JP5579020B2 - 塗布層を有するポリエステルフィルム - Google Patents

Description

本発明は、帯電防止性に優れたフィルムに関するものであり、適度な撥水性、印字性を有し、特に液晶表示板の偏光板に粘着剤等を介して貼着することにより、偏光板の表面を保護するために使用される偏光板保護フィルム用基材として好適に用いられるフィルムに関するものである。

通常、液晶表示板は、２枚の基板の間に液晶を封入した液晶セルの両面に偏光板を積層することによって製造される。当該製造の流通過程や、コンピューター、ワープロ、テレビ等の各種表示機器の組み立て工程における偏光板の表面の擦傷防止や塵芥付着防止のため、偏光板の表面には保護フィルムが貼着される。保護フィルムには、偏光方向やロットナンバー等を印字することがある。偏光板の保護の役目を果たした後においては不要物として剥離除去される。通常、保護フィルムの剥離除去は、保護フィルムにゴム系粘着テープを押し付けて当該粘着テープを持ち上げる方法により行われる。

従来、上記の保護フィルムとして、ポリエチレンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム等が使用されている。しかしながら、これらの保護フィルムは、液晶表示板の表示能力、色相、コントラスト、異物混入などの光学的評価を伴う検査には支障を来すことがあるため、検査時に一旦剥離し、検査終了後に再度貼付しなければならない欠点がある。

特許文献１には、光学的評価を伴う検査時に剥離する必要がない保護フィルムとして、光等方性基材フィルムに光等方性粘着性樹脂層を積層した保護フィルムが提案されている。しかしながら、この保護フィルムは、基材フィルムとして、流延法により製膜され、ほとんど配向しておらず、非晶質に近い状態のフィルムを使用しているため、耐薬品性、耐擦傷性などの点で十分とは言えない。

特許文献２には、前記のほか、帯電防止性と防汚性を具備するフィルムが提案されているが、経済性や印字性などの点で必ずしも十分とは言えない。

特開平４−３０１２０号公報 特開２００７−３１７１２号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、帯電防止性、耐薬品性、耐擦傷性、取扱性、透明性等に優れ、微細な欠陥等を発見する検査を容易にすることができ、かつ、液晶表示板への粘着剤、ゴミ等の付着防止に優れる等の特性を有し、偏光板の保護の役目を果たした後に不要物として剥離除去される際、剥離を容易に行うことができ、剥離帯電を抑制する効果があり、剥離帯電により液晶表示板と接続されている回路の破損等が防止できる高透明な偏光板保護フィルム用基材を提供することにある。

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のフィルムによれば、上記課題が容易に解決されることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、ポリエステルフィルムの片面に塗布層を有するフィルムであり、当該塗布層中に、カーボンナノチューブ、フッ素系撥水剤、およびアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする塗布層を有するポリエステルフィルムに存する。

本発明によれば、透明性、帯電防止性、耐薬品性、耐擦傷性、取扱性等に優れ、高精細な液晶表示板等の検査を容易にすることができ、かつ、液晶表示板への粘着剤、ゴミ等の付着防止に優れる等の特性を有する。また、偏光板の保護の役目を果たした後に不要物として剥離除去される際、剥離を容易に行うことができ、剥離帯電を抑制する効果があり、剥離帯電により液晶表示板と接続されている回路の破損等が防止できる偏光板保護フィルム用基材を提供することができ、本発明の工業的価値は高い。

本発明の偏光板保護フィルム用基材は、液晶表示板の偏光板の表面に粘着剤等を介して貼着し使用される。そして、本発明の好ましい態様においては、帯電防止層反対面に粘着層が設けられ、粘着層の表面に離型フィルムが積層される。本発明の偏光板保護フィルム用基材は、一般的には、塗布層形成工程、粘着層形成工程、離型フィルム積層工程を順次に経て製造される。

本発明において、ポリエステルフィルム（以下、フィルムと略記することがある）とは、いわゆる押出法に従い押出口金から溶融押出しされたシートを延伸して配向させたフィルムである。

上記のフィルムを構成するポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるポリエステルを指す。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）等が例示される。

上記のポリエステルは、第三成分を含有した共重合体であってもよい。共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、オキシカルボン酸（例えば、Ｐ−オキシ安息香酸など）が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。これらのジカルボン酸成分およびグリコール成分は、二種以上を併用してもよい。

本発明においては、その取扱性を考慮した場合、透明性を損なわない条件でフィルムに粒子を含有させることが好ましい。粒子としては、例えば、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、二酸化チタン、カオリン、タルク、ゼオライト、フッ化リチウム、硫酸バリウム、カーボンブラック、特公昭５９−５２１６号公報に記載されているような、耐熱性高分子微粉体などが挙げられる。これらの粒子は、２種以上を併用してもよい。粒子の平均粒径は、通常０．０２〜２μｍ、好ましくは０．０５〜１．５μｍ、さらに好ましくは０．０５〜１μｍである。粒子の含有量は、通常０．０１〜２重量％、好ましくは０．０２〜１重量％である。

フィルムに粒子を含有させる方法としては、公知の方法を採用し得る。例えば、ポリエステル製造工程の任意の段階で粒子を添加することができる。特に、エステル化の段階またはエステル交換反応終了後重縮合反応開始前の段階において、エチレングリコール等に分散させたスラリーとして添加し、重縮合反応を進めるのが好ましい。また、ベント付混練押出機を使用し、エチレングリコールまたは水に粒子を分散させたスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、混練押出機を使用し、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法なども採用し得る。

フィルムの製造は、通常、押出法に従い押出口金から溶融押出しされたシートを縦および横方向の二軸方向に延伸して配向させる方法によって行われる。

押出法においては、ポリエステルを押出口金から溶融押出し、冷却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高める必要があり、静電印加密着法または液体塗布密着法が好ましく採用される。静電印加密着法とは、通常、シートの上面側にシートの流れと直行する方向に線状電極を張架し、該電極に約５〜１０ｋＶの直流電圧を印加することにより、シートに静電荷を付与してシートとドラムとの密着性を向上させる方法である。また、液体塗布密着法とは、回転冷却ドラム表面の全体または一部（例えばシート両端部と接触する部分のみ）に液体を均一に塗布することにより、ドラムとシートとの密着性を向上させる方法である。本発明においては必要に応じ両者を併用してもよい。

フィルムの二軸方向の延伸配向方法については特に限定されるものではないが、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法等が採用される。同時二軸延伸法としては、前記の未延伸シートを通常７０〜１２０℃、好ましくは８０〜１１０℃で温度コントロールされた状態で機械方向および幅方向に同時に延伸し配向させる方法で、延伸倍率としては、面積倍率で４〜５０倍、好ましくは７〜３５倍、さらに好ましくは１０〜２０倍である。そして、引き続き、１７０〜２５０℃の温度で緊張下または３０％以内の弛緩下で熱処理を行い、延伸配向フィルムを得る。逐次二軸延伸法としては、前記の未延伸シートを一方向にロールまたはテンター方式の延伸機により延伸する。延伸温度は、通常７０〜１２０℃、好ましくは８０〜１１０℃であり、延伸倍率は、通常２．５〜７倍、好ましくは３．０〜６倍である。次いで、一段目の延伸方向と直交する方向に延伸を行う。延伸温度は、通常７０〜１２０℃、好ましくは８０〜１１５℃であり、延伸倍率は、通常３．０〜７倍、好ましくは３．５〜６倍である。そして、引き続き、１７０〜２５０℃の温度で緊張下または３０％以内の弛緩下で熱処理を行い、延伸配向フィルムを得る。

上記の延伸においては、一方向の延伸を２段階以上で行う方法を採用することもできる。その場合、最終的に二方向の延伸倍率がそれぞれ上記範囲となるように行うのが好ましい。また、必要に応じて熱処理を行う前または後に再度縦および／または横方向に延伸してもよい。

本発明において、フィルム厚さは特に限定されるものではないが、通常５〜１５０μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは２５〜７５μｍである。フィルムの厚さが５μｍ未満の場合は、液晶表示板の表面保護性が低下する恐れがあり、耐摩耗性層形成工程や粘着層形成工程における取扱性なども悪くなる傾向がある。また、フィルムの厚さが１５０μｍを超える場合は、コスト高になる他、可撓性の低下、全光線透過率の低下により、保護フィルムとしての取り扱い作業性、また、液晶表示板の表示能力、色相、コントラスト、異物混入などの光学的評価を伴う検査を行う場合に支障を来す場合がある。

本発明は、近年は比較的容易に入手できるようになったカーボンナノチューブ導電剤が、帯電防止性に優れ、かつ疎水性の防汚剤と混用しても安定した性能を示すことを見いだしてなされたものである。カーボンナノチューブには、単層、多層のものがあり、一般には単層の方が導電性は高いが高価であるので、本発明には安価な多層のものが好ましい。ポリエステル等の樹脂バインダーと共に分散されたものが便利に用いられる。

本発明はまた、組成の中にフッ素系防汚剤を含有させることによって、防汚性と印字性をバランス良く両立できる。

本発明はさらに、塗布層中にアルコキシシラン化合物、好ましくはアルキルトリアルコキシシランを含有させることにより、帯電防止効果を損なうことなく帯電防止層の耐久性、特に耐溶剤性を著しく改善することができる。シランカップリング剤と呼ばれ、通常良く用いられているエポキシ基やアミノ基を含有する化合物では、帯電防止能が低下し、耐久性の改善も見られなかった。好ましいアルコキシシラン化合物としてはデシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシランが挙げられる。

本発明の塗布層を形成するために使用する塗布液には、塗布層の固着性（ブロッキング性）、耐水性、耐溶剤性、機械的強度の改良のため架橋剤としてメチロール化あるいはアルキロール化した尿素系、メラミン系、グアナミン系、アクリルアミド系、ポリアミド系などの化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、（ブロック）ポリイソシアネート、また、熱、過酸化物、光反応性ビニル化合物や感光性樹脂などを含有していてもよい。また、固着性や滑り性の改良のため無機系微粒子としてシリカ、シリカゾル、アルミナ、ジルコニウムゾル、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、バリウム塩、カーボンブラック、硫化モリブデン、酸化アンチモンゾルなどを含有していてもよく、さらに必要に応じて消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機系潤滑剤、有機系高分子粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料などを含有していてもよい。また、本発明における帯電防止層の塗布液には、上記帯電防止層中のポリマー以外のポリマーを塗布液あるいは塗布層の特性改良のため含有してもよい。

上述した塗布液をポリエステルフィルムに塗布する方法としては、原崎勇次著、槙書店、１９７９年発行「コーティング方式」に示されるリバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターあるいはこれ以外の塗布装置を用いて塗布することができる。塗布剤のフィルムへの塗布性、接着性などを改良するため、塗布前にフィルムに化学的処理や放電処理等を施してもよい。

塗布層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常０．００５μｍ〜０．２５μｍ、好ましくは０．０１μｍ〜０．１μｍ、さらに好ましくは、０．０１μｍ〜０．０５μｍである。帯電防止層の厚さが０．００５μｍ未満の場合には、均一な塗布層が得にくいために塗布斑やはじき等の塗布欠陥が生じやすくなることがあり、０．２５μｍを超える場合には、フィルムの透明度の低下が起こりやすい傾向がある。

本発明のフィルムの全光線透過率（ＴＬ）は特に限定されるものではないが、通常８０％以上、好ましくは８５％以上である。ＴＬが８０％以上であれば、液晶表示板の表示能力、色相、コントラスト、異物混入などの光学的評価を伴う検査を、偏光板の表面に保護フィルムを貼付したまま行うことができるので好ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは「重量部」を示す。また、本発明で使用した測定法および評価基準は次のとおりである。

（１）塗膜密着性
活性エネルギー線硬化層に基盤目状のクロスカットを行い、その上にニチバン製セロハンテープ（登録商標）２４ｍｍ幅のものを貼りつけ、１８０°の剥離角度で急速に剥離させた後の剥離面積から下記のように判定した。
○：全く剥離しない
△：剥離面積１５％未満
×：剥離面積１５％以上

（２）水滴接触角
協和界面科学製 接触角計ＣＡ−Ｄ・Ａ型を用いて、液滴法によって接触角を求めた。使用した水はミリポア社製 ＭＩＬＬＩ−Ｑ ＲＥＡＧＥＮＴ−ＷＡＴＥＲ−ＳＹＳＴＥＭ装置にて精製した純水を用いた。液滴を滴下してから測定までの時間は約３０秒とした。６回測定しその平均値を採用した。

（３）フィルム濁度
ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、日本電色工業社製分球式濁度計ＮＤＨ−２０Ｄによりフィルムの濁度を測定した。塗布フィルムと非塗布フィルムの濁度と塗布フィルムの濁度の差を測定し、以下の基準により評価した。
○：フィルム濁度差２．０％未満
△：フィルム濁度２．０％以上、３％未満
×：フィルム濁度３％以上

（４）帯電防止性
日本ヒューレット・パッカード社製高抵抗測定器：ＨＰ４３３９Ｂおよび測定電極：ＨＰ１６００８Ｂを使用し、２３℃，所定の湿度の測定雰囲気でサンプルを３０分間調湿後、印可電圧１００Ｖで１分後のフィルム表面の表面固有抵抗値を測定した。表面固有抵抗が低いほど、帯電防止性が良好であるといえる。

（５）耐溶剤性
付着した粘着剤の拭き取りを想定し、試料フィルムの表面をエタノールを含ませたガーゼで１方向に１０回軽く擦った後、前記帯電防止性と同様に日本ヒューレット・パッカード社製高抵抗測定器：ＨＰ４３３９Ｂおよび測定電極：ＨＰ１６００８Ｂを使用し、２３℃，５０％ＲＨの測定雰囲気でサンプルを３０分間調湿後、印可電圧１００Ｖで１分後のフィルム表面の表面固有抵抗値を測定した。処理前後で表面固有抵抗の増加が少ないほど、耐溶剤性が良好であるといえる。

（６）耐水性
試料フィルムを６５℃のお湯に１０分間、前記帯電防止性と同様に日本ヒューレット・パッカード社製高抵抗測定器：ＨＰ４３３９Ｂおよび測定電極：ＨＰ１６００８Ｂを使用し、２３℃，５０％ＲＨの測定雰囲気でサンプルを３０分間調湿後、印可電圧１００Ｖで１分後のフィルム表面の表面固有抵抗値を測定した。処理前後で表面固有抵抗の増加が少ないほど、耐水性が良好であるといえる。

（７）印字性
硬化樹脂表面に、シャチハタ社製スタンプ（Ｘｓｔａｍｐｅｒ 速乾性丸型印 １１号）を用いて印字し、その印字状況を下記の基準で判定した。
○：スタンプの文字が明確に印字された。
△：はじきのために文字が痩せているが文字は判別でき、実用上問題ない。
×：文字のはじきが激しく、判別できない。

実施例１：
３８μｍ厚の二軸延伸ＰＥＴフィルム（三菱樹脂（株）製：ダイアホイルＴ１００−３８）に下記組成からなる組成物を塗布量（乾燥前）約９．１（ｇ／ｍ^２）となるように塗布し、１４０℃、２０秒間熱処理し、塗布フィルムを得た。
《組成物内容》
ポリエステルバインダーのマルチウォールカーボンナノチューブ分散液（大同塗料（株）製ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２、カーボンナノチューブ含量０．４％、不揮発分３％） ８０重量部
ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２用ポリイソシアネート硬化剤（大同塗料（株）製、不揮発分４５％） ０．６７重量部
フッ素系防汚剤（ＤＩＣ（株）製：ディフェンサＭＣＦ３５０ＳＦ） ０．１５重量部
デシルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−３１０３Ｃ） ０．１５重量部
メチルエチルケトン ３００重量部
メチルイソブチルケトン ３００重量部

実施例２：
実施例１において、塗布量を（乾燥前）約６．７（ｇ／ｍ^２）となるようにした以外は、実施例１と同様の方法で塗布フィルムを得た。

実施例３：
実施例１において、組成物を下記に変更する以外は実施例１と同様にして製造し、離型フィルムを得た。
《組成物内容》
ポリエステルバインダーのマルチウォールカーボンナノチューブ分散液（大同塗料（株）製ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２、カーボンナノチューブ含量０．４％、不揮発分３％） ７０重量部
ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２用ポリイソシアネート硬化剤（大同塗料（株）製、不揮発分４５％） １．０重量部
フッ素系防汚剤（ＤＩＣ（株）製：ディフェンサＭＣＦ３５０ＳＦ） ０．３０重量部
デシルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−３１０３Ｃ） ０．１５重量部
メチルエチルケトン ２１０重量部
メチルイソブチルケトン ２１０重量部

比較例１：
実施例１において、組成物を下記に変更する以外は実施例１と同様にして製造し、離型フィルムを得た。
《組成物内容》
ポリエステルバインダーのマルチウォールカーボンナノチューブ分散液（大同塗料（株）製ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２、カーボンナノチューブ含量０．４％、不揮発分３％） ７０重量部
ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２用ポリイソシアネート硬化剤（大同塗料（株）製、不揮発分４５％） １．０重量部
フッ素系防汚剤（ＤＩＣ（株）製：ディフェンサＭＣＦ３５０ＳＦ） ０．３０重量部
グリシドキシトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−４０３） ０．１５重量部
メチルエチルケトン ２１０重量部
メチルイソブチルケトン ２１０重量部

比較例２：
実施例１において、組成物を下記に変更する以外は実施例１と同様にして製造し、離型フィルムを得た。
《組成物内容》
ポリエステルバインダーのマルチウォールカーボンナノチューブ分散液（大同塗料（株）製ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２、カーボンナノチューブ含量０．４％、不揮発分３％） ７０重量部
ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２用ポリイソシアネート硬化剤（大同塗料（株）製、不揮発分４５％） １．０重量部
フッ素系防汚剤（ＤＩＣ（株）製：ディフェンサＭＣＦ３５０ＳＦ） ０．３０重量部
Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−６０３） ０．１５重量部
メチルエチルケトン ２１０重量部
メチルイソブチルケトン ２１０重量部

比較例３：
実施例１において、組成物を下記に変更する以外は実施例１と同様にして製造し、離型フィルムを得た。
《組成物内容》
ポリエステルバインダーのマルチウォールカーボンナノチューブ分散液（大同塗料（株）製ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２、カーボンナノチューブ含量０．４％、不揮発分３％） ７０重量部
ＤＣＮＴ−２０１Ｓ−２用ポリイソシアネート硬化剤（大同塗料（株）製、不揮発分４５％） １．０重量部
フッ素系防汚剤（ＤＩＣ（株）製：ディフェンサＭＣＦ３５０ＳＦ） ０．３０重量部
メチルエチルケトン ２１０重量部
メチルイソブチルケトン ２１０重量部
以上、得られたフィルムの特性を下記表１にまとめて示す。

本発明のフィルムは、例えば、偏光板の表面を保護するために使用される偏光板保護フィルム用基材として好適に利用することができる。

Claims (1)

1. ポリエステルフィルムの片面に塗布層を有するフィルムであり、当該塗布層中に、カーボンナノチューブ、フッ素系撥水剤、およびアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする塗布層を有するポリエステルフィルム。