JP5883307B2 - 保護フィルム - Google Patents
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Description
基材の少なくとも一方の面に再剥離性粘着剤層を有する保護フィルムであって、
該基材が、
ポリ乳酸(A)を含有し、
引裂強度(JIS K7128−3 プラスチック−フィルム及びシートの引裂強さ試験方法−第3部:直角形引裂法に準拠)が、少なくとも流れ方向(MD方向)に引裂いたときに100N/mm以上であり、
100℃の雰囲気下で1分間保存した時の下記式(1)
加熱寸法変化率(%)=(L2−L1)/L1×100 (1)
(式中、L1は試験前の標線長さ、L2は試験後の標線長さを示す)で求められる加熱寸法変化率が、流れ方向(MD方向)、幅方向(TD方向)ともに±3%以内であり、且つ
100℃の雰囲気下で、流れ方向(MD方向)に1mm2あたり300gの荷重をかけ、1分間保存した時の下記式(2)
加熱荷重寸法変化率(%)=(L4−L3)/L3×100 (2)
(式中、L3は試験前の標線長さ、L4は試験後の標線長さを示す)で求められる加熱荷重寸法変化率が、流れ方向(MD方向)に±3%以内である、
ポリ乳酸系フィルム又はシートで構成されていることを特徴とする保護フィルムを提供する。
溶融成膜法を用いてポリ乳酸(A)を含有する樹脂組成物を成膜して得られるポリ乳酸系フィルム又はシートを基材とする、保護フィルムの製造方法であって、
樹脂組成物を溶融成膜する溶融成膜工程と、
該溶融成膜工程後に、該樹脂組成物を冷却固化して、フィルム又はシートを得る冷却固化工程と、
該冷却固化工程後に、該フィルム又はシートを加熱し、該フィルム又はシートの結晶化を促進する結晶化促進工程とを有し、
該溶融成膜工程における樹脂温度が、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−15℃から(Tm)+15℃の範囲内であり、
該結晶化促進工程の少なくとも一部において、樹脂組成物の昇温過程での結晶化温度(Tc)+10℃から(Tc)+50℃の温度範囲内で、該フィルム又はシートの結晶化が促進されることを特徴とする、保護フィルムの製造方法を提供する。
該溶融成膜工程後、且つ、該冷却固化工程前に、残留応力緩和工程を有し、
該残留応力緩和工程において、該樹脂組成物を(Tm)−70℃から(Tm)−20℃の温度範囲内に保持してもよい。
本発明の保護フィルムの基材として用いられるポリ乳酸系フィルム又はシートは、ポリ乳酸(A)を含む樹脂フィルム又はシートである。ポリ乳酸の原料モノマーである乳酸は、不斉炭素原子を有するため、光学異性体のL体とD体が存在する。本発明で使用するポリ乳酸(A)は、L体の乳酸を主成分とした重合体である。製造時に不純物として混入するD体の乳酸の含有量が少ないものほど、高結晶性で高融点の重合体となるため、できるだけL体純度の高いものを用いるのが好ましく、L体純度が95%以上のものを用いるのがより好ましい。また、ポリ乳酸(A)は、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。
カラム:TSKgel SuperHZM−H/HZ2000/HZ1000
カラムサイズ:4.6mmI.D.×150mm
溶離液:クロロホルム
流量:0.3ml/min
検出器:RI
カラム温度:40℃
注入量:10μl
加熱寸法変化率(%)=(L2−L1)/L1×100 (1)
(式中、L1は試験前の標線長さ、L2は試験後の標線長さを示す)で求められる。
加熱荷重寸法変化率(%)=(L4−L3)/L3×100 (2)
(式中、L3は試験前の標線長さ、L4は試験後の標線長さを示す)で求められる。
装置:引張試験機(オートグラフAG−20kNG、島津製作所製)
試料サイズ:厚さ0.05mm×幅10mm×長さ100mm(なお、長さ方向に平行な方向がフィルム成膜時の流れ方向(MD)となるように切り出した)
測定条件:
チャック間距離:50mm
引張速度:300mm/min
本発明における保護フィルムの製造方法は、
溶融成膜法を用いてポリ乳酸(A)を含む樹脂組成物を成膜して得られるポリ乳酸系フィルム又はシートを基材とする、保護フィルムの製造方法であって、
樹脂組成物を溶融成膜する溶融成膜工程と、
該溶融成膜工程後に、該樹脂組成物を冷却固化して、フィルム又はシートを得る冷却固化工程と、
該冷却固化工程後に、該フィルム又はシートを加熱し、該フィルム又はシートの結晶化を促進する結晶化促進工程とを有し、
該溶融成膜工程における樹脂温度が、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−15℃から(Tm)+15℃の範囲内であり、
該結晶化促進工程の少なくとも一部において、樹脂組成物の昇温過程での結晶化温度(Tc)+10℃から(Tc)+50℃の温度範囲内で、該フィルム又はシートの結晶化が促進されることを特徴とする。
特に、該樹脂組成物が、改質剤(E)を含有していない場合は、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−15℃から(Tm)+5℃の範囲内であることが好ましく、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−10℃から(Tm)の範囲内であることがより好ましい。
特に、該樹脂組成物が、さらに、改質剤(E)を含有している場合は、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−10℃から(Tm)+5℃の範囲内であることが好ましく、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−5℃から(Tm)の範囲内であることがより好ましい。
かかる温度範囲に設定することにより、成膜中の配向結晶化を抑制できるという効果を奏する。
特に、該樹脂組成物が、改質剤(E)を含有していない場合は、残留応力緩和温度は、(Tm)−60℃から(Tm)−23℃の温度範囲内であることが好ましく、(Tm)−50℃から(Tm)−30℃の温度範囲内であることがより好ましい。
特に、該樹脂組成物が、さらに、改質剤(E)を含有している場合は、残留応力緩和温度は、(Tm)−60℃から(Tm)−20℃の温度範囲内であることが好ましく、(Tm)−60℃から(Tm)−23℃の温度範囲内であることがより好ましく、(Tm)−50℃から(Tm)−25℃の温度範囲内であることがさらに好ましく、(Tm)−50℃から(Tm)−30℃の温度範囲内であることが特に好ましい。改質剤(E)の種類等によって、好ましい温度範囲に違いがある場合もある。
かかる温度範囲に設定することにより、残留応力緩和の効果が一層高まり、得られたフィルム又はシートの使用時に極端な熱収縮を引き起こす危険性が一層低減されるため、得られた結晶化フィルムまたはシートは、ポリ乳酸の融点付近まで形状保持が可能であり、これまで使用できなかった耐熱性が必要な用途でも十分に使用可能となる。該残留応力緩和工程において、該樹脂組成物を一定温度に保持する具体的な方法は特に制限されないが、例えば、フィルムサンプルを一定温度に保持したテイクオフロールに接触させる方法等が挙げられる。
図1に、かかる製造方法に用いられるカレンダー成膜機の1例の模式図を示す。以下に、図1を詳細に説明する。
図2に、かかる製造方法に用いられるポリッシング成膜機の1例の模式図を示す。以下に、図2を詳細に説明する。
本発明の保護フィルムは、前記基材の少なくとも一方の面に再剥離性粘着剤層を有する。
A1:商品名「テラマックTP−4000」(ユニチカ社製)
<酸性官能基変性オレフィン系ポリマー(B)>
B1:無水マレイン酸基含有変性ポリプロピレン
(重量平均分子量32000、酸価52mgKOH/g、
商品名「ユーメックス1010」、三洋化成工業社製)
<フッ素系ポリマー(C)>
C1:アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン
(商品名「メタブレンA−3000」、三菱レイヨン社製)
<結晶化促進剤(D)>
D1:フェニルホスホン酸亜鉛
(商品名「エコプロモート」、日産化学工業社製)
<改質剤(E)>
E(a):ポリグリセリン脂肪酸エステル
(数平均分子量Mn1300、
商品名「チラバゾールVR−17」、太陽化学社製)
E(b):コアシェル構造重合体
(アクリルゴム/ポリメチルメタクリレート−スチレン コアシェル構造重合体、
商品名「パラロイドEXL2315」、ダウ・ケミカル社製)
E(c):軟質脂肪族系ポリエステル
(ポリブチレンアジペートテレフタレート、
商品名「エコフレックス」、BASF・ジャパン社製)
下記表1に示す配合割合で樹脂組成物を調製し、バンバリーミキサーにて溶融混練を行った後、逆L型4本カレンダーにて、厚さ50μmになるようにカレンダー成膜を行った(溶融成膜工程)。次に、図1のように溶融成膜工程の直後に、任意の温度に加熱可能なロール(テイクオフロール)を3本配し、溶融成膜された樹脂組成物が上下交互に通過できるようにし、その後に冷却ロールを通過することで樹脂組成物を固化し、フィルムを作製した。その後、下記表1に示すように、冷却固化した成膜フィルムを任意の温度に制御した加熱ロールにて加熱し、結晶化を促進した(結晶化促進工程)。
結晶化促進工程を行わなかった以外は、実施例と同様に、下記表2に示す配合割合で樹脂組成物を調製し、下記表2に示す成膜条件でカレンダー成膜を行った。
DSC(示差走査熱分析装置)にて測定した、成膜後の樹脂組成物の再昇温過程での融解に伴う吸熱ピークのトップ時の温度を融解温度(Tm;結晶融解ピーク温度ともいう)とした。
DSCにて測定した、成膜後の樹脂組成物の室温からの昇温過程での結晶化に伴う発熱ピークのピークトップ時の温度を結晶化温度(Tc;昇温時結晶化温度、結晶化ピーク温度ともいう)とした。
上述のように、実施例、比較例共に第4ロールの表面温度を測定して「溶融成膜工程の樹脂温度」(溶融成膜工程における樹脂温度)とした。
本実施形態では、フィルムサンプルをテイクオフロールに接触させることにより残留応力の緩和を行った。その際に図1の3本のテイクオフロールの表面温度(テイクオフロール温度)を略同一とし、その温度を応力緩和温度(℃)とした。また該温度範囲内であれば、3本のテイクオフロール温度が互いに異なった温度であっても良い。
本実施形態では、成膜フィルムを任意の温度に制御した加熱ロールにて加熱し、結晶化を促進した。この加熱ロール温度を結晶化促進温度とした。
(1)ロールへのプレートアウト:ロール表面の汚れを目視により評価し、ロール表面の汚れがない状態を「○」(なし)、ロール表面の汚れがある状態を「×」(あり)と判定した。
(2)剥離性:図1の第4ロール4からの溶融成膜された樹脂組成物の剥離性により評価し、テイクオフロール5で引き取り可能である状態を「○」(良好)、テイクオフロール5で引き取り不可である状態を「×」(不良)と判定した。
(3)フィルム面状態:得られたフィルム面を目視で観察し、フィルム表面に粗さがなく平滑である状態を「○」(良好)、バンクマーク(樹脂の流れムラによる凹凸)やサメ肌、ピンホールがある状態を「×」(不良)と判定した。
JIS K7128−3 プラスチック−フィルム及びシートの引裂強さ試験方法−第3部:直角形引裂法に準じ測定した。使用した測定装置及び測定条件は、以下の通りである。
装置:引張試験機(オートグラフAG−20kNG、島津製作所製)
試料サイズ:JIS規格に基づいた試験片形状
条件:引張速度200mm/min
なお、評価に用いたサンプルは、引き裂かれる方向がフィルム成膜時の流れ方向(以下、MD方向という。)となるように切り出した。
引裂強度算出方法:以下の式(3)を用い算出した。
T=(F/d) (3)
T:引裂強度(N/mm)
F:最大引張荷重(N)
d:試験片の厚さ(mm)
DSCにて測定した、成膜後のフィルムサンプルの昇温過程での結晶化に伴う発熱ピークの熱量ΔHc(J/g)と、その後、200℃まで昇温し、0℃まで冷却した後、再度、昇温した時の融解に伴う熱量ΔHm(J/g)から、以下の式(5)を用いて、成膜後の結晶化熱量(成膜時結晶化部の融解吸熱量)であるΔHc′を算出した。
ΔHc′=ΔHm−ΔHc (5)
装置:エスアイアイ・ナノテクノロジー社製 DSC6220
測定条件は、以下の通りである。
測定温度域:20℃→200℃→0℃→200℃(すなわち、まず20℃から200℃への昇温過程での測定に続けて、200℃から0℃への降温過程での測定を行い、最後に0℃から200℃への再昇温過程での測定を行った)
昇温/降温速度:2℃/min
測定雰囲気:窒素雰囲気下(200ml/min)
なお、再昇温過程で、結晶化に伴う発熱ピークが無かったことから、2℃/minの降温速度で結晶化可能領域が100%結晶化するものと判断し、成膜後の結晶化熱量の算出式の妥当性を確認した。
フィルムを100mm×100mm切り出し、フィルム成膜時の流れ方向(以下、MD方向という。)と幅方向(以下、TD方向という。)のそれぞれに50mmの標線を書き込み、それを120℃に加熱したオーブンに1分間投入し、取り出した後の寸法変化を確認した。
加熱寸法変化率算出方法;試験前の標線長さL1と試験後の標線長さL2を測定し、以下の式(1)を用い算出した。
加熱寸法変化率(%)=(L2−L1)/L1×100 (1)
(合否判定) MD方向、TD方向ともそれぞれ±3%以内を合格とする。
フィルムを100mm(MD方向)×20mm(TD方向)に切り出し、MD方向に50mmの評線を書き込み、MD方向に1mm2あたり300gの荷重をかけ、100℃に加熱したオーブンに1分間投入し、取り出した後のMDの寸法変化を確認した。
加熱荷重寸法変化率の算出方法;試験前の評線長さL3と試験後の評線長さL4を測定し、以下の式(2)を用い算出した。
加熱寸法変化率(%)=(L4−L3)/L3×100 (2)
(合否判定) ±3%以内を合格とする。
なお、本評価は、実際の粘着剤塗工時の乾燥工程を考慮した代用評価であり、フィルムにある程度の張力を加えてロール状に巻き取ることを想定した。
2 第2ロール
3 第3ロール
4 第4ロール
5 テイクオフロール
6 冷却ロール
7 冷却ロール
8 樹脂組成物
9 バンク(樹脂だまり)
10 押出機先端部
Claims (22)
- 基材の少なくとも一方の面に再剥離性粘着剤層を有する保護フィルムであって、
該基材が、
ポリ乳酸(A)を含有し、
引裂強度(JIS K7128−3 プラスチック−フィルム及びシートの引裂強さ試験方法−第3部:直角形引裂法に準拠)が、少なくとも流れ方向(MD方向)に引裂いたときに100N/mm以上であり、
100℃の雰囲気下で1分間保存した時の下記式(1)
加熱寸法変化率(%)=(L2−L1)/L1×100 (1)
(式中、L1は試験前の標線長さ、L2は試験後の標線長さを示す)で求められる加熱寸法変化率が、流れ方向(MD方向)、幅方向(TD方向)ともに±3%以内であり、且つ
100℃の雰囲気下で、流れ方向(MD方向)に1mm2あたり300gの荷重をかけ、1分間保存した時の下記式(2)
加熱荷重寸法変化率(%)=(L4−L3)/L3×100 (2)
(式中、L3は試験前の標線長さ、L4は試験後の標線長さを示す)で求められる加熱荷重寸法変化率が、流れ方向(MD方向)に±3%以内である、
ポリ乳酸系フィルム又はシートで構成されていることを特徴とする保護フィルム。 - 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、さらに、改質剤(E)を含有している請求項1記載の保護フィルム。
- 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、該ポリ乳酸(A)に対して、該改質剤(E)として(a)ポリグリセリン脂肪酸エステル及び/又はポリグリセリン縮合ヒドロキシ脂肪酸エステルを、ポリ乳酸(A)と(a)ポリグリセリン脂肪酸エステル及び/又はポリグリセリン縮合ヒドロキシ脂肪酸エステルとの重量比率が99:1〜80:20(前者:後者((a)の総量))となるように含有している請求項2記載の保護フィルム。
- 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、該ポリ乳酸(A)に対して、該改質剤(E)として(b)粒子状のゴムの外部にグラフト層を持つコアシェル構造重合体を、ポリ乳酸(A)と(b)粒子状のゴムの外部にグラフト層を持つコアシェル構造重合体との重量比率が99:1〜80:20(前者:後者)となるように含有している請求項2又は3記載の保護フィルム。
- 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、該ポリ乳酸(A)に対して、該改質剤(E)として(c)軟質脂肪族系ポリエステルを、ポリ乳酸(A)と(c)軟質脂肪族系ポリエステルとの重量比率が95:5〜60:40(前者:後者)となるように含有している請求項2〜4の何れか1項に記載の保護フィルム。
- 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、さらに、ポリ乳酸(A)(但し、改質剤(E)が含まれる場合は、ポリ乳酸(A)及び改質剤(E)からなる組成物)100重量部に対し、酸価が10〜70mgKOH/g、重量平均分子量が10000〜80000である、酸性官能基変性オレフィン系ポリマー(B)を0.1〜10重量部含む請求項1〜5の何れか1項に記載の保護フィルム。
- 該酸性官能基変性オレフィン系ポリマー(B)の酸性官能基が、酸無水物基である、請求項6記載の保護フィルム。
- 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、さらに、ポリ乳酸(A)(但し、改質剤(E)が含まれる場合は、ポリ乳酸(A)及び改質剤(E)からなる組成物)100重量部に対し、フッ素系ポリマー(C)を0.5〜15重量部含む請求項1〜7の何れか1項に記載の保護フィルム。
- 該フッ素系ポリマー(C)がテトラフルオロエチレン系ポリマーである請求項8記載の保護フィルム。
- 該基材を構成するポリ乳酸系フィルム又はシートが、さらに、ポリ乳酸(A)(但し、改質剤(E)が含まれる場合は、ポリ乳酸(A)及び改質剤(E)からなる組成物)100重量部に対し、結晶化促進剤(D)を0.1〜15重量部含む請求項1〜9の何れか1項に記載の保護フィルム。
- 溶融成膜法を用いてポリ乳酸(A)を含有する樹脂組成物を成膜して得られるポリ乳酸系フィルム又はシートを基材とする、保護フィルムの製造方法であって、
樹脂組成物を溶融成膜する溶融成膜工程と、
該溶融成膜工程後に、該樹脂組成物を冷却固化して、フィルム又はシートを得る冷却固化工程と、
該冷却固化工程後に、該フィルム又はシートを加熱し、該フィルム又はシートの結晶化を促進する結晶化促進工程とを有し、
該溶融成膜工程における樹脂温度が、該樹脂組成物の昇温過程での融解温度(Tm)−15℃から(Tm)+15℃の範囲内であり、
該結晶化促進工程の少なくとも一部において、樹脂組成物の昇温過程での結晶化温度(Tc)+10℃から(Tc)+50℃の温度範囲内で、該フィルム又はシートの結晶化が促進されることを特徴とする、保護フィルムの製造方法。 - 該溶融成膜工程後、且つ、該冷却固化工程前に、残留応力緩和工程を有し、
該残留応力緩和工程において、該樹脂組成物を(Tm)−70℃から(Tm)−20℃の温度範囲内に保持する請求項11記載の保護フィルムの製造方法。 - 該樹脂組成物が、さらに、改質剤(E)を含有している請求項11又は12記載の保護フィルムの製造方法。
- 該樹脂組成物が、該ポリ乳酸(A)に対して、該改質剤(E)として(a)ポリグリセリン脂肪酸エステル及び/又はポリグリセリン縮合ヒドロキシ脂肪酸エステルを、ポリ乳酸(A)と(a)ポリグリセリン脂肪酸エステル及び/又はポリグリセリン縮合ヒドロキシ脂肪酸エステルとの重量比率が99:1〜80:20(前者:後者((a)の総量))となるように含有している請求項13記載の保護フィルムの製造方法。
- 該樹脂組成物が、該ポリ乳酸(A)に対して、該改質剤(E)として(b)粒子状のゴムの外部にグラフト層を持つコアシェル構造重合体を、ポリ乳酸(A)と(b)粒子状のゴムの外部にグラフト層を持つコアシェル構造重合体との重量比率が99:1〜80:20(前者:後者)となるように含有している請求項13又は14記載の保護フィルムの製造方法。
- 該樹脂組成物が、該ポリ乳酸(A)に対して、該改質剤(E)として(c)軟質脂肪族系ポリエステルを、ポリ乳酸(A)と(c)軟質脂肪族系ポリエステルとの重量比率が95:5〜60:40(前者:後者)となるように含有している請求項13〜15の何れか1項に記載の保護フィルムの製造方法。
- 該樹脂組成物が、さらに、ポリ乳酸(A)(但し、改質剤(E)が含まれる場合は、ポリ乳酸(A)及び改質剤(E)からなる組成物)100重量部に対し、酸価が10〜70mgKOH/g、重量平均分子量が10000〜80000である、酸性官能基変性オレフィン系ポリマー(B)を0.1〜10重量部含む請求項11〜16の何れか1項に記載の保護フィルムの製造方法。
- 該酸性官能基変性オレフィン系ポリマー(B)の酸性官能基が、酸無水物基である、請求項19記載の保護フィルムの製造方法。
- 該樹脂組成物が、さらに、ポリ乳酸(A)(但し、改質剤(E)が含まれる場合は、ポリ乳酸(A)及び改質剤(E)からなる組成物)100重量部に対し、フッ素系ポリマー(C)を0.5〜15重量部含む請求項11〜18の何れか1項に記載の保護フィルムの製造方法。
- 該フッ素系ポリマー(C)が、テトラフルオロエチレン系ポリマーである請求項19記載の保護フィルムの製造方法。
- 該樹脂組成物が、さらに、ポリ乳酸(A)(但し、改質剤(E)が含まれる場合は、ポリ乳酸(A)及び改質剤(E)からなる組成物)100重量部に対し、結晶化促進剤(D)を0.1〜15重量部含む請求項11〜20の何れか1項に記載の保護フィルムの製造方法。
- 溶融成膜法がカレンダー法である請求項11〜21の何れか1項に記載の保護フィルムの製造方法。
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