JP6041825B2 - 防眩性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
塗布液調整工程は、1μm以上5μm以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒と、を少なくとも含む塗布液を調整する工程である。塗布液調整工程は、図1に示す塗布液調整部14の攪拌機28Aを備えた混合タンク28によって行われる。塗布液調整工程では、塗布スジや防眩性の経時変化防止のために、できるだけ塗布液に水が吸湿されないようにすることが好ましい。塗布前における塗布液の水分量としては0.5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、理想的にはゼロである。これは、塗布前に水分が塗布液に吸湿されるのを防止して、水作用性増粘物質の高分子構造体が形成されないようにすることで、製造された防眩性フィルムに塗布スジや点欠陥などが発生するのを確実に防止できるからである。調整される塗布液に水分が吸湿されることを防止する対策としては、例えば混合タンク28のベント配管32Aに外気乾燥器32Bを設けることにより吸湿防止手段32を構成することができる。
透光性の有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子(屈折率1.49)、架橋ポリ(アクリル−スチレン)共重合体粒子(屈折率1.54)、メラミン樹脂粒子(屈折率1.57)、ポリカーボネート粒子(屈折率1.57)、ポリスチレン粒子(屈折率1.60)、架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.61)、ポリ塩化ビニル粒子(屈折率1.60)、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子(屈折率1.68)等が用いられる。
水作用性増粘物質とは、塗布膜T中に水が浸透することによって、塗布膜の粘度が上がる物質である。具体的には、水中の濃度が1%の場合、濃度0%(無添加)に比べ攪拌速度6rpmの条件下で5倍以上の粘度となるものを水作用性増粘物質という。粘度は、RE80型粘度計(東機産業(株)製)を用いて、液温25℃にてローターを2分間回転させて安定させた後に測定する。
本実施形態の防眩性フィルムは、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることができる。すなわち、バインダー樹脂として電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物をウェブW上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、又は、重合反応させることにより形成することができる。
有機溶媒の具体例としては、各成分を溶解又は分散可能であること、塗布工程、乾燥工程において均一な面状となり易いこと、液保存性が確保できること、適度な飽和蒸気圧を有すること、等の観点で選ばれる各種の溶媒が使用できる。有機溶媒は1種でも、2種類以上のものを混合して用いることもできる。乾燥過程で塗布膜T中の溶媒組成が変化し、それに伴い有機粒子や水作用性増粘物質の存在状態を変化させるために、沸点の異なる2種以上の溶媒を用いることが好ましい。
本発明の防眩性フィルムを製造するために用いられる上記の有機粒子、水作用性増粘物質、バインダー樹脂、有機溶媒を必須成分とするものであるが、上記成分以外のものとして、カップリング剤、着色防止剤、着色剤(顔料、染料)、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤などを添加することもできる。
塗布部16の塗布ヘッド16Bによって、送出部12から送り出されたウェブWに、塗布液が10μm以上のウエット膜厚になるように塗布される。塗布膜Tは、表面散乱による防眩性と、好ましくはフィルムの耐擦傷性を向上させるためのハードコート性をフィルムに寄与する目的で形成される。ウエット膜厚とは、フィルム基材上に直接または他の層を介して塗布液を塗布した直後の塗布膜の膜厚であり、本実施形態においては、10μm以上のウエット膜厚で塗布される。ウエット膜厚を10μm以上とすることで、塗布膜とフィルム基材との間の摩擦抵抗により有機粒子の移動が阻害されることを防止することができるので、有機粒子を高速凝集させることができる。また、ウエット膜厚の上限は特に限定されないが、30μm以下であることが好ましい。
本実施形態で用いられるフィルム基材としては、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)が好ましく用いられる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムが挙げられる。また、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、環状又はノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムも挙げられる。更に、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーや、これらのポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルム等も挙げられる。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。
乾燥工程とは、塗布膜中の有機溶媒を除去する工程である。また、加湿風吹き付け工程および凝集工程により、有機粒子の凝集を行う。なお、加湿風吹き付け工程および凝集工程以外の乾燥工程については、特に限定されず、自然乾燥、熱風乾燥、常温風により乾燥を行うことができる。また、凝縮板を用いて行うこともできる。
加湿風吹き付け工程とは、塗布膜に加湿風を吹き付けることで、塗布膜に水分を吸湿させ、塗布膜中に含有される水作用性増粘物質を高分子化させ、塗布膜の粘性を増大させる工程である。
加湿風吹き付け工程により加湿風からの水分を吸湿した塗布膜は、凝集工程により有機粒子を凝集させ、有機粒子の凝集体を形成する。有機粒子を凝集させた後、乾燥が進行することで、塗布膜の膜厚が薄くなり、この有機粒子の凝集体の形状に倣って、凹凸形状が形成される。なお、本発明において、凝集とは、有機粒子同士が水作用増粘性物質を介して結合し、防眩性能が発現する程度にフィルムに凹凸が形成される大きさに有機粒子が結合することをいう。
硬化工程とは、乾燥工程後の凹凸形状が形成された塗布膜に電離放射線を照射することにより、塗布膜中のバインダー樹脂を硬化させ、塗布膜を硬化する工程である。電離放射線の種類については、特に制限はなく、X線、電子線、紫外線、可視線、赤外線などが挙げられるが、紫外線が広く用いられる。例えば、塗布膜のバインダー樹脂が紫外線硬化性であれば、紫外線ランプにより10mJ/cm2〜1000mJ/cm2の照射量の紫外線を塗布膜に照射することが好ましい。照射の際には、上述のエネルギーを一度に照射してもよいし、分割して照射することもできる。
有機粒子と、水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒とを混合して塗布液を調整した。
・PET−30 …23.9質量部
・ビスコート360 …10.0質量部
・有機粒子(架橋アクリル−スチレン粒子(平均粒径2.5μm 屈折率1.52) …4.0質量部
・水作用性増粘物質(スメクタイト:ルーセンタイトSTN、コープケミカル社製) …1.0質量部
・イルガキュア907 …1.0質量部
・SP−13 …0.1質量部
・メチルイソブチルケトン …50.0質量部
・メチルエチルケトン …10.0質量部
上記の如く調整した塗布液を、トリアセチルセルロース製(TAC−TD60U:富士フイルム製)のウェブWにエクストルージョン型の塗布装置によって、20μmのウエット膜厚になるように塗布した。
[加湿風吹き付け工程]
塗布工程直後のウェブW上の塗布膜に加湿風を吹き付けた。加湿風の吹き付けは、塗布工程直後であるので、塗布液の固形分濃度が、加湿風吹き付け工程時の固形分濃度である。加湿風は、図8の表に示すように、露点温度が、5℃、10℃、15℃、20℃、35℃、40℃、45℃で行った。また、加湿風の吹き付け風速は、0.5m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/sで行った。加湿風の吹き付け角度は、ウェブWに対して垂直方向(0°)、ウェブWの搬送方向に対して反対方向に吹き付ける一次側に30°、60°、および、ウェブWの搬送方向に対して同じ方向に吹き付ける2次側に45°、60°で行った。
凝集工程でのウェブWの傾斜角度を0°、5°、10°、20°、30°、60°、80°で行った。
25℃で20秒間乾燥し、次いで60℃で40秒間乾燥させて、塗布膜中の有機溶媒を蒸発させた。
窒素パージ下で160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量160mJ/cm2の紫外線を照射して塗布膜を硬化させて防眩層を形成した。
上記の試験1〜26の各サンプルの裏面を黒マジックで塗りつぶした後に、サンプルの表面に蛍光灯の光を反射させた際の光の映り込みの様子を目視で評価し、B以上のレベルを合格と判定した。
A:十分に反射が抑えられている、又は十分に光が拡散されており、気にならない。
B:やや蛍光灯の形状が映り込んでいるが、気にならない。
C:蛍光灯の形がはっきりと映り込み、眩しくて気になる。
B以上のレベルを合格と判定した。
A:凝集工程において良好な防眩性を発揮する大きな有機粒子の凝集体を20秒以内に形成する。
B:凝集工程において良好な防眩性を発揮する大きな有機粒子凝集体を30秒以内に形成する。
C:凝集工程において吹きつけによる風ムラが発生し防眩性が制御できないので製造適性不可。
Claims (5)
- 1μm以上5μm以下の平均粒子径を有する有機粒子と、水と作用して増粘する水作用性増粘物質と、バインダー樹脂と、有機溶媒と、を少なくとも含み、固形分濃度が20質量%以上60質量%以下である塗布液を調整する塗布液調整工程と、
前記塗布液をフィルム基材に10μm以上のウエット膜厚で塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布された塗布膜を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で乾燥した塗布膜を硬化させる硬化工程と、を有し、
前記乾燥工程において、前記塗布膜の固形分濃度が20質量%以上60質量%以下の時に、露点温度が10℃以上の加湿風を吹き付ける加湿風吹き付け工程と、
前記加湿風吹き付け工程後の前記フィルム基材を水平面に対して10°以上60°以下に傾斜させて前記塗布膜中の前記有機粒子を凝集させる凝集工程と、を有する防眩性フィルムの製造方法。 - 前記凝集工程は、前記塗布膜の固形分濃度が70質量%以下である請求項1に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記加湿風の吹き付け風速が0.5m/s以上2m/s以下である請求項1または2に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記加湿風の露点温度が10℃以上40℃以下である請求項1から3のいずれか1項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
- 前記加湿風吹き付け工程の、前記加湿風の吹き付け角度は、前記フィルム基材に対して垂直にあてる場合を0°、前記フィルム基材の搬送方向と反対方向に吹き付ける場合を一次側、前記フィルム基材の搬送方向と同方向に吹き付ける場合を二次側とした時、一次側に60°〜二次側に60°の範囲である請求項1から4のいずれか1項に記載の防眩性フィルムの製造方法。
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