JP2021079633A - 積層体及びプレス成形法 - Google Patents
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
・段積みされたシリコーン複合体使用の際に上から取り出そうとすると、段積みされた下の複合体がくっついてしまい一度に複数枚取り出されてしまう。
・静電吸着力により積層体同士が付着しはがれ難く、取扱いにくい。
・プレス成形後金型やプレス板を開いて製品を取り出す際に、シリコーン複合体が金型・プレス板側に付着したままとなる。
また上記の問題は、弾性率の高い樹脂と低い樹脂間の比誘電率差が大きいほど顕著であることも、本発明者等の検討で明らかとなった。
(i)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(ii)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である
(iii)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(iv)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である
なお、本発明において「主成分」とは、対象の層中に最も多く含まれている成分をさし、好ましくは対象の層中の50質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%であり、特に好ましくは90質量%以上である。
本発明において、「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現した場合、特に断らない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」及び「好ましくはYより小さい」の意を包含するものとする。
(i)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(ii)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である
層(A)は、23℃における貯蔵弾性率が1000MPa以上である樹脂(a)を主成分とする層である。樹脂(a)の貯蔵弾性率は、プレス成形時、離型材として使用する際の積層体変形抑制等のハンドリング性や寸法精度を向上させる観点から、好ましくは2000MPa以上であり、より好ましくは3000MPa、さらに好ましくは4000MPa以上である。また、好ましくは10000MPa以下であり、より好ましくは8500MPa以下、さらに好ましくは7000MPa以下、特に好ましくは6000MPa以下である。
23℃における貯蔵弾性率が1000MPa以上の樹脂(a)としては特に限定されるものではなく、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアリールエーテルケトン系樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、耐熱性や機械的強度の観点からポリエステル樹脂であることが好ましく、結晶性のポリエステル樹脂であることがより好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等が挙げられる。中でも、耐熱性、フィルムのこし、平滑性、商業的入手のしやすさ等に加え、後述するシリコーン樹脂層、特にシリコーンエラストマー樹脂層との接着性の観点から、ポリエチレンテレフタレート樹脂であることが特に好ましい。
(i)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(ii)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である
なお、後述するが、層(A)に帯電防止層(A1)が付与されている場合は、該帯電防止層(A1)の表面の粗さをいう。
Ryは、0.3μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、2μm以上であることがさらに好ましく、3μm以上であることが特に好ましく、4μm以上であることが最も好ましい。また、Ryは10μm以下であることが好ましく、9μm以下であることがより好ましく、8μm以下であることがさらに好ましく、7μm以下であることが特に好ましく、6.5μm以下であることが最も好ましい。
サンドブラスト処理においては、サンドブラスト粒子の粒径やブラスト圧力等を調整することによって、所望の表面粗さを有する層(A)を得ることができる。
(2)界面活性剤等の帯電防止剤を、層(A)に配合する。
(3)グラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、金属酸化物、金属粉末、金属繊維等の導電性フィラーを、層(A)に配合する。
(4)導電性ポリマーを、層(A)に配合する。
層(A)上に帯電防止層(A1)を形成する方法としては、従来公知の塗工方式を用いることができるが、好ましくは層(A)をフィルムやシート状に形成した後に帯電防止の塗布層を設ける所謂オフラインコーティングと、層(A)をフィルムやシート状に製膜中に塗布層を設ける所謂インラインコーティングが挙げられる。好ましくはインラインコーティング、特に塗布後に延伸を行う塗布延伸法により設けられることが好ましい。
(A1−2):グリセリン、ポリグリセリン、グリセリン又はポリグリセリンへのアルキレンオキサイド付加物及びポリアルキレンオキサイドの群から選ばれる1種以上の化合物
(A1−3):ポリウレタン樹脂
グリセリン、ポリグリセリンとは、下記一般式(3)で表される化合物である。
架橋反応性化合物としては、メラミン系、ベンゾグアナミン系、尿素系等のアミノ樹脂や、イソシアネート系、オキサゾリン系、エポキシ系、グリオキサール系等が好適に用いられる。他のポリマー骨格に反応性基を持たせた、ポリマー型架橋反応性化合物も含まれる。
イオン性液体のアニオンとしては、例えば、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、クロライド、テトラクロロアルミネート、ブロマイド、ヨーダイド等のハロゲン、トリフルオロメタンスルホンイミド等のイミド、シアナミド、トリフルオロメチルスルホニルアミド等のアミド、ブチルサルフォネート、メチルサルフェート、エチルサルフェート、ハイドロゲンサルフェート、オクチルサルフェート、アルキルサルフェート等のサルフェート、ブチルホスフェート等のホスフェート、ナイトレート、チオシアネート、アセテート、アミノアセテート、ラクテート等が挙げられる。中でも、帯電防止性に優れることから、イミド、アミド、サルフェートが好ましく、イミド、サルフェートがより好ましい。
層(B)は、23℃における貯蔵弾性率が100MPa以下である樹脂(b)を主成分とする層である。樹脂(b)の貯蔵弾性率は、プレス成形時の成形体への追従性、密着性や層(B)の表面タック性の観点から、好ましくは70MPa以下であり、より好ましくは50MPa以下であり、さらに好ましくは30MPa以下であり、特に好ましくは10MPa以下である。また、好ましくは0.1MPa以上であり、より好ましくは0.5MPa以上であり、さらに好ましくは1MPa以上である。
23℃における貯蔵弾性率が100MPa以下の樹脂(b)としては特に限定されるものではなく、例えば、オレフィン系エラストマー樹脂、スチレン系エラストマー樹脂、ポリエステル系エラストマー樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系エラストマー樹脂等が挙げられるが、耐熱性、絶縁性等の電気的特性、離型性等に優れる点から、シリコーン樹脂が好ましい。シリコーン樹脂としては特に限定はなく従来公知のものが使用できるが、特に下記一般式(4)で示されるシロキサン骨格を有するシリコーンエラストマー樹脂が好ましく、これを硬化して層(B)とすることがより好ましい。下記一般式(4)において、式中のRの全てがメチル基であるポリジメチルシロキサンの他に、メチル基の一部が他のアルキル基、ビニル基、フェニル基、フルオロアルキル基等の1種又は2種以上で置換された各種ポリジメチルシロキサンを適宜選択することもできる。
なお、層(B)の硬さを直接測定できない場合は、層(B)に用いる原料樹脂を同様の硬化条件で硬化させたものに対して、タイプAデュロメータ硬さを測定すればよいものとする。
(iii)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(iv)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である
Raは、0.05μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましく、0.3μm以上であることがさらに好ましく、0.4μm以上であることが特に好ましく、0.5μm以上であることが最も好ましい。また、Raは5μm以下であることが好ましく、4μm以下であることがより好ましく、3μm以下であることがさらに好ましく、2μm以下であることが特に好ましく、1.5μm以下であることが最も好ましい。
下塗り層は、非晶性ポリマーを主成分として含むことが好ましい。非晶性ポリマーとしては、層(A)に均一に塗布できるものであれば特に限定されるものではなく、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂等実質的に結晶性のないポリマーから適宜選択すればよい。
薄膜層は、シリコーン樹脂を主成分として含有することが好ましい。シリコーン樹脂としては、塗布後、加熱又はUV照射等で架橋被膜を形成するものや、層(B)がシリコーンエラストマー樹脂である場合は、層(B)架橋時に同時に架橋被膜を形成するもの等が挙げられる。
本発明の積層体は、一方の積層体の前記層(A)側の面と他方の積層体の前記層(B)側の面との静止摩擦係数が2.1以下であることが、積層体同士の剥離性、位置合わせ等のハンドリング性の点から好ましい。静止摩擦係数は1.8以下であることがより好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1.3以下であることがさらに好ましく、1.2以下であることが特に好ましく、1以下であることが最も好ましい。静止摩擦係数は、積層体の運搬時や位置合わせ等のハンドリング性の点から0.3以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.7以上であることがさらに好ましい。
なお、前述したように、層(A)に帯電防止層(A1)が付与されている場合は、一方の積層体の該帯電防止層(A1)側の面と他方の積層体の前記層(B)側の面との摩擦係数をいう。
本発明においては、前記層(A)と前記層(B)との比誘電率差が0.15以上である場合に、本発明の効果が顕著となる。本発明の課題である積層体同士の付着、すなわち両者の剥離性の低下は、層(A)と層(B)との誘電率差が要因で発生する静電気が原因のひとつとして考えらえるためである。このような理由から、前記層(A)と前記層(B)との比誘電率差が0.2以上、さらには0.23以上、特に0.25以上である場合に、本発明の効果が顕著となる。
本発明の積層体の層構成は特に限定されないが、本発明の効果が得られやすい点から、層(A)が最外層となる構成が好ましく、特に、層(A)と層(B)との両方が最外層となる構成であることが好ましい。例えば、層(A)/層(B)の2層構成や、層(A)と層(B)との間にその他の樹脂層を備えた構成が挙げられる。その他の樹脂層も特に限定されないが、例えば、上述した下塗り層や薄膜層、帯電防止層(A1)を適宜備えていることが好ましい。
また、前記したように、層(A)の層(B)が積層されている側と反対の面に帯電防止層(A1)が積層されていることも好ましく、この場合は、帯電防止層(A1)が最外層となる構成であることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、層(A)を作製し、これとは別に層(B)を作製し、これらを積層してもよく、層(A)を作製し、この層(A)上に層(B)を作製すると共に積層一体化してもよく、逆に層(B)を作製し、この層(B)上に層(A)を作製すると共に積層一体化してもよく、層(A)と層(B)を作製しつつこれらを積層一体化してもよい。
層(A)と層(B)は、共押出、押出ラミネート、熱ラミネート、ドライラミネート等により積層することができる。具体的には、フィードブロック方式又はマルチマニホールド方式等によりブロック層(A)と層(B)を同時に混練・共押出して積層一体化してもよいし、層(A)と層(B)の作製をそれぞれ別々に行い層(A)と層(B)とを得た後、それらをラミネートして積層する方法であってもよい。
具体的には、層(B)側が成形体側となるように積層体と積層体の間に成形体を配置して成形を行うプレス成形法が好適に使用できる。
貯蔵弾性率:
粘弾性スペクトロメーター「DVA−200(アイティー計測制御(株)製)」により、JIS K7244−4:1999に準じて、温度範囲−100〜250℃、昇温速度3℃/分、振動周波数1Hz、歪み0.1%、チャック間距離25mm、引張法の条件で測定した際の23℃における貯蔵弾性率を得た。なお、二軸延伸PETフィルムについては、フィルムのMD方向について測定を行った。
Hewlett Packard社 4284A(電極部はAgilent technology社製 Dielectric test fixture 16451B)により、JIS C2138:2007に準じて、温度20℃、相対湿度65%、印加電圧1V、周波数1MHzの条件で測定した。
JIS K6253−3:2012に基づき、タイプAデュロメータ(高分子計器社製)を用い測定した。
下記記載の方法で得られた積層体の表裏の表面粗さを、サーフコーダET4000A((株)小坂研究所製)で測定した。なお、表1中、Smが「−」は、測定値が200μmを超えることを意味する。
下記記載の方法で得られた積層体から試験片を2枚切り出して行った。JIS K7125:1999を参照し、一方の試験片の層(A)側の面と他方の試験片の層(B)側の面とを試験開始前に15秒間接触保持させたのち、以下の条件で測定した。
装置:インテスコ社製すべり試験機
滑り片:全質量200g(接触面積が一辺63mmの正方形)
接触面積:40cm2
試験速度:100mm/min
温度:23℃±2℃
相対湿度:50%±10%
下記記載の方法で得られた積層体から10cm×10cmの試験片を切り出し、これを表裏同じ方向にして10枚重ねた。30分後、10枚重ねられた1番上の試験片の四隅のうちの1つを手でつまんで持ち上げて評価した。持ち上げた試験片のみ取り出された場合を「○」、下の試験片も付着し複数枚持ち上がり取り出された場合を「×」として評価した。
層(A):
積層体の製造に用いた二軸延伸PETフィルムをそのまま用いた。
比誘電率測定用のサンプルには、真空蒸着機(アルバック機工社製 VTR−350M)を使用し、アルミニウムにより45mmφの電極の形成を行った。
径100mmの2本カレンダに沿って供給された2枚の二軸延伸PETフィルム(三菱ケミカル(株)製ダイアホイルT−100)との間に、原料として用いるシリコーンエラストマー樹脂を供給し、ロール温度80℃の条件でロールにバンクを形成させ、PETフィルム/シリコーンエラストマー樹脂層(厚み100μm)/PETフィルムの積層体を作成した。得られた積層体に、吸収線量が50kGyとなるようにγ線を照射し、シリコーンエラストマー樹脂を架橋させた後、両面のPETフィルムを剥がし、測定用サンプルを得た。
比誘電率測定用のサンプルには、厚み10μm、45mmφのアルミ箔をそのまま貼り付け、電極の形成を行った。
原料として用いるシリコーンエラストマー樹脂を、2枚の二軸延伸PETフィルム(三菱ケミカル(株)製ダイアホイルT−100)ではさみ、200℃のプレス成形により厚み10mmのシリコーンエラストマー樹脂のシートを作成した。得られたシートに吸収線量が50kGyとなるようにγ線を照射して、測定用サンプルを得た。
<下塗り層及び薄膜層を有するPETフィルムの製造>
層(A)として、コロナ処理を施した厚み100μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱ケミカル(株)製 ダイアホイルT−100、貯蔵弾性率4950MPa、比誘電率3.16)を用い、該PETフィルムのコロナ処理が施されていない側の面にサンドブラスト処理を施した。
上記PETフィルムのコロナ処理が施された面に上記塗工液を乾燥後の厚みが1.0μmになるようにバーコーターで塗工し、ギアオーブン中で、100℃×10分間溶剤乾燥及び架橋を行ない下塗り層を形成した。
層(B)の原料として、ミラブル型シリコーンエラストマー樹脂(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSE2571−5U、貯蔵弾性率3.5MPa、比誘電率2.87、タイプAデュロメータ硬さ55)を使用し、径100mmの2本カレンダに沿って供給された上記PETフィルムの薄膜層上と、カバーシートとしてケミカル処理を施した二軸延伸PETフィルム(Ra=0.95μm)との間に上記シリコーンエラストマー樹脂を供給し、ロール温度80℃の条件でロールにバンクを形成させ、PETフィルム/シリコーンエラストマー樹脂層/カバーシートの積層体を作製した。
得られた積層体に、吸収線量が50kGyとなるようにγ線を照射し、シリコーンエラストマー樹脂を架橋させることによりPETフィルムとシリコーンエラストマー樹脂層とが一体化された積層体(層(A)/下塗り層/薄膜層/層(B)/カバーシート)を得た。層(B)の厚みは100μmであった。
この積層体からカバーシートを剥離し、評価用の層(A)/下塗り層/薄膜層/層(B)の積層体とした。
得られた積層体について、上記方法で評価した結果を表1に示す。
実施例1において、カバーシートをケミカル処理が施されていない二軸延伸PETフィルム(三菱ケミカル(株)製 ダイアホイルT−100)に代えた以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
得られた積層体について、上記方法で評価した結果を表1に示す。
実施例1において、用いるPETフィルムにサンドブラスト処理を施さなかったこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
得られた積層体について、上記方法で評価した結果を表1に示す。
実施例1において、用いるPETフィルムにサンドブラスト処理を施さず、カバーシートをケミカル処理が施されていない二軸延伸PETフィルムに代えた以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
得られた積層体について、上記方法で評価した結果を表1に示す。
一方、層(A)側の粗さが小さい比較例1、2では、重ね取り試験において積層体が複数枚取り出されるという結果となった。
実施例1、2において、ミラブル型シリコーンエラストマー樹脂として、信越シリコーン社製 KE−581−U(貯蔵弾性率6.0MPa、タイプAデュロメータ硬さ80)を用いる以外は実施例1、2と同様の方法で製造される積層体。
実施例1、2において、ミラブル型シリコーンエラストマー樹脂として、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSE2913−U(貯蔵弾性率1.2MPa、比誘電率2.69、タイプAデュロメータ硬さ20)を用いる以外は実施例1、2と同様の方法で製造される積層体。
実施例1、2において、積層体の製造に用いるPETフィルムのサンドブラスト処理が施された面に帯電防止層(A1)としてアニオン性の帯電防止剤を使用した帯電防止層を設ける以外は実施例1、2と同様の方法で製造される積層体。
なお、帯電防止層(A1)側の表面抵抗率の測定方法は以下の通りとし、層(A)の表面粗さは、帯電防止層(A1)の表面粗さとして測定する。
得られた積層体から試験片を切り出し、試験箱レジスティビティ・チェンバー R12702A/Bに入れ、デジタル超高抵抗/微小電流計 R8340/8340A(ともに、エーディーシー社製)を用いて、電圧500V、温度23℃、湿度50%の条件で、JIS K6911:2006(5.13)に準拠し表面抵抗率を測定する。
上記例5、6において、ミラブル型シリコーンエラストマー樹脂として、信越シリコーン社製 KE−581−U(貯蔵弾性率6.0MPa、タイプAデュロメータ硬さ80)を用いる以外は例5、6と同様の方法で製造される積層体。
上記例5、6において、ミラブル型シリコーンエラストマー樹脂として、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSE2913−U(貯蔵弾性率1.2MPa、比誘電率2.69、タイプAデュロメータ硬さ20)を用いる以外は例5、6と同様の方法で製造される積層体。
Claims (14)
- 23℃における貯蔵弾性率が1000MPa以上である樹脂(a)を主成分とする層(A)と23℃における貯蔵弾性率が100MPa以下である樹脂(b)を主成分とする層(B)とを含む積層体であって、該層(A)の少なくとも一方の面の表面の粗さが以下の(i)、(ii)のいずれか又は両方の要件を満たすことを特徴とする積層体。
(i)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(ii)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である - 前記層(A)の少なくとも一方の面の表面の最大高さ粗さ(Ry)が0.3μm以上である、請求項1に記載の積層体。
- 前記層(A)の少なくとも一方の面の表面の凹凸の平均間隔(Sm)が90μm以下である、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記層(B)の少なくとも一方の面の表面の粗さが以下の(iii)、(iv)のいずれか又は両方の要件を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
(iii)10点平均粗さ(Rz)が0.3μm以上である
(iv)算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上である - 前記層(B)の少なくとも一方の面の表面の最大高さ粗さ(Ry)が0.4μm以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記層(B)の少なくとも一方の面の表面の凹凸の平均間隔(Sm)が70μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層体。
- 一方の積層体の前記層(A)側の面と他方の積層体の前記層(B)側の面との静止摩擦係数が2.1以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体。
- 一方の積層体の前記層(A)側の面と他方の積層体の前記層(B)側の面との動摩擦係数が1.8以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記層(A)と前記層(B)との比誘電率差が0.15以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記樹脂(a)がポリエステル樹脂である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記樹脂(b)がシリコーン樹脂である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記樹脂(a)がポリエチレンテレフタレート樹脂である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の積層体。
- プレス成形に用いる、請求項1〜12のいずれか1項に記載の積層体。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の積層体を用いたプレス成形法であって、前記層(B)側が成形体側となるように該積層体と該積層体の間に成形体を配置することを特徴とするプレス成形法。
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