专利名称：固化性组合物及使用其的防反射用叠层体的制作方法
技术领域：
本发明涉及固化性组合物及使用其的防反射用叠层体。更详细地讲，本发明涉及可以得到折射率处于1.60以上、耐光性优良的固化膜的固化性组合物以及使用其的防反射性优良的防反射用叠层体。
背景技术：
作为防反射膜的形成材料，例如已知有热固化型聚硅氧烷组合物(例如参见特开昭61-247743号公报、特开平6-25599号公报、特开平7-331115号公报和特开平10-232301号公报)。
但是，用热固化型聚硅氧烷组合物得到的防反射膜，由于需要在高温下长时间热处理，所以有生产性低，和适用基材种类受限制的问题。而且，热固化型聚硅氧烷组合物由于缺乏保存稳定性，所以一般是将主剂与固化性化合物分离的二液性类型，从而出现处理繁杂的问题。
于是有人提出一种在基材上依次层叠有使微粒在高折射率粘结剂树脂中存在的高折射率膜(折射率＝1.60以上)和由含氟聚合物组成的低折射率膜(折射率小于1.60)的光学功能性薄膜(例如参见特开平8-94806号公报)。
更具体讲，要形成高折射率膜，事先在工程纸上形成200nm以下的金属氧化物粒子等微粒层，并将其与基材上的高折射率粘结剂树脂加压粘结，由此将微粒层埋设在高折射率粘结剂树脂。
而且关于低折射率膜，将由含有30～90重量％偏氟乙烯和5～50重量％六氟丙烯的单体组合物共聚而成的、含氟比例为60～70重量％的含氟共聚物100重量份，和具有乙烯不饱和基团的聚合性化合物30～150重量份，和将此二者合量设定为100重量份时，0.5～10重量份的聚合引发剂组成的树脂组合物固化，制成膜厚200nm以下的薄膜。
但是这种光学功能性薄膜，由于在低折射率材料中采用了聚合引发剂，所以固化反应容易受周围存在的氧(空气)的影响，结果发现了容易产生固化不良的问题。
而且关于高折射率膜，制造工序复杂，结果难以制成稳定的光学功能性薄膜。
此外在高折射率材料中，由于使用的化合物的种类及固化性化合物的种类不适当，所以发现高折射率材料缺乏保存稳定性的问题。
不仅如此，这种光学功能性薄膜，由于低折射率薄膜与高折射率薄膜间的相容性不好，所以防反射性不充分，而且出现了容易在界面上分离的问题。
另一方面，有人公开了一种使用氧化锆作为金属氧化物粒子，具有1.7左右的折射率，改进了保存稳定性的防反射膜用高折射率材料(例如参见特开2000-186216号公报)。
对于上述的光学功能性薄膜和防反射膜用高折射率材料，为了进一步增大折射率，暗示采用折射率高的金属氧化物粒子的氧化钛离子。
但是氧化钛粒子，一般有光催化性能，含有这种金属氧化物粒子的防反射膜，具有耐光性低的缺点。
于是为了解决这种缺点，人们希望开发含有氧化钛粒子、耐光性优良的防反射膜用高折射率材料。
发明内容
本发明目的在于提供一种可以得到折射率高、耐光性优良固化膜的固化性组合物，以及使用这种组合物、具有优良防反射性的防反射膜用叠层体。
本发明的发明人等经过深入研究后发现，通过使用将(1)被从硅、铝、钛、锆、锡、锑和锌中选出的一种以上金属元素的氧化物覆盖的氧化钛粒子(以下叫作“包覆氧化钛粒子”)，(2)固化性化合物，和(3)固化催化剂，以预定范围内的添加量混合而成的固化性组合物，或者进一步与(4)含有羟基的化合物以预定范围内的添加量混合而成的固化性组合物，作为高折射率材料，能够解决上述问题。
按照本发明的第一种形态，可以提供一种固化性组合物，其中含有(1)100重量份包覆氧化钛粒子(2)1～300重量份固化性化合物，和(3)0.1～30重量份固化催化剂。这种固化性组合物优选含有(4)1～150重量份含羟基化合物。
通过使用(1)包覆氧化钛粒子，添加较少量就能将固化膜的折射率调节到1.60以上。这种包覆氧化钛粒子具有透明性高(着色性少)的优点。
而且通过这样构成固化组合物，能够得到折射率1.60以上、耐光性优良的固化膜(高折射率膜)。用这样的固化性组合物形成的高折射率膜，与低折射率膜的相容性良好，防反射性和密着性优良。
而且本发明的固化性组合物中，优选(2)固化性化合物为蜜胺化合物，(3)固化催化剂是芳族磺酸或芳族磺酸盐，(4)含羟基化合物是聚乙烯醇缩丁醛树脂。
通过采用蜜胺化合物作为(2)固化性化合物，能使固化性组合物的保存稳定性提高。而且能够在较低温度下，例如20℃以下温度下短时间内固化。
而且通过使用聚乙烯醇缩丁醛树脂作为(4)含羟基化合物，在制备固化性组合物时，容易使包覆氧化钛粒子均匀分散。而且能使所得到的高折射率膜对基材层及低折射率膜的密着性和机械特性提高。
此外，这种固化性组合物优选进一步含有100～10000重量份有机溶剂。
按照本发明的第二种形态，可以提供一种具有使上述固化性组合物固化而成的折射率处于1.60以上的固化膜的防反射膜叠层体。
按照本发明的第三种形态，可以提供一种具有基材层、上述固化膜(高折射率膜)和与其相比低折射率的固化膜(低折射率膜)的防反射用叠层体。
通过包含这种高折射率膜，与低折射率膜组合的情况下，能够获得优良的防反射性，例如1％以下的反射率。这种高折射率膜，与低折射率膜的相容性良好，密着性和耐光性优良。
而且在本发明的防反射用叠层体中，优选在高折射率膜上设有使含有含氟聚合物的低折射率材料固化而成的低折射率膜，而且将低折射率膜的折射率设定在小于1.60。
这样一来，高折射率膜与低折射率膜间的密着性将会更好，可以获得更加优良的防反射性，例如1％以下的反射率。
其中作为优良的含氟聚合物的一例，可以举出含有(A)具有羟基的含氟聚合物，(B)具有能与羟基反应的官能团的固化性化合物，和(C)固化催化剂的组合物的固化体。
而且本发明的防反射用叠层体中，高折射率膜与低折射率膜优选用同种固化性化合物固化而成的。也就是说，使高折射率材料与低折射率材料含有同种固化性化合物。
这样一来，高折射率膜与低折射率膜的相容性将会更加良好，能够得到更加优良的防反射性和密着性。
其中作为同种固化性化合物，可以举出含有羟基烷基化氨基的蜜胺化合物和含有烷氧基烷基化氨基的蜜胺化合物等蜜胺化合物。
基材层的形状，通常为薄膜状、板状和透镜状。
用本发明的固化性组合物，可以得到折射率高、耐光性优良的固化膜。而且采用本发明的防反射用叠层体，可以得到优良的防反射性。进而采用将本发明的固化膜构成的高折射率层与特定的低折射率层组合而成的本发明的防反射用叠层体，可以获得更加优良的防反射性，例如能够获得1.0％以下的反射率。
图1是本发明一种实施方式的防反射用叠层体的断面视图。
图2是本发明其他实施方式的防反射用叠层体的断面视图。
具体实施例方式
以下具体说明与本发明的固化性组合物有关的实施方式(第一种实施方式)以及与防反射用叠层体有关的实施方式(第二和第三种实施方式)。
本发明的固化性组合物含有(1)100重量份包覆氧化钛粒子，(2)1～300重量份固化性化合物，和(3)0.1～30重量份固化催化剂。
(1)包覆氧化钛粒子包覆氧化钛粒子，是被从硅、铝、钛、锆、锡、锑和锌中选出的一种以上金属元素的氧化物覆盖的氧化钛粒子。其中氧化钛粒子的包覆方法没有特别限制，例如可以举出利用在《氧化钛物性与应用技术》(清野学著)技报堂出版，28～31页(1991)中记载的方法，通过在预定金属盐水溶液中处理氧化钛粒子，用金属氢氧化物包覆后烧成的方法等。这种情况下，金属氢氧化物的大部分经烧成而变成金属氧化物。因此，本申请中所谓包覆氧化钛粒子的含义，也包括在形成包覆部分的金属氧化物中残存有金属氢氧化物的情况。
而且所谓包覆，并不限于氧化钛粒子的表面必须全部被金属氧化物包覆的情况，可以是致密的或多孔性的。而且包覆氧化钛粒子也不限于与氧化钛粒子具有明确分离的包覆层的粒子，其中也包括上述金属氧化物或氢氧化物主要存在于粒子的外壳附近，包覆层与氧化钛粒子没有形成明确分离的层的粒子。
包覆，能够在上述金属元素的氧化物中，用两种以上金属元素的氧化物进行。这种情况下，被各金属氧化物的包覆，既可以分别形成包覆层，也可以由两种以上金属元素氧化物的共沉淀形成一个包覆层。
上述金属氧化物若是含氧化锆的，由于添加少数粒子就能获得高的折射率，所以能够在无损于固化膜的透明性的条件下，获得高折射率的固化膜。从这一点来看优选上述金属氧化物是含氧化锆的。
包覆氧化钛粒子的数平均粒径(在凝聚的情况下是初始粒径)优选处于0.1微米以下。数平均粒径一旦超过0.1微米，往往使包覆氧化钛粒子的均匀分散变得困难。而且包覆氧化钛粒子容易沉降，往往缺乏保存稳定性。此外，还往往使得到的固化膜的透明性降低，或浊度(Haze值)上升。数平均粒径更优选0.01～0.08微米，特别优选0.02～0.05微米。
采用这种包覆氧化钛粒子，能够抑制氧化钛的光催化活性，并能抑制固化物的分解。其结果，能够获得高折射率、耐光性优良的固化膜。
(2)固化性化合物作为固化性化合物，可以举出蜜胺化合物、尿素化合物、鸟粪胺化合物、苯酚化合物、环氧化合物、异氰酸酯化合物、多元酸等一种或两种以上的组合。
这些化合物中，从保存稳定性比较优良、在较低温度下能够固化的观点来看，最好是分子内具有两个以上羟甲基和烷氧基化甲基或其中之一的蜜胺化合物。而且这些蜜胺化合物中，更优选六甲基醚化羟甲基蜜胺化合物、六丁基醚化羟甲基蜜胺化合物、甲基丁基混合醚化羟甲基蜜胺化合物、甲基醚化羟甲基蜜胺化合物、丁基醚化羟甲基蜜胺化合物等甲基蜜胺化合物。
固化性化合物的添加量，相对于100重量份包覆氧化钛粒子而言为1～300重量份，优选10～250重量份。添加量低于1重量份时，涂膜的机械强度下降。另一方面，一旦超过300重量份，固化性组合物的保存稳定性就会降低。
(3)固化催化剂只要是能够促进固化性化合物反应的，就可以作为固化催化剂适当使用。更具体讲，可以举出脂肪族磺酸、脂肪族磺酸盐、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸盐、芳香族磺酸、芳香族磺酸盐、芳香族羧酸、芳香族羧酸盐、金属盐、磷酸酯等单独一种或者两种以上的组合。
这些催化剂中，从能够进一步提高甲基化蜜胺化合物等固化性化合物的固化速度的观点来看，芳香族磺酸最好。
固化催化剂的添加量，相对于100重量份包覆氧化钛粒子而言为0.1～30重量份，优选0.5～30重量份，更优选05～20重量份。添加量低于0.1重量份时，固化催化剂的添加效果不会出现。另一方面，一旦超过30重量份，固化性组合物的保存稳定性就会降低。
(4)含羟基化合物本发明的固化组合物中，希望添加含羟基化合物。只要是分子内有羟基的聚合物，就可以作为含羟基化合物适当使用。更具体讲，可以举出聚乙烯基缩醛树脂(聚乙烯缩丁醛树脂、聚乙烯缩甲醛树脂)、聚乙烯醇树脂、聚丙烯系树脂、酚醛树脂、苯氧基树脂等单独一种或者两种以上的组合。
这些物质中，从对基材层的密着性和机械特性优良，包覆氧化钛离子比较容易均匀分散的观点来看，聚乙烯缩丁醛树脂(其中包括改性聚乙烯缩丁醛树脂)最好。而且在聚乙烯缩丁醛树脂中，更优选平均聚合度处于1000以下，一个分子中的聚乙烯醇单元处于18重量％以上，而且具有玻璃化温度处于70℃以上物性的。
含羟基化合物的添加量，相对于100重量份包覆氧化钛粒子而言优选为1～150重量份。添加量只要处于1重量份以上，就可以改善与基材层的密着性和机械特性。另一方面，添加量只要处于150重量份以下，就能相对充分地确保包覆氧化钛的粒子量，使固化后的固化膜获得充分的折射率特性。
含羟基化合物的添加量，更优选为1～50重量份，特别优选1～30重量份。
(5)有机溶剂在固化性组合物中优选添加有机溶剂。通过添加有机溶剂，能够均匀形成薄膜的固化膜。作为这种有机溶剂，可以举出甲基异丁基酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、叔丁醇、异丙醇、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚、正丁醇等单独一种或者两种以上的组合。适用的溶剂因固化性组合物的涂布方法而异。采用浸渍法、浇注法的情况下，为了获得良好的涂布性，优选甲基异丁基酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、叔丁醇、异丙醇等单独一种或者两种以上的组合。另一方面，采用旋涂法的情况下，为了获得良好的涂布性，优选乳酸乙酯、丙二醇单甲醚、正丁醇。
对于有机溶剂的添加量没有特别限制，但是相对于100重量份包覆氧化钛粒子而言，优选设定为100～10000重量份。添加量低于100重量份时，往往使固化性组合物的粘度调整变得困难。另一方面，添加量一旦超过20000重量份，就会使固化性组合物的保存稳定性降低，或者使粘度过低，往往使处理变得困难。
有机溶剂的添加量，更优选300～10000重量份，特别优选500～5000重量份。
(6)添加剂在无损于本发明目的和效果的范围内，还可以使固化性组合物进一步含有游离基光聚合引发剂、光增感剂、聚合抑制剂、聚合引发助剂、流平剂、湿润性改进剂、表面活性剂、增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、硅烷偶合剂、无机填充剂、颜料、染料等添加剂。
(7)折射率使本发明的固化性组合物固化而成的固化膜(高折射率膜)的折射率(Na-D线的折射率，测定温度25℃)为1.60以上。折射率一旦低于1.60，与低折射率膜组合的情况下，防反射效果就会降低。折射率更优选为1.60～2.20，特别优选为1.65～2.20。此外，折射率一旦超过2.20，就往往使能用的材料种类受到过度限制。
而且设置数层高折射率膜的情况下，只要其中至少一层具有上述范围内的折射率。因此，其他的高折射率膜也可以有低于1.60的折射率。
本发明的第二种实施方式，如图1所示，是在基材层12上依次含有用固化性组合物得到的高折射率膜10，和用低折射率材料得到的低折射率膜14的防反射用叠层体16。这种防反射用叠层体16中，由于未设硬涂层(hard coat)，所以高折射率膜10担负着硬涂层的作用，防反射用叠层体16的构成变成单一的，而且能以精度良好地形成防反射用叠层体16。以下就第二种实施方式进行具体说明。
(1)高折射率材料第二种实施方式使用的固化性组合物和高折射率膜的折射率值等，由于与第一种实施方式的内容相同，所以省略其具体说明。
(2)低折射率材料用于形成低折射率膜用的低折射率材料，优选由(A)100重量份具有羟基的含氟聚合物、(B)1～70重量份具有能与羟基反应的官能团的固化性化合物、(C)0.1～15重量份固化催化剂和(D)500～10000重量份有机溶剂组成。
作为具有羟基的含氟聚合物(A)，只要是分子内有羟基的含氟聚合物就能适当使用。更具体讲，可以通过含有氟原子的单体(a成分)与含有羟基的单体(b)成分共聚得到。而且必要时优选添加a成分和b成分以外的乙烯性不饱和单体(c成分)。
作为a成分的含氟原子的单体，优选举出四氟乙烯、六氟乙烯、偏氟乙烯、一氯三氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、(氟代烷基)乙烯基醚、(氟代烷氧基烷基)乙烯基醚、全氟(烷基乙烯基醚)、全氟(烷氧基乙烯基醚)、含氟(甲基)丙烯酸酯等单独一种或者两种以上的组合。
a成分的配合量没有特别限制，但是例如优选10～99摩尔％，更优选15～97摩尔％。
而且作为b成分的含羟基单体，优选举出羟基乙基乙烯基醚、羟基丙基乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚、羟基戊基乙烯基醚、羟基己基乙烯基醚、羟基乙基烯丙基醚、羟基丁基烯丙基醚、甘油单烯丙基醚、烯丙醇、羟基乙基(甲基)丙烯酸酯等单独一种或者两种以上的组合。
b成分的配合量没有特别限制，但是例如优选1～20摩尔％，更优选3～15摩尔％。
具有羟基的含氟聚合物(A)的粘度，优选考虑低折射率膜的机械强度和涂布性能的情况下确定，例如优选将特性粘度(使用N，N-二甲基乙酰胺溶剂，测定温度25℃)设定为0.05～2.0dl/g，更优选设定为0.1～1.5dl/g。通过设定在此范围内，在低折射率膜中能够得到优良的机械强度和涂布性能。
而且关于产生这种特性粘度用的聚合方法并无特别限制，可以采用使用游离基聚合引发剂的溶液聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法、块状聚合法等。
作为具有能与羟基反应的官能团的固化性化合物(B)，可以使用与高折射率材料中的固化性化合物同样的固化性化合物。例如优选使用分子内具有两个以上羟甲基和烷氧基化甲基或其中之一的蜜胺化合物。
而且低折射率材料中的固化性化合物，优选与高折射率材料中的固化性化合物是同种的。即高折射率膜和低折射率膜，优选分别是用同种固化性化合物固化而成的。这样一来，高折射率膜和低折射率膜之间的相容性将会良好，能够获得更加优良的防反射性和密着性。
作为同种固化性化合物，可以举出上述的蜜胺化合物，更具体讲可以举出含有羟基烷基化氨基的蜜胺化合物和含有烷氧基烷基化氨基的蜜胺化合物。
固化催化剂(C)和有机溶剂(D)的种类和添加量，由于与高折射率材料中的内容相同，所以省略对其说明。
低折射率膜的折射率(Na-D线的折射率，测定温度25℃)越低，在与高折射率膜组合的情况下越能获得优良防反射效果，具体讲，优选不足1.60。折射率一旦超过1.60，在与高折射率膜组合的情况下，往往使防反射效果显著降低。低折射率膜的折射率，更优选为1.30～1.60，特别优选1.30～1.50。此外，折射率一旦低于1.30，往往使可以使用的材料种类受到过度限制。
而且在设置多个低折射率膜的情况下，可以使其中至少一层具有上述范围内的折射率数值。因此，其他低折射率膜的折射率超过1.60的情况也可以。
另外，设置低折射率膜的情况下，从可以获得更优良的防反射效果来看，优选与高折射率膜间的折射率差处于0.05以上。折射率差一旦低于0.05，就不能获得这些防反射膜层之间的协同效果，反而往往会使防反射效果降低。折射率差更优选为0.1～0.8，特别优选为0.15～0.7。
以下说明高折射率膜和低折射率膜的厚度。首先，对高折射率膜的厚度并无特别限制，例如优选50～30000纳米。高折射率膜的厚度一旦低于50纳米，与低折射率膜组合的情况下，往往使防反射效果和与基材的密着性降低。另一方面，厚度一旦超过30000纳米，就会产生光线的干涉，反而会使防反射效果降低。高折射率膜的厚度更优选50～1000纳米，特别优选60～500纳米。
而且为了获得更高的防反射性而设置多层高折射率膜制成多层结构的情况下，其总厚度可以设定在50～30000纳米。
此外，在高折射率膜与基材层之间设置硬涂层的情况下，可以将高折射率膜的厚度设定为50～300纳米。
关于低折射率膜的厚度并无特别限制，例如优选50～300纳米。低折射率膜的厚度一旦不足50纳米，往往使与作基底用高折射率膜的密着性降低。另一方面，厚度一旦超过300纳米，就会产生光干涉，常常使防反射效果降低。低折射率膜的厚度更优选50～250纳米，特别优选60～200纳米。
此外，为了获得更高的防反射性而设置多层低折射率膜制成多层结构的情况下，其总厚度可以设定在50～300纳米。
以下说明设置高折射率膜或硬涂层等用的基材层。对于设置这种高折射率膜等的基材层的种类并无特别限制，例如可以举出由玻璃、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、三乙酰基乙酸酯树脂(TAC)等构成的基材层。而且对基材层的形状也无特别限制，可以举出薄膜和板等平板状、CRT表面等曲面状、微透镜等球面或非球面的透镜形状等。通过制成含有这些基材层的防反射用叠层体，在菲涅耳透镜、双凸透镜和CCD等微透镜阵列等各种光学透镜，以及相机的透镜部分、电视(CRT)的画面显示部分、或者液晶显示装置中的彩色滤光片等防反射膜的广泛利用领域中，能够获得优良的防反射效果。
用高折射率材料和低折射率材料分别形成高折射率膜和低折射率膜的情况下，优选在基材层(适用部件)上涂布。这种涂布方法，可以采用浸渍法、喷涂法、棒涂法、辊涂法、旋涂法、帘涂法、胶版印刷法、丝网印刷法或喷墨法等方法。涂布方法的选定，可以根据基材层的尺寸、要将防反射用叠层体施加的对象等决定。例如，对大面积显示装置实施防反射用叠层体的情况下，可以采用浸渍法操作。另一方面，例如对微透镜阵列等实施防反射用叠层体的情况下，从容易获得均匀固化膜的观点来看，旋涂法优良。
而且使高折射率材料和低折射率材料固化的手段没有特别限制，但是例如优选加热。这种情况下，优选在30～200℃下加热1～180分钟。通过这样加热，能够在不损伤基材层和形成的防反射膜的情况下，更有效地获得防反射性优良的防反射用叠层体。更优选在50～180℃下加热2～120分钟，特别优选在80～150℃下加热5～60分钟。
此外，高折射率材料和低折射率材料的固化程度，例如在使用蜜胺化合物作为固化性化合物的情况下，可以采用对蜜胺化合物的羟甲基或烷氧基化甲基的量进行红外分光分析，或者用索克斯累特回流提取器测定凝胶化率的方式定量确定。
第三种实施方式，如图2所示，是使硬涂层18存在于基材层12与高折射率膜20之间，在基材层12上依次含有硬涂层18、高折射率膜20和低折射率膜22的防反射用叠层体24。通过夹持硬涂层18，能够使高折射率膜20与基材层12的密着性进一步提高。而且借助于硬涂层18的机械特性，能使防反射用叠层体24的耐久性更加提高。
以下说明作为第三种实施方式特征的硬涂层。其中关于基材层、高折射率膜和低折射率膜或其形成方法，因为与第二种实施方式中说明的内容相同，所以这里省略对其的说明。
硬涂层例如优选用SiO2、环氧系树脂、丙烯酸系树脂、蜜胺系树脂等材料形成的。
对于硬涂层的厚度并无特别限制，具体讲优选1～50微米，更优选5～10微米。厚度一旦低于1微米，往往不能提高防反射膜与基材层的密着性。另一方面，厚度一旦超过50微米，常常难以均匀地形成硬涂层。
以下详细说明本发明的实施例，但是本发明的范围并不受这些实施例记载的限制。
制造例1[包覆氧化钛粒子分散液-1的制备]加入3.5重量份被二氧化硅包覆的氧化钛微粉末、0.6重量份デンカブチラ-ル#2000-L(电化学工业株式会社制造，聚乙烯醇缩丁醛树脂，平均聚合度大约300，一个分子中的聚乙烯醇单元为21重量％以上，玻璃化温度(Tg)71℃，PVB#2000L)、12重量份甲基异丁基酮(MIBK)和8重量份叔丁醇，用玻璃珠进行了10小时分散，除去玻璃珠，得到了24重量份被二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-1。在氧化铝皿上称量得到的二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-1，在120℃的电热板上干燥1小时，求出全部固形分浓度的结果，为17重量％。而且用瓷坩埚称量该二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-1，在80℃的电热板上预先干燥30分钟后，在750℃的马弗炉中烧成1小时，由得出的无机残渣量和全固形分浓度求出全固形分中的无机含量，结果为85重量％。
制造例2 加入3.5重量份被二氧化硅包覆的氧化钛粉末、0.6重量份环氧乙烷-环氧丙烷共聚物(平均聚合度约20)、12重量份MIBK和8重量份叔丁醇，用玻璃珠进行了10小时分散，除去玻璃珠，得到了24重量份二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-2。对该包覆氧化钛粒子分散液-2的全固形分浓度和全固形分中的无机含量，与制造例1同样测定的结果，分别为17重量％和85重量％。
制造例3[包覆氧化钛粒子分散液-3的制备]加入3.5重量份被氧化锆和氧化铝包覆的氧化钛粉末、0.6重量份环氧乙烷-环氧丙烷共聚物(平均聚合度约20)和20重量份丙二醇单甲醚，用玻璃珠进行了10小时分散，除去玻璃珠，得到了24重量份包覆的氧化钛粒子分散液-3。对该包覆的氧化钛粒子分散液-3的全固形分浓度和全固形分中的无机含量，与制造例1同样测定的结果，分别为17重量％和85重量％。
对照制造例1[金红石型氧化钛粒子分散液的制备]除了用金红石型氧化钛微粉代替二氧化硅包覆的氧化钛微粉以外，与制造例2同样制备了金红石型氧化钛粒子分散液，对该金红石型氧化钛粒子分散液的全固形分浓度和全固形分中的无机含量，与制造例1同样测定的结果，分别为17重量％和85重量％。
对照制造例2[锐钛矿型氧化钛粒子分散液的制备]除了用锐钛矿型氧化钛微粉代替金红石型氧化钛微粉以外，与对照制造例1同样制备了锐钛矿型氧化钛粒子分散液，对该锐钛矿型氧化钛粒子分散液的全固形分浓度和全固形分中的无机含量，与制造例1同样测定的结果，分别为17重量％和85重量％。
制造例4[含氟聚合物的制备]
利用氮气将内容积1.5升并备有电磁搅拌机的不锈钢高压釜充分置换后，加入500克乙酸乙酯、43.2克全氟(丙基乙烯基醚)(FPVE)、41.2克乙基乙烯基醚(EVE)、21.5克羟基乙基乙烯基醚(HEVE)、40.5克作为非离子型反应性乳化剂的“アデカリアソ-プNE-30”(旭电化工业株式会社制造)、6.0克作为含有偶氮基的聚二甲基硅氧烷的“VPS-1001”(和光纯药工业株式会社制造)和1.25克过氧化月桂酰，用干冰-甲醇冷却到-50℃后，再用氮气除去系统内的氧。
然后加入97.4克六氟丙烯(HFP)，开始升温。高压釜内温度到达60℃的时刻显示5.3×105Pa的压力。然后在70℃下搅拌20小时使其继续反应，当压力降低到1.7×105Pa的时刻用水冷却高压釜，使反应停止。到达室温后，放出未反应的单体，打开高压釜，得到了固形分浓度为26.4％的聚合物溶液。将得到的聚合物溶液注入甲醇中，使聚合物析出后，用甲醇洗涤，在50℃下进行真空干燥，得到了220克含氟聚合物。
对于得到的聚合物，用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的用聚苯乙烯换算的数均分子量为48000，用DSC法测定的玻璃化温度(Tg)为26.8℃，用茜素络合法测定的含氟量为50.3％。
制造例5[低折射率固化性组合物的制备]将制造例4得到的100克含氟聚合物，与作为固化性化合物的30克甲氧基化甲基蜜胺“サイメル303”(三井サイテツク株式会社制造)一起溶解在900克MIBK溶剂中，在100℃下搅拌5小时使其反应，得到了反应液。将100克得到的反应液、和2克作为固化催化剂的cat 4050(三井サイテツク株式会社制造，芳香族磺酸化合物，固形分浓度32重量％)添加在900克MIBK溶剂中使其溶解，制成了低折射率固化性组合物。用旋涂器将此固化性组合物的MIBK溶液涂布在硅晶片上，使干燥后厚度达到大约0.1微米，然后用烘箱在120℃下加热60分钟，得到了低折射率固化膜。用椭圆偏振计就得到的固化膜测定了25℃波长589nm下的折射率(nD25)，为1.41。
以下在实施例1～11和对照例1～4中示出本发明的固化性组合物(高折射率固化性组合物)的制备实例。
实施例1在容器中，分别加入24重量份(二氧化硅包覆的氧化钛粒子为3.5重量份，PVB#2000L为0.6重量份)制造例1中制备的二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-1、0.7重量份サイメル303、0.16重量份cat 4050(固形分浓度32重量％)、45重量份MIBK和30重量份叔丁醇，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例2在容器中，分别加入10重量份(二氧化硅包覆的氧化钛粒子为1.5重量份)制造例2中制备的二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-2、1.6重量份PVB#2000L、1.6重量份サイメル303、0.32重量份cat 4050(固形分浓度32重量％)、52重量份MIBK和35重量份叔丁醇，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例3除了未添加PVB#2000L而且将サイメル303的添加量定为3.2重量份以外，与实施例2同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例4在容器中，分别加入24重量份(二氧化硅包覆的氧化钛粒子为3.5重量份)制造例2制备的二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-2、0.35重量份PVB#2000L、0.35重量份サイメル303、0.16重量份cat 4050(固形分浓度32重量％)、45重量份MIBK和30重量份叔丁醇，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例5除了未添加PVB#2000L并将サイメル303的添加量定为0.7重量份以外，与实施例4同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例6在容器中，分别加入36重量份(二氧化硅包覆的氧化钛粒子为5.2重量份)制造例2制备的二氧化硅包覆的氧化钛粒子分散液-2、0.1重量份PVB#2000L、0.1重量份サイメル303、0.032重量份cat 4050(固形分浓度32重量％)、39重量份MIBK和26重量份叔丁醇，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例7除了未添加PVB#2000L并将サイメル303的添加量定为0.2重量份以外，与实施例6同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例8在容器中，分别加入40重量份(氧化锆和氧化铝包覆的氧化钛为5.7重量份，环氧乙烷-环氧丙烷为0.99重量份)制造例3制备的包覆氧化钛粒子分散液-3、1.15重量份サイメル303、0.26重量份cat 4050(固形分浓度32重量％)和59重量份乳酸乙酯，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为8重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例9除了用59重量份丙二醇单甲醚代替乳酸乙酯作为稀释溶剂以外，与实施例9同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为8重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例10在容器中，分别加入40重量份(氧化锆和氧化铝包覆的氧化钛为5.7重量份，环氧乙烷-环氧丙烷为0.99重量份)制造例3制备的氧化锆和氧化铝包覆的氧化钛粒子分散液-3、1.15重量份サイメル303、0.26重量份cat 4050(固形分浓度32重量％)和59重量份丙二醇单甲醚乙酸酯，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为8重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例11除了用59重量份甲基异丁基酮代替丙二醇单甲醚乙酸酯作为稀释溶剂以外，与实施例10同样地作，得到了固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为8重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
对照例1除了用对照制造例1制备的金红石型氧化钛粒子分散液以外，与实施例4同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
对照例2除了未添加PVB#2000L并将サイメル303的添加量定为0.7重量份以外，与对照例1同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
对照例3除了用对照制造例2制备的锐钛矿型氧化钛粒子分散液以外，与实施例4同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
对照例4除了未添加PVB#2000L并将サイメル303的添加量定为0.7重量份以外，与对照例3同样地作，得到了均匀溶液的固化性组合物。与制造例1同样测定该固化性组合物中全固形分浓度的结果为5重量％。而且该固化性组合物的粘度(25℃)为2mPa·s。
实施例1～11和对照例1～4的固化性组合物的组成、全固形分浓度及粘度分别示于表1和表2之中。
表1
表2
以下在实施例12～22和对照例5～8中示出本发明的固化膜(高折射率固化膜)的制造例。
实施例12～22[固化膜的评价](1)评价用固化膜的制备(1-1)折射率评价用固化膜利用适于各固化性组合物用有机溶剂的方法涂布固化性组合物，制备了折射率评价用固化膜。
也就是说，对于实施例1～7的固化性组合物，利用金属丝棒涂器(3#)将表1中所示的各实施例中制备的固化性组合物涂布在硅晶片上，使干燥后的厚度达到0.1微米(在表3和表4中叫作“棒涂法”)。然后用烘箱在120℃下加热10分钟，得到了高折射率固化膜。
利用旋涂器(ミカサ株式会社制造，1H-360S型)涂布了实施例8～11的固化性组合物。旋涂器的旋转条件为，在300rpm下旋转5秒钟后，再于2000rpm下旋转20秒钟。旋涂(表3中叫作“旋涂法”)后使硅晶片上干燥后的厚度达到大约0.1微米，然后用烘箱在120℃下加热10分钟，得到了高折射率固化膜。
在以下条件下测定了得到的高折射率固化膜的折射率，结果示于表3之中。
(1-2)浊度、密着性、耐光性和涂布性的评价用固化膜利用适于各固化性组合物用有机溶剂的方法涂布固化性组合物，制备了浊度、密着性、耐光性和涂布性评价用固化膜。
也就是说，就实施例1～7的固化性组合物，利用金属丝棒涂器(3#)将表1所示各实施例中制备的固化性组合物，涂布在一面容易粘着的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜A4100(东洋纺织株式会社制造，膜厚188微米)的容易粘着处理面或未处理面上，使干燥后的厚度达到约0.1微米，然后在烘箱中在120℃下干燥10分钟，得到了高折射率固化膜。
关于实施例8～11的固化性组合物，与(1-1)同样得到了高折射率固化膜。
按照以下基准评价了所得到高折射率固化膜的浊度、密着性、耐光性和涂布性。
(2)评价方法(2-1)折射率用椭圆偏振计对得到的各固化膜测定了在25℃、589nm波长下的折射率(nD25)。
(2-2)浊度利用浊度计测定了所得到固化膜的浊度(Haze值)，并按照以下基准进行了评价。
○Haze值处于2％以下△Haze值处于3％以下×Haze值处于5％以上。
(2-3)密着性对所得到的固化膜，进行了JIS K5400规定的交错划线式试验，并按照以下基准进行了评价。
○在100个网格中没有观察到剥离△在100个网格中观察到1～3个网格剥离×在100个网格中观察到4个以上网格剥离。
(2-4)耐光性利用分光反射率测定装置(组装有大型样品室积分球附属装置150-09090的自动记录式分光光度计U-3410，日立制作所株式会社制造)测定评价了所得到固化膜的反射率。具体讲，以氧化铝蒸镀膜的反射率作为基准(100％)，测定各波长下固化膜的反射率，进而用QUV促进耐侯试验机(Q-Panel公司制)对固化膜进行150小时紫外线照射后，同样测定地反射率，按照以下基准进行了评价。
○耐光性试验前后，反射率曲线的最低反射率的波长移动，处于-50nm以下，或者最高反射率值的减少处于1％以下。
×耐光性试验前后，反射率曲线的最低反射率的波长移动，处于-100nm以下，或者最高反射率值的减少处于2％以下。
(2-5)涂布性按照以下基准，借助于观察固化膜的外观评价了涂布性。
○固化膜的外观透明，没有颜色不均×固化膜的外观不透明，或有颜色不均。
表3
其中用制造例2的二氧化硅包覆的氧化钛微粉(包覆氧化钛粒子分散液-2)，代替实施例19中使用的氧化锆和氧化铝包覆的氧化钛微粉(包覆氧化钛粒子分散液-3)，制造了固化性组合物，用该固化性组合物与实施例19同样地制备了固化膜，结果在采用氧化锆和氧化铝包覆的氧化钛微粉的实施例19中，与固化膜的折射率为1.89相比，使用二氧化硅包覆的氧化钛微粉的情况下，为1.85。
对照例5～8除了分别采用对照例1～4制备的高折射率固化性组合物以外，与实施例12同样得到了固化膜。评价结果示于表4之中。
表4
以下在实施例23～33和对照例9～12中介绍本发明的防反射用叠层体的制造例。
实施例23在实施例12中，使用金属丝棒涂器(3#)，在利用上述(1-2)的方法得到的高折射率固化膜上涂布制造例5制备的低折射率固化性组合物，通过在120℃下热固化1小时形成了低折射率固化膜。利用反射率测定概算出此低折射率固化膜的膜厚的结果，约为0.1微米。这样得到了由高折射率固化膜(约0.1微米)与低折射率固化膜(约0.1微米)构成的防反射用叠层体。进而按照以下基准评价了该防反射用叠层体的防反射性、浊度、密着性和耐光性。结果示于表5之中。
(1)防反射性利用分光反射率测定装置(组装有大型样品室积分球附属装置150-09090的自动记录式分光光度计U-3410，日立制作所株式会社制造)，测定了波长340～700nm范围内的反射率，评价了所得到防反射用叠层体的防反射性。具体讲，以氧化铝蒸镀膜的反射率作为基准(100％)，测定各波长下防反射用叠层体(防反射膜)的反射率，进而用其中波长550nm下的光线反射率，按照以下基准评价了防反射性。
○反射率处于0.5％以下△反射率处于1％以下×反射率处于2％以下。
(2)浊度进行了与实施例12～22和对照例5～8同样的评价。
(3)密着性进行了与实施例12～22和对照例5～8同样的评价。
(4)耐光性与实施例12～22和对照例5～8同样地进行反射率测定，并按照以下基准进行了评价。
○耐光性试验前后，反射率曲线的最低反射率的波长移动，处于-50nm以下，或者最低反射率值的增加处于0.5％以下×耐光性试验前后，反射率曲线的最低反射率的波长移动，处于-100nm以下，或者最低反射率值的增加处于1％以下。
实施例24～33除了分别采用实施例12～22中得到的高折射率固化膜以外，与实施例23同样得到了防反射用叠层体。评价结果示于表5之中。
对照例9～12除了分别采用对照例5～8中得到的高折射率固化膜以外，与实施例23同样得到了防反射用叠层体。评价结果示于表6之中。
表5
表6
产业上利用的可能性本发明的固化性组合物、固化物及防反射用叠层体，能够有效地用于菲涅耳透镜、双凸透镜和CCD等微透镜阵列等各种光学透镜，以及相机的透镜部分、电视(CRT)的画面显示部分或者液晶显示装置中的彩色滤光片等广泛的防反射膜中。
权利要求
1.一种固化性组合物，其中含有(1)100重量份被从硅、铝、钛、锆、锡、锑和锌中选出的一种以上金属元素的氧化物覆盖的氧化钛粒子，(2)1～300重量份固化性化合物，和(3)0.1～30重量份固化催化剂。
2.按照权利要求1所述的固化性组合物，其中还含有1～150重量份含羟基化合物。
3.按照权利要求1所述的固化性组合物，其中所述的固化性化合物是蜜胺化合物。
4.按照权利要求1～3中任何一项所述的固化性组合物，其特征在于其中进一步含有100～10000重量份有机溶剂。
5.按照权利要求4所述的固化性组合物，其特征在于其中所述的有机溶剂是含有从乳酸乙酯、丙二醇单甲醚和正丁醇中选出的一种以上溶剂的有机溶剂。
6.一种固化膜，是由权利要求1中所述的固化性组合物固化而成，其折射率处于1.60以上。
7.一种防反射用叠层体，其中具有基材层、权利要求6所述的固化膜和与其相比折射率低的固化膜。
8.按照权利要求7所述的防反射用叠层体，其中所述的低折射率的固化膜是含有含氟聚合物的组合物的固化物。
9.按照权利要求7所述的防反射用叠层体，其中所述的低折射率固化膜是含有下述成分的组合物的固化物，(A)具有羟基的含氟聚合物(B)具有能与羟基反应的官能团的固化性化合物(C)固化催化剂。
10.按照权利要求7～9中任何一项所述的防反射用叠层体，其特征在于所述的基材层形状为薄膜状、板状或透镜状。
全文摘要
一种固化性组合物，其中含有(1)100重量份被从硅、铝、钛、锆、锡、锑和锌中选出的一种以上金属元素的氧化物覆盖的氧化钛粒子(2)1～150重量份固化性化合物，和(3)0.1～100重量份固化催化剂。在基材层(12)上依次含有使这种固化性组合物固化而成的折射率处于1.60以上的高折射率膜(10)，和与其相比低折射率的低折射率膜(14)的防反射用叠层体(16)，在防反射膜的应用领域中将显示优良的防反射效果。
文档编号G02B1/10GK1708559SQ20038010240
公开日2005年12月14日 申请日期2003年10月29日 优先权日2002年10月29日
发明者本田美和, 下村宏臣, 山村哲也, 杉山直树, 江利山祐一, 田边隆喜 申请人:捷时雅股份有限公司