JP6790827B2 - 積層フィルムおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
そのため、このような用途においては、フィルムロールの搬送時のキズ付きを防止するために、ポリエステルフィルム上に耐スクラッチ層が積層された積層フィルムが使用されている。
また、光学用途に用いられる積層フィルムには、耐スクラッチ性以外にも、常温下だけでなく、高温高湿下における基材との接着性、透明性なども求められている。また、ディスプレイ等の表面に用いられることが多いため、光学用途に用いられる積層フィルムには視認性や意匠性が要求されている。
[I]ポリエステル層と樹脂層を有する積層フィルムであって、少なくとも片側の表層が樹脂層であり、前記表層に有する樹脂層が、AFM(Atomic Force Microscope)によって求められるミクロ表面粗さ(Ra−1)が1nm以上20nm以下であり、三次元表面粗さ計によって求められるマクロ表面粗さ(Ra−2)が1nm以上50nm以下である積層フィルム。
[II]前記表層に有する樹脂層が、三次元表面粗さ計によって求められるマクロ表面粗さ(Ra−2)が5nm以上50nm以下である[I]に記載の積層フィルム。
[III]前記表層に有する樹脂層のミクロ表面粗さ(Ra−1)とマクロ表面粗さ(Ra−2)の比(Ra−2/Ra−1)が、3以上30以下である、[I]または[II]に記載の積層フィルム。
[IV]前記表層に有する樹脂層が粒子を含有しており、該樹脂層の厚さ方向断面を観察したときの樹脂層表面から樹脂層厚みの10%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−1)が、該樹脂層表面から樹脂層厚みの40%の位置から60%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−2)よりも大きい[I]〜[III]のいずれかに記載の積層フィルム。
[V]前記樹脂層表面から樹脂層厚みの10%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−1)と、樹脂層表面から樹脂層厚みの40%の位置から60%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−2)の比(P−1/P−2)が、1.1以上5.0以下である、[IV]に記載の積層フィルム。
[VI]前記表層に有する樹脂層の厚み(t)が100nm以上5000nm以下である[IV]または[V]に記載の積層フィルム。
[VII]前記表層に有する樹脂層に含有する粒子の平均粒子径(d)が1nm以上100nm以下であり、樹脂層の厚み(t)と粒子の平均粒子径(d)との比(t)/(d)が2以上、1000以下である[VI]に記載の積層フィルム。
[VIII]ポリエステル層と樹脂層が直接積層されてなる[I]〜[VII]のいずれかに記載の積層フィルム。
[IX]結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムの少なくとも片面に、多官能アクリル樹脂と粒子を含有する塗液を塗布し、次いで、前記ポリエステルフィルムを少なくとも一軸方向に延伸し、前記ポリエステルフィルムに熱処理を施して、該ポリエステルフィルムの結晶配向を完了させる工程を含む[I]〜[VIII]のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
本発明は、ポリエステル層と樹脂層を有する積層フィルムであって、少なくとも片側の表層が樹脂層であり、前記表層に有する樹脂層が、AFM(Atomic Force Microscope(原子間力顕微鏡))によって求められるミクロ表面粗さ(Ra−1)が1nm以上20nm以下であり、三次元表面粗さ計によって求められるマクロ表面粗さ(Ra−2)が1nm以上50nm以下である積層フィルムである。
また、本発明の積層フィルムは、前記表層に有する樹脂層に含有する粒子の平均粒子径(d)が1nm以上100nm以下であり、樹脂層の厚み(t)と該ナノ粒子の平均粒子径(d)との比(t)/(d)が2以上、1000以下であると、粒子による光の拡散が抑制され、積層フィルムの透明性が向上し、好ましい。より好ましくは、2以上100以下である。上記範囲は樹脂層の膜厚と樹脂層に含有する粒子の平均粒子径を設計することで、達成することができる。
本発明の積層フィルムにおいて、表層に有する樹脂層はアクリル樹脂を含むことが好ましい。特に後述するアクリル樹脂(A)および/またはアクリル樹脂(F)、および/またはアクリル樹脂(G)を含むことが好ましい。アクリル樹脂(A)および/またはアクリル樹脂(F)、および/またはアクリル樹脂(G)を用いることで、透明性を維持しつつ、樹脂層表面の硬度を向上させることができる。その結果、積層フィルムの耐スクラッチ性を向上させることが可能となる。
(式2)におけるR5基が、水酸基、カルボキシル基、3級アミノ基、4級アンモニウム基、スルホン酸基、リン酸基、のいずれも有しないモノマー単位を有するアクリル樹脂を用いると、アクリル樹脂の水系溶媒中への相溶性が不十分となり、樹脂組成物中において、アクリル樹脂(F)が不均一に存在した結果、樹脂層の一部に耐スクラッチ性が劣る点が生じ、好ましくない。
また、後述する無機粒子(B)が凝集または沈降したり、乾燥工程において無機粒子(B)が凝集したりすることで、擦過した際の樹脂層への圧力が局所的に強くなる結果、樹脂層が破壊され、キズつきにつながることがある。
この中でも、特にアクリル樹脂(F)が、前記(式2)で表されるモノマー単位(f3)を有する樹脂であり、(式2)におけるR5基が、水酸基、カルボキシル基であることが、後述する無機粒子(B)と吸着力が高くなり、より強固な膜を形成でき、耐スクラッチ性が向上する点で好ましい。アクリル樹脂(F)を用いて、マクロ表面粗さが1nm以上50nm以下とする方法としては、アクリル樹脂がまだ未硬化の状態で樹脂層に延伸処理を施すことにより、微細な延伸ムラを与える方法が挙げられるが、このとき、樹脂層の厚みが300nm以上であることが重要である。上記厚みとすることで、微細な延伸ムラが適切な高さを発現し、アンチブロッキング性を向上させることができる。
特に、アクリル樹脂としてアクリル樹脂(A)を用いる場合、アクリル樹脂(A)の含有量は、樹脂層全体に対して40重量%以上90重量%以下であることがより、好ましいく、樹脂層中のアクリル樹脂(A)の含有量は、40重量%以上80重量%以下が好ましく、より好ましくは45重量%以上70重量%以下である。
また、アクリル樹脂としてアクリル樹脂(F)を用いる場合、樹脂層中のアクリル樹脂(F)の含有量は、樹脂層全体に対して20重量%以上80重量%以下であることが好ましく、より好ましくは40重量%以上80重量%以下、更に好ましくは45重量%以上70重量%以下である。
なお、本発明において、樹脂層中の含有量とは、樹脂層を形成する樹脂組成物の固形分([(樹脂組成物の質量)−(溶媒の質量)])中の含有量を表す。
本発明の積層フィルムは、前記表層に有する樹脂層に、無機粒子(B)を含有することが好ましい。無機粒子(B)としては、例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム等の微粒子があげられる。これらの中でも、酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウムの微粒子が好ましい。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、本発明の無機粒子(B)は、無機粒子(B−1)とアクリロイル基を含む樹脂成分を結合させてなる組成物(B−2)であること、または無機粒子(B−1)の表面の一部または全部にアクリル樹脂(G)を有する組成物(B−3)であることが好ましい。ここでいう結合とは、共有結合または非共有結合(物理的吸着)であってもよい。
ここでいうアクリル樹脂(G)とは(式4)で表されるモノマー単位(g1)と、(式5)で表されるモノマー単位(g2)を有する樹脂である。
無機粒子(B−1)の表面にアクリル樹脂(G)を有することにより、樹脂層中の無機粒子(B−1)とアクリル樹脂(G)の界面接着が強固になることで、擦過処理を施した際の粒子脱落が抑制され、耐スクラッチ性に優れる。更には、乾燥過程における無機粒子(B)の凝集を抑制し、樹脂層のミクロ表面粗さ、およびマクロ表面粗さを所定の範囲とすることが可能となる。
また、本発明では、樹脂層(X)に含まれる無機粒子(B)は、アクリル樹脂(F)およびアクリル樹脂(G)の合計100重量部に対し、50〜200重量部の範囲が好ましく、より好ましくは100〜200重量部の範囲がより好ましい。上記範囲とすることで、透明性と耐スクラッチ性を両立することができる。
本発明の積層フィルムにおいて、基材層として用いられるポリエステル層(以下基材層として用いられるポリエステル層をポリエステルフィルムと呼ぶ場合がある)について述べる。まずポリエステルとは、エステル結合を主鎖に有する高分子の総称であって、エチレンテレフタレート、プロピレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレート、ブチレンテレフタレート、プロピレン−2,6−ナフタレート、エチレン−α,β−ビス(2−クロロフェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボキシレートなどから選ばれた少なくとも1種の構成成分とするものを好ましく用いることができる。
本発明の積層フィルムの樹脂層の製造方法について以下に例を示すが、以下に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す例により限定的に解釈されるべきものではない。
本発明の積層フィルムの製造方法について以下に例を示して説明するが、以下に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す例により限定的に解釈されるべきものではない。
また、アクリル樹脂(F)を構成するアクリルモノマー(f)と、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b)をポリエステルフィルム上へ塗布し、樹脂組成物が溶媒を含む場合には、溶媒を乾燥させることによって、ポリエステルフィルム上に樹脂層を形成することによって得ることができる。
本発明における特性の測定方法および効果の評価方法は次のとおりである。
ヘイズの測定は、常態(23℃、相対湿度50%)において、積層フィルムサンプルを40時間放置した後、日本電色工業(株)製濁度計「NDH5000」を用いて、JIS K 7136「透明材料のヘイズの求め方」(2000年版)に準ずる方式で行った。なお、サンプルの樹脂層が積層された面側から光を照射して測定した。サンプルは一辺50mmの正方形のものを10サンプル準備し、それぞれ1回ずつ、合計10回測定した平均値をサンプルのヘイズ値とした。
また、透明性はヘイズ値により、4段階評価を行った。×は実用上問題のあるレベル、△は実用レベルであり、AとSのものは良好とした。
S:0.6%以下
A:0.6%を超えて1.0%以下
B:1.0%を超えて2.0%以下
C:2.0%を超える。
スチールウール(ボンスター#0000、日本スチールウール(株)製)を荷重200g/cm2で10往復擦過し、積層フィルムの表面における傷の発生の有無を目視で確認し、下記評価を実施した。
S:傷なし
A:傷1〜5本
B:傷6〜10本
C:傷11本以上。
積層フィルムの樹脂層同士を貼り合わせ、荷重1kg/cm2で加圧し、常温で24時間保管した。その後積層フィルムを剥がす際のフィルムのブロッキング(貼りつき)の有無を目視で確認し、下記評価を実施した。
A:ブロッキングなし
B:一部ブロッキングあり
C:全面ブロッキングあり
(4)接着性
積層フィルムの樹脂層側に1mm2のクロスカットを100個入れ、“セロテープ”(登録商標)(ニチバン(株)製、CT405AP)を貼り付け、ハンドローラーで1.5kg/cm2の荷重で押しつけた後、積層フィルムに対して90度方向に急速に剥離した。接着性は残存した格子の個数により、4段階評価を行った。評価は10回実施した平均の値で行った。Cは実用上問題のあるレベル、Bは実用レベルであり、AとSのものは良好とした。
S:90〜100個残存
A:80〜89個残存
B:50〜79個残存
C:0〜50個未満残存。
樹脂層に含有する粒子の数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)により積層フィルムの断面構造を観察することにより求めた。倍率を50万倍とし、その画面内に存在する10個の粒子の外径を、10視野について合計100個の粒子を測定し、その平均粒子径を求めた。画面内に10個の粒子が存在しない場合は、同じ条件で別の箇所を観察し、その画面内に存在する粒子の外径を測定して、合計で100個の粒子の外径を測定して平均値とした。ここで外径とは、粒子の最大の径(つまり粒子の長径であり、粒子中の最も長い径を示す)を表し、内部に空洞を有する粒子の場合も同様に、粒子の最大の径を表す。
透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて断面を観察することにより、ポリエステルフィルム上の樹脂層の厚みを測定した。樹脂層の厚みは、TEMにより10万倍の倍率で撮影した画像から樹脂層の厚みを読み取った。合計で20点の樹脂層厚みを測定して平均値とした。
SMI3200SE(SIINT(株)製)
FB−2000A II Micro Sampling System(日立(株)製)
Strata400S(FEI社製)
観察装置:高分解透過型電子顕微鏡(日立製 H9000UHR II)
観察条件:加速電圧300kV
(7)ミクロ表面粗さ(Ra−1)
BRUKER製AFM(Atomic Force Microscope(原子間力顕微鏡))「Dimension Icon ScanAsyst」のScanAsyst Airモードにて、積層フィルムの樹脂層側表面を測定範囲10μm×10μm、測定ライン数512本、測定レート1.0Hzで測定し、得られた表面情報から、JIS−B−0601−1994に定められた方法にて算術平均粗さ(Ra)を算出した。具体的には、ソフトウェアとして「NanoScope Analysis」を用い、「Flatten Order」の「3rd」を選択し、三次元でのうねり処理を行なう。その後「Roughness」を選択し、該画面の「Image Ra」に記載される数値を算術平均粗さとする。また、合計10回測定し、最大値と最小値を除いた計8個のデータの平均値をサンプルの算術平均粗さ(Ra)をミクロ表面粗さ(Ra−1)として求めた。
積層フィルムの樹脂層側表面を3次元表面粗さ計(小坂研究所製、ET−4000A)を用い、次の条件で触針法により測定を行い、得られる中心線面粗さ(SRa)をマクロ表面粗さ(Ra−2)として求めた。
なお、測定はサンプリング場所を変え、10サンプル測定し、その最大値と最小値を除いた8点の平均値を採用した。
針径 0.5(μmR)
針の押し付け圧力 100(μN)
縦倍率 20000(倍)
低域CUT OFF 200(μm)
広域CUT OFF 0(μm)
測定速度 100(μm/s)
測定間隔 X方向1(μm)、Y方向5(μm)
記録本数 81本
ヒステリシス幅 0.000(μm)
基準面積 X方向1mm、Y方向0.4mm。
(9)粒子存在比率
(6)に記載の方法で得られた断面TEMの画像(倍率10万倍)について、ソフトウェア(画像処理ソフトImageJ/開発元:アメリカ国立衛星研究所(NIH))にて、ホワイトバランスを最明部と最暗部が8bitのトーンカーブに収まるように調整した。さらに黒色部(無機粒子)が明確に見分けられるようにコントラストを調整した。
攪拌機を取り付けたフラスコに、アクリルモノマー(a−1)(ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA))100重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10重量%水溶液79重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
メルカプトプロピルトリメトキシシラン221重量部と、ジブチル錫ジラウリレート1部とメチルエチルケトンからなる溶液に対し、イソホロンジイソシアネート222重量部およびパーフルオロポリエーテルジオール(ソルベイソレクシス社製FLUOROLINK D10H)30重量部を攪拌しながら50℃で1時間かけて滴下後、70℃で3時間過熱攪拌した。これに多官能アクリレート(新中村化学(株)製“NKエステル” A−TMM−3LM−N)549重量部を30℃で1時間かけて滴下後、60℃で10時間かけて攪拌することで、アクリロイル基含有粒子変性剤(b−1)が得られる。
攪拌機を取り付けたフラスコに、アクリルモノマー(a−1)(ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA))80重量部、無機粒子(B)を含有するアクリロイル基を含む樹脂組成物(b−2)20重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10%水溶液79重量部、およびポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部を添加し、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
攪拌機を取り付けたフラスコに、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.024g、エチレンジオール15g、および2.4−トリレンジイソシアナート(三井化学ポリウレタン社製“TOLDY−100”)12gおよびメチルエチルケトンを仕込み、ジラウリル酸ジブチル錫を0.080g添加した後、60℃まで昇温し、1.5時間加熱した。次いで反応混合物を水浴にて冷却し、ここに、テトラメチロールメタントリアクリレート(新中村化学株式会社製“NKエステル”A−TMM−3LM−N)35gをメチルエチルケトンで固形分濃度50質量%に希釈したものを添加した。60℃まで昇温し、4時間加熱し、一般式1で示されるアクリルモノマー(a−2)を得た。
攪拌機を取り付けたフラスコに、ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA)30部、下記式1に示すアクリルモノマー(a−2)50重量部、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−2)20重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10%水溶液79重量部、およびポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
(式1)アクリルモノマー(a−2)
攪拌機を取り付けたフラスコに、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.024g、エチレンジオール15g、および3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(住友化学バイエルウレタン株式会社製、デスモジュールI)12gおよびメチルエチルケトンを仕込み、ジラウリル酸ジブチル錫を0.080g添加した後、60℃まで昇温し、1.5時間加熱した。次いで反応混合物を水浴にて冷却し、ここに、テトラメチロールメタントリアクリレート(新中村化学株式会社製“NKエステル”A−TMM−3LM−N)35gをメチルエチルケトンで固形分濃度50質量%に希釈したものを添加した。60℃まで昇温し、4時間加熱し、式8で得られるアクリルモノマー(a−3)を得た。
次いで、攪拌機を取り付けたフラスコに、ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA)30部、アクリルモノマー(a−3)50重量部、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−2)20重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10%水溶液79重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
(式8)アクリルモノマー(a−3)
攪拌機を取り付けたフラスコに、ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製KAYARAD DPHA)30重量部、得られたアクリルモノマー(a−2)50重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10重量%水溶液79重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
攪拌機を取り付けたフラスコに、ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA)30部、アクリルモノマー(a−2)50重量部、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−2)40重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10重量%水溶液79重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
<参考例8> 無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−3)
アクリロイル基含有粒子変性剤(b−1)50重量部、シリカ粒子水分散体(Micromod社製“Sicastar”43−02−103 粒子径1000nm)50重量部、イオン交換水0.12重量部、およびp−ヒドロキシフェニルモノメチルエーテル0.01部の混合液を、60℃で4時間攪拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.36部を添加し、さらに1時間同一温度で過熱攪拌することで、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−3)を得た。
攪拌機を取り付けたフラスコに、アクリルモノマー(a−2)(ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA))80重量部、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−3)20重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10重量%水溶液79重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
<参考例10> 無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−4)
アクリロイル基含有粒子変性剤(b−1)50重量部、シリカ粒子水分散体(Micromod社製“Sicastar”43−02−503 粒子径5000nm)50重量部、イオン交換水0.12重量部、およびp−ヒドロキシフェニルモノメチルエーテル0.01重量部の混合液を、60℃で4時間攪拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.36部を添加し、さらに1時間同一温度で過熱攪拌することで、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−4)を得た。
攪拌機を取り付けたフラスコに、アクリルモノマー(a−1)(ジペンタヘキサアクリレート(日本化薬(株)製 KAYARAD DPHA))80重量部、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−4)20重量部、乳化剤としてポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF)の10%水溶液79重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1部、イオン交換水128.9重量部を投入し、攪拌混合した。その後氷浴で冷却しながら超音波分散機(SMT社製UH−600S)を用いて120秒間の超音波照射を3回行い、エマルジョンを得た。
攪拌機、温度計、還流冷却管の備わった通常のアクリル樹脂反応槽に、溶剤としてイソプロピルアルコール100部を仕込み、加熱攪拌して100℃に保持した。
この中に、(メタ)アクリレート(g’1)として、n=19のノナデシルメタクリレート50部、(メタ)アクリレート(g’2)として、2個の環を有するイソボニルメタクリレート50部を3時間かけて滴下した。そして、滴下終了後、100℃で1時間加熱し、次にt−ブチルパーオキシ2エチルヘキサエート1部からなる追加触媒混合液を仕込んだ。次いで、100℃で3時間加熱した後冷却し、アクリル樹脂(G1)を得た。
また、 攪拌機、温度計、還流冷却管の備わった通常のアクリル樹脂反応槽に、溶剤としてイソプロピルアルコール100部を仕込み、加熱攪拌して100℃に保持した。この中に水酸基を有する(メタ)アクリレート(f’3)として、2−ヒドロキシエチルアクリレート40部、その他(メタ)アクリル酸エチル20部、メタクリル酸メチル20部を3時間かけて滴下した。そして、滴下終了後、100℃で1時間加熱し、次にt−ブチルパーオキシ2エチルヘキサエート1部からなる追加触媒混合液を仕込んだ。次いで、100℃で3時間加熱した後冷却し、アクリル樹脂(F−1)を得た。
無機粒子(B)およびアクリル樹脂(F1)、アクリル樹脂(G−1)の添加量比(質量比)は、(B)/(F−1)/(G−1)=50/40/10とした(なお質量比は、小数点第1位を四捨五入して求めた)。分散処理は、ホモミキサーを用いて行い、周速10m/sで5時間回転させることによって行った。また、最終的に得られた組成物(B−3)における、粒子(B)、アクリル樹脂(F−1)、アクリル樹脂(G)の質量比は、(B)/(F−1)/(G)=50/50であった(なお、質量比は小数点第1位を四捨五入して求めた)。
無機粒子(B)、アクリル樹脂(F−1)アクリル樹脂(G−1)の添加量比(質量比)を、(B)/(F−1)/(G−1)=32.5/37.5/30とした参考例12と同様の方法で、粒子(B)とアクリル樹脂(F−1)の混合組成物(B−3)含有するエマルジョン(EM−11)を得た。
無機粒子(B)として、無機粒子(“NanoTek”TiO2スラリー(シーアイ化成株式会社製 数平均粒子径36nm)を使用した以外は、参考例13と同様の方法で、粒子(B)の表面にアクリル樹脂(G)を有する組成物(B−3)とアクリル樹脂(F−1)の混合組成物(B−3)含有するエマルジョン(EM−12)を得た。
<実施例1>
はじめに、樹脂組成物1を次の通り調製した。
<樹脂組成物>
水系溶媒に、上記のエマルジョンを表に記載の比率で混合し、樹脂組成物1を得た。
・無機粒子(B)日産化学工業(株)製“スノーテックOL”(コロイダルシリカ、粒子径40nm):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−5)に同伴している)
<積層フィルム>
次いで、実質的に粒子を含有しないPETペレット(極限粘度0.63dl/g)を充分に真空乾燥した後、押し出し機に供給し285℃で溶融し、T字型口金よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度25℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて冷却固化せしめた。この未延伸フィルムを90℃に加熱して長手方向に3.4倍延伸し、一軸延伸フィルム(Bフィルム)とした。
次に樹脂組成物1を一軸延伸フィルムのコロナ放電処理面にバーコートを用いて塗布厚み約6μmで塗布した。樹脂組成物を塗布した一軸延伸フィルムの幅方向両端部をクリップで把持して予熱ゾーンに導き、雰囲気温度75℃とした後、引き続いてラジエーションヒーターを用いて雰囲気温度を110℃とし、次いで雰囲気温度を90℃として、樹脂組成物を乾燥させ、樹脂層を形成せしめた。引き続き連続的に120℃の加熱ゾーン(延伸ゾーン)で幅方向に3.5倍延伸し、続いて230℃の熱処理ゾーン(熱固定ゾーン)で20秒間熱処理を施し、結晶配向の完了した積層フィルムを得た。得られた積層フィルムにおいてPETフィルムの厚みは50μm、樹脂層の厚みは1000nmであった。
得られた積層フィルムの特性等を表に示す。
透明性、耐スクラッチ性、アンチブロッキング性、接着性に優れるものであった。
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・無機粒子(B):触媒化成(株)製“スフェリカ140”(シリカ粒子、粒子径140nm):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−5)に同伴している)
<実施例3>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・無機粒子(B)(日本触媒(株)製“シーホスターKEW−50”(シリカ粒子、粒子径500nm)):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−5)に同伴している)
<実施例4>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・無機粒子(B)(日産化学工業(株)製“スノーテックスO”(シリカ粒子、粒子径10nm)):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−5)に同伴している)
<実施例5>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−1)に同伴している)
<実施例6>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−2)に同伴している)
<実施例7>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−3)に同伴している)
<実施例8>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・無機粒子(B)(日産化学工業(株)製“スノーテックOL”(コロイダルシリカ、粒子径40nm)):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−3)に同伴している)
<実施例9〜15>
樹脂層の膜厚を表に記載の厚みに変更した以外は、実施例6と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
<実施例16>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例6と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・アクリル樹脂(A)成分を構成するアミド結合含有アクリルモノマー(a−2)と、無機粒子(B)を含有する樹脂組成物(b−2)を含有するエマルジョン(EM−6)
:100重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−2)に同伴している)
<実施例17>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
<実施例18>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
<実施例19>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
<実施例20>
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・メラミン系化合物“ベッカミン”(登録商標)APM(大日本インキ工業(株)製):20重量部
<実施例21、22>
樹脂層の膜厚を表に記載の厚みに変更した以外は、実施例17と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
塗液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・無機粒子(B)(日産化学工業(株)製“スノーテックスO”(シリカ粒子、粒子径10nm)):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−5)に同伴している)
<比較例1>
塗液中の樹脂組成物の組成を表の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・無機粒子(B)(日産化学工業(株)製“スノーテックOXS”(コロイダルシリカ、粒子径5nm)):20重量部
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−5)に同伴している)
<比較例2>
厚み50μmのPETフィルム(東レ(株)製“ルミラー(登録商標)”U34)の片面に、実施例6で用いた樹脂組成物を乾燥後の厚みが1000nmになるように塗布し、熱風オーブンを用い、100℃で2分乾燥させた後、再度230℃で20秒乾燥させ、積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性等を表に示す。
<比較例3>
液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−7)に同伴している)
<比較例4>
液中の樹脂組成物を下記の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
・乳化剤:ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(日本乳化剤社製 ニューコール707SF):7.9重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン104P)2.1重量部
(上記乳化剤は、(EM−8)に同伴している)
<比較例5>
樹脂層の膜厚を表に記載の厚みに変更した以外は、実施例17と同様の方法で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの特性などを表に示す。
Claims (10)
- ポリエステル層と樹脂層を有する積層フィルムであって、少なくとも片側の表層が樹脂層であり、前記表層に有する樹脂層がアクリル樹脂を含み、AFM(Atomic Force Microscope)によって求められるミクロ表面粗さ(Ra−1)が1nm以上20nm以下であり、三次元表面粗さ計によって求められるマクロ表面粗さ(Ra−2)が1nm以上50nm以下であり、
前記表層に有する樹脂層が無機粒子を含有しており、該樹脂層の厚さ方向断面を観察したときの樹脂層表面から樹脂層厚みの10%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−1)が、該樹脂層表面から樹脂層厚みの40%の位置から60%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−2)よりも大きい積層フィルム。 - 前記粒子が、無機粒子とアクリロイル基を含む樹脂成分を結合させてなる組成物、または、無機粒子の表面の一部または全部にアクリル樹脂を有する組成物である請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記表層に有する樹脂層が、三次元表面粗さ計によって求められるマクロ表面粗さ(Ra−2)が5nm以上50nm以下である請求項1または2に記載の積層フィルム。
- 前記表層に有する樹脂層のミクロ表面粗さ(Ra−1)とマクロ表面粗さ(Ra−2)の比(Ra−2/Ra−1)が、3以上30以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記樹脂層表面から樹脂層厚みの10%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−1)と、樹脂層表面から樹脂層厚みの40%の位置から60%の位置までの範囲における粒子存在比率(P−2)の比(P−1/P−2)が、1.1以上5.0以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記表層に有する樹脂層の厚み(t)が100nm以上5000nm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記表層に有する樹脂層に含有する粒子の平均粒子径(d)が1nm以上100nm以下であり、樹脂層の厚み(t)と粒子の平均粒子径(d)との比(t)/(d)が2以上、1000以下である請求項1〜6のいずれかに記載の積層フィルム。
- ポリエステル層と樹脂層が直接積層されてなる請求項1〜7のいずれかに記載の積層フィルム。
- ディスプレイ用途または成形加飾用途に用いられる請求項1〜8のいずれかに記載のハードコート積層フィルム。
- 結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムの少なくとも片面に、多官能アクリル樹脂と無機粒子を含有する塗液を塗布し、次いで、前記ポリエステルフィルムを少なくとも一軸方向に延伸し、前記ポリエステルフィルムに熱処理を施して、該ポリエステルフィルムの結晶配向を完了させる工程を含む請求項1〜8のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
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