JP7262218B2 - 保護フィルム付き導電性フィルム及び導電性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
<保護フィルム付き導電性フィルム>
図1は、本発明の一実施形態に係る保護フィルム付き導電性フィルムの模式的断面図である。図1に示す保護フィルム付き導電性フィルム100は、第1保護フィルム31と第1導電層21と樹脂フィルム1とをこの順で備えている。本実施形態では、樹脂フィルム1と第1導電層21との間に下地層41が設けられている。なお、第1導電層21及び下地層41は、それぞれ1層からなる構成を図示しているが、それぞれが2層以上の多層構成であってもよい。
樹脂フィルム1としては、絶縁性を確保できるものであれば特に制限されず、各種のプラスチックフィルムが用いられる。樹脂フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリブチレンテレフタレート(PBT),ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリイミド(PI)等のポリイミド系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性、耐久性、柔軟性、生産効率、コスト等の観点から、ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリイミド(PI)等のポリイミド系樹脂が好ましい。特に、コストパフォーマンスの観点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましい。
本実施形態の導電性フィルムは、樹脂フィルム1と第1導電層21との間に配置された下地層41をさらに備えている。第1導電層の樹脂フィルムへの密着性や導電性フィルムへの強度付与、電気的特性の制御等、目的に応じた下地層を設けることで導電性フィルムの高機能化を図ることができる。下地層としては特に限定されず、易接着層、ハードコート層(アンチブロッキング層等として機能するものを含む。)、誘電体層等が挙げられる。
易接着層は、接着性樹脂組成物の硬化膜である。易密着層は、導電層に対して良好な密着性を有する。
下地層として、ハードコート層を設けてもよい。さらに、導電性フィルム同士のブロッキングを防止してロール・トゥ・ロール法による製造を可能にするために、ハードコート層に粒子を配合してもよい。
下地層として、1層以上の誘電体層を備えていてもよい。誘電体層は、無機物、有機物、あるいは無機物と有機物との混合物により形成される。誘電体層を形成する材料としては、NaF、Na3AlF6、LiF、MgF2、CaF2、SiO2、LaF3、CeF3、Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2、ZnO、ZnS、SiOx(xは1.5以上2未満)などの無機物や、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマーなどの有機物が挙げられる。特に、有機物として、メラミン樹脂とアルキド樹脂と有機シラン縮合物の混合物からなる熱硬化型樹脂を使用することが好ましい。誘電体層は、上記の材料を用いて、グラビアコート法やバーコート法などの塗工法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などにより形成できる。
樹脂フィルム1の一方の表面11a側に設けられる第1導電層21は、電磁波シールド効果やセンサ機能等を充分に得るため、電気抵抗率が100μΩcm以下であることが好ましい。導電層の構成材料としては、このような電気抵抗率を満足し導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、Cu,Al,Fe,Cr,Ti,Si,Nb,In,Zn,Sn,Au,Ag,Co,Cr,Ni,Pb,Pd,Pt,W,Zr,Ta,Hf、Mo,Mn,Mg,V等の金属が好適に用いられる。また、これらの金属の2種以上を含有するものや、これらの金属を主成分とする合金や酸化物等も用いることができる。これらの導電性化合物の中でも、電磁波シールド特性やセンサ機能に寄与する導電率が高く、比較的低価格である観点から、Cu,Alを含むことが好ましい。特に、コストパフォーマンスと生産効率の観点から、Cuを含むことが好ましいが、Cu以外の元素が不純物程度含まれていても良い。これにより、電気抵抗率が充分に小さく導電率が高いため、電磁波シールド特性やセンサ機能を向上できる。
保護層は、例えば第1導電層21が大気中の酸素の影響を受けて自然に酸化することを防止するために、第1導電層21の最表面21a側に形成することができる(図示せず)。保護層は、第1導電層21の錆び防止効果を示すものである限り特に限定されないが、スパッタできる金属が好ましく、Ni,Cu,Ti,Si、Zn,Sn,Cr,Fe、インジウム、ガリウム、アンチモン、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、パラジウム、タングステンからなる中から選ばれるいずれか1種類以上の金属又はこれらの酸化物が用いられる。Ni,Cu,Tiは,不動態層を形成するため腐食されにくく、Siは耐食性が向上するため腐食されにくく、Zn,Crは表面に緻密な酸化被膜を形成するため腐食されにくい金属であるため好ましい。
第1保護フィルム31の第1導電層21と接する側の面は粘着性を有する。具体的に、第1保護フィルム31と第1導電層21との間の密着力が0.005N/50mm以上0.5N/50mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.007mm以上0.45N/50mm以下、さらに好ましくは0.010mm以上0.40N/50mm以下である。第1導電層21との密着力が上記下限値より小さいと第1導電層21と第1保護フィルム31の密着が十分でなく、使用時に剥がれ等が発生するためである。第1導電層21との密着力が上記上限値を超えると第1保護フィルム31を剥離する際に第1導電層21が樹脂フィルム1から剥離し、第1導電層21にピンホールが発生しやすくなるためである。
第1実施形態では、樹脂フィルムの一方の面に導電層及び保護フィルムが設けられているのに対し、第2実施形態では、樹脂フィルムの両面に導電層及び保護フィルムが設けられている。本実施形態における樹脂フィルムの他方の面に設けられる層構造は、第1実施形態と同様であるので、以下では本実施形態に特徴的な点について主に説明する。
保護フィルム付き導電性フィルムは、樹脂フィルム上に、導電層及び保護フィルムを順次形成及び貼り合わせしていくロール・トゥ・ロール法で製造することができる。導電層及び保護フィルムの配設手順には種々のバリエーションが存在する。以下、導電層をスパッタ成膜で形成し、保護フィルムとして基材層及び粘着層を有する保護フィルムを用いて、両面構成の保護フィルム付き導電性フィルムを製造する態様について説明する。
(オフ1)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルムを第1導電層と貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
(オフ2)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルムを第1導電層と貼り合わせ~巻き取り/樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~巻き取り/所定幅への切断加工
(オフ3)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルムを第1導電層と貼り合わせ~巻き取り/樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第2保護フィルムを第2導電層と貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
(オフ4)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルム及び第2保護フィルムと第1導電層及び第2導電層とをそれぞれ並行して貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
(オフ5)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルムと第1導電層とを貼り合わせ~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第2保護フィルムを第2導電層と貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
(イン1)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~下流にて第1保護フィルムを繰り出し第1導電層と貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
(イン2)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~下流にて第1保護フィルムを繰り出し第1導電層と貼り合わせ~巻き取り/樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~巻き取り/所定幅への切断加工
(イン3)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルムを貼り合わせ~下流にて樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~巻き取り/所定幅への切断加工
(イン4)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~下流にて第1保護フィルムを繰り出し第1導電層と貼り合わせ~巻き取り/樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~下流にて第2保護フィルムを繰り出し第2導電層と貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
(イン5)樹脂フィルムの一方の面に第1導電層をスパッタ成膜~巻き取り/ロールからフィルムを繰り出しながら第1保護フィルムと第1導電層とを貼り合わせ~下流にて樹脂フィルムの他方の面に第2導電層をスパッタ成膜~さらに下流にて第2保護フィルムを繰り出し第2導電層と貼り合わせ~巻き取り/所定幅への切断加工
本実施形態は、前記保護フィルム付き導電性フィルムから保護フィルムを剥離する工程を含む導電性フィルムの製造方法に関する。
導電性フィルムの初期の表面抵抗値R1は、0.001Ω/□~10.0Ω/□であることが好ましく、0.01Ω/□~3.5Ω/□であることがより好ましく、0.1Ω/□~1.0Ω/□であることが更に好ましい。これにより生産効率に優れた実用的な導電性フィルムを提供できる。
導電性フィルムは様々な用途に適用可能であり、例えば、電磁波シールドシートや面状センサ等に応用され得る。電磁波シールドシートは、導電性フィルムを用いたものであり、タッチパネル等の形態で好適に使用することができる。前記電磁波シールドシートの厚みは、20μm~300μmであることが好ましい。
先ず、幅1.100m、長さ2500m、厚さ150μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レフィルム加工株式会社製、品名「150-TT00A」、以下、PETフィルムという。)からなる長尺状樹脂フィルムを送り出しロールに巻いてスパッタ装置内に設置した。その後、スパッタ装置内を3.0×10-3Torrの高真空にし、その状態で、長尺状樹脂フィルムを送り出しロールから巻き取りロールへ送りながら、スパッタ成膜を行った。Arガス100体積%からなる3.0×10-3Torrの雰囲気中で、Cuターゲット材料を用いて、焼結体DCマグネトロンスパッタ法により、第1導電層を170nmの厚みで片面にスパッタ成膜をし、送り出しロールにフィルムを巻き取ることで、一方の面に導電層を形成した片面導電性フィルムの巻回体を作製した。
第1導電層の厚みを100nmにしたこと以外は、実施例1と同様の方法で導電性フィルムの巻回体を作製した。
作製した導電性フィルム及び保護フィルム付き導電性フィルムについて、以下の評価を行った。それぞれの結果を表1に示す。
導電層の厚みは、透過型電子顕微鏡(日立製作所製、製品名「H-7650」)を用いて、保護フィルム付き導電性フィルムの断面を観察して測定した。
保護フィルムを貼り合わせる前の導電性フィルムについて、AFM(原子間力顕微鏡、Bruker製、「Dimemsion Edge+NanoDrive」)を用いて、両面の導電層の表面粗さRzを測定した。測定結果は両面ともに同じ値であった。測定は、ロール状のフィルムの任意の位置から切り出した枚葉状のフィルムにおいてランダムに5点で行い、それらの平均値をとることで行った。
AFM(原子間力顕微鏡、Bruker製、「Dimemsion Edge+NanoDrive」)を用いて、導電層を形成する前の樹脂フィルムの表面粗さRaを測定した。測定結果は両面ともに同じ値であった。測定は、ロール状のフィルムの任意の位置から切り出した枚葉状のフィルムにおいてランダムに5点で行い、それらの平均値をとることで行った。なお、樹脂フィルムの表面粗さRzは、導電性フィルムから導電層を除去することによっても測定可能である。
(4-1)ピンホール数:初期評価
保護フィルムを貼り合わせる前の導電性フィルムにおいて50mm×200mmサイズの視野に存在する最大長10μm以上のピンホールの数を倍率20倍の光学顕微鏡を用いて数えた。
作製した保護フィルム付き導電性フィルムを30分以上、常温(25℃)で放置した後、サンプルを50mm×200mmのサイズにカットした。カットしたサンプルの保護フィルムとは反対面を両面テープを用いてSUS板(SUS430BA)に固定した。その環境下で万能引張試験機(NMBミネベア株式会社社製、「TCM-1kNB」)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で保護フィルム付き導電性フィルムから保護フィルムを剥離し、このときの剥離力(N/50mm)を測定し密着力とした。
密着力測定後のサンプル(サイズ:50mm×200mm)を用いて最大長10μm以上のピンホールの数を倍率20倍の光学顕微鏡を用いて数えた。
保護フィルム剥離後のピンホール数から初期ピンホール数を差し引いた数をピンホール増加数とし、増加数が20個以下の場合を「○」、20個を超えた場合を「×」として評価した。
実施例1と同様の方法で片面導電性フィルム及び片面保護フィルム付き片面導電性フィルムの巻回体を作製した。作製した片面保護フィルム付き片面導電性フィルムの巻回体の保護フィルム配設面とは反対側に実施例1と同条件で第2導電層を170nmの厚みでスパッタ成膜することで、両面に導電層が形成され、一方の面に保護フィルムが配設された片面保護フィルム付き両面導電性フィルムを作製した。
片面保護フィルム付き両面導電性フィルムの巻回体を幅250mmに切断加工し、幅250mmの片面保護フィルム付き両面導電性フィルム巻回体を作製した。
実施例1と同様の方法で片面導電性フィルムの巻回体を作製した。次に、片面導電性フィルムの巻回体の第1導電層と反対側に実施例1と同条件で第2導電層を170nmの厚みでスパッタ成膜し、両面に導電層が形成された両面導電性フィルムを作製した。
両面導電性フィルムの巻回体を幅250mmに切断加工し、幅250mmの両面導電性フィルム巻回体を作製した。
実施例8及び比較例2で作製した導電性フィルム及び保護フィルム付き導電性フィルムについて、上記(1)~(3)、(4-2)の評価及び以下の評価を行った。なお、(2)の導電層の表面粗さRzと同時に表面粗さRaも測定した。それぞれの結果を表2に示す。
実施例8の切断加工後の片面保護フィルム付き両面導電性フィルムの保護フィルムを剥離し、第1導電層面の50mm×200mmサイズの視野に存在する最大長10μm以上のピンホールの数を倍率20倍の光学顕微鏡を用いて数えた。また、比較例2で作製した切断加工後の両面導電性フィルムの第1導電層面の50mm×200mmサイズの視野に存在する最大長10μm以上のピンホールの数を倍率20倍の光学顕微鏡を用いて数えた。
表1より、導電層と保護フィルムとの間の密着力が大きい程、ピンホールが増加する傾向にあり、密着力が0.5N/50mm以下では、ピンホールの増加を抑制できることがわかる。また、表2より、保護フィルムを備えていない導電フィルム(比較例2)と比較して、保護フィルム付き導電性フィルム(実施例8)では切断加工後のピンホール数が少なくなっていることがわかる。
11a 樹脂フィルムの第1導電層側の表面
12a 樹脂フィルムの第1導電層とは反対側(第2導電層側)の表面
21 第1導電層
21a 第1導電層の樹脂フィルムとは反対側の表面
22 第2導電層
22a 第2導電層の樹脂フィルムとは反対側の表面
31 第1保護フィルム
32 第2保護フィルム
41、42 下地層
100、200 保護フィルム付き導電性フィルム
Claims (10)
- 第1保護フィルムと第1導電層と樹脂フィルムとをこの順に備える保護フィルム付き導電性フィルムであって、
前記第1導電層の厚みが10nm以上250nm以下であり、
前記第1導電層の前記樹脂フィルムとは反対側の表面の表面粗さRzが100nm以下であり、
前記第1保護フィルムの前記第1導電層と接する側の面は粘着性を有し、
前記第1保護フィルムと前記第1導電層との間の密着力が0.005N/50mm以上0.33N/50mm以下である保護フィルム付き導電性フィルム。 - 前記樹脂フィルムの前記第1導電層側の表面の表面粗さRaが0.5nm以上10nm以下である請求項1に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。
- 前記樹脂フィルムと前記第1導電層との間に配置された下地層をさらに備える請求項1又は2に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。
- 前記樹脂フィルムの前記第1導電層とは反対側に配置された第2導電層をさらに備え、
前記第2導電層の厚みが10nm以上250nm以下であり、
前記第2導電層の前記樹脂フィルムとは反対側の表面の表面粗さRzが100nm以下である請求項1~3のいずれか1項に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。 - 前記樹脂フィルムの前記第2導電層側の表面の表面粗さRaが0.5nm以上10nm以下である請求項4に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。
- 前記樹脂フィルムと前記第2導電層との間に配置された下地層をさらに備える請求項4又は5に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。
- 前記第1導電層の厚みと前記第2導電層の厚みとの差の絶対値が5nm以下である請求項4~6のいずれか1項に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。
- 前記第2導電層の前記樹脂フィルムとは反対側に配置された第2保護フィルムをさらに備え、
前記第2保護フィルムの前記第2導電層と接する側の面は粘着性を有し、
前記第2導電層と前記第2保護フィルムとの間の密着力が0.005N/50mm以上0.5N/50mm以下である請求項4~7のいずれか1項に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。 - 前記第1保護フィルム及び第2保護フィルムのうちの少なくとも一方が、ポリオレフィン系樹脂を含有する基材層と熱可塑性エラストマーを含有する粘着層とを有する請求項1~8のいずれか1項に記載の保護フィルム付き導電性フィルム。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の保護フィルム付き導電性フィルムから保護フィルムを剥離する工程を含む導電性フィルムの製造方法。
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