(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリアセチルセルロースフィルムの一方の面にハードコート層を設けてなるクリアーハードコートフィルムにおいて、該ハードコート層が電離放射線硬化型樹脂に無機質及び／又は有機質の微粒子と有機系シリコーンとを含有させた組成物で形成されていることを特徴とするクリアーハードコートフィルム。
【請求項２】
前記ハードコート層が電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して、平均粒径が１±０．５μｍの無機質及び／又は有機質の微粒子を０．３〜０．８重量部と、有機系シリコーンを０．０２〜０．２重量部の割合で含有することを特徴とする請求項１記載のクリアーハードコートフィルム。
【請求項３】
前記ハードコート層の塗布量が硬化後の固形分で７〜３０ｇ／ｍ２  の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載のクリアーハードコートフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は偏光フィルムの表面に保護膜として用いるクリアーハードコートフィルムに係り、特にその光学特性および表面保護性に優れると共に、表裏間の滑り性がよく後加工適性にも優れたクリアーハードコートフィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、偏光フィルムは、延伸配向した偏光膜基材フィルムにヨウ素や二色性染料を吸着させ偏光能を有する偏光膜を作成した後、その両面に保護膜を形成させた構成のものが一般的である。偏光膜基材フィルムとしては主にポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略す）及びその誘導体フィルムが用いられ、保護膜としてはセルロースアセテート系樹脂（主にトリアセチルセルロース）やアクリル系樹脂の実質的に無配向の膜状物が使用されている。そして、保護膜の形成は、フィルム状物の貼合、或いは溶液状物の塗布のほか、袋状物に密封するような形式でも行われている。
【０００３】
このようにして得られた偏光フィルムは、液晶表示用部材を中心に装飾用部材、その他反射光の除去用途などに利用されており、特に偏光膜にＰＶＡ−ヨウ素系皮膜を用い、保護膜にトリアセチルセルロースフィルム（以下ＴＡＣフィルムと略す）を用いた偏光フィルムは、優れた光学特性を有し、広い波長範囲で高い偏光率を示すと共に、明るさ、コントラストにも優れていることから多用されている。  また、このような偏光フィルムは、表面の耐擦傷性や耐薬品性などを更に向上させるため、保護膜フィルムとして積層された例えばＴＡＣフィルムの上に、更にハードコート層を設けることが行われている。
【０００４】
上記のようなハードコート層を設けた偏光フィルムは、最終製品の性能として満足できるものも得られているが、要求される性能によっては未だ種々の問題点を残している。例えば、実際の生産工程において、高品質の製品をより効率的に、即ち、高速性、量産性があり、歩留り良く、低コストで生産するために工程の順序なども状況に応じて適宜設定しており、特にロスの低減など経済性の点から前記ハードコート層は、偏光膜にＴＡＣフィルムを積層したものに塗布するのではなく、先にＴＡＣフィルムに塗布、形成しておいて、これを偏光膜に積層する方法が好ましい。
【０００５】
しかし、この方法でも、ハードコート層がクリアーでフラットなタイプである場合には、ＴＡＣフィルムにハードコート層を塗布、形成した時点で、ハードコート面および裏面のＴＡＣフィルム面の両方が平滑となり、ハードコートフィルム自体が非常に滑り性の悪いものとなる。このためハードコート層の塗布、形成時の巻取り段階において、所謂「へこみ」、「ピラミッド」などの凹凸状変形を発生し、工程ロス増加の原因となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなクリアーハードコートフィルムの滑り性不良に起因する巻取り時の凹凸状変形の発生を防止するために、例えば、無機質または有機質、或いは両者の混合系などの微粒子をハードコート層に含有させて滑り性を改善する方法が行われている。
しかし、このようなハードコート層への微粒子の添加は、滑り性の向上に対しては非常に有効な手段であるが、添加量の増加に伴いヘイズ値などの光学特性を低下させる問題がある。従って、微粒子の添加量は必要な滑り性を得るための最小限に止められるが、それでも僅かではあるがヘイズ値の上昇があり、特に、液晶表示（ＬＣＤ）用部材などに用いる場合、その光学特性に好ましくない影響を与える問題がある。
【０００７】
また、クリアーハードコートフィルムは、後工程で偏光膜の表面に接着剤を用いて貼り合わせされ偏光フィルムに仕上げられるが、その接着強度を高めるためにクリアーハードコートフィルムを前処理としてアルカリ水溶液に浸漬してＴＡＣフィルム面のケン化処理を行っている。しかし、このケン化処理によりハードコート面が影響を受け、表面に露出する微粒子の溶解、或いは、脱落などを生じ表面状態が変化する結果、ヘイズ値を更に上昇させるという問題もある。
【０００８】
従って、本発明は、上記のような問題点を解決し、ＴＡＣフィルムの一方の面にフラットなハードコート層を設けたクリアーハードコートフィルムにおいて、ヘイズ値や光線透過率などの光学特性に優れ、且つ、表面の耐擦傷性、耐薬品性などの保護性能にも優れると共に、表裏間、即ち、ハードコート面とＴＡＣフィルム面との滑り性がよくハードコート層塗布後の巻取り時に凹凸状変形などを生じず、後加工適性にも優れたクリアーハードコートフィルムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を解決するため、ハードコート層の構成に注目し鋭意検討した結果、以下の本発明により目的を達成したものである。
即ち、本請求項１の発明は、ＴＡＣフィルムの一方の面にハードコート層を設けてなるクリアーハードコートフィルムにおいて、該ハードコート層が電離放射線硬化型樹脂に無機質及び／又は有機質の微粒子と有機系シリコーンとを含有させた組成物で形成されていることを特徴とするクリアーハードコートフィルムからなる。
【００１０】
そして、本請求項２の発明は、ＴＡＣフィルムの一方の面にハードコート層を設けてなるクリアーハードコートフィルムにおいて、該ハードコート層が電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して、平均粒径が１±０．５μｍの無機質及び／又は有機質の微粒子を０．３〜０．８重量部と、有機系シリコーンを０．０２〜０．２重量部の割合で含有することを特徴とするクリアーハードコートフィルムである。
【００１１】
また、本請求項３の発明は、前記ハードコート層の塗布量が硬化後の固形分で７〜３０ｇ／ｍ２  の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載のクリアーハードコートフィルムからなる。
【００１２】
本発明に使用するトリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣフィルム）は特に限定はされないが、通常、キャスト法で製造したものが多く、リン酸エステルなどの可塑剤を３〜１０重量％含有する。厚さについても特に限定はないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用偏光フィルムの保護膜として用いる場合は、８０μｍ程度が一般的である。
【００１３】
本発明においてハードコート層に使用する樹脂は、電離放射線硬化型樹脂であり、各種のアクリル系樹脂やシロキサン系樹脂など従来公知のハードコート用樹脂が使用できる。また、硬化法についてもＵＶ（紫外線）硬化、ＥＢ（電子線）硬化のいずれの方法も利用できる。このような樹脂は、一般的には、分子中に重合性不飽和結合又はエポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー、及び／又はモノマーを適宜混合した組成物であり、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等の各種アクリレート樹脂、シロキサン等の珪素樹脂、そして、ポリエステル、エポキシ樹脂等の組成物が挙げられる。
【００１４】
これらの電離放射線硬化型樹脂の組成物を電子線で硬化させる場合にはそのままでよいが、紫外線で反応、硬化させる場合には、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、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルメウラムモノサルファイド、チオキサントン類などより適宜選定して添加し、更に、必要に応じて、光増感剤として、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、またはトリ−ｎ−ブチルホスフィンなどを添加することができる。
【００１５】
本発明で前記の樹脂に含有させる無機質及び／又は有機質の粒子は、ハードコート層の形成に際して被膜表面に出現し、巻き取り時などにＴＡＣフィルムとの接触面積を減少させて滑り性を付与するためのものである。従って、無機質では、シリカ、アルミナなどが比較的透明性を損なうことも少なく好ましい。また、有機質では、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート、ナイロンなどの粒子を使用することができる。
【００１６】
これらの粒子の平均粒子径は１±０．５μｍの範囲が好ましく、また、その添加量は、通常、樹脂１００重量部に対して１重量部程度まで添加することができる。只、１重量部程度添加した場合、ハードコート層の塗布段階では滑り性もよく、ヘイズ値も１％以下で良好であるが、先に述べたように後工程でケン化処理が施されるとヘイズ値が上昇し１％を超えるようになり、光学特性の点で用途によっては不適となる。従って、本発明では微粒子の添加量は０．３〜０．８重量部の範囲に抑え、微粒子の添加量の減少により滑り性が不足する分これを補うために有機系シリコーンを０．０２〜０．２重量部の範囲で添加するようにしたものである。このような構成を採ることにより、適度の滑り性を得ると同時に、優れた光学特性が得られるようにしたものである。
【００１７】
上記のように本発明において、ハードコート層の電離放射線硬化型樹脂に無機質及び／又は有機質の粒子と共に含有させる有機系シリコーンは、シリコーンオイル類であり、油状のもの、或いは反応硬化型のものいずれも使用可能である。また、各種変性シリコーンでは、例えば、エポキシ変性、アミノ変性、カルボキシル変性、アルキル変性、ヒドロキシル変性、ポリエーテル変性などのシリコーンオイルがあり、これらを単独または混合して使用することもできる。
そして、これらの添加量は、ハードコート層の樹脂１００重量部に対して０．０２〜０．２重量部程度が好ましく、０．０２重量部以下では滑り性に対する十分な補助効果が得られず、また、０．２重量部以上は滑り性が更に向上することもなく無駄であり、むしろハードコート層塗布後のケン化処理によりヘイズ値が上昇する傾向もあり好ましくない。
【００１８】
このような樹脂組成物を用いて形成するハードコート層の塗布量は、添加する粒子の径とも関係するが、７〜３０ｇ／ｍ２  の範囲が好ましく、７〜２０ｇ／ｍ２  の範囲が更に好ましい。７ｇ／ｍ２  以下でもハードコート層の形成は可能であるが、添加した粒子に凝集物を生じた場合に、コート面に微小な粒状の欠点が発生し易くなる点で好ましくない。そして、３０ｇ／ｍ２  以上はその必要性がなく、むしろヘイズの上昇や光線透過率の低下の傾向がみられ、コスト面でも不利である。
【００１９】
【作用】
本請求項１の発明のクリアーハードコートフィルムは、ＴＡＣフィルムの一方の面にハードコート層を設けてなるクリアーハードコートフィルムにおいて、該ハードコート層を電離放射線硬化型樹脂に無機質及び／又は有機質の微粒子と有機系シリコーンとを含有させた組成物で形成したものである。
このように構成することにより、電離放射線硬化型樹脂の被膜が耐擦傷性、耐薬品性等の保護性能を付与し、また、添加された無機質及び／又は有機質の微粒子と有機系シリコーンとがクリアーハードコートフィルムの表裏間の滑り性をよくし、フィルムを巻き取り状にしても凹凸状変形を生じなくする。また、有機系シリコーンの併用により無機質及び／又は有機質の微粒子の添加量を少なくできるためにヘイズ値などの光学特性の低下を少なくできる。
【００２０】
本請求項２の発明は、前記請求項１の発明のクリアーハードコートフィルムにおいて、ハードコート層を、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して、平均粒径が１±０．５μｍの無機質及び／又は有機質の粒子を０．３〜０．８重量部、そして有機系シリコーンを０．０２〜０．２重量部の割合で含有するように構成したものである。
このように構成することにより、クリアーハードコートフィルムの保護性能、滑り性がより確実に得られ、凹凸状変形などによる工程ロスもなく、後工程でケン化処理を施してもヘイズ値などの上昇がなく、優れた光学特性を維持できるようになる。
【００２１】
また、本請求項３の発明は、前記請求項１または２の発明のクリアーハードコートフィルムにおいて、ハードコート層の塗布量を硬化後の固形分で７〜３０ｇ／ｍ２  の範囲としたものである。
このような構成を採ることにより、ハードコート層に添加した微粒子に凝集物が生じても、塗膜に粒状の欠点を生じず、クリアーハードコートフィルムは、良好な滑り性を確実に示すようになり、巻き取り時の凹凸状変形も生じず、良好な後加工適性と共にクリアーハードコートフィルムとしての優れた保護性能、光学特性を安定して得られる。
【００２２】
【実施例】
以下に、図面および具体的な実施例、比較例により本発明を更に詳細に説明する。
図１は、本発明のクリアーハードコートフィルムの一実施例の構成を示す模式断面図である。
図１においてクリアーハードコートフィルム４は、ＴＡＣフィルム１の一方の面に、電離放射線硬化型樹脂に無機質及び／又は有機質の粒子３と有機系シリコーン（図示せず）とを含有させたハードコート層２を設けた構成である。
そして、ハードコート層２は、その被膜形成に際して、含有する無機質及び／又は有機質の粒子３と有機系シリコーンとがその表面に浮上するように形成されるため、クリアーハードコートフィルム４の表裏間の滑り性が向上するものである。
【００２３】
（実施例１〜４、比較例１、２）
厚さ８０μｍのＴＡＣフィルム〔ＦＴＵＶ８０  富士写真フィルム（株）製〕巻き取りの一方の面に、下記の表１に示す実施例１〜４、比較例１、２の組成のハードコート層用塗布液を熱風乾燥装置と紫外線照射装置を備えたロールコーターにより、乾燥・硬化後の塗布量が９ｇ／ｍ２  となるように塗布し、熱風乾燥による溶剤の除去後、紫外線照射装置（出力１６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀ランプ２灯式、距離１０ｃｍ）をラインスピード１０ｍ／ｍｉｎ  で通して塗膜を硬化させて巻き取り、それぞれ実施例１〜４および比較例１、２の巻取り状のクリアーハードコートフィルムを作成した。
【００２４】
実施例、比較例におけるハードコート層用塗布液の組成範囲
▲１▼紫外線硬化型樹脂（ポリエステルアクリレート系樹脂）
〔セイカビーム（光重合開始剤含む）大日精化工業製〕      １００重量部
▲２▼シリカ粉末（平均粒子径１μｍ）                      ０〜０．８重量部
▲３▼ポリエーテル変性シリコーン                          ０〜０．２重量部
▲４▼希釈溶剤（トルエン）                                    １２０重量部
（以下余白）
【００２５】
【表１】ハードコート層用塗布液の組成
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【００２６】
〔評価および結果〕
以上のように作成した実施例１〜４および比較例１、２のクリアーハードコートフィルムを試料として、下記の項目について評価を行い、その結果を表２に示した。
（１）各試料クリアーハードコートフィルム（ケン化処理前）のヘイズ〔曇度〕（％）の測定
測定法：ＪＩＳ  Ｋ−７１０５に準拠し、東洋精機（株）製  直読式ヘイズメーターにて測定。
【００２７】
（２）クリアーハードコートフィルムのケン化処理後のヘイズ〔曇度〕（％）の測定
測定法：ＪＩＳ  Ｋ−７１０５に準拠し、東洋精機（株）製  直読式ヘイズメーターにて測定。
尚、ケン化処理は下記の方法により実施した。
６０℃に加熱した２ＮのＫＯＨ水溶液を循環可能な槽に入れて流動させながら、その中に各試料フィルムを９０秒間浸漬してケン化を行い、その後流水にて洗浄し、次いで６０℃の熱風乾燥装置で６０秒間乾燥してケン化処理とした。
【００２８】
（３）静摩擦係数の測定
測定法：東洋精機（株）製  摩擦測定機ＡＮ形を使用し、ＴＡＣフィルム面とハードコート面との間の静摩擦係数を測定。
尚、各試料フィルムは、スレッド側にＴＡＣフィルム面、傾斜板側にハードコート面が出るように装着して測定した。
静摩擦係数  μ０  ＝  ｔａｎθ
但し、θは傾斜速さ  ２．７°／ｓｅｃ  で傾斜板を傾斜させた際、スレッドの滑り始める角度（摩擦角または静止角）とする。
スレッド重量  １ｋｇ
【００２９】
（４）クリアーハードコート後、巻取り時のロール状態の評価
試料の各ロールについて、所謂「へこみ」、「ピラミッド」などの凹凸状変形の有無を目視にて調査し、良否を判定した。
（以下余白）
【００３０】
【表２】評価結果
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【００３１】
表２に示した結果から明らかなように、実施例１〜４のクリアーハードコートフィルムは、ヘイズ値がケン化前、ケン化後、いずれも１％以下で良好であり、また、静摩擦係数においても基準値の０．８以下をクリアーしており滑り性がよく、巻取り時のロール状態も凹凸状変形の発生はなく良好であった。これに対して比較例１、２のクリアーハードコートフィルムは、ケン化前、ケン化後のヘイズ値はいずれも低く良好であったが、静摩擦係数が基準の０．８を超えて大きく滑り性不足のため、巻き取り時に「へこみ」、「ピラミッド」などの凹凸状変形を発生し、使用適性に欠けるものであった。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、耐擦傷性、耐薬品性等の保護性能に優れ、且つ、後工程でケン化処理が施されてもヘイズ値の上昇が最小限に抑えられ、良好な光学特性を有し、更に、表裏間の滑り性が良く、巻取り状にしても凹凸状変形などを生じないという性能および加工適性に優れたクリアーハードコートフィルムを提供できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリアーハードコートフィルムの一実施例の構成を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１  ＴＡＣフィルム
２  ハードコート層
３  無機質及び／又は有機質の粒子
４  クリアーハードコートフィルム
【図１】
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