(57)【要約】【課題】屈折率が１．９以上の無機粒子を用いた場合であっても、低熱収縮性と耐擦傷性に優れた塗膜を形成することができる無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置を提供する。【解決手段】本発明の無機粒子含有組成物は、屈折率が１．９以上の無機粒子と、溶媒と、成膜成分と、を含む無機粒子含有組成物であって、前記無機粒子の平均一次粒子径が３ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であり、前記無機粒子はシランカップリング剤で表面処理されており、前記成膜成分が、電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含むことを特徴とする無機粒子含有組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率が１．９以上の無機粒子と、溶媒と、成膜成分と、を含む無機粒子含有組成物であって、
前記無機粒子の平均一次粒子径が３ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であり、
前記無機粒子は、シランカップリング剤で表面処理されており、
前記成膜成分が、電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含むことを特徴とする無機粒子含有組成物。
【請求項２】
前記成膜成分中に２種類の電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載の無機粒子含有組成物。
【請求項３】
前記デンドリティック高分子が、ポリエステルを含むデンドリティック高分子であることを特徴とする請求項１または２に記載の無機粒子含有組成物。
【請求項４】
前記成膜成分が、熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の無機粒子含有組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の無機粒子含有組成物を塗布してなることを特徴とする塗膜。
【請求項６】
請求項５に記載の塗膜を有することを特徴とする塗膜付きプラスチック基材。
【請求項７】
請求項５に記載の塗膜および請求項６に記載の塗膜付きプラスチック基材の少なくとも一方を備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基材上に無機粒子含有組成物を被覆することにより、多様な製品が製造されている。無機粒子含有組成物は一般的に、無機粒子、溶媒（例えば、水、有機溶媒）、成膜成分（例えば、モノマー、オリゴマー、ポリマー等）を含む。いくつかの用途において、被覆時または被覆後の乾燥工程において、溶媒の一部を蒸発させ、基材の表面上に、無機粒子が分散した成膜成分が機能性フィルムを形成することを可能にする。または別の方法として、成膜成分を、例えば、熱または光等により、硬化および架橋の少なくともいずれか一方をすることにより固化させて、固体媒体（塗膜）とすることで、機能性フィルムを形成することが可能である。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）等の表示装置で用いられるプラスチック基材の機能性フィルムには、透明性、屈折率、機械的特性等が求められる。そこで、プラスチック基材に、屈折率が高いジルコニア等の無機酸化物粒子と、溶媒と、樹脂（成膜成分）と、を混合した組成物を塗布して、機能性フィルムを設けること等が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これらの機能性フィルムを得る方法として、ペットフィルムなどのプラスチック基材に、電離放射線硬化型樹脂を成膜成分として用いた塗膜が知られている。しかしながら、無機粒子を電離放射線硬化型樹脂に含有させた塗膜では、無機粒子と電離放射線硬化型樹脂との結合が無いため、塗膜の表面硬度の低下が生じやすいという課題があった。
【０００５】
このような課題を解決するためには、金属粒子と電離線放射硬化型樹脂とを結合させる分散剤としてカップリング剤を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４６４８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、タッチパネル等の表示装置の薄型軽量化が進み、従来よりも薄いプラスチック基材が用いられるようになり、熱収縮率が小さい塗膜のニーズが高まっている。本明細書においては、塗膜について「熱収縮率が小さい性質」のことを「低熱収縮性」と称する。塗膜に熱がかかることでフィルムが収縮するのは、未反応の重合性官能基が原因と考えられる。そのため、高分子量の樹脂成分の含有量を増やすことで塗膜の熱収縮の改善が一般的には検討される。
【０００８】
しかしながら、高分子量の樹脂成分の含有量を増やすと塗膜中の架橋密度も低下し、塗膜の耐擦傷性が低下するため、低熱収縮性と耐擦傷性を両立することが難しいという問題があった。
特に、例えば屈折率が１．９以上の無機粒子を用い、塗膜の屈折率を高める等の無機粒子の特性をより多く得たい場合には、塗膜中の成膜成分に対する無機粒子の含有量を相対的に多くする必要がある。そのため塗膜中の成膜成分の含有量を多くすることができず、塗膜の低熱収縮性と耐擦傷性を両立することがより困難になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、屈折率が１．９以上の無機粒子を用いた場合であっても、低熱収縮性と耐擦傷性に優れた塗膜を形成することができる無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を成膜成分中に５２質量％以上含有させた無機粒子含有組成物であれば、低熱収縮性と耐擦傷性を両立できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の無機粒子含有組成物は、屈折率が１．９以上の無機粒子と、溶媒と、成膜成分と、を含む無機粒子含有組成物であって、前記無機粒子の平均一次粒子径が３ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であり、前記無機粒子は、シランカップリング剤で表面処理されており、前記成膜成分が、電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の塗膜は、本発明の無機粒子含有組成物を塗布してなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の塗膜付きプラスチック基材は、本発明の塗膜を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の表示装置は、本発明の塗膜および本発明の塗膜付きプラスチック基材の少なくとも一方を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の無機粒子含有組成物によれば、成膜成分中に電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含むため、低熱収縮性と耐擦傷性に優れた塗膜を形成することができる。
【００１６】
本発明の塗膜によれば、本発明の無機粒子含有組成物を塗布して形成されているため、低熱収縮性および耐擦傷性に優れた塗膜を得ることができる。
【００１７】
本発明の塗膜付きプラスチック基材によれば、本発明の塗膜を有するため、低熱収縮性および耐擦傷性に優れた塗膜を有する塗膜付きプラスチック基材を得ることができる。
【００１８】
本発明の表示装置によれば、本発明の塗膜および本発明の塗膜付きプラスチック基材の少なくとも一方を備えているので、表面が視認性に優れた表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置を実施するための形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２０】
［無機粒子含有組成物］
本実施形態の無機粒子含有組成物は、屈折率が１．９以上の無機粒子と、溶媒と、成膜成分と、を含む無機粒子含有組成物であって、前記無機粒子の平均一次粒子径が３ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であり、前記無機粒子は、シランカップリング剤で表面処理されており、前記成膜成分が、電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含む。
【００２１】
「無機粒子」
本実施形態における無機粒子は、屈折率が１．９以上である無機粒子であれば、特に限定されないが、例えば、ジルコニウム、亜鉛、鉄、銅、チタン、スズ、セリウム、タンタル、ニオブ、タングステン、ユーロピウムおよびハフニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を含む金属酸化物粒子が好適に用いられる。
【００２２】
１種の金属元素からなる金属酸化物粒子としては、例えば、酸化ジルコニウム（ＩＶ）（ＺｒＯ２：屈折率２．０５〜２．４）、酸化亜鉛（ＩＩ）（ＺｎＯ：屈折率２．０１〜２．１）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３：屈折率３．０１）、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ：屈折率２．７１）、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２：屈折率２．３〜２．７）、酸化錫（ＩＶ）（ＳｎＯ２：屈折率２．００）、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２：屈折率２．１）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ２Ｏ５：屈折率２．２）、酸化ニオブ（Ｖ）（Ｎｂ２Ｏ５：屈折率２．４）、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３：屈折率２．２）、酸化ユーロピウム（ＩＩＩ）（Ｅｕ２Ｏ３：屈折率１．９８）、酸化ハフニウム（ＩＶ）（ＨｆＯ２：屈折率２．０）等が好適に用いられる。
【００２３】
２種の金属元素からなる金属酸化物粒子としては、例えば、チタン酸カリウム（Ｋ２Ｔｉ６Ｏ１３：屈折率２．６８）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３：屈折率２．３〜２．５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３：屈折率２．３７）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３：屈折率２．１７）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３：屈折率２．３５）、タングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４：屈折率１．９１）、アンチモン添加酸化スズ（ＡＴＯ；Ｓｂ固溶ＳｎＯ２：屈折率１．９５〜２．０５）、インジウム添加酸化スズ（ＩＴＯ；Ｉｎ固溶ＳｎＯ２：屈折率１．９５〜２．０５）等が好適に用いられる。
【００２４】
これらの金属酸化物粒子の中でも、原材料費や製造コストの点から、酸化ジルコニウム（ＩＶ）、酸化亜鉛（ＩＩ）、酸化チタン（ＩＶ）、アンチモン添加酸化錫、インジウム添加酸化スズがより好適に用いられ、４００ｎｍ付近の吸収・散乱により着色するおそれが少ないため、酸化ジルコニウム（ＩＶ）がさらに好適に用いられる。
【００２５】
無機粒子の平均一次粒子径は、３ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下であり、８ｎｍ以上かつ３５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上かつ２５ｎｍ以下であることがより好ましい。
無機粒子の平均一次粒子径が３ｎｍ以上であれば、無機粒子の結晶性が高く、目的とする屈折率が得られる。また、溶媒に無機粒子を分散したときに、無機粒子が凝集し難くなるため、透明性の高い分散液が得られる。また、無機粒子の比表面積が小さくなるため、分散液を得るために必要なシランカップリング剤の量が少なくなり、表面処理された無機粒子として十分な屈折率が得られる。一方、平均一次粒子径が４０ｎｍ以下であれば、溶媒に無機粒子を分散したときの分散粒径が小さくなり、透明性の高い分散液が得られる。
【００２６】
本実施形態において、「平均一次粒子径」とは、個々の粒子そのものの粒子径を意味する。平均一次粒子径の測定方法としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等を用いて、無機粒子それぞれの長径、例えば、１００個以上の無機粒子それぞれの長径、好ましくは５００個の無機粒子それぞれの長径を測定し、その算術平均値を算出する方法が挙げられる。
【００２７】
無機粒子の比表面積は、７０ｍ２／ｇ以上かつ９５ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
無機粒子の比表面積が大きい程、表面処理に必要なシランカップリング剤の量が多くなり、表面処理した無機粒子の屈折率が低くなる結果、所望の屈折率の屈折率調整層を得るために無機粒子含有組成物中の無機粒子量を多くする必要があり、塗工性や無機粒子含有組成物の分散安定性が損なわれることがある。また、無機粒子の比表面積が小さい程、無機粒子の粒子径が大きいか、または、無機粒子がネッキング等の強凝集しているため、透明性の高い無機粒子含有組成物を得ることが困難となる。このため、無機粒子の比表面積は、上記範囲が好ましい。
【００２８】
「シランカップリング剤」
本実施形態の無機粒子含有組成物においては、無機粒子は表面がシランカップリング剤で表面処理がされている。
【００２９】
本実施形態で用いるシランカップリング剤は、（ｉ）無機粒子に結合する官能基と、（ii）成膜成分と化学結合を形成する官能基と、を有している。
シランカップリング剤は、上記（ｉ）の官能基で無機粒子の表面に結合することで、無機粒子の表面を改質する。シランカップリング剤により表面処理された無機粒子において、上記（ii）の官能基は、周囲の成膜成分と化学結合を形成する。これにより、シランカップリング剤により表面処理された無機粒子は、成膜成分中に好適に分散し、凝集を抑制する。
【００３０】
なお、シランカップリング剤による無機粒子の表面処理とは、シランカップリング剤と無機粒子とが何らかの相互作用をして、互いに結合していればよい。共有結合により結合していてもよいし、物理吸着等の非共有結合により結合していてもよい。また、無機粒子についてプレ加水分解を行い、一部または全部の加水分解を進行させた後、シランカップリング剤によって、無機粒子を表面処理してもよい。
【００３１】
本実施形態において、シランカップリング剤としては、単分子であってもよく、高分子であってもよい。
【００３２】
本実施形態において、単分子のシランカップリング剤としては、下記一般式（１）で表わされるケイ素化合物を用いることができる。
Ｒ’ｎＳｉ（ＯＲ）ｍ・・・（１）
（但し、Ｒは水素原子またはアルキル基、Ｒ’は成膜成分と結合可能な官能基、ｎおよびｍは整数であり、ｎ＋ｍ＝４、０＜ｎ＜４）
【００３３】
上記一般式（１）において、−ＯＲ基は上記（ｉ）の官能基に対応し、Ｒ’は上記（ii）の官能基に対応する。
【００３４】
本実施形態におけるケイ素化合物は、上記一般式（１）で表わされる。すなわち、本実施形態におけるケイ素化合物は、シラノール基を有するか、または、加水分解によってシラノール基を生成する基、および成膜成分と結合可能な官能基とを有する有機ケイ素化合物である。ケイ素化合物は、溶媒と成膜成分への相溶性を勘案しながら適宜選択して用いられる。
【００３５】
上記一般式（１）におけるＲは、水素原子または炭素原子数１〜２２のアルキル基であることが好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれでもよい。アルキル基が環状である場合、単環状および多環状のいずれでもよい。そして、アルキル基は、炭素原子数が１〜２２であることが好ましいが、後述する溶媒への親和性がより高い化合物とするためには、炭素原子数が１以上かつ６以下であることがより好ましい。
【００３６】
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、炭素原子数が１〜２２であることが好ましく、このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、２，２−ジメチルペンチル基、２，３−ジメチルペンチル基、２，４−ジメチルペンチル基、３，３−ジメチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２，２，３−トリメチルブチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、後述する溶媒への親和性の観点からは、炭素原子数が１以上かつ６以下であることがより好ましい。
【００３７】
環状のアルキル基は、炭素原子数が１〜２２であることが好ましく、炭素原子数が３〜１０であることがより好ましい。このような環状のアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基等が挙げられる。さらに、アルキル基としては、これら環状のアルキル基の１個以上の水素原子が、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基で置換されたもの等が挙げられる。
環状のアルキル基は、後述する溶媒への親和性の観点からは、炭素原子数が３以上かつ６以下であることがさらに好ましい。
【００３８】
また、アルキル基中の１つまたは２つ以上の水素原子は、任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。水素原子と置換されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００３９】
上記一般式（１）におけるＲ’は、成膜成分と結合可能な官能基であり、塗膜の硬化時に成膜成分と架橋する有機基である。「成膜成分と結合可能な官能基」としては、成膜成分が付加重合を生じるものであれば、二重結合を有する有機基や、エポキシ基を有する有機基を挙げることができる。Ｒ’は、後述する溶媒との親和性を考慮して適宜選択すればよい。Ｒ’は特に限定されないが、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。
【００４０】
また、成膜成分がエステル化等の縮重合を生じるものであれば、アミノ基やカルボニル基等を挙げることができる。
【００４１】
上記一般式（１）におけるｎおよびｍは整数であり、ｎ＋ｍ＝４、および、０＜ｎ＜４を満たす。ｎは２または３であることが好ましい。
【００４２】
上記一般式（１）で表わされるケイ素化合物としては、具体的には、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランおよび３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
これらのケイ素化合物は単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００４３】
Ｒ’は成膜成分と結合可能な官能基であるため、樹脂とも結合でき、本実施形態の無機粒子含有組成物を塗料等に配合し、塗膜の作製等を行う際、無機粒子の凝集を抑制することができる。
【００４４】
本実施形態において、高分子のシランカップリング剤としては、ポリマー型のシランカップリング剤を用いることができる。
シランカップリング剤がポリマー型のシランカップリング剤である場合、主鎖である有機ポリマーに、側鎖として複数の上記（ｉ）の官能基、及び複数の上記（ii）の官能基が結合しているものが用いられる。また、この場合、主鎖自体が上記（ii）の官能基として機能するものであってもよく、主鎖に対して側鎖として上記（ii）の官能基を結合させたものであってもよい。
【００４５】
「溶媒」
本実施形態における溶媒は、屈折率が１．９以上の無機粒子を分散できる溶媒であれば特に限定されず、水や有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が８．０以上かつ１２以下であり、水への溶解度が１．５ｇ／１００ｍｌ以上である有機溶媒が好ましい。全溶媒中に、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が８．０以上かつ１２以下であり、水への溶解度が１．５ｇ／１００ｍｌ以上である有機溶媒を７０質量％以上含有することが好ましく、８０質量％以上含有することが好ましく、９０質量％以上含有することがより好ましい。
【００４６】
溶媒中における、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が８．０以上かつ１２以下であり、水への溶解度が１．５ｇ／１００ｍｌ以上である有機溶媒の含有量が７０質量％以上であれば、本実施形態の無機粒子含有組成物を用いて塗膜を形成する際や、本実施形態の無機粒子含有組成物から溶媒を除去する際に無機粒子の凝集を抑制することができる。また、シランカップリング剤の加水分解に必要な水分を溶解できる。また、本実施形態の無機粒子含有組成物を塗料に配合した後、その塗料を用いて塗膜を形成する際や、その塗料から溶媒を除去する際に適度な揮発速度が得られ、塗膜における無機粒子の偏析を抑制することができる。
【００４７】
有機溶媒の溶解度パラメーターが、上記範囲の場合には、本実施形態の無機粒子含有組成物を、エポキシ樹脂（ＳＰ値：１０．９）、アクリル樹脂（ＳＰ値：９．５）、ポリスチレン（ＳＰ値：８．５〜１０．３）、ウレタン樹脂（ＳＰ値：１０〜１１）、フェノール樹脂（ＳＰ値：１１．５）、セルロース樹脂（ＳＰ値：１０〜１２）、ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１０〜１１）、エポキシ樹脂（ＳＰ値：１０〜１１）のように極性が中程度の樹脂（ＳＰ値：８．５〜１２）に好適に配合できる。
【００４８】
また、有機溶媒の溶解度パラメーターが、上記範囲の場合には、本実施形態の無機粒子含有組成物と、上記樹脂との極性の差が小さくなり、透明な塗料が得られる。また、本実施形態の無機粒子含有組成物を含む塗料を用いて塗膜を形成する際や、その塗料から溶媒を除去する際に無機粒子の凝集を抑制することができる。
【００４９】
本実施形態における有機溶媒としては、例えば、メチルイソブチルケトン（ＳＰ値：８．４）、酢酸ブチル（ＳＰ値：８．５）、アクリル酸エチル（ＳＰ値：８．６）、ジアセトンアルコール（ＳＰ値：９．２）、メチルエチルケトン（ＳＰ値：９．３）、シクロヘキサノン（ＳＰ値：９．９）、１−メトキシ−２−プロパノール（ＳＰ値：９．５）、ドデカノール（ＳＰ値：９．８−１０．３）、シクロペンタノン（ＳＰ値：１０．４）、２，３−ブタンジオール（ＳＰ値：１１．１）、１−プロパノール（ＳＰ値：１１．９）等が挙げられる。
【００５０】
本実施形態において、溶解度パラメーター（（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）は、例えば、Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ等による「Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｆｏｕｒｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ」のＶＩＩ  ６７５から７１３に記載されている方法（特に、Ｂ３式、Ｂ８式）で算出することができる。また、前記文献の表１（ＶＩＩ  ７１１）、表７（ＶＩＩ  ６８８−６９４）、表８（ＶＩＩ  ６９４−６９７）の値を用いることができる。
【００５１】
有機溶媒の沸点は、８０℃以上であることが好ましい。
有機溶媒の沸点が、８０℃以上でれば、本実施形態の無機粒子含有組成物を塗料に配合した後、その塗料を用いて塗膜を形成する際や、その塗料から溶媒を除去する際に適度な揮発速度が得られ、無機粒子の偏析を抑制することができる。
【００５２】
また、有機溶媒の水への溶解度が、上記範囲である場合には、シランカップリング剤の加水分解に必要な量の水分を有機溶媒に溶解できる。
【００５３】
溶解度パラメーターが８．０以上かつ１２以下であり、水の溶解度が１．５ｇ／１００ｍｌ以上である有機溶媒としては、例えば、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール（ＰＧＭ）、イソプロパノール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル等が挙げられる。
【００５４】
有機溶媒は、溶解度パラメーターが８．０以上かつ１２以下であり、水への溶解度が１．５ｇ／１００ｍｌ以上である溶媒を単独で用いてもよいし、２種以上を混合した混合溶媒であってもよい。
【００５５】
また、溶媒の揮発速度や乾燥速度を調節するためには、本実施形態の溶媒は高沸点溶剤を含んでいてもよく、この高沸点溶剤も、溶解度パラメーターが８．０以上かつ１２以下であり、水の溶解度が１．５ｇ／１００ｍｌ以上である有機溶媒であることが好ましい。
【００５６】
「成膜成分」
本実施形態における成膜成分は、電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含む。
【００５７】
「電離放射線硬化型デンドリティック高分子」
デンドリティック高分子は、デンドロン、デンドリマー、及びハイパーブランチポリマーの群から選択される少なくとも一種からなる（例えば、「高分子基礎科学ＯｎｅＰｏｉｎｔ３ デンドリティック高分子」（共立出版、２０１３年、高分子学会編集）参照）。
【００５８】
デンドリティック高分子は一般的に用いられる直鎖型のポリマーに比べて、反応性の官能基をその最外面に高密度に配置することが可能である。また、（１）有機溶剤に可溶で低粘度である、（２）分子内部が疎であり、分子外部が密な構造である、（３）末端基が多数存在するといった特徴がある。このため、デンドリティック高分子を組成物に配合することで、塗膜硬化時の硬化効率が高くなるので塗膜の耐擦傷性向上させ、かつ熱収縮を低く抑えることができる。
【００５９】
特に、デンドリティック高分子が上記（２）の特徴を有することにより、デンドリティック高分子を含む成膜成分は、硬化させて塗膜となった後に曲げ、圧縮、引張、熱応力といった応力が加わった際に、デンドリティック高分子が当該応力に応じて変形可能である。そのため、結果として柔軟な塗膜となり、熱収縮を抑制することができる。
【００６０】
デンドリティック高分子は、末端基に様々な修飾をすることが可能であり、本実施形態の電離放射線硬化型のデンドリティック高分子は、末端基の一部または全部を電子放射線硬化型の置換基で修飾したデンドロン、デンドリマー、およびハイパーブランチポリマーのうち少なくとも１種を含む。
【００６１】
電離放射線硬化型の置換基とは、少なくとも電離放射線（紫外線もしくは電子線）の照射によって架橋硬化することができる官能基であり、不飽和二重結合を有する官能基が好ましく、メタクリル基、アクリル基、ビニル基がより好ましい。
【００６２】
ここで、デンドリティック高分子が上記（３）の特徴を有することにより、末端基に付された電子放射線硬化型の置換基が未反応のまま残存しにくい。デンドリティック高分子の末端基は、末端基同士が空間的に近接する位置に配置されやすい。また、デンドリティック高分子の末端基は、デンドリティック高分子全体で見た場合にデンドリティック高分子の内部側よりも外部側に露出して配置されやすい。そのため、デンドリティック高分子の末端基は、デンドリティック高分子を含む成膜成分と反応しやすくなり、未反応のまま残存しにくくなる。その結果、未反応の重合性官能基の量を低減させ、熱収縮量を低減させることが期待できる。
【００６３】
成膜成分中のデンドリティック高分子は、２種類の電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を組み合わせて用いることが好ましい。分子量分布、平均分子量や表面構造（官能基数、官能基種）の異なる２種類のデンドリティック高分子を組み合わせることで、デンドリティック高分子の効果を損なわずに、成膜成分の平均分子量や、極性を制御することが可能となる。そのため、２種類の電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を組み合わせると、無機粒子の分散性の制御や所望の耐擦傷性と低熱収縮性を得ることが容易となる。例えば、平均分子量１０，０００以上のデンドリティック高分子と、平均分子量３，０００以下のデンドリティック高分子を好適に組み合わせることができる。
【００６４】
本実施形態の成膜成分中におけるデンドリティック高分子の含有量は５２質量％以上１００質量％以下であり、５２質量％以上かつ８０質量％以下であることが好ましい。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量が５２質量％以上であれば、デンドリティック高分子の効果が十分に得られるため、塗膜硬化時の硬化効率が高くなり、耐擦傷性が高く、熱収縮が抑制された塗膜を得ることができる。
【００６５】
デンドリティック高分子以外の成膜成分としては特に限定されず、所望の特性に応じて適宜選択すればよい。例えば、光硬化性樹脂のモノマー、光硬化性樹脂のオリゴマー、光硬化性樹脂のポリマーを用いてもよく、熱硬化性樹脂のモノマー、熱硬化性樹脂のオリゴマー、熱硬化性樹脂のポリマーを用いてもよく、熱可塑性樹脂のモノマー、熱可塑性樹脂のオリゴマー、熱可塑性樹脂のポリマーを用いてもよい。
【００６６】
光硬化性樹脂のモノマーとしては、例えば、１官能アクリレート、２官能アクリレート、３官能アクリレート、４−６官能の多官能アクリレート等のラジカル重合系モノマーや、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシ樹脂、ウレタンビニルエーテル、ポリエステルビニルエーテル等のカチオン重合系モノマーが挙げられる。
多官能モノマーのアクリロイル基、メタクリロイル基以外の官能基としては、例えば、ビニル基、アリル基、アリルエーテル基、スチリル基、水酸基等が挙げられる。
【００６７】
多官能アクリレートの具体例としては、例えば、（メタ）トリメチロールプロパントリアクリレート、（メタ）ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、（メタ）ペンタエリスリトールトリアクリレート、（メタ）ペンタエリスリトールテトラアクリレート、（メタ）ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールポリアクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート、ポリシロキサンアクリレート等が挙げられる。これらの多官能アクリレートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００６８】
光硬化性樹脂のオリゴマー、光硬化性樹脂のポリマーとしては、例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、共重合系アクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコンアクリレート、アミノ樹脂アクリレート等のラジカル重合系オリゴマー、ラジカル重合系ポリマーや、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシ樹脂、ウレタンビニルエーテル、ポリエステルビニルエーテル等のカチオン重合系オリゴマー、カチオン重合系ポリマーが挙げられる。
【００６９】
これらの光硬化性樹脂のモノマー、光硬化性樹脂のオリゴマーおよび光硬化性樹脂のポリマーは単独で用いることもでき、必要とされる機能に併せて２種以上を混合して用いることもできる。
これらの中でも、複数成分を配合しやすく、光重合開始剤と光安定化剤等を用いることで硬化障害を抑制できるラジカル重合性のモノマー、オリゴマー、ポリマーが好適に用いられる。
【００７０】
「熱可塑性樹脂」
本実施形態における熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン化アルキド樹脂、酢ビ／アクリル樹脂、スチレン変性アクリル樹脂、アクリル樹脂、アクリルポリオール樹脂、スチレンアクリル樹脂エマルジョン（エマルション以下同様）、アクリル樹脂エマルジョン等が挙げられる。
熱可塑性樹脂が含有される場合には、塗膜に２０００ｍＪ／ｃｍ２以上の光（紫外線等）が照射されても塗膜や基材の劣化を抑制することができる。そのため、耐紫外線性が必要な用途に用いて好適である。特に、熱や紫外線によって硬化される液体タイプの接着剤（ＯＣＲ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  ｒｅｓｉｎ）が使用される場合に、好適に用いることができる。
【００７１】
熱可塑性樹脂としては、具体的に、三井東圧化学社製のアルマテックス Ｌ１０４３（商品名、グレード）、アルマテックス Ｌ２１００（商品名、グレード）、アルマテックス Ｌ１０９０Ｆ（商品名、グレード）、アルマテックス Ｌ１０４２（商品名、グレード）、アルマテックス Ｌ１０４４（商品名、グレード）、アルマテックス Ｌ１０９３（商品名、グレード）等が挙げられる。
【００７２】
その他の熱可塑性樹脂としては、具体的に、日本触媒社製のアロセット５２１０（商品名、グレード）、アロセット５２１７（商品名、グレード）、アロセット５２２１（商品名、グレード）、アロセット５２２７（商品名、グレード）、アロセット５２４２（商品名、グレード）、アクリセットＳＣ−３０９Ａ（商品名、グレード）、アクリセットＳＣ−３０９Ｊ（商品名、グレード）、アロロン４５０（商品名、グレード）、アロロン４５３（商品名、グレード）、アロロン４６０（商品名、グレード）、アロロン４８０（商品名、グレード）、アロロン４８２（商品名、グレード）等が挙げられる。
【００７３】
その他の熱可塑性樹脂としては、具体的に、三菱レイヨン社製のダイヤナールＬＲ−４６９（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１８６（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−４８５（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１４３（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１５８（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−００１（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１７７（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−２１４（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１６３（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１６２（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１６７（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−３９６（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−５７４（商品名、グレード）、ダイヤナールＬＲ−１９４（商品名、グレード）等が挙げられる。
【００７４】
その他の熱可塑性樹脂としては、具体的に、大日本インキ社製のアクリディックＵＶ−１９１（商品名、グレード）、アクリディックＡ−８１４（商品名、グレード）、アクリディックＷＢＵ−１２１８（商品名、グレード）、アクリディックＤＬ−９６７（商品名、グレード）等が挙げられる。
【００７５】
これらの中でも、熱可塑性樹脂としては、無機粒子と水素結合等によって相互作用する、アクリルポリオール樹脂が好ましい。アクリルポリオール樹脂としては、例えば、アクリディックＵＶ−１９１（大日本インキ社製）、アクリディックＡ−８１４（大日本インキ社製）、アクリディックＷＢＵ−１２１８（大日本インキ社）、アクリディックＤＬ−９６７（大日本インキ社製）等を好適に用いることができる。
【００７６】
本実施形態における成膜成分中の熱可塑性樹脂の含有量は２０質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上かつ５０質量％以下であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂の成膜成分中の含有量が２０質量％以上であれば、耐紫外線性を十分に得ることができるため好ましい。また、熱可塑性樹脂の含有量が５０質量％以下であれば、耐擦傷性と低熱収縮性を維持しつつ、耐紫外線性の効果を得られるため好ましい。
【００７７】
耐擦傷性、耐摩耗性が必要とされる用途には、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のラジカル重合系多官能モノマーが好適に用いられる。
柔軟性、低収縮性が必要とされる用途には、ウレタンアクリレート等のラジカル重合系オリゴマー、ポリマーが好適に用いられる。
耐紫外線性が必要とされる用途には、熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
【００７８】
本実施形態の無機粒子含有組成物における無機粒子や成膜成分の含有量は、所望の無機粒子の特性と、所望の熱収縮性及び耐擦傷性に応じて適宜調整すればよい。例えば、屈折率を１．６０〜１．７０に調整する場合には、無機粒子と成膜成分の合計量に対する無機粒子の含有量（無機粒子／（無機粒子＋成膜成分））は、４０質量％以上かつ７０質量％以下であることが好ましく、４５質量％以上かつ７０質量％以下であることがより好ましく、４５質量％以上かつ６７質量％以下であることがさらに好ましい。
無機粒子の含有量を上記範囲に調整することで、屈折率が高く、組成物の経時安定性および塗膜の成膜性に優れた組成物を得ることができる。
【００７９】
無機粒子含有組成物における無機粒子の分散粒径が光の波長よりも十分に小さい場合、すなわち、下記式（２）においてα＜＜１（一般に、α＜０．４）の場合、無機粒子による光の散乱はレイリー散乱となる。一方、無機粒子含有組成物における無機粒子の分散粒径が光の波長よりも大きい場合、無機粒子による光の散乱はミー散乱となる。
α＝π・Ｄ／λ・・・（２）
但し、上記式（２）において、αは粒径パラメーター、Ｄは無機粒子の分散粒径、λは光の波長である。
よって、可視光領域（波長４００ｎｍ〜８００ｎｍ）では、無機粒子の分散粒径が約５０ｎｍを超えると、レイリー散乱ではなく、より散乱強度の高いミー散乱となる。散乱強度は、無機粒子の分散粒径だけでなく、無機粒子の屈折率にも依存するため、特に、屈折率が１．９以上の無機粒子を含む無機粒子含有組成物の透明性を高くするためには、無機粒子の分散粒径を略５０ｎｍ以下に保持することが重要となる。
【００８０】
そのため、透明性が高い、本実施形態の無機粒子含有組成物の粒度分布の累積体積積百分率が９０％のときの粒径（Ｄ９０）が６０ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。
無機粒子含有組成物の粒度分布の累積体積百分率が９０％のときの粒径（Ｄ９０）が６０ｎｍ以下であれば、無機粒子含有組成物の透明性を高くすることができる。
【００８１】
また、無機粒子含有組成物の粒度分布が幅広いと、粗大粒子も多くなるため、無機粒子含有組成物の透明性が低くなり易い。また、粗大粒子ほど沈降し易いため、無機粒子含有組成物の経時安定性を向上させるには、粒度分布がシャープな分散液を得る必要がある。そのため、より高い透明性、さらに優れた経時安定性の両面から、本実施形態の無機粒子含有組成物では、粒度分布の累積体積百分率が９０％のときの粒径（Ｄ９０）を、粒度分布の累積体積百分率が５０％のときの粒径（Ｄ５０）で除した値が、３以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましい。特に、無機粒子含有組成物の作製に必要なシランカップリング剤の含有量と、無機粒子の結晶性との観点から、平均一次粒子径３ｎｍ以上かつ４０ｎｍ以下の無機粒子を含む無機粒子含有組成物を作製する場合、Ｄ９０／Ｄ５０が３以下であることは重要となる。なお、Ｄ９０／Ｄ５０の下限は１以上である。
【００８２】
本実施形態の無機粒子含有組成物中には、発明の効果を阻害しない範囲で、官能基が１個または２個であり、上述のモノマーには含まれないモノマーやオリゴマー、分散剤、重合開始剤、帯電防止剤、屈折率調節剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、レベリング剤、消泡剤、無機充填剤、カップリング剤、防腐剤、可塑剤、流動調整剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、重合開始剤等の一般的な各種添加剤が適宜含有されていてもよい。
【００８３】
分散剤としては、例えば、硫酸エステル系、カルボン酸系、ポリカルボン酸系等のアニオン型界面活性剤、高級脂肪族アミンの４級塩等のカチオン型界面活性剤、高級脂肪酸ポリエチレングリコールエステル系等のノニオン型界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アマイドエステル結合を有する高分子系界面活性剤等が挙げられる。
【００８４】
重合開始剤は、用いる紫外線硬化型樹脂のモノマー、紫外線硬化型樹脂のオリゴマーまたは紫外線硬化型樹脂のポリマーの種類に応じて、適宜選択される。紫外線硬化型樹脂のモノマーを用いる場合には、光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤の種類や量は、使用する紫外線硬化型樹脂のモノマーに応じて適宜選択される。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、ジケトン系、アセトフェノン系、ベンゾイン系、チオキサントン系、キノン系、ベンジルジメチルケタール系、アルキルフェノン系、アシルフォスフィンオキサイド系、フェニルフォスフィンオキサイド系等の公知の光重合開始剤が挙げられる。
【００８５】
本実施形態の無機粒子含有組成物は、基材に塗布して塗膜を形成するものであることから、塗工を容易にするために、粘度が０．２ｍＰａ・ｓ以上かつ５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、０．５ｍＰａ・ｓ以上かつ２００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。
無機粒子含有組成物の粘度が０．２ｍＰａ・ｓ以上であれば、塗膜にした時の膜厚が薄くなりすぎず、膜厚の制御が容易であるため好ましい。一方、無機粒子含有組成物の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であれば、粘度が高すぎず塗工時における無機粒子含有組成物の取扱いが容易となるため好ましい。
【００８６】
無機粒子含有組成物の粘度は、無機粒子含有組成物中の上記溶媒の含有量を調整することにより、上記範囲に調整することが好ましい。
【００８７】
本実施形態の無機粒子含有組成物によって形成される塗膜としては、例えば、タッチパネル表示装置の表示部に設けられる屈折率調整層等が挙げられる。
【００８８】
本実施形態の無機粒子含有組成物によれば、成膜成分中に電離放射線硬化型のデンドリティック高分子を５２質量％以上含むため、低熱収縮性と耐擦傷性に優れた塗膜を形成することができる。
また、本実施形態の無機粒子含有組成物によれば、成膜成分が紫外線硬化型樹脂のみからなる従来の無機粒子含有組成物と比較しても、同等の耐擦傷性を有する塗膜を形成することができる。
【００８９】
成膜成分中に熱可塑性樹脂を含む場合には、低熱収縮性、耐擦傷性、耐紫外線性に優れた塗膜を形成することができる。そのため、本実施形態の塗膜に照射量が２０００ｍＪ／ｃｍ２以上の光（紫外線等）を照射しても、基材等に対する密着性が低下しない塗膜を形成することができる。また、基材等に、塗膜との密着性を向上するための易接着層が設けられている場合、その易接着層に対する密着性が低下しない塗膜を形成することができる。
【００９０】
［無機粒子含有組成物の製造方法］
本実施形態の無機粒子含有組成物の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、無機粒子の懸濁液を調製した後、その懸濁液にシランカップリング剤を添加して、無機粒子の表面処理反応を行って分散液を調製し、次いで、その分散液に成膜成分を添加して機械的に混合する方法、上記の無機粒子含有組成物の各成分を配合した後、機械的に混合する方法等が用いられる。
【００９１】
無機粒子の懸濁液を調製した後その懸濁液にシランカップリング剤を添加して、無機粒子の表面処理反応を行って分散液を調製し、次いで、その分散液に成膜成分を添加して機械的に混合する場合、分散液の調製には、ジルコニアビーズ等のメディアを用いたビーズミル、ボールミル、ホモジナイザー、ディスパー、撹拌機等が好適に用いられる。また、アンモニア、アミン、塩酸、または硝酸等の触媒や水を、懸濁液に添加してもよく、無機粒子の表面処理反応の際に添加してもよい。また、触媒や水を、無機粒子の表面処理反応の反応速度を調整するために、段階的にまたは連続的に添加することもできる。
上記の無機粒子含有組成物の各成分を配合した後、機械的に混合する場合、ジルコニアビーズ等のメディアを用いたビーズミル、ボールミル、ホモジナイザー、ディスパー、撹拌機等が好適に用いられる。また、アミンや水を、無機粒子の表面処理反応の反応速度を調整するために、段階的にまたは連続的に添加することもできる。
【００９２】
［塗膜］
本実施形態の塗膜は、本実施形態の無機粒子含有組成物を塗布して形成される。
本実施形態の塗膜の膜厚は、用途に応じて適宜調整されるが、通常０．０１μｍ以上かつ２０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上かつ１０μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上かつ２μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００９３】
本実施形態の塗膜の製造方法は、光透過性の基材等の一面に、上記の無機粒子含有組成物を塗工することで塗膜を形成する工程と、この塗膜を硬化させる工程とを有する。
塗膜を形成する塗工方法としては、例えば、バーコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、メニスカスコート法、グラビアコート法、吸上げ塗工法、はけ塗り法等、通常のウェットコート法が用いられる。
【００９４】
塗膜を硬化させる硬化方法としては、紫外線照射により塗膜を硬化させる方法が用いられる。紫外線照射により塗膜を硬化させる方法は、塗膜の硬化速度が速く、装置の入手および取り扱いが容易である点から好ましい。
紫外線照射による硬化の場合、２００ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域の紫外線を発生する高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ等を用いて、２００ｍＪ／ｃｍ２〜３００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーにて、紫外線を照射する方法等が挙げられる。
【００９５】
本実施形態の塗膜は、上記無機粒子含有組成物を用いて形成される。上述したように、上記無機粒子含有組成物は、成膜成分が、紫外線硬化型樹脂と、熱可塑性樹脂と、を含む。そのため、照射量が２０００ｍＪ／ｃｍ２以上の光（紫外線等）を照射しても、基材等に対する密着性が低下しない。
本実施形態の塗膜によれば、本実施形態の無機粒子含有組成物を用いて形成されているため、耐擦傷性および耐紫外線性に優れた塗膜を得ることができる。
【００９６】
［塗膜付きプラスチック基材］
本実施形態の塗膜付きプラスチック基材は、樹脂材料を用いて形成された基体本体（プラスチック基材）と、基体本体の少なくとも一面に設けられた本実施形態の塗膜と、を有する。
【００９７】
塗膜付きプラスチック基材は、本実施形態の無機粒子含有組成物を、公知の塗工法を用いて基体本体上に塗工することで塗膜を形成し、その塗膜を硬化させることにより得られる。
【００９８】
基材本体は、プラスチック基材であれば特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、アクリル、アクリル−スチリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、塩化ビニル等のプラスチックから形成されたものが用いられる。
表示装置用途で用いる場合には、基材本体としては、光透過性を有するプラスチック基材を用いることが好ましい。
【００９９】
基材本体は、シート状であってもよく、フィルム状であってもよいが、フィルム状であることが好ましい。
【０１００】
本実施形態の塗膜付きプラスチック基材は、空気を基準として測定した場合に、ヘーズ値が１．４％以下であることが好ましく、１．０％以下であることがより好ましい。
【０１０１】
ここで、「ヘーズ値」とは、全光線透過光に対する拡散透過光の割合（％）のことであり、空気を基準として、ヘーズメーターＮＤＨ−２０００（日本電色社製）を用い、日本工業規格ＪＩＳ−Ｋ−７１３６に基づいて測定した値を意味する。
【０１０２】
本実施形態の塗膜付きプラスチック基材は、プラスチック基材と塗膜の間にハードコート膜を設けてもよい。また、塗膜とは屈折率等の性能が異なる膜を積層させてもよい。
【０１０３】
本発明の塗膜付きプラスチック基材によれば、本実施形態の塗膜が形成されているため、耐擦傷性および耐紫外線性に優れた塗膜を有する塗膜付きプラスチック基材を得ることができる。
【０１０４】
特に、塗膜を形成する基体本体の屈折率が高い場合には、基体本体との屈折率差を低減させるため、基体本体の表面に形成する塗膜の屈折率も高くする必要がある。本実施形態の塗膜付きプラスチック基材は、上述した本実施形態の塗膜が形成されているため、屈折率を高くするために無機粒子の含有率を高めたとしても、低熱収縮性、耐擦傷性、耐紫外線性に優れた塗膜を有する塗膜付きプラスチック基材とすることができ、特に好適である。
【０１０５】
［表示装置］
本実施形態の表示装置は、本実施形態の塗膜および本実施形態の塗膜付きプラスチック基材のいずれか一方または両方を備える。
表示装置は、特に限定されないが、本実施形態ではタッチパネル用の液晶表示装置について説明する。
【０１０６】
［タッチパネル］
タッチパネルはＩＴＯ電極と透明基材（ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック基材）との屈折率差が大きい場合には、ＩＴＯ電極部分が見え易くなる、いわゆる骨見え現象が起こる。
そのため、屈折率が１．９以上の無機粒子を選択した本実施形態の塗膜を、透明基材とＩＴＯ電極との間の層として設けることにより、透明基材とＩＴＯ電極の屈折率差を緩和して、骨見え現象を抑制することができる。
本実施形態の塗膜および本実施形態の塗膜付きプラスチック基材のいずれか一方または両方をタッチパネルに設ける方法は、特に限定されない。公知の方法により実装すればよい。例えば、本実施形態の塗膜付きプラスチック基材の塗膜面に、ＩＴＯ電極をパターニングし、配向膜、液晶層を積層した構造等が挙げられる。
【０１０７】
本実施形態の表示装置は、透明性と成膜性に優れる、本実施形態の塗膜および本実施形態の塗膜付きプラスチック基材のいずれか一方または両方を備えている。塗膜面内における光学特性のばらつきがほとんどないため、視認性に優れた表示装置となる。
【０１０８】
また、ＩＴＯ電極が形成される透明基材の屈折率が高い場合には、透明基材との屈折率差を低減させるため、形成する塗膜や用いる塗膜付きプラスチック基材の屈折率も高くする必要がある。上述した本実施形態の塗膜においては、屈折率を高くするために塗膜における無機粒子の含有率を高めたとしても、低熱収縮性、耐擦傷性、耐紫外線性に優れた塗膜とすることができる。本実施形態のタッチパネルは、上述した本実施形態の塗膜または塗膜付きプラスチック基材のいずれか一方または両方を有するため、ＩＴＯ電極が形成される透明基材の屈折率が高い場合、特に好適である。
【実施例】
【０１０９】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【０１１０】
［実施例１］
「無機粒子含有組成物」
酸化ジルコニウム（ＩＶ）（平均一次粒子径１２ｎｍ、住友大阪セメント社製）を４０質量％、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−５１０３、信越化学化学工業社製）を６．０質量％、アルキルジメチルアミン（アミン価１４０）を０．３質量％、水を０．８質量％、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を５２．９質量％混合した後、ビーズミルを用いて、分散処理を行って、シランカップリング剤で表面処理されたジルコニア分散液を得た。
塗膜の屈折率が１．６５となるように、得られたジルコニア分散液に、アクリルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：ＳＵＢＡＲＵ−５０１、成膜成分含有率５０質量％、デンドリティック高分子の含有率３２質量％、重量平均分子量２万、大阪有機工業社製）と、ポリエステルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：Ｖ♯１０００、成膜成分含有率１００質量％、デンドリティック高分子の含有率１００質量％、重量平均分子量１９５０、大阪有機化学工業社製）と、重合開始剤を混合して、実施例１の無機粒子含有組成物を得た。ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００は、成膜成分の質量比で７：３となるように混合し、重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、７４．８質量％であった。
【０１１１】
「塗膜」
得られた無機粒子含有組成物を５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、乾燥膜厚が１μｍとなるようにバーコーティング法で塗布し、９０℃にて１分間加熱して乾燥させ、塗膜を形成した。
次いで、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）を用い、塗膜に紫外線を２５０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーとなるように露光し、塗膜を硬化させて、実施例１の塗膜付きプラスチック基材を得た。
【０１１２】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
「全光線透過率、ヘーズ値」
塗膜付きプラスチック基材の全光線透過率とヘーズ値を、空気を基準として、ヘーズメーターＮＤＨ−２０００（日本電色社製）を用い、日本工業規格：ＪＩＳ−Ｋ−７１３６に基づいて測定した。全光線透過率とヘーズ値の測定には、作製した塗膜付きプラスチック基材から１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を作製し、その試験片を用いた。結果を表１に示す。
【０１１３】
「耐擦傷性」
塗膜付きプラスチック基材の耐擦傷性を評価した。
塗膜付きプラスチック基材の塗膜の表面に対して、＃００００のスチールウールを２５０ｇ／ｃｍ２の荷重を掛けて１０往復摺動させた。スチールウールは、ラビングテスター（太平理化工業社製）に装着して、往復摺動させた。
スチールウールを往復摺動させた後の塗膜の表面を目視により観察し、次の基準で耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
評価結果がＡであるものが良品であり、評価結果がＢからＥとなるに従い、耐擦傷性が低いことを示している。
Ａ：傷０本
Ｂ：傷１−１０本
Ｃ：傷１１−２０本
Ｄ：傷２０−３０本
Ｅ：傷３１本以上
【０１１４】
「低熱収縮性」
塗膜付きプラスチックフィルムの低熱収縮性の評価には、作製した塗膜付きプラスチックフィルムから１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を作製し、その試験片を用いた。
この試験片を１５０℃で１時間熱処理してから、水平な台の方向に凸となるように置き、フィルムの四隅と水平台との離間距離（水平台からフィルムの四隅までの浮き上がり量。単位：ｍｍ）を定規で測定し、四隅の浮き上がり量の算術平均値を算出した。結果を表１に示す。浮き上がり量の平均値が小さいほど良品であり、浮き上がり量の平均値が大きくなるにつれ、フィルムが熱により収縮し、低熱収縮性に劣ることを示している。
【０１１５】
［実施例２］
「無機粒子含有組成物」
ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００を、成膜成分の質量比で６：４となるように混合した以外は実施例１と全く同様にして、実施例２の無機粒子含有組成物を得た。成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、７８．４質量％であった。
【０１１６】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１１７】
［実施例３］
「無機粒子含有組成物」
ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００を、成膜成分の質量比で５：５となるように混合した以外は実施例１と全く同様にして、実施例３の無機粒子含有組成物を得た。成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、８２．０質量％であった。
【０１１８】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１１９】
［実施例４］
「無機粒子含有組成物」
ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００を、成膜成分の質量比で４：６となるように混合した以外は実施例１と全く同様にして、実施例４の無機粒子含有組成物を得た。成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、８２．０質量％であった。
【０１２０】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１２１】
［実施例５］
「無機粒子含有組成物」
ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００を、成膜成分の質量比で３：７となるように混合した以外は実施例１と全く同様にして、実施例５の無機粒子含有組成物を得た。成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、８９．２質量％であった。
【０１２２】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１２３】
［実施例６］
「無機粒子含有組成物」
ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００を、成膜成分の質量比で２：８となるように混合した以外は実施例１と全く同様にして、実施例６の無機粒子含有組成物を得た。成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、９２．８質量％であった。
【０１２４】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１２５】
［実施例７］
「無機粒子含有組成物」
ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００を、成膜成分の質量比で１：９となるように混合した以外は実施例１と全く同様にして、実施例６の無機粒子含有組成物を得た。成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、９６．４質量％であった。
【０１２６】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１２７】
［実施例８］
「無機粒子含有組成物」
塗膜の屈折率が１．６５となるように、実施例１で得られたジルコニア分散液に、アクリルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：ＳＵＢＡＲＵ−５０１、成膜成分含有率５０質量％、デンドリティック高分子の含有率３２質量％、重量平均分子量２万、大阪有機工業社製）と、ウレタンアクリレート（商品名：Ｕ−２ＰＰＡ、成膜成分含有率１００質量％、重量平均分子量４００、新中村化学社製）と、重合開始剤を混合して、実施例８の無機粒子含有組成物を得た。ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＵ−２ＰＰＡは、成膜成分の質量比で９：１となるように混合し、重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、５７．６質量％であった。
【０１２８】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして塗膜を形成し、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１２９】
［実施例９］
「無機粒子含有組成物」
塗膜の屈折率が１．６５となるように、実施例１で得られたジルコニア分散液に、アクリルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：ＳＵＢＡＲＵ−５０１、成膜成分含有率５０質量％、デンドリティック高分子の含有率３２質量％、重量平均分子量２万、大阪有機工業社製）と、重合性アクリルコポリマー（商品名：ＧＨ９９０３、成膜成分含有率１００質量％、重量平均分子量１万５００、新中村化学社製）と、重合開始剤を混合して、実施例９の無機粒子含有組成物を得た。ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＧＨ９９０３は、成膜成分の質量比で９：１となるように混合し、重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、５７．６質量％であった。
【０１３０】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして塗膜を形成し、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１３１】
［実施例１０］
「無機粒子含有組成物」
塗膜の屈折率が１．６５となるように実施例１のジルコニア分散液に、アクリルアクリレートを含むハイパーブランチポリマー（商品名：ＳＵＢＡＲＵ−５０１、成膜成分含有率５０質量％、デンドリティック高分子の含有率３２質量％、重量平均分子量２万、大阪有機工業社製）と、ポリエステルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：Ｖ♯１０００、成膜成分含有率１００質量％、デンドリティック高分子の含有率１００質量％、重量平均分子量１９５０、大阪有機化学工業社製）と、熱可塑性のアクリル樹脂（商品名：ＤＬ−９６７、成膜成分含有率４５質量％、ＤＩＣ社製）と、重合開始剤を混合して、実施例１０の無機粒子含有組成物を得た。ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＶ＃１０００とＤＬ９６７は、成膜成分の質量比で４：４：２となるように混合し、重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、６５．６質量％で、熱可塑性樹脂の含有率は２０質量％であった。
【０１３２】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして塗膜を形成し、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１３３】
「耐紫外線性」
実施例１０の塗膜付きプラスチックフィルムの塗膜に、２０００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーの紫外線で露光した。
露光後の塗膜付きプラスチックフィルムについて、日本工業規格：ＪＩＳ−Ｋ−５６００−５−６「塗料一般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質−第６節：付着性（クロスカット法）」に基づき密着性の評価を行った。その結果、塗膜は基材から剥がれず、密着性は良好であることが確認された。
【０１３４】
［比較例１］
「無機粒子含有組成物」
塗膜の屈折率が１．６５となるように、実施例１で得られたジルコニア分散液に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ、重量平均分子量５７８）と、重合開始剤を混合して、比較例１の無機粒子含有組成物を得た。重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、０質量％であった。
【０１３５】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして塗膜を形成し、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１３６】
［比較例２］
「無機粒子含有組成物」
塗膜の屈折率が１．６５となるように、実施例１で得られたジルコニア分散液に、アクリルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：ＳＵＢＡＲＵ−５０１、成膜成分含有率５０質量％、デンドリティック高分子の含有率３２質量％、重量平均分子量２万、大阪有機工業社製）と、重合性アクリルコポリマー（商品名：ＧＨ９９０３、成膜成分含有率１００質量％、重量平均分子量１万５００、新中村化学社製）と、重合開始剤を混合して、比較例２の無機粒子含有組成物を得た。ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＧＨ９９０３は、成膜成分の質量比で８：２となるように混合し、重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、５１．２質量％であった。
【０１３７】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして塗膜を形成し、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１３８】
［比較例３］
「無機粒子含有組成物」
塗膜の屈折率が１．６５となるように、実施例１で得られたジルコニア分散液に、アクリルアクリレートからなるハイパーブランチポリマー（商品名：ＳＵＢＡＲＵ−５０１、成膜成分含有率５０質量％、デンドリティック高分子の含有率３２質量％、重量平均分子量２万、大阪有機工業社製）と、重合性アクリルコポリマー（商品名：ＧＨ９９０３、成膜成分含有率１００質量％、重量平均分子量１万５００、新中村化学社製）と、重合開始剤を混合して、比較例３の無機粒子含有組成物を得た。ＳＵＢＡＲＵ−５０１とＧＨ９９０３は、成膜成分の質量比で７：３となるように混合し、重合開始剤を成膜成分に対して５質量％となるように混合した。
成膜成分中のデンドリティック高分子の含有量は、４４．８質量％であった。
【０１３９】
「塗膜付きプラスチック基材の評価」
実施例１と同様にして塗膜を形成し、全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を評価した。結果を表１に示す。
【０１４０】
【表１】
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【０１４１】
表１の結果から、実施例１〜実施例１０と、比較例１〜３とを比較すると、実施例１〜実施例６の塗膜付きプラスチック基材の塗膜は、比較例１および２の塗膜付きプラスチック基材の塗膜と同等の全光線透過率、ヘーズ値および耐擦傷性を有するうえに、低熱収縮性であることが確認できた。
また、実施例１０の結果から、熱可塑性樹脂を含有する場合には、２０００ｍＪ／ｃｍ２以上の紫外線に対しても耐性を有することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明の無機粒子含有組成物は、従来、無機粒子含有組成物が使用されている全ての工業用途に適用することができ、例えば、光学フィルム用途、表示装置用途等に適用することができる。