説明

帯電防止材料、並びに帯電防止光学フィルム及びその製造方法

【課題】充分な帯電防止性能を得ることができ、かつ該帯電防止性能が時間の経過とともに低下し難く、さらに帯電防止処理された表面のべたつきを抑制できる帯電防止材料、並びに該帯電防止材料を用いた帯電防止光学フィルム及び該帯電防止光学フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】イオン導電性材料と、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有する帯電防止材料B。光学フィルムが帯電防止材料Bにより帯電防止処理されている帯電防止光学フィルム。溶融押出法によりフィルム状に樹脂を成形する工程と、フィルム状に成形された樹脂Aの表面に、帯電防止材料Bを噴霧することにより、帯電防止材料Bにより帯電防止処理された帯電防止光学フィルムを得る工程とを備える帯電防止光学フィルムの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルムなどの帯電防止対象部材の帯電を防止するための帯電防止材料、並びに該帯電防止材料を用いた帯電防止光学フィルム及び該帯電防止光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、携帯電話、ノートパソコン及びパソコン用モニタ等に広く用いられている。また、近年、液晶表示装置は、テレビ用途にも多く用いられており、需要が急速に増加している。上記液晶表示装置では、液晶の光学特性の補償、視野角の改善、コントラストの改善又は着色防止等を目的として、偏光フィルム又は位相差フィルム等の光学フィルムが、液晶セルの片面又は両面に積層されている。
【0003】
上記光学フィルムの帯電を防止するために、帯電防止材料が用いられている。
【0004】
また、従来、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、ゴム又は粘着剤などの各種材料の帯電を防止することを目的として、帯電防止材料が用いられている。
【0005】
上記帯電防止材料の一例として、下記の特許文献1には、イオン性液体であるピリジン誘導体のオニウム塩と、ポリエーテルポリオールとを含有する帯電防止材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−70421号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載のような帯電防止材料により、光学フィルム等の帯電防止対象部材を帯電防止処理した場合に、帯電防止性能が充分に得られないことがある。さらに、帯電防止性能が、時間の経過とともに低下することがある。さらに、帯電防止処理された帯電防止対象部材の表面がべたつくことがある。
【0008】
また、上記帯電防止対象部材が光学フィルムである場合に、帯電防止処理された光学フィルムを用いて液晶表示装置などを形成すると、光の干渉に起因するニュートンリングが見られることがある。
【0009】
本発明の目的は、帯電防止対象部材の帯電防止処理に用いられた場合に、充分な帯電防止性能を得ることができ、かつ該帯電防止性能が時間の経過とともに低下し難く、さらに帯電防止処理された表面のべたつきを抑制できる帯電防止材料、並びに該帯電防止材料を用いた帯電防止光学フィルム及び該帯電防止光学フィルムの製造方法を提供することである。
【0010】
本発明の限定的な目的は、光学フィルムの帯電防止処理に用いられた場合に、得られた帯電防止光学フィルムに起因するニュートンリングの発生を抑制できる帯電防止材料、並びに該帯電防止材料を用いた帯電防止光学フィルム及び該帯電防止光学フィルムの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の広い局面によれば、イオン導電性付与剤と、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有する、帯電防止材料が提供される。
【0012】
本発明に係る帯電防止材料のある特定の局面では、上記イオン導電性付与剤は、フッ素原子を含むアニオン塩を含むことが好ましい。
【0013】
本発明に係る帯電防止材料は、光学フィルム用帯電防止材料であることが好ましい。
【0014】
本発明に係る帯電防止光学フィルムは、光学フィルムが、本発明に従って構成された帯電防止材料により帯電防止処理されている。
【0015】
本発明に係る帯電防止光学フィルムのある特定の局面では、上記光学フィルムの材料は、ポリカーボネート樹脂である。
【0016】
本発明に係る帯電防止光学フィルムの製造方法は、溶融押出法により樹脂をフィルム状に成形する工程と、フィルム状に成形された樹脂の表面に、上記帯電防止材料を噴霧することにより、光学フィルムが上記帯電防止材料により帯電防止処理された帯電防止光学フィルムを得る工程とを備えており、上記帯電防止材料として、本発明に従って構成された帯電防止材料が用いられる。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る帯電防止材料は、イオン導電性付与剤と、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有するので、帯電防止対象部材の帯電防止処理に用いられた場合に、充分な帯電防止性能を得ることができる。さらに、該帯電防止性能は、時間の経過とともに低下し難い。さらに、帯電防止処理された帯電防止対象部材の表面のべたつきを抑制できる。
【0018】
本発明に係る帯電防止光学フィルムは、上記帯電防止材料により帯電防止処理されているので、得られた帯電防止光学フィルムに起因するニュートンリングの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】図1は、溶融押出成形法により、樹脂をフィルム状に成膜するために用いられる装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の詳細を説明する。
【0021】
(帯電防止材料)
本発明に係る帯電防止材料は、イオン導電性付与剤と、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有する。上記(メタ)アクリルは、アクリルとメタクリルとを示す。
【0022】
上記イオン導電性付与剤と上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体との併用により、帯電防止材料により帯電防止処理された帯電防止対象部材の表面の抵抗値を高くすることができる。さらに、表面のべたつきを抑制できる。また、帯電防止材料を用いて表面処理することにより形成された表面処理膜の状態を均一にすることができる。
【0023】
上記イオン導電性付与剤は、例えば、六フッ化リン酸塩、四フッ化ホウ酸塩及び三フッ化メタンスルホン酸塩等を含む。帯電防止性能をより一層高める観点からは、上記イオン導電性付与剤は、フッ素原子を含むアニオン塩を含むことが好ましい。さらに、帯電防止性能をより一層高める観点からは、上記イオン導電性付与剤は、リチウム塩を含むことが好ましい。
【0024】
上記イオン導電性付与剤として、イオン性液体を用いてもよい。上記イオン性液体としては、具体的には、イミダゾリウム塩化合物、4級アンモニウム塩化合物及びリチウムイオン性液体等が挙げられる。帯電防止性能をより一層高める観点からは、上記イオン導電性付与剤は、リチウム塩化合物と、ポリオールとの混合物であることが好ましく、上記イオン性液体は、リチウム塩化合物と、ポリオールとの混合物であることが好ましい。
【0025】
上記ポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリオキシエチレングリコール−ポリオキシプロピレングリコールブロック共重合体、及びポリエチレン主鎖とポリオキシアルキレングリコール側鎖とを有するポリエーテルポリオール等が挙げられる。
【0026】
上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体は、ポリエステル骨格と(メタ)アクリル骨格とを有する。上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体としては、具体的には、アニオン系水分散体、強靭性等の改質剤及び結晶性化合物等が挙げられる。分散性をより一層高める観点からは、上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体は、アニオン系水分散体であることが好ましい。
【0027】
上記イオン導電性付与剤100重量%中、フッ素原子を含むアニオン塩の含有量は1〜90重量%であることが好ましい。上記イオン導電性付与剤100重量%中、フッ素原子を含むアニオン塩の含有量のより好ましい下限は3重量%、より好ましい上限は50重量%である。さらに、上記イオン導電性付与剤100重量%中、リチウム塩の含有量は1〜90重量%であることが好ましい。上記イオン導電性付与剤100重量%中、リチウム塩の含有量のより好ましい下限は3重量%、より好ましい上限は50重量%である。
【0028】
上記イオン導電性付与剤100重量部に対して、上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体の含有量の好ましい下限は50重量部、より好ましい下限は70重量部、好ましい上限は150重量部、より好ましい上限は120重量部である。上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体の含有量が上記好ましい下限及び上限を満たすと、帯電防止性能をより一層高めることができ、かつ帯電防止処理された帯電防止対象部材の表面のべたつきをより一層抑制できる。
【0029】
上記帯電防止材料は、溶剤を含有していてもよい。該溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール及びイソプロパノールなどのアルコール溶剤、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサン及びジエチルエーテルなどのエーテル溶剤、ベンゼン、トルエン及びn−ヘキサンなどの炭化水素溶剤、アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノンなどのケトン溶剤、酢酸エチル及び酢酸ブチルなどのエステル溶剤、並びに水等が挙げられる。上記溶剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。溶剤による悪影響を小さくする観点からは、上記溶剤は水であることが好ましい。さらに、溶剤を容易に揮発させる観点からは、上記溶剤は低沸点溶剤であることが好ましい。上記低沸点溶剤として、メタノール、エタノール、n−プロパノールもしくはイソプロパノール等のアルコール溶剤を用いることが好ましい。
【0030】
上記帯電防止材料が溶剤を含む場合に、帯電防止材料100重量%中の上記イオン導電性付与剤とポリエステル−(メタ)アクリル分散体との合計の含有量の好ましい下限は0.1重量%、より好ましい下限は0.5重量%、好ましい上限は5重量%、より好ましい上限は3重量%である。
【0031】
上記帯電防止材料中のポリエステル−(メタ)アクリル分散体の平均径は、0.5〜3μmの範囲内であることが好ましい。上記平均径が上記範囲内であると、帯電防止処理された帯電防止対象部材の表面のべたつきをより一層抑制できる。
【0032】
上記帯電防止材料の製造方法は特に限定されない。例えば、上記イオン導電性付与剤に、上記ポリエステル−(メタ)アクリル分散体と、必要に応じて配合される他の成分とを添加し、混合することにより、上記帯電防止材料が得られる。
【0033】
上記帯電防止材料は、様々な帯電防止対象部材の帯電を防止するために用いることができる。上記帯電防止対象部材としては特に限定されないが、光学フィルム等が挙げられる。さらに、上記帯電防止材料は、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、ゴム、粘着剤又は接着剤などの各種材料の帯電を防止するために用いることができる。
【0034】
(表面処理光学フィルム)
上記帯電防止材料により帯電防止処理される帯電防止対象部材は、光学フィルムであることが好ましい。
【0035】
本発明に係る帯電防止光学フィルムは、光学フィルムが、上記帯電防止材料により帯電防止処理されたものである。帯電防止光学フィルムは、光学フィルムが、上記帯電防止材料により表面処理されたものであることが好ましい。帯電防止光学フィルムは、光学フィルムと、該光学フィルムの表面に上記帯電防止材料により形成された表面処理膜とを備えることが好ましい。表面処理膜は薄膜であることが好ましい。ただし、上記帯電防止材料は、光学フィルムの表面処理に用いることができるだけでなく、上記光学フィルムの材料に混合して用いることもできる。
【0036】
上記表面処理膜の厚みは特に限定されない。該表面処理膜の厚みは0.5〜3μm程度である。
【0037】
上記帯電防止光学フィルムを用いて液晶表示装置などを形成したときに、光の干渉に起因するニュートンリングが見られないことが好ましい。従来の帯電防止材料により帯電防止処理された帯電防止光学フィルムを用いた場合には、ニュートンリングの発生を充分に抑制できないことがある。イオン導電性付与剤とポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有する帯電防止材料の使用により、ニュートンリングの発生を効果的に抑制できる。
【0038】
上記光学フィルムの材料は、樹脂であることが好ましく、熱可塑性樹脂であることがより好ましい。上記光学フィルムの材料の具体例としては、例えば熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸メチル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びオレフィンーマレイミド共重合体等が挙げられる。上記光学フィルムの材料は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0039】
光学特性をより一層高める(高輝度化)観点からは、上記光学フィルムの材料は、ポリカーボネート樹脂であることが好ましい。
【0040】
帯電防止性能をより一層高める観点からは、上記帯電防止光学フィルムの帯電防止処理された表面の抵抗値は、10〜1011Ωcmの範囲内であることが好ましい。
【0041】
上記帯電防止光学フィルムの厚みは特に限定されない。該帯電防止光学フィルムの厚みは、例えば20〜500μm程度である。
【0042】
上記帯電防止光学フィルムとしては特に限定されないが、位相差フィルム、偏光子保護フィルム及び輝度向上シート等が挙げられる。また、上記位相差フィルム又は偏光子保護フィルムを偏光子の少なくとも片面に積層することにより、帯電防止光学フィルムと偏光子とを備える偏光板を得ることができる。
【0043】
(帯電防止光学フィルムの製造方法)
上記帯電防止光学フィルムの製造方法としては、例えば、溶液流延法、溶融成形法等が挙げられる。上記溶融成形法としては、溶融押出成形法、プレス成形法及び射出成形法等が挙げられる。なかでも、溶融成形法の採用により、特に溶融押出成形法の採用により、本発明の効果が有効に発揮される。上記溶融押出成形法としては、例えば、Tダイ法及びインフレーション法等が挙げられる。
【0044】
本発明に係る帯電防止光学フィルムの製造方法は、溶融押出法により樹脂をフィルム状に成形する工程と、フィルム状に成形された樹脂の表面に、上記帯電防止材料を噴霧することにより、上記帯電防止材料により帯電防止処理された帯電防止光学フィルムを得る工程とを備える。
【0045】
上記帯電防止光学フィルムは、例えば、図1に示す装置を用いて製造できる。
【0046】
図1に、溶融押出成形法により、樹脂をフィルム状に成膜するために用いられる装置の一例を概略構成図で示す。
【0047】
図1に示すように、樹脂をフィルム状に成膜する際には、先ず、押出機1から樹脂を押出し、金型4に供給する。押出機1と金型4との間には、ギアポンプ2が配置されている。また、押出機1と金型4との間には、フィルター3が配置されている。フィルター3は、ギアポンプ2と金型4との間に配置されている。ただし、ギアポンプ2及びフィルター3は、必ずしも用いられている必要はない。
【0048】
金型4に供給された樹脂を金型4の開口から押出し、排出し、樹脂をフィルム状に成膜する。排出されたフィルム状の樹脂Aを、冷却ロール12に接触させて、冷却する。冷却ロール12に樹脂Aを押圧するために、タッチロールとしての冷却ロール11が設けられている。冷却ロール11にかえて、エアナイフ又は静電ピニング等を用いてもよい。
【0049】
冷却ロール12により冷却された樹脂Aを、冷却ロール13,14により更に冷却し、巻き取る。
【0050】
図1に示す装置では、冷却ロール13を通過したフィルム状の樹脂Aに、帯電防止材料Bを噴霧するための噴霧装置15が設置されている。帯電防止材料Bは、イオン導電性付与剤と、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有する。噴霧装置15のノズル15aから、フィルム状の樹脂Aに帯電防止材料Bを噴霧することにより、光学フィルムが帯電防止処理される。帯電防止材料Bの噴霧により、光学フィルムが表面処理される。このようにして、帯電防止光学フィルムを得ることができる。
【0051】
図1に示す装置の使用により、帯電防止処理をインラインで行うことができる。帯電防止処理は、インラインで行われることが好ましい。
【0052】
噴霧装置15の設置箇所は特に限定されない。帯電防止性能をより一層高める観点からは、帯電防止材料Bの噴霧は、樹脂をフィルム状に成形した後、かつフィルム状に成形された樹脂(溶融樹脂)が完全に固化する前に行われることが好ましい。
【0053】
光学フィルムを均一に帯電防止処理する観点からは、上記帯電防止材料の噴霧時の圧力は、0.1〜1MPaの範囲内であることが好ましい。帯電防止性能をより一層高める観点からは、上記帯電防止材料の噴霧時(噴霧される領域)の樹脂Aの温度は、55〜120℃の範囲内であることが好ましい。また、上記噴霧時の樹脂Aの温度が55℃以上であると、上記帯電防止材料が溶剤を含有する場合に、得られた帯電防止光学フィルムに溶剤が残存し難くなる。従って、得られた帯電防止光学フィルムの物性が、時間の経過とともに変化し難くなる。
【0054】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【0055】
(実施例1)
イオン導電性付与剤として、PEL25(日本カーリット社製、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム5重量部と過塩素酸リチウム10重量部とがポリオキシエチレングリコール−ポリオキシプロピレングリコール共重合体85重量部に混合され、調製されたイオン導電性付与剤)1重量部に、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体としてのペスレジン MYX−570(高松油脂社製)1重量部と、水100重量部とを添加し、混合し、固形分のペスレジン平均径が1μmである帯電防止材料を得た。
【0056】
(実施例2)
PEL25の添加量を1重量部から1.2重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、帯電防止材料を得た。
【0057】
(実施例3)
PEL25の添加量を1重量部から0.8重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、帯電防止材料を得た。
【0058】
(実施例4)
六フッ化リン酸リチウム(ステラケミファ社製)15重量部をポリエーテルポリオールであるポリエチレン−ポリオキシエチレングリコールグラフト共重合体(住友化学工業社製「スミエード300G」)85重量部に混合して、イオン導電性付与剤を調製した。
【0059】
次に、調製されたイオン導電性付与剤1重量部に、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体としてのペスレジン MYX−570(高松油脂社製)1重量部と、水100重量部とを添加し、混合し、固形分のペスレジン平均径が1μmである帯電防止材料を得た。
【0060】
(実施例5)
ホウフッ化リチウム(ステラケミファ社製)15重量部をポリエーテルポリオールであるポリエチレン−ポリオキシエチレングリコールグラフト共重合体(住友化学工業社製「スミエード300G」)85重量部に混合してイオン導電性付与剤を調製した。
【0061】
次に、調製されたイオン導電性付与剤1重量部に、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体としてのペスレジン MYX−570(高松油脂社製)1重量部と、水100重量部とを添加し、混合し、固形分のペスレジン平均径が1μmである帯電防止材料を得た。
【0062】
(比較例1)
ペスレジン MYX−570を、ポリエーテルポリオールであるポリエチレン−ポリオキシエチレングリコールグラフト共重合体(住友化学工業社製「スミエード300G」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、帯電防止材料を得た。
【0063】
(比較例2)
PEL−25 1重量部と、水100重量部とを混合して帯電防止材料を得た。
【0064】
(評価)
(1)評価サンプルの作製
図1に概略構成を示した装置を用いて、位相差フィルムを溶融押出法により得た。なお、図1に示す装置の仕様は、以下の通りである。
【0065】
押出機1:同方向二軸押出機
金型4:Tダイ
冷却ロール12〜14:金属性鏡面ロール
冷却ロール11:金属性スリーブロール
【0066】
上記装置を用いて、押出機1から金型4にポリカーボネート樹脂(帝人化成社製「パンライトK−1300Y」)を供給し、金型4から樹脂をフィルム状に押出し、成形した。溶融押出し時の上記樹脂の温度を280℃とした。押出し時の上記樹脂の温度は、押出機1先端から金型4までの温度を制御することにより調整した。
【0067】
溶融押出しされた樹脂フィルムを、100℃の冷却ロール12と60℃の冷却ロール11とで挟圧し、90℃の冷却ロール13及び80℃の冷却ロール14を通過させて冷却した後、樹脂フィルムを巻き取り、平均厚み100μmの位相差フィルムを得た。冷却の際に、冷却ロール13を通過し、かつ冷却ロール14を通過する前のフィルム状の樹脂Aに、得られた帯電防止材料を噴霧装置15のノズル15aから0.5MPaの圧力で噴霧した。なお、帯電防止材料の噴霧時(噴霧される領域)の樹脂Aの温度は80℃であった。
【0068】
このようして、上記帯電防止材料により帯電防止処理(表面処理)された帯電防止光学フィルムとしての位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムを評価サンプルとして用いた。
【0069】
(2)帯電防止性能
SME−8310(東亜ディーケー社製)を用いて、得られた評価サンプルの初期の表面固有抵抗値を測定して、初期の帯電防止性能を評価した。次に、評価サンプルを23℃及び相対湿度65%RHの条件で1日間放置した。放置後の評価サンプルの表面固有抵抗値を測定して、経時後の帯電防止性能を評価した。
【0070】
(3)表面のべたつき防止効果及び滑り性
評価サンプルの表面に指を接触させ、官能で表面のべたつき防止効果を評価した。表面のべたつきが無い場合を「○」、表面のべたつきがある場合を「×」として、表面のべたつき防止効果を判定した。
【0071】
さらに、トライボマスターTL102(トリニティ・ラボ社製)を用いて、評価サンプルの静摩擦係数を測定し、表面の滑り性を評価した。静摩擦係数が0.50以下であると、滑り性が良い。表面のべたつきと滑り性とを両立することが重要である。
【0072】
(4)ニュートンリング
評価サンプル上に、透明なPETシートを積層し、上から目視することにより、評価サンプルのニュートンリングの有無を評価した。なお、上記PETシートとして、二村化学製のFE−2000(厚み100μm)を用いた。
【0073】
結果を下記の表1に示す。
【0074】
【表1】

【符号の説明】
【0075】
1…押出機
2…ギアポンプ
3…フィルター
4…金型
11〜14…冷却ロール
15…噴霧装置
15a…ノズル
A…樹脂
B…帯電防止材料

【特許請求の範囲】
【請求項1】
イオン導電性付与剤と、ポリエステル−(メタ)アクリル分散体とを含有する、帯電防止材料。
【請求項2】
前記イオン導電性付与剤が、フッ素原子を含むアニオン塩を含む、請求項1に記載の帯電防止材料。
【請求項3】
光学フィルム用帯電防止材料である、請求項1又は2に記載の帯電防止材料。
【請求項4】
光学フィルムが、請求項1〜3のいずれか1項に記載の帯電防止材料により帯電防止処理されている、帯電防止光学フィルム。
【請求項5】
前記光学フィルムの材料が、ポリカーボネート樹脂である、請求項4に記載の帯電防止光学フィルム。
【請求項6】
溶融押出法により樹脂をフィルム状に成形する工程と、
フィルム状に成形された樹脂の表面に、前記帯電防止材料を噴霧することにより、前記帯電防止材料により帯電防止処理された帯電防止光学フィルムを得る工程とを備え、
前記帯電防止材料として、請求項1〜3のいずれか1項に記載の帯電防止材料を用いる、帯電防止光学フィルムの製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2011−99085(P2011−99085A)
【公開日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−62795(P2010−62795)
【出願日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【出願人】(000002174)積水化学工業株式会社 (5,781)
【Fターム(参考)】