JP2014041249A - Optical film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学フィルムに関するものである。 The present invention relates to an optical film.
タブレット端末等の普及により、液晶ディスプレイ等の表示装置を屋内のみならず、屋外で使用するケースが増えてきている。
そのため、砂埃の多い屋外でも傷がつきにくい、建材用途での「落砂試験」にも耐えられるほど高硬度な表面材を備えた表示装置が求められている。
With the spread of tablet terminals and the like, cases of using display devices such as liquid crystal displays not only indoors but also outdoors are increasing.
Therefore, there is a demand for a display device having a surface material that is hard to be damaged even outdoors with a lot of dust and that has a surface material that is hard enough to withstand a “sandfall test” for building materials.
特許文献1には、特定の加水分解性シランと、特定のフッ素含有重合体を組み合わせたコーティング組成物を用いた反射防止膜が開示されている。特許文献1の手法によれば、優れた反射防止効果や耐汚染性等を有することが記載されており、また、耐擦傷性も有することが記載されている。しかしながら、特許文献1の手法では、反射防止膜の耐擦傷性は不十分であり、より高硬度の光学フィルムが求められている。 Patent Document 1 discloses an antireflection film using a coating composition in which a specific hydrolyzable silane and a specific fluorine-containing polymer are combined. According to the method of Patent Document 1, it is described that the film has excellent antireflection effect, contamination resistance, and the like, and also has scratch resistance. However, in the method of Patent Document 1, the antireflection film has insufficient scratch resistance, and a higher hardness optical film is required.
加水分解性シランを用いたゾルゲル法によって形成された硬化膜は、縮合時の収縮により表面に凹凸形状を生じやすい。本発明者らは、低屈折率層をゾルゲル法により形成した場合に生じる凹凸形状によっては硬度が不十分となり、砂埃等により傷が生じることがあるとの知見を得た。 A cured film formed by a sol-gel method using hydrolyzable silane is likely to have an uneven shape on the surface due to shrinkage during condensation. The inventors of the present invention have found that depending on the concavo-convex shape produced when the low refractive index layer is formed by the sol-gel method, the hardness becomes insufficient and scratches may be caused by dust or the like.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、優れた硬度と低反射性を有する光学フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical film having excellent hardness and low reflectivity.
本発明に係る光学フィルムは、光透過性基材の一面側に、少なくとも、ハードコート層と、低屈折率層とがこの順に設けられた光学フィルムであって、前記低屈折率層が、アルコキシシラン及びその加水分解物よりなる群から選択される1種以上と、中空微粒子と、無機中実微粒子とを含有し、前記中空微粒子100質量部に対して、無機中実微粒子が10〜200質量部である低屈折率層用組成物の硬化物からなることを特徴とする。 The optical film according to the present invention is an optical film in which at least a hard coat layer and a low refractive index layer are provided in this order on one side of a light-transmitting substrate, and the low refractive index layer is an alkoxy film. It contains at least one selected from the group consisting of silane and its hydrolyzate, hollow fine particles, and inorganic solid fine particles, and 10 to 200 mass of inorganic solid fine particles with respect to 100 parts by mass of the hollow fine particles. It consists of the hardened | cured material of the composition for low refractive index layers which is a part.
本発明の光学フィルムにおいては、前記ハードコート層が、高屈折率微粒子を含有する高屈折率ハードコート層であって、前記低屈折率層と隣接することが、低反射性に優れる点から好ましい。 In the optical film of the present invention, the hard coat layer is a high refractive index hard coat layer containing fine particles of high refractive index, and is preferably adjacent to the low refractive index layer from the viewpoint of excellent low reflectivity. .
本発明の光学フィルムにおいては、前記低屈折率層における前記無機中実微粒子が、平均粒径が1〜100nmの略球状のシリカ微粒子2〜20個が無機の化学結合により結合した異形シリカ微粒子であることが、より優れた硬度を達成できる点で好ましい。 In the optical film of the present invention, the inorganic solid fine particles in the low refractive index layer are deformed silica fine particles in which 2 to 20 substantially spherical silica fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm are bonded by an inorganic chemical bond. It is preferable that a certain level of hardness can be achieved.
本発明の光学フィルムは、前記低屈折率層のインデンテーション硬さが、0.6GPa以上であることが好ましい。 In the optical film of the present invention, the indentation hardness of the low refractive index layer is preferably 0.6 GPa or more.
本発明によれば、優れた硬度と低反射性を有する光学フィルムを提供することができる。 According to the present invention, an optical film having excellent hardness and low reflectivity can be provided.
以下、本発明に係る光学フィルムについて説明する。
本発明において、硬化性とは、化学反応を経て硬くなる性質をいう。
本発明において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを表す。
本発明において、低屈折率層用組成物等、溶液中における、中空微粒子、無機中実粒子、高屈折率微粒子等の各微粒子の平均粒径とは、溶液中の当該粒子を動的光散乱方法で測定し、粒径分布を体積累積分布で表したときの50%粒径(d50 メジアン径)を意味する。当該平均粒径は、日機装(株)製のMicrotrac粒度分析計、又はNanotrac粒度分析計を用いて測定することができる。
当該溶液中における平均粒径は、粒子が凝集しない粒子であれば1次粒径の平均を表すものであり、粒子が凝集粒子である場合は、分散粒径の平均を表すものである。
また、本発明において、光学フィルムを構成する各層における、各微粒子の平均粒径とは、光学フィルムの断面の電子顕微鏡写真から、一次粒子の大きさを直接計測する方法で求めることができる。具体的には、個々の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、その平均をその粒子の粒径とし、次に100個以上の粒子についてそれぞれ粒子の粒径を求め、その平均を平均粒径とするものである。なお、電子顕微鏡は透過型(TEM)又は走査型(SEM)のいずれを用いても同じ結果を得ることができる。
Hereinafter, the optical film according to the present invention will be described.
In the present invention, the curability refers to a property that becomes hard through a chemical reaction.
In the present invention, (meth) acrylate represents acrylate and / or methacrylate.
In the present invention, the average particle size of each fine particle, such as a hollow fine particle, an inorganic solid particle, and a high refractive index fine particle in a solution, such as a composition for a low refractive index layer, refers to dynamic light scattering of the particle in a solution. It means a 50% particle diameter (d50 median diameter) when measured by the method and the particle diameter distribution is represented by a volume cumulative distribution. The average particle size can be measured using a Microtrac particle size analyzer manufactured by Nikkiso Co., Ltd. or a Nanotrac particle size analyzer.
The average particle size in the solution represents the average of the primary particle size if the particles are not aggregated, and represents the average of the dispersed particle size if the particles are aggregated particles.
Moreover, in this invention, the average particle diameter of each fine particle in each layer which comprises an optical film can be calculated | required by the method of directly measuring the magnitude | size of a primary particle from the electron micrograph of the cross section of an optical film. Specifically, the minor axis diameter and major axis diameter of each primary particle are measured, and the average is used as the particle diameter of the particle. Next, the particle diameter of each of 100 or more particles is obtained, and the average is calculated. The average particle size is set. Note that the same result can be obtained regardless of whether the electron microscope is a transmission type (TEM) or a scanning type (SEM).
本発明に係る光学フィルムは、光透過性基材の一面側に、少なくとも、ハードコート層と、低屈折率層とがこの順に設けられた光学フィルムであって、前記低屈折率層が、アルコキシシラン及びその加水分解物よりなる群から選択される1種以上と、中空微粒子と、無機中実微粒子とを含有する低屈折率層用組成物の硬化物からなることを特徴とする。 The optical film according to the present invention is an optical film in which at least a hard coat layer and a low refractive index layer are provided in this order on one side of a light-transmitting substrate, and the low refractive index layer is an alkoxy film. It consists of hardened | cured material of the composition for low-refractive-index layers containing 1 or more types selected from the group which consists of a silane and its hydrolyzate, a hollow microparticle, and an inorganic solid microparticle.
本発明の光学フィルム10は、図1に例示されるように、光透過性基材1の一面側に、少なくともハードコート層2と、低屈折率層3とがこの順に設けられているものである。図1におけるハードコート層2は、図2のように高屈折率微粒子を含有する高屈折率ハードコート層2’として低屈折率層3に隣接するものであってもよい。この場合のハードコート層2’は高屈折率層4を兼ね備えた層となる。また、本発明の光学フィルム10は、図3に例示されるように、光透過性基材1の一面側に、ハードコート層2と、高屈折率層4と、低屈折率層3とがこの順に設けられたものであってもよい。
本発明においては、前記低屈折率層3が上記特定の低屈折率層用組成物の硬化物からなるものであるため、表面凹凸形状が通常のアルコキシシラン及びその加水分解物からなる層と比べて小さく、摩擦が低減され、硬度に優れたものとなる。
As illustrated in FIG. 1, the optical film 10 of the present invention is provided with at least a hard coat layer 2 and a low refractive index layer 3 in this order on one surface side of a light-transmitting substrate 1. is there. The hard coat layer 2 in FIG. 1 may be adjacent to the low refractive index layer 3 as a high refractive index hard coat layer 2 ′ containing high refractive index fine particles as shown in FIG. In this case, the hard coat layer 2 ′ is a layer having the high refractive index layer 4. Further, as illustrated in FIG. 3, the optical film 10 of the present invention has a hard coat layer 2, a high refractive index layer 4, and a low refractive index layer 3 on one surface side of the light transmissive substrate 1. It may be provided in this order.
In the present invention, since the low refractive index layer 3 is made of a cured product of the specific composition for low refractive index layer, the surface uneven shape is compared with a layer made of normal alkoxysilane and its hydrolyzate. The friction is reduced and the hardness is excellent.
本発明の光学フィルムは、少なくとも、光透過性基材と、ハードコート層と、低屈折率層とを有するものであり、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて更に他の層を有していてもよいものである。
以下、本発明の光学フィルムの構成について、順に詳細に説明するが、本発明において特徴的な低屈折率層から説明する。
The optical film of the present invention has at least a light-transmitting substrate, a hard coat layer, and a low refractive index layer, and other layers are added as necessary unless the effects of the present invention are impaired. You may have.
Hereinafter, although the structure of the optical film of this invention is demonstrated in detail in order, it demonstrates from the low refractive index layer characteristic in this invention.
[低屈折率層]
本発明において、低屈折率層は、アルコキシシラン及びその加水分解物よりなる群から選択される1種以上と、中空微粒子と、無機中実微粒子とを含有する低屈折率層用組成物の硬化物からなるものである。低屈折率層用組成物は、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を含有しても良いものである。なお、本発明において低屈折率層とは、少なくとも隣接する層よりも屈折率が低い層である。
[Low refractive index layer]
In the present invention, the low refractive index layer is a cured low refractive index layer composition containing at least one selected from the group consisting of alkoxysilanes and hydrolysates thereof, hollow fine particles, and inorganic solid fine particles. It consists of things. The composition for a low refractive index layer may contain other components as necessary as long as the effects of the present invention are not impaired. In the present invention, the low refractive index layer is a layer having a lower refractive index than at least an adjacent layer.
本発明の低屈折率層は、アルコキシシラン及びその加水分解物よりなる群から選択される1種以上(以下、アルコキシシラン等という場合がある)と、中空微粒子と、無機中実微粒子とを組み合わせて用いることにより、硬度に優れた低屈折率層とすることができる。 The low refractive index layer of the present invention is a combination of one or more selected from the group consisting of alkoxysilanes and hydrolysates thereof (hereinafter sometimes referred to as alkoxysilanes), hollow fine particles, and inorganic solid fine particles. By using it, it can be set as the low refractive index layer excellent in hardness.
上記特定の組み合わせにより、上記のような効果を発揮する作用としては、以下のように推定される。
アルコキシシラン等をゾルゲル法により硬化させて得られた硬化膜は、従来の紫外線硬化型樹脂を用いた場合と比べて高硬度ではあるが、縮合時の収縮により表面に凹凸形状を生じやすく、硬度が未だ不十分であった。
本発明の低屈折率層はアルコキシシラン等と中空微粒子に無機中実微粒子を組み合わせて用いる。無機中実微粒子を混合することにより硬度を付与できると共に収縮しやすいアルコキシシラン等の材料を減らすことができ、収縮を抑制できる。その上、表面に生じ得る凹凸形状に無機中実微粒子が入り込むため、凹凸形状の高低差が緩和されて、摩擦が低減されたなめらかな表面形状が得られるものと推定される。これらの相乗効果により、砂埃等によっても傷が生じにくく、優れた硬度を有する低屈折率層を得ることができる。
The action that exerts the above effects by the specific combination is estimated as follows.
The cured film obtained by curing alkoxysilane or the like by the sol-gel method has a higher hardness than the case of using a conventional UV curable resin, but the surface is likely to have an uneven shape due to shrinkage during condensation, and the hardness Was still inadequate.
The low refractive index layer of the present invention uses alkoxysilane or the like and hollow fine particles in combination with inorganic solid fine particles. By mixing inorganic solid fine particles, hardness can be imparted, and materials such as alkoxysilane that can easily shrink can be reduced, and shrinkage can be suppressed. In addition, since the inorganic solid fine particles enter the uneven shape that can occur on the surface, it is presumed that the difference in height of the uneven shape is relaxed and a smooth surface shape with reduced friction is obtained. Due to these synergistic effects, it is possible to obtain a low-refractive index layer having excellent hardness that is hardly damaged by dust and the like.
<低屈折率層用組成物>
上記低屈折率層用組成物は、少なくとも、アルコキシシラン等と、中空微粒子と、無機中実微粒子とを含有するものであり、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。
以下、低屈折率層用組成物を構成する各成分について説明する。
<Composition for low refractive index layer>
The composition for a low refractive index layer contains at least alkoxysilane and the like, hollow fine particles, and inorganic solid fine particles, and other components are added as necessary unless the effects of the present invention are impaired. It may be contained.
Hereinafter, each component which comprises the composition for low refractive index layers is demonstrated.
(アルコキシシラン等)
本発明において用いられる低屈折率層用組成物は、アルコキシシラン及びその加水分解物よりなる群から選択される1種以上が用いられる。
当該アルコキシシランは、加水分解性を有するものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に用いられるアルコキシシランとしては、例えば、下記一般式(1)で表されるものが挙げられる。
一般式(1): (R1)nSi(OR2)(4−n)
(一般式(1)中、R1は炭素数1〜8の有機基を表す、R2は、炭素数1〜12のアルキル基を表し、nは0〜3の整数である。R1及びR2が複数ある場合、複数あるR1、及び複数あるR2は、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
(Alkoxysilane, etc.)
As the composition for a low refractive index layer used in the present invention, one or more selected from the group consisting of alkoxysilanes and hydrolysates thereof are used.
The alkoxysilane can be appropriately selected from those having hydrolyzability. As an alkoxysilane used for this invention, what is represented by following General formula (1) is mentioned, for example.
General formula (1): (R 1 ) n Si (OR 2 ) (4-n)
(In General Formula (1), R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 3. R 1 and When there are a plurality of R 2 s , a plurality of R 1 s and a plurality of R 2 s may be the same as or different from each other.)
本発明において有機基とは、炭素原子を1個以上有する基をいう。R1における有機基としては、中でも、アルキル基又はフェニル基であることが好ましく、当該アルキル基及びフェニル基は、更に置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、アミノ基、エポキシ基等が挙げられる。また、上記アルキル基は二重結合を有していてもよい。
R2は、炭素数1〜12のアルキル基を表し、当該アルキル基中の水素原子が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子に置換されていてもよい。
一般式(1)において、nは0〜1であることが好ましい。
In the present invention, the organic group means a group having one or more carbon atoms. Among them, the organic group in R 1 is preferably an alkyl group or a phenyl group, and the alkyl group and the phenyl group may further have a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine, chlorine and bromine, amino groups, and epoxy groups. The alkyl group may have a double bond.
R 2 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogen atom such as fluorine, chlorine, or bromine.
In General formula (1), it is preferable that n is 0-1.
アルコキシシランとしては、中でも、下記一般式(2)で表されるものであることが、低屈折率層を高硬度とする点から好ましい。
一般式(2): Si(OR2)4
(一般式(2)におけるR2は前記一般式(1)におけるR2と同じである。)
Among them, the alkoxysilane is preferably represented by the following general formula (2) from the viewpoint that the low refractive index layer has high hardness.
General formula (2): Si (OR 2 ) 4
(R 2 in the general formula (2) is the same as R 2 in the general formula (1).)
アルコキシシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the alkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and the like. It is not limited.
低屈折率層の屈折率を低下する点からは、上記アルキル基中の水素原子がフッ素原子に置換されていることが好ましい。一方、低屈折率層の強度を向上する点からは、上記アルキル基中の水素原子はハロゲン原子に置換されていないことが好ましい。
また、膜強度を向上する点から、R2は炭素数1〜8であることが好ましく、1〜5であることがより好ましい。
From the viewpoint of reducing the refractive index of the low refractive index layer, it is preferable that the hydrogen atom in the alkyl group is substituted with a fluorine atom. On the other hand, from the viewpoint of improving the strength of the low refractive index layer, it is preferable that the hydrogen atom in the alkyl group is not substituted with a halogen atom.
From the viewpoint of improving the film strength, R 2 is preferably 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1-5.
(中空微粒子)
本発明において中空微粒子とは、外殻層に囲まれた内部が多孔質又は空洞であり、粒子内部に空気を含む粒子をいい、低屈折率性を付与するために用いられる。当該中空微粒子の屈折率としては、低屈折率性を付与する点から1.44以下、更に1.40以下であることが好ましい。
(Hollow particles)
In the present invention, the hollow fine particles refer to particles that are porous or hollow inside the outer shell layer and contain air inside the particles, and are used for imparting low refractive index. The refractive index of the hollow fine particles is preferably 1.44 or less and more preferably 1.40 or less from the viewpoint of imparting low refractive index properties.
上記中空微粒子の外殻層は、無機物であっても有機物であってもよく、例えば、金属、金属酸化物、樹脂からなるものが挙げられ、シリカであることが好ましい。外殻層がシリカである場合、当該シリカは結晶性、ゾル状、ゲル状のいずれの状態であってもよい。
また、中空微粒子の形状は、略球状、鎖状、針状、板状、片状、棒状、繊維状等のいずれであってもよい。中でも、略球状であることが好ましく、楕円球状又は真球状であることがより好ましい。
なお、本発明において、略球状とは、楕円球状や、多面体をも含めた球体に近似できる形状を意味し、真球状も包含する概念である。
The outer shell layer of the hollow fine particles may be inorganic or organic, and examples thereof include those made of metal, metal oxide, and resin, and silica is preferable. When the outer shell layer is silica, the silica may be in a crystalline state, a sol state, or a gel state.
The shape of the hollow fine particles may be any of a substantially spherical shape, a chain shape, a needle shape, a plate shape, a piece shape, a rod shape, a fiber shape and the like. Especially, it is preferable that it is substantially spherical shape, and it is more preferable that it is elliptical spherical shape or a true spherical shape.
In the present invention, the term “substantially spherical” means an elliptical sphere or a shape that can approximate a sphere including a polyhedron, and is a concept that includes a true sphere.
中空微粒子の平均粒径は、好ましくは1nm〜100nmであり、更に好ましくは10nm〜60nmである。平均粒径が上記上限値以下であれば、透明性に優れている。また、平均粒径が上記下限値以上であれば、当該中空微粒子を均一に分散しやすく、低屈折率性を付与しやすい。 The average particle diameter of the hollow fine particles is preferably 1 nm to 100 nm, and more preferably 10 nm to 60 nm. When the average particle size is not more than the above upper limit, transparency is excellent. Moreover, if an average particle diameter is more than the said lower limit, the said hollow fine particle will be easy to disperse | distribute uniformly and it will be easy to provide low refractive index property.
本発明においては、より優れた硬度を達成できる点から、平均粒径の異なる2種類以上の中空シリカ微粒子を組み合わせて用いることが好ましい。このような平均粒径の異なる2種類以上の中空シリカ微粒子を用いる場合、各中空シリカ微粒子は粒径が揃っていることが好ましく、具体的には、粒径の標準偏差が平均粒径の20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。粒径にばらつきの少なく平均粒径が異なる2種類以上の中空シリカ微粒子を組み合わせて用いることにより、特に優れた硬度を達成することができる。 In the present invention, it is preferable to use a combination of two or more kinds of hollow silica fine particles having different average particle diameters from the viewpoint of achieving superior hardness. When two or more kinds of hollow silica fine particles having different average particle diameters are used, it is preferable that the hollow silica fine particles have the same particle diameter. Specifically, the standard deviation of the particle diameters is 20 times the average particle diameter. % Or less, and more preferably 10% or less. A particularly excellent hardness can be achieved by using a combination of two or more types of hollow silica fine particles having a small variation in particle size and different average particle sizes.
中空微粒子の具体例としては、特開平7−133105号公報、特開2001−233611号公報等に開示された複合酸化物ゾルまたは中空シリカ微粒子が挙げられる。中でも、特開2001−233611号公報で開示されている技術を用いて調製した中空シリカ微粒子が好ましい。無機系微粒子は硬度が高いため、低屈折率層の層強度が向上され、かつ、屈折率を1.20〜1.44程度の範囲内に調製することができる点で好ましい。 Specific examples of the hollow fine particles include composite oxide sols or hollow silica fine particles disclosed in JP-A Nos. 7-133105 and 2001-233611. Among these, hollow silica fine particles prepared using the technique disclosed in JP-A-2001-233611 are preferable. Since the inorganic fine particles have high hardness, the layer strength of the low refractive index layer is improved, and the refractive index can be adjusted within a range of about 1.20 to 1.44.
(無機中実微粒子)
本発明において無機中実微粒子とは、空隙を有しない無機微粒子をいう。当該無機中実微粒子は、内部が多孔質でも空洞でもないため、前記中空微粒子に比べ、外部から粒子にかかる圧力(外圧)で潰れにくく、耐圧性に優れる。本発明においては、当該無機中実微粒子を低屈折率層に含有させることにより、アルコキシシラン等のマトリクスに置き換わり縮合成分を低減するとともに、縮合した凹凸形状に入り込み、凹凸形状の高低差を緩和する。このような作用により、低屈折率層の表面摩擦を低減するとともに硬度を高くすることができる。
上記無機中実微粒子は、空隙を有しないため、屈折率は、中空微粒子よりも高く、1.42〜1.46である。粒子は、非結晶状態であっても、結晶状態であってもよい。
(Inorganic solid fine particles)
In the present invention, the inorganic solid fine particles mean inorganic fine particles having no voids. Since the inorganic solid fine particles are neither porous nor hollow, the inorganic solid fine particles are less likely to be crushed by the pressure (external pressure) applied to the particles from the outside and have excellent pressure resistance compared to the hollow fine particles. In the present invention, by including the inorganic solid fine particles in the low refractive index layer, the condensation component is reduced by replacing it with a matrix such as alkoxysilane, and at the same time, the condensed uneven shape is entered, and the height difference of the uneven shape is alleviated. . By such an action, the surface friction of the low refractive index layer can be reduced and the hardness can be increased.
Since the inorganic solid fine particles do not have voids, the refractive index is 1.42 to 1.46, which is higher than that of the hollow fine particles. The particles may be in an amorphous state or a crystalline state.
無機中実微粒子としては、従来公知の反射防止フィルムやハードコートフィルム等に用いられている無機中実微粒子を用いることができる。例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物及び金属フッ化物等が挙げられる。無機中実微粒子としては、中でもシリカ微粒子であることが好ましい。 As the inorganic solid fine particles, inorganic solid fine particles used in conventionally known antireflection films and hard coat films can be used. For example, a metal oxide, a metal nitride, a metal sulfide, a metal fluoride, etc. are mentioned. As inorganic solid fine particles, silica fine particles are particularly preferable.
中実シリカ微粒子の形状は、略球状、鎖状、針状、板状、片状、棒状、繊維状のいずれであってもよい。低屈折率層の硬度を向上する点からは、中でも、略球状、又は鎖状であることが好ましく、楕円球状シリカ微粒子、又は鎖状シリカ微粒子であることがより好ましい。
また、低屈折率層の硬度を向上する点から、中実シリカ微粒子が、平均粒径が1〜100nmの略球状のシリカ微粒子2〜20個が無機の化学結合により結合した異形シリカ微粒子であることがより好ましい。
The shape of the solid silica fine particles may be any of a substantially spherical shape, a chain shape, a needle shape, a plate shape, a piece shape, a rod shape, and a fiber shape. From the viewpoint of improving the hardness of the low refractive index layer, it is preferable that the layer is substantially spherical or chain, and more preferably elliptical spherical silica particles or chain silica particles.
Further, from the viewpoint of improving the hardness of the low refractive index layer, the solid silica fine particles are deformed silica fine particles in which 2 to 20 substantially spherical silica fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm are bonded by an inorganic chemical bond. It is more preferable.
上記異形シリカ微粒子における無機の化学結合としては、例えば、イオン結合、金属結合、配位結合及び共有結合が挙げられる。中でも、上記異形シリカ微粒子を極性溶媒中に加えても、結合した微粒子が分散しない結合、具体的には、金属結合、配位結合及び共有結合が好ましく、さらに、共有結合が好ましい。シリカ微粒子の凝集体では、物理的な外力によって、凝集体が分離するおそれがある。シリカ微粒子の凝集体では、物理的な外力以外に化学的にも、凝集を崩す溶剤、バインダー成分又は界面活性剤等の成分によって凝集体が分離するおそれがある。また、保護層が形成された後でも、物理的な外力(尖ったもの等による接触)によって、凝集体が分離し、保護層の傷となるおそれがある。これに対して、異形シリカ微粒子を構成しているシリカ微粒子が共有結合により結合してれば、物理的及び化学的な力による分解が起こりにくく、安定している。
Examples of the inorganic chemical bond in the deformed silica fine particle include an ionic bond, a metal bond, a coordination bond, and a covalent bond. Among them, even when the irregular silica fine particles are added to a polar solvent, a bond that does not disperse the bonded fine particles, specifically, a metal bond, a coordinate bond, and a covalent bond are preferable, and a covalent bond is more preferable. In the aggregate of silica fine particles, the aggregate may be separated by a physical external force. In the aggregate of silica fine particles, there is a possibility that the aggregate may be separated by a component such as a solvent, a binder component, or a surfactant that breaks the aggregation in addition to physical external force. In addition, even after the protective layer is formed, the aggregates may be separated by physical external force (contact with a pointed object or the like), which may cause damage to the protective layer. On the other hand, if the silica fine particles constituting the irregular-shaped silica fine particles are bonded by a covalent bond, decomposition due to physical and chemical forces hardly occurs and is stable.
上記異形シリカ微粒子の粒子状態としては、2〜20個のシリカ微粒子が無機の化学結合により結合し、凝集した状態の粒子(凝集粒子)、及び2〜20個のシリカ微粒子が無機の化学結合により結合し、鎖状に結合した鎖状粒子が挙げられる。特に、低屈折率層の硬度を高める点から、当該異形シリカ微粒子の粒子状態としては、鎖状であることが好ましい。 As the particle state of the irregular shaped silica fine particles, 2 to 20 silica fine particles are bonded by an inorganic chemical bond and aggregated particles (aggregated particles), and 2 to 20 silica fine particles are bonded by an inorganic chemical bond. Examples thereof include chain-like particles that are bound and chain-bound. In particular, from the viewpoint of increasing the hardness of the low refractive index layer, it is preferable that the irregular silica fine particles have a chain shape.
このような異形シリカ微粒子としては、例えば、触媒化成社製V−8803等の市販品を用いることができる。 As such deformed silica fine particles, for example, commercially available products such as V-8803 manufactured by Catalytic Chemical Co., Ltd. can be used.
無機中実微粒子の平均粒径は、好ましくは1nm〜100nmであり、更に好ましくは10nm〜60nmである。平均粒径が上記上限値以下であれば、透明性に優れている。また、平均粒径が上記下限値以上であれば、高硬度の低屈折率層となる。 The average particle diameter of the inorganic solid fine particles is preferably 1 nm to 100 nm, and more preferably 10 nm to 60 nm. When the average particle size is not more than the above upper limit, transparency is excellent. Moreover, if an average particle diameter is more than the said lower limit, it will become a low-refractive-index layer of high hardness.
(中空微粒子と無機中実微粒子の関係)
本発明の低屈折率層に含まれる、中空微粒子と、無機中実微粒子の質量比は、中空微粒子100質量部に対して、無機中実微粒子が10〜200質量部であり、中でも、50〜120質量部であることがより好ましい。上記下限値以上であれば、低屈折率層の硬度が特に優れている。一方、上記上限値以下であれば、低屈折率層の屈折率を低下させやすい。
また、中空微粒子と、無機中実微粒子の平均粒径の比は、中空微粒子の平均一次粒径を1としたときに、無機中実微粒子の平均粒径が0.1〜1であることが好ましく、0.2〜1であることがより好ましい。
(Relationship between hollow particles and inorganic solid particles)
The mass ratio of the hollow fine particles and the inorganic solid fine particles contained in the low refractive index layer of the present invention is 10 to 200 parts by mass of the inorganic solid fine particles with respect to 100 parts by mass of the hollow fine particles. More preferably, it is 120 parts by mass. If it is more than the said lower limit, the hardness of a low-refractive-index layer is especially excellent. On the other hand, if it is below the upper limit, the refractive index of the low refractive index layer is likely to be lowered.
The ratio of the average particle size of the hollow fine particles to the inorganic solid fine particles is such that when the average primary particle size of the hollow fine particles is 1, the average particle size of the inorganic solid fine particles is 0.1 to 1. Preferably, it is 0.2-1.
(その他の成分)
低屈折率層用組成物は、塗工性を向上するために、通常、溶剤が用いられる。低屈折率層用組成物に用いられる溶剤は、低屈折率層用組成物中の各成分と反応せず、当該各成分を均一に溶解乃至分散できるものの中から、適宜選択して用いればよい。このような溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロパノール等の各種アルコール系溶剤が挙げられる。
(Other ingredients)
In order to improve the coating property, a solvent is usually used for the composition for a low refractive index layer. The solvent used in the composition for the low refractive index layer may be appropriately selected from those that do not react with each component in the composition for the low refractive index layer and that can uniformly dissolve or disperse each component. . Examples of such a solvent include various alcohol solvents such as ethanol and isopropanol.
また、前記アルコキシシラン等の硬化を促進するために、触媒を用いてもよい。当該触媒としては、ゾルゲル法に用いられる公知の酸触媒、又はアルカリ触媒の中から適宜選択して用いればよい。 Further, a catalyst may be used to accelerate the curing of the alkoxysilane or the like. The catalyst may be appropriately selected from known acid catalysts or alkali catalysts used in the sol-gel method.
(低屈折率層用組成物における各成分の配合割合)
アルコキシシラン等の合計の含有量は、低屈折率層用組成物の固形分全量に対して、5〜50質量%であることが好ましく、10〜25質量%であることがより好ましい。上記範囲内であれば低屈折率層が高硬度のものとなる。
中空微粒子の含有量は、低屈折率層用組成物の固形分全量に対して、10〜60質量%であることが好ましく、15〜50質量%であることがより好ましい。上記下限値以上であれば、低屈折率性を付与しやすく、上記上限値以下であれば膜強度に優れている。
無機中実微粒子の含有量は、低屈折率層用組成物の固形分全量に対して、10〜70質量%であることが好ましく、20〜50質量%であることがより好ましい。無機中実微粒子を上記範囲内とすることにより、表面が滑らかな形状となり、砂埃等に対する耐擦傷性に優れている。
触媒を用いる場合には、当該触媒の含有量は、低屈折率層用組成物の固形分全量に対して1〜8質量%であることが好ましく、2〜5重量%であることがより好ましい。
また、溶剤の含有量は、低屈折率組成物の全量に対して、60〜98質量%であることが好ましく、70〜97質量%であることがより好ましい。
なお、本発明において固形分とは、溶剤以外のすべての成分のことをいう。
(Mixing ratio of each component in the composition for low refractive index layer)
The total content of alkoxysilane and the like is preferably 5 to 50% by mass and more preferably 10 to 25% by mass with respect to the total solid content of the composition for a low refractive index layer. Within the above range, the low refractive index layer has a high hardness.
The content of the hollow fine particles is preferably 10 to 60% by mass and more preferably 15 to 50% by mass with respect to the total solid content of the composition for a low refractive index layer. If it is not less than the above lower limit value, it is easy to impart low refractive index properties, and if it is not more than the above upper limit value, the film strength is excellent.
The content of the inorganic solid fine particles is preferably 10 to 70% by mass and more preferably 20 to 50% by mass with respect to the total solid content of the composition for a low refractive index layer. By setting the inorganic solid fine particles within the above range, the surface has a smooth shape and excellent scratch resistance against dust and the like.
In the case of using a catalyst, the content of the catalyst is preferably 1 to 8% by mass, more preferably 2 to 5% by weight, based on the total solid content of the composition for a low refractive index layer. .
Moreover, it is preferable that it is 60-98 mass% with respect to the whole quantity of a low refractive index composition, and, as for content of a solvent, it is more preferable that it is 70-97 mass%.
In the present invention, the solid content means all components other than the solvent.
(その他の成分)
低屈折率層用組成物には、上記成分のほかに、更に、凝集防止効果及び沈降防止効果、その他、レベリング性などの特性の向上のため、各種界面活性剤を用いることができる。界面活性剤としては、シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤、好ましくはパーフロロアルキル基を含有するフッ素系界面活性剤などが挙げられる。
さらに、本発明の低屈折率層用組成物には、帯電防止剤、防眩剤、増感剤、防汚剤、着色剤(顔料、染料)、難燃剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤などを添加することができる。
以上のようにして、本発明にかかる低屈折率層用組成物には、更にハードコート性、防眩性、反射防止性、帯電防止性、防汚性等の機能を持たせることが可能である。
(Other ingredients)
In addition to the above components, various surfactants can be used for the low refractive index layer composition in order to further improve the properties such as anti-aggregation effect and anti-settling effect, and leveling properties. Examples of the surfactant include silicone oil, a fluorine-based surfactant, and preferably a fluorine-based surfactant containing a perfluoroalkyl group.
Further, the composition for a low refractive index layer of the present invention includes an antistatic agent, an antiglare agent, a sensitizer, an antifouling agent, a colorant (pigment, dye), a flame retardant, a silane coupling agent, and an ultraviolet absorber. , Infrared absorbers, adhesion promoters, polymerization inhibitors, antioxidants, surface modifiers, and the like can be added.
As described above, the composition for a low refractive index layer according to the present invention can further have functions such as hard coat properties, antiglare properties, antireflection properties, antistatic properties, and antifouling properties. is there.
(低屈折率層の形成方法)
低屈折率層は、前記高屈折率層上に、前記低屈折率層用組成物を塗布して、必要に応じて加熱して硬化することにより得ることができる。
(Method for forming low refractive index layer)
The low refractive index layer can be obtained by applying the low refractive index layer composition on the high refractive index layer and heating and curing as necessary.
低屈折率層用組成物を塗布する方法は、所望の厚みの配向層を精度良く塗布できる方法であればよく、従来公知の方法の中から適宜選択すればよい。例えば、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、E型塗布方法などが挙げられる。 The method for applying the composition for a low refractive index layer may be any method as long as it can accurately apply an alignment layer having a desired thickness, and may be appropriately selected from conventionally known methods. For example, gravure coating method, reverse coating method, knife coating method, dip coating method, spray coating method, air knife coating method, spin coating method, roll coating method, printing method, dip pulling method, curtain coating method, die coating method, casting Method, bar coating method, extrusion coating method, E-type coating method and the like.
(低屈折率層のインデンテーション硬さ)
インデンテーション硬さは、ナノインデンテーションにより計測する硬度であり、圧子を試料に押込み、荷重−変位曲線を測定することで算出することができる。低屈折率層のインデンテーション硬さは、光学フィルムの切断面における低屈折率層のインデンテーション硬さを測定すればよい。
このようにして得られた低屈折率層のインデンテーション硬さは、0.6GPa以上であることが好ましく、0.8GPa以上であることがより好ましい。
インデンテーション硬さは、微小押込み試験機(例えば、TI950 Triboindenter(HYSITRON社製))で、バーコビッチ圧子を使用して測定することができる。
(Indentation hardness of low refractive index layer)
The indentation hardness is a hardness measured by nanoindentation, and can be calculated by pressing an indenter into a sample and measuring a load-displacement curve. The indentation hardness of the low refractive index layer may be determined by measuring the indentation hardness of the low refractive index layer at the cut surface of the optical film.
The indentation hardness of the low refractive index layer thus obtained is preferably 0.6 GPa or more, and more preferably 0.8 GPa or more.
The indentation hardness can be measured with a micro indentation tester (for example, TI950 Triboindenter (manufactured by HYSITRON)) using a Barcovic indenter.
[光透過性基材]
本発明に用いられる光透過性基材は、光透過性の高い基材であり、従来公知の光学フィルムに用いられている樹脂基材やガラス基材等の光透過性基材を適宜選択して用いることができる。樹脂基材としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、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等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を主体とするもの等が挙げられる。中でも、光透過性に優れる観点から、トリアセチルセルロース(TAC)を用いることが好ましい。なお、「主体とする」とは、基材構成成分の中で最も含有割合が高い成分を示すものであり、本発明の硬化が損なわれない限り、添加物等が含まれていてもよいという意味であり、主体とする成分の含有割合が90質量%以上であることを目安とする。
[Light transmissive substrate]
The light-transmitting substrate used in the present invention is a highly light-transmitting substrate, and a light-transmitting substrate such as a resin substrate or a glass substrate used in conventionally known optical films is appropriately selected. Can be used. Examples of the resin base material include acetyl cellulose resins such as triacetyl cellulose, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, olefin resins such as polyethylene and polymethylpentene, acrylic resins, polyurethane resins, poly Examples include ether sulfone, polycarbonate, polysulfone, polyether, polyetherketone, acrylonitrile, methacrylonitrile, cycloolefin polymer, cycloolefin copolymer, and other resins mainly. Of these, triacetyl cellulose (TAC) is preferably used from the viewpoint of excellent light transmittance. In addition, “mainly” means a component having the highest content ratio among the constituent components of the base material, and may contain additives and the like as long as the curing of the present invention is not impaired. This means that the content of the main component is 90% by mass or more.
光透過性基材の平均光透過率は70%以上、さらには85%以上であることが好ましい。ここで、光透過性基材の透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法)により測定することができる。 The average light transmittance of the light transmissive substrate is preferably 70% or more, and more preferably 85% or more. Here, the transmittance of the light-transmitting substrate can be measured according to JIS K7361-1 (a test method for the total light transmittance of plastic-transparent material).
本発明においては、光透過性基材の厚さは適宜選択して用いることができる。通常、光透過性基材の厚さは、10〜300μmであるが、光学フィルムの表面を割れにくく、かつ、硬度を付与する点から、40〜200μmとすることが好ましい。 In the present invention, the thickness of the light transmissive substrate can be appropriately selected and used. Usually, the thickness of the light-transmitting substrate is 10 to 300 μm, but it is preferably 40 to 200 μm from the viewpoint of hardly cracking the surface of the optical film and imparting hardness.
本発明においては、光透過性基材に表面処理(例えば、ケン化処理、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を施してもよく、プライマー層(接着剤層)を形成してもよい。本発明における光透過性基材は、これらの表面処理及びプライマー層も含めたものをいう。 In the present invention, a surface treatment (for example, saponification treatment, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet (UV) treatment, flame treatment) may be applied to the light transmissive substrate, and a primer layer (adhesive layer) May be formed. The light-transmitting substrate in the present invention includes those including these surface treatments and primer layers.
[ハードコート層]
本発明の光学フィルムを構成するハードコート層は、光学フィルムに用いられる従来公知のハードコート層の中から適宜選択して用いることができる。
当該ハードコート層は、通常、少なくともバインダー成分を含有するハードコート層用樹脂組成物の硬化物からなる。
なお、本発明においてハードコート層とは、JIS5600−5−4(1999)で規定される鉛筆硬度試験で「H」以上の硬度を示すものをいう。本発明のハードコート層は、前記鉛筆硬度試験で3H以上であることが好ましく、4H以上であることがより更に好ましい。
[Hard coat layer]
The hard coat layer constituting the optical film of the present invention can be appropriately selected from conventionally known hard coat layers used for optical films.
The hard coat layer is usually composed of a cured product of a resin composition for a hard coat layer containing at least a binder component.
In addition, in this invention, a hard-coat layer means the thing which shows the hardness more than "H" in the pencil hardness test prescribed | regulated by JIS5600-5-4 (1999). The hard coat layer of the present invention is preferably 3H or higher, more preferably 4H or higher, in the pencil hardness test.
ハードコート層の膜厚(硬化時)は、上記基材の強度や要求性能に応じて適宜選択することができ、0.1〜100μm、好ましくは0.8〜20μmである。十分な硬度を得て、カールやクラックの発生を抑制する点から、より好ましくは3〜20μmの範囲である。 The film thickness (at the time of curing) of the hard coat layer can be appropriately selected according to the strength and required performance of the substrate, and is 0.1 to 100 μm, preferably 0.8 to 20 μm. From the viewpoint of obtaining sufficient hardness and suppressing the occurrence of curling and cracking, the thickness is more preferably in the range of 3 to 20 μm.
<ハードコート層用樹脂組成物>
本発明に用いられるハードコート層用組成物は、少なくともバインダー成分を含むものであり、必要に応じて、更に、溶剤、重合開始剤、ハードコート性や屈折率調整のための微粒子、更に、機能性付与を目的として防眩剤や防汚剤、帯電防止剤等、コーティング適性の制御としてレベリング剤、ブロッキング防止を目的として易滑剤等、その他の成分を含んでいてもよいものである。
<Resin composition for hard coat layer>
The composition for a hard coat layer used in the present invention contains at least a binder component, and further, if necessary, a solvent, a polymerization initiator, fine particles for adjusting hard coat properties and refractive index, and further a function. It may contain other components such as an antiglare agent, an antifouling agent, an antistatic agent and the like for the purpose of imparting properties, a leveling agent for controlling coating suitability, and a lubricant for the purpose of preventing blocking.
(バインダー成分)
ハードコート層用組成物に用いられるバインダー成分は、従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。中でも、塗膜とした時に光が透過する透光性を有するものが好ましい。また、バインダー成分は、硬化性化合物を含むことが好ましく、光硬化性化合物を含むことがより好ましい。バインダー成分としては、1種又は2種以上のバインダー成分を用いることができ、非硬化性化合物を含んでいてもよい。
光硬化性化合物としては、光硬化性官能基を有する化合物が挙げられる。光硬化性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基及びエポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。光硬化性官能基を有する化合物としては、エチレン性不飽和結合基を有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する化合物がより好ましく、中でも、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する多官能性(メタ)アクリレート系化合物が更により好ましい。
(Binder component)
The binder component used in the hard coat layer composition can be appropriately selected from conventionally known ones. Especially, what has the translucency which light permeate | transmits when it is set as a coating film is preferable. The binder component preferably contains a curable compound, and more preferably contains a photocurable compound. As a binder component, 1 type (s) or 2 or more types of binder components can be used, and the non-hardening compound may be included.
As a photocurable compound, the compound which has a photocurable functional group is mentioned. Examples of the photocurable functional group include an ethylenically unsaturated bond group such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and an allyl group, an epoxy group, and an oxetanyl group. As the compound having a photocurable functional group, a compound having an ethylenically unsaturated bond group is preferable, and a compound having two or more ethylenically unsaturated bond groups is more preferable. Among them, two ethylenically unsaturated bond groups are preferable. The polyfunctional (meth) acrylate compound having the above is even more preferable.
多官能性(メタ)アクリレート系化合物としては、2官能(メタ)アクリレートとして、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAテトラエトキシジアクリレート、ビスフェノールAテトラプロポキシジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート等が挙げられる。
3官能以上の(メタ)アクリレート系化合物としては、例えば、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、これら(メタ)アクリレートは、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。
As a polyfunctional (meth) acrylate compound, as a bifunctional (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenol A tetraethoxydiacrylate, bisphenol A tetrapropoxy diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate Etc.
Examples of the tri- or more functional (meth) acrylate compound include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, di Examples include pentaerythritol tetra (meth) acrylate and isocyanuric acid-modified tri (meth) acrylate.
In addition, these (meth) acrylates may be partly modified in molecular skeleton, modified with ethylene oxide, propylene oxide, caprolactone, isocyanuric acid, alkyl, cyclic alkyl, aromatic, bisphenol, etc. Can also be used.
また、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する多官能性(メタ)アクリレート系化合物としては、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、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、後述する下記一般式(I)で表されるアクリレート系重合体等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、多価アルコール及び有機ジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの反応によって得られる。
また、エポキシ(メタ)アクリレートで好ましいものは、3官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と多塩基酸と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、及び2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等とフェノール類と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートである。
In addition, as a polyfunctional (meth) acrylate compound having two or more ethylenically unsaturated bond groups, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, Examples thereof include acrylate polymers represented by the following general formula (I).
Urethane (meth) acrylate is obtained by reaction of polyhydric alcohol and organic diisocyanate with hydroxy (meth) acrylate, for example.
Moreover, what is preferable in an epoxy (meth) acrylate is (meth) acrylate obtained by making (meth) acrylic acid react with an aromatic epoxy resin more than trifunctional, an alicyclic epoxy resin, an aliphatic epoxy resin, etc., Bifunctional or higher aromatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, aliphatic epoxy resin and the like, (meth) acrylate obtained by reacting polybasic acid and (meth) acrylic acid, and bifunctional or higher aromatic epoxy It is a (meth) acrylate obtained by reacting a resin, an alicyclic epoxy resin, an aliphatic epoxy resin or the like with a phenol and (meth) acrylic acid.
ハードコート層用樹脂組成物におけるバインダー成分の含有量は、通常、ハードコート層用樹脂組成物の全固形分に対して、後述する微粒子を含有する場合には、30〜90質量%であることが好ましく、60〜85質量%であることがより好ましい。また、後述する微粒子を含有しない場合には、70〜100質量%であることが好ましい。
なお、後述する重合開始剤を用いる場合、当該重合開始剤の含有量は、通常、ハードコート層用樹脂組成物の全固形分に対して1〜10質量%であり、この場合、バインダー成分の含有量は、後述する微粒子を含有する場合には、20〜89質量%であることが好ましく、50〜84質量%であることがより好ましい。また、後述する微粒子を含有しない場合には、60〜99質量%であることが好ましい。
The content of the binder component in the resin composition for a hard coat layer is usually 30 to 90% by mass when the fine particles described later are contained with respect to the total solid content of the resin composition for a hard coat layer. Is preferable, and it is more preferable that it is 60-85 mass%. Moreover, when it does not contain the microparticles | fine-particles mentioned later, it is preferable that it is 70-100 mass%.
In addition, when using the polymerization initiator mentioned later, content of the said polymerization initiator is 1-10 mass% normally with respect to the total solid of the resin composition for hard-coat layers, and in this case, of a binder component The content is preferably 20 to 89% by mass, and more preferably 50 to 84% by mass when the fine particles described below are contained. Moreover, when it does not contain the microparticles | fine-particles mentioned later, it is preferable that it is 60-99 mass%.
(溶剤)
本発明のハードコート層用樹脂組成物は、更に溶剤を含有してもよい。溶剤は、ハードコート層用樹脂組成物中の各成分と反応せず、当該各成分を溶解乃至分散し得る溶剤の中から適宜選択して用いればよい。例えば、イソプロピルアルコール、エタノール等のアルコール系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル等のエステル系溶剤;ハロゲン化炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;及びこれらの混合溶剤が挙げられる。上記溶剤の中でも、ケトン系溶剤を用いるのが好ましい。
ハードコート層用樹脂組成物中の固形分濃度(組成物の全質量に対する全固形分の合計質量の割合)は、塗工性の点から、0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましい。
(solvent)
The resin composition for hard coat layers of the present invention may further contain a solvent. The solvent may be appropriately selected from solvents that do not react with each component in the resin composition for hard coat layers and can dissolve or disperse each component. For example, alcohol solvents such as isopropyl alcohol and ethanol; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ester solvents such as ethyl acetate; halogenated hydrocarbons; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; The mixed solvent is mentioned. Among the above solvents, a ketone solvent is preferably used.
The solid content concentration in the resin composition for hard coat layer (ratio of the total mass of the total solid content to the total mass of the composition) is preferably 0.1 to 30% by mass from the viewpoint of coating properties. More preferably, it is 1-10 mass%.
ハードコート層用樹脂組成物が、光硬化性化合物を有する場合、必要に応じて光重合開始剤を適宜選択して用いてもよい。これらの重合開始剤は、光照射により分解されて、ラジカルもしくはカチオンを発生してラジカル重合とカチオン重合を促進させるものである。 When the resin composition for hard-coat layers has a photocurable compound, you may use it, selecting a photoinitiator suitably as needed. These polymerization initiators are decomposed by light irradiation to generate radicals or cations to promote radical polymerization and cationic polymerization.
(微粒子)
ハードコート層においては、ハードコート層に硬度を付与するためや屈折率を調節するため、更には帯電防止性等の機能を付与するために、微粒子を含んでいてもよい。また、ハードコート層が後述する高屈折率微粒子を含有して、高屈折率性を有するものであってもよい。この場合、当該ハードコート層と高屈折率層が同一の層となっていてもよい。
微粒子の平均粒径は、ハードコート層の厚みや、用いる微粒子の種類、ハードコート層に付与する特性に応じて適宜調整すればよいものであるが、通常、5〜100nmであり、10〜50nmであることが好ましい。微粒子は、凝集粒子であってもよく、凝集粒子である場合は、二次粒径が上記範囲内であることが好ましい。微粒子の平均粒径が上記下限値以上であればハードコート層に十分な硬度を付与することができる。また微粒子の平均粒径が上記上限値以下であれば、ハードコート層は透明性に優れている。
(Fine particles)
The hard coat layer may contain fine particles for imparting hardness to the hard coat layer, adjusting the refractive index, and further imparting functions such as antistatic properties. Further, the hard coat layer may contain high refractive index fine particles described later and have a high refractive index property. In this case, the hard coat layer and the high refractive index layer may be the same layer.
The average particle size of the fine particles may be appropriately adjusted according to the thickness of the hard coat layer, the type of fine particles used, and the properties imparted to the hard coat layer, but is usually 5 to 100 nm, and 10 to 50 nm. It is preferable that The fine particles may be agglomerated particles. In the case of agglomerated particles, the secondary particle size is preferably within the above range. If the average particle size of the fine particles is not less than the above lower limit, sufficient hardness can be imparted to the hard coat layer. If the average particle size of the fine particles is not more than the above upper limit value, the hard coat layer is excellent in transparency.
微粒子が含まれる場合には、ハードコート層用樹脂組成物の全固形分に対して10〜70質量%含まれることが好ましく、10〜40質量%がより好ましい。10質量%未満ではハードコート層に十分な硬度を付与することが難しい。70質量%を超えると、充填率が上がり過ぎ、かえってハードコート層の硬度を低下させてしまう恐れがある。ここで固形分とは、溶剤以外の成分をいう。 When fine particles are contained, it is preferably contained in an amount of 10 to 70% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total solid content of the resin composition for hard coat layer. If it is less than 10% by mass, it is difficult to impart sufficient hardness to the hard coat layer. When it exceeds 70% by mass, the filling rate is excessively increased, and the hardness of the hard coat layer may be lowered. Here, solid content means components other than a solvent.
微粒子は無機微粒子でも有機微粒子でも良いが、硬度付与の観点から無機微粒子であることが好ましい。
無機微粒子としては、例えば、シリカ(SiO2)、酸化アルミニウム、ジルコニア、チタニア、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(ITO)、酸化アンチモン、酸化セリウム等の金属酸化物微粒子、フッ化マグネシウム、フッ化ナトリウム等の金属フッ化物微粒子などが挙げられる。金属微粒子、金属硫化物微粒子、金属窒化物微粒子等を用いても良い。
硬度が高い点からは、シリカ、又は酸化アルミニウムが好ましい。
The fine particles may be inorganic fine particles or organic fine particles, but are preferably inorganic fine particles from the viewpoint of imparting hardness.
Examples of the inorganic fine particles include metal oxides such as silica (SiO 2 ), aluminum oxide, zirconia, titania, zinc oxide, germanium oxide, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), antimony oxide, and cerium oxide. Examples thereof include fine particles, fine metal fluoride particles such as magnesium fluoride and sodium fluoride. Metal fine particles, metal sulfide fine particles, metal nitride fine particles and the like may be used.
From the point of high hardness, silica or aluminum oxide is preferable.
また、上記ハードコート層は、高屈折率微粒子を含有することにより高屈折率ハードコート層とすることができる。
高屈折率微粒子とは、屈折率が1.50以上の微粒子をいい、中でも1.50〜2.80であることが好ましい。
高屈折率微粒子としては、従来公知の微粒子を適宜選択して用いることができ、例えば、金属酸化物微粒子等が挙げられる。金属酸化物微粒子の具体例としては、例えば、酸化チタン(TiO2、屈折率:2.71)、酸化ジルコニウム(ZrO2、屈折率:2.10)、酸化セリウム(CeO2、屈折率:2.20)、酸化錫(SnO2、屈折率:2.00)、アンチモン錫酸化物(ATO、屈折率:1.75〜1.95)、インジウム錫酸化物(ITO、屈折率:1.95〜2.00)、燐錫化合物(PTO、屈折率:1.75〜1.85)、五酸化アンチモン(Sb2O5、屈折率:2.04)、アルミニウム亜鉛酸化物(AZO、屈折率:1.90〜2.00)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO、屈折率:1.90〜2.00)及びアンチモン酸亜鉛(ZnSb2O6、屈折率:1.90〜2.00)等が挙げられる。
Moreover, the said hard-coat layer can be made into a high refractive index hard coat layer by containing high refractive index microparticles | fine-particles.
High refractive index fine particles refer to fine particles having a refractive index of 1.50 or more, preferably 1.50 to 2.80.
As the high refractive index fine particles, conventionally known fine particles can be appropriately selected and used, and examples thereof include metal oxide fine particles. Specific examples of the metal oxide fine particles include, for example, titanium oxide (TiO 2 , refractive index: 2.71), zirconium oxide (ZrO 2 , refractive index: 2.10), cerium oxide (CeO 2 , refractive index: 2). .20), tin oxide (SnO 2 , refractive index: 2.00), antimony tin oxide (ATO, refractive index: 1.75 to 1.95), indium tin oxide (ITO, refractive index: 1.95). To 2.00), phosphorus tin compound (PTO, refractive index: 1.75 to 1.85), antimony pentoxide (Sb 2 O 5 , refractive index: 2.04), aluminum zinc oxide (AZO, refractive index) : 1.90 to 2.00), gallium zinc oxide (GZO, refractive index: 1.90 to 2.00), zinc antimonate (ZnSb 2 O 6 , refractive index: 1.90 to 2.00), etc. Is mentioned.
高屈折率微粒子の平均粒径は、透明性と硬化性の点から、中でも、5〜50nmであることが好ましく、10〜20nmであることがより好ましい。 The average particle diameter of the high refractive index fine particles is preferably 5 to 50 nm, more preferably 10 to 20 nm, from the viewpoints of transparency and curability.
無機微粒子は、当該無機微粒子表面に当該無機微粒子同士又は前記バインダー成分の多官能光硬化性化合物及び表面処理用化合物との間で架橋反応し、共有結合が形成可能な光反応性を有する反応性官能基を少なくとも粒子表面の一部に有する反応性無機微粒子であることが好ましい。反応性無機微粒子同士又は反応性無機微粒子と多官能光硬化性化合物及び表面処理用化合物の間で架橋反応することにより、ハードコートフィルムの硬度を更に向上させることができる。
反応性無機微粒子には、1粒子あたりコアとなる無機微粒子の数が2つ以上のものも含まれる。また、反応性無機微粒子は、粒径を小さくすることにより含有量に対して、ハードコート層のマトリクス内での架橋点を高めることができる。
The inorganic fine particles have a photoreactive property capable of forming a covalent bond by cross-linking reaction between the inorganic fine particles or the multifunctional photocurable compound of the binder component and the surface treatment compound on the surface of the inorganic fine particles. Reactive inorganic fine particles having a functional group on at least part of the particle surface are preferred. The hardness of the hard coat film can be further improved by a cross-linking reaction between the reactive inorganic fine particles or between the reactive inorganic fine particles and the polyfunctional photocurable compound and the surface treatment compound.
The reactive inorganic fine particles include those having two or more inorganic fine particles as a core per particle. Moreover, the reactive inorganic fine particle can raise the crosslinking point in the matrix of a hard-coat layer with respect to content by making a particle size small.
(ハードコート層の形成方法)
ハードコート層は、前記光透過性基材上に、前記ハードコート層用組成物を塗布して、硬化させることにより得ることができる。
高屈折率微粒子を含有する高屈折率ハードコート層を形成する場合には、当該高屈折率ハードコート層と前記光硬化性基材との界面付近における高屈折率微粒子の濃度が敢えて不均一となるようにハードコート層用組成物を塗布、及び乾燥することにより、干渉縞を低減させることができる。
ハードコート層用組成物を塗布する方法は、上記低屈折率層を塗布する方法と同様の方法とすることができる。
(Method for forming hard coat layer)
A hard-coat layer can be obtained by apply | coating the said composition for hard-coat layers on the said translucent base material, and making it harden | cure.
When forming a high refractive index hard coat layer containing high refractive index fine particles, the concentration of the high refractive index fine particles in the vicinity of the interface between the high refractive index hard coat layer and the photocurable substrate is intentionally non-uniform. By applying and drying the hard coat layer composition as described above, interference fringes can be reduced.
The method for applying the hard coat layer composition can be the same as the method for applying the low refractive index layer.
[高屈折率層]
本発明において、高屈折率層は、ハードコート層とは別の層として低屈折率層と隣接して設けられていてもよい。高屈折率層は、少なくとも高屈折率微粒子を含有する層であって、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を含有しても良いものである。高屈折率層は、通常、高屈折率微粒子を含有する高屈折率層用組成物を用いて形成される。なお、本発明において高屈折率層とは、少なくとも前記低屈折率層よりも屈折率が高い層である。
[High refractive index layer]
In the present invention, the high refractive index layer may be provided adjacent to the low refractive index layer as a layer different from the hard coat layer. The high refractive index layer is a layer containing at least high refractive index fine particles, and may contain other components as necessary as long as the effects of the present invention are not impaired. The high refractive index layer is usually formed using a high refractive index layer composition containing fine particles of high refractive index. In the present invention, the high refractive index layer is a layer having a higher refractive index than at least the low refractive index layer.
高屈折率層の膜厚は、上記基材の強度や要求性能等に応じて適宜選択することができ、0.1〜100μm、好ましくは0.8〜20μmである。十分な硬度を得て、カールやクラックの発生を抑制する点から、より好ましくは3〜20μmの範囲である。
また、高屈折率層の屈折率は、適宜設定すればよいものであるが、通常1.50〜2.80である。
The film thickness of the high refractive index layer can be appropriately selected according to the strength and required performance of the base material, and is 0.1 to 100 μm, preferably 0.8 to 20 μm. From the viewpoint of obtaining sufficient hardness and suppressing the occurrence of curling and cracking, the thickness is more preferably in the range of 3 to 20 μm.
Moreover, although the refractive index of a high refractive index layer should just be set suitably, it is 1.50-2.80 normally.
<高屈折率層用組成物>
本発明において高屈折率層用組成物は、少なくとも高屈折率微粒子を含有するものであり、必要に応じて、バインダー成分、溶剤等の他の成分を含有していてもよいものである。
高屈折率層用組成物に用いられる各成分は、前記ハードコート層用組成物において説明したものと同様のものとすることができるため、ここでの説明は省略する。
また、高屈折率層は、前記ハードコート層と同様の方法により形成することができる。
<Composition for high refractive index layer>
In the present invention, the composition for a high refractive index layer contains at least high refractive index fine particles, and may contain other components such as a binder component and a solvent as necessary.
Since each component used for the composition for high refractive index layers can be the same as that described in the composition for hard coat layer, description thereof is omitted here.
The high refractive index layer can be formed by the same method as the hard coat layer.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
(製造例1:高屈折率ハードコート層用組成物の調製)
以下の各成分を混合して、高屈折率ハードコート層用組成物を調製した。
<高屈折率ハードコート層用組成物>
・バインダー成分:ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD−PET−30、分子量298及び352、光硬化性基数3及び4):25質量部
・高屈折率微粒子:五酸化アンチモン微粒子(平均粒径:20nm、日揮触媒化成株式会社製 商品名:V−4562、固形分40質量%、溶剤:MIBK):30質量部
・溶剤1:酢酸メチル:25質量部
・溶剤2:メチルエチルケトン(MEK):18質量部
・光重合開始剤(チバスペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:イルガキュア184):2質量部
(Production Example 1: Preparation of composition for high refractive index hard coat layer)
The following components were mixed to prepare a composition for a high refractive index hard coat layer.
<Composition for high refractive index hard coat layer>
-Binder component: Mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD-PET-30, molecular weights 298 and 352, photocurable groups 3 and 4): 25 parts by mass・ High refractive index fine particles: antimony pentoxide fine particles (average particle size: 20 nm, product name: V-4562, solid content: 40% by mass, solvent: MIBK): 30 parts by mass : 25 parts by mass. Solvent 2: methyl ethyl ketone (MEK): 18 parts by mass. Photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., trade name: Irgacure 184): 2 parts by mass.
(製造例2:低屈折率層用組成物1の調製)
以下の各成分を混合して、低屈折率層用組成物1を調製した。
<低屈折率層用組成物1の組成>
・中空シリカ微粒子(平均粒径50nm、SiO2としての固形分濃度20%):5質量部
・中実コロイダルシリカ(V−8803:触媒化成社製、平均粒径が20nmの略球状のシリカ微粒子2〜3個が無機の化学結合により結合した異形シリカ微粒子、(平均粒径50nm)SiO2としての固形分濃度40%):5質量部
・テトラエトキシシランの加水分解物含有エタノール溶液(SiO2としての固形分濃度6%):10質量部
・イソプロピルアルコール(IPA):80質量部
(Production Example 2: Preparation of composition 1 for low refractive index layer)
The following components were mixed to prepare a composition 1 for a low refractive index layer.
<Composition of composition 1 for low refractive index layer>
Hollow silica fine particles (average particle size 50 nm, solid content concentration 20% as SiO 2 ): 5 parts by mass Solid colloidal silica (V-8803: manufactured by Catalyst Kasei Co., Ltd., substantially spherical silica fine particles having an average particle size of 20 nm 2 to 3 deformed silica fine particles bonded by inorganic chemical bonds, (average particle size 50 nm) solid content concentration of 40% as SiO 2 ): 5 parts by mass. Hydrolyzate-containing ethanol solution of tetraethoxysilane (SiO 2 Solid content concentration of 6%): 10 parts by mass. Isopropyl alcohol (IPA): 80 parts by mass.
(製造例3:低屈折率層用組成物2の調製)
製造例2において、中実コロイダルシリカV−8803の代わりに、別の中実コロイダルシリカ(スノーテックス(メタノールシリカゾル):日産化学社製、球状シリカ微粒子、平均粒径:15nm)に変更した以外は、製造例2と同様にして、製造例3の低屈折率層用組成物2を調製した。
(Production Example 3: Preparation of composition 2 for low refractive index layer)
In Production Example 2, instead of solid colloidal silica V-8803, another solid colloidal silica (Snowtex (methanol silica sol): manufactured by Nissan Chemical Industries, spherical silica fine particles, average particle size: 15 nm) was used. In the same manner as in Production Example 2, a composition 2 for a low refractive index layer in Production Example 3 was prepared.
(製造例4:低屈折率層用組成物3の調製)
製造例2において、中空シリカ微粒子について粒径の異なる下記2種類の中空シリカ微粒子を組み合わせて用いた以外は、製造例2と同様にして、製造例4の低屈折率層用組成物3を調製した。
<中空シリカ微粒子>
・中空シリカ微粒子(平均粒径50nm、粒径の標準偏差5nm、SiO2としての固形分濃度20%):3質量部
・中空シリカ微粒子(平均粒径60nm、粒径の標準偏差5nm、SiO2としての固形分濃度20%):2質量部
(Production Example 4: Preparation of composition 3 for low refractive index layer)
In Production Example 2, a composition 3 for a low refractive index layer of Production Example 4 was prepared in the same manner as Production Example 2 except that the following two types of hollow silica fine particles having different particle diameters were used in combination. did.
<Hollow silica fine particles>
Hollow silica fine particles (average particle size 50 nm, standard deviation of particle size 5 nm, solid content concentration 20% as SiO 2 ): 3 parts by mass Hollow silica fine particles (average particle size 60 nm, standard deviation of particle size 5 nm, SiO 2 As a solid content concentration of 20%): 2 parts by mass
(比較製造例1:比較低屈折率層用組成物1の調製)
製造例2において、中実コロイダルシリカを用いなかった以外は、製造例2と同様にして、比較製造例1の比較低屈折率用組成物1を調製した。
(Comparative Production Example 1: Preparation of Composition 1 for Comparative Low Refractive Index Layer)
In Production Example 2, a comparative low refractive index composition 1 of Comparative Production Example 1 was prepared in the same manner as Production Example 2 except that solid colloidal silica was not used.
(実施例1:光学フィルムの製造)
(1)高屈折率ハードコート層の形成
トリアセチルセルロース(TAC)基材(コニカミノルタ(株)製、商品名:KC4UY、厚さ40μm)上にスロットダイコーターを用いて、製造例1で得られた高屈折率ハードコート層用組成物を、塗布速度20m/minにて塗布し、塗膜を形成した。その塗膜を80℃で30秒間乾燥し、溶剤を除去した。次いで、その塗膜に紫外線照射装置を用いて、照射量80mj/cm2で紫外線照射を行ない、塗膜を硬化させて、硬化後膜厚7μmのハードコート(HC)層を有するハードコートフィルム1を得た。
(Example 1: Production of optical film)
(1) Formation of High Refractive Index Hard Coat Layer Obtained in Production Example 1 using a slot die coater on a triacetyl cellulose (TAC) substrate (manufactured by Konica Minolta, Inc., trade name: KC4UY, thickness 40 μm) The obtained composition for high refractive index hard coat layer was applied at a coating speed of 20 m / min to form a coating film. The coating film was dried at 80 ° C. for 30 seconds to remove the solvent. Subsequently, the coating film is cured by irradiating the coating film with ultraviolet rays at an irradiation amount of 80 mj / cm 2 using an ultraviolet irradiation device, and the hard coating film 1 having a hard coating (HC) layer having a thickness of 7 μm after curing. Got.
(2)低屈折率層の形成
上記(1)で得られたハードコートフィルム1のHC層上に、製造例2で得られた低屈折率層用組成物1を上記(1)と同様にスロットダイコーターを用いて塗布して、塗膜を形成した。その塗膜を120℃で5分乾燥後、硬化後膜厚100nmの低屈折率層を形成し、実施例1の光学フィルムを得た。
なお、得られた光学フィルムを切断して切断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、低屈折率層中の中空シリカ微粒子の平均粒径は50nm、中実コロイダルシリカの平均粒径は50nmであった。
(2) Formation of Low Refractive Index Layer On the HC layer of the hard coat film 1 obtained in (1) above, the composition 1 for low refractive index layer obtained in Production Example 2 is the same as in (1) above. Coating was performed using a slot die coater. The coating film was dried at 120 ° C. for 5 minutes, and then a low refractive index layer having a thickness of 100 nm after curing was formed. Thus, an optical film of Example 1 was obtained.
When the obtained optical film was cut and the cut surface was observed with a scanning electron microscope, the hollow silica fine particles in the low refractive index layer had an average particle diameter of 50 nm, and the solid colloidal silica had an average particle diameter of 50 nm. there were.
(実施例2:光学フィルムの製造)
実施例1において、低屈折率層用組成物1の代わりに、製造例3で得られた低屈折率層用組成物2を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の光学フィルムを得た。
なお、低屈折率層中の中空シリカ微粒子の平均粒径は50nm、中実コロイダルシリカの平均粒径は15nmであった。
(Example 2: Production of optical film)
In Example 1, in place of the composition 1 for low refractive index layer, the composition for low refractive index layer 2 obtained in Production Example 3 was used, except that the composition of Example 2 was used. An optical film was obtained.
The average particle size of the hollow silica fine particles in the low refractive index layer was 50 nm, and the average particle size of the solid colloidal silica was 15 nm.
(実施例3:光学フィルムの製造)
実施例1において、低屈折率層用組成物1の代わりに、製造例4で得られた低屈折率層用組成物3を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の光学フィルムを得た。
なお、低屈折率層中の中実コロイダルシリカの平均粒径は50nmであった。また、中空シリカ微粒子の粒径についてヒストグラムを作成したところ、50nmと60nmにピークが形成されることが確認された。
(Example 3: Production of optical film)
In Example 1, in place of the composition 1 for low refractive index layer, the composition for Example 3 was used in the same manner as in Example 1 except that the composition 3 for low refractive index layer obtained in Production Example 4 was used. An optical film was obtained.
The average particle size of the solid colloidal silica in the low refractive index layer was 50 nm. Moreover, when a histogram was created for the particle diameter of the hollow silica fine particles, it was confirmed that peaks were formed at 50 nm and 60 nm.
(比較例1:比較光学フィルムの製造)
実施例1において、低屈折率層用組成物1の代わりに、比較製造例1で得られた比較低屈折率層用組成物1を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の光学フィルムを得た。
(Comparative Example 1: Production of comparative optical film)
In Example 1, it replaced with the composition 1 for low refractive index layers, and except having used the composition 1 for comparative low refractive index layers obtained by the comparative manufacture example 1, it carried out similarly to Example 1, and was a comparative example. 1 optical film was obtained.
[評価]
<インデンテーション硬さ評価>
上記実施例及び上記比較例により得られた光学フィルムを切断し、微小押込み試験機(TI950 Triboindenter(HYSITRON社製))を用いて、切断面における低屈折率層のインデンテーション硬さを評価した。
使用圧子としてバーコビッチ圧子を用い、0.1μm毎のステップ状で100Hz振動させながら押し込み荷重を加え、最大押し込み深さ到達後、同様にステップ状に押し込み荷重を徐荷した。測定は25℃の恒温条件下で行い、測定装置とサンプルの温度とを十分に安定させた後に、最大押し込み深さ1.0μm、最大荷重保持時間30秒の条件で荷重/変位曲線の測定を行い、10回の連続測定の平均値をもってインデンテーション硬さとした。値が大きいほど硬度が高いと評価される。結果を表1に示す。
[Evaluation]
<Indentation hardness evaluation>
The optical film obtained by the said Example and the said comparative example was cut | disconnected, and the indentation hardness of the low-refractive-index layer in a cut surface was evaluated using the micro indentation tester (TI950 Tribodenter (made by HYSITRON)).
A Berkovich indenter was used as the working indenter, and an indentation load was applied while oscillating 100 Hz in steps of every 0.1 μm. After reaching the maximum indentation depth, the indentation load was gradually reduced in the same manner. The measurement is performed under a constant temperature condition of 25 ° C., and after sufficiently stabilizing the measuring device and the temperature of the sample, the load / displacement curve is measured under the conditions of a maximum indentation depth of 1.0 μm and a maximum load holding time of 30 seconds. The indentation hardness was defined as the average value of 10 consecutive measurements. The higher the value, the higher the hardness. The results are shown in Table 1.
<落砂試験評価>
まず、上記実施例及び上記比較例により得られた光学フィルムの透過率を、紫外可視分光光度計(島津製作所社製、UV−3100PC)を用いて測定した(落砂試験前の透過率)。
次に、上記光学フィルムの低屈折率層側が上面となるように、水平面に対して45度の傾斜角度で配置し、当該光学フィルムから1mの高さより、当該光学フィルムに向かって砂を落下させた。その後、光学フィルムを洗浄し、上記と同様にして落砂試験後の透過率を測定した。
落砂試験後の透過率と落砂試験前の透過率との差を求めることにより、光学フィルムの硬度を評価した。落砂試験前後の透過率の差が小さいほど光学フィルムの硬度が高いものと評価される。結果を表1に示す。
なお、落砂試験に用いた砂は、黒色炭化ケイ素インゴットおよび緑色炭化ケイ素インゴットを粉砕、分級して製造されたカーボランダムであり、この試験では、中心粒径が600〜850μmのカーボランダム#24を800cm3使用した。
<Evaluation of falling sand test>
First, the transmittance of the optical films obtained by the above examples and the above comparative examples was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-3100PC) (transmittance before a sandfall test).
Next, the optical film is disposed at an inclination angle of 45 degrees with respect to the horizontal plane so that the low refractive index layer side of the optical film is the upper surface, and sand is dropped from the optical film toward the optical film at a height of 1 m. It was. Thereafter, the optical film was washed, and the transmittance after the sandfall test was measured in the same manner as described above.
The hardness of the optical film was evaluated by determining the difference between the transmittance after the sandfall test and the transmittance before the sandfall test. The smaller the difference in transmittance before and after the sandfall test, the higher the hardness of the optical film. The results are shown in Table 1.
The sand used in the sand fall test is a carborundum produced by pulverizing and classifying black silicon carbide ingot and green silicon carbide ingot. In this test, carborundum # 24 having a center particle size of 600 to 850 μm. 800 cm 3 was used.
[結果のまとめ]
アルコキシシラン及びその加水分解物よりなる群から選択される1種以上と、中空微粒子と、無機中実微粒子とを含有する低屈折率層用組成物の硬化物からなる低屈折率層を有する実施例1〜3の光学フィルムは、無機中実微粒子を含有しない比較例1の光学フィルムと比較して、表面摩擦が低減され、優れた硬度を有することが明らかとなった。
中実微粒子として異形シリカ微粒子を用いた実施例1及び3の光学フィルムは、中実微粒子として球状シリカ微粒子を用いた実施例2の光学フィルムよりも、特にインデンテーション硬さの点で優れていた。
更に、平均粒径が50nmの中空微粒子と、平均粒径が60nmの中空微粒子とを組み合わせて用いた実施例3の光学フィルムは、インデンテーション硬さが高く、且つ表面摩擦が低減され、落砂試験においても透過率が低下しにくく、特に優れた硬度を有することが明らかとなった。
[Summary of results]
Implementation having a low refractive index layer made of a cured product of a composition for a low refractive index layer containing at least one selected from the group consisting of alkoxysilanes and hydrolysates thereof, hollow fine particles, and inorganic solid fine particles The optical films of Examples 1 to 3 were found to have reduced surface friction and excellent hardness as compared with the optical film of Comparative Example 1 that did not contain inorganic solid fine particles.
The optical films of Examples 1 and 3 using deformed silica fine particles as solid fine particles were superior to the optical film of Example 2 using spherical silica fine particles as solid fine particles, particularly in terms of indentation hardness. .
Furthermore, the optical film of Example 3 using a combination of hollow fine particles having an average particle diameter of 50 nm and hollow fine particles having an average particle diameter of 60 nm has high indentation hardness, reduced surface friction, and falling sand. Also in the test, it was revealed that the transmittance is not easily lowered and has particularly excellent hardness.
1 光透過性基材
2 ハードコート層
2’ 高屈折率ハードコート層
3 低屈折率層
4 高屈折率層
10 光学フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light transmissive base material 2 Hard coat layer 2 'High refractive index hard coat layer 3 Low refractive index layer 4 High refractive index layer 10 Optical film
Claims (4)
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