JP2019099613A - レーザー加工用離型フィルム及びレーザー加工品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ポリエステルフィルムの上記特性から、これを基材とする離型フィルムは、液晶ディスプレイ(以下、LCDと略記することがある。)用偏光板製造用、位相差板製造用、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略記することがある。)構成部材製造用、及び有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略記することがある。)構成部材製造用等、各種ディスプレイ構成部材製造用等、各種光学用途等に使用されている。
しかしながら、上述の特許文献1のように接着性や離型性等の改良技術についてはこれまでにも多くの開示があるものの、離型フィルムを貼り合わせた被加工品のレーザー加工による離型フィルム由来の異物・変色といった問題には十分な検討がされていない。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[2]前記レーザー加工用離型フィルムを、被加工品の少なくとも片面に被覆した後、該被加工品を赤外線領域の波長のレーザー光照射によって加工する工程を含むレーザー加工品の製造方法。
本発明に係るレーザー加工用離型フィルム(以下、単に離型フィルムと称すことがある。)は、レーザー吸収剤を含有するポリエステルフィルムの少なくとも片面に離型層を有するものである。
ポリエステルフィルムは、ポリエステル層を層構成として含む離型フィルムの基材である。ポリエステルフィルムは、ポリエステル層の単層構成であってもよく、多層の積層構成であってもよい。例えば、2層、3層構成以外にも本発明の効果を損なわない限り、4層又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。また、各ポリエステル層は1種又は2種以上のポリエステルを併用してもよい。
ポリエステルフィルムは、無延伸フィルム(シート)であっても延伸フィルムであってもよいが、延伸フィルムであることが好ましく、二軸延伸フィルムであることがより好ましい。
ポリエステル層に使用するポリエステルは、ホモポリエステルであってもよく、共重合ポリエステルであってもよい。
ホモポリエステルからなる場合、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものが好ましい。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
グリコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
ポリエステルフィルムは、レーザー吸収剤を含有することを必須要件とするものである。ポリエステルフィルムを構成する層のうち少なくとも1層を、レーザー吸収剤を含有したポリエステル層とすることで、上記ポリエステルフィルムとすることができる。
例えば、レーザー吸収剤を含有しないポリエステル層をX層、レーザー吸収剤を含有するポリエステル層をY層とした場合、X層/Y層、Y層/Y層、X層/Y層/X層、Y層/X層/Y層等の層構成とすることができる。中でも、レーザー吸収剤のブリードアウトの観点から、X層/Y層/X層とすることが好ましい。この場合、複数のX層及びY層は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。
また、レーザー光の照射時に、貼り合わせている被加工品自体に過剰な熱エネルギーがかかることを離型フィルム自身で防止できることから、例えば、熱に敏感な電子回路等の電子部品をレーザー光の照射による損傷から保護することも可能となる。
また、上記離型フィルムは、例えばJIS K7136に準拠して測定した全光線透過率が、可視光領域(550nm波長下)での透明性確保の観点から、好ましくは70%以上であり、より好ましくは80%以上である。
ポリエステル層中には、易滑性付与を主たる目的として粒子を配合することが好ましい。配合する粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではない。例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機粒子が挙げられる。これらの中でも易滑性付与の観点から、シリカ粒子を用いることが好ましい。
また、特公昭59−5216号公報、特開昭59−217755号公報等に記載されている耐熱性有機粒子を用いてもよい。この他の耐熱性有機粒子の例として、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。さらに、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。
これら粒子は1種又は2種以上を併用してもよい。
使用する粒子の形状に関しても特に限定されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いてもよい。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。
本発明において粒子の平均粒子径は、例えば実施例において後述する方法により測定することができる。
なお、ポリエステルフィルムが3層以上の積層構成である場合は、中間層には粒子を含有せず、表層のポリエステル層のみに粒子を含有することが好ましい。その場合は、表層中の粒子の含有量が上記の範囲であることが好ましい。
また、ベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールあるいは水等に分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、又は混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法等によって行われる。
また、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル層中には、上述の粒子以外に必要に応じて従来公知の酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料等を添加することができる。
ポリエステルフィルムの製造方法について具体的に説明するが、該製造方法は以下の製造例に何ら限定されるものではない。
まず、先に述べたポリエステル原料を使用し、ダイから押し出された溶融シートを冷却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る方法が好ましい。この場合、シートの平面性を向上させるためシートと回転冷却ドラムとの密着性を高める必要があり、静電印加密着法及び/又は液体塗布密着法が好ましく採用される。
次に得られた未延伸シートは二軸方向に延伸される。その場合、まず、前記の未延伸シートを一方向にロール又はテンター方式の延伸機により延伸する。延伸温度は、通常70〜120℃程度であり、好ましくは80〜110℃であり、延伸倍率は、通常2.5〜7倍程度であり、好ましくは3.0〜6倍である。次いで、一段目の延伸方向と直交する延伸温度は、通常70〜170℃程度であり、延伸倍率は通常3.0〜7倍程度であり、好ましくは3.5〜6倍である。
そして、引き続き通常180〜270℃程度の温度で緊張下又は30%以内の弛緩下で熱処理を行い、二軸配向フィルムを得る。
上記の延伸においては、一方向の延伸を2段階以上で行う方法を採用することもできる。その場合、最終的に二方向の延伸倍率がそれぞれ上記範囲となるように行うことが好ましい。
そして、引き続き通常170〜250℃程度の温度で緊張下又は30%以内の弛緩下で熱処理を行い、延伸配向フィルムを得る。
上述の延伸方式を採用する同時二軸延伸装置に関しては、スクリュー方式、パンタグラフ方式、リニアー駆動方式等、従来から公知の延伸方式を採用することができる。
ポリエステルの固有粘度は、フィルム成形性の観点から、好ましくは0.60〜0.80dL/gである。
本発明においてポリエステルの固有粘度は、例えば全自動溶液粘度計を用いて測定することができるが、詳しくは実施例において後述する方法により測定することができる。
離型フィルムには、ポリエステルフィルムと離型層との塗膜密着性を良好とするために塗布層を形成することができる。
塗布層に関しては上述の塗布延伸法(インラインコーティング)を用いてもよく、一旦製造したフィルム上に系外で塗布する、いわゆるオフラインコーティングを採用してもよく、何れの手法を採用してもよい。
離型フィルムを構成する離型層とは、離型性を有する層のことをいう。
離型性の程度は離型フィルムの用途により適宜特定されるが、例えば、アクリル系粘着剤層と離型層との剥離力(F)が、引張速度300mm/分の条件下、180°剥離で、通常5〜500mN/cm程度だが、好ましくは10〜20mN/cmであり、より好ましくは10〜16mN/cmである。該剥離力が10mN/cm以上であれば、剥離する必要がない状況において容易に離型フィルムが剥離する不具合が生じるおそれが少なく、20mN/cm以下であれば離型フィルムの剥離が困難になるおそれは少ない。
本発明の離型フィルムの剥離力は、例えば実施例において後述する方法により測定することができる。
離型層は、離型性を良好とするために硬化型シリコーン樹脂の硬化物を含有することが好ましい。硬化型シリコーン樹脂を主成分とするタイプでもよいし、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂等の有機樹脂とのグラフト重合等による変性シリコーンタイプ等を使用してもよい。
硬化型シリコーン樹脂の種類としては付加型・縮合型・紫外線硬化型・電子線硬化型・無溶剤型等、何れの硬化反応タイプでも用いることができる。
硬化型シリコーン樹脂としては、例えばポリメチルハイドロジェンシロキサン、ポリメチルハイドロジェンシロキサン−ポリメチルシロキサン共重合物等のポリハイドロジェンシロキサン等が挙げられる。
さらに離型層の剥離性等を調整するために剥離コントロール剤を併用してもよい。
離型フィルムを構成する離型層は上述の塗布延伸法(インラインコーティング)等のフィルム製造工程内において、ポリエステルフィルム上に設けられてもよく、一旦製造したフィルム上に系外で塗布する、いわゆるオフラインコーティングを採用しても良く、何れの手法を採用してもよい。
塗布延伸法(インラインコーティング)については以下に限定するものではないが、例えば、逐次二軸延伸においては特に1段目の延伸が終了して、2段目の延伸前にコーティング処理を施すことができる。塗布延伸法によりポリエステルフィルム上に離型層が設けられる場合には、延伸と同時に塗布が可能になると共に離型層の厚みを延伸倍率に応じて薄くすることができ、ポリエステルフィルムとして好適なフィルムを製造できる。
本発明の離型フィルムは、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に離型層を有するが、ポリエステルフィルムに離型層が設けられていない面がある場合、当該離型層が設けられていない面には本発明の主旨を損なわない範囲において、接着層、帯電防止層、オリゴマー析出防止層等の塗布層を設けてもよい。
離型フィルムを構成するポリエステルフィルムには予め、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。
また本発明は、上述のレーザー加工用離型フィルムを、被加工品の少なくとも片面に被覆した後、該被加工品を赤外線領域の波長のレーザー光照射によって加工する工程を含む、レーザー加工品の製造方法に係るものである。
上述のレーザー加工用離型フィルムを、被加工品に被覆したままレーザー光照射により加工しても、離型フィルム由来の異物の発生等がほとんど生じないため被加工品の汚染を抑制することができる。また、上述のレーザー加工用離型フィルムは、離型フィルムとしての性能を有しているため、レーザー加工時において離型フィルムが被加工品から剥離することなく、またレーザー加工後に加工品から離型フィルムを容易に剥離することができる。
上記製造方法が奏する効果から、被加工品として異物の混入を嫌う光学部材が好適である。
光学部材としては、例えば、スマートフォン、タブレット及びパソコン等のLCD用偏光板、位相差板等のLCD構成部材製造用、PDP構成部材製造用、並びに有機EL構成部材製造用等の各種ディスプレイ構成部材製造用の他、各種光学用途の部材が挙げられる。
本発明の離型フィルムは、特に赤外線領域におけるレーザー加工性(切断、マーキング、トリミング、穴あけ等)が良好である。このことから、上記製造方法において被加工品は、好ましくは波長1000〜1300nm、より好ましくは1060nmのレーザー光の照射条件で加工されることによって、発明の効果を好適に発揮することができる。また、レーザー光の1パルスあたりのエネルギー密度は、レーザー加工性向上の観点から好ましくは100〜800mJ/cm2である。また、レーザー光の繰り返し周波数は、レーザー加工性向上の観点から好ましくは60〜150Hzである。
離型フィルムが被加工品の片面に被覆されている場合、レーザー光照射は、離型フィルム側からでも被加工品側からでもよいが、フィルム由来の異物発生低減の観点から被加工品側から照射することが好ましい。
レーザー加工用離型フィルムは、被加工品の少なくとも片面に粘着層を介して、被加工品と離型フィルムの離型層とが対向するように被覆することができる。粘着層を構成する粘着剤は、特に限定されないが、光学部材との接着性や低アウトガス性の観点からアクリル系粘着剤を使用することが好ましい。
アクリル系粘着剤は、官能基含有モノマーと、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル等の他のモノマーとを共重合して得られるアクリル系共重合体が主成分として構成されるものが挙げられる。粘着剤には、必要に応じて溶媒、架橋剤、粘着付与剤、充填剤、着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等をさらに含んでいてもよい。
(1)ポリエステルの固有粘度(dL/g)の測定
ポリエステル(粒子を含む場合は粒子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(質量比)の混合溶媒100mlを加えて溶解させ、全自動溶液粘度計(センテック社製、「DT553」)を用いて30℃で測定した。
(2)シリカ粒子の平均粒径(d50:μm)の測定
遠心沈降式粒度分布測定装置((株)島津製作所社製、「SA−CP3型」)を使用して測定した等価球形分布における積算(質量基準)50%の値を平均粒径とした。
実施例及び比較例で得られた離型フィルムの離型層表面に、両面粘着テープ(日東電工(株)製、「No.31B」、アクリル系粘着剤)の片面を貼り付けた後、50mm×300mmのサイズにカットし、室温にて1時間放置後、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、180°剥離で、剥離力を測定し、評価した。
なお、表1中に示したカッコ内の数値は剥離力(mN/cm)の測定値である。
(評価基準)
<300mm/分での剥離力>
○:10〜20mN/cmの範囲(適切な剥離力)。
×:10mN/cmより小さい、もしくは、20mN/cmより大きい。
実施例及び比較例で得られた離型フィルムについて、分光光度計((株)日立ハイテクフィールディング製、「U−3310」)により、波長1100nmでの光線透過率を測定し、評価した。
なお、表1中に示したカッコ内の数値は光線透過率(%)の測定値である。
(評価基準)
○:光線透過率が10%以下。
△:光線透過率が10%を越えて20%以下。
×:光線透過率が20%を越える。
実施例及び比較例で得られた離型フィルムの離型面上に粘着剤(東洋インキ社製、「オリバインBPS6421」、溶剤型アクリル系粘着剤)を塗布した後、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、波長:1060nm)を照射し、ガラスパネルを60mm×130mmサイズに切断した。切断面を光学顕微鏡により観察し、評価した。
(評価基準)
○:離型フィルム由来の異物付着がない。
△:離型フィルム由来の異物が極微量(異物の存在を目視で確認するのが困難)付着している。
×:離型フィルム由来の異物が明瞭(異物の存在を目視で容易に確認可能)に付着している。
[製造例1](ポリエステルA)
ジメチルテレフタレート100質量部、エチレングリコール60質量部及び酢酸マグネシウム・4水塩0.09質量部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノールを留去し、エステル交換反応を行い、反応開始から4時間を要して230℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次いで、エチレングリコールスラリーエチルアシッドフォスフェート0.04質量部、三酸化アンチモン0.03質量部、100分で温度を280℃、圧力を15mmHgに達せしめ、以後も徐々に圧力を減じ、最終的に0.3mmHgとした。4時間後、系内を常圧に戻し、固有粘度0.61dL/gのポリエステルAを得た。
ジメチルテレフタレート100質量部、エチレングリコール60質量部及び酢酸マグネシウム・4水塩0.09質量部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノールを留去し、エステル交換反応を行い、反応開始から4時間を要して230℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次いで、エチレングリコールスラリーエチルアシッドフォスフェート0.04質量部、三酸化アンチモン0.03質量部、平均粒径1.5μmのシリカ粒子を0.01質量部添加した後、100分で温度を280℃、圧力を15mmHgに達せしめ、以後も徐々に圧力を減じ、最終的に0.3mmHgとした。4時間後、系内を常圧に戻し、固有粘度0.61dL/gのポリエステルBを得た。
ポリエステルA中に酸化タングステン微粒子(富士色素(株)社製:FUJI−EL MWO3 ♯433)を10質量部添加する以外は製造例1と同様にして、固有粘度0.62dL/gのポリエステルCを得た。
ポリエステルA中に酸化タングステン微粒子(富士色素(株)社製:FUJI−EL MWO3 ♯401)を10質量部添加する以外は製造例1と同様にして、固有粘度0.62dL/gのポリエステルDを得た。
[実施例1]
ポリエステルA、Bをそれぞれ90質量%、10質量%の割合で混合した混合原料を最外層(表層)の原料とし、ポリエステルA、Cをそれぞれ90質量%、10質量%の割合で中間層の原料として、2台の押出機に各々を供給した。その後、各々285℃で溶融した後、40℃に設定した冷却ロール上に、2種3層(表層/中間層/表層)の層構成で共押出しし、冷却固化させて未延伸シートを得た。
次いで、ロール周速差を利用してフィルム温度85℃で縦方向に3.4倍延伸した後、テンターに導き、横方向に120℃で4.3倍延伸し、225℃で5秒間熱処理を行った後、横方向に3%弛緩し、厚さ38μm(表層2μm、中間層34μm)のポリエステルフィルムを得た。フィルムは両端部をスリットして1000mm幅で12000m長のフィルムロールとした。
その後、下記離型剤組成からなる離型剤を、塗布量(乾燥後)が0.1g/m2になるようにリバースグラビアコート方式により塗設し、120℃、30秒間熱処理した後、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。
・硬化型シリコーン樹脂(KS−847H:信越化学工業(株)製、付加型シリコーン樹脂):99質量%
・硬化剤(PL−50T:信越化学工業(株)製):1質量%
上記組成からなる離型剤を、メチルエチルケトン/トルエン混合溶媒(混合比率は1:1)で希釈し、濃度2質量%の塗布液を作成した。
表1に示すポリエステルフィルムの原料配合とした以外は、実施例1と同様にして製造し、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2]
離型層を設けない以外は、実施例1と同様にして製造し、ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- レーザー吸収剤を含有するポリエステルフィルムの少なくとも片面に離型層を有するレーザー加工用離型フィルム。
- 前記レーザー吸収剤が、アンチモン、インジウム、亜鉛及びタングステンから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を含む金属化合物である、請求項1に記載のレーザー加工用離型フィルム。
- 前記ポリエステルフィルム中の前記レーザー吸収剤の含有量が、0.1〜3質量%である、請求項1又は2に記載のレーザー加工用離型フィルム。
- 光線透過率が、波長1000〜1300nm領域において20%以下である、請求項1〜3のいずれかに記載のレーザー加工用離型フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のレーザー加工用離型フィルムを、被加工品の少なくとも片面に被覆した後、該被加工品を赤外線領域の波長のレーザー光照射によって加工する工程を含むレーザー加工品の製造方法。
- 前記被加工品が、光学部材である、請求項5に記載のレーザー加工品の製造方法。
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