JP7217118B2 - 保護フィルム付き光学フィルム - Google Patents
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Description
反射防止フィルム10は、フィルム基材1の第一主面上に、最表面層として防汚層4を備え、フィルム基材1と防汚層4の間に反射防止層3を備える。フィルム基材1の第一主面上にはハードコート層2が設けられていてもよい。
フィルム基材1としては、例えば、透明フィルムが用いられる。透明フィルムの可視光透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。透明フィルムを構成する樹脂材料としては、例えば、透明性、機械強度、および熱安定性に樹脂材料が好ましい。樹脂材料の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
フィルム基材1の表面には、ハードコート層2が設けられていることが好ましい。フィルム基材1の反射防止層3形成面側にハードコート層2が設けられることにより、反射防止フィルムの表面硬度や耐擦傷性等の機械特性を向上できる。
一般に、反射防止層は、入射光と反射光の逆転した位相が互いに打ち消し合うように、薄膜の光学膜厚(屈折率と厚みの積)が調整される。屈折率の異なる複数の薄膜の多層積層体により、可視光の広帯域の波長範囲において、反射率を小さくできる。反射防止層3を構成する薄膜の材料としては、金属の酸化物、窒化物、フッ化物等が挙げられる。反射防止層3は、好ましくは、高屈折率層と低屈折率層の交互積層体である。防汚層との界面での反射を低減するために、反射防止層3の最外層として設けられる薄膜34は、低屈折率層であることが好ましい。
反射防止フィルム10は、フィルム基材1の第一主面上の最表面層として防汚層4を備える。最表面に防汚層が設けられることにより、外部環境からの汚染(指紋、手垢、埃等)の影響を低減できるとともに、表面に付着した汚染物質の除去が容易となる。汚染防止性および汚染物質の除去性を高めるために、防汚層4の水接触角は100°以上が好ましく、102°以上がより好ましく、105°以上がさらに好ましい。水接触角が大きいほど撥水性が高く、汚染物質の付着防止効果や汚染物質除去性が向上する傾向がある。
表面保護フィルム70は、フィルム基材7の一主面上に粘着剤層8を備える。表面保護フィルム70を反射防止フィルム10の表面に貼り合わせることにより、輸送や加工等のプロセスにおいて、反射防止フィルム10の表面を保護して、防汚層4の傷付きや汚染を防止できる。
保護フィルム70は、反射防止フィルム10の表面を保護する工程材であり、反射防止フィルム10の使用時には剥離除去される。そのため、保護フィルム70のフィルム基材7は、表面を保護するための機械強度を有していれば、その材料や厚みは特に限定されない。フィルム基材7としては、反射防止フィルム10のフィルム基材1に関して先に例示した樹脂材料や厚みを有するものが好ましく用いられる。
水接触角の大きい防汚層に対する接着力を高め、表面保護フィルムの剥離や貼り合わせ界面への気泡の混入等を抑制する観点から、粘着剤層8の厚みは16μm以上が好ましく、18μm以上がより好ましく、20μm以上がさらに好ましい。粘着剤層の硬度を高め、糊残りを低減する観点から、粘着剤層8の厚みは50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、35μm以下がさらに好ましい。
反射防止フィルム10の防汚層4上に、表面保護フィルム70の粘着剤層8を貼り合わせることにより、保護フィルム付き反射防止フィルム100が得られる。貼り合わせ方法は特に限定されず、例えばロールラミネータ等を用いた一般的な貼り合わせ法を採用できる。
最表面に防汚層4を備える反射防止フィルム10の表面に表面保護フィルム70を貼り合わせる例について説明したが、表面保護フィルム70による保護対象である光学フィルムは、フィルム基材の最表面に、水接触角が100°以上の防汚層を備えるものであれば、反射防止フィルムに限定されない。
<反射防止フィルムA>
バインダー樹脂としてのペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学製「ビスコート♯300」)50重量部およびウレタンアクリレートプレポリマー(新中村化学工業製「UA-53H-80BK」)50重量部;シリコーン粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製「トスパール130」、重量平均粒径:3μm)3.5重量部;有機粘土である合成スメクタイト(コープケミカル製「ルーセンタイトSAN」)2重量部;光重合開始剤(BASF製「イルガキュア907」)3重量部;ならびにレベリング剤(DIC製「PC4100」、固形分10%)0.2を混合し、トルエン/シクロペンタノン混合溶媒(重量比70/30)で希釈して、固形分濃度33重量%のハードコート層形成用組成物を調製した。なお、有機粘土は、トルエンで固形分が6重量%になるよう希釈して用いた。この組成物を、厚み40μmのトリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタ製「KC4UA」)に、コンマコーター(登録商標)を用いて塗布し、80℃で1分間加熱した。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射し、塗布層を硬化させて厚み:6.3μmの防眩性ハードコート層を形成した。
ハードコート層が形成されたトリアセチルセルロースフィルムを、ロールトゥートール方式のスパッタ成膜装置に導入し、フィルムを走行させながら、防眩性ハードコート層形成面にボンバード処理(Arガスによるプラズマ処理)を行った後、密着性向上層として、3.5nmのSiOx層(x<2)を成膜し、その上に、10.1nmのNb2O5層、27.5nmのSiO2層、105.0nmのNb2O5層および83.5nmのSiO2層を順に成膜した。密着性向上層およびSiO2層の成膜にはSiターゲット、Nb2O5層の成膜にはNbターゲットを用いた。SiO2層の成膜およびNb2O5層の成膜においては、プラズマ発光モニタリング(PEM)制御により、成膜モードが遷移領域を維持するように導入する酸素量を調整した。
主鎖骨格に-(CF2-CF2-O)-および-(CF2-O)-を含むパーフルオロエーテルを含有するフッ素系樹脂溶液(防汚材料1)を、反射防止層の表面SiO2層上に、乾燥後厚みが9nmとなるように塗布し、トップコート層としての防汚層を形成した。
反射防止フィルムBおよび反射防止フィルムCは、防汚層の構成が異なること以外は反射防止フィルムAと同様に作製した。反射防止フィルムBでは、防汚層の材料を、主鎖骨格に-(O-CF(CF3)-CF2)-を含むパーフルオロエーテルを含有するフッ素系樹脂溶液(防汚材料2)に変更し、防汚層の厚みを6nmとした。反射防止フィルムCでは防汚層の厚みを4nmに変更した。
<粘着剤組成物Aの調製>
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、モノマー成分として、2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)96重量部、およびヒドロキシエチルアクリレート(HEA)4重量部、ならびに重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2重量部を酢酸エチル150重量部とともに仕込み、23℃で緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換を行った。その後、液温を65℃付近に保って6時間重合反応を行い、アクリルポリマーの溶液(濃度40重量%)を得た。
架橋剤をヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(東ソー製「コロネートHX」)4.0重量部に変更したこと以外は、粘着剤組成物Aの調製と同様にして、アクリル系粘着剤溶液Bを調製したこの組成物における架橋剤のイソシアネート当量は、ポリマーの水酸基当量の0.73倍であった。
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、モノマー成分として、2-エチルヘキシルアクリレート54重量部、酢酸ビニル(VAC)43重量部、およびアクリル酸(AA)3重量部、ならびに重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド(BPO)0.2重量部を酢酸エチル233重量部とともに仕込み、23℃で緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換を行った。その後、液温を65℃付近に保って6時間重合反応を行い、アクリルポリマーの溶液(濃度30重量%)を調製した。
<表面保護フィルム1>
片面に帯電防止層が設けられた厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱ケミカル製「ダイアホイルT100G38」の帯電防止層が設けられていない面に、上記の粘着剤組成物Aを塗布し、130℃で2分間乾燥して、厚さ21μmの粘着剤層を形成した。粘着剤層の表面に、セパレータ(片面がシリコーン離型処理された厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)の離型処理面を貼り合わせた。
粘着剤組成物Aに代えて粘着剤組成物Bを用いたこと以外は、表面保護フィルム1の作製と同様にして、表面保護フィルム2を作製した。
粘着剤組成物Aに代えて粘着剤組成物Cを用い、粘着剤層の厚みを23μmに変更したこと以外は、表面保護フィルム1の作製と同様にして、表面保護フィルム3を作製した。
表面保護フィルム4として、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み15μmのアクリル系粘着剤層を備え、粘着剤層の表面にセパレータが仮着された市販の粘着フィルム(サンエー化研製「SAT-2038T10-JSL」)を用いた。
表面保護フィルム1~4のセパレータを剥離し、ロールラミネータを用いて、反射防止フィルムA~Cの防汚層の表面に表面保護フィルムの粘着剤層を貼り合わせて、表1に示す実施例1,2および比較例1~4の保護フィルム付き反射防止フィルムを作製した。
以下の測定および評価は、いずれも、23℃、相対湿度50%の環境(以下「標準環境」)下で実施した。
接触角測定装置(協和界面化学社製「DMo-701」)を用いて、表面保護フィルムを貼り合わせる前の反射防止フィルムの防汚層表面に、約5.0μLの水を滴下した。滴下から2秒後に、防汚層の表面と液滴端部の接線との角度を測定した。実施例1および実施例2については、反射防止フィルムの表面に保護フィルムを貼り合わせて、温度60℃、相対湿度90%の恒温恒湿槽で250時間静置した後、表面保護フィルムを剥離し、再度、標準環境下で反射防止フィルムの水接触角(湿熱試験後の水接触角)を測定した。
表面性測定基 (新東科学製「トライボギア TYPE:14)を用いて、滑り片として10mmφのフェルトを使用し、荷重500g、速度300mm/分、長さ50mmの条件で防汚層の表面を一方向に擦過し、摩擦係数(摩擦力/荷重)の平均値を反射防止フィルム(防汚層)の動摩擦係数とした。
レーザー顕微鏡(キーエンス製「VK-X200」)を用い、倍率10倍での観察像(100μm×100μm)から、算術平均粗さRaを求めた。
表面保護フィルムの粘着剤層付設面を上向きにして、ナノインデンテーションシステム(Hysitron製「TI950 TriboIndenter」)のステージ上に固定した。バーコピッチ(三角錐)型のダイヤモンド製圧子(先端の曲率半径:0.1μm)を用いて、徐々に荷重を印加し、深さ1500nmまで押し込んだ際の押込硬度(押込荷重/圧子と試料の投影接触面積)を算出した。なお、圧子と試料の投影接触面積は、特開2005-195357号公報に記載の方法により算出した。
保護フィルム付き反射防止フィルムを幅50mm×長さ100mmに切り出し、標準環境下で30分間静置した後、反射防止フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルム側の面を両面粘着テープを用いてアクリル板に固定した。試料の長さ方向の端部の表面保護フィルムを剥離し、剥離角度180°、引張速度0.3m/分でピール試験を行った。
反射防止フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルム側の面にガラス板を貼り合せ、50℃、0.5MPaのオートクレーブで15分間処理を実施した。その後、標準環境下で30分間静置した後、保護フィルムと反射防止フィルムとの界面での気泡の有無を目視にて確認した。気泡が確認されたものを「接着不良(×)」、気泡がみられなかったものを「接着性良好(〇)」とした。
反射防止フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルム側の面に黒色アクリル板を貼り合せ、温度60℃、相対湿度90%の恒温恒湿槽で250時間した後、表面保護フィルムを剥離した。反射防止フィルムの一部の領域の表面に粘着テープを貼り合わせた後剥離して、表面の付着物質を除去した。その後、三波長蛍光灯を設置した暗室下で、反射防止フィルムからの反射光を目視にて観察し、テープにより付着物質を除去した領域と他の領域との差の有無を確認した。目視による反射光の差がみられたものを「汚染あり(×)」、反射光の差がみられなかったものを「汚染なし(〇)」とした。
1 フィルム基材
2 ハードコート層
3 反射防止層
30 プライマー層
31,33 低屈折率層
32,34 高屈折率層
4 防汚層
70 表面保護フィルム
7 フィルム基材
8 粘着剤層
Claims (8)
- 第一フィルム基材の第一主面上に最表面層として防汚層が設けられた光学フィルムと、前記光学フィルムの前記防汚層に仮着された表面保護フィルムとを含み、
前記表面保護フィルムは第二フィルム基材上に粘着剤層を備え、
前記粘着剤層の厚みが16~50μmであり、
前記防汚層の水接触角が100~130°であり、
前記防汚層と前記粘着剤層とが接しており、
前記光学フィルムの前記防汚層と、前記表面保護フィルムの前記粘着剤層との接着力が、0.01N/50mm以上、0.07N/50mm未満であり、
前記粘着剤層の表面硬度が50~200kPaである、保護フィルム付き光学フィルム。 - 前記防汚層の動摩擦係数が0.01~0.15である、請求項1に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
- 前記防汚層がパーフルオロポリエーテル骨格を有するフッ素系樹脂を含有する、請求項1または2項に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
- 前記光学フィルムは、前記第一フィルム基材と前記防汚層との間に、少なくとも1層の無機薄膜を備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
- 前記無機薄膜は、屈折率の異なる複数の無機薄膜からなる反射防止層である、請求項4に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
- 前記光学フィルムは、前記第一フィルム基材の第一主面上にハードコート層を備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
- 前記ハードコート層が、微粒子を含有する防眩性ハードコート層である、請求項6に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
- 前記防汚層の表面の算術平均粗さが0.1~2.5μmである、請求項1~7のいずれか1項に記載の保護フィルム付き光学フィルム。
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