JP6574481B2 - ハードコートフィルム、画像表示素子の前面板、抵抗膜式タッチパネル、静電容量式タッチパネルおよび画像表示装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明者らは無機微粒子を含む厚膜の硬化層中にマット粒子を添加することで高硬度を維持したまま表面凹凸を形成でき、タッチペンで筆記した際のすべり性を向上できると考え、検討を行ったが、無機微粒子を含む厚膜の硬化層にマット粒子を添加しても表面凹凸が形成されなかった。
一方、無機微粒子を含まない厚膜の硬化層にマット粒子を添加した場合は、表面凹凸が形成できた。
これらの検討結果からは、無機微粒子を含む厚膜の硬化層にマット粒子を添加しても表面凹凸が形成されなかった理由は不明である。
上記課題を解決するための手段である本発明および本発明の好ましい構成は、以下のとおりである。
硬化層が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化されてなり、
硬化層の膜厚が10μmより大きく、
硬化層がポリロタキサン、平均一次粒径2μm未満の無機微粒子および平均一次粒径2μm以上のマット粒子を含有し、
硬化層中のマット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上であるハードコートフィルム。
[2] [1]に記載のハードコートフィルムは、硬化層の膜厚が10μmより大きく60μm以下であることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載のハードコートフィルムは、ポリロタキサンが不飽和二重結合基を有することが好ましい。
[4] [3]に記載のハードコートフィルムは、不飽和二重結合基がメタクリロイル基であることが好ましい。
[5] [1]〜[4]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、ポリロタキサンの重量平均分子量が600,000以下であることが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、マット粒子が有機樹脂粒子であることが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、硬化層の上に、直接または他の層を介して低屈折率層を有することが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、基材フィルムが、少なくとも1層のアクリル系樹脂フィルムおよび少なくとも1層のポリカーボネート系樹脂フィルムを有する積層フィルムであることが好ましい。
[9] [1]〜[7]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、基材フィルムがセルロースアシレートフィルムであることが好ましい。
[10] [1]〜[9]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、基材フィルムの膜厚が100μm以上であることが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面にタッチセンサーフィルムを有することが好ましい。
[12] [1]〜[11]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面に偏光子を有することが好ましい。
[13] [1]〜[12]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムは、タッチパネル前面板用ハードコートフィルムであることが好ましい。
[14] [1]〜[13]のいずれか1つに記載のハードコートフィルムを含む画像表示素子の前面板。
[15] [14]に記載の画像表示素子の前面板を含む、抵抗膜式タッチパネル。
[16] [14]に記載の画像表示素子の前面板を含む、静電容量式タッチパネル。
[17] [14]に記載の画像表示素子の前面板と、画像表示素子とを有する画像表示装置。
[18] [17]に記載の画像表示装置は、画像表示素子が液晶表示素子であることが好ましい。
[19] [17]に記載の画像表示装置は、画像表示素子が有機エレクトロルミネッセンス表示素子であることが好ましい。
[20] [17]〜[19]のいずれか1つに記載の画像表示装置は、画像表示素子がインセルタッチパネル表示素子であることが好ましい。
[21] [17]〜[19]のいずれか1つに記載の画像表示装置は、画像表示素子がオンセルタッチパネル表示素子であることが好ましい。
本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも一方の面に配置された硬化層とを有するハードコートフィルムであって、
硬化層が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化されてなり、
硬化層の膜厚が10μmより大きく、
硬化層がポリロタキサン、平均一次粒径2μm未満の無機微粒子および平均一次粒径2μm以上のマット粒子を含有し、
硬化層中のマット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上である。
本発明のハードコートフィルムはこのような構成を有するため、無機微粒子を含む厚膜の硬化層において高い表面硬度と十分な表面凹凸を両立できるという効果を奏する。ただし、このような構成によって無機微粒子を含む厚膜の硬化層において高い表面硬度と十分な表面凹凸を両立できるメカニズムは不明であり、本発明の奏する効果は従来の知見から予測できない効果であった。
以下、本発明のハードコートフィルムの好ましい態様について説明する。
基材フィルムは、単層の樹脂層からなる単層フィルムであってもよく、二層以上の樹脂層からなる積層フィルムであってもよい。「樹脂」とは、オリゴマー、プレポリマー、ポリマーを包含する意味を表す。
基材フィルムは、市販品として入手可能であり、または公知の製膜方法により製造可能である。市販の基材フィルムとしては、例えば、テクノロイC101、テクノロイC001(いずれもエスカーボシート(株)製)、AW−10(Wavelock(株)製)などを用いることができる。
基材フィルムとして使用され得る樹脂フィルムとしては、例えば、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体フィルム等を挙げることができる。
好ましい一態様では、基材フィルムとして使用され得る樹脂フィルムは、アクリル系樹脂フィルムおよびポリカーボネート系樹脂フィルムからなる群から選ばれる少なくとも一種類のフィルムである。
また好ましい一態様では、基材に含まれる樹脂フィルムは、二層以上の樹脂フィルムの積層フィルムである。ここで積層数は、例えば二層または三層であることが好ましいが、特に限定されるものではない。本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムが、少なくとも1層のアクリル系樹脂フィルムおよび少なくとも1層のポリカーボネート系樹脂フィルムを有する積層フィルムであることが好ましい。より好ましい基材フィルム(積層フィルム)の一例としては、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルムおよびアクリル系樹脂フィルムをこの順に有する積層フィルムを挙げることができる。なお、アクリル系樹脂フィルムとは、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルからなる群から選択される一種類以上のモノマーを含む重合体または共重合体の樹脂フィルムであって、例えばポリメタクリル酸メチル(Poly Methyl Methacrylate;PMMA)フィルムが挙げられる。
基材フィルムは、樹脂に加えて、公知の添加剤等の他の成分の一種類以上を任意に含むこともできる。そのような任意に含まれ得る成分の一例としては、紫外線吸収剤を挙げることができる。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物を挙げることができる。ここでベンゾトリアゾール化合物とは、ベンゾトリアゾール環を有する化合物であり、具体例としては、特開2013−111835号公報の段落0033に記載されている各種類のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。トリアジン化合物とは、トリアジン環を有する化合物であり、具体例としては、特開2013−111835号公報の段落0033に記載されている各種類のトリアジン系紫外線吸収剤を挙げることができる。樹脂フィルム中の紫外線吸収剤の含有質量は、例えばフィルムに含まれる樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部程度であるが、特に限定されるものではない。また、紫外線吸収剤については、特開2013−111835号公報の段落0032も参照できる。なお本発明および本明細書における紫外線とは200〜380nmの波長帯域に発光中心波長を有する光をいうものとする。
本発明のハードコートフィルムは、鉛筆硬度を高める観点から、基材フィルムの膜厚が100μm以上であることが好ましく、100〜1000μmがより好ましく、150〜500μmが特に好ましく、200〜500μmがより特に好ましい。
本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に配置された硬化層を有し、硬化層が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化されてなり、硬化層の膜厚が10μmより大きく、硬化層がポリロタキサン、平均一次粒径2μm未満の無機微粒子および平均一次粒径2μm以上のマット粒子を含有し、硬化層中のマット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上である。
本発明において硬化層とは、この層の表面において測定される鉛筆硬度が2H以上である層をいうものとする。ただし、本発明のハードコートフィルムは高い表面硬度と十分な表面凹凸を両立できるものであるため、硬化層の鉛筆硬度が5H以上であることが好ましい。
硬化層は、2層以上の複数層構成であっても構わない。この場合、複数層の硬化層のうち、「活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化されてなり、硬化層の膜厚が10μmより大きく、硬化層がポリロタキサン、平均一次粒径2μm未満の無機微粒子および平均一次粒径2μm以上のマット粒子を含有し、硬化層中のマット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上である」の条件を満たす硬化層はいずれか1層であっても2層以上であってもよい。上記条件を満たす硬化層は、いずれか1層であることが好ましい。上記条件を満たす硬化層は、基材フィルムから最も遠い側に配置された層であることが鉛筆硬度と表面粗さを両立する観点からより好ましい。
本発明のハードコートフィルムは、硬化層の膜厚が10μmより大きく、鉛筆硬度を高める観点から硬化層の膜厚が大きい方が好ましい。一方、表面粗さを大きくする観点からは、硬化層の膜厚はある程度小さくすることが好ましい。硬化層の膜厚は10μmより大きく60μm以下であることが好ましく、15〜50μmであることが好ましく、15〜40μmであることがより好ましく、15〜30μmであることが特に好ましい。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とは、この組成物に活性エネルギー線照射処理を施すことにより硬化層を形成可能な組成物である。
上記硬化層を形成するための活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の好ましい一態様としては、ポリロタキサン、平均一次粒径2μm未満の無機微粒子および平均一次粒径2μm以上のマット粒子を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を挙げることができる。より好ましい一態様としては、さらに1種類の重合性化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を挙げることができる。特に好ましい一態様としては、さらに、アクリロイル基、メタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2つ以上含み、かつウレタン結合を1分子中に1つ以上含むラジカル重合性化合物と、カチオン重合性化合物と、ラジカル光重合開始剤と、カチオン光重合開始剤と、を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を挙げることができる。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物およびこの活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化されてなる硬化層について更に詳細に説明するが、本発明は以下の態様に限定されるものではない。
その他の硬化層を形成するために通常用いられる各種類の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いて、上記硬化層を形成することも可能である。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、各種類の成分を同時に、または任意の順序で順次混合することにより調製することができる。調製方法は特に限定されるものではなく、調製には公知の攪拌機等を用いることができる。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、基材フィルム上に直接、または接着剤層や粘着剤層等の他の層を介して、塗布し、光照射することにより、硬化層を形成するために用いることができる。塗布は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ダイコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法等の公知の塗布方法により行うことができる。塗布量は、所望の膜厚の硬化層を形成可能な量に調整すればよい。なお硬化層は、二種類以上の異なる組成の組成物を同時または逐次塗布することにより二層以上(例えば二層〜五層程度)の積層構造の硬化層として形成することもできる。
ポリロタキサンは、環状分子の開口部が直鎖状分子によって串刺し状に貫かれ、複数の環状分子が直鎖状分子を包接してなる擬ポリロタキサンの両末端(直鎖状分子の両末端)に、環状分子が遊離しないようにブロック基を配置してなる。
本発明のハードコートフィルムは、ポリロタキサンの重量平均分子量が1000,000以下であることが鉛筆硬度を高める観点から好ましく、600,000以下であることがより好ましく、600,000〜180,000であることが特に好ましい。
ポリロタキサンに含まれる直鎖状分子は、環状分子に包接され、非共有結合的に一体化することができる分子又は物質であって、直鎖状のものであれば、特に限定されない。なお、本発明において、「直鎖状分子」とは、高分子を含めた分子、及びその他上記の要件を満たす全ての物質をいう。
また、本発明において、「直鎖状分子」の「直鎖」は、実質的に「直鎖」であることを意味する。即ち、回転子である環状分子が回転可能、もしくは直鎖状分子上で環状分子が摺動又は移動可能であれば、直鎖状分子は分岐鎖を有していてもよい。また、「直鎖」の長さは、直鎖状分子上で環状分子が摺動又は移動可能であれば、その長さに特に制限はない。
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、およびその他オレフィン系単量体との共重合樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートや(メタ)アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−メチルアクリレート共重合樹脂などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等の疎水性ポリマー;及び
これらの誘導体又は変性体を挙げることができる。
親水性ポリマーの中でも、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの共重合体、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、及びポリプロピレンが好ましい。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの共重合体がより好ましく、ポリエチレングリコールが特に好ましい。
また、ポリロタキサンの直鎖状分子が、生分解性分子であることが「環境にやさしい」点で好ましい。
ポリロタキサンの環状分子は、上記直鎖状分子と包接可能な環状分子であれば、いずれの環状分子であっても用いることができる。
なお、本発明において、「環状分子」とは、環状分子を含めた種々の環状物質をいう。また、本発明において、「環状分子」とは、実質的に環状である分子又は物質をいう。即ち、「実質的に環状である」とは、英字の「C」のように、完全に閉環ではないものを含む意であり、英字の「C」の一端と他端とが結合しておらず重なった螺旋構造を有するものも含む意である。さらに、後述する「ビシクロ分子」の環についても、「環状分子」の「実質的に環状である」と同様に定義することができる。即ち、「ビシクロ分子」の一方の環又は双方の環は、英字の「C」のように完全に閉環ではない構造でもよく、英字の「C」の一端と他端とが(結合しておらず)重なった螺旋構造を有してもよい。
本発明のハードコートフィルムは、ポリロタキサンが不飽和結合基を有することが鉛筆硬度の点から好ましく、不飽和二重結合基を有することがより好ましい。
ポリロタキサンが不飽和結合基を有する位置に特に制限はないが、例えば、環状分子相当部分に不飽和結合基を導入することができる。この基の導入により、エチレン性不飽和基を有するモノマーとの重合が可能となる。
不飽和結合基の導入は、例えば、シクロデキストリン等の水酸基(−OH)を有する環状分子の少なくとも一部を不飽和結合基、好ましくは不飽和二重結合基で置換することにより行うことができる。
不飽和結合基、例えば不飽和二重結合基として、オレフィニル基を挙げることができ、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニルエーテル基、スチリル基などを挙げることができるが、これに限定されない。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基およびメタクリロイル基を表わす。本発明のハードコートフィルムは、不飽和二重結合基がメタクリロイル基であることが鉛筆硬度を高める観点から好ましい。
ポリロタキサンのブロック基は、環状分子が直鎖状分子により串刺し状になった形態を保持する基であれば、いかなる基を用いてもよい。このような基として、例えば「嵩高さ」を有する基及び/又は「イオン性」を有する基などを挙げることができる。ここで、「基」というのは、分子基及び高分子基を含めた種々の基を意味する。また、「イオン性」を有する基の「イオン性」と、環状分子の有する「イオン性」とが影響しあうことにより、例えば反発しあうことにより、環状分子が直鎖状分子により串刺し状になった形態を保持することができる。
架橋ポリロタキサンとは、2つ以上のポリロタキサンがその環状分子同士が化学結合されている化合物のことを言う。この2つの環状分子は同じでも異なっていてもよい。この際、化学結合は、単なる結合であっても、種々の原子又は分子を介する結合であってもよい。
また、環状分子が架橋環状構造を有する分子、即ち第1の及び第2の環を有する「ビシクロ分子」を用いることができる。この場合、例えば「ビシクロ分子」と直鎖状分子とを混合し、「ビシクロ分子」の第1環及び第2環に直鎖状分子を串刺し状に包接して架橋ポリロタキサンを得ることができる。
この架橋ポリロタキサンは直鎖状分子に串刺し状に貫通されている環状分子がこの直鎖状に沿って移動可能なために(滑車効果)、粘弾性を有し、張力が加わっても、この滑車効果によってこの張力を均一に分散させ、内部応力を緩和できる。
ポリロタキサンの環状分子がα−シクロデキストリンなどのシクロデキストリン類である場合、本発明ではシクロデキストリンの水酸基の少なくとも一つが他の有機基(疎水基)によって置換された疎水化修飾ポリロタキサンは、ハードコートフィルム層形成組成物に含まれる溶剤への溶解性が向上するため、さらに好ましく用いられる。
疎水基の具体例として、例えばアルキル基、ベンジル基、ベンゼン誘導体含有基、アシル基、シリル基、トリチル基、硝酸エステル基、トシル基、光硬化部位としてアルキル置換エチレン性不飽和基、熱硬化部位としてアルキル置換エポキシ基などを挙げることができる。疎水基の具体例は、これらに限定されるものではない。また、上記の疎水化修飾ポリロタキサンにおいては、上述の疎水基の1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて有していてもよい。
0.02未満であると、有機溶剤への溶解性が十分なものとならず、不溶性ブツ(異物付着などに由来する突起部)が生成することがある。
ここで、シクロデキストリンの水酸基が修飾され得る最大数とは、換言すれば、修飾する前にシクロデキストリンが有していた全水酸基数のことである。修飾度とは、換言すれば、修飾された水酸基数の全水酸基数に対する比のことである。
なお、疎水性修飾基は少なくとも1つでよいが、その場合、シクロデキストリン環1つに対して1つの疎水性修飾基を有することが好ましい。
また、官能基を有している疎水性修飾基を導入することにより、他のポリマーとの反応性を向上させることが可能になる。次に、不飽和二重結合性基を有するポリロタキサンについて説明するが、不飽和二重結合性基は疎水性修飾基として振舞う。
ポリロタキサンの含有質量は、硬化層中の全固形分に対し、1〜40質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましく、15〜25質量%が更に好ましい。この範囲で用いることで鉛筆硬度と表面粗さを両立することができる。
本発明のハードコートフィルムは、硬化層が平均一次粒径2μm未満の無機微粒子を含有する。平均一次粒径2μm未満の無機微粒子を用いる事によって、鉛筆硬度を向上させる事が可能である。無機微粒子としては例えば、シリカ微粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子などが挙げられる。中でもシリカ微粒子が好ましい。
表面修飾剤は、無機微粒子と結合を形成するか無機微粒子に吸着しうる官能基と、有機成分と高い親和性を有する官能基を同一分子内に有することが好ましい。無機微粒子に結合もしくは吸着し得る官能基を有する表面修飾剤としては、シラン、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム等の金属アルコキシド表面修飾剤や、リン酸基、硫酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等のアニオン性基を有する表面修飾剤が好ましい。さらに有機成分との親和性の高い官能基としては単に有機成分と親疎水性を合わせただけの官能基でもよいが、有機成分と化学的に結合しうる官能基が好ましく、特にエチレン性不飽和二重結合基、もしくは開環重合性基が好ましい。
本発明において好ましい無機微粒子表面修飾剤は金属アルコキシドもしくはアニオン性基とエチレン性不飽和二重結合基もしくは開環重合性基を同一分子内に有する硬化性樹脂である。有機成分と化学的に結合させる事によって、硬化層の架橋密度が上昇し、鉛筆硬度を高める事ができる。
S−1 H2C=C(X)COOC3H6Si(OCH3)3
S−2 H2C=C(X)COOC2H4OTi(OC2H5)3
S−3 H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10OPO(OH)2
S−4 (H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10O)2POOH
S−5 H2C=C(X)COOC2H4OSO3H
S−6 H2C=C(X)COO(C5H10COO)2H
S−7 H2C=C(X)COOC5H10COOH
S−8 CH2CH(O)CH2OC3H6Si(OCH3)3
(Xは、水素原子又はCH3を表す)
本発明のハードコートフィルムは、硬化層が平均一次粒径2μm以上のマット粒子を含有し、硬化層中のマット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上である。
本発明における硬化層は、十分な表面凹凸(好ましくはタッチペンで入力する場合の筆記感)を付与するために平均一次粒径2μm以上のマット粒子が含有される。上記マット粒子の平均一次粒径は2.0〜20μmであることが好ましく、4.0〜14μmがより好ましく、6.0〜10μmが特に好ましい。平均一次粒径を上記の範囲内にすることで、硬化層の表面に適度な凹凸を付与でき、好ましい筆記感が発現できる。
上記マット粒子の具体例としては、シリカ微粒子、TiO2粒子等の無機化合物の粒子及び架橋アクリル粒子、架橋アクリル−スチレン粒子、架橋スチレン粒子、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。本発明のハードコートフィルムは、マット粒子が有機樹脂粒子であることがより好ましい。なかでも架橋アクリル粒子、架橋アクリル−スチレン粒子、架橋スチレン粒子が特に好ましい。
マット粒子の形状は、真球及び不定形のいずれも使用できる。また、異なる2種類以上のマット粒子を併用して用いてもよい。
上記マット粒子は、硬化層中のマット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上であり、0.10〜0.40g/cm3であることが好ましく、0.10〜0.30g/cm3であることがより好ましい。マット粒子の含有質量を上記の範囲内にすることで、硬化層が十分な表面凹凸(好ましくはタッチペンで入力する場合の筆記感)を発現できる。
その他、硬化層または活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、重合性化合物、光重合開始剤、防汚剤、溶媒などを含むことができる。上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に必要に応じて、公知の添加剤の一種類以上を任意に含むことができる。そのような添加剤としては、表面調整剤、レベリング剤、重合禁止剤等を挙げることができる。それらの詳細については、例えば特開2012−229412号公報の段落0032〜0034を参照できる。ただしこれらに限らず、光重合性組成物に一般に使用され得る各種類の添加剤を用いることができる。また、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物への添加剤の添加量は適宜調整すればよく、特に限定されるものではない。
重合性化合物として、ラジカル重合性化合物やカチオン重合性化合物を用いることが好ましい。
重合性化合物としては、二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いる第1の態様と、ラジカル重合性化合物およびカチオン重合性化合物を用いる第2の態様がより好ましい。
二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーとしては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル〔例えば、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、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート〕、上記のエステルのエチレンオキサイド変性体、ポリエチレンオキサイド変性体やカプロラクトン変性体、ビニルベンゼンおよびその誘導体〔例えば、1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン〕、ビニルスルホン(例、ジビニルスルホン)、アクリルアミド〔例えば、メチレンビスアクリルアミド〕およびメタクリルアミドが挙げられる。これらのモノマーは2種類以上併用してもよい。
特に、ポリロタキサンの直鎖状分子がポリエチレングリコールである場合、二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの少なくとも一部としてエチレンオキサイド変性体を含むことが好ましい。エチレンオキサイド変性体を含有することでポリロタキサンとの相溶性を上げることができ、不溶物に起因する硬化層のヘイズ上昇を抑制できる。
例えば、硬化層は、ポリロタキサン、上記無機微粒子、上記マット粒子、上記エチレン性不飽和モノマー等の硬化樹脂形成用のモノマー、ラジカル光重合開始剤および/またはラジカル熱重合開始剤を含有する塗液を調製し、この塗液を基材フィルム上に塗布後、活性エネルギー線および/または熱を用いる重合反応により硬化させることにより形成することができる。
この場合、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、アクリロイル基、メタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2つ以上含むラジカル重合性化合物と;
カチオン重合性化合物と;
を含むことが特に好ましい。
この場合、さらに活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、ラジカル光重合開始剤とカチオン光重合開始剤とを含むことが好ましい。すなわち活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、アクリロイル基、メタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2つ以上含むラジカル重合性化合物と;
カチオン重合性化合物と;
カチオン重合性化合物と;
ラジカル光重合開始剤と;
カチオン光重合開始剤と;
を含むことが好ましい。
第2の態様は、以下の第2−1の態様または第2−2の態様であることがより好ましい。
第2の態様の好ましい一態様では、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に2つ以上のラジカル重合性基とともにウレタン結合を1分子中に1つ以上含む多官能(メタ)アクリレートを用いる。ウレタン結合を1分子中に1つ以上含む多官能(メタ)アクリレートを用いる態様を第2−1の態様とする。
第2の態様の好ましい別の好ましい一態様では、例えば硬化層の膜厚が20μmを超える場合、硬化層が、少なくとも下記a)成分由来の構造、下記b)成分由来の構造、下記c)成分および下記d)成分を含み、硬化層が、硬化層の全固形分を100質量%とした場合に下記a)成分由来の構造を15〜70質量%、下記b)成分由来の構造を25〜80質量%、下記c)成分を0.1〜10質量%、下記d)成分を0.1〜10質量%含む。
a)分子内に1個の脂環式エポキシ基と1個のエチレン性不飽和二重結合基とを有し、分子量が300以下の化合物;
b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物;
c)ラジカル光重合開始剤;
d)カチオン光重合開始剤。また、硬化層が少なくともa)、b)、c)およびd)を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して形成されてなり、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分を100質量%とした場合にa)を15〜70質量%含むことが好ましい。これらの態様を第2−2の態様とする。
以下、第2の態様に好ましく用いられる各重合性化合物について順次説明する。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物として、少なくとも上記群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2つ以上含む多官能(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。多官能(メタ)アクリレートとしては、一種類の多官能(メタ)アクリレートのみ用いてもよく、構造の異なる二種類以上の多官能(メタ)アクリレートを併用してもよい。また、ラジカル重合性化合物として、一種類以上の多官能(メタ)アクリレートと、多官能(メタ)アクリレート以外の他のラジカル重合性化合物の一種類以上とを併用してもよい。併用され得る他のラジカル重合性化合物については、後述する。なお、ある成分について、一種類のみ用いてもよく、構造の異なる二種類以上を併用してもよい点は、後述するカチオン重合性化合物、ラジカル光重合開始剤、カチオン光重合開始剤等の各種類の成分についても、同様である。また、各成分の含有質量は、構造の異なる二種類以上を併用する場合には、合計含有質量をいうものとする。
GPC装置:HLC−8120(東ソー製):
カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー製、7.8mm(内径)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン
また、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の第一のラジカル重合性化合物(ウレタン(メタ)アクリレート)の含有質量は、組成物全量100質量%に対して、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。第一のラジカル重合性化合物(ウレタン(メタ)アクリレート)を多く含むことは、硬化層の更なる高硬度化の観点から好ましい。一方、脆性をいっそう改良する観点からは、第一のラジカル重合性化合物(ウレタン(メタ)アクリレート)の含有質量は、組成物全量100質量%に対して、98質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることが更に好ましい。
第二のラジカル重合性化合物の1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、好ましくは、少なくとも2つであり、より好ましくは3つ以上であり、更に好ましくは4つ以上である。また、第二のラジカル重合性化合物の1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、一態様では、例えば10以下であるが、10超であってもよい。また、第二のラジカル重合性化合物として、分子量が200以上1000未満のラジカル重合性化合物が好ましい。
第二のラジカル重合性化合物は2種類以上併用してもよい。この場合、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物である「DPHA」(日本化薬(株)製)などを好ましく用いることができる。
b)成分は、分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合基を有することによって、高い硬度を発現できる。
b)成分としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル、ビニルベンゼン及びその誘導体、ビニルスルホン、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。中でも硬度の観点から、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、本業界で広範に用いられる高硬度の硬化物を形成するアクリレート系化合物が挙げられる。このような化合物としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルであって、分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物を挙げることができる。例えば、(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トリ(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、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリペンタエリスリトールトリアクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサトリアクリレート、1,2,4−シクロヘキサンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート等が挙げられる。
さらに、b)成分としては、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する樹脂(オリゴマーまたはプレポリマー)、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートも好ましい。
3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する樹脂(オリゴマーまたはプレポリマー)としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物等のオリゴマーまたはプレポリマー等も挙げられる。
3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、特開2007−256844号公報の段落0096に示されている例示化合物等を挙げることができる。
3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能アクリレート系化合物類の具体的な化合物としては、日本化薬(株)製KAYARAD DPHA、同DPHA−2C、同PET−30、同TMPTA、同TPA−320、同TPA−330、同RP−1040、同T−1420、同D−310、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同GPO−303、大阪有機化学工業(株)製V#400、V#36095D等のポリオールと(メタ)アクリル酸のエステル化物を挙げることができる。また紫光UV−1400B、同UV−1700B、同UV−6300B、同UV−7550B、同UV−7600B、同UV−7605B、同UV−7610B、同UV−7620EA、同UV−7630B、同UV−7640B、同UV−6630B、同UV−7000B、同UV−7510B、同UV−7461TE、同UV−3000B、同UV−3200B、同UV−3210EA、同UV−3310EA、同UV−3310B、同UV−3500BA、同UV−3520TL、同UV−3700B、同UV−6100B、同UV−6640B、同UV−2000B、同UV−2010B、同UV−2250EA、同UV−2750B(日本合成化学(株)製)、UL−503LN(共栄社化学(株)製)、ユニディック17−806、同17−813、同V−4030、同V−4000BA(大日本インキ化学工業(株)製)、EB−1290K、EB−220、EB−5129、EB−1830,EB−4358(ダイセルUCB(株)製)、ハイコープAU−2010、同AU−2020((株)トクシキ製)、アロニックスM−1960(東亞合成(株)製)、アートレジンUN−3320HA,UN−3320HC,UN−3320HS、UN−904,HDP−4Tなどの3官能以上のウレタンアクリレート化合物、アロニックスM−8100,M−8030,M−9050(東亞合成(株)製、KBM−8307(ダイセルサイテック(株)製)の3官能以上のポリエステル化合物なども好適に使用することができる。
また、b)成分は、単一の化合物から構成しても良いし、複数の化合物を組み合わせて用いる事もできる。
b)成分由来の構造は、硬化層の全固形分を100質量%とした場合に、40〜75質量%含有されることが好ましく、60〜75質量%含有されることがより好ましい。a)成分は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分を100質量%とした場合に、40〜75質量%含有されることが好ましく、60〜75質量%含有されることがより好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、以上記載したラジカル重合性化合物とともに、カチオン重合性化合物を含むことが好ましい。先に記載したように、カチオン重合性化合物を含むことが、形成される硬化層におけるカール発生の抑制および脆性改良に寄与すると、本発明者らは推察している。
第2−2の態様では、a)分子内に1個の脂環式エポキシ基と1個のエチレン性不飽和二重結合基とを有し、分子量が300以下の化合物を用いる。
a)分子内に1個の脂環式エポキシ基と1個のエチレン性不飽和二重結合性基とを有し、分子量が300以下の化合物について説明する。a)分子内に1個の脂環式エポキシ基と1個のエチレン性不飽和二重結合基とを有し、分子量が300以下の化合物を「a)成分」とも称する。
分子内のエポキシ基とエチレン性不飽和二重結合基の個数は1個であることが好ましい。各官能基数が1個の場合は、2個以上の場合に比べて、官能基(エポキシ基とエチレン性不飽和二重結合基)の個数が減ることによって、分子量が減少し、鉛筆硬度が高まるためである。
分子量を300以下にすることによって、エポキシ基やエチレン性不飽和二重結合基以外の部位が少なくなり、鉛筆硬度を高めることができる。
また、硬化層形成時の揮発を抑制する観点から、a)成分の分子量は100以上であることが好ましく、150以上であることがより好ましい。
一般式(1)中のRが架橋炭化水素の場合、2環系架橋(bicyclo環)、3環系架橋(tricyclo環)が好ましい。一般式(1)中のRが架橋炭化水素の場合、炭素数5〜20個の架橋炭化水素がより好ましい。具体的には、ノルボルニル基、ボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデシル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、トリシクロペンテニル基、及びトリシクロペンタニル基、アダマンチル基、低級アルキル基置換アダマンチル基等が更に好ましい。
Lが2価の連結基を表す場合、2価の脂肪族炭化水素基が好ましい。2価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数は1〜6が好ましく、1〜3がより好ましく、1が更に好ましい。2価の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基が好ましく、直鎖状又は分岐状のアルキレン基がより好ましく、直鎖状のアルキレン基が更に好ましい。
Qとしては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の重合性官能基が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基及び−C(O)OCH=CH2が好ましく、特に好ましくは(メタ)アクリロイル基である。
中でも、下記一般式(1A)又は(1B)で表される化合物がより好ましく、分子量が低い下記一般式(1A)で表される化合物が更に好ましい。なお、下記一般式(1A)で表される化合物はその異性体も好ましい。下記一般式(1A)の式中L2は炭素数1〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表し、炭素数1〜3がより好ましく、炭素数1(すなわち、a)成分がエポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートであること)が、硬化層の平滑性を改善する観点から更に好ましい。
これらの化合物を用いることによって、高い鉛筆硬度と優れた平滑性をより高いレベルで両立する事ができる。
a)成分由来の構造は、硬化層の全固形分を100質量%とした場合に、18〜50質量%含有されることが好ましく、22〜40質量%含有されることがより好ましい。a)成分は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分を100質量%とした場合に、18〜50質量%含有されることが好ましく、22〜40質量%含有されることがより好ましい。
(1)カチオン重合性化合物として、含窒素複素環含有化合物を含む。好ましくは、含窒素複素環含有化合物が有する含窒素複素環は、イソシアヌレート環およびグリコールウリル環からなる群から選択される。含窒素複素環含有化合物は、より好ましくは、イソシアヌレート環含有化合物である。更に好ましくは、イソシアヌレート環含有化合物は、1分子中に1つ以上のエポキシ環を含むエポキシ環含有化合物である。
(2)カチオン重合性化合物として、カチオン重合性基当量が150未満のカチオン重合性化合物を含む。好ましくは、エポキシ基当量が150未満のエポキシ基含有化合物を含む。
(3)カチオン重合性化合物として、エチレン性不飽和二重結合を持つ官能基を含む。
(4)カチオン重合性化合物として、1分子中に1つ以上のオキセタン環を含むオキセタン環含有化合物を、他のカチオン重合性化合物とともに含む。好ましくは、オキセタン環含有化合物は、含窒素複素環を含まない化合物である。
なお本発明において、カチオン重合性基とラジカル重合性基をともに有する化合物は、カチオン重合性化合物に分類し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における含有質量を規定するものとする。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は光重合開始剤を含むことが好ましく、ラジカル光重合開始剤とカチオン光重合開始剤とを含むことがより好ましい。なおラジカル光重合開始剤は一種類のみ用いてもよく、構造の異なる二種類以上を併用してもよい。この点は、カチオン光重合開始剤についても同様である。
以下、各光重合開始剤について、順次説明する。
ラジカル光重合開始剤としては、光照射により活性種としてラジカルを発生することができればよく、公知のラジカル光重合開始剤を何ら制限なく用いることができる。具体例としては、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン等のアセトフェノン類;1,2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;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、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、オルト−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。また、ラジカル光重合開始剤の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等を併用してもよい。
以上のラジカル光重合開始剤および助剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手も可能である。市販のラジカル光重合開始剤としては、BASF製のイルガキュア(127,651,184,819,907,1870(CGI−403/Irg184=7/3混合の開始剤、500,369,1173,2959,4265,4263など)、OXE01)等、日本化薬(株)製のKAYACURE(DETX−S,BP−100,BDMK,CTX,BMS,2−EAQ,ABQ,CPTX,EPD,ITX,QTX,BTC,MCAなど)、サートマー社製のEsacure(KIP100F,KB1,EB3,BP,X33,KT046,KT37,KIP150,TZT)等が好ましい例として挙げられる。
カチオン光重合開始剤としては、光照射により活性種としてカチオンを発生することができればよく、公知のカチオン光重合開始剤を何ら制限なく用いることができる。具体例としては、公知のスルホニウム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩(例えばジアリールヨードニウム塩)、トリアリールスルホニウム塩、ジアゾニウム塩、イミニウム塩などが挙げられる。より具体的には、例えば、特開平8−143806号公報の段落0050〜0053に示されている式(25)〜(28)で表されるカチオン光重合開始剤、特開平8−283320号公報の段落0020にカチオン重合触媒として例示されているもの等を挙げることができる。また、カチオン光重合開始剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品としても入手可能である。市販品としては、例えば、日本曹達社製CI−1370、CI−2064、CI−2397、CI−2624、CI−2639、CI−2734、CI−2758、CI−2823、CI−2855およびCI−5102等、ローディア社製PHOTOINITIATOR2047等、ユニオンカーバイト社製UVI−6974、UVI−6990、サンアプロ社製CPI−10Pを用いることができる。
硬化層または活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、防汚剤を含有することが、指紋や汚れの付着が低減され、また、付着した汚れの拭き取りが簡単になり好ましい。また、表面のすべり性を向上させることにより耐擦性を向上させる観点からも、好ましい。防汚剤をg)成分とも称する。
防汚剤が含フッ素化合物を含有し、この含フッ素化合物が、パーフルオロポリエーテル基および重合性不飽和基を有し、かつ重合性不飽和基を一分子中に複数有することが好ましい。
本発明に用いることができる防汚剤については、特開2012−088699号公報の[0012]〜[0101]に記載の材料を用いることができ、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
以上説明した防汚剤としては、公知の方法で合成したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。市販品としては、DIC社製のRS−90、RS−78などを好ましく用いることができ、耐擦性の観点からDIC社製のRS−90をより好ましく用いることができる。
任意成分として含まれ得る溶媒としては、有機溶剤が好ましく、有機溶剤の一種類または二種類以上を任意の割合で混合して用いることができる。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;トルエン、キシレン等の芳香族類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジアセトンアルコール等が挙げられる。上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中の溶媒量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の塗布適性を確保できる範囲で適宜調整することができる。例えば、重合性化合物および光重合開始剤の合計量100質量部に対して、50〜500質量部とすることができ、好ましくは80〜200質量部とすることができる。
本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムと硬化層に加え、任意に一層以上の他の層を含んでいてもよい。そのような任意の層としては、これらに限定されるものではないが、例えば、易接着層、反射防止層(一層以上の高屈折率層と一層以上の低屈折率層の積層フィルム)等を挙げることができる。それらについては、例えば特許第5048304号段落0069〜0091等を参照できる。またタッチセンサーフィルム、偏光子、加飾層を設けてもよい。
本発明のハードコートフィルムが反射防止フィルムとして用いられる場合、硬化層の表面に一層または複数の反射防止層を積層することも好ましい態様である。以下に本発明に好ましく用いることができる反射防止層の構成を示す。
ロ:基材フィルム/硬化層/高屈折率層/低屈折率層
ハ:基材フィルム/硬化層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
低屈折率層の好ましい態様については、特開2009−204725号公報の0077〜0102段落に記載があり、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
本発明のハードコートフィルムには、低屈折率層と硬化層の間に屈折率の高い層(高屈折率層、中屈折率層)を設け、反射防止性を高めることができる。高屈折率層と中屈折率層を高屈折率層と総称して呼ぶことがある。なお、高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層の「高」、「中」、「低」とは層相互の相対的な屈折率の大小関係を表す。また、基材フィルムとの関係で言えば屈折率は、基材フィルム>低屈折率層、高屈折率層>基材フィルムの関係を満たすことが好ましい。
また、本明細書では高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層を総称して反射防止層と総称して呼ぶことがある。高屈折率層の好ましい態様については、特開2009−204725号公報の0103〜0112段落に記載があり、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面にタッチセンサーフィルムを有することが好ましい。すなわち、基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面にタッチセンサーフィルムが貼り合わされてなることが好ましい。
タッチセンサーフィルムとしては特に制限はないが、導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましい。
導電性フィルムは、任意の支持体の上に導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましい。
導電層は、電極パターンであることが好ましい。また、透明電極パターンであることも好ましい。電極パターンは透明導電材料層をパターニングしたものでもよく、不透明な導電材料の層をパターン形成したものでもよい。
金属細線が銀または銀を含む合金からなることが好ましい。金属細線が銀または銀を含む合金からなる導電層としては特に制限は無く、公知の導電層を用いることができる。例えば、特開2014−168886号公報の[0040]〜[0041]に記載の導電層を用いることが好ましく、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
金属細線が銅または銅を含む合金からなることも好ましい。金属細線が銅または銅を含む合金からなる導電層としては特に制限は無く、公知の導電層を用いることができる。例えば、特開2015−49852号公報の[0038]〜[0059]段落に記載の導電層を用いることが好ましく、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
タッチセンサーフィルムは、両面に導電層を有することも好ましい。
本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面に偏光子を有することが好ましい。すなわち、基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面に偏光子が貼り合わされてなることが好ましい。
本発明のハードコートフィルムは、偏光子とその両側に配置された保護フィルムとからなる偏光板の、その保護フィルムの一方又は両方に使用して、ハードコート性を有する偏光板とすることができる。
本発明のハードコートフィルムを有し、脆性が改良されハンドリング性に優れ、表面平滑性やシワに起因する表示品位を損なうことが無く、湿熱試験時の光漏れを低減することができる偏光板を提供できることが好ましい。
上記偏光子は、連続的に供給されるポリビニルアルコール系フィルムなどのポリマーフィルムの両端を保持手段により保持しつつ張力を付与して延伸して少なくともフィルム幅方向に1.1〜20.0倍に延伸し、フィルム両端の保持装置の長手方向進行速度差が3%以内で、フィルム両端を保持する工程の出口におけるフィルム進行方向とフィルムの実質延伸方向のなす角が、20〜70°傾斜するように、フィルム進行方向を、フィルム両端を保持させた状態で屈曲させてなる延伸方法を用いて製造することができる。フィルム両端を保持する工程の出口におけるフィルム進行方向と、フィルムの実質延伸方向のなす角を45°傾斜させることが生産性の観点から好ましい。
本発明のハードコートフィルムを含む物品としては、家電業界、電気電子業界、自動車業界、住宅業界をはじめとする様々な産業界において耐傷性を向上することが求められる各種類の物品を挙げることができる。具体例としては、タッチセンサ、タッチパネル、液晶表示装置等の画像表示装置、自動車の窓ガラス、住居の窓ガラス等を挙げることができる。これら物品に、(好ましくは表面保護フィルムとして)本発明のハードコートフィルムを設けることにより、耐傷性に優れた物品を提供することが可能となる。本発明のハードコートフィルムは、タッチパネル前面板用ハードコートフィルムであることが好ましい。
本発明の画像表示素子の前面板は、本発明のハードコートフィルムを含む画像表示素子の前面板である。上述のとおり、画像表示装置の表面保護フィルムとして本発明のハードコートフィルムを設ける場合、画像表示素子の前面板として本発明のハードコートフィルムを使用できる。また、タッチパネルの前面板として従来用いられているカバーガラスを代替できるカバープラスチックとして、ハードコートフィルムを設ける場合も、画像表示素子の前面板として本発明のハードコートフィルムを使用できる。
本発明の画像表示素子の前面板を用いることができるタッチパネルは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、表面型静電容量式タッチパネル、投影型静電容量式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。詳細については、本発明の抵抗膜式タッチパネルおよび本発明の静電容量式タッチパネルとして後述する。
なお、タッチパネルとは、いわゆるタッチセンサ及びタッチパッドを含むものとする。タッチパネルにおけるタッチパネルセンサー電極部の層構成は、2枚の透明電極を貼合する貼合方式、1枚の基板の両面に透明電極を具備する方式、片面ジャンパーあるいはスルーホール方式あるいは片面積層方式のいずれでもよい。また投影型静電容量式タッチパネルは、DC(direct current)駆動よりAC(alternating current)駆動が好ましく、電極への電圧印加時間が少ない駆動方式がより好ましい。
本発明の抵抗膜式タッチパネルは、本発明の画像表示素子の前面板を含む、抵抗膜式タッチパネルである。
抵抗膜式タッチパネルは、導電層を有する上下一対の基板の導電層同士が対向するようにスペーサーを介して配置された基本構成からなるものである。なお抵抗膜式タッチパネルの構成は公知であり、本発明では公知技術を何ら制限なく適用することができる。
本発明の静電容量式タッチパネルは、本発明の画像表示素子の前面板を含む、静電容量式タッチパネルである。
静電容量式タッチパネルの方式としては、表面型静電容量式、投影型静電容量式等が挙げられる。投影型の静電容量式タッチパネルは、X軸電極と、X軸電極と直交するY軸電極とを絶縁体を介して配置した基本構成からなる。具体的態様としては、X軸電極およびY軸電極が、1枚の基板上の別々の面に形成される態様、1枚の基板上にX軸電極、絶縁体層、Y軸電極をこの順で形成する態様、1枚の基板上にX軸電極を形成し、別の基板上にY軸電極を形成する態様(この態様では、2枚の基板を貼り合わせた構成が上記基本構成となる)等が挙げられる。なお静電容量式タッチパネルの構成は公知であり、本発明では公知技術を何ら制限なく適用することができる。
本発明の画像表示装置は、本発明の画像表示素子の前面板と、画像表示素子とを有する画像表示装置である。
本発明の画像表示素子の前面板は、液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)、プラズマディスプレイパネル、エレクトロルミネッセンスディスプレイや陰極管表示装置のような画像表示装置に用いることができる。液晶表示装置としては、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super−Twisted Nematic)型、TSTN(Triple Super Twisted Nematic)型、マルチドメイン型、VA(Vertical Alignment)型、IPS(In Plane Switching)型、OCB(Optically CompensatedBend)型等が挙げられる。
本発明によれば、本発明の画像表示素子の前面板を有し、脆性が改良されハンドリング性に優れ、表面平滑性やシワに起因する表示品位を損なうことが無く、湿熱試験時の光漏れを低減することができる画像表示装置を提供できることが好ましい。
画像表示装置は、特に、液晶セルと、液晶セルの少なくとも一方の面に配置された本発明の偏光板とを含み、本発明のハードコートフィルムが最表面に配置された液晶表示装置であることが好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置は、画像表示素子が液晶表示素子であることが好ましい。
インセルタッチパネル表示素子には、例えば、特開2011−76602号公報、特開2011−222009号公報等の公知技術を、何ら制限なく適用することができる。
オンセルタッチパネル表示素子には、例えば、特開2012−88683号公報等の公知技術を、何ら制限なく適用することができる。
<無機微粒子およびマット粒子の種類、粒径の測定>
無機微粒子として、ELCOM V−8802(日揮触媒化成株式会社製の平均一次粒径15nmの球形シリカ微粒子分散液、SiO2固形分40.8質量%)、MEK−AC−4130(日産化学工業(株)製、平均一次粒径45nmの球形シリカ微粒子メチルエチルケトン分散液、SiO2固形分30質量%)、MEK−AC−5140Z(日産化学工業(株)製、平均一次粒径85nmの球形シリカ微粒子メチルエチルケトン分散液、SiO2固形分40質量%)を用いた。
マット粒子は、平均一次粒径1.5μm、2μm、4μm、6μm、10μm、14μm、20μmとなるように調製した、架橋メチルメタクリレート重合体粒子を使用した(積水化成品工業(株)製)。
無機微粒子およびマット粒子の平均一次粒径の測定方法は、粒子の一次粒径を測る測定方法であれば、任意の測定方法が適用できるが、粒子の粒度分布をコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算して得られた粒子分布から算出する方法や、透過型電子顕微鏡(倍率50万〜200万倍)で粒子の観察を行い、粒子100個を観察し、その平均値をもって平均一次粒径とする方法がある。
実施例で用いた上記の無機微粒子およびマット粒子について、平均一次粒径は電子顕微鏡写真から求めた粒子100個の一次粒径の平均値をもって平均一次粒径とする。
なお、用いた無機微粒子は、硬化層中において球形の2〜10個の無機微粒子が連結した非球形として存在することを透過型電子顕微鏡により確認した。
ポリロタキサンとして、アドバンスト・ソフトマテリアル株式会社製のセルム(SeRM)スーパーポリマーシリーズの中から下記表1に記載のPR1、PR2、PR3、PR4を用いた。
また、比較例では他のポリマーとして、ポリエステルウレタンUR−3210(東洋紡株式会社製、重量平均分子量400,000)を用いた。
GPC装置:HLC−8120(東ソー製):
カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー製、7.8mmID(inside diameter;内径)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン
下記表2および3に示す組成で各成分を配合し、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(硬化層形成用組成物)HC1〜HC27を調製した。下記表2および3中の数値は、溶媒を除く成分については、各成分の「全固形分に占める割合(質量%)」を表す。例えば、無機微粒子として用いたシリカ微粒子分散液ELCOM V−8802については、(分散液としての質量ではなく)シリカ微粒子の固形分量に換算して下記表2および3に記載した。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に使用したその他の化合物を以下に示す。
DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物「DPHA」(日本化薬(株)製)
サイクロマーM100:3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(株式会社ダイセル製)
IRG184(IRGACURE184、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、α−ヒドロキシアルキルフェノン系のラジカル光重合開始剤、BASF製)
PAG−1(ヨードニウム塩系のカチオン光重合開始剤)
RS−90:DIC株式会社製
基材フィルムとして、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)およびポリメタクリル酸メチル(PMMA)をこの順に積層したエスカーボシート(株)製のテクノロイC101を用意した。テクノロイC101は全体の膜厚300μm、PMMAの膜厚70μm、鉛筆硬度2Hであった。なお、他の実施例で用いた他の基材フィルムについては後述する。
基材フィルムの一方の面に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化処理(光照射)後の硬化層の膜厚が下記表4および5に示す膜厚になるように調整し、ハードコートフィルム(硬化層付き基材フィルム)を作製した。
具体的には、特開2006−122889号公報の実施例で用いられている特開2006−122889号公報の段落0486および図10に示されているスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で基材フィルムの一方の面に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、60℃で150秒間乾燥した。その後、更に窒素パージ下、酸素濃度約0.1体積%で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量500mJ/cm2の紫外線を照射することによって塗布膜を硬化させて、硬化層を形成した。その後、得られた基材フィルムおよび硬化層の積層体を巻き取り、実施例1〜27、比較例1〜3、参考例1および2のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
なお、表4および表5中の「wt%」は、質量%を意味する。
実施例1のハードコートフィルムの基材フィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面に、特開2013−206444号公報の[0016]〜[0040]に記載の方法でこの公報の[0026]〜[0035]に記載のフィルムセンサーをタッチセンサーフィルムとして用いて貼合し、実施例28のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板、かつ、静電容量式タッチパネル)を作製した。
実施例1のハードコートフィルムの硬化層の上に、下記の方法で調製した低屈折率層用塗布液を、特開2003−211052号公報の図1に記載されたスロットダイコーターを用いて、低屈折率層の乾燥膜厚が100nmになるようにウエット塗布し、60℃で50秒間乾燥した。その後、さらに窒素パージにより、酸素濃度100体積ppm(parts per million)以下の雰囲気下で、240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、紫外線を照射量400mJ/cm2となるまで照射し、低屈折率層を形成した。その後、得られた基材フィルム、硬化層および低屈折率層の積層体を巻き取り、実施例29のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
(ゾル液aの調製)
攪拌機、還流冷却器を備えた反応器に、メチルエチルケトン120質量部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン「KBM−5103」(信越化学工業(株)製)100質量部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート3質量部を加え混合したのち、イオン交換水30質量部を加え、60℃で4時間反応させたのち、室温まで冷却し、ゾル液aを得た。重量平均分子量は1800であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は100質量%であった。ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。
中空シリカ微粒子ゾル(粒子サイズ約40〜50nm、シェル厚6〜8nm、屈折率1.31、固形分濃度20質量%、主溶媒イソプロピルアルコール、特開2002−79616号公報の調製例4に準じて粒子サイズを変更して調製)500質量部に、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン「KBM−5103」(信越化学工業(株)製)30質量部、及びジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート「ケロープEP−12」(ホープ製薬(株)製)1.5質量部を加えて混合した後に、イオン交換水9質量部を加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8部を添加し、中空シリカ微粒子分散液(A−1)を得た。得られた中空シリカ微粒子分散液(A−1)の固形分濃度は18質量%、溶媒乾燥後の屈折率は1.31であった。
メチルエチルケトン100質量部に対して、特開2004−45462号公報の[0043]に記載の含フッ素共重合体(P−3)(重量平均分子量約50000)44.0質量部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物「DPHA」(日本化薬(株)製)6.0質量部、末端メタクリレート基含有シリコーン「RMS−033」(Gelest社製)3.0質量部、「Irgacure907」(BASF製)を3.0質量部加えて溶解した。その後に中空シリカ微粒子分散液(A−1)を195質量部(シリカ+表面処理剤固形分として39.0質量部)、ゾル液a17.2質量部(固形分として5.0質量部)を添加し、混合液を得た。塗布液全体の固形分濃度が6質量%になり、シクロヘキサンとメチルエチルケトンの質量比率が10対90になるようにシクロヘキサン、メチルエチルケトンで混合液を希釈して、低屈折率層用塗布液(LL−1)を調製した。
なお、低屈折率層用塗布液(LL−1)を塗布して得られた塗布膜の硬化後の屈折率は1.38であった。
基材フィルムとしてテクノロイC101の代わりに、以下の方法で作製したアクリル系樹脂層/ポリカーボネート系樹脂層/アクリル系樹脂層の3層構成からなる基材フィルム(PMMA/PC/PMMA)を作製して使用したこと以外、実施例1と同様の方法で実施例30のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
住友化学社製のアクリル系樹脂「スミペックスEX」のペレットを押出径65mmの一軸押出機に、住化スタイロンポリカーボネート社製のポリカーボネート系樹脂「カリバー301−10」を押出径45mmの一軸押出機に、それぞれ投入して溶融して、溶融物を得た。マルチマニホールド方式を用いて、それぞれの溶融物を積層して一体化させ、設定温度260℃のT型ダイスを介して押出した。得られたフィルム状物を一対の金属製ロールの間に挟み込んで成形することにより、総厚み200μmを有するアクリル系樹脂層/ポリカーボネート系樹脂層/アクリル系樹脂層の3層構成からなる基材フィルム(PMMA/PC/PMMA)を作製した。
3層構成からなる基材の総厚みを100μmにした以外、実施例30と同様の方法で実施例31のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
基材フィルムとして、以下の方法で作製した3層(第I層/第II層/第III層)ポリエステル系樹脂積層フィルムを使用した以外、実施例30と同様の方法で実施例32のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
特開2014−182274号公報の[0181]〜[0188]にしたがって原料ポリエステル1(PET1)を調製した。
特開2014−182274号公報の[0189]の実施例1にしたがって、原料ポリエステル1:90質量部および紫外線吸収剤(2,2’−(1,4−フェニレン)ビス(4H−3,1−ベンズオキサジン−4−オン)10質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有する原料ポリエステル2(PET2)を調製した。
上記原料ポリエステル1(PET1):90質量部と、紫外線吸収剤を含有する上記原料ポリエステル2(PET2):10質量部とを、含水率20質量ppm以下に乾燥させた。その後、直径50mmの第1の1軸混練押出機のホッパーに投入し、第1の1軸混練押出機1で300℃に溶融することにより、第I層と第III層との間に位置する第II層を形成するための樹脂溶融物を調製した。
上記原料ポリエステル1を含水率20質量ppm以下に乾燥させた。その後、直径30mmの第2の1軸混練押出機のホッパーに投入し、押出機2で300℃に溶融することにより、第I層および第III層を形成するための樹脂組成物を調製した。
これらの2種類の樹脂溶融物をそれぞれギアポンプ、濾過器(孔径20μm)に通した後、2種類3層合流ブロックにて、第1の1軸混練押出機から押出された樹脂溶融物が内部の層(第II層)に、第2の1軸混練押出機から押出された樹脂溶融物が外層(第I層および第III層)になるように積層し、幅120mmのダイよりシート状に押し出した。
ダイから押出した溶融樹脂シートを、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に配置し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて樹脂シートを剥離し、未延伸フィルムを得た。このとき、第I層、第II層、第III層の厚みの比は10:80:10となるように各押出機の吐出量を調整した。
未延伸フィルムを、加熱されたロール群および赤外線ヒーターを用いて、フィルム表面温度が95℃になるように加熱し、その後周速差のあるロール群でフィルム進行方向に3.1倍延伸して、3層ポリエステル系樹脂積層フィルムを得た。
基材フィルムとしてテクノロイC101の代わりに、ポリカーボネート層とPMMA層とが積層されたアクリル/ポリカーボネート多層フィルム(エスカーボシート(株)製、商品名「テクノロイC001」、膜厚300μm)を使用し、硬化層をPMMA層側に配置した以外、実施例1と同様の方法で実施例33のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
基材フィルムとしてテクノロイC101の代わりに、下記で作製したTAC−1を使用した以外、実施例1と同様の方法で実施例34のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)を作製した。
<1.樹脂フィルムの作製>
(1)コア層セルロースアシレートドープ液の調製
下記の組成物をミキシングタンクに投入して撹拌し、コア層セルロースアシレートドープ溶液を調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
コア層セルロースアシレートドープ液
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・アセチル置換度2.88、重量平均分子量260,000のセルロースア
セテート 100質量部
・下記構造のフタル酸エステルオリゴマーA 10質量部
・下記式Iで表される化合物(C−1) 4質量部
・下記式IIで表される紫外線吸収剤(BASF社製) 2.7質量部
・光安定剤(BASF社製、商品名:TINUVIN123)
0.18質量部
・N−アルケニルプロピレンジアミン3酢酸(ナガセケムテックス社製、商
品名:テークランDO) 0.02質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
・メタノール(第2溶媒) 64質量部
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
フタル酸エステルオリゴマーA(重量平均分子量:750)
式I:
式II:
上記のコア層セルロースアシレートドープ液90質量部に下記の無機粒子含有組成物を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープ液を調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
無機粒子含有組成物
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
平均一次粒径20nmのシリカ粒子(日本アエロジル社製、商品名:AER
OSIL R972) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶媒) 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ液 1質量部
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
外層セルロースアシレートドープ液がコア層セルロースアシレートドープ液の両側に配されるように、外層セルロースアシレートドープ液、コア層セルロースアシレートドープ液、および外層セルロースアシレートドープ液の3種を、流延口から表面温度20℃の流延バンド上に同時に流延した。
流延バンドとして幅2.1mで長さが70mのステンレス製のエンドレスバンドを利用した。流延バンドは、厚みが1.5mm、表面粗さが0.05μm以下になるように研磨した。その材質はSUS316製であり、十分な耐腐食性と強度を有する。流延バンドの全体の厚みムラは0.5%以下であった。
得られた流延膜に、風速が8m/s、ガス濃度が16%、温度が60℃の急速乾燥風を流延膜表面に当てて初期膜を形成した。その後、流延バンド上部の上流側からは140℃の乾燥風を送風した。また下流側からは120℃の乾燥風および60℃の乾燥風を送風した。
残留溶媒量を約33質量%にした後、バンドから剥ぎ取った。次いで、得られたフィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、溶媒残留量が3〜15質量%のフィルムを、横方向に1.06倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、厚さが100μm(外層/コア層/外層=3μm/94μm/3μm)である樹脂フィルム(TAC−1)を作製した。
<鉛筆硬度>
各実施例、比較例および参考例のハードコートフィルム(画像表示素子の前面板)の基材フィルムに対して硬化層が配置された側の表面について、JIS(Japanese Industrial Standards) K 5400にしたがい鉛筆硬度の評価を行った。
実施例、比較例および参考例のハードコートフィルムを温度25℃、相対湿度60%で2時間調湿した後、評価対象表面の異なる5箇所においてJIS S 6006に規定するH〜9Hの試験用鉛筆を用いて4.9Nの荷重にて引っ掻いた。その際に目視で傷が認められる箇所が0〜2箇所であった鉛筆の硬度(最も硬度の高いもの)を鉛筆硬度とした。得られた結果を下記表4および5に記載した。
各実施例、比較例および参考例のハードコートフィルムの基材フィルムに対して硬化層が配置された側の表面について、表面粗さの算術平均粗さ(arithmetic average roughness;Ra)の評価を行った。
各実施例、比較例および参考例のハードコートフィルムの表面粗さの算術平均粗さ(Ra)は、触針式表面粗さ計「サーフコーダ SE3500」{(株)小坂研究所製}を用いて、JIS B−0601(2001)に従い設定し、この触針式表面粗さ計により測定される値を採用した。得られた結果を下記表4および5に記載した。
本発明において、表面粗さの算術平均粗さ(Ra)が0.08μm以上のハードコートフィルムを表面凹凸が十分に発現しているものとした。
硬化層にポリロタキサンの代わりに自己修復性を有するポリエステルウレタンを用いた比較例2より、硬化層の膜厚を厚くしてさらに無機微粒子を添加して鉛筆硬度を高くした場合に、マット粒子を添加しただけでは表面凹凸を十分に発現させられないことがわかった。なお、比較例2のポリエステルウレタンを添加した場合、ハードコートフィルムは白化した。
マット粒子の平均一次粒径が2μmよりも小さい比較例3より、硬化層の膜厚を厚くしてさらに無機微粒子を添加して鉛筆硬度を高くした場合に、ポリロタキサンを添加しても表面凹凸を十分に発現させられないことがわかった。
参考例2より、硬化層が無機微粒子を含有しない場合は硬化層の膜厚を厚くしたときにポリロタキサンを添加しなくてもマット粒子を添加するだけで表面凹凸を十分に発現できたが、鉛筆硬度が不足することがわかった。
<偏光子との貼り合わせ>
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光子の片面に、1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬した後に中和および水洗した80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)を接着した。偏光子のもう一方の面に、実施例1〜34のハードコートフィルムの硬化層が配置された側とは反対側の面を各々貼り合わせて、偏光板一体型の実施例101〜134のハードコートフィルムを作製した。このように本発明のハードコートフィルムは、偏光板に応用することができる。
<タッチパネル付きの画像表示装置の作製>
特開2012−88683号公報の段落0139〜0143に記載のタッチパネルセンサー一体型カラーフィルター上に、タッチセンサーフィルムが貼り合わされてなる実施例28のハードコートフィルム(静電容量式タッチパネル)を貼り合せて、タッチパネル付きの実施例228の画像表示装置を作製した。得られたタッチパネル付きの実施例228の画像表示装置は、表面の鉛筆硬度が高く、かつ、表面凹凸が十分に発現しているためにタッチパネルにペン入力する場合の筆記感(例えば、タッチペンで筆記した際のすべり性)が良好であることがわかった。
Claims (18)
- 基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも一方の面に配置された硬化層とを有するハードコートフィルムであって、
前記硬化層が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化されてなり、
前記硬化層の膜厚が10μmより大きく60μm以下であり、
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中にポリロタキサン、平均一次粒径10nm以上2μm未満の無機微粒子および平均一次粒径2μm以上20μm以下のマット粒子を含有し、
前記ポリロタキサンの重量平均分子量が180,000以上600,000以下であり、
前記無機微粒子がシリカ粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子および酸化アルミニウム粒子から選択される少なくとも1種であり、
前記無機微粒子の含有量が前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分を100質量%とした場合に5〜40質量%であり、
前記マット粒子が樹脂粒子であり、
前記硬化層中の前記マット粒子の含有質量が0.10g/cm3以上0.40g/cm 3 以下であるハードコートフィルム。 - 前記ポリロタキサンが不飽和二重結合基を有する請求項1に記載のハードコートフィルム。
- 前記不飽和二重結合基がメタクリロイル基である請求項2に記載のハードコートフィルム。
- 前記硬化層の上に、直接または他の層を介して低屈折率層を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 前記基材フィルムが、少なくとも1層のアクリル系樹脂フィルムおよび少なくとも1層のポリカーボネート系樹脂フィルムを有する積層フィルムである請求項1〜4のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 前記基材フィルムがセルロースアシレートフィルムである請求項1〜5のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 前記基材フィルムの膜厚が100μm以上である請求項1〜6のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 前記基材フィルムの前記硬化層が配置された側とは反対側の面にタッチセンサーフィルムを有する請求項1〜7のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 前記基材フィルムの前記硬化層が配置された側とは反対側の面に偏光子を有する請求項1〜8のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- タッチパネル前面板用ハードコートフィルムである請求項1〜9のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを含む画像表示素子の前面板。
- 請求項11に記載の画像表示素子の前面板を含む、抵抗膜式タッチパネル。
- 請求項11に記載の画像表示素子の前面板を含む、静電容量式タッチパネル。
- 請求項11に記載の画像表示素子の前面板と、画像表示素子とを有する画像表示装置。
- 前記画像表示素子が液晶表示素子である請求項14に記載の画像表示装置。
- 前記画像表示素子が有機エレクトロルミネッセンス表示素子である請求項14に記載の画像表示装置。
- 前記画像表示素子がインセルタッチパネル表示素子である請求項14〜16のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記画像表示素子がオンセルタッチパネル表示素子である請求項14〜16のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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