JP6961965B2 - 塗布フィルム - Google Patents
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Description
そのため、さらに耐熱性が良好であるポリエステルフィルムを基材とする表面保護フィルムが近年用いられている。しかしながら、ポリエステルフィルムを用いた場合、加熱処理した後には、表面保護フィルムを構成するポリエステルフィルム中の低分子量物、すなわちオリゴマー(主としてエステル環状三量体)が析出もしくは結晶化に起因するヘーズ上昇が生じ、視認性が低下する場合があった。
本発明の塗布フィルムを構成する多層ポリエステルフィルムは、少なくとも3層以上の積層構成である。例えば、3層構成以外にも4層またはそれ以上の多層であってもよく、特に限定されるものではない。
チタン元素含有量(Ti量)は、好ましくは20ppm以下、より好ましくは2〜10ppmである。前記Tiが20ppmを超える場合、ポリエステルを溶融押出する工程でオリゴマーが副生し、低オリゴマーで且つ高透明性を有するフィルムが得られない場合がある。光学用途において、色調を重視する用途に対応困難になる場合がある。
一方、リン元素含有量(P量)は、好ましくは20ppm以下、より好ましくは5〜15ppmである。前記Pが20ppmを超える場合、ポリエステル製造時にゲル化が発生し、異物となってフィルムの品質を低下させ、例えば、光学的評価を伴う検査工程に対応困難になる場合がある。
本発明においては、前記Ti量および前記P量を同時に満足することにより、ポリエステルフィルム中の含有オリゴマー量低減に対して、顕著な効果を奏することが可能となる。
特にレーザー光の波長が紫外線領域(350nm以下)にある場合、紫外線吸収に伴い、発生する熱エネルギーを効率的に利用したレーザー加工が可能である。また、レーザー照射時に、貼り合わせている部材自体に過剰な熱エネルギーがかかることを表面保護フィルム自身で防止できるため、例えば、熱に敏感な電子回路などの電子部品をレーザー照射による損傷から保護することも可能になる。
本発明の塗布フィルムは、前記多層ポリエステルフィルムにおける表層Aの上に塗布層1が設けられている。
塗布フィルムを構成する塗布層1は、表面保護フィルムの構成部材として、帯電防止性を良好とするために、帯電防止剤とバインダーポリマーとを含有することが必要である。なお、塗布層1には、本発明の主旨を損なわない範囲において、その他の成分を含有していても構わない。
ポリチオフェン誘導体としては、例えばチオフェン環の3位と4位の位置に官能基が結合した化合物が例示される。下記(I)の通り3位と4位の炭素原子に酸素原子が結合した化合物が好ましい。
ポリ陰イオンとして用いられる高分子カルボン酸や高分子スルホン酸の分子量は特に限定されないが、塗剤の安定性や導電性の点で、その重量平均分子量は1000〜1000000が好ましく、より好ましくは5000〜150000である。本発明の特性を阻害しない範囲で、一部リチウム塩やナトリウム塩などのアルカリ塩やアンモニウム塩などを含んでもよい。中和された塩の場合も、非常に強い酸として機能するポリスチレンスルホン酸とアンモニウム塩は、中和後の平衡反応の進行により、酸性側に平衡がずれることが分かっており、これによりドーパントとして作用すると考えられる。
サイド付加物が好ましい。また、前記ポリエステル樹脂には、水性液化を容易にするために若干量の、スルホン酸塩基を有する化合物やカルボン酸塩基を有する化合物を共重合させることが可能であり、その方が好ましい。このスルホン酸塩基を有する化合物としては、例えば5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−アンモニウムスルホイソフタル酸、4−ナトリウムスルホイソフタル酸、4−メチルアンモニウムスルホイソフタル酸、2−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−カリウムスルホイソフタル酸、4−カリウムスルホイソフタル酸、2−カリウムスルホイソフタル酸、ナトリウムスルホコハク酸等のスルホン酸アルカリ金属塩系またはスルホン酸アミン塩系化合物等が好ましく挙げられる。
一方、上限としては特に限定されないが、100mg/m2以下であることが好ましく、さらに好ましくは50mg/m2以下がよい。
前記多層ポリエステルフィルムの他方の最表層(表層B)の上には、粘着層に対する接着性向上を目的として、塗布層2を設けるのが好ましい。具体的な成分として、塗布層2には、ポリエステル樹脂および架橋剤を含有するのが好ましい。
多層ポリエステルフィルムに塗布液を塗布する方法としては、例えば、エアドクターコート、ブレードコート、ロッドコート、バーコート、ナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート、トランスファロールコート、グラビアコート、キスロールコート、キャストコート、スプレイコート、カーテンコート、カレンダコート、押出コート等、従来公知の塗布方法を用いることができる。
本発明の表面保護フィルムは、少なくとも前記した本発明の塗布フィルムを有していれば足り、本発明の塗布フィルム単独であってもよいが、通常は粘着性を付与するために粘着層を有する構成であることが好ましい。なお、表面保護フィルムとは本発明の塗布フィルムの用途の一態様を云うものであるが、前記した本発明の塗布フィルムに粘着層を設けた層構成自体、本発明の塗布フィルムの一態様である。
次に本発明における粘着層について、以下に説明する。
本発明においては、具体例として、アクリル系粘着剤を使用する場合について、以下に説明する。
ポリエステルに非相溶な他のポリマー成分および顔料を除去したポリエステル1gを精秤し、フェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量比)の混合溶媒100mlを加えて溶解させ、30℃で測定した。
島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置(SA−CP3型)を用いて測定した等価球形分布における積算体積分率50%の粒径を平均粒径d50とした。
ポリエステル原料を約200mg秤量し、クロロホルム/HFIP(ヘキサフルオロ−2−イソプロパノル)の比率3:2の混合溶媒2mlに溶解させた。溶解後、クロロホルム20mlを追加した後、メタノール10mlを少しずつ加えた。沈殿物を濾過により除去し、さらに、沈殿物をクロロホルム/メタノールの比率2:1の混合溶媒で洗浄し、濾液・洗浄液を回収し、エバポレーターにより濃縮、その後、乾固させた。乾固物をDMF(ジメチルホルムアミド)25mlに溶解後、この溶液を液体クロマトグラフィー(株式会社島津製作所製「LC−7A」)に供給して、DMF中のエステル環状三量体量を求め、この値をクロロホルム/HFIP混合溶媒に溶解させたポリエステル原料量で割って、含有エステル環状三量体量(重量%)とした。DMF中のエステル環状三量体量は、標準試料ピーク面積と測定試料ピーク面積のピーク面積比より求めた。(絶対検量線法)
標準試料の作成は、あらかじめ分取したエステル環状三量体を正確に秤量し、正確に秤量したDMFに溶解し作成した。
《測定条件》
移動相A:アセトニトリル
移動相B:2%酢酸水溶液
カラム:三菱化学株式会社製「MCI GEL ODS 1HU」
カラム温度:40℃
流速:1ml/分
検出波長:254nm
フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した後、ミクロトームで切断し、フィルムの断面を透過型電子顕微鏡写真にて観察した。その断面のうちフィルム表面とほぼ平行に2本、明暗によって界面が観察される。その2本の界面とフィルム表面までの距離を10枚の写真から測定し、その平均値をもって各層の厚みとした。
蛍光X線分析装置((株)島津製作所社製、型式「XRF−1500」)を用いて、下記表1に示す条件下で、フィルムFP法によりフィルム中の元素量を求めた。なお、本方法での検出限界は、通常1ppm程度である。
試料フィルムをJIS K7136に準じ、株式会社村上色彩技術研究所製ヘーズメーター「HM−150」により、ヘーズを測定した。その後、下記基準により判定を行った。
(判定基準)
A:ヘーズが0.6%以下(特に良好)
B:ヘーズが0.6%を超え1.0%以下(良好)
C:ヘーズが1.0%を超え2.0%以下(問題になる場合あり)
分光光度計(株式会社日立ハイテクフィールディング製U−3310)により、波長350nmでの光線透過率を測定した。その後、下記基準により判定を行った。
(判定基準)
A:光線透過率が7%以下(特に良好)
B:光線透過率が7%を超え10%以下(良好)
C:光線透過率が10%を超える(実用上問題になる場合あり)
下記(8−1)の方法に基づき、試料フィルムの表面における表面固有抵抗を測定した。なお(8−1)の方法では、1×108Ωより高い表面固有抵抗は測定できないため、(8−1)で測定出来なかったサンプルについては(8−2)の方法を用いた。
《測定方法》
(8−1)三菱化学社製低抵抗率計:ロレスタGP MCP−T600を使用し、23℃、50%RHの測定雰囲気でサンプルを30分間調湿後、表面固有抵抗値を測定した。
(8−2)日本ヒューレット・パッカード社製高抵抗測定器:HP4339Bおよび測定電極:HP16008Bを使用し、23℃,50%RHの測定雰囲気でサンプルを30分間調湿後、表面固有抵抗値を測定した。
(判定基準)
A:Rが1×107Ω以下(実用可能なレベル。特に良好。)
B:Rが1×107Ωを超え1×108Ω以下(実用可能なレベル)
C:Rが1×108Ωを超え1×109Ω以下(実用上問題になる場合あり)
D:Rが1×109Ωを超える(実用困難)
試料フィルムの塗布層1表面にトルエン溶媒をスポイドで1ml滴下した。
その後、自然乾燥させた後の塗布層1表面を目視観察し、下記基準により判定を行った。
(判定基準)
A:トルエン溶剤の滴下跡がなく、耐溶剤性良好。(実用上問題ないレベル)
B:トルエン溶剤の滴下跡が軽微に確認された。(実用上問題になる場合あり)
C:トルエン溶剤の滴下跡が明瞭に確認された。(実用上問題あり)
試料フィルムの塗布層2の表面に、ベーカー式アプリケータを用いて下記粘着剤組成からなるアクリル系粘着剤を塗布した。この時、塗布量(乾燥前)は2milとした。続いて熱風式循環炉で150℃、3分間熱処理することによって、塗布層2の表面に粘着層を設けた。粘着層を設けた試料フィルムは、未処理のPETフィルム(厚さ188μm)と重さ2kgのゴムローラーで貼り合わせた。続いて貼り合わせた積層体を50mm×300mmにカットし、室温にて1時間放置後の剥離力を測定した。剥離力は引張試験機((株)インテスコ製「インテスコモデル2001型」)を使用し、引張速度300mm/分の条件下、未処理のPETフィルムと粘着層との界面について180°剥離を行い、下記基準により判定を行った。
《粘着剤組成》
主剤:AT352(サイデン化学製) 100重量部
硬化剤:AL(サイデン化学製) 0.25重量部
添加剤:X−301−375SK(サイデン化学製) 0.25重量部
添加剤:X−301−352S(サイデン化学製) 0.4重量部
トルエン:40重量部
(判定基準)
A:粘着層と未処理PETフィルムとの界面で剥離する。(実用上問題ないレベル)
B:粘着層と塗布層2を設ける側のフィルム最表面との界面で剥離する。(実用上問題あり)
(オリゴマー封止性の実用特性代用評価)
実施例、比較例の各表面保護フィルムをあらかじめ5cm角に切り出した後、フロートガラス板(サイズ:7cm角、厚み2mm、JIS R 3202に準拠)と粘着層とを貼りあわせた状態で、熱風式循環炉(TABAI製:型式PVH−210)内にて、180℃、10分間熱処理した。その後、貼りあわせたままの状態で、粘着層の観察を表面保護フィルム側から行い、下記基準により判定を行った。
(判定基準)
A:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、粘着層の検査が可能。熱処理後も表面保護フィルムの透明性が非常に高く、検査が特に容易(実用上問題ないレベル)
B:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、粘着層の検査が可能。表面保護フィルムのヘーズがオリゴマー析出などによってわずかに悪化するものの、検査が容易(実用上問題ないレベル)
C:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、粘着層の検査が可能であるが、まれに若干検査が困難になる場合がある。(実用上問題になる場合あり)
D:熱処理によって表面保護フィルムのヘーズが悪化したため、表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態では粘着層の検査が困難(実用上問題あり)
(光学的評価を伴う検査容易性の実用特性代用評価)
実施例および比較例で得られた、各表面保護フィルムを偏光板に貼り合わせ、表面保護フィルム上に別の偏光板を置き、当該偏光板を回転させながら最も視野が暗くなるようにする。その後、前記積層体構成(上部偏光板/表面保護フィルム(粘着層)/下部偏光板)のままで、光学顕微鏡(透過光)を用いて、上部偏光板側から表面保護フィルムを観察し、その際の観察状態を下記基準により判定を行った。
(判定基準)
A:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、偏光板の検査が可能。暗くても視認性が非常に高く、検査が特に容易。(実用上問題ないレベル)
B:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、偏光板の検査が可能。暗くても視認性があり、検査が容易。(実用上問題ないレベル)
C:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、偏光板の検査が可能であるが、若干検査が困難になる場合がある。(実用上問題になる場合あり)
D:表面保護フィルムを貼りあわせたままの状態で、偏光板の検査をすることが困難。(実用上問題あり)
実施例および比較例において製造した表面保護フィルムを用いて、粘着層面をガラスパネル(厚み:0.33mm)と貼り合わせた状態で、ガラスパネル側から、YAGレーザー(エネルギー密度:600mJ/cm2、周波数:20Hz)を照射し、ガラスパネルを60mm×130mmサイズに切断し、切断面を光学顕微鏡により観察し、下記基準により判定を行った。
(判定基準)
A:表面保護フィルム由来の異物付着がない、またはバリの発生が全くない。(実用上問題ないレベル)
B:表面保護フィルム由来の異物が極微量付着しているが、バリの発生はない。(実用上問題にならないレベル)
C:表面保護フィルム由来の異物が極微量付着し、且つ、バリの発生が確認される。(実用上問題になる場合あり)
D:表面保護フィルム由来の異物が明瞭に付着している、且つ、バリの発生が確認される。(実用上問題あり)
実施例および比較例において製造した表面保護フィルムを用いて、前記(6)〜(13)の評価を行い、下記基準により総合評価を行った。
(判定基準)
A:各評価全てがA判定。(実用上問題ないレベル。特に良好)
B:少なくともB判定が1つあり、その他は全てA判定。(実用上問題ないレベル)
C:少なくともC判定が1つあり、D判定は無い。(実用上問題になる場合あり)
D:少なくともD判定が1つある。(実用上問題あり)。
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩0.09重量部を反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート0.04重量部を添加した後、三酸化アンチモン0.04重量部を加えて、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度が0.63dl/gに相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステル(A)の極限粘度は0.63dl/g、エステル環状三量体の含有量は0.97重量%であった。
ポリエステル(A)を、あらかじめ160℃で予備結晶化させた後、温度220℃の窒素雰囲気下で固相重合し、極限粘度が0.75dl/g、エステル環状三量体の含有量が0.46重量%のポリエステル(B)を得た。
テレフタル酸ジメチル100重量部、エチレングリコール60重量部、エチルアシッドフォスフェートを生成ポリエステルに対して30ppm、触媒として酢酸マグネシウム・四水和物を生成ポリエステルに対して100ppmとなるように混合し、窒素雰囲気下、260℃でエステル化反応をさせた。引き続いて、テトラブチルチタネートを生成ポリエステルに対して50ppm添加し、2時間30分かけて280℃まで昇温すると共に、絶対圧力0.3kPaまで減圧し、さらに80分、溶融重縮合させ、極限粘度が0.61dl/g、エステル環状三量体の含有量が1.02重量%のポリエステル(C)を得た。
ポリエステル(C)をあらかじめ160℃で予備結晶化させた後、温度210℃の窒素雰囲気下で固相重合し、極限粘度が0.71dl/g、エステル環状三量体の含有量が0.50重量%のポリエステル(D)を得た。
ポリエステル(C)100重量部に対して、平均粒子径(d50)が2.3μmのシリカ粒子を0.3重量部添加して溶融混練をする以外は、ポリエステル(D)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(E)を得た。得られたポリエステル(E)は、極限粘度が0.72dl/g、エステル環状三量体の含有量は0.50重量%であった。
ポリエステル(C)100重量部に対して、平均粒子径(d50)が0.3μmの酸化アルミニウム粒子を1.5重量部添加して溶融混練をする以外は、ポリエステル(D)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(F)を得た。得られたポリエステル(F)は、極限粘度が0.72dl/g、エステル環状三量体の含有量は0.50重量%であった。
ポリエステル(C)100重量部に対して、紫外線吸収剤として2,2−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン]を10重量%濃度となるように添加して溶融混練をする以外は、ポリエステル(D)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(G)を得た。得られたポリエステル(G)は、極限粘度が0.72dl/g、エステル環状三量体の含有量は0.52重量%であった。
ポリエステル(C)100重量部に対して、紫外線吸収剤として2,2’−メチレンビス[6−(ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール]を10重量%濃度となるように添加して溶融混練をする以外は、ポリエステル(D)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(H)を得た。得られたポリエステル(H)は、極限粘度が0.72dl/g、エステル環状三量体の含有量は0.52重量%であった。
ポリエステルB、Eをそれぞれ90重量%、10重量%の割合でブレンドした原料を表層A,Bの原料とし、ポリエステルC,G,Hをそれぞれ50重量%、25重量%、25重量%の割合でブレンドした原料を中間層の原料として、2台のベント付き押出機に供給し、290℃で溶融押出した後、静電印加密着法を用いて表面温度を40℃に設定した冷却ロール上で冷却固化して厚み約1500μmの無定形フィルムを得た。このフィルムを85℃で縦方向に3.4倍延伸した。その後、表層Aの上に下記塗布層1を、表層Bの上に塗布層2を、塗布厚み(乾燥後)が0.04g/m2になるようにそれぞれ塗布した後、フィルムをテンターに導き、100℃で横方向に4.0倍延伸し、230℃で熱処理した後に、横方向に2%の弛緩処理を行い、厚み75μm(厚み構成比=6μm/63μm/6μm)のポリエステルフィルムF1を得た。
塗布層1、塗布層2で用いた原料を以下に示す。また、塗布層1、塗布層2の配合割合は表2及び表3に示す。
(A1):ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸からなる混合物(スタルク株式会社製、BaytronPAG)
(B1):ポリウレタン樹脂
テレフタル酸664重量部、イソフタル酸631重量部、1,4−ブタンジオール472重量部、ネオペンチルグリコール447重量部から成るポリエステルポリオールを得た。次いで、得られたポリエステルポリオールに、アジピン酸321重量部、ジメチロールプロピオン酸268重量部を加え、ペンダントカルボキシル基含有ポリエステルポリオールAを得た。更に、前記ポリエステルポリオールA1880重量部にヘキサメチレンジイソシアネート160重量部を加えてポリウレタン樹脂水性塗料を得た。
(B2):下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−スルホイソフタル酸ナトリウム//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(mol%)
(B3):下記組成で重合したアクリル樹脂の水分散体
エチルアクリレート/n−ブチルアクリレート/メチルメタクリレート/N−メチロールアクリルアミド/アクリル酸=65/21/10/2/2(重量%)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
(C1):前記式(III)でn=1であるグリセリン
(C2):前記式(III)でn=2であるポリグリセリン
(C3):前記式(III)でn=2であるポリグリセリン骨格への、ポリプロピレンオキサイド付加物。平均分子量750
(D1):エポキシ化合物:ポリグリセロールポリグリシジルエーテル
(D2):オキサゾリン化合物であるエポクロス(株式会社日本触媒製、オキサゾリン基量7.7mmol/g)
(E1):平均粒径65nmのシリカゾル
ポリエステルフィルムF1の製造方法において、ポリエステルフィルムの種類、塗布層の種類が表4〜7に示す通りに異なる以外はポリエステルフィルムF1と同様にして製造し、各ポリエステルフィルムを得た。
ポリエステルフィルムF1の一方の塗布層の表面に下記粘着層組成物から構成される粘着層を厚み(乾燥後)が25μmなるように塗布し、100℃、5分間乾燥させて表面保護フィルムを得た。
(粘着層組成物)
常法により、酢酸エチル中でブチルアクリレート(100重量部)、アクリル酸6重量部)を共重合して重量平均分子量60万(ポリスチレン換算)のアクリル系共重合体の溶液(固形分30重量%)を得た。アクリル系共重合体100重量部(固形分)に対し、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、0.2重量部、エポキシ系架橋剤であるテトラッドC(三菱ガス化学社製)6重量部を添加し粘着層組成物を得た。
ポリエステルフィルムの種類、塗布液の組成を表4の通りに変更する以外は、実施例1と同様にして製造し、表面保護フィルムを得た。
粘着層の種類をシリコーン粘着剤(東レダウ・コーニング社製、SD4580)に変更する以外は実施例1と同様にして製造し、表面保護フィルムを得た。
ポリエステルフィルムの種類、塗布液の組成を表4〜6の通りに変更する以外は、実施例1と同様にして製造し、表面保護フィルムを得た。
ポリエステルフィルムの種類、塗布液組成を表7の通りに変更する以外は、実施例1と同様にして製造し、表面保護フィルムを得た。
従来技術として併記した。なお、レーザー加工評価においては表面保護フィルム自体にレーザー光吸収機能がないためか、切断面には表面保護フィルム由来の異物が極微量付着していた。
Claims (8)
- 少なくとも3層以上の積層構造を有する多層ポリエステルフィルムを有し、当該多層ポリエステルフィルムの中間層には紫外線吸収剤を含有し、当該多層ポリエステルフィルムの両最表層(表層A、表層B)には粒子を含有し、かつ、一方の最表層(表層A)の上には、帯電防止剤とバインダーポリマーとを含有する塗布層1が設けられていることを特徴とする、レーザー加工用塗布フィルム。
- 前記帯電防止剤がポリチオフェンまたはポリチオフェン誘導体であることを特徴とする請求項1に記載のレーザー加工用塗布フィルム。
- 当該多層ポリエステルフィルムにチタン系重合触媒を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザー加工用塗布フィルム。
- 当該多層ポリエステルフィルムの他方の最表層(表層B)の上に、ポリエステル樹脂及び架橋剤を含有する塗布層2が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のレーザー加工用塗布フィルム。
- 前記塗布層2の表面に粘着層が設けられている請求項4に記載のレーザー加工用塗布フィルム。
- 前記粘着層がアクリル系粘着剤で形成されている請求項5に記載のレーザー加工用塗布フィルム。
- 請求項1〜6の何れかに記載の塗布フィルムからなるレーザー加工用表面保護フィルム。
- 請求項7に記載のレーザー加工用表面保護フィルムを液晶ディスプレイ部材と貼り合わせた、フィルム積層体。
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