JP2004154636A - 電離放射線硬化型樹脂層の形成方法とそれを用いた光学フィルム及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィルム基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂を塗布した後、電離放射線を照射して硬化した塗布層を形成する際、フィルム基材の裏面側に気体を吹き付け、浮上した状態で電離放射線を照射することを特徴とする電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電離放射線硬化型樹脂層の形成方法とそれを用いた光学フィルム及び画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレーやプラズマディスプレー等の画像表示装置では、画面にものが接触したりして生じる傷を防止するためハードコート層付きの光学フィルムが用いられる。また、その表面に防眩層や熱線吸収層等の光学薄膜を付与することが多い。
【0003】
これらの層形成には、膜強度を上げるため、多くの場合電離放射線硬化型樹脂が用いられ、樹脂層が塗布され乾燥後、電離放射線(代表は紫外線:以降UV光という場合有)を照射し架橋硬化される。
【0004】
しかし、フィルム基材(多くは合成樹脂フィルム、単に基材またはフィルムということあり)上に塗布された電離放射線硬化型樹脂層を硬化する際、電離放射線照射によりフィルム温度が上昇し、熱変形を起こすことが知られており、フィルムを一定温度以上にならないよう冷却することが一般的である。この現象は特に紫外線を照射する際に問題となる。
【0005】
冷却法としては、照射表面に冷風を吹きつける、ロール内を冷水を流し一定温度に保つようにしたロール上に巻きつける方法等が一般的である。また、紫外線ランプより放出される赤外線による温度上昇も大きく、ランプとフィルムの間に熱線吸収フィルターを設置したり、ランプ後方の反射鏡を赤外線を通過させUV光を反射させるコールドミラーとする等により、赤外線をフィルムに当てないように工夫している。更に、ランプの周囲に二重ガラス管を設置し、ガラス管内に冷却水を流すようなことも行われている。
【0006】
さらに電離放射線硬化型樹脂は電離放射線照射により3次元的に架橋するため、膜収縮を起こす。例えば下記特許文献1では、フィルム基材を熱ロール表面に少なくとも部分的に巻きつけて塗布層とともに30〜100℃に加熱しながらUV光を照射し硬化させることにより、この膜収縮により発生する歪みを防止し、密着性に優れた膜を得ている。また、下記特許文献2では、加熱すると収縮するプラスチックフィルム基材上に塗布した樹脂層に、フィルム基材を加熱しながらUV光を照射し、基材フィルムの熱収縮率と塗布された樹脂層の硬化による収縮率との差を2.0%以下とする条件下で硬化させ、カールのない平滑なフィルムを得ている。
【0007】
しかし、薄膜のフィルム基材では、搬送時の張力により搬送方向に数mm〜数cmピッチのつれ状の変形が発生する。このような状態では、ロール表面に均一に接触しないため歪みが均一に取りきれない。同時にロール表面での接触強さが異なるため、収縮の違いが生じ、数mm〜数cmピッチのつれ状の変形が残ってしまうことがある。
【0008】
【特許文献1】
特公平7−51641号公報
【0009】
【特許文献2】
特開平3−19839号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電離放射線硬化型樹脂を用いて形成した、平滑性が高く、歪みがなく、フィルム基材との密着性のよい電離放射線硬化型樹脂層の形成方法と、これをハードコート層及び/又は防眩層として有する光学フィルム、及びそれらを用いた画像表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成のいずれかを採ることにより達成される。
【0012】
〔1〕 連続搬送されるフィルム基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂を塗布した後、電離放射線を照射して硬化した塗布層を形成する際、フィルム基材の裏面側に気体を吹き付け、浮上した状態で電離放射線を照射することを特徴とする電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
【0013】
〔2〕 連続搬送されるフィルム基材の、搬送方向に対し直角方向(幅方向)から見た断面が、曲率を有する形状になるように気体にて保持された状態で、電離放射線を照射されることを特徴とする〔1〕記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
【0014】
〔3〕 連続搬送されるフィルム基材の裏面側に吹き付ける気体の温度が5〜100℃の範囲であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
【0015】
〔4〕 連続搬送されるフィルム基材の搬送方向から見た断面が、中央部が端部より高くなるように気体にて保持された状態で、電離放射線を照射されることを特徴とする〔1〕、〔2〕又は〔3〕記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
【0016】
〔5〕 〔1〕〜〔4〕のいずれか1項記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法により作製されたことを特徴とする光学フィルム。
【0017】
〔6〕 少なくともハードコート層又は防眩層が請求項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法により作製された表面保護フィルムを有することを特徴とする画像表示装置。
【0018】
本発明〔1〕の如き態様であれば、電離放射線照射部に気体(エアー)を噴出するノズルを設置し、基材を浮かせた状態で電離放射線を照射することになる。基材はつれのない状態でエアーにより支えられ、均一な温度のエアーにより冷却/加熱されるため膜中に歪み、しわのない良好なフィルムが得られる。これにより、連続的に搬送されるフィルム基材上に電離放射線硬化型樹脂層を形成することが出来、工業生産性も極めて良好な方法といえる。浮上に使用される気体は、空気が一般的であるが、窒素等の不活性ガスを用いてもよい。また、不活性ガスを用い、照射雰囲気中の酸素濃度を1%以下としてもよい。
【0019】
浮上しているフィルム基材は、搬送方向に対し垂直の方向から見ると、曲率を有した形状でエアーにより浮上・支持されるのがよく、また、ノズル前後の近傍にガイドロールを設置することにより、平面性が確保される。また、長手方向から見たフィルム基材断面が、幅方向の中央部が端部より高くなるように気体にて保持された状態で、電離放射線を照射されるのが好ましい。
【0020】
さらに、フィルム基材の裏面側に吹き付ける気体の温度を5〜100℃の範囲とすることにより、電離放射線照射時の基材温度を変形しない適正な範囲に保つことができる。なお必要によっては光源ランプと基材フィルムの間に冷却風/熱風を吹き込んでもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の構成につきさらに詳細に説明する。
【0022】
〔作製工程〕
従来、例えば図1に示す如き工程により、電離放射線硬化型樹脂層の塗布・乾燥、及び該層の硬化が行われている。
【0023】
図1において、ロール状に巻かれた基材1を巻きだし、まず基材表面に塗布機Aにより電離放射線硬化型樹脂層液を塗布する。これをドライヤー4により乾燥させた後、電離放射線照射器5により例えば紫外線を照射して完全に硬化させる。
【0024】
また、カール防止やブロッキング防止のため、次に基材1の裏面に塗布機Bによりバックコート層液が塗布されドライヤー8にて乾燥された後、ロール状に巻き取られる。
【0025】
また塗布法については特に限定はない。ロール塗布、グラビアロール塗布、ワイヤーバー塗布、ブレード塗布、ダイ塗布、スライドホッパー塗布、スプレー塗布、カーテン塗布等いずれも用いることが出来る。
【0026】
〔電離放射線による硬化装置〕
電離放射線とは、X線や紫外線等の電離放射線硬化型樹脂を重合又は架橋することが出来る高エネルギーな放射線を意味し、本発明の態様において最も広く用いられる代表的なものは紫外線である。そのため、本発明において電離放射線を説明の過程で紫外線と記すこともある。
【0027】
従来、電離放射線を基材上の樹脂層に照射する場合、金属等の支持部材(ドラム、ロール等)に接触支持されて搬送される基材上の樹脂層に行われていた。
【0028】
即ち、図2の構成図の(1)に示される如く、基材1は接触搬送部材6のロールにより支持搬送された状態で電離放射線照射がなされる。
【0029】
前記した如く、フィルム基材上に塗布された電離放射線硬化型樹脂層を硬化する際、電離放射線照射によりフィルム温度が上昇し、熱変形を起こすことが知られている。このような態様にて電離放射線照射が行われると、基材1の温度は、ロールに接触し始めた時点では低いが、電離放射線の照射領域に来ると急激に上昇し、このとき基材は熱膨張し、また、搬送力を与えるために加えられている牽引力により引き延ばされて延伸される。このとき、フィルム基材は接触搬送部材6としてのロールの表面に密着しているため、これらの力は局部的に加わり、局部的な変形・歪みを与え、しわ等を生じることになる。
【0030】
なお、前記した通り、実際には紫外線の発光光源11においても、紫外線だけではなくより波長の長い可視光や赤外光も同時に発光したり、発光光源より出た紫外線が反射板等、基体上の電離放射線硬化型樹脂層以外のものにあたり、それにより可視光や赤外光を発光することもある。これらは、結局該樹脂層に照射されたり、このときフィルムが照射光を吸収し、発生した熱が伝熱により伝わったりして、樹脂層の温度を上げ好ましくない作用をすることがあるため、除去する方が好ましい。従って、光源と電離放射線硬化型樹脂層の間に、これらの除去フィルター12を設置したり、光源周辺の温度をあまり高くしないよう冷却する装置を取り付けることがよく行われれている。これらの方策を用いても、尚十分な効果が得られず、電離放射線照射時にフィルム基材に局部的な変形・歪みを与え、問題となる状況を打破できないのが現状であった。
【0031】
本発明の態様においては、図2の(2)のごとく、気体(エアー)を吹き出す非接触搬送部材7を用い、搬送しながら電離放射線を照射し基材上の電離放射線硬化型樹脂層を硬化する。なお、14は非接触搬送部材7を補助する補助支持ロールである。非接触部材の気体を吹き出す範囲は、電離放射線照射範囲と同じかそれ以上とすることが好ましく、最低でも電離放射線照射範囲の60%以上は吹き出し範囲であるのがよい。補助支持ロール14間では浮上しているようにしてもよい。また、補助支持ロール14と非接触部材との間の距離は短いほどよく、1〜500mmが好ましい。
【0032】
非接触搬送部材7の形状については、特に限定されるものではなく、どのような形のものでもよい。しかし、図3(1)の構成断面図の様に搬送部材のエアー吹き出し部が、フィルム基体の搬送方向を基準にしてその垂直方向から見たとき、幅方向の断面が平らなものより、好ましくは図3(2)の如く、曲率を有しているものの方が、搬送が安定し、均一な厚さの電離放射線硬化型樹脂層を形成することが出来る。この場合、その曲率の度合い等については、適用される状況に応じて円弧状もしくは放射線状等、そのいずれでもよい。例えば図4に示す構成断面図図(1)、(2)又は(3)に示すような態様が考えられる。曲率としては曲率半径が100mm〜50mが好ましい。
【0033】
さらに、電離放射線硬化型樹脂層を担持するフィルム基材の搬送時の形状は、搬送される方向から見た断面が、中央部が端部より高くなるように気体にて保持された状態で、電離放射線を照射される方が、電離放射線硬化型樹脂層が電離放射線を照射により架橋硬化されていく工程、あるいはその後の平滑性を保ち易いので好ましい。
【0034】
なお、気体の吹き出し口についても、上記形態を保持し易いものであればどのようなものでもよいが、例えば、図5(1)の断面図の如く、非接触搬送部材7の表面に無数の細かい、例えば穴径0.1mmの穴を有した細かい吹き出し口15を有するもの、図5(2)の斜視図の如くその上にワイヤー16を巻き付けたもの(17は吸気口)等、いずれの形状を有するものでもよい。
【0035】
フィルム基材を均一に搬送する際には、フィルムの材質、膜厚によって異なるが、張力10〜500N/m、エア吹き出し圧(非接触搬送部材内部圧力と雰囲気の圧力差)は100Pa〜1000kPa、好ましくは500Pa〜400kPaの範囲である。
【0036】
つれを抑制するために、上流側の補助支持ロールをエキスパンダーロール、コンケイブロール、クラウンロールとしてもよい。また、補助支持ロールを含め、非接触搬送部材前後のロール間距離を短くする方が好ましく、1000mm以下、好ましくは500mm以下、より好ましくは300mm以下がよい。
【0037】
〔電離放射線硬化型樹脂とそれを用いた樹脂層〕
本発明の光学フィルムは電離放射線硬化型樹脂層を有するが、特にクリアハードコート加工のために電離放射線硬化型樹脂が用いられる例について説明する。
【0038】
電離放射線硬化型樹脂層とは紫外線や電子線のような電離放射線照射により架橋反応などを経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。電離放射線硬化型樹脂としては紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などが代表的なものとして挙げられるが、紫外線や電子線以外の電離放射線照射によって硬化する樹脂でもよい。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、又は紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることが出来る。
【0039】
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る(例えば、特開昭59−151110号公報参照)。
【0040】
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂は、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る(例えば、特開昭59−151112号公報参照)。
【0041】
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させたものを挙げることが出来る(例えば、特開平1−105738号公報参照)。この光反応開始剤としては、ベンゾイン誘導体、オキシムケトン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体等のうちから、1種もしくは2種以上を選択して使用することが出来る。
【0042】
また、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることが出来る。これらの樹脂は通常公知の光増感剤と共に使用される。また上記光反応開始剤も光増感剤としても使用出来る。具体的には、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることが出来る。また、エポキシアクリレート系の光反応剤の使用の際、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることが出来る。塗布乾燥後に揮発する溶媒成分を除いた紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる光反応開始剤又光増感剤は該組成物の2.5〜6質量%であることが特に好ましい。2.5%未満では樹脂フィルムから溶出する可塑剤及び/又は紫外線吸収剤によって硬化阻害を受け、耐擦傷性が低下し、逆に6質量%を超えると相対的に紫外線硬化型樹脂成分が減るため逆に耐擦傷性が低下したり、塗布性が悪化するなどのため塗膜の面品質を悪くすることがある。
【0043】
樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることが出来る。また不飽和二重結合を二つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメチルジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。
【0044】
紫外線硬化型樹脂としては、例えば、アデカオプトマーKR・BYシリーズ;KR−400、KR−410、KR−550、KR−566、KR−567、BY−320B、(以上、旭電化工業社製)あるいはコーエイハードA−101−KK、A−101−WS、C−302、C−401−N、C−501、M−101、M−102、T−102、D−102、NS−101、FT−102Q8、MAG−1−P20、AG−106、M−101−C(以上、広栄化学工業社製)、あるいはセイカビーム PHC2210(S)、PHC X−9(K−3)、PHC2213、DP−10、DP−20、DP−30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上、大日精化工業社製)、あるいはKRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上、ダイセル・ユーシービー社製)、あるいはRC−5015、RC−5016、RC−5020、RC−5031、RC−5100、RC−5102、RC−5120、RC−5122、RC−5152、RC−5171、RC−5180、RC−5181(以上、大日本インキ化学工業社製)、あるいはオーレックスNo.340クリヤ(中国塗料社製)、あるいはサンラッドH−601(三洋化成工業社製)、あるいはSP−1509、SP−1507(昭和高分子社製)、あるいはRCC−15C(グレース・ジャパン社製)、アロニックスM−6100、M−8030、M−8060(以上、東亞合成社製)あるいはこの他の市販のものから適宜選択して利用することもできる。
【0045】
電離放射線硬化型樹脂層の塗布組成物は固形分濃度は10〜95質量%であることが好ましく、塗布方法により適当な濃度が選ばれる。
【0046】
電離放射線硬化型樹脂を光硬化反応により硬化皮膜層を形成するための光源としては、特に限定なく使用出来る。例えば、紫外線を発生する光源であれば低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることが出来る。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は20〜10000mJ/cm2程度あればよく、好ましくは、50〜2000mJ/cm2である。近紫外線領域から可視光線領域にかけてはその領域に吸収極大のある増感剤を用いることも出来る。
【0047】
電離放射線硬化型樹脂層を塗設する際の溶媒として前述の樹脂層を塗設する溶媒、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他の溶媒の中から適宜選択し、あるいは混合されて利用できる。好ましくは、プロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテル又はプロピレングリコールモノ(C1〜C4)アルキルエーテルエステルを5質量%以上、さらに好ましくは5〜80質量%以上含有する溶媒が用いられる。
【0048】
紫外線硬化型樹脂組成物塗布液の塗布方法としては、前記した公知の方法を用いることが出来る。塗布量はウェット膜厚で1.0〜100μmが適当で、好ましくは、1.0〜15μmである。塗布速度は好ましくは10〜60m/minで行われる。
【0049】
紫外線硬化型樹脂組成物は塗布後、速やかに乾燥された後、紫外線を光源より照射するが、照射時間は0.1秒〜5分がよく、紫外線硬化型樹脂の硬化効率、作業効率とから0.1〜10秒がより好ましい。こうして得た硬化皮膜層に、液晶表示装置パネルの表面に防眩性を与えるために、また他の物質との対密着性を防ぎ、対擦り傷性等を高めるために無機あるいは有機の微粒子を加えることもできる。例えば、無機微粒子としては酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、カオリン、硫酸カルシウム等を挙げることができ、また有機微粒子としては、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリルスチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコーン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ベンゾグアナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、あるいはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等を挙げることができ、紫外線硬化型樹脂組成物に加えることが出来る。これらの微粒子粉末の平均粒径としては、0.01〜10μmであり、紫外線硬化型樹脂組成物と微粒子粉末との割合は、樹脂組成物100質量部に対して、0.1〜20質量部となるように配合することが望ましい。防眩効果を付与するには、平均粒径0.1〜1μm、樹脂組成物100質量部に対して1〜15質量部が好適である。
【0050】
また硬化された層の耐熱性を高めるために、酸化防止剤を光硬化反応を抑制しないようなものを選んで用いることが出来る。例えば、ヒンダードフェノール誘導体、チオプロピオン酸誘導体、ホスファイト誘導体等を挙げることが出来る。具体的には、例えば、4,4′−チオビス(6−t−3−メチルフェノール)、4,4′−ブチリデンビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)メシチレン、ジ−オクタデシル−4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルベンジルホスフェート等を挙げることが出来る。
【0051】
〔フィルム基材〕
本発明で光学フィルムの基材として用いられる樹脂フィルムは特に限定はされないが、例えば、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、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートフタレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム(CAPフィルム)、セルローストリアセテート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体からなるフィルム、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、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン樹脂系フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルムあるいはポリアリレート系フィルム等を挙げることができるが、本発明には、セルローストリアセテートフィルム(TACフィルム)等のセルロースエステルフィルム、ポリカーボネート(以下PCと略すことがある)フィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ノルボルネン樹脂系フィルム及びポリスルホン系フィルムが透明性、機械的性質、光学的異方性がない点など好ましく、特にセルロースエステルフィルム(CAPフィルム、TACフィルム)及びPCフィルムが、それらの中でも、製膜性が容易で加工性に優れているため好ましく用いられ、特にTACフィルムを使用するのが好ましい。
【0052】
セルロースエステルフィルムを用いる場合、本発明の各塗布層塗設前にセルロースエステルフィルムがアルカリ鹸化処理されていてもよい。例えば、製膜後アルカリ鹸化処理した後、電離放射線硬化型樹脂層を塗設し、さらにアルカリ鹸化処理をすることもできる。
【0053】
次に、TACフィルムの製膜法について述べるが、CAPも同様に製膜することができる。TACフィルムは一般的に、TACフレーク原料及び可塑剤をメチレンクロライドに溶解して粘稠液とし、これに可塑剤を溶解してドープとなし、エクストルーダーダイスから、エンドレスに回転するステンレス等の金属ベルト(バンドともいう)上に流延して、乾燥させ、生乾きの状態でベルトから剥離し、ロール等の搬送装置により、両面から乾燥させて巻き取り、製造される。PCフィルムについてもTACフィルムと同様に製膜することが出来る。
【0054】
上記可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが好ましく用いられる。リン酸エステルとしては、トリフェニルフォスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)、ビフェニル−ジフェニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェートが含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的なものである。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)、エチルフタリルエチルグリコレート等が用いられる。クエン酸エステルとしては、クエン酸アセチルトリエチル(OACTE)およびクエン酸アセチルトリブチル(OACTB)が用いられる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。リン酸エステル系可塑剤(TPP、TCP、ビフェニル−ジフェニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェート)、フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、DOP、DEHP)が好ましく用いられる。このほか、ポリ酢酸ビニル共重合体、脂肪族直鎖状ポリエステル、メチルメタクリレート系共重合物などの重量平均分子量1000〜100000の高分子化合物を高分子可塑剤として添加することができる。
【0055】
この中でもトリフェニルフォスフェート(TPP)、エチルフタリルエチルグリコレートが特に好ましく用いられる。可塑剤の添加量はフィルム中に通常2〜15質量%添加され、より好ましくは4〜8質量%になるよう添加することが望ましい。
【0056】
また、PCフィルムにも上記可塑剤を添加することができる。
さらに本発明に有用な基材であるTAC又はPCフィルム中に、紫外線吸収剤を含有させることによって、耐光性に優れた偏光板用保護フィルムを得ることが出来る。本発明に有用な紫外線吸収剤としては、サリチル酸誘導体(UV−1)、ベンゾフェノン誘導体(UV−2)、ベンゾトリアゾール誘導体(UV−3)、アクリロニトリル誘導体(UV−4)、安息香酸誘導体(UV−5)又は有機金属錯塩(UV−6)等があり、それぞれ(UV−1)としては、サリチル酸フェニル、4−t−ブチルフェニルサリチル酸等を、(UV−2)としては、2−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等を、(UV−3)としては、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−5′−ジ−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等を、(UV−4)としては、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3′−ジフェニルアクリレート、メチル−α−シアノ−β−(p−メトキシフェニル)アクリレート等を、(UV−5)としては、レゾルシノール−モノベンゾエート、2′,4′−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等を、(UV−6)としては、ニッケルビス−オクチルフェニルサルファミド、エチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルリン酸のニッケル塩等を挙げることができる。
【0057】
又、すべり性を改善するために、これら基材透明フィルムを製造する際のドープ中に、シリカ等の微粒子(平均粒径0.005〜0.2μm)を0.01〜0.5質量%添加することもできる。例えば日本アエロジル社製アエロジル200V、アエロジルR972Vなどを添加することができる。すべり性は鋼球での測定で、動摩擦係数0.4以下好ましくは0.2以下であることが望まれる。
【0058】
〔バックコート層〕
カールによる不都合を解消し、かつ偏光板用保護フィルム等としての機能を損なわないようにするため、電離放射線硬化型樹脂層を塗設した反対側にアンチカール層(バックコート層)を設ける。すなわち、バックコート層を設けた面を内側にして丸まろうとする性質を持たせることにより、カールの度合いをバランスさせるものである。なお、バックコート層は好ましくはブロッキング層を兼ねて塗設され、その場合、塗布組成物にはブロッキング防止機能を持たせるための無機微粒子及び/又は有機微粒子を含有させることができる。
【0059】
【実施例】
次に、実施例を示し本発明の構成と効果を具体的に説明するが、本発明の構成がこれらに限定されるわけではない。
【0060】
実施例その1
〔1〕試料の作製
(1)基材
下記の如くして作製した透明なセルローストリアセテートフィルム(膜厚40μm、幅1330mm)を用いた。
【0061】
〈樹脂フィルムの作製〉
(ドープ組成物)
セルローストリアセテート(平均酸化度61.0%) 100質量部
トリフェニルフォスフェート 8質量部
2−〔5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル〕−4−メチル−
6−(t−ブチル)フェノール 1質量部
2−〔(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル〕−4,6−ジ−t−ペンチ
ルフェノール 1質量部
メチレンクロライド 430質量部
メタノール 90質量部
上記組成物を密閉容器に投入し、加圧下で80℃に保温し撹伴しながら完全に溶解してドープ組成物を得た。
【0062】
次にこのドープ組成物を濾過し、冷却して33℃に保ちステンレスバンド上に均一に流延し、剥離が可能になるまで溶媒を蒸発させたところで、ステンレスバンド上から剥離し、多数のロールで搬送させながら乾燥させ膜厚40μmのフィルムを得た。
【0063】
ステンレスバンドに接している面をb面とし、もう一方の面をa面とする。
なお、電離放射線硬化型樹脂層形成にはb面をもちいた。
【0064】
(2)電離放射線硬化型樹脂層液の組成
下記のものを混合溶解して用いた。
【0065】
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 60質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート2量体 20質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3量体以上のもの 20質量部
ジエトキシベンゾフェノン光反応開始剤 4質量部
シリコーン系界面活性剤 1質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 75質量部
メチルエチルケトン 75質量部
(3)バックコート層液の組成
下記のものを混合溶解して用いた。
【0066】
アセトン 32質量部
酢酸エチル 50質量部
イソプロピルアルコール 4質量部
ジアセチルセルロース 0.5質量部
超微粒子シリカ 2%アセトン分散液 0.1質量部
(アエロジル200;日本アエロジル社製)
(4)光学フィルムの作製装置
基本的な工程は図1に示す如くであり、ベルマティック社製円弧型フローターを設置して、円弧曲率半径1000mm、フローター幅300mm、吹き出し範囲は、ランプ照射幅と同じとした。また、補助支持ロール芯間距離は400mm、その上流側、下流側にそれぞれ2本の搬送ロールを400mmずつ離して配置した。ノズルより静圧5000Paで送風温度は下記の如く変化させた場合の評価を行った。
【0067】
クリアーハードコート(CHC)層のウエット膜厚は20μm(ドライ膜厚7μm)とし、張力100N/mで搬送させ、高圧水銀ランプにて160W/cmの照射を行った。
【0068】
送風温度
実施例1:25℃、実施例2:60℃、実施例3:100℃
また、本発明外の比較例として、フローターの代わりに、温度制御可能な金属ロールを使用して、その性能を調べた。なお、この場合はロール温度を、25℃、60℃、100℃とした。
【0069】
即ち、下記表1の如き条件にて光学フィルムを作製したが、塗布機はいずれもスライドホッパー型のものを用いた。
【0070】
なお、バックコート層はウエット膜厚13μmで塗布し、搬送速度30m/minにて行った。
【0071】
〔2〕評価
硬化乾燥後のクリアーハードコート層の表面を肉眼で観察し、その平滑性、ゆがみの有無を中心に評価した。
【0072】
評価結果は、○、△、△×、×で表示し、△以上が良好(十分実用可能)な水準である。
【0073】
【表1】
【0074】
表1から明らかな如く、本発明の実施例1〜3は、いずれも良い特性を示しているが、本発明外の比較例1〜3はいずれも問題があることがわかる。
【0075】
実施例その2
基材を下記ポリカーボネートフィルム(膜厚40μm、幅1330mm)に変え、紫外線照射条件を150mJ/cm2とした以外は実施例その1と同様に試料を作製した。
【0076】
〈樹脂フィルムの作製〉
(ドープ組成物)
ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量4万、ビスフェノールA型)100質量部
2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリ
アゾール 1.0質量部
メチレンクロライド 430質量部
メタノール 90質量部
上記組成物を密閉容器に投入し、加圧下で80℃に保温し撹拌しながら完全に溶解して、ドープ組成物を得た。
【0077】
次にこのドープ組成物を濾過し、冷却して33℃に保ち、ステンレスバンド上に均一に流延し、33℃で5分間乾燥した。次に65℃でレタデーション5nmになるように乾燥時間を調整し、ステンレスバンド上から剥離後、多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ膜厚40μmのポリカーボネートフィルムを得た。このとき、ステンレスバンドに接していた側をb面とし、その反対面をa面とし、b面に電離放射線硬化型樹脂層を形成した。
【0078】
評価も実施例その1と同様に行ったところ、実施例その1と同様の結果を得た。
【0079】
【発明の効果】
本発明により、電離放射線硬化型樹脂を用いて形成した、平滑性が高く、歪みがなく、フィルム基材との密着性のよい電離放射線硬化型樹脂層の形成方法と、これをハードコート層及び/又は防眩層として有する光学フィルム、及びそれらを用いた画像表示装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の電離放射線硬化型樹脂層とバックコート層の塗布・乾燥の工程を示す図。
【図2】電離放射線硬化型樹脂層に電離放射線照射をする部分の構成図。
【図3】非接触搬送部材の形状の構成断面図。
【図4】非接触搬送部材の形状の構成断面図。
【図5】非接触搬送部材の表面を説明する断面図と斜視図。
【符号の説明】
1 フィルム基材(基材又はフィルム)
4、8 ドライヤー
5 電離放射線照射器
6 接触搬送部材
7 非接触搬送部材
11 紫外線の発光光源
14 補助支持ロール
15 細かい吹き出し口
16 ワイヤー
A 塗布機
Claims (6)
- 連続搬送されるフィルム基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂を塗布した後、電離放射線を照射して硬化した塗布層を形成する際、フィルム基材の裏面側に気体を吹き付け、浮上した状態で電離放射線を照射することを特徴とする電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
- 連続搬送されるフィルム基材の、搬送方向に対し直角方向(幅方向)から見た断面が、曲率を有する形状になるように気体にて保持された状態で、電離放射線を照射されることを特徴とする請求項1記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
- 連続搬送されるフィルム基材の裏面側に吹き付ける気体の温度が5〜100℃の範囲であることを特徴とする請求項1又は2記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
- 連続搬送されるフィルム基材の搬送方向から見た断面が、中央部が端部より高くなるように気体にて保持された状態で、電離放射線を照射されることを特徴とする請求項1、2又は3記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法により作製されたことを特徴とする光学フィルム。
- 少なくともハードコート層又は防眩層が請求項1〜4のいずれか1項記載の電離放射線硬化型樹脂層の形成方法により作製された表面保護フィルムを有することを特徴とする画像表示装置。
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