JP6063102B2 - ハードコートフィルム - Google Patents

Description

本発明は、基材フィルム上に、電離線硬化樹脂及びレベリング剤を含有するハードコート層を設けたハードコートフィルムに関する。

近年の技術の進歩に伴い、画像表示装置は、従来の陰極管表示装置（ＣＲＴ）に加え、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）およびエレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等が開発され、実用化されている。このなかで、ＬＣＤは、高視野角化、高精細化、高速応答性、色再現性などに関する技術革新に伴い、ＬＣＤを利用するアプリケーションもノート型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）やモニターからテレビへと変化しつつある。

ＬＣＤには、通常、液晶セルの両側に偏光板が配置された液晶ディスプレイが用いられており、液晶ディスプレイの表面には、一般に偏光板への傷付き防止のため、ハードコート処理が行われている。前記ハードコート処理には、透明性が高く十分なハード性を持ったハードコートフィルムを偏光板に貼り付ける方法が多く用いられている。

また、液晶ディスプレイの最表面に位置するハードコートフィルムのハードコート層に接着剤等でタッチパネルを貼り合す、液晶ディスプレイの視認側にタッチパネルを備える表示装置が増えている。このタッチパネルを備える表示装置に使用されるハードコートフィルムとしては、ハードコートフィルムとタッチパネルとの接着に使用される接着剤との接着性（濡れ性）を有していることが必要であり、特許文献１、２に開示されているようなハードコート層表面の水接触角を低く抑えたハードコートフィルムを使用が有効であることが知られている。

特開２０１３−１５５２１９号公報 特開２００１−２７２５０３号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示されているハードコートフィルムは接着剤との優れた接着性を有しているが、干渉縞が生じ易く、視認性の低下を引き起こし易いといった問題があった。

そこで、本発明は、高い接着剤との接着性（接着剤との濡れ性）を有しているとともに、干渉縞の発生を防止したハードコートフィルムを提供することを目的とする。

本発明は下記の（１）〜（５）を提供する。
（１）基材フィルムの少なくとも片面に電離線硬化樹脂及びレベリング剤 を含有するハードコート層を設けたハードコートフィルムにおいて、該ハードコート層表面の水の接触角が７０度以下、且つヘキサデカンの接触角が２０度以下であることを特徴とするハードコートフィルム。
（２）前記レベリング剤が、フッ素系化合物であることを特徴とする（１）に記載のハードコートフィルム。
（３）前記レベリング剤の配合量は、前記電離線硬化樹脂１００重量部に対し０．０３重量部から３．０重量部であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のハードコートフィルム。
（４）前記電離線硬化樹脂が、多官能アクリレート及び／又はウレタンオリゴマーを含有することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のハードコートフィルム。
（５）前記基材フィルムは、セルロース系フィルムであることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のハードコートフィルム。

本発明によれば、高い接着剤との接着性（接着剤との濡れ性）を有しているとともに、干渉縞の発生を防止したハードコートフィルムを提供することができる。さらに本発明のハードコートフィルムは耐擦傷性にも優れる。

本発明は基材フィルムの少なくとも片面に電離線硬化樹脂及びレベリング剤を含有するハードコート層を設けたハードコートフィルムにおいて、該ハードコート層表面の水の接触角が７０度以下、且つヘキサデカンの接触角が２０度以下であることを特徴とするハードコートフィルムである。

本発明において、基材フィルムとは特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、アクリル系樹脂、ポリスチレン、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニルのフィルムないしシート等が挙げられる。これらの中でセルロース系フィルムは、複屈折が少なく、透明性、屈折率、分散等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性等の諸物性に優れており、基材フィルムとしてより好ましい。

本発明において、ハードコート層の電離線（電離放射線）硬化型樹脂は、電子線または紫外線等を照射することによって硬化する透明な樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、及びエポキシアクリレート系樹脂等の中から適宜選択することができる。これらの中で電離線硬化型樹脂として好ましいものは、透明フィルム基材との良好な密着性を得るために分子内に２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する紫外線硬化可能な多官能アクリレートからなるものが挙げられる。分子内に２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する紫外線硬化可能な多官能アクリレートの具体例としては、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等のポリオールポリアクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルのジアクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルのジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのジ（メタ）アクリレートなどのエポキシ（メタ）アクリレート、多価アルコールと多価カルボン酸及び／またはその無水物とアクリル酸とをエステル化することによって得ることができるポリエステル（メタ）アクリレート、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有（メタ）アクリレートを反応させることによって得られるウレタン（メタ）アクリレート、ポリシロキサンポリ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。これらの中で、ハードコート層を形成した際のハード性と柔軟性の両方に優れる、ウレタンアクリレートを用いることが望ましい。

これらハードコート層の電離線硬化型樹脂は、単独でも２種以上を混合し使用しても良い。

本発明において、ハードコート層の厚さは、特に制約されるわけではないが、例えば１．０μｍから１２．０μｍの範囲であることが好適である。塗膜厚さが１．０μｍ未満では必要な表面硬度が得られ難くなる。また、塗膜厚さが１２．０μｍ超の場合はカールが強く筒カール製造工程などで取扱い性が低下するため好ましくない。なお、ハードコート層の厚さは、マイクロメーターで実測することにより測定可能である。

本発明において、ハードコート層は、電離線硬化型樹脂及びレベリング剤の他に、必要に応じて重合開始剤、消泡剤、滑剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤、湿潤分散剤、レオロジーコントロール剤、酸化防止剤、防汚剤、帯電防止剤、導電剤、その他の添加剤等を、本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができ、これらを適当な溶媒に溶解、分散したハードコート塗料を基材フィルム上に塗工、乾燥、硬化して形成される。

本発明に用いることができる溶媒としては、配合される前記樹脂の溶解性に応じて適宜選択でき、少なくとも固形分（樹脂、重合開始剤、その他添加剤）を均一に溶解あるいは分散できる溶媒であればよい。そのような溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ｎ−ヘプタンなどの芳香族系溶剤、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂肪族系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、乳酸メチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール系等のアルコール系溶剤等の公知の有機溶剤を単独或いは適宜数種類組み合わせて使用することもできる。

本発明のハードコート層の塗工方法については、特に限定はないが、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、ファウンテンバー塗工などのバーコート法、スライドダイ塗工、スロットダイ塗工、スクリーン印刷法、スプレーコート法等の公知の塗工方式で塗設した後、通常５０〜１２０℃程度の温度で乾燥し、溶媒が除去される。

基材フィルム上に塗工し、溶媒を除去されたハードコート塗料を硬化させる方法としては、電子線又は紫外線を照射させる方法を用いることができる。その照射条件などは、使用する電子線硬化型樹脂、その他添加する各種薬品にあわせて適宜調整すればよい。なお、硬化反応時に窒素ガス雰囲気下など、酸素濃度を低下させ実施することができる。

ハードコートフィルムに形成されたハードコート層の塗工厚みは、マイクロメーターを用いて測定するなどの既知の方法によって測定することができる。

本発明において、ハードコード層に含有されるレベリング剤は、フッ素系、アクリル系、シロキサン系のレベリング剤を挙げることができる。これらの中では、レベリング剤にハードコート層表面の水接触角を低くするため水酸基を含有したタイプが好ましく、特に所定のフッ素系のレベリング剤を用いることが有効である。

ここでいう所定のフッ素系レベリング剤とは、例えば、ヘキサフルオロプロペンオリゴマー誘導体を少なくとも含むフッ素系レベリング剤である。このようなヘキサフルオロプロペンオリゴマー誘導体を含むフッ素系レベリング剤は、分子内に二重結合を持ち、全体が分岐したパーフルオロアルケニルの分子構造を有している化合物である。

上記フッ素系レベリング剤は、レベリング性を向上させるだけでなく、ハードコート層表面への配向性が良好であり、ハードコート層の濡れ性など、少量添加でも表面改質効果に優れている。

本発明に好ましく用いられるフッ素系レベリング剤としては、たとえば市販されているフタージェント６８１（商品名）（株式会社ネオス製）、フタージェント６０２Ａ（商品名）（株式会社ネオス製）などが具体的に挙げられる。
なお、本発明においては、所望の効果を阻害しない範囲で、上記フッ素系、アクリル系、シロキサン系等のレベリング剤を併用することもできる。

本発明において、レベリング剤の好ましい配合量は、電離線硬化樹脂１００重量部に対し０．０３重量部から３．０重量部である。レベリング剤の配合量が０．０３重量部以下であると、十分な表面調整作用が得られずに干渉縞の改善に劣る。レベリング剤の配合量が３．０重量部を超えると、ハードコート層に含まれる未硬化性成分の含有率が多い為に、十分なハードコート性を得られがたく、またハードコート表面のレベリング剤存在率が高くなりすぎるために、本発明を満たす表面性が得られない場合がある。

本発明において、ハードコート層表面の水接触角は７０度以下である。ハードコート層の水接触角が７０度以下であると、親水性の高い樹脂に対する濡れ広がりが良好であり、好ましい。

また本発明において、ハードコート層表面のヘキサデカン接触角は２０度以下である。ハードコート層のヘキサデカン接触角が２０度以下であると、親油性の高い樹脂に対する濡れ広がりが良好であり、好ましい。

前記記載の水及びヘキサデカンで規定される接触角を持つ本発明のハードコートフィルムであれば、タッチパネルなどに使用される接着剤などに対し広く良好な濡れ性を有するため、ハードコート層表面にタッチパネルなどを接着剤を介し貼り合わせる場合にも、濡れハジキがなく、そのため良好な接着性を示すことができる。

以下、具体的実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例の態様に限定されるものではない。
＜実施例１＞
トリアセチルセルロール（ＴＡＣ）フィルム（商品名：ＫＣ４ＵＡＷ、コニカミノルタ（株）製）の片面の一方の面に、下記組成からなるハードコート層形成用樹脂組成物をバーコータを用いて塗布し、８０℃の乾燥炉で６０秒間乾燥させ膜厚が５μｍのハードコート層を形成した。これを、塗布面より６０ｍｍの高さにセットされたＵＶ照射装置を用いＵＶ照射量２００ｍＪ／ｃｍ²にて硬化させハードコートフィルムを作製した。
（ハードコート層形成用樹脂組成物）
ウレタンアクリレート１００重量部（商品名：ＤＩＣ−１７−８０６、ＤＩＣ（株）製、官能基数２以上の多官能樹脂）、光重合開始剤（商品名：イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ（株）製） ５重量部、フッ素系レベリング剤（商品名：フタージェント６８１、（株）ネオス製）０．１重量部、＞Ｎ−ＣＨ₃タイプヒンダードアミン系光安定化剤（商品名:チヌビン２９２、ＢＡＳＦ（株）製）３．２重量部を撹拌し、揮発分が５０％となるように酢酸エチルで希釈し、ハードコート層用塗料を得た。

＜実施例２＞
実施例１のフッ素系レベリング剤の配合部数を０．２５重量部としたこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作成した。
＜実施例３＞
実施例１のフッ素系レベリング剤の配合部数を０．５重量部としたこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作成した。

＜実施例４＞
実施例１のフッ素系レベリング剤の配合部数を１．０重量部としたこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作成した。
＜実施例５＞
実施例１のフッ素系レベリング剤の配合部数を３．０重量部としたこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作成した。

＜実施例６＞
実施例２で用いたウレタンアクリレート１００重量部（商品名：ＤＩＣ−１７−８０６、ＤＩＣ（株）製、官能基数２以上の多官能樹脂）を、ペンタエリスリトールトリアクリレート（商品名：ライトアクリレートＰＥ−３Ａ、共栄社化学製、官能基数：３）１００重量部に変更したこと以外は実施例２と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
＜実施例７＞
実施例２で用いたウレタンアクリレート１００重量部（商品名：ＤＩＣ−１７−８０６、ＤＩＣ（株）製、官能基数２以上の多官能樹脂）を、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（商品名：ライトアクリレートＤＰＥ−６Ａ、共栄社化学製、官能基数：６）１００重量部に変更したこと以外は実施例２と同様にしてハードコートフィルムを作製した。

＜実施例８＞
実施例２で用いたウレタンアクリレート１００重量部（商品名：ＤＩＣ−１７−８０６、ＤＩＣ（株）製、官能基数２以上の多官能樹脂）を、ポリプロピレンジメタクリレート（商品名：ＮＫエステル９ＰＧ、新中村化学社製、官能基数：２）１００重量部に変更したこと以外は実施例２と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
＜実施例９＞
実施例２のフッ素系レベリング剤を、フッ素系レベリング剤（商品名：フタージェント６０２Ａ、（株）ネオス製）に変更したこと以外は実施例２と同様にしてハードコートフィルムを作製した。

＜比較例１＞
実施例１のフッ素系レベリング剤を無配合としたこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作成した。
＜比較例２＞
実施例１のフッ素系レベリング剤の配合部数を５．０重量部としたこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作成した。

＜比較例３＞
実施例１のレベリング剤を、シロキサン系レベリング剤（商品名：ＢＹＫ３１０、ビックケミー・ジャパン社製）０．２５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
＜比較例４＞
実施例１のレベリング剤を、アクリル系レベリング剤（商品名：ディスパロンＬＦ−１９８４、楠本化成社製）０．２５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。

＜評価＞
以上のようにして作製された実施例及び比較例のハードコートフィルムを次の項目について評価し、その結果を纏めて表１に示した。
＜水接触角及びヘキサデカン接触角の測定＞
協和界面科学株式会社製全自動接触角計ＤＭ−７０１を用いて、水又はヘキサデカンを１μＬ滴下し、３０秒後の接触角を測定した。
＜干渉縞（虹彩状色彩）の評価＞
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×１５ｃｍの面積に切り出し、試料フィルムを作製した。この試料フィルムのハードコート層とは反対面に、黒色光沢テープを貼り合わせ、ハードコート面を上面にして、３波長形昼白色蛍光灯（ナショナル パルック、Ｆ．Ｌ １５ＥＸ−Ｎ １５Ｗ）を光源として、斜め上方より反射光を目視で観察した。
○：干渉縞が見られない。
△：干渉縞がわずかにみられるが、実用上問題のないレベル。
×：干渉縞が非常に目立つ。

＜耐擦傷性の評価＞
ハードコートフィルムのハードコート面に直径２５ｍｍのスチールウール＃００００（日本スチールウール社製）を１０００ｇｆにて押し当てながら１０往復させた際のハードコート面の傷入り状態を３波長形昼白色蛍光灯（ナショナル パルック、Ｆ．Ｌ １５ＥＸ−Ｎ １５Ｗ）を光源として、斜め上方より反射光を目視で観察した。
○：傷がみられない。
△：傷が見られるが、実用上問題のないレベル。
×：傷が非常に目立つ。

＜樹脂の濡れ性＞
ハードコートフィルムのハードコート層上に、紫外線硬化型アクリルモノマーからなる接着剤用の樹脂としてＵ‐２１１０（ケミスタット社製）を０．７ｇ滴下し、５分後の液滴の直径を測定した。
○：液滴の直径が３５ｍｍ以上（十分な接着力が得られる）
△：液滴の直径が３０〜３４ｍｍ（接着力にばらつきが出る）
×：液滴の直径が３０ｍｍ以下（接着力が不十分である）

本発明によれば、表１に示される実施例１〜９で明らかにされるように、ハードコート層にレベリング剤を含有し、かつハードコート層表面の水の接触角７０度以下、およびヘキサデカンの接触角２０度以下のハードコートフィルムであれば、ハードコート層と樹脂との濡れ性が良好で、干渉縞に問題のない、十分な耐擦傷性を有するハードコートフィルムを得ることができる。
しかし、レベリング剤の配合されていない比較例１では干渉縞に劣り、また比較例２で示されるようにレベリング剤が含有されていても、ハードコート層表面の接触角が本発明の数値を外れる場合には、ハードコート層表面の濡れ性が劣るため、接着用の基材として用いるには不適である。またレベリング剤の添加量が多い為、期待される耐擦傷性も得られていない。また、比較例３および比較例４で示されるように、いずれも実施例とは異なる種類のレベリング剤が含有され、ハードコート層表面の接触角が、比較例３では水及びヘキサデカンとも本発明の数値を外れ、比較例４では水の接触角が本発明の数値を外れる場合には、ハードコート層表面の濡れ性が不十分であり、接着用の基材として用いるには不適である。

Claims (4)

1. 基材フィルムの少なくとも片面に電離線硬化樹脂及びレベリング剤を含有するハードコート層を設けたハードコートフィルムにおいて、
   前記基材フィルムは、セルロース系フィルムであり、
   該ハードコート層表面の水の接触角が７０度以下、且つヘキサデカンの接触角が２０度以下であることを特徴とするハードコートフィルム。
2. 前記レベリング剤が、フッ素系化合物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フィルム。
3. 前記レベリング剤の配合量は、前記電離線硬化樹脂１００重量部に対し０．０３重量部から３．０重量部であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハードコートフィルム。
4. 前記電離線硬化樹脂が、多官能アクリレート及び／又はウレタンオリゴマーを含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハードコートフィルム。