説明

塗布層を有するフィルム

【課題】 特に光学用部材や光学用部材の製造工程用の塗布フィルムとして使用した際に、外観や光学特性が非常に優れ、非常に小さな傷に対しても改善要求が日増しに厳しくなって来ている現状において、当該要求を高度に満足し、好適に利用できるフィルムを提供する。
【解決手段】 塗布層を有するフィルムであって、当該フィルムを3波長蛍光灯下で観察した際に1mm以上の長さのキズが0.7個/m以下であることを特徴とする塗布層を有するフィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗布層を有するフィルムに関し、詳しくは、液晶ディスプレイ(以下、LCDと略記することがある)、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略記することがある)、有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略記することがある)、タッチパネルに使用される透明導電性フィルム等、表示部材の基材、材料として用いられるもののほか、それら製造工程で用いられる離型フィルム、保護フィルムなどに好適なフィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
フィルム上に接着性、粘着性、帯電防止性、導電性、ハードコート性、反射防止性、防汚性、離型性等の各種機能を有する塗布層が設けられたフィルムは、LCD、PDP、有機EL、タッチパネル等の表示部材製造用等をはじめ、各種光学用途等に使用されている。中でもポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートに代表される二軸延伸ポリエステルフィルムを基材とする塗布フィルムは、機械的強度、寸法安定性、平坦性、耐熱性、耐薬品性、光学特性等に優れた特性を有し、また、コストパフォーマンスにも優れるため、広く使用されている。
【0003】
これら各種機能性を有する塗布層をフィルム基材上に設ける方法としては、リバースグラビアコート方式、ダイレクトグラビアコート方式、ロールコート方式、ダイコート方式、バーコート方式、カーテンコート方式等が知られている(「コーティング方式」槇書店 原崎勇次著 1979年発行)。中でもリバースグラビアコート方式は、薄膜塗布層を、比較的希薄で低粘度なコート液を、精度よく、かつ生産性よく工業的にコーティングによって得ることができるため、広く使用されているところであり、光学用途用塗布フィルムの製造にも使用されている。
【0004】
ところで、このようなフィルム基材とコーティングヘッドが直接接触するようなコーティング方式では、この接触箇所での傷が発生しやすく、特に光学用途用やその製造工程用の塗布フィルムとして、外観や光学特性が損なわれやすいという欠点がある。ことに最近の光学用途用塗布フィルムでは、非常に小さな傷に対しても軽減要求が非常に厳しくなって来ている。また、傷以外のその他の塗布欠陥の軽減や、コーティング精度向上に対する要求も厳しくなって来ている。一方で、それらを製造する際のコスト低減に対する要求も厳しくなって来ているところである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−31497号公報
【特許文献2】特開2006−327157号公報
【特許文献3】特開2005−92226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、特に光学用部材や光学用部材の製造工程用の塗布フィルムとして使用した際に、外観や光学特性が非常に優れ、非常に小さな傷に対しても改善要求が日増しに厳しくなって来ている現状において、当該要求を高度に満足し、好適に利用できるフィルムを提供することにある。
【0007】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明の要旨は、塗布層を有するフィルムであって、当該フィルムを3波長蛍光灯下で観察した際に1mm以上の長さのキズが0.7個/m以下であることを特徴とする塗布層を有するフィルムに存する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の塗布フィルムによれば、ディスプレイ等の表示部材の基材、材料として、またそれら製造工程用フィルムとして好適な塗布フィルムを提供することができ、その工業的価値は高い。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明における塗布フィルムを構成する基材フィルムとしては、どのようなフィルムでもよいが、特にポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムは単層構成であっても積層構成であってもよく、例えば、2層、3層構成以外にも本発明の要旨を超えない限り、4層またはそれ以上の多層であってもよく、特に限定されるものではない。
【0011】
本発明においてポリエステルフィルムに使用するポリエステルは、ホモポリエステルであっても共重合ポリエステルであってもよい。ホモポリエステルからなる場合、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものが好ましい。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が例示される。一方、共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、オキシカルボン酸(例えば、P−オキシ安息香酸など)等の一種または二種以上が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等の一種または二種以上が挙げられる。何れにしても本発明でいうポリエステルとは、通常60モル%以上、好ましくは80モル%以上がエチレンテレフタレート単位であるポリエチレンテレフタレート等であるポリエステルを指す。
【0012】
本発明において、ポリエステル層中には、易滑性付与を主たる目的として粒子を配合することが好ましい。配合する粒子の種類は、本発明の主旨を損なわない範囲において、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではなく、具体例としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の粒子が挙げられる。また、特公昭59−5216号公報、特開昭59−217755号公報等に記載されている耐熱性有機粒子を用いてもよい。この他の耐熱性有機粒子の例として、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。さらに、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる
【0013】
一方、使用する粒子の形状に関しても特に限定されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いてもよい。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
【0014】
また、用いる粒子の平均粒径は、通常0.01〜3μm、好ましくは0.01〜1μmの範囲である。平均粒径が0.01μm未満の場合には、粒子が凝集しやすく、分散性が不十分な場合があり、一方、3μmを超える場合には、フィルムの表面粗度が粗くなりすぎて、後工程においてコート層を設ける場合等に不具合が生じる場合がある。
【0015】
さらに、ポリエステル層中の粒子含有量は、通常0.001〜5重量%、好ましくは0.005〜3重量%の範囲である。粒子含有量が0.001重量%未満の場合には、フィルムの易滑性が不十分な場合があり、一方、5重量%を超えて添加する場合には、フィルムの透明性が不十分な場合がある。
【0016】
ポリエステル層中に粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、各層を構成するポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応を進めてもよい。
【0017】
また、ベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
【0018】
なお、本発明において、塗布フィルムを構成するフィルム中には上記の粒子、蛍光増白剤以外に、本発明の主旨を損なわない範囲において、必要に応じて、従来公知の酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料、紫外線吸収剤等を添加し併用することができる。
【0019】
本発明の塗布フィルムを構成する基材フィルムの厚さは、フィルムとして製膜可能な範囲であれば特に限定されるものではないが、用途上、通常9〜300μm、好ましくは12〜250μmの範囲である。
【0020】
基材フィルムの幅は500mm以上が生産性、製造コストの観点から好ましく、同様に長さについても500m以上が好ましい。
【0021】
本発明のフィルムを3波長蛍光灯下で観察した際に、1mm以上の長さのキズが0.7個/m以下である塗布フィルムであるが、好ましくは0.5個/m以下、さらに好ましくは0.3個/m以下である。1mm以上の長さのキズが0.7個/mより多い場合、LCD、PDP、有機EL、タッチパネル等の表示部材用などの光学用途に適したフィルムを基材フィルムとして用いたとしても、その影響は無視できなく、その結果、表示画像の欠点に繋がり、品質を低下させることになる。またそれら表示部材用材料の歩留まりの低下からコストアップを生じさせてしまうことになる。
【0022】
次に本発明のフィルムの製造例として、ポリエステルフィルムを代表例として具体的に説明するが、以下の製造例に何ら限定されるものではない。
【0023】
まず、先に述べたポリエステル原料を使用し、ダイから押し出された溶融シートを冷却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る方法が好ましい。この場合、シートの平面性を向上させるためシートと回転冷却ドラムとの密着性を高める必要があり、静電印加密着法および/または液体塗布密着法が好ましく採用される。次に得られた未延伸シートは二軸方向に延伸される。その場合、まず、前記の未延伸シートを一方向にロールまたはテンター方式の延伸機により延伸する。延伸温度は、通常70〜120℃、好ましくは80〜110℃であり、延伸倍率は通常2.5〜7倍、好ましくは3.0〜6倍である。次いで、一段目の延伸方向と直交する延伸温度は通常70〜170℃であり、延伸倍率は通常3.0〜7倍、好ましくは3.5〜6倍である。そして、引き続き180〜270℃の温度で緊張下または30%以内の弛緩下で熱処理を行い、二軸配向フィルムを得る。上記の延伸においては、一方向の延伸を2段階以上で行う方法を採用することもできる。その場合、最終的に二方向の延伸倍率がそれぞれ上記範囲となるように行うのが好ましい。
【0024】
また、本発明におけるポリエステルフィルム製造に関しては同時二軸延伸法を採用することもできる。同時二軸延伸法は前記の未延伸シートを通常70〜120℃、好ましくは80〜110℃で温度コントロールされた状態で機械方向および幅方向に同時に延伸し配向させる方法で、延伸倍率としては、面積倍率で4〜50倍、好ましくは7〜35倍、さらに好ましくは10〜25倍である。そして、引き続き、170〜250℃の温度で緊張下または30%以内の弛緩下で熱処理を行い、延伸配向フィルムを得る。上記の延伸方式を採用する同時二軸延伸装置に関しては、スクリュー方式、パンタグラフ方式、リニアー駆動方式等の延伸方式を採用することができる。
【0025】
本発明のポリエステルフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲であれば、延伸工程中にフィルム表面を処理する、いわゆるインラインコーティングを施すこともできる。それは以下に限定するものではないが、例えば、1段目の延伸が終了して、2段目の延伸前に、帯電防止性、滑り性、接着性等の改良、2次加工性改良、耐候性および表面硬度の向上等の目的で、水溶液、水系エマルジョン、水系スラリー等によるコーティング処理を施すことができる。このようなコートは片面、両面のいずれでもよい。コーティングの材料としてはインラインコーティングの場合は水系が好ましい。
【0026】
本発明における塗布フィルムを構成する塗布層は、目的とする機能によって選ばれるものであって、特に限定されるものではないが、一般的には、接着性、粘着性、帯電防止性、導電性、ハードコート性、反射防止性、防汚性、離型性等の機能を持つ塗布層が、基材フィルム上に設けられることが多い。また、一つの機能に限らず、複数に及ぶことがあっても構わないし、塗布層は一つではなく、複数設けられても構わない。
【0027】
これら塗布層を設ける方法としては、コーティングであればいずれの方法であっても構わないが、前述のようにリバースグラビアコート方式は薄膜塗布層を、精度よく、かつ生産性よく設けることができるため、好ましく選ばれる。
【0028】
また、塗布層の厚さは目的とする機能によって選ばれるものであるが、リバースグラビアコート方式では比較的低粘度なコート液を塗布するのに適しており、塗布層の厚さは通常10μm以下、好ましくは5μm以下であり、本発明のフィルムにおいては特に1μm以下の薄膜塗布層を精度よく設けてできるフィルムに対して好適である。これは塗布層が厚い場合には、コーティングによって発生する傷を検知できなくなることがあるためである。
【0029】
ところで、リバースグラビアコート方式に使用されるドクターブレードは炭素鋼あるいはステンレス鋼を用いる場合や、それらに耐摩耗性を向上させる目的でハードクロム(HCr)メッキ処理させたもの、PVD、CVD等によるSiCなどセラミックコーティング処理させたものなどが用いられるのも用いられる。また、コーティング欠陥を防ぐ目的でフッ素系樹脂などによる撥水加工が表面に施されたものもある。
【0030】
一方、リバースグラビアコート方式に使用されるグラビアシリンダー版は、円筒状の炭素鋼あるいはステンレス鋼等を母材とし、特に加工性の良いS20C〜S30C程度の低炭素鋼が精密な彫刻を施す場合には好ましく選ばれ、また酸性度の高いコート液を塗布する場合にはSUS316等のステンレス鋼を使用することが好ましく選ばれるが、これら円筒形の母材の外円周上にセルと呼ばれる一定形状の凹みを彫刻等によって設けられるものである。このようにしてできたグラビアシリンダー版の傷つき防止、また耐磨耗性向上のため硬質膜を表面に設けて改質することが行われている。硬質膜としては電解メッキ等によるハードクロム(HCr)層などが一般的に知られているが、スパッタリングまたはプラズマCVD等によるダイヤモンドライクカーボン(DLC)コーティング膜は、その高い表面硬度と平滑性によって改質膜として好適であり、結果、塗布フィルムのコーティングによって発生する傷を防止する効果も高く、本発明のフィルムを得るためにも好適なものである。DLCコーティング膜はグラビアシリンダー版の最表面にあればよく、密着を損なわなければ、もしくは密着を高める目的で母材とDLCコーティング膜との間に、例えばHCr層など別の層が設けられていても構わない。
【0031】
本発明において、コーティングにおける溶剤の乾燥、塗布層の硬化条件に関しては、コート液やその機能や目的によって選ばれるものであって、特に限定されるわけではない。また、加熱処理以外に紫外線や電子線照射等の活性エネルギー線照射を併用してもよいし、無溶剤型のコート剤の場合、加熱処理を省くことができる場合もある。
【0032】
また、塗布層を構成する基材フィルムにはあらかじめ、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。
【0033】
また、コーティングの速度は10m/分以上であることが、塗布フィルムの製造コストを低く抑える上から好ましい。
【実施例】
【0034】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0035】
(1)傷個数の測定
3波長蛍光灯下にてフィルムの表面の観察を20mの範囲で行い、認知できる傷をマーキングして個数を数えた。長さ1.0mm以上であるかどうか不明瞭な場合は、光学顕微鏡にて長さを確認した。また、微細な傷で、幅が不明確な場合も、光学顕微鏡にて個数を数えた。
【0036】
(2)塗布層の厚さ測定
大塚電子株式会社製の反射分光膜厚計FE−3000(商品名)にて、最適化法を用いて測定を行った。
【0037】
以下の実施例および比較例において使用した基材ポリエステルフィルムは、次のようにして準備したものである。
[基材ポリエステルフィルムの製造方法]
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩0.09重量部を反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート0.04部を添加した後、エチレングリコールに分散させた平均粒子径2.4μmのシリカ粒子を0.07部、三酸化アンチモン0.04部を加えて、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。
一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度0.65に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエチレンテレフタレートの極限粘度は0.65、オリゴマー(環状三量体)の含有量は0.98重量%であった。
【0038】
得られたポリエチレンテレフタレートを180℃で4時間、不活性ガス雰囲気中で乾燥し、溶融押出機により290℃で溶融し、口金から押出し静電印加密着法を用いて表面温度を40℃に設定した冷却ロール上で冷却固化して未延伸シートを得た。得られた未延伸シートにまず、95℃で延伸倍率をMD方向に3.6倍延伸し、テンターに導き、TD方向に4.3倍の逐次二軸延伸を行った。その後、230℃にて3秒間熱固定し、厚さ38μmのポリエステルフィルムフィルムを得た。なお、得られたポリエステルフィルムはスリッター機で幅700mmにスリットして、内径6インチのプラスチック製コアに、長さ1500mにて巻上げた。
【0039】
実施例1:
基材ポリエステルフィルムの一方の面に、コート液としてコルコート株式会社製コルコートP、固形分濃度2%を、ステンレス鋼製ドクターブレードと、DLCコーティングされたグラビアシリンダー版を用いたリバースグラビアコート方式にて、乾燥温度は150℃、コーティング速度は15m/分で、塗布厚さ0.1μmの塗布フィルムを得た。
【0040】
実施例2:
実施例1において、コート液をコルコートP、固形分濃度1%(エタノールで希釈)に変更して、塗布厚さ0.05μmの塗布フィルムを得た。
【0041】
実施例3:
実施例1において、コート液を信越化学工業株式会社製KS−847H、固形分濃度4%に同社製硬化剤PL−50Tを同じく0.04%(いずれもトルエンで希釈)を加えて、乾燥温度を120℃、コーティング速度を30m/分に変更して、塗布厚さ0.3μmの塗布フィルムを得た。
【0042】
実施例4:
実施例1において、コート液を日本化薬株式会社製カヤノバKOP−1100、固形分濃度20%(酢酸エチルで希釈)、乾燥温度100℃、UV照射高圧水銀灯160W、コーティング速度20m/分に変更して、塗布厚さ1.2μmの塗布フィルムを得た。
【0043】
比較例1:
実施例1において、グラビアシリンダー版をHCr処理されたものに変更する以外は実施例1と同様にして塗布フィルムを得た。
【0044】
比較例2:
実施例3において、グラビアシリンダー版をHCr処理されたものに変更する以外は実施例3と同様にして塗布フィルムを得た。
【0045】
比較例3:
実施例4において、グラビアシリンダー版をHCr処理されたものに変更する以外は実施例4と同様にして塗布フィルムを得た。
【0046】
以上、得られた結果を下記表1にまとめて示す。
【0047】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明のフィルムは、例えば、LCD、PDP、有機EL、タッチパネル等の表示部材の構成部材用、およびそれらの表示部材の製造工程用フィルム用として好適に利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
塗布層を有するフィルムであって、当該フィルムを3波長蛍光灯下で観察した際に1mm以上の長さのキズが0.7個/m以下であることを特徴とする塗布層を有するフィルム。
【請求項2】
塗布層が、ダイアモンドライクコーティング(DLC)薄膜を表面に有するグラビアシリンダー版を用いたリバースグラビアコート方式によって形成されてなる請求項1に記載の塗布層を有するフィルム。

【公開番号】特開2013−6983(P2013−6983A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−141272(P2011−141272)
【出願日】平成23年6月25日(2011.6.25)
【出願人】(000006172)三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Fターム(参考)】