JP2010247423A - 離型フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】融点が210℃以上245℃以下、および配向係数が0.10以上0.16以下の基材フィルムの少なくとも片方の面に、帯電防止性を有する成分と離型性を有する成分とを構成成分として含有する離型層を設けた離型フィルム。さらに、離型性を有する成分が、ポリビニルアルコール又はポリエチレンイミンを塩素化アルキロイル又はアルキルイソシアネートで長鎖アルキル化した共重合体であり、帯電防止性を有する成分が、第四級アンモニウム塩型カチオン化合物である離型フィルム。
【選択図】なし
Description
さらに本発明は、上記離型フィルムを用いた成形用シートを包含する。
したがって、本発明の離型フィルムは、成形部材の表面保護用途、成形用途、とりわけ成形同時加飾用途に好適に用いることができる。
<基材フィルム>
本発明における基材フィルムは、本発明が規定する融点の態様、および面配向係数の態様を有していれば、それを形成する材料は特に限定されないが、ポリエステル樹脂が好ましい。かかるポリエステル樹脂としては、共重合ポリエステル樹脂が好ましい。
本発明における共重合ポリエステル樹脂としては、共重合ポリエチレンテレフタレートが代表例として挙げられる。かかる共重合ポリエチレンテレフタレートにおける共重合成分としては、酸成分でも良いし、アルコール成分でも良い。酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の如き芳香族二塩基酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の如き脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸の如き脂環族ジカルボン酸等を例示することができる。また、アルコール成分としては、ブタンジオ−ル、ヘキサンジオール等の如き脂肪族ジオール、シクロヘギサンジメタノールの如き脂環族ジオール等を例示することができる。これらは単独または二種以上を使用することができる。
本発明における基材フィルムは、粒子を含有することが好ましい。粒子を含有することによって、巻取り性等のフィルムの取り扱い性を向上することができる。かかる粒子としては無機系粒子、有機系粒子の如何を問わない。無機系粒子としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、二酸化チタン粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム等を例示することができ、有機系粒子としてはシリコーン粒子等を例示することができる。各種加工工程におけるシリコーン粒子のブリードアウト、およびそれによる工程汚染を考慮すると、無機系粒子が特に好ましい。
平均粒径(D)=測定粒子の面積円相当径の総和/測定粒子の数
粒径比=粒子の平均長径/該粒子の平均短径
粒子の粒径および含有量の態様としては、一般に粒径の大きな粒子を用いる場合は少量、粒径の小さな粒子を用いる場合は多量添加するのが好ましい。
本発明における基材フィルム、あるいはそれを形成する共重合ポリエステル樹脂には、必要に応じ、また本発明の目的を損なわない範囲において、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の添加剤を添加することができる。
本発明における基材フィルムは、融点が210℃以上245℃以下である。ここで融点とは、示差走査熱量計(DSC)(TA Instruments社製、商品名「DSC2920 Modulated」)を用い、25℃から20℃/分の速度で昇温させて得られた結晶融解ピーク温度の値である。
本発明における基材フィルムは、面配向係数が0.10以上0.16以下である。ここで面配向係数は、以下の式により定義されるものである。
P=[(nMD+nTD)/2]−nZ
上記式において、Pは面配向係数、nMDはフィルムの縦方向(長手方向、MD)の屈折率、nTDはフィルムの横方向(フィルム面内において長手方向と垂直な方向、TD)の屈折率、nZはフィルムの厚み方向の屈折率を示す。なお、屈折率は以下のようにして測定する。すなわち、アッベ屈折率計の接眼側に偏光板アナライザーを取り付け、光線としてNaD線を用い、マウント液としてヨウ化メチレンを用い、測定温度25℃にて測定する。
本発明における基材フィルムの縦方向の屈折率は、好ましくは1.61以上1.66以下、さらに好ましくは1.615以上1.655以下である。また、本発明における基材フィルムの横方向の屈折率は、好ましくは1.61以上1.66以下、さらに好ましくは1.615以上1.655以下である。本発明においては、縦方向の屈折率および横方向の屈折率が同時に上記数値範囲にあることが好ましく、成形性の面内均一性に優れる。特に好ましくは、基材フィルムの面内において、全ての方向の屈折率が上記数値範囲にある態様であり、成形性の面内均一性に特に優れる。
本発明における基材フィルムは、好ましくは上記粒子を含有した上記共重合ポリエステル樹脂を溶融し、ダイより吐出してフィルム状に成形し、縦方向および横方向に二軸延伸し、熱固定することにより得ることができる。
溶融および吐出の条件としては、用いる樹脂の融点や溶融粘度、目的とするフィルム厚みを考慮して適宜調整すれば良い。
本発明における離型層は、離型性を有する成分と帯電防止性を有する成分とを構成成分として含有するものである。
離型性を有する成分(離型剤)としては、長いアルキル側鎖をもつポリマーが好ましく、炭素数12以上、特に16〜20のアルキル鎖をもつアルキルアクリレートとアクリル酸とのコポリマーがさらに好ましい。アルキルアクリレートのアルキル鎖の炭素数が12未満では十分な剥離性が得られないことがある。
本発明においては、離型剤としてフッ素系離型剤も用いることができる。
帯電防止性を有する成分(帯電防止剤)としては、界面活性剤や導電性樹脂等任意の帯電防止能を持つ化合物を包含する。
本発明においては、離型層の強度および成形性、基材フィルムへの密着性、耐水性、耐溶剤性、耐ブロッキング性などの特性を向上するために、離型層がバインダーを含有することが好ましい。
本発明における離型層の厚みは、好ましくは0.01μm以上1μm以下、さらに好ましくは0.02μm以上0.3μm以下である。厚みが0.01μm未満であると十分な帯電防止効果や離型性が得られないことがあり、他方1μmを超える離型層は、過剰品質であり不経済である。
本発明の離型フィルムは、上述した基材フィルムの少なくとも片方の面に、上述した離型層を有するものである。
本発明の離型フィルムは、少なくとも片方の表面における表面粗さ(SRz)が、好ましくは2400nm以下、更に好ましくは2200nm以下である。表面粗さ(SRz)が上記数値範囲にあると、平滑性に優れ、フィルムの表面凹凸形状が成形部材表面へ転写したとしても、その影響を小さくすることができ、外観の良好な成形部材を得ることができる。表面粗さ(SRz)が上記数値範囲を超えると、離型フィルム表面の凹凸形状が成形部材表面に転写し、成形部材の外観に劣る傾向にある。表面粗さ(SRz)の下限は特に規定されるものではないが、500nm程度である。又、巻き特性(取り扱い性)を考慮すると800nm以上であることが好ましい。このような表面粗さ(SRz)とするには、基材フィルムが含有する粒子の態様を適宜調整すればよく、例えば上述のような本発明における好ましい粒子の態様とすればよい。
本発明の離型フィルムは、離型層表面における剥離力が、好ましくは20g/25mm以上400g/25mm以下、さらに好ましくは30g/25mm以上150g/25mm以下、特に好ましくは30g/25mm以上50g/25mm以下である。尚、ここで剥離力は、ポリエステル粘着テープ(日東電工株式会社製、品番:31B)を測定面に貼り付け、300mm/分の速度で180度の角度で剥離するときの剥離力を表す。剥離力が上記数値範囲にあると、金型との離型性に優れ、成形加工工程においてフィルムが金型へ貼り付いてしまうのを抑制することができ、成形部材の生産性をより向上することができる。また、離型フィルムを巻き取った際の耐ブロッキング性に優れる。それにより、離型層を有しない側の表面における離型成分等による汚染を抑制することができ、成形部材の外観をより良くすることができる。
本発明の離型フィルムは、離型層表面における表面固有抵抗が、好ましくは107Ω/□以上1013Ω/□以下、さらに好ましくは107Ω/□以上1010Ω/□以下である。表面固有抵抗が上記数値範囲にあると、離型フィルムにゴミ等の異物が付着しにくくなり、それにより成形加工工程における成形不良やフィルム破断を抑制できる。また、外観のより良好な成形部材を得ることができる。また、金型からの剥離性に優れる。
本発明の離型フィルムは、ヘーズが20%以下であることが好ましい。ヘーズが上記数値範囲にあると、成形同時加飾用途において、フィルムが成形部材に残存する用途では、意匠が見やすくなる、光沢感に優れる等の効果が得られ、結果として外観の優れた成形部材を得ることができる。また、フィルムが成形部材に残存しない用途においても、フィルムに意匠を印刷後、成形加工前に意匠の欠点を確認することが容易となり、結果として外観に優れた成形部材を得ることが容易となる。このような観点から、ヘーズは15%以下であることがさらに好ましい。ヘーズの下限は低ければよく、特に限定されないが、実質的な下限は0.1%以上である。このようなヘーズとするには、基材フィルムが含有する粒子の態様を適宜調整すればよく、例えば上述のような本発明における好ましい粒子の態様とすればよい。
本発明の離型フィルムは、上記離型剤、帯電防止剤、任意に配合してもよいバインダー等、離型層を構成する各構成成分を含有する塗液を調製して、かかる塗液を基材フィルムに塗布し、得られた塗膜を乾燥することにより形成することができる。かかる塗液の調製に用いられる媒体としては、各構成成分の溶解性の観点から、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどの有機溶剤を例示することができる。これらは単独で用いることもできるし、もしくは溶解性をさらに高めて、それにより離型層の外観をさらに良くするという観点から、複数を組み合わせた混合溶剤を用いることができ、好ましい。また、かかる媒体としては、上記のような有機溶剤が好ましいが、水性塗液(水を媒体とするもの)を用いることも可能である。
樹脂サンプルの場合は10mg、フィルムサンプル(離型フィルム)の場合は20mgサンプリングし、アルミニウムパンに充填したものを示差走査熱量計(DSC)(TA Instruments社製、商品名「DSC2920 Modulated」)にセットし、20℃/分の速度で25℃から290℃まで昇温した。空のアルミニウムパンを対照として熱量変化を記録し、最も高温部の吸熱のピークに相当する温度を基材フィルムの融点(単位:℃)とした。なお、本発明においては、上記測定において離型層に由来するピークがあったとしても、離型層と基材フィルムとの質量の差が十分に大きいため、基材フィルムに由来する融解ピークを明確に判断することができる。
得られた離型フィルムについて、縦方向、横方向および厚み方向の各方向の屈折率をアッベ法にて測定し、得られた屈折率を基材フィルムの屈折率とした。また、面配向係数は前述の計算式によって計算し、基材フィルムの面配向係数とした。
基材フィルムの両面に離型層を有する場合は任意の離型層表面について、基材フィルムの一方の表面に離型層を有する場合は離型層を有しない側の表面について測定した。三次元粗さ測定機(小坂研究所製SE―3CK)を用いて、針径2μmR、針圧30mg、測定長1mm、サンプリングピッチ2μm、カットオフ0.25mm、縦方向拡大率2万倍、横方向拡大率200倍、走査本数100本の条件にてフィルム表面の三次元表面プロファイルを得た。得られたプロファイルから、10点平均表面粗さを求め、表面粗さ(SRz)(単位:nm)とした。
JIS K7136に準じ、日本電色工業社製のヘーズ測定器(NDH−2000)を使用して離型フィルムのヘーズ(単位:%)を測定した。
離型フィルムの離型層表面に、ポリエステル粘着テープ(日東電工株式会社製、型番:31B、25mm幅)を、2kgのローラーを用いて均一な力で貼り合わせてサンプルを作成した。作成したサンプルから、引っ張り試験機機にて、ポリエステル粘着テープを速度300mm/分、角度180度で剥離した時の剥離力を測定した。かかる測定を任意の5箇所について実施し、それらの平均値を剥離力(単位:g/25mm)とした。
離型層表面について、タケダ理研社製の固有抵抗測定器を使用し、測定温度23℃、測定湿度65%RHの雰囲気で、印加電圧100Vで1分後の表面固有抵抗を測定した。かかる測定を任意の5箇所について実施し、それらの平均値を表面固有抵抗(単位:Ω/□)とした。
金型に、得られた離型フィルムを、離型層側が金型側、反対側が射出側となるように設置し、10cm角の大きさで、立ち上がり15mm、コーナー部のRが2mmのトレー状成形品を射出成形した。この時、成形用の樹脂には、ポリカーボネート/ABS樹脂アロイを用い、樹脂温度260℃、金型温度50℃、樹脂圧力約350MPaとした。離型フィルムが被覆された状態で成形化工品の外観観察してから、フィルムを剥離し、成形部品を得た。
[成形状況評価基準]
本工程における成形状況を、以下の指標により評価した。
○:フィルムが破れず、シワも無い。
×:フィルムが破れた、もしくは大量のシワが発生した。
××:フィルムとトレー状成形品および/または金型と離型フィルムが融着した。
[剥離前外観評価基準]
離型フィルムが被覆された状態で成形加工品の外観を、以下の指標により評価した。
○:フィルムに曇りが見られず、成形加工品表面を明瞭に観察できる。
×:フィルムに曇りが見られ、成形加工品表面を観察しにくい。
[剥離後外観評価基準]
得られたトレー状成形品の外観を、以下の指標により評価した。
○:成形品表面に凹凸形状の転写が見られない。
×:成形品表面に凹凸形状の転写が見られる。
(基材フィルム)
共重合ポリエステル樹脂として、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体(イソフタル酸成分の共重合量:12モル%(共重合ポリエステルの全酸成分100モル%に対して)、融点226℃、固有粘度0.60dl/g)に、粒子として平均粒径1.5μmの球状単分散シリカ(粒径比1.07、相対標準偏差0.1)を、基材フィルム質量を基準として0.1質量%となるように添加した樹脂組成物を、溶融温度280℃でダイより溶融押出し、冷却ドラムに接触させて急冷固化して未延伸フィルムを得た。次いで、この未延伸フィルムを100℃で予熱した後に縦方向に3.0倍に延伸し、更に110℃で予熱した後に横方向に3.1に延伸し、続いて200℃で2秒間熱固定し、厚み50μmの二軸配向フィルムを得た。
帯電防止性を有する成分として第四級アンモニウム塩型カチオン性高分子化合物(綜研科学株式会社製、エレコンドPQ−50B)、離型性を有する成分としてポリエチレンイミンオクタデシルカルバメート(日本触媒株式会社製、RP−20)、バインダーとしてポリエステル樹脂(日立化成工業株式会社製、エスペル1510)、及び架橋剤としてメラミン系化合物(三和ケミカル株式会社製、ニカラックNS−11)を、20/20/40/20(固形分質量比)の比率で混合し、酢酸エチルとトルエンとの50:50体積%混合溶剤で、塗液の固形分濃度が1質量%となるように希釈し塗液を調製した。
調製した塗液を、上記で得られた二軸配向フィルムの片面にグラビアコーターを用いて5g/m2のウェット塗布量となるように塗布し、100℃で2分間乾燥、硬化させ、離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表1に示す。なお、離型フィルムにおける離型層の厚みは5μmとなる。
延伸倍率を3.1×3.2(縦延伸倍率×横延伸倍率)とした以外は、実施例1と同様にして離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表1に示す。
実施例1および2で得られた離型フィルムは、成形性に優れるものであった。また、金型からの剥離が非常に容易であった。また、基材フィルムと離型層との密着性に優れ、金型の汚染がなかった。
実施例1で用いたポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体の代わりに、ポリエチレンテレフタレートホモポリマー(融点256℃、固有粘度0.65dl/g)を使用した以外は、実施例1と同様にして離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表1に示す。
比較例1で得られた離型フィルムは、基材フィルムが不適であり、成形加工できなかった。また、基材フィルムと離型層との密着性に若干劣り、僅かに金型の汚染が見られた。
離型層において、離型性を有する成分としてのポリエチレンイミンオクタデシルカルバメートを用いない以外は、実施例1と同様にして離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表に示す。
比較例2で得られた離型フィルムは、離型層が不適であり、金型からの剥離が困難であった。
共重合ポリエステルとして、実施例1で用いたポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体の代わりに、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体(イソフタル酸の共重合量:22モル%(共重合ポリエステルの全酸成分100モル%に対して)、融点201℃、固有粘度0.65dl/g)を使用した以外は、実施例1と同様にして離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表1に示す。
比較例3で得られた離型フィルムは、基材フィルムが不適であり、成形加工工程において一部フィルムが溶融してしまったような跡が見られた。
延伸倍率を3.5×3.8(縦延伸倍率×横延伸倍率)とし、熱固定温度を220℃とした以外は、実施例1と同様にして離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表1に示す。
比較例4で得られた離型フィルムは、基材フィルムが不適であり、成形加工できなかった。また、基材フィルムと離型層との密着性に若干劣り、僅かに金型の汚染が見られた。
粒子として、平均粒径3μmの塊状シリカ(相対標準偏差0.2)を用い、その添加量を0.08質量%とした以外は実施例1と同様にして離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの評価結果を表1に示す。
Claims (5)
- 基材フィルムの少なくとも片方の面に離型層を有する離型フィルムであって、基材フィルムの融点が210℃以上245℃以下、面配向係数が0.10以上0.16以下であり、離型層が帯電防止性を有する成分と離型性を有する成分とを構成成分として含有する離型フィルム。
- 離型性を有する成分が、ポリビニルアルコール又はポリエチレンイミンを塩素化アルキロイル又はアルキルイソシアネートで長鎖アルキル化した共重合体であり、帯電防止性を有する成分が、第四級アンモニウム塩型カチオン化合物である請求項1に記載の離型フィルム。
- 離型層がバインダーを含有する請求項1または2に記載の離型フィルム。
- 少なくとも片方の表面における表面粗さ(SRz)が2400nm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の離型フィルム。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の離型フィルムを用いた成形用シート。
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