JP2021059053A - 印刷層付フィルム積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記印刷層の加熱乾燥は、40℃以上で20分以上行われる。
1つの実施形態においては、上記保護フィルムは、上記基材フィルムと上記ハードコート層との積層体のハードコート層表面にロールトゥロールにより積層される。
1つの実施形態においては、上記印刷層は、上記保護フィルムの積層後に形成される。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記保護フィルムの積層と上記印刷層の形成との間に、上記基材フィルムと上記ハードコート層と該保護フィルムとの積層体を所定サイズおよび所定形状に裁断することをさらに含む。
1つの実施形態においては、上記ハードコート層は、活性エネルギー線硬化型(メタ)アクリレートを含むハードコート層形成用塗布液を塗布して塗布層を形成し、該塗布層に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより形成される。
本発明の別の局面によれば、光学積層体の製造方法が提供される。この製造方法は、上記の製造方法により得られた印刷層付フィルム積層体の上記基材フィルムの上記ハードコート層と反対側に、光学フィルムを積層することを含む。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記光学フィルムを積層した後、上記保護フィルムを剥離することを含む。
本発明のさらに別の局面によれば、画像表示装置の製造方法が提供される。この製造方法は、画像表示セルの視認側に光学フィルムおよび上記の製造方法により得られた印刷層付フィルム積層体を積層することを含む。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記光学フィルムおよび上記印刷層付フィルム積層体を積層した後、上記保護フィルムを剥離することを含む。
本発明のさらに別の画像表示装置は、画像表示セルの視認側に上記の製造方法により得られた光学積層体を積層することを含む。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記光学積層体を積層した後、上記保護フィルムを剥離することを含む。
本発明の実施形態による印刷層付フィルム積層体の製造方法は、基材フィルムの一方の面にハードコート層を形成すること;該基材フィルムの他方の面に印刷層を形成すること;該ハードコート層の表面に、搬送方向の熱収縮率が0.1%以下である保護フィルムを積層すること;および、該保護フィルムを積層した状態で該印刷層を加熱乾燥すること;を含む。
当該製造方法の理解を容易にするために、最初に、当該製造方法により得られる印刷層付フィルム積層体の全体構成および構成要素を簡単に説明する。図1は、本発明の実施形態の製造方法により得られる印刷層付フィルム積層体の概略断面図である。図示例の印刷層付フィルム積層体100は、基材フィルム10と、基材フィルム10の一方の面に形成されたハードコート層20と、基材フィルム10の他方の面に形成された印刷層30と、ハードコート層20の表面に積層された保護フィルム40と、を有する。保護フィルム40は、ベースフィルム(樹脂フィルム)と粘着剤層とを含む。保護フィルム40は、当該粘着剤層を介してハードコート層20の表面に剥離可能に積層されている。必要に応じて、基材フィルム10と印刷層30との間には、色相調整層(図示せず)が設けられていてもよい。実用的には、印刷層30および基材フィルム10表面に、別の保護フィルム(工程保護フィルムと称される場合がある、図示せず)が剥離可能に仮着されていてもよい。
基材フィルム10は、任意の適切な材料で構成され得る。構成材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。好ましくは、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂である。耐久性および機械的強度に優れるからである。さらに好ましくは、ポリイミド系樹脂である。
ハードコート層20は、代表的には、ハードコート層形成用塗布液を塗布して塗布層を形成し、塗布層に活性エネルギー線(例えば、紫外線)を照射して硬化させることにより形成される。ハードコート層形成用塗布液は、ベース樹脂として活性エネルギー線硬化型(メタ)アクリレートを含む。活性エネルギー線硬化型(メタ)アクリレートとしては、例えば、紫外線硬化型(メタ)アクリレート、電子線硬化型(メタ)アクリレートが挙げられる。好ましくは、紫外線硬化型(メタ)アクリレートである。簡単な加工操作にて効率よくハードコート層を形成することができるからである。紫外線硬化型(メタ)アクリレートは、紫外線硬化型のモノマー、オリゴマー、ポリマー等を含む。紫外線硬化型(メタ)アクリレートは、紫外線重合官能基を好ましくは2個以上、より好ましくは3〜6個有するモノマー成分およびオリゴマー成分を含む。代表的には、紫外線硬化型(メタ)アクリレートには、光重合開始剤が配合されている。硬化方式は、ラジカル重合方式であってもよく、カチオン重合方式であってもよい。1つの実施形態においては、(メタ)アクリレートにシリカ粒子やポリシルセスキオキサン化合物などを配合した有機無機ハイブリッド材料を用いてもよい。ハードコート層の構成材料および形成方法は、例えば特開2011−237789号公報に記載されている。当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。なお、本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。
保護フィルム40は、代表的には、基材フィルム/ハードコート層の積層体のハードコート層の表面にロールトゥロールにより積層され得る。保護フィルムの第1の方向の熱収縮率および第1の方向に直交する第2の方向の熱収縮率のうち大きいほうの熱収縮率は0.1%以下であり、好ましくは0.08%以下であり、より好ましくは0.06%以下であり、さらに好ましくは0.05%以下である。当該熱収縮率は小さいほど好ましい。当該熱収縮率の下限は、例えば0.01%であり得る。当該熱収縮率がこのような範囲であれば、印刷層付フィルム積層体のカール(特に、印刷層形成時の加熱によるカール)が顕著に抑制され得る。第1の方向は、代表的には、保護フィルムの搬送方向である。
印刷層30は、代表的には、保護フィルム積層後に形成され得る。より詳細には、印刷層は、基材フィルム/ハードコート層/保護フィルムの積層体を所定サイズおよび所定形状に裁断した後に形成され得る。裁断に関して、例えば、当該積層体を矩形に裁断する場合、当該積層体の長尺方向(搬送方向)が長辺方向となるように矩形に裁断してもよく、短辺方向となるように矩形に裁断してもよい。
次いで、印刷層付フィルム積層体の印刷層を加熱乾燥することにより、最終的な印刷層付フィルム積層体が得られ得る。すなわち、印刷層の加熱乾燥は、保護フィルムを積層した状態で行われる。保護フィルムを積層した状態で印刷層を加熱乾燥することにより、カールを顕著に抑制することができる。加熱乾燥は、代表的には、40℃以上で20分以上行われる。加熱温度は、好ましくは50℃以上であり、より好ましくは60℃以上であり、さらに好ましくは70℃以上である。加熱温度の上限は、例えば95℃であり得る。加熱時間は、好ましくは30分以上であり、より好ましくは40分以上であり、さらに好ましくは50分以上であり、特に好ましくは60分以上である。加熱時間の上限は、例えば90分であり得る。加熱温度が高すぎるおよび/または加熱時間が長すぎると、印刷層付フィルム積層体のカールが大きくなる、および/または、印刷層付フィルム積層体が熱で軟化または溶融して破断してしまう場合がある。加熱温度が低すぎるおよび/または加熱時間が短すぎると、印刷層が十分に形成されない場合がある。
実用的には、得られた印刷層付フィルム積層体の印刷層および基材フィルム表面には、工程保護フィルムが剥離可能に仮着される。工程保護フィルムが仮着された印刷層付フィルム積層体は、アラインメントカット、出荷前検査等に供される。印刷層付フィルム積層体の実用時には、保護フィルムおよび工程保護フィルムは剥離除去される。代表的には、保護フィルムが工程保護フィルムよりも後に(実質的には、最後に)剥離除去される。
印刷層付フィルム積層体は、70℃の環境下に60分置いた後の反り量が19mm以下であり、好ましくは15mm以下であり、より好ましくは10mm以下であり、さらに好ましくは7mm以下である。反り量は小さいほど好ましい。反り量の下限は、例えば2mmであり得る。本発明の実施形態によれば、印刷層付フィルム積層体において、反り量(カール)をこのように非常に小さくすることができる。その結果、印刷層付フィルム積層体は、確実かつ良好に光学フィルムまたは画像表示セルに積層することができる。
環境条件:25℃、55%RH
試験速度:60rpm
印刷層付フィルム積層体は、光学フィルムが積層されて光学積層体を構成し得る。図2は、図1の印刷層付フィルム積層体を含む光学積層体の概略断面図である。図示例の光学積層体200は、印刷層付フィルム積層体100と光学フィルム120とを有する。光学フィルム120は、印刷層付フィルム積層体100における基材フィルム10のハードコート層20と反対側に配置されている。光学フィルム120は、代表的には、接着層140を介して印刷層付フィルム積層体100に積層されている。接着層は、目的に応じた任意の適切な粘着剤または接着剤で構成されている。
上記A項に記載の印刷層付フィルム積層体および上記B項に記載の光学積層体は、画像表示装置に適用され得る。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置、無機EL表示装置)が挙げられる。画像表示装置は、代表的には、画像表示セルの視認側に印刷層付フィルム積層体または光学積層体を備える。画像表示装置は、好ましくは有機EL表示装置である。1つの実施形態においては、画像表示装置は、湾曲した形状(実質的には、湾曲した表示画面)を有し、および/または、屈曲もしくは折り曲げ可能である。より好ましくは、画像表示装置は折り畳み可能である。
(1)厚み
ミツトヨ製マイクロゲージ式厚み計にて測定した。基材フィルム/ハードコート層の積層体の厚みを測定し、基材フィルムの厚みを差し引くことでハードコート層の厚みを算出した。
(2)保護フィルムの熱収縮率
実施例および比較例で用いた保護フィルムを長尺方向100mmおよび幅方向100mmのサイズに切り出して試験サンプルとした。この試験サンプルの初期の寸法を、ミツトヨ社製画像測定機「QVA606−PRO_AE10」を用いて測定した。次いで、試験サンプルを70℃で60分間加熱した後、再度寸法を測定した。以下の式から熱収縮率を算出した。なお、寸法測定は、長尺方向に対応する方向の寸法について行った。
熱収縮率(%)={(初期寸法−加熱後寸法)/(初期寸法)}×100
(3)反り量
実施例および比較例で得られた最終的な(乾燥後の)印刷層付フィルム積層体を平面上に静置し、4つの隅部の平面からの高さを測定し、高さが一番大きい隅部の高さを反り量とした。
(4)鉛筆硬度
実施例および比較例において形成されたハードコート層表面について、JIS K 5600−5−4の鉛筆硬度試験に準じて(但し、荷重750g)、鉛筆硬度を測定した。
1.ハードコート層形成用塗布液の調製
ベース樹脂としての紫外線硬化型多官能アクリレート(アイカ工業社製、製品名「Z−850−16」)100質量部、レベリング剤(DIC社製、商品名:GRANDIC PC−4100)5質量部、および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア907)3質量部を混合し、固形分濃度が50質量%となるようにメチルイソブチルケトンで希釈して、ハードコート層形成用塗布液を調製した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)90重量部、アクリル酸(AA)10重量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部、酢酸エチル234重量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入し、フラスコ内の液温を63℃付近に保って約7時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー(A)溶液(30重量%)を調製した。アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量は60万であり、Tgは−50℃であった。アクリル系ポリマー(A)溶液(30重量%)を酢酸エチルで20重量%に希釈し、この溶液のアクリル系ポリマー100重量部(固形分)に対して、架橋剤としてエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学(株)製、TETRAD−C)11重量部を加えて、25℃付近に保って約1分間混合撹拌を行い、アクリル系粘着剤組成物を調製した。
上記アクリル系粘着剤組成物を、ポリエチレンテレフタレート(PET)基材(厚み110μm)の片面に塗布し、140℃で60秒間加熱して、厚さ20μmの粘着剤層を形成することで保護フィルム(厚み130μm)を作製した。得られた保護フィルムの熱収縮率は0.04%であった。
基材フィルムとして透明ポリイミドフィルム(KOLON社製、製品名「CPITMC_80」、厚み80μm)を用いた。この基材フィルムをロール搬送しながら、その片面に上記ハードコート層形成用塗布液を塗布して塗布層を形成し、塗布層を透明ポリイミドフィルムとともに90℃で2分間加熱した。次いで、塗布層に高圧水銀ランプを用いて紫外線を積算光量300mJ/cm2で照射することによりハードコート層を形成した。形成されたハードコート層の厚みは10μmであった。次いで、基材フィルム/ハードコート層の積層体のハードコート層表面に、上記2.で得られた保護フィルムをロールトゥロールにより積層してフィルム積層体を作製した。得られたフィルム積層体を長尺方向100mmおよび幅方向100mmのサイズに切り出し、その周縁部に黒色インクをグラビア印刷により印刷し、平坦な印刷層(黒色の着色層)を形成した。印刷層の幅は12mm、厚みは10μmであった。このようにして、印刷層付フィルム積層体を作製した。なお、黒色インクの処方は以下のとおりであった:バインダー樹脂(アクリル系樹脂:共栄社化学社製、商品名:ライトアクリレートPE−3A)100部、カーボンブラック100部、粘度調整のための溶媒(メチルエチルケトン:MEK)200部。これらの混合物を、超音波による高分散化処理に供し、拡散性向上を図った。
乾燥を60℃で50分間行ったこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
乾燥を50℃で40分間行ったこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
乾燥を40℃で30分間行ったこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
基材フィルムを別の透明ポリイミドフィルム(KOLON社製、製品名「CPITMC_50」、厚み50μm)に変更したこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
ハードコート層の厚みを3μmとしたこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
ハードコート層の厚みを8μmとしたこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
ハードコート層の厚みを13μmとしたこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
ハードコート層の厚みを20μmとしたこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
保護フィルムを別のポリエチレンテレフタレートフィルム(日東電工社製、製品名「IP300F」、厚み38μm、熱収縮率0.07%)に変更したこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
保護フィルムをポリエチレンフィルム(東レフィルム加工社製、製品名「トレテック7832C」、厚み30μm、熱収縮率0.87%)に変更したこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
保護フィルムをポリエチレンフィルム(東レフィルム加工社製、製品名「トレテック7832C」、厚み30μm、熱収縮率0.87%)に変更したこと以外は実施例5と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
保護フィルムを積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして印刷層付フィルム積層体を得た。得られた印刷層付フィルム積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例の印刷層付フィルム積層体は、高い鉛筆硬度を維持しつつ、反り量(カール)が顕著に抑制されている。
20 ハードコート層
30 印刷層
40 保護フィルム
100 印刷層付フィルム積層体
120 光学フィルム
200 光学積層体
Claims (12)
- 基材フィルムの一方の面にハードコート層を形成すること;
該基材フィルムの他方の面に印刷層を形成すること;
該ハードコート層の表面に、搬送方向の熱収縮率が0.1%以下である保護フィルムを積層すること;および
該保護フィルムを積層した状態で該印刷層を加熱乾燥すること、
を含む、印刷層付フィルム積層体の製造方法。 - 前記印刷層の加熱乾燥が、40℃以上で20分以上行われる、請求項1に記載の製造方法。
- 前記保護フィルムが、前記基材フィルムと前記ハードコート層との積層体のハードコート層表面にロールトゥロールにより積層される、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記印刷層が、前記保護フィルムの積層後に形成される、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記保護フィルムの積層と前記印刷層の形成との間に、前記基材フィルムと前記ハードコート層と該保護フィルムとの積層体を所定サイズおよび所定形状に裁断することをさらに含む、請求項4に記載の製造方法。
- 前記ハードコート層が、活性エネルギー線硬化型(メタ)アクリレートを含むハードコート層形成用塗布液を塗布して塗布層を形成し、該塗布層に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより形成される、請求項1から5のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1から6のいずれかに記載の製造方法により得られた印刷層付フィルム積層体の前記基材フィルムの前記ハードコート層と反対側に、光学フィルムを積層することを含む、光学積層体の製造方法。
- 前記光学フィルムを積層した後、前記保護フィルムを剥離することを含む、請求項7に記載の製造方法。
- 画像表示セルの視認側に光学フィルムおよび請求項1から6のいずれかに記載の製造方法により得られた印刷層付フィルム積層体を積層することを含む、画像表示装置の製造方法。
- 前記光学フィルムおよび前記印刷層付フィルム積層体を積層した後、前記保護フィルムを剥離することを含む、請求項9に記載の製造方法。
- 画像表示セルの視認側に請求項7または8に記載の製造方法により得られた光学積層体を積層することを含む、画像表示装置の製造方法。
- 前記光学積層体を積層した後、前記保護フィルムを剥離することを含む、請求項11に記載の製造方法。
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