DE602004010990T2 - Folie für optische Anwendungen - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen und insbesondere eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen, welche die Entstehung von Fehlstellen auf der Oberfläche, herrührend von Rauhigkeit der Oberfläche einer Substratfolie, unterdrückt, hervorragende Kratzfestigkeit und Rissbeständigkeit zeigt, Einrollen der Substratfolie unterdrückt, die Funktion einer harten Beschichtung hat und vorteilhaft als Folie für eine Tastplatte, eine Polarisationsplatte, eine ¼ Wellenlängeplatte, eine Abdeckfolie für optische Speicherplatten und eine Schutzfolie für verschiedene Displays verwendet werden kann.
  • 2. Beschreibung der zugehörigen Technik
  • Tastplatten werden als Eingabegeräte für tragbare Informations-Terminals verwendet, welche in den letzten Jahren breit verwendet werden. Die Tastplatte ist ein Gerät zur Eingabe von Daten durch direktes Berühren der Oberfläche eines Displays mit dem Finger oder einem Stift.
  • Etwa 90 Prozent der gesamten Tastplatten sind Tastplatten vom resistiven Filmtyp. Die Tastplatte vom resistiven Filmtyp hat im Allgemeinen eine Struktur, in welcher ein Kunststoffsubstrat der Berührungsseite, die einen transparenten elektrisch leitenden (hierin nachfolgend als „leitend" bezeichnet) dünnen Film wie einen Film aus Indiumoxid, dotiert mit Zinn (ITO), laminiert auf eine Oberfläche eines transparenten Kunststoffsubstrates hat und ein transparentes Substrat der Displayseite, welche einen transparenten leitenden dünnen Film wie einen ITO Film, laminiert auf eine Oberfläche eines transparenten Substratmaterials wie einer Glasplatte hat, mit einem isolierenden Abstandshalter, der zwischen den beiden Substraten platziert ist, in einer Weise angeordnet sind, dass sich die transparenten leitenden dünnen Filme auf den beiden Substratoberflächen gegenüberliegen.
  • Beim Eingabevorgang wird die Seite zur Eingabe durch Tasten (die Seite, die der Seite mit dem transparenten dünnen leitenden Film gegenüberliegt) des Kunststoffsubstrates der Tastseite mit einem Stift oder Finger gepresst und der transparente leitende dünne Film des Kunststoffsubstrates der Tastseite und der transparente leitende dünne Film der Displayseite miteinander in Kontakt gebracht.
  • Jedoch besteht bei der Tastplatte vom resistiven Filmtyp die Schwierigkeit, dass sich der transparente leitende dünne Film auf dem Kunststoffsubstrat der Tastseite abnutzt, Risse hat oder vom Substrat nach wiederholten Eingabevorgängen getrennt wird, d. h., nachdem der transparente leitende dünne Film des Kunststoffsubstrates der Tastseite und der transparente leitende dünne Film des transparenten Substrates der Displayseite wiederholt miteinander in Kontakt gebracht worden sind. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird verbreitet angewendet, dass eine harte Beschichtungsschicht eines gehärteten Harzes zwischen dem transparenten Kunststoffsubstrat und dem transparenten leitenden dünnen Film angeordnet wird. Es wird auch verbreitet angewendet, dass eine harte Beschichtungsschicht auf der Oberfläche des transparenten Kunststoffsubstrates, gegenüber der Oberfläche, auf welcher der transparente leitende dünne Film angeordnet ist, aufgetragen wird
  • Die Entwicklung von optischen Speicherplatten als Informations-Aufzeichnungsmedien ist in den letzten Jahren beträchtlich. Es werden schon Platten, die nur zum Lesen von Informationen wie CD und CD-ROM, optomagnetische Platten, bezeichnet als MOD oder MD, Phasenübertragungsplatten, bezeichnet als PD und beschreibbare optische Speicherplatten, bezeichnet als CD-R, verbreitet verwendet. Die Aufzeichnungskapazität dieser Platten beträgt ungefähr 650 MB (Megabytes). Platten mit größeren Kapazitäten wie eine Serie von optischen Speicherplatten, bezeichnet als DVD (digitale vielseitige Platte) sind entwickelt. Spezielle Beispiele für DVD schließen DVD-ROM (DVD erlaubt nur Lesen), DVD-R (DVD erlaubt zusätzlich Beschreiben), DVD-RAM (DVD erlaubt Beschreiben und Lesen) und DVD-RW (DVD erlaubt Wiederbeschreiben) ein. Bei diesen optischen Speicherplatten wird eine Hartschichtfolie häufig als Schutzfolie und Abdeckfolie verwendet.
  • Verschiedene Geräte mit einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung, zum Beispiel für Verbraucheranwendungen, wie Laptopcomputer, Videokameras und tragbare Telefone, Displays für Instrumententafeln von Autos und Flugzeugen und Flüssigkristallprojektoren werden in den letzten Jahren verbreitet verwendet und ein farbiges Display und die Verbesserung der Leuchtkraft und Haltbarkeit verlangt.
  • Die Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung ist eine Vorrichtung, welche das einfallende linear polarisierte Licht unter Verwendung der elektrooptischen Eigenschaft der Flüssigkristallschicht moduliert und ein Bild sichtbar macht durch die Differenz der Größe des Durchlässigkeitsgrades oder durch Farbsignale unter Verwendung einer Polarisationsplatte an der Seite der Lichtemission. Mit anderen Worten wird bei dem Prinzip der Darstellung durch ein Flüssigkristall-Gerät polarisiertes Licht verwendet und die Polarisationsplatte ist der wesentliche Teil des Gerätes. Die Polarisationsplatte ist ein Gerät zur Umwandlung des natürlichen Lichtes in linear polarisiertes Licht. In vielen der gegenwärtig massenproduzierten und praktisch verwendeten Polarisationsplatten, insbesondere für Flüssigkristalldisplay-Vorrichtungen, wird eine Platte verwendet, hergestellt durch Laminieren einer optisch transparenten Schutzfolie mit mechanischer Festigkeit auf eine oder beide Seiten einer Substratfolie, welche eine polarisierende Folie aus Polyvinylalkoholfolie ist, getönt oder imprägniert mit Jod oder einem zweifarbigen Material wie einem zweifarbigen Farbstoff, und zur Orientierung gestreckt ist. Als Schutzfolie werden im Allgemeinen Folien aus Triacetylzellulose verwendet.
  • In der Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung ist die oben beschriebene Polarisationsplatte im Allgemeinen nicht nur an der Seite des emittierten Lichtes sondern auch an der Seite des einfallenden Lichtes angeordnet. Wenn die Polarisationsplatte auf der Oberflächenseite verschiedener Displayvorrichtungen, wie der Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung angeordnet wird, werden ausreichende Kratzfestigkeit und Härte verlangt und es ist bevorzugt, dass die Platte die Eigenschaft hat, Beschmutzung zu verhindern.
  • In der Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung wird das von der Lichtquelle emittierte Licht im Allgemeinen durch ein zirkular polarisierendes Element zirkular polarisiert, dann durch eine ¼ Wellenlängeplatte linear polarisiert und der Polarisationsplatte zugeführt. Eine hart beschichtete Folie wird auch auf der ¼ Wellenlängeplatte angeordnet.
  • Wenn ein Display wie eine Plasmadisplay-Platte (PDP), eine Kathodenstrahlröhre (CRT), ein Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung (LCD) und ein elektrolumineszierendes Gerät (ELD) verwendet wird, wird Licht von außen an der Oberfläche des Displays gelegentlich reflektiert, wobei sich Schwierigkeiten bei Be trachtung der Bilder auf dem Display ergeben. Insbesondere, da die Größe von flachen Plattendisplays seit kurzem zunimmt, wird die Lösung des obigen Problems noch wichtiger.
  • Zur Lösung des obigen Problems sind verschiedene Verfahren zur Verhinderung von Lichtreflexion und Verfahren gegen Blendlicht an verschiedenen Displayvorrichtungen durchgeführt worden. Als eines dieser Verfahren wird zur Verhinderung der Lichtreflexion an verschiedenen Displayvorrichtungen ein Film verwendet. Von dem Reflexion verhindernden Film wird in Kombination mit der Reflexion verhindernden Eigenschaft eine Hartschichteigenschaft, d. h. Kratzfestigkeit der Oberfläche, verlangt.
  • Wenn zur Herstellung eines Lichtreflexion verhindernden Films ein Trockenverfahren, wie die Dampfablagerung oder Zerstäubung, verwendet wird, wird auf einer Substratfolie ein dünner Film einer Substanz mit einem niedrigen Brechungsindex, wie MgF2 gebildet oder Schichten einer Substanz mit einem großen Brechungsindex, wie ITO und TiO2 und Schichten einer Substanz mit einem kleinen Brechungsindex, wie MgF2 und SiO2, abwechselnd laminiert. Wenn ein Nassverfahren verwendet wird, wird eine Hartschichtfolie mit Lichtreflexion verhindernder Eigenschaft nach dem Beschichtungsverfahren hergestellt. Bei dem Nassverfahren wird zum Beispiel eine Folie aus einem Acrylharz, die hervorragende Wetterbeständigkeit aufweist, als Substrat verwendet. Nachdem eine gehärtete Schicht aus der gegenüber ionisierende Strahlung sensitiven Harzzusammensetzung gebildet ist, wird die Folie zur Verhinderung von Lichtreflexion behandelt und als Schutzfolie für die Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung von tragbaren Telefonen, tragbaren Informations-Terminals (PDA) und Videokameras verwendet.
  • Es wird auch versucht, dass ein Lichtreflexion verhindernder Film auf der Schutzfolie der oben beschriebenen Polarisationsplatte in einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung angeordnet wird.
  • Von der Hartschichtfolie für optische Anwendungen, verwendet als Tastplatte, Polarisationsplatte, ¼ Wellenlängeplatte, Abdeckfolie für optische Speicherplatten oder Schutzfolie für Oberflächen verschiedener Displays, wird verlangt, dass die Oberfläche große Härte und hervorragende Kratzfestigkeit hat, kleine Interferenzringe bildet, Einrollen der Folie unterdrückt und wenig von Rauhigkeit der Oberfläche der Substratfolie herrührende Fehlstellen hat, so dass hervorragende Klarheit bei Durchsicht und Funktionsfähigkeit sicher gewährleistet sind.
  • Bis jetzt wird bei der Herstellung der Hartschichtolie für optische Anwendungen die Dicke der harten Beschichtungsschicht so eingestellt, dass die obigen Anforderungen erfüllt werden. Im aktuellen Gebrauch ist es notwendig, dass die harte Beschichtungsschicht mit einer Dicke, größer als die wirklich nötige Dicke, gebildet wird, um Fehlstellen auf der Oberfläche, herrührend von der Rauhigkeit der Oberfläche der Substratfolie, zu vermindern. In dieser Situation nimmt Einrollen der hart beschichteten Folie wegen der Schrumpfung des Volumens des harten Beschichtungsmittels zu, wodurch Schwierigkeiten entstehen, dass sich die Handhabbarkeit verschlechtert und Risse gebildet werden. Um das Einrollen der Hartschichtfolie zu vermindern, wurde vorgeschlagen, dass die Oberfläche der Basisfolie (der Substratfolie) mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird (zum Beispiel offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-205179 ). Jedoch hat dieses Verfahren Probleme dadurch, dass der Effekt der Unterdrückung des Einrollens ungenügend ist und, dass die Menge und die Zeit zur Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erhöht werden muss, um die harte Beschichtungsschicht ausreichend zu härten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Unter den obigen Umständen hat die vorliegende Erfindung das Ziel, eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen mit der Hartschichtfunktion bereitzustellen, welche die Bildung von Fehlstellen auf der Oberfläche, herrührend von Rauhigkeit auf der Oberfläche der Substratfolie, unterdrückt, hervorragende Kratzfestigkeit und Rissbeständigkeit zeigt, Einrollen der Substratfolie unterdrückt und vorteilhaft für Tastplatten, Polarisationsplatten, ¼ Wellenlängeplatten, Abdeckfolie für optische Speicherplatten und Schutzfolien für verschiedene Displays zu verwenden ist.
  • Als Ergebnis intensiver Forschungen der gegenwärtigen Erfinder zur Entwicklung der Folie für optische Anwendungen, welche die obigen hervorragenden Eigenschaften zeigt, wurde gefunden, dass das Ziel erreicht werden konnte durch Anordnen auf einer Seite der Substratfolie eine Schicht mit einer spezifischen Dicke, die aus gehärtetem Harz einer speziellen Zusammensetzung besteht und eine geringe Schrumpfung beim Härten zeigt, und weiteres Anordnen einer Schicht zur Verhinderung der Lichtreflexion auf der gebildeten harten Beschichtungsschicht. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Erkenntnis vollendet worden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt zur Verfügung:
    • (1) Eine Folie für optische Anwendungen, welcher umfasst (A) eine Schicht aus gehärtetem Harz, welche 70 Gewichts% oder mehr eines gehärteten Harzes umfasst, abgeleitet von einem bifunktionellen, Urethanacrylat basierenden Oligomer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht im Bereich von 5 000 bis 50 000 und eine Dicke von 5 bis 25 μm hat, und (B) eine harte Beschichtungsschicht, welche ein durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung gehärtetes Harz umfasst, mit einer Dicke von 1 bis 15 μm, wobei die Schichten (A) und (B) nacheinander auf eine Seite einer Substratfolie laminiert werden;
    • (2) die Folie gemäß (1), welche eine Schicht (C) zur Verhinderung der Lichtreflexion umfasst, bestehend aus mindestens einer Schicht, und auf die Schicht (B) laminiert wird;
    • (3) die Folie gemäß einem von (1) und (2), worin die Substratfolie eine Acetylzellulose basierende Folie, eine Polycarbonat basierende Folie, eine auf cyclischem Polyolefin basierende Folie, eine Acrylharz basierende Folie oder eine Polyester basierende Folie ist;
    • (4) die Folie gemäß einem von (1) bis (3), worin die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) einen Brechungsindex von 1,49 bis 1,65 hat; und
    • (5) die Folie gemäß einem von (1) bis (4), die weiter eine Haftschicht mit einer Dicke von 1 bis 40 μm umfasst, welche auf der anderen Seite der Substratfolie angeordnet ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel der Struktur der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel für die Struktur der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Zahlen in den Abbildungen haben die nachfolgend aufgeführten Bedeutungen:
    • 1
    Eine Substratfolie
    2
    Eine Schicht eines gehärteten Harzes
    3
    Eine harte Beschichtungsschicht
    4
    Eine Haftschicht
    5
    Eine Trennfolie
    6
    Eine Schicht zur Verhinderung der Lichtreflexion
    10 und 20
    Folien für optische Anwendungen
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung ist ein Folienlaminat, welches umfasst (A) eine Schicht eines gehärteten Harzes, welches sehr geringe Schrumpfung bei der Härtung zeigt und (B) eine harte Beschichtungsschicht, welche nacheinander auf eine Seite einer Substratfolie laminiert werden.
  • Als Substratfolie in der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung, werden transparente Kunststofffolien verwendet, welche zum Beispiel Acetylzellulose basierende Folien, wie Diacetylzellulosefolien, Triacetylzellulosefolien und Acetylzellulosebutyratfolien; Polycarbonat basierende Folien, auf cyclischem Olefin basierende Folien; Acrylharz basierende Folien; Polyester basierende Folien, wie Polyethylenterephthalatfolien, Polybutylenterephthalatfolien und Polyethylennaphthalatfolien; Polysulfon basierende Folien; Polyethersulfon basierende Folien; Polyetheretherketon basierende Folien; Polyimid basierende Folien; und Polyetherimid basierende Folien sind, werden verwendet. Vom Standpunkt der optischen Eigenschaften, wie Durchlässigkeitsgrad für Licht, Durchführbarkeit, mechanische Eigenschaften, Wasserabsorption, welche klein sein sollte, Hitzebeständigkeit und Wetterfestigkeit, sind Acetylzellulose basierende Folien, Polycarbonat basierende Folien, auf cyclischem Polyolefin basierende Folien, Acrylharz basierende Folien und Polyester basierende Folien unter diesen Substratfolien bevorzugt. Triacetylzellulose Folien, Polycarbonat basierende Folien, auf cyclischem Polyolefin basierende Folien, Acrylharz basierende Folien und Polyethylenterephthalatfolien sind mehr bevorzugt. Die Substratfolie kann in Übereinstimmung mit der Anwendung der Folie für optische Zwecke passend ausgewählt werden.
  • Die Substratfolie kann farbig oder farblos sein und kann in Übereinstimmung mit der Anwendung passend ausgewählt werden. Zum Beispiel ist eine farblose transparente Folie bevorzugt, wenn die Folie zum Schutz von Flüssigkristalldisplay-Vorrichtungen, verwendet wird.
  • Die Dicke der Substratfolie ist nicht besonders eingeschränkt und wird in Übereinstimmung mit der Situation passend ausgewählt. Im Allgemeinen liegt die Dicke in einem Bereich von 15 bis 300 μm und bevorzugt im Bereich von 30 bis 250 μm. Eine oder beide Seiten der Substratfolie können, wenn gewünscht, verschiedenen Behandlungen unterworfen werden, so dass die Haftung mit den auf den Oberflächen angelagerten Schichten gesteigert wird. Das Substrat kann mit einem Primer behandelt werden. Beispiele für die Oberflächenbehandlung schließen die Behandlung mittels Coronaentladung, die Behandlung mit Chromsäure (ein Nassverfahren), die Flammenbehandlung, die Behandlung mit erhitzter Luft oder Bestrahlung mit ultraviolettem Licht in Anwesenheit von Ozon ein. Die Oberflächenbehandlung wird übereinstimmend mit dem Typ der Substratfolie passend ausgewählt. Im Allgemeinen ist die Behandlung mittels Coronaentladung vom Standpunkt der Wirkung und der Durchführbarkeit bevorzugt.
  • In vielen Fällen wird eine minimale Rauhigkeit auf der Oberfläche der Substratfolie während der Herstellung der Folie gebildet. Bei der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung zeigt sich der Effekt der vorliegenden Erfindung wirkungsvoll an Substratfolien mit größerer Rauhigkeit der Oberfläche, da die Bildung von Fehlstellen auf der Oberfläche, die von der Rauhigkeit der Oberfläche der Substratfolie herrühren, unterdrückt wird.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht eines gehärteten Harzes mit sehr kleiner Schrumpfung beim Härten als Schicht (A) auf einer Seite der Substratfolie angeordnet. Die Schicht des gehärteten Harzes ist eine Schicht, welche 70 Gewichts% oder mehr eines gehärteten Harzes, abgeleitet von einem bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 5 000 oder größer, umfasst. Die Dicke der Schicht wird aus dem Bereich von 5 bis 25 μm und bevorzugt dem Bereich von 5 bis 20 μm ausgewählt.
  • Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht des bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomeren kleiner als 3 000 ist, nimmt die Schrumpfung beim Härten zu und es kann das Einrollen der erhaltenen Folie für optische An wendungen nicht unterdrückt werden. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht übermäßig groß ist, wird die gebildete Schicht des gehärteten Harzes weich und es besteht die Möglichkeit, dass die Funktion der erhaltenen Folie für optische Anwendungen als hart beschichtete Folie abnimmt oder die Wirkung zur Unterdrückung der Bildung von Fehlstellen auf der Oberfläche nicht ausreichend gezeigt wird. Es ist bevorzugt, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht des bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomeren im Bereich von 5 000 bis 50 000 liegt, mehr bevorzugt im Bereich von 5 000 bis 35 000 und an meisten bevorzugt im Bereich von 5 000 bis 25 000. Das oben beschriebene gewichtsmittlere Molekulargewicht ist der durch Messung in Übereinstimmung mit der Gelpermeationschromatographie (GPC) erhalten Wert, ausgedrückt als Wert des korrespondierenden Polystyrols.
  • In der vorliegenden Erfindung zeigt sich der Effekt der vorliegenden Erfindung, solange das gehärtete Harz, abgeleitet von dem obigen bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomer, in der Schicht des gehärteten Harzes der Schicht (A) in einer Menge von 70 Gewichts% enthalten ist. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt des gehärteten Harzes 80 Gewichts% oder größer und mehr bevorzugt 90 Gewichts% oder größer ist.
  • Das oben beschriebene bifunktionelle Urethanacrylat basierende Oligomer kann erhalten werden, zum Beispiel durch Auswählen eines bifunktionellen Oligomeren aus Urethanacrylatoligomeren, welche durch Veresterung von Polyurethanoligomeren, erhalten durch Reaktion eines Polyisocyanates mit einem Polyetherpolyol oder einem Polyesterpolyol, mit (Meth)acrylsäure erhalten werden.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Schicht des gehärteten Harzes der Schicht (A) weiter 30 Gewichts% oder weniger, bevorzugt 20% oder weniger und mehr bevorzugt 10% oder weniger anderer gehärteter Harze in Kombination mit dem vom bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomer abgeleiteten Harz umfassen. Beispiele für die anderen gehärteten Harze schließen gehärtete Harze ein, die sich von polymerisierbaren Oligomeren und polymerisierbaren Monomeren und hitzehärtbaren Harzen ableiten.
  • Beispiele für das polymerisierbare Oligomer schließen Urethanacrylat basierende Oligomere mit einer Funktionalität von drei oder größer, Polyesteracrylat basierende Oligomere, Epoxyacrylat basierende Oligomere und Polyolacrylat basierende Oligomere ein. Beispiele für das polymerisierbare Monomer schließen monofunktionelle (Meth)acrylat basierende Monomere und polyfunktionelle (Meth)acrylat basierende Monomere ein.
  • Das Polyesteracrylat basierende Oligomer kann erhalten werden, zum Beispiel durch Herstellen eines Polyesteroligomeren mit Hydroxylgruppen an beiden Enden, durch Kondensation einer polyfunktionellen Carbonsäure mit einem mehrwertigen Alkohol und nachfolgender Veresterung der Hydroxylgruppen des erhaltenen Oligomeren mit (Meth)acrylsäure; oder durch Herstellen eines Oligomeren mit Hydroxylgruppen an beiden Enden, durch Addition eines Alkylenoxids an eine polyfunktionelle Carbonsäure und nachfolgender Veresterung der Hydroxylgruppen des erhaltenen Oligomeren mit (Meth)acrylsäure. Das Epoxyacrylat basierende Oligomer kann erhalten werden, zum Beispiel bei der Veresterung von Oxiranringen in einem Epoxidharz vom Bisphenoltyp oder Novolaktyp mit relativ niedrigem Molekulargewicht durch Reaktion mit (Meth)acrylsäure. Das Polyolacrylat basierende Oligomer kann erhalten werden, zum Beispiel durch Veresterung von Hydroxylgruppen in einem Polyetherpolyol mit (Meth)acrylsäure. Das obige polymerisierbare Oligomer kann einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
  • Als monofunktionelles (Meth)acrylat basierendes Monomer kann zum Beispiel mindestens eine Verbindung aus Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat passend ausgewählt werden.
  • Als polyfunktionelles (Meth)acrylat basierendes Monomer kann mindestens eine Verbindung aus 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, Hydroxypivalinsäureneopentylglykoldi(meth)acrylat, Dicyclopentadienyldi(meth)acrylat, Dicyclopentenyldi(meth)acrylat modifiziert mit Caprolacton, Phosphorsäuredi(meth)acrylat modifiziert mit Ethylenoxid, Cyclohexyldi(meth)acrylat modifiziert mit Allylgruppe, Isocyanuratdi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Dipentaerythrittri(meth)acrylat, Dipentaerythrittri(meth)acrylat modifiziert mit Propionsäure, Pentaerythrittri(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat modifiziert mit Propylenoxid, Tris(acryloxyethyl)isocyanurat, Dipentaerythritpenta (meth)acrylat, Dipentaerythritpenta(meth)acrylat modifiziert mit Propionsäure, Dipentaerythrithexa(meth)acrylat und Dipentaerythrtihexa(meth)acrylat modifiziert mit Caprolacton passend ausgewählt werden.
  • Das hitzehärtbare Harz ist wie später gezeigt, das Harz, welches verwendet wird, wenn das Härtungssystem ein Hitzehärtungssystem ist. Beispiele für das hitzehärtbare Harz schließen Acrylat basierende Polymere mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder Glycidylgruppe, ungesättigte Polyester, Isoprenpolymere, Butadienpolymere, Epoxidharze, Phenolharze, Harnstoffharze und Melaminharze ein. Das hitzehärtbare Harz kann einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
  • Für die Schicht des gehärteten Harzes der Schicht (A) kann ein Härtungssystem unter Anwendung von Bestrahlung mit ionisierender Strahlung und das Hitzehärtungssystem verwendet werden. Das Härtungssystem unter Anwendung von Bestrahlung mit ionisierender Strahlung ist bevorzugt, wenn die Durchführbarkeit, die Schrumpfung bei der Härtung und die Wirkung auf die Substratfolie betrachtet werden. Mit dem Härtungssystem unter Anwendung von Bestrahlung mit ionisierender Strahlung ist das System gemeint, bei welchem die Vernetzung und die Härtung durch Bestrahlen mit einer Strahlung mit einem Energiequant der elektromagnetischen Wellen und Strahlenbündel geladener Partikel, d. h. ultraviolettem Licht oder Elektronenstrahlen, erreicht wird.
  • Wenn das Härtungssystem unter Verwendung von Bestrahlung mit einer ionisierenden Strahlung zur Bildung der Schicht des gehärteten Harzes der Schicht (A) verwendet wird, wird als erster Schritt eine Harzzusammensetzung, die gegenüber ionisierender Strahlung sensitiv ist und zur Bildung der Schicht (A) verwendet wird, hergestellt. In der gegenüber einer ionisierenden Strahlung sensitiven Zusammensetzung, die zur Bildung der Schicht (A) verwendet wird, werden das bifunktionelle Urethanacrylat basierende Oligomer und wenn notwendig, die oben beschriebenen polymerisierbaren Oligomeren und polymerisierbaren Monomeren (die monofunktionellen (Meth)acrylat basierenden Monomeren, die polyfunktionellen (Meth)acrylat basierenden Monomeren und Ähnliche) in den oben beschriebenen Mengen als Komponenten zur Bildung des gehärteten Harzes verwendet. Wenn gewünscht, können verschiedene Additive, wie Photopolymerisationsaktivatoren, Photosensibilisatoren, Polymerisationsinhibitoren, Vernetzungsmittel, Antioxidantien, Ultraviolettlichtabsorber, Stabilisatoren, Verlaufmittel und Entschäumer verwendet werden, solange das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
  • Als Photopolymerisationsaktivator kann eine Verbindung oder mehrere, wie gewünscht, aus den normalerweise zur radikalischen Polymerisation verwendeten Photopolymerisationsaktivatoren passend ausgewählt werden. Beispiele für den konventionell verwendeten Photopolymerisationsaktivator schließen Arylketon-Photopolymerisationsaktivatoren, wie Acetophenone, Benzophenone, Alkylaminobenzophenone, Benzyle, Benzoine, Benzoinether, Benzyldimethylacetale, Benzoylbenzoate und α-Acyloximester; Photopolymerisationsaktivatoren mit Schwefel als Sulfide und Thioxanthone; Acylphosphinoxide, wie Acyldiarylphosphinoxide; Anthrachinone; und andere Photopolymerisationsaktivatoren ein.
  • Wenn die Härtung durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen durchgeführt wird, ist es nicht erforderlich, dass ein Photopolymerisationsaktivator verwendet wird.
  • Die Menge des Photopolymerisationsaktivators wird im Allgemeinen aus dem Bereich von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen und bevorzugt aus dem Bereich von 0,5 bis 7 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der gesamten photohärtbaren Komponenten ausgewählt.
  • Als Photosensibilisator können zum Beispiel tertiäre Amine, p-Dimethylaminobenzoesäureester und Thiol basierende Sensibilisatoren verwendet werden. Wenn die Härtung durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen durchgeführt wird, ist es nicht erforderlich, dass ein Photosensibilisator verwendet wird.
  • Die Menge des Photosensibilisators wird im Allgemeinen aus dem Bereich von 1 bis 20 Gewichtsteilen und bevorzugt aus dem Bereich von 2 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der gesamten photohärtbaren Komponenten ausgewählt.
  • Als Antioxidans, Ultraviolettlichtabsorber und Photostabilisator können geeignete Verbindungen aus den herkömmlich verwendeten Antioxidantien, Ultraviolettlichtabsorbern und Photostabilisatoren ausgewählt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass Antioxidantien, Ultraviolettlichtabsorber und Photostabilisatoren des reaktiven Typs mit (Meth)acryloylgruppe im Molekül verwendet werden. Wenn diese Verbindungen verwendet werden, werden die Komponenten des Antioxidans, des Ultraviolettlichtabsorbers und des Photostabilisators an die durch Bestrahlung mit der ionisierenden Strahlung aktivierte Polymerkette gebunden. Daher wird die Abgabe der Komponenten von der gehärteten Schicht mit der Zeit unterdrückt und die Funktionen der Komponenten während einer langen Zeitspanne gezeigt.
  • Die in der vorliegenden Erfindung verwendete, gegenüber einer ionisierenden Strahlung, sensitive Zusammensetzung zur Bildung der Schicht (A) kann hergestellt werden durch Mischen der oben beschriebenen Komponenten zur Bildung des gehärteten Harzes und verschiedener Additive, welche wenn gewünscht, verwendet werden in für jede Komponente vorgeschriebenen Mengen in einem Lösungsmittel, welches wenn notwendig verwendet wird, und nachfolgendem Lösen oder Dispergieren der Komponenten.
  • Beispiele für das oben verwendete Lösungsmittel schließen ein aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan und Cyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und Ethylenchlorid; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol und 1-Methoxy-2-propandiol; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, 2-Pentanon, Isophoron und Cyclohexanon; Ester, wie Essigsäureethylester und Essigsäurebutylester; und Cellosolvelösungsmittel, wie Ethylcellosolve.
  • Die Konzentration und die Viskosität der hergestellten Harzzusammensetzung sind nicht besonders eingeschränkt, solange die Harzzusammensetzung zum Beschichten verwendet werden kann und können der Situation entsprechend passend ausgewählt werden.
  • Eine Seite der Substratfolie wird mit der obigen Harzzusammensetzung nach einem herkömmlichen Verfahren beschichtet, wie dem Stabbeschichtungsverfahren, Rakelbeschichtungsverfahren, Walzenbeschichtungsverfahren, Rakelstreichbeschichtungsverfahren, Düsenbeschichtungsverfahren und dem Tiefdruckbeschichtungsverfahren, um einen beschichteten Film zu bilden. Nach dem Trocknen des gebildeten Films wird die Schicht (A) durch Härten des beschichteten Films durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung gebildet.
  • Als ionisierende Strahlung werden zum Beispiel ultraviolettes Licht oder Elektronenstrahlen verwendet. Das ultraviolette Licht kann aus einer Hochdruck-Quecksilberlampe einer Fusion-H-Lampe oder einer Xenonlampe erhalten werden. Die Menge des zur Bestrahlung verwendeten Lichtes liegt im Allgemeinen im Bereich von 100 bis 500 mJ/cm2. Elektronenstrahlen können aus einem Elektronenbeschleuniger erhalten werden. Die Menge der zur Bestrahlung verwendeten Strahlen liegt im Allgemeinen im Bereich von 150 bis 350 kV. Von den ionisierenden Strahlen ist ultraviolettes Licht bevorzugt. Wenn Elektronenstrahlen verwendet werden, kann der gehärtete Film ohne Zusatz eines Polymerisationsaktivators erhalten werden.
  • Wenn das Härtungssystem unter Verwendung der Bestrahlung mit ionisierender Strahlung verwendet wird, kann vollständige Härtung vollzogen werden, um die Schicht (A) zu erhalten oder es kann unvollständige Härtung (halbe Härtung) durchgeführt werden. Im letzten Fall wird die vollständige Härtung an der Kombination der Schicht (A) und der Schicht (B) durchgeführt, nachdem die Schicht (B), wie nachfolgend beschrieben, ausgebildet ist.
  • Wenn zur Bildung der Schicht des gehärteten Harzes, der Schicht (A), das Hitzehärtungssystem verwendet wird, wird als erster Schritt eine Harzzusammensetzung des hitzehärtenden Typs zur Bildung der Schicht (A) hergestellt. In der Harzzusammensetzung des hitzehärtenden Typs zur Bildung der Schicht (A) werden das bifunktionelle Urethanacrylat basierende Oligomer und wenn erforderlich, die oben beschriebenen polymerisierbaren Oligomeren und polymerisierbaren Monomeren (die monofunktionellen (Meth)acrylat basierenden Monomeren, die polyfunktionellen (Meth)acrylat basierenden Monomeren und Ähnliche) und die hitzehärtbaren Harze in oben beschriebenen Mengen als Komponenten zur Bildung des gehärteten Harzes verwendet. Wenn gewünscht, können verschiedene Additive, wie Härtungsmittel, Polymerisationsinhibitoren, Vernetzungsmittel, Antioxidantien, Ultraviolettlichtabsorber, Stabilisatoren, Verlaufmittel und Entschäumer enthalten sein, solange das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt ist.
  • Beispiele für das Härtungsmittel schließen ein organische Peroxide, wie Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid, t-Butylperoxybenzoat und Di-2-ethylhexylperoxydicarbonat; Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis-2-methylbutyronitril und 2,2'-Azobisdimethylvaleronitril; Polyisocyanatverbindunge, wie Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat; Polyamine, wie Phenylendiamin, Hexamethylentetramin, Isophorondiamin und Diaminodiphenylmethan; Säureanhydride, wie Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid und Tetrahydrophthalsäureanhydrid; Imidazole, wie 2-Methylimidazol, 2-Ethylimidazol und 2-Phenylimidazol; Lewissäuren, wie Dicyandiamid, p-Toluolsulfonsäure und Trifluormethansulfonsäure; und Formaldehyd. Als Härtungsmittel werden eine oder mehrere Verbindungen entsprechend dem Typ der verwendeten Komponenten zur Bildung des gehärteten Harzes passend ausgewählt.
  • Das Antioxidans, der Ultraviolettlichtabsorber, der Photostabilisator, das Lösungsmittel und das Beschichtungsverfahren sind die gleichen, wie sie oben für das Härtungssystem unter Verwendung von Bestrahlung mit ionisierender Strahlung beschrieben sind.
  • Bei dem hitzehärtenden System wird eine Seite der Substratfolie mit der Harzzusammensetzung des hitzehärtenden Typs zur Bildung der Schicht (A) beschichtet, um eine beschichtete Folie zu bilden. Die gebildete beschichtete Folie wird getrocknet und gehärtet und die Schicht (A) gebildet.
  • Die Schichtdicke des gehärteten Harzes der Schicht (A), welche gebildet wird unter Verwendung des Härtungssystems mit Bestrahlung mit ionisierender Strahlung oder des hitzehärtenden Systems, wird aus dem Bereich von 5 bis 25 μm ausgewählt. Wenn die Dicke kleiner als 5 μm ist, zeigt sich der Glättungseffekt der Oberflächenrauhigkeit der Substratfolie nicht genügend. Wenn die Dicke 25 μm überschreitet, nimmt die Schrumpfung durch Härtung zu und es werden in der Schicht des gehärteten Harzes Risse gebildet. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der Schicht (A) im Bereich von 5 bis 20 μm liegt.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung wird eine harte Schicht, umfassend ein Harz, welches durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung gehärtet wird, als Schicht (B) auf die oben beschriebene Schicht des gehärteten Harzes der Schicht (A) laminiert.
  • Die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) kann eine Antiblendeigenschaft, abhängig vom Gebrauch der Folie für optische Anwendungen, besitzen. Wenn die harte Beschichtungsschicht Antiblendeigenschaft hat, kann die Beschichtungsschicht verschiedene Füllstoffe in Kombination mit dem durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung gehärteten Harz umfassen, um die Antiblendeigenschaft bereitzustellen.
  • Die harte Beschichtungsschicht kann durch Beschichten der Schicht (A) mit einer Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der harten Beschichtungsschicht gebildet werden, umfassend zum Beispiel eine durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung härtbare Verbindung und wenn gewünscht, einen Füllstoff, der die Antiblendeigenschaft liefert und einen Photopolymerisationsaktivator zur Bildung eines Beschichtungsfilms, gefolgt von Härten des Beschichtungsfilms durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung.
  • Beispiele für die oben beschriebene durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung härtbare Verbindung schließen photopolymerisierbare Oligomere und/oder photopolymerisierbare Monomere ein. Das photopolymerisierbare Oligomer schließt Oligomere des radikalisch polymerisierenden Typs und Oligomere des kationisch polymerisierenden Typs ein. Beispiele für das photopolymerisierbare Oligomer des radikalisch polymerisierenden Typs schließen Polyesteracrylat basierende Oligomere, Epoxyacrylat basierende Oligomere, Urethanacrylat basierende Oligomere und Polyolacrylat basierende Oligomere ein. Das photopolymerisierbare Oligomer ist das gleiche wie das bei dem Verfahren zur Bildung der Schicht (A) beschriebene polymerisierbare Oligomer unter Verwendung des Härtungssystems durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung.
  • Als photopolymerisierbares Oligomer des kationisch polymerisierenden Typs werden im Allgemeinen Epoxy basierende Harze verwendet. Beispiele für das Epoxy basierende Harz schließen durch Epoxidierung von polyfunktionellen Phenolen, wie Bisphenolharzen und Novolakharzen mit Epichlorhydrin erhaltene Verbindungen und durch Oxydation linearer Olefinverbindungen und cyclischer Olefinverbindungen mit Peroxiden erhaltene Verbindungen ein.
  • Als photopolymerisierbares Monomer können polyfunktionelle (Meth)acrylate verwendet werden. Beispiele für das polyfunktionelle (Meth)acrylat schließen die als Beispiele für das polyfunktionelle (Meth)acrylatmonomer im Verfahren zur Bildung der Schicht (A) unter Verwendung des Härtungssystems durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung beschriebenen Verbindungen ein. Das photopolymerisierbare Monomer kann einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren oder in Kombination mit dem oben beschriebenen photopolymerisierbaren Oligomer verwendet werden.
  • Wenn das photopolymerisierbare Oligomer des radikalisch polymerisierenden Typs oder das photopolymerisierbare Monomer des radikalisch polymerisierenden Typs verwendet werden, schließen Beispiele für den Photopolymerisationsaktivator, welcher wenn gewünscht verwendet wird, die als Beispiele für den Photopolymerisationsaktivator im Verfahren zur Bildung der Schicht (A) unter Verwendung des Härtungssystems durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung beschriebenen Verbindungen ein. Wenn das photopolymerisierbare Oligomer des kationisch polymerisierenden Typs verwendet wird, schließen Beispiele für den Photopolymerisationsaktivator, welcher wenn gewünscht verwendet wird, Verbindungen, die ein Oniumion, wie ein aromatisches Sulfoniumion, ein aromatisches Oxosulfoniumion und ein aromatisches Iodoniumion und ein Anion, wie Tetrafluorboratanion, Hexafluorphosphatanion, Hexafluorantimonatanion und Hexafluorarsenatanion umfassen, ein. Der Photopolymerisationsaktivator kann einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Die Menge des Photopolymerisationsaktivators wird im Allgemeinen aus dem Bereich von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des photopolymerisierbaren Oligomeren und/oder des photopolymerisierbaren Monomeren ausgewählt. Wenn die durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen härtbare Verbindung verwendet wird, ist es nicht erforderlich, dass ein Photopolymerisationsaktivator verwendet wird.
  • Als Füllstoff zur Bereitstellung der Antiblendeigenschaft, welcher wenn gewünscht verwendet wird, kann ein passender Füllstoff aus den normalerweise verwendeten Füllstoffen zur Erzielung der Antiblendeigenschaft ausgewählt werden. Beispiele für den Füllstoff schließen Siliciumdioxidpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 1,5 bis 7 μm, Anhäufung von kolloidalen Siliciumdioxidpartikeln mit einer Aminverbindung mit einem mittleren Partikeldurchmesser von etwa 0,5 bis 10 μm und Gemische von Siliciumdioxidpartikeln mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,5 bis 5 μm und feinen Partikeln eines Metalloxids mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 1 bis 60 nm ein. Der Gehalt des Füllstoffes in der harten Beschichtungsschicht kann unter Berücksichtigung der Antiblendeigenschaft und der Kratzfestigkeit der erhaltenen Folie für optische Anwendungen passend entschieden werden.
  • Die in der vorliegenden Erfindung zur Bildung der harten Beschichtungsschicht verwendete Beschichtungsflüssigkeit kann hergestellt werden durch Vermischen der oben beschriebenen, durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung härtbaren Verbindung, der oben beschriebenen Füllstoffe und der Photopolymerisationsaktivatoren und wenn gewünscht, verschiedener Additive, wie reak tiver Siliciumverbindungen, monofunktioneller Monomere, Photosensibilisatoren, Polymerisationsinhibitoren, Vernetzungsmitteln, Antioxidantien, Ultraviolettlichtabsorbern, Photostabilisatoren, Verlaufmitteln und Entschäumern, in für jede Komponente vorgeschriebenen Mengen in einem Lösungsmittel, welches wenn benötigt, verwendet wird, und nachfolgendem Lösen oder Dispergieren der Komponenten.
  • Als reaktive Siliciumverbindung, welche wenn gewünscht verwendet wird, können Siliciumverbindungen mit radikalisch polymerisierbarer ungesättigter Gruppe im Molekül verwendet werden. Die Siliciumverbindung ist eine durch Bestrahlung von Licht härtbare Komponente und hat nach Vernetzung und Härtung durch Bestrahlung mit einer ionisierenden Strahlung die Funktion, die Eigenschaften zur Verhinderung von Verschmutzung und zur Herabsetzung von Reibung an der harten Beschichtungsschicht bereitzustellen.
  • Als Siliciumverbindung mit einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe im Molekül können zum Beispiel Verbindungen, in welchen die (Meth)acryloylgruppe über einen Abstandshalter, wie eine Ethylengruppe oder Propylengruppe, in das Polyorganosiloxangerüst eingeführt ist, verwendet werden. Bevorzugte Beispiele für das Polyorganosiloxan schließen Polydimethylsiloxan, Polydiphenylsiloxan und Polymethylphenylsiloxan ein.
  • Beispiele für die Siliciumverbindung mit der radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe im Molekül schließen Polydimethylsiloxane modifiziert mit (Meth)acrylat ein, welche durch die allgemeine Formel [1] dargestellt werden:
    Figure 00180001
    worin m und n jeweils eine ganze Zahl von 1 oder größer darstellen und R eine durch die folgende Formel dargestellte Gruppe bedeutet:
    Figure 00180002
    worin R1 Wasserstoffatom oder Methylgruppe darstellt; oder Polydimethylsiloxane mit der (Meth)acryloyloxygruppe an einem oder beiden Enden des Moleküls, welche durch die allgemeine Formel [2] dargestellt werden:
    Figure 00190001
    worin R1 ein Wasserstoffatom oder Methylgruppe darstellt, k eine ganze Zahl von 1 oder größer bedeutet und A Methylgruppe oder eine durch die folgende Formel dargestellte Gruppe darstellt:
    Figure 00190002
    worin R' Wasserstoffatom oder Methylgruppe repräsentiert.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die reaktive Siliciumverbindung einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt der reaktiven Siliciumverbindung aus dem Bereich von 0,05 bis 5 Gewichts% der harten Beschichtungsschicht ausgewählt wird. Wenn der Gehalt kleiner als 0,05 Gewichts% der harten Beschichtungsschicht ist, besteht die Möglichkeit, dass der Effekt, Eigenschaften zur Verhinderung der Verschmutzung und zur Herabsetzung der Reibung bereitzustellen, nicht hinreichend gezeigt wird. Wenn der Gehalt 5 Gewichts% übersteigt, wird die Wirkung nicht in einem vom Gehalt erwarteten Grad verbessert und es wird die Härte der harten Beschichtungsschicht gelegentlich erniedrigt. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt der reaktiven Siliciumverbindung im Bereich von 0,2 bis 2 Gewichts% der harten Beschichtungsschicht liegt.
  • Beispiele für das monofunktionelle Monomer, welches wenn gewünscht verwendet wird, schließen die als Beispiele für das monofunktionelle (Meth)acrylat basierende Monomer in der Beschreibung der Schicht (A) oben beschriebenen Verbindungen ein. Das Photosensibilisierungsmittel, das Antioxidans, der Photostabilisator und das Lösungsmittel sind die gleichen, wie sie bei dem Verfahren zur Bildung der Schicht (A) unter Verwendung des Bestrahlungssystems durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung beschrieben sind.
  • Die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) wird gebildet durch Beschichten der Schicht (A) mit der oben beschriebenen Beschichtungsflüssigkeit, um einen Beschichtungsfilm zu bilden, gefolgt von Trocknen des gebildeten Beschichtungsfilms und Härten des getrockneten Beschichtungsfilms durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung. Das Verfahren der Bestrahlung und die zur Bestrahlung verwendete ionisierende Strahlung sind die gleichen, wie sie im Verfahren zur Bildung der Schicht (A) unter Verwendung des Härtungssystems durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung beschrieben sind.
  • Die wie oben beschrieben gebildete harte Beschichtungsschicht hat eine Dicke im Bereich von 1 bis 15 μm. Wenn die Dicke kleiner als 1 μm ist, besteht die Möglichkeit, dass die Kratzfestigkeit der Folie für optische Anwendungen nicht ausreichend gezeigt wird. Wenn die Dicke 15 μm überschreitet, bilden sich in der harten Beschichtungsschicht gelegentlich Risse. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der harten Beschichtungsschicht im Bereich von 2 bis 10 μm liegt.
  • Es ist bevorzugt, dass der Brechungsindex der harten Beschichtungsschicht der Schicht (B) im Bereich von 1,49 bis 1,65 liegt, da eine hervorragende Klarheit bei der Durchsicht erhalten werden kann.
  • In der wie oben beschrieben hergestellten Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung können, selbst wenn die Dicke der auf die Schicht (A) aufgetragenen harten Beschichtungsschicht kleiner als diejenige herkömmlicher Filme ist, die von der Hartschichtfolie für optische Anwendungen geforderten physikalischen Eigenschaften erhalten werden und die Bildung von Fehlstellen auf der Oberfläche, die sich von der Rauhigkeit der Oberfläche der Substratfolie ableiten, unterdrückt werden, und die Ausbeute aufgrund der Schicht des gehärteten Harzes mit den spezifischen Eigenschaften, die als Schicht (A) auf die Substratfolie aufgetragen ist, erhöht werden,. Aufgrund der kleinen Dicke der harten Beschichtungsschicht zeigt die Folie für optische Anwendungen hervorragende Rissbeständigkeit und unterdrückt das Einrollen der Folie.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung können verschiedene dünne Filmschichten auf der harten Beschichtungsschicht der Schicht (B) gebildet werden, um gewünschte Funktionen zur Verfügung zu stellen. Beispiele für die dünne Filmschicht schließen leitfähige dünne Filme von Indiumoxid dotiert mit Zinn (ITO), Indiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid oder Cadmiumoxid und einen Film zur Verhinderung von Lichtreflexion ein.
  • Der leitfähige dünne Film kann im Allgemeinen nach dem physikalischen Dampfabscheidungsverfahren (das PVD Verfahren), wie dem Vakuum-Dampfabscheidungsverfahren, dem Sprühverfahren und dem Ionenplattierverfahren oder übereinstimmend mit dem chemischen Dampfablagerungsverfahren (das CVD Verfahren) gebildet werden.
  • Der Film zur Verhinderung der Lichtreflexion kann auf die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) nach dem Trockenverfahren oder dem Nassverfahren aufgebracht werden.
  • Im Folgenden wird die Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung, die, wenn gewünscht, eine Schicht zur Verhinderung der Lichtreflexion als Schicht (C) umfasst, welche aus mindestens einer Schicht besteht und auf die oben beschriebene Schicht (B) laminiert ist, beschrieben.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung kann die auf der Schicht (B) angeordnete, Lichtreflexion verhindernde Schicht der Schicht (C), eine Einschichtstruktur umfassen, bestehend aus einer einzelnen Schicht oder eine Mehrschichtenstruktur, bestehend aus einer Mehrzahl von Schichten, und kann entsprechend dem Trockenverfahren oder dem Nassverfahren gebildet werden.
  • Das Verfahren zur Bildung der Lichtreflexion verhindernden Schicht entsprechend dem Trockenverfahren wird im Folgenden beschrieben.
  • Als Trockenverfahren kann ein Verfahren verwendet werden, bei welchem eine Substanz mit einem kleineren Brechungsindex als dem der harten Beschichtungsschicht der Schicht (B), wie MgF2, CaF2 und SiO2, auf Schicht (B) dampfabgelagert wird, um eine Lichtreflexion verhindernde Schicht mit einer einzelnen Schichtstruktur zu bilden oder ein Verfahren, bei welchem eine Substanz mit einem großen Brechungsindex, wie ITO, Titanoxid, Tantaloxid, Indiumoxid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Hafniumoxid, Zinnoxid, Zinnoxid, dotiert mit Antimon (ATO), Zinkoxid und Aluminiumoxid und eine Substanz mit einem kleinen Brechungsindex, wie MgF2, CaF2 und SiO2, abwechselnd dampfabgeschieden werden, um eine Lichtreflexion verhindernde Schicht mit einer Mehrschichtenstruktur zu bilden. Für das Dampfabscheidungsverfahren wird das PVD Verfahren, wie das Vakuum-Dampfablagerungsverfahren, das Sprühverfahren und das Ionenplattierverfahren verwendet.
  • Die Dicke der wie oben beschrieben gebildeten Lichtreflexion verhindernden Schicht ist nicht besonders eingeschränkt und kann entsprechend der Situation passend gewählt werden. Im Allgemeinen wird die Dicke aus dem Bereich von 0,01 bis 1,0 μm und bevorzugt aus dem Bereich von 0,02 bis 0,5 μm ausgewählt.
  • Das Nassverfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Beschichtungsflüssigkeit angewendet wird und die Lichtreflexion verhindernde Schicht mit einer Einschichtstruktur oder einer Mehrschichtenstruktur gebildet wird. Zum Beispiel kann der Folie für optische Anwendungen die Lichtreflexion verhindernde Funktion durch Anordnen einer Lichtreflexion verhindernden Schicht eines Siloxan basierenden Films und eines Fluor basierenden Films mit einer Dicke von etwa 0,05 bis 1 μm auf der Oberfläche der harten Beschichtungsschicht der Schicht (B) vermittelt werden. Bei diesem Verfahren kann die antistatische Eigenschaft verbessert werden, wenn ein geeigneter Typ einer Lichtreflexion verhindernden Schicht ausgewählt wird.
  • Die Lichtreflexion verhindernde Funktion kann der Folie für optische Anwendungen auch vermittelt werden durch eine Lichtreflexion verhindernde Schicht, welche gebildet wird durch aufeinander folgendes Laminieren von (C-a), einer Schicht mit einem großen Brechungsindex, welche ein durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung gehärtetes Harz und mindestens zwei Metalloxide, einschließlich Zinnoxid dotiert mit Antimon, (ATO) umfasst und einen Brechungsindex im Bereich von 1,65 bis 1,80 und eine Dicke im Bereich von 60 bis 160 nm hat und (C-b), einer Schicht mit einem kleinen Brechungsindex, welche ein Siloxan basierendes Polymer umfasst und einen Brechungsindex im Bereich von 1,37 bis 1,47 und eine Dicke im Bereich von 80 bis 180 nm hat, auf die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B).
  • Wenn der Brechungsindex der Schicht (C-a) mit dem großen Brechungsindex kleiner als 1,65 ist, ist es schwierig, eine Folie für optische Anwendungen mit hervorragender Lichtreflexion verhindernder Eigenschaft zu erhalten. Wenn der Brechungsindex der Schicht (C-a) mit dem großen Brechungsindex 1,80 überschreitet, ist es schwierig, die Schicht zu bilden, da ATO als wesentliche Komponente enthalten ist. Es ist bevorzugt, dass der Brechungsindex der Schicht (C-a) im Bereich von 1,70 bis 1,75 liegt.
  • Das oben beschrieben ATO wird zur Verbesserung der Haftung zwischen der Schicht (C-a) und der Schicht (C-b) mit dem kleinen Brechungsindex, welche das Siloxan basierende Polymer enthält und auf der Schicht (C-a) gebildet wird, verwendet. Der Gehalt von ATO in der Schicht (C-a) wird im Allgemeinen aus dem Bereich von 25 bis 90 Gewichts% und bevorzugt aus dem Bereich von 40 bis 80 Gewichts% des gesamten Metalloxids ausgewählt. Wenn der Gehalt kleiner als 25 Gewichts% ist, besteht die Möglichkeit, dass die Haftung zwischen der Schicht (C-a) und der Schicht (C-b) unzureichend ist und es besteht auch die Möglichkeit, dass der gewünschte Brechungsindex nicht erhalten wird. Wenn der Gehalt 90% überschreitet, besteht die Möglichkeit, dass die Festigkeit der Schicht (C-a) abnimmt.
  • Das andere in Kombination mit ATO verwendete Metalloxid ist nicht besonders eingeschränkt, solange der Brechungsindex im Bereich von 1,65 bis 1,80 liegt, wenn die Dicke der Schicht im Bereich von 60 bis 160 nm ist. Beispiele für das andere Metalloxid schließen Titanoxid, ITO, Tantaloxid und Zinnoxid ein. Das andere Metalloxid kann einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Metalloxide mit einem Brechungsindex der größer als der von ATO ist, sind bevorzugt und Titanoxid und/oder ITO sind besonders bevorzugt.
  • Der Gehalt des Metalloxids, einschließlich ATO, in der Schicht (C-a) ist nicht besonders eingeschränkt und kann entsprechend der gewünschten Dicke und Brechungsindex der Schicht (C-a) passend ausgewählt werden. Im Allgemeinen liegt der Gehalt des Metalloxids im Bereich von etwa 200 bis 600 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des gehärteten Harzes.
  • Die Schicht (C-a) kann wie folgt gebildet werden. Als erster Schritt wird eine Beschichtungsflüssigkeit hergestellt durch Mischen der durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung härtbaren Verbindung, der oben beschriebenen Metalloxide einschließlich ATO und Photopolymerisationsaktivatoren und verschiedener Additive, wie Antioxidantien, Ultraviolettabsorbern, Photostabilisatoren, Verlaufmitteln und Entschäumern, welche wenn gewünscht verwendet werden, in für jede Komponente vorgeschriebenen Mengen, in einem geeigneten Lösungsmittel, welches wenn nötig verwendet wird und nachfolgendem Lösen oder Dispergieren der Komponenten. Die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) wird mit der vorbereiteten Beschichtungsflüssigkeit beschichtet, um einen beschichteten Film zu bilden. Der gebildete Beschichtungsfilm wird mit einer ionisierenden Strahlung bestrahlt und gehärtet und die Schicht mit einem großen Brechungsindex (C-a) gebildet.
  • Die durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung härtbare Verbindung, der Photopolymerisationsaktivator, das zur Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit verwendete Lösungsmittel, das Beschichtungsverfahren und die ionisierende Strahlung sind die gleichen, wie sie für die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) beschrieben sind.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, dass die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) und die Schicht mit einem großen Brechungsindex der Schicht (C-a) in Übereinstimmung mit den folgenden Verfahren gebildet werden.
  • Als erster Schritt wird die Schicht des gehärteten auf einer Seite der Substratfolie gebildeten Harzes zur Bildung der harten Beschichtungsschicht mit einer Beschichtungsflüssigkeit beschichtet, um einen Beschichtungsfilm zu bilden und der gebildete Beschichtungsfilm mit ionisierender Strahlung bestrahlt, so dass der Beschichtungsfilm in einem Zwischenzustand gehärtet ist. Wenn zur Bestrahlung ultraviolettes Licht verwendet wird, liegt die Menge des Lichtes im Allgemeinen im Bereich von etwa 50 bis 150 mJ/cm2. Die intermediär so gebildete gehärtete Schicht wird dann mit der Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der Schicht (C-a) beschichtet, um einen Beschichtungsfilm zu bilden. Der gebildete Beschichtungsfilm wird ausreichend mit der ionisierenden Strahlung bestrahlt und in Kombination mit der oben gebildeten Schicht (B) vollständig ausgehärtet. Wenn ultraviolettes Licht zur Bestrahlung verwendet wird, liegt die Menge des Lichtes im Allgemeinen im Bereich von etwa 400 bis 1 000 mJ/cm2.
  • In der oben beschriebenen Weise werden die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B), die eine hervorragende Haftung zwischen der Schicht (B) und der Schicht (C-a) zeigt und die Schicht mit einem großen Brechungsindex der Schicht (C-a) erfolgreich auf der Schicht (A) gebildet.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung wird die Schicht mit einem kleinen Brechungsindex der Schicht (C-b), wie oben beschrieben, auf der Schicht mit dem großen Brechungsindex der Schicht (C-a) gebildet. Die Schicht mit dem kleinen Brechungsindex ist eine Schicht, welche ein Siloxan basierendes Polymer umfasst und einen Brechungsindex im Bereich von 1,37 bis 1,47 und eine Dicke im Bereich von 80 bis 180 nm hat. Wenn der Brechungsindex und die Dicke außerhalb der obigen jeweiligen Bereiche liegen, ist es schwierig, dass eine Folie für optische Anwendungen mit hervorragender Lichtreflexion verhindernder Eigenschaft und vortrefflicher Kratzfestigkeit erhalten wird.
  • Beispiele für die ein Siloxan basierendes Polymer umfassende Schicht schließen Schichten ein, die anorganische Silika basierende Verbindungen (einschließlich Polykieselsäure), Polyorganosiloxan basierende Verbindungen oder Gemische dieser Verbindungen umfassen. Die anorganischen Silika basierenden Verbindungen und die Polyorganosiloxan basierenden Verbindungen, welche die obigen Schichten bilden, können in Übereinstimmung mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellt werden.
  • Zum Beispiel ist das Verfahren, bei welchem zum Beispiel eine durch die allgemeine Formel [3] dargestellte Alkoxysilanverbindung R2 aSi(OR3)4-a [3]teilweise oder ganz mit einer anorganischen Säure, wie Chlorwasserstoffsäure und Schwefelsäure oder einer organischen Säure, wie Oxalsäure und Essigsäure, hydrolisiert und polykondensiert wird, bevorzugt. In der obigen allgemeinen Formel [3] bedeutet R2 eine nicht hydrolisierbare Gruppe, die eine Alkylgruppe, substituierte Alkylgruppe (wobei der Substituent ein Halogenatom, Hydroxylgruppe, Thiolgruppe, Epoxygruppe oder (Meth)acryloyloxygruppe ist), eine Alkenylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe, R3 repräsentiert eine nieder Alkylgruppe, a bedeutet 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3, eine Mehrzahl von R2 kann die gleiche Gruppe oder verschiedene Gruppen darstellen, wenn eine Mehrzahl von R2 vorhanden sind und eine Mehrzahl von OR3 können die gleiche Gruppe oder verschiedene Gruppen darstellen, wenn eine Mehrzahl von OR3 vorhanden sind.
  • Wenn eine durch die allgemeine Formel [3] dargestellte Verbindung, in welcher a Null bedeutet, d. h. ein Tetraalkoxysilan vollständig hydrolysiert wird, werden anorganische Silika basierende Verbindungen erhalten. Wenn diese Verbindung teilweise hydrolysiert wird, werden Polyorganosiloxan basierende Verbindungen oder ein Gemisch aus anorganischem Silika basierenden Verbindungen und Polyorganosiloxan basierenden Verbindungen erhalten. Da an dererseits eine durch die allgemeine Formel [3] dargestellte Verbindung, in welcher a eine ganze Zahl von 1 bis 3 darstellt, eine nicht hydrolysierbare Gruppe hat, werden Polyorganosiloxan basierende Verbindungen durch vollständige Hydrolyse oder teilweise Hydrolyse erhalten. Bei dieser Reaktion kann ein geeignetes organisches Lösungsmittel verwendet werden, so dass die Hydrolyse gleichmäßig durchgeführt werden kann.
  • Beispiele für das durch die allgemeine Formel [3] dargestellte Alkoxysilan schließen Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxasilan, Tetraisopropoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, Tetraisobutoxysilan, Tetra-sec-butoxysilan, Tetra-tert-butoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltripropoxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Propyltriethoxysilan, Butyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Acryloyloxypropyltrimethoxysilan, γ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Methylphenyldimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Divinyldimethoxysilan, Divinyldiethoxysilan, Trivinylmethoxysilan und Trivinylethoxysilan ein. Die Alkoxysilanverbindung kann einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
  • Bei dem obigen Verfahren kann wenn erforderlich, eine Aluminiumverbindung, wie Aluminiumchlorid und ein Trialkoxyaluminium, in passender Menge zugesetzt werden.
  • Bei einem anderen Verfahren unter Verwendung einer Siliciumverbindung, wie Natriummetasilikat, Natriumorthosilikat und Wasserglas (ein Gemisch aus Natriumsilikaten) als Ausgangsmaterial, kann die Siliciumverbindung mit einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure oder mit einer Metallverbindung, wie Magnesiumchlorid und Calciumsulfat, hydrolysiert werden. Durch die Hydrolyse wird freie Kieselsäure gebildet. Diese Verbindung wird leicht polymerisiert und es wird ein Gemisch von linearen, cyclischen und Gerüstverbindungen erhalten, obwohl die Zusammensetzung des Gemisches je nach Typ des Materials verschieden ist. Aus Wasserglas erhaltene Polykieselsäure enthält als Hauptkomponenten Verbindungen mit linearen Strukturen, dargestellt durch die allgemeine Formel [4]:
    Figure 00270001
    worin b den Polymerisationsgrad darstellt und R4 Wasserstoffatom, Siliciumatom oder ein Metallatom, wie Magnesiumatom und Aluminiumatom, bedeutet.
  • Vollständig anorganische Siliciumdioxid basierende Verbindungen können, wie oben beschrieben, erhalten werden. Als eine anorganische Silikamasse basierende Verbindung kann auch Silicagel (SiOxnH2O) verwendet werden.
  • Die Schicht mit einem kleinen Brechungsindex der Schicht (C-b) kann durch Beschichten der Schicht mit einem großen Brechungsindex der Schicht (Ca) mit einer Beschichtungsflüssigkeit, die das oben beschriebene Siloxan basierende Polymer oder einen Vorläufer davon enthält, in Übereinstimmung mit einem herkömmlichen Verfahren, wie dem Stabbeschichtungsverfahren, dem Rakelbeschichtungsverfahren, dem Walzenbeschichtungsverfahren, dem Rakelstreichbeschichtungsverfahren, dem Düsenbeschichtungsverfahren und dem Tiefdruckbeschichtungsverfahren, gebildet werden, um einen Beschichtungsfilm zu bilden, gefolgt von Erhitzen des gebildeten Beschichtungsfilms.
  • Es ist bevorzugt, dass das Siloxan basierende Polymer in der gebildeten Schicht mit einem kleinen Brechungsindex, die das Siloxan basierende Polymer enthält, Silanolgruppe oder eine andere hydrophile Gruppe hat, wodurch die antistatische Eigenschaft vermittelt wird und Anhaften von Staub an der Folie für optische Anwendungen unterdrückt wird.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung kann wenn gewünscht, eine Schmutz verhindernde Beschichtungsschicht auf der Schicht mit einem kleinen Brechungsindex der Schicht (C-b) angeordnet werden. Die Schmutz abweisende Beschichtungsschicht kann im Allgemeinen gebildet werden durch Beschichten der Schicht mit einem kleinen Brechungsindex der Schicht (C-b) mit einer Beschichtungsflüssigkeit, welche ein Fluor basierendes Harz enthält, übereinstimmend mit einem konventionellen Verfahren, wie dem Stabbeschichtungsverfahren, dem Rakelbeschichtungsverfahren, dem Walzenbeschichtungsverfahren, dem Rakelstreichbeschichtungsverfahren, dem Düsen beschichtungsverfahren und dem Tiefdruckbeschichtungsverfahren, um einen Beschichtungsfilm zu bilden, gefolgt von der Trocknungsbehandlung.
  • Die Dicke der Schmutz abweisenden Beschichtungsschicht liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 10 nm und bevorzugt im Bereich von 3 bis 8 nm. Bedingt durch die Schmutz verhindernde Beschichtungsschicht wird der Oberfläche der erhaltenen Folie für optische Anwendungen eine verbesserte Gleitfähigkeit zuteil und die Beschmutzung der Oberfläche unterdrückt.
  • In der Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung kann eine Haftschicht zur Haftung der Folie für optische Anwendungen an einen Adhärenden, auf der Seite der Substratfolie, die der Seite mit der harten Beschichtungsschicht gegenüber liegt, gebildet werden. Als Klebstoff, der die Haftschicht bildet, ist ein Klebstoff für optische Anwendungen, wie ein Acrylklebstoff, ein Urethanklebstoff und ein Siliciumklebstoff bevorzugt. Die Dicke der Klebstoffschicht liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 40 μm und bevorzugt im Bereich von 5 bis 35 μm.
  • Eine Trennfolie kann auf der Klebstoffschicht angeordnet werden. Beispiele für die Trennfolie schließen Trennfolien, hergestellt durch Beschichten von Papier, wie Pergamin, mit einem Trennmittel wie Siliconharz beschichtetes Papier und Papierlaminat oder Kunstofffolie ein. Die Dicke der Trennfolie ist nicht besonders eingeschränkt. Im Allgemeinen liegt die Dicke der Trennfolie im Bereich von 20 bis 150 μm.
  • 1 und 2 zeigen Querschnittansichten, die Beispiele von Folien für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen Strukturen zeigen. In 1 hat die Folie für optische Anwendungen 10 eine Struktur, bei der eine Schicht eines gehärteten Harzes 2 und einer harten Beschichtungsschicht 3 nacheinander auf eine Seite einer Substratfolie 1 laminiert sind. Eine Klebstoffschicht 4 ist auf der anderen Seite der Substratfolie 1 angeordnet und eine Trennfolie 5 ist an dem Klebstofffilm lose gebunden.
  • In 2 hat eine Folie für optische Anwendungen 20 die gleiche Struktur wie in 1 gezeigt, mit der Ausnahme, dass eine Lichtreflexion verhindernde Schicht (mit einer Einschichtstruktur oder einer Mehrschichtstruktur) 6 auf der harten Beschichtungsschicht 3 laminiert ist.
  • Zusammenfassung der mit der Erfindung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Vorteile. Aufgrund der Schicht eines gehärteten Harzes, welche das gehärtete Harz umfasst, abgeleitet von dem bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomer als Hauptkomponente die eine sehr kleine Schrumpfung während des Härtens zeigt und auf einer Seite der Substratfolie angeordnet ist, kann die Hartschichtfolie für optische Anwendungen die geforderten physikalischen Eigenschaften als Hartschichtfolie für optische Anwendungen erfüllen, unterdrückt die Bildung von Fehlstellen auf der Oberfläche, abgeleitet von der Rauhigkeit der Oberfläche der Substratfolie und erhöht die Ausbeute, die zur Verfügung gestellt werden kann, selbst wenn die Dicke der auf dem gehärteten Harz angeordneten harten Beschichtungsschicht kleiner als diejenige herkömmlicher Produkte ist. Diese Hartschichtfolie für optische Anwendungen weist hervorragende Rissbeständigkeit auf und unterdrückt das Einrollen der Substratfolie aufgrund der kleinen Dicke des Films.
  • BEISPIELE
  • Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Beispiele näher spezifiziert beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt.
  • Die Eigenschaften der erhaltenen Folien für optische Anwendungen wurden entsprechend den folgenden Methoden gemessen.
  • (1) Kratzfestigkeit
  • Die Oberfläche einer Schicht wurde mit einer Stahlwolle #0000 unter einer Last von 9,8 × 10–3 N/mm2 mit fünf Hin- und Herbewegungen abgerieben und der Zustand der Oberfläche visuell betrachtet. Das Ergebnis wurde entsprechend dem folgenden Kriterium bewertet:
    gut: keine Kratzer auf der Oberfläche zu finden
    schlecht: Kratzer auf der Oberfläche zu finden
  • (2) Rissbeständigkeit
  • Die Rissbeständigkeit wurde entsprechend der im japanischen industriellen Standard K5600-5-1 beschriebenen zylindrischen Dornmethode bewertet. Je kleiner der Wert, desto kleiner ist die Zahl der gebildeten Risse und desto besser ist die Rissbeständigkeit.
  • (3) Zahl der Fehlstellen auf der Oberfläche
  • Ein Teststück von 100 mm × 100 mm wurde willkürlich aus einer Probe herausgeschnitten. Das Teststück wurde auf ein schwarzes Brett gelegt und unter Verwendung der Reflexion des Lichtes visuell geprüft. Auf der Oberfläche gefundene Fehlstellen wurden markiert und dann die gesamten markierten Fehlstellen durch Beobachtung unter Verwendung eines Mikroskops überprüft. Die Anzahl der Fehlstellen auf der Oberfläche wurde durch Subtraktion der Anzahl Fehlstellen, verursacht durch fremde auf der Oberfläche haftende Substanzen, von der Zahl der gesamten markierten Fehlstellen, erhalten.
  • (4) Rollneigungsgrad
  • Eine Probe der Größe eines Quadrats von 100 mm × 100 mm wurde auf eine glatte Glasplatte in einer Weise gelegt, dass die Seite mit der harten Beschichtungsschicht nach oben lag. Der Abstand in Millimetern zwischen der Hartschichtfolie und der Oberfläche der Glasplatte wurde an den vier Ecken der Probe der Hartschichtfolie gemessen und die Summe der vier erhaltenen Werte wurde als Grad der Rollneigung (mm) verwendet. Der maximale Abstand von einer Ecke wurde auf 30 mm festgesetzt.
  • Die Dicke jeder Beschichtungsschicht wurde mit „FILMETRICS F20", hergestellt von MATSUSHITA INTERTECHNO Co., Ltd., gemessen. Der Brechungsindex wurde mit einem Abbe-Refraktometer, hergestellt von ATAGO Co., Ltd., gemessen.
  • Beispiel 1
  • Eine Seite einer als Substratfolie verwendeten Polycarbonatfolie (die Dicke 100 μm) wurde unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 20 mit einer Beschichtungsflüssigkeit beschichtet, enthaltend eine Harzzusammensetzung mit einer Konzentration der festen Komponenten von 50 Gewichts%, welche hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen eines bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren [hergestellt von NIPPON GOSEI KAGAKU Co., Ltd.; „SHIKO UV-3520TL", das gewichtsmittlere Molekulargewicht: 14 000; die Konzentration der festen Komponenten: 70 Gewichts%], 3,5 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon [hergestellt von CIBA SPECIALTY CHEMICALS Co., Ltd.; der Handelsname: „IRGACURE 184"] als Photopolymerisationsaktivator einer Acetophenonverbindung und einer Lösungsmittelmischung, enthaltend Toluol und Ethylcellosolve, in Mengen, dass das Verhältnis der Mengen in Gewicht 1:1 war, so dass eine Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 12,5 μm nach dem Härten erhalten wurde.
  • Die Schicht des gehärteten Harzes des Urethanacrylatoligomeren wurde durch 1 Minute Trocknen der gebildeten Beschichtungsschicht bei 100°C und Bestrahlen der getrockneten Schicht mit ultraviolettem Licht (die Belichtungsstärke: 120 mW/cm2; die Menge Licht: 350 mJ/cm2) gebildet. Die gebildete Schicht des gehärteten Harzes wurde unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 6 mit einer Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der harten Beschichtungsschicht beschichtet, welche hergestellt wurde durch Zusatz von Toluol zu einem harten Beschichtungsmaterial des Ultraviolettlicht-härtenden Typs, enthaltend einen Photopolymerisationsaktivator [hergestellt von ARAKAWA KAGAKU KOGYO Co., Ltd.; der Handelsname: „BEAMSET 575 CB"; ein Gemisch eines polyfunktionellen Urethanacrylats und Pentaerythrittriacrylat; die Konzentration der festen Komponenten: 100 Gewichts%] in einer Menge, dass die Konzentration der festen Komponenten auf 50 Gewichts% eingestellt war, so dass nach dem Härten eine Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 3,7 μm erhalten wurde. Eine harte Beschichtungsschicht wurde durch 1 Minute Trocknen der gebildeten Beschichtungsschicht bei 100°C und Bestrahlen der getrockneten Schicht mit ultraviolettem Licht (die Lichtstärke: 120 mW/cm2; die Lichtmenge: 250 mJ/cm2) gebildet.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 2
  • Eine Seite einer als Substratfolie verwendeten cyclischen Polyolefinfolie [hergestellt von JSR Co., Ltd.; der Handelsname: ARTONFILM 100; die Dicke 100 μm] wurde unter Verwendung eines Applikators mit einer Beschichtungsflüssigkeit beschichtet, enthaltend eine Harzzusammensetzung mit einer Konzentration der festen Komponenten von 50 Gewichts%, welche hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen eines oben beschriebenen bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren „SHIKO UV-3520TL", 3,5 Gewichtsteilen des oben beschriebenen 1-Hydroxycyclohexylphenylketons „IRGACURE 184" als Photopolymerisationsaktivator, einer Lösungsmittelmischung, enthaltend Toluol und Ethylcellosolve, in Mengen, dass das Verhältnis der Mengen in Gewicht 1:1 war, so dass eine Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 20 μm nach dem Härten erhalten wurde.
  • Die Schicht des gehärteten Harzes des Urethanacrylatoligomeren wurde durch 1 Minute Trocknen der gebildeten Beschichtungsschicht bei 100°C und Bestrahlen der getrockneten Schicht mit ultraviolettem Licht (die Lichtstärke: 120 mW/cm2; die Menge Licht: 350 mJ/cm2) gebildet. Die gebildete Schicht des gehärteten Harzes wurde unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 8 mit einer Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der harten Beschichtungsschicht beschichtet, welche hergestellt wurde durch Zusatz von Toluol zu einem harten Beschichtungsmaterial des Ultraviolettlicht-härtenden Typs, enthaltend einen Photopolymerisationsaktivator [hergestellt von DAINICHI SEIKA KOGYO Co., Ltd.; der Handelsname: „SEIKA BEAM EXF 01L"; die Konzentration der festen Komponenten: 100 Gewichts%] in einer Menge, dass die Konzentration der festen Komponenten auf 50 Gewichts% eingestellt war, so dass nach dem Härten eine Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 5,0 μm erhalten wurde. Die harte Beschichtungsschicht wurde durch 1 Minute Trocknen der gebildeten Beschichtungsschicht bei 100°C und Bestrahlen der getrockneten Schicht mit ultraviolettem Licht (die Lichtstärke: 120 mW/cm2; die Lichtmenge: 250 mJ/cm2) gebildet.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 3
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise hergestellt, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, dass die Beschichtungsflüssigkeit zur Bildung der harten Beschichtungsschicht unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 20 aufgetragen wurde, so dass ein harter Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 12,5 μm gebildet wurde.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Der Rollneigungsgrad der Hartschichtfolie für optische Anwendungen betrug 110 mm. Der Rollneigungsgrad wurde unterdrückt im Vergleich zu dem, wie er ohne Bildung der Schicht des gehärteten Harzes aus dem Urethanacrylatoligomer, erhalten wurde (Vergleichsbeispiel 2).
  • Beispiel 4
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise hergestellt, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, dass „UL-503LN" (ein Handelsname) [hergestellt von KYOEISHA KAGAKUSHA Co., Ltd.; das gewichtsmittlere Molekulargewicht: 8 000; die Konzentration der festen Komponenten: 70 Gewichts%] als bifunktionelles Urethanacrylatoligomer anstelle „SHIKO UV-3520TL" mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 14 000 verwendet wurde.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 5
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise hergestellt, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, dass die Substratfolie in eine Triacetylzellulosefolie [hergestellt von KONICA MINOLTA HOLDINGS Co., Ltd.; der Handelsname: KC8UN] verändert wurde. Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 6
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise hergestellt, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, dass die Substratfolie in eine Acrylfolie mit einer Dicke von 100 μm verändert wurde. Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 7
    • (1) Eine für leichte Adhäsion behandelte Seite einer Polyethylenterephthalat-(PET) Folie mit einer Dicke von 188 μm [hergestellt von TOYO BOSEKI Co., Ltd.; der Handelsname: „A4100"], verwendet als Polyester basierende Substratfolie, wurde mit einer Schicht eines gehärteten bifunktionellen Urethanacrylatoligomerharzes mit einer Dicke von 12,5 μm nach der gleichen Verfahrensweise, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, beschichtet. Die gebildete Beschichtungsschicht wurde mit einem Acryl basierenden harten Beschichtungsmaterial des Ultraviolettlicht härtenden Typs [hergestellt von JSR Co., Ltd.; der Handelsname: „DESOLITE KZ7224"; die Konzentration der festen Komponenten: 46 Gewichts%] mit einem Mayer-Stab Nr. 12 beschichtet, so dass eine Schicht mit einer Dicke von 6,0 μm nach der vollständigen Aushärtung erhalten wurde. Die erhaltene Schicht wurde 1 Minute bei 80°C getrocknet und mit ultraviolettem Licht mit einer Lichtmenge von 80 mJ/cm2 bestrahlt, um eine intermediär gehärtete Schicht herzustellen und eine harte Beschichtungsschicht gebildet war.
    • (2) Zu 100 Gewichtsteilen einer Disperion von Titanoxid [hergestellt von DAINIPPON INK KAGAKU KOGYO Co., Ltd.; der Handelsname: „TF-14D"; die Konzentration der festen Komponenten: 10 Gewichts%] als Metalloxid und 100 Gewichtsteile einer Dispersion von Zinnoxid, dotiert mit Antimon [hergestellt von DAINIPPON INK KAGAKU KOGYO Co., Ltd.; der Handelsname: „TA-01D"; die Konzentration der festen Komponenten: 10 Gewichts%] (der Gehalt des Zinns, dotiert mit Antimon: 50 Gewichts%) wurden 6,7 Gewichtsteile eines Acrylharzes vom Ultraviolettlicht härtenden Typ [hergestellt von DAINICHI SEIKA KOGYO Co., Ltd.; der Handelsname: „SEIKABEAM EXF-01L" (NS); die Konzentration der festen Komponenten: 100%] zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde mit Isobutylalkohol verdünnt, so dass die Konzentration der festen Komponenten in der gesamten Mischung auf 3 Gewichts% eingestellt war und die Beschichtungsflüssigkeit hergestellt. Die harte Beschichtungsschicht in dem intermediär gehärteten Zustand, gebildet in (1) wie oben beschrieben, wurde mit der wie oben beschrieben hergestellten Beschichtungsflüssigkeit mit einem Mayer-Stab Nr. 4 beschichtet, so dass die Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 90 nm nach der vollständigen Aushärtung erhalten wurde. Die erhaltene Beschichtungsschicht wurde 1 Minute bei 80°C getrocknet und mit ultraviolettem Licht mit einer Lichtmenge von 680 mJ/cm2 bestrahlt, um die Schicht zu härten und eine Schicht mit einem großen Brechungsindex gebildet. Auf diese Weise wurden eine harte Beschichtungsschicht mit einem Brechungsindex von 1,51 und eine Schicht mit einem großen Brechungsindex von 1,71 nacheinander auf der Schicht eines gehärteten Harzes des bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren gebildet.
    • (3) Die oben beschriebene in (2) gebildete Schicht mit einem großen Brechungsindex wurde mit einem Mayer-Stab Nr. 6 mit einem Siloxan basierenden Antistatikum [hergestellt von COLCOAT Co., Ltd.; der Handelsname: „COLCOAT P"; die Konzentration der festen Komponenten: 2 Gewichts%] beschichtet, so dass eine Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 120 nm nach der Hitzebehandlung erhalten wurde. Die gebildete Schicht wurde durch 2 Minuten Erhitzen bei 130°C behandelt und eine Schicht mit einem kleinen Brechungsindex von 1,45 gebildet.
  • Die Eigenschaften der erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen, in welcher die Schicht zur Verhinderung der Lichtreflexion auf die harte Beschichtungsschicht laminiert war, sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Der Basis-Reflexionsgrad betrug 1,05% bei einer Wellenlänge von 580 nm. Der Basis-Reflexionsgrad wurde unter Verwendung eines Spektrometers [hergestellt von SHIMADZU SEISAKUSHO Co., Ltd.; „UV-3101PC"] gemessen. Der Reflexionsgrad bei der Wellenlänge, die einen minimalen Reflexionsgrad ergab, wurde als Basis-Reflexionsgrad verwendet. Tabelle 1
    Beispiel 1 2 3 4 5 6 7
    Substratfolie PC COP PC PC TAC Acrylharz PET
    Schicht des gehärteten Harzes des bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren
    Dicke (μm) 12.5 20 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5
    Mw des Oligomeren 14,000 14,000 14,000 8,000 14,000 14,000 14,000
    Harte Beschichtungsschicht
    Dicke (μm) 3.7 5.0 12.5 3.7 3.7 3.7 6.0
    Brechungsindex 1.53 1.53 1.53 1.53 1.53 1.53 1.51
    Eigenschaften der Hartschichtfolie
    Kratzfestigkeit (Stahlwolle) gut gut gut gut gut gut gut
    Rissbeständigkeit (zylindrische Mandrel-Methode) 12 16 32 12 12 12 16
    Anzahl der Fehlstellen auf der Oberfläche 0 0 0 0 0 1 0
    Rollneigungsgrad (mm) 21 54 110 23 23 19 55
  • Anmerkungen
    • PC: eine Polycarbonatfolie
    • COP: eine Folie aus cyclischem Polyolefin
    • TAC: Triacetylzellulose
    • PET: Polyethylenterephthalat
    • Mw: gewichtsmittleres Molekulargewicht
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Schicht des gehärteten Harzes des bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren nicht gebildet wurde.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Schicht des gehärteten Harzes des bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren nicht gebildet wurde und die Dicke der harten Beschichtungsschicht unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 20 in 12,5 μm verändert wurde.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine Hartschichtfolie für optische Anwendungen wurde nach der gleichen Verfahrensweise, wie sie in Beispiel 2 durchgeführt wurde, hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Dicke der Schicht des gehärteten Harzes des bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 4, anstelle des Applikators, auf 2,5 μm verändert wurde.
  • Die Eigenschaften der wie oben beschrieben erhaltenen Hartschichtfolie für optische Anwendungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Vergleichsbeispiel 1 2 3
    Substratfolie PC PC COP
    Schicht des gehärteten Harzes des bifunktionellen Urethanacrylatoligomeren
    Dicke (μm) - - 2.5
    Mw des Oligomeren - - 14,000
    Harte Beschichtungsschicht
    Dicke (μm) 3.7 12.5 5.0
    Brechungsindex 1.53 1.53 1.53
    Eigenschaften der Hartschichtfolie
    Kratzfestigkeit (Stahlwolle) gut gut gut
    Rissbeständigkeit (zylindrische Mandrel-Methode) 16 > 32 16
    Anzahl der Fehlstellen auf der Oberfläche 21 2 12
    Rollneigungsgrad (mm) 33 > 120 62
  • Anmerkungen
    • PC: eine Polycarbonatfolie
    • COP: eine Folie aus cyclischem Polyolefin
    • Mw: gewichtsmittleres Molekulargewicht
  • Wie die obigen Ergebnisse zeigen, hat die Folie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung keine Fehlstellen auf der Oberfläche, zeigt hervorragende Kratzfestigkeit und unterdrückt das Einrollen.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die Hartschichtfolie für optische Anwendungen der vorliegenden Erfindung unterdrückt die Bildung von Fehlstellen auf der Oberfläche, die sich von der Rauhigkeit der Oberfläche der Substratfolie ableiten, zeigt hervorragende Kratzfestigkeit und Rissbeständigkeit, unterdrückt das Einrollen der Substratfolie und wird vorteilhaft für eine Folie für Tastplatten, Polarisationsplatten, ¼ Wellenlängeplatten, Abdeckfolien für optische Speicherplatten und Schutzfolien für verschiedene Displays verwendet.

Claims (5)

  1. Eine Folie für optische Anwendungen, welche umfasst (A) eine Schicht aus einem gehärteten Harz, welche zu 70 Gewichts% oder mehr aus einem gehär-teten Harz besteht, abgeleitet von einem bifunktionellen Urethanacrylat basierenden Oligomer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht im Bereich von 5 000 bis 50 000, und eine Dicke von 5 bis 25 μm hat und (B) eine harte Beschichtungsschicht, welche ein durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung gehärtetes Harz umfasst und eine Dicke von 1 bis 15 μm hat, wobei die Schichten (A) und (B) nacheinander auf eine Seite einer Substratfolie laminiert sind.
  2. Die Folie gemäß Anspruch 1, welche (C) eine Schicht zur Verhinderung der Lichtreflexion umfasst, bestehend aus mindestens einer Schicht und auf die Schicht (B) laminiert.
  3. Die Folie gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, worin die Substratfolie eine Acetylzellulose basierende Folie, eine Polycarbonat basierende Folie, eine auf cyclischem Polyolefin basierende Folie, eine Acrylharz basierende Folie oder eine Polyester basierende Folie ist.
  4. Die Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die harte Beschichtungsschicht der Schicht (B) einen Brechungsindex von 1,49 bis 1,65 hat.
  5. Die Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiter eine Haftschicht mit einer Dicke von 1 bis 40 μm umfasst, welche auf der anderen Seite der Substratfolie angeordnet ist.
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