硬涂层形成用水性组合物及硬涂层的制作方法_3

文档序号:9400773阅读:来源:国知局
抗坏血酸。作为有机酸盐,可以列举乙酸铝、草酸铝、乙酸锌、草 酸锌、乙酸镁、草酸镁、乙酸锆、草酸锆,作为无机酸盐,可以列举氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、氯 化锌、硫酸锌、硝酸锌、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化锆、硫酸锆、硝酸锆。作为金属醇盐,可 以列举铝醇盐、钛醇盐、锆醇盐。作为金属络合物,可以列举乙酰乙酸乙酯铝二异丙酯、三 (乙酰乙酸乙酯)铝、乙酰乙酸烷基酯铝二异丙酯、单乙酰基乙酸酯铝双(乙酰乙酸乙酯), 三(乙酰丙酮)铝等铝螯合化合物,乙酰乙酸乙酯镁单异丙酯、双(乙酰乙酸乙酯)镁、乙 酰乙酸烷基酯镁单异丙酯、双(乙酰丙酮)镁等镁螯合化合物,四乙酰丙酮锆、三丁氧基乙 酰丙酮锆、乙酰丙酮锆双(乙酰乙酸乙酯)、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铜、乙酰丙 酮钛、乙酰丙酮氧钛。这些中,优选三(乙酰丙酮)铝、三(乙酰乙酸乙酯)铝、双(乙酰丙 酮)镁、双(乙酰乙酸乙酯)镁、四乙酰丙酮错,若考虑保存稳定性、获得容易性,则尤其优 选作为铝螯合络合物的三(乙酰丙酮)铝、三(乙酰乙酸乙酯)铝。作为市售品,可以列举 铝螫合A(W)(川研精细化学(株)制)等。
[0093] 固化促进剂优选均匀地混合、溶解在涂布液中,优选溶解在作为本发明涂布液的 溶剂的水中。这是由于,在水中的溶解性低时,有时在涂布液中以固体形式存在,因此涂布 干燥后也以异物形式残留,变成透明度低的硬涂层。
[0094] 相对于含环氧基的烷氧基硅烷和不含环氧基的烷氧基硅烷的总质量,固化促进剂 所占的比率优选30质量%以上,更优选35质量%以上,进而优选40质量%以上。此外,固 化促进剂所占的比率可以为90 %以下,优选75 %以下,更优选60 %以下。
[0095] 通过将固化促进剂的添加量设在上述范围内,可以使硅烷醇的脱水缩合的反应速 度为合适的速度。此外,本发明中,通过将固化促进剂的添加量设在上述范围内,在形成硬 涂层时,可以获得优异的碱耐性。
[0096](其它添加剂)
[0097] 本发明的水性组合物中,还可以出于提高硬涂层的平滑性、减轻涂膜表面的摩擦 的目的而添加表面活性剂。此外,还可以通过分散颜料、染料、其它微粒等而将硬涂层着色。 进而,还可以出于提高耐候性的目的而添加紫外线吸收剂、抗氧化剂等。
[0098](表面活性剂)
[0099] 从进一步提高涂布性的观点出发,本发明的水性组合物中还可以添加各种表面活 性剂。作为表面活性剂,可以使用氟系表面活性剂、非离子系表面活性剂、阳离子系表面活 性剂、阴离子系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等各种表面活性剂。
[0100] 作为氟系表面活性剂,可以列举例如MegaFacF171、MegaFacF172、MegaFac F173、MegaFacF176、MegaFacF177、MegaFacF141、MegaFacF142、MegaFacF143、MegaFac F144、同R30、MegaFacF437、MegaFacF475、MegaFacF479、MegaFacF482、MegaFacF554、 MegaFacF780、MegaFacF781(以上、DIC(株)制)、FluoradFC430、FluoradFC431、Fluorad FC171(以上、住友 3M(株)制)、SurflonS- 382、SurflonSC-101、SurflonSC- 103、 SurflonSC-104、SurflonSC-105、SurflonSC1068、SurflonSC- 381、SurflonSC- 383、SurflonS393、SurflonKH-40 (以上、旭硝子(株)制)、PF636、PF656、PF6320、 PF6520、PF7002 (0MN0VA公司制)等。
[0101] 作为非离子系表面活性剂,具体而言,可以列举甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙 烷以及它们的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、聚 氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬酯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬 基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯(BASF公司 制的PluoronicL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、Tetronic304、701、704、901、904、 150R1、PioninD- 6512、D- 6414、D- 6112、D- 6115、D- 6120、D- 6131、D- 6108-W、 D- 6112-W、D- 6115-W、D- 6115-X、D- 6120-X(竹本油脂(株)制)、Solsperse 20000(日本Lubrizol(株)制)、于口7夕亍4 一CL一 95、HN- 100 (三洋化成工业(株) 制)等。
[0102] 作为阳离子系表面活性剂,具体而言,可以列举酞菁衍生物(商品名:EFKA- 745、 森下产业(株)制)、有机硅氧烷聚合物KP341 (信越化学工业(株)制)、(甲基)丙烯酸 系(共)聚合物PolyflowNo. 75、N〇. 9〇、N〇. % (共荣社化学(株)制)、W001 (裕商(株) 制)等。
[0103] 作为阴离子系表面活性剂,具体而言,可以列举W004、W005、W017(裕商(株)公司 制)、寸yrシ卜'、BL(三洋化成工业(株)制)等。
[0104] 作为有机硅系表面活性剂,可以列举例如东丽道康宁株式会社制"Toray SiliconeDC3PA"、"ToraySiliconeSH7PA"、"ToraySiliconeDCllPA","Toray SiliconeSH21PA","ToraySiliconeSH28PA"、"ToraySiliconeSH29PA"、"Toray SiliconeSH30PA"、"ToraySiliconeSH8400"、MomentivePerformanceMaterials公司 制"TSF- 4440"、"TSF- 4300"、"TSF- 4445"、"TSF- 4460"、"TSF- 4452"、信越有机硅株 式会社制 "KP341"、"KF60〇r'、"KF6002"、BYK公司制 "BYK307"、"BYK323"、"BYK330" 等。
[0105] 表面活性剂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
[0106] 表面活性剂的添加量相对于水性组合物的总质量优选0. 001质量%~2. 0质 量%,更优选0.005质量%~1.0质量%。
[0107](硬涂层)
[0108] 硬涂层是将上述水性组合物涂布在支撑体上并干燥而形成的。本申请说明书中, 将在支撑体上层叠有硬涂层的物品称为层叠膜。需要说明的是,层叠膜中,为了提高硬涂层 与支撑体的密合力,可以在硬涂层和支撑体之间设置易粘接层。
[0109] 可以通过调整水性组合物的涂布量而控制硬涂层的厚度。从获得的硬涂层的硬度 的观点出发,厚度更优选为〇. 3~12ym的范围内的恒定值。若厚度小于0. 3ym,则不会表 现出足够的硬度,有时无法获得硬涂层的功能,若大于12ym,则硬涂层的内部应力变大,有 时会发生卷曲等变形。更优选的厚度范围为0. 5~10Iim。
[0110] 本发明的硬涂层的雾度值优选为0. 5 %以下,更优选0. 45 %以下,进而优选0. 4% 以下。本发明中,由于使用雾度值低的水性组合物来形成硬涂层,因此即使含有具有高折射 率的无机微粒,也能够形成雾度值低的硬涂层。
[0111] 本发明中,硬涂层的折射率优选1. 50~2. 30,更优选1. 60~2. 20、进而优选 L70~2. 10、更进而优选L90~2. 10。
[0112] 通过在硬涂层上层叠透明电极层,可以制成触控面板。透明电极层通常使用 ITO(氧化铟锡),其电极图案可以通过对ITO导电膜进行图案化而制作。硬涂层和透明电 极层可以按照接触的方式进行层叠,也可以在硬涂层和透明电极之间层叠光学调整层等调 整层。光学调整层是为了调整各层间的折射率之差而设置的。
[0113] ITO的折射率为约2. 00左右,与作为支撑基板的聚酯膜的折射率(1. 6左右)相比 较大。因此,在具有ITO的位置和不具有ITO的位置,外光所引起的反射强度是不同的,能 够看到ITO的图案,显示品质显著变差。将该现象称为ITO骨架可见性。
[0114] 但是,通过将硬涂层的折射率设在上述范围内,在硬涂层上层叠透明电极层等制 作触控面板时,能够抑制透明电极的骨架可见性。即,本发明的硬涂层尤其优选用于使用聚 酯膜作为支撑体、层叠ITO导电膜而构成触控面板用的层叠膜的情况。
[0115] 本发明的硬涂层还可以用于具有其它构成层的层叠膜。具体而言,可以例示光学 调整层、气体阻隔层、ITO电极等透明电极层、棱镜层、防反射层等。
[0116] (层叠膜)
[0117] 本发明优选将上述硬涂层形成在支撑体上,这样的层叠膜的形态也包含在本发明 中。本发明中,优选在聚酯膜的至少单面形成上述硬涂层而制成层叠膜。
[0118] 此外,本发明中,更优选在聚酯膜上依次形成易粘接层、光学调整层及上述硬涂层 而制成层叠膜。
[0119] 在聚酯膜上具有易粘接层、光学调整层及硬涂层的层叠膜中,易粘接层的折射率 和聚酯膜的折射率之差优选为〇. 03以下,优选光学调整层的折射率为1. 75~1. 90,硬涂层 的折射率为1.90~2. 10。
[0120] 易粘接层的折射率和聚酯膜的折射率之差更优选0.02以下,进而优选0.015以 下。此外,光学调整层的折射率更优选1. 78~1. 87,进而优选1. 80~1. 85。
[0121] 从而,本发明的层叠膜通过将易粘接层的折射率和聚酯膜的折射率之差设在上述 范围内,从而能够抑制虹斑且提高各层间的密合性。
[0122] 本发明的硬涂层的折射率为约2. 00左右,与作为支撑基板的聚酯膜的折射率 (1. 66左右)相比较大。因此,直接在1. 66的折射率上成膜出本发明的硬涂层时,光在表面 和界面发生反射、干涉,微妙的膜厚变动将形成斑点并容易看到。将该现象称为虹斑。
[0123] 本发明中,通过如上述那样设置光学调整层而将易粘接层和光学调整层和硬涂层 的折射率设在上述范围内,从而能够防止虹斑。从而,光学调整层是为了调整各层间的折射 率之差而设置的。
[0124] 作为用于层叠硬涂层的支撑体,可以使用通过熔融制膜方法、溶液制膜方法将高 分子化合物制成膜状的支撑体。支撑体所用的高分子化合物没有特别限定,可以优选聚对 苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘 二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚丙烯酸酯类、聚醚砜、聚碳酸酯、聚醚酮、聚砜、聚苯硫醚、聚酯系 液晶聚合物、三乙酸纤维素、纤维素衍生物、聚丙烯、聚酰胺类、聚酰亚胺、聚环烯烃类等。其 中,更优选PET、PEN、三乙酸纤维素、纤维素衍生物,尤其优选PET、PEN。
[0125] 这些支撑体优选经过了双轴拉伸。双轴拉伸是指将膜的宽度方向及长度方向分别 视为1个轴、沿着两个方向进行拉伸。经过了此类双轴拉伸的聚酯膜,由于在2个轴上的分 子取向受到充分控制,因此具有非常优异的机械强度。拉伸倍率没有特别限制,相对于一个 方向的拉伸倍率优选为1. 5~7倍,更优选2~5倍。尤其是将每个轴方向的拉伸倍率设 为2~5倍地进行了双轴拉伸的聚酯膜,分子取向效率更良好且有效地受到控制,因此具备 非常优异的机械强度,作为聚酯膜是优选的。
[0126] 支撑体可以是表面进行了电晕处理或辉光放电处理的支撑体。经过这些处理,支 撑体的表面被亲水化,能够改善水性组合物的涂敷性,因此能够进一步提高与硬涂层的密 合力或与易粘接层的密合力。
[0127] 易粘接层使提高支撑体和硬涂层的粘合性提高,是为了提高与硬涂层的密合力而 适当设置在支撑体上的。易粘接层通常是将包含粘接剂、固化剂和表面活性剂的涂布液涂 布在支撑体的设置硬涂层的面上而形成的。易粘接层中可以适当添加有机微粒或无机微 粒。作为微粒,没有特别限定,可以列举例如金属氧化物,具体而言,优选氧化锡、氧化锆、氧 化锌、氧化钛、氧化铈、氧化铌等,
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