JP2011020349A - 透明フィルムおよび該フィルムを用いた表面保護フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明により提供される透明フィルム10は、透明な樹脂材料からなる基材層12と、その第一面上12Aに設けられた厚み1μm以下の背面層14とを有する。透明フィルム10は、スクラッチ試験における背面層14の破壊開始荷重が50mN以上であり、かつ背面層14の摩擦係数が0.4以下である。
【選択図】図1
Description
また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、製品として実際に提供される本発明の透明フィルムまたは表面保護フィルムのサイズや縮尺を正確に表したものではない。
基材層の屈折率は、通常は1.43〜1.6程度とすることが適当であり、1.45〜1.5程度とすることが好ましい。また、基材の透明性の観点から、基材層は70%〜99%の光線透過率を有することが好ましく、該透過率が80%〜97%(例えば85%〜95%)であることがより好ましい。
上記破壊開始荷重は、例えば、23℃、50%RHの測定環境下において、先端曲率半径10μmの円錐型ダイヤモンド製圧子を用いて0〜300mNまで荷重を増加させつつ透明フィルムの背面(すなわち背面層の表面)を一方向に擦過(スクラッチ)し、そのスクラッチ痕上の破壊開始点の長さが2μmより大きくなった箇所に対応する荷重として求められる(より具体的な測定方法については、後述する実験例参照)。上記条件で得られたスクラッチ痕の一例を図3に示す。
上記摩擦係数としては、例えば、23℃、50%RHの測定環境下において、透明フィルムの背面(すなわち背面層の表面)を垂直荷重40mNで擦過して求められる値を採用することができる(より具体的な測定方法については、後述する実験例参照)。上記摩擦係数が実現されるように摩擦係数を低下させる(調整する)手法としては、背面層に各種滑剤(レベリング剤等)を含有させる方法、架橋剤の添加や成膜条件の調整により背面層の架橋密度を高める方法、等を適宜採用することができる。
上記背面層は、上記樹脂成分および必要に応じて使用される添加剤が適当な溶媒に分散または溶解した液状組成物を上記基材層に付与することを含む手法によって好適に形成され得る。例えば、上記液状組成物(背面層形成用組成物)を基材層に塗布して乾燥させ、必要に応じて硬化処理(熱処理、紫外線処理など)を行う手法を好ましく採用し得る。上記組成物の固形分は、例えば0.1〜10質量%程度とすることができ、通常は0.5〜5%程度とすることが適当である。固形分が高すぎると、薄く均一な背面層を形成し難くなる場合がある。
破壊開始荷重の測定装置としては、CSM InstrumentsSA社製のナノスクラッチテスターを使用した。各表面保護フィルムサンプルの粘着面をスライドガラスに貼り付け、背面層を上向きにして、上記測定装置のステージに固定した。そして、23℃、50%RHの測定環境下、円錐型のダイヤモンド製圧子(先端の曲率半径 10μm)を備えたカンチレバーST−150を用いて、上記装置の連続荷重モードで、0〜300mNまで荷重(スクラッチ荷重)を増加させつつ一方向に擦過するスクラッチ試験を行った。
上記スクラッチ試験を実施したサンプルを、装置付属の光学顕微鏡(ニコン社製)を用いて、対物レンズ20倍でスクラッチ痕を表面観察した。そして、図4に示すように、スクラッチ痕上において背面層がスクラッチ方向に2μmよりも長く剥離した最初の箇所を破壊開始点とし、その破壊開始点のスクラッチ方向に対する長さ(破壊長さ)の中心に対応するスクラッチ荷重を破壊開始荷重とした。
23℃、50%RHの測定環境下、上記ナノスクラッチテスターの定荷重モード(垂直荷重40mN±3mN)にて、上記同様にしてスライドガラスに貼り付けた各サンプルの表面(背面層側)を5mmの長さで擦過し、このときの摩擦係数の平均値を背面層の摩擦係数とした。なお、摩擦係数は、摩擦力と、サンプル表面に垂直な方向への荷重の比として算出される(すなわち、摩擦係数=摩擦力/荷重)。
MTSシステムズ社製のナノインテンダー、型式「DCM SA2」を用いて塑性指数を評価した。すなわち、上記と同様にして各サンプルをスライトガラスに貼り付け、その背面層が上向きとなるようにステージ上に固定した。測定は、23℃、50%RHの測定環境下において、バーコピッチ(三角錐)型のダイヤモンド製圧子(先端の曲率半径 0.1μm)を用いて、最大深さ500nmまで垂直に押し込み、深さ10nm付近の押込み弾性率(Indentation Modulus)および硬度(Hardness)を測定した。そして、上記弾性率の測定値を硬度の測定値で除して塑性指数を算出した(すなわち、塑性指数=弾性率/硬度)。
上記3.により求めた各サンプル(基材上に背面層が設けられている。)の塑性指数Psを、当該サンプルを構成する基材(背面層を有しない基材)の塑性指数Pbで除して塑性指数比を算出した(すなわち、塑性指数比=Ps/Pb)。
各表面保護フィルムサンプルを幅70mm、長さ100mmのサイズにカットしたものを被着体とした。片面粘着テープ(日東電工社製No.31B)を幅19mm、長さ100mmのサイズにカットし、該粘着テープの粘着面を上記被着体の背面層上に、0.25MPaの圧力、0.3m/分の速度で圧着した。これを23℃、50%RHの環境下に30分間放置した後、同環境下で万能引張試験機を用いて上記被着体から上記粘着テープを剥離速度0.3m/分、剥離角度180度の条件で剥離し、このときの剥離力を測定した。
上記同様にして各サンプルをスライドガラスに貼り付け、23℃、50%RHの測定環境下において、コイン(新品の10円玉を使用した。)を用いて精密天秤上で各サンプルを荷重300gで擦過した。そのスクラッチ痕を光学顕微鏡にて観察し、背面層の脱落屑の存在が確認された場合を×、該脱落屑の存在が確認されなかった場合を○評価とした。
背面層形成用の組成物に少量の青色顔料を混ぜて各サンプルを作製した。23℃、50%RHの測定環境下において、それらのサンプルの背面層形成側表面に、縦横各1mmの間隔で10マス×10マス(合計100マス)の切りキズをつけ、その上から片面粘着テープ(日東電工社製No.31B、幅19mm)を上記剥離力測定と同条件で圧着した後、該片面粘着テープを手で剥離する碁盤目剥離試験を実施した。その碁盤目試験において、50マス以上の脱落が見られた場合を1点、脱落が11マス以上49マス以下の場合を2点、脱落が10マス以下の場合を3点評価とした。
23℃、50%RHの測定環境下で、シャチハタ社製Xスタンパーを用いて背面層上に印字を施した後、その印字の上からニチバン社製のセロハン粘着テープ(品番No.405、幅19mm)を貼り付け、次いで剥離速度30m/分、剥離角度180度の条件で剥離した。目視評価により、印字面積の50%以上が剥離された場合を×、印字面積の25%を超えて50%未満が剥離された場合を△、印字面積の75%以上が剥離されずに残った場合を○評価とした。
白化評価:ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、型式「HM−150」)にて各サンプルのヘイズ値を測定し、ヘイズ値5以下を合格とした。
ムラ評価:明室にてサンプルの外観を目視評価し、スジなどの外観異常が認められない場合を合格とした。
上記白化、ムラの両評価ともに合格であったサンプルは白化・ムラを○とし、いずれか一方の評価が不合格であった場合は△、両方とも不合格であった場合は×評価とした。
各サンプルを100mm四方のサイズにカットし、40℃、90%RHの環境下に1日保管した。これを水平な平面上に背面層が上面になる向きで静置し、上記平面からサンプルの端部がカールして浮いた高さを計測した。最も大きく浮いた部分の高さ(最大浮き高さ)が3mm以下の場合を○、最大浮き高さが3mmを超える場合を×評価とした。
(サンプルA−1)
ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂(日本合成化学社製、商品名「紫光UV−1700B」;以下、「樹脂R1」と表記することもある。)と、ラジカル重合開始剤(チバガイギー社製、商品名「ダロキュア1173」)とを、固形分の質量比が100:4となるように混合し、トルエンを主成分とする溶媒に溶解して、固形分濃度30%のコート液B−1を調製した。
コート液B−1を上記溶媒でさらに希釈して、固形分濃度1%のコート液B−2を調製した。このコート液B−2を乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布した点以外はサンプルA−1の作製と同様にして透明フィルムC−2を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−2を作製した。このサンプルA−2の塑性指数は14.4であった(弾性率4.8GPa、硬度0.33GPa)。
樹脂R1の固形分100部当たり5部(固形分換算)の滑剤を配合した点以外はコート液B−2の調製と同様にして、コート液B−3を調製した。ここで、滑剤としては、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系レベリング剤(BYK Chemie社製、商品名「BYK−333」;以下、「滑剤L1」と標記することもある。)を使用した。このコート液B−3を乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布した点以外はサンプルA−1の作製と同様にして透明フィルムC−3を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−3を作製した。このサンプルA−3の塑性指数は13.2であった(弾性率4.4GPa、硬度0.34GPa)。
(サンプルA−4)
水分散型のポリウレタン系熱硬化型樹脂(日本ポリウレタン社製、商品名「タケラック WS−4100」;以下、「樹脂R2」と表記することもある。)を蒸留水で希釈して、固形分濃度20%のコート液B−4を調製した。このコート液B−4を基材F1の片面(コロナ処理面)に、乾燥後の厚さが8μmとなるように塗布して熱硬化処理することにより、基材F1の片面に背面層が設けられた透明フィルムC−4を得た。この透明フィルムC−4の他方の面に、上記と同様に粘着剤層を転写して、表面保護フィルムサンプルA−4を作製した。このサンプルA−4の塑性指数は21.8であった(弾性率3.4GPa、硬度0.16GPa)。
コート液B−4を蒸留水でさらに希釈して、固形分濃度1%のコート液B−5を調製した。このコート液B−5を乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布した点以外はサンプルA−4の作製と同様にして透明フィルムC−5を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−5を作製した。塑性指数は17.6であった(弾性率4.9GPa、硬度0.28GPa)。
樹脂R2の固形分100部当たり5部(固形分換算)の滑剤L1を配合した点以外はコート液B−5の調製と同様にして、コート液B−6を調製した。このコート液B−6を乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布した点以外はサンプルA−4の作製と同様にして透明フィルムC−6を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−6を作製した。塑性指数は29.5であった(弾性率2.5GPa、硬度0.09GPa)。
滑剤L1の配合量を樹脂R2の固形分100部当たり10部(固形分換算)とした点以外はサンプルA−6の作製と同様にして透明フィルムC−7を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−7を作製した。塑性指数は37.7であった(弾性率2.1GPa、硬度0.05GPa)。
水分散型のアクリル−スチレン系熱硬化型樹脂(DIC社製、商品名「ボンコート(VONCOAT)CG−8490」;以下、「樹脂R3」と表記することもある。)を蒸留水で希釈して、固形分濃度3%のコート液B−8を調製した。このコート液B−8を基材F1の片面(コロナ処理面)に、乾燥後の厚さが0.1μmとなるように塗布して熱硬化処理することにより、基材F1の片面に背面層が設けられた透明フィルムC−8を得た。この透明フィルムC−8の他方の面に、上記と同様に粘着剤層を転写して、表面保護フィルムサンプルA−8を作製した。このサンプルA−8の塑性指数は361.7であった(弾性率3.61GPa、硬度0.01GPa)。
樹脂R3と、滑剤L1と、帯電防止成分としての導電性ポリマー(三菱レイヨン社製、重量平均分子量約15×104のポリアニリンスルホン酸の水分散液、商品名「aqua−PASS」;以下、「AS1」と表記することもある。)とを、固形分の質量比が100:2:6となるように混合し、蒸留水で希釈して、固形分濃度3%のコート液B−9を調製した。このコート液B−9を乾燥後の厚さが0.1μmとなるように塗布した点以外はサンプルA−8の作製と同様にして透明フィルムC−9を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−9を作製した。このサンプルA−9の塑性指数は298であった(弾性率2.7GPa、硬度0.009GPa)。
樹脂R3と、滑剤L1と、帯電防止成分としての導電性フィラー(多木化学社製の酸化スズゾル、商品名「セラメース S−8」;以下、「AS2」と表記することもある。)とを、固形分の質量比が100:2:300となるように混合し、蒸留水で希釈して、固形分濃度3%のコート液B−10を調製した。このコート液B−10を乾燥後の厚みが0.1μmとなるように塗布した点以外はサンプルA−8の作製と同様にして透明フィルムC−10を得、同様に粘着剤層を転写して表面保護フィルムサンプルA−10を作製した。塑性指数は15.4であった(弾性率6.1GPa、硬度0.40GPa)。
10:透明フィルム
12:基材層
14:背面層
20:粘着剤層
30:剥離ライナー
Claims (9)
- 透明な樹脂材料からなる基材層と、該基材層の第一面上に設けられた背面層と、を有する透明フィルムであって、
前記背面層の厚みが1μm以下であり、
スクラッチ試験における前記背面層の破壊開始荷重が50mN以上であり、かつ
前記背面層の摩擦係数が0.4以下である、
透明フィルム。 - 先端曲率半径0.1μmのバーコピッチ型ダイヤモンド製圧子を前記背面層に垂直に押し込んで深さ10nmにおける押し込み弾性率および硬度を測定し、該弾性率を硬度で除して求められる塑性指数Psと、前記基材層について同様に求められる塑性指数Pbとの比(Ps/Pb)が1.5以上である、請求項1に記載の透明フィルム。
- 前記背面層に粘着テープを貼り付け、該粘着テープを前記背面層から剥離速度0.3m/分、剥離角度180度の条件で剥離して測定される剥離力が2N/19mm以上である、請求項1または2に記載の透明フィルム。
- 前記背面層は単層構造であって前記基材層上に直接設けられている、請求項1から3のいずれか一項に記載の透明フィルム。
- 前記背面層は、滑剤を含む樹脂材料からなる、請求項1から4のいずれか一項に記載の透明フィルム。
- 前記背面層は、帯電防止成分を含む樹脂材料からなる、請求項1から5のいずれか一項に記載の透明フィルム。
- 前記帯電防止成分が導電性ポリマーである、請求項6に記載の透明フィルム。
- 前記基材層を構成するベース樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンナフタレート樹脂である、請求項1から7のいずれか一項に記載の透明フィルム。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載の透明フィルムと、
該透明フィルムの、前記背面層とは反対側の表面に設けられた粘着剤層と、
を備える、表面保護フィルム。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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