(57)【要約】【課題】透明基材にＴＣフィルムＰＥＴの代替としてＰＥＴフィルムを用い、偏光板に挟んでもニジムラが発生することなく、且つ、表面鉛筆硬度３Ｈ以上の優れたハードコート性能を有するハードコートフィルムの提供を目的とする。【解決手段】透明基材１であるＰＥＴフィルムの一方の面に、電離放射線硬化性組成物から形成されたハードコート層２が設けられたハードコートフィルムであって、前記ＰＥＴフィルムは、内面位相差が８０００ｎｍ以上であり、前記ハードコート層２は、厚さが１５〜３０μｍの範囲で、その表面の鉛筆硬度が３Ｈ〜８Ｈの範囲であることを特徴とするハードコートフィルムである。【選択図】  図１
2016018063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、電離放射線硬化性組成物から形成されたハードコート層が設けられたハードコートフィルムであって、
前記ポリエチレンテレフタレートフィルムは、内面位相差が８０００ｎｍ以上であり、
前記ハードコート層は、厚さが１５〜３０μｍの範囲で、その表面の鉛筆硬度が３Ｈ〜８Ｈの範囲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が微粒子を含む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。
【請求項３】
前記微粒子が平均粒径５〜１５ｎｍの範囲の二酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項２に記載のハードコートフィルム。
【請求項４】
前記電離放射線硬化性組成物は、樹脂成分１００重量部に対し微粒子を８５〜２００重量部含むことを特徴とする請求項２または３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、従来のガラスタッチパネルのカバーガラス代替として使用が可能なハードコートフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット端末などのタッチパネル搭載機器では、取扱時に指やタッチパネル用ペンで操作を行うため、表面に傷が付かないよう保護する必要がある。一般的には最表面にカバーガラスを設置してこの問題を解決している。しかし、端末の更なる薄型・軽量化が要求されており、ガラスではこれらの要求に応えるには限界がある。また、持ち運びが前提となる端末においては、落下時の衝撃によるカバーガラスの割れなどの問題がある。これらの問題に対し、トリアセチルセルロースを代表とする、透明基材を使用したハードコートフィルムを用いることで解決が図られている。
【０００３】
従来、ハードコートフィルムには上記のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）に代表されるセルロースエステルからなるフィルムが用いられてきた。しかしながら、セルロースエステルフィルムは耐湿熱性が悪く、高温多湿環境化での使用により、偏光機能および色相等の低下を招く。そこで、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）より低透湿であるポリエステル系の材料が注目されており、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）を光学積層体の基材として用いる試みがなされている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、一般にＰＥＴフィルムは内面位相差が小さいために、偏光板に挟んで使用すると、ニジムラと呼ばれる色の異なるムラが発生することが知られている。このニジムラの発生を抑える対策として、ＰＥＴ基材の内面位相差を制限する方法などが開示されているが（特許文献２）、このフィルムではハードコート性が劣り、タッチパネル最表面での使用に耐えうる表面硬度は有していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０５７７３号公報
【特許文献２】特許第５０５１３２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、透明基材にＴＡＣフィルムの代替としてＰＥＴフィルムを用い、偏光板に挟んでもニジムラが発生することなく、且つ、表面鉛筆硬度３Ｈ以上の優れたハードコート性能を有するハードコートフィルムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明において、上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ＰＥＴフィルムの一方の面に、電離放射線硬化性組成物から形成されたハードコート層が設けられたハードコートフィルムであって、
前記ＰＥＴフィルムは、内面位相差が８０００ｎｍ以上であり、
前記ハードコート層は、厚さが１５〜３０μｍの範囲で、その表面の鉛筆硬度が３Ｈ〜８Ｈの範囲であることを特徴とするハードコートフィルムである。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記ハードコート層が微粒子を含む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である。
【０００９】
また、請求項３の発明は、前記微粒子が平均粒径５〜１５ｎｍの範囲の二酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項２に記載のハードコートフィルムである。
【００１０】
また、請求項４の発明は、前記電離放射線硬化性組成物は、樹脂成分１００重量部に対し微粒子を８５〜２００重量部含むことを特徴とする請求項２または３に記載のハードコートフィルムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明によれば、透明基材として内面位相差が８０００ｎｍ以上のＰＥＴフィルムを用いることにより、本発明のハードコートフィルムを偏光板に挟んで使用しても、従来視認されたニジムラの発生を抑制することができる。
【００１２】
また、前記ハードコート層の厚さを１５〜３０μｍの範囲とし、その表面の鉛筆硬度が３Ｈ〜８Ｈの範囲であることにより、優れた耐擦傷性が要求されるタッチパネル用途に用いることができる。
【００１３】
また、請求項２によれば、前記ハードコート層が微粒子を含むことにより、樹脂単体に比べてより硬度を高めることができる。
【００１４】
また、請求項３によれば、前記微粒子が平均粒径５〜１５ｎｍの範囲であることにより、ハードコート層の透明性と硬度の両方をバランスよく得ることが出来る。また、前記微粒子として二酸化ケイ素を用いることにより、微粒子の中でもより高い硬度を得ることが出来る。
【００１５】
また、請求項４によれば、前記電離放射線硬化性組成物中に含まれる微粒子の含有量が、樹脂成分１００重量部に対し８５〜２００重量部であることにより、高い硬度が得られると同時に前記組成物の塗液としての適性を確保することができる。
【００１６】
本発明のハードコートフィルムは、十分な表面鉛筆硬度を有し、偏光板に挟まれた状態での視認性にも優れるという特徴を有する。この特徴を利用して、本発明のハードコートフィルムはスマートフォン、モバイルＰＣ、タブレット端末を代表とする各種タッチセンサーを有するデバイスの最表面に利用することができ、ディスプレイの視認性に優れたカバーガラス代替表面保護部材として提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハードコートフィルムの層構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のハードコートフィルムは図１に示すように、内面位相差の大きいＰＥＴフィルムを透明基材１として用い、その一方の面にハードコート層２を形成してなることを特徴とする。以下に、より具体的に説明する。
【００１９】
本発明に用いる透明基材１は無色透明な樹脂からなるシートまたはフィルムの形態が好ましく、また、光学用途であるために全光線透過率が９０％以上で、高硬度、耐熱性、耐薬品性などに優れたＰＥＴ基材が好ましい。
【００２０】
また、一般に、面内位相差が３２００ｎｍ程度の透明基材を使用したハードコートフィルムを偏光板に挟んだ場合、光の干渉によりいわゆるニジムラが生じ、光学用の透明基材としては問題となる。そこで本発明に用いる透明基材としては、ニジムラが生じる干渉領
域よりも位相差が遥かに大きい面内位相差８０００ｎｍ以上のＰＥＴ基材がより望ましい。
【００２１】
また、前記ＰＥＴ基材の膜厚は８０μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。８０μｍを下回ると鉛筆硬度の低下や、ハードコートに含まれる樹脂の硬化収縮により、ハードコートフィルムのカールが悪化し、取扱が困難になるためである。一方、１００μｍを上回ると、タッチパネルの感度の低下を招く可能性があるため好ましくない。
【００２２】
本発明に係るハードコート層２は、活性二重結合を有するラジカル重合性モノマー、オリゴマー、ポリマー（以下、ラジカル重合性化合物と記す）、さらには必要に応じて光重合開始剤、溶剤、帯電防止剤、防眩剤、その他添加剤を含有してなる電離放射線硬化性組成物に、電離放射線を照射して硬化させることで形成される。なお、前記電離放射線としては、例えば電子線や紫外線を利用することが出来るが、紫外線を利用する場合には前記電離放射線硬化性組成物に光重合開始剤を添加する必要である。
【００２３】
前記ハードコート層の厚さは１５〜３０μｍが好ましい。ハードコート層の膜厚が１５μｍ未満の場合、ハ−ドコート層として実用上問題ないレベルの目安である鉛筆硬度３Ｈを得ることが難しい。一方で、ハードコート層の膜厚が３０μｍを超えると、硬化時に多数のクラックが生じ透明基材から剥離する恐れがある。
【００２４】
以下、本発明に係るハードコート層形成用の前記電離放射線硬化性組成物について具体的に説明する。
【００２５】
前記組成物に含まれる前記ラジカル重合性化合物は、電離放射線によりラジカル重合を発現する重合開始剤の存在下、電離放射線照射により高分子かまたは架橋反応するラジカル重合性を有する化合物である。具体的は、構造単位中に活性二重結合（例えばエチレン性の不飽和結合）を少なくとも１個以上含むものであり、またこれらの混合物であってもよい。
【００２６】
前記活性二重結合を二つ含む二官能基の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、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、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ（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、ポリエチレングリコールジ（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、ポリプロピレングリコールジ（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、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（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、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートなどのジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２７】
また、三官能基以上の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス２−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート等のトリ（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、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の３官能の（メタ）アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジ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ペンタ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ（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、ジトリメチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレート等の３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物や、これら（メタ）アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。
【００２８】
ウレタン（メタ）アクリレート化合物としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマーなどを用いることができる。
【００２９】
また、上記（メタ）アクリル系樹脂のほかに、他の樹脂を含有していてもよい。例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエーテル樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の樹脂を含むことができる。
【００３０】
前記光重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン等のベンジルメチルケタール類、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等のα−ヒドロキシケトン類、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等のα−アミノケトン類、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等のビスアシルフォスフィンオキサイド類、２，２‘−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４‘，５，５‘−テトラフェニル−１，１‘−ビイミダゾール、ビス（２，４，５−トリフェニル）イミダゾール等のビスイミダゾール類、Ｎ−フェニルグリシン等のＮ−アリールグリシン類、４，４‘−ジアジドカルコン等の有機アジド類、３，３‘，４，４‘−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボキシル）ベンゾフェノン等の有機過酸化物類をはじめ、Ｊ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２，２８３（１９８７）．に記載される化合物、具体的には鉄アレーン錯体、トリハロゲノメチル置換Ｓ−トリアジン、スルフォニウム塩、ジアゾニウム塩、フォスフォニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩、ヨードニウム塩等が挙げられる。また、ヨードニウム塩としては、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１０，１３０７（１９７７）．に記載の化合物、例えば、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、フェニル（ｐ−アニシル）ヨードニウム、ビス（ｍ−ニトロフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−クロロフェニル）ヨードニウムなどのヨードニウムのクロリド、ブロミド、あるいはホウフッ化塩、ヘキサフルオロフォスフェート塩、ヘキサフルオロアルセネート塩、芳香族スルホン酸塩等や、ジフェニルフェナシルスルホニウム（ｎ−ブチル）トリフェニルボレート等のスルホニウム有機ホウ素錯体類を挙げることが出来る。
【００３１】
本発明に係る前記組成物には、必要に応じて公知の一般的な塗料添加剤を配合することができる。例えばレベリング性、表面スリップ性を付与するシリコーン系、フッ素系の添加剤は硬化膜表面の傷付き防止性に効果があることに加えて、活性エネルギー線として紫外線を利用する場合は前記添加剤の空気界面でのブリードによって、酸素による樹脂の硬化阻害を低下させることができ、照射強度の低い条件においても有効な硬化度合いを得る
ことができる。これらの添加量は、活性エネルギー線硬化型樹脂１００重量部に対し、０．０１〜０．５重量部が適当である。
【００３２】
また、前記組成物には、有機物または無機物からなる微粒子を含むことが好ましい。有機物または無機物からなる微粒子としては、シリカフィラー、アクリルフィラー、ウレタンフィラー等を用いることができる。中でも、シリカフィラーは他の粒子と比べて硬度が高いためより好ましい。
【００３３】
前記シリカフィラーの平均粒子径は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。シリカフィラーの平均粒子径が５ｎｍを下回る場合、製造コストが高くなりすぎる可能性がある。一方、シリカフィラーの平均粒子径が、１５ｎｍを上回る場合、光学特性の低下を招く場合がある。なお、シリカフィラーの平均粒子径は、ハードコートを形成したフィルムを光硬化樹脂に包埋後、ウルトラミクロトームにより薄片（１００μｍ厚）化し、ＳＥＭのＴＥ検出器を用いてＳＴＥＭ観察（透過）によって測定される。
【００３４】
また、シリカフィラーは、ハードコート層中の樹脂成分１００重量部に対して、８５重量部以上２００重量部以下の割合で含まれることが好ましい。シリカフィラーの含有量が８５重量部を下回る場合、鉛筆硬度の低下を招き、鉛筆硬度２Ｈとなってしまう。一方、シリカフィラーの含有量が２００重量部を上回る場合、塗液への添加が困難になってしまう場合がある。
【００３５】
さらに、本発明に係る前記組成物には公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤を添加することができる。
【００３６】
本発明に係る前記組成物に用いられる溶剤は、例えば、酢酸メチル、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メトキシプロパノール等、上記ラジカル重合性樹脂の固形分を溶解もしくは分散させることができる溶媒であれば特に限定されるものではない。
【００３７】
上記で説明したように本発明に係るハードコートフィルムは、ニジムラ発生を抑制できる内面位相差８０００ｎｍ以上のＰＥＴ基材に、前記組成物を塗布、乾燥して、その後、電離放射線を照射することで架橋構造による硬化が完了し、その結果、優れた外観、耐性を有するハードコート層が形成されることを特徴とする。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。これらの記載により、本発明を制限するものではない。尚、実施例中、特別な断りの無い限り、「部」および「％」は質量基準とする。
【００３９】
＜実施例１＞
透明基材として高リタデーションＰＥＴフィルム（東洋紡社製：内面位相差８４００ｎｍの高リタデーションＰＥＴ、厚み８０μｍ）を使用し、下記組成のハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物をバーコーターにて、乾燥後の膜厚が１５μｍとなるように塗布、乾燥した後、塗膜面に高圧水銀ＵＶ（１２０Ｗ／ｃｍ２）の紫外線を積算光量約２００ｍＪ／ｃｍ２の条件で照射して硬化させ、ハードコートフィルムを作製した。
【００４０】
＜ハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物＞
・多官能ウレタンアクリレート：                                ７０重量部
（日本合成化学社：ＵＶ７５５０−Ｂ）
・多官能モノマー：ペンタエリスリトートリアクリレート          ３０重量部
（大阪有機化学社製：商品名Ｖ＃３００）
・シリカフィラー（平均粒径１０ｎｍ）                        １７０重量部
・光重合開始剤：（ＢＡＳＦ社製  イルガキュア１８４）        ３．５重量部
・溶剤：メチルエチルケトン                                    ６０重量部
：メチルイソブチルケトン                                ４０重量部
【００４１】
＜実施例２＞
【００４２】
ハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物を、乾燥後の膜厚が２０μｍとした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【００４３】
＜実施例３＞
ハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物を、乾燥後の膜厚が２５μｍとした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【００４４】
＜実施例４＞
ハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物を、乾燥後の膜厚が３０μｍとした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【００４５】
＜比較例１＞
ハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物を、乾燥後の膜厚が１０μｍとした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【００４６】
＜比較例２＞
ハードコート層形成用の電離放射線硬化性組成物を、乾燥後の膜厚が３５μｍとした以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【００４７】
＜比較例３＞
透明基材として、ＰＥＴフィルム（東洋紡社製：Ｕ４０３  内面位相差３２００ｎｍ、厚み１００μｍ）を使用した以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【００４８】
実施例１〜４及び比較例１〜３で得られたハードコートフィルムを用いて、以下の方法にて評価を行った。評価結果を以下の表１に記す。
【００４９】
（機械強度）
・「表面鉛筆硬度試験」
クレメンス型引掻き硬度試験機（テスター産業社製、ＨＡ−３０１）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に従い、ハードコート層の表面に７５０ｇの荷重をかけ、硬度２Ｈから９Ｈの鉛筆（三菱ＵＮＩ）を用い、目視にて観察し、以下の基準で判定した。
○：外観の変化を確認することができない
×：外観の変化が目立つ
【００５０】
・「耐擦傷性試験」
学振型摩擦堅牢度試験機（テスター産業社製  ＡＢ−３０１）を用いて、光学フィルム表面に２５０ｇ／ｃｍ２の荷重をかけたスチールウール（日本スチールウール社製、ボンスター＃００００）を用い、５００往復擦り、擦り跡や傷などによる外観の変化を目視で以下の様に評価した。
○：傷を確認することができない
△：傷を数本確認できる
×：傷が多数確認できる
【００５１】
・「ニジムラ評価」
得られたハードコートフィルムを偏光板で挟み、ニジムラの評価を目視にて観察し、以下の基準で判定した。
○：色ムラが確認できない
×：色ムラが確認できる
【００５２】
【表１】
2016018063.tif 000003
【００５３】
＜比較結果＞
比較例１で得られたハードコートフィルムの鉛筆硬度は２Ｈであり、ハードコートフィルムとしての第一必須性能である鉛筆硬度３Ｈには未達であった。これはハードコート層の厚さが１０μｍと薄過ぎためと推測できる。なお、この結果により、他の評価試験は実施しなかった。
【００５４】
比較例２で得られた比較例品は、ＵＶ照射による硬化直後からクラックが発生し、それによってＰＥＴ基材からハードコート層が剥離したため、ハードコートフィルムを得ることができなかった。これはハードコート層の厚さが３５μｍと厚過ぎたためと推測できる。
【００５５】
比較例３で得られたハードコートフィルムは、鉛筆硬度４Ｈとハードコートフィルムとしての性能は満足できる結果であったが、目視によるニジムラが確認された。これは用いたＰＥＴ基材の内面位相差が３２００ｎｍと小さいためと推測できる。
【００５６】
一方、実施例１〜４で得られたハードコートフィルムは、いずれも鉛筆硬度３Ｈ以上を満たし、特に実施例４で８Ｈが得られ、且つニジムラも視認されなかった。またさらに、耐擦傷性にも優れ、特に耐擦傷が強く要求されるタッチパネル用途には最適である結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のハードコートフィルムはスマートフォン、モバイルＰＣ、タブレット端末を代表とする各種タッチセンサーを有するデバイスの最表面に利用することができ、ディスプレイの視認性に優れたカバーガラス代替表面保護部材として提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    透明基材
２    ハードコート層
【図１】
2016018063.tif 000004