JP2017015883A - ハードコートフィルム、これを用いた偏光板、ディスプレイ部材及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明性、表面硬度、耐ブロッキング性に優れ、かつ、薄型化が可能なハードコートフィルムを提供する。【解決手段】透明基材２の片面にハードコート層３を設けたハードコートフィルム１であって、ハードコート層３は、平均粒子径が８０ｎｍ以下のコロイダルシリカと、活性エネルギー線硬化性樹脂とを含むハードコート層形成用組成物から形成され、搬送方向における透明基材２の弾性率が４．５ＧＰａ以上７．０ＧＰａ以下、搬送方向と直交する方向における透明基材２の弾性率が５．５ＧＰａ以上８．０ＧＰａ以下であり、ハードコートフィルム１の表面及び裏面の算術平均高さ（Ｓａ）がそれぞれ４ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、ハードコート層形成用組成物のコロイダルシリカ含有量が、ハードコート層形成用組成物の全固形分の２０質量％以上５０質量％以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイ部材等に用いられるハードコートフィルム、並びに、これを用いた偏光板、ディスプレイ部材及び表示装置に関する。

液晶表示パネルやタッチパネル等のディスプレイ部材の最表面に、表面硬度と耐擦傷性を向上させるためにハードコートフィルムが用いられる。ハードコートフィルムは、透明基材の一方面に樹脂組成物の硬化膜からなるハードコート層を形成したものである。近年のディスプレイ装置の薄型化及び軽量化に伴って、ハードコートフィルムにも薄型化が求められており、ハードコートフィルムに用いる透明基材の薄膜化が図られている。

ただし、透明基材が４０μｍ以下となるとハードコート層の表面硬度が低くなり、ハードコートフィルムとしてディスプレイ部材に適用することが困難となる。また、ハードコートフィルムをロール・ツー・ロール方式で製造する場合、透明基材が薄く、強度が弱くなると、ハードコート層の表面と透明基材の裏面との張り付きによるブロッキング不良が発生する。つまり、薄い透明基材は、ロール・ツー・ロール方式で長尺に巻き取るのに適しておらず、ハードコートフィルムの生産性に欠ける。

従来、ハードコートフィルムの表面硬度と耐ブロッキング性とを両立する試みがなされている。例えば、特許文献１には、平均一次粒子径が５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の反応性無機微粒子と、平均一次粒子径が１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の親水性微粒子と、反応性無機微粒子に対して架橋反応性を有するバインダー成分とからなる樹脂組成物を用いて、硬度と耐ブロッキング性とに優れたハードコート層を形成することが記載されている。

また、特許文献２には、１次平均粒径が１０〜１００ｎｍ、かつ、２次平均粒径が５０〜３００ｎｍの反応性シリカ微粒子を含む樹脂組成物を用いて、硬度と耐ブロッキング性とに優れたハードコート層を形成することが記載されている。

特開２００９−１３２８８０号公報 特開２０１０−８２８６４号公報

しかしながら、ハードコート層形成用樹脂組成物に平均粒子径が８０ｎｍを超えるシリカ粒子を使用すると、ハードコート層の透明性が失われやすくなり、ディスプレイ装置の視認性を低下させるという問題がある。

それ故に、本発明は、透明性、表面硬度、耐ブロッキング性に優れ、かつ、薄型化が可能なハードコートフィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、当該ハードコートフィルムを用いた偏光板、ディスプレイ部材及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係るハードコートフィルムは、透明基材の片面にハードコート層を設けたものであって、ハードコート層は、平均粒子径が８０ｎｍ以下のコロイダルシリカと、活性エネルギー線硬化性樹脂とを含むハードコート層形成用組成物から形成され、搬送方向における透明基材の弾性率が４．５ＧＰａ以上７．０ＧＰａ以下、搬送方向と直交する方向における透明基材の弾性率が５．５ＧＰａ以上８．０ＧＰａ以下であり、ハードコートフィルムの表面及び裏面の算術平均高さ（Ｓａ）がそれぞれ４ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、ハードコート層形成用組成物のコロイダルシリカ含有量が、ハードコート層形成用組成物の全固形分の２０質量％以上５０質量％以下である。

本発明に係る偏光板、ディスプレイ部材及び表示装置は、それぞれ、上記のハードコートフィルムを備えるものである。

本発明によれば、透明性、表面硬度、耐ブロッキング性に優れ、かつ、薄型化が可能なハードコートフィルム、並びに、これを用いた偏光板、ディスプレイ部材及び表示装置を提供できる。

実施形態に係るハードコートフィルムの概略断面図

図１は、実施形態に係るハードコートフィルムの概略断面図である。

ハードコートフィルム１は、透明基材２の一方面にハードコート層３を設けたものである。

（透明基材）
透明基材２は、ハードコートフィルム１の基体となるフィルムである。透明基材２は、透明性及び可視光線の透過性に優れた材料で形成されるフィルムであれば、特に限定されないが、例えば、セルローストリアセテートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、シクロオレフィンコポリマーフィルム、アクリルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムのいずれかを使用できる。

透明基材２の厚みは、１２〜４０μｍであることが好ましい。透明基材２の厚みが１２μｍを下回ると、透明基材２が薄くなり過ぎ、ハードコート層３の硬度及びハードコートフィルム１の強度が低下する。一方、透明基材２の厚みが４０μｍを超えると、ハードコートフィルム１が厚くなるため、ハードコートフィルム１を用いたディスプレイ部材の薄型化に寄与できなくなる。

透明基材２としては、搬送方向（ＭＤ方向）における弾性率が４．５〜７．０ＧＰａ、かつ、搬送方向に直交する方向（ＴＤ方向）の弾性率が５．５〜８．０ＧＰａであるものを使用する。搬送方向及びその直交方向の弾性率がこれらの範囲を満たすフィルムを透明基材２として用いた場合、ハードコート微粒子として添加するコロイダルシリカの平均粒子径が８０ｎｍ以下であっても、優れた表面硬度を得ることができる。搬送方向及びその直交方向における透明基材２の弾性率が上述した範囲を下回ると、ハードコート層３の硬度（鉛筆強度）が低下する。搬送方向及びその直交方向における透明基材２の弾性率が上述した範囲を超えると、透明基材２が脆くなって避けやすくなるため、ハードコート層３の硬度（鉛筆硬度）が低下する。

また、透明基材２としては、少なくとも一方面の算術平均高さ（Ｓａ、ＩＳＯ２５１７８）が４〜１０ｎｍであるものを使用する。透明基材２の両面のうち、少なくとも、ハードコート層３を設けない面の算術平均高さがこの範囲内であれば良い。ハードコート層３を設けない面の算術平均高さ（Ｓａ）が４ｎｍを下回ると、ハードコートフィルム１を巻き取った際にブロッキングが発生するため、ロール・ツー・ロールでの製造に適さなくなる。一方、ハードコート層３を設けない面の算術平均高さ（Ｓａ）が１０ｎｍを超えると、ハードコートフィルムの透明性（ヘイズ）が低下する。

（ハードコート層）
ハードコート層３は、コロイダルシリカと、活性エネルギー線硬化性樹脂とを少なくとも含有するハードコート層形成用組成物を硬化させることによって形成したものである。ハードコート層３の厚みは、４〜１５μｍであることが好ましい。ハードコート層３の厚みが４μｍを下回ると、ハードコート層３の硬度が不足する。一方、ハードコート層３の厚みが１５μｍを超えると、ハードコートフィルム１の厚みが厚くなるため、ハードコートフィルム１を用いたディスプレイ部材の薄型化に寄与できなくなる。

ハードコート層３の表面の算術平均高さ（Ｓａ）は、４〜１０ｎｍとする。ハードコート層３の算術平均高さ（Ｓａ）が４ｎｍを下回ると、ハードコートフィルム１を巻き取った際にブロッキングが発生するため、ロール・ツー・ロールでの製造に適さなくなる。一方、ハードコート層３の算術平均高さ（Ｓａ）が１０ｎｍを超えると、ハードコートフィルムの透明性（ヘイズ）が低下する。

コロイダルシリカは、ハードコート層３に硬度を付与する成分である。コロイダルシリカとしては、平均粒子径が８０ｎｍ以下のものを使用する。コロイダルシリカの平均粒子径が８０ｎｍを超えると、ハードコートフィルムの透明性が低下する。コロイダルシリカの平均粒子径の下限値は特に限定されないが、平均粒子径が５ｎｍ以上のものを好適に使用できる。

コロイダルシリカの添加量は、ハードコート層形成用組成物中に含まれる全固形分の２０〜５０質量％とする。コロイダルシリカの添加量が樹脂固形分の２０質量％を下回ると、ハードコート層の硬度が不十分となる。一方、コロイダルシリカの添加量が樹脂固形分の５０質量％を超えると、ハードコート層が脆くなるため、結果として、硬度が低下する。

コロイダルシリカとして、活性エネルギー線の照射により反応性を生じる活性エネルギー線反応基で表面修飾された表面修飾コロイダルシリカを用いることが好ましい。このような表面修飾コロイダルシリカは、バインダーとして用いる活性エネルギー線硬化性樹脂により架橋されるため、ハードコート層の硬度を向上させることができる。

活性エネルギー線硬化性樹脂は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線の照射により重合して硬化する樹脂であり、例えば、単官能、２官能または３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを使用できる。尚、本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両方の総称であり、「（メタ）アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルの両方の総称である。

単官能の（メタ）アクリレート化合物の例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、リン酸（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸（メタ）アクリレート、フェノキシ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ノニルフェノール（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２−アダマンタン、アダマンタンジオールから誘導される１価のモノ（メタ）アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等のアダマンタン誘導体モノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

２官能の（メタ）アクリレート化合物の例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコ−ルジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

３官能以上の（メタ）アクリレート化合物の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス２−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の３官能の（メタ）アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレート等の３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物や、これら（メタ）アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。

また、活性エネルギー線硬化性樹脂として、ウレタン（メタ）アクリレートも使用できる。ウレタン（メタ）アクリレートとしては、例えば、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に水酸基を有する（メタ）アクリレートモノマーを反応させることによって得られるものを挙げることができる。

ウレタン（メタ）アクリレートの例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等が挙げられる。

上述した活性エネルギー線硬化性樹脂は１種を用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、上述した活性エネルギー線硬化性樹脂、ハードコート層形成用組成物中でモノマーであっても良いし、一部が重合したオリゴマーであっても良い。

活性エネルギー線硬化性樹脂には、バインダー成分として、二重結合当量が２００〜６００ｇ／ｍｏｌ、かつ、重量平均分子量が８０００〜１５０００の反応性高分子が、活性エネルギー線硬化性樹脂の固形分の１０〜４０質量％の割合で含まれていることが好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂の一部として、このバインダー成分を配合することによって、ハードコートフィルムのカールを抑制することができる。

二重結合当量が２００〜６００ｇ／ｍｏｌ、かつ、重量平均分子量が８０００〜１５０００の反応性高分子としては、主鎖に（メタ）アクリル基または（メタ）アクリロイル基が複数結合した高分子化合物を使用できる。この高分子化合物の例としては、ビームセット３７１、ビームセット３７１ＭＬＶ、ビームセットＤＫ１、ビームセットＤＫ２、ビームセットＤＫ３（以上、荒川化学工業株式会社）、ＳＭＰ２２０Ａ、ＳＭＰ−２５０Ａ、ＳＭＰ−３６０Ａ、ＳＭＰ−５５０Ａ（以上、共栄社化学株式会社）が挙げられる。

ハードコート層形成用組成物には、光重合開始剤を添加しても良い。光重合開始剤の例としては、２，２−エトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ｐ−クロロベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、２−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらを単独、もしくは２種類以上合わせて用いても良い。

また、ハードコート層形成用組成物には、適宜溶剤を添加しても良い。溶剤の例としては、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、１，３，５−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸ｎ−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらにメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらを単独、もしくは２種類以上合わせて用いても良い。

また、その他の添加剤として、ハードコート層形成用組成物に、防汚剤、表面調製剤、レベリング剤、屈折率調製剤、光増感剤、導電材料を加えても良い。

本実施形態に係るハードコートフィルムは、ロール・ツー・ロールで、透明基材の少なくとも一方面に、上述したハードコート層形成用組成物の塗液をウェットコーティング法により塗布し、塗膜に電子線や紫外線等の活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させることによって形成することができる。ウェットコーティング法としては、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等の公知の方法を採用できる。また、紫外線照射により塗膜を硬化させる場合、紫外線照射の場合、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フュージョンランプ等を使用することができる。紫外線照射量は、通常１００〜８００ｍＪ／ｃｍ^２程度である。

本実施形態に係るハードコートフィルムでは、透明基材として、搬送方向（ＭＤ方向）における弾性率が４．５〜７．０ＧＰａ、かつ、搬送方向に直交する方向（ＴＤ方向）の弾性率が５．５〜８．０ＧＰａであるものを使用することにより、平均粒子径が８０ｎｍ以下のコロイダルシリカを用いてハードコート層の表面硬度を向上させることができる。ハードコート層に硬度を付与するコロイダルシリカの平均粒子径が８０ｎｍ以下であるので、ハードコートフィルムの透明性も確保できる。また、ハードコート層の表面の算術平均高さと、透明基材の裏面の算術平均高さとを、いずれも４〜１０ｎｍとしたことにより、巻き取り時のブロッキングが抑制されるので、本実施形態に係るハードコートフィルムフィルムは、ロール・ツー・ロールで効率的に製造可能である。

（その他の変形例）
尚、本実施形態に係るハードコートフィルムを用いて、偏光板（偏光フィルム）を構成しても良い。具体的には、図１に示したハードコートフィルム１の透明基材２の他方面（ハードコート層３が設けられていない面）に、公知の方法で偏光層を設けることによって、偏光板を構成できる。偏光層は、例えば、ポリビニルアルコールにヨウ素や染料を吸着・配向させることによって形成することができる。

また、本実施形態に係るハードコートフィルムは、画像表示装置に用いる反射防止フィルム等のディスプレイ部材を構成するために利用できる。反射防止フィルムは、図１に示したハードコート層３上に、屈折率の異なる複数の層を積層してなる反射防止層を設けることによって構成できる。反射防止フィルムの構成例としては、透明基材２上に、ハードコート層３、高屈折率層、高屈折率層より屈折率が低い低屈折率層を順に積層したものが挙げられる。ハードコート層３と高屈折率層との間に、高屈折率層より屈折率が低く、低屈折率層より屈折率が高い中屈折率層を更に設けても良い。

また、本実施形態に係るハードコートフィルムは、液晶パネル等と組み合わせて表示装置を構成するために利用できる。表示装置の構成例としては、観察側から順に、本実施形態に係るハードコートフィルムを用いた反射防止フィルム、偏光板と、液晶パネルと、偏光板と、バックライトユニットをこの順に積層したものが挙げられる。また、タッチセンサを更に積層して、タッチセンサ付き表示装置を構成することもできる。

また、本実施形態に係るハードコートフィルムは、スマートフォンやタブレットコンピュータ、ノート型コンピュータ等の表示装置やタッチセンサ付き表示装置（タッチパネル）に用いられる光学機能フィルムとして利用できる。光学機能フィルムとしては、ハードコートフィルムの他に、上述した偏光フィルムや反射防止フィルム、アンチグレアフィルム等が上げられる。具体的には、本実施形態に係るハードコートフィルムは、液晶表示装置等の表示パネルの最表面に設けられるフィルムとして、あるいは、タッチパネルの最表面に設けられるフィルムとして、または、ダイレクトボンディング方式やエアギャップ方式で組み立てられるタッチパネルにおいて、タッチセンサと表示パネルとの間に設けられる中間フィルムとして利用できる。

また、本実施形態に係るハードコートフィルムでは、透明基材の一方面にハードコート層を設けた例を説明したが、透明基材の両面にハードコート層を設けたハードコートフィルムを構成してもよい。

以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。

実施例１〜７及び比較例１〜８では、透明基材として、厚みが２５μｍのトリアセチルセルロースフィルムを使用した。

透明基材の一方面に、以下の組成のハードコート層形成用組成物をバーコート法により塗布して乾燥させた後、メタルハライドランプを用いて照射線量２００ｍＪ／ｍ^２で紫外線を照射して塗膜を硬化させ、ハードコートフィルムを得た。尚、ハードコート層形成用組成物の塗布量は、硬化膜の厚みが６μｍｍとなるように調節した。

＜ハードコート層形成用組成物＞
・樹脂材料
ＰＥ−３Ａ（ペンタエリスリトールトリアクリレート）、共栄社化学株式会社
９質量部
ＵＡ−３０６Ｈ（ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー）、共栄社化学株式会社 １３質量部
ビームセット３７１、荒川化学工業株式会社 ７質量部
・コロイダルシリカ：ＭＥＫ−ＳＴまたはＭＥＫ−ＳＴ−ＺＬ、日産化学工業株式会社
４７質量部
・重合開始剤：イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ ２質量部
・溶剤：メチルエチルケトン ２２質量部

実施例１〜７及び比較例１〜８で用いたハードコート層形成用組成物の組成を表１に示す。

表２に、実施例１〜７及び比較例１〜８で用いた透明基材の弾性率、得られたハードコートフィルムの算術平均高さ、鉛筆硬度、ヘイズ、ブロッキング面積を示す。

表２に示す弾性率、算術平均高さ、鉛筆硬度、ヘイズ、ブロッキング面積の測定方法は、以下の通りである。

＜弾性率＞
ＪＩＳ Ｚ２２４１に基づき、測定対象方向に１００ｍｍ、幅方向（測定対象方向と直交する方向）に１５ｍｍの帯状の試験片を作製し、小型卓上試験器（ＬＳＣ０２−３０、株式会社島津製作所）を用いて弾性率を測定した。

＜算術平均高さ＞
ＩＳＯ２５１７８に基づき、走査型プローブ顕微鏡（ＡＦＭ５４００Ｌ、株式会社日立ハイテクサイエンス）を用いて、１００μｍ×１００μｍの範囲の算術平均高さ（Ｓａ）を測定した。

＜鉛筆硬度＞
ＪＩＳ Ｋ５６００（４．９Ｎ荷重）に基づき、鉛筆引っかき試験機（ＨＡ−３０１、テスター産業株式会社）を用いて、ハードコート層表面の鉛筆硬度を測定した。測定した鉛筆硬度が３Ｈ以上の場合に表面硬度が十分であり、３Ｈ未満の場合に表面硬度が不十分であると判定した。

＜ヘイズ＞
ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づき、ヘーズメーター（ＮＤＨ−２０００、日本電色工業株式会社）を用いて、ヘイズを測定した。

＜ブロッキング面積＞
１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形に裁断したハードコートフィルムを、ハードコート層と透明基材とが交互となるように、ガラス板上に５枚重ね合わせ、４隅をテープでガラス板に固定した。４隅をテープで固定するのは、ブロッキングに対してサンプルが持つカールの影響を抑えるためである。ガラス板上に固定したハードコートフィルムの積層体を９０℃で３０分間加熱し、その後、１２０℃で１２０分間更に加熱した。ブロッキングが発生した部分は、上下のハードコートフィルム同士が密着するため、ブロッキングがない部分と比べて黒く見える。ブロッキング発生部位（ブロッキングの発生により黒く見える部分）の割合を目視観察により評価した。

表２に示すように、実施例１〜７に係るハードコートフィルムは、透明基材の厚みを２５μｍに薄膜化したが、透明基材の搬送方向の弾性率を４．５〜７．０ＧＰａ、かつ、搬送方向と直交する方向の弾性率を５．５〜８．０ＧＰａとしたことによって、平均粒子径が８０ｎｍ以下のコロイダルシリカを用いて、鉛筆硬度が３Ｈ以上のハードコート層が得られた。また、実施例１〜７においては、コロイダルシリカの平均粒子径を８０ｎｍ以下としたことにより、ヘイズの値も０．２０％以下に抑えられ、ハードコートフィルムの透明性は十分であった。更に、実施例１〜７に係るハードコートフィルムのブロッキング面積は１０％未満であり、ロール・ツー・ロールでの製造に適していることが確認された。

これに対して、比較例１及び２では、透明基材の弾性率が上述した範囲から外れていることによって、ハードコート層の鉛筆強度が不十分であった。また、比較例３及び５では、透明基材またはハードコート層のいずれかの算術平均高さの値が小さすぎるため、ブロッキングが顕著に発生した。比較例４及び６では、透明基材またはハードコート層のいずれかの算術平均高さの値が大きすぎるためヘイズが低下した。比較例７及び８では、コロイダルシリカの添加量が上述した範囲を外れたことによって、ハードコート層の鉛筆強度が低下した。

このように、本発明によれば、透明性、表面硬度、耐ブロッキング性に優れ、かつ、薄型化が可能なハードコートフィルムを提供できることが確認された。

本発明に係るハードコートフィルムは、画像表示装置等に利用できる。

１ ハードコートフィルム
２ 透明基材
３ ハードコート層

Claims (9)

1. 透明基材の片面にハードコート層を設けたハードコートフィルムであって、
   前記ハードコート層は、平均粒子径が８０ｎｍ以下のコロイダルシリカと、活性エネルギー線硬化性樹脂とを含むハードコート層形成用組成物から形成され、
   搬送方向における前記透明基材の弾性率が４．５ＧＰａ以上７．０ＧＰａ以下、前記搬送方向と直交する方向における前記透明基材の弾性率が５．５ＧＰａ以上８．０ＧＰａ以下であり、
   前記ハードコートフィルムの表面及び裏面の算術平均高さ（Ｓａ）がそれぞれ４ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、
   前記ハードコート層形成用組成物のコロイダルシリカ含有量が、前記ハードコート層形成用組成物の全固形分の２０質量％以上５０質量％以下であることを特徴とする、ハードコートフィルム。
2. １００ｍｍ×１００ｍｍの正方形とした前記ハードコートフィルムを、前記ハードコート層と前記透明基材が交互に積層されるように５枚貼りあわせ、９０℃で３０分間加熱し、更に、１２０℃で１２０分間加熱した際に、前記ハードコート層と前記透明基材とが貼り付いた部分の面積率が１０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のハードコートフィルム。
3. 前記コロイダルシリカが、表面に活性エネルギー線反応基を有する表面処理コロイダルシリカであることを特徴とする、請求項１または２に記載のハードコートフィルム。
4. 前記ハードコート層形成用組成物に、二重結合当量が２００ｇ／ｍｏｌ以上６００ｇ／ｍｏｌ以下、かつ、重量平均分子量が８０００以上１５０００以下の反応性高分子物質が前記活性エネルギー線硬化性樹脂の固形分質量の１０質量％以上４０質量％以下含まれていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか記載のハードコートフィルム。
5. 前記透明基材が、セルローストリアセテートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、シクロオレフィンコポリマーフィルム、アクリルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムのいずれかであり、
   前記透明基材の厚さが１２μｍ以上４０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のハードコートフィルム。
6. 前記ハードコート層の厚さが４μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のハードコートフィルム。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のハードコートフィルムを有する、偏光板。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載のハードコートフィルムを有する、ディスプレイ部材。
9. 請求項１〜６のいずれかに記載のハードコートフィルムを有する、表示装置。

Images