JP7275475B2 - 防汚フィルム - Google Patents

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Description

本発明は、優れた防汚性を有する防汚フィルムに関するものである。
近年、パソコンや携帯電話、スマートフォンなどの携帯端末機器の普及に伴い、汚れやキズなどからこれらの物品を保護する要求が増加している。特にタッチパネルなど、常に触る面であるにもかかわらず、視認性が必要なディスプレイ表面に関しては、防汚性付与が必須となる。一方、防汚性付与の技術は、絵画などの芸術作品や、壁面などの建材、家具など外観が重要視される物品にも応用されてきている。
防汚性を物品に付与する方法としては、物品に直接塗布する方法もあるが、簡便な方法として、防汚層を塗布、積層したフィルム材料を貼付する手法が一般的に使用される。防汚層を形成する方法としては、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤を熱処理にて形成する方法が簡便であるが、比較的高い温度での処理になることからフィルムへのダメージが問題となる。そこで近年では、有機溶剤に可溶な、パーフルオロアルキル基を有する化合物を、低温で架橋剤により架橋させる手法が用いられている(特許文献1参照)。
特許第5989291号公報
フッ素含有樹脂を架橋することで防汚性に優れた被膜を簡便に成形できるが、反応速度が遅いため、エージングが必要となる。エージングはフッ素含有樹脂を巻き取った状態で行なうのが効率が良いが、フッ素含有樹脂がその裏面と接した状態でエージングが進むと防汚性が十分に発現しない問題があった。
本発明は、上記の従来技術が有する問題点を解決し、エージング後も防汚性に優れた防汚層を有する防汚フィルムの提供を目的とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、エージング後も防汚性の優れた防汚層を得る効果を発現することを見出した。即ち、本発明は以下の方法、構成よりなる。
1. フィルム基材上の一方の面に防汚層を有する防汚フィルムであって、防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面とが接した状態で40℃で72時間エージングを行い、その後剥離し、防汚層と接していたフィルム基材の反対側の表面の水の接触角が90°~115°である防汚フィルム。
2. 防汚層がシリコーン系樹脂および/またはフッ素系樹脂を主成分とする上記第1に記載の防汚フィルム。
3. フィルム基材の防汚層とは反対側の表面が、式1を満たす上記第1又は第2に記載の防汚フィルムの製造方法。
|a―b|≦10(°) ・・・ 式1
a:フィルム基材の防汚層とは反対側の表面の防汚層と接する前の水の接触角(°)
b:フィルム基材の防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面とが接した状態で40℃で72時間エージングし、エージング後に剥離したときの防汚層と接していたフィルム基材の防汚層とは反対側の表面の水の接触角(°)
4. フィルム基材の防汚層とは反対側の表面が樹脂機能層である上記第1~第3のいずれかに記載の防汚フィルム。
5. 樹脂機能層を構成する全樹脂分のうち質量濃度60%以上がシリコーン系、環状オレフィン系、非環状オレフィン系、およびフッ素系樹脂から選ばれる少なくとも1種以上の樹脂である上記第4に記載の防汚フィルム。
本発明によれば、フィルム基材の防汚層と接していたフィルム基材の防汚層とは反対側の表面の水の接触角を制御することにより、エージング後も防汚層の防汚性を最大限に引き出すことができる防汚フィルムの提供を可能とした。
以下、本発明を詳細に説明する。
通常多くの場合、フィルムはロール状に巻き取られて搬送される。フィルム基材上に防汚層を有する防汚フィルムの場合、ロール状に巻き取られると、防汚層はフィルム基材の防汚層とは反対側の表面と接した状態で保管されることになる。従来、防汚フィルムは、かかるロール状で保管されている間に、防汚層はフィルム基材の防汚層とは反対側の表面と接していたことにより、防汚層の防汚性が損なわれる問題があったが、本発明は、その問題を解決したものと言える。
[フィルム基材]
本発明における防汚層を塗布するフィルム基材とは、素材、形状など、特に限定されるものではない。
フィルム基材の材質として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどのポリオレフィン系樹脂、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、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート,1,4―シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル、ネオペンチルグリコール共重合ポリエステル、5-ナトリウムイソフタル酸共重合ポリエステルなどのポリエステル系樹脂、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリカプロラクタムポリウレタンなどのポリウレタン系樹脂の他、ポリカーボネート系樹脂、アクリル樹脂等、特に制限なく使用できる。
フィルム基材は単独の材料を用いてもよく、ポリマーアロイのような混合系でもよく、もしくは、多素材を複数種積層した構造になっていてもよい。フィルム基材の形状としては、シート状でもロール状であっても特に問題ないが、ロール状の方が生産効率が良く、一般に用いられている。フィルム基材の厚みは9~250μmのものが好適に用いられる。
[防汚層]
本発明における防汚層は、シリコーン系樹脂及び/又はフッ素系樹脂を主成分として含む。ここで、本発明における防汚フィルムの防汚層は架橋剤で架橋、硬化された場合を含んでいるが、ここでいう主成分とは、防汚層を形成する塗布液の固形分質量中に、シリコーン系樹脂及び/又はフッ素系樹脂が合計で50質量%以上含まれていることを意味する。
シリコーン系防汚剤としては例えば、ジメチルポリシロキサンを主成分とするオルガノポリシロキサンなどを用いることができ、メチル基の一部がフェニル基、エチル基、イソプロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、水酸基、ビニル基などによって置換されていてもよい。その他、ポリエーテル、ポリエステル、アクリル等の有機官能基を末端に変性したものであってもよく、特に限定されるものではない。
フッ素系防汚剤としては例えば、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルキレンエーテル基を含む化合物などが挙げられる。ジメチルシリコーンなどの有機シロキサンを結合したものなども使用できる。
シリコーン系防汚剤とフッ素系防汚剤は、それぞれ単独でも使用できるし、また、二つ以上の防汚剤を混合して使用することもできる。
また、防汚層は架橋構造を有していてもよい。防汚層の架橋剤としては例えば、トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ジイソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、前記芳香族ジイソシアネート類の水添物などの脂環族イソシアネート類などのイソシアネート系架橋剤、メチルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミン樹脂などのメラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。
また、架橋構造の形成を速めるために既知の触媒を使用することもでき、防汚層塗布時の低粘度化などの目的で既知の有機溶剤で希釈することもできる。
[防汚層の塗布方法]
フィルム基材に防汚層を塗布する方法は特に限定されるものではなく、既知の方法で塗布することができる。具体的には、ダイレクトグラビアコーター、マイクログラビアコーター、リバースグラビアコーター、ダイレクトキスコーター、リバースキスコーター、コンマコーター、ダイコーター、バー・ロットタイプの塗布装置等による塗布方法が挙げられる。
[防汚層の乾燥]
塗布後の乾燥温度は、80℃以上180℃未満が好ましい。80℃以上の場合には、溶剤の乾燥が不十分となることを防止でき、残留溶剤によりエージング時にフィルム基材の防汚層とは反対側の表面との密着力が上がりすぎて剥離力が重剥離化することを防ぐことができるため、80℃以上が好ましい。また、180℃未満の場合には、フィルム基材が熱により収縮や変形を起こしにくく、平面性を保ったまま乾燥することができるため好ましい。
乾燥時間は1秒以上180秒未満が好ましい。1秒以上の場合には、溶剤の乾燥が不十分となることを防止でき、残留溶剤によりエージング時に防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面との密着力が上がりすぎて剥離力が重剥離化することを防ぐことができるため好ましい。生産性の面から180秒未満ではコストを抑えることができるため、180秒未満が好ましい。
乾燥後の防汚層の厚さは、0.01μm以上20μm以下が好ましい。0.01μm以上の場合には、摩擦に対する耐久性が良くなるため好ましい。20μm以下の場合には、防汚層乾燥工程において残留溶剤が残りにくく、エージング後の剥離力が重剥離化しにくいため好ましい。
[積層工程]
防汚層は乾燥後、その反対側の表面と積層される。積層させる工程は、防汚層をフィルム基材に塗布、乾燥した後、一定寸法に裁断したものを枚葉状態で積層する方法やロール状態で積層する方法などがあるが、フィルムをロール状に巻き取ることにより反対側表面と積層させることが生産性を向上させる意味で好ましい。巻き取り時の温度としては20℃以上60℃以下が好ましい。20℃以上であれば防汚層を塗布形成した面とは反対側の表面と防汚層との密着性が良いため好ましい。80℃未満であれば防汚層を塗布形成した面とは反対側の表面と防汚層との密着性が強くなりすぎることを防ぐことができるため好ましい。より好ましくは30℃以上55℃以下、更に好ましくは35℃以上52℃以下である。
[エージング]
フィルム基材上に防汚層を塗布し、乾燥した後、基材フィルムの防汚層とは反対側表面と接した状態でエージングされるが、シート状態、ロール状態を問わず適用できる。ロール状に巻き取った後に、ロール状態でエージングを行う方が生産性に優れ、簡便な方法となる。
防汚層が、その反対側表面と接した状態とは、詳しくは、直接的に接した状態のことであり、防汚層と反対側表面との間の空気はほぼ完全に追い出され、気泡なく密着している状態である。
エージングは30℃以上60℃以下で行われるのが好ましい。30℃以上では、防汚層の架橋反応を促進し、硬化性を高めることができるため好ましい。60℃以下の場合は、防汚層が軟化して、防汚層と接している面の密着が強くなりすぎ、剥離しにくくなるのを防ぐことができるため好ましい。より好ましくは35℃以上55℃以下、更に好ましくは38℃以上52℃以下である。
エージング時間は1日以上10日未満が好ましい。1日以上の場合、ロール体の中心部まで十分に熱が伝わるまでに十分な時間であり、巻き芯近くの防汚層まで架橋が不十分となることなく、硬化させられるため好ましい。10日未満であれば、エージング温度が低くても架橋反応は完了しており、生産性が低下することがなく好ましい。
本発明の防汚フィルムは、防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面と接していた状態で、40℃72時間エージング後に剥離した時の防汚層とは反対側の表面の水の接触角が90°~115°の場合に優れた防汚性を発揮する。水の接触角が90°~110°の場合より好ましく、95°~105°の場合が最も好ましい。水の接触角が90°以上であると後述するフィルム基材の防汚層とは反対側表面の防汚層と接していた部分の成分が転写して防汚層の防汚性を阻害するおそれがなく好ましい。また水の接触角が115°以下であると、防汚層の防汚成分が保護フィルムの機能層側に転写して防汚性を阻害するおそれがなく好ましい。
また、本発明の防汚フィルムは、下記式1を満たすことが好ましい。
|a―b|≦10 ・・・ 式1
a:フィルム基材の防汚層とは反対側の表面の防汚層と接する前の水の接触角(°)
b:フィルム基材の防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面とが接した状態で40℃で72時間エージングし、エージング後に剥離したときの防汚層と接していたフィルム基材の防汚層とは反対側の表面の水の接触角(°)
|a―b|≦10である場合、エージング後、2枚の試料フィルムを剥離した後の、防汚層の防汚性が低下することを防ぐことができるため好ましい。
本発明において、フィルム基材の防汚層とは反対側の表面には、フィルム基材とは組成が異なる樹脂機能層を設けてもよい。樹脂機能層の組成としては、シリコーン系、環状オレフィン系、非環状オレフィン系、およびフッ素系樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、主となる樹脂として用いてもよく、もしくはバインダー樹脂の添加剤として使用してもよい。バインダー樹脂としては特に限定はなく、例えば、アクリル基やビニル基、エポキシ基等の官能基をUV照射により硬化することで得られるUV硬化系の樹脂や、エステル系、ウレタン系、オレフィン系、アクリル系等の熱可塑樹脂や、エポキシ系、メラミン系等の熱硬化性樹脂を用いることもできる。
樹脂機能層を形成する全樹脂分のうち質量濃度60%以上が前述のシリコーン系、環状オレフィン系、非環状オレフィン系、およびフッ素系樹脂から少なくとも1種以上の樹脂から選ばれることが好ましい。質量濃度が60%以上であると、上述の防汚層と積層する前後の接触角差|a―b|が効果的に10°以下となるため好ましい。より好ましくは80質量%以上である。上限は100質量%であっても構わず、98質量%以下でも構わない。
シリコーン系樹脂とは、分子内にシリコーン構造を有する樹脂のことであり、反応性硬化型シリコーン樹脂、シリコーングラフト樹脂、アルキル変性などの変性シリコーン樹脂などが挙げられる。
反応性硬化シリコーン樹脂としては、付加反応系のもの、縮合反応系のもの、紫外線もしくは電子線硬化系のものなどを用いることができる。
付加反応系のシリコーン樹脂としては、例えば末端もしくは側鎖にビニル基を導入したポリジメチルシロキサンとハイドロジエンシロキサンとを、白金触媒を用いて反応させて硬化させるものが挙げられる。このとき、120℃で30秒以内に硬化できる樹脂を用いる方が、低温での加工ができ、より好ましい。例としては、東レ・ダウコーンニング社製の低温付加硬化型(LTC1006L、LTC1056L、LTC300B、LTC303E、LTC310、LTC314、LTC350G、LTC450A、LTC371G、LTC750A、LTC752、LTC755、LTC760A、LTC850など)および熱UV硬化型(LTC851、BY24-510、BY24-561、BY24-562など)、信越化学社製の溶剤付加型(KS-774、KS-882、X62-2825など)溶剤付加+UV硬化型(X62-5040、X62-5065、X62-5072T、KS5508など)、デュアルキュア硬化型(X62-2835、X62-2834、X62-1980など)などが挙げられる。縮合反応系のシリコーン樹脂としては、例えば、末端にOH基をもつポリジメチルシロキサンと末端にH基をもつポリジメチルシロキサンを、有機錫触媒を用いて縮合反応させ、3次元架橋構造をつくるものが挙げられる。紫外線硬化系のシリコーン樹脂としては、例えば最も基本的なタイプとして通常のシリコーンゴム架橋と同じラジカル反応を利用するもの、不飽和基を導入して光硬化させるもの、紫外線でオニウム塩を分解して強酸を発生させ、これでエポキシ基を開裂させて架橋させるもの、ビニルシロキサンへのチオールの付加反応で架橋するもの等が挙げられる。また、前記紫外線の代わりに電子線を用いることもできる。電子線は紫外線よりもエネルギーが強く、紫外線硬化の場合のように開始剤を用いなくても、ラジカルによる架橋反応を行うことが可能である。使用する樹脂の例としては、信越化学社製のUV硬化系シリコーン(X62-7028A/B、X62-7052、X62-7205、X62-7622、X62-7629、X62-7660など)、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のUV硬化系シリコーン(TPR6502、TPR6501、TPR6500、UV9300、UV9315、XS56-A2982、UV9430など)、荒川化学社製のUV硬化系シリコーン(シリコリースUV POLY200、POLY215、POLY201、KF-UV265AMなど)が挙げられる。
上記、紫外線硬化系のシリコーン樹脂としては、アクリレート変性や、グリシドキシ変性されたポリジメチルシロキサンなどを用いることもできる。これら変性されたポリジメチルシロキサンを、多官能のアクリレート樹脂やエポキシ樹脂などと混合し、開始剤存在下で使用することもできる。
環状オレフィン系樹脂は、重合成分として環状オレフィンを含む。環状オレフィンは、環内にエチレン性二重結合を有する重合性の環状オレフィンであり、単環式オレフィン、二環式オレフィン、三環以上の多環式オレフィンなどに分類できる。
単環式オレフィンとしては、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの環状C4-12シクロオレフィン類などが挙げられる。
二環式オレフィンとしては、例えば、2-ノルボルネン;5-メチル-2-ノルボルネン、5,5-ジメチル-2-ノルボルネン、5-エチル-2-ノルボルネン、5-ブチル-2-ノルボルネンなどのアルキル基(C1―4アルキル基)を有するノルボルネン類;5-エチリデン-2-ノルボルネンなどのアルケニル基を有するノルボルネン類;5-メトキシカルボニル-2-ノルボルネン、5-メチル-5-メトキシカルボニル-2-ノルボルネンなどのアルコキシカルボニル基を有するノルボルネン類;5-シアノ-2-ノルボルネンなどのシアノ基を有するノルボルネン類;5-フェニル-2-ノルボルネン、5-フェニル-5-メチル-2-ノルボルネンなどのアリール基を有するノルボルネン類;オクタリン;6-エチル-オクタヒドロナフタレンなどのアルキル基を有するオクタリンなどが例示できる。
多環式オレフィンとしては、例えば、ジシクロペンタジエン;2,3-ジヒドロジシクロペンタジエン、メタノオクタヒドロフルオレン、ジメタノオクタヒドロナフタレン、ジメタノシクロペンタジエノナフタレン、メタノオクタヒドロシクロペンタジエノナフタレンなどの誘導体;6-エチル-オクタヒドロナフタレンなどの置換基を有する誘導体;シクロペンタジエンとテトラヒドロインデン等との付加物、シクロペンタジエンの3~4量体などが挙げられる。
非環状オレフィン系樹脂は、重合成分として非環状オレフィンを含む。非環状オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテン、1-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-イコセン等のアルケン等が挙げられる。
ゴムを表面処理用の樹脂として用いることもできる。例えば、ブタジエン、イソプレン等の共重合体が挙げられる。環状オレフィン、非環状オレフィンに関わらず、オレフィン系樹脂は単独で使用してもよく、二種類以上を共重合しても構わない。環状オレフィン系樹脂と非環状オレフィン系樹脂は、部分的に水酸基や酸で変性させてもよい。架橋剤を用いてそれらの官能基と架橋させてもよい。架橋剤は変性基に合わせて適宜選択すればよく、例えば、トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ジイソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、前記芳香族ジイソシアネート類の水添物などの脂環族イソシアネート類などのイソシアネート系架橋剤の他に、メチルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミン樹脂などのメラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤等が挙げられる。
フッ素系化合物としては、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルキルエーテル基少なくともどちらかを持つ化合物であれば、特に制限はない。フッ素系化合物は一部、酸や水酸基、アクリレート基等により変性してあってもよい。架橋剤を添加して変性部位で架橋してもよい。もしくは、UV硬化系樹脂にパーフルオロアルキル基、パーフルオロアルキルエーテル基少なくともどちらかを持つ化合物を添加し、重合してもよい。もしくは反応性の官能基を持たないパーフルオロアルキル基を持つ化合物をバインダー樹脂に少量添加する形での使用でも構わない。
以上の樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合しても構わない。
前述の基材フィルムの防汚層とは反対側の表面に設けられた樹脂機能層に用いられる樹脂は、任意の架橋剤を用いて架橋しても構わない。
架橋剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ジイソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、前記芳香族ジイソシアネート類の水添物などの脂環族イソシアネート類などのイソシアネート系架橋剤の他に、メチルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミン樹脂などのメラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤等が挙げられる。
前述の基材フィルムの防汚層とは反対側の表面に設けられた樹脂機能層には、本発明のフィルムの効果を阻害しない範囲内で、公知の添加剤、例えば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶化剤などを添加してもよい。
樹脂を含む塗布液を塗布する方法としては、ダイレクトグラビアコーター、マイクログラビアコーター、リバースグラビアコーター、ダイレクトキスコーター、リバースキスコーター、コンマコーター、ダイコーター、バー・ロットタイプの塗布装置等による塗布が挙げられる。乾燥後の樹脂機能層の厚みとしては10nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上800nm以下がより好ましく、20nm以上500nm以下が最も好ましい。10nm以上であると加圧時の耐久性が保持されて好ましい。1000nm以下であると防汚層との剥離力が低下し過ぎず好ましい。
前述の基材フィルムの防汚層とは反対側の表面に設けられた樹脂機能層の領域表面平均粗さ(Sa)は、50nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、さらに好ましくは10nm以下である。領域表面平均粗さが50nm以下では保護フィルムと防汚層を貼り付けた際に凹凸が転写されてしまい、保護フィルムを剥離した後の防汚フィルムの外観を悪化させるおそれがないため好ましい。なお、前記領域表面平均粗さ(Sa)は、非接触表面形状計測システム(菱化システム社製、VertScan R550H-M100)を用いて、下記の条件で測定した値で示している。
(測定条件)
・測定モード:WAVEモード
・対物レンズ:10倍
・0.5×Tubeレンズ
・測定面積 936μm×702μm
(解析条件)
・面補正: 4次補正
・補間処理: 完全補間
本発明においては、樹脂機能層の接着性を高める目的として、フィルム基材と樹脂機能層の間には易接着層を設けてもよい。易接着層に使用する樹脂は、特に限定されるわけではないが、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系組成物のいずれか1つもしくは2つ、ないしは3つの組成が含有されていることが好ましい。必要に応じて易接着層用の塗布組成物には架橋剤が含有されていてもよい。易接着層を設ける方法としては、フィルム基材製膜中に設けるインラインコート法でも、ベースフィルム製膜後に設けるオフラインコート法でもよいが、コストなどの観点からインラインコート法の方が好ましい。
樹脂機能層の形成方法や、材料の種類は様々挙げられるが、防汚層の防汚性発現には、40℃で72時間エージング後の防汚層に接していたフィルム基材の防汚層とは反対表面の水の接触角が90°~115°であり、さらに式1の条件を満たすことが好ましく、方法や材料を特に限定されるものではない。
|a―b|≦10 ・・・ 式1
a:フィルム基材の防汚層とは反対側の表面の防汚層と接する前の水の接触角(°)
b:フィルム基材の防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面とが接した状態で40℃で72時間エージングし、エージング後に剥離したときの防汚層と接していたフィルム基材の防汚層とは反対側の表面の水の接触角(°)
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[評価方法]
(1)初期接触角
水の接触角の測定は、接触角計(協和界面科学社製の「FACE接触角計CA-X」)を用いて、22℃、60%RHの条件下で、フィルム基材の防汚層とは反対の面を上にして水平に置き、水で各N=5回測定した接触角の平均値を接触角とした。尚、水の接触角を求める際、滴下量を1.8μLとし1分間静置後の接触角を読み取った。
(2)剥離後接触角
剥離後接触角は、接触角測定のために適当な大きさの防汚フィルム試料2枚を用意し、一方の試料のフィルム基材の防汚層とは反対側の表面と、他方の試料の防汚層との間で空気が入らないように密着させ、40℃で72時間エージングした後に、フィルム基材同士を剥離したときの、防汚層と接していたフィルム基材の防汚層とは反対側の表面の水の接触角を剥離後の接触角とする。接触角の測定の方法は初期接触角の測定と同様にした。また、前記剥離後の防汚層の接触角も測定データを合せて表1に記載する。
(3)防汚性
防汚性は、防汚樹脂を乾燥後、フィルム基材の防汚層とは反対の面を空気が入らないように防汚層と密着させ、そのまま40℃で72時間エージングした後に、防汚層をフィルム基材の反対側の表面から剥離した後の防汚層のマジックインキ(M500-T1寺西化学工業社製)のインクのはじき性によって判断した。はじき性が良く、1秒以内に描画線が1mm以下になる場合を防汚性○とし、1秒以上5秒未満で描画線が1mm以下になる場合を防汚性△、5秒以降もインクがはじかず、描画線幅が1mm以上である場合を防汚性×とした。
[防汚層の樹脂溶解液Aの調製]
防汚層として、フッ素系の樹脂をイソシアネート系の架橋剤で架橋したものを用いた。
フッ素樹脂溶液(固形分30質量%、エフクリアKD270R、 関東電化工業社製)100質量部、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤(固形分100質量%、デュラネートTPA-100、旭化成社製)8.1重量部をメチルイソブチルケトンで希釈し、固形分20%の樹脂溶解液Aを調製した。
[防汚層の樹脂溶解液Bの調製]
防汚層として、シリコーン系の樹脂にフッ素系成分を含有したものを用いた。
フッ素成分含有シリコーン樹脂溶液(固形分100質量%、KR-400F、信越化学工業社製)100質量部をメチルイソブチルケトンで希釈し、固形分20%の樹脂溶解液Bを調製した。
(実施例1)
熱付加型シリコーン(固形分30質量%、LTC752 東レ・ダウコーニング社製)100質量部、硬化触媒(SRX212 東レ・ダウコーニング社製)0.5質量部、密着向上剤(SD7200 東レ・ダウコーニング社製)0.5質量部を、メチルエチルケトン、トルエン、ノルマルヘプタンを質量比で1:1:1となるように混合した混合溶媒で希釈し、固形分1質量%の樹脂機能層の塗布液を作成した。厚さ125μmのフィルム基材〈片面易接着層付二軸延伸ポリエステルフィルム[コスモシャイン(登録商標)A4100、東洋紡社製)]〉に乾燥後の塗布層の厚みが50nmとなるように樹脂機能層を塗布し、130℃で60秒乾燥した。
別途調液した防汚層の樹脂溶解液Aをフィルム基材の樹脂機能層を塗布した面の反対面に乾燥後の防汚層の厚みが10μmとなるように塗布し、100℃で90秒乾燥し、防汚フィルムを得た。防汚フィルムはロールの状態で40℃で72時間エージングを行なった。
(実施例2)
フッ素樹脂(固形分30質量%、エフクリアKD270R、関東電化社製)100質量部、硬化剤(固形分100質量%、MR-400 東ソー社製)27質量部、硬化触媒(固形分濃度100質量%、ネオスタンU-860、日東化成社製)0.15重量部を、メチルエチルケトン、トルエンを質量比で1:1となるように混合した混合溶媒で希釈し、固形分1質量%の樹脂機能層の塗布液を作成した。それ以外は実施例1と同様にして防汚フィルムを作成した。
(実施例3)
環状オレフィン樹脂(固形分100質量%、TOPAS6017S、ポリプラスチックス社製)を、トルエン、テトラヒドロフランを質量比で4:1となるように混合した混合溶媒で希釈し固形分1質量%の樹脂機能層の塗布液を作成した。それ以外は実施例1と同様にして防汚フィルムを作成した。
(実施例4)
非環状オレフィン樹脂(固形分100質量%、GI-1000 日本曹達社製)100質量部、硬化剤(固形分質量100%、MR-400 東ソー社製)17.6質量部、硬化触媒(固形分濃度100質量%、ネオスタンU-860 日東化成社製)0.6重量部を、メチルエチルケトン、トルエンを質量比で1:1となるように混合した混合溶媒で希釈し、固形分1質量%の樹脂機能層の塗布液を作成した。それ以外は実施例1と同様にして防汚フィルムを作成した。
(実施例5)
実施例1と同一処方にてフィルム基材に乾燥後の塗布層の厚みが50nmとなるように樹脂機能層を塗布し、130℃で60秒乾燥した。その後、防汚層の樹脂溶解液Bをフィルム基材の樹脂機能層を塗布した面の反対面に乾燥後の防汚層の厚みが10μmとなるように塗布し、100℃で90秒乾燥し、防汚フィルムを得た。防汚フィルムはロールの状態で40℃で72時間エージングを行なった。
(比較例1)
ポリエステルウレタン樹脂(固形分33質量%、バイロン(登録商標)UR-1350、東洋紡社製)100質量部、添加剤(固形分質量40%、メガファック(登録商標)RS-75、DIC社製)3質量部を、メチルエチルケトン、トルエンを質量比で1:1となるように混合した混合溶媒で希釈し、固形分1質量%の樹脂機能層の塗布液を作成した。フィルム基材に厚みが50nmになるように塗布し130℃で60秒乾燥後、実施例1と同様にして防汚フィルムを作成した。
(比較例2)
アクリル酸エステル(固形分100質量%、NKエステルA-DPH 新中村化学工業社製)100質量部、フッ素化合物(固形分質量100%、オプツールDAC-HP ダイキン工業社製)1質量部、開始剤(固形分濃度100質量%、OMNIRAD127 BASF社製)10重量部を、メチルエチルケトン、トルエンを質量比で1:1となるように混合した混合溶媒で希釈し、固形分10%の樹脂機能層の塗布液を作成した。その後フィルム基材に厚みが1000nmになるように塗布し90℃で30秒乾燥後、高圧水銀ランプを用いて150mJ/cmとなるように紫外線を照射することで樹脂機能層を形成した。その後実施例1と同様にしてフィルム基材の樹脂機能層とは反対側の面に防汚層を形成し、防汚フィルムを作成した。
(比較例3)
メラミン樹脂(固形分30質量%、スーパーベッカミンL-109-65、DIC社製)100質量部、添加剤(固形分質量5%、メガファックF444、DIC社製)3質量部、添加剤(SD7200 東レ・ダウコーニング社製)1質量部、触媒(固形分量5%、ベッカミンP-198、DIC社製)を3質量部、メチルエチルケトン、トルエンを質量比で1:1となるように混合した混合溶媒で希釈し、固形分1質量%の樹脂機能層の塗布液を作成した。フィルム基材に厚みが50nmになるように塗布し130℃で60秒乾燥後、実施例1と同様にエージングを行った。
(比較例4)
比較例1と同一処方にて樹脂機能層をフィルム基材の一方の面に形成した。その後防汚層の樹脂溶解液Bを用いる以外は実施例1と同様にして防汚フィルム8を作成した。
[評価結果]
実施例1~5は剥離後の樹脂機能層の水の接触角が90°~115°であり、防汚層はエージング後も優れた防汚性を発現した。比較例1~4は剥離後の水の接触角が90°未満のため、樹脂機能層の成分の一部が防汚層へ転写したためか、防汚層の防汚性が低下した。
Figure 0007275475000001
本発明の防汚フィルムによれば、防汚層の防汚性をエージング後まで最大限に発揮でき、ディスプレイの保護や、建材、家電、家具等を保護するために好適に用いられることができる。

Claims (5)

  1. フィルム基材上の一方の面に防汚層を有する防汚フィルムであって、
    前記フィルム基材の前記防汚層とは反対側の表面が樹脂機能層であり、
    防汚層と、フィルム基材の防汚層とは反対側の表面に配置された樹脂機能層とが接した状態で、40℃で72時間エージングを行い、
    その後剥離し、防汚層と接していたフィルム基材の反対側の表面の水の接触角が90°~115°であり、
    ここで、前記水の接触角を測定するために行う前記エージングは、防汚層を、80℃以上180℃未満の乾燥温度、1秒以上180秒未満の乾燥時間で乾燥させ、次いで、
    防汚層と、フィルム基材の防汚層とは反対側の表面に配置された樹脂機能層とを、空気が入らないように密着させた状態で行う;
    樹脂機能層を構成する全樹脂分のうち質量濃度60%以上がシリコーン系、環状オレフィン系および非環状オレフィン系から選ばれる少なくとも1種以上の樹脂であり、
    前記防汚層が、シリコーン系の樹脂にフッ素系成分を含有したものを主成分とするおよび/または、フッ素系樹脂を主成分とし、
    前記フッ素系樹脂を主成分とする場合、更に架橋剤を有する、
    防汚フィルム。
  2. 架橋剤は、イソシアネート系架橋、メチルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミン樹脂などのメラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤から選択される、請求項1に記載の防汚フィルム。
  3. フィルム基材の防汚層とは反対側の表面が、式1を満たす請求項1又は2に記載の防汚フィルムの製造方法。
    |a―b|≦10(°) ・・・ 式1
    a:フィルム基材の防汚層とは反対側の表面の防汚層と接する前の水の接触角(°)
    b:フィルム基材の防汚層とフィルム基材の防汚層とは反対側の表面とが接した状態で40℃で72時間エージングし、エージング後に剥離したときの防汚層と接していたフィルム基材の防汚層とは反対側の表面の水の接触角(°)
  4. 式1で表される|a―b|が7未満である、請求項3に記載の防汚フィルム。
  5. 前記剥離後の樹脂機能層の水の接触角が90°~101°である、請求項1~4のいずれかに記載の防汚フィルム。
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