JP4133101B2 - 防紋防汚面形成方法及び該方法によって防紋防汚面が形成された積層体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は指紋や汚れが付着しない、若しくは付着しにくい防紋防汚性を備えた面を形成する方法、及び該方法により得られた面を備えた積層体に関するものであり、特に透明導電性フィルム等におけるハードコート層の表面や、反射防止機能を有する機能性フィルムの最表面に対して施される方法、及びそれらに防紋防汚面形成方法を施して得られる機能性フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、現金自動支払機（ＡＴＭ）等に用いられているタッチパネル等のように、表示画面に直接触れることにより情報入力を行えるディスプレイが広く普及している。また、例えばフラットパネルディスプレイを有したブラウン管を備えたテレビジョンや、各種液晶ディスプレイが昨今普及しているが、タッチパネルや各種ディスプレイ等のような表示装置では、最表面にハードコート層を備えたフィルムである透明導電性フィルムが広く用いられている。さらに携帯電話やモバイルツールなどにおける小型の表示部分にも、外光の写りこみによる表示品質の低下を防止するために、反射防止膜をその最表面に備えることが広く行われている。そしてデパートのショウウィンドウやショウケースなどにおいても、やはり外光の写りこみによって中身が見えにくくなることを避けるために、ガラスやプラスチック板の表面に反射防止機能を備えた反射防止フィルムを貼着することがよく行われている。その他にも、自動車の窓ガラスや建材に用いられるガラス板、窓ガラスには、割れた時の飛散防止も兼ねた反射防止フィルムやハードコート層を備えたフィルムが貼着されているし、眼鏡に反射防止膜を設けたりすることが行われている。
【０００３】
このように用いられるハードコート層、及びハードコート層を備えた透明導電性フィルムや反射防止膜、及び反射防止膜を備えた反射防止フィルムはすでに日常生活の色々な場面において広く使用されている。そしてこれらのフィルムの構成やハードコート層、反射防止膜についても様々なものが提案、実用化されており、またその製法についても同様に様々なものが提案、実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように利用されているハードコート層、及びハードコート層を備えた透明導電性フィルムや反射防止膜、及び反射防止膜を備えた反射防止フィルムは、ほぼ日常的に外気と接触し、また特にタッチパネルでは当然のことながらほぼ絶え間なく人の手に触れられている。そのため、従来のハードコート層、及びハードコート層を備えた透明導電性フィルムや反射防止膜、及び反射防止膜を備えた反射防止フィルムでは、大気中に浮遊するゴミや油状物質がその最表面に付着してしまったり、指紋が大量にその最表面に付着してしまい、汚れが目立ってしまう、という欠点がクローズアップされている。
【０００５】
例えば透明なガラスやプラスチックの表面に付着した汚れは、ショーウィンドウなどでは美観を損なってしまうし、眼鏡ではレンズが汚れて視界を損なう、自動車用窓ガラスの場合では視界が妨げられて安全走行が出来なくなる、等の問題が生じてしまう。さらに各種ディスプレイが汚れると表示品質が低下してしまうし、タッチパネルであっても同様である。
【０００６】
しかも、これらの汚れを拭き取る場合、従来のハードコート層を設けた透明導電性フィルムなどでは付着した指紋や汚れが拭き取りにくいという問題があり、また力を入れて拭き取ると表面に微細な傷が入ってしまい問題となる。即ち、タッチパネル用透明導電性フィルムであって、その最表面にアンチニュートンリング対策が施されている場合では、その表面に付着した指紋や汚れを拭き取ることによって最表面に設けられているニュートンリング対策のための微細な凹凸の大きさが段々削られて小さくなってしまい、やがてニュートンリングが再び生じてしまう可能性もあるので、問題であった。その他の場合でも、指紋や汚れを拭き取ることで最表面にその傷が無数に増えることにより、反射防止などの機能を維持できなくなり、問題であった。
【０００７】
これらに対処する方法は今までにも様々なものが提案されてきているが、例えば含フッ素化合物を塗布する手法であると、最表面における防汚性は向上するものの反射防止性能が低下したり耐久性に問題が生じてしまう、また防紋防汚性を有した物質を基材の最表面に塗布しても、付着した汚れを拭き取るたびに防紋防汚性を有した物質まで徐々に拭き取られてしまい、最後にはその性能維持もできなくなる、という問題が生じている。
【０００８】
本願発明はこのような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、簡潔な手法であるにもかかわらず、容易に防紋防汚性を付与することができるのみならず、その性能を長期に渡り保持でき、さらに例えばハードコートや反射防止などの機能についてもその性能を低下させない方法、及び該方法により防紋防汚性を付与された積層体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明の請求項１に記載の発明は、指紋や汚れが付着しない性質、若しくは指紋や汚れを容易に除去できる性質を有する防紋防汚面を形成する防紋防汚面形成方法であって、前記防紋防汚面形成方法が、少なくとも、前記防紋防汚面を形成することを所望する積層体の最表面に対して、その周囲を略真空状態とし、さらにガスを制御しつつ所定の真空度に制御する真空度制御工程と、前記真空度制御工程後、所定の放電電力によりプラズマ放電を発生させ、これを前記防紋防汚面を形成することを所望する前記積層体の最表面に対して照射する、プラズマ照射工程と、を備えてなり、前記ガスがアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドン、酸素、窒素、のいずれか又はこれらのガスのいずれかを組み合わせた混合ガスであり、前記所定の真空度が０．１Ｐａ〜６．０Ｐａであり、前記所定の放電電力が５００Ｖ〜６０００Ｖであり、前記積層体が、ハードコート層が前記積層体の最表面に位置する層である、という構成を有し、かつ、前記ハードコート層が、ジペンタエリストールヘキサアクリレート５０部、２官能ウレタンアクリレート４１部、光開始剤３部、平均粒径５μｍのシリカ粒子３部、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカ微粒子３部、トルエン１００部からなる塗料を塗布してなるものである、という、防紋防汚という機能性が付与された機能性フィルムが得られること、を特徴とする。
【００１０】
本願発明の請求項２に記載の防紋防汚面形成方法に関する発明は、請求項１に記載の防紋防汚面形成方法において、前記機能性フィルムが、透明導電性フィルム、又は反射防止機能を有したフィルム、のいずれかであること、を特徴とする。
【００１１】
本願発明の請求項３に記載の積層体に関する発明は、請求項１又は請求項２に記載の防紋防汚面形成方法によって、その最表面に防紋防汚性が付与された面を備えた積層体であって、前記積層体が、ハードコート層を前記積層体の最表面に備えた機能性フィルムであること、を特徴とする。
【００１２】
本願発明の請求項４に記載の積層体に関する発明は、請求項３に記載の防紋防汚面が形成された積層体において、前記機能性フィルムが、透明導電性フィルム、又は反射防止機能を有したフィルム、のいずれかであること、を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。尚、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必すしもこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
本願発明に係る、指紋や汚れが付着しない性質、若しくは指紋や汚れを容易に除去できる性質である防紋防汚性を備えた面である防紋防汚面を形成する方法を第１の実施の形態として、説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る防紋防汚面形成方法は、少なくとも、防紋防汚面を形成することを所望する箇所に対して、その周囲を略真空状態とし、さらにガスを制御しつつ所定の真空度に制御する真空度制御工程と、この真空度制御工程後、所定の放電電力によりプラズマ放電を発生させ、これを防紋防汚面を形成することを所望する箇所に照射する、プラズマ照射工程と、を備えている。
【００１６】
尚、以下本実施の形態において所定の真空度とは０．１Ｐａ〜６．０Ｐａ、さらに望ましくは０．５Ｐａ〜３．０Ｐａであること、また真空度を制御するために用いるガスとしてはアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドン、酸素、窒素、のいずれか又はこれらのガスのいずれかを組み合わせた混合ガスであることが好ましい。ガスについては特にアルゴンを用いることが最適であるので、以下の説明では用いるガスはアルゴンガスであるものとするが、必ずしもこれに限定するものではないことを予め断っておく。また、プラズマ放電を発生させる時の放電電力としては５００Ｖ〜６０００Ｖであること、さらに１０００Ｖ〜３０００Ｖであることが好ましい。また、上記方法を実行する前に何らかの前処理を施し、その後に本実施の形態に係る防紋防汚面形成方法を実行しても構わない。
【００１７】
上記の条件に基づいて本実施の形態に係る方法を実行することで防紋防汚面が形成されるのであるが、本方法は積層体の最表面に対して適用すると効果的であり、その中でもハードコート層を備えた透明導電性フィルムやその他の透明フィルム、また反射防止膜や反射防止機能を備えた反射防止フィルム、等の機能性フィルムの最表面に対して実行すると、非常に優れた効果を得ることが出来る。
【００１８】
そこで、以下ハードコート層を備えた透明導電性フィルムのハードコート層最表面に防紋防汚面形成方法を施す方法について詳細に説明するが、本方法はこれに限定されるものではなく、これ以外であっても例えば反射防止膜の最表面などに対して用いても有効であり、さらに防紋防汚面形成方法を施す以前に、予めハードコート層の表面に反射防止処理やアンチニュートン対策が施されたものであっても構わない。
【００１９】
さらに、上述した、本実施の形態に係る防紋防汚面形成方法を実行する前の処理として、例えば加熱処理をしたり、真空中で透明導電性フィルムの基材フィルムを往復させることにより、いわゆるアウトガスと呼ばれるガスを取り除く処理をした後に、本実施の形態に係る防紋防汚面形成法保を実行しても構わないが、ここではこれらの前処理に関するこれ以上の詳述は省略する。尚、当然ながらこれら以外の公知の前処理全般についても同様である。
【００２０】
先ず最初に透明フィルム上にハードコート層を設けるが、この手法については例えば、熱硬化タイプや２層積層タイプなどのような公知の手法であって構わない。本実施の形態では以下の手法によった。即ち、まず厚さ１７５μｍのポリエステルフィルム上にジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）（６官能アクリレートモノマー）５０部、２官能ウレタンアクリレート４１部、光開始剤３部、平均粒径５μｍのシリカ粒子３部、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカ微粒子３部（３０重量％分散対１０部）、トルエン１００部、からなる塗料を、ハードコート樹脂バインダー部分の硬化後の厚みが３．５μｍとなるようにメイヤーバーにて塗布し、溶剤乾燥後、高圧水銀灯にて紫外線を３００ｍＪ／ｃｍ２照射して、塗料を硬化した。
【００２１】
このようにして硬化が完了したハードコート層の最表面に対して、本実施の形態に係る防紋防汚面形成方法を実行する。当然、透明フィルムの上、即ち表面にハードコート層を設けているので、ハードコート層が積層体全体の最表面に位置するものとなる。
【００２２】
本実施の形態では、まず所定の真空度に制御する真空度制御工程として、上記手法により形成し硬化させたハードコート層を備えた透明フィルムを巻き取り式真空蒸着装置（この装置は公知のものであって構わない。）にセットし、２．０×１０−２Ｐａ以下に真空排気を行った後、ハードコート層をその最表面に備えた透明フィルムの巻き取りを開始する。そしてアルゴンガスを真空蒸着装置内に注入すると共に真空蒸着装置の排気バルブを制御することで、真空蒸着装置内の真空度が１．３Ｐａになるようにする。
【００２３】
次いでプラズマ照射工程として、放電電力２５００Ｗにてプラズマ放電を発生させ、ハードコート層をその最表面に備えた透明フィルムをプラズマ放電中に速度１．０ｍ／ｍｉｎで通過させる。
【００２４】
このようにして、積層体の最表面に位置するハードコート層の最表面が防紋防汚面となる。
【００２５】
また、最表面が防紋防汚面であるハードコート層を備えた透明フィルムを用いて透明導電性フィルムとするのであれば、さらに上記処理を施した透明フィルムの面とは反対側の面に透明導電層を形成すればよい。この手法については例えば、スパッタリングやＥＢ、蒸着、ＣＶＤ等のような公知の手法であって構わないが、本実施の形態では以下の通りとした。即ち、防汚防紋面形成済みのハードコート層形成面とは反対の面が露出するようにハードコート層を備えた透明フィルムを巻き取り式真空蒸着装置にセットし、２．０×１０−２Ｐａ以下に真空排気を行った後、ハードコート層を備えた透明フィルムの巻き取りを開始する。そして真空排気を行った真空蒸着装置中にアルゴンガス＝９７．５ｓｃｃｍ、酸素＝２．５ｓｃｃｍを導入し、真空度が０．２１Ｐａになるように調節した後、ＩＴＯ焼結ターゲットに９００Ｗの電力を与え、ハードコート層を備えた透明フィルムに対するスパッタリングを行い、ＩＴＯ膜を形成する。
【００２６】
尚、上述のようにして本実施の形態に係る防紋防汚面処理方法を施した透明導電性フィルムを作製するときに、例えばここでは詳述しないがアンカー層などをさらに設けてあっても構わない。
【００２７】
以上のようにすることで、防紋防汚面をその最表面に形成した透明導電性フィルムが得られる。尚、上述の本実施の形態により形成した透明導電性フィルムの防紋防汚面における純水接触角を公知の方法により測定すると、その結果６０°〜８６°であった。
【００２８】
以下、本実施の形態により得られる防紋防汚面をその最表面に形成した透明導電性フィルムについて検討する。まず、防紋性を得るためには、撥水性、撥油性が共に発生する条件が必要となる。これは、指紋とは汗と脂分との混合物であるので防紋性を得るためには撥油性を向上させる必要がある一方、防汚性を得るためには撥水性を向上させることが必要だからである。即ち、最表面が撥水性と撥油性とを共に有するように表面改質を施す必要がある。しかし、撥水性とは即ち親油性であり、そのために撥水性と撥油性とを両立させるのは大変困難であるといわざるを得ない。
【００２９】
そこで本実施の形態による方法を実行することで、ハードコート層の表面が１０−６〜１０−９ｍｍのオーダーで粗面化され、その結果指紋や汚れとハードコート層の最表面との接触面積が小さくなるので、その結果撥油性を特段に向上させずとも防紋防汚性を得ることができるのである。
【００３０】
尚、プラズマ放電の放電電力が弱いと表面の粗面化が充分ではなく、指紋や汚れとハードコート層表面との接触面積を小さくできないので充分な防紋防汚性を得られないが、プラズマ放電の放電電力を５００Ｖ〜６０００Ｖとすれば、充分な粗面化ができるので、上記の通り充分な防紋防汚性を得られ、また特に１０００Ｖ〜３０００Ｖとすればより一層好適な防紋防汚性を得られる。また、ハードコート層は例えば電子熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂等を主成分として形成されるが、これらの樹脂とアルゴンガスは特に反応性が低いため、真空度の調節を行う時にアルゴンガスを用いると、とりわけ効果的な粗面化を行うことが出来て好適な物と出来る。
【００３１】
また本実施の形態による方法における現象を化学的な面から検討すると、本実施の形態による方法を施すことにより、指紋の油脂成分や汚れの成分等と結合しやすいハードコート層表面（または防紋防汚面を形成しようとする最表面）が一旦活性化し、次いで活性化した部分にＨ２Ｏ分子等が付着することで再び表面が化学的に安定することで、指紋の油脂成分や汚れの成分等と処理済みのハードコート層表面とが化学的に付着・結合しにくくなるために、最終的には上記のような表面の粗面化による影響のみが防紋防汚性向上に寄与するのである。特に前述のように、電子熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂等を主成分として形成されるハードコート層であれば、何も処理を施さなければその表面は指紋の油脂成分や汚れの成分等と結合しやすいが、本実施の形態による方法を施すことで、その表面が指紋の油脂成分や汚れの成分等と結合しにくくなる。さらに本実施の形態における方法ではアルゴンガスを用いたものとしたが、アルゴンガスそのものが電子熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂等を主成分として形成されるハードコート層表面と反応しにくいため、より一層表面の粗面化による影響のみが防紋防汚性向上に寄与するのである。
【００３２】
以上、本実施の形態にかかる防紋防汚面形成方法につき説明をしたが、この防紋防汚面形成方法を積層体に用いると、防紋防汚性を最表面に備えた積層体とすることができ、また各種機能性フィルム、特に指で触れることが多い部材や、外気等にさらされて空気中の汚れなどが付着しやすい部材など、及びそれら部材に用いる機能性フィルム等に用いることで、従来にはなかった防紋防汚性を備えたフィルムや部材とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本願発明にかかる防紋防汚面形成方法及び該方法を用いた積層体によれば、すでに形成されたハードコート層などの最表面に対していわゆるプラズマ処理を施すだけで、容易に防紋防汚性を有する面を形成することが出来る。また特に複雑な工程を新たに行う必要もないので、特段のコストアップを要することなく、防紋防汚性を有する面を形成することができて、大変好適である。特に指で頻繁に触れるタッチパネルに用いる透明導電性フィルムのハードコート層の最表面に対して該方法を施す、若しくは該方法を施した透明導電性フィルムを用いることで、指紋の汚れも容易に拭き取ることができ、また当初から備えられていたアンチニュートンリングなどの機能も低下させることがないので、大変好適である。

Claims (4)

1. 指紋や汚れが付着しない性質、若しくは指紋や汚れを容易に除去できる性質を有する防紋防汚面を形成する防紋防汚面形成方法であって、
   前記防紋防汚面形成方法が、少なくとも、
   前記防紋防汚面を形成することを所望する積層体の最表面に対して、その周囲を略真空状態とし、さらにガスを制御しつつ所定の真空度に制御する真空度制御工程と、
   前記真空度制御工程後、所定の放電電力によりプラズマ放電を発生させ、これを前記防紋防汚面を形成することを所望する前記積層体の最表面に対して照射する、プラズマ照射工程と、
   を備えてなり、
   前記ガスがアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドン、酸素、窒素、のいずれか又はこれらのガスのいずれかを組み合わせた混合ガスであり、
   前記所定の真空度が０．１Ｐａ〜６．０Ｐａであり、
   前記所定の放電電力が５００Ｖ〜６０００Ｖであり、
   前記積層体が、ハードコート層が前記積層体の最表面に位置する層である、という構成を有し、
   かつ、前記ハードコート層が、
   ジペンタエリストールヘキサアクリレート５０部、２官能ウレタンアクリレート４１部、光開始剤３部、平均粒径５μｍのシリカ粒子３部、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカ微粒子３部、トルエン１００部からなる塗料を塗布してなるものである、
   という、防紋防汚という機能性が付与された機能性フィルムが得られること、
   を特徴とする、防紋防汚面形成方法。
2. 請求項１に記載の防紋防汚面形成方法において、
   前記機能性フィルムが、透明導電性フィルム、又は反射防止機能を有したフィルム、のいずれかであること、
   を特徴とする、防紋防汚面形成方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の防紋防汚面形成方法によって、その最表面に防紋防汚性が付与された積層体であって、
   前記積層体が、ハードコート層を前記積層体の最表面に備えた機能性フィルムであること、
   を特徴とする、防紋防汚面が形成された積層体。
4. 請求項３に記載の防紋防汚面が形成された積層体において、
   前記機能性フィルムが、透明導電性フィルム、又は反射防止機能を有したフィルム、のいずれかであること、
   を特徴とする、防紋防汚面が形成された積層体。