JP2010515783A - 耐衝撃性に優れた衝撃吸収層及びこの衝撃吸収層を含む衝撃吸収用フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムに関し、より詳細にはディスプレイ装置やガラス窓またはこれと類似する基材表面に加わる衝撃値を吸収する能力に優れ、ディスプレイ装置やガラス窓等に加わる衝撃からパネルを保護するための衝撃吸収用フィルムに関する。
【解決手段】本発明の一側面として、衝撃吸収層は厚さ３０μｍ以上であり、常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度測定値が２０以上であることを特徴とし、本発明の更に他の一側面として、耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムは１以上の層を含む耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムにおいて、前記衝撃吸収用フィルム層には常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度測定値が２０以上である１以上の衝撃吸収層が総厚さ３０μｍ以上で存在することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムに関し、より詳細にはディスプレイ装置や窓のように傷つきやすくて透明な基材表面に加わる衝撃値を吸収する能力に優れ、ディスプレイ装置や窓に加わる衝撃からパネルを保護するための衝撃吸収用フィルムに関する。

最近、ディスプレイ装置は、陰極線管（ＣＲＴ）を用いるブラウン管方式から次第に平面化及び薄型化される傾向に伴い、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）のような平面ディスプレイ装置に変更される傾向にある。

前述のディスプレイ装置のうちＰＤＰは、薄いガラス板の間に含まれた微細なセルの内部に放電用ガスを充填する形態のディスプレイ装置である。前記ＰＤＰにおける発光は、電極を利用し前記ガス層に強い電場を形成させ、ガス放電を起こさせる。その結果、紫外線が生成され、この紫外線により自己発光を起こさせる形態で行われる。

また、ＬＣＤは薄いガラス板の間に液晶物質を充填し、表現しようとする画面の画素毎に電場を形成させて液晶の配向が異なるように制御することによって所望の画面を具現する形態のディスプレイ装置である。

前記ＰＤＰやＬＣＤは、従来のブラウン管型ディスプレイ装置がシャドーマスクの形態上の制限によりガラス管の表面が若干球形を有し（無論、最近テンション型マスクの開発により平面型のブラウン管が提供されているが、球形ブラウン管の生産量も依然として多くを占めている）、側面と一体型で形成されているのに比べて、単に、２つの対向するガラス板とその間に充填される画像表示素材（ガスまたは液晶）から成り、ガラス板とガラス板の間の端の側面は、適当な材料で封止（ｅｎｖｅｌｏｐ）される形態に製造され、薄く平面性に優れるという長所がある。

しかし、前記のＰＤＰやＬＣＤのようなディスプレイ装置のパネルは、その特性により衝撃には非常に弱い構造を有する。即ち、ブラウン管のように内部に形成される高真空に耐えるため、比較的厚いガラスで形成され、その表面が少し凸な形態を有するディスプレイ装置に比べてＰＤＰやＬＣＤはこのような問題がないため、パネルに含まれるガラス基板も薄い上、形態も平面的であり、外部から一定水準以上の衝撃が加わると、パネルが破損される恐れがある。また、前記ＰＤＰやＬＣＤの他にもＯＬＥＤやその他発光体をディスプレイ用途に用いるか、または通常の窓のような場合も衝撃を受けると破損する恐れのある製品が数多くあり、これらを衝撃から保護する必要がある。

このような問題を克服するため、従来には半強化ガラスに様々な機能性フィルムを取り付けたガラスタイプのフィルター等が開発され使用された。しかし、このような半強化ガラスを使用することはディスプレイ装置の光学特性を劣化させると共に、最近の傾向であるディスプレイ装置の軽量化に逆行するため、前記のような方式でディスプレイ装置のパネルを補強することも適切でない。

従って、前述のようにガラス基板を用いない補強方法を使用せず、ディスプレイ装置を効果的に補強する方法に対する技術が強く求められている。

従って、本発明は前記従来技術の目的を達成するためのものであり、外部に加わる衝撃を吸収し、ディスプレイ装置やガラス基板等を保護することができる耐衝撃性に優れた衝撃吸収層及びこれを含む衝撃吸収用フィルムを提供することをその目的とする。

前述の目的を達成するための本発明の一側面として、衝撃吸収層は厚さ３０μｍ以上であり、常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度測定値が２０以上であることを特徴とする。

この際、前記衝撃吸収層は、減圧性粘着剤（ＰＳＡ）、アクリル系、ウレタン系、ウレタンアクリレート、シリコン系またはゴム（Ｒｕｂｂｅｒ）系であることが好ましい。

また、前記衝撃吸収層には、サイズが１μｍ以下の微細気泡が衝撃吸収層１ｍｍ^３当りに１００個以下含まれていることが好ましい。

本発明のさらに他の一側面として、耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムは、１以上の層を含む耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムであって、前記衝撃吸収用フィルム層には常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度測定値が２０以上である１つ以上の衝撃吸収層が総厚さ３０μｍ以上で存在することを特徴とする。

この際、前記衝撃吸収層は、減圧性粘着剤、アクリル系、ウレタン系、ウレタンアクリレート、シリコン系またはゴム系であることを特徴とする。

また、前記衝撃吸収層には、サイズが１μｍ以下の微細気泡が衝撃吸収層１ｍｍ^３当りに１００個以下含まれていることが好ましい。

また、前記衝撃吸収用フィルムの最外郭に反射防止層（ａｎｔｉ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）が位置する場合、前記反射防止層と衝撃吸収層との間にはＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定したとき、硬度が６０以上であるフィルム層が含まれることがよい。

本発明による場合、従来のように別途の半強化ガラス基板を使用しなくとも優れた耐衝撃性を有する衝撃吸収用フィルムと、前記フィルムに含まれてディスプレイ装置やガラス窓、またはその他これと類似する透明基材の耐衝撃性を向上させる衝撃吸収層を提供することができ、耐久性を向上させることができる。

本発明の衝撃吸収層を含むフィルムの積層形態を示す断面図である。 反射防止層が最外郭に位置する場合、スクラッチの生成を防ぐために高硬度層が反射防止層と衝撃吸収層の間に介在される形態を示す断面図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の発明者らは、外部に加わる衝撃を吸収しディスプレイ装置を保護することができる耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムに対して深く研究し、前記フィルムに１つ以上の衝撃吸収層が含まれている場合、前記フィルムをディスプレイ装置の表面に取り付けると、ディスプレイ装置の耐衝撃性を著しく向上させることができることを知り、本発明に至った。

即ち、本発明のフィルムはディスプレイ装置に取り付けるフィルムであって、１以上の層から成り、前記１以上の層の中から選択された１以上の層が衝撃吸収層であることを特徴とする。

また、本発明の衝撃吸収用フィルムは、衝撃吸収層を有するフィルムであって、前記衝撃吸収層以外は、従来の衝撃吸収用フィルム、即ち、ＬＣＤの位相差フィルム、視野角補償フィルムのような光学補償フィルム、ＰＤＰ装置のＰＤＰフィルター等と同じ構造を有することができる。

また、本発明の衝撃吸収用フィルムは、前述のようにＰＤＰやＬＣＤ用の他にもブラウン管型ディスプレイ装置の耐衝撃性を向上させるために使用されることもできる。無論、前述のように、ブラウン管型ディスプレイ装置は、ＰＤＰやＬＣＤよりは耐衝撃性が高いが、本発明の衝撃吸収用フィルムを用いる場合には耐衝撃性を向上させることができ、さらに強い衝撃にも破損されないことができる。

前述の本発明の衝撃吸収用フィルムに含まれた衝撃吸収層は、その厚さが３０μｍ以上であることが好ましい。若し、前記衝撃吸収層の厚さが３０μｍ未満である場合は、衝撃吸収層は衝撃吸収能力はあるが前記衝撃吸収層に至った衝撃が完全に吸収されるには衝撃吸収層の厚さが足りないため、前記衝撃吸収層の次に位置した層に吸収されない衝撃が伝わる。その結果、本発明のフィルムが保護しようとするディスプレイ装置やガラス窓、その他透明基材等が破損する原因と成り得る。この際、前記衝撃吸収層は必ずしも１層で形成される必要はなく、全体のフィルム内に幾つかの層に分散されていてもよい。

そして、本発明の衝撃吸収層はその厚さを３０μｍ以上にし、ガラス基板の表面に積層してから積層された衝撃吸収層の硬度を常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定したとき、その値が２０〜１００であり、前記フィルムに含まれた衝撃吸収層の総厚さが３０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。前記衝撃吸収層の硬度が低すぎる場合は押圧及び復元特性がよくないため、不利であり、逆に衝撃吸収層の硬度が高すぎる場合は衝撃吸収能力が微弱であるため、好ましくない。また、特に前記衝撃吸収層の厚さの上限を定める必要はないが、過度に厚いと、透過率が減少してディスプレイ装置に適当でなくなることがある。また、フィルムの加工が容易でなくなるので、前記衝撃吸収層の厚さの上限を１ｍｍに定めることがより好ましい。

この際、フィルム内にある層の硬度が常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計を用いて測定したとき、２０以上の場合を衝撃吸収層ということに留意すべきである。また、前記衝撃吸収層の厚さは１層の厚さのみを意味するのではなく、フィルム内にある幾つかの衝撃吸収層の厚さを総合したのが３０μｍ以上であればよい。

前述の条件を有する衝撃吸収層としては、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、アクリル系、シリコン系、ゴム系等や減圧性粘着剤を挙げることができる。

また、前記の衝撃吸収層としては、反復される歪み荷重を加えて、前記荷重による剪断応力の周期を１Ｈｚでかけて、モジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）Ｇ'が１０^５〜１０^８（１００，０００〜１００，０００，０００）の間にあることが好ましい。このような条件を満たす材料は、前記で例に挙げたものから選択することができ、より好ましくはシリコンゴム（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｒｕｂｂｅｒ）、アクリル系共重合体等を挙げることができるが、必ずこれに限定されない。

また、本発明で使用可能な減圧性粘着剤の組成を制御する方法を例に挙げると以下のようである。本発明で使用可能な減圧性粘着剤は、Ｔｇが６０度以上の硬性アクリル系組成物０〜３０重量部とＴｇが０度以下の軟性アクリル系組成物７０〜１００重量部と、架橋剤として含量が１〜２０重量部を含んだ物を使用することができる。ここで使用する架橋剤の種類の例としては、ジアクリレート、トリアクリレート、テトラアクリレート及び官能基が２つ以上のイソシアネート系、官能基が２つ以上のエポキシ系を挙げることができるが、必ずこれに限定されない。また、前記硬性アクリレートとしてはアクリル酸（ａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ）、メタクリレート（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等を挙げることができ、軟性アクリレート系としては２−エチルヘキシルアクリレート（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、ブチルアクリレート（ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）、イソ−オクチルアクリレート（ｉｓｏ−ｏｃｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）等があるが、必ずこれに限定されない。前記粘着剤を製造するための重合開始剤はベンゾフェノン（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）系のような光開始剤を使用する。光開始剤は前述の減圧性粘着剤用組成物に対して必要な少量を使用することができ、その量は通常の重合開始剤の使用量から容易に類推することができる。但し、前記光開始剤は硬質アクリル＋軟質アクリル＋架橋剤を足した量を１００重量部にしたとき、０.１〜３重量部が含まれることが特に好ましい。

また、前記の有利な条件に加えて、本発明のフィルム内に含まれる衝撃吸収層は内部にサイズ１μｍ以下の微細気泡を１ｍｍ^３当りに１００個以下含むことが好ましい。このような場合に、前記衝撃吸収層は同じ硬度下で、より優れた衝撃吸収能力を有するため、より薄型の衝撃吸収層及びこれを含む薄型衝撃吸収用フィルムを提供することができる。この際、前記微細気泡のサイズが１００個／ｍｍ^３を超える場合は、前記衝撃吸収層の硬度が弱くなりすぎて好ましくない。また、前記微細気泡が全くない場合も前述のように本発明の衝撃吸収層の役割は期待できないため、微細気泡の下限は設定する必要がない。但し、微細気泡による緩衝性能の向上効果を得るためには前記気泡は１０個／ｍｍ^３以上であることが好ましい。

衝撃吸収層内の前記気泡は、下記のような方式で形成させることがより好ましい。

例えば、Ａｃｒｙｌ系モノマーと架橋剤を含む材料にＮ２（ｇ）またはＡｒ（ｇ）を分散させるためには、０.５重量％以下の界面活性剤と高圧均質機を通じた分散が可能である。

界面活性剤の含量が０．５重量％を超えると、高温または高湿の環境における接着力等の耐久性が減少し、製品不良が発生することがある。

高圧均質機は、高圧から常圧に分散させる形態で食料品と化粧品の分散に主に用いられている。前記高圧均質機の例としてはアルファテック（Ａｌｐｈａｔｅｃｈ）社のＨＳ１００４を挙げることができる。

以下、図面を参考し、前記の衝撃吸収層を備えた本発明のフィルムの積層形態について説明する。

図１に図示されたように、本発明の耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムは、１つの衝撃吸収層（図１（ａ））１０または基板２０上に衝撃吸収層１０が積層された形態（図１（ｂ）または図１（ｃ））を有することができる。前記基板としては、フィルムに光学的特性も付与するためには、ＬＣＤの光学補償フィルムまたはＰＤＰフィルターのような光学フィルムを使用することができ、または単にＰＥＴフィルム等を基板として使用することもできる。

また、前記本発明のフィルムに含まれる衝撃吸収層は、取り付けられる面から最外郭に位置し、空気と接する面になることもでき（図１（ｂ））または前記衝撃吸収層の外郭に他の層が形成されることもできる（図１（ｃ））。この際、前記衝撃吸収層の外郭にはその使用形態によって図２のように反射防止層（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）４０が最外郭層として位置することができるが、前記最外郭に反射防止層４０が位置する場合、前記反射防止層４０の内面にＰＥＴ、Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＭＭＡ、Ａｃｒｙｌ、ＰＥＮ等のように常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計を用いて測定したとき、硬度が６０以上である層５０がさらに含まれることが好ましい。それは前記反射防止層の直ぐ内側に軟質の衝撃吸収層１０が位置する場合、最外郭に位置する反射防止層にスクラッチ等が形成されやすいため、良好なフィルム表面を得ることが困難であるからである。従って、前記反射防止層と軟質の衝撃吸収層の間には硬度６０以上のフィルム層がさらに含まれることが好ましい。

以下、下記する実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。但し、下記の実施例は本発明の様々な実施形態のうち幾つかを例示し本発明を説明するためのものであり、本発明の権利範囲を制限するためのものではない点に留意すべきである。

ＰＥＴ基板上にＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度値が９５の減圧性粘着剤を厚さ３００μｍに塗布し、ＰＤＰ用耐衝撃フィルムに製造してから、前記粘着層がＰＤＰパネル側に位置するように前記パネルに取り付けた。この際、前記減圧性粘着剤用組成物は、アクリル系共重合体で製造しＬａｍｉｎａｔｉｏｎ方式で貼り合わせた。

粘着剤層内に気泡を平均５０個／ｍｍ^３の密度で形成させた減圧性粘着剤を使用したこと以外は、前記実施例２と同様にフィルムを製造してからＰＤＰ基板に取り付けた。

比較例１

ＰＤＰ基板の表面に通常の近赤外線遮蔽フィルムと電磁気波遮蔽フィルム、反射防止フィルム、色補正フィルムから成るフィルムであって、前記フィルムを取り付けるために、各フィルム層の間に厚さ２５μｍのＡｃｒｙｌ系粘着剤を使用しフィルムを製造した。前記フィルムを実施例と同様に、基板に取り付けて比較例として使った。

比較例２

何のフィルムも取り付けていないパネルを比較のために用意した。

耐衝撃性のテスト
前記実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の方式で製造されたフィルムをＰＤＰパネルの前面に取り付けてから、直径１０ｍｍ、重量８ｇの鉄玉を前記ＰＤＰパネルの表面上の一定の高さから自由落下し、前記パネルが破損する高さを求めた。

下記表１にその結果を示した。

前記表１から分かるように、最高高さは実施例２＞実施例１＞比較例１＞比較例２の順であった。従って、衝撃吸収層を有する本発明のフィルムの緩衝効果を確認することができた。その中でも、特に、衝撃吸収層に気泡が形成されて緩衝性能が向上された場合が最も好ましいことを確認することができた。

Claims (7)

1. 厚さ３０μｍ以上であり、常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度測定値が２０〜１００であることを特徴とする耐衝撃性に優れた衝撃吸収層。
2. 前記衝撃吸収層は、減圧性粘着剤、アクリル系、ウレタン系、ウレタンアクリレート、シリコン系またはゴム系であることを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性に優れた衝撃吸収層。
3. 前記衝撃吸収層には、サイズが５０μｍ以下の微細気泡が衝撃吸収層１ｍｍ^３当りに１００個以下含まれていることを特徴とする請求項１に記載の耐衝撃性に優れた衝撃吸収層。
4. １以上の層を含む耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルムにおいて、前記衝撃吸収用フィルムには常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した硬度測定値が２０〜１００である１以上の衝撃吸収層が総厚さ３０μｍ以上で存在することを特徴とする耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルム。
5. 前記衝撃吸収層は、減圧性粘着剤、アクリル系、ウレタン系、ウレタンアクリレート、シリコン系またはゴム系であることを特徴とする請求項４に記載の耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルム。
6. 前記衝撃吸収層には、サイズが１μｍ以下の微細気泡が衝撃吸収層１ｍｍ^３当りに１００個以下含まれていることを特徴とする請求項４に記載の耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルム。
7. 前記衝撃吸収用フィルムの最外郭に反射防止層が位置する場合、前記反射防止層と前記衝撃吸収層との間には常温でＡｓｋｅｒ Ｃ硬度計で測定した場合、硬度が６０以上であるフィルム層が含まれることを特徴とする請求項４に記載の耐衝撃性に優れた衝撃吸収用フィルム。

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