JP7016603B2 - タッチパネル用ハードコートフィルム、及び、折り畳み式画像表示装置 - Google Patents

タッチパネル用ハードコートフィルム、及び、折り畳み式画像表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、タッチパネル用ハードコートフィルム、及び、折り畳み式画像表示装置に関する。
画像表示装置、とりわけ近年急速に普及してきているタッチパネルを搭載した画像表示装置における画像表示面は、取り扱い時に傷がつかないように、耐擦傷性を付与することが要求される。これに対し、例えば、基材フィルムにハードコート(HC)層を形成させたハードコートフィルムを利用することにより、画像表示装置の画像表示面の耐擦傷性を向上させることが一般になされている。
このようなハードコートフィルムに要求される性能は、近年益々高くなってきており、硬度及び耐擦傷性に更に優れたものが求められている。このような硬度及び耐擦傷性に優れるハードコートフィルムとしては、例えば、特許文献1には、3層以上の樹脂層から構成される基板上に、異形シリカ微粒子とアクリル系ポリマーとマトリクス樹脂とを含むハードコート層が形成されたハードコートフィルムが開示されている。
ところで、近年、ハードコートフィルムには、優れた硬度及び耐擦傷性とともに、ハードコートフィルムを繰り返し折り畳んでもクラックの生じることのない優れた耐久折り畳み性能が求められることがある。
しかしながら、硬度及び耐擦傷性と折り畳み性能とは、通常、トレードオフの関係にあるため、従来のハードコートフィルムでは、硬度及び耐擦傷性の向上を図ると耐久折り畳み性能は低下し、耐久折り畳み性能の向上を図ると硬度及び耐擦傷性が低下してしまい、これらの性能を同時に優れたものとすることができなかった。
また、近年、タッチパネルを搭載した画像表示装置が急速に普及してきているが、該タッチパネルを搭載した画像表示装置は、表示画面にガラスが用いられている場合が多い。ところが、ガラスは、硬度は高いが折り畳むと割れてしまい折り畳み性能を付与することはできず、また、ガラスは、比重の大きい材料であるため、軽量化を図るには薄くする必要があるが、ガラスを薄くすると強度が低下して割れやすくなる問題があった。
また、例えば、特許文献2には、ハードコート性と屈曲性とを備えたハードコートフィルムとして、透明基材の一方の面上にビッカース硬度の異なる2つのハードコート層を設けたハードコートフィルムが開示されている。
しかしながら、このようなハードコートフィルムは、ある程度優れた硬度及び屈曲性を備えているが、耐擦傷性が充分とは言い難いものであった。
特開2014-238614号公報 特開2014-186210号公報
本発明は、上記現状に鑑みて、極めて優れた硬度、耐擦傷性及び耐久折り畳み性能を有するタッチパネル用ハードコートフィルム、該タッチパネル用ハードコートフィルムを用いてなる折り畳み式画像表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、タッチパネルの表面材として用いられ、基材フィルムとハードコート層とを有するタッチパネル用ハードコートフィルムであって、 下記(条件1)、(条件2)及び(条件3)を充足し、前記ハードコート層は、前記基材フィルム側に設けられ(条件2)を充足させるための第一ハードコート層と、前記第一ハードコート層の前記基材フィルム側と反対側面上に設けられ(条件1)及び(条件3)を充足させるための第二ハードコート層とを有し、前記第一ハードコート層の厚みが2.0μm以上5.0μm以下であり、前記第二ハードコート層の厚みが0.5μm以上4.0μm以下であり、前記第一ハードコート層の断面中央におけるマルテンス硬さが500MPa以上1000MPa未満であり、前記第二ハードコート層の断面中央におけるマルテンス硬さが350MPa以上600MPa以下であることを特徴とするタッチパネル用 ハードコートフィルム。
(条件1)3mmの間隔で上記タッチパネル用ハードコートフィルムの全面を180°折り畳む試験を、上記タッチパネル用ハードコートフィルムの両面でそれぞれ10万回繰り返し行った場合に割れ又は破断が生じない
(条件2)上記ハードコート層のJIS K5600-5-4(1999)に規定する鉛 筆硬度試験(750g荷重)の硬度が、4H以上である
(条件3)#0000番のスチールウールで1kg/cmの荷重をかけながら、上記ハードコート層の表面を3500回往復摩擦させる耐スチールウール試験において傷が生じない
発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいて、上記第二ハードコート層は、樹脂成分として多官能(メタ)アクリレートモノマーの硬化物を含有し、上記第一ハードコート層は、樹脂成分として多官能(メタ)アクリレートの硬化物を含有するとともに、上記第一ハードコート層の樹脂成分に分散されたシリカ微粒子を含有することが好ましい。また、上記シリカ微粒子は、反応性シリカ微粒子であることが好ましい。
また、上記基材フィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリエチレンテレナフタレートフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリアミドフィルム、又は、アラミドフィルムであることが好ましい。
また、上記基材フィルムの厚みが10~55μmであることが好ましい。
また、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、防汚性能を更に有することが好ましく、導電性層を更に有することが好ましい。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムを用いてなることを特徴とする折り畳み式画像表示装置もまた、本発明の一つである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のタッチパネル用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を有する。
上記基材フィルムとしては特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリエチレンテレナフタレートフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリアミドフィルム、又は、アラミドフィルムが好適に用いられる。これらの材料からなる基材フィルムは、後述する耐久折り畳み試験において割れが発生せず、透明性等の光学的性質にも優れたものが用いられることが好ましい。なかでも、上記基材フィルムとしては、優れた硬度を有することからポリイミドフィルムが好ましい。
ここで、ポリイミドフィルム及びアラミドフィルムは、分子中に芳香環を有することから、着色(黄色)されているものが一般的であるが、光学フィルム用途に用いる場合、上記分子中の骨格を変更して透明性を高めた「透明ポリイミド」や「透明アラミド」と呼ばれるフィルムを用いることが好ましい。一方、着色された従来のポリイミドフィルム等は、耐熱性と屈曲性との面から、プリンターや電子回路等の電子材料用に使用されることが好ましいものである。
上記基材フィルムは、厚みが10~55μmであることが好ましい。上記基材フィルムの厚みが10μm未満であると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムのカールが大きくなり、また、硬度も不充分となって後述する鉛筆硬度が4H以上にできないことがあり、更に、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムをRoll to Rollで製造する場合、シワが発生しやすくなるため外観の悪化を招く恐れがある。一方、上記基材フィルムの厚みが55μmを超えると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの折り畳み性能が不充分となり、後述する耐久折り畳み試験の要件を満たせないことがあり、また、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムが重くなり、軽量化の面で好ましくない。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、極めて優れた硬度、耐擦傷性及び折り畳み性能を有し、タッチパネルの表面材として用いられるものである。
このような本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、下記(条件1)、(条件2)及び(条件3)を充足する。
(条件1)3mmの間隔で上記タッチパネル用ハードコートフィルムの全面を180°折り畳む試験を、上記タッチパネル用フィルムの両面でそれぞれ10万回繰り返し行った場合に割れ又は破断が生じない
(条件2)上記ハードコート層のJIS K5600-5-4(1999)に規定する鉛筆硬度試験(750g荷重)の硬度が、4H以上である
(条件3)#0000番のスチールウールで1kg/cmの荷重をかけながら、上記ハードコート層の表面を3500回往復摩擦させる耐スチールウール試験において傷が生じない
上記条件1は、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムが耐久折り畳み性能を有することを示す条件である。
図1は、上記条件1に示す、3mmの間隔で本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの全面を180°折り畳む試験(以下、耐久折り畳み試験とも言う)を模式的に示す断面図である。
図1(a)に示したように、上記耐久折り畳み試験においては、まず、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10の一の辺と、該一の辺に対向する他の辺とを、平行に配置された上固定部11と下固定部12とにそれぞれ固定する。なお、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、任意の形状であってよいが、上記耐久折り畳み試験においける本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10は、矩形であることが好ましい。
また、図1に示したように、上固定部11は固定されており、下固定部12は上固定部11との平行を維持したまま左右に移動可能なっている。
本発明では、上固定部11と下固定部12との間隔は3mmである。
次に、図1(b)に示したように、下固定部12を左方に移動させることで、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10の屈曲部位を下固定部12に固定された他の辺付近まで移動させ、更に、図1(c)に示したように、下固定部12を右方に移動させることで、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10の屈曲部位を上固定部11に固定された一の辺付近まで移動させる。
図1(a)~(c)に示したように下固定部12を移動させることで、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10の全面を180°折り畳むことができる。
上記条件1では、上述した図1(a)~(c)で表される折り畳み試験を、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10のハードコート層を形成した側の面で10万回行い、別の本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10のハードコート層を形成した側の面と反対側の面で10万回行った場合に本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10に割れが生じないことを示している。10万回以内に本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10に割れが生じると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10の耐久折り畳み性能が不充分となる。本発明では、上記耐久折り畳み試験を本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10の両面でそれぞれ15万回行った場合に割れが生じないことが好ましい。
なお、本発明では、上述した本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム10を90°回転させて同様の耐久折り畳み試験を行っても、同様に割れが生じないものである。
上記条件2は、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムが優れた強度を有することを示す条件であり、上記ハードコート層のJIS K5600-5-4(1999)に規定する鉛筆硬度試験(750g荷重)の硬度が、4H以上である。4H未満であると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの強度が不充分となる。なお、上記ハードコート層は、上記鉛筆硬度が6H以上であることが好ましい。
上記条件3は、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムが優れた耐擦傷性を有することを示す条件であり、#0000番のスチールウールで1kg/cmの荷重をかけながら、上記ハードコート層の表面を3500回往復摩擦させる耐スチールウール試験において傷が生じない。当該耐スチールウール試験において傷が生じると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの耐擦傷性が不充分となる。上記耐スチールウール試験は、上記スチールウールを5000回往復摩擦させてもハードコート層表面に傷が生じないことが好ましく、上記スチールウールを6500回往復摩擦させてもハードコート層表面に傷が生じないことが更に好ましい。
なお、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、上記耐スチールウール試験を低速(50mm/sec)及び高速(133mm/sec)のいずれで行っても、上記条件3を満たすことが好ましい。
更に、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、上記耐スチールウール試験を行った後において、後述する防汚性能が維持されていることが好ましい。具体的には、例えば、耐スチールウール試験を行う前の上記ハードコート層の表面の水の接触角が100°以上である場合、上記耐スチールウール試験を行った後の上記ハードコート層の表面の水の接触角が90°以上であることが好ましい。
上述した条件1~条件3を満たす本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、基材フィルムの材料の選択及び基材フィルムの厚みの制御、並びに、ハードコート層の強度及び該ハードコート層の強度に応じた基材フィルムへの積層方法を制御することで得ることができる。
このような本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいて、上記ハードコート層は、基材フィルム側に設けられた第一ハードコート層と、上記第一ハードコート層の上記基材フィルム側と反対側面上に設けられた第二ハードコート層とを有することが好ましい。
上記第一ハードコート層とは、上述した条件2を充足させるための層であり、断面中央におけるマルテンス硬さが500MPa以上1000MPa未満であることが好ましい。500MPa未満であると、上記ハードコート層の鉛筆硬度が不充分となって上述した条件2を充足できないことがあり、1000MPa以上であると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの耐久折り畳み性能が不充分となることがある。上記第一ハードコート層の断面中央におけるマルテンス硬さのより好ましい下限は600MPa、より好ましい上限は950MPaである。
また、上記第二ハードコート層とは、上述した条件1及び条件3を充足させるための層であり、断面中央におけるマルテンス硬さが350MPa以上600MPa以下であることが好ましい。350MPa未満であると、上記ハードコート層の耐擦傷性が不充分となって上述した条件3を充足できないことがあり、600MPaを超えると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの耐折り畳み性能が不充分となって上述した条件1を充足できないことがある。上記第二ハードコート層の断面中央におけるマルテンス硬さのより好ましい下限は375MPa、より好ましい上限は575MPaである。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいて、上記第一ハードコート層のマルテンス硬さは、上記第二ハードコート層のマルテンス硬さよりも大きいことが好ましい。このようなマルテンス硬さの関係を有することで、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、鉛筆硬度が特に良好となる。これは、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムに鉛筆硬度試験を施して鉛筆に荷重をかけて押しこんだときに、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの変形が抑制されて、傷や凹み変形が少なくなるためである。
上記第一ハードコート層のマルテンス硬さが上記第二ハードコート層のマルテンス硬さよりも大きくする方法としては、例えば、後述するシリカ微粒子の含有量を第一ハードコート層側により多く含有するよう制御する方法等が挙げられる。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいて、上記ハードコート層は単一構造であってもよく、この場合、上記ハードコート層に後述するシリカ微粒子が基材フィルム側に偏在するように、すなわち、上記ハードコート層におけるシリカ微粒子の存在割合が、基材フィルム側でより大きく、該基材フィルム側と反対側に行くに従って小さくなるよう傾斜していることが好ましい。
なお、本明細書において、「マルテンス硬さ」とは、ナノインデンテーション法による硬度測定により、圧子を500nm押込んだときの硬度である。
なお、本明細書において、上記ナノインデンテーション法によるマルテンス硬さの測定は、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」を用いて行った。すなわち、上記圧子としてBerkovich圧子(三角錐)を、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムのハードコート層表面から500nm押し込み、一定保持して残留応力の緩和を行った後、除荷させて、緩和後のmax荷重を計測し、該max荷重(Pmax(μN)と深さ500nmのくぼみ面積(A(nm)とを用い、Pmax/Aにより、マルテンス硬さを算出する。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいて、上記第一ハードコート層は、樹脂成分として多官能(メタ)アクリレートモノマーの硬化物を含有するとともに、該樹脂成分中に分散されたシリカ微粒子を含有することが好ましい。
上記多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、ジ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、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ヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(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、トリメチロールプロパントリ(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ペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、イソボロニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(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)アクリレートや、これらをPO、EO、カプロラクトン等で変性したものが挙げられる。
これらの中でも上述したマルテンス硬さを好適に満たし得ることから、3~6官能のものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート等が好ましい。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
上記シリカ微粒子としては、反応性シリカ微粒子であることが好ましい。上記反応性シリカ微粒子は、上記多官能(メタ)アクリレートとの間で架橋構造を構成することが可能なシリカ微粒子であり、該反応性シリカ微粒子を含有することで、上記第一ハードコート層の硬度を充分に高めることができ、その結果、好適に上述した条件2を充足させることができる。
上記反応性シリカ微粒子は、その表面に反応性官能基を有することが好ましく、該反応性官能基とてしては、例えば、重合性不飽和基が好適に用いられ、より好ましくは光硬化性不飽和基であり、特に好ましくは電離放射線硬化性不飽和基である。上記反応性官能基の具体例としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合及びエポキシ基等が挙げられる。
上記反応性シリカ微粒子としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、特開2008-165040号公報記載の反応性シリカ微粒子等が挙げられる。また、上記反応性シリカ微粒子の市販品としては、例えば、日産化学工業社製;MIBK-SD、MIBK-SDMS、MIBK-SDL、MIBK-SDZL、日揮触媒化成社製;V8802、V8803等が挙げられる。
また、上記シリカ微粒子は、球状シリカ微粒子であってもよいが、異型シリカ微粒子であることが好ましい。球状シリカ微粒子と異型シリカ微粒子とを混合させてもよい。
なお、本明細書において、上記異型シリカ微粒子とは、ジャガイモ状のランダムな凹凸を表面に有する形状のシリカ微粒子を意味する。
上記異型シリカ微粒子は、その表面積が球状シリカ微粒子と比較して大きいため、このような異型シリカ微粒子を含有することで、上記多官能(メタ)アクリレート等との接触面積が大きくなり、上記ハードコート層の硬度(鉛筆硬度)をより優れたものとすることができる。
上記異型シリカ微粒子か否かは、上記第一ハードコート層の電子顕微鏡による断面観察により確認することができる。
上記シリカ微粒子が異型シリカ微粒子である場合、該異型シリカ微粒子の平均粒子径としては、5~200nmであることが好ましい。5nm未満であると、微粒子自身の製造が困難になり、微粒子同士が凝集したりすることがあり、また、異型にするのが極めて困難になることがあり、更に、上記塗工前のインキの段階で異型シリカ微粒子の分散性が悪く凝集したりすることがある。一方、上記異型シリカ微粒子の平均粒子径が200nmを超えると、上記ハードコート層に大きな凹凸が形成されたり、ヘイズの上昇といった不具合が生じたりすることがある。
なお、上記異型シリカ微粒子の平均粒子径は、上記ハードコート層の断面顕微鏡観察にて現れた異型シリカ微粒子の外周の2点間距離の最大値(長径)と最小値(短径)との平均値である。
上記シリカ微粒子の大きさ及び配合量を制御することでハードコート層の硬度(マルテンス硬さ)を制御でき、その結果、上記第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成することができる。
例えば、上記第一ハードコート層を形成する場合、上記シリカ微粒子は直径が5~200nmであり、上記樹脂成分100質量部に対して、25~60質量部であることが好ましい。
また、上記第二ハードコート層は、樹脂成分として多官能(メタ)アクリレートモノマーの硬化物を含有することが好ましい。
上記多官能(メタ)アクリレートとしては、上述したものと同様のものが挙げられる。
また、上記第二のハードコート層は、樹脂成分として上記多官能(メタ)アクリレートに加えて、多官能ウレタン(メタ)アクリレート及び/又は多官能エポキシ(メタ)アクリレート等が含まれてもよい。
更に、上記第二ハードコート層は、上述したシリカ微粒子を含有していてもよい。上記第二ハードコート層における上記シリカ微粒子の含有量としては特に限定されないが、例えば、上記第二ハードコート層中、0~20質量%であることが好ましい。
上記ハードコート層は、上記第一ハードコート層及び第二ハードコート層のいずれの場合であっても、上述したマルテンス硬さを充足する範囲で、上述した材料以外の材料を含んでいてもよく、例えば、樹脂成分の材料として、電離放射線の照射により硬化物を形成する重合性モノマーや重合性オリゴマー等を含んでいてもよい。
上記重合性モノマー又は重合性オリゴマーとしては、例えば、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー、又は、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。
上記分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー、又は、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリフルオロアルキル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等のモノマー又はオリゴマーが挙げられる。これら重合性モノマー又は重合性オリゴマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも、多官能(6官能以上)で重量平均分子量が1000~1万のウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。
なお、硬度や組成物の粘度調整、密着性の改善等のために、上記ハードコート層を構成する材料としては、更に単官能(メタ)アクリレートモノマーを含んでいてもよい。
上記単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、グリシジルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、アクリロイルモルホリン、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、及び、アダマンチルアクリレート等が挙げられる。
上記重合性モノマーの重量平均分子量は、ハードコート層の硬度を向上させる観点から、1000未満が好ましく、200~800がより好ましい。
また、上記重合性オリゴマーの重量平均分子量は、1000~2万であることが好ましく、1000~1万であることがより好ましく、2000~7000であることが更に好ましい。
なお、本明細書において、上記重合性モノマー及び重合性オリゴマーの重量平均分子量は、GPC法で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
上記ハードコート層は、紫外線吸収剤(UVA)を含有していてもよい。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、後述するように、折り畳み可能なスマートフォンやタブレット端末のようなモバイル端末に特に好適に用いられるが、このようなモバイル端末は屋外で使用されることが多く、そのため、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの下方に配設された偏光子が紫外線に晒されて劣化しやすいという問題がある。
しかしながら、上記ハードコート層は、上記偏光子の表示画面側に配置されるため、該ハードコート層に紫外線吸収剤が含有されていると、上記偏光子が紫外線に晒されることによる劣化を好適に防止することができる。
なお、上記紫外線吸収剤(UVA)は、上述した基材フィルムに含有されていてもよい。この場合、上記紫外線吸収剤(UVA)は、上記ハードコート層に含有されていなくてもよい。
上記紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、及び、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。
上記トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2-ヒドロキシ-4-[1-オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)-4,6-ビス(4-フェニルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス[2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル]-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、および2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(2’-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。
また、市販されているトリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、TINUVIN460、TINUVIN477(いずれも、BASF社製)、LA-46(ADEKA社製)等が挙げられる。
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-ヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸及びその三水塩、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
また、市販されているベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、CHMASSORB81/FL(BASF社製)等が挙げられる。
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-エチルヘキシル-3-〔3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル〕プロピオネート、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール、2-〔5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル〕-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ジ-tert-ペンチルフェノール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-(3’ ’,4’ ’,5’ ’,6’ ’-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2-メチレンビス(4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール)、及び、2-(2’-ヒドロキシ-3′-tert-ブチル-5′-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
また、市販されているベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、KEMISORB71D、KEMISORB79(いずれも、ケミプロ化成社製)、JF-80、JAST-500(いずれも、城北化学社製)、ULS-1933D(一方社製)、RUVA-93(大塚化学社製)等が挙げられる。
上記紫外線吸収剤は、なかでも、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好適に用いられる。
上記紫外線吸収剤は、ハードコート層を構成する樹脂成分との溶解性が高いほうが好ましく、また、上述した耐久折り畳み試験後のブリードアウトが少ないほうが好ましい。
上記紫外線吸収剤は、ポリマー化又はオリゴマー化されていることが好ましい。
上記紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアジン、ベンゾフェノン骨格を有するポリマー又はオリゴマーが好ましく、具体的には、ベンゾトリアゾールやベンゾフェノン骨格を有する(メタ)アクリレートと、メチルメタクリレート(MMA)とを任意の比率で熱共重合したものであることが好ましい。
なお、OLED(有機発光ダイオードス)に本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムを適用する場合、上記UVAは、OLEDを紫外線から保護する役割も果たすことができる。
上記紫外線吸収剤の含有量としては特に限定されないが、上記ハードコート層の樹脂固形分100質量部に対して1~6質量部であることが好ましい。1質量部未満であると、上述した紫外線吸収剤をハードコート層に含有させる効果を充分に得ることができないことがあり、6質量部を超えると、上記ハードコート層に著しい着色や強度低下が生じることがある。上記紫外線吸収剤の含有量のより好ましい下限は2質量部、より好ましい上限は5質量部である。
上記ハードコート層の層厚みとしては、上記第一ハードコート層である場合、2.0~5.0μmであることが好ましく、上記第二ハードコート層である場合、0.5~4.0μmであることが好ましい。上記各層厚みの下限未満であると、上記ハードコート層の硬度が著しく低下することがあり、上記各層厚みの上限を超えると、上記ハードコート層を形成するための塗液のコーティングが困難となり、また、厚みが厚すぎることに起因した加工性(特に、耐チッピング性)が悪化することがある。
上記第一ハードコート層の層厚みのより好ましい下限は2.5μm、より好ましい上限は4.5μmであり、上記第二ハードコート層の層厚みのより好ましい下限は1.0μm、より好ましい上限は3.5μmである。
なお、上記ハードコート層の層厚みは、断面の電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)観察により測定して得られた任意の10カ所の厚みの平均値である。
上記ハードコート層を有する本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、波長380nmの光の透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましくは、8%以下である。上記透過率が10%を超えると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムをモバイル端末に用いた場合、偏光子が紫外線に晒されて劣化しやすくなる恐れがある。上記ハードコート層の波長380nmの光の透過率のより好ましい上限は5%である。
また、上記ハードコート層は、ヘイズが2.5%以下であることが好ましい。2.5%を超えると、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムをモバイル端末に用いた場合、表示画面の白化が問題となる恐れがある。上記ヘイズのより好ましい上限は1.5%であり、更に好ましい上限は1.0%である。
また、上記透過率及びヘイズは、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-7361に従い測定することができる。
なお、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム全体のヘイズは、上記ハードコート層のヘイズと上記基材フィルムのヘイズとの合計となり、上記基材フィルムのヘイズが1%より高い場合、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムの全体のヘイズは、1%よりも高くなる。
上記ハードコート層は、必要に応じて、例えば、滑剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、架橋剤、光安定剤、酸化防止剤、染料、顔料等の着色剤等のその他の成分が含有されていてもよい。
また、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、上記基材フィルムの上述したハードコート層(第一ハードコート層及び第二ハードコート層)が設けられた反対側面上に、別のハードコート層(以下、裏面ハードコート層ともいう)が形成されていてもよい。上記裏面ハードコート層としては、例えば、上述したハードコート層と同様の層が挙げられる。
また、上記裏面ハードコート層としては、裏面ハードコート層(1)及び/又は裏面ハードコート層(2)を有することが好ましい。
上記裏面ハードコート層(1)及び裏面ハードコート層(2)としては、上述した第一ハードコート層又は上述した第二ハードコート層と同様の組成及び厚さからなる層が挙げられる。
すなわち、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムが上記裏面ハードコート層を有する場合、該裏面ハードコート層としては、上述した第一ハードコート層と同様の裏面ハードコート層(1)を有する構造、上述した第二ハードコート層と同様の裏面ハードコート層(1)を有する構造、上述した第一ハードコート層と同様の裏面ハードコート層(1)と上述した第二ハードコート層と同様の裏面ハードコート層(2)とを基材フィルム側からこの順で積層された構造、上述した第二ハードコート層と同様の裏面ハードコート層(1)と上述した第一ハードコート層と同様の裏面ハードコート層(2)とを基材フィルム側からこの順で積層された構造が挙げられる。
なお、上記裏面ハードコート層は、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムをタッチパネルに装着する場合、最表面側と反対側面に配置されるため、後述する防汚性能は不要である。
また、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、防汚性能を有することが好ましい。このような防汚性能は、例えば、上記ハードコート層に防汚剤を含有させることで得ることができる。
上記防汚剤を含有するハードコート層は、表面の水に対する接触角が100°以上であることが好ましく、製造直後の本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいては、上記ハードコート層の表面の水に対する接触角は105°以上であることがより好ましく、上記条件3における耐スチールウール試験を行った後のハードコート層の表面の水に対する接触角は90°以上であることが好ましく、103°以上であることがより好ましい。
上記防汚剤は、上記ハードコート層の最表面側に偏在して含まれていることが好ましい。上記ハードコート層に均一に防汚剤が含有されている場合、充分な防汚性能を付与するために添加量を増やす必要があり、ハードコート層の膜強度の低下につながる恐れがある。なお、上記ハードコート層が上述した第一ハードコート層及び第二ハードコート層を有する場合、上記防汚剤は、最表面側に配置される第二ハードコート層の最表面側に偏在して含まれていることが好ましい。
上記防汚剤をハードコート層の最表面側に偏在させる方法としては、例えば、該ハードコート層を形成時において、後述するハードコート層用組成物を用いて形成した塗膜を乾燥させ、硬化させる前に、上記塗膜に熱をかけて該塗膜に含まれる樹脂成分の粘度を下げることにより流動性を上げ、上記防汚剤を最表面側に偏在させる方法や、表面張力の低い防汚剤を選定して用い、上記塗膜の乾燥時に熱をかけずに該塗膜の表面に上記防汚剤を浮かせ、その後塗膜を硬化させることで、上記防汚剤を最表面側に偏在させる方法等が挙げられる。
上記防汚剤としては特に限定されず、例えば、含シリコーン系防汚剤、含フッ素系防汚剤、含シリコーン系かつ含フッ素系防汚剤が挙げられ、それぞれ単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。また、上記防汚剤としては、アクリル系防汚剤であってもよい。
上記防汚剤の含有量としては、上述した樹脂材料100質量部に対して、0.01~3.0重量部であることが好ましい。0.01重量部未満であると、ハードコート層に充分な防汚性を付与できないことがあり、また、滑り性が悪いため、耐スチールウール試験でも傷が生じることがある。一方、3.0重量部を超えると、ハードコート層の硬度が低下する恐れがあり、また、防汚剤自身が玉状(ミセル状)態になり、ハードコート層の樹脂成分と防汚剤とが、微細に相分離(海島状態)してしまうことがあり、白くなるおそれがある。
また、上記防汚剤は、重量平均分子量が2万以下であることが好ましく、防汚性能の耐久性を改善するために、反応性官能基を好ましくは1以上、より好ましくは2以上有する化合物である。なかでも、2以上の反応性官能基を有する防汚剤は、上述した条件3を充足する上で特に好適である。
なお、上記防汚剤が反応性官能基を有さない場合、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムがロール状の場合でも、シート状の場合でも、重ねたときに裏面に防汚剤が転移してしまい、該裏面に他の部材を貼ったり、塗ったりしようとすると、該他の部材の剥がれ発生することがあり、更に、複数回の折り畳み試験を行うことで容易に剥がれる場合がある。
なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算により求めることができる。
更に、上記反応性官能基を有する防汚剤は、防汚性の性能持続性(耐久性)が良好となり、なかでも、上述した含フッ素系防汚剤を含むハードコート層は、指紋が付きにくく(目立ちにくく)、拭き取り性も良好である。更に、上記ハードコート層形成用組成物の塗工時の表面張力を下げることができるので、レベリング性がよく、形成するハードコート層の外観が良好なものとなる。
また、上記含シリコーン系防汚剤を含むハードコート層は、滑り性がよく、耐スチールウール性が良好である。
このような含シリコーン系防汚剤をハードコート層に含む本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムを搭載したタッチパネルは、指やペンなどで接触したときの滑りがよくなるため、触感がよくなる。また、上記ハードコート層に指紋も付きにくく(目立ちにくく)、拭き取り性も良好となる。更に、上記ハードコート層を形成する際の組成物(ハードコート層用組成物)の塗工時の表面張力を下げることができるので、レベリング性がよく、形成するハードコート層の外観が良好なものとなる。
また、上記反応性官能基を有する防汚剤としては、市販品として入手可能であり、上記以外の市販品としては、例えば、含シリコーン系防汚剤としては、例えば、SUA1900L10(新中村化学社製)、SUA1900L6(新中村化学社製)、Ebecryl1360(ダイセルサイテック社製)、UT3971(日本合成社製)、BYKUV3500(ビックケミー社製)、BYKUV3510(ビックケミー社製)、BYKUV3570(ビックケミー社製)、X22-164E、X22-174BX、X22-2426、KBM503.KBM5103(信越化学社製)、TEGO-RAD2250、TEGO-RAD2300.TEGO-RAD2200N、TEGO-RAD2010、TEGO-RAD2500、TEGO-RAD2600、TEGO-RAD2700(エボニックジャパン社製)、メガファックRS854(DIC社製)等が挙げられる。
含フッ素系防汚剤としては、例えば、オプツールDAC、オプツールDSX(ダイキン工業社製)、メガファックRS71、メガファックRS74(DIC社製)、LINC152EPA、LINC151EPA、LINC182UA(共栄社化学社製)、フタージェント650A、フタージェント601AD、フタージェント602等が挙げられる。
また、含フッ素系かつ含シリコーン系で反応性官能基を有する防汚剤としては、例えば、メガファックRS851、メガファックRS852、メガファックRS853、メガファックRS854(DIC社製)、オプスターTU2225、オプスターTU2224(JSR社製)、X71-1203M(信越化学社製)等が挙げられる。
なお、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムにおいて、上記第一ハードコート層には、該第一ハードコート層形成時の組成物の塗布性を向上させるため、必要に応じて界面活性剤(レベリング剤)が含まれていてもよい。
上記レベリング剤は、添加量が多くなり過ぎると、第一ハードコート層を形成する際の塗膜に泡が発生して、欠陥になったり、第二ハードコート層を積層させる際、第二ハードコート層がはじいたり、密着性が悪化したりすることがある。
また、第一ハードコート層を形成する際の塗膜も不均一であったり、凸凹や欠陥等があったりすると、上述した耐久折り畳み試験で、割れや破断が生じてしまうことがある。
上記ハードコート層は、例えば、上記樹脂成分と、反応性シリカ微粒子、紫外線吸収剤やその他の成分等とを添加したハードコート層用組成物を用いて形成することができる。
上記ハードコート層用組成物は、必要に応じて溶媒を含有してもよい。
上記溶媒としては、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール、ベンジルアルコール、PGME、エチレングリコール、ジアセトンアルコール)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ヘプタノン、ジイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジアセトンアルコール)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、蟻酸メチル、PGMEA)脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n-メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン)、エーテルアルコール(例、1-メトキシ-2-プロパノール)、カーボネート(炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル)、等が挙げられる。これらの溶媒、単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。
なかでも、上記溶媒としては、上述した重合性モノマー及び/又は重合性オリゴマー等の樹脂成分、並びに、他の添加剤を溶解或いは分散させ、上記ハードコート層用組成物を好適に塗工できる点で、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンが好ましい。
上記ハードコート層用組成物は、総固形分が25~55%であることが好ましい。25%より低いと残留溶剤が残ったり、白化が生じたりするおそれがある。55%を超えると、ハードコート層用組成物の粘度が高くなり、塗工性が低下して表面にムラやスジが出たりすることがある。上記固形分は、30~50%であることがより好ましい。
上記ハードコート層用組成物を用いて本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムを製造する方法としては、例えば、基材フィルムの一方の面上に、ハードコート層用組成物を塗布して塗布層を形成し、該塗布層を乾燥後硬化させる方法が挙げられる。
上記ハードコート層用組成物を基材フィルムの一方の面上に塗布して塗布層を形成する方法としては、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ダイコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビードコーター法等の公知の各種方法を挙げることができる。
上記塗膜の乾燥方法としては特に限定されないが、一般的に30~120℃で10~120秒間乾燥を行うとよい。
また、上記塗膜の硬化方法としては、上記ハードコート層用組成物の組成等に応じて公知の方法を適宜選択すればよい。例えば、上記ハードコート層用組成物が紫外線硬化型のものであれば、塗布層に紫外線を照射することにより硬化させればよい。
なお、上記ハードコート層が上述した第一ハードコート層及び第二ハードコート層を有する構成の場合、第一ハードコート層を形成するために調製した第一ハードコート層用組成物を、上記基材フィルム上に塗布し形成した塗膜を乾燥させた後ハーフキュアーさせる。上記塗膜を完全に硬化させずハーフキュアーさせた状態で後述する第二ハードコート層を形成することで、該第一ハードコート層及び第二ハードコート層の密着性が極めて優れたものとなる。上記塗膜をハーフキュアーさせる方法としては、例えば、上記乾燥させた塗膜に紫外線を100mJ/cm以下で照射する方法等が挙げられる。
上記ハーフキュアーさせた第一ハードコート層上に、第二ハードコート層を形成するために調製した第二ハードコート層用組成物を塗布し形成した塗膜を乾燥させた後、該塗膜を完全に硬化させることで上記第一ハードコート層上に第二ハードコート層を形成することができる。なお、上記第二ハードコート層用組成物を用いた塗膜を完全に硬化させることで、上記ハードコート層(第二ハードコート層)表面の耐スチールウール性が優れたものとなる。上記第二ハードコート層用組成物の塗膜を完全硬化させる方法としては、例えば、上記塗膜を窒素雰囲気下(酸素濃度が500ppm以下が好ましく、より好ましくは200ppm以下、更に好ましくは100ppm以下)で、紫外線照射により硬化させる方法が挙げられる。また、最表面となる上記第二ハードコート層の第一ハードコート層側と反対側面の架橋度(反応率)を上げることでも上記耐スチールウール性が改善できる。
なお、上述した方法で第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成する際、充分に硬化されたハードコート層(第一ハードコート層及び第二ハードコート層)を得るために、紫外線照射量は、全体で150mJ/cm以上であることが好ましい。
本発明において、上記ハードコート層は、従来公知の熱硬化系のゾルゲル法を用いてなるものであってもよい。
なお、上記熱硬化系のゾルゲル法とは、例えば、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物を加水分解し、重縮合反応により、流動性を失ったゲルとし、このゲルを加熱して酸化物を得る方法が一般的に知られているが、その他、例えば、アルコキシシラン化合物を加水分解し、重縮合反応させて酸化物を得る方法や、イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物を加熱して重縮合させて酸化物を得る方法、更にはアルコキシシラン化合物とイソシアネート基を有する化合物とを任意の割合で混合させて、加水分解し、重縮合反応させる方法であってもよい。
上記エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物としては、分子中にエポキシ基と加水分解性ケイ素基を各々少なくとも1個有するものであれば特に限定されず、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β-(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、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
上記エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物の加水分解物は、上記エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物を適当な溶媒中に溶解して加水分解を行うことにより得ることができる。使用する溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等のアルコール、ケトン、エステル類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、あるいはこれらの混合物が挙げられる。なかでも、皮膜を形成するのに適当な乾燥速度を有する点で、メチルエチルケトンが好ましい。
上記加水分解を行う場合に、必要に応じて触媒を使用してもよい。使用する触媒としては、特に限定されず、公知の酸触媒又は塩基触媒を使用することができる。
上記酸触媒としては、例えば、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオン酸、グルタール酸、グリコール酸、マロン酸、マレイン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸;塩酸、硝酸、ハロゲン化シラン等の無機酸;酸性コロイダルシリカ、酸化チアニアゾル等の酸性ゾル状フィラー、等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液、アンモニア水、アミン類の水溶液等を挙げることができる。なかでも、触媒反応の効率が高い、塩酸又は酢酸の使用が好ましい。
また、上記アルコキシシラン化合物としては特に限定されず、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは、2種以上を併用してもよい。
また、上記イソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物としては特に限定されず、例えば、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、2-イソシアネートエチルトリn-プロポキシシラン等が挙げられる。
また、上記イソシアネート基を有する化合物は特に限定されず、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、3,3’-トリレン-4,4’-イソシアネート、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(MDI)、トリフェニルメタンp,p’ ,p’ ’ -トリイソシアネート(T.M)、2,4-トリレンダイマー(TT)、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、トリス(4-フェニルイソシアネート)チオホスフェート、クルード(MDI)、TDI三量体、ジシクロヘキサメタン4,4’-ジイソシアネート(HMDI)、水素添加TDI(HTDI)、メタキシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサヒドロメタキシリレンジイソシアネート(HXDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルプロパン-1-メチル-2-イソシアノ-4-カババメート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、3,3’ -ジメトキシ4,4’-ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルエーテル2,4,1’-トリイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート(MXDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(PAPI)等が挙げられる。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、導電性層を更に有することが好ましい。
上記導電性層としては、例えば、導電剤として導電性繊維状フィラーを含むことが好ましい。
上記導電性繊維状フィラーは、繊維径が200nm以下であり、繊維長が1μm以上であることが好ましい。
上記繊維径が200nmを超えると、製造する導電性層のヘイズ値が高くなったり光透過性能が不充分となったりすることがある。上記導電性繊維状フィラーの繊維径の好ましい下限は導電性層の導電性の観点から10nmであり、上記繊維径のより好ましい範囲は15~180nmである。
また、上記導電性繊維状フィラーの繊維長が1μm未満であると、充分な導電性能を有する導電性層を形成できないことがあり、凝集が発生してヘイズ値の上昇や光透過性能の低下を招く恐れがあることから、上記繊維長の好ましい上限は500μmであり、上記繊維長のより好ましい範囲は3~300μmであり、更に好ましい範囲は10~30μmである。
なお、上記導電性繊維状フィラーの繊維径、繊維長は、例えば、SEM、STEM、TEM等の電子顕微鏡を用い、1000~50万倍にて上記導電性繊維状フィラーの繊維径及び繊維長を測定した10カ所の平均値として求めることができる。
上記導電性繊維状フィラーとしては、例えば、導電性炭素繊維、金属繊維及び金属被覆合成繊維からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記導電性炭素繊維としては、例えば、気相成長法炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ、ワイヤーカップ、ワイヤーウォール等が挙げられる。これらの導電性炭素繊維は、1種又は2種以上を使用することができる。
上記金属繊維としては、例えば、ステンレススチール、鉄、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン等を細く、長く伸ばす伸線法、又は、切削法により作製された繊維が使用できる。このような金属繊維は、1種又は2種以上を使用することができる。
上記金属被覆合成繊維としては、例えば、アクリル繊維に金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン等をコーティングした繊維等が挙げられる。このような金属被覆合成繊維は、1種又は2種以上を使用することができる。
上記導電性層における導電性繊維状フィラーの含有量としては、例えば、導電性層を構成する樹脂成分100質量部に対して20~3000質量部であることが好ましい。20質量部未満であると、充分な導電性能を有する導電性層を形成できないことがあり、3000質量部を超えると、本発明の導電性積層体のヘイズが高くなったり光透過性能が不充分となったりすることがある。また、導電性繊維状フィラーの接点にバインダー樹脂が入る量が多くなることで導電性層の導通が悪化し、本発明の導電性積層体に目標の抵抗値を得られないことがある。上記導電性繊維状フィラーの含有量のより好ましい下限は50質量部、より好ましい上限は1000質量部である。
なお、上記導電性層の樹脂成分としては特に限定されず従来公知の材料が挙げられる。
また、上記導電性繊維状フィラー以外のその他の導電剤としては、例えば、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1~第3アミノ基等のカチオン性基を有する各種のカチオン性化合物、スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基などのアニオン性基を有するアニオン性化合物、アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系などの両性化合物、アミノアルコール系、グリセリン系、ポリエチレングリコール系などのノニオン性化合物、スズ及びチタンのアルコキシドのような有機金属化合物並びにそれらのアセチルアセトナート塩のような金属キレート化合物等、更に、上記に列記した化合物を高分子量化した化合物、更に、第3級アミノ基、第4級アンモニウム基、又は、金属キレート部を有し、かつ、電離放射線により重合可能なモノマー又はオリゴマー、或いは電離放射線により重合可能な重合可能な官能基を有し、かつ、カップリング剤のような有機金属化合物等の重合性化合物等が挙げられる。
上記その他の導電剤の含有量としては、上記導電性層を構成する樹脂成分100質量部に対して、1~50質量部であることが好ましい。1質量部未満であると、充分な導電性能を有する導電性層を形成できないことがあり、50質量部を超えると、本発明の導電性積層体のヘイズが高くなったり光透過性能が不充分となったりすることがある。
更に、上記導電剤としては、例えば、導電性微粒子も用いることができる。
上記導電性微粒子の具体例としては、金属酸化物からなるものを挙げることができる。そのような金属酸化物としては、例えば、ZnO(屈折率1.90、以下、カッコ内の数値は屈折率を表す。)、CeO(1.95)、Sb(1.71)、SnO(1.997)、ITOと略して呼ばれることの多い酸化インジウム錫(1.95)、In(2.00)、Al(1.63)、アンチモンドープ酸化錫(略称;ATO、2.0)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(略称;AZO、2.0)等を挙げることができる。上記導電性微粒子の平均粒径は、0.1nm~0.1μmであることが好ましい。かかる範囲内であることにより、上記導電性微粒子を導電性層を構成する樹脂成分の原料中に分散した際、ヘイズがほとんどなく、全光線透過率が良好な高透明な膜を形成可能な組成物が得られる。
上記導電性微粒子の含有量としては、上記導電性層を構成する樹脂成分100質量部に対して、10~400質量部であることが好ましい。10質量部未満であると、充分な導電性能を有する導電性層を形成できないことがあり、400質量部を超えると、本発明の導電性積層体のヘイズが高くなったり光透過性能が不充分となったりすることがある。
上記導電剤としては、例えば、芳香族共役系のポリ(パラフェニレン)、複素環式共役系のポリピロール、ポリチオフェン、脂肪族共役系のポリアセチレン、含ヘテロ原子共役系のポリアニリン、混合型共役系のポリ(フェニレンビニレン)、分子中に複数の共役鎖を持つ共役系である複鎖型共役系、前述の共役高分子鎖を飽和高分子にグラフト又はブロック共重した高分子である導電性複合体等の高分子量化導電剤を用いることもできる。
上記導電性層は、屈折率調整粒子を含んでいてもよい。
上記屈折率調整粒子としては、例えば、高屈折率微粒子や低屈折率微粒子等が挙げられる。
上記高屈折率微粒子としては特に限定されず、例えば、芳香族系ポリイミド樹脂や、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びウレタン樹脂等の樹脂材料に芳香環や硫黄原子や臭素原子を含有させた屈折率の高い樹脂並びにその前駆体等の屈折率の高い材料からなる微粒子、又は、金属酸化物微粒子や金属アルコキシド微粒子等が挙げられる。
上記低屈折率微粒子としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びウレタン樹脂等の樹脂材料にフッ素原子を含有させた屈折率の低い樹脂並びにその前駆体等の屈折率の低い材料からなる微粒子、又は、フッ化マグネシウム微粒子、中空や多孔質状の微粒子(有機系、無機系)等が挙げられる。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、上述した構成を有し、上記(条件1)を満たす、すなわち、耐久折り畳み試験で割れないものであるため、極めて優れた折り畳み性を有し、上記(条件2)を満たし、すなわち、鉛筆硬度試験(750g荷重)の硬度が4H以上であり、上記(条件3)を満たす、すなわち、#0000番のスチールウールで1kg/cmの荷重をかけながら、上記ハードコート層の表面を3500回往復摩擦させる耐スチールウール試験において傷が生じないものであるため、極めて優れた硬度と耐擦傷性とを有するものである。
このような本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、従来公知のハードコート層を備えたハードコートフィルムと同様に、液晶表示装置等の画像表示装置の表面保護フィルムとして使用できるだけでなく、曲面ディスプレイや、曲面を有する製品の表面保護フィルム、折り畳み式の部材の表面保護フィルムとして使用できる。
なかでも、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、極めて優れた折り畳み性を有するため、折り畳み式の部材の表面保護フィルムとして好適に用いられる。
また、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、タッチパネルに用いられる部材であるため、抗菌性を有するものであることが好ましい。上記抗菌性を付与する方法としては特に限定されず、従来公知の方法が挙げられる。
また、タッチパネルに用いられる部材であるため、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、従来公知の方法によるブルーライトカット性を有することが好ましい。なお、上記ブルーライトとは、波長385~495nmの光を意味する。
上記折り畳み式の部材としては、折り畳まれる構造を備えた部材であれば特に限定されず、例えば、折り畳み式スマートフォンや折り畳み式タッチパネル等の折り畳み式画像表示装置、折り畳み式の(電子)アルバム等が挙げられる。なお、本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムを用いてなる折り畳み式画像表示装置もまた、本発明の一つである。
折り畳まれる構造を備えた部材での、折り畳み箇所は、1箇所であっても、複数個所であってもよい。折り畳みの方向も必要に応じて任意に決めることができる。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、上述した構成からなるものであるため、極めて優れた硬度、耐擦傷性及び耐久折り畳み性能を有するものとなる。
このため、本発明のハードコートフィルムは、従来のハードコート層を備えたハードコートフィルムと同様の表面保護フィルムのほか、曲面を有する製品の表面保護フィルムや、折り畳み式画像表示装置といった折り畳み式の部材の表面材として好適に使用することができる。
耐久折り畳み試験を模式的に示す断面図である。
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例及び比較例のみに限定されるものではない。
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。
Figure 0007016603000001
(実施例1)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)を準備し、該基材フィルムの一方の面上に、下記組成のハードコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。
次いで、形成した塗膜に対して、70°1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が100mJ/cmになるように照射して塗膜をハーフキュアーさせて厚さ3μmの第一ハードコート層を形成した。
次いで、第一ハードコート層上に、下記組成のハードコート層用組成物Aを塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、70°1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を酸素濃度が200ppm以下の条件下にて積算光量が200mJ/cmになるように照射して塗膜を完全硬化させることにより、厚さ2μmの第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物1)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 25質量部
ジペンタエリスリトールEO変性ヘキサアクリレート(A-DPH-6E、新中村化学社製) 25質量部
異型シリカ微粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製) 50質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、830MPaであった。
(ハードコート層用組成物A)
ウレタンアクリレート(UX5000、日本化薬社製) 25質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 50質量部
多官能アクリレートポリマー(アクリット8KX-012C、大成ファインケミカル社製) 25質量部(固形換算)
防汚剤(BYKUV3500、ビックケミー社製) 1.5質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、500MPaであった。
(実施例2)
第二ハードコート層の厚みを4μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例3)
第一ハードコート層の厚みを5μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例4)
第二ハードコート層の厚みを0.75μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例5)
第一ハードコート層の厚みを2μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例6)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド2、KS-TD、東洋紡社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例7)
ハードコート層用組成物1に代えて下記組成のハードコート層用組成物2を用い、ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Bを用いた以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物2)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 25質量部
6官能アクリレート(MF001、第一工業製薬社製) 25質量部
異型シリカ微粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製) 50質量部(固形換算)
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、890MPaであった。
(ハードコート層用組成物B)
ウレタンアクリレート(UX5000、日本化薬社製) 50質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 50質量部
防汚剤(BYKUV3500、ビックケミー社製) 1.5質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、600MPaであった。
(実施例8)
ハードコート層用組成物1に代えて下記組成のハードコート層用組成物3を用い、ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Cを用いた以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物3)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 35質量部
ジペンタエリスリトールEO変性ヘキサアクリレート(A-DPH-6E、新中村化学社製) 35質量部
異型シリカ微粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製) 30質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、620MPaであった。
(ハードコート層用組成物C)
ウレタンアクリレート(KRM8452、ダイセル・オルネクス社製) 100質量部
防汚剤(TEGO-RAD2600、エボニックジャパン社製)
1.5質量部(固形換算)
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、420MPaであった。
(実施例9)
ハードコート層用組成物1に代えて下記組成のハードコート層用組成物4を用い、ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Dを用いた以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物4)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 25質量部
6官能アクリレート(MF001、第一工業製薬社製) 10質量部
多官能アクリレートポリマー(PVEEA、AX-4-HC、日本触媒社製)
15質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
異型シリカ微粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製) 50質量部(固形換算)
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、800MPaであった。
(ハードコート層用組成物D)
ウレタンアクリレート(UV7600B、日本合成化学社製) 50質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(M306、東亜合成社製) 50質量部
防汚剤(X71-1203M)(信越化学社製) 0.5質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、600MPaであった。
(実施例10)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、東レ社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例11)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ50μmのポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム、帝人社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例12)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ25μmのトリアセチルセルロースフィルム(TAC、富士フイルム社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例13)
ハードコート層用組成物1に代えて下記組成のハードコート層用組成物5を用いた以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物5)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 25質量部
ジペンタエリスリトールEO変性ヘキサアクリレート(A-DPH-6E、新中村化学社製) 25質量部
中実シリカ微粒子(平均粒子径12nm、MIBKSD、日産化学社製)
50質量部(固形換算)
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、730MPaであった。
また、中実シリカ微粒子とは、球状の中実シリカ微粒子であった。
(実施例14)
ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Eを用いた以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物E)
ウレタンアクリレート(UV7600B、日本合成社製) 45質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(M306、東亜合成社製) 45質量部
中実シリカ微粒子(平均粒子径12nm、MIBKSD、日産化学社製) 10質量部
防汚剤(オプツールDAC、ダイキン工業社製) 0.5質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、500MPaであった。
(実施例15)
ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Gを用いた以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物G)
ウレタンアクリレート(UX5000、日本化薬社製) 25質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 50質量部
アクリレートポリマー(アクリット8KX-012C、大成ファインケミカル社製)
25質量部
防汚剤(RS71、DIC社製) 0.5質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、500MPaであった。
(実施例16)
ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Hを用いた以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物H)
ウレタンアクリレート(UX5000、日本化薬社製) 25質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 50質量部
アクリレートポリマー(アクリット8KX-012C、大成ファインケミカル社製)
25質量部
防汚剤(BYK-UV3510、ビックケミー社製) 1質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、500MPaであった。
(実施例17)
実施例1と同様にして基材フィルム上に第一ハードコート層及び第二ハードコート層とを形成した後、基材フィルムの第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成した面と反対側面上に、上記第一ハードコート層と同様にして裏面ハードコート層(1)を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例18)
裏面ハードコート層(1)の基材フィルム側と反対側面上に、第二ハードコート層と同様にして裏面ハードコート層(2)を形成した以外は、実施例17と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例19)
実施例1と同様にして基材フィルム上に第一ハードコート層及び第二ハードコート層とを形成した後、基材フィルムの第一ハードコート層及び第二ハードコート層を形成した面と反対側面上に、上記第二ハードコート層と同様にして裏面ハードコート層(1)を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例20)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ25μmのポリイミドフィルム(ポリイミド3、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(実施例21)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ50μmのポリイミドフィルム(ポリイミド4、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例1)
第一ハードコート層の厚みを10μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例2)
第二ハードコート層の厚みを8μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例3)
第二ハードコート層の厚みを0.5μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例4)
第二ハードコート層を設けなかった以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例5)
第一ハードコート層の厚みを0.5μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例6)
第一ハードコート層を設けなかった以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例7)
第一ハードコート層と第二ハードコート層とを積層する順序を逆にした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例8)
第二ハードコート層を設けず、第一ハードコート層の厚みを15μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例9)
第一ハードコート層を設けず、第二ハードコート層の厚みを15μmとした以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例10)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ25μmのシクロオレフィンフィルム(COP、日本ゼオン社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例11)
ハードコート層用組成物1に代えて下記組成のハードコート層用組成物6を用いた以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物6)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 30質量部
異型シリカ微粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製) 70質量部(固形換算)
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、1500MPaであった。
(比較例12)
ハードコート層用組成物1に代えて下記組成のハードコート層用組成物7を用いた以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物7)
ポリエチレングリコールジアクリレート(M240、東亜合成社製) 100質量部
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
フッ素系レベリング剤(F568、DIC社製) 0.2重量部(固形換算)
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、250MPaであった。
(比較例13)
ハードコート層用組成物Aに代えてハードコート層用組成物6を用いた以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例14)
ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Fを用いた以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物F)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 90質量部
異型シリカ微粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製) 10質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、650MPaであった。
(比較例15)
ハードコート層用組成物Aに代えて下記組成のハードコート層用組成物Jを用いた以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(ハードコート層用組成物J)
ウレタンアクリレート(UX5000、日本化薬社製) 25質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(M403、東亜合成社製) 50質量部
アクリレートポリマー(アクリット8KX-012C、大成ファインケミカル社製)
25質量部
中実シリカ微粒子(平均粒子径12nm、MIBKSD、日産化学社製) 10質量部
非反応性防汚剤(F470、DIC社製) 0.5質量部(固形換算)
光重合開始剤(Irg184) 4重量部
溶剤(MIBK) 150質量部
なお、得られた第二ハードコート層のマルテンス硬さは、500MPaであった。
(比較例16)
ハードコート層用組成物Aに代えて上述したハードコート層用組成物7を用い、厚さを50μmとした以外は、実施例1と同様にして第二ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例17)
ハードコート層用組成物1に代えて上述したハードコート層用組成物7を用い、厚さを50μmとした以外は、実施例1と同様にして第一ハードコート層を形成し、タッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例18)
基材フィルムとして、厚さ30μmのポリイミドフィルム(ポリイミド1、ネオプリムL-3450、三菱ガス化学社製)に代えて、厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PET2、A4100、東洋紡社製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
(比較例19)
乾燥させたハードコート層用組成物1の塗膜に紫外線を酸素濃度が200ppm以下の条件下にて積算光量が200mJ/cmとなるように照射して塗膜を完全硬化させて第一ハードコート層を形成した以外は、実施例1と同様にしてタッチパネル用ハードコートフィルムを製造した。
なお、得られた第一ハードコート層のマルテンス硬さは、880MPaであった。
実施例及び比較例で得られたタッチパネル用ハードコートフィルムについて、以下の評価を行った。結果を表2に示した。
(耐久折り畳み試験)
実施例及び比較例に係るタッチパネル用ハードコートフィルムを、30mm×100mmの長方形にカットして作製したサンプルを、耐久試験機(DLDMLH-FU、ユアサシステム機器社製)に曲げR半径が1.5mm(直径3.0mm)となるようにして取り付け、サンプルのハードコート層を形成した側の面の全面を180°折り畳む試験を10万回行った。その後、新たなサンプルに入れ替え、該サンプルのハードコート層を形成した側の反対側の面の全面を180°折り畳む試験を10万回行い、以下の基準にて評価した。
○:サンプルに割れが生じていない
×:サンプルに割れが生じた
(鉛筆硬度)
実施例及び比較例に係るタッチパネル用ハードコートフィルムの鉛筆硬度を、JIS K5600-5-4(1999)に基づいて測定した。
(耐スチールウール(SW)性)
実施例及び比較例に係るタッチパネル用ハードコートフィルムのハードコート層の最表面を、#0000番のスチールウール(商品名:BON STAR、日本スチールウール社製)を用いて、1kg/cmの荷重をかけながら、速度50mm/secで3500回往復摩擦し、その後のハードコート層表面に傷の有無を目視し下記の基準にて評価した。
○:傷なし
×:傷があった
(防汚性)
実施例及び比較例に係るタッチパネル用ハードコートフィルムのハードコート層の最表面に油性マーキングペンで書いた後、セルロース系不織布ワイパーで20回拭き取りを試み、下記基準で評価した。
○:拭き取れる
×:拭き取れない
Figure 0007016603000002
表2に示したように、実施例に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、耐久折り畳み性能、耐擦傷性及び防汚性に優れ、また、鉛筆硬度も4H以上と優れていた。
一方、比較例1、2、4、7~9、11、13、14、18及び19に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、耐久折り畳み性能に劣り、比較例10、12、13、16、17及び19に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、鉛筆硬度に劣り、比較例3~9、11、13、15、16及び19に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、耐擦傷性に劣り、比較例15に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、防汚性能に劣っていた。
なお、比較例18に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、基材フィルムが厚く他の実施例及び比較例のタッチパネル用ハードコートフィルムと比較して非常に重く取り扱い性に劣っていた。
また、比較例19に係るタッチパネル用ハードコートフィルムは、基材フィルム、第一ハードコート層及び第二ハードコート層の組成が実施例1と同様であったが、第一ハードコート層を完全硬化させた後、第二ハードコート層を形成したため、第一ハードコート層と第二ハードコート層との密着性が悪く鉛筆硬度に劣り、また、第一ハードコート層と第二ハードコート層との界面において剥がれが容易に発生して耐久折り畳み性能及び耐擦傷性に劣っていた。
本発明のタッチパネル用ハードコートフィルムは、折り畳み式画像表示装置の表面材として好適に使用することができる。
10 本発明のタッチパネル用ハードコートフィルム
11 上固定部
12 下固定部

Claims (8)

  1. タッチパネルの表面材として用いられ、基材フィルムとハードコート層とを有するタッチパネル用ハードコートフィルムであって、
    下記(条件1)、(条件2)及び(条件3)を充足し、
    前記ハードコート層は、前記基材フィルム側に設けられ(条件2)を充足させるための第一ハードコート層と、前記第一ハードコート層の前記基材フィルム側と反対側面上に設けられ(条件1)及び(条件3)を充足させるための第二ハードコート層とを有し、
    前記第一ハードコート層の厚みが2.0μm以上5.0μm以下であり、前記第二ハードコート層の厚みが0.5μm以上4.0μm以下であり、
    前記第一ハードコート層の断面中央におけるマルテンス硬さが500MPa以上1000MPa未満であり、前記第二ハードコート層の断面中央におけるマルテンス硬さが350MPa以上600MPa以下である
    ことを特徴とするタッチパネル用ハードコートフィルム。
    (条件1)3mmの間隔で前記タッチパネル用ハードコートフィルムの全面を180°折り畳む試験を、前記タッチパネル用ハードコートフィルムの両面でそれぞれ10万回繰り返し行った場合に割れ又は破断が生じない
    (条件2)前記ハードコート層のJIS K5600-5-4(1999)に規定する鉛筆硬度試験(750g荷重)の硬度が、4H以上である
    (条件3)#0000番のスチールウールで1kg/cmの荷重をかけながら、前記ハードコート層の表面を3500回往復摩擦させる耐スチールウール試験において傷が生じない
  2. 第二ハードコート層は、樹脂成分として多官能(メタ)アクリレートモノマーの硬化物を含有し、第一ハードコート層は、樹脂成分として多官能(メタ)アクリレートの硬化物を含有するとともに、前記第一ハードコート層の樹脂成分中に分散されたシリカ微粒子とを含有する請求項記載のタッチパネル用ハードコートフィルム。
  3. シリカ微粒子は、反応性シリカ微粒子である請求項記載のタッチパネル用ハードコートフィルム。
  4. 基材フィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリエチレンテレナフタレートフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリアミドフィルム、又は、アラミドフィルムである請求項1、2又は3記載のタッチパネル用ハードコートフィルム。
  5. 基材フィルムの厚みが10~55μmである請求項1、2、3又は4記載のタッチパネル用ハードコートフィルム。
  6. 防汚性能を更に有する請求項1、2、3、4又は5記載のタッチパネル用ハードコートフィルム。
  7. 導電性層を更に有する請求項1、2、3、4、5又は6記載のタッチパネル用ハードコートフィルム。
  8. 請求項1、2、3、4、5、6又は7記載のタッチパネル用ハードコートフィルムを用いてなることを特徴とする折り畳み式画像表示装置。
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