JP2012215693A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光透過性基材と、上記光透過性基材の一方の面上にハードコート層(A)と、上記光透過性基材の他方の面上にハードコート層(B)とを有する光学積層体であって、上記ハードコート層(A)は、反応性官能基を有するレベリング剤及びバインダー樹脂を含有するハードコート層(A)用組成物を用いて形成された層であり、上記ハードコート層(B)は、反応性官能基を有さないレベリング剤、易滑剤及びバインダー樹脂を含有するハードコート層(B)用組成物を用いて形成された層である光学積層体。
【選択図】 なし
Description
また、上記光学積層体は、例えば、ハードコート層形成時の紫外線照射による塗膜の硬化時に熱収縮が起こり、カール等の変形が生じる等の問題もあった。
上記ハードコート層(A)用組成物及びハードコート層(B)用組成物のバインダー樹脂は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ポリメチル(メタ)アクリレート、並びに、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジ及びトリアクリレートからなる群より選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
上記易滑剤は、シリカ、シリコーン、高密度ポリエチレン、ポリスチレン、及び、ポリスチレンアクリルからなる群より選択される少なくとも1種の微粒子であることが好ましい。
上記易滑剤は、平均粒径が100〜800nmであることが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。
また、本発明の光学積層体において、一方のハードコート層は、反応性官能基を有するレベリング剤を使用して形成した層(ハードコート層(A))である。
更に、本発明の光学積層体において、もう一方のハードコート層は、反応性官能基を有さないレベリング剤を使用して形成した層(ハードコート層(B))である。このため、本発明の光学積層体について、このようなハードコート層(B)を加飾フィルムの裏面として使用する場合、後加工印刷時の塗工性にも優れたものとなる。
上記光透過性基材としては、透明性、平滑性、耐熱性を備え、機械的強度とに優れたものであることが好ましい。上記光透過性基材を形成する材料の具体例としては、ポリエステル(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)、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、又はポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられ、好ましくは、耐熱性が高い点で、ポリエステル(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)が挙げられる。
上記光透過性基材には、その表面上にハードコート層を形成するのに際して、接着性向上のために、コロナ放電処理、酸化処理等の物理的な処理の他、アンカー剤又はプライマーと呼ばれる塗料の塗布を予め行ってもよい。
上記ハードコート層(A)は、反応性官能基を有するレベリング剤及びバインダー樹脂を含有するハードコート層(A)用組成物を用いて形成される。
本発明では、ハードコート層(A)が反応性官能基を有するレベリング剤を含有する。このようなレベリング剤を含有することにより、上記ハードコート層(A)を有する光学積層体をロールで巻き取る際に裏移りを防ぐことができる。また、防汚性能を長期間維持することができる。
なかでも、指紋及び油性インキ等の汚れをはじき、簡単に拭き取りができる点で、アクリレート系の官能基を有するフッ素系レベリング剤、及び、ケイ素系レベリング剤であることが好ましい。
を挙げることができる。なかでも、汚れをはじき、拭き取り性が良好な点で、DIC社製RS71が好ましい。
また、これらの化合物は、分子骨格の一部を変性しているものでもよく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール、等による変性がなされたものも使用することができる。
上記電離放射線硬化型樹脂と併用して使用することができる溶剤乾燥型樹脂としては特に限定されず、一般に、熱可塑性樹脂を使用することができる。
上記重量平均分子量は、THF溶剤におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算値であり、分子量分布を有しない場合には、化合物そのものの分子量を意味するものである。
上記ペン摺動性とは、光学積層体が、指先やスタイラス(ペン先)等の接触体により繰返押圧されたときに損傷しないような機械的強度をいう。
上記バインダー樹脂としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジ及びトリ(メタ)アクリレート、並びに、ポリメチル(メタ)アクリレートの3種を含有することがより好ましい。
なお、ハードコート層(A)用組成物は、後述する易滑剤を含有さないことが好ましい。易滑剤を含有するとペン摺動性又は鉛筆硬度が低下するおそれがある。
バインダー樹脂、及び、任意の他の成分を溶剤と混合して分散させることにより調製することができる。
上記溶剤としては、例えば、水、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール、PGME)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン、ジイソブチルケトン、ジエチルケトン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル、PGMEA)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン)、エーテルアルコール(例、1−メトキシ−2−プロパノール)等を挙げることができる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記混合分散の方法としては、特に限定されず、例えば、ペイントシェーカー又はビーズミル等の公知の方法を使用することができる。
すなわち、上記光透過性基材の片面に上記ハードコート層(A)用組成物を塗布して塗膜を形成し、必要に応じて乾燥させた後、上記塗膜を硬化させることによりハードコート層(A)を形成させることができる。
上記ハードコート層(A)用組成物を塗布する方法としては、ロールコート法、ミヤバーコート法、グラビアコート法等の塗布方法が挙げられる。
上記乾燥は、特に限定されないが、40〜100℃で20秒間〜5分間行うのが好ましい。
上記塗膜を硬化させる方法は、特に限定されず、公知の方法であればよく、例えば、塗膜に紫外線を照射することにより硬化させる方法が挙げられる。
上記層厚みは、4〜8μmであることがより好ましい。
上記層厚みは、断面を電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察し、測定して得られる値である。
上記ハードコート層(B)は、バインダー樹脂、反応性官能基を有さないレベリング剤及び易滑剤を含有するハードコート層(B)用組成物を用いて形成された層である。
上記ハードコート層(B)が反応性官能基を有さないレベリング剤を含有する組成物を用いて形成されることにより、上記ハードコート層(B)を加飾フィルムの裏面として使用した場合に、後加工印刷時の塗工性に優れたものとすることができる。
上記反応性官能基を有さないレベリング剤としては、撥水親油性のものが挙げられ、上述した反応性官能基を有さない、フッ素系レベリング剤、アクリル系レベリング剤等を挙げることができる。
なかでも、ハードコート層(B)用組成物に使用するバインダー樹脂としては、後工程製造加工時の熱収縮による光学積層体のカールを防止することができる点で、ハードコート層(A)用組成物のバインダー樹脂の樹脂組成と同様の樹脂組成であることが好ましい。
上記易滑剤を含有することにより、光学積層体をロール状に巻き取った際、光学積層体同士が互いに貼り付くのを防止することができる。
更に、上記易滑剤は、耐熱性が高く、安価で、入手しやすい等の点で、シリカ粒子であることがより好ましい。
上記易滑剤の平均粒径は、より好ましい下限が100nmであり、より好ましい上限が500nmである。
なお、上記平均粒径は、レーザー回析散乱式の方法により測定して得られた値である。
また、本発明の光学積層体に、更に、ニュートンリング発生防止効果を付与する場合は、上記易滑剤の平均粒径は4〜25μmであることが好ましい。
1質量部未満であると、貼り付き防止効果が発現しないおそれがある。10質量部を超えると、光学特性が低下するおそれがある。
上記易滑剤の含有量は、3〜6質量部であることがより好ましい。
上記その他の成分としては、上述したハードコート層(A)で使用し得るその他の成分と同様のものを挙げることができる。
上記層厚みは、4〜8μmであることがより好ましい。
また、光学積層体における、加工時の熱収縮によるカールの発生を防止できる点で、上記ハードコート層(B)の層厚みは、上記ハードコート層(A)の層厚みと同一であることが更に好ましい。
上記層厚みは、断面を電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察し、測定して得られる値である。
更に、上記ハードコート層(A)を表面とし、上記ハードコート層(B)を裏面とする場合、すなわち、ハードコート層(A)が最表面となるように表示パネルに設置する際、本発明の光学積層体は、ペン摺動性や防指紋性、後加工印刷時における塗工性にも優れたものである。
上記全光線透過率は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7361に準拠した方法により測定することができる。
上記ヘイズは、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7136に準拠した方法により測定することができる。
上記透過色相b*は、分光光度計(島津製作所製、製品番号UVPC−2450)を用いて測定して得られる値である。
このため、本発明の光学積層体は、陰極線管表示装置(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)等のディスプレイ、特に高精細化ディスプレイに好適に使用することができる。
なお、文中、「部」又は「%」とあるのは特に断りのない限り、質量基準である。
PET基材(東レ製 ルミラーU46、厚み188μm)の一面側に、下記の組成のハードコート層(A)用組成物を塗布し、温度50℃の熱オーブン中で60秒間乾燥し、塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が360mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚5μmのハードコート層(A)層を形成した。次いで、上記PET基材の、上記ハードコート層(A)層を形成した面とは反対側の面に、下記の組成のハードコート層(B)用組成物を塗布し、温度50℃の熱オーブン中で60秒間乾燥し、塗膜中の溶剤を蒸発させ、その塗膜側(PET基材の上記ハードコート層(A)層とは反対側)から紫外線を積算光量が360mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚5μmのハードコート層(B)を形成し、光学積層体を得た。
<ハードコート層(A)用組成物(1)>
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部(固形分)
ポリメチルアクリレート(重量平均分子量40000) 5質量部(固形分)
イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート(商品名アロニックスM315 東亜合成株式会社) 15質量部(固形分)
レベリング剤a(製品名メガファックRS71、フッ素系、DIC社製)
0.25質量部
光重合開始剤(製品名イルガキュアー(Irg)184、チバ・ジャパン社製)
1.7質量部
溶剤(MIBK) 46質量部
<ハードコート層(B)用組成物(1)>
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部(固形分)
ポリメチルアクリレート(重量平均分子量40000) 5質量部(固形分)
イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート(商品名アロニックスM315 東亜合成株式会社) 15質量部(固形分)
レベリング剤c(製品名メガファックMCF350−5、固形分5質量% DIC社製)
1質量部
易滑剤a(シリカ粒子、平均粒径250nm、製品名SIRMIBK15WT%−E65 固形分15質量%、CIKナノテック社製) 20質量部
光重合開始剤(製品名イルガキュアー(Irg)184、チバ・ジャパン社製)
1.7質量部
溶剤メチルイソブチルケトン(MIBK) 33.2質量部
実施例1において、ハードコート層(B)用組成物(1)の代わりに、下記組成のハードコート層(B)用組成物(2)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
<ハードコート層(B)用組成物(2)>
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部(固形分)
ポリメチルアクリレート(重量平均分子量40000) 5質量部(固形分)
イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート(商品名アロニックスM315 東亜合成株式会社) 15質量部(固形分)
レベリング剤c(製品名メガファックMCF350−5、固形分5質量% DIC社製)
1質量部
易滑剤a(シリカ粒子、平均粒径250nm、製品名SIRMIBK15WT%−E65 固形分15質量%、CIKナノテック社製) 33.3質量部
光重合開始剤(製品名イルガキュアー(Irg)184、チバ・ジャパン社製)
1.7質量部
溶剤メチルイソブチルケトン(MIBK) 24.7質量部
実施例1において、ハードコート層(B)用組成物(1)の代わりに、下記組成のハードコート層(B)用組成物(3)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
<ハードコート層(B)用組成物(3)>
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部(固形分)
ポリメチルアクリレート(重量平均分子量40000) 5質量部(固形分)
イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート(商品名アロニックスM315 東亜合成株式会社) 15質量部(固形分)
レベリング剤c(製品名メガファックMCF350−5、固形分5質量% DIC社製)
1質量部
易滑剤a(シリカ粒子、平均粒径250nm、製品名SIRMIBK15WT%−E65 固形分15質量%、CIKナノテック社製) 10質量部
光重合開始剤(製品名イルガキュアー(Irg)184、チバ・ジャパン社製)
1.7質量部
溶剤メチルイソブチルケトン(MIBK) 42.6質量部
実施例1において、ハードコート層(B)用組成物(1)中の易滑剤aの代わりに、シリカ粒子(平均粒径100nm、固形分15質量%)(実施例4)、又は、シリカ粒子(平均粒径800nm、固形分15質量%)(実施例5)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
実施例1において、ハードコート層(A)用組成物(1)中のレベリング剤aの代わりに、反応性官能基を有するケイ素系レベリング剤(製品名BYKUV3500、ビックケミージャパン社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
実施例1において、ハードコート層(B)用組成物(1)中のレベリング剤cの代わりに、反応性官能基を有さないアクリル系レベリング剤(製品名BYK350、ビックケミージャパン社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
実施例1において、ハードコート層(B)用組成物(1)中の易滑剤aの代わりに、シリカ粒子(平均粒径1000nm、固形分15質量%)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
実施例1において、ハードコート層(B)の膜厚を10μmに代えた以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
実施例1において、ハードコート層(B)用組成物(1)の代わりに、下記組成のハードコート層(B)用組成物(4)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
<ハードコート層(B)用組成物(4)>
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部(固形分)
ポリメチルアクリレート(重量平均分子量40000) 5質量部(固形分)
イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート(商品名アロニックスM315 東亜合成株式会社) 15質量部(固形分)
レベリング剤c(製品名メガファックMCF350−5、固形分5質量% DIC社製)
1質量部
光重合開始剤(製品名イルガキュアー(Irg)184、チバ・ジャパン社製)
1.7質量部
溶剤メチルイソブチルケトン(MIBK) 50.8質量部
実施例1のハードコート層(B)用組成物(1)において、レベリング剤cの代わりに、反応性基を有するレベリング剤a(製品名メガファックRS71、フッ素系、DIC社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
実施例1において、ハードコート層(B)を形成しない以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
(貼り付き防止性)
各光学積層体について、ハードコート層(A)面とハードコート層(B)面とを、面−面で擦り合わせて滑り性を確認することにより、下記の基準にて、貼り付き防止性を評価した。
◎:滑り性が良好で、貼り付き防止性良好
○:若干貼り付きが発生したが、滑らせると滑り、貼り付き性に問題なし
△:一部貼り付きが発生し、滑らせても滑り性が不充分で、貼り付き性がやや劣る
×:全面に貼り付きが発生し、滑らない
各光学積層体について、ハードコート層(B)面上に、スクリーンインキ(熱硬化型)被膜を形成し、JIS K5400の碁盤目試験の方法に準じて、SiOx最表面に1mm間隔で縦及び横、それぞれ11本の切れ目を入れて100個の碁盤目を作り、ニチバン社製セロテープ(登録商標)を碁盤目上に貼り付けた後、これを速やかに90°の方向に引張って剥離させ、下記の基準にて、印刷層塗工性(塗膜密着性)を評価した。
○:碁盤目100個中、剥がれなかった碁盤目の数が80個〜100個
△:碁盤目100個中、剥がれなかった碁盤目の数が30個〜79個
×:碁盤目100個中、剥がれなかった碁盤目の数が29個以下
各光学積層体について、100mm四方の寸法のハードコートフィルムとし、これを平らな面に置き、150℃、1時間の耐熱試験を実施し、四隅の平面からの浮きあがりの高さの平均値をカールの高さとして測定した。
なお、カールの高さはハードコート層(B)面(ハードコート層(A)面とは反対側の面)を下側にした場合、ハードコート層(A)面を下側にした場合のそれぞれについて測定を行った。ハードコート層(B)面を下側にした場合のハードコート層(A)面側へのカール高さを負の値に、ハードコート層(A)を下側にした場合のハードコート層(B)面側へのカール高さを正の値とした。つまり、例えば、ハードコート層(B)面側を下側にした場合のハードコート(A)側へのカール高さが3mmの場合は、−3mmとし、ハードコート層(A)層を下側にした場合のハードコート(B)側へのカール高さが7mmの場合は、+7mmとする。
下記の基準にて、耐熱カール性を評価した。
○:0mm以上±2mm未満
△:±2mm以上±5mm未満
×:±5mm以上
各光学積層体のヘイズについて、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7136に準拠した方法により測定した。
Claims (4)
- 光透過性基材と、前記光透過性基材の一方の面上にハードコート層(A)と、前記光透過性基材の他方の面上にハードコート層(B)とを有する光学積層体であって、
前記ハードコート層(A)は、反応性官能基を有するレベリング剤及びバインダー樹脂を含有するハードコート層(A)用組成物を用いて形成された層であり、
前記ハードコート層(B)は、反応性官能基を有さないレベリング剤、易滑剤及びバインダー樹脂を含有するハードコート層(B)用組成物を用いて形成された層である
ことを特徴とする光学積層体。 - ハードコート層(A)用組成物及びハードコート層(B)用組成物のバインダー樹脂は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ポリメチル(メタ)アクリレート、並びに、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジ及びトリアクリレートからなる群より選択される少なくとも1種を含有する請求項1記載の光学積層体。
- 易滑剤は、シリカ、シリコーン、高密度ポリエチレン、ポリスチレン、及び、ポリスチレンアクリルからなる群より選択される少なくとも1種の微粒子である請求項1又は2記載の光学積層体。
- 易滑剤は、平均粒径が100〜800nmである請求項1、2又は3記載の光学積層体。
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