JP2011126158A - 成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルム - Google Patents

成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルム Download PDF

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Abstract

【課題】ハードコート層との高温高湿下での密着性に優れる成型用ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】共重合成分を有するポリエステルフィルムの少なくとも片面に、実質的にカルボン酸基を有さないポリエステル樹脂と架橋剤とを含有する接着性改質層を有する成型用ポリエステルフィルムであって、前記架橋剤が、カルボジイミド化合物、および/または、オキサゾリン基を有する樹脂である、成型用ポリエステルフィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムに関する。部材、成型体などの前面に装着してハードコート層との高温高湿下での密着性に優れる成型用ポリエステルフィルムおよびそれを用いた成型用ハードコートフィルムに関する。
従来、成型用フィルムとしては、ポリ塩化ビニルフィルムが代表的である。しかし、近年の耐環境性のニーズにより、環境負荷が小さいポリエステル、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂よるなるフィルムが使用されている。中でも、共重合ポリエステルを含むポリエステルフィルムは低い温度や低い圧力下での成型性に優れた特性を有する(特許文献1)。
例えば、家電、自動車の銘板用または建材用部材など、成型用フィルムを外部に触れる位置に装着する場合、キズつき防止のため、成型用フィルムの表面硬度を補い、耐擦傷性を向上させる目的で、表面にハードコート層を設けることが行われる。また、基材のポリエステルフィルムとハードコート層との密着性を向上させるために、これらの中間層として易接性を有する接着性改質層を設ける場合が多い。
例えば、基材のポリエステルフィルムの表面に、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、アクリルグラフトポリエステルなどの各種樹脂を主たる構成成分とする接着性改質層を設けることにより、に易接着性を付与する方法が一般的に知られている。
近年、ハードコートフィルムを部材とする携帯用機器などは、屋内、屋外を問わず種々の環境で用いられる。特に、携帯用機器では、浴室、高温多湿地域などにも耐えうる耐湿熱性が要求される場合がある。このような用途に使用される場合、高温高湿下でも層間剥離がおきないような高い密着性が求められる。そのため下記特許文献では、塗布液に架橋剤を添加し、インラインコート法による接着性改質層形成時に接着性改質層樹脂中に架橋構造を形成させることで、耐湿熱性を付与した易接着性熱可塑性樹脂フィルムが開示されている(特許文献1〜4)。
一方、熱可塑性樹脂フィルムは絶縁性であるため、帯電による塵埃の付着やハンドリング性の悪化の問題がある。このため、従来から二軸配向熱可塑性樹脂フィルム表面に種々の方法で帯電防止性を付与する方法が提案されてきた。
例えば、特許文献5、6では、基材の熱可塑性樹脂フィルムの表面にイオン導電性の帯電防止剤を含有する塗布層を設けることにより、基材フィルムに帯電防止性を付与する方法が提案されている。しかしながら、これらの方法は、空気中の水分の吸着に依存する導電メカニズムのため、湿度依存性が大きい。帯電防止層に機能層を設けた場合、十分な帯電防止性能を得られない。
また、特許文献7、8では、湿度依存性のない導電性高分子を含有する塗布層を設けることが提案されている。しかしながら、十分な帯電防止性能は有するものの、高温高湿下で十分な密着性を得るには至っていない。
特開2000−141574号公報 特許第3737738号公報 特許第3900191号公報 特開2007−253512号公報 特開昭60−141525号公報 特開昭61−204240号公報 特許第3966171号公報 特開2006−294532号公報
地球環境負荷の低減のため家電製品などで、従来以上の長寿命化が期待されている。そのため、部材として用いられる成形用ポリエステルフィルムにおいても、高温高湿下でも長期間、密着性を保持することが必要であると考えられた。しかしながら、上記特許文献に開示されるような接着性改質層は、当初は良好な密着性を示すものの、高温高湿下の長期間の使用においては密着強度の低下は避けられないものであった。このような密着性の低下のため、初期性能が長期間維持しないという問題があった。
本発明は上記課題に鑑み、従来避けられないと考えられてきた高温高湿下での塗布層の劣化、換言すれば高温高湿下における密着性の低下をほとんど引き起こさない成型用ポリエステルフィルムを提供するものである。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂とπ電子共役系導電性高分子を含む塗布層を用いることにより、十分な帯電防止性能を有した状態で、高温高湿下で密着性が向上するという従来の技術常識を覆す事実を見出し、本発明に至ったものである。上記特許文献にもあるように、これまでの技術常識では塗布層の密着性を向上させるために、架橋剤とそれに反応しうる官能基を有する樹脂と混合し、塗布層形成時に高度に架橋構造を形成させることが望ましいと考えられてきた。しかしながら、本発明は、カルボジイミド基および/またはオキサゾリン基と反応する官能基であるカルボン酸基を実質的に有さないポリエステル樹脂を用いることで、高温高湿下で密着性が向上するという、従来技術に反する新しい技術思想に基づく易接着フィルムである。
前記の課題は、以下の解決手段により達成することができる。
(1)共重合成分を有するポリエステルフィルムの少なくとも片面に、実質的にカルボン酸基を有さないポリエステル樹脂と架橋剤を含有する接着性改質層を有する成型用ポリエステルフィルムであって、前記架橋剤が、カルボジイミド化合物、および/または、オキサゾリン基を有する樹脂である、成型用ポリエステルフィルム。
(2)前記接着性改質層がさらにπ電子共役系導電性高分子を含有する前記成型用ポリエステルフィルム。
(3)前記π電子共役系導電性高分子が、チオフェンまたはチオフェン誘導体を繰り返し単位とする前記成型用ポリエステルフィルム。
(4)前記ポリエステル樹脂が下記式(1)で表されるジカルボン酸成分および/または下記式(2)で表されるジオール成分を含む前記成型用ポリエステルフィルム。
(1)HOOC−(CH2n−COOH (式中、nは4≦n≦10の整数)
(2)HO−(CH2n−OH (式中、nは4≦n≦10の整数)
(5)前記ポリエステル樹脂の酸成分としてナフタレンジカルボン酸を含む成型用ポリエステルフィルム。
(6)成型用ポリエステルフィルムの前記接着性改質層面に塗布液を塗布硬化させてなるハードコート層を有する前記成型用ハードコートフィルム。
(7)前記塗布液が、3以上の官能基を有する電離放射線硬化型化合物と、1および/または2官能の電離放射線硬化型化合物とを少なくとも含み、前記塗布液に含まれる電離放射線硬化型化合物中の1および/または2官能の電離放射線硬化型化合物の含有量が5質量%以上95質量%以下である前記成型用ハードコートフィルム。
(8)前記ハードコート層中に平均粒子径10nm以上300nm以下の粒子を含み、前記粒子のハードコート層中の含有量が5質量%以上70質量%以下である前記成型用ハードコートフィルム。
(9)前記塗布液に含まれる電離放射線硬化化合物の少なくとも1種がアミノ基を有する電離放射線硬化化合物である前記成型用ハードコートフィルム。
(10)前記ハードコート層中に電離放射線硬化型シリコーン樹脂を含み、前記電離放射線硬化型シリコーン樹脂のハードコート層中の含有量が前記電離放射線硬化型化合物100質量部に対して0.15質量部以上15質量部以下である成型用ハードコートフィルム。
(11)前記成型用ハードコートフィルムを成型してなる成型体。
本発明の成型用ポリエステルフィルムは機能層との高温高湿下での密着性(耐湿熱性)に優れる。そのため、好ましい実施態様としては、上記高温、高湿処理での密着性が、当初の密着性と同等、もしくは向上する。本発明の好ましい実施態様としては、本発明の成型用ポリエステルフィルムを成型用ハードコートフィルムの基材として用いた場合、高温高湿下での成型用ハードコート層との密着性が良好である。また、本発明の好ましい実施態様においては上記効果を有しながら、さらに十分な帯電防止性能を有する。そのため、ハンドリング性や防塵性に優れる。さらに、本発明の好ましい実施態様においては、上記効果を有しながら、成型用ハードコートフィルムとして優れた表面硬度と成型時の変形に追随可能な成型性の両方の特性を高度に両立する。そのため、銘板用や建材用などの部材に好適に使用しうる。
(接着性改質層)
本発明の成型用ポリエステルフィルムには、共重合成分を有するポリエステルフィルムの少なくとも片面に、ポリエステル樹脂と、カルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂を含む接着性改質層を設けることが重要である。
従来、塗布層の耐湿熱性を向上させる点からは架橋構造を積極的に導入することが望ましいと考えられていた。しかし、本発明では接着性改質層を上記のような構成にすることにより耐湿熱性が向上することを見出した。このような構成により、高温高湿下での密着性が向上することの機序はよくわからないが、本発明者は以下のように考えている。本発明の接着性改質層には、カルボジイミド基および/またはオキサゾリン基と反応する官能基であるカルボン酸基が実質的にないため、接着性改質層形成時には未反応のカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基が接着性改質層中に残存する。一方、高温高湿下では接着性改質層中のポリエステル樹脂が加水分解を起し、エステル結合が分断され、カルボン酸基末端が発生する。ここで、未反応のカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基が、発生したカルボン酸末端と反応し、架橋を形成する。いわば、加水分解による塗布膜強度の劣化を自己修復することにより、高温高湿下での塗布膜強度劣化を防止できると考えている。
また、上記、接着性改質層中にさらにπ電子共役系導電性高分子を含有させることで、低湿度下でも安定な帯電防止性能を付与することができる。このような態様により、本発明は、十分な帯電防止性能を有した状態で、成型用ハードコート層、さらに他の機能層との高温高湿下での密着性(耐湿熱性)を向上させることができる。さらに、本発明の構成を以下に詳細する。
本発明の接着性改質層にはポリエステル樹脂を含有させる必要がある。ポリエステル樹脂を含有させることで、密着性を向上させることができる。
前記ポリエステル樹脂はカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基との反応基であるカルボン酸基が少ない方が好ましい。より好ましくは実質的にカルボン酸基を有さないものである。ここで実質的にカルボン基を有さないとは末端基以外のカルボン酸基を含有していないものである。カルボン酸基を規定する方法としては酸価の測定が挙げられるが、実質的にカルボン酸基を有さないポリエステル樹脂とは、酸価が3KOHmg/g以下であり、より好ましくは2KOHmg/g以下であり、さらに好ましくは1KOHmg/g以下のポリエステル樹脂である。
ポリエステル樹脂の数平均分子量は15000以上であることが好ましい。数平均分子量が低い場合、末端のカルボン酸基が増加するため、カルボジイミド基および/またはオキサゾリン基と反応してしまうことがある。また、加水分解が促進され、塗膜の修復が十分に行われず、高温高湿下の密着性が得られないだけでなく、基材フィルムとの密着性も低下させてしまう。また、上記数平均分子量は、20000以上がより好ましく、さらに製造可能な限り、高い方が好ましい。しかし、数平均分子量が大きくなると、塗布液への溶解性が低下する場合もあることから、上記数平均分子量は、60000以下であることが好ましい。
ポリエステル樹脂は酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、4−ナトリウムスルホナフタレン−2,7−ジカルボン酸等が挙げられる。ジオール成分としては、エチレングリコール、プロパングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。本発明のフィルムに主としてアクリル樹脂よりなるハードコート層などを設けた場合、塗布層と他層との屈折率の差により干渉縞が発生し、視認性の点で問題となる場合がある。そのため、耐湿熱性、虹彩状色彩の抑制効果を向上させることから、酸成分としてより高い屈折率が得られるナフタレンジカルボン酸を含有させることが好ましい。
また、下記式(1)のジカルボン酸成分および/または下記式(2)のジオール成分を含有させることが好ましい。ポリエステル樹脂中の下記式(1)のジカルボン酸成分および/または下記式(2)のジオール成分は10%以上が好ましく、15%以上がよりに好ましく、20%以上がさらに好ましい。また、上記ポリエステル樹脂中の下記式(1)のジカルボン酸成分および/または下記式(2)のジオール成分は70%以下が好ましく、60%以下がより好ましく、50%以下がさらに好ましい。上記上限を超える場合は、塗膜が柔軟になりすぎて、耐湿熱性が低下することがある。上記下限未満の場合は、ポリエステル樹脂の柔軟性が低下し、塗膜が硬くなりすぎ、密着性が低下することがある。
(1)HOOC−(CH2n−COOH (式中、nは4≦n≦10の整数)
(2)HO−(CH2n−OH (式中、nは4≦n≦10の整数)
ポリエステル樹脂は水、または、水溶性の有機溶剤(例えば、アルコール、アルキルセルソルブ、ケトン系、エーテル系を50質量%未満含む水溶液)または、有機溶剤(例えば、トルエン、酢酸エチル等)に対して溶解または分散したものが使用できる。
ポリエステル樹脂を水系塗液として用いる場合には、水溶性あるいは水分散性のポリエステル樹脂が用いられるが、このような水溶性化あるいは水分散化のためには、スルホン酸塩基を含む化合物や、カルボン酸塩基を含む化合物を共重合させることが好ましい。そのために、前記のジカルボン酸成分の他に、ポリエステルに水分散性を付与させるため、5−スルホイソフタル酸そのアルカリ金属塩を1〜10モル%の範囲で使用するのが好ましく、例えば、スルホテレフタル酸、5−スルホイソフタル酸、4−スルホナフタレンイソフタル酸−2,7−ジカルボン酸および5−(4−スルホフェノキシ)イソフタル酸またはそのアルカリ金属塩を挙げることができる。
ポリエステル樹脂の数平均分子量を15000以上とし、かつブロッキングを抑制する程度のガラス転移温度を有するには、ポリエステル樹脂に分岐構造を導入することが好ましい。しかしながら、分岐構造が多くなると酸価も高くなる傾向にある。そのため、本発明のポリエステル樹脂は、カルボキシル基が3個以上/1分子あるいは水酸基が3個以上/1分子有する第三成分のモル比は全ジカルボン酸成分中5.0モル%以下であることが好ましく、さらに好ましくは1.0モル%以下である。
前記ポリエステル樹脂は接着性改質層中に30質量%以上90質量%以下、またπ電子共役系導電性高分子を含有する場合は30質量%以上85質量%以下含有することが好ましい。高い密着性が求められる場合、より好ましくは40%質量%以上70質量%以下である。ポリエステル樹脂の含有量が多い場合には、高温高湿下での密着性が低下し、逆に、含有量が少ない場合には、基材フィルムとの密着性が低下する。
本発明では、密着性を向上させるためにポリエステル樹脂以外を含有させても良い。このような樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。好ましくは、カルボン酸基の含有量が少ないものである。より好ましくは、カルボン酸基を含有していないものである。カルボン酸基が多い場合は、カルボジイミド基および/またはオキサゾリン基と反応してしまい、高温高湿下でポリエステル樹脂から発生するカルボン酸基と反応するカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基が減少してしまう。
本発明では、カルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂を含有させる必要がある。
カルボジイミド化合物としては、モノカルボジイミド化合物やポリカルボジイミド化合物が挙げられる。
モノカルボジイミド化合物としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジ−6−ナフチルカルボジイミド等を挙げることができる。
ポリカルボジイミド化合物としては、従来公知の方法で製造したものを使用することができる。例えば、ジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応によりイソシアネート末端ポリカルボジイミドを合成することにより製造することができる。
ポリカルボジイミド化合物の合成原料であるジイソシアネートとしては、例えばトルイレンジイソシアネートの異性体類、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類、キシリレンジイソシアネート等の芳香族脂肪族ジイソシアネート類、イソホロンジイソシアネート及び4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジイソシアネート類、ヘキサメチレンジイソシアネート、および2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類が挙げられる。黄変の問題から、芳香族脂肪族ジイソシアネート類、脂環式ジイソシアネート類、脂肪族ジイソシアネート類が好ましい。
また、上記ジイソシアネートは、モノイソシアネート等の末端イソシアネートと反応する化合物を用いて分子を適当な重合度に制御して使用しても差し支えない。このようにポリカルボジイミドの末端を封止してその重合度を制御するためのモノイソシアネートとしては、例えばフェニルイソシアネート、トルイレンイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等が挙げられる。また、この他にも末端封止剤としてOH基、−NH2基、COOH基、SO3H基を有する化合物を使用することができる。
ジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応は、カルボジイミド化触媒の存在下に進行する。触媒としては、例えば1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドや、これらの3−ホスホレン異性体等のホスホレンオキシドなどが挙げられ、反応性の面から3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドが好ましい。なお、上記触媒の使用量は触媒量とすることができる。
上記したモノ又はポリカルボジイミド化合物は、水性塗料への配合時に均一な分散状態に保たれることが望ましく、このために適切な乳化剤を用いて乳化加工して乳濁液として使用したり、ポリカルボジイミド化合物の分子構造内に親水性のセグメントを付加して自己乳化物の形態で、あるいは自己溶解物の形態で塗料に配合することが好ましい
本発明で用いられるカルボジイミド化合物は、水分散性、水溶性が挙げられる。他の水溶性樹脂との相溶性がよく、接着性改質層の透明性や架橋反応効率を向上させることから、水溶性が好ましい。
カルボジイミド化合物を水溶性にするためには、イソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応によりイソシアネート末端ポリカルボジイミドを合成した後、更にイソシアネート基との反応性を有する官能基を持つ親水性部位を付加することにより製造することができる。
親水性部位としては、(1)ジアルキルアミノアルコールの四級アンモニウム塩やジアルキルアミノアルキルアミンの四級アンモニウム塩など、(2)反応性ヒドロキシル基を少なくとも1個有するアルキルスルホン酸塩など、(3)アルコキシ基で末端封鎖されたポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(エチレンオキサイド)とポリ(プロピレンオキサイド)との混合物などが挙げられる。カルボジイミド化合物は上記親水性部位を導入した場合は(1)カチオン性、(2)アニオン性、(3)ノニオン性となる。なかでも、他の水溶性樹脂のイオン性に関係なく、相溶できるノニオン性が好ましい。また、耐湿熱性を向上させるためにも、イオン性の親水基を導入する必要がないノニオン性が好ましい。
オキサゾリン基を有する樹脂としては、水分散性、水溶性が挙げられる。他の水溶性樹脂との相溶性がよく、塗布層の透明性や架橋反応効率を向上させることから、オキサゾリン基を有する樹脂は水溶性であることが好ましい。前記の水溶性とは、水、または水溶性の有機溶剤を50質量%未満含む水溶液、に対して溶解することを意味する。
オキサゾリン基を有する樹脂を水溶性にするために、親水性単量体を含有させるのが好ましい。親水性単量体としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸とポリエチレングリコールのモノエステル化合物等のポリエチレングリコール鎖を有する単量体、(メタ)アクリル酸2−アミノエチルおよびその塩、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、スチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。なかでも、水への溶解性の高い(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸とポリエチレングリコールのモノエステル化合物等のポリエチレングリコール鎖を有する単量体を含有していることが好ましい。
前記カルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂は接着性改質層中に5質量%以上90質量%以下、またπ電子共役系導電性高分子を含有する場合は5質量%以上50質量%以下含有することが好ましい。特に、ハードコート層のように高い密着性が求められる場合、より好ましくは10%質量%以上40質量%以下である。カルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂の含有量が多い場合には、機能層との密着性が低下し、逆に、含有量が少ない場合には、高温高湿下でポリエステル樹脂から発生するカルボン酸基と反応するカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基が減少してしまうため、塗膜の修復機能が低下し、密着性が低下してしまう。
本発明において、塗膜強度を向上させるために、接着性改質層中にカルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂とは別の架橋剤、または、架橋基を有する樹脂を含有させても良い。架橋剤としては、尿素系、エポキシ系、メラミン系、イソシアネート系、シラノール系等が挙げられる。また、架橋反応を促進させるため、触媒等を必要に応じて適宜使用される。
本発明では、安定で優れた帯電防止性を奏する保持させるため、π電子共役系導電性高分子を含有させることが好ましい。π電子共役系導電性高分子としては、その繰り返し単位が、アニリン及び/又はその誘導体、ピロール及び/又はその誘導体、イソチアナフテン及び/又はその誘導体、アセチレン及び/又はその誘導体、チオフェン及び/又はその誘導体等であることが好ましい。それらの中でも着色が少なく、高い全光線透過率が得られる点から、チオフェン及び/又はその誘導体が特に好ましい
前記チオフェン及び/又はその誘導体としては、チオフェン環の3位と4位の位置が置換された構造を有する化合物が挙げられる。上記、3位と4位の炭素原子に酸素原子が結合したものが好ましい。炭素原子に直接、水素原子や炭素原子が結合したものは、水溶性が不十分なものがある。
また、前記チオフェン及び/又はその誘導体ポリ陰イオンの存在下で重合されるものが挙げられる。ポリ陰イオンとしては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリスチレンスルホン酸などが挙げられ、ポリスチレンスルホン酸が導電性の点から好ましい。
また、高沸点溶剤を使用することで、チオフェンが溶解し、乾燥後の塗膜表層のチオフェン及び/又はその誘導体密度が高くなり、導電性を向上させることができる。高沸点溶剤としては、100度以上の沸点を有するものが好ましい。極性の高い水混和性溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、フルフラール、アセトニトリル、プロピレンカーボネート、及びテトラヒドロチオフエン−1,1−ジオキサイド(スルホラン)、糖類及びその誘導体としては、例えば、ショ糖、グルコース、フラクトース、ラクトース、ソルビトール、マンニトール、及びこれらの誘導体、アルコール類及びその誘導体としては、(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、(ポリ)グリセリン、及びこれらの誘導体があり、乾燥温度によって、最適なものが選択される。
帯電防止性を付与する場合、前記チオフェン及び/又はその誘導体は接着性改質層中に10質量%以上70質量%以下含有することが好ましい。より好ましくは、20質量%以上50質量%以下である。含有量が多い場合には、機能層との密着性が低下し、逆に、含有量が少ない場合には、十分な帯電防止性能が得られない。
本発明において、接着性改質層中に粒子を含有させることもできる。粒子は(1)シリカ、カオリナイト、タルク、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、ゼオライト、アルミナ、硫酸バリウム、カーボンブラック、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、炭酸亜鉛、二酸化チタン、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、等の無機粒子、(2)アクリルあるいはメタアクリル系、塩化ビニル系、酢酸ビニル系、ナイロン、スチレン/アクリル系、スチレン/ブタジエン系、ポリスチレン/アクリル系、ポリスチレン/イソプレン系、ポリスチレン/イソプレン系、メチルメタアクリレート/ブチルメタアクリレート系、メラミン系、ポリカーボネート系、尿素系、エポキシ系、ウレタン系、フェノール系、ジアリルフタレート系、ポリエステル系等の有機粒子が挙げられる。
前記粒子の平均粒子径は特に限定されないが、フィルムの透明性を維持する点から、前記粒子の平均粒径が1〜500nmのものが好適であり、1〜100nmであればより好ましい。なお、前記の平均粒径はコールターカウンター(ベックマン・コールター製、マルチサイザーII型)を用いて、粒子を膨潤させない溶媒に分散させて測定した平均粒径である。
前記粒子としては、平均粒径の異なる粒子を2種類以上を用いても良い。
粒子の接着性改質層中の含有量としては、0.5質量%以上20質量%以下が好ましい。少ない場合は、十分な耐ブロッキング性を得ることができない。また、対スクラッチ性が悪化してしまう。多い場合は、塗布層の透明性が悪くなるだけでなく、塗膜強度が低下する。
接着性改質層には、コート時のレベリング性の向上、コート液の脱泡を目的に界面活性剤を含有させることもできる。界面活性剤は、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などいずれのものでも構わないが、シリコン系、アセチレングリコール系又はフッ素系界面活性剤が好ましい。これらの界面活性剤は、機能層との密着性を損なわない程度の範囲で塗布層に含有させることが好ましい。
本発明において帯電防止性を付与する場合、接着性改質層の表面抵抗は、1×105〜1×1012Ω/□であることが好ましい。1×1012Ω/□より表面抵抗が低い場合には、ロール・ツウ・ロール方式を用いて機能層を設ける際に、ロールからフィルムを巻出す際の帯電(巻き出し帯電)、フィルムと金属ロールやゴムロールとの摩擦による帯電(摩擦帯電)を大幅に低減することができる。そのため、機能層を形成する塗液を塗布する前に、異物等の付着が大幅に低減する。塗布層の表面抵抗は低いほど、異物の付着量を低減できるとともに、微小な異物の付着も防止することができる。しかしながら、1×105Ω/□より表面抵抗を下げるには、コスト的な問題だけでなく、フィルムの透明性が悪化するという問題もある。
本発明の成型用ポリエステルフィルムは、ヘイズ値が2.0%以下であることが好ましく、より好ましくは1.5%以下である。このような易接着性熱可塑性樹脂フィルムは前記記載の接着性改質層中に含まれるカルボジイミド化合物および/またはオキサゾリン基を有する樹脂を水溶性にすることで他の樹脂との相溶性が向上し得られる。
接着性改質層に他の機能性を付与するために、機能層との密着性を損なわない程度の範囲で、各種の添加剤を含有させても構わない。前記添加剤としては、例えば、蛍光染料、蛍光増白剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料分散剤、抑泡剤、消泡剤、防腐剤等が挙げられる。
本発明において、ポリエステルフィルム上に接着性改質層を設ける方法としては、溶媒、粒子、樹脂を含有する接着性改質層形成用塗布液をポリエステルフィルムに塗布、乾燥する方法が挙げられる。溶媒として、トルエン等の有機溶剤、水、あるいは水と水溶性の有機溶剤の混合系が挙げられるが、好ましくは、環境問題の点から水単独あるいは水に水溶性の有機溶剤を混合したものが好ましい。
(基材ポリエステルフィルム)
(共重合ポリエステル)
本発明の基材フィルムとしては、高度な成型性を奏する点から、共重合ポリエステルを構成成分とする。ここで成型性とは、金型成型や圧空成型、真空成型などの成型加工により成型体を形成しうることをいう。具体的には成型によって局部的に伸長された部分において、部分的に高い応力が発生した際にも基材フィルムが破断せずに成型体を形成可能なフィルム応力特性を有するものである。
共重合ポリエステルとしては、(a)芳香族ジカルボン酸成分と、エチレングリコールと、分岐状脂肪族グリコール又は脂環族グリコールを含むグリコール成分から構成される共重合ポリエステル、あるいは(b)テレフタル酸及びイソフタル酸を含む芳香族ジカルボン酸成分と、エチレングリコールを含むグリコール成分から構成される共重合ポリエステルが好適である。また、ポリエステルフィルムを構成するポリエステルが、さらにグリコール成分として1,3−プロパンジオール単位または1,4−ブタンジオール単位を含むことが成型性を向上させる点から好ましい。本発明に用いられる共重合ポリエステルは、上記(a)の場合は、全グリコール成分に占めるエチレングリコールの割合が20モル%〜95モル%になるように共重合成分を添加することが好ましい。なお、前記の全グリコール成分に占めるエチレングリコールの割合の下限としては好ましくは30モル%、より好ましくは40モル%であり、上限としては好ましくは90モル%、より好ましくは80モル%、さらに好ましくは70モル%である。また、本発明に用いられる共重合ポリエステルは、上記(b)の場合は、全芳香族ジカルボン酸成分に占めるテレフタル酸の割合が50モル%〜95モル%になるように共重合成分を添加することが好ましい。なお、前記の全芳香族ジカルボン酸成分に占めるテレフタル酸の割合の下限としては好ましくは60モル%、より好ましくは70モル%であり、上限としては好ましくは90モル%である。
本発明において、フィルム原料としては、共重合ポリエステル単独、1種類以上のホモポリエステルまたは共重合ポリエステルのブレンド、またはホモポリエステルと共重合ポリエステルの組合せのいずれの方法も可能である。これらの中でも、ブレンド法が融点の低下を抑制する点から好適である。
前記の共重合ポリエステルとして、芳香族ジカルボン酸成分と、エチレングリコールと、分岐状脂肪族グリコール又は脂環族グリコールを含むグリコール成分から構成される共重合ポリエステルを用いる場合、芳香族ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸又はそれらのエステル形成性誘導体が好適であり、全ジカルボン酸成分に対するテレフタル酸および/またはナフタレンジカルボン酸成分の量は70モル%以上、好ましくは85モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、とりわけ好ましくは100モル%である。
また、分岐状脂肪族グリコールとしては、例えば、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールなどが例示される。脂環族グリコールとしては、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロールなどが例示される。
これらの中でも、ネオペンチルグリコールや1,4−シクロヘキサンジメタノールが特に好ましい。さらに、本発明においては、上記のグリコール成分に加えて1,3−プロパンジオールや1,4−ブタンジオールを共重合成分とすることが、より好ましい実施態様である。これらのグリコールを共重合成分として使用することは、前記の特性を付与するために好適であり、さらに、透明性や耐熱性にも優れ、接着性改質層との接着性を向上させる点からも好ましい。
また、前記の共重合ポリエステルとして、テレフタル酸及びイソフタル酸を含む芳香族ジカルボン酸成分と、エチレングリコールを含むグリコール成分から構成される共重合ポリエステルを用いる場合、エチレングリコールの量は全グリコール成分に対し70モル%以上、好ましくは85モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、とりわけ好ましくは100モル%である。エチレングリコール以外のグリコール成分としては、前記の分岐状脂肪族グリコールや脂環族グリコール、またはジエチレングリコールが好適である。
フィルム原料とするポリエステルは、製膜安定性の点から、固有粘度が0.50dl/g以上であることが好ましく、さらに好ましくは0.55dl/g以上、特に好ましくは0.60dl/g以上である。固有粘度が0.50dl/g未満では、成型性が低下する傾向がある。また、メルトラインに異物除去のためのフィルターを設けた場合、溶融樹脂の押出時における吐出安定性の点から、固有粘度の上限を1.0dl/gとすることが好ましい。
(共重合ポリエステルを含むポリエステルフィルム)
本発明では、共重合ポリエステル単独、若しくは1種類以上のホモポリエステルまたは共重合ポリエステルをブレンドしたポリエステル系樹脂をフィルム原料とする。本発明に用いるポリエステル系樹脂は、共重合成分を5〜50質量%含むことが好ましい。ここで、ホモポリエステルは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどがあげられる。
前記のポリエステル樹脂の融点は、耐熱性及び成型性の点から、180〜250℃であることが好ましい。使用するポリマーの種類や組成などを前記融点の範囲内に制御することにより、成型性に優れた高品位の成型品を経済的に生産することができる。ここで、融点とは、いわゆる示差走査熱量測定(DSC)の1次昇温時に検出される融解時の吸熱ピーク温度のことである。該融点は、示差走査熱量分析装置(セイコーインスツルメンツ株式会社製、DSC6200)を使用して、昇温速度20℃/分で測定して求めた。融点の下限値は、190℃がよりに好ましく、200℃がさらに好ましく、210℃以上が特に好ましい。融点が180℃未満であると、耐熱性が悪化する傾向がある。そのため、成型時や成型品の使用時に高温にさらされた際に、問題となる場合がある。
前記融点の上限値は、耐熱性の点からは高いほうが良いが、ポリエチレンテレフタレート単位を主体とした場合、融点が250℃を超えるフィルムでは、成型性が悪化する傾向がある。また、透明性も悪化する傾向がある。さらに、高度な成型性や透明性を得るためには、融点の上限を250℃に制御することが好ましい。
本発明で用いる基材フィルムは、単層フィルムであっても、表層と中心層を積層した2層以上の複合フィルムであっても構わない。複合フィルムの場合、表層と中心層の機能を独立して設計することができる利点がある。例えば、厚みの薄い表層にのみ粒子を含有させて表面に凹凸を形成することでハンドリング性を維持しながら、厚みの厚い中心層には粒子を実質上含有させないことで、複合フィルム全体として透明性をさらに向上させることができる。
本発明で用いる基材フィルムの厚みは素材により異なるが、ポリエステルフィルムを用いる場合には、下限は35μm以上が好ましく、より好ましくは50μm以上である。一方、厚みの上限は500μm以下が好ましく、より好ましくは300μm以下である。厚みが薄い場合には、ハンドリング性が不良となる。一方、厚みが厚い場合にはコスト面で問題があるだけでなく、ロール状に巻き取って保存した場合に巻き癖による平面性不良が発生しやすくなる。
(成型用ポリエステルフィルムの製造)
本発明の成型用ポリエステルフィルムは、耐溶剤性や寸法安定性の点から、逐次二軸延伸もしくは同時二軸延伸により得られた二軸延伸ポリエステルが望ましい。以下、最も好んで用いられる逐次二軸延伸方法について説明する。
まず、原料のペレットを十分に真空乾燥する。次に押出機を用いて融点以上の温度で溶融し、ダイスから共押出し法によりポリエステルシートを層状に押出し、回転式冷却ロールに密着固化させて未延伸ポリエステルフィルムを得る。未延伸ポリエステルフィルムをロール方式の縦延伸機に導き、80〜125℃に加熱した後、ロールの周速差により縦方向に2.5〜5.0倍延伸して一軸延伸フィルムを得る。
その後、一軸延伸ポリエステルフィルムを横延伸機に導き、80〜180℃に加熱した後、横方向に2.5〜5.0倍延伸し、次いで、200〜240℃で熱固定処理した後、必要に応じて縦方向および/または横方向に1〜10%緩和処理し、次いで、フィルムワインダーで巻き取って成型用ポリエステルフィルムを得る。
接着性改質層の塗布する段階としては、フィルムの延伸前に塗布する方法、縦延伸後に塗布する方法、配向処理の終了したフィルム表面に塗布する方法などのいずれの方法も可能であるが中でも、基材ポリエステルフィルムの結晶配向が完了する前に塗布し、その後、少なくとも1方向に延伸した後、ポリエステルフィルムの結晶配向を完了させる、インラインコート法が本発明の効果をより顕著に発現させることができるので好ましい方法である
接着性改質層を設ける方法としては、グラビアコート方式、キスコート方式、ディップ方式、スプレイコート方式、カーテンコート方式、エアナイフコート方式、ブレードコート方式、リバースロールコート方式など通常用いられている方法が適用できる
(成型用ハードコートフィルム)
本発明の別の形態としては、成型用ポリエステルフィルムの接着性改質層を介してハードコート層を設けられた成型用ハードコートフィルムである。本発明におけるハードコート層は、成型用ポリエステルフィルムの接着性改質層面に塗布液を塗布硬化させてなるハードコート層を形成する。なお、本発明においてハードコート層とは、基材フィルムからなる基材の表面硬度を補い、耐擦傷性を向上せしめるべく、基材よりも高硬度な被膜を有し、かつ、成型時の伸張変形にも追随可能な優れた成型性を有する層を示す。つまり、成型用ハードコートフィルムとは、従来のように基材フィルムを成型後にハードコート層を付与するのではなく、成型加工前に予めハードコート層を有する成型フィルムである。これにより、ハードコート成型体としての品質の安定が図られるだけでなく、連続して安定したハードコート層を形成することができる。
本発明で使用可能なハードコート性を有する層は、特に限定するものではなく、メラミン系、アクリル系、シリコーン系の電離放射線硬化型化合物が挙げられるが、なかでも高い表面硬度を得る点でアクリレート系電離放射線硬化型化合物が好ましい。ここで、電離放射線硬化型化合物とは、電子線、放射線、紫外線のいずれかを照射することによって重合、および/または反応する化合物のことを指し、かかる化合物が重合、および/または反応することによりハードコート層を構成する。なお、本発明で電離放射線硬化型化合物とは、単量体、前駆体だけでなく、それらが重合、および/または反応した電離放射線硬化型樹脂も当然に含まれる
本発明において、ハードコート層を形成するための前記塗布液中に含まれる電離放射線硬化型化合物中には、1または2官能の電離放射線硬化型化合物の他に3官能以上の電離放射線硬化型化合物が1種以上を含まれることが好ましい。このように官能数の異なる2種類以上の電離放射線硬化型化合物を特定の濃度範囲で調整することで、ハードコート層にへテロな架橋構造を導入し、ハードセグメントによって表面硬度、耐擦傷性が付与し、かつ、ソフトセグメントの伸縮性により、成型性も好適に付与される。
本発明では、高い表面硬度と優れた成型性とを両立するために、前記塗布液中に含まれる電離放射線硬化型化合物中の1および/または2官能の電離放射線硬化型化合物の含有量が5質量%以上95質量%以下であることが好ましい。上記含有量が5質量%未満の場合には、成型時にハードコート層にクラックが発生するので好ましくない。また、上記含有量が95質量%を超える場合は、十分な表面硬度、耐擦傷性を有する硬化被膜が得られ難くい。上記含有量の下限は、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。また、上記含有量の上限は90質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましく、70質量%以下がよりさらに好ましい。
電離放射線硬化型化合物としてアクリレート系電離放射線硬化型化合物を用いる場合、本発明における1官能(単官能)のアクリレート系電離放射線硬化型化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を含有する化合物であれば特に制限されるものではない。例えば、アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソボルニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エチルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、t−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエン(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドテトラクロロフェニル(メタ)アクリレート、2−テトラクロロフェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、テトラブロモフェニル(メタ)アクリレート、2−テトラブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−トリクロロフェノキシエチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2−トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ペンタクロロフェニル(メタ)アクリレート、ペンタブロモフェニル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、メチルトリエチレンジグリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノニルフェニル(メタ)アクリレート、およびそのカプロラクトン変成物などの誘導体、アクリル酸等及びそれらの混合物等が挙げられる。
電離放射線硬化型化合物としてアクリレート系電離放射線硬化型化合物を用いる場合、本発明における2官能のアクリレート系電離放射線硬化型化合物としては、1分子中に2個以上のアルコール性水酸基を有する多価アルコールの該水酸基が2個の(メタ)アクリル酸のエステル化物となっている化合物などを用いることができる。具体的には、(a)炭素数2〜12のアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレートなど、(b)ポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリレート酸ジエステル類:ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(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、ジプロピレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなど、(c)多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類:ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートなど、(d)ビスフェノールAあるいはビスフェノールAの水素化物のエチレンオキシド及びプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類:2,2'−ビス(4−アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−アクリロキシプロポキシフェニル)プロパンなど、(e)多価イソシアネート化合物と2個以上のアルコール性水酸基含有化合物を予め反応させて得られる末端イソシアネート基含有化合物に、更にアルコール性水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる分子内に2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するウレタン(メタ)アクリレート類、(f)分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物にアクリル酸又はメタクリル酸を反応させて得られる分子内に2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート類、などが挙げられる。
電離放射線硬化型化合物としてアクリレート系電離放射線硬化型化合物を用いる場合、本発明における3官能以上のアクリレート系電離放射線硬化型化合物としては、(a)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、ジペンタエリスリトールトリ(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(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなど、(b)多価イソシアネート化合物と2個以上のアルコール性水酸基含有化合物を予め反応させて得られる末端イソシアネート基含有化合物に、更にアルコール性水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる分子内に3個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するウレタン(メタ)アクリレート類、(c)分子内に3個以上のエポキシ基を有する化合物にアクリル酸又はメタクリル酸を反応させて得られる分子内に3個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート類、などが挙げられる。
また本発明では、前記塗布液に含まれる少なくとも1種の電離放射線硬化化合物がアミノ基を有することが、高い表面硬度と優れた成型性とをより良く両立する上で好ましい。電離放射線硬化化合物としてアミノ基を有する化合物を用いた場合、アミノ基がラジカル酸素をトラップし、ハードコート層の表層部の硬化反応に及ぼす酸素阻害の影響が小さくなるため、層全体で均一な硬化反応が進行する。これにより成型時にハードコート層にかかる応力が層全体に分散され、成型時のクラックの発生が抑制されるやすくなる。
前記塗布液中に含まれる電離放射線硬化型化合物中のアミノ基を含む電離放射線硬化型化合物の含有量は2.5質量%以上95質量%以下であること好ましい。前記塗布液中に含まれる電離放射線硬化型化合物中のアミノ基を含む電離放射線硬化型化合物の含有量の下限は5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましい。また上記含有量の上限は92.5質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましく、50質量%以下であることがよりさらに好ましい。前記塗布液中に含まれる電離放射線硬化型化合物中のアミノ基を含む電離放射線硬化型化合物の含有量が2.5質量%未満の場合、ハードコート層全体で均一に硬化され難くため、成型時のクラックに対する耐性が得られにくくなる。また、アミノ基を含む電離放射線硬化型化合物が高濃度になると、アミノ基に起因してハードコート層の黄変が強くなるため、上記含有量が95質量%を超えると、高透明性が損なわれる場合がある。例えば、ハードコート層を積層しない面に印刷加工を施す場合、フィルムのカラーb値として2以下であることが好ましく、この場合、上記アミノ基を含む電離放射線硬化型化合物は92.5質量%以下であることが好ましい。
本発明において前記塗布液には、1および/または2官能の電離放射線硬化型化合物、および3以上の官能基を有する電離放射線硬化型化合物が含まれるが、上記実施態様においては、このうちの一部の電離放射線硬化型化合物がアミノ基を含むものであればよい。また、1官能の電離放射線硬化型化合物、もしくは2官能の電離放射線硬化型化合物、もしくは3以上の官能基を有する電離放射線硬化型化合物のいずれかがアミノ基を含む電離放射線硬化型化合物であることも好ましい実施態様である。
アミノ基を有する電離放射線硬化型化合物としてアクリレート系電離放射線硬化型化合物を用いる場合、例えば、アミノ基を有するアクリレート系電離放射線硬化型化合物としては、アクリルアミド、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、t−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドテトラクロロフェニル(メタ)アクリレート、N−ビニルホルムアミドなどがあげられる。
また本発明では、ハードコート層に粒子を含有することが、高い表面硬度と優れた成型性とをより良く両立する上で好ましい。ハードコート層内に粒子が存在することで、成型時にハードコート層にかかる内部応力を電離放射線硬化型化合物と粒子の界面で緩和し、クラックの発生が抑制されるほか、ハードコート層に外観を損ねない程度の目視では確認できない微小なクラックが先行して発生する効果があり、ハードコート層の致命的な割れ(全層クラック)が抑制される。
ハードコート層に含有させる粒子としては、例えば、アモルファスシリカ、結晶性シリカ、シリカ−アルミナ複合酸化物、カオリナイト、タルク、炭酸カルシウム(カルサイト型、バテライト型)、ゼオライト、アルミナ、ヒドロキシアパタイト等の無機粒子、架橋アクリル粒子、架橋PMMA粒子、架橋ポリスチレン粒子、ナイロン粒子、ポリエステル粒子、ベンゾグアナミン・ホルマリン縮合物粒子、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物粒子メラミン・ホルムアルデヒド縮合物粒子等の耐熱性高分子粒子、シリカ・アクリル複合化合物のような有機・無機ハイブリッド微粒子が挙げられるが、本発明では、粒子の種類は特に限定されない。
本発明では、粒子の平均粒子径が10nm以上300nm以下であることが好ましく、さらに下限は40nm以上、上限は200nm以下であることが好ましく、特に下限は50nm以上、上限は100nm以下であることが好ましい。粒子の平均粒子径が10nmより小さい場合、平均粒子径が小さすぎるため、前述した粒子添加による表面硬度、耐擦傷性、成型性の向上効果のいずれも、もしくはいずれかが少ない場合がある。また、300nmを超える場合、ハードコート層が脆弱となり、成型性が低下する場合がある。なお、前記の平均粒子径はコールターカウンター(ベックマン・コールター製、マルチサイザーII型)を用いて、粒子を膨潤させない溶媒に分散させて測定した平均粒子径である。
本発明では、ハードコート層に含有させる粒子の含有量はハードコート層中の固形成分として5質量%以上70質量%以下であることが好ましく、特に好ましくは、前記含有量の下限は15質量%以上、上限は50質量%以下である。粒子の含有量が5質量%より少ない場合、前述した粒子添加による表面硬度、耐擦傷性、成型性の向上効果いずれも、もしくはいずれかが少なくなる場合がある。一方、粒子の含有量が70質量%を超える場合、成型時に前述した微小なクラックが多量に発生し、ヘーズが上昇(白化)し成型体の透明性を損ねてしまう。
さらに本発明では、ハードコート層に電離放射線硬化型シリコーン樹脂を含有することが好ましい。これにより、滑り性が付与され、表面の耐擦傷性が向上し、さらに高度に表面硬度と成型性を両立しえる。
電離放射線硬化型シリコーン樹脂とは、例えば分子内に、アルケニル基とメルカプト基を有するラジカル付加型、アルケニル基と水素原子を有するヒドロシリル化反応型、エポキシ基を有するカチオン重合型、(メタ)アクリル基を有するラジカル重合型のシリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でエポキシ基を有するカチオン重合型や(メタ)アクリル基を有するラジカル重合型が好ましい。
分子内にエポキシ基や(メタ)アクリル基を有するシリコーン樹脂としては、例えば、エポキシプロポキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、(エポキシシクロヘキシルエチル)メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、メタクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。また、分子内にビニル基を有するシリコーン樹脂として、例えば、末端ビニルポリジメチルシロキサン、ビニルメチルシロキサンホモポリマー等を挙げることができる。
本発明では、ハードコート層に含有させる電離放射線硬化型シリコーン樹脂の添加量は、ハードコート層を構成するための前記電離放射線硬化型化合物100質量部に対し、好ましくは0.15〜15質量部、より好ましくは0.3〜13質量部、さらに好ましくは0.5〜5質量部を配合することが望ましい。電離放射線硬化型シリコーン樹脂の配合量が下限未満であると、成型体にした際の耐擦傷性の向上効果が乏しくなり、また、上限を超えると、ハードコート層形成時に、硬化が充分に行なわれない場合がある。なお、ハードコート層に含有させる電離放射線硬化型シリコーン樹脂は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本願発明では、上記のように成型用フィルムの用途に応じて、電離放射線硬化化合物にアミノ基を有する化合物を用いること、ハードコート層への粒子の添加すること、およびハードコート層に電離放射線硬化型シリコーン樹脂を含有することを適宜選択もしくは組み合わせることが望ましい。
本発明では、前記塗布液を重合、および/または反応させる方法として、電子線、放射線、紫外線を照射する方法が挙げられるが、紫外線照射する場合には前記塗布液に光重合開始剤を加えることが望ましい。
光重合開始剤の具体的な例としては、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4,4'−ジクロロベンゾフェノン、4,4'−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、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、メチルベンゾイルフォメート、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントンなどの硫黄化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物が挙げられる。これらの光重合開始t−ブチルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせてもよい。光重合開始剤の添加量は、前記塗布液中に含まれる電離放射線硬化型化合物100質量部当たり0.01質量部以上15質量部以下が適当であり、使用量が少ない場合は反応が遅く生産性が不良になるだけでなく、残存する未反応物により十分な表面硬度、耐擦傷性が得られない。逆に添加量が多い場合には、光重合開始剤によりハードコート層が黄変する問題が発生する。
本発明では、前記塗布液には、塗工時の作業性の向上、塗工膜厚のコントロールを目的として、本発明の目的を損なわない範囲において、有機溶剤を配合することができる。また、本発明のハードコート層には、必要に応じて種々の添加剤を配合することができる。例えば、撥水性を付与する為のフッ素やシリコン系の化合物、塗工性や外観向上の為の消泡剤、更には、帯電防止剤や着色用の染料や顔料が挙げられる。
ハードコート層を積層する方法としては、公知の方法が挙げられるが、前記塗布液を基材フィルム上に塗布乾燥後、硬化させる方法が好適である。塗布法としては、グラビアコート方式、キスコート方式、ディップ方式、スプレイコート方式、カーテンコート方式、エアナイフコート方式、ブレードコート方式、リバースロールコート方式、バーコート方式、リップコート方式などの公知の塗布方法が挙げられる。これらのなかで、ロール・トゥ・ロール方式で塗工可能で、均一に塗布することのできるグラビアコート方式、特にリバースグラビア方式が好ましい。
前記塗布液に含まれる電離放射線硬化型化合物、粒子、光重合開始剤等の固形分の濃度は、5質量%以上70質量%が好ましい。塗布液の固形分の濃度を5質量%以上に調整することにより、塗布後の乾燥時間が長くなることによる生産性の低下を抑えることができる。一方、塗布液の固形分の濃度を70質量%以下に調整することにより、塗布液の粘度の上昇によるレベリング性の悪化、及びそれにともなう塗布外観の悪化を防ぐことができる。また、塗布外観の点から、塗布液の粘度を0.5cps以上300cps以下の範囲になるように、塗布液の固形分濃度、あるいは有機溶剤の種類、界面活性剤の種類は配合量を調整することが好ましい。
塗布、硬化後のハードコート層の厚みは、成型時の伸長の程度によるが、成型後のハードコート層の厚みが0.5μm以上50μm以下になるようにすることが好ましい。具体的には、成型前のハードコート層の厚みの下限は0.6μm以上が好ましく、1.0μm以上がさらに好ましい。また、成型前のハードコート層の厚みの上限は100μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましく、60μm以下がさらに好ましく、20μm以下がよりさらに好ましい。ハードコート層の厚みが0.6μmより薄い場合はハードコート性が得られ難く、逆に100μmを超える場合は、ハードコート層の硬化不良や硬化収縮によるカールが悪い傾向を示す。
本発明の成型用ハードコートフィルムは、表面硬度に優れるフィルムである。具体的には、鉛筆硬度の測定値がH以上であることが好ましく、さらに2H以上であることが特に好ましい。ここで鉛筆硬度の評価はJIS−K5600に準拠して行った。
表面硬度を調整する方法としては、ハードコート層を形成する塗布液に含まれる電離放射線硬化型化合物中の1または2官能の電離放射線硬化型化合物の含有量やアミノ基を有する電離放射線硬化型化合物の含有量、ハードコート層中の粒子の存在量、ハードコート層の厚みにより変更することができる。
また、本発明の成型用ハードコートフィルムは、耐擦傷性に優れる。具体的には、JIS−K5600に準拠し、荷重500gfで#0000のスチールウールで表面を20往復し、傷の発生の有無及び傷の程度を目視により観察し、深いキズが10本以下の少量であることが好ましく、さらに深いキズが全く無いことが特に好ましい。
耐擦傷性を調整する方法としては、ハードコート層を形成する塗布液に含まれる電離放射線硬化型化合物中の1または2官能の電離放射線硬化型化合物の含有量やアミノ基を有する電離放射線硬化型化合物の含有量、ハードコート層中の粒子の存在量により変更することができる。
さらに、本発明の成型用ハードコートフィルムは、成型性に優れる。具体的には、室温、フィルム実温が160℃時ともに伸度が10%以上であることが好ましく、20%以上であることがさらに好ましく、30%以上であることが特に好ましい。ここで伸度とは、長さ10mm、幅150mmの短冊状に成型用ハードコートフィルムを切り出し、フィルム実温が160℃時のそれぞれで引っ張った時に、ハードコート層にクラック、または白化が発生した時の延伸率を伸度(%)とした。
成型性(伸度)を調整する方法としては、ハードコート層を形成する塗布液に含まれる電離放射線硬化型化合物中の1または2官能の電離放射線硬化型化合物の含有量やアミノ基を有する電離放射線硬化型化合物の含有量、ハードコート層中の粒子の存在量により変更することができる。
(成型体)
本発明の成型用ハードコートフィルムは、真空成型、圧空成型、金型成型、プレス成型、インモールド成型、絞り成型、延伸成型などの成型方法を用いて成型する成型用材料として好適である。本発明の成型用ハードコートフィルムを用いて成型した場合、成型時の変形にハードコート層が追随しクラックが発生せず、かつ、表面硬度、耐擦傷性を維持することができる。
このように成型された成型体は、ハードコート層を有することにより表面硬度を補っているため、外部に触れる位置に装着され、耐擦傷性が要求される用途に好適である。このような成型体は、たとえば、自動車用の内装や外装の加飾材、パソコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、ステレオ、携帯機器などの家電製品、化粧用コンパクト鏡などの鏡製品、自動車等の車両、船舶、航空機、建造物、遊具(スキー用ゴーグル等)、アミューズメント装置、その他各種機械装置類などに使用される銘板(表示板及びパネルを含む)として好適である。
次に、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は当然以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた評価方法は以下の通りである。
(1)固有粘度
JIS K 7367−5に準拠し、溶媒としてフェノール(60質量%)と1,1,2,2−テトラクロロエタン(40質量%)の混合溶媒を用い、30℃で測定した。
(2)ガラス転移温度
JIS K7121に準拠し、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ製、DSC6200)を使用して、25〜300℃の温度範囲にわたって20℃/minで昇温させ
、DSC曲線から得られた補外ガラス転移開始温度をガラス転移温度とした。
(3)数平均分子量
樹脂0.03gをテトラヒドロフラン 10ml に溶かし、GPC−LALLS装置低角度光散乱光度計 LS−8000(東ソー株式会社製、テトラヒドロフラン溶媒、リファレンス:ポリスチレン)を用い、カラム温度30℃、流量1ml/分、カラム(昭和電工社製shodex KF−802、804、806)を用い、数平均分子量を測定した。
(4)樹脂組成
樹脂を重クロロホルムに溶解し、ヴァリアン社製核磁気共鳴分析計(NMR)ジェミニ−200を用いて、1H−NMR分析を行ってその積分比より各組成のモル%比を決定した。
(5)酸価
1g(固形分)の試料を30mlのクロロホルムまたはジメチルホルムアミドに溶解し、フェノールフタレインを指示薬として0.1Nの水酸化カリウムエタノール溶液で滴定して、試料1g当たりのカルボキシル基を中和するのに必要なKOHの量(mg)を求めた。
(6)屈折率
ハードコート層の屈折率は、ハードコート層に用いる各樹脂を硬化させた膜について、JIS K 7142に基づき、アッベ屈折率計を用いて測定を行った。
粒子Aの屈折率は、90℃で乾固させた粒子Aを、屈折率の異なる種々の25℃の液体に懸濁させ、懸濁液が最も透明にみえる液の屈折率をアッべ屈折率計によって測定した。
(7)成型用ポリエステルフィルムの表面抵抗
得られた成型用ポリエステルフィルムの接着性改質層面の表面抵抗は表面抵抗計(三菱化学製、ロレスターUP MCP―HT450)を用いて、印加電圧500V、20℃、55%RHの条件下で測定した。
(8)接着性
具体的には、隙間間隔2mmのカッターガイドを用いて、ハードコート層を貫通して基材フィルムに達する100個のマス目状の切り傷をハードコート層面につける。次に、セロハン粘着テープ(ニチバン社製、405番;24mm幅)をマス目状の切り傷面に貼り付け、消しゴムでこすって完全に密着させた。その後、垂直にセロハン粘着テープを成型用ハードコートフィルムのハードコート層面から引き剥がして、基材フィルムのハードコート層面から剥がれたマス目の数を目視で数え、下記の式からハードコート層と基材フィルムとの密着性を求めた。なお、マス目の中で部分的に剥離しているものも剥がれたマス目として数え、下記の基準でランク分けをした。
密着性(%)=(1−剥がれたマス目の数/100)×100
◎:100%
○:99〜90%
△:90〜70%
×:69〜0%
(9)耐湿熱性
得られた成型用ハードコートフィルムを、高温高湿槽中で80℃、95%RHの環境下48時間放置した。次いで、成型用ハードコートフィルムを取りだし、室温常湿で12時間放置した。その後、前記(8)と同様の方法でハードコート層と基材フィルムの接密着性を求め、下記の基準でランク分けをした。
◎:100%、または、ハードコート層の材破
○:99〜90%
△:89〜70%
×:69〜0%
(10)伸度
成型用ハードコートフィルムから長さ10mm、幅150mmの短冊状の試料片に切り出した。フィルム試料片の実温が160℃の環境下で、外観を目視観察しながら、フィルム両端を把持して試験速度250mm/分で引張り、ハードコート層にクラック、または白化が発生した時のフィルムの長さを測定した。
試験前のフィルム試料片長をa、試験後のフィルム試料片長をbとしたとき、下記式により伸度を算出した。
伸度(%)=(b−a)×100/a
ここで伸度が10%以上のものを成型性に優れているとし、30%以上のものを特に成型性に優れていると判断した。
(11)鉛筆硬度
成型用ハードコートフィルムのハードコート層の鉛筆硬度をJIS−K5600に準拠して測定した。圧こん(痕)は目視で判定した。
ここで鉛筆硬度がH以上のものを優れた表面硬度があるものとし、2H以上であるものを特に優れた表面硬度があるものと判断した。
(12)耐擦傷性
成型用ハードコートフィルムのハードコート層の耐擦傷性をJIS−K5600に準拠して測定した。ハードコート層表面を荷重500gfで#0000のスチールウールで20往復し、傷の発生の有無及び傷の程度を目視により観察した。観察結果をもとに以下の判定基準に従ってランクを判定した。この耐擦傷性のランクがC以上で耐擦傷性があるとし、B以上のものを耐擦傷性が良好と判断した。
A:傷の発生が無い、もしくは細い傷が少量程度観察される。
B:細い傷が観察されるが、深い傷は観察されない。
C:細い傷が観察され、深い傷も少量程度観察される。
D:深い傷が多量に観察される。
(13)成型用ハードコートフィルムの成型性
成型用ハードコートフィルムに5mm四方のマス目印刷を施した後、500℃に加熱した赤外線ヒーターでフィルムを10〜15秒加熱した後、金型温度100℃以下で真空成型を行った。金型の形状はカップ型で、開口部は直径が50mmであり、底面部は直径が45mmで、深さが5mmであり、全てのコーナーは直径0.5mmの湾曲をつけたものを用いた。
(ポリエステル樹脂の重合)
攪拌機、温度計、および部分還流式冷却器を具備するステンレススチール製オートクレーブに、ジメチルテレフタレート194.2質量部、ジメチルイソフタレート184.5質量部、ジメチルー5−ナトリウムスルホイソフタレート14.8質量部、ジエチレングリコール233.5質量部、エチレングリコール136.6質量部、およびテトラーnーブチルチタネート0.2質量部を仕込み、160℃から220℃まで4時間かけてエステル交換反応を行なった。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後、30Paの減圧下で1時間30分反応させ、共重合ポリエステル樹脂(A−1)を得た。得られた共重合ポリエステル樹脂(A−1)は、淡黄色透明であった。得られた共重合ポリエステル樹脂(A−1)の還元粘度を測定したところ,0.70dl/gであった。DSCによるガラス転移温度は40℃であった。
同様の方法で、別の組成の共重合ポリエステル樹脂(A−2)〜(A−4)を得た。これらの共重合ポリエステル樹脂に対し、1H−NMRで測定した組成(モル%比)及びその他特性を表1に示す。
Figure 2011126158
(ポリエステル水分散体の調整)
攪拌機、温度計と還流装置を備えた反応器に、ポリエステル樹脂(A−1)30質量部、エチレングリコールn−ブチルエーテル15質量部を入れ、110℃で加熱、攪拌し樹脂を溶解した。樹脂が完全に溶解した後、水55質量部をポリエステル溶液に攪拌しつつ徐々に添加した。添加後、液を攪拌しつつ室温まで冷却して、固形分30質量%の乳白色のポリエステル水分散体(B−1)を作製した。同様にポリエステル樹脂(A−1)の代わりにポリエステル樹脂(A−2)〜(A−4)を使用して、水分散体を作製し、それぞれ水分散体(B−2)〜(B−4)とした。
(水溶性カルボジイミド化合物の重合)
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器、滴下ロート、および攪拌機を備えたフラスコにイソホロンジイソシアネート200質量部、カルボジイミド化触媒の3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド4質量部を投入し、窒素雰囲気下、180℃において10時間撹拌し、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重合度=5)を得た。次いで、得られたカルボジイミド111.2g、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量400)80gを100℃で24時間反応させた。これに水を50℃で徐々に加え、固形分40質量%の黄色透明な水溶性カルボジイミド化合物(C)を得た。
(オキサゾリン系架橋剤の重合)
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器、滴下ロート、および攪拌機を備えたフラスコに水性媒体としてのイオン交換水58質量部とイソプロパノール58質量部との混合物、および、重合開始剤(2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)・二塩酸塩)4質量部を投入した。一方、滴下ロートに、オキサゾリン基を有する重合性不飽和単量体としての2−イソプロペニル−2−オキサゾリン16質量部、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(エチレングリコールの平均付加モル数・9モル、新中村化学製)32質量部、およびメタクリル酸メチル32質量部の混合物を投入し、窒素雰囲気下、70℃において1時間にわたり滴下した。滴下終了後、反応溶液を9時間攪拌し、冷却することで固形分濃度40質量%のオキサゾリン基を有する水溶性樹脂(D)を得た。
(ポリアニリン系樹脂の重合)
滴下ロート、および攪拌機を備えたフラスコに2−アミノアニソール−4−スルホン酸100mモルを4モル/リットルのアンモニア水溶液に撹拌溶解し、24℃でペルオキソ二硫酸アンモニウム100mモルの水溶液を滴下した。滴下終了後24℃で10時間さらに撹拌した後、濾別洗浄、乾燥し、粉末状のポリアニリン樹脂を14g得た。0.3モル/リットルの硫酸水溶液を加え、固形分濃度3%のポリアニリン樹脂の水分散体(E)を得た。
実施例1
(1)接着性改質層形成用塗布液の調整
下記の塗剤を混合し、接着性改質層形成用塗布液を作成した。
水 16.70質量%
イソプロパノール 21.69質量%
ソルビトール 5.00質量%
チオフェン系樹脂 51.02質量%
(スタルク社製Bytron P AG、固形分濃度1.2質量%)
ポリエステル水分散体(B−1) 3.81質量%
水溶性カルボジイミド化合物(C) 1.22質量
粒子 0.51質量%
(平均粒径40nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
界面活性剤 0.05質量%
(シリコン系、固形分濃度100質量%)
(2)フィルム原料の製造
芳香族ジカルボン酸成分としてテレフタル酸単位100モル%、ジオール成分としてエチレングリコール単位40モル%及びネオペンチルグリコール単位60モル%を構成成分とする、固有粘度が0.69dl/gの共重合ポリエステルのチップ(A)と、固有粘度が0.69dl/gで、かつ平均粒子径(SEM法、以下同じ)が2.7μmのシリカを0.04質量%含有するポリエチレンテレフタレートのチップ(B)をそれぞれ乾燥させた。さらに、チップ(A)とチップ(B)を25:75の質量比となるように混合した。
(3)成型用ポリエステルフィルムの製造
次いで、これらのチップ混合物を押出し機によりTダイのスリットから270℃で溶融押出し、表面温度40℃のチルロール上で急冷固化させ、同時に静電印加法を用いてチルロールに密着させながら無定形の未延伸シートを得た。
得られた未延伸シートを加熱ロールと冷却ロールの間で縦方向に90℃で3.3倍に延伸した。
続いて、得られた一軸延伸フィルムに上記に示す接着性改質層形成用塗布液をロールコート法でフィルムの片面に塗布し、130℃で3秒間乾燥し水分を除去した。
次いで、前記塗布液をロールコート法で得られた一軸延伸フィルムの片面に塗布した後、80℃で20秒間乾燥した。なお、最終(二軸延伸後)の乾燥後の塗布量が0.10g/m2になるように調整した。引続いてテンターで、100℃の設定で加熱して3.8倍に横延伸し、幅固定しながら230℃で5秒間の熱処理を施し、更に205℃で幅方向に5%緩和させることにより、厚みが100μmの成型用ポリエステルフィルムを得た。評価結果を表2に示す。
(4)成型用ハードコートフィルムの製造
得られた基材フィルムに下記のハードコート塗布液Aをワイヤーバーを用いて乾燥後の塗工厚が2μmになるように塗布し、温度80℃の熱風で60秒乾燥し、出力120W/cmの高圧水銀灯下20cmの位置を10m/minのスピードで通過させて成型用ハードコートフィルムを得た。ハードコート層の屈折率は1.48であった。
(ハードコート塗布液A)
下記の材料を下記に示す質量比で混合し、30分以上攪拌して溶解させた。次いで、公称ろ過精度が1μmのフィルターを用いて未溶解物を除去して、ハードコート塗布液Aを作成した。
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 11.45質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 5.73質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 5.72質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
得られた成型用ハードコートフィルムを前記(13)の成型法に従い成型性を評価した。得られた成型品には破れは認められなかった。その他、得られた結果を表1に示す。
比較例1
ポリエステル水分散液をB−4に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
比較例2
水溶性カルボジイミド化合物(C)をエポキシ化合物(ナガセケムテックス社製 デナコールEX−521 固形分濃度100%)に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
比較例3
水溶性カルボジイミド化合物(C)をメラミン化合物(DIC社製 ベッカミンM−3 固形分濃度60%)に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例2
チオフェン系樹脂を除いた以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例3
チオフェン系樹脂をイオン導電性の帯電防止剤(三洋化成製 ケミスタット3500 固形分濃度100%)に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例4
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液B)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 22.90質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャリティー製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例5
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液C)
メチルエチルケトン 64.48質量%
トリプロピレングリコールジアクリレート 11.45質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 11.45質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャリティー製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例6
ポリエステル水分散液をB−2に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例7
ポリエステル水分散液をB−3に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例8
水溶性カルボジイミド化合物(C)をオキサゾリン基を有する水溶性樹脂(D)に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例9
チオフェン系樹脂をポリアニリン樹脂の水分散体(E)に変更した以外は実施例1と同様にして成型用ポリエステルフィルムおよび成型用ハードコートフィルムを得た。
実施例10
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液D)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 17.18質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 2.86質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 2.86質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例11
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液E)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 8.02質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 7.44質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 7.44質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例12
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液F)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 21.75質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 0.58質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 0.57質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例13
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液G)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 1.15質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 0.58質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 21.17質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例14
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液H)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 21.75質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 1.15質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例15
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液I)
メチルエチルケトン 64.48質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 1.15質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 21.75質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例16
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液J)
メチルエチルケトン 67.93質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 11.58質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 5.79質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 5.79質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 7.72質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 1.16質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例17
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液K)
メチルエチルケトン 4.24質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 6.22質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 3.12質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 3.12質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 82.73質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
光重合開始剤 0.55質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.02質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例18
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液L)
メチルエチルケトン 75.08質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 11.85質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 5.93質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 5.92質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
光重合開始剤 1.19質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例19
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液M)
メチルエチルケトン 63.62質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 11.45質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 5.73質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 5.72質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
電離放射線硬化型シリコーン化合物ポリエーテルアクリレート 0.86質量%
(ドイツケミーサービス社製、TEGO Rad2200N)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
実施例20
実施例1において、ハードコート層を形成する塗布液を下記ハードコート塗布液に変更すること以外は実施例1と同様にして、成型用ハードコートフィルムを得た。
(ハードコート塗布液N)
メチルエチルケトン 61.62質量%
ペンタエリスリトールトリアクリレート 11.45質量%
(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N、官能基数3)
トリプロピレングリコールジアクリレート 5.73質量%
(新中村化学製、NKエステル APG−200、官能基数2)
ジメチルアミノエチルメタクリレート 5.72質量%
(共栄社化学製、ライトエステルDM、官能基数1)
シリカ微粒子 11.45質量%
(日産化学工業製、MEK−ST−L、固形分濃度30%、平均粒子径:50nm)
電離放射線硬化型シリコーン化合物ポリエーテルアクリレート 2.86質量%
(ドイツケミーサービス社製、TEGO Rad2200N)
光重合開始剤 1.14質量%
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184)
シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング製、DC57)
Figure 2011126158
本発明の成型用ポリエステルフィルムは、該フィルムの接着性改質層にハードコート層を積層した際に外観品質、密着性及び高温高湿下での密着性(耐湿熱性)に優れるため、本発明の成型用ハードコートフィルムを成型してなる成型体は、耐擦傷性が要求される家電、自動車の銘板用または建材用部材、携帯電話、オーディオ、ポータブルプレーヤー/レコーダー、ICレコーダー、カーナビ、PDAなどの携帯機器やノートPCなどの筐体として好適である。また、好ましい態様においては十分な帯電防止性が付与されているため塵の付着が少なく、加工性が良好である。さらに、成型加工の製造面でも、成型前に基材フィルムにハードコート層を加工、積層させることで、生産性、品質の安定性を向上に寄与することができ、産業界への寄与は大きい。

Claims (11)

  1. 共重合成分を有するポリエステルフィルムの少なくとも片面に、実質的にカルボン酸基を有さないポリエステル樹脂と架橋剤を含有する接着性改質層を有する成型用ポリエステルフィルムであって、
    前記架橋剤が、カルボジイミド化合物、および/または、オキサゾリン基を有する樹脂である、成型用ポリエステルフィルム。
  2. 前記接着性改質層がさらにπ電子共役系導電性高分子を含有する請求項1に記載の成型用ポリエステルフィルム。
  3. 前記π電子共役系導電性高分子が、チオフェンまたはチオフェン誘導体を繰り返し単位とする請求項2に記載の成型用ポリエステルフィルム。
  4. 前記ポリエステル樹脂が下記式(1)で表されるジカルボン酸成分および/または下記式(2)で表されるジオール成分を含む請求項1〜3のいずれかに記載の成型用ポリエステルフィルム。
    (1)HOOC−(CH2n−COOH (式中、nは4≦n≦10の整数)
    (2)HO−(CH2n−OH (式中、nは4≦n≦10の整数)
  5. 前記ポリエステル樹脂の酸成分としてナフタレンジカルボン酸を含む請求項1〜4のいずれかに記載の成型用ポリエステルフィルム。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の成型用ポリエステルフィルムの前記接着性改質層面に塗布液を塗布硬化させてなるハードコート層を有する成型用ハードコートフィルム。
  7. 前記塗布液が、3以上の官能基を有する電離放射線硬化型化合物と、1および/または2官能の電離放射線硬化型化合物とを少なくとも含み、
    前記塗布液に含まれる電離放射線硬化型化合物中の1および/または2官能の電離放射線硬化型化合物の含有量が5質量%以上95質量%以下である請求項6に記載の成型用ハードコートフィルム。
  8. 前記ハードコート層中に平均粒子径10nm以上300nm以下の粒子を含み、
    前記粒子のハードコート層中の含有量が5質量%以上70質量%以下である請求項6または7に記載の成型用ハードコートフィルム。
  9. 前記塗布液に含まれる電離放射線硬化化合物の少なくとも1種がアミノ基を有する電離放射線硬化化合物である請求項6〜8のいずれかに記載の成型用ハードコートフィルム。
  10. 前記ハードコート層中に電離放射線硬化型シリコーン樹脂を含み、
    前記電離放射線硬化型シリコーン樹脂のハードコート層中の含有量が前記電離放射線硬化型化合物100質量部に対して0.15質量部以上15質量部以下である請求項6〜9のいずれかに記載の成型用ハードコートフィルム。
  11. 請求項6〜10のいずれかに記載の成型用ハードコートフィルムを成型してなる成型体。
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