JP6537248B2 - 機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体 - Google Patents

機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体 Download PDF

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Description

本発明は、機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体に係り、特にＰＰフィルム（ポリプロピレンフィルム）を用いて製造するのに好適な機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体に関する。
近年においては、一般民生用、工業用、医療用、宇宙用等の全分野において機能性物質を薄膜化した機能性物質薄膜素材を利用することが盛んに行われるようになっている。
このような機能性物質薄膜素材を製造するに際しては、機械的特性、熱的特性、剥離特性等に優れているＰＰフィルムの表面に積層して行われている。更に、ＰＰフィルムはその優れた特性から機能性物質薄膜素材と同様に一般民生用、工業用、医療用、宇宙用等の全分野において利用されている。この機能性物質薄膜素材はＰＰフィルムと別体若しくは積層状体で利用されている（特許文献１〜４参照）。
特開２００８−０８７４２１号公報 特開２０１０−２３４５７０号公報 特開２０１１−１４３５８６号公報 特開２０１４−１００９１７号公報
従来において機能性物質薄膜素材を製造する際には、ＰＰフィルムの表面に機能性物質薄膜素材を薄膜状に積層し、その後積層状体にある機能性物質薄膜素材およびＰＰフィルムを所定の温度に加熱して仕上げ処理を施している。
ところが、ＰＰフィルムは１００℃以上に加熱されると軟化するために、例えばＰＰフィルムの搬送方向に張力を付与すると縦皺が発生して、積層状体にある機能性物質薄膜素材およびＰＰフィルムが共に縦皺のある不良品となってしまうという不都合があった。
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、仕上げ用の加熱温度が１００〜１３０℃と高い機能性物質薄膜素材について均一厚さの平坦な機能性物質薄膜素材を得ることができる機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体を提供することを目的とする。
本発明者等は鋭意研究し、ＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）の表面に非シリコーン系接着層を介して剥離自在に積層したＰＰフィルムにおける前記非シリコーン系接着層による接着強度を、ＰＰフィルムの他方の面に積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてもＰＰフィルムに熱変形が発生しない大きさにすることによって、機能性物質薄膜素材およびその積層体を製造できることを発見して本発明を完成させた。
前述した目的を達成するため本発明の第１の態様の機能性物質薄膜素材の製造方法は、ＰＥＴフィルムの表面に非シリコーン系接着層を介して剥離自在に積層したＰＰフィルムの前記非シリコーン系接着層の積層されていない表面に対して機能性物質を薄膜状に積層し、その後１００〜１３０℃の温度領域に加熱することによって薄膜状の前記機能性物質に仕上げ処理を施して機能性物質薄膜素材を形成する機能性物質薄膜素材の製造方法であって、前記ＰＥＴフィルムに対する前記ＰＰフィルムの積層は、前記非シリコーン系接着層としてＵＶインクを用いてウエットラミネート法によって行われており、前記非シリコーン系接着層による接着強度を、前記ＰＰフィルムに積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてＰＰフィルムに熱変形が発生しない大きさに予め設定して、均一厚さの平坦な機能性物質薄膜素材を形成することを特徴とする。
また、本発明の第２の態様の機能性物質薄膜素材の製造方法は、ＰＥＴフィルムの表面に非シリコーン系接着層を介して剥離自在に積層したＰＰフィルムの前記非シリコーン系接着層の積層されていない表面に対して機能性物質を薄膜状に積層し、その後１００〜１３０℃の温度領域に加熱することによって薄膜状の前記機能性物質に仕上げ処理を施して機能性物質薄膜素材を形成する機能性物質薄膜素材の製造方法であって、前記ＰＥＴフィルムに対する前記ＰＰフィルムの積層は、前記非シリコーン系接着層としてアクリル系粘着剤を用いてドライラミネート法によって行われており、前記非シリコーン系接着層による接着強度を、前記ＰＰフィルムに積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてＰＰフィルムに熱変形が発生しない大きさに予め設定して、平坦な機能性物質薄膜素材を形成することを特徴とする。
本発明の機能性物質薄膜素材の製造方法に従って機能性物質薄膜素材を製造することにより、仕上げ用の加熱温度が１００〜１３０℃と高い機能性物質薄膜素材について均一厚さの平坦な機能性物質薄膜素材およびその積層体を得ることができるという優れた効果を奏する。
本発明に係る機能性物質薄膜素材およびその積層体の一実施形態を示す工程図
以下、図１を用いて本発明の機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体の実施形態について説明する。
図１は本発明の機能性物質薄膜素材の製造方法並びに機能性物質薄膜素材およびその積層体の１実施形態を示す。
図１において、製造工程は左から右に進行している。
本実施形態の機能性物質薄膜素材の製造方法は、第１のＰＥＴフィルムとＰＰフィルムとの積層工程、第２のＰＰフィルムへの機能性物質の積層工程および第３の機能性物質の仕上げ工程が順に実行される。
以下、各工程等を更に説明する。
＜第１のＰＥＴフィルムとＰＰフィルムとの積層工程＞
共に薄膜状のＰＥＴフィルム１とＰＰフィルム２とをウエットラミネート法またはドライラミネート法によって非シリコーン系接着層３を介して剥離自在に積層する。
ＰＥＴフィルム１としては、厚さが２５〜１００μｍ程度の公知の素材を用いると良い。
ＰＰフィルム２としては、厚さが２５〜１００μｍ程度の公知の素材を用いると良い。特に、ホモポリマーのＰＰをインフレーション法によって２軸延伸して形成されているものが均一厚さの平坦性を維持するために好適である。更に、ＰＰフィルム２の非シリコーン系接着層３に積層される面に対して、必要に応じてコロナ処理、紫外線照射、ＥＢ照射等の公知の改質処理を施すと良い。更に、ＰＰフィルム２の表面の粗さについては、つるつる状、マット状等を製造対象となる機能性物質薄膜素材４およびその積層体の特性に応じて選択するとよい。
非シリコーン系接着層３を形成する接着素材としては、公知の接着素材を用いることができる。例えば、アクリル系粘着材、ウレタン系粘着材、ＵＶ硬化樹脂系接着剤が挙げられる。
ウエットラミネート法としては、公知の方法を用いることができる。
具体的には、ＰＥＴフィルム１に非シリコーン系の接着素材を薄く塗布し、その後ウエット状の非シリコーン系接着層３の上にＰＰフィルム２をラミネートし、その後非シリコーン系接着層３を乾燥させてＰＥＴフィルム１とＰＰフィルム２とをウエットラミネート法によって非シリコーン系接着層３を介して剥離自在に積層する。非シリコーン系の接着素材の塗布の方法としては、マイクログラビアロールを用いたマイクログラビア方法、スロットダイを用いたスロットダイ方法、ナイフエッジを用いたナイフエッジ方法等によって薄膜状に塗布するとよい。また、この場合に非シリコーン系の接着剤として、溶剤が全く含有されていないＵＶインクを用いると良い。ＵＶインクを用いる場合には、乾燥工程においてＵＶを照射してＵＶインクを固化させて非シリコーン系接着層３とすると良い。非シリコーン系接着層３の乾燥工程においては、積層状態にあるＰＥＴフィルム１、非シリコーン系接着層３およびＰＰフィルム２を徐冷するアニール処理を施すと第３の機能性物質の仕上げ工程においてＰＰフィルム２の均一厚さの平坦性を維持するために好適である。
ドライラミネート法としては、公知の方法を用いることができる。
具体的には、ＰＥＴフィルム１に非シリコーン系の接着素材を薄く塗布し、その後乾燥させて予め非シリコーン系接着層３を積層したＰＥＴフィルム１の当該ドライ状の非シリコーン系接着層３の上にＰＰフィルム２をラミネートしてＰＥＴフィルム１とＰＰフィルム２とをドライラミネート法によって非シリコーン系接着層３を介して剥離自在に積層する。
このようにして積層されたＰＥＴフィルム１とＰＰフィルム２とにおける非シリコーン系接着層３による接着強度を、第３の機能性物質の仕上げ工程において、ＰＰフィルム２に積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材４に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてＰＰフィルム２に熱変形が発生しない大きさに予め設定して、平坦な機能性物質薄膜素材４を形成するようにされている。この接着強度としては０．０５〜１０Ｎ／２５ｍｍとすると良い。
＜第２のＰＰフィルムへの機能性物質の積層工程＞
第２のＰＰフィルムへの機能性物質の積層工程は、第１のＰＥＴフィルムとＰＰフィルムとの積層工程に連続して実行する場合と、非連続に実行する場合とを選択して実行するとよい。
第２のＰＰフィルムへの機能性物質の積層工程においては、ＰＥＴフィルム１の表面に非シリコーン系接着層３を介して剥離自在に積層したＰＰフィルム２の非シリコーン系接着層３の積層されていない表面に対して機能性物質を薄膜状に積層する。この機能性物質の積層は、溶融状態にある機能性物質を公知の塗工方法によってＰＰフィルム２の表面に塗布すると良い。例えば、マイクログラビアロールを用いたマイクログラビア方法、スロットダイを用いたスロットダイ方法、ナイフエッジを用いたナイフエッジ方法等によって薄膜状に塗布するとよい。また、噴霧塗布、蒸着等を必要に応じて用いて塗布すると良い。この場合に用いる機能性物質としては、溶融状態して塗布することができ、仕上げの加熱温度が１００〜１３０℃となる素材であれば、如何なる素材でも良い。例えば、ゴム等の弾性素材、各種の用途に利用される樹脂素材、無機粉体分散スラリー等がある。弾性素材としては、例えば、ゴム系接着剤が挙げられる。樹脂素材としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。機能性物質の塗布厚さは、仕上げ加工後の厚さに応じて調整すると良い。
＜第３の機能性物質の仕上げ工程＞
第３の機能性物質の仕上げ工程おいては、連続的に走行搬送されているＰＰフィルム２の非シリコーン系接着層３の積層されていない表面に対して積層された機能性物質を１００〜１３０℃の温度領域に加熱することによって薄膜状の機能性物質薄膜素材４に形成する仕上げ処理を実行する。仕上げ処理における加熱温度、搬送速度、加熱の搬送方向長さ等の仕上げ条件は完成させる機能性物質薄膜素材４の特性に応じて調整すると良い。また、第３工程の終了によって製造された機能性物質薄膜素材４はＰＰフィルム２に対して当該機能性物質薄膜素材４およびＰＰフィルム２の相性によって固着もしくは剥離自在に積層されることとなる。
この第３工程が終了すると、第１に、機能性物質薄膜素材４、ＰＰフィルム２およびＰＥＴフィルム１からなる積層体が製造される。第２に、第１の積層体のＰＰフィルム２から機能性物質薄膜素材４を剥離すると単独の機能性物質薄膜素材４とＰＥＴフィルム１、非シリコーン系接着層３およびＰＰフィルム２の積層体が製造される。第３に、第１の積層体のＰＰフィルム２からＰＥＴフィルム１を剥離すると機能性物質薄膜素材４、ＰＰフィルム２および非シリコーン系接着層３からなる積層体が製造される。
＜機能性物質薄膜素材およびその積層体＞
本実施形態においては、非シリコーン系接着層３による接着強度を、ＰＰフィルム２に積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材４に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてＰＰフィルム２に熱変形が発生しない大きさに予め設定しているので、ＰＰフィルム２が第３の仕上げ工程終了後まで継続して均一厚さおよび平坦性を維持することができ、このＰＰフィルム２の性状によって均一厚さの平坦な機能性物質薄膜素材４およびその積層体を得ることができる。
＜ＰＥＴフィルム、非シリコーン系接着層およびＰＰフィルムの積層体＞
ＰＥＴフィルムとして、東レ社製、Ｔ６０、厚さ：５０μｍを用いた。
ＰＰフィルムとして、ミルウィック社（MIRWEC FILM INC. 米国）製、 BOPLON（登録商標）FILM、厚さ：２０μｍを用いた。
両者のラミネート法として次の２種類のラミネート法を用いた。
ウエットラミネート法においては、スロットダイ法によってＵＶ硬化粘着剤を乾燥厚みが５０μｍとなるようにＰＥＴフィルム１に塗工し、その後ＰＥＴフィルム１とＰＰフィルム２とをラミネートし、その後１分間ＵＶを照射してＵＶ硬化粘着剤を固化させた。
ドライラミネート法においては、スロットダイ法によってアクリル系粘着剤を乾燥厚みが２５μｍとなるようにＰＥＴフィルム１に塗工し、その後１００℃で１分間乾燥してＰＥＴフィルム１にアクリル系粘着剤層を形成した。その後アクリル系粘着剤層にＰＰフィルム２をドライラミネートした。
＜機能性物質薄膜素材およびその積層体＞
（実施例１：機能性物質として弾性部材を用いた例）
弾性部材としてニトリル系ゴム接着剤を用いた。
機能性物質薄膜素材の製法：
スロットダイ法によってニトリル系ゴム接着剤を乾燥厚みが３５μｍとなるようにＰＰフィルム２の表面に塗工し、その後１００℃、１１０℃、１２０℃、３０℃で２分間乾燥させて４種類のニトリル系ゴム接着剤を固化させた。
機能性物質薄膜素材の機能：
このようにして製造された４種類のニトリル系ゴム接着剤の薄膜層はＰＰフィルム２から剥離自在であり、均一厚さおよび平坦性を維持している。
このニトリル系ゴム接着剤の薄膜層としては、次の機能を有している。
第１に、自動車部品の接着剤として使用されるニトリル系ゴム接着剤を、均一厚さおよび平坦性を備えた薄膜シート状に加工することができる。
第２に、既存のシリコーン系離型フィルムの表面に剥離自在に形成したニトリル系ゴム接着剤の薄膜層においては、接着面へのシリコーンの移行により、接着強度が低下するという問題点があるが、本実施例におけるノンシリコーン離型フィルムとなるＰＰフィルム２の表面にニトリル系ゴム接着剤の薄膜層を作製することによって当該ニトリル系ゴム接着剤の薄膜層は安定した強度を確保できる。
第３に、ニトリル系ゴム接着剤はトルエン等の有機溶媒を含んでいるため、１００℃以上に温度を上げて乾燥する必要がある。通常のＰＰフィルムにおいては１００℃に加熱すると軟化して均一厚さおよび平坦性を維持することはできないという問題点があるが、本実施例におけるＰＰフィルム２は１００〜１３０℃に加熱されても均一厚さおよび平坦性を維持できるために、ニトリル系ゴム接着剤の薄膜層の均一厚さおよび平坦性を維持することができる。
（実施例２：機能性物質として樹脂部材を用いた例）
樹脂部材としてシリコーン系樹脂を用いた。
機能性物質薄膜素材の製法：
スロットダイ法によってシリコーン系樹脂を乾燥厚みが１００〜１２０μｍとなるようにＰＰフィルム２の表面に塗工し、その後１００℃、１１０℃、１２０℃、３０℃で２分間乾燥させてシリコーン系樹脂を固化させた。
機能性物質薄膜素材の機能：
このようにして製造されたシリコーン系樹脂の薄膜層はＰＰフィルム２から剥離自在であり、均一厚さおよび平坦性を維持している。
このシリコーン系樹脂の薄膜層としては、次の機能を有している。
第１に、シリコーン系樹脂の薄膜層は再剥離可能な粘着層として使用でき、またクッション材として使用できる。
第２に、シリコーン系樹脂は既存のシリコーン系離型フィルムの表面に対しては同素材のために剥離自在に形成することが不可能であるが、本実施例におけるノンシリコーン離型フィルムとなるＰＰフィルム２の表面にシリコーン系樹脂の薄膜層を剥離自在に作製することができる。
第３に、シリコーン系樹脂の硬化を促進するためには１００〜１３０℃の温度で熱処理する必要がある。通常のＰＰフィルムにおいては１００℃に加熱すると軟化して均一厚さおよび平坦性を維持することはできないという問題点があるが、本実施例におけるＰＰフィルム２は１００〜１３０℃に加熱されても均一厚さおよび平坦性を維持できるために、シリコーン系樹脂の薄膜層の均一厚さおよび平坦性を維持して製造することができる。
なお、本発明は前記実施形態および実施例に限定されるものではなく、必要に応じて変更することができるものである。
１ ＰＥＴフィルム
２ ＰＰフィルム
３ 非シリコーン系接着層
４ 機能性物質薄膜素材

Claims (2)

  1. ＰＥＴフィルムの表面に非シリコーン系接着層を介して剥離自在に積層したＰＰフィルムの前記非シリコーン系接着層の積層されていない表面に対して機能性物質を薄膜状に積層し、その後１００〜１３０℃の温度領域に加熱することによって薄膜状の前記機能性物質に仕上げ処理を施して機能性物質薄膜素材を形成する機能性物質薄膜素材の製造方法であって、
    前記ＰＥＴフィルムに対する前記ＰＰフィルムの積層は、前記非シリコーン系接着層としてＵＶインクを用いてウエットラミネート法によって行われており、
    前記非シリコーン系接着層による接着強度を、前記ＰＰフィルムに積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてＰＰフィルムに熱変形が発生しない大きさに予め設定して、平坦な機能性物質薄膜素材を形成する
    ことを特徴とする機能性物質薄膜素材の製造方法。
  2. ＰＥＴフィルムの表面に非シリコーン系接着層を介して剥離自在に積層したＰＰフィルムの前記非シリコーン系接着層の積層されていない表面に対して機能性物質を薄膜状に積層し、その後１００〜１３０℃の温度領域に加熱することによって薄膜状の前記機能性物質に仕上げ処理を施して機能性物質薄膜素材を形成する機能性物質薄膜素材の製造方法であって、
    前記ＰＥＴフィルムに対する前記ＰＰフィルムの積層は、前記非シリコーン系接着層としてアクリル系粘着剤を用いてドライラミネート法によって行われており、
    前記非シリコーン系接着層による接着強度を、前記ＰＰフィルムに積層した薄膜状の機能性物質を機能性物質薄膜素材に仕上げるために１００〜１３０℃の加熱温度に加熱する際においてＰＰフィルムに熱変形が発生しない大きさに予め設定して、平坦な機能性物質薄膜素材を形成する
    ことを特徴とする機能性物質薄膜素材の製造方法。
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