JP6651821B2 - ハードコートフィルムの製造方法、ハードコートフィルムを備える偏光板の製造方法、ハードコートフィルムを備える透過型液晶ディスプレイの製造方法 - Google Patents

ハードコートフィルムの製造方法、ハードコートフィルムを備える偏光板の製造方法、ハードコートフィルムを備える透過型液晶ディスプレイの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロクロミック表示装置、発光ダイオード表示装置、EL表示装置などや、タッチパネルなどの表示装置部品などの保護フィルムとして使用でき、また、機能性フィルムとして使用できるハードコートフィルムの製造方法に関する。
液晶ディスプレイ用偏光板保護フィルムや、有機ELディスプレイ等に用いられる偏光板の保護フィルムは、様々な機能を持たせるために樹脂層が形成されている。樹脂層としては、例えば帯電防止機能を持たせるための帯電防止層、反射を抑えるための反射防止層、表面硬度を向上させるためのハードコート層といったものが形成される。特にハードコート層についてはディスプレイ用途では必要不可欠なものとなっており、単層で用いるだけでなく反射防止層の下層にもなる。
透明性の高いプラスチック基材フィルムの中でも、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムは、透明性に優れている点から、主に液晶ディスプレイ(LCD)用の光学積層体の基材フィルムとして用いられる。
しかしながら、TACフィルムを支持基材とする従来のハードコートフィルムでは、その硬度が十分なものであっても、TACフィルムとハードコート層との屈折率差に起因して干渉縞が発生してしまい、液晶ディスプレイ等の画像表示装置に使用した際に視認性を悪くする。
そこで、TACフィルムとハードコート層との間に光学調整層を介在させることにより、干渉縞の改善を図った報告がある(例えば、特許文献1)。
特許第5340591号公報
しかしながら、このように中間層を設ける方法では、両層の屈折率差を完全に無くすことができないため実質的に干渉縞が残ってしまう。また、中間層を設けることにより、十分な硬度が得られない。
また、中間層を形成する工程が必要となるため、生産性が低下してしまう。
本発明は、支持基材とハードコート層との密着性と、鉛筆硬度とに優れ、支持基材とハードコート層との屈折率差に起因する干渉縞を低減できるハードコートフィルム、これを用いた偏光板および透過型液晶ディスプレイ、ハードコートフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、支持基材と、支持基材の片面に積層されたハードコート層とからなるハードコートフィルムの製造方法に関するものである。(メタ)アクリロイル基と、ウレタン骨格とを有する第1の光硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含有する第1の光硬化性組成物の塗膜に対して、紫外線を露光量50〜150mJ/cm で照射し、支持基材を形成する工程と、支持基材の片面に、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する第2の光硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含有する第2の光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、第2の光硬化性組成物の塗膜に対して、紫外線を露光量200mJ/cm 以上で照射して、ハードコート層を形成する工程とを備え、支持基材を形成する工程の後であって、かつ、ハードコート層を形成する工程の前における、支持基材の引張強度が30〜35N/mm であり、下記の式(I)で定義される支持基材の引張伸度が25%以上である。
引張伸度={(破断時の長さ)−(引張前の初期長さ)}/引張前の初期長さ
・・・式(I)
また、第1の光硬化性組成物の塗膜に対して、紫外線を露光量300mJ/cm で照射して硬化させたときの樹脂成形体の引張強度が55N/mm 以上であり、式(I)で定義される樹脂成形体の引張伸度が5%以上であってもよい。
また、JIS−K5600−5−4:1999で規定される鉛筆硬度が2H以上であってもよい。
また、ハードコート層の厚さが2μm以上15μm以下であってもよい。
また、支持基材の厚さが20μm以上100μm以下であってもよい。
また、本発明は、上記の方法によりハードコートフィルムを製造することを含んだ偏光板の製造方法に関するものである。
また、本発明は、上記の方法によりハードコートフィルムを製造することを含んだ透過型液晶ディスプレイの製造方法に関するものである。
本発明によれば、支持基材とハードコート層との密着性と、鉛筆硬度とに優れ、支持基材とハードコート層との屈せ得率差に起因する干渉縞を低減できるハードコートフィルム、これを用いた偏光板および透過型液晶ディスプレイ、ハードコートフィルムの製造方法を提供できる。
本願発明者は鋭意検討した結果、ウレタン骨格あるいは芳香環、環状構造の少なくとも1つを有するアクリル系の第1の光硬化性樹脂よりなる支持基材と、支持基材の片面に積層されたアクリル系の第2の光硬化性樹脂よりなりハードコート層とからなり、支持基材の引張強度が25〜40N/mmであり、下記の式(I)で定義される支持基材の引張伸度が10%以上であり、鉛筆硬度が2H以上であるハードコートフィルムを発明した。
引張伸度={(破断時の長さ)−(引張前の初期長さ)}/引張前の初期長さ
・・・式(I)
本発明で使用される光硬化性樹脂(光硬化性物質)とは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応を経て硬化する樹脂を主たる成分とする樹脂のことをいう。
また、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を指し、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基の両方を指す。
<支持基材>
支持基材は、アクリル系の第1の光硬化性樹脂と光重合開始剤とを含有する第1の光硬化性樹脂組成物の塗液を支持体上に塗布し、塗膜を光硬化させた後に支持体から剥離して得た硬化膜よりなる。第1の光硬化性樹脂としては、1個以上の(メタ)アクリロイル基と、ウレタン骨格、環状構造、芳香環の少なくとも1つとを有するものを使用する。第1の光硬化性樹脂組成物に仕様する樹脂材料は、1種類であっても良いし、複数種類の混合物であっても良い。支持基材に使用可能な光硬化性樹脂を例示すると、1個の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレートには、ACMO(KJケミカルズ)などを用いることができ、2から3個の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレートには、紫光UV−7000B(日本合成化学工業)、紫光UV−3520EA(日本合成化学工業)、ライトアクリレート DCP−4EO−A(共栄社化学)、アロニックスM−211B(東亞合成)、エポキシエステル3002A(共栄社化学)などを用いることができる。
ウレタン骨格、環状構造を含む(メタ)アクリレートは、比較的強度特性及び靭性に優れる。
第1の光硬化性組成物を露光量300mJ/cmで硬化させたときの樹脂成形体の引張強度が45N/mm以上、伸度が5%以上となるように、第1の光硬化性樹脂と、必要に応じて組み合わせる樹脂材料を選択することが好ましい。この条件であれば、ハードコートフィルムとして実用的に用いることができる。
また、本発明で第1の光硬化性樹脂組成物の塗液に使用される光重合開始剤としては、特に限定されないが、透明樹脂の硬化で、特に着色の少ない1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:Irgacure(登録商標)184(BASF製))を好適に用いることができる。また、表面硬化系の重合開始剤α−ヒドロキシケトン、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、高いモル吸光係数をもつα−アミノケトンの2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンと内部硬化系の重合開始剤であるアシルフォスフィンオキサイド、例えば、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、また、h線に吸収領域を有するα−アミノケトン、例えば2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1などを組み合わせて使用してもよい。
また、上記に示されるもの以外にも、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類等で、表面硬化系、内部硬化系の特徴を有する開始剤であれば適宜選択できる。
光重合開始剤の使用量は、光硬化性樹脂の全固形分量を基準として、0.5〜15質量%とすることが好ましく、この範囲より多くても少なくても、膜硬度は低くなる傾向にある。特に、多すぎる場合には、塗膜が着色する可能性もある。
また、光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィン等を混合して用いてもよい。
本発明において、光重合性組成物を硬化させるために使用される支持体としては、ロール状の金属体やポリエチレンテレフタレート(PETフィルム)などを使用することができる。光重合性組成物を塗布した後、紫外線硬化等の工程において支持体が変形することなく、紫外線硬化後に硬化した樹脂成形体を容易に剥離することができれば、特に限定されるものではない。
溶剤に第1の光硬化性樹脂および光重合開始剤などを溶解し調製した塗液には、防汚性、滑り性付与、欠陥防止、粒子の分散性向上のために添加剤を添加してもよい。例えば、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、フッ素変性ポリマー、アクリル系共重合物、ポリエステル変性アクリル含有ポリジメチルシロキサン、シリコン変性ポリアクリル等を用いることができる。
また、上記塗液の支持体への塗工方法としては公知の方法を用いることができる。具体的には、バーコート法、ディップコーティング法、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を用いることができる。
光硬化性樹脂を光硬化反応により硬化させ、硬化皮膜を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であれば、特に限定されない。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電管等を用いることができる。
照射条件として、紫外線照射量は、50〜150mJ/cmに設定する。支持基材層を低露光量で硬化させることで未反応部を残しておくことにより、ハードコート層形成時の密着性向上が期待できる。
支持基材の引張強度が25〜40N/mmであり、下記の式(I)で定義される支持基材の引張伸度が10%以上であることが好ましい。
引張伸度={(破断時の長さ)−(引張前の初期長さ)}/引張前の初期長さ
・・・式(I)
この範囲であれば、比較的強度特性及び靭性に優れたハードコートフィルムを得ることができる。
支持基材の厚さは、20μm以上100μm以下であることが好ましい。この範囲であれば、薄さと強度とを兼ね備えたハードコートフィルムを得ることができる。
以上のようにして得た光硬化性樹脂層には、ブロッキング防止や硬度付与、防眩性、帯電防止性能付与、または屈折率調整のために無機あるいは有機化合物の微粒子を含ませることができる。
使用される無機微粒子としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、五酸化アンチモンといった酸化物やアンチモンドープ酸化スズ、リンドープ酸化スズ等複合酸化物などを用いることができる。その他では、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、カオリン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム等も使用することができる。
また、有機微粒子としては、ポリメタクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリル−スチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコン樹脂粉末、ポリスチレン系粉末、ポリカーボネート粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末等を用いることができる。
これらの微粒子粉末の平均粒径としては、5nm〜20μmが好ましく、10nm〜10μmがより好ましい。また、これらの微粒子は2種類以上を複合して用いることもできる。
本発明で得られる支持基材には、必要に応じて、さらに、反射防止性能、帯電防止性能、防汚性能、防眩性能、電磁波シールド性能、赤外線吸収性能、紫外線吸収性能、又は色補正性能等を有する機能層を積層させてもよい。なお、これらの機能層は単層であってもかまわないし、複数の層であってもかまわない。例えば、反射防止層にあっては、低屈折率層単層から構成されても構わないし、低屈折率層と高屈折率層の繰り返しによる複数層から構成されていても構わない。また、機能層は、防汚性能を有する反射防止層というように、1層で複数の機能を有していても構わない。
本発明では支持基材にハードコート層を形成する場合についての事例を示す。なお、ハードコート形成面は、支持基材のどちらの面でもよい。
<ハードコート層>
ハードコート層は、アクリル系の第2の光硬化性樹脂と光重合開始剤とを含有する第2の光硬化性樹脂組成物の塗液を支持基材に塗布し、塗膜を光硬化させて得た硬化膜よりなる。本発明でハードコート層に使用される第2の光硬化性樹脂としては、多官能(2個以上)の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレートを用いる。例として、UA−306I(共栄社化学)や、ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学)などを用いることができる。
また、本発明で塗液に使用される光重合開始剤としては、特に限定されないが、透明樹脂の硬化で特に着色の少ない1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:Irgacure(登録商標)184(BASF製))を用いることができる。また、表面硬化系の重合開始剤α−ヒドロキシケトン、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、高いモル吸光係数をもつα−アミノケトンの2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンと内部硬化系の重合開始剤であるアシルフォスフィンオキサイド、例えば、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、また、h線に吸収領域を有するα−アミノケトン、例えば2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1などを組み合わせて使用してもよい。
また、上記に示されるもの以外にも、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類等で、表面硬化系、内部硬化系の特徴を有していれば、適宜選択できる。
光重合開始剤の使用量は、光硬化性樹脂の全固形分量を基準として、0.5〜15質量%が好ましく、この範囲より多くても少なくても、膜硬度は低くなる傾向にある。特に、多すぎる場合には、塗膜が着色する可能性もある。
また、光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィン等を混合して用いてもよい。
溶剤に第2の光硬化性樹脂および光重合開始剤などを溶解し調製した塗液には、防汚性、滑り性付与、欠陥防止、粒子の分散性向上のために添加剤を添加してもよい。使用例は、前記の支持基材で示したものと同様である。
また、上記塗液の支持基材への塗工方法、光硬化時の光源についても前記の支持基材で示したものと同様である。
照射条件として、紫外線照射量は、200mJ/cm以上に設定する。ハードコート層を高露光量で硬化させることで、支持基材の未反応部とハードコート層との架橋が促進され、密着性向上及び鉛筆硬度の高いハードコートフィルムを得ることが期待できる。
ハードコート層の厚さは、2μm以上15μm以下とすることが好ましい。この範囲であれば、安定したハードコート層を形成することができる。
以上のようにして得たハードコート層には、ブロッキング防止や硬度付与、防眩性、帯電防止性能付与、または屈折率調整のために無機あるいは有機化合物の微粒子を含ませることができる。これらの使用例は、前記の支持基材で示したものと同様である。
以上説明したハードコートフィルムは、ハードコート層と支持基材との密着性に優れ、鉛筆硬度が良好かつ干渉縞が少ないため、このハードコートフィルムを偏光板や透過型液晶ディスプレイに搭載することにより、視認性の良好な液晶表示装置を提供できることが期待される。
以下に、実施例について説明する。ただし、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
後述する各項目の評価方法及び評価基準は以下の通りである。
<支持基材>
(1)引張特性試験
得られた支持基材(光硬化性樹脂成形体)から100mm×15mmの短冊状のフィルムサンプルを形成し、島津製作所社製小型卓上試験機EZ−LXを用い、測定開始時のチャック間距離を50mmとし、引張速度5mm/minにて試験をおこなった。また、引張伸度は下記の式(I)を用いて算出した。
引張伸度={(破断時の長さ)−(引張前の初期長さ)}/引張前の初期長さ
・・・式(I)
<ハードコート層>
(1)密着性試験
得られたハードコートフィルムについて、塗料一般試験法JIS−K5600−5−6:1999(ISO2409:1992)の付着性試験方法(碁盤目テープ法)に準拠して、光学フィルム表面の塗膜の残存数にて評価した。
目視にて確認した評価は、○、△、×の3段階とし、
○:剥離が確認することができない
△:20マス以下の剥離が確認できる
×:20マス以上の剥離が確認できる
とした。
(2)鉛筆硬度試験
クレメンス型引掻き硬度試験機(テスター産業社製、HA−301)を用いて、JIS−K5600−5−4:1999(ISO/DIS15184:1996)に従い、ハードコートフィルム表面に500gの荷重をかけた硬度Fから4Hの鉛筆(三菱UNI)を用いて試験を行い、キズによる外観の変化を目視で評価し、2H以上を良品とした。
(3)干渉縞評価
ハードコートフィルムが形成された反対面をサンドペーパーで擦り、その後、つや消しの黒色塗料を塗布し、ハードコート層形成側からハードコートフィルムを観察し、評価した。評価基準としては、
〇:干渉縞が見えない
×:干渉縞が見える
とした。
支持基材を形成するにあたり、ウレタン1については、特開2013−159691号公報に記載されたウレタンアクリレート(C−1)を参考に、次の通り合成した。
[ウレタン1の製造]
冷却管、攪拌装置及び温度計を取り付けた反応容器に、イソホロンジイソシアネート31.5重量部及びジブチル錫ジラウレート0.1重量部を仕込み、50℃に昇温した。次に、ε−カプロラクトン1mol変性2−ヒドロキシエチルアクリレート(ダイセル化学株式会社製「PLACCEL FA1DDM」)68.4重量部を1時間かけて滴下した後、90℃で10時間攪拌して反応を行った。この反応液中の残存イソシアネート量をFT−IRを使用して測定したところ、ウレタン化反応が定量的に行われ、最終的にはイソシアネートが無くなり、下記の化学式で表されるウレタンアクリレート(以下、ウレタン1)99.9重量部を得た。式中Aは、アクリロイルオキシ基である。
<実施例1>
[支持基材]
・ウレタン1 57.1重量部
・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚20μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は65N/mm、引張伸度は5%であった。露光条件を露光量50mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は30N/mm、引張伸度は25%であった。実施例1では、露光量50mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 19.05重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 19.05重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚2μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量250mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、鉛筆硬度は2H、干渉縞は見えなかった。
<実施例2>
[支持基材]
・ウレタン1 40重量部
・紫光UV−7000(日本合成化学工業) 17.1重量部
・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚45μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は60N/mm、引張伸度は10%であった。露光条件を露光量100mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は35N/mm、引張伸度は40%であった。実施例2では、露光量100mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 15.2重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 22.9重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚5μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量200mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、鉛筆硬度は2H、干渉縞は見えなかった。
<実施例3>
[支持基材]
・ウレタン1 40重量部
・紫光UV−3520EA(日本合成化学工業) 17.1重量部
・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚60μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は55N/mm、引張伸度は25%であった。露光条件を露光量100mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は30N/mm、引張伸度は30%であった。実施例3では、露光量100mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 19.05重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 19.05重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚10μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、鉛筆硬度は2H、干渉縞は見えなかった。
参考例4>
[支持基材]
・エポキシエステル3002A(共栄社化学) 57.1重量部・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部・メチルエチルケトン 40重量部を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚60μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は45N/mm、引張伸度は20%であった。露光条件を露光量150mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は30N/mm、引張伸度は30%であった。参考例4では、露光量150mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 11.4重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 26.7重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚10μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、鉛筆硬度は2H、干渉縞は見えなかった。
<実施例5>
[支持基材]
・ACMO(KJケミカルズ) 40重量部
・紫光UV−7000(日本合成化学工業) 17.1重量部
・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚45μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は55N/mm、引張伸度は80%であった。露光条件を露光量100mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は30N/mm、引張伸度は100%であった。実施例5では、露光量100mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 19.05重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 19.05重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚5μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、鉛筆硬度は2H、干渉縞は見えなかった。
参考例6>
[支持基材]
・アロニックスM−211B(東亞合成) 40重量部・ライトアクリレートDCP−4EO−A(共栄社化学) 17.1重量部・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部・メチルエチルケトン 40重量部を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚100μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は45N/mm、引張伸度は7%であった。露光条件を露光量150mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は30N/mm、引張伸度は15%であった。参考例6では、露光量150mJ/cmで作製した支持基材使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 11.4重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 26.7重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚15μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、鉛筆硬度は2H、干渉縞は見えなかった。
<比較例1>
[支持基材]
・ウレタン1 40重量部
・紫光UV−7000(日本合成化学工業) 17.1重量部
・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚45μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は60N/mm、引張伸度は10%であった。露光条件を露光量200mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は50N/mm、引張伸度は20%であり、UV照射量が多かったために、強度の高い支持基材が形成された。比較例1では、露光量200mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 15.2重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 22.9重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚5μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量200mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、支持基材の硬化が進みすぎていたため、密着性が低下し、20マス以上の剥離が確認され、鉛筆硬度は2H、干渉縞が確認された。
<比較例2>
[支持基材]
・ウレタン1 40重量部
・紫光UV−7000(日本合成化学工業) 17.1重量部
・Irgacure 184(BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚45μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は60N/mm、引張伸度は10%であった。露光条件を露光量100mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は35N/mm、引張伸度は40%であった。比較例2では、露光量100mJ/cmで作製した支持基材を使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 15.2重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 22.9重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚5μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量50mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、ハードコート形成時のUV照射量が少なかったため、密着性が低下し、20マス以上の剥離が確認され、鉛筆硬度はHに低下し、干渉縞も確認された。
<比較例3>
[支持基材]
・ライトアクリレート 3EG−A(共栄社化学) 57.1重量部
・Irgacure 184 (BASF) 2.9重量部
・メチルエチルケトン 40重量部
を攪拌、混合した塗布液を、PETフィルム(ルミラーT60−75μm:東レ)にバーコート法により硬化膜厚50μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し塗膜を硬化させた。PETフィルムから光硬化した塗膜を剥離し、得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は10N/mm、引張伸度は10%であった。露光条件を露光量100mJ/cmに変更して得られた支持基材の引張特性を測定したところ、強度は5N/mm、引張伸度は15%となり、ライトアクリレート3EG−Aは、ウレタン、環状のいずれの骨格も持たないため、強度の低い支持基材が形成された。比較例3では、露光量100mJ/cmで作製した樹脂成形体を支持基材として使用してハードコート層を形成した。
[ハードコート層]
・UA−306I(共栄社化学) 15.2重量部
・ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学) 22.9重量部
・Irgacure 184(BASF) 1.9重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
を攪拌、混合した塗布液を、支持基材の片面にバーコート法により硬化膜厚5μmになるように塗布し、メタルハライドランプにより露光量300mJ/cmで紫外線を照射し、ハードコートフィルムを得た。このハードコートフィルムの密着性試験の結果では、剥離が確認されず、干渉縞も見えなかったが、支持基材の強度が弱いため、鉛筆硬度がFと低下した。
以上の実施例1〜実施例3、実施例5、参考例4、参考例6及び比較例1〜比較例3の評価結果を表1にまとめて示す。
本発明のハードコートフィルムは、支持基材の形成工程とハードコート層の形成工程とで段階的に露光量を増加させることで、支持基材とハードコート層との密着性を向上させることができる。
また、本発明のハードコートフィルムは、支持基材とハードコート層とに同じアクリル系の光硬化性樹脂を使用しているため、両層の屈折率差が少なく、干渉縞を防ぐことができる。また、基材とハードコート層との間に中間層を設ける必要がないため、生産性が向上する。
また、本発明のハードコートフィルムは、支持基材にウレタン骨格、芳香環、環状構造の少なくとも1つを含む(メタ)アクリレートを使用しており、強度特性及び靭性に優れるため、鉛筆硬度も良好である。
本発明に係るハードコートフィルムは、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロクロミック表示装置、発光ダイオード表示装置、EL表示装置などや、タッチパネルなどの表示装置部品などの保護フィルムとして使用できる。

Claims (7)

  1. 支持基材と、前記支持基材の片面に積層されたハードコート層とからなるハードコートフィルムの製造方法であって、
    (メタ)アクリロイル基と、ウレタン骨格とを有する第1の光硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含有する第1の光硬化性組成物の塗膜に対して、紫外線を露光量50〜150mJ/cmで照射し、前記支持基材を形成する工程と、
    前記支持基材の片面に、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する第2の光硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含有する第2の光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、前記第2の光硬化性組成物の塗膜に対して、紫外線を露光量200mJ/cm以上で照射して、前記ハードコート層を形成する工程とを備え
    前記支持基材を形成する工程の後であって、かつ、前記ハードコート層を形成する工程の前における、前記支持基材の引張強度が30〜35N/mm であり、下記の式(I)で定義される前記支持基材の引張伸度が25%以上である、ハードコートフィルムの製造方法。
    引張伸度={(破断時の長さ)−(引張前の初期長さ)}/引張前の初期長さ
    ・・・式(I)
  2. 前記第1の光硬化性組成物の塗膜に対して、紫外線を露光量300mJ/cmで照射して硬化させたときの樹脂成形体の引張強度が55N/mm以上であり、前記式(I)で定義される前記樹脂成形体の引張伸度が5%以上であることを特徴とする、請求項に記載のハードコートフィルムの製造方法。
  3. JIS−K5600−5−4:1999で規定される鉛筆硬度が2H以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載のハードコートフィルムの製造方法。
  4. 前記ハードコート層の厚さが2μm以上15μm以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルムの製造方法。
  5. 前記支持基材の厚さが20μm以上100μm以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のハードコートフィルムの製造方法。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の方法によりハードコートフィルムを製造することを含んだ偏光板の製造方法。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載の方法によりハードコートフィルムを製造することを含んだ透過型液晶ディスプレイの製造方法。
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