JP2009209284A - 塗布フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム製膜時の熱処理の際に低分子量物や紫外線吸収剤がフィルム表面に析出することがなく、ＵＶインキとの接着性に優れる塗布フィルムを提供する。
【解決手段】ポリエステルフィルム、およびそのうえに設けられた水系塗布層からなる塗布フィルムであって、波長４００ｎｍの光線透過率が８０％以上であり、フィルムの上の６．５ｍｍの位置にスライドガラスを設置してフィルムを２３０℃で１５分間加熱して保持したときのスライドガラスのヘーズ変化率が１０％未満であり、水系塗布層が、塗布層の組成物１００重量％あたりベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂１５〜８０重量％およびシリコーン化合物５〜５０重量を含有することを特徴とする塗布フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は紫外線を遮蔽する塗布フィルムに関する。

ポリエステルフィルムは、プラズマディスプレイパネル（以下「ＰＤＰ」と略称することがある）の反射防止フィルムのベースとして注目されている。一般にＰＤＰは、発光ユニットと前面に配置される光学フィルターユニットから構成されており、光学フィルターユニットには、発光ユニットから放射される近赤外線や各種電磁波をカットする機能が求められる。

通常用いられる近赤外線吸収剤は、紫外線に対して劣化しやすいと言われており、紫外線による劣化を防ぐために、光学フィルターユニットには紫外線をカットする機能が求められる。紫外線をカットする機能を付与する方法としては、光学フィルターユニットを構成するフィルムの粘着層に紫外線吸収剤を練りこむ方法、光学フィルターユニットを構成する反射防止（以下「ＡＲ」と略称することがある）フィルムのベースに紫外線吸収剤を練りこむ方法、が知られている。

特開平７−９０１８４号公報 特開平１０−２５４３４号公報

しかし、粘着層に紫外線吸収剤を練りこむ方式は、近赤外線吸収剤を保護する効果が不十分で、コストも高い。他方、ＡＲフィルムのベースに紫外線吸収剤を練りこむ方式には、以下に述べる問題がある。すなわち、ＡＲ加工工程では、塗膜の高温での乾燥工程が必要な場合があるが、特にポリエステルフィルムでは重合時に発生して残存した低分子量物または熱分解により発生した低分子量物がこの乾燥工程で、表面に析出し、フィルムの透明性を悪化させることがある。特に、紫外線吸収剤を添加したポリエステル組成物からなるフィルムでは、紫外線吸収剤が高温での乾燥工程で表面に析出する問題が顕著である。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消し、紫外線吸収性能を備えながら、フィルム製膜時の熱処理の際に低分子量物や紫外線吸収剤がフィルム表面への析出することがなく、ＵＶインキとの接着性に優れ、特にプラズマディスプレイパネルの反射防止フィルムとして好適に用いられる塗布フィルムを提供することを目的とする。

すなわち本発明は、ポリエステルフィルム、およびそのうえに設けられた水系塗布層からなる塗布フィルムであって、波長４００ｎｍの光線透過率が８０％以上であり、フィルムの上の６．５ｍｍの位置にスライドガラスを設置してフィルムを２３０℃で１５分間加熱して保持したときのスライドガラスのヘーズ変化率が１０％未満であり、水系塗布層が、塗布層の組成物１００重量％あたりベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂１５〜８０重量％およびシリコーン化合物５〜５０重量を含有することを特徴とする塗布フィルムである。

本発明によれば、紫外線吸収性能を備えながら、フィルム製膜時の熱処理の際に低分子量物や紫外線吸収剤がフィルム表面への析出することがなく、ＵＶインキとの接着性に優れ、特にプラズマディスプレイパネルの反射防止フィルムとして好適に用いられる塗布フィルムを提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
［ポリエステルフィルム］
本発明においてポリエステルフィルムは、熱可塑性の芳香族ポリエスエルからなる。このポリエステルとして、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，６―ナフタリンジカルボン酸、４，４′―ジフェニルジカルボン酸といった芳香族ジカルボン酸成分と、例えばエチレングリコール、１，４―ブタンジオール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、１，６―ヘキサンジオールといったグリコール成分とから構成される芳香族ポリエステルを用いることができる。ポリエステルとしては、好ましくはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン―２，６―ナフタリンジカルボキシレートを用いる。ポリエステルはホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよい。

ポリエステルには、製膜時のフィルムの巻取り性や、ハードコート層や粘着剤層を塗設する際のフィルムの搬送性を良くするため、滑剤として有機微粒子または無機微粒子を含有させてもよい。無機微粒子としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素、酸化亜鉛の微粒子を例示することができる。有機微粒子としては、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、尿素樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子を例示することができる。
ポリエステルフィルムの厚みは、５０〜２５０μｍであることが好ましい。５０μ未満であるとフィルムのこしがなく、２５０μｍを超えると取り扱いが困難となる。

［塗布層］
ポリエスエルフィルムのうえの塗布層は、水系塗布層である。水系塗布層であることによって、環境に与える付加が少なく、安全に塗布フィルムを製造することができる。
水系塗布層は、塗布層の組成物１００重量％あたりベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂１５〜８０重量％およびシリコーン化合物５〜５０重量％を含有する。

塗布層の厚みは、乾燥後の厚みとして、好ましくは０．２〜２．０μｍ、さらに好ましくは０．３〜１．９μｍである。この範囲の厚みとすることで、紫外線吸収性能に優れ、ポリエスエルフィルムとの密着性が良好で、塗布斑が目立たず、塗布外観のよい塗布フィルムを得ることができる。

［紫外線吸収剤］
塗布層は、紫外線吸収剤として、ベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂を含有する。このベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂の含有量は、塗布層の組成物１００重量％あたり１５〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％である。１５重量％未満であると紫外線吸収性能が不十分となり、塗布層のうえに他の機能層、例えば近赤外線吸収層を設けるときに、その層との密着性が不足する。８０重量％を超えても紫外線吸収性能が飽和するので８０重量％を超えて含有する意味がない。

本発明における塗布フィルムは、塗布層にベンゾトリアゾール化合物を共重合した（メタ）アクリル樹脂を１５〜８０重量％配合することで、波長４００ｎｍの光線透過率が８０％以上、波長３６０ｎｍの光線透過率が５％以下を達成することができる。

［シリコーン化合物］
塗布層は、ワックスとしてシリコーン化合物を含有する。このシリコーン化合物は、塗布層の組成物１００重量％あたり５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％含有する。５重量％未満であると防汚性が劣り、５０重量％を超えると塗膜の上に他の機能層、例えば近赤外線吸収層を設けるときに、その層との密着性が不足する。

塗布層のシリコーン化合物は、オルガノシロキサンを骨格とする化合物であり、例えば、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン、フロロシリコーン、シリコーンポリエーテル共重合体、アルキル変性シリコーン、高級脂肪酸変性シリコーンを挙げることができる。

シリコーン化合物としては反応性基を有するシリコーン化合物を用いることが好ましい。反応性基を含有しないシリコーン化合物を用いた場合には、塗布層の欠落による滑性の低下、帯電防止性の低下、欠落成分による生産工程への汚染が起きる場合があり好ましくない。

［帯電防止剤］
本発明において、塗布層には帯電防止剤を含有させることが好ましい。帯電防止剤は、帯電防止性を付与する剤であり、好ましくはカチオンポリマーを用いる。このカチオンポリマーは、好ましくはビニル系重合体からなり、側鎖にカチオン性基を有し、そのカチオン性基が第４級アンモニウム塩である化合物である。第４級アンモニウム塩としては、第４級アンモニウムスルホネート、第４級アンモニウムサルフェート、第４級アンモニウムナイトレートを例示することができる。

塗布層に帯電防止剤を含有させる場合、その量は塗布層の組成物１００重量％あたり、例えば１５〜８０重量％、さらに３０〜７０重量％である。この範囲で含有させることで、紫外線吸収性能を低下させることなく、十分な帯電防止性を得ることができ、また、塗布層のうえに機能層、例えば近赤外線吸収層を設けるときに、この層との良好な密着性を得ることができる。

［界面活性剤］
塗布層を形成するための塗布液には、塗布層の組成物と化学的に不活性な界面活性剤を配合することが好ましい。界面活性剤を配合する場合、塗布層の組成物１００重量％あたり、例えば１〜２０重量％、好ましくは１０〜２０重量％配合する。かかる範囲で配合することによって、ポリエステルフィルムへの水性塗布液の濡れを促進し、塗布液の安定性を向上することができる。界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチレン−脂肪酸エステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン型、ノニオン型界面活性剤を挙げることができる。

［光線透過率、ヘーズ変化率］
本発明の塗布フィルムは、波長４００ｎｍの光線透過率が８０％以上である。波長４００ｎｍの光線透過率が８０％未満であると透過光が減り明るさが不足し、光学用途への適用が難しくなる。本発明の塗布フィルムは、波長３６０ｎｍの光線透過率が、好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。この範囲の透過率とすることで、紫外線の遮蔽性能に優れ、プラズマディスプレイパネルの反射防止フィルムとして用いるときにフィルムに配合される近赤外線吸収剤の劣化を十分に防止することができる。

本発明の塗布フィルムは、フィルムの上の６．５ｍｍの位置にスライドガラスを設置してフィルムを２３０℃で１５分間加熱して保持したときのスライドガラスのヘーズ変化率が１０％未満である。この測定の詳細は実施例で説明するが、ヘーズ変化率が１０％を超えると低分子量物の発生量が多く、フィルムの生産工程で、工程の汚染が多くなり、生産性が劣る。

スライドガラスのヘーズ変化率は下記式で定義される。
スライドガラスのヘーズ変化率（％）
＝（加熱後のスライドガラスヘーズ（％）−加熱前のスライドガラスヘーズ（％））
／加熱前のスライドガラスヘーズ（％）

なお、上記スライドガラスのヘーズ変化率は、ポリエステルフィルムに、水系塗布層として、塗布層の組成物１００重量％あたりベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂１５〜８０重量％およびシリコーン化合物５〜５０重量を含有する水系塗布層を、乾燥後の厚みとして、例えば０．２〜２．０μｍ、好ましくは０．３〜１．９μｍの厚みで設けることによって達成することができる。

［製造方法］
本発明の塗布フィルムの製造方法を以下に説明する。なお、ガラス転移温度をＴｇ、融点をＴｍという。
本発明においてポリエステルフィルムは、当業者に周知の方法で得ることができる。すなわち、ポリエステルをダイより押出し、未延伸積層シートとし、これをキャスティングドラムで冷却固化して未延伸フィルムとし、これを加熱して縦方向に延伸して縦延伸フィルムを得る。この延伸は２個以上のロールの周速差を利用して行うのが好ましい。延伸温度は、ポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）〜（Ｔｇ＋７０℃）とするのが好ましい。

延伸倍率は、好ましくは２．２〜４．５倍、さらに好ましくは２．３〜３．９倍である。２．２倍未満とするとフィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られず好ましくなく、４．５倍を超えると製膜中に破断が発生し易くなり好ましくない。

縦延伸後のフィルムに、塗布層を形成するための塗液を塗布し、続いて、横延伸、熱固定、熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、これら処理はフィルムを走行させながら行う。横延伸の処理はポリエステルのＴｇより高い温度から始める。そして（Ｔｇ＋５）〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度まで昇温しながら行う。

塗布液の塗布方法として、公知の任意の塗工法が適用することができる。例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法、カーテンコート法を適用することができる。これらは単独または組合せて用いることができる。

横延伸過程での昇温は連続的でも段階的（逐次的）でもよいが通常逐次的に昇温する。例えばテンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、ゾーン毎に所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。横延伸の倍率は、好ましくは２．２〜４．５倍、さらに好ましくは２．８〜３．９倍である。２．２倍未満であるとフィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られず好ましくなく、４．５倍を超えると製膜中に破断が発生し易くなり好ましくない。
なお、縦方向と横方向に同時に延伸する同時二軸延伸方法で製造することもできる。

本発明において、塗布層を形成するために用いる塗液は、水性塗布液、例えば水溶液、水分散液、乳化液の形態で使用することが好ましい。水性塗布液の固形分濃度は、通常２０重量％以下、好ましくは１〜１０重量％である。１重量％未満であるとポリエステルフィルムへの塗れ性が不足することがあり好ましくなく、２０重量％を超えると塗液の安定性や塗布層の外観が悪化することがあり好ましくない。

以下、実施例により本発明を詳述する。なお、各特性値は以下の方法で測定した。
（１）フィルム厚み
フィルムをエレクトリックマイクロメーター（アンリツ製 Ｋ−４０２Ｂ）にて、１０箇所の厚みを測定し、その平均値をフィルムの厚みとした。

（２）光線透過率
島津製作所（株）製分光光度計ＵＶ−３１０１ＰＣを用い、スキャン速度２００ｎｍ／秒、スリット幅２０ｎｍ、サンプリングピッチ１．０ｎｍの条件で、波長３６０ｎｍと４００ｎｍの光線透過率を測定した。

（３）スライドガラスのヘーズ変化率
内径１０ｃｍ、内側の高さ６．５ｍｍの円柱形のシャーレの底に、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切り出したサンプルフィルムを置き、その上部の６．５ｍｍの位置に、５ｃｍ×５ｃｍのスライドガラスを設置し、シャーレを閉じた。シャーレ全体を２３０℃の温度に加熱して１５分間保持した。スライドガラスのヘーズを、加熱前、加熱後に測定し、スライドガラスのヘーズ変化率を下記式から算出し、下記の基準で評価した。
スライドガラスのヘーズ変化率（％）
＝（加熱後のスライドガラスヘーズ（％）−加熱前のスライドガラスヘーズ（％））
／加熱前のスライドガラスヘーズ（％）
なお、ヘーズは、日本電色工業社製のヘーズ測定器（ＮＤＨ―２０）で測定した。

（４）ＵＶインクの接着性
サンプルフィルムの塗膜を塗設面に厚さ２５０μｍのポリエステルフィルムを接着剤にて貼り付け、サンプルフィルムの塗膜を塗設していない面の上に紫外線硬化型印刷インキ（東洋インキ製フラッシュドライＦＤＯ紅ＡＰＮ）をＲＩテスター（明製作所製）により印刷した後、中圧水銀灯ＵＶキュア装置（８０Ｗ／ｃｍ、一灯式、日本電池製）でキュアリングを行い、厚み３．０μｍのＵＶインキ層を形成させた。このＵＶインキ層の上にセロハンテープ（１８ｍｍ幅、ニチバン製）を１５ｃｍの長さに貼り、この上を２ｋｇの手動式荷重ロールで一定の荷重を与えフィルムを固定した後、セロハンテープの一端を９０゜方向に剥離した後のＵＶインキ層を観察した。
ＵＶインキの接着性は下記の基準により評価した。
〇：ＵＶインキ層が全く剥離しない （ＵＶインキ接着性良好）
△：塗膜とＵＶインキ層間が部分的に凝集破壊状に剥離する
（ＵＶインキ接着性やや良好）
×：塗膜とＵＶインキ層間が層状に剥離する（ＵＶインキ接着性不良）
△以上が実用性能を有する。

（５）表面抵抗
サンプルフィルムの塗布層表面の表面固有抵抗値を測定した。タケダ理研社製・固有抵抗測定器を使用し、測定温度２３℃、測定湿度６０％の条件で、１日調湿後、印加電圧１００Ｖで１分間保持した後の表面固有抵抗値（Ω／□）を測定した。なお、「ａ＋ｂＥ」は、ａ×１０^ｂを意味する。

［実施例１〜１１、比較例１〜４］
固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２のポリエチレンテレフタレートを２０℃に維持した回転冷却ドラム上に溶融押出しして未延伸フィルムを得た。次いで縦方向に３．４倍に延伸した後、その両面に表１記載の塗剤の固形分濃度が重量３％の水性塗液をロールコーターで均一に塗布して塗布フィルムとした。次いで、この塗布フィルムを９５℃で乾燥し、横方向に１２０℃で３．７倍に延伸し、２３０℃で幅方向に３％収縮させ熱固定し、厚さ１００μｍの塗布フィルムを得た。なお、塗膜の厚さは０．５μｍであった。これらの評価結果を表２に示す。なお、塗布層の組成は表１の通りであり、得られた塗布フィルムの評価結果は表１のとおりであった。

［比較例５］
塗液を塗設しない以外は実施例１と同様にして実施した。評価結果を表２に示す。

［比較例６］
フィルムのポリエチレンテレフタレートを下記式（Ｉ）に示す紫外線吸収剤（竹本油脂製：ＣＥｉ−Ｐ）１重量％およびポリエチレンテレフタレート（固有粘度：０．６２）からなるポリエステル組成物とし、塗液を塗設しない以外は実施例１と同様にして実施した。評価結果は表２のとおりであった。

本発明のポリエステルフィルムは、プラズマディスプレイパネルの反射防止フィルムとして好適に用いることができる。

Claims (3)

1. ポリエステルフィルム、およびそのうえに設けられた水系塗布層からなる塗布フィルムであって、波長４００ｎｍの光線透過率が８０％以上であり、フィルムの上の６．５ｍｍの位置にスライドガラスを設置してフィルムを２３０℃で１５分間加熱して保持したときのスライドガラスのヘーズ変化率が１０％未満であり、水系塗布層が、塗布層の組成物１００重量％あたりベンゾトリアゾール基を側鎖に有する（メタ）アクリル樹脂１５〜８０重量％およびシリコーン化合物５〜５０重量を含有することを特徴とする塗布フィルム。
2. 波長３６０ｎｍの光線透過率が１０％以下である、請求項１記載の塗布フィルム。
3. プラズマディスプレイパネルの反射防止フィルムとして用いられる、請求項１記載の塗布フィルム。