JP2005254470A - ハードコートフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】透明タッチパネルや透明シールド板、液晶シャッターなどに用いられるため、透明導電層との密着性に優れたハードコートフィルムを提供する。
【解決手段】基材フィルムの少なくとも片面に紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対して紫外線硬化型シリコーン樹脂０．１〜１０質量部を含む樹脂組成物からなるハードコート層を設けてなり、さらに、該ハードコート層上に透明導電層を設け、摺動耐久性、耐光性を向上させたハードコートフィルム。
【選択図】 図１
【解決手段】基材フィルムの少なくとも片面に紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対して紫外線硬化型シリコーン樹脂０．１〜１０質量部を含む樹脂組成物からなるハードコート層を設けてなり、さらに、該ハードコート層上に透明導電層を設け、摺動耐久性、耐光性を向上させたハードコートフィルム。
【選択図】 図１
Description
本発明は、ハードコートフィルムに関し、更には透明タッチパネルや透明シールド板、液晶シャッターなどに用いられる透明導電性フィルムの基材の、透明ハードコートフィルムに関する。
透明ハードコートフィルムはそれ自体で用いられる場合もあるが、透明ハードコートフィルムに透明導電層を設けて、透明タッチパネルや透明シールド板、液晶シャッターなどに用いられる場合がある。
例えば、液晶ディスプレイなどの表示装置上に入力装置として使用されている抵抗膜式透明タッチパネルは、片側に透明導電層が形成された透明導電性フィルムと、片側に透明導電層が形成された透明導電性ガラス又はフィルムを電極材として、透明導電層上に形成した絶縁性マイクロドットスペーサを介して、透明導電層を対向させてなるスイッチ構造を持ち、フィルム上を指やペンで押圧又は摺動することで入力がはかられ、Ｘ−Ｙ座標として認識されるものである。
ペン入力用の抵抗膜式透明タッチパネルにあっては、径の細いペン先を用いて連続的に文字入力をしたり、小さな入力点を押圧することが要求されるので、細いペン先に対応する透明薄膜電極の寿命、言い換えると細いペン先によるペン入力の繰り返しに対応する高い摺動耐久性が必要とされている。
それらの要求をみたすべく、本出願人は、「押圧側の基板は、透明導電性フィルムからなり、同基板の透明薄膜電極は透明フィルム上に厚さ１０〜６０ｎｍの酸化珪素薄膜層を設け、更に同薄膜層上に０．５〜１０ｋΩ／□の表面抵抗値を有するインジウムスズ酸化物薄膜層を設けてなることを特徴とするペン入力タッチパネル」を提案した（例えば、特許文献１参照。）。
また、「導電層と導電層形成フィルムとの間に、金属酸化物のアンダーコート層が形成された透明導電性フィルムにおいて、前記アンダーコート層と導電層形成フィルムとの間には、単一の金属元素又は２種以上の金属元素の合金からなる金属層が形成されていることを特徴とする透明導電性フィルム」を提案した。（例えば、特許文献２参照。）。
また、「導電層と導電層形成フィルムとの間に、金属酸化物のアンダーコート層が形成された透明導電性フィルムにおいて、前記アンダーコート層と導電層形成フィルムとの間には、単一の金属元素又は２種以上の金属元素の合金からなる金属層が形成されていることを特徴とする透明導電性フィルム」を提案した。（例えば、特許文献２参照。）。
また、ハードーコートフィルムのハードコート層の密着性を大にする方法としては、紫外線硬化樹脂にイソシアナート化合物を配合した塗料を塗布する方法がある（例えば、特許文献３参照。）。
ところで、透明タッチパネルは普及とともに、その使用環境も広がっている。屋外のガソリンスタンドや、案内板、券売機などで使用されることも増え、ますます耐久性の大なることが求められている。透明シールド板、液晶シャッターなどについても密着性の大なることが求められている。そこで本発明の課題は、透明導電層との密着性に優れたハードコートフィルムを提供することにある。
上記課題を達成するために、請求項１の発明のハードコートフィルムは、基材フィルムの少なくとも片面に紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対して紫外線硬化型シリコーン樹脂０．１〜２５質量部を含む樹脂組成物からなるハードコート層を設けたことを特徴としている。
請求項２の発明のハードコートフィルムは、請求項１に記載のハードコートフィルムにおいて、前記樹脂組成物中に、フィラー０．５〜５０質量部を含んでなることを特徴としている。
請求項３の発明のハードコートフィルムは、請求項１〜２のいずれかに記載のハードコートフィルムにおいて、前記紫外線硬化型シリコーン樹脂が紫外線硬化型アクリレート樹脂と反応可能なアクリル基又はメタクリル基を含有するモノマーから成ることを特徴としている。
請求項４の発明のハードコートフィルムは、請求項１〜３のいずれかに記載のハードコートフィルムにおいて、前記紫外線硬化型シリコーン樹脂の分子量が２００〜８００であることを特徴としている。
請求項５の発明のハードコートフィルムは、請求項１〜４のいずれかに記載のハードコートフィルムにおいて、透明導電性フィルムに用いられることを特徴としている。
本発明のハードコートフィルムは透明導電層との密着性に優れる。透明導電性フィルムとして透明タッチパネルや透明シールド板、液晶シャッターなどに用いた場合、摺動耐久性及び耐光性が良好で、耐久性を向上することができる。
本発明の実施の形態を以下に述べる。各図面は構成が分かり易いように描いたため、実寸比でなく、部分的に拡大または縮小されている。
（実施の形態）図１は本発明によるハードコートフィルムの基本例の説明図である。基材フィルム１０の片面にハードコート層２０が設けられている。
基材フィルム
この発明のハードコートフィルムの、基材フィルム１０としては、透明性を有する各種のプラスチックフィルムを使用出来、具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系熱可塑性透明樹脂等、またはそれらの積層体などがあげられる。基材フィルムの厚みとしては通例６〜２５０μｍ程度のものが用いられる。
この発明のハードコートフィルムの、基材フィルム１０としては、透明性を有する各種のプラスチックフィルムを使用出来、具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系熱可塑性透明樹脂等、またはそれらの積層体などがあげられる。基材フィルムの厚みとしては通例６〜２５０μｍ程度のものが用いられる。
ハードコート層
基材フィルム１０上に形成されるハードコート層２０の、樹脂組成物を構成する紫外線硬化型アクリレート樹脂の主成分としては、
ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の２官能基以上を有する紫外線硬化型のアクリレートであれば特に限定されるものではないが、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレートのような2官能性アクリレートやトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、PO変性グリセリントリアクリレート、トリヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレートのような多官能アクリレート等の使用が好ましい。
基材フィルム１０上に形成されるハードコート層２０の、樹脂組成物を構成する紫外線硬化型アクリレート樹脂の主成分としては、
ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の２官能基以上を有する紫外線硬化型のアクリレートであれば特に限定されるものではないが、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレートのような2官能性アクリレートやトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、PO変性グリセリントリアクリレート、トリヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレートのような多官能アクリレート等の使用が好ましい。
また、紫外線硬化型アクリレート樹脂には、通常、光重合開始剤を添加して使用する。光重合開始剤として、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（イルガキュア １８４ チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−１−フェニル−プロパン−１−オン等を添加することにより、充分な硬化被膜を得ることができる。その他、ベンゾイン、ベンゾイン誘導体、ベンゾフェノン、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン、チオキサントン、チオキサントン誘導体、ベンジルジメチルケタール、α−アミノアルキルフェノン、モノアシルホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイド、アルクルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノン、チタノセン化合物等の光重合開始剤も使用できる。
これらの光重合開始剤の配合割合は紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対し１〜１０質量部が好ましい。１質量部未満では充分に重合が開始せず、また、１０質量部を超えると場合によっては耐久性が低下するからである。
また、紫外線硬化型シリコーン樹脂としては、ラジカル重合型として（メタ）アクリル末端ポリジメチルシロキサン、カチオン重合型としてエポキシ末端ポリジメチルシロキサン、ラジカル付加型としてメルカプト末端ポリジメチルシロキサン、ヒドロシリル化反応型として水素原子末端ポリジメチルシロキサン等が用いられるが、好ましくは（メタ）アクリル基を含有するラジカル重合型やエポキシ基を含有するカチオン重合型の樹脂である。（メタ）アクリル基含有のシリコーン樹脂としては、例えば、アクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、メタクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、エポキシ基含有のシリコーン樹脂としては、エポキシプロポキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（エポキシシクロヘキシルエチル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー等が用いられる。
紫外線硬化型シリコーン樹脂の配合割合は紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対し０．１〜２５質量部が好ましい。より好ましくは０．１〜１質量部が好ましい。０．１質量部未満ではハードコート層と透明導電層の密着性が十分向上しないおそれがある。また、紫外線照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で紫外線硬化型アクリレート樹脂を硬化させた場合には、紫外線硬化型シリコーン樹脂が２５質量部を超えると十分に硬化しないおそれがあり、結果的に密着性が低下するおそれがある。また、紫外線硬化型アクリレート樹脂を紫外線照射量３００ｍJ/ｃｍ2で硬化させた場合には、紫外線硬化型シリコーン樹脂が１質量部を超えると十分に硬化しないおそれがあり、結果的に密着性が低下するおそれがあるからである。
これらの紫外線硬化型シリコーン樹脂は分子量によって得られる特性が異なる。金属薄膜、または金属酸化物薄膜との密着性を発現するためには分子量２００〜８００が好ましい。８００を越えると紫外線硬化型アクリレート樹脂と金属薄膜、または金属酸化物薄膜との密着性が悪くなり、十分な性能が発揮できないからである。また、場合によっては紫外線硬化型アクリレート樹脂との相溶性が悪くなり、膜性能が劣化するからである。また、塗工時においても塗工ムラを生じることとなる。
前記の紫外線硬化型アクリレート樹脂と紫外線硬化型シリコーン樹脂の樹脂組成物中には、シリカ（コロイド状シリカを含む）系、アクリル系等のフィラーを含ませて防眩性を持たせるようにしてもよい。この場合、フィラーは紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対して、０．５〜５０質量部が好ましい。０．５質量部未満であると防眩性が得られず、５０質量部を超えると被膜強度が低下するからである。
前記構成のハードコートフィルムは、コート厚みや基材フィルムにもよるが、通常H〜３Ｈの鉛筆硬度となる。図２は、本発明によるハードコートフィルムの他の一例の説明図で、透明基材１０の両側に、ハードコート層２０とハードコート層３０を設けている。ハードコート層２０とハードコート層３０は、同じ厚み、同じ材質であってもよいし、異なってもよい。
透明導電層
図３は、本発明による透明導電性フィルムの基本例の説明図で、基材フィルム１０に
ハードコート層２０を設け、更にハードコート層２０上に透明導電層４０を設けている。
図３は、本発明による透明導電性フィルムの基本例の説明図で、基材フィルム１０に
ハードコート層２０を設け、更にハードコート層２０上に透明導電層４０を設けている。
透明導電層４０を形成する一般的な方式としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法、あるいはＣＶＤ法、塗工法、印刷法等がある。なお透明導電層の形成材としては特に制限されるものではなく、例えば、インジュウム・スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、スズ酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなどがあげられ、異なる形成材が重ねて形成されてもよい。また透明導電層４０は、透明導電層を形成する前に、透明性や光学特性等を向上させるためのアンダーコート層を設ける場合もある。さらに密着性を向上させるために、上記アンダーコート層と基材フィルムとの間に単一の金属元素又は２種以上の金属元素の合金からなる金属層を設ける場合もある。金属層にはシリコン、チタン、錫及び亜鉛からなる群から選ばれた金属を用いることが望ましい。
(実施例１) 基材フィルムとして 厚さ１８８μmのポリエチレンテレフタレートフィルム[東洋紡績（株）製、商品名「Ａ４３００」]を用い、易接着コート面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本塗料（株）製、商品名「ＵＶクリア」固形分濃度５０質量％]１００部、紫外線硬化型シリコーン樹脂[ＧＥ東芝シリコーン（株）製、商品名「ＴＳＬ-９７０６」(分子量３８７)]０．２部を硬化後の膜厚が５μｍになるようにマイヤーバーで塗工し、８０℃で２分間乾燥した後、紫外線を照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で照射してハードコート層を形成した。次に、得られたハードコートフィルム上に、スパッタリング法でＳi（シリコン）層、ＳＴＯ(シリコン・スズ酸化物)層、ＳｉＯ２層、ＩＴＯ層を積層することによって透明導電性フィルムを得た。
次にこの透明導電性フィルムの、摺動耐久性試験と耐光性試験を行なったところ、共に透明導電膜の剥離はなく良好であった。又、耐アルカリ性試験を行なったところ、試験開始後４８時間まで剥離が見られなかったが、６０時間では剥離していた。
試験方法
摺動耐久性試験は、２ｃｍ2の平面圧子にエタノールを含浸させたコットンを装着し、１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を掛けて３００回の摺動を行ない、透明導電膜の剥離状況を判定した。
摺動耐久性試験は、２ｃｍ2の平面圧子にエタノールを含浸させたコットンを装着し、１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を掛けて３００回の摺動を行ない、透明導電膜の剥離状況を判定した。
耐光性試験は、まずスガ試験機（株）製の紫外線ロングライフフェードメーターＵ−４８(光源：カーボンアーク)を用いて透明導電膜に９６時間の紫外線照射を行なった。そして次に前記同様の摺動耐久性試験を行ない、透明導電膜の剥離状況を判定した。
アルカリ耐久性試験は、１０%水酸化ナトリウム水溶液中にフィルムを浸漬し、経時的に透明導電膜の剥離を観察した。透明導電膜が剥離するまでの時間を測定した。アルカリ液により、透明導電層とハードコート層との界面で剥離する程度を評価するのが目的であるが、紫外線硬化型シリコーン樹脂の添加効果を確認するため、過酷な条件で試験を行った。通常、透明導電性フィルムのパターニングでのレジスト剥離では、２％水酸化ナトリウム水溶液で数分処理される程度である。アルカリ耐久性は、用いるアクリレートハードコート剤の種類によって異なるが、12時間以上剥離が無ければ良好である。
(比較例１)実施例１と同じ 基材フィルムの易接着コート面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本塗料（株）製、商品名「ＵＶクリア」固形分濃度５０質量％]１００部を硬化後の膜厚が５μｍになるようにマイヤーバーで塗工し、８０℃で２分間乾燥した後、紫外線を照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で照射してハードコート層を形成した。次に、実施例１と同じようにして透明導電性フィルムを得、実施例１と同じように透明導電フィルムの試験を行なった。
結果、摺動耐久性試験では透明導電膜の剥離がなかったが、耐光性試験では透明導電膜の剥離が発生した。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後２４時間まで剥離が見られなかったが、実施例１より短時間の３６時間では剥離していた。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後２４時間まで剥離が見られなかったが、実施例１より短時間の３６時間では剥離していた。
(比較例２) 実施例１と同じ 基材フィルムの易接着コート面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本塗料（株）製、商品名「ＵＶクリア」固形分濃度５０質量％]１００部、紫外線硬化型シリコーン樹脂[チッソ（株）製、商品名「サイラプレーンＦＭ-７７１１」(分子量１０００)]０．２部を硬化後の膜厚が5μｍになるようにマイヤーバーで塗工し、８０℃で２分間乾燥した後、紫外線を照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で照射してハードコート層を形成した。次に、実施例１と同じようにして透明導電フィルムを得、実施例１と同じやり方で、透明導電性フィルムの摺動耐久性試験を行なった。
結果、摺動耐久性試験で透明導電膜の剥離が発生した。
又、耐アルカリ性試験では、実施例１より短時間の２４時間では剥離していた。
又、耐アルカリ性試験では、実施例１より短時間の２４時間では剥離していた。
(実施例２) 実施例１と同じ 基材フィルムの易接着コート面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本インキ化学工業（株）製、商品名「ユニディックＣ７−１６４」固形分濃度５０質量％]４０部、フィラー含有紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本インキ化学工業（株）製、商品名「ユニディックＶ−９１０１」固形分濃度４５質量％]６０部、紫外線硬化型シリコーン樹脂[ＧＥ東芝シリコーン（株）製、商品名「ＴＳＬ-９７０６」(分子量３８７)]０．６部を硬化後の膜厚が５μｍになるようにマイヤーバーで塗工し、８０℃で２分間乾燥した後、紫外線を照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で照射してハードコート層を形成した。次に、実施例１と同じようにして透明導電フィルムを得、実施例１と同じように透明導電性フィルムの試験を行なった。
結果、摺動耐久性試験及び耐光試験では、透明導電膜の剥離はなく良好であった。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後１２０時間まで剥離が見られなかった。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後１２０時間まで剥離が見られなかった。
(比較例３) 実施例１と同じ 基材フィルムの易接着コート面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本インキ化学工業（株）製、商品名「ユニディックＣ７−１６４」固形分濃度５０質量％]４０部、フィラー含有紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本インキ化学工業（株）製、商品名「ユニディックＶ−９１０１」固形分濃度４５質量％]６０部を硬化後の膜厚が５μｍになるようにマイヤーバーで塗工し、８０℃で２分間乾燥した後、紫外線を照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で照射してハードコート層を形成した。次に、実施例１と同じようにして透明導電性フィルムを得、実施例１と同じように透明導電フィルムの試験を行なった。
結果、摺動耐久性試験では透明導電膜の剥離がなかったが、耐光性試験では透明導電膜の剥離が発生した。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後９６時間まで剥離が見られなかったが、実施例２より短時間の１０８時間では剥離していた。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後９６時間まで剥離が見られなかったが、実施例２より短時間の１０８時間では剥離していた。
(比較例４) 実施例１と同じ 基材フィルムの易接着コート面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本インキ化学工業（株）製、商品名「ユニディックＣ７−１６４」固形分濃度５０質量％]４０部、フィラー含有紫外線硬化型アクリレートハードコート剤[大日本インキ化学工業（株）製、商品名「ユニディックＶ−９１０１」固形分濃度４５質量％]６０部、紫外線硬化型シリコーン樹脂[チッソ（株）製、商品名「サイラプレーンＦＭ-７７１１」(分子量１０００)]０．６部を硬化後の膜厚が５μｍになるようにマイヤーバーで塗工し、８０℃で２分間乾燥した後、紫外線を照射量１０００ｍJ/ｃｍ2で照射してハードコート層を形成した。次に、実施例１と同じようにして透明導電フィルムを得、実施例１と同じように透明導電性フィルムの試験を行なった。
結果、摺動耐久性試験では透明導電膜の剥離がなかったが、耐光性試験では透明導電膜の剥離が発生した。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後４８時間まで剥離が見られなかったが、実施例２より短時間の６０時間では剥離していた。
又、耐アルカリ性試験では、試験開始後４８時間まで剥離が見られなかったが、実施例２より短時間の６０時間では剥離していた。
透明タッチパネルや透明シールド板、液晶シャッターなどに用いられる透明導電性フィルムに適用できる。
１０ 基材フィルム
２０、３０ ハードコート層
４０ 透明導電層
２０、３０ ハードコート層
４０ 透明導電層
Claims (5)
- 基材フィルムの少なくとも片面に紫外線硬化型アクリレート樹脂１００質量部に対して紫外線硬化型シリコーン樹脂０．１〜２５質量部を含む樹脂組成物からなるハードコート層を設けたことを特徴とするハードコートフィルム。
- 前記樹脂組成物中に、フィラー０．５〜５０質量部を含んでなることを特徴とする請求項１記載のハードコートフィルム。
- 前記紫外線硬化型シリコーン樹脂が紫外線硬化型アクリレート樹脂と反応可能なアクリル基又はメタクリル基を含有するモノマーから成ることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のハードコートフィルム。
- 前記紫外線硬化型シリコーン樹脂の分子量が２００〜８００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハードコートフィルム。
- 透明導電性フィルムに用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハードコートフィルム。
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