JP2011177938A - ハードコートフィルム - Google Patents
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
【解決手段】ハードコートフィルムにおいて、ハードコート層表面の水の接触角およびn−ドデカンの接触角を同時にそれぞれ特定の数値範囲にする。
【選択図】なし
Description
(1)基材フィルムの少なくとも片面に、表面の水の接触角が78度以上90度以下、n−ドデカンの接触角が22度以下であるハードコート層を有するハードコートフィルム。
である。
(2)ハードコート層表面の水の接触角が80度以上88度以下、n−ドデカンの接触角が22度以下である(1)に記載のハードコートフィルム。
(3)基材フィルムとハードコート層との間に、ポリエステル樹脂と架橋剤とを構成成分として含む易接着層を有する(1)または(2)に記載のハードコートフィルム。
(4)ヘイズが2.0%以下である(1)〜(3)のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
である。
(5)基材フィルムの少なくとも片面に、表面の水の接触角が78度以上86度以下、n−ドデカンの接触角が22度以下であるハードコート層を有する静電容量方式タッチパネル用ハードコートフィルム。
(6)基材フィルムとハードコート層との間に、ポリエステル樹脂と架橋剤とを構成成分として含む易接着層を有する(5)に記載の静電容量方式タッチパネル用ハードコートフィルム。
(7)ヘイズが1.0%以下である(5)または(6)に記載の静電容量方式タッチパネル用ハードコートフィルム。
である。
また、本発明における第1の好ましい態様によれば、耐指紋性に特に優れるハードコートフィルムを提供することができる。かかるハードコートフィルムは、指入力であって、かつ高いクリア感が求められるタッチパネルに特に好適に用いることができる。
本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ハードコート層を有するものである。
本発明においては、ハードコート層表面における水の接触角が78度以上90度以下であると同時に、n−ドデカンの接触角が22度以下であることが必要である。ハードコート層表面における濡れ性を上記数値範囲とすることによって、耐指紋性に優れる。また、静電容量方式タッチパネル用途においては、耐擦傷性と密着性とに同時に優れる。
本発明において好ましい態様である第1の態様は、ハードコート層表面における水の接触角が80度以上88度以下であると同時に、n−ドデカンの接触角が22度以下である態様である。ハードコート層表面における濡れ性を上記数値範囲とすることによって、耐指紋性により優れ、すなわち指紋中の油分(本発明ではn−ドデカンにより代替評価としている。)がより濡れ広がり易くなり、かかる指紋中の油分が光を拡散して白く目立ってしまうのをより抑制することができ、結果として指紋をより目立たなくすることができる。また同時に、付着した指紋の拭き取り性がより良好になる。水の接触角が80度よりも小さい場合は、水分/油分ともに濡れ広がり易くなる傾向にあり、拭き取り性の向上効果が低くなる傾向にある。他方、水の接触角が88度よりも大きい場合は、水分(指紋中や拭取り時の洗浄液や水、呼気中の水分)が油分より下側に入り込み難くなるためか、付着した指紋の拭き取り性の向上効果が著しく低下する傾向にある。また、n−ドデカンの接触角が22度を超える場合は、指紋成分中の油分の濡れ広がりが不十分となる傾向にあり、かかる油分に当たった光が拡散してしまい、指紋自体が白く目立ち易くなる傾向にある。このような観点から、水の接触角は、より好ましくは82度以上87度以下、特に好ましくは83度以上86度以下であり、かつn−ドデカンの接触角が22度以下であることがより好ましい。なお、ここで接触角が22度以下といういうことは、接触角測定において液滴が濡れ広がってしまい、角度の測定が不可能な状態を意味する。
本発明における好ましい態様である第2の態様は、ハードコート層表面における水の接触角が78度以上86度以下であると同時に、n−ドデカンの接触角が22度以下である態様である。ハードコート層表面における濡れ性を上記数値範囲とすることによって、静電容量方式タッチパネルにおいて、上記ハードコート層表面とLCD等のディスプレイ表面、あるいはその他の材料フィルムとを粘着剤で貼り合せた際の密着性により優れると同時に、耐擦傷性により優れる。水の接触角が78度よりも小さい場合は、耐擦傷性に優れたハードコートフィルムを得ることが困難になる傾向にある。また、親油性が同時に低下してしまい、粘着剤の種類によっては粘着剤等に対する密着性の向上効果が低くなる場合がある。他方、水の接触角が86度よりも大きい場合は、極性溶媒に対する濡れ性の向上効果が極端に低くなるため、顧客での粘着加工がしにくい、あるいは親水性基を持つ粘着層との密着性の向上効果が低くなる傾向にある。また、n−ドデカンの接触角が22度を超える場合は、親油性が低くなる傾向にあり、粘着等との密着性の向上効果が著しく低下する傾向にある。このような観点から、水の接触角は、より好ましくは80度以上85度以下であり、特に好ましくは82度以上85度以下であり、かつn−ドデカンの接触角が22度以下であることが好ましい。なお、ここで接触角が22度以下といういうことは、接触角測定において液滴が濡れ広がってしまい、角度の測定が不可能な状態を意味する。
本発明におけるハードコートフィルムは、ヘイズが2.0%以下であることが好ましい。ヘイズが2.0%より高い場合は、タッチパネルにした時のクリア感が十分ではなく、スマートフォン等に適したタッチパネルが実現し難くなる。
また、本発明におけるハードコートフィルムは、ヘイズが1.0%以下であることがさらに好ましい。ヘイズが1.0%以下の場合は、タッチパネルにした時のクリア感により優れ、静電容量方式タッチパネル用としてさらに好適に用いることができる。
なお、ヘイズの測定方法については、JISK7361−1に準じて測定することができる
本発明におけるハードコート層の厚みは、好ましくは1〜10μmである。ハードコート層が厚い方が水の接触角が低くなる傾向があり、他方、薄い方が水の接触角が高くなる傾向がある。水の接触角を本発明が規定する範囲に調整することを容易にするという観点から、ハードコート層の厚みは、さらに好ましくは1〜8μm、特に好ましくは1〜6μmである。
かかるハードコート層の厚みは、耐指紋性をより良好とする目的においては、1〜7μmが好ましく、1.5〜6μmがさらに好ましい。
ハードコート層としては、本発明の規定する水の接触角およびn−ドデカンの接触角を満たすものであれば特に限定されない。本発明におけるハードコート層は、主に後述する放射線硬化型樹脂(以下、ハードコート主剤と呼称する場合がある。)からなる。ここで「主に」とは、ハードコート層の全質量中に80質量%以上、好ましくは90質量%以上であることを示す。
本発明における放射線硬化型樹脂は、放射線により硬化させることができるモノマー、オリゴマー、あるいはポリマーである。本発明における放射線硬化型樹脂としては、硬化後の架橋密度を高くすることができ、表面硬度の向上効果を高くすることができ、かつ透明性の向上効果を高くすることができるという観点から、多官能(メタ)アクリレートモノマー、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー、あるいは多官能(メタ)アクリレートポリマー等の多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
また、本発明においては、より硬度に優れたハードコート層を形成するために、ハードコート層には、光重合開始剤を添加することが必要である。光重合開始剤としては、例えば1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシー2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フロオレノン、アントラキノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−メチル−1−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド等を挙げることができる。かかる光重合開始剤の添加量は、放射線硬化型樹脂100質量%を基準として、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。添加量を上記数値範囲とすることによって、ハードコート層の表面硬度の向上効果をより高くすることができる。添加量が多すぎる場合は、添加した光重合開始剤が可塑剤として働く傾向にあり、ハードコート層の強度が低くなってしまう恐れがある。
本発明におけるハードコート層においては、本発明が規定するハードコート層表面における接触角の態様を実現できる範囲においては、無機微粒子、有機微粒子、光増感剤、レベリング剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、顔料、染料等を加えることができる。
本発明のハードコートフィルムは、ハードコート層を形成するための塗液を、後述する基材フィルム上のハードコート層を形成したい側の表面に塗工し、加熱乾燥し、硬化することにより得ることができる。
本発明における基材フィルムは、特に限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレントリアセチルセルロース、アクリル等からなるシートあるいはフィルムを挙げることができる。中でも、透明性等の光学特性、機械特性、耐熱性、価格のバランスが良いという観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートからなるフィルムが好ましい。
本発明においては、ハードコート層と基材フィルムとの接着性を高める等の目的で、ハードコート層と基材フィルムとの間にポリエステル樹脂と架橋剤とを構成成分として含む易接着層を設けることが好ましい。さらに、かかる易接着層により、水の接触角およびn−ドデカンの接触角を本発明の規定する範囲とすることがより容易となり、本発明が好ましく規定する範囲とすることができる。
かかる易接着層は、ポリエステル樹脂と架橋剤とを構成成分として含むものである。以下、易接着層を構成する各構成成分について説明する。
易接着層に用いるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分とから得られるポリエステルである。ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を例示することができる。また、ジオール成分としては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン等や、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールを例示することができる。
また、ポリエステル樹脂は水に可溶性または分散性のものが好ましいが、多少の有機溶剤を含有する水に可溶なものも用いることができる。
易接着層に用いる架橋剤としては、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、メラミン系架橋剤およびイソシアネート系架橋剤が好ましく、オキサゾリン系架橋剤が特に好ましい。易接着層が架橋剤を含有することで、耐ブロッキング性を高くすることができる。また、易接着層の強度(凝集力)を高くすることができ、接着性に優れる。さらに、ハードコート層表面の接触角を、本発明が規定する態様にしやすくなる。とりわけオキサゾリン系架橋剤は取り扱いやすく、易接着層を形成するための塗液のポットライフが長いことから好ましい。なお、これらは1種類を用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。
本発明においては、易接着層には微粒子を含有することが好ましい。
本発明で使用する微粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、ケイ酸ソーダ、水酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化錫、三酸化アンチモン、カーボンブラック、二硫化モリブデン等の無機微粒子;アクリル系架橋重合体、スチレン系架橋重合体、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂等の有機微粒子を用いることができる。これらは1種類を用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。
本発明においては、易接着層には脂肪族ワックスを含有することが好ましい。
脂肪族ワックスの具体例としては、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、パームワックス、ロジン変性ワックス、オウリキュリーワックス、サトウキビワックス、エスパルトワックス、バークワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン、鯨ロウ、イボタロウ、セラックワックス等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシンワックス等の鉱物系ワックス;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス;フィッシャートロプッシュワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスを挙げることができる。就中、ハードコート層や基材フィルムに対する接着性に優れ、また滑性が良好なことから、カルナバワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスが特に好ましい。これらは環境負荷の低減が可能であることおよび取扱い易さから水分散体として用いることが好ましい。
本発明において上記各構成成分は、易接着層を形成するための塗液(水溶液、水分散液或いは乳化液等の水性塗液。以下、塗液と呼称する場合がある。)の形態で使用されることが好ましい。かかる塗液には、必要に応じて、前記各構成成分以外の他の樹脂、例えば帯電防止剤、着色剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、架橋剤を添加することができる。
ハードコート層表面に5mmの高さから0.2mLの蒸留水をシリンジにてゆっくりと滴下し、30秒間放置後、その接触角(ハードコート層表面と液滴の接線が成す角)をCCDカメラで観察して測定した。同様の操作を5回繰り返し、平均値を用いた
測定用の液体としてn−ドデカンを使用した以外は水の接触角と同様にして測定した。なお、接触角が22度以下の領域においては、接触角の数値を正確に求めることができないため、接触角が22度以下であるという結果を以って、測定値とした。
ハードコートフィルムのヘイズは、JIS K7150に準拠して、スガ試験機(株)製のヘイズメーターHCM−2Bにて測定を行った。測定光は、ハードコート層側から入射した。測定は、任意の5箇所について実施し、それらの平均値をヘイズ(単位:%)とした。
放射線硬化型樹脂を分取GPCによって各含有成分に分け、それぞれの成分につき熱分解GC−MSを行うことで構成する構造を同定した。その後1H−NMRのピーク積分値から各成分の定量を行い、(ポリ)アルキレングリコール成分の含有量を同定した。
[分取GPC条件]
カラム:JAIGEL−2H×2本 600×22mmI.D.(日本分析工業製)
移動相溶媒:クロロホルム3.5ml/min
[熱分解GC−MS条件]
熱分解温度:600℃単純熱分解およびオンラインメチル化熱分解
メチル化剤:テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)
カラム:ZB−1,長さ30m×内径0.32mm,膜厚0.5μm
GC温度:40℃(0min),15℃/min,322℃(10min)
[1H−NMRによる定量]
計算式:含有量=分子量×(積分比/1H数),合計が100になるように規格化。
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートは、GPCの面積比が重量比と一致すると仮定し、1H−NMRのアクリル基の積分値(1000)をその比率に割り振った値とした。
サンプルフィルムを鋭利な剃刀にてカットし、得られた断面を光学顕微鏡によって観察することでハードコート層の厚みを測定した。測定は、任意の10箇所について実施し、それらの平均値をハードコート層の膜厚み(単位;μm)とした。
JIS K5600に準拠し実施した。
評価は、ハードコートフィルムのハードコート層表面において実施した。
ハードコートフィルムを、裏面を黒く塗ったガラス板上に置き、指をハードコートフィルムの端面に押し付けることで、指紋の半分をフィルムに半分をガラスに同時に付着させた。その指紋の正面からの見え方を以下の基準に基づいて判断した
○:ハードコート上の指紋がほとんど見えない
△:ハードコート上の指紋とガラス上の指紋が同程度に目立つ
×:ハードコート上の指紋の方がガラス上の指紋よりも目立つ
ハードコートフィルム表面に指を押し付けて指紋を付着させた後、ティッシュペーパーを用いて5往復の拭取りを実施した後の指紋の見え方について下記の基準で判断した
○:拭取り後、指紋が見えない
△:指紋の拭取り後が残って見える
×:指紋成分が広がるだけでほとんど拭取れない
樹脂サンプルの場合は約10mg、フィルムサンプル(基材フィルム)の場合は約22mgを測定用のアルミニウム製パンに封入して示差走査熱量計(DSC)(DuPont Instrument910 DSC)に装着し、25℃から22℃/分の速度で290℃まで昇温させ、290℃で3分間保持した後取り出し、直ちに氷の上に移して急冷した。このパンを再度DSCに装着し、25℃から22℃/分の速度で昇温させて、ガラス転移点温度Tg(単位:℃)を測定した。
[初期密着性]
幅25mmのポリエステル粘着テープ(日東電工株式会社製、No.31B)をハードコート層表面に500g加重のローラーにて密着させ、剥離試験機を用いて180°剥離を行い、その剥離力(単位:g/25mm)を測定することで粘着剤とハードコート層との初期密着性を評価した。なお、初期密着性評価においては、剥離力が1000g/25mm以上である場合を初期密着性評価合格とした。剥離力が上記数値範囲にあると、静電容量方式タッチパネル用として、十分な初期密着性を有することを表わす。
[経時密着性]
初期密着性の評価と同様に粘着テープをハードコート層表面に貼合したサンプルを作成し、それらを60℃×湿度90%の条件下に240時間保持し、その後に同様に剥離力の測定を行い、粘着剤とハードコート層の経時密着性を評価した。なお、経時密着性評価においては、剥離力が1000g/25mm以上である場合を経時密着性評価合格とした。剥離力が上記数値範囲にあると、静電容量方式タッチパネル用として、十分な経時密着性を有することを表わす。
[基材フィルムおよび易接着層]
実施例1、2、比較例1、2で用いる基材フィルムとして、易接着層を有する、厚み188μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。
また、実施例3〜6で用いる基材フィルムとして、易接着層を有する、厚み50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。
ポリエステル樹脂:ジカルボン酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸65モル%/イソフタル酸30モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%、グリコール成分がエチレングリコール90モル%/ジエチレングリコール10モル%で構成されている。Tg=80℃、数平均分子量Mn13000。
架橋剤:メチルメタクリレート30モル%/2−イソプロペニル−2−オキサゾリン30モル%/ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリレート10モル%/アクリルアミド30モル%で構成されている。Tg=50℃。
微粒子:シリカフィラー(平均粒子径100nm)(日産化学(株)製、商品名:スノーテックスZL)
脂肪族ワックス:カルナバワックス(中京油脂(株)製、商品名:セロゾール524)
界面活性剤:ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル(三洋化成社製、商品名:ナロアクティーN−70)
得られた塗液を、基材フィルムの製造工程(常法の二軸延伸PETフィルムの製造工程)において、縦一軸延伸の後、横延伸工程の前において両面にインラインコーティングすることにより、厚み0.15μmの易接着層を両面に有する基材フィルムを得た。
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートから主になるアクリルポリマーに、(ポリ)アルキレングリコール成分として、上記アクリルポリマーの質量に対して2.9質量%の繰り返しエチレングリコール単位が共重合された放射線硬化型樹脂(商品名:ビームセット1460、荒川化学工業製、固形分濃度90質量%、光重合開始剤を含有する)をメチルエチルケトン(MEK)で希釈し、固形分濃度40質量%のハードコート層を形成するための塗液を得た。(ポリ)アルキレングリコール成分については、1H−NMR、IR、GC−MS等の分析から(部分)共重合されていることを確認した。
ロールコーターを用いて、基材フィルムの表面(易接着層の表面)に、乾燥・硬化後の膜厚みが1.5μmとなるように、上記で得られたハードコート層を形成するための塗液を均一に塗布し、70℃で2分間の条件で乾燥した。次いで、紫外線照射装置(FusionUV Systems Japan(株)製:商品名フュージョンHバルブ)を用いて、光量220mJ/cm2の条件で紫外線を照射しハードコートフィルムを得た。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
ハードコート層の厚みを6.0μmとした以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを得た。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
ハードコート主剤として、オーレックスJU116(中国塗料株式会社製、固形分濃度50質量%)を用いた以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを得た。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
ハードコート主剤として、オーレックスJU114(中国塗料株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを得た。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
ハードコート主剤として、Z880(アイカ工業株式会社製、固形分濃度30質量%)を用い、希釈せずにハードコート層を形成するための塗液とした以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを得た。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
基材フィルムとして、易接着層を有する、厚み50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを得た。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
ウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とする放射線硬化型樹脂(商品名:ビームセット575CB、荒川化学工業製、固形分濃度70質量%)に、ハードコート層表面の濡れ性を調整するために界面活性剤(商品名:KP−341、信越化学工業製、固形分濃度80質量%)を、放射線硬化型樹脂の固形分100質量%に対して0.25質量%添加し、さらにMEKで希釈することで固形分濃度40質量%のハードコート層を形成するための塗液を得た。ハードコート層の塗設については実施例1と同様に実施した。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート主成分とする放射線硬化型樹脂(商品名:Z7501、JSR製、固形分濃度50質量%)をMEKで希釈することで固形分濃度40質量%のハードコート層を形成するための塗液を得た。ハードコート層の塗設については実施例1と同様に実施した。得られたハードコート層、およびハードコートフィルムの特性を表1に示す。
Claims (7)
- 基材フィルムの少なくとも片面に、表面の水の接触角が78度以上90度以下、n−ドデカンの接触角が22度以下であるハードコート層を有するハードコートフィルム。
- ハードコート層表面の水の接触角が80度以上88度以下、n−ドデカンの接触角が22度以下である請求項1に記載のハードコートフィルム。
- 基材フィルムとハードコート層との間に、ポリエステル樹脂と架橋剤とを構成成分として含む易接着層を有する請求項1または2に記載のハードコートフィルム。
- ヘイズが2.0%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 基材フィルムの少なくとも片面に、表面の水の接触角が78度以上86度以下、n−ドデカンの接触角が22度以下であるハードコート層を有する静電容量方式タッチパネル用ハードコートフィルム。
- 基材フィルムとハードコート層との間に、ポリエステル樹脂と架橋剤とを構成成分として含む易接着層を有する請求項5に記載の静電容量方式タッチパネル用ハードコートフィルム。
- ヘイズが1.0%以下である請求項5または6に記載の静電容量方式タッチパネル用ハードコートフィルム。
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