JP2013222153A - ハードコートフィルム、偏光板、前面板及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(メタ)アクリル系樹脂からなる基材フィルムと、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、上記基材フィルムの上記ハードコート層側の界面近傍に、上記基材フィルムを構成する材料と、上記ハードコート層を構成する材料とが相溶した相溶層が形成されていることを特徴とするハードコートフィルム。
【選択図】なし
Description
ところが、トリアセチルセルロース基材は、耐湿熱性に劣り、ハードコートフィルムを偏光板保護フィルムとして高温多湿の環境下で使用すると、偏光機能や色相等の偏光板機能を低下させるという欠点があった。
このような問題に対して、アクリル系樹脂及び/又はメタクリル系樹脂を主成分とする透明プラスチック基材を用いることが提案されている。
また、例えば、非特許文献1には、(メタ)アクリレート系光硬化型樹脂を用いて、当該樹脂を塗工後、紫外線を照射する前に、前加熱を60℃、10分で行うことで、基材フィルムとハードコート層との密着性の向上を図ることが開示されている。
更に、特許文献2には、基材フィルムにコロナ放電処理、酸化処理等の物理的な処理のほか、アンカー剤又はプライマーと呼ばれる塗料の塗布を行った後、ハードコート層を形成することで、基材フィルムとハードコート層との密着性の向上を図ることが開示されている。
また、特許文献2に開示の方法では、ハードコートフィルムの製造に必要な工程が増え、特別な処理をする必要があることから、やはり生産性に欠けるものであった。
また、上記ハードコート層は、マレイミド基含有樹脂をバインダー樹脂として含むハードコート層用組成物を用いて形成されたものであることが好ましい。
また、上記マレイミド基含有樹脂は、バインダー樹脂固形分100質量部中、30〜70質量部の割合で含まれていることが好ましい。
また、本発明は、本発明のハードコートフィルムを表面に保持することを特徴とする前面板でもある。
更に、本発明は、本発明のハードコートフィルム、若しくは、本発明の偏光板、又は、本発明の前面板を備えることを特徴とする画像表示装置でもある。
以下、本発明を詳細に説明する。
上記(メタ)アクリル系樹脂を主成分とする基材フィルムを備えた本発明のハードコートフィルムは、TACからなる基材フィルムを備えたハードコートフィルムと比較して、耐湿熱性及び平滑性に優れるとともに、シワの発生を好適に防止することができる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」を意味する。
また、「(メタ)アクリル系樹脂を主成分とする基材フィルム」とは、上記基材フィルム中に(メタ)アクリル系樹脂が50質量%以上含有されていることを意味する。
このような基材フィルムを構成するアクリル系樹脂としては、例えば、環構造を有するアクリル系樹脂であることが好ましい。
上記環構造を有するアクリル系樹脂としては特に限定されないが、例えば、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、又は、イミド環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂が好適に用いられる。これらの(メタ)アクリル系樹脂からなる基材フィルムは、TACからなる基材フィルムと比較して、機械的強度及び平滑性に優れ、また、透湿度が低く、高温環境下における耐熱性、高湿環境下における耐湿性等の耐久性に優れたものである。
また、上記環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、N−ビニルピロリドン、オキサゾリドン(メタ)アクリレート、イソシアヌル骨格含有(メタ)アクリルモノマー、(メタ)アクリロイルモルホリン等も挙げられる。
更に、上記基材フィルムは、脂環構造を有した非晶質オレフィンポリマー(Cyclo−Olefin−Polymer:COP)が含有されていてもよい。
上記ハードコート層は、上述した基材フィルムの一方の面上に形成されており、マレイミド基含有樹脂をバインダー樹脂として含むハードコート層用組成物を用いて上記基材フィルム上に形成されたものであることが好ましい。
上記ハードコート層用組成物がマレイミド基含有樹脂を含有することで、上記基材フィルム上にハードコート層を形成すると、該基材フィルムのハードコート層側の界面付近に、基材フィルムを構成する材料とハードコート層を構成する材料とが相溶した相溶層が形成される。その結果、本発明のハードコートフィルムは、基材フィルムとハードコート層との密着性が優れたものとなり、また、これらの層間の屈折率差に起因した干渉縞の発生を好適に防止することができる。この理由については後述する。
このようなマレイミド基含有樹脂としては、具体的には、例えば、マレイミド基含有(メタ)アクリルポリマー、マレイミド基含有(メタ)アクリルモノマー、オキサゾリドン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記他のバインダー樹脂としては、透明性のものが好ましく、例えば、紫外線又は電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂(熱可塑性樹脂等、塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂)との混合物、又は、熱硬化型樹脂を挙げることができる。より好ましくは電離放射線硬化型樹脂である。
なお、本明細書において、「樹脂」は、モノマー、オリゴマー等の樹脂成分も包含する概念である。
上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂及びゴム又はエラストマー等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂は、非結晶性で、かつ有機溶媒(特に複数のポリマーや硬化性化合物を溶解可能な共通溶媒)に可溶であることが好ましい。特に、製膜性、透明性や耐候性のという観点から、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース誘導体(セルロースエステル類等)等が好ましい。
上記レベリング剤を含有することにより、ハードコート層の平面性を良好にし、ハードコートフィルムのブロッキングを防止することができる。
上記レベリング剤としては、例えば、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤、アクリル系レベリング剤等の公知のものを挙げることができる。なかでも、少ない添加量でのインキの安定性、塗工面の安定性を確保できる点で、フッ素系レベリング剤が好ましい。
上記ブロッキング防止剤としては、反応基を持たない、平均一次粒径が100〜600nmのケイ素又はスチレン等の粒子を挙げることができる。
上記平均一次粒径が100nm未満であると、ブロッキング防止性が発揮されないおそれがある。600nmを超えると、ヘイズが高くなるおそれがある。上記平均一次粒径は、100〜350nmであることがより好ましい。
なお、上記平均一次粒径はメチルイソブチルケトン5重量%分散液の状態でレーザー回折散乱法粒度分布測定装置により測定して得られる値である。
上記光重合開始剤としては、公知のものであれば特に限定されず、例えば、アセトフェノン類(例えば、商品名イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、商品名イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の2−メチル−1〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モリフォリノプロパン−1−オン)、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタセロン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等を挙げることができる。なかでも、アセトフェノン類であることが好ましい。
上記光重合開始剤の含有量は、上記樹脂固形分100質量部に対して2〜5質量部であることがより好ましい。
上記他の成分としては、熱重合開始剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、架橋剤、硬化剤、重合促進剤、粘度調整剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防汚剤、スリップ剤、屈折率調整剤、分散剤等を挙げることができる。これらは公知のものを使用することができる。
上記混合分散は、ペイントシェーカー、ビーズミル、ニーダー等の公知の装置を使用して行うとよい。
なかでも、上記溶媒としては、上述した相溶層を基材フィルムに好適に形成し得ることから、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミドが好適に用いられる。
ここで、上記ハードコート層用組成物は、上述したように、マレイミド基含有樹脂を含有するため、上記基材フィルム上にハードコート層を形成することで、該基材フィルムのハードコート層側の界面付近に、基材フィルムを構成する材料とハードコート層を構成する材料とが相溶した相溶層が形成される。この理由は、以下のとおりであると推測している。
すなわち、本発明において、基材フィルムを構成する(メタ)アクリル系樹脂は、ラクトン環やイミド環といった環構造を有するものが好適に用いられるが、このような環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂からなる基材フィルム上に、上記ハードコート層用組成物を塗布すると、上記ハードコート層用組成物に含まれるマレイミド基含有樹脂により、上記(メタ)アクリル系樹脂からなる基材フィルムの表面が浸食、溶解される。そして、上記(メタ)アクリル系樹脂中の環構造と近しい構造を持つ上記マレイミド基含有樹脂が、上記基材フィルムに浸透し、その結果、基材フィルムを構成する(メタ)アクリル系樹脂とマレイミド基含有樹脂とが相溶した相溶層が形成されるものと推測される。
上記相溶層は、厚みが100nm〜1μmであることが好ましい。100nm未満であると、上述した本発明の効果を充分に得ることができないことがあり、一方、1μmを超えると、ヘイズが上昇する、白化するといった不具合が起こることがある。また、ハードコート層の鉛筆硬度に劣ったり、ハードコート層の表面平滑性に劣ったりすることもある。上記相溶層の厚みのより好ましい下限は200nm、より好ましい上限は500nmである。
なお、上記相溶層の厚みは、ハードコート層の断面を電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察することにより測定して得られた値である。
また、上記乾燥時間が3秒未満であると、充分な厚さの相溶層が形成されず、基材フィルムとハードコート層との密着性に劣ったり、干渉縞が発生したりすることがある。一方、上記乾燥時間が120秒を超えると、上記塗膜の乾燥に長時間を要し、製造コストが高くなることがある。
上記紫外線を照射する場合は、紫外線照射量が80mJ/cm2以上であることが好ましく、100mJ/cm2以上であることがより好ましく、130mJ/cm2以上であることが更に好ましい。
5μm未満であると、硬度が不充分となるおそれがある。15μmを超えると、残留溶剤が残ったり、塗膜密着性が低下するおそれがある。上記ハードコート層の層厚みは、5〜10μmであることがより好ましい。
上記層厚みは、ハードコート層の断面を、電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察することにより測定して得られた値である。
上記全光線透過率は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7361に準拠した方法により測定することができる。
上記ヘイズは、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7136に準拠した方法により測定することができる。
本発明のハードコートフィルムは、また、本発明の効果が損なわれない範囲内で、必要に応じて他の層(防眩層、帯電防止層、低屈折率層、防汚層、接着剤層、他のハードコート層等)の1層又は2層以上を適宜形成することができる。なかでも、防眩層、帯電防止層、低屈折率層及び防汚層のうち少なくとも一層を有することが好ましい。これらの層は、公知の反射防止用積層体と同様のものを採用することもできる。
本発明のハードコートフィルムを用いた偏光板としては、偏光素子を備えてなる偏光板であって、上記偏光素子の表面に本発明のハードコートフィルムを備えるものが挙げられる。
このような本発明のハードコートフィルムを用いた偏光板もまた、本発明の1つである。
上記画像表示装置は、LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、タッチパネル、電子ペーパー等が挙げられる。
なお、このような本発明のハードコートフィルムを表面保持した前面板もまた、本発明の1つである。
なお、文中、「部」又は「%」とあるのは特に断りのない限り、質量基準である。
イルガキュア184(光重合開始剤、BASFジャパン社製)4質量部を、メチルイソブチルケトン(MIBK)中に添加して攪拌し溶解させて、最終固形分が40質量%の溶液を調製した。この溶液に、バインダー樹脂として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)と、UVT−302(マレイミド基含有樹脂、東亞合成社製)とを固形分比で、50質量部:50質量部となるように添加して撹拌した。この溶液に、レベリング剤(製品名:ディフェンサMCF−350−5、DIC社製)を固形分比で0.1質量部添加して撹拌し、ハードコート層用組成物を調製した。
このハードコート層用組成物を、アクリル基材(厚み40μm、Tg=125℃)上に、スリットリバースコートにより、塗布量8g/m2で塗布して塗膜を形成した。
得られた塗膜を70℃で1分間乾燥させた後、紫外線照射量150mJ/cm2で紫外線を照射して塗膜を硬化させてハードコート層を形成し、ハードコートフィルムを得た。
ハードコート層用組成物におけるバインダー樹脂として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)と、UVT−302(マレイミド基含有樹脂、東亞合成社製)との固形分比を、70質量部:30質量部とした以外は、実施例1と同様にして、ハードコートフィルムを得た。
ハードコート層用組成物におけるバインダー樹脂として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)と、UVT−302(マレイミド基含有樹脂、東亞合成社製)との固形分比を、30質量部:70質量部とした以外は、実施例1と同様にして、ハードコートフィルムを得た。
ハードコート層用組成物におけるバインダー樹脂として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)のみを用いた以外は、実施例1と同様にして、ハードコートフィルムを得た。
ハードコート層用組成物におけるバインダー樹脂として、U−4HA(4官能ウレタンオリゴマー、重量平均分子量600、新中村化学社製)のみを用いた以外は、実施例1と同様にして、ハードコートフィルムを得た。
ハードコート層用組成物におけるバインダー樹脂として、UVT−302(マレイミド基含有樹脂、東亞合成社製)のみを用いた以外は、実施例1と同様にして、ハードコートフィルムを得た。
基材フィルムのハードコート層側の界面に形成された相溶層の厚みを、ハードコート層の断面SEM観察により測定した。
JIS K5600に準拠し、クロスカットCCJ−1(コーテック社製)を用い、ハードコート層の表面に碁盤目状の切り傷を入れ、1mm角を100マス作製する。ニチバン社製工業用24mm幅のセロテープ(登録商標)を碁盤目の上に貼り、その上からヘラで往復10回擦って、密着させ150°方向に急速剥離を行ない、同様の動作を5回繰り返し、残った升目の数をカウントする。残った升目の数を分子、升目の全個数を分母にして、以下の基準で評価した。
○:100/100
△:50/100〜99/100
×:50/100未満
各ハードコートフィルムの裏面(基材フィルム側のハードコート層と反対側の表面)に黒テープを貼合し、暗室蛍光灯下で干渉縞を確認し以下の基準により評価した。
○:干渉縞が観察されない
×:干渉縞が観察される
各ハードコートフィルムを、温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS K5600−5−4(1999)が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、4.9Nの荷重にて、ハードコート層が形成された表面の鉛筆硬度を測定し、以下の基準により評価した。
○:鉛筆硬度がB以上
×:鉛筆硬度がB未満
各ハードコートフィルムを、温度60℃、相対湿度90%の条件で500時間保管した後、上記密着性試験を同様の評価で行ない、耐湿熱性を評価した。
各ハードコートフィルムを、ガラス板表面に貼合し、明室蛍光灯下で確認し、畳状の模様やシワ等外観状の変形模様が視認できるかどうかの試験を行ない、以下の基準により評価した。
○:畳状等の模様が視認できない
×:畳状等の模様が視認できる
一方、比較例に係るハードコートフィルムは、いずれも基材フィルムのハードコート層側界面付近に相溶層が形成されておらず、密着性、干渉縞の防止性及び鉛筆硬度の全てに優れたものはなかった。
なお、参考例1に係るハードコートフィルムは、基材フィルムのハードコート層側界面付近に相溶層が形成されていたため、密着性、干渉縞及び耐湿熱性の各評価が良好であったが、ハードコート層用組成物のバインダー樹脂がマレイミド基含有樹脂のみであったため、相溶層が極めて厚く形成されており、ハードコート層の表面の鉛筆硬度及び表面平滑性・シワの評価に劣るものであった。
Claims (7)
- (メタ)アクリル系樹脂を主成分とする基材フィルムと、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、
前記基材フィルムの前記ハードコート層側の界面近傍に、前記基材フィルムを構成する材料と、前記ハードコート層を構成する材料とが相溶した相溶層が形成されている
ことを特徴とするハードコートフィルム。 - 相溶層の厚みが100nm〜1μmである請求項1記載のハードコートフィルム。
- ハードコート層は、マレイミド基含有樹脂をバインダー樹脂として含むハードコート層用組成物を用いて形成されたものである請求項1又は2記載のハードコートフィルム。
- マレイミド基含有樹脂は、バインダー樹脂固形分100質量部中、30〜70質量部の割合で含まれている請求項3記載のハードコートフィルム。
- 偏光素子を備えてなる偏光板であって、
前記偏光素子の表面に請求項1、2、3又は4記載のハードコートフィルムを備えることを特徴とする偏光板。 - 請求項1、2、3又は4記載のハードコートフィルムを表面に保持することを特徴とする前面板。
- 請求項1、2、3又は4記載のハードコートフィルム、若しくは、請求項5記載の偏光板、又は、請求項6記載の前面板を備えることを特徴とする画像表示装置。
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