KR20080056642A - 하드 코트 필름의 제조 방법, 하드 코트 필름, 편광판 및화상 표시 장치 - Google Patents

하드 코트 필름의 제조 방법, 하드 코트 필름, 편광판 및화상 표시 장치 Download PDF

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KR20080056642A
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히로유키 다카오
세이이치 구스모토
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 공정 수를 늘리지 않고, 간이한 제조 장치를 이용하여, 간편한 방법으로 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생을 방지할 수 있어, 평탄하고 고경도인 하드 코트 필름을 제조하는 것이 가능한, 연속 생산성이 우수한 하드 코트 필름의 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단) 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 적어도 일방의 면에, 하드 코트층 (2) 을 갖는 하드 코트 필름 (3) 의 제조에 있어서, 하드 코트 수지 및 용매를 함유하는 하드 코트층 형성 재료를 준비하고, 상기 하드 코트층 형성 재료를 상기 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 적어도 일방의 면에 도공하여 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시킴으로써, 상기 하드 코트층 (2) 을 형성한다. 상기 준비 및 도막의 형성의 적어도 일방에 있어서, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 를 1/2.6 이상의 범위가 되도록 조정한다.
하드 코트층, 경화 수축력, 투명 플라스틱 필름 기재, 반사 방지층

Description

하드 코트 필름의 제조 방법, 하드 코트 필름, 편광판 및 화상 표시 장치{METHOD OF MANUFACTURING HARD-COATED FILM, HARD-COATED FILM, POLARIZING PLATE, AND IMAGE DISPLAY}
본 발명은 하드 코트 필름의 제조 방법, 하드 코트 필름, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근의 기술의 진보에 수반하여, 화상 표시 장치는 종래의 CRT (Cathode Ray Tube) 에 더하여, 액정 표시 장치 (LCD), 플라즈마 디스플레이 (PDP) 및 일렉트로루미네선스 디스플레이 (ELD) 등이 개발되어 실용화되어 있다. 이 중에서, LCD 는 고시야각화, 고정세화, 고속 응답성, 색재현성 등에 관한 기술 혁신에 수반하여, 그것을 이용하는 어플리케이션도 노트북 PC 나 모니터에서 TV 로 변화하고 있다. LCD 의 기본적인 구성은, 각각 투명 전극을 구비한 평판 상의 유리 기판을 일정 간격의 갭이 되도록 스페이서를 통하여 대향 배치하고, 상기 유리 기판 사이에 액정 재료를 주입하고 밀봉하여 액정 셀로 하고, 또한 한 쌍의 유리 기판의 외측면에 각각 편광판을 형성한 구성이다. 종래에는, 액정 셀 표면에 유리나 플라스틱으로 이루어지는 커버 플레이트를 장착하여, 액정 셀 표면에 부착되어 있는 편광판에 대한 스크래치 방지를 도모하였다. 그러나, 커버 플레이트를 장착하면, 비용 및 중량의 면에서 불리하여, 점차 편광판 표면에 하드 코트 처리를 실시하게 되었다.
상기 하드 코트 처리에는, 투명 플라스틱 필름 기재의 편면 혹은 양면에 하드 코트층이 형성된 하드 코트 필름이 사용되는 것이 일반적이다. 상기 하드 코트층은, 통상, 열경화형 수지나 자외선 경화형 수지 등의 하드 코트 수지를 이용하여 형성된다.
LCD 의 어플리케이션이 가정용 TV 로 이행됨으로써, 일반적인 가정용 TV 의 사용자는 LCD 를 사용한 TV 라도 종래의 유리제 CRT 를 이용한 TV 와 동일한 취급을 하는 것이 용이하게 상정된다. 그 때문에, LCD 에 사용하는 하드 코트 필름에 대하여, 경도의 향상이 요구되고 있다.
하드 코트 필름의 경도의 향상은, 하드 코트층의 층두께를 증가시킴으로써 가능해진다. 그러나, 층두께를 증대시키면, 하드 코트층 형성시의 경화 수축에 의해 컬이 발생할 우려가 있다. 또한, 롤 형상의 투명 플라스틱 필름 기재에 하드 코트층을 형성하는 경우에는, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 폭방향에 있어서의 하드 코트층 형성 재료의 도공 영역과 그렇지 않은 부분 (즉, 하드 코트층 형성 재료의 도공 부분과 투명 플라스틱 필름 기재 단부의 미도공 부분) 의 경계 부근에서 하드 코트 필름에 접힘이 발생할 우려가 있다. 상기 하드 코트 필름의 접힘이 발생하면, 하드 코트 필름의 연속 생산 공정이나 하드 코트 필름의 편광판 등에 대한 부착 적층 작업에 지장을 초래하는 결과가 된다.
이 문제에 대하여, 하드 코트층의 층두께를 얇게 함으로써, 하드 코트층 형성시의 경화 수축력을 작게 하여, 하드 코트 필름의 컬이나 접힘의 발생을 방지하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 하드 코트층의 층두께를 얇게 하면, 하드 코트 필름의 경도가 저하된다는 문제가 있었다.
또한, 투명 플라스틱 필름 기재의 하드 코트층이 형성되는 것과 반대측의 면에, 컬 방지를 위한 백 코트층을 형성하는 하드 코트 필름의 제조 방법이 제안되어 있다 (특허 문헌 1 참조). 그러나, 상기 백 코트층을 형성하는 이 방법에서는, 제조 장치가 복잡해진다는 문제가 있었다. 또한, 이 방법에서는, 공정 수가 증가하기 때문에, 생산성이 떨어진다는 문제도 있었다. 또한, 이 방법으로는, 상기 하드 코트 필름의 접힘의 문제를 해결하지는 못한다.
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 제2004-109771호
그래서, 본 발명은, 공정 수를 늘리지 않고, 간이한 제조 장치를 이용하여, 간편한 방법으로 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생을 방지할 수 있어, 평탄하고 고경도인 하드 코트 필름을 제조하는 것이 가능한, 연속 생산성이 우수한 하드 코트 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법은, 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일방의 면에 하드 코트층을 갖는 하드 코트 필름의 제조 방법으로서, 하드 코트 수지 및 용매를 함유하는 하드 코트층 형성 재료를 준비하는 준비 공정과, 상기 하드 코트층 형성 재료를, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일방의 면에 도공하여 도막을 형성하는 도막 형성 공정과, 상기 도막을 경화시킴으로써, 상기 하드 코트층을 형성하는 하드 코트층 형성 공정을 포함하고, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.6 이상이 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하드 코트 필름은 상기 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에 의해 제조된 하드 코트 필름이다.
본 발명의 편광판은 편광자 및 하드 코트 필름을 갖는 편광판으로서, 상기 하드 코트 필름이 상기 본 발명의 하드 코트 필름인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 화상 표시 장치는 하드 코트 필름 및 편광판의 적어도 일방을 포함하는 화상 표시 장치로서, 상기 하드 코트 필름이 상기 본 발명의 하드 코트 필름이고, 상기 편광판이 상기 본 발명의 편광판인 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에서는, 하드 코트층의 두께 (A) 와 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.6 이상이 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정한다. 이와 같이 조정함으로써, 상기 도막의 경화 수축시에, 상기 투명 플라스틱 필름 기재도 상기 도막과 함께 폭방향으로 수축되고, 그 결과, 하드 코트 필름 전체가 폭방향으로 수축된다. 이 때문에, 본 발명의 제조 방법에서는, 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생이 방지된다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 공정 수를 늘리지 않고, 평탄한 하드 코트 필름을 제조하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 제조 방법에서는, 상기 비 (A/B) 의 조정이라는 매우 간편한 방법으로 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생의 방지가 달성되므로, 간이한 제조 장치 (예를 들어, 종래 공지된 제조 장치) 를 이용하는 것이 가능하다. 그리고, 본 발명의 제조 방법에서는, 예를 들어, 롤 형상의 투명 플라스틱 필름 기재에 하드 코트층을 형성하는 경우에 있어서도, 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생이 방지되므로, 연속 생산성이 우수하다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 상기 비 (A/B) 를 조정하기만 하면, 상기 하드 코트층의 층두께를 두껍게 해도, 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생이 방지된다. 이 때문에, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 하드 코트층에 충분한 두께를 갖게 한 고경도의 하드 코트 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에서는, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.5 이상이 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정하는 것이 바람직하고, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.0 이상이 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 를 15∼35㎛ 의 범위가 되도록 조정하고, 상기 투명 플라스틱 필름의 두께 (B) 를 15∼50㎛ 의 범위가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 상기 하드 코트층의 두께 (A) 는 16∼30㎛ 의 범위로 조정하는 것이 보다 바람직하고, 16∼25㎛ 의 범위로 조정하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 는 20∼50㎛ 의 범위로 조정하는 것이 보다 바람직하고, 35∼45㎛ 의 범위로 조정하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에서는, 상기 하드 코트층 형성 공정에 있어서, 상기 도막의 폭방향의 경화 수축력이 9N/㎠ 이상인 것이 바람직하다. 상기 경화 수축력은, 보다 바람직하게는 10N/㎠ 이상이며, 더욱 바람직하게는 13N/㎠ 이상이다. 상기 경화 수축력의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 34N/㎠ 이다. 상기 경화 수축력은, 바람직하게는 9∼19N/㎠ 의 범위이며, 보다 바람직하게는 10∼16N/㎠ 의 범위이다. 상기 경화 수축력은, 예를 들어, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 하드 코트 수지가 하기의 (A) 성분, (B) 성분 및 (C) 성분을 함유하는 것이 바람직하다.
(A) 성분: 우레탄아크릴레이트 및 우레탄메타크릴레이트의 적어도 일방
(B) 성분: 폴리올아크릴레이트 및 폴리올메타크릴레이트의 적어도 일방
(C) 성분: 하기 (C1) 및 하기 (C2) 의 적어도 일방으로 형성되는 폴리머 혹은 코폴리머 또는 상기 폴리머와 코폴리머의 혼합 폴리머
(C1): 수산기 및 아크릴로일기의 적어도 일방의 기를 갖는 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트
(C2): 수산기 및 아크릴로일기의 적어도 일방의 기를 갖는 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법은, 추가로 반사 방지층을 형성하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 반사 방지층은 중공이고 구형인 산화 규소 미립자를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하드 코트 필름에 있어서, 상기 하드 코트층의 외측 표면 구조가 요철 구조인 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 기 재에 의해 제한되지 않는다.
본 발명의 하드 코트 필름은 하드 코트 수지 및 용매를 함유하는 하드 코트층 형성 재료를 준비하고, 상기 하드 코트층 형성 재료를 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일방의 면에 도공하여 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜 하드 코트층을 형성함으로써 제조된다.
상기 투명 플라스틱 필름 기재는 특별히 제한되지 않는다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재는 가시광의 광선 투과율이 우수하고 (바람직하게는 광선 투과율 90% 이상), 투명성이 우수한 (바람직하게는 헤이즈치 1% 이하) 것이 바람직하다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 형성 재료는, 예를 들어, 폴리에스테르계 폴리머, 셀룰로오스계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 아크릴계 폴리머 등을 포함한다. 상기 폴리에스테르계 폴리머는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함한다. 상기 셀룰로오스계 폴리머는, 예를 들어, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등을 포함한다. 상기 아크릴계 폴리머는, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 포함한다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 형성 재료는, 예를 들어, 스티렌계 폴리머, 올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머 등도 포함한다. 상기 스티렌계 폴리머는, 예를 들어, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등을 포함한다. 상기 올레핀계 폴리머는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고리형 구조를 포함하는 폴리올레핀, 노르보르넨 구조를 포함하는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등을 포함한다. 상기 아미드계 폴리머는, 예를 들어, 나일론, 방향족 폴리아미드 등을 포함한다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 형성 재료는, 예를 들어, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머나 상기 폴리머의 혼합물 등도 포함한다. 이들 중에서, 광학적으로 복굴절이 적은 것이 바람직하게 사용된다. 본 발명의 하드 코트 필름은, 예를 들어, 보호 필름으로서 편광판에 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 상기 투명 플라스틱 필름 기재로서는, TAC, 폴리카보네이트, 아크릴계 폴리머, 고리형 구조를 포함하는 폴리올레핀, 노르보르넨 구조를 포함하는 폴리올레핀 등으로 형성된 필름이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 투명 플라스틱 필름 기재는 편광자 자체이어도 된다. 이러한 구성이면, TAC 등으로 이루어지는 보호층을 필요로 하지 않아 편광판의 구조를 단순화할 수 있다. 이로써, 편광판 혹은 화상 표시 장치의 제조 공정 수를 감소시켜, 생산 효율의 향상이 도모된다. 또한, 이러한 구성이면, 편광판을 더욱 박층화할 수 있다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재가 편광자인 경우에는, 하드 코트층이 종래의 보호층으로서의 역할을 하게 된다. 이러한 구성이면, 하드 코트 필름은 액정 셀 표면에 장착되는 커버 플레이트로서의 기능을 겸하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께는 전술한 바와 같다. 또한, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께를 조정한다는 것은, 본 발명에 따라 적절한 두께의 투명 플라스틱 필름 기재를 선택하는 것, 및 연신, 수축 등 에 의해 투명 플라스틱 필름 기재의 두께를 조정하는 것의 적어도 일방을 포함한다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 굴절률은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 1.30∼1.80 의 범위이며, 바람직하게는 1.40∼1.70 의 범위이다.
전술한 바와 같이, 상기 하드 코트층 형성 재료는 하드 코트 수지 및 용매를 포함한다.
상기 하드 코트 수지로서는, 예를 들어, 열경화형 수지, 열가소형 수지, 자외선 경화형 수지, 전리 방사선 경화형 수지, 2 액 혼합형 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 자외선 조사에 의한 경화 처리라는 간단한 가공 조작에 의해 효율적으로 하드 코트층을 형성할 수 있는 자외선 경화형 수지가 특히 바람직하게 사용된다. 또한, 상기 자외선 경화형 수지에는 자외선 중합 개시제 (광중합 개시제) 가 배합된다.
상기 자외선 경화형 수지로서는, 예를 들어, 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 실리콘계, 에폭시계 등의 각종의 것을 들 수 있다. 이 자외선 경화형 수지에는 자외선 경화형 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 포함된다. 특히 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지로서는, 자외선 중합성의 관능기를 갖는 것, 그 중에서도, 상기 관능기를 2 개 이상, 특히 3∼6 개 갖는 아크릴계 모노머나 올리고머를 포함하는 것을 들 수 있다.
이러한 자외선 경화형 수지의 구체예로서는, 예를 들어, 다가 알코올의 아크릴산에스테르 등의 아크릴레이트 수지, 다가 알코올의 메타크릴산에스테르 등의 메타크릴레이트 수지, 디이소시아네이트, 다가 알코올 및 아크릴산의 히드록시알킬에 스테르로부터 합성되는 다관능성의 우레탄아크릴레이트 수지, 다가 알코올 및 메타크릴산의 히드록시메타크릴에스테르 등으로부터 합성되는 다관능성의 우레탄메타크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 또한 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 폴리에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 필요에 따라 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 멜라민계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 실리콘계 수지 등도 바람직하게 사용된다.
상기 광중합 개시제로서는, 예를 들어 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 아세토페논, 벤조페논, 크산톤, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 벤조인프로필에테르, 벤질디메틸케탈, N,N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 등을 들 수 있고, 그 밖에 티옥산톤계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 하드 코트 수지는 1 종류를 단독으로 이용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다. 또한, 상기 하드 코트 수지로서, 시판되는 자외선 경화형 수지 등을 이용하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 상기 하드 코트 수지는, 하기의 (A) 성분, (B) 성분 및 (C) 성분을 함유하는 것이 바람직하다.
(A) 성분: 우레탄아크릴레이트 및 우레탄메타크릴레이트의 적어도 일방
(B) 성분: 폴리올아크릴레이트 및 폴리올메타크릴레이트의 적어도 일방
(C) 성분: 하기 (C1) 및 하기 (C2) 의 적어도 일방으로 형성되는 폴리머 혹 은 코폴리머 또는 상기 폴리머와 코폴리머의 혼합 폴리머
(C1): 수산기 및 아크릴로일기의 적어도 일방의 기를 갖는 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트
(C2): 수산기 및 아크릴로일기의 적어도 일방의 기를 갖는 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트
상기 (A) 성분인 상기 우레탄아크릴레이트 및 우레탄메타크릴레이트로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르, 폴리올, 디이소시아네이트를 구성 성분으로서 함유하는 것이 사용된다. 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르의 적어도 하나의 모노머와 폴리올을 이용하여, 수산기를 1 개 이상 갖는 히드록시아크릴레이트 및 수산기를 1 개 이상 갖는 히드록시메타크릴레이트의 적어도 일방을 제작하고, 이것을 디이소시아네이트와 반응시킴으로써 우레탄아크릴레이트 및 우레탄메타크릴레이트의 적어도 일방을 제조할 수 있다. 상기 (A) 성분에 있어서, 우레탄아크릴레이트, 우레탄메타크릴레이트는 1 종류를 단독으로 이용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
상기 아크릴산에스테르는, 예를 들어, 알킬아크릴레이트, 시클로알킬아크릴레이트 등을 포함한다. 상기 알킬아크릴레이트는, 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 등을 포함한다. 상기 시클로알킬아크릴레이트는, 예를 들어, 시클로헥실아크릴레이트 등을 포함한다. 상기 메타크릴산에스테르는, 예를 들어, 알킬메타크릴레이트, 시클로알 킬메타크릴레이트 등을 포함한다. 상기 알킬메타크릴레이트는, 예를 들어, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 등을 포함한다. 상기 시클로알킬메타크릴레이트는, 예를 들어, 시클로헥실메타크릴레이트 등을 포함한다.
상기 폴리올은 수산기를 적어도 2 개 갖는 화합물이다. 상기 폴리올은, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 히드록시피발린산네오펜틸글리콜에스테르, 시클로헥산디메틸올, 1,4-시클로헥산디올, 스피로글리콜, 트리시클로데칸메틸올, 수소 첨가 비스페놀 A, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀 A, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 글루코오스류 등을 포함한다.
상기 디이소시아네이트로서는, 예를 들어, 방향족, 지방족 또는 지환족의 각종 디이소시아네이트류를 사용할 수 있다. 상기 디이소시아네이트는, 예를 들어, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 3,3-디메틸-4,4-디페닐디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 등, 또한 이들의 수소 첨가물 등을 포함한다.
상기 (A) 성분의 배합 비율은 특별히 제한되지 않는다. 상기 (A) 성분의 사용에 의해, 형성되는 상기 하드 코트층의 유연성 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다. 이러한 점 및 상기 하드 코트층의 경도의 관점 등에서, 상기 (A) 성분의 배합 비율은, 상기 하드 코트층 형성 재료 중의 수지 성분 전체에 대하여, 예를 들어 15∼55 중량% 의 범위이며, 바람직하게는 25∼45 중량% 의 범위이다. 상기 수지 성분 전체란, (A) 성분, (B) 성분 및 (C) 성분의 합계량, 혹은, 그 외의 수지 성분을 이용하는 경우에는, 상기 3 성분의 합계량과 상기 수지 성분의 합계량을 합한 양을 의미하고, 이하, 동일하다.
상기 (B) 성분은, 예를 들어, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 1,6-헥산디올아크릴레이트, 펜타에리트리톨디메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트, 1,6-헥산디올메타크릴레이트 등을 포함한다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다. 예를 들어, 상기 폴리올아크릴레이트로서는, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 중합물로 이루어지는 모노머 성분 및 펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트를 함유하는 혼합 성분이 바람직하다.
상기 (B) 성분의 배합 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 (B) 성분의 배합 비율은, 상기 (A) 성분에 대하여 70∼180 중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100∼150 중량% 의 범위이다. 상기 (B) 성분의 배합 비율이 상기 (A) 성분의 70 중량% 이상이면, 형성되는 하드 코트층의 경도를 더욱 향상시킬 수 있어, 내찰상성을 향상시키는 것이 가능해진다.
상기 (C) 성분에 있어서, 상기 (C1) 및 상기 (C2) 의 상기 알킬기는, 예를 들어, 탄소수 1∼10 의 알킬기이다. 상기 알킬기는 직쇄상이어도 되고, 분지상이어도 된다. 상기 (C) 성분으로서는, 예를 들어, 하기 일반식 (1) 의 반복 단위를 포함하는 폴리머, 코폴리머 혹은 상기 폴리머 및 상기 코폴리머의 혼합물을 들 수 있다.
Figure 112007087790428-PAT00001
상기 식 (1) 에 있어서, R1 은 -H 혹은 -CH3 이며, R2 는 -CH2CH2OX 혹은 하기 일반식 (2) 로 표시되는 기이며, 상기 X 는 -H 혹은 하기 일반식 (3) 으로 표시되는 아크릴로일기이다.
Figure 112007087790428-PAT00002
Figure 112007087790428-PAT00003
상기 일반식 (2) 에 있어서, 상기 X 는 -H 혹은 상기 일반식 (3) 으로 표시되는 아크릴로일기이며, 상기 X 는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
상기 (C) 성분으로서는, 예를 들어 2,3-디히드록시프로필아크릴레이트, 2,3-디아크릴로일옥시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시-3-히드록시프로필아크릴레이트, 2,3-디히드록시프로필메타크릴레이트, 2,3-디아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 2-아크릴로일옥시-3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 2-아크릴로일옥시메타크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 모노머로 형성된 폴리머, 코폴리머 혹은 상기 폴리머 및 상기 코폴리머의 혼합물을 들 수 있다.
상기 (C) 성분의 배합 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 (C) 성분의 배합 비율은, 상기 (A) 성분에 대하여, 25∼110 중량% 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 45∼85 중량% 의 범위이다. 상기 (C) 성분의 배합 비율이 상기 (A) 성분에 대하여 110 중량% 이하이면, 하드 코트층 형성 재료의 도공성이 우수하게 된다.
상기 용매는 특별히 한정되지 않는다. 상기 용매는, 예를 들어, 디부틸에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 프로필렌옥시드, 1,4-디옥산, 1,3-디옥소란, 1,3,5-트리옥산, 테트라히드로푸란, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 디이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산n-펜틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 아세트산n-펜틸, 아세틸아세톤, 디아세톤알코올, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 시클로헥사놀, 아세트산이소부틸, 메틸이소부틸케톤 (MIBK), 2-옥타논, 2-펜타논, 2-헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등을 포함한다. 이들은 1 종류를 단독으로 이용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다. 상기 용매는, 상기 투명 플라스틱 필름 기재와 상기 하드 코트층의 밀착성을 향상시킨다는 관점에서, 전체의 20 중량% 이상의 비율로 아세트산에틸을 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 전체의 25 중량% 이상의 비율로 아세트산에틸을 함유하는 것이며, 최적 으로는 전체의 30∼70 중량% 의 비율로 아세트산에틸을 함유하는 것이다. 상기 용매 중의 아세트산에틸의 비율이 70 중량% 이하이면, 용매의 휘발 속도를 적당한 것으로 할 수 있어, 도공 얼룩이나 건조 얼룩을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다. 상기 아세트산에틸과 병용하는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 용매는, 예를 들어, 아세트산부틸, 메틸에틸케톤, 에틸렌글리콜모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등을 포함한다.
상기 하드 코트층 형성 재료에는, 각종 레벨링제를 첨가할 수 있다. 상기 레벨링제로서는, 예를 들어, 불소계 또는 실리콘계의 레벨링제를 들 수 있고, 바람직하게는 실리콘계 레벨링제이다. 상기 실리콘계 레벨링제는, 예를 들어, 반응성 실리콘, 폴리디메틸실록산, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리메틸알킬실록산 등을 포함한다. 이들 실리콘계 레벨링제 중에서, 상기 반응성 실리콘이 특히 바람직하다. 상기 반응성 실리콘을 첨가함으로써, 표면에 미끄럼성이 부여되고 내찰상성이 장기간에 걸쳐 지속되게 된다. 또한, 상기 반응성 실리콘으로서 히드록실기를 갖는 것을 이용하면, 반사 방지층 (저굴절률층) 으로서 실록산 성분을 함유하는 것을, 상기 하드 코트층 상에 형성했을 경우, 상기 반사 방지층과 상기 하드 코트층의 밀착성이 향상된다.
상기 레벨링제의 배합량은, 상기 수지 성분 전체 100 중량부에 대하여, 예를 들어, 5 중량부 이하, 바람직하게는 0.01∼5 중량부의 범위이다.
상기 하드 코트층 형성 재료에는, 각종 반응성 희석제를 첨가할 수 있다. 상기 반응성 희석제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 반응성 희석제는, 예를 들어, 비교적 저점도인 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 헥산디올아크릴레이트, 헥산디올메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트 등의 2 관능 이상의 모노머 및 올리고머 등을 포함한다. 상기 반응성 희석제는, 예를 들어, 단관능 모노머인 N-비닐피롤리돈, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르류, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 이소옥틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 노닐페닐메타크릴레이트 등의 메타크릴산에스테르류, 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트, 및 그 카프로락톤 변성물 등의 유도체, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴산 등 및 그들의 혼합물 등도 포함한다.
상기 하드 코트층의 형성 재료에는, 필요에 따라, 성능을 해치지 않는 범위에서, 안료, 충전제, 분산제, 가소제, 자외선 흡수제, 계면 활성제, 산화 방지제, 틱소트로피화제 등이 첨가되어도 된다. 상기 첨가제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
상기 하드 코트층 형성 재료를 상기 투명 플라스틱 필름 기재 상에 도공하는 방법으로서는, 예를 들어, 판텐 코트법, 다이 코트법, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 그라비아 코트법, 롤 코트법, 바 코트법 등의 도공법을 이용할 수 있다.
상기 하드 코트층 형성 재료를 도공하여 상기 투명 플라스틱 필름 기재 상에 도막을 형성한다.
다음에, 상기 도막을 경화시킨다. 상기 경화에 앞서, 상기 도막을 건조시키는 것이 바람직하다. 상기 건조는, 예를 들어, 자연 건조이어도 되고, 바람을 뿜은 풍건이어도 되며, 가열 건조이어도 되고, 이들을 조합한 방법이어도 된다.
상기 도막의 경화 수단은 특별히 제한되지 않는다. 상기 경화 수단은 자외선 경화 또는 전리 방사선 경화가 바람직하다. 상기 경화 수단에는, 각종 활성 에너지를 이용할 수 있다. 상기 활성 에너지는 자외선이 바람직하다. 에너지선원으로서는, 예를 들어, 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프, 메탈할라이드 램프, 질소 레이저, 전자선 가속 장치, 방사성 원소 등의 선원이 바람직하다. 상기 에너지선원의 조사량은, 자외선 파장 365㎚ 에서의 적산 노광량으로서 50∼5000mJ/㎠ 가 바람직하다. 상기 조사량이 50mJ/㎠ 이상이면, 경화가 더욱 충분해져, 형성되는 상기 하드 코트층의 경도도 더욱 충분한 것이 된다. 상기 조사량이 5000mJ/㎠ 이하이면, 형성되는 상기 하드 코트층의 착색을 방지할 수 있어, 투명성을 향상시킬 수 있다.
상기 경화에 있어서, 상기 도막의 폭방향의 경화 수축력은, 전술한 바와 같다. 또한, 상기 도막의 폭방향의 경화 수축률은, 예를 들어 0.2% 이상의 범위 이고, 바람직하게는 0.3% 이상의 범위이며, 보다 바람직하게는 0.4% 이상의 범위이다. 상기 도막의 폭방향의 경화 수축력 및 경화 수축률은, 상기 하드 코트층 형성 재료의 조성 (상기 하드 코트 수지, 용매, 첨가제의 종류 및 배합비 등) 에 따라 달라지는데, 상기 도막의 두께가 두꺼워질수록 커진다. 또한, 상기 도막의 폭방향의 경화 수축력 및 경화 수축률은, 예를 들어, 상기 하드 코트층 형성 재료의 조성을 조정하는 것, 상기 도막의 두께 (하드 코트층의 두께) 를 조정하는 것 등에 의해 조절할 수 있고, 당업자라면 과도한 시행 착오 없이, 용이하게 상기 물 성 (경화 수축력, 경화 수축률 등) 을 갖는 도막을 얻을 수 있다. 여기서, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에 있어서는, 전술한 바와 같이, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.6 이상이 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정한다. 본 발명에 있어서, 상기 하드 코트층의 두께의 조정은 상기 도막의 두께를 조정함으로써 가능해진다. 즉, 상기 도막의 두께를 조정함으로써, 그 경화물인 상기 하드 코트층의 두께를 조정할 수 있다. 즉, 상기 도막의 두께와 상기 하드 코트층의 두께의 관계는, 당업자라면 용이하게 파악할 수 있어, 과도한 시행 착오 없이, 본 발명의 하드 코트층의 두께를 실현 가능하다. 또한, 하드 코트층은 매우 얇기 때문에, 상기 도막의 두께와 상기 하드 코트층의 두께를 동일시 (도막 두께 ≒ 하드 코트층 두께) 할 수 있다. 상기 비 (A/B) 를 조정함으로써, 상기 투명 플라스틱 필름 기재가 상기 도막의 수축과 함께 폭방향으로 수축되는 두께를 갖는 것이 된다. 이 결과, 하드 코트 필름 전체가 폭방향으로 수축되므로, 하드 코트 필름의 컬 및 접힘의 발생이 방지된다.
이상과 같이 하여, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일방의 면에 상기 하드 코트층을 형성함으로써, 본 발명의 하드 코트 필름을 제조할 수 있다. 본 발명의 하드 코트 필름의 경도는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 연필 경도에 있어서, 예를 들어 4H 이상이다.
도 1 은, 본 발명의 하드 코트 필름의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 예의 하드 코트 필름 (3) 은 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 를 포함하고, 상기 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 한쪽의 면에 하드 코트층 (2) 이 형성되어 있다. 본 발명은, 도 1 의 구성에 한정되지 않는다. 하드 코트 필름은 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 를 포함하고, 그 양면에 하드 코트층 (2) 이 형성되어 있어도 된다. 이 예의 하드 코트층 (2) 은 단층이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 상기 하드 코트층 (2) 은 2 층 이상이 적층된 복수층 구조이어도 된다.
상기 하드 코트층은, 그 표면 구조를 요철 구조로 하기 위하여, 미립자를 함유하고 있어도 된다. 상기 하드 코트층의 표면 구조를 요철 구조로 하면, 방현성을 부여할 수 있기 때문이다. 상기 미립자로서는, 예를 들어, 무기 미립자와 유기 미립자가 있다. 상기 무기 미립자는 특별히 한정되지 않는다. 상기 무기 미립자는, 예를 들어, 산화규소 미립자, 산화티탄 미립자, 산화알루미늄 미립자, 산화아연 미립자, 산화주석 미립자, 탄산칼슘 미립자, 황산바륨 미립자, 탤크 미립자, 카올린 미립자, 황산칼슘 미립자 등을 포함한다. 상기 유기 미립자는 특별히 한정되지 않는다. 상기 유기 미립자는, 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 수지 분말 (PMMA 미립자), 실리콘 수지 분말, 폴리스티렌 수지 분말, 폴리카보네이트 수지 분말, 아크릴스티렌 수지 분말, 벤조구아나민 수지 분말, 멜라민 수지 분말, 폴리올레핀 수지 분말, 폴리에스테르 수지 분말, 폴리아미드 수지 분말, 폴리이미드 수지 분말, 폴리불화에틸렌 수지 분말 등을 포함한다. 이들 무기 미립자 및 유기 미립자는 1 종류를 단독으로 이용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
상기 미립자의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 상기 미립자의 형상은, 예를 들어, 비드 형상의 대략 구형이어도 된다. 상기 미립자의 형상은, 예를 들어, 분말 등의 부정형의 것이어도 된다. 상기 미립자의 중량 평균 입경은, 예를 들어 1∼30㎛ 의 범위이며, 바람직하게는 2∼20㎛ 의 범위이다. 상기 미립자로서는, 대략 구형의 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 애스펙트비가 1.5 이하인 대략 구형의 미립자이다.
상기 미립자의 배합 비율은 특별히 제한되지 않는다. 상기 미립자의 배합 비율은 적절히 설정할 수 있다. 상기 미립자의 배합 비율은, 상기 하드 코트층 형성 재료 100 중량부에 대하여, 예를 들어 2∼60 중량부의 범위이며, 바람직하게는 1∼50 중량부의 범위이다.
상기 미립자와 상기 하드 코트층의 계면에 생기는 광산란이나 간섭 무늬를 방지하는 등의 관점에서, 상기 미립자와 상기 하드 코트층의 굴절률차를 작게 하는 것이 바람직하다. 상기 간섭 무늬는, 하드 코트 필름에 입광한 외광의 반사광이 무지개색의 색상을 띠는 현상이다. 최근, 오피스 등에서는 명료성이 우수한 삼파장 형광등이 다용되고 있다. 상기 삼파장 형광등 아래에서는, 상기 간섭 무늬가 현저히 나타난다. 상기 하드 코트층의 굴절률은 1.4∼1.6 의 범위가 일반적이므로, 이 굴절률의 범위에 가까운 굴절률의 미립자가 바람직하다. 상기 미립자와 상기 하드 코트층의 굴절률의 차이는 0.05 미만인 것이 바람직하다.
도 2 는, 방현성이 부여된 하드 코트층을 갖는 본 발명의 하드 코트 필름의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 2 에 있어서, 도 1 과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 예의 하드 코트 필름 (5) 은 하드 코트층 (2) 이 미립자 (4) 를 포함하고, 상기 하드 코트층 (2) 의 표면이 요철 구조로 되어 있다. 상기 하드 코트층 (2) 의 표면이 요철 구조이면, 방현성 (안티글레어성) 을 발휘할 수 있다. 본 예의 하드 코트 필름은, 상기 하드 코트층의 표면 요철 구조 이외에는, 도 1 의 하드 코트 필름과 동일하다.
본 발명의 하드 코트 필름에 있어서, 상기 하드 코트층 상에 반사 방지층 (저굴절률층) 을 형성해도 된다. 도 3 은, 상기 반사 방지층을 갖는 본 발명의 하드 코트 필름의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 3 에 있어서, 도 2 와 동일한 부분에는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 예의 하드 코트 필름 (7) 은, 표면이 요철 구조인 하드 코트층 (2) 상에 반사 방지층 (저굴절률층; 6) 이 형성되어 있는 구성이고, 그 외의 구성은, 도 2 에 나 타내는 하드 코트 필름과 동일하다. 광은 물체에 닿으면, 그 계면에서의 반사, 내부에서의 흡수, 산란과 같은 현상을 반복하여 물체의 배면에 투과해 간다. 예를 들어, 화상 표시 장치에 하드 코트 필름을 장착했을 경우, 화상의 시인성을 저하시키는 요인의 하나로 공기와 하드 코트층 계면에서의 광의 반사를 들 수 있다. 반사 방지층은 그 표면 반사를 저감시키는 것이다. 또한, 도 3 에 나타내는 하드 코트 필름 (7) 에서는, 반사 방지층 (6) 은 단층이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 상기 반사 방지층 (6) 은 2 층 이상이 적층된 복층 구조이어도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 반사 방지층은 두께 및 굴절률을 엄밀히 제어한 광학 박막 혹은 상기 광학 박막을 2 층 이상 적층한 것이다. 상기 반사 방지층은, 광의 간섭 효과를 이용하여 입사광과 반사광이 역전된 위상을 서로 없애도록 함으로써 반사 방지 기능을 발현한다. 상기 반사 방지 기능을 발현시키는 가시광선의 파장 영역은, 예를 들어 380∼780㎚ 이며, 특히 시감도가 높은 파장 영역은 450∼650㎚ 의 범위이다. 상기 반사 방지층은 그 중심 파장인 550㎚ 의 반사율을 최소로 하도록 설계되는 것이 바람직하다.
광의 간섭 효과에 기초한 상기 반사 방지층의 설계에 있어서, 그 간섭 효과를 향상시키는 수단으로서는, 예를 들어, 상기 반사 방지층과 상기 하드 코트층의 굴절률차를 크게 하는 방법이 있다. 일반적으로, 2 내지 5 층의 광학 박층 (두께 및 굴절률을 엄밀히 제어한 박막) 을 적층한 구조의 다층 반사 방지층에서는, 굴절률이 상이한 성분을 소정의 두께만큼 복수층 형성한다. 따라서, 상기 반사 방지층의 광학 설계의 자유도가 상승하여, 더욱 반사 방지 효과를 향상시킬 수 있고, 분광 반사 특성도 가시광 영역에서 균일 (플랫) 하게 하는 것이 가능해진다. 상기 광학 박막에 있어서는 높은 두께 정밀도가 요구된다. 이 때문에, 일반적으로, 각 층의 형성은 드라이 방식인 진공 증착, 스퍼터링, CVD 등으로 실시된다.
상기 다층 반사 방지층으로서는, 굴절률이 높은 산화티탄층 (굴절률: 약 1.8) 상에 굴절률이 낮은 산화규소층 (굴절률: 약 1.45) 을 적층한 2 층 구조의 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 산화티탄층 상에 산화규소층을 적층하고, 그 위에 기타 산화티탄층을 적층하고, 그 위에 기타 산화규소층을 적층한 4 층 구조의 것이다. 이들 2 층 반사 방지층 혹은 4 층 반사 방지층을 형성함으로써, 가시광선의 파장 영역 (예를 들어, 380∼780㎚ 의 범위) 의 반사를 균일하게 저감시키는 것이 가능하다.
상기 하드 코트층 상에 단층의 광학 박막 (반사 방지층) 을 형성함으로써도 반사 방지 효과를 발현시키는 것이 가능하다. 일반적으로 단층 반사 방지층의 형성에는, 예를 들어, 웨트 (wet) 방식인 판텐 코트, 다이 코트, 스핀 코트, 스프레이 코트, 그라비아 코트, 롤 코트, 바 코트 등의 도공법이 채용된다.
상기 단층 반사 방지층의 형성 재료는, 예를 들어, 자외선 경화형 아크릴 수지 등의 수지계 재료, 수지 중에 콜로이달 실리카 등의 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드계 재료, 테트라에톡시실란, 티탄테트라에톡시드 등의 금속 알콕시드를 이용한 졸-겔계 재료 등을 포함한다. 상기 형성 재료에 있어서, 표면의 방오염성 부여를 위하여 불소기를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 형성 재료에 있어서, 내찰상성 등의 이유에서, 무기 성분 함유량이 많은 형성 재료가 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 졸-겔계 재료이다. 상기 졸-겔계 재료는 부분 축합하여 이용할 수 있다.
상기 반사 방지층 (저굴절률층) 으로서는, 에틸렌글리콜 환산 수평균 분자량 500∼10000 의 범위의 실록산 올리고머와, 폴리스티렌 환산 수평균 분자량 5000 이상으로서, 플루오로알킬 구조 및 폴리실록산 구조를 갖는 불소 화합물을 함유하는 재료 (일본 공개특허공보 제2004-167827호에 기재된 재료) 로 형성된 것이, 내찰상성과 저반사를 양립할 수 있는 점 등에 의해 바람직하다.
상기 반사 방지층 (저굴절률층) 에는, 막의 강도를 향상시키기 위하여, 무기 졸을 함유시켜도 된다. 상기 무기 졸은 특별히 한정되지 않는다. 상기 무기 졸은, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 불화마그네슘 등을 포함한다. 이들 중에서, 실리카 졸이 바람직하다. 상기 무기 졸의 배합 비율은, 예를 들어, 상기 반사 방지층 형성 재료의 전체 고형분 100 중량부에 대하여 10∼80 중량부의 범위이다. 상기 무기 졸 중의 무기 미립자의 입경은 2∼50㎚ 의 범위가 바람직하고, 5∼30㎚ 의 범위가 보다 바람직하다.
상기 반사 방지층의 형성 재료에는, 중공이고 구형인 산화규소 초미립자가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 상기 산화규소 초미립자는, 평균 입자경이 5∼300㎚ 정도인 것이 바람직하고, 10∼200㎚ 의 범위가 보다 바람직하다. 상기 산화규소 초미립자는, 세공을 갖는 외각의 내부에 공동이 형성되어 있는 중공 구형 이다. 상기 공동은, 상기 산화규소 초미립자의 제조시의 용매 및 기체의 적어도 일방을 포함한다. 또한, 상기 산화규소 초미립자의 상기 공동을 형성하기 위한 전구체 물질이 상기 공동내에 잔존하고 있는 것이 바람직하다. 상기 외각의 두께는 1∼50㎚ 정도의 범위이며, 또한 상기 산화규소 초미립자의 평균 입자경의 1/50∼1/5 정도의 범위인 것이 바람직하다. 상기 외각은 복수의 피복층으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 산화규소 초미립자에 있어서, 상기 세공이 폐색되고, 상기 공동이 상기 외각에 의해 밀봉되어 있는 것이 바람직하다. 이것은, 상기 반사 방지층 중에 있어서, 상기 산화규소 초미립자의 다공질 또는 공동이 유지되어 있어, 상기 반사 방지층의 굴절률을 더욱 저감시키는 것이 가능하기 때문이다. 이러한 중공이고 구형인 산화규소 초미립자의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 제2000-233611호에 개시된 실리카계 미립자의 제조 방법이 바람직하게 채용된다.
상기 반사 방지층 (저굴절률층) 을 형성할 때의 건조 및 경화의 온도는 특별히 제한되지 않는다. 상기 건조 및 경화의 온도는, 예를 들어 60∼150℃ 의 범위이고, 바람직하게는 70∼130℃ 의 범위이며, 상기 건조 및 경화의 시간은, 예를 들어 1∼30 분의 범위이고, 생산성을 고려한 경우에는 1∼10 분의 범위가 바람직하다. 또한, 상기 건조 및 경화 후, 추가로 가열 처리를 실시함으로써, 반사 방지층을 갖는 고경도의 하드 코트 필름을 얻을 수 있다. 상기 가열 처리의 온도는 특별히 제한되지 않는다. 상기 가열 처리의 온도는, 예를 들어 40∼130℃ 의 범위이며, 바람직하게는 50∼100℃ 의 범위이다. 상기 가열 처리 시간은 특 별히 제한되지 않는다. 상기 가열 처리 시간은, 예를 들어 1 분 ∼100 시간, 내찰상성 향상의 관점에서는 10 시간 이상 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 가열 처리는 핫 플레이트, 오븐, 벨트 로 등을 이용한 방법에 의해 실시할 수 있다.
상기 반사 방지층을 갖는 하드 코트 필름을 화상 표시 장치에 장착하는 경우, 상기 반사 방지층이 최외층이 되는 빈도가 높다. 이 때문에, 상기 반사 방지층은 외부 환경으로부터 오염되기 쉽다. 상기 반사 방지층은 단순한 투명판 등에 비해 오염이 눈에 띄기 쉽다. 상기 반사 방지층은, 예를 들어, 지문, 손때, 땀이나 정발 (整髮) 재료 등의 오염물 부착에 의해 표면 반사율이 변화되거나, 부착물이 하얗게 떠 보여 표시 내용이 불선명해지는 경우가 있다. 상기 오염물의 부착 방지 및 부착된 상기 오염물의 제거 용이성의 향상을 위하여, 불소기 함유의 실란계 화합물 혹은 불소기 함유의 유기 화합물 등으로 형성되는 오염 방지층을 상기 반사 방지층 상에 적층하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하드 코트 필름에 있어서, 상기 투명 플라스틱 필름 기재 및 상기 하드 코트층의 적어도 일방에 대하여 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재 표면을 표면 처리하면, 상기 하드 코트층 또는 편광자 혹은 편광판과의 밀착성이 더욱 향상된다. 또한, 상기 하드 코트층 표면을 표면 처리하면, 상기 반사 방지층 또는 편광자 혹은 편광판과의 밀착성이 더욱 향상된다. 상기 표면 처리로서는, 예를 들어, 저압 플라즈마 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 산 또는 알칼리 처리를 들 수 있다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재로서 TAC 필름을 이용한 경우의 표면 처리로서는, 알칼리 처리가 바람직하다. 이 알칼리 처리는, 예를 들어, TAC 필름 표면을 알칼리 용액에 접촉시킨 후, 물세정하여 건조시킴으로써 실시할 수 있다. 상기 알칼리 용액으로서는, 예를 들어, 수산화칼륨 용액, 수산화나트륨 용액을 사용할 수 있다. 상기 알칼리 용액의 수산화물 이온의 규정 농도 (몰 농도) 는 0.1∼3.0N(mol/L) 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼2.0N(mol/L) 의 범위이다.
본 발명의 하드 코트 필름은, 통상, 상기 투명 플라스틱 필름 기재측을 점착제나 접착제를 통하여, LCD 나 ELD 에 이용되고 있는 광학 부재에 부착할 수 있다. 이 부착시에, 상기 투명 플라스틱 필름 기재 표면에 대하여, 전술한 바와 같은 각종 표면 처리를 실시해도 된다.
상기 광학 부재로서는, 예를 들어, 편광자 또는 편광판을 들 수 있다. 편광판은 편광자를 포함하고, 상기 편광자의 편측 또는 양측에 투명 보호 필름이 형성된 것이 일반적으로 사용된다. 상기 편광자의 양면에 투명 보호 필름을 형성하는 경우에는, 표리의 투명 보호 필름은, 동일한 재료이어도 되고, 상이한 재료이어도 된다. 편광판은 통상, 액정 셀의 양측에 배치된다. 편광판은 2 장의 편광판의 흡수축이 서로 대략 직교하도록 배치된다.
다음에, 본 발명의 하드 코트 필름을 적층한 광학 부재에 대하여, 편광판을 예로 들어 설명한다. 본 발명의 하드 코트 필름을, 접착제나 점착제 등을 이용하여 편광자 또는 편광판과 적층함으로써, 본 발명의 기능을 가진 편광판을 얻을 수 있다.
상기 편광자는 특별히 한정되지 않는다. 상기 편광자로서는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 물질로 이루어지는 편광자가 편광 이색비가 높아 바람직하다. 상기 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 상기 편광자의 두께는, 예를 들어 5∼80㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하고 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3∼7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 상기 요오드의 수용액은, 필요에 따라, 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 함유하고 있어도 된다. 또한, 별도로, 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지해도 된다. 필요에 따라, 염색 전에, 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 물세정해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 물세정함으로써, 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있고, 그 밖에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지한다는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 되고, 염색하면서 연신해도 되며, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
상기 편광자의 편면 또는 양면에 형성되는 투명 보호 필름으로서는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성, 위상차값의 안정성 등이 우수한 것이 바람직하다. 상기 투명 보호 필름을 형성하는 재료로서는, 예를 들어, 상기 투명 플라스틱 필름 기재와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 투명 보호 필름으로서는, 일본 공개특허공보 제2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 고분자 필름을 들 수 있다. 상기 공보에 기재된 고분자 필름은, 예를 들어, (A) 측쇄에 치환 이미드기 및 비치환 이미드기의 적어도 일방의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 페닐기 및 비치환 페닐기의 적어도 일방의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물로 형성된 고분자 필름을 들 수 있다. 상기 수지 조성물로 형성된 고분자 필름으로서는, 예를 들어, 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물로 형성된 고분자 필름을 들 수 있다. 상기 고분자 필름은, 상기 수지 조성물을 필름 형상으로 압출 성형함으로써 제조할 수 있다. 상기 고분자 필름은 위상차가 작고, 광탄성 계수가 작기 때문에, 편광판 등의 보호 필름에 적용했을 경우에는, 변형에 의한 불균일 등의 문제를 해소할 수 있다. 상기 고분자 필름은 투습도가 작기 때문에, 가습 내구성이 우수하다.
상기 투명 보호 필름은, 편광 특성이나 내구성 등의 면에서, TAC 등의 셀룰로오스계 수지제의 필름 및 노르보르넨계 수지제의 필름이 바람직하다. 상기 투명 보호 필름의 시판품으로서는, 예를 들어, 상품명 「후지택」(후지 사진필름사 제조), 상품명 「제오노아」(닛폰제온사 제조), 상품명 「아톤」(JSR 사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 투명 보호 필름의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 상기 투명 보호 필름의 두께는 강도, 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 면에서, 예를 들어 1∼500㎛ 의 범위이다. 상기의 범위이면, 편광자를 기계적으로 보호하여, 고온 고습하에 노출되어도 편광자가 수축되지 않아, 안정적인 광학 특성을 유지할 수 있다. 상기 투명 보호 필름의 두께는, 바람직하게는 5∼200㎛ 의 범위이며, 보다 바람직하게는 10∼150㎛ 의 범위이다.
하드 코트 필름을 적층한 편광판의 구성은 특별히 제한되지 않는다. 상기 편광판은, 예를 들어, 하드 코트 필름 상에 투명 보호 필름, 편광자 및 투명 보호 필름을 이 순서로 적층한 구성이어도 된다. 상기 편광판은, 예를 들어, 하드 코트 필름 상에 편광자, 투명 보호 필름을 이 순서로 적층한 구성이어도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름 및 이것을 이용한 편광판 등의 각종 광학 소자는 CRT, 액정 표시 장치 (LCD), 플라즈마 디스플레이 (PDP) 및 일렉트로루미네선스 디스플레이 (ELD) 등의 화상 표시 장치에 바람직하게 이용할 수 있다. 본 발명의 액정 표시 장치는 본 발명의 하드 코트 필름을 이용하는 것 이외에는, 종래의 액정 표시 장치와 동일한 구성이다. 예를 들어, 액정 셀, 편광판 등의 광학 부재, 및 필요에 따라 조명 시스템 (백라이트 등) 등의 각 구성 부품을 적절히 조립하여 구동 회로를 삽입하는 것 등에 의해 제조할 수 있다. 상기 액정 셀은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, TN 형, STN 형, π 형 등의 여러가지 타입을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 액정 표시 장치의 구성은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 예를 들어, 액정 셀의 편측 또는 양측에 상기 광학 소자를 배치한 액정 표시 장치, 조명 시스템에 백라이트 혹은 반사판을 이용한 액정 표시 장치 등을 포함한다. 이들의 액정 표시 장치에 있어서, 본 발명의 광학 소자는 액정 셀의 편측 또는 양측에 배치할 수 있다. 상기 액정 셀의 양측에 상기 광학 소자를 배치하는 경우, 그들은 동일해도 되고, 상이해도 된다. 상기 액정 표시 장치에는, 예를 들어, 확산판, 안티글레어층, 반사 방지층, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등의 각종 광학 부재 및 광학 부품을 배치해도 된다.
다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 하기의 실시예 및 비교예에 의해 전혀 한정 내지 제한되지 않는다. 또한, 각 실시예 및 각 비교예에 있어서의 각종 특성 및 물성의 측정 및 평가는, 하기의 방법에 의해 실시하였다.
(하드 코트층의 두께)
미츠토요사 제조의 마이크로 게이지식 두께계를 이용하여, 하드 코트 필름의 전체 두께를 측정하고, 상기 전체 두께에서 투명 플라스틱 필름 기재의 두께를 뺐다. 이로써, 하드 코트층의 두께를 산출하였다.
(경화 수축력)
도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 편면에 하드 코트 형성 재료를 도공 한 후, 가열 건조시켜 도막 (8) 을 형성하였다. 이어서, 상기 도막 (8) 으로부터 40㎜×115㎜ 의 도막 단편을 잘라내어, 이것을 시험편 (9) 으로 하였다. 다음에, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 상기 시험편 (9) 의 일단 (동일 도면에 있어서 좌측 단부) 을 고정시키고, 자외선 조사되는 면적이 40㎠ 가 되도록 상기 시험편 (9) 의 타단 (동일 도면에 있어서 우측 단부) 을 장력 측정기 (디지털 포스 게이지)(10) 에 고정시켰다. 그 후, 상기 시험편 (9) 을 자외선 조사에 의해 경화시키고, 경화 수축시의 응력을 상기 장력 측정기 (10) 로 측정함으로써 경화 수축력을 구하였다.
(수축률)
하드 코트층 형성 재료를 도공 하기 전의 투명 플라스틱 필름 기재의 폭방향의 길이 (L1) 를 자로 측정하였다. 다음에, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 편면에 하드 코트층 형성 재료를 도공하고, 추가로 자외선 조사에 의해 경화시켜 하드 코트층을 형성하였다. 상기 하드 코트층 형성 후의 투명 플라스틱 필름 기재의 길이 (L2) 를 자로 측정하고, 하기 식 (Ⅰ) 에 의해, 수축률 (%) 을 구하였다.
수축률(%) = {1-(L2/L1)}×100···(Ⅰ)
L1: 하드 코트층 형성 전의 투명 플라스틱 필름의 길이 (㎜)
L2: 하드 코트층 형성 후의 투명 플라스틱 필름의 길이 (㎜)
(컬값)
하드 코트층 형성 후의 투명 플라스틱 필름 기재 (폭: 1330㎜) 의 단으로부터 610∼710㎜ 사이의 100㎜ 폭의 하드 코트 필름 단편을 잘라내고, 컬 후의 상기 하드 코트 필름 단편의 폭 (W) 을 디지털 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정하여, 하기 식 (Ⅱ) 에 의해 컬값 (㎜) 을 구하였다.
컬값(㎜) = 100-W···(Ⅱ)
W: 컬 후의 하드 코트 필름 단편의 폭 (㎜)
(연필 경도)
투명 플라스틱 필름 기재측을 아래로 하여, 하드 코트 필름을 유리판 상에 탑재하였다. 그 후, 상기 하드 코트층 표면에 대하여, JIS K 5400 에 기재된 연필 경도 시험에 따라 (단, 하중 500g), 연필 경도를 측정하였다.
(실시예 1)
투명 플라스틱 필름 기재로서, 두께 40㎛, 폭 1330㎜ 의 TAC 필름을 준비하였다. 또한, 하드 코트층 형성 재료로서, 이소시아누르산계 아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 이소포론디이소시아네이트폴리우레탄으로 이루어지는 자외선 경화형 수지 (다이닛폰 잉크화학공업사 제조, 상품명 「GRANDIC PC-1070」) 에 수지 고형분 100 중량부 당, 레벨링제 (다이닛폰 잉크화학공업사 제조, 상품명 「GRANDIC PC-4100」) 0.5 중량부를 첨가한 것을, 아세트산에틸에 의해, 고형분 농도가 50 중량% 가 되도록 희석시킨 것을 준비하였다.
상기 투명 플라스틱 필름 기재의 편면에, 상기 하드 코트층 형성 재료를 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 폭방향의 양측 단부로부터 10㎜ 의 부분을 제외하고 다이 코터로 도공하여, 도막을 형성하였다. 이 때, 하드 코트층의 두께 (A) 가 20㎛ 가 되도록, 상기 도막의 두께를 조정하였다. 이어서, 100℃ 에서 1 분간 가열함으로써 상기 도막을 건조시켰다. 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량: 300mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 경화 처리하여 두께 20㎛ 의 하드 코트층을 형성하였다. 이와 같이 하여, 본 실시예에 관련되는 하드 코트 필름을 제작하였다. 본 실시예에 있어서의 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 는 1/2 이다.
(실시예 2)
상기 도막의 두께를 변경하여, 두께 16㎛ 의 하드 코트층을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 실시예의 하드 코트 필름을 제작하였다. 본 실시예에 있어서의 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 는 1/2.5 이다.
(비교예 1)
상기 도막의 두께를 변경하여, 두께 14㎛ 의 하드 코트층을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 비교예의 하드 코트 필름을 제작하였다. 본 비교예에 있어서의 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 는 1/2.86 이다.
(비교예 2)
상기 도막의 두께를 변경하여, 두께 11㎛ 의 하드 코트층을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 비교예의 하드 코트 필름을 제작하였다. 본 비교예에 있어서의 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 는 1/3.64 이다.
(비교예 3)
투명 플라스틱 필름 기재로서, 두께 80㎛, 폭 1330㎜ 의 TAC 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 비교예의 하드 코트 필름을 제작하였다. 본 비교예에 있어서의 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 는 1/4 이다.
이와 같이 하여 얻어진 실시예 및 비교예의 각 하드 코트 필름에 대하여, 각종 특성 및 물성의 측정 및 평가를 실시하였다. 이 결과를, 하기 표 1 에 나타낸다. 또한, 도 5 의 그래프에, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 에 있어서의 하드 코트층의 두께와 도막의 폭방향의 경화 수축력의 관계를 나타낸다. 또한, 도 6 의 그래프에, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 에 있어서의 도막의 폭방향의 경화 수축력과 하드 코트 필름의 폭방향의 수축률의 관계를 나타낸다.
하드코트층의 두께 (A) (㎛) 기재의 두께 (B) (㎛) A/B 경화 수축력 (N/㎠) 수축률 (%) 컬값(mm) 연필경도
실시예 1 20 40 1/2 13.45 0.60 5.6 4H
실시예 2 16 40 1/2.5 10.3 0.30 17.2 4H
비교예 1 14 40 1/2.86 8.38 0.15 55.6 3H
비교예 2 11 40 1/3.64 5.07 0.075 62.6 2H
비교예 3 20 80 1/4 14.3 0.00 54.8 4H
도 5 에 나타내는 바와 같이, 도막의 폭방향의 경화 수축력은 하드 코트층의 두께가 두꺼워질수록 커졌다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 하드 코트 필름의 폭방향의 수축률은 도막의 폭방향의 경화 수축력이 커질수록 커졌다. 상기 표 1 에서 알 수 있듯이, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.6 이상인 실시예 1 (A/B=1/2) 및 실시예 2 (A/B=1/2.5) 에서는, 상기 도막의 경화 수축시에, 상기 도막의 수축과 함께 상기 투명 플라스틱 필름 기재도 폭방향으로 수축되어, 컬값이 작은 평탄한 하드 코트 필름을 얻을 수 있었다. 이에 대하여, 상기 비 (A/B) 가 1/2.6 미만인 비교예 1 (A/B=1/2.86) 및 비교예 2 (A/B=1/3.64) 에서는, 상기 도막만이 폭방향으로 경화 수축되고, 상기 투명 플라스틱 필름 기재가 수축되지 않았기 때문에, 컬값이 커졌다. 또한, 상기 투명 플라스틱 필름 기재가 두껍고, 상기 비 (A/B) 가 1/2.6 미만인 비교예 3 (A/B=1/4) 에서도, 상기 도막만이 폭방향으로 경화 수축되고, 상기 투명 플라스틱 필름 기재가 수축되지 않았기 때문에, 컬값이 커졌다.
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에 의하면, 평탄하고 고경도인 하드 코트 필름을 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 하드 코트 필름은, 예를 들어, 편광판 등의 광학 소자, CRT, LCD, PDP 및 ELD 등의 각종 화상 표시 장치에 바람직하게 사용할 수 있으며, 그 용도는 제한되지 않고, 넓은 분야에 적용 가능하다.
도 1 은, 본 발명의 하드 코트 필름의 일례의 구성을 나타내는 단면 모식도.
도 2 는, 본 발명의 하드 코트 필름의 다른 예의 구성을 나타내는 단면 모식도.
도 3 은, 본 발명의 하드 코트 필름의 또 다른 예의 구성을 나타내는 단면 모식도.
도 4 는, 본 발명에 있어서의 도막의 폭방향의 경화 수축력의 측정 방법을 설명하는 도면으로서, 도 4(A) 는, 시험편의 제작 방법을 설명하는 도면이고, 도 4(B) 는, 경화 수축력의 측정 방법을 설명하는 도면.
도 5 는, 본 발명의 실시예에 있어서의 하드 코트층의 두께와 도막의 폭방향의 경화 수축력의 관계를 나타내는 그래프.
도 6 은, 본 발명의 실시예에 있어서의 도막의 폭방향의 경화 수축력과 하드 코트 필름의 폭방향의 수축률의 관계를 나타내는 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 투명 플라스틱 필름 기재
2: 하드 코트층
3, 5, 7: 하드 코트 필름
4: 미립자
6: 반사 방지층
8: 도막
9: 시험편
10: 장력 측정기 (디지털 포스 게이지)

Claims (12)

  1. 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 하드 코트층을 갖는 하드 코트 필름의 제조 방법으로서,
    하드 코트 수지 및 용매를 함유하는 하드 코트층 형성 재료를 준비하는 준비 공정과,
    상기 하드 코트층 형성 재료를, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일방의 면에 도공하여 도막을 형성하는 도막 형성 공정과,
    상기 도막을 경화시킴으로써, 상기 하드 코트층을 형성하는 하드 코트층 형성 공정을 포함하고,
    상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.6 이상의 범위가 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정하는, 하드 코트 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트층의 두께 (A) 와 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 비 (A/B) 가 1/2.5 이상의 범위가 되도록, 상기 하드 코트층의 두께 (A) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 의 적어도 일방을 조정하는, 하드 코트 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트층의 두께 (A) 를 15∼35㎛ 의 범위가 되도록 조정하고, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 두께 (B) 를 15∼50㎛ 의 범위가 되도록 조정하는, 하드 코트 필름의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트층 형성 공정에 있어서, 상기 도막의 폭방향의 경화 수축력이 9N/㎠ 이상인, 하드 코트 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코트 수지가, 하기의 (A) 성분, (B) 성분 및 (C) 성분을 함유하는, 하드 코트 필름의 제조 방법.
    (A) 성분: 우레탄아크릴레이트 및 우레탄메타크릴레이트 중 하나 이상
    (B) 성분: 폴리올아크릴레이트 및 폴리올메타크릴레이트 중 하나 이상
    (C) 성분: 하기 (C1) 및 하기 (C2) 중 하나 이상으로 형성되는 폴리머 혹은 코폴리머 또는 상기 폴리머와 코폴리머의 혼합 폴리머
    (C1): 수산기 및 아크릴로일기 중 하나 이상의 기를 갖는 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트
    (C2): 수산기 및 아크릴로일기 중 하나 이상의 기를 갖는 알킬기를 갖는 알 킬메타크릴레이트
  6. 제 1 항에 있어서,
    반사 방지층을 형성하는 공정을 더 갖는, 하드 코트 필름의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사 방지층이, 중공이고 구형인 산화규소 미립자를 함유하는, 하드 코트 필름의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 기재된 하드 코트 필름의 제조 방법에 의해 제조된, 하드 코트 필름.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하드 코트층의 외측 표면 구조가 요철 구조인, 하드 코트 필름.
  10. 편광자 및 하드 코트 필름을 갖는 편광판으로서, 상기 하드 코트 필름이 제 8 항에 기재된 하드 코트 필름인, 편광판.
  11. 하드 코트 필름을 포함하는 화상 표시 장치로서,
    상기 하드 코트 필름이 제 8 항에 기재된 하드 코트 필름인, 화상 표시 장 치.
  12. 편광판을 포함하는 화상 표시 장치로서,
    상기 편광판이 제 10 항에 기재된 편광판인, 화상 표시 장치.
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