WO2023120157A1 - 防汚層付き光学フィルムおよびその製造方法 - Google Patents
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Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
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- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
Definitions
- the present invention relates to an optical film with an antifouling layer and a method for producing the same.
- an optical film with an antifouling layer is attached to the outer surface of a display such as a touch panel display on the image display side.
- An optical film with an antifouling layer includes a transparent substrate film and an antifouling layer disposed on the outermost surface on one side of the transparent substrate film.
- the antifouling layer suppresses adhesion of contaminants such as oil from hands to the outer surface of the display, and facilitates removal of the adhering contaminants.
- An optical film with an antifouling layer is manufactured, for example, by a roll-to-roll method from the viewpoint of manufacturing efficiency.
- the antifouling layer forming step in the roll-to-roll method for example, while running a long transparent base film as a work film along the pass line in the same process, the base material is removed at a predetermined location in the pass line.
- An antifouling layer is formed on one side in the thickness direction of the film.
- the antifouling layer is formed from a highly water-repellent material by, for example, a wet coating method or a dry coating method.
- the optical film with an antifouling layer (having an antifouling layer on its surface) is wound up by a take-up roller.
- the antifouling layer on the outermost surface on one side of the transparent substrate film is in contact with the other side (back surface) of the same film.
- a load is applied in the film thickness direction (roll radial direction).
- the present inventors have obtained the following findings regarding the optical film with an antifouling layer produced as described above.
- the antifouling layer material is easily transferred from the antifouling layer to the back surface of the transparent substrate film. This problem is particularly likely to occur when the antifouling layer is formed by a dry coating method. In addition, the above problem is more likely to occur as the antifouling layer formed is thicker.
- the present invention provides a method for producing an optical film with an antifouling layer, which is suitable for producing an optical film with an antifouling layer by a roll-to-roll method while suppressing adhesion of an antifouling layer material to the back surface of a transparent substrate film. and an optical film with an antifouling layer.
- the present invention [1] includes an antifouling layer forming step of forming an antifouling layer on one side in the thickness direction of the transparent base film while transporting the transparent base film by a roll-to-roll method, It includes a method for producing an optical film with an antifouling layer, wherein the surface free energy of the other side in the thickness direction of the transparent substrate film is 45 mN/m or less.
- the present invention [2] includes the method for producing an optical film with an antifouling layer according to [1] above, wherein the surface free energy is 20 mN/m or more.
- the present invention [3] includes the method for producing an optical film with an antifouling layer according to [1] or [2] above, wherein in the antifouling layer forming step, the antifouling layer is formed by a dry coating method.
- the present invention [4] includes the method for producing an optical film with an antifouling layer according to any one of [1] to [3] above, wherein the antifouling layer has a thickness of 6 nm or more.
- the present invention [5] comprises a transparent base film and an antifouling layer disposed on one side in the thickness direction of the transparent base film, wherein the other side in the thickness direction of the transparent base film has a free surface.
- An optical film with an antifouling layer having an energy of 45 mN/m or less is included.
- the present invention [6] includes the optical film with an antifouling layer according to [5] above, wherein the surface free energy is 20 mN/m or more.
- the present invention [7] includes the optical film with an antifouling layer according to [5] or [6] above, wherein the antifouling layer is a dry coating film.
- the present invention [8] includes the optical film with an antifouling layer according to any one of [5] to [7] above, wherein the antifouling layer has a thickness of 6 nm or more.
- the surface free energy of the other side (back side) in the thickness direction of the transparent substrate film is 45 mN/m or less. Therefore, this production method is suitable for producing an optical film with an antifouling layer by a roll-to-roll method while suppressing adhesion of the antifouling layer material to the back surface of the transparent base film.
- the optical film with an antifouling layer of the present invention comprises a transparent substrate film having a back surface with a surface free energy of 45 mN/m or less. Such an optical film with an antifouling layer is suitable for roll-to-roll production while suppressing adhesion of the antifouling layer material to the back surface of the transparent base film.
- FIG. 1A shows a step of preparing a transparent substrate film
- FIG. 1B shows a step of forming a hard coat layer
- FIG. 1C shows an example of a transfer suppression treatment step.
- 2A shows the step of forming the adhesion layer
- FIG. 2B shows the step of forming the antireflection layer
- FIG. 2C shows the step of forming the antifouling layer.
- FIG. 1A is a preparation step (FIG. 1A), a hard coat layer forming step (FIG. 1B), a transfer suppression treatment step (FIG. 1C), and an adhesion layer forming step ( 2A), an antireflection layer forming step (FIG. 2B), and an antifouling layer forming step (FIG. 2C).
- a preparation step FIG. 1A
- a hard coat layer forming step FIG. 1B
- FIG. 1C is a transfer suppression treatment step
- FIG. 1C an adhesion layer forming step
- 2A an antireflection layer forming step
- FIG. 2C antifouling layer forming step
- a resin film 11 is prepared as shown in FIG. 1A.
- the resin film 11 has a long shape so that this manufacturing method can be carried out by a roll-to-roll system. Also, the resin film 11 has a first surface 11a and a second surface 11b opposite to the first surface 11a.
- the resin film 11 is a flexible transparent resin film.
- materials for the resin film 11 include polyester resin, polyolefin resin, polystyrene resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, polyamide resin, polyimide resin, cellulose resin, norbornene resin, polyarylate resin, and A polyvinyl alcohol resin is mentioned.
- Polyester resins include, for example, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate.
- Polyolefin resins include, for example, polyethylene, polypropylene, and cycloolefin polymers (COP).
- Cellulose resins include, for example, triacetyl cellulose (TAC).
- the material for the resin film 11 one selected from the group consisting of polyester resin, polyolefin resin, and cellulose resin is used from the viewpoint of transparency and strength, and more preferably the group consisting of PET, COP, and TAC. A more selected one is used.
- the first surface 11a of the resin film 11 (the surface on which the hard coat layer 12 described below is laminated) may be subjected to a surface modification treatment.
- Surface modification treatments include, for example, corona treatment, plasma treatment, ozone treatment, primer treatment, glow treatment, and coupling agent treatment.
- the thickness of the resin film 11 is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, and even more preferably 20 ⁇ m or more.
- the thickness of the resin film 11 is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, from the viewpoint of handleability.
- the total light transmittance (JIS K 7375-2008) of the resin film 11 is preferably 80% or higher, more preferably 90% or higher, still more preferably 95% or higher. Such a configuration is preferable for ensuring the transparency required for the optical film F when the manufactured optical film (optical film F described later) is provided on the surface of a display such as a touch panel display.
- the total light transmittance of the resin film 11 is, for example, 100% or less.
- a hard coat layer 12 is formed on the resin film 11 as shown in FIG. 1B.
- the transparent substrate film 10 including the resin film 11 and the hard coat layer 12 is obtained.
- the hard coat layer 12 forms one surface (surface 10a) in the thickness direction D of the transparent base film 10 .
- the hard coat layer 12 is a layer for making it difficult for scratches to form on the exposed surface of the optical film F (the upper surface in the figure for the optical film F shown in FIG. 2C).
- a hard-coat layer formation process is implemented by a roll-to-roll system in this embodiment.
- the hard coat layer 12 can be formed, for example, by applying a curable resin composition (varnish) on the first surface 11a of the resin film 11 to form a coating film, and then drying and curing the coating film.
- a curable resin composition contains a curable resin and a solvent.
- the hard coat layer 12 is a cured product of a curable resin composition (specifically, a curable resin).
- curable resins examples include polyester resins, acrylic resins, urethane resins, acrylic urethane resins, amide resins, silicone resins, epoxy resins, and melamine resins. These curable resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination. From the viewpoint of ensuring high hardness of the hard coat layer 12, acrylic urethane resin is preferably used as the curable resin.
- curable resins include ultraviolet curable resins and thermosetting resins.
- the coating film is cured by ultraviolet irradiation.
- the curable resin composition contains a thermosetting resin, the coating film is cured by heating.
- an ultraviolet curable resin is preferably used from the viewpoint of improving the production efficiency of the optical film F because it can be cured without heating to a high temperature.
- the UV-curable resin includes at least one selected from the group consisting of UV-curable monomers, UV-curable oligomers, and UV-curable polymers. Specific examples of the composition containing an ultraviolet curable resin include the composition for forming a hard coat layer described in JP-A-2016-179686.
- Solvents contained in the curable resin composition include, for example, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, benzene, toluene, xylene, methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether. Acetate, dichloromethane, and chloroform are included.
- the curable resin composition may contain fine particles.
- the addition of fine particles to the curable resin composition is useful for adjusting the hardness, adjusting the surface roughness, adjusting the refractive index, and imparting antiglare properties of the hard coat layer 12 .
- Microparticles include, for example, metal oxide particles, glass particles, and organic particles.
- Materials for metal oxide particles include, for example, silica, alumina, titania, zirconia, calcium oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, and antimony oxide.
- Materials for the organic particles include, for example, polymethylmethacrylate, polystyrene, polyurethane, acrylic-styrene copolymers, benzoguanamine, melamine, and polycarbonate.
- the thickness of the hard coat layer 12 is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more, and even more preferably 5 ⁇ m, from the viewpoint of ensuring the hardness of the surface 23a of the antifouling layer 23 described later by ensuring the hardness of the hard coat layer 12. That's it. From the viewpoint of ensuring the flexibility of the optical film F, the thickness of the hard coat layer 12 is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, still more preferably 35 ⁇ m or less, and particularly preferably 30 ⁇ m or less.
- a surface 12a (the surface on which the adhesion layer 21 described later is laminated) as one surface in the thickness direction D of the hard coat layer 12 is subjected to a surface modification treatment as necessary.
- Surface modification treatments include, for example, plasma treatment, corona treatment, ozone treatment, primer treatment, glow treatment, and coupling agent treatment.
- the surface 12a is preferably plasma-treated.
- argon gas for example, is used as an inert gas.
- the discharge power in the plasma treatment is, for example, 10 W or more and, for example, 10000 W or less.
- the second surface 11b of the resin film 11, which is the other surface (back surface 10b) in the thickness direction D of the transparent substrate film 10, is subjected to transfer suppression treatment.
- the transfer suppressing treatment include attaching a lubricant to the back surface 10b and forming a resin layer (transfer suppressing layer) containing the lubricant.
- Lubricants include, for example, wax esters, natural waxes containing the wax esters, silicone-based lubricants, and fluorine-based lubricants.
- Wax esters are, for example, esters of higher fatty acids and higher alcohols.
- Wax esters include, for example, myricyl cerotate, myricyl palmitate, cetyl palmitate, and stearyl stearate.
- Natural waxes containing wax esters include, for example, vegetable waxes and animal waxes. Vegetable waxes include, for example, carnauba wax (containing myricyl cerotinate as a main component) and palm wax.
- Animal waxes include, for example, beeswax and spermaceti.
- silicone-based lubricants include dimethylpolysiloxane and modified products thereof, carboxyl-modified silicone, ⁇ -methylstyrene-modified silicone, ⁇ -olefin-modified silicone, polyether-modified silicone, epoxy-modified silicone, amino-modified silicone, amide-modified silicone, and alcohol-modified silicones;
- the transparent substrate film 10 includes a resin film 11, a hard coat layer 12 on the first surface 11a, and a transfer suppressing layer 13 on the second surface 11b.
- the transfer suppressing layer 13 forms the other surface (back surface 10b) in the thickness direction D of the transparent substrate film 10 .
- the transfer suppressing layer 13 can be formed, for example, by applying a curable resin composition (varnish) on the second surface 11b of the resin film 11 to form a coating film, and then drying and curing the coating film.
- the curable resin composition for forming the transfer suppressing layer 13 contains, for example, a curable resin, the lubricant described above, and a solvent, and if necessary, further contains other components such as an antistatic agent. .
- the transfer suppressing layer 13 is a cured product of such a curable resin composition.
- the curable resin and solvent include, for example, the curable resins and solvents described above for the hard coat layer 12 .
- the content of the lubricant in the transfer suppressing layer 13 is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass. Above, more preferably 10% by mass or more, preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less.
- the lubricant in the transfer suppressing layer 13 wax esters and natural waxes containing the wax esters are preferable because they are less likely to whiten even under hot and humid conditions. It is important for films that require optical transparency that components in the transfer inhibiting layer 13 are resistant to whitening.
- the transfer suppressing layer 13 preferably contains an antistatic agent. Containing an antistatic agent in the transfer suppressing layer 13 is preferable for imparting antistatic properties to the optical film F and suppressing adhesion of foreign matter to the optical film F.
- Antistatic agents include, for example, organic antistatic agents and inorganic antistatic agents.
- Organic antistatic agents include, for example, cationic antistatic agents (having cationic functional groups such as quaternary ammonium salts, pyridinium salts, primary amino groups, secondary amino groups, and tertiary amino groups), and anionic antistatic agents.
- Antistatic agents having anionic functional groups such as sulfonates, sulfates, phosphonates, and phosphates), zwitterionic antistatic agents (alkylbetaine and its derivatives, imidazoline and its derivatives, alanine and its derivatives, etc.), nonionic antistatic agents (aminoalcohol and its derivatives, glycerin and its derivatives, polyethylene glycol and its derivatives, etc.), and conductive polymers.
- Conductive polymers include, for example, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polyethyleneimine, and allylamine.
- inorganic antistatic agents include tin oxide, antimony oxide, indium oxide, cadmium oxide, titanium oxide, zinc oxide, indium, tin, antimony, gold, silver, copper, aluminum, nickel, chromium, titanium, iron, cobalt , copper iodide, indium-tin composite oxide (ITO), and antimony-tin composite oxide (ATO).
- the content of the antistatic agent in the transfer suppressing layer 13 is preferably 0.03% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and still more preferably 0.1% by mass, from the viewpoint of ensuring good antistatic properties. % or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.
- the thickness of the transfer suppressing layer 13 is preferably 1 nm or more, more preferably 3 nm or more, and still more preferably 5 nm or more from the viewpoint of appropriately controlling the surface free energy of the back surface 10b of the transparent substrate film 10 within the range described later. be.
- the thickness of the transfer suppressing layer 13 is preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less, and even more preferably 100 nm or less, from the viewpoints of ensuring good appearance of the optical film F and suppressing manufacturing costs.
- the surface free energy of the back surface 10b of the transparent substrate film 10 is 45 mN/m or less, preferably 43 mN/m or less, more preferably 40 mN/m or less. Surface free energy is measured by the method described below with respect to the examples. The lower the surface free energy of the back surface 10b, the lower the affinity between the back surface 10b and an antifouling layer material such as an organic fluorine compound having a fluorinated alkyl group at its end.
- the surface free energy of the back surface 10b of the transparent base film 10 is, for example, 15 mN/m or more from the viewpoint of properly transporting the transparent base film 10 (work film) in the roll-to-roll manufacturing process.
- It is preferably 20 mN/m or more, more preferably 25 mN/m or more, and still more preferably 30 mN/m or more.
- ⁇ d is the dispersive component of the surface free energy
- ⁇ p is the polar component of the surface free energy
- ⁇ h is the hydrogen bonding component of the surface free energy.
- the method for obtaining the surface free energy is as described later with regard to Examples.
- the adhesion layer 21 is a layer for ensuring adhesion of the inorganic oxide layer (antireflection layer 22 described later in this embodiment) to the organic layer (hard coat layer 12 in this embodiment).
- materials for the adhesion layer 21 include metals such as silicon, nickel, chromium, aluminum, tin, gold, silver, platinum, zinc, titanium, tungsten, zirconium, and palladium, and alloys of two or more of these metals. , and oxides of these metals.
- the adhesion layer 21 Indium tin oxide (ITO) or silicon oxide (SiOx) is preferably used as the material of .
- ITO Indium tin oxide
- SiOx silicon oxide
- SiOx with less oxygen content than the stoichiometric composition is used, and more preferably SiOx with x of 1.2 or more and 1.9 or less is used.
- the adhesion layer 21 is formed, for example, by depositing a material using a dry coating method. Dry coating methods include sputtering, vacuum deposition, and CVD, with sputtering being preferred.
- a negative voltage is applied to the target placed on the cathode while gas is introduced into the sputtering chamber under vacuum conditions.
- glow discharge is generated to ionize the gas atoms, and the gas ions collide with the target surface at high speed, ejecting the target material from the target surface and depositing the ejected target material on a predetermined surface.
- Reactive sputtering is preferable as the sputtering method from the viewpoint of film formation rate.
- a metal target is used as the target, and a mixed gas of an inert gas such as argon and oxygen (reactive gas) is used as the above gas.
- Examples of power sources for carrying out the sputtering method include DC power sources, AC power sources, RF power sources, and MFAC power sources (AC power sources with a frequency band of several kHz to several MHz).
- the discharge voltage in the sputtering method is, for example, 200 V or higher and, for example, 1000 V or lower.
- the film forming pressure in the sputtering chamber where the sputtering method is performed is preferably 0.01 Pa or higher, more preferably 0.05 Pa or higher, and even more preferably 0.1 Pa or higher.
- the film formation pressure is, for example, 2 Pa or less from the viewpoint of discharge stability.
- the thickness of the adhesion layer 21 is preferably 1 nm or more and 10 nm or less from the viewpoint of ensuring both the adhesion between the hard coat layer 12 and the antireflection layer 22 and the transparency of the adhesion layer 21 .
- the antireflection layer 22 is formed on one surface of the adhesion layer 21 in the thickness direction D.
- the antireflection layer 22 is a layer for suppressing the reflection intensity of external light.
- the antireflection layer 22 has high refractive index layers with a relatively high refractive index and low refractive index layers with a relatively low refractive index alternately in the thickness direction.
- the net reflected light intensity is attenuated by interference between reflected light at multiple interfaces in multiple thin layers (high refractive index layer, low refractive index layer) included in the same layer.
- the optical film thickness the product of the refractive index and the thickness
- such antireflection layer 22 in the present embodiment includes a first high refractive index layer 22a, a first low refractive index layer 22b, a second high refractive index layer 22c, and a second low refractive index layer 22c. and a layer 22d in this order toward one side in the thickness direction D.
- the first high refractive index layer 22a, the first low refractive index layer 22b, the second high refractive index layer 22c, and the second low refractive index layer 22d can each be formed by depositing materials using a dry coating method. Dry coating methods include sputtering, vacuum deposition, and CVD, with sputtering being preferred. As the sputtering method, reactive sputtering is preferable from the viewpoint of film formation speed.
- the conditions of the sputtering method in this step are the same as those described above as the conditions of the sputtering method in the adhesion layer forming step.
- Each of the first high refractive index layer 22a and the second high refractive index layer 22c is made of a high refractive index material having a refractive index of preferably 1.9 or more at a wavelength of 550 nm.
- high refractive index materials include niobium oxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide, zirconium oxide, indium tin oxide (ITO), and Antimony tin oxide (ATO) is mentioned, preferably niobium oxide is used.
- the optical film thickness (product of refractive index and thickness) of the first high refractive index layer 22a is, for example, 20 nm or more and, for example, 55 nm or less.
- the optical film thickness of the second high refractive index layer 22c is, for example, 60 nm or more and is, for example, 330 nm or less.
- Each of the first low refractive index layer 22b and the second low refractive index layer 22d is made of a low refractive index material having a refractive index of preferably 1.6 or less at a wavelength of 550 nm.
- low refractive index materials include, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) and magnesium fluoride, preferably silicon dioxide.
- the optical film thickness of the first low refractive index layer 22b is, for example, 15 nm or more and, for example, 70 nm or less.
- the optical film thickness of the second low refractive index layer 22d is, for example, 100 nm or more and is, for example, 160 nm or less.
- the antifouling layer 23 is formed on one surface of the antireflection layer 22 in the thickness direction D by a roll-to-roll method.
- the antifouling layer 23 is a layer having an antifouling function.
- the antifouling function of the antifouling layer 23 includes a function of suppressing adhesion of contaminants such as oil from hands to the exposed surface (upper surface in the figure) of the optical film F, and a function of facilitating removal of adhering contaminants. .
- the antifouling layer 23 is formed by depositing an antifouling layer material on the antireflection layer 22 by a dry coating method. That is, the antifouling layer 23 is a film (dry coating film) formed by a dry coating method. Dry coating methods include, for example, vacuum deposition, sputtering, and CVD.
- the antifouling layer 23 is preferably a film (vacuum vapor deposition film) formed by a vacuum vapor deposition method.
- the structure in which the antifouling layer 23 is a dry coating film (preferably a vacuum deposition film) is suitable for ensuring high bonding strength of the antifouling layer 23 to the base, and therefore suitable for ensuring the peeling resistance of the antifouling layer 23. .
- the high antifouling property of the antifouling layer 23 helps to maintain the antifouling function of the antifouling layer 23 .
- an organic fluorine compound having a fluorinated alkyl group at its terminal is preferably used as the material for the antifouling layer 23.
- the organic fluorine compound is suitable for exhibiting excellent antifouling properties in the antifouling layer 23 by superimposing high hydrophobicity and high oleophobicity due to the terminal fluorinated alkyl group.
- an alkoxysilane compound having a perfluoropolyether group represented by the following general formula (1) is preferably used.
- R 1 represents a linear or branched fluorinated alkyl group (having, for example, 1 or more and 20 or less carbon atoms) in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with fluorine atoms. preferably represents a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms in an alkyl group are substituted with fluorine atoms.
- R 2 represents a structure containing at least one repeating structure of perfluoropolyether (PFPE) groups, preferably a structure containing two repeating structures of PFPE groups.
- PFPE groups include repeating structures of linear PFPE groups and repeating structures of branched PFPE groups.
- the repeating structure of the linear PFPE group for example, a structure represented by -(OC n F 2n ) p - (n represents an integer of 1 or more and 20 or less, p represents an integer of 1 or more and 50 or less The same applies below).
- the repeating structure of the branched PFPE group for example, a structure represented by -(OC(CF 3 ) 2 ) p - and a structure represented by -(OCF 2 CF(CF 3 )CF 2 ) p - is mentioned.
- the repeating structure of the PFPE group preferably includes a repeating structure of a linear PFPE group, more preferably -(OCF 2 ) p - and -(OC 2 F 4 ) p -.
- R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group.
- X represents an ether group, a carbonyl group, an amino group, or an amide group, preferably an ether group.
- n represents an integer of 1 or more.
- m represents an integer of preferably 20 or less, more preferably 10 or less, and even more preferably 5 or less.
- alkoxysilane compounds having a perfluoropolyether group compounds represented by the following general formula (2) are preferably used.
- q represents an integer of 1 or more and 50 or less
- r represents an integer of 1 or more and 50 or less
- alkoxysilane compound having a perfluoropolyether group may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
- the thickness of the antifouling layer 23 is preferably 6 nm or more, more preferably 7 nm or more, from the viewpoint of ensuring the antifouling property of the antifouling layer 23 .
- the thickness of the antifouling layer 23 is preferably 25 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 18 nm or less from the viewpoint of suppressing peeling of the antifouling layer material.
- a series of processes from the adhesion layer forming step to the antifouling layer forming step are carried out in one pass line while conveying the work film by a roll-to-roll method.
- the work film is never exposed to the atmosphere.
- the work film is wound up by a winding roller arranged at the end of the pass line.
- the optical film F is manufactured as described above.
- the optical film F includes a transparent substrate film 10, an adhesion layer 21, an antireflection layer 22, and an antifouling layer 23 in this order toward one side in the thickness direction D.
- Optical film F is one embodiment of the optical film with an antifouling layer of the present invention.
- the optical film F has a shape that spreads in a direction perpendicular to the thickness direction D (surface direction).
- the optical film F is used with the transparent substrate film 10 side attached to an adherend via, for example, an adhesive.
- the adherend include a transparent cover arranged on the image display side of a display such as a touch panel display.
- the surface free energy of the back surface 10b of the transparent substrate film 10 is 45 mN/m or less, preferably 43 mN/m or less, more preferably 40 mN/m. It is below.
- the configuration in which the surface free energy of the back surface 10b is as low as this is the antifouling layer-attached optical film F that is wound up on a take-up roller into a roll after the above-described antifouling layer forming step (FIG. 2C). It is suitable for suppressing the transfer of the antifouling layer material from the layer 23 to the back surface 10b of the transparent base film 10 .
- Such transfer inhibition of the antifouling layer material helps achieve good antifouling properties in the antifouling layer 23 .
- the transfer suppression of the antifouling layer material is good for the back surface 10b of the transparent base film 10 in the adhesive when the transparent base film 10 side of the optical film F is bonded to the adherend via the adhesive. Helps to develop stickiness.
- the optical film with an antifouling layer in which the contact angle of the fluorine-based solvent on the back surface 10b of the transparent base film 10 is as low as described above, suppresses the adhesion of the antifouling layer material to the back surface 10b, and is rolled to roll. suitable for manufacturing.
- the optical film F may be an optical film without the antireflection layer 22.
- FIG. 3 shows an optical film F obtained by carrying out the antifouling layer forming step (FIG. 2C) after such a step.
- the inorganic oxide underlayer 24 is formed by depositing a material using a dry coating method. Dry coating methods include sputtering, vacuum deposition, and CVD, with sputtering being preferred. Examples of the material of the inorganic oxide underlayer 24 include silicon dioxide (SiO 2 ) and magnesium fluoride, preferably silicon dioxide.
- the thickness of the inorganic oxide underlayer 24 is preferably 50 nm or more, more preferably 65 nm or more, and still more preferably 80 nm or more, from the viewpoint of ensuring the peeling resistance of the antifouling layer 23 .
- the thickness of the inorganic oxide underlayer 24 is, for example, 300 nm or less.
- a hard coat layer was formed on one side of a long polyethylene terephthalate (PET) film (50 ⁇ m thick) as a transparent substrate film (hard coat layer forming step).
- PET polyethylene terephthalate
- a mixture of UV-curable monomers and oligomers (containing urethane acrylate as a main component) in a butyl acetate solution (trade name “Unidic 17-806”, solid content concentration 80% by mass, manufactured by DIC Corporation) ) 100 parts by mass (in terms of solid content), a photopolymerization initiator (trade name “IRGACURE906”, manufactured by BASF) 5 parts by mass, and a leveling agent (trade name “GRANDIC PC4100”, manufactured by DIC) 0.01 parts by mass were mixed to obtain a mixed liquid.
- a mixed solvent of cyclopentanone (CPN) and propylene glycol monomethyl ether (PGM) (the mass ratio of CPN and PGM is 45:55) was added to adjust the solid content concentration of the mixed liquid to 36% by mass.
- an ultraviolet curable resin composition (varnish) was prepared.
- the resin composition was applied to one surface (first surface) of the PET film to form a coating film.
- this coating film was dried by heating and then cured by UV irradiation. The heating temperature was 90° C. and the heating time was 60 seconds.
- a high-pressure mercury lamp was used as a light source, ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm were used, and the cumulative irradiation light amount was 300 mJ/cm 2 .
- a series of processes from the formation of the coating film to the curing described above were carried out in one pass line in a roll-to-roll system. As a result, a hard coat layer (HC) having a thickness of 5 ⁇ m was formed on the PET film.
- HC hard coat layer
- a transfer suppressing layer (first transfer suppressing layer) was formed on the second surface of the PET film as follows.
- a binder aqueous dispersion containing a polyester resin as a binder (product name "Binalol MD-1480", aqueous dispersion of saturated copolyester resin, resin content 25% by mass, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), carnauba as a slipping agent.
- PEDT poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
- PSS polystyrene sulfonate
- a conductive polymer aqueous solution (product name "Baytron P", manufactured by HC Stark) containing .8% by weight was prepared.
- 100 parts by mass of solid content of the aqueous dispersion of binder, 30 parts by mass of solid content of the aqueous dispersion of lubricant, and 30 parts by mass of solid content of the above aqueous dispersion of conductive polymer are added.
- 50 parts by mass of solid content and 20 parts by mass of melamine-based cross-linking agent were added and mixed by stirring for about 20 minutes. As a result, a coating liquid having a solid concentration of about 0.15% by mass was obtained.
- the second surface of the PET film was subjected to corona treatment.
- the coating liquid was applied to the second surface (corona-treated surface) with a bar coater to form a coating film, and then the coating film was dried by heating at 130° C. for 2 minutes. Thereby, a transfer suppressing layer having a thickness of 10 nm was formed on the second surface.
- a long roll-shaped PET film having the HC layer formed on the first surface and the transfer suppressing layer formed on the second surface was obtained.
- the roll-shaped HC layer-attached PET film is set as a work film on the delivery roller arranged at the starting end of the pass line, and the work film is delivered from the delivery roller.
- the work film is never exposed to the atmosphere during the process.
- the work film is wound up by a winding roller arranged at the end of the pass line.
- the HC layer surface of the HC layer-attached PET film was plasma-treated under a vacuum atmosphere of 1.0 Pa in a plasma treatment apparatus (HC layer pretreatment step).
- a plasma treatment apparatus HC layer pretreatment step
- argon gas was used as an inert gas
- the discharge power was 780W.
- an adhesion layer and an antireflection layer were sequentially formed on the HC layer of the HC layer-attached PET film after the plasma treatment (sputter film formation step).
- a 1.5 nm-thick indium tin oxide (ITO) layer as an adhesion layer and a first high refractive index layer were formed on the HC layer of the HC layer-attached PET film by a sputtering deposition apparatus.
- An SiO 2 layer with a thickness of 85 nm as a refractive index layer was formed in succession.
- an ITO target was used, argon gas was used as an inert gas, oxygen gas was used as a reactive gas in an amount of 10 parts by volume with respect to 100 parts by volume of argon gas, and the discharge voltage was set to 400 V.
- the pressure in the film chamber was set to 0.2 Pa, and the ITO layer was formed by MFAC sputtering.
- a Nb target is used, 100 parts by volume of argon gas and 5 parts by volume of oxygen gas are used, the discharge voltage is 415 V, the film formation pressure is 0.42 Pa, and the Nb target is formed by MFAC sputtering. 2 O 5 layers were deposited.
- a Si target is used, 100 parts by volume of argon gas and 30 parts by volume of oxygen gas are used, the discharge voltage is 350 V, the film formation pressure is 0.3 Pa, and MFAC sputtering is performed to form SiO. Two layers were deposited.
- a Nb target is used, 100 parts by volume of argon gas and 13 parts by volume of oxygen gas are used, the discharge voltage is 460 V, the film formation pressure is 0.5 Pa, and the Nb target is formed by MFAC sputtering. 2 O 5 layers were deposited.
- a Si target is used, 100 parts by volume of argon gas and 30 parts by volume of oxygen gas are used, the discharge voltage is 340 V, the film formation pressure is 0.25 Pa, and MFAC sputtering is performed to form SiO. Two layers were deposited. As described above, antireflection layers (first high refractive index layer, first low refractive index layer, second high refractive index layer, second low refractive index layer) was laminated.
- an antifouling layer was formed on the antireflection layer (antifouling layer forming step). Specifically, an antifouling layer having a thickness of 10 nm was formed on the antireflection layer by a vacuum deposition method using a vacuum deposition apparatus.
- a vacuum deposition method an alkoxysilane compound containing a perfluoropolyether group was used as a deposition source.
- This vapor deposition source is a solid content obtained by drying "KY1903-1" (perfluoropolyether group-containing alkoxysilane compound, solid content concentration 20% by mass) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
- the heating temperature of the vapor deposition source in the vacuum vapor deposition method was set to 260.degree.
- the optical film of Example 1 (a long roll-shaped optical film with an antifouling layer) was produced.
- the optical film of Example 1 includes a transparent base film (a hard coat layer forms one side and the first transfer suppressing layer forms a rear side as the other side), an adhesion layer, an antireflection layer, and an antifouling layer. and in this order.
- Example 2 In the transfer suppression treatment step, the optical film of Example 2 (a long roll-shaped An optical film with an antifouling layer) was produced.
- the transfer suppression treatment step in this example while conveying the work film by a roll-to-roll method, first, on the second surface of the PET film with the above-mentioned HC layer, indium tin oxide having a thickness of 1.5 nm ( ITO) layer and a 10 nm-thick SiO2 layer thereon are sequentially formed by sputtering to form an adhesion layer, and then a 10-nm-thick second transfer inhibiting layer is formed on the adhesion layer by a vacuum evaporation method. formed.
- ITO indium tin oxide having a thickness of 1.5 nm
- SiO2 10 nm-thick SiO2
- a perfluoropolyether group-containing alkoxysilane compound (solid content obtained by drying "KY1903-1" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used as the deposition source, and the heating temperature of the deposition source is set to The temperature was set at 260° C. (similar to the vacuum deposition method in the antifouling layer forming step in Example 1).
- the optical film of Example 2 comprises a transparent substrate film (a hard coat layer forms one surface and a second transfer suppressing layer forms a rear surface as the other surface), a hard coat layer, an adhesion layer, and an antireflection layer. and an antifouling layer in this order.
- Comparative Example 1 An optical film of Comparative Example 1 (a long roll-shaped optical film with an antifouling layer) was produced in the same manner as the optical film of Example 1, except that the transfer suppression treatment step was not performed.
- ⁇ Thickness of antifouling layer> The thickness of the antifouling layer in each optical film of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was measured.
- a scanning fluorescent X-ray spectrometer (trade name “ZSX Primus II”, manufactured by Rigaku Corporation) was used for the measurement.
- Table 1 shows the measured thickness T1 (nm) of the antifouling layer.
- ⁇ Transfer of antifouling layer material> The degree of transfer of the antifouling layer material to the second surface (rear surface) of the transparent substrate film in each of the optical films of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was examined. Specifically, the thickness of the antifouling layer material transferred to the back surface of the transparent substrate film was measured. A scanning fluorescent X-ray spectrometer (trade name “ZSX Primus II”, manufactured by Rigaku Corporation) was used for the measurement. Table 1 shows the measured thickness T2 (nm).
- the surface free energy of the back surface (second surface) of the transparent substrate film in each of the optical films of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was determined as follows. First, under conditions of 23° C. and a relative humidity of 55%, water (H 2 O), methylene iodide (CH 2 I 2 ) and 1-bromonaphthalene, the contact angle was measured using a contact angle meter for each droplet (approximately 1 ⁇ L). For this measurement, a contact angle meter (product name: "CA-X type contact angle meter", manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used.
- the optical film with an antifouling layer of the present invention can be applied to, for example, an antireflection film with an antifouling layer, a transparent conductive film with an antifouling layer, and an electromagnetic shielding film with an antifouling layer.
- Optical film (optical film with antifouling layer) D thickness direction 10 transparent substrate film 11 resin film 10a front surface 10b back surface 12 hard coat layer 13 transfer suppressing layer 21 adhesion layer 22 antireflection layer 22a first high refractive index layer 22b first low refractive index layer 22c second high refractive index index layer 22d second low refractive index layer 23 antifouling layer 23a surface
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本発明の防汚層付き光学フィルム(F)の製造方法は、透明基材フィルム(10)をロールトゥロール方式で搬送しながら当該透明基材フィルム(10)の厚さ方向(D)一方面側に防汚層(23)を形成する工程を含む。透明基材フィルム(10)の厚さ方向(D)他方面の表面自由エネルギーは、45mN/m以下である。本発明の防汚層付き光学フィルム(F)は、透明基材フィルム(10)と、透明基材フィルム(10)の厚さ方向(D)一方面側に配置された防汚層(23)とを備える。透明基材フィルム(10)の厚さ方向(D)他方面の表面自由エネルギーは、45mN/m以下である。
Description
本発明は、防汚層付き光学フィルムおよびその製造方法に関する。
タッチパネルディスプレイなどのディスプレイにおける画像表示側の外表面には、防汚性の観点から、例えば、防汚層付き光学フィルムが貼り合わせられる。防汚層付き光学フィルムは、透明基材フィルムと、当該透明基材フィルムの一方面側の最表面に配置された防汚層とを備える。防汚層により、ディスプレイの外表面において、手脂などの汚染物質の付着が抑制され、また、付着した汚染物質が除去されやすくなる。このような防汚層付き光学フィルムに関する技術については、例えば下記の特許文献1に記載されている。
防汚層付き光学フィルムは、製造効率の観点から、例えばロールトゥロール方式で製造される。ロールトゥロール方式での防汚層形成工程では、例えば、同工程のパスラインに沿って長尺の透明基材フィルムをワークフィルムとして走行させながら、パスライン中の所定箇所にて、当該基材フィルムの厚さ方向一方面側に防汚層が形成される。防汚層は、例えば、ウェットコーティング法またはドライコーティング法により、撥水性の高い材料から形成される。パスラインの終端では、防汚層付き光学フィルム(表面に防汚層を有する)が、巻取りローラーによって巻き取られる。これによって得られるロール状の防汚層付き光学フィルムでは、透明基材フィルムの一方面側の最表面の防汚層が、同フィルムの他方面(裏面)と接する。また、ロール状の防汚層付き光学フィルムでは、フィルム厚さ方向(ロール径方向)に荷重がかかる。
以上のようにして製造される防汚層付き光学フィルムについて、本発明者らは、次のような知見を得た。ロール状の防汚層付き光学フィルムでは、防汚層から透明基材フィルムの裏面に防汚層材料が転写されやすい。この不具合は、防汚層がドライコーティング法によって形成される場合に、特に生じやすい。また、前記不具合は、形成される防汚層が厚いほど生じやすい。
本発明は、透明基材フィルムの裏面への防汚層材料の付着を抑制しつつロールトゥロール方式で防汚層付き光学フィルムを製造するのに適した、防汚層付き光学フィルムの製造方法、および、防汚層付き光学フィルムを提供する。
本発明[1]は、透明基材フィルムをロールトゥロール方式で搬送しながら、当該透明基材フィルムの厚さ方向一方面側に防汚層を形成する、防汚層形成工程を含み、前記透明基材フィルムの厚さ方向他方面の表面自由エネルギーが45mN/m以下である、防汚層付き光学フィルムの製造方法を含む。
本発明[2]は、前記表面自由エネルギーが20mN/m以上である、上記[1]に記載の防汚層付き光学フィルムの製造方法を含む。
本発明[3]は、前記防汚層形成工程では、ドライコーティング法によって前記防汚層を形成する、上記[1]または[2]に記載の防汚層付き光学フィルムの製造方法を含む。
本発明[4]は、前記防汚層が、6nm以上の厚さを有する、上記[1]から[3]のいずれか一つに記載の防汚層付き光学フィルムの製造方法を含む。
本発明[5]は、透明基材フィルムと、前記透明基材フィルムの厚さ方向一方面側に配置された防汚層とを備え、前記透明基材フィルムの厚さ方向他方面の表面自由エネルギーが45mN/m以下である、防汚層付き光学フィルムを含む。
本発明[6]は、前記表面自由エネルギーが20mN/m以上である、上記[5]に記載の防汚層付き光学フィルムを含む。
本発明[7]は、前記防汚層がドライコーティング膜である、上記[5]または[6]に記載の防汚層付き光学フィルムを含む。
本発明[8]は、前記防汚層が、6nm以上の厚さを有する、上記[5]から[7]のいずれか一つに記載の防汚層付き光学フィルムを含む。
本発明の防汚層付き光学フィルムの製造方法では、透明基材フィルムの厚さ方向他方面(裏面)の表面自由エネルギーが45mN/m以下である。そのため、本製造方法は、透明基材フィルムの裏面への防汚層材料の付着を抑制しつつ、ロールトゥロール方式で防汚層付き光学フィルムを製造するのに適する。また、本発明の防汚層付き光学フィルムは、表面自由エネルギーが45mN/m以下の裏面を有する透明基材フィルムを備える。このような防汚層付き光学フィルムは、透明基材フィルム裏面への防汚層材料の付着を抑制しつつ、ロールトゥロール方式で製造するのに適する。
図1および図2は、本発明の防汚層付き光学フィルムの製造方法の一実施形態の工程図である。防汚層付き光学フィルムの製造方法は、本実施形態では、用意工程(図1A)と、ハードコート層形成工程(図1B)と、転写抑制処理工程(図1C)と、密着層形成工程(図2A)と、反射防止層形成工程(図2B)と、防汚層形成工程(図2C)とを含む。具体的には、以下のとおりである。
まず、用意工程では、図1Aに示すように、樹脂フィルム11を用意する。樹脂フィルム11は、本実施形態では、ロールトゥロール方式で本製造方法を実施できるように長尺形状を有する。また、樹脂フィルム11は、第1面11aと、当該第1面11aとは反対側の第2面11bとを有する。
樹脂フィルム11は、可撓性を有する透明な樹脂フィルムである。樹脂フィルム11の材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアリレート樹脂、およびポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレートが挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびシクロオレフィンポリマー(COP)が挙げられる。セルロース樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)が挙げられる。これら材料は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。樹脂フィルム11の材料としては、透明性および強度の観点から、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、およびセルロース樹脂からなる群より選択される一つが用いられ、より好ましくは、PET、COP、およびTACからなる群より選択される一つが用いられる。
樹脂フィルム11の第1面11a(後述のハードコート層12が積層される表面)は、表面改質処理されていてもよい。表面改質処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、およびカップリング剤処理が挙げられる。
樹脂フィルム11の厚さは、強度の観点から、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは20μm以上である。樹脂フィルム11の厚さは、取扱い性の観点から、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下である。
樹脂フィルム11の全光線透過率(JIS K 7375-2008)は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上である。このような構成は、製造される光学フィルム(後記の光学フィルムF)が、タッチパネルディスプレイなどのディスプレイの表面に備えられる場合に、当該光学フィルムFに求められる透明性を確保するのに好ましい。樹脂フィルム11の全光線透過率は、例えば100%以下である。
次に、ハードコート層形成工程では、図1Bに示すように、樹脂フィルム11上にハードコート層12を形成する。これにより、樹脂フィルム11とハードコート層12とを備える透明基材フィルム10が得られる。ハードコート層12は、透明基材フィルム10における厚さ方向Dの一方面(表面10a)を形成する。ハードコート層12は、光学フィルムFの露出表面(図2Cに示す光学フィルムFでは図中上面)に擦り傷が形成されにくくするための層である。ハードコート層形成工程は、本実施形態ではロールトゥロール方式で実施される。
ハードコート層12は、例えば、樹脂フィルム11の第1面11a上に硬化性樹脂組成物(ワニス)を塗布して塗膜を形成した後、この塗膜を乾燥および硬化させることによって形成できる。硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂と溶剤とを含有する。ハードコート層12は、硬化性樹脂組成物(具体的には硬化性樹脂)の硬化物である。
硬化性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびメラミン樹脂が挙げられる。これら硬化性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。ハードコート層12の高硬度の確保の観点からは、硬化性樹脂としては、好ましくはアクリルウレタン樹脂が用いられる。
また、硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化性樹脂、および、熱硬化性樹脂が挙げられる。硬化性樹脂組成物が紫外線硬化性樹脂を含有する場合には、紫外線照射によって上記塗膜を硬化させる。硬化性樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、加熱によって上記塗膜を硬化させる。高温加熱せずに硬化可能であるために光学フィルムFの製造効率向上に役立つ観点から、硬化性樹脂としては、好ましくは紫外線硬化性樹脂が用いられる。紫外線硬化性樹脂には、紫外線硬化型モノマー、紫外線硬化型オリゴマー、および紫外線硬化型ポリマーからなる群より選択される少なくとも一種類が含まれる。紫外線硬化性樹脂を含有する組成物の具体例としては、特開2016-179686号公報に記載のハードコート層形成用組成物が挙げられる。
硬化性樹脂組成物が含有する溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジクロロメタン、およびクロロホルムが挙げられる。
硬化性樹脂組成物は、微粒子を含有してもよい。硬化性樹脂組成物に対する微粒子の配合は、ハードコート層12における硬さの調整、表面粗さの調整、屈折率の調整、および防眩性の付与に、役立つ。微粒子としては、例えば、金属酸化物粒子、ガラス粒子、および有機粒子が挙げられる。金属酸化物粒子の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、および酸化アンチモンが挙げられる。有機粒子の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル・スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、およびポリカーボネートが挙げられる。
ハードコート層12の厚さは、ハードコート層12の硬度の確保による後記の防汚層23の表面23aの硬度の確保の観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上である。ハードコート層12の厚さは、光学フィルムFの柔軟性確保の観点から、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは35μm以下、特に好ましくは30μm以下である。
ハードコート層12における厚さ方向Dの一方面としての表面12a(後述の密着層21が積層される表面)は、必要に応じて表面改質処理される。表面改質処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、およびカップリング剤処理が挙げられる。ハードコート層12と密着層21との間において高い密着力を確保する観点からは、表面12aは、好ましくはプラズマ処理される。表面12aをプラズマ処理する場合、不活性ガスとして例えばアルゴンガスを用いる。また、プラズマ処理における放電電力は、例えば10W以上であり、また、例えば10000W以下である。
次に、透明基材フィルム10における厚さ方向Dの他方面(裏面10b)としての、樹脂フィルム11の第2面11bを、転写抑制処理する。転写抑制処理としては、例えば、裏面10bに滑剤を付着させること、および、滑剤を含有する樹脂層(転写抑制層)を形成することが挙げられる。
滑剤としては、例えば、ワックスエステル、当該ワックスエステルを含有する天然ワックス、シリコーン系滑剤、およびフッ素系滑剤が挙げられる。ワックスエステルは、例えば、高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルである。ワックスエステルとしては、例えば、セロチン酸ミリシル、パルミチン酸ミリシル、パルミチン酸セチル、およびステアリル酸ステアリルが挙げられる。ワックスエステルを含有する天然ワックスとしては、例えば、植物性ワックスおよび動物性ワックスが挙げられる。植物性ワックスとしては、例えば、カルナバワックス(セロチン酸ミリシルを主成分として含有する)およびパームワックスが挙げられる。動物性ワックスとしては、例えば、蜜ロウおよび鯨ロウが挙げられる。シリコーン系滑剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサンおよびその変性物、カルボキシル変性シリコーン、αメチルスチレン変性シリコーン、αオレフィン変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、および、アルコール変性シリコーンが挙げられる。
転写抑制処理工程では、図1Cに示すように、樹脂フィルム11の第2面11b上に転写抑制層13を形成するのが好ましい。この場合、透明基材フィルム10は、樹脂フィルム11と、第1面11a上のハードコート層12と、第2面11b上の転写抑制層13とを備える。転写抑制層13は、透明基材フィルム10における厚さ方向Dの他方面(裏面10b)を形成する。転写抑制層13は、例えば、樹脂フィルム11の第2面11b上に硬化性樹脂組成物(ワニス)を塗布して塗膜を形成した後、この塗膜を乾燥および硬化させることによって形成できる。転写抑制層13を形成するための硬化性樹脂組成物は、例えば、硬化性樹脂と、上述の滑剤と、溶剤とを含有し、必要に応じて帯電防止剤などの他の成分を更に含有する。転写抑制層13は、そのような硬化性樹脂組成物の硬化物である。硬化性樹脂および溶剤としては、例えば、ハードコート層12に関して上記した硬化性樹脂および溶剤が挙げられる。
転写抑制層13における上記滑剤の含有量は、透明基材フィルム10の裏面10bの表面自由エネルギーを例えば後記の範囲に適度に制御する観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。転写抑制層13における滑剤としては、ワックスエステル、および、当該ワックスエステルを含有する天然ワックスが、高温多湿条件下でも白化しにくいことから、好ましい。転写抑制層13内の成分が白化しにくいことは、光学的な透明性が要求されるフィルムにとって重要である。
転写抑制層13は、好ましくは、帯電防止剤を含有する。転写抑制層13が帯電防止剤を含有することは、光学フィルムFに帯電防止性を付与して当該光学フィルムFへの異物の付着を抑制するのに好ましい。帯電防止剤としては、例えば、有機帯電防止剤および無機帯電防止剤が挙げられる。有機帯電防止剤としては、例えば、カチオン型帯電防止剤(4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1アミノ基、第2アミノ基、第3アミノ基などのカチオン性官能基を有する)、アニオン型帯電防止剤(スルホン酸塩、硫酸エステル塩、ホスホン酸塩、リン酸エステル塩などのアニオン性官能基を有する)、両性イオン型帯電防止剤(アルキルベタインおよびその誘導体、イミダゾリンおよびその誘導体、アラニンおよびその誘導体など)、ノニオン型帯電防止剤(アミノアルコールおよびその誘導体、グリセリンおよびその誘導体、ポリエチレングリコールおよびその誘導体など)、および導電性ポリマーが挙げられる。導電性ポリマーとしては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンイミン、およびアリルアミンが挙げられる。無機帯電防止剤としては、例えば、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化亜鉛、インジウム、錫、アンチモン、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト、ヨウ化銅、インジウム・スズ複合酸化物(ITO)、およびアンチモン・スズ複合酸化物(ATO)が挙げられる。
転写抑制層13における帯電防止剤の含有量は、良好な帯電防止性を確保する観点から、好ましくは0.03質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上であり、また、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
転写抑制層13の厚さは、透明基材フィルム10の裏面10bの表面自由エネルギーを後記の範囲に適度に制御する観点から、好ましくは1nm以上、より好ましくは3nm以上、更に好ましくは5nm以上である。転写抑制層13の厚さは、光学フィルムFの良好な外観の確保と製造コスト抑制の観点から、好ましくは1000nm以下、より好ましくは500nm以下、更に好ましくは100nm以下である。
透明基材フィルム10の裏面10bの表面自由エネルギーは、45mN/m以下であり、好ましくは43mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下である。表面自由エネルギーは、実施例に関して後述する方法によって測定される。裏面10bの表面自由エネルギーが低いほど、フッ化アルキル基を末端に有する後述の有機フッ素化合物などの防汚層材料と裏面10bとの親和性は低い。また、透明基材フィルム10の裏面10bの表面自由エネルギーは、ロールトゥロール方式の製造プロセスにおいて透明基材フィルム10(ワークフィルム)を適切に搬送する観点からは、例えば15mN/m以上であり、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上、更に好ましくは30mN/m以上である。裏面10bの表面自由エネルギーが低いほど、ロールトゥロール方式の製造プロセスにおいて、当該裏面10bは滑りやすく、一定速度で透明基材フィルム10(ワークフィルム)を搬送し続けることは難しくなる。
表面自由エネルギーγは、本実施形態では、γ=γd+γp+γhによって表される値であり、北崎-畑の理論(日本接着協会誌,Vol.8, No.3, p.131-141, 1972)により求められる。ここで、式中のγdは、表面自由エネルギーの分散成分であり、γpは、表面自由エネルギーの極性成分であり、γhは、表面自由エネルギーの水素結合成分である。表面自由エネルギーの求め方は、具体的には、実施例に関して後述するとおりである。
次に、密着層形成工程では、図2Aに示すように、ハードコート層12の表面12a上に、密着層21を形成する。密着層21は、有機層(本実施形態ではハードコート層12)に対する無機酸化物層(本実施形態では後述の反射防止層22)の密着力を確保するための層である。このような密着層21の材料としては、例えば、シリコン、ニッケル、クロム、アルミニウム、錫、金、銀、白金、亜鉛、チタン、タングステン、ジルコニウム、パラジウム等の金属、これら金属の2種類以上の合金、および、これら金属の酸化物が挙げられる。有機層(本実施形態ではハードコート層12)および無機酸化物層(本実施形態では反射防止層22)の両方に対する密着性と、密着層21の透明性との両立の観点から、密着層21の材料としては、好ましくは、インジウムスズ酸化物(ITO)または酸化シリコン(SiOx)が用いられる。密着層21の材料として酸化シリコンが用いられる場合、好ましくは、化学量論組成よりも酸素量の少ないSiOxが用いられ、より好ましくは、xが1.2以上1.9以下のSiOxが用いられる。
密着層21は、例えば、ドライコーティング法で材料を成膜することによって形成する。ドライコーティング法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、およびCVDが挙げられ、好ましくはスパッタリング法が用いられる。
スパッタリング法では、スパッタ室内に真空条件下でガスを導入しつつ、カソード上に配置されたターゲットにマイナスの電圧を印加する。これにより、グロー放電を発生させてガス原子をイオン化し、当該ガスイオンを高速でターゲット表面に衝突させ、ターゲット表面からターゲット材料を弾き出し、弾き出たターゲット材料を所定面上に堆積させる。成膜速度の観点から、スパッタリング法としては、反応性スパッタリングが好ましい。反応性スパッタリングでは、ターゲットとして金属ターゲットを用い、上述のガスとして、アルゴンなどの不活性ガスと酸素(反応性ガス)との混合ガスを用いる。不活性ガスと酸素との流量比(sccm)の調整により、成膜される無機酸化物に含まれる酸素の割合を調整できる。
スパッタリング法を実施するための電源としては、例えば、DC電源、AC電源、RF電源、および、MFAC電源(周波数帯が数kHz~数MHzのAC電源)が挙げられる。スパッタリング法における放電電圧は、例えば200V以上であり、また、例えば1000V以下である。また、スパッタリング法が実施されるスパッタ室内の成膜気圧は、好ましくは0.01Pa以上、より好ましくは0.05Pa以上、更に好ましくは0.1Pa以上である。また、成膜気圧は、放電安定性の観点から、例えば2Pa以下である。
密着層21の厚さは、ハードコート層12と反射防止層22との間の密着力の確保と、密着層21の透明性との両立の観点から、好ましくは1nm以上10nm以下である。
次に、反射防止層形成工程では、図2Bに示すように、密着層21における厚さ方向Dの一方面上に、反射防止層22を形成する。反射防止層22は、外光の反射強度を抑制するための層である。
反射防止層22は、相対的に屈折率が大きな高屈折率層と、相対的に屈折率が小さな低屈折率層とを、厚さ方向に交互に有する。反射防止層22では、同層に含まれる複数の薄層(高屈折率層,低屈折率層)における複数の界面での反射光間の干渉作用により、正味の反射光強度が減衰される。また、反射防止層22では、各薄層の光学膜厚(屈折率と厚さとの積)の調整により、反射光強度を減衰させる干渉作用を発現させることができる。このような反射防止層22は、本実施形態において具体的には、第1高屈折率層22aと、第1低屈折率層22bと、第2高屈折率層22cと、第2低屈折率層22dとを、厚さ方向Dの一方側に向かってこの順で有する。
第1高屈折率層22a、第1低屈折率層22b、第2高屈折率層22c、および第2低屈折率層22dは、それぞれ、ドライコーティング法で材料を成膜することによって形成できる。ドライコーティング法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、およびCVDが挙げられ、好ましくはスパッタリング法が用いられる。スパッタリング法としては、成膜速度の観点から、反応性スパッタリングが好ましい。本工程でのスパッタリング法の条件は、密着層形成工程でのスパッタリング法の条件として上記したのと同様である。
第1高屈折率層22aおよび第2高屈折率層22cは、それぞれ、波長550nmにおける屈折率が好ましくは1.9以上の高屈折率材料からなる。高屈折率と可視光の低吸収性との両立の観点から、高屈折率材料としては、例えば、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化チタン、酸化ジルコニウム、インジウムスズ酸化物(ITO)、およびアンチモンスズ酸化物(ATO)が挙げられ、好ましくは酸化ニオブが用いられる。
第1高屈折率層22aの光学膜厚(屈折率と厚さとの積)は、例えば20nm以上であり、また、例えば55nm以下である。第2高屈折率層22cの光学膜厚は、例えば60nm以上であり、また、例えば330nm以下である。
第1低屈折率層22bおよび第2低屈折率層22dは、それぞれ、波長550nmにおける屈折率が好ましくは1.6以下の低屈折率材料からなる。低屈折率と可視光の低吸収性との両立の観点から、低屈折率材料としては、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)およびフッ化マグネシウムが挙げられ、好ましくは二酸化ケイ素が用いられる。
第1低屈折率層22bの光学膜厚は、例えば15nm以上であり、また、例えば70nm以下である。第2低屈折率層22dの光学膜厚は、例えば100nm以上であり、また、例えば160nm以下である。
次に、防汚層形成工程では、図2Cに示すように、反射防止層22における厚さ方向Dの一方面上に、ロールトゥロール方式で防汚層23を形成する。防汚層23は、防汚機能を有する層である。防汚層23の防汚機能には、光学フィルムFの露出面(図中上面)に対する手脂などの汚染物質の付着の抑制機能、および、付着した汚染物質を除去しやすくする機能が含まれる。
防汚層23は、ドライコーティング法によって防汚層材料を反射防止層22上に成膜することによって形成する。すなわち、防汚層23は、ドライコーティング法によって形成された膜(ドライコーティング膜)である。ドライコーティング法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびCVDが挙げられる。防汚層23は、好ましくは、真空蒸着法で形成された膜(真空蒸着膜)である。防汚層23が、ドライコーティング膜(好ましくは真空蒸着膜)である構成は、下地に対する防汚層23の高い接合力の確保に適し、従って、防汚層23の耐剥離性の確保に適する。防汚層23の耐剥離性が高いことは、防汚層23の防汚機能の維持に役立つ。
防汚層23の材料としては、好ましくは、フッ化アルキル基を末端に有する有機フッ素化合物が用いられる。当該有機フッ素化合物は、末端フッ化アルキル基に起因する高い疎水性と高い疎油性との重畳的発現により、防汚層23において優れた防汚性を発現させるのに適する。このような有機フッ素化合物としては、好ましくは、下記の一般式(1)で表される、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物が用いられる。
R1-R2-X-(CH2)m-Si(OR3)3 (1)
一般式(1)において、R1は、アルキル基における一つ以上の水素原子がフッ素原子に置換された、直鎖状または分岐状のフッ化アルキル基(炭素数は例えば1以上20以下)を表し、好ましくは、アルキル基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換されたパーフルオロアルキル基を表す。
R2は、パーフルオロポリエーテル(PFPE)基の繰り返し構造を少なくとも一つ含む構造を表し、好ましくは、PFPE基の繰り返し構造を二つ含む構造を表す。PFPE基の繰り返し構造としては、例えば、直鎖状PFPE基の繰り返し構造、および、分岐状PFPE基の繰り返し構造が挙げられる。直鎖状PFPE基の繰り返し構造としては、例えば、-(OCnF2n)p-で表される構造(nは、1以上20以下の整数を表し、pは、1以上50以下の整数を表す。以下同じ)が挙げられる。分岐状PFPE基の繰り返し構造としては、例えば、-(OC(CF3)2)p-で表される構造、および、-(OCF2CF(CF3)CF2)p-で表される構造が挙げられる。PFPE基の繰り返し構造としては、好ましくは、直鎖状PFPE基の繰り返し構造が挙げられ、より好ましくは、-(OCF2)p-および-(OC2F4)p-が挙げられる。
R3は、炭素数1以上4以下アルキル基を表し、好ましくはメチル基を表す。
Xは、エーテル基、カルボニル基、アミノ基、またはアミド基を表し、好ましくはエーテル基を表す。
mは、1以上の整数を表す。また、mは、好ましくは20以下、より好ましくは10以下、更に好ましくは5以下の整数を表す。
このようなパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物のうち、好ましくは、下記の一般式(2)に示される化合物が用いられる。
CF3-(OCF2)q-(OC2F4)r-O-(CH2)3-Si(OCH3)3 (2)
一般式(2)において、qは、1以上50以下の整数を表し、rは、1以上50以下の整数を表す。
また、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
本工程では、防汚層23の厚さは、防汚層23の防汚性の確保の観点から、好ましくは6nm以上、より好ましくは7nm以上である。また、防汚層23の厚さは、防汚層材料の剥離抑制の観点から、好ましくは25nm以下、より好ましくは20nm以下、更に好ましくは18nm以下である。
好ましくは、上述の密着層形成工程から防汚層形成工程までの一連のプロセスを、ロールトゥロール方式でワークフィルムを搬送しながら、一つのパスラインで実施する。一つのパスラインでのプロセス中、ワークフィルムは一度も大気中に出されない。パスラインの終端に配置されている巻取りローラーにより、ワークフィルムは巻き取られる。
以上のようにして、光学フィルムFが製造される。光学フィルムFは、透明基材フィルム10と、密着層21と、反射防止層22と、防汚層23とを、厚さ方向Dの一方側に向かってこの順で備える。光学フィルムFは、本発明の防汚層付き光学フィルムの一の実施形態である。光学フィルムFは、厚さ方向Dに直交する方向(面方向)に広がる形状を有する。また、光学フィルムFは、透明基材フィルム10側が例えば粘着剤を介して被着体に貼り合わされて、使用される。被着体としては、例えば、タッチパネルディスプレイなどのディスプレイにおける画像表示側に配置される透明カバーが挙げられる。
防汚層付き光学フィルムの製造方法では、上述のように、透明基材フィルム10の裏面10bの表面自由エネルギーが、45mN/m以下であり、好ましくは43mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下である。裏面10bにおける表面自由エネルギーがこの程度に低い構成は、上述の防汚層形成工程(図2C)後に巻取りローラーに巻き取られてロール状とされる防汚層付き光学フィルムFにおいて、防汚層23から透明基材フィルム10の裏面10bに防汚層材料が転写されることを抑制するのに適する。防汚層材料のこのような転写抑制は、防汚層23において良好な防汚性を実現するのに役立つ。防汚層材料の前記転写抑制は、光学フィルムFの透明基材フィルム10側が粘着剤を介して被着体に貼り合わされる場合の当該粘着剤において、透明基材フィルム10の裏面10bに良好な粘着力を発揮させるのに役立つ。また、透明基材フィルム10の裏面10bのフッ素系溶剤接触角が上記の程度に低い防汚層付き光学フィルムは、裏面10bへの防汚層材料の付着を抑制しつつ、ロールトゥロール方式で製造するのに適する。
光学フィルムFは、反射防止層22を備えない光学フィルムであってもよい。そのような光学フィルムFを製造するには、図2Bに示す工程において、防汚層23の耐剥離性を確保するための無機酸化物下地層24を、反射防止層22の代わりに形成するのが好ましい。このような工程の後に防汚層形成工程(図2C)を実施して得られる光学フィルムFを、図3に示す。
無機酸化物下地層24は、ドライコーティング法で材料を成膜することによって形成する。ドライコーティング法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、およびCVDが挙げられ、好ましくはスパッタリング法が用いられる。無機酸化物下地層24の材料としては、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)およびフッ化マグネシウムが挙げられ、好ましくは二酸化ケイ素が用いられる。また、無機酸化物下地層24の厚さは、防汚層23の耐剥離性の確保の観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは65nm以上、更に好ましくは80nm以上である。無機酸化物下地層24の厚さは、例えば300nm以下である。
本発明について、以下に実施例を示して具体的に説明する。本発明は実施例に限定されない。また、以下に記載されている配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上述の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合量(含有量)、物性値、パラメータなど該当記載の上限(「以下」または「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」または「超える」として定義されている数値)に代替できる。
〔実施例1〕
以下の工程を順次に実施して、防汚層付き光学フィルムを製造した。
以下の工程を順次に実施して、防汚層付き光学フィルムを製造した。
まず、透明基材フィルムとしての長尺のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ50μm)の片面に、ハードコート層を形成した(ハードコート層形成工程)。具体的には、まず、紫外線硬化型のモノマーおよびオリゴマーの混合物(ウレタンアクリレートを主成分として含む)の酢酸ブチル溶液(商品名「ユニディック17-806」,固形分濃度80質量%,DIC社製)100質量部(固形分換算)と、光重合開始剤(商品名「IRGACURE906」,BASF社製)5質量部と、レベリング剤(商品名「GRANDIC PC4100」,DIC社製)0.01質量部とを混合して、混合液を得た。次に、シクロペンタノン(CPN)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)との混合溶媒(CPNとPGMの質量比は45:55)の添加により、混合液の固形分濃度を36質量%に調整した。これにより、紫外線硬化性の樹脂組成物(ワニス)を調製した。次に、上記PETフィルムの一方面(第1面)に樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した。次に、この塗膜を、加熱により乾燥させた後、紫外線照射により硬化させた。加熱の温度は90℃とし、加熱の時間は60秒間とした。紫外線照射では、光源として高圧水銀ランプを使用し、波長365nmの紫外線を用い、積算照射光量を300mJ/cm2とした。上述の塗膜の形成から硬化までの一連のプロセスは、ロールトゥロール方式において一つパスラインで実施した。これにより、PETフィルム上に厚さ5μmのハードコート層(HC)を形成した。
次に、HC層付きのPETフィルムの他方面(第2面)を、転写抑制処理した(転写抑制処理工程)。具体的には、次のようにして、PETフィルムの第2面上に転写抑制層(第1転写抑制層)を形成した。
まず、バインダとしてのポリエステル樹脂を含有するバインダ水分散液(品名「バイナロールMD-1480」,飽和共重合ポリエステル樹脂の水分散液,樹脂含有量25質量%,東洋紡社製)、滑り剤としてのカルナバワックスを含有する滑り剤水分散液、および、導電性ポリマーとしてのポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDT)0.5質量%とポリスチレンスルホネート(数平均分子量15万)(PSS)0.8質量%とを含有する導電性ポリマー水溶液(品名「Baytron P」,H.C.Stark社製)を、用意した。次に、水とエタノールとの混合溶媒に、上記のバインダ水分散液を固形分量で100質量部と、上記の滑り剤水分散液を固形分量で30質量部と、上記の導電性ポリマー水溶液を固形分量で50質量部と、メラミン系架橋剤を固形分量で20質量部とを加え、約20分間撹拌して混合した。これにより、固形分濃度約0.15質量%のコーティング液を得た。次に、PETフィルムの第2面にコロナ処理を施した。次に、第2面(コロナ処理面)にコーティング液をバーコーターで塗布して塗膜を形成した後、当該塗膜を、130℃での2分間の加熱によって乾燥させた。これにより、厚さ10nmの転写抑制層を第2面上に形成した。以上のようにして、第1面にHC層が形成され且つ第2面に転写抑制層が形成された、長尺でロール状のPETフィルムを得た。
この後、以下の一連のプロセス(後記のHC層前処理工程から後記の防汚層形成工程まで)を、ロールトゥロール方式でワークフィルムを搬送しながら、一つのパスラインで実施した。パスラインの始端に配置されている繰出しローラーには、上記ロール状のHC層付きPETフィルムがワークフィルムとして設置され、当該繰出しローラーからワークフィルムが繰出される。プロセス中、ワークフィルムは一度も大気中に出されない。パスラインの終端に配置されている巻取りローラーにより、ワークフィルムが巻き取られる。
まず、プラズマ処理装置において、HC層付きPETフィルムのHC層表面を、1.0Paの真空雰囲気下でプラズマ処理した(HC層前処理工程)。このプラズマ処理では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用い、放電電力を780Wとした。
次に、プラズマ処理後のHC層付きPETフィルムのHC層上に、密着層と反射防止層とを順次に形成した(スパッタ成膜工程)。具体的には、スパッタ成膜装置により、HC層付きPETフィルムのHC層上に、密着層としての厚さ1.5nmのインジウムスズ酸化物(ITO)層と、第1高屈折率層としての厚さ12nmのNb2O5層と、第1低屈折率層としての厚さ28nmのSiO2層と、第2高屈折率層としての厚さ100nmのNb2O5層と、第2低屈折率層としての厚さ85nmのSiO2層とを、順次に形成した。密着層の形成では、ITOターゲットを用い、不活性ガスとしてのアルゴンガスと、アルゴンガス100体積部に対して10体積部の反応性ガスとしての酸素ガスとを用い、放電電圧を400Vとし、成膜室内の気圧(成膜気圧)を0.2Paとし、MFACスパッタリングによってITO層を成膜した。第1高屈折率層の形成では、Nbターゲットを用い、100体積部のアルゴンガスおよび5体積部の酸素ガスを用い、放電電圧を415Vとし、成膜気圧を0.42Paとし、MFACスパッタリングによってNb2O5層を成膜した。第1低屈折率層の形成では、Siターゲットを用い、100体積部のアルゴンガスおよび30体積部の酸素ガスを用い、放電電圧を350Vとし、成膜気圧を0.3Paとし、MFACスパッタリングによってSiO2層を成膜した。第2高屈折率層の形成では、Nbターゲットを用い、100体積部のアルゴンガスおよび13体積部の酸素ガスを用い、放電電圧を460Vとし、成膜気圧を0.5Paとし、MFACスパッタリングによってNb2O5層を成膜した。第2低屈折率層の形成では、Siターゲットを用い、100体積部のアルゴンガスおよび30体積部の酸素ガスを用い、放電電圧を340Vとし、成膜気圧を0.25Paとし、MFACスパッタリングによってSiO2層を成膜した。以上のようにして、HC層付きPETフィルムのHC層上に、密着層を介して反射防止層(第1高屈折率層,第1低屈折率層,第2高屈折率層,第2低屈折率層)を積層形成した。
次に、反射防止層上に防汚層を形成した(防汚層形成工程)。具体的には、真空蒸着装置での真空蒸着法により、厚さ10nmの防汚層を反射防止層上に形成した。この真空蒸着法では、蒸着源として、パーフルオロポリエーテル基含有のアルコキシシラン化合物を用いた。この蒸着源は、信越化学工業社製の「KY1903-1」(パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン化合物,固形分濃度20質量%)を乾燥して得た固形分である。また、真空蒸着法における蒸着源の加熱温度は260℃とした。
以上のようにして、実施例1の光学フィルム(長尺でロール状の防汚層付き光学フィルム)を作製した。実施例1の光学フィルムは、透明基材フィルム(ハードコート層が一方面をなし、第1転写抑制層が他方面としての裏面をなす)と、密着層と、反射防止層と、防汚層とをこの順で備える。
〔実施例2〕
転写抑制処理工程において、第1転写抑制層の代わりに第2転写抑制層を形成したこと以外は、実施例1の光学フィルムと同様にして、実施例2の光学フィルム(長尺でロール状の防汚層付き光学フィルム)を作製した。本実施例における転写抑制処理工程では、ロールトゥロール方式でワークフィルムを搬送しながら、上述のHC層付きのPETフィルムの第2面上に、まず、厚さ1.5nmのインジウムスズ酸化物(ITO)層とその上の厚さ10nmのSiO2層とをスパッタリングで順次に成膜して密着層を形成し、その後、真空蒸着法によって厚さ10nmの第2転写抑制層を密着層上に形成した。この真空蒸着法では、蒸着源として、パーフルオロポリエーテル基含有のアルコキシシラン化合物(信越化学工業社製の「KY1903-1」を乾燥して得た固形分)を用い、蒸着源の加熱温度を260℃とした(実施例1における防汚層形成工程の真空蒸着法と同様である)。実施例2の光学フィルムは、透明基材フィルム(ハードコート層が一方面をなし、第2転写抑制層が他方面としての裏面をなす)と、ハードコート層と、密着層と、反射防止層と、防汚層とをこの順で備える。
転写抑制処理工程において、第1転写抑制層の代わりに第2転写抑制層を形成したこと以外は、実施例1の光学フィルムと同様にして、実施例2の光学フィルム(長尺でロール状の防汚層付き光学フィルム)を作製した。本実施例における転写抑制処理工程では、ロールトゥロール方式でワークフィルムを搬送しながら、上述のHC層付きのPETフィルムの第2面上に、まず、厚さ1.5nmのインジウムスズ酸化物(ITO)層とその上の厚さ10nmのSiO2層とをスパッタリングで順次に成膜して密着層を形成し、その後、真空蒸着法によって厚さ10nmの第2転写抑制層を密着層上に形成した。この真空蒸着法では、蒸着源として、パーフルオロポリエーテル基含有のアルコキシシラン化合物(信越化学工業社製の「KY1903-1」を乾燥して得た固形分)を用い、蒸着源の加熱温度を260℃とした(実施例1における防汚層形成工程の真空蒸着法と同様である)。実施例2の光学フィルムは、透明基材フィルム(ハードコート層が一方面をなし、第2転写抑制層が他方面としての裏面をなす)と、ハードコート層と、密着層と、反射防止層と、防汚層とをこの順で備える。
〔比較例1〕
転写抑制処理工程を実施しないこと以外は、実施例1の光学フィルムと同様にして、比較例1の光学フィルム(長尺でロール状の防汚層付き光学フィルム)を作製した。
転写抑制処理工程を実施しないこと以外は、実施例1の光学フィルムと同様にして、比較例1の光学フィルム(長尺でロール状の防汚層付き光学フィルム)を作製した。
〈防汚層の厚さ〉
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムにおける防汚層の厚さを測定した。測定には、走査型蛍光X線分析装置(商品名「ZSX PrimusII」,リガク社製)を用いた。測定された防汚層の厚さT1(nm)を、表1に示す。
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムにおける防汚層の厚さを測定した。測定には、走査型蛍光X線分析装置(商品名「ZSX PrimusII」,リガク社製)を用いた。測定された防汚層の厚さT1(nm)を、表1に示す。
〈防汚層材料の転写〉
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムにおける透明基材フィルムの第2面(裏面)への防汚層材料の転写の程度を調べた。具体的には、透明基材フィルムの裏面に転写された防汚層材料の厚さを測定した。測定には、走査型蛍光X線分析装置(商品名「ZSX PrimusII」,リガク社製)を用いた。測定された厚さT2(nm)を、表1に示す。
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムにおける透明基材フィルムの第2面(裏面)への防汚層材料の転写の程度を調べた。具体的には、透明基材フィルムの裏面に転写された防汚層材料の厚さを測定した。測定には、走査型蛍光X線分析装置(商品名「ZSX PrimusII」,リガク社製)を用いた。測定された厚さT2(nm)を、表1に示す。
〈裏面の表面自由エネルギー〉
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムにおける透明基材フィルムの裏面(第2面)の表面自由エネルギーを、次のようにして求めた。まず、23℃および相対湿度55%の条件下、水平に載置された透明基材フィルムの第2面(表面自由エネルギー同定対象面)に接する水(H2O)、ヨウ化メチレン(CH2I2)および1-ブロモナフタレンの各液滴(約1μL)について、接触角計を使用して接触角を測定した。この測定には、接触角計(品名「CA-X型 接触角計」,共和界面科学社製)を使用した。次に、測定された水の接触角θw、ヨウ化メチレンの接触角θi、および1-ブロモナフタレンの接触角θbの値を用い、日本接着協会誌のVol.8, No.3, p.131-141(1972)に記載の方法(北崎-畑の理論)に従って3元連立方程式を解くことにより、γ=γd+γp+γhの式におけるγd,γp,γhを求めた。式中のγdは、表面自由エネルギーの分散成分であり、γpは、表面自由エネルギーの極性成分であり、γhは、表面自由エネルギーの水素結合成分である。そして、γd,γp,γhを和して得られる値(γ)を、透明基材フィルムの裏面の表面自由エネルギーとして求めた。その表面自由エネルギー(mN/m)を表1に示す。
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムにおける透明基材フィルムの裏面(第2面)の表面自由エネルギーを、次のようにして求めた。まず、23℃および相対湿度55%の条件下、水平に載置された透明基材フィルムの第2面(表面自由エネルギー同定対象面)に接する水(H2O)、ヨウ化メチレン(CH2I2)および1-ブロモナフタレンの各液滴(約1μL)について、接触角計を使用して接触角を測定した。この測定には、接触角計(品名「CA-X型 接触角計」,共和界面科学社製)を使用した。次に、測定された水の接触角θw、ヨウ化メチレンの接触角θi、および1-ブロモナフタレンの接触角θbの値を用い、日本接着協会誌のVol.8, No.3, p.131-141(1972)に記載の方法(北崎-畑の理論)に従って3元連立方程式を解くことにより、γ=γd+γp+γhの式におけるγd,γp,γhを求めた。式中のγdは、表面自由エネルギーの分散成分であり、γpは、表面自由エネルギーの極性成分であり、γhは、表面自由エネルギーの水素結合成分である。そして、γd,γp,γhを和して得られる値(γ)を、透明基材フィルムの裏面の表面自由エネルギーとして求めた。その表面自由エネルギー(mN/m)を表1に示す。
〈ロールトゥロール搬送性〉
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムの製造過程における防汚層形成工程でのロールトゥロール搬送性を評価した。具体的には、防汚層形成工程(ワークフィルムは、張力がかけられてロールトゥロール方式で搬送される)において、搬送用ロールの回転速度を設定値の±10%以内に制御できた場合(即ち、ロールの滑りが発生しなかった場合)を“良”と評価し、搬送用ロールの回転速度を設定値の±10%以内に制御できなかった場合(即ち、ロールの滑りが発生した場合)を“不良”と評価した。その結果を表1に示す。
実施例1,2および比較例1の各光学フィルムの製造過程における防汚層形成工程でのロールトゥロール搬送性を評価した。具体的には、防汚層形成工程(ワークフィルムは、張力がかけられてロールトゥロール方式で搬送される)において、搬送用ロールの回転速度を設定値の±10%以内に制御できた場合(即ち、ロールの滑りが発生しなかった場合)を“良”と評価し、搬送用ロールの回転速度を設定値の±10%以内に制御できなかった場合(即ち、ロールの滑りが発生した場合)を“不良”と評価した。その結果を表1に示す。
上述の実施形態は本発明の例示であり、当該実施形態によって本発明を限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記の請求の範囲に含まれる。
本発明の防汚層付き光学フィルムは、例えば、防汚層付き反射防止フィルム、防汚層付き透明導電性フィルム、および、防汚層付き電磁波遮蔽フィルムに適用できる。
F 光学フィルム(防汚層付き光学フィルム)
D 厚さ方向
10 透明基材フィルム
11 樹脂フィルム
10a 表面
10b 裏面
12 ハードコート層
13 転写抑制層
21 密着層
22 反射防止層
22a 第1高屈折率層
22b 第1低屈折率層
22c 第2高屈折率層
22d 第2低屈折率層
23 防汚層
23a 表面
D 厚さ方向
10 透明基材フィルム
11 樹脂フィルム
10a 表面
10b 裏面
12 ハードコート層
13 転写抑制層
21 密着層
22 反射防止層
22a 第1高屈折率層
22b 第1低屈折率層
22c 第2高屈折率層
22d 第2低屈折率層
23 防汚層
23a 表面
Claims (8)
- 透明基材フィルムをロールトゥロール方式で搬送しながら、当該透明基材フィルムの厚さ方向一方面側に防汚層を形成する、防汚層形成工程を含み、
前記透明基材フィルムの厚さ方向他方面の表面自由エネルギーが45mN/m以下である、防汚層付き光学フィルムの製造方法。 - 前記表面自由エネルギーが20mN/m以上である、請求項1に記載の防汚層付き光学フィルムの製造方法。
- 前記防汚層形成工程では、ドライコーティング法によって前記防汚層を形成する、請求項1に記載の防汚層付き光学フィルムの製造方法。
- 前記防汚層が、6nm以上の厚さを有する、請求項1から3のいずれか一つに記載の防汚層付き光学フィルムの製造方法。
- 透明基材フィルムと、
前記透明基材フィルムの厚さ方向一方面側に配置された防汚層とを備え、
前記透明基材フィルムの厚さ方向他方面の表面自由エネルギーが45mN/m以下である、防汚層付き光学フィルム。 - 前記表面自由エネルギーが20mN/m以上である、請求項5に記載の防汚層付き光学フィルム。
- 前記防汚層がドライコーティング膜である、請求項5に記載の防汚層付き光学フィルム。
- 前記防汚層が、6nm以上の厚さを有する、請求項5から7のいずれか一つに記載の防汚層付き光学フィルム。
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