(57)【要約】【課題】生産性に優れた複数層を有する光学フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の光学フィルムの製造方法は、透光性の基材１１ａに第１スリット１２ａから第１塗布液１３ａを塗布して第１塗布層２４を形成した後、第１塗布層２４を乾燥させる前に、第１塗布層２４の上に第２スリット１２ｂから第１塗布液１３ａとは成分が異なる第２塗布液１３ｂを塗布して第２塗布層２５を形成するウエットオンウエット工程を含み、第２塗布層２５の湿潤膜厚をａ、第３リップ２３の先端面と第２リップ２２の先端面との鉛直方向の距離をＤ、第１塗布液１３ａのせん断速度１００ｓ-1における粘度をη１、第２塗布液１３ｂのせん断速度１００ｓ-1における粘度をη２とするとき、４．５μｍ≦ａ≦３０μｍ、（０．５×ａ）μｍ≦Ｄ≦（３×ａ）μｍ、η１≧２０ｍＰａ・ｓ、η２≦５０ｍＰａ・ｓ、η２＜η１であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リップと、第２リップと、第３リップとを含む１ヘッド型のスロットダイを用いて透光性基材に塗布液を塗布する光学フィルムの製造方法であって、
前記スロットダイは、前記第１リップと前記第２リップとの間に第１スリットを備え、且つ前記第２リップと前記第３リップとの間に第２スリットを備え、
前記第１スリットと前記第２スリットとは、この順番に前記塗布液を塗布する方向に沿って配列され、且つ前記第３リップは前記スロットダイの最端部に配置され、
前記透光性基材に前記第１スリットから第１塗布液を塗布して第１塗布層を形成した後、前記第１塗布層を乾燥させる前に、前記第１塗布層の上に前記第２スリットから前記第１塗布液とは成分が異なる第２塗布液を塗布して第２塗布層を形成するウエットオンウエット工程を含み、
前記第２塗布層の湿潤膜厚をａ、
前記第３リップの先端面と前記第２リップの先端面との鉛直方向の距離をＤ、
前記第１塗布液のせん断速度１００ｓ-1における粘度をη１、
前記第２塗布液のせん断速度１００ｓ-1における粘度をη２とするとき、
４．５μｍ≦ａ≦３０μｍ、
（０．５×ａ）μｍ≦Ｄ≦（３×ａ）μｍ、
η１≧２０ｍＰａ・ｓ、
η２≦５０ｍＰａ・ｓ、
η２＜η１であることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記第１塗布液及び前記第２塗布液のいずれか一方が、フィラーを含む請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記第１塗布層は、ハードコート層である請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記第２塗布層は、低屈折率層である請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記第１塗布層又は前記第２塗布層は、近赤外線吸収層である請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数層から形成される多機能の光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等に代表される高精細且つ大画面ディスプレイの開発が急速に進んでいる。ディスプレイの表示面には、その視認性を高めるために、画面への蛍光灯等の外光の映り込みを防止するため反射防止機能を有する光学フィルムを表面に配置する必要がある。
【０００３】
光学フィルムの作製方法としては、ディスプレイの表面に無機金属を蒸着又はスパッタリングする、いわゆるドライコーティング法や、低屈折率材料等を溶液や分散液等の状態で基材上に塗布し、乾燥させ、必要に応じて硬化させて製造するウエットコーティング法等が知られている。近年のディスプレイの大型化に伴い、ロールツウロール（Roll-to-Roll）により安価に製造可能で且つ大型化にも対応しやすいウエットコーティング法が現在主流になりつつある。
【０００４】
また、光学フィルムの構成として、例えば、基材上にハードコート層とさらにその上に低屈折率層を配置したものや、基材上にハードコート層とさらにその上に屈折率の異なる多数の層を配置したもののように、基材上に複数の塗布層を形成したものもある。
【０００５】
一般に、光学フィルムをウエットコーティング法で製造する場合、塗布層の形成方法として、高屈折率層用の塗布液を基材上に塗布し、乾燥させ、必要に応じて硬化した後、さらに低屈折率層用の塗布液をその上に塗布し、乾燥させ、硬化させることで複数の塗布層を形成する、いわゆる逐次重層塗布方法が用いられている。
【０００６】
しかし、上記逐次重層塗布方法では、塗布工程及び乾燥工程がそれぞれ２回ずつ必要であり、生産性が悪く、製造コストも大きくなり、２層間の密着性も低くなり耐擦傷性が悪くなるなどの問題が生じる恐れがある。そこで、含フッ素ポリマーと無機微粒子の両方を含む塗布液を一回で塗布して硬化させることにより、無機微粒子を含有する高屈折率層と含フッ素ポリマーを含む低屈折率層とを同時に形成させる反射防止膜の製造方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１７７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で提案されている方法は、塗布後の乾燥過程における相分離によって同時に複数層を作製するもので、乾燥条件の決定等が困難であり、生産性の観点から改善する余地があると考えられる。
【０００９】
本発明は、ウエットコーティング法により少なくとも２種類以上の塗布液を基材に塗布して形成される複数の層を有する光学フィルムを製造する方法の改良に関し、生産性に優れた複数層を有する光学フィルムの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光学フィルムの製造方法は、第１リップと、第２リップと、第３リップとを含む１ヘッド型のスロットダイを用いて透光性基材に塗布液を塗布する光学フィルムの製造方法であって、前記スロットダイは、前記第１リップと前記第２リップとの間に第１スリットを備え、且つ前記第２リップと前記第３リップとの間に第２スリットを備え、前記第１スリットと前記第２スリットとは、この順番に前記塗布液を塗布する方向に沿って配列され、且つ前記第３リップは前記スロットダイの最端部に配置され、前記透光性基材に前記第１スリットから第１塗布液を塗布して第１塗布層を形成した後、前記第１塗布層を乾燥させる前に、前記第１塗布層の上に前記第２スリットから前記第１塗布液とは成分が異なる第２塗布液を塗布して第２塗布層を形成するウエットオンウエット工程を含み、前記第２塗布層の湿潤膜厚をａ、前記第３リップの先端面と前記第２リップの先端面との鉛直方向の距離をＤ、前記第１塗布液のせん断速度１００ｓ-1における粘度をη１、前記第２塗布液のせん断速度１００ｓ-1における粘度をη２とするとき、４．５μｍ≦ａ≦３０μｍ、（０．５×ａ）μｍ≦Ｄ≦（３×ａ）μｍ、η１≧２０ｍＰａ・ｓ、η２≦５０ｍＰａ・ｓ、η２＜η１であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スロットダイを用いて隣り合うスリットから吐出される２種類以上の塗布液をウエットオンウエット工程にて塗布する場合であっても、隣り合う塗布液同士の混ざり合いを起こさずに複数の塗布層を形成でき、且つ生産性に優れる光学フィルムの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の同時重層塗布方法により透光性基材に塗布液を塗布する工程の一例を示す概略側面図である。
【図２】図２は、図１の要部拡大断面図である。
【図３】図３は、実施例４の光学フィルムの断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】図４は、比較例５の光学フィルムの断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の光学フィルムの製造方法は、第１リップと、第２リップと、第３リップとを少なくとも備える１ヘッド型のスロットダイを用いて透光性基材に塗布液を塗布する方法である。また、上記スロットダイは、上記第１リップと上記第２リップとの間に第１スリットを備え、且つ上記第２リップと上記第３リップとの間に第２スリットを備えている。さらに、上記第１スリットと上記第２スリットとは、この順番に上記塗布液を塗布する方向に沿って配列され、且つ上記第３リップは上記スロットダイの最端部に配置されている。
【００１４】
本発明の光学フィルムの製造方法は、上記透光性基材に上記第１スリットから第１塗布液を塗布して第１塗布層を形成した後、上記第１塗布層を乾燥させる前に、上記第１塗布層の上に上記第２スリットから上記第１塗布液とは成分が異なる第２塗布液を塗布して第２塗布層を形成するウエットオンウエット工程を含む。
【００１５】
これにより、２種類以上の塗布液の塗布を一つの工程で行うことができ、従来の逐次重層塗布方法に比べて生産性を向上できる。また、第１塗布液が乾燥する前に第２塗布液が塗布されるため、第１塗布層と第２塗布層との密着性が高くなる。なお、本発明に係る塗布方法は、従来の逐次重層塗布方法に対して同時重層塗布方法とも言う。
【００１６】
さらに、本発明の光学フィルムの製造方法では、上記第２塗布層の湿潤膜厚をａ、上記第３リップの先端面と上記第２リップの先端面との鉛直方向の距離をＤ、上記第１塗布液のせん断速度１００ｓ-1における粘度をη１、上記第２塗布液のせん断速度１００ｓ-1における粘度をη２とするとき、
４．５μｍ≦ａ≦３０μｍ、
（０．５×ａ）μｍ≦Ｄ≦（３×ａ）μｍ、
η１≧２０ｍＰａ・ｓ、
η２≦５０ｍＰａ・ｓ、
η２＜η１、であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、スロットダイを用いて隣り合うスリットから吐出される２種類以上の塗布液をウエットオンウエット工程にて塗布する場合であっても、隣り合う塗布液同士の混ざり合いを起こさずに複数の塗布層を形成でき、複数の光学機能層を効率的に作製できる。
【００１８】
η１の上限は、塗布速度を低下させないために、１００００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、η２の下限は、４．５μｍ≦ａ≦３０μｍの塗布条件を維持するために、０．５ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００１９】
また、上記湿潤膜厚ａとは、塗布層が乾燥機により乾燥される前の膜厚をいう。
【００２０】
ここで、成分が異なる２種類の塗布液には、例えば、上記第１塗布液及び上記第２塗布液のいずれか一方がフィラーを含む場合等が該当する。
【００２１】
上記透光性基材は、可撓性を有する材料で形成されていれば、その形状や製造方法等は特に限定されない。例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等の材料を、フィルム状又はシート状に加工したものを用いることができる。フィルム状又はシート状に加工する方法としては、押し出し成形、カレンダー成形、圧縮成形、射出成形、上記樹脂を溶剤に溶解させてキャスティングする方法等が挙げられる。基材の厚さは、通常１０μｍ〜５００μｍ程度である。なお、上記材料には、酸化防止剤、難燃剤、耐熱防止剤、紫外線吸収剤、易滑剤、帯電防止剤等の添加剤が添加されていてもよい。
【００２２】
上記複数の層は光学フィルムに特定の機能を付与する機能性層であれば特に限定されないが、例えば、上記第１塗布層がハードコート層であり、上記第２塗布層が低屈折率層である場合、本発明の同時重層塗布方法では、上記第１塗布液と上記第２塗布液とが混ざり合うことなく１回の塗布工程で光学フィルム（反射防止フィルム等）を作製することが可能となる。また、上記第１塗布層又は上記第２塗布層は、近赤外線吸収層、拡散層、防眩層等であってもよい。
【００２３】
本発明で用いる塗布液の粘度の調整法は特に限定されず、塗布液に含まれる各成分の種類、含有量等を調整することにより、粘度を調整できる。例えば、塗布液に２種類のアクリル樹脂（アクリルモノマー）が含まれている場合は、官能基の数が異なる２種類のアクリル樹脂の含有比率を調整することにより、前述のη１≧２０ｍＰａ・ｓ、η２≦５０ｍＰａ・ｓ、η２＜η１に調整できる。また、塗布液にアクリル樹脂と有機溶剤とが含まれている場合は、アクリル樹脂と有機溶剤との含有比率を調整することにより、同様に粘度を調整できる。さらに、塗布液にアクリル樹脂と有機溶剤とフィラーとが含まれている場合には、アクリル樹脂と有機溶剤とフィラーとの含有比率を調整することにより、同様に粘度を調整できる。
【００２４】
また、本明細書おいて、塗布液の粘度は全てせん断速度１００ｓ-1における粘度を意味し、その粘度は粘度計（レオメーター）で測定するものとする。従って、以下「せん断速度１００ｓ-1における粘度」を単に「粘度」と記載する。
【００２５】
以下、図面に基づき本発明を説明する。図１は、本発明の同時重層塗布方法により透光性基材に塗布液を塗布する工程の一例を示す概略側面図であり、図２は、図１の要部拡大断面図である。図１は、その一部を断面で表示しているが、図面の理解を妨げないように断面を示すハッチングは付していない。図１において、先ず、巻き出しロール１０ａから供給された透光性の基材１１ａの表面にスロットダイ１２の第１スリット１２ａから第１塗布液１３ａを塗布した後、第１塗布液１３ａを乾燥させる前に、第１塗布液１３ａを塗布した基材１１ａの上にスロットダイ１２の第２スリット１２ｂから第２塗布液１３ｂを塗布する。
【００２６】
基材１１ａは、一対のサポートロール１４ａ、１４ｂの間に架け渡されており、スロットダイ１２は、サポートロール１４ａ、１４ｂの間に、基材１１ａと対向して配置されている。従って、スロットダイ１２には、基材１１ａにかかるテンションにより一定の圧力が加わっている。
【００２７】
その後、乾燥機１５で乾燥して、多層構造の光学フィルム１１ｂを作製し、巻き取りロール１０ｂに巻き取る。
【００２８】
図２において、スロットダイ１２は、１ヘッド型であり、第１リップ２１と、第２リップと２２と、第３リップ２３とを備えている。また、スロットダイ１２は、第１リップ２１と第２リップ２２の間に第１スリット１２ａを備え、第２リップ２２と第３リップ２３との間に第２スリット１２ｂを備えている。さらに、第１スリット１２ａと第２スリット１２ｂとは、この順番に塗布液を塗布する方向に沿って配列され、第３リップ２３はスロットダイ１２の最端部に配置されている。
【００２９】
また、図２において、基材１１ａに第１スリット１２ａから第１塗布液１３ａを塗布して第１塗布層２４を形成した後、第１塗布層２４を乾燥させる前に、第１塗布層２４の上に第２スリット１２ｂから第１塗布液１３ａとは成分が異なる第２塗布液１３ｂを塗布して第２塗布層２５を形成する。
【００３０】
さらに、図２において、第２塗布層２５の湿潤膜厚をａ、第３リップ２３の先端面と第２リップ２２の先端面との鉛直方向の距離をＤ、第１塗布液１３ａのせん断速度１００ｓ-1における粘度をη１、第２塗布液１３ｂのせん断速度１００ｓ-1における粘度をη２とするとき、
４．５μｍ≦ａ≦３０μｍ、
（０．５×ａ）μｍ≦Ｄ≦（３×ａ）μｍ、
η１≧２０ｍＰａ・ｓ、
η２≦５０ｍＰａ・ｓ、
η２＜η１、
に設定されている。
【００３１】
また、第３リップ２３の幅Ｌは、Ｌ≦１．０×１０4μｍとし、第１塗布層２４の湿潤膜厚ｂは、０．５μｍ≦ｂ≦１００μｍとすればよい。
【００３２】
これにより、スロットダイ１２を用いて隣り合う第１スリット１２ａ、第２スリット１２ｂから吐出される２種類の塗布液をウエットオンウエット工程にて塗布する場合であっても、隣り合う第１塗布液１３ａ、第２塗布液１３ｂ同士の混ざり合いを起こさずに第１塗布層２４及び第２塗布層２５を形成でき、複数の光学機能層を効率的に作製できる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、下記実施例、比較例における「部」は重量部を意味する。
【００３４】
下記実施例、比較例における塗布液の粘度は、１０官能アクリレート樹脂“ＵＡ５１０Ｈ”（粘度２７０００ｍＰａ・ｓ）と、３官能アクリレート樹脂“ＰＥ３Ａ”（粘度５５０ｍＰａ・ｓ）との比率により、又はそれらアクリレート樹脂と溶剤“イソブタノール”との組み合わせ比率により調整した。即ち、溶剤に対する樹脂の比率を上げるか、３官能アクリレート樹脂に対して１０官能アクリレート樹脂の比率を上げれば粘度が上昇する。また、塗布液にフィラーが含まれている場合は、フィラーの含有量によっても粘度は変動し、基本的にフィラーの含有量が増えると粘度は上昇する。なお、光重合開始剤は、塗膜の硬化が目的で、粘度調整に対しての使用ではない。
【００３５】
（実施例１〜４）
＜第１塗布液の作製＞
下記第１塗布液の成分を混合・攪拌し、第１塗布液を調整した。第１塗布液の粘度η１は、６１３ｍＰａ・ｓであった。
【００３６】
（１）アクリレート樹脂“ＵＡ５１０Ｈ”（共栄社化学社製）：２８部
（２）アクリレート樹脂“ＰＥ３Ａ”（共栄社化学社製）：１８部
（３）イソブタノール：４９部
（４）光重合開始剤“ＩＲＧＣＵＲＥ１８４”（チバスペシャルティケミカルズ社製）：５部
【００３７】
＜第２塗布液の作製＞
下記第２塗布液の成分を混合・攪拌した後、ビーズミル（浅田鉄工社製“ピコミル”）を用いて、滞留時間６０分で第２塗布液を調整した。第２塗布液の粘度η２は、１．６ｍＰａ・ｓであった。
【００３８】
（１）シリカ微粉“アエロジル”（日本アエロジル社製）：１．５部
（２）アクリレート樹脂“ＵＡ５１０Ｈ”（共栄社化学社製）：０．６部
（３）アクリレート樹脂“ＰＥ３Ａ”（共栄社化学社製）：０．４部
（４）イソブタノール：９７．３部
（５）光重合開始剤“ＩＲＧＣＵＲＥ１８４”（チバスペシャルティケミカルズ社製）：０．１部
（６）分散剤“ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１０”（ビック・ケミー社製）：０．１部
【００３９】
＜光学フィルムの作製＞
上記第１塗布液を、ポリエチレンテレフタレート２軸延伸フィルム（東レ社製“ルミラー”、厚さ１００μｍ）上に、図２に示すスロットダイを用いて塗布して第１塗布層を形成し、この第１塗布層を乾燥する前に、第１塗布層の上にさらに上記第２塗布液を塗布して第２塗布層を形成した（ウエットオンウエット工程）。その際、第３リップの先端面と第２リップの先端面との鉛直方向の距離Ｄ及び第２塗布層の湿潤膜厚ａを表１に示すようにそれぞれ設定した。その後、乾燥温度６０℃−８０℃−１００℃−１００℃の各条件の乾燥ゾーンを、乾燥時間各１０秒以上で通過させて乾燥した。続いて、得られた塗布膜に紫外線（線量：７００ｍＪ／ｃｍ2）を照射して塗布膜を硬化させ、第１塗布膜と第２塗布膜とを有する実施例１〜４の評価用光学フィルムを作製した。
【００４０】
第２塗布層の湿潤膜厚ａは、塗布液供給流量／（塗布速度×塗布幅）に基づき算出した。
【００４１】
（比較例１〜３）
第３リップの先端面と第２リップの先端面との鉛直方向の距離Ｄ及び第２塗布層の湿潤膜厚ａを表１に示すようにそれぞれ設定したこと以外は、実施例１〜４と同様にして比較例１〜３の評価用光学フィルムを作製した。
【００４２】
（実施例５、比較例４〜６）
＜第１塗布液の作製＞
下記第１塗布液の成分を混合・攪拌し、第１塗布液を調整した。第１塗布液の粘度η１は、２１６ｍＰａ・ｓであった。
【００４３】
（１）アクリレート樹脂“ＵＡ５１０Ｈ”（共栄社化学社製）：２４部
（２）アクリレート樹脂“ＰＥ３Ａ”（共栄社化学社製）：１７部
（３）イソブタノール：５５部
（４）光重合開始剤“ＩＲＧＣＵＲＥ１８４”（チバスペシャルティケミカルズ社製）：４部
【００４４】
上記第１塗布液を用い、第３リップの先端面と第２リップの先端面との鉛直方向の距離Ｄ及び第２塗布層の湿潤膜厚ａを表１に示すようにそれぞれ設定したこと以外は、実施例１〜４と同様にして実施例５及び比較例４〜６の評価用光学フィルムを作製した。
【００４５】
〔光学フィルムの評価〕
上記実施例１〜５及び比較例１〜６の評価用光学フィルムに、集束イオンビーム（ＦＩＢ）によりガリウム（Ｇａ）イオンを照射することにより前処理を行い、その後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により塗布膜の断面を観察して、評価した。評価は、第１塗布膜と第２塗布膜との境界が確認できるものを合格とし、確認できないものを不合格とした。その結果を、合格をＡとし、不合格をＢとして表１に示す。なお、表１では、実施例１〜５及び比較例１〜６をそれぞれ実１〜５及び比１〜６と表示した。
【００４６】
また、図３に実施例４の光学フィルムの断面のＳＥＭ写真を、図４に比較例５の光学フィルムの断面のＳＥＭ写真をそれぞれ示す。
【００４７】
【表１】
2010204346.tif 000003
【００４８】
表１から、実施例１〜５は、例えば図３に示すように、第１塗布膜と第２塗布膜との境界が全て確認でき、成分が異なる２種類の塗布液を略同時に塗布する場合であっても、隣り合う塗布液同士の混ざり合いが起こらないことが分かる。一方、表１から、比較例１〜６は、例えば図４に示すように、第１塗布膜と第２塗布膜との境界が不明瞭となり、隣り合う塗布液同士の混ざり合いが起こっていることが分かる。
なお、図３及び図４で、第２塗布膜の上に見える白い薄膜は、ＳＥＭ写真撮影時の前処理保護膜である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように本発明は、成分が異なる少なくとも２種類以上の塗布液を略同時に塗布する場合であっても、隣り合う塗布液同士の混ざり合いが起こらないため、確実に複数の層を有する光学フィルムを作製でき、且つ生産性に優れた光学フィルムの製造方法を提供できる。この光学フィルムを用いることで、各種ディスプレイ、特にＰＤＰに好適な前面フィルターを提供できる。
【符号の説明】
【００５０】
１０ａ  巻き出しロール
１０ｂ  巻き取りロール
１１ａ  基材
１１ｂ  光学フィルム
１２  スロットダイ
１２ａ  第１スリット
１２ｂ  第２スリット
１３ａ  第１塗布液
１３ｂ  第２塗布液
１４ａ、１４ｂ  サポートロール
１５  乾燥機
２１  第１リップ
２２  第２リップ
２３  第３リップ
２４  第１塗布層
２５  第２塗布層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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