(57)【要約】【課題】反射率を低下させ、かつ全光線透過率を高めることができるハードコートフィルムを提供する。【解決手段】ポリエステルフィルム２の少なくとも片面にハードコート層３を有するハードコートフィルム１において、ハードコート層３は、中空微粒子、シリカ微粒子、およびフッ化物微粒子から選ばれる少なくとも１種の低屈折率微粒子を含有し、ハードコート層３の屈折率が１．３５〜１．５５であることを特徴とする。【選択図】図１
2013025116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルフィルムの少なくとも片面にハードコート層を有するハードコートフィルムにおいて、前記ハードコート層は、中空微粒子、シリカ微粒子、およびフッ化物微粒子から選ばれる少なくとも１種の低屈折率微粒子を含有し、前記ハードコート層の屈折率が１．３５〜１．５５であることを特徴とするハードコートフィルム。
【請求項２】
前記ハードコート層は、前記低屈折率微粒子として前記中空微粒子を含有し、前記中空微粒子の外殻を構成する材料が、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化アンチモン、スズドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ、酸化チタン、酸化セリウム、または酸化アルミニウム、あるいはこれらのうち２種以上の混合物または複合酸化物である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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードコートフィルムに関するものであり、さらに詳しくは、例えば、光学表示装置等に用いられるハードコートフィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエステルフィルム等の光学フィルムは、光学表示装置、タッチパネル、光学レンズ、眼鏡レンズ、フォトリソグラフィープロセスにおける反射防止処理、太陽電池パネル表面の反射防止処理等に用いられている。
【０００３】
このような光学フィルムは一般に、荷重のかかる引っ掻きによる傷を防止し、表面の機械的強度を改善するために、その表面にハードコート層が設けられる（特許文献１〜４参照）。
【０００４】
このハードコート層が設けられたハードコートフィルムは、表示画面の表面等に用いられる場合には、透過色の外観に色味が付くのは望ましくなく、色調が無色に近いこと（ニュートラルであること）が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２９１３０号公報
【特許文献２】特開２０００−５２４７２号公報
【特許文献３】特開平１１−３４２４３号公報
【特許文献４】特開平９−２２０７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ポリエステルフィルムを用いた従来のハードコートフィルムは、外観に色味が付く場合があった。
【０００７】
すなわち、ポリエステルフィルムやハードコート層は通常、若干の黄色味を帯びている。また、ポリエステルフィルムの表面には、ハードコート層との密着性を得ること等を目的として一般にナノメートルオーダーの厚みの易接着層を設けることが多い。ところが、この易接着層を設けたポリエステルフィルムを用いた場合にハードコートフィルムの色調が黄色味を帯びる場合があった。
【０００８】
そのため、ハードコートフィルムを透過したディスプレイの表示画面の色調も黄色味を帯びるという問題点があった。
【０００９】
表示画面の色調をニュートラルにして表示画面の視認性を高めるためには、ハードコートフィルムの反射率を低下させ、かつ全光線透過率を高めることが有効と考えられる。ところが、これを実現する具体的な手段は提案されていないのが現状である。
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、反射率を低下させ、かつ全光線透過率を高めることができるハードコートフィルムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明のハードコートフィルムは、ポリエステルフィルムの少なくとも片面にハードコート層を有するハードコートフィルムにおいて、ハードコート層は、中空微粒子、シリカ微粒子、およびフッ化物微粒子から選ばれる少なくとも１種の低屈折率微粒子を含有し、ハードコート層の屈折率が１．３５〜１．５５であることを特徴としている。
【００１２】
このハードコートフィルムにおいて、ハードコート層は、低屈折率微粒子として中空微粒子を含有し、中空微粒子の外殻を構成する材料が、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化アンチモン、スズドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ、酸化チタン、酸化セリウム、または酸化アルミニウム、あるいはこれらのうち２種以上の混合物または複合酸化物であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のハードコートフィルムによれば、反射率を低下させ、かつ全光線透過率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のハードコートフィルムの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明のハードコートフィルムの一例を示す断面図である。
【００１７】
このハードコートフィルム１は、ポリエステルフィルム２、およびその片面に形成されたハードコート層３を有している。
【００１８】
なお、図１に示すハードコートフィルム１では、ポリエステルフィルム２の片面にハードコート層３を形成しているが、本発明では、ポリエステルフィルム２の両面にハードコート層３を形成するようにしてもよい。
【００１９】
本発明において、ハードコート層３は、中空微粒子、シリカ微粒子、およびフッ化物微粒子から選ばれる少なくとも１種の低屈折率微粒子を含有し、ハードコート層３の屈折率は１．３５〜１．５５とされている。
【００２０】
このようにすることで、ハードコートフィルム１の反射率が低下し、かつ全光線透過率が向上する。
【００２１】
具体的には、ハードコート層３の屈折率を１．５５以下とすることで、ハードコートフィルム１の反射率を下げ、かつ全光線透過率を向上させることができる。そしてハードコート層３の屈折率を１．３５以上とすることで、中空微粒子、シリカ微粒子、およびフッ化物微粒子から選ばれる少なくとも１種の低屈折率微粒子を配合してもハードコートフィルム１に要求される特性を満足させることができる。
【００２２】
本発明において、ポリエステルフィルム２を形成するポリエステルとしては、例えば、芳香族ジカルボン酸とグリコールとから得られる芳香族ポリエステルを用いることができる。
【００２３】
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸等を用いることができる。
【００２４】
グリコールとしては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール等を用いることができる。
【００２５】
芳香族ポリエステルの中でも、特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートが好ましい。また、上記に例示した成分の共重合ポリエステルであってもよい。
【００２６】
ポリエステルフィルム２は、成膜時のフィルムの巻き取り性や、ハードコート層３を形成する際のフィルムの搬送性等を向上させるために、必要に応じて、滑剤としての微粒子を含有させることができる。
【００２７】
このような微粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の無機微粒子を用いることができる。また、架橋アクリル樹脂微粒子、架橋ポリスチレン樹脂微粒子、尿素樹脂微粒子、メラミン樹脂微粒子、架橋シリコーン樹脂微粒子等の有機微粒子を用いることもできる。
【００２８】
また、ポリエステルフィルム２には、その透明性等を損なわない範囲内において、その他の成分、例えば、着色剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、潤滑剤、触媒、他の樹脂等を含有させることができる。
【００２９】
ポリエステルフィルム２の厚みは、特に限定されないが、例えば、５０〜２００μｍである。
【００３０】
ポリエステルフィルム２は、ヘイズが好ましくは３％以下、より好ましくは１．５％以下である。ヘイズが３％を超えると、ディスプレイの視認性を損なう等の不具合が起きる場合がある。
【００３１】
また、ポリエステルフィルム２は、ハードコート層３との密着性を向上させる等のために、その表面に、従来より用いられている厚みが例えば１５０ｎｍ以下の薄い易接着層（特許文献４参照）を有するものであってもよい。
【００３２】
本発明において、ハードコート層３は、ポリエステルフィルム２よりも硬度の高い被膜であって、ポリエステルフィルム２の表面の硬度を向上させ、荷重のかかる引っ掻きによる傷を防止し、ハードコートフィルム１の機械的強度を改善するものである。
【００３３】
ハードコート層３の鉛筆硬度は好ましくはＨ以上、より好ましくは２Ｈ以上である。なお、鉛筆硬度はＪＩＳ Ｋ５６００に準拠して測定することができる。
【００３４】
ハードコート層３の硬度を向上させるためには、反応性硬化型樹脂組成物、すなわち、熱硬化型樹脂組成物と電離放射線硬化型樹脂組成物のうち少なくとも一方を用いてハードコート層３を形成するのが好ましい。
【００３５】
熱硬化型樹脂組成物に配合する熱硬化型樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を用いることができる。
【００３６】
熱硬化型樹脂組成物には、必要に応じて、例えば、架橋剤、重合開始剤、硬化剤、硬化促進剤、溶剤等を配合することができる。
【００３７】
熱硬化型樹脂組成物を用いてハードコート層３を形成する場合は、熱硬化型樹脂組成物をポリエステルフィルム２上に塗布した後、加熱により乾燥硬化させるのが好ましい。
【００３８】
電離放射線硬化型樹脂組成物に配合する樹脂成分としては、アクリレート系の官能基を有する化合物が好ましく用いられる。アクリレート系の官能基を有する化合物としては、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール樹脂等の多官能（メタ）アクリレートのオリゴマー、プレポリマー等を用いることができる。なお、本明細書において（メタ）アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを意味する。
【００３９】
また、電離放射線硬化型樹脂組成物には、上記のオリゴマーやプレポリマーとともに、反応性希釈剤としてのモノマーを配合することができる。このようなモノマーとしては、例えば、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー、あるいは、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（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、ペンタエリスリトールトリ（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、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能モノマー等を用いることができる。
【００４０】
電離放射線硬化型樹脂組成物を用いてハードコート層３を形成する際には、例えば、電離放射線硬化型樹脂組成物をポリエステルフィルム２上に塗布し乾燥した後、電離放射線により硬化させることができる。
【００４１】
電離放射線硬化型樹脂組成物の塗布方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、ロッドまたはワイヤーバーを用いた方法や、あるいはマイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロット、スピン等の各種のコーティング方法等を用いることができる。
【００４２】
また、硬化処理は、公知の技術を用いて、例えば、紫外線、電子線、波長４００〜５００ｎｍの可視光線等の電離放射線を照射することにより行うことができる。紫外線および波長４００〜５００ｎｍの可視光線の線源（光源）には、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ガリウムランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ等を用いることができる。電子線源には、例えば、熱電子放射銃、電解放射銃等を用いることができる。
【００４３】
照射する電離放射線の線量は、５〜２０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内が好ましく、生産性等を考慮すると５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内がより好ましい。また、これらの電離放射線の照射に加えて、赤外線、遠赤外線、熱風、高周波加熱等による熱処理を併用することもできる。
【００４４】
さらに、上記の電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とする場合には、光重合開始剤を配合することが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−アミロキシムエステル、チオキサントン類等を用いることができる。
【００４５】
また、光重合開始剤とともに光増感剤を用いてもよい。光増感剤としては、例えば、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、チオキサントン等を用いることができる。
【００４６】
以上のようにして形成されるハードコート層３の厚みは、十分な機械的強度を得る点等からは、０．３〜１０μｍが好ましい。
【００４７】
本発明において、ハードコート層３には、中空微粒子、シリカ微粒子、およびフッ化物微粒子から選ばれる少なくとも１種の低屈折率微粒子が配合される。
【００４８】
低屈折率微粒子としては、ハードコート層３の屈折率を１．３５〜１．５５の範囲まで低減する点等から、屈折率が１．５０以下のものが好ましく、屈折率が１．２０〜１．５０のものがより好ましい。
【００４９】
低屈折率微粒子の中空微粒子は、外殻により包囲された空洞を有する微粒子である。
【００５０】
このような中空微粒子としては、例えば、特開２００１−２３３６１１号公報に開示されているものや、一般に市販されているものを用いることができる。
【００５１】
中空微粒子の平均粒子径は、好ましくは５〜２０００ｎｍ、より好ましくは５〜２００ｎｍである。なお、中空微粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡観察による数平均粒子径として測定することができる。中空微粒子の平均粒子径がこのような範囲内であると、低屈折率化が困難になったり分散性が低下したりすることを抑制でき、透明性を確保することもできる。
【００５２】
ハードコート層３における中空微粒子の含有量は、低屈折率化や表面硬度、耐摩耗性等も考慮すると、ハードコート層３の全量に対して１５〜７０体積％が好ましい。
【００５３】
中空微粒子の外殻を構成する材料としては、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化アンチモン、スズドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ、酸化チタン、酸化セリウム、または酸化アルミニウムが好ましく用いられる。また、これらのうち２種以上の混合物または複合酸化物も好ましく用いられる。
【００５４】
ここで、酸化ケイ素には、シリカ（ＳｉＯ2）、ＳｉＯx（ｘは１．０≦ｘ＜２．０を満足する数値を示す。）が含まれる。酸化スズには、ＳｎＯ2が含まれる。酸化アンチモンには、Ｓｂ2Ｏ5が含まれる。酸化チタンには、ＴｉＯ2、ＴｉＯx（ｘは１．０≦ｘ＜２．０を満足する数値を示す。）が含まれる。酸化セリウムには、ＣｅＯ2が含まれる。酸化アルミニウムには、Ａｌ2Ｏ3が含まれる。
【００５５】
中空微粒子として外殻が上記の特定の材料から構成されるものを用いることで、ハードコート層３に要求される他の特性を損なうことなく容易にハードコート層３の屈折率を上記の範囲内にすることができる。
【００５６】
中空微粒子として、具体的には、例えば、シリカ系無機酸化物からなる外殻の内部に空洞を有する中空シリカ微粒子を用いることができる。
【００５７】
ここでシリカ系無機酸化物とは、（Ａ）シリカ単一層、（Ｂ）シリカとシリカ以外の無機酸化物とからなる複合酸化物の単一層、および（Ｃ）上記（Ａ）層と（Ｂ）層との二重層を包含するものをいう。
【００５８】
シリカ系無機酸化物の外殻は、細孔を有する多孔質なものであってもよく、あるいは細孔が閉塞されて空洞が外殻の外側に対して密封されているものであってもよい。
【００５９】
また、シリカ系無機酸化物の外殻が、内側の第１シリカ被覆層および外側の第２シリカ被覆層で構成されるものを用いることもできる。外側に第２シリカ被覆層を設けることにより、外殻の微細孔を閉塞させて外殻を緻密化することができ、さらには内部の空洞を密封した中空シリカ微粒子を得ることができる。
【００６０】
低屈折率微粒子のシリカ微粒子としては、例えば、メタノール、イソプロパノール等の有機溶剤に平均粒子径５〜３００ｎｍのシリカ微粒子（コロイダルシリカ）を安定に分散させたオルガノシリカゾルを用いることができる。なお、シリカ微粒子の平均粒子径は動的光散乱法により測定することができる。
【００６１】
オルガノシリカゾルとしては、例えば、ＭＡ−ＳＴ−Ｍ、ＩＰＡ−ＳＴ、ＥＧ−ＳＴ、ＥＧ−ＺＬ、ＮＰＣ−ＳＴ、ＤＭＡＣ−ＳＴ、ＤＭＡＣ−ＳＴ−ＺＬ、ＸＢＡ−ＳＴ、ＭＩＢＫ−ＳＴ（日産化学工業（株）製）等を用いることができる。
【００６２】
ハードコート層３におけるシリカ微粒子の含有量は、低屈折率化や表面硬度、耐摩耗性等も考慮すると、ハードコート層３の全量に対して１５〜７０体積％が好ましい。
【００６３】
低屈折率微粒子のフッ化物微粒子としては、例えば、フッ化マグネシウム微粒子、フッ化リチウム微粒子、フッ化アルミニウム微粒子、フッ化カルシウム微粒子、フッ化ナトリウム微粒子等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６４】
フッ化物微粒子の平均粒子径は、好ましくは５〜２００ｎｍである。なお、フッ化物微粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡観察による数平均粒子径として測定することができる。中空微粒子の平均粒子径がこのような範囲内であると、低屈折率化が困難になったり分散性が低下したりすることを抑制でき、透明性を確保することもできる。
【００６５】
ハードコート層３におけるフッ化物微粒子の含有量は、低屈折率化や表面硬度、耐摩耗性等も考慮すると、ハードコート層３の全量に対して１５〜７０体積％が好ましい。
【００６６】
ハードコート層３には、帯電防止性を付与し、ハードコートフィルム１としての帯電防止性や埃付着防止性を確保することが好ましい。ハードコート層３に帯電防止性を付与するために、例えば、ハードコート層３に導電性ナノ粒子を含有させることができる。
【００６７】
導電性ナノ粒子としては、例えば、導電性の金属酸化物で粒子径が０．５〜２００ｎｍの超微粒子を用いることができる。具体的には、例えば、インジウム、スズ、アンチモン、鉛、およびチタンから選ばれる少なくとも１種の酸化物の粒子を用いることができる。
【００６８】
具体的には、例えば、スズドープ酸化インジウム、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、酸化ニオブ、リンドープ酸化スズ等の超微粒子等を用いることができる。
【００６９】
本発明のハードコートフィルム１は、反射率を低下させ、かつ全光線透過率を高めることができる。したがって、光学表示装置、タッチパネル、光学レンズ、眼鏡レンズ、フォトリソグラフィープロセスにおける反射防止処理、太陽電池パネル表面の反射防止処理等に好適に用いることができる。
【００７０】
光学表示装置としては、例えば、陰極管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プロジェクションディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等を挙げることができる。
【実施例】
【００７１】
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７２】
＜実施例１＞
ポリエステルフィルムとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績（株）製「Ａ４３００」、ＰＥＴフィルムの厚み １００μｍ、易接着層付き）を用いた。
【００７３】
また、ハードコート層形成用の紫外線硬化型樹脂組成物として、アクリル系紫外線硬化型樹脂に低屈折率微粒子として中空微粒子を配合したものを用いた。アクリル系紫外線硬化型樹脂には大日精化工業（株）製「セイカビームＰＥＴ−ＨＣ３０１」（固形分５０％）を用い、中空微粒子には触媒化成工業（株）製「ＣＳ６０」（屈折率１．２６）を用いた。アクリル系紫外線硬化型樹脂には中空微粒子を４０体積％配合した。
【００７４】
上記のポリエステルフィルムの表面に、上記のハードコート層形成用の紫外線硬化型樹脂組成物をワイヤーバーコーター＃１０番で塗布した。
【００７５】
これを８０℃で５分間乾燥させた後に、紫外線照射（４５０ｍＪ／ｃｍ2）して硬化させることにより、厚み５μｍのハードコート層を有するハードコートフィルムを得た。
【００７６】
＜実施例２＞
実施例１において、低屈折率微粒子をシリカ微粒子（日産化学工業（株）製「ＭＩＢＫ−ＳＴ」）に変更し、それ以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを得た。
【００７７】
＜実施例３＞
実施例１において、低屈折率微粒子をフッ化物微粒子（シーアイ化成（株）製、ＭｇＦ2サンプル）に変更し、それ以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを得た。
【００７８】
＜比較例１＞
実施例１において低屈折率微粒子を配合せず、それ以外は実施例１と同様にしてハードコートフィルムを得た。
【００７９】
実施例および比較例のハードコートフィルムについて、次の評価を行った。
【００８０】
[ハードコート層の屈折率]
分光光度計（（株）日立製作所製「Ｕ−３４００」）を用いて、波長５５０ｎｍの反射率より算出した。
【００８１】
[全光線透過率]
ヘイズメーター（日本電色工業（株）製「ＮＤＨ２０００」）を用いて、全光線透過率を測定した。
【００８２】
[反射率]
分光光度計（（株）日立製作所製「Ｕ−３４００」）を用いて、波長５５０ｎｍの反射率を測定した。
【００８３】
評価結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
2013025116.tif 000003
【００８５】
表１より、実施例１〜３では、低屈折率微粒子として中空微粒子、シリカ微粒子、またはフッ化物微粒子をハードコート層に配合し、ハードコート層の屈折率を１．３５〜１．５５の範囲内とした。その結果、ハードコート層に低屈折率微粒子を配合しなかった比較例１に比べて、これらの実施例１〜３では反射率が４．５％以下で全光線透過率が９２％以上と低反射率で全光線透過率の高いハードコートフィルムが得られた。また実施例１〜３のハードコートフィルムは、表示画面の色調がニュートラルで表示画面の視認性を高めることができた。
【符号の説明】
【００８６】
１      ハードコートフィルム
２      ポリエステルフィルム
３      ハードコート層
【図１】
2013025116.tif 000004