JP2012066504A - ハードコートフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】ハードコートフィルムの厚さが７５μｍ未満であっても、ハードコートフィルム表面の耐擦傷性を維持しながら干渉ムラを抑制して、ハードコートフィルム全体に収縮シワが発生することが少ないハードコートフィルムを提供する。
【解決手段】透光性基体上に、易接着層と、放射線硬化型樹脂と無機微粒子とレベリング剤とを含有するハードコート層と、を順次積層してハードコートフィルムを形成する
【選択図】なし

Description

本発明は、ハードコートフィルムに関し、詳しくは、ディスプレイ等に用いられる厚さが７５μｍ未満のハードコートフィルムに関するものである。

近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）は大画面化が進み、ハードコートフィルム、反射防止フィルム等の光学フィルムを配置した液晶表示装置が増加している。例えば反射防止フィルムは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極管表示装置（ＣＲＴ）などのような様々な画像表示装置において、外光の反射や像の映り込みによるコントラスト低下を防止するために、ディスプレイの表面に配置される。光学フィルムの１種である反射防止フィルムは、透光性基体上にハードコート層を形成したり、あるいはハードコート層上に高屈折率層および低屈折率層などを積層したりして作製される。

上記ＬＣＤ、ＰＤＰなどの表示部材等の用途では、さらなる大画面化、高画質化、および高級化が求められ、それに伴って特に蛍光灯下での虹彩状色彩（干渉ムラ）の抑制に対する要求レベルが高くなってきている。また、蛍光灯は昼光色の再現性のため３波長蛍光灯が主流となってきており、より干渉ムラが見えやすくなっており、反射防止フィルムにおける透光性基体上に積層するハードコート層の光学設計が重要になってきている。さらに表示部材として光学欠点を少なくすることは重要であり、従来、ハードコート層を硬化させる際の硬化条件によってはハードコートフィルム全体に収縮シワが発生するという問題を有していた。

これを解決するため、電離放射線硬化型材料の溶媒として特定の表面張力を有するものを使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上記特許文献１では、干渉ムラは抑制できたとしてもハードコートフィルム全体に収縮シワが発生するという問題についてはなんら解決することはできていない。

特開２０１０−５９２８０号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、ハードコートフィルムの厚さが７５μｍ未満であっても、ハードコートフィルム表面の耐擦傷性を維持しながら干渉ムラを抑制して、ハードコートフィルム全体に収縮シワが発生することが少ないハードコートフィルムを提供することを目的とする。

本発明のハードコートフィルムは、透光性基体上に易接着層とハードコート層とを順次積層したハードコートフィルムであって、前記ハードコート層は、放射線硬化型樹脂と無機微粒子とレベリング剤とを含有することを特徴としている。

本発明のハードコートフィルムによれば、ハードコートフィルム表面の耐擦傷性を維持しながら干渉ムラを抑制できるとともに、ハードコートフィルム全体における収縮シワの発生を低減することができる。

次に、本発明のハードコートフィルムの実施形態について具体的に説明する。本発明のハードコートフィルムは、透光性基体上に易接着層とハードコート層とを順次積層した構成であり、このハードコート層には、放射線硬化型樹脂、無機微粒子及びレベリング剤が含まれる。以下にこれらの構成要素について詳述する。

１．透光性基体
本発明に使用される透光性基体としては、石英ガラスやソーダガラス等のガラスも使用可能であるが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド等の各種樹脂フィルムを好適に使用することができる。

これら透光性基体の透明性は高いものほど好ましいが、光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１）としては８０％以上、より好ましくは９０％以上が良い。また、透明基体の厚さとしては、軽量化の観点からは薄い方が好ましいが、ハンドリング性を考慮すると、１〜７００μｍの範囲のもの、好ましくは２５〜２５０μｍを使用することが好適である。

２．易接着層
本発明における易接着層を構成する成分としては、透光性基体とハードコート層と十分な接着性を有するものであれば特に限定されないが、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂などを好適に用いることができる。特に、接着性の点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂から選ばれる樹脂を用いることがより好ましく、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂、ポリエステル樹脂とウレタン樹脂、アクリル樹脂とウレタン樹脂を組み合わせて用いてもよい。

特にポリエステル樹脂がより好ましい。その理由としては、例えば、透光性基体がＰＥＴフィルムの場合は、その屈折率が１．６５程度になる。その上に形成させる易接着層は、該ＰＥＴフィルムの屈折率に近い値のものが、易接着層とＰＥＴフィルムとの屈折率差を小さくすることができ、干渉ムラを抑制することができるためである。

また、易接着層の厚みは、干渉ムラの抑制効果を引き出すため、好ましくは２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

３．放射線硬化型樹脂
本発明におけるハードコート層に用いられる放射線硬化型樹脂としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等のラジカル重合性官能基や、エポキシ基、ビニルエーテル基、オキセタン基等のカチオン重合性官能基を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーを単独で、または適宜混合した組成物が用いられる。モノマーの例としては、アクリル酸メチル、メチルメタクリレート、メトキシポリエチレンメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等を挙げることができる。オリゴマー、プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アルキットアクリレート、メラミンアクリレート、シリコーンアクリレート等のアクリレート化合物、不飽和ポリエステル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルや各種脂環式エポキシ等のエポキシ系化合物、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン、ジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル等のオキセタン化合物を挙げることができる。

本発明においては、上記放射線硬化型樹脂のうち（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレート化合物が好適に用いられる。（メタ）アクリレート化合物は、ハードコート層の硬度向上に効果があり、特に分子内に３個以上の（メタ）アクリロイル基を有するものが有効である。

上記放射線硬化型樹脂は、そのままで電子線照射により硬化可能であるが、紫外線照射による硬化を行う場合は、光重合開始剤の添加が必要である。光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のラジカル重合開始剤、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物等のカチオン重合開始剤を単独または適宜組み合わせて使用することができる。

本発明におけるハードコート層には、上記放射線硬化型樹脂に加えて、その重合硬化を妨げない範囲で高分子樹脂を添加使用することができる。この高分子樹脂は、後述するハードコート層塗料に使用される有機溶剤に可溶な熱可塑性樹脂であり、具体的にはアクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、これらの樹脂中には、無機微粒子との親和性を増すために、カルボキシル基やリン酸基、スルホン酸基等の酸性官能基を有することが好ましい。

４．無機微粒子
本発明におけるハードコート層には、屈折率の調節や膜の硬化強度を高めるために無機微粒子を添加することが必須である。無機微粒子の平均粒子サイズは、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、５〜５００ｎｍであることがさらに好ましく、１０〜２００ｎｍであることが最も好ましい。無機微粒子の例には、二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化錫粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、タルク、カオリンおよび硫酸カルシウム粒子が含まれる。二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子および酸化ジルコニウム粒子が好ましく、二酸化ケイ素粒子が特に好ましい。無機微粒子は、表面処理してもよい。表面処理としては、シランカップリング処理が代表的である。無機微粒子の添加量は、ハードコート層の全質量の１〜９９質量％であることが好ましく、１０〜９０質量％であることがより好ましく、２０〜８０質量％であることがさらに好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。

５．レベリング剤
また、本発明におけるハードコート層には、レベリング剤を含有することも必須である。前記レベリング剤としては、例えば、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤があげられ、好ましくは、シリコーン系レベリング剤である。前記シリコーン系レベリング剤としては、例えば、反応性シリコーン、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサン等があげられる。これらのシリコーン系レベリング剤のなかで、前記反応性シリコーンが特に好ましい。前記反応性シリコーンを添加することにより、表面に滑り性が付与され耐擦傷性が長期間にわたり持続するようになる。

前記レベリング剤の配合量は、前記放射線硬化型樹脂１００質量部に対して、５質量部以下、好ましくは０．０１〜５質量部の範囲が好ましい。

ハードコート層の形成材料には、必要に応じて、性能を損なわない範囲で、顔料、充填剤、分散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、酸化防止剤、チクソトロピー化剤等が添加されてもよい。これらの添加剤は一種類を単独で使用してもよく、また二種類以上併用してもよい。

６．ハードコートフィルムの製造方法
本発明のハードコートフィルムは、例えば、透光性基体上に放射線硬化型樹脂塗料を塗工し、乾燥後、放射線硬化させることにより製造する。透光性基体上に塗料を塗工する手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。

次に、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

１．ハードコートフィルムの製造
＜実施例１＞
下記配合比からなる原料を混合し、ポリエチレンテレフタレート製の透光性基体（商品名：Ｕ４８Ｋ、東レ社製、厚さ：５０μｍ、表面に易接着層を備える）上に、層厚６μｍとなるようにハードコート層を塗工した。次いで、このハードコート層を８０℃で１分間乾燥した後、空気雰囲気下、３５０ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー相当の高圧水銀灯の照射により硬化させ、実施例１のハードコートフィルムを製造した。
・紫外線硬化樹脂（アクリルアクリレート樹脂とアクリルモノマーのシリカ含有混合物） １００質量部
・パーフルオロアルキル基含有レベリング剤 ０．３質量部
・ＭＩＢＫ １００質量部
・光反応開始剤（商品名：イルガキュア１８４、チバ・ジャパン社製） １．８質量部

＜比較例１＞
実施例１のハードコート層における紫外線硬化樹脂を、無機微粒子を含まない日本合成社製の商品名：ＵＶ−１７００Ｂ２４．９ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして比較例１のハードコートフィルムを製造した。

＜比較例２＞
実施例１のハードコート層におけるパーフルオロアルキル基含有レベリング剤を除いた以外は、実施例１と同様にして比較例２のハードコートフィルムを製造した。

＜比較例３＞
実施例１のハードコート層における透光性基体を、表面に易接着層を備えないポリエチレンテレフタレート製の厚さ５０μｍのＴＯＹＯＢＯ社製の商品名：Ａ４３００に変更した以外は、実施例１と同様にして比較例３のハードコートフィルムを製造した。

２．ハードコートフィルムの評価
（１）干渉ムラ
上記のようにして得られた各実施例及び比較例のハードコートフィルムに対して、裏面（基材側）に、巴川製紙所社製の商品名：くっきりみえーるをラミネートし、評価用の試料を作製し、３波長の蛍光灯下、目視にて干渉ムラを観察した。評価基準としては、干渉ムラが観察されなかったものを○、干渉ムラが観察されたものを△、著しい干渉ムラが観察されたものを×とした。

（２）収縮シワ
上記のようにして得られた各実施例及び比較例のハードコートフィルムに対して、３波長の蛍光灯下、目視にて収縮シワを観察した。評価基準としては、収縮シワが観察されなかったものを○、収縮シワが観察されたものを×とした。

（３）耐擦傷性
上記のようにして得られた各実施例及び比較例のハードコートフィルムに対して、♯００００のスチールウールを取り付けた荷重１ｋｇのおもりを、フィルム表面上で１０往復させた後、蛍光灯下、目視にて傷の有無を観察した。評価基準としては、傷が観察されなかったものを○、傷が観察されたものを×とした。

表１に示したように、本発明の実施例１のハードコートフィルムでは、ハードコートフィルム表面における傷が観察されず、優れたハードコート特性を満たすとともに、干渉ムラ及び収縮シワのいずれも観察されず、干渉ムラ及び収縮シワを良好に抑制することができることが示された。これに対し、無機微粒子が含まれない比較例１のハードコートフィルムでは、耐擦傷性に優れるものの、干渉ムラ及び収縮シワが観測された。また、レベリング剤を含まない比較例２のハードコートフィルムでは、耐擦傷性が劣るとともに、干渉ムラも観測された。さらに、易接着層を備えていない透光性基体を用いた比較例３のハードコートフィルムでは、耐擦傷性に優れるものの、干渉ムラが観測された。すなわち、本発明において規定する全ての構成成分を備えない比較例１〜３では、少なくとも干渉ムラ、収縮シワ及び耐擦傷性のいずれかが劣ってしまい、実用に耐え得るものではなかった。

Claims (2)

1. 透光性基体上に易接着層とハードコート層とを順次積層したハードコートフィルムであって、
   前記ハードコート層は、放射線硬化型樹脂と無機微粒子とレベリング剤とを含有することを特徴とするハードコートフィルム。
2. 前記レベリング剤が、パーフルオロアルキル基含有レベリング剤であることを特徴とする請求項１に記載のハードコートフィルム。