KR20150074064A - 투명 필름 및 그 사용 방법 그리고 터치 패널 - Google Patents

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Abstract

펜 입력형 터치 패널에 있어서, 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 입력할 수 있는 디스플레이용 투명 필름을 제공한다. 투명 기재 필름과, 이 투명 기재 필름의 적어도 일방의 면에 형성된 코트층을 포함하는 투명 필름에 있어서, JIS K7136 에 준거한 전광선 투과율을 85 ％ 이상으로 조정하고, 또한 상기 코트층의 표면 형상을, JIS B0610 에 준거한 구름원 최대 높이 기복 (WEM) 을 15 ㎛ 이상으로 조제하여, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이의 최표면에 배치 형성한다. 상기 코트층은 미립자 및 바인더 성분을 함유하고 있어도 된다. 상기 미립자의 평균 입경은 코트층의 두께에 대하여 1 ∼ 5 배 정도여도 된다. 상기 바인더 성분은 추가로 열가소성 엘라스토머를 함유하고 있어도 된다.

Description

투명 필름 및 그 사용 방법 그리고 터치 패널{TRANSPARENT FILM, METHOD FOR USING SAME, AND TOUCH PANEL}
본 발명은 터치 패널 등의 디스플레이에 이용되어, 표면의 펜 입력에 의한 필기감 (촉감) 이 개선된 투명 필름 및 그 사용 방법 그리고 펜 입력형 터치 패널에 관한 것이다.
사람-머신간 인터페이스로서의 전자 디스플레이의 진보에 따라 대화형의 입력 시스템이 보급되고, 그 중에서도 터치 패널 (좌표 입력 장치) 을 디스플레이와 일체화시킨 장치가 ATM (현금 자동 지급기), 상품 관리, 아웃워크 (외교, 세일즈), 안내 표시, 오락 기기 등에서 널리 사용되고 있다. 액정 디스플레이 등의 경량ㆍ박형 디스플레이에서는 키보드리스로 할 수 있어 그 특징이 사는 점에서, 모바일 기기에도 터치 패널이 사용되는 케이스가 늘어나고 있다. 터치 패널은 손가락이나 펜 등의 입력 수단에 의해 소정 위치를 누름으로써 컴퓨터 등에 소정의 정보 등을 입력하는 장치로서, 위치 검출의 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등으로 분류할 수 있다. 이들 방식 중, 정전 용량 방식은 정전 용량의 변화를 이용하여 위치의 검출을 실시하는 방식인데, 최근, 기능성이 우수한 점에서 ITO 그리드 방식을 채용하는 투영형 정전 용량 방식 터치 패널이, 스마트폰, 휴대 전화, 전자 종이, 태블릿형 퍼스널 컴퓨터 (PC), 펜 태블릿, 유희 기기 등의 모바일 기기에서 채용되어 각광을 받고 있다. 그 중에서도 최근, 입력 수단으로서 펜을 이용한 펜 입력형 터치 패널도 보급되고 있어, 스마트폰, 전자 종이, 태블릿형 PC, 펜 태블릿, 유희 기기, PC 등에 있어서 이용이 증가하고 있다. 터치 패널의 디스플레이 표면에는 용도에 따라서, 하드코트 필름, 안티 뉴턴링 필름, 연질 필름 등이 이용되고 있다.
그러나, 펜 입력형 터치 패널이 다양한 용도로 보급됨에 따라서, 펜 입력에 있어서의 필기감에 대해서도 고도한 기능이 요구되고 있어, 예를 들어 종이에 연필로 쓰는 것과 같은 필기감이 요구되고 있지만, 연질 필름에서는 저항감이 지나치게 커, 연필과 같은 필기감과는 거리가 멀었다.
한편, 하드코트 필름이나 안티 뉴턴링 필름 등의 필름에 있어서, 표면에 요철 구조를 형성하는 방법으로 손가락에 의한 터치감 (촉감) 을 향상시키는 필름도 제안되어 있다. 일본 공개특허공보 2010-153298호 (특허문헌 1) 에는, 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 기재의 일방의 면에 하드코트층이 적층되고, 타방의 면에 금속 산화물로 이루어지는 투명 도전층이 적층된 적층 필름으로서, 하드코트층의 영역 표면 평균 조도가 0.08 ∼ 0.30 ㎛, KES 표면 마찰 특성값의 평균 마찰 계수 (MIU) 가 0.13 ∼ 0.17, 마찰 계수의 변동 (MMD) 이 0.006 ∼ 0.015 인 터치 패널용 적층 필름이 개시되어 있다. 이 문헌에는, 아크릴계 하드코트액에, 평균 입자경 2 ∼ 7 ㎛ 의 무기 또는 유기 입자를 함유시킨 하드코트액이 개시되어 있다. 또한, 상기 무기 또는 유기 입자의 비율이 경화 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 20 중량부인 것, 상기 무기 또는 유기 입자로는, 투명성의 면에서 세공 용적 1.7 ㎖/g 이상의 다공질 실리카계 미립자가 바람직한 것이 기재되어 있다.
그러나 이 필름에서도, 하드코트층은 미립자와 가교성 폴리머로 형성되어 있기 때문에, 손가락에 의한 촉감은 어느 정도 개량되지만, 펜 입력에 이용한 경우, 터치 펜이 과도하게 미끄러진다. 특히, 펜 입력의 기입 시작과 도중 (한창 기입하고 있는 중) 에서 필기감이 일정하지 않아, 연필과 같은 필기감과는 거리가 멀었다.
일본 공개특허공보 2010-153298호 (청구항 1, 단락 [0004], [0013], [0017])
따라서 본 발명의 목적은, 펜 입력형 터치 패널에 있어서, 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 입력할 수 있는 디스플레이용 투명 필름 및 그 사용 방법 그리고 상기 필름을 구비한 펜 입력형 터치 패널을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감이 대략 일정한 디스플레이용 투명 필름 및 그 사용 방법 그리고 상기 필름을 구비한 펜 입력형 터치 패널을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 투명성 및 경도가 높고, 반복되는 펜 입력에 대한 내구성도 우수한 디스플레이용 투명 필름 및 그 사용 방법 그리고 상기 필름을 구비한 펜 입력형 터치 패널을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 디스플레이의 최표면에 위치하는 투명 필름에 포함되는 코트층의 표면 볼록부 형상 (요철 형상) 을 제어함으로써, 펜 입력형 터치 패널에 있어서, 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 펜을 사용하여 정보를 입력할 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명의 투명 필름은, 투명 기재 필름과, 이 투명 기재 필름의 적어도 일방의 면에 형성된 코트층을 포함하는 투명 필름 (투명 적층 필름) 으로서, JIS K7136 에 준거한 전광선 투과율이 85 ％ 이상이고, 또한 상기 코트층이, JIS B0610 에 준거한 구름원 최대 높이 기복 (maximum height of rolling circle waviness profile : WEM) 이 15 ㎛ 이상인 표면 형상을 갖는다. 상기 코트층은 미립자 및 바인더 성분을 함유하고 있어도 된다. 상기 미립자의 평균 입경은 코트층의 두께에 대하여 1 ∼ 5 배 정도여도 된다. 상기 미립자의 입경의 CV 값은 20 ％ 이하여도 된다. 상기 구름원 최대 높이 기복은 15 ∼ 50 ㎛ 정도여도 된다. 상기 미립자는 평균 입경 10 ㎛ 이상의 가교 폴리(메트)아크릴산에스테르계 입자여도 된다. 상기 코트층은, 높이 1.0 ㎛ 이상인 볼록부의 개수가 30 ∼ 200 개/㎟ (특히 50 ∼ 150 개/㎟) 정도이고, 또한 상기 볼록부의 평균 높이가 3.5 ㎛ 이상 (특히 4 ∼ 5 ㎛) 정도인 표면 형상을 갖고 있어도 된다. 상기 바인더 성분은 열가소성 엘라스토머를 함유하고 있어도 된다. 상기 투명 기재 필름은 폴리알킬렌아릴레이트계 수지로 형성되어 있어도 된다. 본 발명의 투명 필름은 헤이즈가 80 ％ 이하여도 된다.
본 발명에는, 상기 투명 필름을 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 사용하는 방법도 포함된다. 또한 본 발명에는, 상기 투명 필름을 구비한 펜 입력형 터치 패널도 포함된다.
본 발명에서는, 투명 필름에 포함되는 코트층의 표면 볼록부 형상이 제어되어 있기 때문에, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이의 최표면에 배치 형성하면, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감 (동작 거리에 대한 마찰 계수의 프로파일) 을 일정하게 조정할 수 있어, 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 펜을 사용하여 정보를 입력할 수 있다. 그 때문에 미묘한 펜 입력이 가능해져, 고도의 기능을 갖는 펜 입력형 터치 패널에도 대응할 수 있다. 그리고, 투명성 및 경도가 높고, 반복되는 펜 입력에 대한 내구성도 향상시킬 수 있다.
도 1 은, 종이에 6B 연필을 슬라이딩시켰을 때의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 2 는, 종이에 HB 연필을 슬라이딩시켰을 때의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 3 은, 비교예 1 의 시판 하드코트 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 4 는, 비교예 2 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 5 는, 비교예 3 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 6 은, 비교예 4 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 7 은, 비교예 5 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 8 은, 비교예 6 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 9 는, 비교예 7 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 10 은, 비교예 8 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 11 은, 실시예 1 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 12 는, 실시예 2 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 13 은, 실시예 3 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 14 는, 실시예 4 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 15 는, 실시예 5 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 16 은, 실시예 6 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
도 17 은, 실시예 7 에서 얻어진 투명 필름의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프이다.
[투명 필름]
본 발명의 투명 필름은, 디스플레이의 최표면에 배치 형성하기 위한 코트층을 포함하는 투명 필름으로, 통상 투명 기재 필름의 적어도 일방의 면에 코트층이 형성된 적층 필름이다. 상기 코트층은 디스플레이의 최표면에 배치 형성되어, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 (펜 입력하는 동안), 동작 거리에 대한 마찰 계수의 프로파일을 대략 일정하게 조정할 수 있기 때문에, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 이용하면, 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 입력할 수 있다.
(투명 기재 필름)
투명 기재 필름은 투명 재료로 형성되어 있으면 되고, 용도에 따라서 선택할 수 있으며, 유리 등의 무기 재료여도 되지만, 강도나 성형성 등의 점에서 유기 재료가 범용된다. 유기 재료로는, 예를 들어 셀룰로오스 유도체, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, (메트)아크릴계 수지 등의 고분자를 들 수 있다. 이들 중, 셀룰로오스에스테르, 폴리에스테르 수지 등이 범용된다.
셀룰로오스에스테르로는, 셀룰로오스트리아세테이트 (TAC) 등의 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등의 셀룰로오스아세테이트 C3-4 아실레이트 등을 들 수 있다. 폴리에스테르로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 등의 폴리알킬렌아릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 중, PET 나 PEN 등의 폴리 C2-4 알킬렌알릴레이트가 바람직하고, 내열성의 점에서 PEN 등의 폴리 C2-4 알킬렌나프탈레이트 수지가 특히 바람직하다. 또, 유기 재료로 형성된 기재 필름은 2 축 연신한 필름이어도 된다.
투명 기재 필름은, 필요에 따라서 안정화제 (산화 방지제, 자외선 흡수제, 내광 안정제, 열 안정화제 등), 결정핵제, 가소제, 대전 방지제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
투명 기재 필름의 두께는, 용도에 따라서 10 ㎛ ∼ 1 ㎜ 정도의 범위에서 선택할 수 있고, 예를 들어 10 ∼ 500 ㎛, 바람직하게는 20 ∼ 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 200 ㎛ 정도이다.
(코트층)
코트층은 적절한 요철 구조가 형성되어 있고, 표면에 있어서, JIS B0610 에 준거한 구름원 최대 높이 기복 (WEM) 이 15 ㎛ 이상 (예를 들어, 15 ∼ 100 ㎛ 정도) 이고, 예를 들어 15 ∼ 50 ㎛, 바람직하게는 16 ∼ 45 ㎛, 더욱 바람직하게는 17 ∼ 40 ㎛ (특히 17.5 ∼ 38 ㎛) 정도이다. 본 발명에서는 WEM 이 이러한 범위로 조정되어 있기 때문에, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 있어서 플라스틱 펜 (예를 들어, 폴리옥시메틸렌으로 형성된 펜) 으로 입력하면, 펜끝이 볼록부에 적절하게 걸리기 때문에, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감을 대략 일정하게 조정할 수 있다. WEM 이 지나치게 작으면, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 있어서 미끄러지지 않고 과도하게 걸려, 저항감이 발생한다.
본 명세서에서는, 구름원 최대 높이 기복 (WEM) 은 JIS B0610 에 준거하여 측정할 수 있고, 상세하게는 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
코트층 (특히 열가소성 엘라스토머를 함유하는 코트층) 의 표면에 있어서, 높이 1.0 ㎛ 이상인 볼록부의 개수는 30 ∼ 200 개/㎟ 정도이고, 예를 들어 40 ∼ 180 개/㎟, 바람직하게는 45 ∼ 150 개/㎟, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 130 개/㎟ (특히 70 ∼ 120 개/㎟) 정도이다. 본 발명에서는, 상기 볼록부의 개수가 이러한 범위로 조정되어 있기 때문에, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 있어서 플라스틱 펜 (예를 들어, 폴리옥시메틸렌으로 형성된 펜) 으로 입력하면, 펜끝이 각 볼록부마다 적절한 간격으로 걸리기 때문에, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감을 대략 일정하게 조정할 수 있다. 한편, 높이 1.0 ㎛ 이상인 볼록부의 개수가 지나치게 적으면, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 있어서, 미끄러지지않고 과도하게 걸려, 저항감이 발생한다. 한편, 지나치게 많으면, 펜 입력의 기입 시작시의 마찰 저항에 대하여 도중의 마찰 저항이 작아져 과도하게 미끄러져서, 미묘한 입력이 곤란해지므로, 고도한 기능을 갖는 터치 패널에 대응할 수 없다.
코트층 (특히 열가소성 엘라스토머를 함유하는 코트층) 은, 표면에 있어서, 높이 1.0 ㎛ 이상인 볼록부의 평균 높이는 3.5 ㎛ 이상이어도 되고, 예를 들어 3.5 ∼ 10 ㎛, 바람직하게는 3.6 ∼ 8 ㎛ (예를 들어, 3.8 ∼ 6 ㎛), 더욱 바람직하게는 3.9 ∼ 5.5 ㎛ (특히 4 ∼ 5 ㎛) 정도이다. 본 발명에서는, 상기 볼록부의 평균 높이가 이러한 범위로 조정되어 있기 때문에, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 있어서, 플라스틱 펜의 펜끝이 각 볼록부마다 확실하면서 또한 적절하게 걸리기 때문에, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감을 대략 일정하게 조정할 수 있다. 즉, 전술한 볼록부 개수와의 조합에 의해, 펜끝이 각 볼록부마다 적절한 간격으로 확실하면서 또한 적절하게 걸리기 때문에, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감을 대략 일정하게 조정할 수 있어, 종이에 대한 연필과 같은 필기감을 실현할 수 있다. 한편, 높이 1.0 ㎛ 이상인 볼록부의 평균 높이가 지나치게 낮으면 과도하게 미끄러지는 경향이 있고, 지나치게 높으면 과도하게 걸리게 된다.
코트층 (특히 열가소성 엘라스토머를 함유하는 코트층) 의 표면에 있어서, 높이 2.0 ㎛ 이상인 볼록부의 개수는, 예를 들어 10 ∼ 150 개/㎟, 바람직하게는 20 ∼ 120 개/㎟, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 100 개/㎟ (특히 50 ∼ 80 개/㎟) 정도이다. 높이 2.0 ㎛ 이상인 볼록부의 개수가 지나치게 적으면, 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 있어서 과도하게 걸리게 된다. 한편, 지나치게 많으면. 펜 입력의 기입 시작의 마찰 저항에 대하여 도중의 마찰 저항이 작아져, 과도하게 미끄러진다.
코트층 (특히 열가소성 엘라스토머를 함유하는 코트층) 의 표면에 있어서, 높이 2.0 ㎛ 이상인 볼록부의 평균 높이는, 예를 들어 4 ∼ 15 ㎛, 바람직하게는 4.5 ∼ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 4.8 ∼ 8 ㎛ (특히 5 ∼ 6 ㎛) 정도이다. 높이 2.0 ㎛ 이상인 볼록부의 평균 높이가 지나치게 낮으면 과도하게 미끄러지는 경향이 있고, 지나치게 높으면 과도하게 걸리게 된다.
본 명세서에서는, 상기 볼록부의 개수 및 평균 높이는 비접촉 표면 형상 계측 장치를 사용하여 임계값 1 ㎛ 또는 2 ㎛ 에서 입자 해석함으로써 측정할 수 있고, 상세하게는 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
코트층의 두께 (평균 두께) 는, 예를 들어 1 ∼ 100 ㎛, 바람직하게는 1.5 ∼ 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 20 ㎛ (특히 3 ∼ 15 ㎛) 정도이다. 또, 코트층의 두께는, 예를 들어 광학식 막후계를 사용하여, 임의의 10 군데의 평균값으로서 측정할 수 있다.
이러한 표면 형상을 갖는 코트층의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 성형 몰드를 이용하는 방법 등이어도 되지만, 간편성의 점에서 미립자를 이용하는 방법이 바람직하다. 미립자를 이용하는 방법으로 얻어진 코트층은, 미립자 및 바인더 성분을 함유하고 있어도 된다.
(A) 미립자
미립자의 형상으로는, 구상 (球狀), 타원체상, 다각체형 (다각추상, 정방체상, 직방체상 등), 판상, 막대상, 부정형상 등을 들 수 있다. 이들 형상 중, 펜끝에 적절히 걸려 연필과 같은 필기감 (촉감) 으로 입력할 수 있는 점에서 예각부를 갖지 않는 형상, 예를 들어 구상 또는 타원체상이 바람직하고, 진구상 또는 대략 진구상이 특히 바람직하다.
미립자의 입경은, 코트층의 표면에 상기 요철 구조를 형성하기 위해 코트층 도포액의 점도 등에 따라서 적절히 선택할 수 있으며, 상기 요철 구조를 용이하게 형성할 수 있는 점에서, 코트층의 두께와 대략 동일한 입경이거나, 또는 코트층의 두께보다 큰 입경이 바람직하다. 구체적으로는, 미립자의 평균 입경은 코트층의 두께에 대하여 0.5 ∼ 10 배 정도의 범위에서 선택할 수 있고, 예를 들어 0.8 ∼ 5 배 (예를 들어, 1 ∼ 5 배), 바람직하게는 0.9 ∼ 4 배, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 3 배 (특히 1.1 ∼ 2.5 배) 정도여도 된다.
미립자의 평균 입경은, 예를 들어 평균 입경 10 ㎛ 이상 (예를 들어, 10 ∼ 100 ㎛), 바람직하게는 11 ∼ 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 12 ∼ 40 ㎛ (특히 13 ∼ 30 ㎛) 정도이다. 평균 입경이 지나치게 크면, 표면 조도가 커져 마찰력이 증가하기 때문에, 걸림이 많아짐과 함께 강도 등의 기계적 특성도 저하된다. 한편, 지나치게 작으면, 과도하게 미끄러진다. 평균 입경은 레이저 회절을 사용한 방법으로 측정할 수 있다.
미립자의 입경 분포는, 소량으로 원하는 요철 형상을 얻을 수 있고, 투명성 및 기계적 강도를 향상시킬 수 있는 점에서 좁은 쪽이 바람직하다. 미립자의 입경 분포는 CV 값 (상관 계수 : 평균 입경에 대한 표준편차의 비율) 으로 표시되며, CV 값이 20 ％ 이하여도 되고, 예를 들어 1 ∼ 18 ％, 바람직하게는 2 ∼ 17 ％, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 15 ％ (특히 4 ∼ 10 ％) 정도이다.
미립자는 상기 평균 입경을 가지며, 코트층의 표면에서 적절한 요철 형상을 형성할 수 있으면 되고, 재질은 특별히 한정되지 않고, 무기 입자여도 되고, 유기 입자여도 된다.
무기 입자로는, 예를 들어 금속 단체 (單體), 금속 산화물, 금속 황산염, 금속 규산염, 금속 인산염, 금속 탄산염, 금속 수산화물, 규소 화합물, 불소 화합물, 천연 광물 등을 들 수 있다. 무기 입자는 커플링제 (티탄 커플링제, 실란 커플링제) 에 의해 표면 처리되어 있어도 된다. 이들 무기 입자는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 무기 입자 중, 투명성 등의 점에서 산화티탄 등의 금속 산화물 입자, 산화규소 등의 규소 화합물 입자, 불화마그네슘 등의 불소 화합물 입자 등이 바람직하고, 저반사화나 저헤이즈화를 실현할 수 있는 점에서 실리카 입자가 특히 바람직하다.
유기 입자로는, 예를 들어 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아세탈 수지 등의 열가소성 수지, 가교 폴리올레핀 수지, 가교 아크릴 수지 또는 가교 (메트)아크릴계 수지, 가교 폴리스티렌계 수지, 가교 폴리우레탄 수지 등의 가교 열가소성 수지, 에폭시 수지 등의 열 경화성 수지로 형성된 입자를 들 수 있다. 이들 유기 입자는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 유기 입자 중, 폴리아미드 입자, 가교 아크릴 수지 또는 가교 폴리(메트)아크릴산에스테르 입자, 가교 폴리스티렌계 입자, 가교 폴리우레탄 입자 등의 가교 고분자 입자 등이 범용된다.
이들 중, 걸림감과 미끄러짐성의 밸런스가 우수한 점에서 유기 입자가 바람직하고, 헤이즈를 억제할 수 있으며, 광학 특성과 기계적 강도의 밸런스가 우수한 점에서 가교 폴리(메트)아크릴산에스테르계 입자가 특히 바람직하다.
가교 폴리(메트)아크릴산에스테르 입자를 구성하는 폴리(메트)아크릴산에스테르로는, 폴리(메트)아크릴산메틸, 폴리(메트)아크릴산에틸, 폴리(메트)아크릴산부틸 등의 폴리(메트)아크릴산 C1-6 알킬 (특히 C2-6 알킬) 을 주성분 (50 ∼ 100 중량％, 바람직하게는 70 ∼ 100 중량％ 정도) 으로 하는 폴리(메트)아크릴산알킬에스테르 수지 등을 들 수 있다. 가교제로는 관용되는 가교제를 이용할 수 있고, 예를 들어 2 이상의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물 (에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 (폴리) C2-10 알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디비닐벤젠 등의 2 관능 비닐 화합물, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트 등의 3 관능 이상의 다관능 비닐 화합물 등) 등을 이용할 수 있다. 가교제의 비율은, 전체 단량체 중 0.1 ∼ 10 몰％ (특히 1 ∼ 5 몰％) 정도여도 된다. 가교 폴리(메트)아크릴산에스테르 입자는, 슬라이딩성을 향상시키기 위해서 가교 폴리메타크릴산메틸 입자 등의 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자여도 된다. 또, 가교 폴리아크릴산에스테르 입자를 사용하여, 유연성을 향상시켜도 된다.
미립자의 굴절률은 투명성을 향상시킬 수 있는 점에서, 예를 들어 1.4 ∼ 1.6, 바람직하게는 1.41 ∼ 1.58, 더욱 바람직하게는 1.42 ∼ 1.55 (특히 1.45 ∼ 1.53) 정도여도 된다.
미립자는 소정의 경도를 갖고 있는 것이 바람직하며, 미소 압축 시험기를 사용하여 10 ％ 압축했을 때의 강도 (S10 강도) 가 0.1 ∼ 10 kgf/㎟ 정도이고, 바람직하게는 0.5 ∼ 8 kgf/㎟, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 5 kgf/㎟ (특히 1.5 ∼ 3 kgf/㎟) 정도이다.
미립자의 비율은 바인더 성분 (예를 들어, 비닐계 화합물 및 열가소성 엘라스토머의 총량) 100 중량부에 대하여, 예를 들어 1 ∼ 50 중량부, 바람직하게는 1.5 ∼ 30 중량부, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 15 중량부 (특히 3 ∼ 10 중량부) 정도이다. 미립자의 비율이 지나치게 적으면 과도하게 미끄러지는 경향이 있고, 지나치게 많으면 기계적 특성이 저하되고, 헤이즈도 상승한다.
(B) 바인더 성분
바인더 성분으로는 상기 미립자를 코트층에 고정시킬 수 있으면 되고, 무기 바인더 성분, 유기 바인더 성분 중 어느 것이어도 되지만, 미립자를 강고하게 고정시킬 수 있는 점 등에서 유기 바인더 성분이 바람직하다. 그리고, 유기 바인더 성분 중에서도, 성막성이 우수하고, 미립자를 강고하게 고정시킬 수 있으며, 내찰상성 등의 막강도도 우수한 점에서 비닐계 화합물을 적어도 함유하는 유기 바인더 성분이 특히 바람직하다.
(B1) 비닐계 화합물
비닐계 화합물로는 분자 내에 2 이상 (예를 들어, 2 ∼ 8 정도) 의 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴레이트가 범용되고, 예를 들어 2 ∼ 8 관능 (메트)아크릴레이트, 2 관능 이상의 올리고머 또는 수지 등이 함유된다.
2 관능 (메트)아크릴레이트로는, 예를 들어 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 알칸디올디(메트)아크릴레이트 ; 글리세린디(메트)아크릴레이트 등의 알칸폴리올디(메트)아크릴레이트 ; 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 폴리알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트 ; 비스페놀류의 C2-4 알킬렌옥사이드 부가체의 디(메트)아크릴레이트 ; 아다만탄디(메트)아크릴레이트 등의 가교 고리형 디(메트)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다.
3 관능 이상 (3 ∼ 8 관능 정도) 의 (메트)아크릴레이트로는, 예를 들어 다가 알코올과 (메트)아크릴산의 에스테르화물, 예를 들어 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트 ; 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 ; 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트 ; 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 다관능 (메트)아크릴레이트에 있어서, 다가 알코올은 알킬렌옥사이드 (예를 들어, 에틸렌옥사이드 등의 C2-4 알킬렌옥사이드) 의 부가체여도 된다. 이들 다관능 (메트)아크릴레이트는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
2 관능 이상의 올리고머 또는 수지로는, 예를 들어 우레탄(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중, 코트층의 기계적 특성을 용이하게 제어할 수 있는 점에서 우레탄(메트)아크릴레이트가 범용된다.
이들 비닐계 화합물 중, 미립자를 강고하게 고정시킬 수 있고, 코트층 표면에 있어서 평탄부에서의 미끄러짐성을 향상시킬 수 있는 점에서, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트나 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 3 관능 이상 (특히 4 ∼ 8 관능) 의 (메트)아크릴레이트가 바람직하다.
비닐계 화합물의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 촉감을 향상시키는 점에서, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 에 있어서 폴리스티렌 환산으로 500 이상이어도 되고, 예를 들어 500 ∼ 10000, 바람직하게는 600 ∼ 9000, 더욱 바람직하게는 700 ∼ 8000 (특히 1000 ∼ 5000) 정도여도 된다. 분자량이 지나치게 작으면 촉감이 저하되고, 분자량이 지나치게 크면 성막성이나 취급성이 저하된다.
(B2) 열가소성 엘라스토머
바인더 성분은 상기 비닐계 화합물에 더하여, 막의 유연성이나 성막성 등을 개량하기 위해서 추가로 열가소성 엘라스토머를 함유하고 있어도 된다.
열가소성 엘라스토머로는, 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머 등이어도 되지만, 접착성이나 가요성 등의 점에서 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머가 바람직하다. 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는, 폴리이소시아네이트류와 폴리올류와 필요에 따라서 사슬 신장제 (또는 사슬 연장제) 의 반응에 의해 얻을 수 있다.
폴리이소시아네이트류로는, 관용되는 폴리이소시아네이트류 등을 사용할 수 있고, 예를 들어 헥사메틸렌디이소시아네이트 (HDI) 등의 지방족 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 (IPDI), 수첨 자일릴렌디이소시아네이트 (수첨 XDI) 등의 지환족 디이소시아네이트 등의 무(無)황변성 디이소시아네이트 또는 그 유도체, 특히 지방족 디이소시아네이트의 트리머 (삼량체, 이소시아누레이트 고리를 갖는 트리머 등) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
폴리올류로서도 관용되는 폴리머 폴리올류 등을 사용할 수 있으며, 통상, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올이 범용된다.
폴리에테르 폴리올로는, 예를 들어 옥시란 화합물의 개환 중합체 또는 공중합체 [예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리트리메틸렌에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 등의 폴리 (C2-4 알킬렌글리콜)], 비스페놀 A 또는 수첨 비스페놀 A 의 알킬렌옥사이드 부가체 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
폴리에스테르 폴리올은, 폴리카르복실산 (또는 그 무수물) 과 폴리올의 반응 생성물, 락톤류를 개환 부가 중합시킨 반응 생성물이어도 된다.
폴리카르복실산으로는 관용되는 폴리카르복실산 등을 사용할 수 있으며, 예를 들어 지방족 디카르복실산 또는 그 무수물 (아디프산, 아젤라산, 세바크산 등의 C6-20 알칸디카르복실산 등) 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
폴리올로서도 관용되는 폴리올 등을 사용할 수 있고, 지방족 디올 [알칸디올 (에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올 등의 C2-22 알칸디올) 등], 지환족 디올 (1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 시클로알칸디올류, 수첨 비스페놀 A 등의 수첨 비스페놀류, 또는 이들의 C2-4 알킬렌옥사이드 부가체 등) 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
락톤류로서도 관용되는 락톤류 등을 사용할 수 있으며, 발레로락톤이나 카프로락톤 등의 C4-8 락톤 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
폴리카보네이트 폴리올로는, 예를 들어 글리콜 (에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜 등의 알칸디올 ; 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 (폴리)옥시알킬렌글리콜 ; 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 수첨 비스페놀 A 등의 지환족 디올 ; 비스페놀 A 등의 비스페놀류, 비스페놀류의 알킬렌옥사이드 부가체 등의 방향족 디올로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 글리콜) 과 카보네이트 (디메틸카보네이트, 에틸렌카보네이트, 디페닐카보네이트 등) 또는 포스겐 등과의 중합체 등을 들 수 있다.
사슬 신장제로는 관용되는 사슬 신장제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 디올류 (에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올 등의 알칸디올 등), 디아민류 (테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등) 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머는, 짧은 사슬 디올류와 디이소시아네이트류의 폴리우레탄을 함유하는 하드 세그먼트 (하드 블록) 와, 폴리머 디올 (폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리카보네이트디올 등) 과 디이소시아네이트류의 폴리우레탄을 함유하는 소프트 세그먼트 (소프트 블록) 를 포함하는 엘라스토머여도 된다. 이 폴리우레탄 엘라스토머는, 통상 소프트 세그먼트를 구성하는 폴리머 디올의 종류에 따라서 폴리에스테르형 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에테르형 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리카보네이트형 폴리우레탄 엘라스토머 등으로 분류된다.
이들 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 중 유연성이나 안정성 등의 점에서, 폴리에스테르형 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에테르형 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리카보네이트 폴리올 (특히, 무황변성 디이소시아네이트를 사용한 폴리에스테르형 폴리우레탄계 엘라스토머나, 폴리카보네이트 폴리올) 이 바람직하다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 실리콘 성분에 의해 변성되어 있어도 된다. 실리콘 성분은 엘라스토머 중에 함유되어 있어도 되고, 공중합체로서 조합되어 있어도 된다. 실리콘 성분은, 통상 오르가노실록산 단위 [-Si(-R)2-O-] (기 R 은 치환기를 나타낸다) 로 형성되어 있고, 기 R 로 나타내는 치환기로는, 알킬기 (메틸기 등), 아릴기 (페닐기 등), 시클로알킬기 등을 들 수 있다. 실리콘 성분의 비율은 실리콘 변성 폴리우레탄 엘라스토머 전체에 대하여 60 중량％ 이하 정도로, 예를 들어 0.1 ∼ 50 중량％, 바람직하게는 1 ∼ 40 중량％, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 30 중량％ (특히 3 ∼ 20 중량％) 정도이다.
열가소성 엘라스토머 (특히 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머) 의 수 평균 분자량은, GPC 에 있어서 폴리스티렌 환산으로 예를 들어 10,000 ∼ 500,000, 바람직하게는 20,000 ∼ 300,000, 더욱 바람직하게는 30,000 ∼ 100,000 정도여도 된다.
비닐계 화합물과 열가소성 엘라스토머의 비율 (중량비) 는, 전자/후자 = 1/99 ∼ 70/30 정도이고, 바람직하게는 10/90 ∼ 50/50, 더욱 바람직하게는 20/80 ∼ 45/55 (특히 30/70 ∼ 40/60) 정도이다. 열가소성 엘라스토머의 비율이 지나치게 적으면 막의 유연성이나 성막성을 향상시키는 효과가 작고, 지나치게 많으면 걸림이 크고, 점착성 (tackiness) 이 발현된다.
(B3) 기타 첨가제
바인더 성분이 비닐계 화합물을 함유하는 경우, 바인더 성분은 중합 개시제를 함유하고 있어도 된다. 중합 개시제는, 열 중합 개시제 (벤조일퍼옥사이드 등의 과산화물 등의 열 라디칼 발생제) 여도 되고, 광 중합 개시제 (광 라디칼 발생제) 여도 된다. 바람직한 중합 개시제는 광 중합 개시제이다. 광 중합 개시제로는, 예를 들어 아세토페논류 또는 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 아실포스핀옥사이드류 등을 예시할 수 있다. 광 중합 개시제에는, 관용되는 광 증감제나 광 중합 촉진제 (예를 들어, 제삼급 아민류 등) 가 함유되어 있어도 된다. 광 중합 개시제의 비율은, 비닐계 화합물 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 20 중량부, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 중량부, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 8 중량부 (특히 1 ∼ 5 중량부) 정도여도 된다.
바인더 성분은 필요에 따라서 추가로 관용되는 첨가제, 예를 들어 기타 입자, 기타 열가소성 폴리머, 안정화제 (산화 방지제, 자외선 흡수제, 내광 안정제, 열 안정화제 등), 난연제, 난연 보조제, 충전제, 가소제, 내충격 개량제, 보강제, 분산제, 대전 방지제, 항균제 등을 함유하고 있어도 된다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
바인더 성분은 도공성 등의 점에서, 추가로 용매를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 용매는 바인더 성분 (상기 비닐계 화합물이나 열가소성 엘라스토머 등) 의 종류 및 용해성에 따라서 선택할 수 있으며, 적어도 고형분을 균일하게 용해할 수 있는 용매이면 된다. 그와 같은 용매로는, 예를 들어 케톤류, 에테르류, 탄화수소류, 에스테르류, 물, 알코올류, 셀로솔브류, 술폭사이드류, 아미드류 등을 예시할 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있고, 혼합 용매여도 된다. 이들 용매 중, 이소프로판올 등의 알코올류, 아세트산에틸 등의 에스테르류, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류 등이 범용된다.
비닐계 화합물을 함유하는 바인더 성분은 열 경화성 조성물이어도 되지만, 단시간에 경화시킬 수 있는 광 경화성 화합물, 예를 들어 자외선 경화성 화합물, EB 경화성 화합물이어도 된다. 특히, 실용적으로 유리한 조성물은 자외선 경화성 수지이다.
(투명 필름의 특성)
본 발명의 투명 필름은 적절한 경도를 갖고 있고, 하드코트 기능을 갖는 것과 함께, 펜 입력형 터치 패널에 있어서 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 입력할 수 있다. 투명 필름에 있어서의 코트층의 연필 경도 (하중 750 gf) 는, 예를 들어 B 이상이고, 바람직하게는 HB 이상, 더욱 바람직하게는 F ∼ 4H (특히 H ∼ 3H) 정도이다. 코트층의 경도가 지나치게 높으면 과도하게 미끄러지는 경향이 있고, 지나치게 낮으면 과도하게 걸리게 된다.
본 발명의 투명 필름은, 이러한 표면 경도를 구비할 뿐만 아니라 디스플레이에 필요한 투명성도 유지하고 있다. 즉, 본 발명의 투명 필름은 JIS K7136 에 준거한 전광선 투과율이 85 ％ 이상이어도 되며, 예를 들어 85 ∼ 99.9 ％, 바람직하게는 86 ∼ 99.5 ％, 더욱 바람직하게는 88 ∼ 99 ％ (특히, 90 ∼ 95 ％) 정도이다. 그리고, 본 발명의 투명 필름 (특히 열가소성 엘라스토머를 함유하는 방현층 (防眩層) 을 갖는 투명 필름) 은 표면에 적절한 요철 구조를 갖고, 또한 높은 전광선 투과율을 가지고 있으며, 전광선 투과율이 91 ∼ 99 ％ (예를 들어, 91.5 ∼ 98 ％), 바람직하게는 92 ∼ 97 ％, 더욱 바람직하게는 92.5 ∼ 96 ％ (특히 93 ∼ 95 ％) 정도여도 된다.
그리고 본 발명의 투명 필름은, 방현성이나 안티 뉴턴링성 등도 부여할 수 있는 적절한 헤이즈를 가지고 있으며, 예를 들어 JIS K7136 에 준거한 헤이즈가 1 ∼ 99 ％ 정도의 범위에서 선택할 수 있고, 예를 들어 2 ∼ 95 ％ 정도여도 된다. 또, 코트층의 성분비를 조정함으로써 헤이즈를 조정할 수 있어, 투명성이 중시되는 용도에서는, 예를 들어 미립자의 비율을 저하시키는 것 등에 의해서 50 ％ 이하로 조정해도 되고, 예를 들어 40 ％ 이하 (예를 들어, 1 ∼ 40 ％), 바람직하게는 5 ∼ 35 ％, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30 ％ 정도이다. 투명성이 중시되지 않는 용도에서는, 헤이즈는 80 ％ 이하 (예를 들어 20 ∼ 80 ％), 바람직하게는 70 ％ 이하 (예를 들어, 30 ∼ 70 ％), 더욱 바람직하게는 60 ％ 이하 (예를 들어, 40 ∼ 60 ％) 여도 된다.
본 발명의 투명 필름은 추가로 기타 기능층, 예를 들어 투명 도전층, 안티 뉴턴링층, 방현층, 광 산란층, 반사 방지층, 편광층, 위상차층 등의 층과 조합해도 된다.
본 발명의 투명 필름은 터치 패널 (특히, 펜 입력형 터치 패널) 의 디스플레이에 이용할 수 있으며, 펜 입력의 필기감 (촉감) 이 우수한 코트층이 디스플레이의 최표면에 위치하도록 배치 형성된다. 상기 코트층은, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 필기감을 대략 일정하게 조정할 수 있어, 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 입력할 수 있기 때문에, 각종 펜 입력형 터치 패널 (특히 ITO 그리드 방식을 채용하는 투영형 정전 용량 방식 터치 패널) 의 디스플레이의 조작에 적합하다.
펜 입력형 터치 패널에서 사용되는 펜 (접촉자) 은 플라스틱이나 금속 등의 경질 재료로 형성되어 있으면 되고, 통상 플라스틱으로 형성되어 있다. 플라스틱으로는, 예를 들어 강도나 내구성 등의 점에서, 예를 들어 폴리아세탈 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 폴리술폰계 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중, 경량이며 강도가 높고, 내마모성 등의 내구성이나 슬라이딩성도 우수한 점에서 폴리옥시메틸렌 등의 폴리아세탈 수지가 바람직하다. 펜끝의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 통상 곡면 형상 (R 상) 이다. 펜끝의 평균 직경은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.1 ∼ 10 ㎜ 정도의 범위에서 선택할 수 있고, 바람직하게는 0.3 ∼ 8 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.3 ∼ 5 ㎜ 정도이지만, 통상은 0.5 ∼ 3 ㎜ (특히 0.6 ∼ 2 ㎜) 정도이다.
[투명 필름의 제조 방법]
본 발명의 투명 필름은 기재 필름의 적어도 일방의 면에 중합성 조성물을 도포한 후, 경화시킴으로써 얻을 수 있다.
중합성 조성물의 도포 방법으로는 관용되는 방법, 예를 들어 롤 코터, 에어나이프 코터, 블레이드 코터, 로드 코터, 리버스 코터, 바 코터, 콤마 코터, 딥ㆍ스퀴즈 코터, 다이 코터, 그라비아 코터, 마이크로 그라비아 코터, 실크스크린 코터법, 딥법, 스프레이법, 스피너법 등을 들 수 있다. 이들 방법 중, 바 코터법이나 그라비아 코터법 등이 범용된다. 또, 필요하다면, 중합성 조성물은 복수 회에 걸쳐 도포해도 된다.
중합성 조성물이 유기 용매를 함유하는 경우 등, 도포 후에는 필요에 따라서 건조를 실시해도 된다. 건조는, 예를 들어 40 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 50 ∼ 120 ℃, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 100 ℃ 정도의 온도에서 실시해도 된다.
코트층에 적절한 요철 구조를 형성하기 위해서는, 상기 중합성 조성물 (도포막) 의 두께와 미립자의 입자경을 조정하는 방법이나, 도포액의 점도를 조정하는 방법 등의 방법을 이용할 수 있다. 도포막의 두께와 미립자의 입자경을 조정하는 방법으로는, 도포막의 두께보다 큰 입자경을 갖는 미립자를 사용하는 방법이어도 된다. 도포액의 점도를 조정하는 방법으로는, 예를 들어 열가소성 엘라스토머 등의 고점성 성분을 첨가하여 입자가 도포액 중에서 침강하기 어렵게 함으로써, 코트층 표면에 적절한 요철 구조를 형성해도 된다. 즉, 점도를 조정함으로써, 예를 들어 도포막의 두께가 미립자의 입경과 대략 동일 정도의 두께라도 적절한 요철 구조를 형성할 수 있고, 특히, 점도를 높게 설정함으로써, 비교적 높은 볼록부를 갖는 요철 구조도 형성할 수 있다. 또한, 상기 방법을 조합하여 미립자의 입경과 도포액의 점도를 조정함으로써, 기복의 크기나 볼록부의 높이를 조정해도 된다.
경화 공정에 있어서, 중합성 조성물은 중합 개시제의 종류에 따라서 가열하여 경화시켜도 되는데, 통상 활성 에너지선을 조사함으로써 경화시킬 수 있다. 활성 에너지선으로는, 예를 들어 방사선 (감마선, X 선 등), 자외선, 가시광선, 전자선 (EB) 등을 이용할 수 있고, 통상 자외선, 전자선인 경우가 많다.
광원으로는, 예를 들어 자외선인 경우에는, Deep UV 램프, 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 할로겐 램프, 레이저 광원 (헬륨-카드뮴 레이저, 엑시머 레이저 등의 광원) 등을 사용할 수 있다. 조사광량 (조사 에너지) 은 도막의 두께에 따라서 다르지만, 예를 들어 50 ∼ 10000 mJ/㎠, 바람직하게는 70 ∼ 7000 mJ/㎠, 더욱 바람직하게는 100 ∼ 5000 mJ/㎠ 정도여도 된다.
전자선의 경우에는, 전자선 조사 장치 등의 노광원에 의해서 전자선을 조사하는 방법을 이용할 수 있다. 조사량 (선량) 은 도막의 두께에 따라서 다르지만, 예를 들어 1 ∼ 200 kGy (그레이), 바람직하게는 5 ∼ 150 kGy, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 100 kGy (특히 20 ∼ 80 kGy) 정도이다. 가속 전압은, 예를 들어 10 ∼ 1000 ㎸, 바람직하게는 50 ∼ 500 ㎸, 더욱 바람직하게는 100 ∼ 300 ㎸ 정도이다.
또, 활성 에너지선의 조사는, 필요하면 불활성 가스 (예를 들어, 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨 가스 등) 분위기 중에서 실시해도 된다.
기재 필름에 대한 코트층의 밀착성을 향상시키기 위해서, 코트층을 표면 처리해도 된다. 표면 처리로는 관용되는 표면 처리, 예를 들어 코로나 방전 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 오존이나 자외선 조사 처리 등을 들 수 있다. 기재 필름은 표면이 접착 용이 처리되어 있어도 된다.
실시예
이하에, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에서 얻어진 투명 필름을 이하의 항목으로 평가하였다.
[미립자의 평균 입경]
미립자 (건조 상태) 의 주사형 전자 현미경 (SEM) 사진을 2 차원 처리하여 이미지화하고, 평균 입경을 산출하였다. 상세하게는 얻어진 SEM 사진을 사용하여, 사진 상에 적어도 200 개의 입자가 포함되도록 임의의 사이즈의 장방형을 그리고, 그 장방형 내에 존재하는 전체 입자의 진구 환산시 입자경의 치수를 재었다. 얻어진 적어도 200 개의 입자경에 기초하여 평균 입자경을 산출하였다.
[구름원 최대 높이 기복 (WEM)]
JIS B0610 에 준거하여, 표면 조도 형상 측정기 ((주) 도쿄 정밀 제조 「서프콤 570A」) 를 사용해서, 이하의 조건으로 구름원 최대 높이 기복 (WEM) 을 측정하였다.
측정자 : 기복 측정자 (0102505)
측정자의 수단 : 800 ㎛R, 루비
구동 속도 : 3 ㎜/s
λf 저감 컷오프값 : 8 ㎜
측정 길이 : 15 ㎜.
[볼록부의 개수 및 평균 높이]
비접촉 표면 형상 계측 장치 [(주) 료카 시스템 제조 「VertScan 2.0」] 를 사용하여, 샘플의 표면 형상을 측정하였다. 또, 관찰 화상으로부터 높이 1.0 ㎛ 이상 (임계값 1 ㎛) 및 2.0 ㎛ 이상 (임계값 2 ㎛) 의 입자 해석을 실시하여 볼록부 (볼록 입자) 의 개수, 평균 면적을 구하고, 1 ㎟ 당 개수를 산출하여, 볼록부의 최고도의 평균값 (평균 높이) 을 구하였다. 또, 대물 렌즈는 5 배의 렌즈를 사용하여, 시야 2507 ㎛×1881 ㎛ 의 관찰을 실시하였다.
[광학 특성]
헤이즈 미터 (닛폰 덴쇼쿠 (주) 제조, 상품명「NDH-5000W」) 를 사용해서, JIS K7136 에 준거하여 헤이즈, 전광선 투과율 (TPP) 을 측정하였다.
[연필 경도]
JIS K5400 에 준거하여 하중 750 gf 로 연필 경도를 측정하였다.
[SW 내구성]
스틸울 내구성 시험기를 사용해서 400 g 하중, 직경 φ2.5 ㎝ 의 스틸울 ＃0000 로 10 왕복하여, 샘플의 흠집 정도를 이하의 기준으로 평가하였다.
○ : 흠집이 보이지 않는다
△ : 1 ∼ 2 개 흠집이 보인다
× : 3 개 이상 흠집이 보인다.
[펜 슬라이딩 내구성]
터치 패널 슬라이딩 시험기를 사용해서, 500 g 하중, Nintendo DS (등록상표) 용 터치 펜으로 10000 왕복하여, 샘플의 흠집 정도를 이하의 기준으로 평가하였다.
○ : 흠집이 보이지 않는다
△ : 1 ∼ 2 개 흠집이 보인다
× : 3 개 이상 흠집이 보인다.
[마찰 계수]
정동마찰 측정기 ((주) 트리니티랩 제조 「핸디 트라이보마스터 TL201Ts」) 를 사용해서, 측정 조건 (하중 50 g 중 (重), 속도 50 ㎜/초) 에서 마찰력을 측정하였다. 접촉자로는, 폴리옥시메틸렌제 펜 (펜끝 직경 0.8 ㎜φ) 을 사용하여, 필름에 대해 45°각도로 슬라이딩시켰다. 또, 참고예로서, 종이 ((주) 카우넷 제조 「카피페이퍼 스탠다드 타입」) 에 대하여 연필 (미쓰비시 연필 (주) 제조 「유니 6B」 및「유니 HB」) 을 슬라이딩시켰다.
[코트층의 두께]
광학식 막후계를 사용해서 임의의 10 군데를 측정하고, 평균값을 산출하였다.
[코트층의 배합 성분]
다관능 아크릴레이트 : 다관능 아크릴계 UV 경화 모노머 (디펜타에리트리톨펜타 내지 헥사아크릴레이트), 다이셀ㆍ올넥스 (주) 제조 「DPHA」
우레탄 아크릴레이트 : 3 관능 우레탄 아크릴레이트, 다이셀ㆍ올넥스 (주) 제조 「KRM8264」
우레탄 엘라스토머 : 폴리우레탄 엘라스토머 (카보네이트계 폴리우레탄), 다이이치 세이카 공업 (주) 제조 「다이알로머 SP-2165」
아크릴 입자 (5 ㎛) : 토요보 (주) 제조 「FH-S005」, 평균 입경 5 ㎛, 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자
아크릴 입자 (10 ㎛) : 토요보 (주) 제조 「FH-S010」, 평균 입경 10 ㎛, 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자
아크릴 입자 (15 ㎛) : 토요보 (주) 제조 「FH-S015」, 평균 입경 15 ㎛, 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자
아크릴 입자 (27 ㎛) : 세키스이 화성품 공업 (주) 제조 「테크폴리머 SSX-127」, 평균 입경 27 ㎛, 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자
단분산 아크릴 입자 (15 ㎛) : 소켄 화학 (주) 제조 「케미스노 MX-1500H」,평균 입경 13.5 ∼ 16.5 ㎛, CV 값 5.0 ％, 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자
단분산 아크릴 입자 A (20 ㎛) : 세키스이 화성품 공업 (주) 제조 「테크폴리머 SSX120」, 평균 입경 20 ㎛, S10 강도 2.56 kgf/㎟, 가교 폴리메타크릴산메틸 입자
단분산 아크릴 입자 B (20 ㎛) : 소켄 화학 (주) 제조 「케미스노 MX-2000」,평균 입경 18 ∼ 22 ㎛, CV 값 17.1 ％, 가교 폴리메타크릴산에스테르 입자
폴리우레탄 입자 : 다이이치 세이카 공업 (주) 제조 「다이믹비즈 5070D」,평균 입경 7 ㎛
개시제 1 : 광 중합 개시제, 시바 재팬 (주) 제조 「이르가큐어 (Irgacure) 184」
개시제 2 : 광 중합 개시제, 시바 재팬 (주) 제조 「이르가큐어 (Irgacure) 907」.
비교예 1
시판 하드코트 필름 ((주) 키모토 제조 「KB 필름 N10」) 의 볼록 입자 개수 및 평균 높이, 광학 특성, 연필 경도, SW 내구성, 펜 슬라이딩 내구성을 측정한 결과를 표 1 에 나타낸다.
비교예 2 ∼ 8 및 실시예 1 ∼ 7
표 1 에 나타내는 수지 성분, 수지 입자 및 개시제를 아세트산에틸 및 이소프로판올의 혼합 용매 (아세트산에틸/이소프로판올 = 6/4 (용적비)) 에, 표 1 에 나타내는 비율로 용해하였다. 또, 개시제는 각각 중합성 모노머 (다관능 아크릴레이트 및/또는 우레탄 아크릴레이트) 100 중량부에 대하여 2.5 중량부의 비율로 배합하여, 고형분 농도는 25 중량％ 로 조제하였다.
이 용액을 사용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (토요보 (주) 제조 「A4300」, 두께 125 ㎛) 상에 와이어 바 #38 에 의해 유연한 후, 60 ℃ 의 오븐 내에서 1 분간 방치 후, 코트 필름을 자외선 조사 장치 (우시오 전기 (주) 제조, 고압 수은 램프, 자외선 조사량 : 800 mJ/㎠) 에 통과시켜 자외선 경화 처리를 실시하여 도공막을 경화시켜서 코트층 (건조 두께 10 ㎛ 또는 13 ㎛) 을 형성하였다.
얻어진 투명 필름의 WEM, 볼록 입자 개수 및 평균 높이, 광학 특성, 연필 경도, SW 내구성, 펜 슬라이딩 내구성을 측정한 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1 의 결과로부터 분명한 바와 같이, 실시예의 투명 필름은 비교예의 투명 필름과 비교하여, 적절한 표면 요철 구조를 갖고, 광학 특성 및 기계적 특성의 밸런스가 우수하다.
그리고 종이에 연필을 슬라이딩시켰을 때의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프를 도 1 및 2 에 나타내고, 비교예 1 ∼ 8 및 실시예 1 ∼ 7 의 투명 필름에 펜을 슬라이딩시켰을 때의 동작 거리에 대한 마찰 계수의 그래프를 도 3 ∼ 17에 나타낸다. 도 1 ∼ 17 의 결과로부터 분명한 바와 같이, 실시예의 투명 필름은, 펜 입력의 기입 시작 및 도중에서 동작 거리에 대한 마찰 계수의 프로파일이 일정하고, 종이에 연필을 슬라이딩시켰을 때의 프로파일과 유사한 데 반하여, 비교예의 투명 필름은 초기의 마찰 저항이 크거나, 마찰 계수의 진폭이 작다는 등, 종이에 연필을 슬라이딩시켰을 때의 프로파일과는 크게 상이하다.
산업상 이용가능성
본 발명의 투명 필름은 각종 광학 표시 장치의 디스플레이에 이용할 수 있고, 예를 들어 PC, 텔레비전, 휴대 전화 (스마트폰), 전자 종이, 유기 (遊技) 기기, 모바일 기기, 시계, 전자식 탁상 계산기 등의 전기ㆍ전자 또는 정밀 기기의 표시부에 있어서, 표시 장치 (액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 유기 또는 무기 EL 표시 장치 등) 와 조합하여 사용되는 터치 패널, 특히 ITO 그리드 방식을 채용하는 투영형 정전 용량 방식 터치 패널의 디스플레이에 이용할 수 있다. 그 중에서도, 플라스틱 펜에 의한 입력을 종이에 대한 연필과 같은 필기감으로 입력할 수 있기 때문에, 스마트폰, 휴대 전화, 전자 종이, 태블릿형 PC, 펜 태블릿, 유희 기기, PC 등의 펜 입력형 터치 패널의 디스플레이에 유용하다.

Claims (6)

  1. 투명 기재 필름과, 이 투명 기재 필름의 적어도 일방의 면에 형성된 코트층을 포함하는 투명 필름으로서, JIS K7136 에 준거한 전광선 투과율이 85 ％ 이상이고, 또한 상기 코트층이, JIS B0610 에 준거한 구름원 최대 높이 기복 (WEM) 이 15 ㎛ 이상인 표면 형상을 갖는, 투명 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    코트층이 미립자 및 바인더 성분을 함유하고, 미립자의 평균 입경이 코트층의 두께에 대하여 1 ∼ 5 배인, 투명 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    미립자의 입경의 CV 값이 20 ％ 이하인, 투명 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코트층이, JIS B0610 에 준거한 구름원 최대 높이 기복 (WEM) 이 15 ∼ 50 ㎛ 인 표면 형상을 갖는, 투명 필름.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    바인더 성분이 열가소성 엘라스토머를 함유하는, 투명 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    코트층이, 높이 1.0 ㎛ 이상인 볼록부의 개수가 30 ∼ 200 개/㎟ 이고, 또한 상기 볼록부의 평균 높이가 3.5 ㎛ 이상인 표면 형상을 갖는, 투명 필름.
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