JP2024007531A - 積層フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れ、かつ干渉縞が見えにくい、新たな積層フィルムを提供すること。【解決手段】基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層された構成を備えており、前記硬化樹脂層(A)が(a)バインダー、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、前記硬化樹脂層(B)が(X)ウレタン(メタ)アクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物であり、前記(a)バインダーが縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む、積層フィルムである。【選択図】なし
Description
本発明は、基材フィルムと硬化樹脂層を有する積層フィルムに関する。
近年、電子機器などの小型化、軽量化にともないフレキシブル基板やフレキシブルプリント回路基板が用いられる傾向にある。また、その流れに伴い、ディスプレイ用途においてもフレキシブル性の要求が高まる傾向にある。そして、このような用途に用いる表示画面用の表面保護フィルムにおいては、高硬度、傷つき防止、耐汚染性、耐摩耗性などの表面保護特性ばかりではなく、折り曲げ性について、高度な耐久性が必要とされ、更なる性能向上が要望されている。
そのため、近年、表面保護フィルムに関し、高硬度で耐擦傷性を保持しつつ、フレキシブル性や折り曲げ性を改善するために多くの提案がなされている。
例えば、特許文献1では、透明基材の少なくとも一方の面に、ハードコート層が形成されているハードコートフィルムであって、ハードコート層が2層以上に形成されており、透明基材に最も近く形成されたハードコート層の弾性率が、表層のハードコート層の弾性率よりも高く、且つ、透明基材の最も近くに形成されたハードコート層の無機微粒子の含有量が、表層のハードコート層の含有量よりも高いことを特徴とするハードコートフィルムが開示されている。
例えば、特許文献1では、透明基材の少なくとも一方の面に、ハードコート層が形成されているハードコートフィルムであって、ハードコート層が2層以上に形成されており、透明基材に最も近く形成されたハードコート層の弾性率が、表層のハードコート層の弾性率よりも高く、且つ、透明基材の最も近くに形成されたハードコート層の無機微粒子の含有量が、表層のハードコート層の含有量よりも高いことを特徴とするハードコートフィルムが開示されている。
また、特許文献2では、フィルム基材上に硬化塗膜の伸び率が80%以上となる紫外線硬化型塗料(a)を塗布し、該紫外線硬化型塗料上に、硬化塗膜の鉛筆引っかき値が4H以上となる紫外線硬化型塗料(b)を塗布した後、紫外線照射を行い、硬化塗膜を形成させることを特徴とするハードコートフィルムの作成方法が開示されている。
さらに、特許文献3には、基材フィルムとハードコート層とを有し、特定の条件を充足するタッチパネルの表面材として用いられる、ハードコートフィルムが開示されている。
このように、画像表示画面(ディスプレイ)を折り曲げたり、折り畳んだりすることができるフレキシブル携帯端末の開発が進められており、この類の画像表示画面に用いる表面保護フィルムに関しても、実用的に繰り返し折り曲げ可能な性能(例えば20万回以上繰り返し折り曲げ可能な耐久性)とともに、実用的な耐擦過性(例えば1kg荷重でスチールウール#0000で2000回往復した時に傷が入らないこと)が求められている。
上記特許文献1~3に記載される発明はいずれも、優れた表面硬度を備えているが実用的な耐擦過性が十分に考慮されていない。これらのうち、特許文献3においては、実用的な耐擦過性の試験が想定されてはいるものの、ハードコート層の柔軟性が想定されておらず、デバイスに組み込まれた際の繰返し折曲げ特性に乏しいことが想定される。
また、フレキシブルディスプレイ等の用途に用いられる表面保護フィルムには、種々の要因により干渉縞が生じることがあり、表面保護フィルムに干渉縞が生じると、外観が低下するとともに、ディスプレイとしての視認性が低下するという問題が生じる。このため、表面保護フィルムには、要求特性として、干渉縞が見えにくいことが必要とされる場合がある。
そこで本発明は、実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れ、かつ干渉縞が見えにくい、新たな積層フィルムを提供することを課題とするものである。
本発明者らは、上記実情に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、特定構成の硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が積層した構成を備えることにより、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、以下の[1]~[18]を提供するものである。
[1] 基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層された構成を備えており、
硬化樹脂層(A)が(a)バインダー、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、
硬化樹脂層(B)が(X)ウレタン(メタ)アクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物であり、
(a)バインダーが縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む、積層フィルム。
[2] (Y)環状シロキサン骨格を有する化合物が、パーフルオロエーテル構造を有するフッ素化合物である、[1]に記載の積層フィルム。
[3] 硬化樹脂層(B)の表面において、下記耐スチールウール性試験を実施した場合、2000往復後のフィルムヘーズの変化率が1%未満である、[1]又は[2]に記載の積層フィルム;
(耐スチールウール性試験)
硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機にて#0000番のスチールウールを用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000往復摩擦し、摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定し、初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの変化率を算出する。
変化率(%)=(摩擦後フィルムヘーズ-初期フィルムヘーズ)/初期のフィルムヘーズ×100
[4] 以下の繰り返し折り曲げ試験における繰り返し折り曲げ回数が20万回以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の積層フィルム;
(繰り返し折り曲げ試験)
折り曲げ試験機を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で折り曲げ試験を行い、内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認し、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定する。
[5] フィルムヘーズが1.0%以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の積層フィルム。
[6] 硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)の破断時伸び率が0.5%以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の積層フィルム。
[7] 硬化樹脂層(B)表面の波長380nmの光線透過率が3%以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の積層フィルム。
[8] 基材フィルムが紫外線吸収剤を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の積層フィルム。
[9] (c)粒子が粒径の異なる2種類の粒子を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の積層フィルム。
[10] 縮合多環式芳香族構造を有する化合物が縮合多環式芳香族構造を有するポリエステル樹脂である、[1]~[9]のいずれかに記載の積層フィルム。
[11] 基材フィルムがポリエステルフィルムである、[1]~[10]のいずれかに記載の積層フィルム。
[12] 基材フィルムがポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムである、[1]~[11]のいずれかに記載の積層フィルム。
[13] ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)が1400nm以下である、[11]又は[12]に記載の積層フィルム。
[14] ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向のリターデーション(Re)の変化量が10nm以上600nm/m以下である、[11]~[13]のいずれかに記載の積層フィルム。
[15] 硬化樹脂層(B)の厚みが10.0μm以下である、[1]~[14]のいずれかに記載の積層フィルム。
[16] 表面保護用である、[1]~[15]のいずれかに記載の積層フィルム。
[17] ディスプレイ用である、[1]~[16]のいずれかに記載の積層フィルム。
[18] 前面板用である、[1]~[17]のいずれかに記載の積層フィルム。
硬化樹脂層(A)が(a)バインダー、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、
硬化樹脂層(B)が(X)ウレタン(メタ)アクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物であり、
(a)バインダーが縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む、積層フィルム。
[2] (Y)環状シロキサン骨格を有する化合物が、パーフルオロエーテル構造を有するフッ素化合物である、[1]に記載の積層フィルム。
[3] 硬化樹脂層(B)の表面において、下記耐スチールウール性試験を実施した場合、2000往復後のフィルムヘーズの変化率が1%未満である、[1]又は[2]に記載の積層フィルム;
(耐スチールウール性試験)
硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機にて#0000番のスチールウールを用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000往復摩擦し、摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定し、初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの変化率を算出する。
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[4] 以下の繰り返し折り曲げ試験における繰り返し折り曲げ回数が20万回以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の積層フィルム;
(繰り返し折り曲げ試験)
折り曲げ試験機を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で折り曲げ試験を行い、内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認し、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定する。
[5] フィルムヘーズが1.0%以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の積層フィルム。
[6] 硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)の破断時伸び率が0.5%以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の積層フィルム。
[7] 硬化樹脂層(B)表面の波長380nmの光線透過率が3%以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の積層フィルム。
[8] 基材フィルムが紫外線吸収剤を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の積層フィルム。
[9] (c)粒子が粒径の異なる2種類の粒子を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の積層フィルム。
[10] 縮合多環式芳香族構造を有する化合物が縮合多環式芳香族構造を有するポリエステル樹脂である、[1]~[9]のいずれかに記載の積層フィルム。
[11] 基材フィルムがポリエステルフィルムである、[1]~[10]のいずれかに記載の積層フィルム。
[12] 基材フィルムがポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムである、[1]~[11]のいずれかに記載の積層フィルム。
[13] ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)が1400nm以下である、[11]又は[12]に記載の積層フィルム。
[14] ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向のリターデーション(Re)の変化量が10nm以上600nm/m以下である、[11]~[13]のいずれかに記載の積層フィルム。
[15] 硬化樹脂層(B)の厚みが10.0μm以下である、[1]~[14]のいずれかに記載の積層フィルム。
[16] 表面保護用である、[1]~[15]のいずれかに記載の積層フィルム。
[17] ディスプレイ用である、[1]~[16]のいずれかに記載の積層フィルム。
[18] 前面板用である、[1]~[17]のいずれかに記載の積層フィルム。
本発明によれば、実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れ、かつ干渉縞の見えにくい積層フィルムを提供することができる。
次に、実施の形態例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明は次に説明する実施形態に限定されるものではない。
本明細書においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
また、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及び上限値として含む範囲を意味する。なお、「X以上」(Xは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「好ましくはXより大きい」の意を包含し、「Y以下」(Yは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「好ましくはYより小さい」の意も包含するものである。
また、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及び上限値として含む範囲を意味する。なお、「X以上」(Xは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「好ましくはXより大きい」の意を包含し、「Y以下」(Yは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「好ましくはYより小さい」の意も包含するものである。
<<積層フィルム>>
本発明の積層フィルム(以下、「本積層フィルム」と称することがある。)は、基材フィルム(以下、「本基材フィルム」と称することがある。)の少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層された構成を備えている。硬化樹脂層(A)は(a)バインダー、(b)架橋剤および(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、硬化樹脂層(B)は(X)ウレタン(メタ)アクリレートおよび(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物である。また、硬化樹脂層(A)が含む(a)バインダーは縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む。
なお、本積層フィルムは上記構成を備えていれば他の層を備えていてもよい。
本発明の積層フィルム(以下、「本積層フィルム」と称することがある。)は、基材フィルム(以下、「本基材フィルム」と称することがある。)の少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層された構成を備えている。硬化樹脂層(A)は(a)バインダー、(b)架橋剤および(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、硬化樹脂層(B)は(X)ウレタン(メタ)アクリレートおよび(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物である。また、硬化樹脂層(A)が含む(a)バインダーは縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む。
なお、本積層フィルムは上記構成を備えていれば他の層を備えていてもよい。
図1は、本積層フィルムの構成を説明する断面図である。図1に示されるように、積層フィルム10は、基材フィルム2を有し、基材フィルム2上に硬化樹脂層(A)4と硬化樹脂層(B)6を順に有する。図1では、基材フィルム2の一方の面側に硬化樹脂層(A)4と硬化樹脂層(B)6を順に有する構成が図示されているが、硬化樹脂層(A)4と硬化樹脂層(B)6は基材フィルム2の少なくとも一方の面に設けられていればよく、両面に設けられていてもよい。なお、基材フィルム2と硬化樹脂層(A)4の間、硬化樹脂層(A)4と硬化樹脂層(B)6の間にはそれぞれ他の層が設けられていてもよいが、基材フィルム2と硬化樹脂層(A)4及び硬化樹脂層(A)4と硬化樹脂層(B)6は直接接するように積層されていることが好ましい。
本発明の積層フィルムは上記構成を有するため、実用的な繰返し折曲げ特性(耐屈曲性)および耐擦過性に優れている。本発明の積層フィルムにおいては、基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層した構成となっており、硬化樹脂層(B)が(X)ウレタンアクリレートおよび(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)が硬化してなる硬化物であるため、硬化樹脂層は柔軟性を有しながらも、高度なレベルで耐擦過性(耐SW性で例えば2000回以上)と、繰り返し折り曲げ性(R=1.5の条件下、20万回屈曲できること)との両立が可能となる。硬化樹脂層(B)が有する(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物は通常の粒子添加系とは異なり、硬化樹脂層表面の滑り性を向上させることができ、その結果、外部からの圧力に対して、引っかかり(抵抗)が少なく、スムーズに受け流すことができるため、積層フィルムの耐擦過性が向上するものと推察される。
また、本発明の積層フィルムは上記構成を有するため、干渉縞の発生が抑制されている。本発明の積層フィルムにおいては、基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層した構成となっており、所定の組成を有する硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)が順次積層されているため、光干渉が小さくなり、干渉縞の発生が抑制される。干渉縞の発生は基材フィルムと硬化樹脂層との屈折率差が大きい場合に発生し易くなる傾向がある。本発明においては、硬化樹脂層(A)中に粒子を含有させることで、基材フィルムと硬化樹脂層(A)との屈折率差を小さくするとともに、硬化性樹脂組成物(A’)に含まれるバインダー(a)として特定構造を有する化合物を用いることで、干渉縞の発生を抑制することができるものである。
以下、本発明の積層フィルムについて、さらに詳細に説明する。
<基材フィルム>
本発明の積層フィルムは基材フィルムを有する。基材フィルムは、必要十分な剛性及び繰り返し折り曲げ性を得ることができるフィルムであれば、材質及び構成を限定するものではないが、適度な柔軟性を有しながら、実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れる点から、ポリエステルフィルム又はポリイミドフィルムであることが好ましく、ポリエステルフィルムであることがより好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムであることが特に好ましい。
本発明の積層フィルムは基材フィルムを有する。基材フィルムは、必要十分な剛性及び繰り返し折り曲げ性を得ることができるフィルムであれば、材質及び構成を限定するものではないが、適度な柔軟性を有しながら、実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れる点から、ポリエステルフィルム又はポリイミドフィルムであることが好ましく、ポリエステルフィルムであることがより好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムであることが特に好ましい。
基材フィルムは、単層構成であっても、多層構成であってもよい。
基材フィルムが多層構成の場合、2層、3層構成以外にも本発明の要旨を越えない限り、4層またはそれ以上の多層であってもよい。好ましい一実施形態において、基材フィルムは多層構成であり、3層構成であることが特に好ましい。
基材フィルムが多層構成の場合、2層、3層構成以外にも本発明の要旨を越えない限り、4層またはそれ以上の多層であってもよい。好ましい一実施形態において、基材フィルムは多層構成であり、3層構成であることが特に好ましい。
基材フィルムが単層構成もしくは多層構成である場合であっても、各層の主成分樹脂はポリエステル又はポリイミド(PI)であることが好ましい。主成分樹脂がポリエステル又はポリイミドであるフィルムを「ポリエステルフィルム」又は「ポリイミドフィルム」と称する。
この際、「主成分樹脂」とは、基材フィルムを構成する樹脂のうち最も含有割合の多い樹脂を意味する。主成分樹脂の含有量は、基材フィルムを構成する樹脂の全質量に対して、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。また、主成分樹脂の含有量は、基材フィルムを構成する樹脂の100質量%であってもよい。
なお、基材フィルムを構成する各層は、その主成分樹脂がポリエステル又はポリイミドであれば、ポリエステル又はポリイミド以外のその他の樹脂或いは樹脂以外の成分を含有していてもよい。
この際、「主成分樹脂」とは、基材フィルムを構成する樹脂のうち最も含有割合の多い樹脂を意味する。主成分樹脂の含有量は、基材フィルムを構成する樹脂の全質量に対して、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。また、主成分樹脂の含有量は、基材フィルムを構成する樹脂の100質量%であってもよい。
なお、基材フィルムを構成する各層は、その主成分樹脂がポリエステル又はポリイミドであれば、ポリエステル又はポリイミド以外のその他の樹脂或いは樹脂以外の成分を含有していてもよい。
(ポリエステル)
基材フィルムを構成する主成分樹脂としてのポリエステル(以下、「本ポリエステル」と称する。)は、ホモポリエステルであっても、共重合ポリエステルであってもよい。
基材フィルムを構成する主成分樹脂としてのポリエステル(以下、「本ポリエステル」と称する。)は、ホモポリエステルであっても、共重合ポリエステルであってもよい。
本ポリエステルが、ホモポリエステルからなる場合、本ポリエステルは芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものが好ましい。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸などを挙げることができる。脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等を挙げることができる。
また、本ポリエステルが、共重合ポリエステルである場合は、30モル%以下の第三成分を含有した共重合体であることが好ましい。共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、例えばイソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、セバシン酸等を挙げることができる。他方、そのグリコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1、4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等を挙げることができる。これらの第三成分としては、一種または二種以上が用いられてもよい。
ポリエステルを重縮合する際の重合触媒としては、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物等公知の触媒を使用することができる。これらのうち、本発明では、アンチモン化合物及びチタン化合物から選択される少なくとも1種を触媒として用いることが好ましい。
代表的なポリエステルの具体例としては、例えば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)、ポリエチレンフラノエート(PEF)などを例示することができる。中でも、PET、PENが取扱い容易性の観点から好ましく、PETが最も好ましい。
なお、基材フィルムを構成する主成分樹脂が、例えばポリエチレンテレフタレートである場合、そのフィルムを「ポリエチレンテレフタレートフィルム」と称する。他の樹脂が主成分樹脂である場合も同様である。
なお、基材フィルムを構成する主成分樹脂が、例えばポリエチレンテレフタレートである場合、そのフィルムを「ポリエチレンテレフタレートフィルム」と称する。他の樹脂が主成分樹脂である場合も同様である。
(ポリイミド)
基材フィルムとしては、ポリエステルフィルムの他に、ポリイミドフィルムも好適である。ポリイミドのイミド化に関しては、例えばジアミンとジアンヒドリド、特に芳香族ジアンヒドリドと芳香族ジアミンとを1:1の当量比でポリアミド酸重合した後にイミド化する方法が例示される。
基材フィルムとしては、ポリエステルフィルムの他に、ポリイミドフィルムも好適である。ポリイミドのイミド化に関しては、例えばジアミンとジアンヒドリド、特に芳香族ジアンヒドリドと芳香族ジアミンとを1:1の当量比でポリアミド酸重合した後にイミド化する方法が例示される。
芳香族ジアンヒドリドとしては、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸二無水物(TDA)、ピロメリット酸二無水物(1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、ビスカルボキシフェニルジメチルシラン二無水物(SiDA)などが例示される。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
また、芳香族ジアミンとしては、オキシジアニリン(ODA)、p-フェニレンジアミン(pPDA)、m-フェニレンジアミン(mPDA)、p-メチレンジアニリン(pMDA)、m-メチレンジアニリン(mMDA)、ビストリフルオロメチルベンジジン(TFDB)、シクロヘキサンジアミン(13CHD、14CHD)、ビスアミノヒドロキシフェニルヘキサフルオロプロパン(DBOH)などが例示される。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
(その他樹脂成分)
基材フィルムを構成する各層の主成分樹脂はポリエステル又はポリイミド(PI)であることが好ましいが、基材フィルムはポリエステル及びポリイミド以外のその他の樹脂を主成分樹脂とする層を有していてもよい。その場合の主成分樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリアリレート、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、ポリシクロオレフィン類等を例示することができる。
基材フィルムを構成する各層の主成分樹脂はポリエステル又はポリイミド(PI)であることが好ましいが、基材フィルムはポリエステル及びポリイミド以外のその他の樹脂を主成分樹脂とする層を有していてもよい。その場合の主成分樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリアリレート、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、ポリシクロオレフィン類等を例示することができる。
(粒子)
基材フィルムは、フィルム表面に易滑性を付与する目的及び各工程での傷発生防止を主たる目的として、粒子を含有してもよい。
当該粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではない。例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機粒子;アクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機粒子等を挙げることができる。これらは1種単独で用いても、これらのうちの2種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらに、粒子としては、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。
基材フィルムは、フィルム表面に易滑性を付与する目的及び各工程での傷発生防止を主たる目的として、粒子を含有してもよい。
当該粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではない。例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機粒子;アクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機粒子等を挙げることができる。これらは1種単独で用いても、これらのうちの2種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらに、粒子としては、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。
上記粒子の形状は、特に限定されるわけではない。例えば球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれであってもよい。
また、上記粒子の硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
また、上記粒子の硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
上記粒子の平均粒径は、5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましく、2.5μm以下であることがさらに好ましい。粒子の平均粒径を上記上限値以下とすることにより、基材フィルムの表面粗度を適度な範囲とすることができ、後工程において各種の硬化組成物からなる硬化樹脂層を形成させる場合等に不具合が生じることを防ぐことができる。一方、上記粒子の平均粒径は、0.01μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがさらに好ましい。
粒子の含有量は、基材フィルムの全質量に対して5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましい。また、粒子の含有量は、基材フィルムの全質量に対して0.0003質量%以上であることが好ましく、0.001質量%以上であることがより好ましく、0.01質量%以上であることがさらに好ましい。粒子の平均粒径が上記範囲内であれば、基材フィルムの表面粗度を適度な範囲とすることができ、後工程において各種の硬化組成物からなる硬化樹脂層を形成させる場合等に不具合が生じることを防ぐことができる。
基材フィルムに粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、ポリエステル等の原料樹脂を製造する任意の段階において添加することができる。基材フィルムがポリエステルである場合は、好ましくはエステル化もしくはエステル交換反応終了後、添加するのが良い。
(他の成分)
基材フィルムには、必要に応じて、他の成分として、例えば従来公知の酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料、紫外線吸収剤等を含有してもよい。特に本積層フィルムの耐候性を確保するために、基材フィルムは紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
基材フィルムには、必要に応じて、他の成分として、例えば従来公知の酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料、紫外線吸収剤等を含有してもよい。特に本積層フィルムの耐候性を確保するために、基材フィルムは紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
(厚み)
基材フィルムの厚みは、必要十分な剛性と繰り返し折り曲げ性を得ることができる点から、例えば9μm以上であることが好ましく、12μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることがさらに好ましく、20μm以上であることが特に好ましい。また、基材フィルムの厚みは、125μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、75μm以下であることがさらに好ましい。なお、基材フィルムが多層構成の場合、全ての層の合計厚みが上記範囲内にあることが好ましい。
基材フィルムの厚みは、必要十分な剛性と繰り返し折り曲げ性を得ることができる点から、例えば9μm以上であることが好ましく、12μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることがさらに好ましく、20μm以上であることが特に好ましい。また、基材フィルムの厚みは、125μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、75μm以下であることがさらに好ましい。なお、基材フィルムが多層構成の場合、全ての層の合計厚みが上記範囲内にあることが好ましい。
(基材フィルムの製造方法)
基材フィルムは、例えば樹脂組成物を溶融製膜方法や溶液製膜方法により形成することができる。多層構造の場合は、共押出してもよい。
また、基材フィルムは、一軸延伸又は二軸延伸したものであってもよく、剛性の点から、二軸延伸フィルムであることが好ましい。
基材フィルムは、例えば樹脂組成物を溶融製膜方法や溶液製膜方法により形成することができる。多層構造の場合は、共押出してもよい。
また、基材フィルムは、一軸延伸又は二軸延伸したものであってもよく、剛性の点から、二軸延伸フィルムであることが好ましい。
以下では、基材フィルムの一例としてポリエステルフィルムの製造方法について説明する。一般的には、まず、公知の手法により、未乾燥または乾燥ポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および/または液体塗布密着法が好ましく採用される。
上述のようにして得られたシートを二軸方向に延伸してフィルム化することがフィルムの強度の観点から好ましい。延伸条件について具体的に述べると、未延伸シートを、好ましくは縦方向(機械方向)に70~145℃、好ましくは80~120℃で2.0~4.5倍、好ましくは3.0~4.0倍の延伸倍率にて延伸し、一軸延伸フィルムとする。
次いで、縦方向(機械方向)と直交する方向である横方向(幅方向)に、90~160℃で3.0~6.5倍、3.5~6.0倍の延伸倍率にて延伸を行い、二軸延伸フィルムとする。
次いで、縦方向(機械方向)と直交する方向である横方向(幅方向)に、90~160℃で3.0~6.5倍、3.5~6.0倍の延伸倍率にて延伸を行い、二軸延伸フィルムとする。
引き続き、210~260℃で、緊張下又は30%以内の弛緩下にて10~600秒間熱処理(熱固定)を行うことが好ましい。そして、熱処理の最高温度ゾーンおよび/または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および/または横方向に1~10%弛緩することが好ましい。
なお、基材フィルムのリターデーション(以下、単に「Re」と記載することがある。)を小さく抑えたい場合には、上述の延伸倍率に関しては、縦方向と横方向の延伸倍率の差が小さい方が好ましく、その差は0.5倍以下であることが好ましく、0.3倍以下であることがより好ましい。また、熱処理温度も低い方がよく、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは160℃以下がよい。上記範囲を満足することにより、フィルム幅方向の採取位置に関係なく、一定レベル以下のReを有する基材フィルムを得ることができる。
なお、フィルムの縦方向(機械方向)とは、フィルムの製造工程でフィルムが進行する方向、すなわちフィルムロールの巻き方向をいう。横方向(幅方向)とは、フィルム面に平行かつ長手方向と直交する方向をいい、すなわち、フィルムロール状としたときロールの中心軸と平行な方向である。
(基材フィルムの特性)
基材フィルムの引張弾性率(JIS K 7161:2014)は、必要十分な剛性と繰り返し折り曲げ性を得ることができる点から、2.0GPa以上であることが好ましく、2.5GPa以上であることがより好ましく、3.0GPa以上であることがさらに好ましい。また、基材フィルムの引張弾性率は、9.0GPa以下であることが好ましく、8.0GPa以下であることがより好ましく、7.0GPa以下であることがさらに好ましい。
基材フィルムの引張弾性率(JIS K 7161:2014)は、必要十分な剛性と繰り返し折り曲げ性を得ることができる点から、2.0GPa以上であることが好ましく、2.5GPa以上であることがより好ましく、3.0GPa以上であることがさらに好ましい。また、基材フィルムの引張弾性率は、9.0GPa以下であることが好ましく、8.0GPa以下であることがより好ましく、7.0GPa以下であることがさらに好ましい。
(リターデーション(Re))
基材フィルム、特にポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)は1400nm以下であることが好ましく、1200nm以下であることがより好ましく、1000nm以下であることが特に好ましい。ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)は0に近いほど好ましいが、50nm以上、更には100nm以上であってもよい。
基材フィルム、特にポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)は1400nm以下であることが好ましく、1200nm以下であることがより好ましく、1000nm以下であることが特に好ましい。ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)は0に近いほど好ましいが、50nm以上、更には100nm以上であってもよい。
ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量は5nm/m以上であることが好ましく、10nm/m以上であることがより好ましく、20nm/m以上であることがさらに好ましく、50nm/m以上であることが特に好ましい。
また、ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量は、600nm/m以下であることが好ましく、550nm/m以下であることがより好ましい。ここで、ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量は、3.5cm×3.5cmのフィルムサンプルより得られたリターデーションの最大値と最小値の差を算出し、最大値および最小値を得たフィルムサンプルにおける位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)でその差を除して算出する。具体的には、以下の式で算出される。
進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量(nm/m)=(リターデーションの最大値-リターデーションの最小値)/最大値位置と最小値位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)
また、ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量は、600nm/m以下であることが好ましく、550nm/m以下であることがより好ましい。ここで、ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量は、3.5cm×3.5cmのフィルムサンプルより得られたリターデーションの最大値と最小値の差を算出し、最大値および最小値を得たフィルムサンプルにおける位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)でその差を除して算出する。具体的には、以下の式で算出される。
進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量(nm/m)=(リターデーションの最大値-リターデーションの最小値)/最大値位置と最小値位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)
さらに上述したリターデーション(Re)の条件を満たす範囲の幅は、フィルム幅全体に対して50%以上であることが好ましく、55%以上であることがより好ましく、60%以上であることが特に好ましい。なお、上述したリターデーション(Re)の条件を満たす範囲の幅は、フィルム幅全体に対して100%であってもよい。
特に、1m幅当たりの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量が10~600nm/mである範囲の幅が、フィルム幅全体に対して、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量が10~600nm/mである範囲が占める割合を上記範囲内とすることにより、例えば、40インチ以上、好ましくは50インチ以上の大画面のディスプレイに対応した広幅フィルムにおいて、フィルム面内のリターデーションの振れ幅を抑制することができ、各種光源と組み合わせて用いた際に虹むらの発生を低減することが可能となる。
特に、1m幅当たりの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量が10~600nm/mである範囲の幅が、フィルム幅全体に対して、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量が10~600nm/mである範囲が占める割合を上記範囲内とすることにより、例えば、40インチ以上、好ましくは50インチ以上の大画面のディスプレイに対応した広幅フィルムにおいて、フィルム面内のリターデーションの振れ幅を抑制することができ、各種光源と組み合わせて用いた際に虹むらの発生を低減することが可能となる。
<硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)>
本発明の積層フィルムは、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を有する。本積層フィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)を設け、その表面側にさらに硬化樹脂層(B)を設けてなる積層構成を備えている。硬化樹脂層(A)は(a)バインダー、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、硬化樹脂層(B)は(X)ウレタン(メタ)アクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物である。
本発明の積層フィルムは、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を有する。本積層フィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)を設け、その表面側にさらに硬化樹脂層(B)を設けてなる積層構成を備えている。硬化樹脂層(A)は(a)バインダー、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、硬化樹脂層(B)は(X)ウレタン(メタ)アクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物である。
硬化樹脂層(A)の厚みは、1.0μm以下であることが好ましく、0.6μm以下であることがより好ましく、0.4μm以下であることがさらに好ましく、0.2μm以下であることが特に好ましい。硬化樹脂層(A)の厚みの下限値は特に限定されるものではないが、例えば、0.01μm以上、好ましくは0.03μm以上であることが好ましい。
硬化樹脂層(B)の厚みは、10.0μm以下であることが好ましく、8.0μm以下であることがより好ましく、6.0μm以下であることがさらに好ましく、5.0μm以下であることが特に好ましい。硬化樹脂層(B)の厚みの下限値は特に限定されるものではないが、例えば、1.0μm以上であることが好ましい。硬化樹脂層(B)の厚みを上記下限値以上とすることにより、硬化樹脂層(B)により基材フィルムを適切に保護できる。また、硬化樹脂層(B)の厚みを上記上限値以下とすると、硬化樹脂層(B)を有する積層フィルムにおいて、カールや熱シワを防止でき、良好な平面性を確保できる。
なお、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)の合計厚みは、折り曲げ性の観点から、10.0μm以下であることが好ましく、8.0μm以下であることがより好ましく、6.0μm以下であることがさらに好ましく、5.0μm以下であることが特に好ましい。硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)の合計厚みの下限値は特に限定されるものではないが、例えば、1.0μm以上であることが好ましい。
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)のそれぞれの厚みは、例えば、サイカス(ダイプラ・ウィンテス社製DN-01型)を用いて測定することができる。具体的には、まず、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を有する積層フィルムをガラス製スライドガラス上に東亜合成社製「アロンアルファシリーズ」を用いて接着し、SAICS(サイカス)用サンプルとする。得られたSAICS用サンプルを、サイカス(ダイプラ・ウィンテス社製DN-01型)にセットして、あらかじめダイヤ刃先で、300μm幅、深さ1μmの切れ込みを入れる(切れ込みには、V角寸法80°、スクイ角5°、ニゲ角5°の単結晶ダイヤモンド刃を用いる)。測定はあらかじめ300μm幅の切れ込みを入れたサンプルに、幅300μmのボラゾン切刃をセットして、任意の深さ、水平速度1μm/s、垂直速度0.5μm/sで、各硬化樹脂層の膜厚を測定する(測定には、刃幅寸法0.3mm、スクイ角20°、ニゲ角10°の窒化ホウ素製刃を使用する)。垂直変位位置および切削力から材料強度を測定し各層の厚みを算定する。
硬化樹脂層(B)表面の波長380nmの光線透過率は3.0%以下であることが好ましく、2.8%以下であることがより好ましい。硬化樹脂層(B)表面の波長380nmの光線透過率の下限値は特に限定されるものではなく、0%であってもよい。硬化樹脂層(B)表面の波長380nmの光線透過率を上記範囲内とすることにより、貼り合わせる相手方部材が紫外線により劣化することを防止することができる。波長380nmの光線透過率の測定には、例えば、分光光度計(日立ハイテク社製、U-3900H)を用いることができる。
硬化樹脂層(B)表面の波長550nmにおける絶対反射率は、1%以上であることが好ましく、2%以上であることがより好ましく、3%以上であることがさらに好ましい。また、硬化樹脂層(B)表面の波長550nmにおける絶対反射率は、10%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましく、6%以下であることがさらに好ましい。硬化樹脂層(B)表面の波長550nmにおける絶対反射率を上記範囲内とすることにより、表示画面のカバーフィルムとして用いる際にはぎらつき防止性を付与することも可能となる。
硬化樹脂層(B)表面の波長550nmにおける絶対反射率は以下の方法で測定された値である。まず、積層フィルムの硬化樹脂層が積層されていない面側に黒色テープを貼りつけ、分光光度計を用いて硬化樹脂層面側の550nmの波長における絶対反射率を測定する。絶対反射率は、基準板を使用せずに、光源からの光を直接測定した光の量に対する、積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量の比率で算出する。
絶対反射率(%)=積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量/使用する光の量×100
絶対反射率(%)=積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量/使用する光の量×100
また、硬化樹脂層(B)は、光干渉に影響を与えにくいように予め、屈折率を調整しておいてもよい。例えば、屈折率を1.53程度の低屈折層とするのであれば、該低屈折率を達成できるような、硬化樹脂層(B)の構成を採用することで、所望する耐擦過性と繰り返し折り曲げ性との両立が可能となる。
硬化樹脂層(B)の屈折率は、干渉ムラ軽減の点で1.46~1.60であることが好ましく、更に好ましくは1.49~1.57である。
硬化樹脂層(B)の屈折率は、干渉ムラ軽減の点で1.46~1.60であることが好ましく、更に好ましくは1.49~1.57である。
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)(以下、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)をまとめて硬化樹脂層と呼ぶ。)の破断時伸び率は0.5%以上であることが好ましく、1.0%以上であることがより好ましく、1.5%以上であることがさらに好ましい。また、硬化樹脂層の破断時伸び率は3.0%以下であることが好ましく、2.5%以下であることがより好ましく、2.0%以下であることがさらに好ましい。硬化樹脂層の破断時伸び率を上記範囲内とすることにより、実用的な繰返し折曲げ特性(耐屈曲性)に優れた積層フィルムが得られやすくなる。
なお、ここで破断時伸び率は硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を積層した硬化樹脂層の値である。
なお、ここで破断時伸び率は硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を積層した硬化樹脂層の値である。
硬化樹脂層の破断時伸び率は、以下の方法で測定した値である。まず、基材フィルムの表面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層された積層フィルムを幅10mm、長さ150mmの帯状に切り出し試験片とし、初期チャック間距離が50mmとなるように引張試験機のチャックに試験片を挟む。そして、引張速度5m/分でサンプルを引っ張り、硬化樹脂層にクラックが入る変位を目視で確認し、以下の式で伸び率を算出する。
伸び率(%)=(破断時長さ-初期長さ)/初期長さ×100
伸び率(%)=(破断時長さ-初期長さ)/初期長さ×100
(各層の表面状態)
硬化樹脂層(A)の表面は、凹凸であっても平坦であってもよいが、外観(表面光沢)の観点からは、平坦であるのが好ましい。
また、硬化樹脂層(B)の表面も、凹凸であっても平坦であってもよいが、外観(表面光沢)の観点から、平坦であるのが好ましい。一方、防眩性付与の観点からは凹凸であるのがよい。要求特性に応じて、任意に選択することができる。
硬化樹脂層(A)の表面は、凹凸であっても平坦であってもよいが、外観(表面光沢)の観点からは、平坦であるのが好ましい。
また、硬化樹脂層(B)の表面も、凹凸であっても平坦であってもよいが、外観(表面光沢)の観点から、平坦であるのが好ましい。一方、防眩性付与の観点からは凹凸であるのがよい。要求特性に応じて、任意に選択することができる。
<硬化性樹脂組成物>
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を形成するための硬化性樹脂組成物(A’)及び硬化性樹脂組成物(B’)について、以下、説明する。
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を形成するための硬化性樹脂組成物(A’)及び硬化性樹脂組成物(B’)について、以下、説明する。
(硬化性樹脂組成物(A’))
硬化性樹脂組成物(A’)は、(a)バインダー、(b)架橋剤および(c)粒子を含む。各成分について、以下、詳細に説明する。
硬化性樹脂組成物(A’)は、(a)バインダー、(b)架橋剤および(c)粒子を含む。各成分について、以下、詳細に説明する。
(a)バインダー
硬化性樹脂組成物(A’)で用いられる(a)バインダーとしては、樹脂が用いられる。該バインダーを構成する樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。また、バインダーとして、ポリビニル(ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等)、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等を併用してもよい。これらのバインダーの中でも、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂及びポリウレタン樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、ポリエステル樹脂を用いることがより好ましい。
硬化性樹脂組成物(A’)で用いられる(a)バインダーとしては、樹脂が用いられる。該バインダーを構成する樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。また、バインダーとして、ポリビニル(ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等)、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等を併用してもよい。これらのバインダーの中でも、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂及びポリウレタン樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、ポリエステル樹脂を用いることがより好ましい。
バインダーの含有量は、硬化性樹脂組成物A中の全不揮発成分量(全固形分量)に対して、1~90質量%であることが好ましく、3~85質量%であることがより好ましく、5~80質量%であることがさらに好ましい。バインダーの含有量を上記範囲内とすることにより、良好な造膜性を確保できる。
(ポリエステル樹脂)
ポリエステル樹脂は、主な構成成分として例えば、下記のような多価カルボン酸および多価ヒドロキシ化合物を重縮合させてなる。すなわち、多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、フタル酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2-カリウムスルホテレフタル酸、5-ソジウムスルホイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、グルタル酸、コハク酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、p-ヒドロキシ安息香酸、トリメリット酸モノカリウム塩およびそれらのエステル形成性誘導体などを用いることができる。多価ヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、p-キシリレングリコール、ビスフェノールA-エチレングリコール付加物、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレンオキシドグリコール、ジメチロールプロピオン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジメチロールエチルスルホン酸ナトリウム、ジメチロールプロピオン酸カリウムなどを用いることができる。これらの化合物の中から、それぞれ適宜1つ以上を選択し、常法の重縮合反応によりポリエステル樹脂を合成すればよい。
ポリエステル樹脂は、主な構成成分として例えば、下記のような多価カルボン酸および多価ヒドロキシ化合物を重縮合させてなる。すなわち、多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、フタル酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2-カリウムスルホテレフタル酸、5-ソジウムスルホイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、グルタル酸、コハク酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、p-ヒドロキシ安息香酸、トリメリット酸モノカリウム塩およびそれらのエステル形成性誘導体などを用いることができる。多価ヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、p-キシリレングリコール、ビスフェノールA-エチレングリコール付加物、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレンオキシドグリコール、ジメチロールプロピオン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジメチロールエチルスルホン酸ナトリウム、ジメチロールプロピオン酸カリウムなどを用いることができる。これらの化合物の中から、それぞれ適宜1つ以上を選択し、常法の重縮合反応によりポリエステル樹脂を合成すればよい。
(アクリル系樹脂)
アクリル系樹脂としては、特に制限はなく、本発明の効果を奏する範囲で、適宜選定されればよく、例えば、(メタ)アクリレートが好ましい。
単官能の(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、モノブチルヒドロキルフマレート、モノブチルヒドロキシイタコネート等の水酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、二官能(メタ)アクリレートとしては、例えば1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のビスフェノール変性ジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ウレタンジ(メタ)アクリレート、エポキシジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アクリル系樹脂としては、特に制限はなく、本発明の効果を奏する範囲で、適宜選定されればよく、例えば、(メタ)アクリレートが好ましい。
単官能の(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、モノブチルヒドロキルフマレート、モノブチルヒドロキシイタコネート等の水酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、二官能(メタ)アクリレートとしては、例えば1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のビスフェノール変性ジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ウレタンジ(メタ)アクリレート、エポキシジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、三官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート;イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート等のイソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
さらに、(メタ)アクリレートとして、エポキシ基を有する(メタ)アクリレートが挙げられ、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、特に反応性の良好性、材料の使用のしやすさを考慮するとグリシジル(メタ)アクリレートが好ましく、グリシジルメタクリレートが特に好ましい。
また、(メタ)アクリレートとして、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを好適に挙げることができる。
さらに、(メタ)アクリレートとして、エポキシ基を有する(メタ)アクリレートが挙げられ、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、特に反応性の良好性、材料の使用のしやすさを考慮するとグリシジル(メタ)アクリレートが好ましく、グリシジルメタクリレートが特に好ましい。
また、(メタ)アクリレートとして、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを好適に挙げることができる。
(ウレタン樹脂)
ウレタン樹脂とは、分子内にウレタン構造を有する高分子化合物のことである。通常ウレタン樹脂はポリオールとポリイソシアネートの反応により作製される。ポリオールとしては、ポリカーボネートポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリオレフィンポリオール類、アクリルポリオール類が挙げられ、これらの化合物は単独で用いても、複数種用いてもよい。
ウレタン樹脂とは、分子内にウレタン構造を有する高分子化合物のことである。通常ウレタン樹脂はポリオールとポリイソシアネートの反応により作製される。ポリオールとしては、ポリカーボネートポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリオレフィンポリオール類、アクリルポリオール類が挙げられ、これらの化合物は単独で用いても、複数種用いてもよい。
ポリカーボネートポリオール類は、多価アルコール類とカーボネート化合物とから、脱アルコール反応によって得られる。多価アルコール類としては、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン等が挙げられる。カーボネート化合物としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート等が挙げられ、これらの反応から得られるポリカーボネート系ポリオール類としては、例えば、ポリ(1,6-ヘキシレン)カーボネート、ポリ(3-メチル-1,5-ペンチレン)カーボネート等が挙げられる。
ポリエステルポリオール類としては、多価カルボン酸(マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等)またはそれらの酸無水物と多価アルコール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-ヘキシル-1,3-プロパンジオール、シクロヘキサンジオール、ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、ジメタノールベンゼン、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、アルキルジアルカノールアミン、ラクトンジオール等)の反応から得られるものが挙げられる。
ポリエーテルポリオール類としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。
ウレタン樹脂を得るために使用されるイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート;メチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシルジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等が例示される。これらは単独で用いても、複数種併用してもよい。
ウレタン樹脂を合成する際に鎖延長剤を使用しても良く、鎖延長剤としては、イソシアネート基と反応する活性基を2個以上有するものであれば特に制限はなく、一般的には、水酸基またはアミノ基を2個有する鎖延長剤を主に用いることができる。
水酸基を2個有する鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等の脂肪族グリコール、キシリレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン等の芳香族グリコール、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレート等のエステルグリコールといったグリコール類を挙げることができる。また、アミノ基を2個有する鎖延長剤としては、例えば、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン等の芳香族ジアミン;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサンジアミン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、トリメチルヘキサンジアミン、2-ブチル-2-エチル-1,5-ペンタンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン等の脂肪族ジアミン;1-アミノ-3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジアミン、イソプロビリチンシクロヘキシル-4,4’-ジアミン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂環族ジアミン等が挙げられる。
(縮合多環式芳香族構造を有する化合物)
本発明の積層フィルムにおいては、硬化樹脂層(A)を形成する硬化性樹脂組成物(A’)に含まれる(a)バインダーが縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む。該化合物を含むことで、硬化樹脂層(A)の屈折率を調整しやすくなる。
本発明の積層フィルムにおいては、硬化樹脂層(A)を形成する硬化性樹脂組成物(A’)に含まれる(a)バインダーが縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む。該化合物を含むことで、硬化樹脂層(A)の屈折率を調整しやすくなる。
縮合多環式芳香族としては、下記式で例示されるような、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ナフタセン、ベンゾ[a]アントラセン、ベンゾ[a]フェナントレン、ピレン、ベンゾ[c]フェナントレン、ペリレン等が挙げられる。
縮合多環式芳香族構造を有する化合物とは、下記式で例示されるような縮合多環式芳香族を含む化合物や、下記式で例示されるような縮合多環式芳香に由来する構造を含む化合物をいう。
縮合多環式芳香族構造を有する化合物とは、下記式で例示されるような縮合多環式芳香族を含む化合物や、下記式で例示されるような縮合多環式芳香に由来する構造を含む化合物をいう。
ポリエステルフィルム等の基材フィルム上への塗布性を考慮すると、縮合多環式芳香族構造を有する化合物としては、例えば、多環式ポリエステル樹脂等の高分子化合物が好ましい。特に縮合多環式芳香族構造を有する化合物は多環式ポリエステル樹脂であることが好ましく、多環式ポリエステル樹脂にはより多くの縮合多環式芳香族を導入することができるため好ましい。なお、本明細書において、多環式ポリエステル樹脂とは、縮合多環式芳香族構造を有するポリエステル樹脂である。
縮合多環式芳香族構造をポリエステル樹脂に組み込む方法としては、例えば、縮合多環式芳香族に置換基として水酸基を2つあるいはそれ以上導入してジオール成分あるいは多価水酸基成分とするか、あるいはカルボン酸基を2つあるいはそれ以上導入してジカルボン酸成分あるいは多価カルボン酸成分としてポリエステル樹脂の重合に用いる方法がある。
積層フィルムの製造工程において、着色がしにくいという点で、硬化樹脂層(A)に含まれる縮合多環式芳香族構造を有する化合物は、ナフタレン骨格を有する化合物であることが好ましい。また、硬化樹脂層(A)上に形成される硬化樹脂層(B)との密着性や、透明性が良好であるという点で、ポリエステル構成成分としてナフタレン骨格を組み込んだ樹脂が好適に用いられる。当該ナフタレン骨格としては、代表的なものとして、1,5-ナフタレンジカルボン酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸が挙げられる。
なお、縮合多環式芳香族には、水酸基やカルボン酸基以外にも、硫黄元素を含有する置換基、フェニル基等の芳香族置換基、ハロゲン元素基等を導入することにより、屈折率の向上が期待でき、塗布性や密着性の観点から、アルキル基、エステル基、アミド基、スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基等の置換基を導入してもよい。
縮合多環式芳香族を有する化合物中で縮合多環式芳香環の占める割合は、5~80質量%であることが好ましく、10~60質量%であることがより好ましい。縮合多環式芳香環の占める割合とは、例えば、縮合多環式芳香族としてナフタレン環を有するポリエステル樹脂であれば、該ポリエステル樹脂中のナフタレン環の含有量を意味する。
また、硬化性樹脂組成物(A’)中の縮合多環式芳香族を有する化合物の含有量は、硬化性樹脂組成物A中の全不揮発成分量(全固形分量)に対して、80質量%以下であることが好ましく、5~70質量%であることがより好ましく、10~50質量%であることがさらに好ましい。
硬化性樹脂組成物(A’)中の縮合多環式芳香族を有する化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化樹脂層(A)自体の屈折率調整が容易となり、硬化樹脂層(B)形成後の干渉縞の発生を低減しやすくなる。なお、縮合多環式芳香族を有する化合物の含有量は、例えば、適当な溶剤または温水で硬化樹脂層(A)を溶解抽出し、クロマトグラフィーで分取したり、NMRやIRで構造を解析したり、さらには熱分解GC-MS(ガスクロマトグラフィー質量分析)や光学的な分析等で解析することにより求めることができる。
また、硬化性樹脂組成物(A’)中の縮合多環式芳香族を有する化合物の含有量は、硬化性樹脂組成物A中の全不揮発成分量(全固形分量)に対して、80質量%以下であることが好ましく、5~70質量%であることがより好ましく、10~50質量%であることがさらに好ましい。
硬化性樹脂組成物(A’)中の縮合多環式芳香族を有する化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化樹脂層(A)自体の屈折率調整が容易となり、硬化樹脂層(B)形成後の干渉縞の発生を低減しやすくなる。なお、縮合多環式芳香族を有する化合物の含有量は、例えば、適当な溶剤または温水で硬化樹脂層(A)を溶解抽出し、クロマトグラフィーで分取したり、NMRやIRで構造を解析したり、さらには熱分解GC-MS(ガスクロマトグラフィー質量分析)や光学的な分析等で解析することにより求めることができる。
(b)架橋剤
架橋剤としては、オキサゾリン化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、カルボジイミド系化合物、イソシアネート系化合物等が挙げられる。これらの架橋剤の中でも、基材フィルムとの接着性を向上させる観点からオキサゾリン化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物及びカルボジイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物及びイソシアネート化合物から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましく、オキサゾリン化合物及びエポキシ化合物から選択される少なくとも1種を用いることがさらに好ましく、オキサゾリン化合物及びエポキシ化合物を併用することが特に好ましい。
架橋剤としては、オキサゾリン化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、カルボジイミド系化合物、イソシアネート系化合物等が挙げられる。これらの架橋剤の中でも、基材フィルムとの接着性を向上させる観点からオキサゾリン化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物及びカルボジイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物及びイソシアネート化合物から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましく、オキサゾリン化合物及びエポキシ化合物から選択される少なくとも1種を用いることがさらに好ましく、オキサゾリン化合物及びエポキシ化合物を併用することが特に好ましい。
架橋剤の含有量は、硬化性樹脂組成物(A’)中の全不揮発成分量(全固形分量)に対して、2~80質量%であることが好ましく、4~60質量%であることがより好ましく、10~40質量%であることがさらに好ましい。架橋剤の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化物である硬化樹脂層(A)の硬化樹脂層(B)との密着性をより効果的に高めることができる。
(オキサゾリン化合物)
オキサゾリン化合物とは、分子内にオキサゾリン基を有する化合物であり、特にオキサゾリン基を含有する重合体であることが好ましい。オキサゾリン基を含有する重合体は、付加重合性オキサゾリン基含有モノマー単独もしくは他のモノマーとの重合によって作製できる。付加重合性オキサゾリン基含有モノマーとしては、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン等を挙げることができ、これらの1種または2種以上の混合物を使用することができる。これらの中でも2-イソプロペニル-2-オキサゾリンが工業的にも入手しやすく好適である。他のモノマーとしては、付加重合性オキサゾリン基含有モノマーと共重合可能なモノマーであれば制限はなく、例えばアルキル(メタ)アクリレート(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基)等の(メタ)アクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸およびその塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等)等の不飽和カルボン酸類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;(メタ)アクリルアミド、N-アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド、(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等)等の不飽和アミド類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレン、プロピレン等のα-オレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等の含ハロゲンα,β-不飽和モノマー類;スチレン、α-メチルスチレン、等のα,β-不飽和芳香族モノマー等を挙げることができ、これらの1種または2種以上のモノマーを使用することができる。
オキサゾリン化合物とは、分子内にオキサゾリン基を有する化合物であり、特にオキサゾリン基を含有する重合体であることが好ましい。オキサゾリン基を含有する重合体は、付加重合性オキサゾリン基含有モノマー単独もしくは他のモノマーとの重合によって作製できる。付加重合性オキサゾリン基含有モノマーとしては、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン等を挙げることができ、これらの1種または2種以上の混合物を使用することができる。これらの中でも2-イソプロペニル-2-オキサゾリンが工業的にも入手しやすく好適である。他のモノマーとしては、付加重合性オキサゾリン基含有モノマーと共重合可能なモノマーであれば制限はなく、例えばアルキル(メタ)アクリレート(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基)等の(メタ)アクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸およびその塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等)等の不飽和カルボン酸類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;(メタ)アクリルアミド、N-アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド、(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等)等の不飽和アミド類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレン、プロピレン等のα-オレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等の含ハロゲンα,β-不飽和モノマー類;スチレン、α-メチルスチレン、等のα,β-不飽和芳香族モノマー等を挙げることができ、これらの1種または2種以上のモノマーを使用することができる。
(メラミン化合物)
メラミン化合物とは、化合物中にメラミン骨格を有する化合物のことである。例えば、アルキロール化メラミン誘導体、アルキロール化メラミン誘導体にアルコールを反応させて部分的あるいは完全にエーテル化した化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。エーテル化に用いるアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブタノール等が好適に用いられる。また、メラミン化合物としては、単量体、あるいは2量体以上の多量体のいずれであってもよく、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。さらに、メラミンの一部に尿素等を共縮合したものも使用できるし、メラミン化合物の反応性を上げるために触媒を使用することも可能である。
メラミン化合物とは、化合物中にメラミン骨格を有する化合物のことである。例えば、アルキロール化メラミン誘導体、アルキロール化メラミン誘導体にアルコールを反応させて部分的あるいは完全にエーテル化した化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。エーテル化に用いるアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブタノール等が好適に用いられる。また、メラミン化合物としては、単量体、あるいは2量体以上の多量体のいずれであってもよく、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。さらに、メラミンの一部に尿素等を共縮合したものも使用できるし、メラミン化合物の反応性を上げるために触媒を使用することも可能である。
(エポキシ化合物)
エポキシ化合物とは、分子内にエポキシ基を有する化合物であり、例えば、エピクロロヒドリンとエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ビスフェノールA等の水酸基やアミノ基との縮合物が挙げられ、ポリエポキシ化合物、ジエポキシ化合物、モノエポキシ化合物、グリシジルアミン化合物等がある。ポリエポキシ化合物としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアネート、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。ジエポキシ化合物としては、例えば、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。モノエポキシ化合物としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルアミン化合物としてはN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン等が挙げられる。
エポキシ化合物とは、分子内にエポキシ基を有する化合物であり、例えば、エピクロロヒドリンとエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ビスフェノールA等の水酸基やアミノ基との縮合物が挙げられ、ポリエポキシ化合物、ジエポキシ化合物、モノエポキシ化合物、グリシジルアミン化合物等がある。ポリエポキシ化合物としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアネート、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。ジエポキシ化合物としては、例えば、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。モノエポキシ化合物としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルアミン化合物としてはN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン等が挙げられる。
(カルボジイミド系化合物)
カルボジイミド系化合物とは、カルボジイミド構造を有する化合物のことであり、分子内にカルボジイミド構造を1つ以上有する化合物であるが、より良好な密着性等のために、分子内に2つ以上有するポリカルボジイミド系化合物がより好ましい。
カルボジイミド系化合物とは、カルボジイミド構造を有する化合物のことであり、分子内にカルボジイミド構造を1つ以上有する化合物であるが、より良好な密着性等のために、分子内に2つ以上有するポリカルボジイミド系化合物がより好ましい。
カルボジイミド系化合物は従来公知の技術で合成することができ、一般的には、ジイソシアネート化合物の縮合反応が用いられる。ジイソシアネート化合物としては、特に限定されるものではなく、芳香族系、脂肪族系いずれも使用することができ、具体的には、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
さらに本発明の効果を消失させない範囲において、ポリカルボジイミド系化合物の水溶性や水分散性を向上するために、界面活性剤を添加することや、ポリアルキレンオキシド、ジアルキルアミノアルコールの四級アンモニウム塩、ヒドロキシアルキルスルホン酸塩などの親水性モノマーを添加して用いてもよい。
(イソシアネート系化合物)
イソシアネート系化合物とは、イソシアネート、あるいはブロックイソシアネートに代表されるイソシアネート誘導体構造を有する化合物のことである。イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート;α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香環を有する脂肪族イソシアネート;メチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、イソプロピリデンジシクロヘキシルジイソシアネート等の脂環族イソシアネート等が例示される。また、これらイソシアネートのビュレット化物、イソシアヌレート化物、ウレトジオン化物、カルボジイミド変性体等の重合体や誘導体も挙げられる。これらは単独で用いても、複数種併用してもよい。上記イソシアネートの中でも、紫外線による黄変を避けるために、芳香族イソシアネートよりも脂肪族イソシアネートまたは脂環族イソシアネートがより好ましい。
イソシアネート系化合物とは、イソシアネート、あるいはブロックイソシアネートに代表されるイソシアネート誘導体構造を有する化合物のことである。イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート;α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香環を有する脂肪族イソシアネート;メチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、イソプロピリデンジシクロヘキシルジイソシアネート等の脂環族イソシアネート等が例示される。また、これらイソシアネートのビュレット化物、イソシアヌレート化物、ウレトジオン化物、カルボジイミド変性体等の重合体や誘導体も挙げられる。これらは単独で用いても、複数種併用してもよい。上記イソシアネートの中でも、紫外線による黄変を避けるために、芳香族イソシアネートよりも脂肪族イソシアネートまたは脂環族イソシアネートがより好ましい。
ブロックイソシアネートの状態で使用する場合、そのブロック剤としては、例えば重亜硫酸塩類、フェノール、クレゾール、エチルフェノールなどのフェノール系化合物;プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ベンジルアルコール、メタノール、エタノールなどのアルコール系化合物;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン系化合物;ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン系化合物;ε‐カプロラクタム、δ‐バレロラクタムなどのラクタム系化合物;ジフェニルアニリン、アニリン、エチレンイミンなどのアミン系化合物;アセトアニリド、酢酸アミドの酸アミド化合物、ホルムアルデヒド、アセトアルドオキシム、アセトンオキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム系化合物が挙げられ、これらは単独でも2種以上の併用であってもよい。
(c)粒子
硬化樹脂層(A)に高い屈折率を付与する観点から、硬化性樹脂組成物(A’)は粒子を含有する。粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン等の無機粒子;アクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機粒子等が挙げられる。
中でも、粒子は、金属酸化物を含有することが好ましい。硬化樹脂層(A)が(c)粒子として金属酸化物を含有することで、その屈折率を高めることができ、干渉縞の発生をより効果的に抑制することができる。
硬化樹脂層(A)に高い屈折率を付与する観点から、硬化性樹脂組成物(A’)は粒子を含有する。粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン等の無機粒子;アクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機粒子等が挙げられる。
中でも、粒子は、金属酸化物を含有することが好ましい。硬化樹脂層(A)が(c)粒子として金属酸化物を含有することで、その屈折率を高めることができ、干渉縞の発生をより効果的に抑制することができる。
(金属酸化物)
金属酸化物としては、高い屈折率を有する金属酸化物を使用することが好ましく、屈折率が1.7以上の金属酸化物を使用することが好ましい。金属酸化物の具体例としては、例えば、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化亜鉛、アンチモンチンオキサイド、インジウムチンオキサイド等が挙げられ、これらを単独で使用しても良いし、2種類以上使用しても良い。これらの中でも酸化ジルコニウム及び酸化チタンから選択される少なくとも1種がより好適に用いられ、特に、耐候性の観点から酸化ジルコニウムがより好適に用いられる。
金属酸化物としては、高い屈折率を有する金属酸化物を使用することが好ましく、屈折率が1.7以上の金属酸化物を使用することが好ましい。金属酸化物の具体例としては、例えば、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化亜鉛、アンチモンチンオキサイド、インジウムチンオキサイド等が挙げられ、これらを単独で使用しても良いし、2種類以上使用しても良い。これらの中でも酸化ジルコニウム及び酸化チタンから選択される少なくとも1種がより好適に用いられ、特に、耐候性の観点から酸化ジルコニウムがより好適に用いられる。
金属酸化物は、使用形態によっては密着性が低下する懸念があるため、粒子の状態で使用することが好ましい。また、その平均粒径は透明性の観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは25nm以下である。また、平均粒径の下限値については、特に限定されないが、分散性の点から5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがさらに好ましい。
また、硬化樹脂層(A)には、固着性、滑り性改良を目的として上述の金属酸化物以外の粒子を含有してもよい。金属酸化物以外の粒子の具体例としては、シリカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、有機粒子等が挙げられる。これらの中でもシリカが滑り性の観点から好適に用いられる。金属酸化物以外の粒子の平均粒径はフィルムの透明性の観点から好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.5μm以下、さらに好ましくは0.2μm以下である。また、金属酸化物以外の粒子の平均粒径の下限値については、特に限定されないが、分散性の点から20nm以上であることが好ましく、40nm以上であることがさらに好ましい。
なお、粒子としては、粒径の異なる2種類の粒子を用いることが易滑性付与の点から好ましく、更には粒径の異なる金属酸化物と金属酸化物以外の粒子を併用することが好ましい。
上記平均粒径は、例えば、レーザー回折・散乱法、動的光散乱法(DLS)、遠心沈降法、粒子軌跡解析法(PTA)、走査型電子顕微鏡(SEM)などにより測定される値であるが、市販品であれば、カタログ値を採用できる。
なお、粒子としては、粒径の異なる2種類の粒子を用いることが易滑性付与の点から好ましく、更には粒径の異なる金属酸化物と金属酸化物以外の粒子を併用することが好ましい。
上記平均粒径は、例えば、レーザー回折・散乱法、動的光散乱法(DLS)、遠心沈降法、粒子軌跡解析法(PTA)、走査型電子顕微鏡(SEM)などにより測定される値であるが、市販品であれば、カタログ値を採用できる。
粒子の平均粒径は、スト-クスの抵抗値にもとづく沈降法によって算出することができる。測定装置としては、例えば、(株)島津製作所社製遠心沈降式粒度分布測定装置SA-CP3型を用いることができる。
硬化樹脂層(A)を形成する硬化性樹脂組成物(A’)中の全不揮発成分量(全固形分量)に対する(c)粒子の含有量は、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、7質量%以上であることがさらに好ましい。また、硬化性樹脂組成物(A’)中の全不揮発成分量(全固形分量)に対する(c)粒子の含有量は、70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることがさらに好ましく、30質量%以下であることが特に好ましい。(c)粒子の含有量を上記範囲内とすることにより、積層フィルムの透明性と低干渉効果との両立が可能となる。
本実施形態においては、特に硬化樹脂層(A)に金属化合物等の(c)粒子と上述の多環式ポリエステル樹脂(縮合多環式芳香族構造を有するポリエステル樹脂)を組合せて用いることにより、より優れた低干渉効果が得られる。
(硬化性樹脂組成物(B’))
硬化性樹脂組成物(B’)は(X)ウレタン(メタ)アクリレートおよび(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む。
硬化性樹脂組成物(B’)に含まれる(X)ウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量は100以上であることが好ましく、中でも200以上、その中でも400以上であることがさらに好ましい。一方、上限値に関しては、500,000以下であることが好ましく、中でも400,000以下、その中でも250,000以下であることがさらに好ましい。
硬化性樹脂組成物(B’)は(X)ウレタン(メタ)アクリレートおよび(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む。
硬化性樹脂組成物(B’)に含まれる(X)ウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量は100以上であることが好ましく、中でも200以上、その中でも400以上であることがさらに好ましい。一方、上限値に関しては、500,000以下であることが好ましく、中でも400,000以下、その中でも250,000以下であることがさらに好ましい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」という表現を用いた場合、「アクリル」と「メタクリル」の一方又は両方を意味するものとする。「(メタ)アクリレート」「(メタ)アクリロイル」についても同様である。
((X)ウレタン(メタ)アクリレート)
ウレタン(メタ)アクリレートは、イソシアネート系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるもの、もしくは、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものである。ウレタン(メタ)アクリレートは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、イソシアネート系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるもの、もしくは、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものである。ウレタン(メタ)アクリレートは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
イソシアネート系化合物としては、例えば、芳香族系ポリイソシアネート、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環式系ポリイソシアネート等のポリイソシアネート系化合物が挙げられる。中でも、イソシアネート系化合物はジイソシアネート化合物であることが好ましい。また、イソシアネート系化合物としては、ジイソシアネート化合物をイソシアヌレート化したイソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物を用いることもできる。
上記芳香族系ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂肪族系ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等が挙げられる。
上記脂環式系ポリイソシアネートとしては、例えば、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
これらの中でも、耐黄変性に優れる点で脂肪族系ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートを用いることが好ましい。また、イソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物を用いることも好ましく、同様の観点から、脂肪族系ジイソシアネート、又は脂環式ジイソシアネートをイソシアヌレート化したイソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物を用いることも好ましく、これらの中でもイソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物を用いることがより好ましい。
イソシアネート系化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
イソシアネート系化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記水酸基含有(メタ)アクリレートは、水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、例えば、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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、脂肪酸変性-グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を1個含有する単官能の水酸基含有(メタ)アクリレート;グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイル-オキシプロピルメタクリレート等のエチレン性不飽和基を2個含有する2官能の水酸基含有(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、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性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ペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を3個以上含有する3官能以上の水酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、反応性および汎用性に優れ、硬化樹脂層の耐擦過性と屈曲性のバランスに優れる点で、エチレン性不飽和基を3個以上含有する(メタ)アクリレート系化合物を用いることが好ましく、更にはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートやジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートを用いることが特に好ましい。
これらの中でも、反応性および汎用性に優れ、硬化樹脂層の耐擦過性と屈曲性のバランスに優れる点で、エチレン性不飽和基を3個以上含有する(メタ)アクリレート系化合物を用いることが好ましく、更にはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートやジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートを用いることが特に好ましい。
上記ポリオール系化合物は、水酸基を2個以上有する化合物(但し、上記水酸基含有(メタ)アクリレートは除く。)であればよい。
上記ポリオール系化合物としては、例えば、脂肪族ポリオール、脂環族ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、ポリイソプレン系ポリオール、(メタ)アクリル系ポリオール、ポリシロキサン系ポリオール等が挙げられる。
上記脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、ペンタエリスリトールジアクリレート、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の2個の水酸基を含有する脂肪族アルコール類;キシリトールやソルビトール等の糖アルコール類;グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の3個以上の水酸基を含有する脂肪族アルコール類等が挙げられる。
上記脂環族ポリオールとしては、例えば、1,4-シクロヘキサンジオール、シクロヘキシルジメタノール等のシクロヘキサンジオール類;水添ビスフェノールA等の水添ビスフェノール類;トリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリペンタメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のアルキレン構造含有ポリエーテル系ポリオールや、これらポリアルキレングリコールのランダム或いはブロック共重合体が挙げられる。
ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合物、環状エステル(ラクトン)の開環重合物、多価アルコール、多価カルボン酸及び環状エステルの3種類の成分による反応物等が挙げられる。
上記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類(1,4-シクロヘキサンジオール等)、ビスフェノール類(ビスフェノールA等)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトール等)等が挙げられる。
上記多価カルボン酸としては、例えば、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
上記環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等が挙げられる。
上記ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、多価アルコールとホスゲンとの反応物、環状炭酸エステル(アルキレンカーボネート等)の開環重合物等が挙げられる。
ポリカーボネート系ポリオールに使用される上記多価アルコールとしては、上記ポリエステル系ポリオールの説明中で例示の多価アルコール等が挙げられ、上記アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネート等が挙げられる。
なお、ポリカーボネート系ポリオールは、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。
上記ポリオレフィン系ポリオールとしては、飽和炭化水素骨格としてエチレン、プロピレン、ブテン等のホモポリマーまたはコポリマーを有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
上記ポリブタジエン系ポリオールとしては、炭化水素骨格としてブタジエンの共重合体を有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
ポリブタジエン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリブタジエンポリオールであってもよい。
ポリブタジエン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリブタジエンポリオールであってもよい。
上記ポリイソプレン系ポリオールとしては、炭化水素骨格としてイソプレンの共重合体を有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
ポリイソプレン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリイソプレンポリオールであってもよい。
ポリイソプレン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリイソプレンポリオールであってもよい。
上記(メタ)アクリル系ポリオールとしては、(メタ)アクリル酸エステルの重合体または共重合体の分子内にヒドロキシル基を少なくとも2つ有しているものが挙げられ、かかる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。また、(メタ)アクリル酸エステルと、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとの共重合体でもよい。
上記ポリシロキサン系ポリオールとしては、例えば、ジメチルポリシロキサンポリオールやメチルフェニルポリシロキサンポリオール等が挙げられる。
上記ポリオール系化合物は1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
上記イソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との付加反応、または、イソシアネート系化合物、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物、及びポリオールとの付加反応においては、反応系の残存イソシアネート基含有率が0.5質量%以下になる時点で反応を終了させることにより、ウレタン(メタ)アクリレートが得られる。
ウレタン(メタ)アクリレートが、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものを含む場合、イソシアネート系化合物とポリオール系化合物を反応させて得られたイソシアネート基を有する反応生成物、又は該反応生成物とイソシアネート系化合物の混合物を、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物と反応させてウレタン(メタ)アクリレートを得ることが好ましい。このような反応により得られるウレタン(メタ)アクリレートは、イソシアネート系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものと、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものの混合物となってもよい。
イソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、反応を促進する目的で触媒を用いることも好ましく、かかる触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、トリメチル錫ヒドロキシド、テトラ-n-ブチル錫、ビスアセチルアセトナート亜鉛、ジルコニウムトリス(アセチルアセトネート)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ネート等の有機金属化合物;オクテン酸錫、ヘキサン酸亜鉛、オクテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、塩化第1錫、塩化第2錫、酢酸カリウム等の金属塩;トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン、N,N,N′,N′-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のアミン系触媒;硝酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、硫化ビスマス等;ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等の有機ビスマス化合物;2-エチルヘキサン酸ビスマス塩、ナフテン酸ビスマス塩、イソデカン酸ビスマス塩、ネオデカン酸ビスマス塩、ラウリル酸ビスマス塩、マレイン酸ビスマス塩、ステアリン酸ビスマス塩、オレイン酸ビスマス塩、リノール酸ビスマス塩、酢酸ビスマス塩、ビスマスリビスネオデカノエート、ジサリチル酸ビスマス塩、ジ没食子酸ビスマス塩等の有機酸ビスマス塩といったビスマス系触媒等が挙げられる。中でも、触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセンが好適である。これらを単独、あるいは2種以上併せて用いることができる。
またイソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、イソシアネート基に対して反応する官能基を有しない有機溶剤、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;トルエン、キシレン等の芳香族類等の有機溶剤を用いることができる。また、適宜重合禁止剤などを使用してもよい。
また、ウレタン(メタ)アクリレートは、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物及びイソシアネート系化合物、または、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物、イソシアネート系化合物及びポリオール系化合物の反応生成物であるが、水酸基を有する(メタ)アクリレート及び水酸基を有さない(メタ)アクリレートの混合物とイソシアネート系化合物とを反応することで生成してもよい。あるいは、水酸基を有する(メタ)アクリレート及び水酸基を有さない(メタ)アクリレートの混合物と、イソシアネート系化合物と、ポリオール系化合物とを反応することで生成してもよい。この際、水酸基を有さない(メタ)アクリレートは、未反応物として残存するが、そのまま硬化性樹脂組成物に含有させてもよい。
また、以上説明したイソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、上記のとおりイソシアネート系化合物の一部又は全部が、イソシアネート系化合物とポリオール系化合物の反応生成物であってもよい。
また、以上説明したイソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、上記のとおりイソシアネート系化合物の一部又は全部が、イソシアネート系化合物とポリオール系化合物の反応生成物であってもよい。
(X)ウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量は、例えば120g/eq以上250g/eq以下であることが好ましく、135g/eq以上220g/eq以下であることがより好ましく、150g/eq以上200g/eq以下であることがさらに好ましい。(X)ウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量が上記範囲内であると、架橋点の調整をしやすくなり、適度な架橋密度を有する硬化樹脂層の形成が可能となる。これにより、硬化樹脂層に高硬度性を付与できる。
硬化性樹脂組成物(B’)における(X)ウレタン(メタ)アクリレートの含有量は、硬化性樹脂組成物(B’)中の全不揮発成分量(全固形分量)に対して、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。
硬化性樹脂(B)を形成する際には、上記(X)ウレタン(メタ)アクリレートを単独で、または2種以上を混合し、重合してベースポリマーを調製することが好ましい。ベースポリマーは後述する溶媒等に溶解又は分散させた後に、硬化樹脂層(A)上に塗布され、硬化することで硬化樹脂層(B)が形成されることが好ましい。
(溶媒)
硬化性樹脂組成物(B’)は、溶媒により希釈することで塗布液としてもよい。硬化性樹脂組成物(B’)は、液状の塗布液として硬化樹脂層(A)上に塗布され、乾燥し、かつ硬化させることで硬化樹脂層(B)が形成されることが好ましい。硬化性樹脂組成物(B’)を構成する各成分は、溶媒に溶解させてもよいが、溶媒中に分散させてもよい。
硬化性樹脂組成物(B’)は、溶媒により希釈することで塗布液としてもよい。硬化性樹脂組成物(B’)は、液状の塗布液として硬化樹脂層(A)上に塗布され、乾燥し、かつ硬化させることで硬化樹脂層(B)が形成されることが好ましい。硬化性樹脂組成物(B’)を構成する各成分は、溶媒に溶解させてもよいが、溶媒中に分散させてもよい。
溶媒としては有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒;メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン等のケトン系溶媒;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)、アニソール、フェネトール等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、エチレングリコールジアセテート等のエステル系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶媒;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒及びケトン系溶媒よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましく使用される。
有機溶媒の使用量には特に制限はなく、調製される硬化性樹脂組成物の塗布性、液の粘度及び表面張力、固形分の相溶性等を考慮して適宜決定される。硬化性樹脂組成物は、前述の溶媒を用いて、好ましくは固形分濃度が15~80質量%、より好ましくは20~70質量%の塗布液として調製される。なお、硬化性樹脂組成物における「固形分」とは、揮発性成分である溶媒を除いた成分を意味するものであり、固体の成分のみならず、半固形や粘稠な液状物のものをも含むものとする。
((Y)環状シロキサン骨格を有する化合物)
硬化性樹脂組成物(B’)は、(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含有する。環状シロキサン骨格を有する化合物は、下記一般式で表される化合物であることが好ましい。
硬化性樹脂組成物(B’)は、(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含有する。環状シロキサン骨格を有する化合物は、下記一般式で表される化合物であることが好ましい。
上記式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、nは1~50の整数を表す。置換基としては、例えば、炭化水素基、フッ素原子を含有する有機基、(メタ)アクリル基を含有する有機基等を上げることができる。耐擦過性の点からnは、1~30の整数であることが好ましく、2~20の整数であることがより好ましい。
炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基)、芳香族炭化水素基(例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基)等を上げることができ、炭化水素基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素原子数が1以上18以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基又はフェニル基であることが好ましい。なお、炭化水素基はさらに置換基を有するものであってもよく、置換基として、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)を有するものであってもよい。
フッ素原子を含有する有機基としては、例えば、CxF2x+1(CH2)p-(式中、xは1~8の整数、pは2~10の整数である。)で示される基、CxF2x+1C(CF3)2(CH2)p-(式中、xは1~8の整数、pは2~10の整数である。)で示される基又はパーフルオロエーテル構造を有する基(例えば、パーフルオロポリエーテル置換アルキル基)であることが好ましい。フッ素原子を含有する有機の具体例としては、例えば、CF3C2H4-、C4F9C2H4-、C4F9C3H6-、C8F17C2H4-、C8F17C3H6-、C3F7C(CF3)2C3H6-、C3F7OC(CF3)FCF2OCF2CF2C3H6-、C3F7OC(CF3)FCF2OC(CF3)FC3H6-、CF3CF2CF2OC(CF3)FCF2OC(CF3)FCONHC3H6-等が挙げられる。
(メタ)アクリル基を含有する有機基としては、例えば、CH2=CHCOO-、CH2=C(CH3)COO-、CH2=CHCOOC3H6-、CH2=C(CH3)COOC3H6-、CH2=CHCOOC2H4O-、CH2=C(CH3)COOC2H4O-等が挙げられる。置換基として、(メタ)アクリル基を含有する有機基を有する場合、工業的な合成のし易さからSi原子への結合がSi-O-C結合であることがより好ましい。
中でも、(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物は、少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機基を含むことが好ましく、パーフルオロエーテル構造を有する基を含むことがより好ましい。すなわち、(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物は、環状シロキサン骨格とパーフルオロエーテル構造とを有するフッ素化合物であることが好ましい。前記構造であることにより、硬化樹脂層面の滑り性をより向上させることができ、また硬化樹脂層面の水滴接触角を高くすることができるため、高い耐擦過性を発揮することができる。
具体的には、(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物は下記式で表されるフッ素化合物であることが好ましい。
上記式中、Rは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基であり、Rfはフッ素原子を含有する有機基であり、Rxは(メタ)アクリル基を含有する有機基であり、nはn≧2である。
フッ素原子を含有する有機基及び(メタ)アクリル基の具体例としては、上述した具体例を同様に挙げることができる。また、nは2~20の整数であることが好ましく、2~10の整数であることがより好ましい。
硬化性樹脂組成物(B’)における(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物の含有量は、(X)ウレタン(メタ)アクリレート100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましく、さらには0.15質量部以上、特には0.2質量部、殊には0.3質量部以上であることが好ましい。また、硬化性樹脂組成物(B’)における(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物の含有量は、20質量部以下であることが好ましく、さらには15質量部以下、特には10質量部以下であることが好ましく、殊には5質量部以下であることが好ましい。環状シロキサン骨格を有する化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化樹脂層(B)の柔軟性、硬化性と耐擦過性の両立が容易となる。
(その他成分)
硬化性樹脂組成物(B’)には、上記(X)ウレタン(メタ)アクリレートと(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物の他に、(メタ)アクリレート等の光重合性化合物を含有していてもよい。
また、硬化性樹脂組成物(B’)には、必要に応じて、本発明の主旨を損なわない範囲内で適宜、種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、光開始剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、レベリング剤、分散剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、消泡剤などを併用してもよい。
ここで、レベリング剤としては、例えば、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤及びアクリル系レベリング剤等が挙げられる。なかでも、硬化樹脂層(B)の表面に水や油をよくはじく機能、指紋など汚れの付着を防ぐといった機能を与える点から、レベリング剤としては、フッ素系レベリング剤が好ましい。
硬化性樹脂組成物(B’)には、上記(X)ウレタン(メタ)アクリレートと(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物の他に、(メタ)アクリレート等の光重合性化合物を含有していてもよい。
また、硬化性樹脂組成物(B’)には、必要に応じて、本発明の主旨を損なわない範囲内で適宜、種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、光開始剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、レベリング剤、分散剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、消泡剤などを併用してもよい。
ここで、レベリング剤としては、例えば、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤及びアクリル系レベリング剤等が挙げられる。なかでも、硬化樹脂層(B)の表面に水や油をよくはじく機能、指紋など汚れの付着を防ぐといった機能を与える点から、レベリング剤としては、フッ素系レベリング剤が好ましい。
(光開始剤(光重合開始剤))
硬化性樹脂組成物(B’)が光硬化性樹脂組成物の場合、硬化性を向上させるため、光開始剤(光重合開始剤)を含有することが好ましい。光開始剤は、光重合開始剤であり、公知のものを使用することができる。光重合開始剤としては例えば、光ラジカル発生剤、光酸発生剤等が挙げられる。
硬化性樹脂組成物(B’)が光硬化性樹脂組成物の場合、硬化性を向上させるため、光開始剤(光重合開始剤)を含有することが好ましい。光開始剤は、光重合開始剤であり、公知のものを使用することができる。光重合開始剤としては例えば、光ラジカル発生剤、光酸発生剤等が挙げられる。
硬化性樹脂組成物(B’)に用いることのできる光重合開始剤のうち、光ラジカル発生剤としては、例えば、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、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)651」、IGM RESINS製]、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)184」、IGM RESINS製]、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)1173」、IGM RESINS製]、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[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)127、IGM RESINS製」]、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)2959」、IGM RESINS製]、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)907」、IGM RESINS製]、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン等のアルキルフェノン類;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)TPO」、IGM RESINS製]、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)819」、IGM RESINS製]等のホスフィンオキシド類;2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-tert-ブチルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-アミルアントラキノン等のアントラキノン類;ベンゾフェノン及びその各種誘導体;ベンゾイルギ酸メチル、ベンゾイルギ酸エチル等のギ酸誘導体等が挙げられる。これらは1種のみで用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの光ラジカル発生剤の中でも、硬化物の耐光性の観点から、好ましいのはアルキルフェノン類、ホスフィンオキシド類、ギ酸誘導体であり、更に好ましいのは、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ベンゾイルギ酸メチルであり、特に好ましいのは、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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-オンである。
光酸発生剤としては公知のものが使用可能であるが、中でもジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩が硬化性、酸発生効率等の観点から好ましい。具体例を挙げると、ジ(アルキル置換)フェニルヨードニウムのアニオン塩(具体的にはPF6塩、SbF5塩、テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート塩等)が例示できる。
(アルキル置換)フェニルヨードニウムのアニオン塩の具体例としては、ジアルキルフェニルヨードニウムのPF6塩[商品名「Omniad(登録商標)250」、IGM
RESINS製]が特に好ましい。これらの光酸発生剤は1種のみで用いても2種以上を組み合わせてもよい。
(アルキル置換)フェニルヨードニウムのアニオン塩の具体例としては、ジアルキルフェニルヨードニウムのPF6塩[商品名「Omniad(登録商標)250」、IGM
RESINS製]が特に好ましい。これらの光酸発生剤は1種のみで用いても2種以上を組み合わせてもよい。
光開始剤の含有量は、硬化性を向上させる観点から、硬化性樹脂組成物(B’)中のウレタン(メタ)アクリレート100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上であり、より好ましくは0.1質量部以上、特に好ましくは1質量部以上である。一方、硬化性樹脂組成物(B’)を溶液としたときの塗布液の安定性を維持する観点及び硬化塗膜の平面性の観点から、光開始剤の含有量は、好ましくは20質量部以下であり、より好ましくは10質量部以下であり、さらに好ましくは7質量部以下であり、特に好ましくは5質量部以下である。
(硬化性樹脂組成物の粘度)
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を形成するための硬化性樹脂組成物(A’)及び硬化性樹脂組成物(B’)は、塗布性を良好とするためにE型粘度計で測定した25℃における粘度が60mPa・s以下であることが好ましく、30mPa・s以下であることがより好ましく、20mPa・s以下であることがさらに好ましく、15mPa・s以下であることが一層好ましく、12mPa・s以下であることが特に好ましい。なお、硬化性樹脂組成物の粘度は10mPa・s以上であることが好ましい。
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)を形成するための硬化性樹脂組成物(A’)及び硬化性樹脂組成物(B’)は、塗布性を良好とするためにE型粘度計で測定した25℃における粘度が60mPa・s以下であることが好ましく、30mPa・s以下であることがより好ましく、20mPa・s以下であることがさらに好ましく、15mPa・s以下であることが一層好ましく、12mPa・s以下であることが特に好ましい。なお、硬化性樹脂組成物の粘度は10mPa・s以上であることが好ましい。
<<積層フィルムの製造方法>>
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)(以下、両者を合わせて単に「硬化樹脂層」と記載する。)はいずれも、硬化性樹脂組成物、すなわち硬化させることができる性能を有する組成物を硬化させて形成することができる。例えば、硬化樹脂層は、硬化性樹脂組成物を基材フィルム上に塗布し硬化させて形成する。
より具体的には、基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化性樹脂組成物(A’)を塗布し硬化させて硬化樹脂層(A)を形成した後、その上に、硬化性樹脂組成物(B’)を塗布し硬化させて硬化樹脂層(B)を形成することで、本積層フィルムを製造することができる。この際、硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)の硬化を同時に行うようにしてもよい。
また、硬化樹脂層(A)を形成した後、一旦、フィルムをロール状に巻き取り、再度、フィルムを巻出して、硬化樹脂層(A)上に硬化性樹脂組成物(B’)を塗布し硬化させて硬化樹脂層(B)を形成してもよい。また、基材フィルム表面に硬化樹脂層(A)を形成した後、連続して、硬化性樹脂組成物(B’)を塗布し、硬化させて硬化樹脂層(B)を形成してもよい。なお、積層フィルムの製造方法はかかる方法に何ら限定されるものではない。
硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)(以下、両者を合わせて単に「硬化樹脂層」と記載する。)はいずれも、硬化性樹脂組成物、すなわち硬化させることができる性能を有する組成物を硬化させて形成することができる。例えば、硬化樹脂層は、硬化性樹脂組成物を基材フィルム上に塗布し硬化させて形成する。
より具体的には、基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化性樹脂組成物(A’)を塗布し硬化させて硬化樹脂層(A)を形成した後、その上に、硬化性樹脂組成物(B’)を塗布し硬化させて硬化樹脂層(B)を形成することで、本積層フィルムを製造することができる。この際、硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)の硬化を同時に行うようにしてもよい。
また、硬化樹脂層(A)を形成した後、一旦、フィルムをロール状に巻き取り、再度、フィルムを巻出して、硬化樹脂層(A)上に硬化性樹脂組成物(B’)を塗布し硬化させて硬化樹脂層(B)を形成してもよい。また、基材フィルム表面に硬化樹脂層(A)を形成した後、連続して、硬化性樹脂組成物(B’)を塗布し、硬化させて硬化樹脂層(B)を形成してもよい。なお、積層フィルムの製造方法はかかる方法に何ら限定されるものではない。
硬化性樹脂組成物を塗布する方法としては、例えば、エアドクターコート、ブレードコート、ロッドコート、バーコート、ナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート、トランスファロールコート、グラビアコート、キスロールコート、キャストコート、スプレーコート、カーテンコート、カレンダコート、押出コート等従来公知の塗布方法を用いることができる。
乾燥条件は、特に限定されず、室温付近で行ってもよいし、加熱により行ってもよく、例えば25~120℃程度、好ましくは50~100℃、より好ましくは60~90℃である。また、乾燥時間は、溶媒が十分に揮発できる限り特に限定されず、例えば10秒~30分程度、好ましくは15秒~10分程度である。
乾燥条件は、特に限定されず、室温付近で行ってもよいし、加熱により行ってもよく、例えば25~120℃程度、好ましくは50~100℃、より好ましくは60~90℃である。また、乾燥時間は、溶媒が十分に揮発できる限り特に限定されず、例えば10秒~30分程度、好ましくは15秒~10分程度である。
硬化性樹脂組成物の硬化方法は、硬化性樹脂組成物の硬化メカニズムに応じて適宜選択すればよく、硬化性樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物であれば加熱することで硬化させればよい。また、光硬化性樹脂組成物であればエネルギー線を照射して硬化させればよい。
本発明の積層フィルムにおいて、光硬化性樹脂組成物を硬化させる際に用いることのできる活性エネルギー線には、紫外線、電子線、X線、赤外線及び可視光線が含まれる。これらの活性エネルギー線のうち硬化性と樹脂劣化防止の観点から好ましいのは紫外線及び電子線である。
本発明の積層フィルムにおいて、光硬化性樹脂組成物を硬化させる際に用いることのできる活性エネルギー線には、紫外線、電子線、X線、赤外線及び可視光線が含まれる。これらの活性エネルギー線のうち硬化性と樹脂劣化防止の観点から好ましいのは紫外線及び電子線である。
硬化性樹脂組成物の硬化方法は、成形時間および生産性の観点、及び加熱による各部材の熱収縮及び熱劣化を防止できる観点などから、エネルギー線照射により硬化することが好ましい。エネルギー線の照射は、いずれの面側から行ってもよく、基材フィルム側から行ってもよいし、基材フィルムの反対側から行ってもよい。
本発明の積層フィルムを製造する際、硬化性樹脂組成物を紫外線照射により硬化させる場合には、種々の紫外線照射装置を用いることができ、その光源としてはキセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、LED-UVランプ等を使用することができる。紫外線の照射量(単位はmJ/cm2)は、50~3,000mJ/cm2であることが好ましく、硬化性樹脂組成物の硬化性、硬化物(硬化膜)の可撓性等の観点から100~1,000mJ/cm2であることがより好ましく、積層フィルムの平面性の観点から、100~500mJ/cm2であることがさらに好ましい。なお、紫外線の照射量は、各硬化工程で必要とされる(メタ)アクリロイル基の反応率に応じて適宜決定される。
特に積層フィルムを厳しい環境下で使用する場合には、紫外線の照射量を多くして、当該硬化性樹脂組成物の硬化物の表面硬度を調整することが好ましい。
本発明の積層フィルムを製造する際、硬化性樹脂組成物を紫外線照射により硬化させる場合には、種々の紫外線照射装置を用いることができ、その光源としてはキセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、LED-UVランプ等を使用することができる。紫外線の照射量(単位はmJ/cm2)は、50~3,000mJ/cm2であることが好ましく、硬化性樹脂組成物の硬化性、硬化物(硬化膜)の可撓性等の観点から100~1,000mJ/cm2であることがより好ましく、積層フィルムの平面性の観点から、100~500mJ/cm2であることがさらに好ましい。なお、紫外線の照射量は、各硬化工程で必要とされる(メタ)アクリロイル基の反応率に応じて適宜決定される。
特に積層フィルムを厳しい環境下で使用する場合には、紫外線の照射量を多くして、当該硬化性樹脂組成物の硬化物の表面硬度を調整することが好ましい。
また、本発明の積層フィルムを製造する際、硬化性樹脂組成物を電子線照射で硬化させる場合は、種々の電子線照射装置を使用することができる。電子線の照射量(Mrad)は、0.5~20Mradであることが好ましく、硬化性樹脂組成物の硬化性、硬化物の可撓性、基材の損傷防止等の観点から1~15Mradであることがより好ましい。なお、電子線の照射量は、各硬化工程で必要とされる(メタ)アクリロイル基の反応率に応じて適宜決定される。
<<積層フィルムの物性>>
(耐スチールウール性(耐SW性))
本積層フィルムは上述した構成を有するため、耐擦過性に優れている。耐擦過性は具体的には、耐スチールウール性(耐SW性)試験で評価することができる。本積層フィルムの表面硬度、具体的には、硬化樹脂層(B)表面の耐SW性はスチールウール2000往復後のヘーズの変化率が小さい場合に、耐擦過性に優れていると評価できる。なお、耐スチールウール性(耐SW性)試験は、以下の方法で実施される。まず、硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角(面積4cm2)で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000往復摩擦し、硬化樹脂層(B)表面の傷の有無を目視で確認する。その際に、摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定する。初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの2000往復後のフィルムヘーズの変化率を算出し、変化率が1%未満の場合に耐擦過性に優れていると評価する。
変化率(%)=(摩擦後フィルムヘーズ-初期フィルムヘーズ)/初期のフィルムヘーズ×100
(耐スチールウール性(耐SW性))
本積層フィルムは上述した構成を有するため、耐擦過性に優れている。耐擦過性は具体的には、耐スチールウール性(耐SW性)試験で評価することができる。本積層フィルムの表面硬度、具体的には、硬化樹脂層(B)表面の耐SW性はスチールウール2000往復後のヘーズの変化率が小さい場合に、耐擦過性に優れていると評価できる。なお、耐スチールウール性(耐SW性)試験は、以下の方法で実施される。まず、硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角(面積4cm2)で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000往復摩擦し、硬化樹脂層(B)表面の傷の有無を目視で確認する。その際に、摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定する。初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの2000往復後のフィルムヘーズの変化率を算出し、変化率が1%未満の場合に耐擦過性に優れていると評価する。
変化率(%)=(摩擦後フィルムヘーズ-初期フィルムヘーズ)/初期のフィルムヘーズ×100
(水滴接触角)
本積層フィルムの硬化樹脂層側の水滴接触角は、100°以上であることが好ましく、105°以上であることがより好ましく、110°以上であることがさらに好ましい。
また、硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで1000回往復摩擦した後の、水滴接触角は、90°以上であることが好ましく、95°以上であることがより好ましく、100°以上であることがさらに好ましい。さらに、硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000回往復摩擦した後の、水滴接触角は、70°以上であることが好ましく、75°以上であることがより好ましく、80°以上であることがさらに好ましい。1000回もしくは2000回往復摩擦した後の水滴接触角が上記範囲内であることは、往復摩擦後においても所定以上の撥水性が維持されていることを示しており、硬化樹脂層の耐スチールウール性(耐SW性)が良好であることを示している。なお、積層フィルムの硬化樹脂層側の水滴接触角は、自動接触角計を用いて、積層フィルムの最表面(硬化樹脂層面)に水滴を滴下し、60秒経過後の接触角を測定した値である。
本積層フィルムの硬化樹脂層側の水滴接触角は、100°以上であることが好ましく、105°以上であることがより好ましく、110°以上であることがさらに好ましい。
また、硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで1000回往復摩擦した後の、水滴接触角は、90°以上であることが好ましく、95°以上であることがより好ましく、100°以上であることがさらに好ましい。さらに、硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000回往復摩擦した後の、水滴接触角は、70°以上であることが好ましく、75°以上であることがより好ましく、80°以上であることがさらに好ましい。1000回もしくは2000回往復摩擦した後の水滴接触角が上記範囲内であることは、往復摩擦後においても所定以上の撥水性が維持されていることを示しており、硬化樹脂層の耐スチールウール性(耐SW性)が良好であることを示している。なお、積層フィルムの硬化樹脂層側の水滴接触角は、自動接触角計を用いて、積層フィルムの最表面(硬化樹脂層面)に水滴を滴下し、60秒経過後の接触角を測定した値である。
(繰り返し折り曲げ性)
本積層フィルムは上述した構成を有するため、繰り返し折り曲げ性(耐屈曲性)に優れている。本基材フィルムの表面に、硬化樹脂層(A)および硬化樹脂層(B)を設け、硬化樹脂層(B)の構成を特定範囲に設計することにより、本基材フィルムは実用的な繰り返し折り曲げ特性を発揮することができる。繰り返し折り曲げ性(耐屈曲性)は、具体的には、以下の方法で評価できる。繰り返し折り曲げ試験は、折り曲げ試験機(ユアサシステム機器社製、DLDMLH-FS)を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で試験を行う。そして、内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認し、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定する。その際に20万回以上折り曲げても、クラックが生じない場合に繰り返し折り曲げ性(耐屈曲性)が良好であると評価できる。
本積層フィルムは上述した構成を有するため、繰り返し折り曲げ性(耐屈曲性)に優れている。本基材フィルムの表面に、硬化樹脂層(A)および硬化樹脂層(B)を設け、硬化樹脂層(B)の構成を特定範囲に設計することにより、本基材フィルムは実用的な繰り返し折り曲げ特性を発揮することができる。繰り返し折り曲げ性(耐屈曲性)は、具体的には、以下の方法で評価できる。繰り返し折り曲げ試験は、折り曲げ試験機(ユアサシステム機器社製、DLDMLH-FS)を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で試験を行う。そして、内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認し、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定する。その際に20万回以上折り曲げても、クラックが生じない場合に繰り返し折り曲げ性(耐屈曲性)が良好であると評価できる。
(全光線透過率)
本積層フィルムは、光学用途への適用を想定する場合、全光線透過率が85%以上であることが好ましく、86%以上であることがより好ましく、88%以上であることが特に好ましい。なお、本積層フィルムの全光線透過率の測定はヘーズメーターにて行う。測定方法の詳細は実施例記載の方法による。
本積層フィルムは、光学用途への適用を想定する場合、全光線透過率が85%以上であることが好ましく、86%以上であることがより好ましく、88%以上であることが特に好ましい。なお、本積層フィルムの全光線透過率の測定はヘーズメーターにて行う。測定方法の詳細は実施例記載の方法による。
(フィルムヘーズ)
本積層フィルムは、光学用途への適用を想定する場合、フィルムヘーズが1.0%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。なお、本積層フィルムのフィルムヘーズはヘーズメーターにて測定する。測定方法の詳細は実施例記載の方法による。
本積層フィルムは、光学用途への適用を想定する場合、フィルムヘーズが1.0%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。なお、本積層フィルムのフィルムヘーズはヘーズメーターにて測定する。測定方法の詳細は実施例記載の方法による。
(干渉縞)
本積層フィルムは上述した構成を有するため、干渉縞の発生が抑制されている。干渉縞は、500~600nmの光線反射率の振れ幅により評価することができる。500~600nmの光線反射率の振れ幅は1.1%未満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く、0.6%未満であることが特に好ましい。500~600nmの光線反射率の振れ幅を上記範囲内とすることで干渉縞が見えにくいフィルムを得ることができる。なお、500~600nmの光線反射率の振れ幅とは、波長500~600nmの光線の反射シミュレーションにおける反射率の振れ幅である。
本積層フィルムは上述した構成を有するため、干渉縞の発生が抑制されている。干渉縞は、500~600nmの光線反射率の振れ幅により評価することができる。500~600nmの光線反射率の振れ幅は1.1%未満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く、0.6%未満であることが特に好ましい。500~600nmの光線反射率の振れ幅を上記範囲内とすることで干渉縞が見えにくいフィルムを得ることができる。なお、500~600nmの光線反射率の振れ幅とは、波長500~600nmの光線の反射シミュレーションにおける反射率の振れ幅である。
<<積層フィルムの特徴及び用途>>
上述したとおり、本積層フィルムは、実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れ、かつ干渉縞の見えにくい積層フィルムである。本積層フィルムにおいては、高度なレベルで表面硬度(耐SW性で例えば2000往復以上)と繰り返し折り曲げ性(屈曲耐久性、内曲げ、R=1.5の条件下、20万回屈曲できること)が両立されている。これらの効果は、硬化樹脂層(B)の組成を調整することにより、本積層フィルム屈曲時に加わる、硬化樹脂層(B)内への応力伝搬を低減することが可能になることに起因するものと推察される。
上述したとおり、本積層フィルムは、実用的な繰返し折曲げ特性および耐擦過性に優れ、かつ干渉縞の見えにくい積層フィルムである。本積層フィルムにおいては、高度なレベルで表面硬度(耐SW性で例えば2000往復以上)と繰り返し折り曲げ性(屈曲耐久性、内曲げ、R=1.5の条件下、20万回屈曲できること)が両立されている。これらの効果は、硬化樹脂層(B)の組成を調整することにより、本積層フィルム屈曲時に加わる、硬化樹脂層(B)内への応力伝搬を低減することが可能になることに起因するものと推察される。
また、上記のような硬化樹脂層(B)を用いれば、使用する基材フィルムの引張弾性率を極端に大きくする必要がない。
従来、表面硬度の高い表面層を有する積層フィルムにおいて、目標とする表面硬度を所望するレベル(耐SW性で例えば2000往復以上)に設計する際、必要に応じて、使用している基材フィルムを構成する原料の構造設計から見直して、引張弾性率をさらに大きくしなければならなかった。
これに対し、上記のような硬化樹脂層(B)の構成を用いれば、市場に流通している汎用の基材フィルムを適宜選択することも可能であり、基材フィルム選択の面で自由度が増す利点がある。また、本実施形態においては、硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)との間に他の層を設けてもよい。
従来、表面硬度の高い表面層を有する積層フィルムにおいて、目標とする表面硬度を所望するレベル(耐SW性で例えば2000往復以上)に設計する際、必要に応じて、使用している基材フィルムを構成する原料の構造設計から見直して、引張弾性率をさらに大きくしなければならなかった。
これに対し、上記のような硬化樹脂層(B)の構成を用いれば、市場に流通している汎用の基材フィルムを適宜選択することも可能であり、基材フィルム選択の面で自由度が増す利点がある。また、本実施形態においては、硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)との間に他の層を設けてもよい。
本積層フィルムは、優れた耐擦過性と、実用的な繰り返し折り曲げ性を備えており、さらには、透明性を得ることもできることから、表面保護用、ディスプレイ用、その中でも特に前面板用などの用途に好ましく用いることができる。例えば表面保護フィルム、中でもディスプレイ用の表面保護フィルム、その中でも、フレキシブルディスプレイ用の表面保護フィルムとして好適に用いることができる。但し、本積層フィルムの用途をこれらの用途に限定するものではない。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。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。
<評価方法>
実施例で用いた測定法及び評価方法は次のとおりである。
実施例で用いた測定法及び評価方法は次のとおりである。
(1)硬化樹脂層の膜厚測定方法
各積層フィルムを、ガラス製スライドガラス上に東亜合成社製「アロンアルファシリーズ」を用いて接着し、SAICS(サイカス)用サンプルとした。得られたSAICS用サンプルを、サイカス(ダイプラ・ウィンテス社製DN-01型)にセットして、あらかじめダイヤ刃先で、300μm幅、深さ1μmの切れ込みを入れた。切れ込みには、V角寸法80°、スクイ角5°、ニゲ角5°の単結晶ダイヤモンド刃を用いて行った。測定はあらかじめ300μm幅の切れ込みを入れたサンプルに、幅300μmのボラゾン切刃をセットして、任意の深さ、水平速度1μm/s、垂直速度0.5μm/sで、各硬化樹脂層の膜厚を測定した。測定には、刃幅寸法0.3mm、スクイ角20°、ニゲ角10°の窒化ホウ素製刃を使用した。垂直変位位置および切削力から材料強度を測定し各層の厚みを算定した。
各積層フィルムを、ガラス製スライドガラス上に東亜合成社製「アロンアルファシリーズ」を用いて接着し、SAICS(サイカス)用サンプルとした。得られたSAICS用サンプルを、サイカス(ダイプラ・ウィンテス社製DN-01型)にセットして、あらかじめダイヤ刃先で、300μm幅、深さ1μmの切れ込みを入れた。切れ込みには、V角寸法80°、スクイ角5°、ニゲ角5°の単結晶ダイヤモンド刃を用いて行った。測定はあらかじめ300μm幅の切れ込みを入れたサンプルに、幅300μmのボラゾン切刃をセットして、任意の深さ、水平速度1μm/s、垂直速度0.5μm/sで、各硬化樹脂層の膜厚を測定した。測定には、刃幅寸法0.3mm、スクイ角20°、ニゲ角10°の窒化ホウ素製刃を使用した。垂直変位位置および切削力から材料強度を測定し各層の厚みを算定した。
(2)フィルムヘーズ
JIS K 7136:2000に準拠し、村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM-150を使用して、各積層フィルムのフィルムヘーズを測定した。判定基準は以下の通りである。
(判定基準)
○:1.0%以下
△:1.0%を超えて1.5%未満
×:1.5%以上
JIS K 7136:2000に準拠し、村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM-150を使用して、各積層フィルムのフィルムヘーズを測定した。判定基準は以下の通りである。
(判定基準)
○:1.0%以下
△:1.0%を超えて1.5%未満
×:1.5%以上
(3)基材フィルムのリターデーション(Re)
基材フィルムのリターデーション(Re)の測定には、王子計測機器(株)製「位相差測定装置(KOBRA-21ADH)」を用いた。フィルム幅方向における中央部から、フィルム幅方向に10cmの間隔で、3.5cm×3.5cmのサンプルを切り出し、フィルム幅方向が本測定装置にて定義されている角度が0°となるように装置に設置し、入射角0°設定における波長590nmの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)を測定した。
各基材フィルムサンプルより得られたリターデーションの最大値と最小値の差を算出し、最大値および最小値を得たフィルムサンプル(3.5cm×3.5cmのサンプル)における位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)でその差を除算したものを「進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量(ΔRe)」として算出した。
進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量(nm/m)=(リターデーションの最大値-リターデーションの最小値)/最大値位置と最小値位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)
基材フィルムのリターデーション(Re)の測定には、王子計測機器(株)製「位相差測定装置(KOBRA-21ADH)」を用いた。フィルム幅方向における中央部から、フィルム幅方向に10cmの間隔で、3.5cm×3.5cmのサンプルを切り出し、フィルム幅方向が本測定装置にて定義されている角度が0°となるように装置に設置し、入射角0°設定における波長590nmの進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)を測定した。
各基材フィルムサンプルより得られたリターデーションの最大値と最小値の差を算出し、最大値および最小値を得たフィルムサンプル(3.5cm×3.5cmのサンプル)における位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)でその差を除算したものを「進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量(ΔRe)」として算出した。
進相軸方向(幅方向)のリターデーション(Re)の変化量(nm/m)=(リターデーションの最大値-リターデーションの最小値)/最大値位置と最小値位置の進相軸方向(幅方向)の距離(m)
(4)スチールウール(耐SW性)試験(耐擦過性)
硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで往復摩擦し、硬化樹脂層(B)表面の傷の有無を目視で確認した。また摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定した。硬化樹脂層(B)の表面に目視で確認できる傷が無く、初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの2000往復後のフィルムヘーズの変化率を確認し、下記判定基準により判定した。なお、ヘーズの変化率は、以下の式で算出した。
変化率(%)=(摩耗後フィルムヘーズ-初期フィルムヘーズ)/初期のフィルムヘーズ×100
(判定基準)
A:変化率が1%未満
B:変化率が1%以上
硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機(大栄科学精器製作所社製、RT-300)にて#0000番のスチールウール(商品名:BONSTAR、日本スチールウール社製)を用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで往復摩擦し、硬化樹脂層(B)表面の傷の有無を目視で確認した。また摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定した。硬化樹脂層(B)の表面に目視で確認できる傷が無く、初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの2000往復後のフィルムヘーズの変化率を確認し、下記判定基準により判定した。なお、ヘーズの変化率は、以下の式で算出した。
変化率(%)=(摩耗後フィルムヘーズ-初期フィルムヘーズ)/初期のフィルムヘーズ×100
(判定基準)
A:変化率が1%未満
B:変化率が1%以上
(5)屈曲耐久性
折り曲げ試験機(ユアサシステム機器社製、DLDMLH-FS)を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で試験を行い、該内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認した。そして、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定し、その結果をもとに下記判定基準により判定した。
(判定基準)
A:繰り返し折り曲げ回数が20万回以上
B:繰り返し折り曲げ回数が10万回超20万回未満
C:繰り返し折り曲げ回数が1000回超10万回以下
D:繰り返し折り曲げ回数が1000回以下
折り曲げ試験機(ユアサシステム機器社製、DLDMLH-FS)を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で試験を行い、該内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認した。そして、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定し、その結果をもとに下記判定基準により判定した。
(判定基準)
A:繰り返し折り曲げ回数が20万回以上
B:繰り返し折り曲げ回数が10万回超20万回未満
C:繰り返し折り曲げ回数が1000回超10万回以下
D:繰り返し折り曲げ回数が1000回以下
(6)硬化樹脂層の破断時伸び率
積層フィルムを幅10mm、長さ150mmの帯状に切り出し試験片を作製した。恒温恒湿槽付き引張試験機(インテスコ社製、201X型試験機)を用いて、上記試験片を初期チャック間距離が50mmとなるように引張試験機のチャックに挟んだ。そして、引張速度5m/分でサンプルを引っ張り、硬化樹脂層にクラックが入る変位を目視で確認し、伸び率を算出した。
伸び率(%)=(破断時長さ-初期長さ)/初期長さ×100
積層フィルムを幅10mm、長さ150mmの帯状に切り出し試験片を作製した。恒温恒湿槽付き引張試験機(インテスコ社製、201X型試験機)を用いて、上記試験片を初期チャック間距離が50mmとなるように引張試験機のチャックに挟んだ。そして、引張速度5m/分でサンプルを引っ張り、硬化樹脂層にクラックが入る変位を目視で確認し、伸び率を算出した。
伸び率(%)=(破断時長さ-初期長さ)/初期長さ×100
(7)全光線透過率
JIS K 7136:2000に準拠し、村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM-150を使用して、各積層フィルムの全光線透過率を測定した。
JIS K 7136:2000に準拠し、村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHM-150を使用して、各積層フィルムの全光線透過率を測定した。
(8)光線透過率
分光光度計(日立ハイテク社製、U-3900H)を用いて、各積層フィルムの380nm、400nmおよび500~600nmの各測定波長における光線透過率を測定した。
分光光度計(日立ハイテク社製、U-3900H)を用いて、各積層フィルムの380nm、400nmおよび500~600nmの各測定波長における光線透過率を測定した。
(9)絶対反射率
積層フィルムの硬化樹脂層が積層されていない面側に黒色テープ(3M製、Scotch117)を貼りつけ、分光光度計(日立ハイテク社製、U-3900H)を用いて硬化樹脂層面側の550nmの波長における絶対反射率を測定した。
絶対反射率は、基準板を使用せずに、光源からの光を直接測定した光の量に対する、積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量の比率で算出した。
絶対反射率(%)=積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量/使用する光の量×100
積層フィルムの硬化樹脂層が積層されていない面側に黒色テープ(3M製、Scotch117)を貼りつけ、分光光度計(日立ハイテク社製、U-3900H)を用いて硬化樹脂層面側の550nmの波長における絶対反射率を測定した。
絶対反射率は、基準板を使用せずに、光源からの光を直接測定した光の量に対する、積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量の比率で算出した。
絶対反射率(%)=積層フィルムの硬化樹脂層面で反射した光の量/使用する光の量×100
(10)干渉縞
積層フィルムの硬化樹脂層が積層されていない面側に黒色テープ(3M製、Scotch117)を貼りつけたフィルム積層体において、3波長蛍光灯下で硬化樹脂層側から目視により干渉縞を確認して、以下の基準で評価した。なお、500~600nmの光線透過率の振れ幅とは、波長500~600nmの光線の反射シミュレーションにおける反射率の振れ幅である。
(判定基準)
A:干渉縞がほとんど見えない(特に良好)
(500~600nmの光線透過率の振れ幅で0.6%未満)
B:干渉縞が見え難い(良好)
(500~600nmの光線透過率の振れ幅で0.6%以上、1.1%未満)
C:干渉縞が見える(やや不良)
(500~600nmの光線透過率の振れ幅で1.1%以上)
積層フィルムの硬化樹脂層が積層されていない面側に黒色テープ(3M製、Scotch117)を貼りつけたフィルム積層体において、3波長蛍光灯下で硬化樹脂層側から目視により干渉縞を確認して、以下の基準で評価した。なお、500~600nmの光線透過率の振れ幅とは、波長500~600nmの光線の反射シミュレーションにおける反射率の振れ幅である。
(判定基準)
A:干渉縞がほとんど見えない(特に良好)
(500~600nmの光線透過率の振れ幅で0.6%未満)
B:干渉縞が見え難い(良好)
(500~600nmの光線透過率の振れ幅で0.6%以上、1.1%未満)
C:干渉縞が見える(やや不良)
(500~600nmの光線透過率の振れ幅で1.1%以上)
(11)水滴接触角
自動接触角計(Data Physics社製、型式OCA20)を用いて、積層フィルムの最表面(硬化樹脂層面)に水滴を滴下し、60秒経過後の接触角を測定した。
測定は、上記スチールウール試験に記載の方法で1000往復摩擦した後、2000往復摩擦した後、スチールウール試験前について行った。結果を表1に示す。
自動接触角計(Data Physics社製、型式OCA20)を用いて、積層フィルムの最表面(硬化樹脂層面)に水滴を滴下し、60秒経過後の接触角を測定した。
測定は、上記スチールウール試験に記載の方法で1000往復摩擦した後、2000往復摩擦した後、スチールウール試験前について行った。結果を表1に示す。
実施例及び比較例において使用した各種材料は、以下のようにして準備したものである。
<ポリエステル原料>
(PET-A)
固相重合したホモポリエチレンテレフタレート(Ti重合触媒使用)
(PET-B)
ホモポリエチレンテレフタレート(Sb重合触媒使用)
(PET-C)
ホモポリエチレンテレフタレート(Ti重合触媒使用)に、平均粒径2.3μmのシリカ粒子を5質量%配合したマスターバッチ
(PET-D)
ホモポリエチレンテレフタレート(Sb重合触媒使用)に、紫外線吸収剤(サンケミカル社製、サイアソーブ3638F)を10質量%配合したマスターバッチ
(PET-E)
ホモポリエチレンテレフタレート(Sb重合触媒使用)に、平均粒径2.3μmのシリカ粒子を2質量%配合したマスターバッチ
(PET-A)
固相重合したホモポリエチレンテレフタレート(Ti重合触媒使用)
(PET-B)
ホモポリエチレンテレフタレート(Sb重合触媒使用)
(PET-C)
ホモポリエチレンテレフタレート(Ti重合触媒使用)に、平均粒径2.3μmのシリカ粒子を5質量%配合したマスターバッチ
(PET-D)
ホモポリエチレンテレフタレート(Sb重合触媒使用)に、紫外線吸収剤(サンケミカル社製、サイアソーブ3638F)を10質量%配合したマスターバッチ
(PET-E)
ホモポリエチレンテレフタレート(Sb重合触媒使用)に、平均粒径2.3μmのシリカ粒子を2質量%配合したマスターバッチ
<基材フィルム>
(基材フィルムPET1)
表層として、PET-Aを94質量%、PET-Cを6質量%の割合で混合した原料を用いた。
中間層として、PET-Bを75質量%、PET-Dを25質量%の割合で混合した原料を用いた。
(基材フィルムPET1)
表層として、PET-Aを94質量%、PET-Cを6質量%の割合で混合した原料を用いた。
中間層として、PET-Bを75質量%、PET-Dを25質量%の割合で混合した原料を用いた。
(基材フィルムPET2)
表層として、PET-Bを90質量%、PET-Eを10質量%の割合で混合した原料を用いた。
中間層として、PET-Bを100質量%の原料を用いた。
表層として、PET-Bを90質量%、PET-Eを10質量%の割合で混合した原料を用いた。
中間層として、PET-Bを100質量%の原料を用いた。
<硬化性樹脂組成物(A’)>
(硬化性樹脂組成物(A’1))
下記化合物をa1:a2:b1:b2:c1:c2=55:17.5:5:15:2.5:5(固形分の質量%)で混合した。
((バインダー樹脂))
(a1)下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4-ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(mol%)
(a2)下記組成で共重合した、縮合多環式芳香族を有するポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6-ナフタレンジカルボン酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(mol%)
((架橋剤))
(b1)エポキシ化合物であるポリグリセロールポリグリシジルエーテル
(b2)オキサゾリン基含有アクリルポリマー(株式会社日本触媒製「エポクロス」(登録商標) オキサゾリン基量7.7mmol/g)
((粒子))
(c1)平均粒径70nmのシリカ粒子
(c2)平均粒径20nmのジルコニアゾル
(硬化性樹脂組成物(A’1))
下記化合物をa1:a2:b1:b2:c1:c2=55:17.5:5:15:2.5:5(固形分の質量%)で混合した。
((バインダー樹脂))
(a1)下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4-ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(mol%)
(a2)下記組成で共重合した、縮合多環式芳香族を有するポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6-ナフタレンジカルボン酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(mol%)
((架橋剤))
(b1)エポキシ化合物であるポリグリセロールポリグリシジルエーテル
(b2)オキサゾリン基含有アクリルポリマー(株式会社日本触媒製「エポクロス」(登録商標) オキサゾリン基量7.7mmol/g)
((粒子))
(c1)平均粒径70nmのシリカ粒子
(c2)平均粒径20nmのジルコニアゾル
(硬化性樹脂組成物(A’2))
下記化合物をa2:a3:b1:b2:b3=60:10:10:10:10(固形分の質量%)で混合した。
((バインダー樹脂))
(a2)下記の組成で共重合した、縮合多環構造を有するポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6-ナフタレンジカルボン酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(mol%)
(a3)下記の組成で重合した、アクリル樹脂水分散体
エチルアクリレート/n-ブチルアクリレート/メチルメタクリレート/N-メチロールアクリルアミド/アクリル酸=65/21/10/2/2(質量%)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
((架橋剤))
(b3)ヘキサメトキシメチロール化メラミン
(b4)水溶性ポリグリセロールポリグリシジルエーテル
(b5)オキサゾリン基含有アクリルポリマー(株式会社日本触媒製「エポクロス」(登録商標) オキサゾリン基量4.5mmol/g)
下記化合物をa2:a3:b1:b2:b3=60:10:10:10:10(固形分の質量%)で混合した。
((バインダー樹脂))
(a2)下記の組成で共重合した、縮合多環構造を有するポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6-ナフタレンジカルボン酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(mol%)
(a3)下記の組成で重合した、アクリル樹脂水分散体
エチルアクリレート/n-ブチルアクリレート/メチルメタクリレート/N-メチロールアクリルアミド/アクリル酸=65/21/10/2/2(質量%)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
((架橋剤))
(b3)ヘキサメトキシメチロール化メラミン
(b4)水溶性ポリグリセロールポリグリシジルエーテル
(b5)オキサゾリン基含有アクリルポリマー(株式会社日本触媒製「エポクロス」(登録商標) オキサゾリン基量4.5mmol/g)
<硬化性樹脂組成物(B’)>
(硬化性樹脂組成物(B’1))
100質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV1700B」)に、環状シロキサン骨格とパーフルオロエーテル構造とを有するフッ素化合物(信越化学製 KY1203)0.5質量部と、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’1)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’1)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’1)の硬化物である硬化樹脂層(B1)の屈折率は1.53であった。
(硬化性樹脂組成物(B’1))
100質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV1700B」)に、環状シロキサン骨格とパーフルオロエーテル構造とを有するフッ素化合物(信越化学製 KY1203)0.5質量部と、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’1)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’1)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’1)の硬化物である硬化樹脂層(B1)の屈折率は1.53であった。
(硬化性樹脂組成物(B’2))
100質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV1700B」)に、ウレタンアクリレート骨格を有する化合物(DIC製 RS-90)0.5質量部と、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’2)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’2)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’2)の硬化物である硬化樹脂層(B2)の屈折率は1.53であった。
100質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV1700B」)に、ウレタンアクリレート骨格を有する化合物(DIC製 RS-90)0.5質量部と、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’2)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’2)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’2)の硬化物である硬化樹脂層(B2)の屈折率は1.53であった。
(硬化性樹脂組成物(B’3))
100質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV1700B」)に、長鎖シロキサン骨格含有のフッ素化合物(DIC製 RS-58)0.5質量部と、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’3)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’3)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’3)の硬化物である硬化樹脂層(B3)の屈折率は1.53であった。
100質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV1700B」)に、長鎖シロキサン骨格含有のフッ素化合物(DIC製 RS-58)0.5質量部と、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’3)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’3)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’3)の硬化物である硬化樹脂層(B3)の屈折率は1.53であった。
(硬化性樹脂組成物(B’4))
60質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV-1700B」)に、微細アルミナ粒子(表面修飾ナノ粒子、CIKナノテック社製 ALMIBK-M114、平均粒径13nm)40質量部、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部、及びレベリング剤(DIC社製 メガファック「RS-90」)0.5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’4)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’4)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’4)の硬化物である硬化樹脂層(B4)の屈折率は1.56であった。
60質量部のウレタンアクリレート(三菱ケミカル社製 紫光「UV-1700B」)に、微細アルミナ粒子(表面修飾ナノ粒子、CIKナノテック社製 ALMIBK-M114、平均粒径13nm)40質量部、光重合開始剤(IGM Resins B.V製 Omnirad127)5質量部、及びレベリング剤(DIC社製 メガファック「RS-90」)0.5質量部を加えて硬化性樹脂組成物(B’4)を調製した。当該硬化性樹脂組成物(B’4)のウレタンアクリレートの質量平均分子量は2,000であり、上記で調製した硬化性樹脂組成物(B’4)の硬化物である硬化樹脂層(B4)の屈折率は1.56であった。
[実施例1]
上記基材フィルムPET1における表層および中間層の原料をそれぞれ別個の溶融押出機に投入し、それぞれの押出温度を280℃として共押出し、25℃に冷却したキャスティングドラム上で冷却固化させることで、2種3層(表層/中間層/表層=3/59/3の吐出量(質量比))の無配向シート(未延伸シート)を得た。
次いで、ロール延伸機で機械方向(縦方向)に80℃で3.3倍に延伸し、上述した硬化性樹脂組成物(A’1)を塗布厚み(乾燥後)が0.04g/m2になるように塗布した後、更にテンター内にて、幅方向に110℃で3.5倍に延伸した。最後に200℃で熱処理を行い、横方向に5%弛緩した。このようにして、硬化樹脂層(A1)を有し、かつ厚みが65μm(各表層:3μm、中間層:59μm)の積層ポリエステルフィルム(基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1))を得た。
上記基材フィルムPET1における表層および中間層の原料をそれぞれ別個の溶融押出機に投入し、それぞれの押出温度を280℃として共押出し、25℃に冷却したキャスティングドラム上で冷却固化させることで、2種3層(表層/中間層/表層=3/59/3の吐出量(質量比))の無配向シート(未延伸シート)を得た。
次いで、ロール延伸機で機械方向(縦方向)に80℃で3.3倍に延伸し、上述した硬化性樹脂組成物(A’1)を塗布厚み(乾燥後)が0.04g/m2になるように塗布した後、更にテンター内にて、幅方向に110℃で3.5倍に延伸した。最後に200℃で熱処理を行い、横方向に5%弛緩した。このようにして、硬化樹脂層(A1)を有し、かつ厚みが65μm(各表層:3μm、中間層:59μm)の積層ポリエステルフィルム(基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1))を得た。
上記積層フィルムの硬化樹脂層(A1)を被覆するように、上記のように調製した硬化性樹脂組成物(B’1)を、バーコーターで塗布厚み(乾燥後)が5μmになるように塗布した。90℃で1min加熱して乾燥させた後、積算光量で400mJ/cm2の紫外線照射を窒素雰囲気下で施して硬化性樹脂組成物(B’1)を硬化させ、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B1)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
[比較例1]
実施例1において、硬化性樹脂組成物(B’1)を上記のように調製した硬化性樹脂組成物(B’2)に変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B2)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
実施例1において、硬化性樹脂組成物(B’1)を上記のように調製した硬化性樹脂組成物(B’2)に変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B2)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
[比較例2]
実施例1において、硬化性樹脂組成物(B’1)を硬化性樹脂組成物(B’3)に変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B3)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
実施例1において、硬化性樹脂組成物(B’1)を硬化性樹脂組成物(B’3)に変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B3)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
[比較例3]
実施例1において、基材フィルムPET1を以下の基材フィルムPET2に変更し、実施例1における積層ポリエステルフィルムを以下で得た積層ポリエステルフィルムに変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET2/硬化樹脂層(A2)/硬化樹脂層(B1)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
実施例1において、基材フィルムPET1を以下の基材フィルムPET2に変更し、実施例1における積層ポリエステルフィルムを以下で得た積層ポリエステルフィルムに変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET2/硬化樹脂層(A2)/硬化樹脂層(B1)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
<基材フィルムPET2>
基材フィルムPET1における表層および中間層の原料をそれぞれ別個の溶融押出機に投入し、それぞれの押出温度を285℃として共押出し、40℃に冷却したキャスティングドラム上で冷却固化させることで、2種3層(表層/中間層/表層=1/8/1の吐出量(質量比))の無配向シート(未延伸シート)を得た。
次いで、ロール延伸機で機械方向(縦方向)に85℃で3.4倍に延伸し、上述した硬化性樹脂組成物(A’2)を塗布厚み(乾燥後)が0.1g/m2になるように塗布した後、更にテンター内にて、幅方向に110℃で4.3倍に延伸した。最後に235℃で熱処理を行い、横方向に2%弛緩した。このようにして、硬化樹脂層(A2)を有し、かつ厚みが50μm(各表層:5μm、中間層:40μm)の積層ポリエステルフィルム(基材フィルムPET2/硬化樹脂層(A2))を得た。
基材フィルムPET1における表層および中間層の原料をそれぞれ別個の溶融押出機に投入し、それぞれの押出温度を285℃として共押出し、40℃に冷却したキャスティングドラム上で冷却固化させることで、2種3層(表層/中間層/表層=1/8/1の吐出量(質量比))の無配向シート(未延伸シート)を得た。
次いで、ロール延伸機で機械方向(縦方向)に85℃で3.4倍に延伸し、上述した硬化性樹脂組成物(A’2)を塗布厚み(乾燥後)が0.1g/m2になるように塗布した後、更にテンター内にて、幅方向に110℃で4.3倍に延伸した。最後に235℃で熱処理を行い、横方向に2%弛緩した。このようにして、硬化樹脂層(A2)を有し、かつ厚みが50μm(各表層:5μm、中間層:40μm)の積層ポリエステルフィルム(基材フィルムPET2/硬化樹脂層(A2))を得た。
[比較例4]
実施例1において、硬化性樹脂組成物(B’1)を硬化性樹脂組成物(B’4)に変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B4)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
実施例1において、硬化性樹脂組成物(B’1)を硬化性樹脂組成物(B’4)に変更した以外は、実施例1と同様にして製造し、基材フィルムPET1/硬化樹脂層(A1)/硬化樹脂層(B4)の積層構成からなる積層フィルムを得た。
<評価結果>
上記実施例及び比較例で得られた、各積層フィルムの特性を下記表1に示す。
上記実施例及び比較例で得られた、各積層フィルムの特性を下記表1に示す。
<考察>
上記実施例及び比較例の結果から、基材フィルムの表面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層した構成を備えており、硬化樹脂層(A)が(a)バインダーとして縮合多環式芳香族構造を有する化合物、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、硬化樹脂層(B)が(X)ウレタンアクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物であることにより、柔軟性を有しながらも、高度なレベルで耐擦過性(耐SW性で例えば初期のフィルムヘーズからの変化が1%未満である往復数が2000回以上)と、繰り返し折り曲げ性(R=1.5の条件下、20万回屈曲できること)との両立が可能であり、接触角も高く、さらに低干渉性にも優れることがわかる。
これに対し、比較例1、比較例2及び比較例4のように(X)ウレタンアクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含まない硬化樹脂層を設けるだけでは、所望する耐擦過性、繰り返し折り曲げ性を両立させるのが困難であることがわかる。なお、比較例4より硬化性樹脂組成物(B’)に粒子を含有させても所望する耐擦過性は得られないことがわかる。
また、硬化性樹脂組成物(A’)に粒子を含まない比較例3では十分な低干渉性を有しないことがわかる。
このような差異が生じる要因は、硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)の構成によるものと推察される。硬化樹脂層(A)の組成により、主に基材フィルムとの光干渉が小さくなることで干渉縞が見えにくくなる。そして、光干渉に影響を与えにくいように予め、屈折率を調整した(本願実施例では屈折率1.53狙い)、硬化樹脂層(B)の構成を採用することで、所望する耐擦過性と繰り返し折り曲げ性との両立が可能となる。
上記実施例及び比較例の結果から、基材フィルムの表面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層した構成を備えており、硬化樹脂層(A)が(a)バインダーとして縮合多環式芳香族構造を有する化合物、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、硬化樹脂層(B)が(X)ウレタンアクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物であることにより、柔軟性を有しながらも、高度なレベルで耐擦過性(耐SW性で例えば初期のフィルムヘーズからの変化が1%未満である往復数が2000回以上)と、繰り返し折り曲げ性(R=1.5の条件下、20万回屈曲できること)との両立が可能であり、接触角も高く、さらに低干渉性にも優れることがわかる。
これに対し、比較例1、比較例2及び比較例4のように(X)ウレタンアクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含まない硬化樹脂層を設けるだけでは、所望する耐擦過性、繰り返し折り曲げ性を両立させるのが困難であることがわかる。なお、比較例4より硬化性樹脂組成物(B’)に粒子を含有させても所望する耐擦過性は得られないことがわかる。
また、硬化性樹脂組成物(A’)に粒子を含まない比較例3では十分な低干渉性を有しないことがわかる。
このような差異が生じる要因は、硬化樹脂層(A)と硬化樹脂層(B)の構成によるものと推察される。硬化樹脂層(A)の組成により、主に基材フィルムとの光干渉が小さくなることで干渉縞が見えにくくなる。そして、光干渉に影響を与えにくいように予め、屈折率を調整した(本願実施例では屈折率1.53狙い)、硬化樹脂層(B)の構成を採用することで、所望する耐擦過性と繰り返し折り曲げ性との両立が可能となる。
従来、耐SW性の高い表面層を有する積層フィルムにおいては、目標とする耐SW性を所望するレベル(例えば2000回以上など)に設計する際、必要に応じて、使用している基材フィルムについて構成する原料の構造設計から見直して、引張弾性率をさらに大きくするなどの検討がなされていた。
これに対し、硬化樹脂層(A)や硬化樹脂層(B)を特定の構成とすれば、市場に流通している汎用の基材フィルムを適宜選択することも可能であり、基材フィルム選択の面で自由度が増す利点が得られる。
これに対し、硬化樹脂層(A)や硬化樹脂層(B)を特定の構成とすれば、市場に流通している汎用の基材フィルムを適宜選択することも可能であり、基材フィルム選択の面で自由度が増す利点が得られる。
本発明の積層フィルムは高度なレベルにおいて、耐擦過性(耐SW性評価で例えば2000回以上)及び繰り返し折り曲げ性(内曲げ、R=1.5の条件下、20万回屈曲できること)が良好であり、各種表面保護用フィルムとして適用可能である。その中でも特にフレキシブル性が必要とされるディスプレイ用部材(表面保護フィルムなど)などの光学用途に好適に利用することができる。
2 基材フィルム
4 硬化樹脂層(A)
6 硬化樹脂層(B)
10 積層フィルム
4 硬化樹脂層(A)
6 硬化樹脂層(B)
10 積層フィルム
Claims (18)
- 基材フィルムの少なくとも一方の面に、硬化樹脂層(A)及び硬化樹脂層(B)が順次積層された構成を備えており、
前記硬化樹脂層(A)が(a)バインダー、(b)架橋剤及び(c)粒子を含む硬化性樹脂組成物(A’)の硬化物であり、
前記硬化樹脂層(B)が(X)ウレタン(メタ)アクリレート及び(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物を含む硬化性樹脂組成物(B’)の硬化物であり、
前記(a)バインダーが縮合多環式芳香族構造を有する化合物を含む、積層フィルム。 - 前記(Y)環状シロキサン骨格を有する化合物が、パーフルオロエーテル構造を有するフッ素化合物である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記硬化樹脂層(B)の表面において、下記耐スチールウール性試験を実施した場合、2000往復後のフィルムヘーズの変化率が1%未満である、請求項1に記載の積層フィルム;
(耐スチールウール性試験)
硬化樹脂層(B)の最表面を摩擦試験機にて#0000番のスチールウールを用いて、2cm角で1kg荷重をかけながら、速度50mm/secで2000往復摩擦し、摩擦前後の積層フィルムのヘーズ値を測定し、初期のフィルムヘーズ(摩擦前のフィルムヘーズ)からの変化率を算出する。
変化率(%)=(摩擦後フィルムヘーズ-初期フィルムヘーズ)/初期のフィルムヘーズ×100 - 以下の繰り返し折り曲げ試験における繰り返し折り曲げ回数が20万回以上である、請求項1に記載の積層フィルム;
(繰り返し折り曲げ試験)
折り曲げ試験機を用いて、積層フィルムの硬化樹脂層側が内側表面となるように最小半径R=1.5で折り曲げ試験を行い、内側表面における硬化樹脂層のクラック発生の有無を目視確認し、クラックが発生するまでの繰り返し折り曲げ回数を測定する。 - フィルムヘーズが1.0%以下である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記硬化樹脂層(A)及び前記硬化樹脂層(B)の破断時伸び率が0.5%以上である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記硬化樹脂層(B)表面の波長380nmの光線透過率が3%以下である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記基材フィルムが紫外線吸収剤を含む、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記(c)粒子が粒径の異なる2種類の粒子を含む、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記縮合多環式芳香族構造を有する化合物が縮合多環式芳香族構造を有するポリエステル樹脂である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記基材フィルムがポリエステルフィルムである、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記基材フィルムがポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムである、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときのリターデーション(Re)が1400nm以下である、請求項11に記載の積層フィルム。
- 前記ポリエステルフィルム面に対して波長590nmの光を0°の角度で入射させたときの進相軸方向のリターデーション(Re)の変化量が10nm以上600nm/m以下である、請求項11に記載の積層フィルム。
- 前記硬化樹脂層(B)の厚みが10.0μm以下である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 表面保護用である、請求項1~15の何れかに記載の積層フィルム。
- ディスプレイ用である、請求項16に記載の積層フィルム。
- 前面板用である、請求項17に記載の積層フィルム。
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JP2022106904 | 2022-07-01 | ||
JP2022106904 | 2022-07-01 |
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- 2023-07-03 JP JP2023109542A patent/JP2024007531A/ja active Pending
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