JP7229833B2 - 成型用積層フィルム - Google Patents
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Description
(1)基材フィルム、ハードコート層、及び機能層を少なくともこの順に備え、前記ハードコート層が、樹脂と、前記ハードコート層に含まれる全樹脂成分100質量部に対し1~50質量部の無機酸化物粒子と、を少なくとも含有する、成型用積層フィルム。
(2)前記無機酸化物粒子が、1~1500nmの平均粒子径D50を有する、上記(1)に記載の成型用積層フィルム。
(3)前記ハードコート層が、0.5~5μmの厚みを有する、上記(1)又は(2)に記載の成型用積層フィルム。
(4)前記無機酸化物粒子が、アルミナ粒子及びシリカ粒子よりなる群から選択される1種を含む、上記(1)~(3)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(5)前記ハードコート層は、HB以上の鉛筆硬度(JIS K5600-5-4:1999準拠、750g荷重)を有する、上記(1)~(4)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(6)前記基材フィルム、前記ハードコート層、及び前記機能層が、他の層を介せずに積層配置されている、上記(1)~(5)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(7)前記機能層が、樹脂を含有する、上記(1)~(6)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(8)前記機能層が、前記機能層に含まれる全成分に対して、1~100質量%の無機酸化物を含有する、上記(1)~(7)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(9)前記機能層が、20~200nmの厚みを有する、上記(1)~(8)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(10)前記機能層は、反射防止層、防汚層、防眩層、及び加飾層よりなる群から選択される少なくとも1種である、上記(1)~(9)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
(11)フィルムインサート成型用である、上記(1)~(10)のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
基材フィルム11は、ハードコート層21及び機能層31を支持可能なものである限り、その種類は特に限定されない。寸法安定性、機械的強度及び軽量化等の観点から、基材フィルム11としては、合成樹脂フィルムが好ましく用いられる。合成樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィンポリマー、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、(メタ)アクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、フッ素系樹脂等から形成されたフィルムが挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらを任意の組み合わせで用いた積層フィルムも好適に用いることができる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル、メタクリルの双方を含む概念である。これらの基材フィルム11の中でも、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、(メタ)アクリル系フィルム、及びこれらを任意に組み合わせた積層フィルムが好ましく、ポリカーボネートフィルムがより好ましい。
ハードコート層21は、基材フィルム11の表面硬度を高め、表面に傷が発生することを防止するために設けられる塗膜である。また、基材フィルム11の表面平滑性を高める目的で設けられることもある。本実施形態のハードコート層21は、上述した積層フィルム全体としての形状追従性を具備させるため、樹脂と、この樹脂中に分散された無機酸化物粒子とを少なくも含有するハードコート塗膜が用いられている。なお、本実施形態においては、基材フィルム11の一方の面11a上のみにハードコート層21を設けたものを例示したが、基材フィルム11の他方の面11b(図中において下方)側にもハードコート層を設けてもよい。
ハードコート層21を構成する素材としては、公知のものを用いることができ、その種類は特に限定されない。一般的には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等の公知の樹脂と無機酸化物粒子とを少なくとも含有する硬化性樹脂組成物を硬化させる等した硬化物から構成することができる。
本実施形態におけるハードコート層21は、ハードコート層21に含まれる全樹脂成分100質量部に対し1~50質量部の無機酸化物粒子を少なくとも含有する。無機酸化物粒子を含有することで、積層フィルム全体の優れた伸び率が得られる。
機能層31について説明する。機能層31は、成型用積層フィルム101の高機能化を図るために、例えば表面平滑性、表面硬度、耐擦傷性、防汚性、光学特性等を向上させるために設けられた層である。この機能層31は、積層フィルムに用いられる、公知のものを用いることができる。具体的には、反射防止層、防汚層、防眩層、加飾層、指紋付着防止層、アンチブロッキング層、紫外線吸収層、ニュートンリング抑制層等が挙げられるが、これらに特に限定されない。また、機能層31は、これらいずれか1種の機能を有する単一の層であっても、これらの複数の機能が複合化された単一の層であっても、複数の層が積層された複合体であってもよい。これらの機能層の中でも、反射防止層、防汚層、防眩層、及び加飾層よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、反射防止層がより好ましい。
反射防止層は、ハードコート層の表面部分での映り込みを減少させ、成型用積層フィルム101全体の全光線透過率を向上させるために設けられる。表面部分での映り込みを防止するために、ハードコート層21の屈折率を小さく設計することも考えられる。しかしながら、屈折率が小さくなるようにハードコート層21を設計すると、ハードコート層21のハードコート性が低下することがある。そこで本実施形態では、ハードコート層21のハードコート性を低下させることなく、表面部分での映り込みを防止するために、ハードコート層21の屈折率より低い屈折率を持つ反射防止層を、ハードコート層21の表面に形成する。本実施形態における反射防止層は、好ましくは、ハードコート層21の屈折率よりも低い屈折率を有する。
d=(a+1)λ/4n3
本実施形態の成型用積層フィルム101における、全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、より好ましくは85~99%であり、さらに好ましくは90~98%である。なお、全光線透過率は、JIS K7361-1:1997に準拠した方法により測定可能である。
<全光線透過率及びヘイズ>
全光線透過率(Tt)をJIS K7361-1:1997に準拠した測定方法で、ヘイズ(Haze)をJIS K7136:2000に準拠した測定方法で、それぞれヘイズメーター「NDH2000」(商品名、日本電色工業株式会社製)により、各成型用積層フィルムの基材と反対の面を入光面として、全光線透過率(Tt)及びヘイズ(Haze)を測定した。
JIS B0601:2001に準拠した測定方法で、各成型用積層フィルムの算術平均粗さ(Ra)を原子間力顕微鏡「Nanocuteシステム」(商品名、株式会社日立ハイテクサイエンス製、プローブ:Si単結晶プローブ、測定モード:DFMモード、画像処理:フラット処理(XY)1回)を用いて求めた。
<伸び率>
形状追従性の評価としてJIS K7127:1999に準じて引張試験を行い、各フィルムの伸び率を測定した。長さ100mm×幅25mmの短形に切り出してサンプルを作製した。次に、両端部を除いた、サンプルの中央部付近に長さ50mm間隔でマーキングを行い、引張試験機「AGS-1kNX」(商品名、株式会社島津製作所製)に温度調節機構を設置した装置に、チャックにてマーキング部を挟まないようにサンプルを設置し、基材のガラス転移温度±5℃の範囲に設定し、チャック間距離50mm、引張速度200mm/minで、引張試験を行い、サンプルにクラックが入った時点のマーキング間の長さを測定し、当初マーキングした長さである50mmで割って、伸び率(%)を算出した。クラックの有無は目視にて確認した。
ハードコート性の評価として、JIS K5600-5-4:1999に準じて、鉛筆引っかき硬度試験機「No.553-m」(商品名、株式会社安田精機製作所製)を用いて鉛筆硬度を測定した。測定条件は、荷重750g及び引っかき速度0.5mm/秒とし、成型用積層フィルムの最表面(基材フィルムと反対側の表面)に所定の硬度の鉛筆で3線引き、クラックを確認し、クラックが入るのが1線以内である最大の硬さ(B、HB、F、H)で評価した。なお、表2及び表3の鉛筆硬度の試験は、ハードコート層形成後かつ機能層形成前と、機能層形成後に行った。ハードコート層形成後かつ機能層形成前の評価は、表中「HC層のみ」とし、機能層形成後の評価は、積層フィルム全体として示す。
成型用積層フィルムの最表面(基材フィルムと反対側の表面)上に日焼け止めクリーム「SPF100+」(商品名、Neutrogena社製)を0.3g塗布し、80℃6時間エージングした後、クリームを水で落とし、目視で外観の変化を確認した。
5:外観の変化が全くみえない。
4:外観の変化が、光を当てる角度によっては、わずかに観察される。
3:外観の変化が、わずかに観察される。
2:外観の変化が、観察される。
1:外観の変化が、明らかに観察される。
ハードコート性の評価として、メラミンスポンジ「激おち君」(商品名、レック株式会社製メラミンフォーム)を用いて耐擦傷性を評価した。ここでは、成型用積層フィルムの最表面(基材フィルムと反対側の表面)を、設置面積7cm2×200g荷重で30回擦り、その後、目視で傷の有無を確認した。
5:変化なし
4:薄い傷が1~2本入る
3:薄い傷が3~10本入る
2:薄い傷が10本以上確認される
1:鋭利な傷が擦り面の全面に入る
(実施例1:成型用積層フィルムE1)
厚み250μm、ガラス転移温度150℃のポリカーボネートフィルムの一方の面に、表1に示す無機酸化物粒子含有量の下記処方のハードコート層塗工液を塗布、乾燥後、紫外線を照射し硬化させ、厚み3μm、屈折率1.52のハードコート層(以下、「HC層」ともいう)を形成した。その後、下記処方の機能層塗工液をハードコート層上に塗布、乾燥後、紫外線を照射し硬化させ、機能層として、厚み100nm、屈折率1.37の反射防止層を形成し、成型用積層フィルムE1を得た。得られた成型用積層フィルムE1について伸び率、鉛筆硬度、耐薬品性、及び耐擦傷性の評価を行い、その結果を表1に示す。
ハードコート層の形成時に無機酸化物粒子の配合を省略する以外は、実施例1と同様にハードコート層及び反射防止層を形成して、成型用積層フィルムCE1を得た。得られた成型用積層フィルムCE1について伸び率、鉛筆硬度、耐薬品性、及び耐擦傷性の評価を行い、その結果を表1に示す。
機能層を形成せず、ハードコート層の形成時の無機酸化物粒子含有量を表1に示すとおりに変更する以外は、実施例1と同様にハードコート層を形成して、成型用積層フィルムを得た。各成型用積層フィルムについて伸び率、鉛筆硬度、耐薬品性、及び耐擦傷性の評価を行い、その結果を表1に示す。
アクリル系紫外線硬化型樹脂: 167質量部(固形分量100質量部)
(商品名:ビームセット1200、荒川化学工業株式会社製、固形分量60質量%)
無機酸化物粒子A-1: 量は表に記載の量(質量部)
(アルミナ粒子、平均粒子径D50:80nm、固形分量100質量%)
無機酸化物粒子A-2: 量は表に記載の量(質量部)
(アルミナ粒子、平均粒子径D50:900nm、固形分量100質量%)
無機酸化物粒子B: 量は表に記載の量(質量部)
(シリカ粒子、平均粒子径D50:250nm、固形分量100質量%)
レベリング剤: 2質量部
(商品名:M-ADDITIVE、東レ・ダウコーニング株式会社製、固形分量10質量%)
溶剤:固形分量20質量%になるように調整
(メチルエチルケトン(MEK))
電離放射線硬化性樹脂: 50質量部
(商品名:ビームセット575、荒川化学工業株式会社製、固形分量100質量%)
多官能アクリレート: 50質量部
(トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、固形分量100質量%)
光開始剤: 3質量部
(商品名:オムニラッド127、IGM Resins社製、固形分量100質量%)
多孔質シリカ微粒子: 100質量部
(平均粒子径D50:55nm、固形分量100質量%)
添加剤: 3質量部
(商品名:メガファックRS-75、DIC株式会社製、固形分量40質量%)
溶剤:機能層塗工液の固形分量6質量%になるように調整
(メチルエチルケトン(MEK))
厚み250μm、ガラス転移温度150℃のポリカーボネートフィルムの一方の面に、表2に示す無機酸化物粒子含有量の上記処方のハードコート層塗工液を塗布、乾燥後、紫外線を照射し硬化させ、厚み3μm、屈折率1.52のハードコート層を形成した。その後、上記処方の反射防止層塗工液をハードコート層上に塗布、乾燥後、紫外線を照射し硬化させ、厚み100nm、屈折率1.37の反射防止層を形成し、成型用積層フィルムE2~E6を得た。
得られた各成型用積層フィルムE2~6について伸び率、鉛筆硬度、耐薬品性及び耐擦傷性の評価を行い、その結果を表2に示す。実施例1及び比較例1で示した成型用積層フィルムE1,CE1についても、参考のため、その結果を表2に示す。
厚み250μm、ガラス転移温度150℃のポリカーボネートフィルムの一方の面に、表3に示す無機酸化物粒子含有量の上記処方のハードコート層塗工液を塗布、乾燥後、紫外線を照射し硬化させ、厚み3μm、屈折率1.52のハードコート層を形成した。その後、上記処方の反射防止層塗工液をハードコート層上に塗布、乾燥後、紫外線を照射し硬化させ、厚み100nm、屈折率1.37の反射防止層を形成し、成型用積層フィルムE11~E15を得た。
一方、比較例2として、ハードコート層の形成時に無機酸化物粒子の配合を省略する以外は、実施例11と同様にハードコート層及び反射防止層を形成して、成型用積層フィルムCE2を得た。
得られた各成型用積層フィルムE11~E15,CE2について伸び率、鉛筆硬度、耐薬品性及び耐擦傷性の評価を行い、その結果を表3に示す。
無機酸化物粒子の種類及び配合量を表4に記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様の処方及び製造方法で、実施例21~22の成型用積層フィルムE21,E22を得た。得られた各成型用積層フィルムE21,E22の評価を行い、その結果を表4に示す。
Claims (10)
- 基材フィルム、ハードコート層、及び機能層を少なくともこの順に備え、
前記ハードコート層が、樹脂と、前記ハードコート層に含まれる全樹脂成分100質量部に対し1~10質量部の無機酸化物粒子と、を少なくとも含有し、
前記機能層が、前記機能層に含まれる全成分に対して、30~60質量%の無機酸化物を含有する、
成型用積層フィルム。 - 前記無機酸化物粒子が、1~1500nmの平均粒子径D50を有する、
請求項1に記載の成型用積層フィルム。 - 前記ハードコート層が、0.5~5μmの厚みを有する、
請求項1又は2に記載の成型用積層フィルム。 - 前記無機酸化物粒子が、アルミナ粒子及びシリカ粒子よりなる群から選択される1種を含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。 - 前記ハードコート層は、HB以上の鉛筆硬度(JIS K5600-5-4:1999準拠、750g荷重)を有する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。 - 前記基材フィルム、前記ハードコート層、及び前記機能層が、他の層を介せずに積層配置されている、
請求項1~5のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。 - 前記機能層が、樹脂を含有する、
請求項1~6のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。 - 前記機能層が、20~200nmの厚みを有する、
請求項1~7のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。 - 前記機能層は、反射防止層、防汚層、防眩層、及び加飾層よりなる群から選択される少なくとも1種である、
請求項1~8のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。 - フィルムインサート成型用である、
請求項1~9のいずれか一項に記載の成型用積層フィルム。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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