JP2004090618A - ハードコートフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂フィルムの一方の表面上に、有機珪素化合物を含有する層、樹脂と金属酸化物微粒子とを含有するハードコート層をこの順に積層する。
金属微粒子の含有量が樹脂に対して30〜100重量%であり、有機珪素化合物は一般式Si(OR)4またはA−Si(OR)3(ただしRは炭素数5以下のアルキル基、Aは有機官能基)で表されるアルコキシシラン化合物である。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ディスプレイ等に使用されるハードコートフィルム関し、特に基材とハードコート層の密着度が優れるハードコートフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
パソコン、ワープロ、テレビなどのディスプレー、タッチパネルや悲惨防止フィルムなどには、透明な樹脂フィルムにハードコート層を形成したハードコートフィルムが使用されている。通常、ハードコート層は熱硬化型樹脂や紫外線硬型樹脂を主成分とするが、樹脂成分と基材フィルムの組み合わせによってはハードコート層の密着性が低下する問題があった。
【0003】
特に、近年ハードコート層中に金属酸化物の微粒子を含有させ、ハードコート層に帯電防止性を付与したり、高屈折率化を図る場合がある。しかし、ハードコート層に紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、金属酸化物超微粒子が紫外線を吸収するため、基材とハードコート層との密着度が低下する問題が生じる。この様なハードコート層は特に密着が悪い。
【0004】
ハードコート層の密着性を改善するために、ハードコート層と基材フィルムの間に易接着層を設ける方法が各種提案されている。特に、ポリエステルフィルムはアクリル系樹脂の密着性は悪く、この問題を解決する手段として特開2001−109388号公報では特定のガラス転移点を有するポリエステル樹脂と微粒子とアミド化合物とからなる易接着層が開示されている。また、特開2001−138462号公報ではポリウレタン系樹脂からなる易接着層が開示されている。しかしながら、これらの方法ではハードコート層と樹脂フィルム間に充分な密着性が得られていなかった。
【0005】
【特許文献1】特開2001−109388号公報
【特許文献2】特開2001−138462号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ハードコート層樹脂と基材フィルムとの組み合わせに係わらず、また、ハードコート層中に金属微粒子を含有する場合であっても、ハードコート層と基材フィルムの密着性が優れるハードコートフィルムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決するために支持体の上に有機珪素化合物から生成する酸化珪素を含有する層を設け、このうえに金属微粒子を含有するハードコート層を設けることで、ハードコート層と支持体との密着を向上することが可能になることを見いだした。すなわち、本発明は(1)樹脂フィルムの一方の表面上に、有機珪素化合物を含有する層、樹脂と金属酸化物微粒子とを含有するハードコート層をこの順に積層したハードコートフィルムである。
【0008】
また、本発明は金属微粒子の含有量が樹脂に対して30〜100重量%である(1)のハードコートフィルムである。
【0009】
特に、有機珪素化合物が一般式Si(OR)4またはA−Si(OR)3(ただしRは炭素数5以下のアルキル基、Aは有機官能基)で表されるアルコキシシラン化合物である時に密着性向上の効果が大きい。又、金属酸化物微粒子の平均粒径が5nm〜100nmである時にハードコート層の透明性が向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に用いることのできる、樹脂フィルムは特に限定しないが、たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)、ポリエチレンナフタレートフィルム(PEN)、ポリカーボネートフィルム(PC)、トリアセチルセルロースフィルム(TAC)、ノルボルネンフィルム(NB)などが使用でき、フィルム厚さも25μm〜250μm程度が使用可能である。
【0011】
本発明の有機珪素化合物としては、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、テトライソプロポキシシラン、等のテトラアルコキシシラン、トリメトキシモノメチルシラン、トリエトキシモノメチルシラン、等のアルキルトリアルコキシシラン、エポキシトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン、スチリルトリアルコキシシラン、メタクリロキシトリアルコキシシラン、アクリロキシトリアルコキシシラン、アミノトリアルコキシシラン、ウレイドトリアルコキシシラン、クロロプロピルトリアルコキシシラン、メルカプトトリアルコキシシラン、スルフィドトリアルコキシシラン、イソシアネートトリアルコキシシランを用いることができ、特にフィルムと樹脂の密着性を高めるためにアクリルトリアルコキシシラン、エポキシトリアルコキシシランを用いることが好ましい。これらの有機珪素化合物を溶剤に希釈して支持体上に塗布乾燥して塗工層を形成する。有機珪素化合物を含有する層の厚さは、好ましくは50〜250nmである。この範囲であれば、ハードコート層の密着性の向上効果が大きい。更に好ましくは100〜200nmである。有機珪素化合物を含有する層の厚さが前記の範囲にない場合は密着性が低下する傾向にある。
【0012】
ハードコート層に用いることのできる樹脂は、アクリレート系の官能基を有するポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等とこれらのオリゴマーおよびプレポリマーを主成分とした樹脂が使用できる。これらの樹脂は、熱、紫外線、電子線等のエネルギーを加えることで架橋するものである。また、紫外線照射により架橋する樹脂を使用する場合は、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、α−ヒドロキシケトン、ベンジルジメチルケタール、α−アミノケトン、ビスアシルフォスフィンオキサイド等を混合することが望ましい。特に本発明においては、ハードコート層の樹脂として、PETフィルムとの密着性が悪いアクリレート系の官能基を有する樹脂を用いても、密着の優れたハードコートフィルムを得ることができる。
【0013】
ハードコート層中に含有する金属酸化物微粒子としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化スカンジウム、酸化鉄、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、リンドープ酸化スズアンチモン酸亜鉛、スズドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化アルミニウム等が上げられ、密着性の向上の点からは特に酸化チタン、酸化ジルコニウムが特に好ましい。添加量は樹脂100重量部に対して30〜100重量部、好ましくは、40〜80重量部添加する。添加量が少ないと密着性向上の効果が小さく、逆に添加量が多すぎるとハード性が低下する。本発明のハードコートフィルムに透明性が求められる場合は、平均粒径が5nm〜100nmの金属酸化物微粒子を使用することが好ましい。金属酸化物微粒子の大きさが大きいとハードコート層の透明性が悪くなるためである。
【0014】
本発明において、ハードコート層の密着性が向上する理由は明らかではないが、有機珪素化合物が有機物である樹脂フィルムと無機物である金属酸化物微粒子とを強固に密着させ、その結果、ハードコート層と樹脂フィルムの密着性が向上すると考えられる。
【0015】
本発明において、ハードコート層は樹脂、及び金属酸化物微粒子を、有機溶剤等に溶解し粘度を調整した塗工液をフィルムに塗工し、加熱や紫外線照射等の処理を行い硬化して形成する。ハードコート層用塗工液に用いることのできる有機溶剤としては、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、セロソルブ類などから適宜選択して用いることができ、また、これらのうち数種類を混合して用いてもよい。塗工後には前記有機溶剤を蒸発させる必要があるため、沸点が70℃〜200℃の範囲であることが望ましい。
【0016】
また、上記ハードコート層用塗工液には、塗工時の外観を調整するためフッ素系やシロキサン系のレベリング剤を添加してもよい。さらに、ハードコート層に防眩性を付与するために、シリカ、タルク、樹脂ビーズ等の平均粒径が1〜10μm程度の粒子を加えてもよい。
【0017】
ハードコート層の塗工方法は特に限定しないが、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、バー塗工、スライドダイ塗工、スロットダイ塗工、デイップコートなど、塗膜厚さの調整が容易な方式での塗工が好ましい。
【0018】
【実施例】
以下、実施例にて本発明を例証するが、本発明を限定することを意図するものではない。なお、微粒子の平均粒径は各層に使用した塗料を調整した。
塗料▲1▼ 有機珪素化合物塗料
信越化学工業社製KBM503(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、屈折率=1.43)1.0重量部とエタノール99.0重量部を混合し、均一に溶解するまで攪拌した。
【0019】
塗料▲2▼−1 ハードコート塗料
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)70重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール25部に溶解した。この塗料にナノテックTi(酸化チタン微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)200部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0020】
塗料▲2▼−2
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)70重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール125部に溶解した。この塗料にセルナックス(酸化亜鉛微粒子、平均粒径30nm、30%トルエン分散液、日産化学社製)100部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0021】
塗料▲2▼−3
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)70重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール25部に溶解した。この塗料にナノテックSNトル(酸化スズ微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)200部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0022】
塗料▲2▼−4
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)70重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール25部に溶解した。この塗料にナノテックAl(酸化アルミニウム微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)200部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0023】
塗料▲2▼−5
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)70重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール25部に溶解した。この塗料にナノテックZr(酸化チタン微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)200部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0024】
塗料▲2▼−6
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)40重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)1.5部を混合した。この塗料にナノテックTi(酸化チタン微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)300部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0025】
塗料▲2▼−7
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)85重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール110部に溶解した。この塗料にナノテックTi(酸化チタン微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)100部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0026】
塗料▲2▼−8
ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)55重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール25部に溶解した。この塗料にナノテックTi(酸化チタン微粒子、平均粒径30nm、15%トルエン分散液、シーアイ化成社製)300部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した。
【0027】
塗料▲2▼−9 商品名EI−3(大日本塗料株式会社製、ITO微粒子分散塗料、ITOの平均粒径20nm、固形分濃度35%IPA/エタノール混合溶液)を用いた。
【0028】
実施例1
塗料▲1▼を188μmPETフィルムA4300(東洋紡社製)に乾燥後100nmの厚さになるようにマイヤーバー#7(RDS社製)で塗布して、送風乾燥器60℃で1分間乾燥した後、カップリング剤の縮合反応を促進するため、110℃で1時間加熱処理を行った。
この上に塗料▲2▼−1を乾燥後5μmの厚さになるようマイヤーバー#16(RDS社製)で塗布し、送風乾燥器80℃で1分間乾燥し、300mJの紫外線照射(Fusion Japan社製、Hバルブ)により硬化し、ハードコートフィルムを得た。
【0029】
実施例2
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−2を用いたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
実施例3
塗料▲1▼の厚さを200nmにした以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0030】
実施例4
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−3を用いたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
実施例5
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−4を用いたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
実施例6
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−5を用いたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0031】
実施例7
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−6を用い、マイヤーバーを#20にしたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
実施例8
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−7を用いたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0032】
実施例9
塗料▲2▼−1に代えて塗料▲2▼−8を用いたこと以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
実施例10
実施例1の塗料2−▲1▼を2−▲9▼に変え、マイヤーバー(RDS社製)#16を#18に変えた以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0033】
比較例1
実施例1の塗料▲1▼を塗布しないハードコートフィルムを作製した。
【0034】
比較例2
実施例1の塗料▲2▼−1に変えて、ビームセット551B(紫外線硬化樹脂、荒川化学社製)98重量部にダロキュア1173(光開始剤、チバガイギー社製)2部を混合し、イソプロピルアルコール25部に溶解した。トルエン170部を添加し、レベリング剤としてBYK320(ビックケミー社製)2部を添加した塗料を用いた以外は同様にしてハードコートフィルムを調整した。
【0035】
【表1】
【0036】
以下に測定方法をまとめる。
ヘイズ度:JIS K7105に準拠して、村上色彩技術研究所ヘイズメーターHR150で測定した。
透過率:島津製作所分光光度計UV3100で550nmの透過率を測定した。
耐擦傷性:堅牢度試験器(スガ試験器社製)にて、ハードコートフィルムのハードコート層にスチールウール(#0000)を250g/cm2加重で30往復摺動した後の外観を目視で評価した。
密着度:JIS K5400に準拠して1mm角クロスハッチによる碁盤目テープ法により評価した。粘着テープ(日東電工 No.9)剥離を5回繰り返した後の碁盤目の傷の状態を下記式により評価した。
密着度(%)=(1−剥がれ面積/評価面積)×100
外観:3波長蛍光灯の反射光より、塗工ムラや色目を目視で評価した。
【0037】
本発明である実施例1〜9についてはハードコート層の密着は良好であった。しかし、有機珪素化合物を含有する層を設けなかった比較例1、及び、ハードコート層に金属酸化物微粒子を含有していない比較例2はハードコート層の密着性が劣っていた。
【0038】
【発明の効果】
以上の通り、本発明においては有機珪素化合物を含有する層上に金属酸化物微粒子を含有するハードコート層を設けることによって、透明性、耐擦傷性、密着性に優れたハードコートフィルムを得ることができる。
Claims (4)
- 樹脂フィルムの一方の表面上に、有機珪素化合物を含有する層と、樹脂と金属酸化物微粒子とを含有するハードコート層をこの順に積層したハードコートフィルム。
- 金属微粒子の含有量が樹脂に対して30〜100重量%である請求項1に記載のハードコートフィルム。
- 有機珪素化合物が一般式Si(OR)4またはA−Si(OR)3(ただしRは炭素数5以下のアルキル基、Aは有機官能基)で表されるアルコキシシラン化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載されたハードコートフィルム。
- 金属酸化物微粒子の平均粒径が5nm〜100nmである請求項1〜3のいずれかに記載されたハードコートフィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003174393A JP2004090618A (ja) | 2002-07-08 | 2003-06-19 | ハードコートフィルム |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2002198766 | 2002-07-08 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004090618A true JP2004090618A (ja) | 2004-03-25 |
Family
ID=32072081
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003174393A Pending JP2004090618A (ja) | 2002-07-08 | 2003-06-19 | ハードコートフィルム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004090618A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100710463B1 (ko) | 2004-12-03 | 2007-04-23 | 주식회사 엘지화학 | 고투명 단열 점착제 및 그 점착제 코팅 필름 |
JP2015029957A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 富士フイルム株式会社 | 積層フィルムの製造方法 |
-
2003
- 2003-06-19 JP JP2003174393A patent/JP2004090618A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015029957A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 富士フイルム株式会社 | 積層フィルムの製造方法 |
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