JP2014114432A - Composition for forming hard coat layer, and hard coat layer - Google Patents

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JP2014114432A JP2013073029A JP2013073029A JP2014114432A JP 2014114432 A JP2014114432 A JP 2014114432A JP 2013073029 A JP2013073029 A JP 2013073029A JP 2013073029 A JP2013073029 A JP 2013073029A JP 2014114432 A JP2014114432 A JP 2014114432A
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hard coat
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亜矢 吉田
Naoki Tsukamoto
直樹 塚本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hard coat layer with high hardness, and excellent scratch resistance and impact resistance.SOLUTION: An aqueous composition contains inorganic particles with an average aspect ratio of 30-5000, and a polymerizable monomer. The proportion of the inorganic particles to the total solid content in the aqueous composition is 25-65 mass%.

Description

本発明は、ハードコート層形成用組成物、ハードコート層および積層フィルムに関する。具体的には、本発明は、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子と、重合性モノマーを含み、水性組成物中の全固形分に対して無機粒子が占める割合が25〜65質量%である水性組成物に関する。また、本発明は、該水性組成物から形成したハードコート層、および該ハードコート層の上に特定の無機粒子を含むハードコート層を積層した積層体を含む積層フィルムに関する。   The present invention relates to a composition for forming a hard coat layer, a hard coat layer, and a laminated film. Specifically, the present invention includes inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5000 and a polymerizable monomer, and the proportion of the inorganic particles to the total solid content in the aqueous composition is 25 to 65% by mass. It relates to an aqueous composition. Moreover, this invention relates to the laminated film containing the laminated body which laminated | stacked the hard-coat layer formed from this aqueous composition, and the hard-coat layer containing a specific inorganic particle on this hard-coat layer.

近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネルディスプレイ等の表示装置が急速に普及している。これらの表示装置の表面は、様々な物と接触するため傷が付きやすい。また、時には強い衝撃が加えられることもある。このため、表示装置の表面には高い耐傷性や耐衝撃性が求められている。   In recent years, display devices such as a liquid crystal display, a plasma display, and a touch panel display are rapidly spreading. Since the surfaces of these display devices come into contact with various objects, they are easily damaged. Also, sometimes a strong impact is applied. For this reason, the surface of a display device is required to have high scratch resistance and impact resistance.

表示装置の表面に高い耐傷性や耐衝撃性を持たせるために、表示装置の表層には、ハードコート層が設けられることが多い。ハードコート層は、多官能アクリル重合性モノマー、オリゴマーを含む材料に紫外線や電子線などを照射することによって硬化させたり、アルコキシシランの加水分解物を縮合させて硬化させることによって形成される。
例えば、特許文献1には、透明基材フィルムの上にハードコート層を塗設したハードコートフィルムが開示されている。ここでは、ハードコート層の硬度を高めるために、平均アスペクト比が1.5〜20の無機微粒子を含有させることとしている。なお、特許文献1ではハードコート層形成用組成物の溶剤として、有機溶剤が用いられている。
In order to give high scratch resistance and impact resistance to the surface of the display device, a hard coat layer is often provided on the surface layer of the display device. The hard coat layer is formed by curing a material containing a polyfunctional acrylic polymerizable monomer or oligomer by irradiating with ultraviolet rays or electron beams, or condensing and hydrolyzing a hydrolyzate of alkoxysilane.
For example, Patent Document 1 discloses a hard coat film in which a hard coat layer is coated on a transparent substrate film. Here, in order to increase the hardness of the hard coat layer, inorganic fine particles having an average aspect ratio of 1.5 to 20 are included. In Patent Document 1, an organic solvent is used as a solvent for the hard coat layer forming composition.

また、特許文献2には、平均アスペクト比が30〜5000のアルミナ粒子を用いたアルミナ多孔質膜が開示されている。特許文献2に開示されたアルミナ多孔質膜は、紫外線励起による発光能と強度を併せもつ膜状構造体である。この膜状構造体には、高いアスペクト比の無機粒子が用いられているが、通常のハードコート層を形成する際に混合される樹脂やアルコキシシラン等のバインダーは含有されていない。   Patent Document 2 discloses an alumina porous membrane using alumina particles having an average aspect ratio of 30 to 5000. The alumina porous film disclosed in Patent Document 2 is a film-like structure having both light emitting ability and intensity by ultraviolet excitation. In this film-like structure, inorganic particles having a high aspect ratio are used, but a binder such as a resin and an alkoxysilane mixed when a normal hard coat layer is formed is not contained.

特開2002−60526号公報JP 2002-60526 A 特開2010−105846号公報JP 2010-105846 A

上述したように、特許文献1に記載のハードコート層は、平均アスペクト比が1.5〜20の無機微粒子を含有しているが、その硬度は十分ではなかった。このため、より高硬度で耐傷性に優れたハードコート層が求められていた。
また、特許文献1のハードコート層形成用組成物は、有機溶剤を溶媒としているため、環境への負荷が大きく、また、製造工程で有機溶媒が揮発することによる製造環境の悪化が問題となっていた。
As described above, the hard coat layer described in Patent Document 1 contains inorganic fine particles having an average aspect ratio of 1.5 to 20, but the hardness thereof is not sufficient. For this reason, a hard coat layer with higher hardness and excellent scratch resistance has been demanded.
Moreover, since the composition for hard-coat layer formation of patent document 1 uses the organic solvent as a solvent, the load to an environment is large, and the deterioration of the manufacturing environment by the organic solvent volatilizing in a manufacturing process becomes a problem. It was.

また、特許文献2では、平均アスペクト比が30〜5000のアルミナ粒子を用いてアルミナ多孔質膜を形成しているが、バインダーを含有していないため、厚膜形成をすることが困難であった。このため、特許文献2に開示されたアルミナ多孔質膜は衝撃に弱いという問題があった。さらに、塗布液にバインダーが含まれていないため、成膜時に、1000℃程度の高温に加熱する工程が必要となり、製造適性が悪いという問題もあった。   Moreover, in patent document 2, although the alumina porous film | membrane is formed using the alumina particle whose average aspect-ratio is 30-5000, since it did not contain a binder, it was difficult to form a thick film. . For this reason, the alumina porous membrane disclosed in Patent Document 2 has a problem that it is vulnerable to impact. Furthermore, since the binder is not contained in the coating liquid, a process of heating to a high temperature of about 1000 ° C. is required at the time of film formation, and there is a problem that the production suitability is poor.

そこで本願発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、高硬度のハードコート層であって、耐傷性と耐衝撃性に優れたハードコート層を提供することを目的として検討を進めた。また、本願発明者らは、環境負荷が少なく、製造適性に優れた方法でハードコート層を形成することを目的として検討を進めた。   In order to solve the problems of the prior art, the inventors of the present application have studied for the purpose of providing a hard coat layer having high hardness and excellent scratch resistance and impact resistance. Advanced. The inventors of the present application have also studied for the purpose of forming a hard coat layer by a method having low environmental burden and excellent manufacturing suitability.

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本願発明者らは、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子(無機フィラー)と、重合性モノマーを含有した水性組成物からハードコート層を形成することにより、高硬度で、かつ、耐傷性および耐衝撃性に優れたハードコート層が得られることを見出した。さらに、本願発明者らは、ハードコート層を形成する塗布液を水性組成物とすることにより、環境負荷を低減し、製造適性を高めることに成功し、本願発明を完成するに至った。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the inventors of the present application made a hard coat layer from an aqueous composition containing inorganic particles (inorganic filler) having an average aspect ratio of 30 to 5000 and a polymerizable monomer. It was found that a hard coat layer having high hardness and excellent scratch resistance and impact resistance can be obtained by forming. Furthermore, the inventors of the present invention succeeded in reducing the environmental burden and improving the production suitability by using an aqueous composition as the coating liquid for forming the hard coat layer, and completed the present invention.
Specifically, the present invention has the following configuration.

[1]無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物であって、前記無機粒子の平均アスペクト比が30〜5000であり、前記水性組成物中の全固形分に対して前記無機粒子が占める割合が25〜65質量%であることを特徴とする水性組成物。
[2]前記無機粒子の平均アスペクト比が300〜800であることを特徴とする[1]に記載の水性組成物。
[3]前記水性組成物中の全固形分に対して前記無機粒子が占める割合は、30〜60質量%であることを特徴とする[1]または[2]に記載の水性組成物。
[4]前記重合性モノマーがアルコキシシランであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の水性組成物。
[5]前記アルコキシシランは、テトラアルコキシシランおよびアルキルトリアルコキシシランの混合物であることを特徴とする[4]に記載の水性組成物。
[6]硬化促進剤をさらに含むことを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載の水性組成物。
[7]前記硬化促進剤はアルミニウムキレート錯体であることを特徴とする[6]に記載の水性組成物。
[8][1]〜[7]のいずれかに記載の水性組成物を硬化して形成したことを特徴とするハードコート層。
[9][1]〜[7]のいずれかに記載の水性組成物を硬化して形成した第1のハードコート層と、前記第1のハードコート層の上に、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子を含む第2のハードコート層を積層した積層体を含み、
前記第1のハードコート層と前記第2のハードコート層に含まれる無機粒子の含有率の差は10%以下であることを特徴とする積層フィルム。
[10]前記第2のハードコート層に含まれる無機粒子の平均粒子径は、50nm以下であることを特徴とする[9]に記載の積層フィルム。
[11]ヘイズ値が1%以下であることを特徴とする[9]または[10]に記載の積層フィルム。
[12]さらに支持体を有し、前記支持体は、前記第1のハードコート層の一方の面側であって、前記第2のハードコート層が積層された面とは反対側に設けられていることを特徴とする[9]〜[11]のいずれかに記載の積層フィルム。
[13]前記支持体と前記第1のハードコート層の間にさらに易接着層が設けられていることを特徴とする[12]に記載の積層フィルム。
[14]前記第1のハードコート層と前記第2のハードコート層の平均膜厚の合計が2μm以上であることを特徴とする[9]〜[13]のいずれかに記載の積層フィルム。
[15]平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物であって、全固形分に対して前記無機粒子が占める割合が25〜65質量%の水性組成物を支持体の上に塗布し、第1のハードコート層を製膜する工程を含み、前記第1のハードコート層を製膜する工程は、120〜300℃で加熱する工程を含むことを特徴とする積層フィルムの製造方法。
[16]前記加熱する工程では、120〜300℃で10秒〜1時間加熱することを特徴とする[15]に記載の積層フィルムの製造方法。
[17]前記第1のハードコート層を製膜する工程の後に、さらに第2のハードコート層を製膜する工程を含み、前記第2のハードコート層を製膜する工程は、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物を前記第1のハードコート層の上に塗布する工程を含むことを特徴とする[15]または[16]に記載の積層フィルムの製造方法。
[18][15]〜[17]のいずれかに記載の製造方法により製造された積層フィルム。
[1] An aqueous composition containing inorganic particles and a polymerizable monomer, wherein the inorganic particles have an average aspect ratio of 30 to 5000, and the proportion of the inorganic particles to the total solid content in the aqueous composition Is an aqueous composition, characterized in that it is 25 to 65% by mass.
[2] The aqueous composition according to [1], wherein the inorganic particles have an average aspect ratio of 300 to 800.
[3] The aqueous composition according to [1] or [2], wherein the ratio of the inorganic particles to the total solid content in the aqueous composition is 30 to 60% by mass.
[4] The aqueous composition according to any one of [1] to [3], wherein the polymerizable monomer is an alkoxysilane.
[5] The aqueous composition according to [4], wherein the alkoxysilane is a mixture of tetraalkoxysilane and alkyltrialkoxysilane.
[6] The aqueous composition according to any one of [1] to [5], further comprising a curing accelerator.
[7] The aqueous composition according to [6], wherein the curing accelerator is an aluminum chelate complex.
[8] A hard coat layer formed by curing the aqueous composition according to any one of [1] to [7].
[9] An average aspect ratio of 1 to 1 is formed on the first hard coat layer formed by curing the aqueous composition according to any one of [1] to [7] and the first hard coat layer. Including a laminate in which a second hard coat layer containing 10 inorganic particles is laminated,
The difference in the content of the inorganic particles contained in the first hard coat layer and the second hard coat layer is 10% or less.
[10] The laminated film according to [9], wherein the average particle diameter of the inorganic particles contained in the second hard coat layer is 50 nm or less.
[11] The laminated film according to [9] or [10], wherein the haze value is 1% or less.
[12] A support is further provided, and the support is provided on one surface side of the first hard coat layer and on the side opposite to the surface on which the second hard coat layer is laminated. The laminated film according to any one of [9] to [11], wherein
[13] The laminated film according to [12], wherein an easy adhesion layer is further provided between the support and the first hard coat layer.
[14] The laminated film according to any one of [9] to [13], wherein the total of the average film thicknesses of the first hard coat layer and the second hard coat layer is 2 μm or more.
[15] An aqueous composition comprising inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5000 and a polymerizable monomer, wherein the aqueous composition accounts for 25 to 65% by mass of the inorganic particles with respect to the total solid content A step of coating the body and forming a first hard coat layer, wherein the step of forming the first hard coat layer includes a step of heating at 120 to 300 ° C. A method for producing a laminated film.
[16] The method for producing a laminated film according to [15], wherein the heating is performed at 120 to 300 ° C. for 10 seconds to 1 hour.
[17] After the step of forming the first hard coat layer, the step of forming a second hard coat layer is further included, and the step of forming the second hard coat layer includes an average aspect ratio. Of the laminated film according to [15] or [16], which comprises a step of applying an aqueous composition comprising inorganic particles of 1 to 10 and a polymerizable monomer on the first hard coat layer. Production method.
[18] A laminated film produced by the production method according to any one of [15] to [17].

本発明によれば、高硬度のハードコート層を得ることができ、ハードコート層の耐傷性を高めることができる。さらに、本発明で得られるハードコート層は、割れにくく、耐衝撃性に優れている。   According to the present invention, a hard coat layer with high hardness can be obtained, and the scratch resistance of the hard coat layer can be improved. Furthermore, the hard coat layer obtained by the present invention is not easily broken and has excellent impact resistance.

また、本発明によれば、水性組成物からハードコート層を形成することができるため、環境への負荷を減らすことができる。さらに、本発明によれば、成膜時の加熱温度を低く設定することができるため、ハードコート層の製造を容易にすることができ、製造適性を高めることができる。さらに、ハードコート層の製造にかかるコストを抑制することができる。   In addition, according to the present invention, since a hard coat layer can be formed from an aqueous composition, the burden on the environment can be reduced. Furthermore, according to the present invention, since the heating temperature during film formation can be set low, the production of the hard coat layer can be facilitated, and the production suitability can be enhanced. Furthermore, the cost concerning manufacture of a hard-coat layer can be suppressed.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

(水性組成物)
本発明の水性組成物は、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子と重合性モノマーを含む。水性組成物中の全固形分に対して、無機粒子が占める割合は、25〜65質量%である。上述した水性組成物を支持体の上に塗布し、硬化させることによって、ハードコート層が形成される。すなわち、本発明の水性組成物はハードコート層形成用の水性組成物とすることができる。
(Aqueous composition)
The aqueous composition of the present invention contains inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5,000 and a polymerizable monomer. The ratio of the inorganic particles to the total solid content in the aqueous composition is 25 to 65% by mass. A hard coat layer is formed by applying the aqueous composition described above onto a support and curing it. That is, the aqueous composition of the present invention can be an aqueous composition for forming a hard coat layer.

本発明では、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子と重合性モノマーを含むことにより、ハードコート層を形成した際に、その硬度を高めることができ、さらに耐傷性および耐衝撃性を高めることができる。また、本発明においては、平均アスペクト比が30〜5000という高アスペクト比の無機粒子と重合性モノマーを混合することにより、ハードコート層の膜厚を厚くすることができる。これにより、ハードコート層の硬度をより高めることができる。
本発明により得られたハードコート層は、硬度が高いことに加えて、優れた耐傷性および耐衝撃性を有するため、タッチパネル等の表示装置に好適に用いられる。
In the present invention, by including inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5000 and a polymerizable monomer, the hardness can be increased when the hard coat layer is formed, and the scratch resistance and impact resistance can be further increased. Can do. In the present invention, the thickness of the hard coat layer can be increased by mixing high aspect ratio inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5,000 and a polymerizable monomer. Thereby, the hardness of a hard-coat layer can be raised more.
Since the hard coat layer obtained by the present invention has excellent scratch resistance and impact resistance in addition to high hardness, it is suitably used for display devices such as touch panels.

本発明では、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子と重合性モノマーを混合することにより、ハードコート層の成膜時の加熱温度を低くすることができる。これにより、ハードコート層の製造効率を高めることができ、製造にかかるコストを削減することができる。   In this invention, the heating temperature at the time of film-forming of a hard-coat layer can be made low by mixing an inorganic particle with an average aspect-ratio of 30-5000, and a polymerizable monomer. Thereby, the manufacturing efficiency of a hard-coat layer can be improved and the cost concerning manufacture can be reduced.

また、本発明の水性組成物は、有機溶剤を用いていないため、水性組成物を塗布し乾燥させる際に蒸発するものは、主に水成分となる。このため、有機溶剤を用いた場合と比較して、環境への負荷を大幅に低減することができる。   Moreover, since the aqueous composition of this invention does not use the organic solvent, what evaporates when apply | coating and drying an aqueous composition becomes a water component mainly. For this reason, compared with the case where an organic solvent is used, the load to an environment can be reduced significantly.

(無機粒子)
本発明の水性組成物は、無機粒子を含む。この無機粒子は、高いアスペクト比を有しており、平均アスペクト比は、30〜5000である。無機粒子のアスペクト比は、30以上であれば良く、100以上が好ましく、200以上がより好ましく、300以上がさらに好ましい。また、無機粒子のアスペクト比は、5000以下であれば良く、3000以下が好ましく、1500以下がより好ましく、800以下がさらに好ましい。例えば350〜750などが挙げられる。
本発明では、無機粒子の平均アスペクト比を上記範囲内とすることにより、より高硬度なハードコート層を形成することができる。
(Inorganic particles)
The aqueous composition of the present invention contains inorganic particles. The inorganic particles have a high aspect ratio, and the average aspect ratio is 30 to 5000. The aspect ratio of the inorganic particles may be 30 or more, preferably 100 or more, more preferably 200 or more, and further preferably 300 or more. The aspect ratio of the inorganic particles may be 5000 or less, preferably 3000 or less, more preferably 1500 or less, and still more preferably 800 or less. For example, 350-750 etc. are mentioned.
In the present invention, a hard coat layer with higher hardness can be formed by setting the average aspect ratio of the inorganic particles within the above range.

ここで、平均アスペクト比とは、無機粒子の長軸方向に直交する厚み方向における無機粒子の平均短径をr(nm)として、無機粒子の長軸方向における無機粒子の平均長径をL(nm)とした際のL/r比を意味する。すなわち、アスペクト比は、水性組成物中に含有される無機粒子を観察し、無機粒子の長径を短径で割ることにより算出することができる。   Here, the average aspect ratio is the average minor axis of the inorganic particles in the thickness direction perpendicular to the major axis direction of the inorganic particles, r (nm), and the average major axis of the inorganic particles in the major axis direction of the inorganic particles is L (nm). ) Means the L / r ratio. That is, the aspect ratio can be calculated by observing inorganic particles contained in the aqueous composition and dividing the major axis of the inorganic particles by the minor axis.

本発明では、無機粒子の平均短径r(nm)は、1〜20nmであることが好ましい。平均短径r(nm)は、1nm以上であることが好ましく、2nm以上であることがより好ましい。平均短径r(nm)は、20nm以下であることが好ましく、15nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。また、平均長径L(nm)は、100〜10000nmであることが好ましい。平均長径L(nm)は、100nm以上であることが好ましく、300nm以上であることがより好ましく、700nm以上であることがさらに好ましい。また、平均長径L(nm)は、10000nm以下であることが好ましく、8000nm以下であることがより好ましく、5000nm以下であることがさらに好ましい。無機粒子の短径および長径を上記範囲内とすることにより、無機粒子の平均アスペクト比を好ましい範囲内にすることができる。   In the present invention, the average minor axis r (nm) of the inorganic particles is preferably 1 to 20 nm. The average minor axis r (nm) is preferably 1 nm or more, and more preferably 2 nm or more. The average minor axis r (nm) is preferably 20 nm or less, more preferably 15 nm or less, and further preferably 10 nm or less. Moreover, it is preferable that average major axis L (nm) is 100-10000 nm. The average major axis L (nm) is preferably 100 nm or more, more preferably 300 nm or more, and further preferably 700 nm or more. The average major axis L (nm) is preferably 10,000 nm or less, more preferably 8000 nm or less, and further preferably 5000 nm or less. By setting the minor axis and the major axis of the inorganic particles within the above ranges, the average aspect ratio of the inorganic particles can be within a preferable range.

上述した無機粒子の長さは、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて測定することができる。例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、ハードコート層の縦方向に垂直な断面と、縦方向に平行な断面に存在する長径が100nm以上の任意の無機粒子を100個選択し、その無機粒子の長径と短径を計測し、アスペクト比を求めることができる。100個の無機粒子毎に長径と短径を計測し、それらアスペクト比から平均のアスペクト比を算出することができる。   The length of the inorganic particles described above can be measured using an optical microscope or an electron microscope. For example, using a scanning electron microscope (SEM), select 100 arbitrary inorganic particles having a major axis of 100 nm or more present in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hard coat layer and a cross section parallel to the longitudinal direction. The aspect ratio can be obtained by measuring the major axis and minor axis of the inorganic particles. The major axis and minor axis are measured for every 100 inorganic particles, and the average aspect ratio can be calculated from these aspect ratios.

無機粒子は、平均アスペクト比が30〜5000のものであれば特に制限されるものではないが、硬度が高く、モース硬度が6以上の無機酸化物粒子であることが好ましい。例えば、二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子などが用いられ、酸化アルミニウム粒子が好ましく用いられる。中でも、繊維状もしくは針状の形状を有するアルミナ水和物粒子またはアルミナ粒子は特に好適である。アルミナ水和物粒子は、無定形、ベーマイトまたは擬ベーマイトから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ベーマイトまたは擬ベーマイトであることがさらに好ましい。ここで、ベーマイトとは、Al23・nH2O(n=1〜1.5)で表されるアルミナ水和物の結晶である。また、擬ベーマイトは、ベーマイトのコロイド状凝集体を指している。なお、無機粒子として用いることができるアルミナ粒子の結晶系はγ、θまたはαから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、γまたはθから選ばれることがさらに好ましい。市販品としては、例えば、ベーマイトゾル(川研ファインケミカル(株)製)、AS−520(日産化学(株)製)、クォートロン(扶桑化学(株)製)、AKPシリーズ(住友化学(株)製)などが挙げられ、これらから平均アスペクト比やアルミナ粒子の結晶系が本発明の範囲内であるものを使用することができる。 The inorganic particles are not particularly limited as long as the average aspect ratio is 30 to 5000, but are preferably inorganic oxide particles having high hardness and Mohs hardness of 6 or more. For example, silicon dioxide particles, titanium dioxide particles, zirconium oxide particles, aluminum oxide particles and the like are used, and aluminum oxide particles are preferably used. Among these, alumina hydrate particles or alumina particles having a fibrous or needle-like shape are particularly suitable. The alumina hydrate particles are preferably at least one selected from amorphous, boehmite or pseudoboehmite, and more preferably boehmite or pseudoboehmite. Here, boehmite is a crystal of alumina hydrate represented by Al 2 O 3 .nH 2 O (n = 1 to 1.5). Pseudoboehmite refers to a colloidal aggregate of boehmite. The crystal system of alumina particles that can be used as inorganic particles is preferably at least one selected from γ, θ, or α, and more preferably selected from γ or θ. Commercially available products include, for example, boehmite sol (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), AS-520 (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), Quartron (manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd.), and AKP series (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). From these, those having an average aspect ratio and a crystal system of alumina particles within the scope of the present invention can be used.

アルミナ水和物粒子またはアルミナ粒子は、水性溶液に分散していることが好ましい。アルミナ水和物粒子またはアルミナ粒子が分散している水性溶液を水性アルミナゾルといい、この水性アルミナゾルは、加水分解性アルミニウム化合物を加水分解し、酸性下でコロイドを形成することにより製造することができる。加水分解性アルミニウム化合物には、各種の無機アルミニウム化合物および有機性の基を有するアルミニウム化合物が包含される。無機アルミニウム化合物としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムなどの無機酸の塩、アルミン酸ナトリウムなどのアルミン酸塩、水酸化アルミニウムなどが例示される。
また、有機性の基を有するアルミニウム化合物としては、酢酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムsec−ブトキシドなどのアルミニウムアルコキシド、環状アルミニウムオリゴマー、ジイソプロポキシ(エチルアセトアセタト)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセタト)アルミニウムなどのアルミニウムキレート、アルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物などが例示される。
The alumina hydrate particles or alumina particles are preferably dispersed in an aqueous solution. Alumina hydrate particles or an aqueous solution in which alumina particles are dispersed is called an aqueous alumina sol, and this aqueous alumina sol can be produced by hydrolyzing a hydrolyzable aluminum compound and forming a colloid under acidic conditions. . The hydrolyzable aluminum compound includes various inorganic aluminum compounds and aluminum compounds having an organic group. Examples of the inorganic aluminum compound include salts of inorganic acids such as aluminum chloride, aluminum sulfate, and aluminum nitrate, aluminates such as sodium aluminate, and aluminum hydroxide.
Examples of the aluminum compound having an organic group include carboxylates such as aluminum acetate, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-butoxide, aluminum sec-butoxide, and other aluminum alkoxides, cyclic aluminum oligomers, Illustrative are aluminum chelates such as propoxy (ethylacetoacetate) aluminum and tris (ethylacetoacetate) aluminum, and organoaluminum compounds such as alkylaluminum.

これらの化合物のうち、適度な加水分解性を有し、副生成物の除去が容易であることなどから、アルミニウムアルコキシドが好ましく、炭素数2〜5のアルコキシル基を有するものが特に好ましい。
加水分解に使用する酸としては、塩酸、硝酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの一価の酸が好ましく、操作性、経済性の面で、酢酸が特に好ましく用いられる。酸の使用量は、アルミニウムアルコキシドに対し、0.2〜2.0モル倍であり、好ましくは0.3〜1.8モル倍である。加水分解に使用する酸の使用量を上記範囲内とすることにより、得られる粒子の平均アスペクト比を所望の範囲とすることができ、かつ経時安定性を高めることができる。なお、加水分解は、100℃以下で、0.1〜3時間行うことが好ましい。
Among these compounds, aluminum alkoxides are preferable and those having an alkoxyl group having 2 to 5 carbon atoms are particularly preferable because they have moderate hydrolyzability and easy removal of by-products.
As the acid used for the hydrolysis, monovalent acids such as hydrochloric acid, nitric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid and butyric acid are preferable, and acetic acid is particularly preferably used in terms of operability and economy. The usage-amount of an acid is 0.2-2.0 mol times with respect to aluminum alkoxide, Preferably it is 0.3-1.8 mol times. By making the usage-amount of the acid used for a hydrolysis into the said range, the average aspect-ratio of the particle | grains obtained can be made into a desired range, and stability with time can be improved. In addition, it is preferable to perform a hydrolysis at 100 degrees C or less for 0.1 to 3 hours.

加水分解するアルミニウムアルコキサイドの酸水溶液の固形分濃度は、2〜15質量%が好ましく、好ましくは3〜10質量%である。固形分濃度を上記範囲内とすることにより、得られる粒子の平均アスペクト比を所望の範囲とすることができ、反応液の撹拌性も高めることができる。   2-15 mass% is preferable, and, as for the solid content concentration of the acid aqueous solution of the aluminum alkoxide to hydrolyze, Preferably it is 3-10 mass%. By setting the solid content concentration within the above range, the average aspect ratio of the obtained particles can be set to a desired range, and the stirrability of the reaction liquid can be enhanced.

加水分解で生成したアルコールを留去後、解膠処理を行う。解膠処理は、100℃〜200℃で、0.1〜10時間加熱し、更に好ましくは110〜180℃で、0.5〜5時間処理する。このようにして、所望の平均アスペクト比を有する無機粒子を得ることができる。   After the alcohol produced by hydrolysis is distilled off, peptization is performed. The peptization treatment is performed at 100 to 200 ° C. for 0.1 to 10 hours, more preferably at 110 to 180 ° C. for 0.5 to 5 hours. In this way, inorganic particles having a desired average aspect ratio can be obtained.

本発明で得られるハードコート層において、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子の長軸方向は平行に配向した状態で積み重なって集積されることが好ましく、無機粒子が束状構造を形成するように積み重なっていることがより好ましい。このような態様で無機粒子が集積されるために、無機粒子は水性組成物中で均一に分散されることが好ましい。また、ハードコート層の成膜条件や水性組成物のpHを調整することによっても集積状態を調整することができる。   In the hard coat layer obtained in the present invention, it is preferable that the long axis direction of the inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5000 is stacked and accumulated in a state of being oriented in parallel, so that the inorganic particles form a bundle structure. It is more preferable that they are stacked. In order to accumulate inorganic particles in such a manner, the inorganic particles are preferably dispersed uniformly in the aqueous composition. The accumulation state can also be adjusted by adjusting the film formation conditions of the hard coat layer and the pH of the aqueous composition.

本発明では、水性組成物のpHは2〜7とすることが好ましく、2〜6とすることがより好ましく、2〜5とすることがさらに好ましく、3〜4とすることが特に好ましい。水性組成物のpHを上記範囲内とするために、水性組成物には、酢酸、塩酸、硝酸、蟻酸、プロピオン酸、酪酸等の酸を加えることが好ましい。中でも、酢酸を添加することが特に好ましく、酢酸を添加することによってpHを3〜4に調節することが最も好ましい。水性組成物のpHを上記のようにすることにより、無機粒子の分散性を高めつつ、無機粒子の長軸方向を平行に配向した状態で積み重ねて集積させることができる。これにより、膜厚が均一なハードコート層であって、かつ、高硬度のハードコート層を形成することができる。さらに、無機粒子の長軸方向を平行に配向した状態で集積させることにより、傷がつきにくく、衝撃に強いハードコート層を得ることができる。   In the present invention, the pH of the aqueous composition is preferably 2 to 7, more preferably 2 to 6, further preferably 2 to 5, and particularly preferably 3 to 4. In order to set the pH of the aqueous composition within the above range, it is preferable to add an acid such as acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, formic acid, propionic acid, butyric acid to the aqueous composition. Among them, it is particularly preferable to add acetic acid, and it is most preferable to adjust the pH to 3 to 4 by adding acetic acid. By setting the pH of the aqueous composition as described above, the inorganic particles can be stacked and accumulated in a state in which the long axis direction of the inorganic particles is oriented in parallel while enhancing the dispersibility of the inorganic particles. Thereby, it is possible to form a hard coat layer having a uniform film thickness and a high hardness. Furthermore, by accumulating the inorganic particles in a state where the major axis directions are oriented in parallel, it is possible to obtain a hard coat layer that is hard to be damaged and is resistant to impact.

水性組成物中の全固形分に対して無機粒子が占める割合は、25質量%以上であれば良く、28質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましい。また、無機粒子が占める割合は、65質量%以下であればよく、60質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましく、40質量%以下であることが特に好ましい。無機粒子は2種以上を併用してもよく、その場合は使用した全種類の合計量が上記範囲内となる。無機粒子が占める割合を上記範囲内とすることにより、水性組成物中における無機粒子の分散性を高めることができる。さらに、高硬度であって、耐傷性および耐衝撃性に優れたハードコート層を形成することができる。   The ratio of the inorganic particles to the total solid content in the aqueous composition may be 25% by mass or more, preferably 28% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. The proportion of inorganic particles may be 65% by mass or less, preferably 60% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less. It is especially preferable that it is 40 mass% or less. Two or more kinds of inorganic particles may be used in combination, and in this case, the total amount of all kinds used is within the above range. By making the ratio which an inorganic particle accounts in the said range, the dispersibility of the inorganic particle in an aqueous composition can be improved. Furthermore, a hard coat layer having high hardness and excellent scratch resistance and impact resistance can be formed.

(重合性モノマー)
本発明の水性組成物は、重合性モノマーを含む。ここで、重合性モノマーとは、モノマー同士が重合することによって、オリゴマーを形成し得る化合物のことをいう。重合性モノマーはアルコキシシランであることが好ましい。アルコキシシランは、水溶性又は水分散性の素材を使用することが好ましい。水溶性又は水分散性の素材を使用することは、VOC(volatile organic compounds)による環境汚染を低減する観点からも特に好ましい。
(Polymerizable monomer)
The aqueous composition of the present invention contains a polymerizable monomer. Here, the polymerizable monomer means a compound that can form an oligomer by polymerization of the monomers. The polymerizable monomer is preferably an alkoxysilane. As the alkoxysilane, it is preferable to use a water-soluble or water-dispersible material. The use of a water-soluble or water-dispersible material is particularly preferable from the viewpoint of reducing environmental pollution caused by VOC (volatile organic compounds).

アルコキシシランは、加水分解性基を有する。この加水分解性基が酸性の水溶液中で加水分解されることによりシラノールが生成され、シラノール同士が縮合することによって、オリゴマーが生成される。本発明の水性組成物中においては、アルコキシシランの一部は加水分解されていても良い。   Alkoxysilane has a hydrolyzable group. Silanol is generated by hydrolyzing the hydrolyzable group in an acidic aqueous solution, and an oligomer is generated by condensation between the silanols. In the aqueous composition of the present invention, a part of the alkoxysilane may be hydrolyzed.

重合性モノマーは、水性組成物全質量に対して、40〜70質量%含まれることが好ましい。重合性モノマーの含有率は、40質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。また、重合性モノマーの含有率は、70質量%以下であることが好ましく、65質量%以下であることがより好ましい。重合性モノマーは2種以上を併用してもよく、その場合は使用した全種類の合計量が上記範囲内となる。重合性モノマーの含有率を上記範囲内とすることにより、水性組成物の経時安定性を高めることができ、かつ、ハードコート層を形成した際の硬度を高めることができる。さらに、ハードコート層の膜厚を厚くすることを可能とする。   It is preferable that 40-70 mass% of a polymerizable monomer is contained with respect to the aqueous composition total mass. The content of the polymerizable monomer is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. Moreover, it is preferable that the content rate of a polymerizable monomer is 70 mass% or less, and it is more preferable that it is 65 mass% or less. Two or more polymerizable monomers may be used in combination, and in that case, the total amount of all kinds used is within the above range. By setting the content of the polymerizable monomer within the above range, the temporal stability of the aqueous composition can be increased, and the hardness when the hard coat layer is formed can be increased. Furthermore, it is possible to increase the thickness of the hard coat layer.

アルコキシシランは、テトラアルコキシシランを含むことが好ましく、テトラアルコキシシランとアルキルトリアルコキシシランの混合物とすることがより好ましい。アルコキシシランが4官能のアルコキシシランであるテトラアルコキシシランを含有することにより、ハードコート層を形成した際に十分な硬度を得ることができる。また、3官能のアルコキシシランであるアルキルトリアルコキシシランを混合することによって、ハードコート層の硬度を高く維持しつつも適度な柔軟性を付与することができ、よりひび割れしにくいハードコート層を得ることができる。   The alkoxysilane preferably contains tetraalkoxysilane, more preferably a mixture of tetraalkoxysilane and alkyltrialkoxysilane. When the alkoxysilane contains tetraalkoxysilane, which is a tetrafunctional alkoxysilane, sufficient hardness can be obtained when the hard coat layer is formed. In addition, by mixing alkyltrialkoxysilane, which is a trifunctional alkoxysilane, moderate flexibility can be imparted while maintaining the hardness of the hardcoat layer high, and a hardcoat layer that is more difficult to crack is obtained. be able to.

アルコキシシランが、テトラアルコキシシランとアルキルトリアルコキシシランの混合物である場合、テトラアルコキシシランとアルキルトリアルコキシシランのモル比は、0:100〜85:15であることが好ましく、5:95〜80:20であることがより好ましく、10:90〜75:25であることがさらに好ましい。モル比を上記範囲内とすることにより、高硬度であって、耐傷性と耐衝撃性に優れたハードコート層を得ることができる。   When the alkoxysilane is a mixture of tetraalkoxysilane and alkyltrialkoxysilane, the molar ratio of tetraalkoxysilane and alkyltrialkoxysilane is preferably 0: 100 to 85:15, 5:95 to 80: 20 is more preferable, and 10:90 to 75:25 is even more preferable. By setting the molar ratio within the above range, a hard coat layer having high hardness and excellent scratch resistance and impact resistance can be obtained.

テトラアルコキシシランとしては、各アルコキシ基の炭素数が1〜4のものがより好ましく用いられる。中でも、テトラアルコキシシランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランであることが特に好ましい。各アルコキシ基の炭素数を4以下とすることにより、酸性水と混ぜたときの4官能のアルコキシシランの加水分解速度が遅くなりすぎることがなく、均一な水溶液にするまでの溶解に要する時間がより短くなる。これにより、ハードコート層を製造する際の製造効率を高めることができる。市販品としては、KBE−04(信越化学工業(株)製)などが挙げられる。   As the tetraalkoxysilane, those having 1 to 4 carbon atoms of each alkoxy group are more preferably used. Among these, tetraalkoxysilane is particularly preferably tetramethoxysilane or tetraethoxysilane. By setting the number of carbon atoms of each alkoxy group to 4 or less, the hydrolysis rate of the tetrafunctional alkoxysilane when mixed with acidic water is not too slow, and the time required for dissolution until a uniform aqueous solution is obtained. Shorter. Thereby, the manufacturing efficiency at the time of manufacturing a hard-coat layer can be improved. Examples of commercially available products include KBE-04 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

アルキルトリアルコキシシランは、下記一般式(1)で表される3官能のアルコキシシランである。
RSi(OR13 …(1)
ここで、Rはアミノ基を含まない炭素数が1〜15の有機基、R1はメチル、エチル基等炭素数4以下のアルキル基である。
The alkyltrialkoxysilane is a trifunctional alkoxysilane represented by the following general formula (1).
RSi (OR 1 ) 3 (1)
Here, R is an organic group having 1 to 15 carbon atoms not containing an amino group, and R 1 is an alkyl group having 4 or less carbon atoms such as methyl and ethyl groups.

一般式(1)で表されるアルキルトリアルコキシシランは、アミノ基を官能基として含まない。つまり、このアルキルトリアルコキシシランは、アミノ基を持たない有機基Rを有している。Rがアミノ基を有する場合は、テトラアルコキシシランと混合して加水分解すると、生成するシラノール同士で脱水縮合が促進されてしまう。このため、水性組成物が不安定となり好ましくない。
一般式(1)のRは、炭素数が1〜15の範囲であるような分子鎖長をもつ有機基であれば良い。炭素数を15以下とすることにより、ハードコート層の柔軟性が過度に大きくならず、十分な硬度を得ることができる。
The alkyltrialkoxysilane represented by the general formula (1) does not contain an amino group as a functional group. That is, this alkyltrialkoxysilane has an organic group R having no amino group. When R has an amino group, if it is mixed with tetraalkoxysilane and hydrolyzed, dehydration condensation will be promoted between the produced silanols. For this reason, an aqueous composition becomes unstable and is not preferable.
R in the general formula (1) may be an organic group having a molecular chain length that has 1 to 15 carbon atoms. By setting the number of carbon atoms to 15 or less, the flexibility of the hard coat layer is not excessively increased and sufficient hardness can be obtained.

さらに、Rで示す有機基は、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を有することが好ましい。特に、エポキシ基、アミド基、ウレタン基、ウレア基、エステル基、ヒドロキシ基、カルボキシル基などが有機基R中にあることが好ましい。中でも、エポキシ基を含有するアルキルトリアルコキシシランは、酸性水中でのシラノールの安定性を高める効果があり、特に好ましい。また、エポキシ基を含有するアルキルトリアルコキシシランは、ハードコート層に適度な柔軟性を付与しつつも、十分な硬度を与えることができる。   Furthermore, the organic group represented by R preferably has a heteroatom such as oxygen, nitrogen, or sulfur. In particular, it is preferable that an epoxy group, an amide group, a urethane group, a urea group, an ester group, a hydroxy group, a carboxyl group, and the like are in the organic group R. Among them, an alkyltrialkoxysilane containing an epoxy group is particularly preferable because it has an effect of increasing the stability of silanol in acidic water. Moreover, the alkyl trialkoxysilane containing an epoxy group can provide sufficient hardness while imparting appropriate flexibility to the hard coat layer.

一般式(1)中のR1は、炭素数が4以下のアルキル基である。中でもR1は特に、メチル基またはエチル基であることが好ましい。R1を炭素数が4以下のアルキル基とすることにより、3官能または2官能のアルコキシシランの親水性を高めることができ、水溶液中での加水分解を促進させることができる。 R 1 in the general formula (1) is an alkyl group having 4 or less carbon atoms. Among these, R 1 is particularly preferably a methyl group or an ethyl group. By making R 1 an alkyl group having 4 or less carbon atoms, the hydrophilicity of the trifunctional or bifunctional alkoxysilane can be increased, and hydrolysis in an aqueous solution can be promoted.

本発明で用いるアルキルトリアルコキシシランのうち好ましい化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランを挙げることができる。中でも、アルキルトリアルコキシシランは、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランまたは3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、またはこれらの混合物であることが好ましい。市販品としては、KBE−403(信越化学工業(株)製)などが挙げられる。   Among the alkyltrialkoxysilanes used in the present invention, preferred compounds are vinyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, and 3-ureidopropyl. Trimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3- Acryloxypropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 2- ( , May be mentioned 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl triethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl triethoxysilane. Among them, the alkyltrialkoxysilane is preferably 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, or a mixture thereof. Examples of commercially available products include KBE-403 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

重合性モノマーは、上述したアルコキシシランの他に、公知の硬化性樹脂を用いることもできる。公知の硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂や活性化エネルギー線重合樹脂を挙げることができる。
熱硬化性樹脂は熱を加えることにより硬化する樹脂である。熱硬化性樹脂としてはメラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等のプレポリマーの架橋反応を利用するものがある。熱硬化性樹脂としては、カルボキシル(−COOH)基および/またはヒドロキシル(−OH)基を含有するポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、フルオロ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂およびアルキド樹脂等を挙げることができる。
As the polymerizable monomer, a known curable resin can be used in addition to the alkoxysilane described above. Known curable resins include thermosetting resins and activated energy ray polymerization resins.
A thermosetting resin is a resin that cures when heated. Some thermosetting resins utilize a cross-linking reaction of prepolymers such as melamine resins, urethane resins, and epoxy resins. Examples of thermosetting resins include polyester resins containing carboxyl (—COOH) groups and / or hydroxyl (—OH) groups, epoxy resins, polyacrylate resins, polymethacrylate resins, polyamide resins, fluororesins, polyimide resins, polyurethane resins. And alkyd resins.

活性エネルギー線重合性樹脂は、多官能モノマーと重合開始剤を含む塗布液を塗布し、多官能モノマーを活性エネルギー線により重合させることで形成される。モノマーが有する官能基としては、重合性不飽和二重結合基を挙げることができる。重合性不飽和二重結合の例としては、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基を挙げることができる。反応性の観点よりアクリレート基が好ましく用いられる。   The active energy ray polymerizable resin is formed by applying a coating solution containing a polyfunctional monomer and a polymerization initiator and polymerizing the polyfunctional monomer with active energy rays. Examples of the functional group possessed by the monomer include a polymerizable unsaturated double bond group. Examples of the polymerizable unsaturated double bond include an acrylate group, a methacrylate group, and a vinyl group. From the viewpoint of reactivity, an acrylate group is preferably used.

活性エネルギー線としては、放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線等を用いることができるが、紫外線(UV)が好ましく用いられる。UV硬化性樹脂としては、アクリレート系モノマーからなるアクリル樹脂や、エポキシシ系あるいはウレタン樹脂等を挙げることができる。   As the active energy ray, radiation, gamma ray, alpha ray, electron beam, ultraviolet ray and the like can be used, and ultraviolet ray (UV) is preferably used. Examples of the UV curable resin include acrylic resins made of acrylate monomers, epoxy resins, and urethane resins.

(硬化促進剤)
本発明の水性組成物は、硬化促進剤をさらに含むことが好ましい。硬化促進剤は、水溶性であることが好ましい。本発明で用いる硬化促進剤は、水性組成物中で、シラノールの脱水縮合を促してシロキサン結合の形成を促進させる働きをする。硬化促進剤は、水溶性の無機酸、有機酸、有機酸塩、無機酸塩、金属アルコキシド、金属錯体を用いることができる。金属錯体としては、Al、Mg、Mn、Ti、Cu、Co、Zn、Hf及びZrよりなる金属錯体が好ましく、これらを併用することもできる。
(Curing accelerator)
The aqueous composition of the present invention preferably further contains a curing accelerator. The curing accelerator is preferably water-soluble. The curing accelerator used in the present invention functions to promote the formation of siloxane bonds by promoting dehydration condensation of silanol in the aqueous composition. As the curing accelerator, a water-soluble inorganic acid, organic acid, organic acid salt, inorganic acid salt, metal alkoxide, or metal complex can be used. As the metal complex, a metal complex composed of Al, Mg, Mn, Ti, Cu, Co, Zn, Hf and Zr is preferable, and these can be used in combination.

無機酸としては、ホウ酸、リン酸、塩酸、硝酸、硫酸が挙げられ、有機酸としては、酢酸、蟻酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸が挙げられる。有機酸塩としては、酢酸アルミ、シュウ酸アルミ、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、酢酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、酢酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニウムが挙げられ、無機酸塩としては、塩化アルミ、硫酸アルミ、硝酸アルミ、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウムが挙げられる。金属アルコキシドとしては、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドが挙げられる。金属錯体としては、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)等のアルミニウムキレート化合物、エチルアセトアセテートマグネシウムモノイソプロピレート、マグネシウムビス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートマグネシウムモノイソプロピレート、マグネシウムビス(アセチルアセトネート)等のマグネシウムキレート化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトナート、ジルコニウムアセチルアセトナートビス(エチルアセトアセテート)、マンガンアセチルアセトナート、コバルトアセチルアセトナート、銅アセチルアセトナート、チタンアセチルアセトナート、チタンオキシアセチルアセトナートが挙げられる。これらのうち、好ましくは、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、マグネシウムビス(アセチルアセトネート)、マグネシウムビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートであり、保存安定性、入手容易さを考慮すると、アルミニウムキレート錯体であるアルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)が特に好ましい。市販品としては、アルミキレートA(W)(川研ファインケミカル(株)製)などが挙げられる。   Examples of the inorganic acid include boric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, and examples of the organic acid include acetic acid, formic acid, oxalic acid, citric acid, malic acid, and ascorbic acid. Organic acid salts include aluminum acetate, aluminum oxalate, zinc acetate, zinc oxalate, magnesium acetate, magnesium oxalate, zirconium acetate, zirconium oxalate, and inorganic acid salts include aluminum chloride, aluminum sulfate, nitric acid Examples include aluminum, zinc chloride, zinc sulfate, zinc nitrate, magnesium chloride, magnesium sulfate, magnesium nitrate, zirconium chloride, zirconium sulfate, and zirconium nitrate. Examples of the metal alkoxide include aluminum alkoxide, titanium alkoxide, and zirconium alkoxide. Examples of metal complexes include aluminum such as ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum monoacetyl acetate bis (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), etc. Chelate compounds, magnesium chelate compounds such as ethyl acetoacetate magnesium monoisopropylate, magnesium bis (ethylacetoacetate), alkyl acetoacetate magnesium monoisopropylate, magnesium bis (acetylacetonate), zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tributoxyacetyl Acetonate, zirconium acetylacetonate bis Ethylacetoacetate), manganese acetylacetonate, cobalt acetylacetonate, copper acetylacetonate, titanium acetylacetonate and titanium oxy acetylacetonate. Of these, aluminum tris (acetylacetonate), aluminum tris (ethylacetoacetate), magnesium bis (acetylacetonate), magnesium bis (ethylacetoacetate), and zirconium tetraacetylacetonate are preferred, and storage stability Considering availability, aluminum tris (acetylacetonate) and aluminum tris (ethylacetoacetate), which are aluminum chelate complexes, are particularly preferable. Examples of commercially available products include aluminum chelate A (W) (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.).

硬化促進剤は、塗布液中に均一に混合、溶解することが好ましく、本発明における塗布液の溶剤としての水に溶解することが好ましい。水への溶解性が低い場合には、塗布液中に固体として存在するため、塗布乾燥後にも異物として残留し、透明度が低いハードコート層となってしまうことがあるからである。   The curing accelerator is preferably mixed and dissolved uniformly in the coating solution, and is preferably dissolved in water as a solvent for the coating solution in the present invention. This is because when the solubility in water is low, it exists as a solid in the coating solution, so that it remains as a foreign substance even after coating and drying, resulting in a hard coat layer with low transparency.

硬化促進剤の添加量は、全てのアルコキシシランに対して0.1〜20重量%であることが好ましく、0.5〜10重量%であることがより好ましく、1〜8重量%であることがさらに好ましい。硬化促進剤の添加量を上記範囲内とすることにより、シラノールの脱水縮合の反応速度を適切な速度とすることができ、膜厚が均一なハードコート層を得ることができる。   The addition amount of the curing accelerator is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight, and 1 to 8% by weight with respect to all alkoxysilanes. Is more preferable. By setting the addition amount of the curing accelerator within the above range, the reaction rate of dehydration condensation of silanol can be set to an appropriate rate, and a hard coat layer having a uniform film thickness can be obtained.

(その他の添加剤)
本発明の水性組成物には、ハードコート層の平滑性を向上させて塗膜表面の摩擦を軽減する目的で界面活性剤を添加しても良い。また、顔料や染料、その他微粒子等を分散させることによってハードコート層を着色しても良い。さらに、耐候性を向上させる目的で紫外線吸収剤や酸化防止剤等を添加しても良い。
(Other additives)
A surfactant may be added to the aqueous composition of the present invention for the purpose of improving the smoothness of the hard coat layer and reducing the friction on the coating surface. Further, the hard coat layer may be colored by dispersing pigments, dyes, and other fine particles. Furthermore, for the purpose of improving the weather resistance, an ultraviolet absorber, an antioxidant or the like may be added.

(界面活性剤)
本発明の水性組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
(Surfactant)
Various surfactants may be added to the aqueous composition of the present invention from the viewpoint of further improving coatability. As the surfactant, various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone-based surfactant can be used.

フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、同F781(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA社製)等が挙げられる。   Examples of the fluorosurfactant include Megafac F171, F172, F173, F176, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475, F479, F482, F554, F780, F780, F781 (above DIC Corporation), Florard FC430, FC431, FC171 (above, Sumitomo 3M Limited), Surflon S-382, SC-101, Same SC-103, Same SC-104, Same SC-105, Same SC1068, Same SC-381, Same SC-383, Same S393, Same KH-40 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), PF636, PF656, PF6320 PF6520, PF7002 (manufactured by OMNOVA), and the like.

ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1、パイオニンD−6512、D−6414、D−6112、D−6115、D−6120、D−6131、D−6108−W、D−6112−W、D−6115−W、D−6115−X、D−6120−X(竹本油脂(株)製)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)、ナロアクティーCL−95、HN−100(三洋化成工業(株)製)等が挙げられる。   Specific examples of nonionic surfactants include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, and ethoxylates and propoxylates thereof (for example, glycerol propoxylate, glycerin ethoxylate, etc.), polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (Pluronic L10, L31, L61, L62 manufactured by BASF, 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, 150R1, Pi Nin D-6512, D-6414, D-6112, D-6115, D-6120, D-6131, D-6108-W, D-6112-W, D-6115-W, D-6115-X, D -6120-X (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), Solsperse 20000 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd.), NAROACTY CL-95, HN-100 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and the like.

カチオン系界面活性剤として具体的には、フタロシアニン誘導体(商品名:EFKA−745、森下産業(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。   Specific examples of the cationic surfactant include phthalocyanine derivatives (trade name: EFKA-745, manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid ( Co) polymer polyflow no. 75, no. 90, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.) and the like.

アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)社製)、サンデッドBL(三洋化成工業(株)製)等が挙げられる。   Specific examples of the anionic surfactant include W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), sanded BL (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and the like.

シリコーン系界面活性剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング(株)製「トーレシリコーンDC3PA」、「トーレシリコーンSH7PA」、「トーレシリコーンDC11PA」,「トーレシリコーンSH21PA」,「トーレシリコーンSH28PA」、「トーレシリコーンSH29PA」、「トーレシリコーンSH30PA」、「トーレシリコーンSH8400」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「TSF−4440」、「TSF−4300」、「TSF−4445」、「TSF−4460」、「TSF−4452」、信越シリコーン株式会社製「KP341」、「KF6001」、「KF6002」、ビックケミー社製「BYK307」、「BYK323」、「BYK330」等が挙げられる。
界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
界面活性剤の添加量は、水性組成物の全質量に対して、0.001質量%〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005質量%〜1.0質量%である。
Examples of the silicone surfactant include “Toray Silicone DC3PA”, “Toray Silicone SH7PA”, “Toray Silicone DC11PA”, “Tore Silicone SH21PA”, “Tore Silicone SH28PA”, “Toray Silicone” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. “Silicone SH29PA”, “Toresilicone SH30PA”, “Toresilicone SH8400”, “TSF-4440”, “TSF-4300”, “TSF-4445”, “TSF-4460”, “TSF” manufactured by Momentive Performance Materials, Inc. -4552 "," KP341 "," KF6001 "," KF6002 "manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.," BYK307 "," BYK323 "," BYK330 "manufactured by Big Chemie.
Only one type of surfactant may be used, or two or more types may be combined.
The addition amount of the surfactant is preferably 0.001% by mass to 2.0% by mass, and more preferably 0.005% by mass to 1.0% by mass with respect to the total mass of the aqueous composition.

(ハードコート層/積層フィルム)
本発明のハードコート層は、上述した水性組成物を硬化させることによって得られる。ハードコート層は、支持体等の上に水性組成物を塗布して乾燥することにより、形成される。
(Hard coat layer / Laminated film)
The hard coat layer of the present invention is obtained by curing the above-described aqueous composition. The hard coat layer is formed by applying an aqueous composition on a support or the like and drying it.

ハードコート層の厚みは、水性組成物の塗布量を調整することにより制御することができる。得られるハードコート層の硬度の観点からは、平均膜厚は、2μm以上であることが好ましい。ハードコート層の平均膜厚は、2μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、4μm以上であることがさらに好ましい。また、ハードコート層の平均膜厚は、12μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、8μm以下であることがさらに好ましい。なお、ハードコート層の厚さは上記の範囲で一定あることがより好ましい。厚みが2μm未満であると十分な硬度が発現せずにハードコート層としての機能が得られないことがあり、12μmよりも大きいとハードコート層の内部応力が大きくなってカール等の変形が生じてしまう場合がある。   The thickness of the hard coat layer can be controlled by adjusting the coating amount of the aqueous composition. From the viewpoint of the hardness of the obtained hard coat layer, the average film thickness is preferably 2 μm or more. The average film thickness of the hard coat layer is preferably 2 μm or more, more preferably 3 μm or more, and further preferably 4 μm or more. The average film thickness of the hard coat layer is preferably 12 μm or less, more preferably 10 μm or less, and further preferably 8 μm or less. The thickness of the hard coat layer is more preferably constant within the above range. If the thickness is less than 2 μm, sufficient hardness may not be exhibited and the function as a hard coat layer may not be obtained. May end up.

ハードコート層の屈折率は、例えば1.54〜1.64の範囲内にすることができる。ハードコート層の屈折率を上記範囲内とすることにより、タッチパネル等にも好適に用いることができる。   The refractive index of the hard coat layer can be in the range of 1.54 to 1.64, for example. By making the refractive index of a hard-coat layer into the said range, it can use suitably also for a touchscreen etc.

本発明の積層フィルムは、少なくとも2層のハードコート層が積層された積層体を含むことが好ましい。2層のハードコート層のうち一方を第1のハードコート層とし、他方を第2のハードコート層とすると、第1のハードコート層は、平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子を含み、第2のハードコート層は、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子を含む。なお、ここで、第1のハードコート層は、上述した水性組成物を硬化して形成されるハードコート層である。   The laminated film of the present invention preferably includes a laminate in which at least two hard coat layers are laminated. When one of the two hard coat layers is a first hard coat layer and the other is a second hard coat layer, the first hard coat layer includes inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5000, The second hard coat layer includes inorganic particles having an average aspect ratio of 1 to 10. Here, the first hard coat layer is a hard coat layer formed by curing the above-described aqueous composition.

第2のハードコート層は、第1のハードコート層の上に積層される。第2のハードコート層は、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物を第1のハードコート層の上に塗布し、硬化することによって形成される。なお、第1のハードコート層と第2のハードコート層の間には他の層が積層されてもよいが、隣接して積層されることが好ましい。   The second hard coat layer is laminated on the first hard coat layer. The second hard coat layer is formed by applying and curing an aqueous composition containing inorganic particles having an average aspect ratio of 1 to 10 and a polymerizable monomer on the first hard coat layer. In addition, although other layers may be laminated | stacked between a 1st hard-coat layer and a 2nd hard-coat layer, it is preferable to laminate | stack adjacent.

第2のハードコート層に含まれる無機粒子の平均アスペクト比は、1〜10であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、無機粒子は略球形であることが特に好ましい。このように、平均アスペクト比が小さな無機粒子を含む第2のハードコート層を第1のハードコート層の上に積層することによって、ヘイズ値を下げることができる。   The average aspect ratio of the inorganic particles contained in the second hard coat layer is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 6, and the inorganic particles are substantially Particularly preferred is a spherical shape. Thus, the haze value can be lowered by laminating the second hard coat layer containing inorganic particles having a small average aspect ratio on the first hard coat layer.

また、第2のハードコート層に含まれる無機粒子の平均粒子径は50nm以下であることが好ましく、40nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。第2のハードコート層に含まれる無機粒子の平均粒子径を上記範囲内とすることにより、積層フィルムのヘイズ値をより効果的に下げることができる。   The average particle size of the inorganic particles contained in the second hard coat layer is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, and further preferably 30 nm or less. By setting the average particle size of the inorganic particles contained in the second hard coat layer within the above range, the haze value of the laminated film can be more effectively lowered.

本発明においては、第1のハードコート層に含まれる無機粒子の含有率と第2のハードコート層に含まれる無機粒子の含有率の差は一定範囲内であることが好ましい。具体的には、第1のハードコート層と第2のハードコート層に含まれる無機粒子の含有率の差は各々の含有率の比率ではなく絶対値として10%以下であり、5%以下であることが好ましい。
第1のハードコート層に含まれる平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子の含有率は、25〜65質量%であり、30〜60質量%であることが好ましく、30〜40質量%であることがより好ましい。また、第2のハードコート層に含まれる平均アスペクト比が1〜10の無機粒子の含有率は20〜70質量%であり、30〜60質量%であることが好ましく、30〜40質量%であることがより好ましい。なお、ここで、無機粒子の含有率とは、各々のハードコート層の全体の質量に対して無機粒子の質量が占める割合を示している。
In the present invention, the difference between the content of the inorganic particles contained in the first hard coat layer and the content of the inorganic particles contained in the second hard coat layer is preferably within a certain range. Specifically, the difference in the content of the inorganic particles contained in the first hard coat layer and the second hard coat layer is 10% or less as an absolute value, not a ratio of each content, and 5% or less. Preferably there is.
The content ratio of the inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5000 contained in the first hard coat layer is 25 to 65% by mass, preferably 30 to 60% by mass, and 30 to 40% by mass. It is more preferable. The content of the inorganic particles having an average aspect ratio of 1 to 10 contained in the second hard coat layer is 20 to 70% by mass, preferably 30 to 60% by mass, and 30 to 40% by mass. More preferably. Here, the content ratio of the inorganic particles indicates the ratio of the mass of the inorganic particles to the total mass of each hard coat layer.

第1のハードコート層と第2のハードコート層の屈折率の差は、0.1以下であることが好ましく、0.08以下であることがより好ましい。このような屈折率差の低減は、第1のハードコート層と第2のハードコート層に含まれる無機粒子の含有率の差を上記範囲内とすることにより達成することができる。本発明では、屈折率の差が小さい2層のハードコート層を積層することによって、第1のハードコート層と第2のハードコート層を積層した積層フィルムのヘイズ値を低くすることができる。これにより、ヘイズが低く、かつ高硬度の積層フィルムを得ることができる。   The difference in refractive index between the first hard coat layer and the second hard coat layer is preferably 0.1 or less, and more preferably 0.08 or less. Such a reduction in refractive index difference can be achieved by setting the difference in the content of the inorganic particles contained in the first hard coat layer and the second hard coat layer within the above range. In the present invention, by laminating two hard coat layers having a small difference in refractive index, the haze value of the laminated film in which the first hard coat layer and the second hard coat layer are laminated can be lowered. Thereby, a laminated film with low haze and high hardness can be obtained.

第1のハードコート層の上に第2のハードコート層を積層した積層フィルムのヘイズ値は、1%以下であることが好ましく、0.8%以下であることがより好ましい。本発明では、第1のハードコート層の上に第2のハードコート層を設けることによって、低ヘイズの積層フィルムを得ることができる。   The haze value of the laminated film in which the second hard coat layer is laminated on the first hard coat layer is preferably 1% or less, and more preferably 0.8% or less. In the present invention, a low-haze laminated film can be obtained by providing the second hard coat layer on the first hard coat layer.

第1のハードコート層と第2のハードコート層の平均膜厚の合計は、2μm以上であることが好ましい。2つのハードコート層の平均膜厚の合計は、2μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、4μm以上であることがさらに好ましい。また、2つのハードコート層の平均膜厚の合計は、12μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、8μm以下であることがさらに好ましい。2つのハードコート層の平均膜厚の合計を上記範囲内とすることにより、より効果的にヘイズ値を低く抑制することができる。また、2つのハードコート層の平均膜厚の合計を上記範囲内とすることにより、積層フィルムが変形することを抑制することができる。   The total average film thickness of the first hard coat layer and the second hard coat layer is preferably 2 μm or more. The total average film thickness of the two hard coat layers is preferably 2 μm or more, more preferably 3 μm or more, and further preferably 4 μm or more. The total average film thickness of the two hard coat layers is preferably 12 μm or less, more preferably 10 μm or less, and even more preferably 8 μm or less. By setting the total of the average film thicknesses of the two hard coat layers within the above range, the haze value can be suppressed more effectively. Moreover, it can suppress that a laminated | multilayer film deform | transforms by making the sum total of the average film thickness of two hard-coat layers into the said range.

上記のような2層のハードコート層を積層した積層体を含む積層フィルムは、さらに、支持体を有することが好ましい。支持体は、第1のハードコート層の一方の面側であって、第2のハードコート層が積層された面とは反対側に設けられる。すなわち、支持体を有する積層フィルムにおいては、支持体→第1のハードコート層→第2のハードコート層の順になるように各層が構成される。なお、本発明においては、2層のハードコート層を積層したものを積層体といい、この積層体からなるフィルムやこの積層体を含むフィルムを積層フィルムという。   It is preferable that the laminated film including the laminated body obtained by laminating the two hard coat layers as described above further has a support. The support is provided on one surface side of the first hard coat layer and on the side opposite to the surface on which the second hard coat layer is laminated. That is, in a laminated film having a support, each layer is configured in the order of support → first hard coat layer → second hard coat layer. In the present invention, a laminate obtained by laminating two hard coat layers is referred to as a laminate, and a film comprising this laminate or a film including this laminate is referred to as a laminate film.

ハードコート層を積層する支持体としては、高分子化合物を溶融製膜方法や溶液製膜方法によりフィルム形状にしたものを用いることができる。支持体に用いる高分子化合物は特に制限されないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリアリレート類、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル系液晶ポリマー、トリアセチルセルロース、セルロース誘導体、ポリプロピレン、ポリアミド類、ポリイミド、ポリシクロオレフィン類等が好ましい。この中でも、PET、PEN、トリアセチルセルロース、セルロース誘導体がより好ましく、PET、PENが特に好ましい。   As the support on which the hard coat layer is laminated, a polymer compound formed into a film shape by a melt film forming method or a solution film forming method can be used. The polymer compound used for the support is not particularly limited, but polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polybutylene naphthalate (PBN), polyarylates, polyether sulfone, polycarbonate Polyether ketone, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyester-based liquid crystal polymer, triacetyl cellulose, cellulose derivative, polypropylene, polyamides, polyimide, polycycloolefins, and the like are preferable. Among these, PET, PEN, triacetyl cellulose, and cellulose derivatives are more preferable, and PET and PEN are particularly preferable.

これらの支持体は、2軸延伸されていることが好ましい。2軸延伸とは、フィルムの幅方向および長手方向をそれぞれ1軸とみなして両方向に延伸させることである。このように2軸延伸されたポリエステルフィルムは、2軸での分子配向が十分に制御されているため非常に優れた機械強度を有する。延伸倍率は特に制限されるものではないが、一方向に対する延伸倍率が1.5〜7倍であることが好ましく、より好ましくは2〜5倍である。特に、1軸方向あたりの延伸倍率を2〜5倍として2軸延伸させたポリエステルフィルムは、分子配向がより効率良くかつ効果的に制御されているので、非常に優れた機械強度を備え、ポリエステルフィルムとして好適である。   These supports are preferably biaxially stretched. Biaxial stretching refers to stretching in both directions by regarding the width direction and the longitudinal direction of the film as uniaxial. Thus, the biaxially stretched polyester film has very good mechanical strength because the molecular orientation in the biaxial direction is sufficiently controlled. The draw ratio is not particularly limited, but the draw ratio in one direction is preferably 1.5 to 7 times, more preferably 2 to 5 times. In particular, a polyester film that has been biaxially stretched at a stretching ratio of 2 to 5 times per uniaxial direction has a very excellent mechanical strength because the molecular orientation is controlled more efficiently and effectively. Suitable as a film.

支持体は、表面がコロナ処理またはグロー処理されたものであってもよい。これらの処理により、支持体の表面が親水化され、水性組成物の塗れ性を改善することができるので、ハードコート層との密着力または易接着層との密着力をより高めることができる。   The support may have a surface subjected to corona treatment or glow treatment. By these treatments, the surface of the support is hydrophilized, and the wettability of the aqueous composition can be improved, so that the adhesion with the hard coat layer or the adhesion layer can be further increased.

さらに、本発明では、支持体と第1のハードコート層の間に易接着層が設けられていることが好ましい。易接着層は、支持体とハードコート層の接着性を向上させ、ハードコート層との密着力を高めるために支持体に適宜設けられる。易接着層は、通常、バインダーと硬化剤と界面活性剤とからなる塗布液を、支持体のハードコート層が設けられる面に塗布して形成される。易接着層には、有機または無機の微粒子を適宜添加してもよい。特に限定されないが例えば金属酸化物が挙げられ、具体的には酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ニオブなどが好ましく、これらを単独で使用、もしくは2種以上を併用してもよい。市販品としては、例えば、ET−500WほかETシリーズ、FT−2000ほかFTシリーズ、SN−100PほかSNシリーズ、FS−10DほかFSシリーズ(石原産業(株)製)などが挙げられる。   Furthermore, in this invention, it is preferable that the easily bonding layer is provided between the support body and the 1st hard-coat layer. The easy-adhesion layer is appropriately provided on the support in order to improve the adhesion between the support and the hard coat layer and to increase the adhesion with the hard coat layer. The easy-adhesion layer is usually formed by applying a coating liquid comprising a binder, a curing agent, and a surfactant to the surface of the support on which the hard coat layer is provided. Organic or inorganic fine particles may be appropriately added to the easy adhesion layer. Although not particularly limited, for example, metal oxides can be mentioned. Specifically, tin oxide, zirconium oxide, zinc oxide, titanium oxide, cerium oxide, niobium oxide and the like are preferable, and these are used alone or in combination of two or more. May be. Examples of commercially available products include ET-500W and other ET series, FT-2000 and other FT series, SN-100P and other SN series, FS-10D and other FS series (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.).

易接着層に使用するバインダーは、特に限定されないが、接着性の観点からポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、スチレンブタジエン共重合体の少なくともひとつであることが好ましい。また、バインダーは、水溶性または水分散性を持つものが環境への負荷が少ない点で特に好ましい。市販品としては、例えば、カルボジライトV−02−L2ほかカルボジライトシリーズ(日清紡(株)製)タケラックWS−5100ほかタケラックWSシリーズ(三井化学(株)製)などが挙げられる。   The binder used for the easy-adhesion layer is not particularly limited, but is preferably at least one of polyester, polyurethane, acrylic resin, and styrene-butadiene copolymer from the viewpoint of adhesiveness. In addition, a binder having water solubility or water dispersibility is particularly preferable from the viewpoint that the load on the environment is small. Examples of commercially available products include Carbodilite V-02-L2 and other Carbodilite series (Nisshinbo Co., Ltd.) Takelac WS-5100 and Takerak WS Series (Mitsui Chemicals).

易接着層の厚みは、その塗布量を調節することで適宜調整することができる。易接着層の厚みは、0.01〜5μmの範囲で一定であることがより好ましい。厚みが0.01μm未満であると接着性が不十分となることがあり、5μmよりも大きいと均一な厚みの接着性を形成することが難しかったり、さらには、溶液の使用量が増加したり乾燥時間が長くかかりすぎてコストが増大することになる。より好ましい厚みの範囲は、0.02〜3μmである。易接着層は、1層のみでもよいし、これを複数重ねた態様であってもよい。複数の易接着層を重ねた場合には、すべての易接着層の厚みの合計を厚みとみなす。   The thickness of the easy-adhesion layer can be appropriately adjusted by adjusting the coating amount. The thickness of the easy adhesion layer is more preferably constant in the range of 0.01 to 5 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, the adhesiveness may be insufficient. If it is larger than 5 μm, it may be difficult to form an adhesive having a uniform thickness, and the amount of solution used may increase. The drying time takes too long and the cost increases. A more preferable thickness range is 0.02 to 3 μm. Only one layer may be sufficient as an easily bonding layer, and the aspect which piled up this may be sufficient. When a plurality of easy-adhesion layers are stacked, the total thickness of all the easy-adhesion layers is regarded as the thickness.

本発明の積層フィルムは、透明度が高く、入射光のうち波長が340nmである光の透過率が70%〜100%の範囲とすることができる。これにより、本発明の積層フィルムは多種多様な用途に応用することができる。   The laminated film of the present invention has high transparency, and the transmittance of light having a wavelength of 340 nm among incident light can be in the range of 70% to 100%. Thereby, the laminated | multilayer film of this invention can be applied to various uses.

(製造方法)
ハードコート層は、本発明の水性組成物をポリエステルフィルム等の支持体の表面に塗布することにより形成される。具体的には、ハードコート層(第1のハードコート層)は、アスペクト比が30〜5000の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物を支持体の上に塗布し、硬化させることによって得ることができる。なお、ここでは、水性組成物中の全固形分に対して無機粒子が占める割合が25〜65質量%である。
(Production method)
The hard coat layer is formed by applying the aqueous composition of the present invention to the surface of a support such as a polyester film. Specifically, the hard coat layer (first hard coat layer) is obtained by applying an aqueous composition containing inorganic particles having an aspect ratio of 30 to 5000 and a polymerizable monomer on a support and curing. be able to. In addition, the ratio for which an inorganic particle accounts with respect to the total solid in an aqueous composition is 25-65 mass% here.

また、積層フィルムは、上記のような第1のハードコート層を製膜する工程の後に、さらに第2のハードコート層を製膜する工程を設けることにより形成される。第2のハードコート層を製膜する工程は、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物であって、全固形分に対して無機粒子が占める割合が25〜65質量%の水性組成物を第1のハードコート層の上に塗布する工程を含む。このように、第1のハードコート層の上に第2のハードコート層を形成することにより、積層フィルム全体のヘイズ値を低く抑えることができる。   The laminated film is formed by providing a step of forming a second hard coat layer after the step of forming the first hard coat layer as described above. The step of forming the second hard coat layer is an aqueous composition containing inorganic particles having an average aspect ratio of 1 to 10 and a polymerizable monomer, and the ratio of the inorganic particles to the total solid content is 25 to 25%. Applying a 65% by weight aqueous composition on the first hardcoat layer. Thus, by forming the second hard coat layer on the first hard coat layer, the haze value of the entire laminated film can be kept low.

第1のハードコート層および第2のハードコート層を形成する水性組成物のpHはあらかじめ調整されていることが好ましい。例えば、水性組成物が塗布される前に、水性組成物に酸性溶液を添加し、pHを所望の範囲となるように調節することが好ましい。酸性溶液は、pHが2〜6であることが好ましく、水性組成物のpHは2〜7、好ましくは2〜6となるように調整されることが好ましい。   The pH of the aqueous composition forming the first hard coat layer and the second hard coat layer is preferably adjusted in advance. For example, before the aqueous composition is applied, it is preferable to add an acidic solution to the aqueous composition and adjust the pH to a desired range. The acidic solution preferably has a pH of 2 to 6, and the aqueous composition is preferably adjusted to have a pH of 2 to 7, preferably 2 to 6.

水性組成物の塗布工程は、ポリエステルフィルムの延伸工程の途中に設けられても良いが、延伸工程の後に設けられることが好ましい。水性組成物の塗布は公知の塗布機を適宜用いることができる。例えば、スピンコータ、ロールコータ、バーコータ、カーテンコータ等を挙げることができる。
塗布工程の後には、塗布液を乾燥させる工程が設けられる。乾燥工程では、加熱乾燥を行うことが好ましい。加熱乾燥では、塗布膜の温度が120℃以上となるように加熱処理を行うことが好ましく、塗布膜の温度は140℃以上であることがより好ましく、160℃以上であることがさらに好ましい。また、塗布膜の温度は、300℃以下であることが好ましく、280℃以下であることがより好ましく、260℃以下であることがさらに好ましい。加熱処理温度を上記範囲内とすることにより、塗布膜を十分に硬化することができ、かつ、ハードコート層に変形が起こることを防ぐことができる。なお、加熱時間は、10秒〜1時間であればよく、10秒〜5分であることが好ましい。本発明では、加熱工程では、120℃〜300℃の程度の加熱温度で加熱すれば十分であり、加熱時間も10秒〜1時間程度と短時間である。このため、製造効率を高めることができ、製造にかかるコストを抑制することができる。
Although the application | coating process of an aqueous composition may be provided in the middle of the extending process of a polyester film, it is preferable to be provided after an extending process. A known applicator can be used as appropriate for application of the aqueous composition. For example, a spin coater, a roll coater, a bar coater, a curtain coater, etc. can be mentioned.
A step of drying the coating solution is provided after the coating step. In the drying step, it is preferable to perform heat drying. In heat drying, heat treatment is preferably performed so that the temperature of the coating film is 120 ° C. or higher, the temperature of the coating film is more preferably 140 ° C. or higher, and further preferably 160 ° C. or higher. The temperature of the coating film is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 280 ° C. or lower, and further preferably 260 ° C. or lower. By setting the heat treatment temperature within the above range, the coating film can be sufficiently cured, and deformation of the hard coat layer can be prevented. The heating time may be 10 seconds to 1 hour, and preferably 10 seconds to 5 minutes. In the present invention, in the heating step, it is sufficient to heat at a heating temperature of about 120 ° C. to 300 ° C., and the heating time is as short as about 10 seconds to 1 hour. For this reason, manufacturing efficiency can be improved and the cost concerning manufacture can be suppressed.

乾燥工程の後に得られた積層フィルムは、その後ロール状に巻き取られても良く、シート状にカットされても良い。なお、加熱処理工程は、塗布工程の後の乾燥工程に設けられてもよく、ロール状に巻き取られた後に加熱処理工程を設けてもよい。   The laminated film obtained after the drying step may then be wound into a roll or cut into a sheet. In addition, a heat treatment process may be provided in the drying process after an application | coating process, and may be provided in a heat treatment process, after winding up in roll shape.

ハードコート層の上には、さらに、他の構成層を積層してタッチパネル等の表示装置を形成しても良い。他の構成層の積層方法としては、各々、従来の公知の方法を適宜選択できる。   On the hard coat layer, another constituent layer may be further laminated to form a display device such as a touch panel. As a method for laminating other constituent layers, a conventionally known method can be appropriately selected.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

(実施例1)
下記の配合で接着用溶液を調製した。この接着用溶液を接着用溶液サンプルAとした。
Example 1
An adhesive solution was prepared with the following composition. This adhesive solution was designated as an adhesive solution sample A.

[接着用溶液サンプルA]
・酸化スズ分散液 8.0重量部
(FS−10D、固形分濃度20%、石原産業(株)製)
・タケラックWS−5100 2.8重量部
(固形分濃度30%、三井化学(株)製)
・カルボジライトV−02−L2 4.2重量部
(固形分濃度40%、日清紡(株)製)
・界面活性剤 0.2重量部
(ナローアクティCL−95の10%水溶液、三洋化成工業(株)製)
・界面活性剤 0.2重量部
(サンデットBLの10%水溶液、三洋化成工業(株)製)
・水 84.6重量部
[Adhesive solution sample A]
-Tin oxide dispersion 8.0 parts by weight (FS-10D, solid content concentration 20%, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.)
-Takelac WS-5100 2.8 parts by weight (solid content concentration 30%, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
Carbodilite V-02-L2 4.2 parts by weight (solid content concentration 40%, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.)
・ Surfactant 0.2 part by weight (10% aqueous solution of Narrow Acty CL-95, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.)
・ Surfactant 0.2 parts by weight (10% aqueous solution of Sandet BL, manufactured by Sanyo Chemical Industries)
・ 84.6 parts by weight of water

PETフィルム(コスモシャインA4300 125μm、東洋紡)の一方の面にコロナ放電処理を施した。このコロナ放電処理を施した面に、上記の接着用溶液サンプルAを塗布し120℃で2分乾燥させて、厚みが0.1μmの接着層を形成した。   One side of a PET film (Cosmo Shine A4300 125 μm, Toyobo) was subjected to corona discharge treatment. The adhesive solution sample A was applied to the surface subjected to the corona discharge treatment and dried at 120 ° C. for 2 minutes to form an adhesive layer having a thickness of 0.1 μm.

以下の配合で、ハードコート層を形成する塗布液を調製した。この塗布液を塗布液サンプルAとした。   A coating solution for forming a hard coat layer was prepared with the following composition. This coating solution was designated as coating solution sample A.

[塗布液サンプルA]
・テトラエトキシシラン 50重量部
(KBE−04、信越化学工業(株)製)
・3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン 50重量部
(KBE−403、信越化学工業(株)製)
・酢酸水溶液(酢酸濃度=1%) 100重量部
・硬化剤 1重量部
(アルミキレートA(W)、川研ファインケミカル(株)製)
・アルミナゾル 857重量部
(繊維状ベーマイトゾルF−1000、平均長径1400nm、平均短径4nm、
固形分濃度5%、pH=3.3、川研ファインケミカル(株)製)
・界面活性剤 1重量部
(ナローアクティCL−95の10%水溶液、三洋化成工業(株)製)
・水 1800重量部
[Coating liquid sample A]
・ Tetraethoxysilane 50 parts by weight (KBE-04, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
・ 50 parts by weight of 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (KBE-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
-Aqueous acetic acid solution (acetic acid concentration = 1%) 100 parts by weight-Curing agent 1 part by weight (Aluminum Chelate A (W), manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.)
Alumina sol 857 parts by weight (Fibrous boehmite sol F-1000, average major axis 1400 nm, average minor axis 4 nm,
(5% solid content, pH = 3.3, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.)
-Surfactant 1 part by weight (10% aqueous solution of Narrow Acty CL-95, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.)
・ 1800 parts by weight of water

塗布液サンプルAは、以下の方法で調製した。まず、酢酸水溶液を激しく攪拌しながら、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを、この酢酸水溶液中に添加し、その後30分攪拌を続けた。次に、テトラアルコキシシランとしてのテトラメトキシシランを、酢酸水溶液中に強く攪拌しながら添加し、その後1時間攪拌を続けた。次に、このアルコキシシラン水溶液にアルミナゾルを添加し、その後30分間攪拌を続けた。次に、硬化剤を添加し、その後1時間攪拌を続けた。次に界面活性剤と固形分が7%となるように水を順次添加し、塗布液サンプルAを調製した。
この塗布液サンプルAを上記接着層の上にバーコート法により塗布し、150℃で2分間加熱して乾燥し、厚さ4.0μmのハードコート層を形成し、積層フィルムを得た。
The coating liquid sample A was prepared by the following method. First, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added to the acetic acid aqueous solution while vigorously stirring the acetic acid aqueous solution, and then the stirring was continued for 30 minutes. Next, tetramethoxysilane as tetraalkoxysilane was added to the acetic acid aqueous solution with vigorous stirring, and then the stirring was continued for 1 hour. Next, alumina sol was added to the alkoxysilane aqueous solution, and then stirring was continued for 30 minutes. Next, the curing agent was added and stirring was continued for 1 hour. Next, water was sequentially added so that the surfactant and the solid content would be 7% to prepare a coating solution sample A.
This coating solution sample A was applied onto the adhesive layer by a bar coating method, heated at 150 ° C. for 2 minutes and dried to form a hard coating layer having a thickness of 4.0 μm, and a laminated film was obtained.

塗布液サンプルAと得られた積層フィルムについて、下記の(1)と(2)の評価
を実施した。これらの結果は、表1に示す。
The following (1) and (2) were evaluated about the coating liquid sample A and the obtained laminated film. These results are shown in Table 1.

(1)ハードコート層のひび割れの有無及び程度
150℃にて1時間ベーク処理を行い、ハードコート層を目視で観察し、以下の基準で評価した。ひび割れが多くあるほど、さらに全面にわたり発生しているほど、光の透過性、耐久性、外観が悪いことを意味する。
A:ひび割れが全く認められない
B:ひび割れが局所的に認められるが、用途によっては使用可能なレベル
C:ひび割れが全面に認められ、製品として用いることができないレベル
(1) Presence / absence and degree of cracking of hard coat layer A baking treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour, the hard coat layer was visually observed, and evaluated according to the following criteria. The more cracks there are and the more they are generated, the worse the light transmission, durability and appearance.
A: No cracks are observed B: Cracks are locally observed, but can be used depending on the application C: Levels where cracks are recognized over the entire surface and cannot be used as a product

(2)鉛筆硬度
150℃にて1時間ベーク処理を行い、往復磨耗試験機トライボギア(登録商標) TYPE:30S(新東科学(株)製)を用いて、JIS K5600−5−4に基づき、移動速度0.5mm/秒、加重750gにて、ハードコート層の鉛筆硬度を測定した。ハードコート層の鉛筆硬度は、用途によって求められるレベルが異なるものの、最表面に用いる場合「4H」以上であればハードコート層としての機能は満足するといえる。
(2) Pencil hardness Bake treatment at 150 ° C. for 1 hour, using a reciprocating wear tester, Tribogear (registered trademark) TYPE: 30S (manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), based on JIS K5600-5-4, The pencil hardness of the hard coat layer was measured at a moving speed of 0.5 mm / sec and a load of 750 g. The pencil hardness of the hard coat layer varies depending on the application, but when used on the outermost surface, it can be said that the function as the hard coat layer is satisfactory if it is “4H” or higher.

(実施例2〜6及び比較例1〜4)
実施例1と同様に接着層を形成し、表1の配合比になるように調液した塗布液サンプルを実施例1と同様に塗布しサンプルを作成した。評価(1)と(2)の結果を表1に示す。
なお、ここで用いた無機粒子は、
アスペクト比350:繊維状ベーマイトゾルF−1000、平均長径1400nm、平均短径4nm、固形分濃度5%、pH=3.3、川研ファインケミカル(株)製
アスペクト比750:繊維状ベーマイトゾルF−3000、平均長径3000nm、平均短径4nm、固形分濃度5%、pH=3.0、川研ファインケミカル(株)製
アスペクト比1:アルミゾルーA2、平均粒子径10〜20nm、固形分濃度10%、pH=3.8、川研ファインケミカル(株)製
アスペクト比20:AKP−G015、平均長径100nm、平均短径5nm、固形分濃度5%、住友化学(株)製
である。
(Examples 2-6 and Comparative Examples 1-4)
An adhesive layer was formed in the same manner as in Example 1, and a coating solution sample prepared so as to have a blending ratio shown in Table 1 was applied in the same manner as in Example 1 to prepare a sample. The results of evaluation (1) and (2) are shown in Table 1.
The inorganic particles used here are
Aspect ratio 350: fibrous boehmite sol F-1000, average major axis 1400 nm, average minor axis 4 nm, solid content concentration 5%, pH = 3.3, aspect ratio 750 manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd .: fibrous boehmite sol F- 3000, average major axis 3000 nm, average minor axis 4 nm, solid content concentration 5%, pH = 3.0, aspect ratio 1: aluminum sol A2, manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., average particle size 10-20 nm, solid content concentration 10%, pH = 3.8, Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. aspect ratio 20: AKP-G015, average major axis 100 nm, average minor axis 5 nm, solid content concentration 5%, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Figure 2014114432
Figure 2014114432

実施例1〜6では、無機粒子のアスペクト比が30〜5000の範囲内であり、無機粒子を形成する水性組成物中に含まれる無機粒子の対固形分濃度が25質量%以上である。このため、実施例1〜6では、ひび割れもなく高い鉛筆硬度が得られており、ハードコート層が高硬度であることがわかる。
一方、比較例1は、水性組成物中の無機粒子の対固形分濃度が25質量%を下回っており、この場合、水性組成物がゲル化し、好ましい硬度を有するハードコート層が得られなかった。また、比較例2〜4では、アスペクト比30を下回っているため、ハードコート層の硬度が小さいことがわかる。
In Examples 1 to 6, the aspect ratio of the inorganic particles is within the range of 30 to 5000, and the solid content concentration of the inorganic particles contained in the aqueous composition forming the inorganic particles is 25% by mass or more. For this reason, in Examples 1-6, high pencil hardness is obtained without a crack, and it turns out that a hard-coat layer is high hardness.
On the other hand, in Comparative Example 1, the solid content concentration of the inorganic particles in the aqueous composition was less than 25% by mass. In this case, the aqueous composition gelled, and a hard coat layer having a preferable hardness was not obtained. . Moreover, in Comparative Examples 2-4, since the aspect-ratio is less than 30, it turns out that the hardness of a hard-coat layer is small.

(実施例7〜11及び比較例5〜7)
さらに、実施例7〜11及び比較例5〜7では、第1のハードコート層と第2のハードコート層を含む積層フィルムを作製した。
(Examples 7-11 and Comparative Examples 5-7)
Furthermore, in Examples 7 to 11 and Comparative Examples 5 to 7, laminated films including a first hard coat layer and a second hard coat layer were produced.

実施例1と同様に接着層を形成し、第1のハードコート層として表2の配合比になるように調液した塗布液サンプルを実施例1と同様に塗布した。さらに第2のハードコート層として、表2の配合比になるように調液した塗布液サンプルを第1のハードコート層の上にバーコート法により塗布し、150℃で2分間加熱して乾燥し、厚さ1.0μmの第2のハードコート層を形成し、積層フィルムを得た。   An adhesive layer was formed in the same manner as in Example 1, and a coating solution sample prepared so as to have a blending ratio shown in Table 2 as the first hard coat layer was applied in the same manner as in Example 1. Furthermore, as a second hard coat layer, a coating solution sample prepared so as to have a blending ratio shown in Table 2 was applied onto the first hard coat layer by a bar coat method, and dried by heating at 150 ° C. for 2 minutes. Then, a second hard coat layer having a thickness of 1.0 μm was formed to obtain a laminated film.

なお、ここで用いた無機粒子は、
アスペクト比350:繊維状ベーマイトゾルF−1000、平均長径1400nm、平均短径4nm、固形分濃度5%、pH=3.3、川研ファインケミカル(株)製
アスペクト比750:繊維状ベーマイトゾルF−3000、平均長径3000nm、平均短径4nm、固形分濃度5%、pH=3.0、川研ファインケミカル(株)製
アスペクト比10:アルミナゾル−200、平均長径100nm、平均短径10nm、固形分濃度11%、pH=4.8、日産化学工業(株)製
アスペクト比1:アルミゾル−A2、平均粒子径10〜20nm、固形分濃度10%、pH=3.8、川研ファインケミカル(株)製
である。
The inorganic particles used here are
Aspect ratio 350: fibrous boehmite sol F-1000, average major axis 1400 nm, average minor axis 4 nm, solid content concentration 5%, pH = 3.3, aspect ratio 750 manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd .: fibrous boehmite sol F- 3000, average major axis 3000 nm, average minor axis 4 nm, solid content concentration 5%, pH = 3.0, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., aspect ratio 10: alumina sol-200, average major axis 100 nm, average minor axis 10 nm, solid content concentration 11%, pH = 4.8, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., aspect ratio 1: aluminum sol-A2, average particle size 10-20 nm, solid content concentration 10%, pH = 3.8, manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. It is.

得られた積層フィルムについて、上記の(1)と(2)および下記(3)の評価を実施した。これらの結果は、表2に示す。   Evaluation of said (1) and (2) and following (3) was implemented about the obtained laminated | multilayer film. These results are shown in Table 2.

(3)へイズ
ヘーズメーターNDH5000(日本電色工業(株)製)を用いて、ヘイズ値を測定した。ヘイズ値は、JIS K7136に基づき測定した。
(3) Haze The haze value was measured using a haze meter NDH5000 (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The haze value was measured based on JIS K7136.

Figure 2014114432
Figure 2014114432

実施例7〜11では、第1のハードコート層に含まれる無機粒子のアスペクト比が30〜5000の範囲内であり、無機粒子の含有率が25〜65質量%である。また、第2のハードコート層に含まれる無機粒子のアスペクト比が1〜10であり、無機粒子の含有率が20〜70質量%である。また、第1のハードコート層の無機粒子の含有率と第2のハードコート層の無機粒子の含有率の差は10%以下である。このため、実施例7〜11では、ヘイズ値が低く抑えられていることがわかる。特に、実施例7、8、10及び11では、ヘイズ値が低く抑えられている。
一方、比較例5は、第2のハードコート層に含まれる無機粒子のアスペクト比が1〜10の範囲外であるため、ヘイズ値が高くなっている。また、比較例6および7では、第1のハードコート層の無機粒子の含有率と第2のハードコート層の無機粒子の含有率の差が10%を超えている。このため、ヘイズ値が高くなる傾向となっている。
In Examples 7-11, the aspect-ratio of the inorganic particle contained in a 1st hard-coat layer exists in the range of 30-5000, and the content rate of an inorganic particle is 25-65 mass%. Moreover, the aspect-ratio of the inorganic particle contained in a 2nd hard-coat layer is 1-10, and the content rate of an inorganic particle is 20-70 mass%. Further, the difference between the content of the inorganic particles in the first hard coat layer and the content of the inorganic particles in the second hard coat layer is 10% or less. For this reason, in Examples 7-11, it turns out that the haze value is restrained low. In particular, in Examples 7, 8, 10 and 11, the haze value is kept low.
On the other hand, Comparative Example 5 has a high haze value because the aspect ratio of the inorganic particles contained in the second hard coat layer is outside the range of 1 to 10. In Comparative Examples 6 and 7, the difference between the content of the inorganic particles in the first hard coat layer and the content of the inorganic particles in the second hard coat layer exceeds 10%. For this reason, the haze value tends to increase.

本発明によれば、高硬度であり、かつ、耐傷性および耐衝撃性に優れたハードコート層を得ることができる。また、本発明によれば、水性組成物からハードコート層を形成することができるため、環境への負荷を減らすことができ、かつ、成膜時の加熱温度を低く設定することができるため、ハードコート層の製造を容易にすることができ、製造適性を高めることができる。本発明のハードコート層は、タッチパネル等の表示装置に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が高い。   According to the present invention, a hard coat layer having high hardness and excellent scratch resistance and impact resistance can be obtained. In addition, according to the present invention, since the hard coat layer can be formed from the aqueous composition, the load on the environment can be reduced, and the heating temperature at the time of film formation can be set low, Manufacture of a hard-coat layer can be made easy and manufacturing aptitude can be improved. The hard coat layer of the present invention can be suitably used for a display device such as a touch panel, and has high industrial applicability.

Claims (18)

無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物であって、
前記無機粒子の平均アスペクト比が30〜5000であり、
前記水性組成物中の全固形分に対して前記無機粒子が占める割合が25〜65質量%であることを特徴とする水性組成物。
An aqueous composition comprising inorganic particles and a polymerizable monomer,
The average aspect ratio of the inorganic particles is 30 to 5000,
A ratio of the inorganic particles to 25 to 65% by mass with respect to the total solid content in the aqueous composition is 25 to 65% by mass.
前記無機粒子の平均アスペクト比が300〜800であることを特徴とする請求項1に記載の水性組成物。   The aqueous composition according to claim 1, wherein the inorganic particles have an average aspect ratio of 300 to 800. 前記水性組成物中の全固形分に対して前記無機粒子が占める割合は、30〜60質量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の水性組成物。   The ratio which the said inorganic particle accounts with respect to the total solid in the said aqueous composition is 30-60 mass%, The aqueous composition of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記重合性モノマーがアルコキシシランであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性組成物。   The aqueous composition according to claim 1, wherein the polymerizable monomer is an alkoxysilane. 前記アルコキシシランは、テトラアルコキシシランおよびアルキルトリアルコキシシランの混合物であることを特徴とする請求項4に記載の水性組成物。   The aqueous composition according to claim 4, wherein the alkoxysilane is a mixture of tetraalkoxysilane and alkyltrialkoxysilane. 硬化促進剤をさらに含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の水性組成物。   The aqueous composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising a curing accelerator. 前記硬化促進剤はアルミニウムキレート錯体であることを特徴とする請求項6に記載の水性組成物。   The aqueous composition according to claim 6, wherein the curing accelerator is an aluminum chelate complex. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の水性組成物を硬化して形成したことを特徴とするハードコート層。   A hard coat layer formed by curing the aqueous composition according to claim 1. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の水性組成物を硬化して形成した第1のハードコート層と、前記第1のハードコート層の上に、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子を含む第2のハードコート層を積層した積層体を含み、
前記第1のハードコート層と前記第2のハードコート層に含まれる無機粒子の含有率の差は10%以下であることを特徴とする積層フィルム。
An inorganic having an average aspect ratio of 1 to 10 on the first hard coat layer formed by curing the aqueous composition according to any one of claims 1 to 7 and the first hard coat layer. Including a laminate in which a second hard coat layer containing particles is laminated,
The difference in the content of the inorganic particles contained in the first hard coat layer and the second hard coat layer is 10% or less.
前記第2のハードコート層に含まれる無機粒子の平均粒子径は、50nm以下であることを特徴とする請求項9に記載の積層フィルム。   The laminated film according to claim 9, wherein the average particle diameter of the inorganic particles contained in the second hard coat layer is 50 nm or less. ヘイズ値が1%以下であることを特徴とする請求項9または10に記載の積層フィルム。   The laminated film according to claim 9 or 10, wherein a haze value is 1% or less. さらに支持体を有し、前記支持体は、前記第1のハードコート層の一方の面側であって、前記第2のハードコート層が積層された面とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の積層フィルム。   Furthermore, it has a support body, and the said support body is provided in the one surface side of the said 1st hard-coat layer, and the opposite side to the surface where the said 2nd hard-coat layer was laminated | stacked. The laminated film according to any one of claims 9 to 11, wherein: 前記支持体と前記第1のハードコート層の間にさらに易接着層が設けられていることを特徴とする請求項12に記載の積層フィルム。   The laminated film according to claim 12, wherein an easy adhesion layer is further provided between the support and the first hard coat layer. 前記第1のハードコート層と前記第2のハードコート層の平均膜厚の合計が2μm以上であることを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の積層フィルム。   14. The laminated film according to claim 9, wherein the total of the average film thicknesses of the first hard coat layer and the second hard coat layer is 2 μm or more. 平均アスペクト比が30〜5000の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物であって、全固形分に対して前記無機粒子が占める割合が25〜65質量%の水性組成物を支持体の上に塗布し、第1のハードコート層を製膜する工程を含み、
前記第1のハードコート層を製膜する工程は、120〜300℃で加熱する工程を含むことを特徴とする積層フィルムの製造方法。
An aqueous composition comprising inorganic particles having an average aspect ratio of 30 to 5,000 and a polymerizable monomer, wherein the proportion of the inorganic particles in the total solid content is 25 to 65% by mass on the support. And a step of forming a first hard coat layer,
The step of forming the first hard coat layer includes a step of heating at 120 to 300 ° C.
前記加熱する工程では、120〜300℃で10秒〜1時間加熱することを特徴とする請求項15に記載の積層フィルムの製造方法。   In the said process to heat, it heats at 120-300 degreeC for 10 second-1 hour, The manufacturing method of the laminated | multilayer film of Claim 15 characterized by the above-mentioned. 前記第1のハードコート層を製膜する工程の後に、さらに第2のハードコート層を製膜する工程を含み、
前記第2のハードコート層を製膜する工程は、平均アスペクト比が1〜10の無機粒子と重合性モノマーを含む水性組成物を前記第1のハードコート層の上に塗布する工程を含むことを特徴とする請求項15または16に記載の積層フィルムの製造方法。
After the step of forming the first hard coat layer, further comprising the step of forming a second hard coat layer,
The step of forming the second hard coat layer includes a step of applying an aqueous composition containing inorganic particles having an average aspect ratio of 1 to 10 and a polymerizable monomer on the first hard coat layer. The method for producing a laminated film according to claim 15 or 16.
請求項15〜17のいずれか1項に記載の製造方法により製造された積層フィルム。   The laminated film manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 15-17.
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