説明

ハードコートフィルムおよび表示媒体

【課題】
基材としてシクロオレフィン系フィルムを用いたハードコートフィルムであって、高い表面硬度と密着性を示し、かつ干渉縞の低減されたハードコートフィルムを得ることを目的とする。
【解決手段】
少なくとも基材となるシクロオレフィン系フィルム(A)上にアンカー層(B)と、(メタ)アクリル樹脂(C)を含むハードコート層(D)を設けてなることを特徴とするハードコートフィルムを提供するものである。さらに、前記アンカー層(B)がオレフィン系樹脂(E)であることを特徴とするものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ディスプレイなどの表示媒体の前面に用いられるハードコートフィルムに関する物である。
【背景技術】
【0002】
シクロオレフィンフィルムは、その骨格から由来する耐熱性、耐薬品性、光学特性に秀でており、これらの特徴を生かし、光学部材のみならず、様々な分野において利用されている。しかしながら、これらの特性に反して表面が柔らかいといった欠点のために、用途に限定があることも指摘されていた。
そこで、シクロオレフィン系フィルム表面の、アクリル樹脂に代表されるハードコート処理により、表面硬度を向上させる手法が取られる。しかしながら、シクロオレフィン系フィルムの表面は、極性が極めて低いため、ハードコート層との密着性が低く、ハードコート層のはがれが問題となる。
【0003】
このようなハードコート層の剥がれを解消するには、シクロオレフィン系フィルムとハードコート層の層間に、密着向上を目的としたアンカー層を設けると言った手法が取られる。例えば、特許文献1では、アンカーに塩素含有炭化水素化合物を用いた報告がされている。しかしながら塩素を含有するアンカー層は、基材であるシクロオレフィン系のノルボルネンフィルムと屈折率差があることに加え、ハードコート層との間にも屈折率差が生じるために、激しい干渉縞が発生するといった問題が新たに発生する。
【特許文献1】特開平8−12787号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、即ち基材としてシクロオレフィン系フィルムを用いたハードコートフィルムであって、高い表面硬度と密着性を示し、かつ干渉縞の低減されたハードコートフィルムを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明は、少なくとも基材となるシクロオレフィン系フィルム(A)上にアンカー層(B)と、(メタ)アクリル樹脂(C)を含むハードコート層(D)を設けてなることを特徴とするハードコートフィルムである。
【0006】
請求項2の発明は、前記アンカー層(B)がオレフィン系樹脂(E)を含むことを特徴とする請求項1に記載のハードコートフィルムである。
【0007】
請求項3の発明は、前記(メタ)アクリル樹脂(C)が、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)を含み、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)50〜95重量部に対して、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)が5〜50重量部であることを特徴とする請求項1及び2に記載のハードコートフィルムである。
【0008】
請求項4の発明は、前記ハードコート層(D)上に反射防止層(H)を設けてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルムである。
【0009】
請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルムを表示媒体の前面に用いたことを特徴とする表示媒体である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、基材となるシクロオレフィン系フィルムに、オレフィン系アンカー層と、(メタ)アクリル樹脂からなるハードコート層を積層することによって、高い表面硬度と密着性を示し、かつ干渉縞の発生が低減されたハードコーとフィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明のハードコートフィルムは、基材となるシクロオレフィン系フィルム(A)上にアンカー層(B)と、(メタ)アクリル樹脂(C)からなるハードコート層(D)を設けてなることを特徴とするものである。
【0012】
本発明で基材として用いるシクロオレフィン系フィルム(A)は特に限定されるものではなく、シクロオレフィン化合物を重合せしめて得られる重合体をフィルム状に成形した物であれば良い。シクロオレフィン化合物としては、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどが挙げられる。またこれらに置換基を導入した物でも良い。
【0013】
アンカー層(B)は、基材となるシクロオレフィン系フィルム(A)と、ハードコート層(D)の密着を向上させるものである。アンカー層(B)としては、特に限定するものではないが、オレフィン系樹脂(E)を好適に用いることができる。
オレフィン系樹脂(E)は特に限定されるものではなく、炭素、水素、酸素、窒素を含むオレフィン系二重結合を持つ化合物からなる重合体であればよい。例えばエチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、スチレン等が挙げられる。これらは単独重合、あるいは二種類以上の共重合体でも良い。特に、側鎖や末端に、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、ニトロ基、カルボニル基等の高い極性を有する化合物を用いた場合に、基材及びハードコート層(D)と高い密着性を示す。
本発明のオレフィン系樹脂(E)からなるアンカー層(B)は適当な混合装置、例えばホモミキサー等を用いて適当な溶媒に溶解することによって調整することができる。
【0014】
溶媒は特に限定されるものではなく、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類などを例示することができる。特にトルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、ジクロロメタン、四塩化炭素などの塩素系溶剤、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒等のシクロオレフィン系フィルムを溶解、膨潤する溶媒を用いると、シクロオレフィン系フィルムとの相互作用が強くなることから、より高い密着性が得られ、更に層間境界が曖昧となることにより、干渉縞が消えやすくなる。また濃度は例えば固形分に対して5〜70%程度である。
【0015】
本発明におけるオレフィン系樹脂(E)からなるアンカー層(B)のシクロオレフィン系フィルムへの塗工方式は例えば、スロットコータ、スピンコータ、ロールコータ、カーテンコータ、スクリーン印刷等の従来の塗工方式により塗工することができる。
本発明のオレフィン系樹脂(E)からなるアンカー層(B)の膜厚は0.05〜10μmとするとよく、0.05μm未満であると十分な密着性が得られず、10μmを越えるとハードコート機能を著しく低下させるためである。より好ましくは0.1〜5μmであり、更に好ましくは0.5〜2.0μmである。この時高い密着性と表面硬度を得ることができる。
【0016】
本発明のハードコート層(D)は、(メタ)アクリル樹脂(C)を含むことを特徴とし、基材となる柔軟なシクロオレフィン系フィルム表面の保護層となるものである。
(メタ)アクリル樹脂(C)は、特に限定はしないが、活性エネルギー照射により特に反応する(メタ)アクリル基を3個以上有する、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)を含むものであると好ましい。
【0017】
アクリル基を3官能以上有する化合物(F)は特に限定されることはなく、分子内にアクリル基を3個以上有する物を用いることができる。例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンテトラアクリレート等のアクリル多官能モノマーや、ウレタンアクリレート等を用いることができる。
【0018】
また、(メタ)アクリル樹脂(C)は、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)を含むことができる。(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)を含むことにより、ハードコート層(D)の収縮を抑え、アンカー層(B)との密着性を向上させるものである。
(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)は特に限定されることはなく、分子内に1〜2個の(メタ)アクリル基を持つ化合物であればよい。例えば、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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する化合物、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)アクリレート等のアミノ基を有する化合物、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエイチルヘキサヒドロフタル酸等のカルボキシル基を有する化合物、グリシジル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等の環状骨格を有する(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアクリル単官能化合物。及び、ジエチレングリコールジ(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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレンジ(メタ)アクリレート、PEG#200ジ(メタ)アクリレート、PEG#400ジ(メタ)アクリレート、PEG#600ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルジ(メタ)アクリレート、ジメチロルトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等のアクリル2官能化合物や、二官能エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0019】
本発明の(メタ)アクリル樹脂(C)は、EBやUV等の活性エネルギーを照射することにより架橋させると好ましい。このとき重合を効率良く進行させるために、重合開始剤(I)を配合することができる。重合開始剤(I)は特に限られる物ではなく、活性エネルギーを照射した際に、ラジカルを発生する化合物であればよい。たとえば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチルー1−フェニルプロパンー1−オン、2−メチル[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパンー1−オン、2,2−ジメトキシー1,2−ジフェニルエタンー1−オン、ベンゾフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシー2−メチル1−プロパンー1−オン、2−ベンジルー2−ジメチルアミノー1−(4−モルフォリノフェニル)ブタンー1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が使用できる。
【0020】
本発明において重合開始剤(I)の配合量は、(メタ)アクリル樹脂(C)100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは1〜7重量部、更に好ましくは1〜5重量部とされる。0.1重量部未満の場合は、ハードコート層(D)の硬度が不十分となり、10重量部を越えるとハードコート層(D)にクラックが生じ易くなる場合がある。
本発明の(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)と、重合開始剤(I)は、適当な混合装置、例えばホモミキサー等を用いて適当な溶媒に溶解することによって調整することができる。
【0021】
溶媒は特に限定することはないが、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類などを例示することができる。特にアンカー層(B)を溶解膨潤する溶剤を用いた場合には、アンカー層(B)との相互作用が強くなることから、より高い密着性が得られ、更に層間境界が曖昧となることにより、干渉縞が消えやすくなる。また濃度は例えば固形分に対して10〜90%程度である。
【0022】
本発明における(メタ)アクリル樹脂(C)のシクロオレフィン系フィルムへの塗工方式は例えば、スロットコータ、スピンコータ、ロールコータ、カーテンコータ、スクリーン印刷等の従来の塗工方式により塗工することができる。
【0023】
本発明の(メタ)アクリル樹脂(C)の膜厚は0.1〜50μmとするとよく、0.1μm未満であると十分な強度が得られず、50μmを越えるとクラックが発生するためである。より好ましくは1.0〜20μmであり、更に好ましくは3.0〜10μmである。この時高い密着性と表面硬度を得ることができる。
【0024】
本発明の反射防止層は特に限定されるものではなく、ハードコート層(D)表面に積層することにより、表面の反射率が低下すれば良く、屈折率、膜厚及び薄膜の積層順序を光学理論に基づいて設計される。
具体的には、屈折率の低い層単層や、屈折率の異なる層を複数積層したものなどが挙げられる。これらの層は、無機化合物や、有機化合物、または有機化合物や無機化合物を含むマトリックスにゾルや粒子を含有させたものなどを用いることができる。
無機化合物としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、亜鉛、インジウムm、ハフニウム、セリウム、錫、ニオブ、珪素、アルミニウム等の金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、または複合酸化物などが挙げられる。有機化合物としては、活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂が挙げられる。
有機化合物や無機化合物を含むマトリックスとしては前記活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂や金属アルコキシドまたはその加水分解物などが挙げられる。ゾルや粒子としては金属酸化物ゾルや、金属酸化物粒子、有機フィラーなどが挙げられる。
【0025】
これら反射防止層は、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、化学気相蒸着法(CVD)などの気相法、スピンコート、ダイコート、マイクログラビアコートなどの塗布法などにより成膜することができる。
【0026】
また、反射防止層は、他の導電性、帯電防止性、防汚性などの機能を付与してもかまわない。
また、さらに導電層、帯電防止層、防汚層などを積層しても良い。
【実施例1】
【0027】
以下、実施例をもとに詳細に説明する。
シクロオレフィン系フィルム(A)として100μmのゼオノアフィルムZF14(日本ゼオン社製)に、オレフィン系樹脂(E)としてポリテールH(三菱化学社製、末端水酸基ポリオレフィン樹脂)を、ディスパーミルを用いトルエン中に任意の固形分に溶解した。得られた塗液をロールコータにてゼオノアフィルムZF14に任意の膜厚に塗布し、オーブンにて溶媒除去させた後に0.5μmの膜厚としたアンカー層(B)を得た。次に(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製、カヤラッドDPHA)80重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)としてジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学社製、ライトアクリレートDCP−A)20重量部と、重合開始剤(I)として2−メチルー1[4−(メチルチオ)フェニル]―2−モルフォリノプロパンー1−オン(チバガイギー社製、イルガキュア907)3重量部を、ディスパーミルを用いトルエン中に任意の固形分に溶解した。得られた塗液をロールコータにてアンカー層(B)上に任意の膜厚に塗布し、オーブンにて溶媒除去後紫外線照射し、膜厚10μmの(メタ)アクリル樹脂(C)を含むハードコート層(D)とし、本発明のハードコートフィルムを得た。
【実施例2】
【0028】
オレフィン系樹脂(E)としてポリテールHA(三菱化学社製、末端水酸基ポリオレフィン樹脂)と、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬社製、カヤラッドPET−30)95重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)としてイソボニルアクリレート(共栄社製、ライトアクリレートIBXA)5重量部と、重合開始剤(I)として2−メチルー1[4−(メチルチオ)フェニル]―2−モルフォリノプロパンー1−オンを5重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。
【実施例3】
【0029】
オレフィン系樹脂(E)としてサーフレンP−1000(三菱化学社製、ポリオレフィン樹脂)と、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート40重量部とペンタエリスリトールトリアクリレート(共栄社化学社製、ライトアクリレートPE−4A)25重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)として2−ヒドロキシエチルメタクリレート(共栄社製、ライトエステルHO)35重量部と、重合開始剤(I)として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー製、イルガキュア184)0.1重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。
【実施例4】
【0030】
オレフィン系樹脂(E)としてサーフレンA−1000(三菱化学社製、ポリオレフィン樹脂)と、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー(共栄社化学社製、UA−306I)30重量部とジペンタエリスリトールヘキサアクリレート30重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)としてPEG400#ジアクリレート(共栄社化学社製、ライトアクリレート9EGA)30重量部とテトラヒドロフルフリルアクリレート(共栄社化学社製、ライトアクリレートTHFA)10重量部と、重合開始剤(I)として2−ヒドロキシー2−メチルー1−フェニルプロパンー1−オン(チバガイギー製、ダロキュア1173)10重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。
【実施例5】
【0031】
オレフィン系樹脂(E)としてサーフレンA−2000(三菱化学社製、ポリオレフィン樹脂)と、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート50重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)としてエチレングリコールジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物(共栄社化学社製、エポキシエステル40EM)30重量部とテトラヒドロフルフリルアクリレート(共栄社化学社製、ライトアクリレートTHFA)10重量部と、2−ヒドロキシプロピルアクリレート(共栄社化学社製、ライトエステルHOP−A)10重量部と、重合開始剤(I)として2−ヒドロキシー2−メチルー1−フェニルプロパンー1−オンを8重量部とした。さらに反射防止層(H)として酸化チタン(光学膜厚:69nm)/酸化珪素(光学膜厚:69nm)/酸化チタン(光学膜厚:138nm)/酸化珪素(光学膜厚:138nm)を蒸着法によりこの順に積層し、本発明のハードコートフィルムを得た。
【0032】
<比較例1>
(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート80重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)としてジメチロールトリシクロデカンジアクリレート20重量部と、重合開始剤(I)として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを5重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。
【0033】
<比較例2>
オレフィン系樹脂(E)としてサーフレンP−1000(三菱化学社製、ポリオレフィン樹脂)と、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート25重量部と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)としてジメチロールトリシクロデカンジアクリレート50重量部と、イソボニルアクリレートを25重量部と、重合開始剤(I)として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを6重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。
【0034】
<比較例3>
オレフィン系樹脂(E)としてサーフレンP−1000と、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート100重量部と、重合開始剤(I)として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを0.5重量部とした以外は、実施例1と同様に行った。
【0035】
上記の実施例、比較例で評価した鉛筆硬度、密着性、干渉縞は以下の方法で測定した。
結果を表1に示す。
<鉛筆硬度>
JIS K5400に準拠して行った。
<密着性>
ハードコート層を碁盤目上に切断後、テープにより180℃剥離を行い残存率(%)を測定した。
<干渉縞>
干渉縞の有無を目視にて確認した。
<反射率>
フィルム面に艶消しの黒色塗料を塗布した後、波長360〜800nmの光を入射角5°とした場合の片面の反射率を測定した。
【0036】
【表1】

【0037】
実施例1〜5は硬度、密着性が良好で干渉縞のないものとなったが、比較例1は硬度は良好なものの、密着性が悪く、干渉縞が発生した。比較例2は密着性が良好で干渉縞のないものとなったものの、硬度が不十分であった。比較例3は硬度が良好で、干渉縞のないものとなったものの、密着性が不十分であった。
また、実施例5は反射率が低く、表面反射を充分に防ぐものであった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも基材となるシクロオレフィン系フィルム(A)上にアンカー層(B)と、(メタ)アクリル樹脂(C)を含むハードコート層(D)を設けてなることを特徴とするハードコートフィルム。
【請求項2】
前記アンカー層(B)がオレフィン系樹脂(E)を含むことを特徴とする請求項1に記載のハードコートフィルム。
【請求項3】
前記(メタ)アクリル樹脂(C)が、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)と、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)を含み、(メタ)アクリル基を3官能以上有する化合物(F)50〜95重量部に対して、(メタ)アクリル基を1〜2個有する化合物(G)が5〜50重量部であることを特徴とする請求項1及び2に記載のハードコートフィルム。
【請求項4】
前記ハードコート層(D)上に反射防止層(H)を設けてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれかに記載のハードコートフィルムを表示媒体の前面に用いたことを特徴とする表示媒体。

【公開番号】特開2006−110875(P2006−110875A)
【公開日】平成18年4月27日(2006.4.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−301007(P2004−301007)
【出願日】平成16年10月15日(2004.10.15)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】