JP2006231589A - 防汚フィルム及びこれを用いたディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】従来品よりも安価で、製造効率が優れ、光学膜厚以下の防汚コーティング層を有する防汚フィルムを提供すること。
【解決手段】高分子基材の少なくとも片面に、付加重合性官能基を有するシリコーン系化合物の薄膜を、真空成膜法で成膜し、放射線又は加熱して、重合硬化させて防汚層を形成する。安価かつ製造効率に優れた薄膜の防汚層が得られる。
【選択図】なし

Description

本発明は、各種被処理基材の表面に適用してその汚染を防止する防汚フィルムに関する。特に、光学部材（反射防止膜、光学フィルター、光学レンズ、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、プロジェクションテレビ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等）の表面に好適な防汚フィルムに関する。また、壁紙や看板等に適用して、その汚れを防止することも可能である。

反射防止膜、光学フィルター、光学レンズ、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、プロジェクションテレビ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の光学部材には、人が使用することによって、指紋、皮脂、汗、化粧品等の油性の汚れが付着する場合が多い。そのような汚れは、一度付着すると除去することは容易ではなく、特に、反射防止膜付き光学部材では、付着した汚れが反射防止性能を劣化させて汚れが目立つために問題が大きい。

そこで、これら汚れの問題を解決する手段として、汚れが付着しにくく、付着しても拭き取りやすい性能を持つ防汚層を光学部材の表面に形成する技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、基材の表面に、主として二酸化ケイ素からなる反射防止膜を設け、更にその表面に有機ケイ素置換基を含む化合物で処理した防汚性、耐擦傷性の反射防止物品が提案されている。特許文献２には、同様に基材表面に末端シラノール有機ポリシロキサンを被覆した防汚性、耐擦傷性のＣＲＴフィルターが提案されている。また、特許文献３には、プラスチック表面にポリフルオロアルキル基を含むモノ及びジシラン化合物及び、ハロゲン、アルキルまたはアルコキシのシラン化合物とからなる反射防止膜を有する防汚性・低反射性プラスチックが提案されている。更に、特許文献４には、パーフルオロアルキル（メタ）アクリレートとアルコキシシラン基を有する単量体との共重合体を二酸化ケイ素を主とする光学薄膜上に形成した光学部材が提案されている。
特開昭６４−８６１０１号公報 特開平４−３３８９０１号公報 特公平６−２９３３２号公報 特開平７−１６９４０号公報

本発明では従来品よりも安価で、製造効率が優れ、光学膜厚以下の防汚コーティング層を有する防汚フィルムを提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に係る発明は、高分子基材の少なくとも片面に、真空成膜法により設けられたシリコーン系防汚層を備えることを特徴とする防汚フィルムである。

また、請求項２に係る発明は、前記シリコーン系防汚層が、付加重合性官能基を有するシリコーン系化合物を硬化させた化合物であることを特徴とする請求項１に記載の防汚フィルムである。

また、請求項３に係る発明は、前記付加重合性官能基がビニル基、アクリル基、メタクリル基のいずれかを含むことを特徴とする請求項２に記載の防汚フィルムである。

また、請求項４に係る発明は、前記硬化方法が、熱板、ロール、またはランプによる加熱をエネルギー源とする付加重合反応であることを特徴とする請求項２または３に記載の防汚フィルムである。

さらに、請求項５に係る発明は、前記硬化方法が、放射線照射をエネルギー源とする付加重合反応であることを特徴とする請求項２または３に記載の防汚フィルムである。

また、請求項６に係る発明は、前記放射線が紫外線または電子線であることを特徴とする請求項５に記載の防汚フィルムである。

また、請求項７に係る発明は、表示画面の観察者側表面に、請求項１〜６のいずれかに記載の防汚フィルムを用いたことを特徴とするディスプレイである。

本発明によれば、無溶媒で防汚層の成膜が可能であり、かつ高速化が図れるため、製造コストが安く、しかも、製造時の環境付加もの小さい。また、防汚層の膜厚が小さいため、高分子基材として光学反射防止層を有するフィルムを使用して、その反射防止性能を損なうことなく、汚染を防止できる。

本発明に係る高分子基材は、防汚層の支持体となるもので、透明なフィルム状またはシート状のものが好ましい。厚みとしては、例えば、９〜２００μｍである。

高分子基材としては、ポリオレフィン、塩化ビニルなどの各種ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンー２−６−ナフタレンテレフタレート又はポチブツレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、セルロース、トリアセチルセルロース、アクリル樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリ乳酸、ポリカーボネート、ポリビニルアルコールなどが例示できる。とりわけポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどは経済的な面で極めて好適である。

壁紙や家具の天板等に適用する場合には、高分子基材として、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリオレフィン、ナイロンなどがコスト的に用いやすくまた質感においても優れる。

また、屋外で用いる看板や標識などに適用する場合には、耐候性に優れるアクリル樹脂が適している。

また、ディスプレイの表示画面の観察者側表面に用いる場合には、トリアセチルセルロース、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチルなど高い透明性を有する基材を用いることが望ましい。

なお、各種用途に応じて、高分子基材として、下引き層、ハードコート層、反射防止層などを設けた積層体を用いても構わない。

本発明に係る防汚層は、シリコーン系化合物を加熱蒸発させ、高分子基材上に凝結させて成膜すると共に、その被膜を重合硬化させることで形成できる。係る真空成膜法によって成膜するため、可視光の波長の１／１０程度の厚みの薄膜を形成することができる。例えば、０．０５μｍあるいはこれ以下の厚みである。そして、このため、例えば、反射防止膜の上に形成して、その光学特性を損なうことなく、汚染を防止することが可能となる
。

シリコーン系化合物としては、付加重合性官能基を有するものが望ましい。付加重合のほかに縮重合などでも効果は見られるが、一般に付加重合は他の重合に比べて重合前後での体積変化、特に収縮が小さく、塗工時や使用時の各種の悪影響が小さいからである。また、一般的にラジカルなどで開始される付加重合に比べて縮重合では反応速度が小さい傾向にある。よって、縮重合では硬化に時間がかかり、ウェブ中の他のロールを汚染したり、基材の裏面に移行したりする恐れがあるが、付加重合ではそのような懸念が小さい。

付加重合性官能基としては、ラジカル、カチオン、アニオンなどの反応開始種に対し反応性を示すものが使用できる。例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基などである。アクリル基またはメタクリル基を持つ化合物は取り扱いも簡便で、また重合性に優れている上、膜の硬度なども充分であることが多い。特に作成中の皮膚刺激性を抑制したい、あるいは硬い被膜を得たい時にはメタクリル基を持つ化合物を用いることが好ましい。一方、柔らかい被膜を得たい、あるいは低エネルギー量で効率よく重合させたい際にはアクリル基を持つ化合物を用いることが望ましい。

アクリル基を有する化合物としては、例えば、化１に示す構造を有する化合物が使用できる。また、化２は、メタクリル基を有する化合物の例である。また、ビニル基を有する化合物の例を化３に示す。なお、式中、Ａｃはアクリル基、ＭＡｃはメタクリル基、Ｖｙはビニル基を、それぞれ、示す。

これらシリコーン化合物としては分子量３０００以下のものが使用できる。好ましくは分子量１０００以下の化合物である。これらシリコーン化合物は減圧下で加熱することで気化若しくは霧化することが可能である。気化若しくは霧化させるには、１００Ｐａ以下の真空中で、オイルヒーターやランプヒーターなど公知の加熱方式で加熱すれば良い。でき、例えば、熱樽内壁にスプレー式ノズルで噴霧する方法などが利用できる。気化乃至霧化した化合物を１００Ｐａ以下の真空チャンバー中へ送り、真空チャンバー中の基材に付着させることで成膜することができる。

次に、成膜されたシリコーン化合物を重合硬化させる方法としては、これを加熱して重合硬化させる方法、放射線を照射して重合硬化させる方法がある。好ましくは、放射線による硬化である。

加熱によって硬化させる場合には、４０〜１００℃の熱板、熱ロールまたはランプで加熱することで重合反応がおき、硬化させることができるが、この場合には、一般に、アゾビスイソブチロニトリルやベンゾイルパーオキサイドに代表される熱ラジカル開始剤を必要とする。これら熱ラジカル開始剤は、熱樽中で分解、失活してしまう場合があるだけではなく、樽中で重合反応が起きることもある。

他方、放射線照射によって硬化する場合には、前述のような開始剤を必要としない。放射線としては、紫外線または電子線が利用できる。この場合、発生する重合熱はあるものの、一般的な加熱方式よりも遥かに低温で重合反応が進行する。電子線を用いた場合、多くの付加重合反応が容易に進行するが、基材が大きく帯電する、基材への付加が大きいなどの問題がある。一方、紫外線を用いる場合には、開始剤が必要であり、成膜後の残留開
始剤ブリードが懸念されるものの、帯電の問題は大きく解消される。放射線を用いることによる低温域での反応実現には、さらに副次的に利点がある。重合反応を低温で進行させることは、ラジカル重合などにおける素反応の一つである連鎖移動反応の起こる割合を低減させ、すなわち分子量分布は全体的に高い方へシフトする。すなわち低分子量成分が減少し、これはブリーディングの防止に寄与し、また機械的強度も発現する。

また、放射線によって硬化させる方法では、一般に無溶媒で成膜が可能であり、かつ高速化が図れるため、製造コストが安く、且つ環境付加の小さい防汚フィルムを得る事ができる。

実際の防汚フィルムとしての使用については、これまでの一般的な防汚フィルムと同様に取り扱うことができる。

実施例１：
厚み３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、化１で表わされる化合物を真空成膜にて塗工し、即座に２０Ｍｒａｄの電子線にて硬化処理を行った。膜厚は約０．０５μｍであった。

実施例２：
市販のベンゾフェノン系ＵＶ開始剤を１％添加し、電子線の代わりに１２０ｋＷのメタルハライドランプ紫外線にて硬化処理を行ったこと以外は実施例１と同様に防汚フィルムを作成した。

実施例３：
２，２'−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を添加（微粉末分散）し、電子線の代わりに熱ロールを用いて硬化させたこと以外は実施例１と同様に防汚フィルムを作成した。

実施例４：
化合物１の代わりに化２で表わされる化合物を用いたこと以外は実施例１と同様に防汚フィルムを作成した。

実施例５：
化合物１の代わりに化３で表わされる化合物を用いたこと以外は実施例１と同様に防汚フィルムを作成した。

実施例６：
基材を厚み１００μｍのトリアセチルセルロースとし、さらに反射防止層を設けたものを用いた以外は実施例１と同様に防汚フィルムを作成した。

実施例７：
一般の撥水コート用シリコーン樹脂をグラビアコーティングにより塗工したこと以外は原則的に実施例１と同様に防汚フィルムを作成した。但し膜厚は約０．２μであった。

実施例８：
一般の防汚フィルム用シリコーン樹脂をグラビアコーティングにより塗工したこと以外は原則的に実施例６と同様に防汚フィルムを作成した。但し膜厚は約０．２μであった。

実施例９：
実施例１で基材として用いたポリエチレンテレフタレートフィルムを、そのまま、比較対照例とした。

＜評価＞
接触角測定：超純水との接触角を、共和界面科学（株）製接触角計を使用して、測定した。
油性ペン筆記性：ゼブラ（株）製マッキー（黒）で筆記し、インクをはじくか否かを観察して評価した。
指紋拭き取り性：鼻の脂を含んだ指紋を付け、キムワイプにて拭き取りを行ない、指紋の拭き取りに要した回数を測定した。
初期タック：成膜直後のタックを評価した。
反射防止性：実施例６及び実施例８のみ実施。蛍光灯の映り込みを肉眼観察で評価した。結果を表１に示す。

実施例９を除いて接触角はいずれも１００度以上であり物性良好である。また実施例９を除いては油性ペンのインキを弾き、また指紋拭き取りも容易であった。よって、本発明は従来の防汚コーティングとほぼ同等の性能を有しているといえる。
製造費については実施例１乃至６が実施例７乃至より遥かに安価であった。これは実施例１乃至６が薄膜化できる点による材料費の抑制と高速成膜によるメリットに起因したものである。
また実施例１乃至６は塗工直後に硬化するため初期タックがなく取扱性良好である。
反射防止性は圧倒的に実施例６が良好であった。これは薄膜化が可能であるためである。

Claims (7)

1. 高分子基材の少なくとも片面に、真空成膜法により設けられたシリコーン系防汚層を備えることを特徴とする防汚フィルム。
2. 前記シリコーン系防汚層が、付加重合性官能基を有するシリコーン系化合物を硬化させた化合物であることを特徴とする請求項１に記載の防汚フィルム。
3. 前記付加重合性官能基がビニル基、アクリル基、メタクリル基のいずれかをであることを特徴とする請求項２に記載の防汚フィルム。
4. 前記硬化方法が、熱板、ロール、またはランプによる加熱をエネルギー源とする付加重合反応であることを特徴とする請求項２または３に記載の防汚フィルム。
5. 前記硬化方法が、放射線照射をエネルギー源とする付加重合反応であることを特徴とする請求項２または３に記載の防汚フィルム。
6. 前記放射線が紫外線または電子線であることを特徴とする請求項５に記載の防汚フィルム。
7. 表示画面の観察者側表面に、請求項１〜６のいずれかに記載の防汚フィルムを用いたことを特徴とするディスプレイ。