非帯電性ハードコート用樹脂組成物
【課題】硬さと低硬化収縮を両立させ、なおかつ密着性に優れた光の干渉ムラの少なく、かつ長期間にわたり帯電防止性能を有するハードコート剤を提供する。
【解決手段】（A）下記（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部
（ａ）特定のアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物；２０〜３５重量部
（ｂ）コロイダルシリカ；７〜１０重量部
（ｃ）ペンタエリスリトールトリアクリレート；１８〜３０重量部
（ｄ）光重合開始剤；１〜１０重量部
（ｅ）エステル系溶剤；３５〜３９重量部
及び
（Ｂ）イオン性液体；０．０５〜１０００ｐｐｍ
を含有する非帯電性ハードコート用樹脂組成物。
【解決手段】（A）下記（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部
（ａ）特定のアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物；２０〜３５重量部
（ｂ）コロイダルシリカ；７〜１０重量部
（ｃ）ペンタエリスリトールトリアクリレート；１８〜３０重量部
（ｄ）光重合開始剤；１〜１０重量部
（ｅ）エステル系溶剤；３５〜３９重量部
及び
（Ｂ）イオン性液体；０．０５〜１０００ｐｐｍ
を含有する非帯電性ハードコート用樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムの表面保護に用いられる非帯電性ハードコート用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学フィルムは、一般に光学部品の保護フィルムとして使用されているが、生産時の取扱いにより表面に傷が付くのを防止するため、また、最表面に使用された場合のユーザー使用による傷を防止するため、ハードコート層を片面または両面に設けることが行なわれている。
【０００３】
さらに、光学フィルムは、帯電防止層、光干渉性を利用した反射防止層、電磁波遮断層、赤外線吸収層、撥水性や撥油性を有する防汚層、色調調整層等が表面に設けられて目的別の用途で提供されている。これらの各種コーティング層を設けるに当たり、ハードコート層はフィルム強度アップのために必須として設けるベース層となっている。このハードコート層は、膜厚が１〜２０μｍの範囲で、各種活性エネルギー線硬化樹脂、熱硬化性樹脂が使用されることが一般的である（特許文献１〜６）。しかしながら、ハードコート層を設ける場合、静電気による埃の付着、鉛筆硬度の不足、光干渉ムラの発生、フィルム表面との密着性不良、フィルムカーリングの発生などの課題があり、その中でも特に静電気による塵などの付着は光学フィルムの光学特性への影響が大きいことから、非帯電性のハードコート層が望まれていた。
【特許文献１】特開平１０−９５８６１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８１１０号公報
【特許文献３】特開昭５７−１３１２１４号公報
【特許文献４】特開２００２−２４５６７２号公報
【特許文献５】特開２００３−３３８０８９号公報
【特許文献６】特開２００９−９１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、光学フィルム上にハードコート層を形成した時、帯電、鉛筆硬度、光干渉ムラ、密着性、フィルムカーリングなどの問題がなく、さらに非帯電性を有して静電気により塵などの異物の付着を長期にわたって防止できるハードコート用樹脂組成物を提供することにある。
【０００５】
従来技術では、多官能性アクリレートモノマーを多用することにより表面硬度を上げていたため、硬化収縮に問題が生じることが多く、また電気絶縁性が高いため静電気の帯電による埃の付着が問題となっていた。このような硬化収縮の問題を解決するためには、アクリルモノマー樹脂骨格自体をすべて柔らかい成分に代えることにより収縮を少なくさせることが考えられるが、硬さが極度に落ち、なおかつ光の干渉ムラが低減できず、光学用プラスチックフィルム表面保護のハードコート剤にはそぐわなくなるという問題があった。
【０００６】
帯電の問題を解決するためには、ハードコート剤への帯電防止剤の導入が試みられているが、十分な帯電防止性能と長期帯電防止特性の維持を両立しているものはない。特に帯電防止性能を得るためにはある程度の帯電防止剤の添加が必須とされており、光学的に非常に重要な透明性を維持することは困難であった。
【０００７】
そのため、硬さを維持しつつ硬化収縮を低減させることが基本的に困難であり、硬さと低硬化収縮を両立させ、十分な帯電防止能力と長期帯電防止特性の維持を両立させ、なおかつ密着性に優れた光の干渉ムラの少ないハードコート剤が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
【０００９】
即ち本発明は、
（A）下記（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部
（ａ）下記一般式
【００１０】
【化１】
【００１１】
（式中、Ｒ1は二価炭化水素基であり、Ｒ2は水素原子または一価炭化水素基であり、ｘは１〜４の整数である）で示されるアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物；２０〜３５重量部
（ｂ）コロイダルシリカ；７〜１０重量部
（ｃ）ペンタエリスリトールトリアクリレート；１８〜３０重量部
（ｄ）光重合開始剤；１〜１０重量部
（ｅ）エステル系溶剤；３５〜３９重量部
及び
（Ｂ）イオン性液体；０．０５〜１０００ｐｐｍ
を含有する非帯電性ハードコート用樹脂組成物、並びに
上記非帯電性ハードコート用樹脂組成物を塗布後、光で硬化してなる厚さ１〜２０μmのハードコート層を有する光学フィルムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、光学フィルム上にハードコート層を形成した時、鉛筆硬度、光干渉ムラ、密着性、フィルムカーリングが改善され、さらに非帯電性を有して静電気により塵などの異物の付着を長期にわたり防止できる非帯電性ハードコート用樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明に用いる（ａ）成分はアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物であり、これは下記一般式で示されるアクリルオキシ官能性シランを加水分解することにより得られる。
【００１５】
【化２】
【００１６】
（式中、Ｒは一価の炭化水素、Ｒ1、Ｒ2およびｘは上記と同様）
Ｒ1の二価炭化水素基としては、アルキレン基（又はアルキリデン基、例えば、メチレン、エチレン、フェニルエチレン、プロピレン、トリメチレン、１，４−ブタンジイル、１，３−ブタンジイル基などのＣ６−１０アリール基などの置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−１０アルキレン基など）、脂環族二価基（シクロへキシレン基、シクロヘキサンジメチレン基などのＣ５−８脂環族二価基など）、芳香族二価基［フェニレン基、トリレン基などのＣ１−４アルキル基などの置換基を有していてもよいＣ６−１０アリーレン基；キシリレン基などのアレーン環にメチル基などのＣ１−４アルキル基を有していてもよいＣ６−１０アレーンジＣ１−４アルキレン基；アレーン環にメチル基などのＣ１−４アルキル基を有していてもよいビスアリール基（例えば、ビフェニレン基；メタンジフェニレン基などの直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−４アルカン−ジＣ６−１０アリーレン基；ジフェニルエーテルなどのジＣ６−１０アリールエーテルに対応する二価基；ジフェニルケトンなどのジＣ６−１０アリールケトンに対応する二価基；ジフェニルスルフィドなどのジＣ６−１０アリールスルフィドに対応する二価基など）など］などが挙げられる。これらの二価炭化水素基のうち、アルキレン基（特に、Ｃ１−６アルキレン基など）が好ましい。
【００１７】
Ｒ2の一価炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシルのような、直鎖状または分岐状のアルキル基；シクロヘキシルのようなシクロアルキル基；２−フェニルエチル、２−フェニルプロピルのようなアラルキル基；フェニルのようなアリール基などの炭化水素基が挙げられる。さらに、これらの炭化水素基中の水素原子の一部が他の原子または置換基で置換されたもの、すなわち、クロロメチル、３，３，３−トリフルオロプロピルのようなハロゲン化アルキル基；クロロフェニルのようなハロゲン化アリール基；３−メトキシプロピルのようなアルコキシアルキル基；３−シアノプロピルのようなシアノアルキル基などの置換炭化水素基が挙げられる。炭素数１〜８のアルキル基が好ましい。
【００１８】
（ｂ）成分は本発明の必須成分のひとつであるコロイダルシリカである。コロイダルシリカは水性媒質または他の溶剤媒質中のミクロン以下の粒度のシリカ（ＳｉＯ2）の分散物である。
【００１９】
コロイダルシリカは硬質被覆組成物を構成するのに有用である。その理由にはシリカ（ＳｉＯ2）は種々のアルコキシシランおよびその加水分解物あるいは部分縮合物と反応して被覆のためのポリシロキサン骨格を形成することがあげられる。すなわち、このポリシロキサン骨格の形成が優れた耐擦傷性や抗カール性の付与に有効である。
【００２０】
（ｃ）成分はペンタエリスリトールトリアクリレートであり、硬化性と密着性を発現するのに必須の成分である。
【００２１】
（ｄ）成分の光重合開始剤としては、公知の一般に入手可能なものがいずれも使用可能であるが、特に可視領域における透明性を確保するために、UV吸収の最大波長ピークが400nm以下のものが望ましい。このような重合開始剤として、アセトフェノン系の１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１−オン、フォスフィンオキシド系の２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、さらにはベンゾフェノンと重合促進剤のエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−エチルヘキシル−４−ジメチルアミノベンゾエートといった組み合わせのものも使用できる。これらは単独で用いられてもよいし、複数を組み合わせて光硬化時の光源に合わせて硬化条件の最適化を図ることもできる。特に液状で取扱が簡便な２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンは液体で取扱いが簡便なため望ましく、上記にあげたような他重合開始剤をあらかじめ溶解させて使用することもできる。
【００２２】
（ｅ）成分はエステル系溶剤であり、酢酸エチルや酢酸ブチルが好ましく用いられる。
【００２３】
（Ｂ）イオン性液体とはイミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、ホスホニウム、アンモニウム、スルホニウムなどの有機陽イオン成分と、アルキルスルフェート、トシレート、メタンスルホネートなどの有機陰イオン成分、または、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドなどの無機陰イオン成分との組み合わせから成る、温度１００℃未満で液体の塩である。多くの陰イオン成分と陽イオン成分の組み合わせがある中で、特に陰イオン成分がビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであるイオン性液体が本目的の効果を得るには極めて優れている。好ましくは、常温（23℃）で液体（常温溶融塩）である。そのようなイオン性液体としては、１−ブチルー３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，２−ジメチルー３−プロピルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチルー３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、３−メチルー１−プロピルピリジニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドなどがあり、最も好ましくはＮ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド又は１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである。
【００２４】
さらに好ましくは、イオン性液体が、その陽イオンに少なくとも１個のアルケニル基を有する。陽イオンにアルケニル基有するイオン性液体は、樹脂系内に長期間にわたりイオン性液体を留めることが可能になると考えられる。ここでアルケニル基とは、ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の脂肪族不飽和炭化水素基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環式不飽和炭化水素基、メタクリル基等が挙げられる。この中でも特にビニル基またはアリル基が好ましい。また、このようなイオン性液体としては、１−ビニルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドなどがあり、最も好ましくはジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである。
【００２５】
本発明において、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分の配合量は、（ａ）成分；２０〜３５重量部に対し、（ｂ）成分；７〜１０重量部、（ｃ）成分；１８〜３０重量部である。この範囲を外れる場合、例えば（ａ）成分が少ない場合においては、ハードコート層がもろくなりクラックが入りやすくなる。多くなるとフィルムカールが大きくなる。（ｂ）成分が少ない場合においては、硬化皮膜の硬度が低下してハードコートにはそぐわなくなる。多い場合にはハードコート層がもろくなりクラックが入りやすくなる。（ｃ）成分が少ない場合においては、硬化皮膜の密着性が低下し剥離しやすくなる不具合があり、逆に多い場合においては硬化物の硬度が落ちるために、ハードコートとしてそぐわなくなる。
【００２６】
また、（ｄ）成分の配合量は、光重合開始に必要な量であって特に制限されないが、一般的には上記割合の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分に対し、１〜１０重量部が望ましく、硬化速度と経時安定性との兼ね合いから３〜８重量部がさらに望ましい。
【００２７】
また、（ｅ）エステル系溶剤の配合量は、３５〜３９重量部である。
【００２８】
また、（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）中の（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部に対して０．０５〜１０００ｐｐｍである。０．０５ｐｐｍ未満では帯電防止効果が十分でなく、１０００ｐｐｍを超えて配合しても効果が飽和すると共に、本来有する特性を維持することができないだけでなく、商業的に不利となるという問題がある。特に好ましい配合量は１００ｐｐｍ以下、更に好ましくは２０ｐｐｍ以下である。
【００２９】
本発明に用いるハードコート剤を製造するには、水性コロイダルシリカ（コロイダルシリカ水分散液）、シリルアクリレート、３官能性ペンタエリスリトールトリアクリレートまたはその混合物、光開始剤および所望に応じて上述した他に添加剤として任意のものを配合させることができる。またコロイダルシリカはアルコール溶媒にあらかじめ分散されているものでも同様に可能であり、アルコールとしてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１−メトキシー２−プロパノール等があげられる。コロイダルシリカの粒径は、皮膜透明性を確保するため１次粒子径が４０ｎｍ以下、特に２５ｎｍ以下のものが望ましい。
【００３０】
第１の工程で、シリルアクリレートを水性コロイダルシリカおよび水混和性アルコールの存在下で加水分解することにより、反応性（メタ）アクリレート基を有するシランカップリング剤を反応系内にて加水分解し、加水分解物およびその部分縮合物とコロイダルシリカの混合物を調製する。
【００３１】
この工程において、ラジカル重合禁止剤を共存させておくことが、重合を抑制し、収率の点で好ましい。
【００３２】
ラジカル重合禁止剤としては特に限定されず、一般にラジカル重合防止剤として用いられるものであるならばいずれも使用することができる。具体的には、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ベンゾキノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等のキノン系重合禁止剤；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−ｔｅｒｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等のアルキルフェノール系重合禁止剤；アルキル化ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、フェノチアジン、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１，４−ジヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１−ヒドロキシ−４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等のアミン系重合禁止剤；ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅等のジチオカルバミン酸銅系重合禁止剤；２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４− ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのエステル等の１−オキシル系重合禁止剤；等が挙げられる。
【００３３】
これらの中でも、好ましいラジカル重合禁止剤として、キノン系重合禁止剤、アミン系重合禁止剤、ジチオカルバミン酸銅系重合禁止剤、１−オキシル系重合禁止剤を挙げることができる。特に好ましいラジカル重合禁止剤として、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ベンゾキノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、フェノチアジン、アルキル化ジフェニルアミン、ジブチルジチオカルバミン酸銅、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのエステル等を挙げることができる。
【００３４】
適当なアルコールとしては、例えば水混和性アルコール、具体的にはｔ−ブタノール、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど、またはエーテルアルコール、例えばエトキシエタノール、ブトキシエタノール、メトキシプロパノールなどが挙げられる。水性コロイダルシリカとシリルアクリレートを、加水分解が終わるまで加熱撹拌する。シリルアクリレートの加水分解は、大気条件下で行う、あるいは加水分解混合物を加熱還流することによって行うことができる。
【００３５】
第２の工程で、上記１の溶液に３官能性ペンタエリスリトールトリアクリレートを添加し、反応に用いた水および溶媒を蒸留除去する。
【００３６】
さらに第３の配合工程では、第２の工程において反応性（メタ）アクリレート基を有するシランカップリング剤の加水分解物およびその部分縮合物とコロイダルシリカの混合物が分散されたアクリル樹脂に所望の光開始剤、エステル系溶剤とイオン性液体を添加する。
【００３７】
本発明において用いるハードコート剤への上述した成分の添加順序は重要ではないが、上述した加水分解シリルアクリレートとコロイダルシリカの混合物にペンタエリスリトールトリアクリレートまたはその混合物を加えるのが好ましい。イオン性液体は固形分の濃度調整時に入れるのが好ましい。
【００３８】
本発明に用いるハードコート剤を製造する場合、水とアルコールの共沸混合物を上記配合物から蒸留除去する。最初の加水分解混合物に内包する水を共沸混合物として蒸留留去するのに十分なアルコールを使用しなかった場合には、十分な量のアルコールを加えて蒸留による水の除去を容易にすることができる。
【００３９】
上に述べたハードコート液をロール、ワイヤーバー、ドクターブレード、フロー、スプレーおよびはけ塗り等によりポリカーボネート基材表面に塗工し、光重合開始剤を適宜選択することにより、市販されている光照射装置で硬化することができる。
【００４０】
また、本発明においてハードコート剤の形成厚さは１〜２０μｍ、好ましくは５〜１５μｍである。膜厚が少なくなると、光硬化時に酸素による重合阻害の影響が大きくなり、窒素などの不活性ガス下による硬化システムが必要となる。また膜厚が極度に大きくなると硬化収縮における基材の変形が大きくなる不具合がある。
【００４１】
フィルム上にハードコート層を形成した時に、鉛筆硬度、光干渉ムラ、密着性、フィルムカーリングが改善することを見出したものである。
【００４２】
従来光学フィルム表面にハードコート層を設ける場合、光干渉ムラを起こさない、密着性の向上、フィルムカーリングの抑制のために、フィルム表面をコロナ放電処理、プラズマ放電処理、アルカリ処理、密着層を設ける、またはカーリング調整層を裏表のいずれかに設ける等の方法が取られている。これに対して、本発明は、これらの処理工程、調整層を設ける必要がないため、生産性向上、低コスト化、安定性向上に寄与する。
【００４３】
これらの活性エネルギー線硬化樹脂層は公知の方法で塗設することができる。
【００４４】
紫外線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化皮膜層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は２０〜５００ｍＪ／ｃｍ2程度が好ましい。
【００４５】
紫外線硬化性樹脂組成物は塗布乾燥中または後に、紫外線を照射するのがよく、照射時間としては０．５秒〜５分が好ましく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率または作業効率の観点から３秒〜２分がより好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例を挙げるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、実施例中、部は重量部を示す。
【００４７】
評価方法は以下の通りである。
（密着性）
硬化皮膜を形成したフィルム表面にＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６の試験法に準じて格子状のクロスカットを作成し、２５ｍｍ幅のセロハンテープ剥離試験を行い、２５の升目のうちの残存した升目により下記の如く評価した。
○：すべての升目が残存
△：２０升目が残存
×：残存する升目が２０未満
（干渉ムラ）
試料のハードコート層が形成された反対の面に、黒色粘着テープを貼り合わせ、ハードコート層形成側から、３波長蛍光灯および干渉縞検査ランプ（フナテック株式会社製 ＦＮＡ−１８）で照らす角度と目視する角度をいろいろと変えて、干渉ムラを観察し評価した。
◎：干渉縞検査ランプおよび３波長蛍光灯のいずれでも干渉縞が観察されない。
○：干渉縞検査ランプでは少し観察されるが、３波長蛍光灯では観察されない。
△：干渉縞検査ランプでは観察されるが、３波長蛍光灯では少ししか観察されない。
×：干渉縞検査ランプでは観察されるが、３波長蛍光灯でも観察される。
（鉛筆硬度）
鉛筆硬度：湿度５０％の環境下、５００ｇの荷重をかけて、３Ｈ・４Ｈ・５Ｈの硬度の鉛筆を用い、５回引っ掻き試験を行い、傷の有無を目視で確認した。「傷が無かった回数／引っ掻き回数」を表１に示す。
（カーリング）
試料を１００ｍｍ×２０ｍｍ角のサイズでサンプルを切り出し、２３℃、５５％ＲＨの条件で１日調湿した後、サンプルのカールの曲率半径をミリメートルで求め評価した。
（耐電圧半減期）
シシド静電気製スタチックオネストメーターH-0110を用いて、試験片に6KVのコロナ放電により帯電させた後、帯電圧の変化を測定した。初期の帯電圧の半分の帯電圧となった時間を耐電圧半減期として測定した。
【００４８】
さらにこの試験体をサンシャインウェザーメーターによる環境試験をJIS A 1439の試験条件にて実施して、十分な帯電防止性能が長期にわたって帯電防止特性を維持しているかを確認した。試験装置は、スガ試験器機株式会社製サンシャインスーパーロングライフウェザーメーター（WEL-SUN型）を使用して、200時間の暴露を実施した後、帯電圧半減期を測定した。
【００４９】
実施例１
イソプロピルアルコール８９．１０部、日産化学工業（株）製スノーテックスＯ−４０（４０％コロイダルシリカ水分散液）２４．７５部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン４４．５５部、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ラジカル重合禁止剤）０．０３部の混合物を加熱して３時間還流させた。
【００５０】
冷却後、ペンタエリスリトールトリアクリレート１８．００部を加えて、減圧下で溶剤を蒸留した。約半分の溶剤を蒸留したところで、イソブタノール３４．６５部を加え、コロイダルシリカ水分散液に含まれる水分を共沸によりさらに留去し、次いで溶剤のすべてを留去して粘稠不透明な液体を得た。
【００５１】
この液体に酢酸エチル３７．００部を加えて希釈溶解した。この（メタ）アクリレートシランの加水分解物および部分縮合物とコロイダルシリカおよびペンタエリスリトールトリアクリレートの混合溶液に、光重合開始剤の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン３．００部を加え、イオン性液体としてN−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド１０ｐｐｍを加えて固形分濃度６０％に調整した後、加圧ろ過を行いハードコート剤を得た。
【００５２】
このハードコート剤の（A）（ａ）〜（ｅ）成分の比率（重量部）と（Ｂ）成分の比率を表１に示す。また、樹脂分構成と仕込み材料の対照表（表２）にハードコート剤の樹脂分構成と仕込み材料との対照関係を示す
このようにして得られたハードコート剤を使用して、フィルム厚８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムに硬化後のハードコート膜厚が１０μｍになるようにマイヤーバーにて塗工し、８０℃のオーブン乾燥機で３分間溶剤乾燥を行ったあとフュージョン社製Ｆ−４５０、Ｈバルブを使用して３３０ｍＷ／ｃｍ2、３５０ｍＪ／ｃｍ2、ラインスピード４ｍ／分の紫外線照射条件で２回照射してハードコート皮膜を形成した。
【００５３】
評価結果を表１に示す。
【００５４】
実施例２
イソプロピルアルコール７６．６０部、日産化学工業（株）製スノーテックスＯ−４０（４０％コロイダルシリカ水分散液）２１．２５部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３８．３０部、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ラジカル重合禁止剤）０．０３部の混合物を加熱して３時間還流させた。
【００５５】
冷却後、ペンタエリスリトールトリアクリレート２３．９０部を加えて、減圧下で溶剤を蒸留した。約半分の溶剤を蒸留したところで、イソブタノール２９．７５部を加え、コロイダルシリカ水分散液に含まれる水分を共沸によりさらに留去し、次いで溶剤のすべてを留去して粘稠不透明な液体を得た。
【００５６】
この液体に酢酸エチル３７．００部を加えて希釈溶解した。この（メタ）アクリレートシランの加水分解物および部分縮合物とコロイダルシリカおよびペンタエリスリトールトリアクリレートの混合溶液に、光重合開始剤の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン３．００部を加え、イオン性液体としてジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド１０ｐｐｍを加えて固形分濃度６０％に調整した後、加圧ろ過を行いハードコート剤を得た。
【００５７】
このようにして得られたハードコート剤を使用して、実施例１と同様の方法でハードコート皮膜を形成した。
【００５８】
評価結果を表１に示す。
【００５９】
実施例３
イソプロピルアルコール６３．６０部、日産化学工業（株）製スノーテックスＯ−４０（４０％コロイダルシリカ水分散液）１７．７５部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３１．８０部、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ラジカル重合禁止剤）０．０３部の混合物を加熱して３時間還流させた。
【００６０】
冷却後、ペンタエリスリトールトリアクリレート３０．００部を加えて、減圧下で溶剤を蒸留した。約半分の溶剤を蒸留したところで、イソブタノール２４．８５部を加え、コロイダルシリカ水分散液に含まれる水分を共沸によりさらに留去し、次いで溶剤のすべてを留去して粘稠不透明な液体を得た。
【００６１】
この液体に酢酸エチル３７．００部を加えて希釈溶解した。この（メタ）アクリレートシランの加水分解物および部分縮合物とコロイダルシリカおよびペンタエリスリトールトリアクリレートの混合溶液に、光重合開始剤の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン３．００部を加え、イオン性液体として１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド１０ｐｐｍを加えて固形分濃度６０％に調整した後、加圧ろ過を行いハードコート剤を得た。
【００６２】
このようにして得られたハードコート剤を使用して、実施例１と同様の方法でハードコート皮膜を形成した。
【００６３】
評価結果を表１に示す。
【００６４】
比較例１〜３
イオン性液体を添加しない以外は、実施例１〜３と同様にして得られたハードコート剤を使用して、同様な方法でハードコート皮膜を形成して、評価を行った。
【００６５】
評価結果を表１に示す。
【００６６】
合成例１：（親水性ウレタン（メタ）アクリレート樹脂の合成）
４つ口フラスコに撹拌装置、温度計及び冷却装置を取り付け、親水性ウレタン（メタ）アクリレート樹脂を構成するイソシアネート化合物として、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート化物（旭化成工業（株）製の商品名：デュラネートＴＰＡ−１００）７３．４重量部、ポリエーテルポリオールを主鎖とする化合物として、２−ヒドロキシエチルアクリレートのエチレンオキサイド付加体（エチレンオキサイド８モル付加体）７８．０重量部、メトキノン０．１５重量部を仕込み、７８〜８２℃で３時間反応後、水酸基含有（メタ）アクリレート化合物として、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ダイセル・サイテック（株）製の商品名：Ebecryl PETIA）１４８．７重量部とジブチル錫ジラウレート0.05重量部を添加し、さらに、７８〜８２℃にて６時間反応させて、親水性ウレタンアクリレート樹脂を合成した。得られた親水性ウレタンアクリレートの赤外吸収スペクトルを測定したところ、２２５０ｃｍ-1のイソシアネート基のピークが消失しており、反応が終了して親水性ウレタンアクリレート樹脂が生成していることを確認した。
【００６７】
比較例４
合成例１で合成した樹脂５重量部、オルガノシリカゾル溶液（日産化学社製の商品名：ＩＰＡ−ＳＴ、イソプロピルアルコール約７7重量部含む）110重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ダイセル・サイテック（株）社製の商品名：Ebecryl ＤＰHＡ）１１重量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ダイセル・サイテック（株）社製の商品名：Ebecryl IRR214-K）１１重量部、を混合したあと減圧加熱によりイソプロピルアルコールを除去した。得られた粘性樹脂分に２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペッシャリティケミカルズ（株）社製の商品名：ダロキュア１１７３）３重量部、イオン性液体としてN−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド１０ｐｐｍを加えてメチルエチルケトン３７重量部を混合し、６０重量％の樹脂分を含む帯電防止ハードコート用組成物を得た。このようにして得られたハードコート剤を使用して、実施例１と同様の方法でハードコート皮膜を形成した。
【００６８】
評価結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムの表面保護に用いられる非帯電性ハードコート用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学フィルムは、一般に光学部品の保護フィルムとして使用されているが、生産時の取扱いにより表面に傷が付くのを防止するため、また、最表面に使用された場合のユーザー使用による傷を防止するため、ハードコート層を片面または両面に設けることが行なわれている。
【０００３】
さらに、光学フィルムは、帯電防止層、光干渉性を利用した反射防止層、電磁波遮断層、赤外線吸収層、撥水性や撥油性を有する防汚層、色調調整層等が表面に設けられて目的別の用途で提供されている。これらの各種コーティング層を設けるに当たり、ハードコート層はフィルム強度アップのために必須として設けるベース層となっている。このハードコート層は、膜厚が１〜２０μｍの範囲で、各種活性エネルギー線硬化樹脂、熱硬化性樹脂が使用されることが一般的である（特許文献１〜６）。しかしながら、ハードコート層を設ける場合、静電気による埃の付着、鉛筆硬度の不足、光干渉ムラの発生、フィルム表面との密着性不良、フィルムカーリングの発生などの課題があり、その中でも特に静電気による塵などの付着は光学フィルムの光学特性への影響が大きいことから、非帯電性のハードコート層が望まれていた。
【特許文献１】特開平１０−９５８６１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８１１０号公報
【特許文献３】特開昭５７−１３１２１４号公報
【特許文献４】特開２００２−２４５６７２号公報
【特許文献５】特開２００３−３３８０８９号公報
【特許文献６】特開２００９−９１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、光学フィルム上にハードコート層を形成した時、帯電、鉛筆硬度、光干渉ムラ、密着性、フィルムカーリングなどの問題がなく、さらに非帯電性を有して静電気により塵などの異物の付着を長期にわたって防止できるハードコート用樹脂組成物を提供することにある。
【０００５】
従来技術では、多官能性アクリレートモノマーを多用することにより表面硬度を上げていたため、硬化収縮に問題が生じることが多く、また電気絶縁性が高いため静電気の帯電による埃の付着が問題となっていた。このような硬化収縮の問題を解決するためには、アクリルモノマー樹脂骨格自体をすべて柔らかい成分に代えることにより収縮を少なくさせることが考えられるが、硬さが極度に落ち、なおかつ光の干渉ムラが低減できず、光学用プラスチックフィルム表面保護のハードコート剤にはそぐわなくなるという問題があった。
【０００６】
帯電の問題を解決するためには、ハードコート剤への帯電防止剤の導入が試みられているが、十分な帯電防止性能と長期帯電防止特性の維持を両立しているものはない。特に帯電防止性能を得るためにはある程度の帯電防止剤の添加が必須とされており、光学的に非常に重要な透明性を維持することは困難であった。
【０００７】
そのため、硬さを維持しつつ硬化収縮を低減させることが基本的に困難であり、硬さと低硬化収縮を両立させ、十分な帯電防止能力と長期帯電防止特性の維持を両立させ、なおかつ密着性に優れた光の干渉ムラの少ないハードコート剤が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
【０００９】
即ち本発明は、
（A）下記（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部
（ａ）下記一般式
【００１０】
【化１】
【００１１】
（式中、Ｒ1は二価炭化水素基であり、Ｒ2は水素原子または一価炭化水素基であり、ｘは１〜４の整数である）で示されるアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物；２０〜３５重量部
（ｂ）コロイダルシリカ；７〜１０重量部
（ｃ）ペンタエリスリトールトリアクリレート；１８〜３０重量部
（ｄ）光重合開始剤；１〜１０重量部
（ｅ）エステル系溶剤；３５〜３９重量部
及び
（Ｂ）イオン性液体；０．０５〜１０００ｐｐｍ
を含有する非帯電性ハードコート用樹脂組成物、並びに
上記非帯電性ハードコート用樹脂組成物を塗布後、光で硬化してなる厚さ１〜２０μmのハードコート層を有する光学フィルムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、光学フィルム上にハードコート層を形成した時、鉛筆硬度、光干渉ムラ、密着性、フィルムカーリングが改善され、さらに非帯電性を有して静電気により塵などの異物の付着を長期にわたり防止できる非帯電性ハードコート用樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明に用いる（ａ）成分はアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物であり、これは下記一般式で示されるアクリルオキシ官能性シランを加水分解することにより得られる。
【００１５】
【化２】
【００１６】
（式中、Ｒは一価の炭化水素、Ｒ1、Ｒ2およびｘは上記と同様）
Ｒ1の二価炭化水素基としては、アルキレン基（又はアルキリデン基、例えば、メチレン、エチレン、フェニルエチレン、プロピレン、トリメチレン、１，４−ブタンジイル、１，３−ブタンジイル基などのＣ６−１０アリール基などの置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−１０アルキレン基など）、脂環族二価基（シクロへキシレン基、シクロヘキサンジメチレン基などのＣ５−８脂環族二価基など）、芳香族二価基［フェニレン基、トリレン基などのＣ１−４アルキル基などの置換基を有していてもよいＣ６−１０アリーレン基；キシリレン基などのアレーン環にメチル基などのＣ１−４アルキル基を有していてもよいＣ６−１０アレーンジＣ１−４アルキレン基；アレーン環にメチル基などのＣ１−４アルキル基を有していてもよいビスアリール基（例えば、ビフェニレン基；メタンジフェニレン基などの直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−４アルカン−ジＣ６−１０アリーレン基；ジフェニルエーテルなどのジＣ６−１０アリールエーテルに対応する二価基；ジフェニルケトンなどのジＣ６−１０アリールケトンに対応する二価基；ジフェニルスルフィドなどのジＣ６−１０アリールスルフィドに対応する二価基など）など］などが挙げられる。これらの二価炭化水素基のうち、アルキレン基（特に、Ｃ１−６アルキレン基など）が好ましい。
【００１７】
Ｒ2の一価炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシルのような、直鎖状または分岐状のアルキル基；シクロヘキシルのようなシクロアルキル基；２−フェニルエチル、２−フェニルプロピルのようなアラルキル基；フェニルのようなアリール基などの炭化水素基が挙げられる。さらに、これらの炭化水素基中の水素原子の一部が他の原子または置換基で置換されたもの、すなわち、クロロメチル、３，３，３−トリフルオロプロピルのようなハロゲン化アルキル基；クロロフェニルのようなハロゲン化アリール基；３−メトキシプロピルのようなアルコキシアルキル基；３−シアノプロピルのようなシアノアルキル基などの置換炭化水素基が挙げられる。炭素数１〜８のアルキル基が好ましい。
【００１８】
（ｂ）成分は本発明の必須成分のひとつであるコロイダルシリカである。コロイダルシリカは水性媒質または他の溶剤媒質中のミクロン以下の粒度のシリカ（ＳｉＯ2）の分散物である。
【００１９】
コロイダルシリカは硬質被覆組成物を構成するのに有用である。その理由にはシリカ（ＳｉＯ2）は種々のアルコキシシランおよびその加水分解物あるいは部分縮合物と反応して被覆のためのポリシロキサン骨格を形成することがあげられる。すなわち、このポリシロキサン骨格の形成が優れた耐擦傷性や抗カール性の付与に有効である。
【００２０】
（ｃ）成分はペンタエリスリトールトリアクリレートであり、硬化性と密着性を発現するのに必須の成分である。
【００２１】
（ｄ）成分の光重合開始剤としては、公知の一般に入手可能なものがいずれも使用可能であるが、特に可視領域における透明性を確保するために、UV吸収の最大波長ピークが400nm以下のものが望ましい。このような重合開始剤として、アセトフェノン系の１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１−オン、フォスフィンオキシド系の２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、さらにはベンゾフェノンと重合促進剤のエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−エチルヘキシル−４−ジメチルアミノベンゾエートといった組み合わせのものも使用できる。これらは単独で用いられてもよいし、複数を組み合わせて光硬化時の光源に合わせて硬化条件の最適化を図ることもできる。特に液状で取扱が簡便な２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンは液体で取扱いが簡便なため望ましく、上記にあげたような他重合開始剤をあらかじめ溶解させて使用することもできる。
【００２２】
（ｅ）成分はエステル系溶剤であり、酢酸エチルや酢酸ブチルが好ましく用いられる。
【００２３】
（Ｂ）イオン性液体とはイミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、ホスホニウム、アンモニウム、スルホニウムなどの有機陽イオン成分と、アルキルスルフェート、トシレート、メタンスルホネートなどの有機陰イオン成分、または、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドなどの無機陰イオン成分との組み合わせから成る、温度１００℃未満で液体の塩である。多くの陰イオン成分と陽イオン成分の組み合わせがある中で、特に陰イオン成分がビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであるイオン性液体が本目的の効果を得るには極めて優れている。好ましくは、常温（23℃）で液体（常温溶融塩）である。そのようなイオン性液体としては、１−ブチルー３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，２−ジメチルー３−プロピルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチルー３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、３−メチルー１−プロピルピリジニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドなどがあり、最も好ましくはＮ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド又は１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである。
【００２４】
さらに好ましくは、イオン性液体が、その陽イオンに少なくとも１個のアルケニル基を有する。陽イオンにアルケニル基有するイオン性液体は、樹脂系内に長期間にわたりイオン性液体を留めることが可能になると考えられる。ここでアルケニル基とは、ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の脂肪族不飽和炭化水素基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環式不飽和炭化水素基、メタクリル基等が挙げられる。この中でも特にビニル基またはアリル基が好ましい。また、このようなイオン性液体としては、１−ビニルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドなどがあり、最も好ましくはジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである。
【００２５】
本発明において、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分の配合量は、（ａ）成分；２０〜３５重量部に対し、（ｂ）成分；７〜１０重量部、（ｃ）成分；１８〜３０重量部である。この範囲を外れる場合、例えば（ａ）成分が少ない場合においては、ハードコート層がもろくなりクラックが入りやすくなる。多くなるとフィルムカールが大きくなる。（ｂ）成分が少ない場合においては、硬化皮膜の硬度が低下してハードコートにはそぐわなくなる。多い場合にはハードコート層がもろくなりクラックが入りやすくなる。（ｃ）成分が少ない場合においては、硬化皮膜の密着性が低下し剥離しやすくなる不具合があり、逆に多い場合においては硬化物の硬度が落ちるために、ハードコートとしてそぐわなくなる。
【００２６】
また、（ｄ）成分の配合量は、光重合開始に必要な量であって特に制限されないが、一般的には上記割合の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分に対し、１〜１０重量部が望ましく、硬化速度と経時安定性との兼ね合いから３〜８重量部がさらに望ましい。
【００２７】
また、（ｅ）エステル系溶剤の配合量は、３５〜３９重量部である。
【００２８】
また、（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）中の（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部に対して０．０５〜１０００ｐｐｍである。０．０５ｐｐｍ未満では帯電防止効果が十分でなく、１０００ｐｐｍを超えて配合しても効果が飽和すると共に、本来有する特性を維持することができないだけでなく、商業的に不利となるという問題がある。特に好ましい配合量は１００ｐｐｍ以下、更に好ましくは２０ｐｐｍ以下である。
【００２９】
本発明に用いるハードコート剤を製造するには、水性コロイダルシリカ（コロイダルシリカ水分散液）、シリルアクリレート、３官能性ペンタエリスリトールトリアクリレートまたはその混合物、光開始剤および所望に応じて上述した他に添加剤として任意のものを配合させることができる。またコロイダルシリカはアルコール溶媒にあらかじめ分散されているものでも同様に可能であり、アルコールとしてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１−メトキシー２−プロパノール等があげられる。コロイダルシリカの粒径は、皮膜透明性を確保するため１次粒子径が４０ｎｍ以下、特に２５ｎｍ以下のものが望ましい。
【００３０】
第１の工程で、シリルアクリレートを水性コロイダルシリカおよび水混和性アルコールの存在下で加水分解することにより、反応性（メタ）アクリレート基を有するシランカップリング剤を反応系内にて加水分解し、加水分解物およびその部分縮合物とコロイダルシリカの混合物を調製する。
【００３１】
この工程において、ラジカル重合禁止剤を共存させておくことが、重合を抑制し、収率の点で好ましい。
【００３２】
ラジカル重合禁止剤としては特に限定されず、一般にラジカル重合防止剤として用いられるものであるならばいずれも使用することができる。具体的には、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ベンゾキノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等のキノン系重合禁止剤；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−ｔｅｒｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等のアルキルフェノール系重合禁止剤；アルキル化ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、フェノチアジン、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１，４−ジヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１−ヒドロキシ−４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等のアミン系重合禁止剤；ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅等のジチオカルバミン酸銅系重合禁止剤；２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４− ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのエステル等の１−オキシル系重合禁止剤；等が挙げられる。
【００３３】
これらの中でも、好ましいラジカル重合禁止剤として、キノン系重合禁止剤、アミン系重合禁止剤、ジチオカルバミン酸銅系重合禁止剤、１−オキシル系重合禁止剤を挙げることができる。特に好ましいラジカル重合禁止剤として、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ベンゾキノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、フェノチアジン、アルキル化ジフェニルアミン、ジブチルジチオカルバミン酸銅、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルのエステル等を挙げることができる。
【００３４】
適当なアルコールとしては、例えば水混和性アルコール、具体的にはｔ−ブタノール、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど、またはエーテルアルコール、例えばエトキシエタノール、ブトキシエタノール、メトキシプロパノールなどが挙げられる。水性コロイダルシリカとシリルアクリレートを、加水分解が終わるまで加熱撹拌する。シリルアクリレートの加水分解は、大気条件下で行う、あるいは加水分解混合物を加熱還流することによって行うことができる。
【００３５】
第２の工程で、上記１の溶液に３官能性ペンタエリスリトールトリアクリレートを添加し、反応に用いた水および溶媒を蒸留除去する。
【００３６】
さらに第３の配合工程では、第２の工程において反応性（メタ）アクリレート基を有するシランカップリング剤の加水分解物およびその部分縮合物とコロイダルシリカの混合物が分散されたアクリル樹脂に所望の光開始剤、エステル系溶剤とイオン性液体を添加する。
【００３７】
本発明において用いるハードコート剤への上述した成分の添加順序は重要ではないが、上述した加水分解シリルアクリレートとコロイダルシリカの混合物にペンタエリスリトールトリアクリレートまたはその混合物を加えるのが好ましい。イオン性液体は固形分の濃度調整時に入れるのが好ましい。
【００３８】
本発明に用いるハードコート剤を製造する場合、水とアルコールの共沸混合物を上記配合物から蒸留除去する。最初の加水分解混合物に内包する水を共沸混合物として蒸留留去するのに十分なアルコールを使用しなかった場合には、十分な量のアルコールを加えて蒸留による水の除去を容易にすることができる。
【００３９】
上に述べたハードコート液をロール、ワイヤーバー、ドクターブレード、フロー、スプレーおよびはけ塗り等によりポリカーボネート基材表面に塗工し、光重合開始剤を適宜選択することにより、市販されている光照射装置で硬化することができる。
【００４０】
また、本発明においてハードコート剤の形成厚さは１〜２０μｍ、好ましくは５〜１５μｍである。膜厚が少なくなると、光硬化時に酸素による重合阻害の影響が大きくなり、窒素などの不活性ガス下による硬化システムが必要となる。また膜厚が極度に大きくなると硬化収縮における基材の変形が大きくなる不具合がある。
【００４１】
フィルム上にハードコート層を形成した時に、鉛筆硬度、光干渉ムラ、密着性、フィルムカーリングが改善することを見出したものである。
【００４２】
従来光学フィルム表面にハードコート層を設ける場合、光干渉ムラを起こさない、密着性の向上、フィルムカーリングの抑制のために、フィルム表面をコロナ放電処理、プラズマ放電処理、アルカリ処理、密着層を設ける、またはカーリング調整層を裏表のいずれかに設ける等の方法が取られている。これに対して、本発明は、これらの処理工程、調整層を設ける必要がないため、生産性向上、低コスト化、安定性向上に寄与する。
【００４３】
これらの活性エネルギー線硬化樹脂層は公知の方法で塗設することができる。
【００４４】
紫外線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化皮膜層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は２０〜５００ｍＪ／ｃｍ2程度が好ましい。
【００４５】
紫外線硬化性樹脂組成物は塗布乾燥中または後に、紫外線を照射するのがよく、照射時間としては０．５秒〜５分が好ましく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率または作業効率の観点から３秒〜２分がより好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例を挙げるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、実施例中、部は重量部を示す。
【００４７】
評価方法は以下の通りである。
（密着性）
硬化皮膜を形成したフィルム表面にＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６の試験法に準じて格子状のクロスカットを作成し、２５ｍｍ幅のセロハンテープ剥離試験を行い、２５の升目のうちの残存した升目により下記の如く評価した。
○：すべての升目が残存
△：２０升目が残存
×：残存する升目が２０未満
（干渉ムラ）
試料のハードコート層が形成された反対の面に、黒色粘着テープを貼り合わせ、ハードコート層形成側から、３波長蛍光灯および干渉縞検査ランプ（フナテック株式会社製 ＦＮＡ−１８）で照らす角度と目視する角度をいろいろと変えて、干渉ムラを観察し評価した。
◎：干渉縞検査ランプおよび３波長蛍光灯のいずれでも干渉縞が観察されない。
○：干渉縞検査ランプでは少し観察されるが、３波長蛍光灯では観察されない。
△：干渉縞検査ランプでは観察されるが、３波長蛍光灯では少ししか観察されない。
×：干渉縞検査ランプでは観察されるが、３波長蛍光灯でも観察される。
（鉛筆硬度）
鉛筆硬度：湿度５０％の環境下、５００ｇの荷重をかけて、３Ｈ・４Ｈ・５Ｈの硬度の鉛筆を用い、５回引っ掻き試験を行い、傷の有無を目視で確認した。「傷が無かった回数／引っ掻き回数」を表１に示す。
（カーリング）
試料を１００ｍｍ×２０ｍｍ角のサイズでサンプルを切り出し、２３℃、５５％ＲＨの条件で１日調湿した後、サンプルのカールの曲率半径をミリメートルで求め評価した。
（耐電圧半減期）
シシド静電気製スタチックオネストメーターH-0110を用いて、試験片に6KVのコロナ放電により帯電させた後、帯電圧の変化を測定した。初期の帯電圧の半分の帯電圧となった時間を耐電圧半減期として測定した。
【００４８】
さらにこの試験体をサンシャインウェザーメーターによる環境試験をJIS A 1439の試験条件にて実施して、十分な帯電防止性能が長期にわたって帯電防止特性を維持しているかを確認した。試験装置は、スガ試験器機株式会社製サンシャインスーパーロングライフウェザーメーター（WEL-SUN型）を使用して、200時間の暴露を実施した後、帯電圧半減期を測定した。
【００４９】
実施例１
イソプロピルアルコール８９．１０部、日産化学工業（株）製スノーテックスＯ−４０（４０％コロイダルシリカ水分散液）２４．７５部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン４４．５５部、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ラジカル重合禁止剤）０．０３部の混合物を加熱して３時間還流させた。
【００５０】
冷却後、ペンタエリスリトールトリアクリレート１８．００部を加えて、減圧下で溶剤を蒸留した。約半分の溶剤を蒸留したところで、イソブタノール３４．６５部を加え、コロイダルシリカ水分散液に含まれる水分を共沸によりさらに留去し、次いで溶剤のすべてを留去して粘稠不透明な液体を得た。
【００５１】
この液体に酢酸エチル３７．００部を加えて希釈溶解した。この（メタ）アクリレートシランの加水分解物および部分縮合物とコロイダルシリカおよびペンタエリスリトールトリアクリレートの混合溶液に、光重合開始剤の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン３．００部を加え、イオン性液体としてN−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド１０ｐｐｍを加えて固形分濃度６０％に調整した後、加圧ろ過を行いハードコート剤を得た。
【００５２】
このハードコート剤の（A）（ａ）〜（ｅ）成分の比率（重量部）と（Ｂ）成分の比率を表１に示す。また、樹脂分構成と仕込み材料の対照表（表２）にハードコート剤の樹脂分構成と仕込み材料との対照関係を示す
このようにして得られたハードコート剤を使用して、フィルム厚８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムに硬化後のハードコート膜厚が１０μｍになるようにマイヤーバーにて塗工し、８０℃のオーブン乾燥機で３分間溶剤乾燥を行ったあとフュージョン社製Ｆ−４５０、Ｈバルブを使用して３３０ｍＷ／ｃｍ2、３５０ｍＪ／ｃｍ2、ラインスピード４ｍ／分の紫外線照射条件で２回照射してハードコート皮膜を形成した。
【００５３】
評価結果を表１に示す。
【００５４】
実施例２
イソプロピルアルコール７６．６０部、日産化学工業（株）製スノーテックスＯ−４０（４０％コロイダルシリカ水分散液）２１．２５部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３８．３０部、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ラジカル重合禁止剤）０．０３部の混合物を加熱して３時間還流させた。
【００５５】
冷却後、ペンタエリスリトールトリアクリレート２３．９０部を加えて、減圧下で溶剤を蒸留した。約半分の溶剤を蒸留したところで、イソブタノール２９．７５部を加え、コロイダルシリカ水分散液に含まれる水分を共沸によりさらに留去し、次いで溶剤のすべてを留去して粘稠不透明な液体を得た。
【００５６】
この液体に酢酸エチル３７．００部を加えて希釈溶解した。この（メタ）アクリレートシランの加水分解物および部分縮合物とコロイダルシリカおよびペンタエリスリトールトリアクリレートの混合溶液に、光重合開始剤の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン３．００部を加え、イオン性液体としてジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド１０ｐｐｍを加えて固形分濃度６０％に調整した後、加圧ろ過を行いハードコート剤を得た。
【００５７】
このようにして得られたハードコート剤を使用して、実施例１と同様の方法でハードコート皮膜を形成した。
【００５８】
評価結果を表１に示す。
【００５９】
実施例３
イソプロピルアルコール６３．６０部、日産化学工業（株）製スノーテックスＯ−４０（４０％コロイダルシリカ水分散液）１７．７５部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３１．８０部、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ラジカル重合禁止剤）０．０３部の混合物を加熱して３時間還流させた。
【００６０】
冷却後、ペンタエリスリトールトリアクリレート３０．００部を加えて、減圧下で溶剤を蒸留した。約半分の溶剤を蒸留したところで、イソブタノール２４．８５部を加え、コロイダルシリカ水分散液に含まれる水分を共沸によりさらに留去し、次いで溶剤のすべてを留去して粘稠不透明な液体を得た。
【００６１】
この液体に酢酸エチル３７．００部を加えて希釈溶解した。この（メタ）アクリレートシランの加水分解物および部分縮合物とコロイダルシリカおよびペンタエリスリトールトリアクリレートの混合溶液に、光重合開始剤の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン３．００部を加え、イオン性液体として１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド１０ｐｐｍを加えて固形分濃度６０％に調整した後、加圧ろ過を行いハードコート剤を得た。
【００６２】
このようにして得られたハードコート剤を使用して、実施例１と同様の方法でハードコート皮膜を形成した。
【００６３】
評価結果を表１に示す。
【００６４】
比較例１〜３
イオン性液体を添加しない以外は、実施例１〜３と同様にして得られたハードコート剤を使用して、同様な方法でハードコート皮膜を形成して、評価を行った。
【００６５】
評価結果を表１に示す。
【００６６】
合成例１：（親水性ウレタン（メタ）アクリレート樹脂の合成）
４つ口フラスコに撹拌装置、温度計及び冷却装置を取り付け、親水性ウレタン（メタ）アクリレート樹脂を構成するイソシアネート化合物として、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート化物（旭化成工業（株）製の商品名：デュラネートＴＰＡ−１００）７３．４重量部、ポリエーテルポリオールを主鎖とする化合物として、２−ヒドロキシエチルアクリレートのエチレンオキサイド付加体（エチレンオキサイド８モル付加体）７８．０重量部、メトキノン０．１５重量部を仕込み、７８〜８２℃で３時間反応後、水酸基含有（メタ）アクリレート化合物として、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ダイセル・サイテック（株）製の商品名：Ebecryl PETIA）１４８．７重量部とジブチル錫ジラウレート0.05重量部を添加し、さらに、７８〜８２℃にて６時間反応させて、親水性ウレタンアクリレート樹脂を合成した。得られた親水性ウレタンアクリレートの赤外吸収スペクトルを測定したところ、２２５０ｃｍ-1のイソシアネート基のピークが消失しており、反応が終了して親水性ウレタンアクリレート樹脂が生成していることを確認した。
【００６７】
比較例４
合成例１で合成した樹脂５重量部、オルガノシリカゾル溶液（日産化学社製の商品名：ＩＰＡ−ＳＴ、イソプロピルアルコール約７7重量部含む）110重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ダイセル・サイテック（株）社製の商品名：Ebecryl ＤＰHＡ）１１重量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ダイセル・サイテック（株）社製の商品名：Ebecryl IRR214-K）１１重量部、を混合したあと減圧加熱によりイソプロピルアルコールを除去した。得られた粘性樹脂分に２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペッシャリティケミカルズ（株）社製の商品名：ダロキュア１１７３）３重量部、イオン性液体としてN−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミド１０ｐｐｍを加えてメチルエチルケトン３７重量部を混合し、６０重量％の樹脂分を含む帯電防止ハードコート用組成物を得た。このようにして得られたハードコート剤を使用して、実施例１と同様の方法でハードコート皮膜を形成した。
【００６８】
評価結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（A）下記（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部
（ａ）下記一般式
【化３】
（式中、Ｒ1は二価炭化水素基であり、Ｒ2は水素原子または一価炭化水素基であり、ｘは１〜４の整数である）で示されるアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物；２０〜３５重量部
（ｂ）コロイダルシリカ；７〜１０重量部
（ｃ）ペンタエリスリトールトリアクリレート；１８〜３０重量部
（ｄ）光重合開始剤；１〜１０重量部
（ｅ）エステル系溶剤；３５〜３９重量部
及び
（Ｂ）イオン性液体；０．０５〜１０００ｐｐｍ
を含有する非帯電性ハードコート用樹脂組成物。
【請求項２】
（Ｂ）成分が、陰イオン成分がビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであるイオン性液体である請求項１記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物。
【請求項３】
（Ｂ）成分が、陽イオン成分に少なくとも1個のアルケニル基を有するイオン性液体である請求項２記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物
【請求項４】
（Ｂ）成分がN−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド又はジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである請求項１記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物を塗布後、光で硬化してなる厚さ１〜２０μmのハードコート層を有する光学フィルム。
【請求項１】
（A）下記（ａ）〜（ｅ）成分を主成分とするハードコート用樹脂組成物：（ａ）〜（ｄ）成分の総量１００重量部
（ａ）下記一般式
【化３】
（式中、Ｒ1は二価炭化水素基であり、Ｒ2は水素原子または一価炭化水素基であり、ｘは１〜４の整数である）で示されるアクリルオキシ官能性シラノールおよび／またはその部分縮合物；２０〜３５重量部
（ｂ）コロイダルシリカ；７〜１０重量部
（ｃ）ペンタエリスリトールトリアクリレート；１８〜３０重量部
（ｄ）光重合開始剤；１〜１０重量部
（ｅ）エステル系溶剤；３５〜３９重量部
及び
（Ｂ）イオン性液体；０．０５〜１０００ｐｐｍ
を含有する非帯電性ハードコート用樹脂組成物。
【請求項２】
（Ｂ）成分が、陰イオン成分がビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドであるイオン性液体である請求項１記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物。
【請求項３】
（Ｂ）成分が、陽イオン成分に少なくとも1個のアルケニル基を有するイオン性液体である請求項２記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物
【請求項４】
（Ｂ）成分がN−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド又はジアリルジメチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドである請求項１記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の非帯電性ハードコート用樹脂組成物を塗布後、光で硬化してなる厚さ１〜２０μmのハードコート層を有する光学フィルム。
【公開番号】特開２０１１−１２１４５（Ｐ２０１１−１２１４５Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５６４８９（Ｐ２００９−１５６４８９）
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【出願人】（０００２２１１１１）モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 (257)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【出願人】（０００２２１１１１）モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 (257)
【Ｆターム（参考）】
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