JP4206682B2

JP4206682B2 - 防眩ハードコートフィルム及びその製造方法

Info

Publication number: JP4206682B2
Application number: JP2002082381A
Authority: JP
Inventors: 貴之佐藤; 利彦畠田; 剛生鈴木
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2002370303A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードコートフィルムに関し、特にＣＲＴディスプレイやフラットパネルディスプレイ（液晶表示体、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等）の表面に用いる防眩フィルムとして適したハードコートフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラスチックフィルム等の透明支持体の表面にシリカ微粒子等及び電離放射線硬化型樹脂等からなるハードコート層を設け、防眩性、耐薬品性及び耐擦傷性の機能を付与したハードコートフィルムが種々提案されている。ハードコート層は一般に各種公知の塗工方法によって支持体表面に塗布し形成される。ワイヤーバーやロールなどによる後計量方式の塗工方式は製造条件を比較的管理しやすく、安定した塗工ができるため広く実用されている。
【０００３】
しかしながら、プレーンロールやナイフを用いない塗工法、例えば、バーやグラビアロール（彫刻ロール）等を用いた後計量の塗工法で製造した防眩ハードコートフィルムをディスプレイの最表に設置した場合、ディスプレイ表面にモアレと呼ばれる縞模様が発生し、表示が見づらくなるという問題があった。
特開平５−３４１１２３号公報にはハードコート層表面の凸部の平均高さが７μｍ以下であることを特徴とする防眩用偏光板が開示されているが、カラーフィルターを有するカラー液晶ディスプレイに使用した場合はまだ充分ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ディスプレイに組み込んだ場合においてもモアレが発生しない防眩ハードコートフィルム及びその製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記モアレに関して検討した結果、ワイヤーバーやグラビアロール等パターンを有する金属部材を用いて後計量する塗工法、すなわち、バー塗工法、グラビア塗工法、マイクログラビア塗工法等でハードコート層用塗料を支持体上に塗工した際に、塗料中の顔料粒子が金属部材のパターン状に配列すること、顔料粒子の配列とカラー液晶ディスプレイなど画素配列などとの相互作用でモアレが発生すること、及び顔料粒子の配列が弱くなるとモアレが発生しないことを見いだし、本発明に到達した。
【０００６】
即ち、本発明は（１）透明な支持体の少なくとも一方の面に顔料を含有するハードコート層を設けたディスプレイ用防眩ハードコートフィルムにおいて、ハードコート層の下に表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１による中心線平均粗さ）が０．０７〜０．１９μｍであるアンダーコート層を設けたことを特徴とする、モアレが発生しないディスプレイ用防眩ハードコートフィルム、（２）透明な支持体がトリアセチルセルロースフィルムである（１）に記載されたディスプレイ用防眩ハードコートフィルム、（３）透明な支持体の少なくとも一方の面に顔料と紫外線硬化型樹脂とを含有する組成物を塗工した後、紫外線を照射して第１層を形成し、その上に顔料と紫外線硬化型樹脂とを含有する組成物を塗工した後、紫外線を照射して第２層を形成するディスプレイ用防眩ハードコートフィルムの製造方法であって、第１層を形成する際、３６５ｎｍにおける積算光量が１５０ｍｊ／ｃｍ２を超え、４００ｍｊ／ｃｍ２未満となるように紫外線を照射することを特徴とする、モアレが発生しないディスプレイ用防眩ハードコートフィルムの製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に使用する透明な支持体は、透明なシ−ト又はフィルム状のものであれば特に制限はなく、例えばガラス製のものやプラスチックフィルムがあげられる。プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファンフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテルフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、アクリルフィルム等を挙げることが出来るが、液晶表示体においては、特に光学異方性が無いという特徴から液晶表示体に偏光板の部材として広く実用されている、トリアセチルセルロースフィルムを使用することが好ましい。
【０００８】
本発明ではハードコート層に防眩性を付与する目的で有機又は無機の顔料を含有する。これらの顔料はハードコート層用塗料に分散させることが出来るものであれば特に限定されるものではない。上記顔料としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機顔料の他、電離放射線硬化樹脂の透明性を損なわないように、電離放射線硬化型樹脂の屈折率に近い、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂等のポリマービーズも使用されるが、防眩性や解像性等の点からシリカ粒子が好ましい。顔料の大きさはハードコート層の厚さを考慮して適宜決定する。例えば、３〜１０μｍ厚の硬化被膜層を設ける場合には、粒子径１〜５μｍの顔料を用いると好ましい。ここで、顔料の平均二次粒径はコールター・カウンター法で測定した値である。この測定法は電解質溶液などの電気伝導性のある液中に懸濁させた粒子の体積と個数を電気的に検知して粒子径を測定する方法であり、粒子径の個数分布が得られる。
【０００９】
ハードコート層に含有される顔料の含有量は、充分な防眩性を得るために塗工層中に２〜２０重量％含有させることが好ましい。含有量が少ないと防眩効果を得ることができず、含有量が多いと塗膜の透明性が失われ、ディスプレイの表示が見づらくなる。
【００１０】
ハードコート層に使用する樹脂としては電離放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。電離放射線硬化型樹脂は、電子線又は紫外線等を照射することによって硬化する透明な樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂及びエポキシアクリレート系樹脂等の中から適宜選択することができる。
【００１１】
好ましいものとしては分子内に２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する紫外線硬化可能な多官能アクリレ−トからなるものがあげられる。分子内に２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する紫外線硬化可能な多官能アクリレ−トの具体例としては、（メタ）ネオペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト、（メタ）１、６ヘキサンジオ−ルジアクリレ−ト、（メタ）トリメチロ−ルプロパントリアクリレ−ト、（メタ）ジトリメチロ−ルプロパンテトラアクリレ−ト、（メタ）ペンタエリスリト−ルテトラアクリレ−ト、（メタ）ペンタエリスリト−ルトリアクリレ−ト、（メタ）ジペンタエリスリト−ルヘキサアクリレ−ト等のポリオ−ルポリアクリレ−ト、ビスフェノ−ルＡジグリシジルエ−テルのジアクリレ−ト、ネオペンチルグリコ−ルジグリシジルエ−テルのジアクリレ−ト、（メタ）１、６ヘキサンジオ−ルジグリシジルエ−テルのジアクリレ−トなどのエポキシ（メタ）アクリレ−ト、多価アルコ−ルと多価カルボン酸および／またはその無水物とアクリル酸とをエステル化することによって得ることが出来るポリエステル（メタ）アクリレ−ト、多価アルコ−ル、多価イソシアネ−ト及び水酸基含有アクリレ−トを反応させることによって得られるウレタンアクリレ−ト、ポリシロキサンポリアクリレ−ト等を擧げることができる。前記の重合性アクリレ−トは単独でもちいてもまたは２種以上混合して用いてもよく、その含有量はハ−ドコ−ト層用塗料の樹脂固形分に対して、好ましくは９５〜５０重量％である。尚、上記の多官能アクリレ−トの他にハ−ドコ−ト層用塗料の樹脂固形分に対して好ましくは１０重量％以下の２−ヒドロキシ（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレ−ト、グリシジル（メタ）アクリレ−ト等の単官能アクリレ−トを添加することもできる。
【００１２】
またハ−ドコ−ト層には硬度を調整する目的で使用される重合性オリゴマ−を添加することができる。このようなオリゴマ−としては、末端メタクリレ−トポリメチルメタクリレ−ト、末端スチリルポリメタクリレ−ト、末端メタクリレ−トポリスチレン、末端メタクリレ−トポリエチレングリコ−ル、末端メタクリレ−トアクリロニトリル−スチレン共重合体、末端メタクリレ−トスチレン−メチルメタクリレ−ト共重合体などのマクロモノマ−を擧げることができ、その含有量はハ−ドコ−ト用塗料中の樹脂固形分に対して、好ましくは５０〜５重量％である。
【００１３】
本発明では、ハードコート層に含有された顔料の配列を防止する目的でアンダーコート層の表面をＪＩＳＢ０６０１による中心線平均粗さ０．０７〜０．１９μｍにする。アンダー層表面の粗さが小さいとハードコート層中の顔料が配列し、モアレが生じる。また、粗さが大きいとハードコートフィルム全体の透明度がさがり、ディスプレイの表示が見づらくなる。特に好ましい中心線平均粗さの範囲は0.12〜0.16μｍである。
【００１４】
本発明のアンダーコート層の表面粗さはサンドブラスト加工や、エンボス加工等の処理で調整しても良いが、生産性の観点からは、アンダーコート層を樹脂と顔料を含有する組成物（塗料）を塗工して設け、顔料の配合量や層の厚さにより調整することが好ましい。
アンダーコート層の厚さは１．０〜１０μｍが好ましく、特に５．０μｍ以下であることが好ましい。一般に放射線硬化型樹脂は硬化時に収縮するため、アンダーコート層の厚さが大きい程、アンダーコート層を形成したフィルムのカールが大きくなる。カールが大きいと、ハードコート層を塗工する際に作業性が悪くなり好ましくない。
【００１５】
アンダーコート層に用いられる樹脂は、塗工後形成された層がハード性を有することができればいずれの樹脂を用いても良いが、ハードコート層と同様の放射線硬化型樹脂を用いることが好ましい。アンダーコート層に含有する顔料としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機顔料の他、電離放射線硬化樹脂の透明性を損なわないように、電離放射線硬化型樹脂の屈折率に近い、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＭＭＡ樹脂等のポリマービーズも使用される。特に樹脂との屈折率が近いシリカ粒子が好ましい。上記顔料は、公知の方法によってアンダーコート層用塗料に混合・分散させることにより、容易にアンダーコート層に含有させることが出来る。
【００１６】
アンダーコート層を、パターンを有する金属部材を用いて後計量する塗工法（ワイヤーバー塗工法等）にて設けた場合、例えば顔料の配合を多くしてアンダーコート層の表面が粗くなると、アンダーコート層においても顔料が配列する場合がある。アンダーコート層で顔料が配列すると、モアレが発生し易くなる。
本発明のハードコート層、及びアンダーコート層は各層用の塗料を支持体上に塗工して設けることが生産性の点で好ましい。塗工法は各種公知の方法を用いることができる。本発明は、ハードコート層を、パターンを有する金属部材を用いて後計量する塗工法、例えばバー塗工法、グラビア塗工法、マイクログラビア塗工法等を用いる場合に特に有効である。
各層の塗料の固形分、粘度は各層が目的の物性を得ることができるように適宜調整できる。安定して製造できるという観点から塗料の固形分は６０％以下が好ましい。
【００１７】
アンダーコート層の放射線硬化型樹脂が紫外線硬化型樹脂を主成分とする場合、アンダーコート層形成時の紫外線照射量は、３６５ｎｍにおける積算光量が１５０ｍｊ／ｃｍ２を超え、４００ｍｊ／ｃｍ２未満であることが好ましい。この範囲であれば、アンダーコート層はタックフリーとなり次工程のハードコート塗工の際に問題なく使用できる。また、アンダーコート層とハードコート層との密着も充分となる。アンダーコート層形成時の更に好ましい紫外線照射量は、３６５ｎｍにおける積算光量が２００ｍｊ／ｃｍ２以上３５０ｍｊ／ｃｍ２以下である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の構成をとることにより、ハードコート層の顔料の配列を弱め、モアレの発生を防止することができる。さらに、アンダーコート層形成時の紫外線照射量を特定することによって、アンダーコート層硬度を調節し、ハードコート層、アンダーコート層の密着度が優れた防眩ハードコートフィルムを得ることができた。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明の記録媒体の具体的な構成を実施例によって説明すると共に、本記録媒体の特性を比較例と対比して説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例中の「部」及び「％」は、特に明示しない限り、それぞれ「重量部」及び「重量％」を表す。なお、塗布液に配合した顔料の平均粒子径、、及びその標準偏差はＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ３（ベックマン・コールター株式会社製）にて測定した。
【００２０】
（評価項目）
・モアレの評価方法
得られた防眩ハードコートフィルムを製版用網点フィルム（型番TINT 175-10%）の上に重ね、モアレの発生状況を目視で確認した。△以上であれば実用上問題ない。
◎：モアレなし
○：モアレ確認できるが非常に弱い
△：弱いモアレが確認できる。
×：強いモアレが確認できる。
【００２１】
実施例１
８０μｍのトリアセチルセルロースフィルム（フジタック；富士写真フイルム株式会社の商品名）の一方の面に、ワイヤーバーを用いて、下記表１の組成のアンダーコート層用塗布液を塗布して被膜層を得、６０℃の雰囲気中で送風乾燥した後、該被膜層に紫外線ランプで３６５ｎｍにおける積算光量が３２０ｍｊ／ｃｍ２となるよう紫外線を照射し、のアンダーコート層を形成した。得られたアンダーコート層の塗工量は５．５ｇ／ｍ２であった。
【００２２】
【表１】

【００２３】
続いて、前記アンダーコート層上にワイヤーバーを用いて、下記表２の組成のハードコート層用塗布液を塗布して被膜層を得、６０℃の雰囲気中で加熱乾燥した後、該被膜層に紫外線ランプで３６５ｎｍにおける積算光量が３２０ｍｊ／ｃｍ２となるよう紫外線を照射し、塗工量が４．５ｇ／ｍ２のハードコート層を形成し、防眩ハードコートフィルムを得た。
【００２４】
【表２】

【００２５】
実施例２、
アンダーコート層用塗料の紫外線硬化型樹脂の部数を９９．２５部、無定型シリカの配合部数を０．７５部とした他は実施例１と同様にして、防眩ハードコートフィルムを得た。
実施例３
アンダーコート層用塗料の紫外線硬化型樹脂の部数を９９．８部、無定型シリカの配合部数を０．２部とした他は実施例１と同様にして、防眩ハードコートフィルムを得た。
実施例４
アンダーコート層を４．５ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして、防眩ハードコートフィルムを得た。
【００２６】
比較例１
ＴＡＣフィルム上にアンダーコート層を設けず、ハードコート層のみ５．４ｇ／ｍ^２設けた以外は実施例１と同様にして防眩ハードコートフィルムを得た。
比較例２
アンダーコート層用塗料の紫外線硬化型樹脂の部数を１００部、無定型シリカの配合部数を０部とした他は実施例１と同様にして、防眩ハードコートフィルムを得た。
【００２７】
比較例３
アンダーコート層を７．５ｇ／ｍ^２とした以外は実施例３と同様にして、防眩ハードコートフィルムを得た。
比較例４
アンダーコート層用塗料の紫外線硬化型樹脂の部数を９８．５部、無定型シリカの配合部数を１．５部とした他は実施例１と同様にして、防眩ハードコートフィルムを得た。
【００２８】
【表３】

【００２９】
表３より、アンダーコート層の中心線平均粗さが0.07〜0.19μｍである場合は、モアレが小さく問題なく使用できる。一方、アンダーコート層を設けない場合、又、アンダーコート層の中心線平均粗さが0.07μｍ未満、又、0.19μｍを超える場合は大きなモアレが発生した。
【００３０】
実施例５
アンダーコート層の紫外線照射条件を、３６５ｎｍにおける積算光量が200ｍｊ／ｃｍ^２となるようにしてアンダーコート層を形成した以外は、実施例１と同様にして防眩ハードコートフィルムを得た。
比較例５
アンダーコート層の紫外線照射条件を、３６５ｎｍにおける積算光量が400ｍｊ／ｃｍ^２となるようにしてアンダーコート層を形成した以外は、実施例１と同様にして防眩ハードコートフィルムを得た。
比較例６
アンダーコート層の紫外線照射条件を、３６５ｎｍにおける積算光量が150ｍｊ／ｃｍ^２となるようにしてアンダーコート層を形成した以外は、実施例１と同様にして防眩ハードコートフィルムを得た。
【００３１】
【表４】

【００３２】
表４より、アンダーコート層形成時の紫外線の３６５ｎｍにおける積算光量が１５０ｍｊ／ｃｍ２以下又は４００ｍｊ／ｃｍ２以上であるとハードコート層の密着度が低下することがわかる。

Claims

透明な支持体の少なくとも一方の面に樹脂と顔料を含むハードコート層を設けたディスプレイ用防眩ハードコートフィルムにおいて、ハードコート層の下に表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１による中心線平均粗さ）が０．０７〜０．１９μｍであるアンダーコート層を設けたことを特徴とする、モアレが発生しないディスプレイ用防眩ハードコートフィルム。
透明な支持体がトリアセチルセルロースフィルムである請求項１に記載されたディスプレイ用防眩ハードコートフィルム。
透明な支持体の少なくとも一方の面に顔料と紫外線硬化型樹脂とを含有する組成物を塗工した後、紫外線を照射して第１層を形成し、その上に顔料と紫外線硬化型樹脂とを含有する組成物を塗工した後、紫外線を照射して第２層を形成するディスプレイ用防眩ハードコートフィルムの製造方法であって、第１層を形成する際、３６５ｎｍにおける積算光量が１５０ｍｊ／ｃｍ２を超え４００ｍｊ／ｃｍ２未満となるように紫外線を照射することを特徴とする、モアレが発生しないディスプレイ用防眩ハードコートフィルムの製造方法。