JP2008058745A - 反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム - Google Patents

反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム Download PDF

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Abstract

【課題】 電子ディスプレイの最表面に配置されたときにディスプレイの明所コントラストを向上させた、反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 少なくとも3層からなる積層ポリエステルフィルムであって、内層に光線吸収剤を含有し、光線波長440〜460nm、480〜500nm、520〜540nm、560〜580nm、および610〜630nmにおける光線透過率の各平均値が、下記式(1)〜(6)を同時に満足することを特徴とする反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム。
440−460−T480−500≧3% …(1)
440−460−T560−580≧3% …(2)
520−540−T480−500≧3% …(3)
520−540−T560−580≧3% …(4)
610−630−T480−500≧3% …(5)
610−630−T560−580≧3% …(6)
【選択図】 なし

Description

本発明はプラズマディスプレイ用途として好適に用いられる反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルムに関するものである。
近年、急激に数量が伸びているプラズマディスプレイの前面に設置される光学フィルターは、電磁波遮蔽層、近赤外線遮蔽層、画質調整層(ネオンカット層)、耐衝撃層などの各種機能層の積層構造となっているが、その最表面には反射防止フィルムが設置されている。
反射防止フィルムの基材としては、透明性、寸法安定性、機械的特性、耐熱性、電気的特性、ガスバリヤー性、耐薬品性、コストなどの観点からポリエステルフィルムが主に使用されている。反射防止フィルムは通常、活性エネルギー線硬化樹脂層を塗設したポリエステルフィルムの基材の上に、高屈折率層と低屈折率層を積層することで得られる。
プラズマディスプレイパネルは、その最表面に白色の蛍光体が配置されている構造上、明るい環境で視聴する際にプラズマパネル表面で反射する環境光の光量が多く、この環境光の反射光により黒色表示部分が灰色に白ばんで見えてしまう欠点があり、プラズマディスプレイの前面に配置される光学フィルターは通常その視感透過率をやや下げるように設計されている。つまり視感透過率を下げることで、蛍光灯などからの環境光が光学フィルターを通過しプラズマディスプレイパネル表面で反射したあと、再び光学フィルターを通過して視認側に出て行く反射光量を少なくしていることになる。
しかしながら、光学フィルターの視感透過率を大きく下げると環境光の反射光量をより少なくできる一方、プラズマディスプレイから発せられる光の光量も同時に少なくなり、表示画像が暗くなってしまうため、その視感透過率を下げるにも限界があり、明るい場所でのコントラスト(明所コントラスト)を大きく向上させることは困難である。
また、光学フィルターの視感透過率を低下させる手法としては、染料・顔料などの光線吸収剤を粘着剤や接着剤に配合して貼合する方法、高分子樹脂に配合してプラスチックフィルム表面に塗膜として塗設する方法等が知られているが、これらの中でも塗膜として塗設する方法の場合は光線吸収剤の高度な耐熱性や分散性を必要としないため、この方法が広く採用されている。
しかしながらこれらの方法では、光線吸収剤層に環境光が到達するまでに存在する層界面により、外光がその界面で反射してしまい、光線吸収剤が効率的にその効力を発揮できていないという問題がある。
特開2001−1118530号公報 特開2003−82127号公報
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、反射防止フィルムの基材として好適に用いることのできる積層ポリエステルフィルムを提供することであって、具体的にはプラズマディスプレイなどの電子ディスプレイの最表面に配置されたときにディスプレイの明所コントラストを向上させた、反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルムを提供することにある。
本発明者らは、上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、特定の構成からなる積層ポリエステルフィルムを用いれば、上述の課題を容易に解決できることを知見し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨は、少なくとも3層からなる積層ポリエステルフィルムであって、内層に光線吸収剤を含有し、光線波長440〜460nm、480〜500nm、520〜540nm、560〜580nm、および610〜630nmにおける光線透過率の各平均値(それぞれT440−460、T480−500、T520−540、T560−580、T610−630)が、下記式(1)〜(6)を同時に満足することを特徴とする反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルムに存する。
440−460−T480−500≧3% …(1)
440−460−T560−580≧3% …(2)
520−540−T480−500≧3% …(3)
520−540−T560−580≧3% …(4)
610−630−T480−500≧3% …(5)
610−630−T560−580≧3% …(6)
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明でいう積層ポリエステルフィルムとは、全ての層が口金から共溶融押出される共押出法により押し出されたものを延伸後、必要に応じて熱固定したものを指す。以下、積層ポリエステルフィルムとして3層構造のフィルムについて説明するが、本発明の積層ポリエステルフィルムはその目的を満たす限り、3層ポリエステルフィルムに限定されるものではなく、3層以上の多層であってもよい。
本発明において使用するポリエステルは、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を指す。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)、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)等が例示される。本発明においては、透明性、ヘーズ、機械的強度に大きな影響を与えない程度であれば主たる構成成分以外の第三成分を含有してもかまわない。
本発明におけるポリエステルは、従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とジオールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとジオールとを従来公知のエステル交換触媒で反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。重合触媒としては、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物等公知の触媒を使用してよいが、好ましくはアンチモン化合物の量を零またはアンチモンとして100ppm以下にする事によりフィルムのくすみを低減したものが好ましい。
本発明の積層ポリエステルフィルムにおいて、最外層とは、フィルムの露出する2面を構成する層であり、それ以外の層を内層と呼ぶ。内層と最外層とを構成するポリエステル組成物の粘度(IV)は、通常0.52〜0.75、好ましくは0.55〜0.70、さらに好ましくは0.58〜0.67である。IV値が0.52未満では、フィルムとした際のポリエステルが持つ優れた特徴である耐熱性、機械的強度が劣る可能性がある。またIV値が0.75を超えると、ポリエステルフィルム製造時の押出工程で負荷が大きくなりすぎる傾向があり、生産性が低下する恐れがある。
本発明のポリエステルフィルムの厚みは、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、通常9〜300μm、好ましくは25〜250μm、さらに好ましくは50〜188μmの範囲である。本発明のフィルムの最外層厚みは、片側のみの厚みで0.5μm以上かつ総厚みの1/4以下であることが好ましい。かかる厚みが0.5μm未満では、加工中の熱履歴等により、内層に含有されている光線吸収剤、紫外線吸収剤がフィルム表面にブリードアウトし、生産ラインの汚染やフィルム表面の異物量の増加が見られる可能性がある。一方総厚みの1/4の厚さより厚いと光線吸収剤、紫外線吸収剤を含有させる層の濃度が高くなり、濁りが発生したり、デラミネーションの原因となったりする。また、フィルム巻取り性向上のため最外層に配合している滑剤粒子量が増えてヘーズ値が高くなり、フィルムの透明性が悪化する傾向がある。
本発明のフィルムはT440−460、T480−500、T520−540、T560−580、T610−630が、下記式(1)〜(6)を同時に満足する必要があり、好ましくは(T440−460−T480−500)、(T440−460−T560−580)、(T520−540−T480−500)、(T520−540−T560−580)、(T610−630−T480−500)および(T610−630−T560−580)の値が5%以上である。
440−460−T480−500≧3% …(1)
440−460−T560−580≧3% …(2)
520−540−T480−500≧3% …(3)
520−540−T560−580≧3% …(4)
610−630−T480−500≧3% …(5)
610−630−T560−580≧3% …(6)
光線波長440nm〜460nm、520nm〜540nm、610nm〜630nm領域はそれぞれプラズマディスプレイの青色、緑色、赤色発光波長にあたる一方、光線波長480nm〜500nm、560nm〜580nm領域はプラズマディスプレイの発光が無いもしくは発光量が少ない領域である。かかる各平均値の差が3.0%未満では、プラズマディスプレイ用光学フィルターの最表面に設置されたときにプラズマディスプレイの明所コントラストを向上させる効果が低い。
また、本発明のフィルムはT440−460、T520−540、T610−630がそれぞれ通常25%以上、好ましくは40%以上さらに好ましくは50%以上である。かかる値が25%未満ではプラズマディスプレイ用光学フィルターの最表面に設置されたときにプラズマディスプレイから映し出される画像が暗くなりすぎ好ましくない。
また、本発明のフィルムはT440−460、T520−540、T610−630が下記式(7)〜(9)を同時に満足することが好ましく、(|T440−460−T520−540|)、(|T440−460−T610−630|)および(|T520−540−T610−630|)の値が5%以内であることがさらに好ましい。
|T440−460−T520−540|≦10% …(7)
|T440−460−T610−630|≦10% …(8)
|T520−540−T610−630|≦10% …(9)
かかる値が10%を超えるとプラズマディスプレイ用光学フィルターの最表面に設置されたときにプラズマディスプレイから映し出される青色、緑色、赤色の発光強度のバランスが崩れてしまい、特に白色表示時の画像が特定の色に色づいてしまう、もしくは白色表示時の色バランス調整のため青色、緑色、赤色の発光輝度を落とす必要があり、結果的にプラズマディスプレイの発光輝度低下し、明所コントラストが低下してしまうことがある。
本発明の積層フィルムの内層のうち少なくとも1層に光線吸収剤を含有する。含有する光線吸収剤の種類は、ポリエステルフィルム製造時の溶融工程に耐えうる耐熱性を有し、かつポリエステル中での分散性に優れるものであれば特に限定されるものではなく、具体例としては染料では、アンスラキノン系、複素環系、ペリノン系、キノリン系染料などが挙げられる。有機顔料では、フタロシアニン系、ペリノン系、イソインドリノン系、ピロール系顔料などが挙げられる。また、透明性を悪化させない範囲であれば、調色のために無機顔料も含有することもできる。これらの光線吸収剤はその吸収特性に応じて前述の光線透過率の範囲内となるよう2種以上を混合して用いられるが、通常、光線波長480nm〜500nmおよび光線波長560nm〜580nmに吸収を有する光線吸収剤を1〜2種ずつ混合して使用する。原料ポリエステル中の含有量としては本発明の目的を満たす限り特に限定されるものではないが、0.001から10重量%の範囲が好ましい。かかる含有量が0.001重量%未満ではフィルム中の光線吸収剤の均一分散性の制御が難しくなり、また10重量%を超えると光線吸収剤の濃度が高くなり光線吸収剤の凝集などが発生しやすくなり好ましくない。また必要に応じて酸化防止剤、安定剤、光安定剤、難燃剤、帯電防止剤、増粘剤、滑剤、可塑剤などを添加してもよい。
本発明のフィルムは、通常、内層に紫外線吸収剤を0.01〜10重量%含有し、より好ましくはその含有量が0.3〜1.8重量%の範囲である。またTuvが通常5.0%以下であり、より好ましくは2.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下である。紫外線吸収剤の含有量が0.01重量%未満の場合には、ポリエステルフィルムを透過する紫外線によって、紫外線が当たる側よりもポリエステルフィルムを介して内側の化合物が劣化することとなり、好ましくない。一方、10.0重量%を超える量の紫外線吸収剤を含有させても、上記した効果は飽和しており、逆に、表面に紫外線吸収剤がブリードアウトし、接着性低下等、表面特性の悪化を生ずるため好ましくない。また、Tuvが5.0%より大きくなると、ポリエステルフィルムを透過する紫外線によって、紫外線が当たる側よりもポリエステルフィルムを介して内側の化合物が劣化するのを防ぐのに十分とは言えない。
本発明で用いられる紫外線吸収剤としては、ポリエステルに含有させることができる紫外線吸収剤であればよく、例えば、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリシレート系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンゾオキサジン系化合物、環状イミノエステル系化合物等がある。これらの中でも、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾオキサジン系化合物がポリエステルとの相溶性がよく好ましい。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、表面硬度の向上のため、活性エネルギー線硬化樹脂層を設けるのが普通である。この場合、ポリエステルフィルムは、一般的に不活性であることから接着性に乏しく、通常、かかる活性エネルギー線硬化樹脂層との接着性を向上させるために、接着性向上のための塗布層をあらかじめ設ける。
かかる塗布層を形成する方法としては、横延伸工程前(配向結晶化完了前)にコートしてテンター内で乾燥するいわゆるインラインコート法が好ましい。また、必要に応じ、積層フィルムの製造後にオフラインコートで各種のコートを行ってもよい。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、オフラインコーティングの場合は水系および/または溶媒系のいずれでもよいが、本発明のようなインラインコーティング(製造工程内で塗布層を設ける)の場合は、水系または水分散系が好ましい。
また、本発明の積層ポリエステルフィルムは、活性エネルギー線硬化樹脂層の上に、反射防止層として、高屈折率層と低屈折率層の積層膜を形成する。また、活性エネルギー線硬化樹脂層に屈折率の高い材料を用いた場合は、反射防止層として、活性エネルギー線硬化樹脂層の上に低屈折率層を塗設する。本発明のポリエステルフィルムの塗布層としては、架橋剤と各種バインダー樹脂との組み合わせからなるものが好ましく、バインダー樹脂とは、高分子化合物安全性評価フロースキーム(昭和60年11月 化学物質審議会主催)に準じて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による数平均分子量(Mn)が1000以上の高分子化合物で、かつ造膜性を有するものである。
バインダー樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニル、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等が挙げられる。活性エネルギー線硬化樹脂層との接着性向上という点では、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂がより好ましく用いられる。
架橋剤樹脂としてはメラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、オキサゾリン系樹脂が一般に用いられるが、塗布性、耐久接着性の点でメラミン系樹脂が特に好ましい。メラミン系樹脂は、特に限定されるものではないが、メラミン、メラミンとホルムアルデヒドを縮合して得られるメチロール化メラミン誘導体、メチロール化メラミンに低級アルコールを反応させて部分的あるいは完全にエーテル化した化合物、およびこれらの混合物あるいは上記のうちメラミンの一部または全部を尿素で置換した化合物を用いることができる。
またメラミン系樹脂としては、単量体、あるいは二量体以上の多量体からなる縮合物のいずれであってもよく、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。上記エーテル化に用いる低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノールなどを好ましく使用することができる。官能基としては、イミノ基、メチロール基、あるいはメトキシメチル基やブトキシメチル基等のアルコキシメチル基を1分子中に有するもので、イミノ基型メチル化メラミン樹脂、メチロール基型メラミン樹脂、メチロール型メチル化メラミン樹脂、完全アルキル型メチル化メラミン樹脂などを用いることができる。その中でもメチロール化メラミン樹脂がもっとも好ましい。さらに、メラミン系架橋剤の熱硬化を促進するため、例えばp−トルエンスルホン酸などの酸性触媒を用いることもできる。
塗布剤中におけるメラミン樹脂の配合量は、通常1〜50重量%、好ましくは5〜30重量%の範囲である。架橋剤樹脂の配合量が1重量%未満の場合は、耐久接着性が十分発揮されないことがあり、耐溶剤性の改良効果が不十分となる傾向があり、50重量%を超える場合は、十分な接着性が発揮されない恐れがある。
本発明において、滑り性、固着性などをさらに改良するため、塗布層中に無機系粒子や有機系粒子を含有させることが好ましい。塗布剤中における粒子の配合量は、通常0.5〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。かかる配合量が0.5重量%未満では、耐ブロッキング性が不十分となる場合があり、10重量%を超えると、フィルムの透明性を阻害し、画像の鮮明度が落ちる傾向がある。
無機粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化バリウム、カーボンブラック、硫化モリブデン、酸化アンチモン等が挙げられる。これらの中では、シリカが安価でかつ粒子径が多種あるので利用しやすい。有機粒子としては、炭素−炭素二重結合を一分子中に2個以上含有する化合物(例えばジビニルベンゼン)により架橋構造を達成したポリスチレンまたはポリアクリレートポリメタクリレートが挙げられる。
上記の無機粒子、有機粒子は表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、界面活性剤、分散剤としての高分子、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが挙げられる。塗布層中の粒子の含有量は、透明性を阻害しない適切な添加量として10重量%以下が好ましく、さらには5重量%以下が好ましい。
また、塗布層は、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料などを含有してもよい。塗布剤は、水を主たる媒体とする限りにおいて、水への分散を改良する目的または造膜性能を改良する目的で少量の有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は、水に溶解する範囲で使用することが必要である。有機溶剤としては、n−ブチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール等の脂肪族または脂環族アルコール類、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、n−ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール誘導体、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸アミル等のエステル類、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類、N−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。これらの有機溶剤は、必要に応じて二種以上を併用してもよい。
塗布剤の塗布方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店1979年発行「コーティング方式」に示されるような、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターまたはこれら以外の塗布装置を使用することができる。塗布層は、ポリエステルフィルムの片面だけに形成してもよいし、両面に形成してもよい。片面のみに形成した場合、その反対面には必要に応じて上記の塗布層と異なる塗布層を形成して他の特性を付与することもできる。なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。
また、かかる塗布層の塗布量は、最終的な乾燥後の重量として0.001〜0.05g/mの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.005〜0.03g/m以下の範囲である。塗布量が0.001g/m未満の場合は、塗布層の上に設ける活性エネルギー線硬化樹脂層との接着性が十分に満たせない恐れがある。他方、塗布量が0.05g/mを超える場合は、塗布層とポリエステルフィルムとの界面での反射光と、塗布層と活性エネルギー線硬化樹脂層との界面での反射光の相互干渉が起こる波長領域が可視光領域となる。つまり、塗布層のわずかな塗布厚ムラなどがあった場合に、フィルムの反射光強度の波長分布が可視光領域で発生することとなり、反射光の着色の起因となり好ましくない。特に滑り性、固着性向上の目的で入れている粒子が存在する箇所は、塗布層の厚みムラが発生しやすく、これが反射防止フィルムとした後でも目視で確認できるような反射色の局所的な着色となってしまうことがある。
また、本発明のフィルムの塗布層上に形成する活性エネルギー線硬化樹脂層の硬化成分としては、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル系、付加重合系、チオール・アクリルのハイブリッド系、カチオン重合系、カチオン重合とラジカル重合のハイブリッド系などを使用することができる。これらの中では、硬化性、耐擦傷性、表面硬度、可撓性および耐久性の観点でアクリル系の硬化成分が好ましい。
上記のアクリル系硬化成分は、活性エネルギー線重合成分としてのアクリルオリゴマーと反応性希釈剤とを含有する。そして、必要に応じ、光重合開始剤、光増感剤、改質剤を含有する。アクリルオリゴマーとしては、代表的には、アクリル系樹脂骨格に反応性のアクリロイル基またはメタアクリロイル基が結合されたオリゴマーが挙げられる。その他のアクリルオリゴマーとしては、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート、ポリブタジエン(メタ)アクリレート等が挙げられる。さらに、メラミン、イソシアヌール酸、環状ホスファゼン等の剛直な骨格にアクリロイル基またはメタアクリロイル基が結合したオリゴマーが挙げられる。
反応性希釈剤は、塗布剤の媒体として塗布工程での溶剤の機能を担うとともに、それ自体が多官能性または一官能性のアクリルオリゴマーとを反応する基を有するため、塗膜の共重合成分となる。反応性希釈剤の具体例としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート、プロピレングリコール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、2,2−エトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、p−クロロベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、2−クロロチオキサントン、アントラキノン、フェニルジスルフィド、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン等が挙げられる。
光増感剤としては、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール等の三級アミン系、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系、β−チオジグリコール等のチオエーテル系などが挙げられる。改質剤としては、塗布性改良剤、消泡剤、増粘剤、無機系粒子、有機系粒子、潤滑剤、有機高分子、染料、顔料、安定剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらは、活性エネルギー線による反応を阻害しない範囲で使用され、活性エネルギー線硬化樹脂層の特性を用途に応じて改良することができる。活性エネルギー線硬化樹脂層の組成物には、塗工時の作業性向上、塗工厚さのコントロールのため、有機溶剤を配合することができる。
活性エネルギー線硬化樹脂層の形成は、硬化用樹脂組成物を前記の塗布層の表面に塗布した後に活性エネルギー線を照射して架橋硬化させることにより行う。活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、電子線、X線、α線、β線、γ線を使用することができる。活性エネルギー線の照射は、通常、塗布層側から行うが、フィルムとの密着性を高めるため、フィルム面側から行ってもよく、さらには活性エネルギー線を反射し得る反射板をフィルム面側に設けてもよい。
活性エネルギー線硬化樹脂層の厚さは、通常0.5〜15μm、好ましくは1〜10μmの範囲である。硬化樹脂層の厚さが0.5μm未満の場合は、表面硬度が不十分となることがあり、15μmを超える場合は、硬化樹脂層の硬化収縮が大きくなり、フィルムが硬化樹脂層側にカールすることがある。本発明において硬化樹脂層側の表面硬度は、通常H以上、好ましくは2H以上である。H未満では耐擦傷性が不十分である。
本発明における積層ポリエステル層の最外層には、易滑性付与を主たる目的として粒子を配合してもよい。配合する粒子の種類は、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酸化珪素、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。
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。
また、用いる粒子の平均粒径は、通常0.01〜5μmが好ましい。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、5μm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、透明性が損なわれる恐れがある。
さらに、ポリエステル中の粒子含有量は、通常0.0003〜1.0重量%、好ましくは0.0005〜0.5重量%の範囲である。粒子含有量が0.0003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、1.0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。
ポリエステル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、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。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。
なお、本発明におけるポリエステルフィルム中には、上述の粒子以外に必要に応じて従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤等を添加することができる。
また、本発明のフィルムは、フィルムヘーズが0〜3.0%、好ましくは0〜1.5%、さらに好ましくは0〜1.2%、特に好ましくは0〜1.0%である。本発明のフィルムは、その優れた透明性を有するために光学用途に広く用いられるが、フィルムヘーズが3.0%を超える場合には、プラズマディスプレイで表示される画像、色のゆがみ、にじみの原因となることがある。
本発明のポリエステルフィルムは反射防止層の反対面に近赤外遮蔽層、画質補正層、電磁波遮蔽層などの各種機能層を付与させてもよい。
本発明によれば、電子ディスプレイの明所コントラストを向上させた反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルムを提供することができ、その工業的価値は極めて高い。
本発明によれば、電子ディスプレイの明所コントラストを向上させた反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルムを提供することができ、その工業的価値は極めて高い。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた測定法は次のとおりである。
(1)粘度(IV)
ポリマー1gをフェノール/テトラクロロエタン=1/1(重量比)の混合溶媒100mlに溶解させ、30℃で測定した。
(2)フィルムの積層厚さ
フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した後、ミクロトームで切断し、フィルムの断面を光学顕微鏡写真にて観察した。その断面のうちフィルム表面とほぼ平行に2本の界面が観察される。その2本の界面とフィルム表面までの距離を10枚の写真から測定し、平均値の積層厚さとした。
(3)平均粒径(d50:μm)
島津製作所社製遠心沈降式粒度分布測定装置SA−CP3型を用いてストークスの抵抗則に基づく沈降法によって粒子の大きさを測定した。測定により得られた粒子の等価球形分布における積算(体積基準)50%の値を用いて平均粒径とした。
(4)光線透過率
分光光度計((島津製作所社製UV3100PC)により、ハロゲンランプ光源を用いてスキャン速度を低速、サンプリングピッチを1nm、光線波長350〜800nm領域で連続的に光線透過率を測定し、その測定結果より光線波長380nmにおける光線透過率(Tuv)を読み取った。また、光線波長440nm〜460nm、480nm〜500nm、520nm〜540nm、560nm〜580nm、610nm〜630nmにおける光線透過率の各平均値(それぞれT440−460、T480−500、T520−540、T560−580、T610−630)については算術平均にて上述の測定結果より算出した。
(5)フィルムヘーズの測定
JIS−K−7105に準じて日本電色工業社製積分球式濁度計「NDH−300A」により、フィルムヘーズを測定した。
(6)塗布量
フィルムを100mm×100mmの小片10枚に切り出し、塗布量を測定する面をメチルエチルケトン/トルエン=1/1の混合有機溶剤を染み込ませた布で拭き取り、拭き取り前後の重量差から平方メートル当たりに換算し、塗布量(g/m)を算出した。
(7)接着性
アクリル系ハードコード剤「紫光(日本合成化学工業社製)」をトルエンとメチルエチルケトンの混合溶媒で希釈し、これを硬化後の厚みで3μmとなるようにリバースグラビア方式で塗工した。次に110℃1分間乾燥して溶剤を除去した後、高圧水銀灯により出力120W/cm、照射距離15cm、ライン速度10m/分の条件で紫外線硬化させ、活性エネルギー線硬化樹脂層を形成した。硬化直後、当該層に1インチ幅に碁盤目が100個になるようクロスカットをいれ、直ちに、同一箇所について、セロテープ(登録商標)による急速剥離テストを3回実施し、剥離面積により評価した。判定基準は以下のとおりである。
◎:碁盤目剥離個数=0
○:1≦碁盤目剥離個数≦20
×:21≦碁盤目剥離個数
(8)反射防止層の反射色の局所的な着色
活性エネルギー線硬化樹脂層の上に、パーフルオロブテニルビニルエーテルの重合体のパーフルオロ(2−ブチルテトラハイドロフラン)溶液を使用し、乾燥後の塗布厚さが100nmとなるようにマイクログラビア方式で塗工し、120℃で10分間乾燥し、反射防止層を積層した。得られた反射防止フィルムを3波長域発光形蛍光灯下で目視にて観察し、局所的な着色があるかどうかを評価した。判定基準は以下のとおりである。
○:反射色の局所的に着色がない
×:反射色の局所的な着色が確認できる
(9)UV耐光性
トルエンとメチルエチルケトンの混合溶媒で近赤外吸収色素「CIR−1085(日本カーリット社製)」と樹脂バインダー「オプトレッツOZ1100(日立化成工業社製)」を色素重量(対固形分濃度)6.2重量部となるように配合し、これを反射防止層を設置した反対面に乾燥後の厚みで6μmとなるようにマイクログラビア方式で塗工、乾燥させ近赤外線吸収層を形成した。このフィルムを、スガ試験機製紫外線ロングライフフェードメーター(FAL−3型)を使用し、63±3℃で500時間反射防止層側から紫外線を照射した。紫外線照射前後で、サンプルの光線波長1100nmの光線透過率の差(ΔT1100)を用いて行った。該ΔT1100の値が小さいほど近赤外吸収色素の劣化が少なく、耐光性が良好であることを示す。光線波長1100nmの光線透過率の測定には、島津製作所社製UV3100PCを使用した。耐光性の判断基準は以下のとおりである。
○:ΔT1100≦1.0
×:1.0<ΔT1100
(10)明所コントラスト
フィルムの片面に反射防止層を塗設し、その反対面に近赤外吸収層を塗設し、反射防止/近赤外吸収複合フィルムを作成した。このフィルムの近赤外吸収層側に電磁波シールドメッシュ(線幅10μm、線ピッチ250μm)、半強化ガラスをこの順で貼り合わせ光学フィルターとした。この光学フィルターを市販の光学フィルターを取り外したプラズマディスプレイパネル(日立製作所社製 W42−P5000)の前面に設置し、ディスプレイの半分は黒色を表示し、残りの半分は白色を表示して、その界面のコントラスト差をハロゲンランプ照射下で視感評価した。明所コントラストの判断基準は以下のとおりである。
A:白色表示部と黒色表示部のコントラストが高く、視認性に優れる
B:白色表示部と黒色表示部のコントラストが十分にあり、画像を視認するのに問題のないレベルである
C:白色表示部と黒色表示部のコントラストが十分でなく、視認性悪い
(11)白色表示時の色バランス
反射防止層と近赤外吸収層を形成した複合フィルムに電磁波シールドメッシュ、半強化ガラスを貼り合わせ作成した光学フィルターを市販の光学フィルターを取り外したプラズマディスプレイパネル(日立製作所製 W42−P5000)の前面に設置し、環境光を完全に遮断した暗室内にて、ディスプレイ全面に白色を表示して、その白の色目が特定の色に着色がかっているか否か(色バランス)を視感評価した。明所コントラストの判断基準は以下のとおりである。
W:白色表示部分は無彩色であり、着色がかっていない
R:白色表示部分は赤色がかっている
G:白色表示部分は緑色がかっている
B:白色表示部分は青色がかっている
以下に実施例/比較例を示すが、これに用いたポリエステルの製造方法は次のとおりである。
〈ポリエステルの製造〉
<ポリエステル(A)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、触媒としてテトラブチルチタネート0.011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後、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0.63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。得られたポリエステル(A)の極限粘度は0.63であった。
<ポリエステル(B)の製造方法>
ポリエステル(A)を、予め160℃で予備結晶化させた後、温度220℃の窒素雰囲気下で固相重合し、極限粘度0.75のポリエステル(B)を得た。
<ポリエステル(C)の製造方法>
ポリエステル(A)の製造方法において、エチレングリコールに分散させた平均粒子径1.6μmのシリカ粒子を0.2部加えて、極限粘度0.65に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル(A)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(C)を得た。得られたポリエステル(C)は、極限粘度0.65であった。
<ポリエステル(D)の製造方法>
ポリエステル(A)をベント付き二軸押出機に供して、紫外線吸収剤として2,2−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン]を10重量%濃度となるように供給して溶融混練りしてチップ化を行い、紫外線吸収剤マスターバッチポリエステル(D)を作成した。得られたポリエステル(D)の極限粘度は、0.59であった。
<ポリエステル(E)の製造方法>
ポリエステル(A)をベント付き二軸押出機に供して、チバ・スペシャリティケミカルズ社製 ORASOL Blue GN 4.0重量%、同Red G 2.1重量%、三菱化学社製ダイアレジン レッドA 2.5重量%、同レッドS 1.4重量%の各濃度となるように供給して溶融混練りしてチップ化を行い、染料マスターバッチポリエステル(E)を作成した。得られたポリエステル(E)の極限粘度は、0.60であった。
<ポリエステル(F)の製造方法>
ポリエステル(A)をベント付き二軸押出機に供して、チバ・スペシャリティケミカルズ社製 ORASOL Blue GN 4.2重量%、同Red G 2.1重量%、三菱化学社製ダイアレジン レッドA 1.4重量%、同レッドS 2.4重量%の各濃度となるように供給して溶融混練りしてチップ化を行い、染料マスターバッチポリエステル(E)を作成した。得られたポリエステル(E)の極限粘度は、0.60であった。
<ポリエステル(G)の製造方法>
ポリエステル(A)をベント付き二軸押出機に供して、チバ・スペシャリティケミカルズ社製 ORASOL Blue GN 3.2重量%、同Red G 2.9重量%、三菱化学社製ダイアレジン レッドA 1.4重量%、同レッドS 2.5重量%の各濃度となるように供給して溶融混練りしてチップ化を行い、染料マスターバッチポリエステル(E)を作成した。得られたポリエステル(E)の極限粘度は、0.60であった。
<ポリエステル(H)の製造方法>
ポリエステル(A)をベント付き二軸押出機に供して、三菱化学社製ダイアレジンレッドS 2.0重量%、同ヴァイオレッドD 1.3重量%、同ブルーH3G 4.4重量%、および同イエローF 2.3重量%の各濃度となるように供給して溶融混練りしてチップ化を行い、染料マスターバッチポリエステル(E)を作成した。得られたポリエステル(E)の極限粘度は、0.60であった。
また、以下の実施例、比較例で用いた配向結晶化完了前に塗布する塗布液中の各水性塗料の固形分比および内容は下記のとおりである。
<塗布液中の各水性塗料の固形分比>
水性塗料a/水性塗料b/水性塗料c/水性塗料d=47/20/30/3
<水性塗料a>
下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(mol%)
<水性塗料b>
メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリロニトリル/N−メチロールメタアクリルアミド=45/45/5/5(モル比)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
<水性塗料c>
ヘキサメトキシメチルメラミン
<水性塗料d>
平均粒径65nmのシリカゾル
実施例1:
前述のポリエステル(B)、(C)をそれぞれ92.0%、8.0%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、ポリエステル(A)、(D)、(E)をそれぞれ90.5%、8.0%、1.5%の割合で混合した混合原料をB層の原料として、2台のベント式二軸押出機に各々を供給し、それぞれ285℃で溶融し、A層を最外層(表層)、B層を中間層とする2種3層(A/B/A)の層構成で共押出して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。次いで、ロール周速差を利用してフィルム温度81℃で縦方向に3.4倍延伸した後、塗布液を塗布し、テンターに導き、横方向に120℃で4.0倍延伸し、225℃で熱処理を行った後、140℃での冷却ゾーンを経て、横方向に2%弛緩し、厚さ100μmの積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0077g/mであった。
実施例2:
実施例1において、B層の原料を、ポリエステル(A)、(D)、(E)をそれぞれ89.0%、8.0%、3.0%で混合した混合原料とした以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0081g/mであった。
実施例3:
実施例1において、B層の原料を、ポリエステル(A)、(D)、(F)をそれぞれ90.5%、8.0%、1.5%で混合した混合原料とした以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0082g/mであった。
実施例4:
実施例1において、B層の原料を、ポリエステル(A)、(D)、(G)をそれぞれ90.5%、8.0%、1.5%で混合した混合原料とした以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0080g/mであった。
実施例5:
実施例1において、塗布液の塗布量を乾燥後の塗布量で0.0004g/mとなるよう塗布した以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0003g/mであった。
実施例6:
実施例1において、塗布液の塗布量を乾燥後の塗布量で0.08g/mとなるよう塗布した以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0821g/mであった。
実施例7:
実施例1において、B層の原料を、ポリエステル(A)、(D)、(E)をそれぞれ95.7%、2.8%、1.5%で混合した混合原料とした以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0078g/mであった。
比較例1:
実施例1において、B層の原料を、ポリエステル(A)、(D)、(H)をそれぞれ89.4%、8.0%、2.6%で混合した混合原料とした以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0081g/mであった。
比較例2:
実施例1において、B層の原料を、ポリエステル(A)、(D)、(H)をそれぞれ86.8%、8.0%、5.2%で混合した混合原料とした以外は、実施例1と同様にして厚み100μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、5/90/5μmであった。塗布層の塗布量は0.0083g/mであった。
比較例3:
ポリエステル(A)、(C)、(E)をそれぞれ91.0%、8.0%、1.0%の割合で混合した混合原料を用いて、1台のベント式二軸押出機に供給して溶融押出しし、延伸および熱処理の条件は実施例1と同様にして厚み100μmの単層のフィルムを得た。得られたフィルムは厚みが100μmであり、フィルム表面に光線吸収剤が析出したフィルムであった。このため塗布層の塗布量および特性は正確に測定することができなかった。また本フィルム生産後に生産ラインの光線吸収剤による汚染が確認された。
実施例1〜7、比較例1〜2で得られたポリエステルフィルムの特性をまとめて表1、表2および表3に示す。本発明の要件を満たすフィルムは、光学用としての適性が高いことがわかる。
Figure 2008058745
Figure 2008058745
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本発明のフィルムは、例えば、プラズマディスプレイなどの電子ディスプレイの最表面に配置されて使用される反射防止フィルムとして好適に利用することができる。

Claims (4)

  1. 少なくとも3層からなる積層ポリエステルフィルムであって、内層に光線吸収剤を含有し、光線波長440〜460nm、480〜500nm、520〜540nm、560〜580nm、および610〜630nmにおける光線透過率の各平均値(それぞれT440−460、T480−500、T520−540、T560−580、T610−630)が、下記式(1)〜(6)を同時に満足することを特徴とする反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム。
    440−460−T480−500≧3% …(1)
    440−460−T560−580≧3% …(2)
    520−540−T480−500≧3% …(3)
    520−540−T560−580≧3% …(4)
    610−630−T480−500≧3% …(5)
    610−630−T560−580≧3% …(6)
  2. 下記式(7)〜(9)を同時に満足することを特徴とする請求項1に記載の反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム。
    |T440−460−T520−540|≦10% …(7)
    |T440−460−T610−630|≦10% …(8)
    |T520−540−T610−630|≦10% …(9)
  3. 少なくとも片面に当該フィルムの製造工程内で設けられた、塗布量が0.001〜0.05g/mの塗布層を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム。
  4. 内層に紫外線吸収剤を含有し、380nmにおける光線透過率(Tuv)が5.0%以下であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3に記載の反射防止フィルム用積層ポリエステルフィルム。
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