KR102366573B1

KR102366573B1 - 하드 코팅 필름 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102366573B1
Application number: KR1020140053988A
Authority: KR
Inventors: 히로키 호시노; 토모 오루이; 사토루 쇼시
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2022-02-22
Also published as: KR20140143691A; JP2014237250A; CN104228253A; TW201500204A; CN104228253B; JP6138598B2; TWI626156B

Abstract

터치펜에 의한 쓰기 감촉이 양호하고, 또 내스크래치성이 우수한 하드 코팅 필름을 제공한다.
기재 필름(11)과 기재 필름(11)의 한쪽 면측에 설치된 하드 코팅층(12)을 구비하고, 하드 코팅층(12)의 탄성률이 700~7000 MPa이며, 하드 코팅층(12)의 표면에 대해, 펜 끝 직경 0.5 mm의 하드 펠트 심의 터치펜을 하중 150g중의 가압 하, 속도 100 mm/분으로 주사시켰을 때의 펜 끝 저항력의 접동치가 250 mN 이상인 하드 코팅 필름(1).

Description

하드 코팅 필름 및 그 제조 방법{Hard-coated film and method of manufacturing the same}

본 발명은 터치펜이 사용되는 터치패널용의 하드 코팅 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 각종 전자기기에서, 표시장치와 입력 수단을 겸한 터치패널이 많이 사용되고 있다. 이 터치패널의 표면에는, 통상, 상처 방지를 위해서, 하드 코팅층을 갖는 하드 코팅 필름이 설치된다.

상기와 같은 터치패널에서는, 손가락에 의해 입력을 행하는 것 이외에도, 터치펜에 의해 입력을 행하는 경우가 있으며, 터치펜에 의하면, 손가락보다 가늘고 정밀도가 높은 입력 작업이 가능하다. 그렇지만, 통상, 터치패널의 표시 모듈은 경질이며, 상기의 하드 코팅 필름을 설치한 터치패널 표면도 동일하게 경질이다. 그 때문에, 터치펜에 의한 쓰기 감촉은 연필이나 펜 등으로 종이에 쓸 때의 쓰기 감촉과 달리, 양호하다고는 말하기 어렵다.

터치패널에서의 터치펜에 의한 쓰기 감촉의 문제를 해결하기 위해서, 특허 문헌 1 및 2에서는, 터치패널의 투명 기판에 자기 수복성의 연질 수지층을 적층하여, 그것에 의해 터치펜에 의한 쓰기 감촉을 향상시키고 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 2003-15822호 공보 특허문헌 2: 일본국 특허공개 2009-302013호 공보

그렇지만, 자기 수복성의 연질 수지층은 상처가 나기 쉽고, 실사용에 견딜 수 있는 하드 코팅 특성을 가지지 않기 때문에, 하드 코팅층으로서 사용할 수 없다. 또, 하드 코팅층과 자기 수복성의 연질 수지층을 별개로 설치하면, 제조 공정이 번잡하게 되는 동시에, 제조 코스트가 높아진다.

본 발명은, 이러한 실상을 감안하여 행하여진 것으로, 터치펜에 의한 쓰기 감촉이 양호하고, 또 내스크래치성이 우수한 하드 코팅 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 제1의 본 발명은 기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽 면측에 설치된 하드 코팅층을 구비한 터치패널용의 하드 코팅 필름으로서, 상기 하드 코팅층의 탄성률이 700~7000MPa이며, 상기 하드 코팅층의 표면에 대해, 펜 끝 직경 0.5mm의 하드 펠트 심의 터치펜을 하중 150g중의 가압하, 속도 100mm/분으로 주사시켰을 때의 펜 끝 저항력의 접동치가 250mN 이상인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름을 제공한다(발명 1).

상기 발명(발명 1)에서는, 하드 코팅층이 상기 탄성률을 가짐으로써, 터치펜에 의한 쓰기 감촉에 저항감이 부여되고, 또, 하드 코팅층이 상기 펜 끝 저항력의 접동치를 가짐으로써, 터치펜에 의한 쓰기 감촉에 마찰감이 부여되며, 이러한 감각이 서로 어울려서, 터치펜의 쓰기 감촉이 연필로 종이에 쓸 때의 감각에 가깝게 되어 양호하게 된다.

상기 발명(발명 1)에서, 상기 하드 코팅층은 1종 또는 2종 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트를 함유하는 코팅 조성물을 경화시켜 이루어지고, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 적어도 1종은 분자 내에 알킬렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 것이 바람직하다(발명 2).

상기 발명(발명 2)에서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 총량 중에서의 상기 알킬렌옥사이드 단위의 양은 11~90 질량%인 것이 바람직하다(발명 3).

상기 발명(발명 2, 3)에서, 상기 코팅 조성물은 레벨링제를 더 함유함이 바람직하다(발명 4).

상기 발명(발명 1~4)에서, 상기 하드 코팅층의 두께는 1~15㎛인 것이 바람직하다(발명 5).

상기 발명(발명 1~5)에서, 상기 기재 필름은 두께 15~300㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 주체로 하는 것이 바람직하다(발명 6).

제2의 본 발명은, 상기 하드 코팅 필름(발명 2~4)의 제조 방법으로서, 상기 기재 필름의 한쪽 면측에, 상기 코팅 조성물을 함유하는 도공액을 도포하여 도막을 형성하고, 불활성 가스 분위기하에서, 상기 도막에 대해 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화시켜, 상기 하드 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름의 제조 방법을 제공한다(발명 7).

본 발명에 의한 하드 코팅 필름은 터치펜에 의한 쓰기 감촉이 양호하고, 또 내스크래치성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 하드 코팅 필름의 단면도.
도 2는 펜 끝 저항력의 측정 결과의 일례를 나타내는 차트.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 하드 코팅 필름(1)은 기재 필름(11)과, 기재 필름(11)의 한쪽의 면에 형성된 하드 코팅층(12)으로 이루어진다. 이 하드 코팅 필름(1)은 터치펜이 사용되는 터치패널의 표면에 설치되는 것이다.

1. 물성

본 실시형태에 의한 하드 코팅 필름(1)에서는, 하드 코팅층(12)의 탄성률이 700~7000MPa이며, 또, 하드 코팅층(12)의 표면(기재 필름(11)과 접하지 않는 쪽의 면)에 대해, 펜 끝 직경 0.5mm의 하드 펠트 심의 터치펜을 하중 150g중의 가압하, 속도 100mm/분으로 주사시켰을 때의 펜 끝 저항력의 접동치가 250mN 이상이다.

또 본 명세서에서의 탄성률은 미소 표면 경도계(후술하는 시험예에서는, 시마즈세이사쿠쇼 사제의 다이나믹 초미소 경도계 W201S)를 사용해 측정한 값으로 한다. 또, 펜 끝 저항력의 접동치란, 터치펜이 주사하기 시작할 단계에서 나타나는 펜 끝 저항력의 영향이 수습되어, 안정적인 주사 상태에서의 펜 끝 저항력의 평균치를 말한다. 예를 들면, 도 2에서는, 주사 길이 10~40mm의 펜 끝 저항력의 평균치가 접동치로 된다.

하드 코팅층(12)이 상기와 같은 탄성률을 가지면, 터치펜에 의한 쓰기 감촉에 저항감이 부여되고, 또, 하드 코팅층(12)이 상기와 같은 펜 끝 저항력의 접동치를 가지면, 터치펜에 의한 쓰기 감촉에 마찰감이 부여된다. 이러한 감각이 서로 어울려서, 터치펜의 쓰기 감촉이 연필로 종이에 쓸 때의 감각에 가깝게 되어 양호하게 된다.

하드 코팅층(12)의 탄성률이 7000MPa를 넘으면, 하드 코팅층(12)이 너무 딱딱해져, 터치펜에 의한 쓰기 감촉에 상기와 같은 저항감이 없어져서, 쓰기 감촉이 떨어진다. 또, 하드 코팅층(12)의 탄성률이 700MPa 미만이면, 상처가 나기 쉬워져서, 하드 코팅층(12)의 내스크래치성이 저하한다.

한편, 펜 끝 저항력의 접동치가 250mN 미만이면, 하드 코팅층(12)의 표면에서 터치펜이 너무 미끄러져서 쓰기 감촉이 떨어진다. 또 펜 끝 저항력의 접동치의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 굳이 상한을 설정한다면, 터치펜의 펜 끝 및/또는 하드 코팅층(12)의 마모성의 관점에서, 600mN 정도가 바람직하다.

상기의 관점에서, 하드 코팅층(12)의 탄성률은 1000~6500MPa인 것이 바람직하고, 특히 3000~6000MPa인 것이 바람직하다. 또, 펜 끝 저항력의 접동치는 300~550mN인 것이 바람직하고, 특히 350~450mN인 것이 바람직하다.

또, 상기의 물성을 만족하면, 상기 하드 펠트 심의 터치펜과는 재료나 펜 끝지름이 다른 터치펜(예를 들면, 폴리아세탈 심의 터치펜)을 사용했을 경우라도, 하드 코팅 필름의 쓰기 감촉 향상의 효과가 확인된다.

또, 본 실시형태에 의한 하드 코팅 필름(1)에서는, 하드 코팅층(12)의 표면을 #0000의 스틸 울을 사용하여, 250g중/cm²의 하중으로 10 cm, 10 왕복 문질렀을 때에, 상처가 생기지 않는 것이 바람직하고, 특히, 같은 조건으로 30 왕복 문질렀을 때에, 상처가 생기지 않는 것이 바람직하다. 이러한 스틸 울 경도의 평가에 의한 내스크래치성을 가짐으로써, 하드 코팅 필름(1)을 터치패널의 표면에 사용했을 때에, 하드 코팅층(12)에 상처가 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

2. 하드 코팅층

본 실시형태에서의 하드 코팅 필름(1)의 하드 코팅층(12)은 탄성률 및 펜 끝 저항력의 접동치에 관해서 상기의 물성이 발휘되면, 어떠한 재료로 형성되어도 좋지만, 바람직하게는, 이하에 설명하는 코팅 조성물(C)을 경화시킴으로써 형성된다. 코팅 조성물(C)에 의하면, 상기의 물성을 만족하는 하드 코팅층(12)을 형성하기 쉽다.

본 실시형태에서의 코팅 조성물(C)은 1종 또는 2종 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트를 함유하고, 바람직하게는 레벨링제를 더 함유한다. 또 본 명세서에서, (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 양쪽 모두를 의미한다. 다른 유사 용어도 마찬가지이다.

(1) 다관능 (메타)아크릴레이트

코팅 조성물(C)은 경화성의 주성분으로서 1종 또는 2종 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트를 함유한다. 다관능 (메타)아크릴레이트는 활성 에너지선의 조사에 의해 가교 하여 경화한다. 다관능 (메타)아크릴레이트를 가교 시킨 것은 가교 밀도가 높기 때문에, 그 다관능 (메타)아크릴레이트를 사용함으로써, 형성되는 하드 코팅층(12)은 소망하는 경도·내스크래치성을 가질 수 있게 된다.

상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 적어도 1종은 분자 내에 복수의 알킬렌옥사이드 단위를 갖는 것인 것이 바람직하다. 이와 같이 다관능 (메타)아크릴레이트가 분자 내에 복수의 알킬렌옥사이드 단위를 가짐으로써, 다관능 (메타)아크릴레이트의 경화물의 탄성률이 비교적 낮아져서, 하드 코팅층(12)의 탄성률이 전술한 값을 만족할 수 있게 된다.

상기와 같은 다관능 (메타)아크릴레이트는 폴리올에 상당하는 단위와, 그 수산기 부분에 알킬렌옥사이드 단위가 결합 되며, 또 그 앞에 (메타)아크릴로일기가 결합되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또 그 구조는 제조 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 또, 내스크래치성을 유지하는 관점에서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트는 우레탄 결합 등을 갖지 않는 것이 바람직하다.

상기 알킬렌옥사이드 단위는 쓰기 감촉 향상성 및 내스크래치성의 양립의 관점에서, 탄소수 1~8 정도인 것이 바람직하고, 탄소수 1~4 정도인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 2의 에틸렌옥사이드인 것이 특히 바람직하다.

상기 폴리올로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 하이드록시피바린산 네오펜틸글리콜, 디시클로펜탄디올, 디시클로펜텐디올, 아릴화 시클로헥산디올, 비스(하이드록시알킬)이소시아누레이트, 비스페놀 등의 수산기를 2개 갖는 것, 트리메티롤프로판, 트리스(하이드록시알킬)이소시아누레이트 등의 수산기를 3개 갖는 것, 펜타에리트리톨, 디트리메티롤프로판 등의 수산기를 4개 갖는 것, 디펜타에리트리톨 등의 수산기를 6개 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해 사용할 수가 있다. 내스크래치성을 우수하게 하는 관점에서, 수산기가 3개 이상의 폴리올인 것이 바람직하고, 쓰기 감촉 향상성의 관점에서는 수산기가 6개 이하의 폴리올인 것이 바람직하다.

상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 1 분자 중에서의 알킬렌옥사이드의 평균 몰수는 5~20 몰인 것이 바람직하고, 특히 10~15 몰인 것이 바람직하다. 또 여기서 말하는 평균 몰수란 폴리올 1 분자 중의 각 수산기에 결합하는 알킬렌옥사이드 단위의 합계 몰수의 평균치이다. 또, 하드 코팅층(12)의 내스크래치성, 및 레벨링제와의 친화성에 기인한 투명성의 관점에서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 관능기 수는 2~10인 것이 바람직하고, 특히 3~6인 것이 바람직하다.

코팅 조성물(C)은 알킬렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트를 혼합해 함유하는 경우도 바람직하다. 이에 의해, 하드 코팅층(12)의 탄성률을 상기의 소망하는 범위로 제어하기 쉬워진다.

알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트로서는, 전술한 폴리올에 (메타)아크릴로일기가 알킬렌옥사이드 단위를 거치지 않고 직접 결합되어 이루어지는 다관능 (메타)아크릴레이트를 들 수 있다. 이 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트도 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해 사용할 수가 있다.

알킬렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트와의 혼합비(질량 기준)로는 10:90~100:0인 것이 바람직하고, 특히 20:80~80:20인 것이 바람직하고, 또 30:70~50:50인 것이 더욱 바람직하다.

다관능 (메타)아크릴레이트의 총량 중에서의 알킬렌옥사이드 단위의 양은 11~90질량%인 것이 바람직하고, 특히 12~70질량%인 것이 바람직하고, 또 14~50질량%인 것이 더욱 바람직하다. 알킬렌옥사이드 단위의 양이 11 질량% 미만이면, 다관능 (메타)아크릴레이트의 경화물의 탄성률이 낮아지기 어려워, 하드 코팅층(12)의 탄성률이 전술한 값을 만족하기가 어려워질 우려가 있다. 한편, 알킬렌옥사이드 단위의 양이 90질량%를 초과하면, 하드 코팅층(12)가 너무 부드러워져서, 내스크래치성이 저하할 우려가 있다.

(2) 레벨링제

본 실시형태에 의한 코팅 조성물(C)은 바람직하게는 레벨링제를 함유한다. 이에 의해, 형성되는 하드 코팅층(12)이 줄무늬 형상의 결점이나 얼룩짐 등이 없고, 막 두께가 균일하게 되어 우수한 외관을 나타내는 동시에, 펜 끝 저항력의 접동치를 전술한 범위로 조정하기 쉬워진다.

레벨링제로서는, 예를 들면, 실리콘계 레벨링제, 불소계 레벨링제, 아크릴계 레벨링제, 비닐계 레벨링제 등을 들 수 있고, 그 중에서, 레벨링성이나 다른 성분과의 상용성의 관점에서, 실리콘계 레벨링제 및 불소계 레벨링제가 바람직하다. 또 레벨링제는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합해 사용해도 좋다.

실리콘계 레벨링제는 폴리디메틸 실록산 또는 변성 폴리디메틸 실록산인 것이 바람직하다. 변성 폴리디메틸 실록산으로는, 예를 들면, 빅케미저팬 사제의 BYK-3550 등을 바람직하게 들 수 있다. 또 변성 폴리디메틸 실록산의 변성률이 너무 높으면, 레벨링성을 발휘시켜서, 얻어지는 하드 코팅층(12)의 외관을 적합하게 하기 위하여, 첨가량을 증가시킬 필요가 있다. 그 결과, 형성되는 하드 코팅층(12)의 미끄러짐성이 높아져서, 펜 끝 저항력의 접동치가 전술한 값을 만족하지 않게 되어, 터치펜의 쓰기 감촉이 저하하는 경우가 있다.

불소계 레벨링제로서는 퍼플루오로 알킬기 또는 불소화 알케닐기를 주쇄 또는 측쇄에 갖는 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 시판품으로는, 빅케미저팬 사제의 BYK-340, 네오스 사제의 푸터젠트 650A, DIC 사제의 메가파크 RS-75, 오사카유기카가쿠코교 사제의 V-8 FM 등을 바람직하게 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

다관능 (메타)아크릴레이트(또는 그 경화물) 100 질량부에 대한 레벨링제의 배합 비율은 0.01~10 질량부인 것이 바람직하고, 특히 0. 05~5 질량부인 것이 바람직하고, 또 0.1~1 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 레벨링제의 배합 비율이 상기의 범위에 있음으로써, 터치펜의 쓰기 감촉 및 내스크래치성을 양호하게 유지하면서, 레벨링 효과를 충분히 얻을 수 있다.

(3) 그 외의 성분

본 실시형태에서의 코팅 조성물(C)은, 상기의 성분 이외에, 각종 첨가제를 함유하여도 좋다. 각종 첨가제로서는, 예를 들면, 광중합 개시제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제, 대전 방지제, 실란 커플링제, 노화 방지제, 열중합 금지제, 착색제, 계면활성제, 보존 안정제, 가소제, 윤활제, 소포제, 유기계 충전재, 젖음성 개량제, 도면 개량제 등을 들 수 있다.

광중합 개시제로서는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-하이드록시시클로 헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르포리노프로판-1-온, 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-2(하이드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오크산톤, 2-에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, p-디메틸아미노안식향산 에스테르 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합해 사용해도 좋다.

다관능 (메타)아크릴레이트(또는 그 경화물) 100 질량부에 대한 상기 광중합 개시제의 배합 비율은 통상 0.2~20 질량부의 범위에서 선택된다.

이상 설명한 코팅 조성물(C)을 기재 필름(11)에 도포하고, 경화시킴으로써 전술한 물성을 만족할 수 있는 하드 코팅층(12)을 형성할 수 있다.

하드 코팅층(12)의 두께는 1~15㎛인 것이 바람직하고, 특히 2~10㎛인 것이 바람직하다. 하드 코팅층(12)의 두께가 상기의 범위에 있음으로써, 내스크래치성 및 터치펜의 양호한 쓰기 감촉을 효과적으로 발휘시킬 수 있다.

3. 기재 필름

기재 필름(11)으로는, 터치펜이 사용되는 터치패널용으로서 적합한 것으로부터 적당히 선택하면 좋고, 바람직하게는 하드 코팅층(12)과 친화성이 양호한 플라스틱 필름을 선택한다.

이러한 플라스틱 필름으로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름, 셀로판, 디아세틸셀룰로오스 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 아세틸셀룰로오스부틸레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에테르에테르케톤 필름, 폴리에테르설폰 필름, 폴리에테르이미드 필름, 불소 수지 필름, 폴리아미드 필름, 아크릴 수지 필름, 폴리우레탄 수지 필름, 노르보르넨계 중합체 필름, 환상 올레핀계 중합체 필름, 환상공역 디엔계 중합체 필름, 비닐 지환식 탄화수소 중합체 필름 등의 플라스틱 필름 또는 그들의 적층 필름을 들 수 있다. 그 중에서, 전술한 하드 코팅층(12)과의 조합에서, 터치펜의 쓰기 감촉을 양호하게 유지할 수 있는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 노르보르넨계 중합체 필름 등이 바람직하고, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 바람직하다.

또, 상기 기재 필름(11)에서는, 그 표면에 설치되는 층(하드 코팅층(12), 후술하는 점착제층 등)과의 밀착성을 향상시킬 목적으로, 소망에 따라 한쪽 면 또는 양면에, 프라이머 처리, 산화법, 요철화법 등에 의해 표면 처리를 실시할 수 있다. 산화법으로는, 예를 들면 코로나 방전 처리, 크롬산 처리, 화염 처리, 열풍 처리, 오존·자외선 처리 등을 들 수 있고, 요철화법으로는, 예를 들면 샌드 블래스트법, 용제 처리법 등을 들 수 있다. 이들의 표면 처리법은 기재 필름(11)의 종류에 따라 적당히 선택된다. 일례로서 프라이머 처리에 의해 접착층 부착이 용이한 층을 형성한 플라스틱 필름, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 바람직하게 사용된다.

기재 필름(11)의 두께는 15~300㎛인 것이 바람직하고, 특히 30~200㎛인 것이 바람직하고, 또 90~150㎛인 것이 더욱 바람직하다.

4. 하드 코팅 필름의 제조 방법

본 실시형태에 의한 하드 코팅 필름(1)은 하드 코팅층(12)용의 코팅 조성물, 바람직하게는 코팅 조성물(C)과, 소망에 따라 용제를 함유하는 도공액을 기재 필름(11)에 도포하고, 경화시켜 하드 코팅층(12)을 형성함으로써 제조할 수 있다.

용제는 도공성의 개량, 점도 조정, 고형분 농도의 조정 등을 위해서 사용할 수 있으며, 다관능 (메타)아크릴레이트 및 레벨링제 등이 용해하는 것이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다.

용제의 구체적인 예로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 옥탄올등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 초산에틸, 초산부틸, 젖산에틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르(메틸셀로솔브), 에틸렌글리콜 모노에틸에테르(에틸셀로솔브), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(부틸셀로솔브), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 등의 에테르류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류 등을 들 수 있다.

코팅 조성물의 도공액의 도포는, 통상의 방법에 따라 행하면 좋고, 예를 들면, 바 코트법, 나이프 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 다이코트법, 그라비아 코트법에 따라 행하면 좋다. 코팅 조성물의 도공액을 도포한 후, 도막을 40~120℃에서 30초~5분 정도 건조하는 것이 바람직하다.

여기서, 코팅 조성물이 레벨링제를 함유하는 경우, 그 코팅 조성물을 도포한 도막은 줄무늬 형상의 결점이나 얼룩짐 등이 없어지고, 따라서, 막 두께가 균일하여 외관이 우수한 하드 코팅층(12)을 형성할 수가 있다.

코팅 조성물(C)과 같이 코팅 조성물이 활성 에너지선 경화성의 경우, 코팅 조성물의 경화는 코팅 조성물의 도막에 대해서 자외선, 전자선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 행한다. 자외선 조사는 고압 수은 램프, 퓨전 H램프, 크세논 램프 등에 의해 행할 수 있고 자외선의 조사량은 조도 50~1000mW/cm², 광량 50~1000mJ/cm² 정도가 바람직하다. 한편, 전자선 조사는 전자선 가속기 등에 의해 행할 수 있고, 전자선의 조사량은 10~1000 krad 정도가 바람직하다.

상기 코팅 조성물의 도막에 대한 활성 에너지선의 조사는, 불활성 가스 분위기하에서 행하는 것이 바람직하다. 활성 에너지선 조사 시에 산소가 존재하면, 코팅 조성물이 경화 불량을 일으키는 경우가 있다. 그러나, 상기와 같이 불활성 가스 분위기하에서 활성 에너지선 조사를 행하면, 코팅 조성물은 산소 방해를 받는 일 없이, 양호하게 경화한다. 이에 의해, 형성되는 하드 코팅층(12)은 내스크래치성이 우수하게 된다.

불활성 가스로서는, 예를 들면, 질소, 아르곤, 헬륨 등을 들 수 있고, 그 중에서 질소 및 아르곤이 바람직하고, 특히 질소가 바람직하다. 불활성 가스 분위기에서의 산소 농도는 5% 이하가 바람직하고, 3% 이하가 보다 바람직하고, 2% 이하가 특히 바람직하다.

5. 기타

본 실시형태에 의한 하드 코팅 필름(1)은 하드 코팅층(12)이 최표면으로 되고, 기재 필름(11)과 하드 코팅층(12)을 갖는 것이면 좋고, 하드 코팅층(12)과 기재 필름(11) 사이, 또는 기재 필름(11)의 하드 코팅층(12)과 접하지 않는 쪽의 면에, 다른 층을 더 가지고 있어도 좋다. 예를 들면, 기재 필름(11)의 하드 코팅층(12)과 접하지 않는 쪽의 면에는 점착제층이 형성되어도 좋고, 또 점착제층에 박리 시트가 적층 되어도 좋다.

점착제층을 구성하는 점착제로는 특별히 한정되지 않고, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제 등 공지의 점착제를 사용할 수가 있다.

본 실시형태에 의한 하드 코팅 필름(1)의 하드 코팅층(12)의 산술평균 표면 조도(Ra)는 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 특히 0.05㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또 0.01㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 산술평균 표면 조도(Ra)가 상기의 범위에 있음으로써, 하드 코팅층(12)은 우수한 투명성을 발휘하여, 터치 패널용으로서 적합하게 된다. 또 본 명세서에서의 산술평균 표면 조도(Ra)는 JIS B0601-1994에 준거하여, 접촉형 조도계(시험예에서는 미츠토요 사제의 SV3000 S4를 사용)를 사용하여 측정되는 조도 곡선으로부터 구해지는 것으로 한다.

이상 설명한 실시형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함한 취지이다.

예를 들면, 하드 코팅 필름(1)에서의 기재 필름(11)과 하드 코팅층(12) 사이에는 다른 층이 개재해도 좋다.

실시예

이하, 실시예 등에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예 등으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

에틸렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 에톡시화 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK 에스테르 A-DPH-12E, 1 분자 중의 에틸렌옥사이드 단위의 존재량: 12몰) 50 질량부(고형분 환산치를 나타냄. 이하, 그 외의 성분에 대해서도 같다.)와, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-TMM-3L) 50 질량부와, 광중합 개시제로서의 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤(BASF 사제, 이가큐아 184) 10 질량부와, 레벨링제로서의 폴리실록산 변성 아크릴폴리머(실리콘계 레벨링제; 빅케미 사제, BYK-3550) 0.1 질량부를 혼합하여 코팅 조성물을 얻었다. 그 코팅 조성물을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르로 희석하여, 고형분 농도 30%의 도공액을 제조했다. 또한 상기 배합에 의해, 다관능 (메타)아크릴레이트 총량 중에서의 에틸렌옥사이드 단위의 양은 24 질량%였다.

기재 필름으로서의 접착층 부착이 용이한 폴리에스테르 필름(토요보 사제, 코스모샤인 A4300, 두께: 125㎛)의 접착층 부착이 용이한 측의 면에, 상기에서 얻어진 도공액을 와이어 바 #14로 도포하고, 70℃에서 1분간 건조시켰다. 그 다음에, 질소 분위기하(산소 농도 1% 이하), 자외선 조사 장치(디에스유아사코포레이션 사제, 질소 퍼지 소형 컨베이어식 UV조사 장치 CSN2-40)에 의해 하기의 조건으로 자외선을 조사하여, 두께 5㎛의 하드 코팅층을 형성하여 하드 코팅 필름을 얻었다.

[자외선 조사 조건]

·광원: 고압 수은등

·램프 전력: 1.4kW

· 컨베이어 속도: 1.2m/분

·조도: 100mW/cm²

· 광량: 240mJ/cm²

[실시예 2]

에틸렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 에톡시화 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-DPH-12E, 1 분자 중의 에틸렌옥사이드 단위의 존재량: 12몰)의 배합량을 30 질량부, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-TMM-3L)의 배합량을 70 질량부로 변경하여 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조했다. 또 상기 배합에 의해, 다관능 (메타)아크릴레이트 총량 중에서의 에틸렌옥사이드 단위의 양은 15 질량%였다.

[실시예 3]

에틸렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 에톡시화 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-DPH-12E, 1 분자 중의 에틸렌옥사이드 단위의 존재량: 12 몰)의 배합량을 100 질량부, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-TMM-3L)의 배합량을 0 질량부로 변경하여 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조했다. 또한 상기 배합에 의해, 다관능 (메타)아크릴레이트 총량 중에서의 에틸렌옥사이드 단위의 양은 48 질량%였다.

[실시예 4]

레벨링제로서 퍼플루오로 폴리에테르 함유 아크릴레이트계 화합물(불소계 레벨링제; DIC 사제, 메가파크 RS-75)을 사용하고, 그 배합량을 0.1 질량부로 해서 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조하였다.

[비교예 1]

에틸렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 에톡시화 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-DPH-12E, 1 분자 중의 에틸렌옥사이드 단위의 존재량: 12몰)의 배합량을 0 질량부, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-TMM-3L)의 배합량을 100 질량부로 변경하여 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조했다. 또한 상기 배합에 의해, 다관능 (메타)아크릴레이트 총량 중에서의 에틸렌옥사이드 단위의 양은 0 질량%였다.

[비교예 2]

에틸렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 에톡시화 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-DPH-12E, 1 분자 중의 에틸렌옥사이드 단위의 존재량: 12 몰)의 배합량을 20 질량부, 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트로서의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(신나카무라카가쿠코교 사제, NK에스테르 A-TMM-3L)의 배합량을 80 질량부로 변경하여 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조했다. 또한 상기 배합에 의해, 다관능 (메타)아크릴레이트 총량 중에서의 에틸렌옥사이드 단위의 양은 10 질량%였다.

[비교예 3]

에틸렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 및 알킬렌옥사이드 단위를 갖지 않는 다관능 (메타)아크릴레이트 대신에, 자기 수복성을 갖는 자외선 경화형 수지(니치유 사제, 브렌마 TA-604AU) 100 질량부를 사용하여 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조했다.

[비교예 4]

레벨링제로서 아크릴로일기를 갖는 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산(실리콘계 레벨링제; 빅케미 사제, BYK-UV3500)을 사용하고, 그 배합량을 0.1 질량부로 하여 하드 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조했다.

[시험예 1] (탄성률의 측정)

실시예 및 비교예에서 제조한 하드 코팅 필름의 하드 코팅층에 대해, 미소 표면 경도계(시마즈세이사쿠쇼 사제, 다이나믹 초미소 경도계 W201S)를 사용하여 탄성률(MPa)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[시험예 2] (펜 끝 저항력의 측정)

실시예 및 비교예에서 제조한 하드 코팅 필름의 하드 코팅층 표면에 대해, 만능 시험기(오리엔테크 사제, 텐시론) 및 터치펜을 사용하여, 하중 150g중으로 필름 표면에 터치펜의 펜 끝을 눌러 100mm/분의 속도로 주사하는 조건으로 시험을 행하였다. 그리고, 얻어진 측정 차트로부터, 펜 끝 저항력의 접동치(mN)를 구했다. 또 터치펜으로는, 펜 끝이 하드 펠트 심의 터치펜(와콤 사제, ACK-2003, 펜 끝 직경 0.5 mm)을 사용했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[시험예 3] (쓰기 감촉 평가)

실시예 및 비교예에서 제조한 하드 코팅 필름을, 하드 코팅층 측을 위로하여 유리 기판상에 놓았다. 그 하드 코팅 필름의 하드 코팅층 표면에 대해, 시험예 1과 같은 터치펜 및 폴리아세탈 심의 터치펜(펜 끝 직경 0.4mm)를 사용하여, 각각의 쓰기 감촉을 평가했다. 평가에서는, 5장 겹친 종이(고쿠요S&T 사제, 캠퍼스 노트 A괘선 노우-201A)에 연필(미츠비시엔피즈 사제, 미츠비시엔피츠유니 B)을 사용하여 필기 압력 150g중으로 필기했을 때의 쓰기 감촉에 가까운 것을 양호로 하고, 그 쓰기 감촉으로부터 멀어진 것을 불량으로 했다. 또한 평가는 3명의 패널리스트가 행하여, 3명 모두 양호라고 느낀 것을 양호로 하고, 한 명이라도 불량이라고 느낀 것은 불량으로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[시험예 4] (내스크래치성의 평가: 스틸 울 경도)

실시예 및 비교예에서 제조한 하드 코팅 필름의 하드 코팅층 표면에 대해, #0000의 스틸 울을 사용하여, 250g중/cm²의 하중으로 10cm, 10 왕복 또는 30 왕복 문질렀다. 그 하드 코팅층의 표면을 3 파장 형광등 아래에서 육안에 의해 확인하고, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

◎: 30 왕복에서도 상처가 확인되지 않았음.

○: 10 왕복에서는 상처가 확인되지 않았지만, 30 왕복에서는 상처가 확인됨.

×: 10 왕복에서도 상처가 확인됨.

[시험예 5] (표면 조도의 측정)

실시예 및 비교예에서 제조한 하드 코팅 필름의 하드 코팅층 표면의 산술평균 표면 조도(Ra; 단위 ㎛)를 JIS-B0601-1994에 준거하여, 접촉형 조도계(미츠토요 사제, SV3000S4)를 사용하여 측정되는 조도 곡선으로부터 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다

	하드 코팅층의 탄성율 (MPa)	펜 끝 저항력의 접동치 (mN)	쓰기 감촉		내스크래치성	Ra (㎛)
	하드 코팅층의 탄성율 (MPa)	펜 끝 저항력의 접동치 (mN)	하드 펠트 심	폴리아세탈 심	내스크래치성	Ra (㎛)
실시예 1	5190	368	양호	양호	◎	<0.01
실시예 2	5730	381	양호	양호	◎	<0.01
실시예 3	3520	397	양호	양호	○	<0.01
실시예 4	5410	382	양호	양호	◎	<0.01
비교예 1	8450	397	불량	불량	◎	<0.01
비교예 2	7240	378	불량	불량	◎	<0.01
비교예 3	474	529	양호	양호	×	<0.01
비교예 4	5540	206	불량	불량	◎	<0.01

표 1로부터 명확한 바와 같이, 실시예에서 제조한 하드 코팅 필름은 쓰기 감촉이 양호하고, 또 내스크래치성이 우수하였다.

본 발명의 하드 코팅 필름은 터치펜이 사용되는 터치패널의 표층으로서 적합하게 사용된다.

1… 하드 코팅 필름
11… 기재 필름
12… 하드 코팅층

Claims

기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽 면측에 설치된 하드 코팅층을 구비한 터치패널용의 하드 코팅 필름으로서,
상기 하드 코팅층의 탄성률이 700~7000MPa이며,
상기 하드 코팅층의 표면에 대해, 펜 끝 직경 0.5mm의 하드 펠트 심의 터치펜을 하중 150g중의 가압 하, 속도 100mm/분으로 주사시켰을 때의 주사 길이 10~40mm에서의 펜 끝 저항력의 평균치로서의 접동치가 250mN 이상인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 하드 코팅층은 1종 또는 2종 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트를 함유하는 코팅 조성물을 경화시켜 이루어지고,
상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 적어도 1종은 분자 내에 알킬렌옥사이드 단위를 복수 개 갖는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제2항에 있어서,
상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 총량 중에서의 상기 알킬렌옥사이드 단위의 양은 11~90 질량%인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제2항에 있어서,
상기 코팅 조성물은 레벨링제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 하드 코팅층의 두께는 1~15㎛인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 기재 필름은 두께 15~300㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 주체로 하는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 하드 코팅 필름에 있어서 상기 하드 코팅층의 산술평균 표면 조도(Ra)는 0.1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 하드 코팅층의 탄성률이 5190~7000MPa인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 하드 코팅층은 표면을 #0000의 스틸 울을 사용하여, 250g중/cm²의 하중으로 10cm, 10 왕복 문질렀을 때에, 상처가 생기지 않는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제1항에 있어서,
상기 기재 필름의 상기 하드 코팅층과 반대의 면에 점착제층을 구비한 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항 기재의 하드 코팅 필름의 제조 방법으로서,
상기 기재 필름의 한쪽 면측에, 상기 코팅 조성물을 함유하는 도공액을 도포하여 도막을 형성하고,
불활성 가스 분위기하에서, 상기 도막에 대해 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화시켜, 상기 하드 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름의 제조 방법.