JP5885021B2 - ハードコートフィルム - Google Patents
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- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
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Description
本発明に使用するフィルム基材は、厚さが50〜160μm、好ましくは80〜150μm、より好ましくは90〜130μmである。本発明においては、フィルム基材の厚さを当該範囲とすることで、薄型ハードコートフィルムにおいて、両面にハードコート層を設けた場合にもカールを抑制しやすくなる。また、硬度の高いハードコート層を設けた際の切断加工や打ち抜き加工において、切断刃の押圧による基材の伸びを抑制しやすく、切断刃の接触するハードコート層とは他面のハードコート層の基材の伸びが大きくなりすぎず、ハードコート層の割れを好適に抑制できる。
本発明のハードコートフィルムに使用する第一のハードコート層は、フィルム基材と積層した際の鉛筆硬度が2H以上のハードコート層であり、その厚さが1〜6μmである。当該第一のハードコート層は、画像表示装置等に適用する場合には、他面に設けられる第二のハードコート層を表面側とし、当該第二のハードコート層とは裏面側とすることが好ましい。当該構成とすることで、画像表示装置表面の傷付き防止や破損防止効果が特に好適となる。また、当該第一のハードコート層を裏面側として切断加工や打ち抜き加工することで、第二のハードコート層面を裏面側とする場合に比べて割れが生じにくくなり、好適な加工性を実現できる。
本発明のハードコートフィルムに使用する第二のハードコート層は、フィルム基材と積層した際の鉛筆硬度が3H以上のハードコート層であり、その厚さが7〜15μmである。当該第二のハードコート層は、画像表示装置等に適用する場合には、画像表示部の表層となるよう使用することが好ましい。当該構成とすることで、画像表示装置表面に好適な傷付き防止効果や破損防止効果を実現できる。
本発明のハードコートフィルムは、厚さが50〜160μmフィルム基材の一面に、厚さが1〜6μm、鉛筆硬度が2H以上の第一のハードコート層が設けられ、他面に、厚さが7〜15μm、鉛筆硬度が3H以上の第二のハードコート層が設けられたハードコートフィルムであり、第一のハードコート層の厚さが、第二のハードコート層の厚さの3/5以下のハードコートフィルムである。当該構成のハードコートフィルムは、フィルム基材の表裏両面にハードコート層を有することでカールの抑制及び傷付き防止性が良好となる。一方、基材の両面にハードコート層を有するハードコートフィルムとして、鉛筆硬度が2H〜3H以上のハードコート層を使用した場合には、切断加工や打ち抜き加工を行う際にハードコート層の割れ、特に加工刃が接触するハードコート層とは他面のハードコート層の割れが生じやすくなる。しかし、上記本願発明の構成によれば、鉛筆硬度が2H〜3H以上の硬いハードコート層を使用しても、加工刃と接触するハードコート層とは他面のハードコート層の加工刃の押圧による変形が大きくなりすぎず、ハードコート層の割れを好適に抑制できる。
本発明に使用するハードコートフィルムは、上記フィルム基材の各面に第一のハードコート層に使用するハードコート剤および第二のハードコート層に使用するハードコート剤を順次塗布、硬化させることで製造できる。
<ウレタンアクリレート(A1)の合成>
撹拌機、ガス導入管、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、アロニックスM−305〔東亜合成(株)社製ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレート=60/40(重量比)混合物、水酸基価116mgKOH/g〕549.1部、ジブチル錫ジアセテート0.1部、スミライザーBHT〔住友化学工業(株)製酸化防止剤〕0.6部、メトキノン〔精工化学工業(株)製重合禁止剤〕0.1部、および、酢酸ブチル160.0部を加え、均一に混合しながら徐々に昇温した。60℃に達したところでデスモジュールH〔住友バイエルウレタン(株)製ヘキサメチレンジイソシアネート、NCO%=50%)90.9部を加えた後、80℃で5時間反応させ、ウレタンアクリレート(A1)800部を得た。
<ウレタンアクリレート(A2)の合成>
攪拌機、ガス導入管、冷却管、及び温度計を備えたフラスコに、酢酸ブチル250質量部、ノルボルナンジイソシアネート(以下、「NBDI」という。)206質量部、p−メトキシフェノール0.5質量部、ジブチル錫ジアセテート0.5質量部を仕込み、空気を吹き込みながら、70℃に昇温した後、ペンタエリスリトールトリアクリレート(以下、「PE3A」という。)/ペンタエリスリトールテトラアクリレート(以下、「PE4A」という。)混合物(質量比75/25の混合物)795質量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、70℃で3時間反応させ、さらにイソシアネート基を示す2250cm−1の赤外線吸収スペクトルが消失するまで反応を行い、脂環式化合物含有多官能ウレタンアクリレート(A2)/PE4A混合物(質量比80/20の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)を得た。なお、ウレタンアクリレート(A2)の分子量(計算値)は802である。
<ウレタンアクリレート(A3)の合成>
攪拌機、ガス導入管、冷却管、及び温度計を備えたフラスコに、酢酸ブチル254質量部、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」という。)222質量部、p−メトキシフェノール0.5質量部、ジブチル錫ジアセテート0.5質量部を仕込み、70℃に昇温した後、PE3A/PE4A混合物(質量比75/25の混合物)795質量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、70℃で3時間反応させ、さらにイソシアネート基を示す2250cm−1の赤外線吸収スペクトルが消失するまで反応を行い、脂環式化合物含有多官能ウレタンアクリレート(A3)/PE4A混合物(質量比80/20の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)を得た。なお、ウレタンアクリレート(A3)の分子量(計算値)は818である。
<ウレタンアクリレート(A4)の合成>
攪拌機、ガス導入管、冷却管、及び温度計を備えたフラスコに、酢酸ブチル254質量部、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」という。)222質量部、p−メトキシフェノール0.5質量部、ジブチル錫ジアセテート0.5質量部を仕込み、70℃に昇温した後、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート369質量部とPE3A/PE4A混合物(質量比75/25の混合物)398質量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、70℃で3時間反応させ、さらにイソシアネート基を示す2250cm−1の赤外線吸収スペクトルが消失するまで反応を行い、一分子中に脂環式化合物及び複素環式化合物を含有する多官能ウレタンアクリレート(A4)/PE4A混合物(質量比91/9の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)を得た。なお、ウレタンアクリレート(A4)の分子量(計算値)は889である。
<重合体(B1)の合成>
攪拌機、ガス導入管、冷却管、及び温度計を備えたフラスコに、グリシジルメタクリレート(以下、「GMA」という。)250質量部、ラウリルメルカプタン1.3質量部、メチルイソブチルケトン(以下、「MIBK」という。)1000質量部及び2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」という。)7.5質量部を仕込み、窒素気流下で攪拌しながら、1時間かけて90℃に昇温し、90℃で1時間反応させた。次いで、90℃で攪拌しながら、GMA750質量部、ラウリルメルカプタン3.7質量部、AIBN22.5質量部からなる混合液を2時間かけて滴下した後、100℃で3時間反応させた。その後、AIBN10質量部を仕込み、さらに100℃で1時間反応させた後、120℃付近に昇温し、2時間反応させた。60℃まで冷却し、窒素導入管を、空気導入管に付け替え、アクリル酸(以下、「AA」という。)507質量部、p−メトキシフェノール2質量部、トリフェニルホスフィン5.4質量部を加えて混合した後、空気で反応液をバブリングしながら、110℃まで昇温し、8時間反応させた。その後、p−メトキシフェノール1.4質量部を加え、室温まで冷却後、不揮発分が50質量%になるように、MIBKを加え、重合体(B1)(不揮発分50質量%のMIBK溶液)を得た。なお、得られた重合体(B1)の重量平均分子量は31,000(GPCによるポリスチレン換算による)で、(メタ)アクリロイル基当量は300g/eqであった。
ウレタンアクリレート(A1)に酢酸ブチルを添加して不揮発分濃度が35%になるように希釈した後、イルガキュア#184〔チバ・スペシャリテイー・ケミカルズ(株)製光重合開始剤、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン〕3.2部を配合し、ハードコート剤(1)を調製した。当該ハードコート剤(1)は、ガラスに10μmの膜厚で塗工した際の表面硬度が3Hであった。
酢酸エチル23.01質量部、脂環式化合物含有多官能ウレタンアクリレート(A2)/PE4A混合物(質量比80/20の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)19.64質量部、脂環式化合物含有多官能ウレタンアクリレート(A3)/PE4A混合物(質量比80/20の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)19.64質量部、一分子中に脂環式化合物及び複素環式化合物を含有する多官能ウレタンアクリレート(A4)/PE4A混合物(質量比91/9の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)15.71質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(以下、「DPHA」という。)18.86質量部、光開始剤1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(以下、「HCPK」という。)2.51質量部、光開始剤ジフェニル2,4,6−トリメチルベンゾイルホスフィン=オキシド(以下、「TPO」という。)0.63質量部、反応性フッ素防汚剤(オプツールDAC−HP;ダイキン工業株式会社製、不揮発分20質量%)2.0質量部を均一に混合した後、不揮発分が40質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、「PGME」という。)で希釈して、ハードコート剤(2)を調製した。当該ハードコート剤(2)は、ガラスに10μmの膜厚で塗工した際の表面硬度が4Hであった。
酢酸エチル13.74質量部、脂環式化合物含有多官能ウレタンアクリレート(A3)/PE4A混合物(質量比80/20の混合物、不揮発分80質量%の酢酸ブチル溶液)47.08質量部、重合体(B1)(不揮発分50質量%のMIBK溶液)20.92質量部、DPHA12.74質量部、光開始剤HCPK1.30質量部、光開始剤TPO0.92質量部、反応性フッ素防汚剤(オプツールDAC−HP;ダイキン工業株式会社製、不揮発分20質量%)2.0質量部を均一に混合した後、不揮発分が40質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、「PGME」という。)で希釈して、ハードコート剤(3)を調製した。当該ハードコート剤(3)は、ガラスに10μmの膜厚で塗工した際の表面硬度が4Hであった。
基材として厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート製フィルム(東洋紡社製コスモシャインA4300、弾性率4GPa)を使用し、当該基材の片面に、上記で調製したハードコート剤(1)を塗布して60℃で90秒間乾燥後、空気雰囲気下で紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズ・ジャパン株式会社製「F450」、ランプ:120W/cm、Hバルブ)を用いて、照射光量0.5J/cm2で紫外線を照射し、厚さが4μmの第一のハードコート層を形成した。次いで、この基材のもう一方の面に上記で調整したハードコート剤(2)を塗布し、60℃で90秒間乾燥後、空気雰囲気下で紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズ・ジャパン株式会社製「F450」、ランプ:120W/cm、Hバルブ)を用いて、照射光量0.5J/cm2で紫外線を照射したことで硬化させ、厚さ8μmの第二のハードコート層を形成し、総厚137μmのハードコートフィルムを得た。
第一のハードコート層厚を5μm、第二のハードコート層厚を10μmとした以外は、実施例(1)と同様にして、総厚140μmのハードコートフィルムを得た。
第一のハードコート層厚を2μmとした以外は、実施例(2)と同様にして、総厚137μmのハードコートフィルムを得た。
第一のハードコート層厚を6μmとした以外は、実施例(2)と同様にして、総厚137μmのハードコートフィルムを得た。
基材に厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート製フィルム(東洋紡社製コスモシャインA4300)を用いた以外は、実施例(2)と同様にして、総厚90μmのハードコートフィルムを得た。
基材に厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート製フィルム(東洋紡社製コスモシャインA4300)を用いた以外は、実施例(2)と同様にして、総厚115μmのハードコートフィルムを得た。
第二のハードコート層を形成するハードコート剤にハードコート剤(3)を使用した以外は実施例(2)と同様にして、総厚140μmのハードコートフィルムを得た。
第二のハードコート層厚を5μmとした以外は、実施例(2)と同様にして、総厚135μmのハードコートフィルムを得た。
第一のハードコート層厚を10μmとした以外は、比較例(1)と同様にして、総厚140μmのハードコートフィルムを得た。
第二のハードコート層厚を10μmとした以外は、比較例(2)と同様にして、総厚145μmのハードコートフィルムを得た。
第一のハードコート層厚を7μmとした以外は、比較例(3)と同様にして、総厚142μmのハードコートフィルムを得た。
第一のハードコート層厚を8μm、第二のハードコート層厚を15μmとした以外は、比較例(4)と同様にして、総厚148μmのハードコートフィルムを得た。
基材に厚さ188μmのポリエチレンテレフタレート製フィルム(東洋紡社製コスモシャインA4300)を用いた以外は、実施例(2)と同様にして、総厚203μmのハードコートフィルムを得た。
上記の実施例及び比較例で得られたハードコートフィルムを10cm角に切り、4隅をセロハンテープでガラス板に貼り付け、その表面鉛筆硬度を、JIS K 5600−5−4(1999年版)の規定に基づき、株式会社井元製作所製の塗膜用鉛筆引掻き試験機(手動式)を用いて測定した。
上記の実施例および比較例で得られたハードコートフィルムを5cm×10cm角に切り、第一のハードコート層が外側になるように直径10mm丸棒に巻きつけた。その後、第一のハードコート層表面からマイクロスコープ(50倍)でクラックを観察した。判定基準は下記の通りである。
○:各ハードコート層にクラックがない。
×:各ハードコート層にクラックがある。
上記の実施例および比較例で得られたハードコートフィルムの第二のハードコート層表面に、人差し指の指紋を付着した。その後、指紋をベンコットS−2(旭化成せんい株式会社製)にて指紋をふき取り、指紋が視認できなくなるまでふき取れた回数を測定した。判定基準は以下の通り。
◎:拭き取り回数1〜10回
○:拭き取り回数11〜20回
×:拭き取り回数21回以上
上記の実施例及び比較例で得られたハードコートフィルムを10cm角に切り、1日静置後、平滑な面に置き、4隅の浮き上がり高さの平均値をカールの高さとして測定した。判定基準は以下の通り。
◎:4隅のカール平均高さ3mm未満
○:4隅のカール平均高さ3〜5mm
×:4隅のカール平均高さ5mm超
Claims (7)
- 基材の一面に第一のハードコート層が設けられ、他面に第二のハードコート層が設けられたハードコートフィルムであって、前記基材の厚さが50〜160μmであり、前記第一のハードコート層の厚さが1〜6μm、鉛筆硬度がH以上であり、前記第二のハードコート層の厚さが7〜15μm、鉛筆硬度が3H以上であり、前記第一のハードコート層の厚さが、前記第二のハードコート層の厚さの3/5以下であることを特徴とするハードコートフィルム。
- 前記第一のハードコート層の厚さと前記第二のハードコート層の厚さの和が10μmを越える請求項1に記載のハードコートフィルム。
- 前記第一のハードコート層が、水酸基と2個以上の(メタ)アクリロイル基とを有する(メタ)アクリレート化合物と、ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られる多官能のウレタン(メタ)アクリレート化合物を必須成分として含有することを特徴とする、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物からなる層である請求項1又は2に記載のハードコートフィルム。
- 前記第二のハードコート層が、ポリイソシアネートと1分子中に1つの水酸基及び2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレートとの付加反応物であるウレタンアクリレートと、環状骨格を有する多官能(メタ)アクリレートオリゴマーを2種類以上配合して成るハードコート塗材であって、その内少なくとも1つは複素環を有する多官能(メタ)アクリレートである事を特徴とする活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物からなる層である請求項1又は2に記載のハードコートフィルム。
- 前記第二のハードコート層側を表層として、画像表示装置上部に設置される請求項1〜4に記載のハードコートフィルム。
- 前記第二のハードコート層が、フルオロカーボン鎖、ジメチルシロキサン鎖または炭素原子数12以上のハイドロカーボン鎖を有する化合物を含有するものである請求項1〜5のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 基材の一面に第一のハードコート層が設けられ、他面に第二のハードコート層が設けられたハードコートフィルムであって、前記基材の厚さが50〜160μmであり、前記第一のハードコート層の厚さが1〜6μm、鉛筆硬度がH以上であり、前記第二のハードコート層の厚さが7〜15μm、鉛筆硬度が3H以上であり、前記第一のハードコート層の厚さが、前記第二のハードコート層の厚さの3/5以下であることを特徴とするハードコートフィルムの切断加工または打ち抜き加工する方法であって、前記第一のハードコート層を裏面側として切断加工または打ち抜き加工されることを特徴とする方法。
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