KR101859069B1 - 유리판 대체 필름 및 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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Abstract

유리판에 비해 내충격성 및 경량성이 우수함과 아울러 충분한 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 가짐으로써 유리판과의 대체성이 우수한 유리판 대체 필름의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 유리판 대체 필름은 기재층과, 이 기재층의 일방측 또는 양측에 적층되는 1개 또는 복수의 표면층을 구비하는 유리판 대체 필름으로서, 상기 기재층이 하기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트를 주성분으로 하고, 상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물인 것을 특징으로 한다. 상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 활성 에너지선 경화형 수지를 주성분으로 하면 좋다. 상기 활성 에너지선 경화형 수지가 자외선 경화형 에폭시 수지이면 좋다. 상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 유리를 주체로 하면 좋다.
Figure 112016008921764-pat00004
(1)

Description

유리판 대체 필름 및 디스플레이 디바이스{GLASS PLATE SUBSTITUTE FILM, AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유리판 대체 필름 및 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
종래 플랫 패널 디스플레이, 휴대형 단말 등의 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 유리판이 사용되고 있다(일본 특개 2011-209695호 공보 참조). 이와 같은 유리판은 표시 패널의 표면측의 강도를 높이는 것 등을 목적으로 하여 배열설치되어 있다.
그러나, 유리판은 일반적으로 취약하기 때문에 충격이 가해지면 파손되기 쉽다. 특히, 디스플레이 디바이스 등에 있어서는 박형화의 요구가 높고, 이 요구에 따라 박형화된 유리판에 있어서는 더욱 파손되기 쉬워진다. 이 때문에 상기 서술한 바와 같이 전면판으로서 유리판을 사용하는 경우, 전면판의 표면에 파손 방지를 위한 보호 필름이 붙여지는 경우가 많다. 또, 유리판은 비교적 무거우므로 취급성이 나쁘다.
일본 특개 2011-209695호 공보
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유리판에 비해 내충격성 및 경량성이 우수함과 아울러 충분한 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 가짐으로써 유리판과의 대체성이 우수한 유리판 대체 필름 및 이 유리판 대체 필름을 사용한 디스플레이 디바이스의 제공을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 따른 유리판 대체 필름은 기재층과, 이 기재층의 일방측 또는 양측에 적층되는 1개 또는 복수의 표면층을 구비하는 유리판 대체 필름으로서, 상기 기재층이 하기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트를 주성분으로 하고, 상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물인 것을 특징으로 한다.
[화 1]
Figure 112016008921764-pat00001
(1)
당해 유리판 대체 필름은 기재층이 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트를 주성분으로 하므로, 종래의 유리판 대신에 사용하면 경량화를 도모할 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름은 상기 서술한 바와 같이 기재층이 소정의 폴리카보네이트를 주성분으로 하므로, 내충격성이 우수하고 종래의 유리판에 비해 충격에 의한 파손의 우려가 적다. 그 때문에 종래의 유리판의 표면에 행해지고 있던 바와 같은 파손 방지를 위한 보호 필름을 붙이는 것을 생략할 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름은 상기 기재층의 일방측 또는 양측에 표면층이 적층되어 있기 때문에, 이 표면층에 의해 기재층으로의 상처 형성을 억제할 수 있다.
또한, 당해 유리판 대체 필름은 상기 기재층의 주성분이 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트이며, 상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물이므로, 석유 자원 유래의 필름(석유 자원으로부터 유도되는 원료를 사용한 필름)에 비해 내백화성이나 자외선에 대한 내황변성을 향상시킬 수 있어 투명성을 유지할 수 있다. 이 때문에 당해 유리판 대체 필름은 유리판과의 대체성이 우수하다. 게다가, 당해 유리판 대체 필름은 석유 자원 유래의 필름에 비해 내용제성, 내선스크린성, 난연성 등을 향상시킬 수 있다. 또, 석유 자원 유래의 필름은 소각하면 환경 파괴의 우려가 있으므로 복잡한 폐기 수법을 취할 필요가 있지만, 당해 유리판 대체 필름은 상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물이므로 용이하게 폐기 처분을 행할 수 있다.
상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 활성 에너지선 경화형 수지를 주성분으로 하면 좋다. 이와 같이 표면층의 주성분이 활성 에너지선 경화형 수지인 것에 의해, 이 표면층을 용이하고 또한 확실하게 형성할 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화형 수지가 자외선 경화형 에폭시 수지이면 좋다. 자외선 경화형 에폭시 수지는 경화시의 체적 감소율이 작으므로, 상기 표면층을 형성할 때에 기재층의 컬의 발생 및 표면층의 크랙의 발생 등을 정확하게 억제할 수 있어, 보다 용이하고 또한 확실하게 표면층을 형성할 수 있다.
상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 유리를 주체로 하면 좋다. 이것에 의해 종래의 유리판에 비해 상기 서술한 바와 같이 내충격성이 우수하면서 표면층이 유리를 주체로 하므로 종래의 유리와 동등한 내찰상성이 얻어진다.
상기 폴리카보네이트가 상기 다이하이드록시 화합물 이외의 지방족 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 추가로 가지면 좋다. 즉, 기재층의 주성분인 폴리카보네이트가 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위(이하, 제1 구성 단위라고 하는 경우가 있음)와, 상기 다이하이드록시 화합물 이외의 지방족 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위(이하, 제2 구성 단위라고 하는 경우가 있음)를 가지면 좋다. 상기 기재층의 주성분인 폴리카보네이트가 제1 구성 단위 뿐만아니라 제2 구성 단위를 포함함으로써, 제2 구성 단위를 포함하지 않는 경우에 비해, 유연성, 내열성, 성형성, 자외선에 대한 내황변성, 난연성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층과 상기 기재층 사이에 적층되고, 도전성 무기 재료를 주성분으로 하는 도전층을 추가로 구비하면 좋다. 이와 같이 상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층과 상기 기재층 사이에 적층되고, 도전성 무기 재료를 주성분으로 하는 도전층을 추가로 구비함으로써 대전 방지성을 향상시킬 수 있다.
상기 기재층이 일방측면 또는 양측면에 파형상의 미세 변조 구조를 가지면 좋다. 이것에 의해 이 파형상의 미세 변조 구조가 형성된 일방측 또는 양측의 면에 다른 층을 적층한 경우, 상기 미세 변조 구조에 의해 기재층과 상기 다른 층의 접촉 면적이 증대되기 때문에, 기재층과 상기 다른 층의 접착 강도의 향상이 도모된다.
당해 유리판 대체 필름은 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 사용되면 좋다. 이와 같이 당해 유리판 대체 필름은 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 사용됨으로써, 종래의 유리판에 비해 전면판의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러 이 전면판의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다.
또, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 상기 구성을 가지는 당해 유리판 대체 필름을 구비한다.
당해 디스플레이 디바이스는 당해 유리판 대체 필름을 전면판으로서 구비하므로, 종래의 유리판에 비해 전면판의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러 이 전면판의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「주성분」은 가장 함유량이 많은 성분을 말하고, 예를 들면 50질량% 이상 포함하는 성분을 말한다. 또, 「유리를 주체로 한다」는 유리의 함유량이 50체적% 이상인 것을 말한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유리판 대체 필름은 유리판에 비해 내충격성 및 경량성이 우수함과 아울러 충분한 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 가짐으로써 유리판과의 대체성이 우수하다. 또, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 유리판에 비해 전면판의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러 이 전면판의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 유리판 대체 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2는 도 1의 유리판 대체 필름과는 상이한 실시형태에 따른 유리판 대체 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 3은 도 2의 유리판 대체 필름의 제조 방법의 기재층 형성 공정에서 형성되는 기재 필름을 나타내는 모식적 사시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 유리판 대체 필름과는 상이한 실시형태에 따른 유리판 대체 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 5는 도 1, 2, 4의 유리판 대체 필름과는 상이한 실시형태에 따른 유리판 대체 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 6은 도 1, 2, 4, 5의 유리판 대체 필름과는 상이한 실시형태에 따른 유리판 대체 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 7은 도 1의 유리판 대체 필름을 구비하는 디스플레이 디바이스용 패널 적층체를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 8은 도 7의 디스플레이 디바이스용 패널 적층체를 구비하는 디스플레이 디바이스를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 9는 도 1, 2, 4, 5, 6의 유리판 대체 필름과는 상이한 실시형태에 따른 유리판 대체 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.
[제1 실시형태]
<유리판 대체 필름>
도 1의 유리판 대체 필름(1)은 기재층(2)과, 기재층(2)의 일방측에 적층되는 표면층(3)을 구비한다. 도 1의 유리판 대체 필름(1)은 기재층(2) 및 표면층(3)의 2층 구조체로서 형성된다. 도 1의 유리판 대체 필름(1)은 투명성을 가진다. 도 1의 유리판 대체 필름(1)은 가요성을 가진다. 도 1의 유리판 대체 필름(1)은 종래의 유리판 대신에 사용된다. 또한, 본 명세서에 있어서의 각도는 모식적인 것이며, 실제의 치수 등과는 상이한 경우가 있다.
유리판 대체 필름(1)의 평균 두께의 하한으로서는 120μm가 바람직하고, 300μm가 보다 바람직하며, 400μm가 더욱 바람직하다. 한편, 유리판 대체 필름(1)의 평균 두께의 상한으로서는 1040μm가 바람직하고, 800μm가 보다 바람직하며, 600μm가 더욱 바람직하다. 유리판 대체 필름(1)의 평균 두께가 상기 하한을 만족하지 않으면 충분한 내충격성 및 상처 형성 방지성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로 유리판 대체 필름(1)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면 박형화의 요구에 반할 우려가 있다.
(기재층)
기재층(2)은 투명 보다 바람직하게는 무색 투명으로 형성된다. 또, 기재층(2)은 가요성을 가진다. 기재층(2)은 내충격성을 가지고, 표면층(3)을 타방측으로부터 지지한다. 기재층(2)은 하기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위(제1 구성 단위)를 가지는 폴리카보네이트를 주성분으로서 포함한다. 기재층(2)의 전체 수지 성분에 있어서의 상기 제1 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트의 함유량의 하한으로서는 80질량%가 바람직하고, 90질량%가 보다 바람직하며, 98질량%가 더욱 바람직하다. 또, 기재층(2)의 전체 수지 성분에 있어서의 상기 제1 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트의 함유량의 상한으로서는 예를 들면 100질량%로 할 수 있다.
[화 2]
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(1)
상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물은 식물의 추출물 또는 그 유래물이다. 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물로서는 아이소소바이드, 아이소만나이드, 아이소아이데트를 들 수 있고, 이들은 1종 단독으로 사용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용되어도 된다. 그 중에서도 자원으로서 풍부하게 존재하고, 각종 전분으로부터 제조되는 소비톨을 탈수 축합하여 얻어지는 아이소소바이드가 바람직하다. 기재층(2)을 형성하는 폴리카보네이트는 예를 들면 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물 및 탄산다이에스터로부터 용융 중합법에 의해 제조할 수 있다.
또, 상기 폴리카보네이트는 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물 이외의 지방족 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위(제2 구성 단위)를 추가로 가지는 것이 바람직하다. 이 지방족 다이하이드록시 화합물로서는 직쇄 지방족 다이하이드록시 화합물, 지환식 다이하이드록시 화합물 또는 방향족 다이하이드록시 화합물을 들 수 있다. 당해 유리판 대체 필름(1)은 기재층(2)의 주성분인 폴리카보네이트가 제1 구성 단위 뿐만아니라 제2 구성 단위를 포함함으로써, 제2 구성 단위를 포함하지 않는 경우에 비해 유연성, 내열성, 성형성, 자외선에 대한 내황변성, 난연성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 직쇄 지방족 다이하이드록시 화합물로서는 예를 들면 에틸렌글라이콜, 1,2-프로페인다이올, 1,3-프로페인다이올 등의 프로페인다이올류, 1,2-뷰테인다이올, 1,3-뷰테인다이올, 1,4-뷰테인다이올 등의 뷰테인다이올류, 1,5-펜테인다이올 등의 펜테인다이올류, 1,4-헥세인다이올, 1,6-헥세인다이올 등의 헥세인다이올류, 1,7-헵테인다이올 등의 헵테인다이올류, 1,8-옥테인다이올 등의 옥테인다이올류, 1,10-데케인다이올 등의 데케인다이올류, 1,12-도데케인다이올 등의 도데케인다이올류 등을 들 수 있다. 그 중에서도 1,3-프로페인다이올, 1,4-뷰테인다이올, 1,6-헥세인다이올 또는 1,10-데케인다이올이 바람직하다.
상기 지환식 다이하이드록시 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 5원환 구조 또는 6원환 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 지환식 다이하이드록시 화합물로서 5원환 구조 또는 6원환 구조를 포함하는 것을 사용함으로써 내열성을 향상시킬 수 있다. 또, 6원환 구조는 공유 결합에 의해 의자형 또는 배형으로 고정되어 있어도 된다. 지환식 다이하이드록시 화합물에 포함되는 탄소 원자수의 상한으로서는 70이 바람직하고, 50이 보다 바람직하며, 30이 더욱 바람직하다. 지환식 다이하이드록시 화합물에 포함되는 탄소 원자수가 상기 상한을 넘는 경우, 내열성은 높아지는 반면 합성, 정제 등이 곤란하게 될 우려가 있다. 한편, 지환식 다이하이드록시 화합물에 포함되는 탄소 원자수의 하한은 예를 들면 5로 할 수 있다.
상기 방향족 다이하이드록시 화합물로서는 예를 들면 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(「비스페놀A」라고도 불림), 2,2-비스(3,5-다이브로모-4-하이드록시페닐)프로페인(「테트라브로모비스페놀A」라고도 불림), 비스(4-하이드록시페닐)메테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰테인, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-다이하이드록시바이페닐, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥테인, 2,2-비스(4-하이드록시-3-t-뷰틸페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로페인, 1,1-비스(3-tert-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)프로페인, 2,2-비스(3-브로모-4-하이드록시페닐)프로페인, 2,2-비스(3,5-다이클로로-4-하이드록시페닐)프로페인, 2,2-비스(3-페닐-4-하이드록시페닐)프로페인, 2,2-비스(3-사이클로헥실-4-하이드록시페닐)프로페인, 4,4-비스(4-하이드록시페닐)헵테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에테인, 비스(4-하이드록시페닐)다이페닐메테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1,1,1-트라이클로로프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사클로로프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인 등의 비스(하이드록시아릴)알케인류, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로펜테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트라이메틸사이클로헥세인 등의 비스(하이드록시아릴)사이클로알케인류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐에터, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐에터 등의 다이하이드록시다이아릴에터류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설파이드, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설파이드 등의 다이하이드록시다이아릴설파이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폭사이드, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폭사이드 등의 다이하이드록시다이아릴설폭사이드류, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폰, 4,4'-다이하이드록시-3,3'-다이메틸다이페닐설폰 등의 다이하이드록시다이아릴설폰류, 하이드로퀴논, 레조신, 4,4'-다이하이드록시다이페닐, 비스(4-하이드록시페닐)케톤 등을 들 수 있다. 그 중에서도 비스(4-하이드록시페닐)알케인류가 바람직하고, 내충격성의 점에서 특히 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(「비스페놀A」)이 바람직하다.
기재층(2)을 구성하는 폴리카보네이트를 형성하는 전체 다이하이드록시 화합물에 대한 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물의 함유량의 하한으로서는 10몰%가 바람직하고, 30몰%가 보다 바람직하며, 50몰%가 더욱 바람직하다. 한편, 전체 다이하이드록시 화합물에 대한 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물의 함유량의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하다. 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물의 함유량이 상기 범위인 것에 의해 내찰상성, 투명성, 유연성, 내열성, 성형성, 자외선에 대한 내황변성, 난연성 등을 정확하게 향상시킬 수 있다.
또, 기재층(2)이 폴리카보네이트의 구성 단위로서 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물 및 상기 지환식 다이하이드록시 화합물을 포함하는 경우, 전체 다이하이드록시 화합물에 대한 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물 및 상기 지환식 다이하이드록시 화합물의 합계의 함유량으로서는 특별히 한정되지 않지만, 70몰% 이상이 바람직하고, 80몰% 이상이 보다 바람직하며, 90몰% 이상이 더욱 바람직하다.
반응 온도는 다이하이드록시 화합물의 분해를 억제함과 아울러 투명성이 높고 고점도의 수지를 얻는 점에서 비교적 저온인 것이 바람직하다. 중합 반응을 적합하게 진행시키기 위한 중합 온도의 하한으로서는 180℃가 바람직하다. 한편, 상기 중합 온도의 상한으로서는 280℃가 바람직하고, 260℃가 보다 바람직하다.
또, 반응 초기에서는 다이하이드록시 화합물과 탄산다이에스터를 상압에서 가열하고, 예비반응시키고, 서서히 감압하여 반응 후기에서는 반응계를 1.3×10-3MPa 이상 1.3×10-5MPa 이하정도로 감압하여 생성하는 알코올 또는 페놀의 유출을 용이하게 시키는 방법이 바람직하다. 반응 시간은 0.5시간 이상 4시간 이하가 바람직하다.
상기 탄산다이에스터로서는 예를 들면 다이메틸카보네이트, 다이에틸카보네이트, 다이-tert-뷰틸카보네이트 등의 탄산다이알킬 화합물, 다이페닐카보네이트, 다이톨릴카보네이트 등의 치환 다이페닐카보네이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도 다이페닐카보네이트 또는 치환 다이페닐카보네이트가 바람직하고, 특히 반응성이 좋고 비용이 들지 않는 점에서 다이페닐카보네이트가 바람직하다.
상기 탄산다이에스터의 다이하이드록시 화합물에 대한 혼합비(몰비)의 하한으로서는 0.98이 바람직하고, 0.99가 보다 바람직하다. 한편, 상기 탄산다이에스터의 다이하이드록시 화합물에 대한 혼합비(몰비)의 상한으로서는 1.02가 바람직하고, 1.01이 보다 바람직하다. 상기 탄산다이에스터의 다이하이드록시 화합물에 대한 혼합비가 상기 하한을 만족하지 않으면 충분한 중합도가 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로 상기 탄산다이에스터의 다이하이드록시 화합물에 대한 혼합비가 상기 상한을 넘으면 탄산에스터 잔기가 말단 봉지로서 작용하여 충분한 중합도가 얻어지지 않을 우려가 있다.
중합 촉매로서는 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화세슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산리튬, 탄산세슘, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산수소리튬, 탄산수소세슘, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 아세트산리튬, 아세트산세슘 등의 알칼리 금속 화합물, 수산화칼슘, 수산화바륨, 수산화마그네슘, 탄산수소칼슘, 탄산수소바륨, 탄산수소마그네슘, 아세트산칼슘, 아세트산바륨, 아세트산마그네슘 등의 알칼리 토류 금속 화합물 등을 들 수 있다. 또, 중합 촉매로서는 상기 알칼리 금속 화합물 및/또는 알칼리 토류 금속 화합물과 함께 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라뷰틸암모늄하이드록사이드, 트라이메틸아민, 트라이에틸아민 등의 함질소 염기성 화합물이 병용되는 것이 바람직하다.
이들 중합 촉매의 사용량의 하한으로서는 각각 탄산다이에스터 성분 1몰에 대하여 1×10-9당량이 바람직하고, 1×10-8당량이 보다 바람직하다. 한편, 상기 중합 촉매의 사용량의 상한으로서는 각각 탄산다이에스터 성분 1몰에 대하여 1×10-3당량이 바람직하고, 5×10-4당량이 보다 바람직하다. 또 반응계는 질소 등의 원료, 반응 혼합물, 반응 생성물에 대하여 불활성한 가스의 분위기로 유지하는 것이 바람직하다. 질소 이외의 불활성 가스로서는 아르곤 등을 들 수 있다.
기재층(2)에는 필요에 따라 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로서는 예를 들면 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 열안정제, 자외선 흡수제, 곰팡이 방지제, 가소제, 점착성 부여제, 보강제, 활제 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제로서는 예를 들면 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 유황계 산화 방지제, 내열가공 안정제, 산소 스캐빈저 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 페놀계 산화 방지제, 특히 알킬 치환 페놀계 산화 방지제가 바람직하다. 이들 산화 방지제를 배합함으로써 투명성, 내열성 등을 저하시키지 않고, 성형시의 열이나 산화 열화 등에 의한 성형체의 착색이나 강도 저하를 방지할 수 있다. 상기 산화 방지제의 함유량의 하한으로서는 0.001질량%가 바람직하고, 0.005질량%가 보다 바람직하다. 한편, 상기 산화 방지제의 함유량의 상한으로서는 5질량%가 바람직하고, 1질량%가 보다 바람직하다.
상기 대전 방지제로서는 예를 들면 알킬황산염, 알킬인산염 등의 아니온계 대전 방지제, 제4암모늄염, 이미다졸린 화합물 등의 카티온계 대전 방지제, 폴리에틸렌글라이콜계, 폴리옥시에틸렌소비탄모노스테아르산에스터, 에탄올아마이드류 등의 노니온계 대전 방지제, 폴리아크릴산 등의 고분자계 대전 방지제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 대전 방지 효과가 비교적 큰 카티온계 대전 방지제가 바람직하고, 소량의 첨가로 대전 방지 효과가 나타난다.
기재층(2)을 구성하는 폴리카보네이트의 유리 전이 온도(Tg)의 하한으로서는 80℃가 바람직하고, 90℃가 보다 바람직하다. 한편, 기재층(2)을 구성하는 폴리카보네이트의 유리 전이 온도(Tg)의 상한으로서는 170℃가 바람직하고, 160℃가 보다 바람직하다. 상기 유리 전이 온도(Tg)가 상기 하한을 만족하지 않으면 기재층(2)의 내열성이 불충분하게 될 우려가 있다. 반대로 상기 유리 전이 온도(Tg)가 상기 상한을 넘으면 후술하는 기재 필름을 압출 성형할 때의 용융 유동성이 저하될 우려가 있다.
기재층(2)을 형성하는 폴리카보네이트의 5% 열감량 온도의 하한으로서는 340℃가 바람직하고, 350℃가 보다 바람직하다. 기재층(2)을 형성하는 폴리카보네이트의 5% 열감량 온도가 상기 하한을 만족하지 않으면 열안정성이 떨어져 고온에서의 사용성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 5% 열감량 온도를 높게 하는 방법으로서는 예를 들면 상기 중합 촉매로서 알칼리 금속 화합물과 함질소 염기성 화합물을 병용하는 것을 들 수 있다.
기재층(2)은 일방측면에 무기 산화물이 증착되어 있는 것이 바람직하다. 기재층(2)의 일방측면에 이러한 무기 산화물이 증착되어 있는 것에 의해, 기재층(2)의 일방측면의 경도를 높이고, 이것에 의해 당해 유리판 대체 필름(1)의 일방측면의 상처 형성 방지성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 무기 산화물의 증착 수단으로서는 기재층(2)에 수축 등의 열화를 초래하지 않고 무기 산화물을 증착할 수 있으면 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 (a)진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 클러스터 빔법 등의 물리 기상 성장법(Physical Vapor Deposition법;PVD법), (b)플라즈마 화학 기상 성장법, 열화학 기상 성장법, 광화학 기상 성장법 등의 화학 기상 성장법(Chemical Vapor Deposition법;CVD법)을 들 수 있다. 이들 증착법 중에서도 생산성이 높고 양질인 기재층(2)을 형성 가능한 진공 증착법이나 이온 플레이팅법이 바람직하다.
상기 무기 산화물로서는 기재층(2)의 일방측면의 경도를 높일 수 있는 것인 한 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 산화티탄, 산화아연, 산화철, 산화세륨, 실리카, 황산바륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 질화붕소, 붕산알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산칼슘, 티탄산마그네슘, 티탄산비스무트, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘, 탈크, 클레이, 마이카, 베마이트, 제올라이트, 아파타이트, 카올린, 뮬라이트, 스피넬, 올리빈, 세리사이트, 벤토나이트, 하이드로탈사이트 등을 들 수 있다.
상기 무기 산화물의 평균 입경의 상한으로서는 투명성 등의 점에서 3μm가 바람직하고, 1μm가 보다 바람직하며, 500nm가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 무기 산화물의 평균 입경의 하한으로서는 예를 들면 50nm로 할 수 있다.
기재층(2)의 평균 두께의 하한으로서는 100μm가 바람직하고, 200μm가 보다 바람직하며, 300μm가 더욱 바람직하다. 한편, 기재층(2)의 평균 두께의 상한으로서는 1000μm가 바람직하고, 800μm가 보다 바람직하며, 600μm가 더욱 바람직하다. 기재층(2)의 평균 두께가 상기 하한을 만족하지 않으면 충분한 내충격성이 얻어지지 않고, 예를 들면 디스플레이 디바이스의 전면판에 사용하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 반대로 기재층(2)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면 두께가 불필요하게 두꺼워져 박형화의 요구에 반할 우려가 있다.
기재층(2)의 파장 589nm의 광선(나트륨 D선)에 의해 측정한 면내 리타데이션 Re의 상한으로서는 50nm가 바람직하고, 40nm가 보다 바람직하며, 30nm가 더욱 바람직하다. 상기 리타데이션값 Re가 상기 상한을 넘으면 광선의 광학 특성이 변화하여 시인성이 저하될 우려가 있다. 또한, 기재층(2)의 상기 면내 리타데이션 Re의 하한으로서는 예를 들면 0nm로 할 수 있다.
(표면층)
표면층(3)은 기재층(2)의 일방측의 상처 형성을 방지한다. 표면층(3)은 당해 유리판 대체 필름(1)의 최외층을 형성한다. 표면층(3)은 경화성 수지를 주성분으로 하는 하드코트층으로서 형성된다. 표면층(3)은 기재층(2)의 일방측면에 경화성 수지 조성물을 도공함으로써 설치된다. 표면층(3)의 주성분으로서 사용되는 경화성 수지로서는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 열경화성 수지나 활성 에너지선 경화형 수지 등을 들 수 있다.
상기 열경화성 수지로서는 예를 들면 에폭시 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 유레아 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 멜라민 수지, 알카이드 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 아마이드 관능성 공중합체, 유레테인 수지 등을 들 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화형 수지로서는 자외선, 전자선 등을 조사함으로써 가교, 경화하는 수지를 말하고, 중합성 모노머 및 중합성 올리고머 중에서 적당히 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 또, 상기 중합성 모노머로서는 (메타)아크릴레이트계 모노머를 들 수 있고, 상기 중합성 올리고머로서는 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 들 수 있다. 당해 유리판 대체 필름(1)은 표면층(3)의 주성분으로서 활성 에너지선 경화형 수지를 포함함으로써 일방측의 상처 형성 방지성을 향상시킬 수 있고, 이 때문에 표면층(3)의 외면에 상처 형성 방지를 위한 필름을 별도 적층하는 것을 반드시 필요로 하지 않는다. 즉, 종래의 유리판에 있어서는 파손 방지 등을 위해서 다른 필름을 붙이는 것이 일반적으로 이루어지고 있지만, 당해 유리판 대체 필름(1)은 이와 같은 다른 필름을 첩부하는 것을 필요로 하지 않는다. 당해 유리판 대체 필름(1)은 종래의 유리판과 같이 다른 보호 필름 등을 붙이는 것을 필요로 하지 않으므로, 종래의 유리판과 같이 붙일 때에 있어서의 보호 필름과의 사이에 기포가 발생한다는 문제를 방지할 수 있다.
상기 중합성 모노머로서는 분자중에 래디컬 중합성 불포화기를 가지는 (메타)아크릴레이트계 모노머가 적합하게 사용되고, 그 중에서도 다관능성 (메타)아크릴레이트가 바람직하다. 다관능성 (메타)아크릴레이트로서는 분자 내에 에틸렌성 불포화 결합을 2개 이상 가지는 (메타)아크릴레이트인 한 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는 에틸렌글라이콜다이(메타)아크릴레이트, 프로필렌글라이콜다이(메타)아크릴레이트, 1,4-뷰테인다이올다이(메타)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올다이(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메타)아크릴레이트, 하이드록시피발산네오펜틸글라이콜다이(메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜타닐다이(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이사이클로펜테닐다이(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산다이(메타)아크릴레이트, 알릴화 사이클로헥실다이(메타)아크릴레이트, 아이소사이아누레이트다이(메타)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메타)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨트라이(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 다이펜타에리트리톨트라이(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴록시에틸)아이소사이아누레이트, 프로피온산 변성 다이펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다관능성 (메타)아크릴레이트는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도 다이펜타에리트리톨트라이(메타)아크릴레이트가 바람직하다.
또, 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트에 더해 점도의 저하 등을 목적으로 하여 단관능성 (메타)아크릴레이트를 더욱 포함해도 된다. 이 단관능성 (메타)아크릴레이트로서는 예를 들면 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 뷰틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 아이소보닐(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 단관능성 (메타)아크릴레이트는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
상기 중합성 올리고머로서는 분자중에 래디컬 중합성 불포화기를 가지는 올리고머를 들 수 있고, 예를 들면 에폭시(메타)아크릴레이트계 올리고머, 유레테인(메타)아크릴레이트계 올리고머, 폴리에스터(메타)아크릴레이트계 올리고머, 폴리 에터(메타)아크릴레이트계 올리고머 등을 들 수 있다.
상기 에폭시(메타)아크릴레이트계 올리고머는 예를 들면 비교적 저분자량의 비스페놀형 에폭시 수지나 노볼락형 에폭시 수지의 옥시레인환에 (메타)아크릴산을 반응시켜 에스터화함으로써 얻을 수 있다. 또, 이 에폭시(메타)아크릴레이트계 올리고머를 부분적으로 이염기성 카복실산 무수물에 의해 변성한 카복실 변성형의 에폭시(메타)아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것도 가능하다. 상기 유레테인(메타)아크릴레이트계 올리고머는 예를 들면 폴리에터폴리올이나 폴리에스터폴리올과 폴리아이소사이아네이트의 반응에 의해 얻어지는 폴리유레테인 올리고머를 (메타)아크릴산으로 에스터화함으로써 얻을 수 있다. 상기 폴리에스터(메타)아크릴레이트계 올리고머는 예를 들면 다가 카복실산과 다가 알코올의 축합에 의해 얻어지는 양 말단에 수산기를 가지는 폴리에스터 올리고머의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스터화함으로써 얻을 수 있다. 또, 상기 폴리에스터(메타)아크릴레이트계 올리고머는 다가 카복실산에 알킬렌옥사이드를 부여하여 얻어지는 올리고머의 말단의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스터화함으로써 얻는 것도 가능하다. 상기 폴리 에터(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리에터폴리올의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스터화함으로써 얻을 수 있다.
또, 상기 활성 에너지선 경화형 수지로서는 자외선 경화형 에폭시 수지도 적합하게 사용된다. 즉, 표면층(3)은 자외선 경화형 에폭시 수지를 주성분으로 하는 하드코트층이어도 된다. 상기 자외선 경화형 에폭시 수지로서는 예를 들면 비스페놀A형 에폭시 수지, 글라이시딜에터형 에폭시 수지 등의 경화물을 들 수 있다. 자외선 경화형 에폭시 수지는 경화시의 체적감소율이 작으므로 표면층(3)을 형성할 때에 기재층(2)의 컬의 발생 및 표면층(3)의 크랙의 발생 등을 정확하게 억제할 수 있고, 보다 용이하고 또한 확실하게 표면층(3)을 형성할 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름(1)은 표면층(3)의 주성분이 자외선 경화형 에폭시 수지인 것에 의해 가요성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 활성 에너지선 경화형 수지로서 자외선 경화형 에폭시 수지를 사용하는 경우, 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머, (메타)아크릴레이트계 올리고머 등의 다른 중합성 모노머 및 중합성 올리고머를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이것에 의해 표면층(3)의 가요성을 더욱 높여 곡면 성형성을 향상시킬 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화형 수지로서 자외선 경화형 수지를 사용하는 경우, 광중합용 개시제를 수지 100질량부에 대하여 0.1~5질량부정도 첨가하는 것이 바람직하다. 광중합용 개시제로서는 특별히 한정되는 것이 아니며, 분자중에 래디컬 중합성 불포화기를 가지는 중합성 모노머나 중합성 올리고머에 대해서는 예를 들면 벤조페논, 벤질, 미힐러 케톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-다이에틸티옥산톤, 벤조인에틸에터, 벤조인아이소프로필에터, 벤조인아이소뷰틸에터, 2,2-다이에톡시아세토페논, 벤질다이메틸케탈, 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에테인-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로페인-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노프로판온-1,1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로페인-1-온, 비스(사이클로펜타다이에닐)-비스[2,6-다이플루오로-3-(파이롤-1-일)페닐]티탄, 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-뷰타논-1,2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 또, 분자중에 카티온 중합성 관능기를 가지는 중합성 올리고머 등에 대해서는 방향족 설포늄염, 방향족 다이아조늄염, 방향족 요오드늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인설폰산에스터 등을 들 수 있다. 또한, 이들 화합물은 각 단체로 사용해도 되고, 복수 혼합하여 사용해도 된다.
또, 표면층(3)은 내찰상성을 향상시키기 위해서 필러를 함유하는 것이 바람직하다. 이 필러로서는 무기 필러 및 유기 필러를 들 수 있다. 상기 필러의 형상은 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 구형상, 입방형상, 침형상, 봉형상, 방추형상, 판형상, 비늘조각형상, 섬유형상 등을 들 수 있고, 그 중에서도 구형상이 바람직하다.
상기 무기 필러로서는 예를 들면 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화아연, 황화바륨, 마그네슘실리케이트 등을 들 수 있다. 한편, 상기 유기 필러로서는 예를 들면 아크릴 수지, 아크릴로나이트릴 수지, 폴리유레테인, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아마이드, 폴리아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. 그 중에서도 표면층(3)에 포함되는 필러로서는 내마찰성을 향상시킴과 아울러 투명성을 저해시키기 어려운 점에서 콜로이달실리카가 바람직하다.
상기 콜로이달실리카의 평균 입자 직경의 하한으로서는 5nm가 바람직하고, 10nm가 보다 바람직하다. 한편, 상기 콜로이달실리카의 평균 입자 직경의 상한으로서는 500nm가 바람직하고, 100nm가 보다 바람직하며, 50nm가 더욱 바람직하다. 상기 콜로이달실리카의 평균 입자 직경이 상기 하한을 만족하지 않으면 내찰상성이 충분히 향상되지 않을 우려가 있다. 반대로 상기 콜로이달실리카의 평균 입자 직경이 상기 상한을 넘으면 투명성이 저하될 우려가 있다. 또한, 「평균 입자 직경」은 배율 1000배의 전자현미경에 있어서 관측되는 입자로부터 무작위로 추출한 30개의 입자의 입자 직경을 평균한 것을 말하고, 입자 직경은 페레 직경(일정 방향의 평행선으로 투영상을 끼웠을 때의 간격)으로 정의한다.
상기 활성 에너지선 경화형 수지 100질량부에 대한 상기 콜로이달실리카의 배합량의 하한으로서는 1질량부가 바람직하고, 5질량부가 보다 바람직하다. 반대로 상기 활성 에너지선 경화형 수지 100질량부에 대한 상기 콜로이달실리카의 배합량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 10질량부가 보다 바람직하다. 상기 콜로이달실리카의 배합량이 상기 하한을 만족하지 않으면 내찰상성이 충분히 향상되지 않을 우려가 있다. 반대로 상기 콜로이달실리카의 배합량이 상기 상한을 넘으면 투명성이 저하될 우려가 있다.
또한, 표면층(3)은 미끄러짐성을 향상시키기 위해서 실리콘을 포함해도 되고, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 열안정제, 자외선 흡수제, 곰팡이 방지제, 가소제, 점착성 부여제, 보강제 등의 각종 첨가제를 포함해도 된다.
당해 유리판 대체 필름(1)은 일방측의 최표면에 표면층(3)이 적층됨으로써 일방측면의 경도가 높아지는 것이 바람직하다. 당해 유리판 대체 필름(1)의 일방측면의 연필경도의 하한으로서는 5H가 바람직하고, 6H가 보다 바람직하다. 당해 유리판 대체 필름(1)은 일방측면의 연필경도가 상기 하한을 만족하지 않으면 기재층(2)의 일방측의 상처 형성 방지성이 충분히 향상되지 않아, 종래의 유리판 대신에 사용하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 또한, 당해 유리판 대체 필름(1)의 일방측면의 연필경도의 상한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 9H로 할 수 있다. 또한 「연필경도」는 JIS-K-5600 「긁기 경도(연필법)」에 준거하여 측정한 값을 말한다.
또, 상기 연필경도를 얻는 점에서 표면층(3)의 평균 두께의 하한으로서는 5μm가 바람직하고, 10μm가 보다 바람직하다. 한편, 표면층(3)의 평균 두께의 상한으로서는 50μm가 바람직하고, 30μm가 보다 바람직하다. 표면층(3)의 평균 두께가 상기 하한을 만족하지 않으면 당해 유리판 대체 필름(1)의 일방측면의 경도가 충분히 향상되지 않을 우려가 있다. 반대로 표면층(3)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면 기재층(2)과 표면층(3)의 고도차에 기인하여 컬이 발생할 우려가 있다.
<유리판 대체 필름의 제조 방법>
다음에, 당해 유리판 대체 필름(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 당해 유리판 대체 필름(1)의 제조 방법으로서는 기재층(2)을 형성하는 공정과, 기재층(2)의 일방측에 표면층(3)을 적층하는 공정을 가진다.
(기재층 형성 공정)
기재층 형성 공정은 용융 수지를 사용한 압출 성형법에 의해 기재층(2)을 구성하는 기재 필름을 형성하는 순서를 가진다. 기재 필름 형성 순서에 있어서의 상기 압출 성형법으로서는 예를 들면 기재 필름의 형성 재료를 용융 상태로 T다이에 공급하고, 이 형성 재료를 압출기 및 T다이로부터 압출한 다음 한 쌍의 압압 롤로 압압하여 기재 필름을 형성하는 용융 압출 성형법을 들 수 있다.
상기 기재 필름은 미연신 필름이어도 되고, 연신 필름이어도 된다. 연신하는 경우는 1축 연신 필름이어도 되고, 2축 연신 필름이어도 된다. 2축 연신 필름으로 하는 경우는 동시 2축 연신한 것이어도 되고, 축차 2축 연신한 것이어도 된다. 2축 연신한 경우는 기계 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다.
연신을 행하는 경우의 연신 온도로서는 필름 원료의 열가소 수지 조성물의 유리 전이 온도 부근에서 행하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 (유리 전이 온도-30)℃ 이상 (유리 전이 온도+100)℃ 이하에서 행하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 (유리 전이 온도-20)℃ 이상 (유리 전이 온도+80)℃ 이하이다. 연신 온도가 상기 하한을 만족하지 않으면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로 연신 온도가 상기 상한을 넘으면 수지의 유동(플로우)이 일어나 안정된 연신을 행할 수 없게 될 우려가 있다.
면적비로 정의되는 연신 배율의 하한으로서는 1.1배가 바람직하고, 1.3배가 보다 바람직하다. 한편, 면적비로 정의되는 연신 배율의 상한으로서는 25배가 바람직하고, 10배가 보다 바람직하다. 연신 배율이 상기 하한을 만족하지 않으면 충분히 인성이 향상되지 않을 우려가 있다. 반대로 연신 배율이 상기 상한을 넘으면 연신 배율을 높이는 만큼의 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다.
연신 속도(일방향)의 하한으로서는 10%/분이 바람직하고, 100%/분이 보다 바람직하다. 한편, 연신 속도(일방향)의 상한으로서는 20000%/분이 바람직하고, 10000%/분이 보다 바람직하다. 상기 연신 속도가 상기 하한을 만족하지 않으면 충분한 연신 배율을 얻기 위해서 시간이 걸리고, 제조 비용이 높아질 우려가 있다. 반대로 상기 연신 속도가 상기 상한을 넘으면 연신 필름의 파단 등이 일어날 우려가 있다. 또한, 상기 기재 필름의 광학 등방성이나 역학 특성을 안정화시키기 위해서 연신 처리 후에 열처리(어닐링) 등을 행할 수도 있다.
또, 상기 기재층 형성 공정에서는 당해 유리판 대체 필름(1)의 표면층(3)측의 경도를 효과적으로 높이기 위해, 압출 성형에 의해 형성된 기재 필름의 일방의 면에 무기 산화물을 증착하는 순서를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 필름과 상기 무기 산화물 또는 표면층(3)과의 밀착성 등을 향상시키기 위해서, 기재 필름의 일방의 면에 표면 처리를 시행해도 된다. 이와 같은 표면 처리로서는 예를 들면 (a)코로나 방전 처리, 오존 처리, 산소 가스 혹은 질소 가스 등을 사용한 저온 플라즈마 처리, 글로우 방전 처리, 화학 약품 등을 사용한 산화 처리나, (b)프라이머 코트 처리, 언더 코트 처리, 앵커 코트 처리, 증착 앵커 코트 처리 등을 들 수 있다.
(표면층 적층 공정)
표면층 적층 공정은 상기 경화성 수지 조성물을 사용하여 표면층(3)을 적층할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 기재층(2)의 일방측면에 상기 경화성 조성물을 포함하는 도공액을 도포하고, 도막을 경화시키는 도공법에 의해 행할 수 있다.
또, 상기 도공액에는 도공성을 향상시키기 위해서 용제를 포함하고 있어도 된다. 이러한 용제로서는 예를 들면 헥세인, 옥테인 등의 지방족 탄화수소; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소; 에탄올, 1-프로판올, 아이소프로판올, 1-뷰탄올 등의 알코올류; 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산뷰틸, 아세트산아이소뷰틸 등의 에스터류; 에틸렌글라이콜모노메틸에터, 에틸렌글라이콜모노에틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 프로필렌글라이콜모노에틸에터 등의 글라이콜에터류; 에틸렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 등의 에스터화 글라이콜에터류 등의 유기 용제를 들 수 있다. 이들 유기 용제는 단독으로 사용해도 되고, 또 필요에 따라 수 종류를 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 이러한 용제는 표면층(3)의 제조 과정에 있어서 증발, 건조시키는 것이 바람직하다. 그 때문에 상기 용제의 비점은 60℃ 이상 160℃ 이하정도인 것이 바람직하다.
상기 경화성 수지 조성물의 도포 방법으로서는 기재층(2)의 일방측면에 경화성 수지 조성물을 균일하게 도포할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 스핀 코트법, 스프레이법, 슬라이드 코트법, 딥법, 바 코트법, 롤 코터법, 스크린 인쇄법 등을 들 수 있다.
상기 도막의 건조 방법으로서는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 가열 건조, 감압 건조 등을 들 수 있다. 또, 건조 온도로서는 예를 들면 30℃ 이상 150℃ 이하정도로 할 수 있다.
상기 경화성 수지 조성물이 활성 에너지선 경화형 수지인 경우, 도막의 경화 방법으로서는 자외선 조사, 가시광 조사, 전자선 조사, 전리 방사선 조사 등을 들 수 있고, 그 중에서도 자외선 조사가 바람직하다. 또한, 표면층(3)을 제조함에 있어서는 필요에 따라서 전처리로서 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기하에서의 플라즈마 처리 등의 표면 개질 처리를 행해도 된다.
<이점>
당해 유리판 대체 필름(1)은 기재층(2)이 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트를 주성분으로 하므로, 종래의 유리판 대신에 사용하면 경량화를 도모할 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름(1)은 상기 서술한 바와 같이 기재층(2)이 소정의 폴리카보네이트를 주성분으로 하므로 내충격성이 우수하여, 종래의 유리판에 비해 충격에 의한 파손의 우려가 적다. 그 때문에 당해 유리판 대체 필름(1)에 있어서는, 종래의 유리판의 표면에 행해지고 있던 것 같은 파손 방지를 위한 보호 필름을 붙이는 것을 생략할 수 있고, 이것에 의해 보호 필름을 붙일 때에 당해 유리판 대체 필름(1)과 보호 필름 사이에 기포가 생기는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름(1)은 기재층(2)의 일방측에 표면층(3)이 적층되어 있기 때문에, 이 표면층(3)에 의해 기재층(2)으로의 상처 형성을 억제할 수 있다.
또한, 당해 유리판 대체 필름(1)은 기재층(2)의 주성분이 상기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트이며, 상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물이므로, 석유 자원 유래의 필름에 비해 내백화성이나 자외선에 대한 내황변성을 향상시킬 수 있어 투명성을 유지할 수 있다. 이 때문에 당해 유리판 대체 필름(1)은 유리판과의 대체성에 우수하다. 게다가, 당해 유리판 대체 필름(1)은 석유 자원 유래의 필름에 비해 내용제성, 내선스크린성, 난연성 등을 향상시킬 수 있다. 또, 석유 자원 유래의 필름은 소각하면 환경 파괴의 우려가 있으므로 복잡한 폐기 수법을 취할 필요가 있는데, 당해 유리판 대체 필름(1)은 상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물이므로 용이하게 폐기 처분을 행할 수 있다.
당해 유리판 대체 필름(1)은 합성 수지를 주성분으로 하여 형성되므로, 만일 깨짐 등이 생긴 경우에도 종래의 유리판과 같이 다수의 파편이 발생하기 어렵다. 그 때문에 당해 유리판 대체 필름(1)은 파손시의 파편에 의해 손가락 등이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 2의 유리판 대체 필름(11)은 제1 실시형태와 마찬가지로 기재층(4)과, 기재층(4)의 일방측에 적층되는 표면층(3)을 구비한다. 도 2의 유리판 대체 필름(11)은 기재층(4) 및 표면층(3)의 2층 구조체로서 형성된다. 표면층(3)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)과 마찬가지이기 때문에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또, 유리판 대체 필름(11)의 평균 두께 및 일방측면의 연필경도로서는 도 1의 유리판 대체 필름(1)과 마찬가지이다. 도 2의 유리판 대체 필름(11)은 투명성을 가진다. 도 2의 유리판 대체 필름(11)은 가요성을 가진다. 도 2의 유리판 대체 필름(11)은 종래의 유리판 대신에 사용된다.
(기재층)
기재층(4)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층(2)과 마찬가지의 형성 재료에 의해 형성된다. 기재층(4)의 구체적 구성으로서는 일방측면(즉, 표면층(3)이 적층되는 측의 면)에 파형상의 미세 변조 구조를 가지는 것 이외에는 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층(2)과 마찬가지가 된다. 상기 미세 변조 구조는 기재층(4)의 일방측면의 전체면에 걸쳐 형성되어 있다. 당해 유리판 대체 필름(11)은 기재층(4)이 일방측면에 미세 변조 구조를 가짐으로써 화상의 시인성을 유지하면서, 기재층(4)과 이 기재층(4)의 일방측에 적층되는 표면층(3)과의 접촉 면적을 증대시켜, 기재층(4)과 이 기재층(4)의 일방측에 적층되는 표면층(3)과의 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 「미세 변조 구조」는 일방향에 미세한 물결을 가지는 구조를 말한다. 또, 이 물결은 능선 및 곡선이 일방향으로 서로 연속되는 한 규칙성을 가질 필요는 없고, 예를 들면 능선 및 곡선간에 부분적으로 융기 또는 침강된 부분이 존재하는 형상도 포함한다.
상기 미세 변조 구조에 있어서의 능선 간격 p의 하한으로서는 1mm가 바람직하고, 10mm가 보다 바람직하며, 20mm가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 미세 변조 구조에 있어서의 능선 간격 p의 상한으로서는 500mm가 바람직하고, 100mm가 보다 바람직하며, 60mm가 더욱 바람직하다. 상기 능선 간격 p가 상기 하한을 만족하지 않으면 이 미세 변조 구조에 의해 광선이 집광 또는 확산되어, 화상의 시인성이 저하될 우려가 있다. 반대로 상기 능선 간격 p가 상기 상한을 넘으면 기재층(4)의 일방측면의 표면적이 충분히 커지지 않아, 기재층(4)과 표면층(3)의 접착 강도를 충분히 높일 수 없을 우려가 있다. 또한, 상기 미세 변조 구조에 있어서의 모든 능선 간격 p가 상기 범위 내에 있는 것이 바람직하지만, 미세 변조 구조에 있어서의 복수의 능선 간격 p 중 일부가 상기 범위 밖이어도 되고, 이 경우에는 복수의 능선 간격 중 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상의 능선 간격이 상기 범위 내에 있으면 된다.
또, 상기 미세 변조 구조에 있어서의 복수의 곡선을 통과하는 근사 가상면을 기준으로 하는 능선의 평균 높이 h의 하한으로서는 5μm가 바람직하고, 7μm가 보다 바람직하며, 9μm가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 미세 변조 구조에 있어서의 복수의 곡선을 통과하는 근사 가상면을 기준으로 하는 능선의 평균 높이 h의 상한으로서는 40μm가 바람직하고, 20μm가 보다 바람직하며, 15μm가 더욱 바람직하다. 상기 평균 높이 h가 상기 하한을 만족하지 않으면 기재층(4)의 일방측면의 표면적이 충분히 커지지 않아, 기재층(4)과 표면층(3)의 접착 강도를 충분히 높일 수 없을 우려가 있다. 반대로 상기 평균 높이 h가 상기 상한을 넘으면 이 미세 변조 구조에 의해 광선이 집광 또는 확산되어, 화상의 시인성이 저하될 우려가 있다.
<유리판 대체 필름의 제조 방법>
다음에 당해 유리판 대체 필름(11)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 당해 유리판 대체 필름(11)의 제조 방법으로서는 기재층(4)을 형성하는 공정과, 기재층(4)의 일방측에 표면층(3)을 적층하는 공정을 가진다. 또한, 표면층 적층 공정은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 표면층 적층 공정과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
(기재층 형성 공정)
기재층 형성 공정은 압출 성형법에 의해 행해진다. 상기 기재층 형성 공정에서는 특정 단면형상의 립 개구의 다이를 사용하고 있다. 즉, 상기 립 개구의 단면형상이 미세 변조 구조의 반전형상을 따른 것을 사용함으로써 도 3에 나타내는 바와 같이 기재 필름(4a)의 일방측면에 파형상의 미세 변조 구조를 형성한다. 또한, 이 기재 필름(4a)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 상기 기재 필름과 마찬가지로 미연신 필름이어도 되고, 연신 필름이어도 되지만, 상기 미세 변조 구조를 적합하게 형성할 수 있도록 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 상기 기재 필름의 연신보다 변형이 적은 것을 적합하게 사용할 수 있다. 또 연신을 행하는 경우의 연신 온도, 연신 배율, 연신 속도 등에 대해서는 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층 형성 공정과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 당해 유리판 대체 필름(11)의 표면층(3)측의 경도를 효과적으로 높이기 위해, 이 기재 필름(4a)의 일방측면에 무기 산화물을 증착하는 순서를 가지는 것이 바람직하다.
<이점>
당해 유리판 대체 필름(11)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)과 마찬가지로 종래의 유리판에 비해 내충격성 및 경량성이 우수함과 아울러 충분한 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 가지므로, 종래의 유리판과의 대체성이 우수하다.
[제3 실시형태]
도 4의 유리판 대체 필름(21)은 기재층(2)과, 기재층(2)의 일방측에 적층되는 표면층(5)과, 기재층(2) 및 표면층(5) 사이에 배열설치되는 접착층(6)을 구비하고, 이 접착제층(6)을 통하여 상기 기재층(2)과 표면층(5)이 접착되어 있다. 도 4의 유리판 대체 필름(21)은 기재층(2), 표면층(5) 및 접착층(6)의 3층 구조체로서 형성된다. 기재층(2)으로서는 도 1 또는 도 2의 유리판 대체 필름과 마찬가지이기 때문에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또, 유리판 대체 필름(21)의 일방측면의 연필경도로서는 도 1 또는 도 2의 유리판 대체 필름과 마찬가지이다. 도 4의 유리판 대체 필름(21)은 투명성을 가진다. 도 4의 유리판 대체 필름(21)은 가요성을 가진다. 도 4의 유리판 대체 필름(21)은 종래의 유리판 대신에 사용된다.
(표면층)
표면층(5)은 유리를 주체로 하는 유리 필름으로 구성된다. 상기 유리 필름으로서는 예를 들면 소다라임 글래스, 무알칼리 글래스 등을 들 수 있다.
이 유리 필름으로 이루어지는 표면층(5)의 평균 두께의 하한으로서는 5μm가 바람직하고, 10μm가 보다 바람직하며, 15μm가 더욱 바람직하다. 한편, 표면층(5)의 평균 두께의 상한으로서는 300μm가 바람직하고, 200μm가 보다 바람직하며, 100μm가 더욱 바람직하다. 표면층(5)의 평균 두께가 상기 하한을 만족하지 않으면 표면층(5)이 벗겨지기 쉬워질 우려가 있다. 반대로 표면층(5)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면 당해 유리판 대체 필름(21)의 경량화가 충분히 향상되지 않을 우려가 있다.
(접착층)
접착층(6)은 점착제로 형성된다. 상기 점착제로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 아크릴계 점착제, 아크릴-고무계 점착제, 천연 고무계 점착제, 뷰틸 고무계 등의 합성 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리유레테인계 점착제, 에폭시계 점착제, 폴리에틸렌계 점착제, 폴리에스터계 점착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 점착력, 유지력, 접착력의 밸런스가 좋고, 염가로 입수 가능한 점에서 아크릴계 점착제가 바람직하다.
상기 아크릴계 점착제를 구성하는 모노머로서 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-뷰틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 아이소뷰틸아크릴레이트, t-뷰틸아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 아이소노닐아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-뷰틸아크릴레이트, 아이소뷰틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 등의 아크릴산알킬에스터, 메타크릴산알킬에스터(알킬기로서는 예를 들면 탄소수 1~20인 것); 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸메타크릴레이트 등의 아크릴산하이드록시알킬에스터, 메타크릴산하이드록시알킬에스터(하이드록시알킬기로서는 예를 들면 탄소수 1~20인 것); 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 퓨말산, 이타콘산 등의 불포화 지방족 카복실산; 아세트산비닐; 이들의 조합 등을 들 수 있다. 그 중에서도 n-뷰틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트를 모노머로서 사용함으로써 점착력, 유지력, 접착력 등의 점착 특성이 양호하기 때문에 특히 바람직하다.
또, 상기 점착제는 두께를 용이하게 조정할 수 있기 때문에 용제 타입의 점착제를 사용할 수 있다. 또한, 상기 점착제로서는 그 밖에 에멀전 타입의 점착제, 핫멜트 타입의 점착제를 채용하는 것도 가능하다.
상기 용제 타입의 점착제는 유기 용제에 용융시켜 제조된다. 상기 유기 용제로서 예를 들면 톨루엔이나 아세트산에틸이 사용된다. 상기 아크릴계 점착제의 경우는 상기 모노머를 톨루엔이나 아세트산에틸의 유기 용제에 용융시켜 중합 개시제에 의해 중합시킴으로써 용제 타입의 아크릴계 점착제를 제조할 수 있다. 이것에 의해 상기 서술한 아크릴계 점착제의 이점을 가지면서 원하는 성분의 점착제를 용이하게 제조할 수 있고, 접착층(6)의 두께를 용이하게 조정할 수 있다.
또, 상기 점착제는 열경화성 성분을 함유하는 점착제를 채용하는 것도 가능하다. 열경화성 성분을 함유하는 점착제로서 특별히 한정되지 않지만, 열경화성 고무계 점착제, 열경화성 실리콘계 점착제, 열경화성 아크릴계 점착제 등을 사용할 수 있다. 이들 점착제에는 열경화성 성분으로서 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 페놀 수지 등이 배합되어도 된다. 또, 열경화성 아크릴계 점착제로서는 일본 특개 평10-292163호 공보에 표시되는 열경화형 감압성 접착제, 구체적으로는 (메타)아크릴산알킬에스터계 폴리머에 에폭시계 가교제 등을 부여하여 가교 처리한 것 등도 사용할 수 있다.
접착층(6)의 평균 두께의 하한으로서는 5μm가 바람직하고, 10μm가 보다 바람직하다. 한편, 접착층(6)의 평균 두께의 상한으로서는 300μm가 바람직하고, 100μm가 바람직하며, 50μm가 보다 바람직하다. 접착층(6)의 평균 두께가 상기 하한을 만족하지 않으면 기재층(2) 및 표면층(5)을 정확하게 접착할 수 없을 우려가 있다. 반대로 접착층(6)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면 당해 유리판 대체 필름(21)의 박형화의 요구에 반할 우려가 있다.
<유리판 대체 필름의 제조 방법>
다음에, 당해 유리판 대체 필름(21)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 당해 유리판 대체 필름(21)의 제조 방법으로서는 기재층(2)을 형성하는 공정과, 기재층(2)의 일방측에 접착층(6)을 적층하는 공정과, 접착층(6)의 일방측에 표면층(5)을 첩합하는 공정을 구비한다. 또한, 기재층 형성 공정은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층 형성 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
또, 당해 유리판 대체 필름(21)의 제조 방법으로서는 예를 들면 기재층(2), 기재층(2)의 일방측에 적층되는 접착층(6) 및 접착층(6)의 일방측에 적층되는 박리층을 가지는 장척 띠형상의 적층체를 사용하여 제조하는 것도 가능하다. 이와 같은 적층체를 사용한 제조 방법으로서는 이 적층체를 하나의 롤에 둘러감은 다음 길이 방향의 일방측으로부터 공급함과 아울러, 다른 롤로부터 장척 띠형상의 표면층(5)을 공급하고, 상기 박리층을 박리하면서 상기 적층체의 접착층(6)의 일방측면에 표면층(5)을 첩부해가는 방법을 들 수 있다.
<이점>
당해 유리판 대체 필름(21)은 종래의 유리판에 비해 상기 서술한 바와 같이 내충격성이 우수하면서 표면층(5)이 유리를 주체로 하므로, 종래의 유리판과 동등한 내찰상성이 얻어진다.
또, 당해 유리판 대체 필름(21)은 종래의 유리판의 표면에 행해지고 있던 바와 같은 파손 방지를 위한 보호 필름을 붙이는 것을 생략할 수 있으므로, 보호 필름을 붙일 때에 당해 유리판 대체 필름(21)과 보호 필름 사이에 기포가 생기는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 당해 유리판 대체 필름(21)은 표면층(5)이 유리를 주체로 함으로써, 종래의 유리판에 근사한 질감을 실현하는 것이 가능하게 된다. 또, 당해 유리판 대체 필름(21)은 표면층(5)이 접착층(6)의 일방측에 붙여져 있으므로, 일방의 면에 강한 충격이 가해진 경우에도 유리의 파편이 비산하는 것이 접착층(6)에 의해 방지된다. 그 때문에 당해 유리판 대체 필름(21)은 유리가 파손된 경우의 안전성을 높일 수 있다.
[제4 실시형태]
<유리판 대체 필름>
도 5의 유리판 대체 필름(31)은 기재층(7)과, 기재층(7)의 일방측에 적층되는 표면층(8)과, 기재층(7) 및 표면층(8) 사이에 적층되는 도전층(9)을 구비한다. 도 5의 유리판 대체 필름(31)은 기재층(7), 도전층(9) 및 표면층(8)이 이 순서로 적층된 3층 구조체로서 형성된다. 유리판 대체 필름(31)의 평균 두께로서는 도 1 및 도 2의 유리판 대체 필름과 마찬가지이다. 또, 일방측면의 연필경도로서는 도 1, 2, 4의 유리판 대체 필름과 마찬가지이다. 도 5의 유리판 대체 필름(31)은 투명성을 가진다. 도 5의 유리판 대체 필름(31)은 가요성을 가진다. 도 5의 유리판 대체 필름(31)은 종래의 유리판 대신에 사용된다.
(기재층)
기재층(7)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층(2)과 마찬가지의 구성을 가진다. 단, 당해 유리판 대체 필름(31)에 있어서는, 기재층(7)은 일방측면에 무기 산화물이 증착되어 있지 않다.
(표면층)
표면층(8)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 표면층(3)과 마찬가지의 구성을 가진다. 단, 당해 유리판 대체 필름(31)에 있어서는, 표면층(8)은 자외선 경화형 에폭시 수지를 주성분으로 하는 하드코트층으로 되어 있다.
(도전층)
도전층(9)은 대전 방지성을 높인다. 도전층(9)은 투명성 및 도전성을 가진다. 또, 도전층(9)은 가요성을 가진다. 도전층(9)은 도전성 무기 재료를 주성분으로 한다. 구체적으로는 도전층(9)은 도전성 무기 입자 및 그 바인더를 포함하고, 도전성 무기 입자를 주성분으로 한다.
상기 도전성 무기 입자로서는 투명성 및 도전성을 가지는 한 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 금속 입자, 카본 입자, 도전성 금속 산화물 입자, 도전성 질화물 입자 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 투명성 및 도전성을 겸비한 도전성 금속 산화물 입자가 바람직하다. 또, 상기 도전성 금속 산화물 입자로서는 예를 들면 산화주석 입자, 안티몬 함유 산화주석(ATO) 입자, 주석 함유 산화인듐(ITO) 입자, 알루미늄 함유 산화아연(AZO) 입자, 갈륨 함유 산화아연(GZO) 입자 등의 금속 산화물 입자를 들 수 있다. 또한, 상기 도전성 무기 입자로서는 산화주석 졸, 산화 산화알루미늄 졸 등의 산화물 졸도 바람직하다.
상기 도전성 무기 입자의 평균 입자 직경의 하한으로서는 1nm가 바람직하고, 5nm가 보다 바람직하며, 10nm가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 도전성 무기 입자의 평균 입자 직경의 상한으로서는 300nm가 바람직하고, 150nm가 보다 바람직하며, 100nm가 더욱 바람직하다. 상기 도전성 무기 입자의 평균 입자 직경이 상기 하한을 만족하지 않으면 제조가 용이하지 않게 될 우려가 있다. 반대로 상기 도전성 무기 입자의 평균 직경이 상기 상한을 넘으면 헤이즈값이 높아질 우려가 있다.
또, 상기 도전성 무기 입자에는 무기 화합물 또는 유기 화합물에 의해 표면 처리를 시행해도 된다. 상기 표면 처리에 사용하는 무기 화합물로서는 예를 들면 알루미나 또는 실리카를 들 수 있다. 상기 표면 처리에 사용하는 유기 화합물로서는 예를 들면 폴리올, 알칸올아민, 스테아르산, 실레인 커플링제, 티타네이트 커플링제 등을 들 수 있다.
도전층(9)에 있어서의 상기 도전성 무기 입자의 함유량의 하한으로서는 50질량%가 바람직하고, 55질량%가 보다 바람직하며, 60질량%가 더욱 바람직하다. 한편, 도전층(9)에 있어서의 상기 도전성 무기 입자의 함유량의 상한으로서는 90질량%가 바람직하고, 85질량%가 보다 바람직하며, 80질량%가 더욱 바람직하다. 상기 도전성 무기 입자의 함유량이 상기 하한을 만족하지 않으면, 당해 유리판 대체 필름(31)의 대전 방지성이 충분히 높아지지 않을 우려가 있다. 반대로 상기 도전성 무기 입자의 함유량이 상기 상한을 넘으면 상기 도전성 무기 입자가 정확하게 고정되지 않을 우려가 있다.
상기 바인더로서는 투명성을 가지고, 또한 상기 도전성 무기 입자가 분산된 도전층(9)을 형성 가능한 한 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 아크릴 수지, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리유레테인, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리아세트산비닐 등의 합성 수지를 들 수 있다.
도전층(9)의 평균 두께의 하한으로서는 100nm가 바람직하고, 300nm가 보다 바람직하며, 500nm가 더욱 바람직하다. 한편, 도전층(9)의 평균 두께의 상한으로서는 3μm가 바람직하고, 2μm가 보다 바람직하며, 1μm가 더욱 바람직하다. 도전층(9)의 평균 두께가 상기 하한을 만족하지 않으면 당해 유리판 대체 필름(31)의 대전 방지성이 충분히 높아지지 않을 우려가 있다. 반대로 도전층(9)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면 당해 유리판 대체 필름(31)의 박형화의 요구에 반함과 아울러 가요성이 저하될 우려가 있다.
도전층(9)의 표면 저항값으로서는 10×107 이상 10×109 이하가 바람직하다. 도전층(9)의 표면 저항값이 상기 범위인 것에 의해 먼지 등의 부착을 방지할 뿐만아니라 충분한 대전 방지성이 얻어진다.
<유리판 대체 필름의 제조 방법>
다음에, 당해 유리판 대체 필름(31)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 당해 유리판 대체 필름(31)의 제조 방법으로서는 기재층(7)을 형성하는 공정과, 기재층(7)의 일방측에 도전층(9)을 적층하는 공정과, 도전층(9)의 일방측에 표면층(8)을 적층하는 공정을 구비한다. 또한, 기재층 형성 공정 및 표면층 적층 공정은 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층 형성 공정 및 표면층 적층 공정과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
(도전층 적층 공정)
도전층 적층 공정은 도전층(9)을 형성하는 상기 도전성 무기 입자 및 바인더와, 용제를 포함하는 도공액을 도포하고, 도막을 건조, 경화시키는 도공법에 의해 행할 수 있다.
상기 도공액에 포함되는 용제로서는 예를 들면 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 표면층 적층 공정에서 사용되는 용제와 마찬가지인 것을 들 수 있다.
또, 상기 도공액의 도포 방법으로서는 기재층(7)의 일방측면에 균일하게 도포할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 바 코트, 블레이드 코트, 에어나이프 코트, 그라비어 코트, 롤 코트 등의 솔벤트 코트법이나, 스크린 인쇄 방법 등을 들 수 있다.
<이점>
당해 유리판 대체 필름(31)은 표면층(8)과 기재층(7) 사이에 적층되는 도전층(9)을 가지므로, 대전 방지성을 향상시킬 수 있다. 그 때문에 당해 유리판 대체 필름(31)은 예를 들면 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 사용된 경우에 먼지 등의 부착을 방지할 수 있다.
당해 유리판 대체 필름(31)은 표면층(8)이 자외선 경화형 에폭시 수지를 주성분으로 하므로, 컬, 크랙 등의 발생이 방지됨과 아울러 가요성이 높아져, 곡면 성형성이 비약적으로 높아진다. 그 때문에 당해 유리판 대체 필름(31)은 예를 들면 현장감을 높이기 위해 디스플레이 디바이스의 중앙부와 주변부에서 시인자와 디스플레이와의 거리가 대략 동일하게 되도록 중앙으로부터 좌우 방향에 걸쳐 시인자측으로 만곡된 곡면 디스플레이 디바이스에 적합하게 사용할 수 있다.
[제5 실시형태]
도 6의 유리판 대체 필름(26)은 기재층(2)과, 기재층(2)의 양측에 적층되는 한 쌍의 표면층(3)을 구비한다. 도 6의 유리판 대체 필름(26)은 기재층(2) 및 한 쌍의 표면층(3)의 3층 구조체로서 형성된다. 기재층(2) 및 표면층(3)으로서는 도 1의 유리판 대체 필름(1)과 마찬가지이기 때문에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또, 유리판 대체 필름(26)의 평균 두께로서는 도 1의 유리판 대체 필름(1)과 마찬가지이다. 또한, 유리판 대체 필름(26)의 양측면의 연필경도로서는 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 일방측면의 연필경도와 마찬가지이다. 도 6의 유리판 대체 필름(26)은 투명성을 가진다. 도 6의 유리판 대체 필름(26)은 가요성을 가진다. 도 6의 유리판 대체 필름(26)은 종래의 유리판 대신에 사용된다.
<유리판 대체 필름의 제조 방법>
당해 유리판 대체 필름(26)의 제조 방법으로서는 기재층(2)을 형성하는 공정과, 기재층(2)의 양측에 한 쌍의 표면층(3)을 적층하는 공정을 가진다. 상기 기재층 형성 공정으로서는 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 기재층 형성 공정과 마찬가지로 할 수 있다. 또, 상기 표면층 적층 공정으로서는 기재층(2)의 일방측에 더해 기재층(2)의 타방측에도 표면층(3)을 적층하는 것 이외에 도 1의 유리판 대체 필름(1)의 표면층 적층 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
<이점>
당해 유리판 대체 필름(26)은 도 1의 유리판 대체 필름(1)과 마찬가지로 종래의 유리판에 비해 내충격성, 경량성 등이 우수하다. 또, 당해 유리판 대체 필름(26)은 기재층(2)의 양측에 한 쌍의 표면층(3)이 적층되어 있으므로, 기재층(2)의 일방측에 더해 기재층(2)의 타방측의 상처 형성을 억제할 수 있다.
[제6 실시형태]
<디스플레이 디바이스용 패널 적층체>
도 7의 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)는 당해 유리판 대체 필름(1)으로 구성되는 전면판(1)과, 전면판(1)의 이면측에 배열설치되는 터치패널(42)과, 터치패널(42)의 이면측에 적층되는 표시 패널(43)을 구비한다. 또한, 「전면판」은 디스플레이 디바이스의 최표면(시인자측)에 배열설치되는 판 부재를 말한다.
<이점>
당해 유리판 대체 필름(1)은 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 사용되므로, 종래의 유리판에 비해 전면판(1)의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러, 이 전면판(1)의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다.
당해 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)는 전면판(1)으로서 당해 유리판 대체 필름(1)을 구비하므로, 종래의 유리판에 비해 전면판(1)의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러, 이 전면판(1)의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다. 또, 당해 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)는 별도 표면에 파손 방지를 위한 보호 필름을 첩부하는 것을 생략할 수 있으므로, 보호 필름을 붙일 때에 전면판과 보호 필름 사이에 기포가 생기는 등의 문제를 방지할 수 있다.
[제7 실시형태]
<디스플레이 디바이스>
도 8의 디스플레이 디바이스(51)는 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)와, 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)의 이면측에 배열설치되는 백라이트 유닛(52)을 구비한다. 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)로서는 도 7의 디스플레이 디바이스용 패널 적층체(41)와 마찬가지이기 때문에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
(백라이트 유닛)
백라이트 유닛(52)은 도광판(53)과, 도광판(53)의 단면을 따라 배열설치되는 광원(54)과, 도광판(53)의 표면측에 배열설치되는 1개 또는 복수의 광학 시트(55)를 구비한다. 광원(54)으로서는 예를 들면 복수의 LED, 냉음극관 등을 들 수 있다. 또, 광학 시트(55)로서는 예를 들면 광확산 시트, 마이크로렌즈 시트, 프리즘 시트 등을 들 수 있고, 이들이 필요에 따라 조합되어 중첩되어 있어도 된다.
<이점>
당해 디스플레이 디바이스(51)는 전면판(1)으로서 당해 유리판 대체 필름(1)을 구비하므로, 종래의 유리판에 비해 전면판(1)의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러, 이 전면판(1)의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다. 또, 당해 디스플레이 디바이스(51)는 별도 표면에 파손 방지를 위한 보호 필름을 첩부하는 것을 생략할 수 있으므로, 보호 필름을 붙일 때에 전면판과 보호 필름 사이에 기포가 생기는 등의 문제를 방지할 수 있다.
[그 밖의 실시형태]
또한, 본 발명의 유리판 대체 필름 및 디스플레이 디바이스는 상기 태양 외에 각종 변경, 개량을 시행한 태양으로 실시할 수 있다. 예를 들면, 당해 유리판 대체 필름은 상기 제1 실시형태 내지 제5 실시형태에 기재된 각 층(기재층, 표면층, 도전층 및 접착층)을 적당히 조합하여 구성되어도 된다. 또, 당해 유리판 대체 필름은 상기 각 층 외에 반사 방지층 등의 다른 층을 구비하고 있어도 된다.
당해 유리판 대체 필름은 기재층의 양측에 한 쌍의 표면층이 적층되어 있는 경우, 각 표면층의 구성은 동일할 필요는 없다. 당해 유리판 대체 필름은 기재층의 양측에 한 쌍의 표면층이 적층되어 있는 경우, 예를 들면 일방의 표면층이 활성 에너지선 경화형 수지를 주성분으로 하는 하드코트층이며, 타방의 표면층이 유리를 주체로 하는 유리 필름이어도 된다. 또, 당해 유리판 대체 필름은 기재층 및 어느 일방의 표면층 사이에 상기 도전층이 적층되어 있어도 되고, 기재층 및 한 쌍의 표면층 사이에 각각 상기 도전층이 적층되어 있어도 된다.
당해 유리판 대체 필름은 기재층의 일방측 또는 양측에 복수의 표면층이 적층되어 있어도 된다. 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이 당해 유리판 대체 필름(35)은 기재층(36)과, 기재층(36)의 일방측에 적층되는 제1 표면층(37)과, 제1 표면층(37)의 일방측에 적층되는 제2 표면층(38)을 가지고 있어도 된다. 또 이 경우, 제1 표면층(37) 및 제2 표면층(38)의 형성 재료는 상이한 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면 제1 표면층(37) 및 제2 표면층(38)의 어느 일방이 활성 에너지선 경화형 수지를 주성분으로 하는 하드코트층이며, 제1 표면층(37) 및 제2 표면층(38)의 타방이 유리 필름이어도 되고, 제1 표면층(37) 및 제2 표면층(38)이 각각 상이한 수지를 주성분으로 하는 하드코트층이어도 된다. 또한, 제1 표면층(37) 및 제2 표면층(38)이 모두 하드코트층인 경우, 제1 표면층(37)의 연필경도는 제2 표면층(38)의 연필경도보다 작은 것이 바람직하다. 당해 유리판 대체 필름(35)은 이와 같이 기재층(36)에 근접하여 설치되는 제1 표면층(37)의 연필경도를 작게 함으로써 컬의 발생을 억제할 수 있다.
당해 유리판 대체 필름은 기재층 및 표면층 사이에 도전층이 적층되는 경우에도 기재층의 도전층이 적층되는 측에 무기 산화물이 증착되어 있어도 되고, 표면층이 자외선 경화형 에폭시 수지 이외를 주성분으로 하는 하드코트층 또는 유리 필름이어도 된다. 당해 유리판 대체 필름은 이러한 구성에 의해서도 유리판에 비해 내충격성 및 경량성이 우수함과 아울러 충분한 상처 형성 방지성 등을 나타낼 수 있다.
상기 기재층은 유리 필름으로 이루어지는 표면층, 접착층 또는 도전층 등의 적층면에 파형상의 미세 변조 구조를 가지고 있어도 된다. 당해 유리판 대체 필름은 이러한 구성에 의해서도 기재층과 기재층에 적층되는 층의 접착 강도를 높일 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름은 기재층이 양측면에 파형상의 미세 변조 구조를 가지고 있어도 된다. 당해 유리판 대체 필름은 이러한 구성에 의하면 기재층의 양측면의 표면적을 증대시켜 기재층과 이 기재층의 양측에 적층되는 층의 접착 강도를 높일 수 있다.
상기 기재층은 반드시 압출 성형법을 사용하여 형성될 필요는 없고, 예를 들면 용액 캐스트법(용액 유연법), 캘린더법, 압축 성형법을 사용하여 형성되어도 된다.
당해 디스플레이 디바이스용 패널 적층체 및 디스플레이 디바이스는 반드시 터치패널을 가질 필요는 없다. 당해 디스플레이 디바이스용 패널 적층체 및 디스플레이 디바이스는 터치패널을 가지지 않는 경우에도 당해 유리판 대체 필름을 구비함으로써, 종래의 유리판에 비해 전면판의 내충격성 및 경량성을 향상시킴과 아울러, 이 전면판의 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 높일 수 있다. 또, 당해 유리판 대체 필름은 반드시 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 사용될 필요는 없고, 종래의 유리판을 대신하는 각종 부재로서 사용 가능하다.　
이상과 같이 본 발명에 따른 유리판 대체 필름은 유리판에 비해 내충격성 및 경량성이 우수함과 아울러, 충분한 상처 형성 방지성, 내백화성 및 내황변성을 가짐으로써 유리판과의 대체성이 우수하므로, 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 적합하게 사용된다.
1, 11, 21, 26, 31, 35…유리판 대체 필름
2, 4, 7, 36…기재층
3, 5, 8, 37, 38…표면층
4a…기재 필름
6…접착층
9…도전층
41…디스플레이 디바이스용 패널 적층체
42…터치패널
43…표시 패널
51…디스플레이 디바이스
52…백라이트 유닛
53…도광판
54…광원
55…광학 시트

Claims (9)

  1. 기재층과, 상기 기재층의 일방측 또는 양측에 적층되는 1개 또는 복수의 표면층을 구비하는 유리판 대체 필름으로서,
    상기 기재층이 하기 식(1)으로 표시되는 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 가지는 폴리카보네이트를 포함하고,
    상기 다이하이드록시 화합물이 식물의 추출물 또는 그 유래물이며,
    상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 자외선 경화형 에폭시 수지를 포함하고, 상기 자외선 경화형 에폭시 수지를 포함하는 표면층이 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 (메타)아크릴레이트계 올리고머에 유래하지 않고,
    상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 상기 기재층에 직접 적층되어 있고,
    상기 기재층이, 상기 표면층이 직접 적층되는 측의 면에 일방향으로 물결을 가지는 파형상의 변조 구조를 가지고,
    상기 변조 구조에 있어서의 복수의 곡선을 통과하는 근사 가상면을 기준으로 하는 능선의 평균 높이가 5μm 이상 40μm 이하인 것을 특징으로 하는 유리판 대체 필름.
    [화 1]
    Figure 112018013427909-pat00014
    (1)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층이 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리판 대체 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 상기 다이하이드록시 화합물 이외의 지방족 다이하이드록시 화합물에 유래하는 구성 단위를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 유리판 대체 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 1개 또는 복수의 표면층 중 적어도 1개의 표면층과 상기 기재층 사이에 적층되고, 도전성 무기 재료를 포함하는 도전층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 대체 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스플레이 디바이스의 전면판으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유리판 대체 필름.
  6. 제 5 항에 기재된 유리판 대체 필름을 구비하는 디스플레이 디바이스.
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  8. 삭제
  9. 삭제
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