JP2013233760A - 異方導電性フィルム用離型フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材フィルムの少なくとも片面に離型層を有する離型フィルムであって、該離型層は、固形分として硬化型シリコーン樹脂と、塗液の全固形分質量に対して0.5〜30質量%のカーボンナノ材料と、分散剤とを含む塗液から形成された離型層であり、離型フィルム1gを超純水100mL中に入れ、100℃で13時間加熱抽出した際の、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−の抽出量がいずれも50μg/g以下である、異方導電性フィルム用離型フィルム。
【選択図】なし
Description
そして本発明者は、異方導電性フィルムに用いる離型フィルムに係る不純物が上記問題に関与することを見出し、これに着目し、本発明に至った。
1.基材フィルムの少なくとも片面に離型層を有する離型フィルムであって、
該離型層は、固形分として硬化型シリコーン樹脂と、塗液の全固形分質量に対して0.5〜30質量%のカーボンナノ材料と、分散剤とを含む塗液から形成された離型層であり、
離型フィルム1gを超純水100mL中に入れ、100℃で13時間加熱抽出した際の、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−の抽出量がいずれも50μg/g以下である、
異方導電性フィルム用離型フィルム。
2.離型層表面における表面抵抗が105〜1011Ω/□である上記1に記載の異方導電性フィルム用離型フィルム。
3.硬化型シリコーン樹脂、カーボンナノ材料分散体および希釈溶媒を混合して得られた塗液を基材フィルムに塗布して乾燥する、上記1または2に記載の離型フィルムを製造するための製造方法であって、
該カーボンナノ材料分散体が分散剤を含有しており、該分散剤がノニオン系であり、
該希釈溶媒が、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−を実質的に有しない溶媒である、
離型フィルムの製造方法。
本発明における基材フィルムは、本発明の目的を阻害せず、離型フィルムの基材となるものであれば得に限定はされないが、好ましくは熱可塑性樹脂からなるフィルムである。かかる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネート等を好ましく挙げることができる。中でも、機械特性、異物、不純物の少なさ、コスト等のバランスに優れるという観点から、ポリエステルフィルムが好ましい。
本発明の離型フィルムは、上記基材フィルムの少なくとも片面に、固形分として硬化型シリコーン樹脂とカーボンナノ材料と分散剤とを含む塗液から形成された離型層が設けられたものである。ここで離型層は、硬化型シリコーン樹脂を主たる成分として形成された、いわゆるシリコーン離型層である。なお、ここで「主たる成分として」とは、離型層が必須成分としてのカーボンナノ材料および分散剤を含み、また任意成分を任意に含み、離型層のその余の部分を硬化型シリコーン樹脂が占めている態様を表わすものであり、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であることを表わすものとする。また、塗液の固形分とは、必ずしも固体であることを限定するものではなく、例えば離型層を形成する程度の乾燥処理をした後に多少の流動性を有する、いわゆるオイル成分のようなものであっても良い。
硬化型シリコーン樹脂としては、一般に離型剤として知られたものを用いることができ、例えば「シリコーン材料ハンドブック」(東レダウコーニング編、1993.8)等に記載の公知なものの中から選んで使用することができる。例えば、信越シリコーン(株)製KS−847(H)、KS−776、東芝シリコーン(株)製TPR−6700等を挙げることができる。これらの硬化方式としては熱または放射線硬化型が一般的である。例えば、分子鎖両末端あるいは両末端および側鎖にビニル基を有するメチルビニルポリシロキサンと、メチルハイドロジェンポリシロキサンとを白金系触媒の存在下で反応させる熱硬化反応を例示することができる。
また、上記式(B)中、aおよびbは1以上の数であるが、aが3〜200、bが1〜20、5≦a+b≦200の範囲であると、架橋反応が好適に進み、耐久性のある層となるので好ましい。
(R1)3−Si−R3
(R1−O)3−Si−R3
(R1−O−R2)3−Si−R3
(ただし、R1は炭素数1〜5の鎖状アルキル基、R2は炭素数1〜5のアルキレン基、R3はビニル基またはフェニル基である。)
かかるシラン化合物の添加量としては、硬化型シリコーン樹脂100質量部に対して1〜5質量部の範囲が好ましい。
本発明における離型層は、カーボンナノ材料を含有する。これにより帯電防止性を付与することができる。
従来、シリコーン離型層に帯電防止機能を付与するためには、離型層中に帯電防止剤を添加することが検討されていた。しかしながら、帯電防止剤としてはカチオンまたはアニオンタイプのものが多く、これら帯電防止剤にはイオン成分が存在し、このイオン成分がシリコーン樹脂の架橋反応で使用される白金触媒の触媒毒となるためシリコーン樹脂の硬化反応が不十分となり、初期・経時の残留接着率が不十分なものとなっていた。そこで本発明においては、シリコーン樹脂の硬化反応を阻害しない目的で、帯電防止剤としてカーボンナノ材料を採用する。
離型層の厚みは、0.01〜5μmの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.05〜1μm、特に好ましくは0.05〜0.5μmの範囲となる。塗膜の厚みが薄すぎる場合、薄層となる為に均質な塗膜形成が難しくなり、剥離不良を生じやすくなる。また、厚みが厚すぎると、離型層の欠落がし易くなる傾向にあり、異方導電性フィルムへの離型層の混入がしやすくなる傾向にある。また、離型層が柔軟性を有しやすくなる傾向にあり、フィルムロールとして巻き取った時にブロッキングと呼ばれる密着を生じやすくなる。
(表面固有抵抗)
本発明における離型層は、離型層中にカーボンナノ材料が含有され、その離型層表面の表面固有抵抗が1×105Ω/□以上、1×1011Ω/□以下であることが好ましい。これにより異方導電性フィルム用の離型フィルムとしてより好適な帯電防止性となる。表面固有抵抗が高すぎると、帯電防止効果が低くなる傾向にある。かかる観点から、より好ましくは1×1010Ω/□以下、さらに好ましくは1×109Ω/□以下である。他方、上記範囲よりも低すぎると、そのような離型層が脱落等し、異方導電性フィルムへ混入した際に、かかる混入した離型層が異方導電性フィルムの面方向に導通性を付与してしまい、隣り合った絶縁すべき端子間を導通してしまう不良を発生させる危険がある。この不良を回避する為に、離型層は一定以上の表面固有抵抗とする必要がある。かかる観点から、より好ましくは1×106Ω/□以上、さらに好ましくは1×107Ω/□以上である。
かかる表面固有抵抗の値は、離型層におけるカーボンナノ材料の形状、種類(長さ等)や含有量を調整することで達成することができる。
離型層表面における剥離力は、ポリエステル粘着テープ(日東電工社:31Bテープ)の1cm幅の剥離力が、0.5〜100.0g/cmであることが好ましく、より好ましくは1.0〜75.0g/cm、さらには1.0〜10.0g/cm、特には1.0〜5.0g/cmであることが好ましい。最も好ましくは1.0〜2.0g/mである。剥離力が低すぎる場合は、異方導電性フィルムの取り扱いの際に、意図しないときに離型フィルムが剥離してしまうなど、ハンドリング性が低下する。他方、剥離力が高すぎる場合は、異方導電性フィルムから離型フィルムが剥離し難く、使用時において取り扱いがし難くなる傾向にある。また、異方導電性フィルムへの離型層の混入や離型層を構成する成分の混入がし易くなる傾向にある。離型層や離型層を構成する成分が異方導電性フィルムへ混入してしまうと、かかる混入した離型層等が異方導電性フィルムの面方向に導通性を付与してしまい、隣り合った絶縁すべき端子間を導通してしまう不良を発生させる危険がある。さらに、離型フィルムの剥離時に、異方導電性フィルムが破断しやすくなる傾向にある。
かかる剥離力は、シリコーンにおけるポリジメチルシロキサンの構成により調整することができる。
本発明の離型フィルムは、その1gを超純水100mL中に入れ、100℃で13時間加熱抽出した際の、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−(以下、これらをまとめて不純物イオンと呼称する場合がある。)の抽出量(フィルム質量基準)がいずれも50μg/g以下であることが必要である。これにより、異方導電性フィルムにおけるデンドライド現象による絶縁不良を抑制することができる。これらのうち少なくともいずれか1つでも上記範囲を超えると、デンドライド現象が抑制できない。
上記抽出量を達成するためには、後述のように、離型層を形成するための塗液において、カーボンナノ材料を分散させるための分散剤として特定のものを用いたり、希釈溶媒として特定のものを用いたりすればよい。
本発明においては、基材フィルムの離型層を形成したい側の面に、離型層を形成するための塗液(以下、離型層塗液と呼称する場合がある。)を塗布して、乾燥、硬化することにより、基材フィルムの少なくとも片面に離型層を形成することができる。
離型層塗液は、硬化型シリコーン樹脂、カーボンナノ材料、分散剤および希釈溶媒からなる。より具体的には、離型層塗液中においては、カーボンナノ材料は、分散剤によりカーボンナノ材料分散体として用いられ、すなわち離型層塗液は、硬化型シリコーン樹脂、カーボンナノ材料分散体および希釈溶媒からなる。離型層塗液は、これら成分および離型層および離型層塗液に任意に添加しても良い他の成分を混合して作成すればよい。
離型層塗液は、有機溶剤系の塗液であることが好ましい。希釈溶媒は、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−を実質的に有しないものである。そこで希釈溶媒としては、有機溶剤であることが好ましい。水性塗液であると、不純物イオンが発生しやすくなる傾向にある。ここで、「実質的に有しない」とは、希釈溶媒中に10質量ppm以下であることを示す。
基材フィルムに離型層塗液を塗布した後、好ましくは温度60〜180℃、さらに好ましくは100〜160℃にて、好ましくは10〜120秒間、さらに好ましくは30〜90秒間乾燥して、硬化型シリコーン樹脂を硬化させて離型層を形成する。必要に応じて紫外線や電子線等を照射してもよい。
本発明においては、基材フィルムと離型層との間の接着性を向上させるために、これらの間にアンカーコート層を設けることが好ましい。これにより、離型層が異方導電性フィルムに混入してしまうことを抑制することができる。
離型層表面にポリエステル粘着テープ(日東電工社:31Bテープ)を貼り合わせ、5kgの圧着ローラーで圧着した後、離型フィルム幅を粘着テープとほぼ同じ幅になるように切り試験片を作成する。その試験片の離型層と粘着テープとの間の剥離力を引っ張り試験機にて測定した。かかる測定においては、剥離速度300mm/分、離型フィルムを剥離角度180度で剥離した際の剥離力を測定した。
ポリエステル粘着テープ(日東電工社:31Bテープ)を、JIS G4305に規定する冷間圧延ステンレス板(SUS304)に貼り付けた後の剥離力を測定し、基礎接着力(f0)とした。また、前記ポリエステル粘着テープを試料フィルムの離型層表面に貼合わせ、5kgの圧着ローラーで圧着した後、室温で30秒間放置した後粘着テープを剥がした。そして、この剥がした粘着テープを上記のステンレス板に貼り付け、剥離して剥離力を測定して残留接着力(f)とした。得られた基礎接着力と残留接着力とから下記式を用いて初期残留接着率を求めた。
残留接着率(%)=(f/f0)×100
また、経時残留接着率は、上記測定方法において、前記ポリエステル粘着テープを試料フィルムの離型層表面に貼合わせ、室温で放置する代わりに、5kgの圧着ローラーで圧着した後、温度60℃、相対湿度90%RH下で90日間放置した以外は同様にして求めた。
株式会社アドバンテスト社製(R8340/R12704)測定器にて、離型層表面について表面固有抵抗を測定した。測定環境は、温度23℃、相対湿度55%RHの雰囲気下に24時間エージングした試料フィルムを上記装置にて測定した。表面抵抗値は下記の基準で評価した。
×1:1011Ω/□より高い
○ :105Ω/□以上、1011Ω/□以下
×2:105Ω/□より低い
(4−1)スミアテスト
人差し指で離型層表面を一回擦り、表面の白化状態を目視観察して下記基準で評価した。
○:変化無し
△:やや白化した
×:白化した
(4−2)ラブオフテスト
親指で離型表面を10回擦り、その部分の離型層の脱落を確認するため、セロテープ(登録商標)にて剥離状態を確認して下記基準で評価した。
○:セロテープ(登録商標)剥離時、擦ってない離型層表面対比で剥離変化無し
×:セロテープ(登録商標)剥離時、擦ってない離型層表面対比で剥離変化有り
離型フィルムサンプル1g(3cm角程度に裁断したもの)を精秤し、容器に入れ、かかる容器に超純水100mLを加えて密閉した後、100℃のオーブン中で13時間加熱して、離型フィルムから溶出する成分を抽出した。得られた抽出液を検液とし、イオンクロマトグラフ方(IC法)により、Na+,Ca2+,Cl−,SO4 2−,CH3COO−,HCOO−を定量した。陽イオンの検出に用いたイオンクロマトグラフは、ダイオネクス社製 ICS−3000、陰イオンの検出に用いたイオンクロマトグラフは、ダイオネクス社製 ICS−1500を用いた。フィルムサンプルの質量を基準とした各成分の抽出量から下記基準により評価した。
○:Na+,Ca2+,Cl−,SO4 2−,CH3COO−,HCOO−のいずれのイオンにおいても抽出量が50μg/g以下
×:Na+,Ca2+,Cl−,SO4 2−,CH3COO−,HCOO−の1つ以上のイオンにおいて抽出量が50μg/gよりも多い
作成した塗液を25℃の室温において、密閉した100mlガラス容器に70mlの塗液を入れ、24時間放置した後、スターラーで10秒攪拌してから30秒後の分散状態を確認した。
○:カーボンナノ材料が一様に再分散されている。
×:カーボンナノ材料の凝集物が容易に確認される。
(基材フィルムの製造)
酢酸マンガンをエステル交換触媒、亜燐酸を安定剤、三酸化アンチモンを重合触媒とし、滑剤として酸化ケイ素粒子(平均粒径1.8μm)を0.06質量%含有する、固有粘度が0.56dL/g(o−クロロフェノール溶媒、25℃)のポリエチレンテレフタレートペレットを乾燥後、溶融温度280〜300℃で溶融し、スリット状ダイより、次いで表面温度20℃の回転冷却ドラム上に押出して、厚み520μmの未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを温度75℃に予熱し、次いで低速、高速のロール間で15mm上方より800℃の表面温度のIRヒーターにて加熱して縦方向(製膜機械軸方向のこと。)に倍率3.6倍に延伸し、急冷し、続いて横延伸機に供給し、温度120℃にて横方向(製膜機械軸方向と厚み方向とに垂直な方向のこと。)に倍率3.9倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを温度230℃で5秒間熱固定し、厚み38μmの熱固定二軸配向ポリエステルフィルムを得た。なお、上記製膜工程において、縦延伸が終了した一軸延伸フィルムが横延伸に入る直前の位置で、フィルムの片面に、アンカーコート層として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの3質量%水溶液(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン100質量部に対して10質量部のノニオン系界面活性剤を含有したもの)を5g/m2(wet)の塗布量で塗布した。
メチルビニルポリシロキサンとメチルハイドロジェンポリシロキサンとからなる硬化型シリコーン樹脂に白金触媒(硬化型シリコーン樹脂100質量部に対して3質量部)を加えて付加反応させるタイプのシリコーン剤(信越化学社製KS847、トルエン:メチルエチルケトン(MEK)=70:30(質量比)混合溶媒)を、希釈溶媒がMEKとトルエンとの混合溶剤(MEK:トルエン=80:20(質量比))となるように希釈し、そこに気相触媒合成法によって得られたカーボンナノチューブ(平均直径20nm、長さ1〜5μmのものの混合物、表1においてCNTと表記する。)を、離型層塗液における固形分に対して1質量%、および分散剤としてメタクリル−スチレン共重合ポリマー分散剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製 DISPERBYK−2000、表1においてD2000と表記する。)を離型層塗液における固形分に対して0.1質量%となるように添加して、離型層塗液(固形分濃度2.0質量%)を作成した。なお、上記希釈溶媒は、不純物イオンを含有しないものであった。
上記で得られた離型層塗液を、上記で得られたアンカーコート層が形成された方のポリエステルフィルム表面に塗布し、温度140℃で60秒間乾燥して厚み0.1μmの離型層を有する離型フィルムを得た。得られた離型フィルムの特性を表1に示す。
離型層塗液における固形分組成、希釈溶媒組成および分散助剤を表1に示すとおり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特性を表1に示す。
なお、比較例3においては、塩素イオンを対イオンとしたアルキルアンモニウム塩型分散剤ジメチルジステアリルアンモニウムクロリド(東京化成工業株式会社製 D1630、表1においてはD1630と表記する。)を用いた。
また、比較例4においては、分散助剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(表1においてPGMEAと表記する。)を用いた。この際、かかる分散助剤の添加量分を希釈溶剤から差し引き、これらを合わせて希釈溶剤としてみなして取り扱った。
基材フィルムの厚みを表1に示すとおりとした以外は実施例2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特性を表1に示す。
異方性導電膜(ソニーケミカル社製、型番CP9731SB)の両面に、上記実施例で得られた離型フィルムを、離型層が異方性導電膜側となるように、2kgの圧着ローラーを用いて貼り付けた後、温度60℃、相対湿度80%の環境において10日間放置した。
100μmの間隔をあけて2点の金属端子を備えたガラス板を用意した。上記放置後の異方性導電膜から離型フィルムを剥離し、ガラス板の金属端子を備えた側の表面に異方性導電膜を貼り合わせ、その上に金属端子を有しないガラス板を貼り合わせ、温度80℃、時間2秒、圧力1.0MPaの条件で仮貼りし、次いで、温度180℃、時間15秒、圧力3MPaの条件で本圧着した。
Claims (3)
- 基材フィルムの少なくとも片面に離型層を有する離型フィルムであって、
該離型層は、固形分として硬化型シリコーン樹脂と、塗液の全固形分質量に対して0.5〜30質量%のカーボンナノ材料と、分散剤とを含む塗液から形成された離型層であり、
離型フィルム1gを超純水100mL中に入れ、100℃で13時間加熱抽出した際の、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−の抽出量がいずれも50μg/g以下である、
異方導電性フィルム用離型フィルム。 - 離型層表面における表面抵抗が105〜1011Ω/□である請求項1に記載の異方導電性フィルム用離型フィルム。
- 硬化型シリコーン樹脂、カーボンナノ材料分散体および希釈溶媒を混合して得られた塗液を基材フィルムに塗布して乾燥する、請求項1または2に記載の離型フィルムを製造するための製造方法であって、
該カーボンナノ材料分散体が分散剤を含有しており、該分散剤がノニオン系であり、
該希釈溶媒が、Na+、Ca2+、Cl−、SO4 2−、CH3COO−、HCOO−を実質的に有しない溶媒である、
離型フィルムの製造方法。
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