JP2024063565A - 離型フィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】離型性に優れ、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を有する離型フィルムを提供する。【解決手段】 樹脂フィルムの少なくとも一方の面に、メラミン化合物(A)、セルロースエーテル(B)、酸触媒(C)、および水酸基含有変性シリコーン樹脂(D)を少なくとも含有する組成物を硬化して得られる離型層を有する離型フィルム。【選択図】なし

Description

本発明は、離型性に優れ、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を有する離型フィルムに関する。
離型フィルムは、樹脂フィルム上に離型層を有する。離型フィルムは、例えば特開2019-194337号公報、特開2014-54811号公報等に開示されるように、保護フィルムが有する粘着剤層の表面を使用時まで保護するセパレーターとして使用されたり、特開2002-192510号公報に開示されるように、積層セラミックコンデンサ、セラミック基板等のセラミックシートを作製するキャリアフィルムとして使用されたり、特開2005-342981号公報、特開2020-131440号公報等に開示されるように、樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を離型フィルム上に塗布、乾燥して樹脂膜を形成し、該樹脂膜を巻き取る、いわゆるキャスト製膜用のキャリアフィルムに使用されたり、さらには特開2014-65207号公報、特開2018-528449号公報、特開2019-112505号公報等に開示されるように、光硬化樹脂を離型フィルム上に塗布後、光照射で硬化して樹脂膜を形成し、該樹脂膜を離型フィルムから剥離して使用する、光硬化樹脂成膜用のキャリアフィルムに使用されたりしている。
離型フィルムが有する離型層としては、優れた離型性を示すことから、シリコーン化合物を含有する離型層が一般的に利用される。しかし、上述した光硬化樹脂成膜用のキャリアフィルム用途では、該離型層上において光硬化樹脂の硬化反応を繰り返すことにより離型フィルムの離型性が低下する場合があり、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を有する離型フィルムが求められていた。
離型性に優れた離型層を有する離型フィルムとして、離型層がメラミン化合物と水酸基含有変性シリコーン樹脂を含有する離型フィルムは従来から知られており、例えば特開2020-23690号公報(特許文献1)には、メチル化メラミン樹脂、水酸基含有有機変性シリコーン、酸触媒、および導電性高分子化合物を含有する水系帯電防止離型コーティング剤組成物により形成された離型層を有する離型フィルムが開示され、特開2017-78161号公報(特許文献2)には、メチル化メラミン樹脂、分子量100~3000のポリオール、酸触媒、および水酸基含有変性シリコーン樹脂を含有する熱硬化性離型コーティング剤により形成された離型層を有する離型フィルムが開示され、特開2018-104661号公報(特許文献3)にはメチル化メラミン樹脂、水酸基含有変性シリコーン樹脂および/またはシリコーン変性水酸基含有アクリル樹脂、および酸触媒を含有する熱硬化離型コーティング剤組成物により形成された離型層を有する離型フィルムが開示されている。しかし、上記した光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性については、さらなる改善が求められていた。
また、離型層にセルロース系樹脂を利用できることも従来から知られており、例えば特開2004-91754号公報(特許文献4)には、セルロース系樹脂、ブロックイソシアネート系架橋剤、付加反応型シリコーン、硬化触媒を含有する離型剤組成物を基材に塗布して離型層を形成する離型フィルムの製造方法が開示されている。特開2014-237238号公報(特許文献5)には、基材フィルム上にメラミン樹脂を含有する離型層を有する離型フィルムが開示され、該離型層が含んでいても良いバインダー樹脂としてセルロース類が例示されている。特開2001-205763号公報(特許文献6)には、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、セルロース系樹脂等からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂から形成された離型層を有するプリプレグ用保護フィルムが開示され、離型層に添加しても良い材料として、有機樹脂をシリコーンで変性したものやシリコーンオイルが例示されている。特開2014-30968号公報(特許文献7)には、基材フィルム上にメラミン樹脂とセルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂を含有する離型層を有する加飾シートが開示されている。しかしながら、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性については、さらなる改善が求められていた。
特開2020-23690号公報 特開2017-78161号公報 特開2018-104661号公報 特開2004-91754号公報 特開2014-237238号公報 特開2001-205763号公報 特開2014-30968号公報
本発明の課題は、離型性に優れ、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を有する離型フィルムを提供することである。
本発明の上記課題は、以下の発明によって達成される。
樹脂フィルムの少なくとも一方の面に、メラミン化合物(A)、セルロースエーテル(B)、酸触媒(C)、および水酸基含有変性シリコーン樹脂(D)を少なくとも含有する組成物を硬化して得られる離型層を有する離型フィルム。
本発明により、離型性に優れ、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を有する離型フィルムを提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の離型フィルムは、樹脂フィルムの少なくとも一方の面にメラミン化合物(A)(以降、(A)成分とも記載する)、セルロースエーテル(B)(以降、(B)成分とも記載する)、酸触媒(C)(以降、(C)成分とも記載する)、および水酸基含有変性シリコーン樹脂(D)(以降、(D)成分とも記載する)を少なくとも含有する組成物を硬化して得られる離型層を有する。
メラミン化合物(A)としては、メラミンおよびその誘導体として公知の化合物を用いることができ、該化合物はメラミンとホルムアルデヒドを縮合して得られ、1分子中にトリアジン環、及びメチロール基および/またはアルコキシメチル基をそれぞれ1つ以上有しているメラミン化合物が好ましい。中でも、下記一般式1で表される化合物が組成物の硬化性に優れるため好ましい。
一般式1中、R~Rはそれぞれ独立して水素原子、メチロール基(-CHOH)、メトキシメチル基(-CHOCH)、エトキシメチル基(-CHOCHCH)、n-ブトキシメチル基(-CHOCHCHCHCH)およびイソブトキシメチル基(-CHOCHCH(CH)を表す。またR~Rの少なくとも1つはメトキシメチル基であることが望ましい。
(A)成分の中でも、R~Rが水素原子およびメトキシメチル基であるイミノ基型メチル化メラミン化合物、R~Rがメチロール基およびメトキシメチル基であるメチロール基型メチル化メラミン化合物、R~Rが全てメトキシメチル基である完全アルキル化型メチル化メラミン化合物が、離型性および光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性が優れた離型層が得られることから好ましく、R~Rが全てメトキシメチル基である完全アルキル化型メチル化メラミン化合物が特に好ましい。
(A)成分は市販されており、例えば完全アルキル化型メチル化メラミン化合物としては、オルネクスジャパン(株)製サイメル(登録商標)300、サイメル303LF、サイメル350、(株)三和ケミカル製ニカラック(登録商標)MW-22、ニカラックMW-30、ニカラックMW-30M、ニカラックMW-30MLF等、イミノ基型メチル化メラミン化合物としては、オルネクスジャパン(株)製サイメル325N、サイメル327、サイメル703、(株)三和ケミカル製ニカラックMZ-351、ニカラックMX-730等、メチロール基型メチル化メラミン化合物としては、オルネクスジャパン(株)製サイメル370N、(株)三和ケミカル製ニカラックMS-11、ニカラックMS-12LF等が挙げられ、いずれも好ましく用いることができる。
上記(A)成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明においてセルロースエーテル(B)とは、セルロースの構成単位であるグルコース残基の水酸基の少なくとも一部をエーテル化したセルロース誘導体を意味する。かかるセルロースエーテルを用いることで、離型性に優れ、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を形成できる。
セルロースエーテルは特に限定されず、公知のセルロースをエーテル化した化合物を用いることができる。具体的には、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース等が例示できる。なかでも、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースを用いることが、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を形成可能であることから好ましい。
セルロースエーテルの水酸基の置換度は特に限定されない。セルロースエーテルの分子量は特に限定されない。
(B)成分は市販されており、例えばエチルセルロースとしてはニュートリション&バイオサイエンス(株)製エトセル(登録商標)STD-4、STD-10、STD-20等、ヒドロキシプロピルセルロースとしては日本曹達(株)製NISSO(登録商標) HPC-SSL、HPC-L、HPC-H等が例示でき、いずれも好ましく用いることができる。
上記(B)成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
組成物における(B)成分の含有量は特に限定されないが、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性が優れた離型層を有する離型フィルムが得られることから、(A)成分100質量部に対して1~100質量部が好ましく、より好ましくは5~70質量部であり、さらに好ましくは10~50質量部である。
酸触媒(C)としては、公知の無機酸や有機酸、およびそれらの塩や水和物を用いることができる。具体的には、無機酸としては塩酸、硫酸、硝酸、リン酸が例示でき、有機酸としてはギ酸、酢酸、シュウ酸等のカルボン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ノナンスルホン酸、デカンスルホン酸、ヘキサデカンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸(PTSA)、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)、ナフタレンスルホン酸等の芳香族スルホン酸等が例示できるが、これらに限定されない。(A)成分として完全アルキル化型メチル化メラミン化合物を用いる場合、(C)成分として脂肪族スルホン酸あるいは芳香族スルホン酸を用いることが好ましい。これにより組成物の低温での硬化性が優れたものになり、かつ離型性に優れた離型層を得ることができる。さらに、(A)成分や(B)成分との相溶性に優れることから、(C)成分としては芳香族スルホン酸が特に好ましい。
上記(C)成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
組成物における(C)成分の含有量は特に限定されないが、低温での硬化性、離型性に優れることから、(A)成分100質量部に対して0.5~25質量部が好ましく、さらに好ましくは1~20質量部である。
水酸基含有変性シリコーン樹脂(D)とは、ポリオルガノシロキサン構造および水酸基を含有する樹脂を意味する。かかる樹脂としては、主鎖にポリオルガノシロキサン構造を有し、その末端や側鎖に水酸基を含有する樹脂(水酸基含有ポリエーテル変性シリコーン樹脂、水酸基含有ポリエステル変性シリコーン樹脂、水酸基含有ポリエーテルポリエステル変性シリコーン樹脂、アルコール変性シリコーン樹脂等)や、主鎖にポリオルガノシロキサン以外の樹脂構造を有し、その側鎖にポリオルガノシロキサン構造および水酸基を有する樹脂(水酸基含有シリコーン変性アクリル樹脂、水酸基含有シリコーン変性ウレタン樹脂等)が例示できるが、これらに限定されない。
(D)成分は市販されており、例えばJNC(株)製サイラプレーン(登録商標)FM-0411、FM-0425、FM-DA11、FM-DA26、FM-4411、およびFM-4425(以上、水酸基含有変性シリコーン樹脂)等、信越化学工業(株)製X-22-4039、X-22-4015、X-22-170BX、X-22-170DX、KF-6000、KF-6001、KF-6002、およびKF-6003(以上、アルコール変性シリコーン樹脂)、並びにX-22-4952、X-22-4272、およびKF-6123(以上、水酸基含有ポリエーテル変性シリコーン樹脂)等、ビックケミー・ジャパン(株)製BYK(登録商標)-370(水酸基含有ポリエステル変性シリコーン樹脂)、BYK-375(水酸基含有ポリエーテルポリエステル変性シリコーン樹脂)、BYK-377(水酸基含有ポリエーテル変性シリコーン樹脂)、BYK-SILCLEAN(登録商標)3700(水酸基含有シリコーン変性アクリル樹脂)、BYK-SILCLEAN3720(水酸基含有ポリエーテル変性シリコーン樹脂)等、日油(株)製モディパー(登録商標)FS710-1、FS770(以上、水酸基含有シリコーン変性アクリル樹脂)等が挙げられ、いずれも好ましく用いることができる。
本発明において上記(D)成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
組成物における(D)成分の含有量は特に限定されないが、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を形成可能であることから、(A)成分100質量部に対して1~50質量部が好ましく、より好ましくは1.5~45質量部である。
本発明の離型フィルムが有する離型層は、上記した成分以外に、紫外線吸収剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、顔料、染料、pH調整剤、界面活性剤、消泡剤、増粘剤、軟化剤、滑剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、樹脂(アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等)、等の公知の添加剤を含有していてもよい。
本発明の離型フィルムが有する樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、セロファン、ナイロン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ABS樹脂等の各種公知の樹脂のフィルムが例示できる。樹脂フィルムの厚さは特に限定されないが、2~300μmであることが、本発明で得られる離型フィルムの柔軟性および取り扱い性が優れることから好ましく、より好ましくは3~200μmであり、特に好ましくは4~100μmである。樹脂フィルムはその表面の少なくとも一方の面に、易接着層、ハードコート層、反射防止層、防眩層、帯電防止層等の公知の層を有していてもよく、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、ケン化処理等の公知の表面改質処理が施されていてもよい。
樹脂フィルム上に有する離型層の厚みは特に限定されないが、0.01~10μmであることが離型層の光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性が優れたものになることから好ましく、0.02~8μmがより好ましく、0.03~7μmが特に好ましい。
本発明の離型フィルムの製造方法は特に限定されないが、上記した(A)成分、(B)成分、(C)成分、および(D)成分、ならびに離型層が含有していてもよい添加剤、以上を含有する組成物を樹脂フィルムの少なくとも一方の面に塗布し、その後、加熱により組成物を硬化させ離型層とする方法が、生産性に優れることから特に好ましい。
組成物は上記した(A)成分、(B)成分、(C)成分、および(D)成分、ならびに離型層が含有していてもよい添加剤以外に、溶剤を含有していてもよい。かかる溶剤としては特に限定されず、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトン、2-ブタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、1-ブタノール、2-プロパノール等のアルコール系溶媒、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、テトラヒドロフラン等の公知の溶媒から、組成物が含有する各成分を溶解可能な溶剤を用いることができる。
上記溶剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記溶剤の中でも、(B)成分の溶解性の観点から、2-プロパノールおよび/または2-ブタノンを少なくとも用いることが好ましい。
組成物中の溶剤の含有量は特に限定されず、後述する塗布方法に適した粘度、固形分濃度になるように含有量を調節することができる。
組成物は樹脂フィルムの一方の面のみに塗布してもよく、樹脂フィルムの両面に塗布してもよい。塗布方法としてはディップコーティング、スライドコーティング、カーテンコーティング、バーコーティング、エアーナイフコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング等が例示できるがこれらに限定されず、公知の塗布方法を用いることができる。組成物の塗布量は特に限定されず、後述するように、加熱後に樹脂フィルム上に形成される離型層が目的の厚みになるように調節すればよい。
樹脂フィルム上に組成物を塗布した後は加熱を行うことが好ましい。加熱により(A)成分、(B)成分が硬化し、離型層を形成する。組成物が溶剤を含有する場合、加熱により溶剤が乾燥した後、(A)成分、(B)成分が硬化し、離型層を形成する。加熱方法は特に限定されず、ヒーター、熱媒による加熱、赤外線等のエネルギー線の照射、熱風、電磁誘導加熱等、公知の方法を用いることができる。加熱温度は特に限定されないが、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型フィルムが得られることから塗布面を80℃以上に加熱することが好ましく、90℃以上がより好ましく、100℃以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、(A)成分、(B)成分の硬化は150℃以下で十分に進行するため、150℃以下が好ましい。加熱時間は特に限定されないが、光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性に優れた離型層を有する離型フィルムが得られることから0.25分間以上が好ましく、0.5分間以上がより好ましく、1分間以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、生産性の観点から10分間以下が好ましい。
本発明の離型フィルムは、離型層を有する面と反対側の面に機能層を有していてもよい。かかる機能層としては、易接着層、ハードコート層、反射防止層、防眩層、導電層(導電性金属酸化物、導電性高分子、網目状金属細線パターン等の公知の導電性材料を含有する層)、粘着剤層(アクリル粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン粘着剤等の公知の粘着剤を含有する層)、偏光層、遮光層、加飾層が例示できるが、これらに限定されない。
本発明の離型フィルムの用途は限定されず、光硬化樹脂成膜用のキャリアフィルムの用途の他、キャスト製膜用のキャリアフィルム、セラミックシート成型用キャリアフィルム、保護フィルムやOCA等の粘着フィルムが有する粘着剤層の表面を使用時まで保護するセパレーター、ドライフィルムレジストの感光性樹脂層のキャリアフィルムやカバーフィルム、フォトマスクへのフォトレジスト付着を防ぐためのフォトマスク用保護フィルム、プリプレグ加工用離型フィルム等の用途に好適に用いることができる。
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
<組成物1~13の作製>
(A)成分、(B)成分、(C)成分、および(D)成分を表1に示した質量部(固形分として)用意し、それらを2-プロパノールと2-ブタノンの1:1混合溶剤700質量部に溶解し、組成物1~13を得た。表1において、(B)成分として含有する「ニトロセルロース」は、JIS K6703:1995にてH1/2として分類されるセルロースエステルである。表1において、(D)成分として含有する「KF-56A」は、信越化学工業(株)製のフェニル基を付加したシリコーン樹脂であり、水酸基を含有しない。
<離型フィルム1~13の作製>
得られた組成物1~13を、厚み12μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上にグラビアコーティングによりそれぞれ均一に塗布し、熱風乾燥機を用いて塗布面を110℃に昇温した状態で2分間保管し、組成物の溶剤を乾燥させ、さらに(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分を硬化させた。このようにして厚み1.0μmの離型層を有する離型フィルム1~13を得た。なお、離型フィルム8については組成物が硬化せず、離型層は液体状のままであった。
<離型性評価>
23℃50%RHの環境にて、離型フィルム1~13の離型層を有する面にポリエステル粘着テープ(日東電工(株)製、品番No.31B、25mm幅、基材厚み50μm)を2kgのハンドローラーを1往復させて貼合した。ポリエステル粘着テープを貼合した離型フィルムを23℃50%RHの環境で30分間保管後、剥離試験機(イマダ(株)製)を用いて180°の剥離角度、300mm/分の剥離速度でポリエステル粘着テープ側を剥離し、剥離強度(N/25mm)を測定した。剥離強度が0.20N/25mm未満の場合を離型性が4、0.20N/25mm以上0.30N/25mm未満の場合を離型性が3、0.30N/25mm以上0.40N/25mm未満の場合を離型性が2、0.40N/25mm以上の場合を離型性が1として評価した。結果を表2に示す。なお離型フィルム8は剥離強度測定の過程で離型層がポリエチレンテレフタレートフィルムから剥がれたため、剥離強度が測定できず、離型性評価は実施不能であった。
<光硬化樹脂の硬化反応に対する耐久性評価>
離型フィルム1~13の離型層を有する面に、下記組成の紫外線硬化樹脂塗液を10μmの厚さに塗布し、さらに該塗布面に厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼合した。その後、高圧水銀灯を用いて照度200mW/cmの紫外線を照射し、かかる照射は光量で5000mJ/cm照射されるまで継続した。最後に、厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムごと硬化した紫外線硬化樹脂を剥がした。以上の工程を合計で50回繰り返した。
<紫外線硬化樹脂塗液組成>
ウレタンアクリレート 95g
(三菱ケミカル(株)製UV-1700B)
光重合開始剤 5g
(IGM RESINS製Omnirad(登録商標)184)
上記した紫外線硬化樹脂の塗布、硬化、剥離を50回繰り返した後、上記した剥離強度評価と同様にして離型フィルム1~13の剥離強度を再測定した。再測定した剥離強度が、初期剥離強度の1倍以上2倍未満の場合を耐久性が4、2倍以上4倍未満の場合を耐久性が3、4倍以上8倍未満の場合を耐久性が2、8倍以上の場合を耐久性が1として評価した。結果を表2に示す。なお、離型性評価が実施不能、もしくは1以下であった離型フィルム8、11については評価を未実施とした。
Figure 2024063565000003
表2の結果から、本発明の有効性が判る。

Claims (1)

  1. 樹脂フィルムの少なくとも一方の面に、メラミン化合物(A)、セルロースエーテル(B)、酸触媒(C)、および水酸基含有変性シリコーン樹脂(D)を少なくとも含有する組成物を硬化して得られる離型層を有する離型フィルム。
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