(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフィルムと、
前記ベースフィルムに接して形成される機能層を少なくとも含み、
前記機能層が、
機能性微粒子と、
撥水撥油性を備える撥水撥油官能基が主鎖に結合する１又は複数種類のグラフトポリマーと、
前記撥水撥油官能基よりも表面自由エネルギーが低い１又は複数種類の第１の官能基を備える１又は複数種類の樹脂と
を有し、それぞれの前記グラフトポリマーの１分子当たりにおける前記撥水撥油官能基の割合が、それぞれの前記樹脂の１分子当たりにおける前記第１の官能基の割合より低く、前記機能層の前記ベースフィルムと接する側の面において、前記グラフトポリマーが前記樹脂より多く配向され、樹脂成形品に転写された際に前記機能層の前記ベースフィルムと接していた面が露出することを特徴とする機能性フィルム。
【請求項２】
前記樹脂がシラン化合物であり、且つ両末端に加水分解反応基を有することを特徴とする請求項１に記載の機能性フィルム。
【請求項３】
前記グラフトポリマーは分子内にシラン化合物と一部反応可能な第２の官能基をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性フィルム。
【請求項４】
前記撥水撥油官能基および前記樹脂の分子内に含有する官能基が、フッ素系、シリコーン系、炭化水素系の官能基のいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の機能性フィルム。
【請求項５】
前記機能性微粒子は、屈折率が調整可能な微粒子であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の機能性フィルム。
【請求項６】
前記機能層の硬化被膜の屈折率が、１．３２以上１．４０以下であることを特徴とする請求項５に記載の機能性フィルム。
【請求項７】
前記グラフトポリマーと前記樹脂とをあわせた質量に対する前記グラフトポリマーの質量の重量比は、５重量％以上７５重量％以下であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の機能性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の表面に転写する機能性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＶ、モバイル機器用ディスプレイ、カーナビ用ディスプレイ、タッチパネルディスプレイの表面に外光による表面反射光を低減し、映り込みを抑えるため基材表面に反射防止（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  以後ＡＲと称す）処理を施すことが一般的である。処理方法としては、ディスプレイに使用する基材表面にＡＲ材料を直接コーティングや蒸着、スパッタ等で処理する場合、また、ＡＲ処理をしたフィルムを基材表面に転写させる方法等用途に応じて様々なＡＲ処理法が用いられている。
【０００３】
その中で、近年、安価で大量生産が可能な方法の１つとして、ディスプレイやカバーレンズをはじめとする各種樹脂成形品の場合、予めＡＲ付きＰＥＴフィルムをプリフォーム用金型にプリフォームし、その後プリフォームされたＡＲ付きＰＥＴフィルムを射出成形用の金型内にセットし、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等の射出成形樹脂の表面に一体成形で転写させるインサート成形法がある。
【０００４】
図７，図８を用いてインサート成形に使用する一般的なインサート成形用ＡＲフィルムについて説明する。図７は一般的なインサート成形用ＡＲフィルムの層構成を示す断面図、図８はインサート成形の工程を工程順に説明する概略図である。
【０００５】
図７に示すように、インサート成形用ＡＲフィルム１００は、ベースフィルム１０１上に、ハードコート層１０３，ＡＲ層１０２が積層され、ベースフィルム１０１のハードコート層１０３形成面に対する裏面に接着層１０４が形成される構成である。ベースフィルム１０１はインサート成形用ＡＲフィルム１００のベース基材となるＰＥＴやアクリルフィルムからなるフィルムである。ＡＲ層１０２は成形品の最表面で外光の成形品表面での反射を減らす層である。ＡＲ層１０２は屈折率の違う複数の層で形成されても良い。ハードコート層１０３はＡＲ層１０２に強度及び硬度を付与させるための層であり、保護層であっても良い。接着層１０４は、インサート成形時に、溶融した樹脂の表面にインサート成形用ＡＲフィルム１００を接着させる役割を果たす層である。以上のようにインサート成形用ＡＲフィルム１００は複数層で構成される。
【０００６】
インサート成形用ＡＲフィルム１００を成形品表面に転写させる製造プロセスを図８にて説明する。図８において、工程Ａ−１ではまずインサート成形用ＡＲフィルム１００をプリフォーム用の固定型１Ａと可動型２Ａの間に配置する。インサート成形用ＡＲフィルム１００は枚葉フィルムである。この時、インサート成形用ＡＲフィルム１００はＡＲ層１０２が可動型２Ａ側に向いて配置される。また、可動型２Ａに設けられた吸引穴４でインサート成形用ＡＲフィルム１００を吸引する。次に、工程Ａ−２で可動型２Ａを稼働させて型締めを行い、インサート成形用ＡＲフィルム１００をプリフォームする。その後、工程Ａ−３で可動型２Ａを元に戻し、プリフォームされたインサート成形用ＡＲフィルム１００を型内から取り出す。次に工程Ｂ−１でプリフォームされたインサート成形用ＡＲフィルム１００を本成形用の可動型２Ｂ及び固定型１Ｂ内に配置する。この時、吸引穴４を備える可動型２Ｂ側にＡＲ層１０２を向けて配置する。この時、吸引穴４でプリフォームされたインサート成形用ＡＲフィルム１００吸引させる。次に工程Ｂ−２で型締めを行う。次に工程Ｂ−３で工程型に空いているゲート５から溶融した樹脂６を型内に流し込み、インサート成形用ＡＲフィルム１００のＡＲ層１０２と反対面に設けた接着層１０４と接着させる。工程Ｂ−４では型開きを行い図示されていない突き出しピンにて型内からインサート成形用ＡＲフィルム１００と一体成形された成形品１０５が取り出される。次に成形品１０５は工程Ｃ−１で成形品１０５端面の不要なフィルム部位を専用のカッター１０６にてトリミングする。トリミングが終了される工程Ｃ−２で最終のＡＲ付きインサート成形の完成となる。この工程を繰り返し量産する。
【０００７】
インサート成形用のＡＲフィルム１００に用いるＰＥＴフィルムは主に２軸延伸フィルムを使用するのが主流である。２軸延伸フィルムは製造時に送り方向と垂直の幅方向へ延伸を加えながらフィルムを製造する。そのためフィルム内部へ残留応力が残り易く、ＰＥＴフィルムの面内で残留応力分布が不均一な箇所が発生し易い。残留応力が大きい箇所と小さい箇所が生じるため、ＰＥＴフィルム内部に屈折率差が生じる。その結果、成形後の樹脂成形品の表面に転写されＡＲフィルム１００において、ディスプレイの内側から映像を投影させると内側からカバーレンズ内に入射する光がＰＥＴフィルムへ進入する際に、光の挙動が残留応力の大きい箇所では基材内部で屈折率差が大きくなり光の反射が大きくなる。一方、残留応力が小さい箇所では残留応力が大きい箇所より基材内部の屈折率差が小さく、光の反射量も小さくなる。そのため残留応力の大きい場所と小さい場所で光の反射の仕方が変わる結果、残留応力の大きい箇所と残留応力の小さい箇所を通った光がそれぞれ、人の目に入る際に、それぞれの箇所の光の反射量の差がディスプレイ上で色ムラとなって認識される。その結果、残留応力の大きい箇所が存在するインサート成形用ＡＲフィルム１００は使用できず不良の扱いとなりロスが多いモノづくりとなる。また、インサート成形の場合、成形工程もプリフォーム工程、本成形工程、トリミング工程と多くの工程を経由し、生産工程が多くなって生産コストも高くなる課題を有していた。
【０００８】
上記課題を解決するためにプリフォーム及びトリミング工程が不要でフィルムを転写させずＡＲ層のみを転写させるインモールド成形方式がある。
図９，図１０を用いて、インモールド成形で使用する一般的な転写型ＡＲフィルムの構成および製造方法について記載する。図９は一般的な転写型ＡＲフィルムの層構成を示す断面図、図１０はインモールド成形の工程を工程順に説明する概略図である。
【０００９】
図９に示すように、転写型ＡＲフィルム３０１は連続フィルムである。転写型ＡＲフィルム３０１は大きく分けて、成形品に転写されないキャリア層３０２と成形品の表面に転写される転写層３０３で構成される。転写型ＡＲフィルム３０１を更に詳細に説明すると、２０１は転写型ＡＲフィルム３０１を連続的に金型内へ供給する役割を果たすＰＥＴやアクリルフィルム等からなるベースフィルムである。２０２はベースフィルム２０１に接して形成され、ベースフィルム２０１と成形品へ転写される転写層３０３を剥離させる剥離層である。ベースフィルム２０１と剥離層２０２とからキャリア層３０２が構成される。２０３は、剥離層２０２のベースフィルム２０１と接する面に対する裏面上に形成され、成形品の最表面で外光の成形品表面での反射を減らすＡＲ層である。２０４はＡＲ層２０３の剥離層２０２と接する面に対する裏面上に形成され、ＡＲ層２０３に強度及び硬度を付与させるためのハードコート層であり、保護層でもかまわない。２０５はハードコート層２０４のＡＲ層２０３と接する面に対する裏面上に形成され、転写層３０３を溶融した樹脂に接着させる役割を果たす接着層である。ＡＲ層２０３，ハードコート層２０４，接着層２０５で転写層３０３が構成される。接着層２０５に関してはハードコート層２０４が溶融樹脂との接着機能も有する場合、特に改めて形成する必要は無い。以上のように転写型ＡＲフィルム３０１は複数層で構成される。
【００１０】
転写型ＡＲフィルム３０１を成形品表面にインモールド成形工法で転写させる製造プロセスを図１０にて説明する。図１０において、工程Ａではまず固定型１と可動型２の間に転写型ＡＲフィルム３０１を箔送り装置３を用いて所定の位置に送る。この時、転写型ＡＲフィルム３０１はベースフィルム２０１が可動型２側を向くように配置される。また、転写型ＡＲフィルム３０１が金型に賦型し易いように、転写型ＡＲフィルム３０１を図示されていないヒーターで予熱してから、金型内へ送り込んでも良い。次に、転写型ＡＲフィルム３０１の所定の位置への送り完了後、工程Ｂで可動型２のキャビティ面に設けられた吸引穴４で転写型ＡＲフィルム３０１を吸引し可動型２のキャビティ面へ転写型ＡＲフィルム３０１を賦形する。その際に、図示されていないフィルム押さえ機構で転写型ＡＲフィルム３０１の外周を固定し位置決めする。その後、工程Ｃで可動型２を動かして型締めする。次に、工程Ｄで固定型１のゲート５より転写型ＡＲフィルム３０１の接着層に向け溶融した樹脂６を注入し、金型内のキャビティ内に溶融した樹脂６を充填させる。工程Ｅで溶融した樹脂６の充填が完了したら、所定の温度まで溶融した樹脂６を冷却する。工程Ｆで可動型２を可動させ型開きし、インモールドした成形品７を取り出す際にインモールドした成形品７から転写型ＡＲフィルム３０１のキャリア層３０２が剥がれ、転写層３０３のみが成形品７に転写されてインモールドした成形品７の最表面はＡＲ層２０３が転写された状態となる。その後、工程Ｇで固定型１側の突き出しピン８を押し出して成形品７を金型内より取り出す。工程Ｈでは、次の成形に備えて可動型２の吸引穴４での転写型ＡＲフィルム３０１のキャリア層３０２の可動型２へのキャビティ内への吸着を止め、箔送り装置３により次の成形に使用する転写型ＡＲフィルム３０１（キャリア層３０２、転写層３０３）を所定位置まで送り、この動作を繰り返して連続成形する。
【００１１】
インモールド成形方式の場合、ベースフィルム２０１であるＰＥＴ等は金型内へ転写層３０３を送り込むためのキャリアの役割で、成形品へは転写されないため上記インサート成形で課題となるＰＥＴ内の残留応力の問題は生じない。また、金型内に最初から直接、転写型ＡＲフィルム３０１を送り込み射出成形し、型内から成形品７を取り出すだけで成形品表面に転写層３０３を転写させるため、フィルムのプリフォームと成形後のトリミングの工程が不要で生産性が高く、インサート成形方式よりも効率良く低コストで製造できる（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
ここで、ディスプレイ等の用途に用いられる樹脂成形品の最表面のＡＲフィルムにおいては、ＡＲ機能と同時に耐指紋機能が求められることが一般的である。耐指紋性能を発揮する材料としては、主に撥水撥油性系と親水親油性系の２種類が有る。撥水撥油系の耐指紋材料は、指紋をＡＲ層表面に形成された耐指紋材料によりはじかせることでＡＲ層表面に指紋を付着し難くさせ、ＡＲ層表面ではじいた状態の指紋を拭き取り易くするものである。一方で親水親油系の耐指紋材料は、ＡＲ層に付着した指紋をＡＲ層表面で馴染ませて目立たなくするものである。しかし一般的に親水親油系の耐指紋材料は指紋が付着し馴染むことが繰り返される内に、指紋の堆積物により汚れが目立ち易くなる傾向にある。そのため耐指紋材料は、撥水撥油性系の耐指紋材料を採用することが好まれている。
【００１３】
ＡＲ層を形成するウエットコーティング液として一般的には、塗膜強度、耐候性の観点から無機系材料であるシリコーン樹脂や紫外線硬化型のアクリル系樹脂、２液硬化型のアクリル系樹脂等でＡＲ層を構成するマトリクス樹脂を形成することが多い。
【００１４】
この場合ＡＲ材料はゾルゲル法により製作した熱硬化型のコーティング液、もしくは紫外線硬化型の樹脂を用いたコーティング液から形成される。それぞれのコーティング液では必要に応じて、コーティング液塗工後、熱乾燥処理、紫外線硬化処理などを経て、溶剤を揮発させた後にマトリクス樹脂を硬化反応させ被膜化する。
【００１５】
ゾルゲル法を用いたコーティング液の場合、ウエットコーティングで無機系樹脂材料を薄膜で形成することができ、無機系樹脂でマトリックス樹脂が構成されたＡＲ層を形成できる。ウエットコート法として、グラビアコート、ダイコートなどがあり、それぞれ数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の均一な薄膜を精度良く形成することができる。
【００１６】
インモールド成形に用いる転写型ＡＲフィルムにおいて、ＡＲ機能と同時に耐指紋機能を付与する場合、方法はいくつか有るが、一般的には転写型ＡＲフィルムを用いて成形した成形品の最表面であるＡＲ層上に、後加工で耐指紋材料用のコーティング液をスピンコーターやディップコーターを用いて処理する方法が主となる。この場合、耐指紋材料用のコーティング液を後工程で塗布するため工程数が増え、加工コストアップの要因となる。また、スピンコーターや、ディップコーターで後加工する場合、成形品の形状に合わせて耐指紋材料用のコーティング液を付着させたくない場所へのマスキング処理等も必要になる。また、工数が多くなる問題以外の問題点として取り扱い時のミス等も増えて成形品の製造において歩留りが悪化する要因にもなり易い。
【００１７】
一方、転写型ＡＲフィルムにおいて、後処理工程無しで耐指紋機能を付与する方法としては、一般的には転写型ＡＲフィルムに予め耐指紋機能を付与する方法がある。１つ目の方法は、ＰＥＴフィルム上に形成された剥離層上もしくは、剥離層が不要な場合はベースフィルム上に先に耐指紋材料を塗布した後に、ＡＲ層を塗布する方法である。この場合、塗工の層数が耐指紋層の別に１層増えることで加工のコストアップになる問題は出るが、耐指紋材料を後処理するよりも加工時間や加工コスト、歩留りの観点では後処理よりも有利となる。しかし撥水撥油系の耐指紋層の上でＡＲ材料用のコーティング液をはじかせずに均一に塗工するといった極めて困難な課題を有する。
【００１８】
そこで、２つ目の方法としては、ＡＲ層内に同時に耐指紋機能も付与する方法がある。この場合は、ＡＲ材料内に予め撥水撥油系の耐指紋機能が出る材料を分散させることでＡＲ層の塗工時にＡＲ機能と同時耐指紋機能がＡＲ層上に発現する様にする方法となる。この方法ではＡＲ層を形成するＡＲ材料に予め耐指紋材料を分散させた耐指紋ＡＲのコーティング液を製作しそれを塗工する方法となる。しかしながら、この方法では従来、耐指紋材料が塗工面に浮き出易い。転写型ＡＲフィルムにおいては、キャリア層上にＡＲ層を形成した後、ＡＲ層上にハードコート層や接着層を形成する。そして、ＡＲ層形成時は表面がＡＲ層のキャリア層側の面の裏面となり、この面に対指紋材料が浮き出る傾向にある。転写後、転写型ＡＲフィルムからキャリア層を剥がすとＡＲ層のキャリア層側の面が最表面となるが、耐指紋材料はＡＲ層の最表面となる面の裏面に浮き出るため、成形品の最表面になるキャリア層側のＡＲ層の最表面に耐指紋性能が出難い問題があった。
【００１９】
これは、以下のような原因によって生じる。撥水撥油系の耐指紋材料は一般的に、フッ素系、シリコーン系、炭化水素系等の撥水基から成る樹脂及び添加剤をＡＲ材料用のコーティング液に添加することが一般的である。これらの撥水撥油基を有した耐指紋材料は総じて、表面自由エネルギーが低い性質が有り、ＡＲ材料用のコーティング液に添加した場合、コーティング液を塗工した時点で、表面エネルギーが低いため分子間相互作用がはたらき難く分子間力で引き合い難いため、他の表面自由エネルギーの高い材料及び官能基に押し上げられ、表面自由エネルギーの低い材料である撥水撥油基を有した耐指紋材料は、ＡＲ層の表面であるベースフィルム側と反対の面に出易い傾向にある。つまり、撥水撥油系の耐指紋材料をＡＲ層のコーティング液に添加した場合、表面自由エネルギーが低い撥水撥油系の耐指紋材料は、ＡＲ層を構成する材料の中で表面自由エネルギーの高い材料よりも空気と接する界面に出て形成されやすい。表面自由エネルギーの高い材料は表面張力が高く、分子間相互作用がはたらき易く、分子間力で引き合い易いため層の内側に押し込まれ易く塗工した際に、ベースフィルムのキャリア層側、つまり層の下面に入り込む挙動を示す。その結果、耐指紋材料は本来発現させたい転写後の成形品の最表面となる機能性フィルム上での剥離層もしくはＰＥＴ面から成るキャリア層側に形成させることは困難である。
【００２０】
以上のように、ＡＲ層に耐指紋機能を付与する場合、親水親油性系の耐指紋材料では、指紋が堆積して汚れの原因になるため、撥水撥油性材料を用いられている。また、ＡＲ層に耐指紋機能を付与する場合、ＡＲ層が形成されたＡＲフィルムに後工程で耐指紋材料をコーティングすることもできるが、耐指紋材料をコーティングするための工数が余分に必要となるため、ＡＲ層内に耐指紋機能材料を分散する方法が用いられている。ただし、ＡＲ層内に耐指紋機能材料を分散する方法では、耐指紋材料が一般的にＡＲ層の樹脂材料より表面自由エネルギーが低いために、耐指紋材料はＡＲ層の表面に浮き出易い。ここで、上述のようにインモールド形成に用いるＡＲフィルムでは、キャリア層上にＡＲ層を形成後にハードコート層等の転写層を形成するため耐指紋材料は転写層の内部であるＡＲ層の表面に形成されることになり、転写後のＡＲ層表面には耐指紋材料が形成され難い。一方、インサート形成に用いるＡＲフィルムでは、ＡＲ層が最表面になるように形成されるため、転写後のＡＲ層表面には耐指紋材料が形成され易い。以上のことより、ＡＲ層内に撥水撥油性材料からなる耐指紋機能材料を分散して形成したＡＲフィルムを、インサート形成により樹脂成形品の表面に転写していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１２−０９６４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、前述のようにインサート形成により樹脂成形品の表面にＡＲフィルムを転写する場合、インモールド形成に比べてプリフォーム工程とトリミング工程とが余分に発生し、生産工程が多くなるという問題点があった。また、残留応力により色むらが発生する場合があるという問題点があった。そのため、耐指紋材料として撥水撥油材料を用い、インモールド成形により機能層が転写された樹脂成形品を形成することが求められている。
【００２３】
本発明は、撥水撥油機能を有した耐指紋材料をＡＲ層に分散し、インモールド形成を行うに適した機能性フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の機能性フィルムは、ベースフィルムと、前記ベースフィルムに接して形成される機能層を少なくとも含み、前記機能層が、機能性微粒子と、撥水撥油性を備える撥水撥油官能基が主鎖に結合する１又は複数種類のグラフトポリマーと、前記撥水撥油官能基よりも表面自由エネルギーが低い１又は複数種類の第１の官能基を備える１又は複数種類の樹脂とを有し、それぞれの前記グラフトポリマーの１分子当たりにおける前記撥水撥油官能基の割合が、それぞれの前記樹脂の１分子当たりにおける前記第１の官能基の割合より低く、前記機能層の前記ベースフィルムと接する側の面において、前記グラフトポリマーが前記樹脂より多く配向され、樹脂成形品に転写された際に前記機能層の前記ベースフィルムと接していた面が露出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、ＡＲ層が、長鎖の撥水撥油基を官能基として備えるグラフトポリマーと、グラフトポリマーより全体的な表面自由エネルギーが低い樹脂とを備えることにより、撥水撥油機能を備えるグラフトポリマーがＡＲ層の表面に配向し易くなり、インモールド成形に用いるＡＲフィルムにこのＡＲ層を用いても、樹脂成形品の最表面にＡＲ層が転写され、撥水撥油機能を有した耐指紋材料をＡＲ層に分散したＡＲフィルムを用いて、インモールド形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態における転写型耐指紋機能付きＡＲフィルムの層構成を例示する断面図
【図２】本発明の実施の形態におけるＡＲ層のグラフトポリマーの構成例を示す概略図
【図３】本発明の実施の形態におけるＡＲ層のシリコーン樹脂の構成例を示す概略図
【図４】本発明の実施の形態における耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルムにおける耐指紋機能付きＡＲ液を塗工する塗工装置の構成を例示する断面図
【図５】本発明に実施の形態における耐指紋機能付きＡＲ層の硬化プロセス例を説明する図
【図６】本発明の実施の形態における耐指紋機能付きＡＲ成形品の構成例を示す断面図
【図７】一般的なインサート成形用ＡＲフィルムの層構成を示す断面図
【図８】インサート成形の工程を工程順に説明する概略図
【図９】一般的なインモールド成形用ＡＲフィルムの層構成を示す断面図
【図１０】インモールド成形の工程を工程順に説明する概略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における転写型耐指紋機能付きＡＲフィルムの層構成を例示する断面図であり、撥水撥油系の耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルムおよびＡＲ層の内部構成の拡大図を示す。図２は本発明の実施の形態におけるＡＲ層のグラフトポリマーの構成例を示す概略図、図３は本発明の実施の形態におけるＡＲ層のシリコーン樹脂の構成例を示す概略図である。図１〜図３において図７〜図１０までと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明を省略する。
【００２８】
本発明の機能性フィルムの一実施形態である耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルム１１０の層構成の一例は、図１に示すように、ベースフィルム２０１、耐指紋機能付きのＡＲ層１１１、光学調整層１１２、アフターキュアタイプのハードコート層２０４、プライマー層１１３、接着層２０５から成る。ベースフィルム２０１上のＡＲ層１１１との間に、剥離層２０２を設けても良いが、ベースフィルム２０１上に直接形成した耐指紋機能付きＡＲ層１１１が離型時に容易に剥離可能な場合は剥離層２０２を形成しなくても良い。また、光学調整層１１２、ハードコート層２０４、プライマー層１１３、接着層２０５に関しても、１つの層で複数の機能を付与できる場合、各層を統合しても層数を減らしても良い。また、必要に応じて、意匠性を付与する加飾層を設けても良い。またベースフィルム２０１の耐指紋機能付きＡＲ層１１１と反対側の面には、必要に応じて帯電防止層やアンチブロッキング層等の機能層を設けても良い。
【００２９】
本発明の耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルム１１０の構成例について説明する。一般的に、ベースフィルム２０１の厚みは、平均厚２０μｍ以上２５０μｍ以下の間のＰＥＴフィルムやアクリルフィルム等が使用可能である。ベースフィルム２０１の厚みは２０μｍより薄くなると、ベースフィルム２０１の搬送時の張力の制御が難しく、塑性変形してしまい伸びシワが入ることや、ベースフィルム２０１に形成していく各種機能層の積層時に塗剤の乾燥時の熱硬化収縮等により反り易くなり後工程での扱いが難しくなる。また２５０μｍより大きいと、ロール作成時に塗工長さが長くなった場合、ロール巻き取り時のロールの巻き芯径が大きくなり過ぎることでの、後工程での扱い難さやベースフィルム２０１自体のコストも高くなることが挙げられる。しかし上記範囲外でも、その時のニーズ、用途に応じて使用できれば上記範囲以外の平均厚みのベースフィルム２０１を使用しても問題ない。本実施の形態では、ベースフィルム２０１に、平均厚み５０μｍのＰＥＴフィルムを使用する例を示す。また剥離層２０２は設けずに、ベースフィルム２０１上に直接、耐指紋機能付きＡＲ層１１１を形成するとする。剥離層２０２を設ける場合には、剥離層２０２の厚みは平均膜厚が０．０３〜０．１５μｍで形成され一般的なメラミン樹脂、オレフィン樹脂等が使用可能である。
【００３０】
次に本発明の耐指紋機能付きのＡＲ層１１１の例について説明する。図１に示す耐指紋機能付きＡＲ層１１１は、マトリクス樹脂中に、機能性微粒子として無機材料から成る低屈折率微粒子１１４，グラフトポリマー１１５及びシリコーン樹脂１１６を含有する。ここでの低屈折率微粒子１１４とは、耐指紋機能付きＡＲ層１１１を構成するマトリクス樹脂よりも屈折率が低い微粒子で、且つ屈折率は１．２以上１．４以下の材料を指す。低屈折率微粒子１１４として多孔質シリカ、中空シリカ、フッ化マグネシウム、氷晶石等のナノ粒子が挙げられる。これら以外にも同様の低屈折率を得られるものが有れば、これらに限定される必要はない。またこれらの低屈折率微粒子１１４は単独もしくは２種類以上併用して含有させても良い。
【００３１】
図１中の部分拡大図を用いて本発明の耐指紋機能付きＡＲ層１１１の構成例を説明する。また図２，図３を用いて本発明の耐指紋機能付きＡＲ層１１１のマトリクス樹脂に使用する樹脂の構成例について説明する。本実施の形態における耐指紋機能付きＡＲ層１１１を形成するマトリクス樹脂は、例えば、図２に示すグラフトポリマー１１５と図３に示すシリコーン樹脂１１６で構成される。グラフトポリマー１１５は、グラフトポリマー分子の基本骨格となる主鎖１２６と、側鎖として主鎖１２６に片末端で結合したシリコーン樹脂１１６中の表面自由エネルギーの低い官能基１２９、１３０よりも長い長鎖で水分子より表面自由エネルギーの低い撥水撥油基１１９と、撥水撥油基１１９以外の性能を及び機能を果たし片末端で主鎖１２６に結合した他の官能基１２７とで構成される。また、シリコーン樹脂１１６の構造は、グラフトポリマー１１５の１分子中に含有される表面自由エネルギーの低い撥水撥油基１１９よりも表面自由エネルギーの低い主鎖に配置された、撥水撥油基である官能基１２９と側鎖に配置された撥水撥油基である官能基１３０を有し、それらの撥水撥油基が１分子内に含有される割合が、グラフトポリマー１１５の１分子内に含有される撥水撥油基１１９の割合よりも多い構成から成る。シリコーン樹脂１１６中に表面自由エネルギーの低い官能基は、表面自由エネルギーの低い主鎖の官能基１２９と表面自由エネルギーの低い側鎖の官能基１３０が有り、シリコーン樹脂１１６の１分子に含まれる表面自由エネルギーの低い官能基１２９と官能基１３０とを合わせた官能基の割合（＝表面自由エネルギーの低い官能基１２９、１３０の分子量の合計／シリコーン樹脂１分子全体の分子量）がグラフトポリマー１１５の１分子内に含有される表面自由エネルギーの低い官能基である撥水基１１９の割合（＝表面自由エネンルギーの低い官能基１１９の分子量の合計／グラフトポリマー１分子全体の分子量）よりも多く含有される。またシリコーン樹脂１１６の少なくとも両末端には加水分解反応可能な官能基１２８を有している。両末端以外の部位にも加水分解可能な官能基を有しても良い。
【００３２】
ここで記載する表面自由エネルギーが低いとは水分子の表面自由エネルギーを基準とする。よって水の表面自由エネルギーよりも低い官能基を表面自由エネルギーの低い官能基として記載している。例えば、フッ素系のフルオロカーボン基である−ＣＦ３、−ＣＦ２−、シリコーン系のジメチルシリコーン基−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−、炭化水素系の炭化水素基である−ＣＨ３、−ＣＨ２−などが挙げられる。これら以外でも水分子の表面自由エネルギーよりも低い官能基であれば上記に限定する必要はない。
【００３３】
上記の内、もっとも表面自由エネルギーの低い官能基はフッ素系で有り、グラフトポリマー１１６よりも、基材と逆側の塗工面に効果的にシリコーン樹脂１１５を浮かせたい場合は、１分子内に多くのフルオロカーボン基を有するシリコーン樹脂１１５を用いることで、より効果的に基材と逆側の塗工面にシリコーン樹脂１１５を配向させることが可能となる。また、シリコーン樹脂１１６はシラン化合物であるが、グラフトポリマー１１５より表面自由エネルギーの低い官能基の割合が多い樹脂であれば、シラン化合物に限定される必要はない。なお、シリコーン樹脂としては、シリコーンモノマー、シリコーンオリゴマー、シリコーンポリマーなどが含まれ、それらの総称としてシリコーン樹脂とする。
【００３４】
以上のように、本発明の一実施形態における機能性フィルムは、ベースフィルム２０１に接してＡＲ層１１１等の機能層が形成される。機能層は、低屈折微粒子１１４等の機能性微粒子，グラフトポリマー１１５、及びシリコーン樹脂１１６等の樹脂を少なくとも含む構成である。グラフトポリマー１１５は官能基として少なくとも撥水撥油基１１９を備える。シリコーン樹脂１１６は、撥水撥油基１１９の表面自由エネルギーと同等かもしくはそれよりも表面自由エネルギーの低い少なくとも１種類以上の官能基を備える。そして、グラフトポリマー１１５の１分子中の撥水撥油基１１９の割合は、シリコーン樹脂１１６の１分子中の官能基の占める割合よりも小さい。このような構成により、相対的にグラフトポリマー１１５の１分子よりもシリコーン樹脂１１６の１分子の方が分子全体の表面自由エネルギーが低い状態となる。
【００３５】
尚、上記と同様の効果が得られれば、シリコーン樹脂１１６中の表面自由エネルギーの低い官能基は、グラフトポリマー１１５の撥水撥油基１１９の官能基よりも表面自由エネルギーが同等もしくは低い官能基に限定される必要は無く、表面自由エネルギーが高い撥水撥油基から構成されても良い。最終的にグラフトポリマー１１５の１分子の表面自由エネルギーよりもシリコーン樹脂１１６の1分子の表面自由エネルギーが低くなれば良い。
【００３６】
一方のグラフトポリマー１１５の分子間相互作用は、相対的にシリコーン樹脂１１６の分子間相互作用は強くなるため、グラフトポリマー１１５がシリコーン樹脂１１６よりもベースフィルム２０１側に引っ張られ易くなり、ベースフィルム２０１と接する側にグラフトポリマー１１６が相対的に多く形成される。その結果、インモールド成形により樹脂成形品を成形したとしても、樹脂成形品上の機能層の最表面にグラフトポリマー１１５中の撥水撥油基１１９を配向させて、耐指紋機能を十分に発揮させることができる。
【００３７】
撥水撥油性を有したグラフトポリマー１１５の例としては、分子構造の主骨格はアクリル主鎖で構成され、側鎖の片末端が主鎖と結合した撥水撥油性能の有るシリコーン系の官能基から成るものが挙げられる。このグラフトポリマー１１５はシリコーンマクロモノマーとアクリル系モノマーの共重合により合成されたグラフトポリマーである。また、側鎖には撥水撥油系のシリコーン系の官能基１１９と別の官能基１２７としては、例えばカルボキシル基やヒドロキシ基等のシラン化合物と一部反応可能な他の官能基１２７を有しても良い。この場合、カルボキシル基やヒドロキシ基は他の分子と結合しても良い。グラフトポリマー１１５の主鎖１２６をアクリルで構成することで柔軟性、可とう性なども付与することができる。表面自由エネルギーの低い官能基１２９、１３０の割合が１分子当たりにグラフトポリマー１１５が有する表面自由エネルギーの低い官能基の割合よりも多い割合で含有する熱硬化性樹脂であるシリコーン樹脂１１６の例としては、フッ素系のシリコーン樹脂モノマーやアルキルシリコーンモノマーなどのシリコーン樹脂１１６が挙げられる。これらのシリコーン樹脂１１６は、主鎖及び側鎖にフルオロカーボン基−ＣＦ３、−ＣＦ２−、炭化水素基−ＣＨ３、−ＣＨ２−、シリコーン基−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−などの表面自由エネルギーの低い官能基を有しており、それらの官能基の１分子当たりに占める割合がグラフトポリマー１１５が有する表面自由エネルギーの低い官能基の割合よりも多いものである。
【００３８】
本発明で使用するグラフトポリマー１１５の官能基１１９及び、両末端に加水分解可能な官能基１２８を有するシリコーン樹脂１１６の分子内に含有する表面自由エネルギーの低い官能基は、フッ素系のフルオロカーボンや、シリコーン系のジメチルシリコーン、トリメチルシリコーンや、炭化水素系の炭化水素基などの官能基から成る。これらと同等効果を得ることができる表面自由エネルギーの低い官能基があれば、他のものでも問題ない。
【００３９】
また、シリコーン樹脂１１６は両末端にメトキシ基、やエトキシ基等の加水分解反応する反応基１２８を有しているものを使用するのがより良い。片末端のみ加水分解反応するシリコーン樹脂を用いた場合、シリコーン樹脂が加水分解反応した際に、加水分解反応する部位が片側しか無いため、マトリクス樹脂が硬化反応する際に架橋点が少なくなり架橋密度が低いので塗膜硬度が弱く、耐摩耗性に劣る耐指紋機能付きＡＲ層１１１となる。したがって、両末端に加水分解可能な反応基を有したシリコーン樹脂１１６を使用するのが良い。尚、両末端以外の箇所にも更に加水分解反応する反応基があっても良い。
【００４０】
ＡＲ層１１１を構成するマトリクス樹脂は、上記のグラフトポリマー１１５及びシリコーン樹脂１１６をそれぞれ１種類以上含有した状態で構成される。また、グラフトポリマー１１５及びシリコーン樹脂１１６はそれぞれ複数種類を同時に分散させてマトリクス樹脂にしても良い。マトリクス樹脂を構成する上記のグラフトポリマー１１５とシリコーン樹脂１１６の割合は、低屈折率微粒子１１４を除いた重量比で１００質量％比率に換算した場合、片末端に結合部を有する長鎖の撥水撥油系の官能基１１９を有するグラフトポリマー１１５の割合は５質量％以上７５質量以下％の割合で分散させることが望ましく、より好ましくは１０質量％以上５０質量％以下である。上記のグラフトポリマー１１５の割合を５質量％よりも少なくすると、グラフトポリマー１１５の側鎖の撥水撥油基の官能基１１９の性能である耐指紋性が十分に発現され難い。また７５質量％よりも多く分散させると、マトリクス樹脂中のシリコーン樹脂１１６の割合が少なく成り、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の膜強度及び耐候性が劣り易い。さらに、グラフトポリマー１１５の割合が多くなることで耐指紋機能付きＡＲ層１１１内の表面自由エネルギーの低いグラフトポリマー１１５が支配的になる。そのため、シリコーン樹脂１１６が塗工面１３１に浮き出たとしても、塗工面１３１の裏面側にも多くのシリコーン樹脂１１６が存在することになり、相対的に塗工面１３１の裏面側に配向されるグラフトポリマー１１５が減少する。耐指紋機能付きＡＲ層１１１はベースフィルム２０１上に塗工されるため、インモールド成形された場合、ベースフィルム２０１とＡＲ層１１１との間で耐指紋機能付きＡＲ層１１１が剥離される。そのため、樹脂成形品の表面となるのは、塗工面に対する裏面であるＡＲ層１１１のベースフィルム２０１と接する面である。そのため、撥水撥油基の官能基１１９を備えるグラフトポリマー１１５が樹脂成形品の表面に配向される割合が小さくなり、結果的に耐指紋機能が確保できなくなる。さらに、塗工面１３１にグラフトポリマー１１５の撥水撥油性の官能基１１９が配向され易くなることで、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の上に別の層を形成する際に、コーティング液が親水系の材料を塗工する場合、グラフトポリマー１１５上に塗工することになるため、コーティング液は撥水撥油性機能によりはじかれ、凝集してピンホール等が出来易くなり、均一な膜を形成することが難しくなる。以上の理由により、グラフトポリマー１１５の割合を７５質量％以下とする必要がある。
【００４１】
次に、ＡＲ層１１１内に含有させる微粒子として、低屈折率微粒子１１４以外の機能性微粒子を含有させることで、ＡＲの機能以外の機能層としても問題ない。例えば、ジルコニアや酸化チタン、酸化亜鉛などの屈折率の高い材料の微粒子を分散さることで、高反射、高光沢な最表面を得ることができる。この場合、例えば加飾用途で最表面の屈折率を調整することで高光沢，高反射用途向けに屈折率を調整して反射率，反射色を変化させることで、加飾用途の撥水撥油系の耐指紋機能付き光学機能層等で使用しても良い。他に、添加する微粒子及びフィラーの種類を変えて光以外の熱制御、電気制御等の用途の機能層を用い、このような機能層にも耐指紋性が求められる場合、本実施の形態のマトリクス樹脂の構成とすることで最表面に撥水撥油系の耐指紋機能が付与された転写型の機能フィルムを製作することができる。また、ＡＲ層１１１もしくは上記の別の機能層に＋αで他の機能を同時に付与したい場合、例えば帯電防止性などを更に追加で付与したい場合、耐指紋機能付きＡＲ層１１１もしくは別用途の機能層へ帯電防止剤を一緒に添加しても良い。
【００４２】
本実施の形態における撥水撥油系の耐指紋機能付きＡＲ層１１１の平均膜厚は０．０５μｍ以上０．１７μｍ以下で形成され、より好ましくは０．０８μｍ以上０．１２μｍ以下の範囲で形成されることが望ましい。平均膜厚が０．０５μｍより薄い場合、耐指紋機能付きＡＲ層１１１としての３８０ｎｍより短波長側での反射率が低く成り、可視光領域で十分な反射防止効果が得られない。一方で０．１７μｍより厚くなると可視光領域の高波長側の７８０ｎｍより高い位置の反射率が低くなり、可視光領域での十分な反射防止効果が得られない。しかし、求められる反射率により上記範囲外の膜厚で形成しても問題ない。
【００４３】
また、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の組成において、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の屈折率を決定する低屈折率微粒子１１４とマトリクス樹脂の重量比は、固形分１００質量％比率で換算した場合、低屈折率微粒子１１４として平均粒子径が０．０５μｍの中空シリカを使用する場合、２０質量％以上９０質量％以下の割合で分散させることが望ましい。より好ましくは４０質量％以上８０質量％以下である。低屈折率微粒子１１４の含有量を２０質量％よりも少なくすると耐指紋機能付きＡＲ層１１１の屈折率が十分に低屈折率化せず必要な反射防止性能が出難い。また、低屈折率微粒子が９０質量％よりも多い場合、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の膜自体の機械強度が弱くなり、耐摩耗性や表面硬度に対して十分な塗膜強度が得られない。上記の割合で低屈折率微粒子１１４を分散させた場合、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の屈折率は１．３２以上１．４０以下の範囲となる。
【００４４】
また、耐指紋機能付きＡＲ層１１１に分散される低屈折率微粒子１１４についてはゾルタイプ、球状タイプ、多孔質タイプ等のナノサイズのフィラーを用いることができる。低屈折率微粒子の平均粒子径は０．０１μｍ以上０．１μｍ以下の間のものを使用することが望ましい。平均粒子径が０．０１μｍよりも小さい場合、耐指紋機能付きＡＲ層１１１を低屈折率にすることが難しくなり、０．１μｍよりも大きい場合、ＡＲ層１１１をグラビアコーター等で塗工した際に低屈折率微粒子１１４の凝集物が発生しやすく、塗工したフィルム上の塗膜面で凝集物に起因した外観不良が発生しやすい。
【００４５】
次に、光学調整層１１２に関しては、適宜必要に応じた屈折率に調整した層を所定の膜厚で形成すれば良い。例えば、耐指紋機能付きＡＲ層１１１よりも屈折率の高い層を耐指紋機能付きＡＲ層１１１の次に形成する場合、この時の光学調整層１１２に分散させる高屈折率の微粒子は比較的容易に入手可能な酸化チタン、酸化亜鉛、ジルコニア等を用いることで耐指紋機能付きＡＲ層１１１よりも屈折率を高くでき、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の次に高屈折率層が配置されることで、成形後に耐指紋機能付きＡＲ層１１１と光学調整層１１２の界面の反射光により最表面での反射光との間で干渉作用が起こり、最表面での反射光が打ち消されることで、より最小反射率を下げることができる。結果、転写後の成形品表面の映り込みがより少ない耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルム１１０を得ることができる。また、光学調整層１１２内に分散される他の屈折率調整用の微粒子についてもゾルタイプ、球状タイプ、多孔質タイプ等を用いることができる。屈折率調整用の微粒子の平均粒子径は０．０１μｍ以上０．１μｍ以下の間のものを使用することが望ましい。平均粒子径が０．０１μｍよりも小さい場合、光学調整層１１２の屈折率調整の効果を十分に得ることが難しく、０．１μｍよりも大きい場合、光学調整層１１２をグラビアコーター等で塗工する際に屈折率調整用の微粒子の凝集物が出来やすく、フィルム上で屈折率調整用の微粒子起因の外観不良が発生し易い。
【００４６】
次にハードコート層２０４を設ける場合、ハードコート層２０４は紫外線硬化型のアフターキュアタイプのものを使用し、乾燥後の平均膜厚が０．５μｍ以上１０μｍ以下の間で形成することが望ましい。平均膜厚が０．５μｍより小さい場合、成形後十分な硬度が得られない。また１０μｍより大きい場合、インモールド成形時に箔切れが悪くなり、箔バリ発生の原因となる。しかし、左記の範囲外でもニーズに合わせて膜厚は変更可能で、上記範囲に限定される必要は無い。本実施の形態で使用する紫外線硬化型のアフターキュアタイプのハードコート層２０４は、例えばインモールド成形後に紫外線を当て硬化させるタイプのハードコート層を意味する。よって、インモールド成形前の機能性フィルムの段階ではハードコート層２０４を構成する紫外線硬化型の樹脂は完全に光硬化（重合）されていない未硬化や半硬化の状態で存在する。例えば紫外線硬化型の紫外線硬化型のハードコート層２０４はインモールド成形後にメタルハライドランプで光硬化（重合）させるものを使用できる。また、ハードコート層２０４にも必要に応じて、屈折率調整用の微粒子を分散させることで、前後層との屈折率調整した高屈折率もしくは低屈折率のハードコート層２０４として形成しても良い。
【００４７】
次にプライマー層１１３と接着層２０５それぞれは乾燥後の平均膜厚が１μｍ以上１０μｍ以下で形成されることが望ましい。またこれらの層に関して、単層でも複数層で形成しても問題ない。平均膜厚が１μｍよりも小さいと、各層間の密着力が十分に得られない。平均膜厚が１０μｍより大きい場合、箔バリ発生の原因となる。しかし、上記範囲外の膜厚で形成しても良い。例えば光学設計上、特定の波長領域や可視光域での反射率をより下げたい場合等、プライマー層１１３や接着層２０５に屈折率調整用微粒子を分散させ上記範囲よりも薄い膜厚や上記範囲よりも厚い膜厚で形成して、求められる仕様に合わせ決定すれば良い。他の層に関しても同様で良い。
【００４８】
また、光学調整層１１２にハードコート層２０４やプライマー層１１３、接着層２０５の機能を複数持たせても良い。その場合、適宜、必要に応じて、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の次に来る層は最適な膜厚で最適な層を配置すれば良い。また、意匠性、隠蔽性などを付与したい場合は、プライマー層１１３と接着層２０５の間に適宜、図示されていない加飾用の印刷層を必要に応じて適当な厚みで形成できる。必要に応じて、印刷層はプライマー層１１３、接着層２０５の間以外の層に形成しても良いし、印刷層に接着層２０５の機能を持たせても良い。プライマー層１１３、印刷層、接着層２０５を形成する方法はグラビアコーター、ダイコーター以外に、コンマコーター、ロールコート、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等で形成可能である。また、印刷層はインキ以外の金属蒸着、スパッタ、塗装等の求められる意匠によりその都度、適切な工法で形成すれば良い。
【００４９】
次に、図４は、本発明の実施の形態における耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルムにおける耐指紋機能付きＡＲ液を塗工する塗工装置の構成を例示する断面図である。図４において図１〜図３及び図７〜図１０までと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明を省略する。図４の本発明の耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルム製造時の耐指紋機能付きＡＲコーティング液の塗工プロセスについて説明する。
【００５０】
ベースフィルム２１０はＰＥＴフィルムの一面に帯電防止層が形成されているとする。最初にベースフィルム２１０の帯電防止層が形成されていないＰＥＴが直接表面に露出したＰＥＴ面側を塗工面として配置する。塗工装置は、耐指紋機能付きＡＲコーティング液を塗工するために連続的に供給されるベースフィルム２１０の巻き出し部１２０と、耐指紋機能付きＡＲコーティング液が塗工されたベースフィルム２１０を巻き取る巻取り部１２１とを備え、ベースフィルム２１０は連続的に図４中のＸ１→Ｘ２方向へ搬送される仕組みとなっている。また、ベースフィルム２１０は、搬送時の剥離帯電によるベースフィルム２１０への搬送時のシワ発生防止のために、ＰＥＴ面と逆側の面に帯電防止層を形成している。搬送時の帯電量を減らす方法として、帯電防止層の代わりに、塗工面と逆面にアンチブロッキング層等の微細な凹凸層を設けて、ベースフィルム２１０と搬送ローラーの間の接触面積を減らすことで、剥離帯電量を減らしても良い。ＰＥＴフィルム以外のベースフィルム２１０として他に、ポリアクリル、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等の素材からなるプラスチックフィルムやプラスチックシートなどを用いても良い。
【００５１】
本発明の実施の形態では、ロールトゥロールの塗工設備で耐指紋機能付きＡＲ層１１１を塗工し、ベースフィルム２１０のＰＥＴフィルムは平均厚み５０μｍのＰＥＴフィルムを使用する場合について説明する。
【００５２】
ベースフィルム２１０のＰＥＴ面へ耐指紋機能付きＡＲコーティング液を塗工するためにグラビアコーターを使用して塗工する。塗工部は、耐指紋機能付きＡＲコーティング液をＰＥＴ面上に塗工するためのグラビアローラー１２２と、グラビアローラー１２２でベースフィルム２１０へ耐指紋機能付きＡＲコーティング液を転写する際にベースフィルム２１０に張力をかけるため、ベースフィルム２１０を介してグラビアローラー１２２と反対側に設けられるガイドローラー１２５とから構成される。グラビアローラー１２２には図示されていない細線から成る深さ数μｍ以上数１０μｍ以下の溝が螺旋状に形成されており、その溝の中に耐指紋機能付きＡＲコーティング液が供給される仕組みである。またグラビアローラー１２２は図４中に示すよう様に時計回りに回転しており、ＡＲ液を供給するためのＡＲ液が入った液パン１２４を通り、グラビアローラー１２２の螺旋状の溝部へＡＲ液が供給される。
【００５３】
次に所定の液量までグラビアローラー１２２表面から耐指紋機能付きＡＲコーティング液をかき取る役割をするドクターブレード１２３を通り、ベースフィルム２１０のＰＥＴ面と接触する前にグラビアローラー１２２には耐指紋機能付きＡＲコーティング液が溝部の中だけに残った状態となる。
【００５４】
その後、グラビアローラー１２２とベースフィルム２１０のＰＥＴ面が接触した際に、グラビアローラー１２２の溝部の耐指紋機能付きＡＲコーティング液がベースフィルム２１０のＰＥＴ面へ転写され、ベースフィルム２１０のＰＥＴ面上に耐指紋機能付きＡＲコーティング液がウエット状態の膜で形成される。つまり、ベースフィルム２１０のＰＥＴ面上に均一に広がった耐指紋機能付きＡＲ層１１１が形成される。
【００５５】
本発明の耐指紋機能付き転写型ＡＲフィルムの製造プロセスにおける塗工方法としては、グラビアコート以外にダイコート、カレンダーコート、ロールコート等の他のあらゆる塗工方式を用いて耐指紋機能付きＡＲコーティング液を塗工しても良い。
【００５６】
次の工程で、ベースフィルム２１０のＰＥＴ面上にコーティングされた耐指紋機能付きＡＲ層１１１を乾燥及び熱硬化させるため熱乾燥炉２１１へ搬送される。熱乾燥炉２１１としては温風炉もしくは赤外線ヒーター（ＩＲ）炉、もしくは熱風とＩＲを併用した熱乾燥炉等の一般的な熱乾燥工程を設ければ良い。例えば熱乾燥炉は熱風循環戸炉を使用して耐指紋機能付きＡＲ層１１１を１２０℃１分で熱乾燥及び熱硬化させ、屈折率が１．３６で乾燥後の平均膜厚が０．１μｍの耐指紋機能付きＡＲ層１１１をＰＥＴ面上に均一形成することができる。このとき使用する耐指紋機能付きＡＲコーティング液は、例えば低屈折率微粒子１１４として平均粒子径が５０ｎｍの中空シリカゾルを使用し、マトリクス樹脂を形成するバインダーとしてグラフトポリマー１１５とシリコーン樹脂１１６とを一緒に分散させて、水と硝酸を加えて加水分解させ、固形分は５％になる様にイソプロピアルコールにて希釈したものを使用することができる。この時使用するグラフトポリマー１１５は、片末端が主鎖と結合した長鎖のシリコーン系の撥水撥油性の官能基１１９を側鎖に有し、且つ側鎖に別の官能基１２７であるヒドロキシ基を持ち、主鎖１２６がアクリルから成る。またシリコーン樹脂１１６は、シリコーン樹脂中の主鎖の表面自由エネルギーの低い官能基１２９としてフルオロカーボンを分子内に持ち、且つ１分子当たりの表面自由エネルギーの低い官能基（フルオロカーボン）の割合が、グラフトポリマー１１５中の片末端が主鎖と結合した長鎖のシリコーン系の撥水撥油性の官能基１１９の割合よりも多い加水分解可能な官能基１２８であるメトキシ基を両末端に有したフッ素系のシリコーン樹脂１１６である。
【００５７】
上記の耐指紋機能付きＡＲコーティング液を十分に加水分解させた後に、必要に応じて適宜固形分５％から更に適切な希釈溶媒を加え、必要に応じて希釈して濃度調整して良い。
【００５８】
次に図５を用いて本発明の耐指紋機能付きＡＲコーティング液の熱硬化プロセスの詳細を説明する。図５は本発明に実施の形態における耐指紋機能付きＡＲ層の硬化プロセス例を説明する図である。図５において図１〜図４、図７〜図１０までと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明を省略する。
【００５９】
図５において、最初にＳＴＥＰ１でグラビアコーターでの塗工後に、ベースフィルム２１０上の耐指紋機能付きＡＲ層１１１が熱乾燥炉に入った際に、最初に耐指紋機能付きＡＲ層１１１中のコーティング液中の分散溶媒１１７のイソプロピルアルコールが揮発する。その過程で、ＳＴＥＰ２でグラフトポリマー１１５よりも１分子当たりに表面自由エネルギーの低い官能基の割合が多いフッ素系のシリコーン樹脂１１６が、グラフトポリマー１１５中の表面自由エネルギーが低い官能基である長鎖の撥水撥油性の官能基１１９よりも多いため、フッ素系のシリコーン樹脂１１６にはたらく分子間相互作用が弱くなる。つまりフッ素系のシリコーン樹脂１１６にはたらく分子間相互作用である分子間力による引力はグラフトポリマー１１５の引力より弱い。その結果、フッ素系のシリコーン樹脂１１６は、フッ素系のシリコーン樹脂１１６と比較して１分子当たりの表面自由エネルギーが高いグラフトポリマー１１５よりも、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の膜の内側つまりベースフィルム２０１側に引っ張られる力が弱くなる為、ベースフィルム２１０と逆側の塗工面である裏面側に相対的に多くのシリコーン樹脂１１６が形成され易くなる。一方、フッ素系のシリコーン樹脂１１６と比較して、１分子当たりの表面自由エネルギーが高いグラフトポリマー１１５の方が耐指紋機能付きＡＲ層１１１の膜内での分子間相互作用が強くなり、分子間力で引き付けられ易く、耐指紋ＡＲ層１１１の膜中で内部、つまりベースフィルム２１０側に引き付けられベースフィルム２１０側に相対的に多く形成され易くなる。
【００６０】
また、フッ素系のシリコーン樹脂１１６中の表面自由エネルギーの低いフルオロカーボン基が官能基１２９として主鎖に組み込まれたものを使用すると、フルオロカーボン基は表面自由エネルギーが低いので表面張力の小さい性質を示し、水の表面張力よりも小さいため、水や油に対して撥水撥油機能を有する。しかし、シリコーン樹脂１１６中の主鎖の官能基１２９にフルオロカーボンが組み込まれている場合、フルオロカーボン自体は表面自由エネルギーが低い官能基で有り撥水撥油性能を有するが、シリコーン樹脂１１６中のフルオロカーボン基自体の官能基の長さが短く塗工面に配向され難い。そのため、フッ素系のシリコーン樹脂１１６のフルオロカーボン基が耐指紋ＡＲ層１１１のベースフィルム２１０と逆側の塗工面に露出した状態で十分に配向されず、フルオロカーボン基が露出される割合が少なく、比較的表面自由エネルギーの高い状態が形成され、撥水撥油機能は十分に発現されない。結果、耐指紋ＡＲ層１１１上に別の層を形成する際に、そのコーティング液が親水親油系の材料でも塗工時に凝集し難く、はじき、ピンホール等が発生し難く、容易に均一な塗工膜を形成し易くなる。更に硬化後の耐指紋機能付きＡＲ層１１１上に事前にプラズマ処理、コロナ処理等で表面改質することで、更に表面自由エネルギーの高い塗工面となるため親水親油系のコーティング液はより塗工し易い状態となる。
【００６１】
一方の片末端に結合部がある長鎖のシリコーン系の撥水撥油官能基１１９（図２参照）を側鎖に有するグラフトポリマー１１５を用いると、図示されていない主鎖から長く伸びた側鎖の撥水撥油官能基１１９のシリコーン系の官能基は、分子鎖が片末端のため主鎖から離れた状態となり耐指紋機能付きＡＲ層１１１が硬化して被膜化する過程で、ベースフィルム側２１０のＰＥＴ面の近くに配向され易くなる。また、上記のグラフトポリマー１１５とフッ素系のシリコーン樹脂１１６の一部は加水分解反応や水素結合などにより互いの一部が結合した状態で、マトリスク樹脂を形成し、耐指紋機能付きＡＲ層１１１として十分な膜強度が担保される。
【００６２】
この後、図５で説明した耐指紋機能付きＡＲ層１１１の塗工プロセスと同様に、高屈折率微粒子を含有させて屈折率調整した耐指紋機能付きＡＲ層１１１よりも屈折率の高いアフターキュアタイプのハードコート層２０４（図１参照）を乾燥後の平均膜厚が４μｍとなる様にグラビアコーターで塗工し、その後、耐指紋機能付きＡＲ層１１１よりも屈折率が高く、上記アフターキュアタイプのハードコート層２０４よりは屈折率の低い高屈折率微粒子を含有したプライマー層を乾燥後の平均膜厚０．１μｍとなる様にグラビアコーターで塗工し、最後に射出成形用樹脂のポリカーボネートと接着可能な接着層２０５（図１参照）を乾燥後の平均膜厚２μｍになる様にグラビアコーターで塗工する。
【００６３】
図６を用いて本発明の転写型の耐指紋機能付きＡＲフィルムを用いて作成した成形品について説明する。図６は本発明の実施の形態における耐指紋機能付きＡＲ成形品の構成例を示す断面図であり、ＡＲ層については内部構成を示す拡大図を合わせて示す。図６において図１〜図５、図７〜図１０までと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明を省略する。
【００６４】
図６に示すＡＲ成形品は、本発明の転写型の耐指紋機能付きＡＲフィルムを用いて成形品表面に耐指紋機能付きＡＲ層１１１を形成したものである。成形樹脂層１１８の成形樹脂層は、インモールド成形等の射出成形で使用可能なＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＰ樹脂もしくはこれらのアロイ樹脂などを材料として形成できる。図６の成形品表面は耐指紋機能付きＡＲ層１１１が空気に曝された状態である。この時、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の最表面側にはグラフトポリマー１１５が相対的に多く形成された膜となっている。
【００６５】
本発明の実施の形態の耐指紋機能付きＡＲ層１１１のマトリクス樹脂に使用しているグラフトポリマー１１５は、片末端がアクリル主鎖１２６（図２参照）と結合したシリコーン樹脂１１６中の表面自由エネルギーの低い官能基１２９、１３０よりも長い長鎖の撥水撥油性の官能基１１９（図２参照）であるシリコーン系の官能基を分子内に有している。片末端がアクリル主鎖１２６と結合した長鎖の撥水撥油性の官能基１１９であるシリコーン系の官能基は分子鎖がシリコーン樹脂１１６中の表面自由エネルギーの低い官能基１２９，１３０の分子鎖よりも長く、耐指紋機能付きＡＲ層１１１を形成するマトリクス樹脂内で自由に動ける状態となっている。片末端がアクリル主鎖１２６と結合した長鎖の撥水撥油性の官能基１１９であるシリコーン系の官能基は、グラフトポリマー１１５中では、表面自由エネルギーが低い官能基であるため、グラフトポリマー１１５と結合している他の官能基および分子鎖よりも分子間相互作用を受け難い状態である。そのため、片末端がアクリル主鎖１２６と結合した長鎖の撥水撥油性の官能基１１９であるシリコーン系の官能基は、相対的に耐指紋機能付きＡＲ層１１１内では膜内部に引き付けられず、空気層側に浮き出易い状態となる。また、官能基１１９の分子鎖が長いと、官能基１１９は自由に動くことができると共に分子鎖が寝やすくなり、空気層側に浮き出易い状態となる。その結果、耐指紋機能付きＡＲ層１１１の部分拡大図に示す様に、片末端がアクリル主鎖１２６と結合した長鎖の撥水撥油性の官能基１１９であるシリコーン系の官能基は、耐指紋機能付きＡＲ層１１１を形成するマトリクス樹脂の隙間から最表面となる空気層との界面に浮き出易く、成形品の最表面に片末端がアクリル主鎖１２６と結合した長鎖の撥水撥油性の官能基１１９であるシリコーン系の官能基がより多く配向された状態となる。よって、グラフトポリマー１１５の側鎖にある撥水撥油性の官能基１１９であるシリコーン系の官能基の作用により最表面に、撥水撥油機能が発現され、例えば水の接触角が１００°以上の撥水機能による耐指紋機能がＡＲ機能と同時に形成可能となる。また本発明の転写型耐指紋機能付きＡＲフィルムを用いた成形品の最表面は、撥水撥油機能が良好なため、指触した際も成形品表面に指が引っ付き難く、指触時の滑り性も良好となる。これにより、転写型フィルムを使用するインモールド成形やロール転写等を用いても、成形品および部品の最表面の滑り性が良好な撥水撥油性能の高い耐指紋機能付きのＡＲ層を低コストで形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、撥水撥油機能を有した耐指紋材料をＡＲ層に分散したＡＲフィルムを用いて、インモールド形成を行うことができ、樹脂成形品の表面に転写する機能性フィルム、機能性フィルムの製造方法、コーティング組成物および機能性フィルムが転写されて形成されるインモールド成形品等に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・固定型
２・・・可動型
３・・・箔送り装置
４・・・吸引穴
５・・・ゲート
６・・・樹脂
７・・・成形品
８・・・突き出しピン
１Ａ・・・固定型
２Ａ・・・可動型
１Ｂ・・・固定型
２Ｂ・・・可動型
１００・・・ＡＲフィルム
１０１・・・ベースフィルム
１０２・・・ＡＲ層
１０３・・・ハードコート層
１０４・・・接着層
１０５・・・成形品
１０６・・・カッター
１１０・・・転写型ＡＲフィルム
１１１・・・ＡＲ層
１１２・・・光学調整層
１１３・・・プライマー層
１１４・・・低屈折微粒子
１１５・・・グラフトポリマー
１１６・・・シリコーン樹脂
１１７・・・分散溶媒
１１８・・・成形樹脂層
１１９・・・撥水撥油官能基
１２０・・・巻き出し部
１２１・・・巻取り部
１２２・・・グラビアローラー
１２３・・・ドクターブレード
１２４・・・液パン
１２５・・・ガイドローラー
１２６・・・主鎖
１２７・・・官能基
１２８・・・加水分解反応基
１２９・・・官能基
１３０・・・官能基
１３１・・・塗工面
２０１・・・ベースフィルム
２０２・・・剥離層
２０３・・・ＡＲ層
２０４・・・ハードコート層
２０５・・・接着層
２１０・・・ベースフィルム
２１１・・・熱乾燥炉
３０１・・・ＡＲフィルム
３０２・・・キャリア層
３０３・・・転写層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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