JP5308215B2

JP5308215B2 - 防眩ハードコートフィルム

Info

Publication number: JP5308215B2
Application number: JP2009087607A
Authority: JP
Inventors: 寿秀福山; 武史堀田; 剛生鈴木; 麻紀星野
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010237585A

Description

本発明は、ノートパソコン、パソコン用モニタ、テレビ等の各種ディスプレイの表面に用いる防眩ハードコートフィルムに関する。

ノートパソコン、液晶モニタなどのディスプレイは、その表面の表面保護基材を通して画像を認識するようになっている。それらのディスプレイは本体内部にバックライトを用いるか、又は外部の光を利用して視認性を向上させている。これらのディスプレイは内部から発する光や外光の映り込みを軽減し、画像の視認性を向上するため、屈折率の異なる薄膜を形成して光学的に反射を防止するか、又は表面保護基材に防眩処理を施すことが行われている。光学的に反射を防止する方法は、フィルム又はハードコート処理されたフィルム表面に酸化チタンや酸化ジルコニウムなどの高屈折率材料とフッ化マグネシウム、有機フッ素化合物、酸化珪素などの低屈折率材料の薄膜を交互に形成して、多層薄膜とし、光の干渉により反射を防止する方法（特許文献１）が知られている。防眩処理は、二酸化珪素等の微粒子を含む樹脂塗膜をフィルム表面に形成し、塗膜表面の凹凸により反射光を拡散させる方法（特許文献２）が知られている。

特開２００１−１８０６１１号公報特開平６−１８７０６号公報

しかし、特許文献１に記載されたような光学的に反射を防止する方法は、高価な材料を用いた多層膜を利用するため、コストが高くなってしまうという問題がある。また、特許文献２に記載されたような塗膜表面の凹凸により反射光の散乱を利用する防眩処理タイプの液晶ディスプレイの場合、ディスプレイの解像度が高いと、バックライト等からカラーフィルター画素を通過した光が、防眩層での表面散乱により混合するため、画面がギラツキ、著しく視認性を低下させるという問題がある。

また、従来技術においては画像のギラツキを防止するためには、微粒子添加量を多量にして、ヘイズ度を高めなければならず、液晶パネルに装着し、画像を表示すると画面が白っぽくなり、特に、黒表示で画像品位が低下する問題があった。

そこで、本発明の目的は、このような従来の防眩フィルムに比べ、ヘイズ度が低く、透明性、耐擦傷性に優れ、画像のギラツキおよび白っぽさ（白ぼけ）を低減し、ディスプレイの視認性を向上させた表面保護用の防眩ハードコートフィルムを安価に製造し、提供することである。

本発明者らは、前記課題を解決するべく、鋭意検討した結果、透明フィルム上に、粒径と吸油量の異なる２種類の微粒子を含む樹脂塗膜を形成することで、前記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。

即ち、透明フィルム上に、粒径と吸油量の異なる２種類の微粒子及び樹脂から成る防眩層を設けてなる防眩ハードコートフィルムであって、第１種の微粒子は、その平均粒子径が３．５μｍ未満で、かつＪＩＳＫ５１０１に準じた吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ未満であり、第２種の微粒子は、その平均粒子径が３．５μｍ以上で、かつ前記吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上であり、前記２種類の微粒子の合計配合量が樹脂に対して６〜３０重量％で、さらに２種類の微粒子同士の重量配合割合が３０／７０〜７０／３０であることを特徴とする防眩ハードコートフィルムである。

また、前記２種類の微粒子はともにシリカ微粒子であることが好ましい。
また、前記２種類の微粒子の比表面積がともに７００ｍ^２／ｇ未満であることが好ましい。なお、この場合の比表面積は、簡易ＢＥＴ法に基づいて測定される。
また、前記２種類の微粒子の屈折率がともに１．４０〜１．５５の範囲であることが好ましい。
また、前記樹脂は電離放射線硬化型樹脂であることが好ましい。

本発明の防眩ハードコートフィルムは、従来の防眩ハードコートフィルムに比べて、ヘイズ度が低く、透明性に優れ、画像のギラツキおよび白っぽさ（白ぼけ）などの視認性に優れかつ耐擦傷性の高い表面保護フィルムであり、安価に製造することができる。

本発明の防眩ハードコートフィルムの断面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳述する。
本発明の防眩ハードコートフィルムの断面を図１に示す。透明フィルム１上に、平均粒子径と吸油量の異なる２種類の微粒子、すなわち第１種の微粒子３と第２種の微粒子４を含む樹脂５を所定の厚さで塗工して防眩層２としたものである。

本発明に用いることのできる透明フィルムは特に限定はないが、たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）、ポリカーボネートフィルム（ＰＣ）、トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ）、ノルボルネンフィルム（ＮＢ）などが使用でき、フィルム厚さは２５μｍ〜２５０μｍ程度が使用可能である。

第１種の微粒子は、好ましくは不定形、即ち、粒子の形状が特定されない微粒子であれば材質に特に限定はなく、具体的には、シリカゲル、湿式法シリカ、乾式法シリカ等のシリカ微粒子、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、金属酸化物微粒子などを挙げることができる。特に、屈折率が１．４４ほどであり、コスト的に有利な不定形疎水化シリカが好ましい。第１種の微粒子としてこれらの１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。この第１種の微粒子は、塗膜中に沈み易くすることで画像のギラツキと白っぽさ（白ぼけ）を低減しつつある程度のヘイズを発現させることを目的とし、平均粒径３．５μｍ未満、好ましくは２．０〜３．０μｍ、またＪＩＳＫ５１０１に準じた吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ未満、好ましくは１３０ｍｌ／１００ｇ未満のものを使用する。

第２種の微粒子は、好ましくは不定形、即ち、粒子の形状が特定されない微粒子であれば材質に特に限定はなく、具体的には、シリカゲル、湿式法シリカ、乾式法シリカ等のシリカ微粒子、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、金属酸化物微粒子などを挙げることができる。特に、屈折率が１．４４ほどであり、コスト的に有利な不定形疎水化シリカが好ましい。第２種の微粒子としてこれらの１種類を用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。この第２種の微粒子は、塗膜表面に存在させ易くすることで、ある程度の防眩性を発現させることを目的とし、平均粒径３．５μｍ以上、好ましくは３．８〜６．５μｍ、またＪＩＳＫ５１０１に準じた吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上、好ましくは１５０ｍｌ／１００ｇ〜２５０ｍｌ／１００ｇのものを使用する。

これら第１の微粒子及び第２の微粒子の平均粒径はレーザー回折・散乱法で測定することができる。この方法では、粒子を分散した液にレーザー光を当てたときに回折・散乱する光の強度変化により粒子径を測定する。

本発明では、低ヘイズにおける画像のギラツキと白っぽさ（白ぼけ）を両立するため、２種類の微粒子の合計配合量が樹脂に対して６〜３０重量％であることが必要で、好ましくは６〜２０重量％の割合である。また２種類の微粒子の重量配合割合が、第1種／第２種＝３０／７０〜７０／３０であることを必要とする。また、２種類の微粒子の比表面積がともに７００ｍ^２／ｇ未満であることが好ましく、特に好ましくは５５０ｍ^２／ｇ未満である。

本発明に用いる樹脂としては、乾燥後に被膜を形成する樹脂であれば特に制限はないが、特に耐擦傷性を付与するという点で、電離放射線効果型樹脂（例えば紫外線硬化型樹脂）を用いることが好ましい。紫外線硬化型樹脂は、アクリレート系の官能基を有するポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などとこれらのオリゴマーおよびプレポリマーを主成分とした樹脂が使用できる。また、これらの樹脂を紫外線照射により架橋するため、光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類等を混合することが望ましい。更に、防眩層は、本発明の効果を変えない範囲で、消泡剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤等を含有してもよい。

防眩層は、前記樹脂と微粒子等を溶剤に溶解、分散した塗料を透明フィルム上に塗工乾燥して形成することができる。塗料に用いることのできる溶剤は、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノール、１−ブタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、セロソルブ類などから適宜選択して用いることができ、これらの数種類を混合して用いてもよい。塗工乾燥を行うため沸点が７０℃〜２００℃の範囲であることが望ましい。

塗工方法は特に限定しないが、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、バー塗工、スライドダイ塗工、スロットダイ塗工、デイップコートなど、塗膜厚さの調整が容易な方式で塗工が可能である。防眩層の膜厚は、第２種の微粒子の平均粒径よりも大きくしなければならない。この膜厚がこの平均粒径よりも小さいとこの微粒子が塗膜表面に突出し表面ヘイズが高まり、光の散乱により表面が白くなりディスプレイの視認性を著しく低下させるからである。一方、この膜厚が大きすぎると防眩性が低下する傾向にある。このため、好ましくは膜厚が第２種の微粒子の平均粒子径の３倍以下、より好ましくは１．５〜２．５倍となるように防眩層を設ける。

本発明においては、フィルム上に前記被膜塗布液を塗布し、加熱・乾燥して設けた被膜層（防眩層）に、ハロゲンランプ等の公知の光源を用いて更に紫外線を照射することにより、該被膜層を光硬化させる。このようにして光硬化させた被膜は極めて硬度が高い。硬化は、例えば、出力１２０〜２４０Ｗ／ｃｍのハロゲンランプを、１０〜２０ｃｍの距離から数秒間照射することによって容易に行うことができる。

以下、実施例にて本発明を例証するが、本発明を限定することを意図するものではない。
なお、微粒子の平均粒子径は、レーザー回折粒度測定器ＳＡＬＤ２２００（島津製作所製）で測定した。又、特に断らない限り、以下に記載する「部」及び「％」は、それぞれ「重量部」及び「重量％」を表す。

［実施例１］
＜塗料調製＞
ＮｉｐｓｉｌＥ−７５（シリカ微粒子、東ソー・シリカ（株）社製、平均粒子径２．４μｍ、吸油量１２０ｍｌ／１００ｇ、非表面積５０ｍ^２／ｇ）３．２ｇとＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（シリカ微粒子、水澤化学工業（株）社製、平均粒子径４．０μｍ、吸油量１８０ｍｌ／１００ｇ、非表面積３３０ｍ^２／ｇ）２．２ｇをトルエン４６．０ｇに混合し十分攪拌した。この液に、アートレジンＵＮ−３３２０ＨＡ（電離放射線硬化型樹脂、根上（株）社製）４６．１ｇ、イルガキュア１８４（光重合開始剤、（株）チバスペシャリティーケミカル社製）２．４ｇ、ＢＹＫ３２０（レベリング剤、ビックケミー（株）社製）０．１ｇを添加し塗料を調製した。

＜防眩フィルム作製＞
ＦｕｊｉＴＡＣ（トリアセチルセルロースフィルム、富士フィルム（株）社製）に上記塗料をマイヤーバー＃８（ＲＤＳ社製）で塗工し、７０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線（光源：ＦｕｓｉｏｎＪａｐａｎ社製ＵＶランプ）を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは７μｍほどであった。

［実施例２］
＜塗料調製＞
ＮｉｐｓｉｌＥ−７５（シリカ微粒子、東ソー・シリカ（株）社製、平均粒子径２．４μｍ、吸油量１２０ｍｌ／１００ｇ、非表面積５０ｍ^２／ｇ）１．６ｇとファインシールＸ−４５（シリカ微粒子、（株）トクヤマ社製、平均粒子径４．３μｍ、吸油量２４０ｍｌ／１００ｇ、非表面積３００ｍ^２／ｇ）１．２ｇをトルエン５７．２ｇと混合し十分攪拌した。この液に、アロニックスＭ−４００（電離放射線硬化型樹脂、東亜合成化学工業（株）社製）３２．３ｇ、イルガキュア１８４（光重合開始剤、（株）チバスペシャリティーケミカル社製）２．２ｇ、ＢＹＫＵＶ３５１０（レベリング剤、ビックケミー（株）社製）０．１ｇを添加し塗料を調製した。

＜防眩フィルム作製＞
ＦｕｊｉＴＡＣ（トリアセチルセルロースフィルム、富士フィルム（株）社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１４（ＲＤＳ社製）で塗工し、７０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線（光源：ＦｕｓｉｏｎＪａｐａｎ社製ＵＶランプ）を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは７μｍほどであった。

［実施例３］
＜塗料調製＞
アドマファインＳＯ−０６（球形疎水化シリカ微粒子、アドマテックス（株）社製、平均粒子径２．２μｍ、吸油量数十ｍｌ／１００ｇ、非表面積５００ｍ^２／ｇ）２．４ｇとＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（シリカ微粒子、水澤化学工業（株）社製、平均粒子径４．０μｍ、吸油量１８０ｍｌ／１００ｇ、非表面積３３０ｍ^２／ｇ）１．６ｇをトルエン６０．０ｇと混合し十分攪拌した。この液に、Ｅｂｅｃｒｙｌ２００（電離放射線硬化型樹脂、ダイセル・ユーシービー（株）社製）３４．０ｇ、イルガキュア１８４（光重合開始剤、（株）チバスペシャリティーケミカル社製）１．９ｇ、ＢＹＫ３２５（レベリング剤、ビックケミー（株）社製）０．１ｇを添加し塗料を調製した。

＜防眩フィルム作製＞
ＦｕｊｉＴＡＣ（トリアセチルセルロースフィルム、富士フィルム（株）社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１２（ＲＤＳ社製）で塗工し、７０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線（光源：ＦｕｓｉｏｎＪａｐａｎ社製ＵＶランプ）を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは８μｍほどであった。

［比較例１］
実施例２のＮｉｐｓｉｌＥ−７５及びファインシールＸ−４５をすべてＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−５０（シリカ微粒子、水澤化学工業（株）社製、平均粒子径１０．０μｍ、吸油量１７０ｍｌ／１００ｇ、非表面積３３０ｍ^２／ｇ）に変えた以外は実施例２と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは８μｍほどであった。

［比較例２］
実施例２のＮｉｐｓｉｌＥ−７５及びファインシールＸ−４５をすべてＮｉｐｇｅｌＣＸ−２００（シリカ微粒子、東ソー・シリカ（株）社製、平均粒子径２．１μｍ、吸油量１１５ｍｌ／１００ｇ、非表面積７５０ｍ^２／ｇ）に変えた以外は実施例２と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは８μｍほどであった。

［比較例３］
実施例２のＮｉｐｓｉｌＥ−７５及びファインシールＸ−４５をすべてＳＹＬＹＳＩＡ３１０Ｐ（シリカ微粒子、富士シリシア（株）社製、平均粒子径２．７μｍ、吸油量３１０ｍｌ／１００ｇ、非表面積３００ｍ^２／ｇ）に変えた以外は実施例２と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは８μｍほどであった。

［比較例４］
実施例１のＮｉｐｓｉｌＥ−７５（３．２ｇ）、ＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（２．２ｇ）、アートレジンＵＮ−３３２０ＨＡ（４６．１ｇ）及びイルガキュア１８４（２．４ｇ）をＮｉｐｓｉｌＥ−７５（７．８ｇ）、ＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（５．２ｇ）、アートレジンＵＮ−３３２０ＨＡ（３８．９ｇ）及びイルガキュア１８４（２．０ｇ）に変えた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは８μｍほどであった。

［比較例５］
実施例１のＮｉｐｓｉｌＥ−７５（３．２ｇ）、ＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（２．２ｇ）、アートレジンＵＮ−３３２０ＨＡ（４６．１ｇ）及びイルガキュア１８４（２．４ｇ）をＮｉｐｓｉｌＥ−７５（１．６ｇ）、ＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（１．１ｇ）、アートレジンＵＮ−３３２０ＨＡ（４８．６ｇ）及びイルガキュア１８４（２．６ｇ）に変えた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは７μｍほどであった。

［比較例６］
実施例１のＮｉｐｓｉｌＥ−７５（３．２ｇ）及びＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（２．２ｇ）をＮｉｐｓｉｌＥ−７５（４．４ｇ）及びＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（１．０ｇ）に変えた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは７μｍほどであった。

［比較例７］
実施例１のＮｉｐｓｉｌＥ−７５（３．２ｇ）及びＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（２．２ｇ）をＮｉｐｓｉｌＥ−７５（１．０ｇ）及びＭｉｚｕｋａｓｉｌＰ−７３（４．４ｇ）に変えた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは７μｍほどであった。

以上の各実施例及び比較例で得られた防眩ハードコートフィルムについて、下記項目の試験を行った。なお、耐擦傷性及び視認性等の項目に関してはハードコート面について試験を行った。その試験結果を後記表１にまとめる。

１）透過率およびヘイズ度：村上色彩技術研究所製ヘイズメーターＨＭ１５０を用いて測定した。
２）耐擦傷性：防眩層表面に＃００００のスチールウールを置き、半径１．２５ｃｍに１０００ｇの加重で防眩層上を１０回往復させた後の防眩層表面の傷の本数を目視で数えた。防眩層に傷が無いものを○、傷１０本未満を△、傷１０本以上を×とした。
３）防眩性：防眩フィルムの防眩層において蛍光灯からの反射光を目視で評価した。反射光が眩しくないものを○、少し眩しいものを△、眩しいものを×とした。
４）ギラツキ：全面緑色表示させたＬＣＤ（液晶表示体）の上に各防眩フィルムを重ね、画面のちらつきの度合いを目視で評価した。なお、ＬＣＤ表面には予めクリアタイプのハードコートフィルムが設置されている。ギラツキが見られないもの及びギラツキがわずかであるものを○、ちらつきが大きいものを×とした。
５）白ぼけ：塗工反対面に黒色のビニールテープ（日東ビニールテープ、ＰＲＯＳＥＬＦＮｏ．２１（幅広））を貼りマクベス濃度計で黒濃度を測定した。２．１０以上を○、２．１０〜２．００を△、２．００未満を×とした。

以上の表１の結果から明らかなように、２種類の微粒子の平均粒子径、吸油量をそれぞれ特定の範囲内としたものを、樹脂に対する特定の合計配合量、２種類の微粒子同士の特定の配合割合で組み合わせた実施例１〜３では、良好な透過率、ヘイズ度、耐擦傷性、視認性（防眩性、ギラツキ、白ぼけ）が得られた。

これに対して、微粒子の平均粒子径及び吸油量が大きい（本発明の第１種の微粒子に相当する微粒子が含まれていない）比較例１では、ヘイズが高く、透過率が低く、耐擦傷性が悪く、ギラツキと白ぼけも顕著であった。また、本発明の第２種の微粒子に相当する微粒子が含まれておらず、また微粒子の比表面積が大きい比較例で２は、ヘイズが高く、若干防眩性が弱く、ギラツキも発生した。また、第１種の微粒子の吸油量が大きく、しかも第２種の微粒子の粒子径が小さい比較例３では、耐擦傷性が若干劣り、白ぼけが悪かった。また、樹脂に対する微粒子の配合量が多い比較例４では、ヘイズが高く、耐擦傷性が若干劣り、ギラツキと白ぼけも顕著であった。逆に樹脂に対する微粒子の配合量が少ない比較例５では、防眩性が顕著に弱く外光の映り込みがあった。また、第１種の微粒子の配合割合が多い比較例６では、若干防眩性が弱く外光の映り込みがわずかにあった。逆に第１種の微粒子の配合割合が少ない（第２種の微粒子の配合割合が多い）比較例７では、ギラツキが発生した。

１透明フィルム
２防眩層
３第１種の微粒子
４第２種の微粒子
５樹脂

Claims

透明フィルム上に、２種類の微粒子及び樹脂を含有する防眩層を設けてなる防眩ハードコートフィルムであって、第１種の微粒子は、平均粒子径が２．０〜３．０μｍで、かつＪＩＳＫ５１０１に準じた吸油量が１３０ｍｌ／１００ｇ未満であり、第２種の微粒子は、平均粒子径が３．５μｍ以上で、かつ吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上であり、前記第１種の微粒子と前記第２種の微粒子の合計配合量が前記樹脂に対して６〜３０重量％であり、さらに前記第１種の微粒子と前記第２種の微粒子の重量配合割合が３０／７０〜７０／３０であることを特徴とする防眩ハードコートフィルム。
前記２種類の微粒子がともにシリカ微粒子であることを特徴とする請求項１に記載の防眩ハードコートフィルム。
前記２種類の微粒子の比表面積がともに７００ｍ^２／ｇ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の防眩ハードコートフィルム。
前記２種類の微粒子の屈折率がともに１．４０〜１．５５の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の防眩ハードコートフィルム。
前記樹脂が電離放射線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の防眩ハードコートフィルム。