成型用层叠膜

文档序号:156933 发布日期:2021-10-26 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 成型用层叠膜 (Laminated film for molding ) 是由 铃木翔 加藤龙哉 橘和寿 于 2020-03-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种成型用层叠膜等,其具有与以往同等以上的硬涂性,并且改善了作为层叠膜整体的形状追随性。本发明的成型用层叠膜至少依次具备基材膜、硬涂层和功能层,上述硬涂层至少含有树脂、和相对于上述硬涂层中所含的全部树脂成分100质量份为1~50质量份的无机氧化物粒子。(The present invention provides a laminated film for molding, which has a hard coating property equal to or higher than that of the conventional laminated film and has improved shape following property as the whole laminated film. The laminated film for molding comprises at least a base film, a hard coat layer and a functional layer in this order, wherein the hard coat layer contains at least a resin and 1-50 parts by mass of inorganic oxide particles per 100 parts by mass of the total resin components contained in the hard coat layer.)

成型用层叠膜

技术领域

本发明涉及可以在成型中使用的层叠膜。

背景技术

为了保护、装饰个人计算机、移动设备、移动电话、电子记事本、车载用显示面板等,已经开始采用使用了层叠有硬涂层的膜的嵌入成型法。

作为这样的层叠膜,在专利文献1中记载了一种成型用层叠膜,其特征在于,在基材膜上依次具有裂纹伸长率为5%以上的硬涂层和折射率为1.47以下的低折射率层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-41244号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来,在膜成型中,特别是进行成型加工成具有曲率半径小的曲面的形状,对于其中使用的层叠膜,不仅要求耐擦伤性等硬涂性,还要求更优异的形状追随性。层叠膜的形状追随性(成型性)例如可以通过拉伸层叠膜的两端时直至产生裂纹为止的层叠膜的伸长率(以下,也简称为“伸长率”)来评价。

为了使层叠膜显示出优异的形状追随性,优选层叠于该层叠膜的硬涂层、低折射率层等的伸长率优异。然而,明确了硬涂层是以防止膜表面的损伤为目的而形成的,因此由比较硬质且脆的材料构成,因此在与其他设置的层的关系方面,在实现作为层叠膜整体的形状追随性的提高方面存在改良的余地。例如,在基材膜上设置有硬涂层和防反射层的层叠膜中,在基材膜与硬涂层的层间以及硬涂层与防反射层的层间等可能产生裂纹,因此明确了作为层叠膜整体无法表现出高伸长率。

本发明是鉴于上述课题而完成的。即,本发明的目的在于提供具有与以往同等以上的硬涂性,并且改善了作为层叠膜整体的形状追随性的成型用层叠膜等。

用于解决课题的手段

本发明人等为了解决上述课题,对硬涂层的配方和各物性进行了深入研究,结果发现,通过在规定的硬涂层上设置功能层,能够兼顾优异的铅笔硬度和耐擦伤性、以及层叠膜整体的优异的伸长率等,从而完成了本发明。

即,本发明提供以下所示的各种具体方式。

(1)一种成型用层叠膜,其至少依次具备基材膜、硬涂层和功能层,上述硬涂层至少含有树脂和相对于上述硬涂层中所含的全部树脂成分100质量份为1~50质量份的无机氧化物粒子。

(2)根据上述(1)所述的成型用层叠膜,其中,上述无机氧化物粒子具有1~1500nm的平均粒径D50

(3)根据上述(1)或(2)所述的成型用层叠膜,其中,上述硬涂层具有0.5~5μm的厚度。

(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述无机氧化物粒子包含选自氧化铝粒子和二氧化硅粒子中的1种。

(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述硬涂层具有HB以上的铅笔硬度(依据JIS K5600-5-4:1999,750g载荷)。

(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述基材膜、上述硬涂层和上述功能层以不隔着其他层的方式层叠配置。

(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述功能层含有树脂。

(8)根据上述(1)~(7)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述功能层含有相对于上述功能层中所含的全部成分为1~100质量%的无机氧化物。

(9)根据上述(1)~(8)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述功能层具有20~200nm的厚度。

(10)根据上述(1)~(9)中任一项所述的成型用层叠膜,其中,上述功能层为选自防反射层、防污层、防眩层和装饰层中的至少1种。

(11)根据上述(1)~(10)中任一项所述的成型用层叠膜,其用于膜嵌入成型。

发明的效果

根据本发明,能够提供具有与以往同等以上的硬涂性,并且改善了作为层叠膜整体的形状追随性的成型用层叠膜等。

附图说明

图1是示意性地表示实施方式的成型用层叠膜101的截面图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,上下左右等位置关系只要没有特别说明,则基于附图所示的位置关系。另外,附图的尺寸比率并不限定于图示的比率。但是,以下的实施方式是用于说明本发明的例示,本发明并不限定于这些,可以在不脱离其主旨的范围内任意地变更来实施。需要说明的是,在本说明书中,例如“1~100”的数值范围的表述包含其下限值“1”和上限值“100”这两者。另外,其他数值范围的表述也是同样。

图1是表示本实施方式的成型用层叠膜101的主要部分的示意截面图。本实施方式的成型用层叠膜101具备基材膜11、设置于该基材膜11的一个面11a侧的硬涂层21、和设置于该硬涂层21的一个面21a侧的功能层31。即,成型用层叠膜101具有至少依次排列有功能层31、硬涂层21和基材膜11的层叠结构(3层结构)。需要说明的是,在成型用层叠膜101的背面侧(基材膜11的另一面11b侧),可以根据需要设置印刷层、粘合层、底涂层等任意的层。以下,对成型用层叠膜101的各构成要素进行详述。

<基材膜>

基材膜11只要能够支撑硬涂层21和功能层31,则其种类没有特别限定。从尺寸稳定性、机械强度和轻量化等观点出发,作为基材膜11,优选使用合成树脂膜。作为合成树脂膜,例如可举出由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、环状烯烃聚合物、聚苯乙烯、三乙酰纤维素、(甲基)丙烯酸酯、聚氯乙烯、氟系树脂等形成的膜。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。另外,也可以优选使用将它们以任意的组合使用的层叠膜。需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是包含丙烯酸、甲基丙烯酸这两者的概念。这些基材膜11中,优选聚酯膜、聚酰亚胺膜、聚碳酸酯膜、(甲基)丙烯酸系膜以及将它们任意组合而成的层叠膜,更优选聚碳酸酯膜。

基材膜11的外观可以为透明、半透明、无色、着色中的任一种,没有特别限定,优选透光性高的基材膜。具体而言,优选按照JIS K7361-1:1997测定的总光线透射率为85%以上的透明树脂膜,更优选为88%以上,进一步优选为90%以上,特别优选为92%以上。需要说明的是,根据需要,可以对基材膜11实施等离子体处理、电晕放电处理、远紫外线照射处理、锚固处理等。另外,也可以使基材膜11含有紫外线吸收剂、光稳定剂。

基材膜11的折射率n0优选为1.45~1.75,更优选为1.50~1.75。

基材膜11的厚度可以根据要求性能和用途适当设定,没有特别限定,通常为10~500μm,优选为100~400μm,更优选为150~300μm。

<硬涂层>

硬涂层21是为了提高基材膜11的表面硬度、防止在表面产生损伤而设置的涂膜。另外,有时也以提高基材膜11的表面平滑性为目的而设置。本实施方式的硬涂层21为了具备作为上述层叠膜整体的形状追随性,可以使用至少含有树脂和分散于该树脂中的无机氧化物粒子的硬涂涂膜。需要说明的是,在本实施方式中,例示了仅在基材膜11的一个面11a上设置硬涂层21,但也可以在基材膜11的另一个面11b(在图中为下方)侧设置硬涂层21。

(树脂)

作为构成硬涂层21的原材料,可以使用公知的原材料,其种类没有特别限定。一般而言,可以由使至少含有热塑性树脂、热固化性树脂、电离辐射固化性树脂等公知的树脂和无机氧化物粒子的固化性树脂组合物固化等而得到的固化物构成。

作为热塑性树脂和热固化性树脂,例如可举出饱和或不饱和的聚酯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系树脂、(甲基)聚酯丙烯酸酯系树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯系树脂、环氧(甲基)丙烯酸酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、环氧系树脂、乙烯基系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、缩醛系树脂、聚乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺系树脂、酚醛系树脂、有机硅系树脂等,但不特别限定于这些。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。

作为电离辐射固化性树脂,例如可以使用通过电离辐射(紫外线或电子束)的照射而固化的光聚合性预聚物。另外,光聚合性预聚物可以单独使用,但从交联固化性的提高、固化收缩的调整等赋予或提高各种性能的观点出发,优选组合使用光聚合性单体,可以进一步根据需要使用光聚合引发剂、光聚合促进剂、敏化剂(例如紫外线敏化剂)等助剂。

光聚合性预聚物通常大致分为阳离子聚合型和自由基聚合型。作为阳离子聚合型光聚合性预聚物,例如可举出环氧系树脂、乙烯基醚系树脂等。作为环氧系树脂,例如可举出双酚系环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。作为自由基聚合型光聚合性预聚物,例如可举出(甲基)丙烯酸系预聚物(硬质预聚物)等。这些光聚合性预聚物可以单独使用1种或组合使用2种以上。其中,从硬涂性的观点出发,优选在1分子中具有2个以上的(甲基)丙烯酰基、且通过交联固化而成为三维网状结构的(甲基)丙烯酸系预聚物(硬质预聚物)。

作为(甲基)丙烯酸系预聚物,例如可举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸多氟烷基酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯等,但不特别限定于这些。这些(甲基)丙烯酸系预聚物可以单独使用1种或组合使用2种以上。

作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物,例如可举出将通过聚醚多元醇、聚酯多元醇与多异氰酸酯的反应而得到的聚氨酯低聚物通过与(甲基)丙烯酸的反应进行酯化而得到的预聚物等,但不特别限定于此。这些氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物可以单独使用1种或组合使用2种以上。

作为聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物,例如可举出将通过多元羧酸与多元醇的缩合而得到的在两末端具有羟基的聚酯低聚物的羟基用(甲基)丙烯酸酯化而得到的预聚物、将在多元羧酸上加成环氧烷而得到的低聚物的末端的羟基用(甲基)丙烯酸酯化而得到的预聚物等,但不特别限定于这些。这些聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物可以单独使用1种或组合使用2种以上。

作为环氧(甲基)丙烯酸酯系预聚物,例如可举出通过分子量较低的双酚系环氧树脂、酚醛型环氧树脂的环氧乙烷环与(甲基)丙烯酸的反应进行酯化而得到的预聚物等,但不特别限定于此。这些环氧(甲基)丙烯酸酯系预聚物可以单独使用1种或组合使用2种以上。

作为光聚合性单体,例如可举出单官能(甲基)丙烯酸单体(例如(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等)、2官能(甲基)丙烯酸单体(例如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等)、3官能以上的(甲基)丙烯酸单体(例如二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等)等,但不特别限定于这些。这些光聚合性单体可以单独使用1种或组合使用2种以上。需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”为包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯这两者的概念。

其中,优选聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物、或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。作为聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物、或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的市售品,没有特别限定,可举出共荣化学工业株式会社制的AT-600、UA-1011、UA-306H、UA-306T、UA-3061、UF-8001、UF-8003、日本合成化学工业株式会社制的UV7550B、UV-7600B、UV-1700B、UV-6300B、UV-7605B、UV-7640B、UV-7650B、新中村化学工业株式会社制的U-4HA、U-6HA、UA-100H、U-6LPA、U-15HA、UA-32P、U-324A、U-2PPA、UA-NDP、Daicel-UCB株式会社制的Ebecryl-270、Ebecryl-284、Ebecryl-264、Ebecryl-9260、Ebecryl-1290、Ebecryl-1290K、Ebecryl-5129、根上工业株式会社制的UN-3220HA、UN-3220HB、UN-3220HC、UN-3220HS、三菱丽阳株式会社制的RQ系列、荒川化学工业株式会社制的BEAMSET系列。

上述聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的含量相对于用于形成硬涂层21的固化性树脂组合物的固体成分总量100质量%优选为10~90质量%,更优选为20~80质量%。

相对于用于形成硬涂层21的固化性组合物的固体成分总量100质量%,分子中包含4个以上聚合性官能团的单体(其中,不包括聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯)的含量优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下,特别优选为40质量%以下。

作为聚合性官能团,没有特别限定,例如可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基。

作为分子中包含4个以上聚合性官能团的单体,没有特别限定,例如可举出季戊四醇四(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、三季戊四醇六三(甲基)丙烯酸酯。

除了上述聚酯(甲基)丙烯酸酯系预聚物、或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯以外,优选含有在分子中包含1~3个聚合性官能团的单体、或低聚物。

作为分子中包含1~3个聚合性官能团的单体、低聚物,没有特别限定,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯。

相对于用于形成硬涂层21的固化性组合物的固体成分总量100质量%,分子中包含1~3个聚合性官能团的单体或低聚物的含量优选为5~60质量%的范围,更优选为10~50质量%的范围。

在形成硬涂层21时使用光聚合性预聚物和光聚合性单体的情况下,优选使用光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如,对于自由基聚合型光聚合性预聚物、光聚合性单体,例如可举出苯乙酮、二苯甲酮、米蚩酮、苯偶姻、苄基甲基缩酮、苯甲酰基苯甲酸酯、羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-(4-吗啉基)-1-丙烷、α-酰基肟酯、噻吨酮类等,但不特别限定于这些。作为针对阳离子聚合型光聚合性预聚物的光聚合引发剂,例如可举出由芳香族锍离子、芳香族氧代锍离子、芳香族碘鎓离子等鎓与四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、六氟砷酸盐等阴离子构成的化合物等,但不特别限定于这些。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。

光聚合引发剂的配合量没有特别限定,通常,相对于上述的光聚合性预聚物和光聚合性单体的合计100质量份,在0.2~10质量份的范围内适当设定即可。需要说明的是,在本说明书中,光聚合引发剂的量作为硬涂层21中所含的全部树脂成分的一部分而相加。

作为光聚合促进剂,例如可举出对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、对二甲基氨基苯甲酸乙酯等。作为紫外线敏化剂,例如可举出正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等,但不特别限定于这些。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。

这些光聚合促进剂助剂和紫外线敏化剂的配合量没有特别限定,通常,相对于上述的光聚合性预聚物和光聚合性单体的合计100质量份,在0.2~10质量份的范围内适当设定即可。

(无机氧化物粒子)

本实施方式中的硬涂层21相对于硬涂层21中所含的全部树脂成分100质量份至少含有1~50质量份的无机氧化物粒子。通过含有无机氧化物粒子,可以得到层叠膜整体的优异的伸长率。

作为无机氧化物粒子,例如可举出氧化铝粒子、二氧化硅粒子、二氧化钛粒子、氧化锆粒子、氧化锑粒子、氧化锡粒子、氧化钽粒子、氧化锌粒子、氧化铈粒子、氧化铅粒子、氧化铟粒子等,没有特别限定。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。其中,优选选自氧化铝粒子和二氧化硅粒子中的至少1种,更优选氧化铝粒子。

无机氧化物粒子的平均粒径D50没有特别限定,优选为1~1500nm,更优选为10~1000nm,进一步优选为15~300nm,特别优选为20~150nm,最优选为30~100nm。通过使用具有该范围的平均粒径D50的无机氧化物粒子,层叠膜具有作为该层叠膜整体而显示出优异的伸长率的趋势。

需要说明的是,本说明书中的平均粒径D50是指利用激光衍射式粒度分布测定装置(例如,株式会社岛津制作所制,商品名“SALD-7000”等)测定的中值粒径(D50)。另外,中值粒径(D50)是指在粒子分布中粒子的量从小粒径侧起累积计算而成为50体积%时的粒径。

无机氧化物粒子的含量相对于硬涂层21中所含的全部树脂成分100质量份优选为1~50质量份,更优选为1~25质量份,进一步优选为1~10质量份,特别优选为1~5质量份。通过使用该范围的含量的无机氧化物粒子,从而层叠膜具有显示优异的伸长率、显示优异的硬涂性的趋势。

需要说明的是,硬涂层21只要为不过度阻碍本发明的效果的程度,则可以含有各种添加剂。作为各种添加剂,例如可举出表面调节剂、润滑剂、着色剂、颜料、染料、荧光增白剂、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、流平剂、流动调节剂、消泡剂、分散剂、储存稳定剂、交联剂、硅烷偶联剂等,但不特别限定于这些。

另外,硬涂层21的表面硬度没有特别限定,优选为HB以上,更优选为F以上,进一步优选为H以上。表面硬度的值由利用依据JIS K5600-5-4:1999的方法,在载荷750g下测定的铅笔划痕值(铅笔硬度)来表示。

硬涂层21的折射率n2可以适当设定,没有特别限定,优选为1.35~1.70,更优选为1.45~1.70。

硬涂层21的厚度可以适当设定,没有特别限定,优选为0.5~5μm,更优选为1~4μm,进一步优选为2~4μm。

<功能层>

对功能层31进行说明。功能层31是为了实现成型用层叠膜101的高功能化,例如为了提高表面平滑性、表面硬度、耐擦伤性、防污性、光学特性等而设置的层。该功能层31可以使用用于层叠膜的公知的功能层。具体而言,可举出防反射层、防污层、防眩层、装饰层、防指纹附着层、防粘连层、紫外线吸收层、牛顿环抑制层等,但不特别限定于这些。另外,功能层31可以是具有这些中的任一种功能的单一的层,也可以是这些多个功能复合化而成的单一的层,还可以是多个层层叠而成的复合体。这些功能层31中,优选为选自防反射层、防污层、防眩层和装饰层中的至少1种,更优选为防反射层。

功能层31优选含有树脂。作为树脂,也可以使用上述硬涂层21的说明中列举的树脂,也可以使用氟系树脂或硅系树脂。

功能层31优选相对于该功能层31中所含的全部成分而含有1~100质量%的无机氧化物。作为无机氧化物,例如可举出氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锑、氧化锡、氧化钽、氧化锌、氧化铈、氧化铅、氧化铟等,没有特别限定。这些之中,优选氧化硅或氧化铝,更优选氧化硅。

无机氧化物的含量优选为1~100质量%,更优选为20~80质量%,进一步优选为30~60质量%。通过使无机氧化物的含量为该范围,从而成型用层叠膜101有显示出更显著优异的层叠膜整体的伸长率的趋势。

(防反射层)

防反射层是为了减少硬涂层21的表面部分的映入、提高成型用层叠膜101整体的总光线透射率而设置的。为了防止表面部分的映入,也考虑将硬涂层21的折射率设计得小。然而,如果以折射率变小的方式设计硬涂层21,则有时硬涂层21的硬涂性降低。因此,在本实施方式中,为了在不降低硬涂层21的硬涂性的情况下防止表面部分的映入,在硬涂层21的表面形成具有比硬涂层21的折射率低的折射率的防反射层。本实施方式中的防反射层优选具有比硬涂层21的折射率低的折射率。

防反射层例如包含树脂或无机氧化物。树脂也可以使用在上述硬涂层21的说明中列举的树脂,但在需要调整防污性、折射率的情况下,优选包含氟系树脂或硅系树脂。在防反射层包含树脂的情况下,优选还包含无机氧化物粒子。并且,在防反射层包含无机氧化物的情况下,可以进一步包含不同种类的无机氧化物粒子。该无机氧化物粒子可以为上述无机氧化物粒子。

作为氟系树脂,例如可举出含氟单体、含氟低聚物、含氟高分子化合物等。此处,含氟单体、含氟低聚物为分子中具有烯键式不饱和基团和氟原子的单体、低聚物。

作为含氟单体、含氟低聚物,例如可举出含氟(甲基)丙烯酸酯类(例如(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2-(全氟己基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、(甲基)丙烯酸β-(全氟辛基)乙酯等)、二-(α-氟丙烯酸)氟烷基酯类(例如二-(α-氟丙烯酸)-2,2,2-三氟乙基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,3-五氟丙基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,4-六氟丁基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一氟己基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十三氟庚基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基乙二醇、二-(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十七氟壬基乙二醇等)等。

作为含氟高分子化合物,例如可举出以含氟单体和用于赋予交联性基团的单体为结构单元的含氟共聚物。作为含氟单体单元的具体例,例如为氟烯烃类(例如氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯等)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化烷基酯衍生物类(例如“Viscoat 6FM”(大阪有机化学工业株式会社制)、“M-2020”(大金工业株式会社制)等)、完全或部分氟化乙烯基醚类等。作为用于赋予交联性基团的单体,除了如甲基丙烯酸缩水甘油酯那样在分子内预先具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸酯单体以外,还可举出具有羧基、羟基、氨基、磺酸基等的(甲基)丙烯酸酯单体(例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟甲基酯、(甲基)丙烯酸羟烷基一酯、丙烯酸烯丙酯等)等。

在防反射层中,如果氟系树脂的含量相对于组合物的树脂固体成分总量100质量%为1%以上,则能够发挥效果。

作为硅系树脂,例如可举出具有烯键式不饱和基团的聚硅氧烷化合物的聚合物等。具体而言,优选在分子中的聚硅氧烷主链的两末端具有烯键式不饱和基团的2官能以上的聚硅氧烷化合物,特别是更优选在聚硅氧烷主链的两末端和侧链具有1个以上的烯键式不饱和基团的3官能以上的聚硅氧烷化合物。在此,作为烯键式不饱和基团,例如可举出乙烯基、丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基等。

作为具有烯键式不饱和基团的聚硅氧烷化合物的市售品,例如可举出Chisso株式会社制的Silaplane FM-0711、Silaplane FM-0721、Silaplane FM-0725、信越化学工业株式会社制的X-24-8201、X-22-174DX、X-22-1602、X22-1603、X-22-2426、X-22-2404、X-22-164A、X-22-164C、X-22-2458、X-22-2459、X-22-2445、X-22-2457、DOW CORNING TORAY株式会社制的BY16-152D、BY16-152、BY16-152C、BYK Japan株式会社制的BYK-UV3570等。

防反射层中的硅系树脂的含量相对于低折射率层的固体成分总量100质量%优选为1.5质量%以上且小于10质量%。

作为防反射层中所含的无机氧化物,可以使用无机氧化物溶胶。作为无机氧化物溶胶,例如可举出二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶等。这些无机氧化物溶胶中,从折射率、流动性、成本的观点出发,优选使用二氧化硅溶胶。需要说明的是,无机氧化物溶胶是指由于无机氧化物的存在而无法观测到丁达尔现象的材料,是指所谓的均匀溶液。例如,即使是通常被称为胶体二氧化硅溶胶的材料,如果观测到丁达尔现象,则在该实施方式中不包含于无机氧化物溶胶中。

这样的无机氧化物溶胶可以将四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、氧化锆丙醇、异丙醇铝、丁醇钛、异丙醇钛等无机醇盐水解来制备。作为无机氧化物溶胶的溶剂,例如可举出甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、1,4-二氧六环等。

无机氧化物粒子优选将上述无机氧化物微粉末化而成的粒子,可举出二氧化硅粒子、氧化铝粒子等。这些之中,从折射率、流动性、成本的观点出发,优选使用二氧化硅粒子。另外,无机氧化物粒子的形状没有特别限制,优选使用折射率低的多孔状或中空状的无机氧化物粒子。

根据光的防反射理论,防反射层的厚度优选满足下式。

d=(a+1)λ/4n3

在此,d为防反射层的厚度(单位为“nm”),a为0或正的偶数,λ为想要防止反射的光的中心波长,n3为防反射层的折射率。具体而言,d例如优选为2000nm左右以下,更优选为1000nm以下,进一步优选为800nm以下,特别优选为500nm以下,最优选为300nm以下。需要说明的是,想要防止反射的光的中心波长成为可见光区域,因此将λ设为通常被称为可见光区域的波长的中心波长即550nm,在使用氧化硅作为无机薄膜的情况下,折射率n成为1.40左右,因此防反射层的厚度d成为约100nm。

如果防反射层的厚度变厚,则难以产生由厚度不均引起的干涉不均,另一方面,难以发挥设置于下表面的硬涂层21的硬涂性。在该实施方式中,为了防止硬涂层21的硬涂性的降低和由光干涉引起的防反射效果的降低,在该硬涂层21的表面薄薄地形成防反射层。

防反射层的折射率n3优选为1.20~1.47,更优选为1.20~1.45。本实施方式的成型用层叠膜101优选防反射层的折射率n3小于硬涂层21的折射率n2,更优选比硬涂层21的折射率n2小0.1以上。

以上详述的成型用层叠膜101例如可以是通过在基材膜11的一个面11a侧形成硬涂层21后,在硬涂层21的表面21a侧层叠形成功能层31而得到的。这些各层的形成方法按照常规方法进行即可,没有特别限定。作为硬涂层21和功能层31的优选的制作方法,例如可举出刮刀涂布、浸涂、辊涂、棒涂、模涂、刮板涂布、气刀涂布、吻涂、喷涂、旋涂等以往公知的涂布方法。作为在此使用的涂布液的溶剂,例如可以使用水;甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等醚系溶剂;甲醇、乙醇、异丙醇等醇系溶剂、以及它们的混合溶剂等本领域公知的溶剂。通过对如此涂布的涂膜根据需要进行电离辐射处理、热处理、和/或加压处理等,能够制膜硬涂层21和功能层31。需要说明的是,作为各层的层叠前的前处理,也可以根据需要进行锚固处理、电晕处理等。

电离辐射照射中使用的光源没有特别限定。例如,可以使用超高压汞灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯、电子束加速器等。另外,此时的照射量也可以根据所使用的光源的种类、输出性能等适当设定,没有特别限定,紫外线的照射量通常以累计光量100~6000mJ/cm2左右为标准。

另外,热处理中使用的热源也没有特别限定。接触式和非接触式中的任一者均可以适宜地使用。例如,可以使用远红外线加热器、短波长红外线加热器、中波长红外线加热器、碳加热器、烘箱、加热辊等。热处理中的处理温度没有特别限定,通常为80~200℃,优选为100~150℃。

<成型用层叠膜的物性>

本实施方式的成型用层叠膜101中的总光线透射率优选为80%以上,更优选为85~99%,进一步优选为90~98%。需要说明的是,总光线透射率可以通过依据JIS K7361-1:1997的方法进行测定。

例如,如果是要求防眩性的用途,则本实施方式的成型用层叠膜101的雾度优选为6%以上。另一方面,如果是要求透明性的用途,则该雾度优选为5%以下,更优选为0.01~3%,进一步优选为0.1~1%。需要说明的是,雾度可以通过依据JIS K7136:2000的方法进行测定。

本实施方式的成型用层叠膜101的最外表面的算术平均粗糙度(Ra)优选为120nm以下,更优选为0.1~50nm,进一步优选为0.1~10nm,更进一步优选为0.1~5nm。需要说明的是,算术平均粗糙度(Ra)可以通过依据JIS B0601:2001的方法进行测定。

本实施方式的成型用层叠膜101例如可以用于装饰成型、模内成型、膜嵌入成型。本实施方式的成型用层叠膜101由于显示出层叠膜整体的优异的伸长率,所以即使是小曲率半径(例如1mm左右)下的90°弯折试验也不易产生裂纹,在作为层叠膜整体的形状追随性优异的方面,相对于现有技术尤其显示出优越性。

本实施方式的成型用层叠膜101的伸长率优选为5%以上,更优选为10~200%,进一步优选为30~150%,特别优选为40~100%。满足该范围的成型用层叠膜101显示出优异的伸长率,有显示出优异的硬涂性的趋势。作为成型用的用途,优选要求上述伸长率的用途。

伸长率可以通过依据JIS K7127:1999的方法来测定,更具体而言,可以通过实施例中记载的方法来测定。在测定在基材膜11上层叠有硬涂层21等的成型用层叠膜101的伸长率的情况下,如果在大幅低于基材膜11的玻璃化转变温度的温度条件下进行测定,则有时基材膜11发生断裂。在这样的情况下,通过将成型用层叠膜101加温至基材膜11的玻璃化转变温度附近,优选为玻璃化转变温度±5℃,能够测定准确的伸长率。

本实施方式的成型用层叠膜101适合用作移动电话、笔记本电脑等的电式设备框体的外装用膜、移动电话的图标片、车载用显示面板的保护膜。尤其是,作为阴极射线管(CRT)、等离子体显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(OELD或IELD)等显示装置的保护膜特别有用。

实施例

以下,基于实验对本发明进行详细说明,但本发明并不受这些实验的任何限定。只要不脱离本发明的主旨而实现本发明的目的,则本发明可以采用各种条件。需要说明的是,以下只要没有特别说明,则“份”表示“质量份”。

[测定方法]

<总光线透射率和雾度>

利用依据JIS K7361-1:1997的测定方法测定总光线透射率(Tt),利用依据JISK7136:2000的测定方法测定雾度(Haze),分别利用雾度计“NDH2000”(商品名,日本电色工业株式会社制),将各成型用层叠膜的与基材相反的面作为入光面,测定总光线透射率(Tt)和雾度(Haze)。

<算术平均粗糙度(Ra)>

利用依据JIS B0601:2001的测定方法,使用原子力显微镜“Nanocute系统”(商品名,株式会社Hitachi High-Tech Science制,探针:Si单晶探针,测定模式:DFM模式,图像处理:平坦处理(XY)1次)求出各成型用层叠膜的算术平均粗糙度(Ra)。

[评价方法]

<伸长率>

作为形状追随性的评价,依据JIS K7127:1999进行拉伸试验,测定各膜的伸长率。切成长度100mm×宽度25mm的短形而制作样品。接下来,在除了两端部以外的样品的中央部附近以长度50mm间隔进行标记,在拉伸试验机“AGS-1kNX”(商品名,株式会社岛津制作所制)设置有温度调节机构的装置中,以不利用卡盘夹持标记部的方式设置样品,设定为基材的玻璃化转变温度±5℃的范围,以卡盘间距离50mm、拉伸速度200mm/min进行拉伸试验,测定样品中产生裂纹的时刻的标记间的长度,除以最初标记的长度即50mm,算出伸长率(%)。通过目视确认有无裂纹。

<铅笔硬度>

作为硬涂性的评价,依据JIS K5600-5-4:1999,使用铅笔划痕硬度试验机“No.553-m”(商品名,株式会社安田精机制作所制)测定铅笔硬度。测定条件设为载荷750g和刮擦速度0.5mm/秒,在成型用层叠膜的最外表面(与基材膜相反侧的表面)用规定硬度的铅笔拖拽3条线,确认刮痕,以产生刮痕的为1条以内的最大硬度(B、HB、F、H)进行评价。需要说明的是,表2和表3的铅笔硬度的试验是在硬涂层形成后且功能层形成前和功能层形成后进行。硬涂层形成后且功能层形成前的评价在表中设为“仅HC层”,功能层形成后的评价是以层叠膜整体来表示。

<耐试剂性>

在成型用层叠膜的最外表面(与基材膜相反侧的表面)上涂布防晒霜“SPF100+”(商品名,Neutrogena公司制)0.3g,在80℃老化6小时后,用水洗掉防晒霜,通过目视确认外观的变化。

5:完全看不到外观的变化。

4:根据照射光的角度,稍微观察到外观的变化。

3:稍微观察到外观的变化。

2:观察到外观的变化。

1:明显观察到外观的变化。

<耐擦伤性>

作为硬涂性的评价,使用三聚氰胺海绵“激落君”(商品名,LEC株式会社制三聚氰胺泡沫)评价耐擦伤性。在此,以设置面积7cm2×200g载荷对成型用层叠膜的最外表面(与基材膜相反侧的表面)摩擦30次,然后,通过目视确认有无损伤。

5:无变化

4:出现1~2条薄伤痕

3:出现3~10条薄伤痕

2:确认到10条以上的薄伤痕

1:在摩擦面的整个面产生锐利的伤痕

[成型用层叠膜的制造]

(实施例1:成型用层叠膜E1)

在厚度250μm、玻璃化转变温度150℃的聚碳酸酯膜的一个面涂布表1所示的无机氧化物粒子含量的下述配方的硬涂层涂覆液并干燥后,照射紫外线使其固化,形成了厚度3μm、折射率1.52的硬涂层(以下,也称为“HC层”)。然后,将下述配方的功能层涂覆液涂布于硬涂层上并干燥后,照射紫外线使其固化,形成厚度100nm、折射率1.37的防反射层作为功能层,得到成型用层叠膜E1。对于所得到的成型用层叠膜E1,进行伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性的评价,将其结果示于表1。

(比较例1:成型用层叠膜CE1)

在硬涂层的形成时省略无机氧化物粒子的配合,除此以外,与实施例1同样地形成硬涂层和防反射层,得到成型用层叠膜CE1。对于所得到的成型用层叠膜CE1,进行伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性的评价,将其结果示于表1。

(参考例1~3:成型用层叠膜R1~R3)

不形成功能层,如表1所示那样变更硬涂层形成时的无机氧化物粒子含量,除此以外,与实施例1同样地形成硬涂层,得到成型用层叠膜。对于各成型用层叠膜,进行伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性的评价,将其结果示于表1。

<硬涂层涂覆液>

丙烯酸系紫外线固化型树脂:167质量份(固体成分量100质量份)

(商品名:BEAMSET 1200,荒川化学工业株式会社制,固体成分量60质量%)

无机氧化物粒子A-1:量为表中记载的量(质量份)

(氧化铝粒子,平均粒径D50:80nm,固体成分量100质量%)

无机氧化物粒子A-2:量为表中记载的量(质量份)

(氧化铝粒子,平均粒径D50:900nm,固体成分量100质量%)

无机氧化物粒子B:量为表中记载的量(质量份)

(二氧化硅粒子,平均粒径D50:250nm,固体成分量100质量%)

流平剂:2质量份

(商品名:M-ADDITIVE,DOW CORNING TORAY株式会社制,固体成分量10质量%)

溶剂:调整为固体成分量20质量%

(甲乙酮(MEK))

<功能层涂覆液>

电离辐射固化性树脂:50质量份

(商品名:BEAMSET 575,荒川化学工业株式会社制,固体成分量100质量%)

多官能丙烯酸酯:50质量份

(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),固体成分量100质量%)

光引发剂:3质量份

(商品名:Omnirad 127,IGM Resins公司制,固体成分量100质量%)

多孔质二氧化硅微粒:100质量份

(平均粒径D50:55nm,固体成分量100质量%)

添加剂:3质量份

(商品名:MEGAFACE RS-75,DIC株式会社制,固体成分量40质量%)

溶剂:功能层涂覆液的固体成分量调整为6质量%

(甲乙酮(MEK))

[表1]

首先,根据参考例1~3的对比可知,在未层叠防反射层的成型用层叠膜中,如果在硬涂层中含有无机氧化物粒子,则随着其含量的增大,成型用层叠膜整体的伸长率变小。另一方面,根据比较例1和实施例1的对比可知,在具有防反射层和硬涂层的成型用层叠膜中,如果使硬涂层含有无机氧化物粒子,则与上述的参考例1~3的结果相反,成型用层叠膜整体的伸长率提高。与此同时,根据比较例1和实施例1的对比显示出,通过使硬涂层中含有无机氧化物粒子,则能够提高成型用层叠膜的耐擦伤性。

(实施例2~6:成型用层叠膜E2~E6)

在厚度250μm、玻璃化转变温度150℃的聚碳酸酯膜的一个面涂布表2所示的无机氧化物粒子含量的上述配方的硬涂层涂覆液并干燥后,照射紫外线使其固化,形成厚度3μm、折射率1.52的硬涂层。然后,将上述配方的防反射层涂覆液涂布于硬涂层上并干燥后,照射紫外线使其固化,形成厚度100nm、折射率1.37的防反射层,得到成型用层叠膜E2~E6。

对于所得到的各成型用层叠膜E2~E6,进行伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性的评价,将其结果示于表2。对于实施例1和比较例1中示出的成型用层叠膜E1、CE1,为了参考,也将其结果示于表2。

[表2]

如上所述,根据实施例1~6和比较例1的对比结果显示出,通过硬涂层含有无机氧化物粒子,能够实现在伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性中的任一个方面均具有优异的性能的层叠膜。

(实施例11~15和比较例2:成型用层叠膜E11~E15、CE2)

在厚度250μm、玻璃化转变温度150℃的聚碳酸酯膜的一个面涂布表3所示的无机氧化物粒子含量的上述配方的硬涂层涂覆液并干燥后,照射紫外线使其固化,形成厚度3μm、折射率1.52的硬涂层。然后,将上述配方的防反射层涂覆液涂布于硬涂层上并干燥后,照射紫外线使其固化,形成厚度100nm、折射率1.37的防反射层,得到成型用层叠膜E11~E15。

另一方面,作为比较例2,在硬涂层的形成时省略无机氧化物粒子的配合,除此以外,与实施例11同样地形成硬涂层和防反射层,得到成型用层叠膜CE2。

对于所得到的各成型用层叠膜E11~E15、CE2,进行伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性的评价,将其结果示于表3。

[表3]

根据比较例2和实施例11~15的对比可知,在具有防反射层和硬涂层的成型用层叠膜中,与表1和表2的结果同样地,如果使硬涂层中含有平均粒径D50为900nm的无机氧化物粒子,则成型用层叠膜整体的伸长率提高。

另一方面,根据实施例1~6和实施例11~15的对比显示出,在无机氧化物粒子的含量多的情况下,存在由无机氧化物粒子的平均粒径D50的差异带来的影响变大的趋势,如果使用具有更小的平均粒径D50的无机氧化物粒子,则存在层叠膜整体的伸长率进一步提高的趋势。另外,根据实施例1~6和实施例11~15的对比显示出,如果使用具有更小的平均粒径D50的无机氧化物粒子,则能够抑制层叠膜的雾度的上升。

(实施例21~22:成型用层叠膜E21~E22)

如表4中记载那样变更无机氧化物粒子的种类和配合量,除此以外,通过与实施例1相同的配方和制造方法得到实施例21~22的成型用层叠膜E21、E22。进行所得到的各成型用层叠膜E21、E22的评价,将其结果示于表4。

[表4]

*1相对于HC层中所含的全部树脂成分100质量份的配合量

显示出:即使在使用二氧化硅粒子作为无机氧化物粒子的情况下,也能够实现在伸长率、铅笔硬度、耐试剂性和耐擦伤性中的任意方面均具有与使用了氧化铝粒子的成型用层叠膜同等优异的性能的成型用层叠膜。

产业上的可利用性

本发明适合用作移动电话、笔记本电脑等的电式设备框体的外装用膜、移动电话的图标片、车载用显示面板的保护膜。尤其是,作为阴极射线管(CRT)、等离子体显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(OELD或IELD)等显示装置的保护膜特别有用。

附图标记说明

101…成型用层叠膜,11…基材膜,21…硬涂层,31…功能层

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