JP6476455B2 - 保護フィルム及び保護フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、保護フィルム及び保護フィルムの製造方法に関し、より詳細には、その中に微細粒子が分散している非粘着層と粘着層とが積層されてなる保護フィルム及び保護フィルムの製造方法に関する。

ディスプレイに使用されるガラスは、その上部に、クリーンルームで薄膜トランジスターを含む薄膜工程が施されることから、高い清浄度が要求される。そのため、生産者から消費者（ディスプレイ装置のメーカー）の所まで積載・搬送される際にガラスを保護するための工夫が施されている。ディスプレイ装置用ガラスの積載・搬送の際に、表面保護のためにガラスの両面に保護フィルムを粘着する工夫が一般的に施されている。

図１は、従来のガラス積載方法を概略的に示す図である。

従来の保護フィルムを活用することによるガラスの積載方法は、図１に示すように、ガラス１の両面に保護フィルム２を略粘着状態で粘着させてから斜めに立てるか重ね合わせ、保護フィルムの間に間紙３を挟んで積載する。間紙３は、ガラスを一枚ずつ運ぶ際に保護フィルム同士が互いに癒着してフィルムがガラスから剥離されたり、運ぶガラスにくっ付いてきたりするという不具合を防止するためである。しかし、このような積載方法は、間紙の使用により資源の浪費につながるとともに、作業環境を複雑にし、工程上のガラスの取り扱いを煩わしくするという不具合がある。

図２は、従来の他のガラス積載方法を概略的に示す図である。

図１に示すようなガラス積載方法での不具合を改善するために、自己粘着層（ｓｅｌｆ-ａｄｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ）と非粘着層とを含む２層以上が複合的に積層されてなり、ガラスの積載・搬送の際に一枚ずつ分離され易くする機能性保護フィルム４が開発され適用されることで、間紙が不要な積載方法が用いられている。

機能性保護フィルム４の非粘着層は、表面粗さの制御により接触面積を減らし且つガラス基板との間に多くの空気層を形成させて分離抵抗を下げることで、積載・搬送の際に生じるフィルムあるいはガラスの癒着現象及び割れ現象を阻止している。

表面粗さの制御のための加工法としては、微細粒子（Ｍｉｃｒｏ−ｂｅａｄ）１４５ｂ、２４５ｂを用いる方法（図５及び図６参照）が代表的に用いられている。この方法は、加工性に優れているという長所を持っている。しかし、用いられる微細粒子１４５ｂ、２４５ｂが冷却粉砕方式（トップダウン工程）によって生産されることから粒子の模様が不規則であり且つ大きさにバラツキがあるため、保護フィルム１４０、２４０の表面粗さの制御に不向きである。また、ガラスの積載の際に生じる機械的力が不定形微細粒子１４５ｂ、２４５ｂ部分に集中する現象が現われ、微細粒子１４５ｂ、２４５ｂ成分がガラス表面に転移して斑（ｓｔａｉｎ）を生成させる（図３;（ａ）斑が生じたガラス、（ｂ）正常のガラス）。また、フィルムの生産時の微細粉塵による工程環境の汚染及びフィルム表面の品質低下をもたらす（図４）とともに、微細粒子１４５ｂ、２４５ｂが他の保護フィルムに転写し、微細粒子のアップセット（ｕｐ−ｓｅｔ）の恐れがある。さらには、微細粒子１４５ｂ、２４５ｂの粉塵がガラス表面に残留してガラスの表面品質をも大きく低下させるという不具合を有する。図中、図面符号１４１及び２４１は粘着層、１４３及び２４３は中間層、１４５及び２４５は非粘着層、１４５ａ及び２４５ａは合成樹脂をそれぞれ示す。

本発明は、従来の保護フィルムから示される不具合を改善し、且つ微細粒子の機能を多角化して、より良質のガラス保護用保護フィルムを提供することをその目的とする。

前記した目的を達成するために、本発明は、粘着層と非粘着層とが積層されてなる保護フィルムを製造するための方法であって、前記非粘着層は、ａ）重合工程によって微細粒子を製造する段階と、ｂ）前記微細粒子を合成樹脂と混合する段階と、ｃ）前記微細粒子と前記合成樹脂との混合物を層状に成形する段階とから得られることを特徴とする保護フィルムの製造方法を提供する。

また、本発明は、第１の合成樹脂と該第１の合成樹脂中に分散され重合体である微細粒子とを含む非粘着層と、第２の合成樹脂を含む粘着層とが積層されてなる保護フィルムを提供する。

前記構成によれば、本発明は、微細粒子を重合工程（ボトムアップ）にて生産することから大きさ分布に関する制御が容易であり、且つ球状を有することから保護フィルムの表面粗さの制御が極めて容易であるという長所が得られる。

重合工程にて製造された微細粒子は、球状を有することから外部からの機械的力に対する緩衝効果を奏し、且つ、向上した耐擦性を有する。

微細粒子を非粘着層中に挿入することでガラス表面上に転移する有機物質を最小化でき、ガラスの表面品質を低下させる斑及びスクラッチの発生を改善することができる。

重合工程にて製造された微細粒子は形状が規則的であり、且つ大きさの均一度に優れているから合成樹脂中への微細粒子の分散性がより改善し、その結果、従来技術で提示した微細粒子の含量（３０重量％〜６０重量％）よりも低い含量（２０重量％以下）でも製造が可能となる。

重合工程にて製造された微細粒子を使用することで、粉塵の発生による工程汚染、保護フィルム及びガラスの表面品質の低下という不具合を改善することができる。

また、非粘着層の合成樹脂との親和力が低くなるように微細粒子の表面特性を制御すると共に、共押出しの際に結晶化及び延伸過程を経ることで機能性保護フィルム中に気孔を形成することができる。機能性保護フィルム中に形成された気孔は、ガラスの積載の際に発生する機械的力に対する緩衝効果をさらに増大させ、斑やスクラッチの発生を非常に有効に改善できるようにする。

本発明では重合工程（ボトムアップ）にて製造された微細粒子を適用すると共に、微細粒子の機能性を多角化して従来の機能性保護フィルムの長所を保持し且つ短所を改善することにより、優れたディスプレイ向けガラスの表面品質を保持できるという効果を奏する。

図１は、従来のガラス積載方法を概略的に示す図である。 図２は、従来の他のガラス積載方法を概略的に示す図である。 図３は、図２に示すガラス積載方法でガラスに生じ得る斑を示す図である。 図４は、フィルム生産工程で微細粒子粉塵によって現われる工程汚染を示す図である。 図５は、図２に示すガラス積載方法に使用される従来の機能性保護フィルムの一例を示す図である。 図６は、図２に示すガラス積載方法に使用される従来の機能性保護フィルムの他の例を示す図である。 図７は、本発明の一実施例に係る機能性保護フィルムを示す図である。 図８は、本発明の他の実施例に係る機能性保護フィルムを示す図である。 図９は、本発明において、粘着層と非粘着層とを積層させる多様な方法を示す図である。 図１０は、本発明において、粘着層と非粘着層とを積層させる多様な方法を示す図である。 図１１は、本発明において、粘着層と非粘着層とを積層させる多様な方法を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳しく説明する。

図７は、本発明の一実施例に係る機能性保護フィルム３４０を示す図である。

本発明の保護フィルムは、少なくとも粘着層３４１と非粘着層３４５との２層が積層されてなる。図７では、このような粘着層と非粘着層に加え、それらの間に介在する中間層３４３を備える保護フィルムを示している。

保護フィルムは、典型的にはガラスに粘着されてガラスを保護するのに使用される。なお、本発明は、ガラス保護用途に限定されるものではない。保護フィルムの粘着層はガラスに粘着され、非粘着層は粘着層とは反対側の層をなす。

粘着層は、典型的には粘着剤または接着剤を介在することなくガラスに自着するものであるが、必ずしもこれに限定されるものではない。粘着層３４１は、第２の合成樹脂を含む。自着性粘着層の場合、第２の合成樹脂は、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーまたはＥＶＡ、ＥＡＡ、ＥＭＭＡなどのオレフィン系モノマーと極性基を有するモノマーとを共重合してなるポリマー、ポリオレフィン系ラバー、その他のラバーなどを含んでいてよい。

自着性粘着層は、粘着力に限界があることから、高い粘着力が要求される場合や、保護する製品の表面が粗い場合などには、自着性粘着層に代えて、アクリル系粘着剤などのような粘着剤を粘着層の表面にコートして使用することもできる。なお、粘着剤または接着剤を用いる場合は、保護フィルムの除去後、ガラスに粘着剤または接着剤が残留することがあるため、自着性粘着層を用いる方が好ましい。

中間層は、通常、ポリエチレンから形成され、より好ましくは、低密度ポリエチレンから形成される。

非粘着層は、第１の合成樹脂３４５ａと微細粒子３４５ｂとを含む。微細粒子は、第１の合成樹脂に分散して存在する。微細粒子は、第１の合成樹脂の融点よりも高い融点を有することが好ましい。

図７に示す保護フィルムの非粘着層は、次のような方法にて製造されてよい。

ａ）重合工程によって微細粒子を製造し、
ｂ）前記微細粒子を合成樹脂と混合し、
ｃ）前記微細粒子と前記合成樹脂との混合物を層状に成形する。

前記段階ａ）では、重合安定剤に、単量体、架橋剤、及びその他の添加剤を混合してから懸濁重合することで高分子微細粒子（Ｍｉｃｒｏ−ｂｅａｄ）を製造する。製造された微細粒子は、好ましくは、洗浄及び乾燥される。

前記段階ｂ）では、一軸あるいは二軸スクリュー押出機にて微細粒子を第１の合成樹脂に均一に混合する。微細粒子と第１の合成樹脂とを混合し、該混合物を押出成形した後にマスターバッチ（Ｍａｓｔｅｒ ｂａｔｃｈ）を製造しておき、後続の段階ｃ）でマスターバッチを押出して層状の非粘着層を成形することもできる。

第１の合成樹脂としては、微細粒子の融点よりも低い融点を有する合成樹脂が用いられていてよい。例えば、i）ポリエチレン、ii）ポリプロピレン、iii）ポリオレフィン系高分子共重合体、iv）ポリスチレン、v）ポリカーボネート、vi）ポリメチルメタクリレート、vii）アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体などが第１の合成樹脂として用いられていてよい。

微細粒子としては、第１の合成樹脂の融点よりも高い融点を有する微細粒子が用いられていてよく、球状を有することが好ましい。例えば、i）ポリエチレン、ii）ポリプロピレン、iii）ポリメチルメタクリレート、iv）ポリスチレン、v）ポリウレタン、vi）セルロースアセテートなどが微細粒子として用いられていてよい。

図７に示す実施例において、微細粒子は疎水性を有することが好ましい。例えば、疎水性の微細粒子を使用してもよく、または、微細粒子に表面処理を施して表面に疎水性官能基を形成させてもよい。

粘着層と非粘着層との積層体の形成は、図９〜図１１に示される方法にて行なわれていてよい。

先ず、図９に示すように、前記段階ｂ）で製造された非粘着層の原料物質（第１の合成樹脂と微細粒子との混合物）と粘着層の原料物質である第２の合成樹脂とを共押出することで２層以上からなる複合高分子溶融物を形成し、該高分子溶融物を冷却及び巻取して保護フィルムを製造してもよい。

または、図１０に示すように、前記段階ａ）〜ｃ）を粘着層とは別途に先に実施して非粘着層フィルムを予め製造した後、第２の合成樹脂を非粘着層のフィルム上に押出することで保護フィルムを製造してもよい。

または、図１１に示すように、第２の合成樹脂を粘着層のフィルムとして予め製造した後、該粘着層のフィルム上に非粘着層の原料物質（第１の合成樹脂と微細粒子との混合物）を押出することで保護フィルムを製造してもよい。

以上では、便宜上、層状成形工程として押出を例に挙げたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

図８は、本発明の他の実施例に係る機能性保護フィルム４４０を示す図である。

図８に示す保護フィルムの非粘着層４４５もまた、図７に示す方法と同様の方法にて製造されてよい。

ただし、前記段階ａ）では、微細粒子４４５ｂに表面処理を施すことにより、表面に親水性官能基（−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２）を形成する。なお、親水性の微細粒子が使用される場合は、親水性表面処理が割愛されていてよい。微細粒子の表面親水性は、第１の合成樹脂４４５ａとの親和力を低下させ、微細粒子と第１の合成樹脂との間に気孔４４５ｃを形成するのに役立つ。

また、段階ｃ）では、層状に成形された非粘着層を結晶化させてから延伸し、微細粒子の周囲に気孔を形成する。結晶化は冷却速度に影響される。非粘着層の結晶化の程度が大きいほど延伸はなされ難くなるものの、微細粒子との親和力が小さくなるため、気孔の形成には役に立つ。一方で、非粘着層の結晶化の程度が小さいほど延伸はなされ易くなるものの、微細粒子との親和力が大きくなるため、気孔の形成が困難である。したがって、冷却速度を調節することで結晶化の程度を制御し、要求される程度の延伸及び微細粒子の親和力を得るようにすることが重要である。

図中、図面符号４４１及び４４３は、それぞれ粘着層及び中間層を示す。

図５及び図６に示す非粘着層の微細粒子は、冷凍粉砕工程にて大粒から小粒（トップダウン）に粉砕させる。このため、図５及び図６の微細粒子は形状やサイズ分布の制御に難点がある。一方で、図７及び図８の微細粒子は、重合工程によって小粒から大粒（ボトムアップ）に重合させる。このため、図７及び図８の微細粒子は、形状やサイズ分布の制御が容易となる（特に、図６では微細粒子が３０〜６０重量％の含量で含まれるのに対し、図７及び図８では微細粒子が２０重量％以下の含量で含まれるようになる。）。また、フィルム表面の粗さの制御が容易となる。さらには、図７及び図８に示す微細粒子は球状を有することができる。その結果、機械的ストレスの緩衝効果が得られ、且つスクラッチの発生を抑制することができる。特に、図８に示す非粘着層は、気孔を内包することで機械的ストレスの緩衝効果が大きい。

図５に示す非粘着層の微細粒子塗布工程は別途の後工程である。それにより、微細粒子インジェクタのような追加の設備導入が要求され、且つ、粉塵の発生による工程環境の汚染という不具合が生じる。一方、図７及び図８では後工程が不要である。その結果、追加の設備導入が不要となり、且つ、粉塵の発生により工程環境が汚染される恐れがない。また、図５に示す微細粒子は合成樹脂の外部に露出し、粉塵がガラスに転写してガラスの表面の品質を悪化させるという不具合があった。一方、図７及び図８に示す微細粒子は、第１の合成樹脂中に存在しており、粉塵の転写現象が生じない。

１ ガラス
２ 保護フィルム
３ 間紙
４、１４０、２４０、３４０、４４０: 保護フィルム
１４１、２４１、３４１、４４１ 粘着層
１４３、２４３、３４３、４４３ 中間層
１４５、２４５、３４５、４４５ 非粘着層
１４５ａ、２４５ａ、３４５ａ、４４５ａ 合成樹脂
１４５ｂ、２４５ｂ、３４５ｂ、４４５ｂ 微細粒子
４４５ｃ 気孔

Claims (11)

1. 粘着層と非粘着層とが積層されてなる保護フィルムを製造するための方法であって、
   前記非粘着層は、
   ａ）重合工程によって微細粒子を製造する段階と、
   ｂ）前記微細粒子を合成樹脂と混合する段階と、
   ｃ）前記微細粒子と前記合成樹脂との混合物を層状に成形する段階
   とから得られ、
   前記段階ａ）では、前記微細粒子に表面処理を施して該表面に親水性官能基または疎水性官能基を形成し、
   前記段階ｃ）では、層状に成形された前記非粘着層を結晶化してから延伸し、前記微細粒子の周囲に気孔を形成することを特徴とする、保護フィルムの製造方法。
2. 前記重合工程は懸濁重合工程であることを特徴とする請求項１に記載の保護フィルムの製造方法。
3. 前記段階ｂ）では、前記微細粒子と前記合成樹脂の混合物を押出成形した後にマスターバッチを製造し、
   前記段階ｃ）では、前記マスターバッチを押出して層状に成形することを特徴とする請求項１に記載の保護フィルムの製造方法。
4. 前記微細粒子の融点は前記合成樹脂の融点よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の保護フィルムの製造方法。
5. 前記粘着層と前記非粘着層との積層は、前記段階ｂ）で得られた前記非粘着層の原料物質と前記粘着層の原料物質とを共押出して積層体に成形してから冷却して得られることを特徴とする請求項１に記載の保護フィルムの製造方法。
6. 前記保護フィルムは、前記非粘着層及び前記粘着層を含む２層以上が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の保護フィルムの製造方法。
7. 前記保護フィルムは、前記粘着層がガラスに粘着されて前記ガラスを保護するのに使用されるガラス保護フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の保護フィルムの製造方法。
8. 第１の合成樹脂と該第１の合成樹脂中に分散され重合体である微細粒子とを含む非粘着層と、
   第２の合成樹脂を含む粘着層
   とが積層されてなる保護フィルムであって、
   前記微細粒子は、少なくともその表面に親水性官能基または疎水性官能基を有し、
   前記非粘着層は、前記微細粒子の周囲に気孔を有し、
   前記微細粒子の周囲の気孔は、前記非粘着層を結晶化してから延伸して形成されることを特徴とする、保護フィルム。
9. 前記重合体は懸濁重合体であることを特徴とする請求項８に記載の保護フィルム。
10. 前記微細粒子の融点は、前記第１の合成樹脂の融点よりも高いことを特徴とする請求項８に記載の保護フィルム。
11. 前記保護フィルムは、前記粘着層がガラスに粘着されて前記ガラスを保護するのに使用されることを特徴とする請求項８に記載の保護フィルム。