JP4714381B2

JP4714381B2 - 難燃性無反射フィルム

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Publication number: JP4714381B2
Application number: JP2001234864A
Authority: JP
Inventors: 正治西元; 和子舘; 尚彦桐生
Original assignee: Somar Corp
Current assignee: Somar Corp
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2003043204A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種光学装置、特にプロジェクションテレビや３Ｄ映像システムのような大型光学機器の内壁面に入射した光の反射を防止するために用いるのに好適な無反射フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カメラ、複写機、現像機などの光学装置においては、入射光の反射による種々の障害が問題となっている。例えば、カメラの場合、入射光が内壁面で反射してフィルムに悪影響を与えたり、光源からの光がカメラ内壁面で反射し、ファインダー光路中に入射してファインダー視野画像を見にくくする。レンズがカメラ内に内蔵され、レンズ部を伸縮可能に設け、標準撮影とズーム撮影が可能なものが多く出てきているが、この場合、入射した経路の異なる光が混合し、撮影写真にハレーションやゴーストを発生させるし、また、複写機においては、感光体に画像を形成する際、複写機内から発生する光が機内で反射し、感光体の画像が不鮮明になる場合がある。一方、現像機においては、入射光が内壁面で反射して、現像中のフィルムに感光したり、あるいは印画紙への焼き付けの際には、写真の焦点がぼけて不鮮明になる。
【０００３】
このため、これまで、光学機器、例えばカメラでは、カメラ本体、シャッターケース、カバーなどを黒色艶消しのプラスチック材料により形成したり、フレキシブルプリント基板の表面や光学機器の内部に、植毛紙を貼付することが行われていた。
【０００４】
しかしながら、光学機器の内壁面を黒色艶消しプラスチック材料で形成すると、設計段階では予想できない光の反射に関係する部分については、その個所のみを加工するために、技術的に煩雑となり、コスト高になるのを免れず、しかも内壁面に対して水平に近い、いわゆる低角度で入射する光に対して満足しうる反射防止効果が得られないという欠点を生じる。
【０００５】
本発明者らは、これらの欠点を克服するために、先に合成樹脂バインダー１００質量部中に、（Ａ）質量平均粒径１５〜５０μｍの合成樹脂微粒子と（Ｂ）質量平均粒径１．０μｍ以下のカーボンブラック微粒子とを質量比１０：１ないし１：５の割合で、かつそれらの合計量が２０〜５００質量部になるように分散させて成る厚さ１５〜１００μｍの反射防止層を基材の一方の面に設け、該反射防止層表面の入射光６０度に対する光沢度を０〜０．５％に制御したことを特徴とする反射防止用フィルムを提案した。
【０００６】
しかしながら、この反射防止用フィルムは、カメラのような小型の光学機器に適用するものとしては好適であるが、プロジェクションテレビや３Ｄ映像システムのような大型の光学機器に用いるには、小型光学装置ではあまり問題とされず、大型光学装置において重要な問題となる難燃性の点については全く配慮されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、プロジェクションテレビや３Ｄ映像システムのような大型光学機器において、燃焼に対する十分な安全性を有する無反射フィルムを提供することを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、内壁面に入射した光の反射を効果的に防止し、しかも内部で発生する熱による燃焼の危険のない無反射フィルムを開発するために鋭意研究を重ねた結果、難燃性のベースフィルムを用いるとともに、２種の樹脂粒子及び着色剤とを含有する反射防止層を設けることにより、その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、難燃性ベースフィルムの少なくとも一方の面に反射防止層を設けてなる積層体において、該反射防止層が合成樹脂バインダー１００質量部に対し、（Ａ）平均粒径５〜２５μｍのカーボンブラック含有合成樹脂粒子と（Ｂ）平均粒径３０〜５０μｍのカーボンブラック含有合成樹脂粒子とを質量比６：１ないし２：１の割合で含む混合粒子２０〜５００質量部及び（Ｃ）平均粒径１μｍ以下のカーボンブラック粒子１〜１００質量部を配合した厚さ１５〜１００μｍの層であることを特徴とする難燃性無反射フィルムを提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の無反射フィルムにおいては、ベースフィルムとして難燃性フィルムを用いることが必要であるが、この難燃性フィルムは、難燃性の素材からなるものでもよいし、また汎用プラスチックフィルムに難燃剤を配合して難燃性にしたものでもよい。
【００１１】
この素材が難燃性のフィルムとしては、例えばポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリスルホン、ポリキシリレン、ポリベンズイミダゾール、ポリキナゾリンジオン、ポリベンゾオキサジノンなどのフィルムがあるが、入手しやすいという点で、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、芳香族ポリイミド及びポリスルホンのフィルムが好ましい。
【００１２】
他方、難燃剤を配合して難燃性が付与される汎用プラスチックフィルムとしては、例えばポリエステル、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリハロゲン化ビニル、ポリスチレンなどのフィルムを挙げることができる。
【００１３】
また、これらの汎用プラスチックフィルムに配合される難燃剤の例としては、トリエチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリス（２，３‐ジクロロプロピルホスフェート）などの有機リン系難燃剤やヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモドデカンなどの含ハロゲン系難燃剤や、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、ホウ酸塩などの無機系難燃剤やテトラブロモ無水フタル酸、クロルエンド酸などの有機カルボン酸系難燃剤があり、任意に選んで用いることができる。
【００１４】
これらの難燃剤は、汎用プラスチックフィルム１００質量部当り１〜３０質量部、好ましくは５〜２４質量部の割合で配合される。
このベースフィルムの厚さは２５〜２００μｍの範囲が適当である。これよりも厚さが小さいとハンドリング性が低下し、またこれよりも厚さが大きいと軽量化の点で不利になる。
【００１５】
このベースフィルムとしては、粗面化処理を施したものを用いてもよい。この粗面化処理は、例えば化学的エッチング法やサンドブラスト法により、ＪＩＳＢ０６０１に従い測定した中心線平均粗さ０．０２〜１０．０μｍ、好ましくは０．２〜５．０μｍの範囲内で行うのが好ましい。また、このベースフィルムは、カーボンブラックなどの顔料や染料によって着色してあってもよい。
【００１６】
さらに、本発明においては、上記ベースフィルムの粗面化処理面に、ベースフィルムと反射防止層との接着性を向上させるために、所望によりアンカー層を設けることもできる。このアンカー層は、通常、ポリエステル系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂などから構成されており、厚さ０．１〜２．０ｇ／ｍ²程度の層とすることが好ましい。
【００１７】
このアンカー層には、難燃性を付与するために、難燃剤を配合してもよい。この難燃剤の例としては、前記したベースフィルムに配合する難燃剤として列挙したものがあり、任意に選んで用いることができる。
【００１８】
次に、本発明においては、バインダー合成樹脂に、（Ａ）平均粒径５〜２５μｍのカーボンブラック含有合成樹脂粒子と（Ｂ）平均粒径３０〜５０μｍのカーボンブラック含有合成樹脂粒子との混合物及び（Ｃ）平均粒径１μｍ以下のカーボンブラック粒子を分散させたものを反射防止層として用いることが必要である。この合成樹脂バインダーとしては、熱や光などにより硬化する硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などが用いられる。
【００１９】
この熱硬化性樹脂としては、例えばアクリル系、ウレタン系、フェノール系、メラミン系、尿素系、ジアリルフタレート系、ポリエステル系、エポキシ系、アルキド系などが好ましく用いられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中で、特に熱硬化性アクリル樹脂が、耐熱性、耐湿性、耐溶剤性及び表面硬度などが優れるので好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、熱可塑性アクリル樹脂や、塩化ビニル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン／ブタジエン樹脂などが挙げられる。なお、この合成樹脂バインダーは難燃性の樹脂からなるものでもよいし、汎用の樹脂に難燃剤を配合して難燃性にしたものでもよい。さらに、この合成樹脂バインダーは合成樹脂微粒子の屈折率と同等のものを用いることにより、光の拡散を抑制するので反射防止効果を向上することができる。
【００２０】
この合成樹脂バインダーには、所望により、架橋剤を含有させることができる。この架橋剤としては、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アジリジン樹脂、オキサゾリン樹脂などが挙げられ、特にメラミン樹脂が、耐熱性、耐溶剤性及び塗膜硬度などが優れるので好ましい。架橋剤の配合割合は、合成樹脂バインダーに対し、通常５〜５０質量％の範囲である。これよりも少ないと所望の特性が得られず、また、これより多いと塗膜が硬すぎてもろくなる。
【００２１】
さらに、架橋剤を用いる場合は、その反応を促進するために、反応触媒を併用するのが望ましい。この反応触媒の配合割合は、架橋剤に対し通常０．１〜１０質量％の範囲である。
【００２２】
前記の（Ａ）成分及び（Ｂ）成分は、カーボンブラック微粒子を合成樹脂粒子中に均一分散したものや、カーボンブラック微粒子を合成樹脂粒子表面に付着させたものがあり、どちらを用いてもよい。この合成樹脂粒子としては、合成樹脂バインダーで列挙した、熱や光などにより硬化する硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などからなり、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とで任意に選択することができる。この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分中のカーボンブラック含有量としては、２〜３０質量％の範囲で選ばれる。
【００２３】
この（Ａ）成分は、平均粒径が５〜２５μｍの範囲にあることが必要である。これよりも小さいと低角度（８５°）での光沢度が高くなるし、また、これよりも大きいと高角度（６０°）の光沢度が高くなる。以上の点で、この（Ａ）成分の好ましい範囲は１５〜２５μｍである。
他方、（Ｂ）成分は、平均粒径が３０〜５０μｍの範囲にあることが必要である。これよりも小さいと低角度（８５°）での光沢度が高くなるし、また、これよりも大きいと塗布液の分散安定性が悪くなり、沈降してくるため、良質の反射防止層が得られない。以上の点で、この（Ｂ）成分の好ましい範囲は３５〜４５μｍである。
【００２４】
上記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分とは質量比６：１ないし２：１、好ましくは５：１ないし３：１の割合で混合して用いられる。
（Ａ）成分がこれよりも多くなると低角度（８５°）の光沢度が高くなるし、またこれよりも少なくなると高角度（６０°）の光沢度が高くなり、いずれにしても反射防止性が低下する。最も好ましい（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合割合は４：１である。
【００２５】
また、本発明においては、この（Ａ）成分と（Ｂ）成分は、その合計量が、前記合成樹脂バインダー１００質量部に対して、２０〜５００質量部になるような割合で配合することが必要である。この配合量が２０質量部未満では光沢度が高くなるおそれがあるし、５００質量部を越えると塗膜がもろくなりやすい。塗膜物性及び反射防止性の面から、この（Ａ）成分と（Ｂ）成分の好ましい配合量は、その合計量が合成樹脂バインダー１００質量部に対し、５０〜２００質量部の範囲である。
【００２６】
他方、（Ｃ）成分は、垂直方向からの入射光を吸収して無反射効果をいっそう向上させる作用を付加するもので、そのためには平均粒径１μｍ以下にするとともに、前記合成樹脂バインダー１００質量部に対して、１〜１００質量部になるような割合で配合することが必要である。この配合量が１質量部未満ではバインダーへの着色が不十分であるし、１００質量部を越えると塗膜がもろくなりやすい。（Ｃ）成分の好ましい配合量は、合成樹脂バインダー１００質量部に対し、１０〜５０質量部の範囲である。
【００２７】
さらに、反射防止層の厚さは、１５〜１００μｍの範囲にあることが必要である。この反射防止層の厚さが１５μｍ未満であると反射防止性が悪くなるし、１００μｍを越えるとフィルム全厚が厚くなり、厚みの点で有効性が失われる。
【００２８】
本発明の反射防止層には、その中に含ませる合成樹脂バインダーとして難燃性のものを用いるか、あるいはその中に難燃剤を配合させることにより、難燃性を付与するのが有利である。この際用いる難燃剤の例としては、ベースフィルムに配合する難燃剤として列挙されたものがあり、任意に選んで用いることができる。
【００２９】
本発明における反射防止層を形成させるには、例えば前記した合成樹脂バインダーと（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分とを、水とエチルアルコールからなる混合溶剤に溶解して塗布液を調製し、厚さ１５〜１００μｍの塗膜が形成される坪量で、前記の難燃性ベースフィルムの上に塗布し、乾燥する。
この際、塗布液には必要に応じ、従来慣用されている各種添加剤、例えば増粘剤、分散剤、着色剤、消泡剤などを配合することができる。
【００３０】
本発明の難燃性無反射フィルムでは、所望に応じ反射防止層とは反対側の表面にベースフィルムの全面又は部分的に粘着層を設けることもできる。そして使用時にはこの粘着層により、容易に装置内へ貼着することができる。この粘着層の厚さとしては、通常５〜１００ｇ／ｍ²、好ましくは１０〜５０ｇ／ｍ²の範囲が選ばれる。
【００３１】
この粘着層を構成する粘着剤としては、天然ゴム、天然ゴムとスチレンブタジエンゴムとの混合物、アクリル系共重合体、ブタジエン又はイソプレンとスチレンとの共重合体、ビニルエーテル共重合体、シリコーンゴムなどを基材とし、これらにロジン系、石油系又はテルペン系の粘着性付与剤を粘着調整剤、接着改良剤、老化防止剤、安定剤、着色剤などの成分を添加したものを用いることができるが、特にアクリル酸エステル系樹脂を主成分とする基材からなるものが好適である。この粘着層には、難燃性を付与するために難燃剤を配合することもできる。この難燃剤としては、前記のベースフィルムに配合する難燃剤の例として列挙したものがあり、任意に選んで用いることができる。
また、断面などにおいて側方からの入射光に基づく反射をできるだけ防止するために、濃色着色剤を含有させるのが有利である。
【００３２】
本発明の難燃性無反射フィルムは、難燃性試験の規格ＵＬ９４に十分合格しうる難燃性を有することが必要である。この規格ＵＬ９４には、水平燃焼試験ＵＬ９４ＨＢ、２０ｍｍ垂直燃焼試験ＵＬ９４Ｖ及び薄手材料垂直燃焼試験ＵＬ９４ＶＴＭがあるが、これらの試験のすべてに合格しうる難燃性を有するのが望ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の難燃性無反射フィルムは、反射防止性、特に低角度の入射光に対する光の反射防止に優れ、植毛紙に比べて薄く、しかも植毛紙のように抜け毛やごみの付着による汚染を生じないので、各種光学機器、特にプロジェクションテレビや３Ｄ映像のような大型光学機器の内壁面に貼着する内面無反射フィルムとして好適である。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
厚さ７０μｍの、難燃剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂製、商品名「ダイアラミー」）の片面にアンカー層を厚さ０．４ｇ／ｍ²で設けたのち、次に示す組成の反射防止層形成塗工液を塗布し、厚さ３０μｍの塗膜を形成させることにより、全厚１００μｍの難燃性無反射フィルムを製造した。

【００３６】
実施例２
反射防止層形成塗工液として次の組成のものを用いること以外は実施例１と同様にして全厚１００μｍの難燃性無反射フィルムを製造した。

【００３７】
比較例
実施例１における難燃剤を含有するポリエチレンテレフタレートフィルムを難燃剤を含まないポリエチレンテレフタレートフィルムに変えた以外は、実施例１と同様にして無反射フィルムを製造した。
【００３８】
参考例
実施例１、２及び比較例で得た無反射フィルムについて、光沢度、表面粗さ（Ｒａ）、反射濃度、塗膜硬度及び難燃性を以下の方法に従って測定し、その結果を表１に示す。
（１）光沢度：ＪＩＳＺ８７４１に従い、入射光６０°、７５°及び８５°に対する鏡面光沢度を測定した。
（２）表面粗さ（Ｒａ）：ＪＩＳＢ０６０１に従い、中心線平均粗さを測定した。
（３）反射濃度：デジタル反射濃度計マクベス（Ｍａｃｂａｔｈ）ＲＤ−９１８を用いて測定した。
（４）塗膜硬度：ＪＩＳＫ５４００に従い、鉛筆引掻試験を行い測定した。
（５）燃焼性：機器についてのプラスチック材料の燃焼試験（ＵＬ９４）に従い、薄手材料垂直燃焼試験（９４ＶＴＭ）を行い、ＶＴＭ−２以上の難燃性を示したものを○、それ以外のものを×とした。
【００３９】
【表１】

Claims

難燃性ベースフィルムの少なくとも一方の面に反射防止層を設けてなる積層体において、該反射防止層が合成樹脂バインダー１００質量部に対し、（Ａ）平均粒径５〜２５μｍのカーボンブラック含有合成樹脂粒子と（Ｂ）平均粒径３０〜５０μｍのカーボンブラック含有合成樹脂粒子とを質量比６：１ないし２：１の割合で含む混合粒子２０〜５００質量部及び（Ｃ）平均粒径１μｍ以下のカーボンブラック粒子１〜１００質量部を配合した厚さ１５〜１００μｍの層であることを特徴とする難燃性無反射フィルム。
ベースフィルムがポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、芳香族ポリイミド又はポリスルホンである請求項１記載の難燃性無反射フィルム。
ベースフィルムが難燃剤を含むポリエチレンテレフタレートである請求項１記載の難燃性無反射フィルム。
反射防止層が難燃性である請求項１、２又は３記載の難燃性無反射フィルム。