JP6828437B2 - 粘着フィルムおよび粘着フィルムロール - Google Patents

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Description

本発明は、表面平滑性に優れ、かつ滑り性やハンドリング性や巻取性に優れた、表面保護フィルムとして好適に用いることのできる粘着フィルムに関する。
被着体表面への粘着性を有し、かつ、使用後は被着体を汚染すること無く剥離可能な粘着性フィルムは、包装用フィルムや表面保護フィルムや工程用フィルムとして用いられ、各種機械製品、ディスプレイパネル用部材、合成樹脂製のパネル、さらには電気機器等の基板や部品等の保護対象物の表面に貼り付けられ、加工、保管、輸送、出荷時などでの保護用フィルムとして広く使用されている。
このような粘着性フィルムとして、たとえば特許文献1、2には、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの表面に粘着剤を塗工したフィルムが記載されている。特許文献1、2のように、平滑なフィルム上にオフラインで粘着層を塗工、乾燥した粘着フィルムは、滑り性が低く、巻取りが困難であることから、離型フィルムなどのセパレータを合紙として巻き取ることが一般的である。しかし、合紙を用いると、その分コストが高くなるばかりでなく、粘着フィルムを巻き出して使用する際、合紙の巻取り設備が必要となるため、生産性が十分とは言えなかった。
特開2007−131661号公報 国際公開第2012/128010号
本発明の課題は、上記した問題点を解決することにある。すなわち、表面平滑性に優れ、かつ滑り性やハンドリング性や巻取性に優れた粘着フィルムを提供することにある。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の粘着フィルムは、ポリプロピレンを主成分としてなる基材フィルムの片面に粘着層を設けた粘着フィルムであって、基材フィルムの背面(粘着層を設けていない面)の十点平均粗さSRzが3,000nm以下であり、粘着層の厚みdが3,000nm以下であることを特徴とする。
本発明の粘着フィルムは、表面平滑性に優れ、かつ滑り性やハンドリング性や巻取性に優れることから、表面保護フィルムとして好適に使用することができる。
本発明の粘着フィルムは、基材フィルムの片面に粘着層を設けた粘着フィルムであって、基材フィルムの背面(粘着層を設けていない面)の十点平均粗さSRzが3,000nm以下である。より好ましくは2,500nm以下、更に好ましくは2,000nm以下、最も好ましくは1,500nm以下である。基材フィルムの背面の十点平均粗さSRzが3,000nmを超えると、保護フィルムとして被着体と貼り合わせて巻き取った際、粘着フィルムの表面形状が被着体表面に転写する場合がある。また、被着体が柔らかい素材である場合や、被着体と貼り合わせた状態で欠点検出を実施する場合などは、更に表面平滑性が求められる場合があり、SRzはより好ましくは1,000nm以下、更に好ましくは500nm以下、最も好ましくは300nm以下である。粘着フィルム表面形状の転写の観点からは、SRzは小さいほど好ましいが、基材フィルムの背面の十点平均粗さSRzが小さすぎると、粘着層表面との滑り性が悪化して巻取りが困難となるため、SRzの下限は30nm程度である。SRzを上記範囲とする方法は、公知の技術を用いることができ、2種以上の原料をブレンドして表面凹凸を形成する方法や、表層に易滑粒子を添加する方法や、未延伸フィルムに異なる2種以上の結晶形態を形成させ、延伸時に凹凸を形成する方法などを用いることができる。また、基材フィルムにポリプロピレンフィルムを用い、SRzを上記範囲とするためには、フィルムの原料組成やフィルムの積層構成を後述する範囲とし、また、フィルム製膜時のキャスト(溶融押出した樹脂のシート化工程)条件や縦延伸条件を後述する範囲内とし、キャストシートのβ晶を低減させることが好ましい。
本発明の粘着フィルムは、粘着層の厚みdが3,000nm以下である。より好ましくは1,200nm以下、更に好ましくは800nm以下、更に好ましくは600nm以下、最も好ましくは400nm以下である。粘着層の厚みdが3,000nmを超えると、粘着層の表面が平滑となり、基材フィルムの背面と粘着層表面との滑り性が悪化して巻取りが困難となる場合がある。また、粘着層の裏取られが生じる場合がある。裏取られとは、基材フィルムの片面に粘着層の溶液を塗工後、乾燥炉内で乾燥・硬化して本発明の粘着フィルムを離型フィルムを介することなくロール状に巻き取った後、使用時に粘着フィルムを巻き出す際、基材フィルムの背面に粘着層の一部が移行してしまう現象をさす。粘着層の厚みdが3,000nmを超えると、乾燥炉での粘着層の乾燥が不十分となり、裏取られが生じる場合がある。粘着層の厚みを上記範囲とする方法は公知の技術を用いることができ、粘着層の溶液の固形分濃度や各種塗工方法における塗工厚み調整により制御可能である。粘着層の厚みは薄すぎると安定した塗工が困難であったり、粘着力が低すぎて被着体に粘着しない場合があるため、100nm程度が下限である。
本発明の粘着フィルムは、基材フィルムの背面の中心平均表面粗さSRaが100nm以下であることが好ましい。より好ましくは40nm以下、更に好ましくは30nm以下、最も好ましくは25nm以下である。基材フィルムの背面の中心平均表面粗さSRaが100nmを超えると、保護フィルムとして被着体と貼り合わせて巻き取った際、粘着フィルムの表面形状が被着体表面に転写する場合がある。粘着フィルム表面形状の転写の観点からは、SRaは小さいほど好ましいが、実質的にはSRaの下限は1nm程度である。SRaを上記範囲とする方法は、公知の技術を用いることができ、2種以上の原料をブレンドして表面凹凸を形成する方法や、表層に易滑粒子を添加する方法や、未延伸フィルムに異なる2種以上の結晶形態を形成させ、延伸時に凹凸を形成する方法などを用いることができる。また、基材フィルムにポリプロピレンフィルムを用い、SRaを上記範囲とするためには、フィルムの原料組成やフィルムの積層構成を後述する範囲とし、また、キャスト条件や縦延伸条件を後述する範囲内とし、キャストシートのβ晶を低減させることが好ましい。
本発明の粘着フィルムは、基材フィルムの背面の十点平均粗さSRzと、粘着層の厚みdの比、SRz/dの値が、0.1〜3.5であることが好ましい。より好ましくは0.3〜3.5、更に好ましくは0.5〜3.0である。SRz/dの値が0.1未満であると、基材フィルムの背面と粘着層表面との滑り性が悪化して巻取りが困難となる場合がある。SRz/dの値が3.5を超えると、SRzの値が大きくなり、保護フィルムとして被着体と貼り合わせて巻き取った際、粘着フィルムの表面形状が被着体表面に転写する場合がある。
本発明の粘着フィルムは、基材フィルムの表面粗さと粘着層の厚みを上述した範囲とすることにより、高い表面平滑性を有するにもかかわらず、一定の粘着力を保有しつつ、滑り性やハンドリング性や巻取性に優れ、裏取られの生じない粘着フィルムを得ることを可能とした。従来の粘着フィルムは、粘着層の厚みが厚いため、基材フィルムの背面と粘着層表面との滑り性が不良で、離型フィルム無しで品位良く巻き取ることが困難であった。また、従来の粘着フィルムは、基材フィルム上に粘着層の溶液を塗工し、乾燥炉内で粘着層が搬送ロールに付着しない程度まで乾燥し、離型フィルムと共にロール状に巻取り、巻取り後にエージングして粘着層の硬化を進める方法が一般的であった。しかし、この方法では離型フィルム無しで巻き取ると、硬化時に基材フィルムの背面と粘着層との密着力が高くなり、裏取られが生じてしまう場合があった。
本発明では、粘着層の厚みを従来に比べ十分に薄くすることにより、平滑な基材フィルムを用いても粘着性と滑り性を両立することができ、更に、乾燥炉内で粘着層の硬化を十分に進めることが可能となり、離型フィルムを介すること無く巻き取っても裏取られの生じにくい粘着フィルムを提供することが可能となった。
本発明の粘着フィルムは、ヘイズが10%以下であることが好ましい。より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下、最も好ましくは1%以下である。ヘイズが10%を超えると、フィルム表面の表面粗さが大で、表面形状が被着体に転写する場合がある。ヘイズは透明性の観点から低いほど好ましいが、実施的には0.05%程度が下限である。ヘイズを上記範囲とするためには、フィルムの原料組成やフィルムの積層構成を後述する範囲とし粒子などによる透明性の悪化を防ぐこと、また、フィルム製膜時のキャスト条件や縦延伸条件を後述する範囲内とし、キャストシートのβ晶を低減させることが好ましい。
本発明の粘着フィルムは、長手方向のヤング率EMDが1GPa以上であることが好ましい。長手方向のヤング率EMDが1GPa未満であると、表面保護フィルムとして用い被着体から剥離する際に剥離張力でフィルムが伸びて破れたり、被着体に剥離痕が残る場合がある。また、貼り合わせ時の搬送張力でフィルムが伸びてしまう場合がある。EMDはより好ましくは1.2GPa以上、更に好ましくは1.4GPa以上である。EMDは強いほど好ましいが、実質的には10GPa程度が上限である。EMDの値を上記範囲とするためには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、また、製膜条件を後述する範囲とし、フィルムを高倍率で二軸延伸して基材フィルムを得ることが好ましい。
本発明の粘着フィルムは、幅方向のヤング率ETDが1GPa以上であることが好ましい。ETDが1GPa未満であると、搬送時にフィルムにシワが入りやすくなったり、被着体であるフィルムと貼り合わせてロール状に巻き取り、保管した際にフィルムの寸法変化によりロールにシワなどが発生する場合がある。ETDはより好ましくは1.5GPa以上、更に好ましくは2.0GPa以上、最も好ましくは2.5GPa以上である。ETDは強いほど好ましいが、実質的には10GPa程度が上限である。ETDの値を上記範囲とするためには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、また、製膜条件を後述する範囲とし、フィルムを高倍率で二軸延伸して基材フィルムを得ることが好ましい。
なお、本願においては、フィルムの製膜する方向に平行な方向を、製膜方向あるいは長手方向あるいはMD方向と称し、フィルム面内で製膜方向に直交する方向を幅方向あるいはTD方向と称する。
本発明の粘着フィルムは、幅方向の110℃熱処理後の熱収縮率が1.0%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.8%以下、更に好ましくは0.5%以下、最も好ましくは0.3%以下である。幅方向の熱収縮率が1.0%を超えると、たとえば、他の素材と貼り合わせた後、熱がかかる乾燥工程等を通過する際などに、フィルムが変形して剥がれたり、しわが入る場合がある。また、被着体であるフィルムと貼り合わせてロール状に巻き取り、保管した際に環境温度が上がるとフィルムの寸法変化によりロールにシワなどが発生する場合がある。熱収縮率の下限は特に限定されないが、フィルムが膨張する場合もあり、実質的には−2.0%程度が下限である。熱収縮率を上記範囲とするには、フィルムの原料組成を後述する範囲とし、また、製膜条件を後述する範囲とし、特に二軸延伸後の熱固定、弛緩条件を後述する範囲とすることが効果的である。ここで熱収縮率とは、フィルムの幅方向について、幅10mm、長さ200mm(測定方向)の試料を5本切り出し、両端から25mmの位置に標線として印しを付けて、万能投影機で標線間の距離を測定し試長(l)とし、次に、試験片を紙に挟み込み荷重ゼロの状態で110℃に保温されたオーブン内で、60分加熱後に取り出して、室温で冷却後、寸法(l)を万能投影機で測定して下記式にて求めたものであり、5本の平均値を熱収縮率とした。
熱収縮率={(l−l)/l}×100(%)
本発明の粘着フィルムは、ガラス板に貼り合わせた後の180℃剥離力が1N/25mm以下であることが好ましい。剥離力はより好ましくは、0.5N/25mm以下、更に好ましくは0.2N/25mm以下、最も好ましくは0.05N/25mm以下である。剥離力が1N/25mmを超えると、基材フィルムの背面と粘着層表面との滑り性が悪化して巻取りが困難となる場合や裏取られが生じる場合がある。剥離力を上記範囲とするには、粘着層の組成や厚みを後述する範囲とすること、また、フィルムの原料組成や製膜条件を後述する範囲とし、基材フィルムの表面粗さを制御することが効果的である。剥離力が0.01N/25mm未満であると、被着体との貼り合わせ後、搬送中などに粘着フィルムが剥がれてしまう場合があるため、下限は0.01N/25mm程度である。
本発明の粘着フィルムの厚みは用途によって適宜調整されるものであり特に限定はされないが、5μm以上100μm以下であることが好ましい。厚みが5μm未満であると、ハンドリングが困難になる場合があり、100μmを超えると、樹脂量が増加して生産性が低下する場合がある。本発明の粘着フィルムは、厚みを薄くしても、強度(ヤング率)に優れるためハンドリング性を保つことができる。このような特徴を活かすためには、厚みは、5μm以上40μm以下であることがより好ましく、5μm以上30μm以下であることが更に好ましく、5μm以上25μm以下であることが最も好ましい。厚みは他の物性を悪化させない範囲内で、押出機のスクリュウ回転数、未延伸シートの幅、製膜速度、延伸倍率などにより調整可能である。
本発明の粘着フィルムに用いる基材フィルムは、材質としてはポリアミド、アラミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレートなど公知のものを単独または2種以上混合して採用することができるが、表面平滑性に優れ、フィッシュアイや異物の少ない高品位なフィルムを得られること、また、フィルムの強度、コシなど、ハンドリング性を向上させられることから、基材フィルムがポリプロピレを主成分としてなることが好ましい。ここで、本願において「主成分」とは、特定の成分が全成分中に占める割合が50質量%以上であることを意味し、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、最も好ましくは99質量%以上である基材フィルムの主成分をポリプロピレンとすることにより、ポリプロピレンの優れた離型性を活かし、基材層の背面と粘着層表面との滑り性が向上し、ハンドリング性や巻取性に優れた粘着フィルムを得ることができる。
次に、基材フィルムとしてポリプロピレンフィルムを用いる場合を例にとって本発明の粘着フィルムに用いる基材フィルムについて説明する。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムのポリプロピレン原料は、上述した物性を満足すれば特に限定されないが、強度や耐熱性の観点から結晶性ポリプロピレン(以下、ポリプロピレン原料A)を用いることが好ましい。
ポリプロピレン原料Aは、好ましくは冷キシレン可溶部(以下CXS)が4質量%以下でありかつメソペンタッド分率が0.90以上であるポリプロピレンであることが好ましい。これらを満たさないと製膜安定性に劣ったり、フィルムの強度が低下したり、寸法安定性および耐熱性の低下が大きくなる場合がある。
ここで冷キシレン可溶部(CXS)とは試料をキシレンで完全溶解せしめた後、室温で析出させたときに、キシレン中に溶解しているポリプロピレン成分のことをいい、立体規則性の低い、分子量が低い等の理由で結晶化し難い成分に該当しているものと考えられる。このような成分が多く樹脂中に含まれているとフイルムの熱寸法安定性に劣ることがある。従って、CXSは4質量%以下であることが好ましいが、更に好ましくは3質量%以下であり、特に好ましくは2質量%以下である。CXSは低いほど好ましいが、0.1質量%程度が下限である。このようなCXSを有するポリプロピレンとするには、樹脂を得る際の触媒活性を高める方法、得られた樹脂を溶媒あるいはプロピレンモノマー自身で洗浄する方法、メタロセンPPを用いる方法等の方法が使用できる。
同様な観点からポリプロピレン原料Aのメソペンタッド分率は0.90以上であることが好ましく、更に好ましくは0.94以上である。メソペンタッド分率は核磁気共鳴法(NMR法)で測定されるポリプロピレンの結晶相の立体規則性を示す指標であり、該数値が高いものほど結晶化度が高く、融点が高くなり、高温での寸法安定性が高くなるので好ましい。また、フィルム表面の離型性が高くなり、粘着層の裏取られが発生しにくくなるため好ましい。メソペンタッド分率の上限については特に規定するものではない。このように立体規則性の高い樹脂を得るには、n−ヘプタン等の溶媒で得られた樹脂パウダーを洗浄する方法や、触媒および/または助触媒の選定、組成の選定を適宜行う方法等が好ましく採用される。
また、ポリプロピレン原料Aとしては、より好ましくはメルトフローレート(MFR)が1〜10g/10分(230℃、21.18N荷重)、特に好ましくは2〜5g/10分(230℃、21.18N荷重)の範囲のものが、製膜性やフィルム強度の観点から好ましい。メルトフローレート(MFR)を上記の値とするためには、平均分子量や分子量分布を制御する方法などが採用される。
ポリプロピレン原料Aとしては、主としてプロピレンの単独重合体からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の不飽和炭化水素による共重合成分などを含有してもよいし、プロピレンが単独ではない重合体がブレンドされていてもよい。このような共重合成分やブレンド物を構成する単量体成分として例えばエチレン、プロピレン(共重合されたブレンド物の場合)、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチルペンテン−1、3−メチルブテンー1、1−ヘキセン、4−メチルペンテン−1、5−エチルヘキセン−1、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、アリルベンゼン、シクロペンテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネンなどが挙げられる。共重合量またはブレンド量は、耐絶縁破壊特性、寸法安定性の点から、共重合量では1mol%未満とし、ブレンド量では10質量%未満とするのが好ましい。
また本発明の粘着フィルムに用いる二軸配向ポリプロピレンフィルムは、上述したポリプロピレン原料Aの他に、強度向上や寸法安定性向上の観点から分岐鎖状ポリプロピレンHを含有させてもよい。ここでいう分岐鎖状ポリプロピレンHとは、カーボン原子10,000個中に対し5箇所以下の内部3置換オレフィンを有するポリプロピレンである。この内部3置換オレフィンの存在はH−NMRスペクトルのプロトン比により確認することができる。含有せしめる場合は、0.05〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜8質量%、さらに好ましくは1〜5質量%含有せしめることが好ましい。上記分岐鎖状ポリプロピレンHを含有させることで溶融押出した樹脂シートの冷却(キャスト)工程で生成する球晶サイズを小さく制御でき、透明性や強度や表面平滑性に優れたポリプロピレンフィルムを得ることができる。
上記の分岐鎖状ポリプロピレンHとしては、製膜性の観点からメルトフローレート(MFR)は1〜20g/10分の範囲にあるものが好ましく、1〜10g/10分の範囲にあるものがより好ましい。また溶融張力については、1〜30cNの範囲にあるものが好ましく、2〜20cNの範囲にあるものがより好ましい。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムは、フィルムを構成するポリマー中に含まれるエチレン成分の含有量が10質量%以下であることが好ましい。より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。エチレン成分の含有量が多いほど、結晶性が低下して、透明性を向上させやすいが、エチレン成分の含有量が10質量%を超えると、強度が低下したり、耐熱性が低下して熱収縮率が悪化したりする場合がある。また、フィルム表面の離型性が低下して粘着層の裏取られが生じやすくなる場合がある。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムは、透明性、耐熱性、強度の観点からフィルムを構成するポリマー中に含まれるポリプロピレンポリマーの含有量が95質量%以上であることが好ましい。より好ましくは96質量%以上、更に好ましくは97質量%以上であり、最も好ましくは98質量%以上である。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレン原料には、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば結晶核剤、酸化防止剤、熱安定剤、すべり剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、充填剤、粘度調整剤、着色防止剤などを含有せしめることもできる。
これらの中で、酸化防止剤の種類および添加量の選定は酸化防止剤のブリードアウトの観点から重要である。すなわち、かかる酸化防止剤としては立体障害性を有するフェノール系のもので、そのうち少なくとも1種は分子量500以上の高分子量型のものが好ましい。その具体例としては種々のものが挙げられるが、例えば2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT:分子量220.4)とともに1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(例えばBASF社製Irganox(登録商標)1330:分子量775.2)またはテトラキス[メチレン−3(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(例えばBASF社製Irganox(登録商標)1010:分子量1177.7)等を併用することが好ましい。これら酸化防止剤の総含有量はポリプロピレン原料全量に対して0.03〜1.0質量%の範囲が好ましい。酸化防止剤が少なすぎると押出工程でポリマーが劣化してフィルムが着色したり、長期耐熱性に劣る場合がある。酸化防止剤が多すぎるとこれら酸化防止剤のブリードアウトにより透明性が低下する場合がある。より好ましい含有量は0.05〜0.9質量%であり、特に好ましくは0.1〜0.8質量%である。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレン原料には、本発明の目的に反しない範囲で、結晶核剤を添加することができる。既述の通り、分岐鎖状ポリプロピレン(H)は既にそれ自身でα晶またはβ晶の結晶核剤効果を有するものであるが、別種のα晶核剤(ジベンジリデンソルビトール類、安息香酸ナトリウム等)、β晶核剤(1,2−ヒドロキシステアリン酸カリウム、安息香酸マグネシウム、N,N’−ジシクロヘキシル−2,6−ナフタレンジカルボキサミド等のアミド系化合物、キナクリドン系化合物等)等が例示される。但し、上記別種の核剤の過剰な添加は延伸性の低下やボイド形成等による透明性や強度の低下を引き起こす場合があるため、添加量は通常0.5質量%以下、好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.05質量%以下とすることが好ましい。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムは、上述した原料を用い、例えば二軸延伸されることによって得られる。二軸延伸の方法としては、インフレーション同時二軸延伸法、ステンター同時二軸延伸法、ステンター逐次二軸延伸法のいずれによっても得られるが、その中でも、製膜安定性、厚み均一性、フィルムの高剛性と寸法安定性を制御する点においてステンター逐次二軸延伸法を採用することが好ましい。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムは、表層に易滑粒子等を用いて滑り性を向上させてもよい。このような場合は、表層(I)と基層(II)の少なくとも2層からなるフィルムであって、表層(I)には粒子が含まれ、その平均粒子径は0.7μm以下であることが好ましい。平均粒子径が0.7μmを超えると、表面粗さが大きくなり表面平滑性が低下する場合がある。また、延伸時に粒子界面にボイドが発生しやすくなり、透明性が低下したり、表層(I)に添加した粒子が製膜中に脱落し、表面粗さが大きくなったり、ヘイズが上昇する場合がある。平均粒子径は、0.5μm以下であることがより好ましく、0.2μm以下であることが更に好ましい。表面平滑性の観点からは平均粒子径は小さいほど好ましいが、0.05μm未満であると、易滑性が悪化したり、粒子が凝集して粗大粒子となり、透明性が低下する場合がある。また、ハンドリング性向上の観点から、2種類以上の平均粒子径の異なる粒子を原料として併用しても構わない。なお、平均粒子径は、フィルムを135℃の熱キシレンに溶解し、不溶分について走査型電子顕微鏡(3,000倍)で撮影し、観察された粒子50個について粒子径(長軸径)を測定した時の平均値である。 表層(I)に用いる粒子は、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定はされず、無機粒子としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、カーボンブラック、ゼオライト粒子等、有機粒子としては、アクリル系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ポリエステル系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、ポリカーボネート系樹脂粒子、ポリアミド系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フッ素系樹脂粒子、あるいは上記樹脂の合成に用いられる2種以上のモノマーの共重合樹脂粒子等が挙げられる。ただし、ポリプロピレン樹脂は表面エネルギーが低いために、粒子を添加して延伸すると、延伸時に粒子界面が剥離してボイドが発生し、ヘイズが上昇して透明性が低下する場合がある。透明性向上の観点から、粒子表面は疎水性であることが好ましく、表面にシランカップリング処理をした上記無機粒子または有機粒子を用いることが好ましく、特にシリコーン粒子や、シランカップリング処理したシリカ粒子が好ましい。
また、上述した粒子の脱落を防止する観点からは、使用する粒子の粒度分布ができるだけ狭いことが好ましい。このような観点から、シリカ粒子としてはゾルゲル法によるシリカ粒子を用いることが好ましく、また、有機粒子では重合法によるシリコーン粒子やアクリル系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子を用いることが好ましい。
本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムは、表層(I)の粒子含有量が0.01〜1.0質量%であることが好ましい。含有量が0.01質量%未満では、摩擦係数低減の効果が得られない場合がある。含有量が1.0質量%を超えると、ヘイズが上昇し透明性が低下する場合がある。含有量は、より好ましくは0.05〜0.7質量%、更に好ましくは0.05〜0.65質量%、最も好ましくは0.1〜0.6質量%である。
次に本発明の粘着フィルムに用いるポリプロピレンフィルムの製造方法を説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。
まず、ポリプロピレン原料Aを98質量部とシリカ粒子を2質量部、二軸押出機に投入し、シリカ粒子の2質量%マスター原料を作製する。マスター原料25質量部とポリプロピレン原料A75質量部をドライブレンドしてA層(表層(I)用の単軸押出機に供給し、ポリプロピレン原料AをB層(基層(II)))用の単軸押出機に供給し、200〜260℃にて溶融押出を行う。そして、ポリマー管の途中に設置したフィルターにて異物や変性ポリマーなどを除去した後、マルチマニホールド型のA層/B層/A層複合Tダイにて1/22/1の積層厚み比になるように積層し、キャスティングドラム上に吐出し、A層/B層/A層の層構成を有する積層未延伸シートを得る。この際、キャスティングドラムは表面温度が10〜40℃であることが、透明性の観点から好ましい。また、A層/B層の2層積層構成としても構わない。
キャスティングドラムへの密着方法としては静電印加法、水の表面張力を利用した密着方法、エアーナイフ法、プレスロール法、水中キャスト法などのうちいずれの手法を用いてもよいが、平面性が良好でかつ表面粗さの制御が可能なエアーナイフ法が好ましい。エアーナイフのエアー温度は、0〜50℃、好ましくは0〜30℃で、吹き出しエアー速度は130〜150m/sが好ましい。また、フィルムの振動を生じさせないために製膜下流側にエアーが流れるようにエアーナイフの位置を適宜調整することが好ましい。
また、キャスティングドラムへ密着させた後に、フィルムの非キャスティングドラム面をさらに強制的に冷却させることで、非キャスティングドラム面のβ晶生成を抑えることができ、フィルムの平滑性や透明性を向上させることができる。非キャスティングドラム面の冷却方法は、エアーによる空冷、プレスロール法、水中キャスト法などのうちいずれの手法を用いてもよいが、設備として簡易で、表面粗さの制御がし易く、平滑性が良好であるエアーによる空冷が好ましい。
得られた未延伸シートは、縦延伸工程に導入される。縦延伸工程ではまず複数の120℃以上150℃未満に保たれた金属ロールに未延伸シートを接触させて予熱し延伸温度まで昇温され、長手方向に3〜8倍に延伸した後、室温まで冷却する。延伸温度が150℃以上であると、フィルムの配向が弱くなり、強度が低下する場合がある。また延伸倍率が3倍未満であるとフィルムの配向が弱くなり、強度が低下する場合がある。
次いで縦一軸延伸フィルムをテンターに導いてフィルムの端部をクリップで把持し140〜165℃の温度で幅方向に7〜13倍に横延伸する。延伸温度が低いと、フィルムが破断したり透明性が低下する場合があり、延伸温度が高すぎると、フィルムの配向が弱く強度が低下する場合がある。また、倍率が高いとフィルムが破断する場合があり、倍率が低いとフィルムの配向が弱く強度が低下する場合がある。
続く熱処理および弛緩処理工程ではクリップで幅方向を緊張把持したまま幅方向に2〜20%の弛緩率で弛緩を与えつつ、100℃以上160℃度未満の温度で熱固定し、クリップで幅方向を緊張把持したまま80〜100℃での冷却工程を経てテンターの外側へ導き、フィルム端部のクリップを解放し、ワインダ工程にてフィルムエッジ部をスリットし、フィルム製品ロールを巻き取る。
次に、本発明の粘着フィルムに用いる粘着層について説明する。
本発明の粘着フィルムの粘着層に用いる粘着剤は、特に限定されず、ゴム系、ビニル重合系、縮合重合系、熱硬化性樹脂系、シリコーン系などを用いることができる。
この中で、ゴム系の粘着剤としては、ブタジエン−スチレン共重合体系、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体系、イソブチレン−イソプレン共重合体系などを挙げることができる。ビニル重合系の粘着剤としては、アクリル系、スチレン系、酢酸ビニル−エチレン共重合体系、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系などを挙げることができる。また、縮合重合系の粘着剤としては、ポリエステル系を挙げることができる。さらに熱硬化樹脂系の粘着剤としては、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系などを挙げることができる。
これらの中でも透明性に優れ、耐候性、耐熱性、耐湿熱性、基材密着性等を考慮すると、アクリル系粘着剤が好適に用いられる。かかるアクリル系粘着剤の具体例としては、綜研化学(株)製 SKダイン(登録商標)1310、1435、SKダイン1811L、SKダイン1888、SKダイン2094、SKダイン2096、SKダイン2137、SKダイン3096、SKダイン1852等が好適な例として挙げられる。
また、前記のアクリル系粘着剤には、硬化剤をともに用いることが好ましい。硬化剤の具体例としては、例えばイソシアネートの場合、トルエンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4-4'-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-2-4'-ジイソシアネート、3-メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4-4'-ジイソシアネート、ジシキウロヘキシルメタン-2-4'-ジイソシアネート、リジンイソシアネートなどがあげられる。硬化剤の混合割合は、粘着剤100質量部に対して、0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜5質量部である。0.1質量部より少ないと乾燥炉内で粘着剤層の硬化が不十分となり、裏取られが生じる場合がある。10質量部を超えると、余剰となった硬化剤が基板に移行したり高温時にガス化して汚染原因となることがある。
また、アクリル系粘着剤には、被着体(ガラスや機能フィルム)の材質に応じて、酸化防止剤や紫外線吸収剤、シランカップリング剤、金属不活性剤などを適宜添加配合してもよい。
次に本発明の粘着フィルムの粘着層の製造方法を説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。
まず、粘着層用の塗剤を準備する。塗剤は、上述した粘着剤や硬化剤などの添加剤を溶媒に溶かし用いることができる。溶剤は、コーターでの乾燥温度や塗剤の粘度などによって適宜調整して用いることができ、具体例としては、メタノールやエタノール、イソプロピルアルコール、n一ブタノール、tert−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシー2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロピルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセチルアセトン、アセチルアセトンから選ばれる少なくとも1種以上の溶剤を用いることができる。
塗剤中の固形分濃度は、塗剤の粘度や粘着層の厚みにより適宜選択されるものであるが、5〜20質量%であることが好ましい。
次に、コーターに上述した基材フィルムを搬送させ、粘着層用の塗剤を塗工する。ここで、粘着層を塗工する面は、基材フィルムのどちらの面でも構わないが、塗工面には予めコロナ処理などの前処理により、塗剤との濡れ性を向上しておくことが好ましい。一方、基材フィルムの背面は離型性を向上させるため、コロナ処理などの前処理を実施しないことが好ましい。塗布方式(塗工方式)は特に限定されず、メタバー方式、ドクターブレード方式、グラビア方式、ダイ方式、ナイフ方式、リバース方式、ディップ方式など既存の塗工方式を採用することができる。ただし、本発明の粘着フィルムの粘着層厚みは、3,000nm以下と薄膜であり、薄膜の塗工層を安定して得られる観点から、グラビア方式やリバース方式が好ましい。
基材フィルムに粘着層用の塗剤を塗工後、乾燥炉に導き塗剤中の溶媒を除去して粘着フィルムを得る。ここでの乾燥温度は基材フィルムの耐熱性や溶剤の沸点により適宜設定されるものであるが、60〜170℃であることが好ましい。60℃未満であると、粘着層の硬化が十分に進まず裏取られが生じる場合がある。170℃を超えると、基材フィルムが変形し平面性が悪化する場合がある。また乾燥時間は、15〜60秒であることが好ましい。15秒未満では、粘着層の硬化が十分に進まず裏取られが生じる場合がある。60秒を超えると生産性が低下するため好ましくない。
乾燥後の粘着フィルムを離型フィルム等を用いずに巻取機で巻取り、本発明の粘着フィルムロールを得る。本発明の粘着フィルムは、上述した構成とすることにより、粘着層の硬化が十分進み、基材フィルムの背面と粘着層表面との滑り性も良好なことから、離型フィルムを介することなく巻き取っても裏取られや巻取り時のシワ発生などの問題がなく、品位の良い粘着フィルムロールを得ることができる。
以上のようにして得られた本発明の粘着フィルムは、包装用フィルム、表面保護フィルム、工程フィルム、衛生用品、農業用品、建築用品、医療用品など様々な用途で用いることができるが、特に表面平滑性に優れることから、表面保護フィルム、工程フィルムとして好ましく用いることができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、特性は以下の方法により測定、評価を行った。
(1)フィルム厚み
マイクロ厚み計(アンリツ社製)を用いて5点測定し、平均値を求めた。
(2)粘着層の厚み
フィルメトリクス株式会社の「膜厚測定システム」型番F20を用いて15点測定し、平均値を求めた。
(3)フィルムの表面粗さ(SRa、SRz)
表面粗さ計(SURFCORDER ET4000A:(株)小坂研究所製)を用い、JIS−B−0601:2001に基づき、下記測定条件にて測定を行い、中心面平均表面粗さSRa(nm)および十点平均粗さSRz(nm)を求めた。ただし、測定は基材フィルムの背面(粘着層を設けていない面)について3カ所測定し、平均値とした。
<測定条件>
測定速度:0.1mm/S
測定範囲:長手方向1000μm、幅方向400μm
測定ピッチ:長手方向1μm、幅方向5μm
カットオフ値λc:0.2mm
触針先端半径:0.5μm 。
(4)剥離力
剥離力の測定はJIS Z 0237(2009)に規定の方法に準拠し、SUS304番の代わりに表面をエタノールで洗浄したガラス板を用いた。実施例及び比較例の粘着フィルムについて、それぞれを幅25mm、全長200mmの短冊状に切り取り、粘着層側を前記のガラス板に貼り合わせて、質量2kgのゴムローラーを用いて押圧し均一に密着した。25℃、65%RHの雰囲気下に24時間静置後、ガラス板を固定して粘着フィルムの一端を300mm/minの一定速度により180°剥離するときの応力(N/25mm)を測定し剥離力とした。
(5)フィルムのヘイズ
フィルムを、ヘイズメーター(日本電色工業社製、NDH−5000)を用いて、JIS K7136(2000)に準じて23℃でのヘイズ値(%)を3回測定し、平均値を用いた。
(6)長手方向および幅方向のヤング率(EMD、ETD
フィルムを試験方向長さ150mm×幅方向長さ10mmの矩形に切り出しサンプルとした。引張試験機(オリエンテック製テンシロンAMF/RTA−100)を用いて、JIS K7161(1994)に規定された方法に準じて、25℃、65%RH雰囲気で5回測定を行い、平均値を求めた。ただし、初期チャック間距離50mmとし、引張速度を300mm/分として、試験を開始してから荷重が1Nを通過した点を伸びの原点とした。
(7)巻取性評価
東洋テスター工業製摩擦測定器を用い、ASTM D1894に準じて、粘着フィルムの背面と粘着層面とが接触するように重ねてMD方向同士を摩擦させた時の初期の立ち上がり抵抗値を測定し、最大値を静摩擦係数μsとした。サンプルは、幅80mm、長さ200mmの長方形とし、2セット(4枚)切り出した。2回測定を行い、平均値を求め、以下の基準で評価した。
A:μs<1.0
B:1.0≦μs<1.5
C:1.5≦μs
(8)裏取られ評価
粘着フィルムを幅100mm、長さ100mmの正方形に2枚サンプルリングし、1枚目の粘着フィルムの背面ともう1枚の粘着層面とが接触するように重ねて、それを2枚のアクリル板(幅100mm、長さ100mm)に挟んで、2kgの荷重をかけ、23℃の雰囲気下で24時間静置した。24時間後に、2枚の粘着フィルムを剥がした際の裏取られを以下の基準で評価した。
A:きれいに剥離可能
B:裏取られが生じた面積が10%未満
C:裏取られが生じた面積が10%以上。
(9)被着体への転写評価
粘着フィルムおよび厚み40μmの日本ゼオン株式会社製“ゼオノアフィルム”(登録商標)を幅100mm、長さ100mmの正方形にサンプルリングし、粘着フィルムの背面と“ゼオノアフィルム”とが接触するように重ねて、それを2枚のアクリル板(幅100mm、長さ100mm)に挟んで、2kgの荷重をかけ、23℃の雰囲気下で24時間静置した。24時間後に、“ゼオノアフィルム”の表面(粘着フィルムが接していた面)を目視で観察し、以下の基準で評価した。
A:きれいであり、荷重をかける前と同等
B:弱い凹凸が確認される
C:強い凹凸が確認される。
(実施例1)
基材フィルムとして、結晶性ポリプロピレン(プライムポリマー(株)製、TF850H、MFR:2.9g/10分、メソペンタッド分率:0.94)を単軸の溶融押出機に供給し、240℃で溶融押出を行い、60μmカットの焼結フィルターで異物を除去後、30℃に表面温度を制御したキャスティングドラムに吐出し、エアナイフによりキャスティングドラムに密着させた。その後、キャスティングドラム上のシートの非冷却ドラム面に、温度30℃、圧力0.3MPaの圧空エアーを噴射させて冷却し、未延伸シートを得た。続いて、該シートをセラミックロールを用いて140℃に予熱し、周速差を設けた140℃のロール間でフィルムの長手方向に4.6倍延伸を行った。次にテンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、170℃で3秒間予熱後、165℃で8.0倍に延伸し、幅方向に10%の弛緩を与えながら150℃で熱処理をおこない、その後100℃の冷却工程を経てテンターの外側へ導き、フィルム端部のクリップを解放し、フィルムをコアに巻き取り、厚み25μmの基材フィルムを得た。基材フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
続いて、基材フィルムの片面にアクリル系粘着剤(綜研化学社製、SKダイン(登録商標)1310)を酢酸エチル、トルエン、MEKにて希釈し、粘着剤の固形分100質量部に対して硬化剤(日本ポリウレタン工業社製、コロネートD−90)2.0質量部を混合した塗剤を、グラビアコーターを用いて塗布し、80℃のオーブン中で30秒間乾燥して、粘着層厚み500nmの粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワやエア噛みなどはなく、外観は良好であった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(実施例2)
実施例1において、粘着層厚みを1,000nmとし、それ以外は実施例1と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワは発生しなかったが、若干エア噛みが発生した。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(実施例3(参考例)
実施例1において、基材フィルムとして、PETフィルム(東レ(株)社製、T60(38μm)を使用し、粘着層厚みを300nmとし、それ以外は実施例1と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワやエア噛みなどはなく、外観は良好であった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(実施例4(参考例)
実施例3(参考例)において、粘着層厚みを800nmとし、それ以外は実施例3(参考例)と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワは発生しなかったが、若干エア噛みが発生した。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(実施例5)
結晶性ポリプロピレン(PP(a))(プライムポリマー(株)製、TF850H、MFR:2.9g/10分、メソペンタッド分率:0.94)を90質量部、4−メチル−1−ペンテン系重合体(三井化学(株)製、MX004)を10質量部がこの比率で混合されるように計量ホッパーから二軸押出機に原料供給し、260℃で溶融混練を行い、ストランド状にダイから吐出して、25℃の水槽にて冷却固化し、チップ状にカットしてA層用のポリプロピレン原料(1)を得た。
表層(A)用のポリプロピレン原料として上記ポリプロピレン原料(1)20質量部と上記結晶性PP(a)80質量部とをドライブレンドして、A層用の単軸の溶融押出機に供給し、コア層(B)用のポリプロピレン原料として、上記結晶性PP(a)100質量部をB層用の単軸の溶融押出機に供給し、240℃で溶融押出を行い、10μmカットの焼結フィルターで異物を除去後、フィードブロック型のA/B/A複合Tダイにて1/22/1の厚み比で積層し、25℃に表面温度を制御したキャスティングドラムに吐出し、エアナイフによりキャスティングドラムに密着させた。その後、キャスティングドラム上のシートの非冷却ドラム面に、温度30℃、圧力0.3MPaの圧空エアーを噴射させて冷却し、未延伸シートを得た。続いて、該シートをセラミックロールを用いて145℃に予熱し、周速差を設けた140℃のロール間でフィルムの長手方向に4.2倍延伸を行った。次にテンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、170℃で3秒間予熱後、165℃で8.0倍に延伸し、幅方向に10%の弛緩を与えながら150℃で熱処理をおこない、その後100℃の冷却工程を経てテンターの外側へ導き、フィルム端部のクリップを解放し、フィルムをコアに巻き取り、厚み24μmの基材フィルムを得た。基材フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
続いて、基材フィルムの片面にアクリル系粘着剤(綜研化学社製、“SKダイン”(登録商標)1310)を酢酸エチル、トルエン、MEKにて希釈し、粘着剤の固形分100質量部に対して硬化剤(日本ポリウレタン工業社製、コロネートD−90)2.0質量部を混合した塗剤を、グラビアコーターを用いて塗布し、80℃のオーブン中で30秒間乾燥して、粘着層厚み300nmの粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)8,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワやエア噛みなどはなく、外観は良好であった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(実施例6)
実施例1において、キャスティングドラムの温度を50℃とし、粘着層厚みを600nmとし、それ以外は実施例1と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワやエア噛みなどはなく、外観は良好であった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(比較例1)
実施例1において、粘着層厚みを4,500nmとし、それ以外は実施例1と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、フィルムロールとした。ロール巻取り時にシワが発生し、品位良く巻き取ることができなかった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(比較例2)
実施例3(参考例)において、粘着層厚みを4,500nmとし、それ以外は実施例3と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、フィルムロールとした。ロール巻取り時にシワが発生し、品位良く巻き取ることができなかった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
(比較例3)
実施例1において、キャストドラムの温度を70℃とし、粘着層厚みを600nmとし、それ以外は実施例1と同様の方法で粘着フィルムをそのまま(離型フィルムを介することなく)1,000m巻き取り、粘着フィルムロールとした。ロール巻取り時のシワやエア噛みなどはなく、外観は良好であったが、粘着力が発現しなかった。粘着フィルムの物性および評価結果を表1に示す。
Figure 0006828437

Claims (8)

  1. ポリプロピレンを主成分としてなる基材フィルムの片面に粘着層を設けた粘着フィルムであって、基材フィルムの背面(粘着層を設けていない面)の十点平均粗さSRzが3,000nm以下であり、粘着層の厚みdが3,000nm以下である粘着フィルム。
  2. 基材フィルムの背面の中心面平均表面粗さSRaが100nm以下である、請求項1に記載の粘着フィルム。
  3. 基材フィルムの背面の十点平均粗さSRzと、粘着層の厚みdの比、SRz/dの値が、0.1〜3.5である、請求項1または2に記載の粘着フィルム。
  4. 粘着層の厚みdが600nm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の粘着フィルム。
  5. 基材フィルムが、メソペンタッド分率が0.90以上である結晶性ポリプロピレンを主成分としてなる、請求項1〜のいずれかに記載の粘着フィルム。
  6. ヘイズが10%以下である、請求項1〜のいずれかに記載の粘着フィルム。
  7. ガラス板に貼り合わせた後の180℃剥離力が1N/25mm以下である、請求項1〜のいずれかに記載の粘着フィルム。
  8. 請求項1〜のいずれかに記載の粘着フィルムを離型フィルムを介することなく巻き取った粘着フィルムロール。
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