JP6457146B2 - ハードコートフィルム、これを用いた偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に用いられるハードコートフィルム、これを用いた偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材に関する。

液晶表示パネルやタッチパネル等のディスプレイ部材に、表面硬度と耐擦傷性を向上させるためにハードコートフィルムが用いられる。ハードコートフィルムは、透明基材の表面に樹脂組成物の硬化膜からなるハードコート層を形成したものである。近年のディスプレイ装置の薄型化及び軽量化に伴って、ハードコートフィルムにも薄型化が求められており、ハードコートフィルムに用いる透明基材の薄膜化が図られている。

例えば、特許文献１には、表面に反応性官能基を有する反応性シリカ微粒子と、反応性官能基を１分子中に３個以上有する多官能モノマーと、特定の分子構造を有する反応性ポリマーとを含有するハードコート層用硬化性樹脂組成物を基材の一面に塗布及び硬化させることにより、薄膜化しつつ高硬度のハードコート層を形成できることが記載されている。

特開２０１０−１２０９９１号公報

特許文献１に記載のハードコートフィルムのような、基材の片面のみにハードコート層を設けた構成において所望の硬度を得るためには、ハードコート層用硬化性樹脂組成物の膜厚を厚くする必要がある。この場合、得られたハードコートフィルムのカールが強すぎ、ハードコートフィルムを更に加工したり、ディスプレイ部材として使用したりする際に、使い勝手が悪いという問題がある。また、厚み４０μｍ以下の薄手の基材の片面にハードコート層を設けた場合、低硬度の基材の影響によりハードコートフィルムの鉛筆硬度が悪化しやすい。更に、片面にハードコート層を設けたハードコートフィルムは、曲げに弱く、ハードコート層が割れやすいという問題もある。

それ故に、本発明は、高硬度、低カール性、高屈曲性を兼ね備えたハードコートフィルム、これを用いた偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材を提供することを目的とする。

本発明は、透明基材の両面に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ものである。本発明に係るハードコートフィルムは、透明基材の厚みが５μｍ以上４０μｍ以下であり、ハードコート層のそれぞれの厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であり、ハードコート層の体積の合計が、ハードコートフィルムの全体積の４０％以上であり、総厚みが８０μｍ以下であり、鉛筆硬度が７Ｈ以上であり、表面から深さ５０ｎｍの位置における超微小押し込み硬度が４５０Ｎ／ｍｍ ^２ 以上であり、ハードコートフィルムを１００ｍｍ角に切り出したサンプルの４隅のフィルム立ち上り高さが２０ｍｍ以下であり、曲げ直径１０ｍｍ以上で折り曲げたときにクラックが入らないことことを特徴とするものである。

本発明に係る偏光板、ハードコートフィルム加工品及びディスプレイ部材は、上記のハードコートフィルムを備えるものである。

本発明によれば、高硬度、低カール性、高屈曲性を兼ね備えたハードコートフィルム、これを用いた偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材を提供できる。

図１は、実施形態に係るハードコートフィルムの概略断面図である。 図２は、曲げ試験の試験方法（円柱巻き付け試験法）を示す概略図である。

図１は、実施形態に係るハードコートフィルムの概略断面図である。

ハードコートフィルム１は、透明基材２の両面にハードコート層３ａ及び３ｂを設けたものである。

（透明基材）
透明基材２は、ハードコートフィルム１の基体となるフィルムである。透明基材２は、透明性及び可視光線の透過性に優れた材料で形成されるフィルムであれば、特に限定されないが、例えば、セルローストリアセテート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、アクリルポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネートのいずれかよりなるフィルムを使用できる。

透明基材２の厚みは、５〜４０μｍである。透明基材２の厚みが５μｍを下回ると、透明基材２が薄くなり過ぎ、ハードコート層３の硬度及びハードコートフィルム１の強度が低下する。一方、透明基材２の厚みが４０μｍを超えると、ハードコートフィルム１が厚くなるため、ハードコートフィルム１を用いたディスプレイ部材の薄型化に寄与できなくなる。

（ハードコート層）
ハードコート層３ａ及び３ｂは、バインダー樹脂として、紫外線や電子線等の活性エネルギー線硬化性樹脂を少なくとも含有するハードコート層形成用組成物を硬化させることによって形成したものである。ハードコート層３ａ及び３ｂの少なくとも一方は、活性エネルギー線硬化性樹脂とコロイダルシリカとを含有するハードコート層形成用組成物を硬化させることによって形成されたものである。ハードコート層３ａ及び３ｂの少なくとも一方にコロイダルシリカが含まれていれば、ハードコートフィルム１の鉛筆硬度を７Ｈ以上とすることができる。ただし、ハードコート層３ａ及び３ｂの両方を、コロイダルシリカを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂で形成しても良い。

ハードコート層３ａ及び３ｂの厚みは、５〜３０μｍである。ハードコート層３ａ及び３ｂの厚みが５μｍを下回ると、ハードコート層３ａ及び３ｂの硬度が不足する。一方、ハードコート層３ａ及び３ｂの厚みが３０μｍを超えると、ハードコートフィルム１の厚みが厚くなるため、ハードコートフィルム１を用いたディスプレイ部材の薄型化に寄与できなくなる。

コロイダルシリカは、ハードコート層３ａに硬度を付与する成分である。コロイダルシリカとしては、平均粒子径が８０ｎｍ以下のものを使用する。コロイダルシリカの平均粒子径が８０ｎｍを超えると、ハードコートフィルムの透明性が低下する。コロイダルシリカの平均粒子径の下限値は特に限定されないが、平均粒子径が５ｎｍ以上のものを好適に使用できる。

コロイダルシリカの添加量は、ハードコート層形成用組成物中に含まれる全固形分の２０〜７０質量％とする。コロイダルシリカの添加量が樹脂固形分の２０質量％を下回ると、ハードコート層３ａの硬度が不十分となる。一方、コロイダルシリカの添加量が樹脂固形分の７０質量％を超えると、ハードコート層が脆くなるため、結果として、硬度が低下する。

コロイダルシリカとして、活性エネルギー線の照射により反応性を生じる活性エネルギー線反応基で表面修飾された表面修飾コロイダルシリカを用いることが好ましい。このような表面修飾コロイダルシリカは、バインダーとして用いる活性エネルギー線硬化性樹脂により架橋されるため、ハードコート層の硬度を向上させることができる。

活性エネルギー線硬化性樹脂は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線の照射により重合して硬化する樹脂であり、例えば、単官能、２官能または３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを使用できる。尚、本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両方の総称であり、「（メタ）アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルの両方の総称である。

単官能の（メタ）アクリレート化合物の例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、リン酸（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸（メタ）アクリレート、フェノキシ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ノニルフェノール（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２−アダマンタン、アダマンタンジオールから誘導される１価のモノ（メタ）アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等のアダマンタン誘導体モノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

２官能の（メタ）アクリレート化合物の例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコ−ルジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

３官能以上の（メタ）アクリレート化合物の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス２−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート等のトリ（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トリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の３官能の（メタ）アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ（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、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ（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、ジトリメチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレート等の３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物や、これら（メタ）アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。

また、活性エネルギー線硬化性樹脂として、ウレタン（メタ）アクリレートも使用できる。ウレタン（メタ）アクリレートとしては、例えば、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に水酸基を有する（メタ）アクリレートモノマーを反応させることによって得られるものを挙げることができる。

ウレタン（メタ）アクリレートの例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等が挙げられる。

上述した活性エネルギー線硬化性樹脂は１種を用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、上述した活性エネルギー線硬化性樹脂、ハードコート層形成用組成物中でモノマーであっても良いし、一部が重合したオリゴマーであっても良い。

活性エネルギー線硬化性樹脂には、重量平均分子量が８０００〜１５０００の反応性高分子が、活性エネルギー線硬化性樹脂の固形分の１０〜４０質量％の割合で含まれていることが好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂の一部として、この反応性高分子を配合することによって、ハードコートフィルムのカールを抑制することができる。

重量平均分子量が８０００〜１５０００の反応性高分子としては、主鎖に（メタ）アクリル基または（メタ）アクリロイル基が複数結合した高分子化合物を使用できる。この高分子化合物の例としては、ビームセット３７１、ビームセット３７１ＭＬＶ、ビームセットＤＫ１、ビームセットＤＫ２、ビームセットＤＫ３（以上、荒川化学工業株式会社）、ＳＭＰ２２０Ａ、ＳＭＰ−２５０Ａ、ＳＭＰ−３６０Ａ、ＳＭＰ−５５０Ａ（以上、共栄社化学株式会社）が挙げられる。これらの反応性高分子の二重結合当量は、２００〜６００ｇ／ｍｏｌである。

ハードコート層形成用組成物には、光重合開始剤を添加しても良い。光重合開始剤の例としては、２，２−エトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ｐ−クロロベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、２−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらを単独、もしくは２種類以上合わせて用いても良い。

また、ハードコート層形成用組成物には、適宜溶剤を添加しても良い。溶剤の例としては、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、１，３，５−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸ｎ−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらにメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらを単独、もしくは２種類以上合わせて用いても良い。

また、その他の添加剤として、ハードコート層形成用組成物に、防汚剤、表面調製剤、レベリング剤、屈折率調製剤、光増感剤、導電材料を加えても良い。

本実施形態に係るハードコートフィルム１は、ロール・ツー・ロールで、透明基材の両面に、上述したハードコート層形成用組成物の塗液をウェットコーティング法により塗布し、塗膜に電子線や紫外線等の活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させることによって形成することができる。ウェットコーティング法としては、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等の公知の方法を採用できる。また、紫外線照射により塗膜を硬化させる場合、紫外線照射の場合、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フュージョンランプ等を使用することができる。紫外線照射量は、通常１００〜８００ｍＪ／ｃｍ^２程度である。

本実施形態に係るハードコートフィルム１では、透明基材２の両面にハードコート層３ａ及び３ｂを設けた層構成とし、透明基材２の厚みが５〜４０μｍであり、ハードコート層３ａ及び３ｂの膜厚がいずれも５〜３０μｍであり、ハードコート層３ａ及び３ｂの体積の合計がハードコートフィルム１の全体積の４０％以上であり、更に、ハードコートフィルム１の総厚みが８０μｍ以下である。一般に、厚みが４０μｍ以下の薄手の透明基材２を使用した場合、低硬度の透明基材２の影響により鉛筆高度が悪化する。これに対し、本実施形態においては、透明基材２の両面にハードコート層３ａ及び３ｂを積層し、透明基材２が占める体積比率を低くしたことにより、低硬度の透明基材２の影響を低減し、ハードコートフィルム１の硬度を高くすることができる。具体的には、ハードコートフィルム１の表面の鉛筆硬度が７Ｈ以上であり、かつ、表面から深さ５０ｎｍにおける超微小押し込み硬度が４５０Ｎ／ｍｍ^２以上であるという優れた硬度特性を有する。

また、透明基材２の両面にハードコート層３ａ及び３ｂを設けたことにより、ハードコートフィルム１のカール（反り）を抑制し、更に、屈曲に対する耐性も向上する。具体的には、本実施形態に係るハードコートフィルム１を１００ｍｍ角の正方形にカットしたサンプルを作製し、このサンプルを平面上に載置した場合、四隅のフィルム立ち上がり高さがいずれも２０ｍｍ以下である。また、本実施形態に係るハードコートフィルム１を折り曲げた場合、屈曲部の曲げ直径が１０ｍｍ以上の場合にはハードコート層３ａ及び３ｂのいずれにもクラックが生じない。このように、本実施形態に係るハードコートフィルム１は、超高硬度（鉛筆硬度が７Ｈ以上）を有しつつ、カールが抑制され、屈曲性にも優れる。

以上説明したように、本実施形態によれば、透明基材２の両面にハードコート層３ａ及び３ｂを上述した厚みで積層したことにより、高硬度、低カール性、高屈曲性を全て兼ね備えたハードコートフィルム１を実現することができる。

（その他の変形例）
尚、本実施形態に係るハードコートフィルム１のいずれか一方のハードコート層に、ベゼル（黒枠）印刷を施したり、粘着層を設けたりして、ハードコートフィルム加工品を作製しても良い。このハードコートフィルム加工品は、ベゼル印刷及び粘着層の両方を備えても良いし、ベゼル印刷または粘着層を単独で備えても良い。

また、本実施形態に係るハードコートフィルム１または上述したハードコートフィルム加工品を用いて、偏光板を構成しても良い。具体的には、図１に示したハードコートフィルム１のいずれか一方のハードコート層に、偏光フィルムを貼り合わせることによって、偏光板を構成できる。偏光フィルムは、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素や染料を吸着・配向させたものである。

また、本実施形態に係るハードコートフィルム１または上述したハードコートフィルム加工品は、画像表示装置に用いる反射防止フィルムや防眩フィルム等のディスプレイ部材を構成するために利用できる。反射防止フィルムは、図１に示したハードコート層３ａまたは３ｂ上に、屈折率の異なる複数の層を積層してなる反射防止層を設けることによって構成できる。反射防止フィルムは、反射防止層を透過して透明基材の表面で反射した光と、反射防止層の表面で反射した光とを干渉により打ち消すことにより反射を抑制するものである。反射防止フィルムの構成例としては、透明基材２上に、ハードコート層、高屈折率層、高屈折率層より屈折率が低い低屈折率層を順に積層したものが挙げられる。ハードコート層と高屈折率層との間に、高屈折率層より屈折率が低く、低屈折率層より屈折率が高い中屈折率層を更に設けても良い。防眩フィルムは、表面に形成した微細な凹凸で外交を散乱させることによって、外交等の映り込みを低減し、ギラツキを防止するものである。防眩フィルムは、例えば、ハードコート層３ａまたは３ｂに樹脂粒子（有機フィラー）等の微粒子を添加し、表面に微細な凹凸を形成することにより作製できる。

また、上述した偏光板に、反射防止機能や防眩機能を有する層を組み合わせても良い。具体的には、ハードコート層３ａ及び３ｂのいずれか一方に偏光フィルムを貼り合わせ、他方に、反射防止層を設けることによって反射防止機能を有する偏光板を構成できる。あるいは、ハードコート層３ａ及び３ｂのいずれか一方に偏光フィルムを貼り合わせ、他方に樹脂粒子を添加売ることによって、防眩機能を有する偏光板を構成できる。

また、本実施形態に係るハードコートフィルム１または上述したハードコートフィルム加工品は、液晶パネル等と組み合わせて表示装置を構成するために利用できる。表示装置の構成例としては、観察側から順に、本実施形態に係るハードコートフィルム１または上述したハードコートフィルム加工品を用いた反射防止フィルム、偏光板と、液晶パネルと、偏光板と、バックライトユニットをこの順に積層したものが挙げられる。また、タッチセンサを更に積層して、タッチセンサ付き表示装置を構成することもできる。

また、本実施形態に係るハードコートフィルム１または上述したハードコートフィルム加工品は、スマートフォンやタブレットコンピュータ、ノート型コンピュータ等の表示装置やタッチセンサ付き表示装置（タッチパネル）に用いられる光学機能フィルムとして利用できる。光学機能フィルムとしては、ハードコートフィルムの他に、上述した偏光フィルムや反射防止フィルム、防眩フィルム等が挙げられる。具体的には、本実施形態に係るハードコートフィルムは、液晶表示装置等の表示パネルの最表面に設けられるフィルムとして、あるいは、タッチパネルの最表面に設けられるフィルムとして、または、ダイレクトボンディング方式やエアギャップ方式で組み立てられるタッチパネルにおいて、タッチセンサと表示パネルとの間に設けられる中間フィルムとして利用できる。

上述した偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材はいずれも、本発明に係るハードコートフィルム１を備えたものであり、表面の鉛筆硬度が７Ｈ以上であり、かつ、表面から深さ５０ｎｍにおける超微小押し込み硬度が４５０Ｎ／ｍｍ^２以上であるという優れた硬度特性を有する。また、上述した偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材を１００ｍｍ角の正方形にカットしたサンプルを作製し、このサンプルを平面上に載置した場合、四隅のフィルム立ち上がり高さがいずれも２０ｍｍ以下である。また、上述した偏光板、ハードコートフィルム加工品、ディスプレイ部材を折り曲げた場合、屈曲部の曲げ直径が１０ｍｍ以上の場合にはハードコート層３ａ及び３ｂのいずれにもクラックが生じない。

以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。

トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる透明基材の表面に、以下の組成のハードコート層形成用組成物をバーコート法により塗布して乾燥させた後、メタルハライドランプを用いて照射線量２００ｍＪ／ｍ^２で紫外線を照射して塗膜を硬化させ、ハードコートフィルムを得た。

＜ハードコート層形成用組成物＞
・樹脂材料
ＰＥ−３Ａ（ペンタエリスリトールトリアクリレート）、共栄社化学株式会社…９質量部
ＵＡ−３０６Ｈ（ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー）、共栄社化学株式会社…１３質量部
ＵＢ／ＥＢ硬化性樹脂 ビームセット３７１、荒川化学工業株式会社…７質量部
・コロイダルシリカ：ＭＥＫ−ＳＴ（平均粒径１５ｎｍ）、日産化学工業株式会社…４３質量部
・重合開始剤：イルガキュア１８４（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）、ＢＡＳＦ社…２質量部
・溶剤：メチルイソブチルケトン…２６質量部

表１に、実施例１〜９及び比較例１〜６に係るハードコートフィルムの透明基材の厚み、ハードコート層の厚み、ハードコートフィルムの総厚み、ハードコート層の体積比率を示す。尚、比較例１、２、５及び６では、透明基材の一方面のみにハードコート層を形成し、他の例では透明基材の両面にハードコート層を形成した。

また、表１に、実施例１〜９及び比較例１〜６に係るハードコートフィルムの鉛筆硬度、微小硬度、カール及び曲げ試験の評価結果を併せて示す。表１に示す鉛筆硬度、微小硬度、カール及び曲げ試験の測定及び評価方法は、以下の通りである。

［鉛筆硬度］
ＪＩＳ Ｋ５４００−１９００に準拠し、鉛筆（ｕｎｉ、三菱鉛筆株式会社製）及びクレメンス型引掻き試験機（ＨＡ−３０１、テスター産業株式会社製）を用いて、ハードコート層表面の鉛筆硬度を測定した。鉛筆の硬度を変えながら繰り返し試験を行って、キズによる外観の変化を目視で観察し、キズが観察されない最大の硬度を評価値とした。

［微小硬度］
ハードコート層の表面から深さ５０ｎｍにおける超微小押し込み硬度を、超微小押し込み硬度試験機（ＮａｎｏＩｎｄｅｎｔｅｒＳＡ２、ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いて測定した。測定では、圧子として、先端曲率半径が１００ｎｍ、稜角度８０℃の三角錐圧子を使用し、押し込み速度を２．０ｎｍ／ｓとした。

［カール］
作製したハードコートフィルムを１０ｃｍ角の正方形に切り出したサンプルを作製し、このサンプルを平面上に載置して、４隅の立ち上がり高さとして、平面から４隅の先端までの垂直距離を測定した。この測定値が小さいほどカールが小さいことを意味する。

［曲げ試験］
図２に、曲げ試験の試験方法（円柱巻き付け試験法）の概略図を示す。まず、作製したハードコートフィルムから１００ｍｍ（フィルムの幅方向）×３０ｍｍ（フィルムの流れ方向）の帯状に切り出したサンプルを作製した。次に、図２に示すように、作製したサンプルを評価用ステンレス円柱（直径１〜４０ｍｍ（１ｍｍ毎））に巻き付け、５秒間手で掴んで保持した。このとき、透明基材の一方面にのみハードコート層が形成されたサンプルについては、ハードコート層を外側に向けて巻き付けた（つまり、ハードコート層のない透明基材の面が評価用ステンレス円柱に接するように巻き付けた）。次に、評価用ステンレス円柱から引き離したサンプルを、三波長蛍光灯から１０ｃｍ離れた位置にかざして、巻き付け箇所におけるクラックの有無を目視で観察した。クラックが認められる場合は、円柱の直径を１段階（１ｍｍ）大きくして同様の試験を行った。ハードコート層にクラックが生じない最小の評価用ステンレス円柱の直径を曲げ試験の評価値とした。

表１に示すように、実施例１〜９では、透明基材の両面にハードコート層を設け、透明基材の厚みを５〜４０μｍとし、ハードコート層の膜厚をいずれも５〜３０μｍとし、ハードコート層の体積の合計をハードコートフィルムの全体積の４０％以上とし、更に、ハードコートフィルムの総厚みを８０μｍ以下とすることにより、鉛筆硬度、微小押し込み硬度、カール、屈曲性の全てが良好なハードコートフィルムを得られることが確認された。

これに対して、比較例１及び２は、透明基材の一方面のみにハードコート層を設けた層構成で、ハードコート層の体積比率が４０％未満であることから、鉛筆硬度が低く、カールが極めて大きくなった。

比較例３及び４は、透明基材の両面にハードコート層を設けた層構成であるが、ハードコート層の体積比率が４０％未満であることによって、鉛筆硬度が低くなった。また、比較例４では、透明基材の厚みが４０μｍを越え、ハードコートフィルムの総厚みも８０μｍを超えたことによって、屈曲性（屈曲に対する耐性）が低かった。

比較例５及び６は、透明基材の一方面のみにハードコート層を設けた層構成で、透明基材の厚みが４０μｍを越え、ハードコートフィルムの総厚みも８０μｍを超えため、カールが大きくなり、屈曲性（屈曲に対する耐性）が低かった。比較例５では、ハードコート層の体積比率が４０％未満であることによって、鉛筆硬度も低くなった。また、比較例６では、ハードコート層の膜厚を厚くしたことで鉛筆硬度は向上したが、カールが極めて大きくなった。

以上より、本発明によれば、高硬度、低カール性、高屈曲性の全てを兼ね備えたハードコートフィルムを提供できることが確認された。

本発明に係るハードコートフィルムは、画像表示装置等に利用できる。

１ ハードコートフィルム
２ 透明基材
３ａ、３ｂ ハードコート層

Claims (11)

1. 透明基材の両面にハードコート層を設けたハードコートフィルムであって、
   前記透明基材の厚みが５μｍ以上４０μｍ以下であり、
   前記ハードコート層のそれぞれの厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であり、
   前記ハードコート層の体積の合計が、前記ハードコートフィルムの全体積の４０％以上であり、
   総厚みが８０μｍ以下であり、
   鉛筆硬度が７Ｈ以上であり、
   表面から深さ５０ｎｍの位置における超微小押し込み硬度が４５０Ｎ／ｍｍ ^２ 以上であり、
   前記ハードコートフィルムを１００ｍｍ角に切り出したサンプルの４隅のフィルム立ち上り高さが２０ｍｍ以下であり、
   曲げ直径１０ｍｍ以上で折り曲げたときにクラックが入らないことを特徴とする、ハードコートフィルム。
2. 前記透明基材の一方面側のハードコート層が、コロイダルシリカ及び紫外線硬化樹脂を含有し、
   前記透明基材の他方面側のハードコート層が、紫外線硬化樹脂を含有する、請求項１に記載のハードコートフィルム。
3. 前記コロイダルシリカの平均粒子径が８０ｎｍ以下であり、
   前記透明基材の前記一方面側のハードコート層が、前記コロイダルシリカを２０質量％以上７０質量％以下で含有し、
   前記コロイダルシリカが表面に紫外線反応基を有する表面処理コロイダルシリカであることを特徴とする、請求項２に記載のハードコートフィルム。
4. 前記透明基材がセルローストリアセテート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネートのいずれかのフィルム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。
5. 請求項１に記載のハードコートフィルムを有する、偏光板。
6. 鉛筆硬度が７Ｈ以上であり、
   表面から深さ５０ｎｍの位置における超微小押し込み硬度が４５０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
   前記偏光板を１００ｍｍ角に切り出したサンプルの４隅のフィルム立ち上り高さが２０ｍｍ以下であり、
   曲げ直径１０ｍｍ以上で折り曲げたときにクラックが入らないことを特徴とする、請求項５に記載の偏光板。
7. 請求項５に記載の偏光板を有する、ディスプレイ部材。
8. 請求項１に記載のハードコートフィルムの一方の面に粘着層を付与した、ハードコートフィルム加工品。
9. 請求項１に記載のハードコートフィルムの一方の面に印刷層及び粘着層を付与した、ハードコートフィルム加工品。
10. 鉛筆硬度が７Ｈ以上であり、
    表面から深さ５０ｎｍの位置における超微小押し込み硬度が４５０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
    前記ハードコートフィルム加工品を１００ｍｍ角に切り出したサンプルの４隅のフィルム立ち上り高さが２０ｍｍ以下であり、
    曲げ直径１０ｍｍ以上で折り曲げたときにクラックが入らないことを特徴とする、請求項８または９に記載のハードコートフィルム加工品。
11. 請求項８または９に記載のハードコートフィルム加工品を有する、ディスプレイ部材。

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