JP2006130667A - 帯電防止性ハードコートフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等の表示装置に用いられ、それらの帯電防止によるホコリ付着防止、表面保護、及び視認性向上の為に用いられる帯電防止性に優れたハードコートフィルムを提供する。
【解決手段】 本発明の帯電防止性ハードコートフィルムは、プラスチックフィルム基材の少なくとも片面に、平均一次粒径が１から１０ｎｍの金属酸化物粒子（Ａ）と２０から５０ｎｍの金属酸化物粒子（Ｂ）の割合がＡ／Ｂ＝１０／９０〜３０／７０で分散されている帯電防止性ハードコート層を成膜して得られる帯電防止性ハードコートフィルムである。

Description

本発明は、陰極線管（以下ＣＲＴと略す）、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと略す）、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと略す）等の表示装置に好適に用いられ、それらの帯電防止によるホコリ付着防止、表面保護、及び視認性向上の為に好適に用いられる帯電防止性に優れたハードコートフィルムに関するものである。

従来、ガラス製のＣＲＴ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等の表示装置には、破損したときの飛散防止あるいはガラス表面の光学的性質の改善等の目的のために、プラスチックフィルムを貼り合わせることが行なわれている。そして該プラスチックフィルムには、一般に、その表面を保護するためにハードコート層が設けられている（特許文献１参照）。

このハードコート層の帯電防止機能は、例えば金属酸化物などの蒸着で透明性が高い導電性薄膜を形成し、静電気による粉塵付着を高いレベルで防止することはできるが、蒸着工程は生産性が劣る等の理由からコストが高く、しかも耐擦傷性が十分でないという問題があった。

また、ハードコート層として、例えば一般に紫外線硬化型樹脂組成塗膜が知られているが、これに帯電防止性を付与する手法としては、無機系導電性粒子を分散したり、界面活性剤等の帯電防止剤を混合したりする手法が知られている。

しかしながら、無機粒子分散型の場合、優れた帯電防止性能付与つまり表面抵抗値を下げるために粒子の添加量を増やすと帯電防止層の屈折率が上がり表面の反射強度が大きくなり視認性に劣る。また粒子の添加量を減らしても表面抵抗値を下げるために塗膜厚みを大きくする必要がありコスト的に不利となる。一方、界面活性剤による場合、その導電形態はイオン導電性となるため表面抵抗値の湿度依存性が大きくなる問題がある。

さらに、塗膜を多層化した設計を考えた場合、最表層に、優れた帯電防止性能を発揮できる量の無機粒子を添加した層を設けた場合、やはり屈折率が上がり表面の反射強度が大きくなってしまう欠点があるため、逆に下層に目的とする表面抵抗値より低い層を設け、その上層に目的とする表面抵抗値より高い層を設けて２層で目的の表面抵抗値を得る方法がある。しかしこの場合２層とも帯電防止層とするため、コスト的に不利となる。
特開２０００−９４５９０号公報

上記したように、従来のハードコート層付のプラスチックフィルムは、十分な帯電防止機能が得られないか、得られても視認性に劣ったり、コストが高く、耐擦傷性がない等の問題があった。

本発明の目的はガラス並の視感反射率を有し、優れた帯電防止性能とハードコート性能及び高透明な帯電防止性ハードコートフィルムを経済的に有利に提供することにある。

本発明の帯電防止性ハードコートフィルムは、プラスチックフィルム基材の少なくとも片面に、平均一次粒径が１から１０ｎｍの金属酸化物粒子（Ａ）と２０から５０ｎｍの金属酸化物粒子（Ｂ）の割合がＡ／Ｂ＝１０／９０〜３０／７０である帯電防止性ハードコート層を積層した帯電防止性ハードコートフィルムである。

本発明による帯電防止性ハードコートフィルムは、ガラス並の視感反射率を有し、優れた帯電防止性能とハードコート性及び低ヘイズを達成する。

本発明におけるプラスチックフィルムの材質としては、特に制限はないが、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリカボーネートフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム等が挙げられ、好ましくはポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）フィルムが好適に使用される。

本発明におけるプラスチックフィルムは、透明であることが、好ましい。

本発明におけるプラスチックフィルムの厚さは、通常２５μｍ以上２５０μｍ以下であり、好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。

本発明におけるプラスチックフィルムとして、特に芳香族ポリエステルフィルムを使用する場合においては、ハードコート層との密着性を向上させることを目的に、アンカーコート処理したフィルムが好適に使用される。アンカーコート剤としては、脂肪族ポリエステル、脂環族ポリエステル、アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリエチレンイミン、シランカップリング剤、あるいはこれらの混合物や共重合体等を挙げることができる。アンカーコート層の厚みとしては０．０５〜１．０μｍの範囲が好ましい。０．０５μｍより薄いと十分な接着性が得られ難く、また、１．０μｍより厚いと接着性の効果は飽和する。該易接着層は、透明プラスチックフィルム基材を製造した後成膜しても良いし、透明プラスチックフィルム基材の製造時にインラインで成膜しても良い。

本発明における帯電防止性ハードコート層は、ハードコート性と帯電防止性を兼ね備える。帯電防止性コーティング層は、好ましくは、金属酸化物が添加された紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂等で構成され、より好ましくは、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、カチオン重合紫外線硬化エポキシ樹脂、シリコーンアクリレート、熱硬化シリコーン樹脂などの樹脂が好適に用いられる。本発明では、ハードコート層は、特に紫外線硬化型樹脂が好適に使用される。

本発明において、ハードコート性とは、ハードコート面について鉛筆硬度試験などによる押し込みに対し、高剛性であるか、又は復元により押し込み跡が目視判断不可能なレベルであることをいう。リコート性とは、ハードコート層の上に、帯電防止性ハードコート層のような別の層を塗布する際にハジいて塗布できなかったり、あるいは塗布できたとしてもハードコート層との界面密着性が不十分となり耐擦傷性が悪いものとなることである。ハードコート性があるとは、好ましくは、鉛筆硬度３Ｈ以上あることをいう。

本発明における帯電防止性ハードコート層中の金属酸化物粒子としては、導電性を有する金属酸化物の粒子であれば、使用可能であるが、亜鉛含有酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、スズ含有酸化インジウム、アンチモン含有酸化スズ、アルミニウム含有酸化亜鉛が、透明性と導電性の点で好適に用いられる。

本発明における金属酸化物は、粒子形状で添加され、平均一次粒径が１から１０ｎｍの金属酸化物粒子（Ａ）と２０から５０ｎｍの金属酸化物粒子（Ｂ）の割合が、Ａ／Ｂ＝１０／９０〜３０／７０であることが必須である。平均一次粒径が１から１０ｎｍの金属酸化物粒子（Ａ）と２０から５０ｎｍの金属酸化物粒子（Ｂ）が含まれない場合、表面抵抗値とヘイズの高いレベルでの両立は難しい。一方、金属酸化物（Ａ）の平均一次粒径が１ｎｍ以下となると、ヘイズ値は良好であるが表面抵抗値が低くなり、金属酸化物（Ｂ）の平均一次粒径が５０ｎｍ以上の場合には、逆にヘイズ値が大きくなる。また、金属酸化物（Ａ）の平均一次粒径が１０ｎｍ以上、及び、金属酸化物（Ｂ）の平均一次粒径が２０ｎｍ以下の場合は、混合したときの効果が不十分となる。

また、平均一次粒径が１から１０ｎｍの金属酸化物粒子（Ａ）と２０から５０ｎｍの金属酸化物粒子（Ｂ）の割合は、好ましくは、Ａ／Ｂ＝２０％〜８０％であり、より好ましくは、Ａ／Ｂ＝３０％〜６０％である。Ａ／Ｂ＝２０％未満では、帯電防止性は不十分であり、一方、Ａ／Ｂ＝８０％を超えるとヘイズが高くなったり、コスト面で不利となる。

本発明における帯電防止性ハードコート層の厚さは、好ましくは、２μｍ以上８μｍ以下であり、より好ましくは、２μｍ以上５μｍ以下である。２μｍ未満では、帯電防止性が不十分であり、一方、８μｍを超えるとフィルムがカールしやすくなり好ましくない。

本発明におけるハードコート層の表面固有抵抗値は、帯電防止性を発揮するためには、１０^１０Ω／□以下が好ましい。

また、本発明において帯電防止性ハードコート層は、鉛筆硬度３Ｈ以上あることが好ましく、より好ましくは４Ｈ以上である。鉛筆硬度が３Ｈに満たない場合には、傷が付きやすい点で表示装置の保護用フィルムとしては実用性に劣るものとなる場合がある。

本発明の帯電防止性ハードコートフィルムにおけるハードコート層は、一層でもよいが、好ましくは、帯電防止性ハードコート層を最表層とし、下層に複数のハードコート層を設ける。以下、下層に設けられるハードコート層をハードコート層２、最表層のハードコート層をハードコート層１と記載する。

本発明の帯電防止性ハードコートフィルムにおいて、下層に設けられるハードコート層２は、好ましくは、ハードコート性とリコート性を兼ね備える。

ハードコート層２は、好ましくは、樹脂成分としては紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂等が挙げられ、具体的にはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート，カチオン重合紫外線硬化エポキシ樹脂、シリコーンアクリレート、熱硬化シリコーン樹脂などの樹脂を挙げることができる。ポリエステルアクリレートは、ポリエステル系ポリオールのオリゴマーのアクリレート又はメタアクリレートあるいはその混合物から構成される。ウレタンアクリレートは、ポリオール化合物とジイソシアネート化合物からなるオリゴマーをアクリレート化したものから構成される。エポキシアクリレートは、エポキシ系のオリゴマーをアクリレート化したものからなる。カチオン重合紫外線硬化エポキシ樹脂は、エポキシ基などの反応性の官能基を有する樹脂から構成される。シリコーンアクリレートは、シリコーン系オリゴマーのアクリレート又はメタアクリレートオリゴマーから構成される。熱硬化シリコーン樹脂は、熱によりシリコーンが硬化する。

特に、本発明においては、ハードコート層２は、紫外線硬化型樹脂が好適に使用される。

本発明において、ハードコート性を高める目的で、ハードコート層２には、無機粒子あるいは有機粒子を添加することができる。添加する無機粒子としては、シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、アルミナゾル、カオリン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等を代表的なものとして用いることができる。また、有機粒子としては、アクリル系、スチレン系、オレフィン系、イミド系などを用いることができる。これらの粒子は、平均粒径が好ましくは０．０１μｍ以上５μｍ以下であり、より好ましくは０．０５μｍ以上２μｍ以下である。０．０１μｍ未満では、効果が十分ではなく、５μｍを超えるとヘイズが高くなり、透明性を著しく損なうため好ましくない。

また、該ハードコート層２には、その上に帯電防止性ハードコート層１を積層するため、いわゆるレベリング剤の添加は好ましくない。レベリング剤添加により帯電防止ハードコート層のハジキ等の外観不良や密着を阻害するためであり、また、レベリング剤を用いないことにより一層優れた耐擦傷性を発現することが可能となる。レベリング剤としては、シリコーンオイル、フッ素化ポリオレフィンやポリアクリル酸エステルなどの表面張力を低下させる化合物が挙げられる。

本発明におけるハードコート層２の厚さは、２μｍ以上２０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以上１０μｍ以下である。

本発明の帯電防止性ハードコートフィルムは、好ましくは、光線透過率が７０％以上であり、ヘイズは２％以下が好ましい。そのために、本発明で使用するプラスチックフィルム基材、ハードコート層および帯電防止性ハードコート層は透明であることが望ましい。また、ディスプレイ等の表示装置に用いられるため、粘着層を含めた光線透過率は４０％以上であることが好ましい。

本発明の帯電防止性ハードコートフィルムは、好ましくは、ＣＲＴ等ディスプレイ表面に貼付するためのフィルムであり、好ましくは、前記ハードコート層２および帯電防止性ハードコート層１の反対側には、粘着層が形成される。粘着層４は、透明性がよく初期粘着強度１００〜２０００ｇ／２５ｍｍ幅のもので再剥離性があればよく、必要に応じて、紫外線吸収剤、選択性光吸収剤、近赤外線吸収剤を適宜加えてもよい。

以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、各例に先立ち、以下の実施例でもちいた各特性の測定方法について説明する。

（１）鉛筆硬度
ＪＩＳＫ５４００に定める塗膜用鉛筆引っ掻き試験機（ヘイドン製）を用い、同じくＪＩＳＫ５４００に定める評価方法により、１０ｍｍの長さで三菱製鉛筆硬度測定用３Ｈの鉛筆を用い、１０ｍｍの長さで５回線を引き、目視判断で傷の入らない本数を数える。

（２）表面抵抗値（単位：Ω／□）
ＪＩＳＫ６９１１に定める評価方法に従って、三菱油化製「ハイレスター」を用いて、測定する。

（３）クロスカットテープテスト
ＪＩＳＫ５４００による１．５ｍｍ碁盤目クロスカットし、ニチバンＮｏ．４０５テープを貼り、９０度剥離法により表面の剥がれを調べ、剥離後の塗膜の数を数えた。

（４）光線透過率（単位：％）
ＪＩＳＫ７１３６に定める全光線透過率計（日本電色工業（株）製 ＮＤＨ−２０００）を用いて測定する。

（５）ヘイズ（単位：％）
ＪＩＳＫ７１３６に定める全光線透過率計（日本電色工業（株）製 ＮＤＨ−２０００）を用いて測定する。

（６）視感反射率（単位：％）
ＪＩＳＫ７１０５に定める分光光度計計（島津製作所（株）製 ＵＶ−３１００ＰＣ）を用いて測定する。

（７）外観
目視判断し、帯電防止性ハードコート層１を塗布し、ハードコート層２の表面が確認できるレベルをハジキとし、塗布できたとしても蛍光灯で反射しスジがなければ良好とした。

実施例１
異なる粒子分布の導電性粒子を用いた帯電防止性ハードコートフィルムの製造例
厚み１８８μｍポリエステルフィルムＡ４３００（東洋紡（株）製）の一方の面に、レベリング剤を添加しない紫外線硬化型アクリル樹脂ハードコート剤を塗工・乾燥した後、紫外線を照射することにより５μｍハードコート層１を形成した。次いで、このハードコート層の上に、平均一次粒径が５ｎｍの粒子（Ａ）と３０ｎｍの粒子（Ｂ）の割合がＡ／Ｂ＝２０／８０で分散された亜鉛含有酸化アンチモンを、固形分換算で３０％添加した紫外線硬化型アクリル樹脂ハードコート剤を塗工・乾燥した後、紫外線を照射することにより３μｍの透明導電性ハードコート層２を形成すると同時に下層のハードコート塗膜層を完全に硬化させ、実施例１の帯電防止性ハードコートフィルムを得た。

実施例２
ハードコート層２がフィラーを含有した帯電防止性ハードコートフィルムの製造例
レベリング剤を添加せず、かつ平均粒子径０．０８μｍのシリカ粒子を３０％含有したフィラー含有ハードコート剤を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の帯電防止性ハードコートフィルムを得た。

実施例３
帯電防止性ハードコート層１に金属酸化物粒子としてスズ含有酸化インジウムを分散した帯電防止性ハードコートフィルムの製造例
導電性を有する金属酸化物粒子として、平均一次粒径が６ｎｍの粒子（Ａ）と３５ｎｍの粒子（Ｂ）の割合がＡ／Ｂ＝２５／７５で分散されたスズ含有酸化インジウムを、固形分換算で３０％添加したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の帯電防止性ハードコートフィルムを得た。

比較例１
単一分布（小粒子径）の導電性粒子を用いた帯電防止性ハードコートフィルムの製造例
平均一次粒径が１０ｎｍの亜鉛含有酸化アンチモンを３０％添加した紫外線硬化型アクリル樹脂ハードコート剤を塗工・乾燥した後、紫外線を照射することにより３μｍの透明導電性ハードコート層２を形成したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の帯電防止性ハードコートフィルムを得た。

比較例２
単一分布（大粒子径）の導電性粒子を用いた帯電防止性ハードコートフィルムの製造例
平均一次粒径が４０ｎｍの亜鉛含有酸化アンチモンを３０％添加した紫外線硬化型アクリル樹脂ハードコート剤を塗工・乾燥した後、紫外線を照射することにより３μｍの透明導電性ハードコート層２を形成したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の帯電防止性ハードコートフィルムを得た。

比較例３
単層の帯電防止性ハードコートフィルムの製造例
厚み１８８μｍポリエステルフィルムＡ４３００（東洋紡（株）製）の一方の面に、平均一次粒径が５ｎｍの粒子（Ａ）と３０ｎｍの粒子（Ｂ）の割合がＡ／Ｂ＝２０／８０で分散されてある亜鉛含有酸化アンチモンを３０％添加した紫外線硬化型アクリル樹脂ハードコート剤を塗工・乾燥した後、紫外線を照射することにより８μｍの透明導電性ハードコート塗膜層を形成させ、比較例４の帯電防止性ハードコートフィルムを得た。

上記実施例１、２、３及び比較例１、２、３の各帯電防止性ハードコートフィルムについての鉛筆硬度、表面抵抗値、クロスカットテープテスト、光線透過率、ヘイズ、外観を下記の表１に示す。

表１に示されるように、実施例１、２、３の結果に対して、比較例１は表面抵抗値が１０^１０Ω／□オーダーとなり、比較例２はヘイズが２．０％以上となった。比較例３は線透過率が低く、透明性が損なわれる結果であった。

Claims (5)

1. プラスチックフィルム基材の少なくとも片面に、平均一次粒径が１から１０ｎｍの金属酸化物粒子（Ａ）と２０から５０ｎｍの金属酸化物粒子（Ｂ）の割合がＡ／Ｂ＝１０／９０〜３０／７０である帯電防止性ハードコート層を積層した帯電防止性ハードコートフィルム。
2. 帯電防止性ハードコート層を最表層とし、下層に複数のハードコート層を設けた請求項１記載の帯電防止性ハードコートフィルム。
3. 金属酸化物粒子が、亜鉛含有酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、スズ含有酸化インジウム、アンチモン含有酸化スズ、アルミニウム含有酸化亜鉛である請求項１または２記載の帯電防止性ハードコートフィルム。
4. ハードコート層の表面固有抵抗値が、１０^１０Ω／□以下である請求項１から３項のいずれかに記載の帯電防止性ハードコートフィルム。
5. 光線透過率が７０％以上あり、かつ、ヘイズが２％以下である請求項１から４項のいずれかに記載の帯電防止性ハードコートフィルム。