(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルムの片面若しくは両面に、ＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが０．１〜３．０μｍであって、かつＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度がＨ以上である抗菌性を有する硬化型樹脂層を有し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】
硬化型樹脂層が、少なくとも光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤及び抗菌剤により形成された層であることを特徴とする請求項１記載のハードコートフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗菌性を有するハードコートフィルムに関するものであって、詳しくはメンブレンスイッチ、フラットパネルディスプレイ、ディスプレイ画面が透視できる若しくはペン入力タイプのタッチパネル等の表面基材に適する抗菌性を有するハードコートフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の機器の操作パネルにメンブレンスイッチが使用されている。かかるメンブレンスイッチを操作する際、その表面に細菌等が繁殖していると、病気に感染する可能性が高くなる。特に家庭用のシャワートイレ、電子レンジ、洗濯機等の操作パネル上では、菌が付着する可能性が高く、適度な温湿度等の菌が繁殖しやすい環境が揃っていることが多い。
【０００３】
また、メンブレンスイッチは、コピー機やエアコンスイッチ等の不特定多数の人間が操作する機器にも数多く使用されており、このような機器においては、なお菌が付着する可能性が高くなる。
【０００４】
さらに、最近は病院内でＭＲＳＡ（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）等の細菌が感染する院内感染が問題になっている。かかる細菌の感染を防止するためには、操作パネル上での細菌の繁殖を防止する必要がある。
【０００５】
一方、従来の抗菌性フィルムは、樹脂に抗菌剤を均一に混入したものをフィルム状に成型するようにしていたため（実開平７−９９５２号等）、安定した抗菌性能を発揮することができなかった。
【０００６】
特に、かかる抗菌性フィルムを不特定多数の人間が種々の態様で使用するメンブレンスイッチ等の用途に使用した場合、耐スクラッチ性、耐摩耗性等がないことに起因して、いとも簡単に傷がつき、スイッチ等の表面外観を著しく損ねてしまうという欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、耐スクラッチ性、耐摩耗性等のいわゆるハードコート材料たる性能を維持しつつ、さらに安定した抗菌性能を発揮できるハードコートフィルムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のハードコートフィルムは、プラスチックフィルムの片面若しくは両面に、ＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが０．１〜３．０μｍであって、かつＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度がＨ以上である抗菌性を有する硬化型樹脂層を有してなることを特徴とするものである。
【０００９】
特に、当該硬化型樹脂層が少なくとも光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤及び抗菌剤により形成された層であることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハードコートフィルムについて詳述する。
【００１１】
プラスチックフィルムは支持体としての機能を有するものであれば何れのものも使用でき、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、ポリカーボネート、アクリル、トリアセテート等からなるフィルム若しくはシートが挙げられる。この中でも延伸加工、特に二軸延伸されたものは機械的強度、寸法安定性が向上されるので好ましい。厚さは適用される材料に対して適宜選択することができるが、一般的には２５〜２５０μｍである。
【００１２】
プラスチックフィルムの片面若しくは両面に形成される硬化型樹脂層は、塗膜に耐スクラッチ性、抗菌性を付与する役割を有する。
【００１３】
このような抗菌性を有する硬化型樹脂層は、主として熱硬化型樹脂または電離放射線硬化型樹脂からなる高分子バインダー及び抗菌性金属イオンを含有する抗菌剤により形成される。
【００１４】
特に、本発明においては、有効に抗菌性能を発揮させるために抗菌剤を含む硬化型樹脂層表面のＲａを一定の範囲内に調整している。これについては後述する。
【００１５】
熱硬化性樹脂としては、オルガノポリシロキサン系、メラミン系、ポリウレタン系等の樹脂が使用可能であるが、特に作業環境性、生産性の観点から電離放射線硬化型樹脂を使用するのが好ましい。
【００１６】
電離放射線硬化型樹脂は、少なくとも電子線あるいは紫外線照射により硬化される樹脂を含有する塗料から形成される。具体的には、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤を含有し、更に必要に応じて増感剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤、溶剤を含有するものである。
【００１７】
光重合性プレポリマーは、その構造、分子量が電離放射線硬化型塗料の硬化に関係し、電離放射線硬化型樹脂の接着性、硬度、耐クラック性等の特性を定めるものである。光重合性プレポリマーは骨格中に導入されたアクリロイル基が電離放射線照射されることにより、ラジカル重合する。ラジカル重合により硬化するものは硬化速度が速く、樹脂設計の自由度も大きいため、特に好ましい。
【００１８】
光重合性プレポリマーとしては、アクリロイル基を有するアクリル系プレポリマーが特に好ましく、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、３次元網目構造となるものである。アクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリエステルアクリレート等が使用できる。
【００１９】
光重合性モノマーは、高粘度の光重合性プレポリマーを希釈し、粘度を低下させ、作業性を向上させるために、また、架橋剤として塗膜強度を付与するために使用される。
【００２０】
光重合性モノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、１、６−ヘキサジオールアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシパビリン酸エステルネオペンチルグリコールアクリレート等の２官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能アクリルモノマー等の１種若しくは２種以上が使用される。
【００２１】
また、光重合性モノマーの混合量が多くなると塗膜は必要以上に硬くなるため、所望の硬度、あるいは所望の可撓性が得られるよう、混合割合は適宜選択するとよい。例えば、本発明のハードコートフィルムを屈曲部分に使用する場合は、可撓性に優れた熱硬化性、熱可塑性アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の非反応性樹脂を混合することにより、硬度を調節することができる。
【００２２】
光重合開始剤は、電離放射線の照射によりアクリロイル基の反応を短時間で開始させ、反応を促進させるために添加され、触媒的な作用を有するものである。光重合開始剤は、特に紫外線照射により硬化を行なう場合に必要とされ、高いエネルギーの電子線を照射する時には必要としない場合もある。光重合開始剤の種類としては、開裂することによりラジカル重合させるもの、水素を引き抜くことによりラジカル重合させるもの、あるいはイオンを発生させることによりカチオン重合させるものがある。
【００２３】
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、チオキサントン系等のラジカル型光重合開始剤、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等や複合系のカチオン型光重合開始剤が挙げられ、これらの１種あるいは２種以上が使用できる。光重合開始剤は樹脂固型分に対して２〜１０重量％、好ましくは３〜６重量％混合して使用する。
【００２４】
電離放射線硬化型塗料を硬化させるには、電子線あるいは紫外線を照射する。
【００２５】
電子線を照射する場合、走査型あるいはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有し、１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射して行うことができる。
【００２６】
紫外線を照射する場合、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用い、１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域で、５０〜３００ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する紫外線を照射する。
【００２７】
本発明で用いる抗菌剤としては、金、銀、銅、亜鉛、鉛、白金、アンチモン、ニッケル、アルミニウム、カドミウム、マンガン等の少なくとも一種の金属イオンを保持したゼオライト系固体粒子又はこれら金属イオンに配位してなる金属錯体を担持させた固体粒子等が挙げられる。特に人体への安全性を考慮して、銀イオン又は銀錯塩含有のゼオライトが好ましい。
【００２８】
抗菌剤の形状は粒子状、特に球状に近いものが好ましい。硬化型樹脂層表面に均一な表面凹凸を付与するためである。
【００２９】
なお、本発明においては抗菌剤を含む硬化型樹脂層の表面凹凸状態が制御されていることを要する。即ち、硬化型樹脂層のＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが０．１〜３．０μｍの範囲に、好ましくは０．３〜１．５μｍの範囲に、さらに好ましくは０．５〜１．０μｍの範囲が好適である。
【００３０】
このようにＲａを一定範囲内にすることにより、抗菌性能を有効に発揮できる程度に抗菌剤を硬化型樹脂層表面に突出させることができる。
【００３１】
このような範囲としたのは、Ｒａが著しく小さいと、換言すれば０．１μｍ未満だと抗菌剤が硬化型樹脂層中に完全に埋まってしまい抗菌効果を発揮できず、一方、Ｒａがあまりに大きすぎると、換言すれば３．０μｍを超えると抗菌剤が硬化型樹脂層表面から飛び出す比率が増加し、少々の摩擦等により容易に欠落してしまうからであり、また使用に耐えうるだけのハードコート性能、即ち後述する鉛筆硬度でＨ以上が得られないからである。特にＲａを０．５〜１．０μｍの範囲に調整することにより、透明タッチパネル等に使用可能な透明性硬化型樹脂層を得ることが可能である。
【００３２】
抗菌剤の平均粒径は、０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍのものが使用できる。０．１μｍ未満だと抗菌剤が塗膜に埋まってしまい抗菌効果を発揮できず、一方、５０μｍを超えると塗膜中の抗菌剤の占める割合が多くなり、硬度が低下してしまうからである。
【００３３】
抗菌剤の添加量は、樹脂全重量に対して、０．１〜３０重量％の範囲、好ましくは２〜２０重量％の範囲である。０．１重量％未満だと樹脂塗膜中の抗菌剤が疎になりすぎ、十分な抗菌性能が得られず、一方、３０重量％を超えると樹脂塗膜中の抗菌剤が占める割合が高くなり、耐スクラッチ性、耐摩耗性等の性能が低下してしまうからである。
【００３４】
なお、耐スクラッチ性、耐摩耗性等のいわゆるハードコート材料たる性能を得るためには、硬化型樹脂層の硬度がＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度で少なくともＨ以上、好ましくは２Ｈ以上は必要である。特に耐スクラッチ性、耐摩耗性、折曲性の観点から２Ｈ〜５Ｈがより好ましい。前述のＲａが３．０μｍを越えると当該樹脂層の鉛筆硬度がＨ未満となって、傷がつきやすくなり、表面基材として使用する際の表面外観を著しく損なうこととなる。
【００３５】
このような組成の硬化型樹脂層を形成するには、電離放射線硬化型樹脂を用いた場合、抗菌剤を含有する電離放射線硬化型樹脂塗料をプラスチックフィルムに塗布し、電子線あるいは紫外線を照射して形成する。
【００３６】
電離放射線硬化塗料をプラスチックフィルムに塗布するには、通常の塗布方法、例えば、バー、ブレード、グラビア、スピン、スプレー等のコーティング法により行うことができる。
【００３７】
電離放射線硬化塗料に電子線あるいは紫外線を照射して硬化する場合、酸素の存在及び塗膜の厚さが硬化と密接に関係する。電離放射線が照射されて発生したラジカルは酸素を補足するため、硬化を抑制してしまう。このため、塗膜の厚さが薄いと、塗膜体積に占める表面積が大きくなり、空気中の酸素により硬化阻害を受けやすい。また、塗膜の厚さが厚いと、電離放射線が内部まで透過しにくく、表面が硬化しても、内部の硬化が十分でなく、塗布界面の未硬化部分の存在のため、硬化型樹脂層とプラスチックフィルムとの密着不良を生じてしまう。このような硬化阻害、未硬化を防止するため、特に電子線照射の場合はＮ２  ガス等の不活性ガス下で照射を行うことができる。また、塗膜の厚さを調整し、硬化速度の速い光重合性プレポリマー、光重合性モノマーを選択し、光重合開始剤の混合量を増加することにより硬化阻害を防止することができる。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、「部」、「％」は特記しない限り、重量基準である。また、Ｒａは中心線平均表面粗さを表す。
【００３９】
［実施例１］
厚さ１２５μｍのポリエステルフィルム上に、下記の組成からなる硬化型樹脂層用塗工液をメイヤーバーにて塗布し、１５０℃で十分に硬化させ、ＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが０．５μｍで、厚さ４μｍの硬化型樹脂層を有するハードコートフィルムを得た。
【００４０】
・オルガノポリシロキサン系樹脂          ７７．２部
（ＳｉコートＡ２：大八化学工業社）
・抗菌剤                                  １．８部
（ゼオミックＡＷ１０Ｄ、粒径２μｍ：シナネン社）
・メチルエチルケトン                    ２１．０部
【００４１】
［実施例２］
実施例１のゼオミックＡＷ１０Ｄの代わりに、シルウエルＢ０３（富士シリシア化学社）を用いた他は、実施例１と同様にしてＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが０．５μｍで、厚さ４μｍの硬化型樹脂層を有するハードコートフィルムを得た。
【００４２】
［実施例３］
実施例１の塗工液の代わりに、下記の組成からなる硬化型樹脂層用塗工液を用い、他は実施例１と同様にして、ＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが１．０μｍで、厚さ４μｍの硬化型樹脂層を有するハードコートフィルムを得た。
【００４３】
・アクリルポリオール                    ３１．０部
（アクリディックＡ８０１Ｐ  ：大日本インキ化学工業社）
・ポリイソシアネート                    １２．５部
（バーノックＤＮ９５０：大日本インキ化学工業社）
・抗菌剤                                  １．８部
（ゼオミックＡＷ１０Ｄ、粒径約２μｍ：シナネン社）
・メチルエチルケトン                    ２６．９部
・トルエン                              ２６．９部
【００４４】
［実施例４］
厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムの片面に、下記の組成の抗菌剤含有の樹脂塗料を作製して、メイヤーバーにて塗布し、紫外線照射装置にて２〜３秒紫外線を照射して、ＪＩＳ−Ｂ０６０１におけるＲａが０．３μｍで、厚さ４μｍの硬化型樹脂層を有するハードコートフィルムを得た。
【００４５】
・脂環式エポキシ樹脂                    ２３．１部
（オプトマーＫＲ５５０：旭電化工業社）
・抗菌剤                                  １．８部
（シルウエルＢ０３：富士シリシア化学社）
・メチルエチルケトン                    ３７．５部
・トルエン                              ３７．５部
【００４６】
［実施例５］
厚さ１２５μｍのポリエステルフィルム上に、下記の組成からなる硬化型樹脂層用塗工液をメイヤーバーにて塗布し、紫外線照射装置にて２〜３秒紫外線を照射して、Ｒａが０．２μｍで、厚さ４μｍの硬化型樹脂層を有するハードコートフィルムを得た。
【００４７】
・多官能アクリレート                    ２９．０部
（アロニックス３７００：東亜合成社）
・抗菌剤                                  １．８部
（ゼオミックＡＷ１０Ｄ、粒径２μｍ：シナネン社）
・メチルエチルケトン                    ３４．６部
・トルエン                              ３４．６部
【００４８】
［比較例１］
抗菌剤の量を２倍にし、Ｒａが０．０５μｍで、塗膜厚を２０μｍにすることにした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを得た。
【００４９】
［比較例２］
塗膜厚を薄くすることにより、Ｒａが４．１μｍ以上になるようにした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを得た。
【００５０】
実施例１〜５、比較例１〜２で得たハードコートフィルムについて、以下の評価を行なった。その結果を表１に示す。
【００５１】
「抗菌性」は、各ハードコートフィルムに、大腸菌液（１０万個／ｍｌ）及び黄色ブドウ球菌液（１０万個／ｍｌ）を１ｍｌ滴下し、３５℃で２４時間培養した。その後、菌液を生理食塩水で洗い流し、この液について存在する大腸菌数及び黄色ブドウ球菌数を測定した。
【００５２】
「鉛筆硬度」は、ＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆引っかき試験に準じ、ヘイドン−１４（新東科学社）を使用して測定した。
【００５３】
「Ｒａ」は、ＪＩＳ−Ｂ０６０１における表面粗さ測定に準じ、サーフィコーダーＳＥ−３Ｃ（小坂研究所社）を使用して測定した。
【００５４】
【表１】
0003577145.tif 000002
【００５５】
表１より、実施例１〜５のハードコートフィルムについては、硬度、抗菌性とも良好であるが、比較例１については、黄色ブドウ球菌に対する効果があまり発揮されていない。比較例２については、実施例１より塗膜厚が薄くなっているので、必然的に塗膜中の抗菌剤の占める割合が多くなり、その結果Ｒａが大きくなっている。つまり樹脂の占める割合が少なくなっているので硬度が低下している。
【００５６】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば、抗菌剤を含有する硬化型樹脂層表面のＲａを制御することで、安定した抗菌性能を発揮できるハードコートフィルムを提供することができる。