JP2020066175A - 積層フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)
基材フィルム(A)、混在層(B)、及びハードコート層(C)をこの順に直接有する積層フィルムであって、
前記基材フィルム(A)は、ナノインデンター測定による圧入強度が1MPa以上50MPa以下であり、
前記ハードコート層(C)は、ナノインデンター測定による圧入強度が20MPa以上100MPa以下であり、
前記混在層(B)は、基材フィルム(A)とハードコート層(C)の間に存在する領域であり、TOF−SIMS法により測定される、前記ハードコート層(C)の最大強度を示すフラグメントをX、TOF−SIMS法により測定される、前記ハードコート層(C)におけるXの強度をa1、前記領域におけるXの強度をa2としたときに、それらの比a2/a1が0.1以上、0.9以下を満たす領域であることを特徴とする、積層フィルム。
(2)
基材フィルム(A)、混在層(B)、及びハードコート層(C)をこの順に直接有し、前記混在層(B)は、前記基材フィルム(A)を構成する成分、及び、前記ハードコート層(C)を構成する成分を含む、積層フィルムの製造方法であって、
ウレタンアクリレート化合物、アクリレート化合物、エポキシ化合物、及びシロキサン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む組成物(D)を、前記基材フィルム(A)に塗布し、乾燥させることで、混在層(B)及びハードコート層(C)を一度に形成せしめることを特徴とする、積層フィルムの製造方法。
本発明の一つの実施形態による積層フィルムは、基材フィルム(A)と、基材フィルム(A)上に設けられたハードコート層(C)と、前記基材フィルム(A)とハードコート層(C)の間に形成されている混在層(B)が存在し、基材フィルム(A)、混在層(B)、ハードコート層(C)がこの順に直接接していることを特徴とする。
本発明の基材フィルム(A)は、ナノインデンターで測定した圧入強度が1MPa以上、50MPa以下である。つまり本発明の基材フィルム(A)は、軟質のフィルムである。基材フィルム(A)のナノインデンター測定による圧入強度が1MPa未満の場合はフィルムとして十分な弾性が期待できず、50MPaを超えると剛直性が高くなり、柔軟性が不十分となる。
本発明の積層フィルム中のハードコート層(C)は、ナノインデンターで測定した圧入強度が20MPa以上、100MPa以下である。ハードコート層(C)のナノインデンター測定による圧入強度が20MPa未満ではハードコート膜として十分な性能が期待できず、100MPaを超えると柔軟性やロール状保管特性が不十分である。
本発明の積層フィルム中のハードコート層(C)を形成するために用いる、ウレタンアクリレート化合物、アクリレート化合物、エポキシ化合物、及びシロキサン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む組成物(D)は、官能基の数が4以上であり、重量平均分子量が300以上、20,000以下の化合物を含むことが好ましい。組成物(D)に含まれる化合物の官能基の数を4以上としたり、重量平均分子量を300以上20,000以下にすることで、十分な耐スチールウール性を付与することができる。組成物(D)に含まれる化合物は、官能基の数が4以上10以下、重量平均分子量が300以上、10,000以下であることがより好ましく、官能基の数が4以上8以下、重量平均分子量が300以上5000以下であることがさらに好ましい。
本発明の積層フィルム中の混在層(B)は、基材フィルム(A)とハードコート層(C)の間に存在する領域であり、TOF−SIMS法により測定される、ハードコート層(C)の最大強度を示すフラグメントをX、TOF−SIMS法により測定される、ハードコート層(C)におけるXの強度をa1、前記領域におけるXの強度をa2としたときに、それらの比a2/a1が0.1以上、0.9以下を満たす領域である。基材フィルム(A)とハードコート層(C)の間にこれらに接するように混在層(B)があることで、ハードコート層(C)と基材フィルム(A)の密着性が良好になるだけでなく、ハードコート層(C)の耐スクラッチ性、および積層フィルムの柔軟性やロール状保管特性を飛躍的に向上させることができる。
本発明の積層フィルムは、その製造方法は特に限定されるものではない。
カラム ; 東ソー株式会社製ガードカラムHXL−H
+東ソー株式会社製 TSKgel G5000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G4000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G3000HXL
+東ソー株式会社製 TSKgel G2000HXL
検出器 ; RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製 SC−8010
測定条件: カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準 ;ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.4重量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
アクリルA:M405(東亞合成社製、ジペンタエリスリトールペンタ、及びヘキサアクリレート、重量平均分子量:550、官能基数:5.8〜5.9)
アクリルB:M450(東亜合成社製、ペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレート、重量平均分子量:350、官能基数:3.9〜4.0)
アクリルC:SIRIUS501(大坂有機化学社製、デンドリマー構造を有する多官能アクリレート、重量平均分子量:20,000、官能基数:6以上)
アクリルD:M309(東亞合成社製、トリメチロールプロパントリアクリレート、 官能基数:3)
ウレタンアクリレート:PU610(Miwon社製、ウレタンアクリレート、重量平均分子量:1,800、官能基数:6)
ポリウレタンフィルム:DUS605(シーダム社製、TPUフィルム、厚み100μm、圧入強度:6MPa)
シリコーンフィルム:Sylgard184(Dow Corning社)を塗布・熱硬化させ、厚み100μmのフィルムにしたもの。圧入強度:8MPa)
PETフィルム:ルミラーU48(東レ社製、厚み100μm、圧入強度:180MPa)
開始材:Omnicure184(BASF社製)
フッ素系添加剤:RS75(DIC社製)
溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:14.3)
トルエン(SP値:8.9)
(実施例1)
固形成分を基準に、アクリルAを96質量部、開始材3質量部、フッ素系添加剤1質量部を混合させ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル60質量部を混合して、組成物を調合した。基材として用いたポリウレタンフィルム上に、前述の組成物をコートし、100℃で2分間乾燥させた。その後、窒素雰囲気下、UVランプ(水銀)で400mJ/cm2の光量を照射し、厚み5μmのハードコート層を形成して積層フィルムを製造した。
アクリル化合物をアクリルBに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
アクリル化合物をウレタンアクリレートに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
基材をシリコーンフィルムに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
ハードコート層の厚みを15μmに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
アクリル化合物をアクリルDに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
基材をPETフィルムに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
溶媒をトルエンに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
ハードコート層の厚みを20μmに変えた以外は実施例1と同様に、積層フィルムを製造した。
ハードコート層の厚みを1μmに変えた以外は実施例2と同様に、積層フィルムを製造した。
製造された積層フィルムの物性を後述する方法にて測定し、その結果を表1に表した。
25℃、55%の相対湿度の環境下で、基材フィルム(A)の一面(単位面積:1mm2)や積層フィルム(100)中のハードコート層の一面(単位面積:1mm2)に、ナノインデンテーション設備を用いてナノインデンター(Tip:Berkovish)で400μmの力で5秒間力を加え、2秒間クリープ、また5秒間リラックスさせて測定した。ナノインデンテーション設備はT1950 Triboindenter(Hysitron社)を用いた。
積層フィルムの基材フィルム(A)の側の一面に100μmの保護PETフィルムをラミネートさせ、ハードコート層(C)が外側に存在するように一定半径のロール状で巻く。このときハードコート層(C)にクラックが発生しない最大半径を目視で読み取り、記入した。クラックが発生しない最大半径が小さいほど、柔軟性が優れることを意味する。
積層フィルムの一面に100μmの保護PETフィルムをラミネートさせ、ハードコート層(C)が外側に存在するように一定半径のロール状で巻く。この状態で24時間保管したときハードコート層(C)にクラックが発生していないことを意味する。前記柔軟性の評価で得られた、クラックが発生しない最大半径で24時間保管したときに、クラックが発生していない場合は○、クラックが発生した場合はXで表現した。
NDH−9600(Nippon Denshoku社)に実施例と比較例の積層フィルムを、ハードコート層が上を向くようにして置いて、可視光線透過率とヘイズを測定した。
積層フィルムを磨耗試験機(韓国HAIAM ENG社)に固定させ、スチールウール#0000を付け、1.0kgの重りを載せて50mmスケールで往復10回ハードコート層面を摩擦させた後、ハードコート層の表面のスクラッチの数で目視にて読み取り評価した。
S:スクラッチが0個
A:スクラッチが1〜10個
B:スクラッチが11〜20個
C:スクラッチが20個以上
(6)混在層(B)の有無
基材フィルム(A)とハードコート層(C)の間に存在する領域であり、TOF−SIMS法により測定されるハードコート層(C)の最大強度を示すフラグメントをXとし、TOF−SIMS法により測定される、前記ハードコート層(C)におけるXの強度をa1、前記領域におけるXの強度をa2としたときに、それらの比a2/a1が0.1以上、0.9以下である領域の有無を確認した。なお、混在層(B)は、下記の条件でTOF−SIMS分析を行った際、a2/a1が0.1以上、0.9以下の領域が30秒以上の時間で存在する領域を意味する。
一次イオン(Primary Ion):Bi3+
エネルギー(Energy):30keV
電流(Current):0.6pA
面積(Area):70x70μm2
一次イオン照査密度(Primary Ion Dose Density):4.27x1013イオン/cm2
[スパッター条件]
スパッターイオン(Sputter Ion):アルゴンクラスター
エネルギー(Energy):5keV
電流(Current):4.7nA
面積(Area):250x250 μm2
スパッターイオン照査密度(Sputter Ion Dose Density):4.69x1026イオン/cm2
(7)ハードコート層の厚み
ハードコート層(C)の厚みは、SEMを用いて測定した。積層フィルム(100)の断面をSEMで観察し、ハードコート層(C)に相当する領域の厚みを測定した。
140:ハードコート層表層
(A):基材フィルム
(B):混在層
(C):ハードコート層
Claims (12)
- 基材フィルム(A)、混在層(B)、及びハードコート層(C)をこの順に直接有する積層フィルムであって、
前記基材フィルム(A)は、ナノインデンター測定による圧入強度が1MPa以上50MPa以下であり、
前記ハードコート層(C)は、ナノインデンター測定による圧入強度が20MPa以上100MPa以下であり、
前記混在層(B)は、基材フィルム(A)とハードコート層(C)の間に存在する領域であり、TOF−SIMS法により測定される、前記ハードコート層(C)の最大強度を示すフラグメントをX、TOF−SIMS法により測定される、前記ハードコート層(C)におけるXの強度をa1、前記領域におけるXの強度をa2としたときに、それらの比a2/a1が0.1以上、0.9以下を満たす領域であることを特徴とする、積層フィルム。 - 前記ハードコート層(C)の厚さが2.0μm以上、15.0μm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記ハードコート層(C)が、ウレタンアクリレート化合物、アクリレート化合物、エポキシ化合物、及びシロキサン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む組成物(D)から形成される層であることを特徴とする、請求項1または2に記載の積層フィルム。
- 前記組成物(D)は、官能基の数が4以上であり、重量平均分子量が300以上、20,000以下の化合物を含むことを特徴とする、請求項3に記載の積層フィルム。
- 前記組成物(D)の全ての固形成分の合計を100質量%とした際に、前記組成物(D)が多官能アクリレート化合物を50質量%以上、100質量%以下含むことを特徴とする、請求項3又は4に記載の積層フィルム。
- 前記基材フィルム(A)は、ポリウレタンフィルム又はシリコーンフィルムであることを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記積層フィルムは、可視光線透過率が90%以上、95%以下、ヘイズが0%以上、5%以下であることを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記基材フィルム(A)は、厚さが50μm以上、500μm以下であることを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれかに記載の積層フィルム。
- 基材フィルム(A)、混在層(B)、及びハードコート層(C)をこの順に直接有し、前記混在層(B)は、前記基材フィルム(A)を構成する成分、及び、前記ハードコート層(C)を構成する成分を含む、積層フィルムの製造方法であって、
ウレタンアクリレート化合物、アクリレート化合物、エポキシ化合物、及びシロキサン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む組成物(D)を、前記基材フィルム(A)に塗布し、乾燥させることで、混在層(B)及びハードコート層(C)を一度に形成せしめることを特徴とする、積層フィルムの製造方法。 - 前記基材フィルム(A)は、ナノインデンター測定による圧入強度が1MPa以上、50MPa以下であり、
前記ハードコート層(C)は、ナノインデンター測定による圧入強度が20MPa以上、100MPa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の製造方法。 - 前記組成物(D)は、溶解度パラメーターSP値が10以上、14.5以下の化合物を含むことを特徴とする、請求項9または請求項10に記載の積層フィルムの製造方法。
- 前記組成物(D)は、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含むことを特徴とする、請求項9から請求項11のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
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