JP2015184566A - 防眩性フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平均粒子径１μｍ以上５μｍ以下の有機粒子を大きな凝集体に迅速に凝集させることができる防眩性フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】１μｍ以上５μｍ以下の平均粒子径を有する有機粒子ｃと、水と作用して増粘する水作用性増粘物質ａと、バインダー樹脂と、有機溶媒と、を少なくとも含む塗布液を調整して、フィルム基材に１０μｍ以上のウエット膜厚で塗布し、塗布した塗布膜Ｔの固形分濃度が２０質量％以上６０質量％以下の時に、露点温度が１０℃以上の加湿風を吹き付け、加湿風吹き付け後のフィルム基材を水平面に対して１０°以上６０°以下に傾斜して搬送することにより有機粒子の凝集体Ｙを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、防眩性フィルムの製造方法に係り、特に、液晶表示装置などのディスプレイ装置に使用される防眩性フィルムの製造方法に関する。

液晶表示装置などのディスプレイ装置では、外光の反射による像の映り込みを防止するために、防眩性フィルムが用いられている。防眩性フィルムの製造方法には、大きく分けて次の４つの方法があることが知られている。すなわち（１）膜厚に対して比較的大径の粒子を含有する塗布液を支持体に塗布・乾燥させることにより、粒子を塗布膜表面から突出させて表面凹凸を形成し、その凹凸面で外光を散乱させる「粒子利用・外部散乱型防眩性フィルム」、（２）周囲のバインダー成分と屈折率が少し異なる粒子を配合して塗布膜内に埋没させることによって外光を塗布膜内で散乱させる「粒子利用・内部散乱型防眩性フィルム」、（３）膜厚に対して比較的小径の粒子を凝集させることによって外光を散乱させる「粒子利用・凝集型防眩性フィルム」、（４）屈折率が異なり且つ相溶性が少ない２種類以上の樹脂を相分離させて外光を散乱させる「樹脂利用・相分離型防眩性フィルム」である。

これらの防眩性フィルムは、フィルムに粒子を含む塗布液を塗布した後、塗布液を乾燥させて粒子による凹凸を塗布膜表面に形成することによって製造される（例えば特許文献１）。この防眩性フィルムの製造では、乾燥ゾーン長の短いコンパクトな製造装置で高速生産するため、乾燥ゾーンでの乾燥風を強くしたり、乾燥温度を高めたり、比較的速く乾く溶剤の混合比率を高めたりすることによって、塗布膜からの溶剤の乾燥速度を速めることが望まれる。このため、生産速度には限界があり、均一な光学性能の防眩性フィルムを高い生産速度で製造できないという問題がある。

特に上記した（３）の「粒子利用・凝集型防眩性フィルム」の場合には、粒子が凝集しなければ殆ど防眩性が発現しないため、粒子が凝集するのに必要な時間を確保しなくてはならない。このため、乾燥ムラ防止のための乾燥時間の確保だけでなく、凝集のための凝集時間を確保する時間が必要となるため、生産時間が更に長くなり、生産性が低下する。

「粒子利用・凝集型防眩性フィルム」の従来例として、例えば特許文献２には、平均粒子径Ｒが５μｍ＜Ｒ＜１５μｍの比較的大きな粒子を含有する塗布液を透明支持体上に塗布した後、塗布液の固形分比が７５質量％以上になる半分以上の時間において、透明支持体を３０°〜９０°に傾けた状態で保持又は搬送し、塗布液中の溶媒を乾燥速度０．１〜０．７ｇ／ｍ^２・ｓで蒸発させることが記載されている。これにより、塗布膜の表面に、１個の粒子又は２〜３個の比較的少ない粒子の凝集体によって防眩性のための凹凸形状を有し、ドライ膜厚（製品の膜厚）が８〜１８μｍの防眩性フィルムを製造することができる。

特開２００５−２７９３３９号公報 特開２０１０−５４７３７号公報

しかしながら、近年の傾向として、防眩性フィルムの製造における原料のコストダウンを図るため、ドライ膜厚が従来（１５μｍ程度）の１／３程度に薄く（４〜６μｍ）なってきている。このため、防眩性の発現や点欠陥防止のためには、ドライ膜厚が薄くなるのに応じて小さな平均粒子径（５μｍ以下）のものを使用せざるをえない。

しかし、平均粒子径５μｍ以下の小さな粒子では、防眩性を発揮するような大きな粒子凝集体を迅速に形成することは難しく、従来の「粒子利用・凝集型防眩性フィルム」の製造方法では防眩性が発揮されにくいとともに生産性が悪くなるという問題が顕在化した。

即ち、平均粒子径５μｍ以下の小さな粒子では、従来の大きな粒子のように、１個の粒子又は２〜３個の粒子の凝集体では防眩性を発揮することができず、沢山の粒子を凝集させて大きな凝集体を形成する必要がある。また、粒子として有機粒子を使用することで、バインダー樹脂との屈折率を近くでき、内部散乱を抑え、「黒締まり」の良い防眩性フィルムを提供できるが、有機粒子は、イオン性を有する無機粒子のように自己凝集力がないため、凝集させるのが難しく大きな粒子凝集体になり難い。

したがって、「粒子利用・凝集型防眩性フィルム」の製造方法によって薄膜な防眩性フィルムを製造するには、塗布液中に含有される小さな有機粒子を大きな凝集体まで凝集させるための時間を確保しなくてはならず、乾燥ゾーン長を長くして除乾化するための工程設計が必要であった。

塗布液に凝集剤を添加して、塗布液中で小さな粒子を迅速に凝集させることも考えられるが、凝集剤を使用すると、塗布スジが発生したり、塗布液の安定性が悪くなったりするなどの問題があり、本質的な解決策にはならない。

このような背景から、「粒子利用・凝集型防眩性フィルム」の製造方法によって、防眩性に優れ且つ塗布スジのない薄膜な防眩性フィルムを高い生産性で製造することが大きな課題となっている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、平均粒子径１μｍ以上５μｍ以下の有機粒子を大きな凝集体に迅速に凝集させることができ、防眩性に優れ且つ塗布スジのないドライ膜厚が薄い防眩性フィルム製造の生産性を飛躍的に上げることができる防眩性フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、１μｍ以上５μｍ以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒と、を少なくとも含む塗布液を調整する塗布液調整工程と、塗布液をフィルム基材に１０μｍ以上のウエット膜厚で塗布する塗布工程と、塗布工程で塗布された塗布膜を乾燥する乾燥工程と、乾燥工程で乾燥した塗布膜を硬化させる硬化工程と、を有し、乾燥工程において、塗布膜の固形分濃度が２０質量％以上６０質量％以下の時に、露点温度が１０℃以上の加湿風を吹き付ける加湿風吹き付け工程と、加湿風吹き付け工程後のフィルム基材を水平面に対して１０°以上６０°以下に傾斜させて塗布膜中の有機粒子を凝集させる凝集工程と、を有する防眩性フィルムの製造方法を提供する。

本発明の防眩性フィルムの製造方法によれば、有機粒子と、水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶剤を少なくとも含む塗布液を、フィルム基材上に塗布し、露点温度が１０℃以上の加湿風を吹き付けることで、塗布膜中の水作用性増粘物質を増粘させることができる。そして、この増粘した水作用性増粘物質が、有機粒子同士間に付着し、有機粒子の凝集体を形成する。さらに、加湿風を吹き付けた後、フィルム基材の搬送を水平面に対して１０°以上６０°以下に傾斜させて搬送させているので、有機粒子を重力により流動させることができ、有機粒子同士が衝突し、有機粒子の凝集体を形成することができる。そして、塗布膜の乾燥が進行することで、この有機粒子の凝集体の形状に倣って塗布膜の膜厚が薄くなり、塗布膜表面に外光を散乱するための凹凸形状を形成することができる。したがって、防眩性に優れ、かつ、塗布スジのないドライ膜厚が薄い防眩性フィルムの生産性を飛躍的に上げることができる。

本発明の別の態様においては、凝集工程は、塗布膜の固形分濃度が７０％以下であることが好ましい。

この態様によれば、凝集工程での固形分濃度を７０質量％以下としたので、塗布膜の流動性を維持することができ、有機粒子の凝集を行うことができる。

本発明の別の態様においては、加湿風の吹き付け風速が０．５ｍ／ｓ以上２ｍ／ｓ以下であることが好ましい。

この態様によれば、加湿風の吹き付け風速を０．５ｍ／ｓ以上としているので、塗布膜への水分の吸湿量を確保するとともに、２ｍ／ｓ以下としているので、加湿風による風ムラの発生を防止することができる。

本発明の別の態様においては、加湿風の露点温度が１０℃以上４０℃以下であることが好ましい。

この態様によれば、加湿風の露点温度を１０℃以上としているので、塗布膜への水分の吸湿量を確保することができる。また、加湿風の露点温度を４０℃以下としているので、有機粒子の過剰な凝集を抑え、安定した防眩性能で防眩性フィルムを製造することができる。したがって、露点温度の範囲を１０℃以上４０℃以下とすることで、防眩性能の制御を容易に行うことができる。

本発明の別の態様においては、加湿風吹き付け工程の、加湿風の吹き付け角度は、フィルム基材に対して垂直にあてる場合を０°、フィルム基材の搬送方向と反対方向に吹き付ける場合を一次側、フィルム基材の搬送方向と同方向に吹き付ける場合を二次側とした時、一次側に６０°〜二次側に６０°の範囲であることが好ましい。

この態様によれば、加湿風の吹き付け角度を一次側に６０°〜二次側に６０°の範囲としているので、塗布膜に加湿風を十分にあてることができる。また、加湿風の吹き付け角度を調整し、一次側に吹き付けることで、有機粒子の重力方向の移動を促進させることができ、逆に二次側に吹き付けることで、有機粒子の移動を抑えることができるので、防眩性能の制御を行うことができる。

本発明の別の態様においては、凝集工程は、加湿風吹き付け工程後、５ｍ以上１０ｍ以下の距離で行われることが好ましい。

この態様によれば、凝集工程を加湿風吹き付け工程後、５ｍ以上１０ｍ以下の距離で行うことで、有機粒子の凝集を十分に行うことができる。

本発明の防眩性フィルムの製造方法によれば、平均粒子径１μｍ以上５μｍ以下の有機粒子を大きな凝集体に迅速に凝集させることができ、防眩性に優れ、かつ、塗布スジのないドライ膜厚が薄い防眩性フィルムの生産性を飛躍的に上げることができる。

これにより、生産性を落とすことなく、防眩性フィルムのドライ膜厚を薄くできたことによる原料のコストダウン及び生産速度アップによる製造設備のコストダウンを実現することができる。

本発明の防眩性フィルムの製造方法を実施する装置の一例の全体構成を示す模式図である。 加湿風吹き付けノズルの構成を示す模式図である。 加湿風の吹き付け角度を説明する図である。 凝集メカニズムであり、塗布膜への水分の吸湿を示す模式図である。 凝集メカニズムであり、有機粒子の移動を示す模式図である。 凝集メカニズムであり、有機粒子の凝集体が形成された状態を示す模式図である。 塗布膜表面に凹凸形状が形成された状態を示す模式図である。 実施例の結果を示す表図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係る防眩性フィルムの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。

図１は、本発明の実施の形態を防眩性フィルムの製造方法を実施する製造装置の一例の全体構成を示す模式図である。

本発明の実施の形態では、ウェブＷを連続走行させて、処理を連続的に行うロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）で説明するが、ウェブＷとしてシート状のものを使用して、各部の処理を回分式で行う場合にも適用できる。

図１に示すように、送出部１２から送り出された透明フィルム基材（以下「ウェブＷ」ともいう）は、ガイドローラ２６にガイドされながら塗布部１６（塗布液調整部１４で塗布液を調整）、第１の乾燥部１８、第２の乾燥部２０、硬化部２２に搬送され、巻取部２４で巻き取られる。そして、塗布部１６〜硬化部２２において以下に説明する各工程が行われる。

［塗布液調整工程］
塗布液調整工程は、１μｍ以上５μｍ以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒と、を少なくとも含む塗布液を調整する工程である。塗布液調整工程は、図１に示す塗布液調整部１４の攪拌機２８Ａを備えた混合タンク２８によって行われる。塗布液調整工程では、塗布スジや防眩性の経時変化防止のために、できるだけ塗布液に水が吸湿されないようにすることが好ましい。塗布前における塗布液の水分量としては０．５質量％以下であることが好ましく、更に好ましくは０．１質量％以下であり、理想的にはゼロである。これは、塗布前に水分が塗布液に吸湿されるのを防止して、水作用性増粘物質の高分子構造体が形成されないようにすることで、製造された防眩性フィルムに塗布スジや点欠陥などが発生するのを確実に防止できるからである。調整される塗布液に水分が吸湿されることを防止する対策としては、例えば混合タンク２８のベント配管３２Ａに外気乾燥器３２Ｂを設けることにより吸湿防止手段３２を構成することができる。

（有機粒子）
透光性の有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子（屈折率１．４９）、架橋ポリ（アクリル−スチレン）共重合体粒子（屈折率１．５４）、メラミン樹脂粒子（屈折率１．５７）、ポリカーボネート粒子（屈折率１．５７）、ポリスチレン粒子（屈折率１．６０）、架橋ポリスチレン粒子（屈折率１．６１）、ポリ塩化ビニル粒子（屈折率１．６０）、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子（屈折率１．６８）等が用いられる。

有機粒子の形状は真球又は不定形いずれも使用できる。不定形の場合の粒子径は体積球相当径にて求める。なかでも架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリ（（メタ）アクリレート）粒子、架橋ポリ（アクリル−スチレン）粒子が好ましく用いられる。これらの有機粒子の中から選ばれた各透光性粒子の屈折率とバインダー樹脂の屈折率とを調整することが好ましい。

有機粒子は、粒径にばらつきがないほど、散乱特性にばらつきが少なくなり、ヘイズ値の設計が容易となる。また、バインダー樹脂と屈折率が近い有機粒子を使用することで、内部散乱を抑え、「黒締まり」の良い防眩性フィルムを提供できる点が無機粒子に比べて有利である。

有機粒子は、塗布膜Ｔの全固形分中に３〜３０質量％含有されるように配合されることが好ましい。より好ましくは５〜２０質量％である。３質量％以上とすることで、十分な添加効果を得ることができ、３０質量％以内とすることで、画像ボケや表面の白濁やギラツキ等の発生を抑制することができる。

本発明においては、平均粒子径は一次粒径を示す。有機粒子の平均粒子径の測定方法としては任意の測定方法が適用できるが、粒子の粒度分布をコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算して得られた粒子分布から算出する方法や、透過型電子顕微鏡（倍率５０万〜２００万倍）で粒子の観察を行い、粒子１００個を観察し、その平均値をもって平均粒子径とする方法がある。なお、本発明において平均粒子径はコールターカウンター法によって得られた値を用いる。

（水作用性増粘物質）
水作用性増粘物質とは、塗布膜Ｔ中に水が浸透することによって、塗布膜の粘度が上がる物質である。具体的には、水中の濃度が１％の場合、濃度０％（無添加）に比べ攪拌速度６ｒｐｍの条件下で５倍以上の粘度となるものを水作用性増粘物質という。粘度は、ＲＥ８０型粘度計（東機産業（株）製）を用いて、液温２５℃にてローターを２分間回転させて安定させた後に測定する。

具体的には、例えば、層状粘土化合物（スメクタイト等）、有機金属粘土、セルロース系高分子（セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等）、ナノシリカが挙げられる。また、層状無機化合物としては、特に限定されないが、タルク、雲母、長石、カオリナイト（カオリンクレー）、パイロフィライト（ろう石クレー）、セリサイト（絹雲母）、ベントナイト、スメクタイト・バーミキュライト類（モンモリロナイト、バイデライトノントロナイト、サポナイトなど）、有機ベントナイト、有機スメクタイトなどが挙げられる。層状無機化合物のなかでも、ｘＭ（Ｉ）_２Ｏ・ｙＳｉＯ_２で表される珪酸塩化合物（酸化数が２、３であるＭ（ＩＩ）Ｏ、Ｍ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３に相当するものもある。ｘ、ｙは正の数を表す）が好ましく、更に好ましい化合物としては、ヘクトライト、ベントナイト、スメクタイト、バーミキュライトなどの膨潤性層状粘土鉱物が挙げられる。

セルロース系高分子や有機金属粘土は水酸基を有し、溶液中で水素結合によりネットワーク（以下、「高分子構造体」と言う）を形成する物質である。なお、塗布膜Ｔ中で水素結合が起きていようがいまいが、水素結合の強さが大きかろうが小さかろうが、塗布膜Ｔ中に水が浸透すると増粘する物質は本願の発明の範疇である。

水作用性増粘物質は、防眩層の全固形分中に０．１〜１０質量％含有されるように配合されることが好ましい。より好ましくは０．５〜２．５質量％である。０．１質量％以上にすることで、高分子構造体が形成され易くでき、１０質量％を超えないことで、塗布前に高分子構造体が形成され難くなり、塗布がし易くなる。また、塗布前に高分子構造体が形成されないようにすることで、製造された防眩性フィルムに塗布スジや点欠陥が発生するのを防止できる。

（バインダー樹脂）
本実施形態の防眩性フィルムは、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることができる。すなわち、バインダー樹脂として電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物をウェブＷ上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、又は、重合反応させることにより形成することができる。

重合性官能基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられる。多官能モノマーは、二種類以上を併用してもよい。これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル開始剤あるいは熱ラジカル開始剤の存在下、電離放射線の照射又は加熱により行うことができる。重合性多官能モノマーの重合反応には、重合開始剤を用いることが好ましい。また、本発明にはバインダー樹脂として、ポリマーあるいは架橋しているポリマーを用いることができる。

バインダー樹脂の好ましい含有量の割合は、５０〜９５質量％であることが好ましく、７０〜９５質量％であることが更に好ましく、８０〜９５質量％であることが最も好ましい。

（有機溶媒）
有機溶媒の具体例としては、各成分を溶解又は分散可能であること、塗布工程、乾燥工程において均一な面状となり易いこと、液保存性が確保できること、適度な飽和蒸気圧を有すること、等の観点で選ばれる各種の溶媒が使用できる。有機溶媒は１種でも、２種類以上のものを混合して用いることもできる。乾燥過程で塗布膜Ｔ中の溶媒組成が変化し、それに伴い有機粒子や水作用性増粘物質の存在状態を変化させるために、沸点の異なる２種以上の溶媒を用いることが好ましい。

（その他の成分）
本発明の防眩性フィルムを製造するために用いられる上記の有機粒子、水作用性増粘物質、バインダー樹脂、有機溶媒を必須成分とするものであるが、上記成分以外のものとして、カップリング剤、着色防止剤、着色剤（顔料、染料）、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤などを添加することもできる。

塗布液調整工程で調整される塗布液の固形分濃度は、２０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３５質量％以上４５質量％以下である。

そして、塗布液調整部１４で調整された塗布液は、配管３０Ａとポンプ３０Ｂからなる送液ライン３０を介して塗布部１６に送液され塗布工程が行われる。

［塗布工程］
塗布部１６の塗布ヘッド１６Ｂによって、送出部１２から送り出されたウェブＷに、塗布液が１０μｍ以上のウエット膜厚になるように塗布される。塗布膜Ｔは、表面散乱による防眩性と、好ましくはフィルムの耐擦傷性を向上させるためのハードコート性をフィルムに寄与する目的で形成される。ウエット膜厚とは、フィルム基材上に直接または他の層を介して塗布液を塗布した直後の塗布膜の膜厚であり、本実施形態においては、１０μｍ以上のウエット膜厚で塗布される。ウエット膜厚を１０μｍ以上とすることで、塗布膜とフィルム基材との間の摩擦抵抗により有機粒子の移動が阻害されることを防止することができるので、有機粒子を高速凝集させることができる。また、ウエット膜厚の上限は特に限定されないが、３０μｍ以下であることが好ましい。

図１に示す塗布部１６は、バックアップローラ１６Ａと、塗布ヘッド１６Ｂと、減圧室１６Ｃとで構成したエクストルージョン型の塗布部の一例であり、この塗布部１６に塗布液のウエット膜厚を調整する塗布厚み調整手段１７を設けたものである。塗布厚み調整手段１７としては、例えば塗布ヘッド１６Ｂが搭載された架台１６Ｄをバックアップローラ１６Ａに対して進退させる機構を採用することができる。

なお、塗布液の塗布方法は、特に限定されるものではなく、塗布液を１０μｍ以上のウエット膜厚で均一に塗布できる装置であればよい。例えば、エクストルージョンコート法、スライドコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、マイクロブラビアコート法等を使用できるが、エクストルージョンコート法が特に好ましい。

（フィルム基材）
本実施形態で用いられるフィルム基材としては、可視光の光線透過率に優れ（好ましくは光線透過率９０％以上）、透明性に優れるもの（好ましくはヘイズ値１％以下）が好ましく用いられる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー；ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー；ポリカーボネート系ポリマー；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。また、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー；ポリエチレン、ポリプロピレン、環状又はノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー；塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。更に、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや、これらのポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルム等も挙げられる。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。

塗布部１６で塗布液が塗布されて塗布膜Ｔが形成されたウェブＷは，直ちに第１の乾燥部１８に送られて乾燥工程が行われる。

［乾燥工程］
乾燥工程とは、塗布膜中の有機溶媒を除去する工程である。また、加湿風吹き付け工程および凝集工程により、有機粒子の凝集を行う。なお、加湿風吹き付け工程および凝集工程以外の乾燥工程については、特に限定されず、自然乾燥、熱風乾燥、常温風により乾燥を行うことができる。また、凝縮板を用いて行うこともできる。

＜加湿風吹き付け工程＞
加湿風吹き付け工程とは、塗布膜に加湿風を吹き付けることで、塗布膜に水分を吸湿させ、塗布膜中に含有される水作用性増粘物質を高分子化させ、塗布膜の粘性を増大させる工程である。

図１に示す第１の乾燥部１８は、塗布部１６で塗布膜Ｔを形成した後、凝縮板３５により乾燥を行った後、加湿風吹き付けノズル３４から加湿風を吹き付けている。

加湿風吹き付け工程は、塗布膜の固形分濃度が２０質量％以上６０質量％以下の時に行う。固形分濃度は、３０質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは４０質量％以上である。固形分濃度を上記範囲とすることにより、有機粒子が移動しやすい塗布膜の流動性を維持することができる。固形分濃度が６０質量％を超えると、固形分濃度が高く、塗布膜の流動性がなくなり有機粒子が凝集しなくなるので、好ましくない。固形分濃度が２０質量％未満では、塗布膜の粘性が小さいため、流動性が出てしまい、有機粒子が凝集しなくなるので、好ましくない。また、フィルム基材への有機溶媒の染み込みが多く、その後の乾燥量が多くなり、乾燥負荷が大きくなるので好ましくない。なお、図１においては、塗布工程後、加湿風吹き付け工程までに凝縮板３５による乾燥を行っているが、塗布膜の固形分濃度を所望の範囲とすることができれば、加湿風吹き付けノズルまでの乾燥を省略することもできる。

加湿風の露点温度は１０℃以上であり、１０℃以上４０℃以下であることが好ましい。加湿風の露点温度を１０℃以上とすることで、塗布膜への水分の吸湿量を確保することができる。また、加湿風の露点温度を４０℃以下とすることで、有機粒子の過剰な凝集を抑え、安定した防眩性能で防眩性フィルムを製造することができる。したがって、露点温度の範囲を１０℃以上４０℃以下とすることで、防眩性能の制御を容易に行うことができる。

また、加湿風の吹き付け風速は、特に限定されないが、０．５ｍ／ｓ以上２ｍ／ｓ以下であることが好ましい。加湿風の吹き付け風速を０．５ｍ／ｓ以上としているので、塗布膜への水分の吸湿量を確保するとともに、２ｍ／ｓ以下としているので、加湿風による風ムラの発生を防止することができる。

加湿風の吹き付け角度は、フィルム基材に対して垂直にあてる場合を０°、フィルム基材の搬送方向と反対方向に吹き付ける場合を一次側、フィルム基材の搬送方向と同方向に吹き付ける場合を二次側とした場合、一次側に６０°から二次側に６０°の範囲とすることが好ましい。吹き付け角度を上記範囲とすることで、塗布膜に確実に加湿風を吹き付けることができ、水分を供給することができる。また、吹き付け角度を調節することで、防眩性能の制御を行うことができる。

加湿風の吹き付けを一次側に吹き付けることで、この加湿風の吹き付けにより有機粒子の重力方向の移動を促進させることができ、防眩性能を向上させることができる。反対に、加湿風の吹き付け方向を二次側とすることで、有機粒子の重力の移動と反対方向に移動させることができるので、有機粒子の凝集を抑え、防眩性能を抑えることができる。このように、加湿風の吹き付け角度を変更することで、防眩性能の制御を行うことができる。

図２は、加湿風吹き付けノズル３４の構成を示す模式図である。加湿風吹き付けノズル３４は、ウェブＷの幅より広い幅でノズル開口部３６が形成されている。加湿風吹き付けノズル３４から吹き付けられる加湿風は、図２に示すように、給気した空気に熱交換器３８、加湿器４０を介して、加湿風吹き付けノズル３４内に供給する。ノズル開口部３６から吹き出さなかった空気は、出口から排出され、再度入口から供給され、空気が循環している。出口には、露点計４２および温度計４４が設けられており、空気の露点温度および温度を測定し、熱交換器３８、加湿器４０を制御することで、加湿風吹き付けノズル３４から吹き出す空気の調整を行う。また、加湿風吹き付けノズル３４の周囲には、保温水を流すジャケット４６を備え、ジャケット４６内に温水を循環させることで、加湿風吹き付けノズル３４の結露を防止している。

また、図３は、加湿風の吹き付け角度を説明する図である。図３（ａ）は、ウェブＷに対して、垂直（ウェブＷの垂線と加湿風の風向きとのなす角θ_１＝０°）に加湿風をあてている図であり、図３（ｂ）は、一次側（ウェブＷの搬送方向と反対側の方向）にθ_１＝３０°で吹き付けている図である。また、図３（ｃ）は、二次側（ウェブＷの搬送方向に沿った方向）に、θ_１＝６０°で吹き付けている図である。加湿風の吹き付け角度を変化させることにより、防眩性能の制御を行うことができる。

図４は、加湿風吹き付け工程時の塗布膜への水分の吸湿を示す模式図である。図４に示すように、水作用性増粘物質ａと、有機粒子ｃが、有機溶媒を含む塗布膜Ｔ中に分散して配置されている。加湿風吹き付け工程により加湿風が吹き付けられたウェブＷ上の塗布膜Ｔは、表面側から加湿風中の水分ｂが浸透して吸湿される。

＜凝集工程＞
加湿風吹き付け工程により加湿風からの水分を吸湿した塗布膜は、凝集工程により有機粒子を凝集させ、有機粒子の凝集体を形成する。有機粒子を凝集させた後、乾燥が進行することで、塗布膜の膜厚が薄くなり、この有機粒子の凝集体の形状に倣って、凹凸形状が形成される。なお、本発明において、凝集とは、有機粒子同士が水作用増粘性物質を介して結合し、防眩性能が発現する程度にフィルムに凹凸が形成される大きさに有機粒子が結合することをいう。

凝集工程は、加湿吹き付け工程により塗布膜が水分を吸収し、かつ、塗布膜が流動性を有する状態で、フィルム基材を傾斜して搬送することで行う。フィルム基材の傾斜角度は、水平面に対して１０°以上６０°以下である。フィルム基材を傾斜させて搬送することで、ウエット状態の塗布膜は重力を受け、傾斜の上方から下方に向かって流動する。すなわち、フィルム基材を傾斜させることによって塗布膜が流動するため、大きな駆動力を付与することができ、塗布膜全体の流動速度を上げることができる。

この時、水作用性増粘物質は、加湿風吹き付け工程により、水分を吸湿し増粘し、有機粒子の周りに付着している。この水作用増粘物質が付着した有機粒子は、塗布膜の流動よりも遅い速度でゆっくり移動し、有機粒子の周りに付着した水作用増粘物質の粘性により他の有機粒子と結合し凝集体を形成する。

フィルム基材を搬送する傾斜角度は、１０°以上６０°以下である。傾斜角度が１０°未満であると、傾斜角度が小さいため、重力による流動の影響が少ないため、有機粒子が衝突せず、有機粒子の凝集不足となり、防眩性能が出ないため好ましくない。傾斜角度が６０°を超えると、金属粒子の凝集が進みすぎ、防眩性能の制御が難しくなるので、好ましくない。

凝集工程は、乾燥により塗布膜の固形分濃度が７０質量％以下の状態で行うことが好ましい。塗布膜の固形分濃度を７０％以下とすることで、塗布膜の流動性により、有機粒子が衝突し、有機粒子を凝集させることができる。また、凝集工程における塗布膜の固形分濃度の下限は２０質量％以上であることが好ましい。

上記の点を考慮すると、条件、材料にもよるが、凝集工程は、加湿風吹き付け工程を行った後、５ｍ以上１０ｍ以下の距離で行われることが好ましい。

なお、図１においては、加湿風吹き付け工程後に、乾燥風供給手段４８から乾燥風を供給しながら行っているが、乾燥風を供給せずに行うことも可能である。

図５は、凝集工程における有機粒子の移動を説明する模式図である。加湿風吹き付け工程後のウェブＷを、１０°以上６０°以下の傾斜角度θで走行させることにより、図５に示すように、ウエット状態の塗布膜Ｔは、重力を受け、傾斜の上方から下方に向かって流動する。即ち、ウェブＷを１０°以上６０°以下に傾斜させることによって塗布膜Ｔが流動するための大きな駆動力を付与することができ、塗布膜Ｔ全体の流動速度を上げることができる。

加湿風吹き付け工程により加湿風が吹き付けられた塗布膜Ｔは、塗布膜Ｔ中に含有される水作用性増粘物質ａが、吸湿した水ｂの作用によって高分子化し、有機粒子ｃの周りに水作用性増粘物質が付着する。

そして、この塗布膜Ｔの流動において、塗布膜Ｔのウエット厚みを１０μｍ以上と厚くしたことにより、図５の矢印で示すように、塗布膜Ｔの表層側（ウェブＷの反対側）はウェブＷによる摩擦抵抗が小さく、高速で流動するので、有機粒子ｃも高速で移動する。すると、塗布膜Ｔの表層側を高速で移動する水作用性増粘物質ａが周りに付着した有機粒子ｃ同士が凝集し、図６に示すように、塗布膜Ｔの表層側で有機粒子ｃの凝集体Ｙが形成されていくものと推察される。なお、図６では、水作用性増粘物質ａは省略して図示している。

このように、塗布膜Ｔのウエット厚みを１０μｍ以上にしてウェブＷの傾斜角度を１０°以上６０°以下に傾斜させるとともに、水作用増粘物質の吸湿により有機粒子ｃの周りに水作用性増粘物質ａを付着させることで、有機粒子ｃ同士が衝突して凝集するための機会を相乗的かつ飛躍的に増大させることができる。この場合、凝集工程において、ウェブＷを傾斜させて有機粒子ｃが移動する駆動力を与えないと、有機粒子ｃの凝集は始まらない。

また、塗布膜Ｔのウエット膜厚が１０μｍ未満であると、塗布膜とウェブＷとの間の摩擦抵抗が有機粒子ｃの高速移動を阻害するので、有機粒子ｃを高速凝集させることができない。

凝集工程により有機粒子が凝集したウェブＷの塗布膜Ｔは、第２の乾燥部２０に送られ、塗布膜Ｔ中の有機溶媒が熱風乾燥によって除去される。乾燥風の温度としては、４０℃〜１５０℃の範囲が好ましく、更に好ましくは５０℃〜１３０℃、特に好ましくは６０〜１１０℃の範囲である。また、乾燥時間としては、１０秒〜１０分の範囲が好ましく、更に好ましくは１５秒〜５分、特に好ましくは１５秒〜３分の範囲である。なお、第２の乾燥部２０の構成としては、上述した熱風乾燥に限定されず、公知の様々な乾燥装置を使用することができる。また、特に第２の乾燥部２０を設けず、自然乾燥により乾燥を行うこともできる。

図７は、乾燥工程後の塗布膜の模式図である。図７に示すように、塗布膜Ｔ中に形成された有機粒子ｃの凝集体Ｙの形状に倣って塗布膜Ｔの膜厚が薄くなることによって、塗布膜表面に外光を散乱するための凹凸形状が形成される。なお、図７においても、水作用性増粘物質ａは省略して図示している。

［硬化工程］
硬化工程とは、乾燥工程後の凹凸形状が形成された塗布膜に電離放射線を照射することにより、塗布膜中のバインダー樹脂を硬化させ、塗布膜を硬化する工程である。電離放射線の種類については、特に制限はなく、Ｘ線、電子線、紫外線、可視線、赤外線などが挙げられるが、紫外線が広く用いられる。例えば、塗布膜のバインダー樹脂が紫外線硬化性であれば、紫外線ランプにより１０ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２の照射量の紫外線を塗布膜に照射することが好ましい。照射の際には、上述のエネルギーを一度に照射してもよいし、分割して照射することもできる。

硬化部２２を経たウェブＷは、巻取部２４に巻き取られ、これにより防眩性フィルムが製造される。

以下に実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、特別の断りがない限り、「部」および「％」は質量基準である。

以下の材料、方法により防眩性フィルムを製造し、防眩性、製造適正の評価を行った。

＜塗布液調整工程＞
有機粒子と、水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒とを混合して塗布液を調整した。

有機粒子は、粒径が２．５〜２．８μｍである架橋アクリル−スチレン粒子を用いた。

水作用性増粘物質は、層状無機化合物であるスメクタイトを用いた。

バインダー樹脂としては、ＰＥＴ−３０（日本化薬製）とビスコート３６０（大阪有機化学工業製）の混合樹脂を使用した。

有機溶媒としては、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）とメチルエチルケトン（ＭＥＫ）の混合溶媒を使用した。

その他の成分として、重合開始剤としてイルガキュア１２７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）、フッ素系の界面活性剤としてＳＰ−１３（下記の［化１］に化学構造記載）を使用した。

上記調整した塗布液（固形分濃度４０％）の各成分の組成比は次の通りである。
・ＰＥＴ−３０ …２３．９質量部
・ビスコート３６０ …１０．０質量部
・有機粒子（架橋アクリル−スチレン粒子（平均粒径２．５μｍ 屈折率１．５２） …４．０質量部
・水作用性増粘物質（スメクタイト：ルーセンタイトＳＴＮ、コープケミカル社製） …１．０質量部
・イルガキュア９０７ …１．０質量部
・ＳＰ−１３ …０．１質量部
・メチルイソブチルケトン …５０．０質量部
・メチルエチルケトン …１０．０質量部

なお、固形分濃度は、有機溶媒の量を調整し、図８の表に示すように、固形分濃度が１５質量％、２０質量％、４０質量％、４５質量％、５０質量％、６０質量％、６５質量％について行った。固形分濃度の調整は、ＭＥＫの添加量は一定とし、ＭＩＢＫの添加量を変更することで行った。

＜塗布工程＞
上記の如く調整した塗布液を、トリアセチルセルロース製（ＴＡＣ−ＴＤ６０Ｕ：富士フイルム製）のウェブＷにエクストルージョン型の塗布装置によって、２０μｍのウエット膜厚になるように塗布した。

＜乾燥工程＞
［加湿風吹き付け工程］
塗布工程直後のウェブＷ上の塗布膜に加湿風を吹き付けた。加湿風の吹き付けは、塗布工程直後であるので、塗布液の固形分濃度が、加湿風吹き付け工程時の固形分濃度である。加湿風は、図８の表に示すように、露点温度が、５℃、１０℃、１５℃、２０℃、３５℃、４０℃、４５℃で行った。また、加湿風の吹き付け風速は、０．５ｍ／ｓ、０．８ｍ／ｓ、１．０ｍ／ｓ、１．５ｍ／ｓ、２．０ｍ／ｓで行った。加湿風の吹き付け角度は、ウェブＷに対して垂直方向（０°）、ウェブＷの搬送方向に対して反対方向に吹き付ける一次側に３０°、６０°、および、ウェブＷの搬送方向に対して同じ方向に吹き付ける２次側に４５°、６０°で行った。

［凝集工程］
凝集工程でのウェブＷの傾斜角度を０°、５°、１０°、２０°、３０°、６０°、８０°で行った。

［加温乾燥工程（第２の乾燥部）］
２５℃で２０秒間乾燥し、次いで６０℃で４０秒間乾燥させて、塗布膜中の有機溶媒を蒸発させた。

［硬化工程］
窒素パージ下で１６０Ｗ／ｃｍ^２の空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて、照射量１６０ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して塗布膜を硬化させて防眩層を形成した。

（製造した防眩性フィルムのサンプル） 図８の表に示すように、塗布液の固形分濃度、凝集工程時の傾斜角度、加湿風の加湿風の露点温度、風速、吹き付け角度の各パラメータを組み合わせることにより、試験１〜２６の防眩性フィルムのサンプルを製造した。

（防眩性の評価基準）
上記の試験１〜２６の各サンプルの裏面を黒マジックで塗りつぶした後に、サンプルの表面に蛍光灯の光を反射させた際の光の映り込みの様子を目視で評価し、Ｂ以上のレベルを合格と判定した。
Ａ：十分に反射が抑えられている、又は十分に光が拡散されており、気にならない。
Ｂ：やや蛍光灯の形状が映り込んでいるが、気にならない。
Ｃ：蛍光灯の形がはっきりと映り込み、眩しくて気になる。

（製造適性の評価基準）
Ｂ以上のレベルを合格と判定した。
Ａ：凝集工程において良好な防眩性を発揮する大きな有機粒子の凝集体を２０秒以内に形成する。
Ｂ：凝集工程において良好な防眩性を発揮する大きな有機粒子凝集体を３０秒以内に形成する。
Ｃ：凝集工程において吹きつけによる風ムラが発生し防眩性が制御できないので製造適性不可。

図８に示すように、本発明の数値範囲から外れて製造された防眩性フィルムは、防眩性の評価がＣであり、良好なフィルム特性が得られていなかった。

１０…製造装置、１２…送出部、１４…塗布液調整部、１６…塗布部、１７…塗布膜厚み調整手段、１８…第１の乾燥部、２０…第２の乾燥部、２２…硬化部、２２Ｃ…ハウジング、２２Ｄ…電離放射線ランプ、２４…巻取部、２６…ガイドローラ、２８…混合タンク、３０…送液ライン、３２…吸湿防止手段、３４…加湿風吹き付けノズル、３５…凝縮板、３６…ノズル開口部、３８…熱交換器、４０…加湿器、４２…露点計、４４…温度計、４６…ジャケット、４８…乾燥風供給手段、Ｔ…塗布膜、Ｙ…有機粒子の凝集体、Ｗ…ウェブ、ａ…水作用性増粘物質、ｂ…水分、ｃ…有機粒子

Claims (6)

1. １μｍ以上５μｍ以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒と、を少なくとも含む塗布液を調整する塗布液調整工程と、
   前記塗布液をフィルム基材に１０μｍ以上のウエット膜厚で塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程で塗布された塗布膜を乾燥する乾燥工程と、
   前記乾燥工程で乾燥した塗布膜を硬化させる硬化工程と、を有し、
   前記乾燥工程において、前記塗布膜の固形分濃度が２０質量％以上６０質量％以下の時に、露点温度が１０℃以上の加湿風を吹き付ける加湿風吹き付け工程と、
   前記加湿風吹き付け工程後の前記フィルム基材を水平面に対して１０°以上６０°以下に傾斜させて前記塗布膜中の前記有機粒子を凝集させる凝集工程と、を有する防眩性フィルムの製造方法。
2. 前記凝集工程は、前記塗布膜の固形分濃度が７０質量％以下である請求項１に記載の防眩性フィルムの製造方法。
3. 前記加湿風の吹き付け風速が０．５ｍ／ｓ以上２ｍ／ｓ以下である請求項１または２に記載の防眩性フィルムの製造方法。
4. 前記加湿風の露点温度が１０℃以上４０℃以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
5. 前記加湿風吹き付け工程の、前記加湿風の吹き付け角度は、前記フィルム基材に対して垂直にあてる場合を０°、前記フィルム基材の搬送方向と反対方向に吹き付ける場合を一次側、前記フィルム基材の搬送方向と同方向に吹き付ける場合を二次側とした時、一次側に６０°〜二次側に６０°の範囲である請求項１から４のいずれか１項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
6. 前記凝集工程は、前記加湿風吹き付け工程後、５ｍ以上１０ｍ以下の距離で行われる請求項１から５のいずれか１項に記載の防眩性フィルムの製造方法。