JP2000112379A - ハードコートフィルム及び反射防止フィルム - Google Patents
ハードコートフィルム及び反射防止フィルムInfo
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Abstract
かった4H以上の鉛筆硬度を有する傷付きにくいハード
コートフィルム及び反射防止膜を提供すること。 【解決手段】 透明基材の少なくとも一方の面に、少な
くとも1層のハードコート層が形成されているハードコ
ートフィルムであって、ハードコート層形成材料が樹脂
100重量部当たり無機微粒子を20〜80重量部含有
し、且つハードコート層全体の厚みが10〜50μmで
あり、且つ表面の鉛筆硬度が4H以上であることを特徴
とするハードコートフィルム。
Description
ドコートフィルム及び反射防止フィルムに関し、特にC
RT、LCD、PDP等のディスプレイの表面に用いら
れるハードコートフィルム及び反射防止フィルムに関す
る。
化の観点でガラス製品と置き換わりつつあるが、表面の
傷付き防止のために耐擦傷性を付与する目的でハードコ
ートフィルムを貼合して用いる場合が多い。又、従来の
ガラス製品に対しても、破損時のガラス片の飛散防止の
ためにプラスチックフィルムを貼合する場合が増えてい
るが、硬度不足のため、表面にハードコートを形成する
のが殆どである。
樹脂、或いは紫外線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹
脂を用いて、透明基材フィルム上に3〜10μm程度の
薄い塗膜を形成してなるが、その塗膜厚みが薄いため下
地の基材の変形による影響で表面硬度が十分に高いもの
ではなかった。例えば、プラスチック基材として広く利
用されているポリエチレンテレフタレートフィルム上
に、紫外線硬化型塗料を上記の厚みで塗工したハードコ
ートフィルムにおいては、鉛筆硬度で3Hレベルが一般
的であり、ガラスの鉛筆硬度である9Hには遠く及ばな
いものである。
ば、硬度は向上するものの、ハードコート層の割れや剥
がれが生じやすくなると同時に、ハードコート層の硬化
収縮によるカールが大きくなり、実用上使用できるもの
にはならなかった。更に近年、CRTやLCDのディス
プレイが広く普及しており、表示画像の表面を保護する
ために、ハードコートフィルムを貼合する場合が増えて
きており、上記の理由と同様に硬度の増大が要求される
と同時に、ハードコートフィルムを介する表示画面自体
の良好な視認性が要求されている。
に用いられているポリエチレンテレフタレート等の透明
プラスチックを基材として使用し、3〜10μm程度の
薄い膜厚のハードコート層が形成された従来のハードコ
ートフィルムでは達成されなかった4H以上の鉛筆硬度
を有し、且つ傷付きにくいハードコートフィルム及び反
射防止膜を提供することを目的としている。
なくとも一方の面に、少なくとも1層のハードコート層
が形成されているハードコートフィルムであって、ハー
ドコート層形成材料が樹脂100重量部当たり無機微粒
子を20〜80重量部含有し、且つハードコート層全体
の厚みが10〜50μmであり、且つ表面の鉛筆硬度が
4H以上であることを特徴とするハードコートフィル
ム、及び該ハードコートフィルムのハードコート層上に
少なくとも1層の反射防止層が形成されていることを特
徴とする反射防止フィルムを提供する。
に、樹脂100重量部当たり無機微粒子を20〜80重
量部含有させ、少なくとも1層のハードコート層を形成
すれば、ハードコート層全体の厚みを10μm〜50μ
mに厚くしても、従来技術の如きハードコート層の割れ
や剥れ、及びカールを防止しながら、鉛筆硬度4H以上
の優れた硬度を有するハードコートフィルムを提供する
ことができる。
硬度にてHB以下であること、及び透明基材が厚さ10
0μm〜300μmのポリエチレンテレフタレートフィ
ルムであることが好ましい。又、ハードコート層に含有
させる無機微粒子は、粒径100nm以下のシリカ超微
粒子であることが好ましい。
コート層上に少なくとも1層の反射防止層を形成するこ
とによって優れた反射防止フィルムが得られる。この反
射防止層のうち、ハードコート層に接する層が、金属酸
化物の超微粒子で構成されていることが好ましい。
IS K5400に準じて行なう。試験は5回行ない、
1回以上傷等の外観異常が認められなかった場合に使用
していた鉛筆の硬度で表わす。例えば、4Hの鉛筆を用
いて5回試験を行ない、1回以上傷が生じなければ、そ
の硬度は4Hと表示する。
本発明を更に詳細に説明する。本発明のハードコートフ
ィルムの基本的な層構成を図1に示す。図1において、
1は透明基材フィルム、2は透明基材フィルムl上に設
けられた厚さ10μm〜50μmのハードコート層であ
る。
で形成されているが、該ハードコート層は全体として1
0μm〜50μmの厚みであれば2層でも、更には3層
以上であってもよい。該ハードコート層を2層以上に構
成することは工程的には不利であるが、2層以上に形成
することによって外部から与えられる曲げや衝撃等の応
力を分散することができ、厚く形成したハードコート層
の割れや剥れの問題、更にはカールの問題がいっそう改
善される。
厚み10μm〜50μmのハードコート層2を形成し、
且つこのハードコート層に樹脂100重量部当たり20
〜80重量部の無機微粒子を含有させることによって、
プラスチック材料では従来達成することができなかった
表面の鉛筆硬度4H以上で且つ割れや剥れ、更にはカー
ルを生じないハードコートフィルムを実現した。
における透明基材フィルム1のハードコート層2側とは
反対側に、ハードコートフィルムを被対象物に貼付させ
るために、従来公知の接着剤からなる接着剤層3を設け
てもよい。又、図2に示すように、ハードコート2と透
明基材フィルム1の間に、接着性を向上させるため0.
1μm〜3μm程度のプライマー層4を従来公知のプラ
イマー材料を用いて設けてもよい。
別の層構成例を示し、ハードコート層2の表面を凹凸状
5にして防眩性を付与したハードコートフィルムを示
す。図4は、本発明のハードコートフィルムの更に別の
層構成例を示し、ハードコートフィルムに反射防止効果
を与えるために、図1のハードコートフィルムのハード
コート層2上に更に反射防止層6,6’を設けた反射防
止ハードコートフィルムの1例を示す。
の構成でもよく、例えば、2層構成の場合にはハードコ
ート層に接する層6を高屈折率の金属酸化物の超微粒子
からなる層とし、表面側の層6’を低屈折率とすれば優
れた反射防止効果を発揮する。又、反射防止層が、1層
構成の場合には、図5に示すように、該層中において高
屈折率の金属酸化物の超微粒子をハードコート層2に近
接させて偏在させると、反射防止層6は、表面側が低屈
折率、超微粒子を含む部分が高屈折率となるので、優れ
た反射防止効果を発揮する。
何れの構成であってもよい。 厚み0.1μm程度のMgF2等の極薄膜を反射防止
層とする方法。 金属蒸着膜を形成して反射防止層とする方法。 光の屈折率がハードコート層の屈折率よりも低い材料
の低屈折率層を設けて反射防止層とする方法。 高屈折率層がハードコート層に接し、その上に低屈折
率層を設けて反射防止層とする方法。例えば、反射防止
層におけるハードコート層に接する部位に高屈折率を有
する金属酸化物の超微粒子層を偏在させてもよい。 前記の層構成を繰返し積層して設けて反射防止層と
する方法。 中屈折率層、高屈折率層及び低屈折率層を順次積層し
て反射防止層とする方法。
の鉛筆硬度がHB以下であり、4B以上HB以下のもの
が好ましい。このような透明基材フィルムとしては、例
えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に用
いられる。ハードコートフィルムが貼付される被貼付対
象物の表面の視認性が要求される場合には、厚さ100
μm〜300μmのポリエチレンテレフタレートフィル
ムが透明基材フイルムとして適当である。
は、1層の場合でも、2層以上の場合でも合計で10〜
50μm、好ましくは15〜50μmとする。ハードコ
ート層形成材料には、電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型
樹脂、熱可塑性樹脂、エンジニアリングプラスチック等
を挙げることができる。電離放射線硬化型樹脂は透明基
材フィルムに対して膜形成作業が容易で且つ鉛筆硬度を
所望の値に容易に高めることができるので好ましい。
射線硬化型樹脂としては例えば次の如きものが挙げられ
る。電離放射線硬化型樹脂には、好ましくはアクリレー
ト系官能基を持つもの、更に好ましくは、ポリエステル
アクリレート、或いはウレタンアクリレートである。前
記ポリエステルアクリレートは、ポリエステル系ポリオ
ールのオリゴマーのアクリレート又はメタクリレート
(本明細書においては以下アクリレート及び/又はメタ
クリレートを(メタ)アクリレートと記載する)或いは
その混合物から構成される。又、前記ウレタン(メタ)
アクリレートは、ポリオール化合物とジイソシアネート
化合物からなるオリゴマーを(メタ)アクリレート化し
たものから構成される。
は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メ夕)アク
リレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘ
キシル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)
アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、
フェニル(メタ)アクリレート等がある。
能モノマーを併用することができる。例えば、トリメチ
ロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジ
オール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メ
タ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メ
タ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メ
タ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)
アクリレート等がある。
とグリコール(エチレングリコール、ポリエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコール
等)やトリオール(グリセリン、トリメチロールプロパ
ン等)、セバシン酸とグリコールやトリオールとの縮合
生成物であるポリアジペートポリオールや、ポリセバシ
エートポリオール等がある。又、上記脂肪族のジカルボ
ン酸の一部又は全てを他の有機酸で置換することができ
る。例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル
酸等がハードコート層により優れた硬度を与えるための
構成成分として使用できる。
アネートとポリオールとの付加生成物から得ることがで
きる。例えば、メチレン・ビス(p−フェニレンジイソ
シアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート・ヘキ
サントリオールの付加体、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、トリレンジイソシアネート、トリレンジイソシア
ネート・トリメチロールプロパンのアダクト体、1,5
−ナフチレンジイソシアネート、チオプロピルジイソシ
アネート、エチルベンゼン−2,4−ジイソシアネー
ト、2,4−トリレンジイソシアネート二量体、水添化
キシリレンジイソシアネート、トリス(4−フェニルイ
ソシアネート)チオフォスフェート等から選択したもの
と、次のポリオールとの反応によって得られるものであ
る。
ラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール、
ポリアジペートポリオール、ポリカーボネートポリオー
ル等のポリエステル系ポリオール、(メタ)アクリル酸
エステル類とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと
のコポリマー等がある。
線硬化型樹脂として使用するときは、これらの中に光重
合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン
類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシ
ムエステル、チオキサントン類や、光増感剤としてn−
ブチルアミン、トリエチルアミン、トリn−ブチルホス
フィン等を混合して使用する。
び可撓性に富み、加工性(折り曲げ性)には優れるが、
表面硬度が劣り2H以上の鉛筆硬度のものを得ることが
できない。一方、ポリエステル(メタ)アクリレート
は、ポリエステルの構成成分の選択により、硬度を付与
することができる。
には、ウレタン(メタ)アクリレート60〜90重量部
に対して、ポリエステル(メタ)アクリレート40〜1
0重量部を配合すると高硬度と可撓性を両立したハード
コートフィルムが得られる。そして、塗工液には、形成
されるハードコート層の割れや剥れ、更にはカールを防
止する目的で粒径が100nm以下の無機微粒子を、樹
脂成分100重量部に対して20〜80重量部の割合で
加える。無機微粒子が20重量部未満では十分な割れ防
止、剥離防止及びカール防止効果が得られず、一方、無
機微粒子が80重量部を超えると得られるハードコート
フィルムの透明性が低下し、又、皮膜の可撓性が低下し
て上記と同様に十分な割れ防止及び剥離防止効果が得ら
れない。
ネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム等を使用
することもできる。特に好ましい無機微粒子は粒径10
0nm以下のシリカ超微粒子である。ハードコート層の
塗工の方法は、ロールコート、グラビアコート、バーコ
ート、押出しコート等により塗料の特性や塗工量に応じ
て従来公知の方法で行なってハードコート層を形成する
ことができる。塗工は1回で厚み10〜50μmの塗布
量であってもよいし、複数回に分けて行なって合計の塗
工量を10〜50μmとしてもよい。
具体的に説明する。 実施例1 透明基材フィルムとして、188μm厚の易接着ポリエ
チレンテレフタレートフィルム(A4350:商品名、
東洋紡(株)製)を用い、その上に表面処理された粒径
約50nm以下のシリカ超微粒子を、樹脂100重量部
に対して約40重量部含有する電離放射線硬化型ハード
コート剤(KZ7817A−1、JSR製)をドライ厚
みで約15μmとなるように塗工し、加速電圧175K
V及び照射線量10Mradの電子線で硬化させて本発
明のハードコートフィルムを得た。
約25μmとした以外は実施例1と同様にして本発明の
ハードコートフィルムを得た。 実施例3 実施例1で得られたハードコートフィルムのハードコー
ト層に反射防止層としてITOを27nm、SiO2を
24nm、ITOを75nm、SiO2を92nmの厚
みにスパッタリング法にて形成することによって本発明
の反射防止フィルムを得た。
厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(MC−1
9:商品名、麗光(株)製)の一方の面にZrO2微粒
子コーティング液No.1275(ZrO2微粒子15
重量部に対しバインダー3重量部よりなるコーティング
液:住友大阪セメント(株)製)をドライ厚みで57n
mになるように塗工した。更にその上にハードコート層
として下記に示したハードコート剤をドライ厚みで約2
0μmとなるように塗工して、透明基材フィルムとして
188μm厚の易接着ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム(A4350:商品名、東洋紡(株)製)とラミネ
ートした後、加速電圧175KV及び照射線量5Mra
dの電子線でハードコート層を硬化させた。
れた厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィル
ムを剥離することによって、ZrO2微粒子で反射防止
層が1層形成されたハードコートフィルムを得た。更に
その上に反射防止層としてITOを105nm、SiO
2を85nmをスパッタリング法にて形成することによ
って本発明の反射防止フィルムを得た。ハードコート剤 : シリコーン系ハードコート剤(X-12-2400-3(固形分30重量%)、信越化学 製) 100重量部 アクリル酸エステルオリゴマー(カヤラッドDPHA、固形分100重量%、日本 化薬製) 30重量部
レンテレフタレートフィルム(A4350:商品名、東
洋紡(株)製)を用い、その上に電離放射線硬化型樹脂
(PETD−31、大日精化(株)製)をドライ厚みで
約6μmになるように塗工し、加速電圧175KV及び
照射線量10Mradの電子線で硬化させることによっ
て比較例1のハードコートフィルムを得た。
25μmとした以外は比較例1と同様にして比較例2の
ハードコートフィルムを得た。 比較例3 比較例1で得られたハードコートフィルムのハードコー
ト層に反射防止層としてITOを27nm、SiO2を
24nm、ITOを75nm、SiO2を92nmの厚
みにスパッタリング法にて形成することによって比較例
3の反射防止フィルムを得た。
れた各ハードコートフィルムの表面の鉛筆硬度と、各ハ
ードコートフィルムに使用した透明基材フィルムの表面
の鉛筆硬度を下記の表1に示す。又、得られた各ハード
コートフィルムのカールの程度を、23±2℃、50±
5%RHの環境中で、A4サイズに切り取ったフィルム
のハードコート面を上にして24時間放置した。長方形
の四隅の設置面からの距離を測定し、4点の最大値で示
す。 ○:10mm未満 △:10〜20mm ×:20
mm超 又、得られた各ハードコートフィルムの密着性の評価
を、l.5mm角のクロスハッチテストを2回実施し、
剥離しない個数を表示する。
鉛筆硬度が4H以上のハードコートフィルムが得られる
ことが分かる。
料中に無機微粒子を20〜80重量%含有させ、少なく
とも1層のハードコート層を形成すれば、ハードコート
層全体の厚みを10μm以上に厚くしても、従来技術の
如きハードコート層の割れや剥れ、及びカールを防止し
ながら、鉛筆硬度4H以上の優れた硬度を有するハード
コートフィルムを提供することができる。
構成を示す図。
を示す図。
成を示す図。
た構成を示す図。
Claims (6)
- 【請求項1】 透明基材の少なくとも一方の面に、少な
くとも1層のハードコート層が形成されているハードコ
ートフィルムであって、ハードコート層形成材料が樹脂
100重量部当たり無機微粒子を20〜80重量部含有
し、且つハードコート層全体の厚みが10μm〜50μ
mであり、且つ表面の鉛筆硬度が4H以上であることを
特徴とするハードコートフィルム。 - 【請求項2】 透明基材の硬さが、鉛筆硬度にてHB以
下である請求項1に記載のハードコートフィルム。 - 【請求項3】 透明基材が、厚さ100μm〜300μ
mのポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項
1又は2に記載のハードコートフィルム。 - 【請求項4】 無機微粒子が、粒径100nm以下のシ
リカ超微粒子である請求項1〜3の何れか1項に記載の
ハードコートフィルム。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項に記載のハー
ドコート層上に少なくとも1層の反射防止層が形成され
ていることを特徴とする反射防止フィルム。 - 【請求項6】 反射防止層のうち、ハードコート層に接
する層が、金属酸化物の超微粒子で構成されている請求
項5に記載の反射防止フィルム。
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