JP4545851B2 - 透明ハードコートフィルム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明ハードコートフィルムに関し、特にカラーのＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネル等の表面基材に適した透明ハードコートフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネルには、そのディスプレイ画面への外部光の映り込みによる眩しさからくる見にくさ（グレア）を防止するために、透明高分子フィルム上に表面凹凸処理を施した透明ハードコートフィルムが用いられている。そして、この透明高分子フィルム上に施される表面凹凸処理としては、数μｍ〜数十μｍの粒径の無機質粒子や合成樹脂粒子を含有する透明なハードコート層が一般に用いられている。
【０００３】
一方で、タッチパネルのディスプレイに使用されるＣＲＴやフラットパネルディスプレイのカラー化が進むと共に、各種ディスプレイのカラーの高精細化が進んだ結果、従来のグレア防止のための表面凹凸処理が施された透明ハードコートフィルムをタッチパネルに使用すると、高精細化されたカラー画面の特に白色部分がぎらついて見えるという問題が発生するようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題とするところは、上述のような高精細化されたカラーディスプレイ表面上に貼付してもカラー画面がぎらついて見えるようなことがなく、従来同様に外部光に対するグレアを防止しつつも、透明性が低下して画像表示がぼけることのない、ディスプレイの視認性に優れた透明ハードコートフィルムを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、従来の透明ハードコートフィルムに用いられている透明ハードコート層の表面凹凸処理が、グレアを防止しつつ透明性を低下させないために、数μｍ〜数十μｍの粒径の無機質粒子や合成樹脂粒子から形成されることで、ＲＧＢの発光点の間隔と同程度の間隔となっていることに着目して鋭意研究した。
【０００６】
その結果、本発明者は、この透明ハードコート層の表面凹凸が、レンズの作用をしてカラー表示の元になっているＲＧＢの発光点を拡大して強調することで、画面の中でもＲＧＢ全ての発光点が発光している白色部分を特にぎらつかせて見せていることを突き止め、本発明を解決するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の透明ハードコートフィルムは、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子を含有する第一透明ハードコート層と、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を線硬化型樹脂と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を順次設けた透明ハードコートフィルムであり、前記第二透明ハードコート層における無機質粒子の電離放射線硬化型樹脂に対する混合割合が、前記電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の透明ハードコートフィルムは、第一透明ハードコート層の膜厚が２〜１５μｍで、第二透明ハードコート層の膜厚が０．２〜１．５μｍであることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の透明ハードコートフィルム１について、更に詳細に説明する。
【００１０】
本発明の透明ハードコートフィルム１は、透明高分子フィルム２上に第一透明ハードコート層３１と第二透明ハードコート層３２を順次設けたものであり、該第一透明ハードコート層３１が少なくとも電離放射線硬化型樹脂３１１と平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子３１２を含有し、該第二透明ハードコート層３２が少なくとも電離放射線硬化型樹脂３２１と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子３２２を含有するものである。
【００１１】
尚、本発明における透明ハードコートフィルム１の透明性に関しては、透明高分子フィルム２上に、第一透明ハードコート層３１及び第二透明ハードコート層３２を積層した透明ハードコート層３（図１：以下、単に「透明ハードコート層３」という。）を形成した状態で、ＪＩＳ−Ｋ７１０５におけるヘーズ値で評価することができ、透明性が優れる高透明性というにはヘーズ値で１０％以下であることが好ましい。また、本発明における透明ハードコートフィルム１のハードコート性に関しては、同様に透明高分子フィルム２上に透明ハードコート層３を形成した状態で、ＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度がＨ以上であることが望ましい。
【００１２】
透明高分子フィルム２としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アセチルセルロース、塩化ビニル等の透明性を阻害しないものが使用でき、延伸加工、特に二軸延伸加工されたものは、機械的強度、寸法安定性が向上されるので好ましい。厚みは適用される材料に対して適宜選択することができるが、一般に２０〜５００μｍであり、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００１３】
透明高分子フィルム２上に形成される本発明にかかる透明ハードコート層３は、第一透明ハードコート層３１及び第二透明ハードコート層３２を積層したものからなり、透明性が低下することによって生じる表示画像のボケを生じさせずに、外部光によるグレアを防止するという相反する性質（以下、それぞれ「透明性」と「グレア防止性」という。）を一挙に付与する役割を果たすと共に、カラー表示のＲＧＢの発光点が拡大して強調されることで発生する画面のぎらつき現象を生じさせない性質（以下、「ＲＧＢぎらつき防止性」という。）を有するものである。
【００１４】
第一透明ハードコート層３１は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂３１１を主成分として平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子（以下、「大粒径の無機質粒子」という。）３１２を混合してなる組成物を、透明高分子フィルム２上に塗工製膜し、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化させる等することにより得ることができる。
【００１５】
電離放射線硬化型樹脂３１１としては、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。これらは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性、架橋硬化塗膜の硬度をより向上させるために、光重合性モノマー、光重合開始剤、紫外線増感剤等を加えることが好ましい。
【００１６】
光重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールトリアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。
【００１７】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられ、紫外線増感剤としては、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等が挙げられる。
【００１８】
この電離放射線硬化型樹脂は、第一透明ハードコート層３１と第二透明ハードコート層３２を順次設けた透明ハードコート層３に、ハードコート性を付与すると共に、後述するように、無機質粒子と組み合わされることにより、透明性とグレア防止性を有し、且つＲＧＢぎらつき防止性を発揮することができるようになるものである。
【００１９】
従って、上述効果等を発揮できれば、第一透明ハードコート層３１を形成する樹脂として、電離放射線硬化型樹脂に他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を混合することも可能である。
【００２０】
このような熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【００２１】
また熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００２２】
大粒径の無機質粒子３１２は、主に透明ハードコート層３にグレア防止性を付与する役割を担うものであり、その平均粒径は１〜１５μｍ、好ましくは２〜１０μｍであることが望ましい。このような無機質粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の無機顔料又は無機系の体質顔料の１種又は２種以上を混合使用することができる。この大粒径の無機質粒子３１２の電離放射線硬化型樹脂３１１に対する混合割合としては、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部、好ましく２〜６重量部であることが望ましい。
【００２３】
このような第一透明ハードコート層３１の厚みとしては、２〜１５μｍ、好ましくは３〜８μｍであることが望ましい。
【００２４】
また、第二透明ハードコート層３２は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂３２１を主成分として平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子（以下、「小粒径の無機質粒子」という。）３２２を混合してなる組成物を、第一透明ハードコート層３１上に塗工製膜し、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化させる等することにより得ることができる。
【００２５】
電離放射線硬化型樹脂３２１は、上記第一透明ハードコート層３１において例示したものと同様のものを使用することができる。
【００２６】
小粒径の無機質粒子３２２は、主に透明ハードコート層３にＲＧＢぎらつき防止性を付与する役割を担うものであり、その平均粒径は５〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍであることが望ましい。このような無機質粒子としては、特に制限されることなく、大粒径の無機質粒子３１２に例示したものと同様のものを使用することができる。この小粒径の無機質粒子３２２の電離放射線硬化型樹脂３２１に対する混合割合としては、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部、好ましく２〜６重量部であることが望ましい。
【００２７】
このような第二透明ハードコート層３２の厚みとしては、０．２〜１．５μｍ、好ましくは０．５〜１．０μｍであることが望ましい。
【００２８】
このように大粒径の無機質粒子３１２を含有する第一透明ハードコート層３１及び小粒径の無機質粒子３２２を含有する第二透明ハードコート層３２を、透明高分子フィルム２上にこの順序で設けることにより、透明性とグレア防止性を兼ね備えると共に、ＲＧＢぎらつき防止性を発揮することができるようになる。
【００２９】
このように本発明では、第一透明ハードコート層３１及び第二透明ハードコート層３２共に、電離放射線硬化型樹脂に無機質粒子を混合したものとすることにより、粒状物を含有した電離放射線硬化型樹脂塗膜に特有に生じる波状の凹凸（図１）を利用することで、粒状物である無機質粒子の含有量を少なくして高い透明性を維持しつつ、十分なグレア防止性が発揮されるようになる。また、大粒径の無機質粒子３１２を含有する第一透明ハードコート層３１上に、小粒径の無機質粒子３２２を含有する第二透明ハードコート層３２を設けることにより（図１）、第一透明ハードコート層３１のみを設けた場合に生じてしまうＲＧＢの発光点のぎらつきの発生を防止することができるようになり、透明ハードコート層３にＲＧＢぎらつき防止性が発揮されるようになる。
【００３０】
透明ハードコート層３を架橋硬化させるために照射する紫外線としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用いた５０〜３００ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域のものを使用する。
【００３１】
同様に電子線としては、走査型あるいはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する１００ｎｍ以下の波長領域のものを使用する。
【００３２】
電離放射線を照射して硬化する場合、酸素の存在及び塗膜の厚みが硬化と密接に関係する。電離放射線が照射されて発生したラジカルは酸素を捕捉するため、硬化を抑制してしまう。このため、塗膜の厚みが薄いと塗膜体積に占める表面積が大きくなり、空気中の酸素により硬化阻害を受けやすい。このような硬化阻害を防止するためには、Ｎ2ガス等の不活性ガス下で照射を行うことが望ましい。
【００３３】
以上説明してきたように、本発明の透明ハードコートフィルム１は、透明高分子フィルム２上に、電離放射線硬化型樹脂３１１と大粒径の無機質粒子３１２を含有する第一透明ハードコート層３１と、電離放射線硬化型樹脂３２１と小粒径の無機質粒子３２２を含有する第二透明ハードコート層３２を、順次設けたものとすることにより、透明性も損なうことがなく、外部光の映り込みによる眩しさからくる見にくさ（グレア）を防止し、ＲＧＢのぎらつきにより生じる見にくさを防止するという、極めて視認性に優れたものとなる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、「部」「％」は特記しない限り重量基準である。
【００３５】
［実施例１］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、下記組成の第一透明ハードコート層塗布液ａを塗布し、６０℃・５分で加熱乾燥して、高圧水銀灯で紫外線を１〜２秒照射することにより約５μｍの第一透明ハードコート層３１を形成した。次いで、第一透明ハードコート層３１上に、下記組成の第二透明ハードコート層塗布液ｂを塗布し、６０℃・５分で加熱乾燥して、高圧水銀灯で紫外線を不活性ガス下で１〜２秒照射することにより約１μｍの第二透明ハードコート層３２を形成して、実施例１の透明ハードコートフィルム１を作製した。
【００３６】
＜第一透明ハードコート層塗布液ａ＞
・電離放射線硬化型樹脂（ダイヤビームＵＲ６５３０：
三菱レイヨン社） ３０．０部
・無機質粒子（サイリシア４４６〈平均粒径４．５μｍ
〉：富士シリシア化学社） １．５部
・光重合開始剤（イルガキュア６５１：チバ・スペシャ
ルティ・ケミカルズ社） ０．１５部
・メチルエチルケトン ４０．０部
・トルエン ３０．０部
【００３７】
＜第二透明ハードコート層塗布液ｂ＞
・電離放射線硬化型樹脂（ダイヤビームＵＲ６５３０：
三菱レイヨン社） ３０．０部
・無機質粒子（アエロジル５０〈平均粒径３０ｎｍ〉：
日本アエロジル社） １．５部
・光重合開始剤（イルガキュア６５１：チバ・スペシャ
ルティ・ケミカルズ社） ０．１５部
・メチルエチルケトン ４０．０部
・トルエン ３０．０部
【００３８】
［比較例１］
実施例１において、第二透明ハードコート層３２を形成せずに、第一透明ハードコート層３１のみを形成した以外は、実施例１と同様にして比較例１の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００３９】
［比較例２］
実施例１において、第一透明ハードコート層３１を形成せずに、ポリエチレンテレフタレートフィルム２の表面に直接第二透明ハードコート層３２を形成した以外は、実施例１と同様にして比較例２の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００４０】
［比較例３］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、下記組成の第一透明ハードコート層塗布液ｃを塗布し、１２０℃・５分で加熱乾燥硬化することにより約５μｍの第一透明ハードコート層を形成した。次いで、第一透明ハードコート層上に、下記組成の第二透明ハードコート層塗布液ｄを塗布し、１２０℃・５分で加熱乾燥硬化することにより約１μｍの第二透明ハードコート層を形成して、比較例３の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００４１】
＜第一透明ハードコート層塗布液ｃ＞
・熱硬化性シリコーン樹脂（Ｓｉコート９００〈固形分
３０％〉：大八化学社） １００．０部
・無機質粒子（サイリシア４４６〈平均粒径４．５μｍ
〉：富士シリシア化学社） ３．０部
【００４２】
＜第二透明ハードコート層塗布液ｂ＞
・熱硬化性シリコーン樹脂（Ｓｉコート９００〈固形分
３０％〉：大八化学社） １００．０部
・無機質粒子（アエロジル５０〈平均粒径３０ｎｍ〉：
日本アエロジル社） ３．０部
【００４３】
以上のようにして得られた透明ハードコートフィルムの視認性（透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性）について評価した結果を表１に示す。透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の評価は以下のように行った。
【００４４】
［透明性］
ＳＭカラーコンピューターＨＧＭ−２Ｋ（スガ試験機社）を用いてヘーズ値「％」（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）を測定すると共に、画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に表示画像がぼけるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４５】
［グレア防止性］
ＳＭカラーコンピューターＵＧＶ−５Ｋ（スガ試験機社）を用いて鏡面光沢度「％」（ＪＩＳ−Ｋ５４００）を測定すると共に、画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に外部光の映り込みによって表示画像が見難くなるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４６】
［ＲＧＢぎらつき防止性］
カラー画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に、カラー表示のＲＧＢ発光点が拡大強調されて、特に表示画面の白色部分がぎらついて見えるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４７】
［視認性］
総合評価として、透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の三評価全て良かったものを「○」、三評価の内の何れか一つの評価でも悪かったものを「×」とした。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１の結果からも明らかなように、実施例１の透明ハードコートフィルム１は、透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の全てに優れた視認性を得られていた。
【００５０】
一方、比較例１の透明ハードコートフィルムは、透明性及びグレア防止性は備えているが、第一透明ハードコート層上に第二透明ハードコート層を積層していないために、ＲＧＢの発光点による画面のぎらつきを抑えることができず、非常に視認性に劣るものであった。
【００５１】
また、比較例２の透明ハードコートフィルムは、第一透明ハードコート層を設けずに第二透明ハードコート層のみを設けたので、ヘーズ値は低くて透明性には優れているが、光沢度が高くてグレア防止性が極めて低く、非常に視認性に劣るものであった。尚、第二透明ハードコート層に大粒径の無機質粒子が含まれていないために、光沢度が低くならなかった反面、表面凹凸も生じなかったために、レンズ効果によるＲＧＢの発光点による画面のぎらつきも生じることがなかった。
【００５２】
また、比較例３の透明ハードコートフィルムは、電離放射線硬化型樹脂ではなく熱硬化性樹脂を使用しているために、無機質粒子の添加量を実施例１の場合より多くしてグレア防止性を発揮させようとしたために透明性が低下し、ＲＧＢぎらつき防止性も得られず、非常に視認性に劣るものであった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の透明ハードコートフィルムによれば、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と大粒径の無機質粒子を含有する第一透明ハードコート層と、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と小粒径の無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を順次設けた透明ハードコートフィルムであり、前記第二透明ハードコート層における無機質粒子の電離放射線硬化型樹脂に対する混合割合が、前記電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部であることにより、高精細化されたカラーディスプレイ表面上に使用してもカラー画面がぎらついて見えるようなことがなく、且つ外部光に対するグレアを防止しつつも、透明性が低下して画像表示がぼけることのない、ディスプレイの視認性に優れた透明ハードコートフィルムを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の透明ハードコートフィルムの一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・・・透明ハードコートフィルム
２・・・・・透明高分子フィルム
３・・・・・透明ハードコート層
３１・・・・第一透明ハードコート層
３１１・・・電離放射線硬化型樹脂
３１２・・・大粒径の無機質粒子
３２・・・・第二透明ハードコート層
３２１・・・電離放射線硬化型樹脂
３２２・・・小粒径の無機質粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明ハードコートフィルムに関し、特にカラーのＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネル等の表面基材に適した透明ハードコートフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネルには、そのディスプレイ画面への外部光の映り込みによる眩しさからくる見にくさ（グレア）を防止するために、透明高分子フィルム上に表面凹凸処理を施した透明ハードコートフィルムが用いられている。そして、この透明高分子フィルム上に施される表面凹凸処理としては、数μｍ〜数十μｍの粒径の無機質粒子や合成樹脂粒子を含有する透明なハードコート層が一般に用いられている。
【０００３】
一方で、タッチパネルのディスプレイに使用されるＣＲＴやフラットパネルディスプレイのカラー化が進むと共に、各種ディスプレイのカラーの高精細化が進んだ結果、従来のグレア防止のための表面凹凸処理が施された透明ハードコートフィルムをタッチパネルに使用すると、高精細化されたカラー画面の特に白色部分がぎらついて見えるという問題が発生するようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題とするところは、上述のような高精細化されたカラーディスプレイ表面上に貼付してもカラー画面がぎらついて見えるようなことがなく、従来同様に外部光に対するグレアを防止しつつも、透明性が低下して画像表示がぼけることのない、ディスプレイの視認性に優れた透明ハードコートフィルムを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、従来の透明ハードコートフィルムに用いられている透明ハードコート層の表面凹凸処理が、グレアを防止しつつ透明性を低下させないために、数μｍ〜数十μｍの粒径の無機質粒子や合成樹脂粒子から形成されることで、ＲＧＢの発光点の間隔と同程度の間隔となっていることに着目して鋭意研究した。
【０００６】
その結果、本発明者は、この透明ハードコート層の表面凹凸が、レンズの作用をしてカラー表示の元になっているＲＧＢの発光点を拡大して強調することで、画面の中でもＲＧＢ全ての発光点が発光している白色部分を特にぎらつかせて見せていることを突き止め、本発明を解決するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の透明ハードコートフィルムは、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子を含有する第一透明ハードコート層と、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を線硬化型樹脂と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を順次設けた透明ハードコートフィルムであり、前記第二透明ハードコート層における無機質粒子の電離放射線硬化型樹脂に対する混合割合が、前記電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の透明ハードコートフィルムは、第一透明ハードコート層の膜厚が２〜１５μｍで、第二透明ハードコート層の膜厚が０．２〜１．５μｍであることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の透明ハードコートフィルム１について、更に詳細に説明する。
【００１０】
本発明の透明ハードコートフィルム１は、透明高分子フィルム２上に第一透明ハードコート層３１と第二透明ハードコート層３２を順次設けたものであり、該第一透明ハードコート層３１が少なくとも電離放射線硬化型樹脂３１１と平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子３１２を含有し、該第二透明ハードコート層３２が少なくとも電離放射線硬化型樹脂３２１と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子３２２を含有するものである。
【００１１】
尚、本発明における透明ハードコートフィルム１の透明性に関しては、透明高分子フィルム２上に、第一透明ハードコート層３１及び第二透明ハードコート層３２を積層した透明ハードコート層３（図１：以下、単に「透明ハードコート層３」という。）を形成した状態で、ＪＩＳ−Ｋ７１０５におけるヘーズ値で評価することができ、透明性が優れる高透明性というにはヘーズ値で１０％以下であることが好ましい。また、本発明における透明ハードコートフィルム１のハードコート性に関しては、同様に透明高分子フィルム２上に透明ハードコート層３を形成した状態で、ＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度がＨ以上であることが望ましい。
【００１２】
透明高分子フィルム２としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アセチルセルロース、塩化ビニル等の透明性を阻害しないものが使用でき、延伸加工、特に二軸延伸加工されたものは、機械的強度、寸法安定性が向上されるので好ましい。厚みは適用される材料に対して適宜選択することができるが、一般に２０〜５００μｍであり、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００１３】
透明高分子フィルム２上に形成される本発明にかかる透明ハードコート層３は、第一透明ハードコート層３１及び第二透明ハードコート層３２を積層したものからなり、透明性が低下することによって生じる表示画像のボケを生じさせずに、外部光によるグレアを防止するという相反する性質（以下、それぞれ「透明性」と「グレア防止性」という。）を一挙に付与する役割を果たすと共に、カラー表示のＲＧＢの発光点が拡大して強調されることで発生する画面のぎらつき現象を生じさせない性質（以下、「ＲＧＢぎらつき防止性」という。）を有するものである。
【００１４】
第一透明ハードコート層３１は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂３１１を主成分として平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子（以下、「大粒径の無機質粒子」という。）３１２を混合してなる組成物を、透明高分子フィルム２上に塗工製膜し、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化させる等することにより得ることができる。
【００１５】
電離放射線硬化型樹脂３１１としては、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。これらは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性、架橋硬化塗膜の硬度をより向上させるために、光重合性モノマー、光重合開始剤、紫外線増感剤等を加えることが好ましい。
【００１６】
光重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールトリアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。
【００１７】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられ、紫外線増感剤としては、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等が挙げられる。
【００１８】
この電離放射線硬化型樹脂は、第一透明ハードコート層３１と第二透明ハードコート層３２を順次設けた透明ハードコート層３に、ハードコート性を付与すると共に、後述するように、無機質粒子と組み合わされることにより、透明性とグレア防止性を有し、且つＲＧＢぎらつき防止性を発揮することができるようになるものである。
【００１９】
従って、上述効果等を発揮できれば、第一透明ハードコート層３１を形成する樹脂として、電離放射線硬化型樹脂に他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を混合することも可能である。
【００２０】
このような熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【００２１】
また熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００２２】
大粒径の無機質粒子３１２は、主に透明ハードコート層３にグレア防止性を付与する役割を担うものであり、その平均粒径は１〜１５μｍ、好ましくは２〜１０μｍであることが望ましい。このような無機質粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の無機顔料又は無機系の体質顔料の１種又は２種以上を混合使用することができる。この大粒径の無機質粒子３１２の電離放射線硬化型樹脂３１１に対する混合割合としては、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部、好ましく２〜６重量部であることが望ましい。
【００２３】
このような第一透明ハードコート層３１の厚みとしては、２〜１５μｍ、好ましくは３〜８μｍであることが望ましい。
【００２４】
また、第二透明ハードコート層３２は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂３２１を主成分として平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子（以下、「小粒径の無機質粒子」という。）３２２を混合してなる組成物を、第一透明ハードコート層３１上に塗工製膜し、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化させる等することにより得ることができる。
【００２５】
電離放射線硬化型樹脂３２１は、上記第一透明ハードコート層３１において例示したものと同様のものを使用することができる。
【００２６】
小粒径の無機質粒子３２２は、主に透明ハードコート層３にＲＧＢぎらつき防止性を付与する役割を担うものであり、その平均粒径は５〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍであることが望ましい。このような無機質粒子としては、特に制限されることなく、大粒径の無機質粒子３１２に例示したものと同様のものを使用することができる。この小粒径の無機質粒子３２２の電離放射線硬化型樹脂３２１に対する混合割合としては、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部、好ましく２〜６重量部であることが望ましい。
【００２７】
このような第二透明ハードコート層３２の厚みとしては、０．２〜１．５μｍ、好ましくは０．５〜１．０μｍであることが望ましい。
【００２８】
このように大粒径の無機質粒子３１２を含有する第一透明ハードコート層３１及び小粒径の無機質粒子３２２を含有する第二透明ハードコート層３２を、透明高分子フィルム２上にこの順序で設けることにより、透明性とグレア防止性を兼ね備えると共に、ＲＧＢぎらつき防止性を発揮することができるようになる。
【００２９】
このように本発明では、第一透明ハードコート層３１及び第二透明ハードコート層３２共に、電離放射線硬化型樹脂に無機質粒子を混合したものとすることにより、粒状物を含有した電離放射線硬化型樹脂塗膜に特有に生じる波状の凹凸（図１）を利用することで、粒状物である無機質粒子の含有量を少なくして高い透明性を維持しつつ、十分なグレア防止性が発揮されるようになる。また、大粒径の無機質粒子３１２を含有する第一透明ハードコート層３１上に、小粒径の無機質粒子３２２を含有する第二透明ハードコート層３２を設けることにより（図１）、第一透明ハードコート層３１のみを設けた場合に生じてしまうＲＧＢの発光点のぎらつきの発生を防止することができるようになり、透明ハードコート層３にＲＧＢぎらつき防止性が発揮されるようになる。
【００３０】
透明ハードコート層３を架橋硬化させるために照射する紫外線としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用いた５０〜３００ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域のものを使用する。
【００３１】
同様に電子線としては、走査型あるいはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する１００ｎｍ以下の波長領域のものを使用する。
【００３２】
電離放射線を照射して硬化する場合、酸素の存在及び塗膜の厚みが硬化と密接に関係する。電離放射線が照射されて発生したラジカルは酸素を捕捉するため、硬化を抑制してしまう。このため、塗膜の厚みが薄いと塗膜体積に占める表面積が大きくなり、空気中の酸素により硬化阻害を受けやすい。このような硬化阻害を防止するためには、Ｎ2ガス等の不活性ガス下で照射を行うことが望ましい。
【００３３】
以上説明してきたように、本発明の透明ハードコートフィルム１は、透明高分子フィルム２上に、電離放射線硬化型樹脂３１１と大粒径の無機質粒子３１２を含有する第一透明ハードコート層３１と、電離放射線硬化型樹脂３２１と小粒径の無機質粒子３２２を含有する第二透明ハードコート層３２を、順次設けたものとすることにより、透明性も損なうことがなく、外部光の映り込みによる眩しさからくる見にくさ（グレア）を防止し、ＲＧＢのぎらつきにより生じる見にくさを防止するという、極めて視認性に優れたものとなる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、「部」「％」は特記しない限り重量基準である。
【００３５】
［実施例１］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、下記組成の第一透明ハードコート層塗布液ａを塗布し、６０℃・５分で加熱乾燥して、高圧水銀灯で紫外線を１〜２秒照射することにより約５μｍの第一透明ハードコート層３１を形成した。次いで、第一透明ハードコート層３１上に、下記組成の第二透明ハードコート層塗布液ｂを塗布し、６０℃・５分で加熱乾燥して、高圧水銀灯で紫外線を不活性ガス下で１〜２秒照射することにより約１μｍの第二透明ハードコート層３２を形成して、実施例１の透明ハードコートフィルム１を作製した。
【００３６】
＜第一透明ハードコート層塗布液ａ＞
・電離放射線硬化型樹脂（ダイヤビームＵＲ６５３０：
三菱レイヨン社） ３０．０部
・無機質粒子（サイリシア４４６〈平均粒径４．５μｍ
〉：富士シリシア化学社） １．５部
・光重合開始剤（イルガキュア６５１：チバ・スペシャ
ルティ・ケミカルズ社） ０．１５部
・メチルエチルケトン ４０．０部
・トルエン ３０．０部
【００３７】
＜第二透明ハードコート層塗布液ｂ＞
・電離放射線硬化型樹脂（ダイヤビームＵＲ６５３０：
三菱レイヨン社） ３０．０部
・無機質粒子（アエロジル５０〈平均粒径３０ｎｍ〉：
日本アエロジル社） １．５部
・光重合開始剤（イルガキュア６５１：チバ・スペシャ
ルティ・ケミカルズ社） ０．１５部
・メチルエチルケトン ４０．０部
・トルエン ３０．０部
【００３８】
［比較例１］
実施例１において、第二透明ハードコート層３２を形成せずに、第一透明ハードコート層３１のみを形成した以外は、実施例１と同様にして比較例１の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００３９】
［比較例２］
実施例１において、第一透明ハードコート層３１を形成せずに、ポリエチレンテレフタレートフィルム２の表面に直接第二透明ハードコート層３２を形成した以外は、実施例１と同様にして比較例２の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００４０】
［比較例３］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、下記組成の第一透明ハードコート層塗布液ｃを塗布し、１２０℃・５分で加熱乾燥硬化することにより約５μｍの第一透明ハードコート層を形成した。次いで、第一透明ハードコート層上に、下記組成の第二透明ハードコート層塗布液ｄを塗布し、１２０℃・５分で加熱乾燥硬化することにより約１μｍの第二透明ハードコート層を形成して、比較例３の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００４１】
＜第一透明ハードコート層塗布液ｃ＞
・熱硬化性シリコーン樹脂（Ｓｉコート９００〈固形分
３０％〉：大八化学社） １００．０部
・無機質粒子（サイリシア４４６〈平均粒径４．５μｍ
〉：富士シリシア化学社） ３．０部
【００４２】
＜第二透明ハードコート層塗布液ｂ＞
・熱硬化性シリコーン樹脂（Ｓｉコート９００〈固形分
３０％〉：大八化学社） １００．０部
・無機質粒子（アエロジル５０〈平均粒径３０ｎｍ〉：
日本アエロジル社） ３．０部
【００４３】
以上のようにして得られた透明ハードコートフィルムの視認性（透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性）について評価した結果を表１に示す。透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の評価は以下のように行った。
【００４４】
［透明性］
ＳＭカラーコンピューターＨＧＭ−２Ｋ（スガ試験機社）を用いてヘーズ値「％」（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）を測定すると共に、画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に表示画像がぼけるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４５】
［グレア防止性］
ＳＭカラーコンピューターＵＧＶ−５Ｋ（スガ試験機社）を用いて鏡面光沢度「％」（ＪＩＳ−Ｋ５４００）を測定すると共に、画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に外部光の映り込みによって表示画像が見難くなるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４６】
［ＲＧＢぎらつき防止性］
カラー画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に、カラー表示のＲＧＢ発光点が拡大強調されて、特に表示画面の白色部分がぎらついて見えるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４７】
［視認性］
総合評価として、透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の三評価全て良かったものを「○」、三評価の内の何れか一つの評価でも悪かったものを「×」とした。
【００４８】
【表１】
表１の結果からも明らかなように、実施例１の透明ハードコートフィルム１は、透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の全てに優れた視認性を得られていた。
【００５０】
一方、比較例１の透明ハードコートフィルムは、透明性及びグレア防止性は備えているが、第一透明ハードコート層上に第二透明ハードコート層を積層していないために、ＲＧＢの発光点による画面のぎらつきを抑えることができず、非常に視認性に劣るものであった。
【００５１】
また、比較例２の透明ハードコートフィルムは、第一透明ハードコート層を設けずに第二透明ハードコート層のみを設けたので、ヘーズ値は低くて透明性には優れているが、光沢度が高くてグレア防止性が極めて低く、非常に視認性に劣るものであった。尚、第二透明ハードコート層に大粒径の無機質粒子が含まれていないために、光沢度が低くならなかった反面、表面凹凸も生じなかったために、レンズ効果によるＲＧＢの発光点による画面のぎらつきも生じることがなかった。
【００５２】
また、比較例３の透明ハードコートフィルムは、電離放射線硬化型樹脂ではなく熱硬化性樹脂を使用しているために、無機質粒子の添加量を実施例１の場合より多くしてグレア防止性を発揮させようとしたために透明性が低下し、ＲＧＢぎらつき防止性も得られず、非常に視認性に劣るものであった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の透明ハードコートフィルムによれば、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と大粒径の無機質粒子を含有する第一透明ハードコート層と、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と小粒径の無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を順次設けた透明ハードコートフィルムであり、前記第二透明ハードコート層における無機質粒子の電離放射線硬化型樹脂に対する混合割合が、前記電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部であることにより、高精細化されたカラーディスプレイ表面上に使用してもカラー画面がぎらついて見えるようなことがなく、且つ外部光に対するグレアを防止しつつも、透明性が低下して画像表示がぼけることのない、ディスプレイの視認性に優れた透明ハードコートフィルムを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の透明ハードコートフィルムの一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・・・透明ハードコートフィルム
２・・・・・透明高分子フィルム
３・・・・・透明ハードコート層
３１・・・・第一透明ハードコート層
３１１・・・電離放射線硬化型樹脂
３１２・・・大粒径の無機質粒子
３２・・・・第二透明ハードコート層
３２１・・・電離放射線硬化型樹脂
３２２・・・小粒径の無機質粒子
Claims (3)
- 透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と平均粒径１〜１５μｍの無機質粒子を含有する第一透明ハードコート層と、少なくとも電離放射線硬化型樹脂と平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子を含有する第二透明ハードコート層を順次設けた透明ハードコートフィルムであり、前記第二透明ハードコート層における無機質粒子の電離放射線硬化型樹脂に対する混合割合が、前記電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部であることを特徴とする透明ハードコートフィルム。
- 前記第一透明ハードコート層の膜厚が２〜１５μｍで、前記第二透明ハードコート層の膜厚が０．２〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１記載の透明ハードコートフィルム。
- 前記第二透明ハードコート層の無機質粒子が、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウムから選ばれる無機顔料又は無機系の体質顔料の１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１または２記載の透明ハードコートフィルム。
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