WO2023032941A1 - 積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材 - Google Patents

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WO2023032941A1
WO2023032941A1 PCT/JP2022/032485 JP2022032485W WO2023032941A1 WO 2023032941 A1 WO2023032941 A1 WO 2023032941A1 JP 2022032485 W JP2022032485 W JP 2022032485W WO 2023032941 A1 WO2023032941 A1 WO 2023032941A1
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film
protective film
forming
weight
aqueous solution
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PCT/JP2022/032485
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English (en)
French (fr)
Inventor
重一 深谷
泰詩 中田
哲平 青山
昌一 中田
敬晃 長谷川
康太 三幣
夕介 三條
秀樹 友松
Original Assignee
積水化学工業株式会社
株式会社Ihi物流産業システム
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions

Definitions

  • the present invention relates to a laminate manufacturing method, a substrate manufacturing method, and a substrate.
  • Patent Document 1 describes that polyvinyl alcohol having an average polymerization degree of 600 or less and a saponification degree of 40 mol % or more is used as a protective film for a glass substrate.
  • Patent Document 2 describes a method of protecting the surface of a glass substrate by covering it with a polyvinyl alcohol film.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a laminate, a method for producing a substrate, and a substrate that can form a protective film to which foreign matter derived from the substrate hardly adheres in a production line or a transportation line.
  • the present disclosure (1) includes a substrate and a multilayer coating, including a coating forming step of applying two or more protective coating-forming aqueous solutions having different compositions to the substrate to form a multilayer coating.
  • a method for manufacturing a laminate is the method for producing a laminate according to the present disclosure (1), wherein the multilayer coating can adjust at least one selected from the group consisting of adhesiveness, protective properties, and peelability. is.
  • the present disclosure (3) is a method for producing a laminate according to the present disclosure (1) or (2), wherein two or more protective film-forming aqueous solutions having different compositions are continuously applied.
  • the present disclosure (4) is the method for producing a laminate according to any one of the present disclosure (1) to (3), wherein the temperature of the substrate is 0° C.
  • the laminate according to any one of the present disclosure (1) to (4), wherein the present disclosure (5) includes a substrate forming step of forming a substrate, and the substrate forming step and the film forming step are continuously performed. is a manufacturing method.
  • the present disclosure (6) is the method for producing a laminate according to any one of the present disclosure (1) to (5), wherein the first applied aqueous solution for forming a protective film contains a plasticizer and water.
  • any one of the plurality of aqueous solutions for forming a protective film to be applied second or thereafter contains a polyvinyl alcohol resin and water, according to any one of the present disclosure (1) to (6) is a method for manufacturing a laminate.
  • the present disclosure (8) is that the protective film-forming aqueous solution that is first applied does not contain a polyvinyl alcohol resin, or the polyvinyl alcohol resin content of the protective film-forming aqueous solution that is first applied is the second or The method for producing a laminate according to any one of the items (1) to (7) of the present disclosure, wherein the polyvinyl alcohol resin content is less than the aqueous solution for forming a protective film to be applied thereafter.
  • the present disclosure (9) is that the plasticizer content of the protective film-forming aqueous solution applied first is greater than the plasticizer content of the protective film-forming aqueous solution applied second or later, the present disclosure (1 ) to (8).
  • the present disclosure (10) is the first applied aqueous solution for forming a protective film, the present disclosure (1 ) to (9).
  • any of the protective film-forming aqueous solutions to be applied second or later has a polyvinyl alcohol resin content of 0.1 to 50% by weight and a plasticizer content of 0.1 to 50% by weight. % and a water content of 10 to 99.8% by weight.
  • the present disclosure (12) is a method for manufacturing a substrate, including a method for manufacturing a laminate according to any one of the present disclosure (1) to (11), and a removing step of removing a multilayer coating from a substrate. be.
  • the present disclosure (13) is a base material obtained by the method for producing a base material according to the present disclosure (12).
  • (14) of the present disclosure is an apparatus for performing the method of manufacturing a laminate according to any one of (1) to (11) of the present disclosure.
  • This disclosure (15) is an apparatus for performing the method for manufacturing a substrate according to this disclosure (12). The present invention will be described in detail below.
  • the present inventors have found that by forming a multilayer film by applying two or more aqueous solutions for forming a protective film having different compositions, the The inventors have found that it is possible to form a protective film to which foreign substances are less likely to adhere, and have completed the present invention.
  • the method for producing a laminate of the present invention includes a film forming step of applying two or more protective film-forming aqueous solutions having different compositions to a substrate to form a multilayer film.
  • the multilayer film can adjust at least one selected from the group consisting of adhesion, protection and peelability.
  • the film-forming step it is preferable to continuously apply two or more protective film-forming aqueous solutions having different compositions.
  • the adhesion between the films can be enhanced, and at the same time, it is possible to form a multilayer film which is excellent in releasability from the substrate.
  • a method of applying the aqueous solution for forming a protective film two or more times after applying the aqueous solution may be used.
  • the aqueous solution for forming a protective film to be applied second or the aqueous solution for forming a protective film to be applied after the second is referred to as "the second or a plurality of protective films to be applied after that. any of the aqueous solutions for forming".
  • the first aqueous solution for forming a protective film to be applied contains a plasticizer and water.
  • the aqueous solution for forming a protective film to be applied in the first aspect can improve the toughness of the protective film by containing a plasticizer.
  • the water solubility of the protective film can be improved by containing the plasticizer.
  • the release of the protective film from the substrate can be improved.
  • the plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include polyhydric alcohols, polyethers, phenol derivatives, amide compounds and the like. Compounds obtained by adding ethylene oxide to polyhydric alcohols can also be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the polyhydric alcohol include glycerin, diglycerin, diethylene glycol, trimethylolpropane, triethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol and the like.
  • Examples of the polyether include polyethylene glycol and polypropylene glycol.
  • Examples of the phenol derivative include bisphenol A, bisphenol S, and the like.
  • Examples of the amide compound include N-methylpyrrolidone. Among them, it is more preferable to use at least one selected from the group consisting of glycerin, diglycerin, diethylene glycol, trimethylolpropane, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol. It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of glycerin, and it is even more preferable to use diglycerin.
  • the protective film-forming aqueous solution to be applied first preferably has a plasticizer content of 0.1 to 80% by weight.
  • the plasticizer content is within the above range, the hydrophilicity of the substrate surface can be controlled, the coating can be uniformly formed, and the adhesive strength of the protective coating to glass can be suppressed.
  • a more preferable lower limit of the plasticizer content is 0.5% by weight, and a more preferable upper limit is 70% by weight.
  • a more preferable lower limit is 1% by weight, and a more preferable upper limit is 60% by weight.
  • An even more preferred lower limit is 1.5 wt% and an even more preferred upper limit is 50 wt%.
  • a particularly preferred lower limit is 2% by weight, and a particularly preferred upper limit is 40% by weight.
  • a particularly more preferable lower limit is 2.5% by weight, and a particularly more preferable upper limit is 30% by weight.
  • the plasticizer content of the aqueous solution for forming a protective film to be applied first is the second or subsequent application. It is preferably larger than the plasticizer content of any of the protective film-forming aqueous solutions. More preferably, the plasticizer content of the protective film-forming aqueous solution applied first is higher than the plasticizer content of the protective film-forming aqueous solution applied second or later. The difference between the plasticizer content of the protective film-forming aqueous solution applied first and the plasticizer content of the protective film-forming aqueous solution applied second or later is 0.1 to 80% by weight. Preferably.
  • a more preferable lower limit is 0.5% by weight, and a more preferable upper limit is 70% by weight.
  • a more preferable lower limit is 1% by weight, and a more preferable upper limit is 60% by weight.
  • An even more preferred lower limit is 1.5 wt% and an even more preferred upper limit is 50 wt%.
  • a particularly preferred lower limit is 2% by weight, and a particularly preferred upper limit is 40% by weight.
  • a particularly more preferable lower limit is 2.5% by weight, and a particularly more preferable upper limit is 30% by weight.
  • the aqueous solution for forming a protective film to be first applied contains 1 part by weight or more and 1000 parts by weight or less of the plasticizer with respect to 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol resin.
  • the content of the plasticizer is within the above range, the adhesion strength of the protective film to glass can be suppressed.
  • a more preferable lower limit of the plasticizer content is 3 parts by weight, and a more preferable upper limit is 750 parts by weight.
  • a more preferable lower limit is 5 parts by weight, and a more preferable upper limit is 500 parts by weight.
  • An even more preferred lower limit is 10 parts by weight, and an even more preferred upper limit is 250 parts by weight.
  • a particularly preferred lower limit is 15 parts by weight, and a particularly preferred upper limit is 100 parts by weight.
  • a particularly more preferable lower limit is 20 parts by weight, and a particularly more preferable upper limit is 75 parts by weight.
  • the protective film-forming aqueous solution to be applied in the first step contains water.
  • the water is not particularly limited, and examples thereof include ion-exchanged water, pure water, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the aqueous solution for forming a protective film to be first applied preferably has a water content of 20 to 99.9% by weight. Uniform film formation can be performed as the said water content is in the said range.
  • a more preferable lower limit of the water content is 30% by weight, and a more preferable upper limit is 99.5% by weight.
  • a more preferable lower limit is 40% by weight, and a more preferable upper limit is 99.0% by weight.
  • An even more preferred lower limit is 50% by weight and an even more preferred upper limit is 98.5% by weight.
  • a particularly preferred lower limit is 60% by weight, and a particularly preferred upper limit is 98.0% by weight.
  • a particularly more preferable lower limit is 70% by weight, and a particularly more preferable upper limit is 98.0% by weight.
  • the first aqueous solution for forming a protective film may contain a water-soluble resin such as polyvinyl alcohol resin.
  • the first aqueous solution for forming a protective film to be applied does not contain a polyvinyl alcohol resin, or the content of the polyvinyl alcohol resin in the aqueous solution for forming a protective film to be first applied is It is preferably less than the polyvinyl alcohol resin content of the protective film-forming aqueous solution to be applied second or thereafter.
  • the protective film-forming aqueous solution to be applied first does not contain polyvinyl alcohol resin, or the polyvinyl alcohol resin content of the protective film-forming aqueous solution to be applied first is the second or later protective film-forming solution.
  • the peelability of the protective film from the substrate layer can be further enhanced.
  • the polyvinyl alcohol resin it is possible to improve the strength of the protective film.
  • soil biodegradability can be imparted.
  • the saponification degree of the polyvinyl alcohol resin has a preferable lower limit of 50 mol% and a preferable upper limit of 99.5 mol%. Within the above range, a uniform aqueous solution can be produced, and an aqueous solution capable of forming a film can be produced.
  • a more preferable lower limit of the degree of saponification is 60 mol%, a still more preferable lower limit is 70 mol%, and a particularly preferable lower limit is 80 mol%.
  • a more preferable upper limit is 99 mol %.
  • a more preferable upper limit is 95 mol %.
  • a particularly preferred upper limit is 90 mol %.
  • the degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin is not 98 mol% or more, but preferably a medium saponification product of 98 mol% or less, especially a portion of 90 mol% or less. Saponified products are preferred.
  • the degree of saponification is measured according to JIS K6726. The degree of saponification indicates the average ratio of units actually saponified to vinyl alcohol units among units converted to vinyl alcohol units by saponification.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin is not particularly limited, the preferred lower limit is 100 and the preferred upper limit is 2,500. A more preferable lower limit is 200, and a more preferable upper limit is 1800. A more preferable lower limit is 250, a more preferable upper limit is 1300, a particularly preferable lower limit is 300, and a particularly preferable upper limit is 1000. Within the above range, both film strength and film formability can be achieved at high levels. In addition, the said degree of polymerization is measured based on JISK6726. Polyvinyl alcohol resin with a high degree of polymerization is preferable from the viewpoint of removability (peelability) of the film. Alcohol resins are preferred. A particularly preferable range of the degree of polymerization is 200 or more and 800 or less in consideration of the removability of the film.
  • the polyvinyl alcohol resin may be a mixture of two or more resins having different saponification degrees, polymerization degrees, etc., or may be a mixture of modified and unmodified resins.
  • the polyvinyl alcohol resin can be obtained by polymerizing a vinyl ester to obtain a polymer and then saponifying, ie, hydrolyzing the polymer according to a conventionally known method.
  • Alkali or acids are generally used for saponification. It is preferable to use an alkali for saponification.
  • As said polyvinyl alcohol only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • vinyl ester examples include vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate and vinyl benzoate.
  • the polymer obtained by polymerizing the above vinyl ester is preferably polyvinyl ester because the degree of saponification can be easily controlled within a suitable range.
  • the method for polymerizing the vinyl ester is not particularly limited.
  • Examples of this polymerization method include a solution polymerization method, a bulk polymerization method and a suspension polymerization method.
  • polymerization catalyst used for polymerizing the vinyl ester examples include 2-ethylhexylperoxydicarbonate ("TrigonoxEHP" manufactured by Tianjin McEIT), 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN), t-butyl peroxyneodecanoate, bis(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate, di-n-propylperoxydicarbonate, di-n-butylperoxydicarbonate, di-cetylperoxydicarbonate and di-s-butylperoxy A dicarbonate etc. are mentioned. Only one kind of the polymerization catalyst may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.
  • the polyvinyl alcohol resin may contain a modified polyvinyl alcohol resin.
  • the modified polyvinyl alcohol resin may be a copolymer of the vinyl ester and other monomers, or may be a modified polyvinyl alcohol resin.
  • Examples of the modified polyvinyl alcohol resin include acetoacetyl-modified polyvinyl alcohol, carboxyl-modified polyvinyl alcohol, sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol, olefin-modified polyvinyl alcohol, nitrile-modified polyvinyl alcohol, amide-modified polyvinyl alcohol, pyrrolidone-modified polyvinyl alcohol, and silicon atom-modified polyvinyl alcohol. denatured polyvinyl alcohol, or a graft polymer of a copolymer of polyvinyl alcohol and (acrylamide, vinylpyrrolidone, acrylonitrile).
  • Examples of the above-mentioned other monomers, that is, comonomers to be copolymerized include olefins, (meth)acrylic acid and its salts, (meth)acrylic acid esters, (meth)acrylamide derivatives, N-vinylamides, vinyl ethers, nitriles, vinyl halides, allyl compounds, maleic acid and its salts, maleic acid esters, itaconic acid and its salts, itaconic acid esters, vinylsilyl compounds, polyvinylpyrrolidone, and isopropenyl acetate. Only one kind of the other monomer may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.
  • Examples of the olefins include ethylene, propylene, 1-butene and isobutene.
  • the (meth)acrylic acid esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, and n-(meth)acrylate. butyl, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.
  • Examples of the (meth)acrylamide derivatives include acrylamide, n-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, and (meth)acrylamidopropanesulfonic acid and salts thereof.
  • N-vinylamides examples include N-vinylpyrrolidone.
  • vinyl ethers include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether.
  • nitriles include (meth)acrylonitrile.
  • vinyl halides include vinyl chloride and vinylidene chloride.
  • allyl compound include allyl acetate and allyl chloride.
  • vinylsilyl compound examples include vinyltrimethoxysilane.
  • a preferable upper limit of the modified amount (percentage of modified structural units) in the modified polyvinyl alcohol resin is 25 mol %, and a more preferable upper limit is 20 mol %. A more preferable upper limit is 15 mol %. Moreover, the preferable lower limit of the modified amount is 2 mol %.
  • the content of the polyvinyl alcohol resin is preferably 0.1 to 30% by weight.
  • the content of the polyvinyl alcohol resin is preferably 0.1 to 30% by weight.
  • a film with a high coverage rate is formed (when the substrate is at a high temperature, water vaporization occurs, so the applied aqueous solution breaks bubbles and the film is formed. can be suppressed from becoming difficult to form).
  • uniform film formation is performed (if the concentration is too high, especially those with a high degree of saponification will partially gel at room temperature, making uniform coating impossible. )be able to.
  • a more preferable lower limit of the above content is 1% by weight, and a more preferable upper limit is 20% by weight.
  • a more preferable lower limit is 2% by weight, and a more preferable upper limit is 15% by weight.
  • the polyvinyl alcohol resin content of the protective film forming aqueous solution to be applied in the first is the polyvinyl alcohol resin content of the protective film forming aqueous solution to be applied in the second or later, or the second or later It is preferably less than the polyvinyl alcohol resin content of any of the protective film-forming aqueous solutions to be applied. In this case, the adhesiveness, protective properties and peelability of the film can be further enhanced.
  • the difference between the polyvinyl alcohol resin content of the second or subsequent protective film forming aqueous solution and the polyvinyl alcohol resin content of the first protective film forming aqueous solution is 0.1 to 50% by weight. %.
  • additives may be added to the aqueous solution for forming a protective film to be applied in the first step within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the above additives include surfactants, antioxidants, anti-aging agents, ultraviolet absorbers, titanium coupling agents, leveling agents, thixotropic agents, anti-skinning agents, thickeners, diluents, and reactive diluents. , cross-linking agents, fillers, pigments (pigments, dyes), preservatives, antifungal agents, and the like. It is preferable that the aqueous solution for forming a protective film to be applied in the first aspect further contains an antifungal agent.
  • antifungal agents examples include alcohol antifungal agents, aldehyde antifungal agents, thiazoline antifungal agents, imidazole antifungal agents, ester antifungal agents, chlorine antifungal agents, and peroxide antifungal agents.
  • Antifungal agent carboxylic acid antifungal agent, carbamate antifungal agent, sulfamide antifungal agent, quaternary ammonium salt antifungal agent, pyridine antifungal agent, phenol antifungal agent, iodine antifungal agent, triazole system antifungal agents and the like.
  • the first aqueous solution for forming a protective film to be applied has a viscosity of 0.1 mPa s or more and 1 Pa s or less when measured with a rotary viscometer (eg TVC-10, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). is preferred. Within the above range, a uniform film can be formed.
  • a more preferable lower limit of the viscosity is 0.5 mPa ⁇ s, and a more preferable upper limit is 0.5 Pa ⁇ s.
  • a more preferable lower limit is 1 mPa ⁇ s, and a more preferable upper limit is 0.4 Pa ⁇ s.
  • An even more preferable lower limit is 1.5 mPa ⁇ s, and an even more preferable upper limit is 0.3 Pa ⁇ s.
  • the said viscosity is measured at 23 degreeC.
  • the aqueous solution for forming a protective film to be first applied preferably has a contact angle of 20° or more and 70° or less with a glass substrate (TEMPAX Float manufactured by SCHOTT) at a temperature of 23°C and a humidity of 60% R/H. Within the above range, it becomes easier to form a uniform film on the glass substrate.
  • a more preferable lower limit of the contact angle is 25°, and a more preferable upper limit is 60°.
  • a more preferable lower limit is 30°, and a more preferable upper limit is 50°.
  • the contact angle can be measured with a contact angle meter.
  • DMo-502 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., analysis software FAMAS
  • a contact angle meter glass
  • Tempax glass
  • ⁇ / 2 method A half-angle Method
  • the temperature of the protective film-forming aqueous solution when applying the protective film-forming aqueous solution to the substrate is preferably 0° C. or higher, more preferably 10° C. or higher, still more preferably 20° C. or higher, and even more preferably 40° C. or higher. It is particularly preferably 60° C. or higher, preferably 100° C. or lower, more preferably 95° C. or lower, still more preferably 90° C. or lower, still more preferably 85° C. or lower, and particularly preferably 80° C. or lower.
  • the temperature of the protective film-forming aqueous solution is within the above range, the protective film is formed uniformly and rapidly, and workability is improved.
  • the method for producing the aqueous solution for forming a protective film to be applied in the first is not particularly limited.
  • a method of mixing polyvinyl alcohol resin by a known method can be mentioned. be done.
  • examples of the method of application include roll coating, dip coating, spin coating, fountain coating, and spray coating.
  • spray coating is preferable from the viewpoint of coating efficiency and film uniformity.
  • spray coating depending on the type and conditions of a pumping system such as a paint supply device, and the type and conditions of the spray gun, the application can be performed appropriately within the specification range of the equipment to be used. It is preferable to select the types of the pumping system and the spray gun according to the viscosity of the aqueous solution.
  • the type of pumping system and spray gun By selecting the type of pumping system and spray gun according to the viscosity of the aqueous solution, atomization of the protective film-forming aqueous solution and film formation by spraying can be easily performed. If the viscosity of the aqueous solution is high, it is necessary to select a pumping system that can set a high liquid pressure and a high-pressure spray gun that can handle high-viscosity liquids. Moreover, in order to obtain a desired discharge amount, it is preferable to appropriately select the diameter of the nozzle cap. By increasing the diameter of the nozzle cap, the discharge amount can be increased.
  • the pressure of the protective film-forming aqueous solution is not sufficient for the pumping system or the spray gun, even if the diameter of the nozzle cap is increased, atomization may not be possible, and good spray film formation may not be possible.
  • the spray gun for example, AGB50 (Asahi Sunac Co., caliber 1.0 mm ⁇ , cap HN400A), T-AGPV (DeVilbiss Co., caliber 1.1 mm ⁇ , cap 805), etc. can be used.
  • a pumping pump PT-10DW manufactured by Anest Iwata Co., Ltd.
  • PT-10DW manufactured by Anest Iwata Co., Ltd.
  • the liquid pressure When applying by spraying, it is preferable to set the liquid pressure to 0.7 MPa or less, the air pressure to 0.6 MPa or less, and the force pump pressure to 0.34 MPa or less.
  • the coating speed is preferably 1 to 100 mm/sec.
  • the conditions for using the AGB50 as the spray gun are preferably a liquid pressure of 0.6 MPa or less, an air pressure of 0.6 MPa or less, and a pumping pump pressure (liquid pressure) of 0.34 MPa or less.
  • T-AGPV it is preferable to set the liquid pressure to 0.7 MPa or less, the atomization air pressure to 0.1 to 0.4 MPa, and the air pressure to 0.35 to 0.5 MPa. Can be spray applied.
  • the temperature of the base material is 0° C. or higher and 400° C. or lower when the first protective film forming aqueous solution is applied.
  • a foam layer can be produced by coating on a high-temperature substrate, and a foam layer can be produced by heating and drying after coating at a low temperature.
  • a more preferable lower limit of the temperature is 15°C, a more preferable upper limit is 380°C, a further preferable lower limit is 40°C, a still more preferable upper limit is 360°C, a still more preferable lower limit is 75°C, and a still more preferable upper limit is 340°C.
  • a particularly preferred lower limit is 100°C
  • a particularly preferred upper limit is 320°C
  • a particularly more preferred lower limit is 150°C
  • a particularly more preferred upper limit is 300°C.
  • the temperature of the base material for example, in the case of molding glass using the fusion method, a method of coating in the step of slowly cooling the molten glass can be mentioned. Moreover, when using the glass after solidification, the method of heating glass is mentioned.
  • the above temperature means the temperature of the substrate surface at the time of application.
  • the state of the substrate is not particularly limited, and includes, for example, the state before the glass is molded and solidified, as well as the state after the glass is solidified. In addition, the substrate may be polished or surface-treated as necessary.
  • the preferred lower limit of the thickness of the protective film-forming aqueous solution applied in the first step is 0.1 ⁇ m, and the preferred upper limit thereof is 100 ⁇ m. If the thickness of the foam is within the above range, it is possible to peel off the foam layer and to dissolve it in water.
  • the more preferred lower limit of the thickness of the protective film-forming aqueous solution applied in the first step is 1 ⁇ m, and the more preferred upper limit thereof is 80 ⁇ m.
  • a more preferable lower limit is 1.5 ⁇ m, a more preferable upper limit is 60 ⁇ m, a still more preferable lower limit is 2.0 ⁇ m, a still more preferable upper limit is 40 ⁇ m, a particularly preferable lower limit is 2.5 ⁇ m, a particularly preferable upper limit is 30 ⁇ m, and a particularly more preferable lower limit is 3 ⁇ m. , and a particularly more preferable upper limit is 25 ⁇ m.
  • the protective film-forming aqueous solution is applied secondly, and after applying the protective film-forming aqueous solution to be first applied. It is preferable to use a method of applying the protective film-forming aqueous solution two or more times. After applying the aqueous solution for forming a protective film to be applied first, further applying a plurality of aqueous solutions for forming a protective film to be applied second or thereafter, and stacking laminated substrates with protective films. can further improve the anti-blocking property of the polymer, and can also improve the releasability.
  • Any one of the plurality of protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps preferably contains a polyvinyl alcohol resin, a plasticizer, and water.
  • the polyvinyl alcohol resin, plasticizer, and water constituting any of the protective film-forming aqueous solutions applied in the second or subsequent steps are the same as those used in the first protective film-forming aqueous solution. can do.
  • the content of the polyvinyl alcohol resin in any one of the protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps is preferably 0.1 to 50% by weight.
  • a film having a high coverage rate can be formed, and by setting the content to 50% by weight or less, uniform coating can be performed and a uniform film can be formed.
  • a more preferable lower limit of the above content is 1% by weight, and a more preferable upper limit is 40% by weight.
  • a more preferable lower limit is 3% by weight, a more preferable upper limit is 35% by weight, a still more preferable lower limit is 5% by weight, a still more preferable upper limit is 30% by weight, and a particularly preferable lower limit is 8% by weight, A particularly preferred upper limit is 25% by weight.
  • the content of the plasticizer is 0.1 to 50% by weight in any one of the protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps.
  • the plasticizer content is within the above range, the hydrophilicity of the glass surface can be controlled, and a film can be uniformly formed.
  • a more preferable lower limit of the plasticizer content is 0.5% by weight, and a more preferable upper limit is 40% by weight.
  • a more preferable lower limit is 1.0% by weight, and a more preferable upper limit is 30% by weight.
  • An even more preferred lower limit is 1.5 wt% and an even more preferred upper limit is 25.0 wt%.
  • a particularly preferred lower limit is 3.0% by weight, and a particularly preferred upper limit is 20.0% by weight.
  • a particularly more preferable lower limit is 5.0% by weight, and a particularly more preferable upper limit is 15.0% by weight.
  • any one of the plurality of protective film forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps may contain 0.25 parts by weight or more and 50000 parts by weight or less of the plasticizer with respect to 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol resin. preferable.
  • the content of the plasticizer is within the above range, toughness can be imparted to the film.
  • a more preferable lower limit of the plasticizer content is 1.25 parts by weight, and a more preferable upper limit is 40000 parts by weight.
  • a more preferable lower limit is 2.5 parts by weight, and a more preferable upper limit is 30000 parts by weight.
  • An even more preferable lower limit is 3.75 parts by weight, and an even more preferable upper limit is 25000 parts by weight.
  • a particularly preferred lower limit is 7.5 parts by weight, and a particularly preferred upper limit is 20000 parts by weight.
  • a particularly more preferable lower limit is 12.5 parts by weight, and a particularly more preferable upper limit is 15000 parts by weight.
  • Any one of the plurality of protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps preferably has a water content of 10 to 99.8% by weight.
  • a uniform coating can be produced by uniformly coating the substrate surface. If the concentration of water contained in the aqueous solution is too low, stringing problems may occur during formation by spraying.
  • a more preferable lower limit of the water content is 20% by weight, and a more preferable upper limit is 99.0% by weight.
  • a more preferable lower limit is 30% by weight, and a more preferable upper limit is 97.0% by weight.
  • An even more preferable lower limit is 40% by weight, an even more preferable upper limit is 95.0% by weight, a particularly preferable lower limit is 42.5% by weight, a particularly preferable upper limit is 92.5% by weight, and a particularly more preferable lower limit is 45.0% by weight, and a particularly more preferable upper limit is 90.0% by weight.
  • the total content of the ingredients in the protective film-forming aqueous solution to be applied first and the protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps is 100% by weight.
  • any of the multiple protective film forming aqueous solutions applied in the second or subsequent steps has a viscosity of 0.1 mPa s when measured with a rotational viscometer (eg TVC-10, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) It is preferable that it is more than or equal to 3.0 Pa ⁇ s or less. Within the above range, a uniform film with a high coverage can be formed.
  • a more preferable lower limit of the viscosity is 0.5 mPa ⁇ s, and a more preferable upper limit is 1.8 Pa ⁇ s.
  • a more preferable lower limit is 1.0 mPa ⁇ s, and a still more preferable upper limit is 1.0 Pa ⁇ s.
  • a more preferable lower limit is 1.5 mPa ⁇ s, and a still more preferable upper limit is 0.7 Pa ⁇ s.
  • a particularly preferred lower limit is 50.0 mPa ⁇ s, and a still more preferred upper limit is 0.5 Pa ⁇ s.
  • the said viscosity is measured at 23 degreeC.
  • any of the plurality of protective film forming aqueous solutions applied in the second or subsequent steps has a contact angle of 10 ° or more and 75 at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% RH with a glass substrate (eg, TEMPAX Float manufactured by SCHOTT). ° or less. Within the above range, it becomes easier to form a uniform film on the glass substrate.
  • a more preferable lower limit of the contact angle is 20°, and a more preferable upper limit is 70°.
  • a more preferred lower limit is 25°, a still more preferred upper limit is 65°, a still more preferred lower limit is 30°, and a still more preferred upper limit is 60°.
  • the contact angle can be measured with a contact angle meter.
  • Examples include DMo-502 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., analysis software FAMAS) as a contact angle meter, glass (Tempax) 0.5 mm as a contact angle measurement substrate, and ⁇ / 2 method (A half-angle method) as a measurement method. ).
  • the method for producing a plurality of protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent steps is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing a polyvinyl alcohol resin, a plasticizer and water by a known method.
  • the same method as the first method of applying the protective film-forming aqueous solution can be used.
  • the step of applying a plurality of protective film-forming aqueous solutions to be applied in the second or subsequent step may be performed only on one side of the base material, or may be performed on both sides.
  • a drying step (secondary drying) may be performed.
  • the drying temperature in the secondary drying is preferably 50°C or higher and 450°C or lower.
  • the method for producing a laminate of the present invention includes a substrate forming step of forming a substrate, and preferably the substrate forming step and the film forming step are continuously performed. In this case, it is possible to suppress the adhesion of foreign matter to the surface of the base material and the occurrence of damage to the surface of the base material.
  • the substrate include glass, plastic substrates (organic polymer substrates), metal substrates, and the like.
  • the glass include soda-lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, and fused quartz.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly suitable for thin glass for high-definition liquid crystals.
  • the plastic substrate include a polycarbonate plate and a poly(meth)acrylic resin plate.
  • Examples of the poly(meth)acrylic resin plate include a polymethyl(meth)acrylate plate.
  • Examples of the metal substrate include substrates made of metals such as copper, iron, tin, aluminum, silver, stainless steel, brass, nickel, titanium, and alloys thereof. Specifically, a steel plate, a copper plate, an aluminum plate, an aluminum-plated steel plate, etc. are mentioned.
  • a known method can be used as the substrate forming step.
  • the base material is glass
  • methods for molding the glass include a slot down draw method, a fusion method, a float method, and the like. Among them, it is preferable to use the fusion method.
  • the above-mentioned fusion method introduces molten glass raw materials into a long and narrow gutter-shaped spout, overflows on both sides along the longitudinal direction and flows down, and the molten glass that has flowed down is reunited under the gutter.
  • the glass is made by dropping the glass as it is and slowly cooling it to solidify it.
  • the step of molding the base material is performed even when a base material such as a commercially available glass, plastic base material, or metal base material is used.
  • a laminate having a substrate and a single-layer film or a substrate and a multilayer film can be obtained by the method for producing a laminate of the present invention.
  • continuous spray coating may be performed before the drying process, and a film that integrates the interface between layers may be produced.
  • the "multilayer coating" in the present invention includes coatings having different compositions but having a continuous gradient structure or the like so that the interfaces between the layers are not clear and cannot be separated.
  • the multilayer coating preferably has a surface roughness Sa (arithmetic mean height according to ISO 25178) of 0.1 ⁇ m or more on the main surface opposite to the substrate.
  • Sa arithmetic mean height according to ISO 25178
  • the surface roughness Sa is preferably 0.2 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, still more preferably 0.4 ⁇ m or more, and particularly preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the multilayer coating formed in the present invention preferably has a surface roughness Sz (maximum height according to ISO 25178) of 10 ⁇ m or more on the main surface opposite to the substrate.
  • the upper limit is not particularly limited, 300 ⁇ m is a substantial upper limit.
  • the substrate can be protected from surface abrasions applied to the substrate and damage due to pressure applied to the substrate.
  • the surface roughness Sz is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more, even more preferably 40 ⁇ m or more, and particularly preferably 50 ⁇ m or more.
  • the multilayer coating preferably has a surface roughness Sdr (maximum height according to ISO 25178) of 0.1 or more on the main surface opposite to the substrate.
  • Sdr maximum height according to ISO 25178
  • the surface roughness Sdr is more preferably 0.2 or more, still more preferably 0.3 or more, still more preferably 0.5 or more, particularly preferably 0.7 or more, and particularly more preferably 0.9 or more.
  • the surface roughness Sa, Sz and Sdr are measured in a range of 1 mm ⁇ 1 mm with a laser microscope (eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation) on the main surface of the produced multilayer film. and calculated according to ISO 25178. This was randomly measured at 10 locations, and the average value was used as each value.
  • the multilayer coating preferably has a surface roughness Sa (arithmetic mean height according to ISO 25178) of 0.05 ⁇ m or more on the main surface on the substrate side.
  • Sa arithmetic mean height according to ISO 25178
  • the surface roughness Sa is more preferably 0.1 ⁇ m or more, still more preferably 0.2 ⁇ m or more, still more preferably 0.3 ⁇ m or more, particularly preferably 0.4 ⁇ m or more, and particularly preferably 0.5 ⁇ m or more. .
  • the multilayer coating has a surface roughness Sz (maximum height according to ISO 25178) of 8 ⁇ m or more on the main surface on the substrate side.
  • Sz maximum height according to ISO 25178
  • the upper limit is not particularly limited, 240 ⁇ m is the substantial upper limit.
  • the surface roughness Sz is more preferably 16 ⁇ m or more, still more preferably 24 ⁇ m or more, even more preferably 32 ⁇ m or more, particularly preferably 40 ⁇ m or more, and particularly preferably 48 ⁇ m or more.
  • the multilayer coating preferably has a surface roughness Sdr (maximum height according to ISO 25178) of 0.05 or more on the main surface on the substrate side.
  • Sdr maximum height according to ISO 25178
  • 15 is a substantial upper limit. Within the above range, it is possible to protect the substrate from surface scratches applied to the substrate and damage due to pressure applied to the substrate, and to enhance the thermal insulation of the substrate.
  • the surface roughness Sdr is more preferably 0.1 or more, still more preferably 0.2 or more, still more preferably 0.3 or more, particularly preferably 0.4 or more, and particularly preferably 0.5 or more. .
  • the surface roughnesses Sa, Sz and Sdr were obtained by measuring the main surface of the substrate side of the produced multilayer coating with a laser microscope (eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation), 1 mm ⁇ 1 mm. Range is measured and calculated according to ISO 25178. This was randomly measured at 10 locations, and the average value was used as each value.
  • a laser microscope eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation
  • the average cell diameter preferably has a lower limit of 0.05 ⁇ m and an upper limit of 280 ⁇ m. When the average cell diameter is within this range, it is possible to enhance the protection of the substrate surface from scratches and the like.
  • a more preferable lower limit of the average cell diameter is 0.5 ⁇ m, and a more preferable upper limit thereof is 225 ⁇ m.
  • a more preferable lower limit is 1.0 ⁇ m
  • a further preferable upper limit is 180 ⁇ m
  • a still more preferable lower limit is 1.5 ⁇ m
  • a still more preferable upper limit is 135 ⁇ m
  • a particularly preferable lower limit is 2.0 ⁇ m
  • a particularly preferable upper limit is 108 ⁇ m
  • a particularly more preferable lower limit is 2.5 ⁇ m
  • a particularly more preferable upper limit is 90 ⁇ m.
  • the average bubble diameter is obtained by observing the bubble wall portion and the void portion from the cross-sectional observation photograph of the bubble with a laser microscope (eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation), and determining the size of the void portion. It can be measured by any measuring method.
  • a laser microscope eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation
  • a preferable lower limit of the thickness of the multilayer coating is 1.0 ⁇ m, and a preferable upper limit thereof is 300 ⁇ m. As long as the thickness of the foam is within the above range, it is possible to separate the foam layer and make it water soluble.
  • a more preferable lower limit to the thickness of the multilayer coating is 2.0 ⁇ m, and a more preferable upper limit is 250 ⁇ m.
  • a more preferable lower limit is 4.0 ⁇ m, a more preferable upper limit is 200 ⁇ m, a still more preferable lower limit is 6.0 ⁇ m, a still more preferable upper limit is 150 ⁇ m, a particularly preferable lower limit is 8.0 ⁇ m, and a particularly preferable upper limit is 120 ⁇ m, A particularly more preferable lower limit is 10.0 ⁇ m, and a particularly more preferable upper limit is 100 ⁇ m.
  • the thickness of the prepared film can be measured using a constant-pressure thickness measuring machine (eg, PG-02J manufactured by Teclock Co., Ltd.) conforming to JIS K6783, thickness measurement using a laser microscope (morphological analysis laser microscope, etc.), or the like.
  • the laminate of the present invention preferably has a peel strength between the multilayer coating and the substrate of 2 N or less in a 180° peel strength test.
  • the peel strength is 2N or less, the multilayer coating can be peeled off from the substrate.
  • the preferred upper limit of the peel strength is 1.5N, and the preferred lower limit is 0.01N, although not particularly limited.
  • the 180° peel strength can be measured by a method according to ISO29862:2007 or JIS Z 0237:2009.
  • the 90° peel strength can be measured by a method according to ISO29862:2007 or JISZ0237:2009.
  • the method for producing a laminate of the present invention a method for producing a substrate, which includes a removal step of removing a multilayer film from a substrate, and a substrate obtained by the method for producing a substrate of the present invention are also of the present invention.
  • the removing step include a method of removing by manually or mechanically lifting the edge of the multilayer coating, a method of removing by injecting air or the like to the edge of the multilayer coating, and the like.
  • a method of dissolving and removing the multilayer film using a solvent such as water can also be used.
  • the role of the aqueous solution for forming the protective film to be applied first is to increase the adhesive strength due to direct contact between the resin and the substrate in the protective film forming step.
  • the composition of the aqueous solution for forming a protective film to be applied does not contain a resin and contains only a plasticizer and water.
  • the adhesive strength increases due to the contact between the resin and the substrate in the film forming step. .
  • a series of steps in the method for manufacturing a laminate of the present invention and the method for manufacturing a substrate of the present invention described above can be performed by a manufacturing apparatus. Therefore, an apparatus for carrying out the method for producing a laminate of the present invention and an apparatus for carrying out the method for producing a base material of the present invention are also part of the present invention.
  • the manufacturing method of the laminated body which can form the protective film which the foreign substance derived from a base material does not adhere easily, the manufacturing method of a base material, and a base material can be provided.
  • Example 1 Preparation of protective film forming aqueous solution [for inner layer, outer layer]
  • Unmodified polyvinyl alcohol (SELVOL 203 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. degree of polymerization 300, degree of saponification 88 mol%) 100 parts by weight, 30 parts by weight of diglycerin as a plasticizer are dissolved in 370 parts by weight of water and mixed to obtain a resin content
  • An aqueous solution for forming a protective film [for inner layer] having a plasticizer content of 20% by weight and a plasticizer content of 6% by weight was prepared.
  • a glass substrate (Eagle XG 150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 0.5 mm, manufactured by Corning Incorporated) was heated on a hot plate so that the central portion of the glass substrate reached 300°C.
  • the heated glass substrate is moved to a spray stand, and when the central portion of the glass reaches 250° C., the obtained aqueous solution for forming a protective film [for inner layer] is spray-coated once on the glass substrate, and furthermore, Then, the obtained aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] is sprayed once, and then dried for 60 seconds in a batch-type hot air circulation drying oven (set at 150 ° C.), and two layers [inner layer , outer layer] was obtained.
  • AGB50 (manufactured by Asahi Sunac Co., Ltd., caliber 1.0 mm ⁇ , cap HN400A) is used as the spray gun for applying the aqueous solution for forming the protective film [for the inner layer and the outer layer], and the pressure feed pump PT-10DW (Anest Iwata) and EPX-1250 DX100 (manufactured by Yaskawa Electric) as a coating robot.
  • the discharge amount from the spray gun when spraying the aqueous solution for forming the protective film [for the inner layer] was set to 10 g/30 seconds, and the discharge amount of the aqueous solution for forming the protective film [for the outer layer] was set to 10 g/30 seconds.
  • the spraying conditions were as follows: pressure of the pressure feed pump was 2.0 MPa, liquid pressure was 0.2 MPa, air pressure of the spray gun was 0.2 MPa, and the coating speed of the coating robot was 50 mm/sec.
  • Example 2 Preparation of aqueous solution for forming protective film [for outer layer]
  • Unmodified polyvinyl alcohol (SELVOL 203 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. degree of polymerization 300, degree of saponification 88 mol%) was used in Example 1 except that no plasticizer was added (aqueous solution for forming a protective film [ For inner layer]), an aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] was prepared.
  • a glass substrate (Eagle XG 150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 0.5 mm, manufactured by Corning Incorporated) was heated on a hot plate so that the central portion of the glass substrate reached 300°C.
  • the heated glass substrate is moved to a spray table, and when the central portion of the glass reaches 250° C., the protective film-forming aqueous solution [for inner layer] obtained in Example 1 is sprayed once onto the glass substrate, Furthermore, from above, the obtained aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] is sprayed once, dried in a batch type hot air circulation drying oven (set at 150 ° C.) for 60 seconds, and applied to the surface of the glass substrate.
  • a batch type hot air circulation drying oven set at 150 ° C.
  • a laminate was obtained in which two layers [inner layer, outer layer] of the glass film were formed.
  • AGB50 manufactured by Asahi Sunac Co., Ltd., caliber 1.0 mm ⁇ , cap HN400A
  • the spray gun for applying the aqueous solution for forming the protective film [for the inner layer and the outer layer]
  • the pressure feed pump PT-10DW Adest Iwata
  • EPX-1250 DX100 manufactured by Yaskawa Electric
  • the discharge amount from the spray gun when spraying the aqueous solution for forming the protective film [for the inner layer] was set to 10 g/30 seconds
  • the discharge amount of the aqueous solution for forming the protective film [for the outer layer] was set to 10 g/30 seconds.
  • the spraying conditions were as follows: pressure of the pressure feed pump was 2.0 MPa, liquid pressure was 0.2 MPa, air pressure of the spray gun was 0.2 MPa, and the coating speed of the coating robot was 50 mm/sec.
  • Example 3 Preparation of protective film forming aqueous solution [for inner layer, outer layer]
  • 100 parts by weight of diglycerin as a plasticizer was dissolved in 1900 parts by weight of water and mixed to prepare an aqueous solution for forming a protective film [for inner layer] with a plasticizer content of 5% by weight.
  • unmodified polyvinyl alcohol (SELVOL 203 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., degree of polymerization: 300, degree of saponification: 88 mol%) 100 parts by weight, 15 parts by weight of diglycerin as a plasticizer are dissolved in 385 parts by weight of water and mixed to form a resin.
  • a protective film-forming aqueous solution [for outer layer] was prepared with a plasticizer content of 20% by weight and a plasticizer content of 3% by weight.
  • a glass substrate (Eagle XG 150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 0.5 mm, manufactured by Corning Incorporated) was heated on a hot plate so that the central portion of the glass substrate reached 400°C.
  • the heated glass substrate is moved to a spray table, and when the central portion of the glass reaches 350° C., the obtained aqueous solution for forming a protective film [for inner layer] is spray-coated once on the glass substrate, and furthermore, Then, the obtained aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] is sprayed once, and then dried for 60 seconds in a batch-type hot air circulation drying oven (set at 150 ° C.), and two layers [inner layer , outer layer] was obtained.
  • Table 1 shows the discharge amount from the spray gun.
  • Example 4 In place of 100 parts by weight of unmodified polyvinyl alcohol (Sekisui Chemical Co., Ltd. SELVOL 203 degree of polymerization 300, saponification degree 88 mol%), unmodified polyvinyl alcohol (Sekisui Chemical Co., Ltd. SELVOL 205 degree of polymerization 500, saponification In the same manner as in Example 3, except that 100 parts by weight of an aqueous solution for forming a protective film [outer layer for] was produced.
  • Example 3 Two layers [inner layer, outer layer] were formed on the surface of a glass substrate (Eagle XG 150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 0.5 mm manufactured by Corning) in the same manner as in Example 3 except that the obtained aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] was used. A laminate having a glass film formed thereon was obtained.
  • Example 5 In the same manner as in Example 3, except that 18 parts by weight of glycerin was used as the plasticizer instead of 15 parts by weight of diglycerin, and the amount of plasticizer added, the resin content, and the plasticizer content were changed as shown in Table 1. , an aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] was prepared. A laminate having a glass film formed thereon was produced in the same manner as in Example 3, except that the obtained aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] was used.
  • Example 6 Without adding unmodified polyvinyl alcohol, 100 parts by weight of glycerin as a plasticizer was dissolved and mixed in 1940 parts by weight of water to prepare an aqueous solution for forming a protective film [for inner layer] with a plasticizer content of 3% by weight. In place of 100 parts by weight of unmodified polyvinyl alcohol (Sekisui Chemical Co., Ltd. SELVOL 203 degree of polymerization 300, saponification degree 88 mol%), unmodified polyvinyl alcohol (Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • SELVOL 205 degree of polymerization 500 saponification 100 parts by weight of 100 parts by weight of 100 parts by weight of plasticizer (88 mol %), 18 parts by weight of glycerin was used as a plasticizer instead of 15 parts by weight of diglycerin, and the amount of plasticizer added, the resin content, and the plasticizer content were as shown in Table 1.
  • An aqueous solution for forming a protective film [for outer layer] was prepared in the same manner as in Example 3 except that A laminate having a glass film formed thereon was produced in the same manner as in Example 3 except that the obtained protective film-forming aqueous solution [for inner layer] and protective film-forming aqueous solution [for outer layer] were used.
  • Examples 7-12 The procedure of Example 3 was repeated except that the composition of the protective film-forming aqueous solution [for inner layer] and the protective film-forming aqueous solution [for outer layer], the amount discharged from the spray gun, and the temperature during spray coating were as shown in Table 1. Thus, a laminate having a glass film formed thereon was produced.
  • Comparative example 2 As shown in Table 1, an aqueous solution for forming a protective film containing 40% by weight of a plasticizer and a laminate having a glass film formed thereon were prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that only diglycerin, which is a plasticizer, was prepared as an aqueous solution. made the body. The film consisted only of diglycerin, a plasticizer, and water.
  • Comparative Example 3 An aqueous solution for forming a protective film with a plasticizer content of 3% by weight and a glass film were formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that glycerin was used as the plasticizer instead of diglycerin and the aqueous solution was prepared as shown in Table 1. A laminated body was produced. The film consisted only of glycerin, a plasticizer, and water.
  • Comparative Example 4 As shown in Table 1, an aqueous solution for forming a protective film containing 20% by weight of a plasticizer and a laminate in which a glass film was formed were prepared in the same manner as in Comparative Example 3, except that only glycerin, which is a plasticizer, was prepared as an aqueous solution. was made. The film consisted only of glycerin, a plasticizer, and water.
  • Comparative Example 5 100 parts by weight of unmodified polyvinyl alcohol (SELVOL 203 manufactured by Sekisui Chemical Co., degree of polymerization 300, degree of saponification 88 mol%) was used, and the amount of plasticizer added and the resin concentration were as shown in Table 1. In the same manner as in Comparative Example 1, a laminated body having an aqueous solution for forming a protective film and a glass film formed thereon was produced.
  • SELVOL 203 unmodified polyvinyl alcohol manufactured by Sekisui Chemical Co., degree of polymerization 300, degree of saponification 88 mol%
  • the prepared aqueous solution for forming a protective film was dispensed into a mayonnaise bottle, covered with a lid, and cured at a temperature of 23° C. and a humidity of 60% RH for 2 days (48 hours).
  • a rotational viscometer (TVC-10, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.)
  • the aqueous solution for forming a protective film after curing under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% RH, a method in accordance with JIS K7117-1. Viscosity evaluation was performed at By controlling the viscosity of the protective film-forming aqueous solution, the film can be easily formed.
  • the viscosity When the viscosity is not too high, it is possible to obtain a good film by causing stringiness, particularly in a process such as spray film formation, and further to prevent contamination of the surroundings. When the viscosity is not too low, it is possible to prevent the foam diameter from becoming too large, impairing the homogeneity of the film, and the drying time from being too long.
  • the average thickness was taken as the thickness of the film. .
  • the thickness of the film is not too thin, so that the performance as a protective film is exhibited, and the thickness of the film is not too thick, which prevents the occurrence of process incompatibility such as increased costs and long drying times. be able to.
  • the surface roughnesses Sa, Sz, and Sdr were determined by removing the glass film from the laminated body on which the glass film was formed, and measuring the main surface opposite to the substrate (air interface side surface) and the main surface on the glass substrate side ( Glass interface side surface) was measured in a range of 1 mm ⁇ 1 mm with a laser microscope (eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation). Each surface roughness was calculated according to ISO 25178 from the measured values obtained. This was randomly measured at 10 locations, and the average value was used as each value. By controlling the surface roughness, it is possible to suppress blocking during stacking and storing or transporting the glass (laminate) with the film laminated thereon.
  • a laser microscope eg, morphological analysis laser microscope, VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation
  • the obtained glass film is peeled off from the glass, and a laser microscope (eg, morphological analysis laser microscope VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation) is used to measure 10 areas of 1 mm ⁇ 1 mm, and the ratio of the part without the film is determined. Each was averaged and evaluated.
  • a laser microscope eg, morphological analysis laser microscope VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation
  • 90% or more of the area is covered with a film ⁇ : Less than 90%, 80% or more of the area is covered with a film ⁇ : Less than 80%, 70% or more of the area is covered with a film Made ⁇ : less than 70% coating
  • the high coverage of the film makes it possible to suppress adhesion of floating fine cullets to the glass surface from the non-film-coated region of the film-laminated glass during the glass manufacturing process.
  • the glass film of the obtained laminate was cut and cut along a plane parallel to the thickness direction with a razor blade. Thereafter, the maximum foam diameter in the normal direction was measured with respect to the cut surface in the thickness direction using a laser microscope (eg, morphological analysis laser microscope VK-X1050, manufactured by Keyence Corporation). This operation was repeated 10 times at different measurement locations, and the average value of the observed foam diameters was taken as the average bubble diameter.
  • the diameter of each bubble was determined by the diameter of the inscribed circle having the maximum diameter when the inscribed circle inscribed in the observed bubble was drawn.
  • the obtained foam diameter (average bubble diameter) was evaluated according to the following criteria.
  • the foam diameter was 20% or more of the thickness of the glass film ⁇ : The foam diameter was 5% or more, less than 20% of the thickness of the glass film ⁇ : The foam diameter was less than 5%, 1% of the thickness of the glass film It was above ⁇ : The foam diameter was less than 1% of the thickness of the glass film
  • the degree of crystallinity was measured by peeling off the glass film from the laminate, measuring the surface in close contact with the glass as the "glass interface”, and measuring the opposite surface as the "surface”. Similarly, in the case of the two-layer structure, the surface that was in close contact with the glass was measured as the "glass interface", and the opposite surface was measured as the "surface”. High: 50% or more Medium: Less than 50% 30% or more Low: Less than 30% If the degree of crystallinity is low, the surface of the film on the substrate side is plasticized, the adhesion to the substrate becomes low, and peeling and water removal become easier, and the degree of crystallinity on the air interface (surface) side of the film increases. When is high, the adhesiveness becomes low, and blocking can be suppressed when laminating the film-laminated glass during storage and transportation.
  • the measurement method conformed to ISO29862:2007 or JIS Z 0237:2009.
  • the adhesive tape with a base material was fixed to the jig on the upper side. Evaluation conditions were 300 mm/sec, temperature of 25° C., and humidity of 50%. If the peel strength can be set low, the film can be peeled off more easily.
  • the glass film was removed by three methods: 1. removal by peeling, 2. removal by washing with water, and 3. removal by washing with water after peeling (washing with water after peeling). [1. Removal by peeling]
  • the obtained laminate (150 mm ⁇ 150 mm) was cut to prepare a glass sample with a glass film of 10 mm ⁇ 10 mm, and the glass film was removed by peeling. [2. Removal by washing with water] On the glass film surface of the obtained laminate (150 mm ⁇ 150 mm), steam at 85 to 90 ° C.
  • the sample from which the glass film was removed by peeling was sprayed with steam at 85 to 90°C from a nozzle with a slit width of 0.1 mm at a maximum steam pressure of 0.2 MPa and 2 L/min, and then washed with warm water at 90°C. Then, normal temperature water washing was performed with a slit nozzle.
  • the carbon atomic weight (%) based on the reference sample is proportional to the amount of residual film that is invisible after the removal of the glass film.
  • Carbon atomic weight is 150% or less ⁇ : Carbon atomic weight is more than 150% and 250% or less ⁇ : Carbon atomic weight is more than 250% and 400% or less ⁇ : Carbon atomic weight is more than 400%
  • the cleaning process can be performed more easily and simply, such as by reducing the amount of detergent used. It is possible to obtain the effects of environmental impact reduction such as reduction of environmental impact due to reduction of cleaning water.
  • the brush cleaning process for removing the organic residue on the glass surface can be facilitated, and the surface damage caused by the brush cleaning can be reduced.
  • the obtained two laminates (150 mm ⁇ 150 mm) are stacked so that the glass film surfaces are in close contact with each other, and 3.0 kg of a SUS plate of the same size or more is placed on it, and the environment is 25 ° C and 50% RH. It was left on the bottom for a week. After that, the two laminates were peeled off, and the breakage rate of the glass film was confirmed and evaluated according to the following criteria.
  • Damage rate of glass film is 10% or less ⁇ : Damage rate of glass film is more than 10% and 30% or less ⁇ : Damage rate of glass film is more than 30% and 50% or less ⁇ : Glass Breakage rate of the film is more than 50% In addition, if the storability is good, more glass can be laminated and temporarily stored, and the efficiency in glass production can be improved.
  • silica particles (average particle size: 3 ⁇ m) were dry-sprayed onto the glass film side of the obtained laminate to adhere to the film. Next, the film was peeled off, and the presence or absence of silica particles was confirmed with an optical microscope at 5 cm square in the central portion of the 15 cm square glass and evaluated according to the following criteria.
  • silica particles could be confirmed ⁇ : 10 or less silica particles could be confirmed ⁇ : 11 to 20 silica particles could be confirmed ⁇ : 21 to 50 silica particles could be confirmed ⁇ : 51 or more silica particles could be confirmed If the film has a high foreign-matter-removing effect, the glass surface can be protected from fine glass cullets that are generated when the glass is broken during glass manufacturing or when the glass is dropped or scattered due to transportation errors. Glass cullet adhering to the glass surface is subject to quality control restrictions.
  • the exfoliated coating had soil biodegradability. If it has soil biodegradability, it can be said to have environmental compatibility.
  • the film that can be removed by washing with water can be completely dissolved in water, and like the film that wraps the detergent in the detergent-containing gel ball, it can be disposed of in normal sewage, so it is environmentally friendly. have a sexuality.
  • Has soil biodegradability
  • No soil biodegradability If the coating is biodegradable, the removed protective coating can be discarded without exacerbating the problem of waste plastics, which is increasing worldwide.
  • the manufacturing method of the laminated body which can form the protective film which the foreign substance derived from a base material does not adhere easily, the manufacturing method of a base material, and a base material can be provided.

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Abstract

本発明は、製造ライン、運搬ラインにおいて、基材に由来する異物が付着しにくい保護皮膜を形成可能な積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材を提供する。 本発明は、基材に、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液をそれぞれ塗布して、複層皮膜を形成する皮膜形成工程を含む、基材及び複層皮膜を有する積層体の製造方法である。

Description

積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材
本発明は、積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材に関する。
従来より、板ガラス等の基材は、光学表示装置の表面層や基板、窓ガラス等に幅広く利用されており、特に、光学表示装置等の基板用途においては、該基材表面の汚れや粉塵等を除去する必要があり、例えば、予め強いアルカリ水溶液等で洗浄したり、高温で処理して表面の汚染分を焼き飛ばし洗浄したりすることで清浄な状態を実現している。
これに対して、例えば、特許文献1には、ガラス基材の保護膜として、平均重合度600以下、鹸化度40モル%以上のポリビニルアルコールを用いることが記載されている。
また、特許文献2には、ガラス基材の表面をポリビニルアルコール系フィルムで被覆して保護する方法が記載されている。
特開平10-226537号公報 特開2006-327881号公報
しかしながら、高精彩液晶用のガラス等の基材については、薄膜化が進むことで、表面付着異物の管理基準が大幅に厳しくなっている。特に、基材の製造ライン及び運搬ラインにおいて、基材のカットカレット等の異物の基材表面への付着が問題となっている。
本発明は、製造ライン、運搬ラインにおいて、基材に由来する異物が付着しにくい保護皮膜を形成可能な積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材を提供することを目的とする。
本開示(1)は、基材に、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液をそれぞれ塗布して、複層皮膜を形成する皮膜形成工程を含む、基材及び複層皮膜を有する積層体の製造方法である。
本開示(2)は、複層皮膜は、接着性、保護性及び剥離性からなる群から選択される少なくとも1種を調整することができる、本開示(1)に記載の積層体の製造方法である。
本開示(3)は、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液の塗布を連続して行う、本開示(1)又は(2)に記載の積層体の製造方法である。
本開示(4)は、皮膜形成工程において、基材の温度が0℃以上400℃以下である、本開示(1)~(3)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(5)は、基材を形成する基材形成工程を含み、基材形成工程と皮膜形成工程を連続して行う、本開示(1)~(4)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(6)は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は可塑剤及び水を含有する、本開示(1)~(5)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(7)は、第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ポリビニルアルコール樹脂及び水を含有する、本開示(1)~(6)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(8)は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ポリビニルアルコール樹脂を含まないか、又は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量よりも少ない、本開示(1)~(7)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(9)は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量よりも多い、本開示(1)~(8)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(10)は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、可塑剤含有量が0.1~80重量%、水含有量が20~99.9重量%である、本開示(1)~(9)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(11)は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ポリビニルアルコール樹脂含有量が0.1~50重量%、可塑剤含有量が0.1~50重量%、水含有量が10~99.8重量%である、本開示(1)~(10)のいずれかに記載の積層体の製造方法である。
本開示(12)は、本開示(1)~(11)のいずれかに記載の積層体の製造方法、及び、複層皮膜を基材から除去する除去工程を含む、基材の製造方法である。
本開示(13)は、本開示(12)に記載の基材の製造方法により得られる基材である。
本開示(14)は、本開示(1)~(11)のいずれかに記載の積層体の製造方法を行うための装置である。
本開示(15)は、本開示(12)に記載の基材の製造方法を行うための装置である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液をそれぞれ塗布して複層皮膜を形成することで、製造ライン、運搬ラインにおいて、基材に由来する異物が付着しにくい保護皮膜を形成することが可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の積層体の製造方法は、基材に、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液をそれぞれ塗布して、複層皮膜を形成する皮膜形成工程を含む。
これにより、上記複層皮膜は、接着性、保護性及び剥離性からなる群から選択される少なくとも1種を調整することができる。
上記皮膜形成工程では、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液の塗布を連続して行うことが好ましい。この場合、皮膜同士の接着性が高めることができ、同時に基材からの剥離性にも優れた複層皮膜を形成することができる。
また、塗布を連続して行う場合は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布した後、第2に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する方法、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布した後、2回以上の複数回に保護皮膜形成用水溶液を塗布する方法等が挙げられる。
なお、本明細書では、第2に塗布する保護皮膜形成用水溶液、又は、第2以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のいずれかのことを「第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれか」という。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は可塑剤及び水を含有することが好ましい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、可塑剤を含有することで、保護皮膜の靭性を向上させることができる。また、上記可塑剤を含有することで、保護皮膜の水に対する溶解性を向上させることもできる。更に、上記可塑剤を含有することで、保護皮膜の基材からの剥離を向上させることもできる。
上記可塑剤としては、特に制限はなく、例えば、多価アルコール、ポリエーテル、フェノール誘導体、アミド化合物等が挙げられる。また、多価アルコールにエチレンオキサイドを付加した化合物を挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を用いてもよい。
上記多価アルコールとしては、グリセリン、ジグリセリン、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。
上記ポリエーテルとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。
上記フェノール誘導体としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS等が挙げられる。上記アミド化合物としては、N-メチルピロリドン等が挙げられる。
なかでも、グリセリン、ジグリセリン、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましく、グリセリン及びジグリセリンからなる群から選択される少なくとも1種を用いることが更に好ましく、ジグリセリンを用いることが更により好ましい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、上記可塑剤含有量が0.1~80重量%であることが好ましい。上記可塑剤含有量が上記範囲内であると、基材表面の親水性を制御し、皮膜形成を均一に行えて、更に保護皮膜のガラスへの接着強度を抑制することができる。
上記可塑剤含有量のより好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は70重量%である。更に好ましい下限は1重量%、更に好ましい上限は60重量%である。更により好ましい下限は1.5重量%、更により好ましい上限は50重量%である。特に好ましい下限は2重量%、特に好ましい上限は40重量%である。特により好ましい下限は2.5重量%、特により好ましい上限は30重量%である。
また、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液にポリビニルアルコール樹脂が含まれている場合は、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のいずれかの可塑剤含有量よりも多いことが好ましい。上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量よりも多いことがより好ましい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量と、上記第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量との差は、0.1~80重量%であることが好ましい。
より好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は70重量%である。更に好ましい下限は1重量%、更に好ましい上限は60重量%である。更により好ましい下限は1.5重量%、更により好ましい上限は50重量%である。特に好ましい下限は2重量%、特に好ましい上限は40重量%である。特により好ましい下限は2.5重量%、特により好ましい上限は30重量%である。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ポリビニルアルコール樹脂100重量部に対して、上記可塑剤を1重量部以上、1000重量部以下含有することが好ましい。上記可塑剤の含有量が上記範囲内であると、保護皮膜のガラスへの接着強度を抑制することができる。上記可塑剤含有量のより好ましい下限は3重量部、より好ましい上限は750重量部である。更に好ましい下限は5重量部、更に好ましい上限は500重量部である。更により好ましい下限は10重量部、更により好ましい上限は250重量部である。特に好ましい下限は15重量部、特に好ましい上限は100重量部である。特により好ましい下限は20重量部、特により好ましい上限は75重量部である。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、水を含有することが好ましい。
上記水としては特に限定されず、例えば、イオン交換水、純水等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、上記水含有量が20~99.9重量%であることが好ましい。上記水含有量が上記範囲内であると、均一な皮膜形成を行うことができる。
上記水含有量のより好ましい下限は30重量%、より好ましい上限は99.5重量%である。更に好ましい下限は40重量%、更に好ましい上限は99.0重量%である。更により好ましい下限は50重量%、更により好ましい上限は98.5重量%である。特に好ましい下限は60重量%、特に好ましい上限は98.0重量%である。特により好ましい下限は70重量%、特により好ましい上限は98.0重量%である。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ポリビニルアルコール樹脂等の水溶性樹脂を含んでもよい。本発明の好適な実施態様において、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ポリビニルアルコール樹脂を含まないか、又は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量よりも少ないことが好ましい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ポリビニルアルコール樹脂を含まないか、又は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量よりも少ない場合、保護皮膜の基材層からの剥離性を更に高めることができる。
上記ポリビニルアルコール樹脂を用いることで、保護皮膜の強度を向上することが可能となる。また、土中生分解性を付与することができる。
上記ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、好ましい下限が50モル%、好ましい上限が99.5モル%である。上記範囲内とすることで、均一な水溶液が作製でき、製膜のできる水溶液を作製とすることができる。
上記ケン化度のより好ましい下限は60モル%、更に好ましい下限は70モル%、特に好ましい下限は80モル%である。より好ましい上限は99モル%である。更に好ましい上限は95モル%である。特に好ましい上限は90モル%である。
水溶液化及び、常温での水溶液の貯蔵安定性の観点から上記ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は98モル%以上ではなく、98モル%以下の中ケン化品が好ましく、特に90モル%以下の部分ケン化品が好ましい。
なお、上記ケン化度は、JIS K6726に準拠して測定される。ケン化度は、ケン化によるビニルアルコール単位に変換される単位のうち、実際にビニルアルコール単位にケン化されている単位の割合の平均値を示す。
上記ポリビニルアルコール樹脂の重合度は特に限定されないが、好ましい下限は100、好ましい上限は2500である。より好ましい下限は200、より好ましい上限は1800である。更に好ましい下限は250、更に好ましい上限は1300、特に好ましい下限は300、特に好ましい上限は1000である。上記範囲内であると、皮膜強度と製膜性の両方を高いレベルで両立することができる。なお、上記重合度は、JIS K6726に準拠して測定される。
また、皮膜の除去性(剥離性)の観点からは重合度が高いポリビニルアルコール樹脂が好ましく、製膜プロセス(特にスプレー加工)の観点からは水溶液濃度を高める事が出来ることから重合度の低いポリビニルアルコール樹脂が好ましい。皮膜の除去性を考慮した場合、特に好ましい重合度の範囲は200以上800以下である。
上記ポリビニルアルコール樹脂は、ケン化度、重合度等が異なる2種以上の樹脂を混合したものであってもよいし、変性物と未変性物との混合物であってもよい。
上記ポリビニルアルコール樹脂は、従来公知の方法に従って、ビニルエステルを重合してポリマーを得た後、ポリマーをケン化、すなわち加水分解することにより得られる。ケン化には、一般に、アルカリ又は酸が用いられる。ケン化には、アルカリを用いることが好ましい。上記ポリビニルアルコールとしては、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル及び安息香酸ビニル等が挙げられる。ケン化度を好適な範囲に制御しやすいので、上記ビニルエステルを重合して得られるポリマーは、ポリビニルエステルであることが好ましい。
上記ビニルエステルの重合方法は特に限定されない。この重合方法として、溶液重合法、塊状重合法及び懸濁重合法等が挙げられる。
上記ビニルエステルを重合する際に用いる重合触媒としては、例えば、2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート(Tianjin McEIT社製「TrigonoxEHP」)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジ-n-ブチルペルオキシジカーボネート、ジ-セチルペルオキシジカーボネート及びジ-s-ブチルペルオキシジカーボネート等が挙げられる。上記重合触媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記ポリビニルアルコール樹脂には、変性ポリビニルアルコール樹脂が含まれてもよい。
上記変性ポリビニルアルコール樹脂は、上記ビニルエステルと他のモノマーとの共重合体であってもよく、ポリビニルアルコール樹脂を変性させたものであってもよい。
上記変性ポリビニルアルコール樹脂としては、例えば、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、オレフィン変性ポリビニルアルコール、ニトリル変性ポリビニルアルコール、アミド変性ポリビニルアルコール、ピロリドン変性ポリビニルアルコールやケイ素原子を含む変性ポリビニルアルコール、或いはポリビニルアルコールと(アクリルアミド、ビニルピロリドン、アクリロニトリル)の共重合物とのグラフト重合体等が挙げられる。
上記他のモノマー、すなわち共重合されるコモノマーとしては、例えば、オレフィン類、(メタ)アクリル酸及びその塩、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリルアミド誘導体、N-ビニルアミド類、ビニルエーテル類、ニトリル類、ハロゲン化ビニル類、アリル化合物、マレイン酸及びその塩、マレイン酸エステル、イタコン酸及びその塩、イタコン酸エステル、ビニルシリル化合物、ポリビニルピロリドン、並びに酢酸イソプロペニル等が挙げられる。上記他のモノマーは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン及びイソブテン等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸エステル類としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等が挙げられる。上記(メタ)アクリルアミド誘導体としては、アクリルアミド、n-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩等が挙げられる。上記N-ビニルアミド類としては、N-ビニルピロリドン等が挙げられる。上記ビニルエーテル類としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル及びn-ブチルビニルエーテル等が挙げられる。上記ニトリル類としては、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。上記ハロゲン化ビニル類としては、塩化ビニル及び塩化ビニリデン等が挙げられる。上記アリル化合物としては、酢酸アリル及び塩化アリル等が挙げられる。上記ビニルシリル化合物としては、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記変性ポリビニルアルコール樹脂における変性量(変性した構成単位の割合)の好ましい上限は25モル%、より好ましい上限は20モル%である。更に好ましい上限は15モル%である。また、変性量の好ましい下限は2モル%である。上記範囲内とすることで、皮膜物性と、水溶性とを高いレベルで両立することができる。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液がポリビニルアルコール樹脂を含有する場合、ポリビニルアルコール樹脂の含有量は、0.1~30重量%であることが好ましい。上記含有量を0.1重量%以上とすることで、被覆率の高い皮膜を形成する(基板が高温の場合、水の水蒸気化が発生するので、塗布した水溶液が破泡して、皮膜が形成され難くなることを抑制できる)ことができる。また、30重量%以下とすることによって、均一な皮膜形成を行う(濃度が高すぎると、特にケン化度の高いものは常温にて部分的にゲル化を起こすので、均一な塗布ができなくなる)ことができる。上記含有量のより好ましい下限は1重量%、より好ましい上限は20重量%である。更に好ましい下限は2重量%、更に好ましい上限は15重量%である。
また、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量は、上記第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量、又は上記第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のいずれかのポリビニルアルコール樹脂含有量よりも少ないことが好ましい。この場合、皮膜の接着性、保護性、剥離を更に高めることができる。
上記第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量と、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量との差は、0.1~50重量%であることが好ましい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液には、本発明の効果を妨げない範囲で、公知の各種添加剤を配合してもよい。上記添加剤としては、界面活性剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、チキソ付与剤、皮張り防止剤、増粘剤、希釈剤、反応性希釈剤、架橋剤、フィラー、色素(顔料、染料)、防腐、防カビ剤等が挙げられる。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、更に、防カビ剤を含有することが好ましい。
なお、上記防カビ剤としては、アルコール系防カビ剤、アルデヒド系防カビ剤、チアゾリン系防カビ剤、イミダゾール系防カビ剤、エステル系防カビ剤、塩素系防カビ剤、過酸化物系防カビ剤、カルボン酸系防カビ剤、カーバメイト系防カビ剤、スルファミド系防カビ剤、第四アンモニウム塩系防カビ剤、ピリジン系防カビ剤、フェノール系防カビ剤、ヨウ素系防カビ剤、トリアゾール系防カビ剤等が挙げられる。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、回転式粘度計(例:TVC-10、東機産業社製)で測定した場合の粘度が0.1mPa・s以上1Pa・s以下であることが好ましい。上記範囲内であると、均一な皮膜を形成することができる。
上記粘度のより好ましい下限は0.5mPa・s、より好ましい上限は0.5Pa・sである。更に好ましい下限は1mPa・s、更に好ましい上限は0.4Pa・sである。更により好ましい下限は1.5mPa・s、更により好ましい上限は0.3Pa・sである。
なお、上記粘度は23℃で測定したものである。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ガラス基板(SCHOTT社製 TEMPAX Float)との温度23℃、湿度60%R/Hにおける接触角が20°以上70°以下であるが好ましい。上記範囲内であると、ガラス基板上に均質な皮膜を形成しやすくなる。
上記接触角のより好ましい下限は25°、より好ましい上限は60°である。更に好ましい下限は30°、更に好ましい上限は50°である。
なお、上記接触角は接触角計により測定することができる。例として、接触角計としてDMo-502(協和界面科学株式会社製、解析ソフトFAMAS)、接触角測定基板としてガラス(テンパックス)0.5mm、測定方法としてはθ/2法(A half-angle Method)が挙げられる。
基材に保護皮膜形成用水溶液を塗布する際の保護皮膜形成用水溶液の温度は、好ましくは0℃以上、より好ましくは10℃以上、更に好ましくは20℃以上、更により好ましくは40度以上、特に好ましくは60℃以上であり、好ましくは100℃以下、より好ましくは95以下であり、更に好ましくは90℃以下であり、更により好ましくは85℃以下、特に好ましくは80℃以下である。保護皮膜形成用水溶液の温度は上記範囲内であると、保護皮膜の形成が均一かつ迅速に行われ、加工性が向上する。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を製造する方法としては特に限定されず、例えば、可塑剤及び水に加えて、必要に応じて、ポリビニルアルコール樹脂を公知の方法で混合する方法が挙げられる。
上記基材に第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する工程において、塗布する方法としては、ロールコート、ディップコート、スピンコート、ファウンテンコート、スプレーによる塗布等が挙げられる。なかでも、塗布の効率性や皮膜の均一性の観点から、スプレーによる塗布が好ましい。
上記スプレーによる塗布(スプレーコート)の場合、塗料供給器等の圧送システムや、スプレーガンの種類、条件によるが、使用する装置の規格範囲内で適切に塗布することができる。
上記圧送システムやスプレーガンの種類は水溶液粘度によって選定する事が好ましい。
水溶液粘度に応じて、圧送システムやスプレーガンの種類を選定することで、保護皮膜形成用水溶液の霧化や、スプレーによる製膜を容易に行うことが出来る。
水溶液粘度が高い場合は、液圧を高く設定できる圧送システムと高粘度液体の対応が出来る高圧タイプのスプレーガンを選択する必要がある。
また、所望の吐出量を得るためには、ノズルキャップの口径も適宜選定することが好ましい。
上記ノズルキャップの口径を大きくすることで、吐出量も大きくすることができる。しかしながら、保護皮膜形成用水溶液の圧送システムやスプレーガンの対応圧力が不足している場合は、ノズルキャップの口径を大きくしても霧化はできず良好なスプレーによる製膜が出来ないことがある。
上記スプレーガンとしては、例えば、AGB50(旭サナック社製 口径1.0mmφ、キャップHN400A)、T-AGPV(デビルビス社製、口径1.1mmφ、キャップ805)等を使用することができる。また、上記塗料供給機器としては圧送ポンプPT-10DW(アネスト岩田社製)等を使用することができる。
上記スプレーによる塗布を行う場合は、液圧を0.7MPa以下、エア圧を0.6MPa以下、圧送ポンプ圧は0.34MPa以下とすることが好ましい。塗装スピードについては1~100mm/秒とすることが好ましい。
更に、上記スプレーガンとしてAGB50を使用する場合の条件としては、液圧は0.6MPa以下、エア圧は0.6MPa以下、圧送ポンプ圧(液圧)は0.34MPa以下とすることで好適にスプレー塗布できる。
また、上記スプレーガンとしてT-AGPVを使用する場合は、液圧0.7MPa以下、霧化エア圧0.1~0.4MPa、エア圧は0.35~0.5MPaとすることで好適にスプレー塗布できる。
上記皮膜形成工程において、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する際の基材の温度が0℃以上400℃以下であることが好ましい。上記範囲内であると、高温の基板に塗布すると発泡体層が作製できて、低温なら塗布後に加熱乾燥で発泡体を作製することができる。
上記温度のより好ましい下限は15℃、より好ましい上限は380℃、更に好ましい下限は40℃、更に好ましい上限は360℃であり、更により好ましい下限は75℃、更により好ましい上限は340℃であり、特に好ましい下限は100℃、特に好ましい上限は320℃であり、特により好ましい下限は150℃、特により好ましい上限は300℃である。
基材温度が400℃以下であると、破泡して、カットカレット等の異物の基板表面への付着を抑制することができ、皮膜と基材の結合が適度なものとなり、除去が容易になる。基材温度が0℃以上であると、後加熱なしでも、発泡体を容易に形成できる。
上記基材の温度を調整する方法としては、例えば、フュージョン法を用いてガラスを成形する場合は、溶融ガラスを除冷する工程において、塗布する方法が挙げられる。また、固化後のガラスを用いる場合はガラスを加熱する方法が挙げられる。上記温度は塗布時での基材表面の温度を意味する。
なお、上記皮膜形成工程において、基材の状態としては特に限定されず、例えば、ガラスが成形され、固化する前の状態のほか、ガラスが固化した後の状態も含む。
また、上記基材は、必要に応じて、研磨されていてもよく、表面処理されていてもよい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する際の厚みの好ましい下限は0.1μm、好ましい上限は100μmである。発泡体の厚み上記範囲内であれば、発泡体層を剥離する事も水溶させる事も可能になる。上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する際の厚みはより好ましい下限が1μm、より好ましい上限が80μmである。更に好ましい下限が1.5μm、更に好ましい上限が60μm、更により好ましい下限が2.0μm、更により好ましい上限が40μm、特に好ましい下限が2.5μm、特に好ましい上限が30μm、特により好ましい下限が3μm、特により好ましい上限が25μmである。
上記皮膜形成工程では、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布した後、第2に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する方法、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布した後、2回以上の複数回に保護皮膜形成用水溶液を塗布する方法を用いることが好ましい。
上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布した後、更に、第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液を塗布することで、保護皮膜付き積層体基板を重ね合わせた場合のブロッキング防止性を更に向上することができ、また、剥離性を向上させることができる。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ポリビニルアルコール樹脂、可塑剤及び水を含有することが好ましい。上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかを構成するポリビニルアルコール樹脂、可塑剤及び水としては、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液と同様のものを使用することができる。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかにおけるポリビニルアルコール樹脂の含有量は、0.1~50重量%であることが好ましい。上記含有量を0.1重量%以上とすることで、被覆率が高い皮膜を形成することができ、50重量%以下とすることによって、均一な塗布を行えて均一な皮膜を形成することができる。上記含有量のより好ましい下限は1重量%、より好ましい上限は40重量%である。更に好ましい下限は3重量%、更に好ましい上限は35重量%であり、更により好ましい下限は5重量%であり、更により好ましい上限は30重量%であり、特に好ましい下限は8重量%であり、特に好ましい上限は25重量%である。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、上記可塑剤含有量が0.1~50重量%であることが好ましい。上記可塑剤含有量が上記範囲内であると、ガラス表面の親水性を制御し、皮膜形成を均一に行うことができる。
上記可塑剤含有量のより好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は40重量%である。
更に好ましい下限は1.0重量%、更に好ましい上限は30重量%である。更により好ましい下限は1.5重量%、更により好ましい上限は25.0重量%である。特に好ましい下限は3.0重量%、特に好ましい上限は20.0重量%である。特により好ましい下限は5.0重量%、特により好ましい上限は15.0重量%である。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ポリビニルアルコール樹脂100重量部に対して、上記可塑剤を0.25重量部以上、50000重量部以下含有することが好ましい。上記可塑剤の含有量が上記範囲内であると、皮膜に靭性を付与することができる。
上記可塑剤含有量のより好ましい下限は1.25重量部、より好ましい上限は40000重量部である。
更に好ましい下限は2.5重量部、更に好ましい上限は30000重量部である。更により好ましい下限は3.75重量部、更により好ましい上限は25000重量部である。特に好ましい下限は7.5重量部、特に好ましい上限は20000重量部である。特により好ましい下限は12.5重量部、特により好ましい上限は15000重量部である。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、上記水含有量が10~99.8重量%であることが好ましい。上記水含有量が上記範囲内であると、基材表面に均一に塗布して均質な皮膜を作製することができる。
水溶液中の水の含有濃度が低すぎるとスプレーによる形成の際、糸引き問題が発生する事がある。
上記水含有量のより好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は99.0重量%である。
更に好ましい下限は30重量%、更に好ましい上限は97.0重量%である。更により好ましい下限は40重量%、更により好ましい上限は95.0重量%であり、特に好ましい下限は42.5重量%であり、特に好ましい上限は92.5重量%であり、特により好ましい下限は45.0重量%であり、特により好ましい上限は90.0重量%である。
なお、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液及び上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液はそれぞれ、含有成分の含有量の合計は100重量%である。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、回転式粘度計(例:TVC-10、東機産業社製)で測定した場合の粘度が0.1mPa・s以上3.0Pa・s以下であることが好ましい。上記範囲内であると、被覆率の高い、均一な皮膜を形成することができる。
上記粘度のより好ましい下限は0.5mPa・s、より好ましい上限は1.8Pa・sである。更に好ましい下限は1.0mPa・s、更により好ましい上限は1.0Pa・sである。更により好ましい下限は、1.5mPa・s、更に好ましい上限は0.7Pa・sである。特に好ましい下限は50.0mPa・s、更により好ましい上限は0.5Pa・sである。
なお、上記粘度は23℃で測定したものである。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ガラス基板(例:SCHOTT社製 TEMPAX Float)との温度23℃、湿度60%RHにおける接触角が10°以上75°以下であることが好ましい。上記範囲内であると、ガラス基板上に均質な皮膜を形成しやすくなる。
上記接触角のより好ましい下限は20°、より好ましい上限は70°である。更に好ましい下限は25°、更に好ましい上限は65°であり、更により好ましい下限は30°であり、更により好ましい上限は60°である。
なお、上記接触角は接触角計により測定することができる。例として、接触角計としてDMo-502(協和界面科学社製、解析ソフトFAMAS)、接触角測定基板としてガラス(テンパックス)0.5mm、測定方法としてはθ/2法(A half-angle Method)が挙げられる。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液を製造する方法としては特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、可塑剤及び水を公知の方法で混合する方法が挙げられる。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液を塗布する工程としては、上記第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液を塗布する方法と同様の方法を用いることができる。
上記第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液を塗布する工程は、基材の片面のみに行ってもよく、両面に行ってもよい。
上記皮膜形成工程を行った後、乾燥する工程(二次乾燥)を行ってもよい。これにより、基材温度に関係なく複層皮膜を形成する事ができるとすることができる。上記二次乾燥における乾燥温度は50℃以上、450℃以下であることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法は、基材を形成する基材形成工程を含み、基材形成工程と皮膜形成工程を連続して行うことが好ましい。この場合、基材表面への異物の付着や基材表面の傷つきの発生を抑制することができる。
上記基材としては、ガラス、プラスチック基材(有機高分子基材)、金属基材等が挙げられる。
上記ガラスとしては、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融石英等が挙げられる。本発明は、高精彩液晶用の薄型ガラスに特に好適に用いることができる。
上記プラスチック基材としては、ポリカーボネート板及びポリ(メタ)アクリル樹脂板等が挙げられる。上記ポリ(メタ)アクリル樹脂板としては、ポリメチル(メタ)アクリレート板等が挙げられる。
上記金属基材としては、銅、鉄、錫、アルミニウム、銀、ステンレス、真鍮、ニッケル、チタン、及び、それらの合金などの金属からなる基材が挙げられる。具体的には、鋼板、銅板、アルミニウム板、アルミニウムめっき鋼板等が挙げられる。
上記基材成形工程としては、公知の方法を用いることができる。
上記基材がガラスである場合、ガラスを成形する方法としては、スロットダウンドロー法、フュージョン法、フロート法等が挙げられる。なかでも、フュージョン法を用いることが好ましい。
上記フュージョン法とは、溶融したガラス原料を細長い樋状の湧き出し口へ導入し、その長手方向に沿う両側に溢れ出させて下へ流し落とし、流れ落ちた溶融ガラスを樋の下で再び合流させそのまま下へ落としながら除冷して固化させることでガラスとするものである。
なお、本発明では、市販のガラス、プラスチック基材、金属基材等の基材を用いた場合についても、上記基材を成形する工程を行ったものとする。
本発明の積層体の製造方法により、基材及び単層皮膜もしくは基材及び複層皮膜を有する積層体が得られる。
なお、例えば、連続的なスプレー製膜による成型方法や連続コート等の製法によっては、乾燥工程前に連続的にスプレー塗布を行う場合もあり、層間界面が一体化してしまう皮膜が作製される場合もある。
従って、本発明における「複層皮膜」には、皮膜の組成が異なっているにも関わらず、連続的傾斜構造等を有することで、層間の界面が明確ではなく切り離せないものも含まれる。
上記複層皮膜は、基材と反対側主面の表面粗さSa(ISO 25178記載の算術平均高さ)が0.1μm以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、30μmが実質的な上限である。
上記範囲であると、自着力を低減することができる。上記表面粗さSaは、好ましくは0.2μm以上、より好ましくは0.3μm以上、更に好ましくは0.4μm以上、特に好ましくは0.5μm以上である。
また、本発明において形成される複層皮膜は、基材と反対側主面の表面粗さSz(ISO 25178記載の最大高さ)が10μm以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、300μmが実質的な上限である。
上記範囲であると、基材へ加えられる表面擦傷や基材にかかる圧力による損傷から、基材を保護することができる。
上記表面粗さSzは、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上、更に好ましくは40μm以上、特に好ましくは50μm以上である。
また、上記複層皮膜は、基材と反対側主面の表面粗さSdr(ISO 25178記載の最大高さ)が0.1以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、30が実質的な上限である。上記範囲であると、基材へ加えられる表面擦傷や、基材にかかる圧力による損傷から基材を保護したり、基材の断熱性を高めたりすることができる。
上記表面粗さSdrは、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.3以上、更により好ましくは0.5以上、特に好ましくは0.7以上、特により好ましくは0.9以上である。
なお、上記表面粗さSa、Sz及びSdrは、作製した複層皮膜の主面を、レーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡、VK-X1050、キーエンス社製)で、1mm×1mmの範囲を計測し、ISO 25178に準拠して算出される。これをランダムに10か所測定し、平均値をそれぞれの値とした。
上記複層皮膜は、基材側主面の表面粗さSa(ISO 25178記載の算術平均高さ)が0.05μm以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、15μmが実質的な上限である。
上記範囲であると、複層皮膜の基材への接着性を低減し剥離性を向上することができる。上記表面粗さSaは、より好ましくは0.1μm以上、更に好ましくは0.2μm以上、更により好ましくは0.3μm以上、特に好ましくは0.4μm以上、特により好ましくは0.5μm以上である。
また、上記複層皮膜は、基材側主面の表面粗さSz(ISO 25178記載の最大高さ)が8μm以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、240μmが実質的な上限である。
上記範囲であると、複層皮膜の基材への接着性を低減し剥離性を向上することができる。上記表面粗さSzは、より好ましくは16μm以上、更に好ましくは24μm以上、更により好ましくは32μm以上、特に好ましくは40μm以上、特により好ましくは48μm以上である。
また、上記複層皮膜は、基材側主面の表面粗さSdr(ISO 25178記載の最大高さ)が0.05以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、15が実質的な上限である。上記範囲であると、基材へ加えられる表面擦傷や、基材にかかる圧力による損傷から基材を保護したり、基材の断熱性を高めたりすることができる。
上記表面粗さSdrは、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上、更により好ましくは0.3以上、特に好ましくは0.4以上、特により好ましくは0.5以上である。
なお、上記表面粗さSa、Sz及びSdrは、作製した複層皮膜の基材側主面を、レーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡、VK-X1050、キーエンス社製)で、1mm×1mmの範囲を計測し、ISO 25178に準拠して算出される。これをランダムに10か所測定し、平均値をそれぞれの値とした。
上記複層皮膜は、平均気泡径(発泡径)の好ましい下限が0.05μm、好ましい上限が280μmである。上記平均気泡径がこの範囲内にあることにより、基材表面の擦傷等からの保護性を高めることができる。上記平均気泡径のより好ましい下限は0.5μm、より好ましい上限は225μmである。
更に好ましい下限は1.0μm、更に好ましい上限は180μmであり、更により好ましい下限は1.5μm、更により好ましい上限は135μmであり、特に好ましい下限は2.0μm、特に好ましい上限は108μmであり、特により好ましい下限は2.5μm、特により好ましい上限は90μmである。
なお、上記平均気泡径は、気泡の断面観察写真より気泡壁部と空隙部とをレーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡、VK-X1050、キーエンス社製)で観察して、空隙部のサイズを測定する方法により測定することができる。
上記複層皮膜の厚みの好ましい下限は1.0μm、好ましい上限は300μmである。発泡体の厚み上記範囲内であれば、発泡体層を剥離する事も水溶させる事も可能にすることができる。上記複層皮膜の厚みはより好ましい下限が2.0μm、より好ましい上限が250μmである。
更に好ましい下限は4.0μm、更に好ましい上限は200μmであり、更により好ましい下限は6.0μm、更により好ましい上限は150μmであり、特に好ましい下限は8.0μm、特に好ましい上限は120μmであり、特により好ましい下限は10.0μm、特により好ましい上限は100μmである。
JIS K6783準拠の定圧厚さ測定機(例:テクロック社製、PG-02J)、レーザー顕微鏡(形態解析レーザー顕微鏡等)を用いた厚み測定等を用いて、作製した皮膜の厚みを測定できる。
本発明の積層体は、複層皮膜と基材との剥離強度が、180°剥離強度試験で2N以下であることが好ましい。上記剥離強度が2N以下であることで、基材から複層皮膜を剥離することができる。上記剥離強度の好ましい上限は1.5N、好ましい下限は特に限定されないが0.01Nである。
上記180°剥離強度は、ISO29862:2007又はJIS Z 0237:2009に準じた方法で測定できる。
90°剥離強度も同様に、ISO29862:2007又はJISZ 0237:2009に準じた方法で測定ができる。
本発明の積層体の製造方法、及び、複層皮膜を基材から除去する除去工程を含む、基材の製造方法、並びに、本発明の基材の製造方法により得られる基材もまた本発明の1つである。
上記除去工程としては、手作業又は機械的手段により複層皮膜の端部を持ち上げて除去する方法、複層皮膜の端部にエアー等を噴射して除去する方法等が挙げられる。
また、水等の溶媒を用いて複層皮膜を溶解して除去する方法も用いることができる。
特に、複層皮膜を基材から除去する工程を有する場合、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の役割は、上記保護被膜形成工程における樹脂と基材との直接接触による接着力の上昇を防ぐ事であるため、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の組成としては樹脂を含まない、可塑剤及び水のみを含有するものである事が特に好ましい。
特に皮膜形成工程において、基板が高温である場合、皮膜形成工程における樹脂と基板との接触によって、接着力が上昇するため、第1に塗布する保護被膜形成用水溶液は樹脂を含まないことが好ましい。
上述した本発明の積層体の製造方法及び本発明の基材の製造方法における一連の工程は、製造装置によって行われ得る。従って、本発明の積層体の製造方法を行うための装置、及び、本発明の基材の製造方法を行うための装置もまた本発明の1つである。
本発明によれば、製造ライン、運搬ラインにおいて、基材に由来する異物が付着しにくい保護皮膜を形成可能な積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
(保護皮膜形成用水溶液[内層用、外層用]の作製)
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 203 重合度300、ケン化度88モル%)100重量部、可塑剤としてジグリセリン30重量部を水370重量部に溶解、混合して樹脂含有量20重量%、可塑剤含有量6重量%の保護皮膜形成用水溶液[内層用]を作製した。
また、未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 103 重合度300、ケン化度98.4モル%)100重量部、可塑剤としてジグリセリン10重量部を水890重量部に溶解、混合して樹脂含有量10重量%、可塑剤含有量1重量%の保護皮膜形成用水溶液[外層用]を作製した。
(保護皮膜[ガラス皮膜]の作製)
ガラス基板(コーニング社製、EagleXG 150mm×150mm×0.5mm)をホットプレート上でガラス基板の中央部が300℃になるように加熱した。
加熱したガラス基板をスプレー台に移動させ、ガラス中央部が250℃になった時点で、得られた保護皮膜形成用水溶液[内層用]をガラス基板上に1回スプレー塗布し、更に、その上から、得られた保護皮膜形成用水溶液[外層用]を1回スプレー塗布してから、バッチ式熱風循環乾燥炉(150℃設定)にて60秒乾燥し、ガラス基板の表面に2層[内層、外層]のガラス皮膜が形成された積層体を得た。なお、保護皮膜形成用水溶液[内層用、外層用]を塗布する際のスプレーガンとしてはAGB50(旭サナック社製 口径1.0mmφ、キャップHN400A)、塗料供給機器としては圧送ポンプPT-10DW(アネスト岩田社製)及び塗装ロボットとしてはEPX-1250 DX100(安川電機社製)を用いた。
なお、保護皮膜形成用水溶液[内層用]をスプレー塗布する際のスプレーガンからの吐出量は10g/30秒とし、保護皮膜形成用水溶液[外層用]の吐出量は10g/30秒と設定した。
また、スプレー条件としては、圧送ポンプの圧力を2.0MPa、液圧を0.2MPa、スプレーガンのエア圧を0.2MPaとし、塗装ロボットによる塗装スピードは50mm/秒とした。
(実施例2)
(保護皮膜形成用水溶液[外層用]の作製)
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 203 重合度300、ケン化度88モル%)100重量部を用い、可塑剤を添加しなかった以外は実施例1の(保護皮膜形成用水溶液[内層用]の作製)と同様にして、保護皮膜形成用水溶液[外層用]を作製した。
(保護皮膜[ガラス皮膜]の作製)
ガラス基板(コーニング社製、EagleXG 150mm×150mm×0.5mm)をホットプレート上でガラス基板の中央部が300℃になるように加熱した。
加熱したガラス基板をスプレー台に移動させ、ガラス中央部が250℃になった時点で、実施例1で得られた保護皮膜形成用水溶液[内層用]をガラス基板上に1回スプレー塗布し、更に、その上から、得られた保護皮膜形成用水溶液[外層用]を1回スプレー塗布してから、バッチ式熱風循環乾燥炉(150℃設定)にて60秒乾燥し、ガラス基板の表面に2層[内層、外層]のガラス皮膜が形成された積層体を得た。
なお、保護皮膜形成用水溶液[内層用、外層用]を塗布する際のスプレーガンとしてはAGB50(旭サナック社製 口径1.0mmφ、キャップHN400A)、塗料供給機器としては圧送ポンプPT-10DW(アネスト岩田社製)及び塗装ロボットとしてはEPX-1250 DX100(安川電機社製)を用いた。なお、以下の実施例、比較例でも、スプレー塗布を行う場合は、上記と同様のスプレーガン、塗料供給機器、塗装ロボットを用いてスプレー塗布を行った。
なお、保護皮膜形成用水溶液[内層用]をスプレー塗布する際のスプレーガンからの吐出量は10g/30秒とし、保護皮膜形成用水溶液[外層用]の吐出量は10g/30秒と設定した。
また、スプレー条件としては、圧送ポンプの圧力を2.0MPa、液圧を0.2MPa、スプレーガンのエア圧を0.2MPaとし、塗装ロボットによる塗装スピードは50mm/秒とした。 
(実施例3)
(保護皮膜形成用水溶液[内層用、外層用]の作製)
未変性のポリビニルアルコールを添加せず、可塑剤としてジグリセリン100重量部を水1900重量部に溶解、混合して、可塑剤含有量5重量%の保護皮膜形成用水溶液[内層用]を作製した。
また、未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 203 重合度300、ケン化度88モル%)100重量部、可塑剤としてジグリセリン15重量部を水385重量部に溶解、混合して樹脂含有量20重量%、可塑剤含有量3重量%の保護皮膜形成用水溶液[外層用]を作製した。
(保護皮膜[ガラス皮膜]の作製)
ガラス基板(コーニング社製、EagleXG 150mm×150mm×0.5mm)をホットプレート上でガラス基板の中央部が400℃になるように加熱した。
加熱したガラス基板をスプレー台に移動させ、ガラス中央部が350℃になった時点で、得られた保護皮膜形成用水溶液[内層用]をガラス基板上に1回スプレー塗布し、更に、その上から、得られた保護皮膜形成用水溶液[外層用]を1回スプレー塗布してから、バッチ式熱風循環乾燥炉(150℃設定)にて60秒乾燥し、ガラス基板の表面に2層[内層、外層]のガラス皮膜が形成された積層体を得た。なお、スプレーガンからの吐出量は表1に示すものとした。
(実施例4)
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 203 重合度300、ケン化度88モル%)100重量部に代えて、未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 205 重合度500、ケン化度88モル%)100重量部を用い、可塑剤の添加量、樹脂含有量、可塑剤含有量を表1に示す通りとした以外は実施例3と同様にして、保護皮膜形成用水溶液[外層用]を作製した。
得られた保護皮膜形成用水溶液[外層用]を用いた以外は実施例3と同様にして、ガラス基板(コーニング社製 EagleXG 150mm×150mm×0.5mm)の表面に2層[内層、外層]のガラス皮膜が形成された積層体を得た。
(実施例5)
可塑剤としてジグリセリン15重量部に代えて、グリセリン18重量部を用い、可塑剤の添加量、樹脂含有量、可塑剤含有量を表1に示す通りとした以外は実施例3と同様にして、保護皮膜形成用水溶液[外層用]を作製した。
得られた保護皮膜形成用水溶液[外層用]を用いた以外は実施例3と同様にして、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。
(実施例6)
未変性のポリビニルアルコールを添加せず、可塑剤としてグリセリン100重量部を水1940重量部に溶解、混合して、可塑剤含有量3重量%の保護皮膜形成用水溶液[内層用]を作製した。
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 203 重合度300、ケン化度88モル%)100重量部に代えて、未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製 SELVOL 205 重合度500、ケン化度88モル%)100重量部を用い、可塑剤としてジグリセリン15重量部に代えて、グリセリン18重量部を用い、可塑剤の添加量、樹脂含有量、可塑剤含有量を表1に示す通りとした以外は実施例3と同様にして、保護皮膜形成用水溶液[外層用]を作製した。
得られた保護皮膜形成用水溶液[内層用]及び保護皮膜形成用水溶液[外層用]を用いた以外は実施例3と同様にして、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。
(実施例7~12)
保護皮膜形成用水溶液[内層用]及び保護皮膜形成用水溶液[外層用]の組成、スプレーガンからの吐出量、スプレー塗布時の温度を表1に示すものとした以外は実施例3と同様にして、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。
(比較例1)
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製、SELVOL 203、重合度300、ケン化度88モル%)100重量部を使用せず、可塑剤であるジグリセリンだけを表1に示す通りに水溶液(可塑剤含有量5重量%)として作製した。
ガラス基板(コーニング社製、EagleXG 150mm×150mm×0.5mm)をホットプレート上でガラス基板の中央部が300℃になるように加熱した。
加熱したガラス基板をスプレー台に移動させ、ガラス中央部が350℃になった時点で、得られた水溶液をガラス基板上に1回スプレー塗布し、バッチ式熱風循環乾燥炉(150℃設定)にて60秒乾燥し、ガラス基板の表面にガラス皮膜が形成された積層体を得た。
なお、得られたガラス皮膜は可塑剤であるジグリセリンと水分だけで構成されていた。
(比較例2)
表1に示す通りに可塑剤であるジグリセリンだけを水溶液として作製した事以外は比較例1と同様にして、可塑剤含有量40重量%の保護皮膜形成用水溶液、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。皮膜は可塑剤であるジグリセリンと水分だけで構成されていた。
(比較例3)
ジグリセリンに変えてグリセリンを可塑剤として、表1に示す通りに水溶液を作製した事以外は比較例1と同様にして、可塑剤含有量3重量%の保護皮膜形成用水溶液、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。皮膜は可塑剤であるグリセリンと水分だけで構成されていた。
(比較例4)
表1に示す通りに可塑剤であるグリセリンだけを水溶液として作製した事以外は比較例3と同様にして、可塑剤含有量20重量%の保護皮膜形成用水溶液、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。皮膜は可塑剤であるグリセリンと水分だけで構成されていた。
(比較例5)
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製、SELVOL 203、重合度300、ケン化度88モル%)100重量部を用い、可塑剤の添加量、樹脂濃度を表1に示す通りとした以外は比較例1と同様にして、保護皮膜形成用水溶液、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。
(比較例6)
未変性のポリビニルアルコール(積水化学工業社製、SELVOL 203、重合度300、ケン化度88モル%)100重量部に代えて、未変性のポリビニルアルコール(重合度500、ケン化度88モル%)100重量部を用い、可塑剤(ジグリセリン)の添加量、樹脂濃度を表1に示す通りとした以外は比較例1と同様にして、ガラス皮膜が形成された積層体を作製した。
<評価>
実施例及び比較例で得られた保護皮膜形成用水溶液(水溶液)、ガラス皮膜が形成された積層体について以下の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
1.保護皮膜形成用水溶液の評価
(接触角測定)
接触角計(協和界面科学社製、DMo-502)及び解析ソフトFAMAS(協和界面科学社製)を用い、θ/2法(A half-angle Method)により、温度23℃、湿度60%R/Hにて接触角測定を実施した。
測定条件としては、液適量を2μLとして、接触角測定基板として0.5mm厚みのガラス(TEMPAX Float、SCHOTT社製)を用い、経時測定モードで、測定までの待ち時間を100msecとした。測定間隔は1000msecで、繰り返し5回の測定を行った。評価結果のうち4100msecの5回のデータを平均して測定結果とした。
なお、保護皮膜形成用水溶液と被着体との接触角が低く抑えられていれば、製膜時にはじき等が抑制され、ピンホール等が無い均質な保護被膜が形成できる。
(粘度測定)
作製した保護皮膜形成用水溶液をマヨネーズ瓶に分取して蓋をし、温度23℃、湿度60%RHで2日間(48時間)養生した。養生後の保護皮膜形成用水溶液を、回転式粘度計(東機産業社製、TVC-10)を用いて、温度23℃、湿度60%RHの条件下で、JIS K7117-1に準拠した方法で粘度評価を実施した。
なお、保護皮膜形成用水溶液の粘度を制御する事で、皮膜形成を容易に行う事が出来る。
上記粘度が高すぎないことで、特にスプレー製膜等の工程において、糸引きが発生して良好な皮膜が得られ、さらに周囲の汚染を防止することができる。
上記粘度が低すぎないことで、発泡径が大きくなりすぎて皮膜の均質性が損なわれたり、乾燥時間が長くなりすぎたりすることを防止することができる。
2.被膜、積層体の評価
(厚み評価)
得られたガラス皮膜が形成された積層体からガラス皮膜を剥離して、ガラス皮膜の厚みをJIS K6783準拠の定圧厚さ測定機(例:テクロック社製 PG-02J)を用いて測定した。剥離が難しい場合は、ガラス皮膜が形成された積層体の厚みを上記定圧厚さ測定機で測定し、あらかじめ同様の方法で測定しておいたガラス基板の厚みを引いた値を厚みとして用いた。
また、比較例の様に、皮膜が液状の場合はレーザー顕微鏡(形態解析レーザー顕微鏡、VK-X1050、キーエンス社製)を用いて、1mm×1mmの範囲を計測した平均厚みを皮膜の厚みとした。
なお、皮膜の厚みが薄すぎないことで、保護膜としての性能が発揮され、皮膜の厚みが厚すぎないことで、コストアップや乾燥時間が長くなるなどの工程不適合が発生することを防止することができる。
(表面粗さ)
表面粗さSa、Sz及びSdrは、作製したガラス皮膜が形成された積層体からガラス皮膜を剥離し、基材と反対側の主面(空気界面側表面)及びガラス基材側の主面(ガラス界面側表面)を、それぞれレーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡、VK-X1050、キーエンス社製)で、1mm×1mmの範囲を計測した。得られた計測値から、ISO 25178に準拠して各表面粗さを算出した。これをランダムに10か所測定し、平均値をそれぞれの値とした。
なお、表面粗さを制御する事で、皮膜が積層されたガラス(積層体)を積み上げて保管したり、輸送したりする際のブロッキングを抑制する事が出来る。
(被覆率)
得られたガラス皮膜をガラスから剥離して、レーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡VK-X1050、キーエンス社製)で、1mm×1mmの領域を10か所測定し、皮膜が無い部分の割合をそれぞれ平均化し評価した。
◎:90%以上の領域で皮膜による被覆がなされている
○:90%未満、80%以上の領域で皮膜による被覆がなされている
△:80%未満、70%以上の領域で皮膜による被覆がなされている
×:皮膜による被覆が70%未満である
 
なお、皮膜の被覆率が高いことで、皮膜が積層されたガラスの皮膜非被覆領域からの、ガラス表面へのガラス製造工程において浮遊している微小カレットが付着する事を抑制する事が出来る。 
(発泡性)
得られた積層体のガラス皮膜を剥離し、剥離した皮膜の断面をレーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡VK-X1050、キーエンス社製)で確認し、発泡の有無を確認し、以下の基準で評価した。
○:発泡していた
×:発泡が認められなかった
(発泡径)
得られた積層体のガラス皮膜をカットして、カミソリ刃で厚さ方向に平行な面に沿って切断した。
その後、レーザー顕微鏡(例:形態解析レーザー顕微鏡VK-X1050、キーエンス社製)厚さ方向の切断面に関して、法線方向の最大発泡径を測定した。
その操作を、測定箇所を変えて10回繰り返し、観察された発泡径の平均値を平均気泡径とした。なお、各気泡の発泡径は、観察された気泡に対して内接する内接円を描いた時の直径が最大となる内接円の直径とした。
得られた発泡径(平均気泡径)について、以下の基準で評価した。
◎:発泡径がガラス皮膜の厚みの20%以上であった
〇:発泡径がガラス皮膜の厚みの20%未満5%以上であった
△:発泡径がガラス皮膜の厚みの5%未満1%以上であった
×:発泡径がガラス皮膜の厚みの1%未満であった
(密度)
レーザー顕微鏡(Olympus社製 OLS4100、解析ソフトウエアはLest)で対物20倍、高精度モードで3mm角の皮膜の画像を取得し、体積を計算した。
次に、測定した3mm角の皮膜を基材から剥離・採取して、秤量計(Mettler Toledo社製 XPE56)にて秤量した。得られた重量を体積で割り、密度を算出した。
なお、皮膜の発泡径や皮膜の発泡倍率(密度)を制御する事で、搬送時、輸送時等での製造ガラスへの衝撃を緩和する事が出来、表面傷や割れを抑制する事が出来る。
(結晶化度)
得られた積層体のガラス皮膜から作製した試験片について、XRD回折装置(リガク社製、Rint2500)を用いて、X線入射角2θ=2°~40°における回折光の計測を行い、ピークとハローの強度から、結晶化度を算出し、以下の基準で評価した。
なお、測定条件は、X線管球はCuKα線(λ=1.54Å)、X線出力は40kV200mA、走査方法はステップスキャン(FT法)、ステップ幅は0.02、1ステップあたり2秒間反射強度とした。
また、結晶化度の測定は積層体からガラス皮膜を剥離し、ガラスと密着していた面を「ガラス界面」として測定し、反対面を「表面」として測定した。2層構成である場合も同様に、ガラスと密着していた面を「ガラス界面」として測定し、反対面を「表面」として測定した。
高:50%以上
中:50%未満30%以上
低:30%未満
 
なお、結晶化度が低い場合、皮膜の基材側表面が可塑化され、基材への接着性が低くなり、剥離や水溶除去が容易になり、皮膜空気界面(表面)側の結晶化度が高い場合、接着性が低くなり、皮膜積層ガラスの貯蔵や搬送で積層する際にブロッキングを抑制できる。
(剥離・除去性)
[剥離性]
得られた積層体(150mm×150mm)を皮膜側からガラスカッター(三星ダイヤモンド社製、MS500)を用い、ガラスカッティングツール(三星ダイヤモンド社製、Mrcs-APIO「Mrcs-ADP030065080-115000000A4」)を使用して、周辺10mmカットし、130mm角のサンプルを作製した。その後、角部に粘着テープ(積水化学工業社製、セロテープ(登録商標) No.252、24mm幅)を付着させ、約135°の角度で剥離を行い、以下の基準で評価した。
◎:皮膜が完全に剥離できた
○:皮膜が一部残るものの、皮膜が完全にちぎれずに一回の剥離にて皮膜が剥離できた
△:一部破断が発生するものの複数回の剥離にて皮膜が剥離できた
×:皮膜が破断してしまい剥離できなかった
なお、皮膜の剥離性が良いと、ガラス製造において、後工程での洗浄工程をより容易に、簡潔に実施する事ができ、短タクト化による製造効率の向上とそれに伴う電力使用低減による環境影響低減や、洗浄水低減などの環境影響低減の効果を得る事が出来る。
[180°剥離強度]
作製した皮膜とガラス基板の接着力を評価するため、得られた積層体(150mm×150mm)をカットして、25mm×150mmの皮膜付きガラスサンプルを作製し、180°剥離試験用サンプルとした。なお、カットの方法は上述の[剥離性]の場合と同様とした。
皮膜の全面に、基材付き粘着テープ(テープ品番スプライシングテープNO.642、寺岡製作所製)を貼付して裏打ちを施してから、粘着テープで裏打ちされた皮膜と粘着テープごとテンシロン万能材料試験機(RTF-2430、ジーエルサイエンス社製)で180°剥離強度を測定した。測定方法はISO29862:2007又はJIS Z 0237:2009に準じた。
なお、皮膜面を剥がす際には裏打ち面の背面が重なるようにテープの端を把持して180°に折り返して、皮膜面を25mm剥がした後、試験機下側の治具に皮膜面を剥がした部分を固定し、上側の治具に基材付き粘着テープを固定した。
評価条件は300mm/sec、温度25℃、湿度50%で実施した。
なお、剥離強度を低く設定できると、より容易に皮膜の剥離を実施する事ができる。
[水溶性]
得られた積層体からガラス皮膜を1cm剥離し、10℃の水を入れたビーカーに浸漬し、以下の基準で水溶性[10℃水溶性]を評価した。なお、95℃の水を入れた場合の水溶性[95℃水溶性]についても評価した。
○:60秒以内に溶解した
△:61秒以上120秒以内に溶解した
×:120秒以内に溶解しなかった
 
なお、皮膜の水溶性が良いと、ガラスに剥離残分があっても、後工程の洗浄工程において、容易にガラス表面から保護被膜を完全に取り除く事が出来る。
さらに、剥離による静電気が問題になる場合は、剥離せずに溶解させる事で、静電気フリーの皮膜除去も行う事が出来る。
(皮膜除去後残渣)
得られた積層体のガラス皮膜をガラス基板より除去した後の残渣を評価した。
なお、ガラス皮膜の除去は、「1.剥離による除去」、「2.水洗浄による除去」、「3.剥離後に水洗浄による除去(剥離後水洗浄)」の3通りの方法で実施した。
[1.剥離による除去]
得られた積層体(150mm×150mm)をカットして、10mm×10mmのガラス皮膜付きガラスサンプルを作製し、ガラス皮膜を剥離により除去した。
[2.水洗浄による除去]
得られた積層体(150mm×150mm)のガラス皮膜面に、85~90℃のスチームを最大蒸気圧0.2MPa、2L/minでスリット幅0.1mmのノズルから噴霧照射の後、90℃の温水洗浄を行い、次にスリットノズルで常温水洗浄を行い、ガラス皮膜を除去した。
[3.剥離後に水洗浄による除去(剥離後水洗浄)]
得られた積層体(150mm×150mm)をカットして、10mm×10mmのガラス皮膜付きガラスサンプルを作製し、ガラス皮膜を剥離により除去した。
次いで、ガラス皮膜を剥離により除去したサンプルに、85~90℃のスチームを最大蒸気圧0.2MPa、2L/minでスリット幅0.1mmのノズルから噴霧照射の後、90℃の温水洗浄を行い、次にスリットノズルで常温水洗浄を行った。
[XPS評価]
「1.剥離による除去」「2.水洗浄による除去」「3.剥離後に水洗浄による除去(剥離後水洗浄)」を行った部分のガラス表面をX電子分光(XPS、PHI5000 VersaProbe II、アルバックファイ社製)により測定し、最表面の残存物の組成と定量化を行った。
測定条件は、単色化AlKα(1486.6eV)を光源として用い、光電子取出角45度、X線ビーム径200μmにて測定した。
なお、作製に使用したものと同一種類のガラス基板に関して、上記同様に「1.剥離による除去」「2.水洗浄による除去」「3.剥離後に水洗浄による除去(剥離後水洗浄)」を行い、リファレンスサンプルとした。
ガラス表面のXPS評価を実施し、リファレンスサンプルの炭素原子量(atom%)を基準とした、炭素原子量(%)を算出し[(測定した炭素原子量/リファレンスサンプルの炭素原子量)×100]、以下の基準で評価した。なお、リファレンスサンプルを基準とした炭素原子量(%)は、ガラス皮膜除去後の目視できないレベルの残存皮膜量に比例し、これが少なければ少ないほど、皮膜除去後のガラス表面の洗浄による清浄化が容易であることを示す。
◎:炭素原子量が150%以下である
○:炭素原子量が150%超、250%以下である
△:炭素原子量が250%超、400%以下である
×:炭素原子量が400%超である
 
なお、皮膜の除去後の炭素残分が少ないと、洗剤の使用量低減等、洗浄工程をより容易に、簡潔に実施する事ができ、短タクト化による製造効率の向上とそれに伴う電力使用低減による環境影響低減や、洗浄水低減などの環境影響低減の効果を得る事が出来る。
また、ガラス表面の有機残渣を除去するためのブラシ洗浄工程を容易にする事が出来、ブラシ洗浄による表面傷等と低減する事が出来る。
(貯蔵性)
得られた2枚の積層体(150mm×150mm)を、ガラス皮膜面同士が密着するように重ねて、その上から同サイズ以上のSUS板3.0kgを乗せて、25℃50%RHの環境下に1週間放置した。その後、2枚の積層体の剥離を行い、ガラス皮膜の破損割合を確認し、以下の基準で評価した。
◎:ガラス皮膜の破損割合が10%以下である
○:ガラス皮膜の破損割合が10%超、30%以下である
△:ガラス皮膜の破損割合が30%超、50%以下である
×:ガラス皮膜の破損割合が50%超である
 
なお、貯蔵性が良いと、より多くのガラスを積層して一時保管する事が出来、ガラス製造における効率を向上させる事ができる。
(異物排除効果)
得られた積層体のガラス皮膜側にシリカ粒子(平均粒子径:3μm)を0.05g乾式スプレーし皮膜に付着させた。次いで、皮膜を剥離し、シリカ粒子の有無を光学顕微鏡で15cm角ガラスの中央部の5cm四方を確認し、以下の基準で評価した。
◎:シリカ粒子が10個以下確認できた
○:シリカ粒子を11個以上20個以下確認できた
△:シリカ粒子を21個以上50個以下確認できた
×:シリカ粒子を51個以上確認できた
 
なお、皮膜の異物排除効果が高いと、ガラス製造時において、ガラスを折割った際や、搬送エラーによるガラス落下・飛散時に生じる微小ガラスカレットから、ガラス表面を保護する事が出来る。ガラス表面に付着したガラスカレットは品質管理上制限されており、基準を上回ってしまうと、不良品として製品にする事が出来ない。
(表面保護性:対擦傷性)
得られた積層体のガラス皮膜側に、シリカ粒子(平均粒子径:3μm)0.05gを乾式スプレーして皮膜に付着させ、更にその上に同じサイズのガラス基板(コーニング社製、EagleXG 150mm×150mm×0.5mm)を積層し、面方向にこすり合わせた。その後、皮膜を剥離して、表面を観察し、以下の基準で評価した。
〇:表面に擦傷傷が無かった
×:表面に擦傷傷があった
 
なお、表面に製造工程上発生した微小ガラスカレットの付着が多いと、搬送時、積層貯蔵時等で、付着カレットが動いてしまい、ガラス表面を傷つけてしまう二次的損傷が発生し、歩留まりに大きく影響する。
(環境適応性)
剥離した皮膜について、土中生分解性を有するか否かを評価した。土中生分解性を有する場合は、環境適合性を有しているといえる。
なお、水洗浄により除去可能な皮膜は、水に完全に溶解することができ、洗剤入りジェルボールの洗剤を包んでいるフィルム等と同様に、通常の下水廃棄が可能であることから、環境適合性を有している。
〇:土中生分解性を有している
×:土中生分解性が無い
 
なお、皮膜に生分解性があれば、世界的に増加している廃棄プラスチックス問題を悪化させることなく、除去された保護被膜を廃棄する事が出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
本発明によれば、製造ライン、運搬ラインにおいて、基材に由来する異物が付着しにくい保護皮膜を形成可能な積層体の製造方法、基材の製造方法及び基材を提供することができる。

Claims (15)

  1. 基材に、2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液をそれぞれ塗布して、複層皮膜を形成する皮膜形成工程を含む、基材及び複層皮膜を有する積層体の製造方法。
  2. 複層皮膜は、接着性、保護性及び剥離性からなる群から選択される少なくとも1種を調整することができる、請求項1に記載の積層体の製造方法。
  3. 2種類以上の異なる組成を有する保護皮膜形成用水溶液の塗布を連続して行う、請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。
  4. 皮膜形成工程において、基材の温度が0℃以上400℃以下である、請求項1~3のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  5. 基材を形成する基材形成工程を含み、基材形成工程と皮膜形成工程を連続して行う、請求項1~4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  6. 第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は可塑剤及び水を含有する、請求項1~5のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  7. 第2又はそれ以降に塗布する複数の保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ポリビニルアルコール樹脂及び水を含有する、請求項1~6のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  8. 第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、ポリビニルアルコール樹脂を含まないか、又は、第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のポリビニルアルコール樹脂含有量よりも少ない、請求項1~7のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  9. 第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量は、第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液の可塑剤含有量よりも多い、請求項1~8のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  10. 第1に塗布する保護皮膜形成用水溶液は、可塑剤含有量が0.1~80重量%、水含有量が20~99.9重量%である、請求項1~9のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  11. 第2又はそれ以降に塗布する保護皮膜形成用水溶液のいずれかは、ポリビニルアルコール樹脂含有量が0.1~50重量%、可塑剤含有量が0.1~50重量%、水含有量が10~99.8重量%である、請求項1~10のいずれかに記載の積層体の製造方法。
  12. 請求項1~11のいずれかに記載の積層体の製造方法、及び、複層皮膜を基材から除去する除去工程を含む、基材の製造方法。
  13. 請求項12に記載の基材の製造方法により得られる基材。
  14. 請求項1~11のいずれかに記載の積層体の製造方法を行うための装置。
  15. 請求項12に記載の基材の製造方法を行うための装置。
     
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