JP2021011081A - シリコーン離型ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
1.ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、アルケニル基および/またはSiO4/2で表されるQ単位を含有する1種類以上のシリコーンAの水分散体、Si−H基で表されるSi原子と直接結合した水素原子を有するシリコーンBの水分散体を含有し、且つ架橋反応抑制剤、白金系触媒およびノニオン系乳化剤を含む離型用コーティング組成物を用いて形成される塗布層を有するセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルムであって、シリコーンA中の全Si原子に対し、アルケニル基と結合しているSi原子の含有量が0.05モル%〜20モル%の範囲であり、Q単位に含まれるSi原子の含有量が0.05〜60モル%の範囲であるセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルム。
2.塗布層の表面自由エネルギーが10mN/m以上40mN/m以下である、項1に記載のセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルム。
3.ポリエステルフィルムが、粒子を含まない表面層を有し、塗布層が該表面層上に形成されてなる、項1または2に記載のセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルム。
本発明のシリコーン離型ポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、アルケニル基および/またはSiO4/2で表されるQ単位を含有する1種類以上のシリコーンAの水分散体、Si−H基で表されるSi原子と直接結合した水素原子を有するシリコーンBの水分散体を含有し、且つ架橋反応抑制剤、白金系触媒およびノニオン系乳化剤を含む離型用コーティング組成物を用いて形成される塗布層を有するセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルムであって、シリコーンA中の全Si原子に対し、アルケニル基と結合しているSi原子が0.05モル%〜20モル%の範囲であり、Q単位のSi原子が0.05〜60モル%の範囲であるセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルムである。
以下、構成成分毎に詳述する。
本発明におけるアルケニル基および/またはSiO4/2で表されるQ単位(以下単にQ単位と称する。)を含有するシリコーンAとして、下記の一般式(I)を有するオルガノポリシロキサンが例示される。
R1aR2bSiO(4−a−b)/2 ・・・(I)
(式(I)中、R1は炭素数2〜8のアルケニル基、R2はアルキル基またはアリール基から選択される炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基であり、aは0〜3、bは0〜3で、かつa+b≦3を満たす整数をそれぞれ表す。)
本発明における、Si−H基で表されるSi原子と直接結合した水素原子を有するシリコーン(以下、Si−H基含有シリコーンと称することがある)として、下記の一般式(II)で示される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが例示される。
R3cHdSiO(4−c−d)/2 ・・・(II)
(式(II)中、R3はアルキル基またはアリール基から選択される炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基であり、cは0〜2、dは1〜3で、かつc+d≦3を満たす整数をそれぞれ表す。)
本発明における、上述した各水分散体を形成する水系溶媒として、水が好ましく用いられる。水系溶媒を用いることにより、フィルム製膜の工程中に有機溶剤で必要となる防爆設備および回収設備を用いることなくシリコーン離型層を形成させることができる。
それぞれの水分散体は、水分散体の安定性、せん断耐性を上げるためにノニオン系乳化剤を使用して作成される。なお、発明者らが鋭意検討した結果、それぞれの水分散体同士の凝集を防ぎ、且つシリコーンの硬化反応に影響を与えないためには、乳化剤はノニオン系乳化剤であることが必要であることが判明した。カチオン系乳化剤はシリコーンの硬化反応に影響を与え、また塗膜中に局在化、例えば表面にブリードアウトして離型性に影響を与え、重剥離化する。また詳細は不明であるが、カチオン系乳化剤を使用した場合、シリコーン系の水分散体同士が凝集しやすくなる。
本発明の塗布層を構成する離型用コーティング組成物には、アルケニル基および/またはQ単位を含有する1種類以上のシリコーンとSi−H基含有シリコーンとを付加反応させるため、白金系触媒を用いることが必要である。
本発明において、室温における白金系触媒の活性を抑制するために離型用コーティング組成物に架橋反応抑制剤が含有されていることが必要である。架橋反応抑制剤の含有量は、塗布層の形成に用いられる塗布液重量に対し、好ましくは5〜1000ppm、より好ましくは10〜700ppm、さらに好ましくは20〜500ppmである。
本発明の離型用コーティング組成物には、本発明の課題を損なわない範囲内でさらに密着性付与剤、着色剤、紫外線吸収剤、粒子などを添加してもよい。
本発明のシリコーン離型ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムとしては、公知のポリエステルフィルムが使用でき、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート等の公知のポリエステルが用いられる。中でも、ポリエチレンテレフタレートが力学的物性と成形性のバランスがよいので特に好ましい。
本発明において、本発明の離型用コーティング組成物を用いて基材フィルムの少なくとも一方の面に塗布層が形成される。本発明の塗布層は、該基材フィルム上に該離型用コーティング組成物を塗布した後、乾燥が施され、塗布層が形成される。該塗布層の形成はフィルム製膜工程において形成されることが好ましい。
本発明においては、後述する試験法によるセラミックシートの剥離力が8g/25mm未満であることが好ましい。より好ましくは5g/25mm未満である。このような剥離力であると、セラミックシートを形成後、該シートの破れを抑制し、容易に剥離することができる。
本発明のシリコーン離型ポリエステルフィルムは、積層セラミックコンデンサ製造時に使用される薄膜セラミックグリーンシート成型のキャリアフィルムとして用いられる離型ポリエステルフィルムに用いられる。かかる用途に用いた場合、軽剥離性に優れるため、離型ポリエステルフィルム上に乾燥後の厚みが1μm以下の薄膜グリーンシートを作成し、離型ポリエステルフィルムを剥離する際に、薄肉グリーンシートに破れが生じることなく、また、濡れ性が良好であるため、セラミックグリーンシートのピンホールを低減し、薄肉の積層セラミックコンデンサの不良率を低減させることができる。
(1)離型層塗布均一性
離型ポリエステルフィルムをA4版に切り出し、塗布層面を蛍光灯、ハロゲンライトを用いて目視で観察した際に凝集状塗布欠点の個数を比較し、以下の基準により評価した。
◎:塗布欠点なし
○:塗布欠点が1〜2個
△:塗布欠点が3〜5個
×:塗布欠点が6個以上
チタン酸バリウム(BaTiO3)100重量部、ポリビニルブチラール7重量部、ジオクチルフタレート3質量部をトルエン:エタノール=1:1(体積比率)の混合溶媒に加え、ボールミルにて分散させ、スラリーを調整した。このスラリーを離型ポリエステルフィルムの塗布層上に乾燥後厚みが2μmとなるように均一塗工した後、乾燥させセラミックシートを形成した。セラミックシートが形成された離型ポリエステルフィルムを25mm×150mmに裁断し、セラミックシート側に粘着テープ(日東電工(株)製、商品名「31Bテープ」)を貼合わせ試験片を作製した。この試験片を23℃、湿度50%条件化で24時間調湿し、次いで引っ張り試験機を用いて剥離角度180°、剥離速度300mm/分でセラミックシートを剥離し、剥離強度を測定した。セラミックシートの剥離強度については以下の指標から優劣を判断した。
◎:剥離強度が5g/25mm未満
○:剥離強度が5g/25mm以上、8g/25mm未満
△:剥離強度が8g/25mm以上、12g/25mm以下
×:剥離強度が12g/25mmを超える、もしくはセラミックシートの破れが生じる。
23℃、50%RHの条件下で、24時間調湿したサンプルについて、接触角計(協和界面化学(株)製DMo−501)を使用して、水を滴下し30秒静置した際の静的接触角を測定した。同様にしてエチレングリコール、ヨウ化メチレンの静的接触角をそれぞれ測定し、下記の各液体の表面張力成分を用いて、離型層の表面張力成分に関する下記の連立方程式を立てた(水、エチレングリコール、ヨウ化メチレンのそれぞれの測定液を1、2、3とし、γLDは液体の分散力成分、γLPは液体の極性力成分、γLHは液体の水素結合成分、γLは液体における各表面張力成分の合計値であり、またγSDは離型層の分散力成分、γSPは離型層の極性力成分、γSHは離型層の水素結合成分を表す。またθは接触角を表す。)。
(γSD・γLD1)1/2+(γSP・γLP1)1/2+(γSH・γLH1)1/2=γL1(1+cosθ1)/2
(γSD・γLD2)1/2+(γSP・γLP2)1/2+(γSH・γLH2)1/2=γL2(1+cosθ2)/2
(γSD・γLD3)1/2+(γSP・γLP3)1/2+(γSH・γLH3)1/2=γL3(1+cosθ3)/2
なお、水、エチレングリコール、ヨウ化メチレンのγLD、γLP、γLH、γLは表1の通りである。
γS=γSD+γSP+γSH
A層として平均粒子径が0.7μmの炭酸カルシウムの粒子を0.1重量%含むポリエチレンテレフタレート([η]=0.64dl/g、Tg=78℃)と、B層として粒子を含まないポリエチレンテレフタレート([η]=0.64dl/g、Tg=78℃)とを溶融状態でA層/B層の2層に積層させ押出機のダイより押出し、常法により冷却ドラムで冷却して未延伸フィルムとし、次いで縦方向に80℃で3.6倍に延伸した後、表4および表5に記載の組成からなる塗布液をフィルムのB層表面に、ロールコーターで均一に塗布した。なお、用いた塗布液は調整後、24時間以内のものを用いた。
製造例1(アルケニル基およびSiO4/2で表されるQ単位を含有するシリコーンの水分散体、シリコーンA−1〜A−13)
容器内全体を攪拌できる乳化装置(株式会社エヌ・ピー・ラボ製 装置名「ウルトラプラネタリーミキサー」)を用いて、アルケニル基およびSiO4/2で表されるQ単位を含有するシリコーン98重量%、および界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王株式会社製 商品名「エマルゲン109P」)2重量%からなる原料を水媒体中で機械的に乳化させて、固形分20重量%のシリコーン水分散体を得た。また、乳化の際の撹拌速度と撹拌時間の調整によりエマルジョン粒径を調整した。尚、アルケニル基およびSiO4/2で表されるQ単位を含有するシリコーンの組成は式(I)において、R1がビニル基、R2がメチル基であり、ビニル基が直接結合しているケイ素には、ビニル基は1つのみ結合しており、またシリコーンAにおける全Si原子に対するアルケニル基と結合しているSi原子およびQ単位に含まれるケイ素原子の含有量を表2に記載されている量になるよう調整した。また、数平均分子量は全て25000となるよう調整した。
シリコーンとして、アルケニル基およびSiO4/2で表されるQ単位を含有するシリコーンの代わりに、アルケニル基を含有せず、SiO4/2で表されるQ単位を含有するシリコーンを使用した以外はシリコーンA−1と同様の方法で作成した。なお、シリコーンAにおける全Si原子に対するQ単位に含まれるケイ素原子の含有量を表3に記載されている量になるよう調整した。
シリコーンとして、アルケニル基およびSiO4/2で表されるQ単位を含有するシリコーンの代わりに、アルケニル基を含有し、SiO4/2で表されるQ単位を含有しないシリコーンを使用した以外はシリコーンA−1と同様の方法で作成した。なお、シリコーンAにおける全Si原子に対するアルケニル基と結合しているSi原子の含有量を10モル%になるように調整した。
容器内全体を攪拌できる乳化装置(株式会社エヌ・ピー・ラボ製 装置名「ウルトラプラネタリーミキサー」)を用いて、Si−H基含有シリコーン98重量%、および界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王株式会社製商品名「エマルゲン109P」)2重量%からなる原料を水媒体中で機械的に乳化させて、固形分10重量%のSi−H基含有シリコーン水分散体を得た。また、乳化の際の撹拌速度と撹拌時間の調整によりエマルジョン粒径を調整した。尚、Si−H基含有シリコーン組成は式(II)において、R3がメチル基であり、水素基が直接結合しているケイ素には、水素基は1つのみ結合しており、水素原子は末端ケイ素原子には結合しておらず、水素基が直接結合しているケイ素原子を持つ単位の繰り返し数は30であり、数平均分子量は4500となるよう調整した。
・白金系触媒:白金系触媒エマルジョン(信越化学工業株式会社製 商品名「CATPM−10A」)を用いた。
・架橋反応抑制剤:1−エチニルシクロヘキサノール(Lancaster社製)を精製せずに使用した。
離型用コーティング組成物として、表4に記載の量のアルケニル基および/またはQ単位を含有するシリコーン水分散体、Si−H基含有シリコーン水分散体、アルケニル基および/またはQ単位を含有するシリコーン水分散体およびSi−H基含有シリコーン水分散体100重量部に対し0.02重量部の白金系触媒、並びに塗布層の形成に用いられる塗布液重量に対し150ppmの架橋反応抑制剤を混合し、目標の塗布層厚みとなるように塗布液の固形分濃度を水で希釈し、塗布液を調製した。
Claims (3)
- ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、アルケニル基および/またはSiO4/2で表されるQ単位を含有する1種類以上のシリコーンAの水分散体、Si−H基で表されるSi原子と直接結合した水素原子を有するシリコーンBの水分散体を含有し、且つ架橋反応抑制剤、白金系触媒およびノニオン系乳化剤を含む離型用コーティング組成物を用いて形成される塗布層を有するセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルムであって、シリコーンA中の全Si原子に対し、アルケニル基と結合しているSi原子の含有量が0.05〜20モル%の範囲であり、Q単位に含まれるSi原子の含有量が0.05〜60モル%の範囲であるセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルム。
- 塗布層の表面自由エネルギーが10mN/m以上40mN/m以下である、請求項1に記載のセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルム。
- ポリエステルフィルムが、粒子を含まない表面層を有し、塗布層が該表面層上に形成されてなる、請求項1または2に記載のセラミックグリーンシート成型用シリコーン離型ポリエステルフィルム。
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