JP6992063B2 - 表面保護フィルム - Google Patents
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Description
このような表面保護フィルムとして、例えば、本出願人らは、特許文献1として、ポリエーテルポリオールと脂肪族イソシアネートとアルコール系硬化剤と非アミン系触媒の硬化物である熱硬化性ポリウレタンからなる保護層、透明基材フィルム、粘着剤層の三層がこの順に積層されている表面保護フィルムを、特許文献2として、ポリカーボネート系ポリウレタンからなる保護層、透明基材フィルム、粘着剤層の三層がこの順に積層されている表面保護フィルムを提案している。
ディスプレイが発するブルーライトをカットする方法として、ディスプレイ表面にブルーライトカットフィルムを貼り合わせる方法が提案されている。ブルーライトカットフィルムは、青色光を吸収する黄色系の色素や青色光を吸収してより長波長の光を発する蛍光増白剤を含む樹脂組成物を、塗布、硬化させてなるブルーライトカット層により、ブルーライトをカットするものである(特許文献3、4参照)。
1.少なくとも、ポリウレタンからなる保護層、透明基材フィルム、ブルーライトカット層、粘着剤層の四層が、この順に積層されていることを特徴とする表面保護フィルム。
2.前記ポリウレタンが、ポリカーボネート系ポリウレタンであることを特徴とする1.に記載の表面保護フィルム。
3.前記ポリウレタンが、ポリカーボネート系ポリオールとイソシアネートとアルコール系硬化剤を含む材料組成物の硬化物であることを特徴とする1.または2.に記載の表面保護フィルム。
4.前記保護層の、ポリアセタール樹脂(POM)からなり先端形状が直径1.4mmの半球状であるタッチペンに対する動摩擦係数が、0.10以上0.26以下であることを特徴とする1.~3.のいずれかに記載の表面保護フィルム。
5.前記ポリウレタンが、シリコン系添加剤を含むことを特徴とする1.~4.のいずれかに記載の表面保護フィルム。
6.前記保護層の厚さが50μm以上300μm以下であることを特徴とする1.~5.のいずれかに記載の表面保護フィルム。
7.1.~6.のいずれかに記載の表面保護フィルムの前記保護層側表面に離型フィルム、前記粘着剤層側表面に剥離フィルムが積層されていることを特徴とする表面保護フィルム積層体。
8.少なくとも、ポリウレタンからなる保護層、透明基材フィルム、ブルーライトカット層、粘着剤層の四層が、この順に積層されていることを特徴とする表面保護フィルムの製造方法であって、
材料組成物を、離間して配置された一対のロールにより送り出される第一および第二の間隙維持部材の間隙に流し込み、
前記材料組成物を、前記第一および第二の間隙維持部材の間に保持された状態で熱硬化して前記保護層とし、
前記第一および第二の間隙維持部材の一方を、少なくとも前記透明基材フィルムとすることを特徴とする表面保護フィルムの製造方法。
9.透明基材フィルムとなる前記第一および第二の間隙維持部材の一方が、ブルーライトカット層を有することを特徴とする8.に記載の表面保護フィルムの製造方法。
10.前記ポリウレタンが、ポリカーボネート系ポリウレタンであることを特徴とする8.または9.に記載の表面保護フィルムの製造方法。
11.前記材料組成物が、シリコン系添加剤を含むことを特徴とする請求項8~10のいずれかに記載の表面保護フィルムの製造方法。
本発明の表面保護フィルムは、保護層が50μm以上300μm以下の厚みを有するにも関わらず、表面保護フィルムとして使用可能な光学特性を有する。また、50μm以上300μm以下の厚みを有することにより、タッチペンの書き味、滑り性が非常に良好であり、自己修復性に優れる。さらに、本発明の表面保護フィルムは、シリコン系添加剤を含有することにより、滑り性が良好となり、タッチペンや指等によるタッチパネル操作を非常に快適に行うことができる。
本発明の製造方法により、表面保護フィルムを連続的に製造することができる。さらに、湿式塗布法では製造が困難な50μm以上300μm以下の厚みを有する保護層を、光学特性を低下させることなく製造することができる。また、転写法により、保護層の表面に凹凸を容易に形成することができる。
2 透明基材フィルム
3 ブルーライトカット層
4 粘着剤層
5 離型フィルム
6 剥離フィルム
10 表面保護フィルム
20 透明基板
30 表面保護フィルム積層体
40 シート状物
40a 材料組成物
41 注型機
41a ヘッド部
42a 第一の間隙維持部材
42b 第二の間隙維持部材
43a 搬送ロール
43b 搬送ロール
44 搬送ロール
45 補助ロール
46 加熱装置
47 コンベアベルト
一実施態様である表面保護フィルム10は、ポリウレタンからなる保護層1、透明基材フィルム2、ブルーライトカット層3、粘着剤層4の四層がこの順に積層されてなる。また、一実施態様である表面保護フィルム10は、透明基板20上に粘着剤層4を介して貼り合わせられる。
このように、本発明の表面保護フィルムは、透明基板表面に貼り付けられることにより、透明基板の傷付き、ひび割れ、汚れ等を防止するものである。
保護層は、ポリウレタンからなる。ポリウレタンは、少なくともポリオールとイソシアネートとを含有する材料組成物を反応させて得られる。なお、本発明で使用するポリウレタンは、下記で詳述する製造方法からも明らかなように、熱硬化性である。
ポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール類、あるいは、ビスフェノールA、グリセリンのエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシド付加物類のポリエーテル系ポリオール;アジピン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、マレイン酸、フマール酸等の2塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン等のグリコール類との重合反応により得られるポリエステル系ポリオール;ポリカプロラクトン系ポリオール;ポリカーボネート系ポリオール等を挙げることができる。
これらの中で、ポリカーボネート系ポリオールが、得られるポリウレタンが耐膨潤性に優れ、ゴム製品等の接触により可塑剤が移行して膨潤することを防ぐことができるため好ましい。
イソシアネートとしては、分子中にイソシアネート基を2個以上有するものを特に制限することなく用いることができる。例えば、トリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネ-ト、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、カルボジイミド化ジフェニルメタンポリイソシアネート、粗製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、1,5-ナフタレンジイソシアネート、テトラメチル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、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリ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、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等を用いることができる。これらの中から、2種類以上を併用してもよい。
本発明の保護層を形成するポリウレタンは、硬化剤としてアルコール系硬化剤を使用する。アルコール系硬化剤は、アミン系硬化剤と比較して人体、環境への悪影響が小さい。
本発明の保護層を形成するポリウレタンは、非アミン系触媒の存在下で熱硬化させることが好ましい。非アミン系触媒を使用することにより、非着色性、透明性、耐候性に優れたポリウレタンを得ることができる。それに対し、アミン系触媒で熱硬化させたポリウレタンは、出射光が黄色くなり、また、経時で外観が着色してしまう場合がある。
非アミン系触媒としては、例えば、ジラウリル酸ジ-n-ブチル錫、ジラウリル酸ジメチル錫、ジブチル錫オキシド、オクタン錫等の有機錫化合物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、カルボン酸錫塩、カルボン酸ビスマス塩等が挙げられる。これらの中で、有機錫化合物が、反応速度を調節しやすいため好ましい。
本発明の表面保護フィルムにおいて、保護層を形成するポリウレタンは、シリコン系添加剤を含有することが好ましい。保護層がシリコン系添加剤を含有することにより、滑り性が向上し、タッチペンや指等によるタッチパネル操作を快適に行うことができる。シリコン系添加剤の添加量の下限は、上記したa.~c.の総量に対して、0.05重量%以上であることが好ましく、0.1重量%以上であることがより好ましく、0.3重量%以上であることがさらに好ましい。また、シリコン系添加剤の添加量の上限は、上記したa.~c.の総量に対して、1.0重量%以下であることが好ましく、0.9重量%以下であることがより好ましく、0.7重量%以下であることがさらに好ましい。シリコン系添加剤の添加量が0.05重量%未満では、滑り性の向上が十分でない場合があり、1.0重量%より多いと逆に滑り性が良くなりすぎて、タッチペンのペン先が滑り、筆記性に劣る場合がある。但し、上記の数値範囲外であっても、本発明の主旨を逸脱しなければ、これを除外するものではない。
プレポリマー法では、ポリオールと化学量論的に過剰量のイソシアネートとを反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを予め調製しておき、ここに所定量のアルコール系硬化剤、任意の添加剤、触媒を混合して、プレポリマーを硬化させることによりポリウレタンの成形体を作製することができる。
擬プレポリマー法では、ポリオールの一部を予めアルコール系硬化剤に混合しておき、残りのポリオールとイソシアネートによりプレポリマーの調製を行い、ここに予め混合しておいたポリオールとアルコール系硬化剤、任意の添加剤、触媒との混合物を混合して硬化させることによりポリウレタンの成形体を作製することができる。
透明基材フィルムは、保護層を保持するものである。透明基材フィルムを構成する材料は、透明性、可撓性、機械的強度に優れるものであれば特に制限することなく用いることができ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、環状オレフィン系樹脂(COP)、ポリイミド(PI)などを好適に用いることができる。
ブルーライトカット層は、目に悪影響を及ぼすおそれのあるブルーライトをカットする層であり、具体的には、波長450nmの光の透過率(以下、ブルーライト透過率という)が75%以下である層を意味する。本発明のブルーライトカット層は、ブルーライト透過率が75%以下であれば特に限定されないが、ディスプレイに映し出される画像の色味の変化が少ないものが好ましく、具体的にはJIS K7373に規定する黄色度(YI)が15.0以下であることが好ましく、10.0以下であることがより好ましく、5.0以下であることがさらに好ましい。
粘着剤層は、ディスプレイ表面の透明基板に、表面保護フィルムを貼り合わせるためのものである。粘着剤の種類は特に限定されず、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂等からなる粘着剤を用いることができる。これらの中で、アクリル系樹脂からなる粘着剤は、防汚処理、低反射処理等の表面処理がなされた透明基板であっても貼り付けることができる。また、シリコン系樹脂からなる粘着剤は、Wetting性に優れ、透明基板への貼り付け時に気泡が生じにくく、再剥離性がよく剥離時に糊残りしにくい。粘着剤層の厚みは、通常5μm以上60μm以下の範囲内であるが、要求仕様に合わせて適宜調節することができる。
一実施態様である表面保護フィルム10は、ポリウレタンからなる保護層1、透明基材フィルム2、ブルーライトカット層3、粘着剤層4の四層がこの順に積層されてなる。本発明の表面保護フィルムは、少なくとも上記した四層がこの順に積層されていればよく、例えば、各層の間に密着性を高めるための中間層を備えることもできる。
本発明の表面保護フィルムは、ポリウレタンからなる保護層とブルーライトカット層との間に少なくとも透明基材フィルムが存在し、ポリウレタンからなる保護層とブルーライトカット層とが接していない。ブルーライトカット層上にポリウレタンからなる保護層を直接成形すると、保護層中に微細気泡が発生する。これは、ブルーライトカット層中に含まれる水分が、ポリウレタンの熱硬化前の材料組成物中に移行し、この水分とイソシアネートとが反応して二酸化炭素ガスが発生するためである。なお、水分の移行を防ぐために、撥水性を有するブルーライトカット層上に直接ポリウレタンからなる保護層を成形すると、ブルーライトカット層と保護層との密着性が悪く、層間で剥離が生じる場合がある。
保護層は、少なくともポリオール、イソシアネート(または、これらからなるウレタンプレポリマー)、アルコール系硬化剤、触媒を含有する材料組成物を、離間して配置された一対のロールにより送り出される第一、および第二の間隙維持部材の間隙に流し込み、材料組成物が二つの間隙維持部材の間に保持された状態で加熱装置に導入し、材料組成物を熱硬化してポリウレタンとすることにより製造することができる。
材料組成物40aを、注型機41を用いて、離間して配置された一対の搬送ロール43a、43bにより送り出される第一、および第二の間隙維持部材42a、42bの間隙に流し込む。第一、および第二の間隙維持部材42a、42bは、その間に材料組成物40aを保持した状態で加熱装置46内に導かれる。材料組成物40aは、第一、および第二の間隙維持部材42a、42bの間に保持された状態で熱硬化して、ポリウレタンのシート状物40となる。
なお、図4において、44は第一、および第二の間隙維持部材42a、42bを送り出すための搬送ロール、45は補助ロール、47は材料組成物40aを間に保持した第一、および第二の間隙維持部材42a、42bを加熱装置46内で搬送するためのコンベアベルトである。
加熱装置46からは、第一の間隙維持部材42a、ポリウレタンのシート状物40、第二の間隙維持部材42bからなる長尺状積層体が搬出される。そして、この長尺状積層体のシート状物40が、本発明の表面保護フィルムにおける保護層となる。
上記製造方法において、第一の間隙維持部材42a、第二の間隙維持部材42bの一方を本発明の表面保護フィルムにおける透明基材フィルムとすることができる。また、第一の間隙維持部材42a、第二の間隙維持部材42bの他方を離型フィルムとすることができる。以下、第一の間隙維持部材42aが透明基材フィルム、第二の間隙維持部材42bが離型フィルムとなる場合を例として説明する。
この長尺状積層体の第一の間隙維持部材42a側表面に塗布等によりブルーライトカット層と粘着剤層とを形成し、この粘着剤層上に剥離フィルムを貼り合わせることにより、長尺状の本発明の表面保護フィルム積層体を得ることができる。また、透明基材フィルム/ブルーライトカット層がこの順に積層されてなる積層体、または透明基材フィルム/ブルーライトカット層/粘着剤層/剥離フィルムがこの順に積層されてなる積層体を、第一の間隙維持部材42aとして用いることもできる。さらに、第二の間隙維持部材42bとして凹凸を有するフィルムを用い、凹凸を有する面で材料組成物40aを保持することにより、シート状物40の最表面に凹凸を転写し、得られる保護層に防眩性を付与することができる。
「実施例1」
分子量2000、水酸基価55であるポリ(1,6-ヘキサンカーボネート)ジオール(東ソー株式会社製、商品名:980R)を59.4g、イソホロンジイソシアネートを31.1g、1,4-ブタンジオール/トリメチロールプロパン=60/40の重量比からなるアルコール系硬化剤を9.5g、有機錫化合物を150ppm、シリコン系添加剤(信越化学工業株式会社製、商品名:KF615A)を0.7g添加し、撹拌・混合を行い、材料組成物(α比:0.95)とした。
剥離フィルム、粘着剤層、ブルーライトカット層、PET基材がこの順で積層された市販のブルーライトカットフィルム(ニッパ株式会社製)を第一の間隙維持部材とし、シリコン処理した厚み125μmのPETフィルム(離型フィルムに相当する)を第二の間隙維持部材として、上記成形方法によりPET基材上に厚み150μmの保護層を有する表面保護フィルム積層体を製造した。
剥離フィルム、粘着剤層、PET基材、ブルーライトカット層がこの順で積層された市販のブルーライトカットフィルム(ニッパ株式会社製)を第一の間隙維持部材とした以外は、上記実施例1と同様にして、ブルーライトカット層上に厚み150μmの保護層を有する表面保護フィルム積層体を製造した。
「比較例2」
剥離フィルム、粘着剤層、PET基材、撥水性を有するブルーライトカット層がこの順で積層された市販のブルーライトカットフィルム(ニッパ株式会社製)を第一の間隙維持部材とした以外は、上記実施例1と同様にして、撥水性を有するブルーライトカット層上に厚み150μmの保護層を有する表面保護フィルム積層体を製造した。
外観
○:全体が均一で、光学フィルムとして使用できる。
×:気泡、ムラ、白濁等により光学フィルムとして使用できない。
ヘイズ、全光線透過率
作成した表面保護フィルム積層体から5cm角のサンプルを裁断し、離型フィルム、剥離フィルムを剥がし、保護層側の表面が光源側にくるようにサンプルをセットし、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、装置名:NDH7000(CU-II仕様))を用いて測定した。
作成した表面保護フィルム積層体から、10cm角のサンプルを裁断し、離型フィルム、剥離フィルムを剥がし、露出した粘着剤層を試験台に貼り付けた。ポリウレタンからなる保護層表面にシリコンスプレー(株式会社イチネンケミカルズ製 シリコーンスプレー400、成分:ジメチルシリコーンオイル)を少量噴霧後、保護層に相手材を接触させ、下記条件で10,000回転させ、試験後のフィルム積層体を目視で下記基準で評価した。
相手材 :POM(先端形状 直径1.4mmの半球状、株式会
社ワコム製)
荷重 :500g
回転数 :20rpm
回転中心からの距離:3cm
○:外観の変化が見られない。
×:傷、変色、層間の剥離等が見られる。
比較例2の表面保護フィルムは、均一な外観を有していた。しかし、回転筆記試験の結果、ブルーライトカット層と保護層との間で剥離が生じた。これは、比較例2で使用したブルーライトカット層は撥水性を有するが、この撥水性がフッ素系材料に由来するものであるため、ブルーライトカット層の表面エネルギーが低く、ポリウレタンからなる保護層との密着性が低いためである。
それに対し、本発明である実施例1の表面保護フィルムは、均一な外観を有し、また、耐久性にも優れていた。
保護層の厚み、シリコン系添加剤の量、α比を、下記表2に示す値に変更した以外は、実施例1と同様にして表面保護フィルム積層体を製造した。なお、いずれの表面保護フィルム積層体も、保護層中に微細気泡は生じていなかった。
表面性測定器(新東科学株式会社製、装置名:TYPE14)
荷重 :200g
速度 :10mm/sec
相手材:POM(先端形状 直径1.4mmの半球状、株式会社ワコム製
)
角度 :60度
温度 :23±3℃
湿度 :35±10%
動摩擦係数:10cm移動時の平均値
Claims (11)
- 少なくとも、ポリウレタンからなる保護層、透明基材フィルム、ブルーライトカット層、粘着剤層の四層が、この順に積層されていることを特徴とする表面保護フィルム。
- 前記ポリウレタンが、ポリカーボネート系ポリウレタンであることを特徴とする請求項1に記載の表面保護フィルム。
- 前記ポリウレタンが、ポリカーボネート系ポリオールとイソシアネートとアルコール系硬化剤を含む材料組成物の硬化物であることを特徴とする請求項1または2に記載の表面保護フィルム。
- 前記保護層の、ポリアセタール樹脂(POM)からなり先端形状が直径1.4mmの半球状であるタッチペンに対する動摩擦係数が、0.10以上0.26以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の表面保護フィルム。
- 前記ポリウレタンが、シリコン系添加剤を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の表面保護フィルム。
- 前記保護層の厚さが50μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の表面保護フィルム。
- 請求項1~6のいずれかに記載の表面保護フィルムの前記保護層側表面に離型フィルム、前記粘着剤層側表面に剥離フィルムが積層されていることを特徴とする表面保護フィルム積層体。
- 少なくとも、ポリウレタンからなる保護層、透明基材フィルム、ブルーライトカット層、粘着剤層の四層が、この順に積層されていることを特徴とする表面保護フィルムの製造方法であって、
材料組成物を、離間して配置された一対のロールにより送り出される第一および第二の間隙維持部材の間隙に流し込み、
前記材料組成物を、前記第一および第二の間隙維持部材の間に保持された状態で熱硬化して前記保護層とし、
前記第一および第二の間隙維持部材の一方を、少なくとも前記透明基材フィルムとすることを特徴とする表面保護フィルムの製造方法。 - 透明基材フィルムとなる前記第一および第二の間隙維持部材の一方が、ブルーライトカット層を有することを特徴とする請求項8に記載の表面保護フィルムの製造方法。
- 前記ポリウレタンが、ポリカーボネート系ポリウレタンであることを特徴とする請求項8または9に記載の表面保護フィルムの製造方法。
- 前記材料組成物が、シリコン系添加剤を含むことを特徴とする請求項8~10のいずれかに記載の表面保護フィルムの製造方法。
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