JP6691703B2 - 離型フィルム - Google Patents

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Description

本発明は離型フィルムに関する。更に詳しくは偏光板、位相差フィルムの粘着層の保護フィルムに有用な離型フィルムに関する。
シリコーン系樹脂の表面層を持つ離型フィルムは、液晶偏光板や位相差板等の光学用途フィルム製造時に用いる粘着層形成時のベースフィルムとして、上記光学フィルムが貼合されるまでの粘着層保護フィルムとして機能する。
光学フィルムの粘着層は、離型フィルムから剥離され、所定の材料に貼合されることでその機能を発揮する層である。そのため離型フィルムの基本機能は、粘着層の剥離力を経時や保管環境、保管期間により変化させず、粘着層に求められる機能を発揮させることにある。
離型フィルムの機能は、前述の基本機能に加えて、粘着層の貼合工程の作業負荷や作業時間を短くする観点から、剥離力が十分に低いこと(以降「軽剥離性」とする)、離型フィルム自身や、離型フィルムから剥離した粘着層の帯電による製品の故障、帯電による粘着層への埃の付着、粘着層塗布時の表面荒れを防ぐ観点から、離型フィルムの「帯電防止性」が求められている。
さらに粘着層の形成工程にて、離型層上に塗布−乾燥することにより形成された際に、離型層の離型層が溶出して粘着層に移行しないこと(以降「耐溶剤性」とする)や、粘着層側に離型フィルム基材の低分子量成分(オリゴマー)が移行し、粘着層中に異物が発生しないこと(以降「オリゴマーブロック性」とする)が求められる。
この離型フィルムに求められる上記の4つの点の特性に対し、特許文献1では「少なくとも一軸方向に延伸されたポリエステルフィルムの片面に塗布層と離型層とが順次設けられた離型フィルムであり、塗布層が有機珪素化合物を含み、離型層がπ共役系導電性高分子樹脂を含み、離型層表面の固有抵抗(R)が1×1012Ω以下であり、離型フィルムを180℃で10分間加熱した後の離型層表面のポリエステルオリゴマー量が2.0mg/m以下であることを特徴とする離型フィルム。」が提案されている。
また特許文献2では「少なくとも一軸方向に延伸されたポリエステルフィルムの片面に、π共役系導電性高分子樹脂と、アルミニウムを含む有機化合物とを含有する塗布層と、離型層とが順次設けられて形成された構成であり、離型層表面の表面固有抵抗(R)が1×1012Ω以下であることを特徴とする離型フィルム。」が提案されている。
さらに特許文献3では「ポリエステルフィルムの少なくとも片面に塗布層を有し、当該フィルムの少なくとも片面に離型層を有し、当該離型層中に陰イオン性界面活性剤を1〜15重量%含有することを特徴とする離型フィルム。」が提案されている。
特開2014−113741号公報 特開2014−151572号公報 特開2014−226924号公報
かかる背景技術において、本発明が解決しようとする課題は、以下の4点をすべて満たすことにある。
1.離型フィルムの剥離力が低いこと(軽剥離性)
2.離型フィルムが帯電防止性を有すること
3.離型フィルムが、オリゴマーブロック性を有すること
4.離型フィルム上に粘着剤を塗布−乾燥した際に、離型層が溶出しないこと(耐溶剤性)。
これに対し、本発明者らが確認したところ前述の公知技術は以下の状況にある。
特許文献1の技術は、オリゴマーブロック性、帯電防止性、溶媒密着性は良好だが、剥離力が高い。特許文献2の技術は、帯電防止性と溶媒密着性は良好だが、オリゴマーブロック性が悪い。特許文献3の技術は、帯電防止性とオリゴマーブロック性は良好だが、溶媒密着性が悪い。
以上の点から、これらいずれの技術、またはこれらの技術の組み合わせを行っても4つの課題を満たすことはできない。
本発明者らは、従来技術の実情に鑑み鋭意検討の結果、以下の発明に至った
1.支持基材の少なくとも一方の面に、ポリオルガノシロキサンを主たる構成成分とし、ポリアルキレンオキサイドセグメントを含む高分子化合物と金属元素を有する化合物とを含有する中間層と、シリコーン系樹脂を含む離型層とを支持基材側からこの順に有することを特徴とする、離型フィルム。
2.前記ポリオルガノシロキサンが、以下の化合物群1に記載のアルコキシシランの加水分解物縮合体であることを特徴とする、1に記載の離型フィルム。
(化合物群1) (メタ)アクリロキシアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシランおよびアミノアルコキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン
3.前記中間層が、以下の化合物群2に由来する金属元素をおよび化合物群3に由来する金属元素を含むことを特徴とする、1または2に記載の離型フィルム。
(化合物群2) アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛および鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素のキレートまたはアルコレート
(化合物群3) 過塩素酸アルカリ金属塩、パーフルオロスルホン酸アルカリ金属塩およびビス(パーフルオロスルホン酸イミド)アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属塩
4.前記中間層が、イオン液体を含むことを特徴とする1から3のいずれかに記載の離型フィルム。
本発明によれば、軽剥離性、帯電防止性、オリゴマーブロック性、耐溶剤密着性に優れた離型フィルムを得ることができる。
上記課題を達成するにあたり、まず本発明者らは従来技術の問題点について以下のように考察した。まず、特許文献1に記載の技術で剥離力が高くなる直接的な原因は、離型層表面の弾性率や表面組成の均質さの低下、もしくは離型層の表面自由エネルギーが高くなったためであり、その本質原因は離型層に帯電防止剤としてπ共役系導電性高分子樹脂を含有した結果、離型層の極性が高くなって表面自由エネルギーが上昇、もしくは離型層との相溶性の関係で、最表面の粘弾性や表面組成の均一さが低下したためと考えている。
特許文献2に記載の技術でオリゴマーブロック性が低くなる直接的な原因は、支持基材と離型層の間にある塗布層の架橋構造が不十分で、オリゴマーを通過させたためであり、その本質的な原因は、塗布層に帯電防止剤として含むπ共役系導電性高分子樹脂が、塗布層のつくる架橋構造に直接結合できないためと考えている。
また、特許文献3に記載の技術について耐溶媒密着性が悪くなる直接的な原因は、支持基材と離型層の間にある塗布層が、離型層に対して密着性が弱いことにあり、その本質的な原因は、塗布層に含まれる陰イオン性界面活性剤にあると考えている。
次に、本発明の実施の形態について具体的に述べる。本発明者らは、前述の4つの課題に対して、支持基材の少なくとも一方の面に、ポリオルガノシロキサンを主たる構成成分とし、ポリアルキレンオキサイドセグメントを含む高分子化合物と金属元素を有する化合物とを含有する中間層と、シリコーン系樹脂を含む離型層とを支持基材側からこの順に有することを特徴とすることが好ましいことを見いだした。
ここで「離型層」とは、離型フィルムにおいて支持基材の少なくとも一方に形成された層で、例えば粘着性や接着性を有する層(粘着層、接着層)に接触した状態で使用され、粘着層や接着層の機能を損ないにくく剥離することができ、それにより粘着層や接着層を保護する機能を有する層である。層の定義については後述する。
また離型層に含まれる「シリコーン系樹脂」とは、ジメチルシロキサン骨格を主鎖、または側鎖に含む樹脂であり、その硬化方法により大別することができる。本発明においては、硬化型シリコーン系樹脂が好ましく、剥離力の観点から付加反応型シリコーン系樹脂がより好ましい。その詳細については後述する。
さらに「中間層」とは、上記離型層と支持基材との間に存在する層であって、支持基材と離型層間の層間密着性付与を主たる目的とし、さらに離型フィルムの帯電防止、離型層の耐溶剤性や、支持基材の低分子量成分の表面移行を抑制する機能を担う層を指す。
この中間層の組成について、前述にて「ポリオルガノシロキサン」を主たる構成成分とし、ポリアルキレンオキサイドセグメントを含む高分子化合物を含むことが好ましいことを述べている。
この「ポリオルガノシロキサン」とは、Si−O−Siからなるシロキサン骨格を繰り返し単位としたセグメントが、1次元から3次元に規則的またはランダムに連なり、さらにSiに有機基がついた高分子化合物を指す。また、「主たる構成成分」とは、中間層を形成する全セグメントのうちその質量が50質量%を超えることを意図している。
ポリオルガノシロキサンを主たる構成成分とすることで、その架橋構造によりオリゴマーブロック性を発現し、さらに離型層との親和性が得られるシロキサン骨格と、基材との親和性が得られる有機基の存在により、離型層−基材間の密着性を得ることができる。
さらにポリオルガノシロキサンは、以下の化合物群1に記載のアルコキシシランの加水分解縮合物であることが好ましい。
(化合物群1)(メタ)アクリロキシアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシラン、およびアミノアルコキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン。
中間層のポリオルガノシロキサンを形成する前駆体は、(メタ)アクリロキシアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシランおよびアミノアルコキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシランであることが好ましい。
加水分解縮合物とは化学式1にその一例が示されるもので、Rは(メタ)アクリル基、エポキシ基、ビニル基、フェニル基、アミノ基等、Rは炭素数1から4のアルキル基が好ましい。上記シランのアルコキシ基(OR)が部分的に加水分解してシラノール基(Si−OH)になると共に、シラノール縮合することにより、シロキサン結合(Si−O−Si)を形成したものを指す。
Figure 0006691703
ポリオルガノシロキサンが、(メタ)アクリロアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシラン、アミノアルコキシシランの加水分解縮合物であることにより、支持基材側との親和性がより高くなり、離型層−基材間の密着性を向上することができる。
さらに「ポリアルキレンオキサイドセグメント」とは、R−O−Rからなるエーテル骨格を繰り返し単位とした重合体で、化学式2に一般式が示され、具体的にはRが炭素数1から4のアルキル基が好ましい。
Figure 0006691703
中間層がポリアルキレンオキサイドセグメントを含有することで、中間層中での電荷担体であるイオンの移動が容易になり、高い安定した帯電防止性を有することができる。
さらに、アルキレンオキサイドセグメントは、前述の化学式1で示されるポリオルガノシロキサンのR、またはシラノール基と縮合反応もしくは付加反応により共有結合を形成し、ポリオルガノシロキサンと共縮合、共重合体を形成していることが、オリゴマーブロック性の観点からより好ましい。この観点から、中間層のポリアルキレンオキサイドセグメントの形成過程に用いる前駆体は、前述のポリオルガノシロキサンの好ましい前駆体と反応可能な反応性部位を有する材料、例えば、アルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレートや、アルキレンオキサイド変性アルコキシシラン、アルキレンオキサイド変性エポキシであることが好ましい。
また、この中間層の組成について、前述にて「金属元素を有する化合物」を含有することが好ましいことを述べている。
「金属元素を有する化合物」とは、金属元素の共有結合性、イオン結合性、配位結合性または水素結合性化合物を指し、具体的には有機酸、無機酸の塩、錯体(キレート)、アルコレートなどを指す。
さらに中間層は下記の化合物群2に由来する金属元素および化合物群3に由来する金属元素を含むことがより好ましい。
(化合物群2) アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛および鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素のキレートまたはアルコレート
(化合物群3) 過塩素酸アルカリ金属塩、パーフルオロスルホン酸アルカリ金属塩およびビス(パーフルオロスルホン酸イミド)アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属塩。
ここで、「化合物群2に由来する金属元素」と「化合物群3に由来する金属元素」の意図は、中間層用塗料組成物の中に化合物群2のキレートもしくはアルコレートまたは化合物群2のアルカリ金属塩として添加され、それが塗布−乾燥工程を経て中間層内に存在するとき、化合物群2のキレートもしくはアルコレートまたは化合物群2のアルカリ金属塩が金属元素を含むそのままの形で存在する、もしくは、化合物群2のキレートもしくはアルコレートまたは化合物群2のアルカリ金属塩が中間層を構成する他の成分と反応し、金属元素を含む形で存在することを指す。
前述の化合物群2において、金属元素のアルコレートは化学式3で表され、Mは金属元素(アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、鉄)、Rは炭素数1〜4のアルキル基、nは金属元素の酸化数を指す。金属元素はアルミニウム、チタン、ジルコニウムが、Rは炭素数2または3がより好ましい。
Figure 0006691703
金属元素のキレートは、化学式4で表され、Mは金属元素(アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、鉄)、R、Rは炭素数1から4のアルキル基、nは金属元素の酸化数、mは1からnまでの整数を指す。より好ましくは金属元素がアルミニウム、チタン、ジルコニウムで、R、Rは炭素数1から3である。
Figure 0006691703
化合物群2は、ポリオルガノシロキサンの好ましい前駆体である(メタ)アクリロキシアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシラン、アミノアルコキシシランと共に中間層用塗料組成物に含まれ、塗布−乾燥過程を経ることで前記アルコキシシランの加水分解縮合反応触媒、架橋剤として機能し、ポリオルガノシロキサンを主たる構成成分とした中間層の形成反応を促進する機能を有する。そのため、本発明において中間層が化合物群2に由来する金属元素を有する化合物を含有することにより、優れたオリゴマーブロック性と支持基材−離型層間の溶剤密着性を得ることができる。
前述の化合物群3は、化学式5(過塩素酸アルカリ金属塩)、化学式6(パーフルオロスルホン酸アルカリ金属塩)、化学式7(ビス(パーフルオロスルホン酸イミド)アルカリ金属塩)で表され、Aはアルカリ金属元素(リチウム、ナトリウム、カリウム)が、nとmは1〜6が好ましく、より好ましくは金属元素がリチウムで、nとmは1〜4である。
Figure 0006691703
Figure 0006691703
Figure 0006691703
化合物群3は、アルカリ金属元素の有機強酸塩またはその誘導体であり、中間層中でアルカリ金属がイオン伝導を行う電荷担体として機能する。そのため、本発明において中間層が、化合物群3に由来する金属元素を有する化合物を含有することにより、高い帯電防止性を有することができる。
また、本発明において中間層は、「イオン液体」を含むことが好ましい。ここで、イオン液体とは、イオン性液体や低融点溶融塩とも呼ばれる材料で、イオンのみから構成される塩であり、室温付近でも液体状態で存在する塩を指す。
その構造は基本的に、カチオンとアニオンが対になった塩を形成しており、カチオンがイミダゾリウム系、ピリジニウム系、脂肪族系、ホスホネート系、ヨウ素系などの分類がある。またアニオンとしては、硫酸エステル、ホウ酸エステル、燐酸エステル、スルホン酸、ハロゲン、などがあり、その組み合わせにより得られる。イオン液体の詳細な具体例については、後述する。
さらに、イオン液体は前述の化学式1で示されるポリオルガノシロキサンのR、またはシラノール基と縮合反応もしくは付加反応により共有結合を形成し、ポリオルガノシロキサンと共縮合、共重合体を形成していることが、オリゴマーブロック性の観点から好ましい。
この観点から中間層のイオン液体は、前述のポリオルガノシロキサンの好ましい前駆体と反応可能な反応性部位を有するイオン液体、例えば、(メタ)アクリレート基や、アルコキシシリル基を有するイオン液体であることが好ましい。
中間層がイオン液体を含有することにより、中間層中での電荷担体が増加するため、帯電防止性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細を述べる
[離型フィルム、および離型層]
本発明の離型フィルムは、支持基材の少なくとも一方の面に、前述の条件を満たす離型層および中間層を有するものであればよく、支持基材の両方の面に離型層を有してもよいし、離型層と支持基材との密着性を向上させるために、離型層に帯電防止性、耐溶剤性等を付与するため支持基材と離型層の間に複数の中間層を設けてもよい。
前述の離型層の厚みは、10〜500nmであることが好ましく、20〜200nmであることがより好ましい。例えば塗布により離型層を形成する場合、離型層の厚みを上記範囲とすることで、不必要な厚みを塗布することで生産性を低下させにくく、安定した剥離性能を実現させることができるため好ましい。
本発明の離型フィルムの離型層は、前述の条件を満たすことができれば特に限定されないが、本発明における離型層用樹脂組成物により形成されていることが好ましく、本発明の離型層用塗料組成物を後述する離型フィルムの製造方法により、塗布、乾燥、硬化することにより形成することが好ましい。
ここで本発明における「層」とは、前記離型フィルムの表面から厚み方向に向かい、隣接する部位との構成元素の組成、粒子等の含有物の形状、厚み方向の物理特性が不連続な境界面を有することで区別される有限の厚みを有する部位を指す。より具体的には、前記離型フィルムを表面から厚み方向に各種組成/元素分析装置(FT−IR、XPS、XRF、EDAX、SIMS、EPMA、EELS等)、電子顕微鏡(透過型、走査型)または光学顕微鏡にて断面観察した際、前記不連続な境界面により区別され、有限の厚みを有する部位を指す。
[離型層用樹脂組成物]
離型層用樹脂組成物は、前述の本発明の離型フィルムの離型層に好ましい樹脂組成物を指す。離型層または離型層用樹脂組成物として前述の条件を満たすことができれば、その組成は特に限定されないが、シリコーン系樹脂、有機系とシリコーン系の混合もしくは共重合樹脂などが好ましく、優れた離型性や耐熱性からシリコーン系樹脂がより好ましく、特に硬化型シリコーン系樹脂が好ましい。
硬化型シリコーン系樹脂には、末端にビニル基を含有するポリジメチルシロキサンとハイドロジェンシロキサンを白金触媒のもとに、加熱硬化させた「付加反応型」、末端に水酸基を含有するポリジメチルシロキサンとハイドロジェンシロキサンとを有機錫触媒を用いて加熱硬化させた「縮重合反応型」、アルケニル基を含むシロキサンとメルカプト基を含むシロキサンとを光重合触媒を用いて硬化させる「ラジカル付加型」、エポキシ基をオニウム塩開始剤にて光開環させて硬化させる「カチオン重合型」があり、いずれを用いてもよいが、生産性、剥離力の観点から末端ビニル基を含有するポリジメチルシロキサンとハイドロジェンシロキサンを白金触媒のもとに、加熱硬化させた付加反応型が好ましい。
本発明の離型層用樹脂組成物は、好ましくは後述する離型層用塗料組成物を必要に応じて乾燥工程で溶媒を除去の上、硬化することにより形成することができる。
[離型層用塗料組成物、離型層用樹脂前駆体]
離型層用塗料組成物は、前述の離型フィルムの離型層もしくは離型層用樹脂組成物を形成することができる、室温にて液体の性状を示す混合物であり、少なくとも後述する離型フィルムの製造方法によって、離型層用樹脂組成物を形成可能な材料(こ前駆体と呼ぶ)と、重合開始剤、硬化剤、硬化触媒含み、さらに溶媒、粒子、帯電防止剤などの各種添加剤を含んでもよい。
離型層用塗料組成物はシリコーン系樹脂前駆体が好ましく、特に硬化型シリコーン系樹脂を形成可能な樹脂前駆体が好ましく、「付加反応型」、「縮重合反応型」、「ラジカル付加型」、「カチオン重合型」の樹脂前駆体、および重合開始剤、硬化剤、硬化触媒を含む塗料組成物がより好ましい。
付加反応型シリコーン系樹脂前駆体と触媒の具体例としては、末端にビニル基を含有するポリジメチルシロキサンとハイドロジェンシロキサンとを含むものが好ましく、信越化学工業(株)社製のKS−3650、KS843、KS847、KS847H、KS847T、X62−2829、KS838、PL−50T、東レ・ダウコーニング(株)社製のSD7333、SRX357、SRX345、LTC310、LTC303E、LTC300B、LTC350G、LTC750A、LTC851、LTC759、LTC755、LTC761、LTC856、SRX212、などが挙げられる。
縮重合反応型シリコーン系樹脂前駆体と触媒の具体例としては、末端に水酸基を含有するポリジメチルシロキサンとハイドロジェンシロキサンとを有機錫触媒を含むものが好ましく、東レダウコーニング(株)社製SRX290やSY LOFF23が挙げられる。
ラジカル付加型シリコーン系樹脂前駆体と触媒の具体例としては、アルケニル基を含むシロキサンとメルカプト基を含むシロキサンと光重合触媒を含むものが好ましく、東レ・ダウコーニング(株)社製BY24−510HおよびBY24−544などが挙げられる。
カチオン重合型シリコーン系樹脂前駆体と触媒の具体例としては、エポキシ基を含むシロキサンと、オニウム塩開始剤を含むものが好ましく、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製TPR6501、UV9300およびXS56−A2775などが挙げられる。
本発明における離型層用塗料組成物の固形分濃度は、特に限定されるものではないが、離型層用塗料組成物が溶媒を含む場合には、通常10質量%以下であり、更には0.5〜5質量%であることが好ましい。0.5質量%未満であると、支持基材もしくは後述する中間層上でハジキが発生しやすくなる場合があり、他方10質量%を超えると表面が粗くなる場合がある。
[中間層]
本発明の離型フィルムでは、支持基材と離型層間の層間密着性向上、離型フィルムの帯電防止、離型層の耐溶剤性や、支持基材からの低分子量成分の表面移行を抑制するオリゴマーブロック性の観点から、支持基材と離型層の間に1層以上の中間層を設けることが好ましく、機能に合せて複数の中間層を設けてもよい。
中間層の形成方法は、上記の目的を達する中間層が形成できれば、その形成方法は特に限定されない。支持基材の製膜途中で後述する中間層用塗料組成物を塗布したフィルムを作成後、別の工程で離型層を塗布してもよく、支持基材の製膜後、中間層用塗料組成物を支持基材に塗布−乾燥−巻き取りを行い、次いで離型層を塗布−乾燥−巻き取り(逐次塗布)を行ってもよいが、好ましくは、中間層用塗料組成物を塗布、溶媒除去後、直ちに離型層を塗布することが、支持基材と離型層間の密着性、塗膜品位の面から好ましい。
例えば中間層を塗布により形成する場合、中間層の乾燥塗布厚みは、好ましくは、10〜500nm、より好ましくは20〜200nm、さらに好ましくは20〜100nmである。塗布厚みが10nm〜500nmであると、離型層の本来の目的である離型性能が安定し、かつ中間層によって付与したい機能、即ち支持基材と離型層間の密着性向上、オリゴマーブロック性、帯電防止性、耐溶剤性と優れた塗膜品位を得ることができるため好ましい。
[中間層用塗料組成物]
中間層用塗料組成物は、支持基材上に塗布、乾燥することで中間層の主たる構成成分をポリオルガノシロキサンにすることができれば特に限定されないが、中間層用塗料組成物は、ポリオルガノシロキサンの前駆体として、(メタ)アクリロキシアルコキシシラン、エポキシアルコキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシラン、アミノアルコキシシランを含み、支持基材上に塗布、乾燥することで、その加水分解縮合体を形成できる組成物であることが好ましい。
ポリオルガノシロキサン前駆体の具体例は、ビニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、5−ヘキセニルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシラン、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルジメトキシシランなどがある。
また、中間層用塗料組成物は、中間層がポリアルキレンオキサイドセグメントを含有することができれば、中間層用塗料組成物は特に限定されないが、ポリアルキレンオキサイドセグメントの前駆体としてポリオルガノシロキサンの前駆体と反応可能な反応性部位を有する前駆体を含むことが好ましく、アルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレートや、アルキレンオキサイド変性アルコキシシロキサン、アルキレンオキサイド変性エポキシであることが好ましい。
具体的なポリアルキレンオキサイドセグメントの前駆体の例としては、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(ポリエチレグリコール単位の重合度は4〜14の範囲が好ましい)、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジアクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジアクリレート、ポリプロピレングリコール−ポリブチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノアクリレートが挙げられる。
中間層用塗料組成物に含まれるポリアルキレンオキサイドセグメントの前駆体の量は好ましくは1〜40質量%、より好ましくは3〜30質量%であり、さらに好ましくは5〜25質量%の範囲である。化合物群2の量が1質量%未満であると、帯電防止性が不十分になる場合がある。40質量%を超えると、基材と離型層の密着性が低下する場合がある。
また中間層用塗料組成物は、中間層が前述の化合物群2に由来する金属元素を有する化合物を含むことができれば、特に限定されないが、中間層用塗料組成物中にアルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛および鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素のキレート、またはアルコレートを含有することが好ましく、アルミニウム、チタン、ジルコニウムのキレート、またはアルコレートがより好ましい。
具体的なアルミニウム元素を含むキレート、またはアルコレートの例としては、アルミニウムトリス(アセチルアセトネ−ト)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム−ジ−n−ブトキシド−モノエチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−イソ−プロポキシド−モノメチルアセトアセテート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が例示される。
具体的なチタン元素を含むキレート、またはアルコレートの例としては、テトラノルマルブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、テトラメチルチタネート等のチタンオルソエステル類;チタンアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート、ポリチタンアセチルアセトナート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、チタンエチルアセトアセテート等のチタンキレート類等が例示される。
具体的な元素を含むキレート、またはアルコレートの例としては、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムノルマルプロピレート、ジルコニウムノルマルブチレート、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムモノアセチルアセトナート、ジルコニウムビスアセチルアセトナート等が例示される。
中間層用塗料組成物に含まれる化合物群2に由来する金属元素を有する化合物の量は0.1〜30質量%、好ましくは1〜20質量%であり、さらに好ましくは3〜10質量%の範囲である。化合物群2の量が0.1質量%未満であると、塗布層の硬化反応が迅速に進まず、塗布層の上に離型層を形成した後の離型面の塗膜密着性が低下する場合がある。30質量%を超えると、塗料組成物の経時安定性の低下、塗膜品位の低下が発生する場合がある。
また中間層用塗料組成物は、中間層が前述の化合物群3に由来する金属元素を有する化合物を含むことができれば、特に限定されないが、中間層用塗料組成物中に過塩素酸アルカリ金属塩、パーフルオロスルホン酸アルカリ金属塩、ビス(パーフルオロスルホン酸イミド)アルカリ金属塩を含有することが好ましい。
過塩素酸アルカリ金属塩、パーフルオロスルホン酸アルカリ金属塩、ビス(パーフルオロスルホン酸イミド)アルカリ金属塩の具体例としては、三菱マテリアル電子化成(株)のEF−12、EF−13、EF−15(以上トリフルオロメタンスルホン酸塩)、EF−22、EF−23、EF−25(以上ペンタフルオロエタンスルホン酸塩)、EF−32、EF−33、EF−35(以上ヘキサフルオロプロパンスルホン酸塩)、KFBS、EF−43、LFBS(以上ノナンフルオロブタンスルホン酸塩)、EF−N112、EF−N113、EF−N115(以上ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)、EF−N142、EF−N143、EF−N145(以上(トリフルオロメタンスルホニル−ノニルフルオロブタンスルホニル)イミド)、EF−N442、EF−N443、EF−N445(以上、ビスノニルフルオロブタンスルホニルイミド)、が挙げられる。
中間層用塗料組成物に含まれる化合物群3の量は好ましくは0.1〜30質量%、より好ましくは1〜20質量%であり、さらに好ましくは5〜15質量%の範囲である。化合物群2の量が0.1質量%未満であると、帯電防止性が不十分になる場合がある。30質量%を超えると、離型層まで溶出し、剥離力が上昇する場合がある。
また本発明における中間層用塗料組成物はイオン液体を含むことが好ましい。イオン液体の構造は基本的に、カチオンとアニオンが対になった塩を形成しており、カチオンがイミダゾリウム系、ピリジニウム系、脂肪族系、ホスホネート系、ヨウ素系などの分類がある。またアニオンとしては、硫酸エステル、ホウ酸エステル、燐酸エステル、スルホン酸、ハロゲン、などがあり、その組み合わせにより得られる。
具体的なイオン液体の例としては、日本乳化剤(株)のAS100、AS300、AS400、広栄化学(株)のIL−Pシリーズ、IL−Aシリーズ、IL−Cシリーズ、IL−IMシリーズ、IL−APシリーズ、などが挙げられる。
さらに、より好ましい反応性部位を有するイオン液体の例としては日本乳化剤(株)JI62J01、JI62G01、広栄化学(株)のIL−MAシリーズ、IL−Sシリーズなどが挙げられる。
中間層用塗料組成物に含まれるイオン液体の量は好ましくは0.1〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%であり、さらに好ましくは7〜15質量%の範囲である。化合物群2の量が0.1質量%未満であると、帯電防止性が不十分になる場合がある。30質量%を超えると、離型層まで溶出し、剥離力が上昇する場合がある。
本発明における中間層用塗料組成物の固形分濃度は、特にこれに限定されるものではないが、中間層用塗料組成物が溶媒を含む場合には、通常20質量%以下であり、更には0.5〜10質量%であることが好ましい。0.5質量%未満であると、基材フィルム上でハジキが発生しやすくなる場合があり、他方20質量%を超えると、剥離力が著しく上昇する場合がある。
[その他の塗料組成物添加剤]
前述の離型層用塗料組成物と中間層用塗料組成物は溶媒を含んでもよく製造適性の面から溶媒を含むことが好ましい。ここで溶媒とは塗布後の乾燥工程にてほぼ全量を蒸発させることが可能な、常温、常圧で液体である物質を指す。本発明の離型フィルムに適した塗料組成物は、溶媒を含んでもよい。溶媒の種類数としては1種類以上20種類以下が好ましく、より好ましくは1種類以上10種類以下、さらに好ましくは1種類以上6種類以下である。
溶媒の種類とは溶媒を構成する分子構造によって決まる。すなわち、同一の元素組成で、かつ官能基の種類と数が同一であっても結合関係が異なるもの(構造異性体)、前記構造異性体ではないが、3次元空間内ではどのような配座をとらせてもぴったりとは重ならないもの(立体異性体)は、種類の異なる溶媒として取り扱う。例えば、2−プロパノールと、n−プロパノールは異なる溶媒として取り扱う。
[支持基材]
本発明における支持基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリアミドフィルム、アクリル樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、シクロオレフィン樹脂フィルム等が挙げられるが、特に離型フィルムに使用される支持基材としては、機械的強度、耐熱性、熱寸法安定性および耐薬品性に優れ、且つ経済的である2軸延伸ポリエステルフィルムが好ましい
支持基材の表面には、前記中間層を形成する前に各種の表面処理を施すことも可能である。表面処理の例としては、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線照射処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理およびオゾン酸化処理が挙げられる。これらの中でもグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理および火焔処理が好ましく、グロー放電処理と紫外線処理がさらに好ましい。
[離型フィルムの製造方法]
本発明における離型層は、離型層用塗料組成物を、中間層を設けた支持基材上に塗布することにより形成する方法が好ましい。また、中間層を設ける場合も同様に、支持基材上に中間層用塗料組成物を塗布することにより形成する方法が好ましい。
支持基材上への塗料組成物の塗布方法は特に限定されないが、塗料組成物をディップコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やダイコート法(米国特許第2681294号明細書)などにより支持基材等に塗布することにより層を形成することが好ましい。さらに、これらの塗布方式のうち、グラビアコート法またはダイコート法が塗布方法としてより好ましい。次いで、支持基材等の上に塗布された液膜を乾燥する。得られる離型フィルム中から完全に溶媒を除去することに加え、塗膜の硬化を促進する観点からも、乾燥工程では液膜の加熱を伴うことが好ましい。
乾燥方法については、伝熱乾燥(高熱物体への密着)、対流伝熱(熱風)、輻射伝熱(赤外線)、その他(マイクロ波、誘導加熱)などが挙げられる。この中でも、本発明の製造方法では、精密に幅方向でも乾燥速度を均一にする必要から、対流伝熱または輻射伝熱を使用した方式が好ましい。
さらに、熱またはエネルギー線を照射することによるさらなる硬化操作(硬化工程)を行ってもよい。硬化工程において、熱で硬化する場合には、室温から200℃以下であることが好ましく、硬化反応の活性化エネルギーの観点から、より好ましくは100℃以上200℃以下、さらに好ましくは130℃以上200℃以下である。
また、エネルギー線により硬化する場合には汎用性の点から電子線(EB線)および/または紫外線(UV線)であることが好ましい。また、紫外線を照射する際に用いる紫外線ランプの種類としては、例えば、放電ランプ方式、フラッシュ方式、レーザー方式、無電極ランプ方式等が挙げられる。放電ランプ方式である高圧水銀灯を用いて紫外線硬化させる場合、紫外線の照度が100〜3,000mW/cm、好ましくは200〜2,000mW/cm、さらに好ましくは300〜1,00mW/cmとなる条件で紫外線照射を行うことが好ましく、紫外線の積算光量が100〜3,000mJ/cm、好ましくは200〜2,000mJ/cm、さらに好ましくは300〜1,500mJ/cmとなる条件で紫外線照射を行うことがより好ましい。ここで、紫外線照度とは、単位面積当たりに受ける照射強度で、ランプ出力、発光スペクトル効率、発光バルブの直径、反射鏡の設計および被照射物との光源距離によって変化する。しかし、搬送スピードによって照度は変化しない。また、紫外線積算光量とは単位面積当たりに受ける照射エネルギーで、その表面に到達するフォトンの総量である。積算光量は、光源下を通過する照射速度に反比例し、照射回数とランプ灯数に比例する。
また、本発明の離型フィルムは、例えば偏光板、位相差フィルムの粘着層の保護用途に好適に利用することができる。
次に、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。なお、同一の化合物については特記しない限り同一の製品を用いた。
[塗料組成物の作成]
[中間層用塗料組成物a1〜a33の作成]
中間層用塗料組成物a1〜a33は、表1に示す材料と比率で混合することにより得た。なお表1中の各原材料の詳細は下記の通りである。
Figure 0006691703
[ポリオルガノシロキサン前駆体:化合物群1]
A1:3メタクリロキシプロピルトリメトキシシシラン(KBM−503 信越化学工業(株))
A2:3グリシドプロピルトリメトキシシラン(KBM−403 信越化学工業(株))
A3:ビニルトリメトキシシラン(KBM−1003 信越化学工業(株))
A4:フェニルトリエトキシシラン(KBE−103 信越化学工業(株))
A5:3アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM−903 信越化学工業(株))。
[ポリアルキレンオキサイドセグメント前駆体]
B1:ポリエチレングリコールジアクリレート(NKエステルA−600 新中村化学工業(株))
B2:ポリエチレングリコールポリグリシジルエーテル(SR−4GL 阪本薬品工業(株))
B3:ポリエーテル変性トリメトキシシラン(Dynasylan4144 エボニック・デグサ・ジャパン株式会社)
B4:トリメチロールプロパントリポリオキシエチレンエーテル(TMP−60日本乳化剤(株))。
[アルコキシシランの加水分解縮合反応触媒、架橋剤:化合物群2]
C1:アルミニウムトリスアセチルアセトネート(A−1013R マツモトファインケミカル(株))
C2:アルミニウムイソプロポキシド(A−1010 マツモトファインケミカル(株))
C3:チタンアセチルアセトネート(TC−100 マツモトファインケミカル(株))
C4:ジルコニウムテトラアセチルアセトネート(ZC−150マツモトファインケミカル(株))
C5:鉄アセチルアセトネート(アセトープFe ホープ製薬(株)。
[アルカリ金属元素の有機強酸塩、誘導体:化合物群3]
D1:メタンスルホン酸イミドリチウム(EF−15 三菱マテリアル電子化成(株))
D2:ブタンスルホン酸イミドリチウム(EF−N445 三菱マテリアル電子化成(株))
D3:ブタンスルホン酸イミドカリ(EF−N442 三菱マテリアル電子化成(株))。
[イオン液体]
E1:アクリル基を有するイオン液体(アミノイオンASシリーズJI62J01 日本乳化剤(株))
E2:アルコキシシリル基を有するイオン液体(アミノイオンASシリースJI62G02 日本乳化剤(株))
E3:反応性部位を有さないイオン液体(アミノイオンAS100 日本乳化剤(株)。
[他添加剤]
F1:光重合開始剤(イルガキュア184 BASFジャパン(株)。
[溶媒]
G1:イソプロピルアルコール
G2:トルエン。
[離型層用塗料組成物b1、b2の作成]
[離型層用塗料組成物b1] 下記材料を混合し離型層用塗料組成物b1を得た。
・メチルビニルポリシロキサンおよびメチル水素化ポリシロキサンのトルエン溶液:10質量部 (KS847H 信越化学工業(株)製 固形分濃度 30質量%)
・メチルビニルポリシロキサンと白金の錯体溶液:0.1質量部(PL−50T 信越化学工業(株)製)
・トルエン:10質量部
・ヘプタン:10質量部。
[離型層用塗料組成物b2] 下記材料を混合し離型層用塗料組成物b2を得た。
・メチルヘキシレンポリシロキサンおよびメチル水素化ポリシロキサンのトルエン溶液:10質量部(LTC750A 東レダウコーニング(株)製 固形分濃度 30質量%)
・メチルビニルポリシロキサンと白金の錯体溶液:0.1質量部(SRX212 東レダウコーニング(株)製)
・トルエン:10質量部
・ヘプタン:10質量部。
[離型フィルムの作成]
以下の離型フィルムの作成−c1〜c8にしたがって離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c1]
厚み38μmのポリエステルフィルム(東レ(株)製商品名“ルミラー”(登録商標)R60)に、中間層用塗料組成物を、乾燥・硬化後の塗布厚みが40nmとなるようにグラビアコーターで塗布し、100℃で3秒乾燥硬化した。
次いで、5分以内に離型層用塗料組成物を、乾燥後の塗布厚みが80nmとなるようにグラビアコートで塗布し、120℃で30秒乾燥硬化し、次いで高圧水銀灯にて、100mJ/cmの紫外線を照射して離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c2]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、中間層用塗料組成物の乾燥・硬化後の塗布厚みを20nmとなるようにグラビアコーターで塗布した以外は同様にして、離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c3]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、中間層用塗料組成物の乾燥・硬化後の塗布厚みを60nmとなるようにグラビアコーターで塗布した以外は同様にして、離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c4]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、中間層用塗料組成物の乾燥・硬化後の塗布厚みを15nmとなるようにグラビアコーターで塗布した以外は同様にして、離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c5]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、離型層用塗料組成物の乾燥・硬化後の塗布厚みを50nmとなるようにグラビアコーターで塗布した以外は同様にして、離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c6]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、離型層用塗料組成物の乾燥・硬化後の塗布厚みを150nmとなるようにグラビアコーターで塗布した以外は同様にして、離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c7]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、離型層用塗料組成物の乾燥・硬化後の塗布厚みを30nmとなるようにグラビアコーターで塗布した以外は同様にして、離型フィルムを得た。
[離型フィルムの作成−c8]
前記離型フィルムの作成−c1に対し、中間層用塗料組成物を塗布せず、離型層用塗料組成物のみを乾燥後の塗布厚みが80nmとなるようにグラビアコートで塗布し、120℃で30秒乾燥硬化して離型フィルムを得た。
以上の方法により実施例1〜38、比較例1〜5の離型フィルムを作成した。各実施例・比較例に対応する表2に各実施例と比較例の中間層、離型層の塗料組成物、中間層、離型層の厚み、製造方法を表2に記載した。
Figure 0006691703
[離型フィルムの評価]
作成した離型フィルムについて、次に示す性能評価を実施し、得られた結果を表1に示す。特に断らない場合を除き、測定は各実施例・比較例において、1つのサンプルにつき場所を変えて3回測定を行い、その平均値を用いた。
[剥離力(常温)]
離型フィルムの離型層形成面に粘着テープ(日東電工(株)製、ポリエステルテープ商品名31B:以下31Bテープ)を、5kgfのゴムローラーを1往復させて圧着し、20℃65%RH24時間放置後、引張り試験機を用いて300mm/分の速度で180°剥離した時の応力を測定した。剥離力は0.13mN以下を合格とした。
[耐溶剤離型性保持率]
テスター産業社製、学振型摩擦試験機II型を用いて、離型フィルムの離型層表面に対し、トルエン約1mlを染み込ませた綿布(金巾3号)で荷重200gf×30往復擦過し、フィルム面についた溶剤を乾燥させた後、ポリエステル粘着テープ(日東電工(株)社製No.31Bテープ、18mm幅)を、5kgfローラーで圧着させながら貼り合わせ、1時間放置し、引張り試験機で剥離速度300mm/分、剥離角度180°でテープを剥離した時の荷重を測定した。この剥離力をトルエン含浸綿布で擦過した後の離型層形成面の剥離力とした。
上記測定に用いたサンプルとは別の離型フィルムの離型層形成面に、ポリエステル粘着テープ(日東電工(株)社製No.31Bテープ、18mm幅)を、5kgfローラーで圧着させながら貼り合わせ、1時間放置し、引張り試験機で剥離速度300mm/分、剥離角度180°でテープを剥離した時の荷重を測定し、この剥離力を初期の離型層形成面の剥離力とした。
この結果を以下の数式に当てはめて、耐溶剤離型性保持率を計算した。耐溶剤離型性保持率が85%以上を合格とした。
耐溶剤離型性保持率=A/B×100
A:初期の離型層形成面の剥離力
B:トルエン含浸綿布で擦過した後の離型層形成面の剥離力。
[帯電防止性・・・初期の表面抵抗値]
23℃×65%RH環境下にて、表面抵抗測定機(三菱化学(株)製 ハイレスターUX 検出上限値 9×1014Ω/□)を用い、離型フィルムの離型層形成面側の任意の3点を測定した。その平均値を初期の表面抵抗値とし、9×1012Ω/□以下を合格とした。
[オリゴマーブロック性・・・ヘイズ上昇値]
離型フィルムを160℃、10分間熱処理を行い、離型層と反対面の析出物をエタノールで拭き取って照射面だけのオリゴマーによるヘイズを測定した。日本電色工業(株)製ヘイズメーターNDH2000(JIS K7136(2000年版))により、ヘイズを測定した。
また、熱処理を行ってない離型フィルムも同様にヘイズを測定し、熱処理した該フィルムのヘイズの値から差し引いて、熱処理で発生したオリゴマーによるヘイズの上昇値として評価した。ヘイズの上昇値として0.5%以下を合格とした。
表3に評価結果をまとめた。評価結果において、1項目でも合格とならないものについて、課題未達成と判断した。表3に示すように本発明の実施例はいずれも合格しており、本発明が解決しようとしている課題を達成している。
Figure 0006691703
本発明の離型フィルムは、例えば偏光板、位相差フィルムの粘着層の保護用途に好適に利用することができる。

Claims (3)

  1. 支持基材の少なくとも一方の面に、ポリオルガノシロキサンを主たる構成成分とし、ポリアルキレンオキサイドセグメントを含む高分子化合物と金属元素を有する化合物とを含有する中間層と、シリコーン系樹脂を含む離型層とを支持基材側からこの順に有し、
    前記中間層が、前記金属元素を有する化合物として、以下の化合物群2に記載の金属元素のキレートまたはアルコレート、および化合物群3に記載のアルカリ金属塩を含むことを特徴とする、離型フィルム。
    (化合物群2) アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛および鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素のキレートまたはアルコレート
    (化合物群3) 過塩素酸アルカリ金属塩、パーフルオロスルホン酸アルカリ金属塩およびビス(パーフルオロスルホン酸イミド)アルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくともとも1種のアルカリ金属塩
  2. 支持基材の少なくとも一方の面に、ポリオルガノシロキサンを主たる構成成分とし、ポリアルキレンオキサイドセグメントを含む高分子化合物と金属元素を有する化合物とを含有する中間層と、シリコーン系樹脂を含む離型層とを支持基材側からこの順に有し、
    前記中間層が、イオン液体を含むことを特徴とする、離型フィルム。
  3. 前記ポリオルガノシロキサンが、以下の化合物群1に記載のアルコキシシランの加水分解物縮合体であることを特徴とする、請求項1または2に記載の離型フィルム。
    (化合物群1)(メタ)アクリロキシアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、フェニルアルコキシシランおよびアミノアルコキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラ
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