JP6870263B2 - 転写用ハードコートフィルム、ハードコート積層体、及びハードコート積層体の製造方法 - Google Patents
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前記ハードコート層は、該ハードコート層における樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートの第1硬化物と、ブロックイソシアネートと、を含む、転写用ハードコートフィルム。
前記ハードコート層は、樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートの第1硬化物と、ブロックイソシアネートの第2硬化物と、を含み、前記第1硬化物と、前記第2硬化物とはアロファネート結合を介して結合されている、ハードコート積層体。
少なくとも、ハードコート層と、プライマー層と、ヒートシール層とをこの順に積層し、前記ハードコート層中には、該ハードコート層における樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートと、ブロックイソシアネートと、を含有させる積層体形成工程と、
前記積層体形成工程中又は前記積層体形成工程後に、前記ハードコート層を電離放射線により硬化して前記ウレタンアクリレートの第1硬化物を形成する電離放射線硬化工程と、
前記樹脂基体上に、前記電離放射線硬化工程後の転写層を、前記ヒートシール層を介して転写してハードコート層付樹脂基体を得る転写工程と、
前記転写工程後に、前記ハードコート層付樹脂基体を加熱しながら曲げることにより、又は、前記ハードコート層付樹脂基体を曲げた後に加熱することにより、前記ブロックイソシアネートの第2硬化物、及び、前記第1硬化物と前記第2硬化物とを介するアロファネート結合を形成する加熱曲げ工程と、
を備えるハードコート積層体の製造方法。
本発明の転写用ハードコートフィルムの構成について、以下、図1を参照して説明する。本発明の転写用ハードコートフィルム10は、基材フィルム11上に、少なくとも、ハードコート層12とプライマー層13とヒートシール層14とがこの順に配置されてなる転写層15が積層されている。本発明における「この順に配置」とは、基材フィルム11とハードコート層12とプライマー層13とヒートシール層14のみが積層されている構成に限定されない意味である。例えば、転写用ハードコートフィルム10は、基材フィルム11と転写層15の他に、本発明の効果を妨げない範囲で、その他の層が積層されていてもよい。その他の層の例としては、基材フィルム11とハードコート層12との間、ハードコート層12とプライマー層13との間、プライマー層13とヒートシール層14との間、及びヒートシール層14のプライマー層13側とは反対側の面上のいずれか少なくとも一つに、隠蔽、情報表示、意匠性の付与等を目的として、部分的に形成された着色層(加飾層)が配置されていてもよい。
基材フィルム11は、転写層15を支持する支持基材としての役割を果たし、転写層15を被転写体である樹脂基体(後述)に転写した後に剥離される層である。
ハードコート層12は、硬化性樹脂組成物の硬化物からなる層であり、被転写体である樹脂基体に、ヒートシール層14を介して転写された後、最表面に位置して、樹脂成型品であるハードコート積層体にハードコート性(耐傷性)を付与する役割を果たす。本発明におけるハードコート層は、該ハードコート層における質量比で50%超のウレタンアクリレートの第1硬化物と、ブロックイソシアネートと、を含むことに特徴を有する。
ハードコート層12は、該ハードコート層における樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートを含む。ハードコート層中のウレタンアクリレートの配合量は、該ハードコート層における樹脂中の質量比で好ましくは80%以上であり、最も好ましくは100%である。ハードコート層中に含まれるウレタンアクリレート以外の硬化性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ウレタンアクリレート以外の電離放射線硬化性樹脂等が挙げられる。転写用ハードコートフィルムから得られるハードコート積層体に特に良好な耐傷性や加工特性を付与できるという観点から、ハードコート層に含まれる硬化性樹脂は、電離放射線硬化性樹脂からなることが好ましく、ウレタンアクリレートからなることが特に好ましい。
ブロックイソシアネートとは、イソシアネート化合物の活性イソシアネート基をブロック剤により保護したものである。ブロックイソシアネートは、架橋剤として働くため、上記のイソシアネート化合物は、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する。ブロックイソシアネートは、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
また、ハードコート層12を形成する硬化性樹脂組成物は、耐傷性をさらに向上させるために、耐傷粒子を含有させてもよい。耐傷粒子としては、無機系と有機系の粒子があり、無機系の粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、カオリナイト、酸化鉄、ダイヤモンド、炭化ケイ素等の無機粒子が挙げられる。一方、有機系の粒子としては、架橋アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂ビーズが好ましく挙げられる。粒子形状は、球、楕円体、多面体、鱗片形等が挙げられ、特に制限はないが、硬度がより高くなり優れた耐傷性が得られる点で、球状が好ましい。
プライマー層13は、バインダー樹脂及びブロッキング防止剤を含むプライマー層形成用樹脂組成物により構成され、ハードコート層12に対する応力緩和層として機能するとともに、ハードコート層12の密着性を向上させる役割を果たす層である。
HO−[R1−O−(C=O)−O]m1−R1−OH (1)
HO−[R2−O−(C=O)]m2−R2−OH (2)
ヒートシール層14は、ハードコート層12を樹脂基体20に積層するために設けられる、接着性樹脂含有層である。つまり、ハードコート層12は、ヒートシール層14を介して樹脂基体20に積層される。プライマー層13に粒子が含まれている態様の場合、プライマー層13の表面に粒子が突き出していると(いわゆる頭出しが発生している場合)、ヒートシール層14がシート表面の平坦性を向上させて、透明性の低下を抑制し、優れた光学的性能を確保するという機能を奏する。
本発明のハードコート積層体1の構成について、以下、図2を参照して説明する。本発明のハードコート積層体1は、上述した転写用ハードコートフィルム10を用いて、転写層15を、ヒートシール層14を介して樹脂基体20に転写することで得られる。具体的には、本発明のハードコート積層体1は、図2(a)に示すように、樹脂基体20上に、少なくとも、ヒートシール層14とプライマー層13とハードコート層12と基材フィルム11とがこの順に配置されている。基材フィルム11の配置は任意であり、図2(b)に示すように、基材フィルム11は、使用過程における任意の段階で転写層15から剥離してもよい。
樹脂基体20には、所望の樹脂成型体に応じて適宜選択すればよい。樹脂基体20を構成する樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂等のアクリル系樹脂が挙げられる。樹脂基体20の厚さは、通常1mm以上20mm以下であることが好ましく、2mm以上10mm以下であることがより好ましい。樹脂基体20が薄すぎると、面剛性等の実用的な強度が不十分となり、樹脂基体20が厚すぎると、樹脂基体20の加工性に影響する。樹脂基体20の形状は、所望の樹脂成型体の用途に応じて適宜選択すればよく、板状のものには限られない。
本発明のハードコート積層体1は、上記のハードコート層12を設ける点以外は、公知の電離放射線硬化型ハードコートの製造方法によって作製できる。以下に、製造方法の例を示す。
基材フィルムの一方の面に、ハードコート層形成用硬化性樹脂組成物を塗布して未硬化樹脂層を形成した。該未硬化樹脂層に対し、90kV及び7Mrad(70kGy)の条件で電子線を照射して、該未硬化樹脂層を架橋硬化させることにより、ハードコート層(層厚:1.5μm)を形成した(該工程は電離放射線硬化工程に相当する。)。該ハードコート層の基材フィルムと逆側の面にコロナ放電処理を施し、プライマー層形成用樹脂組成物を塗布して、プライマー層(層厚:2μm)を形成し、さらに、該プライマー層上にヒートシール層形成用樹脂組成物を塗布してヒートシール層(層厚:1.5μm)を形成した(該工程は積層体形成工程に相当する。)。
商品名「東洋紡エステルフィルムE5101」、東洋紡株式会社製(厚み50μmのポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)からなるフィルム)
ウレタンアクリレート(商品名「EBLF−2Y」、昭和インク工業株式会社製):100質量部
硬化剤(ヘキサメチレンジイソシアネート系ブロックイソシアネート、昭和インク工業株式会社製):ウレタンアクリレート100質量部に対して、表1に示す量(単位:質量部)で添加した。
なお、実施例4のみ、ウレタンアクリレート100質量部に対して、硬化触媒(有機錫、昭和インク工業株式会社製)を0.06質量部配合した。
アクリルウレタン樹脂(商品名「SG−63」、DICグラフィックス株式会社製):100質量部
硬化剤(ヘキサンメチレンジイソシアネート、大日精化工業株式会社製):6質量部
アクリル樹脂(商品名「TM−R600(NT)K3」、大日精化工業社製)
厚み2mmのポリカーボネート板(商品名「ユーピロンシート」、三菱ガス化学製)からなる樹脂基体を、150℃のホットプレートを用いて加熱した。加熱した樹脂基体の片面に、上記の転写用ハードコートフィルムをヒートシール層と樹脂基体とが接触するように配置し、190℃の熱ラミロールにて3回加熱ラミネート加工した後、25kgf/cm2の圧力で15分間加熱曲げ加工した。基材フィルムを剥離して、樹脂基体と転写層とが一体化されたハードコート積層体を作製した。
上記で得られた各ハードコートフィルム及び各ハードコート積層体の物性(伸び率、耐傷性及びリコート性)を下記の方法で評価した。その結果を表1に示す。なお、表1中、「加熱処理前」の項は、転写用ハードコートフィルムの加熱前の評価結果を示し、「加熱処理後」の項は転写用ハードコートフィルムの加熱後の評価結果を示す。
各ハードコートフィルムを150℃15分で加熱する前後で、それぞれ、JIS K6732に準拠してダンベル型に打ち抜いたものを試験用シートとして用いた。引張圧縮試験機を用い、150℃の温度環境下にて、引張速度100mm/分、チャック間間隔100mmの条件で該試験用シートを引っ張り、目視にてハードコート層にクラックが入った時点での伸び率を測定した。伸び率は、(試験後サンプル長−試験前サンプル長)÷試験前サンプル長×100という式で算出した。引張圧縮試験機としては、商品名「テンシロンRTC−1250A」(オリエンテック株式会社製)を用いた。伸び率の値が低いほど、ハードコート層が硬く、樹脂の硬化が進行していることを示す。
各ハードコート積層体のハードコート層の表面を150℃15分で加熱する前後で、スチールウール(#0000)を用いて1kg/cm3の荷重をかけて1000往復摩擦した。ヘイズメータ(商品名「ヘイズガードプラス」、東洋精機製作所社製)で、摩擦前後のハードコート層の表面のヘイズ差(ΔH)を測定した。ΔHの値が低いほど、ハードコート層の耐傷性が高いことを示す。
10 転写用ハードコートフィルム
11 基材フィルム
12 ハードコート層
13 プライマー層
14 ヒートシール層
15 転写層
20 樹脂基体
Claims (5)
- 基材フィルム上に、少なくとも、ハードコート層と、プライマー層と、ヒートシール層(非架橋性アクリル樹脂、非架橋性ポリウレタン樹脂及びマスク剤でイソシアネート系化合物をマスク剤でマスク化したブロックイソシアネートを含有するものを除く)と、がこの順に配置されており、
前記ハードコート層は、前記ハードコート層における樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートの第1硬化物と、ブロックイソシアネートと、を含む、転写用ハードコートフィルム。 - 前記ブロックイソシアネートは、ウレタン骨格にブロックイソシアネート基を有する、請求項1に記載の転写用ハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層は、硬化触媒をさらに含む、請求項1又は2に記載の転写用ハードコートフィルム。
- 樹脂基体上に、少なくとも、ヒートシール層(非架橋性アクリル樹脂、非架橋性ポリウレタン樹脂及びマスク剤でイソシアネート系化合物をマスク剤でマスク化したブロックイソシアネートを含有するものを除く)と、プライマー層と、ハードコート層とがこの順に配置されており、
前記ハードコート層は、樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートの第1硬化物と、ブロックイソシアネートの第2硬化物と、を含み、前記第1硬化物と、前記第2硬化物とはアロファネート結合を介して結合されている、ハードコート積層体。 - 樹脂基体上に、少なくとも、ヒートシール層と、プライマー層と、ハードコート層とがこの順に配置されているハードコート積層体の製造方法であって、
少なくとも、ハードコート層と、プライマー層と、ヒートシール層(非架橋性アクリル樹脂、非架橋性ポリウレタン樹脂及びマスク剤でイソシアネート系化合物をマスク剤でマスク化したブロックイソシアネートを含有するものを除く)とをこの順に積層し、前記ハードコート層中には、前記ハードコート層における樹脂中の質量比で50%超のウレタンアクリレートと、ブロックイソシアネートと、を含有させる積層体形成工程と、
前記積層体形成工程中又は前記積層体形成工程後に、前記ハードコート層を電離放射線により硬化して前記ウレタンアクリレートの第1硬化物を形成する電離放射線硬化工程と、
前記樹脂基体上に、前記電離放射線硬化工程後の転写層を、前記ヒートシール層を介して転写してハードコート層付樹脂基体を得る転写工程と、
前記転写工程後に、前記ハードコート層付樹脂基体を加熱しながら曲げることにより、又は、前記ハードコート層付樹脂基体を曲げた後に加熱することにより、前記ブロックイソシアネートの第2硬化物、及び、前記第1硬化物と前記第2硬化物とを介するアロファネート結合を形成する加熱曲げ工程と、
を備えるハードコート積層体の製造方法。
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