JP2011227148A - 防眩フィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂基材の表面に耐擦傷性皮膜が積層された防眩フィルターにおいて、耐擦傷性皮膜のヒケ欠陥が少なく、アンチグレア性と耐擦傷性を有する防眩フィルターの製造方法を提供する。
【解決手段】表面に凹凸形状を有する鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させた後に耐擦傷性皮膜形成原料を重合硬化させて耐擦傷性皮膜を形成し、次いで、合成樹脂基材の表面に凹凸形状を有する耐擦傷性皮膜が積層された積層体を鋳型から剥離する防眩フィルターの製造方法であって、表面に凹凸形状を有する鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させる際の鋳型温度及び合成樹脂基材温度が特定の条件である防眩フィルターの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は防眩フィルターの製造方法に関する。

液晶表示装置をはじめとする画像表示装置の表面には、外光の映り込みを防止する目的で画像表示装置の表面に微細な凹凸を有する防眩フィルター等を積層する方法等により防眩性を付与することが多い。

基材の表面に微細な凹凸を付与する防眩処理はノングレア処理又はアンチグレア処理と呼ばれ、防眩処理法の一例として、表面に微小な凹凸形状を有する鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させた状態で耐擦傷性皮膜形成原料を重合硬化させ、次いで、合成樹脂基材の表面に耐擦傷性皮膜が積層された積層体を鋳型から剥離することにより、積層体の表面に微小な凹凸形状を付与する方法が提案されている。（例えば特許文献１及び特許文献２）
しかしながら、これらの製造方法においては、耐擦傷性皮膜形成原料を重合硬化させたときに、得られた耐擦傷性皮膜に微小なヒケ欠陥が発生し、商品価値を損ねたり、歩留まりが悪くなる等の問題があった。

一方、ヒケ欠陥を防止するため、射出成形において金型温度を制御する方法が開示されている（特許文献３）。しかしながら皮膜が積層された積層体を射出成形で製造する場合、耐擦傷性皮膜を別途作製しそれを金型内で転写する必要があり、コスト的に不利である。その上、成形温度が比較的高温であるため、皮膜の微細な凹凸形状を維持することが困難である。

特開昭６１−７６３２８号公報 特開昭６４−４６７０２号公報 特開２００６−１１０９０５号公報

本発明は、合成樹脂基材の表面に耐擦傷性皮膜が積層された防眩フィルターにおいて、耐擦傷性皮膜のヒケ欠陥が少なく、アンチグレア性と耐擦傷性を有する防眩フィルターの製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、表面に凹凸形状を有する鋳型（以下、「本鋳型」という）と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させた後に耐擦傷性皮膜形成原料を重合硬化させて耐擦傷性皮膜を形成し、次いで、合成樹脂基材の表面に凹凸形状を有する耐擦傷性皮膜が積層された積層体（以下、「本積層体」という）を鋳型から剥離する防眩フィルターの製造方法であって、本鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させる際の鋳型温度及び合成樹脂基材温度が以下の条件である防眩フィルター（以下、「本防眩フィルター」という）の製造方法である。
＜鋳型温度及び合成樹脂基材温度の条件＞
鋳型温度：４０℃以下
７℃≧（合成樹脂基材温度−鋳型温度）≧０℃

本発明により、耐擦傷性皮膜のヒケ欠陥が少なく、アンチグレア性と耐擦傷性を有する防眩フィルターが得られることから、本発明で得られる防眩フィルターは液晶画面の前面板、メーターカバー等のアンチグレア性及び耐擦傷性が要求される製品に好適に使用できる。

本鋳型

本発明に用いられる本鋳型は表面に凹凸形状を有するものである。

本発明においては、本鋳型表面に形成される凹凸形状としては、本防眩フィルターの表面粗度が中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜０．３μｍとなるように調整された形状であることが好ましい。

本鋳型の凹凸形状を本防眩フィルターの表面粗度が中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５μｍ以上となるように調整された形状とすることにより本防眩フィルターの防眩性を良好とすることができる傾向にある。また、本鋳型の凹凸形状を本防眩フィルターの表面粗度が中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下となるように調整された形状とすることにより本防眩フィルターの光の透過率を良好とすることができる傾向にある。

本鋳型を構成する材料としては、例えば、ガラス、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属及びそれらの金属にニッケルメッキ、硬質クロムメッキ、合成樹脂等の表面処理が施されたものが挙げられる。

これらの材料の中で、耐傷つき性及び耐久性の点で、ガラス及び表面処理された金属が好ましい。

本鋳型の形状としては、例えば、板状及びロール状が挙げられる。

本鋳型の表面に凹凸形状を付与する方法としては、例えば、エッチング処理による方法が挙げられる。本鋳型としてガラスを使用する場合のエッチング処理の具体例としては、ガラス表面をフッ化水素を含む水溶液と接触させる処理が挙げられる。

合成樹脂基材

本発明に用いられる合成樹脂基材としては、室温で剛性を持つ透視性の優れた透明樹脂が画像表示装置前面板等の用途に使用される防眩フィルターを得る点で好ましい。

合成樹脂基材の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチルを主構成単位とする共重合体、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体及びポリカーボネートが挙げられる。

本発明においては、合成樹脂基材としては板状品が好ましく、その厚みとしては通常０．２〜２０ｍｍである。

耐擦傷性皮膜形成原料

本発明に用いられる耐擦傷性皮膜形成原料としては、例えば、分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する重合性化合物（以下、「本重合性化合物」という）を含有するものが挙げられる。

本重合性化合物の具体例としては、１モルの多価アルコールと２モル以上の（メタ）アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物；及び多価アルコールと多価カルボン酸又はその無水物と（メタ）アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物が挙げられる。

尚、本発明において、「（メタ）アクリ」は「アクリ」及び「メタクリ」から選ばれる少なくとも１種を示す。

１モルの多価アルコールと２モル以上の（メタ）アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物としては、例えば、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートが挙げられる。

多価アルコールと多価カルボン酸又はその無水物と（メタ）アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物としては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、セバシン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等の多価カルボン酸又はその無水物と、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、（メタ）アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物が挙げられる。

本発明においては、耐擦傷性皮膜形成原料中に必要に応じて熱重合開始剤又は光重合開始剤を添加することができる。

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベンジル、ベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等のカルボニル化合物；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシフォスフィンオキサイド等のリン系化合物が挙げられる。

光重合に使用される光源としては、例えば、紫外線エックス線及び電子線が挙げられる。

光重合開始剤の添加量としては、紫外線による硬化性の点で、本重合性化合物１００質量部に対して０．１質量部以上が好ましく、後述する耐擦傷性皮膜の良好な色調を維持できる点で１０質量部以下が好ましい。

本発明においては、耐擦傷性皮膜形成原料は本鋳型と合成樹脂基材との間に展延される。

耐擦傷性皮膜形成原料を本鋳型と合成樹脂基材との間に展延する際の鋳型温度は４０℃以下に設定される。

鋳型温度を４０℃以下、好ましくは３７℃以下とすることにより、耐擦傷性皮膜形成原料の粘度が低くなり過ぎず、耐擦傷性皮膜形成原料を安定に展延することができ、本防眩フィルターにおける耐擦傷性皮膜の厚み不足を抑制することができる。また、鋳型温度としては３０℃以上、好ましくは３３℃以上が好ましい。鋳型温度を３０℃以上とすることにより、本鋳型を繰返し使用する時の、耐擦傷性皮膜形成原料の重合硬化後の耐擦傷性皮膜を剥離した後の、本鋳型の冷却時間の短時間化が図れ、本防眩フィルターの生産性の低下を抑制することができる。

尚、本発明において、耐擦傷性皮膜に発生するヒケ欠陥とは、本鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させた際に耐擦傷性皮膜形成原料中に気泡が混入することに起因する、重合硬化後の耐擦傷性皮膜中に形成された液枯れした部分をいう。

本鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させる方法としては、例えば、耐擦傷性皮膜形成原料を４０℃以下に温調した本鋳型の凹凸形状を有する面に流延させ、その上に鋳型温度と同じか鋳型温度より７℃以下の範囲で高い温度に調整された合成樹脂基材を積層し、上からプレスロールにより本鋳型と合成樹脂基材との間に気泡が残らないように展延する方法が挙げられる。

前記の通り、耐擦傷性皮膜形成原料を本鋳型と合成樹脂基材との間に展延する際の合成樹脂基材温度は鋳型温度と同じか鋳型温度より７℃以下の範囲で高く設定される。

合成樹脂基材温度が鋳型温度よりも低い場合には、合成樹脂基材の表面のうちの耐擦傷性皮膜形成原料と接触している面側が本鋳型の熱で膨張し、合成樹脂基材が凹状に反り、合成樹脂基材の四辺に浮きが発生する。合成樹脂基材の四辺に浮きが発生した場合、展延した耐擦傷性皮膜形成原料の周辺部分から展延された耐擦傷性皮膜形成原料中に気泡が混入してしまい、ヒケ欠陥となり、好ましくない。また、合成樹脂基材温度が鋳型温度よりも７℃を超えて高い場合、合成樹脂基材の表面のうちの耐擦傷性皮膜形成原料と接触している面側が鋳型によって冷却され、合成樹脂基材の凸状の反りが過大となり、その結果、膜厚が不均一となり好ましくない。更に、合成樹脂基材温度が鋳型温度よりも７℃を超えて高い場合、耐擦傷性皮膜形成原料の粘度が低くなり過ぎて、耐擦傷性皮膜形成原料を安定に展延することが難しくなり、好ましくない。

合成樹脂基材を温調する方法としては、例えば、通常の熱風循環式加熱炉及び赤外線ヒーターによる温調方法が挙げられる。

本発明においては、耐擦傷性皮膜形成原料の重合硬化法としては、例えば、熱重合法及び光重合法が挙げられるが、装置が比較的簡単なこと及び生産性が高い点で、紫外線照射による光重合法が好ましい。

耐擦傷性皮膜形成原料の光重合を行うときの光照射法としては、合成樹脂基材を通して紫外線等の活性エネルギー線を照射する方法が一般に有効である。また、活性エネルギー線不透過性の合成樹脂基材を用いるときは、鋳型としてガラスを用い、ガラスを通して紫外線を照射する方法が有効である。

耐擦傷性皮膜

本発明において、耐擦傷性皮膜は耐擦傷性皮膜形成原料を本鋳型と合成樹脂基材との間に展延させた後に重合硬化させて得られるものである。

耐擦傷性皮膜の厚みとしては５〜５０μｍが好ましく、７〜２０μｍがより好ましい。耐擦傷性皮膜の厚みが５μｍ以上で、耐擦傷性皮膜の、表面硬度及び耐擦傷性が良好となる傾向にある。また、耐擦傷性皮膜の厚みが５０μｍ以下で、本防眩フィルターが脆くならない傾向にある。

本積層体

本発明においては、合成樹脂基材の表面に凹凸形状を有する耐擦傷性皮膜が積層された本積層体と本鋳型とが、本積層体の耐擦傷性皮膜の面と本鋳型とが接触する状態で形成されている。

本防眩フィルター

本発明において、本鋳型から本積層体を剥離することにより本防眩フィルターが得られる。

また、本防眩フィルターの耐擦傷性皮膜の表面には、本鋳型表面の形状が転写されて、凹凸形状が付与されている。本防眩フィルターの表面粗度としては、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜０．３μｍであることが好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、防眩フィルターの評価は以下の方法により実施した。また、以下において、「部」は「質量部」を示す。
（１）表面粗度
ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準じてナノスケールハイブリッド顕微鏡（（株）キーエンス製、商品名：ＶＮ−８０００）を用いて防眩フィルターの耐擦傷性皮膜の面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定し、表面粗度を評価した。
（２）耐擦傷性
太平理科工業（株）製ラビングテスターを使用した。スチールウール（日本スチールウール（株）製、商品名：ボンスター＃００００）を装着した直径１インチの円形パッドを防眩フィルターの耐擦傷性皮膜の面に圧着し、パッドに荷重を掛けた状態で１０往復擦傷させたときの防眩フィルターの耐擦傷性皮膜形成面に傷のつき始める最低荷重である限界荷重を測定した。限界荷重の大きいものほど耐擦傷性が良好と判断した。
（３）ヒケ欠陥
光源に蛍光灯（（株）日立製作所製、４０Ｗ形蛍光灯三波長タイプ、昼光色）を使用し、防眩フィルターに蛍光灯の光を透過させ、透過光の散乱状態を目視観察することによって、防眩フィルターのヒケの有無を以下の基準により判断した。
○：光が一様に散乱し、ヒケ欠陥が認められない。
×：光が散乱することなく透過している部分であるヒケ欠陥が認められる。
［実施例１］
トリメチロールエタンとアクリル酸と無水コハク酸との縮合エステル（大阪有機化学工業（株）製、商品名：ＴＡＳ）４０部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３０部、１，６ヘキサンジオールジアクリレート３０部及び２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド２部を混合した耐擦傷性皮膜形成原料を調整した。

面積約６３０ｍｍ×５３０ｍｍ及び厚さ３ｍｍを有し、表面に微細な凹凸が形成されたガラス板（三和フロスト工業（株）製、商品名：フロスト加工６５％（ソーダガラス片面フロスト加工、表面光沢度６５％））を鋳型として用い、鋳型温度（Ｔｍ）が３５℃に温調された鋳型の表面に上述の耐擦傷性皮膜形成原料を展延させた。

次いで、展延された耐擦傷性皮膜形成原料の上に合成樹脂基材温度（Ｔｂ）を３５℃に設定した厚さ１ｍｍの無色透明のメタクリル樹脂板（三菱レイヨン（株）製、商品名：アクリライトＬ＃００１）を積層し、メタクリル樹脂板の上からローラーによりメタクリル樹脂板とガラス板との間に気泡が残らないようにプレスし、耐擦傷性皮膜形成原料の厚さが約１０μｍの積層物を得た。

上記の積層物に、まず４００ｍｍ間隔で配列された２本のメタルハライドランプ（ウシオ電機（株）製、商品名：ＵＶＬ−１２Ｋ１Ｍ３−Ｎ）を用いて１２ｃｍの高さからガラス板側から１０秒間照射し、厚さが１０μｍの耐擦傷性皮膜を形成させた。

次いで、耐擦傷性皮膜が積層されたメタクリル樹脂板の積層体をガラス板から剥離し、積層体に上記の照射条件と同条件で耐擦傷性皮膜の面側からメタルハライドランプを照射して耐擦傷性皮膜の後硬化を行い、防眩フィルターを得た。得られた防眩フィルターの耐擦傷性皮膜が形成された側の表面粗度を評価したところ、Ｒａで０．１５μｍであり、耐擦傷性評価時の限界荷重は１，０００ｇであった。また、防眩フィルターの外観を目視観察したところ、ヒケ欠陥は認められなかった。得られた結果を表１に示す。
［実施例２及び比較例１〜６］
鋳型温度及び合成樹脂基材温度を表１に示す温度とする以外は実施例１と同様にして防眩フィルターを得た。得られた防眩フィルターの評価結果を表１に示す。
［実施例３］
鋳型として、表面光沢度１１０％のガラス板（三和フロスト工業（株）製、商品名：フロスト加工１１０％（ソーダガラス片面フロスト加工、表面光沢度１１０％））を使用する以外は実施例１と同様にして防眩フィルターを得た。得られた防眩フィルターの評価結果を表１に示す。
［実施例４］
鋳型として、表面光沢度３０％のガラス板（三和フロスト工業（株）製、商品名：フロスト加工３０％（ソーダガラス片面フロスト加工、表面光沢度３０％））を使用する以外は実施例１と同様にして防眩フィルターを得た。得られた防眩フィルターの評価結果を表１に示す。

表１の実施例１〜５の結果から明らかなように、鋳型温度を４０℃以下とし、（合成樹脂基材温度−金型温度）を０〜５℃とすることにより、アンチグレア性及び耐擦傷性に優れ、ヒケ欠陥の少ない防眩フィルターが得られた。これに対し、比較例１〜３、５では鋳型温度は４０℃以下であるが、（合成樹脂基材温度−金型温度）が０℃未満であるか５℃を超えていることからヒケ欠陥又は耐擦傷性が低位であった。また、比較例４では金型温度が４０℃を超え、（合成樹脂基材温度−金型温度）も０℃未満であることからヒケ欠陥が低位であった。比較例６では（合成樹脂基材温度−金型温度）は０〜５℃の範囲内であったが、金型温度が４０℃を超えていることから耐擦傷性が低位であった。

Claims (4)

1. 表面に凹凸形状を有する鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させた後に耐擦傷性皮膜形成原料を重合硬化させて耐擦傷性皮膜を形成し、次いで、合成樹脂基材の表面に凹凸形状を有する耐擦傷性皮膜が積層された積層体を鋳型から剥離する防眩フィルターの製造方法であって、表面に凹凸形状を有する鋳型と合成樹脂基材との間に耐擦傷性皮膜形成原料を展延させる際の鋳型温度及び合成樹脂基材温度が以下の条件である防眩フィルターの製造方法。
   ＜鋳型温度及び合成樹脂基材温度の条件＞
   鋳型温度：４０℃以下
   ７℃≧（合成樹脂基材温度−鋳型温度）≧０℃
2. 鋳型が、得られる防眩フィルターの表面粗度が中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜０．３μｍとなるような凹凸形状を付与した表面を有するものである請求項１に記載の防眩フィルターの製造方法。
3. 合成樹脂基材がポリメタクリル酸メチルである請求項１又は２のいずれかに記載の防眩フィルターの製造方法。
4. 耐擦傷性皮膜形成原料が、分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する重合性化合物を含有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の防眩フィルターの製造方法。