(57)【要約】【課題】  光、熱、電気等に対する物性が異方性を有する硬化膜であって、その特性を利用して膜単独で、あるいは支持体上に硬化膜を形成して、光拡散フィルム、光拡散膜、光反射防止膜、熱伝導性膜、熱伝導性フィルム、電気伝導性膜、電気伝導性フィルムあるいは偏光素子としての応用が可能で、かつ表面の耐摩擦性・耐擦過性に優れた硬化膜の形成装置を提供する。【解決手段】  支持体上に分散微粒子を含有する塗布液を供給し、前記分散微粒子が局在化または配向している塗膜を連続的に形成するための硬化膜形成装置であって、支持体を連続的に走行させるための走行手段と、前記支持体に前記塗布液を連続的に塗布し塗膜を形成するための塗布手段と、硬化前の前記塗膜の膜厚方向に電界を印加する電界印加手段と、電界印加中または印加直後に前記塗膜を硬化させる硬化手段とを有する硬化膜形成装置を提供する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に分散微粒子を含有する塗布液を供給して塗膜を形成する塗布手段と、前記塗膜に電界を印加して前記塗膜中の前記分散微粒子を膜厚方向に移動または配向させるための電界印加手段と、電界印加中または印加直後に前記塗膜を硬化させる硬化手段とを有することを特徴とする硬化膜形成装置。
【請求項２】
前記基体は長尺状の基体であって、該長尺状基体を連続走行させるための走行手段を有する請求項１に記載の硬化膜形成装置。
【請求項３】
前記電界印加手段は塗膜表面に静電荷を供給し、該静電荷の形成する電界を用いるものである請求項１または２に記載の硬化膜形成装置。
【請求項４】
前記電界印加手段はバックアップロールと塗工ヘッドまたは塗工ロールとの間に電界を形成するものである請求項２に記載の硬化膜形成装置。
【請求項５】
前記電界印加手段は塗膜表面のスムーザーとバックアップロールとの間に電界を印加するものである請求項２に記載の硬化膜形成装置。
【請求項６】
前記基体は塗膜形成側の表面に導電層を有しており、前記電界印加手段は該導電層と塗工ヘッドまたはスムーザーとの間に電界を形成するものである請求項２に記載の硬化膜形成装置。
【請求項７】
前記塗布液は活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記硬化手段は活性エネルギー線照射装置である請求項１に記載の硬化膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基体上に分散微粒子を含有する塗布液を塗布してなる塗膜中の分散微粒子が、膜厚方向に密度勾配を有するか、または配向している硬化膜を形成するための硬化膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来光、熱、電気等に対する物性の異方性を有する塗膜、フィルムとしては、光学結晶や通常の光学異方性フィルムのように、それ自身の結晶構造の方向性や、分子構造の光学的異方性に起因したものが多く、その種類や特性に限りがあった。このため特に可撓性に富んで大面積の加工、使用の可能な樹脂塗膜、樹脂フィルムの分野においては、上記異方性を有した材料に対して想定される利用分野が非常に多いにもかかわらず、適合した素材の提供が簡単ではなかった。さらにこれら樹脂塗膜、樹脂フィルムには共通した問題として、表面硬度が低く、耐久性、耐摩耗性が低いという実使用上の欠点があり、これら問題を同時に解決した材料の提供が求められていた。
【０００３】
例えば、光拡散フィルム、シート等は、光源からの光を光量を落とすことなく表示面表面に導くことが必要で、拡散光が均一で、視野角依存性がなく、かつより高輝度な性能が求められている。
しかし、従来の光拡散フィルム、シートに使用されている不定形または球状の微粒子では、入射光が光拡散フィルム、シートの光拡散層を通過するにあたり、粒子に反射した光が広範な方向に反射し、それが繰り返される結果、再度入射光側に戻ってしまい、出射光側から射出されない散乱光成分の存在や拡散材による吸収等により、透過光強度が低下する問題を有していた。
また光反射フィルムとしては外光の写り込みを防ぐＡＧ（アンチグレア）フィルムに無機粒子を入れたアクリル樹脂が用いられているが、光拡散フィルムの場合と同様で、再度入射光側に戻る光成分による反射光の影響が避けられなかった。
一方、熱伝導異方性を有する塗膜、フィルムは、コンピュータ等の性能向上に伴い、デバイスの放熱効果を高める必要があり、液晶ポリマーの配向による検討が行われている。しかしながら従来の方法では十分な放熱効果が得られなかった。
【０００４】
これらの諸問題を解決する手段として、塗膜中の微粒子の配向を行う試みが幾つか提案されている。例えば略回転楕円形状を有する拡散粒子が、略一軸方向に揃った状態で一定の屈折率差を有する透光性樹脂中に一定濃度含有されている拡散シート（特許文献１参照）では、樹脂シートを延伸することにより、該樹脂シートに含有された球状拡散粒子が伸び変形に追随してラグビーボール状の一軸回転楕円形状に変形され、この拡散粒子の長軸がシートに対し水平方向となる。このため、得られた拡散シートの異方拡散性は良好であるが、拡散粒子の長軸方向が拡散シートの膜厚方向に配向されているわけではないので、透過スクリーンとしてのゲイン低下を生じやすい。
また、光拡散剤を分散して含む透明樹脂体からなり、光拡散剤が平均粒子径５０μｍ以下であり、かつアスペクト比５〜３００であるシリカの板状粒子である光拡散シート（特許文献２参照）や入射光の散乱特性を特定した異方性拡散フィルム（特許文献３参照）において開示されているシート成型方法においても、いずれも成型時に光拡散剤の長軸方向がシート・フィルムの膜表面と水平方向に配向していて、特に成型過程にフィルムの延伸工程を含む場合には、一軸方向に均一に配向するため光拡散性が大きいものの膜厚方向の透過光量が低下する。
このように樹脂膜、樹脂フィルムに対し異方性を付与する試みが成されているがまだ充分な特性を得るには至っていない。
【０００５】
一方、樹脂膜や樹脂フィルムの機械強度向上は様々な産業分野で要求されており、一般的に表面が傷つきやすいポリマー表面の耐摩擦性・耐擦過性を向上させるために、硬度の高い保護フィルムのラミネート、化学的な処理方法としてのカップリング剤・多層重合・ハードコート剤塗装等が、また物理的な処理としてプラズマ処理・メカノケミカル処理等が知られている。
これらのうち硬度の高い保護フィルムのラミネートは基体との接着の問題や、反り、皺等様々な問題を有している。
また、シリコーン系、フッ素系、多官能アクリル系（ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等）モノマー・オリゴマー・ポリマーなどの硬化液を塗布後、熱又は活性エネルギー線を用いて重合硬化し耐摩擦性・耐擦過性の向上を行う方法は有機材料としての耐久性の限界があった。
さらに耐久性を向上させる手段としてアルコキシシランを組み合わせた有機無機ハイブリッド膜を用いる方法は、コーティング膜全体を硬化したときの収縮による変形の問題が避けられなかった。
【０００６】
一方、高耐圧・高硬度が得られるシリコンまたはシリコン化合物薄膜を成膜する方法として、ＣＶＤ法を用いた蒸着方法が広く用いられている。しかし、ＣＶＤ法では成膜レートが大きいといわゆるフレークという膜の異常成長が生じたり、他の構造膜にダメージを与える等の問題が生じるため量産性に劣っていた。
【０００７】
上記のような耐久性、耐摩耗性の問題を解決する方法として、有機高分子成分と金属酸化物成分からなる複合体で、複合体の表面から深さ方向に、金属酸化成分の複合体中での含有率が連続的に変化する成分傾斜構造を有する、有機高分子と金属酸化物成分との成分傾斜複合体（特許文献４参照）が提案されている。また、金属アルコキシ基を有する有機重合体からゾル−ゲル法によって作製した湿潤ゲル又は溶剤に溶解する有機重合体と、金属酸化物、金属アルコキシド化合物又は金属アルコキシド化合物の部分的加水分解物及び重縮合物とを接触させ、相互にまたは一方から他方へ拡散させる工程を用いることによって、有機重合体成分および／または金属酸化物成分の濃度が連続的に変化した成分傾斜構造を有する有機−無機成分傾斜複合材料を製造する方法（特許文献５参照）が提案されている。
しかし、これらの公知文献で開示されている技術では無機成分の傾斜構造は取りうるものの、膜表面への無機成分の局在化が不十分で、特に膜の表面硬度をより高くするには限界があり、かつ処理時間が大幅に必要であった。
【０００８】
このように樹脂膜、樹脂フィルム中の分散粒子を配向させ、光、電気、熱等に対する物理特性に異方性を持たせようとする試み、あるいは樹脂組成に傾斜を持たせて樹脂塗膜や樹脂フィルムの表面硬度を向上させようとする試みがなされてはいるが、これら試みはいずれも上述の実施用上の問題点を解決するには至っていない。
したがって上記特性を満たす硬化塗膜を容易に量産するための実用的な方法、装置が求められていた。
【０００９】
【特許文献１】特開平２００１−３１１８０７号公報
【特許文献２】特開平２００２−２５８０１１号公報
【特許文献３】特開平２００３−０５０３０６号公報
【特許文献４】特開２０００−２４８０６５号公報
【特許文献５】特開２０００−３３６２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、塗膜中に分散微粒子が傾斜分布または局在化するかあるいは配向した硬化塗膜を効率よく作製するための硬化塗膜形成装置を提供することである。また本発明の他の目的は、光、熱、電気等の物性に異方性を有する硬化膜、または塗膜表面の耐摩擦性・耐擦過性を有する硬化膜の安価な硬化膜形成装置を提供することである。また本発明の他の目的は、前記硬化塗膜を作製することにより例えば高輝度の拡散、戻り光の少ない光反射、優れた放熱効果、優れた電気伝導性を有する硬化塗膜、フィルム、シートの製造を可能にするための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は，基体上に分散微粒子を含有する塗布液を供給して塗膜を形成する塗布手段と、前記塗膜に電界を印加して前記塗膜中の前記分散微粒子を膜厚方向に移動または配向させるための電界印加手段と、電界印加中または印加直後に前記塗膜を硬化させる硬化手段とを有する硬化膜形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の硬化膜形成装置を用いることにより、塗膜中の分散微粒子が傾斜分布または局在化した硬化塗膜、あるいは該分散微粒子が配向した硬化塗膜を効率的に作製することが可能になる。
その結果、光散乱特性、熱導電性、電気導電性等、達成すべき物性を考慮して形状異方性を有する分散微粒子を選定し、該分散微粒子の長軸方向を塗膜の膜厚方向へ配向することによって、光拡散膜、光拡散フィルム・シートにおいては高輝度と光拡散を両立可能という利点を有し、光反射防止膜、光反射防止フィルム・シートにおいては優れた光反射防止効果という利点を有し、また熱導電成膜、熱伝導性フィルム・シート、電気導電成膜、電気伝導性フィルム・シートにおいてはそれぞれ膜厚方向に優れた熱伝導効果、電気伝導効果を有する硬化膜を効率的に作製することができる。
【００１３】
一方、塗膜内の分散微粒子が球形または不定形でアスペクト比が小さい場合は、該粒子の塗膜表面への移動のみが生じて該塗膜表面に局在化するため、表面硬度を高くすることができ、表面硬度が高く耐久性、耐摩耗性に優れた硬化塗膜を効率的に作製することができる。
さらに形状異方性を有する分散微粒子と球形または不定形の分散微粒子を同時に含有する塗膜に、電界または磁界を印加してこの配向状態を維持しつつ塗膜を硬化させれば、硬化塗膜中に形状異方性を有する分散粒子の配向と球状または不定形の分散粒子の局在化した硬化膜、フィルム、シートを形成することができ、光、熱、電気等の物性に対して異方性に加えて、表面硬度が高く、耐摩擦性・耐擦過性を有する耐久性に優れた硬化塗膜を効率良く作製することができる。
【００１４】
２種類以上の分散微粒子、好ましくは形状異方性を有する分散微粒子と、球状または不定形粒子とを含む塗布液により形成された塗膜に電界を与えると、形状異方性を有する分散微粒子は誘電分極あるいは静電誘導により、例えば分散微粒子が全体として電気的に中性のときは、その一方に電荷が誘起され、該電荷の誘起された場所から位置的に最も遠い位置に反対極性の電荷が誘起される。反対符号を持つ電荷の反発力によりこれら電荷は形状異方性を有する分散粒子の両端に局在して形成されるが、電界によって分散粒子の長軸方向が電界方向と平行となるような回転力を受けるため、最終的には分散粒子の泳動現象も並行して生じるが、長軸方向を電界方向と平行にして配向することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
前記基体は長尺状の基体であって、該長尺状基体を連続走行させるための走行手段を有していてもよい。長尺状基体を連続走行させながら該基体上に分散微粒子を含有する塗布液を塗布して塗膜を形成し、電界形成手段によって塗膜中の分散微粒子を膜厚方向に移動または配向させつつ、硬化手段によって該塗膜を硬化させることにより、塗膜中の分散微粒子が膜厚方向に分布量の勾配を有し、また形状異方性を有する分散微粒子が膜厚方向に配向した硬化塗膜を大量に効率的に作製することができる。
本発明において分散微粒子を含む塗布液を塗布する基体は、特に形態上、材質上の制約は無く、光拡散性や、光反射防止性、熱伝導性、電気伝導性など種々の機能の付与が必要とされるフィルムやシート等、薄膜状の基体の他に、光学素子、電子部品など製品そのものも基体として用いることができる。
【００１６】
本発明において使用する分散微粒子を含有する塗布液の塗布手段は、基体上に未乾燥塗膜を形成することができる塗布手段であれば特に制限無く、塗布液の特性、形成すべき塗膜の形状、上記種々の形態の基体等を考慮して最も適した塗布手段を使用することができる。例えば前記基体が長尺状の基体の場合には、基体に連続的に塗布し塗膜を形成するための塗布手段として、ダイコーター、リバースコーター、グラビアコーター、ロールコート、カーテンコート等、長尺状の基体の塗布に通常使用される塗布手段をいずれも用いることが出来る。また基体がディスク基板等の円板状である場合にはノズル滴下（インクジェットを含む）やスピンコータ、スクリーン印刷による塗膜形成をもちいることができる。さらに光学素子や電子部品が塗膜の基体である場合には、スプレー法や浸浸塗布を用いることができる。
【００１７】
本発明の硬化膜形成装置において、長尺状基体を連続的に走行させるための走行手段としては、ロール状の巻き回された基体を巻き出すための巻き出し装置、該基体を巻き取り用ロールに巻き取るための巻き取り装置を備えていることが好ましい。本発明の硬化膜形成装置における走行手段は塗布手段、電界印加手段、塗膜硬化手段の各手段の設置された領域を通って、前記基体を制御された速度と張力を保持しつつ走行させるための、各種ガイドロールと各種速度制御機構、張力制御機構を備えていることが好ましく、通常の長尺状基体への塗布装置における走行手段をそのまま用いることができる。
公知の塗布装置が利用可能であるが、これらに限られたものではない。
【００１８】
硬化前の前記塗膜の膜厚方向に電界を印加する電界印加手段は、基本的には未乾燥塗膜の膜厚方向に電界を印加できるように、基体ごと塗膜を２つの平行電極で挟み込む構成とすることができる。基体に厚みがあって電極間隔が開き強い電界をかけられないときは、基体上に予め導電性塗料や導電性シートに導電層を積層しておき、該導電層を一方の電極として用いて電極間隔を狭く設定することができる。
【００１９】
基体が長尺状の基体のときは連続的に形成される塗膜を挟んで塗布ヘッドに近接した位置に平行電極を設置することにより、塗布液を塗布された基体が電極間を走行する間に電界を印加することができる。ただし走行している塗膜中の分散微粒子を短時間で移動、配向させるには、塗布液の塗布後にできるだけ早く、しかも電極間隔を狭めて強電界を効率的に印加しなくてはならない。そのための装置として具体的には下記に述べる装置があるが、これらに限られたものではない。
【００２０】
（１）塗布面の上方に設置されたコロナ帯電電極またはイオンフロー電極３−１等の電荷供給手段によって供給された、帯電コロナまたは帯電イオンからなる静電荷の存在する表面を泳動電極（対向電極）として、該電荷による電界を泳動用の電界として用いる。
塗膜を形成した基体２の塗膜を挟んで反対側にバックロール６あるいはプレートからなる対向電極（泳動電極）を当てて、この静電荷の存在する表面を一方電極とし、基体ごと塗膜を挟み込んで電界をかけることにより塗膜中の分散粒子の配向または泳動を行う（図１参照）。
なお本方法は長尺状基体の連続塗布の場合に限らず、例えばディスク基板のスピンコート塗布（図２参照）や光学素子、電子部品へのスプレー塗布に際しても適用することができる。このような電界印可手段は、未乾燥塗膜の表面に接触せずに電界の印可ができ電極間隔が狭くとれるという利点がある。
【００２１】
（２）塗工ヘッド３とバックアップロール６を電極として、その間に電界を形成する電界形成手段である。塗膜を形成した基体２の塗膜を挟んで反対側にバックロール６からなる対向電極（泳動電極）を設置し、該バックアップロールと泳動電極（対向電極）である塗工ヘッドで基体ごと塗膜を挟み込んで電界をかけ、泳動もしくは配向を行う。塗工ヘッドへの電極設置は、ヘッド内部の塗布液中分散粒子と電極が直接に接する場合には電極に分散粒子が析出し、ヘッドのスリット詰まりや異物発生の原因となりやすいことから、塗布液と電極が電気的に絶縁されることが好ましい（図３参照）。
【００２２】
（３）塗膜表面のスムーザー（ドクターブレード，ロール）３−５とバックアップロール６を電極として、その間に電界を形成する電界印加手段で、塗膜を形成した基体の塗膜を挟んで反対側にバックロール６からなる対向電極（泳動電極）を当てて、塗膜上に設置するスムーザー（ドクターブレード，ロール）３−５を泳動電極（対向電極）として塗膜を平坦にしながら電界をかける。スムーザーがロールである場合には塗工ロールを兼ねることが出来る。（図４参照）
【００２３】
（４）前記基体の塗膜形成側の表面にＩＴＯや酸化スズ（アンチモンドープ）、金属蒸着膜その他の透明あるいは不透明導電層を有しており、該導電層と塗工ヘッドまたはスムーザーを電極として、その間に電界を形成する電界印加手段である。この時，該導電層が泳動（対向）電極として作用することからバックアップロールには電極としての機能は不要となる。
【００２４】
電界印加中または電界印加直後に前記塗膜を硬化させる硬化手段としては、塗布液の組成に基づく硬化メカニズムに合わせた硬化手段を選定することができる。例えば塗膜形成性樹脂と溶剤を用いた塗布液の場合、溶剤の除去によって塗膜が乾燥硬化するため、オーブン、熱風送風機、赤外線ランプ、遠赤外線ランプ、ヒーター等種々の乾燥手段を硬化手段として用いることができる。一方塗布液が活性エネルギー線硬化性組成物である場合には、電子線やアルファ線のような粒子線、X線、紫外線、等の活性エネルギー線照射手段が硬化手段として用いられる。特に塗布液が紫外線硬化性組成物である場合には、紫外線照射手段としては、蛍光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノン（フラッシュ）ランプ等の紫外線照射装置が好ましい。
【００２５】
電界中における形状異方性粒子の配向と、球状または不定形粒子の泳動において配向・泳動速度を速める場合には塗布液の粘度は低く、電気抵抗値は高いことが望ましいが、配向・泳動条件（電圧・時間）によって適宜材料の組合せを選択し最適物性とすればよい。一方分散微粒子の配向・泳動は電界をなくすと直ちにブラウン運動によって乱れ始める。このため特に硬化手段に活性エネルギー線を用いるときは、電極の少なくとも一方は、電界を印加しつつ活性エネルギー線を照射できるように活性エネルギー線透過性の材質で形成されていることが好ましい。
【００２６】
以下本発明の硬化膜形成装置の具体的実施態様について記載する。
図１は本発明の硬化膜形成装置の第１の態様を示すもので、電荷供給装置によって未乾燥塗膜上に電荷を供給し、該電荷の形成する電界によって塗膜中の分散微粒子を膜厚方向に移動または配向する硬化膜形成装置の概念図を示す。
図示されていない塗布手段によって塗膜１を形成された基体は、図示されていない走行手段によって矢印８方向に走行させられている。バックアップロール６と塗膜を形成された基体を挟んで反対側に、電界形成手段である電荷供給装置３−１と硬化手段４が配置されている。基体２の走行にともなって電荷供給手段３−１からは、正または負のイオンが供与され未完層塗膜１上に付着し、これを帯電させる。塗膜１中の分散微粒子はバックアップロールと前記電荷の形成する電界によって膜厚方向に配向または移動し、硬化手段１によって、分散微粒子の密度勾配、または局在化状態、あるいは配向状態を保持して硬化される。電荷供給手段によって供給される電荷の正負と、塗膜中の分散微粒子の表面電位との関係で分散微粒子の移動方向が決定される。電荷供給装置としてはコロナ帯電装置等を５〜５０ｋｖ程度の電圧を印加して使用することができる。バックアップロール６に換えて基体と２と塗膜１との間に予め形成された導電層５を対向電極として用いることができる。このようにすると電極間隔がより狭められるので高い電界をかけやすくなる。バックアップロール兼対向電極６を用いる場合は必ずしも導電層５は必要ではない。導電層５を対向電極として用いる場合にはバックアップロール６は必ずしも電極を兼ねる必要はない。バックアップロール兼対向電極６はベルト等の平面基体兼対向電極であってもよい。コロナ帯電電極３−１に替えて図１に示していないロールコートのロールを泳動・配向電極としてもよい。
【００２７】
図２、図３は本発明の硬化膜形成装置の第２の態様を示すもので、電荷供給装置によって未乾燥塗膜上に電荷を供給し、該電荷の形成する電界によって塗膜中の分散微粒子を膜厚方向に移動または配向する硬化膜形成装置の概念図を示す。
図２の塗布プロセスに示されている塗布液滴下装置３から塗布液を滴下し，回転式バックアッププレート６−１上の基体２を回転するスピンコート塗布手段によって塗膜１を形成された基体を得る。図３の泳動・配向・光硬化プロセスに示されているバックアッププレート兼対向電極６−１と塗膜を形成された基体を挟んで反対側に、基体に平行に移動可能な電界形成手段である電荷供給装置３−１と硬化手段４が配置されている。走行する電荷供給手段３−１からは、正または負のイオンが供与され未完層塗膜１上に付着し、これを帯電させる。塗膜１中の分散微粒子はバックプレートと前記電荷の形成する電界によって配向または移動し、硬化手段１によって、分散微粒子の密度勾配、または局在化状態、あるいは配向状態を保持して硬化される。電荷供給手段によって供給される電荷の正負と、塗膜中の分散微粒子の表面電位との関係で分散微粒子の移動方向が決定される。電荷供給装置としてはコロナ帯電装置等を５〜５０ｋｖ程度の電圧を印加して使用することができる。バックアッププレート１に換えて基体と２と塗膜１との間に予め形成された導電層５を対向電極として用いることができる。このようにすると電極間隔がより狭められるので高い電界をかけやすくなる。バックアップロール兼対向電極６を用いる場合は必ずしも導電層５は必要ではない。導電層５を対向電極として用いる場合にはバックプレート６−１は必ずしも電極を兼ねる必要はない。コロナ帯電電極３−１及び／または紫外線照射装置４は固定で，コロナ帯電先に行いながら紫外線を全面照射してもよい。
【００２８】
図４は本発明の硬化膜形成装置の第２の態様を示す概念図である。図示されていない走行手段によって矢印８の方向に走行する基体２に対して、ダイコータのコーターヘッド３から塗布液が供給され連続的に基体２上に未乾燥塗膜１が形成される。コーターヘッドの一部に形成された配向電極３−４は対向電極であるバックアップロールと共に電界印加手段を形成しており、両電極間を走行する間に塗膜中の分散微粒子は膜厚方向に移動または配向され、その間を未乾燥塗膜を塗布された基体が走行し、その分散微粒子の密度勾配または局在化状態、あるいは配向状態が４の硬化手段によって固定され硬化塗膜が形成される。硬化手段４は塗布液が紫外線硬化性組成物のときは紫外線ランプを用いることができる。また塗布液が被膜形成性樹脂と溶剤を含有するときは硬化手段４としては赤外線ランプや熱風送風機をもちいることができる。バックアップロール６に換えて基体と２と塗膜１との間に予め形成された導電層５を対向電極として用いることができる。このようにすると電極間隔がより狭められるので高い電界をかけやすくなる。バックアップロール兼対向電極６を用いる場合は必ずしも導電層５は必要ではない。導電層５を対向電極として用いる場合にはバックアップロール６は必ずしも電極を兼ねる必要はない。
【００２９】
図５は本発明の硬化膜形成装置の第３の態様を示す概念図である。基体２は図示さえていない走行手段によって矢印８方向へ走行され、マイクログラビア装置のグラビアロール１０によって塗布液が基体２に塗布され、未乾燥塗膜１が形成される。マイクログラビアロールに近接してスムーザー３−５が設置され、塗膜表面の平滑化がなされるが、同時に、スムーザーの基体２を挟んで反対側のバックアップロール６とともに配向電極と対向電極が構成されており、電界印加手段となっている。スムーザー３−５とバックアップロール６の間を走行した基体上の塗膜は表面が平滑化されるとともに、塗膜中の分散微粒子が配向または移動してその分散微粒子の密度勾配または局在化状態、あるいは配向状態が４の硬化手段によって固定され硬化塗膜が形成される。バックアップロール６に換えて基体と２と塗膜１との間に予め形成された導電層５を対向電極として用いることができる。このようにすると電極間隔がより狭められるので高い電界をかけやすくなる。バックアップロール兼対向電極６を用いる場合は必ずしも導電層５は必要ではない。導電層５を対向電極として用いる場合にはバックアップロール６は必ずしも電極を兼ねる必要はない。
【００３０】
本発明の硬化膜形成装置に用いる塗布液について以下に記載する。
塗布液に含有される分散微粒子のうち、形状異方性を有する粒子としては、電界の下で誘電分極を起こすという点で一般的に絶縁体は誘電体となりうるので絶縁性の形状異方性粒子であれば利用可能である。また、炭素繊維、針状アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、ＡＴＯで被覆された酸化チタン、針状インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）のような導電性を有する形状異方性粒子も電界の下で静電誘導による電荷を安定して生じ得る場合には利用可能であって、特に熱伝導異方性や電気伝導異方性等の機能を付与するときには好適に用いられるがこれらに限定されるものではない。
【００３１】
前述の形状異方性粒子の長軸の平均長さは０．１μｍ〜５００μｍ、光学的な目的では０．１μｍ〜１０μｍが好ましく、平均アスペクト比は２〜１０００、特に５〜５００が好ましいが、必ずしも限定されるものではない。また、微粒子の形状も特に限定されるものではない。また、塗膜の厚み以上の長さを有する形状異方性粒子にあっては塗布面と微粒子の長軸方向の角度に制限が生じるが、本発明において利用可能である。
【００３２】
誘電体である形状異方性粒子としては、例えば、ロッシェル塩、リン酸二水素カリウム、チタン酸バリウム・チタン酸カリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム等のチタン酸塩、ニオブ酸リチウム・ニオブ酸カリウム等のニオブ酸塩、硫酸グアニジンアルミニウム、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９・Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２・ＳｒＢｉ２Ｎｂ２Ｏ９等のＢｉ層状ペロブスカイト構造化合物、Ｓｒ２ＮａＮｂ５Ｏ１５等のタングステンブロンズ型化合物等の強誘電体、炭酸ストロンチウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、マイカ等の無機の誘電体、アラミド繊維、全芳香族性ポリエステル繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維等の無機あるいは有機繊維があり、特に上記の形状異方性を有する材料のうち想定される使用波長に対して透明なもの、または長軸長が想定される使用波長の１／２以下、使用波長に幅のあるものについては最短波長の１／２以下のものが光拡散や光反射防止の機能を付与するための分散微粒子として好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。また、分散微粒子を光学材料に用いる場合の分散微粒子の屈折率は、透明性を確保するため、塗膜樹脂の屈折率との差が小さい事が望ましい。これら形状異方性を有する粒子の中から個々の用途に適した物性を与える粒子（用途が光拡散の場合は光拡散剤）を選んで使用することができる。
【００３３】
分散微粒子を移動して、主に局在化効果を利用する場合は、球状または他の平均アスペクト比２未満の不定形の分散粒子を用いることができる。具体的には架橋樹脂粒子、金属、金属酸化物、金属塩等特に制限はないが、塗膜表面に局在化したときの表面硬度及び透明性を考慮すると、シリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩、タルク、ケイ酸カルシウム、ガラス等のケイ酸塩、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム等の金属チタン酸塩が好ましい。
【００３４】
金属酸化物を分散させるには、一般的に知られている分散手法、即ち、金属酸化物の種類に応じて分散剤を選択して、他の塗布液組成と共に公知の分散機を用いて微分散を行えばよい。金属酸化物の分散以外に、アルコキシシランのような金属アルコキシドを他の塗布液組成中でゲル化し有機無機ハイブリッド粒子としてもよい。また、予め特許文献等に示された手段により、無機成分粒子の成分傾斜膜としておいても良い。
【００３５】
本発明で用いる塗布液の組成としては、塗膜形成性成分として分散微粒子の他に、塗膜形成性樹脂、またはモノマー、またはオリゴマーを含有することが好ましく、またそれらを溶解する溶剤を含有していてもよい。
【００３６】
塗布液を基体に塗工し、粒子の配向・泳動後に硬化膜を形成する方法としては溶剤の蒸発でもよく、この場合は通常塗膜形成に用いられる種々の塗膜形成性樹脂と溶剤との組み合わせを用いることができる。あるいは熱溶融した樹脂の冷却による硬化をもちいることができる。あるいはまた塗膜形成性成分として金属アルコキシドを用いた塗布液において、加水分解によるゲル化を用いることもできる。
【００３７】
前記塗布液を塗布する基体が、プラスチック基板・フィルムのような溶剤や加熱等による影響を受けやすい場合には、該塗布液は活性エネルギー線硬化性組成物であることが好ましい。該塗布液が感応する活性エネルギー線を照射して硬化させることにより、例えば光学材料では光学特性に影響を及ぼすことなく瞬時に優れた硬化塗膜を得ることができる。
活性エネルギー線としては、電子線などの粒子線、Ｘ線や紫外線等の電磁波が利用可能であるが、紫外線が取扱・コスト等で好適である。この時は、該塗布液は紫外線硬化性組成物であれば良い。
【００３８】
紫外線硬化性組成物よりなる塗布液の紫外線硬化性を与える構成成分としては、目的に応じて、光ラジカル重合性成分や、光イオン重合性成分等を適宜選択して組み合わせて用いればよいが、一例として多官能アクリル系モノマー・オリゴマーがある。具体的には（メタ）アクリロイル基を有するオリゴマー、分子中に３個以上の（メタ）アクリロイル基を有する多官能モノマー、（メタ）アクリロイル基を有する１〜２官能モノマーである。
（メタ）アクリロイル基を有するオリゴマーの例としては、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００３９】
以上述べた、本発明の硬化膜形成装置を用いることにより耐摩擦性・耐擦過性に優れた高輝度の光拡散フィルムやシート、反射戻り光の少ない反射防止フィルムやシート、あるいは放熱フィルムやシート、電気伝導異方性フィルムやシートを作製することができる。
【００４０】
本発明の硬化膜形成装置により光拡散シートを作製する場合には、形状異方性粒子の長軸方向を膜厚方向に配向させることにより行うことができる。光拡散層の入射側から入った光は、塗膜の膜厚方向に配向された光拡散剤によって透過側方向の成分を持つ方向に反射される。このため反射光は、不定形粒子や球状粒子が塗膜中に分散されている場合や、あるいは形状異方性粒子が分散されていても長軸方向が膜厚方向に配向されていない場合の反射光に比べて、入射側に戻ってくることが少なく極めて効率よく光拡散層の透過側に抜けることが可能になる。加えて球状または不定形粒子が表面に局在化した内部粒子層が形成されることにより、耐摩擦性・耐擦過性のみならず、光学的にも粒子配向層を抜けた光をさらに拡散する効果が増大する。
【００４１】
本発明の硬化膜形成装置により光反射防止フィルム・シートを作製する場合には、前述光拡散フィルムと同様、耐摩擦性・耐擦過性に優れ、かつ再度入射光側に戻る光成分による反射光が少なくなり、従来の無機粒子を入れたアクリル樹脂からなるＡＧ（アンイグレア）フィルムと比較して大幅な反射防止効果が得られる。加えて球状または不定形粒子が表面に局在化した内部粒子層が形成されることにより、耐摩擦性・耐擦過性のみならず、内部粒子層の厚みを制御することによって光学的にも反射光の位相を制御して優れたＡＧ特性を得ることが可能となる。
【００４２】
本発明の硬化膜形成装置により放熱フィルム・シートを作製する場合には、形状異方性粒子の長軸方向を塗布面に対して膜厚方向に配向させることにより、熱の伝導方向が、フィルム、シート面に対し縦方向に、より効果的な熱伝導異方性を示し、不定形粒子や球状粒子あるいは形状異方性粒子の長軸方向が膜厚方向に配向されていない場合に比べて、極めて効率よく膜厚方向の熱の伝導が可能になる。加えて球状または不定形粒子が表面に局在化した内部粒子層が形成されることにより、耐摩擦性・耐擦過性のみならず、熱的にも粒子配向層を通った熱を表面で放散する効果が増大する。
【００４３】
本発明の硬化膜形成装置により電気伝導性フィルム・シートを作製する場合には、導電性を有する形状異方性粒子の長軸方向を、塗布面に対して膜厚方向に配向させることにより、電気伝導方向が、フィルム・シート面に対し膜厚方向により効果的な電気伝導異方性を示し、不定形粒子や球状粒子あるいは形状異方性粒子の長軸方向が縦方向に配向されていない場合に比べて、極めて効率よく膜厚方向の電気の伝導が可能になる。加えて球状または不定形粒子が表面に局在化した内部粒子層が形成されることにより、耐摩擦性・耐擦過性が増大する。
【００４４】
本発明の硬化膜形成装置で製造される硬化膜中の形状異方性を有する分散微粒子は、その長軸が硬化膜の膜厚方向に配向しているが、該長軸方向は硬化膜表面に対して必ずしも垂直である必要はなく、形状異方性粒子の長軸方向が塗布時に比して、塗布面に対し僅かにでも立っていれば相応の効果が発揮される。特に形状異方性を有する分散微粒子は塗布液の塗布時に塗布方向に沿って塗布面と平行方向に配向することが多く、この状態から配向手段として加える電界の強度や印加時間に応じて膜厚方向に立ち上がる。このとき塗布面と分散微粒子の長軸方向の角度の平均値は３０度以上が好ましく、より好ましくは４５度以上である。
【００４５】
本発明の硬化膜形成装置で製造される硬化膜は基体上に形成されて、該基体に各種物性を付与する機能性膜として、あるいは薄膜状基体と共に機能性硬化フィルム、機能性硬化シートとして用いられる他、基体を伴わずに硬化フィルム、硬化シートとして用いることもできる。このようなフィルム、シートは、例えば基体として可撓性フィルムを用い、該フィルム上にシリコーンやフッ素系樹脂を塗設したり、ポリテトラフルオロエチレンを蒸着したりして剥離層を形成したのち、その上に形状異方性を有する分散微粒子を配向させた硬化膜を形成し、該硬化膜を剥離するような機能を有する付加的な装置を組み合わせることも可能である。 
【実施例】
【００４６】
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明の硬化膜形成装置をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。まず、表１に示す組成からなる無溶剤系紫外線硬化性組成物を作製した。表内の数字は全て質量部を表す。
【００４７】
【表１】
2005288215.tif 000002
【００４８】
Ｍ−３１５：トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート
ＴＭＰ３Ａ：トリメチロールプロパントリアクリレート
ＢＰ：ベンゾフェノン
ＤＭＡＥＡ：Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド
ＦＺ−２１８８：日本ユニカー社製ポリエーテル変性シリコーンオイル
形状異方性粒子１：気相法炭素繊維（昭和電工製ＶＧＣＦ）繊維径１５０ｎｍ、アスペクト比１００。
形状異方性粒子２：炭酸ガス化合法で得られた炭酸ストロンチウム結晶。粒径１５０ｎｍアスペクト比３の微細形状のもの。
形状異方性粒子３：針状酸化スズ（アンチモンドープ）（石原テクノ製ＦＳ−１０Ｐ）長径２００〜２０００ｎｍ、アスペクト比２０〜３０。
形状異方性粒子４：ＩＴＯ針状微粒子（住友金属鉱山製ＳＣＰ２）長径３０〜４０μｍアスペクト比１０。
疎水性シリカ：日本アエロジル社製アエロジルＲ９７２(メタクリルシラン処理シリカ)
【００４９】
（実施例１）
図１に概略図を示した本発明の硬化膜の形成装置例を用いて表１の実施例１の塗料を基板上に膜厚が約１０μｍとなる様に塗工ロールで塗布し、移動式のコロナ放電装置に４０ＫＶの電圧を印可し塗布膜表面を正帯電させながら、コロナ放電装置の後ろに配置した紫外線硬化装置（入力電力１２０Ｗ／ｃｍ）にて０．７５Ｊ／ｃｍ2となる様に照射時間を調節して照射を行い塗膜を硬化した。
【００５０】
（実施例２）
図２に概略図を示した本発明の硬化膜の形成装置例を用いて，表１の実施例２の塗料を基板上に滴下して，膜厚が約５μｍとなる様にスピン塗布し、移動式のコロナ放電装置に４０ＫＶの電圧を印可し塗布膜表面を正帯電させながら、コロナ放電装置の後ろに配置した紫外線硬化装置（入力電力１２０Ｗ／ｃｍ）にて０．７５Ｊ／ｃｍ2となる様に照射時間を調節して照射を行い塗膜を硬化した。
【００５１】
（実施例３）
図３に概略図を示した本発明の機能性硬化膜の製造方法例を用いて，表１の実施例３の塗料を基体フィルム上に膜厚が約１０μｍとなる様に塗布し、塗工ロールに１ＫＶの正電圧を印可しながら、直後に設置した紫外線硬化装置（入力電力１２０Ｗ／ｃｍ）にて、０．７５Ｊ／ｃｍ2となる様に基体フィルムの巻き取りピードを調節し、塗膜を硬化した。
【００５２】
（実施例４）
図４に概略図を示した本発明の機能性硬化膜の製造方法例を用いて，表１の実施例４の塗料を基体フィルム上に膜厚が約１００μｍとなる様に塗布し、塗工ロールに１ＫＶの正電圧を印可しながら、直後に設置した式紫外線硬化装置（入力電力１２０Ｗ／ｃｍ）にて、０．７５Ｊ／ｃｍ2となる様に基体フィルムの巻き取りピードを調節し、塗膜を硬化した。
各実施例で作製した機能性硬化膜の特性を以下の評価方法にて測定した。
【００５３】
（塗膜の硬化性）
表面をメタノールで含浸したキムワイプで擦り、表面の白化の有無で、塗膜の硬化を確認した。表中、ＯＫは、硬化膜表面が溶剤に侵されず、白化を生じない場合を表し、ＮＧは、白化が見られた場合を表す。
【００５４】
（鉛筆硬度の評価）
上記と同様（但し、塗料Ｆの硬化条件は、１パス１．０Ｊ／ｃｍ2 ）にして、透明ガラス基板上に硬化膜を調製し、ＪＩＳ Ｋ−５４００に従い、すり傷にて、膜硬度を評価した。
【００５５】
（環状オレフィンフイルムへの接着性評価）
ジェイエスアール社製「アートン」フイルム（１８８μm厚み）上に紫外線硬化性組成物を塗布して硬化させ、硬化膜の接着性を評価した。接着性の評価は、ＪＩＳ Ｋ−５４００に従い、クロスカット−セロテープ（登録商標）剥離試験方法により行った。表中、ＯＫは、硬化膜のフイルムからの剥離が見られなかった場合を表し、ＮＧは剥離が見られた場合を表す。
【００５６】
（熱伝導率）
基板から硬化膜を剥がし、硬化膜を市販の熱伝導率測定計により測定した。
【００５７】
（輝度）
基体側からバックライトを照射したときの目視による輝度の観察を行った。
【００５８】
（グレア）
硬化塗膜に対し，８度の角度に置いた蛍光灯の写り込みを目視で評価した。
【００５９】
（電気伝導率）
基板から硬化膜を剥がし、機能性硬化膜を市販の体積抵抗率計により測定した。
以上の測定項目の測定結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2005288215.tif 000003
【００６１】
表２の結果から明らかなように、またこれら実施例１、実施例２においては、形状異方性を有する分散微粒子の硬化膜表面方向への、電気泳動による移動が発生しており、硬化膜表面の硬度が上昇している。
実施例１に示す硬化膜はそれぞれ対応する硬化膜に比べて熱伝導率と輝度が改良されている。実施例２の輝度は目視観察上明らかに高い輝度を示した。実施例３に示す機能性硬化膜はアンチグレア性は良好であった。実施例３，４に示す機能性硬化膜はそれぞれ低い電気抵抗を示している。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の硬化膜形成装置のロールコート後のコロナ帯電電極を用いた泳動・配向装置と紫外線照射装置構成を示した説明図である。
【図２】本発明のスピン塗工における硬化膜形成装置の塗布装置の構成を示した説明図である。
【図３】コロナ帯電電極を用いた泳動・配向装置と紫外線照射装置構成を示した説明図である。
【図４】本発明の硬化膜形成装置のダイ塗工におけるスロットダイを泳動・配向電極（対向電極）として用いた泳動・配向装置と紫外線照射装置構成を示した説明図である。
【図５】本発明の硬化膜形成装置のマイクログラビア塗工におけるスムーザー（ドクターブレード）３−５を泳動・配向電極（対向電極）として用いた泳動・配向装置と紫外線照射装置構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ・・未硬化塗膜
２  ・・基体
３  ・・塗布液滴下装置
３−１・・コロナ帯電電極
３−２・・コロナ
３−３・・スロットダイ
３−４・・スロットダイ泳動・配向電極
３−５・・スムーザー（ドクターブレード）兼泳動・配向電極
４  ・・・紫外線照射装置
４−１・・紫外線
５  ・・・導電層
６  ・・・バックアップロール兼対向電極
６−１・・バックアッププレート兼対向電極
７  ・・・粒子の泳動・配向した硬化膜（硬化）
８  ・・・進行方向
９  ・・・液パン
１０  ・・・マイクログラビア
【図１】
2005288215.tif 000004
【図２】
2005288215.tif 000005
【図３】
2005288215.tif 000006
【図４】
2005288215.tif 000007
【図５】
2005288215.tif 000008