアニン系金属錯体の混合系であることから、第1〜第5の発明に加えて、リモートコントロール等の周辺機器の誤動作を抑えるのに、十分なまでに近赤外線を遮蔽しても、可視光透過率が低下することはない。

0028

第7の発明では、ジイモニウム塩がブルーシフト効果を有しているため、近赤外線領域短波長側に極大吸収を有する第2、第3の近赤外線吸収色素の添加量を減じて、近赤外線吸収色素の総添加量を減ずることができるため、第6の効果に加えて、可視光線透過率の低下とコストアップを防止することができる。

0029

第8の発明では、第1〜第7の効果に加えて、電子画像表示装置の表示画面、特にプラズマディスプレイに用いられたときに、リモートコントロール等の等の周辺機器の誤動作を防止し、外光等の映り込みを抑制した電子画像表示装置を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0030

以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
まず、透明基材フィルムについて説明する。本発明に用いる該透明基材フィルムは、透明性を有している限り特に制限されないが、反射を抑えるため、屈折率(n)が1.55〜1.70の範囲内のものが好ましい。係る透明樹脂基材としては、例えばポリエチレンテレフタラート(PET、n=1.65)などのポリエステルポリカーボネート(PC、n=1.59)、ポリアリレート(PAR、n=1.60)及びポリエーテルスルフォン(PES、n=1.65)等が好ましい。これらのうち、ポリエステルフィルム特にポリエチレンテレフタレートフィルムが成形の容易性、入手の容易性及びコストの点で好ましい。

0031

また、透明基材フィルムの厚みは、好ましくは25〜400μm、さらに好ましくは50〜200μmである。加えて、透明基材フィルムには、各種の添加剤が含有されていても良い。そのような添加剤として例えば、紫外線吸収剤帯電防止剤、安定剤、可塑剤滑剤難燃剤等が挙げられる。この中でも特に、紫外線吸収剤が、近赤外線遮蔽層の耐光性を向上させる点で好ましい。

0032

次に透明基材フィルム上に設けられる接着層について説明する。本発明に用いる接着層は、高分子バインダー微粒子を含有する。
高分子バインダーは、良好な接着性を付与する観点から、ポリエステル樹脂及びオキサゾリン基ポリアルキレンオキシド鎖とを有するアクリル樹脂混合体であることが好ましい。高分子バインダーは水に可溶性または分散性のものが好ましいが、多少の有機溶剤を含有する水に可溶なものも好ましくは用いることができる。

0033

高分子バインダーを構成するポリエステル樹脂として、下記の多塩基酸成分ジオール成分から得られるポリエステルを用いることができる。すなわち、多塩基酸成分としては、例えば、テレフタル酸イソフタル酸フタル酸無水フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸アジピン酸セパジン酸、トリメリット酸ピロメリット酸ダイマー酸を例示することができる。高分子バインダーを構成するポリエステル樹脂としては、2種以上のジカルボン酸成分を用いた共重合ポリエステルを用いることが好ましい。

0034

ポリエステル樹脂のジオール成分としては、エチレングリコールプロピレングリコールテトラメチレングリコール、1、4−シクロヘキサンジメタノールネオペンチルグリコール、1、4−ブタンジオールジプロピレングリコール、1、6−ヘキサンジオールキシレングリコール、等や、ポリエチレンオキシドグリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールを例示することができるが、これらに限定されるものではない。

0035

高分子バインダーの構成成分として用いられることのあるオキサゾリン基とポリアルキレンオキシド鎖とを有するアクリル樹脂として、例えば以下に示すようなオキサゾリン基を有するモノマーと、ポリアルキレンオキシド鎖を有するモノマーからなるアクリル樹脂を用いることができる。

0036

オキサゾリン基を有するモノマーとしては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリンを例示することができる。これらの1種または2種以上の混合物を使用することができる。これらの中、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンが工業的に入手しやすく好適である。オキサゾリン基を有するアクリル樹脂を用いることにより接着層の凝集力が向上し、ハードコート粘着剤等との密着性がより強固になる。更に、フィルム製膜工程内やハードコートの加工工程内の金属ロールに対する耐擦過性を付与することができる。

0037

ポリアルキレンオキシド鎖を有するモノマーとしては、アクリル酸メタクリル酸エステル部にポリアルキレンオキシドを付加させたものを挙げることができる。ポリアルキレンオキシド鎖はポリメチレンオキシドポリエチレンオキシドポリプロピレンオキシドポリブチレンオキシドを挙げることができる。ポリアルキレンオキシド鎖の繰り返し単位は3〜100であることが好ましい。ポリアルキレンオキシド鎖が有するアクリル樹脂を用いることで、接着層の高分子バインダーのポリエステル樹脂とアクリル樹脂の相溶性が、ポリアルキレンオキシド連鎖を含有しないアクリル樹脂と比較し良くなり、接着層の透明性を向上させることができる。ポリアルキレンオキシド鎖の繰り返し単位が3未満であるとポリエステル樹脂とアクリル樹脂との相溶性が悪く接着層の透明性が悪くなり、100を超えると接着層の耐湿熱性下がり高湿度高温下でハードコート等との密着性が悪化して好ましくない。

0038

接着層の高分子バインダーを構成するポリエステル樹脂の、接着層中での含有割合は好ましくは5〜95重量%、さらに好ましくは50〜90重量%である。

0039

接着層の高分子バインダーを構成するオキサゾリン基及びポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂の、接着層中での含有割合は好ましくは5〜95重量%、さらに好ましくは5〜90重量%、特に好ましくは10〜50重量%である。

0040

ポリエステル樹脂が95重量%を超え、もしくはオキサゾリン基及びポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂が5重量%未満であると、接着層の凝集力が低下し、ハードコートや粘着剤への接着性が不十分となる場合があり好ましくない。アクリル樹脂が95重量%を超えるとポリエステルフィルムとの密着性が低下し、ハードコートや粘着剤への接着性が不十分となる場合がある。

0041

本発明において接着層の高分子バインダーは、屈折率が通常は1.50〜1.60の範囲である。
本発明で接着層を構成する微粒子としては、シリカチタニア複合無機粒子を用いることが好ましい。このシリカとチタニアの複合無機粒子は、任意に屈折率の調整が可能で、屈折率を容易に調整することができる。高分子バインダーの屈折率は通常は1.50〜1.60の範囲であるため、容易に高分子バインダーと微粒子の屈折率を合せることができる。

0042

本発明では、接着層の高分子バインダーと微粒子屈折率の差が、好ましくは0.02以内、さらに好ましくは0.01以内とする。屈折率の差が0.02を超えると高分子バインダーと微粒子の境界での屈折率の差により光が大きく散乱し、易接着層ヘイズが高くなり、透明性が悪くなり好ましくない。

0043

微粒子の平均粒子径が40〜120nmの範囲が好ましく、120nmより大きいと粒子の落脱が発生しやすくなり、40nmよりも小さいと十分な滑性耐傷性が得られない場合があり好ましくない。

0044

微粒子の含有量は、接着層の0.1〜10重量%の範囲が好ましい。0.1重量%未満であると十分な滑性、耐傷性が得られず、10重量%を超えると塗膜の凝集力が低くなり接着性が悪化し好ましくない。

0045

高分子バインダーおよび微粒子の屈折率は、ともに1.50〜1.60の範囲であることが好ましい。

0046

接着層には脂肪族ワックスを含有させることが好ましく、含有量は好ましくは0.5〜30重量%、さらに好ましくは1重量%〜10重量%である。この含有量が0.5重量%未満ではフィルム表面の滑性が得られないことがあり好ましくない。30重量%を超えるとポリエステルフィルム基材への密着やハードコートや粘着剤等に対する易接着性不足する場合があり好ましくない。脂肪族ワックスの具体例としては、カルナバワックスキャンデリラワックスライスワックス、木ロウパームワックスモンタンワックスオゾケライトセレシンワックスパラフィンワックスポリエチレングリコールポリプロピレングリコールなどの水分散性又は水溶性ワックス類が好ましい。

0047

本発明におけるポリエステルフィルムは、波長400〜800nmの範囲における光線反射率の極小値が500〜700nmの範囲にあり、その値が10%以下であることが必要である。光線反射率の極小値が500nm未満、もしくは700nmを超える、またはその値が10%を超えると、ハードコート塗布などの加工後の製品色斑が発生することがある。

0048

光線反射率の極小値を該範囲とするためには、接着層を構成するバインダーの屈折率に合せ、塗膜の厚みを調整する。具体的には、バインダーの屈折率と塗膜の厚み(μm)の積が0.12〜0.16の範囲に入るように調整するとよい。
接着層を透明基材フィルム上に設けるためには、前記塗布液を透明基材フィルムの片面又は両面に塗工することで行われる。塗布は、任意の段階で実施することができるが、透明基材フィルムの製造過程で実施することが好ましい。塗布方法としては、公知の任意の塗工法を用いることができる。例えば、グラビアコート法ロールブラッシュ法、スプレーコート法エアーナイフ法、コイルバー法、ディップコート法などが挙げられる。

0049

次に、透明基材フィルムの一方の面に用いられるハードコート層について説明する。
係るハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂金属酸化物微粒子とを含有する材料から形成されることが好ましい。ここで、金属酸化物微粒子とは、平均粒子径が好ましくは150nm以下、より好ましくは10〜150nmである金属酸化物を意味する。この平均粒子径が150nmを越えると、微粒子が大きくなり過ぎてハードコート層の透明性が損なわれる結果を招く。

0050

電離放射線硬化型樹脂は紫外線や電子線のような活性エネルギー線照射することにより、硬化反応を生じる樹脂であり、その種類は特に制限されない。具体的には、例えば単官能(メタ)アクリレート〔ここで、本明細書では(メタ)アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートの双方を含む総称を意味する。〕、多官能(メタ)アクリレート及びγ—アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の反応性珪素化合物等を出発原料とする物が挙げられる。これらのうち生産性及び硬度を両立させる観点より、紫外線硬化性多官能アクリレートを主成分として含む組成物が好ましい。そのような紫外線硬化性多官能アクリレートを含む組成物としては特に限定されるものではなく、例えば、公知の紫外線硬化性多官能アクリレートを2種類以上混合したもの、紫外線硬化性ハードコート材として市販されているものが挙げられる。

0051

前記紫外線硬化性多官能アクリレートとしては特に制限されず、例えばジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレートトリメチロールプロパントリアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ビス(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシヘキサン等の多官能アルコールアクリル誘導体や、ポリエチレングリコールジアクリレート及びポリウレタンアクリレート等が好ましい。

0052

電離放射線硬化型樹脂に添加される金属酸化物微粒子は、電離放射線硬化型樹脂に分散させ、塗膜を形成した際に、ハードコート層の屈折率が1.48〜1.56、より好ましくは1.50〜1.54になるように選択される。前記金属酸化物としては、例えばITO(インジウム−錫複合酸化物、屈折率2.0)、ATOアンチモン−錫複合酸化物、屈折率2.1)、酸化錫(屈折率2.0)、酸化アンチモン(屈折率2.1)、アンチモン酸亜鉛(屈折率1.7)、酸化亜鉛(屈折率2.1)、酸化ジルコニウム(屈折率2.1)、酸化チタン(屈折率2.4)及び酸化アルミニウム(屈折率1.6)からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。これらのうち特に、ATO、アンチモン酸亜鉛が粒子の分散性、平均粒子径、入手の容易性及び製造コストの点で好ましい。金属酸化物微粒子の電離放射線硬化型樹脂への添加量は、電離放射線硬化型樹脂100質量部に対して2〜20質量部、より好ましくは5〜10質量程度である。添加量が2質量部未満では、十分な導電性を発現することができなくなり、好ましくない。また20質量部を超える場合、前記透明基材及び接着層との屈折率の関係が合わなくなり、ハードコート層の色斑が発生するため、好ましくない。

0053

また、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の成分を電離放射線硬化型樹脂中にさらに添加することができる。そのようなその他の成分としては、例えば重合体重合開始剤重合禁止剤酸化防止剤分散剤界面活性剤光安定剤及びレベリング剤等の添加剤が挙げられる。また、ウェットコーティング法において成膜後乾燥させる限りは、任意の量の溶媒を添加することができる。

0054

続いて、ハードコート層の形成方法は特に制限されず、ロールコート法、コイルバー法、ダイコート法等、一般的なウェットコート法が採用される。形成された層に対しては、必要に応じて加熱や、紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射により硬化反応を施すことができる。

0055

次に低屈折率層について説明する。本発明における低屈折率層は、成膜性を有し、重合性二重結合をもつ含フッ素化合物と、水熱処理が施されると共に、重合性二重結合を有するシランカップリング剤により変性され、中空部の空隙率が40〜45%であり、平均粒子径が10〜100nmの変性中空シリカ微粒子とを含有するものである。この場合、含フッ素化合物及び変性中空シリカ微粒子の合計量中における含フッ素化合物の含有量は40〜80質量%及び変性中空シリカ微粒子の含有量は20〜60質量%である。

0056

始めに、前記含フッ素化合物について説明する。フッ素原子(以下、単にフッ素ともいう)は分極率が非常に小さいため、フッ素含有モノマーは分子の凝集力が小さくなって成膜後に低表面エネルギー性を得ることができる反面、成膜性に乏しいという性質を有している。ここで成膜性とは、合成樹脂フィルム等の基材上に塗布されたとき、はじかれずに含フッ素硬化性塗液より硬化皮膜(以下、単に皮膜ともいう)が形成される性質を表す。そして、溶媒を含む含フッ素硬化性塗液を基材に塗布し、加熱して溶媒を除去した段階で一定の厚さをもって均一な皮膜を形成できるものが成膜性良好と判断される。

0057

例えば、トリフルオロメチル基配向したときの臨界表面張力は6dyn/cmであるのに対してテトラフルオロエチレン基では18dyn/cmとなるように、フッ化メチレン基又はフッ化メチン基の形でフッ素を導入することにより成膜性は改善される。また、分子の凝集力を増大させるという観点からは、高分子化するという手法も有効である。従って、前記成膜性を有し、重合性二重結合をもつ含フッ素化合物としては、フッ素原子がフッ化メチレン基又はフッ化メチン基として分子中に導入された構造を有する含フッ素モノマーや、溶媒可溶性で重合性二重結合をもつ含フッ素反応性ポリマー等が挙げられる。

0058

前記フッ素原子がフッ化メチレン基又はフッ化メチン基として分子中に導入された構造を有する含フッ素モノマーは、フッ素原子のほぼ全量がフッ化メチレン基又はフッ化メチン基として分子中に導入されたモノマーである限り、公知の全てのモノマーが使用可能である。すなわち、重合性二重結合が1個(単官能)のモノマー又は2個以上(多官能)のモノマーのいずれであってもよく、それらの混合物であってもよい。これらの含フッ素化合物は、硬化皮膜の強度及び硬度を高めることができ、皮膜表面の耐擦傷性及び耐摩耗性を向上させることができる。前記含フッ素化合物の中では、架橋構造を形成でき、硬化した皮膜の強度や硬度が高い点から、含フッ素多官能(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。なお、本明細書ではアクリルメタクリルの双方を(メタ)アクリルと称する。

0059

この含フッ素多官能(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えば1,3−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2−ジフルオロプロパン、1,4−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3−テトラフルオロブタン、1,5−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロペンタン、1,6−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロヘキサン、1,7−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフルオロヘプタン、1,8−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロオクタン、1,9−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−テトラデカフルオロノナン、1,10−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロデカン、1,11−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10−オクタデカフルオロウンデカン、1,12−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11−エイコサフルオロドデカン、1,8−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,7−ジヒドロキシ−4,4,5,5−テトラフルオロオクタン、1,7−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,8−ジヒドロキシ−4,4,5,5−テトラフルオロオクタン、2,7−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−1,8−ジヒドロキシ−4,4,5,5−テトラフルオロオクタン、1,10−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,9−ジヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、1,9−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−2,10−ジヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、2,9−ビス{(メタ)アクリロイルオキシ}−1,10−ジヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、1,2,7,8−テトラキス{(メタ)アクリロイルオキシ}−4,4,5,5−テトラフルオロデカン、1,2,8,9−テトラキス{(メタ)アクリロイルオキシ}−4,4,5,5,6,6−ヘキサフルオロノナン、1,2,9,10−テトラキス{(メタ)アクリロイルオキシ}−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、1,2,10,11−テトラキス{(メタ)アクリロイルオキシ}−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−デカフルオロウンデカン、1,2,11,12−テトラキス{(メタ)アクリロイルオキシ}−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ドデカフルオロドデカン、1,10−ビス(α−フルオロアクリロイルオキシ)−2,9−ジヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、1,9−ビス(α−フルオロアクリロイルオキシ)−2,10−ジヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、2,9−ビス(α−フルオロアクリロイルオキシ)−1,10−ジヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、1,2,9,10−テトラキス(α−フルオロアクリロイルオキシ)−4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン、1,2,11,12−テトラキス(α−フルオロアクリロイルオキシ)−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ドデカフルオロドデカン等が挙げられる。使用に際し、これらは単独又は混合物として用いられる。

0060

含フッ素多官能(メタ)アクリル酸エステルは、公知の方法により製造される。例えば、相当する含フッ素エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との開環反応や、相当する含フッ素多価アルコール又は前記開環反応で中間体として得られる水酸基(ヒドロキシル基)を有する含フッ素(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸クロライドとのエステル化反応により製造される。

0061

また、前記溶媒可溶性で重合性二重結合をもつ含フッ素反応性ポリマーとしては、含フッ素エチレン性モノマー由来する主鎖を有し、架橋硬化のための反応性基をもつものである。溶媒としては、酢酸エチル酢酸プロピル等のエステル系溶媒メチルエチルケトンメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒イソプロピルアルコール2−ブタノール等のアルコール系溶媒等が好ましい。反応性基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基、α−フルオロアクリロイルオキシ基、エポキシ基等が挙げられる。このような溶媒可溶性で重合性二重結合をもつ含フッ素反応性ポリマーは高分子量であるため、フッ素を含有しながらも成膜性が良好で、成膜後に反応性基を利用して架橋硬化することで溶媒不溶の硬化皮膜を得ることができる。

0062

係る溶媒可溶性で重合性二重結合をもつ含フッ素反応性ポリマーは、重合性二重結合をもつ基の含有率が通常1〜20質量%、好ましくは5〜15質量%であり、また質量(重量)平均分子量が通常500〜1,000,000、好ましくは1,000〜500,000、より好ましくは2,000〜200,000である。係る含フッ素反応性ポリマーとしては、公知の含フッ素反応性ポリマー(例えば再公表特許WO02/018457号公報に開示されているもの)が用いられる。

0063

前記成膜性を有し、重合性二重結合をもつ含フッ素化合物の含有量は、前記変性中空シリカ微粒子との合計量(固形分)中に40〜80質量%であり、40〜60質量%であることが好ましい。含フッ素化合物の含有量が40質量%より少ない場合には、硬化皮膜の強度及び硬度が低下する傾向を示し、皮膜表面の耐擦傷性や耐摩耗性が不足する。一方、80質量%より多い場合には、相対的に変性中空シリカ微粒子の含有量が減少して全体のバランスが悪くなり、皮膜表面の耐擦傷性や耐摩耗性が不足し、皮膜の反射率も大きくなる。

0064

次に、変性中空シリカ微粒子について説明する。
中空シリカ微粒子は、シリカ(二酸化珪素、SiO2)がほぼ球状に形成され、その外殻内に中空部を有する微粒子であり、その平均粒子径は10〜100nm程度である。外殻の厚さは1〜60nm程度、中空部の空隙率は40〜45%であり、屈折率は1.20〜1.29という低い屈折率である。中空部に屈折率が1.0の空気を含んでいることから、含フッ素硬化性塗液の硬化により形成される皮膜について低屈折率化及び低反射率化を図ることができると共に、シリカ微粒子という無機微粒子により皮膜の耐擦傷性及び耐摩耗性を向上させることができる。中空部の空隙率が40%未満の場合には、中空部の空気量が少なくなり、皮膜の低屈折率化及び低反射率化を図ることができなくなる。その一方、中空部の空隙率が45%を越える場合には、空隙率を大きくするために外殻を薄くする必要があり、その製造が困難になる。

0065

さらに、従来の中空シリカ微粒子は外殻が緻密化されていないため、自身が水分を吸着しやすく、該中空シリカ微粒子を含む皮膜上に水滴を放置しておくと、水分が吸着され視認できるようなシミ(水跡)ができる。本実施形態で用いられる中空シリカ微粒子は、水熱処理を施して外殻を緻密化することにより、シリカ表面に水分が吸着され難くなるため、該中空シリカ微粒子を含む皮膜の耐水性が向上する。

0066

その上、中空シリカ微粒子はシランカップリング剤によって変性されているため、従来のシリカ微粒子又は中空シリカ微粒子にはない優れた効果、すなわち含フッ素化合物との相溶性に優れるという効果を発現することができる。このため、変性中空シリカ微粒子を含フッ素化合物と混合した場合、変性中空シリカ微粒子の凝集を抑制することができ、白化がなく、透明性に優れた皮膜を得ることができる。さらに皮膜中では、シランカップリング剤の重合性二重結合と含フッ素化合物の重合性二重結合とが共重合(化学結合)して強固な膜となるため、皮膜の耐擦傷性及び耐摩耗性を飛躍的に向上させることができる。

0067

この場合、変性による効果を高めるため、中空シリカ微粒子は下記の化学式(1)で示される重合性二重結合を有するシランカップリング剤によって変性されることが好ましい。




(式中、Zは(メタ)アクリロイルオキシ基であり、R1は炭素数1〜4のアルキレン基であり、R2は水素原子、メチル基又はエチル基である。)
前記変性中空シリカ微粒子についてさらに説明すると、変性中空シリカ微粒子は、平均粒子径5〜100nm、比表面積50〜1000m2/gである中空シリカ微粒子の表面をシランカップリング剤によって表面処理することにより製造される。具体的には、中空シリカ微粒子表面のシラノール基と前記シランカップリング剤との加水分解反応により、中空シリカ微粒子表面にオルガノシリル基モノオルガノシリル基、ジオルガノシリル基又はトリオルガノシリル基)が結合すると共に、その表面に多数の珪素原子直接結合した有機基を有する。

0068

また、従来の中空シリカ微粒子よりも中空部(空洞)が大きいことから、低屈折率化した変性中空シリカ微粒子とフッ素含有率の高い含フッ素化合物とを組み合わせることにより、硬化皮膜の屈折率は1.28〜1.32となり、従来の硬化皮膜よりも低屈折率及び低反射率を実現することができる。

0069

変性中空シリカ微粒子の含有量は、前記含フッ素化合物との合計量中に20〜60質量%であり、40〜60質量%であることが望ましい。この含有量が20質量%を下回る場合には、変性中空シリカ微粒子の含有量が少なく、得られる皮膜の低屈折率化及び低反射率化を図ることができなくなると共に、耐擦傷性及び耐摩耗性が不足する。一方、60質量%を上回る場合には、過剰の変性中空シリカ微粒子が含フッ素化合物と反応できず、変性中空シリカ微粒子が残存し、かえって皮膜表面の耐擦傷性及び耐摩耗性に欠ける。前記変性中空シリカ微粒子のシランカップリング剤に含まれる(メタ)アクリロイルオキシ基と含フッ素化合物の重合性二重結合とが共重合して結合される結果、変性中空シリカ微粒子の機能と含フッ素化合物の機能とが相乗的に、かつ持続して発現される。

0070

変性中空シリカ微粒子の原料となる中空シリカ微粒子は、具体的には以下の第1から第5工程を経て製造することができる。
すなわち、第1工程では、珪酸塩水溶液又は酸性珪酸液と、アルカリ可溶性無機化合物水溶液とを、pH10以上のアルカリ水溶液又は、必要に応じて種粒子が分散されたpH10以上のアルカリ水溶液中に同時に添加し、シリカとシリカ以外の無機化合物のモル比が0.3〜1.0の範囲にある核粒子分散液を調製する。

0071

続いて、第2工程では、前記核粒子分散液にシリカ源を添加して、核粒子表面に第1シリカ被覆層を形成させる。次いで、第3工程では、前記第1シリカ被覆層を形成させた分散液に酸を加え、核粒子を構成する元素の一部又は全部を除去する。次に、第4工程では、第3工程で得られた中空シリカ微粒子の分散液に、アルカリ水溶液と、有機珪素化合物又はその部分加水分解物とを添加し、中空シリカ微粒子に第2シリカ被覆層を形成する。

0072

さらに、第4工程で得られた中空シリカ微粒子分散液を水熱処理する第5工程を加えることが好ましい。水熱処理は、高温の水の存在下に行われる中空シリカ微粒子の変性処理である。この水熱処理により外殻が緻密化された中空シリカ微粒子を得ることができる。外殻が緻密化されることにより、水分が吸着し難くなり、中空シリカ微粒子の耐水性を向上させることができ、その結果中空シリカ微粒子を変性して得られる変性中空シリカ微粒子と含フッ素化合物とを組み合わせた含フッ素硬化性塗液を硬化して得られる皮膜の耐水性を向上させることができる。また、外殻が緻密化されることにより、外殻の厚さを薄くでき、中空部の空隙率を高くすることができる。

0073

水熱処理の条件としては、処理温度200〜280℃であることが好ましく、処理時間5〜20時間であることが好ましく、10〜20時間であることがより好ましい。処理温度が200℃未満の場合、水熱処理が十分に行われず、中空シリカ微粒子の外殻の緻密化が不十分になる傾向を示す。その一方、280℃を越える場合、中空シリカ微粒子の外殻がそれ以上緻密化することがなく、かえって中空シリカ微粒子が凝集して好ましくない。また、処理時間が5時間未満の場合、中空シリカ微粒子の外殻を十分に緻密化できないため好ましくない。一方、20時間を越える場合、中空シリカ微粒子の外殻がさらに緻密化することがなく、中空シリカ微粒子の生産性が低下するため、工業上好ましくない。

0074

シランカップリング剤による中空シリカ微粒子の変性は、以下のようにして行われる。例えば、有機溶媒中に分散された中空シリカ微粒子に対してシランカップリング剤を加えて混合し、この混合物に蒸留水を加えて通常の加水分解反応及び縮合反応を行なう。中空シリカ微粒子の固形分としては1〜70質量%が好ましく、15〜40質量%がより好ましい。この場合、シランカップリング剤を加える順序は特に制限されない。混合する蒸留水の含有量は、シランカップリング剤に対して質量で3〜5倍であることが望ましい。加水分解反応及び縮合反応を行うための操作は、攪拌しながら常圧下で3〜7時間にわたり、有機溶媒の還流を行なうことにより実施される。

0075

変性中空シリカ微粒子の製造方法についてさらに説明すると、シリカ濃度が1〜70質量%のオルガノゾルを調製し、30〜300℃の範囲で、シランカップリング剤とアルカリ触媒を加え、シリカ含有量に対して水分量が0.1〜50質量%の条件で中空シリカ微粒子にシランカップリング剤を反応させる。オルガノゾルの製造方法は、水を分散媒として調製された中空シリカ微粒子からなるシリカゾルを、溶媒置換して、オルガノゾルとする。

0076

シランカップリング剤としては、例えばγ−メタア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トリメトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキシプロピ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エトキシシラン等が用いられる。シランカップリング剤の含有量は、中空シリカ微粒子100質量部に対して、通常1〜50質量部であり、好ましくは3〜25質量部である。この含有量が1質量部未満では未処理の中空シリカ微粒子の割合が高くなり、変性中空シリカ微粒子の収量が少なくなって好ましくなく、50質量部を越えるとシランカップリング剤が過剰となり、過剰のシランカップリング剤が残存して好ましくない。

0077

前記有機溶媒としては、シランカップリング剤による中空シリカ微粒子の表面被覆に悪影響を与えるものでない限り特に制限されるものではない。このような有機溶媒の例としては、アルコール類グリコール類エステル類ケトン類窒素化合物類、芳香族類などを使用することができる。有機溶媒として具体的には、メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ブタノールエチレングリコールモノプロピルエーテル等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエンキシレン等の芳香族炭化水素類ジメチルホルムアミドジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。これらのうち、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類が好ましい。有機溶媒は単独又は2種類以上を混合して使用することができる。得られた変性中空シリカ微粒子は遠心分離等によって単離することも可能であるが、有機溶媒が存在する状態のまま、後の工程に供することもできる。

0078

前記アルカリ触媒の種類は特に限定されず、アンモニアアルカリ金属水酸化物アミン化合物などが好適に使用される。これらアルカリ触媒は水溶液の形で添加しても良い。アルカリ触媒の含有量は、特に制限されずアルカリ触媒の種類にもよるが、中空シリカ微粒子が分散されているオルガノゾルに対して望ましくは20〜2000ppmである。この含有量が20ppm未満の場合、中空シリカ微粒子表面でのシラン化合物の反応が十分に進行しないことがある。他方、2000ppmを越える場合、余剰のアルカリ触媒により、中空シリカ微粒子を含フッ素化合物に分散させた際の分散性が低下することがあり、またアルカリ触媒が組成物中に残存することによる弊害が発生することがある。

0079

反応液中の水分量は、シリカ含有量に対して好ましくは10〜50質量%、より好ましくは10〜40質量%である。水分量が10〜50質量%の範囲にあれば、中空シリカ微粒子表面とシランカップリング剤が反応して効果的に表面処理が行なわれる。水分量が10質量%未満では表面処理効率が低く、安定した表面処理が行なわれず、50質量%を越えるとシランカップリング剤同士が反応する傾向が強まり、結果的に中空シリカ微粒子の表面処理が不十分になる。

0080

中空シリカ微粒子にシランカップリング剤を反応させるときの反応温度は、30℃から有機溶媒の沸点未満の温度範囲が好適であり、圧力容器を使用して反応を行う場合を考慮すると30〜300℃であることが好適である。反応温度が30℃未満では、反応速度が遅く、実用的ではない。他方、300℃を越えると、オルガノゾルの溶媒の沸点を越え、溶媒の蒸発により、水分割合の増加などを招く場合があって好ましくない。

0081

また、中空シリカ微粒子にシランカップリング剤を反応させるときの反応時間は、0.1〜100時間が好ましく、3〜30時間がより好ましい。反応時間が0.1時間より短い場合、反応が十分に進行しないときがあり、実用的ではない。他方、100時間より長い場合、収率等の向上は見られず、それ以上の反応の継続は好ましくない。表面処理により変性された中空シリカ微粒子は、必要に応じてさらに前記と同様の方法により有機溶媒置換を行っても良い。

0082

変性中空シリカ微粒子の平均粒子径は、10〜100nmであり、30〜80nmであることが好適である。平均粒子径がこの範囲にある変性中空シリカ微粒子は、透明な皮膜を形成することができる。平均粒子径が10nm未満の変性中空シリカ微粒子は製造が難しい。他方、100nmを越える場合には、光の散乱が大きくなり、薄膜においては反射が大きくなり、反射防止機能を発揮できなくなる。

0083

変性中空シリカ微粒子の比表面積は、溶媒中又は造膜中の変性中空シリカ微粒子の分散性及び安定性を得るうえで50〜1000m2/gが好ましく、50〜200m2/gがより好ましい。比表面積が50m2/g未満の場合には、低屈折率の変性中空シリカ微粒子を得ることが難しくなる。他方、1000m2/gを越える場合には、変性中空シリカ微粒子の分散安定性が低下して望ましくない。

0084

変性中空シリカ微粒子において、変性処理により中空シリカ微粒子に結合したシランカップリング剤の量は、熱質量測定法(TG)により簡便に知ることができる。この熱質量測定法(Thermogravimetry Analysis)とは、試料雰囲気温度の上昇(又は下降)による試料の質量変化を温度に対して測定するものである。係る温度変化に対する質量変化曲線はTG曲線と呼ばれている。

0085

変性中空シリカ微粒子については、200〜500℃の温度範囲で熱質量測定が行われるが、例えば10℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温させたときの熱質量減少が好ましくは2〜10質量%、より好ましくは3〜10質量%である。熱質量減少が2質量%未満の変性中空シリカ微粒子を配合してなる含フッ素硬化性塗液より形成される皮膜では、白化が発生すると共に、耐擦傷性及び耐摩耗性共に不十分になる。一方、熱質量減少が10質量%を越えると、粒子間の反応が起こりやすくなるため、変性中空シリカ微粒子のゾルとしての安定性、及び含フッ素硬化塗液としての安定性が低下して好ましくない。

0086

硬化皮膜の耐水性は、その皮膜の反射率で評価することができる。耐水性のない皮膜は、皮膜上に水滴を30分間放置しておくと、水分が吸着し、屈折率が上昇するため、結果として皮膜表面における光の反射率が上昇する。水熱処理を施した中空シリカ微粒子を用いて得られた含フッ素硬化性塗液による皮膜では、皮膜上に水滴を30分間放置しても、放置前後での皮膜表面における光の反射率変化を0.3%以下に抑えることができる。

0087

次に、低屈折率層には、さらに成膜性を有しない下記化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルを含有することが好ましい。




(式中、X及びYは(メタ)アクリロイルオキシ基又は水酸基のいずれかであり、少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基である。)

0088

上記の含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは、自身が成膜性を発揮しないものの、前記成膜性を有する含フッ素化合物に親和性を示し、その成膜性を低下させることがないものである。このため、含フッ素硬化性塗液は優れた成膜性を発揮することができる。また、成膜性を有しない化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは、高い防汚性を発現することができる成分である。さらに、含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは重合性二重結合をもつため、前記成膜性を有し、重合性二重結合をもつ含フッ素化合物と共重合反応を行ない、硬化皮膜となる。

0089

係る含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは、その末端にトリフルオロメチル基(CF3−)をもつ炭素数10のフルオロアルキル基を有しており、この含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは少量でもトリフルオロメチル基が表面に配向される。特に、前記成膜性を有し、重合性二重結合をもつ高フッ素含有量の含フッ素化合物による皮膜中であってもトリフルオロメチル基が表面に十分に配向される。従って、得られる含フッ素硬化皮膜は、防汚性、低屈折率性等の特性を発揮することができる。これに対し、炭素数9以下のフルオロアルキル基を有する含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは、末端のトリフルオロメチル基が表面に十分に配向されず、その効果が得られない。一方、炭素数11以上のフルオロアルキル基を有する含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは、製造や入手が困難である。つまり、炭素数10のフルオロアルキル基を有する含フッ素(メタ)アクリル酸エステルのみが他の鎖長のフルオロアルキル基を有する含フッ素(メタ)アクリル酸エステルと比較しても特異的な機能を発揮できるのである。
化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルとして、具体的には、1−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13−ヘンエイコサフルオロトリデカン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−1−ヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13−ヘンエイコサフルオロトリデカン及び1,2−ビス(メタ)アクリロイルオキシ−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13−ヘンエイコサフルオロトリデカン等が挙げられる。これらの含フッ素(メタ)アクリル酸エステルは単独で、或いは混合物として用いることができる。

0090

前記化学式(2)で示される含フッ素(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、前記含フッ素化合物と変性中空シリカ微粒子との合計量に対して0.5〜30質量%であることが好ましい。この含有量が0.5質量%未満の場合には硬化皮膜表面の防汚性が低下し、30質量%を越える場合には透明かつ均一で良好な硬化皮膜を得ることが困難となる傾向にある。

0091

また、含フッ素硬化性塗液中には、塗液の粘度調整や塗布後の表面レベリングのために、反応を阻害しない限り、溶媒を含有させても良い。該溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2−ブタノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒等が挙げられる。さらに、含フッ素硬化性塗液中には、フッ素含有量を調整する等の目的で、フッ素を含有しない多官能(メタ)アクリル酸エステル、例えば、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ヘキサ(メタ)アクリレート等を60質量%以下の割合で配合することができる。この含有量が60質量%を越える場合には皮膜の屈折率の上昇を招くため、好ましくない。

0092

前記硬化皮膜は、電子線等の高エネルギー線により含フッ素硬化性塗液を重合硬化したり、熱分解型重合開始剤や光重合開始剤の存在下に含フッ素硬化性塗液を重合硬化したりすることにより得られる。これらの中では、光重合開始剤を配合した含フッ素硬化性塗液を基材表面に塗布した後、不活性ガス雰囲気下で紫外線を照射して重合硬化させる方法が簡便で好ましい。

0093

前記光重合開始剤としては、紫外線照射による重合開始能を有するものであれば何れでもよい。例えば、1−ヒドロキシシクロキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオフェニル]−2−モルフェリノプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン等のアセトフェノン系重合開始剤ベンゾイン、2,2−ジメトキシ1,2−ジフェニルエタン−1−オン等のベンゾイン系重合開始剤、ベンゾフェノン、[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系重合開始剤、2−クロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系重合開始剤等が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独又は混合物として用いることができる。

0094

光重合開始剤の含有量は、含フッ素硬化性塗液中の固形分に対し、0.1〜20質量%であることが好ましい。光重合開始剤の含有量が0.1質量%未満の場合には含フッ素硬化性塗液の重合硬化が不十分となり、20質量%を越える場合には重合硬化後の皮膜の屈折率が上昇するため好ましくない。紫外線照射に用いられる紫外線灯の種類は、一般的に用いられているものであれば特に制限されず、例えば低圧水銀灯高圧水銀灯超高圧水銀灯メタルハライドランプキセノンランプ等が使用される。

0095

紫外線照射の条件として、照射量は10mJ以上が好ましく、100mJ以上がさらに好ましい。照射量の上限は、この種の紫外線照射における常法に従って決定される。照射線量が10mJより少ない場合には重合硬化後に得られる皮膜に十分な硬度が得られない。また、重合硬化後にさらに紫外線照射による後硬化を行なってもよい。紫外線照射時酸素濃度は、重合硬化時及び後硬化時とも、窒素アルゴン等の不活性ガスを吹き込む等により1000ppm以下に抑えることが良好な重合硬化性を得るために好ましい。また、皮膜の膜厚は好ましくは50〜200nmである。この膜厚が50nm未満又は200nmを越える場合には、反射防止効果が低下する。

0096

次に、透明基材フィルムの他方の面に用いられる近赤外線遮蔽層について説明する。
前記近赤外線遮蔽層に含まれる近赤外線吸収色素は、下記の一般式(3)で表されるスルホンイミドをアニオン成分とするジイモニウム塩である。




(式中におけるRは、同一又は異なる基であって、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、シアノアルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、フェニル基、及びフェニルアルキレン基からなる群より選ばれる基を示し、R1及びR2は、それぞれ同一又は異なる基で、それぞれフルオロアルキレン基を示すか、それらが一緒になって形成するフルオロアルキレン基を示す)

0097

一般式(3)において、アニオン成分のR1及びR2は、それぞれ同一であっても異なっていてもよいフルオロアルキル基、又はそれらが一緒になって形成されるフルオロアルキレン基であれば、置換されているフッ素原子の数や炭素数には特に限定されない。これらのうちR1及びR2は、下記の一般式(4)で表される炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が更に好ましい。




(式中におけるn及びn´は、1〜8の整数を表す)
係るアニオン成分の好ましい具体例としては、例えばパーフルオロアルカンスルホニル基が同一であるビス(トリフルオロメタンスルホンイミド、ビス(ペンタフルオロエタンスルホン)イミド、パーフルオロアルカンスルホニル基が異なるペンタフルオロエタンスルホントリフルオロメタンスルホンイミドノナフルオロメタンスルホンヘプタフルオロプロパンスルホンイミド等が挙げられるが、これらの中でもパーフルオロアルカンスルホニル基が同一で且つnとn´が1又は2であるビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド又はビス(ペンタフルオロエタンスルホン)イミドが、近赤外線吸収能力の点で更に好ましい。

0098

また、一般式(3)のアニオン成分におけるR1及びR2の好ましい別の例としては、下記の一般式(5)で表され、R1及びR2が一緒になって形成される炭素数2〜12のパーフルオロアルキレン基が挙げられる。このアニオン成分は、近赤外線吸収色素の耐熱性をより向上させる点で好ましい。




(式中におけるmは、2〜12の整数を表す)
ここで、mは2〜8が好ましく、mが3である1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミドが特に好ましい。

0099

一般式(3)のRは、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、シアノアルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、フェニル基、及びフェニルアルキレン基からなる群より選ばれる置換基であって、これらは同一であっても異なっていてもよい。これらのうち、炭素数1〜8の直鎖又は側鎖を有するアルキル基、ハロゲン化アルキル基、シアノアルキル基等が好ましく、炭素数2〜6の直鎖アルキル基及びハロゲン化アルキル基が特に好ましい。炭素数2〜6の直鎖アルキル基及びハロゲン化アルキル基の具体例としては、エチル基、2,2,2‐トリフルオロエチル基、2,2,2‐トリクロロエチル基、パーフルオロエチル基、パークロロエチル基、プロピル基、3,3,3‐トリフルオロプロピル基、3,3,3‐トリクロロプロピル基、パーフルオロプロピル基、パークロロプロピル基、ブチル基、4,4,4‐トリフルオロブチル基、4,4,4‐トリクロロブチル基、パーフルオロブチル基、パーククロロブチル基、アミル基、5,5,5‐トリフルオロアミル基、5,5,5‐トリクロロアミル基、パーフルオロアミル基、パークロロアミル基、ヘプチル基、6,6,6‐トリフルオロヘプチル基、6,6,6‐トリクロロヘプチル基、パーフルオロヘプチル基、パークロロヘプチル基、イソプロピル基イソブチル基イソアミル基等が挙げられる。

0100

また、一般式(3)のRの好ましい別例としては、下記の一般式(6)で表されるフェニルアルキレン基が好ましく、このアルキレン基の炭素数は1〜8であることが特に好ましい。このようなRの場合、近赤外線吸収色素の耐熱性が向上する。




(式中におけるAは、炭素数1〜18の直鎖又は側鎖を有するアルキレン基を表し、環Bは置換基を有していてもよいベンゼン環を表す)
更に、一般式(6)のフェニルアルキレン基におけるフェニル基は、置換基を有していなくてもよく、或いはアルキル基、水酸基、スルホン酸基アルキルスルホン酸基シアノ基ニトロ基アミノ基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、及びハロゲンからなる群から選ばれる少なくとも1種の置換基を有していてもよい。これらのうち、置換基を有していないフェニル基が好ましく、具体的にはベンジル基フェネチル基、フェニルプロピレン基、フェニル‐α‐メチルプロピレン基、フェニル‐β‐メチルプロピレン基、フェニルブチレン基、フェニルペンチレン基、フェニルオクチレン基等が挙げられ、ベンジル基及びフェネチル基が最も好ましい。

0101

また、ジイモニウム塩はブルーシフト効果を発現する化合物であることが好ましい。このようなブルーシフト効果を有することにより、ジイモニウム塩の光の吸収波長が短波長側(可視光線側)へとシフトし、近赤外線領域における透過率を短波長側まで十分に抑えることができる。ここでブルーシフト効果とは、近赤外線吸収色素が一般式(3)で表されるジイモニウム塩であるため、極大吸収波長が従来のジイモニウム塩よりも短波長側にシフトする効果を意味する。このようなブルーシフト効果の短波長側にシフトする波長範囲としては、10〜60nmが好ましく、10〜30nmがさらに好ましい。短波長側にシフトする波長範囲が60nmを超えると長波長側の吸収が十分でなくなるため好ましくなく、10nmを下回る場合には十分なブルーシフト効果を得られないため好ましくない。

0102

このようなブルーシフト効果を有するジイモニウム塩としては、ビス{ビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド酸}‐N,N,N’,N’‐テトラキス(p‐ジベンジルアミノフェニル)‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス(1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド酸)‐N,N,N’,N’‐テトラキス(p‐ジベンジルアミノフェニル)‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス{ビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド酸}‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(4‐フッ化)ベンジルアミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス(1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド酸)‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(4‐フッ化)ベンジルアミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス{ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸}‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(2,2,2‐トリフルオロエチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス{ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸}‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(4,4,4‐トリフルオロブチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス{ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸}‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(4,4,4‐トリクロロブチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス{ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸}‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(パーフルオロブチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス(1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド酸)‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(2,2,2‐トリフルオロエチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス(1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド酸)‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(4,4,4‐トリフルオロブチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス(1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド酸)‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(4,4,4‐トリクロロブチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム、ビス(1,3‐ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド酸)‐N,N,N’,N’‐テトラキス{p‐ジ(パーフルオロブチル)アミノフェニル}‐p‐フェニレンジイモニウム等が挙げられる。これらのジイモニウム塩は、単独又は2種類以上を適宜混合して用いることができる。

0103

上記ジイモニウム塩は、単独で用いることができるが、その他の近赤外線吸収色素と適宜組み合わせて用いることもできる。その他の近赤外線吸収色素としては特に限定されないが、例えばポリメチン系、シアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、ジチオール金属錯体系、ナフトキノン系、アントロキノン系、トリフェニルメタン系、アミニウム系等の色素が挙げられる。このような色素は市販されているものでもよく、例えば、NK‐5037、NK‐5060、NK‐5706、NK‐8953、NK‐8689、NK‐8758、NK‐9014、NK‐9026(以上、(株)林原生化学研究所製)、イーエクスカラーIR1、イーエクスカラーIR3、イーエクスカラーHA‐1、イーエクスカラー810K(=IR‐10A)、イーエクスカラー812K(=IR‐12)、イーエクスカラー814K(=IR‐14)、イーエクスカラー905B、イーエクスカラー907B、イーエクスカラー910B(以上、(株)日本触媒製)、PROJET800NP、PROJET830NP、PROJET900NP、PROJET925NP(以上、アビシア(株)製)、SIR‐128、SIR‐130、SIR‐132、SIR‐159(以上、三井化学(株)製)、CIR‐1080、CIR‐1081(以上、日本カーリット(株)製)、KAYASORBIRG‐022、KAYASORBIRG‐023、KAYASORBIRG‐040(以上、日本化薬(株)製)等である。

0104

透明基材上に近赤外線遮蔽層を形成する方法は特に限定されるものではなく、均一に形成できる方法が好ましい。例えば、近赤外線吸収色素を含む溶液をウェットコーティング法により形成する方法が挙げられる。近赤外線遮蔽層を形成する際には、前記の近赤外線吸収色素を、溶解又は分散させた有機バインダーを用いて行うことができる。有機バインダーとしては、例えばポリエチレンポリプロピレン等のポリオレフィンポリスチレン、ポリ(α‐メチルスチレン)等のポリスチレン系化合物スチレンブタジエン共重合体、スチレン‐イソプレン共重合体、スチレン‐アクリル酸共重合体、スチレン‐アクリル酸エステル共重合体、スチレン‐マレイン酸共重合体、スチレン‐マレイン酸エステル系共重合体等のスチレン系共重合体;ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチル、ポリ(メタ)アクリル酸プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル、ポリ(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等のポリ(メタ)アクリル酸アルキルポリオキシメチレン、ポリエチレンオキシド等のポリエーテルポリエチレンサクシネートポリブチレンアジペートポリ乳酸ポリグリコール酸ポリカプロラクトンポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリウレタンポリカーボネート樹脂エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独又は2種類以上混合して使用することができる。

0105

上記近赤外線遮蔽層には、本発明の効果を損なわない範囲において、有機バインダー以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分は特に限定されるものではなく、例えば重合禁止剤、酸化防止剤、分散剤、界面活性剤、表面改質剤、光安定剤等の添加剤等が挙げられ、ウェットコーティング法において成膜後乾燥させる限りは、任意の溶媒を添加することができる。

0106

また、近赤外線遮蔽層の厚さは、2〜20μm程度が好ましい。近赤外線遮蔽層の厚さが2μm未満の場合には、近赤外線遮蔽機能を十分に発現させることが難しくなるため好ましくない。一方、厚さが20μmを越える場合には、近赤外線遮蔽材について耐屈曲性が低下する等の問題が生じるため好ましくない。
近赤外線遮蔽層について光の波長800〜1000nmの近赤外線領域における透過率は、40%以下が好ましく、30%以下が更に好ましい。近赤外線透過率が40%を越えると、近赤外線遮蔽機能を十分に付与することができず、リモートコントール機器等の周辺機器に誤作動を及ぼしかねない等の点から好ましくない。

0107

近赤外線遮蔽層には、プラズマディスプレイから動作原理上発せられるNe光の輝線カットするために、波長570〜610nmに極大吸収波長を有する特定波長吸収色素を含有させることが好ましい。このような特定波長吸収色素は特に限定されないが、例えばスクアリリウム系、アゾメチン系、シアニン系、キサンテン系、アゾ系、テトラアザポルフィリン系、ピロメテン系等が挙げられ、スクアリリウム系、シアニン系、テトラアザポルフィリン系が好ましい。

0108

近赤外線遮蔽層には、ディスプレイの発光色の色純度及びコントラスト向上のために、色調を補正する色材を含有させることが好ましい。このような色調補正の色材としては、可視光線領域に所望の吸収を有する一般の染料若しくは顔料でよく、染料では例えばスクアリリウム系、アゾメチン系、シアニン系、キサンテン系、アゾ系、テトラアザポルフィリン系、ピロメテン系等、顔料では例えばアゾ系、イソインドリノン系、キナクリドン系、ジケトピロロピロール系、アンスラキノン系、ジオキサジン系等が挙げられ、それぞれ一般に市販もされている染料若しくは顔料を用いることができる。

0109

本実施形態の反射防止性フィルムは、例えば、ブラウン管、プラズマディスプレイ、液晶表示装置等の電子画像表示装置の表面に貼り合わせることによって、背景からくる蛍光灯等の映り込みを少なくすることができる。その結果、視認性を著しく向上させることができるため、目の疲れ等を軽減することができる。

0110

図1に示すように、本実施例のディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材は、透明基材フィルム10の一方の面に、接着層11、ハードコート層12、低屈折率層13が、順次、形成されている。また、透明基材フィルム10の他方の面には、近赤外線吸収色素を含有した近赤外線遮蔽層14が形成されている。接着層11、ハードコート層12、低屈折率層13により、減反射層15が構成されている。
以下に、製造例、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各例における部は質量部、%は質量%を表す。
(製造例1 接着層を形成する接着剤としての塗布液(以下、接着剤塗布液という)の調製)

0111

(1)ポリエステル1の合成
テレフタル酸ジメチル47部、イソフタル酸ジメチル9部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル5部、エチレングリコール36部、ジエチレングリコール3部を反応器仕込み、これにテトラブトキシチタン0.05部を添加して窒素雰囲気下で温度を230℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に255℃まで上昇させ系内を1mmHgの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステル1(Tg=71℃、平均分子量16000)を得た。

0112

(2)アクリル水分散体の合成
四つ口フラスコに、イオン交換水302部を仕込んで窒素気流中で60℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部、亜硝酸水素ナトリウム0.2部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル23.3部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン22.6部、ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリル酸40.7部、アクリルアミド13.3部の混合物を3時間にわたり、液温が60〜70℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、撹拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が25%のアクリルの水分散体(Tg=50℃)を得た。

0113

(3)シリカ及びチタニアの複合無機粒子の合成
羽根付き内容積リットルガラス製反応容器にメタノール140g、イソプロパノール260g、およびアンモニア水(25重量%)100gを仕込み、反応液を調製し、反応液の温度を40℃に保持しつつ攪拌した。次に、3リットルの三角フラスコに、シリコンテトラメトキシド(Si(OMe)4、コルコート(株)、商品名;メチルシリケート39)542gを仕込み、撹拌しながら、メタノール195gと0.1重量%塩酸水溶液(35%塩酸和光純薬工業(株)を1/1000に水で希釈)28gを加え、約10分間撹拌した。続いて、チタニウムテトライソプロポキシド(Ti(O−i−Pr)4、日本曹達(株)、品名;A−1(TPT))300gをイソプロパノール634gで希釈した液を加え、透明な均一溶液シリコンテトラアルコキシドチタニウムテトラアルコキシド共縮合物)を得た。上記均一溶液1699gとアンモニア水(25重量%)480gの各々を前記反応液中に、最初は滴下速度を小さくし、終盤にかけて徐々に速度を大きくして、2時間かけて同時に滴下した。滴下終了後、得られた共加水分解物をろ過し、50℃で有機溶媒を乾燥させ、その後、水に分散化させ、濃度10重量%、屈折率1.56のシリカ及びチタニアの複合無機粒子(平均粒径:100nm)を得た。

0114

(4)接着剤塗布液の調製
ポリエステル1を67%、アクリル水分散体を20%、シリカ及びチタニア複合無機粒子を3%、添加剤としてカルナバワックス(中京油脂株式会社製商品名セロゾール524)を5%、濡れ剤としてポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル(三洋化成株式会社製 商品名ナロアクティーN−70)を5%を混合して、接着剤塗布液1を得た。

0115

(製造例2、透明基材フィルムの作製)
(製造例2−1、透明基材フィルムAの作製)
二軸延伸ポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、テイジンテトロンフィルムHB3、厚さ100μm、屈折率1.65)の易接着処理されていない面に、前記接着剤塗布液1をグラビアコート法で塗布した。フィルム断面をSEM観察したところ、接着層の厚さは乾燥膜厚で90nmであった。またこのフィルムの光線反射率を測定したところ、極小値は585nmで、その値は8%であった。

0116

(製造例2−2、透明基材フィルムBの作製)
二軸延伸ポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、テイジンテトロンフィルムHB3、厚さ100μm、屈折率1.65)の易接着処理されていない面に、前記接着剤塗布液1をグラビアコート法で塗布した。フィルム断面をSEM観察したところ、接着層の厚さは乾燥膜厚で60nmであった。またこのフィルムの光線反射率を測定したところ、極小値は480nmで、その値は11%であった。

0117

(製造例3、ハードコート層塗布液の調製)
(製造例3−1、ハードコート層塗布液Aの調製)
アンチモンドープ酸化錫の30質量%メチルエチルケトン分散液(アンチモンドープ酸化錫の平均粒子径98nm、石原産業(株)製、SNS−10M)33質量部、多官能アクリレート化合物(6官能のジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと5官能のジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物、平均官能基数5.5、日本化薬(株)製、DPHA)90質量部及びUVラジカル開始剤(チバスシャルテケミカルズ(株)製、イルガキュア184)5質量部を撹拌混合し、ハードコート層塗布液Aとした。

0118

(製造例3−2、ハードコート層塗布液Bの調製)
アンチモンドープ酸化錫の30質量%メチルエチルケトン分散液(アンチモンドープ酸化錫の平均粒子径98nm、石原産業(株)製、SNS−10M)17質量部、多官能アクリレート化合物(6官能のジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと5官能のジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物、平均官能基数5.5、日本化薬(株)製、DPHA)95質量部及びUVラジカル開始剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製、イルガキュア184)5質量部を撹拌混合し、ハードコート層塗布液Bとした。

0119

(製造例3−3、ハードコート層塗布液Cの調製)
アンチモンドープ酸化錫の30質量%メチルエチルケトン分散液(アンチモンドープ酸化錫の平均粒子径98nm、石原産業(株)製、SNS−10M)4質量部、多官能アクリレート化合物(6官能のジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと5官能のジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物、平均官能基数5.5、日本化薬(株)製、DPHA)98.8質量部及びUVラジカル開始剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製、イルガキュア184)5質量部を撹拌混合し、ハードコート層塗布液Cとした。

0120

(製造例3−4、ハードコート層塗布液Dの調製)
アンチモンドープ酸化錫の30質量%メチルエチルケトン分散液(アンチモンドープ酸化錫の平均粒子径98nm、石原産業(株)製、SNS−10M)83質量部、多官能アクリレート化合物(6官能のジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと5官能のジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物、平均官能基数5.5、日本化薬(株)製、DPHA)75質量部及びUVラジカル開始剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製、イルガキュア184)5質量部を撹拌混合し、ハードコート層塗布液Dとした。

0121

(製造例4、表面にハードコート層を有するフィルムの製造)
(製造例4−1、ハードコートフィルムAの作製)
前記製造例2−1で得られた透明基材フィルムAの接着層上に前記製造例3−1で得られたハードコート層塗布液Aを、乾燥膜厚3μm程度になるようにスピンコート法で塗布後、紫外線照射装置アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコートフィルムAを作製した。ハードコート層の屈折率は1.53であった。

0122

(製造例4−2、ハードコートフィルムBの作製)
前記製造例2−1で得られた透明基材フィルムAの接着層上に前記製造例3−2で得られたハードコート層塗布液Bを、乾燥膜厚3μm程度になるようにスピンコート法で塗布後、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコートフィルムBを作製した。ハードコート層の屈折率は1.51であった。

0123

(製造例4−3、ハードコートフィルムCの作製)
前記製造例2−1で得られた透明基材フィルムAの接着層上に前記製造例3−3で得られたハードコート層塗布液Cを、乾燥膜厚3μm程度になるようにスピンコート法で塗布後、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコートフィルムCを作製した。ハードコート層の屈折率は1.50であった。

0124

(製造例4−4、ハードコートフィルムDの作製)
前記製造例2−1で得られた透明基材フィルムAの接着層上に前記製造例3−4で得られたハードコート層塗布液Dを、乾燥膜厚3μm程度になるようにスピンコート法で塗布後、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコートフィルムDを作製した。ハードコート層の屈折率は1.55であった。

0125

(製造例4−5、ハードコートフィルムEの作製)
前記製造例2−2で得られた透明基材フィルムBの接着層上に前記製造例3−1で得られたハードコート層塗布液Aを、乾燥膜厚3μm程度になるようにスピンコート法で塗布後、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコートフィルムEを作製した。ハードコート層の屈折率は1.53であった。

0126

(製造例5、変性中空シリカゾルの製造)
(製造例5−1、変性中空シリカゾルαの製造)
第1工程として、平均粒子径5nm、シリカ(SiO2)濃度20%のシリカゾルと純水とを混合して反応母液を調製し、80℃に加温した。この反応母液のpHは10.5であり、同反応母液にSiO2として1.17%の珪酸ナトリウム水溶液と、アルミナ(Al2O3)として0.83%のアルミン酸ナトリウム水溶液とを同時に添加した。その間、反応液の温度を80℃に保持した。反応液のpHは、珪酸ナトリウム及びアルミン酸ナトリウム添加直後12.5に上昇し、その後ほとんど変化しなかった。添加終了後、反応液を室温まで冷却し、限外濾過膜洗浄して固形分濃度20%のSiO2・Al2O3一次粒子分散液(核粒子分散液)を調製した。

0127

次いで、第2工程として、このSiO2・Al2O3一次粒子分散液を採取し、純水を加えて98℃に加温し、この温度を保持しながら、濃度0.5%の硫酸ナトリウムを添加した。続いて、SiO2として濃度1.17%の珪酸ナトリウム水溶液と、Al2O3として濃度0.5%のアルミン酸ナトリウム水溶液とを添加して複合酸化物微粒子分散液(核粒子に第1シリカ被覆層を形成した微粒子分散液)を得た。そして、これを限外濾過膜で洗浄して固形分濃度13%の複合酸化物微粒子分散液とした。

0128

第3工程として、この複合酸化物微粒子分散液に純水を加え、さらに濃塩酸(35.5%)を滴下してpH1.0とし、脱アルミニウム処理を行った。次いで、pH3の塩酸水溶液10Lと純水5Lとを加えながら限外濾過膜で溶解したアルミニウム塩を分離し、洗浄して固形分濃度20%のシリカ系微粒子(1)の水分散液を得た。

0129

第4工程として、前記固形分濃度20%のシリカ系微粒子(1)の水分散液と、純水、エタノール及び28%アンモニア水との混合液を35℃に加温した後、エチルシリケート(SiO2 28%)を添加してシリカ被膜(第2シリカ被覆層)を形成した。続いて、純水5Lを加えながら、限外濾過膜で洗浄して固形分濃度20%のシリカ系微粒子
(2)の分散液を調製した。

0130

最後に第5工程として、再びシリカ系微粒子(2)の分散液を200℃にて11時間水熱処理した。その後、純水5Lを加えながら限外濾過膜で洗浄して固形分濃度20%に調整した。そして、限外濾過膜を用いて、この分散液の分散媒をエタノールに置換し、固形分濃度20%のオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が60nmで、比表面積が110m2/gの中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾル(以下、「中空シリカゾルA」と称する。)であった。

0131

該中空シリカゾルA(シリカ固形分濃度20%)200gを用意し、限外濾過膜にて、メタノールへの溶媒置換を行い、SiO2分が20%のオルガノゾル100g(水分量はSiO2分に対して0.5%)を調製した。そこへ28%アンモニア水溶液を前記オルガノゾル100gに対してアンモニアとして100ppmとなるように加え、十分に混合し、次にγ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔商品名:KBM5103、信越化学(株)製〕3.6gを添加し、反応液とした。これを50℃に加温し、攪拌しながら50℃で6時間加熱を行なった。加熱終了後、反応液を常温まで冷却し、さらにロータリーエバポレーターでイソプロピルアルコールへ溶媒置換を行い、SiO2濃度20%の被覆中空微粒子からなるオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が60nm、屈折率1.25、空隙率40〜45%で、比表面積が130m2/g、熱質量測定法(TG)による質量減少割合が3.6%の変性中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾル(以下、「変性中空シリカゾルα」と称する。)であった。

0132

なお、平均粒子径及び比表面積及びTGは以下の方法により測定した。
(平均粒子径)
粒子径分布測定装置(大塚電子(株)製、PAR−III)を使用して、レーザー光による動的光散乱法により平均粒子径を測定した。
(比表面積)
ゾル50mlを110℃で20時間乾燥した試料について、比表面積測定装置(ユアサアイオニクス(株)製、マルチソーブ12)を用いて窒素吸着法BET法)により測定した。
示差熱熱質量同時測定法、TG/DTA)
示差熱熱質量同時測定装置(理学電機(株)製、Themoplus TG8110)を用いて示差熱熱質量同時測定を行なった。なお、TGは熱質量測定法(Thermogravimetry Analysis)を表し、DTAは示差走査熱量測定法(differential scanning calorimetry)を表す。測定条件は、空気雰囲気下、昇温速度10℃/分、室温〜500℃の温度範囲である。なお、示差熱熱質量同時測定法(TG/DTA)用の試料については、前記の通り調製されたオルガノゾルの溶媒を除去した後、ヘキサンで十分に洗浄を行い、ヘキサンを除去した後、減圧乾燥機で乾燥させて粉末の試料として測定に供した。

0133

(製造例5−2、変性中空シリカゾルβの製造)
製造例5−1において、シリカ系微粒子(2)の分散液を200℃で1時間水熱処理した以外は製造5−1と同様に製造して、SiO2濃度20%のオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が50nmで、比表面積が120m2/gの中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾル(以下、「中空シリカゾルB」と称する。)であった。

0134

該中空シリカゾルBを原料に用いた以外は、製造例5−1の変性法と同様にして行い、SiO2濃度20%の被覆中空微粒子からなるオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が50nm、屈折率1.30、空隙率30〜35%で、比表面積が90m2/g、TGの質量減少割合が3.2%の変性中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾル(以下、「変性中空シリカゾルβ」と称する。)であった。なお、平均粒子径及び比表面積及びTGは上記の方法により測定した。

0135

(製造例5−3、変性中空シリカゾルγの製造)
中空シリカゾルAを原料に用い、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔商品名:KBM5103、信越化学(株)製〕の含有量を1.8gにした以外は、製造例5−1と同様にしてSiO2濃度20%の被覆中空微粒子からなるオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が60nmで、比表面積が109m2/g、TGの質量減少割合が1.4%の中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾル(以下、「変性中空シリカゾルγ」と称する。)であった。

0136

(製造例6、重合性二重結合をもつ含フッ素化合物の製造)
四つ口フラスコにパーフルオロ−(1,1,9,9−テトラハイドロ−2,5−ビスフルオロメチル−3,6−ジオキサノネノール)104部と、ビス(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプタノイルパーオキサイドの8%パーフルオロヘキサン溶液11部とを注入した。そして、その中空部を窒素置換した後、窒素気流下20℃で24時間撹拌して高粘度の固体を得た。得られた固体をジエチルエーテルに溶解させたものをパーフルオロヘキサンに注ぎ、分離後真空乾燥させて無色透明ポリマーを得た。

0137

このポリマーを19F−NMR核磁気共鳴スペクトル)、1H−NMR、IR(赤外線吸収スペクトル)により分析したところ、上記アリルエーテル構造単位からなる側鎖末端に水酸基を有する含フッ素ポリマーであった。GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)により測定した数平均分子量は72,000、質量平均分子量は118,000であった。

0138

得られたヒドロキシル基含有含フッ素アリルエーテルポリマー5部、メチルエチルケトン(MEK)43部、及びピリジン1部を四つ口フラスコ中に仕込み、5℃以下に氷冷した。続いて、窒素気流下で撹拌しながらα−フルオロアクリル酸フルオライド1部をMEK9部に溶解したものを10分間かけて滴下した。そして、重合性二重結合をもつ含フッ素化合物として含フッ素反応性ポリマーの溶液を得た。

0139

得られたMEK溶液の固形分は13%であり、19F−NMRにより分析した結果、α−フルオロアクリロイル基導入率は40モル%であった。

0140

(製造例7、近赤外線遮蔽用塗液の調製)
(製造例7−1、近赤外線遮蔽用塗液「NIRA−1」の調製)
近赤外線吸収色素として、一般式(3)で表されるジイモニウム塩化合物(日本カーリット(株)製、製品名「CIR‐1085F」)5.0質量部、及び含フッ素フタロシアニン化合物((株)日本触媒製、製品名「IR‐10A」)2.0質量部、バインダー樹脂としてアクリル系樹脂(三菱レイヨン(株)製、製品名「ダイヤナールBR‐80」)100質量部、溶剤としてメチルエチルケトン450質量部及びトルエン450質量部を混合攪拌して溶解し、近赤外線遮蔽層用塗液「NIRA‐1」を調製した。

0141

(製造例7‐2、近赤外線遮蔽層用塗液「NIRA‐2」の調製)
近赤外線吸収色素として、ジイモニウム塩化合物(日本カーリット(株)製、製品名「CIR‐1085F」)5.0質量部、及びシアニン化合物((株)林原生物化学研究所製、製品名「NK−5060」)0.5質量部、バインダー樹脂としてアクリル系樹脂(三菱レイヨン(株)製、製品名「ダイヤナールBR‐80」)100質量部、溶剤としてメチルエチルケトン450質量部及びトルエン450質量部を混合攪拌して溶解し、近赤外線遮蔽層用塗液「NIRA‐2」を調製した。

0142

(実施例1)
製造例5−1で得られた変性中空シリカゾルαを固形分換算で50部、製造例6で得られた溶媒可溶性の含フッ素反応性ポリマー(フッ素含有率64%)を固形分換算で50部、1−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13−ヘンエイコサフルオロトリデカン(以下、DHPAと略記する)4部、2−メチル−1−〔4−メチルチオフェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン〔商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製〕を5部及びイソプロピルアルコール2000部を混合して含フッ素硬化性塗液を得た。

0143

この含フッ素硬化性塗液を製造例4−1で作製したハードコートフィルムA上に乾燥膜厚がおよそ0.1μmになるようにスピンコート法で塗布した。このとき、含フッ素硬化性塗液の成膜性は良好であった。その後、窒素雰囲気下、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、含フッ素硬化性塗液を硬化して塗膜(硬化皮膜)を形成し、減反射性フィルムを得た。

0144

次に、得られた減反射性フィルムの裏面に、近赤外線遮蔽用塗液NIRA−1を、乾燥膜厚8μmとなるようにバーコーターを用いて塗布後、130℃で5分間乾燥させることにより、減反射性近赤外線遮蔽材を得た。

0145

得られた減反射性近赤外線遮蔽材について反射率、近赤外線遮蔽性能、耐擦傷性、耐摩耗性、表面抵抗値、密着性、膜表面の水に対する接触角の測定、防汚性、皮膜の耐水性、干渉縞及び減反射性近赤外線遮蔽材の耐久性の評価を以下に記載する方法で行い、それらの結果を表1に示す。

0146

(1)視感度反射率Yの測定
測定面の裏面反射を除くため、近赤外線遮蔽層をサンドペーパーで粗し、黒色塗料塗りつぶしたものを分光光度計〔日本分光(株)製、商品名:U−best560〕により、380nm〜780nmの5°、−5°正反射スペクトルを測定した。得られる380nm〜780nmの分光反射率と、CIE標準イルミナントD65の相対分光分布を用いて、JIS Z8701で規定されているXYZ表色系における、反射による物体色三刺激値Yを計算した。

0147

(2)近赤外線遮蔽層性能の評価
減反射性近赤外線遮蔽材の近赤外線遮蔽性能を、分光光度計((株)島津製作所製、製品名「UV‐1600PC」)を用いて、波長820nm、850nm、950nmにおける近赤外線透過率で評価した。

0148

(3)耐擦傷性の評価
本光製作所製消しゴム摩耗試験機の先端に、#0000のスチールウールを固定し、2.5N(250gf)及び1N(100gf)の荷重をかけて、減反射性近赤外線遮蔽材表面上を10回往復摩擦したあとの表面の傷を目視で観察し、以下のA〜Eの6段階で評価した。
A: 傷なし、A’: 傷1〜3本、B: 傷4〜10本、C: 傷11〜20本、D: 傷21〜30本、E:31本以上

0149

(4)耐摩耗性の評価
本光製作所製消しゴム摩耗試験機の先端に、白ネル〔興和(株)製〕を取り付け、10.0N(1000gf)の荷重をかけて減反射性近赤外線遮蔽材表面上を往復摩擦し、傷が入るまでに擦った回数を記録した。

0150

(5)表面抵抗率値の測定
デジタル絶縁計[東亜DKK(株)製、商品名:SM−8220]を用いて、減反射性近赤外線遮蔽材の表面抵抗値を測定した。

0151

(6)密着性の評価
減反射層の表面をJISD0202−1998に準拠して碁盤剥離テープ試験を行った。セロハンテープ(ニチバン(株)製、CT24)を用い、フィルムに密着させた後剥離した。判定は100マスの内、剥離しないマス目の数で表し、剥離しない場合を100/100、完全に剥離する場合を0/100として表した。

0152

(7)接触角の測定
静的接触角計〔和界面化学(株)製、商品名:CA−A〕を用い、減反射層の蒸留水に対する静的接触角(°)を測定した。

0153

(8)防汚性の評価
マーカー〔ゼブラ(株)製、商品名:マッキー、表2、表4及び表6中マッキーと略記する〕にて減反射層の表面上にマーキングを施した。その後、防汚性の評価を次の3段階評価で行った。
◎:インクハジキがあり、拭取り可能な場合、○:インクのハジキはないが、拭取り可能な場合、△:インクのハジキがなく、拭取り不可能な場合

0154

(9)減反射層の耐水性
得られた減反射層の表面に、蒸留水を30分間放置した後、水分をキムワイプワイパーS−200、(株)クレシア製)で拭き取り、蒸留水を放置前後の減反射層表面について光の波長600nmにおける反射率差を測定した。
○:反射率差が0.3%未満、△:反射率差が0.3〜0.5%、×:反射率差が0.5%より大きい。

0155

(10)干渉縞の評価
裏面反射の影響をなくすため、近赤外線遮蔽層面を黒色塗料で塗りつぶしたサンプルを作製した。暗室内で3波長蛍光灯を光源としてサンプルを目視したときに、干渉縞の強度を評価した。
◎:干渉縞が見えない、○:弱い干渉縞が見える、×:強い干渉縞が見える。

0156

(11)近赤外線遮蔽層の耐久性
得られた減反射性近赤外線遮蔽材を、80℃95%RHの環境下に48時間放置した際の耐久性を、波長820nm、850nm、950nmの透過率の変化量で評価した。試験前後の変化量が、3%未満の場合は○、3%以上の場合は×とした。

0157

(実施例2)
実施例1において、ハードコートフィルムAに代えて、製造例4−2で作製したハードコートフィルムBを用いた以外は、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を作製した。その評価結果を表1に示す。

0158

(比較例1)
実施例1において、ハードコートフィルムAに代えて、製造例4−3で作製したハードコートフィルムCを用いた以外は、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を作製した。その評価結果を表1に示す。
(比較例2)
実施例1において、ハードコートフィルムAに代えて、製造例4−4で作製したハードコートフィルムDを用いた以外は、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を作製した。その評価結果を表1に示す。
(比較例3)
実施例1において、ハードコートフィルムAに代えて、製造例4−5で作製したハードコートフィルムEを用いた以外は、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を作製した。その評価結果を表1に示す。

0159

0160

表1に示す結果より、実施例1〜2においては、視感度反射率1.0%以下を達成することができた。また導電性金属酸化物微粒子を電離放射線硬化型樹脂100重量部に対して、5〜10質量部含んでいるため、2×1011〜4×1012Ω/□の良好な導電性が得られた。さらに、耐擦傷性についての評価をB〜Cに維持することができ、耐磨耗性について70回以上を達成することができた。また、耐水性に優れた変性中空シリカゾルαを使用しているため、水跡後による反射率差を0.3%未満に抑えることができた。また、接着層の反射率の極小値が500〜700nmの範囲内にあり、かつその反射率が10%以下であることから、透明基材フィルムに対するハードコート層の密着性を保持しつつ、干渉縞の発生を十分に抑えることができた。これに対し、比較例1では、導電性金属酸化物微粒子が1.2質量部しか含まれていないため、十分な導電性が得られていない。また比較例2では、導電性金属酸化物微粒子が25質量部含まれているため、ハードコート層の屈折率が高くなってしまい、干渉縞が強く見えてしまった。さらに、比較例3では、接着層の反射率の極小値が500〜700nmの間になく、かつ反射率も10%を超えているため、ハードコート層の干渉縞が強く見えてしまった。
いずれの減反射性近赤外線遮断材も、近赤外線は十分に遮蔽しており、かつ耐久性も良好であった。

0161

(実施例3)
製造例5−1で得られた変性中空シリカゾルαを固形分換算で50部、製造例6で得られた溶媒可溶性の含フッ素反応性ポリマー(フッ素含有率64%)を固形分換算で50部、イルガキュア907を5部及びイソプロピルアルコール2000部を混合して含フッ素硬化性塗液を得た。この含フッ素硬化性塗液の組成を表2に示す。
この含フッ素硬化性塗液を製造例4−1で作製したハードコートフィルムA上に乾燥膜厚がおよそ0.1μmになるようにスピンコート法で塗布した。このとき、含フッ素硬化性塗液の成膜性は良好であった。その後、窒素雰囲気下、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、含フッ素硬化性塗液を硬化して塗膜(硬化皮膜)を形成し、減反射性フィルムを得た。

0162

次に、得られた減反射性フィルムの裏面に、近赤外線遮蔽用塗液NIRA−1を、乾燥膜厚8μmとなるようにバーコーターを用いて塗布後、130℃で5分間乾燥させることにより、減反射性近赤外線遮蔽材を得た。
得られた減反射性近赤外線遮蔽材について反射率、近赤外線遮蔽性能、耐擦傷性、耐摩耗性、表面抵抗値、密着性、膜表面の水に対する接触角の測定、防汚性、皮膜の耐水性、干渉縞及び減反射性近赤外線遮蔽材の耐久性の評価を以下に記載する方法で行い、それらの結果を表3に示す。

0163

(実施例4)
実施例1において、変性中空シリカゾルαを製造例5−3で得られた変性中空シリカゾルγに変えた以外は実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を得た。
得られた減反射性近赤外線遮蔽材について反射率、近赤外線遮蔽性能、耐擦傷性、耐摩耗性、表面抵抗値、密着性、膜表面の水に対する接触角の測定、防汚性、皮膜の耐水性、干渉縞及び減反射性近赤外線遮蔽材の耐久性の評価を以下に記載する方法で行い、それらの結果を表3に示す。

0164

(比較例4)
実施例1において、変性中空シリカゾルαを製造例5−2で得られた変性中空シリカゾルβに変えた以外は実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を得た。
得られた減反射性近赤外線遮蔽材について反射率、近赤外線遮蔽性能、耐擦傷性、耐摩耗性、表面抵抗値、密着性、膜表面の水に対する接触角の測定、防汚性、皮膜の耐水性、干渉縞及び減反射性近赤外線遮蔽材の耐久性の評価を以下に記載する方法で行い、それらの結果を表3に示す。

0165

0166

表2及び表3に示した結果から、実施例1及び3では、耐擦傷性についての評価をB〜Cに維持することができた。さらに、耐摩耗性について70回以上を達成することができた。また、視感度反射率1.0%以下を維持することができた。さらに、実施例1及び4では成膜性を有しないDHPAを配合したことから、実施例3に比べて接触角を大きくでき、しかも防汚性を向上させることができた。実施例1、3、4では耐水性に優れた変性中空シリカゾルαを使用しているため、水跡後による反射率差を0.3%未満に抑えることができた。

0167

実施例5では、変性中空シリカゾルγは、変性してあるものの、TGによる質量減少率が実施例1及び3の変性中空シリカゾルαよりも低いため、耐擦傷性及び耐摩耗性は弱い結果となった。
一方、比較例4では屈折率の高い中空シリカゾルβを使用したため、耐擦傷性及び耐摩耗性は十分であるものの、硬化皮膜の屈折率は高く、反射防止性能は実施1及び3と比較して劣る結果であった。また、耐水性を有していないため、得られる皮膜の水跡による反射率差は0.5%以上になった。
いずれの減反射性近赤外線遮断材も、近赤外線は十分に遮蔽しており、かつ耐久性も良好であった。

0168

(実施例5〜6)
実施例5及び6では、製造例5−1で得られた変性中空シリカゾルαと製造例6で得られた含フッ素反応性ポリマーとの配合割合を表4に示すように変えて含フッ素硬化性塗液を得た。そして、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を得た。
得られた減反射性近赤外線遮蔽材について反射率、近赤外線遮蔽性能、耐擦傷性、耐摩耗性、表面抵抗値、密着性、膜表面の水に対する接触角の測定、防汚性、皮膜の耐水性、干渉縞及び減反射性近赤外線遮蔽材の耐久性の評価を以下に記載する方法で行い、それらの結果を表5に示す。

0169

(比較例5〜7)
比較例5及び6では、製造例5−1で得られた変性中空シリカゾルαと製造例6で得られた含フッ素反応性ポリマーとの配合割合を表4に示すように変えて含フッ素硬化性塗液を得た。そして、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を得た。比較例7では、実施例1において、近赤外線遮蔽用塗液NIRA−1をNIRA−2に変えた以外は、実施例1と同様にして、減反射性近赤外線遮蔽材を作製した。

0170

得られた減反射性近赤外線遮蔽材について反射率、近赤外線遮蔽性能、耐擦傷性、耐摩耗性、表面抵抗値、密着性、膜表面の水に対する接触角の測定、防汚性、皮膜の耐水性、干渉縞及び減反射性近赤外線遮蔽材の耐久性の評価を以下に記載する方法で行い、それらの結果を表5に示す。

0171

表4及び表5に示した結果から、実施例5〜6では視感度反射率1.0%以下を維持することができた。また、実施例5では含フッ素化合物の配合割合が多くなったため、反射率が若干高くなったほか、耐擦傷性及び耐摩耗性共に優れていた。さらに、実施例6では、変性中空シリカゾルαの配合割合が多くなったため、耐擦傷性及び耐摩耗性共に若干弱くなったほかは、反射防止性能が優れていた。
一方、比較例5では、過剰の変性中空シリカが含フッ素化合物と反応できず、耐擦傷性の向上が見られずEであった。また、比較例6では、変性中空シリカの含有量が少なく、耐擦傷性の向上に十分に寄与できず、弱い結果となった。さらに、反射率について、変性中空シリカの含有量が少ないため、1.4%と劣る結果となった。
実施例5から7、及び比較例5から6では、近赤外線は十分に遮蔽しており、かつ耐久性も良好であった。

0172

これに対し、比較例7では、近赤外線遮蔽材は、ブルーシフト効果を有するジイモニウム塩化合物を使用しているにも関わらず、第2の近赤外線吸収色素が含フッ素フタロシアニン系金属錯体化合物ではなく、シアニン系化合物であるため、十分な耐久性を得るには至らなかった。

0173

本発明は、液晶プラズマなどを用いたディスプレイの反射防止に用いることができる。

図面の簡単な説明

0174

本発明の具体的な一実施例に係るディスプレイ用減反射性近赤外線遮蔽材の断面図。

符号の説明

0175

10…透明基材フィルム
11…接着層
12…ハードコート層
13…低屈折率層

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