WO2020235274A1 - ハードコートフィルム、ハードコートフィルムを備えた物品、及び画像表示装置 - Google Patents

ハードコートフィルム、ハードコートフィルムを備えた物品、及び画像表示装置 Download PDF

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暢之 芥川
彩子 松本
悠太 福島
顕夫 田村
北村 哲
裕三 永田
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hard coat film, an article provided with the hard coat film, and an image display device.
  • Patent Document 1 describes a hard coat film having a hard coat layer composed of a cured product of a curable composition containing a cationically curable silicone resin and a leveling agent on a base material.
  • An object of the present invention is to provide a hard coat film having excellent hardness and repeated bending resistance, an article provided with the hard coat film, and an image display device.
  • a hard coat film having a base material and a hard coat layer A hard coat film satisfying the following formulas (i) and (ii).
  • E' (0.4) HC is the elastic modulus of the hard coat layer when the elongation rate is 0.4%.
  • E' (4) HC is the elastic modulus of the hard coat layer when the elongation rate is 4%.
  • d HC is the film thickness of the hard coat layer.
  • the hard coat layer with a scratch resistant layer has a hard coat layer and a scratch resistant layer, and the hard coat layer is present on the substrate side of the scratch resistant layer.
  • E' (0.4) RHC is the elastic modulus of the hard coat layer with a scratch resistant layer when the elongation rate is 0.4%.
  • E' (4) RHC is the elastic modulus of the hard coat layer with a scratch resistant layer when the elongation rate is 4%.
  • d RHC is the film thickness of the hard coat layer with a scratch resistant layer.
  • ⁇ 4> The hard coat film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the hard coat layer contains a cured product of a composition for forming a hard coat layer containing polyorganosylsesquioxane.
  • S1 A structural unit (S1) in which the polyorganosylsesquioxane has a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond
  • S2 structural unit having a crosslinkable group different from the structural unit (S1).
  • ⁇ 6> The hard coat film according to ⁇ 5>, wherein the group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond of the structural unit (S1) is at least one group selected from an amide group, a urethane group and a urea group.
  • the structural unit (S1) has a (meth) acryloyloxy group or a (meth) acrylamide group.
  • the crosslinkable group of the structural unit (S2) is a (meth) acrylamide group.
  • the present invention it is possible to provide a hard coat film having excellent hardness and repeated bending resistance, an article provided with the hard coat film, and an image display device.
  • the hard coat film of the present invention has at least a base material and a hard coat layer (having a hard coat layer on the base material).
  • the hard coat layer of the present invention is essential to have a hard coat layer, but as will be described later, it may have a functional layer other than the hard coat layer.
  • a mode having at least a hard coat layer will be described as a first mode
  • a mode having at least a hard coat layer and a scratch resistant layer will be described as a second mode.
  • a preferred aspect (first aspect) of the hard coat film of the present invention is A hard coat film having a base material and a hard coat layer.
  • E' (0.4) HC is the elastic modulus of the hard coat layer when the elongation rate is 0.4%.
  • E' (4) HC is the elastic modulus of the hard coat layer when the elongation rate is 4%.
  • d HC is the film thickness of the hard coat layer.
  • Stress and tensile elastic modulus are expressed by the following formulas.
  • Stress ( ⁇ ) Force (f) / Cross-sectional area (A 0 )
  • Tensile modulus (E) stress ( ⁇ ) / strain ( ⁇ )
  • the force (f HC ) applied to the hard coat layer is the tensile elastic modulus (E HC ) of the hard coat layer from the above equation.
  • the elastic modulus (tensile elastic modulus) of the hard coat layer in the present invention is calculated by using the result of the tensile test of the hard coat film (the laminate having the base material and the hard coat layer) and the result of the tensile test of the base material. To do. More specifically, a tensile test is performed on each of the hard coat film and the base material, and the relationship between elongation and load of each is measured (load on the vertical axis and elongation on the horizontal axis, load-elongation curve (load-elongation curve). SS curve)).
  • the load applied only to the hard coat layer is calculated from the difference between the load at each elongation of the hard coat film and the load at each elongation of the base material.
  • the size of the hard coat film and the sample (test piece) of the base material to be subjected to the tensile test shall be 120 mm in length and 10 mm in width. This sample is allowed to stand at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 1 hour or more, and then pulled by a tensile tester to measure the relationship between elongation and load.
  • E' (0.4) HC can be obtained by the following procedures (1), (2) and (3).
  • E' (0.4) HC is calculated by dividing the difference between the stress difference A and the stress difference B by the difference in elongation rate (that is, 0.002).
  • E' (4) HC can be obtained by the following procedures (4), (5), and (6).
  • Stress difference C Difference between stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the hard coat film is 3.8% and stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the base material is 3.8%
  • Stress difference D Ask for.
  • E' (4) HC is calculated by dividing the difference between the stress difference C and the stress difference D by the difference in elongation rate (that is, 0.002).
  • the elongation rate (strain) is the elongation amount (strain). It is obtained by dividing L 1 to L 0 ) by L 0 , and is specifically expressed by the following formula (N).
  • (N) Elongation rate (%) ⁇ (L 1- L 0 ) / L 0 ⁇ x 100
  • L 0 is the distance between the marked lines before the tensile test (initial distance between the marked lines), and L 1 is the distance between the marked lines during the tensile test.
  • E '(0.4) HC ⁇ d HC is a 8000 MPa ⁇ [mu] m or more, from the viewpoint of hardness, is preferably 9000 MPa ⁇ [mu] m or more, more preferably 12000 MPa ⁇ [mu] m or more, is 27000MPa ⁇ ⁇ m or more Is even more preferable.
  • E '(0.4) HC ⁇ but d the upper limit of the HC is not particularly limited, for example, in terms of thickness is preferably at most 50000 mPa ⁇ [mu] m, more preferably not more than 40000 mPa ⁇ [mu] m, below 30000 mPa ⁇ [mu] m It is more preferable to have. It should be noted, 1MPa is 10 6 Pa.
  • E '(4) HC ⁇ d HC is less 4000 MPa ⁇ [mu] m, from the viewpoint of repetitive bending resistance is preferably not more than 2500 MPa ⁇ [mu] m, more preferably not more than 1300MPa ⁇ ⁇ m, 1000MPa ⁇ ⁇ m or less Is more preferable.
  • E '(4) HC ⁇ but d lower limit of HC is not particularly limited, for example, is preferably 300 MPa ⁇ [mu] m or more, more preferably 350 MPa ⁇ [mu] m or more, further preferably 450 MPa ⁇ [mu] m or more ..
  • the film thickness ( dHC ) of the hard coat layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 30 ⁇ m, more preferably 1 to 25 ⁇ m, further preferably 2 to 20 ⁇ m, and 2 to 14 ⁇ m. Is particularly preferable, and 2 to 10 ⁇ m is most preferable.
  • the film thickness of the hard coat layer is calculated by observing the cross section of the hard coat film with an optical microscope.
  • the cross-section sample can be prepared by a microtome method using a cross-section cutting device Ultra Microtome, a cross-section processing method using a focused ion beam (FIB) device, or the like.
  • the specific means for the hard coat layer in the hard coat film of the present invention to satisfy the above formulas (i) and (ii) is not particularly limited, but for example, the material forming the hard coat layer is appropriately selected. This includes the fact that the film thickness of the hard coat layer is appropriately selected. A preferred embodiment of the material forming the hard coat layer will be described later.
  • the base material preferably satisfies the following formula (vi).
  • E' (0.4) S is the elastic modulus of the base material when the elongation rate is 0.4%.
  • d S is the film thickness of the base material.
  • E' (0.4) S ⁇ d S is preferably 100,000 MPa ⁇ ⁇ m or more, more preferably 150,000 MPa ⁇ ⁇ m or more, further preferably 200,000 MPa ⁇ ⁇ m or more, and more preferably 300,000 MPa ⁇ ⁇ m or more. Is particularly preferable. Further, E' (0.4) S ⁇ d S is preferably 600,000 MPa ⁇ ⁇ m or less, more preferably 520000 MPa ⁇ ⁇ m or less, further preferably 500,000 MPa ⁇ ⁇ m or less, and 400,000 MPa ⁇ ⁇ m or less. It is particularly preferable to have. As described above, the elastic modulus of the base material is calculated using the result of the tensile test of the base material.
  • the size of the base material sample (test piece) to be subjected to the tensile test is 120 mm in length and 10 mm in width. After allowing this sample to stand at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 1 hour or more, the relationship between tension, elongation and load is measured with a tensile tester.
  • E' (0.4) S is the difference between the stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate is 0.4% and the stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate is 0.2%. That is, it is calculated by dividing by 0.002).
  • the thickness of the substrate (d S) is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ m or less, further preferably 80 ⁇ m or less, and most preferably 50 [mu] m.
  • the thickness of the base material is preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, and most preferably 15 ⁇ m or more.
  • the thickness of the base material (d S) and the like to be 15 ⁇ 80 [mu] m.
  • the specific means for ensuring that the base material in the hard coat film of the present invention satisfies the above formula (vi) is not particularly limited, but for example, the material forming the base material is appropriately selected, and Appropriate selection of the film thickness of the base material can be mentioned. A preferred embodiment of the material forming the base material will be described later.
  • the hard coat film of the present invention is essential to have a hard coat layer on the base material, but may further have a functional layer other than the hard coat layer.
  • the functional layer other than the hard coat layer is not particularly limited, and examples thereof include a scratch resistant layer, a conductive layer, a barrier layer, an adhesive layer, an ultraviolet (UV) absorbing layer, and an antifouling layer.
  • Examples of the layer structure of the hard coat film of the present invention include the following layer structures.
  • a preferred embodiment of the hard coat film of the present invention includes a mode in which a scratch resistant layer is provided on the hard coat layer.
  • the scratch-resistant layer is preferably thinner than the hard coat layer. Therefore, a layer in which the hard coat layer and the scratch-resistant layer are laminated is also referred to as a hard coat layer with a scratch-resistant layer.
  • a preferred aspect (second aspect) of the hard coat film of the present invention is A hard coat film having a base material and a hard coat layer with a scratch resistant layer.
  • the hard coat layer with a scratch resistant layer has a hard coat layer and a scratch resistant layer, and the hard coat layer is present on the substrate side of the scratch resistant layer.
  • E' (0.4) RHC is the elasticity of the hard coat layer with scratch resistant layer when the elongation rate is 0.4%.
  • E' (4) RHC is the elastic modulus of the hard coat layer with a scratch resistant layer when the elongation rate is 4%.
  • d RHC is the film thickness of the hard coat layer with a scratch resistant layer.
  • the hard coat film of the second aspect of the present invention is excellent not only in hardness and repeated bending resistance, but also in scratch resistance.
  • the estimation mechanism for improving hardness and repeated bending resistance is the same as that described in the first aspect.
  • the elastic modulus of the hard coat layer with a scratch resistant layer in the present invention is based on the result of a tensile test of a hard coat film (a laminate having a base material and a hard coat layer with a scratch resistant layer) and the result of a tensile test of the base material. Calculate using. The specific calculation method is the same as that described above.
  • E' (0.4) RHC can be obtained by the following procedures (7), (8) and (9). (7) Difference between stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the hard coat film is 0.4% and stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the base material is 0.4% (stress difference E) Ask for. (8) Difference between stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the hard coat film is 0.2% and stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the base material is 0.2% (stress difference F) Ask for. (9) E' (0.4) RHC is calculated by dividing the difference between the stress difference E and the stress difference F by the difference in elongation rate (that is, 0.002).
  • E' (4) RHC can be obtained by the following procedures (10), (11) and (12). (10) Difference between stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the hard coat film is 4.0% and stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the base material is 4.0% (stress difference G) Ask for. (11) Difference between stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the hard coat film is 3.8% and stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate of the base material is 3.8% (stress difference H) Ask for. (12) E' (4) RHC is calculated by dividing the difference between the stress difference G and the stress difference H by the difference in elongation rate (that is, 0.002).
  • E' (0.4) RHC ⁇ d RHC is 8000 MPa ⁇ ⁇ m or more, preferably 9000 MPa ⁇ ⁇ m or more, more preferably 12000 MPa ⁇ ⁇ m or more, and 27,000 MPa ⁇ ⁇ m or more from the viewpoint of hardness. Is even more preferable.
  • the upper limit of E' (0.4) RHC ⁇ d RHC is not particularly limited, but for example, from the viewpoint of thickness, it is preferably 50,000 MPa ⁇ ⁇ m or less, more preferably 40,000 MPa ⁇ ⁇ m or less, and 30,000 MPa ⁇ ⁇ m or less. It is more preferable to have.
  • E' (4) RHC ⁇ d RHC is 4000 MPa ⁇ ⁇ m or less, preferably 2500 MPa ⁇ ⁇ m or less, more preferably 1300 MPa ⁇ ⁇ m or less, and 1000 MPa ⁇ ⁇ m or less from the viewpoint of repeated bending resistance. Is more preferable.
  • the lower limit of E' (4) RHC ⁇ d RHC is not particularly limited, but for example, it is preferably 300 MPa ⁇ ⁇ m or more, more preferably 350 MPa ⁇ ⁇ m or more, and further preferably 450 MPa ⁇ ⁇ m or more. ..
  • the film thickness (d RHC ) of the hard coat layer with a scratch-resistant layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 30 ⁇ m, more preferably 1 to 25 ⁇ m, still more preferably 2 to 20 ⁇ m. It is particularly preferably 2 to 14 ⁇ m, and most preferably 2 to 10 ⁇ m.
  • the film thickness of the hard coat layer with a scratch resistant layer is calculated by observing the cross section of the hard coat film with an optical microscope.
  • the cross-section sample can be prepared by a microtome method using a cross-section cutting device Ultra Microtome, a cross-section processing method using a focused ion beam (FIB) device, or the like.
  • the film thickness of the scratch-resistant layer is not particularly limited, but from the viewpoint of repeated bending resistance, it is preferably less than 3.0 ⁇ m, more preferably 0.1 to 2.0 ⁇ m, and 0.1 to 1.0 ⁇ m. Is more preferable.
  • the film thickness of the scratch-resistant layer is calculated by observing the cross section of the hard coat film with an optical microscope.
  • the cross-section sample can be prepared by a microtome method using a cross-section cutting device Ultra Microtome, a cross-section processing method using a focused ion beam (FIB) device, or the like.
  • the specific means for the hard coat layer with a scratch resistant layer in the hard coat film of the present invention to satisfy the above formulas (iii) and (iv) is not particularly limited, but for example, the hard coat layer and the scratch resistant layer can be used. Appropriate selection of the material to be formed and appropriate selection of the thickness of the hard coat layer with the scratch resistant layer can be mentioned. Preferred embodiments of the material forming the hard coat layer and the scratch resistant layer will be described later.
  • the preferred embodiment of the base material in the second aspect of the hard coat film of the present invention (preferably satisfying the formula (vi), preferable range of E' (0.4) S ⁇ d S and film thickness) is described in the first aspect described above. It is the same as the preferable aspect of the base material in the aspect.
  • the hard coat layer is preferably formed by curing the composition for forming the hard coat layer. That is, the hard coat layer preferably contains a cured product of the composition for forming the hard coat layer.
  • the composition for forming a hard coat layer preferably contains at least polyorganosylsesquioxane. That is, the hard coat layer preferably contains a cured product of a composition for forming a hard coat layer containing polyorganosylsesquioxane.
  • composition for forming a hard coat layer contains polyorganosylsesquioxane (a1) having a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond (also referred to as “polyorganosylsesquioxane (a1)”). Is preferable.
  • Polyorganosylsesquioxane (a1) has a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond is a hydrogen atom covalently bonded to an atom having a high electronegativity, and can form a hydrogen bond with nitrogen, oxygen, etc. located in the vicinity.
  • the group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond possessed by the polyorganosylsesquioxane (a1) a generally known group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond can be used, and an amide group, It is preferably at least one group selected from a urethane group, a urea group, and a hydroxyl group, and more preferably at least one group selected from an amide group, a urethane group, and a urea group.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) preferably has a crosslinkable group.
  • the crosslinkable group is not particularly limited as long as it can form a covalent bond by reacting, and examples thereof include a radical polymerizable crosslinkable group and a cationically polymerizable crosslinkable group.
  • radically polymerizable crosslinkable group a generally known radically polymerizable crosslinkable group can be used.
  • the radically polymerizable crosslinkable group include a polymerizable unsaturated group, and specific examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a (meth) acryloyloxy group, a (meth) acrylamide group, and the like, and (meth) acryloyl.
  • An oxy group or a (meth) acrylamide group is preferable.
  • each group mentioned above may have a substituent.
  • the above-mentioned (meth) acrylamide group exemplified as a crosslinkable group has an amide group inherent in it, and also corresponds to a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • a generally known cationically polymerizable crosslinkable group can be used, and specifically, an alicyclic ether group, a cyclic acetal group, a cyclic lactone group, a cyclic thioether group, and a spirororso. Examples thereof include an ester group and a vinyloxy group.
  • an alicyclic ether group and a vinyloxy group are preferable, and an epoxy group and an oxetanyl group are particularly preferable.
  • the epoxy group may be an alicyclic epoxy group (a group having a condensed ring structure of an epoxy group and an alicyclic group).
  • each group mentioned above may have a substituent.
  • the crosslinkable group of polyorganosylsesquioxane (a1) is preferably a radically polymerizable crosslinkable group, and is at least one group selected from a (meth) acryloyloxy group and a (meth) acrylamide group. Is more preferable.
  • Polyorganosylsesquioxane (a1) may be a polymer composed of only one kind of monomer, or may be a copolymer composed of two or more kinds of monomers.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) is a polymer composed of only one kind of monomer
  • the monomer is preferably a monomer having a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) is preferably a polymer composed of a structural unit (S1) having a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) is a copolymer of two or more kinds of monomers
  • the monomer includes a monomer having a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond and a crosslinkable group. It is preferably a monomer having.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) has a structural unit (S1) having a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond, and a configuration having a crosslinkable group different from the structural unit (S1). It preferably contains the unit (S2).
  • the structural unit (S1) has a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • the group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond of the structural unit (S1) is preferably at least one selected from an amide group, a urethane group, a urea group, and a hydroxyl group, preferably an amide group, a urethane group, and the like. And at least one selected from the urea group is more preferable.
  • At least one hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond may be contained in the structural unit (S1), and it is preferable that one or two hydrogen atoms are contained.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) may have only one type of constituent unit (S1), or may have two or more types.
  • the structural unit (S1) preferably further has a crosslinkable group.
  • a crosslinkable group a radically polymerizable crosslinkable group is preferable, a vinyl group, an allyl group, a (meth) acryloyloxy group, or a (meth) acrylamide group is more preferable, and a (meth) acryloyloxy group or ( A meta) acrylamide group is more preferable, and an acryloyloxy group or an acrylamide group is particularly preferable.
  • the structural unit (S1) is preferably a structural unit represented by the following general formula (S1-1).
  • L 11 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • L 12 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • Q 11 represents a crosslinkable group.
  • the structural unit represented by the general formula (S1-1) has at least one group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • SiO 1.5 in the general formula (S1-1) represents a structural portion composed of a siloxane bond (Si—O—Si) in the polyorganosylsesquioxane.
  • Polyorganosilsesquioxane is a network-type polymer or polyhedral cluster having a siloxane structural unit (silsesquioxane unit) derived from a hydrolyzable trifunctional silane compound, and has a random structure, a ladder structure, or a ladder structure due to siloxane bonds. It can form a cage structure or the like.
  • the structural portion represented by "SiO 1.5 " may have any of the above structures, but preferably contains a large amount of rudder structure.
  • the deformation recovery of the hard coat film can be kept good.
  • the formation of the rudder structure is qualitatively determined by the presence or absence of absorption derived from Si-O-Si expansion and contraction, which is characteristic of the rudder structure appearing near 1020-1050 cm -1 when FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) is measured. You can check.
  • L 11 represents an alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, an i-propylene group, n.
  • alkylene group preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, an i-propylene group, n.
  • examples thereof include a propylene group, an n-butylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group and an n-decylene group.
  • Examples of the substituent when the alkylene group represented by L 11 has a substituent include a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group and a silyl group.
  • L 11 is preferably an unsubstituted linear alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, more preferably an ethylene group or an n-propylene group, and even more preferably an n-propylene group.
  • L 12 represents an alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, an i-propylene group, n.
  • alkylene group preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, an i-propylene group, n.
  • examples thereof include a propylene group, an n-butylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group and an n-decylene group.
  • Examples of the substituent when the alkylene group represented by L 12 has a substituent include a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group and a silyl group.
  • L 12 is preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, or a 2-hydroxy-n-propylene group, and further preferably a methylene group or an ethylene group. preferable.
  • Q 11 represents a crosslinkable group.
  • a radically polymerizable crosslinkable group is preferable, a vinyl group, an allyl group, a (meth) acryloyloxy group, or a (meth) acrylamide group is more preferable, and a (meth) acryloyloxy group or ( A meta) acrylamide group is more preferable, and an acryloyloxy group or an acrylamide group is particularly preferable.
  • the structural unit represented by the general formula (S1-1) has at least one group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • the group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond include an amide group, a urethane group, a urea group, and a hydroxyl group. It is preferable that one or two hydrogen atoms capable of forming a hydrogen bond are contained in the structural unit represented by the general formula (S1-1).
  • the hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond is preferably contained as an amide group, a urethane group, or a urea group in R 11 in the general formula (S1-1).
  • the structural unit represented by the general formula (S1-1) is preferably the structural unit represented by the following general formula (S1-2).
  • L 11 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • r 11 represents a single bond, -NH-, or -O- L 12 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • q 11 represents -NH- or -O- q 12 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • SiO 1.5 in the general formula (S1-2) represents a structural portion composed of a siloxane bond (Si—O—Si) in the polyorganosylsesquioxane.
  • L 11 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • L 11 has the general formula (S1-1) in the same meaning as L 11 of, and preferred examples are also the same.
  • L 12 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • L 12 has the same meaning as the general formula (S1-1) L 12 of, and preferred examples are also the same.
  • q 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
  • the structural unit (S2) has a crosslinkable group.
  • a radically polymerizable crosslinkable group is preferable, a vinyl group, an allyl group, a (meth) acryloyloxy group, or a (meth) acrylamide group is more preferable, and a (meth) acryloyloxy group or ( It is more preferably a (meth) acrylamide group, particularly preferably a (meth) acrylamide group, and most preferably an acrylamide group.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) may have only one type of constituent unit (S2), or may have two or more types.
  • the structural unit (S2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (S2-1).
  • L 21 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • Q 21 represents a crosslinkable group.
  • SiO 1.5 in the general formula (S2-1) represents a structural portion composed of a siloxane bond (Si—O—Si) in the polyorganosylsesquioxane.
  • L 21 represents an alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, an i-propylene group, n.
  • alkylene group preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, an i-propylene group, n.
  • examples thereof include a propylene group, an n-butylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group and an n-decylene group.
  • Examples of the substituent when the alkylene group represented by L 21 has a substituent include a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group and a silyl group.
  • L 21 is preferably an unsubstituted linear alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, more preferably an ethylene group or an n-propylene group, and even more preferably an n-propylene group.
  • Q 21 represents a crosslinkable group.
  • a radically polymerizable crosslinkable group is preferable, a vinyl group, an allyl group, a (meth) acryloyloxy group, or a (meth) acrylamide group is more preferable, and a (meth) acryloyloxy group or ( It is more preferably a meta) acrylamide group.
  • the structural unit represented by the general formula (S2-1) is preferably the structural unit represented by the following general formula (S2-2).
  • L 21 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • q 21 represents -NH- or -O- q 22 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • SiO 1.5 in the general formula (S2-2) represents a structural portion composed of a siloxane bond (Si—O—Si) in the polyorganosylsesquioxane.
  • L 21 represents a substituted or unsubstituted alkylene group.
  • L 21 has the general formula (S2-1) in the same meaning as L 21 of, and preferred examples are also the same.
  • q 21 represents -NH- or -O-, and is preferably -NH-.
  • q 22 represents a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) preferably contains a structural unit represented by the general formula (S1-1) and a structural unit represented by the general formula (S2-1). It is more preferable to contain the structural unit represented by the general formula (S1-2) and the structural unit represented by the general formula (S2-2).
  • the molar ratio of the constituent units (S1) is more than 1 mol% and 90 mol% or less with respect to all the constituent units. It is more preferably 15 mol% or more and 75 mol% or less, and further preferably 35 mol% or more and 65 mol% or less.
  • the molar ratio of the constituent units (S2) is 15 mol% or more and 85 mol% or less with respect to all the constituent units. It is more preferably 30 mol% or more and 80 mol% or less, and further preferably 35 mol% or more and 65 mol% or less.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) may have a constituent unit (S3) other than the constituent units (S1) and (S2) as long as it does not affect the effect of the present invention.
  • the molar ratio of the constituent unit (S3) is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, based on all the constituent units. It is more preferable that the structural unit (S3) is not included.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) is a polymer composed of only one kind of monomer
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) preferably has a structural unit (S1), and the above general formula is used. It is more preferable to have the structural unit represented by (S1-1), and it is further preferable to have the structural unit represented by the general formula (S1-2).
  • SiO 1.5 represents a silsesquioxane unit.
  • the weight average molecular weight (Mw) of polyorganosylsesquioxane (a1) in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 5000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 10,000. It is 1,000,000, more preferably 10,000 to 100,000.
  • the molecular weight dispersion (Mw / Mn) of polyorganosylsesquioxane (a1) in terms of standard polystyrene by GPC is, for example, 1.0 to 4.0, preferably 1.1 to 3.7, and more. It is preferably 1.2 to 3.0, and more preferably 1.3 to 2.5. Mw represents the weight average molecular weight and Mn represents the number average molecular weight.
  • the weight average molecular weight and molecular weight dispersion of polyorganosylsesquioxane (a1) are measured by the following devices and conditions. Measuring device: Product name "LC-20AD” (manufactured by Shimadzu Corporation) Columns: Shodex KF-801 x 2, KF-802, and KF-803 (manufactured by Showa Denko KK) Measurement temperature: 40 ° C Eluent: N-methylpyrrolidone (NMP), sample concentration 0.1-0.2% by mass Flow rate: 1 mL / min Detector: UV-VIS detector (trade name "SPD-20A", manufactured by Shimadzu Corporation) Molecular weight: Standard polystyrene conversion
  • the method for producing polyorganosylsesquioxane (a1) is not particularly limited, and it can be produced using a known production method. For example, it can be produced by a method of hydrolyzing and condensing a hydrolyzable silane compound. ..
  • the hydrolyzable silane compound include a hydrolyzable trifunctional silane compound having a group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond (preferably a compound represented by the following general formula (Sd1-1)) and a crosslinkable group.
  • a hydrolyzable trifunctional silane compound preferably a compound represented by the following general formula (Sd2-1)
  • the compound represented by the following general formula (Sd1-1) corresponds to the structural unit represented by the above general formula (S1-1)
  • the compound represented by the following general formula (Sd2-1) corresponds to the above general formula (Sd2-1). It corresponds to the structural unit represented by the formula (S2-1).
  • X 1 to X 3 independently represent an alkoxy group or a halogen atom
  • L 11 represents a substituted or unsubstituted alkylene group
  • L 12 represents a substituted or unsubstituted alkylene group
  • Q 11 represents a crosslinkable group.
  • the structural unit represented by the general formula (S1-1) has at least one group containing a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond.
  • X 4 ⁇ X 6 each independently represent an alkoxy group or a halogen atom
  • L 21 represents a substituted or unsubstituted alkylene group
  • Q 21 represents a crosslinkable group.
  • L 11 in the general formula (Sd1-1), R 11, L 12, and Q 11 is, L 11 in the general formula (S1-1), R 11, L 12, and Q 11 and have the same meanings, The preferred range is similar.
  • L 21, and Q 21 in formula (Sd2-1) is, L 21 in the general formula (S2-1), and Q 21 and have the same meanings and preferred ranges are also the same.
  • the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, and an isobutyloxy group.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like.
  • X 1 to X 6 an alkoxy group is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are more preferable. Note that X 1 to X 6 may be the same or different.
  • the amount and composition of the hydrolyzable silane compound used can be appropriately adjusted according to the desired structure of the polyorganosylsesquioxane (a1).
  • hydrolysis and condensation reactions of the hydrolyzable silane compound can be carried out simultaneously or sequentially.
  • the order in which the reactions are carried out is not particularly limited.
  • the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound can be carried out in the presence or absence of a solvent, and is preferably carried out in the presence of a solvent.
  • a solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; ethers such as diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; methyl acetate and ethyl acetate.
  • Esters such as isopropyl acetate and butyl acetate; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile; alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and butanol. And so on.
  • the solvent ketones or ethers are preferable.
  • one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, and is usually adjusted appropriately in the range of 0 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the hydrolyzable silane compound, depending on the desired reaction time and the like. Can be done.
  • the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound is preferably carried out in the presence of a catalyst and water.
  • the catalyst may be an acid catalyst or an alkali catalyst.
  • the acid catalyst is not particularly limited, and for example, mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitrate, phosphoric acid and boric acid; phosphoric acid esters; carboxylic acids such as acetic acid, formic acid and trifluoroacetic acid; methanesulfonic acid and trifluo. Examples thereof include sulfonic acids such as lomethane sulfonic acid and p-toluene sulfonic acid; solid acids such as active white clay; and Lewis acids such as iron chloride.
  • the alkali catalyst is not particularly limited, and for example, hydroxides of alkali metals such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and cesium hydroxide; magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide and the like.
  • Alkali earth metal hydroxides alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate; alkali earth metal carbonates such as magnesium carbonate; lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, hydrogen carbonate Alkali metal hydrogen carbonates such as potassium and cesium hydrogen carbonate; alkali metal organic acid salts such as lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate and cesium acetate (eg acetate); alkaline earth metal organic salts such as magnesium acetate Acetates (eg, acetates); alkali metal alkoxides such as lithium methoxyd, sodium methoxyd, sodium ethoxydo, sodium isopropoxide, potassium ethoxydo, potassium t-butoxide; alkali metal phenoxides such as sodium phenoxide; Amines such as triethylamine, N-methylpiperidin, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,5-diazabic
  • the amount of the catalyst used is not particularly limited, and can be appropriately adjusted within the range of 0.002 to 0.200 mol with respect to 1 mol of the total amount of the hydrolyzable silane compound.
  • the amount of water used in the above-mentioned hydrolysis and condensation reaction is not particularly limited, and is usually adjusted appropriately within the range of 0.5 to 40 mol with respect to 1 mol of the total amount of the hydrolyzable silane compound. it can.
  • the method of adding the above water is not particularly limited, and the total amount of water used (total amount used) may be added all at once or sequentially. When added sequentially, it may be added continuously or intermittently.
  • the reaction temperature of the hydrolysis and condensation reactions is not particularly limited, and is, for example, 40 to 100 ° C, preferably 45 to 80 ° C.
  • the reaction time of the hydrolysis and condensation reactions is not particularly limited, and is, for example, 0.1 to 15 hours, preferably 1.5 to 10 hours.
  • the hydrolysis and condensation reactions can be carried out under normal pressure, under pressure or under reduced pressure.
  • the atmosphere for performing the hydrolysis and condensation reactions may be, for example, an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere, or an oxygen presence such as under air, but the inert gas may be used. The atmosphere is preferable.
  • Polyorganosylsesquioxane (a1) can be obtained by the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound.
  • the catalyst may be neutralized after the completion of the hydrolysis and condensation reactions.
  • the polyorganosylsesquioxane (a1) is separated by, for example, water washing, acid washing, alkaline washing, filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography and the like, and a combination thereof. It may be separated and purified by a separation means or the like.
  • polyorganosylsesquioxane (a1) Only one type of polyorganosylsesquioxane (a1) may be used, or two or more types having different structures may be used in combination.
  • the content of polyorganosylsesquioxane (a1) in the composition for forming a hard coat layer is not particularly limited, but may be 50% by mass or more with respect to the total solid content of the composition for forming a hard coat layer. It is more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more.
  • the content of polyorganosylsesquioxane (a1) in the composition for forming a hard coat layer is preferably 99.9% by mass or less with respect to the total solid content of the composition for forming a hard coat layer. , 98% by mass or less, and further preferably 97% by mass or less.
  • the total solid content is all components other than the solvent.
  • the composition for forming a hard coat layer preferably contains a polymerization initiator. If the crosslinkable group of the polyorganosylsesquioxane (a1) used in the composition for forming a hard coat layer is a radically polymerizable crosslinkable group, it is preferable to contain a radical polymerization initiator, and the crosslinkable group is a cation. If it is a polymerizable crosslinkable group, it is preferable to include a cationic polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is preferably a radical polymerization initiator.
  • the radical polymerization initiator may be either a radical photopolymerization initiator or a radical thermal polymerization initiator, but a radical photopolymerization initiator is more preferable. Only one type of polymerization initiator may be used, or two or more types having different structures may be used in combination.
  • the radical photopolymerization initiator may be any one capable of generating radicals as an active species by light irradiation, and known radical photopolymerization initiators can be used without any limitation. Specific examples include, for example, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethylketal, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl).
  • Ketone 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone, 2 -Hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone oligomer, 2-hirodoxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] Acetphenones such as phenyl ⁇ -2-methyl-propane-1-one; 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], etanone, 1- [9 -Oxime esters such as -ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime); benzo
  • auxiliary agent for the radical photopolymerization initiator triethanolamine, triisopropanolamine, 4,4'-dimethylaminobenzophenone (Michler ketone), 4,4'-diethylaminobenzophenone, 2-dimethylaminoethyl benzoic acid, 4- Ethyl dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoic acid (n-butoxy), isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4- Diisopropylthioxanson or the like may be used in combination.
  • the above radical photopolymerization initiator and auxiliary agent can be synthesized by a known method and are also available as commercial products.
  • the content of the polymerization initiator in the composition for forming a hard coat layer is not particularly limited, but is, for example, 0.1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyorganosylsesquioxane (a1). Is preferable, and 1 to 50 parts by mass is more preferable.
  • the composition for forming a hard coat layer may contain a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and one kind or two or more kinds of organic solvents can be mixed and used at an arbitrary ratio.
  • the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, and i-butanol; ketones such as acetone, methylisobutylketone, methylethylketone, and cyclohexanone; cellosolves such as ethylcellosolve; toluene.
  • Aromatic substances such as xylene; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; acetate esters such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate; diacetone alcohol and the like.
  • the content of the solvent in the composition for forming a hard coat layer can be appropriately adjusted within a range in which the coating suitability of the composition for forming a hard coat layer can be ensured.
  • the total solid content of the composition for forming a hard coat layer can be 50 to 500 parts by mass, preferably 80 to 200 parts by mass, based on 100 parts by mass.
  • the composition for forming a hard coat layer usually takes the form of a liquid.
  • the concentration of the solid content of the composition for forming a hard coat layer is usually about 10 to 90% by mass, preferably about 20 to 80% by mass, and particularly preferably about 40 to 70% by mass.
  • the composition for forming a hard coat layer may contain components other than the above, and contains, for example, inorganic fine particles, a dispersant, a leveling agent, an antifouling agent, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant and the like. You may be doing it.
  • composition for forming a hard coat layer can be prepared by simultaneously or sequentially mixing the various components described above in any order.
  • the preparation method is not particularly limited, and a known stirrer or the like can be used for the preparation.
  • the hard coat layer of the hard coat film of the present invention preferably contains a cured product of a composition for forming a hard coat layer containing polyorganosilsesquioxane (a1), and more preferably polyorganosilsesquioxane (a1). It contains a cured product of a composition for forming a hard coat layer containing a1) and a polymerization initiator.
  • the cured product of the composition for forming a hard coat layer preferably contains at least a cured product in which the crosslinkable group of polyorganosylsesquioxane (a1) is bonded by a polymerization reaction.
  • the content of the cured product of the composition for forming the hard coat layer in the hard coat layer of the hard coat film of the present invention is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, 70. It is more preferably mass% or more.
  • the substrate used for the hard coat film of the present invention preferably has a transmittance in the visible light region of 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more.
  • the substrate preferably contains a polymer.
  • a polymer having excellent optical transparency, mechanical strength, thermal stability and the like is preferable.
  • polystyrene polymer examples include a polycarbonate polymer, a polyester polymer such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), and a styrene polymer such as polystyrene and an acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin).
  • polyolefins such as polyethylene and polypropylene, norbornene resins, polyolefin polymers such as ethylene / propylene copolymers, (meth) acrylic polymers such as polymethylmethacrylate, vinyl chloride polymers, nylon, and amides such as aromatic polyamides.
  • amide-based polymers such as aromatic polyamides and imide-based polymers have a large number of breaks and bends measured by a MIT tester in accordance with JIS (Japanese Industrial Standards) P8115 (2001) and have a relatively high hardness. It can be preferably used.
  • the aromatic polyamide as described in Example 1 of Japanese Patent No. 56994454, the polyimides described in JP-A-2015-508345, JP-A-2016-521216, and WO2017 / 014287 as a base material.
  • aromatic polyamide aromatic polyamide (aramid-based polymer) is preferable.
  • the base material preferably contains at least one polymer selected from imide-based polymers and aramid-based polymers.
  • the base material can be formed as a cured layer of an ultraviolet curable type or thermosetting type resin such as acrylic type, urethane type, acrylic urethane type, epoxy type and silicone type.
  • the base material may contain a material that further softens the above polymer.
  • the softening material refers to a compound that improves the number of fractures and bends, and as the softening material, a rubber elastic body, a brittleness improver, a plasticizer, a slide ring polymer, or the like can be used.
  • the softening material the softening material described in paragraph numbers [0051] to [0114] in JP-A-2016-167043 can be preferably used.
  • the softening material may be mixed alone with the polymer, may be mixed in combination of a plurality as appropriate, or may be used alone or in combination of a plurality of softening materials without being mixed with the polymer. It may be used as a base material.
  • the amount of these softening materials to be mixed is not particularly limited, and a polymer having a sufficient number of breaks and bends may be used alone as a base material for the film, or the softening materials may be mixed, or all of them. May be used as a softening material (100%) to have a sufficient number of breaks and bends.
  • additives for example, ultraviolet absorbers, matting agents, antioxidants, peeling accelerators, retardation (optical anisotropy) adjusting agents, etc.
  • They may be solid or oily. That is, the melting point or boiling point is not particularly limited.
  • the additive may be added at any time in the step of producing the base material, or the step of adding the additive and preparing may be added to the material preparation step.
  • the amount of each material added is not particularly limited as long as the function is exhibited.
  • the additives described in paragraph numbers [0117] to [0122] in JP-A-2016-167043 can be preferably used.
  • One type of the above additives may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • UV absorber examples of the ultraviolet absorber include a benzotriazole compound, a triazine compound, and a benzoxazine compound.
  • the benzotriazole compound is a compound having a benzotriazole ring, and specific examples thereof include various benzotriazole-based ultraviolet absorbers described in paragraph 0033 of JP2013-1111835.
  • the triazine compound is a compound having a triazine ring, and specific examples thereof include various triazine-based ultraviolet absorbers described in paragraph 0033 of JP2013-1111835.
  • As the benzoxazine compound for example, those described in paragraph 0031 of JP-A-2014-209162 can be used.
  • the content of the ultraviolet absorber in the base material is, for example, about 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer contained in the base material, but is not particularly limited. Further, regarding the ultraviolet absorber, reference is also made to paragraph 0032 of JP2013-1111835.
  • an ultraviolet absorber having high heat resistance and low volatilization is preferable. Examples of such an ultraviolet absorber include UVSORB101 (manufactured by Fujifilm Fine Chemicals Co., Ltd.), TINUVIN 360, TINUVIN 460, TINUVIN 1577 (manufactured by BASF), LA-F70, LA-31, LA-46 (manufactured by ADEKA) and the like. Can be mentioned.
  • the base material has a small difference in refractive index between the flexible material and various additives used for the base material and the polymer.
  • a base material containing an imide-based polymer As the base material, a base material containing an imide-based polymer can be preferably used.
  • the imide-based polymer means a polymer containing at least one repeating structural unit represented by the formula (PI), the formula (a), the formula (a') and the formula (b).
  • the repeating structural unit represented by the formula (PI) is the main structural unit of the imide-based polymer from the viewpoint of film strength and transparency.
  • the repeating structural unit represented by the formula (PI) is preferably 40 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, still more preferably 70 mol% or more, based on all the repeating structural units of the imide-based polymer. It is particularly preferably 90 mol% or more, and most preferably 98 mol% or more.
  • G in the formula (PI) represents a tetravalent organic group, and A represents a divalent organic group.
  • G 2 in the formula (a) represents a trivalent organic group, and A 2 represents a divalent organic group.
  • G 3 in the formula (a') represents a tetravalent organic group, and A 3 represents a divalent organic group.
  • G 4 and A 4 in the formula (b) represents each a divalent organic group.
  • the organic group of the tetravalent organic group represented by G includes an acyclic aliphatic group, a cyclic aliphatic group and an aromatic group. Examples are groups selected from the group consisting of.
  • the organic group of G is preferably a tetravalent cyclic aliphatic group or a tetravalent aromatic group from the viewpoint of transparency and flexibility of the base material containing the imide polymer.
  • the aromatic group includes a monocyclic aromatic group, a fused polycyclic aromatic group, and a non-condensed polycyclic aromatic group having two or more aromatic rings in which they are directly or linked to each other by a bonding group. And so on.
  • the organic group of G is a cyclic aliphatic group, a cyclic aliphatic group having a fluorine-based substituent, a monocyclic aromatic group having a fluorine-based substituent, and the like. It is preferably a condensed polycyclic aromatic group having a fluorine-based substituent or a non-condensed polycyclic aromatic group having a fluorine-based substituent.
  • the fluorine-based substituent means a group containing a fluorine atom.
  • the fluorine-based substituent is preferably a fluoro group (fluorine atom, ⁇ F) and a perfluoroalkyl group, and more preferably a fluoro group and a trifluoromethyl group.
  • the organic group of G is, for example, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, a saturated or unsaturated heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an arylalkyl group, an alkylaryl group, a heteroalkylaryl. It is selected from groups that have a group and any two of these (which may be the same) and which are linked to each other directly or by a binding group.
  • Examples of the bonding group include -O-, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, -SO 2- , -CO- or -CO-NR- (R is a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like having 1 to 1 carbon atoms. (Representing an alkyl group of 3 or a hydrogen atom).
  • the tetravalent organic group represented by G usually has 2 to 32 carbon atoms, preferably 4 to 15 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and even more preferably 6 to 8 carbon atoms.
  • the organic group of G is a cyclic aliphatic group or an aromatic group, at least one of the carbon atoms constituting these groups may be replaced with a heteroatom.
  • Heteroatoms include O, N or S.
  • G examples include groups represented by the following equations (20), (21), (22), (23), (24), (25) or (26). Be done. * In the formula indicates a bond.
  • Z in formula (26) is a single bond, -O-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -Ar-O-Ar-, -Ar-CH 2 -Ar-, -Ar- Represents C (CH 3 ) 2- Ar- or -Ar-SO 2- Ar-.
  • Ar represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and may be, for example, a phenylene group. At least one of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with a fluorine-based substituent.
  • the organic group of the divalent organic group represented by A includes an acyclic aliphatic group, a cyclic aliphatic group and an aromatic group. Examples include groups selected from the group consisting of.
  • the divalent organic group represented by A is preferably selected from a divalent cyclic aliphatic group and a divalent aromatic group.
  • Aromatic groups include monocyclic aromatic groups, fused polycyclic aromatic groups, and non-condensed polycyclic aromatics having two or more aromatic rings, which are directly or interconnected by a bonding group. The group is mentioned. From the viewpoint of transparency of the base material and suppression of coloring, it is preferable that a fluorine-based substituent is introduced into the organic group of A.
  • the organic group of A is, for example, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, a saturated or unsaturated heterocycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an arylalkyl group, an alkylaryl group, a heteroalkylaryl. It is selected from groups that have a group and any two of these (which may be the same) and to which they are linked directly or by a binding group.
  • the heteroatom include O, N or S
  • examples of the bonding group are -O-, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, -SO 2- , -CO- or -CO-NR- (R is methyl).
  • An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a group, an ethyl group, and a propyl group, or a hydrogen atom) can be mentioned.
  • the number of carbon atoms of the divalent organic group represented by A is usually 2 to 40, preferably 5 to 32, more preferably 12 to 28, and further preferably 24 to 27.
  • A examples include groups represented by the following formulas (30), formulas (31), formulas (32), formulas (33) or formulas (34).
  • * In the formula indicates a bond.
  • Z 1 to Z 3 are independently single-bonded, -O-, -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -SO 2- , -CO- or -CO-NR- (R is Represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, or a hydrogen atom).
  • Z 1 and Z 2 and Z 2 and Z 3 are preferably in the meta or para position with respect to each ring, respectively.
  • the single bond between Z 1 and the terminal, the single bond between Z 2 and the terminal, and the single bond between Z 3 and the terminal are in the meta position or the para position, respectively.
  • Z 1 and Z 3 are -O- and Z 2 is -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- or -SO 2- .
  • One or more of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with fluorine-based substituents.
  • At least one hydrogen atom among the hydrogen atoms constituting at least one of A and G is selected from the group consisting of a fluorine-based substituent, a hydroxyl group, a sulfone group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the like. It may be substituted with a functional group. Further, when the organic group of A and the organic group of G are cyclic aliphatic groups or aromatic groups, respectively, it is preferable that at least one of A and G has a fluorine-based substituent, and both A and G have a fluorine-based substituent. It is more preferable to have a fluorine-based substituent.
  • G 2 in the formula (a) is a trivalent organic group.
  • This organic group can be selected from the same groups as the organic group of G in the formula (PI) except that it is a trivalent group.
  • G 2 a group in which any one of the four bonds of the groups represented by the formulas (20) to (26) given as a specific example of G is replaced with a hydrogen atom is mentioned. Can be done.
  • a 2 in formula (a) can be selected from the same groups as A in formula (PI).
  • G 3 in formula (a') can be selected from the same groups as G in formula (PI).
  • a 3 in formula (a') can be selected from the same groups as A in formula (PI).
  • G 4 in formula (b) is a divalent organic group.
  • This organic group can be selected from the same groups as the organic group of G in the formula (PI) except that it is a divalent group.
  • An example of G 4 is a group in which any two of the four bonds of the groups represented by the formulas (20) to (26) given as specific examples of G are replaced with hydrogen atoms. Can be done.
  • a 4 in the formula (b) may be selected from the same groups as A in the formula (PI).
  • the imide-based polymer contained in the base material containing the imide-based polymer includes diamines and a tetracarboxylic acid compound (including a tetracarboxylic acid compound analog such as an acid chloride compound and a tetracarboxylic acid dianhydride) or a tricarboxylic acid compound (a tricarboxylic acid compound) It may be a condensed polymer obtained by polycondensing with at least one of (including an acid chloride compound and a tricarboxylic acid compound analog such as tricarboxylic acid anhydride). Further, a dicarboxylic acid compound (including an analog such as an acid chloride compound) may be polycondensed.
  • the repeating structural unit represented by the formula (PI) or the formula (a') is usually derived from diamines and tetracarboxylic acid compounds.
  • the repeating structural unit represented by the formula (a) is usually derived from diamines and tricarboxylic acid compounds.
  • the repeating structural unit represented by the formula (b) is usually derived from diamines and dicarboxylic acid compounds.
  • the tetracarboxylic acid compound examples include an aromatic tetracarboxylic acid compound, an alicyclic tetracarboxylic acid compound, and an acyclic aliphatic tetracarboxylic acid compound. These may be used in combination of two or more.
  • the tetracarboxylic acid compound is preferably a tetracarboxylic dianhydride.
  • the tetracarboxylic dianhydride include aromatic tetracarboxylic dianhydride, alicyclic tetracarboxylic dianhydride, and acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydride.
  • the tetracarboxylic acid compound may be an alicyclic tetracarboxylic acid compound, an aromatic tetracarboxylic acid compound, or the like from the viewpoint of solubility of the imide-based polymer in a solvent and transparency and flexibility when a base material is formed. preferable.
  • the tetracarboxylic acid compound is an alicyclic tetracarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent and an aromatic tetracarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent. It is preferably selected from, and more preferably an alicyclic tetracarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent.
  • the tricarboxylic acid compound examples include aromatic tricarboxylic acids, alicyclic tricarboxylic acids, acyclic aliphatic tricarboxylic acids, acid chloride compounds related thereto, acid anhydrides and the like.
  • the tricarboxylic acid compound is preferably selected from aromatic tricarboxylic acids, alicyclic tricarboxylic acids, acyclic aliphatic tricarboxylic acids and related acid chloride compounds thereof. Two or more kinds of tricarboxylic acid compounds may be used in combination.
  • the tricarboxylic acid compound is an alicyclic tricarboxylic acid compound or an aromatic tricarboxylic acid compound from the viewpoint of the solubility of the imide-based polymer in a solvent and the transparency and flexibility when a substrate containing the imide-based polymer is formed. Is preferable. From the viewpoint of transparency and suppression of coloring of the base material containing the imide-based polymer, the tricarboxylic acid compound shall be an alicyclic tricarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent or an aromatic tricarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent. Is more preferable.
  • dicarboxylic acid compound examples include aromatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, acyclic aliphatic dicarboxylic acids, acid chloride compounds related thereto, acid anhydrides and the like.
  • the dicarboxylic acid compound is preferably selected from aromatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, acyclic aliphatic dicarboxylic acids and related acid chloride compounds thereof. Two or more kinds of dicarboxylic acid compounds may be used in combination.
  • the dicarboxylic acid compound is an alicyclic dicarboxylic acid compound or an aromatic dicarboxylic acid compound from the viewpoint of the solubility of the imide-based polymer in a solvent and the transparency and flexibility when a substrate containing the imide-based polymer is formed. Is preferable. From the viewpoint of transparency and suppression of coloring of the base material containing the imide-based polymer, the dicarboxylic acid compound shall be an alicyclic dicarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent or an aromatic dicarboxylic acid compound having a fluorine-based substituent. Is even more preferable.
  • diamines examples include aromatic diamines, alicyclic diamines and aliphatic diamines, and two or more of these may be used in combination. From the viewpoint of the solubility of the imide polymer in the solvent and the transparency and flexibility when the base material containing the imide polymer is formed, the diamines are selected from alicyclic diamines and aromatic diamines having a fluorine-based substituent. It is preferable to be selected.
  • an imide polymer When such an imide polymer is used, it has particularly excellent flexibility, high light transmittance (for example, 85% or more, preferably 88% or more with respect to light at 550 nm), and low yellowness (YI value). It is easy to obtain a substrate having 5, 5 or less, preferably 3 or less), and a low haze (1.5% or less, preferably 1.0% or less).
  • the imide-based polymer may be a copolymer containing a plurality of different types of the above-mentioned repeating structural units.
  • the weight average molecular weight of the polyimide polymer is usually 10,000 to 500,000.
  • the weight average molecular weight of the imide polymer is preferably 50,000 to 500,000, more preferably 70,000 to 400,000.
  • the weight average molecular weight is a standard polystyrene-equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the weight average molecular weight of the imide-based polymer is large, high flexibility tends to be easily obtained, but if the weight average molecular weight of the imide-based polymer is too large, the viscosity of the varnish tends to be high and the processability tends to be lowered.
  • the imide-based polymer may contain a halogen atom such as a fluorine atom that can be introduced by the above-mentioned fluorine-based substituent or the like.
  • a halogen atom such as a fluorine atom that can be introduced by the above-mentioned fluorine-based substituent or the like.
  • the halogen atom is preferably a fluorine atom.
  • the content of halogen atoms in the polyimide-based polymer is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, based on the mass of the polyimide-based polymer.
  • the base material containing the imide-based polymer may contain one kind or two or more kinds of ultraviolet absorbers.
  • the ultraviolet absorber can be appropriately selected from those usually used as an ultraviolet absorber in the field of resin materials.
  • the ultraviolet absorber may contain a compound that absorbs light having a wavelength of 400 nm or less.
  • Examples of the ultraviolet absorber that can be appropriately combined with the imide polymer include at least one compound selected from the group consisting of benzophenone compounds, salicylate compounds, benzotriazole compounds and triazine compounds.
  • the "system compound” refers to a derivative of a compound to which the "system compound” is attached.
  • the "benzophenone-based compound” refers to a compound having a benzophenone as a maternal skeleton and a substituent attached to the benzophenone.
  • the content of the ultraviolet absorber is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and usually 10% by mass or less, based on the total mass of the base material. Yes, preferably 8% by mass or less, and more preferably 6% by mass or less. By including the ultraviolet absorber in these amounts, the weather resistance of the base material can be enhanced.
  • the base material containing the imide-based polymer may further contain an inorganic material such as inorganic particles.
  • the inorganic material is preferably a silicon material containing a silicon atom.
  • the tensile elastic modulus of the base material containing the imide-based polymer can be easily set to 4.0 GPa or more.
  • the method of controlling the tensile elastic modulus of the base material containing the imide polymer is not limited to the blending of the inorganic material.
  • Examples of the silicon material containing a silicon atom include silica particles, a quaternary alkoxysilane such as tetraethyl orthosilicate (TEOS), and a silicon compound such as a silsesquioxane derivative.
  • TEOS tetraethyl orthosilicate
  • silicon compound such as a silsesquioxane derivative.
  • silica particles are preferable from the viewpoint of transparency and flexibility of the base material containing the imide polymer.
  • the average primary particle size of silica particles is usually 100 nm or less. When the average primary particle diameter of the silica particles is 100 nm or less, the transparency tends to be improved.
  • the average primary particle size of the silica particles in the substrate containing the imide polymer can be determined by observation with a transmission electron microscope (TEM).
  • the primary particle diameter of the silica particles can be a directional diameter measured by a transmission electron microscope (TEM).
  • the average primary particle size can be obtained by measuring 10 points of the primary particle size by TEM observation and as an average value thereof.
  • the particle distribution of the silica particles before forming the base material containing the imide-based polymer can be obtained by a commercially available laser diffraction type particle size distribution meter.
  • the blending ratio of the imide-based polymer and the inorganic material is preferably 1: 9 to 10: 0 in terms of mass ratio, with the total of both being 10 and 3: 7 to 10 : 0 is more preferable, 3: 7 to 8: 2 is more preferable, and 3: 7 to 7: 3 is even more preferable.
  • the ratio of the inorganic material to the total mass of the imide-based polymer and the inorganic material is usually 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, usually 90% by mass or less, and preferably 70% by mass or less.
  • the blending ratio of the imide-based polymer and the inorganic material is within the above range, the transparency and mechanical strength of the base material containing the imide-based polymer tend to be improved. Further, the tensile elastic modulus of the base material containing the imide-based polymer can be easily set to 4.0 GPa or more.
  • the base material containing the imide polymer may further contain components other than the imide polymer and the inorganic material as long as the transparency and flexibility are not significantly impaired.
  • components other than the imide polymer and the inorganic material include colorants such as antioxidants, mold release agents, stabilizers and bluing agents, flame retardants, lubricants, thickeners and leveling agents.
  • the ratio of the components other than the imide polymer and the inorganic material is preferably more than 0% and 20% by mass or less, and more preferably more than 0% and 10% by mass or less with respect to the mass of the base material. ..
  • Si / N which is the ratio of the number of atoms of the silicon atom to the nitrogen atom on at least one surface, is 8 or more.
  • the atomic number ratio Si / N is determined by evaluating the composition of the base material containing an imide-based polymer by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and the abundance of silicon atoms and nitrogen atoms obtained thereby. It is a value calculated from the abundance of.
  • the Si / N on at least one surface of the substrate containing the imide-based polymer is 8 or more, sufficient adhesion to the hard coat layer can be obtained.
  • the Si / N is more preferably 9 or more, further preferably 10 or more, preferably 50 or less, and more preferably 40 or less.
  • the substrate may be formed by thermally melting a thermoplastic polymer to form a film, or may be formed from a solution in which the polymer is uniformly dissolved by a solution film forming (solvent casting method).
  • a solution film forming solvent casting method
  • the above-mentioned softening material and various additives can be added at the time of heat melting.
  • the base material is prepared by the solution film forming method
  • the above-mentioned softening material and various additives can be added to the polymer solution (hereinafter, also referred to as dope) in each preparation step.
  • the timing of addition may be any in the dope preparation step, but the step of adding and preparing the additive may be added to the final preparation step of the dope preparation step.
  • the coating film may be heated for drying and / or baking of the coating film.
  • the heating temperature of the coating film is usually 50 to 350 ° C.
  • the coating film may be heated under an inert atmosphere or under reduced pressure.
  • the solvent can be evaporated and removed by heating the coating film.
  • the base material may be formed by a method including a step of drying the coating film at 50 to 150 ° C. and a step of baking the dried coating film at 180 to 350 ° C.
  • Surface treatment may be applied to at least one surface of the base material.
  • the scratch-resistant layer that may be provided in the hard coat film of the first aspect of the present invention and the material of the scratch-resistant layer (material forming the scratch-resistant layer) of the hard coat film of the second aspect of the present invention. ) Etc. will be described.
  • the scratch-resistant layer is preferably formed by curing a composition for forming a scratch-resistant layer. That is, the scratch-resistant layer preferably contains a cured product of the scratch-resistant layer forming composition.
  • the hard coat film of the present invention has a scratch resistant layer
  • the scratch-resistant layer preferably contains a cured product of the scratch-resistant layer-forming composition containing the radically polymerizable compound (c1).
  • the radically polymerizable compound (c1) (also referred to as “compound (c1)”) will be described.
  • Compound (c1) is a compound having a radically polymerizable group.
  • the radically polymerizable group in the compound (c1) is not particularly limited, and a generally known radically polymerizable group can be used.
  • Examples of the radically polymerizable group include a polymerizable unsaturated group, and specific examples thereof include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and an allyl group, and a (meth) acryloyl group is preferable.
  • each group mentioned above may have a substituent.
  • the compound (c1) is preferably a compound having two or more (meth) acryloyl groups in one molecule, and more preferably a compound having three or more (meth) acryloyl groups in one molecule. ..
  • the molecular weight of the compound (c1) is not particularly limited, and it may be a monomer, an oligomer, or a polymer. Specific examples of the above compound (c1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
  • Compounds having two (meth) acryloyl groups in one molecule include neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, and tripropylene.
  • Glycoldi (meth) acrylate tetraethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate of hydroxypivalate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl ( Preferable examples thereof include meta) acrylate, dicyclopentanyldi (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, and a compound obtained by modifying (for example, alkylene oxide-modified) these compounds.
  • Examples of the compound having three or more (meth) acryloyl groups in one molecule include esters of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid. Specifically, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethanetri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipenta.
  • pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, or a mixture thereof is preferable.
  • a material in which the scratch resistant layer also extends to some extent from the viewpoint of forming a hard coat film having excellent resistance to repeated bending, it is preferable to use a material in which the scratch resistant layer also extends to some extent. From this point of view, it is particularly preferable to use at least one of dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and a compound obtained by modifying (for example, alkylene oxide-modified) these compounds. Examples of such a compound include KAYARAD DPCA-20, KAYARAD DPCA-30, KAYARAD DPCA-60, and KAYARAD DPCA-120 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. Further, examples of the urethane (meth) acrylate include U-4HA (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
  • the content of the compound (c1) in the scratch-resistant layer forming composition is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, based on the total solid content in the scratch-resistant layer forming composition. It is preferable, and 90% by mass or more is more preferable.
  • the scratch-resistant layer-forming composition preferably contains a radical polymerization initiator. Only one type of radical polymerization initiator may be used, or two or more types having different structures may be used in combination. Further, the radical polymerization initiator may be a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator.
  • the content of the radical polymerization initiator in the scratch-resistant layer forming composition is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound (c1), for example. ⁇ 50 parts by mass is more preferable.
  • the scratch-resistant layer-forming composition may contain a solvent.
  • the solvent is the same as the solvent that may be contained in the above-mentioned composition for forming a hard coat layer.
  • the content of the solvent in the scratch-resistant layer-forming composition can be appropriately adjusted within a range in which the coating suitability of the scratch-resistant layer-forming composition can be ensured. For example, it can be 50 to 500 parts by mass, preferably 80 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the scratch-resistant layer forming composition.
  • the scratch-resistant layer-forming composition usually takes the form of a liquid.
  • the concentration of the solid content of the scratch-resistant layer forming composition is usually about 10 to 90% by mass, preferably about 20 to 80% by mass, and particularly preferably about 40 to 70% by mass.
  • the scratch-resistant layer forming composition may contain components other than the above, and may contain, for example, inorganic particles, a leveling agent, an antifouling agent, an antistatic agent, a slip agent, a solvent and the like. In particular, it is preferable to contain the following fluorine-containing compound as a slip agent.
  • the fluorine-containing compound may be a monomer, an oligomer, or a polymer.
  • the fluorine-containing compound preferably has a substituent that contributes to bond formation or compatibility with the compound (c1) in the scratch-resistant layer.
  • the substituents may be the same or different, and it is preferable that there are a plurality of the substituents.
  • the substituent is preferably a polymerizable group, and may be a polymerizable reactive group exhibiting any one of radical polymerizable, cationically polymerizable, anionic polymerizable, contractile polymerizable and addition polymerizable, as an example of a preferable substituent.
  • Examples include acryloyl group, methacryloyl group, vinyl group, allyl group, cinnamoyl group, epoxy group, oxetanyl group, hydroxyl group, polyoxyalkylene group, carboxyl group and amino group. Among them, a radically polymerizable group is preferable, and an acryloyl group and a methacryloyl group are particularly preferable.
  • the fluorine-containing compound may be a polymer or an oligomer with a compound containing no fluorine atom.
  • the fluorine-containing compound is preferably a fluorine-based compound represented by the following general formula (F).
  • RA represents a polymerizable unsaturated group.
  • the polymerizable unsaturated group is preferably a group having an unsaturated bond (that is, a radically polymerizable group) capable of causing a radical polymerization reaction by irradiating with an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam, and (meth).
  • an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam
  • examples include acryloyl group, (meth) acryloyloxy group, vinyl group, allyl group, etc., (meth) acryloyl group, (meth) acryloyloxy group, and a group in which any hydrogen atom in these groups is substituted with a fluorine atom. Is preferably used.
  • R f represents a (per) fluoroalkyl group or a (per) fluoropolyether group.
  • the (per) fluoroalkyl group represents at least one of a fluoroalkyl group and a perfluoroalkyl group
  • the (per) fluoropolyether group is at least one of a fluoropolyether group and a perfluoropolyether group. Represents a species. From the viewpoint of scratch resistance, it is preferable that the fluorine content in R f is high.
  • the (par) fluoroalkyl group is preferably a group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the (par) fluoroalkyl group has a linear structure (for example, -CF 2 CF 3 , -CH 2 (CF 2 ) 4 H, -CH 2 (CF 2 ) 8 CF 3 , -CH 2 CH 2 (CF 2 ) 4 Even if it is H), it has a branched structure (for example, -CH (CF 3 ) 2 , -CH 2 CF (CF 3 ) 2 , -CH (CH 3 ) CF 2 CF 3 , -CH (CH 3 ) (CF 2 ).
  • alicyclic structure preferably a 5- or 6-membered ring, for example perfluoro hexyl group, and a perfluorocyclopentyl group to cycloalkyl and alkyl groups substituted with these groups
  • alicyclic structure preferably a 5- or 6-membered ring, for example perfluoro hexyl group, and a perfluorocyclopentyl group to cycloalkyl and alkyl groups substituted with these groups
  • the (per) fluoropolyether group refers to a case where the (per) fluoroalkyl group has an ether bond, and may be a monovalent group or a divalent or higher valent group.
  • the fluoropolyether group include -CH 2 OCH 2 CF 2 CF 3 , -CH 2 CH 2 OCH 2 C 4 F 8 H, -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 C 8 F 17 , and -CH 2 CH 2.
  • Examples thereof include OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 H, a fluorocycloalkyl group having 4 or more carbon atoms and 4 to 20 carbon atoms.
  • perfluoropolyether group examples include- (CF 2 O) pf- (CF 2 CF 2 O) qf -,-[CF (CF 3 ) CF 2 O] pf- [CF (CF 3 )].
  • qf ⁇ , ⁇ (CF 2 CF 2 CF 2 O) pf ⁇ , ⁇ (CF 2 CF 2 O) pf ⁇ and the like can be mentioned.
  • the pf and qf independently represent an integer of 0 to 20. However, pf + qf is an integer of 1 or more.
  • the total of pf and qf is preferably 1 to 83, more preferably 1 to 43, and even more preferably 5 to 23.
  • the fluorine-containing compound particularly preferably has a perfluoropolyether group represented by ⁇ (CF 2 O) pf ⁇ (CF 2 CF 2 O) qf ⁇ .
  • the fluorine-containing compound has a perfluoropolyether group and a plurality of polymerizable unsaturated groups in one molecule.
  • W represents a linking group.
  • W include an alkylene group, an arylene group and a heteroalkylene group, and a linking group in which these groups are combined. These linking groups may further have an oxy group, a carbonyl group, a carbonyloxy group, a carbonylimino group, a sulfonamide group, etc., and a functional group in which these groups are combined.
  • the W is preferably an ethylene group, more preferably an ethylene group bonded to a carbonylimino group.
  • the fluorine atom content of the fluorine-containing compound is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or more, more preferably 30 to 70% by mass, and even more preferably 40 to 70% by mass.
  • preferable fluorine-containing compounds include R-2020, M-2020, R-3833, M-3833 and Optool DAC (trade name) manufactured by Daikin Chemical Corporation, and Megafuck F-171 manufactured by DIC Corporation. , F-172, F-179A, RS-78, RS-90, Defenser MCF-300 and MCF-323 (hereinafter referred to as trade names), but are not limited thereto.
  • the product of nf and mf (nf ⁇ mf) is preferably 2 or more, and more preferably 4 or more.
  • the weight average molecular weight (Mw) of a fluorine-containing compound having a polymerizable unsaturated group can be measured by using molecular exclusion chromatography, for example, gel permeation chromatography (GPC).
  • Mw of the fluorine-containing compound used in the present invention is preferably 400 or more and less than 50,000, more preferably 400 or more and less than 30,000, and further preferably 400 or more and less than 25,000.
  • the content of the fluorine-containing compound is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and 0.5 to 5 with respect to the total solid content in the composition for forming a scratch-resistant layer.
  • the mass% is more preferable, and 0.5 to 2% by mass is particularly preferable.
  • the scratch-resistant layer-forming composition used in the present invention can be prepared by simultaneously or sequentially mixing the various components described above in any order.
  • the preparation method is not particularly limited, and a known stirrer or the like can be used for the preparation.
  • the scratch-resistant layer preferably contains a cured product of the scratch-resistant layer-forming composition containing the compound (c1), and more preferably the scratch-resistant layer-forming composition containing the compound (c1) and a radical polymerization initiator. It contains a cured product of.
  • the cured product of the scratch-resistant layer forming composition preferably contains at least a cured product obtained by polymerizing the radically polymerizable group of the compound (c1).
  • the content of the cured product of the scratch-resistant layer forming composition in the scratch-resistant layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more with respect to the total mass of the scratch-resistant layer. Is more preferable.
  • the hard coat film of the present invention has excellent pencil hardness.
  • the hard coat film of the present invention preferably has a pencil hardness of 4H or more, and more preferably 5H or more. Pencil hardness can be evaluated according to JIS K 5600-5-4 (1999).
  • the hard coat film of the present invention has excellent repeated bending resistance.
  • the hard coat layer is liable to crack, which is technically difficult.
  • the repeated bending resistance is specifically measured as follows. A sample film having a width of 15 mm and a length of 150 mm is cut out from the hard coat film and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 1 hour or more.
  • the hard coat layer (or the hard coat layer with a scratch resistant layer) is set to the outside (the base material is the inside) and repeated.
  • Perform a bending resistance test The tester once bends the sample film along the curved surface of a rod (cylinder) with a diameter of 2 mm at a bending angle of 180 ° at the central part in the longitudinal direction, and then returns it to its original position (spreads the sample film). This test is repeated.
  • the method for producing the hard coat film of the present invention will be described.
  • the method for producing the hard coat film of the present invention is preferably a production method including the following steps (I) and (II).
  • the production method further includes the following steps (III) and (IV).
  • a step of applying a composition for forming a hard coat layer on a base material to form a hard coat layer coating film (II) A step of forming a hard coat layer by curing the above hard coat layer coating film (II) III) A step of applying a scratch-resistant layer forming composition on the hard coat layer to form a scratch-resistant layer coating (IV) A step of forming a scratch-resistant layer by curing the scratch-resistant layer coating.
  • step (I) is a step of applying the composition for forming a hard coat layer on the base material to provide the hard coat layer coating film.
  • the base material and the composition for forming the hard coat layer are as described above.
  • the method for applying the composition for forming a hard coat layer is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method, a die coating method and the like can be mentioned.
  • Step (II)- Step (II) is a step of forming a hard coat layer by curing the hard coat layer coating film.
  • the hard coat layer coating film means to polymerize at least a part of the crosslinkable groups of the curable compound (preferably polyorganosylsesquioxane (a1)) contained in the hard coat layer coating film.
  • the hardening of the hard coat layer coating film is preferably performed by irradiation with ionizing radiation or heating.
  • the type of ionizing radiation is not particularly limited, and examples thereof include X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible light, and infrared rays, but ultraviolet rays are preferably used.
  • the hard coat layer coating film is ultraviolet curable, it is preferable to irradiate an ultraviolet lamp with an irradiation amount of 10 mJ / cm 2 to 2000 mJ / cm 2 to cure the curable compound, and the hard coat film is hard.
  • a scratch-resistant layer is provided on the coat layer, it is preferable to semi-cure the curable compound. More preferably 50mJ / cm 2 ⁇ 1800mJ / cm 2, further preferably 100mJ / cm 2 ⁇ 1500mJ / cm 2.
  • the ultraviolet lamp type a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like is preferably used.
  • the temperature is not particularly limited, but is preferably 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and further preferably 120 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. preferable.
  • the oxygen concentration at the time of curing is preferably 0 to 1.0% by volume, more preferably 0 to 0.1% by volume, and most preferably 0 to 0.05% by volume.
  • step (III) is a step of applying a scratch-resistant layer forming composition on the hard coat layer to form a scratch-resistant layer coating film.
  • the composition for forming the scratch resistant layer is as described above.
  • the method for applying the scratch-resistant layer forming composition is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method, a die coating method and the like can be mentioned.
  • Step (IV) is a step of forming the scratch-resistant layer by curing the scratch-resistant layer coating film.
  • the scratch-resistant layer coating film is preferably cured by irradiation with ionizing radiation or heating.
  • the irradiation and heating of ionizing radiation are the same as those described in step (II).
  • curing the scratch-resistant layer coating film means that at least a part of the polymerizable groups of the curable compound (preferably radical polymerizable compound (c1)) contained in the scratch-resistant layer coating film is polymerized.
  • the hard coat film when the hard coat film has a scratch resistant layer on the hard coat layer, it is preferable to semi-cure the hard coat layer coating film in the above step (II). That is, in the step (II), the hard coat layer coating film is semi-cured, and then in the step (III), the scratch resistant layer forming composition is applied onto the semi-cured hard coat layer to apply the scratch resistant layer coating film. Then, in the step (IV), it is preferable that the scratch-resistant layer coating film is cured and the hard coat layer is completely cured, and the interfacial adhesion between the hard coat layer and the scratch-resistant layer is sufficiently promoted.
  • semi-curing the hard coat layer coating film means polymerizing only a part of the crosslinkable groups of polyorganosylsesquioxane (a1) contained in the hard coat layer coating film.
  • Semi-curing of the hard coat layer coating film can be performed by adjusting the irradiation amount of ionizing radiation and the temperature and time of heating.
  • Drying treatment as needed between steps (I) and step (II), between steps (II) and step (III), between steps (III) and step (IV), or after step (IV) May be done.
  • the drying process is performed by blowing warm air, arranging in a heating furnace, transporting in a heating furnace, heating with a roller from a surface (base material surface) not provided with a hard coat layer and a scratch resistant layer, and the like. be able to.
  • the heating temperature may be set to a temperature at which the solvent can be dried and removed, and is not particularly limited.
  • the heating temperature means the temperature of warm air or the ambient temperature in the heating furnace.
  • the hard coat film of the present invention is excellent in pencil hardness and repeated bending resistance. Further, the hard coat film of the present invention can be used as a surface protective film of an image display device, and can be used, for example, as a surface protective film of a foldable device (foldable display).
  • a foldable device is a device that employs a flexible display whose display screen can be deformed, and the device body (display) can be folded by utilizing the deformability of the display screen. Examples of the foldable device include an organic electroluminescence device and the like.
  • the present invention also relates to an article provided with the hard coat film of the present invention and an image display device provided with the hard coat film of the present invention as a surface protective film.
  • the hard coat film of the present invention may have an adhesive layer.
  • the adhesive layer is a layer provided for adhering the hard coat layer and the base material.
  • any appropriate form of adhesive can be adopted.
  • Specific examples include water-based adhesives, solvent-based adhesives, emulsion-based adhesives, solvent-free adhesives, active energy ray-curable adhesives, and thermosetting adhesives.
  • the active energy ray-curable adhesive include an electron beam-curable adhesive, an ultraviolet-curable adhesive, and a visible light-curable adhesive.
  • a water-based adhesive and an active energy ray-curable adhesive can be preferably used.
  • Specific examples of the water-based adhesive include isocyanate-based adhesives, polyvinyl alcohol-based adhesives (PVA-based adhesives), gelatin-based adhesives, vinyl-based latex-based adhesives, water-based polyurethanes, and water-based polyesters.
  • the active energy ray-curable adhesive examples include (meth) acrylate-based adhesives.
  • the curable component in the (meth) acrylate-based adhesive examples include a compound having a (meth) acryloyl group and a compound having a vinyl group.
  • a compound having an epoxy group or an oxetanyl group can also be used as the cationic polymerization curable adhesive.
  • the compound having an epoxy group is not particularly limited as long as it has at least two epoxy groups in the molecule, and various generally known curable epoxy compounds can be used.
  • Preferred epoxy compounds include compounds having at least two epoxy groups and at least one aromatic ring in the molecule (aromatic epoxy compounds) and at least one of them having at least two epoxy groups in the molecule.
  • thermosetting adhesive examples include phenol resin, epoxy resin, polyurethane curable resin, urea resin, melamine resin, acrylic reaction resin and the like.
  • thermosetting adhesive examples include bisphenol F type epoxides.
  • a PVA-based adhesive is used as the adhesive constituting the adhesive layer.
  • a PVA-based adhesive it is possible to bond the materials together even when a material that does not transmit active energy rays is used.
  • an active energy ray-curable adhesive is used as the adhesive constituting the adhesive layer. If an active energy ray-curable adhesive is used, a sufficient delamination force can be obtained even for a material whose surface is hydrophobic and which cannot be adhered by a PVA adhesive.
  • the adhesive include an adhesive containing an epoxy compound containing no aromatic ring in the molecule and cured by heating or irradiation with active energy rays, as shown in JP-A-2004-245925.
  • an adhesive containing an epoxy compound containing no aromatic ring in the molecule and cured by heating or irradiation with active energy rays as shown in JP-A-2004-245925.
  • (a) the (meth) acrylic compound having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule and (b) the molecule.
  • An active energy ray-curable adhesive containing a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group and only one polymerizable double bond, and (c) a phenolethylene oxide-modified acrylate or a nonylphenolethylene oxide-modified acrylate. Can be mentioned.
  • the storage elastic modulus of the adhesive layer is preferably 1.0 ⁇ 10 6 Pa or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 7 Pa or more in the region of 70 ° C. or lower.
  • the upper limit of the storage elastic modulus of the adhesive layer is, for example, 1.0 ⁇ 10 10 Pa.
  • the thickness of the adhesive layer is typically preferably 0.01 ⁇ m to 7 ⁇ m, and more preferably 0.01 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the adhesive layer Since the adhesive layer is located between the hard coat layer and the base material, it has a large effect on hardness. Therefore, when an adhesive is used instead of the adhesive layer, the hardness may be significantly reduced. From the viewpoint of hardness, it is preferable that the adhesive layer is thin and has a high storage elastic modulus.
  • the active energy ray-curable adhesive it is also important to select an initiator and a photosensitizer.
  • a (meth) acrylate-based adhesive is described in Examples of JP-A-2018-17996.
  • the cationic polymerization-curable adhesive can be produced by referring to the descriptions in JP-A-2018-355361 and JP-A-2018-41079.
  • the PVA-based adhesive preferably contains an additive that improves the adhesiveness to the base material and the hard coat layer.
  • the type of additive is not particularly limited, but it is preferable to use a compound or the like containing boronic acid or the like.
  • the difference in refractive index between the adhesive layer and the hard coat layer is preferably 0.05 or less, and more preferably 0.02 or less, from the viewpoint of suppressing interference fringes.
  • the method for adjusting the refractive index of the adhesive is not particularly limited, but it is preferable to add hollow particles when it is desired to reduce the refractive index and particles such as zirconia when it is desired to improve the refractive index.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-17996 describes a specific example of an adhesive having a refractive index of 1.52 to 1.64.
  • the adhesive layer contains an ultraviolet absorber.
  • an ultraviolet absorber is added to the adhesive layer, it is preferably added to the thermosetting adhesive from the viewpoint of bleeding out and inhibition of curing.
  • UV absorber examples of the ultraviolet absorber include a benzotriazole compound, a triazine compound, and a benzoxazine compound.
  • the benzotriazole compound is a compound having a benzotriazole ring, and specific examples thereof include various benzotriazole-based ultraviolet absorbers described in paragraph 0033 of JP2013-1111835.
  • the triazine compound is a compound having a triazine ring, and specific examples thereof include various triazine-based ultraviolet absorbers described in paragraph 0033 of JP2013-1111835.
  • As the benzoxazine compound for example, those described in paragraph 0031 of JP-A-2014-209162 can be used.
  • the content of the ultraviolet absorber in the adhesive layer is, for example, about 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer contained in the adhesive, but is not particularly limited. Further, regarding the ultraviolet absorber, reference is also made to paragraph 0032 of JP2013-1111835.
  • an ultraviolet absorber having high heat resistance and low volatilization is preferable. Examples of such an ultraviolet absorber include UVSORB101 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), TINUVIN 360, TINUVIN 460, TINUVIN 1577 (manufactured by BASF), LA-F70, LA-31, LA-46 (manufactured by ADEKA). ) And so on.
  • the adhesive preferably contains a compound having a molecular weight of 500 or less, and more preferably 300 or less, from the viewpoint of forming a mixed layer described later. Further, from the same viewpoint, it is preferable to contain components having SP values of 21 to 26.
  • the SP value (solubility parameter) in the present invention is a value calculated by the Hoy method, and the Hoy method is described in POLYMERHANDBOOKFOURTHETION.
  • the adhesive for forming the adhesive layer preferably has a high affinity with the base material from the viewpoint of forming a mixed layer described later.
  • the affinity between the base material and the adhesive can be confirmed by observing the change in the base material when the base material is immersed in the adhesive layer. It is preferable to use an adhesive that makes the base material cloudy or dissolves when the base material is immersed in the adhesive because a mixed layer described later can be effectively formed.
  • the hard coat film of the present invention has the adhesive layer
  • a mixed layer in which the adhesive component and the base material component are mixed is formed between the adhesive layer and the base material layer.
  • the mixed layer refers to a region where the compound distribution (adhesive layer component and base material component) gradually changes from the adhesive layer side to the base material layer side between the adhesive layer and the base material.
  • the adhesive layer refers to a portion containing only the adhesive layer component and does not contain the base material component
  • the base material refers to a portion containing no adhesive layer component.
  • the mixed layer shall be measured as a part where both the support component and the antiglare layer component are detected when the film is cut with a microtome and the cross section is analyzed with a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • the thickness of this region can also be measured from the cross-sectional information of TOF-SIMS.
  • the thickness of the mixed layer is preferably 0.1 to 10.0 ⁇ m, more preferably 1.0 ⁇ m to 6.0 ⁇ m.
  • the thickness of the mixed layer is preferably 0.1 to 10.0 ⁇ m, more preferably 1.0 ⁇ m to 6.0 ⁇ m.
  • a method for producing a hard coat film having an adhesive layer will be described.
  • the method for producing a hard coat film of the present invention having an adhesive layer is not particularly limited, but as one of preferred embodiments, at least one hard coat layer is formed on the temporary support and then bonded.
  • a method (aspect A) of transferring the hard coat layer from the temporary support onto the substrate via the agent layer can be mentioned.
  • the hard coat layer is transferred from the temporary support to the protective film, and then the hard coat layer is further passed through the adhesive layer.
  • Aspect B can be mentioned as a method of transferring from a protective film onto a substrate.
  • the aspect A is preferably a production method including the following steps (1), (2), (4) and (5), and steps (1), (2), (3) and (4). ) And (5) are more preferable.
  • the step (3) does not have to be carried out, but it is preferably carried out because the light-resistant adhesion of the hard coat film can be improved by impregnating a part of the adhesive layer into the base material. be able to.
  • Step (1) A step of applying a composition for forming a hard coat layer on a temporary support, drying the mixture, and then curing the composition to form at least one hard coat layer.
  • Step (2) Of the hard coat layer Step of laminating the base material via an adhesive on the side opposite to the temporary support Step (3): Step of impregnating a part of the adhesive into the base material Step (4): Irradiating with heating or active energy rays Step (5): Step of peeling the temporary support from the hard coat layer.
  • the step (1) is a step of applying a composition for forming a hard coat layer on a temporary support, drying the composition, and then curing the composition to form at least one hard coat layer, and temporarily supports the base material.
  • the process is the same as in step (I) and step (II) except that the body is replaced.
  • the temporary support is not particularly limited as long as it has a smooth surface.
  • the temporary support preferably has a surface roughness of about 30 nm or less and does not interfere with the application of the composition for forming a hard coat layer, and a temporary support made of various materials is used.
  • a polyethylene terephthalate (PET) film or a cycloolefin resin film is preferably used.
  • the surface roughness is measured using SPA-400 (manufactured by Hitachi High-TechnoScience) under the measurement conditions of a measurement range of 5 ⁇ m ⁇ 5 ⁇ m, a measurement mode: DFM, and a measurement frequency: 2 Hz.
  • the step (2) is a step of laminating a base material on the side of the hard coat layer opposite to the temporary support via an adhesive.
  • the adhesive used is as described above.
  • the method of providing the adhesive layer is not particularly limited, but for example, the adhesive is injected between the side opposite to the temporary support of the hard coat layer and the base material and passed through a nip roller to be uniform.
  • a method of providing a thick adhesive layer, a method of uniformly applying the adhesive on the side opposite to the temporary support of the hard coat layer or on the base material, and a method of bonding with the other film can be used. ..
  • surface treatment Before performing the step (2), it is preferable to perform surface treatment on the side opposite to the temporary support of the hard coat layer or the surface of the base material, if necessary.
  • the surface treatment in this case include a method of modifying the film surface by corona discharge treatment, glow discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, flame treatment, ozone treatment, acid treatment, alkali treatment and the like.
  • the glow discharge treatment referred to here may be low-temperature plasma generated under a low-pressure gas of 10-3 to 20 Torr, and plasma treatment under atmospheric pressure is also preferable.
  • a plasma-excited gas is a gas that is plasma-excited under the above conditions, and includes fluorocarbons such as argon, helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide, and tetrafluoromethane, and mixtures thereof. Be done. Details of these are described in detail on pages 30 to 32 of Publication No. 2001-1745 of the Institute of Invention and Innovation (issued on March 15, 2001, Institute of Invention and Innovation), and are preferably used in the present invention. be able to. Of these treatments, plasma treatment and corona discharge treatment are preferable.
  • 1 Torr is 101325/760 Pa.
  • the step (3) is a step of impregnating a part of the adhesive into the base material.
  • the step (3) does not have to be carried out, but it is preferably carried out because the light-resistant adhesion of the hard coat film can be improved by impregnating a part of the adhesive layer into the base material. Can be done. Since the ease of penetration of the adhesive in the step (3) differs depending on the type of the base material used, it can be appropriately adjusted depending on the components of the adhesive and the process. Examples of the method for adjusting the mixed layer by the process include the temperature and time of the step (3). The longer the time of the step (3) and the higher the temperature, the more the penetration of the adhesive layer into the base material can be promoted.
  • the temperature and time of the step (3) are not particularly limited, and examples thereof include 30 ° C. to 200 ° C. (preferably 40 ° C. to 150 ° C.). The time may be 30 seconds to 5 minutes (preferably 1 minute to 4 minutes).
  • the step (4) is a step of adhering the hard coat layer and the base material by irradiating with heating or active energy rays.
  • the method of adhering the hard coat layer and the base material is not particularly limited, and can be appropriately changed depending on the components of the adhesive layer used.
  • the solvent water, alcohol, etc.
  • thermosetting adhesives thermosetting by heating.
  • the type of active energy ray is not particularly limited, and examples thereof include X-ray, electron beam, ultraviolet ray, visible light, and infrared ray, but ultraviolet ray is preferably used.
  • the surface to be irradiated with the active energy rays in the step (4) is not particularly specified, and can be determined according to the transmittance of the active energy rays used in each member.
  • the curing conditions in the case of ultraviolet curing are the same as the curing conditions of the hard coat layer described above.
  • the step (5) is a step of peeling the temporary support from the hard coat layer.
  • the peeling force when peeling the temporary support from the hard coat layer in the step (5) is that the laminate obtained in the step (4) is cut to a width of 25 mm, and the base material side of the laminate is glass-based with an adhesive. It can be quantified by measuring the peeling force when the material is fixed to the material and peeled at a speed of 300 mm / min in the 90 ° direction.
  • the peeling force measured by the above method is preferably 0.1 N / 25 mm to 10.0 N / 25 mm, and more preferably 0.2 N / 25 mm to 8.0 N / 25 mm.
  • the hard coat layer is hard to be peeled from the temporary support in steps other than the step (5), so that it is hard to cause a failure.
  • the peeling force is 10.0 N / 25 mm or less
  • the hard coat layer is hard to remain partially on the temporary support in the step (5), and the adhesive layer is hard to peel off, so that defects are hard to occur. ..
  • the peeling force between the temporary support and the hard coat layer varies depending on the type of the temporary support and the hard coat layer used, and can be appropriately adjusted.
  • Examples of the adjusting means include a method of using a temporary support that has been subjected to a mold release treatment, a method of adding a compound that promotes peeling to the composition for forming a hard coat layer, and the like.
  • Specific examples of the compound that promotes exfoliation include a compound having a long-chain alkyl group, a compound containing fluorine, a compound containing silicone, and the like.
  • the surface of the hard coat layer opposite to the base material may be surface-treated.
  • the type of surface treatment is not particularly limited, and examples thereof include treatments for imparting antifouling property, fingerprint resistance, and slipperiness.
  • the temporary support is present on the outermost surface portion of the hard coat layer, so that the fluorine-containing compound and the leveling agent may not be sufficiently unevenly distributed on the outermost surface. In such a case, it is preferable to perform the above treatment because it is possible to impart the water repellency and scratch resistance required for the surface of the hard coat layer.
  • the aspect B is preferably a production method including the following steps (1'), (A) to (B), (2'), (4') and (5'), and the following steps ( It is more preferable that the production method includes 1'), (A) to (B), (2'), (3'), (4') and (5').
  • Step (2') A step of sticking the protective film on the side opposite to the temporary support of the hard coat layer.
  • Step 3' A step of impregnating a part of the adhesive layer into the base material
  • Step (4') Step of adhering the hard coat layer and the film base material by irradiating with heating or active energy rays
  • the step (1') is the same as the step (1) of the aspect A. Also in the step (1'), as in the step (1), a specific configuration when the hard coat film contains two or more hard coat layers, or when the hard coat layer contains other layers described above in addition to the hard coat layer. Is not particularly limited, but in the step (1'), a structure in which the last layer to be laminated is a scratch-resistant layer is preferable from the viewpoint of scratch resistance.
  • the step (A) is a step of laminating a protective film on the side opposite to the temporary support of the hard coat layer.
  • the protective film represents a laminated body composed of a support / adhesive layer, and it is preferable to bond the adhesive layer side of the protective film to the hard coat layer.
  • the protective film can be obtained by peeling the release film from the protective film with a release film composed of a support / adhesive layer / release film.
  • a commercially available protective film with a release film can be preferably used as the protective film with a release film.
  • AS3-304, AS3-305, AS3-306, AS3-307, AS3-310, AS3-0421, AS3-0520, AS3-0620, LBO-307, NBO-manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd. 0424, ZBO-0421, S-362, TFB-4T3-367AS and the like can be mentioned.
  • the step (B) is a step of peeling the temporary support from the hard coat layer.
  • the adhesive force between the protective film and the hard coat layer needs to be higher than the peeling force between the temporary support and the hard coat layer.
  • the method for adjusting the peeling force between the temporary support and the hard coat layer is not particularly limited, but for example, a method of reducing the peeling force between the temporary support and the hard coat layer by using a temporary support that has been subjected to a mold release treatment. Can be mentioned.
  • the method for adjusting the adhesion between the protective film and the hard coat layer is not particularly limited. For example, in step (A), after the protective film is attached to the semi-cured hard coat layer, the hard coat layer is cured. There is a way to do it.
  • the step (2') is the same as the step (2) of the aspect A except that the temporary support is a protective film.
  • the step (3') is the same as the step (3) of the aspect A.
  • the step (4') is the same as the step (4) of the aspect A except that the temporary support is a protective film.
  • the step (5') is the same as the step (5) of the aspect A except that the temporary support is a protective film.
  • the number of steps is larger than that in the aspect A, but when the hard coat layer is formed, the temporary support does not exist on the outermost surface of the hard coat layer, so that the fluorine-containing compound and the leveling agent are on the outermost surface. It has the advantage that it is easily unevenly distributed and it is easy to impart the water repellency and scratch resistance required for the surface of the hard coat layer.
  • the step (5') when the water repellency and scratch resistance are insufficient, after the step (5'), the surface of the hard coat layer opposite to the base material is subjected to the same surface treatment as in aspect A. You may.
  • ⁇ Preparation of base material> (Manufacturing of polyimide powder) After adding 832 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) under a nitrogen stream to a 1 L reactor equipped with a stirrer, nitrogen injection device, dropping funnel, temperature controller and cooler, the temperature of the reactor was changed to 25. It was set to ° C. To this, 64.046 g (0.2 mol) of bistrifluoromethylbenzidine (TFDB) was added and dissolved.
  • DMAc N, N-dimethylacetamide
  • TFDB bistrifluoromethylbenzidine
  • the base material S-2 having a thickness of 50 ⁇ m made of a polyimide film, the base material S-3 having a thickness of 15 ⁇ m made of a polyimide film, and the base material S- having a thickness of 80 ⁇ m made of a polyimide film. 4 was prepared. Was produced.
  • reaction solution is cooled, neutralized with 12 mL of a 1 mol / L hydrochloric acid aqueous solution, 600 g of 1-methoxy-2-propanol is added, and the mixture is concentrated under the conditions of 30 mmHg and 50 ° C., and propylene glycol having a solid content concentration of 35% by mass.
  • 1 mmHg is 101325/760 Pa.
  • polyorganosylsesquioxane (SQ3-) was prepared in the same manner as in the synthesis of polyorganosylsesquioxane (SQ2-1) except that 300 mmol (70.0 g) of acrylamide3- (trimethoxysilyl) propyl was mixed. 1) was obtained.
  • each polymer used as polyorganosylsesquioxane (a1) is shown below.
  • SiO 1.5 represents a silsesquioxane unit.
  • the composition ratio of each constituent unit is indicated by a molar ratio.
  • reaction solution was cooled, 300 g of 5 mass% saline was added, and the organic layer was extracted.
  • the organic layer was washed twice with 300 g of 5 mass% saline solution and 300 g of pure water, and then concentrated under the conditions of 1 mmHg and 50 ° C. to form a colorless and transparent liquid as a MIBK solution having a solid content concentration of 59.8 mass%. 87.0 g of the product (r-1) was obtained.
  • Example 1 (Preparation of composition HC-1 for forming a hard coat layer)
  • Surfactant (Z-1), Irgacure 127 and PGME were added to the PGME solution (solid content concentration 35% by mass) of polyorganosyl sesquioxane (SQ2-1), and the content of each component was as follows.
  • the mixture was put into a mixing tank and stirred.
  • the obtained composition was filtered through a polypropylene filter having a pore size of 0.45 ⁇ m to obtain a hard coat layer forming composition HC-1.
  • the ratio (76% and 24%) of each structural unit in (Z-1) is the mass ratio.
  • IRG Cure 127 (Irg. 127) is IGM Resin B. V. It is a radical polymerization initiator manufactured by the company.
  • the hard coat layer forming composition HC-1 is coated on a polyimide base material S-1 having a thickness of 30 ⁇ m using a wire bar # 30 so that the film thickness after curing is 14 ⁇ m, and is applied onto the base material.
  • a hard coat layer coating film was provided on the surface.
  • an illuminance of 60 mW / cm 2 and an irradiation amount of 600 mJ / cm were used at 25 ° C. and an oxygen concentration of 100 ppm (parts per million) using an air-cooled mercury lamp.
  • the ultraviolet rays of 2 were irradiated. In this way, the hard coat layer coating film was cured.
  • the cured hard coat layer coating film further 100 ° C., using an air-cooled mercury lamp at an oxygen concentration 100ppm conditions, illuminance 60 mW / cm 2, by an irradiation dose of 600 mJ / cm 2, Hard coat layer
  • the coating film was completely cured to form a hard coat layer.
  • Example 1 Example 1 except that the type of the hard coat layer material (polyorganosylsesquioxane (SQ2-1)), the film thickness of the hard coat layer, and the base material were changed as described in Table 1 below.
  • the hard coat films of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1, 2, 4 and 5 were produced in the same manner as in the above.
  • a part of the polymer solution obtained above was cast on an endless belt at 120 ° C. using a T-die so that the final film thickness was 20 ⁇ m, and dried to a polymer concentration of 40% by mass. It peeled off from the endless belt.
  • the film containing the solvent was stretched 1.1 times in the MD (Machine Direction) direction in the air at 40 ° C. and washed with water at 50 ° C. to remove the solvent. Further, it was stretched 1.2 times in the TD (Transverse Direction) direction in a drying oven at 340 ° C. to obtain an aramid substrate having a thickness of 20 ⁇ m and made of an aromatic polyamide.
  • This aramid base material was used as a base material in Example 8.
  • the load applied only to the hard coat layer was calculated from the difference between the load at each elongation of the hard coat film and the load at the time of elongation of only the base material.
  • the elastic modulus (E' (0.4) HC ) of the hard coat layer when the elongation rate was 0.4% was determined by the above-mentioned procedures (1), (2), and (3).
  • the elastic modulus (E' (4) HC ) of the hard coat layer when the elongation rate was 4% was determined by the above-mentioned procedures (4), (5), and (6).
  • the elastic modulus (E' (0.4) S ) of the base material when the elongation rate is 0.4% is from the stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate is 0.4% and when the elongation rate is 0.2%. It was calculated by dividing the value (stress difference) obtained by subtracting the stress (load ⁇ cross-sectional area) by the difference in elastic modulus (0.002).
  • the hard coat films of each of the manufactured Examples and Comparative Examples were cut with a microtome to obtain a cross section, which was observed with a scanning electron microscope (S-4300 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) to obtain the hard coat layer.
  • the film thickness (d HC ) was calculated.
  • the testing machine used had the operation of bending the sample film along the curved surface of a rod (cylinder) with a diameter of 2 mm at a bending angle of 180 ° at the central part in the longitudinal direction, and then returning it to its original position (spreading the sample film). This test is repeated once.
  • This test is repeated once.
  • the above 180 ° bending test is repeated at 200 times / min, cracks do not occur A when the maximum number of times exceeds 300,000 times, B when it exceeds 200,000 times and 300,000 times or less, B 100,000 times
  • C the case of more than 50,000 times and less than 100,000 times
  • D the case of 50,000 times or less is written as E.
  • the presence or absence of cracks was evaluated with an optical microscope.
  • E'(0.4) HC ⁇ d HC is at 8000 MPa ⁇ [mu] m or more and, E' (4) HC ⁇ d HC is 4000 MPa ⁇ [mu] m It was as follows, and was excellent in hardness and repeated bending resistance.
  • E' (0.4) HC is the elastic modulus of the hard coat layer when the elongation rate is 0.4%
  • E' (4) HC is the elastic modulus of the hard coat layer when the elongation rate is 4%.
  • d HC is the thickness of the hard coat layer.
  • composition SR-1 for forming a scratch resistant layer
  • Each component was charged into a mixing tank with the composition described below, stirred, and filtered through a polypropylene filter having a pore size of 0.4 ⁇ m to obtain a scratch-resistant layer forming composition SR-1.
  • the compounds used in the scratch-resistant layer forming composition are as follows.
  • A-TMMT Pentaerythritol tetraacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)
  • DPCA-30 KAYARAD
  • DPCA-30 RS-90 Sliding agent, manufactured by DIC Corporation (solid content concentration 10%)
  • a mixed solution consisting of 30.00 g (18.07 mmol), 167.90 g of ethanol, and 24.50 g of azobisisobutyronitrile was added dropwise at a constant velocity so that the addition was completed in 3 hours.
  • a mixed solution of 0.40 g of azobisisobutyronitrile and 19.10 g of ethanol was added, and the mixture was further stirred for 3 hours, then heated to 78.5 ° C. and further stirred for 8 hours, and the polymer was stirred.
  • An ethanol solution of 360.00 g (solid content concentration 28%) was obtained.
  • the hard coat layer coating film was semi-cured.
  • the scratch-resistant layer forming composition SR-1 was applied onto the semi-cured hard coat layer coating film using a die coater so that the film thickness after curing was 0.8 ⁇ m.
  • the resulting laminate was dried for 1 minute at 120 ° C., 25 ° C., the oxygen concentration 100ppm, illuminance 60 mW / cm 2, an irradiation dose of 600 mJ / cm 2, further 100 ° C., the oxygen concentration 100ppm
  • the hard coat layer coating film and the scratch resistant layer coating film are completely cured, and a scratch resistant layer is attached.
  • a hard coat layer was formed.
  • Comparative Example 6 As the material of the hard coat layer, (r-3) was used instead of polyorganosylsesquioxane (SQ2-6), the film thickness of the hard coat layer was 5.8 ⁇ m, and the film thickness of the scratch resistant layer was 0.
  • the hard coat film of Comparative Example 6 was produced in the same manner as in Example 10 except that the film thickness was changed to 9 ⁇ m.
  • Test piece having a width of 10 mm and a length of 120 mm was cut out from the produced hard coat films of Example 10 and Comparative Example 6 and the base material used for the hard coat film, and was in a state of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60%. Was allowed to stand for 1 hour or more. Then, TENSILON RTF-1210 (A & D Co., Ltd.) pulled the product under the conditions of a tensile speed of 5 mm / sec and a distance between chucks of 100 mm, and measured the relationship between elongation and load.
  • the load applied only to the hard coat layer with the scratch resistant layer was calculated from the difference between the load at each elongation of the hard coat film and the load at the time of elongation of only the base material.
  • the elastic modulus (E' (0.4) RHC ) of the hard coat layer with a scratch resistant layer when the elongation rate was 0.4% was determined by the above-mentioned procedures (7), (8), and (9).
  • the elastic modulus (E' (4) RHC ) of the hard coat layer with a scratch resistant layer when the elongation rate was 4% was determined by the above-mentioned procedures (10), (11), and (12).
  • the elastic modulus (E' (0.4) S ) of the base material when the elongation rate is 0.4% is from the stress (load ⁇ cross-sectional area) when the elongation rate is 0.4% and when the elongation rate is 0.2%. It was calculated by dividing the value (stress difference) obtained by subtracting the stress (load ⁇ cross-sectional area) by the difference in elastic modulus (0.002).
  • the testing machine used had the operation of bending the sample film along the curved surface of a rod (cylinder) with a diameter of 2 mm at a bending angle of 180 ° at the central part in the longitudinal direction, and then returning it to its original position (spreading the sample film). This test is repeated once.
  • This test is repeated once.
  • the above 180 ° bending test is repeated at 200 times / min, cracks do not occur A when the maximum number of times exceeds 300,000 times, B when it exceeds 200,000 times and 300,000 times or less, B 100,000 times
  • C the case of more than 50,000 times and less than 100,000 times
  • D the case of 50,000 times or less is written as E.
  • the presence or absence of cracks was evaluated with an optical microscope.
  • Movement distance 13 cm Rubbing speed: 13 cm / sec Load: 1 kg / cm 2 Tip contact area: 2 cm x 2 cm
  • Number of rubs 10 round trips, 100 round trips, 1000 round trips
  • the number of times of rubbing when the part in contact with the steel wool was scratched was measured and evaluated.
  • the hard coat film of Example 10 has an E' (0.4) RHC x d RHC of 8000 MPa ⁇ ⁇ m or more and an E' (4) RHC ⁇ d RHC of 4000 MPa ⁇ ⁇ m or less. It was excellent in hardness and repeated bending resistance, and also excellent in scratch resistance.
  • E' (0.4) RHC is the elastic modulus of the hard coat layer with a scratch resistant layer when the elongation rate is 0.4%
  • E' (4) RHC is the scratch resistant layer when the elongation rate is 4%. It is the elastic modulus of the hard coat layer with scratch
  • d RHC is the film thickness of the hard coat layer with scratch resistant layer.
  • E' (4) RHC ⁇ d RHC exceeded 4000 MPa ⁇ ⁇ m, and the hardness and repeated bending resistance were inferior to the results of Example 10.
  • the present invention it is possible to provide a hard coat film having excellent hardness and repeated bending resistance, an article provided with the hard coat film, and an image display device.

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Abstract

本発明により、基材と、ハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、 下記式(i)及び(ii)を満たす、ハードコートフィルム、上記ハードコートフィルムを備えた物品、並びに画像表示装置が提供される。 (i) E'(0.4)HC×dHC≧8000MPa・μm (ii) E'(4)HC×dHC≦4000MPa・μm ただし、 E'(0.4)HCは、伸び率が0.4%のときのハードコート層の弾性率であり、 E'(4)HCは、伸び率が4%のときのハードコート層の弾性率であり、 dHCは、ハードコート層の膜厚である。

Description

ハードコートフィルム、ハードコートフィルムを備えた物品、及び画像表示装置
 本発明は、ハードコートフィルム、ハードコートフィルムを備えた物品、及び画像表示装置に関する。
 陰極管(CRT)を利用した表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、蛍光表示ディスプレイ(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、及び液晶ディスプレイ(LCD)のような画像表示装置では、表示面への傷付きを防止するために、基材上にハードコート層を有する積層体(ハードコートフィルム)を設けることが好適である。
 たとえば、特許文献1には、基材上に、カチオン硬化性シリコーン樹脂及びレベリング剤を含む硬化性組成物の硬化物からなるハードコート層を有するハードコートフィルムが記載されている。
日本国特開2018-83915号公報
 近年、たとえばスマートフォンなどにおいて、極薄型のフレキシブルなディスプレイに対するニーズが高まってきており、これに伴って、硬度と繰り返し折り曲げ耐性(繰り返し折り曲げてもクラックが発生しない性質)を両立することができるハードコートフィルムが強く求められている。特に、基材を内側(ハードコート層を外側)にして折り曲げる場合は、ハードコート層にクラックが入りやすく、技術的に難易度が高い。
 本発明者らが検討したところ、特許文献1に記載のハードコートフィルムは、硬度と繰り返し折り曲げ耐性が両立できないことが分かった。
 本発明の課題は、硬度及び繰り返し折り曲げ耐性に優れるハードコートフィルム、上記ハードコートフィルムを備えた物品、並びに画像表示装置を提供することにある。
 本発明者らは鋭意検討し、下記手段により上記課題が解消できることを見出した。
<1>
 基材と、ハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、
 下記式(i)及び(ii)を満たす、ハードコートフィルム。
 (i) E’(0.4)HC×dHC≧8000MPa・μm
 (ii) E’(4)HC×dHC≦4000MPa・μm
 ただし、
 E’(0.4)HCは、伸び率が0.4%のときのハードコート層の弾性率であり、
 E’(4)HCは、伸び率が4%のときのハードコート層の弾性率であり、
 dHCは、ハードコート層の膜厚である。
<2>
 基材と、耐擦傷層付きハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、
 上記耐擦傷層付きハードコート層は、ハードコート層及び耐擦傷層を有し、上記耐擦傷層よりも上記ハードコート層が上記基材側に存在し、
 下記式(iii)及び(iv)を満たす、ハードコートフィルム。
 (iii) E’(0.4)RHC×dRHC≧8000MPa・μm
 (iv) E’(4)RHC×dRHC≦4000MPa・μm
 ただし、
 E’(0.4)RHCは、伸び率が0.4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、
 E’(4)RHCは、伸び率が4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、
 dRHCは、耐擦傷層付きハードコート層の膜厚である。
<3>
 上記基材が、下記式(vi)を満たす、<1>又は<2>に記載のハードコートフィルム。
 (vi) 100000MPa・μm≦E’(0.4)S×dS≦520000MPa・μm
 ただし、
 E’(0.4)Sは、伸び率が0.4%のときの基材の弾性率であり、
 dSは、基材の膜厚である。
<4>
 上記ハードコート層が、ポリオルガノシルセスキオキサンを含むハードコート層形成用組成物の硬化物を含む、<1>~<3>のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
<5>
 上記ポリオルガノシルセスキオキサンが、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する構成単位(S1)と、上記構成単位(S1)とは別の、架橋性基を有する構成単位(S2)とを含有する、<4>に記載のハードコートフィルム。
<6>
 上記構成単位(S1)が有する水素結合を形成し得る水素原子を含む基が、アミド基、ウレタン基及びウレア基から選ばれる少なくとも1つの基である、<5>に記載のハードコートフィルム。
<7>
 上記構成単位(S1)が、(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリルアミド基を有する、<5>又は<6>に記載のハードコートフィルム。
<8>
 上記構成単位(S2)が有する架橋性基が、(メタ)アクリルアミド基である<5>~<7>のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
<9>
 上記ポリオルガノシルセスキオキサンの重量平均分子量が10000~1000000である、<5>~<8>のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
<10>
 上記ハードコート層の膜厚が2~14μmである、<1>~<9>のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
<11>
 上記基材の膜厚が15~80μmである、<1>~<10>のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
<12>
 上記基材は、イミド系ポリマー及びアラミド系ポリマーから選ばれる少なくとも1種のポリマーを含有する、<1>~<11>のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
<13>
 <1>~<12>のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを備えた物品。
<14>
 <1>~<12>のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを表面保護フィルムとして備えた画像表示装置。
 本発明によれば、硬度及び繰り返し折り曲げ耐性に優れたハードコートフィルム、上記ハードコートフィルムを備えた物品、並びに画像表示装置を提供することができる。
 以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書において、数値が物性値、特性値等を表す場合に、「(数値1)~(数値2)」という記載は「(数値1)以上(数値2)以下」の意味を表す。また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」との記載は、「アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれか」の意味を表す。「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリルアミド」、「(メタ)アクリロイルオキシ」等も同様である。
〔ハードコートフィルム〕
 本発明のハードコートフィルムは、少なくとも、基材とハードコート層とを有する(基材上にハードコート層を有する)。
 本発明のハードコート層は、ハードコート層を有することを必須とするものであるが、後述するように、ハードコート層以外の機能層を有していてもよい。特に、ハードコートフィルムをディスプレイの表面に配置する場合などに、耐擦傷性を付与したい場合には、耐擦傷層を設けるのが好ましい。
 以下、少なくともハードコート層を有する態様を第一態様とし、少なくともハードコート層と耐擦傷層とを有する態様を第二態様として説明する。
 本発明のハードコートフィルムの好ましい一態様(第一態様)は、
 基材と、ハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、
 下記式(i)及び(ii)を満たす、ハードコートフィルムである。
 (i) E’(0.4)HC×dHC≧8000MPa・μm
 (ii) E’(4)HC×dHC≦4000MPa・μm
 ただし、
 E’(0.4)HCは、伸び率が0.4%のときのハードコート層の弾性率であり、
 E’(4)HCは、伸び率が4%のときのハードコート層の弾性率であり、
 dHCは、ハードコート層の膜厚である。
 本発明のハードコートフィルムが、前述の課題を解決できるメカニズムの詳細は完全には明らかになっていないが、本発明者らは以下のように推定している。
 すなわち、上記式(i)及び(ii)における、「E’(0.4)HC×dHC」及び「E’(4) HC×dHC」は、後述(※)するように、物性的には、それぞれの伸び率におけるハードコート層にかかる力を示していると考えることができる。上記式(ii)を充足することで、ハードコート層が比較的伸びたとき(伸び率が4%のとき)にハードコート層にあまり引張り応力が加わらないため、ハードコート層にクラック等の欠陥が入りにくいことを示していると考えられる。なお、後述する実施例で示すような代表的な形態のハードコートフィルムを折り曲げたときに、外側の長さと中心部の長さは2~5%程度の伸び差を生じる場合が多く、伸びが4%のときの弾性率が繰り返し折り曲げ性と良く相関するのではないかと考えている。
 一方で、鉛筆硬度は初期の押し込み弾性率に大きく依存し、この押し込み弾性率は異方性がない限り、引張り弾性率と相関するため、初期の引張り弾性率が高くなければ、高い鉛筆硬度を付与することができないと考えられる。本発明では、上記式(i)を充足することで、ハードコート層の初期の引張り(伸び率が0.4%のとき)における弾性率が高いことで、高い鉛筆硬度を示すと考えられる。
 ※:一般的には、応力と引張り弾性率は、下記式で表される。
 応力(σ)=力(f)/断面積(A
 引張り弾性率(E)=応力(σ)/歪(ε)
 ここで、歪(ε)が一定のときのハードコート層にかかる応力を考えたときに、ハードコート層にかかる力(fHC)は上記式より、ハードコート層の引張り弾性率(EHC)と断面積(A)の積になる。
 歪一定の時のハードコート層にかかる力(fHC)=ハードコート層の引張り弾性率(EHC)×断面積(A
 断面積(A)は引張るサンプルの長さ×幅×膜厚で決まり、長さと幅は一定なので、断面積(A)は膜厚に比例することになる。
 よって、以下のような式が導出される。
 歪一定の時のハードコート層にかかる力(fHC)=ハードコート層の引張り弾性率(EHC)×ハードコート層の膜厚(dHC
(ハードコート層の弾性率)
 本発明におけるハードコート層の弾性率(引張り弾性率)は、ハードコートフィルム(基材とハードコート層とを有する積層体)の引張試験の結果と、基材の引張試験の結果を用いて算出する。
 より具体的には、ハードコートフィルムと基材のそれぞれについて引張試験を行い、それぞれの、伸びと荷重の関係を測定する(縦軸に荷重、横軸に伸びをとった、荷重-伸び曲線(SSカーブ)を得る)。そして、ハードコートフィルムの各伸びにおける荷重と、基材の各伸びにおける荷重の差から、ハードコート層のみにかかる荷重を算出する。
 引張試験に供する際のハードコートフィルム及び基材の試料(試験片)の大きさは、長さ120mm、幅10mmとする。この試料を、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させた後に、引張試験機にて引っ張り、伸びと荷重の関係を測定する。
 E’(0.4)HCは、以下の(1)、(2)、(3)の手順で求めることができる。
 (1)ハードコートフィルムの伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差A)を求める。
 (2)ハードコートフィルムの伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差B)を求める。
 (3)応力差Aと応力差Bの差を、伸び率の差(すなわち、0.002)で除することでE’(0.4)HCを算出する。
 E’(4)HCは、以下の(4)、(5)、(6)の手順で求めることができる。
 (4)ハードコートフィルムの伸び率4.0%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率4.0%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差C)を求める。
 (5)ハードコートフィルムの伸び率3.8%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率3.8%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差D)を求める。
 (6)応力差Cと応力差Dの差を、伸び率の差(すなわち、0.002)で除することでE’(4)HCを算出する。
 なお、試験片の長さ(標線間距離)が、引張試験前にLで、所定の荷重で引っ張っている引張試験中にLになった場合、伸び率(歪)は伸び量(L-L)をLで除することで求められ、具体的には下記式(N)で表される。
 (N) 伸び率(%)={(L-L)/L}×100
 Lは引張試験前の標線間距離(初期の標線間距離)であり、Lは引張試験中の標線間距離である。
 E’(0.4)HC×dHCは、8000MPa・μm以上であり、硬度の観点から、9000MPa・μm以上であることが好ましく、12000MPa・μm以上であることがより好ましく、27000MPa・μm以上であることが更に好ましい。
 E’(0.4)HC×dHCの上限は特に限定されないが、例えば、厚みの観点から、50000MPa・μm以下であることが好ましく、40000MPa・μm以下であることがより好ましく、30000MPa・μm以下であることが更に好ましい。
 なお、1MPaは10Paである。
 E’(4)HC×dHCは、4000MPa・μm以下であり、繰り返し折り曲げ耐性の観点から、2500MPa・μm以下であることが好ましく、1300MPa・μm以下であることがより好ましく、1000MPa・μm以下であることが更に好ましい。
 E’(4)HC×dHCの下限は特に限定されないが、例えば、300MPa・μm以上であることが好ましく、350MPa・μm以上であることがより好ましく、450MPa・μm以上であることが更に好ましい。
(ハードコート層の膜厚)
 ハードコート層の膜厚(dHC)は特に限定されないが、0.5~30μmであることが好ましく、1~25μmであることがより好ましく、2~20μmであることが更に好ましく、2~14μmであることが特に好ましく、2~10μmであることが最も好ましい。
 ハードコート層の膜厚は、ハードコートフィルムの断面を光学顕微鏡で観察して算出する。断面試料は、断面切削装置ウルトラミクロトームを用いたミクロトーム法や、集束イオンビーム(FIB)装置を用いた断面加工法などにより作成できる。
 本発明のハードコートフィルムにおけるハードコート層が、上記式(i)及び(ii)を満たすための具体的な手段は、特に限定されないが、例えば、ハードコート層を形成する素材を適切に選択すること、及びハードコート層の膜厚を適切に選択することなどが挙げられる。ハードコート層を形成する素材の好ましい態様については後述する。
 本発明のハードコートフィルムにおいて、基材は、下記式(vi)を満たすことが好ましい。
 (vi) 100000MPa・μm≦E’(0.4)S×dS≦520000MPa・μm
 ただし、
 E’(0.4)Sは、伸び率が0.4%のときの基材の弾性率であり、
 dSは、基材の膜厚である。
 E’(0.4)S×dSは、100000MPa・μm以上であることが好ましく、150000MPa・μm以上であることがより好ましく、200000MPa・μm以上であることが更に好ましく、300000MPa・μm以上であることが特に好ましい。
 また、E’(0.4)S×dSは、600000MPa・μm以下であることが好ましく、520000MPa・μm以下であることがより好ましく、500000MPa・μm以下であることが更に好ましく、400000MPa・μm以下であることが特に好ましい。
 基材の弾性率は、前述したとおり、基材の引張試験の結果を用いて算出する。
 引張試験に供する際の基材の試料(試験片)の大きさは、長さ120mm、幅10mmとする。この試料を、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させた後に、引張試験機にて、引っ張り、伸びと荷重の関係を測定する。
 E’(0.4)Sは、伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)と伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)の差を、伸び率の差(すなわち、0.002)で除することで算出する。
(基材の厚み)
 基材の厚み(dS)は、特に限定されないが、100μm以下であることが好ましく、80μm以下であることが更に好ましく、50μm以下が最も好ましい。基材の厚みが薄くなれば、折り曲げ時の表面と裏面の曲率差が小さくなり、クラック等が発生し難くなり、複数回の折れ曲げでも、基材の破断が生じなくなる。一方、基材の取り扱いの容易さの観点から基材の厚みは3μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましく、15μm以上が最も好ましい。好ましい態様の一例として、基材の厚み(dS)が15~80μmであることが挙げられる。
 本発明のハードコートフィルムにおける基材が、上記式(vi)を満たすようにするための具体的な手段は、特に限定されないが、例えば、基材を形成する素材を適切に選択すること、及び基材の膜厚を適切に選択することなどが挙げられる。基材を形成する素材の好ましい態様については後述する。
 本発明のハードコートフィルムは、基材上に、ハードコート層を有することを必須とするが、さらにハードコート層以外の機能層を有していてもよい。
 ハードコート層以外の機能層としては、特に限定されないが、例えば、耐擦傷層、導電層、バリア層、接着剤層、紫外線(UV)吸収層、防汚層などが挙げられる。
 本発明のハードコートフィルムの層構成としては、例えば以下のような層構成が挙げられる。
 ・基材/ハードコート層
 ・基材/ハードコート層/耐擦傷層
 ・基材/接着剤層/ハードコート層
 ・基材/接着剤層/ハードコート層/耐擦傷層
 ・基材/導電層/ハードコート層
 ・基材/導電層/ハードコート層/耐擦傷層
 ・基材/バリア層/ハードコート層
 ・基材/バリア層/ハードコート層/耐擦傷層
 ・基材/UV吸収層/ハードコート層
 ・基材/UV吸収層/ハードコート層/耐擦傷層
 ・基材/ハードコート層/防汚層
 ・基材/ハードコート層/耐擦傷層/防汚層
 前述したように、本発明のハードコートフィルムの好ましい一態様としては、ハードコート層上に耐擦傷層を有する態様が挙げられる。後述するように、耐擦傷層は、ハードコート層に比べて膜厚が薄いことが好ましいため、ハードコート層と耐擦傷層とが積層した層を、耐擦傷層付きハードコート層とも呼ぶ。
 すなわち、本発明のハードコートフィルムの好ましい一態様(第二態様)は、
 基材と、耐擦傷層付きハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、
 上記耐擦傷層付きハードコート層は、ハードコート層及び耐擦傷層を有し、上記耐擦傷層よりも上記ハードコート層が上記基材側に存在し、
 下記式(iii)及び(iv)を満たす、ハードコートフィルムである。
 (iii) E’(0.4)RHC×dRHC≧8000MPa・μm
 (iv) E’(4)RHC×dRHC≦4000MPa・μm
 ただし、
 E’(0.4)RHCは、伸び率が0.4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、
 E’(4)RHCは、伸び率が4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、
 dRHCは、耐擦傷層付きハードコート層の膜厚である。
 本発明の第二態様のハードコートフィルムは、硬度と繰り返し折り曲げ耐性に優れることに加えて、さらに耐擦傷性にも優れる。硬度と繰り返し折り曲げ耐性の良化についての推定メカニズムは第一態様で説明したものと同様である。
(耐擦傷層付きハードコート層の弾性率)
 本発明における耐擦傷層付きハードコート層の弾性率は、ハードコートフィルム(基材と耐擦傷層付きハードコート層とを有する積層体)の引張試験の結果と、基材の引張試験の結果を用いて算出する。
 具体的な算出方法は前述したものと同様である。
 E’(0.4)RHCは、以下の(7)、(8)、(9)の手順で求めることができる。
 (7)ハードコートフィルムの伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差E)を求める。
 (8)ハードコートフィルムの伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差F)を求める。
 (9)応力差Eと応力差Fの差を、伸び率の差(すなわち、0.002)で除することでE’(0.4)RHCを算出する。
 E’(4)RHCは、以下の(10)、(11)、(12)の手順で求めることができる。
 (10)ハードコートフィルムの伸び率4.0%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率4.0%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差G)を求める。
 (11)ハードコートフィルムの伸び率3.8%のときの応力(荷重÷断面積)と基材の伸び率3.8%のときの応力(荷重÷断面積)の差(応力差H)を求める。
 (12)応力差Gと応力差Hの差を、伸び率の差(すなわち、0.002)で除することでE’(4)RHCを算出する。
 E’(0.4)RHC×dRHCは、8000MPa・μm以上であり、硬度の観点から、9000MPa・μm以上であることが好ましく、12000MPa・μm以上であることがより好ましく、27000MPa・μm以上であることが更に好ましい。
 E’(0.4)RHC×dRHCの上限は特に限定されないが、例えば、厚みの観点から、50000MPa・μm以下であることが好ましく、40000MPa・μm以下であることがより好ましく、30000MPa・μm以下であることが更に好ましい。
 E’(4)RHC×dRHCは、4000MPa・μm以下であり、繰り返し折り曲げ耐性の観点から、2500MPa・μm以下であることが好ましく、1300MPa・μm以下であることがより好ましく、1000MPa・μm以下であることが更に好ましい。
 E’(4)RHC×dRHCの下限は特に限定されないが、例えば、300MPa・μm以上であることが好ましく、350MPa・μm以上であることがより好ましく、450MPa・μm以上であることが更に好ましい。
(耐擦傷層付きハードコート層の膜厚)
 耐擦傷層付きハードコート層の膜厚(dRHC)は特に限定されないが、0.5~30μmであることが好ましく、1~25μmであることがより好ましく、2~20μmであることが更に好ましく、2~14μmであることが特に好ましく、2~10μmであることが最も好ましい。
 耐擦傷層付きハードコート層の膜厚は、ハードコートフィルムの断面を光学顕微鏡で観察して算出する。断面試料は、断面切削装置ウルトラミクロトームを用いたミクロトーム法や、集束イオンビーム(FIB)装置を用いた断面加工法などにより作成できる。
(耐擦傷層の膜厚)
 耐擦傷層の膜厚は特に限定されないが、繰り返し折り曲げ耐性の観点から、3.0μm未満であることが好ましく、0.1~2.0μmであることがより好ましく、0.1~1.0μmであることが更に好ましい。
 耐擦傷層の膜厚は、ハードコートフィルムの断面を光学顕微鏡で観察して算出する。断面試料は、断面切削装置ウルトラミクロトームを用いたミクロトーム法や、集束イオンビーム(FIB)装置を用いた断面加工法などにより作成できる。
 本発明のハードコートフィルムにおける耐擦傷層付きハードコート層が、上記式(iii)及び(iv)を満たすための具体的な手段は、特に限定されないが、例えば、ハードコート層及び耐擦傷層を形成する素材を適切に選択すること、及び耐擦傷層付きハードコート層の膜厚を適切に選択することなどが挙げられる。ハードコート層及び耐擦傷層を形成する素材の好ましい態様については後述する。
 本発明のハードコートフィルムの第二態様における基材の好ましい態様(式(vi)を満たすことが好ましいこと、E’(0.4)S×dS及び膜厚の好ましい範囲)は、前述の第一態様における基材の好ましい態様と同様である。
〔ハードコート層の素材〕
 本発明のハードコートフィルムにおけるハードコート層の素材(ハードコート層を形成する材料)等の好ましい態様を説明する。
 ハードコート層は、ハードコート層形成用組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。すなわち、ハードコート層は、ハードコート層形成用組成物の硬化物を含むものであることが好ましい。
 ハードコート層形成用組成物は、少なくともポリオルガノシルセスキオキサンを含むことが好ましい。すなわち、ハードコート層は、ポリオルガノシルセスキオキサンを含むハードコート層形成用組成物の硬化物を含むことが好ましい。
<水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有するポリオルガノシルセスキオキサン(a1)>
 ハードコート層形成用組成物は、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有するポリオルガノシルセスキオキサン(a1)(「ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)」ともいう。)を含むことが好ましい。
(水素結合を形成し得る水素原子を含む基)
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する。水素結合を形成し得る水素原子とは、電気陰性度が大きな原子に共有結合で結びついた水素原子であり、近傍に位置した窒素、酸素等と水素結合を形成し得るものである。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が有する水素結合を形成し得る水素原子を含む基としては、一般に知られている水素結合を形成し得る水素原子を含む基を用いることができ、アミド基、ウレタン基、ウレア基、及びヒドロキシル基から選ばれる少なくとも1つの基であることが好ましく、アミド基、ウレタン基、及びウレア基から選ばれる少なくとも1つの基であることがより好ましい。
 本発明において、アミド基とは、-NH-C(=O)-で表される2価の連結基を表し、ウレタン基とは、-NH-C(=O)-O-で表される2価の連結基を表し、ウレア基とは、-NH-C(=O)-NH-で表される2価の連結基を表すものとする。
(架橋性基)
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は架橋性基を有することが好ましい。
 架橋性基としては、反応することにより共有結合を形成できるものであれば特に限定はされないが、ラジカル重合性架橋性基、及びカチオン重合性架橋性基が挙げられる。
 ラジカル重合性架橋性基は、一般に知られているラジカル重合性架橋性基を用いることができる。ラジカル重合性架橋性基としては、重合性不飽和基が挙げられ、具体的には、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基などが挙げられ、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基が好ましい。なお、上記した各基は置換基を有していてもよい。
 なお、架橋性基として例示した上記(メタ)アクリルアミド基は、アミド基を内在するものであり、水素結合を形成し得る水素原子を含む基にも相当する。
 カチオン重合性架橋性基は、一般に知られているカチオン重合性架橋性基を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基などを挙げることができる。カチオン重合性基としては、脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基が特に好ましい。エポキシ基としては、脂環式エポキシ基(エポキシ基と脂環基の縮環構造を有する基)であってもよい。なお、上記した各基は置換基を有していてもよい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が有する架橋性基は、ラジカル重合性架橋性基であることが好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基、及び(メタ)アクリルアミド基から選ばれる少なくとも1つの基であることがより好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、1種のモノマーのみからなる重合体であってもよく、2種以上のモノマーからなる共重合体であってもよい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が、1種のモノマーのみからなる重合体である場合は、上記モノマーとしては、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有するモノマーであることが好ましい。この場合、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する構成単位(S1)からなる重合体であることが好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が、2種以上のモノマーの共重合体である場合は、上記モノマーとしては、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有するモノマーと、架橋性基を有するモノマーであることが好ましい。この場合、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する構成単位(S1)と、構成単位(S1)とは別の、架橋性基を有する構成単位(S2)とを含有することが好ましい。
-水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する構成単位(S1)-
 構成単位(S1)は水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する。構成単位(S1)が有する水素結合を形成し得る水素原子を含む基は、アミド基、ウレタン基、ウレア基、及びヒドロキシル基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、アミド基、ウレタン基、及びウレア基から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
 水素結合を形成し得る水素原子は、構成単位(S1)中、少なくとも1つ含まれていればよく、1つ又は2つ含まれることが好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、構成単位(S1)を1種のみ有していても良いし、2種以上有していても良い。
 構成単位(S1)は、さらに架橋性基を有することが好ましい。架橋性基としては、ラジカル重合性架橋性基が好ましく、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがさらに好ましく、アクリロイルオキシ基、又はアクリルアミド基であることが特に好ましい。
 構成単位(S1)は、下記一般式(S1-1)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 一般式(S1-1)中、
 L11は置換又は無置換のアルキレン基を表し、
 R11は単結合、-NH-、-O-、-C(=O)-、又はこれらを組み合わせて得られる2価の連結基を表し、
 L12は置換又は無置換のアルキレン基を表し、
 Q11は架橋性基を表す。
 但し、一般式(S1-1)で表される構成単位は、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を少なくとも1つ有する。
 一般式(S1-1)中の「SiO1.5」は、ポリオルガノシルセスキオキサン中、シロキサン結合(Si-O-Si)により構成される構造部分を表す。
 ポリオルガノシルセスキオキサンとは、加水分解性三官能シラン化合物に由来するシロキサン構成単位(シルセスキオキサン単位)を有するネットワーク型ポリマー又は多面体クラスターであり、シロキサン結合によって、ランダム構造、ラダー構造、ケージ構造などを形成し得る。本発明において、「SiO1.5」が表す構造部分は、上記のいずれの構造であってもよいが、ラダー構造を多く含有していることが好ましい。ラダー構造を形成していることにより、ハードコートフィルムの変形回復性を良好に保つことができる。ラダー構造の形成は、FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)を測定した際、1020-1050cm-1付近に現れるラダー構造に特徴的なSi-O-Si伸縮に由来する吸収の有無によって定性的に確認することができる。
 一般式(S1-1)中、L11はアルキレン基を表し、炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、i-プロピレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-デシレン基等が挙げられる。
 L11が表すアルキレン基が置換基を有する場合の置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、シリル基等が挙げられる。
 L11は、無置換の炭素数2~4の直鎖状のアルキレン基が好ましく、エチレン基、又はn-プロピレン基がより好ましく、さらに好ましくはn-プロピレン基である。
 一般式(S1-1)中、R11は単結合、-NH-、-O-、-C(=O)-、又はこれらを組み合わせて得られる2価の連結基を表す。
 -NH-、-O-、-C(=O)-を組み合わせて得られる2価の連結基としては、*-NH-C(=O)-**、*-C(=O)-NH-**、*-NH-C(=O)-O-**、*-O-C(=O)-NH-**、-NH-C(=O)-NH-、*-C(=O)-O-**、*-O-C(=O)-**、等が挙げられる。*は一般式(S1-1)におけるL11との結合手を表し、**は一般式(S1-1)におけるL12との結合手を表す。
 R11は、-NH-C(=O)-NH-、*-NH-C(=O)-O-**、*-NH-C(=O)-**、又は-O-であることが好ましく、-NH-C(=O)-NH-、*-NH-C(=O)-O-**、又は*-NH-C(=O)-**であることがより好ましい。
 一般式(S1-1)中、L12はアルキレン基を表し、炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、i-プロピレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-デシレン基等が挙げられる。
 L12が表すアルキレン基が置換基を有する場合の置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、シリル基等が挙げられる。
 L12は、炭素数1~3の直鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、又は2-ヒドロキシ-n-プロピレン基がより好ましく、メチレン基又はエチレン基がさらに好ましい。
 一般式(S1-1)中、Q11は架橋性基を表す。架橋性基としては、ラジカル重合性架橋性基が好ましく、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがさらに好ましく、アクリロイルオキシ基、又はアクリルアミド基であることが特に好ましい。
 一般式(S1-1)で表される構成単位は、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を少なくとも1つ有する。
 水素結合を形成し得る水素原子を含む基としては、アミド基、ウレタン基、ウレア基、又はヒドロキシル基が挙げられる。
 水素結合を形成し得る水素原子は、一般式(S1-1)で表される構成単位中、1つ又は2つ含まれることが好ましい。
 水素結合を形成し得る水素原子は、一般式(S1-1)中のR11において、アミド基、ウレタン基、又はウレア基として含まれることが好ましい。
 一般式(S1-1)で表される構成単位は、下記一般式(S1-2)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 一般式(S1-2)中、
 L11は置換又は無置換のアルキレン基を表し、
 r11は単結合、-NH-、又は-O-を表し、
 L12は置換又は無置換のアルキレン基を表し、
 q11は-NH-、又は-O-を表し、
 q12は水素原子又はメチル基を表す。
 一般式(S1-2)中の「SiO1.5」は、ポリオルガノシルセスキオキサン中、シロキサン結合(Si-O-Si)により構成される構造部分を表す。
 一般式(S1-2)中、L11は置換又は無置換のアルキレン基を表す。L11は一般式(S1-1)中のL11と同義であり、好ましい例も同様である。
 一般式(S1-2)中、L12は置換又は無置換のアルキレン基を表す。L12は一般式(S1-1)中のL12と同義であり、好ましい例も同様である。
 q12は水素原子又はメチル基を表し、水素原子であることが好ましい。
-架橋性基を有する構成単位(S2)-
 構成単位(S2)は架橋性基を有する。架橋性基としては、ラジカル重合性架橋性基が好ましく、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがさらに好ましく、(メタ)アクリルアミド基であることが特に好ましく、アクリルアミド基であることが最も好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、構成単位(S2)を1種のみ有していても良いし、2種以上有していても良い。
 構成単位(S2)は、下記一般式(S2-1)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 一般式(S2-1)中、
 L21は置換又は無置換のアルキレン基を表し、
 Q21は架橋性基を表す。
 一般式(S2-1)中の「SiO1.5」は、ポリオルガノシルセスキオキサン中、シロキサン結合(Si-O-Si)により構成される構造部分を表す。
 一般式(S2-1)中、L21はアルキレン基を表し、炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、i-プロピレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-デシレン基等が挙げられる。
 L21が表すアルキレン基が置換基を有する場合の置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、シリル基等が挙げられる。
 L21は、無置換の炭素数2~4の直鎖状のアルキレン基が好ましく、エチレン基、又はn-プロピレン基がより好ましく、さらに好ましくはn-プロピレン基である。
 一般式(S2-1)中、Q21は架橋性基を表す。架橋性基としては、ラジカル重合性架橋性基が好ましく、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基、又は(メタ)アクリルアミド基であることがさらに好ましい。
 一般式(S2-1)で表される構成単位は、下記一般式(S2-2)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 一般式(S2-2)中、
 L21は置換又は無置換のアルキレン基を表し、
 q21は-NH-、又は-O-を表し、
 q22は水素原子又はメチル基を表す。
 一般式(S2-2)中の「SiO1.5」は、ポリオルガノシルセスキオキサン中、シロキサン結合(Si-O-Si)により構成される構造部分を表す。
 一般式(S2-2)中、L21は置換又は無置換のアルキレン基を表す。L21は一般式(S2-1)中のL21と同義であり、好ましい例も同様である。
 q21は-NH-、又は-O-を表し、-NH-であることが好ましい。
 q22は水素原子又はメチル基を表し、水素原子であることが好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、上記一般式(S1-1)で表される構成単位と、上記一般式(S2-1)で表される構成単位とを含有することが好ましく、上記一般式(S1-2)で表される構成単位と、上記一般式(S2-2)で表される構成単位とを含有することがより好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が構成単位(S1)及び(S2)を有する場合において、構成単位(S1)の含有モル比率は、全構成単位に対して、1モル%超90モル%以下であることが好ましく、15モル%以上75モル%以下であることがより好ましく、35モル%以上65モル%以下であることがさらに好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が構成単位(S1)及び(S2)を有する場合において、構成単位(S2)の含有モル比率は、全構成単位に対して、15モル%以上85モル%以下であることが好ましく、30モル%以上80モル%以下であることがより好ましく、35モル%以上65モル%以下であることが更に好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は、本発明の効果に影響を及ぼさない範囲において、構成単位(S1)、(S2)以外の構成単位(S3)を有していてもよい。ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)において、構成単位(S3)の含有モル比率は、全構成単位に対して、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、構成単位(S3)を含まないことがさらに好ましい。
 なお、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が1種のモノマーのみからなる重合体である場合は、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は構成単位(S1)を有することが好ましく、上記一般式(S1-1)で表される構成単位を有することがより好ましく、上記一般式(S1-2)で表される構成単位を有することがさらに好ましい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。下記構造式において、「SiO1.5」は、シルセスキオキサン単位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 鉛筆硬度向上の観点から、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5000~1000000であり、より好ましくは10000~1000000であり、更に好ましくは10000~100000である。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)のGPCによる標準ポリスチレン換算の分子量分散度(Mw/Mn)は、例えば1.0~4.0であり、好ましくは1.1~3.7であり、より好ましくは1.2~3.0であり、さらに好ましくは1.3~2.5である。Mwは重量平均分子量を表し、Mnは数平均分子量を表す。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の重量平均分子量、分子量分散度は、下記の装置及び条件により測定する。
 測定装置:商品名「LC-20AD」((株)島津製作所製)
 カラム:Shodex KF-801×2本、KF-802、及びKF-803(昭和電工(株)製)
 測定温度:40℃
 溶離液:N-メチルピロリドン(NMP)、試料濃度0.1~0.2質量%
 流量:1mL/分
 検出器:UV-VIS検出器(商品名「SPD-20A」、(株)島津製作所製)
 分子量:標準ポリスチレン換算
<ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の製造方法>
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の製造方法は、特に限定されず、公知の製造方法を用いて製造することができるが、例えば、加水分解性シラン化合物を加水分解及び縮合させる方法により製造できる。上記加水分解性シラン化合物としては、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する加水分解性三官能シラン化合物(好ましくは下記一般式(Sd1-1)で表される化合物)、架橋性基を有する加水分解性三官能シラン化合物(好ましくは下記一般式(Sd2-1)で表される化合物)を使用することが好ましい。
 下記一般式(Sd1-1)で表される化合物は、上記一般式(S1-1)で表される構成単位に対応し、下記一般式(Sd2-1)で表される化合物は、上記一般式(S2-1)で表される構成単位に対応する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(Sd1-1)中、X~Xは各々独立にアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、L11は置換又は無置換のアルキレン基を表し、R11は単結合、-NH-、-O-、-C(=O)-、又はこれらを組み合わせて得られる2価の連結基を表し、L12は置換又は無置換のアルキレン基を表し、Q11は架橋性基を表す。但し、一般式(S1-1)で表される構成単位は水素結合を形成し得る水素原子を含む基を少なくとも1つ有する。
 一般式(Sd2-1)中、X~Xは各々独立にアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、L21は置換又は無置換のアルキレン基を表し、Q21は架橋性基を表す。
 一般式(Sd1-1)中のL11、R11、L12、及びQ11は、一般式(S1-1)中のL11、R11、L12、及びQ11とそれぞれ同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(Sd2-1)中のL21、及びQ21は、一般式(S2-1)中のL21、及びQ21とそれぞれ同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(Sd1-1)、(Sd2-1)中、X~Xは各々独立にアルコキシ基又はハロゲン原子を示す。
 上記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブチルオキシ基等の炭素数1~4のアルコキシ基等が挙げられる。
 上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
 X~Xとしては、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基がより好ましい。なお、X~Xは、それぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
 上記加水分解性シラン化合物の使用量及び組成は、所望するポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の構造に応じて適宜調整できる。
 また、上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応は、同時に行うことも、逐次行うこともできる。上記反応を逐次行う場合、反応を行う順序は特に限定されない。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応は、溶媒の存在下で行うことも、非存在下で行うこともでき、溶媒の存在下で行うことが好ましい。
 上記溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル等のエステル;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール等が挙げられる。
 上記溶媒としては、ケトン又はエーテルが好ましい。なお、溶媒は1種を単独で使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
 溶媒の使用量は、特に限定されず、通常、加水分解性シラン化合物の全量100質量部に対して、0~2000質量部の範囲内で、所望の反応時間等に応じて、適宜調整することができる。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応は、触媒及び水の存在下で進行させることが好ましい。上記触媒は、酸触媒であってもアルカリ触媒であってもよい。
 上記酸触媒としては、特に限定されず、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の鉱酸;リン酸エステル;酢酸、蟻酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸;メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸等のスルホン酸;活性白土等の固体酸;塩化鉄等のルイス酸等が挙げられる。
 上記アルカリ触媒としては、特に限定されず、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩;炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩;酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム等のアルカリ金属の有機酸塩(例えば、酢酸塩);酢酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の有機酸塩(例えば、酢酸塩);リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムエトキシド、カリウムt-ブトキシド等のアルカリ金属のアルコキシド;ナトリウムフェノキシド等のアルカリ金属のフェノキシド;トリエチルアミン、N-メチルピペリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン等のアミン類(第3級アミン等);ピリジン、2,2'-ビピリジル、1,10-フェナントロリン等の含窒素芳香族複素環化合物等が挙げられる。
 なお、触媒は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、触媒は、水又は溶媒等に溶解又は分散させた状態で使用することもできる。
 上記触媒の使用量は、特に限定されず、通常、加水分解性シラン化合物の全量1モルに対して、0.002~0.200モルの範囲内で、適宜調整することができる。
 上記加水分解及び縮合反応に際しての水の使用量は、特に限定されず、通常、加水分解性シラン化合物の全量1モルに対して、0.5~40モルの範囲内で、適宜調整することができる。
 上記水の添加方法は、特に限定されず、使用する水の全量(全使用量)を一括で添加しても、逐次的に添加してもよい。逐次的に添加する際には、連続的に添加しても、間欠的に添加してもよい。
 上記加水分解及び縮合反応の反応温度は、特に限定されず、例えば40~100℃であり、好ましくは45~80℃である。また、上記加水分解及び縮合反応の反応時間は、特に限定されず、例えば0.1~15時間であり、好ましくは1.5~10時間である。また、上記加水分解及び縮合反応は、常圧下で行うこともできるし、加圧下又は減圧下で行うこともできる。なお、上記加水分解及び縮合反応を行う際の雰囲気は、例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気下、空気下等の酸素存在下等のいずれであってもよいが、不活性ガス雰囲気下が好ましい。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応により、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)を得ることができる。上記加水分解及び縮合反応の終了後には、触媒を中和してもよい。また、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)を、例えば、水洗、酸洗浄、アルカリ洗浄、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段等により分離精製してもよい。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)は一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。
 ハードコート層形成用組成物におけるポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の含有率は、特に限定されないが、ハードコート層形成用組成物の全固形分に対して、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましい。また、ハードコート層形成用組成物におけるポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の含有率は、ハードコート層形成用組成物の全固形分に対して、99.9質量%以下であることが好ましく、98質量%以下であることがより好ましく、97質量%以下であることが更に好ましい。
 なお、全固形分とは溶剤以外の全成分のことである。
<重合開始剤>
 ハードコート層形成用組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
 ハードコート層形成用組成物中に用いるポリオルガノシルセスキオキサン(a1)が有する架橋性基がラジカル重合性架橋性基であれば、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、架橋性基がカチオン重合性架橋性基であれば、カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。
 重合開始剤は、ラジカル重合開始剤であることが好ましい。ラジカル重合開始剤は、ラジカル光重合開始剤でも、ラジカル熱重合開始剤でも良いが、ラジカル光重合開始剤であることがより好ましい。
 重合開始剤は一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。
 ラジカル光重合開始剤としては、光照射により活性種としてラジカルを発生することができるものであればよく、公知のラジカル光重合開始剤を、何ら制限なく用いることができる。具体例としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等のアセトフェノン類;1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4′-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等が挙げられる。また、ラジカル光重合開始剤の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4′-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4′-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、2,4-ジエチルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等を併用してもよい。
 以上のラジカル光重合開始剤および助剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手も可能である。
 ハードコート層形成用組成物中の重合開始剤の含有率は、特に限定されるものではないが、例えばポリオルガノシルセスキオキサン(a1)100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましく、1~50質量部がより好ましい。
<溶媒>
 ハードコート層形成用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。
 溶媒としては、有機溶媒が好ましく、有機溶媒の一種または二種以上を任意の割合で混合して用いることができる。有機溶媒の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;トルエン、キシレン等の芳香族類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジアセトンアルコール等が挙げられる。
 ハードコート層形成用組成物における溶媒の含有率は、ハードコート層形成用組成物の塗布適性を確保できる範囲で適宜調整することができる。例えば、ハードコート層形成用組成物の全固形分100質量部に対して、50~500質量部とすることができ、好ましくは80~200質量部とすることができる。
 ハードコート層形成用組成物は、通常、液の形態をとる。
 ハードコート層形成用組成物の固形分の濃度は、通常、10~90質量%程度であり、好ましくは20~80質量%、特に好ましくは40~70質量%程度である。
<その他の添加剤>
 ハードコート層形成用組成物は、上記以外の成分を含有していてもよく、たとえば、無機微粒子、分散剤、レベリング剤、防汚剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を含有していてもよい。
 ハードコート層形成用組成物は、以上説明した各種成分を同時に、または任意の順序で順次混合することにより調製することができる。調製方法は特に限定されるものではなく、調製には公知の攪拌機等を用いることができる。
 本発明のハードコートフィルムのハードコート層は、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)を含むハードコート層形成用組成物の硬化物を含むことが好ましく、より好ましくは、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)及び重合開始剤を含むハードコート層形成用組成物の硬化物を含むものである。
 ハードコート層形成用組成物の硬化物は、少なくとも、ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の架橋性基が重合反応により結合してなる硬化物を含むことが好ましい。
 本発明のハードコートフィルムのハードコート層における、上記ハードコート層形成用組成物の硬化物の含有率は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
〔基材の素材〕
 本発明のハードコートフィルムにおける基材の素材(基材を形成する材料)等の好ましい態様を説明する。
 本発明のハードコートフィルムに用いる基材は、可視光領域の透過率が70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることが更に好ましい。
(ポリマー)
 基材はポリマーを含むことが好ましい。
 ポリマーとしては、光学的な透明性、機械的強度、熱安定性などに優れるポリマーが好ましい。
 ポリマーとしては、例えば、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系ポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマーなどが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ノルボルネン系樹脂、エチレン・プロピレン共重合体などのポリオレフィン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、トリアセチルセルロースに代表されるセルロース系ポリマー、又は上記ポリマー同士の共重合体、上記ポリマー同士を混合したポリマーも挙げられる。
 特に、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー及びイミド系ポリマーは、JIS(日本工業規格) P8115(2001)に従いMIT試験機によって測定した破断折り曲げ回数が大きく、硬度も比較的高いことから、基材として好ましく用いることができる。例えば、特許第5699454号公報の実施例1にあるような芳香族ポリアミド、特表2015-508345号公報、特表2016-521216号公報、及びWO2017/014287号公報に記載のポリイミドを基材として好ましく用いることができる。
 アミド系ポリマーとしては、芳香族ポリアミド(アラミド系ポリマー)が好ましい。
 基材は、イミド系ポリマー及びアラミド系ポリマーから選ばれる少なくとも1種のポリマーを含有することが好ましい。
 また、基材は、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の紫外線硬化型、熱硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
(柔軟化素材)
 基材は、上記のポリマーを更に柔軟化する素材を含有しても良い。柔軟化素材とは、破断折り曲げ回数を向上させる化合物を指し、柔軟化素材としては、ゴム質弾性体、脆性改良剤、可塑剤、スライドリングポリマー等を用いることが出来る。
 柔軟化素材として具体的には、特開2016-167043号公報における段落番号[0051]~[0114]に記載の柔軟化素材を好適に用いることができる。
 柔軟化素材は、ポリマーに単独で混合しても良いし、複数を適宜併用して混合しても良いし、また、ポリマーと混合せずに、柔軟化素材のみを単独又は複数併用で用いて基材としても良い。
 これらの柔軟化素材を混合する量は、とくに制限はなく、単独で十分な破断折り曲げ回数を持つポリマーを単独でフィルムの基材としても良いし、柔軟化素材を混合しても良いし、すべてを柔軟化素材(100%)として十分な破断折り曲げ回数を持たせても良い。
(その他の添加剤)
 基材には、用途に応じた種々の添加剤(例えば、紫外線吸収剤、マット剤、酸化防止剤、剥離促進剤、レターデーション(光学異方性)調節剤、など)を添加できる。それらは固体でもよく油状物でもよい。すなわち、その融点又は沸点において特に限定されるものではない。また添加剤を添加する時期は基材を作製する工程において何れの時点で添加しても良く、素材調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。更にまた、各素材の添加量は機能が発現する限りにおいて特に限定されない。
 その他の添加剤としては、特開2016-167043号公報における段落番号[0117]~[0122]に記載の添加剤を好適に用いることができる。
 以上の添加剤は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
(紫外線吸収剤)
 紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物、ベンゾオキサジン化合物を挙げることができる。ここでベンゾトリアゾール化合物とは、ベンゾトリアゾール環を有する化合物であり、具体例としては、例えば特開2013-111835号公報段落0033に記載されている各種ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。トリアジン化合物とは、トリアジン環を有する化合物であり、具体例としては、例えば特開2013-111835号公報段落0033に記載されている各種トリアジン系紫外線吸収剤を挙げることができる。ベンゾオキサジン化合物としては、例えば特開2014-209162号公報段落0031に記載されているものを用いることができる。基材中の紫外線吸収剤の含有量は、例えば基材に含まれるポリマー100質量部に対して0.1~10質量部程度であるが、特に限定されるものではない。また、紫外線吸収剤については、特開2013-111835号公報段落0032も参照できる。なお、本発明においては、耐熱性が高く揮散性の低い紫外線吸収剤が好ましい。かかる紫外線吸収剤としては、例えば、UVSORB101(富士フイルムファインケミカルズ株式会社製)、TINUVIN 360、TINUVIN 460、TINUVIN 1577(BASF社製)、LA-F70、LA-31、LA-46(ADEKA社製)などが挙げられる。
 基材は、透明性の観点から、基材に用いる柔軟性素材及び各種添加剤と、ポリマーとの屈折率の差が小さいことが好ましい。
(イミド系ポリマーを含む基材)
 基材として、イミド系ポリマーを含む基材を好ましく用いることができる。本明細書において、イミド系ポリマーとは、式(PI)、式(a)、式(a’)及び式(b)で表される繰り返し構造単位を少なくとも1種以上含む重合体を意味する。なかでも、式(PI)で表される繰り返し構造単位が、イミド系ポリマーの主な構造単位であると、フィルムの強度及び透明性の観点で好ましい。式(PI)で表される繰り返し構造単位は、イミド系ポリマーの全繰り返し構造単位に対し、好ましくは40モル%以上であり、より好ましくは50モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上であり、特に好ましくは90モル%以上であり、最も好ましくは98モル%以上である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式(PI)中のGは4価の有機基を表し、Aは2価の有機基を表す。式(a)中のGは3価の有機基を表し、Aは2価の有機基を表す。式(a’)中のGは4価の有機基を表し、Aは2価の有機基を表す。式(b)中のG及びAは、それぞれ2価の有機基を表す。
 式(PI)中、Gで表される4価の有機基の有機基(以下、Gの有機基ということがある)としては、非環式脂肪族基、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選ばれる基が挙げられる。Gの有機基は、イミド系ポリマーを含む基材の透明性及び屈曲性の観点から、4価の環式脂肪族基又は4価の芳香族基であることが好ましい。芳香族基としては、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基及び2以上の芳香族環を有しそれらが直接または結合基により相互に連結された非縮合多環式芳香族基等が挙げられる。基材の透明性及び着色の抑制の観点から、Gの有機基は、環式脂肪族基、フッ素系置換基を有する環式脂肪族基、フッ素系置換基を有する単環式芳香族基、フッ素系置換基を有する縮合多環式芳香族基又はフッ素系置換基を有する非縮合多環式芳香族基であることが好ましい。本明細書においてフッ素系置換基とは、フッ素原子を含む基を意味する。フッ素系置換基は、好ましくはフルオロ基(フッ素原子,-F)及びパーフルオロアルキル基であり、さらに好ましくはフルオロ基及びトリフルオロメチル基である。
 より具体的には、Gの有機基は、例えば、飽和又は不飽和シクロアルキル基、飽和又は不飽和へテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、ヘテロアルキルアリール基、及び、これらのうちの任意の2つの基(同一でもよい)を有しこれらが直接又は結合基により相互に連結された基から選ばれる。結合基としては、-O-、炭素数1~10のアルキレン基、-SO-、-CO-又は-CO-NR-(Rは、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を表す)が挙げられる。
 Gで表される4価の有機基の炭素数は通常2~32であり、好ましくは4~15であり、より好ましくは5~10であり、さらに好ましくは6~8である。Gの有機基が環式脂肪族基又は芳香族基である場合、これらの基を構成する炭素原子のうちの少なくとも1つがヘテロ原子で置き換えられていてもよい。ヘテロ原子としては、O、N又はSが挙げられる。
 Gの具体例としては、以下の式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)又は式(26)で表される基が挙げられる。式中の*は結合手を示す。式(26)中のZは、単結合、-O-、-CH-、-C(CH-、-Ar-O-Ar-、-Ar-CH-Ar-、-Ar-C(CH-Ar-又は-Ar-SO-Ar-を表す。Arは炭素数6~20のアリール基を表し、例えば、フェニレン基であってもよい。これらの基の水素原子のうち少なくとも1つが、フッ素系置換基で置換されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式(PI)中、Aで表される2価の有機基の有機基(以下、Aの有機基ということがある)としては、非環式脂肪族基、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選択される基が挙げられる。Aで表される2価の有機基は、2価の環式脂肪族基及び2価の芳香族基から選ばれることが好ましい。芳香族基としては、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、及び2以上の芳香族環を有しそれらが直接または結合基により相互に連結された非縮合多環式芳香族基が挙げられる。基材の透明性、及び着色の抑制の観点から、Aの有機基には、フッ素系置換基が導入されていることが好ましい。
 より具体的には、Aの有機基は、例えば、飽和又は不飽和シクロアルキル基、飽和又は不飽和へテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、ヘテロアルキルアリール基、及びこれらの内の任意の2つの基(同一でもよい)を有しそれらが直接又は結合基により相互に連結された基から選ばれる。ヘテロ原子としては、O、N又はSが挙げられ、結合基としては、-O-、炭素数1~10のアルキレン基、-SO-、-CO-又は-CO-NR-(Rはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を含む)が挙げられる。
 Aで表される2価の有機基の炭素数は、通常2~40であり、好ましくは5~32であり、より好ましくは12~28であり、さらに好ましくは24~27である。
 Aの具体例としては、以下の式(30)、式(31)、式(32)、式(33)又は式(34)で表される基が挙げられる。式中の*は結合手を示す。Z~Zは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-CH-、-C(CH-、-SO-、-CO-又は―CO―NR-(Rはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を表す)を表す。下記の基において、ZとZ、及び、ZとZは、それぞれ、各環に対してメタ位又はパラ位にあることが好ましい。また、Zと末端の単結合、Zと末端の単結合、及び、Zと末端の単結合とは、それぞれメタ位又はパラ位にあることが好ましい。Aの1つの例において、Z及びZが-O-であり、かつ、Zが-CH-、-C(CH-又は-SO-である。これらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が、フッ素系置換基で置換されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 A及びGの少なくとも一方を構成する水素原子のうちの少なくとも1つの水素原子が、フッ素系置換基、水酸基、スルホン基及び炭素数1~10のアルキル基等からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基で置換されていてもよい。また、Aの有機基及びGの有機基がそれぞれ環式脂肪族基又は芳香族基である場合に、A及びGの少なくとも一方がフッ素系置換基を有することが好ましく、A及びGの両方がフッ素系置換基を有することがより好ましい。
 式(a)中のGは、3価の有機基である。この有機基は、3価の基である点以外は、式(PI)中のGの有機基と同様の基から選択することができる。Gの例としては、Gの具体例として挙げられた式(20)~式(26)で表される基の4つの結合手のうち、いずれか1つが水素原子に置き換わった基を挙げることができる。式(a)中のAは式(PI)中のAと同様の基から選択することができる。
 式(a’)中のGは、式(PI)中のGと同様の基から選択することができる。式(a’)中のAは、式(PI)中のAと同様の基から選択することができる。
 式(b)中のGは、2価の有機基である。この有機基は、2価の基である点以外は、式(PI)中のGの有機基と同様の基から選択することができる。Gの例としては、Gの具体例として挙げられた式(20)~式(26)で表される基の4つの結合手のうち、いずれか2つが水素原子に置き換わった基を挙げることができる。式(b)中のAは、式(PI)中のAと同様の基から選択することができる。
 イミド系ポリマーを含む基材に含まれるイミド系ポリマーは、ジアミン類と、テトラカルボン酸化合物(酸クロライド化合物およびテトラカルボン酸二無水物などのテトラカルボン酸化合物類縁体を含む)又はトリカルボン酸化合物(酸クロライド化合物及びトリカルボン酸無水物などのトリカルボン酸化合物類縁体を含む)の少なくとも1種類とを重縮合することによって得られる縮合型高分子であってもよい。さらにジカルボン酸化合物(酸クロライド化合物などの類縁体を含む)を重縮合させてもよい。式(PI)又は式(a’)で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン類及びテトラカルボン酸化合物から誘導される。式(a)で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン類及びトリカルボン酸化合物から誘導される。式(b)で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン類及びジカルボン酸化合物から誘導される。
 テトラカルボン酸化合物としては、芳香族テトラカルボン酸化合物、脂環式テトラカルボン酸化合物及び非環式脂肪族テトラカルボン酸化合物等が挙げられる。これらは、2種以上を併用してもよい。テトラカルボン酸化合物は、好ましくはテトラカルボン酸二無水物である。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
 イミド系ポリマーの溶媒に対する溶解性、並びに基材を形成した場合の透明性及び屈曲性の観点から、テトラカルボン酸化合物は、脂環式テトラカルボン化合物又は芳香族テトラカルボン酸化合物等であることが好ましい。イミド系ポリマーを含む基材の透明性及び着色の抑制の観点から、テトラカルボン酸化合物は、フッ素系置換基を有する脂環式テトラカルボン酸化合物及びフッ素系置換基を有する芳香族テトラカルボン酸化合物から選ばれることが好ましく、フッ素系置換基を有する脂環式テトラカルボン酸化合物であることがさらに好ましい。
 トリカルボン酸化合物としては、芳香族トリカルボン酸、脂環式トリカルボン酸、非環式脂肪族トリカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物、酸無水物等が挙げられる。トリカルボン酸化合物は、好ましくは芳香族トリカルボン酸、脂環式トリカルボン酸、非環式脂肪族トリカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物から選ばれる。トリカルボン酸化合物は、2種以上を併用してもよい。
 イミド系ポリマーの溶媒に対する溶解性、並びにイミド系ポリマーを含む基材を形成した場合の透明性及び屈曲性の観点から、トリカルボン酸化合物は、脂環式トリカルボン酸化合物又は芳香族トリカルボン酸化合物であることが好ましい。イミド系ポリマーを含む基材の透明性及び着色の抑制の観点から、トリカルボン酸化合物は、フッ素系置換基を有する脂環式トリカルボン酸化合物又はフッ素系置換基を有する芳香族トリカルボン酸化合物であることがより好ましい。
 ジカルボン酸化合物としては、芳香族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、非環式脂肪族ジカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物、酸無水物等が挙げられる。ジカルボン酸化合物は、好ましくは芳香族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、非環式脂肪族ジカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物から選ばれる。ジカルボン酸化合物は、2種以上併用してもよい。
 イミド系ポリマーの溶媒に対する溶解性、並びにイミド系ポリマーを含む基材を形成した場合の透明性及び屈曲性の観点から、ジカルボン酸化合物は、脂環式ジカルボン酸化合物又は芳香族ジカルボン酸化合物であることが好ましい。イミド系ポリマーを含む基材の透明性及び着色の抑制の観点から、ジカルボン酸化合物は、フッ素系置換基を有する脂環式ジカルボン酸化合物又はフッ素系置換基を有する芳香族ジカルボン酸化合物であることがさらに好ましい。
 ジアミン類としては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン及び脂肪族ジアミンが挙げられ、これらは2種以上併用してもよい。イミド系ポリマーの溶媒に対する溶解性、並びにイミド系ポリマーを含む基材を形成した場合の透明性及び屈曲性の観点から、ジアミン類は、脂環式ジアミン及びフッ素系置換基を有する芳香族ジアミンから選ばれることが好ましい。
 このようなイミド系ポリマーを使用すれば、特に優れた屈曲性を有し、高い光透過率(例えば、550nmの光に対して85%以上、好ましくは88%以上)、低い黄色度(YI値、5以下、好ましくは3以下)、及び低いヘイズ(1.5%以下、好ましくは1.0%以下)を有する基材が得られ易い。
 イミド系ポリマーは、異なる複数の種類の上記の繰り返し構造単位を含む共重合体でもよい。ポリイミド系高分子の重量平均分子量は、通常10,000~500,000である。イミド系ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは、50,000~500,000であり、さらに好ましくは70,000~400,000である。重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography;GPC)で測定した標準ポリスチレン換算分子量である。イミド系ポリマーの重量平均分子量が大きいと高い屈曲性を得られやすい傾向があるが、イミド系ポリマーの重量平均分子量が大きすぎると、ワニスの粘度が高くなり、加工性が低下する傾向がある。
 イミド系ポリマーは、上述のフッ素系置換基等によって導入できるフッ素原子等のハロゲン原子を含んでいてもよい。ポリイミド系高分子がハロゲン原子を含むことにより、イミド系ポリマーを含む基材の弾性率を向上させ且つ黄色度を低減させることができる。これにより、ハードコートフィルムに発生するキズ及びシワ等が抑制され、且つ、イミド系ポリマーを含む基材の透明性を向上させることができる。ハロゲン原子として好ましくは、フッ素原子である。ポリイミド系高分子におけるハロゲン原子の含有量は、ポリイミド系高分子の質量を基準として、1~40質量%であることが好ましく、1~30質量%であることがより好ましい。
 イミド系ポリマーを含む基材は、1種又は2種以上の紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤は、樹脂材料の分野で紫外線吸収剤として通常用いられているものから、適宜選択することができる。紫外線吸収剤は、400nm以下の波長の光を吸収する化合物を含んでいてもよい。イミド系ポリマーと適切に組み合わせることのできる紫外線吸収剤は、例えば、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物及びトリアジン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
 本明細書において、「系化合物」とは、「系化合物」が付される化合物の誘導体を指す。例えば、「ベンゾフェノン系化合物」とは、母体骨格としてのベンゾフェノンと、ベンゾフェノンに結合している置換基とを有する化合物を指す。
 紫外線吸収剤の含有量は、基材の全体質量に対して、通常1質量%以上であり、好ましくは2質量%以上であり、より好ましくは3質量%以上であり、通常10質量%以下であり、好ましくは8質量%以下であり、より好ましくは6質量%以下である。紫外線吸収剤がこれらの量で含まれることで、基材の耐候性を高めることができる。
 イミド系ポリマーを含む基材は、無機粒子等の無機材料を更に含有していてもよい。無機材料は、ケイ素原子を含むケイ素材料が好ましい。イミド系ポリマーを含む基材がケイ素材料等の無機材料を含有することで、イミド系ポリマーを含む基材の引張弾性率を容易に4.0GPa以上とすることができる。ただし、イミド系ポリマーを含む基材の引張弾性率を制御する方法は、無機材料の配合に限られない。
 ケイ素原子を含むケイ素材料としては、シリカ粒子、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)等の4級アルコキシシラン、シルセスキオキサン誘導体等のケイ素化合物が挙げられる。これらのケイ素材料の中でも、イミド系ポリマーを含む基材の透明性及び屈曲性の観点から、シリカ粒子が好ましい。
 シリカ粒子の平均一次粒子径は、通常、100nm以下である。シリカ粒子の平均一次粒子径が100nm以下であると透明性が向上する傾向がある。
 イミド系ポリマーを含む基材中のシリカ粒子の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)による観察で求めることができる。シリカ粒子の一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)による定方向径とすることができる。平均一次粒子径は、TEM観察により一次粒子径を10点測定し、それらの平均値として求めることができる。イミド系ポリマーを含む基材を形成する前のシリカ粒子の粒子分布は、市販のレーザー回折式粒度分布計により求めることができる。
 イミド系ポリマーを含む基材において、イミド系ポリマーと無機材料との配合比は、両者の合計を10として、質量比で、1:9~10:0であることが好ましく、3:7~10:0であることがより好ましく、3:7~8:2であることがさらに好ましく、3:7~7:3であることがよりさらに好ましい。イミド系ポリマー及び無機材料の合計質量に対する無機材料の割合は、通常20質量%以上であり、好ましくは30質量%以上であり、通常90質量%以下であり、好ましくは70質量%以下である。イミド系ポリマーと無機材料(ケイ素材料)との配合比が上記の範囲内であると、イミド系ポリマーを含む基材の透明性及び機械的強度が向上する傾向がある。また、イミド系ポリマーを含む基材の引張弾性率を容易に4.0GPa以上とすることができる。
 イミド系ポリマーを含む基材は、透明性及び屈曲性を著しく損なわない範囲で、イミド系ポリマー及び無機材料以外の成分を更に含有していてもよい。イミド系ポリマー及び無機材料以外の成分としては、例えば、酸化防止剤、離型剤、安定剤、ブルーイング剤等の着色剤、難燃剤、滑剤、増粘剤及びレベリング剤が挙げられる。イミド系ポリマー及び無機材料以外の成分の割合は、基材の質量に対して、0%を超えて20質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは0%を超えて10質量%以下である。
 イミド系ポリマーを含む基材がイミド系ポリマー及びケイ素材料を含有するとき、少なくとも一方の面における、窒素原子に対するケイ素原子の原子数比であるSi/Nが8以上であることが好ましい。この原子数比Si/Nは、X線光電子分光(X-ray Photoelectron Spectroscopy、XPS)によって、イミド系ポリマーを含む基材の組成を評価し、これによって得られたケイ素原子の存在量と窒素原子の存在量から算出される値である。
 イミド系ポリマーを含む基材の少なくとも一方の面におけるSi/Nが8以上であることにより、ハードコート層との充分な密着性が得られる。密着性の観点から、Si/Nは、9以上であることがより好ましく、10以上であることがさらに好ましく、50以下であることが好ましく、40以下であることがより好ましい。
(基材の作製方法)
 基材は、熱可塑性のポリマーを熱溶融して製膜しても良いし、ポリマーを均一に溶解した溶液から溶液製膜(ソルベントキャスト法)によって製膜しても良い。熱溶融製膜の場合は、上述の柔軟化素材及び種々の添加剤を、熱溶融時に加えることができる。一方、基材を溶液製膜法で作製する場合は、ポリマー溶液(以下、ドープともいう)には、各調製工程において上述の柔軟化素材及び種々の添加剤を加えることができる。またその添加する時期はドープ作製工程において何れでも添加しても良いが、ドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。
 塗膜の乾燥、及び/又はベーキングのために、塗膜を加熱してもよい。塗膜の加熱温度は、通常50~350℃である。塗膜の加熱は、不活性雰囲気下又は減圧下で行ってもよい。塗膜を加熱することにより溶媒を蒸発させ、除去することができる。基材は、塗膜を50~150℃で乾燥する工程と、乾燥後の塗膜を180~350℃でベーキングする工程とを含む方法により、形成されてもよい。
 基材の少なくとも一方の面には、表面処理を施してもよい。
〔耐擦傷層の素材〕
 次に、本発明の第一態様のハードコートフィルムにおいて、設けてもよい耐擦傷層、及び、本発明の第二態様のハードコートフィルムが有する耐擦傷層の素材(耐擦傷層を形成する材料)等の好ましい態様を説明する。
 耐擦傷層は、耐擦傷層形成用組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。すなわち、耐擦傷層は、耐擦傷層形成用組成物の硬化物を含むものであることが好ましい。
 本発明のハードコートフィルムが耐擦傷層を有する場合、少なくとも1層の耐擦傷層を、ハードコート層の基材と反対側の表面上に有することが好ましい。
 耐擦傷層は、ラジカル重合性化合物(c1)を含む耐擦傷層形成用組成物の硬化物を含むことが好ましい。
(ラジカル重合性化合物(c1))
 ラジカル重合性化合物(c1)(「化合物(c1)」ともいう。)について説明する。
 化合物(c1)は、ラジカル重合性基を有する化合物である。
 化合物(c1)におけるラジカル重合性基としては、特に限定されず、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができる。ラジカル重合性基としては、重合性不飽和基が挙げられ、具体的には、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基などが挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。なお、上記した各基は置換基を有していてもよい。
 化合物(c1)は、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であることが好ましく、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であることがより好ましい。
 化合物(c1)の分子量は特に限定されず、モノマーでもよいし、オリゴマーでもよいし、ポリマーでもよい。
 上記化合物(c1)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
 1分子中に2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、及びこれらの化合物を変性(例えば、アルキレンオキサイド変性)した化合物等が好適に例示される。
 1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルが挙げられる。具体的には、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート,ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、及びこれらの化合物を変性(例えば、アルキレンオキサイド変性)した化合物などが挙げられるが、高架橋という点ではペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、もしくはジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、又はこれらの混合物が好ましい。
 本発明では、繰り返し折り曲げ耐性に優れるハードコートフィルムとする観点から、耐擦傷層もある程度伸びる素材を用いることが好ましい。この観点からは、特に、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びこれらの化合物を変性(例えば、アルキレンオキサイド変性)した化合物の少なくとも1種を用いることが好ましい。このような化合物としては、例えば、日本化薬(株)製のKAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120などが挙げられる。また、ウレタン(メタ)アクリレートとしては、U-4HA(新中村化学社製)などが挙げられる。
 化合物(c1)は一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。
 耐擦傷層形成用組成物中の化合物(c1)の含有率は、耐擦傷層形成用組成物中の全固形分に対して、80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましい。
(ラジカル重合開始剤)
 耐擦傷層形成用組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。
 ラジカル重合開始剤は一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。また、ラジカル重合開始剤は光重合開始剤でも良く、熱重合開始剤でも良い。
 耐擦傷層形成用組成物中のラジカル重合開始剤の含有率は、特に限定されるものではないが、例えば化合物(c1)100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましく、1~50質量部がより好ましい。
(溶媒)
 耐擦傷層形成用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。
 溶媒としては、前述のハードコート層形成用組成物が含んでいてもよい溶媒と同様である。
 耐擦傷層形成用組成物における溶媒の含有率は、耐擦傷層形成用組成物の塗布適性を確保できる範囲で適宜調整することができる。例えば、耐擦傷層形成用組成物の全固形分100質量部に対して、50~500質量部とすることができ、好ましくは80~200質量部とすることができる。
 耐擦傷層形成用組成物は、通常、液の形態をとる。
 耐擦傷層形成用組成物の固形分の濃度は、通常、10~90質量%程度であり、好ましくは20~80質量%、特に好ましくは40~70質量%程度である。
(その他添加剤)
 耐擦傷層形成用組成物は、上記以外の成分を含有していてもよく、たとえば、無機粒子、レベリング剤、防汚剤、帯電防止剤、滑り剤、溶媒等を含有していてもよい。
 特に、滑り剤として下記の含フッ素化合物を含有することが好ましい。
[含フッ素化合物]
 含フッ素化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーいずれでもよい。含フッ素化合物は、耐擦傷層中で化合物(c1)との結合形成あるいは相溶性に寄与する置換基を有していることが好ましい。この置換基は同一であっても異なっていてもよく、複数個あることが好ましい。
 この置換基は重合性基が好ましく、ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性、縮重合性及び付加重合性のうちいずれかを示す重合性反応基であればよく、好ましい置換基の例としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基、シンナモイル基、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基、アミノ基が挙げられる。その中でもラジカル重合性基が好ましく、中でもアクリロイル基、メタクリロイル基が特に好ましい。
 含フッ素化合物はフッ素原子を含まない化合物とのポリマーであってもオリゴマーであってもよい。
 上記含フッ素化合物は、下記一般式(F)で表されるフッ素系化合物が好ましい。
 一般式(F): (R)-[(W)-(Rnfmf
 (式中、Rは(パー)フルオロアルキル基又は(パー)フルオロポリエーテル基、Wは単結合又は連結基、Rは重合性不飽和基を表す。nfは1~3の整数を表す。mfは1~3の整数を表す。)
 一般式(F)において、Rは重合性不飽和基を表す。重合性不飽和基は、紫外線や電子線などの活性エネルギー線を照射することによりラジカル重合反応を起こしうる不飽和結合を有する基(すなわち、ラジカル重合性基)であることが好ましく、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、アリル基などが挙げられ、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、及びこれらの基における任意の水素原子がフッ素原子に置換された基が好ましく用いられる。
 一般式(F)において、Rは(パー)フルオロアルキル基又は(パー)フルオロポリエーテル基を表す。
 ここで、(パー)フルオロアルキル基は、フルオロアルキル基及びパーフルオロアルキル基のうち少なくとも1種を表し、(パー)フルオロポリエーテル基は、フルオロポリエーテル基及びパーフルオロポリエーテル基のうち少なくとも1種を表す。耐擦傷性の観点では、R中のフッ素含有率は高いほうが好ましい。
 (パー)フルオロアルキル基は、炭素数1~20の基が好ましく、より好ましくは炭素数1~10の基である。
 (パー)フルオロアルキル基は、直鎖構造(例えば-CFCF、-CH(CFH、-CH(CFCF、-CHCH(CFH)であっても、分岐構造(例えば-CH(CF、-CHCF(CF、-CH(CH)CFCF、-CH(CH)(CFCFH)であっても、脂環式構造(好ましくは5員環又は6員環で、例えばパーフルオロシクロへキシル基及びパーフルオロシクロペンチル基並びにこれらの基で置換されたアルキル基)であってもよい。
 (パー)フルオロポリエーテル基は、(パー)フルオロアルキル基がエーテル結合を有している場合を指し、1価でも2価以上の基であってもよい。フルオロポリエーテル基としては、例えば-CHOCHCFCF、-CHCHOCHH、-CHCHOCHCH17、-CHCHOCFCFOCFCFH、フッ素原子を4個以上有する炭素数4~20のフルオロシクロアルキル基等が挙げられる。また、パーフルオロポリエーテル基としては、例えば、-(CFO)pf-(CFCFO)qf-、-[CF(CF)CFO]pf―[CF(CF)]qf-、-(CFCFCFO)pf-、-(CFCFO)pf-などが挙げられる。
 上記pf及びqfはそれぞれ独立に0~20の整数を表す。ただしpf+qfは1以上の整数である。
 pf及びqfの総計は1~83が好ましく、1~43がより好ましく、5~23がさらに好ましい。
 上記含フッ素化合物は、耐擦傷性に優れるという観点から-(CFO)pf-(CFCFO)qf-で表されるパーフルオロポリエーテル基を有することが特に好ましい。
 本発明においては、含フッ素化合物は、パーフルオロポリエーテル基を有し、かつ重合性不飽和基を一分子中に複数有することが好ましい。
 一般式(F)において、Wは連結基を表す。Wとしては、例えばアルキレン基、アリーレン基及びヘテロアルキレン基、並びにこれらの基が組み合わさった連結基が挙げられる。これらの連結基は、更に、オキシ基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルイミノ基及びスルホンアミド基等、並びにこれらの基が組み合わさった官能基を有してもよい。
 Wとして、好ましくは、エチレン基、より好ましくは、カルボニルイミノ基と結合したエチレン基である。
 含フッ素化合物のフッ素原子含有量には特に制限は無いが、20質量%以上が好ましく、30~70質量%がより好ましく、40~70質量%がさらに好ましい。
 好ましい含フッ素化合物の例としては、ダイキン化学工業(株)製のR-2020、M-2020、R-3833、M-3833及びオプツールDAC(以上商品名)、DIC社製のメガファックF-171、F-172、F-179A、RS-78、RS-90、ディフェンサMCF-300及びMCF-323(以上商品名)が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
 耐擦傷性の観点から、一般式(F)において、nfとmfの積(nf×mf)は2以上が好ましく、4以上がより好ましい。
 重合性不飽和基を有する含フッ素化合物の重量平均分子量(Mw)は、分子排斥クロマトグラフィー、例えばゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定できる。
 本発明で用いられる含フッ素化合物のMwは400以上50000未満が好ましく、400以上30000未満がより好ましく、400以上25000未満が更に好ましい。
 含フッ素化合物の含有率は、耐擦傷層形成用組成物中の全固形分に対して、0.01~5質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましく、0.5~5質量%が更に好ましく、0.5~2質量%が特に好ましい。
 本発明に用いる耐擦傷層形成用組成物は、以上説明した各種成分を同時に、または任意の順序で順次混合することにより調製することができる。調製方法は特に限定されるものではなく、調製には公知の攪拌機等を用いることができる。
 耐擦傷層は、化合物(c1)を含む耐擦傷層形成用組成物の硬化物を含むものであることが好ましく、より好ましくは、化合物(c1)及びラジカル重合開始剤を含む耐擦傷層形成用組成物の硬化物を含むものである。
 耐擦傷層形成用組成物の硬化物は、少なくとも、化合物(c1)のラジカル重合性基が重合反応してなる硬化物を含むことが好ましい。
 耐擦傷層における耐擦傷層形成用組成物の硬化物の含有率は、耐擦傷層の全質量に対して60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましい。
<鉛筆硬度>
 本発明のハードコートフィルムは、優れた鉛筆硬度を有する。
 本発明のハードコートフィルムは、鉛筆硬度が4H以上であることが好ましく、5H以上であることがより好ましい。
 鉛筆硬度は、JIS K 5600-5-4(1999)に従い評価することができる。
<繰り返し折り曲げ耐性>
 本発明のハードコートフィルムは、優れた繰り返し折り曲げ耐性を有する。
 特に、基材を内側(ハードコート層を外側)にして折り曲げる場合は、ハードコート層にクラックが入りやすく、技術的に難易度が高い。
 本発明のハードコートフィルムは、基材を内側にして、曲率半径1mmで180°折り曲げ試験を30万回繰り返し行った場合に、ハードコート層にクラックが発生しないことが好ましい。
 繰り返し折り曲げ耐性は具体的には以下のように測定する。
 ハードコートフィルムから幅15mm、長さ150mmの試料フィルムを切り出し、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させる。その後、180°耐折度試験機((株)井元製作所製、IMC-0755型)を用いて、ハードコート層(又は耐擦傷層付きハードコート層)を外側(基材を内側)にして繰り返し折り曲げ耐性の試験を行う。上記試験機は、試料フィルムを直径2mmの棒(円柱)の曲面に沿わせて曲げ角度180°で長手方向の中央部分で折り曲げた後、元に戻す(試料フィルムを広げる)という動作を1回の試験とし、この試験を繰り返し行うものである。
<ハードコートフィルムの製造方法>
 本発明のハードコートフィルムの製造方法について説明する。
 本発明のハードコートフィルムの製造方法は、下記工程(I)、(II)を含む製造方法であることが好ましい。また、ハードコートフィルムが耐擦傷層を有する場合は、さらに下記工程(III)、(IV)を含む製造方法であることが好ましい。
 (I)基材上に、ハードコート層形成用組成物を塗布してハードコート層塗膜を形成する工程
 (II)上記ハードコート層塗膜を硬化することによりハードコート層を形成する工程
 (III)上記ハードコート層上に、耐擦傷層形成用組成物を塗布して耐擦傷層塗膜を形成する工程
 (IV)上記耐擦傷層塗膜を硬化することにより耐擦傷層を形成する工程
-工程(I)-
 工程(I)は、基材上にハードコート層形成用組成物を塗布してハードコート層塗膜を設ける工程である。
 基材、ハードコート層形成用組成物については前述したとおりである。
 ハードコート層形成用組成物の塗布方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、ダイコート法等が挙げられる。
-工程(II)-
 工程(II)は、上記ハードコート層塗膜を硬化することによりハードコート層を形成する工程である。なお、ハードコート層塗膜を硬化するとは、ハードコート層塗膜に含まれる硬化性化合物(好ましくはポリオルガノシルセスキオキサン(a1))の架橋性基の少なくとも一部を重合反応させることをいう。
 ハードコート層塗膜の硬化は、電離放射線の照射又は加熱に行われることが好ましい。
 電離放射線の種類については、特に制限はなく、X線、電子線、紫外線、可視光、赤外線などが挙げられるが、紫外線が好ましく用いられる。例えばハードコート層塗膜が紫外線硬化性であれば、紫外線ランプにより10mJ/cm~2000mJ/cmの照射量の紫外線を照射して硬化性化合物を硬化することが好ましく、ハードコートフィルムがハードコート層上に耐擦傷層を有する場合においては、硬化性化合物を半硬化するのが好ましい。50mJ/cm~1800mJ/cmであることがより好ましく、100mJ/cm~1500mJ/cmであることが更に好ましい。紫外線ランプ種としては、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等が好適に用いられる。
 熱により硬化する場合、温度に特に制限はないが、80℃以上200℃以下であることが好ましく、100℃以上180℃以下であることがより好ましく、120℃以上160℃以下であることがさらに好ましい。
 硬化時の酸素濃度は0~1.0体積%であることが好ましく、0~0.1体積%であることが更に好ましく、0~0.05体積%であることが最も好ましい。
-工程(III)-
 工程(III)は、上記ハードコート層上に、耐擦傷層形成用組成物を塗布して耐擦傷層塗膜を形成する工程である。
 耐擦傷層形成用組成物については前述したとおりである。
 耐擦傷層形成用組成物の塗布方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、ダイコート法等が挙げられる。
-工程(IV)-
 工程(IV)は、上記耐擦傷層塗膜を硬化することにより耐擦傷層を形成する工程である。
 耐擦傷層塗膜の硬化は、電離放射線の照射又は加熱に行われることが好ましい。電離放射線の照射及び加熱については、工程(II)において記載したものと同様である。なお、耐擦傷層塗膜を硬化するとは、耐擦傷層塗膜に含まれる硬化性化合物(好ましくはラジカル重合性化合物(c1))の重合性基の少なくとも一部を重合反応させることをいう。
 本発明では、ハードコートフィルムがハードコート層上に耐擦傷層を有する場合においては、上記工程(II)において、ハードコート層塗膜を半硬化させることが好ましい。すなわち、工程(II)においてハードコート層塗膜を半硬化させ、次いで、工程(III)では、半硬化されたハードコート層上に耐擦傷層形成用組成物を塗布して耐擦傷層塗膜を形成し、次いで、工程(IV)では、耐擦傷層塗膜を硬化するとともに、ハードコート層の完全硬化を行い、更にハードコート層と耐擦傷層の界面密着を十分促進することが好ましい。ここで、ハードコート層塗膜を半硬化させるとは、ハードコート層塗膜に含まれるポリオルガノシルセスキオキサン(a1)の架橋性基のうち一部のみを重合反応させることをいう。ハードコート層塗膜の半硬化は、電離放射線の照射量や、加熱の温度及び時間を調節することにより行うことができる。
 工程(I)と工程(II)の間、工程(II)と工程(III)の間、工程(III)と工程(IV)の間、又は工程(IV)の後に、必要に応じて乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理は、温風の吹き付け、加熱炉内への配置、加熱炉内での搬送、ハードコート層及び耐擦傷層が設けられていない面(基材面)からのローラーでの加熱等により行うことができる。加熱温度は、溶媒を乾燥除去できる温度に設定すればよく、特に限定されるものではない。ここで加熱温度とは、温風の温度または加熱炉内の雰囲気温度をいうものとする。
 本発明のハードコートフィルムは、鉛筆硬度及び繰り返し折り曲げ耐性に優れるものである。また、本発明のハードコートフィルムは、画像表示装置の表面保護フィルムとして用いることができ、例えば、フォルダブルデバイス(フォルダブルディスプレイ)の表面保護フィルムとして用いることができる。フォルダブルデバイスとは、表示画面が変形可能であるフレキシブルディスプレイを採用したデバイスのことであり、表示画面の変形性を利用してデバイス本体(ディスプレイ)を折りたたむことが可能である。
 フォルダブルデバイスとしては、例えば、有機エレクトロルミネッセンスデバイスなどが挙げられる。
 本発明は、本発明のハードコートフィルムを備えた物品、及び本発明のハードコートフィルムを表面保護フィルムとして備えた画像表示装置にも関する。
 前述のように、本発明のハードコートフィルムは、接着剤層を有していてもよい。
(接着剤層)
 接着剤層は、ハードコート層と基材とを接着するために設けられる層である。
 接着剤層を構成する接着剤としては、任意の適切な形態の接着剤が採用され得る。具体例としては、水性接着剤、溶剤型接着剤、エマルション系接着剤、無溶剤型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤が挙げられる。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、電子線硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、可視光線硬化型接着剤が挙げられる。水性接着剤および活性エネルギー線硬化型接着剤が好適に用いられ得る。水性接着剤の具体例としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤(PVA系接着剤)、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステルが挙げられる。活性エネルギー線硬化型接着剤の具体例としては、(メタ)アクリレート系接着剤が挙げられる。(メタ)アクリレート系接着剤における硬化性成分としては、例えば、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、ビニル基を有する化合物が挙げられる。また、カチオン重合硬化型接着剤としてエポキシ基やオキセタニル基を有する化合物も使用することができる。エポキシ基を有する化合物は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有するものであれば特に限定されず、一般に知られている各種の硬化性エポキシ化合物を用いることができる。好ましいエポキシ化合物として、分子内に少なくとも2個のエポキシ基と少なくとも1個の芳香環を有する化合物(芳香族系エポキシ化合物)や、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有し、そのうちの少なくとも1個は脂環式環を構成する隣り合う2個の炭素原子との間で形成されている化合物(脂環式エポキシ化合物)等が例として挙げられる。熱硬化型接着剤の具体例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル系反応樹脂などが挙げられる。具体的には、ビスフェノールF型エポキシドが挙げられる。
 1つの実施形態においては、上記接着剤層を構成する接着剤として、PVA系接着剤が用いられる。PVA系接着剤を用いることで、活性エネルギー線を透過しない材料を用いた場合でも、材料どうしを接着することが可能となる。別の実施形態においては、上記接着剤層を構成する接着剤として、活性エネルギー線硬化型接着剤が用いられる。活性エネルギー線硬化型接着剤を用いれば、材料表面が疎水性でありPVA接着剤では接着しないような材料でも十分な層間剥離力を得ることができる。
 接着剤の具体例としては、特開2004-245925号公報に示されるような、分子内に芳香環を含まないエポキシ化合物を含有し、加熱又は活性エネルギー線の照射により硬化する接着剤、特開2008-174667号公報記載の(メタ)アクリル系化合物の合計量100質量部中に、(a)分子中に(メタ)アクリロイル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物と、(b)分子中に水酸基を有し、重合性二重結合をただ1個有する(メタ)アクリル系化合物と、(c)フェノールエチレンオキサイド変性アクリレートまたはノニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートとを含有する活性エネルギー線硬化型接着剤などが挙げられる。
 接着剤層の貯蔵弾性率は、70℃以下の領域で好ましくは1.0×10Pa以上であり、より好ましくは1.0×10Pa以上である。接着剤層の貯蔵弾性率の上限は、例えば1.0×1010Paである。
 接着剤層の厚みは、代表的には0.01μm~7μmであることが好ましく、0.01μm~5μmであることがより好ましい。
 接着層はハードコート層と基材の間に位置するため、硬度への影響が大きい。そのため、接着剤層の代わりに粘着剤を使用した場合は、硬度の大幅な低下が生じる場合がある。硬度の観点から、接着剤層の厚みが薄く、貯蓄弾性率が高い方が好ましい。
 活性エネルギー線硬化型接着剤では、開始剤や光増感剤の選択も重要であり、具体例としては、(メタ)アクリレート系接着剤は特開2018-17996号公報の実施例に記載されており、カチオン重合硬化型接着剤としては、特開2018-35361号公報、特開2018-41079号公報の記載を参考に作製することができる。
 PVA系接着剤では基材やハードコート層との接着性を向上させる添加剤を含有することが好ましい。添加剤の種類は特に限定されないが、ボロン酸等を含有する化合物等を用いることが好ましい。
 接着剤層とハードコート層の屈折率の差は干渉縞を抑制する観点から、0.05以下であることが好ましく、0.02以下であることがより好ましい。接着剤の屈折率を調整する方法については特に制限はないが、屈折率を低下させたい場合には中空粒子、屈折率を向上させたい場合には、ジルコニア等の粒子を添加することが好ましい。より具体的な例としては、特開2018-17996号公報においては、屈折率が1.52~1.64の接着剤の具体例が記載されている。
 ハードコートフィルムの耐光着色の観点から、接着剤層に紫外線吸収剤を含有することが好ましい。接着剤層に紫外線吸収剤を添加する場合には、ブリードアウトや硬化阻害の観点から、熱硬化型接着剤に添加することが好ましい。
(紫外線吸収剤)
 紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物、ベンゾオキサジン化合物を挙げることができる。ここでベンゾトリアゾール化合物とは、ベンゾトリアゾール環を有する化合物であり、具体例としては、例えば特開2013-111835号公報段落0033に記載されている各種ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。トリアジン化合物とは、トリアジン環を有する化合物であり、具体例としては、例えば特開2013-111835号公報段落0033に記載されている各種トリアジン系紫外線吸収剤を挙げることができる。ベンゾオキサジン化合物としては、例えば特開2014-209162号公報段落0031に記載されているものを用いることができる。接着剤層中の紫外線吸収剤の含有量は、例えば接着剤に含まれるポリマー100質量部に対して0.1~10質量部程度であるが、特に限定されるものではない。また、紫外線吸収剤については、特開2013-111835号公報段落0032も参照できる。なお、本発明においては、耐熱性が高く揮散性の低い紫外線吸収剤が好ましい。かかる紫外線吸収剤としては、例えば、UVSORB101(富士フイルム和光純薬株式会社製)、TINUVIN 360、TINUVIN 460、TINUVIN 1577(BASF社製)、LA-F70、LA-31、LA-46(ADEKA社製)などが挙げられる。
 接着剤は、後述する混合層を形成する観点から、分子量が500以下である化合物を含有することが好ましく、300以下である化合物を含有することがより好ましい。さらに、同様の観点から、SP値21~26の成分を含有することが好ましい。なお、本発明におけるSP値(溶解性パラメーター)は、Hoy法によって算出した値であり、Hoy法は、POLYMERHANDBOOKFOURTHEDITIONに記載がある。
 さらに、接着剤層形成用の接着剤は、後述する混合層を形成する観点から、基材との親和性が高いことが好ましい。基材と接着剤との親和性は、基材を接着剤層に浸漬した際の基材の変化を観察することで確認することができる。基材を接着剤に浸漬した際、基材が白濁または溶解する接着剤を用いることで、後述する混合層を効果的に形成できるため好ましい。
(混合層)
 本発明のハードコートフィルムが上記接着剤層を有する場合、この接着剤層と基材層の間に接着剤の成分と基材の成分が混合した混合層を形成していることが好ましい。
 混合層とは、接着剤層と基材との間に、化合物分布(接着剤層成分と基材成分)が接着剤層側から基材層側にかけて徐々に変化する領域のことを指す。この場合、接着剤層とは、接着剤層成分のみが含まれており、基材成分を含まない部分を指し、基材とは、接着剤層成分を含まない部分を示すこととする。混合層は、フィルムをミクロトームで切削し、断面を飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF-SIMS)で分析した時に、支持体成分と防眩層成分が共に検出される部分として測定することができ、この領域の膜厚も同様にTOF-SIMSの断面情報から測定することができる。
 混合層の厚みは、0.1~10.0μmが好ましく、1.0μm~6.0μmであることがより好ましい。混合層の厚みを0.1μm以上とすることで耐光密着(紫外線照射後のハードコート層と基材の密着)の改良効果を得られ、1.0μm以上とすることで長期間紫外線を照射した際でも、ハードコート層と基材との耐光密着を良好にすることができるため好ましい。一方で、混合層の厚みを10μm以下にすることで硬度が良好となり、6.0μm以下とすることでさらに硬度を良好に保つことができるため好ましい。
〔接着剤層を有するハードコートフィルムの製造方法(転写法)〕
 接着剤層を有するハードコートフィルムの製造方法について説明する。
 接着剤層を有する本発明のハードコートフィルムの製造方法は、特に制限されるものではないが、好ましい態様の一つとして、仮支持体上に少なくとも1層のハードコート層を形成した後、接着剤層を介してハードコート層を仮支持体上から基材上に転写する方法(態様A)が挙げられる。別の好ましい態様としては、仮支持体上に少なくとも1層のハードコート層を形成した後、ハードコート層を仮支持体上から保護フィルムに転写した後、さらに接着剤層を介してハードコート層を保護フィルムから基材上に転写する方法(態様B)が挙げられる。
 以下、上記態様Aについて詳述する。態様Aは具体的には、下記工程(1)、(2)、(4)及び(5)を含む製造方法であることが好ましく、工程(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)を含む製造方法であることがより好ましい。工程(3)は実施しなくても良い工程であるが、接着剤層の一部を基材に染み込ませることで、ハードコートフィルムの耐光密着性を良好にすることができるため、好ましく実施することができる。
 工程(1):仮支持体上に、ハードコート層形成用組成物を塗布し、乾燥させたのち硬化させて、少なくとも1層のハードコート層を形成する工程
 工程(2):ハードコート層の仮支持体とは反対側に、接着剤を介して基材を積層する工程
 工程(3):接着剤の一部を基材に染み込ませる工程
 工程(4):加熱または活性エネルギー線を照射して、ハードコート層と基材を接着する工程
 工程(5):上記仮支持体をハードコート層から剥離する工程
<工程(1)>
 工程(1)は、仮支持体上に、ハードコート層形成用組成物を塗布し、乾燥させたのち硬化させて、少なくとも1層のハードコート層を形成する工程であり、基材を仮支持体に代えた以外は、工程(I)および工程(II)と同様の工程である。
(仮支持体)
 仮支持体としては表面が平滑な支持体であれば特に限定されない。仮支持体は、表面粗さが30nm以下程度の表面平坦性を有し、上記ハードコート層形成用組成物の塗布を妨げないものであることが好ましく、種々の材質からなる仮支持体を用いることができるが、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムやシクロオレフィン系樹脂フィルムが好ましく用いられる。
 本発明において、表面粗さはSPA-400(日立ハイテクノサイエンス製)を使用し、測定範囲5μm×5μm、測定モード:DFM,測定周波数:2Hzの測定条件で測定する。
<工程(2)>
 工程(2)は、ハードコート層の仮支持体とは反対側に、接着剤を介して、基材を積層する工程である。
 使用する接着剤については上述した通りである。接着剤層を設ける方法としては、特に限定されるものではないが、例えばハードコート層の仮支持体とは反対側と基材の間に接着剤を注入しつつニップローラーに通して、均一な厚みを有する接着剤層を設ける方法や、上記ハードコート層の仮支持体とは反対側または基材上に接着剤を均一に塗布し、もう一方のフィルムと貼り合わせる方法などを用いることができる。
(表面処理)
 工程(2)を行う前に、必要に応じて上記ハードコート層の仮支持体とは反対側または上記基材表面の表面処理を行うことが好ましい。
 この場合の表面処理としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、紫外線照射処理、火炎処理、オゾン処理、酸処理、アルカリ処理等でフィルム表面を改質する方法が挙げられる。ここでいうグロー放電処理とは、10-3~20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、更にまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンの様なフロン類及びそれらの混合物などがあげられる。これらについては、詳細が発明協会公開技報公技番号2001-1745号(2001年3月15日発行、発明協会)にて30頁~32頁に詳細に記載されており、本発明において好ましく用いることができる。これらの処理のうち、プラズマ処理、コロナ放電処理が好ましい。1Torrは、101325/760Paである。
<工程(3)>
 工程(3)は、接着剤の一部を基材に染み込ませる工程である。工程(3)は実施しなくても良い工程であるが、接着剤層の一部を基材に染み込ませることで、ハードコートフィルムの耐光密着を良好にすることができるため、好ましく実施することができる。工程(3)における接着剤の染み込みやすさは、用いる基材の種類により異なるため、接着剤の成分とプロセスによって適宜調整することができる。プロセスによる混合層の調整の方法としては、例えば工程(3)の温度と時間が挙げられる。工程(3)の時間が長くなるほど、温度が高くするほど基材への接着剤層の染み込みを促進することができる。工程(3)の温度と時間は特に限定されるものではないが、たとえば、温度としては30℃~200℃(好ましくは40℃~150℃)が挙げられる。また、時間としては30秒~5分(好ましくは1分~4分)が挙げられる。
<工程(4)>
 工程(4)は、加熱または活性エネルギー線を照射して、ハードコート層と基材を接着する工程である。
 ハードコート層と基材を接着させる方法は、特に制限されず、用いる接着剤層の成分によって適宜変更することができる。例えば、ポリビニルアルコール系接着剤であれば加熱による溶媒(水やアルコール等)の除去、活性エネルギー線硬化型接着剤であれば活性エネルギー線の照射、熱硬化型接着剤であれば加熱による熱硬化が挙げられる。活性エネルギー線の種類には特に制限がなく、X線、電子線、紫外線、可視光、赤外線などが挙げられるが、紫外線が好ましく用いられる。工程(4)における活性エネルギー線を照射する面については特に指定はなく、各部材における使用する活性エネルギー線の透過率に応じて決めることができる。紫外線硬化の場合の硬化条件は上述のハードコート層の硬化の条件と同様である。
<工程(5)>
 工程(5)は、仮支持体をハードコート層から剥離する工程である。
 工程(5)における仮支持体をハードコート層から剥離する際の剥離力は、工程(4)で得られた積層体を幅25mmにカットし、積層体の基材側を粘着剤でガラス基材に固定化し、90°方向に速度300mm/minで剥離させたときの剥離力を測定することで定量化することができる。上記方法で測定した剥離力が0.1N/25mm~10.0N/25mmであることが好ましく、0.2N/25mm~8.0N/25mmであることがより好ましい。剥離力が0.1N/25mm以上であると、工程(5)以外の工程でハードコート層が仮支持体上から剥離しにくいため、故障を引き起こしにくい。一方で、剥離力が10.0N/25mm以下であると、工程(5)において仮支持体上にハードコート層が部分的に残存しにくく、接着剤層が剥離しにくいため、欠陥を生じにくい。仮支持体とハードコート層間の剥離力は、使用する仮支持体やハードコート層の種類によって変化するため適宜調整することができる。調整の手段としては、離型処理が施された仮支持体を使用する方法や、ハードコート層形成用組成物に剥離を促進する化合物を添加する方法等が挙げられる。剥離を促進する化合物の具体的な例としては、長鎖アルキル基を有する化合物、フッ素を含有する化合物、シリコーンを含有する化合物等が挙げられる。
(表面処理)
 工程(5)の後に、ハードコート層の基材とは反対側の表面に表面処理を行っても良い。表面処理の種類は特に限定されないが、防汚性、耐指紋性、滑り性を付与するための処理等を挙げることができる。
 上記態様Aでは、ハードコート層を形成する際、ハードコート層の最表面になる部分に仮支持体が存在するため、上記含フッ素化合物やレベリング剤が最表面に十分に偏在できない場合が生じる。このような場合には、上記処理を行うことで、ハードコート層表面に求められる撥水性や耐擦傷性を付与することができるため好ましい。
 以下、上記態様Bについて詳述する。態様Bは具体的には、下記工程(1’)、(A)~(B)、(2’)、(4’)及び(5’)を含む製造方法であることが好ましく、下記工程(1’)、(A)~(B)、(2’)、(3’)、(4’)及び(5’)を含む製造方法であることがより好ましい。
 工程(1’):仮支持体上に、ハードコート層形成用組成物を塗布し、乾燥させたのち硬化させて、少なくとも1層のハードコート層を形成する工程
 工程(A):ハードコート層の仮支持体とは反対側に保護フィルムを貼合する工程
 工程(B):仮支持体をハードコート層から剥離する工程
 工程(2’):ハードコート層の保護フィルムとは反対側に、接着剤を介して、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはアラミド樹脂を含むフィルム基材を積層する設ける工程
 工程(3’):接着剤層の一部を基材に染み込ませる工程
 工程(4’):加熱または活性エネルギー線を照射して、ハードコート層とフィルム基材を接着する工程
 工程(5’):上記保護フィルムをハードコート層から剥離する工程
<工程(1’)>
 工程(1’)は、態様Aの工程(1)と同様の工程である。工程(1’)においても、工程(1)と同様に、ハードコートフィルムが2層以上のハードコート層を含む場合、またはハードコート層以外に上述したその他の層を含む場合の具体的な構成は特に限定されないが、工程(1’)においては最後に積層する層が耐擦傷層である構成が耐擦傷性の観点で好ましい。
<工程(A)>
 工程(A)は、ハードコート層の仮支持体とは反対側に保護フィルムを貼合する工程である。ここで、保護フィルムとは支持体/粘着剤層から構成される積層体のことを表し、ハードコート層には保護フィルムの粘着剤層側を貼合することが好ましい。保護フィルムは、支持体/粘着剤層/剥離フィルムからなる剥離フィルム付き保護フィルムから剥離フィルムを剥がすことで得られる。剥離フィルム付き保護フィルムとしては、市販の剥離フィルム付き保護フィルムを好適に用いることができる。具体的には、藤森工業(株)製のAS3-304、AS3-305、AS3-306、AS3-307、AS3-310、AS3-0421、AS3-0520、AS3-0620、LBO-307、NBO-0424、ZBO-0421、S-362、TFB-4T3-367AS等が挙げられる。
<工程(B)>
 工程(B)は、仮支持体をハードコート層から剥離する工程である。
 上記仮支持体をハードコート層から剥離するためには、保護フィルムとハードコート層との密着力の方が、上記仮支持体とハードコート層の剥離力よりも高い必要がある。上記仮支持体とハードコート層の剥離力の調整方法としては、特に限定されないが、例えば離型処理が施された仮支持体を用いて仮支持体とハードコート層の剥離力を低下させる方法が挙げられる。また、保護フィルムとハードコート層との密着力を調整方法としては、特に限定されないが、例えば工程(A)において、半硬化のハードコート層に保護フィルムを貼合した後、ハードコート層を硬化する方法が挙げられる。
<工程(2’)>
 工程(2’)は、態様Aの工程(2)において、仮支持体が保護フィルムになっている点以外は同様の工程である。
<工程(3’)>
 工程(3’)は、態様Aの工程(3)と同様の工程である。
<工程(4’)>
 工程(4’)は、態様Aの工程(4)において、仮支持体が保護フィルムになっていること以外は同様の工程である。
<工程(5’)>
 工程(5’)は、態様Aの工程(5)において、仮支持体が保護フィルムになっていること以外は同様の工程である。
 態様Bでは、態様Aに比べて工程数は多くなるが、ハードコート層を形成する際に、ハードコート層の最表面に仮支持体が存在しないため、上記含フッ素化合物やレベリング剤を最表面に偏在させやすく、ハードコート層表面に求められる撥水性や耐擦傷性を付与しやすい利点がある。なお、態様Bにおいても、上記撥水性や耐擦傷性が不足する場合は、工程(5’)の後に、ハードコート層の基材とは反対側の表面に態様Aと同様の表面処理を行っても良い。
 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれによって限定して解釈されるものではない。
<基材の作製>
(ポリイミド粉末の製造)
 攪拌器、窒素注入装置、滴下漏斗、温度調節器及び冷却器を取り付けた1Lの反応器に、窒素気流下、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)832gを加えた後、反応器の温度を25℃にした。ここに、ビストリフルオロメチルベンジジン(TFDB)64.046g(0.2mol)を加えて溶解した。得られた溶液を25℃に維持しながら、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)31.09g(0.07mol)とビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)8.83g(0.03mol)を投入し、一定時間撹拌して反応させた。その後、塩化テレフタロイル(TPC)20.302g(0.1mol)を添加して、固形分濃度13質量%のポリアミック酸溶液を得た。次いで、このポリアミック酸溶液にピリジン25.6g、無水酢酸33.1gを投入して30分撹拌し、さらに70℃で1時間撹拌した後、常温に冷却した。ここにメタノール20Lを加え、沈澱した固形分を濾過して粉砕した。その後、100℃下、真空で6時間乾燥させて、111gのポリイミド粉末を得た。
(基材S-1の作製)
 100gの上記ポリイミド粉末を670gのN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶かして13質量%の溶液を得た。得られた溶液をステンレス板に流延し、130℃の熱風で30分乾燥させた。その後フィルムをステンレス板から剥離して、フレームにピンで固定し、フィルムが固定されたフレームを真空オーブンに入れ、100℃から300℃まで加熱温度を徐々に上げながら2時間加熱し、その後、徐々に冷却した。冷却後のフィルムをフレームから分離した後、最終熱処理工程として、さらに300℃で30分間熱処理して、ポリイミドフィルムからなる厚み30μmの基材S-1を得た。
 基材S-1の作製と同様にして、ポリイミドフィルムからなる厚み50μmの基材S-2、ポリイミドフィルムからなる厚み15μmの基材S-3、及びポリイミドフィルムからなる厚み80μmの基材S-4を作製した。を作製した。
(ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)の合成)
 3-アミノプロピルトリメトキシシラン300ミリモル(53.8g)、メチルイソブチルケトン166gを混合し、この溶液を5℃以下に冷却し、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート300ミリモル(42.3g)を滴下し、反応後室温まで上昇させた。その後、アクリルアミド3-(トリメトキシシリル)プロピル300ミリモル(70.0g)、トリエチルアミン7.39g、及びアセトン434gを混合し、純水73.9gを、滴下ロートを使用して30分かけて滴下した。この反応液を50℃に加熱し、重縮合反応を10時間行った。
 その後、反応溶液を冷却し、1mol/L塩酸水溶液12mLで中和後、1-メトキシ-2-プロパノール600gを添加後、30mmHg、50℃の条件で濃縮し、固形分濃度35質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)溶液として透明液状の生成物であるポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)を得た。1mmHgは、101325/760Paである。
 上記ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)の合成において、各モノマーの使用量を変更することで、各構成単位の含有モル比率を変更したポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-2)及び(SQ2-3)を合成した。
 上記ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)の合成と同様にして、重量平均分子量(Mw)を変更したポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-4)、(SQ2-5)及び(SQ2-6)を合成した。
(ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ3-1)の合成)
 3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン300ミリモル(74.2g)、メチルイソブチルケトン166g、ネオスタンU-600(日東化成株式会社製)100mgを混合し、この溶液を5℃以下に冷却し、アクリル酸ヒドロキシエチル300ミリモル(34.8g)を滴下し、50℃で4時間撹拌させた。その後、アクリルアミド3-(トリメトキシシリル)プロピル300ミリモル(70.0g)を混合した以外は上記ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)の合成と同様にしてポリオルガノシルセスキオキサン(SQ3-1)を得た。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(a1)として使用した各ポリマーの構造を以下に示す。下記構造式において、「SiO1.5」は、シルセスキオキサン単位を表す。各ポリマーの構成単位において、各構成単位の組成比率はモル比率にて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 また、以下に、比較例において使用した化合物の構造式を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
((r-1)の合成)
 温度計、攪拌装置、還流冷却器、及び窒素導入管を取り付けた1000ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン300ミリモル(73.9g)、トリエチルアミン7.39g、及びMIBK(メチルイソブチルケトン)370gを混合し、純水73.9gを、滴下ロートを使用して30分かけて滴下した。この反応液を80℃に加熱し、重縮合反応を窒素気流下で10時間行った。
 その後、反応溶液を冷却し、5質量%食塩水300gを添加し、有機層を抽出した。有機層を5質量%食塩水300g、純水300gで2回、順次洗浄した後、1mmHg、50℃の条件で濃縮し、固形分濃度59.8質量%のMIBK溶液として無色透明の液状の生成物である(r-1)を87.0g得た。
((r-2)の合成)
 2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランに変更した以外は、(r-1)と同様にして(r-2)を得た。
((r-4)の合成)
 2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを8-グリシジルオキシオクチルトリメトキシシランに変更した以外は、(r-1)と同様にして(r-4)を得た。
 (r-3)としては、U-4HA(新中村化学社製)を用いた。
[実施例1]
(ハードコート層形成用組成物HC-1の調製)
 ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)のPGME溶液(固形分濃度35質量%)に、界面活性剤(Z-1)、イルガキュア127及びPGMEを添加し、各含有成分の含有量を以下のように調整し、ミキシングタンクに投入、攪拌した。得られた組成物を孔径0.45μmのポリプロピレン製フィルターで濾過し、ハードコート層形成用組成物HC-1とした。
 ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)のPGME溶液(固形分濃度35質量%)              92.4質量部
 界面活性剤(Z-1)           0.04質量部
 イルガキュア127             0.9質量部
 PGME                  6.7質量部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 (Z-1)における各構成単位の比率(76%と24%)は質量比率である。
 なお、イルガキュア127(Irg.127)は、IGM Resin B.V.社製のラジカル重合開始剤である。
(ハードコートフィルムの製造)
 厚さ30μmのポリイミド基材S-1上に上記ハードコート層形成用組成物HC-1をワイヤーバー#30を用いて、硬化後の膜厚が14μmとなるようにバー塗布し、基材上にハードコート層塗膜を設けた。
 次いで、ハードコート層塗膜を120℃で1分間乾燥した後、25℃、酸素濃度100ppm(parts per million)の条件にて空冷水銀ランプを用いて、照度60mW/cm、照射量600mJ/cmの紫外線を照射した。このようにしてハードコート層塗膜を硬化した。
 その後、硬化されたハードコート層塗膜に、さらに100℃、酸素濃度100ppmの条件にて空冷水銀ランプを用いて、照度60mW/cm、照射量600mJ/cmの紫外線を照射することで、ハードコート層塗膜を完全硬化させ、ハードコート層を形成した。
[実施例2~9、比較例1、2、4及び5]
 実施例1において、ハードコート層の素材(ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1))の種類、ハードコート層の膜厚、基材を下記表1に記載したとおり変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2~9、比較例1、2、4及び5のハードコートフィルムをそれぞれ製造した。
(アラミド基材(芳香族ポリアミド基材)の作製)
[芳香族ポリアミドの合成]
 攪拌機を備えた重合槽にN-メチル-2-ピロリドン674.7kg、無水臭化リチウム10.6g(シグマアルドリッチジャパン社製)、2,2’-ジトリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル(東レファインケミカル社製「TFMB」)33.3g、4,4’-ジアミノジフェニルスルフォン(和歌山精化株式会社製「44DDS」)2.9gを入れ窒素雰囲気下、15℃に冷却、攪拌しながら300分かけてテレフタル酸ジクロライド(東京化成社製)18.5g、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロライド(東レファインケミカル社製「4BPAC」)6.4gを4回に分けて添加した。60分間攪拌した後、反応で発生した塩化水素を炭酸リチウムで中和してポリマー溶液を得た。
 上記で得られたポリマー溶液の一部を最終のフィルム厚みが20μmになるようにTダイを用いて120℃のエンドレスベルト上に流延し、ポリマー濃度が40質量%になる様に乾燥してエンドレスベルトから剥離した。次に溶媒を含んだフィルムを40℃の大気中でMD(Machine Direction)方向に1.1倍延伸し、50℃の水で水洗して溶媒を除去した。さらに340℃の乾燥炉でTD(Transverse Direction)方向に1.2倍延伸し、芳香族ポリアミドからなる、厚み20μmのアラミド基材を得た。このアラミド基材は実施例8において基材として用いた。
[比較例3]
 ハードコート層の素材として、ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)に代えて(r-3)を用い、ハードコート層の膜厚を下記表1に記載したとおり変更した以外は実施例1と同様にして、比較例3のハードコートフィルムを製造した。
[ハードコートフィルムの評価]
 製造した各実施例及び比較例のハードコートフィルムを、以下の方法によって評価した。
(引張り弾性率)
 製造した各実施例及び比較例のハードコートフィルム、及びハードコートフィルムに使用した基材から、幅10mm、長さ120mmの試料(試験片)を切り出し、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間静置させた。その後、TENSILON RTF-1210(株式会社エー・アンド・デイ)にて、引張り速度5mm/秒、チャック間距離(初期の標線間距離)100mmの条件で引っ張り、伸びと荷重の関係を測定した。
 ハードコートフィルムの各伸び時の荷重と基材のみの伸び時の荷重の差からハードコート層のみにかかる荷重を算出した。
 伸び率が0.4%のときのハードコート層の弾性率(E’(0.4)HC)は、前述の(1)、(2)、(3)の手順で求めた。
 伸び率が4%のときのハードコート層の弾性率(E’(4)HC)は、前述の(4)、(5)、(6)の手順で求めた。
 伸び率が0.4%のときの基材の弾性率(E’(0.4)S)は、伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)から伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)を引いた値(応力差)を、伸び率の差(0.002)で除することで算出した。
(ハードコート層の膜厚)
 製造した各実施例及び比較例のハードコートフィルムをミクロトームで切削して、断面を出し、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ製S-4300)にて、観察を行い、ハードコート層の膜厚(dHC)を算出した。
(鉛筆硬度)
 ハードコートフィルムのハードコート層側の表面の硬度を、JIS K 5600-5-4(1999)に準拠して測定した。
(繰り返し折り曲げ耐性)
 製造した各実施例及び比較例のハードコートフィルムから幅15mm、長さ150mmの試料フィルムを切り出し、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させた。その後、180°耐折度試験機((株)井元製作所製、IMC-0755型)を用いて、ハードコート層を外側(基材を内側)にして繰り返し折り曲げ耐性の試験を行った。使用した試験機は、試料フィルムを直径2mmの棒(円柱)の曲面に沿わせて曲げ角度180°で長手方向の中央部分で折り曲げた後、元に戻す(試料フィルムを広げる)という動作を1回の試験とし、この試験を繰り返し行うものである。上記180°折り曲げ試験を200回/minで繰り返し行った場合にクラックが発生しない最大回数が30万回を超えた場合をA、20万回を超え30万回以下の場合をB、10万回を超え20万回以下の場合をC、5万回を超え10万回以下の場合をD、5万回以下をEと表記した。なお、クラックの発生の有無は光学顕微鏡で評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
 表1に示したとおり、実施例1~9のハードコートフィルムは、E’(0.4)HC×dHCが8000MPa・μm以上であり、かつ、E’(4)HC×dHCが4000MPa・μm以下であり、硬度及び繰り返し折り曲げ耐性に優れていた。E’(0.4)HCは、伸び率が0.4%のときのハードコート層の弾性率であり、E’(4)HCは、伸び率が4%のときのハードコート層の弾性率であり、dHCは、ハードコート層の膜厚である。
 これに対して、比較例1~3は、E’(4)HC×dHCが4000MPa・μmを超えており、繰り返し折り曲げ耐性が実施例1~9の結果よりも劣っていた。
 また、比較例4~5は、E’(0.4)HC×dHCが8000MPa・μm未満であり、硬度が実施例1~9の結果よりも劣っていた。
[実施例10]
(耐擦傷層形成用組成物SR-1)
 下記に記載の組成で各成分をミキシングタンクに投入、攪拌し、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して耐擦傷層形成用組成物SR-1とした。
 A-TMMT         26.2質量部
 DPCA-30         7.1質量部
 イルガキュア127       1.0質量部
 導電性化合物A         3.2質量部
 RS-90           3.5質量部
 メチルエチルケトン      50.4質量部
 なお、耐擦傷層形成用組成物中に用いた化合物は以下のとおりである。
 A-TMMT:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業社製)
 DPCA-30:KAYARAD DPCA-30
 RS-90:滑り剤、DIC(株)製(固形分濃度10%)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(導電性化合物Aの合成方法)
 攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた500ミリリットル三口フラスコに、エタノール58.25gを仕込んで、70℃まで昇温した。次いで、トリメチル-2-メタクロイルオキシエチルアンモニウムクロリド (80%水溶液)62.14g(299.18ミリモル)、シクロヘキシルメタクリレート20.00g(118.88ミリモル)、ブレンマーPSE1300(日油(株)社製)30.00g(18.07ミリモル)、エタノール167.90g、及びアゾビスイソブチロニトリル24.50gからなる混合溶液を、3時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、アゾビスイソブチロニトリル0.40gおよびエタノール19.10gの混合溶液を添加し、さらに3時間攪拌を続けた後、78.5℃まで昇温しさらに8時間撹拌を続け、ポリマーエタノール溶液360.00g(固形分濃度28%)を得た。
(ハードコートフィルムの製造)
 厚さ30μmのポリイミド基材S-1上に上記ハードコート層形成用組成物HC-1におけるポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-1)に代えてポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-6)を用いたハードコート層形成用組成物をワイヤーバー#12を用いて、硬化後の膜厚が4.7μmとなるようにバー塗布し、基材上にハードコート層塗膜を設けた。
 次いで、ハードコート層塗膜を120℃で1分間乾燥した後、25℃、酸素濃度100ppm(parts per million)の条件にて空冷水銀ランプを用いて、照度18mW/cm、照射量19mJ/cmの紫外線を照射した。このようにしてハードコート層塗膜を半硬化した。
 その後、半硬化されたハードコート層塗膜上に、耐擦傷層形成用組成物SR-1をダイコーターを用いて、硬化後の膜厚が0.8μmとなるように塗布した。
 次いで、得られた積層体を120℃で1分間乾燥した後、25℃、酸素濃度100ppm、照度60mW/cm、照射量600mJ/cmの紫外線を照射し、さらに100℃、酸素濃度100ppmの条件にて空冷水銀ランプを用いて、照度60mW/cm、照射量600mJ/cmの紫外線を照射することで、ハードコート層塗膜及び耐擦傷層塗膜を完全硬化させ、耐擦傷層付きハードコート層を形成した。
[比較例6]
 ハードコート層の素材として、ポリオルガノシルセスキオキサン(SQ2-6)に代えて(r-3)を用い、ハードコート層の膜厚を5.8μmに、耐擦傷層の膜厚を0.9μmに変更した以外は実施例10と同様にして、比較例6のハードコートフィルムを製造した。
(引張り弾性率)
 製造した実施例10及び比較例6のハードコートフィルム、及びハードコートフィルムに使用した基材から、幅10mm、長さ120mmの試料(試験片)を切り出し、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させた。その後、TENSILON RTF-1210(株式会社エー・アンド・デイ)にて、引張り速度5mm/秒、チャック間距離100mmの条件で引っ張り、伸びと荷重の関係を測定した。
 ハードコートフィルムの各伸び時の荷重と基材のみの伸び時の荷重の差から耐擦傷層付きハードコート層のみにかかる荷重を算出した。
 伸び率が0.4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率(E’(0.4)RHC)は、前述の(7)、(8)、(9)の手順で求めた。
 伸び率が4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率(E’(4)RHC)は、前述の(10)、(11)、(12)の手順で求めた。
 伸び率が0.4%のときの基材の弾性率(E’(0.4)S)は、伸び率0.4%のときの応力(荷重÷断面積)から伸び率0.2%のときの応力(荷重÷断面積)を引いた値(応力差)を、伸び率の差(0.002)で除することで算出した。
(耐擦層付きハードコート層の膜厚)
 製造した実施例10及び比較例6のハードコートフィルムをミクロトームで切削して、断面を出し、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ製S-4300)にて、観察を行い、耐擦傷層付きハードコート層の膜厚(dRHC)を算出した。
(鉛筆硬度)
 ハードコートフィルムの耐擦傷層付きハードコート層側の表面の硬度を、JIS K 5600-5-4(1999)に準拠して測定した。
(繰り返し折り曲げ耐性)
 製造した実施例10及び比較例6のハードコートフィルムから幅15mm、長さ150mmの試料フィルムを切り出し、温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させた。その後、180°耐折度試験機((株)井元製作所製、IMC-0755型)を用いて、耐擦傷層付きハードコート層を外側(基材を内側)にして繰り返し折り曲げ耐性の試験を行った。使用した試験機は、試料フィルムを直径2mmの棒(円柱)の曲面に沿わせて曲げ角度180°で長手方向の中央部分で折り曲げた後、元に戻す(試料フィルムを広げる)という動作を1回の試験とし、この試験を繰り返し行うものである。上記180°折り曲げ試験を200回/minで繰り返し行った場合にクラックが発生しない最大回数が30万回を超えた場合をA、20万回を超え30万回以下の場合をB、10万回を超え20万回以下の場合をC、5万回を超え10万回以下の場合をD、5万回以下をEと表記した。なお、クラックの発生の有無は光学顕微鏡で評価した。
(耐擦傷性)
 製造した実施例10及び比較例6のハードコートフィルムの耐擦傷層の表面を、ラビングテスターを用いて、以下の条件で擦り試験を行うことで、耐擦傷性の指標とした。
 評価環境条件:25℃、相対湿度60%
 こすり材:スチールウール(日本スチールウール(株)製、グレードNo.#0000番)
 試料と接触するテスターのこすり先端部(2cm×2cm)に巻いて、バンド固定
 移動距離(片道):13cm
 擦り速度:13cm/秒
 荷重:1kg/cm
 先端部接触面積:2cm×2cm
 擦り回数:往復10回、往復100回、往復1000回
 試験後のハードコートフィルムの擦った面(耐擦傷層の表面)とは逆側の面(基材の表面)に油性黒インキを塗り、反射光で目視観察して、スチールウールと接触していた部分に傷が生じたときの擦り回数を計測し評価した。
 A:往復1000回擦った場合に傷が生じない
 B:往復100回擦った場合に傷が生じないが、往復1000回擦った場合に傷が生じる
 C:往復10回擦った場合に傷が生じないが、往復100回擦った場合に傷が生じる
 D:往復10回擦った場合に傷が生じる
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
 表2に示したとおり、実施例10のハードコートフィルムは、E’(0.4)RHC×dRHCが8000MPa・μm以上であり、かつ、E’(4)RHC×dRHCが4000MPa・μm以下であり、硬度及び繰り返し折り曲げ耐性に優れ、かつ耐擦傷性にも優れていた。E’(0.4)RHCは、伸び率が0.4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、E’ (4)RHCは、伸び率が4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、dRHCは、耐擦傷層付きハードコート層の膜厚である。
 これに対して、比較例6は、E’(4)RHC×dRHCが4000MPa・μmを超えており、硬度及び繰り返し折り曲げ耐性が実施例10の結果よりも劣っていた。
 本発明によれば、硬度及び繰り返し折り曲げ耐性に優れたハードコートフィルム、上記ハードコートフィルムを備えた物品、並びに画像表示装置を提供することができる。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2019年5月17日出願の日本特許出願(特願2019-093793)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 
 

Claims (14)

  1.  基材と、ハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、
     下記式(i)及び(ii)を満たす、ハードコートフィルム。
     (i) E’(0.4)HC×dHC≧8000MPa・μm
     (ii) E’(4)HC×dHC≦4000MPa・μm
     ただし、
     E’(0.4)HCは、伸び率が0.4%のときのハードコート層の弾性率であり、
     E’(4)HCは、伸び率が4%のときのハードコート層の弾性率であり、
     dHCは、ハードコート層の膜厚である。
  2.  基材と、耐擦傷層付きハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、
     前記耐擦傷層付きハードコート層は、ハードコート層及び耐擦傷層を有し、前記耐擦傷層よりも前記ハードコート層が前記基材側に存在し、
     下記式(iii)及び(iv)を満たす、ハードコートフィルム。
     (iii) E’(0.4)RHC×dRHC≧8000MPa・μm
     (iv) E’(4)RHC×dRHC≦4000MPa・μm
     ただし、
     E’(0.4)RHCは、伸び率が0.4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、
     E’(4)RHCは、伸び率が4%のときの耐擦傷層付きハードコート層の弾性率であり、
     dRHCは、耐擦傷層付きハードコート層の膜厚である。
  3.  前記基材が、下記式(vi)を満たす、請求項1又は2に記載のハードコートフィルム。
     (vi) 100000MPa・μm≦E’(0.4)S×dS≦520000MPa・μm
     ただし、
     E’(0.4)Sは、伸び率が0.4%のときの基材の弾性率であり、
     dSは、基材の膜厚である。
  4.  前記ハードコート層が、ポリオルガノシルセスキオキサンを含むハードコート層形成用組成物の硬化物を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  5.  前記ポリオルガノシルセスキオキサンが、水素結合を形成し得る水素原子を含む基を有する構成単位(S1)と、前記構成単位(S1)とは別の、架橋性基を有する構成単位(S2)とを含有する、請求項4に記載のハードコートフィルム。
  6.  前記構成単位(S1)が有する水素結合を形成し得る水素原子を含む基が、アミド基、ウレタン基及びウレア基から選ばれる少なくとも1つの基である、請求項5に記載のハードコートフィルム。
  7.  前記構成単位(S1)が、(メタ)アクリロイルオキシ基又は(メタ)アクリルアミド基を有する、請求項5又は6に記載のハードコートフィルム。
  8.  前記構成単位(S2)が有する架橋性基が、(メタ)アクリルアミド基である請求項5~7のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  9.  前記ポリオルガノシルセスキオキサンの重量平均分子量が10000~1000000である、請求項5~8のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  10.  前記ハードコート層の膜厚が2~14μmである、請求項1~9のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  11.  前記基材の膜厚が15~80μmである、請求項1~10のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  12.  前記基材は、イミド系ポリマー及びアラミド系ポリマーから選ばれる少なくとも1種のポリマーを含有する、請求項1~11のいずれか1項に記載のハードコートフィルム。
  13.  請求項1~12のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを備えた物品。
  14.  請求項1~12のいずれか1項に記載のハードコートフィルムを表面保護フィルムとして備えた画像表示装置。
     
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