JP6892375B2

JP6892375B2 - 活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法

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Publication number: JP6892375B2
Application number: JP2017247572A
Authority: JP
Inventors: 圭亮後藤; 理生佐々木; 修悟多田
Original assignee: Okura Kogyo KK
Current assignee: Okura Kogyo KK
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2037-12-25
Also published as: JP2019111498A

Description

本発明は、活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法に関し、詳しくは重合性組成物が活性エネルギー線により硬化されて形成される活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法に関する。

近年、ディスプレイなどの保護フィルムや透明電極などの基材フィルムにおいて、またガラスの代替として、表面硬度が高く、耐熱性に優れる活性エネルギー線硬化樹脂フィルムが用いられている。活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法としては、例えば特許文献１に記載されるように、長尺の第１の支持フィルム上に重合性組成物を塗工する塗工工程、その上から長尺の第２の支持フィルムを積層する積層工程、これに活性エネルギー線を照射して塗工膜を硬化させる硬化工程、硬化された塗工膜から第１及び第２の支持フィルムを剥離する剥離工程をロールトゥロール方式で連続的に行うものが知られている。

ところで、取得された活性エネルギー線硬化樹脂フィルムは通常、フィルム幅の調整などのためスリットされるが、製造過程において、幅方向における端部をスリットしようとすると、活性エネルギー線硬化樹脂フィルム特有の性質から、端部にクラックが生じるおそれがあった。そして、それ以降の工程において（特に剥離工程において）、そのクラックをきっかけに破断するおそれがあった。このため、特許文献１には、スリット工程を硬化工程と剥離工程の間に行い、さらにクラックの生じにくいレーザーでスリットすることが記載されている。

特開２００２−１１７３９号公報

しかしながら、特許文献１の製造方法によると、端部のクラックやそれに起因する破断の発生が抑制できるものの、レーザーによるスリットは一般に、レーザーにより昇華した樹脂組成物がフュームとなって、製品やこれを搬送するガイドロールに付着し、これらを汚染するおそれがある。また、レーザーによるスリットの導入には、レーザー発振器やフューム排気装置など大掛かりで高価な設備が必要であり、また厳重な安全対策を講ずることが不可欠となることから、別アプローチによる製造方法が求められた。

そこで本発明は、幅方向の端部においてスリットによるクラックが生じない活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法の提供を目的とする。

本発明に係る活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法は、長尺の第１の支持フィルムを長手方向に移送させながら、前記第１の支持フィルム上に重合性組成物を塗工して、前記第１の支持フィルムの幅方向及び長手方向に塗工膜を形成する塗工工程と、前記第１の支持フィルム上に、前記長手方向に移送される前記塗工膜を覆う長尺の第２の支持フィルムを積層して、積層体を形成する積層工程と、前記第１の支持フィルム及び前記第２の支持フィルムのいずれか一方側から前記積層体に活性エネルギー線を照射して、前記塗工膜を硬化させる硬化工程と、前記積層体から前記第１の支持フィルム及び前記第２の支持フィルムを剥離する剥離工程と、を順に備える活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法であって、前記積層工程及び前記硬化工程の間において、前記積層体を前記塗工膜の前記幅方向における端部より内側で前記長手方向にスリットするスリット工程をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、積層工程と硬化工程の間において、スリット工程を備えるため、塗工膜が硬化されていない状態（液状の状態）でスリットされることとなり、この端部にはクラックが生じ得ない。そして、硬化工程においてこれが硬化されることにより、端部にはクラックが生じていない硬化された塗工膜（活性エネルギー線硬化樹脂フィルム）を取得することができる。この端部における外観は、レーザーカット装置を用いなくても、レーザーカットしたものと同程度である。そして、剥離工程において、剥離による応力が加わっても、端部にはクラックが生じていないことから、それをきっかけとする破断の発生も抑制することができ、安定して活性エネルギー線硬化樹脂フィルムを取得することができる。

本発明の製造方法においては、前記重合性組成物として紫外線硬化樹脂組成物を選択することができる。この場合、前記硬化工程における前記活性エネルギー線として紫外線を選択する。

また、本発明に係る活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法は、長尺の第１の支持フィルムを長手方向に移送させながら、前記第１の支持フィルム上に重合性組成物を塗工して、前記第１の支持フィルムの幅方向及び長手方向に塗工膜を形成する塗工工程と、前記第１の支持フィルム上に、前記長手方向に移送される前記塗工膜を覆う長尺の第２の支持フィルムを積層して、積層体を形成する積層工程と、前記第１の支持フィルム及び前記第２の支持フィルムのいずれか一方側から前記積層体に活性エネルギー線を照射して、前記塗工膜を硬化させる硬化工程と、を順に備える活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法であって、前記積層工程及び前記硬化工程の間において、前記積層体を前記塗工膜の前記幅方向における端部より内側で前記長手方向にスリットするスリット工程をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、フィルム幅がスリットにより一定に調整され、端部にはクラックが生じていない活性エネルギー線硬化樹脂フィルムを含む積層体を取得することができる。そして、一旦取得していた積層体から別途、第１及び第２の支持フィルムを剥離することにより、活性エネルギー線硬化樹脂フィルムを提供することができる。

本発明の活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法によれば、幅方向の端部においてスリットによるクラックが生じることを防止することができる。そして、剥離工程の際には、クラックに起因する破断の発生を抑制することができる。また、フィルム幅がスリットにより一定に調整され、端部にはクラックが生じていない活性エネルギー線硬化樹脂フィルムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦの製造方法を適用した製造ライン１０の概略図である。塗工工程の後における塗工膜Ｗが形成された第１の支持フィルムＳ１を上方からみた平面図である。塗工工程の後における塗工膜Ｗが形成された第１の支持フィルムＳ１を幅方向に沿って切断した場合の端部Ｓ１ｂ側の拡大断面図である。積層工程の後における積層体Ｌを幅方向に沿って切断した場合の端部Ｓ１ｂ側の拡大断面図である。実施例１に係る紫外線硬化樹脂フィルムの端部をマイクロスコープで上方から観察したときの画像である。実施例１に係る紫外線硬化樹脂フィルムの端部をマイクロスコープで側方から観察したときの画像である。紫外線硬化樹脂フィルムをレーザー加工機でカットしたときの端部をマイクロスコープで上方から観察したときの画像である。紫外線硬化樹脂フィルムをレーザー加工機でカットしたときの端部をマイクロスコープで側方から観察したときの画像である。参考例に係る紫外線硬化樹脂フィルムの端部をマイクロスコープで上方から観察したときの画像である。参考例に係る紫外線硬化樹脂フィルムの端部をマイクロスコープで側方から観察したときの画像である。

以下、本発明の一実施形態に係る活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦの製造方法を適用した、ロールトゥロール方式で連続的に行う製造ライン１０の概略図である。図１に示すように、活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦの製造方法は、繰出装置１１により長尺の第１の支持フィルムＳ１及び長尺の第２の支持フィルムＳ２をそれぞれ繰り出す繰出工程と、塗工装置１２により第１の支持フィルムＳ１上に重合性組成物を塗工する塗工工程と、その上からニップロール１３に沿って第２の支持フィルムＳ２を積層し、積層体Ｌを形成する積層工程と、スリット装置１４により積層体Ｌをスリットするスリット工程と、活性エネルギー線照射装置１５により第２の支持フィルムＳ２側から塗工膜Ｗに活性エネルギー線を照射し、硬化させる硬化工程と、ニップロール１３に沿って硬化された塗工膜Ｗから第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２を剥離する剥離工程と、巻取装置１６により剥離して取得された活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦを巻き取る巻取工程から構成される。工程の順を追って、各工程を詳細に説明する。

＜繰出工程＞
繰出工程においては、公知の繰出装置１１により、ロール状に巻き取られた長尺の第１の支持フィルムＳ１及び、ロール状に巻き取られた長尺の第２の支持フィルムＳ２をそれぞれ繰り出していく。第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２は、それぞれ複数のガイドロール１７に沿って長手方向に移送され、移送速度は例えば０．１〜１００ｍ／ｍｉｎに設定される。

第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２としては、例えばポリエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂によって形成された合成樹脂フィルムが用いられ、ハンドリング性及びコストの観点から、好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられる。合成樹脂フィルムの厚みは例えば２５〜２５０μｍであり、幅方向の長さは例えば２００〜１３５０ｍｍである。また、合成樹脂フィルムの表面には、離型処理などを施すことができる。

＜塗工工程＞
塗工工程においては、塗工装置１２により、移送される第１の支持フィルムＳ１上に、第１の支持フィルムＳ１の幅方向における端部Ｓ１ａ、Ｓ１ｂより内側で重合性組成物を塗工する。また、塗工厚みは例えば２０〜２００μｍとなるように塗工する。これにより、図２及び図３に示すように、第１の支持フィルムＳ１上に幅方向及び長手方向で塗工膜Ｗが形成される。

塗工装置１２としては、例えばダイコータ、リップコータ、コンマコータ、ロールコータ、バーコータ、カーテンコータが用いられ、幅方向に均一に塗工する観点から、好ましくはダイコータが用いられる。

ここで、重合性組成物としては、例えば光（紫外線、可視光線、赤外線）、Ｘ線、電子線等の活性エネルギー線の照射によって硬化されるものが用いられる。光照射によって硬化される光重合性組成物としては、例えば重合性モノマーと、重合性オリゴマーと、光重合開始剤と、任意の添加剤（安定剤、フィラー等）を含有するものが用いられる。光重合性組成物としては、反応する光の波長（光重合開始剤の吸収する光の波長）によって、例えば紫外線硬化樹脂組成物、可視光線硬化樹脂組成物に分類され、好ましくは紫外線硬化樹脂組成物が用いられる。また、光重合性組成物は、その反応機構から、例えばラジカル重合型とカチオン重合型に分類される。ラジカル重合型の光重合性組成物については、重合性モノマーとして例えばアクリレートモノマーが、重合性オリゴマーとして例えばウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルアクリレートが、光重合開始剤として例えばベンゾフェノン系、アセトフェノン系、チオキサントン系の化合物が挙げられる。カチオン重合型の光重合性組成物については、重合性モノマーとして例えばビニルエーテルモノマーが、重合性オリゴマーとしてビニルエーテルオリゴマー、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシが、光重合開始剤として例えばスルホニウム系、ヨードニウム系の化合物が挙げられる。添加剤としては、例えば重合性組成物にチキソトロピー性を付与する添加剤が挙げられる。

また、光重合性組成物の粘度は、例えば１００〜５００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５００〜３００００ｍＰａ・ｓに調整される。ここで粘度は、例えばブルックフィールド社製Ｂ型粘度計により２５℃の温度設定で測定される。

＜積層工程＞
積層工程においては、ニップロール１３に沿って、第１の支持フィルムＳ１上に塗工膜Ｗの全面を覆う第２の支持フィルムＳ２を積層して、積層体Ｌを形成する。図４に示すように、積層体Ｌは、第１の支持フィルムＳ１、塗工膜Ｗ及び第２の支持フィルムＳ２を下方から順に有するものであり、また積層体Ｌの幅方向における端部は、第１の支持フィルムＳ１の端部Ｓ１ａ、Ｓ１ｂと第２の支持フィルムＳ２の端部Ｓ２ａ、Ｓ２ｂがそれぞれ接触した形となる。これにより硬化工程において、空気中の酸素による光重合性組成物の反応阻害を抑制することができる。

＜スリット工程＞
スリット工程においては、スリット装置１４により、積層体Ｌを、塗工膜Ｗの幅方向における端部Ｗａ、Ｗｂより内側で長手方向にスリットする。これにより、フィルム幅を調整することができる。そして、塗工膜Ｗは硬化されていない液状の状態でスリットされることになり、このため端部にはクラックが生じ得ない。これが硬化されることにより、端部にはクラックが生じていない硬化された塗工膜Ｗ（活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦ）となる。スリット工程は、塗工膜Ｗの流動性の観点から、硬化工程により近い位置で行うことが好ましい。

スリットされて分断された積層体Ｌの幅方向における外側部（耳部）は、塗工膜Ｗが硬化されない状態でそのまま分岐させて、別途巻き取ることができ、また適宜除去することもできる。さらに、耳部は、硬化工程を行い、塗工膜Ｗを硬化させた状態で、別途巻き取ることができ、また適宜除去することもできる。

スリット装置１４としては、例えば刃物によりスリットするもの、レーザーによりスリットするものが用いられ、利便性の観点から、好ましくは刃物でスリットするものが用いられる。

＜硬化工程＞
硬化工程においては、第２の支持フィルムＳ２上方に設置された活性エネルギー線照射装置１５により、第２の支持フィルムＳ２側から塗工膜Ｗに活性エネルギー線を照射し、第２の支持フィルムＳ２を透過した活性エネルギー線により重合性組成物を反応させて硬化させる。

活性エネルギー線照射装置１５は、例えば光（紫外線、可視光線、赤外線）、Ｘ線、電子線等の活性エネルギー線を照射するものが用いられる。光照射する光照射装置としては、光重合性組成物を硬化させる波長領域の光を照射するものであって、例えばメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、無電極ランプ、ＬＥＤを備えるものが用いられる。紫外線硬化樹脂組成物の場合、塗工膜Ｗを簡便に硬化させる観点から、好ましくはＵＶ−ＬＥＤ照射装置が用いられる。また、塗工膜Ｗを効率よく硬化させる観点から、好ましくは無電極ランプを備えるものが用いられる。

活性エネルギー線照射装置１５は、光照射装置の場合、塗工膜Ｗにおける積算光量が例えば５０〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２となるように光を照射する。光の波長領域としては、例えば紫外線領域（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）、可視光線領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）、赤外線領域（７８０ｎｍ〜１０００μｍ）が挙げられる。

そして、硬化工程においては、光重合性組成物の反応率が例えば５０％以上、好ましくは８０％以上となるように硬化される。反応率としては、重合性組成物が紫外線硬化樹脂組成物の場合、例えば、赤外イメージングシステム（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、ＮｉｃｏｌｅｔｉＳ５）を用いて、紫外線照射前の紫外線硬化樹脂組成物及び紫外線照射後である紫外線硬化樹脂フィルムについてＩＲスペクトルを測定し、ビニル基のＣＨ面外変角振動の吸収ピーク（８１０ｃｍ^−１付近）の高さの比から算出することができる。

なお、硬化工程においては、紫外線照射装置１５を第１の支持フィルムＳ１下方に設置し、また両方に設置することができる。そして、第１の支持フィルムＳ１側、Ｓ２側の片側から活性エネルギー線を照射することもできるし、また両側から照射することもできる。

＜剥離工程＞
剥離工程においては、ニップロール１３に沿って、積層体Ｌの移送ラインから第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２を分岐させ、積層体Ｌからこれらを剥離して、活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦを取得する。この際、硬化された塗工膜Ｗの幅方向における端部Ｗａ、Ｗｂにはスリットによるクラックが起こっていないため、これに起因する破断の発生を抑制することができる。

＜巻取工程＞
巻取工程において、公知の巻取装置１６により、取得された活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦ、剥離した第１の支持フィルムＳ１、剥離した第２の支持フィルムＳ２をそれぞれロール状に巻き取る。巻き取られる活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦには、そのいずれか一方側または両側に、公知のプロテクトフィルムを貼合したり、合紙を挿入したりすることができる。

以上、本発明の一実施形態に係る活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、積層体Ｌから第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２を剥離して、活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦを巻き取ったが、第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２を剥離せずにそのまま積層体Ｌを巻き取ることができる。そして、巻き取った積層体Ｌを繰り出し、第１の支持フィルムＳ１及び第２の支持フィルムＳ２を剥離することで、活性エネルギー線硬化樹脂フィルムＦを取得することができる。

また、上記実施形態において設備上、スリット装置１４と活性エネルギー線照射装置１５の間にガイドロールが存在する場合がある。この場合、ガイドロールの手前に別の活性エネルギー線照射装置（例えば、ＵＶ−ＬＥＤ照射装置）を設置することができる（スリット工程と硬化工程までの距離が実質的に短縮されることになる）。これにより、積層体Ｌに、ガイドロールの手前に設置した活性エネルギー線照射装置により活性エネルギー線を照射し、塗工膜Ｗを一定程度硬化させることで、積層体Ｌの端部から塗工膜Ｗがガイドロールに付着することを防止することができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。

（実施例１）
重合性組成物としては、粘度が２７０００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化樹脂組成物を準備した。第１の支持フィルムとしては厚みが５０μｍの長尺のポリエチレンテレフタレートフィルムを、第２の支持フィルムとしては厚みが５０μｍの長尺のポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。また、上述の製造方法において、塗工工程における塗工装置としてはダイコータを用いた。さらに、硬化工程における紫外線照射装置としては無電極紫外線ランプ（ヘレウス株式会社製、Ｈバルブ）を備えるものを用いた。そして、積層工程と硬化工程の間におけるスリット工程においては、第２の支持フィルム側から、両端部のそれぞれに刃物（オルファ株式会社製、ＳＢ１０Ｋ）を挿入して、長手方向にスリットするようにした。その他の条件としては、移送速度を２ｍ／ｍｉｎにし、塗工厚みを８０μｍに設定した。そして、塗工膜の全面に、積算光量が１４９０ｍＪ／ｃｍ^２となるように紫外線を照射した。なお、積算光量は、紫外線測定器（ＥＩＴ社製、マイクロキュアＭＣ−１０）で測定したものである。これらの条件によると、剥離工程において、破断が発生することなく、紫外線硬化樹脂フィルムを取得することができた。取得した紫外線硬化樹脂フィルムについて、マイクロスコープ（キーエンス株式会社製、ＶＨＸ−５００）を用いて端部の状態を観察すると、図５及び図６に示すように、端部にはクラックが生じていなかった。これは、枚葉の紫外線硬化樹脂フィルムをレーザー加工機（株式会社コマックス製、ＬａｓｅｒＡｒｔ４５３１）を用いてカットしたときの端部の状態（マイクロスコープで観察したものを図７及び図８に示す）と、同程度のものであった。

（比較例１）
スリット工程を、硬化工程と剥離工程の間に行うようにしたこと以外は、実施例１と同じ製造条件にした。この製造条件によると、剥離工程において破断が発生し、端部には肉眼で確認できるクラックが多数生じていた。

実施例１、比較例１の紫外線硬化樹脂フィルムの結果を表１にまとめる。

表１に示すように、硬化工程の前に（重合性組成物が硬化されていない状態で）スリットすることにより（実施例１）、フィルム幅が一定に調整され、端部にはクラックが生じていない（端部がレーザーによるスリットと同程度の状態の）紫外線硬化樹脂フィルムを安定して取得することができた。

参考例として重合性組成物が半硬化の状態でスリットした場合の紫外線硬化樹脂フィルムについて、端部の状態をマイクロスコープで観察すると、図９及び図１０に示すように、微細なクラックが多数生じていた。

１０製造ライン
１１繰出装置
１２塗工装置
１３ニップロール
１４スリット装置
１５活性エネルギー線照射装置
１６巻取装置
１７ガイドロール
Ｆ活性エネルギー線硬化樹脂フィルム
Ｌ積層体
Ｓ１第１の支持フィルム
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ第１の支持フィルムの幅方向における端部
Ｓ２第２の支持フィルム
Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ第２の支持フィルムの幅方向における端部
Ｗ塗工膜
Ｗａ、Ｗｂ塗工膜の幅方向における端部

Claims

長尺の第１の支持フィルムを長手方向に移送させながら、前記第１の支持フィルム上に重合性組成物を塗工して、前記第１の支持フィルムの幅方向及び長手方向に塗工膜を形成する塗工工程と、前記第１の支持フィルム上に、前記長手方向に移送される前記塗工膜を覆う長尺の第２の支持フィルムを積層して、積層体を形成する積層工程と、前記第１の支持フィルム及び前記第２の支持フィルムのいずれか一方側から前記積層体に活性エネルギー線を照射して、前記塗工膜を硬化させる硬化工程と、前記積層体から前記第１の支持フィルム及び前記第２の支持フィルムを剥離する剥離工程と、を順に備える活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法であって、
前記積層工程及び前記硬化工程の間において、前記積層体を前記塗工膜の前記幅方向における端部より内側で前記長手方向にスリットするスリット工程をさらに備えることを特徴とする活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法。
前記重合性組成物は紫外線硬化樹脂組成物であり、前記活性エネルギー線は紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法。
長尺の第１の支持フィルムを長手方向に移送させながら、前記第１の支持フィルム上に重合性組成物を塗工して、前記第１の支持フィルムの幅方向及び長手方向に塗工膜を形成する塗工工程と、前記第１の支持フィルム上に、前記長手方向に移送される前記塗工膜を覆う長尺の第２の支持フィルムを積層して、積層体を形成する積層工程と、前記第１の支持フィルム及び前記第２の支持フィルムのいずれか一方側から前記積層体に活性エネルギー線を照射して、前記塗工膜を硬化させる硬化工程と、を順に備える活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法であって、
前記積層工程及び前記硬化工程の間において、前記積層体を前記塗工膜の前記幅方向における端部より内側で前記長手方向にスリットするスリット工程をさらに備えることを特徴とする活性エネルギー線硬化樹脂フィルムの製造方法。