(57)【要約】  【課題】光学用途に供されるものであって、表面硬度と衝撃強度とをバランス良く兼ね備え、耐衝撃性及び耐衝撃性が総合的に向上した透明性シートを提供する。  【解決手段】光学用途に供される透明性シート(1)であって、ゴム含有重合体を含むアクリル系樹脂からなる透明の基材(2)と、前記基材の第１面に形成されたハードコート層(3)とを有してなることを特徴とする透明性シート。  【選択図】図４
2008040232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学用途に供される透明性シート(1)であって、
ゴム含有重合体を含むアクリル系樹脂からなる透明の基材(2)と、
前記基材の第１面に形成されたハードコート層(3)と、
を有してなることを特徴とする透明性シート。
【請求項２】
前記ハードコート層(3)は、アクリル系ハードコート層である請求項１記載の透明性シート。
【請求項３】
前記ハードコート層(3)は、
ポリアクリレートと、反応性オリゴマーと、希釈剤と、光重合触媒とを含むアクリル系ハードコート剤、又は
メチルアクリレート又はメチルメタクリレートと、金属酸化物と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分とする分散剤とを含むアクリル系ハードコート剤、
を用いて形成されてなる請求項２記載の透明性シート。
【請求項４】
前記ハードコート層(3)表面の鉛筆硬度が３．０Ｈ以上４．０Ｈ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の透明性シート。
【請求項５】
前記透明性シート(1)は、シート全体で０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の肉厚を有する請求項１〜４のいずれかに記載の透明性シート。
【請求項６】
前記ハードコート層(3)の膜厚が５μｍ以上３０μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の透明性シート。
【請求項７】
前記基材(2)の第２面に、前記第１面に形成した前記ハードコート層(3)と同じ鉛筆硬度を有するハードコート層(4)が形成されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の透明性シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話の液晶パネルや保護カバー等の光学用途に供される透明性シートに関し、特に、表面硬度が高いことにより傷が付き難く、且つ、耐衝撃性に優れた透明性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等を成形して得られる合成樹脂の成形体は、軽量で、且つ安価であることから、建築材料、電気部品、自動車部品、装飾材料等の様々な分野で使用されている。また、樹脂成形体については、その樹脂材料の種類によってそれぞれ異なる性質を有しているため、用途や目的等に応じて樹脂材料が使い分けられており、更に、製品の品質向上を図るために様々な研究及び開発が行われている。
【０００３】
例えば、ポリカーボネート樹脂の成形体は、透明性、耐熱性、耐衝撃性に優れていることが一般的に知られているが、表面硬度が低いという欠点を有している。そこで、例えば特開２００６−１０３１６３号公報（特許文献１）では、ポリカーボネート樹脂の特徴である透明性、耐衝撃強度を維持しつつ、表面硬度を向上させたポリカーボネート樹脂積層体が開示されている。
【０００４】
具体的に説明すると、この特許文献１に記載されているポリカーボネート樹脂積層体は、ポリカーボネート樹脂基材の表面に、ポリカーボネート樹脂、金属アルコキシド化合物、及び触媒を配合した組成物を溶融混練して形成した表面層を、押出成形法により積層一体化することによって構成されている。前記特許文献１によれば、このようにポリカーボネート樹脂、金属アルコキシド化合物、及び触媒が溶融混練されることにより、ポリカーボネート樹脂と金属酸化物及び無機成分とが結合し、更にそれらがポリカーボネート樹脂中に均一に分散することによりポリカーボネート樹脂の表面硬度の向上がみられるとしている。
【０００５】
一方、アクリル樹脂は、透明性、耐油性、耐候性、加工性に優れているため、水槽等の透明ケース、自動車のテールランプ、携帯電話やカーナビゲーション等の液晶パネルや保護カバー等に一般的に使用されている。しかしながら、アクリル樹脂からなる成形体の硬度は、ポリカーボネート樹脂に比べて高いものの、例えばガラス板と比較すると低いものである。このため、アクリル樹脂は、ガラス板に比べて耐擦傷性や耐摩耗性に劣るという欠点があった。
【０００６】
そこで、従来では、アクリル樹脂の耐擦傷性等を改善するために、成形体（基材）の表面や裏面にハードコート層を形成することが行われている。このような合成樹脂基材の表面にハードコート層を形成することに関する発明としては、特開２００４−２２４８３９号公報（特許文献２）や特開平８−９９３２７号公報（特許文献３）等が知られている。
【０００７】
例えば、前記特許文献２には、メチル（メタ）アクリレートと、シリカ微粒子と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分とする高分子量顔料分散剤とを含むハードコート塗料（ハードコート剤）が開示されている。この特許文献２に記載されているハードコート剤を用いてアクリル樹脂基材にハードコート層を形成することにより、透明性及び耐擦傷性に優れた成形体を得ることができるとしている。なお、ここで言う「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート、又はメタクリレートを意味している。
【０００８】
また、前記特許文献３には、ガラス基板を用いて樹脂基材にハードコート層を形成する方法が開示されている。この特許文献３に記載されている方法は、先ず、表面を転写すべき状態に加工処理（例えば、平坦化や凹凸化等）が施されたガラス基板の表面に、ハードコート剤（紫外線硬化塗料）を介して樹脂基板を積層する。次に、ガラス基板と樹脂基板との間に介在するハードコート剤を紫外線照射等により硬化させる。その後、硬化したハードコート剤（即ち、ハードコート層）とともに樹脂基板をガラス基板から剥離する。これにより、外面が平坦化又は凹凸化されたハードコート層を有する樹脂基板を得ることができる。
【０００９】
このようにしてハードコート層の形成を行うことにより、従来ではガラス基板では可能であっても、樹脂基板では不可能とされていた基板表面の平坦化又は凹凸化が実現することができる。従って、例えばＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）素子等に対して薄くて軽量な樹脂基板を適用することが可能となり、微小厚さの液晶セルを高精度に形成することが可能となるとしている。
【００１０】
なお、この特許文献３では、前記ハードコート剤として、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のポリオールのポリアクリレートと、ウレタンアクリレートオリゴマー等の反応性オリゴマーと、シクロヘキシルアクリレート等の反応性希釈剤と、ベンゾイン等の光重合開始剤とからなる紫外線硬化塗料を用いることが好ましいとしている。
【００１１】
ところで、例えば合成樹脂成形体の表面に装飾を施す場合には、その装飾を施す方法として、インモールド成形法が用いられることがある。この方法は、印刷等を施したポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などのシートもしくはフィルムを、外層として予め射出成形金型内にインサートし、その後、この金型内に基材となる樹脂を射出成形するものであり、これによって、印刷等が施された樹脂シート又は樹脂フィルムが樹脂基材の表面に外層として一体化された成形体を得ることができる。
【００１２】
このようなインモールド成形法に関して、樹脂基材に外層として一体化されるアクリル樹脂フィルムについての発明が、特開２００１−３１５２６３号公報（特許文献４）に開示されている。この特許文献４に記載されている樹脂成形体は、その表面にハードコートシートが外層として積層一体化されたものであり、そのハードコートシートとしては、紫外線吸収剤を含有したアクリル樹脂シートの片面にシリコン系ハードコート層が積層されて構成されたシートを用いている。
【００１３】
このようなハードコートシートを外層として積層一体化した樹脂成形体は、表面硬度が高く、引っ掻き、擦過による傷付きを防ぐことができ、また、ハードコートシートに紫外線吸収剤が含有されているため耐候性にも優れている。なお、この特許文献４に記載されているハードコートシートの用途は、樹脂成形体の外層としての使用に限定されているため、例えばハードコートシート自体の耐衝撃性については何も言及されてなく、その一方で、樹脂成形体の耐候性を向上させるために紫外線吸収剤を含有することが必須の要件とされている。
【特許文献１】特開２００６−１０３１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４８３９号公報
【特許文献３】特開平８−９９３２７号公報
【特許文献４】特開２００１−３１５２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
近年、携帯電話、パソコン、カーナビゲーション等が普及し、これらのディスプレイに用いられる液晶パネルや保護フィルムに対する需要も大幅に増えている。このような光学用途に供されるフィルムとしては、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透明性の樹脂シートが用いられている。
【００１５】
しかし、ポリカーボネート樹脂からなる樹脂シートは、耐衝撃性に優れるという特徴を有するものの、表面硬度が鉛筆硬度で３Ｂ程度と低いため、引っ掻き傷や擦り傷が付き易いという問題があった。また、ポリカーボネート樹脂シートの表面にハードコート層を形成した場合、又は、前記特許文献１のように金属アルコキシド化合物を含んだ表面層を形成した場合では、表面硬度がある程度向上するものの、鉛筆硬度でＨを超えることは難しく、光学用フィルム等として十分な表面硬度を確保することができない。
【００１６】
一方、アクリル樹脂からなる樹脂シートは鉛筆硬度がＨ〜２Ｈ程度と低いものの、このアクリル樹脂シートの表面にハードコート層を形成することにより、その表面硬度を鉛筆硬度で４Ｈ以上に向上させることが可能である。このため、引っ掻き傷や擦り傷が付き難く、耐擦傷性に優れた樹脂シートを得ることができる。しかしながら、アクリル樹脂シートは、一般に衝撃に弱く、破損し易いことが知られている。また、このようなアクリル樹脂シートの表面にハードコート層を形成した場合、その耐衝撃性は改善されず、むしろ形成するハードコート層の硬度を高くして樹脂シートの耐擦傷性をより向上させる程、樹脂シートにおける耐衝撃性が低下して、樹脂シートにひびや割れ等の破損が更に生じ易くなるという不具合があった。
【００１７】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、光学用途に供されるものであり、表面硬度と衝撃強度とをバランス良く兼ね備え、且つ、耐衝撃性及び耐衝撃性が総合的に向上した透明性シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明により提供される透明性シートは、基本的な構成として、光学用途に供される透明性シートであって、ゴム含有重合体を含むアクリル系樹脂からなる透明の基材と、前記基材の第１面に形成されたハードコート層と、を有していることを最も主要な特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る透明性シートにおいて、前記ハードコート層はアクリル系ハードコート層であることが好ましい。この場合、前記ハードコート層は、ポリアクリレートと、反応性オリゴマーと、希釈剤と、光重合触媒とを含むアクリル系ハードコート剤、又はメチルアクリレート又はメチルメタクリレートと、金属酸化物と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分とする分散剤とを含むアクリル系ハードコート剤、を用いて形成することができる。
【００２０】
本発明の透明性シートは、前記ハードコート層表面で３．０Ｈ以上４．０Ｈ以下の鉛筆硬度を有することができる。また、本発明において、前記透明性シートは、シート全体で０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の肉厚を有することが好ましく、更に、前記ハードコート層の膜厚が５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
更にまた、本発明の透明性シートは、前記基材の第２面にも、前記第１面に形成した前記ハードコート層と同じ鉛筆硬度を有するハードコート層を形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る透明性シートは、ゴム含有重合体を含むアクリル系樹脂からなる透明基材と、その基材の第１面に形成されたハードコート層とを有している。すなわち、本発明者等は、光学的な用途に供される透明性シートにおける耐擦傷性（表面硬度）及び耐衝撃性（衝撃強度）の相反する２つの性質の関係について鋭意研究を重ねたところ、透明性シートの基材をアクリル系樹脂にゴム含有重合体を含ませて構成し、且つ、その基材の表面にハードコート層を形成することによって、透明性シートが表面硬度と衝撃強度とをバランス良く兼ね備え、更に耐擦傷性及び耐衝撃性の総合的なレベルが向上することが明らかとなった。
【００２２】
より詳細に説明すると、アクリル樹脂シートの耐衝撃性を向上させるために、例えばゴム含有重合体を混合して樹脂シート自体に弾性を付与することによって、樹脂シートの衝撃に対する強度を単に高めることができる。しかしながら、このようなアクリル樹脂にゴム含有重合体を混合した樹脂シートは、ゴム含有重合体を含まないアクリル樹脂シートに比べて表面硬度が低くなり、耐擦傷性に劣るという問題がある。
【００２３】
そこで、ゴム含有重合体を含むアクリル樹脂製の樹脂シートの表面硬度を高めるために、例えばその樹脂シートの表面にハードコート層を形成することが考えられる。またその一方で、このようにハードコート層を形成した場合には、表面硬度が向上するものの、従来のアクリル樹脂シートにハードコート層を形成したときと同様に、ゴム含有重合体の含有により向上させた衝撃強度を大きく低下させてしまうことも考えられた。
【００２４】
しかしながら、実際にゴム含有重合体を含むアクリル樹脂基材の表面（第１面）にハードコート層を形成してみると、衝撃強度を大きく低下させることなく表面硬度を効果的に向上させることができ、表面硬度と衝撃強度とをバランス良く兼ね備えた透明性を有する樹脂シートが得られることが判明した。また、このような透明性シートの耐擦傷性及び耐衝撃性について検査した結果、ゴム含有重合体を含まないアクリル樹脂シート、同アクリル樹脂シートにハードコート層を形成したもの、及び、アクリル樹脂にゴム含有重合体を混合して得られた樹脂シートに比べて、耐擦傷性及び耐衝撃性が総合的に向上していることも明らかになった。すなわち、本発明に係る透明性シートは、従来では得ることが難しかった表面硬度と衝撃強度とをバランス良く兼ね備え、且つ、耐衝撃性及び耐衝撃性の総合的なレベルが大きく向上した透明性シートとなる。
【００２５】
なお、前記特許文献４には、前述のように、紫外線吸収剤を含有したアクリル樹脂シートの片面にシリコン系ハードコート層が積層されたハードコートシートが記載されている。しかし、この特許文献４に記載されているハードコートシートは、樹脂成形体の表面に外層として積層一体化されるものであって、本発明の透明性シートのように光学用途に供されるものではない。また、特許文献４には、そのハードコートシート自体が単独で透明性シートとして用いることは記載されてなく、そのシートが有する衝撃強度についても一切触れられていない。
【００２６】
また、本発明の透明性シートにおいて、前記ハードコート層がアクリル系ハードコート層であれば、前記基材との親和性が良好で、基材とハードコート層との間で優れた密着強度を確保することができる。この場合、前記アクリル系ハードコートは、ポリアクリレートと、反応性オリゴマーと、希釈剤と、光重合触媒とを含むアクリル系ハードコート剤、又はメチルアクリレート又はメチルメタクリレートと、金属酸化物と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分とする分散剤とを含むアクリル系ハードコート剤を用いることにより、アクリル系ハードコート層を所定の膜厚で容易に且つ安定して形成することができる。
【００２７】
特に本発明の透明性シートは、前記基材の第１面に形成したハードコート層表面（外面）の鉛筆硬度が３．０Ｈ以上４．０Ｈ以下となる好適な耐擦傷性を有している。
また、本発明の透明性シートでは、基材の成形を従来の成形方法によって安定して行うことができるため、シート全体で０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の肉厚を有し、平坦性に優れた透明性シートとなる。また、このような肉厚で形成された透明性シートは、シート自体の軽量化を図ることができ、更には透明性シートの加工性も向上するため、例えば携帯電話やカーナビゲーション等の液晶パネルや保護カバー等に好適に使用することができる。一方、透明性シートの肉厚が０．２ｍｍ未満となる場合は、肉厚が薄過ぎることにより透明性シートの強度が低下して割れ易くなることが考えられる。また、透明性シートの肉厚が１．５ｍｍを超える場合は、透明性シートの材料コストが嵩み、更に透明性シートの加工性の低下を招くことも考えられる。
【００２８】
更に、本発明では、ハードコート層の膜厚が５μｍ以上３０μｍ以下であることにより、ハードコート層がクラック等を生じさせることなく均一に形成され、所望の表面硬度を安定して確保することができる。一方、ハードコート層の膜厚が５μｍ未満であると、ハードコート層の膜厚が不均一になることや、ハードコート層としての効果が不十分になることが考えられ、所望の表面硬度が安定して得られなくなる恐れがある。また、ハードコート層の膜厚が３０μｍを超えると、ハードコート層の硬化が不完全となり易く、更にクラックも入り易くなるといった不具合が生じる恐れがある。
【００２９】
更にまた、本発明の透明性シートは、基材の第２面にも、第１面に形成した前記ハードコート層と同じ鉛筆硬度を有するハードコート層を形成することができる。これにより、基材の表面側と裏面側との間で収縮性や吸水性等に差が生じることもないため、透明性シートに反りが発生することを効果的に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る透明性シートについて、図面を参照しながら詳細に説明する。ここで、図１は、本実施形態における透明性シートの断面を模式的に示す断面図である。
本実施形態における透明性シート１は、光学用途に供されるものであり、図１に示したように、透明の基材２と、この基材２の第１面に形成されたハードコート層３とを備えている。なお、本実施形態において、基材２の第１面とは、透明性シート１を使用する際に衝撃を受ける側の面を指しており、第２面とは、その反対側となる面を指している。以下、本実施形態の透明性シート１の各構成要素について、より具体的に説明する。
【００３１】
前記基材２は、アクリル系樹脂を主成分として、ゴム含有重合体を含有させて構成される透明基材であり、そのアクリル系樹脂としては、従来から一般的に使用されている透明性を有するアクリル系の樹脂を用いることができる。具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート−シクロヘキシルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリ（トリシクロ[５.２.１.０２，６]デカン−８−イルメタクリレート）、メチルメタクリレート・トリシクロ[５.２.１.０２，６]デカン−８−イルメタクリレート共重合体、メチルメタクリレート−イソボルニルメタクリレート共重合体、メチルメタクリレート−フェニルメタクリレート共重合体などの透明熱可塑性プラスチックや、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等と単官能基又は多官能（メタ）アクリレートとの共重合体などの樹脂を用いることができる。
【００３２】
また、上記のようなアクリル系樹脂に含有させるゴム含有重合体は、アクリル酸アルキルエステルと、他の共重合性ビニル系モノマーと、共重合性の架橋性モノマーとの混合物を重合させて弾性共重合体を作製し、この得られた弾性共重合体に、メタクリル酸エステルと、これと共重合可能なビニル系モノマー又はその混合物とを少なくとも１段以上で重合させることによって得ることができる。この場合、前記共重合性の架橋性モノマーとしては、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン、マレイン酸ジアリル、トリメチロールトリアクリレート、アリルシンナメート等が挙げられ、これらを単独または２種以上の組み合わせで用いることができる。
【００３３】
前記基材２では、このようなゴム含有重合体をアクリル系樹脂に対して、基材２における前記弾性共重合体の割合が５〜１８重量％となるように含ませている。これにより、樹脂基材２自体に適度な弾性を持たせることができるため、透明性シート１における衝撃強度を高めることができる。なお、本発明において、基材２の成形方法や成形条件等は特に限定されるものではなく、例えば従来から一般的に行われている押出成形法等によって、基材２を所定の厚さで成形することが可能である。
【００３４】
このようなゴム含有重合体を含むアクリル系樹脂からなる基材２は、優れた透明性を有しており、また、ゴム含有重合体を含まないアクリル樹脂のみからなる基材に比べて、耐衝撃性に非常に優れている。なお、この基材２の表面硬度は、鉛筆硬度で１Ｈ程度と低い値を示す。
【００３５】
一方、前記基材２の第１面に形成するハードコート層３は、基材との親和性が良好で、基材との間で優れた密着強度を得ることができるアクリル系ハードコート層である。このようなアクリル系ハードコート層の材質については特に限定されるものではないが、例えば以下のようなハードコート剤を用いることによって、ハードコート層３を好適に形成することができる。
【００３６】
即ち、ハードコート層３の形成に用いるハードコート剤としては、ポリアクリレートと、反応性オリゴマーと、希釈剤と、光重合触媒とを含むアクリル系ハードコート剤、又は、メチルアクリレート又はメチルメタクリレートと、金属酸化物と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分とする分散剤とを含むアクリル系ハードコート剤等を用いることができる。なお、これらのハードコート剤は、単独で用いても良いし、２つを併用しても良いし、或いは、その他のアクリル系ハードコート剤やシリコン系ハードコート剤と混合して用いても良い。
【００３７】
ここで、上記に示した２種類のアクリル系ハードコート剤について更に具体的に説明すると、ポリアクリレートと、反応性オリゴマーと、希釈剤と、光重合触媒とを含むアクリル系ハードコート剤を使用する場合では、前記ポリアクリレートとしては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ビスフェノールＡジアクリレート等のポリオールのポリアクリレートを用いることができる。また、前記反応性オリゴマーとしては、ウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、エステルアクリレートオリゴマー等の反応性オリゴマーを用いることができる。更に、前記希釈剤としては、シクロヘキシルアクリレート、フルフリルアクリレート、２エチルヘキシルアクリレート等の反応性希釈剤を、また前記光重合触媒としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２．２−ジメトキシ−２フェニルアセトフェノン、メチル−ｏ−ベンゾイルベンゾエート、ｐ−イソプロピルフェニル−２−ヒドロキシ−２−プロピルケトン等の光重合開始剤を用いることができる。
【００３８】
一方、メチルアクリレート又はメチルメタクリレートと、金属酸化物と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分とする分散剤とを含むアクリル系ハードコート剤を使用する場合では、例えばメチルアクリレート又はメチルメタクリレートの含有量を５０重量％以上とし、その他にバインダー成分として、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３―ブタンジオールジ（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、 ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタグリセロールトリ（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、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどを含有させることができる。
【００３９】
また、前記金属酸化物としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物を用いることができる。このような金属酸化物を（メタ）アクリレート等に含有させることにより、ハードコート層の硬度を容易に高めることができる。特に、金属酸化物としてシリカを用いることにより、透明性がより優れたハードコート層を形成することができる。更に、前記分散剤は、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を構成成分としており、このような分散剤用いることにより、分散媒である（メタ）アクリレートに親和性を示し、金属酸化物を凝集することなく効果的に分散させることができる。このような分散剤における前記脂肪族ヒドロキシカルボン酸としては、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシパルミチン酸、ヒドロキシナノデカン酸、ヒドロキシアラキジン酸を用いることが好ましく、なかでもヒドロキシステアリン酸を用いることが特に好ましい。
【００４０】
本実施形態においては、上記に示したようなアクリル系ハードコート剤を、所定の厚さに成形されたシート状の基材２の第１面に塗布して硬化させることにより、透明なアクリル系ハードコート層３が形成された前記透明性シート１を作製することができる。この場合、アクリル系ハードコート剤を基材２に塗布する方法や硬化させる方法は、特に限定されるものではなく、従来から公知の塗布方法や硬化方法を用いることができる。
【００４１】
例えば、アクリル系ハードコート剤を基材２に塗布する際には、バーコーター、ダイコーター、ブレードコーター、スピンコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、スプレー、スクリーン印刷等を利用することができる。更に、基材２にアクリル系ハードコート剤を塗布した後は、熱処理を行うこと、又は電離放射線（紫外線若しくは電子線）を照射すること等によりハードコート剤を硬化させることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、上記のようにハードコート剤を基材２に直接塗布して硬化させる方法以外に、例えば前記特許文献３に記載されているようなガラス転写方式を利用して、基材２にハードコート層３を形成することも可能である。即ち、所定の加工処理が行われたガラス基板の表面に、アクリル系ハードコート剤を介して前記基材２を積層し、そのアクリル系ハードコート剤を紫外線照射等により硬化させた後、硬化したハードコート層３とともに前記基材２をガラス基板から剥離することによって、基材２の第１面にハードコート層３を容易に形成することができる。
【００４３】
また、本実施形態において、基材２の第１面に形成するアクリル系ハードコート層３の膜厚は、５μｍ以上３０μｍ以下である。ハードコート層３の厚さが５μｍ以上であることにより、透明性シート１の表面が所望の硬度となるようにハードコート層３を安定して均一に形成することができる。一方、ハードコート層の厚さが３０μｍよりも厚くなると、ハードコート層の硬化が不完全となり易く、更に、クラックも入り易くなるといった不具合が生じる恐れがある。
【００４４】
このようにして基材２の第１面にハードコート層３が形成されていることにより、透明性シート１の表面硬度は、基材２自体の表面硬度に比べて高くなる。なお、透明性シート１の表面硬度は、ハードコート層３の形成に使用するハードコート剤の種類によって変化するが、本実施形態では、前記アクリル系ハードコート剤を用いることにより、透明性シート１の表面硬度を鉛筆硬度で３．０Ｈ以上４．０Ｈ以下にすることができる。これにより、例えば以下で詳述するような携帯電話の液晶パネルや保護カバー等に透明性シート１を使用した場合に、引っ掻き傷や擦り傷が透明性シート１の表面に付き難くなり、好適な耐擦傷性を確実に確保することができる。
【００４５】
また本実施形態の透明性シート１は、シート全体で０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の肉厚、好ましくは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の肉厚を有している。このような肉厚を有する透明性シート１は、軽量であり、また平坦性やシート加工性にも優れている。
【００４６】
以上のような本実施形態の透明性シート１は、光学用途に好適な高い透明性を有しており、また表面硬度と衝撃強度とをバランス良く兼ね備え、且つ、耐衝撃性及び耐衝撃性の総合的なレベルが、従来の光学性樹脂シートよりも大きく向上した高品質のシートとなる。従って、本実施形態の透明性シート１は、例えば、携帯電話の液晶パネルや保護カバー、デジタルカメラのモニター用Ｌ．Ｃ．Ｄ．カバー、及びＯＨＰ用パネル等の光学用途に好適に用いることができる。またその他に、車載用途にも適用することができ、例えばカーナビゲーション用液晶パネル、カーステレオ用銘板、バックモニター用ＣＣＤカメラ保護カバー等にも好適に使用することができる。
【００４７】
なお、本発明の透明性シートでは、例えば図２に示したように、前記基材２の第１面とは反対側の面となる第２面にも、第１面に形成した前記ハードコート層３と同じ鉛筆硬度を有するハードコート層４を形成することができる。このとき、基材２の第２面に形成するハードコート層４の膜厚は、第１面に形成した前記ハードコート層３と同じ理由から５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
このように透明性シート１の第２面にもハードコート層４を形成することにより、基材２の第１面側と第２面側との間で収縮性や吸水性等に差が生じることを防ぎ、透明性シート１に反りが発生することを効果的に防止することができる。なお、透明性シート１の第２面にハードコート層４を形成する方法は特に限定されず、第１面に形成するときと同様にしてハードコート層４の形成を行うことができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の透明性シートについて、実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明する。
＜試料の作製＞
（実施例１及び２）
透明性シートの基材として、弾性共重合体を１５重量％程度含有したポリメチルメタクリレートからなる耐衝撃性アクリル板を準備し、このアクリル板の第１面に前記ガラス転写方式によりハードコート層を形成した。即ち、準備した耐衝撃性アクリル板の第１面に所定のハードコート剤を介してガラス板を設置した後、ガラス板を介して紫外線照射を行うことにより、そのハードコート剤を硬化させてハードコート層を形成した。
【００５０】
このとき、アクリル板に塗布するハードコート剤として、実施例１では、ポリアクリレート（ペンタエリスリトールテトラアクリレート）と、反応性オリゴマー（ウレタンアクリレートオリゴマー）と、希釈剤（シクロヘキシルアクリレート）と、光重合触媒（ベンゾイン）とを含むハードコート剤を使用した。また、実施例２では、メチルアクリレートと、金属酸化物（シリカ）と、脂肪族ヒドロキシカルボン酸（ヒドロキシステアリン酸）を構成成分とする分散剤とを含むアクリル系ハードコート剤を使用した。
【００５１】
上記のようにしてハードコート層を形成して得られた透明性シートを実施例１及び２の試料として用いた。なお、実施例１及び２の透明性シートにおけるシート全体の肉厚と、同透明性シートが有するハードコート層の膜厚とを測定した結果、実施例１及び２の透明性シートともに、シート全体の肉厚は０．５ｍｍであり、ハードコート層の膜厚は１０μｍであった。また、これらの透明性シートを目視により観察したところ、透明性シートのハードコート層にクラック等は発生していなかった。
また、実施例１及び２の試料とは耐衝撃性アクリル板の肉厚が異なり、シート全体の肉厚が０．９ｍｍである透明性シートを実施例１’及び２’の試料として作製した。なお、これらの実施例１’及び２’の試料におけるハードコート層の膜厚は１０μｍであった。
【００５２】
（比較例１〜４）
比較例１の試料として、前記実施例１及び２で準備した耐衝撃性アクリル板と同様の材質であり、肉厚が０．５ｍｍの耐衝撃性アクリル板を作製した。更に、肉厚が１．０ｍｍの耐衝撃性アクリル板を比較例１’の試料として作製した。
比較例２の試料として、弾性共重合体を含有していないポリメチルメタクリレートからなり、肉厚が０．５ｍｍのキャストアクリル板を作製した。更に、肉厚が１．０ｍｍのキャストアクリル板を比較例２’の試料として作製した。
【００５３】
比較例３の試料として、弾性共重合体を含有していないポリメチルメタクリレートからなるキャストアクリル板の第１面に、前記実施例１と同様のアクリル系ハードコート剤を用いてハードコート層を形成したハードコート層付きキャストアクリル板を作製した。このハードコート層付きキャストアクリル板の全体の肉厚と、ハードコート層の膜厚とを測定した結果、全体の肉厚は０．５ｍｍであり、ハードコート層の膜厚は１０μｍであった。更に、比較例３の試料とはキャストアクリル板の肉厚が異なり、全体の肉厚が１．０ｍｍであるハードコート層付きキャストアクリル板を比較例３’の試料として作製した。なお、この比較例３’のハードコート層の膜厚は１０μｍであった。
比較例４の試料として、ポリカーボネート樹脂からなる肉厚が０．５ｍｍの樹脂シートを作製した。更に、シート全体の肉厚が１．０ｍｍのポリカーボネート樹脂からなる樹脂シートを比較例４’の試料として作製した。
【００５４】
＜試料の評価＞
１．鉛筆硬度の測定
前記実施例１，２及び比較例１〜４の各試料に対して、ＪＩＳ−Ｄ−０２０２に基づいて鉛筆硬度の測定を行った。
【００５５】
２−１．衝撃強度の測定Ｉ
実施例１，２及び比較例１〜４の各試料における耐衝撃性を評価するために、図３に示すような装置を用いて落球衝撃試験を行った。この落球衝撃試験では、先ず長さ７０ｍｍ×幅４５ｍｍ×高さ１８．５ｍｍで壁の厚さが３．５ｍｍの鋼製枠体１１の上面に沿って１．５ｍｍ厚のゴムシート１２を貼付し、そのゴムシート１２の上に７０ｍｍ×４５ｍｍのサイズに切断した試験片１３を載置する。これにより、試験片１３は、四辺がゴムシート１２により支持された状態となる。
【００５６】
次に、上方から球状の錘１４を試験片１３の中央部に向けて自由落下させ、錘１４が衝突した後の試験片１３の状態を確認する。このような作業を、試験片１３までの錘１４の落下高さを変えて行うことにより、試験片１３に破損が発生する錘１４の落下高さを測定した。このとき、球状の錘１４は、直径が１０ｍｍで、重さが３８ｇのものを使用した。また、この落球衝撃試験において、錘１４の落下高さの上限は、例えば透明性シートを携帯電話の液晶パネル等に使用した場合等を想定して１５０ｃｍに設定した。
【００５７】
２−２．衝撃強度の測定ＩＩ
評価２−１とは試験片１３の肉厚が異なる実施例１’，２’及び比較例１’〜４’の各試料について、評価２−１と同様にして試験片１３に破損が発生する錘１４の落下高さを測定した。
２−３．衝撃強度の測定ＩＩＩ
実施例１，２及び比較例１〜４の各試料について、試験片１３に自由落下させる錘を球状の錘１４から砲弾状の錘１５に代えること以外は評価２−１と同様にして、試験片１３に破損が発生する錘１５の落下高さを求めた。このとき、砲弾状の錘１５は、直径が８ｍｍ、先端の半球形部分の半径が４ｍｍで、全体の重さが３８ｇのものを使用した。
【００５８】
３．鉛筆硬度及び衝撃強度の評価
鉛筆硬度の測定結果と衝撃強度の測定Ｉ〜ＩＩＩの結果に基づき、錘の落下高さを縦軸にとり、鉛筆硬度を横軸にとったグラフに各試料の測定結果をプロットすることによって、各試料の耐衝撃性及び耐擦傷性について比較を行った。ここで、図４〜図６に、鉛筆硬度と衝撃強度測定Ｉ〜ＩＩＩの結果とを示したグラフを示す。なお、図４〜図６に示したグラフでは、○印はその錘の落下高さにおいて試料に破損が発生しなかったことを示しており、△印はその落下高さにおいて試料にひびが生じたことを、×印はその落下高さにおいて試料に割れが生じたことを示している。また、前記落球衝撃試験では、各試料について５つの試験片を用意して衝撃強度の測定を５回行ったところ、５回とも全く同じ結果を示した。
【００５９】
図４は、鉛筆硬度測定及び衝撃強度測定Ｉの結果をプロットしたグラフであり、各試料の鉛筆硬度（耐擦傷性）と、肉厚が０．５ｍｍの試料に対して球状の錘を落下させたときの衝撃強度（耐衝撃性）との関係を示している。図４に示したように、実施例１及び２の透明性シートは、３Ｈ以上の鉛筆硬度と落下高さが１５０ｃｍ以上となる衝撃強度とを示しており、光学用途に供することを想定した場合に優れた耐擦傷性と優れた耐衝撃性とを有していることが判った。
【００６０】
一方、比較例１の弾性共重合体を含有した耐衝撃性アクリル板は、落下高さが１５０ｃｍ以上と耐衝撃性に優れているが、表面硬度が低いものであった。比較例２の弾性共重合体を含まないキャストアクリル板は、表面硬度及び衝撃強度がともに低い。また、比較例３のようにキャストアクリル板にハードコート層を形成することによって表面硬度は向上するものの、衝撃強度は更に低下していた。比較例４のポリカーボネート樹脂シートは、表面硬度が低く、耐擦傷性に劣るものであった。
【００６１】
また、比較例１〜４より明確であるように、従来の樹脂シートは衝撃強度を向上させると表面硬度が低下し、一方、表面硬度を向上させると衝撃強度が低下してしまう（図４の破線を参照）。しかし、実施例１及び２の透明性シートは、表面硬度と衝撃強度をバランス良く兼ね備えており、耐衝撃性及び耐衝撃性の総合的なレベルが、比較例１〜４の試料における両者の総合的なレベル（破線の位置）に比べて、大きく向上していることが明らかである。
【００６２】
図５は、肉厚が０．９ｍｍである実施例１’及び２’の試料、及び肉厚が１．０ｍｍの比較例１’〜４’の試料における鉛筆硬度測定及び衝撃強度測定ＩＩの結果をプロットしたグラフであり、各試料の鉛筆硬度と、球状の錘を試料に落下させたときの衝撃強度との関係を示している。また、図６は、実施例１，２及び比較例１〜４の各試料における鉛筆硬度測定及び衝撃強度測定ＩＩＩの結果をプロットしたグラフであり、各試料の鉛筆硬度と、先端部の曲率が大きい砲弾状の錘を試料に落下させたときの衝撃強度との関係を示している。
【００６３】
図５に示したように、各試料の肉厚を増大して衝撃強度を測定した場合でも、図４とほぼ同様の結果が表れており、実施例１’及び２’の試料は、比較例１’〜４’の試料に比べて、表面硬度と衝撃強度とを高いレベルでバランス良く兼ね備えていることが確認できる。
【００６４】
また、図６では、衝撃強度測定において錘の形状を先端部の曲率が大きい砲弾状に変更することにより、試験片に対してより大きなが衝撃が加えられるようにしている。その結果、実施例１及び２の試料は、耐衝撃性が比較例１及び４の試料よりも若干低下しているものの、比較例２及び３の試料よりも遥かに優れており、光学用途として十分な耐衝撃性を備えている。更にこの図６の結果からも、実施例１，２の試料は、耐衝撃性及び耐衝撃性の総合的なレベルが比較例１〜４の試料よりも向上していることを確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の透明性シートは、透明性、耐擦傷性、耐衝撃性が求められるような携帯電話の液晶パネルや保護カバー等の光学用途に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る透明性シートの断面を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る別の透明性シートの断面を模式的に示す断面図である。
【図３】落球衝撃試験について概略的に説明する説明図である。
【図４】鉛筆硬度測定及び衝撃強度測定Ｉの結果を示したグラフである。
【図５】鉛筆硬度測定及び衝撃強度測定ＩＩの結果を示したグラフである。
【図６】鉛筆硬度測定及び衝撃強度測定ＩＩＩの結果を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１                透明性シート
２                基材
３，４            ハードコート層
１１                枠体
１２                ゴムシート
１３                試験片
１４                球状の錘
１５                砲弾状の錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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