JP4923754B2 - 光学積層体 - Google Patents
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1. 光透過性基材の上に、少なくとも(1)前記基材に隣接するハードコート層A及び(2)ハードコート層Bが形成されてなる積層体であって、
前記ハードコート層Aが、重量平均分子量200〜4万であり、かつ、3〜15の官能基を有する化合物Aを50〜100重量%、及び前記基材に対して浸透性又は溶解性を有する溶剤としてメチルエチルケトンを含む組成物Aを用いて形成されてなり、該化合物Aが、(メタ)アクリレート系化合物及びウレタン(メタ)アクリレート系化合物の少なくとも1種であり、
前記ハードコート層Bが、重量平均分子量1000〜50000であり、かつ、6〜15の官能基を有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物、及び3〜6の官能基を有する(メタ)アクリレート系化合物を合計10〜100重量%含む組成物Bを用いて形成されてなることを特徴とする光学積層体。
2. 前記ハードコート層Aの化合物Aとして、
3官能基を有するポリエステルアクリレート、
3官能基を有するポリエステルアクリレート及び10官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、又は
10官能基を有するウレタンアクリレート、10以上の官能基を有するウレタンアクリレート及びポリエチレングリコールジアクリレートの組み合わせ、のいずれかを含み、
前記ハードコート層Bの組成物Bとして、
3官能基を有するポリエステルアクリレート及び10官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及び10以上の官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、又は
ペンタエリスリトールトリアクリレート及び10官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、のいずれかを含む、請求項1に記載の光学積層体。
3. 1)ハードコート層Aとハードコート層Bとの間、2)ハードコート層Bの上又は3)ハードコート層Aの下に、帯電防止層、防眩層、低屈折率層、防汚層又はこれらの2種以上の層を形成してなる、前記項1又は2に記載の光学積層体。
4. 反射防止用積層体として用いられる、前記項1〜3のいずれかに記載の光学積層体。
光透過性基材の材質としては光を透過するものであれば良く、無色透明又は有色透明のいずれであっても良い。また、半透明であっても良い。このような材料としては、無機系材料又は有機系材料のいずれも使用することができる。無機系材料としては、例えばガラス等が挙げられる。有機系材料としては、トリアセテートセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース等のセルロース系樹脂のほか、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルサルホン、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、メタ(アクリルニトリル)、ポリスルホン、ポリエーテル等が例示される。これらの中でもセルロース系樹脂が好ましく、特にトリアセテートセルロースがより好ましい。
JSR(株)製 「アートン」(変性ノルボルネン系樹脂)、三井化学(株)製「アペル」(環状オレフィン共重合体)、Ticona社製の「Topas」(環状オレフィン共重合体)、日立化成(株)製「オプトレッツOZ-1000」シリーズ(脂環式アクリル樹脂)等が挙げられる。また、トリアセチルセルロースの代替基材として旭化成ケミカルズ(株)製のFVシリーズ(低複屈折率、低光弾性率フィルム)も好適に用いることができる。
本発明における「ハードコート層」とは、JIS K5600−5−4(1999)で規定される鉛筆硬度試験で「H」以上の硬度を示すものをいう。
(ハードコート層A)
特に、ハードコート層Aを形成するための組成物Aとしては、原料成分として、重量平均分子量200以上であり、かつ、3以上の官能基を有する化合物(化合物A)を含む組成物(混合物)を用いることが好ましい。このような化合物Aを用いることにより、干渉縞の発生を効果的に抑制することができる。
(ハードコート層B)
特に、ハードコート層Bを形成するための組成物Bとしては、原料成分として、6以上(好ましくは6以上15以下)の官能基を有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含む組成物(混合物)を用いることが望ましい。前記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物としては、特に重量平均分子量1000〜50000(好ましくは1500〜40000)のウレタン(メタ)アクリレート系化合物の少なくとも1種を好適に用いることができる。
本発明では、組成物A又は組成物Bには、必要に応じて重合開始剤、帯電防止剤、防眩剤等の添加剤が含まれていても良い。
本発明の基本層構成として、光透過性基材の上に、少なくともハードコート層A及びハードコート層Bが形成されていれば良い。例えば、光透過性基材上に隣接してハードコート層Aが形成され、ハードコート層Aに隣接してハードコート層Bが形成されてなる3層構造が挙げられる。この場合、本発明積層体の光透過性等を損わない範囲内で、必要に応じて1)ハードコート層Aとハードコート層Bの層間、2)ハードコート層Bの上又は3)ハードコート層Aの下に他の層(帯電防止層、防眩層、低屈折率層、防汚層、接着剤層、他のハードコート層等)の1層又は2層以上を適宜形成することができる。これらの層は、公知の反射防止用積層体と同様のものを採用することもできる。
帯電防止層は、帯電防止剤及び樹脂を含む組成物により形成できる。この場合、溶剤を使用することもできる。帯電防止剤及び溶剤としては、前記のハードコート層の項で説明したものを使用することができる。帯電防止層の厚さは限定されないが、10nm〜1μm程度とすることが好ましい。
防眩層は、例えば透過性基材とハードコート層又は低屈折率層(後記)との間に形成されて良い。防眩層は、樹脂及び防眩剤を含む樹脂組成物から形成されて良い。
30≦Sm≦600
0.05≦Rz≦1.60
0.1≦θa≦2.5
0.3≦R≦20
を全て満たすものが好ましい。
Δa=tanθa=(各凹凸の極小部と極大部の差(各凸部の高さに相当)の総和/基準長さ)で求められる。基準長さとは、測定機SE−3400で粗さ曲線のカットオフ値λc、実際に触針する評価長さにあたる。
低屈折率層は、外部からの光(例えば蛍光塔、自然光等)が光学積層体の表面にて反射する際、その反射率を低くするという役割を果たす層である。低屈折率層としては、好ましくは1)シリカ又はフッ化マグネシウムを含有する樹脂、2)低屈折率樹脂であるフッ素系樹脂、3)シリカ又はフッ化マグネシウムを含有するフッ素系樹脂、4)シリカ又はフッ化マグネシウムの薄膜等のいずれか構成される。フッ素樹脂以外の樹脂については、帯電防止層を構成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
上記電離放射線硬化性基を有する重合性化合物の含フッ素(メタ)アクリレート化合物を少なくとも1種類含むモノマー又はモノマー混合物の重合体;上記含フッ素(メタ)アクリレート化合物の少なくとも1種類と、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−エチルヘキシル(メタ)アクリレートの如き分子中にフッ素原子を含まない(メタ)アクリレート化合物との共重合体;フルオロエチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンのような含フッ素モノマーの単独重合体又は共重合体など。これらの共重合体にシリコーン成分を含有させたシリコーン含有フッ化ビニリデン共重合体も使うことができる。この場合のシリコーン成分としては、(ポリ)ジメチルシロキサン、(ポリ)ジエチルシロキサン、(ポリ)ジフェニルシロキサン、(ポリ)メチルフェニルシロキサン、アルキル変性(ポリ)ジメチルシロキサン、アゾ基含有(ポリ)ジメチルシロキサン、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーン、アルキル・アラルキル変性シリコーン、フルオロシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、脂肪酸エステル変性シリコーン、メチル水素シリコーン、シラノール基含有シリコーン、アルコキシ基含有シリコーン、フェノール基含有シリコーン、メタクリル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボン酸変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等が例示される。中でもジメチルシロキサン構造を有するものが好ましい。
防汚層は、光学積層体の最表面に汚れ(指紋、水性又は油性のインキ類、鉛筆等)が付着しにくく、または付着した場合でも容易に拭取ることができるという役割を担う層である。本発明の好ましい態様によれば、低屈折率層の最表面の汚れ防止を目的として防汚層を設けても良く、特に低屈折率層が形成された光透過性基材の一方の面と反対の両側に防汚層が設けることが好ましい。防汚層の形成により、光学積層体(反射防止用積層体)に対して防汚性と耐擦傷性のさらなる改善を図ることが可能となる。低屈折率層がない場合でも、最表面の汚れ防止を目的として防汚層を設けても良い。
本発明の光学積層体は、界面が実質的に存在しないことが望ましい。ここで、「界面が(実質的に)存在しない」とは、1)二つの層面が重なり合ってはいるが実際に界面が存在しないこと、及び2)屈折率からみて両者の面に界面が存在していないと判断されることを包含する。
ハードコート層A形成用組成物として、下記に示す組成A〜組成Gをそれぞれ調製した。なお、組成A〜組成Cは、ハードコート層B形成用組成物としても使用される。
・ポリエステルアクリレート(東亞合成社製;M9050、3官能、分子量418):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・ メチルエチルケトン(以下、「MEK」という):10重量部
・ポリエステルアクリレート(東亞合成社製;M9050、3官能、分子量418):5重量部
・ウレタンアクリレート(日本化薬社製;DPHA40H、10官能、分子量約7000):5重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・ MEK:10重量部
・ポリエチレングリコールジアクリレート(東亞合成社製;M240、2官能、分子量302):2重量部
・ウレタンアクリレート(日本化薬社製;DPHA40H、10官能、分子量 約7000):6重量部
・ウレタンアクリレート(荒川化学社製;BS371、10官能以上、分子量 約4万):2重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
・ポリエチレングリコールジアクリレート(東亞合成社製;M240、2官能、分子量302):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
・ウレタンアクリレート(日本合成社製;紫光UV3520−TL、2官能、分子量14000):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
・ウレタンアクリレート(日本合成社製;紫光UV1700B、10官能、分子量2000):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
・ポリエステルアクリレート(東亞合成社製;M9050、3官能、分子量418):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・トルエン:10重量部
ハードコートB形成用組成物として、下記の組成a〜組成eならびに組成a’をそれぞれ調製した。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製DPHA、6官能、分子量547):5重量部
・ウレタンアクリレート(荒川化学社製;BS371、10官能以上、分子量 約4万):5重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬社製PET30、3官能、分子量298):5重量部
・ウレタンアクリレート(根上工業社製;HDP、10官能、分子量4500):5重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
・ウレタンアクリレート(日本合成社製;紫光UV1700B、10官能、分子量2000):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート(東亞合成社製;M215、2官能、分子量369):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製DPHA、6官能、分子量547):10重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製DPHA、6官能、分子量547):5重量部
・ウレタンアクリレート(荒川化学社製;BS371、10官能以上、分子量 約4万):5重量部
・防汚剤(日本化薬社製UT3971):0.5重量部
・重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製;IRGACURE184):0.4重量部
・MEK:10重量部
セルローストリアセテートフィルム(厚み80μm)の片面に、下層用ハードコート(組成A)樹脂を、湿潤重量26g/m2(乾燥重量13g/m2)で塗布した。70℃にて60秒乾燥し、紫外線50mJ/cm2を照射して下地用のハードコート層Aを形成した。さらに、ハードコート層Aの上に、上層用ハードコート(組成a)樹脂を、湿潤重量26g/m2(乾燥重量13g/m2)で塗布した。70℃にて60秒乾燥し、紫外線200mJ/cm2を照射することによりハードコート層Bを形成し、目的とする光学積層体を得た。
ハードコート層の形成において、下地用のハードコート層A、上地用のハードコート層Bとして表1に示す樹脂組成の組合せで各層を形成したほかは、参考例1と同様にして実施例1〜6及び参考例2〜3の光学積層体をそれぞれ得た。
ハードコート層の形成において、下地用のハードコート層A、上地用のハードコート層Bとして表2に示す樹脂組成の組合せで各層を形成したほかは、実施例1と同様にして比較例1〜6の光学積層体を得た。
各実施例及び比較例で得られた光学積層体について、下記評価基準に基づいて評価した。その結果を表1及び表2に示す。
(1)干渉縞有無試験
光学積層体のハードコート層と逆の面に、裏面反射を防止するための黒色テープを貼り、ハードコート層の面から光学積層体を目視により観察し、下記評価基準にて評価した。
評価○:干渉縞の発生はなかった。
(2)鉛筆硬度試験
鉛筆硬度試験;鉛筆引っ掻き試験の硬度は、作製したハードコートフィルム(前記光学積層体(以下同じ。))を温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆(硬度4H)を用いて、JIS−K−5400が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、4.9Nの荷重にて実施した。
評価○:傷なし/測定回数=4/5,5/5
評価×:傷なし/測定回数=0/5,1/5,2/5,3/5
(3)カール試験
作製したハードコートフィルムを横×縦=10cm×10cmの大きさにカットし、温度20℃、相対湿度60%環境下にて平板上に静置した際の四隅の浮き上がりを測定し、その平均値をカール高さとした。
評価×:26mmよりも大きい(筒状になり測定不可能の場合も×とした)
(4)クラック試験
作製したハードコートフィルムを10cm×5cmの大きさにカットし、直径16mmの円筒状の金属パイプに巻きつけ、巻きつけ後にフィルムを元の状態に戻し、目視にてクラックの有無を確認した。
評価×:クラックあり
Claims (4)
- 光透過性基材の上に、少なくとも(1)前記基材に隣接するハードコート層A及び(2)ハードコート層Bが形成されてなる積層体であって、
前記ハードコート層Aが、重量平均分子量200〜4万であり、かつ、3〜15の官能基を有する化合物Aを50〜100重量%、及び前記基材に対して浸透性又は溶解性を有する溶剤としてメチルエチルケトンを含む組成物Aを用いて形成されてなり、該化合物Aが、(メタ)アクリレート系化合物及びウレタン(メタ)アクリレート系化合物の少なくとも1種であり、
前記ハードコート層Bが、重量平均分子量1000〜50000であり、かつ、6〜15の官能基を有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物、及び3〜6の官能基を有する(メタ)アクリレート系化合物を合計10〜100重量%含む組成物Bを用いて形成されてなることを特徴とする光学積層体。 - 前記ハードコート層Aの化合物Aとして、
3官能基を有するポリエステルアクリレート、
3官能基を有するポリエステルアクリレート及び10官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、又は
10官能基を有するウレタンアクリレート、10以上の官能基を有するウレタンアクリレート及びポリエチレングリコールジアクリレートの組み合わせ、のいずれかを含み、
前記ハードコート層Bの組成物Bとして、
3官能基を有するポリエステルアクリレート及び10官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及び10以上の官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、又は
ペンタエリスリトールトリアクリレート及び10官能基を有するウレタンアクリレートの組み合わせ、のいずれかを含む、請求項1に記載の光学積層体。 - 1)ハードコート層Aとハードコート層Bとの間、2)ハードコート層Bの上又は3)ハードコート層Aの下に、帯電防止層、防眩層、低屈折率層、防汚層又はこれらの2種以上の層を形成してなる、請求項1又は2に記載の光学積層体。
- 反射防止用積層体として用いられる、請求項1〜3のいずれかに記載の光学積層体。
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