JP2012062364A - ハードコートフィルム及びそのハードコートフィルムを使用したタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】ブロッキングを防止することができ、また光学特性及びハードコート性に優れたハードコートフィルムを提供する。
【解決手段】少なくとも１種以上の樹脂とワックスを含有するハードコート層で構成されるハードコートフィルムであって、該ハードコート層は、前記ワックスが相分離により析出し、表面に配列している層であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、耐ブロッキング性に優れたハードコートフィルム及びそのハードコートフィルムを使用したタッチパネルに関する。

PETフィルムなどの熱可塑性フィルムにハードコートを施した場合、フィルム巻き取り時にブロッキングを起こすという問題がある。

このような問題の対処方法の一つとして、粒子を含有した薄膜を基材裏面に塗布し、塗膜表面に凹凸構造を形成することでブロッキングを防止する方法が知られている（特許文献１）。

しかしながら、この特許文献１の方法では、塗膜の厚さを粒径よりも小さくしなければならず、機械的強度が低下するとともに、傷などが付き易く、またぎらつき等も生じる。このような背景から、ブロッキングを防止することができ、また光学特性及びハードコート性に優れたハードコートフィルムが求められている。

特開２００５−１３２８９７号公報

本発明は、従来の技術における上記のような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、ブロッキングを防止することができ、また光学特性及びハードコート性に優れたハードコートフィルム及びそのハードコートフィルムを使用したタッチパネルを提供することにある。

本発明者らは上記課題に対して鋭意検討を行い、以下に述べる手段を用いることによって、上記課題を解決できることを見出した。

すなわち、請求項１に記載の発明は、少なくとも１種以上の樹脂とワックスを含有するハードコート層で構成されるハードコートフィルムであって、該ハードコート層は、前記ワックスが相分離により析出し、表面に配列している層であることを特徴とするハードコートフィルムである。

請求項２に記載の発明は、前記ハードコート層を形成する樹脂が、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーと、光重合開始剤とを含有することを特徴とする請求項１に記載のハードコートフィルムである。

請求項３に記載の発明は、前記ワックスが、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロンプシュワックスの内、少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のハードコートフィルムである。

請求項４に記載の発明は、前記アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーと前記ワックスとのＳＰ値の差が１．０以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハードコートフィルムである。

請求項５に記載の発明は、前記ワックスの平均粒径が、１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハードコートフィルムである。

請求項６に記載の発明は、前記ワックスの添加量が、前記アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーに対して１質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハードコートフィルムである。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６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タッチパネルである。

本発明のハードコートフィルムは、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーにワックスを含有し、ハードコート層の塗布後にワックスが相分離により析出し、表面に配列することで、表面のスリップ性が向上しブロッキングを防止することができる。また、平均粒径を１．０μｍ以下とすることで、フィルムの透明性が損なわれることもない。

以上のように、本発明を採用することで、PETフィルムなどの熱可塑性フィルムにハードコートを施した場合に発生するブロッキングを防止することができ、さらに光学特性やハードコート性への影響度合いも少なく、品質面で向上したハードコートフィルムを提供することが可能となる。

本発明のハードコートフィルムの実施の形態を示す模式断面図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

本実施形態のハードコートフィルムは、図１に示すように、熱可塑性樹脂からなるプラスチックフィルム基材１にハードコート層２を積層する。必要に応じて、２層以上あるいはフィルム基材１の両面にハードコート層を積層してあってもよい。フィルム基材１の両面にハードコート層を積層した場合、本実施形態によるブロッキング防止の効果はさらに顕著である。

本実施形態に使用するフィルム基材１の厚みは、特に限定はしないが、好ましくは２５μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以上３００μｍ以下である。フィルム基材１は、例えば熱可塑性樹脂からなるプラスチックフィルムを使用する。

プラスチックフィルムは、特に限定されるものではなく、公知のプラスチックフィルムの中から適宜選択して用いることができる。具体的には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、セロハン、ナイロンフィルム、ポリビニルアルコール系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリアセテートフィルム、ポリスチレンフィルム、アクリル系フィルム、耐熱性・エンプラ系フィルム、フッ素樹脂フィルム、トリアセチルセルロースフィルム等のプラスチックフィルムが挙げられる。

上記ハードコート層２を形成するハードコート剤は、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーと、光重合開始剤とワックスを含有する。例えば、上記ハードコート剤に含まれるアクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーを、光硬化型アクリレートモノマーあるいは光硬化型アクリレートオリゴマーとする。

本実施形態に用いられるハードコート剤の主成分のアクリレートとしては、特に限定はしないが、乾燥時の温度に耐え、透明性を維持できる樹脂が好ましい。さらに硬化後の機械特性及び透明性、耐薬品性、耐熱性はもちろんのこと、塗布加工時の低粘度化等の諸物性を考慮した場合、具体的には３次元架橋の期待出来る３官能以上のアクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーを架橋して成る紫外線硬化性樹脂が好ましい。

３官能以上のアクリレートとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリアクリレート、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テトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポリエステルアクリレート等が好ましい。特に好ましいのは、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリアクリレートおよびポリエステルアクリレートである。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても構わない。また、これら３官能以上のアクリレートの他にエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、等のいわゆるアクリル系樹脂を併用することが可能である。これらの樹脂は、いずれのコート方法を用いる場合であっても、工業的な製造を考慮すると５分以内で硬化できるものが望ましい。

ベースとなる硬化樹脂としては１分子中に少なくとも１個以上の架橋性二重結合を有する化合物が挙げられる。例えば、光硬化型樹脂としては、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリオールアクリレートなどのアクリル系樹脂が好ましい。具体的には、架橋性オリゴマー、単官能または多官能モノマー、光重合開始剤、光開始助剤などを含むものである。

架橋性オリゴマーとしては、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、シリコーン（メタ）アクリレート等のアクリルオリゴマーが好ましい。具体的にはポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ポリウレタンのジアクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等がある。

単官能または多官能モノマーとしては、（メタ）アクリル酸エステル等のアクリルモノマーが好ましい。具体的には２官能の（メタ）アクリル酸エステルとしてはトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等がある。３官能の（メタ）アクリル酸エステルとしてはトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等がある。４官能の（メタ）アクリル酸エステルとしてはテトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等がある。６官能の（メタ）アクリル酸エステルとしてはジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等がある。

ハードコート層２に含有させるワックスとしては、ハードコート層を形成したときに、相分離により析出し、表面に配列することができるワックスであればよく、天然ワックスや合成ワックスを用いることができる。例えば、天然ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックスや、カルナウバワックスなどの植物系ワックスが挙げられる。また、合成ワックスとしては、ポリエチレンワックス、フィッシャートロンプシュワックスなどの合成炭化水素などが挙げられる。

ワックスの相分離を表す指標の一つとしては、ＳＰ値が挙げられる。

ＳＰ値とは、溶解性パラメーター（Solubility Parameter）の略であり、２成分系溶液の溶解度の目安となる。２つの成分のＳＰ値の差が小さいほど溶解度が大となることが経験的に知られている。ＳＰ値は、R. f. Fedors，Polymer Engineering Science，１４，ｐ１４７（１９６７）に記載の方法で計算することができ、本発明においてはこの数値を採用する。

アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーとワックスとのＳＰ値の差は１．０以上であることが望ましい。ＳＰ値の差が１．０未満の場合には、互いの相溶性が高く相分離がもたらされにくいため、表面に配列するワックス量が少なくなり、ブロッキング防止の効果が低下するため好ましくない。

ワックスの相分離は、ハードコート層２の塗布後の乾燥の際、あるいは硬化の際に生じる。そのため、例えば、乾燥方法あるいは硬化方法により、表面に配列するワックスの量が変化する。

乾燥時の加熱温度としては、３０〜１５０℃、好ましくは４０〜１２０℃であり、加熱時間としては、０．１〜２０分間、好ましくは０．３〜１０分間である。加熱温度が低すぎたり加熱時間が短すぎたりする場合には、表面に配列するワックスの量が不十分となり好ましくない。一方、加熱温度が高すぎたり加熱時間が長すぎたりする場合には、ヘイズが上昇してしまうため好ましくない。

硬化の際に照射する光としては、露光量が０．０５〜５Ｊ／ｃｍ^２の光、好ましくは０．１〜３Ｊ／ｃｍ^２の光を用いることができる。０．０５Ｊ／ｃｍ^２未満の場合には、表面に配列するワックスの量が不十分となるため好ましくない。一方、５Ｊ／ｃｍ^２を超えるとヘイズが上昇してしまうため好ましくない。

表面に配列するワックスの量を変化させる方法としては、上記の方法に限定されず、ハードコート層が形成された結果、ワックスが相分離により析出し、表面に配列させることができる方法であれば、特に限定されない。

ワックスの平均粒径は、被膜に透明性が必要である場合には、１．０μｍ以下、好ましくは０．０１〜０．５μｍである。１．０μｍを超えると、透明性が低下する。

ワックスの含有量は、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーに対し、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。２０％より大きい場合、ヘイズが上昇してしまい外観上問題となる。一方、１％より小さい場合、表面に配列するワックスが十分に存在せず、ハードコートフィルムをロール状にした場合にブロッキングが生じる。

また、ハードコート層２の膜厚は、必要とされる硬度と柔軟性により決定されるが、好ましい膜厚としては１〜１５μｍである。１μｍ未満の膜厚では十分な塗膜強度を得られず傷が付きやすいものとなってしまう。また膜厚がばらつきやすくなるため、干渉縞が発生するなど不具合が生じてしまう。一方、１５μｍを超えると曲げによるクラックが発生する場合があり、また、形成されるハードコートフィルムにカールが発生しやすくなってしまう。

本実施形態において、活性エネルギー線が紫外線である場合には、光増感剤（光重合開始剤）を添加する必要がある。ラジカル発生型の光重合開始剤として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類；アセトフェノン、２、２、−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、などのアセトフェノン類；メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−アミルアントラキノンなどのアントラキノン類；チオキサントン、２、４−ジエチルチオキサントン、２、４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類；アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類；ベンゾフェノン、４、４−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物などがある。これらは単独または２種以上の混合物として使用でき、さらにはトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミンなどの第３級アミン；２−ジメチルアミノエチル安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸誘導体等の光開始助剤などと組み合わせて使用することができる。

上記光重合開始剤の添加量は、主成分のアクリレートに対して０．１質量％以上１０質量％以下である。０．１質量％未満ではハードコート層の硬化が不十分となり好ましくない。また、１０質量％を超える場合は、ハードコート層の黄変を生じたり、耐候性が低下したりするため好ましくない。

光硬化型樹脂を硬化させるのに用いる光は紫外線、電子線、あるいはガンマ線などであり、電子線あるいはガンマ線の場合、必ずしも光重合開始剤や光開始助剤を含有する必要はない。これらの線源としては高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプや加速電子などが使用できる。

溶剤については、上記の主成分のアクリレートを溶解するものであれば特に限定しない。具体的には、溶剤として、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、等が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。

フィルム基材１へのコーティング方法は、特に限定されるものではないが、実用的には、ダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター、マイクログラビアコーター等によるコーティングが一般的である。

本発明のハードコートフィルムは、ハードコートフィルム上に透明導電層を設けることでタッチパネル用フィルムとして使用することができる。

透明導電層の形成材としては、特に制限されるものでなく、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、クロムなどが挙げられる。透明導電層は、上記形成材のうち、異なる形成材を積層して形成されてもよい。

透明導電層を形成する一般的な方法としては、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、塗工法、印刷法などが挙げられる。

また、透明導電層とハードコートフィルムとの間の密着性を向上させるために、透明導電層とハードコートフィルムとの間に、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てもよい。金属層の形成材としては、シリコン、チタン、錫、亜鉛からなる群から選ばれた金属を用いることが好ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の有用性について具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、部は特に断りのない限り質量基準である。

＜ハードコート層の作製＞
下記の表１に、実施例１〜４、および比較例１、２で使用されるハードコート層を構成する組成を記載する。

表１に記載した組み合わせで、ポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製、１００μｍ厚）にワイヤーバーにて硬化膜厚８μｍになるように塗布、乾燥させ、メタルハライドランプにより４００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射しハードコート層を形成した。各ハードコートフィルムの耐ブロッキング性、鉛筆硬度、ヘイズの評価結果を表１に示す。

＜評価方法＞
（１）耐ブロッキング性
ハードコートフィルムを２枚使用し、ハードコート層面同士を密着させて２５０ｇ／ｃｍ^２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、以下の評価基準で評価した。
○・・・両層面は密着していなかった
△・・・両層面がわずかに密着し貼り付いていた
×・・・両層面が密着し貼り付いていた
（２）鉛筆硬度
ＪＩＳ−Ｋ５４００に準じ評価を行なった。

（３）ヘイズ
ヘイズメーター（スガ試験機社製）を用いて、防眩フィルムの拡散透光率（Ｔｄ（％））および上記全光線透過率（Ｔｔ（％））を測定し、ヘイズを算出した。
ヘイズ（％）＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００
実施例１〜４のハードコートフィルムにあっては、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーにワックスを添加しハードコート層を形成することにより、比較例１のハードコートフィルムと比較して、耐ブロッキング性が向上している様子が確認された。特に、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーとワックスのＳＰ値の差が大きいハードコートフィルムである実施例２の方が比較例２よりも耐ブロッキング性が向上した。また、ワックスの添加量を１質量％以上２０質量％以下とすることにより、光学特性やハードコート性への影響度合いも少なく、品質面で向上したハードコートフィルムを提供することが可能となった。

１…フィルム基材
２…ハードコート層
３…ワックス

Claims (7)

1. 少なくとも１種以上の樹脂とワックスを含有するハードコート層で構成されるハードコートフィルムであって、該ハードコート層は、前記ワックスが相分離により析出し、表面に配列している層であることを特徴とするハードコートフィルム。
2. 前記ハードコート層を形成する樹脂が、アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーと、光重合開始剤とを含有することを特徴とする請求項１に記載のハードコートフィルム。
3. 前記ワックスが、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロンプシュワックスの内、少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のハードコートフィルム。
4. 前記アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーと前記ワックスとのＳＰ値の差が１．０以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハードコートフィルム。
5. 前記ワックスの平均粒径が、１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハードコートフィルム。
6. 前記ワックスの添加量が、前記アクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーに対して１質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハードコートフィルム。
7. 請求項１乃至６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タッチパネル。

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