JP2015067681A - ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル - Google Patents

ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル Download PDF

Info

Publication number
JP2015067681A
JP2015067681A JP2013201776A JP2013201776A JP2015067681A JP 2015067681 A JP2015067681 A JP 2015067681A JP 2013201776 A JP2013201776 A JP 2013201776A JP 2013201776 A JP2013201776 A JP 2013201776A JP 2015067681 A JP2015067681 A JP 2015067681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hard coat
coat film
particles
less
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013201776A
Other languages
English (en)
Inventor
有紀 釘本
Arinori Kugimoto
有紀 釘本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority to JP2013201776A priority Critical patent/JP2015067681A/ja
Publication of JP2015067681A publication Critical patent/JP2015067681A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

【課題】ハードコート性に加え、アンチブロッキング性に優れ、かつ透明性が高いハードコート膜、このハードコート膜を備え、さらに裏面傷つき性に優れたプラスチック基材、このハードコート膜を形成することができるハードコート膜形成用組成物、タッチパネルを提供する。
【解決手段】表面の算術平均粗さRaが3nm以上かつ6nm以下であり、表面において、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数が、表面400μm当たり300個以上1000個以下であり、ヘーズ値が2.0%以下であるハードコート膜。
【選択図】図1

Description

本発明は、ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネルに関するものである。
プラスチック基材は、透明性が高く軽量であるため、家電業界や自動車業界等を始めとして、包装用、光学用等の多くの用途に使用されている。
例えば、タッチパネル等の光学ディスプレイ用途が挙げられる。
プラスチック基材はガラスの代替品として用いられることも多いが、プラスチック基材はガラスに比べて傷つき易いため、傷つき防止用のハードコート膜を表面に形成されることが一般的である。
一方で、ハードコート膜を形成されたプラスチック基材(以下、プラスチック基材)は表面が平滑であるために、プラスチック基材のハードコート膜面同士を重ね合わせて長く接触させた場合には、互いに密着して簡単に剥離できなくなる「ブロッキング現象」が生じる。
そのため、製造工程でブロッキング現象が起こった場合には、生産性の低下や製品不良の原因となる場合があった。また、製造後であっても、プラスチック基材のハードコート面同士が接触してブロッキング現象が起こった場合には、プラスチック基材同士を引き離すことが難しく、そのプラスチック基材を使用できなくなる場合があった。
特に、プラスチック基材をフィルム状に成形したプラスチックフィルムの製造工程では、製造されたフィルムをロール状に巻回させて保管することが多い。このようなロール状に巻回させたフィルムにブロッキング現象が生じると、ロール全体が使用できなくなることから、ブロッキング現象の抑制が求められていた。
上記問題を解決するため、熱可塑性樹脂100質量部に対し、0.5質量部〜20質量部のアクリルシリコーン共重合体樹脂を配合した熱可塑性樹脂組成物が塗布されたフィルムが提案されている(特許文献1)。特許文献1によれば、アクリルシリコーン共重合体により、フィルム表面に適度な滑り性が付与されるため、ブロッキング現象が抑制される。
また、多官能重合性モノマーと平均一次粒子径が80nm〜500nmの有機微粒子とを含有する組成物が塗布されたフィルムが提案されている(特許文献2参照)。特許文献2によれば、フィルム表面に有機微粒子に起因した凸部が形成されるため、ブロッキングが抑制される。
特開2007−224234号公報 特開2009−256577号公報
しかしながら、特許文献1で提供された組成物が塗布されたフィルムでは、ブロッキング現象は抑制されても、フィルムを巻回させた場合に、表面にシリコーン化合物が染み出して裏面に移る場合があった。この場合には、後の工程で別の機能を持った組成物を塗布する際に、シリコーン化合物が塗布された組成物をはじいてしまうという問題があった。
また、特許文献2で提供された組成物が塗布されたフィルムでは、アンチブロッキング性能を発現させるために、一定量以上の有機微粒子を含有させる必要がある。そのため、膜のヘーズ値が高くなり、透明性に問題があった。また、アンチブロッキング性能のさらなる向上が求められていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ハードコート性に加え、アンチブロッキング性に優れ、かつ透明性が高いハードコート膜を提供することを目的とする。また、このハードコート膜を備え、さらに裏面傷つき性に優れたプラスチック基材、このハードコート膜を形成することができるハードコート膜形成用組成物、タッチパネルを提供することを目的とする。
すなわち本発明の一態様は、表面の算術平均粗さRaが3nm以上かつ6nm以下であり、前記表面において、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数が、前記表面400μm当たり300個以上1000個以下であり、ヘーズ値が2.0%以下であるハードコート膜を提供する。
また、本発明に一態様においては、平面視における前記凸部の平均直径が600nm以下であるハードコート膜としてもよい。
本発明の一態様は、樹脂材料を用いて形成された基材本体と、前記基材本体の少なくとも一面に設けられた本発明のハードコート膜と、を有するプラスチック基材を提供する。
本発明の一態様は、体積基準のメジアン径(D50)が5nm以上かつ120nm以下の第1の粒子と、体積基準のメジアン径(D50)が500nm以上かつ2000nm以下の第2の粒子と、硬化性樹脂のモノマーと、を含有してなり、前記第2の粒子の屈折率は1.6以下であり、前記体積基準の粒径を測定する全範囲に含まれる全粒子を100体積%としたとき、体積基準の粒径が150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は、0体積%以上かつ30体積%以下であるハードコート膜形成用組成物を提供する。
本発明の一態様は、本発明のハードコート膜及び本発明のプラスチック基材の少なくともいずれか一方を備えているタッチパネルを提供する。
本発明によれば、ハードコート性に加え、アンチブロッキング性に優れ、かつ透明性が高いハードコート膜を提供することができる。また、このハードコート膜を備え、さらに裏面傷つき性に優れたプラスチック基材、このハードコート膜を形成することができるハードコート膜形成用組成物、タッチパネルを提供することができる。
実施例1のハードコート膜のAFM画像を示す図である。 比較例3のハードコート膜のAFM画像を示す図である。
以下、本発明のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネルを実施するための形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り本発明を限定するものではない。
[ハードコート膜]
本実施形態のハードコート膜は、表面の算術平均粗さRaが3nm以上かつ6nm以下であり、前記表面において、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数が、前記表面400μm当たり300個以上1000個以下であり、ヘーズ値が2.0%以下である。
本実施形態において「ハードコート膜」とは、JIS−K−5600−5−4に基づき750gf荷重で測定を行ったときの鉛筆硬度が、2H以上である膜を指す。
本実施形態において「算術平均粗さRa」とは、JIS−B0601−2013に規定された算術平均粗さRaのことを指す。以下、単に「表面粗さRa」と称することがある。
本実施形態においては、具体的には、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)(SII社製、SPA300/SPI3700)で20μm×20μmの範囲をスキャンし、表面粗さRaを算出させた値のことを「算術平均粗さRa」としている。
本実施形態において「平均高さ」とは、JIS−B0601−2013において「算術平均粗さRa」を求める際に用いられる「粗さ曲線の平均高さ」のことを指し、粗さ曲線の最も低い点を基準として算出される高さの平均値のことを指す。
本実施形態においては、具体的には、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)(SII社製、SPA300/SPI3700)で20μm×20μmの範囲をスキャンして算出させた値のことを「平均高さ」としている。
本実施形態において「凸部の個数」は、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)(SII社製、SPA300/SPI3700)で20μm×20μmの範囲をスキャンして求めた値を指す。
また「表面400μm当たり」とは、「ハードコート膜の平面視面積において400μm当たり」ということであり、ハードコート膜の表面の凹凸に沿った表面積のことではない。
本実施形態において「ヘーズ値」とは、全光線透過光に対する拡散透過光の割合(%)のことを指し、空気を基準として、ヘイズメーターNDH−2000(日本電色社製)を用い、日本工業規格JIS−K−7136に基づいて測定した値を意味する。
具体的には、ハードコート膜が付されている基材のヘーズ値をブランクとして測定し、この基材にハードコート膜を付した試験片のヘーズ値との差分を取ることで、ハードコート膜のみのヘーズ値を測定可能である。
ハードコート膜の表面粗さRaが3nm以上であると、良好なアンチブロッキング性が得られるほどに表面に凸部が存在することとなる。また、ハードコート膜の表面粗さRaが6nm以下であると、例えばハードコート膜を付したフィルム同士を重ねたときに、凸部によりフィルムの裏面を傷つけることが抑制され、かつ、ハードコート膜の良好な透明性が得られる。
ハードコート膜の表面において、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数が、400μm当たり300個以上であると、ハードコート膜の表面において実質的に全ての箇所に凸部が存在することとなり、その結果良好なアンチブロッキング性が得られる。また、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数が、400μm当たり1000個以下であると、良好な透明性が得られる。
ハードコート膜の表面において、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数は、400μm当たり500個以上かつ900個以下が好ましく、600個以上かつ900個以下がより好ましく、700個以上かつ900個以下がさらに好ましい。
ハードコート膜のヘーズ値は1.5%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがより好ましい。
また、平均高さ以上の高さを有する凸部について、平面視における凸部の平均直径は、100nm以上かつ600nm以下であることが好ましく、300nm以上かつ600nm以下であることが好ましい。この範囲の平均直径を有する凸部が膜表面に存在することにより、良好なアンチブロッキング性を有し、かつ良好な透明性を有するハードコート膜が得られる。
ここで、「平面視における凸部の平均直径」とは、平均高さの高さ位置における凸部の平面視図形の直径を各凸部について求め、得られた各凸部の直径を平均して求められる値である。当該図形は、凸部と平均高さの高さ位置における水平面とが重なったときに描かれる図形と一致する。
本実施形態においては、具体的には、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)(SII社製、SPA300/SPI3700)で20μm×20μmの範囲をスキャンして算出させた値のことを「平面視における凸部の平均直径」としている。
このような本実施形態のハードコート膜の膜厚は、用途に応じて適宜調整すればよいが、0.1μm以上かつ20μm以下が好ましく、1μm以上かつ10μm以下がより好ましい。膜厚を上記範囲とすることで、ハードコート性とアンチブロッキング性と透明性に優れたハードコート膜を得ることができる。
さらに、ハードコート膜の耐擦傷性は、♯0000のスチールウールを250g/cmの加重下にて10往復摺動させた場合に、目視で観察される傷の本数で評価する。本実施形態のハードコート膜は、評価の結果、傷が0本であることが好ましい。本発明において、ハードコート膜の耐擦傷性の測定結果は、上述の鉛筆硬度と共に、ハードコート膜のハードコート性の指標として用いることができる。
ハードコート膜表面の凸部の高さは、10nm以上かつ60nm以下が好ましく、20nm以上かつ55nm以下がより好ましく、30nm以上かつ55nm以下がさらに好ましい。
ハードコート膜表面の凸部の高さが上記範囲内であることより、良好なアンチブロッキング性が得られるほどに表面に凸部があり、しかもこの凸部がフィルムの裏面を傷つけることが抑制され、かつ、ハードコート膜の良好な透明性が得られる。
なお、凸部の高さを測定する際の基準高さ(0nm)は、粗さ曲線の最も低い点を指す。
本実施形態のハードコート膜は、ハードコート膜面同士を擦り合わせ場合は、滑らかに滑ることが好ましい。ハードコート膜面同士を押し付けあった場合には、ひっかかり感を感じることなく、滑らかに滑ることが好ましい。
また、本実施形態のハードコート膜とプラスチックフィルムを擦り合わせた場合は、プラスチックフィルムが傷つかずに、滑らかに滑ることが好ましい。ハードコート膜とプラスチックフィルムを押し付け合った場合には、プラスチックフィルムが傷つかずに、引っかかり感を感じることなく、滑らかに滑ることが好ましい。
[ハードコート膜の製造方法]
本実施形態のハードコート膜の製造方法は特に限定されないが、例えば、後述する本実施形態のハードコート膜形成用組成物を、被塗布物上に塗工して塗膜を形成する工程と、上記塗膜を硬化させる工程とを含むことにより得られる。
塗膜を形成する工程における塗工方法としては、例えば、バーコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、メニスカスコート法、グラビアコート法、吸上げ塗工法、はけ塗り法等、通常のウェットコート法を用いることができる。
塗膜を硬化させる工程における硬化方法としては、使用するハードコート膜形成用組成物に応じて適宜選択すればよい。例えば、ハードコート膜形成用組成物として光硬化性の組成物が用いられている場合には、塗膜にエネルギー線を照射して光硬化させるとよい。光硬化に用いるエネルギー線は、塗膜が硬化すれば特に限定されず、例えば、紫外線、遠赤外線、近紫外線、赤外線、X線、γ線、電子線、プロトン線、中性子線等のエネルギー線を用いることができる。これらのエネルギー線の中でも、硬化速度が速く、装置の入手が容易である紫外線照射による硬化が好ましい。
塗膜を硬化させることで、アンチブロッキング性と透明性に優れたハードコート膜を得ることができる。
紫外線硬化させる場合には、200nm〜500nmの波長帯域の光を発する高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ等を用いて、100mJ/cm〜3,000mJ/cmのエネルギーにて照射する方法等が挙げられる。
[ハードコート膜形成用組成物]
本実施形態のハードコート膜形成用組成物は、体積基準のメジアン径(D50)が5nm以上かつ120nm以下の第1の粒子と、体積基準のメジアン径(D50)が500nm以上かつ2000nm以下の第2の粒子と、硬化性樹脂のモノマーと、を含有してなり、前記第2の粒子の屈折率は1.6以下であり、前記体積基準の粒径を測定する全範囲に含まれる全粒子を100体積%としたとき、体積基準の粒径が150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は、0体積%以上かつ30体積%以下であるものである。
本実施形態のハードコート形成用組成物は、体積基準の粒径が3000nm以上の粒子の含有率が0体積%以上かつ5体積%以下であることが好ましく、0体積%以上かつ3体積%以下であることがより好ましく、0体積%以上かつ2体積%以下であることがさらに好ましい。
ここで「体積基準のメジアン径(D50)」は、測定対象である粒子を、エタノール、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、トルエン等の有機溶媒に分散させ、得られる分散液を、動的光散乱法で粒度分布を測定することにより求めることができる。
以下の説明においては、「体積基準のメジアン径(D50)」のことを「平均分散粒径」と称する。
(モノマー)
本実施形態のモノマーは、ハードコート膜に使用される硬化性樹脂のモノマーであれば特に限定されず、光硬化性樹脂のモノマーを用いてもよく、熱硬化性樹脂のモノマーを用いてもよい。
透明性が高く、ハードコート性が強いハードコート膜が得られる点で、光硬化性樹脂のモノマーを用いるのが好ましく、光硬化性樹脂のモノマーの中でもさらに、分子中に1個以上のアクリロイル基及びメタクリロイル基の一方または双方を有する架橋性化合物を用いるのが好ましい。
分子中に1個以上のアクリロイル基及びメタクリロイル基の一方または双方を有する架橋性化合物としては、特に限定されないが、反応性、透明性、耐候性、硬度に優れた多官能アクリレートが望ましい。ここで多官能とは、3個以上の官能基を有することを意味する。3個以上とは、同種の官能基であってもよいし、異種の官能基であってもよい。
アクリロイル基、メタクリロイル基以外の官能基としては、例えば、ビニル基、アリル基、アリルエーテル基、スチリル基、水酸基等が挙げられる。
多官能アクリレートの具体例としては、(メタ)トリメチロールプロパントリアクリレート、(メタ)ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、(メタ)ペンタエリスリトールトリアクリレート、(メタ)ペンタエリスリトールテトラアクリレート、(メタ)ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールポリアクリレート、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、ウレタンアクリレート、ポリシロキサンアクリレート等を挙げることが出来る。これらの多官能アクリレートは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(第1の粒子)
本実施形態の第1の粒子としては、平均分散粒径が5nm以上かつ120nm以下であるものを用いる。
このような粒径範囲の第1の粒子が組成物中に存在することで、ハードコート膜の透過性を低下させることなく、ハードコート膜の表面全体に凸部を形成することができる。
第1の粒子としては、金属、金属酸化物、金属硫化物、金属粒子の無機塩等の無機粒子を用いることが好ましいが、アクリルビーズ等の樹脂粒子を用いてもよい。これら無機粒子および樹脂粒子は、いずれか一方を用いることとしてもよく、両方を併用してもよい。
第1の粒子として用いられる無機粒子のうち、金属粒子としては、例えば、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、アンチモン(Sb)、及びインジウム(In)の群から選択された1種または2種以上を含有する粒子等が挙げられる。
第1の粒子として用いられる無機粒子のうち、金属酸化物粒子としては、例えば、シリカ(SiO)、酸化スズ(SnO)、酸化インジウム(In)、酸化亜鉛(ZnO)、(Sb)、酸化鉄(FeO)、酸化鉛(PbO)、酸化ルテニウム(RuO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、アンチモン添加酸化スズ(ATO)、スズ添加酸化インジウム(ITO)、アルミニウム添加酸化亜鉛(AZO)、及びジルコン(ZrSiO)の群から選択された1種または2種以上を含有する粒子等が挙げられる。
第1の粒子として用いられる無機粒子のうち、金属硫化物粒子としては、例えば、硫化鉛(PbS)、硫化鉄(FeS)、硫化スズ(SnS)、硫化銀(AgS)、及び硫化カドミウム(CdS)の群から選択される1種または2種以上の粒子を含有する粒子等が挙げられる。
第1の粒子として用いられる無機粒子のうち、金属粒子の無機塩粒子としては、例えば、リン酸亜鉛(Zn(PO)等が挙げられる。
これらの無機粒子は、第1の粒子として1種のみ用いることとしてもよく、2種以上を併用することとしてもよい。
第1の粒子は、平均分散粒径の大きさが可視光線の波長よりも十分小さいことから、光散乱による透過光の損失を抑制できる。そのため、第1の粒子として屈折率が高い粒子を用いても、樹脂と粒子の屈折率差による散乱の影響が小さく、ハードコート膜の透明性をほとんど低下させない。したがって、第1の粒子は選択できる粒子種の自由度が広い。
例えば、ハードコート膜の屈折率を向上させたい場合には、第1の粒子は屈折率が高い酸化ジルコニウムや酸化チタニウムを選択するのが好ましく、ハードコート膜に導電性を付与したい場合には、第1の粒子はATO等の導電性粒子を選択して用いるのが好ましい。
(第2の粒子)
本実施形態の第2の粒子としては、屈折率が1.6以下であり、かつ、平均分散粒径が500nm以上かつ2000nm以下であるものを用いる。
このような粒径範囲の第2の粒子が組成物中に存在することで、基材の裏面を傷つけることなく、良好な透明性が得られ、かつ、フィルム同士のブロッキング現象を抑制することができる。
第2の粒子の屈折率は、1.6以下であり、1.4以上かつ1.6以下であることが好ましい。このような粒子としては、シリカ等の無機粒子や、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン等の樹脂材料で作製された樹脂粒子が好適に用いられる。
ハードコート膜を形成するのに使用される樹脂の屈折率は、1.45〜1.60の範囲内であるものが多い。そのため、第2の粒子の屈折率が1.6以下であれば、第2の粒子とハードコート膜を構成する樹脂との屈折率差が小さくなり、粒子界面での散乱に起因するハードコート膜の透明性低下を抑制することができる。
上述のように本実施形態のハードコート膜形成用組成物においては、平均分散粒径が5nm以上かつ120nm以下の第1の粒子と、平均分散粒径が500nm以上かつ2000nm以下の第2の粒子を混合することとしている。以下、第1の粒子と第2の粒子とを混合し併用する理由について説明する。
従来、ハードコート膜にアンチブロッキング性を付与するためには、ハードコート膜の表面に凸部を形成するのがよく、そのために、粒子径が200nmから600nm程度のある程度大きい粒子が樹脂に混合されていた。
しかし、ハードコート膜に対し、アンチブロッキング性が付与されるほどの粒子量を混合すると、粒子による散乱の影響が大きくなり、ハードコート膜の透過性が低下するという問題があった。
この問題に対し、粒子の散乱の影響を抑制し、且つアンチブロッキング性を付与するために、粒子の樹脂への混合量を減らすと共に粒子径を大きくすることが考えられる。しかし、この場合は、ハードコート膜の表面に形成される凸部の突出高さが大きくなる。そのため、ハードコート膜を形成した基材同士を重ね合せた場合、当該凸部により基材の裏面が傷つけられたり、基材巻き取り時にフィルムがうまく巻きとれない等の不具合が生じたり、基材同士を擦り合わせた時に引っかかり感が出たりする新たな課題が生じていた。
そのため、従来のハードコート膜では、透明性とアンチブロッキング性を両立させるのが困難であった。
従来のハードコート膜が有していたこのような課題に対し、本発明者は、アンチブロッキング性を付与するには小さい、平均分散粒径が5nm以上かつ120nm以下の粒子(第1の粒子)と、アンチブロッキング性を付与できる平均分散粒径が500nm以上かつ2000nm以下の粒子(第2の粒子)と、を混合したハードコート膜形成用組成物とすることで、従来よりもアンチブロッキング性が向上し、かつ透明性も向上したハードコート膜を形成可能であることを見出した。
これら平均分散粒径が大きく異なる粒子を組み合わせることでアンチブロッキング性が向上する理由の詳細は不明であるが、次のように推測される。
まず、平均分散粒径の大きい粒子と小さい粒子が混合されたことにより、膜の表面には、平均分散粒径の大きい粒子による凸部と、平均分散粒径の小さい粒子による凸部が形成される。
ここで、平均分散粒径の大きい粒子による凸部しか存在しない場合には、その凸部以外の場所以外ではフィルムの表面部分は平らであるため、ブロッキング現象が発生しやすくなり、十分なアンチブロッキング性を得ることができない。
しかし、平均分散粒径の小さい粒子が存在することにより、平均分散粒径の大きい粒子による凸部以外の場所に、平均分散粒径の小さい粒子による凸部も存在することとなり、フィルムの表面全体として、粒子に起因する凸部が存在しない平らな部分がほとんどなくなる。
そのため、アンチブロッキング性を向上させることができ、かつ粒子径が大きい粒子の混合量を減らすことができる。あわせて、平均分散粒径の大きい粒子の使用量が低減するため、透明性も向上させることができると考えられる。
さらに、150nmを超えて300nm未満大きさの粒子は、可視光線の散乱が起こりやすい。これに対し、第1の粒子も第2の粒子も、平均分散粒径が当該光散乱を起こりやすい粒子の粒径範囲に含まれず、ハードコート膜の透明性を低下させにくい。
本実施形態のハードコート膜形成用組成物においては、体積基準の粒径が150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率が、0体積%以上30体積%以下であることとしている。体積基準の粒径が150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率がこのような範囲であると、好適に光散乱を抑制し、形成されるハードコート膜の透明性を確保することができる。ハードコート膜形成用組成物は、体積基準の粒径が150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率が、25体積%以下であることが好ましく、15体積%以下であることがより好ましい。
本実施形態のハードコート膜形成用組成物を用いて上述のハードコート膜を製造する場合、第1の粒子と第2の粒子の混合比率を変更することで、得られるハードコート膜の表面の算術平均粗さRa、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数、ヘーズ値、凸部の平均直径を制御することができる。
第1の粒子と第2の粒子の混合比率は、所望のアンチブロッキング性と透明性を勘案して適宜調整すればよいが、体積比で(第1の粒子):(第2の粒子)=10:90〜50:50の範囲内となるように混合するのが好ましい。
第2の粒子の混合比率が増大すると、Ra値が増大し、アンチブロッキング性が良好となる。また、第2の粒子の混合比率が増大すると、膜面全体にわたって凸部が形成されにくくなり、凸部の数は減少する。さらに、第2の粒子の混合比率が増大すると、ヘーズ値が高くなる傾向にあり、凸部の平均直径は大きくなる。
しかし、第2の粒子の混合比率が高くなりすぎると、凸部の平均直径が大きくなり過ぎ、基材裏面の傷付き性とヘーズ値が高くなるのを抑制できなくなるため、第1の粒子を10体積%以上混合することが好ましい。
第1の粒子の混合比率が増大すると、ヘーズ値が高くなるのを抑制しつつ膜面全体にわたって凸部が形成されやすくなり、局所的にブロッキング現象が発生することを抑制できる。また、第1の粒子の混合比率が増大すると、Ra値は減少し、凸部の平均直径は小さくなる。
しかし、第1の粒子の混合比率が高くなりすぎると、ブロッキング現象は抑制できても、基材巻き取り時に、基材をきれいに巻きとれない等の不具合が発生するため、第2の粒子は50体積%以上混合させるのが好ましい。
なお、第1の粒子及び第2の粒子の表面は、上述したモノマーを重合させて得られる樹脂との親和性を向上させることが可能な、有機基を有する表面処理剤で修飾されているのが好ましい。第1の粒子及び第2の粒子の表面がこのような表面処理剤で修飾されることにより、粒子と樹脂との密着性が増し、ハードコート性を向上させることができる。
この有機基を有する表面処理剤は、有機ケイ素化合物であることが好ましく、この有機ケイ素化合物としては、シランカップリング剤、シリコーンオイル等が好適に用いられる。
シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルメチルジメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のアルキルシランカップリング剤またはアリルシランカップリング剤;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシランカップリング剤;
3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等、上述のアルキルシランカップリング剤が有するアルキル基の一部、またはアリルシランカップリング剤が有するアリル基の一部をアミノ基またはアミノ基を有する基で置換したアミノシランカップリング剤;
3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等、上述のアルキルシランカップリング剤が有するアルキル基の一部、またはアリルシランカップリング剤が有するアリル基の一部をアクリロキシ基で置換したアクリロキシシランカップリング剤;
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクロキシシランカップリング剤;
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等、上述のシランカップリング剤が有するアルキルアルキル基の一部、またはアリルシランカップリング剤が有するアリル基の一部をメルカプト基で置換したメルカプトシランカップリング剤;等が挙げられる。
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等が挙げられる。
上記シランカップリング剤やシリコーンオイルは、1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
上記第1及び第2の粒子と、モノマーとの混合比は、得られるハードコート膜についてのアンチブロッキング性と透明性とハードコート性とを勘案して適宜調整することができる。第1粒子及び第2の粒子の混合物とモノマーとが、体積比で(第1粒子及び第2の粒子の混合物):(モノマー)=5:95〜30:70の範囲内であることが好ましい。
上記第1及び第2の粒子の混合比率が高くなると、凸部の個数が増加し、良好なアンチブロッキング性が得られる。また、第1及び第2の粒子の混合比率が高くなると、ヘーズ値が高くなる傾向にある。また、第1及び第2の粒子の混合比率が高くなると、Ra値は増大する。さらに、凸部の平均直径が大きくなることが予想される。
しかし、第1及び第2の粒子の混合比率が高くなりすぎると、ハードコート膜のヘーズ値が高くなり過ぎ、また、ハードコート成分が減少するためハードコート性が弱くなる。そのため、モノマーは70体積%以上混合させるのが好ましい。
モノマーの混合比率が高くなると、膜のヘーズ値が小さくなり、ハードコート成分が増加するため、ハードコート性が向上する。また、モノマーの混合比率が高くなると、Ra値は減少する。また、モノマーの混合比率が高くなると、凸部の数は減少する。さらに、凸部の平均直径は小さくなることが予想される。
しかし、モノマーの混合比率が高くなりすぎると、アンチブロッキング性が低下するため、第1及び第2の粒子は5体積%以上混合させるのが好ましい。
上記組成物中には、発明の効果を阻害しない範囲内で、官能基が1個または2個であり上述のモノマーには含まれないモノマーやオリゴマー、分散剤、重合開始剤、帯電防止剤、屈折率調節剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、レベリング剤、消泡剤、無機充填剤、カップリング剤、防腐剤、可塑剤、流動調整剤、増粘剤、pH調整剤、重合開始剤等の一般的な各種添加剤が適宜含有されていてもよい。ここで、「発明の効果を阻害しない」とは、例えば、上記組成物を用いて製造するハードコート膜の透明性を確保するために、各種の添加剤の量、粒径、色等を適宜選択するような操作をいう。
分散剤としては例えば、硫酸エステル系、カルボン酸系、ポリカルボン酸系等のアニオン型界面活性剤、高級脂肪族アミンの4級塩等のカチオン型界面活性剤、高級脂肪酸ポリエチレングリコールエステル系等のノニオン型界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アマイドエステル結合を有する高分子系界面活性剤等が挙げられる。
重合開始剤は、用いるモノマーの種類に応じて、適宜選択する。光硬化性樹脂のモノマーを用いる場合には、光重合開始剤を用いるとよい。光重合開始剤の種類や量は使用する光硬化性樹脂のモノマーに応じて適宜選択すればよい。例えば、ベンゾフェノン系、ジケトン系、アセトフェノン系、ベンゾイン系、チオキサントン系、キノン系、ベンジルジメチルケタール系、アルキルフェノン系、アシルフォスフィンオキサイド系、フェニルフォスフィンオキサイド系等の公知の光重合開始剤を用いることができる。
本実施形態のハードコート膜形成用組成物は、基材に塗布して塗膜を形成するものであることから、塗工を容易にするため粘度が2mPa・s以上かつ500mPa・s以下であることが好ましく、0.5mPa・s以上かつ200mPa・s以下がより好ましい。
ハードコート膜形成用組成物の粘度が0.2mPa・s以上であるため、塗膜にした時の膜厚が薄くなりすぎず、膜厚の制御が容易であるため好ましい。一方で、粘度が500mPa・s以下であるため、粘度が高すぎず塗工時における組成物の取扱いが容易となり好ましい。
ハードコート膜形成用組成物の粘度は、ハードコート膜形成用組成物に適宜有機溶媒を添加して上記範囲に調整することが好ましい。
有機溶媒としては、上記ハードコート膜形成用組成物と相溶性がよいものであれば特に限定されず、例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、塩化メチレン、塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ペンタノン、イソホロン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、アミド系溶媒、エーテルエステル系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく、また2種以上を混合して併用してもよい。
[ハードコート膜形成用組成物の製造方法]
本実施形態のハードコート膜形成用組成物の製造方法としては、ハードコート膜形成用組成物の構成要素として上述した各材料を、機械的に混合する方法を挙げることができる。
混合装置としては、例えば、撹拌機、自公転式ミキサー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等が挙げられる。
第1の粒子及び第2の粒子は、粒子のままで直接モノマーと混合してもよいが、予め、有機溶媒に分散させてからモノマーと混合するのが好ましい。
また、第1の粒子や第2の粒子が分散媒に分散された市販の分散液を用いてもよい。
第1の粒子と第2の粒子は、それぞれ別々に分散させてもよく、同時に分散させてもよい。例えば、第1の粒子および第2の粒子が、原料として同じ粒子を用い、原料の粒子の分散状態が異なることで分散粒径が異なる2種の粒子を構成している場合には、原料の粒子の凝集体であって第1の粒子および第2の粒子よりも大きな平均粒径を有するものを出発原料として用いることができる。
出発原料の凝集体は、平均凝集粒子径が800nm以上かつ3000nm以下が好ましく、900nm以上かつ2500nm以下がより好ましく、1000nm以上かつ2000nm以下がさらに好ましい。
出発原料の凝集体は、平均一次粒子径が1nm以上かつ100nm以下の粒子が凝集してなるものが好ましい。
なお「平均凝集粒子径」は、走査型電子顕微鏡で、個々の凝集体の長径を、例えば100個以上、好ましくは500個以上測定し、その結果の平均を算出した値を指す。
この場合、出発原料を分散させて粉砕し、且つ分散時の応力、時間等を適宜調整することにより、一度の分散で第1の粒子と第2の粒子とが得られるようにしてもよい。このような方法で得られた粒子では、第1の粒子および第2の粒子として、出発原料が粉砕されて得られる粒子が含まれる。得られる粒子は、原料の粒子にまで粉砕されていてもよく、出発原料よりは小さくなった凝集体であってもよい。
分散時間が長すぎると、出発原料がすべて解砕されてしまうため、分散時の応力が強い場合には、分散時間を短くして適宜実施すればよい。
この場合は、粒子を別々に分散させる場合と比較して、分散工程が1回減らせるので、生産工程上好ましい。
[プラスチック基材]
本実施形態のプラスチック基材は、樹脂材料を用いて形成された基材本体と、前記基材本体の少なくとも一面に設けられた上述のハードコート膜と、を有するものである。
このプラスチック基材は、本実施形態のハードコート膜形成用組成物を公知の塗工方法を用いて基材本体上に塗工することで塗膜を形成し、その塗膜を硬化させることにより得ることができる。
基材本体は、プラスチック製の基材であれば特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、アクリル樹脂、メチルメタクリレート−スチレン共重合体(MS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)等の樹脂材料により形成されたものを用いることができる。
基材本体は、シート状であってもよく、フィルム状であってもよいが、フィルム状であることが好ましい。
本実施形態のプラスチック基材は、空気を基準として測定した場合に、ヘーズ値が2.0以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1.0以下であることがさらに好ましい。
本実施形態のプラスチック基材は、ハードコート膜面同士を擦り合わせ場合は、滑らかに滑ることが好ましい。ハードコート膜面同士を押し付けあった場合には、ひっかかり感を感じることなく、滑らかに滑ることが好ましい。
また、本実施形態のハードコート膜と基材本体とを擦り合わせた場合は、基材本体が傷つかずに、滑らかに滑ることが好ましい。また、ハードコート膜と基材本体を押し付け合った場合には、基材本体が傷つかずに、引っかかり感を感じることなく、滑らかに滑ることが好ましい。
[タッチパネル]
本実施形態のタッチパネルは、本実施形態のハードコート膜及び本実施形態のプラスチック基材の少なくともいずれか一方を備えてなる。ハードコート膜およびプラスチック基材のいずれか一方を備えていてもよく、双方を備えていてもよい。
本実施形態のハードコート膜及び本実施形態のプラスチック基材の一方または双方をタッチパネルに備えさせる方法は、特に限定されず、公知の方法により実装させればよい。例えば、本実施形態のプラスチック基材においてハードコート膜が形成された面とは反対の面に、順にITO電極がパターニングされた透明導電膜、配向膜、液晶層を積層した構造等が挙げられる。
以上説明したように、本実施形態のハードコート膜によれば、ハードコート性に加え、アンチブロッキング性に優れ、かつ透明性が高いハードコート膜を得ることができる。
ハードコート膜表面の凸部の平面視における平均直径が600nm以下である場合には、さらに透明性に優れたハードコート膜を得ることができる。
本実施形態のプラスチック基材によれば、本実施形態のハードコート膜が樹脂材料を用いて形成された基材本体の少なくとも一面に設けられているので、ハードコート性、アンチブロッキング性、透明性に優れたプラスチック基材を得ることができる。
本実施形態のハードコート膜形成用組成物によれば、ハードコート性、アンチブロッキング性、透明性に優れたハードコート膜を形成することができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
以下の実施例および比較例において記載する分散液中における粒子の粒径(分散粒径)は、いずれも体積基準の値である。
また、以下の実施例および比較例において、粒子の平均分散粒径については、各粒子が含まれる分散液を、動的光散乱法式を測定原理とする粒度分布計(マイクロトラックUPA150(日機装社製))で測定して得られるメジアン径(D50)の値を採用した。
[実施例1]
[第2の粒子を含む分散液の作製]
平均一次粒子径が250nmで屈折率が1.45のシリカ粒子20gと、メチルエチルケトン80gと、ビニルトリメトキシシラン3gと、を混合した。この混合液をホモジナイザーで分散させ、第2の粒子を含む分散液を作製した。
得られた分散液を粒度分布計で測定した結果、含まれる粒子の平均分散粒径は600nmであり、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は26.5体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった。
以下の配合で各物質を混合し、実施例1のハードコート膜形成用組成物1を得た。
第1の粒子:平均分散粒径が100nmのシリカを含むイソプロピルアルコール分散液(シリカ含有量30質量%) 20.0質量%
第2の粒子:上述の第2の粒子を含む分散液 7.7質量%
モノマー:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 22.5質量%
光重合開始剤:2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン 1.1質量%
溶媒1:メチルエチルケトン 39.0質量%
溶媒2:ジアセトンアルコール 9.7質量%
なお、第1の粒子を含む分散液において、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は22.4体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった。
ハードコート膜形成用組成物1における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は23.3体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
[ハードコート膜の形成]
得られたハードコート膜形成用組成物1を、100μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、乾燥膜厚が3μm〜5μmとなるように、バーコーティング法で塗布し、80℃で加熱して乾燥させ塗膜を形成した。
次いで、高圧水銀灯(120W/cm)を用い、塗膜に紫外線を300mJ/cmのエネルギーとなるように露光して硬化させることで、実施例1のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[実施例2]
第1の粒子を含む分散液として、平均分散粒径が10nmのシリカを含む分散液(シリカ含有量30質量%)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2のハードコート膜形成用組成物2を得た。
第1の粒子を含む分散液は、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%以下であった。
ハードコート膜形成用組成物2における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は5.3体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
以下の実施例および比較例においても、モノマー、光重合開始剤、溶媒1、溶媒2は実施例1と同じものを用い、配合量のみを変更した。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[実施例3]
[第1の粒子及び第2の粒子を含む分散液の作製]
平均凝集粒子径が1200nmであり、屈折率が1.45である凝集性シリカ粒子20gと、メチルエチルケトン80gと、表面処理剤であるビニルトリメトキシシラン3gと、を混合した。この混合液をホモジナイザーで分散させて分散液を作製した。
得られた分散液の粒度分布を粒度分布計で測定した結果、20nm付近および900nm付近にピークを有する双峰性の粒度分布が観察された。また、得られた分散液において、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であった。
20nm付近のピークのみで平均分散粒径を計測したところ、20nmであった。
900nm付近のピークのみで平均分散粒径を計測したところ、900nmであった。
すなわち、一度の分散で、平均分散粒径が20nmである第1の粒子と、平均分散粒径が900nmである第2の粒子と、を有する分散液を作製した。
以下の配合で各物質を混合し、実施例3のハードコート膜形成用組成物3を得た。
第1の粒子および第2の粒子:上述の分散液 46.4質量%
モノマー: 21.0質量%
光重合開始剤:1.1質量%
溶媒1: 25.2質量%
溶媒2: 6.3質量%
ハードコート膜形成用組成物3における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[実施例4]
以下の配合で各物質を混合し、実施例4のハードコート膜形成用組成物4を得た。
第1の粒子:平均分散粒径が20nmのアンチモンドープ酸化スズ(ATO)を含む分散液(ATO含有量10質量%、屈折率2.0) 60.0質量%
第2の粒子:実施例1で用いた第2の粒子を含む分散液 7.7質量%
モノマー: 22.5質量%
光重合開始剤:1.1質量%
溶媒1: 7.0質量%
溶媒2: 1.7質量%
第1の粒子を含む分散液は、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった。
ハードコート膜形成用組成物4における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は5.3体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物4を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[実施例5]
以下の配合で各物質を混合し、実施例5のハードコート膜形成用組成物5を得た。
第1の粒子:平均分散粒径が40nmのアンチモン酸亜鉛を含む分散液(アンチモン酸亜鉛含有量10質量%、屈折率2.0) 60.0質量%
第2の粒子:実施例1で用いた第2の粒子を含む分散液 7.7質量%
モノマー: 22.5質量%
光重合開始剤:1.1質量%
溶媒1: 7.0質量%
溶媒2: 1.7質量%
第1の粒子を含む分散液は、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は7.4体積%以下であり、3000nmを越える粒子の含有率は0体積%であった。
ハードコート膜形成用組成物5における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は11.3体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物5を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例5のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[実施例6]
以下の配合で各物質を混合し、実施例6のハードコート膜形成用組成物6を得た。
第1の粒子:平均分散粒径が20nmのリン酸亜鉛を含む分散液(リン酸亜鉛含有量10質量%、屈折率1.9)を60.0質量%、
第2の粒子:実施例1で用いた第2の粒子を含む分散液 7.7質量%
モノマー: 22.5質量%
光重合開始剤:1.1質量%
溶媒1: 7.0質量%
溶媒2: 1.7質量%
第1の粒子を含む分散液は、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は6.3体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった。
ハードコート膜形成用組成物6における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は10.3体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物6を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例6のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[比較例1]
以下の配合で各物質を混合し、第1の粒子を含まない比較例1のハードコート膜形成用組成物B1を得た。
第2の粒子:実施例1で用いた第2の粒子を含む分散液 7.7質量%
モノマー: 28.5質量%
光重合開始剤:1.4質量%
溶媒1: 49.9質量%
溶媒2: 12.5質量%
ハードコート膜形成用組成物B1における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は26.5体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物B1を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[比較例2]
以下の配合で各物質を混合し、第2の粒子を含まない比較例2のハードコート膜形成用組成物B2を得た。
第1の粒子:平均分散粒径が10nmのシリカを含む分散液(シリカ含有量30質量%) 20.0質量%
モノマー: 24.0質量%
光重合開始剤:1.2質量%
溶媒1: 43.8質量%
溶媒2: 11.0質量%
ハードコート膜形成用組成物B2における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物B2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[比較例3]
平均一次粒子径が50nmの屈折率が1.45のシリカ粒子20gと、メチルエチルケトン80gと、ビニルトリメトキシシラン3gと、を混合した。この混合液をホモジナイザーで分散させて分散液を作製した。
得られた分散液を粒度分布計で測定した結果、平均分散粒径は170nmで、150nm以上かつ300nm未満の粒子の含有率は30体積%を超えていた。
以下の配合で各物質を混合し、比較例3のハードコート膜形成用組成物B3を得た。
分散液:上述した比較例3の分散液 46.4質量%
モノマー: 21.0質量%
光重合開始剤:1.1質量%
溶媒1: 25.2質量%
溶媒2: 6.3質量%
ハードコート膜形成用組成物B3における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は30体積%を超えており、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物B3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[比較例4]
以下の配合で各物質を混合し、比較例4のハードコート膜形成用組成物B4を得た。
第1の分散液:上述した比較例3の分散液 15.5質量%
第2の分散液:実施例1で用いた第2の粒子を含む分散液 7.7質量%
モノマー: 25.5質量%
光重合開始剤:1.3質量%
溶媒1: 40.0質量%
溶媒2: 10.0質量%
ハードコート膜形成用組成物B4における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は30体積%を超えており、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物B4を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例4のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[比較例5]
平均凝集粒子径が3500nmで屈折率が1.45の凝集性シリカ粒子20gと、メチルエチルケトン80gと、ビニルトリメトキシシラン3gと、を混合した。この混合液をホモジナイザーで分散させ分散液を作製した。
得られた分散液の粒度分布を粒度分布計で測定した結果、50nm付近および3000nm付近にピークを有する双峰性の粒度分布が計測された。
この分散液は、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であり、3000nmを超えた粒子の含有率は5体積%を超えていた。
以下の配合で各物質を混合し、比較例5のハードコート膜形成用組成物B5を得た。
分散液:上述した比較例5の分散液 46.4質量%
モノマー: 21.0質量%
光重合開始剤:1.1質量%
溶媒1: 25.2質量%
溶媒2: 6.3質量%
ハードコート膜形成用組成物B5における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は1体積%以下であり、3000nmを超える粒子の含有率は5体積%を超えていた(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物B5を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例5のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
[比較例6]
平均一次粒子径が700nmで屈折率が2.1のジルコニア粒子20gと、メチルエチルケトン80gと、表面処理剤であるビニルトリメトキシシラン3gを混合した。この混合液をホモジナイザーで分散させ分散液を作製した。
得られた分散液を粒度分布計で測定した結果、平均分散粒径は800nmで、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は0体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった。
実施例1で得られた第2の粒子を含む分散液の替わりに、上述の比較例6の分散液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、第2の粒子の屈折率が1.6を超える比較例6のハードコート膜形成用組成物B6を得た。
ハードコート膜形成用組成物B6における全粒子を100体積%とした時、150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は18.0体積%であり、3000nmを超える粒子の含有率は0体積%であった(計算値)。
ハードコート膜形成用組成物1を用いる替わりに、ハードコート膜形成用組成物B6を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例6のハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材を得た。
実施例1〜6及び比較例1〜6各々で得られたプラスチック基材の、アンチブロッキング性、透明性、鉛筆硬度、耐擦傷性、裏面傷つき性、表面抵抗値、表面粗さRa、平均高さよりも高い凸部の個数、平均高さよりも高い凸部の平均直径、の各特性について、下記の方法により評価した。
(1)アンチブロッキング性
[a]滑り性
プラスチック基材の塗布面同士を擦り合わせ、官能評価を行った。プラスチック基板同を擦り合わせた際に、非常によく滑るものを「◎」、滑るものを「○」、あまり滑らないものを「△」、滑らないものを「×」として評価した。
[b]押し付け性
プラスチック基材の塗布面同士を強く押し付けながら擦り合わせ、官能評価を行った。プラスチック基板同士を強く押し付けながら擦り合わせた際に、ひっかかり感がなく非常によく滑るものを「◎」、滑るものを「○」、ひっかかり感があり、かつあまり滑らないものを「△」、滑らないものを「×」として評価した。
(2)透明性
プラスチック基材のヘーズ値を、空気を基準として、ヘイズメーターNDH−2000(日本電色社製)を用い、日本工業規格JIS−K−7136に基づいて測定した。測定は、作製したプラスチック基材から100mm×100mmの試験片を作製し、得られた試験片を用いて行った。
評価結果がAであるものが良品であり、評価結果がBからDになるに従い、透明性が悪化しているものであることを示している。
A:1.0%未満
B:1.0%以上かつ1.5%未満
C:1.5%以上かつ2.0%以下
D:2.0%より大きい
(3)鉛筆硬度
JIS−K−5600−5−4に基づき、750gf荷重で測定を行った。
(4)耐擦傷性
プラスチック基材に形成されたハードコート膜上で、#0000のスチールウールを250g/cmの加重下にて10往復摺動させた。往復後のハードコート膜の表面を目視で観察し、次の基準で耐擦傷性の評価を行った。
評価結果がAであるものが良品であり、評価結果がBからEとなるに従い、ハードコート性が低いものであることを示している。
A:傷0本
B:傷1−10本
C:傷11−20本
D:傷20−30本
E:傷31本以上
(5)裏面傷つき性
プラスチック基材に形成されたハードコート膜側と、100μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムを、10回擦りあわせた。次いで、ポリエチレンテレフタレートの擦りあわせた面を目視で観察し、次の基準で裏面傷つき性の評価を行った。評価結果がAであるものが良品であり、評価結果がB、Cとなるに従い、フィルムを巻き取る際に、フィルムの裏面を傷つけやすいものであることを示している。
A:傷0本
B:傷1−10本
C:傷11−20本
D:傷20本以上
(6)表面粗さRa
原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)(SII社製、SPA300/SPI3700)で20μm×20μmの範囲をスキャンし、表面粗さRaを算出させ、次の基準で表面粗さの評価を行った。
○;表面粗さRaが3nm以上かつ6nm以下
×;表面粗さRaが3nm未満
(7)平均高さよりも高い凸部の個数
原子間力顕微鏡で20μm×20μmの範囲をスキャンし、平均高さよりも高い凸部の数をカウントさせ、次の基準で凸部の個数の評価を行った。
○;300個以上1000個以下
×;300個未満
(8)平均直径
原子間力顕微鏡で20μm×20μmの範囲をスキャンし、平均高さよりも高い凸部の平均直径を算出させ、次の基準で平均直径の評価を行った。
○;600nm未満
×;600nm以上
図1は、実施例1のハードコート膜のAFM画像を示す図である。図2は、比較例3のハードコート膜のAFM画像を示す図である。上述の(6)〜(8)については、このようなAFM画像が得られる測定にて評価を行った。
(9)表面抵抗値(帯電防止性)
実施例4〜6で得られたプラスチック基材については、抵抗率計 ハイレスタIP(ダイアインスツルメンツ社製)を用い、500Vの電圧を印加した際の表面抵抗値を測定した。評価結果がAであるものが良品であり、評価結果がB、Cとなるに従い、導電性に劣るものであることを示している。
A:1×1012Ω/□未満
B:1×1012Ω/□以上1×1014Ω/□未満
C:1×1014Ω/□以上
実施例1〜6について、評価結果を下記表1に示す。また、比較例1〜6のプラスチック基材について、評価結果を下記表2に示す。
まず、実施例1〜6、比較例1〜6の結果より、表面粗さRaが3nm以上かつ6nm以下で、平均高さより高い凸部の個数が300個以上の場合に、ハードコート性を備え、さらにアンチブロッキング性(滑り性、押し付け性)に優れることが確認された。
また、実施例4〜6の結果から、第1の粒子として導電性粒子を用いた場合には、アンチブロッキング性と同時に導電性も得られることが確認された。
また、実施例1と比較例4の結果を比較すると、実施例1のプラスチック基材は、150nm以上かつ300nm以下の粒子が5体積%以下しか含まれていないハードコート膜形成用組成物を用いているため、透明性に優れることが確認された。
一方、比較例4のプラスチック基材は、150nm以上かつ300nm以下の粒子が5体積%を超えて含まれるハードコート膜形成用組成物を用いているため、ヘーズ値が2.0%を超えており、透明性が悪くなることが確認された。
また、実施例1と比較例6の結果を比較すると、実施例1のプラスチック基材は、第2の粒子の屈折率が1.6以下であるため、透明性に優れることが確認された。
一方、比較例6のプラスチック基材は、本発明の第2の粒子に対応する粒子の屈折率が2.1であり1.6を超えているため、ヘーズ値が2.0%を超えており、透明性が悪くなることが確認された。
また、実施例3と比較例5の結果を比較すると、実施例3のプラスチック基材は、平均分散粒径が3000nmを超えるような大きい粒子を含まないため、裏面傷つき性に優れることが確認された。
一方、比較例5のプラスチック基材は平均分散粒径が3000nmを超えるものを含むため、裏面傷つき性に劣ることが確認された。
以上の結果から、実施例1〜6のプラスチック基材によれば、ハードコート性、透明性、アンチブロッキング性および裏面傷つき性に優れたものとなることが確認でき、本発明が有用であることが確認できた。

Claims (5)

  1. 表面の算術平均粗さRaが3nm以上かつ6nm以下であり、
    前記表面において、平均高さ以上の高さを有する凸部の個数が、前記表面400μm当たり300個以上1000個以下であり、
    ヘーズ値が2.0%以下であるハードコート膜。
  2. 平面視における前記凸部の平均直径が600nm以下である請求項1に記載のハードコート膜。
  3. 樹脂材料を用いて形成された基材本体と、前記基材本体の少なくとも一面に設けられた請求項1又は2記載のハードコート膜と、を有するプラスチック基材。
  4. 体積基準のメジアン径(D50)が5nm以上かつ120nm以下の第1の粒子と、
    体積基準のメジアン径(D50)が500nm以上かつ2000nm以下の第2の粒子と、
    硬化性樹脂のモノマーと、を含有してなり、
    前記第2の粒子の屈折率は1.6以下であり、
    前記体積基準の粒径を測定する全範囲に含まれる全粒子を100体積%としたとき、体積基準の粒径が150nm以上かつ300nm以下の粒子の含有率は、0体積%以上かつ30体積%以下であるハードコート膜形成用組成物。
  5. 請求項1または2記載のハードコート膜、及び請求項3記載のプラスチック基材の少なくともいずれか一方を備えているタッチパネル。
JP2013201776A 2013-09-27 2013-09-27 ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル Pending JP2015067681A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013201776A JP2015067681A (ja) 2013-09-27 2013-09-27 ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013201776A JP2015067681A (ja) 2013-09-27 2013-09-27 ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015067681A true JP2015067681A (ja) 2015-04-13

Family

ID=52834716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013201776A Pending JP2015067681A (ja) 2013-09-27 2013-09-27 ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015067681A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017048300A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 共栄社化学株式会社 活性エネルギー線硬化型ハードコート用樹脂組成物、ハードコート付き透明プラスチックシート及び光学部材
WO2017073316A1 (ja) * 2015-10-26 2017-05-04 日東電工株式会社 ハードコートフィルムおよび透明導電性フィルム
JP2019026823A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 三菱ケミカルアグリドリーム株式会社 防曇組成物および防曇性フィルム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06340046A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Teijin Ltd 積層ポリエステルフイルム
JPH07290664A (ja) * 1994-04-26 1995-11-07 Toray Ind Inc ポリエステルフィルム
JPH07314628A (ja) * 1994-05-25 1995-12-05 Lintec Corp 易滑性ハードコートフイルム及びその製造方法
JP2000211082A (ja) * 1999-01-21 2000-08-02 Teijin Ltd 易滑性複合ポリエステルフイルム
JP2008063470A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Toyo Ink Mfg Co Ltd 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びそれを用いた積層体
JP2009132880A (ja) * 2007-10-30 2009-06-18 Dainippon Printing Co Ltd ハードコート層用硬化性樹脂組成物、及びハードコートフィルム
JP2010102123A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Dainippon Printing Co Ltd ハードコートフィルム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06340046A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Teijin Ltd 積層ポリエステルフイルム
JPH07290664A (ja) * 1994-04-26 1995-11-07 Toray Ind Inc ポリエステルフィルム
JPH07314628A (ja) * 1994-05-25 1995-12-05 Lintec Corp 易滑性ハードコートフイルム及びその製造方法
JP2000211082A (ja) * 1999-01-21 2000-08-02 Teijin Ltd 易滑性複合ポリエステルフイルム
JP2008063470A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Toyo Ink Mfg Co Ltd 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びそれを用いた積層体
JP2009132880A (ja) * 2007-10-30 2009-06-18 Dainippon Printing Co Ltd ハードコート層用硬化性樹脂組成物、及びハードコートフィルム
JP2010102123A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Dainippon Printing Co Ltd ハードコートフィルム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017048300A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 共栄社化学株式会社 活性エネルギー線硬化型ハードコート用樹脂組成物、ハードコート付き透明プラスチックシート及び光学部材
WO2017073316A1 (ja) * 2015-10-26 2017-05-04 日東電工株式会社 ハードコートフィルムおよび透明導電性フィルム
JP2017080951A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 日東電工株式会社 ハードコートフィルムおよび透明導電性フィルム
JP2019026823A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 三菱ケミカルアグリドリーム株式会社 防曇組成物および防曇性フィルム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5846322B2 (ja) 無機粒子分散液、無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、表示装置
TWI622611B (zh) Hard coating film and hard coating film winding body
TWI654238B (zh) 抗反射膜及其製備方法
JP5972576B2 (ja) 耐摩耗性および耐汚染性に優れたコーティング組成物およびコーティングフィルム
JP6354409B2 (ja) 金属酸化物粒子分散液、金属酸化物粒子含有組成物、塗膜、表示装置
JP2015141674A (ja) 両面透明導電性フィルム及びその巻回体、並びにタッチパネル
JP2011136490A (ja) ハードコート膜付基材およびハードコート膜形成用塗布液
JP2018012290A (ja) 透明導電性フィルム
JP2014209333A (ja) 積層体およびインデックスマッチング層形成用組成物
JP7406485B2 (ja) 無機酸化物微粒子分散液
JP2015067681A (ja) ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル
TW201539482A (zh) 透明導電層形成用組合物
JP2017019938A (ja) 無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置
JP6040828B2 (ja) ハードコート膜形成用塗料、ハードコート膜形成用塗料の製造方法、ハードコート膜及びそれを備えたプラスチック基材、並びにタッチパネル
WO2016031931A1 (ja) 樹脂組成物、塗膜、塗膜付きプラスチックフィルム、及び表示装置
JP2016071157A (ja) 低屈折率膜形成用組成物、低屈折率膜および低屈折率膜付きフィルム並びにタッチパネル
JP2009203282A (ja) 透明帯電防止膜形成用塗料とそれを用いた透明帯電防止膜および透明帯電防止膜付き透明基材
JP2015067682A (ja) ハードコート膜、プラスチック基材、ハードコート膜形成用組成物、タッチパネル
TWI726054B (zh) 透明被膜形成用塗布液及附有透明被膜之基材
WO2012133586A1 (ja) 低屈折率膜形成用組成物、低屈折率膜、プラスチック基材、及び表示装置
JP2012058506A (ja) 光学材料と酸化スズ微粒子分散液及び酸化スズ微粒子分散塗料並びに光学材料の製造方法、高屈折率膜、帯電防止膜
JP6489049B2 (ja) 無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置
JP2018053098A (ja) 無機粒子含有組成物、塗膜、塗膜付きプラスチック基材、および表示装置
TW201627160A (zh) 基底基材薄片及透明導電性層合體
JPWO2016009962A1 (ja) 酸化ジルコニウム、酸化ジルコニウム分散液、酸化ジルコニウム含有組成物、塗膜、および表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161108

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170509