KR20130114144A - 대전 방지성 하드 코트 필름, 그 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

대전 방지성 하드 코트 필름, 그 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

매우 우수한 백화 방지 성능과 대전 방지성 성능을 갖고, 또한, 간섭 줄무늬의 발생도 충분히 억제할 수 있는 대전 방지성 하드 코트 필름을 제공한다. 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름이며, 상기 하드 코트층은 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체를 함유하고, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재는 상기 하드 코트층측 계면으로부터 상기 하드 코트층과는 반대측에, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체가 침투하여 형성된 침투층을 갖고, 상기 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께를 T(㎛)로 하고, 상기 침투층의 두께를 t(㎛)로 하였을 때, 상기 (T) 및 (t)가 하기 수학식 1, 2 및 3을 만족시키는 것을 특징으로 하는 대전 방지성 하드 코트 필름이다.
<수학식 1>
Figure pct00014

<수학식 2>
Figure pct00015

<수학식 3>
Figure pct00016

Description

대전 방지성 하드 코트 필름, 그 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치{ANTISTATIC HARDCOAT FILM, PROCESS FOR PRODUCING SAME, POLARIZER, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 대전 방지성 하드 코트 필름, 그 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 전자 페이퍼, 타블렛 PC 등의 화상 표시 장치에 있어서는, 일반적으로 최표면에는 반사 방지성, 하드 코트성이나 대전 방지성 등의 다양한 기능을 갖는 층을 포함하여 이루어지는 광학 적층체가 형성되어 있다.
상기 광학 적층체는, 투명 기재 상에 다양한 기능층을 적층하여 이루어지는 것이다. 이 때문에, 투명 기재 상에, 예를 들어 하드 코트층을 형성시킨 경우, 투명 기재 표면과 하드 코트층의 계면의 반사광과 하드 코트층 표면의 반사광이 간섭하여, 막 두께의 불균일에 기인하여 간섭 줄무늬라 불리는 얼룩 모양이 나타나, 외관이 손상된다는 문제점이 발생하였다.
그와 같은 간섭 줄무늬의 발생을 방지하기 위해서, 예를 들어 투명 기재 상에 하드 코트층을 형성하는 경우, 상기 하드 코트층을 형성하기 위한 수지 조성물에, 투명 기재에 침투하여 팽윤 또는 용해시킬 수 있는 용제를 사용하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 이와 같은 용제를 포함하는 수지 조성물을 사용함으로써, 투명 기재와 하드 코트층의 계면을 실질상 없애어, 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 예를 들어 특허문헌 3에는, 광투과성 기재 상에, 소정의 4급 암모늄염과 (메트)아크릴레이트 및 침투성 용제를 포함하는 하드 코트층 형성용 조성물에 의해 형성된 수지층을 구비한 광학 적층체가 개시되어 있다.
이 특허문헌 3에 개시된 광학 적층체는, 광투과성 기재와 수지층의 계면을 실질적으로 없애어, 간섭 줄무늬의 발생을 방지하고, 또한, 광투과성 기재 상에 형성된 수지층이, 하드 코트성 외에 대전 방지성, 백화 방지성이나 광투과성 등의 광학 특성도 어느 정도 우수한 것을 목표로 한 것이었다.
그런데, 최근의 화상 표시 장치의 고품질화에 수반하여, 광학 적층체에도 보다 고품위의 것이 요구되고 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 종래의 광학 적층체는, 예를 들어 백화 방지성을 높은 레벨로 달성하고자 하면, 대전 방지성이 저하되거나, 간섭 줄무늬가 발생하거나 한다고 하는 문제가 있고, 한편, 대전 방지성을 높은 레벨로 달성하고자 하면, 반대로 백화 방지성이 저하되어 버린다고 하는 문제가 있어, 최근 보다 고품위의 요구에 충분히 부응할 수 없는 것이었다.
일본 특허 공개 제2003-131007호 공보 일본 특허 공개 제2003-205563호 공보 일본 특허 공개 제2009-086660호 공보
본 발명은, 상기 현 상황을 감안하여, 매우 우수한 백화 방지 성능과 대전 방지성 성능을 갖고, 또한, 간섭 줄무늬의 발생도 충분히 억제할 수 있는 대전 방지성 하드 코트 필름, 상기 반사 방지 필름을 사용하여 이루어지는 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은, 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름이며, 상기 하드 코트층은 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체를 함유하고, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재는 상기 하드 코트층측 계면으로부터 상기 하드 코트층과는 반대측에, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체가 침투하여 형성된 침투층을 갖고, 상기 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께를 T(㎛)로 하고, 상기 침투층의 두께를 t(㎛)로 하였을 때, 상기 (T) 및 (t)가 하기 수학식 1, 2 및 3을 만족시키는 것을 특징으로 하는 대전 방지성 하드 코트 필름이다.
<수학식 1>
Figure pct00001
<수학식 2>
Figure pct00002
<수학식 3>
Figure pct00003
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에 있어서, 상기 침투층의 두께 (t)가 2 내지 8㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 하드 코트층은 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 도포하여 형성한 피막의 경화물이며, 침투층은 상기 하드 코트층 형성용 조성물 중의 (메트)아크릴레이트계 단량체가 트리아세틸셀룰로오스 기재에 침투하여 형성된 것인 것이 바람직하다.
또한, 상기 대전 방지제는 4급 암모늄염 올리고머를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체는 중량 평균 분자량이 1000 미만인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체는 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트 및 이소시아누르산 EO 변성 트리(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판이며, 상기 편광판은 편광 소자 표면에 상술한 대전 방지성 하드 코트 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판이기도 하다.
본 발명은 또한, 최표면에 상술한 대전 방지성 하드 코트 필름, 또는 상술한 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치이기도 하다.
본 발명은 또한, 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름의 제조 방법이며, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에, 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을 도포하여 피막을 형성하는 공정, 상기 피막을 상기 하드 코트층 형성용 조성물의 도포 후 20초 이내에 하기 조건에서 건조시키는 공정, 및 건조 후의 상기 피막을 경화시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 방지성 하드 코트 필름의 제조 방법이기도 하다.
건조 조건
건조 온도 : 40 내지 80℃
건조 시간 : 20 내지 70초
풍속 : 5 내지 20m/min
이하에 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은, 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름이며, 상기 하드 코트층은 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지를 함유하고, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재는 상기 하드 코트층측 계면으로부터 내측 영역에, (메트)아크릴레이트계 단량체가 침투한 소정 두께의 관계를 갖는 침투층을 갖는 것이다.
본 발명자들은, 상기 구성의 대전 방지성 하드 코트 필름에 대하여, 예의 검토한 결과, 상기 침투층의 두께와, 상기 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께와의 관계에 착안하여, 이들이 특정한 관계식을 충족시킴으로써, 매우 우수한 백화 방지 성능과 대전 방지 성능을 양립할 수 있고, 또한, 간섭 줄무늬의 발생도 충분히 억제할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는다.
상기 트리아세틸셀룰로오스 기재는 투명성, 내열성을 구비하고, 또한 광학 성능이 우수한 것이다.
상기 트리아세틸셀룰로오스 기재의 두께는 20 내지 300㎛인 것이 바람직하고, 30 내지 200㎛인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에 있어서, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재는, 후술하는 하드 코트층측 계면으로부터 상기 하드 코트층과는 반대측에, (메트)아크릴레이트계 단량체가 침투하여 형성된 침투층을 갖는다. 상기 침투층을 가짐으로써, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 간섭 줄무늬의 발생을 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, (메트)아크릴레이트란 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.
또한, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 상기 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께를 T(㎛)로 하고, 상기 침투층의 두께를 t(㎛)로 하였을 때, 상기 (T) 및 (t)가 하기 수학식 1 및 2를 만족시키는 것이다. 하기 수학식 1, 2 및 3을 모두 만족시킴으로써, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은 백화 방지 성능과 대전 방지 성능을 매우 높은 레벨로 달성할 수 있다.
<수학식 1>
Figure pct00004
<수학식 2>
Figure pct00005
<수학식 3>
Figure pct00006
도 1은 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재에 있어서의 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께 T(㎛)를 횡축으로 하고, 침투층의 두께 t(㎛)를 종축으로 한 좌표에 상기 수학식 1 및 2를 그린 그래프이다.
즉, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에서는, 상기 하드 코트층 및 침투층의 합계의 두께 (T)와 침투층의 두께 (t)가, 도 1에 있어서의 상기 수학식 1 및 2가 그리는 직선에 의해 형성되어 사선이 그어진 영역 내에 있는 것이 필요하다.
상기 수학식 1 및 2가 그리는 직선에 의해 형성되는 영역을 벗어나는 경우, 구체적으로는, 상기 (T)가 3㎛ 미만인 경우(도 1에 있어서의 영역 S1), 후술하는 하드 코트층 형성용 조성물이 경화 수축을 하고자 해도 트리아세틸셀룰로오스 기재 성분이 방해를 하여 가교 밀도가 올라가기 어려워지기 때문에, 하드 코트층의 경도가 불충분해져 버린다. 또한, 상기 (T)가 18㎛를 초과하는 경우(도 1에 있어서의 영역 S2), 반대로 후술하는 하드 코트층 형성용 조성물의 경화 수축력이 높아지기 때문에, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에 균열이나 컬이 발생해 버린다.
또한, 상기 (t)가 0.3T보다도 작은 경우(도 1에 있어서의 영역 S3), (메트)아크릴레이트계 단량체가 하드 코트층 내에 많이 존재하여, 후술하는 대전 방지제의 블리드 아웃이 저해되기 때문에, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 대전 방지성 성능이 불충분해지고, 또한, 하드 코트층과 트리아세틸셀룰로오스 기재에 계면이 발생하고, 양자의 굴절률이 상이하기 때문에 간섭 줄무늬의 발생도 충분히 억제할 수 없게 된다. 또한, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 광투과율이 저하될 위험성이 높아지고, 또한, 균열이나 컬이 발생한다고 하는 문제도 발생한다. 상기 (t)가 0.9T를 초과하는 경우(도 1에 있어서의 영역 S4), 용제에 의해 트리아세틸셀룰로오스 기재가 팽윤하여 트리아세틸셀룰로오스 기재 표면에 미세한 요철이 발생하기 때문에, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 백화 방지 성능이 떨어지게 되고, 또한, 하드 코트층의 경도가 불충분해진다.
상기 침투층을 형성하는 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 후술하는 하드 코트층을 형성할 때에 사용되는 하드 코트층 형성용 조성물에 포함되는 단량체 성분이다.
이와 같은 침투층은 상기 하드 코트층 형성용 조성물을 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 도포하였을 때에, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체가 트리아세틸셀룰로오스 기재 중에 침투하고, 침투한 (메트)아크릴레이트계 단량체를 경화시킴으로써 형성된다.
즉, 상기 침투층은, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체의 경화물과 트리아세틸셀룰로오스 기재의 재료가 혼합되어 존재하는 층이다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에 있어서, 상기 침투층의 두께는 2 내지 8㎛인 것이 바람직하다. 2㎛ 미만이면, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 대전 방지성이 불충분해지는 경우가 있고, 또한, 트리아세틸셀룰로오스 기재와 하드 코트층의 계면에서 간섭 줄무늬가 발생하는 경우가 있다. 한편, 8㎛를 초과하면, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 백화 방지 성능이 불충분해지는 경우가 있다. 상기 침투층의 두께의 보다 바람직한 하한은 4㎛, 보다 바람직한 상한은 5㎛이다. 상기 침투층의 두께의 하한 및 상한이 이 범위에 있음으로써, 상술한 수학식 1 및 2를 충족시키는 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 백화 방지 성능과 대전 방지 성능이 매우 우수한 것으로 되고, 간섭 줄무늬의 발생도 적절하게 방지할 수 있다.
상기 침투층의 두께는, 예를 들어 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM) 등을 사용하여 관찰함으로써 측정할 수 있다.
구체적으로는, 우선, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름을 열경화성 수지로 포매하고, 마이크로톰을 사용하여 초박절편을 제작한다. 제작한 초박절편을 OsO4(산화오스뮴)에 수분 침지하여 염색하고, 또한, 카본을 증착시켜, 침투층을 측정하기 위한 샘플을 제작한다.
그리고, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 예를 들어 가속 전압 : 30㎸, 에미션 전류 : 10㎂, 배율 50k의 조건에서 얻어진 샘플의 측정을 행하여, 침투층의 두께를 측정한다.
상기 하드 코트층은, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성되는 층이며, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 대전 방지성과 하드 코트성을 담보하는 층이다.
이와 같은 하드 코트층은, 예를 들어 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 도포하여 형성한 피막을 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 상기 수학식 3을 만족시킨다.
상기 수학식 3 중, 「T-t」는, 상기 하드 코트층의 두께(㎛)를 나타내고, T-t가 2㎛ 미만이면, 하드 코트층의 경도가 불충분해지고, 한편, 11㎛를 초과하면, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에 컬이 발생해 버린다. 상기 T-t의 바람직한 하한은 3㎛, 바람직한 상한은 9㎛이다.
상기 대전 방지제는, 상기 하드 코트층에 대전 방지성을 부여하는 재료이며, 상기 하드 코트층의 트리아세틸셀룰로오스 기재와 반대측 표면에 상기 대전 방지제가 블리드 아웃함으로써 상기 하드 코트층에 대전 방지성을 부여할 수 있다.
이와 같은 대전 방지제는, 침투층의 두께가 작은 경우, 하드 코트층 내에 (메트)아크릴계 단량체가 많이 존재하기 때문에, 하드 코트층의 표면에 블리드 아웃하기 어려워져, 대전 방지 성능이 저하되어 버린다. 한편, 상기 침투층의 두께가 큰 경우, 하드 코트층 내에 남아 있는 (메트)아크릴계 단량체가 적기 때문에, 상기 대전 방지제는, 하드 코트층의 표면에 블리드 아웃하기 쉬워지고, 그 결과, 대전 방지 성능이 향상된다.
상기 대전 방지제로서는, 4급 암모늄염 올리고머를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 대전 방지제가 4급 암모늄염 올리고머를 포함함으로써, 하드 코트층에 특히 적합한 대전 방지성을 부여할 수 있다.
상기 4급 암모늄염 올리고머는, 중량 평균 분자량이 1000 내지 5만인 것이 바람직하다. 1000 미만이면, 대전 방지제 자체가, 상술한 트리아세틸셀룰로오스 기재에 침투하여 침투층 중에 함유되는 경우가 있어, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 대전 방지성이 불충분해지는 경우가 있다. 5만을 초과하면, 상기 하드 코트층 형성용 조성물의 점도가 높아져 도포 시공성이 저하되어, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 생산 효율이 저하되는 경우가 있다. 상기 중량 평균 분자량의 보다 바람직한 하한은 1500이며, 보다 바람직한 상한은 3만이다.
또한, 상기 4급 암모늄염 올리고머의 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산에 의해 구할 수 있다. GPC 이동상의 용제에는, 테트라히드로푸란이나 클로로포름을 사용할 수 있다. 측정용 칼럼은, 테트라히드로푸란용 또는 클로로포름용의 칼럼의 시판품 칼럼을 조합하여 사용하면 된다. 상기 시판품 칼럼으로서는, 예를 들어 Shodex GPC KF-801, GPC KF-802, GPC KF-803, GPC KF-804, GPC KF-805, GPC KF-800D(모두 상품명, 쇼와 덴꼬사제) 등을 들 수 있다. 검출기에는, RI(시차 굴절률) 검출기 및 UV 검출기를 사용하면 된다. 이와 같은 용제, 칼럼, 검출기를 사용하여, 예를 들어 Shodex GPC-101(쇼와 덴꼬사제) 등의 GPC 시스템에 의해, 상기 중량 평균 분자량을 적절히 측정할 수 있다.
상기 4급 암모늄염 올리고머는, 광반응성 불포화 결합을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 광반응성 불포화 결합을 가짐으로써, 형성하는 하드 코트층을 고경도로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 광반응성 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어, (메트)아크릴기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 블리드 아웃을 억제하는 기능이 있어, 내광성이나 내비누화성을 향상시킬 수 있다.
상기 4급 암모늄염 올리고머로서는 시판품을 사용할 수도 있다.
상기 4급 암모늄염의 시판품으로서는, 예를 들어 H6100, H6100M, H6500(모두 상품명, 미쯔비시 가가꾸사제), 유니 레진 AS-10/M, 유니 레진 AS-12/M, 유니 레진 AS-15/M, 유니 레진 ASH26(모두 상품명, 신나까무라 가가꾸 고교사제), UV-ASHC-01(상품명, 닛본 가세이사제) 등을 들 수 있다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물에 있어서의 상기 4급 암모늄염 올리고머의 함유량으로서는, 전체 고형분 중 1 내지 20질량％인 것이 바람직하다. 1질량％ 미만이면, 형성하는 하드 코트층에 원하는 대전 방지성이 발현되지 않을 우려가 있다. 20질량％를 초과하면, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 백화 방지 성능, 경도 등이 저하될 우려가 있다. 또한, 비용면에서도 바람직하지 않다. 상기 4급 암모늄염 올리고머의 함유량의 보다 바람직한 하한은 1질량％이며, 보다 바람직한 상한은 10질량％이다.
상기 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 상술한 바와 같이, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재에 침투함으로써, 상기 침투층을 형성하는 재료이다.
이와 같은 (메트)아크릴레이트계 단량체로서는, 예를 들어 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트 및 이소시아누르산 EO 변성 트리(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 EO 변성 트리(메트)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 「(메트)아크릴레이트계 단량체」는, 상기 침투층을 형성할 수 있고, 또한, 하드 코트층도 형성하고, 하드 코트층의 경도를 향상시키고, 트리아세틸셀룰로오스 기재와의 밀착성도 향상시킨다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「단량체」란, 중량 평균 분자량이 1000 미만인 화합물을 의미한다. 중량 평균 분자량이 1000 미만이기 때문에, 상기 (메트)아크릴계 단량체는, 트리아세틸셀룰로오스 기재에 침투하기 쉽다.
또한, 상기 중량 평균 분자량이란, 상술한 4급 암모늄염 올리고머의 중량 평균 분자량과 마찬가지로 하여 구할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 수지는, 상술한 (메트)아크릴레이트계 단량체나 반응성의 관능기를 갖는 화합물 등의 중합체 또는 공중합체인 중량 평균 분자량이 1000 이상인 올리고머나 중합체이다.
이와 같은 (메트)아크릴레이트계 수지로서는, 예를 들어 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 폴리부타디엔(메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트계 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 하드 코트층에 적합한 경도를 부여할 수 있는 점에서, 우레탄(메트)아크릴레이트가 바람직하다. 또한, 이들 (메트)아크릴레이트계 수지는, 2종 이상을 병용해도 되고, 또한, 반응성의 관능기를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지로서는 시판품을 사용할 수도 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 수지의 시판품으로서는, 예를 들어 닛본 고세 가가꾸사제의 시코 시리즈, UV1700B, UV6300B, UV765B, UV7640B, UV7600B 등; 네가미 고교사제의 아트 레진 시리즈, 아트 레진 HDP, 아트 레진 UN3320HSBA, 아트 레진 UN9000H, 아트 레진 UN3320HA, 아트 레진 UN3320HB, 아트 레진 UN3320HC, 아트 레진 UN3320HS, 아트 레진 UN901M, 아트 레진 UN902MS, 아트 레진 UN903 등; 신나까무라 가가꾸 고교사제의 UA100H, U4H, U4HA, U6H, U6HA, U15HA, UA32P, U6LPA, U324A, U9HAMI 등; 다이 셀ㆍUCB사제의 Ebecryl 시리즈, 1290, 5129, 254, 264, 265, 1259, 1264, 4866, 9260, 8210, 204, 205, 6602, 220, 4450 등; 아라까와 가가꾸 고교사제의 빔 세트 시리즈, 371, 577 등; 미쯔비시 레이온사제의 RQ 시리즈, 다이닛본 잉크사제의 유니딕 시리즈 등; DPHA40H(닛본 가야꾸사제), CN9006(사토머사제), CN968(사토머사제) 등을 들 수 있다. 이 중에서도, UV1700B(닛본 고세 가가꾸사제), DPHA40H(닛본 가야꾸사제), 아트 레진 HDP(네가미 고교사제), 빔 세트 371(아라까와 가가꾸 고교사제), 빔 세트 577(아라까와 가가꾸 고교사제), U15HA(신나까무라 가가꾸 고교사제)가 바람직하다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물에 있어서의 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체와 상기 (메트)아크릴레이트계 수지의 배합비(단량체/수지)는, 질량비로 40/60 내지 95/5인 것이 바람직하다. 40/60 미만이면, (메트)아크릴레이트계 수지의 비율이 많아지기 때문에, 제조하는 본 발명의 대전 방지 하드 코트 필름의 침투층이 지나치게 얇아(도 1에 있어서의 영역 S3), 하드 코트층과 트리아세틸셀룰로오스 기재에 계면이 발생하고, 양자의 굴절률이 상이하기 때문에 간섭 줄무늬가 발생할 우려나, 트리아세틸셀룰로오스 기재와 하드 코트층의 밀착성이 악화될 우려가 있다. 95/5를 초과하면, (메트)아크릴레이트계 단량체의 비율이 많아져, 트리아세틸셀룰로오스 기재와 하드 코트층의 밀착성은 향상되지만, 용제에 의해 트리아세틸셀룰로오스 기재가 팽윤하여 트리아세틸셀룰로오스 기재 표면에 미세한 요철이 발생하기 때문에 침투층이 지나치게 두꺼워(도 1에 있어서의 영역 S4) 백화해 버린다. 또한, (메트)아크릴레이트계 단량체의 비율이 많으면 하드 코트층 형성 시에 있어서의, 하드 코트층 형성용 조성물을 도포하여 얻어진 피막을 경화할 때에, 열의 발생에 의해 트리아세틸셀룰로오스 기재에 주름이 발생하거나 할 우려가 있다. 상기 배합비(단량체/수지)는, 질량비로 55/45 내지 95/5인 것이 보다 바람직하다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물은, 또한 침투성 용제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 침투성 용제란, 그 용제를 포함하는 조성물을 도포 시공하는 기재에 대하여, 습윤성, 팽윤성을 발현할 수 있는 용제나, 또한, 기재 중에 침투함과 함께, 조성물도 함께 침투시키는 보조적인 기능을 할 수 있는 용제를 말한다.
상기 침투성 용제를 사용함으로써, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재에 상술한 침투층을 효율적, 또한, 확실하게 형성할 수 있다.
상기 침투성 용제로서는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤알코올 등의 케톤류; 포름산메틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸 등의 에스테르류; 니트로메탄, 아세토니트릴, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 질소 함유 화합물; 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 디옥솔란, 디이소프로필에테르 등의 에테르류; 염화메틸렌, 클로로포름, 테트라클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트 등의 글리콜에테르류; 그 외, 디메틸술폭시드, 탄산프로필렌을 들 수 있다. 또한, 이들 혼합물이어도 된다. 그 중에서도, 아세트산메틸, 아세트산에틸 및 메틸에틸케톤을 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 특히 메틸에틸케톤이 바람직하다.
또한, 상기 하드 코트층 형성용 조성물은, 상기 침투성 용제 이외에, 비침투성 용제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 하드 코트층 형성용 조성물이 용제로서 상기 침투성 용제만을 함유하는 경우, 백화 방지 성능이 우수한 하드 코트층을, 효율적으로 제조하는 것이 매우 곤란해지지만, 상기 비침투성 용제를 병용함으로써, 침투층의 두께 제어가 용이해져 백화 방지 성능이 우수한 하드 코트층을 효율적으로 제조하는 것이 용이해지기 때문이다.
상기 비침투성 용제란, 그 용제를 포함하는 조성물을 도포 시공하는 기재에 대하여, 침투성을 발현하지 않는 용제이다.
이와 같은 비침투성 용제로서는, 구체적으로는, 메틸이소부틸케톤, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 락트산에틸 및 이소프로필알코올, 노르말부탄올, 메틸글리콜, 메틸글리콜아세테이트, 디에틸케톤을 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있고, 그 중에서도, 아세트산이소프로필이 적절하게 사용된다.
또한, 상기 메틸이소부틸케톤은, 상술한 침투성 용제로서 분류되는 경우가 있지만, 상술한 침투성 용제와 비교하여 기재에 대한 침투성은 낮고, 또한, 팽윤성도 발현하기 어려운 용제이기 때문에, 본 명세서에서는 「비침투성 용제」로 분류한다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물에 있어서의 상기 침투성 용제와 비침투성 용제의 배합비로서는, 침투성 용제 100질량부에 대해서는 비침투성 용제 5 내지 40질량부인 것이 바람직하다. 5질량부 미만이면, 침투층이 지나치게 두껍기 때문에(도 1에 있어서의 영역 S4) 백화 방지 성능이 불충분해지는 경우가 있다. 40질량부를 초과하면, 침투층이 지나치게 얇기 때문에(도 1에 있어서의 영역 S3), 하드 코트층과 트리아세틸셀룰로오스 기재의 밀착성이 열화됨과 함께, (메트)아크릴레이트계 단량체가 하드 코트층 내에 많이 존재하여, 대전 방지제의 블리드 아웃이 저해되기 때문에 대전 방지 성능이 불충분해지는 경우가 있고, 또한, 트리아세틸셀룰로오스 기재와 하드 코트층의 계면에서의 간섭 줄무늬가 발생하는 경우도 있다.
상기 비침투성 용제의 보다 바람직한 하한은 10질량부, 보다 바람직한 상한은 20질량부이다. 침투성 용제와 비침투성 용제가 이 범위에 있음으로써, 바람직한 침투층의 두께를 형성할 수 있으므로 백화 방지 성능과 대전 방지 성능이 매우 우수한 하드 코트층을 효율적으로 제조할 수 있다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물은, 고형분 농도가 20 내지 60질량％인 것이 바람직하다. 20질량％ 미만이면, 형성하는 하드 코트층의 경도가 불충분해지는 경우가 있고, 60질량％를 초과하면, 하드 코트층을 고효율로 형성할 수 없는 경우가 있다. 상기 고형분 농도의 보다 바람직한 하한은 30질량％, 보다 바람직한 상한은 50질량％이다. 이 범위에 있음으로써, 충분한 경도를 갖고, 상술한 효과를 발휘하는 하드 코트층을 고효율로 형성하는 것이 가능하게 된다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물은, 상술한 성분 이외에, 본 발명의 효과에 영향을 주지 않을 정도로 필요에 따라서, 그 밖의 성분을 포함하고 있어도 된다.
상기 그 밖의 성분으로서는, 광중합 개시제, 레벨링제, 가교제, 경화제, 중합 촉진제, 점도 조정제, 상술한 것 이외의 수지 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제로서는, 예를 들어 아세토페논류(예를 들어, 상품명 이르가큐어 184, 시바 스페셜티 케미컬즈사제의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 상품명 이르가큐어 907, 시바 스페셜티 케미컬즈사제의 2-메틸-1〔4-(메틸티오)페닐〕-2-모르폴리노프로판-1-온), 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산에스테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되어도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 광중합 개시제의 첨가량은, 상기 하드 코트층 형성용 조성물에 포함되는 수지 고형분 100질량부에 대하여, 0.1 내지 10질량부인 것이 바람직하다.
상기 레벨링제, 가교제, 경화제, 중합 촉진제, 점도 조정제, 그 밖의 수지는 공지의 것을 사용하면 된다.
또한, 상기 하드 코트층 형성용 조성물은, 본 발명의 효과에 영향을 주지 않을 정도로, 필요에 따라서, 방현제, 저굴절률제, 중굴절률제, 방오제 등의 공지의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물을 제조하는 방법으로서는, 예를 들어, 상기 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지, (메트)아크릴레이트 단량체, 침투성 용제, 비침투성 용제 및 그 밖의 성분을 혼합 분산시키는 방법을 들 수 있다.
상기 혼합 분산에는, 페인트 셰이커 또는 비즈 밀 등의 공지의 방법을 사용할 수 있다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물을 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 도포하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 롤 코트법, 메이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 다이 코트법 등의 도포 방법을 들 수 있다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물의 도포량으로서는, 후술하는 층 두께의 하드 코트층이 형성되도록, 적절히 조정하면 된다.
또한, 상기 하드 코트층 형성용 조성물의 도포 속도로서는 특별히 한정되지 않지만, 10m/min 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 도포 속도는, 예를 들어 상기 하드 코트층용 조성물의 용제로서, 상술한 침투성 용제 및 비침투성 용제를 병용함으로써 가능하게 되고, 특히, 침투성 용제로서 메틸에틸케톤을 사용하고, 비침투성 용제로서, 아세트산이소프로필, 메틸이소부틸케톤 또는 이소프로필알코올을 사용한 경우, 적절하게 달성할 수 있다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물을 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 도포하여 얻어진 피막을 경화시키는 방법으로서는, 예를 들어, 상기 피막에 활성 에너지선을 조사하는 방법을 들 수 있다.
또한, 상기 활성 에너지의 조사에 앞서서 상기 피막을 도포한 후 20초 이내에 이하의 조건에서 건조시킴으로써 상기 바람직한 침투층 두께로 할 수 있다. 도포 후 20초를 초과하여 건조시키면, 하드 코트층 형성용 조성물이 지나치게 침투해버린다.
건조 온도 : 40 내지 80℃
건조 시간 : 20초 내지 70초
풍속 : 5 내지 20m/min
또한, 상기 건조 온도가 40℃ 미만이면, 하드 코트층 형성용 조성물이 트리아세틸셀룰로오스 기재에 지나치게 침투해 버리고, 한편, 80℃를 초과하면, 하드 코트층 형성용 조성물이 충분히 트리아세틸셀룰로오스 기재에 침투하지 않는다. 건조 온도가 상기 범위 내에 있음으로써, 침투층 두께가 변동되지 않고, 안정된 침투층 두께로 된다.
또한, 이와 같은 조건을 만족시키는 건조 공정을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름의 제조 방법도 또한 본 발명의 하나이다.
상기 활성 에너지선 조사로서는, 자외선 또는 전자선에 의한 조사를 들 수 있다. 자외선원의 구체예로서는, 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크등, 블랙 라이트 형광등, 메탈 할라이드 램프등 등의 광원을 들 수 있다. 자외선의 파장으로서는, 190 내지 380㎚의 파장 영역을 사용할 수 있다. 전자선원의 구체예로서는, 코크로프트 월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
그 중에서도 고압 수은등이 바람직하고, 상기 파장 영역의 범위에 따라, 원하는 침투층의 두께로 조정할 수 있다.
이와 같은 방법으로 형성한 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름에 있어서의 하드 코트층의 층 두께로서는, 침투층의 두께와의 관계에서, 상술한 수학식 1 및 2를 충족시키도록 적절히 조정된다.
또한, 상기 하드 코트층의 층 두께는, 예를 들어 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여, 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 트리아세틸셀룰로오스 기재의 면으로부터, 하드 코트층의 상면까지의 총 두께를 측정하여 얻어진 값으로부터, 트리아세틸셀룰로오스 기재의 두께를 차감한 값을, 임의의 10점에 대하여 구하여 평균값을 계측함으로써 구할 수 있다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 상술한 하드 코트층을 갖는 것이지만, 필요에 따라서 임의의 층으로서, 저굴절률층, 방현층, 고굴절률층, 중굴절률층, 방오층 등을 가져도 된다.
상기 저굴절률층, 방현층, 고굴절률층, 중굴절률층, 방오층은, 일반적으로 사용되는 공지의 저굴절률제, 방현제, 고굴절률제, 중굴절률제, 방오제나 수지 등을 첨가한 조성물을 제조하고, 각각의 층을 공지의 방법에 의해 형성하면 된다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 표면 저항값이 1×1011Ω/□ 이하인 것이 바람직하다. 1×1011Ω/□를 초과하면, 먼지 부착을 방지할 수 없을 우려가 있다. 상기 표면 저항값은, 1×1010Ω/□ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1×109Ω/□ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 전체 광선 투과율이 90％ 이상인 것이 바람직하다. 90％ 미만이면, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름을 화상 표시 장치의 표면에 장착한 경우에 있어서, 색 재현성이나 시인성을 손상시킬 우려가 있다. 상기 전체 광선 투과율은, 91％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 92％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 헤이즈가 1％ 미만인 것이 바람직하고, 0.5％ 미만인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 저헤이즈값은, 상술한 하드 코트층용 조성물을 사용하여 상술한 수학식 1, 2를 만족시키는 하드 코트층과 침투층을 형성함으로써 달성할 수 있다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 경도가, JIS K5400에 의한 연필 경도 시험(하중 4.9N)에 있어서, 2H 이상인 것이 바람직하고, 3H 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, JIS K5400에 따르는 테이버 시험에서, 시험 전후의 시험편의 마모량이 적을수록 바람직하다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 편광 소자의 표면에, 본 발명에 의한 대전 방지성 하드 코트 필름을 상기 대전 방지성 하드 코트 필름에 있어서의 하드 코트층이 존재하는 면과 반대의 면에 형성함으로써, 편광판으로 할 수 있다. 이와 같은 편광판도 본 발명의 하나이다.
상기 편광 소자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 들 수 있다.
상기 편광 소자와 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 라미네이트 처리에 있어서는, 트리아세틸셀룰로오스 기재에 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리에 의해, 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다.
본 발명은, 최표면에 상기 대전 방지성 하드 코트 필름 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 화상 표시 장치이기도 하다. 상기 화상 표시 장치는, LCD, PDP, FED, ELD(유기 EL, 무기 EL), CRT, 터치 패널, 전자 페이퍼, 타블렛 PC 등의 화상 표시 장치이어도 된다.
상기의 대표적인 예인 LCD는, 투과성 표시체와, 상기 투과성 표시체를 배면으로부터 조사하는 광원 장치를 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 LCD인 경우, 이 투과성 표시체의 표면에, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름 또는 본 발명의 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다. 또한, 그 전면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 대전 방지성 하드 코트 필름을 구비하는 것이기도 하다.
본 발명이 상기 대전 방지성 하드 코트 필름을 갖는 액정 표시 장치인 경우, 광원 장치의 광원은 대전 방지성 하드 코트 필름의 하측으로부터 조사된다. 또한, STN형의 액정 표시 장치에는, 액정 표시 소자와 편광판 사이에, 위상차판이 삽입되어도 된다. 이 액정 표시 장치의 각 층간에는 필요에 따라서 접착제층이 형성되어도 된다.
상기 화상 표시 장치인 PDP는, 표면 유리 기판(표면에 전극을 형성)과 당해 표면 유리 기판에 대향하여 사이에 방전 가스가 봉입되어 배치된 배면 유리 기판(전극 및 미소한 홈을 표면에 형성하고, 홈 내에 적, 녹, 청의 형광체층을 형성)을 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 PDP인 경우, 상기 표면 유리 기판의 표면, 또는, 그 전면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 대전 방지성 하드 코트 필름을 구비하는 것이기도 하다.
상기 화상 표시 장치는, 전압을 걸면 발광하는 황화아연, 디아민류 물질 : 발광체를 유리 기판에 증착하고, 기판에 거는 전압을 제어하여 표시를 행하는 ELD 장치, 또는, 전기 신호를 광으로 변환하여, 인간의 눈에 보이는 상을 발생시키는 CRT 등의 화상 표시 장치이어도 된다. 이 경우, 상기와 같은 각 표시 장치의 최표면 또는 그 전면판의 표면에 상술한 대전 방지성 하드 코트 필름을 구비하는 것이다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 어느 경우도, 텔레비전, 컴퓨터 등의 디스플레이 표시에 사용할 수 있다. 특히, CRT, 액정 패널, PDP, ELD, FED, 터치 패널, 전자 페이퍼, 타블렛 PC 등의 고정밀 화상용 디스플레이의 표면에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 하드 코트층이 형성된 구성이며, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재의 하드 코트층측 계면으로부터 내측 영역에, 상술한 수학식 1, 2를 모두 충족시키는 침투층이 형성되어 있기 때문에, 백화 방지 성능과 대전 방지 성능을 매우 높은 레벨로 달성할 수 있다. 또한, 이와 같은 침투층을 가짐으로써, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 기재와 하드 코트층의 계면에서의 간섭 줄무늬가 발생하는 것을 적절하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 하드 코트층을 형성할 때에 사용되는 하드 코트층 형성용 조성물이, 용제로서 침투성 용제와 비침투성 용제를 병용하는 경우, 하드 코트층 형성용 조성물의 고형분 농도를 종래와 비교하여 낮게 할 수 있기 때문에, 하드 코트층을 종래와 비교하여 보다 고효율로 형성할 수 있다.
이 때문에, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 전자 페이퍼, 타블렛 PC 등에 적절하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름의 트리아세틸셀룰로오스 기재에 있어서의 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께 (T)를 횡축으로 하고, 침투층의 두께 (t)를 종축으로 한 좌표에, 수학식 1, 2를 그린 그래프이다.
본 발명의 내용을 하기의 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명의 내용은 이들 실시 형태에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 특별히 언급하지 않는 한, 「부」 및 「％」는 질량 기준이다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한, 각 성분량은 고형분량이다.
(실시예 1)
하기 성분을 배합하여 하드 코트층 형성용 조성물을 제조하였다.
대전 방지제(UV-ASHC-01, 닛본 가세이사제, 중량 평균 분자량 10000, 고형분 50％, 4급 암모늄염 성분은 고형분 중 약 15％, 약 90％가 DPHA, 용제 MEK, 알코올) 3질량부
디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA, 닛본 가야꾸사제) 87질량부
우레탄아크릴레이트(UV1700B, 닛본 고세 가가꾸사제, 10관능, 중량 평균 분자량 2000) 10질량부
이르가큐어 184(시바 재팬사제) 4질량부
MEK(메틸에틸케톤) 88질량부
IPAC(아세트산 이소프로필) 12질량부
이어서, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재(후지 필름사제, TD80UL)를 준비하고, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재의 편면에, 얻어진 하드 코트층 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성하였다. 계속해서, 형성한 도막을 8초 후에 온도 50℃의 열 오븐 내에서 10m/min의 풍속으로 60초간 건조하여, 도막 중의 용제를 증발시킨 후, 자외선을 적산 광량이 50mJ로 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 대전 방지성 하드 코트 필름을 제작하였다.
(실시예 2 내지 10, 비교예 1 내지 14))
표 1에 기재된 성분 및 배합으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 대전 방지성 하드 코트 필름을 제작하였다. 또한, 표 1에 나타내는 조성은 하기와 같다.
M-8030 : 다관능 폴리에스테르아크릴레이트
MT3506 : 다관능 폴리에스테르아크릴레이트, 도아 고세사제
BS577 : 우레탄아크릴레이트, 아라까와 가가꾸제, 6관능, 중량 평균 분자량 1000(고형분 중의 60％ PETA를 함유)
IPA : 이소프로필알코올
n-BuOH : n-부탄올
MIBK : 메틸이소부틸케톤
(실시예 11)
두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재(후지 필름사제, TD80UL)를 준비하고, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재의 편면에, 하기 표 1에 나타낸 조성의 하드 코트층 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성하였다.
계속해서, 형성한 도막을 8초 후에 온도 70℃의 열 오븐 내에서 10m/min의 풍속으로 60초간 건조하여, 도막 중의 용제를 증발시키고, 자외선을 적산 광량이 50mJ로 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 대전 방지성 하드 코트 필름을 제작하였다.
얻어진 대전 방지성 하드 코트 필름을 이하의 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.
(평가 1 : 표면 저항값)
표면 저항값(Ω/□)은, 표면 저항값 측정기(미쯔비시 가가꾸사제, 제품 번호; Hiresta IP MCP-HT260)에 의해 인가 전압 500V에서 측정하였다.
(평가 2 : 백화의 유무)
대전 방지성 하드 코트 필름의 하드 코트층과 반대의 면측으로부터 광을 쐬어, 하드 코트층의 면으로부터 투과로 육안에 의해 관찰하여, 백화의 유무를 평가하였다. 평가는 백화가 없고 양호한 경우를 「○」, 백화가 발생한 경우를 「×」로 하였다.
(평가 3 : 간섭 줄무늬의 발생 유무)
대전 방지성 하드 코트 필름의 하드 코트층과 반대의 면에, 이면 반사를 방지하기 위한 흑색 테이프를 붙이고, 하드 코트층의 면으로부터 대전 방지성 하드 코트 필름을 육안에 의해 관찰하여, 간섭 줄무늬의 발생 유무를 평가하였다. 평가는, 간섭 줄무늬가 없고 양호한 경우를 「○」, 간섭 줄무늬가 발생한 경우를 「×」로 하였다.
(평가 4 : 침투층의 두께 (t))
대전 방지성 하드 코트 필름을 두께 방향의 단면에서 절단하고, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여 절단면을 관찰하여, 침투층의 두께 (t)를 계측하였다. 또한, 아울러 하드 코트층과 침투층의 합계의 두께 T(㎛)도 계측하였다.
상세하게는, 대전 방지성 하드 코트 필름을 열경화성 수지로 포매하고, 마이크로톰을 사용하여 초박절편을 제작한다. 제작한 초박절편을 OsO4(산화오스뮴)에 수분 침지하여 염색하고, 또한, 카본을 증착시켜, 침투층을 측정하기 위한 샘플을 제작한다.
그리고, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 가속 전압 : 30㎸, 에미션 전류 : 10㎂, 배율 50k의 조건에서 얻어진 샘플의 측정을 행하여, 침투층의 두께를 측정하였다.
(평가 5 : 연필 경도 시험)
대전 방지성 하드 코트 필름을 온도 25℃, 상대 습도 60％의 조건에서 2시간 조습한 후, JIS-S-6006이 규정하는 시험용 연필(경도 H 내지 3H)을 사용하여, JIS K5600-5-4(1999)가 규정하는 연필 경도 평가 방법에 따라서, 4.9N의 하중으로 실시하였다. 2H 이상을 양호로 한다.
(평가 6 : 전체 광선 투과율)
헤이즈 미터(무라카미 색채 기술 연구소제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7361에 따라서, 전체 광선 투과율(％)을 측정하였다.
(평가 7 : 헤이즈)
헤이즈 미터(무라카미 색채 기술 연구소제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7136에 따라서, 헤이즈값(％)을 측정하였다.
(평가 8 : 컬)
대전 방지성 하드 코트 필름을 100㎜×100㎜의 크기로 재단하여 제작한 샘플을, 하드 코트층측을 위로 하여 수평의 받침대 위에 놓고, 샘플의 모서리의 부상 상태를 관찰하고, 4개의 코너의 받침대로부터의 높이의 평균을 측정하였다. 하기의 평가에 의해 판단하였다.
부상 높이가 40㎜ 미만 : ○
부상 높이가 40㎜ 이상 : ×
Figure pct00007
표 1에 나타낸 바와 같이, 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께 T(㎛), 침투층의 두께 t(㎛)가,
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
을 만족시키는 실시예에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은, 모든 평가 결과가 양호하였다.
한편, 수학식 2의 우변을 및 수학식 3의 좌변을 벗어나는 비교예 1 내지 3에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은, 백화가 발생하였다. 또한, 수학식 2의 좌변을 벗어나는 비교예 4 내지 6 및 대전 방지제를 함유하지 않는 비교예 7에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은, 표면 저항값이 높아지고, 간섭 줄무늬도 발생하였다. 또한, 수학식 1의 좌변 및 수학식 3의 좌변을 벗어나는 비교예 8, 9에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은, 연필 경도가 떨어지고, 비교예 8에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은 또한 백화도 발생하였다. 또한, 수학식 1의 우변 및 수학식 3의 우변을 벗어나는 비교예 10, 11에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은, 큰 컬이 발생하였다. 또한, 수학식 2의 좌변을 벗어나는 비교예 12, 13에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은, 간섭 줄무늬가 발생하고 있고, 수학식 2의 우변을 벗어나는 비교예 14에 관한 대전 방지성 하드 코트 필름은 백화가 발생하였다.
또한, 하드 코트층 형성용 조성물을 사용하여 형성한 도막의 건조 조건을, 온도 100℃, 시간 80초, 풍속 30m/min으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 제작한 대전 방지용 하드 코트 필름은, 침투층의 두께가 수학식 2의 좌변을 벗어나는 것이었다.
본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 상술한 구성을 포함하여 이루어지는 트리아세틸셀룰로오스 기재, 하드 코트층 및 침투층을 갖기 때문에, 매우 우수한 백화 방지 성능과 대전 방지성 성능을 갖고, 또한, 간섭 줄무늬의 발생도 충분히 억제할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 대전 방지성 하드 코트 필름은, 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED) 등에 적절하게 적용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름이며,
    상기 하드 코트층은 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체를 함유하고,
    상기 트리아세틸셀룰로오스 기재는 상기 하드 코트층측 계면으로부터 상기 하드 코트층과는 반대측에, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체가 침투하여 형성된 침투층을 갖고,
    상기 침투층 및 하드 코트층의 합계의 두께를 T(㎛)로 하고, 상기 침투층의 두께를 t(㎛)로 하였을 때, 상기 (T) 및 (t)가 하기 수학식 1, 2 및 3을 만족시키는 것을 특징으로 하는 대전 방지성 하드 코트 필름.
    <수학식 1>
    Figure pct00011

    <수학식 2>
    Figure pct00012

    <수학식 3>
    Figure pct00013
  2. 제1항에 있어서,
    침투층의 두께 (t)가 2 내지 8㎛인 대전 방지성 하드 코트 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하드 코트층은 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 도포하여 형성한 피막의 경화물이며,
    침투층은 상기 하드 코트층 형성용 조성물 중의 (메트)아크릴레이트계 단량체가 트리아세틸셀룰로오스 기재에 침투하여 형성된 것인 대전 방지성 하드 코트 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    대전 방지제는 4급 암모늄염 올리고머를 포함하는 대전 방지성 하드 코트 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    (메트)아크릴레이트계 단량체는 중량 평균 분자량이 1000 미만인 대전 방지성 하드 코트 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    (메트)아크릴레이트계 단량체는 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트 및 이소시아누르산 EO 변성 트리(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 대전 방지성 하드 코트 필름.
  7. 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판이며,
    상기 편광판은 편광 소자 표면에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 대전 방지성 하드 코트 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  8. 최표면에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 대전 방지성 하드 코트 필름, 또는 제7항에 기재된 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  9. 트리아세틸셀룰로오스 기재와, 상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 형성된 하드 코트층을 갖는 대전 방지성 하드 코트 필름의 제조 방법이며,
    상기 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에, 대전 방지제, (메트)아크릴레이트계 수지 및 (메트)아크릴레이트계 단량체를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을 도포하여 피막을 형성하는 공정,
    상기 피막을 상기 하드 코트층 형성용 조성물의 도포 후 20초 이내에 하기 조건에서 건조시키는 공정, 및
    건조 후의 상기 피막을 경화시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 방지성 하드 코트 필름의 제조 방법.
    건조 조건
    건조 온도 : 40 내지 80℃
    건조 시간 : 20 내지 70초
    풍속 : 5 내지 20m/min
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