JP4507133B2 - 近赤外線吸収フィルムロール - Google Patents
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Description
近年、薄型大画面ディスプレイとして、プラズマディスプレイが液晶ディスプレイとともにテレビ向けの普及が拡大している。プラズマディスプレイは、内部から放出される近赤外線により、近赤外線を利用するリモコンを使用する際に、他の電子機器が誤動作を起こす問題がある。そのため、プラズマディスプレイの前面に近赤外線吸収フィルターが設けられている。
これらの中で(4)のフィルターは、加工性、生産性が良好で、光学設計の自由度も比較的大きく、各種の方法が提案されている(例えば、特許文献1〜6参照)。
第1の発明は、透明基材フィルムの片面に近赤外線吸収層を、他面に帯電防止層を積層してなる近赤外線吸収フィルムであって、該近赤外線吸収フィルムは近赤外線吸収層と帯電防止層を接触させながら円筒状コアにロール状に連続的に巻き取る工程を経て得られたものであり、近赤外線吸収層は樹脂および近赤外線吸収色素を構成成分とし、かつ近赤外線吸収色素がジインモニウム塩化合物を含み、帯電防止層はπ電子共役系導電性高分子を含有することを特徴とする近赤外線吸収フィルムロールである。
π電子共役系導電性高分子の中でも、チオフェンまたはチオフェン誘導体は、着色が少ないためディスプレイ用途には好適である。
本発明において、透明基材フィルムは特に限定されるものではないが、全光線透過率が80%以上で、かつヘイズが5%以下であることが好ましい。基材フィルムが透明性に劣る場合には、ディスプレイの輝度を低下させるだけでなく、画像のシャープさが不良となる。
本発明の近赤外線吸収フィルムは、透明基材フィルム上に近赤外線吸収層を積層した構成になっているが、透明基材フィルムと近赤外線吸収層の密着性の向上や透明基材フィルムの透明性向上を目的に中間層を設けることが好ましい。なお、基材フィルム中に粒子を含有させない場合、粒子を含有する中間層を基材フィルムの製造時に同時に設けることにより、ハンドリング性を維持しながら高度な透明性を得ることができる。
本発明において、透明基材フィルムの近赤外線吸収層の反対面側には、帯電防止層を設ける。帯電防止層は、基材フィルム上に直接設けてもよいし、密着性が悪い場合には、透明基材フィルムと帯電防止層の間に密着性を向上させる中間層を介して設けても良い。
が好ましい。1×1012Ω/□より表面抵抗が低い場合には、ロール・ツウ・ロール方式を用いて近赤外線吸収層を設ける際に、ロールからフィルムを巻出す際の帯電(巻き出し帯電)、フィルムと金属ロールやゴムロールとの摩擦による帯電(摩擦帯電)を大幅に低減することができる。そのため、近赤外線吸収層を形成する塗液を塗布する前に、異物等の付着が大幅に低減することが可能となるだけでなく、有機溶剤系の塗布液、特にトルエンを含有する塗液を塗布する際の帯電によるハジキを低減することが可能となる。帯電防止層の表面抵抗は低いほど、異物の付着量を低減できるとともに、微小な異物の付着も防止することができる。しかしながら、1×105Ω/□より表面抵抗を下げるには、コス
ト的な問題だけでなく、フィルムの透明性が悪化するという問題もある。
本発明の近赤外線吸収フィルムは、透明基材フィルムの片面に帯電防止層を、他面には直接あるいは他の層を介して、近赤外線吸収色素を含む近赤外線吸収層を積層した構成からなる。
また、R1〜R8は、全て同一でも構わないし、異なっていても構わない。
ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸イオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホン)イミド酸イオン、などが挙げられるが、耐久性、色素の溶解性の観点から、イミド酸イオン系を用いることが好ましい。ただし、本発明では、上記例示のものに限定される訳ではない。これらの一部は市販品として入手可能であり、例えば、日本化薬社製Kayasorb IRG−022、IRG−023、IRG−024、IRG−068、日本カーリット社製 CIR−1080、CIR−1081、CIR−1083、CIR−1085、CIR−1085F、CIR−RLなどを好適に用いることができる。
塗布後の、初期の恒率乾燥の段階では、20℃以上80℃以下で、2m/秒以上30m/秒の熱風を用いて乾燥することが好ましい。初期乾燥を強く行う(熱風温度が高い、熱風の風量が大きい)場合には、泡由来の微小なコートヌケ、微小なハジキ、クラック等の塗膜の微小な欠点が発生しやすくなる。逆に、初期乾燥を弱くする(熱風温度が低い、熱風の風量が小さい)場合には、外観は良好になるが乾燥時間が掛かりコスト面で問題がある。塗布液に界面活性剤を添加しない場合には、上記の微小な欠点が発生しやすく、初期乾燥をかなり弱くする必要がある。
本発明において近赤外線吸収フィルムとは、800〜1200nmの近赤外領域の透過率が低く、400nm〜800nmの可視光領域の透過率が高いフィルムのことである。近赤外領域の透過率は低いほど好ましく、具体的には40%以下、より好ましくは30%以下である。透過率が高い場合には、プラズマディスプレイから放出される近赤外線の吸収が不足し、近赤外線リモコンを用いる電子機器の誤動作を防止することができない。
透過率の調整としては、上述の近赤外線吸収色素の種類、単位面積あたりの近赤外線吸収色素の存在量により変更することができる。
本発明の近赤外線吸収フィルムは、長尺の近赤外線吸収フィルムを近赤外線吸収層と帯電防止層を接触させながら円筒状コアにロール状に連続的に巻き取る工程を経て得られる。長尺の近赤外線吸収フィルムを円筒状コアにロール状に連続的に巻き取られた近赤外線吸収フィルムロールは、50m以上5000m以下の長尺の近赤外線吸収フィルムを巻き付けた形態である。巻長が短い場合には、後工程での粘着加工時のフィルムロールの切り替え頻度が高くなり作業性が悪化する。逆に、巻長が長い場合には、外部の環境温度により近赤外線吸収フィルムが膨張及び収縮し、巻き締まりが発生して、巻芯部の外観が不良となる。
本発明において光学フィルターとは、プラズマディスプレイの前面に設置されるもので、ディプレイから発生する近赤外線、電磁波をカットするとともに、ディスプレイの視認性向上のための反射防止、色再現性の向上等の機能を有し、更には、ディスプレイの保護の機能を有する。
三菱油化製表面抵抗計を用いて、印加電圧500V、20℃、55%RHの条件下で測定した。
20℃に塗布液を調節し、東京計器製のB型粘度計(BL)を用いて、ローター回転数60rpmにて測定した。
ヘイズメータ(日本電色工業製、NDH2000)を用いて、全光線透過率およびヘイズを測定した。
分光光度計(島津製作所製UV−3150型)を用い、波長300〜1200nmの範囲で、近赤外線吸収層側に光が照射するようにして、室内の空気を透過率の参照として測定した。
色差計(日本電色工業製、ZE−2000)を用い、近赤外線吸収層側に光が照射するようにして、Lab表色系のa値、b値を、標準光としてC光源、2度視野角で測定した。
温度80℃、湿度95%雰囲気中で48時間放置した後、上記の色調を測定した。色調の変化量として、下式(2)よりΔEを求めた。尚、ΔEは値が小さい程、色調の変化が少ないことを示す。
・・・(2)
ロール形態のまま50℃で30日間放置し、上記の透過率、色調を測定した。色調の変化量として、式(1)よりΔEを求めた。尚、ΔEは値が小さい程、色調の変化が少ないことを示す。
近赤外線吸収フィルムを白色フィルム(東洋紡製、クリスパーK1212;100μm)上に置き、3波長の蛍光灯下で微小欠点の観察を行った。
まず、目視で欠点と観察されるものをすべてマーキングする。なお、欠点の個数が多い場合は途中で中止する。次いで、光学顕微鏡にて欠点の大きさを確認し、100m2あた
りの直径が100μm以上の大きさの微小欠点について、100μm以上200μm未満、200μm以上300μm未満、300μm以上、の大きさの範囲に分類して、欠点の個数を計測する。
(基材フィルム)
固有粘度0.62dl/gのポリエチレンテレフタレ−ト樹脂を2軸スクリュ−押出機に投入し、T−ダイスから290℃で溶融押出しし、冷却回転金属ロ−ル上で静電印加を付与しながら密着固化させ、未延伸シ−トを得た。
次いで、該未延伸シートをロール延伸機で90℃に加熱して、3.5倍で縦延伸を行った後、縦延伸フィルム上に下記塗布液Aを乾燥後の塗布量が0.5g/m2 となるように両面に塗布し、風速10m/秒、120℃の熱風下で20秒通過させて、中間塗布層を形成させた。さらに、テンタ−で140℃に加熱して3.7倍横延伸したあと、235℃で幅(横)方向に5%緩和させながら熱処理してフィルムを得た。更に、得られたフィルムの端部をスリットするとともに、両端部の15mm幅で20μの突起をエンボス加工し、1.3m巾で2100m巻のロールを得た。得られた中間塗布層を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、厚みが100μm、全光線透過率が90.2%で、ヘイズが0.5%であった。
・イオン交換水 50.0質量%
・イソプロピルアルコール 28.9質量%
・アクリルーメラミン樹脂 10.0質量%
(日本カーバイト製、A−08、固形分濃度:46質量%)
・ポリエステル系樹脂 10.0質量%
(東洋紡績製、MD−1250、固形分濃度:30質量%)
・有機粒子 1.0質量%
(日本触媒製、エポスターMA1001)
・界面活性剤 0.1質量%
(ダウコーニング株式会社製、ペインタッド32)
下記の塗布液B(固形分濃度:1質量%)を上記の透明基材フィルム上に乾燥後の塗布量が0.1g/m2 になるようにマイクログラビア方式で塗布し、100℃で10m/秒の熱風下を10秒間通過させて、帯電防止層を積層した。表面抵抗は、2.1×107Ω
/□であった。
(帯電防止層用の塗布液B)
・水 10.0質量%
・イソプロピルアルコール 80.0質量%
・チオフェン系樹脂
(ナガセケミテックス製、デナトロンP−502RG) 10.0質量%
下記の塗布液C(固形分濃度が16質量%、粘度が28cps)を帯電防止層とは反対側に、乾燥後の波長950nmにおける透過率が4.3%(塗工量:8.0g/m2)に
なるように直径60cmの斜線グラビアを用いてリバースで塗工し、40℃で5m/秒の熱風で20秒間、150℃で20m/秒の熱風で20秒間、さらに、90℃で20m/秒の熱風で10秒間通過させて乾燥して近赤外線吸収フィルムを作成し、更に、ポリプロピレン製の直径6インチの円筒状コアに近赤外線吸収フィルムを巻き付け、幅が1.3m、長さ2000mの近赤外線吸収フィルムロールを作成した。
下記の質量比で混合し、30分以上攪拌して色素を溶解させた。次いで、公称ろ過精度1μmのフィルターで未溶解物を除去して塗布液を作成した。
・トルエン 23.054質量%
・メチルエチルケトン 23.054質量%
・アクリル系樹脂 52.695質量%
(綜研化学製GS−1030、固形分濃度:30質量%、Tg:110℃)
・ジインモニウム塩化合物 0.731質量%
(日本カーリット製、CIR−RL)
・フタロシアニン系色素 0.407質量%
(日本触媒製、IR−10A)
・界面活性剤 0.059質量%
(ダウコーニング製ペインタッド57、HLB:6.7)
帯電防止層の乾燥後の塗布量が0.02g/m2 になるように調整したこと以外は実施例1と同様にして近赤外線吸収フィルムを得た。なお、帯電防止層を積層した後の表面抵抗は、3.5×1010Ω/□であった。
得られた近赤外線吸収フィルムは、実施例1と同様に、経時安定性に優れ、微小欠点も少なかった。
実施例1において、コアを紙製の円筒状コアを用いたこと以外は、実施例1と同様にして近赤外線吸収フィルムロールを作成した。
得られた近赤外線吸収フィルムは、実施例1と比較べ、巻芯部での微小欠点が増えていた。
実施例1において、フィルムの製造時に両端部に凹凸処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして近赤外線吸収フィルムロールを得た。
得られた近赤外線吸収フィルムは、実施例1と比較べ、保存安定性が若干悪化していた。
実施例1において、帯電防止層を積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして近赤外線吸収フィルムを得た。なお、近赤外線吸収層を積層する前の透明基材フィルムの表面抵抗は、1014Ω/□以上であり、帯電防止性に劣っていた。
そのため、ロール状に巻き取った近赤外線吸収フィルムを巻き出した際に、7kVの帯電が発生した。その結果、巻き出し後の近赤外線吸収フィルムは、空気中の異物を静電気で表面に吸着し、微小欠点の個数が増加した。
実施例1において、帯電防止層の形成用塗布液として、下記の塗布液Dを用いたこと以外は実施例1と同様にして近赤外線吸収フィルムを得た。帯電防止層形成後の表面抵抗は、4.2×108Ω/□であった。
(帯電防止層用の塗布液D)
・水 50.0質量%
・イソプロピルアルコール 45.0質量%
・カチオン性高分子帯電防止剤 5.0質量%
(三洋化成製、ケミスタット6300H)
実施例1において、帯電防止層の形成用塗布液として、下記の塗布液Eを用いたこと以外は実施例1と同様にして近赤外線吸収層を得た。帯電防止層形成後の表面抵抗は、4.1×1013Ω/□であった。
(帯電防止層用の塗布液E)
・水 50.0質量%
・イソプロピルアルコール 45.0質量%
・アニオン性高分子帯電防止剤 5.0質量%
(三洋化成製、ケミスタットSA−9)
Claims (4)
- 透明基材フィルムの片面に近赤外線吸収層を、他面に帯電防止層を積層してなる長さ50m以上5000m以下の近赤外線吸収フィルムロールであって、
該近赤外線吸収フィルムロールは近赤外線吸収層と帯電防止層とを接触させながら円筒状コアにロール状に連続的に巻き取ってなるものであり、
近赤外線吸収層は樹脂および近赤外線吸収色素を構成成分とし、かつ近赤外線吸収色素がジインモニウム塩化合物を含み、
帯電防止層はπ電子共役系導電性高分子を含有することを特徴とする近赤外線吸収フィルムロール。 - π電子共役系導電性高分子が、チオフェンまたはチオフェン誘導体を繰り返し単位とすることを特徴とする請求項1に記載の近赤外線吸収フィルムロール。
- 前記帯電防止層が中間層を介して透明基材フィルムに積層されることを特徴とする請求項1および2に記載の近赤外線吸収フィルムロール。
- 前記中間層がポリエステル系樹脂もしくはポリエステルウレタン系樹脂を構成成分とする請求項3に記載の近赤外線吸収フィルムロール。
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