(57)【要約】【課題】中実な無機粒子を用いることが可能なアンチグレアフィルムの提供。【解決手段】一次粒子を造粒して形成され、体積平均粒径が１μｍ以上且つ真球度が０．８以上の二次粒子と、その二次粒子を内部に分散する透明樹脂組成物とを有することを特徴とする。二次粒子は１μｍ以上の大きさにすることで光を散乱することができる。真密度が大きい一次粒子を造粒することで、二次粒子としての粒子密度を小さくすることが可能になり、樹脂中への分散性が向上する。そして、二次粒子は真球度を大きくすることで、より均一な光の散乱特性が実現可能である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次粒子を造粒して形成され、体積平均粒径が１μｍ以上且つ真球度が０．８以上の二次粒子と、
前記二次粒子を内部に分散する透明樹脂組成物と、を有することを特徴とするアンチグレアフィルム。
【請求項２】
前記二次粒子はアンチグレアフィルム全体の質量を基準として１０質量％以上、５０質量％以下である請求項１に記載のアンチグレアフィルム。
【請求項３】
前記二次粒子の質量を基準にして１０質量％以上、５０質量％以下であって、体積平均粒径が１００ｎｍ以下で前記一次粒子よりも小さいナノシリカ微粒子を含有する請求項１又は２に記載のアンチグレアフィルム。
【請求項４】
前記一次粒子は真球度が０．８以上である請求項１〜３のいずれかに記載のアンチグレアフィルム。
【請求項５】
前記一次粒子の体積平均粒径は１μｍ未満である請求項１〜４に記載のアンチグレアフィル
【請求項６】
前記一次粒子は金属粉末を酸素と反応させて得られる球状金属酸化物粒子である請求項１〜５のいずれかに記載のアンチグレアフィルム。
【請求項７】
一次粒子を造粒して球状の二次粒子を形成する造粒工程と、
前記二次粒子を透明樹脂及び／又は透明樹脂前駆体中に分散させて二次粒子分散体を製造する分散工程と、
前記二次粒子分散体を薄膜化する薄膜形成工程と、を有することを特徴とするアンチグレアフィルムの製造方法。
【請求項８】
前記薄膜形成工程はフィルム基材の表面に前記薄膜を形成する工程である請求項７に記載のアンチグレアフィルムの製造方法。
【請求項９】
前記一次粒子の体積平均粒径は１μｍ未満である請求項７又は８に記載のアンチグレアフィルムの製造方法。
【請求項１０】
体積平均粒径が１００ｎｍ以下で前記一次粒子よりも小さいナノシリカ微粒子を含有する請求項９に記載のアンチグレアフィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記二次粒子は真球度が０．９以上の球状無機酸化物である請求項７〜１０のいずれかに記載のアンチグレアフィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記一次粒子は真球度が０．９５以上の球状無機酸化物である請求項７〜１１のいずれかに記載のアンチグレアフィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記一次粒子は金属粉末及び酸素を反応させて製造している請求項７〜１２のいずれかに記載のアンチグレア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、アンチグレアフィルム及びその製造方法に関する。アンチグレアフィルムはＬＣＤ、ＰＤＰなどの表示装置に使用することで表面での光の反射を抑制し画面の視認性を向上する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどの表面における光の反射を抑制して画像の視認性を向上する目的でアンチグレアフィルムが提供されている。アンチグレアフィルムは表面に凹凸が形成されており、表示装置の表面に貼り付け乃至表面に形成することで表示装置の表面における外光の正反射を抑制し、その表面反射光を拡散することで外部環境の映り込みを防止する。
【０００３】
アンチグレアフィルムの表面に凹凸を形成する手法としては所定の粒径をもつ粒子を樹脂中に分散させた樹脂組成物をコーティングして形成する方法がある（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に開示の技術では有機高分子材料から構成された粒子を樹脂中に分散しているが、種々の特性を実現するために、分散させる粒子として、有機高分子材料に代えて無機材料を採用する要求があった。
【０００５】
ここで、無機材料は一般的に樹脂よりも比重が大きい材料が多いので、比重が大きく異なる樹脂中に均一に分散させる目的で中空の粒子を作成して透明樹脂中に分散することが行われている。
【特許文献１】特開２００４−２９４６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本出願人は種々の無機材料から形成される微粒子を提供している。この微粒子は中実な粒子であって大きな比重をもち、そのままでは樹脂中に均一に分散することが困難であった。
【０００７】
本発明では上記実情に鑑み完成したものであり、中実な無機粒子を用いることが可能なアンチグレアフィルム及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する目的で本発明者らは鋭意検討を行った結果、中実な粒子であっても造粒することにより、二次粒子としての粒子密度を小さくすることが可能になることを見出し以下の発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明のアンチグレアフィルムは一次粒子を造粒して形成され、体積平均粒径が１μｍ以上且つ真球度が０．８以上の二次粒子と、前記二次粒子を内部に分散する透明樹脂組成物と、を有することを特徴とする。二次粒子は１μｍ以上の大きさにすることで光を散乱することができる。
【００１０】
また、上記課題を解決する本発明のアンチグレアフィルムの製造方法は一次粒子を造粒して球状の二次粒子を形成する造粒工程と、前記二次粒子を透明樹脂及び／又は透明樹脂前駆体中に分散させて二次粒子分散体を製造する分散工程と、前記二次粒子分散体を薄膜化する薄膜形成工程と、を有することを特徴とする。前記薄膜形成工程はフィルム基材の表面に前記薄膜を形成する工程とすることができる。
【００１１】
真密度が大きい一次粒子を造粒することで、二次粒子としての粒子密度を小さくすることが可能になり、樹脂中への分散性が向上する。
【００１２】
そして、二次粒子は真球度が上記値よりも大きくすることで、より均一な光の散乱特性が実現可能である。ここで、二次粒子の真球度はアンチグレアフィルムの任意の断面をＳＥＭにて観察した場合に、中心から順に１００個の二次粒子について真球度を測定した値から算術平均により求めた平均値である。真球度は、観察される粒子の面積と周囲長から、（真球度）＝｛４π×（面積）÷（周囲長）2｝で算出される。１に近づくほど真球に近い。
【００１３】
そして、前記二次粒子はアンチグレアフィルム全体の質量を基準として１０質量％以上、５０質量％以下であることが望ましい。
【００１４】
更に、前記二次粒子の質量を基準にして１０質量％以上、３０質量％以下であって、体積平均粒径が１００ｎｍ以下で前記一次粒子よりも小さいナノシリカ微粒子を含有することで高い耐摩耗性が付与できる。
【００１５】
また、前記一次粒子は真球度が０．９以上、更には０．９５以上であることで、より優れた光学性能が実現できる。例えば、前記一次粒子は金属粉末を酸素と反応させて得られる球状金属酸化物粒子である。造粒により二次粒子の粒径を大きくすることが可能になるので、一次粒子としては体積平均粒径が１μｍ未満のものを採用することも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアンチグレアフィルムは一次粒子を造粒した二次粒子を採用しているので、高い均一性で樹脂中に分されており、高い光学特性が実現できる。
【００１７】
本発明のアンチグレアフィルムの製造方法は、中実な粒子であっても造粒することにより比重を小さくすることが可能になり、アンチグレアフィルムを従来技術と遜色なく容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（アンチグレアフィルム）
本実施形態のアンチグレアフィルムは二次粒子とその二次粒子を分散する透明樹脂とその他必要な部材とを有する。二次粒子はアンチグレアフィルム全体の質量を基準として、１０質量％以上、５０質量％以下であることが望ましく、１０質量％以上、３０質量％以下であることがより望ましい。本実施形態のアンチグレアフィルムはフィルムの膜厚の全体にわたり二次粒子が分散されている形態を採用することもでき、また、一般的な透明なフィルムからなる基材の表面に対して、二次粒子を分散した透明樹脂を塗布製膜して、アンチグレアフィルムとすることもできる。また、ガラスなどのアンチグレア性が求められる部材の表面に対し直接塗布してアンチグレアフィルムを形成することも可能である。
【００１９】
二次粒子は一次粒子を造粒して形成したものである。二次粒子の粒子密度は後述する透明樹脂の密度と同程度にすることが望ましい。二次粒子は体積平均粒径が１μｍ以上であり、粒径の上限としては望ましくは１０μｍ以下、より望ましくは５μｍ以下である。この範囲内にすることで光を効果的に散乱することが可能になる。一次粒子を造粒して二次粒子を製造する方法としては特に限定しないが、後述するアンチグレアフィルムの製造方法にて説明する方法にて行うことができる。
【００２０】
一次粒子としては真球度が高い粒子を採用することが望ましい。そして、一次粒子ｗｐ構成する材料としては特に限定しないが、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化鉄、酸化クロム、酸化スズ等の無機酸化物やダイヤモンド、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの粒子が例示できる。また、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア等の複合酸化物を用いることも可能である。これらの無機材料のなかでも金属酸化物から構成された粒子が望ましい。シリカやアルミナなどの無機酸化物からなる一次粒子を得る方法としても特に限定しないが、対応する金属（シリカ：ケイ素、アルミナ：アルミニウムなど）の微粒子を酸素と反応させることで製造することができる（ＶＭＣ法）。
【００２１】
ＶＭＣ法は、酸素を含む雰囲気中でバーナーにより化学炎を形成し、この化学炎中に目的とする酸化物粒子の一部を構成する金属粉末を粉塵雲が形成される程度の量投入し、爆燃を起こさせて酸化物粒子を得る方法である。
【００２２】
また、火炎溶融法にて一次粒子を製造することもできる。火炎溶融法は目的とする球状金属酸化物粒子を構成する金属酸化物を粉砕などにより粉末化した後に、火炎中に投入・溶解させた後、冷却・固化させることで、球状金属酸化物粒子を製造する方法である。
【００２３】
このようにして形成された一次粒子は中実の粒子であり粒子密度が真密度に近いものである。
【００２４】
一次粒子としては造粒により粒径を大きくすることができるので、そのままでは光散乱特性が充分でない１μｍ未満のものを採用することも可能である。
【００２５】
透明樹脂は特に限定しないが分散させる二次粒子に親和性が高いものが望ましい。親和性を向上するためには透明樹脂の種類を変更したり、透明樹脂に二次粒子との親和性が高い官能基を導入したり、二次粒子の表面に透明樹脂との親和性が高い官能基を導入したりできる。
【００２６】
透明樹脂としてはアンチグレアフィルムを調製した際に光透過性などの必要な光学性能が実現できる樹脂を選択する。例えばアンチグレアフィルムとした場合の膜厚において必要な光学性能を発揮できる樹脂を採用する。具体的に好ましい透明樹脂としては、紫外線硬化型樹脂（ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン系、エポキシ系など）が例示できる。
【００２７】
そして、ナノシリカ微粒子を含有させることができる。ナノシリカ微粒子は体積平均粒径が一次粒子よりも小さく且つ１００ｎｍ以下であるシリカから形成される微粒子である。ナノシリカ微粒子はいわゆるゾルゲル法により好適に製造できる。ナノシリカ微粒子の配合量としては二次粒子の質量を基準にして１０質量％以上、５０質量％以下とすることが望ましく、１０質量％以上、３０質量％以下とすることがより望ましく、１０質量％以上、２０質量％以下とすることが更に望ましい。
【００２８】
（アンチグレアフィルムの製造方法）
本実施形態のアンチグレアフィルムの製造方法は造粒工程と分散工程と薄膜形成工程とを有する。
【００２９】
造粒工程は一次粒子を造粒して球状の二次粒子を形成する工程である。ここで、一次粒子としては前述のアンチグレアフィルムの欄にて説明したものと同様のものが採用できるので更なる説明は省略する。
【００３０】
一次粒子を造粒して二次粒子を製造する方法としては一般的な造粒方法を採用することができる。例えば、噴霧乾燥法（噴霧造粒法）を用いることによって真球度が高い二次粒子を製造することができる。造粒工程を行う場合に一次粒子の間を接合する接合物質を介在させて二次粒子を製造することで強固な二次粒子を製造することができる。接合物質としては特に限定しないが、シランカップリング剤、モノマーなどの化学反応を進行させることで粒子間を接合する物質、ゼラチン、ゴム、デンプンなどの天然高分子材料や、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、エステル樹脂、ポリオレフィンなどの合成高分子材料などを用いることで強固な二次粒子を製造することができる。具体的にはエポキシシラン、ポリビニルアルコール、アラビアゴム、セルロース誘導体（カルボキシルメチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロースなど）などを好ましい接合物質として挙げることができる。
【００３１】
分散工程は二次粒子を透明樹脂及び／又は透明樹脂前駆体中に分散させて二次粒子分散体を製造する工程である。透明樹脂については前述のアンチグレアフィルムにて説明したものと同様のものが採用できるので更なる説明は省略する。透明樹脂前駆体としては重合反応によって透明樹脂を形成する単量体や、その単量体に中に透明樹脂を溶解させた混合物が例示できる。これら透明樹脂などに二次粒子を分散させて二次粒子分散体とする方法としては特に限定されず、一般的な方法（混練法など）が採用できる。前述のナノシリカ微粒子を含有させる場合には分散工程にて混合することが望ましい。
【００３２】
薄膜形成工程は二次粒子分散体を薄膜を形成する工程である。薄膜を形成することでアンチグレアフィルムとするが、薄膜は二次粒子分散体のみで形成することもできるし、何らかの透明基材の表面に二次粒子分散体を製膜することも可能である。アンチグレアフィルムのアンチグレア性は表面の性状が特に重要であると考えられるので透明なフィルム上に二次粒子分散体を薄く製膜することが望ましい。透明なフィルムとしては特に限定しないが、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレートなどから構成することができる。
【００３３】
また、フラットパネルディスプレーなどの前面に採用された透明基板（ガラス板や樹脂板など）に対して直接、二次粒子分散体を塗布・製膜することも可能である。薄膜を形成する方法としては特に限定されず一般的な製膜法が採用できる。例えば、適正な基材上にコータを用いて製膜したり、スピンコート法を採用したりできる。
【００３４】
本発明のアンチグレアフィルムの製造方法について以下実施例に基づき説明を行う。
【実施例１】
【００３５】
（造粒工程）
平均粒径０．５μｍの真球状シリカ微粒子（製品名ＳＣ−２０５０、アドマテックス製）を１００質量部と、エポキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学製）を０．５質量部と、純水を１５０質量部とを配合し、４０℃に加熱しながら混合して得られたスラリーを噴霧乾燥により体積平均粒径が２μｍの二次粒子に造粒した。
【００３６】
噴霧乾燥は噴霧乾燥機（マイクロミストドライヤ・ＭＤＬ−０５０、藤崎電気株式会社）を用い、入り口温度２００℃、出口温度１００℃、空気流量６０ＮＬ／分、スラリーの供給速度５ｍＬ／分の条件にて行った。
【００３７】
（分散工程）
得られた二次粒子を１８質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）を８８０質量部とアクリルシラン（ＫＢＭ−５１０３、信越化学製）を０．１８質量部と、ウレタンアクリレート（ＵＮ−９０４、根上工業株式会社製）を１００質量部と、光重合開始剤（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＴＰＯ、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を３質量部とを混合・分散し二次粒子分散体としてのスラリーを得た。
【００３８】
（薄膜形成工程）
トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上に、＃１０のバーコーターを用い、得られたスラリーを厚み５〜１０μｍで塗布した。その後、１１０℃で３０分間紫外線（波長３６５ｎｍ、１００ｍＪｃｍ-2）を照射して重合を完了させた。ＴＡＣフィルム上にスラリー由来の厚み７μｍの薄膜が形成された。得られたアンチグレアフィルムを実施例１の試験フィルムとした。
【実施例２】
【００３９】
薄膜形成工程におけるＴＡＣフィルムに代えて、ポリエチレンテレフタレートフィルムを採用した以外は実施例１と同様の方法でアンチグレアフィルムを製造し実施例２の試験フィルムとした。
【実施例３】
【００４０】
分散工程におけるプロピレングリコールモノメチルエーテルに代えてメチルイソブチルケトンを採用した以外は実施例１と同様の方法でアンチグレアフィルムを製造し実施例３の試験フィルムとした。
【実施例４】
【００４１】
（造粒工程）
実施例１と同様の方法で二次粒子に造粒した。
【００４２】
（分散工程）
得られた二次粒子を１８質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）を８８０質量部とアクリルシラン（ＫＢＭ−５１０３、信越化学製）を０．１８質量部と、ウレタンアクリレート（ＵＮ−９０４、根上工業株式会社製）を１００質量部と、光重合開始剤（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＴＰＯ、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を３質量部と、ナノシリカ微粒子分散体を２３０質量部とを混合・分散し二次粒子分散体としてのスラリーを得た。
【００４３】
ナノシリカ微粒子分散体は特開２００５−３７４８５７号公報に記載の方法にて調製した。具体的には、市販のコロイダルシリカ（Ｏ−４０、日産化学製、固形シリカ分４０％）を１００質量部と、ＰＧＭを２００質量部と、コロイダルシリカの表面積に応じた量のシランカップリング剤と、ウレタンアクリレート（ＵＮ−９０４、根上工業株式会社製）を６０質量部と、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを０．１２質量部とを混合・分散した後、エバポレータにて水とＰＧＭの一部（８０質量部）とを除去することで調製した。
【００４４】
（薄膜形成工程）
実施例１と同様の方法でＴＡＣフィルム上に薄膜を形成し、得られたアンチグレアフィルムを実施例４の試験フィルムとした。
【実施例５】
【００４５】
造粒工程において、出口温度を７０℃、空気流量を２５ＮＬ／分、スラリーの供給速度を２５ｍＬ／分とした以外は実施例１と同様の操作を行った。得られた二次粒子は平均粒径が約４μｍであった。
【００４６】
得られた二次粒子を用いて実施例１と同様にアンチグレアフィルムを調製し実施例５の試験フィルムとした。本実施例と比較して実施例１の試験フィルムの製造工程における薄膜形成工程においてコーティング時のスラリーの安定性が僅かに高かった。
【比較例１】
【００４７】
二次粒子に代えて、造粒工程を行わない平均粒径０．５μｍの真球状シリカ微粒子をそのまま用いた以外は実施例１と同様の方法でアンチグレアフィルムを製造し比較例１の試験フィルムとした。
【比較例２】
【００４８】
真球状シリカ微粒子として、平均粒径２．０μｍの真球状シリカ微粒子（製品名ＳＯ−Ｃ６、アドマテックス製）を用いた以外は比較例１と同様の方法でアンチグレアフィルムを製造し比較例２の試験フィルムとした。
【００４９】
（評価）
各実施例の試験フィルムはすべて高い透明性及びヘイズを示し、更に高い耐摩耗性を示した。また、実施例４の試験フィルムは実施例１〜３の試験フィルムよりも更に高い耐摩耗性を示し、分散させたナノシリカ微粒子の効果が実証された。また、実施例３の試験フィルムは溶媒としてメチルイソブチルケトンを用いたことで他の実施例の試験フィルムよりも高いヘイズを示した。
【００５０】
それに対して、比較例１の試験フィルムはヘイズの値が低かった。分散した粒子の粒径が０．５μｍであったために充分な光分散性能が発揮できなかったものと考えられる。また、比較例２の試験フィルムでは一見してフィルム表面にむらが認められた。これは球状シリカ微粒子の粒径が２．０μｍと大きかったので光分散性は高かったものの、粒子密度が高く充分に分散できなかったものと考えられる。
【００５１】
二次粒子の粒径が異なる実施例１及び５の試験フィルムを比較した結果、実施例１の試験フィルムの方がフィルム（コーティング）の均一性に優れていた。実施例１で用いた二次粒子の方が実施例５で用いた二次粒子よりも粒径が適正であったものと考えられる。