JP2012068398A - ハードコートフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 硬くて傷がつきにくい耐擦傷性を保有しつつ、指先のタッチにより指紋が付着しにくく、付着しても容易に払拭できるものであって、かつカール性の無いハードコートフィルムを実現する。
【解決手段】 易接着層が形成された透光性基体上の該易接着層上にハードコート層が形成されたハードコートフィルムであって、前記ハードコート層は、放射線硬化型樹脂と防汚剤とを含有するハードコートフィルム。前記易接着層が、ポリエステル樹脂を含有し、前記放射線硬化型樹脂が、ウレタンアクリル系樹脂であることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ハードコートフィルムに関し、詳しくは、タッチパネル、液晶表示体、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ画面用のハードコートフィルムに関する。

近年、タッチパネル、液晶表示体、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の表示機器が普及しており、これにともない反射防止性、透明性、硬度、耐擦傷性、汚れ防止性、払拭性、帯電防止性、リコート性、耐カール性などの性能に優れたハードコート材が求められている。
これらの性能を確保するための手段として、アクリル樹脂系ハードコート剤、ウレタンアクリレート樹脂系ハードコート剤、ポリエステル／メラミン樹脂系ハードコート剤、などが採用されてきた。

しかしながら、硬度、耐擦傷性、汚れ防止性、払拭性、耐カール性などのバランスの良いハードコート剤は開発されていないために性能向上が求められていた。
例えば、硬くて傷がつきにくい耐擦傷性を保有しつつ、指先のタッチにより指紋が付着しにくく、付着しても容易に払拭できるものであって、かつカール性の無いハードコートフィルムは得られていなかった。

汚れ防止性あるいは払拭性を確保せんとして提案されているものに、界面活性剤を硬化性樹脂に配合するもの、あるいはシリコーン樹脂を硬化性樹脂に配合するもの、などが提案されているが、前者では効果の持続性に問題があり本格的な解決に至っていない。一方後者では、撥水性の高くなるため必ずしも指紋などが付着しにくいわけではなく、むしろ指紋などが目立ちやすい結果になっている。

特開２００４−１８２７６５号公報 特開２００４−９８３０３号公報

前記のような課題に鑑みて、硬くて傷がつきにくい耐擦傷性を保有しつつ、指先のタッチにより指紋が付着しにくく、付着しても容易に払拭できるものであって、かつカール性の無いハードコートフィルムを実現しようとするものである。

本発明は、易接着層が形成された透光性基体上の該易接着層上にハードコート層が形成されたハードコートフィルムであって、前記ハードコート層は、放射線硬化型樹脂と防汚剤とを含有することを特徴とするハードコートフィルムである。

本発明のハードコートフィルムは、硬くて傷がつきにくい耐擦傷性を保有しつつ、指先のタッチにより指紋が付着しにくく、付着しても容易に払拭できるものであり、かつカール性がないというバランスに優れるため、これまで使用されてきたハードコートフィルムに代わって、各種のディスプレ機器用などに有効利用できる。

［透光性基体］
本発明に使用される透光性基体としては、石英ガラスやソーダガラス等のガラスも使用可能であるが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド等の各種樹脂フィルムを好適に使用することができる。
これら透光性基体の透明性は高いものほど好ましいが、光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１）としては８０％以上、より好ましくは９０％以上が良い。また、透明基体の厚さとしては、軽量化の観点からは薄い方が好ましいが、ハンドリング性を考慮すると、１〜７００μｍの範囲のもの、好ましくは２５〜２５０μｍを使用することが好適である。

［易接着層］
本発明において、易接着層を構成する成分としては、透光性基体とハードコート層と十分な接着性を有するものであれば特に限定されないが、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂などを好適に用いることができる。特に、接着性の点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂から選ばれる樹脂を用いることがより好ましく、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂、ポリエステル樹脂とウレタン樹脂、アクリル樹脂とウレタン樹脂を組み合わせて用いてもよい。
特にポリエステル樹脂がより好ましい。その理由としては、例えば、透光性基体がＰＥＴフィルムの場合は、その屈折率が１．６５程度になる。その上に形成させる易接着層は、該ＰＥＴフィルムの屈折率に近い値のものが、易接着層とＰＥＴフィルムとの屈折率差を小さくすることができ、干渉ムラを抑制することができるためである。
易接着層の厚みは、干渉ムラの抑制効果を引き出すため、好ましくは２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

［放射線硬化型樹脂］
本発明におけるハードコート層に用いられる放射線硬化型樹脂としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等のラジカル重合性官能基や、エポキシ基、ビニルエーテル基、オキセタン基等のカチオン重合性官能基を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーを単独で、または適宜混合した組成物が用いられる。モノマーの例としては、アクリル酸メチル、メチルメタクリレート、メトキシポリエチレンメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、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トリメタクリレート等を挙げることができる。オリゴマー、プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アルキットアクリレート、メラミンアクリレート、シリコーンアクリレート等のアクリレート化合物、不飽和ポリエステル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルや各種脂環式エポキシ等のエポキシ系化合物、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン、ジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル等のオキセタン化合物を挙げることができる。

上記放射線硬化型樹脂のうちウレタンアクリル系樹脂が好適に用いられる。ウレタンアクリル系樹脂は、ポリエステル樹脂からなる易接着層との組み合わせによりハードコートフィルムのカールを防ぐ効果がある。
上記放射線硬化型樹脂は、そのままで電子線照射により硬化可能であるが、紫外線照射による硬化を行う場合は、光重合開始剤の添加が必要である。光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のラジカル重合開始剤、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物等のカチオン重合開始剤を単独または適宜組み合わせて使用することができる。
本発明のハードコート層には、上記放射線硬化型樹脂に加えて、その重合硬化を妨げない範囲で高分子樹脂を添加使用することができる。この高分子樹脂は、後述するハードコート層塗料に使用される有機溶剤に可溶な熱可塑性樹脂であり、具体的にはアクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、これらの樹脂中には、無機微粒子との親和性を増すために、カルボキシル基やリン酸基、スルホン酸基等の酸性官能基を有することが好ましい。

［防汚剤］
ハードコート層には、防汚剤を含有する。該防汚剤としては、例えば、１個以上の（メタ）アクリル基、ビニル基、またはエポキシ基を有するシリコーンオリゴマーおよび／またはフッ素含有オリゴマーを用いることが好ましい。シリコーンオリゴマーおよび／またはフッ素オリゴマーの配合量は、固形分の０．０１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。０．０１質量％未満であると、防汚機能が不十分となる傾向がある。一方、５質量％を超えると、塗膜硬度が低下する傾向がある。防汚剤としては、例えば、ＤＩＣ株式会社製のＲＳ−７５、ＲＳ−７２−Ｋ、ダイキン工業株式会社製のオプツールＤＡＣ−ＨＰ、信越化学工業株式会社製のＸ−２２−１６４Ｅ、ダイセル・サイテック株式会社製のＥＢＥＣＲＹＬ３５０、デグサ社製のＴＥＧＯＲａｄ２７００などを挙げることができる。

ハードコート層には、屈折率の調節や膜の硬化強度を高めるために無機微粒子を添加してもよい。無機微粒子の平均粒子サイズは、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、５〜５００ｎｍであることがさらに好ましく、１０〜２００ｎｍであることが最も好ましい。無機微粒子の例には、二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化錫粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、タルク、カオリンおよび硫酸カルシウム粒子が含まれる。二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子および酸化ジルコニウム粒子が好ましく、二酸化ケイ素粒子が特に好ましい。無機微粒子は、表面処理してもよい。表面処理としては、シランカップリング処理が代表的である。無機微粒子の添加量は、ハードコート層の全質量の１〜９９質量％であることが好ましく、１０〜９０質量％であることがより好ましく、２０〜８０質量％であることがさらに好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。

また、ハードコート層の形成材料には、必要に応じて、性能を損なわない範囲で、顔料、充填剤、分散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、酸化防止剤、チクソトロピー化剤等が添加されてもよい。これらの添加剤は一種類を単独で使用してもよく、また二種類以上併用してもよい。

＜製造方法＞
本発明のハードコートフィルムの製造方法は、例えば、透光性基体上に放射線硬化型樹脂塗料を塗工し、乾燥後、放射線硬化させ作成することにより行う。透光性基体上に塗料を塗工する手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。

次の組成物を混合して塗料１を作製した。
・ウレタンアクリル系樹脂からなる放射線硬化型樹脂 ５０質量部
・変性パーフルオロポリエーテル系防汚剤 ３質量部
・光重合開始剤 ２質量部
（チバジャパン社製 商品名：イルガキュアー１８４）
・有機溶剤（メチルイソブチルケトン） ５０質量部
次にポリエステル樹脂からなる易接着層が形成された１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの易接着層の表面に、上記で得られた塗料１をブレードコーティング法によって塗工し、１００℃で２分間乾燥させて膜厚５μｍの硬化前のハードコート層を得た。次に該ハードコート層に対して出力１６０Ｗ／ｃｍの紫外線ランプで５ｃｍの距離から１秒間照射して硬化させ本発明のハードコートフィルムを作製した。

［比較例１］
前記実施例１において、塗料１の代わりに防汚剤を含まない次の組成物を混合して得た塗料を使用した以外は同様にして比較用のハードコートフィルムを作製した。
・ポリウレタン系樹脂からなる放射線硬化型樹脂 ９９．５質量部
（荒川化学社製 商品名：ビームセット５７５ＣＢ）
・光重合開始剤 ０．５質量部
（チバジャパン社製 商品名：イルガキュアー１８４）
・有機溶剤（トルエン） １００質量部

［比較例２］
前記実施例１において、塗料１の代わりに防汚剤を含まない次の組成物を混合して得た塗料を使用した以外は同様にして比較用のハードコートフィルムを作製した。
・ポリウレタン系樹脂からなる放射線硬化型樹脂 ９９．５質量部
（荒川化学社製 商品名：ビームセット５７５ＣＢ）
・フッ素系界面活性剤 ０．２５質量部
（ＤＩＣ社製 商品名：メガファックＦ４７９）
・光重合開始剤 ０．５質量部
（チバジャパン社製 商品名：イルガキュアー１８４）
・有機溶剤（トルエン） １００質量部

［比較例３］
前記実施例１において、透光性基体として易接着層を形成していない１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用した以外は同様にして比較用のハードコートフィルムを作製した。

前記で得られた実施例１及び比較例１〜３のハードコートフィルムに対して、下記の諸物性を測定し評価した結果を表１に示した。
なお、表１において、初期、耐溶剤性および耐湿熱性とは、次の状態で下記の諸物性を測定したことを意味する。
初期：ハードコートフィルムに何もしていない状態。
耐溶剤性：ハードコートフィルムの塗布面をエタノールで濡らした日本製紙クレシア社製の商品名：キムワイプにて５０往復ラビング（５００ｇｆ／ｃｍ^２）した状態後に測定。
耐湿熱性：ハードコートフィルムを温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に５００時間放置後に測定。

（１）耐擦傷性
スチールウール＃００００（日本スチールウール社製）により、ハードコートフィルムの塗布面を摩擦して傷がつくかつかないか評価した。
○：傷がつく。
×：傷がつかない
（２）カール性
１０ｃｍ角のハードコートフィルムの塗布面を下にして平滑なガラス板上に置いて、４つの角における浮きを測定し合計値を示した。
（３）指紋拭き取り性
ハードコートフィルムの塗布面に、人により指紋を付着させて日本製紙クレシア社製の商品名：キムワイプで拭き取りを行なった。
○：３往復以内で指紋の拭き取りができた。
×：３往復させても指紋の拭き取りができなかった。

（４）マジックインキハジキ性
ハードコートフィルムの塗布面に、ゼブラ社製の商品名：油性マッキー黒で塗布し５分後に日本製紙クレシア社製の商品名：キムワイプで拭き取りを行なった。
○：５往復以内で拭き取りができた。
×：５往復させても拭き取りができなかった。
（５）密着性
ハードコート層と透光性基体との密着性をＪＩＳ規格Ｋ５６００-５-６：１９９９年（クロスカット法）にて測定を行なった。
○：塗膜の剥離が全く認められない。
×：塗膜の剥離が認められる。

表１の評価結果のとおり、実施例１のハードコートフィルムは、硬くて傷がつきにくい耐擦傷性を保有しつつ、指先のタッチにより指紋が付着しにくく、付着しても容易に払拭できるものであって、かつカール性の無いものであった。これに対して、比較例１は、指先のタッチによる指紋が付着しやすく、付着した指紋は拭き取りにくく、カール性は大きくなっている。比較例２は、初期における指紋付着性及び拭き取り性能に優れるものの、経時において、性能低下が激しい。また、カール性も大きくなっている。比較例３は、初期及び経時の指紋付着性及び拭き取り性能に優れ、カール性も無いものの、ポリエチレンテレフタレートフィルムとハードコート層の密着性が悪い結果となっている。

Claims (3)

1. 易接着層が形成された透光性基体上の該易接着層上にハードコート層が形成されたハードコートフィルムであって、前記ハードコート層は、放射線硬化型樹脂と防汚剤とを含有することを特徴とするハードコートフィルム。
2. 前記易接着層が、ポリエステル樹脂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. 前記放射線硬化型樹脂が、ウレタンアクリル系樹脂であ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。