JP4949450B2

JP4949450B2 - 帯電防止性を有する離型フィルム

Info

Publication number: JP4949450B2
Application number: JP2009235770A
Authority: JP
Inventors: 靖佐々木; 知巳深谷
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: JP2010006079A

Description

本発明は、帯電防止性を有する離型フィルムに関し、詳しくは帯電防止剤による離型剤の硬化阻害を抑制でき、安定した離型性と優れた帯電防止性を有する離型フィルムに関する。

離型フィルムは、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等のキャスト製膜用工程フィルムや粘着製品の粘着剤層の保護フィルムとして利用されている。
従来、離型フィルムは、基材フィルムの表面にシリコーン樹脂及び硬化触媒を含む剥離剤を塗布し、硬化させて剥離層を形成したものが知られている。
これら成膜したフィルムや粘着製品は、離型フィルムから剥離したときに帯電し、異物が付着するといった不都合が発生する。このため、剥離シートに帯電防止処理を行うことが提案されている（特許文献１）。

帯電防止層に用いる帯電防止剤は、イオン性を基本機能とするものが多く、イオン性を基本機能とする帯電防止剤は、付加型シリコーン樹脂に接触した場合、帯電防止剤の分子中のリン原子、硫黄原子、窒素原子等が白金触媒に配位することで触媒毒になり、離型剤の硬化阻害を引き起こすという問題があった。また、金属酸化物などの金属フィラーも硬化阻害物質となる。
したがって、帯電防止層の上に付加型シリコーン系離型層を形成した場合、離型層の曇りや脱落という問題を引き起こしていた。
そこで、帯電防止層と離型層の接触を避けるために、基材フィルムの表面に設けられた帯電防止層の反対面の基材フィルムの表面に、離型層を設けることが行われている。
しかし、この離型フィルムは、剥離帯電を抑制するには帯電防止性能が不充分であるという問題点がある。

特開２００１−３４１２６３号公報

本発明は、帯電防止層の表面に離型層を形成した場合であっても、硬化阻害を抑制でき、剥離性に優れると共に、優れた帯電防止性を有する離型フィルムを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子、光開始剤、及び（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーと、ビニルピロリドンからなるバインダーからなる光硬化型コーティング剤を塗布し、光照射することにより硬化した帯電防止層を形成し、該帯電防止層の表面に付加型シリコーン樹脂からなる離型層を形成することにより、上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、基材フィルムの表面に、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子、光開始剤、及び（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーと、ビニルピロリドンからなるバインダーからなる光硬化型コーティング剤が光硬化された帯電防止層が形成され、該帯電防止層の表面に付加型シリコーン樹脂からなる離型層が形成されていることを特徴とする帯電防止性を有する離型フィルムを提供するものである。
また、本発明は、基材フィルムの表面に、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子を予め０．０１〜１０質量％の濃度で水中に分散させた水溶液を、（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーと、ビニルピロリドンからなるバインダーが予め１０〜９０質量％の濃度でカルボン酸エステルを含有する溶媒に分散されているバインダー溶液、光開始剤、及びエーテル系又はアルコール系溶媒と共に配合した光硬化型コーティング剤を光硬化することにより得られる帯電防止層が形成され、該帯電防止層の表面に付加型シリコーン樹脂からなる離型層が形成されていることを特徴とする帯電防止性を有する離型フィルムを提供するものである。

本発明の帯電防止性を有する離型フィルムは、硬化阻害を抑制でき、剥離性に優れると共に、優れた帯電防止性を有する。

本発明の帯電防止性を有する離型フィルムにおける基材フィルムとしては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、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などのポリエステル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、アセテート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂のフイルムなどが挙げられる。これらの内、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などのポリエステル樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂のフィルム、ポリプロピレン樹脂のフィルム（ＣＰＰ、ＯＰＰ）が好ましく、特にポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムが好ましい。基材フィルムは、単層であってもよいし、同種又は異種の２層以上の多層であってもよい。
基材フィルムの厚みは、特に制限ないが、通常１０〜３００μｍであればよく、好ましくは２０〜２００μｍである。

帯電防止層は、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子、光開始剤、及びバインダーからなる光硬化型コーティング剤が光硬化されたものである。
ポリアルキレンジオキシチオフェン系導電性高分子としては、ポリアルキレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォネートの混合物などが挙げられる。ポリアルキレンジオキシチオフェンとしては、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリプロピレンジオキシチオフェン、ポリ（エチレン／プロピレン）ジオキシチオフェンなどが挙げられる。

ポリアニリン系導電性高分子としては、アニリン、メチルアニリン又はメトキシアニリンなどの単独重合体又は共重合体などが挙げられる。
さらに、ポリピロール系導電性高分子としては、ピロール、３−メチルピロール又は３−オクチルピロールなどのピロール誘導体の単独重合体又は共重合体などが挙げられる。
これらの導電性高分子は、水中に分散させて水溶液の形態で使用することが好ましい。導電性高分子の水溶液における導電性高分子の濃度は、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上が特に好ましい。水溶液中の導電性高分子の濃度の上限は、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下が特に好ましい。
光開始剤としては、例えば、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルメタノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ヒドロキシジメチルアセトフェノン、ベンゾフェノンなどが挙げられる。

バインダーとしては、（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーが挙げられ、多官能アクリレート、ウレタンアクリレートやポリエステルアクリレート等の２官能基以上を有する多官能の光硬化型のアクリル系化合物が挙げられる。
多官能アクリレートとしては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、トリアリル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡエチレンオキシド変性ジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

ウレタンアクリレートは、例えばポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーの水酸基と（メタ）アクリル酸との反応でエステル化することにより得られる。
ポリエステルアクリレートは、例えば多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を（メタ）アクリル酸でエステル化することにより、又は多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を（メタ）アクリル酸でエステル化することにより得られる。
また、（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーには、ビニルピロリドンを併用してもよい。
バインダーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

なお、バインダーは、溶媒に分散させた溶液の形態で用いることが好ましい。バインダー溶液中におけるバインダーの濃度は、１０質量％以上が好ましい。このバインダーの濃度の上限は、９０質量％以下が好ましく、７０質量％以下が特に好ましい。
この溶媒としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチルなどのカルボン酸エステル；エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルなどのエーテル；イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコールなどのアルコールなどが挙げられる。この溶媒としては、カルボン酸エステル、エーテルが好ましい。これらの溶媒は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

光硬化型コーティング剤は、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子、光開始剤、（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマー、及びエーテル系又はアルコール系溶媒を混合した光硬化型コーティング剤が好ましい。ここで、エーテル系又はアルコール系溶媒としては、上記のものが挙げられる。エーテル系又はアルコール系溶媒の配合量は、塗布時の粘度を適当な範囲にするために適宜選定すればよいが、光硬化型コーティング剤全体量に対して、３０〜８０質量％が好ましく、４０〜７０質量％が特に好ましい。
帯電防止層における導電性高分子の含有割合は、０．０１〜５質量％が好ましく、０．１〜３質量％が特に好ましい。なお、光開始剤の含有割合は、バインダー１００質量部に対して０．０１〜１５質量部が好ましく、０．１〜１０質量部が特に好ましい。

基材フィルムの表面に、帯電防止層を形成するには、基材フィルムの表面に光硬化型コーティング剤を塗布し、乾燥し、光照射することにより硬化させることにより行うことができる。なお、塗布方法としては、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法などが使用できる。
光照射に使用する光としては、電子線、紫外線などが挙げられるが、紫外線が好ましい。
紫外線の照射量は、ウレタン（メタ）アクリレートが硬化する量であればよく、特に制限ないが、通常紫外線ランプ等により照度５０〜３００ｍＷ／ｃｍ^２、光量３０〜８００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲で照射する。
帯電防止層の厚みは、０．０１〜１０μｍが好ましい。０．０１μｍ以上であると、均質な製膜が可能となり、また基材フィルムとの密着性が良好となり、かつ十分な帯電防止性が得られるという利点がある。一方、１０μｍ以下であると塗工面が均質な状態で得られるという利点がある。以上の観点から、帯電防止層の厚みは、０．１〜５．０μｍが特に好ましい。

帯電防止層の表面には、付加型シリコーン樹脂からなる離型層が形成されている。
離型層の形成方法としては、帯電防止層の表面に付加型シリコーン樹脂、硬化剤及び希釈剤からなる離型剤溶液を塗布し、乾燥し、硬化させることにより、行うことができる。なお、塗布方法としては、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法などが使用できる。

希釈剤としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素などが挙げられる。
希釈剤の量は、塗布時の粘度を適当な範囲にするために適宜選定すればよいが、離型剤溶液の固形分が０．０５〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％が特に好ましい。
硬化は、熱硬化が好ましい。熱硬化温度は、通常１００℃以上が好ましく、１００〜１５０℃がより好ましい。
離型層の厚みは、特に制限ないが、０．０１〜３μｍが好ましく、０．０３〜２μｍが特に好ましい。離型層の厚みが前記範囲の下限値未満であると、剥離性能が不安定となる場合がある。一方、離型層の厚みが前記範囲の上限値を超えると、離型フィルムをロール状に巻き取ったときの離型層面が、離型フィルム背面とブロッキングし易くなり、離型層面の剥離性能がブロッキングにより、低下する場合がある。

以下に、本発明の実施例を示す。なお、本発明は、この例によって何ら制限されるものではない。
（実施例１）
ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート及びＮ−ビニルピロリドンを質量比で４５：２０：１０の割合で含有する（メタ）アクリル系モノマーを７５質量部と酢酸ブチル２０質量部及びイソプロピルアルコール３０質量部含有するバインダー溶液１２５質量部と、ポリエチレンジオキシチオフェンポリスチレンスルフォネート（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）の導電性高分子を１．３質量％の割合で含有する水溶液を１５．５質量部、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルメタノンの光開始剤を０．２質量部混合し、さらに、（メタ）アクリル系モノマー及び導電性高分子の合計量が２．５質量％になるようにイソプロピルアルコールで希釈した光硬化型コーティング剤を調製した。

この光硬化型コーティング剤を、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの表面に乾燥後の厚みが０．３μｍとなるようにマイヤーバーで均一に塗布し、塗工層を形成した。次いで、６０℃の乾燥機で１分間加熱し、直ちにフュージョンＨバルブ２４０W／ｃｍの１灯取付けコンベア式紫外線照射機により、コンベアスピード１０ｍ／分の条件で紫外線照射し、塗工層を硬化させ、帯電防止層付きＰＥＴフィルムを作製した。さらに、熱硬化型シリコーン樹脂（信越化学（株）製、商品名「ＫＳ−８４７Ｈ」）１００質量部、硬化剤（信越化学（株）製、商品名「ＣＡＴ−ＰＬ−５０Ｔ」）１質量部をトルエンで希釈し、固形分１．１質量％の剥離剤溶液を調製した。この剥離剤溶液を帯電防止層付きＰＥＴフィルムの帯電防止層の表面に、乾燥後の厚さが０．１μｍとなるように均一に塗布し、次に１３０℃の乾燥機で１分間乾燥し、離型層を形成し、帯電防止性を有する離型フィルムを作製した。

（実施例２）
光硬化型コーティング剤として、導電性高分子水溶液（ＰＥＤＴ／ＰＰＳ）、光開始剤（α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルメタン）、アクリル系モノマー（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリヘキサアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン）含有バインダー溶液とそれらを溶解するエーテル系又はアルコール系溶媒からなる光硬化型コーティング剤（出光テクノファイン（株）製、商品名「出光プロテインコートＥＬＨ−３」）をイソプロピルアルコールで２．５質量％に希釈したものを使用した以外は、実施例１と同様にして離型フィルムを作製した。

（比較例１）
帯電防止層付きＰＥＴフィルムとして、Ｔ−１００Ｇ（商品名、三菱ポリエステルフィルム（株）製、ＰＥＴフィルム厚み３８μｍ、帯電防止剤：第４級アンモニウム塩）を使用した以外は、実施例と同様にして、帯電防止性を有する離型フィルムを作製した。
（比較例２）
帯電防止層を設けないＰＥＴフィルム（厚み３８μｍ）を使用して、実施例１と同様にして剥離層を設けて、離型フィルムを作製した。

（性能評価）
実施例及び比較例で得られた離型フィルムの性能を以下に示す方法で評価した。
硬化性
離型フィルムの離型層の表面を指で強く１０回擦り、曇り（スミアー）や脱落（ラブオフ）を観察し、下記の判定基準で評価した。
◎：曇りや脱落が全くない。
○：曇りが僅かに見られる（実用上問題なし）。
△：曇り及び脱落が少し見られる（実用上問題となる場合がある）。
×：曇りが多く見られ、脱落もかなり多く起こる（実用上問題となる）。
××：脱落が多く発生し、硬化不十分である。

（２）離型層の帯電防止層への密着性
離型層形成後、１０日間経過した離型フィルムの表面を指で強く１０回擦り、曇りや脱落を観察し、上記（１）の判定基準で評価した。
（３）剥離力
離型フィルムを２３℃、湿度５０％の条件下２４時間放置した後、アクリル系粘着剤（東洋インキ社製、商品名「オリバインＢＰＳ−５１２７」）を乾燥後の厚さが５０μｍとなるように、該離型フィルムの離型層の表面に塗工し、基材の５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせて粘着体を作製した。それぞれの粘着体について、作製から１日経過後の離型フィルムの剥離力を測定した。剥離力の測定は、粘着体を幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍに裁断し、引っ張り試験機を用いて、基材のポリエチレンテレフタレートフィルムを固定し、離型フィルム側を３００ｍｍ／分の速度で１８０°方向に引っ張ることにより行った。

（４）帯電防止性
（４−１）表面抵抗
離型フィルムを２３℃、湿度５０％の条件下２４時間調湿後、離型層の表面の表面抵抗値を、（株）アドバンテスト製「Ｒ１２７０４レジスティビティ／チェンバ」、タケダ理研工業（株）社製「デジタルエレクトロメーターＴＲ８６５２」からなる測定装置を用いて測定した。
（４−２）剥離帯電圧
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）１００質量部、ポリビニルブチラール７質量部、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）３質量部に、トルエンとエタノールの混合液（混合質量比：１／１）を加え、ボールミルにて混合、分散させてセラミックスラリーを調製した。このスラリーを離型フィルムの離型層の面上に乾燥後の厚みが３μｍとなるように均一に塗工し、乾燥してグリーンシートを作製した。作製したグリーンシート上に粘着テープ（日東電工（株）製、商品名「３１Ｂテープ」）を貼り合せた。この粘着テープ付きグリーンシートを、２３℃、湿度５０％の条件下２４時間調湿後、６０ｍｍ×７０ｍｍに裁断し、剥離帯電圧測定用の試験片を作製した。

その試験片のグリーンシート面の剥離帯電圧は、引っ張り試験機を用いて１８０°、１００ｍ／分の速度で離型フィルム側を剥離し、剥離した直後、静電電位測定器（シシド静電気（株）製、商品名「スタチロン−ＤＺ_３」）を使用し、測定距離５０ｍｍでグリーンシート面の帯電量の最大値を測定することにより求めた。離型フィルム面の剥離帯電圧は、上記と同様な条件でグリーンシート側を剥離し、離型フィルム面の帯電量の最大値を測定することにより求めた。

また、帯電防止性能を下記の判定基準に従って、評価した。
◎：極めて良好。
○：良好（実用上問題なし）。
△：やや劣る（実用上問題となる場合がある）。
×：劣る（実用上問題となる）。
××：非常に劣る。

本発明の帯電防止性を有する離型フィルムは、工程フィルムなどのキャリアフィルムとして利用できる。

Claims

基材フィルムの表面に、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子、光開始剤、及び（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーと、ビニルピロリドンからなるバインダーからなる光硬化型コーティング剤が光硬化された帯電防止層が形成され、該帯電防止層の表面に付加型シリコーン樹脂からなる離型層が形成されていることを特徴とする帯電防止性を有する離型フィルム。
基材フィルムの表面に、ポリアルキレンジオキシチオフェン系、ポリアニリン系又はポリピロール系導電性高分子を予め０．０１〜１０質量％の濃度で水中に分散させた水溶液を、（メタ）アクリル系モノマー又はオリゴマーと、ビニルピロリドンからなるバインダーが予め１０〜９０質量％の濃度でカルボン酸エステルを含有する溶媒に分散されているバインダー溶液、光開始剤、及びエーテル系又はアルコール系溶媒と共に配合した光硬化型コーティング剤を光硬化することにより得られる帯電防止層が形成され、該帯電防止層の表面に付加型シリコーン樹脂からなる離型層が形成されていることを特徴とする帯電防止性を有する離型フィルム。
導電性高分子が、ポリアルキレンジオキシチオフェン系導電性高分子である請求項１又は２に記載の離型フィルム。
光硬化型コーティング剤が、アルコール系溶媒を３０〜８０質量％含有する光硬化型コーティング剤である請求項１〜３のいずれかに記載の離型フィルム。