CN104334342B - 叠层体、导电性叠层体和触摸面板、以及涂料组合物和使用该涂料组合物的叠层体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种叠层体,其在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,第1层含有粒子X(粒子X是至少具有无机粒子部分的粒子),第2层含有粒子Y(粒子Y是至少具有无机粒子部分的粒子),其特征在于,上述粒子X的无机粒子部分的数均粒径(以下称为DX)为5nm以上25nm以下,且满足式1和式2,1.4≤(LX/DX)≤3···式1SLX≤7···式2LX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离,SLX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离的标准偏差。

Description

叠层体、导电性叠层体和触摸面板、以及涂料组合物和使用该涂料组合物的叠层体的制造方法
技术领域
本发明涉及在各种电子设备中使用的触摸面板、在触摸面板的透明电极中使用的导电性叠层体、在导电性叠层体的折射率调节中使用的叠层体、以及涂料组合物和使用该涂料组合物的叠层体的制造方法。
背景技术
近年来,静电容量式的触摸面板搭载于便携电话、便携音乐终端等的各种移动机器上的情况增加。在这样的静电容量式的触摸面板中,具有在图案化了的导体上叠层了电介质层的构成,通过用手指等触摸,经由人体的静电容量接地。此时,图案化电极与接地点之间的电阻值产生变化,识别位置输入。但是,使用现有的透明导电性膜时,具有导电层的部分和除去导电层的部分的光学特性之差大,因此图案被突显,在液晶显示器等显示体的前面配置时存在可视性降低这样的问题。
提出了为了透明导电性膜的透射率、色调、进而导电层的图案不突显,使在防反射膜等中使用的折射率不同的层叠层,利用光的干涉的方法。即,提出了在透明导电性薄膜层与基材膜之间设置折射率不同的层(也称为折射率匹配层、折射率调节层、光学功能层、光学调节层、防反射层),利用了光学干涉的方法,专利文献1中记载了“透明导电性叠层膜,其特征在于,具有在包含透明塑料膜的基材上依次叠层高折射率层、低折射率层和透明导电性薄膜层的构成,高折射率层的折射率为1.70~2.50,膜厚为4~20nm的范围,低折射率层的折射率为1.30~1.60,膜厚为20~50nm的范围”。
作为利用湿法涂层形成上述折射率调节层的例子,专利文献2中记载了“透明导电性叠层体,其在包含有机高分子的基板的至少一面的最表面叠层透明导电层而成,其特征在于,从基板侧依次将(A1)折射率为1.7~透明导电层的折射率+0.3的范围、膜厚为20~90nm的范围的层(H1层)、(B1)折射率为1.35~1.5的范围、膜厚为30~110nm的范围的层(L1层)(C)膜厚为12~30nm的范围的透明导电层叠层,(D)该3层的光学膜厚之和为180~230nm的范围,(F)该透明导电层的叠层面在波长为450~650nm时的平均反射率为5.5%以下,且(G)该叠层体的透射光的日本工业规格Z8729号中规定的L*a*b*表色系的色彩指数b*值为0~2的范围”,“透明导电性叠层体,其特征在于,H1层和/或L1层主要是将烷醇金属盐进行水解和缩合而成的层”。
另外,作为着眼于透明电极层的下层(基底层)的最表面形状的例子,专利文献3中记载了“带有透明电极的基板,其是在基板上依次形成了一部分或全部以粒子状的氧化硅为主成分的基底层、含有以氧化铟或氧化锌为主成分的透明导电性氧化物层的透明电极层的带有透明电极的基板,其特征在于,该基底层的算术平均粗糙度(Ra)为4nm以上10nm以下,且折射率为1.34~1.60的范围”。
另外,由透明导电性膜形成导电层图案的步骤通常通过进行蚀刻处理、由此除去导电层的不需要部分来进行。在该蚀刻步骤中使用碱溶液的情况多,要求透明导电性膜的折射率调节层具有耐碱性。作为对该折射率调节层这样的叠层体赋予耐碱性的方法,作为上述防反射层的耐碱性优异的例子,专利文献4记载了“防反射膜,其是在包含双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯的基材膜上具有硬涂层、进而在上述硬涂层上具有低折射率层的防反射膜,其特征在于,上述硬涂层的厚度为0.5~5μm,上述硬涂层是在电离放射线固化型树脂100质量份中配合了五氧化锑200~600质量份,并将其固化而形成的层,所述电离放射线固化型树脂由在分子内具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯80~97质量%和N-乙烯基己内酰胺20~3质量%构成”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-15861号公报
专利文献2:专利3626624号公报
专利文献3:日本特开2011-183567号公报
专利文献4:日本特开2009-51045号公报
发明内容
以上的现有技术具有下述课题。
在专利文献1、2中,在基材上将高折射率层、低折射率层和导电层叠层,根据专利文献1的说明书,低折射率层的叠层方法为利用了溅射的方法,在专利文献2中,为利用了烷氧基硅烷的水解物的方法,实施例中记载的折射率为1.46左右,本发明人等确认的结果是在该折射率下,透射光的着色减少效果或不易发现导电层的图案的效果不充分,在相同构成下单纯地降低折射率时,存在不易发现导电层的图案的效果的面内均一性受到损害的问题。
在专利文献4中,在基材上将高折射率层、低折射率层叠层,但本发明人等进行确认的结果是耐碱性不充分。进而对于实施例中记载的耐碱性的评价方法,在上述高折射率层、低折射率层上设置导电层时,作为在导电层的图案化步骤中要求的耐碱性,是不充分的。
在专利文献3中,在以粒子状的氧化硅为主成分的基底层上设置导电层,但本发明人等确认的结果是不易发现导电层的图案的效果、透射光的防着色效果不充分。
另外,专利文献1~3的任一者中,在设置导电层后,为了提高导电性而进行退火处理,但其温度高达170℃以上,存在支撑基材的变形、热收缩、低聚物成分的析出等的问题。
公知例中存在以上这样的几个问题,因此本发明欲解决的课题有以下2个。
第1课题是提供叠层体、该叠层体的制造方法、用于制造该叠层体的涂料组合物,所述叠层体是在支撑基材的至少一面上具有包含折射率不同的第1层和第2层的叠层膜的叠层体,其在叠层膜的最表面叠层导电层而形成导电性叠层体时,即使将用于提高导电率和透光性的退火处理在更低的温度下进行,也可以得到目标特性。
第2课题是提供在叠层膜的最表面形成导电层时、或进而将导电层利用蚀刻进行图案化时,即使在图案化步骤中使用了碱溶液的情况下也不受影响的耐碱性优异的叠层体、进而可使透射光的着色减少效果、不易发现导电层的图案的效果的面内偏差、观察角度依赖性降低的叠层体、该叠层体的制造方法、用于制造该叠层体的涂料组合物。
为了解决上述课题,本发明人等进行了努力研究,结果完成了以下发明。即,本发明如以下所述。
[第1组发明(叠层体的发明)]
1)叠层体,其在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,第1层含有粒子X(粒子X是至少具有无机粒子部分的粒子),第2层含有粒子Y(粒子Y是至少具有无机粒子部分的粒子),
其特征在于,上述粒子X的无机粒子部分的数均粒径(以下称为DX)[nm]为5nm以上25nm以下,且满足式1和式2,
1.4≤(LX/DX)≤3···式1
SLX≤7···式2
LX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离[nm]。
SLX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离[nm]的标准偏差。
2)根据1)所述的叠层体,其特征在于,上述第1层的平均膜厚为20nm以上40nm以下,第2层的平均膜厚为30nm以上65nm以下。
3)根据1)或2)所述的叠层体,其特征在于,利用扫描型电子显微镜观察上述第1层的表面时,每4μm2有5个以下的开口部,所述开口部具有上述DX的3倍以上的内接直径。
4)根据1)~3)中任一项所述的叠层体,其特征在于,由上述第1层与第2层形成的界面满足式3和式4。
0.3≤(A12/DX)≤1.1···式3
3≤(F12/DX)≤15···式4
A12[nm]是指由第1层与第2层形成的界面的轮廓曲线的振幅。
F12[nm]是指由第1层与第2层形成的界面的轮廓曲线的波长。
5)根据权利要求1~4的任一项所述的叠层体,其特征在于,上述第1层的表面的、pH10时的ζ电位为-60mV以下。
6)一种导电性叠层体,其特征在于,在1)~5)的任一项所述的叠层体的第1层上具有导电层。
7)触摸面板,其含有6)所述的导电性叠层体。
[第2组发明(涂料组合物的发明)]
8)涂料组合物,其含有具有源于氟化合物A的部分的聚合物(以下设为氟聚合物A)、具有无机粒子部分和源于氟聚合物A的部分的粒子(以下设为粒子a)、具有无机粒子部分、不具有源于氟聚合物A的部分的粒子(以下设为粒子b)、粘合剂原料、和有机溶剂,
其特征在于,满足全部的条件1~3,
条件1:粒子a中的源于氟聚合物A的部分、氟化合物A、和氟聚合物A的合计与粘合剂原料的质量比为25:75~55:45,
条件2:氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计与粒子a中的源于氟聚合物A的部分的质量比为10:90~87:13,
条件3:氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计与氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的质量比为20:80~92:8,
其中,氟化合物A是指以下通式(1)所示的化合物,
R1-R2-Rf1···通式(1)
Rf1是指选自氟烷基、氟氧基烷基、氟烯基、氟烷烃二基、和氟氧基烷烃二基中的至少1个取代基,
R1是指反应性部分,
R2是指碳原子数为1~9的任一者的亚烷基、或碳原子数为1~9的任一者的亚烷基醚基,
并且,Rf1、R1、R2可在结构中具有侧链,
其中,氟聚合物A是指具有上述源于氟化合物A的部分和源于以下通式(2)所示的化合物D的部分的聚合物,
R3-R4-SiR5 n1(OR6)3-n1···通式(2)
R3是指反应性部分,
R4是指碳原子数为1~6的任一者的亚烷基、或碳原子数为1~6的任一者的亚烷基醚基,
R5、R6是指氢、或碳原子数为1~4的任一者的烷基,
n1是指0~2的整数。
9)根据8)所述的涂料组合物,其特征在于,上述氟化合物A是以下通式(3)所示的化合物,
Rf2-X-OCOCH=CH2···通式(3)
Rf2是指碳原子数为4~6的任一者的直链状的全氟烷基,
X是指碳原子数为4~8的任一者的亚烷基。
10)根据8)或9)所述的涂料组合物,其特征在于,上述氟聚合物A是进而具有源于以下通式(4)所示的化合物E的部分的聚合物,
(R7)n2-R8 n3···通式(4)
R7是指反应性部分,
R8是指碳原子数为1~6的任一者的亚烷基、碳原子数为1~6的任一者的羟基烷基、碳原子数为1~6的任一者的烷氧基、碳原子数为1~3的任一者的亚烷基醚基、碳原子数为1~5的任一者的多元醇衍生物、碳原子数为1~12的任一者的羧酸衍生物、碳原子数为1~6的任一者的酰胺衍生物、或双酚衍生物,其中,n2是指1~3的整数,n3是指1~10的整数。
11)根据10)所述的涂料组合物,其特征在于,上述化合物E的R8为内酯环。
[第3组发明(叠层体的制造方法的发明)]
12)叠层体的制造方法,所述叠层体是在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,第1层含有粒子A,第2层含有粒子B的叠层体,
在所述叠层体的制造方法中,在支撑基材的至少一面上涂布1次上述8)~11)的任一项所述的涂料组合物,接着进行干燥,
其中,将源于粒子a的粒子称为粒子A、源于粒子b的粒子称为粒子B。
13)根据12)所述的制造方法,其特征在于,支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的、在涂料组合物的pH的情况下的ζ电位为-12mV以下,支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的表面自由能为52mN/m以下。
通过使用本发明的涂料组合物和制造方法,在叠层膜的最表面叠层导电层而形成导电性叠层体时,即使在更低的温度下进行用于提高导电率和透光性的退火处理,也能够得到可得到目标特性的本发明的叠层体。
进而,本发明的叠层体具有优异的耐碱性,在本发明叠层体的叠层膜侧的最表面形成导电层时,或进行将导电层进行蚀刻而图案化时,透射光的着色减少效果、不易发现导电层的图案的效果、色调的面内偏差、观察角度依赖性可以降低。
附图的说明
[图1]本发明优选的叠层体的一个方式的概略截面图
[图2]现有技术的叠层体的一个方式的概略截面图
[图3]现有技术的叠层体的一个方式的概略截面图
[图4]粒子X的无机粒子部分的中心间距离的说明图
[图5]开口部的说明图
[图6]界面的轮廓曲线、振幅、波长的说明图
[图7]本发明优选的叠层体的一个方式的界面的形式
[图8]现有技术的叠层体的一个方式的界面的形式
[图9]现有技术的叠层体的一个方式的界面的形式
[图10]本发明的导电性叠层体的一个方式的概略截面图
[图11]本发明的导电性叠层体的一个方式的概略截面图
[图12]本发明的导电性叠层体的一个方式的概略截面图
具体实施方式
[第1组发明]
对于关于叠层体的发明的第1组发明进行详细说明。
首先,图1表示本发明叠层体的优选的一个方式。本发明的叠层体(1)在支撑基材(2)的至少一面上叠层叠层膜(3)。叠层膜(3)包含折射率不同的第1层(4)和第2层(5)。其中,叠层膜(3)只要第1层与第2层的折射率不同,就没有限定,但优选第1层(4)与第2层(5)相比具有较低的折射率。应予说明,在第1层和第2层中,将具有相对低的折射率的层称为低折射率层,将具有相对高的折射率的层称为高折射率层。
另外,在本说明书中,“叠层体”是指在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层的构件。
本发明的叠层体在支撑基材(2)的至少一面上依次具有第2层(5)、第1层(4),第1层(4)含有粒子X(6),第2层(5)含有粒子Y(7)。其中,粒子X是至少具有无机粒子部分的粒子,进而是满足下述特定的条件的粒子。另外,粒子Y是至少具有无机粒子部分的粒子。
对于本发明中使用的支撑基材、粒子X和粒子Y,以下进行说明。
[支撑基材]
本发明的叠层体、和利用下述第3组发明(叠层体的制造方法的发明)得到的叠层体、以及使用这些叠层体而成的导电性叠层体具有支撑基材,这是重要的。作为在这些发明中使用的支撑基材,与玻璃板相比、较优选塑料膜。塑料膜的材料的例子包含纤维素酯(例如三乙酰基纤维素、二乙酰基纤维素、丙酰基纤维素、丁酰基纤维素、乙酰基丙酰基纤维素、硝基纤维素)、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚-1,4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯、聚亚乙基-1,2-二苯氧基乙烷-4,4’-二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚苯乙烯(例如间同立构聚苯乙烯)、聚烯烃(例如聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯)、聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯和聚醚酮等,其中特别优选三乙酰基纤维素、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯。
支撑基材的透光率优选为80%以上100%以下,进而优选为86%以上100%以下。其中,透光率是指在照射光时透过试样的光的比例,其是可根据JISK7361-1(1997)进行测定的透明材料的透明性的指标。作为导电性叠层体,其值越大越良好,如果值小,则浊度值升高,有时产生图像劣化。浊度是JISK7136(2000)中规定的透明材料的浑浊的指标。浊度越小,表示透明性越高。
支撑基材的浊度优选为0.01%以上2.0%以下,进而优选0.05%以上1.0%以下。
支撑基材的折射率优选为1.4~1.7。应予说明,这里所说的折射率是指光从空气中进入某种物质中时,在其界面改变前进方向的角度的比例,可以利用JISK7142(1996)中规定的方法测定。
支撑基材可含有红外线吸收剂或紫外线吸收剂。红外线吸收剂的含量优选在支撑基材的全部成分100质量%中为0.01质量%以上20质量%以下,进而优选为0.05质量%以上10质量%以下。可以在透明支撑体中含有惰性无机化合物的粒子作为润滑剂。惰性无机化合物的例子包含SiO2、TiO2、BaSO4、CaCO3、滑石和高岭土。进而可对支撑基材实施表面处理。
在支撑基材的表面上也可实施各种表面处理。表面处理的例子包含药品处理、机械处理、电晕放电处理、火焰处理、紫外线照射处理、高频处理、辉光放电处理、活性等离子体处理、激光处理、混酸处理和臭氧氧化处理。其中优选是辉光放电处理、紫外线照射处理、电晕放电处理和火焰处理,进而优选是辉光放电处理、电晕放电处理和紫外线处理。
支撑基材可以具有易粘接层、硬涂层、抗粘连层、防静电层、紫外线吸收层、低聚物阻挡层等的层(将这些层称为功能性层)。
另外,只要没有特别说明,上述支撑基材的说明也可适用于第2组和第3组发明。
[粒子X]
粒子X至少具有无机粒子部分,进而只要满足下述的式1和式2,就没有特别限定。因此,粒子X可以是仅包含无机粒子部分的粒子(所谓的通常的无机粒子),也可以是进而具有其它部分的粒子(可列举“由有机化合物被覆的无机粒子”、下述的“具有源于聚合物的部分的无机粒子”等)。
作为粒子X的无机粒子部分,优选是选自Si,Na,K,Ca,Mg和Al中的半金属元素或金属元素的氧化物、氮化物、硼化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐,更优选是二氧化硅粒子(SiO2)、碱金属氟化物类(NaF,KF,NaAlF6等)、和碱土类金属氟化物(CaF2、MgF2等),从耐久性、折射率、成本等方面考虑,特别优选是二氧化硅粒子。
该二氧化硅粒子是指含有下述组合物的粒子,所述组合物包含硅化合物、或无机、有机硅化合物的聚合(缩合)物的任一者,作为一般例,是由SiO2等的硅氧化物导出的粒子的总称。适于粒子X的无机粒子部分的形状没有特别限定,但由于粒子X在第1层的填充状态对叠层体的表面形状有影响,因此近似于球的形状对于制成本发明的表面形状是更优选的。
另外,第1组发明的叠层体中的第1层所含的粒子X只要至少具有无机粒子部分、进而无机粒子部分的数均粒径DX为5nm以上25nm以下,就没有特别限定,粒子X优选是下述的粒子A(源于粒子a的粒子)和/或粒子a。
特别地,第1组发明涉及的叠层体优选利用使用了第2组发明涉及的涂料组合物的第3组发明涉及的制造方法而得到,即,粒子X优选是下述粒子A(源于粒子a的粒子)。
在本发明的叠层体中,粒子X的无机粒子部分的数均粒径(DX)为5nm以上25nm以下是重要的。粒子X的无机粒子部分的数均粒径(DX)更优选为8nm以上20nm以下,特别优选为10nm以上20nm以下。其中,粒子X的无机粒子部分的数均粒径(DX)是指JISZ8819-2(2001)记载的个数基准算术平均长度直径,其是利用透射电子显微镜(TEM)观察上述叠层体的截面而得的值,其具体测定方法如下所述。
粒子X的无机粒子部分的数均粒径(DX)小于5nm时,不能得到下述的本发明叠层体的特定的表面形状(特定的表面形状是指满足下述式1和式2),因此在叠层膜(3)的表面形成导电层时的退火温度的降低效果变得不充分。另一方面,粒子X的无机粒子部分的数均粒径大于25nm时,叠层体的第1层的表面起伏变大,因此产生透明性的降低、或在叠层膜(3)的表面形成导电层时的导电率的降低(表面电阻值的升高)。
图2表示粒子X(13)的无机粒子部分的数均粒径(DX)大于25nm的、现有技术的叠层体的一个方式。另外,图3表示在第1层不存在粒子X的、现有技术的叠层体的一个方式。
进而对于本发明的叠层体,满足下式1和式2是重要的。
1.4≤(LX/DX)≤3···式1
SLX≤7···式2
本发明的叠层体优选满足下式1-2和式2-2,特别优选满足式1-3和式2-3。
1.5≤(LX/DX)≤2.8···式1-2
SLX≤5···式2-2
1.6≤(LX/DX)≤2.6···式1-3
SLX≤4···式2-3
其中,LX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离。
图4表示粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离的说明图。本发明中的粒子中心间距离是指粒子X的无机粒子部分(26)的中心、与相邻的粒子X的无机粒子部分(27)的中心之间的距离(28),将该中心间距离平均化了的距离为平均粒子中心间距离LX。详细的算法如下所述。
SLX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离的标准偏差。详细的算法如下所述。
SLX的值为正值,变小时没有问题,但现实情况下,1左右为下限。另外,如果大于7,则面内的粒子A的存在状态变得不均一,因此引起导电层的密合性的降低、开口部(defect)的增大。
通过满足式1和式2,可以解决上述第1课题、第2课题。通过满足式1和式2而可解决第1课题的原因不明确,但认为是由于叠层体的第1层侧的表面被粒子X的无机粒子部分面内均一地覆盖、同时可以设置微细且面内均一的凹凸结构、即上述本发明的叠层体的特定表面形状,该凹凸结构在叠层体表面形成导电层时促进结晶化,因此即使在低的退火温度下也可得到高的导电率(低的表面低效率)和高的透光性。
另外,可解决上述第2课题的原因也不明确,但认为是由于上述面内均一的凹凸结构导致与叠层体表面的导电层的界面部的微小散射效果。
利用扫描型电子显微镜的观察方法、和平均粒子间中心距离测定的具体方法如下所述。
LX/DX的值小于1.4时,第1层中粒子X的无机粒子部分形成过剩地填充的状态,其结果是部分地形成在第1层的最表面不存在粒子X的无机粒子部分的开口部,另外使由粒子X的无机粒子部分的存在产生的导电层形成时的退火温度降低的效果有时变得不充分。LX/DX的值大于3时,由粒子X的无机粒子部分的存在产生的导电层的密合性、使导电层形成时的退火温度降低的效果有时变得不充分。
为了满足式1和式2,优选使用具有数均粒径(DX)为5nm以上25nm以下的无机粒子部分的粒子作为粒子X,而且使用下述第2组发明涉及的涂料组合物,进而用第3组发明涉及的制造方法制造。
[粒子Y]
粒子Y是至少具有无机粒子部分的粒子。因此粒子Y可以是仅包含无机粒子部分的粒子(所谓的通常的无机粒子),也可以是进而具有其它部分的粒子(可以列举“由有机化合物被覆的无机粒子”、或下述的“具有源于聚合物的部分的无机粒子”等)。
粒子Y的无机粒子部分优选是与粒子X的无机粒子部分相比为不同种类的无机粒子。
在本说明书中,无机粒子部分的无机粒子的“种类”由构成无机粒子的元素的种类决定。例如,在氧化钛(TiO2)和将氧化钛的氧的一部分用作为阴离子的氮置换了的掺杂氮的氧化钛(TiO2-xNx)中,构成无机粒子的元素不同,因此为不同种类的无机粒子。另外,如果是同一元素、例如仅由Zn、O构成的无机粒子(ZnO),即使多种粒径不同的粒子存在,另外即使Zn与O的组成比不同,它们也是同一种类的无机粒子。另外即使多种氧化数不同的Zn粒子存在,只要构成粒子的元素相同(在该例子中,只要Zn以外的元素全部相同),它们也是相同种类的粒子。
粒子Y的无机粒子部分没有特别限定,优选是金属元素、半金属元素的氧化物、氮化物、硼化物、碳酸盐、硫酸盐,进而优选是选自Ga、Zr,Ti,Al,In,Zn,Sb,Sn,和Ce中的至少一种元素的氧化物粒子。
另外,粒子Y的无机粒子部分优选是与粒子X的无机粒子部分相比、折射率高的无机粒子。粒子Y的无机粒子部分具体地是选自氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化锑(Sb2O3)、和铟锡氧化物中的至少一种、或它们之间的固溶体、和一部元素置换、或一部元素侵入晶格间、一部元素缺损的固溶体、或种类不同的无机粒子接合的无机粒子。粒子Y的无机粒子部分特别优选是含有磷的氧化锡(PTO)、含有锑的氧化锡(ATO)、含有镓的氧化锌(GZO)或氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)。
粒子Y的无机粒子部分的折射率优选为1.55~2.80,更优选为1.58~2.50。粒子Y的无机粒子部分的折射率小于1.55时,所得叠层体的含有粒子Y的第2层的折射率降低,与含有粒子X的第1层的折射率差变小,因此透射光的着色抑制效果、导电层的图案化抑制效果变得不充分,粒子Y的无机粒子部分的折射率大于2.80时,与在第1层上形成的导电层的折射率差、和第2层与支撑基材的折射率差升高,因此同样地透射光的着色抑制效果、导电层的图案化抑制效果变得不充分。
进而,粒子X的无机粒子部分为二氧化硅粒子时,粒子Y的无机粒子部分特别优选是与该二氧化硅粒子相比、折射率高的无机粒子,作为这样的折射率高的无机粒子,优选使用数均粒径为20nm以下、且折射率为1.60~2.80的无机化合物。作为这样的无机化合物的具体例,可以列举锑氧化物、含锑的氧化锌、含锑的氧化锡(ATO)、含磷的氧化锡(PTO)、含镓的氧化锌(GZO)、氧化锆(ZrO2)、和/或氧化钛(TiO2),特别地,更优选折射率高的氧化钛、氧化锆。
另外,第1组发明涉及的叠层体中的第2层所含有的粒子Y只要至少具有无机粒子部分,就没有特别限定,但粒子X优选是下述的粒子A(源于粒子a的粒子)和/或粒子a。
特别地,如下述那样,第1组发明涉及的叠层体优选利用使用了第2组发明涉及的涂料组合物的第3组发明涉及的制造方法来得到,即,粒子Y优选是下述的粒子B(源于粒子b的粒子)。
接着,对于本发明的叠层体的第1层和第2层进行说明。
上述第1层和第2层的平均膜厚具有优选的范围,第一层的平均膜厚优选为20nm以上40nm以下,更优选为15nm以上38nm以下,特别优选为20nm以上36nm以下。另外,第2层的平均膜厚优选为30nm以上65nm以下,更优选为35nm以上63nm以下,特别优选为40nm以上60nm以下。
第1层的膜厚比20nm薄、或第2层的膜厚比30nm薄的情况下,在将本发明的叠层体形成为导电性叠层体时,不易观察到导电层的图案的效果有时变得不充分。另外,第1层的膜厚比40nm厚、或第2层的膜厚比65nm厚的情况下,本发明的叠层体的透射光的防着色效果有时变得不充分。
另外,第1层的平均膜厚为20nm以上40nm以下的情况下,粒子的直径接近于膜厚,因此横向(与层的表面方向平行的方向)的毛细管力易于作用于粒子。其结果是在第1层,易于形成粒子过量被填充的状态,因此LX/DX的值有时小于1.4。因此,第1层的平均膜厚为20nm以上40nm以下的情况下,控制LX/DX的值、使该值为1.4以上变得特别重要。
关于这一点,通过使用下述第2组发明的涂料组合物,即使为平均膜厚为20nm以上40nm以下的薄膜,也可以将LX/DX的值控制为上述优选的范围。
接着,图5示出了在第1层的表面存在的开口部(22)的例子。其中,开口部(defect)是指:利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时,没有粒子X的无机粒子部分(21)、观察到凹状的部分,或者,由于存在与粒子X的无机粒子部分构成元素不同的无机粒子、因此利用扫描型电子显微镜得到的图像的浓度不同的部分,将其大小用该部分的内接圆(80)表示时,内接圆的直径(内接直径)(thediameterofaninscribedcircle)是指粒子X的无机粒子部分(21)的数均粒径(DX)的3倍以上的直径。本发明的叠层体优选每4μm2有5个以下的开口部,所述开口部具有DX的3倍以上的内接直径,进而优选有3个以下,特别优选有1个以下,最优选有0个。该测定中的利用扫描型电子显微镜的测量方法如下所述。
具有上述DX的3倍以上的内接直径的开口部的数目每4μm2大于5个时,产生透射光的防着色效果、不易观察到导电层的图案的效果、透明性的下降、导电层的导电率的降低(表面电阻值的升高)。
本发明的叠层体的由第1层与第2层形成的界面具有优选的方式,优选满足下式3和式4。
0.3≤(A12/DX)≤1.1···式3
3≤(F12/DX)≤15···式4
本发明的叠层体更优选满足式3-2和式4-2,特别优选满足式3-3和式4-3。
0.4≤(A12/DX)≤0.9···式3-2
4≤(F12/DX)≤13···式4-2
0.5≤(A12/DX)≤0.8···式3-3
5≤(F12/DX)≤11···式4-3
其中,A12是指由第1层与第2层形成的界面的轮廓曲线的振幅。F12是指由第1层与第2层形成的界面的轮廓曲线的波长。其中,界面的轮廓曲线是指叠层体的叠层膜的第1层与第2层的边界线,界面的轮廓曲线的振幅、波长是指捕捉轮廓曲线(图6的29)作为波形,将其波动的振动大小的一半设为振幅(图6的30),将波动的反复周期(频率)的倒数设为波长(图6的31)。
本发明的叠层体通过满足式3和式4,可以更为减少上述第2课题、特别是观察角度依赖性。通过满足式3和式4,可以减少观察角度依赖性的原因不明确,但认为在第1层与第2层之间的界面部形成的折射率倾斜(梯度)区域的控制、和界面部的微小散射效果的控制产生影响。
A12/DX小于0.3时,第1层与第2层的界面部分的粒子X和粒子Y的厚度方向的混在区域变小,因此层厚度方向的折射率倾斜区域变小,不易看到导电层的图案的效果的面内均一性变得不充分。另外,F12/DX小于3时,不易看到导电层的图案的效果的观察角度依赖性变小。另外,A12/DX大于1.1时,或F12/DX大于15时,叠层膜的透射率降低,叠层体的透射率降低。
图7表示本发明的一个方式的界面的方式。由第1层和第2层形成的界面的轮廓曲线(38)优选不是直线、而形成缓和的凹凸。图8、图9表示现有技术的叠层体的一个方式的界面的方式。在图8中,由第1层和第2层形成的界面的轮廓曲线(46)的振幅A12、波长F12均小于本发明优选的范围,在图9中,由第1层和第2层形成的界面的轮廓曲线(54)的振幅A12、波长F12均大于本发明优选的范围。
本发明的叠层体的第1层的表面的、pH10时的ζ电位具有优选的范围,第1层的表面的ζ电位优选为-60mV以下,特别优选为-70mV以下。
第1层的表面的ζ电位的值小于-60mV时,不易使带有负电荷的碱溶液中的氢氧化物离子接近第1层的表面,可以提高耐碱性。第1层的表面的ζ电位的值小时没有问题,但一般其下限为-150mV左右。第1层的表面的ζ电位的值大于-60mV时,碱溶液易于浸透第1层的表面,有时耐碱性变得不充分。
其中,本发明的叠层体的第1层表面的ζ电位被第1层中含有的粒子X的ζ电位所影响。即,为了使第1层的表面的ζ电位为-60mV以下,优选选择ζ电位的值为负、且该值小的粒子X。粒子X的ζ电位的值在pH10时为0mV以下,且优选该值尽可能小。
作为用于使本发明叠层体的第1层的表面的ζ电位为-60mV以下的一个方法,可以列举作为粒子X,将无机粒子部分为氧化钛(ζ电位:-20mV)的粒子、和作为氧化锆(ζ电位:-80mV)的粒子并用的方法。即使是具有氧化钛这样的、ζ电位的值不那么小的无机粒子部分的粒子,通过与具有氧化锆这样的、ζ电位的值非常小的无机粒子部分的粒子并用,也可以使第1层的表面的ζ电位为-60mV以下。这是因为粒子X整体的ζ电位可以用各粒子的ζ电位乘以体积比率的值之和来表示。即,使用多种具有不同ζ电位的粒子,且调节它们的体积比率,由此可以将粒子X整体的ζ电位和第1层表面的ζ电位控制为优选的值。
应予说明,使用下述的第2组发明的涂布组合物得到第1组发明的叠层体时,本发明叠层体的第1层表面的ζ电位被用于形成叠层体的涂料组合物中的粒子b的ζ电位所影响。因此,为了使第1层的表面的ζ电位为-60mV以下,优选在涂料组合物中含有至少1种以上的粒子b,也可以在涂料组合物中含有ζ电位不同的2种以上的粒子b。
本发明叠层体的第1层表面的ζ电位的值,通过使用ζ电位的值为负且其值小的粒子b而变小(易于为-60mV以下),通过使用ζ电位的值为负、但其值不那么小的粒子b而变大(易于大于-60mV)。另外,通过将具有不同的ζ电位的2种以上的粒子b混合,可以将第1层表面的ζ电位调节为优选的范围。
为了使本发明的叠层体的第1层的表面的ζ电位为-60mV以下,作为本发明的涂料组合物中的粒子b,可以列举例如将氧化钛(ζ电位:-20mV)和氧化锆(ζ电位:-80mV)并用的方法。即使是氧化钛这样的、ζ电位的值为负、且不那么小的粒子b,通过与氧化锆这样的、ζ电位的值为负、且非常小的粒子b混合,粒子b整体的ζ电位为各自的ζ电位乘以体积比率的值,因此通过体积比率的调节,可以将ζ电位调节为优选的值,能够将使用了该涂料组合物的叠层体的第1层的表面的ζ电位调节为优选的值。
本发明的叠层体如上所述,第1层的表面为特定的表面形状(特定的表面形状是指满足上述式1和式2)是重要的,而且通过使第1层和第2层的平均膜厚、第1层的表面的开口部的每单位面积的数量、进而第1层与第2层的界面为特定的方式(振幅、波长),可以进一步提高其效果。
[第1组发明涉及的叠层体的制造方法]
得到第1组发明的叠层体的方法没有特别限定,第1组发明的叠层体可以通过使用下述第2组发明涉及的涂料组合物来制造而有效地得到。
进而,第1组发明的叠层体可以通过使用下述的第2组发明涉及的涂料组合物、利用第3组发明涉及的制造方法而更为有效地得到。
[第2组和第3组发明]
第2组发明是关于涂料组合物的发明。本发明的涂料组合物含有具有源于氟化合物A的部分的聚合物(以下设为氟聚合物A)、具有无机粒子部分和源于氟聚合物A的部分的粒子(以下设为粒子a)、具有无机粒子部分、不具有源于氟聚合物A的部分的粒子(以下设为粒子b)、粘合剂原料、和有机溶剂,这是重要的。
另外,本发明的涂料组合物满足下述条件1~3是重要的。
通过使用该涂料组合物,可以有效地得到具有优异的特性的叠层体(例如第1组发明涉及的叠层体)。特别地,通过使用本发明的涂料组合物、且使用下述的第3组发明的制造方法(在支撑基材的至少一面上涂布1次后,进行干燥的本发明的制造方法),可以有效地得到在支撑基材上形成了具有上述特性的叠层膜的叠层体(第1组发明的叠层体)。
另一方面,第3组发明是关于使用作为第2组发明的涂料组合物而成的叠层体的制造方法的发明。
作为第3组发明的叠层体的制造方法,是在上述支撑基材的至少一面上仅涂布1次上述涂料组合物(第2组发明涉及的涂布组合物)、接着进行干燥,由此形成包含折射率不同的2层的叠层膜的方法。更详细地,叠层体的制造方法,其是在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,第1层含有粒子A,第2层含有粒子B的叠层体的制造方法,其中,在支撑基材的至少一面上涂布1次第2组发明涉及的涂料组合物,接着进行干燥(其中,粒子A是源于粒子a的粒子,粒子B是源于粒子b的粒子)。
即,通过使用第2组的涂布组合物、第3组的制造方法,尽管涂布次数为1次,但可在支撑基材上形成叠层膜,该叠层膜具有含有粒子A或源于其的粒子a的第1层、和含有粒子B或源于其的粒子b的第2层。
这里,对于粒子a与粒子A的关系、和粒子b与粒子B的关系进行说明。
利用使用了第2组发明涉及的涂料组合物的、第3组发明的制造方法所得的叠层体中的第1层中所含有的粒子A,是源于涂料组合物中的粒子a的粒子。即,通过将涂料组合物中的粒子a在支撑基材上涂布、干燥,涂料组合物中所含的粘合剂原料和/或氟聚合物A、和粒子a之间进行反应,形态改变等,形成粒子A。在使用不具有与粘合剂原料和/或氟聚合物A反应的部分的粒子作为粒子a的情况下,或在粒子a不与粘合剂原料、氟聚合物A反应的情况下,粒子a与粒子A完全相同。但是,如下所述,本发明中使用的粒子a具有源于氟聚合物A的部分,因此在支撑基材上干燥时,通常与粘合剂原料反应。
另外,利用使用了第2组发明涉及的涂料组合物的、第3组发明的制造方法得到的叠层体中的第2层中所含有的粒子B,是源于涂料组合物中的粒子b的粒子。即,通过将涂料组合物中的粒子b在支撑基材上涂布、干燥,在涂料组合物中所含的粘合剂原料、和/或粒子b之间反应,形态改变等,形成粒子B。在使用不具有与粘合剂原料反应的部分的粒子作为粒子b的情况下、或在粒子b不与粘合剂原料反应的情况下,粒子b与粒子B完全相同。但是,如下所述,粒子b不具有源于氟聚合物A的部分,因此在支撑基材上干燥时,通常不与粘合剂原料反应。
[第2组和第3组发明中使用的涂料组合物]
以下详细地说明第2组和第3组发明中使用的涂料组合物的构成要素。
[氟聚合物A]
氟聚合物A是含有下述的源于氟化合物A的部分和源于化合物D的部分的聚合物。即,氟聚合物A是可以通过使氟化合物A与化合物D反应而得到的聚合物。
另外,从使用本发明的涂料组合物形成的叠层体的耐碱性提高的角度考虑,氟聚合物A优选是进而具有源于化合物E的部分的聚合物。即,更优选的氟聚合物A是通过使氟化合物A、化合物D、和化合物E反应而得的聚合物,这样的氟聚合物A是具有源于氟化合物A的部分、源于化合物D的部分、和源于化合物E的部分的聚合物。
[氟化合物A]
接着对于氟化合物A进行说明。氟化合物A是以下通式(1)所示的化合物。
氟化合物A:R1-R2-Rf1通式(1)
其中,Rf1是指选自氟烷基、氟氧基烷基、氟烯基、氟烷烃二基、和氟氧基烷烃二基中的至少1种取代基。R1是指反应性部分(reactiongroup)。R2是指碳原子数为1~9的任一者的亚烷基、或碳原子数为1~9的任一者的亚烷基醚基。应予说明,Rf1、R1、R2可在结构中具有侧链。
其中,Rf1表示的氟烷基、氟氧基烷基、氟烯基、氟烷烃二基、氟氧基烷烃二基是指烷基、氧基烷基、烯基、烷烃二基、氧基烷烃二基所具有的氢的一部分、或全部取代为氟的取代基,均是主要由氟原子和碳原子构成的取代基,在结构中可以具有分支,也可以形成这些部分多个连接的二聚物、三聚物、低聚物、聚合物结构。
其中,R1表示的反应性部分是指利用热或光等的外部能量与其它成分反应的部分。作为这样的反应性部分,从反应性的角度考虑,可以列举烷氧基甲硅烷基和烷氧基甲硅烷基水解了的硅醇基、或羧基、羟基、环氧基、乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等,从反应性、操作性的角度考虑,优选是烷氧基甲硅烷基、甲硅烷基醚基或硅醇基、环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基。
作为氟化合物A的具体例,可以列举3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三乙氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三异丙氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷、3,3,3-三氟丙基三异氰酸酯基硅烷、2-全氟辛基三甲氧基硅烷、2-全氟辛基乙基三乙氧基硅烷、2-全氟辛基乙基三异丙氧基硅烷、2-全氟辛基乙基三氯硅烷、2-全氟辛基异氰酸酯基硅烷、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、丙烯酸2-全氟丁基乙酯、丙烯酸3-全氟丁基-2-羟基丙酯、丙烯酸2-全氟己基乙酯、丙烯酸3-全氟己基-2-羟基丙酯、丙烯酸2-全氟辛基乙酯、丙烯酸3-全氟辛基-2-羟基丙酯、丙烯酸2-全氟癸基乙酯、丙烯酸2-全氟-3-甲基丁基乙酯、丙烯酸3-全氟-3-甲氧基丁基-2-羟基丙酯、丙烯酸2-全氟-5-甲基己基乙酯、丙烯酸3-全氟-5-甲基己基-2-羟基丙酯、丙烯酸2-全氟-7-甲基辛基-2-羟基丙酯、丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十六氟壬酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2-全氟丁基乙酯、甲基丙烯酸3-全氟丁基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-全氟辛基乙酯、甲基丙烯酸3-全氟辛基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-全氟癸基乙酯、甲基丙烯酸2-全氟-3-甲基丁基乙酯、甲基丙烯酸3-全氟-3-甲基丁基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-全氟-5-甲基己基乙酯、甲基丙烯酸3-全氟-5-甲基己基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-全氟-7-甲基辛基乙酯、甲基丙烯酸3-全氟-7-甲基辛基乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十六氟壬酯、甲基丙烯酸1-三氟甲基三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、三丙烯酰基-十七氟壬烯基-季戊四醇等。
进而,氟化合物A从不会由环境中的分解、或代谢而生成下述PFOA等的环境影响的方面考虑,优选是通式(1)所示的化合物、且通式(3)所示的化合物。
Rf2-X-OCOCH=CH2···通式(3)
其中,Rf2是指碳原子数为4~6的任一者的直链状的全氟烷基。X是指碳原子数为4~8的任一者的亚烷基。通式(3)所示的氟化合物A更优选Rf2是碳数为6的直链状的全氟烷基、X是碳数为6的直链状的亚烷基。
应予说明,PFOA是PerFluoroOctanoicAcid的简写,该物质根据最近的研究结果(EPAレポート“PRELIMINARYRISKASSESSMENTOFTHEDEVELOPMENTALTOXICITYASSOCIATEDWITHEXPOSURETOPERFLUOROOCTANOICACIDANDITSSALTS”(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoara.pdf))等,对环境产生负荷的担心是清楚的,发表了2003年4月14日EPA(美国环境保护局)强化科学的调查。
另一方面,FederalRegister(FRVol.68,No.73/April16,2003[FRL-2303-8])(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoafr.pdf)、EPAEnvironmentalNewsFORRELEASE:MONDAYAPRIL14,2003EPAINTENSIFIESSCIENTIFICINVESTIGATIONOFACHEMICALPROCESSINGAID(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoaprs.pdf)或EPAOPPTFACTSHEETApril14,2003(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoafacts.pdf)公布了具有PerFluoroOctanoic部分的“テロマー”通过分解或代谢,具有形成PFOA的可能性,由此不含有具有PerFluoroOctanoic部分的“テロマー”在氟化合物的使用中被要求。
满足通式(1)和通式(3)这两者的氟化合物A的具体例有丙烯酸4-全氟丁基-丁酯、丙烯酸4-全氟己基-丁酯、丙烯酸6-全氟丁基-己酯、丙烯酸6-全氟己基-己酯、丙烯酸8-全氟丁基-辛酯、丙烯酸8-全氟己基-辛酯等。
[化合物D]
接着对于化合物D进行说明。化合物D是上述通式(2)所示的化合物。另外,化合物D是指不含氟化合物A中的特征的Rf1、至少具有可与氟化合物A反应的反应性部分、和可与二氧化硅粒子等粒子反应的部分(通式(2)中的“Si-OR6”)的化合物。
R3-R4-SiR5 n1(OR6)3-n1···通式(2)
其中,R3是指反应性部分,其定义与R1同样。R4是指碳原子数为1~6的任一者的亚烷基、或碳原子数为1~6的任一者的亚烷基醚基。R5、R6表示氢、或碳原子数为1~4的任一者的烷基。n1是指0~2的整数。
该化合物D的具体例可以列举包含丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丁基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基戊基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基己基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基庚基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丁基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基己基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基庚基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和这些化合物中的甲氧基被其它的烷氧基和羟基置换了的化合物等。
[化合物E]
接着对于化合物E进行说明。化合物E为通式(4)所示的化合物。即,是指具有可与氟化合物A反应的反应性部分、和可与化合物D反应的反应性部分的化合物。
(R7)n2-(R8)n3···通式(4)
其中,R7是指反应性部分,其定义与R1同样。
R8是指碳原子数为1~6的任一者的亚烷基、碳原子数为1~6的任一者的羟基烷基、碳原子数为1~6的任一者的烷氧基、碳原子数为1~3的任一者的亚烷基醚基、碳原子数为1~5的任一者的多元醇衍生物、碳原子数为1~12的任一者的羧酸衍生物、碳原子数为1~6的任一者的酰胺衍生物、或双酚衍生物。其中,n2是指1~3的整数,n3是指1~10的整数。
该化合物E的具体例可以列举季戊四醇(单、二、三)(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇(单、二、三)(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷(单、二、三)(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯聚丙二醇(单、二)(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(单、二)(甲基)丙烯酸酯、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰基吗啉、二甲基丙烯酰胺、羟基乙基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺
改性双酚A(F)二(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基六氢苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基邻苯二甲酸、δ-戊内酯(甲基)丙烯酸酯、γ-丁内酯(甲基)丙烯酸酯、β-丙内酯(甲基)丙烯酸酯等。
应予说明,如下述这样,利用第1组~第3组发明得到的叠层体通过在叠层体的第1层上形成导电层,可以得到下述的导电性叠层体。该导电性叠层体的用途多种多样,但多数用途中需要将导电层加工为需要形状的图案化。一般地,导电层的图案化可通过将在导电性叠层体的第1层上均一形成的导电层进行蚀刻处理,由此除去导电层的不需要部分来进行。在该蚀刻步骤中,多数情况下使用碱溶液,因此在除去导电层的不需要部分时,经历了叠层体的表面暴露于碱溶液中的步骤,从而叠层体优选具有充分的耐碱性。
相对于此,本发明的涂料组合物如上所述含有氟聚合物A、粒子a,因此,使用本发明的涂料组合物、利用本发明的制造方法形成的叠层体由于氟聚合物A和粒子A形成在第1层内均一分散的层,从而可得到牢固的叠层体。因此,可得到需要的耐碱性,但为了对应于蚀刻处理步骤的高度化,有时要求进一步高度的耐碱性。因此,本发明的涂料组合物优选氟聚合物A是进而具有源于化合物E的部分的聚合物。
另外,化合物E优选下述定义的碱缓冲能力为2ml以上。其中,碱缓冲能力是指对于使用异丙基醇:H2O=9:1(质量基准)的混合液将化合物E稀释为5质量%的溶液100g,使利用JISZ8802(2011)中记载的使用了玻璃电极的pH测定方法测定的25℃的pH为pH9时所需要的NaOH(0.1mol/l)的需要量(ml)。化合物E优选碱缓冲能力为2ml以上,特别优选为3ml以上。如果化合物E的碱缓冲能力为2ml以上,则是高的,没有特别的问题,但一般来说,50ml左右为上限。化合物E的碱缓冲能力为2ml以上时,可以赋予使用本发明的涂料组合物形成的叠层体碱缓冲能力,其结果是叠层体的耐碱性提高,所述本发明的涂料组合物由含有具有源于这样的化合物E的部分的氟聚合物A的本发明涂料组合物形成。
应予说明,优选上述化合物E的通式(4)的R8为碳原子数为1~12的任一者的羧酸衍生物,其中特别优选内酯环。内酯环是指羟基酸在分子内存在的羧基与羟基之间进行脱水缩合而形成了环状酯的物质。内酯环在碱存在下开环而形成羟基酸。因此,通过使化合物E的R8为内酯环,由于开环时的碱消耗和作为羟基酸的功能,显示高的碱缓冲能力。
碱缓冲能力为2ml以上的化合物E的具体例可以列举季戊四醇(单、二、三)(甲基)丙烯酸酯、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基邻苯二甲酸、δ-戊内酯(甲基)丙烯酸酯、γ-丁内酯(甲基)丙烯酸酯、β-丙内酯(甲基)丙烯酸酯等,进而优选的化合物E的具体例可以列举δ-戊内酯(甲基)丙烯酸酯、γ-丁内酯(甲基)丙烯酸酯、β-丙内酯(甲基)丙烯酸酯等。
[粒子a和粒子A]
粒子a是具有无机粒子部分和源于氟聚合物A的部分的粒子。作为粒子a的无机粒子部分,优选是选自Si,Na,K,Ca,Mg和Al中的半金属元素或金属元素的氧化物、氮化物、硼化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐,更优选是二氧化硅粒子(SiO2)、碱金属氟化物类(NaF,KF,NaAlF6等)、和碱土类金属氟化物(CaF2、MgF2等),从耐久性、折射率、成本等的角度考虑,特别优选是二氧化硅粒子。
该二氧化硅粒子是指含有包含硅化合物、或无机、有机硅化合物的聚合(缩合)物的任一者的组合物的粒子,作为一般例,是由SiO2等的硅氧化物衍生的粒子的总称。适合于粒子a的无机粒子部分的形状没有特别限定,粒子A(如果是第1组发明,为粒子X)在第1层中的填充状态影响到叠层体的表面形状,因此接近于球的形状对于制成本发明的表面形状是更优选的。
接着,对于本发明涂料组合物中的粒子a和氟聚合物A进行说明。粒子a不仅具有无机粒子部分、而且具有源于氟聚合物A的部分,这是重要的。因此,粒子a可以通过使上述无机粒子、特别是二氧化硅等的无机粒子、与氟聚合物A反应等、引入源于氟聚合物A的部分而得到。
这里,“引入”是指源于氟聚合物A的部分与无机粒子部分进行了化学键合(含有共价键、氢键、离子键、范德华键、疏水键等)、吸附(含有物理吸附、化学吸附)的状态,特别优选进行共价键合。
另外,粒子A是指源于粒子a的粒子,因此只要不特别说明,粒子a的说明对于粒子A也成立。
[氟聚合物A的制造方法、和粒子a的制造方法]
接着,对于氟聚合物A的制造方法、和利用了使氟聚合物A与无机粒子反应的粒子a的制造方法进行说明。
氟聚合物A的制造方法、和粒子a的制造方法没有特别限定,可以是以下1)或2)的方法、或两者的组合的任一者。
1)将氟化合物A与化合物D进行聚合而制作氟聚合物A,进行使该氟聚合物A与无机粒子反应的操作,得到粒子a。
2)在无机粒子的存在下将氟化合物A与化合物D聚合而得到氟聚合物A,由此一边将氟聚合物A聚合,一边同时地使氟聚合物A的一部分与无机粒子反应,由此也得到粒子a。
对于1)的情况,利用与反应性部分的结构相适应的方法,将氟化合物A的反应性部分和化合物D的反应性部分进行聚合。例如氟化合物A的反应性部分和化合物D的反应性部分都为(甲基)丙烯酸酯时,使用自由基聚合引发剂进行自由基加成聚合;氟化合物A的反应性部分和化合物D的反应性部分都为烷氧基甲硅烷基时,使用酸或碱催化剂进行硅醇缩合反应。接着将氟聚合物A引入无机粒子。具体地,使用氟聚合物A中的源于化合物D的部分具有的、可与粒子反应的部分(即,是指通式(2)中的“Si-OR6”),适当根据需要添加催化剂,或根据需要使用机械分散等的工序,在粒子的表面引入。
对于2)的情况,需要在无机粒子的存在下将氟化合物A和化合物D聚合,但对于各自的添加顺序,没有特别限定。即,可使无机粒子和化合物D反应后,添加氟化合物A并使其反应,或可以一边使氟化合物A和化合物D反应、一边同时地与无机粒子反应。
另外,作为更优选的氟聚合物A的制造方法、和更优选的粒子a的制造方法,可以列举例如以下3)或4)的方法、或两者的组合。
3)将氟化合物A、化合物D、和化合物E聚合而制作氟聚合物A,进行使该氟聚合物A与无机粒子反应的操作,得到粒子a。
4)在无机粒子的存在下、将氟化合物A、化合物D、和化合物E聚合而得到氟聚合物A,由此一边将氟聚合物A聚合、一边同时地使氟聚合物A的一部分与无机粒子反应,从而也可得到粒子a。
对于3)的情况,利用与各反应性部分的结构相适合的方法,将氟化合物A的反应性部分、化合物D的反应性部分、和化合物E的反应性部分聚合。例如氟化合物A的反应性部分、化合物D的反应性部分、和化合物E的反应性部分都为(甲基)丙烯酸酯时,可以使用利用自由基聚合引发剂进行自由基加成聚合的方法。氟化合物A的反应性部分、化合物D的反应性部分、和化合物E的反应性部分都为烷氧基甲硅烷基时,可以使用利用酸或碱催化剂进行硅醇缩合反应的方法。另外,可使氟化合物A、化合物D、和化合物E同时反应,或者可先使任意的2种化合物反应,然后再与剩余的化合物反应。进而即使在氟化合物A的反应性部分、化合物D的反应性部分、和化合物E的反应性部分完全不同的情况下,利用与各反应性部分的结构相适合的方法,也可以使其同时反应,或者先使任意的2种化合物反应、然后再使剩余的化合物反应。
接着,将氟聚合物A引入无机粒子。具体地,使用氟聚合物A中的源于化合物D的部分具有的、可与粒子反应的部分(即、是指通式(2)中的“Si-OR6”),适当根据需要添加催化剂、或根据需要使用机械分散等的工序,引入到粒子的表面。
对于4)的情况,在无机粒子的存在下,需要将氟化合物A、化合物D、和化合物E聚合,但对于各自的添加顺序,没有特别限定。即,可以使无机粒子和化合物D反应后,添加氟化合物A和化合物E进行反应,或者一边使氟化合物A、化合物D、和化合物E反应、一边同时地还与无机粒子反应。
[粒子b和粒子B]
粒子b的无机粒子部分优选是与粒子a的无机粒子部分不同种类的无机粒子。粒子b的无机粒子部分没有特别限定,优选是金属元素、半金属元素的氧化物、氮化物、硼化物、碳酸盐、硫酸盐,进而优选是选自Ga、Zr,Ti,Al,In,Zn,Sb,Sn,和Ce中的至少一种元素的氧化物粒子。
另外,粒子b的无机粒子部分优选是与粒子a的无机粒子部分相比,折射率高的无机粒子。粒子b的无机粒子部分具体地是选自氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化锑(Sb2O3)、和铟锡氧化物中的至少一种、或它们之间的固溶体、和将一部分元素置换、或一部分元素侵入晶格间、一部分元素缺损了的固溶体、或种类不同的无机粒子接合了的无机粒子。粒子b特别优选是含磷的氧化锡(PTO)、含锑的氧化锡(ATO)、含镓的氧化锌(GZO)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)。
粒子b的无机粒子部分的折射率优选为1.55~2.80,更优选为1.58~2.50。粒子b的无机粒子部分的折射率小于1.55时,所得叠层体的含有粒子B(如果是第1组发明,则含有粒子Y)的第2层的折射率降低,与含有粒子X或粒子A的第1层的折射率差变小,因此透射光的着色抑制效果、或导电层的图案化抑制效果变得不充分,粒子b的无机粒子部分的折射率大于2.80时,与第1层上形成的导电层的折射率差、和第2层与支撑基材的折射率差升高,因此同样地,透射光的着色抑制效果、或导电层的图案化抑制效果变得不充分。
进而,在利用本发明的制造方法得到的叠层体中,粒子a的无机粒子部分为二氧化硅粒子时,粒子b的无机粒子部分特别优选是折射率比该二氧化硅粒子高的无机粒子,作为这样的折射率高的无机粒子,优选使用数均粒径为20nm以下、且折射率为1.60~2.80的无机化合物。作为那样的无机化合物的具体例,可列举锑氧化物、含锑的氧化锌、含锑的氧化锡(ATO)、含有磷的氧化锡(PTO)、含有镓的氧化锌(GZO)、氧化锆(ZrO2)、和/或氧化钛(TiO2),特别地,更优选是折射率高的氧化钛、氧化锆。
另外,粒子B是指源于粒子b的粒子,因此只要没有特别的说明,粒子b的说明对于粒子B也成立。例如,粒子B的无机粒子部分优选是与粒子A的无机粒子不同种类的无机粒子,粒子B的无机粒子部分优选是与粒子A的无机粒子部分相比、折射率较高的无机粒子。
[粘合剂原料]
本发明的涂料组合物需要含有粘合剂原料。其中,在本说明书中,将涂料组合物中所含的粘合剂表示为“粘合剂原料”、将叠层体的叠层膜中所含的粘合剂表示为“粘合剂”,作为粘合剂,也有粘合剂原料直接作为粘合剂存在的情况(即,也包含涂料组合物的粘合剂原料以其原有的形式作为叠层膜中的粘合剂存在的方式)。
作为粘合剂原料,没有特别限定,从制造性的角度考虑,优选是可利用热和/或活性能量射线等而固化的粘合剂原料,粘合剂原料可以是一种,也可以将两种以上混合使用。另外从将粒子保持在膜中的角度考虑,优选是具有上述的反应性部位、即分子中具有烷氧基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基水解的硅醇基、羧基、羟基、环氧基、乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基的粘合剂原料。
作为这样的粘合剂原料,成分中优选使用多官能(甲基)丙烯酸酯,代表性的物质列举如下。对于在1分子中具有3个以上(更优选4个以上6个以下)的(甲基)丙烯酰氧基的多官能丙烯酸酯和其改性聚合物、低聚物,作为具体例子,可以使用季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯己烷亚甲基二异氰酸酯聚氨酯聚合物等。这些单体可以使用1种或将2种以上混合使用。另外,作为市售的多官能丙烯酸系组合物,可以列举三菱レイヨン株式会社;(商品名“ダイヤビーム”系列等)、长濑产业株式会社;(商品名“デナコール”系列等)、新中村株式会社;(商品名“NKエステル”系列等)、大日本インキ化学工业株式会社;(商品名“UNIDIC”等)、东亚合成化学工业株式会社;(“アロニックス”系列等)、日本油脂株式会社;(“ブレンマー”系列等)、日本化药株式会社;(商品名“KAYARAD”系列等)、共荣社化学株式会社;(商品名“ライトエステル”系列等)等,可以利用这些产品。
[有机溶剂]
本发明的涂料组合物除了上述氟聚合物A、粒子a、粒子b、粘合剂原料之外、还需要含有有机溶剂。通过含有有机溶剂,涂布时形成合适的流动性,由此可以使涂膜的膜厚均匀,另外可以确保粒子的运动性,从而表面移行性变得优良,可表现良好的特性,从而是优选的。
有机溶剂只要是氟聚合物A、粒子a、粒子b、粘合剂原料均一地溶解、或分散的溶剂,就没有特别限定,通常优选是常压下的沸点为250℃以下的有机溶剂。具体地,可以使用醇类、酮类、醚类、酯类、烃类、酰胺类、含氟化合物类等。这些有机溶剂可以使用1种或将2种以上组合使用。
作为醇类,可以列举例如甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、叔丁醇、乙氧基乙醇、丁氧基乙醇、二甘醇单***、苄醇、苯乙醇等。作为酮类,可以列举例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等。作为醚类,可以列举例如乙二醇单***、乙二醇单丁醚、丙二醇单***乙酸酯等。作为酯类,可以列举例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯等。作为芳香族类,可以列举例如甲苯、二甲苯等。作为酰胺类,可以列举例如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
另外,本发明的涂料组合物满足以下全部的条件1至条件3是重要的。
(条件1):粒子a中的源于氟聚合物A的部分、氟化合物A、和氟聚合物A的合计、与粘合剂原料的质量比为25:75~55:45。
应予说明,关于条件1,本发明的涂料组合物可含有氟化合物A,另外也可不含有,两者都可以,但从涂膜的流平的角度考虑,优选本发明的涂料组合物含有氟化合物A。
条件1的、粒子a中的源于氟聚合物A的部分、氟化合物A、和氟聚合物A的合计、与粘合剂原料的质量比优选为28:72~53:47,更优选为30:70~51:49。粒子a中的源于氟聚合物A的部分、氟化合物A、和氟聚合物A的合计比25小时,与粒子a相容的成分少,因此有时不能充分产生粒子a在干燥步骤中自发地向表面侧移动的现象(以下将其称为表面移行性)。粒子a中的源于氟聚合物A的部分、氟化合物A、和氟聚合物A的合计大于55时,由于源于氟化合物A的部分之间的凝集力,导致有时不能充分形成均一的膜。
(条件2):氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计、与粒子a中的源于氟聚合物A的部分的质量比为10:90~87:13。
其中,条件2的氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计、与粒子a中的源于氟聚合物A的部分的质量比优选为12:88~85:15,更优选为15:85~80:20。对于条件2,粒子a中的源于氟聚合物A的部分的比例小于13时、或粒子a中的源于氟聚合物A的部分的比例大于90时,有表面移行性降低的情况,有不能充分形成均匀的膜的情况。
(条件3):氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计、与氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的质量比为20:80~92:8。
其中,条件3的、氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计、与氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的质量比优选为25:75~85:15,更优选为30:70~82:18。氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的比例小于8时,有表面移行性降低的情况。氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的比例大于80时,引入到粒子a中的氟化合物A变得过量,有时产生氟化合物之间的凝集,不能充分地形成均一的膜。
另外,在上述(条件1)~条件(3)中,“粒子a中的源于氟聚合物A的部分”表示存在于涂料组合物中的粒子a中的源于氟聚合物A的部分。
另外,“氟化合物A”表示在涂料组合物中游离、存在的氟化合物A。
另外,“氟聚合物A”表示在涂料组合物中游离、存在的氟聚合物A。
另外,“氟聚合物A中的氟化合物A”表示“氟聚合物A”(在涂料组合物中游离、存在的氟聚合物A)中的源于氟化合物A的部分、和“粒子a中的源于氟聚合物A的部分”(涂料组合物中存在的粒子a中的源于氟聚合物A的部分)中的源于氟化合物A的部分的合计。
对于氟化合物A、氟聚合物A的质量,可以通过将制备涂料组合物时的各成分的加料量来求得,或者,可以通过从作为涂料组合物的制备时的中间材料的含有粒子a和氟聚合物A的混合液、或涂料组合物中将粒子a、粒子b用离心分离等进行分离,将液体成分进行气相色谱分析,求得氟化合物A的质量,进而可以利用重量分析、凝胶渗透色谱(GPC)法求得氟聚合物A的质量。
即,氟化合物A的质量可以利用以下的任一方法求得。
由制备涂料组合物时的各成分的加料量,求得氟化合物A的质量的方法。
利用离心分离等将粒子a从作为制备涂料组合物时的中间材料的、含有粒子a和氟聚合物A的混合液中分离,并将液体成分进行气相色谱分析,由此求得氟化合物A的质量的方法。
利用离心分离等将粒子a和粒子b从涂料组合物中分离,将液体成分进行气相色谱分析,由此求得氟化合物A的质量的方法。
另外,氟聚合物A的质量可以利用以下的任一方法求得。
将粒子a利用离心分离等从作为制备涂料组合物时的中间材料的、含有粒子a和氟聚合物A的混合液中分离,利用液体成分的重量分析或凝胶渗透色谱(GPC)法求得氟聚合物A的质量的方法。
将粒子a和粒子b利用离心分离等从涂料组合物中分离,利用液体成分的重量分析或凝胶渗透色谱(GPC)法求得氟聚合物A的质量的方法。
进而,粒子a中的源于氟聚合物A的部分的质量可以利用以下的方法求得。
将粒子a利用离心分离等从作为制备涂料组合物时的中间材料的含有粒子a和氟聚合物A的混合液中分离,对于所得的粒子a,利用荧光X射线分析(XRF)求得构成的元素的浓度,由此可以算出源于氟聚合物A的部分的质量。
涂料组合物中的氟聚合物A、和粒子a中的源于氟聚合物A的部分满足上述氟聚合物A的条件,即,为至少具有氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分和源于化合物D的部分的聚合物是重要的。
另外,涂料组合物中的氟聚合物A、和涂料组合物中的粒子a(的源于氟聚合物A的部分)优选均使用相同的(分子结构的)氟化合物A来得到。即,涂料组合物中的氟聚合物A、和涂料组合物中的粒子a(的源于氟聚合物A的部分)优选均具有源于相同的(分子结构的)氟化合物A的部分。
另一方面,虽然涂料组合物中的氟聚合物A、和为了得到涂料组合物中的粒子a而使用的氟聚合物A优选使用相同的(分子结构的)氟化合物A而得到,但各自的氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的量没有特别限定。因此,涂料组合物中的氟聚合物A和为了得到涂料组合物中的粒子a而使用的氟聚合物A,不需要它们的数均分子量、重均分子量、分子量分布相同,可以任意地选择。
氟聚合物A的数均分子量优选为5000以上20000以下,更优选为6000以上18000以下,特别优选为8000以上17000以下。氟聚合物A的数均分子量超过20000时,氟聚合物A的体积变大,因此在将氟聚合物A的一部分导入无机粒子而得到粒子a时,氟聚合物A与无机粒子的反应性减低,表面移行性变得不好。进而,通过使氟聚合物A的数均分子量变高,溶解性降低,由此局部形成表面自由能低的部分,其结果是开口部的数目增加。数均分子量小于5000时,引入无机粒子中的源于氟化合物A的部分为少量(即,粒子a中的源于氟聚合物的部分为少量),因此表面移行性有时变得不好。
另外,本发明的涂料组合物中的粒子b整体的ζ电位优选为-60mV以下,特别优选为-70mV以下。可以认为,使用粒子b整体的ζ电位为-60mv以下的涂料组合物而得的叠层体的、第1层表面的pH10时的ζ电位的值为负、且变小,因此可以控制为-60mv以下,不易将带有负电荷的碱溶液中的氢氧化物离子靠近第1层的表面,能够提高耐碱性。
即,这是因为通过使用粒子b整体的ζ电位为-60mV以下的涂料组合物,可以使叠层体的、第1层表面的pH10时的ζ电位的值为负且为小的值。即,通过使用粒子b整体的ζ电位为-60mV以下的涂料组合物,可以将叠层体的、第1层表面的pH10时的ζ电位的值容易地控制为-60mV以下。
通过使叠层体的、第1层表面的pH10时的ζ电位的值为-60mV以下,可以提高叠层体的耐碱性。这是因为如上所述,第1层表面的pH10时的ζ电位的值为-60mV以下时,在碱溶液中存在的、带有负电荷的氢氧化物离子不易接近于叠层体的第1层的表面。
粒子b整体的ζ电位的值为负且小的情况没有问题,但一般其下限为-150mV左右。粒子b整体的ζ电位的值大于-60mV时,在第1层的表面碱溶液易于浸透,耐碱性有时变得不充分。
在本发明的涂料组合物中,粒子b优选至少含有1种以上,可以将ζ电位不同的2种粒子b混合来使用。涂料组合物中的粒子b为1种时,将粒子b的ζ电位设为粒子b整体的ζ电位。另外,在涂料组合物中混合2种以上的粒子b来使用时,将2种以上的粒子b各自的ζ电位乘以体积比率的值设为粒子b整体的ζ电位。
作为ζ电位不同的粒子b的具体例,可以列举氧化钛(ζ电位:-20mV)、氧化锆(ζ电位:-80mV)等。即使如氧化钛这样的、ζ电位的值为负、且其值不那么小的粒子,通过与氧化锆这样的ζ电位的值为负且其值非常小的粒子混合,利用体积比率的调节可以将ζ电位调节为优选的值。这是因为如上所述,粒子b整体的ζ电位是各自的ζ电位乘以体积比率的值。应予说明,对于粒子b、和粒子b整体的ζ电位的测定方法,在后面叙述。
[涂料组合物中的各成分的含量]
本发明的涂料组合物优选粒子a/粒子b(质量比率)为1/30~1/1。通过粒子a/粒子b=1/30~1/1,可以使所得的叠层体的第1层的厚度与第2层的厚度之比为一定。因此,易于用1次涂布使第1层和第2层的厚度同时为需要的厚度,从而是优选的。
作为粒子a/粒子b(质量比率),为1/28~1/1,进而优选为1/26~1/2,特别优选为1/23~1/3。
另外优选是下述方案,即在涂料组合物100质量%中,粒子a的含量为0.03质量%以上26.3质量%以下、粒子b的含量为0.06质量%以上57.5质量%以下、氟聚合物A的含量为0.003质量%以上27.2质量%以下、粘合剂原料的含量为0.02质量%以上43.2质量%以下、有机溶剂的含量为40质量%以上98质量%以下、引发剂、固化剂和催化剂等其它成分的含量为0.1质量%以上20质量%以下。更优选下述方案,即,在涂料组合物100质量%中,粒子a的含量为0.04质量%以上14质量%以下、粒子b的含量为0.18质量%以上56.8质量%以下、氟聚合物A的含量为0.004质量%以上、24.0质量%以下、粘合剂原料的含量为0.02质量%以上40.6质量%以下、有机溶剂的含量为40质量%以上98质量%以下、引发剂、固化剂和催化剂等其它成分的含量为1质量%以上15质量%以下。
[涂料组合物中的其它成分]
本发明的涂料组合物优选进而含有聚合引发剂、固化剂。聚合引发剂和固化剂用于促进粒子与粘合剂原料的反应、或用于促进粘合剂原料间的反应。
该聚合引发剂和固化剂根据涂料组合物中所含的粘合剂原料的反应性部位,可以使用各种物质。另外,可以同时使用多种聚合引发剂,也可以单独使用。进而,可以并用酸性催化剂、热聚合引发剂、光聚合引发剂。作为酸性催化剂的例子,可以列举盐酸水溶液、甲酸、乙酸等。作为热聚合引发剂的例子,可以列举过氧化物、偶氮化合物。另外,作为光聚合引发剂的例子,可以列举烷基苯酮系化合物、含硫系化合物、酰基氧化膦系化合物、胺系化合物等,但不限于这些,从固化性的角度考虑,优选是烷基苯酮系化合物,作为具体例,可以列举2.2-二甲氧基-1.2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-苯基)-1-丁烷、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-(4-苯基)-1-丁烷、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁烷、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁烷、1-环己基-苯基酮、2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、等。
应予说明,该聚合引发剂、固化剂、催化剂的含有比例优选相对于涂料组合物中的粘合剂原料100质量份为0.001质量份~30质量份,更优选为0.05质量份~20质量份,进而优选为0.1质量份~10质量份。
另外,在本发明的涂料组合物中进而可以根据需要适当含有表面活性剂、增稠剂、流平剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、阻聚剂、pH调节剂、稳定剂等的添加剂。
[第3组发明(叠层体的制造方法)]
接着,对于本发明的制造方法进行说明。
本发明的叠层体的制造方法是下述方法,即在支撑基材的至少一面仅涂布1次本发明(第2组发明)的涂料组合物,接着进行干燥,由此在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,形成第1层含有粒子A、第2层含有粒子B的叠层体。
在支撑基材的至少一面将涂料组合物涂布1次,是指对于支撑基材、利用1次的涂布步骤形成包含1种涂料组合物的1层涂膜(液膜)。因此,不包含:利用1次的涂布步骤将包含多层的涂膜同时进行1次涂布的多层同时涂布;或在1次涂布时具有将1层的涂膜多次涂布、干燥步骤的连续逐次涂布;在1次涂布时多次涂布1层涂膜、接着进行干燥的湿-湿(wetonwet)涂布等。
另外,干燥是指减少或除去涂布于支撑基材上的涂料组合物中所含的有机溶剂。为了进行该干燥,优选进行利用了对流传热、传导传热、辐射传热等方法的加热。
应予说明,在本发明的叠层体的制造方法中,对于通过在支撑基材的至少一面将涂料组合物涂布1次而形成的1层涂膜,经过进行加热等而减少有机溶剂的干燥步骤,由此可以得到本发明的叠层体。
接着,以下列举第3组发明涉及的制造方法的优选的实施方式之一。
利用浸涂法、气刀涂布法、幕帘涂布法、辊涂法、线棒涂布法、凹版印刷涂布法或模涂法(参照美国专利2681294号说明书)等将涂料组合物涂布在支撑基材上。
接着,将在支撑基材上涂布的涂膜进行干燥。从由所得的叠层体的叠层膜中完全除去有机溶剂、而且促进涂膜中的粒子的运动而使表面移行性提高的角度考虑,优选在干燥步骤中伴有涂膜的加热。在干燥初期,如果得到0.1g/(m2.s)以上1.4g/(m2.s)以下的范围的干燥速度,则特别不限定于特定的风速、温度。
进而,可进行通过对于干燥步骤后形成的支撑基材上的叠层膜、照射热或能量射线而进行的进一步的固化操作(固化步骤)。该固化步骤是指促进上述涂料组合物中的粘合剂原料等的具有的反应性部位间的反应的步骤。在固化步骤中,用热进行固化时,也依赖于支撑基材的种类,支撑基材为塑料膜时,优选室温至200℃,从固化反应的活化能量的角度考虑,更优选100℃以上200℃以下、进而优选130℃以上200℃以下。
另外,利用能量射线进行固化时,从通用性的角度考虑,优选电子束(EB线)和/或紫外线(UV射线)。另外利用紫外线固化时,从防止氧阻碍的角度考虑,优选氧分压尽可能低,更优选在氮气氛下(氮净化)进行固化。
利用热进行固化时,可同时进行干燥步骤和固化步骤。
除了上述以外,在第3组发明中,优选使用表面的ζ电位被控制了的支撑基材。以下详细地说明。
优选支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的、涂料组合物的pH时的ζ电位(以下称为支撑基材的ζ电位)为-12mV以下,支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的表面自由能(以下称为支撑基材的表面自由能)为52mN/m以下。更优选支撑基材的ζ电位为-16mV以下,支撑基材的表面自由能为48mN/m以下。
支撑基材的表面自由能和支撑基材的ζ电位优选都是低的,但支撑基材的表面自由能和支撑基材的ζ电位不能完全独立地控制,因此为了使支撑基材的ζ电位为-12mV以下、同时使支撑基材的表面自由能为52mN/m以下,支撑基材的表面自由能的下限为40mN/m左右,支撑基材的ζ电位的下限为-30mV左右。
在本发明的制造方法中,支撑基材的ζ电位大于-12mV、或支撑基材的表面自由能大于52mN/m时,所得的叠层体的第1层与第2层的界面的形状有时产生混乱。
具体地,在本发明的制造方法中,支撑基材的表面自由能大于52mN/m时,在涂膜干燥过程中,由涂膜中的粒子b与支撑基材的范德华力产生的引力变得过大,在支撑基材的表面束缚了粒子b,由此阻碍了粒子的均匀排列,所得叠层体的第1层和第2层的界面的混乱有时变大。
另外,在本发明的制造方法中,支撑基材的ζ电位大于-12mV时,在涂膜干燥过程中,涂膜中的粒子b与支撑基材的静电斥力变小,在支撑基材的表面束缚了粒子b,由此阻碍了粒子的均匀排列,因此所得叠层体的第1层与第2层的界面的混乱有时变大。
进而,在本发明的制造方法中,对于支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的算术表面粗糙度Ra、和表面自由能,也有优选的值。即,在本发明的制造方法中,对于支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的算术表面粗糙度Ra、表面自由能、ζ电位,优选Ra为40nm以下、表面自由能为52mN/m以下、ζ电位为-12mV以下。
应予说明,支撑基材具有上述功能性层,在上述功能性层上涂布本发明的涂料组合物而形成叠层体时,功能性层的表面优选是算术表面粗糙度Ra、表面自由能、ζ电位的优选值(Ra40nm以下、表面自由能52mN/m以下、ζ电位-12mV以下)。
如上所述,在本发明的制造方法中,支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的基于JISR1683(2007)的算术平均粗糙度Ra优选为40nm以下。表面粗糙度进而优选为35nm以下,特别优选为30nm以下。算术表面粗糙度Ra大于40nm时,粒子a的表面移行性变得不充分,在膜中凝集、或第2层浸入第1层中等,不能得到透射光的着色降低效果、导电层的图案化的可视性下降效果,或不能在叠层膜上面内均匀地形成导电层、表面电阻值升高,或涂膜的透明性降低。
将支撑基材的形成叠层膜的一侧的面的表面自由能设为52mN/m以下、进而将支撑基材的形成叠层膜的一侧的面的ζ电位设为-12mV以下的方法没有特别限定,可以通过改变支撑基材的表面的功能性层的配方、即用于形成功能性层的涂料组合物中所含的低聚物、单体的种类、或实施上述表面处理来实现。
[利用第1~3组的发明得到的叠层体和叠层膜]
作为叠层体,为了显示良好的性质,优选透明性高。如果透明性低,则用作图像显示装置时,有时产生由图像彩度的降低等导致的画质下降。
本发明的叠层体的透明性的评价中可以使用浊度值、和全光线透射率。浊度是JIS-K7136(2000)中规定的透明性材料的浑浊的指标。浊度越小,显示透明性越高。作为叠层体的浊度值,优选为1.2%以下,更优选为1.0%以下,进而优选为0.8%以下,值越小,在透明性方面越良好,但难以为0%,现实的下限值为0.01%左右。如果浊度值为2.0%以上,则产生图像劣化的可能性有时变高。
全光线透射率是JIS-K7361-1(1997)中规定的透明性材料的透光性的指标,其越高,显示透明性越高。作为叠层体的全光线透射率,优选为85%以上,更优选为89%以上,进而优选为91%以上。现实的上限值为94%左右。如果全光线透射率为85%以下,则有时图像变暗。
另外,第1组发明的叠层体、和利用第3组的制造方法得到的叠层体的叠层膜优选含有粘合剂。粘合剂原料直接作为粘合剂存在时,优选的粘合剂的种类可以列举在[粘合剂原料]的项目中记载的化合物。另一方面,粘合剂原料不直接作为粘合剂存在时,作为涂料组合物的粘合剂原料,优选使用在[粘合剂原料]的项目中记载的化合物。
另外,使用第2组发明涉及的涂布组合物所得的叠层体、和利用第3组发明涉及的制造方法得到的叠层体优选满足上述[第1组发明]的项目中记载的构成、特性。
因此,例如利用第2组和第3组发明得到的叠层体优选第1层的表面的pH10时的ζ电位为-60mV以下。
叠层体的第1层表面的ζ电位被为了形成叠层体而使用的涂料组合物中的粒子b的ζ电位所影响。因此,为了使第1层的表面的ζ电位为-60mV以下,优选在涂料组合物中至少含有1种以上的粒子b,在涂料组合物中可以含有ζ电位不同的2种以上的粒子b。
对于本发明的叠层体的第1层表面的ζ电位,通过使用ζ电位在负侧大的粒子b,负变大(易于变为-60mV以下),通过使用ζ电位在负侧小的粒子b,负变小(易于变为大于-60mV)。另外,通过将具有不同的ζ电位的2种以上的粒子b混合,可以将第1层表面的ζ电位调节为优选的范围。
为了使本发明叠层体的第1层的表面的ζ电位为-60mV以下,作为本发明的涂料组合物中的粒子b,可以列举例如将氧化钛(ζ电位:-20mV)和氧化锆(ζ电位:-80mV)并用的方法。即使是氧化钛这样的、ζ电位在负侧小的粒子b,通过与氧化锆这样的、ζ电位在负侧大的粒子b混合,粒子b整体的ζ电位为各自的ζ电位乘以体积比率的值,因此通过体积比率的调节,可以将ζ电位调节为优选的值,可以将使用了该涂料组合物的叠层体的第1层的表面的ζ电位调节为优选的值。
[利用第1~3组的发明得到的叠层体、叠层体的称呼或用途]
应予说明,构成叠层体的支撑基材为塑料膜时,有时称为折射率调节膜、折射率匹配膜、防反射膜,供于用于调节折射率的用途、用于调合折射率的用途、用于防止反射的用途。
另外,支撑基材上形成的“叠层膜”从其功能考虑,有时也称为折射率匹配层、反射率调节层、光学功能层、光学调节层、或防反射层。
[使用利用第1~3组的发明得到的叠层体而成的导电性叠层体]
通过在叠层体的第1层上形成导电层,可以得到本发明的导电性叠层体。该导电性叠层体是指至少在支撑基材上依次叠层了第2层、第1层、和导电层的构成、即在上述叠层体的第1层上叠层了导电层的构成。
该导电层可以为含有透明导电性氧化物的层。本发明中的透明导电性氧化物是以氧化铟或氧化锌为主成分的物质,以氧化铟为主成分的物质也可以单独使用氧化铟,但出于赋予导电性的目的,也可以进行掺杂。掺杂剂例如有锡、锌、铌、钨、钛、锆、钼等,其中,掺杂了锡的物质(ITO)被广泛使用。以氧化锌为主成分的物质也可以单独使用氧化锌,但出于赋予导电性的目的,也可以进行掺杂。掺杂剂中例如有铟、锡、铝、硼、镓、硅等。这些透明导电性氧化物层可以列举公知的手法、例如溅射法、有机金属化学气相沉积法(MOCVD)、热CVD法、等离子体CVD法、分子束外延法(MBE)、或脉冲激光沉积法(PLD)等,但从可大面积、均一地成膜的角度考虑,优选是溅射法。
为了提高导电性和光线透射率,优选对在支撑基材上形成了导电层的导电性叠层体进行退火处理。退火气氛优选在真空或惰性气体气氛下进行,如果在氧气氛退火,则有时透明导电性氧化物被热氧化,导电率降低(表面电阻值的升高)。退火温度需要是结晶性提高的温度以上,但另一方面,如果从支撑基材的角度来看,则低的温度从热收缩、褶皱、卷曲、低聚物的析出、密合性的降低、着色等角度考虑,越低越是优选的,因此优选在可得到导电性、透光率的范围下、在尽可能低的温度下进行。
导电性叠层体的用途有各种各样。本发明的导电性叠层体例如可以作为含有其的触摸面板而合适地使用。在含有触摸面板的多种用途中,需要将导电层加工为需要形状的图案化。一般地,导电层的图案化如下来进行:通过将在导电性叠层体的第1层上均一形成的导电层进行蚀刻处理,除去导电层的不需要的部分。在该蚀刻步骤中多使用碱溶液,因此在除去导电层的不需要的部分时,经过叠层体的表面暴露于碱溶液中的步骤,因此优选叠层体的耐碱性充分。
其中,上述耐碱性表示叠层体对于碱溶液的耐久性,对于具体的耐碱性的评价方法,如下所述。
导电性叠层体的表面电阻值根据使用的用途而不同,特别地,如果是需要图案化的静电容量型触摸面板用,可以通过使表面电阻值为优选50~500Ω/□、进而优选100~300Ω/□来使用。表面电阻值小于50Ω/□、或超过500Ω/□时,触摸面板的识别精度有时变差。
导电性叠层体的导电层的膜厚优选为4~50nm的范围,进而优选为10~40nm。导电层的膜厚小于4nm时,难以形成连续的薄膜,难以得到良好的导电性。另一方面,导电层的膜厚比50nm厚时,在将透明导电性薄膜层图案化时,使具有导电层的部分和不具有的部分的光学特性接近变得困难。
其中,导电层虽然根据其用途而不同,但在本说明书中是指表面电阻值小于106Ω/□的层。特别地,如果其用途是作为本发明主要用途的触摸面板、特别是需要图案化的静电容量型触摸面板用途,则可以通过使导电层的表面电阻值优选为50~500Ω/□、进而优选为100~300Ω/□来使用。
本发明的导电性叠层体的一个方式示于图10。本发明的导电性叠层体(56)在本发明的叠层体(57)的叠层膜(59)上(第1层上)具有导电层(60)。进而,图11表示本发明的导电性叠层体的其它方式,该方式的导电性叠层体(63)具有部分地具有导电层的部分(67)、和由于不存在导电层、第1层在最表面露出的部分(70)。另外,图12表示导电性叠层体的其它方式,可以使用在叠层膜(72)的与具有导电性层(75)的一侧相反的侧,具有硬涂层和/或易粘接层(78),进而在导电性叠层体的与导电层(75)相反的侧具有硬涂层和/或易粘接层、抗粘连层(79)的支撑基材(73)。
[导电性叠层体的制造方法]
本发明的导电性叠层体可以在本发明叠层体的第1层上,根据需要的膜厚适当使用真空蒸镀法、溅射法、CVD法、离子电镀法、喷雾法等来得到。例如对于溅射法的情况,可以使用使用了氧化物靶的普通的溅射法、或使用了金属靶的反应性溅射法等。此时,作为反应性气体,可以引入氧、氮等、或并用臭氧添加、等离子体照射、离子辅助等的手段。另外,在不损害本发明目的的范围下,可以在基板上外加直流、交流、高频等的偏压。进而,优选为了导电性、透光性的增加而进行退火处理。
实施例
接着,基于实施例而说明本发明,但本发明未必被这些实施例而限定。
[氟聚合物A的制备]
[氟聚合物A(1)的制备]
添加甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.9g和C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH20.75g和2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)0.096g、异丙基醇(也记为IPA)11g后,在80℃加热搅拌60分钟,形成固形成分为25质量%的氟聚合物A(1)。
[氟聚合物A(2)的制备]
添加甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2.1g和C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH21.9g和2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)0.13g、异丙基醇16.5g后,在80℃加热搅拌60分钟,形成固形成分为25质量%的氟聚合物A(2)。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液的制备]
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(1-1)的制备]
在固形成分为25质量%的氟聚合物A(1)11g和IPA分散胶体二氧化硅(日产化学工业株式会社制IPA-ST:固形成分浓度20质量%、数均粒径12nm)10g中,混合10质量%甲酸水溶液0.17g、水0.3g,在70℃搅拌1小时。然后,加入甲基乙基酮进行稀释,形成固形成分为3.5质量%的“含有粒子a和氟聚合物A的混合液(1-1)”。制备后,利用下述方法研究氟聚合物A、无机粒子、粒子a中的源于氟聚合物A的部位的成分比率。将其在表1中记载。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(2-1)的制备]
在IPA分散胶体二氧化硅(日产化学工业株式会社制胶体二氧化硅溶胶:固形成分20质量%、数均粒径12nm)10g中混合甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.9g和10质量%甲酸水溶液0.17g、水0.3g,在70℃搅拌1小时。接着,添加C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH20.75g和2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)0.096g后,在80℃加热搅拌60分钟。然后,添加甲基乙基酮进行稀释,形成固形成分为3.5质量%的“含有粒子a和氟聚合物A的混合液(2-1)”。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(2-2)~(2-11)、(5-1)、(6-1)~(6-4)、(7-1)~(7-3)的制备]
用与含有粒子a和氟聚合物A的混合液(2-1)同样的方法,以表1中记载的配方制备。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(3-1)的制备]
在IPA分散胶体二氧化硅(日产化学工业株式会社制胶体二氧化硅溶胶:固形成分浓度20质量%、数均粒径12nm)10g中,混合甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.9g和10质量%甲酸水溶液0.17g、水0.3g,在70℃搅拌1小时。接着,添加C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH20.75g和2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)0.029g后,在70℃加热搅拌60分钟。然后,添加甲基乙基酮进行稀释,形成固形成分为3.5质量%的“含有粒子a和氟聚合物A的混合液(3-1)”。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(3-2)的制备]
用与含有粒子a和氟聚合物A的混合液(3-1)同样的方法,以表1中记载的配方进行制备。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(4-1)的制备]
在IPA分散胶体二氧化硅(日产化学工业株式会社制胶体二氧化硅溶胶:固形成分浓度20质量%、数均粒径12nm)10g中,混合甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.9g和10质量%甲酸水溶液0.17g、水0.3g,在70℃搅拌1小时。接着,添加C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH20.75g和2,2-偶氮双异丁腈0.075g后,在90℃加热搅拌60分钟。然后,添加甲基乙基酮进行稀释,形成固形成分为3.5质量%的“含有粒子a和氟聚合物A的混合液(4-1)”。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(4-2)的制备]
用与含有粒子a和氟聚合物A的混合液(4-1)同样的方法,以表1中记载的配方进行制备。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(8-1)的制备]
在IPA分散胶体二氧化硅(日产化学工业株式会社制胶体二氧化硅溶胶:固形成分浓度20质量%、数均粒径12nm)10g中,混合甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.15g和10质量%甲酸水溶液0.17g、水0.3g,在70℃搅拌1小时。接着,添加C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH20.75g和γ-丁内酯丙烯酸酯0.75g、2,2-偶氮双异丁腈0.096g后,在80℃加热搅拌60分钟。然后,添加甲基乙基酮进行稀释,形成固形成分为3.5质量%的“含有粒子a和氟聚合物A的混合液(8-1)”。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(8-2)~(8-15)的制备]
用与含有粒子a和氟聚合物A的混合液(8-1)同样的方法,以表1中记载的配方进行制备。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(9-1)的制备]
在IPA分散胶体二氧化硅(日产化学工业株式会社制胶体二氧化硅溶胶:固形成分浓度20质量%、数均粒径12nm)10g中,混合甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.53g和10质量%甲酸水溶液0.17g、水0.3g,在70℃搅拌1小时。接着,添加C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH20.75g和γ-丁内酯丙烯酸酯0.37g、2,2-偶氮双异丁腈0.096g后,在80℃加热搅拌60分钟。然后,添加甲基乙基酮进行稀释,形成固形成分为3.5质量%的“含有粒子a和氟聚合物A的混合液(9-1)”。
[含有粒子a和氟聚合物A的混合液(9-2)、(9-3)的制备]
用与含有粒子a和氟聚合物A的混合液(9-1)同样的方法,以表1中记载的配方进行制备。
[粒子b的选择]
将下述材料分别作为粒子b。
[粒子b(1)]
二氧化钛粒子分散物(粒子b的ζ电位:-20mV)
(ELCOM日挥催化剂化成株式会社制:固形成分30质量%、数均粒径8nm)。
[粒子b(2)]
氧化锆粒子分散物(粒子b的ζ电位:-80mV)
(日产化学工业株式会社制:固形成分30质量%、数均粒径10nm)。
[粒子b(3)]
将下述材料混合,而得到粒子b(3)。
二氧化钛粒子分散物(粒子b的ζ电位:-20mV)50.0质量份
(ELCOM日挥催化剂化成株式会社制:固形成分30质量%、数均粒径8nm)
氧化锆粒子分散物(粒子b的ζ电位:-80mV)50.0质量份
(日产化学工业株式会社制:固形成分30质量%、数均粒径10nm)
粒子b整体的ζ电位:-50mV。
[粒子b(4)]
将下述材料混合,而得到粒子b(4)。
二氧化钛粒子分散物(粒子b的ζ电位:-20mV)30.0质量份
(ELCOM日挥催化剂化成株式会社制:固形成分30质量%、数均粒径8nm)
氧化锆粒子分散物(粒子b的ζ电位:-80mV)70.0质量份
(日产化学工业株式会社制:固形成分30质量%、数均粒径10nm)
粒子b整体的ζ电位:-62mV。
[涂料组合物的制备]
[涂料组合物(1)的制备]
将下述材料混合,而得到涂料组合物(1)。
含有粒子a和氟聚合物A的混合液(2-1)50.3质量份
氟聚合物A(1)(利用甲基乙基酮(MEK)稀释为固形成分浓度3.5质量%)2.7质量份
粒子b(1)7.8质量份
粘合剂原料(季戊四醇三丙烯酸酯:PETA)1.56质量份
光聚合引发剂(イルガキュア127:Irg127チバスペシャリティケミカルズ社制)0.26质量份
有机溶剂
甲基乙基酮(MEK)26.4质量份
乙二醇单丁基醚乙酸酯(EGMBA)11.0质量份。
[涂料组合物(2)~(17)、(19)~(25)、(28)、(30)、和(36)~(55)的制备]
用与涂料组合物(1)的制备同样的方法,以表1中记载的配方进行制备。
[涂料组合物(18)的制备]
将下述材料混合,而得到涂料组合物(18)。
含有粒子a和氟聚合物A的混合液(2-1)53.0质量份
氟化合物A(C6F13-(CH2)6-OCO-CH=CH2)0.15质量份
粒子b(1)7.8质量份
粘合剂原料(季戊四醇三丙烯酸酯:PETA)1.56质量份
光聚合引发剂(イルガキュア127:Irg127チバスペシャリティケミカルズ社制)0.26质量份
有机溶剂甲基乙基酮(MEK)26.4质量份
乙二醇单丁基醚乙酸酯(EGMBA)11.0质量份。
[涂料组合物(26)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粘合剂原料(PETA)改变为粘合剂原料(二季戊四醇五丙烯酸酯:DPPA),除此以外同样地得到涂料组合物(26)。
[涂料组合物(27)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粘合剂原料(PETA)改变为粘合剂原料(聚氨酯丙烯酸酯低聚物UA-306T共荣社化学株式会社),除此以外同样地得到涂料组合物(27)。
[涂料组合物(29)的制备]
将下述材料混合,而得到涂料组合物(29)。
含有粒子a和氟聚合物A的混合液(6-2)50.0质量份
氟化合物A(C8F17-(CH2)2-OCO-CH=CH2)3.0质量份
粒子b(2)27.0质量份
粘合剂原料(季戊四醇三丙烯酸酯:PETA)6.7质量份
光聚合引发剂(イルガキュア127:Irg127チバスペシャリティケミカルズ社制)0.34质量份
有机溶剂甲基乙基酮(MEK)7.6质量份
乙二醇单丁基醚乙酸酯(EGMBA)8.3质量份。
[涂料组合物(31)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粒子a(2-1)更改为粒子a(2-8),除此以外同样地得到涂料组合物(31)。
[涂料组合物(32)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粒子a(2-1)更改为粒子a(2-9),除此以外同样地得到涂料组合物(32)。
[涂料组合物(33)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粒子a(2-1)更改为粒子a(2-10),除此以外同样地得到涂料组合物(33)。
[涂料组合物(34)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粒子a(2-1)更改为粒子a(2-11),除此以外同样地得到涂料组合物(34)。
[涂料组合物(35)的制备]
对于上述涂料组合物(1),将粒子a(2-1)更改为粒子a(6-4),除此以外同样地得到涂料组合物(35)。
[硬涂涂料组合物1的制备]
将下述材料混合而得到硬涂涂料组合物1。
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)30.0质量份
イルガキュア907(チバスペシャリティケミカルズ社制)1.5质量份
甲基异丁基酮(MIBK73.5质量份。
[硬涂涂料组合物2的制备]
将下述材料混合而得到硬涂涂料组合物2。
聚氨酯丙烯酸酯低聚物(EBECRYL8655ダイセルサイテック社制)30.0质量份
イルガキュア907(チバスペシャリティケミカルズ社制)1.5质量份
甲基异丁基酮(MIBK)73.5质量份。
[硬涂涂料组合物3的制备]
将下述材料混合而得到硬涂涂料组合物3。
PVA系丙烯酸酯(丙烯酸改性聚乙烯醇)30.0质量份
イルガキュア907(チバスペシャリティケミカルズ社制)1.5质量份
甲基异丁基酮(MIBK)73.5质量份。
[抗粘连涂料组合物的制备]
将下述材料混合而得到抗粘连涂料组合物。
アイカアイトロンZ-739(アイカ工业株式会社)36.4质量份
甲基乙基酮(MEK)36.4质量份。
[涂料组合物的评价]
[使用了含有粒子a和氟聚合物A的混合液的粒子A中的无机粒子部分、和氟聚合物A、和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的定量方法]
用下述方法进行定量。
氟聚合物A的定量:
对于由上述制备方法得到的[含有粒子a和氟聚合物A的混合液],大量过剩地添加己烷,使粒子a凝聚,利用离心分离机进行5000rpm/30分钟处理,由此使其沉降,进而用己烷洗涤沉淀物,将固体成分作为粒子a、溶解在液体中的成分作为氟聚合物A进行分离。由该质量比求得粒子a与氟聚合物A的比率。
粒子a中的无机粒子部分和源于氟聚合物A的部分的定量:
对于用上述方法分离的粒子a,使用波长分散型荧光X射线装置,进行硅、氟、碳、其它原子的定量分析。接着,由利用分析得到的氟原子的量和使用的氟化合物A的结构,求得源于氟聚合物的部分的氟化合物A的含量。进而通过从利用分析得到的碳原子的量中减去氟化合物A中的碳量,求得源于氟聚合物的部分的化合物D的含量。由这些氟化合物A和化合物D的含量,求得粒子a中的源于氟聚合物A的部位的质量。无机粒子含有特征的其他元素时,由其量求得粒子A中的无机粒子部分的质量。另外,无机粒子为二氧化硅时,进而通过从利用分析得到的硅原子的量中,减去由化合物D的结构和含量求得的化合物D中的硅原子的量,可以求得粒子A中的无机粒子部分的质量。
[氟聚合物A的数均分子量]
氟聚合物A的数均分子量使用分子量已知的单分散聚苯乙烯作为标准物质、使用以下的装置来测定。应予说明,氟聚合物A可以使用利用上述方法分离的物质。
装置:岛津制作所社制/LC-10
分离柱:Shodex制:K-804+K-805L
柱温度:35℃
溶剂:四氢呋喃。
[涂料组合物的pH]
求得下述支撑基材的ζ电位所需要的涂料组合物的pH可以根据JISZ8802(2011)中记载的使用了玻璃电极的pH测定方法来测定。具体地,使用堀场制作所制pH计D50来测定。
[化合物E的碱缓冲能力]
化合物E的碱缓冲能力可以通过测定NaOH(0.1mol/l)的消耗量(ml)而得到,所述NaOH(0.1mol/l)的消耗量(ml)是在使用异丙基醇:H2O=9:1(质量基准)的混合液将化合物E稀释为5质量%的溶液100g中添加NaOH(0.1mol/l),利用JISZ8802(2011)中记载的使用了玻璃电极的pH测定方法测定的25℃下的pH显示为pH9时所需要的NaOH的消耗量。具体地,使用堀场制作所制pH计D50进行测定。
[粒子b的ζ电位]
粒子b的ζ电位如下求得,即,使用使大塚电子株式会社制ζ电位·粒径测定***ELSZ-1、和聚苯乙烯制的胶乳粒子(监测粒子:Standardparticlesforsolidsamplecell/大塚电子株式会社制)分散在含有10mmol/dm3的NaCl电解质的水溶液中的标准粒子,测定25℃/pH7时的电渗流。
应予说明,在涂料组合物中将2种以上的粒子b混合并使用时,将2种以上的粒子b各自的ζ电位乘以体积比率而得的值设为粒子b整体的ζ电位。
[支撑基材的制作]
以下示出了支撑基材的制作方法。对于各样品的构成,统一示于表4。
[支撑基材1~3的制作]
作为支撑基材1~3,使用在PET树脂膜上形成了易粘接层的U48、U46、U34(东丽株式会社制)。
[支撑基材4的制作]
在支撑基材1的涂布了易粘接涂料的面上,使用绕线棒刮涂器(#10)涂布上述的硬涂涂料组合物1后,进行下述所示的干燥。
热风温度70℃
热风风速3m/s
风向与涂布面平行
干燥时间1.5分钟。
接着,使用160W/cm2的高压水银灯(アイグラフィックス(株)制)在氧浓度0.1体积%下照射照度600W/cm2、累积光量800mJ/cm2的紫外线,进行固化,将其设为支撑基材4。
[支撑基材7的制作]
在支撑基材4的没有涂布硬涂涂料组合物的面上,使用绕线棒刮涂器(#10)涂布上述的抗粘连涂料组合物后,进行下述所示的干燥。
热风温度70℃
热风风速3m/s
风向与涂布面平行
干燥时间1.5分钟。
接着,使用160W/cm2的高压水银灯(アイグラフィックス(株)制),在氧浓度0.1体积%下照射照度600W/cm2、累积光量800mJ/cm2的紫外线,进行固化。将其设为支撑基材7。
[支撑基材8的制作]
在支撑基材4的制作方法中,将硬涂涂料组合物1改变为硬涂涂料组合物2,除此以外同样地制作硬涂层,接着在没有涂布硬涂涂料组合物的面上,利用与支撑基材7同样的制作方法制成抗粘连层,将其设为支撑基材8。
[支撑基材9的制作]
在支撑基材4的制作方法中,将硬涂涂料组合物1改变为硬涂涂料组合物3,除此以外同样地制作硬涂层,接着在没有涂布硬涂涂料组合物的面上,利用与支撑基材7同样的制作方法制成抗粘连层,将其设为支撑基材9。
[支撑基材的评价]
对于支撑基材,进行形成叠层膜的一侧的面的ζ电位和表面自由能的测定,所得的结果示于表中。除非有特别的说明,测定是在各实施例·比较例中,对于1个样品,改变地方进行3次测定,使用其平均值。
[支撑基材的ζ电位]
支撑基材的形成叠层膜的一侧的面的ζ电位使用大塚电子株式会社制ζ电位·粒径测定***ELSZ-1的平板试样用单元,使用将Na2SO4作为缓冲剂混合,利用HCl和NaOH将pH调节为涂料组合物的pH的水溶液进行测定。
[支撑基材的表面自由能]
支撑基材的形成叠层膜一侧的面的表面自由能使用协和界面科学制自动接触角计DM-501来测定水、乙二醇、甲酰胺、二碘甲烷的接触角,使用其平均值并用在同一装置中附带的解析软件“FAMAS”算出。算出原理基于Owens的方法(J.Appl.Polym.Sci.,13,1741(1969)。测定对于各样品进行4处,进行平均。
[叠层体的制造方法]
以下表示叠层体的制作方法。各叠层体的构成示于表4。
在使用形成了硬涂层的支撑基材的情况下,在硬涂层上,用绕线棒刮涂器(#3)涂布上述的涂料组合物后,进行下述所示的第一阶段的干燥,接着进行第二阶段的干燥;在使用形成了易粘接层的支撑基材的情况下,在易粘接层上,用绕线棒刮涂器(#3)涂布上述的涂料组合物后,进行下述所示的第一阶段的干燥,接着进行第二阶段的干燥。
第一阶段
热风温度50℃
热风风速1.5m/s
风向与涂布面平行
干燥时间0.5分钟
第二阶段
热风温度100℃
热风风速5m/s
风向与涂布面垂直
干燥时间1分钟
应予说明,热风的风速是由吹出部的动压测定值换算为风速的值。
干燥后,使用160W/cm2的高压水银灯(アイグラフィックス(株)制),在氧浓度0.1体积%下照射照度600W/cm2、累积光量800mJ/cm2的紫外线,进行固化。
利用表4所示的支撑基材与涂料组合物处方的组合,制作实施例1~32、比较例1~8的叠层体。
[叠层体的评价]
对于叠层体,实施以下所示的性能评价,所得的结果示于表中。除非有特别说明,测定在各实施例·比较例中,对于1个样品,改变地方进行3次测定,使用其平均值。
另外,在导电性叠层体的浊度、导电性叠层体的表面电阻值、导电层的密合性、导电层图案化的可视性的评价中,利用以下述的要点在叠层体的第1层上形成导电层、接着进行了图案化处理的样品进行。
[第1层表面的ζ电位]
叠层体的第1层的表面的pH10时的ζ电位通过下述这样求得,即,使用大塚电子株式会社制ζ电位·粒径测定体系ELSZ-1的平板试样用单元,使用利用NaOH调节至pH10的水溶液作为电解质,将聚苯乙烯胶乳作为监测粒子(Standardparticlesforsolidsamplecell/大塚电子株式会社制)测定电渗流来求得。
[叠层体的耐碱性]
对于叠层体的耐碱性,使叠层体在加热至60℃的2质量%的NaOH水溶液中浸渍5分钟后,用纯水洗涤,对于干燥后的碱浸渍部分和未浸渍部分,利用反射分光光度计(岛津制作所制、商品名:[UV-3000])在200nm~800nm的范围测定反射率,将其差作为反射率差(ΔR)求得,将ΔR为1.2以下(A和B)的情况设为合格。
ΔR1.0以下A
ΔR1.2以下B
ΔR1.3以上C。
[导电层的形成]
[导电层的形成1]
在上述叠层体的第1层上,将包含铟-锡复合氧化物的导电层成膜。此时,将溅射前的压力设为10-5Pa,用于作为靶的含有36质量%氧化锡的氧化铟(住友金属鉱山株式会社制、密度6.9g/cm3),外加2W/cm2的DC功率。另外,以130sccm流过Ar气体、以使表面电阻值为最小的流速流过O2气体,在0.67Pa的气氛下使用DC磁控溅射法进行成膜。
其中,不是普通的DC,而是为了防止电弧放电、使用日本イーエヌアイ制RPG-100,以50kHz周期外加5μs宽度的脉冲。另外,中心辊温度设为10℃,进行溅射。
此时,一边用溅射进程监视器(LEYBOLDINFICON社制、XPR2)时常观测气氛的氧分压、一边以使包含铟-锡复合氧化物的导电层中的氧化度为一定的方式向氧气的流量计和DC电源反馈。
溅射后,在真空度0.01Pa以下、温度160℃的条件下进行10分钟退火,使厚度30nm、折射率1.96的包含铟-锡复合氧化物的导电层堆积,制成导电性叠层体。
[导电层的形成2]
除了对于上述导电层的形成1、将退火时温度改变为130℃以外,其它同样地制作导电性叠层体。
[导电性叠层体的导电层的图案化]
在利用上述导电层的形成1制作的导电性叠层体上印刷抗蚀剂后,浸渍在1N盐酸中,接着利用碱浸渍,形成1×3cm的导电层的图案(以下将其设为形成了图案的导电性叠层体)。
[第1层、第2层的折射率]
作为第1层、第2层的各折射率,对于叠层体的叠层膜、利用反射分光膜厚计(大塚电子制、商品名[FE-3000])测定300~800nm范围下的反射率,使用该装置附带的软件[FE-Analysis],按照大塚电子株式会社制[膜厚测定装置的総合カタログP6(非线性最小二乘法)]中记载的方法,求得550nm时的折射率。
作为折射率的波长分散的近似式,使用Cauchy的分散式(数学式1),利用最小二乘法(曲线拟合法)计算光学常数(C1、C2、C3),测定550nm时的折射率。
[数1]
n = C 3 λ 4 + C 2 λ 2 + C 1 ···数学式1
[由第1层与第2层形成的界面的状态]
通过使用透射型电子显微镜(TEM)观察叠层体的截面,观察由叠层膜中的第1层与第2层形成的界面的状态。界面状态的判断用以下基准进行。
对于叠层膜的超薄切片,利用TEM以20万倍的倍率拍摄图像(纵向80nm、横向600nm),对于该图像,用软件(图像处理软件ImageJ/开发方:美国国立卫生研究所(NIH))调节白平衡,以使最亮部和最暗部容纳在8bit的色调曲线上。进而,调节对比度,以使界面可清楚地分辨。此时将在1个层与其它层之间可以描出清楚的边界的情况视为具有清楚的界面,将A和B设为合格。
在整个区域可以描出清楚的边界A
在大半部分可以描出清楚的边界B
不能描出清楚的边界的部分多C。
[第1层和第2层的平均膜厚]
通过使用透射型电子显微镜(TEM)观察截面,测定支撑基材上的第1层和第2层的厚度。各层的厚度按照以下的方法测定。由利用TEM以20万倍的倍率拍摄叠层膜的截面的超薄切片而得的图像,通过软件(图像处理软件ImageJ)读取各层的厚度。测定合计30点的层厚度,求得平均值,将该平均值设为平均膜厚。
[第1层表面的开口部的数目]
使用扫描型电子显微镜(SEM),观察叠层体表面,由此利用以下的方法对开口部的数目进行计数。
从利用SEM以5万倍的倍率拍摄的图像上,每4μm2(2μm×2μm)切出图像,利用软件(图像处理软件ImageJ/开发方:美国国立卫生研究所(NIH))调节白平衡,以使最亮部和最暗部容纳在8bit的色调曲线上。进而,调节对比度,以在表面使粒子可清楚地分辨。通过图像识别,抽出开口部,求得内接直径,对其计数开口部的个数,所述开口部具有利用下述方法求得的粒子A的数均粒径DA的3倍以上的内接直径。对于5个视野进行该评价,由其平均值进行下述的等级区分,将3分以上设为合格。
5分开口部的数目1以下
4分开口部的数目多于1且为3以下
3分开口部的数目多于3且为5以下
2分开口部的数目多于5且为10以下
1分开口部的数目多于10。
[Lx、SLx的算出]
使用扫描型电子显微镜(SEM)观察叠层体表面,由此使用图像处理软件ImageJ求得粒子X的坐标,利用以下的方法求得粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离[nm]。
具体地,用以下的程序进行。将利用SEM以5万倍的倍率拍摄的图像(纵向1.8μm、横向2.5μm)、用软件(图像处理软件ImageJ/开发方:美国国立卫生研究所(NIH))调节白平衡,以使最亮部和最暗部容纳在8bit的色调曲线上,进而调节对比度,以使无机粒子部分可清楚地分辨后,对于图像内的各无机粒子部分,求得其中心坐标。应予说明,粒子X的无机粒子部分的中心点(中心坐标)设为该无机粒子部分的外接圆的中心。
接着,着眼于图像内的一个粒子X的无机粒子部分,求得该无机粒子部分的中心、与相邻于该无机粒子部分的粒子X的无机粒子部分的中心之间的距离。求得该中心间距离时,使用先前求得的无机粒子部分的中心坐标。
其中,“相邻的无机粒子部分”是指在表示中心间距离的直线上不存在其它粒子这样的无机粒子部分。另外,“相邻的无机粒子部分”可与该无机粒子部分(着眼的一个粒子X的无机粒子部分)相接触、或也可以不相接触。对于“相邻的无机粒子部分”,使用图4进而详细地说明。在图4中,着眼于粒子X的无机粒子部分(26)时,在表示粒子X的无机粒子部分(26)的中心、与粒子X的无机粒子部分(23)的中心的中心间距离的直线(84)上存在其它的粒子X的无机粒子部分(85)。该情况下,粒子X的无机粒子部分(23)不是相邻的粒子X的无机粒子部分。另一方面,在表示粒子X的无机粒子部分(26)、与粒子X的无机粒子部分(27)的中心间距离的直线(28)上,不存在其它的粒子X的无机粒子部分。因此,粒子X的无机粒子部分(27)是与粒子X的无机粒子部分(26)相邻的无机粒子部分。同样地,粒子X的无机粒子部分(85)、(86)、(87)、(88)和(89)也是与粒子X的无机粒子部分(26)相邻的无机粒子部分。
这样,对于一个无机粒子部分,“相邻的无机粒子部分”可存在多个。因此,多个相邻的无机粒子部分存在时,是对各自得到中心间距离。例如,在图4中,着眼于粒子X的无机粒子部分(26)时,分别得到粒子X的无机粒子部分(26)与(27)的中心间距离、(26)与(85)的中心间距离、(26)与(86)的中心间距离、(26)与(87)的中心间距离、(26)与(88)的中心间距离、和(26)与(89)的中心间距离。
对于在图像内存在的所有粒子X的无机粒子部分,用同样的方法得到中心间距离。将所得的所有中心间距离的算术平均值设为粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离Lx[nm]。
另外,由所得的所有的中心间距离,使用Excel(2003)的STDEVP函数求得标准偏差,将其设为SLx
[F12、A12的算出]
通过使用透射型电子显微镜(TEM)观察叠层体的截面,对于用“由第1层与第2层形成的界面的状态”项中记载的方法区别的界面,利用图像处理软件并使用ImageJ,求得2层的边界部的坐标,以其为基础制成波形数据,将其进行傅里叶变换,由此制成采用了轮廓曲线的频率分布(横轴:频率、纵轴:振幅)的绘图、所谓的能谱,由能谱将振幅最大的点的振幅作为轮廓曲线的振幅,由该点的频率的倒数求得轮廓曲线的波长。
具体地,以下述的程序进行。将利用TEM以20万倍的倍率拍摄叠层膜的超薄切片而得的图像(纵向80nm、横向600nm)、用软件(图像处理软件ImageJ/开发方:美国国立卫生研究所(NIH))调节白平衡,以使最亮部和最暗部容纳在8bit的色调曲线上,进而调节对比度,以使2种粒子可清楚地分辨后,进行2值化,接着求得边界部的坐标。进而对于该边界部的坐标,进行傅里叶变换,制成采用了轮廓曲线的频率分布(横轴:频率、纵轴:振幅)的绘图、所谓的能谱,由能谱将振幅最大的点的振幅作为轮廓曲线的振幅,由该点的频率的倒数求得轮廓曲线的波长,将其设为A12、F12
[数均粒径(DX、DY)]
通过使用透射型电子显微镜(TEM)观察截面,对于用[由第1层与第2层形成的界面的状态]中记载的方法区分的第1层、第2层,对于来自相同图像的第1层中所含的粒子X的无机粒子部分100个,利用图像处理软件测量其外径,将其值按照JISZ8819-2(2001)记载的个数基准算术平均长度直径的计算方法进行计算,将所得的值设为粒子X的数均粒径DX。对于第2层也同样地求得粒子Y的数均粒径DY
其中,外径表示粒子的最大直径(即表示粒子的长径,粒子中的最长的直径)。
[叠层体的透明性]
叠层体的透明性通过测定浊度值判定。浊度值的测定基于JIS-K7136(2000)、使用日本电色工业(株)制浊度仪,以从叠层体样品的与支撑基材相反侧(叠层膜侧)透过光的方式置于装置中进行测定,将浊度值为1.2%以下设为合格。
[导电层的透明性]
导电性叠层体的透明性通过对于在导电层的形成1中制成的导电性叠层体测定浊度值来进行判定。浊度测定基于JIS-K7136(2000),使用日本电色工业(株)制浊度仪,以从导电性叠层体样品的与支撑基材相反的侧(导电层侧)透射光的方式置于装置中进行测定,浊度值为1.5%以下时设为合格。
[导电层的表面电阻值、和退火温度下降效果]
对于在导电层的形成1、2中得到的导电性叠层体,根据JIS-K7194(1994),用4端子法测定表面电阻值。测定器使用ダイアインスツルメンツ制ロレスタ-EP。导电性叠层体的导电率将在导电层的形成1中得到的导电性叠层体的表面电阻值为180Ω/□以下的情况设为合格。另外,对于退火温度的下降效果,将在导电层的形成2中得到的导电性叠层体(130℃退火品)与在导电层的形成1中得到的导电性叠层体(160℃退火品)的差表面电阻值之差为30Ω/□以下的情况设为合格。
[导电层的密合性]
对于在导电层的形成1中形成的导电性叠层体,在常态下(23℃、相对湿度65%),在具有导电层的面上引入100个1cm2的交叉网格,在其上贴附ニチバン株式会社制胶带,使用橡胶辊,在荷重19.6N下往返3次,按压后沿90度方向剥离,利用导电层的残留个数以5个阶段进行评价(5:91个~100个、4:81个~90个、3:71个~80个、2:61个~70个、1:0个~60个),将3以上设为合格。
[导电层的图案可视性(正面观察)]
在形成了图案的导电性叠层体的与导电层相反的侧贴附黑色的胶带,将相对于样品从正面观察时的导电层图案的观察结果以5个阶段进行评价,在下述的判断基准中将3以上设为合格。
5:完全看不到图案
4:微弱地看到图案
3:略微看到图案,但不会在意
2:略微看到图案,产生注意
1:清楚地看到图案。
[导电层的图案可视性(倾斜观察)]
在图案形成后的导电性叠层体的与导电层相反的侧贴附黑色的胶带,将相对于样品从40~60°方向观察时的导电层的图案的外观以5个阶段进行评价,在下述的判断基准中将3以上设为合格。
5:完全看不到图案
4:微弱地看到图案
3:略微看到图案,但不会注意
2:略微看到图案,产生注意
1:清楚地看到图案。
[导电层图案的面内偏差]
对于上述图案形成后的导电层叠层体的、图案的观察情况、和色调的面内偏差,针对宽度方向(3处)、卷绕方向(3处)进行,对其差进行比较,以下述的判断基准,将3以上设为合格。
5:在任何地方导电层图案的观察情况、色调都相同
4:导电层图案的观察情况、色调根据地方略微不同
3:导电层图案的观察情况、色调根据地方稍有不同,但不会注意
2:导电层图案的观察情况、色调根据地方不同,产生注意
1:导电层图案的观察情况、色调根据地方明确不同。
表1中汇集了含有粒子a和氟聚合物A的混合液的配方、氟聚合物A的数均分子量、各成分的比率,表2中汇集了涂料组合物的组成,表3中汇集了涂料组合物中的成分比率,表4中汇集了支撑基材和叠层体的构成和评价结果,表5汇集了导电性叠层体的评价结果。
在评价项目中,对于即使1个项目不合格的情况,判断为未完成课题。如表1至5所示的那样,本发明的实施例实现了本发明欲解决的第一、第二课题这两者。
对于该涂料组合物中使用的氟化合物A在本发明优选的化合物之外的实施例11,是相当于PFOA的化合物,但作为叠层体的特性,是可接受的范围。
对于该涂料组合物的氟聚合物A的数均分子量比本发明优选的范围小的实施例14,界面的状态、导电性叠层体的透明性、图案的可视性稍差,但在可允许的范围。
对于该涂料组合物的氟聚合物A的数均分子量大于本发明优选范围的实施例17,图案的可视性稍差,但为可接受的范围。
对于在该叠层体的制造方法中,支撑基材的ζ电位大于本发明优选范围的实施例30、31,叠层体、和导电性叠层体的透明性、图案的可视性稍差,但为可接受的范围。
对于在该叠层体的制造方法中,支撑基材的表面自由能比本发明优选的范围大的实施例31,叠层体和导电性叠层体的透明性、图案的可视性稍差,但为可接受的范围。
表1-3-1
表1-3-2
表1-3-3
表1-3-4
表1-3-5
表1-3-6
表2-2-1
表2-2-2
表3-1-1
表3-1-2
表3-2-1
表3-2-2
表4-1-1
表4-1-2
表4-3-1
表4-3-2
表5-1
表5-2
符号的说明
1、8、15、32、40、48、57、64、72···叠层体
2、9、16、33、41、49、58、65、73···支撑基材
3、10、17、34、42、50、59、66、74···叠层膜
4、11、18、35、43、51、61、68、76···第1层
5、12、19、36、44、52、62、69、77···第2层
6、13、21、23、26、27、37、45、53、85、86、87、88、89···粒子X的无机粒子部分
7、14、20、39、47、55···粒子Y的无机粒子部分
22···开口部
24···外接圆
25···外接圆的中心(粒子X的无机粒子部分的中心点)
28、84···粒子X的无机粒子部分的中心间距离
29、38、46、54···界面的轮廓曲线
30···界面的轮廓曲线的振幅
31···界面的轮廓曲线的波长
56、63、71···导电性叠层体
60、67、75···导电层
70···第1层在最表面露出的部分
78···硬涂层和/或易粘接层
79···硬涂层和/或易粘接层、抗粘连层
80···开口部的内接圆

Claims (13)

1.一种叠层体,其在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,第1层含有粒子X,粒子X是至少具有无机粒子部分的粒子,第2层含有粒子Y,粒子Y是至少具有无机粒子部分的粒子,
其特征在于,上述粒子X的无机粒子部分的数均粒径即DX[nm]为5nm以上25nm以下,且满足式1和式2,
1.4≤(LX/DX)≤3···式1
SLX≤7···式2
LX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离[nm],
SLX是指利用扫描型电子显微镜观察第1层的表面时观察到的、粒子X的无机粒子部分的平均粒子中心间距离[nm]的标准偏差。
2.根据权利要求1所述的叠层体,其特征在于,上述第1层的平均膜厚为20nm以上40nm以下,第2层的平均膜厚为30nm以上65nm以下。
3.根据权利要求1所述的叠层体,其特征在于,利用扫描型电子显微镜观察上述第1层的表面时,每4μm2有5个以下的开口部,所述开口部具有上述DX的3倍以上的内接直径。
4.根据权利要求1或3所述的叠层体,其特征在于,由上述第1层与第2层形成的界面满足式3和式4,
0.3≤(A12/DX)≤1.1···式3
3≤(F12/DX)≤15···式4
A12是指由第1层与第2层形成的界面的轮廓曲线的振幅[nm],
F12是指由第1层与第2层形成的界面的轮廓曲线的波长[nm]。
5.根据权利要求1或3所述的叠层体,其特征在于,上述第1层的表面的、pH10时的ζ电位为-60mV以下。
6.一种导电性叠层体,其特征在于,在权利要求1~5的任一项所述的叠层体的第1层上具有导电层。
7.一种触摸面板,其含有权利要求6所述的导电性叠层体。
8.一种涂料组合物,其含有
具有源于氟化合物A的部分的聚合物即氟聚合物A、
具有无机粒子部分和源于氟聚合物A的部分的粒子即粒子a、
具有无机粒子部分、不具有源于氟聚合物A的部分的粒子即粒子b、
粘合剂原料、和
有机溶剂,
其特征在于,满足全部的条件1~3,
条件1:粒子a中的源于氟聚合物A的部分、氟化合物A、和氟聚合物A的合计与粘合剂原料的质量比为25:75~55:45,
条件2:氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计与粒子a中的源于氟聚合物A的部分的质量比为105:100~87:13,
条件3:氟聚合物A和粒子a中的源于氟聚合物A的部分的合计与氟聚合物A中的源于氟化合物A的部分的质量比为111:100~92:8,
其中,氟化合物A是指以下通式(1)所示的化合物,
R1-R2-Rf1···通式(1)
Rf1是指选自氟烷基、氟氧基烷基、氟烯基、氟烷烃二基、和氟氧基烷烃二基中的至少1个取代基,
R1是指反应性部分,
R2是指碳原子数为1~9的任一者的亚烷基、或碳原子数为1~9的任一者的亚烷基醚基,
并且,Rf1、R1、R2可在结构中具有侧链,
其中,氟聚合物A是指具有上述源于氟化合物A的部分和源于以下通式(2)所示的化合物D的部分的聚合物,
R3-R4-SiR5 n1(OR6)3-n1···通式(2)
R3是指反应性部分,
R4是指碳原子数为1~6的任一者的亚烷基、或碳原子数为1~6的任一者的亚烷基醚基,
R5、R6是指氢、或碳原子数为1~4的任一者的烷基,
n1是指0~2的整数。
9.根据权利要求8所述的涂料组合物,其特征在于,上述氟化合物A为以下通式(3)所示的化合物,
Rf2-X-OCOCH=CH2···通式(3)
Rf2是指碳原子数为4~6的任一者的直链状的全氟烷基,
X是指碳原子数为4~8的任一者的亚烷基。
10.根据权利要求8或9所述的涂料组合物,其特征在于,上述氟聚合物A是进而具有源于以下通式(4)所示的化合物E的部分的聚合物,
(R7)n2-R8 n3···通式(4)
R7是指反应性部分,
R8是指碳原子数为1~6的任一者的亚烷基、碳原子数为1~6的任一者的羟基烷基、碳原子数为1~6的任一者的烷氧基、碳原子数为1~3的任一者的亚烷基醚基、碳原子数为1~5的任一者的多元醇衍生物、碳原子数为1~12的任一者的羧酸衍生物、碳原子数为1~6的任一者的酰胺衍生物、或双酚衍生物,
其中,n2是指1~3的整数,n3是指1~10的整数。
11.根据权利要求10所述的涂料组合物,其特征在于,上述化合物E的R8为内酯环。
12.一种叠层体的制造方法,所述叠层体是在支撑基材的至少一面上依次具有折射率不同的第2层和第1层,第1层含有粒子A,第2层含有粒子B的叠层体,
在所述叠层体的制造方法中,在支撑基材的至少一面上涂布1次权利要求8~11的任一项所述的涂料组合物,接着进行干燥,
其中,将源于粒子a的粒子称为粒子A、源于粒子b的粒子称为粒子B。
13.根据权利要求12所述的制造方法,其特征在于,支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的、在涂料组合物的pH的情况下的ζ电位为-12mV以下,支撑基材的涂布涂料组合物的一侧的面的表面自由能为52mN/m以下。
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