JP5346682B2 - 塗布層付延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリエステルからなりボイドを有する延伸フィルムに、未硬化の熱硬化性樹脂の塗液を塗布し、乾燥、熱硬化させる塗布層付延伸フィルムの製造方法に関する。

フィルム中に微細なボイドを含有させることで白色を呈するようにした白色フィルムはすでに知られている。この白色フィルムは、フィルム内部のボイドとポリエステルとの界面で、これらの屈折率の差に起因して、光が反射し、高い光反射率を有する。

ポリエステルフィルムの一種として、フィルム内部に微細なボイドを含有する白色フィルムが知られており（特許文献１）、フィルム内部のボイドとポリエステルとの界面の屈折率差に起因して光が反射され、その結果、高い光反射率を有することが特徴である。この白色フィルムの用途として、液晶表示装置のバックライトユニットの反射フィルムが挙げられる（特許文献２）。

特開２００８−０３６８２３号公報 特開平１１−２９１４３２号公報

内部にボイドを有するポリエステルフィルムに塗布層を設ける場合、ボイドが変形したり、ボイドが消滅したりしやすく、その場合には、フィルムの反射率が低下する。
本発明は、ボイドを有するポリエステル延伸フィルムに、ボイドを変形させることなく塗布層を設けることができる、塗布層付延伸フィルムの製造方法を提供することを課題とする。

すなわち本発明は、ガラス転移温度が６０℃以上の熱可塑性芳香族ポリエステルからなり、該ポリエステル中にボイドを有する延伸フィルムに、未硬化の熱硬化性樹脂の塗液を塗布し乾燥および熱硬化させることにより延伸フィルムのうえに塗布層を形成する塗布層付延伸フィルムの製造方法において、塗液の乾燥および熱硬化を、４０℃以上かつ（ポリエステルのガラス転移温度−５℃）以下の温度範囲で、延伸フィルムに１００〜２００Ｎ／ｍの張力をかけた状態で行うことを特徴とする、塗布層付延伸フィルムの製造方法である。
本発明はまた、上記の製造方法で製造される塗布層付延伸フィルムである。

本発明によれば、ボイドを有しポリエステルからなる延伸フィルムに、ボイドを変形させることなく延伸フィルム表面に塗布層を設けることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
［ボイドを有する延伸フィルム］
ボイドを有する延伸フィルムのポリエステルとしては、ガラス転移温度が６０℃以上である熱可塑性芳香族ポリエステルを用いる。この熱可塑性芳香族ポリエステルとして、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを挙げることができる。

ポリエステルは、共重合成分が共重合されていてもよい。その場合、ガラス転移温度を６０℃以上に維持するために、共重合成分の割合は多すぎてはならず、例えば２０モル％以下、好ましくは１２モル％以下の割合とする。共重合成分としては、例えばイソフタル酸を用いることができる。

ボイドを有する延伸フィルムとしては、ポリエステルにボイド形成物質を配合したポリエステル組成物の未延伸フィルムを延伸し、延伸時にボイド形成物質とポリエステルとの界面での剥離によりフィルム内部に微細なボイドを形成させた延伸フィルムを用いることができる。ボイド形成物質としては、例えば無機粒子、有機粒子、非相溶樹脂粒子を用いることができる。

ボイド形成物質として非相溶樹脂を用いる場合、非相溶樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、具体的には例えばポリ−３−メチルブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニル−ｔ−ブタン、１，４−トランス−ポリ−２，３−ジメチルブタジエン、ポリビニルシクロヘキサン、ポリスチレン、ポリフルオロスチレン、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、ポリクロロトリフルオロエチレンを用いることができる。

ボイド形成物質として非相溶樹脂を用いる場合、ポリエステルと非相溶樹脂との合計１００重量部あたり、例えば５〜３０重量部、好ましくは８〜２５重量部、さらに好ましくは１０〜２０重量部の割合で用いる。この範囲で用いることで、延伸時にフィルムを破断させることなく、十分な量のボイドを含む延伸フィルムを得ることができる。

ボイド形成物質として、無機粒子を用いる場合、無機粒子としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素の粒子を用いることができる。無機粒子は、板状、球状いずれの形状をとる粒子であってもよい。
ボイド形成物質として、有機粒子を用いる場合、例えば架橋ポリスチレンといった粒子や、非相溶樹脂として例示した樹脂の粒子を用いることができる。

ボイド形成物質として無機粒子または有機粒子を用いる場合、粒子の平均粒径は例えば０．３〜３．０μｍ、好ましくは０．４〜２．５μｍ、さらに好ましくは０．５〜２．０μｍである。この範囲の平均粒径のものを用いることで、粒子の凝集を生じることなく、フィルムの破断なく延伸することができる。

ボイド形成物質として無機粒子または有機粒子を用いる場合、ポリエステルと粒子との合計１００重量部あたり、例えば３１〜６０重量部、好ましくは３５〜５５重量部、さらに好ましくは３７〜５０重量部の割合で用いる。この範囲で用いることで、フィルムが破れやすくなることなく、白色とするに十分なボイドを得ることができる。

ボイドを有する延伸フィルムは、一層から構成される単層フィルムであってもよく、複数の層から構成される多層フィルムであってもよい。多層フィルムである場合、ボイドを有するポリエステルの層が少なくとも一つあればよく、ボイドを有するフィルムは、多層フィルムの表層に配置されていてもよく、芯層に配置されていてもよい。

ポリエステル中のボイドは、ボイド形成物質を含有する未延伸フィルムを、少なくとも一軸方向に延伸することで形成することができるが、好ましくは二軸方向に延伸してボイドを形成する。

［塗布、乾燥および熱硬化］
本発明では、上述の延伸フィルムに、未硬化の熱硬化性樹脂の塗液を塗布し乾燥および熱硬化させることにより、延伸フィルムのうえに塗布層を形成し、塗布層付延伸フィルムを得る。

塗液を塗布する方法として、一般に知られた方法を用いることができ、例えばグラビア、ロール、スピン、リバース、バー、スクリーン、ディッピングなどの塗布方法を用いることができる。

本発明においては、塗液の乾燥および熱硬化を、４０℃以上かつ（ポリエステルのガラス転移温度−１０℃）以下の温度範囲で、延伸フィルムに１００〜２００Ｎ／ｍの張力をかけた状態で行う。この張力は、フィルムの搬送方向すなわち機械軸方向の張力である。

塗液の乾燥および熱硬化の温度は、４０℃以上かつ（ポリエステルのガラス転移温度−５℃）以下、好ましくは４０℃以上かつ（ポリエステルのガラス転移温度−１０℃）である。４０℃未満であると塗液が熱硬化しずらく、強固な塗膜を得ることができない。他方、（ポリエステルのガラス転移温度−５℃）より高い温度であると、熱と張力によって延伸フィルムのボイドが変形してしまう。

塗液を乾燥および熱硬化するときの延伸フィルムの張力が１００Ｎ／ｍ未満であると、延伸フィルムの表面に塗布ムラが発生する。他方、２００Ｎ／ｍを超えると、フィルムが破断する可能性がある。

［熱硬化性樹脂の塗液］
熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリアクレート、ポリメタクリレート、ポリイソシアネート、これらの共重合体、またはこれらの２種以上の混合物を用いることができる。熱硬化性樹脂の中でも、比較的低い温度にて熱硬化するものが好ましい。また、速く強固な塗布層を形成する目的で、架橋剤を混合させたものは、熱硬化性樹脂の塗布層のフィルムへの接着性が良くなるため特に好ましい。架橋剤としては、イソシアネート系、メラミン系、エポキシ系のものを使用することができる。

熱硬化性樹脂は、架橋剤を含む場合も含まない場合も、溶媒に溶解または分散して塗液とする。溶媒としては、例えば酢酸ブチル、酢酸エチルを用いることができる。この塗液には、例えば、顔料、色素、フィラーが添加されていてもよい。

以下、実施例により本発明を詳述する。測定および評価は以下の方法で行った。
なお、実施例および比較例では、ボイドを有する延伸フィルムとしてテイジンテトロンＵＸ０２−２２５（ガラス転移温度７２℃の、イソフタル酸１２モル％共重合ポリエチレンテレフタレートからなる二軸延伸フィルム、厚み２２５μｍ、帝人デュポンフィルム製）を使用した。

（１）延伸フィルムの表面に形成された塗布層の量
塗布層付延伸フィルムを１０×１０ｃｍの大きさに切り出して重量を測定した。つぎに、酢酸ブチルを浸したガーゼにて塗布層付延伸フィルムの表面を擦って塗布層を除去し、塗布層除去後の延伸フィルムの重量を測定した。塗布層の量を以下の式で算出した。
塗布層の量（ｇ／ｍ^２）
＝（塗布層付延伸フィルムの重量（ｇ）− 塗布層除去後の延伸フィルムの重量（ｇ））
÷（０．１（ｍ）×０．１（ｍ））

（２）輝度
（２−１）評価用バックライトユニットの作成
評価用に用意した液晶テレビ（ＳＯＮＹ社製 Ｂｒａｖｉａ ＫＤＬ−３２Ｆ１）から、組み込まれている直下型バックライトユニット（３２インチ）を取り出した。バックライトユニットに元々組み込まれていた反射シートを、測定対象のフィルムに取り替え、評価用バックライトユニットを作成した。
（２−２）輝度の測定方法
輝度計（大塚電子製、瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−７７００）を用いて、受光用オプティカルファイバーの受光部を、バックライトユニットの光学シート面に対し垂直（０°）かつ光学シート面との距離が５０ｃｍとなる位置に固定し、視野角を２°視野とし、バックライトを点灯してから１時間後の輝度を測定した。
（２−３）輝度向上率
延伸フィルムに塗布層を設けたことによるバックライトユニットの輝度の向上率を評価するために、下記式で輝度向上率を算出した。
輝度向上率（％）
＝（塗布層付延伸フィルムを用いたときの輝度）
／（塗布層を設ける前の延伸フィルムを用いたときの輝度）
×１００

（３）ガラス転移温度
フィルムサンプルを示差走査熱量測定装置（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ２１００ ＤＳＣ）を用い、昇温速度２０ｍ／分で測定を行った。

［実施例１］
ユーダブルＳ２７４０（未硬化の熱硬化性樹脂、日本触媒製、アクリル系）を１７重量部、コロネートＨＬ（架橋剤、日本ポリウレタン工業社製、イソシアネート系）を３重量部、酢酸ブチル（有機溶剤、和光純薬工業製）２０重量部を混合させて塗液を得た。
１５０Ｎ／ｍの張力を機械軸方向にかけたテイジンテトロンＵＸ０２−２２５のボイド含有層の上に、この塗液をグラビアロ−ルコ−タ−（線数７０）で供給した後、６０℃で２分間乾燥、熱硬化して塗布層付延伸フィルムを得た。得られた塗布層付延伸フィルムの評価結果を表２に示す。

［実施例２〜６］
塗液の組成を表１に記載のとおりに変更し、乾燥および熱硬化条件を表１に記載のとおりに変更した他は実施例１と同様にして、塗布層付きフィルムを得た。評価結果を表２に示す。

［比較例１］
１５０Ｎ／ｍの張力を機械軸方向にかけた延伸フィルムを、６０℃で２分間空通しさせた。空通し後の延伸フィルムの評価結果を表２に示す。

［比較例２］
１５０Ｎ／ｍの張力を機械軸方向にかけた延伸フィルムを、１００℃で２分間空通しさせた。空通し後の延伸フィルムの評価結果を表２に示す。

本発明の塗布層付延伸フィルムの製造方法は、内部にボイドを有するポリエステルフィルムに塗布層を設けるために有用である。この方法で得られる塗布層付延伸フィルムは、例えば、表面に塗布層を備える液晶表示装置の反射フィルムとして好適に用いることができる。

Claims (1)

1. ガラス転移温度が６０℃以上の熱可塑性芳香族ポリエステルからなり、該ポリエステル中にボイドを有する延伸フィルムに、未硬化の熱硬化性樹脂の塗液を塗布し乾燥および熱硬化させることにより延伸フィルムのうえに塗布層を形成する塗布層付延伸フィルムの製造方法において、塗液の乾燥および熱硬化を、４０℃以上かつ（ポリエステルのガラス転移温度−５℃）以下の温度範囲で、延伸フィルムに１００〜２００Ｎ／ｍの張力をかけた状態で行うことを特徴とする、塗布層付延伸フィルムの製造方法。