JP2005132897A

JP2005132897A - ハードコートフィルム

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Publication number: JP2005132897A
Application number: JP2003368341A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takao; 寛行鷹尾; Kumio Takagi; 久実男高木; Hideo Sugawara; 英男菅原
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】耐ブロッキング性やクラックの問題を生じることのない、タッチパネル用の上部透明電極や画像表示装置用などに有用なハードコートフィルムを提供する。

【解決手段】透明基材の一面にハードコート層を有し、他面に無機層状化合物を含有する無機コート層を有することを特徴とするハードコートフィルム、とくに、上記の無機層状化合物が合成スメクタイトである上記構成のハードコートフィルム、また上記の無機層状化合物が、無機コート層中に無機層状化合物以外の全固形分１００重量部あたり、５重量部以上含有されている上記構成のハードコートフィルム。

【選択図】なし

Description

本発明は、主としてタッチパネル用の上部透明電極や画像表示装置などに利用される、ハードコートフィルムに関するものである。

ハードコートフィルムは、ポリエステルフィルムなどからなる透明基材にシロキサン系樹脂などからなるハードコート層を設けてなるものであり、これを透明導電性フィルムに貼り合わせてタッチパネル用の上部透明電極に利用したり、また各種の光学フィルムに貼り合わせて画像表示装置用などとして利用されている。

このような用途に利用されるハードコートフィルムにおいては、透明基材中に含まれるオリゴマーの析出による白化や不透明化を防いだり、フィルムの収縮による反りを防ぐなどの目的で、透明基材のハードコート層とは反対側にシロキサン系樹脂などからなる背面コート層を設けることがよく行われている（特許文献１，２参照）。
特開平７−１３６９５号公報（第２〜４頁）特開平１１−３４５９３号公報（第２〜４頁）

しかるに、上記の背面コート層を設けてオリゴマーの析出防止などの効果を得るには、１００ｎｍ以上のかなりの厚さにする必要があるが、この場合、ハードコートフィルムを重ね合わせたり巻回して保存・運搬する際にハードコート層と背面コート層とが貼り付いてしまう、耐ブロッキング性の問題を生じたり、またハードコートフィルムをタッチパネル用の上部透明電極や画像表示装置用などに利用する際に所要の加熱工程に供したとき、背面コート層にクラックが発生するという問題があった。

本発明は、このような従来の事情に照らし、耐ブロッキング性やクラックの問題を生じることのない、タッチパネル用の上部透明電極や画像表示装置用などに有効に利用しうるハードコートフィルムを提供することを目的としている。

本発明者らは、上記の目的を達成するため、鋭意検討した結果、ハードコート層を設けた透明基材の反対側に背面コート層として特定の無機コート層を設けることにより、この無機コート層をオリゴマーの析出防止などの効果を得るに十分な厚さとしても、前記従来のような耐ブロッキング性やクラックの問題を生じることのない、タッチパネル用の上部透明電極や画像表示装置用などとして非常に有用なハードコートフィルムが得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、透明基材の一面にハードコート層を有し、他面に無機層状化合物を含有する無機コート層を有することを特徴とするハードコートフィルムに係るものである。とくに、本発明は、上記の無機層状化合物が合成スメクタイトである上記構成のハードコートフィルムと、上記の無機層状化合物が、無機コート層中に無機層状化合物以外の全固形分１００重量部あたり、５重量部以上含有されている上記構成のハードコートフィルムとを、提供できるものである。

また，本発明は、上記各構成のハードコートフィルムと、透明導電層を有する透明導電性フィルムとが、ハードコート層と透明導電層を外側にして、粘着剤層を介して貼り合わされていることをを特徴とする透明導電性積層フィルムを提供できるものである。

さらに、本発明は、上部透明電極（可動電極）と下部電極（固定電極）とを対向配置してなるタッチパネルにおいて、上部透明電極として、上記構成の透明導電性積層フィルムを用いたことを特徴とするタッチパネルを提供できるものである。

また、本発明は、前記各構成のハードコートフィルムを用いたことを特徴とする画像表示装置を提供できるものである。

このように、本発明においては、ハードコートフィルムにおける背面コート層として、合成スメクタイトなどからなる無機層状化合物を含有する無機コート層を設けるようにしたことにより、この層の厚さを十分に厚くすることで加熱工程などでのオリゴマーの発生防止などの所期の効果が得られるうえに、耐ブロッキング性やクラックの問題を生じず、タッチパネル用の上部透明電極や画像表示装置用などとして有効に利用することができるハードコートフィルムを提供することができる。

本発明における透明基材には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、アクリル系ポリマー、ポリイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ノルボルネン系樹脂などのプラスチックからなる透明性にすぐれるフィルムが好ましく用いられる。透明基材の厚さは、通常１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜２５０μｍである。

本発明におけるハードコート層には、シロキサン系樹脂などの熱硬化型樹脂、エステル系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン系、エポキシ系などのモノマーやオリゴマーを光重合開始剤により硬化処理するタイプの紫外線硬化型樹脂や、アクリル・ウレタン系やアクリル・エポキシ系などの前記モノマーやオリゴマーの複合型紫外線硬化型樹脂など、適宜の樹脂組成物を熱や紫外線照射で硬化させてなる硬化被膜が挙げられる。とくに好ましくは、紫外線硬化型樹脂の硬化被膜である。

このようなハードコート層は、クリアタイプであつても、マイクロシリカや炭酸カルシウムなどを分散させたアンチグレアタイプであつてもよい。また、ハードコート層の厚さは、通常１〜２０μｍ、好ましくは２〜１０μｍである。

透明基村上にこのようなハードコート層を設けるには、たとえば、上記の樹脂組成物を必要により溶媒で希釈した塗工液を調製し、これを透明基村上に塗布し乾燥したのち、加熱や紫外線照射などの硬化処理を施せばよい。これにより、透明基村上に上記厚さの硬化被膜からなるハードコート層を形成することができる。

本発明においては、このようにハードコート層を設けた透明基村の反対側に、背面コート層として層状無機化合物を含有する無機コート層を設けたことを特徴とする。ここで、層状無機化合物としては合成スメクタイトがとくに好ましく用いられるが、その他、マイカ、バーミキュライトなども使用できる。

これらの層状無機化合物は、無機コート層中に無機層状化合物以外の全固形分１００重量部あたり、通常５重量部以上、好ましくは５〜７５重量部、より好ましくは５〜５０重量部含有されているのがよい。５重量部未満では、耐ブロッキング性やクラックの問題を十分に解消できず、また７５重量部を超えると耐擦傷性などを損ないやすい。

無機コート層において、上記の層状無機化合物を分散結着する材料には、ハードコート層と同様のもの、つまりシロキサン系樹脂などの熱硬化型樹脂や各種の紫外線硬化型樹脂が用いられる。とくに好ましい材料はシロキサン系樹脂である。

このような無機コート層の厚さは、通常９０ｎｍ以上、好ましくは９０〜５００ｎｍ、より好ましくは１００〜２５０ｎｍである。この層の厚さが９０ｎｍ未満となると、本来の機能である透明基材からのオリゴマーの発生防止効果などが得られにくくなり、また厚くなりすぎると耐ブロッキング性やクラックの問題を生じやすい。

このような無機コート層を設けるには、たとえば、層状無機化合物を分散混合し、必要により溶媒で希釈した樹脂組成物からなる塗工液を調製し、これをハードコート層を設けた透明基村の反対側に塗布し乾燥したのち、加熱や紫外線照射などの硬化処理を施せばよい。これにより、透明基村のハードコート層とは反対側に層状無機化合物を含有する前記厚さの硬化被膜からなる無機コート層を形成できる。

本発明のハードコートフィルムは、本質的に、上記の透明基材、ハードコート層および無機コート層から構成されるが、これらの構成要素のほか、本発明の目的効果を損なわない限り、種々の機能層を設けることができる。たとえば、色調調節のために屈折率の異なる層を設けたり、アンダーコート層などを設けることができる。

本発明のハードコートフィルムは、タッチパネル用の上部透明電極や、画像表示装置用などとして、幅広く利用することができる。

たとえば、タッチパネル用の上部透明電極では、本発明のハードコートフィルムと、透明導電層を有する透明導電性フィルムとを、ハードコート層と透明導電層を外側にして、粘着剤層を介して貼り合わせて、透明導電性積層フィルムとする。これを上部透明電極として使用することにより、タッチパネルを得ることができる。

すなわち、上部透明電極（可動電極）と下部電極（固定電極）とを対向配置してなるタッチパネルにおいて、上部透明電極として、上記構成の透明導電性積層フィルムを用いることにより、タッチパネルが得られる。なお、このタッチパネルの他の構成要素については、従来公知のタッチパネルと同様のものを使用することができる。

また、画像表示装置用などでは、たとえば、各種の光学フィルムに本発明のハードコートフィルムを粘着剤層を介して貼り合わせ、これをハードコート層が外側となるように、画像表示装置の表示画面上に貼り付けるなどして用いられる。

以下に、本発明の実施例１〜４を記載するとともに、これと対比させるための比較例１を記載して、本発明をより具体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味するものとする。

アクリル系の紫外線硬化型樹脂（旭電化社製の「ＫＲＸ５６４−２」）を、トルエンで固形分が３０重量％となるように、希釈した。

このように調製した塗工液を、透明基材としての厚さが１２５μｍの易接着性ポリエステルフィルム（東洋紡績社製の「Ａ４３００」）に、ワイヤーバーで塗布した。９０℃のオーブンで３分間、溶媒を乾操したのち、紫外線を照射して硬化処理し、ハードコート層を形成した。硬化後のハードコート層の厚さは５μｍであった。

シロキサンオリゴマー溶液（コルコート社製の「コルコートＰ」）に、あらかじめエタノールに分散させた合成スメクタイト（４重量％）を、シロキサンオリゴマー１００重量部あたり、固形分で１０重量部となるように、混合した。

このように調製した合成スメクタイトを含有する塗工液を、前記した透明基材のハードコート層とは反対面側に、ワイヤーバーで塗布した。１５０℃のオーブンで２分間、加熱乾燥して硬化させ、合成スメクタイトを含有する無機コート層を形成した。硬化後の上記無機コート層の厚さは１５０ｎｍであった。

このようにして、透明基材の一面にハードコート層を有するとともに、他面に無機層状化合物としての合成スメクタイトを含有する無機コート層を有するハードコートフィルムを作製した。

合成スメクタイトを含有する塗工液の調製にあたり、合成スメクタイトの量を、シロキサンオリゴマー１００重量部あたり、固形分で３０重量部となるように変更した以外は、実施例１に準じて、ハードコートフィルムを作製した。

合成スメクタイトを含有する塗工液の調製にあたり、合成スメクタイトの量を、シロキサンオリゴマー１００重量部あたり、固形分で８０重量部となるように変更した以外は、実施例１に準じて、ハードコートフィルムを作製した。

合成スメクタイトを含有する無機コート層の硬化後の厚さを８０ｎｍに変更した以外は、実施例１に準じて、ハードコートフィルムを作製した。

比較例１
シロキサンオリゴマー溶液中に合成スメクタイトを混合しないで、合成スメクタイトを含有しない無機コート層を形成するようにした以外は、実施例１に準じて、ハードコートフィルムを作製した。

上記の実施例１〜４および比較例１の各ハードコートフィルムについて、以下の方法にて、加熱試験、耐ブロッキング試験および耐擦傷性試験を行った。これらの結果は、表１に示されるとおりであった。

なお、表１には、参考のため、無機コート層の合成スメクタイトの添加量（シロキサンオリゴマー１００重量部あたり）および厚さを、併記した。

＜加熱試験＞
ハードコートフィルムを１５０℃オーブンに投入し、１時間後に取り出して、ハードコートフィルムの外観を目視および顕微鏡で観察し、オリゴマー析出とクラック発生について評価した。評価基準は、下記のとおりである。

オリゴマー析出
○・・・オリゴマーの析出は認められなかった
×・・・顕微鏡によりオリゴマーの析出が認められた

クラック発生
○・・・クラックの発生は認められなかった
×・・・クラックが発生した

＜耐ブロッキング試験＞
ハードコートフィルムの２枚を使用し、ハードコート層面と無機コート層面を密着させて１kg／２５cm²にて加圧し、その際の両層のブロッキングの状態を観察し、評価した。評価基準は、下記のとおりである。

○・・・両層面は密着していなかった
×・・・両層面が密着し貼り付いていた

＜耐擦傷性試験＞
ハードコートフィルムの無機コート層面に対し、１００ｇ／２５cm²の圧で、１０cmの距離を１往復擦ったのち、そのヘイズ値をヘイズメーターで測定し、評価した。評価基準は、下記のとおりである。

○・・・へイズ値が２以下であった
×・・・ヘイズ値が２を超えていた

表１
┌────┬─────────────┬─────────┬───┬────┐
│ │ 無機コート層 │ 加熱試験 │耐ブロ│耐擦傷性│
│ ├────────┬────┼────┬────┤ッキン│試験 │
│ │合成スメクタイト│ 厚さ │オリゴマ│クラック│グ性 │ │
│ │添加量（重量部）│（ｎｍ）│ー析出 │発生 │試験 │ │
├────┼────────┼────┼────┼────┼───┼────┤
│実施例１│ １０ │ １５０│ ○ │ ○ │ ○ │ ○ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│実施例２│ ３０ │ １５０│ ○ │ ○ │ ○ │ ○ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│実施例３│ ８０ │ １５０│ ○ │ ○ │ ○ │ × │
│ │ │ │ │ │ │ │
│実施例４│ １０ │ ８０│ × │ ○ │ ○ │ ○ │
├────┼────────┼────┼────┼────┼───┼────┤
│比較例１│ ０ │ １５０│ ○ │ × │ × │ ○ │
└────┴────────┴────┴────┴────┴───┴────┘

上記の表１の結果から明らかなように、無機コート層中に合成スメクタイトを添加した実施例１〜４によれば、無機コート層の厚さをオリゴマー析出を防止しうる十分な厚さ（１５０ｎｍ）としたときでも、合成スメクタイトを添加しない比較例１では達成不可能なクラックや耐ブロッキング性の問題を確実に回避することができる。

なお、無機コート層中に合成スメクタイトを添加する場合に、添加量が多すぎると（実施例３）、無機コート層の耐擦傷性に劣るようになり、また無機コート層の厚さが薄すぎると（実施例４）、オリゴマー析出防止に好結果が得られなくなるため、合成スメクタイトの添加量および層厚は適宜の範囲に設定するのが望ましい。

Claims

透明基材の一面にハードコート層を有し、他面に無機層状化合物を含有する無機コート層を有することを特徴とするハードコートフィルム。
無機層状化合物は合成スメクタイトである請求項１に記載のハードコートフィルム。
無機層状化合物は、無機コート層中に無機層状化合物以外の全固形分１００重量部あたり、５重量部以上含有されている請求項１に記載のハードコートフィルム。
請求項１〜３のいずれかに記載のハードコートフィルムと、透明導電層を有する透明導電性フィルムとが、ハードコート層と透明導電層を外側にして、粘着剤層を介して貼り合わされていることをを特徴とする透明導電性積層フィルム。
上部透明電極（可動電極）と下部電極（固定電極）とを対向配置してなるタッチパネルにおいて、上部透明電極として、請求項４に記載の透明導電性積層フィルムを用いたことを特徴とするタッチパネル。
請求項１〜３のいずれかに記載のハードコートフィルムを用いたことを特徴とする画像表示装置。