JP2016210023A - 可撓性積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性積層体の製造工程において、切断加工の後に、割れを生じること無く、可撓性積層体の切断面を研削加工できるようにすること。【解決手段】可撓性積層体１の製造方法は、作製工程と、積層工程と、切断工程と、研削工程と、剥離工程とを備える。作製工程では、樹脂フィルム２と樹脂フィルム２に積層及び結合されたガラスフィルム４とを有する可撓性積層体１を作製する。作製工程後の積層工程では、可撓性積層体１を支持シート５に積層及び接着してシート付積層体７を形成する。積層工程後の切断工程では、シート付積層体７を切断する。切断工程後の研削工程では、シート付積層体７の切断面を研削する。研削工程後の剥離工程では、シート付積層体７から可撓性積層体１を剥離する。【選択図】図３

Description

本発明は、可撓性積層体の製造方法に関するものである。

周知のように、ガラス板を樹脂板に積層一体化させた積層体は、ガラスに由来する高硬度、高耐久性、高気密性、ガスバリヤ性および高級感などといった諸特性と、樹脂に由来する軽量性や高耐衝撃性などといった諸特性とを兼ね備えている。

従って、この種の積層体は、広範囲な分野、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、携帯電話やタブレット型ＰＣ等の携帯用電子デバイス、太陽電池、電磁調理器などの電気・電子機器のパネル用材料として、あるいは建築構造物や各種車両の窓パネル用材料などとしての使用が期待されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１０７２４５号公報

ところで、このような積層体は、薄板化によって可撓性を有するようになる。この可撓性を有する積層体（以下、可撓性積層体と記す）を、用途に応じた形状・寸法に切断する必要がある。しかし、可撓性積層体を切断した場合、特に、ガラス部分の切断面はクラックやチッピング等の微小欠陥を有する凹凸面（粗面）に形成される可能性がある。かかる面性状の切断面を放置したままでは、微小欠陥を起点としたガラス部分の割れ等、可撓性積層体を組み込んだ製品の品質上致命的な問題を招来する可能性が格段に高まる。そのため、可撓性積層体を所定形状・寸法に切断した後には、可撓性積層体の切断面を含む端部を、研削加工で所定寸法除去することが必要である。

しかしながら、可撓性積層体の切断面を研削加工しようとした場合、可撓性積層体の可撓性が故に、可撓性積層体に研削工具が接触した時点で、可撓性積層体が激しく動いて割れてしまうという事態が生じるため、可撓性積層体を研削加工することができなかった。

また、可撓性積層体は可撓性に富むため、切断加工の後、研削加工にハンドリングする際に可撓性積層体が自重によって曲がることがある。切断後のガラス部分の端面には微小欠陥が多数存在し、切断面の微小欠陥に曲げ応力が集中することで可撓性積層体のガラス部分が割れてしまう場合もあった。

本発明は、上記事情に鑑み、可撓性積層体の製造工程において、切断加工の後に、割れを生じること無く、可撓性積層体の切断面を研削加工できるようにすることを技術的課題とする。

前記課題を解決するために創案された可撓性積層体の製造方法は、樹脂フィルムと前記樹脂フィルムに積層及び結合されたガラスフィルムとを有する可撓性積層体を作製する作製工程と、前記作製工程後に、前記可撓性積層体を支持シートに積層及び接着してシート付積層体を形成する積層工程と、前記積層工程後に、前記シート付積層体を切断する切断工程と、前記切断工程後に、前記シート付積層体の切断面を研削する研削工程と、前記研削工程後に、前記シート付積層体から前記可撓性積層体を剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする。

シート付積層体では、可撓性積層体が支持シートに支持された状態となり、可撓性積層体単体の場合より、可撓性が抑制される。従って、研削工程で、シート付積層体に、研削工具が接触しても、シート付積層体が激しく動くことが抑制され、可撓性積層体の研削加工が可能となる。

また、上記の構成では、切断工程の前に積層工程があり、切断工程から研削工程まで、可撓性積層体が支持シートに支持された状態になるため、切断加工後、研削加工に至る前に、可撓性積層体が湾曲することで切断面の微小欠陥に起因して可撓性積層体のガラスフィルムが割れてしまう事態を回避できる。

上記の構成において、前記シート付積層体において、前記樹脂フィルムが前記可撓性積層体の中で最も前記支持シートの側に配置されていることが好ましい。

剥離工程で、シート付積層体から可撓性積層体を剥離する際には、可撓性積層体は、支持シート側が凸となるように曲がる可能性がある。このように曲がった状態では、可撓性積層体の支持シート側には、引っ張り応力が生じ、可撓性積層体の支持シートとは反対側には、圧縮応力が生じる。ガラスは、圧縮応力が生じた場合より、引っ張り応力が生じた場合の方が割れやすい。上記の構成であれば、可撓性積層体においてガラスフィルムが支持シートとは反対側に配置され、圧縮応力が生じる側に配置されることになるので、可撓性積層体が割れることを抑制する効果が期待され得る。

上記の構成において、前記積層工程で、前記可撓性積層体を前記支持シートに接着層を介して積層及び接着し、前記接着層において、前記可撓性積層体に対する接着力が、前記支持シートに対する接着力より小さいことが好ましい。

この構成であれば、シート付積層体から可撓性積層体を剥離した後に、接着層が、可撓性積層体ではなく、支持シートに残留する。従って、可撓性積層体から接着層を剥がす時間や労力を不要とすることができる。

上記の構成において、前記研削工程後に、前記可撓性積層体の被研削面のうち、前記ガラスフィルムに積層方向に隣接する部位が前記ガラスフィルムより出っ張っていることが好ましい。ここで、ガラスフィルムに積層方向に隣接する部位は、樹脂フィルムとガラスフィルムの間に介在する層（樹脂フィルムとガラスフィルムを結合するための層やその他の機能を有する層など）が形成されている場合には、その介在する層であり、樹脂フィルムにガラスフィルムが直接積層及び結合されている場合には、樹脂フィルムである。

この構成であれば、シート付積層体から可撓性積層体を剥離した後に、可撓性積層体の研削面のうち、ガラスフィルムの部位が出っ張っていないので、ガラスフィルムの部位が他の部材等に接触して割れたり傷ついたりすることを抑制できる。

上記の構成において、前記剥離工程で、前記可撓性積層体を剥離する際に、前記支持シートを曲げることが好ましい。

この構成であれば、シート付き積層体から可撓性積層体を剥離する際に、可撓性積層体の曲げを抑制できるので、可撓性積層体に不当に負荷がかかって割れることを抑制できる。

以上のように、本発明によれば、可撓性積層体の製造工程において、切断加工の後に、割れを生じること無く、可撓性積層体の切断面を研削加工できるようにすることができる。

本発明の実施形態に係る可撓性積層体の製造方法を示すフローチャートである。 作製工程で作製される可撓性積層体の概略断面図である。 積層工程で形成されるシート付積層体の概略断面図である。 切断工程で切断されたシート付積層体の概略断面図である。 研削工程で研削されたシート付積層体の概略断面図である。 剥離工程で可撓性積層体を剥離する途中のシート付積層体の概略断面図である。 剥離工程で剥離された可撓性積層体の概略断面図である。 （Ａ）が図７のＡ部の拡大図、（Ｂ）と（Ｃ）は、（Ａ）の変形例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る可撓性積層体の製造方法を示すフローチャートである。この可撓性積層体の製造方法は、作製工程Ｓ１と、積層工程Ｓ２と、切断工程Ｓ３と、研削工程Ｓ４と、剥離工程Ｓ５とを備える。

作製工程Ｓ１では、図２に示す可撓性積層体１を作製する。可撓性積層体１は、樹脂フィルム２と、樹脂フィルム２に結合層３を介して積層及び結合されたガラスフィルム４とを有する。なお、図示例では、ガラスフィルム４、結合層３、樹脂フィルム２は、この順番で大きいものとなっており、この順番で、端部が出っ張るように配設されている。これは、ガラスフィルム４が一番割れやすいため、ガラスフィルム４の端部が出っ張らないようにするためである。

樹脂フィルム２としては、厚さ１μｍ以上１０００μｍ以下のものが好ましく、厚さ５μｍ以上５００μｍ以下のものがより好ましく、厚さ１０μｍ以上１００μｍ以下のものが最も好ましい。ここでは厚さ３８μｍの樹脂フィルム２を使用している。樹脂フィルム２の材質としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。

結合層３としては、厚さ１μｍ以上１０００μｍ以下のものが好ましく、厚さ５μｍ以上５００μｍ以下のものがより好ましく、厚さ１０μｍ以上１００μｍ以下のものが最も好ましい。ここでは厚さ２５μｍの結合層３を使用している。結合層３の材質としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、紫外線硬化性アクリル系接着剤、紫外線硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性メラミン系接着剤、熱硬化性フェノール系接着剤、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）中間膜、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）中間膜等が挙げられる。

ガラスフィルム４としては、厚さ１０μｍ以上１０００μｍ以下のものが好ましく、厚さ１０μｍ以上５００μｍ以下のものがより好ましく、厚さ１０μｍ以上１００μｍ以下のものが最も好ましい。ここでは、厚さ５０μｍのガラスフィルム４を使用している。使用可能なガラスフィルム４の組成に特段の限定はないが、アルカリ成分を含まない無アルカリガラスで形成したガラスフィルム４が特に好適に使用される。これは、組成にアルカリ成分を含むガラスの場合、経時に伴ってガラス中のアルカリ成分が抜け、可撓性積層体１に曲げ応力が作用したときに、アルカリ成分の抜けた部分が起点となってガラスフィルム４が割れ易くなるためである。

作製工程Ｓ１の後の積層工程Ｓ２では、可撓性積層体１を支持シート５に接着層６を介して積層して図３に示すシート付積層体７を形成する。本実施形態では、シート付積層体７において、樹脂フィルム２が可撓性積層体１の中で最も支持シート５の側に配置されているが、ガラスフィルム４が可撓性積層体１の中で最も支持シート５の側に配置されていてもよい。また、図示は省略するが、積層工程Ｓ２では、ガラスフィルム４に対して、ガラスフィルム４を保護するための保護フィルムを積層及び固定する。なお、図示例では、可撓性積層体１の樹脂フィルム２、接着層６、支持シート５は、この順番で大きいものとなっており、この順番で、端部が出っ張るように配設されているが、これも、可撓性積層体１のガラスフィルム４を保護するためである。

支持シート５としては、厚さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下のものが好ましく、厚さ０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下のものがより好ましく、厚さ０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下のものが最も好ましい。ここでは厚さ０．５ｍｍの支持シート５を使用している。すなわち、支持シート５の厚さが、可撓性積層体１の厚さより大きい。

支持シート５の材質としては、可撓性積層体１を支持することが可能な剛性が得られれば特に限定されず、樹脂、ガラス、セラミックス等が挙げられるが、可撓性積層体１の剥離のし易さ、切断の容易性、コスト等の観点から樹脂が好ましい。

支持シート５として樹脂を使用する場合には、樹脂の材質としては、樹脂フィルム２と同様のものが挙げられる。

また、支持シート５の曲げ弾性率は、１００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下が好ましい。曲げ弾性率が５０００ＭＰａを超える場合は、支持シート５が曲がりにくくなるため、可撓性積層体１をシート付積層体７から剥離できなくなる可能性がある。曲げ弾性率が１００ＭＰａ未満の場合は、シート付積層体７の剛性が不十分になり、研削加工ができなくなる可能性がある。この観点から、曲げ弾性率は、５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下がより好ましく、１０００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下が最も好ましい。ここでは、曲げ弾性率が２３００ＭＰａのポリカーボネート（ＰＣ）を使用している。

接着層６は、可撓性積層体１と支持シート５を剥離可能に接着する層であり、接着層６において、可撓性積層体１に対する接着力は、支持シート５に対する接着力より小さい。接着層６としては、厚さ５μｍ以上１０００μｍ以下のものが好ましく、厚さ２０μｍ以上５００μｍ以下のものがより好ましく、厚さ５０μｍ以上１００μｍ以下のものが最も好ましい。ここでは厚さ８０μｍの接着層６を使用している。

接着層６としては、本実施形態では、自己粘着性を有する樹脂層と、樹脂層に接着剤を塗布して形成した接着剤層とで構成されたものを使用しており、樹脂層が可撓性積層体１側、接着材層が支持シート５側となるように配設している。しかし、接着層６は、このような構成に限定されず、可撓性積層体１と支持シート５を剥離可能に接着するものであればよい。

本実施形態の接着層６を構成する自己粘着性を有する樹脂層の材質としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。また、本実施形態の接着層６を構成する接着剤層の材質としては、結合層３の材質と同様のものが挙げられる。

積層工程Ｓ２の後の切断工程Ｓ３では、図３に二点鎖線で示す線に沿ってシート付積層体７を切断することによって、シート付積層体７を図４に示す所望の大きさとする。切断方法としては、例えば、レーザ溶断、ウォータージェット切断、レーザ割断、ダイシング切断等が挙げられる。

切断工程Ｓ３の後の研削工程Ｓ４では、シート付積層体７の切断面７ａを研削する。研削は、図４に二点鎖線で示す断面Ｖ字状の研削面８ａを有する研削工具８を回転させながら、切断面７ａに押し付けることによって行なう。この研削工程Ｓ４で、シート付積層体７において最も研削で除去される部分は支持シート５の下端であり、研削後の面（被研削面７ｂ）の切断面７ａからの最大距離ｄは、例えば、０．８〜１．２ｍｍである。

シート付積層体７の切断面７ａを全て研削して研削工程Ｓ４を完了すると、シート付積層体７は、図５に示す状態となる。

研削工程Ｓ４の後の剥離工程Ｓ５では、図６に示すように、シート付積層体７を吸着ステージ９上に固定した状態で、シート付積層体７から可撓性積層体１を剥離する。詳述すれば、まず、シート付積層体７を上下反転させて、吸着ステージ９上に載置し、吸着ステージ９の吸着によりシート付積層体７を固定する。この状態で、吸着パッド１０を、シート付積層体７の支持シート５に吸着させ、支持シート５が曲がるように支持シート５を引っ張って可撓性積層体１から剥離する。なお、剥離の際に、シート付積層体７の可撓性積層体１は吸着ステージ９によって平板状に維持されるため、可撓性積層体１が不当に屈曲して割れることを防止できる。

支持シート５全体を可撓性積層体１から剥離した後、可撓性積層体１に対する吸着ステージ９の吸着を停止して、可撓性積層体１を上下反転させると、可撓性積層体１は図７に示す状態となる（剥離工程Ｓ５が完了）。この可撓性積層体１は、切断面７ａが研削加工されたものとなっている。図８（Ａ）に拡大して示すように、可撓性積層体１の被研削面７ｂのうち、ガラスフィルム４に積層方向に隣接する部位（結合層３）がガラスフィルム４より出っ張っている。また、被研削面７ｂのうち、結合層３は、樹脂フィルム２より出っ張っている。

なお、本発明では、可撓性積層体１の被研削面７ｂのうち、ガラスフィルム４に積層方向に隣接する部位がガラスフィルム４より出っ張っていればよく、例えば、図８（Ｂ）に示すように、被研削面７ｂのうち、結合層３より樹脂フィルム２が出っ張っていてもよい。また、図８（Ｃ）に示すように、被研削面７ｂは、断面が直線状でなく、曲線状であってもよい。

以上のように構成した本実施形態の可撓性積層体の製造方法では、以下の効果を享受できる。

シート付積層体７では、可撓性積層体１が支持シート５に支持された状態となり、可撓性積層体１単体の場合より、可撓性が抑制される。従って、研削工程Ｓ４で、シート付積層体７に、研削工具８が接触しても、シート付積層体７が激しく動くことが抑制され、可撓性積層体１の研削加工が可能となる。

また、本発明では、切断工程Ｓ３の前に積層工程Ｓ２があり、切断工程Ｓ３から研削工程Ｓ４まで、可撓性積層体１が支持シート５に支持された状態になるため、切断加工後、研削加工に至る前に、切断面７ａの微小欠陥に起因して可撓性積層体１のガラスフィルム４が割れてしまう事態を回避できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでは無く、その技術的思想の範囲内で、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、研削工程Ｓ４で使用される研削工具８の研削面８ａが断面Ｖ字状であったが、断面が直線状であってもよいし、断面が曲線状であってもよい。

また、上記実施形態では、シート付積層体７において、可撓性積層体１は、支持シート５に接着層６を介して積層及び接着されているが、例えば接触面を平滑及び清浄なものとして密着させる等の手段によって、可撓性積層体１は、支持シート５に直接積層及び接着されてもよい。

また、上記実施形態では、可撓性積層体１において、ガラスフィルム４は、樹脂フィルム２に結合層３を介して積層及び結合されているが、例えば溶着等の手段によって、ガラスフィルム４は、樹脂フィルム２に直接積層及び結合されてもよい。また、ガラスフィルム４と樹脂フィルム２との間に、ガラスフィルム４と樹脂フィルム２を結合する以外の機能を有する層が介在してもよい。また、可撓性積層体１において、ガラスフィルム４と樹脂フィルム２はそれぞれ１枚であったが、それぞれ、複数枚であってもよい。

１ 可撓性積層体
２ 樹脂フィルム
３ 結合層
４ ガラスフィルム
５ 支持シート
６ 接着層
７ シート付積層体
７ａ 切断面
７ｂ 被研削面
Ｓ１ 作製工程
Ｓ２ 積層工程
Ｓ３ 切断工程
Ｓ４ 研削工程
Ｓ５ 剥離工程

Claims (5)

1. 樹脂フィルムと前記樹脂フィルムに積層及び結合されたガラスフィルムとを有する可撓性積層体を作製する作製工程と、
   前記作製工程後に、前記可撓性積層体を支持シートに積層及び接着してシート付積層体を形成する積層工程と、
   前記積層工程後に、前記シート付積層体を切断する切断工程と、
   前記切断工程後に、前記シート付積層体の切断面を研削する研削工程と、
   前記研削工程後に、前記シート付積層体から前記可撓性積層体を剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする可撓性積層体の製造方法。
2. 前記シート付積層体において、前記樹脂フィルムが前記可撓性積層体の中で最も前記支持シートの側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の可撓性積層体の製造方法。
3. 前記積層工程で、前記可撓性積層体を前記支持シートに接着層を介して積層及び接着し、
   前記接着層において、前記可撓性積層体に対する接着力が、前記支持シートに対する接着力より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の可撓性積層体の製造方法。
4. 前記研削工程後に、前記可撓性積層体の被研削面のうち、前記ガラスフィルムに積層方向に隣接する部位が前記ガラスフィルムより出っ張っていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の可撓性積層体の製造方法。
5. 前記剥離工程で、前記可撓性積層体を剥離する際に、前記支持シートを曲げることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の可撓性積層体の製造方法。

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