JPH058350A

JPH058350A - ハードコート膜付基材

Info

Publication number: JPH058350A
Application number: JP16539691A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tokaji; 梶秀章戸; Masayuki Matsuda; 田政幸松; Michio Komatsu; 松通郎小; Tsuguo Koyanagi; 柳嗣雄小
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-19
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3073270B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】基材１と、基材表面に形成された第１被膜２
および該第１被膜２上に形成された第２被膜３を含むハ
ードコート膜とからなり、第１被膜２および／または第
２被膜３は、微粒子を含有する樹脂から形成され、第１
被膜２を形成する樹脂相の膜硬度が第２被膜３を形成す
る樹脂相の膜硬度よりも小さいことを特徴とするハード
コート膜付基材１０。【効果】本発明のハードコート膜は、優れた表面硬度
を有するとともに、耐衝撃性および耐摩耗性に優れてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、各種プラスチックフィル
ム等の成型体の表面保護を目的としてその表面にハード
コート膜が形成されたハードコート膜付基材に関し、特
に耐衝撃性、耐摩耗性などに優れるとともに表面硬度が
向上した積層構造を有するハードコート膜が形成された
基材に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】プラスチックフィルムは、加工性
に富み、また、透明性を有することから、保護シート、
タッチタブレット等の基材として利用されている。しか
し、プラスチックフィルムは、表面硬度が低く傷付き易
い欠点があり、そのままでは長期使用に耐えられなかっ
た。

【０００３】この表面硬度の欠点を解決するために、従
来は、プラスチックフィルムの表面に熱硬化型のシリコ
ン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、紫外線硬化型の
アクリル樹脂等を塗布し、硬化させてハードコート被膜
を形成する方法が知られている。さらに、これらの樹脂
中にシリカ等の微粒子をフィラーとして添加し、ハード
コート膜を形成する方法も提案されている。

【０００４】しかし、従来の方法では、表面硬度をあげ
ようとすると、もろくなり、応力歪みによるクラックが
発生し易くなり、逆に可撓性をあげてもろさを解決しよ
うとすると表面硬度が不足するという問題点があった。
従って、従来のハードコート膜の鉛筆硬度は４Ｈが限度
であった。

【０００５】本発明者等は、これらの問題点を解決する
ため研究の結果、ハードコート膜を、硬度が異なる少な
くとも２層の樹脂で構成するとともに、いずれか一方ま
たは両方の層に微粒子を含有させることにより、積層膜
全体の可撓性が保持され、表面硬度が向上すると同時
に、耐衝撃性、耐摩耗性にもすぐれたハードコート膜が
形成されることを見出して本発明を完成するに至った。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術におけ
る問題点を解決しようとするものであって、優れた表面
硬度を有するとともに、耐衝撃性および耐摩耗性に優れ
たハードコート膜を有するハードコート膜付基材を提供
することを目的としている。

【０００７】

【発明の概要】本発明に係るハードコート膜付基材は、
基材と、基材表面に形成された第１被膜および該第１被
膜上に形成された第２被膜を含むハードコート膜とから
なり、第１被膜および／または第２被膜は、微粒子を含
有する樹脂から形成され、かつ第１被膜を形成する樹脂
相の硬度が第２被膜を形成する樹脂相の膜硬度よりも小
さいことを特徴としている。

【０００８】また本発明に係るハードコート膜付基材で
は、基材と第１被膜との間に、弾性保護層が形成されて
いてもよい。

【０００９】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係るハードコート
膜付基材について具体的に説明する。本発明に係るハー
ドコート膜付基材１０は、図１に示すように、基材１
と、第１被膜２と、第２被膜３とからなっている。

【００１０】また本発明に係るハードコート膜付基材１
０は、図２に示すように基材１と第１被膜２との間に、
弾性保護層４を有していてもよい。基材１としては、ど
のような基材でも用いることができるが、具体的には、
ポリカーボネート、ＰＥＴ、ポリオレフィンなどのプラ
スチックが用いられる。

【００１１】本発明では、積層膜全体としての表面硬度
を向上させるために、第１被膜または第２被膜のいずれ
か一方または両者は、微粒子を含有する樹脂で形成され
る。第１被膜中の微粒子は、その平均粒径が、被膜の膜
厚とほぼ同じか、あるいは被膜の膜厚よりも大きく、膜
の表面に粒子が少なくとも突出していることが望まし
い。

【００１２】第１被膜および第２被膜の膜厚は、通常１
〜１０μｍであることから、第１被膜に用いる微粒子
は、その平均粒径がこの範囲か、あるいはこれよりもや
や大きいことが好ましい。しかし、膜厚に比べて粒子の
平均粒径があまり大きいと、粒子が脱落し易くなった
り、また被膜の透明性が低下するなどの問題が生ずるこ
とから、平均粒径の上限としては、最大膜厚とほぼ同じ
粒径が好ましい。

【００１３】第１被膜が上記のような微粒子含有樹脂で
形成されている場合、第２被膜は樹脂のみで形成しても
良いが、平均粒径が約０．１〜１．０μｍである微粒子
を含有する樹脂で形成することが望ましい。こうするこ
とによって積層膜の表面硬度がさらに向上すると同時に
表面平滑性が増し、膜の耐摩耗性が向上する。

【００１４】このときの第１被膜中の微粒子の含有量
は、１〜１５重量％、好ましくは２〜１０重量％の範囲
である。１重量％未満では表面硬度が充分ではないこと
があり、一方１５重量％を越えると、膜の透明性が低下
することがある。また、第２被膜中の微粒子の含有量
は、０．１〜０．８重量％、好ましくは０．２〜０．５
重量％の範囲である。０．１重量％未満では、微粒子添
加効果が充分でないことがあり、０．８重量％を越える
と、膜の透明性が低下することがある。

【００１５】第２被膜においては、上述のように平均粒
径が０．１〜１．０μｍの微粒子以外に、その膜厚とほ
ぼ同じかそれより大きい粒径の微粒子を用いることがで
きる。

【００１６】第２被膜が、その膜厚より大きい粒径例え
ば１μｍ以上の平均粒径の微粒子を含有する樹脂で形成
される場合には、第１被膜は、樹脂のみで形成され、必
ずしも微粒子を含有していなくても良い。この場合、第
２被膜中の微粒子の含有量は約２〜１０重量％の範囲が
好ましい。

【００１７】この場合、第２被膜の表面が凹凸になるこ
とから、表面平滑性は多少失われる。しかし、このため
に表面のギラツキが防止され、いわゆるノングレアなハ
ードコート膜となる。

【００１８】第１被膜および第２被膜を形成する樹脂と
しては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬
化樹脂などが用いられる。本発明においては、第１被膜
を形成する樹脂相の硬度が第２被膜を形成する樹脂相の
硬度より小さくなるようにそれぞれの樹脂を選択する。
具体的には、第１被膜形成用樹脂としては、ポリエステ
ル樹脂、塩ビ−酢ビ共重合樹脂、ブチラール樹脂または
硬質ウレタン樹脂などが好ましく用いられ、第２被膜形
成用樹脂としては、アクリル樹脂、シリコン樹脂、メラ
ミン樹脂、エポキシ樹脂、ホスファゼン樹脂などが好ま
しく用いられる。

【００１９】このように形成されたそれぞれの樹脂相の
鉛筆硬度は、第１被膜がＢ〜Ｈ、第２被膜が２Ｈ以上で
あることが好ましい。このような第１被膜および第２被
膜は、通常用いられる有機溶剤に樹脂および微粒子を溶
解または分散した塗布液を基材上にスクリーン印刷等通
常の塗工法で塗布し、乾燥し、さらに必要に応じて加熱
硬化または紫外線硬化することにより形成することがで
きる。

【００２０】本発明では、上記のような第１被膜と基材
との間に、第１被膜よりもさらに表面硬度が小さい弾性
保護層４を形成してもよい。このような弾性保護層を設
けることによって、さらに応力緩和を図ることができ、
さらに第１被膜中の微粒子が基材中に喰い込むことを防
止できるとともに、基材との密着性を向上させることが
できる。

【００２１】この弾性保護層は、たとえば軟質ウレタン
樹脂、ポリ塩化ビニル、酢ビ（共）重合体、ポリエステ
ル樹脂などの軟質で弾性のある樹脂で形成することがで
きる。またこの弾性保護層は、第１被膜と同様に、上記
の樹脂を有機溶剤に溶解させてなる弾性層形成用塗布液
を、基材上に塗布することによって形成することができ
る。

【００２２】この弾性保護層は、その鉛筆硬度が３Ｂ〜
Ｈ好ましくは２Ｂ〜ＨＢであることが望ましい。弾性保
護層の膜厚は、１〜１０μｍ程度であることが望まし
い。

【００２３】なお上記の説明では、ハードコート膜を、
第１被膜と第２被膜とで形成した具体例について説明し
たが、ハードコート膜を、表面硬度が異なり、基板に向
かうほどその硬度が小さくなる３層以上の被膜で形成し
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明に用いるハードコート膜は、第１
被膜と第２被膜の積層膜からなり、しかも少なくともい
ずれか一方の膜が微粒子含有樹脂で形成されている。従
って、積層膜の表面硬度が従来のハードコート膜に比べ
て一段と向上している。

【００２５】さらに、第１被膜の樹脂相の硬度が第２被
膜の樹脂相の硬度より小さいことから、適度の可撓性を
有し、第１被膜が積層膜にかかる応力歪みを緩和するい
わゆる応力緩和層として作用し、耐衝撃性が向上し、従
来のハードコート膜のようにもろさに基づくクラックが
発生するようなことはなく、その結果、ハードコート膜
としての表面硬度を７Ｈ以上とすることが可能となる。
さらに基材との密着性にも優れている。

【００２６】このようなハードコート膜付基材として
は、具体的には、タッチタブレット、ＬＣＤ用偏光膜、
家具、大理石などが挙げられる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００２８】

【実施例１】分散剤（ライオン社製、エソデュオミンＴ
−１３）０．１ｇとイソホロン−メシチレン（混合比
２：１）混合溶媒２６．４ｇとを混合攪拌し、次にこれ
に平均粒径６μｍの球状シリカ微粒子０．４ｇを添加攪
拌した。これとポリエステル樹脂（東洋紡製、バイロ
ン、樹脂濃度４０重量％）を混合したのち、消泡剤６．
２６ｇを添加し、第１被膜形成用塗布液を調製した。

【００２９】一方ホスファゼン樹脂（出光石油化学製Ｕ
−１０００）２０ｇに平均粒径０．５５μｍのシリカ微
粒子が分散したシリカゾル（ＳｉＯ₂濃度２０重量％）
０．２ｇを添加混合し、これにレベリング剤（楠本化成
製、ディスパロン＃１６１０）０．２ｇおよび耐傷剤
（東レシリコーン製ＳＨ−９４ＰＡ）０．１ｇを添加攪
拌して、第２被膜形成用塗布液を調製した。

【００３０】厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム基材表面
に、第１被膜形成用塗布液を、２５０メッシュのポリエ
ステルスクリーン膜にて１０cm角の大きさにスクリーン
印刷し、１２０℃、１０分間加熱して、膜厚４μｍの第
１被膜を形成した。

【００３１】この被膜のうえに、第２被膜形成用塗布液
を３８０メッシュポリエステルスクリーン膜にて１０cm
角の大きさにスクリーン印刷し、紫外線照射装置で硬化
させ、膜厚４μｍの第２被膜を形成し、ハードコート膜
を形成した。

【００３２】

【実施例２】実施例１において、第１被膜形成用塗布液
の球状シリカ微粒子の代わりに、平均粒径６μｍの粒子
を０．２ｇ、平均粒径２．４μｍの粒子を０．１ｇの量
で用いるとともに、分散剤を０．０５ｇ用いた以外は、
実施例１と同様の方法で第１被膜形成用塗布液を調製し
た。

【００３３】この第１被膜形成用塗布液と、実施例１で
用いた第２被膜形成用塗布液を、実施例１と同じＰＥＴ
フィルム基材に実施例１と同様にして塗布し、ハードコ
ート膜を形成した。

【００３４】

【実施例３】熱硬化型シリコーン樹脂（大八化学製、Ｓ
ｉコート２）２０ｇに実施例１と同様のシリカゾル０．
２ｇを添加攪拌し、次いで消泡剤（楠本化成製、特殊変
性シリコン系ディスパロン＃２３０）を０．１ｇ添加攪
拌し、第２被膜形成用塗布液を調製した。

【００３５】実施例２で形成された第１被膜上に、第２
被膜形成用塗布液を１８０メッシュのポリエステルスク
リーン膜にて１０cm角の大きさにスクリーン印刷し、１
５０℃、５分間加熱乾燥し、膜厚６μｍの第２被膜を形
成し、ハードコート膜を形成した。

【００３６】

【実施例４】塩ビ- 酢ビ系樹脂（積水化学製、エスレッ
クＡ（樹脂濃度３０％））２０ｇに消泡剤（西ドイツ
製、コントラエアーポリ）を０．１ｇ添加攪拌し、弾性
保護層形成用塗布液とした。

【００３７】この塗布液を、実施例１と同じＰＥＴ基材
に２５０メッシュのポリエステルスクリーン膜にて、１
０cm角の大きさにスクリーン印刷し、１２０℃、１０分
間加熱乾燥して膜厚３μｍの弾性保護層を形成した。

【００３８】この弾性保護層上に実施例２の第１被膜形
成用塗布液を２５０メッシュのポリエステルスクリーン
膜にて１０cm角の大きさにスクリーン印刷し、１２０
℃、１０分間加熱乾燥し、膜厚４μｍの第１被膜を形成
した。

【００３９】最後に実施例２の第２被膜形成用塗布液を
３８０メッシュのポリエステルスクリーン膜にて、第１
被膜上に１０cm角の大きさにスクリーン印刷し、紫外線
照射装置で硬化させた後、膜厚４μｍの第２被膜を形成
し、ハードコート膜を形成した。

【００４０】

【実施例５】分散剤（ライオン社製、エソデュオミンＴ
−１３）０．０５ｇとメシチレン４．０ｇを混合攪拌
し、これに塩ビ−酢ビ共重合樹脂（積水化学製、エスレ
ックＡ）４０ｇを添加し、次いで消泡剤０．４ｇを添
加、混合して第１被膜形成用塗布液を調製した。

【００４１】一方、ホスファゼン樹脂（出光化学製、Ｕ
−１０００）４０ｇに平均粒径約６μｍのシリカ微粒子
（触媒化成工業（株）製、シリカマイクロビード）２．
０ｇを添加混合した。次いで、レベリング剤（東レダウ
コーニング製、ＤＣ−１１ＰＡ）０．８ｇ、消泡剤０．
４ｇを添加し、第２被膜形成用塗布液を調製した。

【００４２】第１被膜形成用塗布液を実施例１と同じＰ
ＥＴフィルム基材に実施例１と同様にして塗布し、膜厚
４μｍの第１被膜を形成した。この被膜のうえに、第２
被膜形成用塗布液を実施例１と同様にして塗布し、膜厚
４μｍの第２被膜を形成し、ハードコート膜を形成し
た。

【００４３】得られたハードコート膜について以下の評
価を行った。（イ）全光線透過率：スガ試験機製ヘーズコンピュータ
ーＨＧＭ−２ＤＰを使用して測定した。（ロ）ヘーズ：スガ試験機製ヘーズコンピューターＨＧ
Ｍ−２ＤＰを使用して測定した。（ハ）テーパー摩耗試験：テーパー摩耗試験機により摩
耗輪２５０ｇ２つを硬化膜上において２５０サイクル動
かした後、ヘーズ差を判別した。（ニ）スチールウール試験：スチールウール＃００００
により荷重１kgにて５０回シービング後、ヘーズ差を判
別した。（ホ）落砂試験：＃８０の粗粒１０００ｇを、硬化膜上
に落とした後、ヘーズ差を判別した。（ヘ）鉛筆硬度：ＪＩＳＫ５４００に準じて鉛筆硬
度試験機により評価した。（ト）光沢度：スガ試験機製デジタル変角光沢度計ＵＧ
Ｖ−５Ｄにより、入射角６０°、受光角６０°で測定し
た。

【００４４】結果を第１表に示す。

【００４５】

【比較例】東レ製タフトップ１８８Ｌ−Ｂ２ＴＯ（単層
の無機粒子含有ハードコート膜が形成された１８８μｍ
厚ＰＥＴフィルム）について、実施例と同様の評価を行
った。

【００４６】結果を第１表に併せて示す。

【００４７】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハードコート膜付基材の断面図であ
る。

【図２】本発明のハードコート膜付基材の断面図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小柳嗣雄東京都千代田区大手町２丁目６番２号触媒化成工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材と、基材表面に形成された第１被膜
および該第１被膜上に形成された第２被膜を含むハード
コート膜とからなり、第１被膜および／または第２被膜は、微粒子を含有する
樹脂から形成され、かつ第１被膜を形成する樹脂相の硬
度が第２被膜を形成する樹脂相の硬度よりも小さいことを特徴とするハードコート膜付基材。
【請求項２】基材と第１被膜との間に、弾性保護層が
形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハー
ドコート膜付基材。