JP6262999B2 - 衝撃吸収フィルム - Google Patents
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Description
前記ゲル状エラストマーが、ポリウレタンゲル又はシリコーンゲルであることが好ましい。
また、前記ゲル状エラストマーが、ポリウレタンゲルであることが特に好ましい。
前記少なくとも2層の衝撃吸収層の合計の厚みが、50μm以上1000μmであることが好ましい。
前記樹脂フィルム層が、PETフィルム層であることが好ましい。
前記樹脂フィルム層の厚みが、12μm以上125μm以下であることが好ましい。
前記衝撃吸収フィルムは、化学強化ガラスの表面の保護に用いられてもよい。
1 衝撃吸収フィルムの構成
1−1 樹脂フィルム層
1−2 衝撃吸収層
1−3 基材
1−4 粘着剤層
1−5 表面フィルム層
1−6 表面処理層
2 衝撃吸収フィルムの製造方法
3 衝撃吸収の原理(作用機序)
4 衝撃吸収フィルムの用途
まず、図1〜図3を参照しながら、本形態に係る衝撃吸収フィルムの構成について説明する。図1は、本形態に係る衝撃吸収フィルムの構成を示す模式図である。図2は、本形態のある変更例に係る衝撃吸収層の構成を示す模式図である。図3は、本形態の別の変更例に係る衝撃吸収層の構成を示す模式図である。
樹脂フィルム層110は、2層の衝撃吸収層121,122の間に介在される層である。このように、少なくとも2層の衝撃吸収層121,122の間に樹脂フィルム層110を介在させることにより、単に複数の衝撃吸収層(本形態では、衝撃吸収層121,122)を積層させた場合よりも、衝撃吸収性を大きく向上させることができる。
樹脂フィルム層110の材質としては、フィルム状の透明な樹脂であれば特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)等を用いることができ、これらの中でも、透明性及びゲル状エラストマーとの密着性に優れることからPETフィルムを用いることが好適である。
樹脂フィルム層110の厚みは、上述した衝撃吸収性を向上させる効果を奏することができれば特に制限されるものではないが、好適には、12μm以上125μm以下である。樹脂フィルム層110の厚みが12μm未満では、衝撃吸収性を向上させる効果を十分に得ることができない可能性がある。一方、樹脂フィルム層110の厚みが125μm超では、樹脂フィルム層110の剛性が強すぎたり、フィルムの積層を多数回繰り返す必要があり歩留まりが低下するなど、生産性が低下し、コストも増大する恐れがある。また、衝撃吸収性を向上させる効果をより顕著に発現させるためには、樹脂フィルム層110の厚みを25μm以上とすることがより好適であり、剛性を適度な強さに保ち、歩留まりの低下をより効果的に抑制するためには、樹脂フィルム層110の厚みを80μm以下とすることがより好適である。
衝撃吸収層120は、樹脂フィルム層を介在して積層された層であり、少なくとも2層からなる。本形態では、衝撃吸収層120として、衝撃吸収層121,122の2層が設けられているが、3層以上設けられていてもよい。この場合、図2に示すように、樹脂フィルム層110は、1層又は2層以上積層された一組の衝撃吸収層と、1層又は2層以上積層されたもう一組の衝撃吸収層との間に、1層のみ設けられていてもよく、図3に示すように、3層以上の衝撃吸収層の各層の間にそれぞれ樹脂フィルム層110が介在されていてもよい。このように、本形態に係る衝撃吸収フィルム100によれば、衝撃吸収層120を少なくとも2層設け、これらの少なくとも2層の衝撃吸収層121,122を、樹脂フィルム層110を介在して積層させることで、従来よりも格段に優れた衝撃吸収性を有することができる。これにより、携帯電話、スマートフォン、タブレットといったディスプレイ表面への破損等が起こり易い環境で使用されるモバイル電子機器の保護フィルム等としても好適に用いることができる。
衝撃吸収層120の材質は、フィルム状の形状を有するゲル状エラストマーである。ゲル状エラストマーは、一般的なエラストマー樹脂よりも低硬度(軟質)のエラストマーのゲル状物質であり、柔軟性やゴム弾性が高いため、防振性、緩衝性、衝撃吸収性に優れる材料である。本形態に係る衝撃吸収層120に使用可能なゲル状エラストマーとしては、特に制限されるものではない。ただし、衝撃吸収フィルム100の衝撃吸収性を高めるという観点から、ゲル状エラストマーのJIS K7312に基づきゴム硬度計タイプCにより測定した硬度(アスカーC硬度)が40以下であることが好ましい。衝撃吸収性を更に高めるためには、前記硬度が35以下であることがより好ましく、30以下であることが更に好ましい。一方、ゲル状エラストマーの硬度が低過ぎると、衝撃吸収層120が形状を保ちにくくなることから、ゲル状エラストマーの硬度は、15以上であることが好ましい。
以上述べたようなゲル状エラストマーの具体例としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリウレタンゲル、シリコーンゲル等のゲル状物質を用いることができる。これらのゲル状物質のうち、ポリウレタンゲル、シリコーンゲルを使用することが好適であり、特に、透明度が高く、固形分濃度も高いことから、ポリウレタンゲルを使用することがより好適である。ポリウレタンゲルを衝撃吸収層120の材料として用いることで、衝撃吸収フィルム100を電子機器のディスプレイ等に貼付した場合に、外観(きれいに貼付することができる。)や視認性等に優れたものとなる。
≡SiCH=CH2 + HSi≡ → ≡SiCH2CH2Si≡
本形態に係る衝撃吸収フィルム100では、衝撃吸収層120を少なくとも2層設け、その間に樹脂フィルム層110を介在させることで、衝撃吸収層120を一層のみ設けた場合や、樹脂フィルム110を介在させずに少なくとも2層の衝撃吸収層120を積層させた場合と比較して、衝撃吸収層120全体としての厚みが少なくて済む。具体的には、本形態に係る衝撃吸収フィルム100では、上述した少なくとも2層の衝撃吸収層120の合計の厚みが、50μm以上1000μmであることが好適である。合計の厚みが50μm未満であると、衝撃吸収性が不十分となる可能性がある。一方、合計の厚みが1000μmを超えると、衝撃吸収層120を形成するためにフィルムの積層を多数回繰り返す必要があり歩留まりが低下するなど、生産性が低下し、コストも増大する恐れがある。衝撃吸収力を向上させるという観点からは、少なくとも2層の衝撃吸収層120の合計の厚みが、100μm以上であることがより好ましく、300μm以上であることが更に好ましい。また、歩留まりの低下を更に抑制するという観点からは、少なくとも2層の衝撃吸収層120の合計の厚みが、900μm以下であることがより好ましく、800μm以下であることが更に好ましい。
基材130は、上述した衝撃吸収層120や粘着剤層140を支持するための基材であり、その材質としては、透明なものであれば特に制限はされないが、例えば、ガラス、樹脂、金属、金属酸化物等のシート又はフィルムを用いることができる。
本形態に係る衝撃吸収フィルム100は、基材130の一方の面(衝撃吸収層120が積層される面と反対側の面)に、粘着剤層140を有している。この粘着剤層140は、例えば、電子機器のディスプレイ等に衝撃吸収フィルム100を貼付する際に、ディスプレイ表面と接着する層となる。粘着剤層140としては、粘着性を有し、フィルム状に成形可能な樹脂であれば特に制限はされないが、このような樹脂としては、例えば、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂(天然ゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム等の合成ゴム)等を用いることができる。これらの樹脂うち、感圧接着性を有する樹脂を用いると、衝撃吸収フィルム100を電子機器のディスプレイ等に貼付する際に、接着剤を別途必要としないため作業性が良く、塵や空気の混入を防止する効果等も得られるため好ましい。
また、本形態に係る衝撃吸収フィルム100は、粘着剤層140と表面処理層160との間に表面フィルム層150を有している。この表面フィルム層150は、最表面にハードコート処理等を施すことで、表面処理層160を形成させるために設ける層であり、後述する表面処理層160を形成することにより、後述するキズ防止を始め様々な機能を付与することができる。表面フィルム層150としては、表面処理層160を形成可能な材質であれば特に制限はされないが、例えば、衝撃吸収フィルム100をスマートフォンのタッチパネル保護用途で用いる場合には、PETフィルムやウレタンフィルムが好適である。
また、本形態に係る衝撃吸収フィルム100は、最表面(粘着剤層140と反対側の面)に表面処理層160を有している。この表面処理層160は、衝撃吸収フィルム100(本形態では表面フィルム層150)に所定の表面処理を施すことで各種機能を付与するための層である。このような表面処理としては、例えば、防指紋処理(水接触角を105度程度とすることが好適である。)、ブルーライトカット処理、抗菌処理(活性値を2.0以上とすることが好適である。)、帯電防止処理(電気抵抗を1011程度とすることが好適である。)、ハードコート処理(例えば、爪によるキズやスタイラスペンによる筆跡等が衝撃吸収フィルム100の表面に残らないようにするための処理)、反射防止処理、低反射光沢処理等がある。
以上、本形態に係る衝撃吸収フィルム100の構成について詳細に説明したが、続いて、上述した構成を有する衝撃吸収フィルム100の製造方法について説明する。以下、衝撃吸収層120の形成工程と、各層の積層工程とに分けて述べる。
主剤(ウレタンプレポリマーやシリコーンプレポリマー等)、硬化剤及びその他の添加剤を有機溶媒中に分散させたゾル組成物を調製する。次いで、このゾル組成物をフィルム状やシート状等に成形した後、架橋反応させてゾルをゲル化させることにより、ポリウレタンゲルやシリコーンゲル等からなる衝撃吸収層120を得ることができる。より具体的には、例えば、上記ゾル組成物を透明な離型フィルム間に所定の厚みに塗布してシート成形し、その後、離型フィルムでゾル組成物を挟んだ状態で架橋反応させることで、ゾル組成物がゲル化した所定の厚みを有する衝撃吸収層120を得ることができる。
衝撃吸収層120を他の層(樹脂フィルム層110、基材130、粘着剤層140、表面フィルム層150等)と積層する方法としては、特に限定されず、共押出法、ラミネート法、ヒートシール等の公知の各種方法を用いることができる。これらの方法は、各層の素材の溶融温度、相溶性、厚み、製造コスト等の様々な要素を勘案して、選択される。なお、共押出法、ラミネート法、ヒートシールについては、公知の方法であるので、ここではこれらの詳細な説明を省略する。
本形態に係る衝撃吸収フィルム100は、スマートフォン、タブレット、ラップトップPC、デスクトップPC、携帯用ゲーム機、テレビジョン受像機、カーナビゲーションシステム、理化学機器、オフィス機器、太陽電池モジュール、センサー、ゲージ、メータ類等に設けられたディスプレイ(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)等のフラットパネルディスプレイやCRTディスプレイ等)や、スマートフォン、タブレット、ラップトップPC、携帯用ゲーム機等に設けられたカメラレンズ保護用のガラス等を保護するために用いることができる。特に、衝撃吸収フィルム100は、化学強化ガラスの表面の保護(例えば、化学強化ガラスが用いられたディスプレイやカメラレンズ保護用のガラス等の保護)に用いられることが好適である。
主剤としてパインゾールU−250(一方社油脂工業(株)製)を、硬化剤としてイソシアネート系硬化剤B−45(一方社油脂工業(株)製)を用い、主剤:硬化剤の配合比を100:1.5として、これらを溶媒(酢酸エチル及びトルエン)中で分散させたポリウレタンゾル組成物を作製した。次いで、このゾル組成物を基材としての厚み50μmのPETフィルムに塗布した後に、90℃で4分間乾燥させた。乾燥後のゾル組成物の表面に、樹脂フィルム層としての厚み50μmのPETフィルムをラミネートし、当該ラミネートしたPETフィルムに上記ゾル組成物を上記と同様にして塗布乾燥した。次に、表面フィルム層としての厚み100μmのPETフィルムをラミネートしてシート成形し、表面フィルム層の反対側の基材の表面に厚み50μmのシリコーン系粘着剤を貼り合わせた。その後、ポストエージングにより完全に硬化(架橋)させることで、ポリウレタンゲルを衝撃吸収層として有する、表1に記載の構造を有する実施例1の衝撃吸収フィルムを作製した。なお、実施例1でのポリウレタンゲルの硬度は、ゴム硬度計タイプCによる測定値で20であった。
主剤:硬化剤の配合比を100:2とし、2枚のポリウレタンゲルの厚みをそれぞれ175μmとし、表面フィルム層として厚み125μmのPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、表1に記載の構造を有する実施例2の衝撃吸収フィルムを作製した。実施例2でのポリウレタンゲルの硬度は、ゴム硬度計タイプCによる測定値で28であった。
主剤:硬化剤の配合比を100:10にした以外は、実施例1と同様にして、表1に記載の構造を有する比較例3の衝撃吸収フィルムを作製した。この時のポリウレタンゲルの硬度は、ゴム硬度計タイプCによる測定値で80であった。
衝撃吸収層を、PETフィルムを介在しない1枚のポリウレタンゲル(厚み400μm)とした(すなわち、樹脂フィルム層は存在しない。)以外は、実施例2と同様にして、表1に記載の構造を有する比較例1の衝撃吸収フィルムを作製した。この時のポリウレタンゲルの硬度は、ゴム硬度計タイプCによる測定値で28であった。
表面フィルム層として125μmのPETフィルムを用い、これにラミネート法により、粘着剤層としての厚み50μmのシリコーン系粘着剤を積層させることで、表1に記載の構造を有する比較例2の衝撃吸収フィルムを作製した。
以上のようにして作製した実施例1〜3及び比較例1,2の衝撃吸収フィルムを厚み0.75mmのゴリラガラス(登録商標)へ貼付し、110gの鉄球を所定高さ(0.8m、1.0m、1.2m、1.5m、2.0m)から落下させることで、各衝撃吸収フィルムの衝撃吸収性を評価した。本落下試験においては、平面であるコンクリート面にPETフィルム(厚み125μm)を敷いて、このPETフィルム上にゴリラガラスを載置した。評価基準としては、それぞれの高さから鉄球を落下させた場合に、ゴリラガラスが破損した(割れ又はヒビが生じた)ものを×、破損しなかったものを○とした。また、総合評価は、落下試験の評価において、○の数が5個のものを◎、○の数が4個のものを○、3個のものを△、0〜2個のものを×とした。
110 樹脂フィルム層
120 衝撃吸収層
121 第1衝撃吸収層
122 第2衝撃吸収層
130 基材
140 粘着剤層
150 表面フィルム
160 表面処理層
Claims (5)
- 樹脂フィルム層を介在して積層された少なくとも2層の衝撃吸収層を備え、
前記衝撃吸収層は、ポリウレタンゲルからなることを特徴とする、衝撃吸収フィルム。 - 前記少なくとも2層の衝撃吸収層の合計の厚みが、50μm以上1000μm以下である、請求項1記載の衝撃吸収フィルム。
- 前記樹脂フィルム層が、PETフィルム層である、請求項1又は2のいずれかに記載の衝撃吸収フィルム。
- 前記樹脂フィルム層の厚みが、12μm以上125μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の衝撃吸収フィルム。
- 化学強化ガラスの表面の保護に用いられる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の衝撃吸収フィルム。
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