JP2002317151A

JP2002317151A - フィルム基材用ハードコート膜及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002317151A
Application number: JP2001121609A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yoshihara; 俊夫吉原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】基材密着性や硬さが十分であり柔軟性である
フィルム基材用ハードコート膜を提供する。【解決手段】一般式（１）で表わされる有機ケイ素化
合物と一般式（２）で表されるアルミニウム化合物とを
混合して加水分解して調製して得たゾルを透明フィルム
基材に塗布した後、形成された塗膜を加熱によりゲル膜
にする。ゲル化する方法は、加熱に変えて活性エネルギ
ー線照射をおこなってもよい。【化１】（Ｒは炭素数１〜１０の、アルキル基、ビニル基、（メ
タ）アクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニ
ル基、水酸基及びカルボキシル基から選ばれた基を有す
る炭化水素基、Ｒ′は炭素数１〜１０のアルキル基を表
し、ｍ＋ｎは４の整数である。）【化２】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、同一でも異なってもよく、ハロ
ゲン、炭素数１〜１０の、アルキル基、アルコキシ基、
アシルオキシ基及びヒドロキシ基から選ばれた基であ
り、これらの基は全部または一部がキレート配位子によ
り置き換えられていてもよい。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度で、高い柔
軟性を持つ性質を両立させ、且つ透明性が高いフィルム
基材用ハードコート膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックフィルム基材を保護する目
的で該プラスチックフィルム基材上に形成する各種ハー
ドコート膜が提案されている。特に、プラスチックフィ
ルム基材上の塗膜表面の硬さが要求される場合には、ポ
リマーバインダー中に無機フイラーを分散させたコーテ
ィング液を用いて塗膜を形成することが行われている。
一方、水ガラスからなるコーティング液を用いて表面保
護が要求される物品にハードコート膜を形成したり、オ
ルトケイ酸エチルに代表される有機金属化合物を含むコ
ーティング液を基材表面に塗布し、加水分解−縮合反応
により、金属酸化物膜を形成させてなるハードコート膜
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポリマーバインダー液
中に無機フイラーを分散させてなるコーティング液を用
いて得るタイプの従来のハードコート膜は、十分な硬さ
を出すためには、無機フイラーを膜中に大量に含ませる
必要がある。しかしながら、無機フイラーを高濃度でポ
リマーバインダー液中に分散させることは一般に困難で
あり、また、高濃度の分散が行えても無機フイラーが凝
集するため液寿命が短かったり、また、得られるハード
コート膜の透明性が低くなるという問題がある。また、
このような無機フイラーを高濃度に分散させたコーティ
ング液を用いて形成された塗膜は、表面硬度が向上する
ものの、塗膜の柔軟性に欠け、プラスチックフィルムを
曲げると塗膜に傷が発生するという問題がある。

【０００４】また、従来の水ガラスからなるコーティン
グ液を用いてハードコート膜をプラスチックフィルム基
材上に形成する場合には、高温での焼成過程を必要とす
るため、プラスチックフィルム基材上に形成することは
不可能である。

【０００５】また、従来の有機金属化合物の加水分解一
縮合反応から得られるゾルを用いて形成されるハードコ
ート膜は、プラスチックフィルムにダメージを与えない
程度の温度で加熱することにより得ることができるが、
完全に塗膜を硬化させるには長時間を要するため生産性
に劣る。また、一般にその分子量が１万以下であり、基
材への密着性に劣ると同時に塗膜にした時でも硬くて脆
いというガラス特有の性質があるために、フィルムの曲
げに追従できなかったり、十分な膜強度が得られないと
いう問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、ハードコート膜形成用
のコーティング液中に含まれるハード機能成分が液中で
安定で、しかも、コーティング液をフィルム基材上に塗
布して塗膜とした場合に、塗膜の基材密着性や塗膜の硬
さが十分である性質と、塗膜の柔軟性が優れている性質
を併せ持つフィルム基材用ハードコート膜を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。

【０００８】即ち、本発明は、下記一般式（１）で表わ
される有機ケイ素化合物と下記一般式（２）で表される
アルミニウム化合物とを混合して加水分解して調製して
得たゾルをゾル膜とし、該ゾル膜をゲル化してなるゲル
膜を主成分とするフィルム基材用ハードコート膜であ
る。

【０００９】

【化７】（Ｒは炭素数１〜１０の、アルキル基、ビニル基、（メ
タ）アクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニ
ル基、水酸基及びカルボキシル基から選ばれた基を有す
る炭化水素基、Ｒ′は炭素数１〜１０のアルキル基を表
し、ｍ＋ｎは４の整数である。）

【００１０】

【化８】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、同一でも異なってもよく、ハロ
ゲン、炭素数１〜１０の、アルキル基、アルコキシ基、
アシルオキシ基及びヒドロキシ基から選ばれた基であ
り、これらの基は全部または一部がキレート配位子によ
り置き換えられていてもよい。）本発明のフィルム基材用ハードコート膜の製造方法は、
前記一般式（１）で表わされる有機ケイ素化合物と前記
一般式（２）で表されるアルミニウム化合物とを混合し
て加水分解して調製して得たゾルを透明フィルム基材に
塗布した後、形成された塗膜を加熱によりゲル膜にする
ことを特徴とする。別の本発明のフィルム基材用ハード
コート膜の製造方法は、上記製造方法において、加熱に
よりゲル膜とする方法に変えて、活性エネルギー線の照
射によりゲル膜にする方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。

【００１２】前記一般式（１）で表される本発明で使用
する有機ケイ素化合物は、具体的には、テトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロ
ポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ
−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラ
ン、テトラ−t e r t −ブトキシシラン、テトラペンタ
エトキシシラン、テトラペンタ−ｉｓｏ−プロポキシシ
ラン、テトラペンタ−ｎ−プロポキシシラン、テトラペ
ンタ−ｎ−ブトキシシラン、テトラペンタ−ｓｅｃ−ブ
トキシシラン、テトラペンタ−t e r t −ブトキシシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキ
シシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキ
シシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシ
シラン、へキシルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、３−（−２−アミノエチルアミノプロピル）トリ
メトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ
ス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリメトキシ
シラン、β−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチル
ジエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
メトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン等が挙げられるがこれらには限定されない。

【００１３】前記一般式（２）で表される本発明で使用
されるアルミニウム化合物は、そこから誘導されるオリ
ゴマーおよび／またはその錯体であっても構わない。

【００１４】本発明のフィルム基材用ハードコート膜
は、上記一般式（１）で表される有機ケイ素化合物の割
合が好ましくは９０〜７０モル％の範囲、より好ましく
は８５〜７５モル％の範囲が望ましく、上記一般式
（２）で表されるアルミニウム化合物の割合が好ましく
は１０〜３０モル％、より好ましくは１５〜２５モル％
の範囲が望ましい。有機ケイ素化合物が７０モル％未
満、すなわちアルミニウム化合物が３０モル％を超える
場合は、フィルム基材に対するハードコート膜の密着性
が著しく低下し、また硬化した後のフィルムの柔軟性が
無くなるために好ましくない。有機ケイ素化合物が９０
モル％を超える場合、すなわちアルミニウム化合物が１
０モル％未満の場合、ハードコート膜の硬化が不十分な
ことによる塗膜強度の低下が顕著となり、好ましくな
い。

【００１５】上記有機ケイ素化合物とアルミニウム化合
物の加水分解は、これらの混合物に直接、或いは適当な
溶媒中に溶解して行う。使用する溶媒としては、例え
ば、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メ
タノール、エタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸
エチル、酢酸ブチル等のアルコール、ケトン、エステル
類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素、或いはこれらの混合物が挙げられる。

【００１６】上記加水分解によって生成したゾルは適度
な固形分濃度に調節することが可能であるが、塗工適性
や液の安定性等から、好ましくは固形分で３重量％〜７
０重量％、より好ましくは２０重量％〜６０重量％であ
ることが望ましい。ゾルの濃度が３重量％未満であると
塗工に適さなくなり、一方、７０重量％を超えると透明
均質膜の形成が困難となる。又、本発明においては、前
記範囲内のゾルの固形分濃度であるならば、有機物や無
機物バインダーを添加併用することも可能である。

【００１７】この溶液に加水分解に必要な量以上の水を
加え、好ましくは１５〜９０℃、より好ましくは２２〜
８０℃の温度で、好ましくは１〜３０時間、より好まし
くは２〜１２時間撹拌を行うことが望ましい。

【００１８】上記加水分解においては、反応促進のため
に必要に応じて触媒を用いることが好ましく、これらの
触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸又は酢酸等が好ましく
使用できる。これらの酸を約０．００１〜５Ｎ、好まし
くは０．００５〜２Ｎ程度の水溶液として加え、該水溶
液中の水分を加水分解用の水分とすることができる。

【００１９】この様にして得られたゾルは上記アルミニ
ウム化合物を含むため、有機ケイ素化合物単独を加水分
解した場合に比べ、分子同士の縮合が進行し、ゾル自体
が粘性を持つようになり、フィルム基材に対して良好な
密着性を示すようになる。

【００２０】また、本発明のフィルム基材用ハードコー
ト膜に使用される材料はまた、塗膜の強度を向上させる
必要がある場合は平均粒子径が１０〜３００ｎｍの無機
酸化物微粒子をハードコート膜中に３〜８０重量％、好
ましくは２０〜６０重量％含ませても良い。本発明で用
いる上記のゾルは、無機酸化物微粒子との親和性が良好
であり、溶液中、或いは塗膜中の無機酸化物微粒子の均
一分散を容易に達成できる。無機酸化物微粒子が３重量
％未満の場合は、塗膜の硬度向上に効果が無く、８０重
量％を超える場合は、基材との密着性の低下や耐衝撃性
の低下が起こるために好ましくない。

【００２１】本発明で好ましく使用できる無機酸化物微
粒子の粒子径は、１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が望まし
く、この粒子径範囲がコーティング液中において高分子
鎖のセグメント運動を妨げず、塗膜としたときに無機酸
化物微粒子の独立したネットワークを形成しやすい、即
ち、無機酸化物微粒子の少なくとも一部が網目状に連結
することができる範囲である。塗膜中に無機酸化物微粒
子の独立したネットワークを形成した場合には、塗膜の
最表面に無機酸化物微粒子が多く存在するような場合で
あっても塗膜の透明性を損なわず、塗膜の強度を高める
ことができる。無機酸化物微粒子の平均粒子径が１０ｎ
ｍ以下では分散が困難であり、一方、３００ｎｍ以上で
は可視光域の波長の光を散乱し、塗膜の透明性が損なわ
れるために好ましくない。

【００２２】本発明で好ましく使用できる無機酸化物微
粒子としては、チタニア、シリカ、ジルコニア、酸化亜
鉛、アルミナ、酸化スズ、インジウムドープ酸化スズ
（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、ア
ルミニウムドープ酸化亜鉛から選ばれる１種以上であ
る。これらの無機酸化物微粒子のうち、チタニア、ジル
コニア、酸化亜鉛等は塗膜の屈折率を向上させるため
に、ハードコート膜に反射性や反射防止性を持たせるこ
とが可能であり、ＩＴＯやＡＴＯ、アルミニウムドープ
酸化亜鉛を用いた場合はハードコート膜に帯電防止等の
電気的な性能を付与することが可能となる。

【００２３】上記ゾルには、各種の添加剤を添加するこ
とができる。最も重要な添加剤としては、成膜を促進す
る硬化剤が挙げられ、これらの硬化剤としては、酢酸ナ
トリウム、酢酸リチウム等の有機酸金属塩の酢酸、ギ酸
等の有機酸溶液が挙げられる。該有機酸溶液の濃度は約
０．０１〜０．１重量％程度であり、ゾル溶液に対する
添加量は、ゾル粒子１００重量部に対して上記有機酸金
属塩として約０．１〜１重量部程度の範囲が好ましい。

【００２４】本発明で使用するフィルム基材としては、
例えば、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポ
リエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィ
ルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィ
ルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィル
ム、ポリエーテルフィルム、トリメチルペンテンフィル
ム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリロニ
トリルフィルム等の透明プラスチックフィルム基材が使
用できるが、特に、一軸延伸ポリエステルフィルムが透
明性に優れ、光学的に異方性が無い点で好適に用いられ
る。その厚みは、通常は８μｍ〜１０００μｍ程度のも
のが好適に用いられる。

【００２５】本発明では、前記ゾルを、前記フィルム基
材の表面に塗布し、その後塗布物を加熱、或いは活性エ
ネルギー線照射処理することにより、ゲル膜を形成す
る。

【００２６】前記ゾルの樹脂基体への塗布方法として
は、スピンコート法、デイップ法、スプレー法、ロール
コーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、
クリーン印刷法、ビードコーター法等が挙げられる。

【００２７】加熱による硬化は、フィルム基材に与える
ダメージを考慮した場合、フィルム基材がプラスチック
フィルムである場合には、１５０℃以下、より好ましく
は１２０℃以下であることが好ましい。

【００２８】活性エネルギー線の照射による硬化には、
電子線又は紫外線の照射を用いることができ、特に電子
線が好ましい。例えば、電子線硬化の場合にはコックロ
フトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コ
ア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の
各種電子線加速機から放出される５０〜１，０００Ｋｅ
ｖ、より好ましくは８０〜３００Ｋｅｖのエネルギーを
有する電子線が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧
水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キ
セノンアーク、メタルハライドランプ等の光源から発す
る紫外線等が利用される。活性エネルギー線の総照射量
として、活性エネルギー線が電子線である場合に２Ｍｒ
ａｄ以上、好ましくは２〜５０Ｍｒａｄの範囲が望まし
い。

【００２９】電子線照射は、空気を酸素で置換しなが
ら、或は十分な酸素雰囲気中で行うことが好ましく、酸
素雰囲気中で行うことにより塗膜中にＳｉＯ₂の生成、
重合・縮合が促進され、より均質且つ高品質のゲル層を
形成することが、短時間で行われる。これらの塗膜硬化
において、ゲル膜の膜厚は０．１〜１００μｍの間で任
意に調節することができる。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明のフィルム基材用ハードコー
ト膜を実施例を用いて説明する。

【００３１】〔実施例１〕ゾル溶液の調製１０．０ｇ（８０モル％）の３−グリシドキシプロピル
トレメトキシシラン、２．６０ｇ（２０モル％）のアル
ミニウムｓｅｃ−ブトキシドをフラスコ中で、氷で冷却
しながら、５分間撹拌した。この混合物に２．８５ｇの
蒸留水を徐々に滴下して加え、その混合物を６０分間撹
拌し、透明で均一なゾル溶液を得た。これをゾル溶液
と称す。

【００３２】無機酸化物微粒子分散溶液の調製表面が撥水性のルチル型酸化チタン微粒子（ＴＴＯ５１
（Ｃ）：商品名、石原産業社製）１０．０ｇ、分散剤
（デイスパービック１６３：商品名、ビックケミー・
ジャパン社製）４．O g をメチルイソブチルケトン５
６．０ｇをマヨネーズ瓶に入れ、混合物の約４倍量のジ
ルコニアビーズ（φ０．３ｍｍ）を媒体に用いてペイン
トシェーカーで１０時間振とうし、一次の平均粒子径３
０ｎｍのチタニア微粒子分散液を得た。

【００３３】無機酸化物微粒子分散ゾル溶液の調製 −１無機酸化物微粒子を使用した系上記のゾル溶液１０．０ｇに対して、上記で調製し
たチタニア微粒子分散液１０．０ｇを加え、１０分間マ
グネチックスターラーで撹拌して無機酸化物微粒子を分
散させたゾル溶液を得た。これをゾル溶液−１と称
す。

【００３４】−２無機酸化物ゾルを使用した系上記のゾル溶液１０．０ｇに対して、日産化学株式会
社製の（ＭＩＢＫ−ＳＴ：商品名、固形分２０重量％の
コロイダルシリカ）を１０．０ｇ加え、１０分間マグネ
チックスターラーで撹拌して標記無機酸化物ゾル分散さ
せたゾル溶液を得た。これをゾル溶液−２と称す。

【００３５】ハードコート層の形成透明フィルム基材として厚さ１００μｍのＰＥＴフィル
ム（Ａ−４３５０：商品名、東洋紡社製）に上記、
−１、−２で得たゾル溶液を溶剤除去後の膜厚が、１
０μｍとなるように塗工した。硬化の条件は以下の２通
りの手法を用いた。すなわち、（１）１２０℃で１時間
の熱処理を行った場合と、（２）電子線照射装置を用い
て１８０ｋｖ、２０ｍＡで１回の照射量を２０Ｍｒ a d
として２０回照射を行った場合の両者でハードコート膜
を示す。

【００３６】フィルム基材用ハードコート膜の特性
評価上記の工程を経て、加熱、及び電子線照射（ＥＢ照
射）により得られた６種類のハードコート膜を形成した
フィルム基材の全光線透過率、ＪＩＳ−Ｋ７３６１−１
に基づくヘイズ値、ＪＩＳＫ５６００−５−４に基づ
く塗膜の鉛筆高度、セロテープ（登録商標）を用いた基
盤目剥離試験、また、傷を付けた後の下記手法による復
元性試験や基材の折り曲げ試験を行ったときの結果を下
記の表１にした。

【００３７】復元性試験ＪＩＳＫ５６００−５−４に基づく塗膜の鉛筆高度試
験法を用いて４Ｈの鉛筆で１ｋｇの荷重でフィルム基材
上の塗膜に傷を付けて所定時間放置した後、光学顕微鏡
の反射光で傷の見え具合を観察した。復元性試験の結果
として、与えた傷が光学顕微鏡で確認できなくなった放
置時間を下記の表１に示す。た。

【００３８】折り曲げ試験上記の工程で得られた塗工フィルムを１０ｃｍ×１０
ｃｍに切り、中心を塗工面を山折りにして完全に折り曲
げたときの折り面の状況を観察した。その結果を下記の
表１に示した。

【００３９】〔比較例１〕アルミニウム化合物を用いず
に、１０．０ｇ（８０モル％）の３−グリシドキシプロ
ピルトレメトキシシランのみを用い、フラスコ中で氷で
冷却しながら、蒸留水２．２９ｇを加えて６０分間撹拌
して比較例１のコーティング液を得た。

【００４０】〔比較例２〕１０．０ｇ（９５モル％）の
３−グリシドキシプロピルトレメトキシシラン、０．５
２ｇ（５モル％）のアルミニウムｓｅｃ−ブトキシドを
フラスコ中で、氷で冷却しながら、５分間撹拌した。

【００４１】この混合物に２．３９ｇの蒸留水を徐々に
滴下して加え、その混合物を６０分間撹拌し、比較例２
のコーティング液を得た。

【００４２】〔比較例３〕１０．０ｇ（６０モル％）の
３−グリシドキシプロピルトレメトキシシラン、４．１
７ｇ（４０モル％）のアルミニウムｓｅｃ−ブトキシド
をフラスコ中で、氷で冷却しながら、５分間撹拌した。

【００４３】この混合物に３．１９ｇの蒸留水を徐々に
滴下して加え、その混合物を６０分間撹拌し、比較例３
のコーティング液を得た。

【００４４】以上の比較例１〜３で得られた３種類のコ
ーティング液を前記実施例１と同様に透明フィルム基材
として厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（Ａ−４３５
０：商品名、東洋紡社製）に溶剤除去後の膜厚が１０μ
ｍとなるように塗工した後、１２０℃で１時間の熱処理
を行って比較例１〜３の各塗膜を得た。

【００４５】これらの塗膜を形成したフィルムの光学特
性として全光線透過率、へイズ値及び塗膜の復元性、折
り曲げ性、密着性について測定した結果を下記の表１に
示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１によれば、実施例１のハードコート膜
は、塗膜の基材密着性や塗膜の硬さが十分である性質
と、塗膜の柔軟性が優れている性質を併せ持つことが分
かる。アルミニウム化合物を含有しない比較例１のコー
ティング膜に比べて、アルミニウム化合物を含むことを
除いて他の条件は比較例１と同じ実施例１のハードコー
ト膜は、高度、復元性、折り曲げ性、密着性が優れてい
ることが分かる。また、有機ケイ素化合物を９５モル
％、アルミニウム化合物を５モル％含む本発明の範囲外
の成分組成の比較例２のハードコート膜は、実施例１の
ハードコート膜に比べて、硬度が低く、復元性が長いこ
とが分かる。また、有機ケイ素化合物を６０％、アルミ
ニウム化合物を４０モル％含む本発明の範囲外の成分組
成のハードコート膜は、実施例１のハードコート膜に比
べて、硬度が低く、復元性がなく、折り曲げ性が悪いこ
とが分かる。

【００４８】〔実施例２〕硬化時間試験前記実施例１で本発明のゾル溶液の塗膜を完全硬化さ
せるのに１２０℃の加熱では１時間を要したが、加熱時
間を６０℃にすると３日間要し、加熱時間を８０℃にす
ると１日間要した。

【００４９】比較のために前記比較例１のゾル溶液を完
全に硬化させるには６０℃で２週間、８０℃で１週間要
した。したがって発明のフィルム基材用ハードコート膜
は、塗膜の完全硬化が短時間で済むため、生産性に優
れ、トリアセチルセルロース等の熱ダメージを受けやす
いフィルム基材に対して適用できる利点がある〔実施例３〕カール発生試験前記実施例１で本発明のゾル溶液を用いて形成した塗
膜の膜厚を１０μｍまでとした場合には、フィルム基材
のカールの発生は認められなかった。本発明のゾル溶液
−１、−２を用いて形成した塗膜の膜厚を２５μｍ
までとした場合にはカールの発生を認められなかった。
これに対して、比較例１のアルミ化合物の添加の無いゾ
ル溶液に対しては膜厚が５μを越えるとカールの発生が
認められた。比較例２の有機ケイ素化合物９５％含むゾ
ル溶液に対しては、膜厚が８μｍを超えるとカールが発
生した。比較例３では前記実施例１のゾル溶液と同程
度であった。

【００５０】

【発明の効果】本発明のフィルム基材用ハードコート膜
は、ハードコート膜形成用のコーティング液中に含まれ
るハード機能成分が液中で安定で、しかも、コーティン
グ液をフィルム基材上に塗布して塗膜とした場合に、塗
膜の基材密着性や塗膜の硬さが十分である性質と、塗膜
の柔軟性が優れている性質を併せ持つ。

【００５１】本発明のフィルム基材用ハードコート膜
は、前記有機ケイ素化合物と前記アルミニウム化合物と
を混合して加水分解して調製して得たゾルをゾル膜と
し、該ゾル膜をゲル化しているため、ゾル中に含まれて
いるアルミニウム化合物がシリカの重縮合の触媒として
働く。そのため、アルミニウム化合物を含んでいない場
合に比べ、より低温、より短時間での硬化が可能とな
る。

【００５２】本発明のフィルム基材用ハードコート膜
は、塗膜の完全硬化が短時間で行えるため、生産性に優
れる。本発明のフィルム基材用ハードコート膜は、加熱
硬化後の塗膜のカールの発生が少ない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F006 AA35 AB39 BA02 CA05 EA03 4F100 AA21B AH06B AH08B AK42A AT00A BA02 BA07 GB07 GB15 GB31 GB90 JB12 JK04 JK06 JK08 JL00 JM01B JM10B JN01 4J038 DL021 DL031 DM021 HA216 HA446 KA20 NA11 PA19 PC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）で表わされる有機ケイ
素化合物と下記一般式（２）で表されるアルミニウム化
合物とを混合して加水分解して調製して得たゾルをゾル
膜とし、該ゾル膜をゲル化してなるゲル膜を主成分とす
るフィルム基材用ハードコート膜。【化１】（Ｒは炭素数１〜１０の、アルキル基、ビニル基、（メ
タ）アクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニ
ル基、水酸基及びカルボキシル基から選ばれた基を有す
る炭化水素基、Ｒ′は炭素数１〜１０のアルキル基を表
し、ｍ＋ｎは４の整数である。）【化２】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、同一でも異なってもよく、ハロ
ゲン、炭素数１〜１０の、アルキル基、アルコキシ基、
アシルオキシ基及びヒドロキシ基から選ばれた基であ
り、これらの基は全部または一部がキレート配位子によ
り置き換えられていてもよい。）
【請求項２】前記一般式（１）で表される有機ケイ素
化合物の割合が９０〜７０モル％の範囲であり、前記一
般式（２）で表されるアルミニウム化合物の割合が１０
〜３０モル％の範囲であることを特徴とする請求項１記
載のフィルム基材用ハードコート膜。
【請求項３】前記ハードコート膜中に平均粒子径が１
０〜３００ｎｍの無機酸化物微粒子を３〜８０重量％含
むことを特徴とする請求項１又は２記載のフィルム基材
用ハードコート膜。
【請求項４】前記ハードコート膜中において前記無機
酸化物微粒子の少なくとも一部が網目状に連結している
ことを特徴とする請求項３記載のフィルム基材用ハード
コート膜。
【請求項５】前記無機酸化物微粒子がチタニア、シリ
カ、ジルコニア、酸化亜鉛、アルミナ、酸化スズ、イン
ジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸
化スズ（ＡＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛から選
ばれる１種以上の微粒子であることを特徴とする請求項
３又は４記載のフィルム基材用ハードコート膜。
【請求項６】下記一般式（１）で表わされる有機ケイ
素化合物と下記一般式（２）で表されるアルミニウム化
合物とを混合して加水分解して調製して得たゾルを透明
フィルム基材に塗布した後、形成された塗膜を加熱によ
りゲル膜にすることを特徴とするフィルム基材用ハード
コート膜の製造方法。【化３】（Ｒは炭素数１〜１０の、アルキル基、ビニル基、（メ
タ）アクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニ
ル基、水酸基及びカルボキシル基から選ばれた基を有す
る炭化水素基、Ｒ′は炭素数１〜１０のアルキル基を表
し、ｍ＋ｎは４の整数である。）【化４】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、同一でも異なってもよく、ハロ
ゲン、炭素数１〜１０の、アルキル基、アルコキシ基、
アシルオキシ基及びヒドロキシ基から選ばれた基であ
り、これらの基は全部または一部がキレート配位子によ
り置き換えられていてもよい。）
【請求項７】下記一般式（１）で表わされる有機ケイ
素化合物と下記一般式（２）で表されるアルミニウム化
合物とを混合して加水分解して調製して得たゾルを透明
フィルム基材に塗布した後、形成された塗膜を活性エネ
ルギー線の照射によりゲル膜にすることを特徴とするフ
ィルム基材用ハードコート膜の製造方法。【化５】（Ｒは炭素数１〜１０の、アルキル基、ビニル基、（メ
タ）アクリロイル基、エポキシ基、アミド基、スルホニ
ル基、水酸基及びカルボキシル基から選ばれた基を有す
る炭化水素基、Ｒ′は炭素数１〜１０のアルキル基を表
し、ｍ＋ｎは４の整数である。）【化６】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、同一でも異なってもよく、ハロ
ゲン、炭素数１〜１０の、アルキル基、アルコキシ基、
アシルオキシ基及びヒドロキシ基から選ばれた基であ
り、これらの基は全部または一部がキレート配位子によ
り置き換えられていてもよい。）