JP5872770B2 - 被膜を持つシート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
上記発明において、紫外線を複数回に分けて照射することができる。
上記発明において、紫外線として、波長域が200〜450nmで、360〜370nm及び250〜320nmにピーク出力特性を持つ光線を用いることができる。
上記発明において、マルテンス硬さ及び押し込み弾性率の値は、最大試験荷重が1mNの条件での測定することができる。
図1に示すように、本実施形態に係るシート10は、例えば透明ポリエステルフィルムなどのフィルム基材11を有する。本実施形態では、フィルム基材11表面の少なくとも一部が改質されており、ここに被膜12が形成されている。この被膜12が、本実施形態ではフィルム基材11の内部からフィルム基材11表面へのオリゴマーの析出を防止する機能を司る。
本実施形態の被膜12は、フィルム基材11の表面に電離放射線を所定の露光量で照射し、フィルム基材11表面の少なくとも一部を改質させることによって形成することができる。以下では、電離放射線として紫外線を用いる場合を例示し、シート10の製造方法の一例を説明する。
本実施形態では、発光波長域が上述した範囲にあり、少なくとも360〜370nmにピーク出力(ピーク強度)を発生させる紫外線ランプを用いることが望ましい。また、発光波長域が上述した範囲にあり、360〜370nmに加えて、さらに250〜320nmにもピーク出力を発生させる紫外線ランプ(例えば高圧水銀灯、無電極ランプなど)を用いることもできる。360〜370nmに、上述した発光波長域内でのランプ出力(w/10nm)が最大となるピーク(最大ピーク)を有することとなるものが望ましいが、250〜320nmに最大ピークを有するものであってもよい。360〜370nmや250〜320nmには存在すべきピークは1つに限らず、2つ以上の場合も含まれる。こうした特定の波長域にピーク(最大ピークを含む)を持つ光線を用いることにより、形成される被膜12に対して付与されるオリゴマーの析出防止効果が一層向上する。
図2及び図3に示す積層体20は、何れも、上述した図1に示すシート10を有する。以下の説明では、シート10として、フィルム基材11の一方の面に被膜12を有する場合を例示する。
ハードコート層は、積層体20の表面硬度を高くし、表面に傷が発生することを防止するために設けられる。従って、第1機能層22としてハードコート層を用いる場合の当該ハードコート層の表面硬度は、好ましくはH以上、より好ましくは2H以上、さらに好ましくは3H以上である。表面硬度の値は、JIS−K5400(1990)に準拠した方法で測定した鉛筆引っかき値(鉛筆硬度)で示される。
反射防止層は、ハードコート層の表面に設けられ、ハードコート層の表面部分での映り込みを減少させ、積層体20全体の全光線透過率を向上させるために設けられる。表面部分での映り込みを防止するためにハードコート層の屈折率を小さく設計することも考えられる。ところが、屈折率が小さくなるようにハードコート層を設計すると、ハードコート層のハードコート性が低下することがあるので、ハードコート層の表面に、ハードコート層の屈折率より低い屈折率を持つ反射防止層を薄い厚みで形成することが好ましい。
[数1] d=(a十1)λ/4n
ここで、dは反射防止層の厚み(単位は「nm」)、aは0又は正の偶数、λは反射を防止しようとする光の中心波長、nは反射防止層の屈折率である。具体的には、例えば2μm程度以下が好ましく、より好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.8μm以下、特に好ましくは0.5μm以下、最も好ましくは0.3μm以下である。反射防止層の厚みが厚くなると、厚みムラに起因する干渉ムラが発生し難くなる反面、下面に設けられるハードコート層のハードコート性が発揮され難くなる。
粘着層としては、例えば、天然ゴム系、再生ゴム系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、スチレン・ブタジエン系などのエラストマー粘着剤、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、シアノアクリレート系などの合成樹脂粘着剤のほか、エマルジョン系粘着剤などの公知の粘着剤で構成することができる。粘着層は、粘着性を発揮させるために厚み5μm以上にするのが一般的である。このような粘着層は、粘着性成分、および必要に応じて加えた架橋剤や他の添加剤を溶剤に溶解または分散して粘着層用塗布液を調製し、上述した反射防止層と同様の従来公知のコーティング方法により、シート10の被膜12上に塗布、乾燥することにより作製することができる。また、上記粘着層用塗布液をセパレーター等に塗布、乾燥した後、シート10の被膜12上にラミネートすることにより作製することもできる。
透明導電層としては、例えば一般的に広く知られた透明導電性材料や有機導電性材料などで構成することができる。透明導電性材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫、金、銀、パラジウムなどの透明導電性物質が挙げられる。有機導電性材料としては、例えばポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリピリジン等の導電性高分子が挙げられる。中でも、透明性と導電性に優れ、比較的低コストに得られる酸化インジウム、酸化錫又は酸化インジウム錫のいずれかを主成分とした透明導電性材料で構成されていることが好ましい。
図4に示すタッチパネル5は、各種電子機器(例えば携帯電話やカーナビ等)に設けられる液晶等の表示素子9の前面に装着される抵抗膜方式のタッチパネルである。このタッチパネル5を通して背面の表示素子9に表示された文字や記号、絵柄等の視認や選択を行い、指や専用ペン等で押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うことができる。
まず、フィルム基材11として、厚さ125μmのPETフィルム(U34、東レ社製、易接着層あり。以下「フィルムa」とする)を準備する。
フィルム基材11として、厚さ100μmのPETフィルム(T−60、東レ社製、易接着層なし。以下「フィルムb」とする)を用いた以外は、実験例1〜6と同様の条件で紫外線照射を行い、フィルム試料を得た。
フィルム基材11として、厚さ125μmのPETフィルム(A4300、東洋紡績社製、易接着層あり。以下「フィルムc」とする)を用いた以外は、実験例1〜6と同様の条件で紫外線照射を行い、フィルム試料を得た。
上記実験例1〜18により得られたフィルム試料について、下記特性を評価した。結果を表1に示す。
いずれも超微小硬さ試験装置(フィッシャー・インストルメンツ社、商品名:フィッシャー・スコープ・HM2000)を用い、ISO−14577−1に準拠した方法により後述の測定条件で、得られたフィルム試料に形成された被膜の表面(紫外線照射をしていない試料の場合はフィルム面)の硬さやヤング率を測定した。HM及びEITの何れも測定条件を、圧子形状:ビッカース圧子(a=136°)、測定環境:温度20℃・相対湿度60%、最大試験荷重:1mN、荷重速度:1mN/20秒、最大荷重クリープ時間:5秒、除荷速度:1mN/20秒、とした。
まず、得られたフィルム試料の紫外線照射面とは反対面に、厚さ6μmの紫外線硬化型アクリル系ハードコート層を形成した。次に、ハードコート層を形成したフィルム試料を150℃のオーブンに投入し、1時間後に取り出した。次に、取り出したフィルム試料の紫外線照射面(紫外線照射をしていない試料の場合はフィルム面)を顕微鏡(200倍)で観察し、10視野当たり(面積0.5mm2 )に、円相当径で2μmφ以上の析出物が10個以下であった(オリゴマーの析出が全く認められなかった)ものを「○」、上記析出物が20個を超え50個未満であった(オリゴマーの析出がやや認められたが問題なしと考えられる)ものを「△」、上記析出物が50個を超えた(オリゴマーの析出が認められた)ものを「×」として評価した。
まず、上記(2)と同様に、得られたフィルム試料にハードコート層を形成した。次に、ハードコート層を形成したフィルム試料に対し、ヘーズメーター(NDH2000、日本電色社)を用いてヘーズ値「%」(JIS−K7136:2000)を測定した。その後、ヘーズ値測定後のフィルム試料を上記(2)と同様に150℃のオーブンに投入して1時間後に取り出した。次に、取り出したフィルム試料に対して上記同様にヘーズ値を測定した。
(4−1)マンドレル
JIS−K5600−5−1(1999)に準拠した耐屈曲性(円筒形マンドレル法)に基づき、直径が2mmの鉄棒に、フィルム試料を被膜が外側になるように巻き付け、その巻き付けた部分の被膜にクラックを生じるか否かを目視で観察する。その結果、クラックが確認できなかったものを「○」、クラックを確認できたものを「×」として評価した。
(4−2)折り曲げ
フィルム試料を被膜が外側になるように2つに折り曲げ、その折り曲げた部分の被膜にクラックを生じるか否かを目視で観察する。その結果、クラックが確認できなかったものを「○」、クラックを確認できたものを「×」として評価した。
まず、上記(2)と同様に、フィルム試料にハードコート層を形成した。次に、ハードコート層を形成したフィルム試料のハードコート層面に、別途用意したフィルム試料の紫外線照射面を重ね合わせた。次に、両フィルム試料をガラス板で挟み込み、約2kgの重りを載せて50℃の雰囲気下に24時間放置した。次に、重ね合わせ面を目視により観察しニュートンリングの発生状況を確認した後、両者を剥離した。その結果、剥離前はニュートンリングが発生しておらず、剥離時には剥離音を立てずに軽く剥離されるものを「○」、剥離前は一部ニュートンリングが発生しており、剥離時には小さな剥離音を立てながら剥離されるものを「△」、剥離前は全面にニュートンリングが発生しており、剥離時には大きな剥離音を立てて剥離されるものを「×」として評価した。
フィルム試料の紫外線照射面に対し、自動波長走査型エリプソメーター(M−150、日本分光社製)を用い、25℃における633nmでの屈折率を測定した。
まず、上記(2)と同様に、フィルム試料にハードコート層を形成した。次に、ハードコート層を形成したフィルム試料の紫外線照射面を、メチルエチルケトンをしみ込ませた綿布で往復30回擦った。次に、上記(2)と同様にフィルム試料の紫外線照射面を顕微鏡で観察し、オリゴマーの析出が、上記(2)の評価と同程度であったものを「○」、上記(2)の評価よりも悪くなったものを「×」として評価した。なお、各フィルム基材の0pass、1passについては、後述するように、上記(2)の評価が「×」であったため、ここでは評価しなかった。
(8)耐熱耐湿性(オリゴマー析出防止性、顕微鏡)
まず、実験例13〜18で得られたフィルム試料に、上記(2)と同様にしてハードコート層を形成した。
次に、ポリエステルフィルムの一方の面にハードコート層、もう一方の面にアンチブロッキング層を有するハードコートフィルム(KBフィルムGSAB:きもと社)のアンチブロッキング層上に、乾燥厚み約20μmとなるようにアクリル系粘着剤層を設けた。次いで、当該粘着剤層とハードコート層を形成した実験例13〜18のフィルム試料の被膜面とを貼り合わせ、150℃の環境に2時間放置した後、60℃、95%RHの環境(恒温恒湿器)に240時間放置し、取り出した。そして、ハードコートフィルム側から、上記(2)と同様にして顕微鏡で観察し同様の評価を行った。
なお、被膜の上層に、粘着層を有する場合でも、紫外線を2pass以上照射した場合には、高温高湿環境においてもオリゴマーの析出を防止する効果が確認された。
また、紫外線照射源として、高圧水銀灯に代え、無電極ランプA〜Dを用い、上述した実験例1〜18と同条件で紫外線照射を行い、同様の評価を行ったところ、高圧水銀灯を用いた場合と同様の傾向があることが確認できた。
各ランプを用いて発生させた紫外線は以下のとおりであった。ランプA(発光波長域:220〜440nm、ピーク波長:360〜370nm(最大)、250〜270nm、310〜320nm)、ランプB(発光波長域:200〜440nm、ピーク波長:360〜370nm(最大)、250〜260nm、310〜320nm)、ランプC(発光波長域:250〜450nm、ピーク波長:350〜390nm(最大)、390〜450nm)、ランプD(発光波長域:250〜450nm、ピーク波長:360〜370nm(最大)、400〜410nm(最大))。
まず、実験例4(紫外線3pass照射)で得られたフィルム試料の紫外線照射面とは反対面に、厚さ6μmの紫外線硬化型アクリル系ハードコート層を形成した。次に、ハードコート層の上に、波長550nmの付近で最小反射率となるように厚さ約0.1μmの反射防止層(屈折率:1.36)を形成した。次に、フィルム試料の紫外線照射面に、厚み約20nmのITO膜をスパッタリング法で形成した。
Claims (11)
- フィルム基材の少なくとも一部が改質されてなる被膜を持ち、光学部品のベースフィルムに使用されるシートを製造する方法であって、
前記フィルム基材に、高圧水銀灯または無電極ランプにより発生させた、350〜450nmの波長域にピーク出力特性を持つ紫外線を複数回に分け、かつ12秒以上120秒以下の積算時間で照射し、前記被膜を形成させることを特徴とするシートの製造方法。 - 請求項1記載のシートの製造方法において、一度の照射に、6秒の照射で露光量が960mJ/cm2となる紫外線を用いることを特徴とするシートの製造方法。
- 請求項1又は2記載のシートの製造方法において、前記紫外線を9600mJ/cm2以上30000mJ/cm2以下の積算露光量となるように照射することを特徴とするシートの製造方法。
- 請求項1記載のシートの製造方法において、前記紫外線は、さらに250〜320nmにピーク出力特性を持つことを特徴とするシートの製造方法。
- 光学部品のベースフィルムに使用されるシートを形成する、フィルム基材表面への、該フィルム基材を構成するポリマーの三量体を主成分とするオリゴマーの析出を防止する方法であって、
前記フィルム基材に、高圧水銀灯または無電極ランプにより発生させた、350〜450nmの波長域にピーク出力特性を持つ紫外線を複数回に分け、かつ12秒以上120秒以下の積算時間で照射し、前記フィルム基材の少なくとも一部を改質させ、被膜を形成させることにより行うことを特徴とするオリゴマーの析出防止方法。 - フィルム基材の少なくとも一部が改質されてなる被膜を持ち、光学部品のベースフィルムに使用されるシートであって、前記被膜は、下記(1)〜(3)の条件を満足することを特徴とするシート。
(1)最大試験荷重が1mNの条件での測定値であるマルテンス硬さが200N/mm 2 以上、
(2)最大試験荷重が1mNの条件での測定値である押し込み弾性率が4300MPa以下、
(3)厚みが0.1〜1.5μm。 - 請求項6記載のシートにおいて、前記被膜は、JIS−K5600−5−1(1999)に準拠した円筒形マンドレル法で測定した耐屈曲試験の値が2mm以下であり、かつ、シートの任意箇所を被膜が外側になるように2つに折り曲げたときに、その折り曲げた部分にクラックを生じない柔軟性を備えていることを特徴とするシート。
- 請求項6又は7記載のシートの表面に機能層を有する積層体。
- 請求項8記載の積層体において、前記機能層が、前記シートの前記被膜側に積層された粘着層を含むことを特徴とする積層体。
- 請求項8記載の積層体において、前記機能層が、前記シートの前記被膜とは反対側に積層されたハードコート層を含むことを特徴とする積層体。
- 第1の透明導電膜が第1の透明基板に形成された第1の電極基板と、
第2の透明導電膜が前記第1の透明導電膜と所定の間隙を空けて対向するように第2の透明基板に形成された第2の電極基板とを、有するタッチパネルであって、前記第1の透明基板及び前記第2の透明基板のうち何れか一方の可動側電極基板が、請求項10記載の積層体を含むことを特徴とするタッチパネル。
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