JP5617922B2 - ハードコート用基材フィルム - Google Patents
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Description
化合物(1):分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーAとヒドロキシ基を有するアクリルモノマーBとの共重合体であり、その重量平均分子量が30,000超250,000以下である。
化合物(2):分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーCの重合体であり、重量平均分子量が300〜3000の範囲内である。
本発明のハードコート用基材フィルムは、延伸されたハードコート用基材フィルムであって、総アシル基置換度が2.80〜2.95の範囲であり、かつ下記の二種類の化合物を含むセルロースエステルを含有することを特徴とする。
化合物(1):分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーAとヒドロキシ基を有するアクリルモノマーBとの共重合体であり、その重量平均分子量が30,000超250,000以下である。好ましい重量平均分子量は、40,000超230,000以下である。
化合物(2):分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーCの重合体であり、重量平均分子量が300〜3000の範囲内である。
試料:幅5mm、長さ50mm(ギャップ20mmに設定)
測定条件:引張モード
測定温度:25〜200℃
昇温条件:5℃/min
周波数:1Hz
本発明において、延伸の条件としては、延伸温度は150〜170℃、延伸倍率は1.2〜1.5倍であることが好ましい。
本発明のハードコート用基材フィルムは、総アシル基置換度が2.80〜2.95の範囲であるセルロースエステルを含有することを特徴とする。
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=2,800,000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
A−1 −CH2CH2−
A−2 −CH2CH2CH2−
A−3 −CH=CH−
A−4
以下Bの具体例を挙げる。
B−1 −CH2CH2−
B−2 −CH2CH2CH2CH2−
B−3
本発明において用いるセルロースエステルは、下記の二種類の化合物を含有することを特徴とする。
本発明に係る化合物(1)は、分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーAとヒドロキシ基を有するアクリルモノマーBとの共重合体であり、その重量平均分子量が30,000超250,000以下である。
−[CH2−C(−R1)(−CO2R2)]m−[CH2−C(−R3)(−CO2R4−OH)−]n
上記一般式(1)において、R1、R3は、それぞれ水素原子又はメチル基を表す。R2は炭素数1〜12のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。R4は−CH2−、−C2H4−又はC3H6−を表す。m、及びnは、モル組成比を表す。ただしm≠0、n≠0、m+n=100である。
本発明に係る化合物(2)は、分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーCの重合体であり、重量平均分子量が300〜3000の範囲内である。なお、当該範囲外では製膜時にヘイズが出る傾向がある。
重量平均分子量Mw、数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した。
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
ヒドロキシ(水酸基)価の測定は、JIS K 0070(1992)に準ずる。このヒドロキシ基(水酸基)価は、試料1gをアセチル化させたとき、ヒドロキシ基(水酸基)と結合した酢酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数と定義される。
式中、Bは空試験に用いた0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)、Cは滴定に用いた0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)、fは0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター、Dは酸価、また、28.05は水酸化カリウムの1mol量56.11の1/2を表す。
式(i) 1≦X+Y≦20(質量%)
式(i)の(X+Y)の好ましい範囲は、2〜10質量%である。
本発明のハードコート用基材フィルムは、必要に応じて可塑剤を含有することが好ましい。
但し、R1はn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性、及び/又はフェノール性水酸基を表す。
(但し、R2は(m+n)価の有機基、mは2以上の正の整数、nは0以上の整数、COOH基はカルボキシ基、OH基はアルコール性又はフェノール性水酸基を表す)
好ましい多価カルボン酸の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(式中、Bはベンゼンモノカルボン酸残基、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基又は炭素数6〜12のアリールグリコール残基又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基、Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基を表し、またnは1以上の整数を表す。)
一般式(Pc)中、Bで示されるベンゼンモノカルボン酸残基とGで示されるアルキレングリコール残基又はオキシアルキレングリコール残基又はアリールグリコール残基、Aで示されるアルキレンジカルボン酸残基又はアリールジカルボン酸残基とから構成されるものであり、通常のポリエステル系可塑剤と同様の反応により得られる。
反応容器にフタル酸410部、安息香酸610部、ジプロピレングリコール737部、及び触媒としてテトライソプロピルチタネート0.40部を一括して仕込み窒素気流中で攪拌下、還流凝縮器を付して過剰の1価アルコールを還流させながら、酸価が2以下になるまで130〜250℃で加熱を続け生成する水を連続的に除去した。次いで200〜230℃で1.33×104Pa〜最終的に4×102Pa以下の減圧下、留出分を除去し、この後濾過して次の性状を有する芳香族末端エステル系可塑剤を得た。
酸価 ;0.2
以下に、本発明に用いることのできる芳香族末端エステル系可塑剤の具体的化合物を示すが、本発明はこれに限定されない。
本発明のハードコート用基材フィルムは、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、よりさらに好ましくは5%以下である。
本発明のハードコート用基材フィルムは、微粒子を含有することが滑り性、保管安定性の観点で好ましい。
本発明のハードコート用基材フィルムには、色味調整のため染料を添加することもできる。例えば、フィルムの黄色味を抑えるために青色染料を添加してもよい。好ましい染料としてはアンスラキノン系染料が挙げられる。
本発明のハードコート用基材フィルムは通常の溶液流延法、溶融流延法のいずれの方法でも製造することができる。
尚、Mはウェブ又はフィルムを製造中又は製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
延伸操作は、フィルムの長手方向(MD方向)、及び幅手方向(TD方向)に対して、逐次又は同時に延伸することができる。互いに直交する2軸方向の延伸倍率は、それぞれ最終的にはMD方向に1.0〜2.0倍、TD方向に1.07〜2.0倍の範囲とすることが好ましく、MD方向に1.0〜1.5倍、TD方向に1.07〜2.0倍の範囲で行うことが好ましい。
本発明のハードコート用基材フィルムの透湿度は、40℃、90%RHで10〜1200g/m2・24hが好ましく、さらに20〜1000g/m2・24hが好ましく、20〜850g/m2・24hが特に好ましい。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に従い測定することができる。
式(ii) Rt=((nx+ny)/2−nz)×d
(式中、Roはフィルム面内リターデーション値、Rtはフィルム厚さ方向リターデーション値、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率、nzはフィルムの厚さ方向の屈折率、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
上記リターデーションは、例えばKOBRA−21ADH(王子計測機器(株))を用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmで求めることができる。
本発明のハードコート用基材フィルムには、ハードコート層を設けることができる。
本発明に係るクリアーハードコート層は、公知のものがそのまま使用することができる。
シリカ粒子としては、公知のものを使用することができる。また、その形状は、球状でも不定形のものでもよく、通常のコロイダルシリカに限らず中空粒子、多孔質粒子、コア/シェル型粒子等であっても構わない。
反応性シリカ粒子(Xa)は、重合性不飽和基を有する有機化合物(以下、「有機化合物(X)」という)で表面処理することによって得られる。反応性シリカ粒子(Xa)の製造に用いられる有機化合物(X)は、重合性不飽和基、好ましくはエチレン性不飽和基を有する化合物であり、さらに、下記一般式(a)に示す基を含む有機化合物であることが好ましい。
[1]エチレン性不飽和基
有機化合物(X)に含まれるエチレン性不飽和基としては特に制限はないが、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基を好適例として挙げることができる。
有機化合物に含まれる前記式(a)に示す基[−U−C(=V)−NH−]は、具体的には、[−O−C(=O)−NH−]、[−O−C(=S)−NH−]、[−S−C(=O)−NH−]、[−NH−C(=O)−NH−]、[−NH−C(=S)−NH−]、及び[−S−C(=S)−NH−]の6種である。これらの基は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
シラノール基を生成する化合物としては、ケイ素原子にアルコキシ基、アリールオキシ基、アセトキシ基、アミノ基、ハロゲン原子等が結合した化合物を挙げることができるが、ケイ素原子にアルコキシ基又はアリールオキシ基が結合した化合物、即ち、アルコキシシリル基含有化合物又はアリールオキシシリル基含有化合物が好ましい。
好ましい具体例としては、例えば、下記一般式(b)に示す化合物を挙げることができる。
有機化合物(X)の合成は、例えば、特開平9−100111号公報に記載された方法を用いることができる。好ましくは、メルカプトプロピルトリメトキシシランとイソホロンジイソシアネートをジブチルスズジラウレート存在下で混合し、60〜70℃で数時間程度反応させた後に、ペンタエリスリトールトリアクリレートを添加して、さらに60〜70℃で数時間程度反応させることにより製造される。
有機化合物(X)をシリカ粒子と混合し、加水分解させ、両者を結合させる。
本発明に係るハードコート層、例えば、クリアーハードコート層は次のような公知の方法で塗設することができる。
本発明のハードコート用基材フィルム製造に際し、延伸の前又は後で帯電防止層、バックコート層、易滑性層、接着層、バリアー層、防眩層、反射防止層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。
本発明のハードコート用基材フィルムは、偏光板に用いることができる。
化合物(1)の合成:
攪拌機、2個の滴下ロート、ガス導入管及び温度計の付いたガラスフラスコに、表2記載の種類及び比率のモノマー混合液40g、連鎖移動剤のメルカプトプロピオン酸3.0g及びトルエン30gを仕込み、90℃に昇温した。
特開2000−128911号公報に記載の重合方法により塊状重合を行った。すなわち、攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、投入口及び環流冷却管を備えたフラスコにモノマーとして下記メチルアクリレートを投入し、窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素ガスで置換した下記チオグリセロールを攪拌下添加した。
MMA:メチルメタクリレート
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
BzMA:2−ベンジルメタクリレート
化合物(1)及び(2)の重量平均分子量は下記測定法により測定した。
重量平均分子量の測定は、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した。
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜300迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
アエロジルR812(日本アエロジル(株)製) 10質量部
(一次粒子の平均径7nm)
エタノール 90質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。二酸化珪素分散液に88質量部のメチレンクロライドを撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。微粒子分散希釈液濾過器(アドバンテック東洋(株):ポリプロピレンワインドカートリッジフィルターTCW−PPS−1N)で濾過した。
セルローストリアセテート 90質量部
(リンター綿から合成されたセルローストリアセテート、アセチル基置換度2.90、Mn=140000)
化合物(1) 7.5質量部
化合物(2) 2.5質量部
ポリエステル化合物(表2参照) 2.5質量部
チヌビン928(チバ・ジャパン(株)製) 2.5質量部
二酸化珪素分散希釈液 4質量部
メチレンクロライド 432質量部
エタノール 38質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、ドープ液を調製した。
下記材料を攪拌、混合しハードコート層塗布組成物1とした。
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 50.0質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 30.0質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 30.0質量部
イルガキュア184(チバ・ジャパン社製) 5.0質量部
フッ素−シロキサングラフトポリマーI(35質量%) 5.0質量部
シーホスターKEP−50(粉体のシリカ粒子、平均粒径0.47〜0.61μm、日本触媒株式会社製) 24.3質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20質量部
酢酸メチル 40質量部
メチルエチルケトン 60質量部
《フッ素−シロキサングラフトポリマーIの調製》
以下、フッ素−シロキサングラフトポリマーIの調整に用いた素材の市販品名を示す。
片末端ラジカル重合性ポリシロキサン(B):サイラプレーンFM−0721(数平均分子量5,000;チッソ(株)製)
ラジカル重合開始剤:パーブチルO(t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート;日本油脂(株)製)
硬化剤:スミジュールN3200(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット型プレポリマー;住化バイエルウレタン(株)製)
(ラジカル重合性フッ素樹脂(A)の合成)
機械式撹拌装置、温度計、コンデンサー及び乾燥窒素ガス導入口を備えたガラス製反応器に、セフラルコートCF−803(1554質量部)、キシレン(233質量部)、及び2−イソシアナトエチルメタクリレート(6.3質量部)を入れ、乾燥窒素雰囲気下で80℃に加熱した。80℃で2時間反応し、サンプリング物の赤外吸収スペクトルによりイソシアネートの吸収が消失したことを確認した後、反応混合物を取り出し、ウレタン結合を介して50質量%のラジカル重合性フッ素樹脂(A)を得た。
機械式撹拌装置、温度計、コンデンサー及び乾燥窒素ガス導入口を備えたガラス製反応器に、上記合成したラジカル重合性フッ素樹脂(A)(26.1質量部)、キシレン(19.5質量部)、酢酸n−ブチル(16.3質量部)、メチルメタクリレート(2.4質量部)、n−ブチルメタクリレート(1.8質量部)、ラウリルメタクリレート(1.8質量部)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(1.8質量部)、FM−0721(5.2質量部)、及びパーブチルO(0.1質量部)を入れ、窒素雰囲気中で90℃まで加熱した後、90℃で2時間保持した。パーブチルO(0.1部)を追加し、さらに90℃で5時間保持することによって、重量平均分子量が171,000である35質量%フッ素−シロキサングラフトポリマーIの溶液を得た。
101の作製において、1.65m幅にスリットした後、テンターでTD方向(フィルムの幅手方向)に1.3倍に延伸しながら、160℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は20%であった。その後、120℃の乾燥装置内を多数のロールで搬送させながら15分間乾燥させた後、2.2m幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、高さ10μmのナーリング加工を施し、巻芯に巻き取り、ハードコート用基材フィルム102を得た。ハードコート用基材フィルムの残留溶剤量は0.2%であり、膜厚は40μm、巻数は6000mであった。
下記条件でハードコート用基材フィルムの動的粘弾性tanδmaxを測定した。なお、試料は、あらかじめ23℃55%RHの雰囲気下24時間調湿したものを使用し、湿度55%RH、下記条件で昇温させながら測定した。
試料:幅5mm、長さ50mm(ギャップ20mmに設定)
測定条件:引張モード
測定温度:25〜210℃
昇温条件:5℃/min
周波数:1Hz
<鉛筆硬度の測定>
23℃55%RHの雰囲気下24時間調湿したハードコートフィルム試料を、同条件下JISK5400が規定する鉛筆硬度評価法に従い、クリアーハードコート層の面を1kgのおもりを用いて各硬度の鉛筆で引っ掻きを5回繰り返し、傷が1本までの硬度を測定した。数字か高いほど、高硬度を示す。
作製したセルロースエステルフィルムを、23℃55%RHの環境にて5時間以上調湿した後、下記方法により内部ヘイズ値を評価した。
1.きれいにしたスライドガラスの上にグリセリンを一滴(0.05ml)たらす。このとき液滴に気泡が入らないように注意する。ガラスは見た目がきれいでも汚れていることがあるので必ず洗剤で洗浄したものを使用する(図2参照)。
2.その上にカバーガラスを乗せる。カバーガラスは押さえなくてもグリセリンは広がる。
3.ヘイズメーターにセットしブランクヘイズ1を測定する。
4.スライドガラス上にグリセリン0.05mlを滴下する(図2参照)。
5.その上に測定する試料フィルムを気泡が入らないように乗せる(図3参照)。
6.試料フィルム上にグリセリン0.05mlを滴下する(図4参照)。
7.その上にカバーガラスを載せる(図5参照)。
8.上記のように作製した積層体(上から、カバーガラス/グリセリン/試料フィルム/グリセリン/スライドガラス)をヘイズメーターにセットしヘイズ2を測定する。
9.(ヘイズ2)−(ヘイズ1)=(本発明のセルロースエステルフィルムの内部ヘイズ)を算出する。
グリセリン:関東化学製 鹿特級(純度>99.0%) 屈折率1.47
また、ヘイズ値は、日本電色工業株式会社製NDH2000を用いて測定した。
B:0.04以上0.08未満
C:0.08以上0.12未満
D:0.12以上
上記評価結果を表3に示す。
2 ドープ送液ポンプ
5 前後巻回ドラム
7 ステンレスベルト
8 剥離ロール
9 ウェブ
10A、10B ロール搬送乾燥装置
11 温風(乾燥風)
12 テンター
13 フィルム巻き取り装置
A 流延ダイ
Claims (4)
- 延伸されたハードコート用基材フィルムであって、総アシル基置換度が2.80〜2.95の範囲であり、かつ下記の二種類の化合物を含むセルロースエステルを含有することを特徴とするハードコート用基材フィルム。
化合物(1):分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーAとヒドロキシ基を有するアクリルモノマーBとの共重合体であり、その重量平均分子量が30,000超250,000以下である。
化合物(2):分子内にヒドロキシ基を有さないアクリルモノマーCの重合体であり、重量平均分子量が300〜3000の範囲内である。 - 前記ハードコート用基材フィルムの幅手方向の動的粘弾性を25〜200℃の範囲で1Hzにて測定したときに得られる動的粘弾性損失正接の最大値tanδmaxが、0.85〜1.00の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のハードコート用基材フィルム。
- 前記化合物(1)を構成するアクリルモノマーAとアクリルモノマーBとのモル比が、97:3〜85:15の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のハードコート用基材フィルム。
- 芳香族基を末端に有するポリエステルを含有していることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のハードコート用基材フィルム。
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