JP2010275483A - Surface treatment agent for metal oxide particles, coating agent for forming a hard coat layer, and hard coat film - Google Patents
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Abstract
【課題】分散性に優れた金属酸化物粒子を与える表面処理剤、並びに上記分散性に優れた金属酸化物粒子を含み、透明性及び耐擦傷性の向上したハードコートフィルムを与えるコーティング剤を提供する。
【解決手段】分子中にカルボン酸基と、1分子当たり4個以上のエチレン性不飽和基とを有する重合性化合物からなる金属酸化物粒子用表面処理剤、並びに(A)電離放射線硬化型化合物、及び(B)前記表面処理剤により表面処理された金属酸化物粒子を含むハードコート層形成用コーティング剤である。
【選択図】なしProvided are a surface treatment agent that provides metal oxide particles having excellent dispersibility, and a coating agent that includes the metal oxide particles having excellent dispersibility and provides a hard coat film having improved transparency and scratch resistance. To do.
A surface treatment agent for metal oxide particles comprising a polymerizable compound having a carboxylic acid group in the molecule and four or more ethylenically unsaturated groups per molecule, and (A) an ionizing radiation curable compound. And (B) a hard coat layer forming coating agent comprising metal oxide particles surface-treated with the surface treatment agent.
[Selection figure] None
Description
本発明は、金属酸化物粒子用表面処理剤、ハードコート層形成用コーティング剤及びハードコートフィルムに関する。さらに詳しくは、本発明は、分散性に優れた金属酸化物粒子を与える表面処理剤、上記分散性に優れた金属酸化物粒子を含み、透明性及び耐擦傷性の向上したハードコートフィルムを与えるコーティング剤、及び上記の性能を有するハードコートフィルムに関するものである。 The present invention relates to a surface treatment agent for metal oxide particles, a coating agent for forming a hard coat layer, and a hard coat film. More specifically, the present invention provides a surface treatment agent that gives metal oxide particles having excellent dispersibility, and a hard coat film having improved transparency and scratch resistance, including the metal oxide particles having excellent dispersibility. The present invention relates to a coating agent and a hard coat film having the above performance.
近年、ハードコートフィルムは、各種画像表示装置、例えばLCD(液晶表示体)、CRT(ブラウン管)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、EL(エレクトロルミネッセンス)、あるいは光ディスクなどの表面保護の目的に用いられている。
また、携帯用の情報端末への入力装置として、タッチパネルが利用されている。このタッチパネルは、ディスプレイ画面を直接、指、ペンなどで触れることによってデータを入力する装置であって、一般に透明プラスチック基材の片面に錫ドープ酸化インジウム(ITO)膜などの透明導電性薄膜を積層したタッチ側プラスチック基板と、ガラスなどの透明基材の片面にITO膜などの透明導電性薄膜を積層したディスプレイ側透明基板とを、絶縁スペーサーを介して、各透明導電性薄膜が向き合うように対向配置させた構造を有している。そして、入力は、ペンや指でタッチ側プラスチック基板のタッチ入力面(透明導電性薄膜とは反対側の面を言う。)を押圧し、タッチ側プラスチック基板の透明導電性薄膜とディスプレイ側透明基板の透明導電性薄膜とを接触させて行う。
In recent years, hard coat films have been used for the purpose of surface protection of various image display devices such as LCD (liquid crystal display), CRT (CRT), PDP (plasma display panel), EL (electroluminescence), or optical discs. Yes.
A touch panel is used as an input device to a portable information terminal. This touch panel is a device for inputting data by directly touching the display screen with a finger, pen, etc. Generally, a transparent conductive thin film such as a tin-doped indium oxide (ITO) film is laminated on one side of a transparent plastic substrate. Touched plastic substrate and display-side transparent substrate with transparent conductive thin film such as ITO film laminated on one side of transparent base material such as glass, facing each transparent conductive thin film through insulating spacer It has an arranged structure. Then, the input is performed by pressing the touch input surface of the touch side plastic substrate (which is the surface opposite to the transparent conductive thin film) with a pen or a finger, and the transparent conductive thin film of the touch side plastic substrate and the display side transparent substrate. The transparent conductive thin film is contacted.
しかしながら、このようなタッチパネルにおいては、入力操作を繰り返すことにより、すなわちタッチ側プラスチック基板の透明導電性薄膜とディスプレイ側透明基板の透明導電性薄膜とを接触を繰り返すことにより、タッチ側表面を損傷したり、タッチ側プラスチック基板(基材フィルム)の透明導電性薄膜が摩耗したり、クラックが発生したり、さらには基材から剥離してしまうなどの問題を生ずる。そこで、このような問題を解決するために、一般にタッチ側表面及び透明プラスチック基材と透明導電性薄膜との間に、合成樹脂からなるハードコート層を設けることが行われている。
また、タッチ側表面の改良のために、放射線等により硬化する樹脂と、金属酸化物等で表面処理された超微粒子酸化チタンを含有するハードコート層上に反射防止膜を設けた偏光フィルムも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
However, in such a touch panel, the touch side surface is damaged by repeating the input operation, that is, by repeatedly contacting the transparent conductive thin film of the touch side plastic substrate and the transparent conductive thin film of the display side transparent substrate. Or the transparent conductive thin film of the touch side plastic substrate (base material film) is worn out, cracks are generated, or further, the touch side plastic substrate is peeled off from the base material. Therefore, in order to solve such a problem, generally, a hard coat layer made of a synthetic resin is provided between the touch side surface and the transparent plastic substrate and the transparent conductive thin film.
In addition, to improve the surface on the touch side, we also propose a polarizing film with an anti-reflective coating on a hard coat layer containing a resin that cures by radiation, etc., and ultrafine titanium oxide that has been surface-treated with a metal oxide. (For example, refer to Patent Document 1).
このようなハードコート層においては、耐擦傷性などのハードコート性能を向上させる目的で、該ハードコート層中に、シリカ粒子などの金属酸化物粒子を含有させることが行われている。この場合、前記の各用途においては、高い透明性が要求されるため、含有させる金属酸化物粒子は、粒径が小さいほどよい。
しかしながら、前記ハードコート層形成用のコーティング剤においては、金属酸化物粒子の粒径が小さくなると(ナノメートルレベル)、凝集が生じるようになり、その結果、耐擦傷性の向上効果が発揮されない上、透明性が低下するなどの問題が生じる。そこで、金属酸化物粒子の凝集を抑制して、分散性をよくするために金属酸化物粒子の表面処理剤(例えば、特許文献2参照)、反応性分散剤(例えば、特許文献3参照)、無機粒子に吸着するオリゴマー系分散剤(例えば、特許文献4参照)などが提案されている。
In such a hard coat layer, in order to improve hard coat performance such as scratch resistance, metal oxide particles such as silica particles are contained in the hard coat layer. In this case, since high transparency is required in each of the above-described applications, the metal oxide particles to be contained are preferably as small as possible.
However, in the coating agent for forming the hard coat layer, when the particle size of the metal oxide particles is reduced (on the nanometer level), aggregation occurs, and as a result, the effect of improving the scratch resistance is not exhibited. Problems such as a decrease in transparency occur. Therefore, in order to suppress the aggregation of the metal oxide particles and improve the dispersibility, a surface treatment agent for the metal oxide particles (for example, see Patent Document 2), a reactive dispersant (for example, see Patent Document 3), An oligomeric dispersant (for example, see Patent Document 4) adsorbed on inorganic particles has been proposed.
本発明は、このような状況下になされたものであり、より一層分散性に優れた金属酸化物粒子を与える表面処理剤、上記分散性に優れた金属酸化物粒子を含み、透明性及び耐擦傷性の向上したハードコートフィルムを与えるコーティング剤、及び上記の性能を有するハードコートフィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and includes a surface treatment agent that gives metal oxide particles having further excellent dispersibility, and metal oxide particles having excellent dispersibility, and has transparency and resistance. It is an object of the present invention to provide a coating agent that provides a hard coat film with improved scratch resistance and a hard coat film having the above performance.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、分子中にカルボン酸基を有すると共に、エチレン性不飽和基をある個数以上含む重合性化合物が、表面処理剤としてその目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a polymerizable compound having a carboxylic acid group in the molecule and containing a certain number of ethylenically unsaturated groups as a surface treatment agent. It was found that it can be adapted to the purpose. The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明は、
(1)分子中にカルボン酸基と、1分子当たり4個以上のエチレン性不飽和基とを有する重合性化合物からなる金属酸化物粒子用表面処理剤、
(2)(A)電離放射線硬化型化合物、及び(B)上記(1)に記載の表面処理剤により表面処理された金属酸化物粒子を含むことを特徴とするハードコート層形成用コーティング剤、及び
(3)透明基材上に、上記(2)に記載のコーティング剤の電離放射線による硬化物からなるハードコート層を有することを特徴とするハードコートフィルム、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A surface treatment agent for metal oxide particles comprising a polymerizable compound having a carboxylic acid group in the molecule and 4 or more ethylenically unsaturated groups per molecule,
(2) A coating agent for forming a hard coat layer, comprising (A) an ionizing radiation curable compound, and (B) metal oxide particles surface-treated with the surface treating agent according to (1) above. And (3) a hard coat film comprising a hard coat layer made of a cured product by ionizing radiation of the coating agent according to (2) above on a transparent substrate,
Is to provide.
本発明によれば、分散性に優れる金属酸化物粒子を与える表面処理剤、上記分散性に優れた金属酸化物粒子を含み、透明性及び耐擦傷性の向上したハードコートフィルムを与えるコーティング剤、及び上記の性能を有するハードコートフィルムを提供することができる。 According to the present invention, a surface treatment agent that provides metal oxide particles having excellent dispersibility, a coating agent that includes the metal oxide particles having excellent dispersibility, and that provides a hard coat film with improved transparency and scratch resistance, And the hard coat film which has said performance can be provided.
まず、本発明の金属酸化物粒子用表面処理剤(以下、単に「表面処理剤」と称することがある。)について説明する。
[表面処理剤]
本発明の金属酸化物粒子用表面処理剤は、分子中にカルボン酸基と、1分子当たり4個以上のエチレン性不飽和基とを有する重合性化合物からなることを特徴とする。
First, the surface treatment agent for metal oxide particles of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “surface treatment agent”) will be described.
[Surface treatment agent]
The surface treatment agent for metal oxide particles of the present invention is characterized by comprising a polymerizable compound having a carboxylic acid group and four or more ethylenically unsaturated groups per molecule.
(重合性化合物の構造)
当該重合性化合物は、分子中にカルボン酸基を少なくとも一つ有していればよいが、その数は、後述の酸価を満たすものであることが好ましい。このカルボン酸基により、当該重合性化合物は、金属酸化物粒子表面に対する吸着性を発揮して、該粒子の凝集を抑制する。なお、このカルボン酸基の数が多すぎる(後述の酸価の上限を超える)と、粒子間の架橋が生じて、逆に粒子の凝集が起こるようになる。
当該重合性化合物は、前記のカルボン酸基と共に、さらにエチレン性不飽和基を1分子当たり4個以上含むことを要する。このエチレン性不飽和基を有することにより、当該重合性化合物は、電離放射線の照射により、重合、硬化する性質をもつようになる。また、1分子当たり4個以上のエチレン性不飽和基を有することにより、当該重合性化合物は嵩高となって、金属酸化物粒子の凝集を阻害する効果が大きくなる。
したがって、後述のハードコート層形成用コーティング剤に、この重合性化合物で表面処理された金属酸化物粒子を含有させた場合、該粒子は、凝集や沈降が抑制され、安定かつ良好に分散すると共に、ハードコート層形成時には、当該重合性化合物は、電離放射線の照射により重合硬化するので、前記金属酸化物粒子は、ハードコート層中にほぼ一次粒子のままの状態で均質に分散された形態で存在することができ、ハードコート層の耐擦傷性及び透明性を向上させることができる。
(Structure of polymerizable compound)
Although the said polymeric compound should just have at least one carboxylic acid group in a molecule | numerator, it is preferable that the number satisfy | fills the below-mentioned acid value. Due to the carboxylic acid group, the polymerizable compound exhibits adsorptivity to the surface of the metal oxide particles and suppresses aggregation of the particles. If the number of carboxylic acid groups is too large (exceeding the upper limit of the acid value described later), cross-linking between particles occurs, and on the contrary, aggregation of particles occurs.
The polymerizable compound further needs to contain 4 or more ethylenically unsaturated groups per molecule together with the carboxylic acid group. By having this ethylenically unsaturated group, the polymerizable compound has a property of being polymerized and cured by irradiation with ionizing radiation. Moreover, by having 4 or more ethylenically unsaturated groups per molecule, the polymerizable compound becomes bulky, and the effect of inhibiting the aggregation of metal oxide particles is increased.
Therefore, when a metal oxide particle surface-treated with this polymerizable compound is contained in a coating agent for forming a hard coat layer, which will be described later, the particle is prevented from agglomeration and sedimentation and is stably and satisfactorily dispersed. When forming the hard coat layer, the polymerizable compound is polymerized and cured by irradiation with ionizing radiation, so that the metal oxide particles are uniformly dispersed in the hard coat layer in a state of almost primary particles. It can exist, and can improve the scratch resistance and transparency of the hard coat layer.
当該重合性化合物において、エチレン性不飽和基の数が、1分子当たり4個未満では、前記ハードコート層中における金属酸化物粒子の分散状態が不十分となり、透明性及び耐擦傷性の向上効果が発揮されにくい。
また、1分子当たりのエチレン性不飽和基の個数の上限は、通常7個程度であり、これ以上のものの合成は困難である。
前記エチレン性不飽和基としては、電離放射線の照射により重合し得る基であればよく、特に制限はないが、重合性、硬化物の物性、入手性などの観点から、(メタ)アクリロイル基が好適である。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。その他の類似用語も同様である。
In the polymerizable compound, when the number of ethylenically unsaturated groups is less than 4 per molecule, the dispersion state of the metal oxide particles in the hard coat layer becomes insufficient, and the effect of improving transparency and scratch resistance is achieved. Is hard to be demonstrated.
Further, the upper limit of the number of ethylenically unsaturated groups per molecule is usually about 7, and it is difficult to synthesize more than this.
The ethylenically unsaturated group is not particularly limited as long as it is a group that can be polymerized by irradiation with ionizing radiation, but from the viewpoint of polymerizability, physical properties of a cured product, availability, and the like, a (meth) acryloyl group is Is preferred. The “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and / or a methacryloyl group. The same applies to other similar terms.
(重合性化合物の性状)
当該重合性化合物においては、エチレン性不飽和基当量は80〜200g/eqの範囲にあることが好ましい。エチレン性不飽和基当量が上記の範囲にあると、金属酸化物粒子に対する凝集抑制効果が良好に発揮されると共に、当該重合性化合物の電離放射線による硬化物が、硬度の高いものとなる。より好ましいエチレン性不飽和基当量は90〜130g/eqの範囲である。
また、酸価(JIS K 1557に準拠して測定)は、10〜50mgKOH/gの範囲にあることが好ましい。この酸価が上記の範囲にあれば、金属酸化物粒子間の架橋が生じにくい上、該粒子表面に適度に吸着し、該粒子の凝集を効果的に抑制する。より好ましい酸価は20〜30mgKOH/gの範囲である。
さらに、分子量は、1分子中に導入されるエチレン性不飽和基の個数及びエチレン性不飽和基当量から、320〜1400程度であり、好ましくは360〜910である。
(Properties of polymerizable compound)
In the said polymeric compound, it is preferable that an ethylenically unsaturated group equivalent exists in the range of 80-200 g / eq. When the ethylenically unsaturated group equivalent is in the above range, the aggregation suppressing effect on the metal oxide particles is satisfactorily exhibited, and the cured product of the polymerizable compound by ionizing radiation has high hardness. A more preferred ethylenically unsaturated group equivalent is in the range of 90 to 130 g / eq.
The acid value (measured according to JIS K 1557) is preferably in the range of 10 to 50 mgKOH / g. If this acid value is in the above range, cross-linking between the metal oxide particles is difficult to occur, and the particles are appropriately adsorbed on the surface of the particles to effectively suppress aggregation of the particles. A more preferred acid value is in the range of 20-30 mg KOH / g.
Furthermore, the molecular weight is about 320 to 1400, preferably 360 to 910, based on the number of ethylenically unsaturated groups introduced into one molecule and the ethylenically unsaturated group equivalent.
(重合性化合物の製造)
当該重合性化合物は、分子中に少なくとも一つのカルボン酸基と、1分子当たり4個以上のエチレン性不飽和基、好ましくは(メタ)アクリロイル基を有することから、これらの基は、原料として多価アルコールを使用し、その水酸基とのエステル化反応により導入することができる。この場合、原料の多価アルコールとしては、1分子中に水酸基を5個以上有するものを用いることができる。このような多価アルコールとしては、入手性の観点から、トリグリセロール(OH:5)、テトラグリセロール(OH:6)、ジペンタエリスリトール(OH:6)、トリペンタエリスリトール(OH:8)及びソルビトール(OH:6)などを挙げることができる。
(Production of polymerizable compound)
Since the polymerizable compound has at least one carboxylic acid group in the molecule and four or more ethylenically unsaturated groups, preferably (meth) acryloyl groups per molecule, these groups can be used as starting materials. A monohydric alcohol can be used and introduced by an esterification reaction with the hydroxyl group. In this case, as the raw material polyhydric alcohol, one having 5 or more hydroxyl groups in one molecule can be used. As such polyhydric alcohols, from the viewpoint of availability, triglycerol (OH: 5), tetraglycerol (OH: 6), dipentaerythritol (OH: 6), tripentaerythritol (OH: 8) and sorbitol (OH: 6).
次に、これらの多価アルコールを原料として用い、当該重合性化合物を製造する1例として、前記多価アルコールの水酸基1個を、カルボン酸基導入用官能基として残し、他の水酸基全てに、エチレン性不飽和基である(メタ)アクリロイル基を導入したのち、残存する水酸基にカルボン酸基を導入する方法について説明する。
まず、前記多価アルコールに、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸低級アルキル(メチル、エチル)エステル又は(メタ)アクリル酸ハライドなどを、公知の方法で反応させて、水酸基1個を残し、他の水酸基全てをエステル化した多価アルコールポリ(メタ)アクリレートを合成する。この多価アルコールポリ(メタ)アクリレートとしては、トリグリセロールテトラ(メタ)アクリレート、テトラグリセロールペンタ(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、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
次に、これらの多価アルコールポリ(メタ)アクリレートに残存する1個の水酸基に、多価カルボン酸を従来公知の方法に従って反応させ、多価カルボン酸のモノエステルを形成させる。これにより、前記多価アルコールポリ(メタ)アクリレートに、1個以上のカルボン酸基が導入される。
Next, as an example of producing the polymerizable compound using these polyhydric alcohols as raw materials, one hydroxyl group of the polyhydric alcohol is left as a functional group for introducing a carboxylic acid group, and all other hydroxyl groups are A method of introducing a carboxylic acid group into the remaining hydroxyl group after introducing a (meth) acryloyl group which is an ethylenically unsaturated group will be described.
First, the polyhydric alcohol is allowed to react with (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid lower alkyl (methyl, ethyl) ester or (meth) acrylic acid halide by a known method to leave one hydroxyl group. Then, polyhydric alcohol poly (meth) acrylate in which all other hydroxyl groups are esterified is synthesized. As this polyhydric alcohol poly (meth) acrylate, triglycerol tetra (meth) acrylate, tetraglycerol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol hepta (meth) acrylate, sorbitol penta (meth) ) Acrylate and the like.
Next, polyhydric carboxylic acid is reacted with one hydroxyl group remaining in these polyhydric alcohol poly (meth) acrylates according to a conventionally known method to form a monoester of polyhydric carboxylic acid. Thereby, one or more carboxylic acid groups are introduced into the polyhydric alcohol poly (meth) acrylate.
前記多価カルボン酸に特に制限はなく、脂肪族、脂環族、芳香族のいずれも用いることができる。脂肪族多価カルボン酸としては、例えばマロン酸、コハク酸、無水コハク酸、グルタル酸、アジピン酸などのアルカンジイル基の炭素数が1〜4の脂肪族ジカルボン酸類、さらにはブタンテトラカルボン酸などが挙げられる。脂環族多価カルボン酸としては、例えばシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、又はその酸無水物、シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸又はその1,2−酸無水物、デカリン−2,6−ジカルボン酸、デカリン−2,3−ジカルボン酸又はその酸無水物などが挙げられる。芳香族多価カルボン酸としては、例えばフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸又はその酸無水物などが挙げられる。
本発明においては、前記多価カルボン酸の中で、多価カルボン酸のモノエステル化反応の容易さ及び入手性の観点から、酸無水物が好ましく、例えば無水コハク酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸の酸無水物、シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸の1,2−酸無水物、デカリン−2,3−ジカルボン酸の酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸の酸無水物などが好適である。これらの中で得られる重合性化合物の表面処理剤としての性能の観点から、無水コハク酸の使用が好ましい。
The polyvalent carboxylic acid is not particularly limited, and any of aliphatic, alicyclic, and aromatic can be used. Examples of the aliphatic polycarboxylic acid include aliphatic dicarboxylic acids having 1 to 4 carbon atoms of alkanediyl groups such as malonic acid, succinic acid, succinic anhydride, glutaric acid, and adipic acid, and butanetetracarboxylic acid. Is mentioned. Examples of the alicyclic polyvalent carboxylic acid include cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid or an acid anhydride thereof, cyclohexane-1,3-dicarboxylic acid, cyclohexane-1,4-dicarboxylic acid, cyclohexane-1,2, and the like. Examples include 4-tricarboxylic acid or its 1,2-acid anhydride, decalin-2,6-dicarboxylic acid, decalin-2,3-dicarboxylic acid or its acid anhydride. Examples of aromatic polycarboxylic acids include phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, trimellitic anhydride, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,3-dicarboxylic acid or The acid anhydride etc. are mentioned.
In the present invention, among the polyvalent carboxylic acids, acid anhydrides are preferable from the viewpoint of easy monoesterification reaction of polyvalent carboxylic acids and availability, for example, succinic anhydride, cyclohexane-1,2- Dicarboxylic acid anhydride, cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid 1,2-acid anhydride, decalin-2,3-dicarboxylic acid anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, naphthalene- An acid anhydride of 2,3-dicarboxylic acid is preferable. Of these, succinic anhydride is preferably used from the viewpoint of the performance of the polymerizable compound obtained as a surface treating agent.
前記の多価アルコールポリ(メタ)アクリレートに無水コハク酸を反応させることにより、3−カルボキシプロピオン酸変性多価アルコールポリ(メタ)アクリレート、具体的には3−カルボキシプロピオン酸変性トリグリセロールテトラ(メタ)アクリレート、3−カルボキシプロピオン酸変性テトラグリセロールペンタ(メタ)アクリレート、3−カルボキシプロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、3−カルボキシプロピオン酸変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、3−カルボキシプロピオン酸変性ソルビトールペンタ(メタ)アクリレートなどを得ることができる。これらの中で、当該重合性化合物として、(メタ)アクリロイル基当量が80〜200g/eqの範囲にあり、かつ酸価が10〜50mgKOH/gの範囲にある化合物が好ましく、特に性能及び入手性などの観点から、下記の構造を有する3−カルボキシプロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(重合性化合物I)が好ましい。 By reacting the polyhydric alcohol poly (meth) acrylate with succinic anhydride, 3-carboxypropionic acid-modified polyhydric alcohol poly (meth) acrylate, specifically, 3-carboxypropionic acid-modified triglycerol tetra (meta) ) Acrylate, 3-carboxypropionic acid modified tetraglycerol penta (meth) acrylate, 3-carboxypropionic acid modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, 3-carboxypropionic acid modified tripentaerythritol hepta (meth) acrylate, 3-carboxy Propionic acid-modified sorbitol penta (meth) acrylate and the like can be obtained. Among these, as the polymerizable compound, a compound having a (meth) acryloyl group equivalent in the range of 80 to 200 g / eq and an acid value in the range of 10 to 50 mgKOH / g is preferable, particularly performance and availability. From such viewpoints, 3-carboxypropionic acid-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate (polymerizable compound I) having the following structure is preferable.
(Rは水素原子又はメチル基を示す。) (R represents a hydrogen atom or a methyl group.)
(金属酸化物粒子)
本発明の前記重合性化合物からなる表面処理剤が適用される金属酸化物粒子としては、特に制限はなく、この金属酸化物粒子が含有されるハードコート層の機能に応じて適宜選定される。
当該金属酸化物粒子としては、前記ハードコート層の耐擦傷性などのハードコート性能を向上させるには、硬度の高いものが好ましく、例えば、チタニア(TiO2)粒子、ジルコニア(ZrO2)粒子、アルミナ(Al2O3)粒子などを用いることができる。これらの金属酸化物粒子は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、金属酸化物粒子として、導電性粒子が要求される場合には、例えば酸化錫粒子、アンチモンドープ酸化錫(ATO)粒子、酸化インジウム粒子、錫ドープ酸化インジウム(ITO)粒子、酸化亜鉛粒子、アルミニウムドープ酸化亜鉛粒子、アンチモン酸亜鉛粒子などを一種又は二種以上組み合わせて用いることができる。
当該金属酸化物粒子の形状に特に制限はないが、透明性を向上させる観点から、球状の粒子が好ましい。
(Metal oxide particles)
There is no restriction | limiting in particular as metal oxide particle to which the surface treating agent which consists of the said polymeric compound of this invention is applied, According to the function of the hard-coat layer in which this metal oxide particle contains, it selects suitably.
The metal oxide particles preferably have high hardness in order to improve the hard coat performance such as scratch resistance of the hard coat layer. For example, titania (TiO 2 ) particles, zirconia (ZrO 2 ) particles, Alumina (Al 2 O 3 ) particles or the like can be used. These metal oxide particles may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
Further, when conductive particles are required as metal oxide particles, for example, tin oxide particles, antimony-doped tin oxide (ATO) particles, indium oxide particles, tin-doped indium oxide (ITO) particles, zinc oxide particles, Aluminum doped zinc oxide particles, zinc antimonate particles and the like can be used singly or in combination.
Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the said metal oxide particle, From a viewpoint of improving transparency, a spherical particle is preferable.
(金属酸化物粒子の表面処理)
前記金属酸化物粒子を、前述した本発明の表面処理剤を用いて表面処理する方法としては、例えば以下に示す方法を用いることができる。
必要に応じて用いられる溶媒中に、金属酸化物粒子100質量部と、前述の重合性化合物からなる表面処理剤を、好ましくは20〜100質量部、より好ましくは25〜80質量部の割合で、固形分濃度が1〜50質量%程度、好ましくは20〜40質量%になるように加え、該金属酸化物粒子の表面処理と分散を行い、表面処理剤と、表面処理された金属酸化物粒子とを含む分散体を調製する。
分散方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を採用できる。例えば、ペイントシェイカー、ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等を使用した分散や、超音波分散等が挙げられる。なお、得られる分散体をハードコート層形成用コーティング剤に用いる場合には、塗工性、塗料安定性および硬化被膜の透明性等の点から、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ等の分散メディアを使用するビーズミルによる分散が好ましい。ビーズ径は特に限定されないが、通常0.05〜2mm程度、好ましくは0.05〜0.5mmである。
(Surface treatment of metal oxide particles)
As a method of surface-treating the metal oxide particles using the surface treatment agent of the present invention described above, for example, the following method can be used.
In the solvent used as needed, 100 parts by mass of the metal oxide particles and the surface treatment agent comprising the aforementioned polymerizable compound are preferably 20 to 100 parts by mass, more preferably 25 to 80 parts by mass. In addition to the solid content concentration of about 1 to 50% by mass, preferably 20 to 40% by mass, surface treatment and dispersion of the metal oxide particles are performed, and the surface treatment agent and the surface-treated metal oxide are added. A dispersion containing particles is prepared.
The dispersion method is not particularly limited, and a conventionally known method can be employed. For example, dispersion using a paint shaker, a roll mill, a ball mill, an attritor, a sand mill, a bead mill or the like, or ultrasonic dispersion may be used. In addition, when using the obtained dispersion for a coating agent for forming a hard coat layer, a dispersion medium such as glass beads or zirconia beads is used from the viewpoint of coating properties, paint stability, and transparency of a cured film. Dispersion with a bead mill is preferred. The bead diameter is not particularly limited, but is usually about 0.05 to 2 mm, preferably 0.05 to 0.5 mm.
前記溶媒としては、前記表面処理剤が、金属酸化物粒子の表面に効果的に吸着して、該粒子の凝集を抑制する観点から、疎水性溶媒が好ましい。疎水性溶媒としては、例えばヘキサン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル、メチレンクロリド、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン等を挙げることができる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本発明の表面処理剤と金属酸化物粒子との割合については、金属酸化物粒子100質量部に対して、表面処理剤が20〜100質量部の割合であれば、該金属酸化物粒子の凝集阻止効果が良好に発揮される。さらに、前記固形分濃度が1〜50質量%であれば、金属酸化物粒子の表面処理と分散処理を効果的に行うことができる。
The solvent is preferably a hydrophobic solvent from the viewpoint that the surface treatment agent is effectively adsorbed on the surface of the metal oxide particles and suppresses aggregation of the particles. Examples of the hydrophobic solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, esters such as propyl acetate and butyl acetate, halogenations such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride. Examples include hydrocarbons, ketones such as methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and isophorone. These solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Moreover, about the ratio of the surface treating agent of this invention, and a metal oxide particle, if a surface treating agent is a ratio of 20-100 mass parts with respect to 100 mass parts of metal oxide particles, this metal oxide particle The anti-aggregation effect is exhibited well. Furthermore, if the solid content concentration is 1 to 50% by mass, surface treatment and dispersion treatment of metal oxide particles can be effectively performed.
このようにして調製されてなる、本発明の表面処理剤と、表面処理された金属酸化物粒子とを含む分散体において、前記金属酸化物粒子の平均粒径は1〜200nmであることが好ましく、2〜100nmであることがより好ましい。平均粒径が1nm未満の金属酸化物粒子は得られにくく、一方200nmを超えると、当該分散体をハードコート層形成用コーティング剤に用いて形成されたハードコート層は、所望する透明性の向上効果が得られにくい上、当該分散体の貯蔵安定性が低下する傾向にある。
なお、上記分散体における金属酸化物粒子の平均粒径は、動的光散乱法で測定した値である。
In the dispersion containing the surface treatment agent of the present invention and the surface-treated metal oxide particles prepared as described above, the average particle diameter of the metal oxide particles is preferably 1 to 200 nm. 2 to 100 nm is more preferable. It is difficult to obtain metal oxide particles having an average particle diameter of less than 1 nm. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 200 nm, the hard coat layer formed using the dispersion as a coating agent for forming a hard coat layer improves the desired transparency. It is difficult to obtain the effect, and the storage stability of the dispersion tends to decrease.
In addition, the average particle diameter of the metal oxide particles in the dispersion is a value measured by a dynamic light scattering method.
次に、本発明のハードコート層形成用コーティング剤について説明する。
[ハードコート層形成用コーティング剤]
本発明のハードコート層形成用コーティング剤(以下、単に「コーティング剤」と称することがある。)は、(A)電離放射線硬化型化合物、及び(B)前述した本発明の表面処理剤により表面処理された金属酸化物粒子を含むことを特徴とする。
Next, the coating agent for forming a hard coat layer of the present invention will be described.
[Coating agent for hard coat layer formation]
The coating agent for forming a hard coat layer of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “coating agent”) is (A) an ionizing radiation curable compound, and (B) the surface treatment agent of the present invention described above. It contains treated metal oxide particles.
((A)電離放射線硬化型化合物)
本発明のコーティング剤において、(A)成分として用いられる電離放射線硬化型化合物とは、電磁波又は荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するもの、すなわち、紫外線又は電子線などを照射することにより、架橋、硬化する化合物を指す。
本発明においては、この電離放射線硬化型化合物として、多官能性(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系オリゴマーを用いることができる。
((A) ionizing radiation curable compound)
In the coating agent of the present invention, the ionizing radiation curable compound used as the component (A) is a compound having energy quanta in an electromagnetic wave or a charged particle beam, that is, crosslinked by irradiating ultraviolet rays or electron beams. Refers to a compound that cures.
In the present invention, a polyfunctional (meth) acrylate monomer and / or (meth) acrylate oligomer can be used as the ionizing radiation curable compound.
多官能性(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば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、ネオぺンチルグリコールジ(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、ヒドロキシピバリン酸ネオぺンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、アリル化シクロヘキルジ(メタ)アクリレート、イソシアヌレートジ(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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジ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トリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(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、カプロラクトン変性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挙げることができる。これらの多官能性(メタ)アクリレート系モノマーは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of multifunctional (meth) acrylate monomers include 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol. Di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate, caprolactone-modified dicyclopentanyl di (meth) acrylate, ethylene oxide-modified di (meth) phosphate Acrylate, allylated cyclohexyl di (meth) acrylate, isocyanurate di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, propionic acid modified dipentaery Litol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, propylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, propionic acid modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol Examples include hexa (meth) acrylate and caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. These polyfunctional (meth) acrylate monomers may be used alone or in combination of two or more.
一方、(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、例えばポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリオールアクリレート系などが挙げられる。
ここで、ポリエステルアクリレート系オリゴマーとしては、例えば多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより、又は、多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。エポキシアクリレート系オリゴマーは、例えば、比較的低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂のオキシラン環と、(メタ)アクリル酸との反応でエステル化することにより得ることができる。
ウレタンアクリレート系オリゴマーは、例えばポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアネートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、(メタ)アクリル酸との反応でエステル化することにより得ることができる。
ポリオールアクリレート系オリゴマーは、ポリエーテルポリオールの水酸基を(メタ)アクリル酸との反応でエステル化することにより得ることができる。これらの(メタ)アクリレート系オリゴマーは単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよく、また、前記の多官能性(メタ)アクリレート系モノマーと併用することもできる。
On the other hand, examples of the (meth) acrylate oligomer include polyester acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate, and polyol acrylate.
Here, examples of the polyester acrylate oligomer include esterification of hydroxyl groups of a polyester oligomer having hydroxyl groups at both ends obtained by condensation of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol with (meth) acrylic acid, It can be obtained by esterifying the terminal hydroxyl group of an oligomer obtained by adding an alkylene oxide to a carboxylic acid with (meth) acrylic acid. The epoxy acrylate oligomer can be obtained, for example, by esterification by a reaction between an oxirane ring of a relatively low molecular weight bisphenol type epoxy resin or novolak type epoxy resin and (meth) acrylic acid.
The urethane acrylate oligomer can be obtained, for example, by esterifying a polyurethane oligomer obtained by reaction of polyether polyol or polyester polyol with polyisocyanate by reaction with (meth) acrylic acid.
The polyol acrylate oligomer can be obtained by esterifying the hydroxyl group of polyether polyol by reaction with (meth) acrylic acid. These (meth) acrylate oligomers may be used singly or in combination of two or more, and may be used in combination with the above-mentioned polyfunctional (meth) acrylate monomers.
((B)表面処理された金属酸化物粒子)
本発明のコーティング剤においては、(B)成分として、本発明の表面処理剤で表面処理された金属酸化物粒子が用いられる。前記の金属酸化物粒子及びその表面処理方法については、前述で説明したとおりである。
本発明においては、当該(B)成分の表面処理された金属酸化物粒子として、本発明の表面処理剤と、均質に分散されてなる表面処理された金属酸化物粒子とを含み、かつ金属酸化物粒子の平均粒径が、好ましくは1〜200nm、より好ましくは2〜100nmの範囲にある分散体が用いられる。
本発明のコーティング剤においては、固形分中の金属酸化物粒子の含有量は、形成されるハードコート層の耐擦傷性及び透明性のバランスの観点から、10〜80質量%であることが好ましく、20〜60質量%であることがより好ましい。
((B) Surface-treated metal oxide particles)
In the coating agent of this invention, the metal oxide particle surface-treated with the surface treating agent of this invention is used as (B) component. The metal oxide particles and the surface treatment method thereof are as described above.
In the present invention, the surface-treated metal oxide particles of the component (B) include the surface-treating agent of the present invention and the surface-treated metal oxide particles that are homogeneously dispersed, and are subjected to metal oxidation. A dispersion in which the average particle size of the product particles is preferably in the range of 1 to 200 nm, more preferably 2 to 100 nm is used.
In the coating agent of the present invention, the content of the metal oxide particles in the solid content is preferably 10 to 80% by mass from the viewpoint of the balance of scratch resistance and transparency of the hard coat layer to be formed. It is more preferable that it is 20-60 mass%.
(光重合開始剤)
本発明のコーティング剤には、所望により、光重合開始剤を含有させることができる。この光重合開始剤としては、例えばベンゾイン類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、ホスフィンオキシド類などを用いることができる。
具体的には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2(ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、p−ジメチルアミノ安息香酸エステルなどを挙げることができる。
これらは一種用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよく、また、その配合量は、全電離放射線硬化型化合物100質量部に対して、通常0.2〜10質量部の範囲で選ばれる。
(Photopolymerization initiator)
If desired, the coating agent of the present invention may contain a photopolymerization initiator. As this photopolymerization initiator, for example, benzoins, acetophenones, benzophenones, ketals, anthraquinones, thioxanthones, phosphine oxides, and the like can be used.
Specifically, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin isobutyl ether, acetophenone, dimethylacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy 2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane -1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl-2 (hydroxy-2-propyl) ketone, benzophenone, p-phenylbenzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone, dichlorobenzene Nzophenone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tertiarybutylanthraquinone, 2-aminoanthraquinone, 2-methylthioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4- Examples include diethyl thioxanthone, benzyl dimethyl ketal, acetophenone dimethyl ketal, 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide, p-dimethylaminobenzoate, and the like.
These may be used singly or in combination of two or more, and the blending amount is usually in the range of 0.2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total ionizing radiation curable compound. Chosen by
本発明のコーティング剤には、前記の(A)成分、(B)成分、所望により用いられる光重合開始剤以外に、各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、レベリング剤、消泡剤などを含有させることができる。
また、本発明のコーティング剤は、有機溶媒によって、塗工に適した濃度や粘度になるように希釈することができる。この際使用する有機溶媒としては、前述したような疎水性溶媒が好ましい。
In the coating agent of the present invention, in addition to the components (A) and (B) and the photopolymerization initiator used as desired, various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an antistatic agent are used. An agent, a leveling agent, an antifoaming agent, etc. can be contained.
Moreover, the coating agent of this invention can be diluted with an organic solvent so that it may become a density | concentration and viscosity suitable for coating. The organic solvent used at this time is preferably a hydrophobic solvent as described above.
次に、本発明のハードコートフィルムについて説明する。
[ハードコートフィルム]
本発明のハードコートフィルムは、透明基材上に、前述した本発明のコーティング剤の電離放射線による硬化物からなるハードコート層を有することを特徴とする。
Next, the hard coat film of the present invention will be described.
[Hard coat film]
The hard coat film of the present invention has a hard coat layer made of a cured product of the above-described coating agent of the present invention by ionizing radiation on a transparent substrate.
(透明基材)
本発明のハードコートフィルムにおいて用いられる透明基材に特に制限はないが、従来光学用ハードコートフィルムの基材として使用されている公知のプラスチックフィルムの中から、適宜選択して使用することができる。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、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどのポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリメチルぺンテンフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリアミドフィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリウレタン樹脂フィルム、ノルボルネン系重合体フィルム、環状オレフィン系重合体フィルム、環状共役ジエン系重合体フィルム、ビニル脂環式炭化水素重合体フィルム等を使用することができる。
これらの中で、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン系重合体フィルムなどが、基材としての性能などの観点から、好適に用いられる。
(Transparent substrate)
Although there is no restriction | limiting in particular in the transparent base material used in the hard coat film of this invention, It can select from the well-known plastic film conventionally used as a base material of the hard coat film for optics, and can use it. . For example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyester film such as polycarbonate, polyethylene film, polypropylene film, cellophane, diacetyl cellulose film, triacetyl cellulose film, acetyl cellulose butyrate film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film , Polyvinyl alcohol film, ethylene-vinyl acetate copolymer film, polystyrene film, polymethylpentene film, polysulfone film, polyetheretherketone film, polyethersulfone film, polyetherimide film, fluororesin film, polyamide film, acrylic Resin film, polyurethane resin film It can be used norbornene polymer film, cycloolefin polymer films, cyclic conjugated diene polymer film, a vinyl alicyclic hydrocarbon polymer film.
Among these, a polyethylene terephthalate film, a polycarbonate film, a norbornene polymer film, and the like are preferably used from the viewpoint of performance as a substrate.
前記プラスチックフィルムの厚さとしては特に制限はなく、ハードコートフィルムの用途に応じて適宜選定されるが、通常20〜300μm程度、好ましくは50〜250μmの範囲である。
透明基材としてプラスチックフィルムを用いる場合、その表面に設けられる層との密着性を向上させる目的で、所望により片面又は両面に、プライマー処理、又は酸化法や凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線処理などが挙げられ、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材フィルムの種類に応じて適宜選ばれるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から、好ましく用いられる。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said plastic film, Although it selects suitably according to the use of a hard coat film, Usually, about 20-300 micrometers, Preferably it is the range of 50-250 micrometers.
When using a plastic film as the transparent substrate, for the purpose of improving the adhesion with the layer provided on the surface, one or both sides may be subjected to a surface treatment by a primer treatment, an oxidation method, an unevenness method, or the like as desired. Can do. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, plasma treatment, chromic acid treatment, flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet treatment, and examples of the unevenness method include a sand blast method and a solvent treatment method. . These surface treatment methods are appropriately selected according to the type of the base film, but generally, the corona discharge treatment method is preferably used from the viewpoints of effects and operability.
(ハードコート層の形成)
本発明のハードコートフィルムにおいては、前記の透明基材上に、前述した本発明のコーティング剤を塗工して塗工層を設け、これに電離放射線を照射して、架橋、硬化させることにより、ハードコート層を形成する。
前記コーティング剤の塗工方法に特に制限はなく、従来公知の方法を使用することができる。例えばバーコート法、ナイフコート法、マイヤーバーコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などを用いて塗工することができる。使用するコーティング剤に有機溶媒が含まれている場合は、塗工後に当該溶媒を乾燥して除去するのがよい。
(Formation of hard coat layer)
In the hard coat film of the present invention, on the transparent substrate, the coating agent of the present invention described above is applied to provide a coating layer, and this is irradiated with ionizing radiation to be crosslinked and cured. Then, a hard coat layer is formed.
There is no restriction | limiting in particular in the coating method of the said coating agent, A conventionally well-known method can be used. For example, the coating can be performed using a bar coating method, a knife coating method, a Meyer bar coating method, a roll coating method, a blade coating method, a die coating method, a gravure coating method, or the like. When the coating agent to be used contains an organic solvent, the solvent is preferably removed by drying after coating.
このようにして、透明基材上に設けられた塗工層に、紫外線又は電子線などの電離放射線を照射して、前記塗工層を架橋、硬化させる。
紫外線照射は、例えば高圧水銀ランプ、フュージョン社製Hランプ、キセノンランプなどによって得られ、照射量は、通常100〜500mJ/cm2程度である。一方、電子線照射の場合、電子線は電子線加速器などによって得られ、照射量は、通常150〜350kV程度である。電子線を使用する場合には、重合開始剤を添加することなく、硬化させ、ハードコート層を形成することができる。
このようにして形成されたハードコート層の厚さは、1〜100μmの範囲にあることが好ましい。ハードコート層の厚さが上記の範囲にあれば、良好な耐擦傷性が得られると共に、クラックの発生を抑制することができる。より好ましい厚さは5〜30μmの範囲である。
In this way, the coating layer provided on the transparent substrate is irradiated with ionizing radiation such as ultraviolet rays or electron beams to crosslink and cure the coating layer.
UV irradiation, for example, a high pressure mercury lamp, a fusion Co. H lamps, obtained by a xenon lamp, irradiation dose is usually 100 to 500 mJ / cm 2 or so. On the other hand, in the case of electron beam irradiation, the electron beam is obtained by an electron beam accelerator or the like, and the irradiation amount is usually about 150 to 350 kV. In the case of using an electron beam, it can be cured without adding a polymerization initiator to form a hard coat layer.
The thickness of the hard coat layer thus formed is preferably in the range of 1 to 100 μm. If the thickness of the hard coat layer is in the above range, good scratch resistance can be obtained and the occurrence of cracks can be suppressed. A more preferable thickness is in the range of 5 to 30 μm.
(ハードコートフィルムの性状)
本発明のハードコートフィルムにおいては、ハードコート層表面の鉛筆硬度(JIS K 5400に準拠して測定)をH以上、好ましくは2H以上とすることができる。また、JIS K 7136に準拠して測定した全光線透過率を50%以上、好ましくは85%以上に、かつヘイズ値を5.0%以下、好ましくは1.0%以下にすることができる。
(Properties of hard coat film)
In the hard coat film of the present invention, the pencil hardness (measured according to JIS K 5400) of the hard coat layer surface can be H or higher, preferably 2H or higher. Further, the total light transmittance measured according to JIS K 7136 can be 50% or more, preferably 85% or more, and the haze value can be 5.0% or less, preferably 1.0% or less.
本発明のハードコートフィルムにおけるハードコート層には、防眩性を付与する目的で、表面に凹凸形状を形成させることができる。凹凸形状を形成するには、例えば本発明のコーティング剤を塗工後、この未硬化層表面に凹凸形状を有する賦形フィルムをラミネートし、該未硬化層を電離放射線による硬化処理した後、上記賦形フィルムを剥離する方法などを用いることができる。
また、当該ハードコート層には、反射防止性を付与する目的で、反射防止層、例えばシロキサン系皮膜、フッ素系皮膜などを設けることができる。この場合、該反射防止層の厚さは、0.05〜1μm程度が適当である。この反射防止層を設けることにより、太陽光、蛍光灯などによる表面反射率が低下し、視認性が向上する。
In the hard coat layer of the hard coat film of the present invention, an uneven shape can be formed on the surface for the purpose of imparting antiglare properties. In order to form the concavo-convex shape, for example, after coating the coating agent of the present invention, after laminating a shaped film having a concavo-convex shape on the surface of the uncured layer, the uncured layer is cured by ionizing radiation, A method of peeling the shaped film can be used.
The hard coat layer may be provided with an antireflection layer such as a siloxane-based film or a fluorine-based film for the purpose of imparting antireflection properties. In this case, the thickness of the antireflection layer is suitably about 0.05 to 1 μm. By providing this antireflection layer, the surface reflectance due to sunlight, fluorescent lamps and the like is lowered, and visibility is improved.
(粘着剤層)
本発明のハードコートフィルムにおいては、透明基材のハードコート層とは反対側の面に、液晶表示体の偏光板などの被着体に貼着させるための粘着剤層を形成させることができる。この粘着剤層を構成する粘着剤としては、光学用途に適した、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが好ましく用いられる。この粘着剤層の厚さは、通常5〜100μm、好ましくは10〜60μmの範囲である。
さらに、この粘着剤層の上に、必要に応じて剥離シートを設けることができる。この剥離シートとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの各種プラスチックフィルムに、シリコーン樹脂などの剥離剤を塗布したものなどが挙げられる。この剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20〜150μm程度である。
(Adhesive layer)
In the hard coat film of the present invention, an adhesive layer for adhering to an adherend such as a polarizing plate of a liquid crystal display can be formed on the surface of the transparent substrate opposite to the hard coat layer. . As the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer, for example, an acrylic pressure-sensitive adhesive or a silicone pressure-sensitive adhesive suitable for optical applications is preferably used. The thickness of this pressure-sensitive adhesive layer is usually 5 to 100 μm, preferably 10 to 60 μm.
Furthermore, a release sheet can be provided on the pressure-sensitive adhesive layer as necessary. Examples of the release sheet include those obtained by applying a release agent such as a silicone resin to various plastic films such as polyethylene terephthalate and polypropylene. Although there is no restriction | limiting in particular about the thickness of this peeling sheet, Usually, it is about 20-150 micrometers.
(用途)
本発明のハードコートフィルムは、良好な耐擦傷性及び透明性を有し、CRT、LCD、PDPなどのディスプレイに対して、耐擦傷性能などを付与する表面保護部材として好適に用いられ、特にLCDなどにおける偏光板貼付用として好適である。
また、タッチパネルにおけるタッチ側表面や、透明プラスチック基材と透明導電性薄膜との間に好適に設けることができる。
(Use)
The hard coat film of the present invention has good scratch resistance and transparency, and is suitably used as a surface protective member for imparting scratch resistance performance to displays such as CRT, LCD, and PDP. It is suitable for polarizing plate application in the above.
Moreover, it can provide suitably between the touch side surface in a touch panel, or between a transparent plastic base material and a transparent conductive thin film.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例で得られた分散体における金属酸化物粒子の平均粒径や分散性及び各例で得られたハードコートフィルムの性能は、下記の方法に従って測定した。
(1)分散体における金属酸化物粒子の平均粒径
マイクロトラック(日機装社製 動的光散乱法)により測定した。
(2)分散体における金属酸化物粒子の分散性
分散体を24時間静置した後の沈降の有無、及び流動性の有無を目視にて評価した。評価基準は以下のとおりである。ここで、沈降ありとは、溶媒と分散体が分離している状態を示し、沈降なしとは、溶媒と分散体が分離していない状態を示す。また、流動性ありとは、容器を傾けると液面が流動し、流動性なしとは容器を傾けても液面が流動しないことを示す。
○:沈降なし、かつ流動性あり
×:沈降あり、もしくは流動性なし
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, the average particle diameter and dispersibility of the metal oxide particles in the dispersion obtained in each example and the performance of the hard coat film obtained in each example were measured according to the following methods.
(1) The average particle diameter of the metal oxide particles in the dispersion was measured by Microtrac (dynamic light scattering method manufactured by Nikkiso Co.).
(2) Dispersibility of metal oxide particles in dispersion The presence or absence of sedimentation after the dispersion was allowed to stand for 24 hours and the presence or absence of fluidity were visually evaluated. The evaluation criteria are as follows. Here, “with sedimentation” indicates a state where the solvent and the dispersion are separated, and “without sedimentation” indicates a state where the solvent and the dispersion are not separated. Further, “fluidity” means that the liquid level flows when the container is tilted, and “no fluidity” means that the liquid level does not flow even when the container is tilted.
○: No sedimentation and fluidity ×: There is sedimentation or no fluidity
<ハードコートフィルムの性能>
(3)全光透過率及びヘイズ値
ヘイズメーター[日本電色工業社製、機種名「NDH-2000]を用い、JIS K 7136に準拠して全光線透過率及びヘイズ値を測定した。
(4)鉛筆硬度
JIS K 5400に準拠して、鉛筆引掻塗膜硬さ試験機[東洋精機社製]を用い、鉛筆硬度を測定した。
また、各例で使用した重合性化合物A〜Dは、下記の構造を有する。
<Performance of hard coat film>
(3) Total light transmittance and haze value Using a haze meter [Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. make, model name "NDH-2000], the total light transmittance and haze value were measured based on JISK7136.
(4) Pencil Hardness Based on JIS K 5400, pencil hardness was measured using a pencil scratch coating film hardness tester [manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.].
Moreover, polymeric compound AD used in each example has the following structure.
実施例1
(1)分散体の調製
重合性化合物A[東亞合成社製、商品名「M-520」、アクリロイル基当量100g/eq、酸価25mgKOH/g]を15質量部、平均一次粒子径12nmのアルミナ粒子[アエロジル社製、商品名「AluC」]を30質量部及び疎水性溶媒であるメチルイソブチルケトンを55質量部用い、以下に示す方法により、分散体を調製した。
上記重合性化合物、アルミナ微粒子、疎水性溶媒を混合し、さらにジルコニアビーズを用いてペイントシェイカーにより分散した。
得られた分散体におけるアルミナ粒子の平均粒径は65nmであり、また分散性の評価は○であった。
(2)ハードコートフィルムの作製
上記(1)で調製した分散体を用い、以下に示す方法により、ハードコートフィルムを作製した。
(1)で調製した分散体を86質量%、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを13質量%、及びイルガキュア184を1質量%混合し、光透過性樹脂基材として40μmのセルローストリアセテートフィルムを用い、当該基材上に、乾燥重量15g/m2となるように塗布した。70℃にて30秒乾燥し、紫外線200mJ/cm2を照射して実施例1のハードコートフィルムを作製した。
諸特性を表1に示す。
Example 1
(1) Preparation of dispersion 15 parts by mass of polymerizable compound A [manufactured by Toagosei Co., Ltd., trade name “M-520”, acryloyl group equivalent 100 g / eq, acid value 25 mg KOH / g], alumina having an average primary particle size of 12 nm Dispersions were prepared by the method shown below using 30 parts by mass of particles [manufactured by Aerosil Co., Ltd., trade name “AluC”] and 55 parts by mass of methyl isobutyl ketone as a hydrophobic solvent.
The polymerizable compound, alumina fine particles, and a hydrophobic solvent were mixed, and further dispersed with a paint shaker using zirconia beads.
The average particle diameter of the alumina particles in the obtained dispersion was 65 nm, and the evaluation of dispersibility was ○.
(2) Production of Hard Coat Film A hard coat film was produced by the method shown below using the dispersion prepared in (1) above.
86% by mass of the dispersion prepared in (1), 13% by mass of dipentaerythritol hexaacrylate, and 1% by mass of Irgacure 184 were mixed, and a 40 μm cellulose triacetate film was used as the light-transmitting resin substrate. It apply | coated so that it might become dry weight 15g / m < 2 > on a material. It dried at 70 degreeC for 30 second, and irradiated the ultraviolet-ray 200mJ / cm < 2 >, and produced the hard coat film of Example 1. FIG.
Various characteristics are shown in Table 1.
比較例1
実施例1において、重合性化合物Aの代わりに重合性化合物Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、分散体を調製した。良好な分散体が得られなかった。
Comparative Example 1
A dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable compound B was used in place of the polymerizable compound A in Example 1. A good dispersion could not be obtained.
比較例2
実施例1において、重合性化合物Aの代わりに重合性化合物Cを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、分散体を調製し、ハードコートフィルムを作製した。諸特性を表1に示す。
Comparative Example 2
A dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable compound C was used in place of the polymerizable compound A in Example 1, and a hard coat film was produced. Various characteristics are shown in Table 1.
比較例3
実施例1において、重合性化合物Aの代わりに重合性化合物Dを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、分散体を調製した。良好な分散体が得られなかった。
Comparative Example 3
A dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable compound D was used in place of the polymerizable compound A in Example 1. A good dispersion could not be obtained.
本発明の金属酸化物粒子用表面処理剤は、金属酸化物粒子の凝集を効果的に抑制することから、ハードコート層形成用コーティング剤に、前記表面処理剤により処理された金属酸化物粒子を用いた場合、該粒子は安定した良好な分散性を示し、透明性及び耐擦傷性の向上したハードコートフィルムを与えることができる。 Since the surface treatment agent for metal oxide particles according to the present invention effectively suppresses aggregation of the metal oxide particles, the metal oxide particles treated with the surface treatment agent are applied to the hard coat layer forming coating agent. When used, the particles exhibit stable and good dispersibility and can provide a hard coat film with improved transparency and scratch resistance.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009131189A JP2010275483A (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | Surface treatment agent for metal oxide particles, coating agent for forming a hard coat layer, and hard coat film |
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| JP (1) | JP2010275483A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150020576A (en) | 2012-07-31 | 2015-02-26 | 다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤 | Fine inorganic compound particle dispersed composition and fine inorganic compound particle dispersed cured product |
-
2009
- 2009-05-29 JP JP2009131189A patent/JP2010275483A/en not_active Withdrawn
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| KR20150020576A (en) | 2012-07-31 | 2015-02-26 | 다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤 | Fine inorganic compound particle dispersed composition and fine inorganic compound particle dispersed cured product |
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