JP2022109436A - 光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法 - Google Patents

光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法 Download PDF

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豪彦 安藤
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Abstract

【課題】巻き硬さが大きく硬くても、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された光学フィルム巻回体を提供する。【解決手段】光学フィルム10の巻回体であって、光学フィルム巻回体100最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Haと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さH1とが、数式(1)及び(2)を満たす光学フィルム巻回体100。Ha≧40(1)0≦|(Ha-H1)|/Ha≦0.1(2)。【選択図】図1

Description

本発明は、光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法に関する。
光学フィルムは、製造効率等の都合上、長尺状の光学フィルムとして製造され、その長尺状の光学フィルムの巻回体として保管されることが多い(特許文献1等)。
特開2014-108849号公報
しかしながら、光学フィルム巻回体の巻き硬さ(前記光学フィルムに掛かる圧力又は張力)が場所によって大きく異なりムラが大きいと、例えば、巻き硬さが大きい(圧力が集中した)部分に異物等が巻き込まれた場合に、打痕又は傷が発生するおそれがある。一方、打痕及び傷の発生を防止しようとして光学フィルム巻回体の巻き硬さを緩くする(光学フィルムに掛かる張力を緩める)と、巻きずれによって光学フィルムに不良(例えばシワ等)が発生し、次工程に光学フィルムを供給できなくなるおそれがある。
そこで、本発明は、巻き硬さが大きく硬くても、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の光学フィルム巻回体は、
光学フィルムの巻回体であって、
前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、下記数式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。

≧40 (1)
0≦|(H-H)|/H≦0.1 (2)

前記数式(1)及び(2)において、
は、前記光学フィルム巻回体最表層において、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の中心点におけるプラスチックデュロメーター硬さ[N/m]であり、
は、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の、一端からの距離が10mmの点、前記一端からの距離がW/4の点、中心点、他端からの距離がW/4の点、及び、前記他端からの距離が10mmの点、の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値[N/m]である。ただし、Wは、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における前記光学フィルムの幅[m]である。
本発明の光学フィルムは、前記本発明の光学フィルム巻回体を展開して得られる光学フィルムである。
本発明の光学部材は、本発明の光学フィルムを含む光学部材である。
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルム、又は本発明の光学部材を含む画像表示装置である。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、
前記本発明の光学フィルム巻回体を製造する方法であり、
前記光学フィルムを巻回して前記光学フィルム巻回体を製造する巻回工程を含み、
前記巻回工程では、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、前記数式(1)及び(2)を満たすように前記光学フィルムを巻回することを特徴とする。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、
光学フィルム巻回体の品質検査方法であって、
前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、前記数式(1)及び(2)を満たすか否かを、測定により確認することを特徴とする。
本発明によれば、巻き硬さが大きく硬くても、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法を提供することができる。
図1は、本発明の光学フィルム巻回体の一例を示す斜視図である。 図2は、図1と同じ光学フィルム巻回体を示す図である。図2(a)は側面図である。図2(b)は平面図である。 図3は、本発明の光学フィルムの一例を示す断面図である。 図4は、本発明の光学フィルム巻回体における巻きずれの一例を示す図である。
つぎに、本発明について、例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。
本発明の光学フィルム巻回体において、例えば、前記光学フィルムは、ナノインデンテーション法で押し込んだ際の塑性変形量が85nm以下であり、かつ弾性回復率が80%以上である光学フィルムであってもよい。なお、本発明において、ナノインデンテーション法による塑性変形量及び弾性回復率の測定方法は、特に限定されないが、例えば、後述の実施例に記載の測定方法によって測定することができる。
本発明の光学フィルム巻回体は、例えば、前記光学フィルムの幅と長さとの関係が、下記数式(3)を満たしてもよい。

40≦L/W≦20000 (3)

前記数式(3)において、
Wは、前記光学フィルムの幅[m]であり、
Lは、前記光学フィルムの長さ[m]である。
本発明の光学フィルム巻回体は、例えば、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さと、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点における前記光学フィルムの厚みとが、下記数式(4)の関係を満たしてもよい。なお、本発明において、プラスチックデュロメーター硬さ及び厚みの測定方法は、特に限定されないが、例えば、後述の実施例に記載の測定方法によって測定することができる。

0.25≦H/D≦7 (4)

前記数式(4)中、
は、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の、一端からの距離が10mmの点、前記一端からの距離がW/4の点、中心点、他端からの距離がW/4の点、及び、前記他端からの距離が10mmの点、の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値[N/m]である。ただし、Wは、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における前記光学フィルムの幅[m]である。
は、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点である前記5点における前記光学フィルム厚みの平均値[μm]である。
本発明の光学フィルム巻回体は、例えば、前記光学フィルムが、表面に凹凸を有する光学フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体は、例えば、前記光学フィルムが、防眩性フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体は、例えば、前記光学フィルムが、ハードコートフィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体は、例えば、前記光学フィルムが、防眩性ハードコートフィルムであってもよい。
本発明の光学部材は、例えば、偏光板であってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法において、例えば、前記光学フィルムは、ナノインデンテーション法で押し込んだ際の塑性変形量が85nm以下であり、かつ弾性回復率が80%以上である光学フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、例えば、前記光学フィルムの幅と長さとの関係が、前記数式(3)を満たしていてもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法において、例えば、前記巻回工程では、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さと、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点における前記光学フィルムの厚みとが、前記数式(4)の関係を満たすように前記光学フィルムを巻回してもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、例えば、前記光学フィルムが、表面に凹凸を有する光学フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、例えば、前記光学フィルムが、防眩性フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、例えば、前記光学フィルムが、ハードコートフィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、例えば、前記光学フィルムが、防眩性ハードコートフィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルムが、ナノインデンテーション法で押し込んだ際の塑性変形量が85nm以下であり、かつ弾性回復率が80%以上である光学フィルムであるか否かを、測定により確認してもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルムの幅と長さとの関係が、前記数式(3)を満たすか否かを、測定により確認してもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さと、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点における前記光学フィルムの厚みとが、前記数式(4)の関係を満たすか否かを、測定により確認してもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルムが、表面に凹凸を有する光学フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルムが、防眩性フィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルムが、ハードコートフィルムであってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、前記光学フィルムが、防眩性ハードコートフィルムであってもよい。
本発明の光学部材は、例えば、偏光板であってもよい。
なお、本発明において、「重量」と「質量」とは、特に断らない限り、互いに読み替えてもよいものとする。例えば、「質量部」は「重量部」と読み替えてもよく、「重量部」は「質量部」と読み替えてもよく、「質量%」は「重量%」と読み替えてもよく、「重量%」は「質量%」と読み替えてもよいものとする。
[1.光学フィルムの巻回体]
以下、本発明の光学フィルムの巻回体について、例を挙げて、さらに具体的に説明する。
図1の斜視図に、本発明の光学フィルム巻回体の一例を示す。図示のとおり、この光学フィルム巻回体100は、光学フィルム10の巻回体である。光学フィルム巻回体100の最表層において、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値[N/m]を、H[N/m]とする。前記5点の測定点及びその測定点におけるプラスチックデュロメーター硬さは、以下のとおりとする。すなわち、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の中心点をhとし、hにおけるプラスチックデュロメーター硬さをH[N/m]とする。前記幅方向の、一端からの距離が10mmの点をh21とし、h21におけるプラスチックデュロメーター硬さをH21[N/m]とする。前記幅方向の、一端からの距離がW/4の点をh11とし、h11におけるプラスチックデュロメーター硬さをH11[N/m]とする。前記幅方向の、他端からの距離が10mmの点をh22とし、h22におけるプラスチックデュロメーター硬さをH22[N/m]とする。前記幅方向の、他端からの距離がW/4の点をh12とし、h12におけるプラスチックデュロメーター硬さをH12[N/m]とする。ただし、Wは、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における前記光学フィルムの幅[m]である。h、h21、h11、h22、h12の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さH、H21、H11、H22、H12の平均値[N/m]を、H[N/m]とする。プラスチックデュロメーター硬さの平均値H[N/m]と、中心点hのプラスチックデュロメーター硬さH[N/m]とは、前記数式(1)及び(2)を満たす。
なお、本発明において「プラスチックデュロメーター硬さ」は、JIS規格であるJIS K 6253によるデュロメーター硬度をいい、ロール(巻回体)を外側から巻き芯方向に一定の力で押したときの反作用力をいう。また、本発明において、プラスチックデュロメーター硬さの測定方法は、特に限定されないが、例えば、前記のJIS K 6253に規定された測定方法によって測定できる。
前記数式(1)及び(2)におけるプラスチックデュロメーター硬さの測定点である5点については、例えば、図1で説明したh、h21、h11、h22、h12のとおりである。つぎに、図1で説明したこれらh、h21、h11、h22、h12の5点の測定点について、図2を用いてさらに説明する。図2は、図1と同じ光学フィルム巻回体を示す図である。図2(a)は側面図である。図2(b)は平面図である。図2(a)において、100Aは、巻回体100最表層における巻回体100の巻き終わり先端の位置を示す。また、同図において、100Bは、巻回体100最表層における巻回体100の巻き終わり先端100Aと正反対側の位置を示す。図2(b)に、巻き終わり先端100Aと正反対側100Bの位置における幅方向の5点の測定点h、h21、h11、h22、h12の位置関係を示す。hは、100Bの位置における幅方向の中心点である。すなわち、図示のとおり、100Bの位置における幅をW[m]とすると、100Bの位置における幅方向の一端(図では右端)からhまでの距離は、W/2であり、他端(図では左端)からhまでの距離もW/2である。h21は、図示のとおり、100Bの位置における幅方向の、一端(図では右端)からの距離が10mmの点である。h11は、図示のとおり、100Bの位置における幅方向の、一端(図では右端)からの距離がW/4の点である。したがって、中心点hからh11までの距離も、図示のとおりW/4である。h22は、100Bの位置における幅方向の、他端(図では左端)からの距離が10mmの点である。h12は、100Bの位置における幅方向の、他端(図では左端)からの距離がW/4の点である。したがって、中心点hからh12までの距離も、図示のとおりW/4である。図1で説明したとおり、h、h21、h11、h22、h12の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さを、それぞれH、H21、H11、H22、H12[N/m]とし、H、H21、H11、H22、H12の平均値[N/m]を、H[N/m]とする。プラスチックデュロメーター硬さの平均値H[N/m]と、中心点hのプラスチックデュロメーター硬さH[N/m]とは、前記数式(1)及び(2)を満たす。
本発明の光学フィルム巻回体において、前記プラスチックデュロメーター硬さの平均値H[N/m]は、前記数式(1)で示したとおり40以上であるが、例えば、45以上、50以上、55以上、又は60以上であってもよく、例えば、100以下、90以下、80以下、又は70以下であってもよい。巻きずれによる光学フィルムの不良(例えばシワ等)を防止するためには、H[N/m]は、40以上必要である。一方、巻き状態の変形防止、点状打痕等発生防止の観点からは、H[N/m]が大きすぎないことが好ましい。
本発明の光学フィルム巻回体において、|(H-H)|/Hは、前記数式(2)で示したとおり、0以上0.1以下であるが、例えば、0.01以上、0.02以上、0.03以上、又は0.04以上であってもよく、例えば、0.09以下、0.08以下、0.07以下、又は0.06以下であってもよい。|(H-H)|/Hが0.1以下と小さいことは、光学フィルム巻回体の巻き硬さの場所による差が小さく、ムラが少ないことを表す。光学フィルム巻回体の巻き硬さが大きく(前記数式(1))、かつ、巻き硬さの場所による差が小さく、ムラが少ないこと(前記数式(2))により、巻き硬さが大きく硬くても、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された本発明の光学フィルム巻回体を提供できる。
本発明の光学フィルム巻回体において、光学フィルムは、例えば、前述のとおり、ナノインデンテーション法で押し込んだ際の塑性変形量が85nm以下であってもよい。また、前記光学フィルムは、例えば、前述のとおり、ナノインデンテーション法で押し込んだ際の弾性回復率が80%以上である光学フィルムであってもよい。このように光学フィルム自体が硬く変形しにくいことで、さらに、打痕等の点状変形不良を抑制又は防止できる。前記塑性変形量は、例えば、80nm以下、70nm以下、60nm以下、又は50nm以下であってもよく、下限値は特に限定されないが、例えば、0nm又は0nmを超える数値であり、例えば、10nm以上であってもよい。前記弾性回復率は、例えば、85%以上、又は90%以上であってもよく、上限値は特に限定されないが、例えば、100%又は100%以下であってもよく、95%以下であってもよい。
前記塑性変形量及び前記弾性回復率の測定方法は、特に限定されないが、例えば、後述する実施例に記載の測定方法により測定できる。
本発明の光学フィルム巻回体は、前述のとおり、光学フィルムの長さL[m]を光学フィルムの幅W[m]で割った数値L/Wが、40以上20000以下(前記数式(3))であってもよい。光学フィルムの幅が狭すぎる、又は長さが長すぎることに起因して、巻回体を輸送する際に巻きずれが起こってしまうという問題を抑制又は防止するためには、L/Wが20000以下であることが好ましい。光学フィルムの幅が広すぎる、又は長さが短すぎることに起因して光学フィルム巻回体の生産性を損なわないためには、L/Wが40以上であることが好ましい。L/Wは、例えば、50以上、100以上、500以上、又は1000以上であってもよく、例えば、15000以下、10000以下、5000以下、又は3000以下であってもよい。
本発明の光学フィルム巻回体は、前述のとおり、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値H[N/m]を前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点における前記光学フィルムの厚みの平均値D[μm]で割った数値H/Dが、0.25以上7以下(前記数式(4))であってもよい。光学フィルム巻回体自体にシワ等の跡が残りやすくなったり、光学フィルム巻回体硬さのバランスが悪くなることを抑制又は防止する観点からはH/Dが7以下であることが好ましい。光学フィルム巻回体の巻きが緩すぎることに起因するシワ等のリスク及び巻きずれを抑制又は防止する観点からは、H/Dが0.25以上であることが好ましい。H/Dは、例えば、0.3以上、0.40以上、0.45以上、1.0以上、又は2.0以上であってもよく、例えば、6.0以下、5.0以下、4.0以下、又は3.0以下であってもよい。
[2.光学フィルム]
つぎに、本発明の光学フィルム巻回体における光学フィルム(以下「本発明の光学フィルム」と言う場合がある。)について、例を挙げて具体的に説明する。
本発明の光学フィルムは、特に限定されないが、例えば、前述のとおり、表面に凹凸を有する光学フィルムであってもよい。表面に凹凸を有する光学フィルムは、表面が滑りやすく、光学フィルム巻回体とした場合に巻きずれが起こるおそれがある。しかし、本発明の光学フィルム巻回体であれば、巻きずれを抑制又は防止するために巻き硬さを大きく硬くしても、傷及び打痕の発生を抑制又は防止できる。表面に凹凸を有する光学フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、防眩性フィルム、防眩性ハードコートフィルム、アンチブロッキング処理フィルム、賦形加工フィルム、反射防止フィルム、位相差フィルム、表面保護フィルム、セパレータ(離型フィルム)等が挙げられる。本発明の光学フィルムは、例えば、前述のとおり、防眩性フィルム、ハードコートフィルム、防眩性ハードコートフィルム等であってもよく、また、例えば、アンチブロッキング処理フィルム、賦形加工フィルム、また巻きずれ及び打痕欠点の発生及び抑制が可能であれば、凹凸の無い表面平坦なフィルム等であってもよい。
本発明の光学フィルムが表面に凹凸を有する場合、前記凹凸形状は、特に限定されない。
本発明の光学フィルムの構成は、特に限定されないが、例えば、光透過性基材上に機能層(例えば、コーティング層)が形成された構成でもよい。前記光透過性基材(以下「光透過性基材(A)」という場合がある。)は、特に限定されないが、例えば、後述のとおりである。前記機能層は、特に限定されないが、例えば、防眩層、ハードコート層、防眩性ハードコート層、反射防止層、位相差調整層、離型フィルム(セパレータ)、等であってもよい。前記機能層(以下「機能層(B)」という場合がある。)は、例えば、樹脂層でもよく、例えば、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化樹脂等で構成された機能層であってもよい。
図3の断面図に、本発明の光学フィルムの一例を示す。図示のとおり、この光学フィルム10は、光透過性基材(A)11の一方の面に、機能層(B)12が積層されている。図3の光学フィルム10では、機能層(B)12は、防眩性ハードコート層である。防眩性ハードコート層(B)12は、機能層形成樹脂12a中に粒子12b及びチキソトロピー付与剤12cが含まれている。
なお、本発明において、前記機能層(B)は、例えば、樹脂のみで形成されていてもよいが、他の成分を含んでいてもよい。前記他の成分は、特に限定されず、一種類でも複数種類でもよく、例えば、図3に示したように、粒子、チキソトロピー付与剤等であってもよい。
また、前記機能層(B)において、前記光透過性基材(A)と反対側の表面は、平坦でもよいが、例えば、図3で示したように、凹凸を有していてもよい。前述のとおり、表面に凹凸を有する光学フィルムは、表面が滑りやすく、光学フィルム巻回体とした場合に巻きずれが起こるおそれがある。しかし、本発明の光学フィルム巻回体であれば、巻きずれを抑制又は防止するために巻き硬さを大きく硬くしても、傷及び打痕の発生を抑制又は防止できる。
以下、前記光透過性基材(A)及び前記機能層(B)について、さらに例を挙げて説明する。
前記光透過性基材(A)は、特に制限されないが、例えば、透明プラスチックフィルム基材等があげられる。前記透明プラスチックフィルム基材は、特に制限されないが、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%以下のもの)が好ましく、例えば、特開2008-90263号公報に記載の透明プラスチックフィルム基材があげられる。前記透明プラスチックフィルム基材としては、光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。本発明の光学フィルムは、例えば、保護フィルムとして偏光板に使用することもでき、この場合には、前記透明プラスチックフィルム基材としては、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート、アクリル系ポリマー、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン等から形成されたフィルムが好ましい。また、本発明において、後述するように、前記透明プラスチックフィルム基材は、偏光子自体であってもよい。このような構成であると、TAC等からなる保護層を不要とし偏光板の構造を単純化できるので、偏光板もしくは画像表示装置の製造工程数を減少させ、生産効率の向上が図れる。また、このような構成であれば、偏光板を、より薄層化することができる。なお、前記透明プラスチックフィルム基材が偏光子である場合には、例えば、前記機能層(B)が、保護層としての役割を兼ねていてもよい。また、このような構成であれば、光学フィルムは、例えば、液晶セル表面に装着される場合、カバープレートとしての機能を兼ねることになる。
本発明において、前記光透過性基材(A)の厚みは、特に制限されないが、強度、取り扱い性などの作業性及び薄層性などの点を考慮すると、例えば、10~500μm、20~300μm、又は30~200μmの範囲である。前記光透過性基材(A)の屈折率は、特に制限されない。前記屈折率は、例えば、1.30~1.80又は1.40~1.70の範囲である。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記光透過性基材(A)に含まれる樹脂が、アクリル樹脂を含んでいてもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記光透過性基材(A)が、アクリルフィルムであってもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前述のとおり、前記機能層(B)における前記光透過性基材の反対側の表面が凹凸を有していてもよい。また、例えば、前記凹凸に起因する外部ヘイズ値が5%以上であってもよい。高防眩のフィルムにおいては、全体の外観が白ボケし、白黒の濃淡模様が発生しやすくなるおそれがある。これを抑制又は防止する観点から、及び、映り込みを抑制する観点から、前記外部ヘイズ値がなるべく大きいことが好ましい。一方、表示特性の低下(例えば、画像が不鮮明になる、暗所でのコントラストが低下する等)を抑制又は防止する観点からは、前記外部ヘイズ値が大きすぎないことが好ましい。前記外部ヘイズ値は、特に限定されないが、例えば、5%以上、10%以上、15%以上、又は20%以上であってもよく、例えば、50%以下、45%以下、40%以下、又は35%以下であってもよい。本発明において、前記外部ヘイズ値の測定方法は、特に限定されないが、例えば、下記(1)~(3)の測定方法により測定することができる。

(1) 本発明の光学フィルムの全ヘイズ値を、JIS K 7136に準拠した方法に基づいて測定する。

(2) 前記(1)の光学フィルムの機能層(B)における光透過性基材(A)と逆側の面に透光性粘着剤を積層し、さらにその上に、COPフィルム(日本ゼオン社製、商品名ZEONORフィルム)を貼付して積層体を作製する。この積層体に対し、JIS K 7136に準拠した全ヘイズ値の測定方法(すなわち、前記(1)の測定方法)と同じ測定方法で測定すると、前記(1)の光学フィルムの内部ヘイズ値を得ることができる。この内部ヘイズ値は、前記(1)の全ヘイズ値から、前記機能層(B)側の最表面の前記凹凸の影響を排除したヘイズ値である。

(3) 前記(1)で測定した全ヘイズ値から前記(2)で測定した内部ヘイズ値を減算して得られた数値を、前記(1)の光学フィルムの外部ヘイズ値とする。
本発明の光学フィルムにおいて、前記機能層(B)に含まれる樹脂は、特に限定されないが、例えば、アクリレート樹脂(アクリル樹脂ともいう)を含んでいてもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記機能層(B)に含まれる樹脂が、ウレタンアクリレート樹脂を含んでいてもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記機能層(B)が、官能基を有するオリゴマーとモノマーとの共重合体により形成されていてもよい。前記官能基を有するオリゴマーとしては、特に限定されないが、例えば、硬化型ウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。前記硬化型ウレタンアクリレート樹脂としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製の商品名「UV-1700TL」、三菱ケミカル株式会社製の商品名「UT-7314」等が挙げられる。前記モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、多官能アクリレート等が挙げられる。前記多官能アクリレートとしては、例えば、東亜合成株式会社製の商品名「M-920」等が挙げられる。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記機能層(B)に含まれる樹脂が、硬化型ウレタンアクリレート樹脂及び多官能アクリレートの共重合物であってもよい。
また、例えば、前記機能層(B)が表面調整剤を含み、前記表面調整剤を構成する元素が、ケイ素を含んでいてもよい。また、前記表面調整剤が、ジメチルシロキサン骨格を有するケイ素化合物を含んでいてもよい。前記表面調整剤は、例えば、レベリング剤、ジメチルシロキサン変性メタクリル酸エステル、ポリジメチルシロキサン環状物等であってもよい。前記表面調整剤としては、共栄社化学(株)製の商品名「LE-303」、DIC(株)製の商品名「PC4100」等が挙げられる。前記表面調整剤の添加量は、特に限定されない。
本発明の光学フィルムにおいて、前記機能層(B)は、特に限定されないが、例えば、前述のとおり、ハードコート層であってもよく、例えば、防眩性ハードコート層であってもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記機能層(B)が、樹脂及びフィラーを含む防眩性ハードコート層形成材料を用いて形成されており、前記機能層(B)が、前記フィラーが凝集することによって、前記機能層(B)の表面に凸状部を形成する凝集部を有していてもよい。また、前記凸状部を形成する凝集部において、前記フィラーが、前記機能層(B)の面方向における一方向に複数集まった状態で存在していてもよい。本発明の画像表示装置は、例えば、前記フィラーが複数集まった一方向と、前記ブラックマトリックスパターンの長辺方向とが一致するように、前記本発明の光学フィルムが配置されていてもよい。前記フィラーとしては、例えば、前記粒子、前記チキソトロピー付与剤等が挙げられる。
前記機能層(B)は、例えば、後述するように、樹脂と希釈溶媒とを含む塗工液を、前記光透過性基材(A)の面上に塗工して塗膜を形成し、次いで、前記塗膜から前記溶媒を除去することで形成される。前記樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂、紫外線や光で硬化する電離放射線硬化性樹脂があげられる。前記樹脂として、市販の熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂等を用いることも可能である。
前記熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂としては、例えば、熱、光(紫外線等)又は電子線等により硬化するアクリレート基及びメタクリレート基の少なくとも一方の基を有する硬化型化合物が使用でき、例えば、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物のアクリレートやメタクリレート等のオリゴマー又はプレポリマー等があげられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記樹脂には、例えば、アクリレート基及びメタクリレート基の少なくとも一方の基を有する反応性希釈剤を用いることもできる。前記反応性希釈剤は、例えば、特開2008-88309号公報に記載の反応性希釈剤を用いることができ、例えば、単官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレート、多官能メタクリレート等を含む。前記反応性希釈剤としては、3官能以上のアクリレート、3官能以上のメタクリレートが好ましい。これは、機能層(B)の硬度を、優れたものにできるからである。前記反応性希釈剤としては、例えば、ブタンジオールグリセリンエーテルジアクリレート、イソシアヌル酸のアクリレート、イソシアヌル酸のメタクリレート等もあげられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記機能層(B)は、前述のとおり、チキソトロピー付与剤を含んでいても含んでいなくてもよい。前記チキソトロピー付与剤は、例えば、有機粘土、酸化ポリオレフィン及び変性ウレアからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。また、前記チキソトロピー付与剤は、例えば、増粘剤であってもよい。前記チキソトロピー付与剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
本発明の光学フィルムにおいて、前記機能層(B)の前記機能層を形成する樹脂の全質量に対し、例えば、前記チキソトロピー付与剤が0.2~5質量%又は0.4~4質量%含まれていてもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記機能層(B)における前記光透過性基材(A)と反対側の面上に、さらに他の層(C)を積層させた構成でもよい。前記他の層(C)は、例えば、粘着層によって前記機能層(B)上に貼付してもよい。
前記他の層(C)は、特に限定されず、例えば、保護層、加飾層等であってもよい。前記他の層(C)は、例えば、ガラス又は樹脂フィルム(プラスチックフィルム)であってもよい。前記樹脂フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、日東電工株式会社製の商品名「E-MASK」シリーズ等が挙げられる。前記他の層(C)の厚みは、特に限定されないが、例えば、10μm以上、20μm以上、又は30μm以上であってもよいし、例えば、80μm以下、70μm以下、60μm以下、50μm以下、又は40μm以下であってもよい。
前記粘着層は、例えば、粘着剤(粘着剤組成物)により形成された粘着層でもよい。本発明において、前記粘着層は、例えば、前記機能層(B)から前記他の層(C)を再剥離可能な層であってもよい。前記粘着層の厚みは、特に限定されないが、例えば、5μm以上、又は10μm以上であってもよいし、例えば、50μm以下、40μm以下、30μm以下、又は20μm以下であってもよい。前記粘着剤は、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル系ポリマー等が挙げられる。これらは、例えば、溶媒に溶解又は分散させて溶液又は分散液の形態とし、それを前記粘着剤(粘着剤組成物)として用いてもよい。前記溶媒としては、例えば、酢酸エチル等が挙げられ、1種類のみ用いても複数種類併用してもよい。前記溶液又は分散液中の溶質又は分散質(例えば、前記アクリル系ポリマー)の濃度は、例えば、10質量%以上、又は15質量%以上であってもよく、例えば、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、又は25質量%以下であってもよい。なお、本発明において、「(メタ)アクリル系ポリマー」は、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、及び(メタ)アクリルアミドの少なくとも一種類のモノマーの重合体又は共重合体をいう。また、本発明において、(メタ)アクリル酸は、「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方」を意味し、「(メタ)アクリル酸エステル」は、「アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの少なくとも一方」を意味する。前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸の直鎖又は分枝アルキルエステル等があげられる。前記(メタ)アクリル酸の直鎖又は分枝アルキルエステルにおいて、アルキル基の炭素数は、例えば、1以上、2以上、3以上、又は4以上であってもよく、例えば、18以下、16以下、14以下、12以下、10以下、又は8以下であってもよい。前記アルキル基は、例えば、1又は複数の置換基で置換されていても置換されていなくてもよい。前記置換基は、例えば、水酸基等が挙げられ、複数の場合は、同一でも異なっていてもよい。前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、具体的には、例えば、2-エチルヘキシルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート等が挙げられる。また、前記粘着剤は、一種類のみ用いてもよいし、複数種類併用してもよい。
また、本発明の光学フィルムは、前記光透過性基材(A)、前記機能層(B)、前記粘着層、前記他の層(C)以外のさらに別の層を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。前記別の層は、特に限定されないが、例えば、易接着層、反射防止層、粘着剤が付着した基材層等が挙げられる。
[2.光学フィルムの製造方法]
本発明の光学フィルムの製造方法は、特に制限されず、どのような方法で製造されてもよいが、光学フィルムは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、前記光透過性基材(A)上に、前記機能層(B)を形成する(機能層(B)形成工程)。これにより、前記光透過性基材(A)と前記機能層(B)との積層体を製造する。前記機能層(B)形成工程は、例えば、前記光透過性基材(A)上に前記樹脂層形成用塗工液(以下、単に「塗工液」又は「機能層(B)形成材料」という場合がある。)を塗工する塗工工程と、塗工した前記塗工液を乾燥させて塗膜を形成する塗膜形成工程とを含んでいてもよい。また、例えば、前記機能層(B)形成工程が、さらに、前記塗膜を硬化させる硬化工程を含んでいてもよい。前記硬化は、例えば、前記乾燥の後に行なうことができるが、これに限定されない。前記硬化は、例えば、加熱、光照射等により行うことができる。前記光は、特に限定されないが、例えば、紫外線等であってもよい。前記光照射の光源も特に限定されないが、例えば、高圧水銀ランプ等であってもよい。
前記塗工液(機能層(B)形成材料)は、例えば、前述のとおり、前記樹脂と前記希釈溶媒(以下、単に「溶媒」という場合がある。)とを含む塗工液であってもよい。前記塗工液は、これら以外の他の成分を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。前記他の成分としては、特に限定されないが、例えば、前記粒子、前記チキソトロピー付与剤等が挙げられる。
前記溶媒は、特に制限されず、種々の溶媒を使用可能であり、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。前記樹脂の組成、前記粒子及び前記チキソトロピー付与剤の種類、含有量等に応じて、本発明の光学フィルムを得るために、最適な溶媒種類や溶媒比率を適宜選択してもよい。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、ブタノール、t-ブチルアルコール(TBA)、2-メトキシエタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ジイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等があげられる。また、例えば、前記溶媒が、炭化水素溶媒と、ケトン溶媒とを含んでいてもよい。前記炭化水素溶媒は、例えば、芳香族炭化水素であってもよい。前記芳香族炭化水素は、例えば、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、エチルベンゼン、及びベンゼンからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。前記ケトン溶媒は、例えば、シクロペンタノン、及びアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノンからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。前記溶媒は、例えば、チキソトロピー付与剤(例えば増粘剤)を溶解させるために、前記炭化水素溶媒(例えばトルエン)を含むことが好ましい。前記溶媒は、例えば、前記炭化水素溶媒と、前記ケトン溶媒とを、90:10~10:90の質量比で混合した溶媒であってもよい。前記炭化水素溶媒と、前記ケトン溶媒との質量比は、例えば、80:20~20:80、70:30~30:70、又は40:60~60:40等であってもよい。この場合において、例えば、前記炭化水素溶媒がトルエンであり、前記ケトン溶媒がメチルエチルケトンであってもよい。また、前記溶媒は、例えば、トルエンを含むとともに、さらに、酢酸エチル、酢酸ブチル、IPA、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、及びTBAからなる群から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
光透過性基材(A)として、例えば、アクリルフィルムを採用して中間層(浸透層)を形成する場合は、アクリルフィルム(アクリル樹脂)に対する良溶媒が好適に使用できる。その溶媒としては、例えば、前述のとおり、炭化水素溶媒と、ケトン溶媒とを含む溶媒でもよい。前記炭化水素溶媒は、例えば、芳香族炭化水素であってもよい。前記芳香族炭化水素は、例えば、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、エチルベンゼン、及びベンゼンからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。前記ケトン溶媒は、例えば、シクロペンタノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、及びアセトフェノンからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。前記溶媒は、例えば、前記炭化水素溶媒と、前記ケトン溶媒とを、90:10~10:90の質量比で混合した溶媒であってもよい。前記炭化水素溶媒と、前記ケトン溶媒との質量比は、例えば、80:20~20:80、70:30~30:70、又は40:60~60:40等であってもよい。この場合において、例えば、前記炭化水素溶媒がトルエンであり、前記ケトン溶媒がメチルエチルケトンであってもよい。
光透過性基材(A)として、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)を用いる場合は、前記溶媒としては、特に限定されないが、例えば、酢酸エチル、メチルエチルケトン、MIBK(メチルイソブチルケトン)、シクロペンタノン等が挙げられ、一種類のみ用いても複数種類併用してもよい。この場合、前記溶媒は、例えば、MIBK及びシクロペンタノンの混合溶媒でもよい。MIBK及びシクロペンタノンの混合比は、特に限定されないが、例えば、質量比で、90:10~10:90、80:20~20:80、70:30~30:70であってもよい。
また、溶媒を適宜選択することによって、チキソトロピー付与剤を含有する場合において防眩性ハードコート層形成材料(塗工液)へのチキソ性を良好に発現させることができる。例えば、有機粘土を用いる場合には、トルエン及びキシレンを好適に、単独使用又は併用することができ、例えば、酸化ポリオレフィンを用いる場合には、メチルエチルケトン、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルメーテルを好適に、単独使用又は併用することができ、例えば、変性ウレアを用いる場合には、酢酸ブチル及びメチルイソブチルケトンを好適に、単独使用又は併用することができる。
前記機能層(B)形成材料には、各種レベリング剤を添加することができる。前記レベリング剤としては、塗工ムラ防止(塗工面の均一化)を目的に、例えば、フッ素系又はシリコーン系のレベリング剤を用いることができる。シリコーン系のレベリング剤は、前記機能層(B)に元素としてのケイ素を含ませる目的でも使用することができる。本発明では、機能層(B)表面に防汚性が求められる場合、又は、前記他の層(C)として反射防止層(低屈折率層)や層間充填剤を含む層が機能層(B)上に形成される場合などに応じて、適宜レベリング剤を選定することができる。
前記レベリング剤の配合量は、前記樹脂100重量部に対して、例えば、5重量部以下、好ましくは0.01~5重量部の範囲である。
前記機能層(B)形成材料には、必要に応じて、性能を損なわない範囲で、顔料、充填剤、分散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、防汚剤、酸化防止剤等が添加されてもよい。これらの添加剤は一種類を単独で使用してもよく、また二種類以上併用してもよい。
前記機能層(B)形成材料には、例えば、特開2008-88309号公報に記載されるような、従来公知の光重合開始剤を用いることができる。
前記機能層(B)形成材料(塗工液)を前記光透過性基材(A)上に塗工して塗膜を形成する方法としては、例えば、ファンテンコート法、ダイコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、バーコート法等の塗工法を用いることができる。
つぎに、前述のとおり、前記塗膜を乾燥及び硬化させ、機能層(B)を形成する。前記乾燥は、例えば、自然乾燥でもよいし、風を吹きつけての風乾であってもよいし、加熱乾燥であってもよいし、これらを組み合わせた方法であってもよい。
前記機能層(B)形成材料(塗工液)の乾燥温度は、例えば、30~200℃の範囲であってもよい。前記乾燥温度は、例えば、40℃以上、50℃以上、60℃以上、70℃以上、80℃以上、90℃以上、又は100℃以上であってもよく、190℃以下、180℃以下、170℃以下、160℃以下、150℃以下、140℃以下、135℃以下、130℃以下、120℃以下、又は110℃以下であってもよい。乾燥時間は特に限定されないが、例えば、30秒以上、40秒以上、50秒以上、又は60秒以上であってもよく、150秒以下、130秒以下、110秒以下、又は90秒以下であってもよい。
前記塗膜の硬化手段は、特に制限されないが、紫外線硬化が好ましい。エネルギー線源の照射量は、紫外線波長365nmでの積算露光量として、50~500mJ/cmが好ましい。照射量が、50mJ/cm以上であれば、硬化が十分に進行しやすく、形成される機能層(B)の硬度が高くなりやすい。また、500mJ/cm以下であれば、形成される機能層(B)の着色を防止することができる。
以上のようにして、前記光透過性基材(A)と前記機能層(B)との積層体を製造できる。この積層体を、そのまま本発明の光学フィルムとしてもよいし、例えば、前記機能層(B)における前記光透過性基材(A)と反対側の面上に、前記粘着層によって前記他の層(C)を貼付して本発明の光学フィルムとしてもよい。
[3.光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法]
つぎに、本発明の光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法について、例を挙げて、さらに具体的に説明する。
本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、前述のとおり、光学フィルムを巻回して本発明の光学フィルム巻回体を製造する巻回工程を含み、前記巻回工程では、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、前記数式(1)及び(2)を満たすように前記光学フィルムを巻回することを特徴とする。
前記巻回工程は、特に限定されず、例えば、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、前記数式(1)及び(2)を満たすように前記光学フィルムを巻回すること以外は、一般的な光学フィルム巻回体の製造方法と同様であってもよい。具体的には、例えば、長尺状の前記光透過性基材(A)を連続的に送り出しながら、前記機能層(B)及び必要に応じて前記粘着層、前記他の層(C)等を連続的に形成して本発明の光学フィルムを製造しながら、前記数式(1)及び(2)を満たすように前記光学フィルムを巻回してもよい。
また、本発明の光学フィルム巻回体の製造方法は、例えば、製造された光学フィルム巻回体を本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法により品質検査する、品質検査工程を含んでいてもよい。本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、前述のとおり、光学フィルム巻回体の品質検査方法であって、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、前記数式(1)及び(2)を満たすか否かを、測定により確認することを特徴とする。また、本発明において、プラスチックデュロメーター硬さの測定方法は、前述のとおり、特に限定されないが、例えば、前記のJIS K 6253に規定された測定方法によって測定できる。なお、光学フィルムの打痕の有無は、光学フィルム巻回体を展開して目視で観察しないと確認できない。しかし、プラスチックデュロメーター硬さの測定によって、前記数式(2)|(H-H)|が小さいこと、すなわち巻き硬さのムラが小さいことを確認すれば、光学フィルムの打痕が少ないことが推認できる。また、本発明の光学フィルム巻回体の品質検査方法は、例えば、製造された光学フィルム巻回体が、前記数式(1)及び(2)以外の特性を満たすか否かを検査してもよい。具体的には、例えば、前述のとおり、前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さと、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点における前記光学フィルムの厚みとが、前記数式(4)の関係を満たすか否かを、測定により確認してもよい。
前述のとおり、光学フィルム巻回体の巻き硬さ(前記光学フィルムに掛かる圧力又は張力)が場所によって大きく異なりムラが大きいと、例えば、巻き硬さが大きい(圧力が集中した)部分に異物等が巻き込まれた場合に、打痕又は傷が発生するおそれがある。一方、打痕及び傷の発生を防止しようとして光学フィルム巻回体の巻き硬さを緩くする(光学フィルムに掛かる張力を緩める)と、巻きずれによって光学フィルムに不良(例えばシワ等)が発生し、次工程に光学フィルムを供給できなくなるおそれがある。本発明者らは、この問題を解決するために検討を重ね、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、前記数式(1)及び(2)を満たすようにすることを見出した。本発明によれば、前述のとおり、巻き硬さが大きく硬くても、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法を提供することができる。
特許文献1でも熱可塑性樹脂フィルムの巻回体のデュロメータ硬さに着目している。しかし、特許文献1に記載の発明は、巻回体の巻取り軸方向中央部のデュロメータ硬さHc、及び、巻回体の巻取り軸方向端部から30mm以内の少なくとも一部分のデュロメータ硬さHeが、Hc+3<Heであることを特徴としている。すなわち、特許文献1に記載の発明は、巻回体の巻取り軸方向端部のデュロメータ硬さが巻回体の巻取り軸方向中央部のデュロメータ硬さよりも大きいことを特徴としている。言い換えれば、特許文献1に記載の発明は、本発明の前記数式(2)のように、光学フィルム巻回体の幅方向でのプラスチックデュロメーター硬さのムラが少ないことを要件としていない。これは、特許文献1においては、表面粗さが小さい平滑なフィルムを巻回することを前提としているため、巻きずれを起こさないようにするために高張力を必要としないからである。これに対し、本発明者らは、前記数式(2)のように光学フィルム巻回体の幅方向でのプラスチックデュロメーター硬さのムラを少なくすること、及び、前記数式(1)のようにプラスチックデュロメーター硬さの平均値Hを40N/m以上とすることを見出した。これにより、本発明では、表面に凹凸を有する光学フィルムであっても巻きずれによる光学フィルムの不良(例えばシワ等)が抑制又は防止され、かつ、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法を提供することができる。ただし、本発明の光学フィルムは、表面に凹凸を有する光学フィルムに限定されず、表面に凹凸を有しない平坦な光学フィルムであってもよい。
[4.光学部材及び画像表示装置等]
本発明の光学部材は、特に限定されないが、例えば、偏光板であってもよい。前記偏光板も、特に限定されないが、例えば、本発明の光学フィルム及び偏光子を含んでいてもよいし、さらに、他の構成要素を含んでいてもよい。前記偏光板の各構成要素は、例えば、接着剤又は粘着剤等により貼り合わせられていてもよい。
本発明の画像表示装置も特に限定されず、どのような画像表示装置でもよいが、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置等があげられる。
本発明の画像表示装置は、例えば、本発明の光学フィルムを視認側表面に有する画像表示装置であって、前記画像表示装置がブラックマトリックスパターンを有していてもよい。
本発明の光学フィルムは、例えば、前記光透過性基材(A)側を、粘着剤や接着剤を介して11Dに用いられている光学部材に貼り合せることができる。なお、この貼り合わせにあたり、前記光透過性基材(A)表面に対し、前述のような各種の表面処理を行ってもよい。前述のとおり、本発明の光学フィルムの製造方法によれば、光学フィルムの表面形状を広い範囲で自在に制御可能である。このため、前記光学フィルムを、接着剤や粘着剤などを用いて他の光学部材と積層することによって得ることができる光学特性は、前記光学フィルムの表面形状に対応した広い範囲にわたる。
前記光学部材としては、例えば、偏光子又は偏光板があげられる。偏光板は、偏光子の片側又は両側に透明保護フィルムを有するという構成が一般的である。偏光子の両面に透明保護フィルムを設ける場合は、表裏の透明保護フィルムは、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。偏光板は、通常、液晶セルの両側に配置される。また、偏光板は、2枚の偏光板の吸収軸が互いに略直交するように配置される。
前記光学フィルムを積層した偏光板の構成は、特に制限されないが、例えば、前記光学フィルムの上に、透明保護フィルム、前記偏光子及び前記透明保護フィルムを、この順番で積層した構成でもよいし、前記光学フィルム上に、前記偏光子、前記透明保護フィルムを、この順番で積層した構成でもよい。
本発明の画像表示装置は、前記光学フィルムを特定の方向で配置する以外は、従来の画像表示装置と同様の構成である。例えば、LCDの場合、液晶セル、偏光板等の光学部材、及び必要に応じ照明システム(バックライト等)等の各構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むこと等により製造できる。
本発明の光学フィルムの用途は、特に限定されず、任意の用途に使用可能である。その用途としては、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機等のOA機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末(PDA)、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等があげられる。
つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例及び比較例により制限されない。
なお、以下の実施例及び比較例において、物質の部数は、特に断らない限り、質量部(重量部)である。
[実施例1~7及び比較例1~2]
以下のようにして、実施例1~7及び比較例1~2の光学フィルム巻回体を製造した。光学フィルム巻回体の原料となる光学フィルムとしては、実施例1~7及び比較例1~2のいずれにも、下記の光学フィルムを用いた。
実施例1~7及び比較例1~2の光学フィルム巻回体は、光学フィルムの幅W[m]及び長さL[m]を下記表1に記載のとおり種々変更し、かつ、プラスチックデュロメーター硬さを下記表1のとおり種々変更して製造した。下記表1において、「巻回体デュロメータ硬さ[H]」の「平均値[Ha]」は、前記数式(1)又は数式(4)におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値H[N/m]を表す。「|(H-H)|/H≦0.1」は、前記数式(2)における|(H-H)|/Hを表す。Wは、光学フィルムの幅[m]を表す。「塑性変形量」は、光学フィルムをナノインデンテーション法で押し込んだ際の塑性変形量[nm]を表す。「弾性回復率」は、光学フィルムをナノインデンテーション法で押し込んだ際の弾性回復率[%]を表す。Lは、光学フィルムの長さ[m]を表す。Dは、前記数式(4)における前記光学フィルム厚みの平均値D[μm]を表す。「打痕数」は、光学フィルム巻回体を展開して得られた光学フィルム表面の全体を目視で観察した際に、異物起因の打痕が1m当たり何個あったかを示す。なお、異物起因の打痕が1m当たり10個以下の光学フィルムを良品と判定し、異物起因の打痕が1m当たり10個を超える光学フィルムを不良品と判定した。
プラスチックデュロメーター硬さは、JIS K 6253の方法により測定した。光学フィルム巻回体の巻きずれ量、光学フィルムの打痕数、塑性変形量、弾性変形率及び厚みは、それぞれ、下記の方法により測定した。
[巻きずれ量の測定]
図4を用いて説明する。光学フィルム巻回体100の巻取りに使用した巻き芯110に対して、光学フィルム巻回体100を構成する光学フィルムが最も前進している位置で、巻取り軸100aに対して垂線100bを引いた。一方、前記光学フィルムが巻き芯110に対して最も後退している位置で、巻取り軸100aに対して垂線100cを引いた。垂線100bから垂線100cまでの距離Xを巻きずれ量と定義した。
[光学フィルム内の打痕数のカウント(計数)]
製造した光学フィルム巻回体を解体し、最も表層にある部分の光学フィルム(L)、巻回数の中間位置の光学フィルム(L1/2)、最も巻き芯に近い側の光学フィルム(L)を、それぞれ合計面積が1mとなるように採取した。その、合計3mの光学フィルムを、三波長蛍光灯を光源として用い、光源をフィルムに対して45°となる位置でフィルムに光を反射させながら打痕をカウント(計数)した。下記基準で×、△又は○と判定し、×と判定されたものを打痕数としてカウントした。そして、カウント数の平均(L+L1/2+L)/3を各実施例の打痕数[個/m]として評価結果とした。

× : 反射光の歪みが視認される。
△ : わずかな歪みは視認されるが、許容範囲。
○ : 反射光の歪みが視認されない。
[巻回体のプラスチックデュロメーター硬さの測定方法]
プラスチックデュロメーター硬さは、前述のとおり、JIS K 6253の方法により測定した。前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の中心点をhとし、hで測定したプラスチックデュロメーター硬さをH[N/m]とした。前記幅方向の、一端からの距離が10mmの点をh21とし、h21で測定したプラスチックデュロメーター硬さをH21[N/m]とした。前記幅方向の、一端からの距離がW/4の点をh11とし、h11で測定したプラスチックデュロメーター硬さをH11[N/m]とした。前記幅方向の、他端からの距離が10mmの点をh22とし、h22で測定したプラスチックデュロメーター硬さをH22[N/m]とした。前記幅方向の、他端からの距離がW/4の点をh12とし、h12で測定したプラスチックデュロメーター硬さをH12[N/m]とした。h、h21、h11、h22、h12の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さH、H21、H11、H22、H12の平均値[N/m]を、H[N/m]とした。ただし、Wは、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における前記光学フィルムの幅[m]である。
[ナノインデンターを用いた塑性変形量及び弾性変形率の測定方法]
測定試料である各実施例及び比較例の光学フィルムを1cm角程度に切り出し、下記装置の所定の支持体に固定し、ナノインデンテーション測定を実施した。

装置 : HysitroN INc.製、商品名「TriboiNdeNter」
使用圧子 : BerkovicH(三角錐型)
測定方法 : 単一押し込み測定
押し込み深さ : 500nm
上記の条件で圧子を押し込んだ際に最大変位量(Hmax)を測定し、続いて除荷した後、塑性変形量(H)を測定した。上記条件における押し込み深さ500nm地点まで圧子を押し込んだ後に除荷し、除荷後のサンプル平面から圧子先端での加圧部までの距離を測定し、その距離を塑性変形量と定義した。得られた最大変位量Hmax[nm]及び塑性変形量H[nm]から下記数式に従って弾性回復率を算出した。
弾性回復率(%)=[(Hmax-H)/Hmax]×100
[実施例1~7、比較例1~2]
以下のようにしてハードコート層形成材料を製造し、さらに、それを用いてハードコートフィルム(光学フィルム)を製造し、さらに、そのハードコートフィルムを巻回して光学フィルム巻回体を製造した。
[実施例1]
(ハードコート層形成材料の製造)
ハードコート層形成材料に含まれる樹脂として、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(新中村化学(株)製、商品名「UA53H-80MB」、固形分80%)45重量部、およびペンタエリスリトールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名「ビスコート#300」、固形分100%)55重量部を準備した。前記樹脂の樹脂固形分100重量部あたり、光重合開始剤(BASF社製、商品名「OMNIRAD907」)を3重量部、レベリング剤(DIC(株)製、商品名「GRANDIC PC4100」、固形分10%)を0.05重量部混合した。この混合物を固形分濃度が40%となるように、MIBK/酢酸ブチル混合溶媒(重量比50/50)で希釈して、ハードコート層形成材料(塗工液、防眩性ハードコート層(B)形成材料)を製造した。
(ハードコートフィルム及び光学フィルム巻回体の製造)
光透過性基材(A)として、透明プラスチックフィルム基材(アクリルフィルム、東洋鋼鈑(株)製、商品名「HX40UF」、厚さ:40μm、フィルム幅:1300mm)を準備した。前記透明プラスチックフィルム基材(光透過性基材(A))の片面に、前記防眩性ハードコート層(B)形成材料(塗工液)を、ダイコータを用いて3000m連続塗布(塗工)して未乾燥の塗膜を形成した(塗工工程)。そして、この未乾燥の塗膜が形成された透明プラスチックフィルム基材を、次の乾燥工程(塗膜形成工程)へと速度30m/secで搬送した。乾燥工程(塗膜形成工程)においては、100℃で1分間加熱することにより前記未乾燥の塗膜を乾燥させて塗膜を形成した。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cmの紫外線を照射し、前記塗膜を硬化処理して厚み(最大厚み)6.0μmのハードコート層を形成することでフィルム総厚を46μmとした。このようにしてハードコートフィルム(光学フィルム)を製造した。
さらに、前記連続塗布が完了したハードコートフィルム(光学フィルム)を、そのまま搬送しながら、巻取り張力200N設定にて巻取りを実施し、目的の光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=69N/m、H11=73N/m、H=72N/m、H12=72N/m、H22=76N/mであった。すなわち、代表(平均)値としては72N/mであり、ばらつき量は1%であった。また、製造したハードコートフィルムのシート状態での塑性変形量は75.9μmであり、弾性回復率は88.4%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ0mmであり、打痕の数を数えたところ0個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[実施例2]
ハードコート層形成材料に含まれる樹脂として、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(新中村化学(株)製、商品名「UA53Hー80MB」、固形分80%)40重量部、およびペンタエリスリトールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名「ビスコート#300」、固形分100%)60重量部としたこと、及び、巻取り張力230N設定にて連続塗布が完了したフィルムの巻取りを実施したこと以外は、実施例1と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=76N/m、H11=78N/m、H=74N/m、H12=75N/m、H22=77N/mであった。すなわち、代表(平均)値としては76N/mであり、ばらつき量は3%であった。また、製造したハードコートフィルムのシート状態での塑性変形量は79.5μmであり、弾性回復率は85.4%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ0mmであり、打痕の数を数えたところ1個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[実施例3]
ハードコート層形成材料に含まれる樹脂として、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(新中村化学(株)製、商品名「UA53Hー80MB」、固形分80%)30重量部、およびペンタエリスリトールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名「ビスコート#300」、固形分100%)70重量部としたこと、及び、巻取り張力200N設定にて連続塗布が完了したフィルムの巻取りを実施したこと以外は、実施例1と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=65N/m、H11=68N/m、H=73N/m、H12=71N/m、H22=70N/mであった。すなわち代表(平均)値としては69N/mであり、ばらつき量は5%であった。また、製造したハードコートフィルムのシート状態での塑性変形量は86.2μmであり、弾性回復率は78.4%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ0mmであり、打痕の数を数えたところ3個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[実施例4]
光透過性基材(A)として、透明プラスチックフィルム基材(アクリルフィルム、東洋鋼鈑(株)製、商品名「HX40UF」、厚さ:40μm、フィルム幅:300mm)を準備し、前記防眩性ハードコート層(B)形成材料(塗工液)を、ダイコータを用いて6500m連続塗布(塗工)したこと、及び、巻取り時の張力を60Nとしたこと以外は、実施例2に記載と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=74N/m、H11=68N/m、H=72N/m、H12=75N/m、H22=69N/mであった。すなわち代表(平均)値としては72N/mであり、ばらつき量は5%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ2mmであり、打痕の数を数えたところ1個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[実施例5]
光透過性基材(A)として、透明プラスチックフィルム基材(アクリルフィルム、東洋鋼鈑(株)製、商品名「HX40UF」、厚さ:40μm、フィルム幅:2500mm)を準備し、前記防眩性ハードコート層(B)形成材料(塗工液)を、ダイコータを用いて50m連続塗布(塗工)したこと、及び、巻取り時の張力を400Nとしたこと以外は、実施例2に記載と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=77N/m、H11=78N/m、H=78N/m、H12=80N/m、H22=79N/mであった。すなわち代表(平均)値としては78N/mであり、ばらつき量は1%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ0mmであり、打痕の数を数えたところ0個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[実施例6]
光透過性基材(A)として、透明プラスチックフィルム基材(PETフィルム、東レ(株)製、商品名「ルミラー」、厚さ:188μm、フィルム幅:1300mm)を準備し、前記防眩性ハードコート層(B)形成材料(塗工液)を、ダイコータを用いて2000m連続塗布(塗工)したこと、及び、巻取り時の張力を400Nとしたこと以外は、実施例2に記載と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=44N/m、H11=47N/m、H=43N/m、H12=44N/m、H22=48N/mであった。すなわち代表(平均)値としては45N/mであり、ばらつき量は5%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ4mmであり、打痕の数を数えたところ0個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[実施例7]
光透過性基材(A)として、透明プラスチックフィルム基材(COPフィルム、日本ゼオン(株)製、商品名「ZFシリーズ」、厚さ:13μm、フィルム幅:1300mm)を準備し、前記防眩性ハードコート層(B)形成材料(塗工液)を、ダイコータを用いて3000m連続塗布(塗工)したこと、及び、巻取り時の張力を200Nとしたこと以外は、実施例2に記載と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=87N/m、H11=88N/m、H=91N/m、H12=94N/m、H22=89N/mであった。すなわち代表(平均)値としては90N/mであり、ばらつき量は1%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ0mmであり、打痕の数を数えたところ3個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[比較例1]
巻取り張力70N設定にて連続塗布が完了したフィルムの巻取りを実施したこと以外は、実施例1と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=31N/m、H11=28N/m、H=29N/m、H12=32N/m、H22=28N/mであった。すなわち代表(平均)値としては30N/mであり、ばらつき量は2%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ10mmであり、打痕の数を数えたところ0個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
[比較例2]
巻取り張力300N設定、また、速度10m/minにて連続塗布を実施したこと以外は、実施例1と同様の方法でハードコート層形成材料、ハードコートフィルム(光学フィルム)及び光学フィルム巻回体を製造した。このようにして製造した光学フィルム巻回体のプラスチックデュロメーター硬さを測定したところ、H21=72N/m、H11=58N/m、H=58N/m、H12=65N/m、H22=72N/mであった。すなわち代表(平均)値としては65N/mであり、ばらつき量は約11%であった。前述の方法に従い、巻きずれ量を確認したところ0mmであり、打痕の数を数えたところ40個/mであった。これらの結果を、まとめて表1に示す。
Figure 2022109436000002
前記表1に示したとおり、実施例1~7の光学フィルム巻回体は、いずれも、巻きずれがきわめて小さく、異物起因の打痕がきわめて少なかった。これに対し、比較例1は、前記数式(1)におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値H[N/m]が30N/m(すなわち40N/m未満)で、すなわち巻きが緩く、その結果、実施例と比較して巻きずれが大きかった。また、比較例2は、前記数式(2)における|(H-H)|/Hが約11%(すなわち0.11で、0.1を超える)で、プラスチックデュロメーター硬さのばらつきが大きく、その結果、実施例と比較して異物起因の打痕がきわめて多かった。
以上、説明したとおり、本発明によれば、巻き硬さが大きく硬くても、傷及び打痕の発生が抑制又は防止された光学フィルム巻回体、光学フィルム、光学部材、画像表示装置、光学フィルム巻回体の製造方法及び光学フィルム巻回体の品質検査方法を提供することができる。本発明は、特に、表面に凹凸を有する光学フィルムに適しているが、これに芸亭されず、あらゆる光学フィルムに適用可能である。したがって、本発明の光学部材、画像表示装置等も特に限定されず、あらゆる光学部材、画像表示装置等に本発明を適用可能である。
10 光学フィルム
11 光透過性基材(A)
12 機能層(B)
12a 機能層形成樹脂
12b 粒子
12c チキソトロピー付与剤
100 光学フィルム巻回体
100A 巻回体100最表層における巻回体100の巻き終わり先端の位置
100B 巻回体100最表層における巻回体100の巻き終わり先端100Aと正反対側の位置
100a 巻き軸
100b、100c 巻き軸100aに対する垂線
110 巻き芯
、h11、h12、h21、h22 プラスチックデュロメーター硬さの測定点
、H11、H12、H21、H22 プラスチックデュロメーター硬さ

Claims (12)

  1. 光学フィルムの巻回体であって、
    前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さの平均値Hと、中心点のプラスチックデュロメーター硬さHとが、下記数式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする、光学フィルム巻回体。

    ≧40 (1)
    0≦|(H-H)|/H≦0.1 (2)

    前記数式(1)及び(2)において、
    は、前記光学フィルム巻回体最表層において、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の中心点におけるプラスチックデュロメーター硬さ[N/m]であり、
    は、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の、一端からの距離が10mmの点、前記一端からの距離がW/4の点、中心点、他端からの距離がW/4の点、及び、前記他端からの距離が10mmの点、の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値[N/m]である。ただし、Wは、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における前記光学フィルムの幅[m]である。
  2. 前記光学フィルムは、ナノインデンテーション法で押し込んだ際の塑性変形量が85Nm以下であり、かつ弾性回復率が80%以上である光学フィルムである請求項1記載の光学フィルム巻回体。
  3. 前記光学フィルムの幅と長さとの関係が、下記数式(3)を満たす請求項1又は2記載の光学フィルム巻回体。

    40≦L/W≦20000 (3)

    前記数式(3)において、
    Wは、前記光学フィルムの幅[m]であり、
    Lは、前記光学フィルムの長さ[m]である。
  4. 前記光学フィルム巻回体最表層において、プラスチックデュロメーター硬さと、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点における前記光学フィルムの厚みとが、下記数式(4)の関係を満たす請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルム巻回体。

    0.25≦H/D≦7 (4)

    前記数式(4)中、
    は、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における幅方向の、一端からの距離が10mmの点、前記一端からの距離がW/4の点、中心点、他端からの距離がW/4の点、及び、前記他端から10mmの点、の5点におけるプラスチックデュロメーター硬さの平均値[N/m]である。ただし、Wは、前記光学フィルム巻回体の巻き終わり先端と正反対側における前記光学フィルムの幅[m]である。
    は、前記プラスチックデュロメーター硬さの測定点である前記5点における前記光学フィルム厚みの平均値[μm]である。
  5. 前記光学フィルムが、表面に凹凸を有する光学フィルムである請求項1から4のいずれか一項に記載の光学フィルム巻回体。
  6. 前記光学フィルムが、防眩性フィルムである請求項1から5のいずれか一項に記載の光学フィルム巻回体。
  7. 前記光学フィルムが、ハードコートフィルムである請求項1から6のいずれか一項に記載の光学フィルム巻回体。
  8. 前記光学フィルムが、防眩性ハードコートフィルムである請求項1から7のいずれか一項に記載の光学フィルム巻回体。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載の光学フィルム巻回体を展開して得られる光学フィルム。
  10. 請求項9記載の光学フィルムを含む光学部材。
  11. 偏光板である請求項10記載の光学部材。
  12. 請求項9記載の光学フィルム、又は請求項10若しくは11記載の光学部材を含む画像表示装置。
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