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JP2011168049A - 透明フィルムおよびその利用 - Google Patents

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Abstract

【課題】外観品位に優れた透明フィルムおよび該透明フィルムを備えた粘着フィルムを提供する。
【解決手段】本発明により提供される透明フィルム10は、透明な樹脂材料からなるベース層12と、その第一面12A上に設けられたトップコート層14とを有する。トップコート層14は、平均厚みDaveが2nm〜50nmであり、かつ厚みのバラツキΔDが上記平均厚みDaveの40%以下である。
【選択図】図1

Description

本発明は、被着体(保護対象物)に貼り付けられてその表面を保護する表面保護フィルムの支持体等の用途に好適な透明フィルムに関する。
表面保護フィルム(表面保護シートともいう。)は、一般に、フィルム状の支持体(基材)上に粘着剤が設けられた構成を有する。かかる保護フィルムは、上記粘着剤を介して被着体に貼り合わされ、これにより該被着体を加工、搬送時等の傷や汚れから保護する目的で用いられる。例えば、液晶ディスプレイパネルの製造において液晶セルに貼り合わされる偏光板は、いったんロール形態に製造された後、このロールから巻き出して、液晶セルの形状に応じた所望のサイズにカットして用いられる。ここで、偏光板が中間工程において搬送ロール等と擦れて傷つくことを防止するために、該偏光板の片面または両面(典型的には片面)に表面保護フィルムを貼り合わせる対策がとられている。表面保護フィルムに関する技術文献として特許文献1および2が挙げられる。
特開2004−223923号公報 特開2008−255332号公報
このような表面保護フィルムとしては、該フィルムを貼り付けたまま被着体(例えば偏光板)の外観検査を行い得ることから、透明性を有するものが好ましく用いられる。近年、上記外観検査のしやすさや検査精度等の観点から、表面保護フィルムの外観品位に対する要求レベルが高くなってきている。例えば、表面保護フィルムの背面(被着体に貼り付けられる面とは反対側の面、すなわち該表面保護フィルムを構成する支持体の背面)に擦過傷がつきにくい性質が求められている。表面保護フィルムに擦過傷が存在すると、その傷が被着体の傷なのか、あるいは表面保護フィルムの傷なのかが、表面保護フィルムを貼り付けた状態のままでは判断できないためである。
保護フィルムの背面に擦過傷がつきにくくするための一つの方策として、該保護フィルムの背面に硬質の表面層を設ける手法が挙げられる。かかる表面層(トップコート層)は、典型的には、透明な樹脂フィルムの表面にコーティング材を塗布して乾燥および硬化させることにより形成される。しかし、被着体に貼り付けた保護フィルムを背面から観察(例えば、暗室内において観察)する場合、上記表面層を設けると、表面保護フィルムの外観が全体として白っぽくなり(すなわち外観品位が低下し)、被着体表面の視認性が低下する。コーティング材の塗布ムラなどにより表面層の厚みにバラツキがあると、場所による反射率の相違が生じる(相対的に厚い部分がより白くみえる)ため、上記視認性(外観品位)はさらに低下する。
そこで本発明は、表面保護フィルムの支持体等の用途に適した透明フィルムであって、より高い外観品位を実現し得る透明フィルムを提供することを目的とする。関連する他の目的は、かかる透明フィルムの片面に粘着剤層を有する表面保護フィルムの提供である。
本発明により提供される一つの透明フィルムは、透明な樹脂材料からなるベース層と、該ベース層の第一面(背面)上に設けられたトップコート層とを有する。前記トップコート層は、平均厚みDaveが2nm〜50nmであり、かつ、以下の式で表わされる厚みバラツキΔDが40%以下である。
ΔD=(Dmax−Dmin)/Dave×100(%)
[式中、Daveは平均厚み(nm)、Dmaxは最大厚み(nm)、Dminは最小厚み(nm)、ΔDは厚みバラツキ(%)である。]
本発明により提供される他の一つの透明フィルムは、透明な樹脂材料からなるベース層と、該ベース層の第一面(背面)上に設けられたトップコート層とを有する。ここで、前記トップコート層は、以下の条件(A)および(B)を満たす。
(A)平均厚みDaveが2nm〜50nmである。
(B)蛍光X線分析によるX線強度のバラツキΔIが40%以下である。ここで、X線強度バラツキΔIは、以下の式で表わされる。
ΔI=(Imax−Imin)/Iave×100(%)
[式中、Iaveは蛍光X線分析によるX線強度の平均値(kcps)、Imaxは最大X線強度(kcps)、Iminは最小X線強度(kcps)、ΔIはX線強度バラツキ(%)である。]
上述したいずれかの構成を有する透明フィルムによると、上記トップコート層が極めて薄くかつ厚みのバラツキが少ないので、該トップコート層を設けたことによる外観品位の低下(例えば、全体に白っぽくなったり、部分的に白いムラが視認されたりする事象)を効果的に回避することができる。このように外観品位に優れた透明フィルムは、該フィルム越しに製品(被着体)の外観検査を精度よく行い得ることから、表面保護フィルムの支持体として好適である。上記トップコート層の厚みが小さいことは、ベース層の特性(光学特性、寸法安定性等)に及ぼす影響が少ないという観点からも好ましい。上記ベース層を構成する樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル樹脂を主たる樹脂成分とするものを好ましく採用し得る。
ここに開示される技術の一態様では、前記トップコート層が帯電防止成分とバインダ樹脂とを含む。かかる構成の透明フィルムによると、上記トップコート層を利用して、透明フィルムに帯電防止性を付与することができる。したがって、トップコート層とは別に帯電防止層を設ける構成に比べて、透明フィルム(ひいては該透明フィルムを備える表面保護フィルム)の生産性がよい。また、透明フィルムを構成する層の数を少なくすることができるので、該透明フィルム越しに製品の外観検査を行う際における製品表面の視認性向上等の観点からも有利である。より実用に適した帯電防止性能を得るためには、上記トップコート層側の表面抵抗率が100×10Ω以下である透明フィルムが好ましい。上記帯電防止成分としては、導電性ポリマーを好ましく用いることができる。該導電性ポリマーとして少なくともポリチオフェンを含むトップコート層が好ましい。かかる組成のトップコート層を有する場合、上記蛍光X線分析においてX線強度を測定する対象としては、硫黄原子(S)を好ましく採用することができる。上記バインダ樹脂としては、例えばアクリル樹脂を好ましく採用することができる。
ここに開示される技術の一態様では、上記トップコート層が架橋剤(例えばメラミン系架橋剤)で架橋されている。このことによって、例えば、トップコート層の耐スクラッチ性、耐溶剤性および印字密着性のうち少なくとも一つの特性を向上させ得る。
ここに開示される技術の他の一態様では、前記トップコート層が滑剤を含む。ここで滑剤とは、トップコート層を構成する材料に配合されることでその摩擦係数を低下させる作用を有する成分をいう。このように滑剤を含むトップコート層によると、耐スクラッチ性に優れた透明フィルムが実現されやすいので好ましい。例えば、前記トップコート層がシリコーン系の滑剤を含む場合、上記蛍光X線分析においてX線強度を測定する対象としては、ケイ素原子(Si)を好ましく採用することができる。
本発明によると、また、ここに開示されるいずれかの透明フィルムを支持体として備える表面保護フィルムが提供される。該表面保護フィルムは、典型的には、前記透明フィルムと、該透明フィルムの表面であって前記トップコート層とは反対側の表面に設けられた粘着剤層と、を備える。かかる表面保護フィルムは、特に光学部品用の表面保護フィルムとして好適である。
本発明に係る表面保護フィルムの一構成例を示す模式的断面図である。 本発明に係る表面保護フィルムの他の構成例を示す模式的断面図である。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、製品として実際に提供される本発明の表面保護フィルムのサイズや縮尺を正確に表したものではない。
ここに開示される透明フィルムは、粘着シートの支持体その他の用途に好ましく利用され得る。かかる粘着シートは、一般に、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称される形態のものであり得る。なかでも表面保護フィルムの支持体として適しており、該フィルム越しに製品の外観検査を精度よく行い得ることから、特に光学部品(例えば、偏光板、波長板等の液晶ディスプレイパネル構成要素として用いられる光学部品)の加工時や搬送時に該光学部品の表面を保護する表面保護フィルム用の支持体として好適である。ここに開示される表面保護フィルムは、典型的には、上記透明フィルムの片面に粘着剤層が設けられた構成を有する。上記粘着剤層は、典型的には連続的に形成されるが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。また、ここに開示される表面保護フィルムは、ロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。
ここに開示される透明フィルムおよび該透明フィルムを支持体として有する表面保護フィルムの典型的な構成例を図1に模式的に示す。この表面保護フィルム1は、透明フィルム(支持体)10と粘着剤層20とを備える。透明フィルム10は、透明な樹脂フィルムからなるベース層12と、その第一面12A上に直接設けられたトップコート層14とからなる。粘着剤層20は、透明フィルム10のうちトップコート層14とは反対側の表面に設けられている。表面保護フィルム1は、この粘着剤層20を被着体(保護対象、例えば偏光板等の光学部品の表面)に貼り付けて使用される。使用前(すなわち、被着体への貼付前)の保護フィルム1は、典型的には図2に示すように、粘着剤層20の表面(被着体への貼付面)が、少なくとも粘着剤層20側が剥離面となっている剥離ライナー30によって保護された形態であり得る。あるいは、表面保護フィルム1がロール状に巻回されることにより透明フィルム10の背面(トップコート層14の表面)に粘着剤層20が当接してその表面が保護された形態であってもよい。
ここに開示される透明フィルムのベース層は、各種の樹脂材料を透明なフィルム形状に成形してなる樹脂フィルムであり得る。ベース層を構成する樹脂材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性、などのうち一または二以上の特性に優れた樹脂フィルムを構成し得るものが好ましい。例えば、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、ポリブチレンテレフタレート等の、ポリエステル系ポリマー;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等の、セルロース系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリメチルメタクリレート等の、アクリル系ポリマー;等を主たる樹脂成分(樹脂成分のなかの主成分、典型的には50質量%以上を占める成分)とする樹脂材料から構成された樹脂フィルムを、上記ベース層として好ましく用いることができる。上記樹脂材料の他の例としては、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等の、スチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルポルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等の、オレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロン6、ナイロン6,6、芳香族ポリアミド等の、アミド系ポリマー;等をベース樹脂とするものが挙げられる。ベース樹脂の他の例として、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー等が挙げられる。上述したポリマーの二種以上のブレンド物からなるベース層であってもよい。上記ベース層は、光学特性(位相差等)の異方性が少ないほど好ましい。特に、光学部品用表面保護フィルムの支持体として用いられる透明フィルムでは、ベース層の光学的異法性を少なくすることが有益である。ベース層は、単層構造であってもよく、組成の異なる複数の層が積層された構造であってもよい。典型的には単層構造である。
ベース層の厚さは、透明フィルムの用途や目的に応じて適宜選択することができる。強度や取扱性等の作業性と、コストや外観検査性等との兼ね合いから、通常は10μm〜200μm程度とすることが適当であり、15μm〜100μm程度とすることが好ましく、20μm〜70μmとすることがより好ましい。
ベース層の屈折率は、通常は1.43〜1.6程度とすることが適当であり、1.45〜1.5程度とすることが好ましい。また、ベース層は70%〜99%の光線透過率を有することが好ましく、該透過率が80%〜97%(例えば85%〜95%)であるベース層がより好ましい。
上記ベース層を構成する樹脂材料には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止成分、可塑剤、着色剤(顔料、染料等)等の各種添加剤が配合されていてもよい。ベース層の第一面(トップコート層が設けられる側の表面)には、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、酸処理、アルカリ処理、下塗り剤の塗布等の、公知または慣用の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理は、例えば、ベース層とトップコート層との密着性を高めるための処理であり得る。ベース層の表面にヒドロキシル基(−OH基)等の極性基が導入されるような表面処理を好ましく採用し得る。また、ここに開示される表面保護フィルムにおいて、該表面保護フィルムを構成する透明フィルムは、そのベース層の第二面(粘着剤層が形成される側の表面)に上記と同様の表面処理が施されていてもよい。かかる表面処理は、透明フィルム(支持体)と粘着剤層との密着性(粘着剤層の投錨性)を高めるための処理であり得る。
ここに開示される透明フィルムは、上記ベース層の片面(第一面)に、平均厚みDaveが2nm〜50nm(典型的には2nm〜30nm、好ましくは2nm〜20nm、例えば2nm〜10nm)のトップコート層を有する。トップコート層のDaveが大きすぎると、透明フィルムの外観が全体として白っぽくなり、透明フィルム(ひいては該透明フィルムを備える表面保護フィルム)の外観品位が低下しやすくなる。一方、トップコート層のDaveが小さすぎると、該トップコート層を均一に形成することが困難となる。
なお、透明フィルムを構成するトップコート層の厚さは、該透明フィルムの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察することにより把握することができる。例えば、目的の試料について、トップコート層を明瞭にする目的で重金属染色処理を行った後、樹脂包埋を行い、超薄切片法により試料断面のTEM観察を行って得られる結果を、ここに開示される技術におけるトップコート層の厚さとして好ましく採用することができる。TEMとしては、日立社製の透過電子顕微鏡、型式「H−7650」等を用いることができる。後述する実施例では、加速電圧:100kV、倍率:60,000倍で得られた断面画像について、二値化処理を行った後、視野内のサンプル長さでトップコートの断面積を除算することでトップコート層の厚さ(視野内の平均厚さ)を実測した。なお、重金属染色を行わなくてもトップコート層を十分明瞭に観察し得る場合には、重金属染色処理を省略してもよい。あるいは、TEMにより把握される厚さと、各種の厚み検出装置(例えば、表面粗さ計、干渉厚み計、赤外分光測定機、各種X線回折装置等)による検出結果との相関につき、検量線を作成して計算を行うことにより、トップコート層の厚さを求めてもよい。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、上記トップコート層は、その厚みのバラツキΔDが、該トップコート層の平均厚みDaveの40%以下(典型的には0%以上40%以下)である。上記厚みバラツキΔDは、トップコート層を横切る直線(典型的には、トップコート層を幅方向に横切る直線)に沿って均等な間隔で配置された5箇所の測定点(隣り合う測定点は2cm以上(例えば5cm程度またはそれ以上)離れていることが望ましい。)について該トップコート層の厚みを測定し(各測定点についてTEM観察を行って該測定点におけるトップコート層の厚みを直接測定してもよく、上述のように適当な厚み検出装置による検出結果を検量線により厚みに換算してもよい。)、それらの最大値Dmaxと最小値Dminとの差を平均厚みDaveで割った値(すなわち、ΔD=(Dmax−Dmin)/Dave×100(%))として定義される。ここで、平均厚みDaveは、上記5箇所の測定点における厚みの算術平均値である。具体的には、例えば、後述する実施例に記載の厚み測定方法に従ってDaveおよびΔDを求めることができる。ΔDが30%以下(より好ましくは25%以下、さらには20%以下)である透明フィルムによると、より良好な外観品位(例えば、スジやムラが視認されにくい性質)が実現され得る。ΔDが小さいことは、Daveが小さく且つ表面抵抗率の低い透明フィルムを形成する上でも有利である。
ここに開示される技術の他の好ましい一態様では、上記トップコート層は、その蛍光X線(XRF)分析によるX線強度のバラツキΔIが、該XRF分析によるX線強度の平均値(平均X線強度)Iaveの40%以下であり、典型的には0%以上40%以下である。上記X線強度のバラツキΔIは、トップコート層を横切る直線(典型的には、トップコート層を幅方向に横切る直線)に沿って均等な間隔で配置された5箇所の測定点(隣り合う測定点は2cm以上(例えば5cm程度またはそれ以上)離れていることが望ましい。)につきXRF分析を行ってX線強度Iを測定し、最大値Imaxと最小値Iminとの差を平均X線強度Iaveで割った値(すなわち、ΔI=(Imax−Imin)/Iave×100(%))として定義される。ここで、平均X線強度Iaveは、上記5箇所の測定点におけるX線強度Iの算術平均値である。X線強度の単位としては、通常、kcps(1秒当たりに計数管窓を通して入射するX線光量子の数(カウント数))を用いる。具体的には、例えば、後述する実施例に記載のX線強度バラツキ評価方法に従ってIaveおよびΔIを求めることができる。ΔIが30%以下(より好ましくは25%以下、さらには20%以下)である透明フィルムによると、より良好な外観品位(例えば、スジやムラが視認されにくい性質)が実現され得る。なお、一般に、ΔDが小さいほどΔIも小さくなる。したがって、ΔIが小さいことは、Daveが小さく且つ表面抵抗率の低い透明フィルムを形成する上でも有利である。
XRF分析の対象とする元素は、トップコートに含まれる元素のうちXRF分析が可能な元素であればよく、特に限定されない。例えば、硫黄(トップコート層に含まれる導電性ポリマー(ポリチオフェン等)に由来する硫黄原子(S)であり得る。)、ケイ素原子(トップコート層に含まれるシリコーン系滑剤に由来するケイ素(Si)であり得る。)、スズ原子(トップコート層にフィラーとして含まれる酸化スズ粒子に由来するスズ(Sn)であり得る。)等を、上記XRF分析の対象として好ましく採用することができる。ここに開示される技術の好ましい一態様では、硫黄のXRF分析に基づくX線強度バラツキΔIが40%以下である。他の好ましい一態様では、ケイ素原子のXRF分析に基づくX線強度バラツキΔIが40%以下である。
XRF分析は、例えば以下のようにして行うことができる。すなわち、XRF装置としては、市販のものを好ましく使用することができる。分光結晶は適宜選択して使用することができ、例えばGeクリスタル等を好ましく使用し得る。出力設定等は、使用する装置に応じて適宜選択することができる。通常は、50kV、70mA程度の出力で十分な感度を得ることができる。例えば、後述する実施例に記載の蛍光X線分析条件を好ましく採用することができる。
なお、測定精度を高めるという観点からは、所定のXRF条件において直径30mmの円に相当する面積当たりのX線強度が概ね0.01kcps以上(より好ましくは0.03kcps以上、典型的には3.00kcps以下、例えば0.05〜3.00kcps程度)となる元素を分析対象とすることが好適である。
ここに開示される透明フィルムは、トップコート層側の表面における表面抵抗率が100×10Ω以下(典型的には0.1×10Ω〜100×10Ω)である。かかる表面抵抗率を示す透明フィルムは、例えば、液晶セルや半導体装置等のように静電気を嫌う物品の加工または搬送過程等において使用される表面保護フィルムの支持体として好適に利用され得る。表面抵抗率が50×10Ω以下(典型的には0.1×10Ω〜50×10Ω、例えば1×10Ω〜50×10Ω)の透明フィルムがより好ましい。上記表面抵抗率の値は、市販の絶縁抵抗測定装置を用いて23℃、相対湿度55%の雰囲気下で測定される表面抵抗の値から算出することができる。具体的には、後述する実施例に記載の表面抵抗率測定方法により得られた表面抵抗率の値を好ましく採用することができる。
トップコート層の摩擦係数は、0.4以下であることが好ましい。このように摩擦係数の低いトップコート層によると、該トップコート層に荷重(スクラッチ傷を生じさせるような荷重)が加わった場合に、その荷重をトップコート層の表面に沿って受け流し、該荷重による摩擦力を軽減することができる。したがって、トップコート層が凝集破壊したりベース層から剥がれたり(界面破壊)してスクラッチ傷を生じる事象をよりよく防止することができる。摩擦係数の下限は特に限定されないが、他の特性(外観品位、印字性等)とのバランスを考慮して、通常は摩擦係数を0.1以上(典型的には0.1以上0.4以下)とすることが適当であり、0.15以上(典型的には0.15以上0.4以下)とすることが好ましい。上記摩擦係数としては、例えば、23℃、相対湿度50%の測定環境下において、透明フィルムの背面(すなわちトップコート層の表面)を垂直荷重40mNで擦過して求められる値を採用することができる。上記摩擦係数が実現されるように摩擦係数を低下させる(調整する)手法としては、トップコート層に各種滑剤(レベリング剤等)を含有させる方法、架橋剤の添加や成膜条件の調整によりトップコート層の架橋密度を高める方法、等を適宜採用することができる。
ここに開示される透明フィルムは、その背面(トップコート層の表面)が、油性インキにより(例えば、油性マーキングペンを用いて)容易に印字できる性質を有することが好ましい。かかる透明フィルムを支持体に用いた表面保護フィルムは、該表面保護フィルムを利用した被着体(例えば光学部品)の加工や搬送等の過程において、保護対象たる被着体の識別番号等を表面保護フィルムに記載して表示するのに適している。したがって、外観品位に加えて印字性にも優れた透明フィルムおよび該透明フィルムを備えた表面保護フィルムが好ましい。例えば、溶剤がアルコール系であって顔料を含むタイプの油性インキに対して高い印字性を有することが好ましい。また、印字されたインキが擦れや転着により取れにくい(すなわち、印字密着性に優れる)ことが好ましい。上記印字性の程度は、例えば、後述する印字性評価により把握することができる。かかる透明フィルムは、また、印字を修正または消去する際に該印字をアルコール(例えばエチルアルコール)で拭き取っても外観に目立った変化(白化)を生じない程度の耐溶剤性を有することが好ましい。この耐溶剤性の程度は、例えば、後述する耐溶剤性評価により把握することができる。
ここに開示される技術におけるトップコート層は、成膜に寄与する基本成分(ベース樹脂)として、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂等の各種タイプの樹脂から選択される一種または二種以上の樹脂を含有するものであり得る。耐スクラッチ性に優れ(例えば、後述する耐スクラッチ性評価に合格し)、かつ光線透過性に優れたトップコート層を形成可能な樹脂を選択することが好ましい。後述のように帯電防止成分(典型的には導電性ポリマー)を含有する組成のトップコート層において、上記ベース樹脂は、該帯電防止成分のバインダ(バインダ樹脂)としても把握され得る。
熱硬化型樹脂の具体例としては、アクリル樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、アクリル−スチレン樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコーン樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂等をベース樹脂とするものが挙げられる。これらのうち、アクリル樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、アクリル−スチレン樹脂等の熱硬化性樹脂を好ましく採用し得る。
紫外線硬化型樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂の、モノマー、オリゴマー、ポリマーおよびこれらの混合物が挙げられる。紫外線硬化性がよく高硬度の層を形成しやすいことから、紫外線重合性の官能基を一分子中に2個以上(より好ましくは3個以上、例えば3〜6個程度)有する多官能モノマーおよび/またはそのオリゴマーを含む紫外線硬化型樹脂を好ましく採用し得る。上記多官能モノマーとしては、多官能アクリレート、多官能メタアクリレート等のアクリル系モノマーを好ましく用いることができる。なお、ベース層との密着性の観点からは、一般に、上記ベース樹脂として紫外線硬化型樹脂よりも熱硬化型樹脂を用いることが有利である。
ここに開示される技術の一態様では、トップコート層のベース樹脂が、アクリル系ポリマーをベースポリマー(ポリマー成分のなかの主成分、すなわち50質量%以上を占める成分)とする樹脂(アクリル樹脂)である。ここで「アクリル系ポリマー」とは、一分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマー(以下、これを「アクリル系モノマー」ということがある。)を主構成単量体成分(モノマーの主成分、すなわちアクリル系ポリマーを構成するモノマーの総量のうち50質量%以上を占める成分)とするポリマーを指す。
なお、本明細書中において「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基を包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートを包括的に指す意味である。
ここに開示される技術の一態様では、上記アクリル樹脂の主成分が、構成単量体成分としてメチルメタクリレート(MMA)を含むアクリル系ポリマーである。通常は、MMAと他の一種または二種以上のモノマー(典型的には、主としてMMA以外のアクリル系モノマー)とのコポリマーが好ましい。MMAの共重合割合は、典型的には50質量%以上(例えば50〜90質量%)であり、好ましくは60質量%以上(例えば60〜85質量%)である。共重合成分として使用し得るモノマーの好適例としては、MMA以外の(シクロ)アルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。なお、ここで「(シクロ)アルキル」とは、アルキルおよびシクロアルキルを包括的に指す意味である。
上記(シクロ)アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート(BA)、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)等の、アルキル基の炭素数が1〜12であるアルキルアクリレート;メチルメタクリレート(MMA)、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート等の、アルキル基の炭素数が1〜6であるアルキルメタクリレート;シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等の、シクロアルキル基の炭素数が5〜7であるシクロアルキルアクリレート;シクロペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)等の、シクロアルキル基の炭素数が5〜7であるシクロアルキルメタクリレート;等を用いることができる。
トップコート層のベース樹脂としての上記アクリル系ポリマーは、例えば、少なくともMMAとCHMAとを構成単量体成分として含むポリマーであり得る。CHMAの共重合割合は、例えば25質量%以下(典型的には0.1〜25質量%)とすることができ、通常は15質量%以下(典型的には0.1〜15質量%)とすることが適当である。上記アクリル系ポリマーは、また、少なくともMMAとBAおよび/または2EHAとを構成単量体成分として含むポリマーであり得る。BAおよび2EHAの共重合割合(両者を含む場合にはそれらの合計量)は、例えば40質量%以下(典型的には1〜40質量%、例えば10〜40質量%)とすることができ、通常は30質量%以下(典型的には3〜30質量%、例えば15〜30質量%)とすることが適当である。ここに開示される技術の好ましい一態様では、上記アクリル系ポリマーの構成単量体成分(すなわちモノマー組成)が実質的にMMAとCHMAとBAおよび/または2EHAとからなる。
上記アクリル系ポリマーには、本発明の効果を顕著に損なわない範囲で、上記以外のモノマー(その他モノマー)が共重合されていてもよい。かかるモノマーとしては、カルボキシル基含有モノマー(アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸など)、酸無水物基含有モノマー(無水マレイン酸、無水イタコン酸など)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなど)、芳香族ビニル化合物(スチレン、α−メチルスチレンなど)、アミド基含有モノマー(アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなど)、アミノ基含有モノマー(アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなど)、イミド基含有モノマー(例えばシクロへキシルマレイミド)、エポキシ基含有モノマー(例えばグリシジル(メタ)アクリレート)、(メタ)アクリロイルモルホリン、ビニルエーテル類(例えばメチルビニルエーテル)、等が例示される。このような「その他モノマー」の共重合割合(二種以上を用いる場合にはそれらの合計量)は、通常は5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下であってもよく、かかるモノマーが実質的に共重合されていなくてもよい。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、トップコート層のベース樹脂を構成するアクリル系ポリマーが、酸性官能基を有するモノマー(アクリル酸、メタクリル酸など)を実質的に含まない共重合組成のポリマーである。このことは、後述するようにメラミン系架橋剤を用いる態様において特に有意義である。例えば、かかる共重合組成のアクリル系ポリマーをベース樹脂として含み、且つメラミン系架橋剤で架橋されたトップコート層は、より高硬度であって且つ基材(ベース層)との密着性に優れたものとなり得るので好ましい。
ここに開示される技術におけるトップコート層には、必要に応じて、帯電防止成分、滑剤(レベリング剤等)、架橋剤、酸化防止剤、着色剤(顔料、染料等)、流動性調整剤(チクソトロピー剤、増粘剤等)、造膜助剤、触媒(例えば、紫外線硬化型樹脂を含む組成における紫外線重合開始剤)、等の添加剤を含有させることができる。
ここに開示される好ましい表面抵抗率を実現するためには、トップコート層に帯電防止成分を含有させることが効果的である。上記帯電防止成分は、透明フィルムまたは該フィルムを用いてなる表面保護フィルムの帯電を防止する作用を有する成分である。トップコート層に帯電防止成分を含有させる場合、その帯電防止成分としては、例えば、有機または無機の導電性物質、各種の帯電防止剤、等を用いることができる。なかでも有機導電性物質の使用が好ましい。
上記有機導電性物質としては、各種の導電性ポリマーを好ましく用いることができる。かかる導電性ポリマーの例としては、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、アリルアミン系重合体等が挙げられる。このような導電性ポリマーは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、他の帯電防止成分(無機導電性物質、帯電防止剤等)と組み合わせて用いてもよい。導電性ポリマーの使用量は、トップコート層を構成するベース樹脂(例えば、上述のようなアクリル系ポリマー)100質量部に対して例えば10〜200質量部とすることができ、通常は25〜150質量部(例えば40〜120質量部)とすることが適当である。導電性ポリマーの使用量が少なすぎると、ここに開示される好ましい表面抵抗率の値が実現され難くなる場合がある。導電性ポリマーの使用量が多すぎると、トップコート層の厚みバラツキΔDが高くなりやすく、これにより外観品位が低下傾向となる場合がある。また、トップコート層を構成する他の成分との組合せによっては、導電性ポリマーの相溶性が不足気味となって外観品位が低下したり、耐溶剤性が低下傾向となったりすることもあり得る。
ここに開示される技術において好ましく採用し得る導電性ポリマーとして、ポリチオフェンおよびポリアニリンが例示される。ポリチオフェンとしては、ポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」と表記する。)が40×10以下であるものが好ましく、30×10以下がより好ましい。ポリアニリンとしては、Mwが50×10以下であるものが好ましく、30×10以下がより好ましい。また、これら導電性ポリマーのMwは、通常は0.1×10以上であることが好ましく、より好ましくは0.5×10以上である。なお、本明細書中においてポリチオフェンとは、無置換または置換チオフェンの重合体をいう。ここに開示される技術における置換チオフェン重合体の一好適例として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が挙げられる。
導電性ポリマーを含有するトップコート層を形成する方法として、液状組成物(トップコート層形成用のコーティング組成物)を塗布して乾燥または硬化させる方法を採用する場合、該組成物の調製に用いる導電性ポリマーとしては、該導電性ポリマーが水に溶解または分散した形態のもの(導電性ポリマー水溶液)を好ましく使用し得る。かかる導電性ポリマー水溶液は、例えば、親水性官能基を有する導電性ポリマー(分子内に親水性官能基を有するモノマーを共重合させる等の手法により合成され得る。)を水に溶解または分散させることにより調製することができる。上記親水性官能基としては、スルホ基、アミノ基、アミド基、イミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、ヒドラジノ基、カルボキシル基、四級アンモニウム基、硫酸エステル基(−O−SOH)、リン酸エステル基(例えば−O−PO(OH))等が例示される。かかる親水性官能基は塩を形成していてもよい。ポリチオフェン水溶液の市販品としては、ナガセケムテック社製の商品名「デナトロン」シリーズが例示される。また、ポリアニリンスルホン酸水溶液の市販品としては、三菱レイヨン社製の商品名「aqua−PASS」が例示される。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、上記コーティング組成物の調製にポリチオフェン水溶液を使用する。ポリスチレンスルホネート(PSS)を含むポリチオフェン水溶液(ポリチオフェンにPSSがドーパントとして添加された形態であり得る。)の使用が好ましい。かかる水溶液は、ポリチオフェン:PSSを1:5〜1:10の質量比で含有するものであり得る。上記水溶液におけるポリチオフェンとPSSとの合計含有量は、例えば1〜5質量%程度であり得る。このようなポリチオフェン水溶液の市販品としては、H.C.Stark社の商品名「ベイトロン(Baytron)」が例示される。
なお、上記のようにPSSを含むポリチオフェン水溶液を用いる場合には、ポリチオフェンとPSSとの合計量を、ベース樹脂100質量部に対して10〜200質量部(通常は25〜150質量部、例えば40〜120質量部)とするとよい。
ここに開示されるトップコート層は、必要に応じて、導電性ポリマーと、他の一種または二種以上の帯電防止成分(導電性ポリマー以外の有機導電性物質、無機導電性物質、帯電防止剤など)とを共に含んでもよい。上記無機導電性物質の例としては、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、ITO(酸化インジウム/酸化スズ)、ATO(酸化アンチモン/酸化スズ)等が挙げられる。上記帯電防止剤の例としては、カチオン型帯電防止剤、アニオン型帯電防止剤、両性イオン型帯電防止剤、ノニオン型帯電防止剤、上記カチオン型、アニオン型、両性イオン型のイオン導電性基を有する単量体を重合もしくは共重合して得られたイオン導電性重合体、等が挙げられる。好ましい一態様では、上記トップコート層に含まれる帯電防止成分が実質的に導電性ポリマーからなる。
導電性ポリマーとバインダ樹脂とを含むトップコート層の好ましい一態様では、上記導電性ポリマーがポリチオフェン(PSSがドープされたポリチオフェンであり得る。)であり、上記バインダ樹脂がアクリル樹脂である。かかる導電性ポリマーとバインダ樹脂との組合せは、トップコート層の厚みが小さくても表面抵抗率の低い透明フィルムを形成するのに適している。上記アクリル樹脂として、酸性官能基を有するモノマーを実質的に含まない共重合組成のアクリル系ポリマーを主成分とするものを使用することにより、特に良好な結果が実現され得る。
ここに開示される技術は、トップコート層が架橋剤を含む態様で好ましく実施され得る。架橋剤としては、一般的な樹脂の架橋に用いられるメラミン系、イソシアネート系、エポキシ系等の架橋剤を適宜選択して用いることができる。かかる架橋剤を用いることにより、耐スクラッチ性の向上、耐溶剤性の向上、印字密着性の向上、摩擦係数の低下、のうち少なくとも一つの効果が実現され得る。好ましい一態様では、上記架橋剤として少なくともメラミン系架橋剤を使用する。架橋剤が実質的にメラミン系架橋剤からなる態様であってもよい。ベース樹脂としてアクリル樹脂(特に、酸性官能基を有するモノマーを実質的に含まない共重合組成のアクリル系ポリマーを主成分とするアクリル樹脂)を用いる構成では、架橋剤としてメラミン系架橋剤を選択する意義が特に大きい。
ここに開示される透明フィルムにおいて、より良好な耐スクラッチ性を実現するためには、トップコート層に滑剤を含有させることが効果的である。滑剤としては、一般的なフッ素系またはシリコーン系の滑剤を好ましく用いることができる。シリコーン系滑剤の使用が特に好ましい。シリコーン系滑剤の具体例としては、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサン等が挙げられる。アリール基やアラルキル基を有するフッ素化合物またはシリコーン化合物を含む滑剤(印字性のよい樹脂フィルムを与え得ることから、印字性滑剤と呼ばれることもある。)を用いてもよい。また、架橋性反応基を有するフッ素化合物またはシリコーン化合物を含む滑剤(反応性滑剤)を用いてもよい。
滑剤の使用量は、トップコート層を構成するベース樹脂(例えば、上述のようなアクリル系ポリマー)100質量部に対して例えば5〜90質量部とすることができ、通常は10〜70質量部とすることが適当である。好ましい一態様では、ベース樹脂100質量部に対する滑剤の使用量を15質量部以上(より好ましくは20質量部以上、例えば25質量部以上、典型的には50質量部以下)とする。滑剤の使用量が少なすぎると、耐スクラッチ性が低下しやすくなる傾向にある。滑剤の使用量が多すぎると、印字性が不足しがちとなったり、トップコート層の外観品位が低下傾向となったりすることがあり得る。
このような滑剤は、トップコート層の表面にブリードして該表面に滑り性を付与し、これにより摩擦係数を低下させるものと推察される。したがって、滑剤の適切な使用により、摩擦係数の低下を通じて耐スクラッチ性を向上させることができる。上記滑剤は、トップコート層の表面張力を均一化し、厚さむらの低減や干渉縞の軽減(ひいては外観品位の向上)にも寄与し得る。このことは、光学部材用の表面保護フィルムにおいて特に有意義である。また、トップコート層を構成する樹脂成分が紫外線硬化型樹脂である場合、これにフッ素系またはシリコーン系の滑剤を添加すると、トップコート層形成用組成物を基材に塗布して乾燥させる際に該滑剤が塗膜表面(空気との界面)にブリードし、これにより紫外線照射時に酸素による硬化阻害が抑制されて、トップコート層の最表面においても紫外線硬化型樹脂を十分に硬化させることができる。
上記トップコート層は、上記樹脂成分および必要に応じて使用される添加剤が適当な溶媒に分散または溶解した液状組成物を上記ベース層の表面に付与することを含む手法によって好適に形成され得る。例えば、上記液状組成物(トップコート層形成用組成物)をベース層に塗布して乾燥させ、必要に応じて硬化処理(熱処理、紫外線処理など)を行う手法を好ましく採用し得る。上記組成物の固形分含量(NV)は、例えば5質量%以下(典型的には0.05〜5質量%)とすることができ、通常は1質量%以下(例えば0.1〜1質量%)とすることが適当である。NVが高すぎると、組成物の粘度が高くなりがちであることや、場所による乾燥時間のバラツキが生じやすいこと等により、薄く均一な(ΔDの小さい)トップコート層を形成し難くなる場合がある。好ましい一態様では、トップコート層形成用組成物のNVが0.5質量%以下(例えば0.3質量%以下)である。NVの下限は特に限定されないが、通常はNVを0.05質量%以上(例えば0.1質量%以上)とすることが適当である。トップコート層形成用組成物のNVが低すぎると、ベース層の材質や表面状態等によっては塗膜にハジキが生じやすくなり、これによりΔDが上昇傾向となることがあり得る。
上記トップコート層形成用組成物を構成する溶媒としては、トップコート層形成成分を安定して溶解または分散し得るものが好ましい。かかる溶媒は、有機溶剤、水、またはこれらの混合溶媒であり得る。上記有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル等のエステル類;メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等の環状エーテル類;n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等の脂肪族または脂環族アルコール類;グリコールエーテル類;等から選択される一種または二種以上を用いることができる。
ここに開示される技術の一態様では、トップコート層形成用組成物を構成する溶媒が、グリコールエーテル類を主成分とする溶媒である。かかるグリコールエーテル類として、アルキレングリコールモノアルキルエーテルおよびジアルキレングリコールモノアルキルエーテルから選択される一種または二種以上を好ましく使用することができる。具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール−モノ−2−エチルヘキシルエーテルが挙げられる。
このようなグリコールエーテル類は、トルエン等の芳香族炭化水素に比べて環境負荷が少なく、しかも低級アルコールや水に比べて高沸点なので、塗工されたトップコート層形成用組成物(塗布物)の全体を均一に乾燥させるのに適している。すなわち、ここに開示される技術のように極薄く且つ厚みのバラツキの少ない層を形成する場合、溶媒の揮発性(乾燥性)が高すぎると、例えば、組成物を塗工した領域のなかに、部分的に早く乾燥する箇所が生じる一方、乾燥に遅れた箇所には溶剤溜まりが生成し、しかる後に乾燥することとなるため、上記早く乾燥した箇所と遅れて乾燥した箇所とでトップコート層の厚みにムラが生じやすくなる。また、溶媒の揮発性が高すぎると、塗工直後の液膜形状がそのまま反映されやすく(換言すれば、液膜がレベリングする前に乾燥してしまい)、このことによっても厚みバラツキΔDの大きな層が形成されやすくなる。グリコールエーテル類のように高沸点で且つ親水性の溶媒を用いることにより、塗工された液膜が乾燥する前にレベリング作用を適切に働かせることができる。したがって、より厚みバラツキΔDの小さいトップコート層が形成され得る。塗布物の乾燥は、100℃以上(例えば120℃以上、典型的には160℃以下)の温度で行うことが好ましい。かかる温度に加熱することにより、上記レベリング作用をよりよく働かせることができる。したがって、よりΔDの小さいトップコート層が形成され得る。
ここに開示される表面保護フィルムを構成する粘着剤層としては、表面保護フィルムに適した性質(被着体表面に対する剥離力、非汚染性等)を備える粘着剤層を形成可能な粘着剤組成物を用いて好適に形成することができる。例えば、かかる粘着剤組成物をベース層に直接付与して乾燥または硬化させることで粘着剤層を形成する方法(直接法);剥離ライナーの表面(剥離面)に粘着剤組成物を付与して乾燥または硬化させることで該表面上に粘着剤層を形成し、この粘着剤層をベース層に貼り合わせて該粘着剤層をベース層に転写する方法(転写法);等を採用することができる。粘着剤層の投錨性の観点から、通常は上記直接法を好ましく採用し得る。粘着剤組成物の付与(典型的には塗布)に際しては、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、ダイコーターによるコート法等の、粘着シートの分野において従来公知の各種方法を適宜採用することができる。特に限定するものではないが、粘着剤層の厚みは、例えば凡そ3μm〜100μm程度とすることができ、通常は凡そ5μm〜50μm程度が好ましい。なお、ここに開示される表面保護フィルムを得る方法としては、予めトップコート層が設けられたベース層(すなわち透明フィルム)に上記粘着剤層を形成する方法、およびベース層上に粘着剤層を設けた後にトップコート層を形成する方法、のいずれも採用可能である。通常は、透明フィルムに粘着剤層を設ける方法が好ましい。
ここに開示される表面保護フィルムは、必要に応じて、粘着面(粘着剤層のうち被着体に貼り付けられる側の面)を保護する目的で、該粘着面に剥離ライナーを貼り合わせた形態(剥離ライナー付き表面保護フィルムの形態)で提供され得る。剥離ライナーを構成する基材としては、紙、合成樹脂フィルム等を使用することができ、表面平滑性に優れる点から合成樹脂フィルムが好適に用いられる。例えば、ベース層と同様の樹脂材料からなる樹脂フィルムを、剥離ライナーの基材として好ましく用いることができる。剥離ライナーの厚みは、例えば凡そ5μm〜200μmとすることができ、通常は凡そ10μm〜100μm程度が好ましい。剥離ライナーのうち粘着剤層に貼り合わされる面には、従来公知の離型剤(例えば、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、脂肪酸アミド系等)あるいはシリカ粉等を用いて、離型または防汚処理が施されていてもよい。
以下、本発明に関連するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明中の「部」および「%」は、特に断りがない限り質量基準である。また、以下の説明中の各特性は、それぞれ次のようにして測定または評価した。
1.厚み測定
後述する例1のコーティング組成物を用いて、該組成物の塗布量を異ならせることによりトップコートの厚みを異ならせた数種のサンプルを作製した。これらのサンプルの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察することによりトップコートの厚みを測定した。
一方、各サンプルの背面につき蛍光X線分析装置(Rigaku社製のXRF装置、型式「ZSX−100e」)を用いて硫黄原子(トップコートに含まれる導電性ポリマーに由来する。)のピーク強度を測定した。この蛍光X線分析は以下の条件で行った。
[蛍光X線分析]
装置:Rigaku社製XRF装置、型式「ZSX−100e」
X線源:縦型Rh管
分析範囲:直径30mmの円内
検出X線:S−Kα
分光結晶:Geクリスタル
出力:50kv、70mA
上記TEM観察により得られたトップコートの厚み(実測値)および上記蛍光X線分析の結果に基づいて、蛍光X線分析におけるピーク強度からトップコートの厚みを把握する検量線を作製した。
上記検量線を用いて、各例に係る透明フィルムサンプルのトップコートの厚みを測定した。具体的には、トップコートが形成された領域を幅方向(バーコーターの移動方向に直交する方向)に横切る直線に沿って、該幅方向の一端から他端に向かって幅の1/6,2/6,3/6,4/6,5/6進んだ位置について蛍光X線分析を行い、その結果(硫黄原子のX線強度(kcps))とトップコートの組成(導電性ポリマーの含有量)および上記検量線から、上記5箇所の測定位置におけるトップコートの厚みを求めた。平均厚みDaveは、上記5箇所の測定点におけるトップコートの厚みを算術平均することにより算出した。厚みばらつきΔDは、上記平均厚みDaveと、上記5箇所の測定点におけるトップコートの厚みのうちの最大値Dmaxおよび最小値Dminとを、次式:ΔD=(Dmax−Dmin)/Dave×100(%);に代入することにより算出した。
さらに、以下の手法によりX線強度バラツキを評価した。
[X線強度バラツキ評価]
上記の各位置について蛍光X線分析を行って得られた硫黄原子のX線強度(kcps)を算術平均することにより平均X線強度Iaveを求めた。また、この平均X線強度Iaveと各位置におけるX線強度の最大値Imaxおよび最小値Iminとを次式:ΔI=(Imax−Imin)/Iave×100(%);に代入して、X線強度バラツキΔIを算出した。
2.外観評価
外光を遮った室内(暗室)にて、各例に係る透明フィルムサンプルの背面(トップコート側の表面)から100cmの位置に100Wの蛍光灯(三菱電機株式会社製、商品名「ルピカライン」)を配置し、視点を変えながらサンプルの背面を目視観察した(反射法)。また、上記暗室にて、上記サンプルの前面(トップコートとは反対側の表面)から10cmの位置に上記蛍光灯を配置し、視点を変えながらサンプルの背面を目視観察した(透過法)。さらに、外光の入る窓を有する室内(明室)にて、晴天の日中に、直射日光の当たらない窓際にてサンプルの背面を目視観察した。これらの観察結果を以下の4段階で表記した。
◎:いずれの観察条件においても、サンプルの背面にムラやスジは認められなかった。
○:暗室での反射法による観察において、背面に僅かなムラまたはスジが認められた。
△:暗室での透過法による観察において、背面に僅かなムラまたはスジが認められた。
×:明室での観察において、背面にムラまたはスジが認められた。
3.表面抵抗率測定
JIS K6911に準拠し、絶縁抵抗計(三菱化学アナリテック社製、商品名「Hiresta−up MCP−HT450」)を用いて、23℃、相対湿度55%の雰囲気下において、各例に係る透明フィルムサンプルの背面の表面抵抗Rsを測定した。印加電圧は100Vとし、表面抵抗Rsの読み取りは測定開始から60秒後に行った。その結果から、次の式にしたがって表面抵抗率を算出した。
ρs=Rs×E/V×π(D+d)/(D−d)
ここで、上記式中のρsは表面抵抗率(Ω)、Rsは表面抵抗(Ω)、Eは印加電圧(V)、Vは測定電圧(V)、Dは表面の環状電極の内径(cm)、dは表面電極の内円の外径(cm)をそれぞれ表す。
4.白化防止性評価
各例に係る透明フィルムサンプルの背面(トップコート側の表面)を、手袋をはめた試験者が1回強く擦り、その擦られた部分(擦過部)が周囲と比べて透明に抜けるか否かを目視にて確認した。フィルムの白化が顕著な場合には、透明な擦過部と(白化した)周囲とのコントラストがはっきりする現象がみられる。観察は、上記外観評価と同様に、暗室(反射法、透過法)および明室において行った。得られた観察結果を以下の4段階で表記した。
◎:いずれの観察条件においても外観変化(白化)は認められなかった。
○:暗室での反射法による観察において僅かな白化が認められた。
△:暗室での透過法による観察において僅かな白化が認められた。
×:明室での観察において白化が認められた。
5.耐スクラッチ性評価
各例に係る透明フィルムサンプルから10cm(10cm×10cm)のサンプルを切り出した。上記明室において試験者が上記サンプルの背面を爪で擦り、それによるキズのつき方によって耐スクラッチ性を評価した。具体的には、爪で擦った後のサンプル背面を光学顕微鏡で観察し、トップコートの脱落屑の存在が確認された場合を耐スクラッチ性×(不合格)、かかる脱落屑の存在が確認されなかった場合を耐スクラッチ性○(合格)とした。
6.耐溶剤性
上記暗室において、エチルアルコールを染み込ませたウェス(布)で各例に係る透明フィルムサンプルの背面を15回拭き、その背面の外観を目視観察した。その結果、エチルアルコールで拭いた部分と他の部分との間に外観上の相違が観察されなかった(エチルアルコールで拭いたことによる外観変化がみられない)場合を耐溶剤性○、拭きムラが確認された場合を耐溶剤性×と評価した。
7.印字性(印字密着性)評価
各例に係る透明フィルムサンプルにつき、23℃、50%RHの測定環境下でシャチハタ社製Xスタンパーを用いてトップコートの表面上に印字を施した後、その印字の上からニチバン社製のセロハン粘着テープ(品番No.405、幅19mm)を貼り付け、次いで剥離速度30m/分、剥離角度180度の条件で剥離した。剥離後の表面を目視観察し、印字面積の50%以上が剥離された場合を×、印字面積の50%以上が剥離されずに残った場合を○と評価した。
<例1>
(コーティング組成物の調製)
バインダとしてのアクリル系ポリマー(バインダポリマーB1)をトルエン中に5%含む溶液(バインダ溶液A1)を用意した。上記バインダ溶液A1の作製は以下のようにして行った。すなわち、反応器にトルエン25gを装入し、反応器内の温度を105℃まで上げた後、メチルメタクリレート(MMA)30g、n−ブチルアクリレート(BA)10g、シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)5g、アゾビスイソブチロニトリル0.2gを混合した溶液を上記反応器に、2時間かけて連続的に滴下した。滴下完了後、反応器内の温度を110〜115℃に調整し、同温度に3時間保維持して共重合反応を行った。3時間経過後、トルエン4gとアゾビスイソブチロニトリル0.1gとの混合液を反応器に滴下し、同温度に1時間保持した。その後、反応器内の温度を90℃まで冷却し、トルエンを投入して希釈することによりNV5%に調整した。
容量150mLのビーカーに、2gのバインダ溶液A1(0.1gのバインダポリマーB1を含む。)と、40gのエチレングリコールモノエチルエーテルとを入れて攪拌混合した。さらにこのビーカーに、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDT)とポリスチレンスルホネート(PSS)を含むNV4.0%の導電性ポリマー水溶液C1を1.2gと、エチレングリコールモノメチルエーテル55gと、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系レベリング剤(BYK Chemie社製、商品名「BYK−300」、NV52%)0.05gと、メラミン系架橋剤とを加え、約20分間攪拌して十分に混合した。このようにして、100部のバインダポリマーB1(ベース樹脂)に対して導電性ポリマー50部および滑剤30部を含み(いずれも固形分基準)、さらにメラミン系架橋剤を含むコーティング組成物を調製した。
(トップコート層の形成)
一方の面にコロナ処理が施された厚さ38μm、幅30cm、長さ40cmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理面に、上記コーティング組成物を、バーコーター#3を用いて乾燥前の厚さが約3.5μmとなるように塗布した。この塗布物を130℃に2分間加熱して乾燥させることによりトップコート層を形成した。このようにして、PETフィルムの片面に透明なトップコート層を有する透明フィルムサンプルを作製した。
(表面保護フィルムの作製)
PETフィルムの片面にシリコーン系剥離処理剤による剥離処理が施された離型シートを用意し、該離型シートの剥離面(剥離処理が施された面)上に厚さ25μmのアクリル系粘着剤層を形成した。その粘着剤層を上記PETフィルムの他方の面(トップコート層が設けられていない面)に貼り合わせて表面保護フィルムを作製した。なお、本例および以下の例のいずれにおいても、表2に示す各種測定および評価は、上記粘着剤層を貼り合わせる前のフィルム(透明フィルムサンプル)について実施した。
<例2>
例1において、導電性ポリマー水溶液C1の使用量を1.2gから2.5gに変更し、エチレングリコールモノメチルエーテルの使用量を55gから17gに変更した。その他の点については例1と同様にして本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例3>
例1において、エチレングリコールモノメチルエーテルの使用量を55gから5gに変更した。その他の点については例1と同様にして、本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例4>
例1において、エチレングリコールモノエチルエーテルの使用量を40gから15gに変更し、導電性ポリマー水溶液C1の使用量を1.2gから0.7gに変更し、エチレングリコールモノメチルエーテルは使用しなかった。その他の点については例1と同様にして、本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例5>
メラミン系架橋剤を使用しない点以外は例4と同様にして、本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例6>
滑剤(BYK−300)を使用しない点以外は例4と同様にして、本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例7>
エチレングリコールモノエチルエーテルの使用量を15gから10gに変更した点以外は例4と同様にして、本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例8>
エチレングリコールモノエチルエーテルの使用量を15gから5gに変更した点以外は例4と同様にして、本例に係る透明フィルムサンプルを作製した。この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
<例9>
(コーティング組成物の調製)
反応器にトルエン25gを装入し、反応器内の温度を105℃まで上げた後、メチルメタクリレート(MMA)32g、n−ブチルアクリレート(BA)5g、メタクリル酸(MAA)0.7g、シクロヘキシルメタクリレート(CHMA)5g、アゾビスイソブチロニトリル0.2gを混合した溶液を上記反応器に、2時間かけて連続的に滴下した。滴下完了後、反応器内の温度を110〜115℃に調整し、同温度に3時間保維持して共重合反応を行った。3時間経過後、トルエン4gとアゾビスイソブチロニトリル0.1gとの混合液を反応器に滴下し、同温度に1時間保持した。その後、反応器内の温度を90℃まで冷却し、トルエン31gを投入して希釈した。このようにして、バインダとしてのアクリル系ポリマー(バインダポリマーB2;Tg 73.4℃)をトルエン中に約42%含む溶液(バインダ溶液A2)を作製した。
容量150mLのビーカーに、バインダ溶液A2(2.3gのバインダポリマーB2を含む。)と、29.3gのエチレングリコールモノエチルエーテルとを入れて攪拌混合した。さらにこのビーカーに、PEDTおよびPSSを含むNV1.3%の導電性ポリマー水溶液C2を14g、エチレングリコールモノメチルエーテル19.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテル32g、N−メチルピロリドン1.7g、滑剤(BYK−300を使用した。)0.5gを加え、約30分間攪拌して十分に混合した。このようにして、100部のバインダポリマーB2(ベース樹脂)に対して導電性ポリマー8部および滑剤12部(いずれも固形分基準)を含むコーティング組成物を調製した。この組成物には架橋剤は配合されていない。
(トップコートの形成)
片面にコロナ処理が施された厚さ38μm、幅30cm、長さ40cmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理面に、上記コーティング組成物を、バーコーター#7を用いて乾燥前の厚さが約16μmとなるように塗布した。この塗布物を80℃に2分間加熱して乾燥させることによりトップコート層を形成した。このようにして、PETフィルムの片面に透明なトップコート層を有する透明フィルムサンプルを作製した。
この透明フィルムサンプルを用いて例1と同様に表面保護フィルムを作製した。
これらの透明フィルムサンプルにつき、トップコート層の形成に用いたコーティング組成物の概略構成を表1に、上述した各種測定および評価の結果を表2に示す。表2には、トップコート層の概略構成を併せて示している。
Figure 2011168049
Figure 2011168049
これらの表に示されるように、トップコート層のDaveが2nm〜50nmであって且つΔDが40%以下である例1〜6の透明フィルムサンプルは、いずれも、上記外観評価の結果が良好であった。ΔDが30%以下である例1および例3〜6は、ΔDが30%を超える例2に比べて、さらに優れた外観品位を示すものであった。Daveが2nm〜10nmであって且つΔDが20%以下である例1によると、特に良好な結果が得られた。また、例1〜6の透明フィルムサンプルは、薄膜でありながら、いずれも50×10Ω以下という低い表面抵抗率を示すものであった。白化防止性については例1〜6のいずれも実用可能なレベルであった。滑剤を用いた例1〜例5のうち、Daveが30nm以下である例1〜3は、より良好な白化防止性を示すものであった。また、トップコート層が滑剤およびメラミン系架橋剤を含む例1〜例4は、いずれも良好な耐スクラッチ性を示した。なお、滑剤を含まない例6は、Daveが40nm以上であっても白化防止性が良好であった。ただし、白化防止性と耐スクラッチ性とを高度に両立させるためには、滑剤を含むトップコート層のほうが有利である。トップコートにメラミン系架橋剤を含有させることは、耐溶剤性および印字密着性の向上にも効果的であることが確認された。
一方、Daveが50nmよりも大きい例7〜例9の透明フィルムサンプルは、いずれも例1〜6に比べて外観品位に劣っていた。ΔDが同程度である例2と例7との比較からわかるように、良好な外観品位を得るためには、Dave≦50nmに加えてΔD≦40%を満たすことが肝要である。また、例7〜例9の透明フィルムサンプルは、例1〜6に比べて白化防止性に劣るものであった。これは、Daveが50nmよりも大きくなると、トップコート層の表面に存在する滑剤量が過剰となって一部の滑剤が油滴化し得るため、上述した白化防止性試験において上記油滴化した滑剤が擦りとられることにより白化防止性が低下したものと考えられる。
ここに開示される透明フィルムは、各種表面保護フィルムの支持体(支持基材)等の用途に好ましく利用され得る。また、ここに開示される表面保護フィルムは、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等の構成要素として用いられる光学部材の製造時、搬送時等に該光学部材を保護する用途に好適である。特に、液晶ディスプレイパネル用の偏光板(偏光フィルム)、波長板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルム、光拡散シート、反射シート等の光学部材に適用される表面保護フィルムとして有用である。
1:表面保護フィルム
10:透明フィルム
12:ベース層
14:トップコート層
20:粘着剤層
30:剥離ライナー

Claims (15)

  1. 透明な樹脂材料からなるベース層と、該ベース層の第一面上に設けられたトップコート層とを有する透明フィルムであって、
    ここで、前記トップコート層は、平均厚みDaveが2nm〜50nmであり、かつ、以下の式
    ΔD=(Dmax−Dmin)/Dave×100(%)
    [式中、Daveは平均厚み(nm)、Dmaxは最大厚み(nm)、Dminは最小厚み(nm)、ΔDは厚みバラツキ(%)である。]
    で表わされる厚みバラツキΔDが40%以下である、透明フィルム。
  2. 前記トップコート層は、帯電防止成分とバインダ樹脂とを含み、表面抵抗率が100×10Ω以下である、請求項1に記載の透明フィルム。
  3. 前記トップコート層は、前記帯電防止成分として少なくとも導電性ポリマーを含む、請求項2に記載の透明フィルム。
  4. 前記トップコート層は、前記導電性ポリマーとして少なくともポリチオフェンを含む、請求項3に記載の透明フィルム。
  5. 前記トップコート層は、前記バインダ樹脂としてアクリル樹脂を含む、請求項2から4のいずれか一項に記載の透明フィルム。
  6. 前記トップコート層はメラミン系架橋剤で架橋されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の透明フィルム。
  7. 前記トップコート層は滑剤を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の透明フィルム。
  8. 透明な樹脂材料からなるベース層と、該ベース層の第一面上に設けられたトップコート層とを有する透明フィルムであって、
    前記トップコート層は、以下の条件:
    (A)平均厚みDaveが2nm〜50nmである;および、
    (B)蛍光X線分析によるX線強度のバラツキΔIが40%以下である、ここで、X線強度バラツキΔIは、以下の式
    ΔI=(Imax−Imin)/Iave×100(%)
    [式中、Iaveは蛍光X線分析によるX線強度の平均値(kcps)、Imaxは最大X線強度(kcps)、Iminは最小X線強度(kcps)、ΔIはX線強度バラツキ(%)である。]で表わされる;
    のいずれをも満たす、透明フィルム。
  9. 前記トップコート層は、帯電防止成分とバインダ樹脂とを含み、表面抵抗率が100×10Ω以下である、請求項8に記載の透明フィルム。
  10. 前記帯電防止成分として少なくともポリチオフェンを含み、前記X線強度は硫黄原子について測定されるX線強度である、請求項9に記載の透明フィルム。
  11. 前記トップコート層は、シリコーン系の滑剤を含み、前記X線強度はケイ素原子について測定されるX線強度である、請求項8または9に記載の透明フィルム。
  12. 前記ベース層を構成する樹脂材料は、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンナフタレート樹脂を主たる樹脂成分とする樹脂材料である、請求項1から11のいずれか一項に記載の透明フィルム。
  13. 請求項1から12のいずれか一項に記載の透明フィルムと、
    該透明フィルムの、前記トップコート層とは反対側の表面に設けられた粘着剤層と、
    を備える、粘着フィルム。
  14. 請求項1から12のいずれか一項に記載の透明フィルムと、
    該透明フィルムの、前記トップコート層とは反対側の表面に設けられた粘着剤層と、
    を備える、表面保護フィルム。
  15. 請求項1から12のいずれか一項に記載の透明フィルムと、
    該透明フィルムの、前記トップコート層とは反対側の表面に設けられた粘着剤層と、
    を備える、光学用表面保護フィルム。
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