JP6826803B2 - 光硬化性樹脂組成物、該組成物から形成される硬化被膜および防眩フィルム、画像表示装置、並びに硬化被膜および防眩フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
光重合性成分(A)、微粒子(B)および光重合開始剤(C)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、
前記光重合性成分(A)が、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)を含み、
前記微粒子(B)が、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下である有機微粒子及び/又は無機微粒子を含み、
23℃における粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記微粒子(B)として、アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子を含む、第1の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記微粒子(B)を、固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下の範囲で含有する、第1の態様又は第2の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記光重合性成分(A)が、前記光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)以外の(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を含有する、第1〜第3の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物から形成され、前記微粒子(B)による凹凸を表面に有する硬化被膜が提供される。
表面粗さRaが0.01μm以上0.17μm以下である、第5の態様の硬化被膜が提供される。
凹凸の平均間隔Smが30μm以上300μm以下である、第5の態様又は第6の態様の硬化被膜が提供される。
JIS K5600−4−7に準拠して測定される60°鏡面光沢度が120%以下である、第5〜第7の態様のいずれかの硬化被膜が提供される。
透明性基材と、第5〜第8の態様のいずれかの硬化被膜と、を備える防眩フィルムが提供される。
JIS K7136に準拠して測定される濁度が40%以下である、第9の態様の防眩フィルムが提供される。
JIS K7374に準拠して、スリット幅が0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛を用いて測定される像鮮明度の合計値が350%以上である、第9の態様又は第10の態様の防眩フィルムが提供される。
第9〜第11の態様のいずれかの防眩フィルムを備える、画像表示装置が提供される。
第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物を光照射により硬化させる硬化工程を有する、硬化被膜の製造方法が提供される。
第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物を透明性基材の少なくとも一方の主面に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後、光照射により前記光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜を形成する硬化工程と、を有する、防眩フィルムの製造方法が提供される。
もう1つは、凹凸による表面粗さが大きいことである。図2に示すように、防眩層110においては、表面の凸部111の高さにより表面粗さRaが決まるが、従来では、微粒子(B)が凝集して形成された粗大な2次粒子によって凸部の高さが過度に大きい箇所113が生じることがある。これにより、防眩層110の表面粗さRaが大きい。
1.光硬化性樹脂組成物
1−1.光重合性成分(A)
1−2.微粒子(B)
1−3.光重合開始剤(C)
1−4.粘度
1−5.その他の添加剤
1−6.調製方法
2.防眩フィルム
3.防眩フィルムの製造方法
4.本実施形態に係る効果
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、光重合性成分(A)と微粒子(B)と光重合開始剤(C)とを混合して得られ、23℃における粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下である。
光重合性成分(A)は、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)(以下、単に、「(メタ)アクリル樹脂(a1)ともいう」)を含んでいる。なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよびそれに対応するメタクリルのうち少なくともいずれかを示す。
また、(メタ)アクリレート系樹脂としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の光硬化性(メタ)アクリレート系モノマーを重合して得られる樹脂が挙げられる。これらの(メタ)アクリレート系樹脂は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
微粒子(B)は、光硬化性樹脂組成物を硬化させたときに、硬化被膜(防眩層)の表面に凹凸を形成するものである。微粒子(B)としては、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下であるものを用いることができる。微粒子(B)の平均粒子径が1.0μm未満であると、光硬化性樹脂組成物を硬化させたときに、防眩層における凸部の高さが小さく、その表面粗さRaが過度に小さくなる。そのため、凹凸により映り込みを十分に抑制できず、高い防眩性を得られなくなる。一方、平均粒子径が2.8μmを超えると、防眩層の凸部の高さが大きく、表面粗さRaが過度に大きくなる。そのため、防眩層において輝度ムラが生じて視認性が低下してしまう。なお、本実施形態において、平均粒子径はメディアン径(D50)を示す。
光重合開始剤(C)は、光照射によりラジカル又はカチオンを発生して、光重合性成分(A)を硬化させるものである。光重合開始剤(C)としては、光重合性成分(A)を硬化できるものであればよい。例えば、ベンゾイン系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などを用いることができる。
ベンゾイン系光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。
アセトフェノン系光重合開始剤としては、ベンジルジメチルケタール(別名、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン)、ジエトキシアセトフェノン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等が挙げられる。
ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
チオキサントン系光重合開始剤としては、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物の粘度は、23℃において、1mPa・s以上1000mPa・s以下である。好ましくは1〜500mPa・s、より好ましくは3〜60mPa・s、さらに好ましくは3〜40mPa・sである。粘度が1mPa・s未満となると、粘度が過度に低くなるので、光硬化性樹脂組成物において微粒子(B)が沈降もしくは凝集してしまう。一方、粘度が1000mPa・sを超えると、光硬化性樹脂組成物のレベリング性が低くなるので、塗布しにくくなり、均一な膜厚の硬化被膜を形成できなくなる。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、上述した成分以外のその他の添加剤を含有させてもよい。その他の添加剤として、粘度を所定の範囲に調整する観点から、有機溶剤を含有させてもよい。有機溶剤としては、従来公知のものを用いることができる。例えば、芳香族炭化水素類(例:キシレン、トルエンなど)、ケトン類(例:メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エステル類(例:酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなど)、アルコール類(例:イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、グリコールエーテル類(例:プロピレングリコールモノメチルエーテルなど)などの各種有機溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、例えば、以下のようにして調製される。
まず、有機溶剤に光重合性成分(A)、光重合開始剤(C)、および必要に応じてその他の添加剤を溶解させる。続いて、得られた溶解液に微粒子(B)を添加して撹拌することにより、本実施形態の光硬化性樹脂組成物を得る。なお、調製の際には、光硬化性樹脂組成物の粘度が所定の範囲となるように、光重合性成分(A)や微粒子(B)、有機溶剤などの配合量を適宜変更するとよい。
続いて、上述した光硬化性樹脂組成物を用いて形成された防眩フィルム1について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る防眩フィルム1の断面を示す概略図である。
続いて、上述した防眩フィルム1の製造方法について説明する。防眩フィルム1は、例えば以下の工程により製造される。
まず、透明性基材20として例えば厚さ100μmのPETフィルムを準備する。
続いて、透明性基材20の一方の主面上に光硬化性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する。このときの塗膜の厚さ(光硬化性樹脂組成物の塗布厚)は、硬化被膜(防眩層)10に要求される特性によって異なるが、例えば硬化被膜10の厚さが少なくとも1μm以上、好ましくは2μm以上となるように調整する。一方、硬化被膜の厚さの上限値は、特に限定されないが、防眩フィルム1の取り扱い性の観点からは、例えば4μm以下、好ましくは3μm以下となるように、塗膜の厚さを調整するとよい。
続いて、塗膜に対して活性エネルギー線を光照射する。活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線などの光線に加えて、X線、γ線などの電磁波、電子線、プロトン線、中性子線などが挙げられ、その中でも、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格などの面から、紫外線が好ましい。紫外線で硬化させる方法としては、200〜500nm波長域の光を発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、100〜3000mJ/cm2ほど照射する方法などが挙げられる。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
〔原料〕
用いた原料は以下のとおりである。
主骨格がアクリルであり、側鎖に光重合性官能基として(メタ)アクリロイル基を有する、重量平均分子量(Mw)が40,000である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)(大成ファインケミカル株式会社製「アクリット8KX−078」、固形分40%)を用いた。
平均粒子径が1.9μmのアルミナ微粒子内包型シリコン微粒子(酸化アルミニウム微粒子内包型ポリオルガノシルセスキオキサン微粒子:固形分100%)を用いた。なお、平均粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置(島津製作所株式会社製「SALD−2200」)を用いて、下記条件にて測定された。
分散媒 :水
分散剤 :ヘキサメタリン酸ナトリウム
回転スピード :7
超音波分散時間 :10分間
1−ヒドロキシ−シクロへキシル−フェニル−ケトン(BASF株式会社製「イルガキュアー184D」、固形分100%)と、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(BASF株式会社製「イルガキュアーTPO」、固形分100%)と、を用いた。
重合禁止剤のハイドロキノン(三井化学株式会社製、固形分100%)と、
シリコン系消泡剤(BYK株式会社製「BYK−066N」、固形分1%)と、
フッ素系レベリング剤(DIC株式会社製「メガファックRS−75」、固形分40%)と、
有機溶剤であるメチルエチルケトンと、を用いた。
下記表1に示すように、上記原料を配合することにより、実施例1の光硬化性樹脂組成物を調製した。
具体的には、メチルエチルケトン29.3質量部に、光重合性成分(A)として、重量平均分子量(Mw)が40,000の光重合性アクリル樹脂(a1)を67.0質量部と、(C)光重合開始剤として、イルガキュアー184Dを0.6質量部、およびイルガキュアーTPOを0.6質量部と、その他の添加剤として、ハイドロキノンを0.02質量部、シリコン系消泡剤を0.02質量部、およびフッ素系レベリング剤を0.7質量部と、を添加し、溶解させた。その後、溶解液に、平均粒子径が1.9μmのアルミナ微粒子内包型シリコン微粒子を1.8質量部、添加して撹拌した。これにより、微粒子(B)が分散した光硬化性樹脂組成物を得た。
次に、上記で得られた光硬化性樹脂組成物を用いて防眩フィルムを作製した。
まず、透明性基材として、PETフィルム(東洋紡株式会社製「コスモシャインA4300」、縦200mm×横150mm×厚み100μm)を準備した。続いて、上記で調製した光硬化性樹脂組成物をPETフィルムの一方の主面に塗布し、塗膜を形成した。このとき、得られる硬化被膜の膜厚(ドライ膜厚)が2〜3μmとなるように、塗膜の厚さを調整して塗布した。続いて、高圧水銀ランプを用いて、塗膜に対して紫外線を照射した(照射量:300〜400mJ/cm2)。照射により塗膜を硬化させ、膜厚2.0μmの硬化被膜を形成して、本実施例の防眩フィルムを作製した。
次に、得られた防眩フィルムに対して、以下のような評価を行った。
JIS K5600−4−7に準拠して60°鏡面光沢度を測定し、防眩フィルムの防眩性を評価した。本実施例では、60°鏡面光沢度が120%以下であれば、防眩性に優れていると評価した。
防眩フィルムに映し出される画像のギラツキを目視にて判断することにより、輝度ムラの程度を評価した。具体的には、画像表示装置として「iPad(登録商標)」を使用し、アプリケーションソフトウェア「Free Light」にて、ディスプレイ表示を緑色に設定した上で、防眩フィルムを硬化被膜面が表側となるようにディスプレイ上に乗せて軽く押し当てたときの、画像のギラツキを目視にて判断した。本実施例では、ギラツキの程度を以下のレベルで分類し、レベルが3以上であれば、輝度ムラが少ないものと評価した。
5:ギラツキがまったくない
4:ギラツキがほとんどない
3:ギラツキがややあるが、許容範囲である
2:ギラツキが多い
1:ギラツキがかなり多い
JIS K7136に準拠して防眩フィルムの濁度(ヘイズ:HZ)を測定し、評価した。本実施例では、濁度が40%以下であれば、画像の視認性に優れており、20%以下であれば、特に優れているものと評価した。なお、濁度は、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製のNDH2000)を用いて測定した。
JIS K7361に準拠して防眩フィルムの全光線透過率(TT)を測定し、評価した。本実施例では、全光線透過率が85%以上であれば、透過率が高いものと評価した。なお、全光線透過率は、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製のNDH2000)を用いて測定した。
像鮮明度とは、防眩フィルム越しに観察できる画像がどれだけ鮮明に見えるかを数値評価したものであり、JIS K7374に準拠して測定される。本実施例では、JIS K7374に準拠して、スリット幅の異なる5種類の光学櫛(スリット幅:0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mmおよび2mm)を用いて測定される像鮮明度の合計値により評価しており、その合計値が350%以上であれば、画像が鮮明に見えるものと評価した。なお、像鮮明度は、スガ試験機株式会社製のICM−1Tを用いて測定した。
JIS K 5600に準拠して荷重750gで鉛筆硬度試験を行い、防眩フィルムの鉛筆硬度を測定し、評価した。本実施例では、鉛筆硬度がH以上であれば、十分な硬度を有しており、耐擦傷性に優れているものと評価した。
防眩フィルムを、硬化被膜を上に向けた状態から45°傾けて、透明性基材越しに硬化被膜を目視により観察し、硬化被膜の表面における微粒子の凝集物の有無、ハジキの有無および表面の均一性を評価した。本実施例では、凝集物やハジキが無く、表面が均一であるものを外観が良好であると評価した。
実施例2では、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)として、重量平均分子量が10,000であるものを用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
実施例3では、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)として、重量平均分子量が20,000であるものを用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
実施例4では、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)として、重量平均分子量が80,000であるものを用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
参考例1では、微粒子(B)として、平均粒子径が2.0μmのシリコン微粒子を用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
実施例5では、光重合性成分(A)として、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)と共に(メタ)アクリレート系モノマー(a2)を用いて、配合量を適宜変更した以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。本実施例では、(メタ)アクリレート系モノマー(a2)として、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(固形分100%)を用いた。
参考例2では、微粒子(B)として、平均粒子径1.2μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
参考例3では、微粒子(B)として、平均粒子径2.3μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
参考例4では、微粒子(B)として、平均粒子径2.1μmの疎水性シリカ微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
比較例1では、下記表2に示すように、光重合性成分(A)として、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)を用いずに、重量平均分子量が900のウレタンアクリレート樹脂(固形分40%)を用いて、配合量を適宜変更した以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
比較例2では、微粒子(B)として、平均粒子径が3.0μmのアルミナ微粒子内包型シリコン微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
比較例3では、微粒子(B)として、平均粒子径が3.0μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
比較例4では、微粒子(B)として、平均粒子径が0.7μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
比較例5では、微粒子(B)として、平均粒子径が0.8μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例5と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
10 硬化被膜(防眩層)
11 凸部
20 透明性基材
Claims (14)
- 光重合性成分(A)、微粒子(B)および光重合開始剤(C)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、
前記光重合性成分(A)は、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)のみを含み、
前記微粒子(B)は、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下の酸化アルミニウム微粒子内包型ポリオルガノシルセスキオキサン微粒子であり、
23℃における粘度が13mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物。 - 光重合性成分(A)、微粒子(B)および光重合開始剤(C)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、
前記光重合性成分(A)が、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)と、前記光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)以外の光重合性の(メタ)アクリレート系モノマー及び/または(メタ)アクリレート系樹脂(a2)のみからなり、前記(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を前記光硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して40質量部以下の量で含有し、
前記微粒子(B)は、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下の酸化アルミニウム微粒子内包型ポリオルガノシルセスキオキサン微粒子であり、
23℃における粘度が13mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物。 - 前記微粒子(B)を、前記光硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下の範囲で含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 防眩フィルム形成用である、請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物から形成され、前記微粒子(B)による凹凸を表面に有することを特徴とする硬化被膜。
- 表面粗さRaが0.01μm以上0.17μm以下であることを特徴とする請求項5に記載の硬化被膜。
- 凹凸の平均間隔Smが30μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項5又は6に記載の硬化被膜。
- JIS K5600−4−7に準拠して測定される60°鏡面光沢度が120%以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の硬化被膜。
- 透明性基材と、前記透明性基材上に設けられる請求項5〜8のいずれかに記載の硬化被膜と、を備えることを特徴とする防眩フィルム。
- JIS K7136に準拠して測定される濁度が40%以下であることを特徴とする請求項9に記載の防眩フィルム。
- JIS K7374に準拠して、スリット幅が0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛を用いて測定される像鮮明度の合計値が350%以上であることを特徴とする請求項9又は10に記載の防眩フィルム。
- 請求項9〜11のいずれかに記載の防眩フィルムを備えることを特徴とする画像表示装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を光照射により硬化させる硬化工程を有することを特徴とする硬化被膜の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を透明性基材の少なくとも一方の主面に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後、光照射により前記光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜を形成する硬化工程と、を有することを特徴とする防眩フィルムの製造方法。
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