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功能性膜及其制造方法

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


功能性膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及功能性膜及其制造方法。

背景技术

功能性膜例如是发挥防反射等光学功能、硬涂或气体阻隔等保护功能的构件。

功能性膜有时通过在基材设置功能层而构成。此时,功能层作为发挥功能性膜所期待的所期望的功能的层而形成。

在基材上设置功能层的功能性膜中,通常使用主要成分为树脂的膜作为基材。另一方面,功能层通常可以由有机材料、无机材料或将它们组合而成的材料形成。

将有机材料与无机材料组合而成的材料例如为在形成为膜状的有机材料的树脂内包含无数无机材料的粒状填料的材料等。

在基材上直接设置功能层的情况下,根据基材的材质与功能层的材质的关系,有时基材与功能层不充分密合。该情况下,有时通过在基材与功能层之间设置底涂层来实现密合性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2021-24913号公报

发明内容

功能层在树脂内包含无机材料的粒状填料的情况下,通过填料可得到所期望的功能,另一方面,功能层与基材的密合性有时会因填料而受损。与此相对,如上所述若设置底涂层,则能够提高功能层与基材的密合性。但是,例如在功能性膜的厚度存在限制的情况下,必须使功能层的厚度减小底涂层的厚度的量,可发生填料的数量减少的状况。此时,功能层的功能有可能降低。

本发明是考虑到上述情况而进行的,其目的在于提供一种能够简单且有效地提高基材与功能层的密合性、进而能够适宜地发挥所期待的功能的功能性膜及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式涉及以下的[1]~[11]。

[1]一种功能性膜,其具备:包含乙酰纤维素系树脂的基材;设置于上述基材上的包含填料的底涂层;和设置于上述底涂层上的包含填料的功能层,上述基材在上述底涂层侧具有上述底涂层所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层,上述渗透层的厚度为0.1μm以上3.5μm以下,上述底涂层的厚度为0.1μm以上1.0μm以下,上述底涂层中的上述填料和上述功能层中的上述填料是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒,上述底涂层中的上述填料的密度为上述功能层中的上述填料的密度的1/3以上3/4以下,上述底涂层和上述功能层包含树脂,上述底涂层的树脂成分与上述功能层的树脂成分相同。

[2]一种功能性膜,其具备:包含乙酰纤维素系树脂的基材;设置于上述基材上的包含填料的底涂层;和设置于上述底涂层上的包含填料的功能层,上述基材在上述底涂层侧具有上述底涂层所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层,上述渗透层的厚度为0.1μm以上3.5μm以下,上述底涂层的厚度为0.1μm以上1.0μm以下,上述底涂层中的上述填料和上述功能层中的上述填料是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒,上述功能层中的上述填料在上述功能层的厚度方向的截面中以每0.5μm

[3]一种功能性膜,其具备:包含乙酰纤维素系树脂的基材;设置于上述基材上的包含填料的底涂层;和设置于上述底涂层上的包含填料的功能层,上述基材在上述底涂层侧具有上述底涂层所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层,上述渗透层的厚度为0.1μm以上3.5μm以下,上述底涂层的厚度为0.1μm以上1.0μm以下,上述底涂层中的上述填料和上述功能层中的上述填料是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒,上述底涂层中的上述填料在上述底涂层的厚度方向的截面中以每0.2μm

[4]一种功能性膜,其具备:包含乙酰纤维素系树脂的基材;设置于上述基材上的包含填料的底涂层;和设置于上述底涂层上的包含填料的功能层,上述基材在上述底涂层侧具有上述底涂层所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层,上述渗透层的厚度为0.1μm以上3.5μm以下,上述底涂层的厚度为0.1μm以上1.0μm以下,上述底涂层中的上述填料和上述功能层中的上述填料是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒,上述底涂层中的上述填料的密度在上述底涂层的厚度方向的截面中为15%以上30%以下,上述底涂层和上述功能层分别包含树脂,上述底涂层的树脂成分与上述功能层的树脂成分相同。

在上述[1]~[4]的功能性膜中,底涂层的树脂成分是指底涂层中包含的全部树脂,所包含的树脂的种类为一种或两种以上。即,底涂层的树脂成分是指由底涂层中包含的一种或两种以上的树脂构成的物质。功能层的树脂成分是指功能层中包含的全部树脂,所包含的树脂的种类为一种或两种以上。即,功能层的树脂成分是指由功能层中包含的一种或两种以上的树脂构成的物质。

上述[1]的功能性膜中,可以是底涂层包含一种树脂且功能层包含一种树脂。该情况下,底涂层的树脂成分和功能层的树脂成分仅为一种(单一)树脂,是相同的。

另外,上述[1]的功能性膜中,可以是底涂层包含两种树脂且功能层包含两种树脂。该情况下,底涂层的树脂成分中的两种成分(两种树脂)的种类和混配与功能层的树脂成分中的两种成分(两种树脂)的种类和混配相同。

另外,上述[1]的功能性膜中,可以是底涂层包含三种以上的树脂且功能层包含三种以上的树脂。该情况下,底涂层的树脂成分中的各成分(各树脂)的种类和混配与功能层的树脂成分的各成分(各树脂)的种类和混配相同。

[5]一种功能性膜的制造方法,其具备:稀释液涂布工序,在基材上涂布将包含填料的第1树脂组合物用溶剂稀释而成的稀释液;干燥工序,使上述溶剂的一部分蒸发,使上述第1树脂组合物保持未固化或半固化的状态;设置工序,在上述稀释液上设置包含填料的第2树脂组合物;和固化工序,通过使上述第1树脂组合物和上述第2树脂组合物固化,在上述基材上形成包含上述第1树脂组合物固化而成的树脂的底涂层,并在上述底涂层上形成包含上述第2树脂组合物固化而成的树脂的功能层,上述稀释液涂布工序中,使上述稀释液中的上述第1树脂组合物的一部分渗透到上述基材,上述干燥工序中,使上述溶剂的一部分蒸发,由此将残留溶剂残留在上述稀释液中,上述设置工序中,在上述稀释液上设置有上述第2树脂组合物时,利用上述残留溶剂使上述稀释液上的上述第2树脂组合物的一部分向上述稀释液侧流动,使上述底涂层中的上述填料的密度小于上述功能层中的上述填料的密度,使上述第1树脂组合物所包含的上述填料与上述第2树脂组合物所包含的上述填料相同。

[6]如上述[5]所述的功能性膜的制造方法,其中,上述设置工序中,将加热后的上述第2树脂组合物设置于上述稀释液上。

[7]如上述[5]或[6]所述的功能性膜的制造方法,其中,上述第1树脂组合物中的上述填料的比例与上述第2树脂组合物中的上述填料的比例相同。

[8]如上述[5]至[7]中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,上述溶剂为酮系溶剂。

[9]如上述[5]至[8]中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,上述填料是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒。

[10]如上述[5]至[9]中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,上述第1树脂组合物和上述第2树脂组合物为电离射线固化型树脂或热固化型树脂。

[11]如上述[5]至[10]所述的功能性膜的制造方法,其中,上述基材包含乙酰纤维素系树脂。

发明的效果

根据本发明,可以提供一种能够简易且有效地提高基材与功能层的密合性、进而能够适宜地发挥所期待的功能的功能性膜。

附图说明

图1是示意性地示出一个实施方式的功能性膜的图。

图2是一个实施方式的功能性膜的厚度方向上的截面的示意图。

图3A是示出一个实施方式的功能性膜的厚度方向上的截面的SEM图像的图。

图3B是示出在图3A所示的功能性膜的厚度方向上的截面中测定填料的密度和个数的步骤的图。

图4A是示出一个变形例的功能性膜的厚度方向上的截面的SEM图像的图。

图4B是示出在图4A所示的变形例的功能性膜的厚度方向上的截面中测定填料的密度和个数的步骤的图。

图5A是示出另一变形例的功能性膜的厚度方向上的截面的SEM图像的图。

图5B是示出在图5A所示的变形例的功能性膜的厚度方向上的截面中测定填料的密度和个数的步骤的图。

图6是说明一个实施方式的功能性膜的制造方法的流程图。

图7是示出用于实施一个实施方式的功能性膜的制造方法的制造设备的图。

图8是示意性地示出又一变形例的功能性膜的图。

图9是示意性地示出又一变形例的功能性膜的图。

图10是示意性地示出又一变形例的功能性膜的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

需要说明的是,本说明书中,“片”、“膜”、“板”、“层”等术语并非仅基于称呼的不同而相互区分。因此,例如“片”是也包括可称为膜、板或层的构件的概念。

另外,本说明书中,“片面(板面、膜面)”是指在整体且全局地观察作为对象的片状构件的情况下与作为对象的片状构件的平面方向(面方向)一致的面。此外,本说明书中,片状构件的法线方向是指朝向作为对象的片状构件的片面的法线方向。另外,本发明和本实施方式中,有时仅使用树脂这样的术语。该情况下的树脂是指合成树脂。

<功能性膜>

首先,对一个实施方式的功能性膜1进行说明。图1是示意性地示出本实施方式的功能性膜1的图。图2是功能性膜1的厚度方向上的截面的示意图。

如图1和图2所示,功能性膜1具备基材10、设置于基材10上的底涂层20、以及设置于底涂层20上的功能层30。

需要说明的是,若准确地进行说明,底涂层20以与在厚度方向上相向的基材10的一对面中的一个面直接接触的状态设置。功能层30以与在厚度方向上相向的底涂层20的一对面中的与基材10侧相反一侧的面直接接触的状态设置。

(基材)

基材10为膜状的构件,具有在厚度方向上相向的一对面。基材10例如可以具有可见光透射性,也可以不具有可见光透射性。在具有可见光透射性的情况下,可见光透射性的优选值根据功能性膜1的用途而变化。

例如,在显示装置的显示面设置有功能性膜1的情况下,基材10优选为无色透明,其总光线透射率优选为87%以上、更优选为90%以上。在显示装置的显示面设置有功能性膜1的情况下,基材10的折射率可以为1.46以上1.70以下、可以为1.48以上1.65以下、可以为1.52以上1.64以下、可以为1.54以上1.64以下、也可以为1.56以上1.64以下。在显示装置的显示面设置有功能性膜1,期望控制透过基材10的光的各向异性的情况下,基材10可以由双向拉伸膜构成。

需要说明的是,基材10可以具有紫外线透射性等电离射线透射性、非电离射线透射性。在功能性膜1的制造工艺的关系中,有时优选具有电离射线透射性等,此时,有时通过使基材10确保电离射线透射性等而有利地促进制造。另外,本实施方式中,基材10可以具有可见光透射性和紫外线透射性。另一方面,在食品的包装等用途中,基材10的可见光透射性可以低,也可以不具有可见光透射性。

基材10例如可以是包含乙酰纤维素系树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、丙烯酸系树脂等合成树脂作为主要成分的膜。需要说明的是,主要成分是指相对于构成某种物质的多种成分中的全部物质以50%以上的比例含有的成分或含有最多的成分。需要说明的是,基材10也可以为比较硬质的板状的构件等。但是,金属膜的热收缩率、导电性等物性值与有机树脂大不相同,因此有时不适合于基材10。

乙酰纤维素系树脂例如为三乙酰纤维素(TAC)、二乙酰纤维素等。其中的TAC在希望确保高的总光线透射率的情况下是有利的材质。

聚酯系树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸乙二醇酯等。聚烯烃系树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等。丙烯酸系树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸乙酯等。需要说明的是,基材10的材质也可以是以上例示的材质以外的材质。

基材10的厚度没有特别限定,例如可以为10μm以上200μm以下。从操作性等方面出发,基材10的厚度的下限优选为15μm以上、更优选为25μm以上。从薄膜化的方面出发,基材10的厚度优选为150μm以下。

另外,如图1和图2所示,基材10具有基材主层11和渗透层12,在渗透层12上设置有底涂层20。渗透层12是底涂层20所包含的树脂渗透到基材10的一部分而成的,形成于基材10中的底涂层20侧的部分。

详情如后所述,底涂层20由利用溶剂将聚合性的树脂组合物稀释而成的稀释液形成,在涂布稀释液后,使稀释液中的溶剂蒸发且使树脂组合物聚合,换言之通过使其固化而形成。此处,在涂布稀释液时,首先,在基材10上形成渗透层12的基底。在将上述稀释液涂布于基材10的表面时,稀释液中的溶剂从基材10的表面渗透到基材10的内部,使基材10溶胀。此时,稀释液中的树脂组合物的一部分也渗透到基材10中,此时,形成渗透层12的基底。并且,在该渗透状态下,随着底涂层20的形成,溶剂被蒸发且树脂组成部固化,由此形成渗透层12。

从可靠地形成渗透层12的方面出发,优选溶剂容易渗透到基材10,该情况下,基材10的吸水性(吸液性)较高为宜。乙酰纤维素系树脂、尤其是TAC是吸水性(吸液性)比较高的合成树脂,通常吸水性(吸液性)比PET、PC高。因此,从形成渗透层12的方面出发,作为基材10,优选使用以TAC为主要成分的TAC膜。本实施方式中,基材10包含乙酰纤维素系树脂,具体而言由TAC膜构成。另外,在基材10由双向拉伸膜构成的情况下,存在溶剂容易渗透到基材10的倾向,可有利于渗透层12的形成。因此,基材10可以由乙酰纤维素系树脂形成的双向拉伸膜构成。另外,从形成渗透层12的方面出发,基材10的润湿性在依据JISK6768:1999测定的情况下,可以为30mN/m以上60mN/m以下、也可以为40mN/m以上50mN/m。另外,有时也不希望在渗透层12的形成中基材10的分子量过多。从该方面出发,基材10的重均分子量可以为2万以上100万以下、也可以为2万5千以上80万以下。重均分子量通过利用四氢呋喃溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)法来测定。

在基材10为透明的基材的情况下,在底涂层20所包含的树脂未渗透的基材主层11与底涂层20所包含的树脂渗透的渗透层12之间,通常颜色和/或雾度不同。图3A是功能性膜1的厚度方向上的截面的SEM图像的一例。图3A中,基材10具有基材主层11和渗透层12,能够掌握渗透层12的颜色比基材主层11的颜色深的情况。

可以通过目视如上所述将功能性膜1沿厚度方向切断而露出的层截面的SEM图像来验证在基材10上是否存在渗透层12。需要说明的是,也可以利用由透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM)取得的图像进行验证。另一方面,也可以通过成分分析来验证在基材10的底涂层20侧的部分是否混杂作为基材10的主要成分的树脂和底涂层20所包含的树脂,由此判断渗透层12的有无。此时的成分分析的方法也可以为红外光谱法、气相色谱质谱法等。

需要说明的是,渗透层12也可以不必形成在基材10上。但是,在形成渗透层12的情况下,基材10与底涂层20的密合性提高。因此,其结果,基材10与功能层30的密合性提高。

渗透层12的厚度优选为0.1μm以上3.5μm以下。渗透层12的厚度为0.1μm以上的情况下,能够确保良好的密合性。另一方面,渗透层12的厚度变得过大并不优选。例如,从可见光透射性的方面出发,渗透层12的厚度优选为3.5μm以下。

(底涂层)

底涂层20例如包含作为聚合物的树脂21作为主要成分。详细而言,图2所示的本实施方式中的底涂层20具有树脂21和保持于树脂21的无数填料40。底涂层20是为了将2个构件接合而位于该2个构件之间并分别附着于该2个构件的层。附着是指相互接触的2个构件通过锚固效应、分子间引力和共价键等化学键中的至少任一者进行键合。如上所述,底涂层20以与在厚度方向上相向的基材10的一对面中的一个面直接接触的状态设置。功能层30以与在厚度方向上相向的底涂层20的一对面中的与基材10侧相反一侧的面直接接触的状态设置。因此,底涂层20位于基材10与功能层30之间,分别附着于基材10和功能层30。

如上所述,底涂层20通过将利用溶剂将聚合性的树脂组合物稀释而成的稀释液涂布于基材10后,使溶剂蒸发且使树脂组合物聚合、换言之使其固化而形成。即,底涂层20作为包含使聚合性的树脂组合物聚合而成的树脂21、例如作为主要成分包含的物质而形成。详情如后所述,本实施方式中,分别进行使溶剂蒸发的工序和使树脂组合物聚合(固化)的工序。

作为一例,本实施方式中的底涂层20所包含的树脂21在将填料40除外的情况下由一种树脂形成,换言之,通过使一种树脂组合物固化而形成。但是,底涂层20也可以通过使两种以上的树脂组合物混合而成的物质固化而形成。需要说明的是,本实施方式中所说的“聚合性的树脂组合物”是指包含聚合性的树脂材料、和根据需要的聚合引发剂、添加剂的物质,在本实施方式中,树脂组合物中也包含填料40。

上述树脂组合物的聚合可以是通过电离射线引发的聚合和/或交联,也可以是通过加热引发的聚合和/或交联。

用于形成底涂层20的树脂组合物中含有的聚合性的树脂材料为聚合性的单体、低聚物和预聚物中的至少任一种。

可作为聚合性的树脂材料使用的通过电离射线进行聚合的单体可以为单官能单体,也可以为多官能单体。单官能单体例如为(甲基)丙烯酸酯单体。多官能单体例如为在分子内具有2个以上(2官能以上)、优选3个以上(3官能以上)的聚合性不饱和键的(甲基)丙烯酸酯单体。作为多官能(甲基)丙烯酸酯,具体而言,可以举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊基二(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二环戊烯基二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性磷酸二(甲基)丙烯酸酯、烯丙基化环己基二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、丙酸改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、丙酸改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。这些单体可以单独使用1种,另外也可以将2种以上组合使用。

可作为聚合性的树脂材料使用的通过电离射线进行聚合的低聚物或预聚物例如可以为氨基甲酸酯(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、聚氟代烷基(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯等。这些聚合性的低聚物或预聚物可以单独使用1种,另外也可以将2种以上组合使用。本说明书中,在使两种以上的单体、低聚物或预聚物聚合而形成层的情况下,层的树脂成分解释为包含两种以上的树脂(聚合成分)的物质。

另外,树脂组合物中含有的聚合性的树脂材料可以为热固化型树脂,该情况下,例如,可以为不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂(也包括双液固化型聚氨酯)、环氧树脂、氨基醇酸树脂、酚醛树脂、脲树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、三聚氰胺-脲共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。

在显示装置的显示面设置有功能性膜1的情况下,底涂层20所包含的树脂21透明。并且,优选树脂21的透光性高。另外,在显示装置的显示面设置有功能性膜1时的树脂21的折射率可以为1.40以上1.55以下。并且,此时的树脂21的折射率可以为基材10的折射率以下。

另外,如上所述,基材10中的渗透层12通过底涂层20所包含的树脂渗透到基材10而形成。从高透光性和固化前的渗透时向基材10的渗透容易性的方面出发,底涂层20所包含的树脂21可以为丙烯酸系树脂、特别是季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。

另外,底涂层20并不旨在在基材10与功能层30接合后使这些基材10和功能层30剥离、或与其他构件接合。因此,底涂层20不具有热敏粘接性等粘接性。从该方面出发,底涂层20所包含的树脂21可以为聚氨酯树脂。另外,本实施方式中的底涂层20不包含固化剂。

树脂21以覆盖基材10的表面的方式形成为膜状,在其内部保持填料40。填料40根据功能性膜1的功能而适当决定,本实施方式中,也共通地包含在功能层30中。

填料40例如为无机颗粒,本实施方式中为二氧化硅颗粒(二氧化硅颗粒)。但是,填料40的材质也可以为氧化钛、玻璃珠、碳酸钙、铝粉、云母、石墨、炭黑、碳纤维等。

在使用无机颗粒作为填料40的情况下,例如能够提高功能性膜1整体的硬度。另外,还能获得所期望的光学功能。另一方面,无机颗粒在与基材10的关系中从密合性的方面出发有时不良好,但在本实施方式中,通过如上所述形成渗透层12,密合性得到补偿。需要说明的是,渗透层12有时也包含填料40。填料40的形状根据功能性膜1的功能而适当决定,例如为球状、针状、板状等。

本实施方式中,填料40为二氧化硅颗粒,是透明的,因此在功能性膜1整体为透光性时,能够发挥透射、折射、反射等光学功能。在显示装置的显示面设置功能性膜1的情况下,作为二氧化硅颗粒的填料40的折射率可以为1.40以上1.50以下。作为二氧化硅颗粒的填料40的折射率可以小于树脂21的折射率。该情况下,特别是作为二氧化硅颗粒的填料40的折射率与树脂21的折射率之差可以为0.01以上0.05以下。

底涂层20的厚度优选为0.1μm以上1.0μm以下。如后所述,填料40的平均粒径例如为10nm以上100nm以下。此时,在底涂层20的厚度为0.1μm以上的情况下,能够确保良好的密合性。若底涂层20的厚度过小,则有时大量的填料40从树脂21露出到外部,存在密合性降低的倾向。另一方面,不优选底涂层20的厚度变得过大。例如,从可见光透射性的方面出发,底涂层20的厚度优选为1.0μm以下。

填料40的大小没有特别限定,根据功能性膜1的功能而适当决定。填料40的平均粒径可以为10nm以上100nm以下。另外,优选的填料40的平均粒径为20nm以上80nm以下、更优选为35nm以上65nm以下。在小于20nm的情况下,成本升高。另外,若填料40大,则有时产生例如雾度变高等光学特性的降低。填料40的平均粒径是通过依据JIS Z8828:2019的动态光散射法测定的值。平均粒径可以通过Microtrac BEL公司制的动态光散射式粒径分布测定装置(UPA150)来测定。

本实施方式中,底涂层20包含填料40,因此硬度提高。但是,底涂层20并不是指一般的硬涂层。从该方面出发,底涂层20的厚度可以不大,也可以不硬。从该方面出发,底涂层20的厚度可以为0.1μm以上1.0μm以下,可以小于1.0μm,可以为0.9μm以下。另外,底涂层20的铅笔硬度可以为3H以下。考虑到光学性能、基材10与底涂层20的接合强度,填料40的量可以较少。例如,底涂层20整体中的填料40的比例可以为5质量%以上60质量%以下、也可以为20质量%以上45质量%以下。

另外,在填料40的平均粒径为20nm以上80nm以下的情况下,底涂层20中的填料40在底涂层20的厚度方向的截面中可以以每0.2μm

此处说明的截面中的填料40的个数的测定中,首先,取得例如图3A所示的功能性膜1的厚度方向上的截面的SEM图像。接着,确定SEM图像上的底涂层20中的0.2μm

即,在底涂层20的厚度方向的截面存在的填料40的个数为在功能性膜1的厚度方向上的截面的放大图像中的底涂层20中通过图像处理软件测定的填料40的个数,详细而言为3个局部区域中的个数的平均值。关于个数测定的详细情况如后所述。

底涂层20中的填料40的个数在厚度方向截面的每0.2μm

(功能层)

功能层30例如包含作为聚合物的树脂31作为主要成分,详细而言,如图2所示,具有树脂31和保持于树脂31的无数的填料40。本实施方式中的功能层30通过所含有的填料40而发挥功能性膜1中期待的所期望的功能。

功能层30可发挥的功能例如可以为防眩、防反射等光学功能、硬涂、阻气、导电性确保、磁性确保、耐摩擦性、绝热性、阻燃性、紫外线阻断等。需要说明的是,这种功能层30有时也不包含填料而发挥所期望的功能。

本实施方式中,底涂层20和功能层30包含相同的树脂,具体而言,底涂层20所包含的树脂21和功能层30所包含的树脂31相同,即由相同的树脂成分构成。换言之,树脂21和树脂31通过使相同聚合性的树脂组合物固化而形成。

详细而言,本实施方式中的功能层30所包含的树脂31在将填料40除外的情况下由一种树脂形成,换言之,由一种树脂组合物形成。并且,上述一种树脂与对应于底涂层20的树脂21的一种树脂相同,上述一种树脂组合物与形成底涂层20的一种树脂组合物相同。但是,功能层30也可以通过将两种以上的树脂组合物混合并固化而形成。该情况下,底涂层20也优选通过将混合有相同的两种以上的树脂组合物的物质固化而形成,该情况下,能够实现制造工艺的高效化。

在底涂层20包含两种以上的树脂且功能层30包含两种以上的树脂的情况下,若底涂层20中的至少一种树脂与功能层30中的至少一种树脂为相同种类,则底涂层20与功能层30的接合强度变好。底涂层20和功能层30可以为下述构成。

在底涂层20包含两种以上的树脂且功能层30包含两种以上的树脂的情况下,可以是底涂层20的树脂成分的一部分与功能层30的树脂成分的一部分由相同构成的物质构成,底涂层20的树脂成分的上述一部分以外的剩余部分与功能层30的树脂成分的上述一部分以外的剩余部分不同。底涂层20的树脂成分的一部分在底涂层20的树脂成分内的混合比与功能层30的树脂成分的一部分在功能层30内的混配比可以不同。

此处,底涂层20的树脂成分的一部分与功能层30的树脂成分的一部分由相同构成的物质构成是指以下(i)或(ii)。

(i)底涂层20的树脂成分的一部分由一种树脂构成。并且,功能层30的树脂成分的一部分由与构成底涂层20的树脂成分的一部分的一种树脂相同的一种树脂构成。

(ii)底涂层20的树脂成分的一部分由两种以上的树脂构成。并且,功能层30的树脂成分的一部分由与构成底涂层20的树脂成分的一部分的两种以上的树脂相同种类和相同混配的两种以上的树脂构成。需要说明的是,此处所说的两种以上的树脂的混配是指一部分中的混配比(两种以上的树脂中的混配比)。

需要说明的是,底涂层20的树脂成分的上述一部分以外的剩余部分与功能层30的树脂成分的上述一部分以外的剩余部分不同是指:(a)在两剩余部分由一种树脂构成的情况下,两者的一种树脂的种类不同;(b)在两剩余部分由两种以上的树脂构成的情况下,构成两者的两种以上的树脂的一部分的种类不同;或者(c)在两剩余部分由两种以上的树脂构成的情况下,构成两者的全部树脂的种类一致,但构成两者的剩余部分内的两种以上的树脂的混配相互不同。

并且,如上所述,在底涂层20的树脂成分的一部分与功能层30的树脂成分的一部分相同的情况下,底涂层20的树脂成分的上述一部分相对于底涂层20的树脂成分100质量份优选为50质量份以上且小于100质量份,功能层30的树脂成分的上述一部分相对于功能层30的树脂成分100质量份优选为50质量份以上且小于100质量份。并且,底涂层20或功能层30的树脂成分的上述一部分相对于上述对应的树脂成分100质量份可以为60质量份以上且小于100质量份,相对于100质量份可以为70质量份以上且小于100质量份,相对于100质量份可以为80质量份以上且小于100质量份,相对于100质量份可以为90质量份以上且小于100质量份。由此,能够充分提高底涂层20与功能层30的接合强度。

另外,在底涂层20包含两种以上的树脂且功能层30包含两种以上的树脂的情况下,可以是底涂层20的树脂成分的一部分与功能层30的树脂成分的一部分由相同构成的物质构成,并且底涂层20的树脂成分的上述一部分以外的剩余部分与功能层30的树脂成分的上述一部分以外的剩余部分由相同构成的物质构成,但底涂层20的树脂成分的上述一部分与上述剩余部分的混配和功能层30的树脂成分的上述一部分与上述剩余部分的混配不同。

此处,底涂层20的树脂成分的一部分(剩余部分)与功能层30的树脂成分的一部分(剩余部分)由相同构成的物质构成是指以下(iii)或(iv)。

(iii)底涂层20的树脂成分的一部分(剩余部分)由一种树脂构成。并且,功能层30的树脂成分的一部分(剩余部分)由与构成底涂层20的树脂成分的一部分(剩余部分)的一种树脂相同的一种树脂构成。

(iv)底涂层20的树脂成分的一部分(剩余部分)由两种以上的树脂构成。并且,功能层30的树脂成分的一部分(剩余部分)由与构成底涂层20的树脂成分的一部分(剩余部分)的两种以上的树脂相同种类和相同混配的两种以上的树脂构成。需要说明的是,此处所说的两种以上的树脂的混配是指一部分(剩余部分)中的混配比(两种以上的树脂中的混配比)。

如本实施方式那样,在底涂层20所包含的树脂21与功能层30所包含的树脂31相同的情况下,树脂21与树脂31成为同种界面,在一部分或全部可融合,即可形成化学键,进而线膨胀系数一致或大致一致,由此底涂层20与功能层30的密合性提高。需要说明的是,也可以通过成分分析来验证底涂层20所包含的树脂21与功能层30所包含的树脂31是否相同,具体而言,可以通过红外光谱法、气相色谱质谱法等来验证。

另外,本实施方式中,底涂层20所包含的树脂21与功能层30所包含的树脂31相同,但功能层30的形成工艺与底涂层20的形成工艺不同。详细而言,功能层30通过不利用溶剂稀释树脂组合物而使树脂组合物本身直接固化来形成。此时,用于形成功能层30的树脂组合物在本实施方式中与用于形成底涂层20的聚合性的树脂组合物相同。

用于形成功能层30的聚合性的树脂组合物与用于形成底涂层20的聚合性的树脂组合物相同,因此可以具有聚合性的单体、低聚物和预聚物中的至少任一种和聚合引发剂,或者具有聚合性的单体、低聚物和预聚物中的至少任一种、聚合引发剂和添加剂。另外,本实施方式中,功能层30的形成用的树脂组合物中也包含填料40。添加剂可以为流平剂。在用于形成底涂层20的聚合性的树脂组合物中含有聚合引发剂和/或添加剂的情况下,优选使用于形成功能层30的树脂组合物中含有与用于形成底涂层20的聚合性的树脂组合物中含有的聚合引发剂和/或添加剂相同的聚合引发剂和/或添加剂。该情况下,固化后的底涂层20和功能层30中可以含有相同的聚合引发剂和/或添加剂。

可作为树脂组合物中含有的聚合性的树脂材料使用的通过电离射线进行聚合的单体可以为单官能单体,也可以为多官能单体。可用作单官能单体、多官能单体、低聚物和预聚物的物质与在说明底涂层20时例示的物质相同。

需要说明的是,在显示装置的显示面设置功能性膜1的情况下,功能层30所包含的树脂31是透明的。并且,树脂31的透光性优选高。另外,关于在显示装置的显示面设置功能性膜1的情况下的树脂31的折射率,由于在本实施方式中底涂层20所包含的树脂21与功能层30所包含的树脂31相同,因此可以为1.40以上1.55以下。

另外,本实施方式中,功能层30中包含的填料40也与底涂层20中包含的填料40相同。需要说明的是,本实施方式中,底涂层20所包含的填料40与功能层30所包含的填料40相同,但也可以包含分别不同的填料。该情况下,能够实现功能性膜的功能扩大。

另一方面,本实施方式中,如图2和图3A所示,底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度。该情况下,能够抑制与基材10接触的底涂层20中的填料40的数量,基材10与底涂层20的密合性提高。另一方面,在底涂层20与功能层30之间,相同成分的树脂21与树脂31接触的面积增加,因此底涂层20与功能层30的密合性能够提高。

填料40的密度的测定使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM),并且使用图像处理软件进行。

具体而言,使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM),利用图像处理软件(产品名“ImageJ”、美国国立卫生研究所制)读取以分辨率150dpi且倍率5万倍拍摄的功能性膜1的截面的图像,进行黑白二值化处理。详细而言,进行以下(1)~(4)的步骤。

(1)将测取的图像的像素数调整为640×480。

(2)对调整了像素数的图像设定实际的尺度。

(3)在图像不是8位的灰度图像时,将图像转换为8位的灰度图像。之后,选择自动二值化处理的“IJ_ISODATA”且“B&W”,对灰度图像进行二值化处理,使其为黑白图像。进而,之后,通过“Watershed”分割重叠的颗粒。

(4)之后,通过利用“Analize Partcles”的自动分析,确定填料的面积比例。填料的面积比例与填料的密度对应。

图3B是示出在图3A所示的SEM图像的截面中测定填料40的密度的步骤的图。

详细而言,在测定功能层30的密度的情况下,从上述(3)之后的图像中的功能层30选择3个图3B所示的0.5μm

在测定底涂层20的密度的情况下,从上述(3)之后的图像中的底涂层20选择3个图3B所示的0.2μm

另外,图3B所示的框(F1,F2)的尺寸比没有特别限定,可以是任意的。例如,在底涂层20的厚度为0.1μm时,可以将纵0.1μm×横2μm的范围确定为第2框F2。

通过以上的步骤确定的底涂层20中的填料40的密度可以为5%以上50%以下。底涂层20中的填料40的密度可以为15%以上30%以下、特别优选为17.5%以上22.5%以下。在为15%以上30%以下时,功能性地有助于功能层30,同时基材10与底涂层20的密合性和底涂层20与功能层30的密合性变得良好。特别是在为17.5%以上22.5%以下的情况下,密合性确实地变得良好。通过以上的步骤确定的功能层30中的填料40的密度可以为15%以上90%以下。功能层30中的填料40的密度根据所期待的功能适当选择。但是,从功能确保和与底涂层20的良好密合性的确保的方面出发,功能层30中的填料40的密度可以为30%以上60%以下、可以为37.5%以上50%以下、也可以为37.5%以上45%以下。

需要说明的是,底涂层20中的填料40的密度可以为功能层30中的填料40的密度的1/3以上3/4以下、可以为1/2以上3/4以下、也可以为1/3以上1/2以下。但是,底涂层20中的填料40的密度也可以与功能层30中的填料40的密度相同。

本实施方式中,填料40为二氧化硅颗粒,功能性膜1整体为透光性时,能够发挥出透射、折射、反射等光学功能。并且,如上所述,底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度。该情况下,若二氧化硅颗粒的折射率小于树脂21、31的折射率,则底涂层20整体的折射率大于功能层30整体的折射率。此处,底涂层20中的填料40的密度为功能层30中的填料40的密度的1/3以上3/4以下时,容易形成折射率按照基材10、底涂层20、功能层30的顺序均匀降低的层构成。在实现该层构成的情况下,基材10的折射率为1.46以上为宜。需要说明的是,上述均匀降低是指,在基材10与底涂层20的折射率差和底涂层20与功能层30的折射率差比较小的状态下,折射率按照基材10、底涂层20、功能层30的顺序降低。上述比较小的状态是指例如为0.05以下。若为这样的构成,则光容易透射。

另外,本实施方式中,功能层30包含填料40,因此硬度提高。并且,也可以期待功能层30确保某种程度的硬度。从该方面出发,功能层30的厚度可以为底涂层20的厚度的2倍以上100倍以下、可以为5倍以上50倍以下、也可以为10倍以上30倍以下。另外,功能层30的厚度可以为2μm以上10μm以下、可以为4μm以上8μm以下、也可以为5μm以上7μm以下。并且,功能层30的铅笔硬度可以为3H以上、优选为4H以上。另外,功能层30整体中的填料40的比例可以为10质量%以上60质量%以下、可以为15质量%以上40质量%以下、也可以为25质量%以上35质量%以下。

另外,在填料40的平均粒径为20nm以上80nm以下的情况下,功能层30中的填料40在功能层30的厚度方向的截面中在每0.5μm

此处说明的截面中的填料40的个数的测定中,首先,与底涂层20中的填料40的情况同样地,取得例如图3A所示的功能性膜1的厚度方向上的截面的SEM图像。接着,确定SEM图像上的功能层30中的0.5μm

即,填料40的个数的测定使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM),并且使用图像处理软件进行。

具体而言,使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM),利用图像处理软件(产品名“ImageJ”、美国国立卫生研究所制)读取以分辨率150dpi且倍率5万倍拍摄的功能性膜1的截面的图像,进行黑白二值化处理。详细而言,进行以下(1)~(4)的步骤。

(1)将测取的图像的像素数调整为640×480。

(2)对调整了像素数的图像设定实际的尺度。

(3)在图像不是8位的灰度图像时,将图像转换为8位的灰度图像。之后,选择自动二值化处理的“IJ_ISODATA”且“B&W”,对灰度图像进行二值化处理,使其为黑白图像。进而,之后,通过“Watershed”分割重叠的颗粒。

(4)之后,通过利用“Analize Partcles”的自动分析,确定填料的个数。

详细而言,在测定功能层30中的填料40的个数的情况下,从上述(3)之后的图像中的功能层30选择3个图3B所示的0.5μm

在测定底涂层20中的填料40的个数的情况下,从上述(3)之后的图像中的底涂层20选择3个图3B所示的0.2μm

需要说明的是,在“Analize Partcles”中,将识别为填料的部分的尺寸(项目:Size)设定为0.0001-0.10(μm

如上所述,上述框(F1,F2)的尺寸比没有特别限定,可以是任意的。例如,在底涂层20的厚度为0.1μm时,可以将纵0.1μm×横2μm的范围确定为第2框F2。

图3B中,左侧的第1框F1中的填料40的个数为114个。中央的第1框F1中的填料40的个数为114个。右侧的第1框F1中的填料40的个数为106个。并且,3个范围内的个数的平均值即111个被确定为功能层30中的每0.5μm

另外,左侧的第2框F2中的填料40的个数为33个。中央的第2框F2中的填料40的个数为31个。右侧的第2框F2中的填料40的个数为27个。并且,3个范围内的个数的平均值即30个被确定为底涂层20中的每0.2μm

另外,通过上述自动分析,在图3B中的各框F1,F2中确定填料的面积比例(密度)的结果如下所述。

左侧的第1框F1中的填料40的密度为41.8%。中央的第1框F1中的填料40的密度为40.5%。右侧的第1框F1中的填料40的密度为39.4%。并且,3个范围内的密度的平均值即40.6%被确定为功能层30中的每0.5μm

图4A和图5A示出变形例的功能性膜的厚度方向上的截面的SEM图像。图4A中的渗透层12比图3A中的渗透层12薄。图5A中没有渗透层12。

图4B是示出在图4A所示的SEM图像的截面中测定填料40的个数的步骤的图。图5B是示出在图5A所示的SEM图像的截面中测定填料40的个数的步骤的图。图4B和图5B中分别示出3个第1框F1和3个第2框F2。在图4B和图5B的图像中,测定填料40的个数和密度的结果如下所述。

图4B中,左侧的第1框F1中的填料40的个数为101个。中央的第1框F1中的填料40的个数为109个。右侧的第1框F1中的填料40的个数为103个。并且,3个范围内的个数的平均值即104个被确定为功能层30中的每0.5μm

另外,左侧的第2框F2中的填料40的个数为29个。中央的第2框F2中的填料40的个数为27个。右侧的第2框F2中的填料40的个数为25个。并且,3个范围内的个数的平均值即27个被确定为底涂层20中的每0.2μm

另外,图4B中的左侧的第1框F1中的填料40的密度为40.4%。中央的第1框F1中的填料40的密度为41.9%。右侧的第1框F1中的填料40的密度为38.9%。并且,3个范围内的密度的平均值即40.4%被确定为功能层30中的每0.5μm

图4B中的左侧的第2框F2中的填料40的密度为33.4%。中央的第2框F2中的填料40的密度为26.4%。右侧的第2框F2中的填料40的密度为25.5%。并且,3个范围内的密度的平均值即28.4%被确定为底涂层20中的每0.2μm

图5B中,左侧的第1框F1中的填料40的个数为111个。中央的第1框F1中的填料40的个数为95个。右侧的第1框F1中的填料40的个数为96个。并且,3个范围内的个数的平均值即101个被确定为功能层30中的每0.5μm

另外,左侧的第2框F2中的填料40的个数为31个。中央的第2框F2中的填料40的个数为22个。右侧的第2框F2中的填料40的个数为21个。并且,3个范围内的个数的平均值即25个被确定为底涂层20中的每0.2μm

另外,图5B中的左侧的第1框F1中的填料40的密度为36.5%。中央的第1框F1中的填料40的密度为33.7%。右侧的第1框F1中的填料40的密度为35.3%。并且,3个范围内的密度的平均值即35.2%被确定为功能层30中的每0.5μm

图5B中的左侧的第2框F2中的填料40的密度为26.0%。中央的第2框F2中的填料40的密度为19.6%。右侧的第2框F2中的填料40的密度为15.7%。并且,3个范围内的密度的平均值即20.4%被确定为底涂层20中的每0.2μm

以下示出表示在图3B、图4B和图5B中测定填料40的个数和密度的结果的表1。

[表1]

表1中,示出将底涂层20中的填料40的个数平均值·密度平均值除以功能层30中的填料40的个数平均值·密度平均值而得到的值。底涂层20中的填料40的个数平均值/功能层30中的填料40的个数平均值按照左、正中央、右的顺序为0.27、0.26、0.25。换言之,底涂层20中的填料40的个数为功能层30中的填料40的个数的1/4周边。图3B、图4B、图5B的功能性膜中的功能层30的密合性均良好。由该结果推测,若底涂层20中的填料40的个数为功能层30中的填料40的个数的1/5以上1/3以下,则功能层30的密合性变得良好。

另外,底涂层20中的填料40的密度平均值/功能层30中的填料40的密度平均值按照左、正中央、右的顺序为0.58、0.70、0.58。换言之,底涂层20中的填料40的密度为功能层30中的填料40的个数的1/2~3/4周边。由该结果推测,若底涂层20中的填料40的密度为功能层30中的填料40的密度的1/2以上3/4以下,则功能层30的密合性变得良好。需要说明的是,本申请发明人还确认了:若底涂层20中的填料40的密度为功能层30中的填料40的密度的1/3以上,则可得到良好的密合性。

<功能性膜的制造方法>

接着,对功能性膜1的制造方法的一例进行说明。

图6是说明功能性膜1的制造方法的流程图。图7是示出用于实施图6中说明的功能性膜1的制造方法的制造设备100的一例的图。

在图6所示的功能性膜1的制造方法中,依次进行稀释液涂布工序(S61)、干燥工序(S62)、设置工序(S63)和固化工序(S64)。需要说明的是,图6中示意性地示出与各工序对应的基材10和形成于基材10上的层的状态。以下,对各工序进行详细说明。

(稀释液涂布工序)

在步骤S61中进行的稀释液涂布工序中,在基材10上涂布将树脂组合物用溶剂稀释而成的稀释液。稀释液的涂布例如可以利用凹版辊进行,也可以利用浸涂机进行。本实施方式中,树脂组合物如上所述为聚合性的树脂组合物,例如使用包含电离射线固化性、更具体而言紫外线固化性的树脂材料的树脂组合物。另外,树脂组合物中也包含填料40。

溶剂例如为由丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)等中的一种或多种构成的酮系溶剂,也可以为MEK与MIBK的混合溶剂等。稀释液100质量份中的溶剂例如为40质量份以上99质量份以下,树脂组合物为1质量份以上60质量份以下。在稀释液中,溶剂的剩余部分成为树脂组合物。

本实施方式中,如上所述,通过将稀释液涂布于基材10的表面,使稀释液中的溶剂从基材10的表面渗透到基材10的内部,使基材10溶胀,此时,稀释液中的树脂组合物也渗透到基材10(12’)。之后,溶剂在干燥工序(S62)中被蒸发且在固化工序(S64)中树脂组成部固化,由此形成渗透层12。

从可靠地形成渗透层12的方面出发,优选溶剂容易渗透到以树脂为主要成分的基材10,溶剂优选树脂溶解性高。醇系、酮系、醚系、酯系、氯系等的极性溶剂通常树脂溶解性高,因此从形成渗透层12的方面出发优选,特别是从形成渗透层12的方面出发优选酮系溶剂和酯系溶剂。但是,作为溶剂,也可以使用烃系等的非极性溶剂。

如上所述,底涂层20的厚度优选为0.1μm以上1.0μm以下,但考虑到干燥、缩合、聚合等,涂布在基材10上的稀释液的厚度优选为3μm以上30μm以下。

(干燥工序)

在步骤S62中进行的干燥工序中,使基材10上的稀释液干燥,使稀释液中的溶剂的一部分或全部蒸发,并且使稀释液中的树脂组合物保持未固化或半固化的状态。干燥可以通过使基材10通过具有加热器的干燥炉103来进行,也可以为自然干燥。需要说明的是,在使树脂组合物为半固化状态的情况下,可以在该干燥工序中实施紫外线照射工序(半固化处理工序),也可以在干燥工序之前实施紫外线照射工序(半固化处理工序)。需要说明的是,如说明为“使稀释液中的溶剂的一部分或全部蒸发”那样,干燥是指使液体成分的一部分蒸发或使液体成分的全部蒸发。

本实施方式中,溶剂的一部分被蒸发,在稀释液中有意地残留残留溶剂。另外,稀释液中的树脂组合物为未固化的状态。本实施方式中,制作底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度的功能性膜1。该情况下,若在稀释液中残留残留溶剂且使树脂组合物未固化,则底涂层20中的填料40的密度容易小于功能层30中的填料40的密度,基于该理由,残留残留溶剂且使树脂组合物未固化。

但是,即使在溶剂的一部分被蒸发且树脂组合物半固化的情况、溶剂全部被蒸发且树脂组合物未固化的情况下,有时底涂层20中的填料40的密度也会小于功能层30中的填料40的密度。若以简单的方法实现,则减少稀释液中的填料的量即可。另一方面,在希望使底涂层20中的填料40的密度与功能层30中的填料40的密度相同的情况下,可以使溶剂全部蒸发且使树脂组合物半固化。

(设置工序)

在步骤S63中进行的设置工序中,在干燥工序后的稀释液上设置功能层30形成用的树脂组合物。树脂组合物的设置方法没有特别限制,可以从模头涂布。干燥工序后的稀释液通过使溶剂的至少一部分蒸发而在本实施方式中具有粘性。

本实施方式中,设置工序中使用的树脂组合物是与在稀释液涂布工序中被溶剂稀释的树脂组合物相同的物质。另外,本实施方式中,在稀释液上设置加热后的树脂组合物。由此,底涂层20中的填料40的密度容易小于功能层30中的填料40的密度。需要说明的是,不言而喻,本实施方式中,设置工序中使用的树脂组合物中的填料40的比例与稀释液涂布工序中使用的树脂组合物中的填料40的比例相同。

在稀释液上设置树脂组合物的情况下,本实施方式中,可以利用稀释液中的残留溶剂使设置于稀释液上的树脂组合物的一部分向稀释液侧流动。该现象在稀释液的树脂溶解性高的情况下被促进,从该方面出发,作为溶剂,优选酮系溶剂等。另外,此时,通过树脂组合物被加热,树脂组合物的一部分容易流向稀释液侧。并且,此时,残留溶剂蒸发而与树脂组合物置换,从而,之后在树脂组合物被固化时,能够形成底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度的状态。需要说明的是,本实施方式中,功能层30中的填料40倾向于形成许多在相邻的填料彼此间相互接触的状态,并且也不具有容易被溶剂吸引的性质,因此基本上不会被引入稀释液侧。

(固化工序)

然后,在步骤S64中进行的固化工序中,通过使稀释液中和稀释液上的树脂组合物固化,在基材10上形成包含树脂组合物固化而成的树脂的底涂层20,并在底涂层20上形成包含树脂组合物固化而成的树脂的功能层30。树脂组合物的固化例如通过照射紫外线而进行。

如上所述,本实施方式中,利用稀释液中的残留溶剂使设置于稀释液上的树脂组合物的一部分向稀释液侧流动,此时,残留溶剂蒸发而与树脂组合物置换。在该状态下,通过紫外线使树脂组合物固化,由此得到底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度的状态。如上所述,本实施方式中,制造功能性膜1,但也可以在该固化工序后进行追加的固化工序(紫外线照射)。需要说明的是,在固化工序中,可以一边用模具在稀释液上的树脂组合物形成图案,一边使树脂组合物固化。

(制造设备)

图7所示的制造设备100具备供给辊101、凹版辊102、干燥炉103、模头104、第一UV固化装置105和卷取辊106。

供给辊101卷绕基材10,将基材10向凹版辊102侧送出。凹版辊102通过将稀释液转印于基材10来进行涂布。干燥炉103通过用加热器对搬运到内部的带稀释液的基材10进行加热,使稀释液干燥。模头104在通过干燥炉103后的基材10上的稀释液上涂布加热后的树脂组合物。第一UV固化装置105一边利用具有模具的辊105A在树脂组合物形成图案,一边从与树脂组合物侧相反的一侧隔着基材10照射紫外线,使树脂组合物固化。然后,卷取辊106依次卷取功能性膜1。

在以上那样的制造设备100中,利用凹版辊102进行稀释液涂布工序。在干燥炉103中进行干燥工序。利用模头104进行设置工序。然后,利用第一UV固化装置105进行固化工序。需要说明的是,功能性膜1的制造设备可以与上述制造设备100不同。当然,制造工序和制造设备根据用于形成功能性膜的材料的选择而变化。

以上说明的本实施方式的功能性膜1具备基材10、设置于基材10上的底涂层20、以及设置于底涂层20上的功能层30,底涂层20包含填料40,并且功能层30包含填料40。由此,通过底涂层20提高基材10与功能层30的密合性,同时通过底涂层20内的填料40和功能层30的填料40发挥所期待的功能。由此,能够简单且有效地提高基材10与功能层30的密合性,进而能够适宜地发挥所期待的功能。

特别是,本实施方式中,底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度。由此,能够抑制与基材10接触的底涂层20中的填料40的数量,能够提高基材10与底涂层20的密合性。另一方面,在底涂层20与功能层30之间,树脂21与树脂31接触的面积增加,因此能够提高底涂层20与功能层30的密合性。

另外,本实施方式中,底涂层20和功能层30包含相同的树脂。该情况下,底涂层20的树脂21与功能层30的树脂31成为同种界面,底涂层20与功能层30在界面处可一部分或全部融合,进而底涂层20与功能层30的线膨胀系数一致或大致一致、或者接近。由此,底涂层20与功能层30的密合性提高,其结果,基材10与功能层30的密合性提高。另外,在底涂层20的树脂21与功能层30的树脂31相同的情况下,底涂层20的形成材料能够沿用功能层30的形成材料,容易获得。由此,能够简单且有效地提高基材10与功能层30的密合性。需要说明的是,形成底涂层20的树脂组合物对应于第1树脂组合物,构成功能层30的树脂组合物对应于第2树脂组合物。本实施方式中,第1树脂组合物和第2树脂组合物为相同的组合物,但第1树脂组合物和第2树脂组合物也可以为不同的组合物。

另外,基材10在底涂层20侧具有底涂层20所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层12。由此,能够有效地提高基材10与功能层30的密合性。

更详细而言,本实施方式的功能性膜1具备以下的构成(1)或构成(2)。

<构成(1)>

功能性膜1具备包含乙酰纤维素系树脂的基材10、设置于基材10上的包含填料40的底涂层20、以及设置于底涂层20上的包含填料40的功能层30。基材10在底涂层20侧具有底涂层20所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层12,渗透层12的厚度为0.1μm以上3.5μm以下。底涂层20的厚度为0.1μm以上1.0μm以下。底涂层20中的填料40和功能层30中的填料40是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒。底涂层20中的填料40的密度为功能层30中的填料40的密度的1/3以上3/4以下。底涂层20和功能层30分别包含一种树脂,底涂层20所包含的一种树脂与功能层30所包含的一种树脂相同。

<构成(2)>

功能性膜1具备包含乙酰纤维素系树脂的基材10、设置于基材10上的包含填料40的底涂层20、以及设置于底涂层20上的包含填料40的功能层30。基材10在底涂层20侧具有底涂层20所包含的树脂渗透到一部分而成的渗透层12,渗透层12的厚度为0.1μm以上3.5μm以下。底涂层20的厚度为0.1μm以上1.0μm以下。底涂层20中的填料40和功能层30中的填料40是平均粒径为20nm以上80nm以下的二氧化硅颗粒。功能层30中的填料40在功能层30的厚度方向的截面中以每0.5μm

根据上述构成(1)和构成(2),能够简单且极其有效地提高基材10与功能层30的密合性,进而能够适宜地发挥所期待的功能,特别是在希望得到良好的光学功能的情况下非常有利。并且,本实施方式中的底涂层20在基材10形成渗透层12,能够通过锚固效应和分子间引力与基材10接合,并且与功能层30树脂通用且同时被固化,由此能够通过锚固效应、分子间引力和化学键进行接合。由此,得到极其良好的密合性。需要说明的是,也可以不一定产生以上说明的接合状态,这种接合状态并不限定本发明。另外,上述构成(1)和构成(2)对应于本发明中的一例的构成,即,底涂层20包含一种树脂且功能层30包含一种树脂,底涂层20的树脂成分与功能层30的树脂成分仅为一种(单一)树脂,是相同的。

<变形例>

以下,对功能性膜的变形例进行说明。图8至图10分别示意性地示出变形例的功能性膜2~4。对下述变形例的构成部分中的与上述实施方式相同的部分标注相同的附图标记,以省略说明。

图8所示的功能性膜2除了上述实施方式中说明的基材10、底涂层20和功能层30以外,还具备第1追加功能层50和表面保护层60。第1追加功能层50设置在功能层30上,表面保护层60设置在第1追加功能层50上。

准确地进行说明,第1追加功能层50以与在厚度方向上相向的功能层30的一对面中的与底涂层20侧相反一侧的面直接接触的状态设置。表面保护层60以与在厚度方向上相向的第1追加功能层50的一对面中的与功能层30侧相反一侧的面直接接触的状态设置。

第1追加功能层50的功能没有特别限制,例如可以为防眩、防反射等光学功能、硬涂、阻气、导电性确保、磁性确保、耐摩擦性、绝热性、阻燃性、紫外线阻断等。第1追加功能层50的材质可以为有机材料、无机材料或将它们组合而成的材料。表面保护层60构成功能性膜2的最表面。

图9所示的功能性膜3具备基材10、设置于基材10上的底涂层20、以及设置于底涂层20上的功能层30,但在底涂层20中不含填料40这一点上与上述实施方式不同。

本变形例的功能性膜3中,底涂层20所包含的树脂21与功能层30所包含的树脂31也为相同的树脂。因此,底涂层20的树脂21与功能层30的树脂31成为同种界面,底涂层20与功能层30在界面处可一部分或全部融合,进而底涂层20与功能层30的线膨胀系数一致或大致一致。由此,底涂层20与功能层30的密合性提高,其结果,基材10与功能层30的密合性提高。

在制造本变形例的功能性膜3时,在图6所示的稀释液涂布工序中,使用不包含填料40的树脂组合物。另一方面,在设置工序中,设置于干燥后的稀释液上的树脂组合物包含填料40。但是,设置工序中使用的树脂组合物除去填料40时的成分与在稀释液涂布工序中被稀释液稀释的树脂组合物相同。另外,在该变形例的情况下,在干燥工序中,通过在稀释液中残留残留溶剂、或者使树脂组合物未固化、或者在设置工序中将树脂组合物加热而设置,也能够适当地产生树脂组合物的流动现象。

另外,图10所示的功能性膜4具备基材10、设置于基材10上的底涂层20、以及设置于底涂层20上的功能层30,但底涂层20和功能层30中不包含填料40。

本变形例的功能性膜4中,底涂层20所包含的树脂21与功能层30所包含的树脂31也为相同的树脂。因此,底涂层20的树脂21与功能层30的树脂31成为同种界面,底涂层20与功能层30在界面处可一部分或全部融合,进而底涂层20与功能层30的线膨胀系数一致或大致一致。由此,底涂层20与功能层30的密合性提高,其结果,基材10与功能层30的密合性提高。

在制造本变形例的功能性膜4时,在图6所示的稀释液涂布工序中,使用不包含填料40的树脂组合物。另外,在设置工序中,设置于干燥后的稀释液上的树脂组合物也不包含填料40。并且,稀释液涂布工序中使用的树脂组合物与设置工序中使用的树脂组合物相同。另外,在干燥工序中,通过在稀释液中残留残留溶剂、或者使树脂组合物未固化、或者在设置工序中将树脂组合物加热而设置,能够适当地产生树脂组合物的流动现象。

实施例

接着,对具体制作上述实施方式的功能性膜的实施例及其比较例和比较这些性能的评价结果进行说明。

(实施例1)

实施例1的功能性膜具备基材10、设置于基材10上的底涂层20、以及设置于底涂层20上的功能层30,底涂层20与功能层30包含相同的树脂。即,底涂层20和功能层30通过使相同的树脂组合物聚合而形成。并且,树脂组合物中包含填料40。并且,底涂层20和功能层30形成为底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度。另外,在基材10形成渗透层12。

实施例1的各部的形成材料的详细情况如下。

·基材10为厚度80μm的TAC膜。

·树脂组合物为包含填料40的电离射线固化型树脂。更详细而言,树脂组合物为季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯。

·填料40为二氧化硅颗粒。二氧化硅颗粒的平均粒径为65nm。

·稀释树脂组合物的溶剂为MEK与MIBK的混合物。

(实施例2)

实施例2的功能性膜除了使底涂层20中的填料40的密度与功能层30中的填料40的密度相同以外,与实施例1相同。

(比较例)

比较例的功能性膜通过在基材上直接设置包含填料的树脂组合物,之后使其固化而形成。即,比较例的功能性膜不具备渗透层和底涂层。基材、填料和树脂组合物的材质与实施例1、2相同。

(评价结果)

作为实施例和比较例的功能性膜的评价,通过划格法来评价密合性。具体而言,依据JIS K5600-5-6:1999,使用交叉切割CCJ-1(COTEC公司制),在各功能性膜的表面形成棋盘格状的切痕,制作100格1mm见方。并且,将NICHIBAN株式会社制的工业用24mm宽的Cellotape(注册商标)贴在棋盘格上,用刮刀从其上往复摩擦10次,使其密合,沿150°方向进行快速剥离。将这种操作重复5次,统计剩余的格数。并且,将剩余的格数作为分子,将总格数作为分母,进行评价。在该评价中,残留的格数越大,则评价为密合性越高。另外,该评价在刚制造功能性膜后的初始状态和环境温度-40℃至85℃之间的300次温度循环试验后的状态下进行。

评价结果如下表所示。

[表2]

在实施例1中,在初始状态和温度循环试验后的各状态下,100格全部残留。在实施例2中,关于初始状态,100格全部残留,关于温度循环试验后的状态,100格中残留98格。另一方面,在比较例中,在初始状态和温度循环试验后的各状态下,100格全部剥离。即,100格全部是功能层从基材剥离。

由该评价结果确认到实施例的功能性膜的密合性高。特别是,还确认到在底涂层20中的填料40的密度小于功能层30中的填料40的密度的情况下,密合性进一步提高。

以上,说明了本发明的实施方式和实施例,但也可以对上述实施方式进行各种变更。这种变形例也包含在本发明的技术范围内。

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06120116516578