JP5428592B2 - 導電性ハードコートフィルム及び反射防止フィルム - Google Patents
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Description
第3の発明の反射防止性フィルムは、第1又は第2に係る発明の導電性ハードコートフィルムの導電性ハードコート層上に反射防止層がさらに積層されたものである。
第1の発明の導電性ハードコートフィルムは、透明基材フィルム上に金属酸化物微粒子、紫外線硬化性樹脂及び溶媒を含む導電性ハードコート層塗布液を塗布、乾燥及び硬化してなる導電性ハードコート層が積層された導電性ハードコートフィルムにおいて、導電性ハードコート層1gあたりの残存溶媒量が0.1〜1.0mgである。このため、残存溶媒が導電経路として働いて良好な帯電防止性能を発現するとともに、残存溶媒の影響による屈折率低下も最小限に抑えられるため、干渉縞の発生も抑えることができる。
〔導電性ハードコートフィルム及び反射防止フィルム〕
本実施形態の導電性ハードコートフィルムは、透明基材フィルム上に金属酸化物微粒子、紫外線硬化性樹脂及び溶媒を含む導電性ハードコート層塗布液を塗布、乾燥及び硬化してなる導電性ハードコート層が積層されて構成され、該導電性ハードコート層1gあたりの残存溶媒量が0.1〜1.0mgに設定されている。この導電性ハードコートフィルムの導電性ハードコート層上に反射防止層がさらに積層されて反射防止フィルムが形成される。
<透明基材フィルム>
透明基材フィルムは、透明性を有している限り特に制限されないが、光の反射を抑えるため、屈折率(n)が1.55〜1.70の範囲内のものが好ましい。そのような透明基材フィルムを形成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタラート(PET、n=1.65)等のポリエステル、ポリカーボネート(PC、n=1.59)、ポリアリレート(PAR、n=1.60)及びポリエーテルスルフォン(PES、n=1.65)等が好ましい。これらのうち、ポリエステルフィルム特にポリエチレンテレフタラートフィルムが成形の容易性、入手の容易性及びコストの点で好ましい。
<導電性ハードコート層>
導電性ハードコート層は、金属酸化物微粒子、紫外線硬化性樹脂及び溶媒を含む導電性ハードコート層塗布液を塗布、乾燥及び硬化して形成される。ここで、金属酸化物微粒子とは、平均粒子径が好ましくは150nm以下、より好ましくは10〜150nmである金属酸化物を意味する。この平均粒子径が150nmを超えると、微粒子が大きくなり過ぎて導電性ハードコート層の透明性が損なわれる結果を招く。
さらに、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の成分を導電性ハードコート層に添加することができる。そのようなその他の成分としては、例えば重合体、重合開始剤、重合禁止剤、酸化防止剤、分散剤、界面活性剤、光安定剤及びレベリング剤等の添加剤が挙げられる。
相対蒸発速度が0.1〜0.5である溶媒としては、シクロヘキサノン(R=0.32)、メチルシクロヘキサノン(R=0.20)、ジアセトンアルコール(R=0.15)、ブタノール(R=0.47)等が挙げられる。なお、各種溶媒の相対蒸発速度は、「初級コーティング技術入門」(2007年、原崎勇次著、加工技術研究会)41ページの表3.4等に記載されている。
<残存溶媒量の測定方法>
導電性ハードコートフィルムから導電性ハードコート層だけを削り取り、20mLのガラスバイアル瓶に削り取った導電性ハードコート層1gを入れてシールし、120℃で30分間加熱した。その後0.5mLをヘッドスペースからサンプリングし、ガスクロマトグラフで分析を行った。検量線から、導電性ハードコート層1gあたりの残存溶媒量を算出した。
カラム:「Zebron ZB-1」30m×0.53mm、液相厚5μm(phenomenex製)
<表面抵抗率>
導電性ハードコートフィルムの表面抵抗率は、1.0×108〜1.0×1013Ω/□であることが好ましい。表面抵抗率がこの範囲に設定されることにより、導電性ハードコートフィルム表面において静電気による埃などの付着を抑制することができる。
<反射防止フィルム>
反射防止フィルムを構成する反射防止層は単層構成又は多層構成とすることができる。単層構成の場合には、導電性ハードコート層の上に該導電性ハードコート層よりも屈折率の低い層(低屈折率層)を1層形成する。また、多層構成の場合には、導電性ハードコート層の上に屈折率の異なる層を複数積層する。多層構成とすることにより、反射率をより効果的に下げることができる。具体的には、導電性ハードコート層の上に高屈折率層、低屈折率層を順に積層した2層構成や中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層を順に積層した3層構成等である。反射防止の効果の観点からは多層構成が好ましく、生産性及び生産コストの観点からは単層構成が好ましい。
〔製造例1、干渉防止層を形成するための塗布液の調製〕
(製造例1−1、共重合ポリエステル樹脂(A)の合成)
ジメチルテレフタラート100部、ジメチルイソフタラート100部、エチレングリコール30.3部、ネオペンチルグリコール150部、酢酸亜鉛0.1部及び三酸化アンチモン0.1部をエステル交換反応容器に仕込み、180℃にコントロールして加熱し、4時間反応させ、エステル交換反応を行った。その後、5−ナトリウムスルホイソフタル酸5部を添加し、240℃で1時間エステル化反応を行った。次に、250℃まで温度を上げ、系内を133Pa(1mmHg)の減圧にして2時間重縮合反応を行い、共重合ポリエステル樹脂(A)を得た。
(製造例1−2、架橋剤(B)の合成)
フラスコにイオン交換水300部を仕込み、窒素気流下で60℃に加温し、過硫酸アンモニウム0.3部及び亜硝酸水素ナトリウム0.3部を添加した。その後、メタクリル酸メチル20.2部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン21.2部、ポリエチレンオキシドメタクリル酸45.5部及びアクリルアミド10.2部の混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後1時間撹拌を継続し、架橋剤(B)の25%の水分散体を得た。
(製造例1−3、干渉防止層塗布液の調製)
前記共重合ポリエステル樹脂(A)の30%水分散体65部、前記架橋剤(B)の25%水分散体40部及びイオン交換水450部を混合して干渉防止層塗布液とした。
〔製造例2、導電性ハードコート層塗布液の調製〕
(製造例2−1、導電性ハードコート層塗布液Aの調製)
紫外線硬化性樹脂系導電性ハードコート塗料〔ATO/酸化ジルコニウム=55/45(質量比)微粒子使用、紫外線硬化性アクリレート樹脂使用、固形分濃度38%、溶媒:イソブタノールのみ、大日本塗料(株)製、DNTコンダクティブEAZr−3 A10改〕100部及びイソブタノール90部を混合して導電性ハードコート層塗布液Aとした。導電性ハードコート層塗布液Aの固形分濃度は20%であり、溶媒はイソブタノールのみであった。
(製造例2−2、導電性ハードコート層塗布液Bの調製)
紫外線硬化性樹脂系導電性ハードコート塗料〔ATO/酸化ジルコニウム=55/45(質量比)微粒子使用、紫外線硬化性アクリレート樹脂使用、固形分濃度38%、溶媒比率:イソブタノール/ジアセトンアルコール=88/12、大日本塗料(株)製、DNTコンダクティブEAZr−3 A10〕100.0部、イソブタノール79.2部及びジアセトンアルコール10.8部を混合して、導電性ハードコート層塗布液Bとした。導電性ハードコート層塗布液Bの固形分濃度は20%であり、溶媒比率はイソブタノール:ジアセトンアルコール=88:12であった。
(製造例2−3、導電性ハードコート層塗布液Cの調製)
紫外線硬化性樹脂系導電性ハードコート塗料〔ATO/酸化ジルコニウム=55/45(質量比)微粒子使用、紫外線硬化性アクリレート樹脂使用、固形分濃度38%、溶媒比率:イソブタノール/ジアセトンアルコール=88/12、大日本塗料(株)製、DNTコンダクティブEAZr−3 A10〕100.0部、イソブタノール89.8部及びジアセトンアルコール0.2部を混合して、導電性ハードコート層塗布液Cとした。導電性ハードコート層塗布液Cの固形分濃度は20%であり、溶媒比率は、イソブタノール:ジアセトンアルコール=95:5であった。
(製造例2−4、導電性ハードコート層塗布液Dの調製)
紫外線硬化性樹脂系導電性ハードコート塗料〔ATO/酸化ジルコニウム=55/45(質量比)微粒子使用、紫外線硬化性アクリレート樹脂使用、固形分濃度38%、溶媒比率:イソブタノール/ジアセトンアルコール=88/12、大日本塗料(株)製、DNTコンダクティブEAZr−3 A10〕100.0部、イソブタノール67.0部及びジアセトンアルコール23.0部を混合して、導電性ハードコート層塗布液Dとした。導電性ハードコート層塗布液Dの固形分濃度は20%であり、溶媒比率は、イソブタノール:ジアセトンアルコール=80:20であった。
(製造例2−5、導電性ハードコート層塗布液Eの調製)
紫外線硬化性樹脂系導電性ハードコート塗料〔ATO/酸化ジルコニウム=55/45(質量比)微粒子使用、紫外線硬化性アクリレート樹脂使用、固形分濃度38%、溶媒比率:イソブタノール/ジアセトンアルコール=88/12、大日本塗料(株)製、DNTコンダクティブEAZr−3 A10〕100.0部、イソブタノール70.1部、ジアセトンアルコール71.8部及びシクロヘキサノン9.1部を混合して、導電性ハードコート層塗布液Eとした。導電性ハードコート層塗布液Eの固形分濃度は20%であり、溶媒比率は、イソブタノール:ジアセトンアルコール:シクロヘキサノン=82:12:6であった。
(製造例2−6、導電性ハードコート層塗布液Fの調製)
紫外線硬化性樹脂系導電性ハードコート塗料〔ATO/酸化ジルコニウム=55/45(質量比)微粒子使用、紫外線硬化性アクリレート樹脂使用、固形分濃度38%、溶媒比率:イソブタノール/ジアセトンアルコール=88/12、大日本塗料(株)製、DNTコンダクティブEAZr−3 A10〕100.0部、イソブタノール51.8部及びジアセトンアルコール38.2部を混合して、導電性ハードコート層塗布液Fとした。導電性ハードコート層塗布液Fの固形分濃度は20%であり、溶媒比率は、イソブタノール:ジアセトンアルコール=70:30であった。
〔製造例3、反射防止層塗布液の調製〕
(製造例3−1、変性中空シリカゾルの製造)
第1工程として、平均粒子径5nm、シリカ(SiO2)濃度20%のシリカゾルと純水とを混合して反応母液を調製し、80℃に加温した。この反応母液のpHは10.5であり、同反応母液にSiO2として1.17%の珪酸ナトリウム水溶液と、アルミナ(Al2O3)として0.83%のアルミン酸ナトリウム水溶液とを同時に添加した。その間、反応液の温度を80℃に保持した。反応液のpHは、珪酸ナトリウム及びアルミン酸ナトリウムの添加直後12.5に上昇し、その後ほとんど変化しなかった。添加終了後、反応液を室温まで冷却し、限外濾過膜で洗浄して固形分濃度20%のSiO2・Al2O3一次粒子分散液(核粒子分散液)を調製した。
(製造例3−2、重合性二重結合を持つ含フッ素化合物の製造)
四つ口フラスコにパーフルオロ−(1,1,9,9−テトラハイドロ−2,5−ビスフルオロメチル−3,6−ジオキサノネノール)104部と、ビス(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイドの8%パーフルオロヘキサン溶液11部とを注入した。そして、その中空部を窒素置換した後、窒素気流下20℃で24時間撹拌して高粘度の固体を得た。得られた固体をジエチルエーテルに溶解させたものをパーフルオロヘキサンに注ぎ、分離後に真空乾燥させて無色透明なポリマーを得た。
(製造例3−3、反射防止層塗布液Aの調製)
前記製造例3−1で得られた変性中空シリカゾルαを固形分換算で50部、前記製造例3−2で得られた含フッ素反応性ポリマーを固形分換算で50部、2−メチルー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〔商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製〕5部及びイソプロピルアルコール2000部を混合して反射防止層塗布液Aを得た。
〔製造例4、干渉防止層積層ポリエステルフィルムの作製〕
二軸延伸ポリエステルフィルム(片面に接着膜が設けられているポリエチレンテレフタラートフィルム、東洋紡績(株)製、コスモシャインA4100、厚さ100μm、屈折率1.65)の接着膜のない面に、前記干渉防止層塗布液をグラビアコート法で塗布した。フィルム断面をSEM(走査型電子顕微鏡)観察したところ、干渉防止層の厚みは乾燥膜厚で10nmであった。
<参考例1−1>
前記製造例4で作製した干渉防止層積層ポリエステルフィルムの上に、前記製造例2−1で得られた導電性ハードコート層塗布液Aを、乾燥膜厚1.1μm程度になるようにグラビアコート法で塗布後、50℃で300秒間乾燥させた後に、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、導電性ハードコートフィルムを作製した。
(1)残存溶媒量の測定
残存溶媒量の測定は以下の方法で行った。
カラム:「Zebron ZB-1」30m×0.53mm、液相厚5μm(phenomenex製)
(2)表面抵抗率の測定
デジタル絶縁計〔東亜DKK(株)製、商品名:SM−8220〕を用いて、導電性ハードコートフィルムの表面抵抗率を測定した。
(3)ヘイズ値の測定
濁度計〔日本電色工業(株)製、商品名:NDH2000〕を用いて、導電性ハードコートフィルムのヘイズ値を測定した。
(4)干渉縞の評価
裏面反射の影響をなくすため、導電性ハードコート層を設けた面と反対側の面を黒色塗料で塗りつぶしたサンプルを作製した。暗室内で3波長蛍光灯を光源としてサンプルを目視したときに、干渉縞の強度を評価した。
<参考例1−2>
前記参考例1−1において、乾燥を100℃、60秒間とした以外は、前記参考例1−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例2−1>
前記製造例4で作製した干渉防止層積層ポリエステルフィルムの上に、前記製造例2−2で得られた導電性ハードコート層塗布液Bを、乾燥膜厚1.1μm程度になるようにグラビアコート法で塗布後、100℃で60秒間乾燥させた後に、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例2−2>
前記実施例2−1において、90℃で60秒間乾燥させた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例2−3>
前記実施例2−1において、80℃で30秒間乾燥させた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例2−4>
前記実施例2−1において、導電性ハードコート層塗布液Bの代わりに、前記製造例2−3で得られた導電性ハードコート層塗布液Cを用いた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例2−5>
前記実施例2−1において、導電性ハードコート層塗布液Bの代わりに、前記製造例2−4で得られた導電性ハードコート層塗布液Dを用いた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例2−6>
前記実施例2−1において、導電性ハードコート層塗布液Bの代わりに、前記製造例2−5で得られた導電性ハードコート層塗布液Eを用いた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<比較例2−1>
前記実施例2−1において、50℃で30秒間乾燥させた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<比較例2−2>
前記実施例2−1において、100℃で180秒間乾燥させた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<比較例2−3>
前記実施例2−1において、導電性ハードコート層塗布液Bの代わりに、前記製造例2−6で得られた導電性ハードコート層塗布液Fを用いた以外は、前記実施例2−1と同様にして、導電性ハードコートフィルムを作製した。その評価結果を表1に示す。
<実施例3−1>
実施例2−1で作製した導電性ハードコートフィルムAの上に製造例3−3で調製した反射防止層塗布液Aを乾燥膜厚がおよそ0.1μmになるようにグラビアコート法で塗布後、窒素雰囲気下、紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀)を用いて400mJの紫外線を照射して硬化させることにより、反射防止フィルムLを作製した。
(1)視感度反射率の測定
測定面の裏面反射を除くため、裏面をサンドペーパーで粗し、5°正反射測定装置のついた分光光度計〔日本分光(株)製、商品名:U−best50〕を用いて反射率を測定した。得られた反射スペクトルより、C光源に対する視感度反射率(%)を計算した。
(2)密着性の評価
反射防止フィルムの表面をJIS D0202−1998に準拠して碁盤目剥離テープ試験を行った。セロハンテープ(ニチバン(株)製、CT24)を用い、反射防止フィルムに密着させた後、剥離した。判定は100マスのうち、剥離しないマス目の数で表し、剥離しない場合を100/100、完全に剥離する場合を0/100として表した。
(3)耐擦傷性の評価
(株)本光製作所製消しゴム摩耗試験機の先端に、#0000のスチールウールを固定し、2.5N(250gf)及び1N(100gf)の荷重をかけて、反射防止フィルム表面上を10回往復摩擦したあとの表面の傷を目視で観察し、以下のA〜Eの6段階で評価した。
(4)表面抵抗率の測定
デジタル絶縁計〔東亜DKK(株)製、商品名:SM−8220〕を用いて、反射防止フィルムの表面抵抗率を測定した。
(5)干渉縞の評価
裏面反射の影響をなくすため、導電性ハードコート層を設けた面と反対側の面を黒色塗料で塗りつぶしたサンプルを作製した。暗室内で3波長蛍光灯を光源としてサンプルを目視したときに、干渉縞の強度を評価した。
Claims (3)
- 透明基材フィルム上に金属酸化物微粒子、紫外線硬化性樹脂及び溶媒を含む導電性ハードコート層塗布液を塗布、乾燥及び硬化してなる導電性ハードコート層が積層された導電性ハードコートフィルムにおいて、
前記導電性ハードコート層1gあたりの残存溶媒量が0.1〜1.0mgであり、
前記導電性ハードコート層は、相対蒸発速度が0.1〜0.5である溶媒を全溶媒量に対して5〜20質量%含有する導電性ハードコート層塗布液を塗布、乾燥及び硬化してなる層であることを特徴とする導電性ハードコートフィルム。 - 表面抵抗率が1.0×108〜1.0×1013Ω/□である請求項1に記載の導電性ハードコートフィルム。
- 請求項1又は請求項2に記載の導電性ハードコートフィルムの導電性ハードコート層上に反射防止層がさらに積層された反射防止フィルム。
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