JP5135970B2

JP5135970B2 - 表面保護フィルムの製造方法および表面保護フィルム

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Publication number: JP5135970B2
Application number: JP2007248725A
Authority: JP
Inventors: 誠森川
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-09-26
Also published as: JP2008105411A

Description

本発明は、表面保護フィルムの製造方法、および、該表面保護フィルムに関するものである。

携帯電話や液晶テレビなどの液晶ディスプレイ、ＣＤやＤＶＤに用いられる光学フィルム製品、工業用や建築用などに用いられるアルミニウムやステンレスなどの金属板、アクリルやエンジニアリングプラスチックなどの合成樹脂板、木質化粧板などの物品には、物品の加工や貯蔵、輸送時において、物との接触や摩擦により物品に傷が付くことを防止したり、埃の付着などにより物品の表面が汚れることを防止したりするために、該物品に表面保護フィルムを貼り付けることが行われている。該表面保護フィルムとしては、基材層と粘着層とを有する多層フィルムなどが用いられており、該多層フィルムの製造方法としては、例えば、基材層樹脂として低密度ポリエチレンを押出機（設定温度２００℃）で溶融し、粘着層樹脂として直鎖状低密度ポリエチレンを押出機（設定温度２４０℃）で溶融し、Ｔダイ（設定温度２１０℃）から共押し出しする方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平５−２２９０８２号公報

しかしながら、上記の製造方法で製造された表面保護フィルムは、フィッシュアイ数に関し、十分満足のいくものではなかった。
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、フィッシュアイの数が少ない表面保護フィルムの製造方法、および、該表面保護フィルムを提供することにある。

すなわち、本発明の第一は、ポリオレフィン系樹脂を溶融押し出しして溶融フィルムをなし、次いで、該溶融フィルムを基材に押出コーティングして多層フィルムとし、該多層フィルムの溶融ポリオレフィン系樹脂フィルム層側の表面を金属ロールで、該基材層側の表面を押付ロールで押し付け、溶融ポリオレフィン系樹脂フィルム層と基材層とを圧着する表面保護フィルムの製造方法であって、金属ロールと押付ロールとで多層フィルムを押し付ける押付ロール線圧を１６〜３５ｋＮ／ｍとすることを特徴とする表面保護フィルムの製造方法。

本発明の第二は上記製造方法により製造される表面保護フィルムにかかるものである。

本発明により、フィッシュアイの数が少ない表面保護フィルムの製造方法、および、該表面保護フィルムを提供することができる。また、本発明により、提供される該表面保護フィルムは、被着体に対する粘着特性にも優れている。

本発明で用いられる基材としては、樹脂、紙、金属などが用いられる。該樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、セロハン、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリブテン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、アセチルセルロースなどがあげられ、好ましくは、ポリエステル系樹脂である。

本発明で基材として用いるポリエステル系樹脂としては、ジカルボン酸に基づく単量体単位と、グリコールに基づく単量体単位とを有する重合体があげられる。該ジカルボン酸としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸をあげることができ、該グリコールとしては、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどをあげることができる。これらは、一種又は二種以上を用いることができる。また、ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸およびグリコール以外の単量体に基づく単量体単位を有していてもよく、該単量体としては、ｐ−オキシ安息香酸などをあげることができる。

ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン２，６−ナフタレンジカルボシレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などをあげることができる。

本発明で用いられる基材は、フィルムなどの形状で用いられ、単層であっても、多層であってもよい。該基材の肉厚は押出コーティング加工が可能であればよく、好ましくは５〜３００μｍ、より好ましくは８〜２５０μｍ、さらに好ましくは１２〜２００μｍである。

本発明で溶融押し出しするポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセンなどの炭素原子数２〜１８のオレフィンに基づく１種または２種以上単量体単位を７０重量％以上含有する重合体であり、エチレンに基づく単量体単位を５０重量％以上含有する重合体であるポリエチレン系樹脂、プロピレンに基づく単量体単位を５０重量％以上含有する重合体であるポリプロピレン系樹脂などがあげられる。

本発明で溶融押し出しするポリオレフィン系樹脂は、エチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びエチレン−メタクリル酸エステル共重合体の中から選ばれる少なくとも一種のポリエチレン系樹脂が好ましい。

前記エチレン−α−オレフィン共重合体とは、エチレンに基づく単量体単位および炭素原子数３〜１８のα−オレフィンに基づく単量体単位を含む共重合体である。また該エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンに基づく単量体単位および炭素原子数３〜１８のα−オレフィンに基づく単量体単位に加え、本発明の効果を損なわない範囲において、他の単量体に基づく単量体単位を有していてもよい。炭素原子数３〜１８のα−オレフィン単量体としては、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどがあげられる。他の単量体としては、例えば、共役ジエン（例えばブタジエンやイソプレン）、非共役ジエン（例えば１，４−ペンタジエン）、アクリル酸、アクリル酸エステル（例えばアクリル酸メチルやアクリル酸エチル）、メタクリル酸、メタクリル酸エステル（例えばメタクリル酸メチルやメタクリル酸エチル）、酢酸ビニル等があげられる。

本発明で溶融押し出しするエチレン−酢酸ビニル共重合体は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が７０〜９８重量％、酢酸ビニルに基づく単量体単位の含有量（酢ビ含量）が３０〜２重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体であり、好ましくはエチレンに基づく単量体単位の含有量が８０〜９５重量％、酢酸ビニルに基づく単量体単位の含有量が２０〜５重量％である。なお、該酢ビ含量はＪＩＳＫ６９２４に規定された方法で測定される。

本発明で溶融押し出しするエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が７０〜９８重量％、（メタ）アクリル酸エステルに基づく単量体単位の含有量が３０〜２重量％のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体であり、好ましくはエチレンに基づく単量体単位の含有量が７２〜９５重量％、（メタ）アクリル酸エステルに基づく単量体単位の含有量が２８〜５重量％である。なお、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体における（メタ）アクリル酸エステルに基づく単量体単位の含有量は、次に示す方法で測定される。
すなわち、赤外線吸収スペクトル分析法を用い、（メタ）アクリル酸エステル由来の吸収スペクトルを示す波数での入射光強度（Ｉ₀）と透過光強度（Ｉ）より、厚み［ｔ（ｃｍ）］のサンプルの（メタ）アクリル酸エステルに基づく単量体単位の含有量（重量％）は式１を用いて算出する。
含有量＝ａ×ｌｏｇ（Ｉ₀／Ｉ）／ｔ−ｂ（式１）
例えば、メタクリル酸メチルに基づく単量体単位の含有量を求める場合、装置として日本分光（株）製ＦＴ／ＩＲ−７３００を用い、厚さ０．３ｍｍのシートを測定するとき、式１のａは４．１であり、式１のｂは５．３である。また、メタクリル酸メチル由来の吸収スペクトルを示す波数は３４４８ｃｍ^-1である。さらに、Ｉ₀を求めるときのベースラインは３５１０〜３３１０ｃｍ^-1とする。

エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体としては、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸イソプロピル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル共重合体等が挙げられる。

本発明で溶融押し出しするポリエチレン系樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）としては、好ましくは０．０１〜３００ｇ／１０分、より好ましくは０．１〜１００、さらに好ましくは１〜３０である。なお、該ＭＦＲは、ＪＩＳＫ７２１０−１９９５に規定された方法において、温度１９０℃および荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。

本発明で溶融押し出しするポリエチレン系樹脂の密度としては、フィルムのハンドリング性、被着体からの剥離性を高める観点から、好ましくは、８８０ｋｇ／ｍ³以上であり、より好ましくは、９００ｋｇ／ｍ³以上である。また、該密度は、フィルム製造の際のフィルムとロールとの摩擦による粘着層樹脂の白粉発生を低減する観点から、好ましくは、９６０ｋｇ／ｍ³以下であり、より好ましくは、９４０ｋｇ／ｍ³以下である。なお、該密度は、ＪＩＳＫ６７６０−１９９５に記載のアニーリングを行った後、ＪＩＳＫ７１１２−１９８０のうち、Ａ法に規定された方法に従って測定される。

本発明で溶融押し出しするポリエチレン系樹脂としては、公知の重合方法により製造される。例えば、チーグラー・ナッタ系触媒、メタロセン系錯体や非メタロセン系錯体などの錯体系触媒を用いた、スラリー重合法、溶液重合法、塊状重合法、気相重合法や、ラジカル発生剤の存在下に、重合圧力５０〜４００ＭＰａ、重合温度１００〜３００℃において適当な重合溶媒や連鎖移動剤の存在下または不存在下に重合させる高圧ラジカル重合法等があげられる。

本発明で溶融押し出しするポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−１−ヘキセン共重合体などがあげられ、これらは、１種または２種以上組み合わせて用いられる。該ポリプロピレン系樹脂は、ＪＩＳＫ７２１０−１９９５に規定された方法に従い、荷重２１．１８Ｎ、温度２３０℃の条件で測定されるＭＦＲが１〜３００ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあることが好ましい。また、これらポリプロピレン系樹脂は、公知の方法、例えばイオン重合法により製造される。

本発明で溶融押し出しするポリオレフィン系樹脂としては、必要に応じ、本発明の効果を損なわない範囲において、酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、抗ブロッキング剤等の添加剤を添加してもよい。

本発明の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂を溶融押し出しして溶融フィルムをなし、次いで、該溶融フィルムを基材に押出コーティングして多層フィルムとし、該多層フィルムの溶融ポリオレフィン系樹脂フィルム層側の表面を金属ロールで、該基材層側の表面を押付ロールで押し付け、溶融ポリオレフィン系樹脂フィルム層と基材層とを圧着するものである。

本発明において、ポリエチレン系樹脂を押出し溶融樹脂に用いる場合、ダイ直下の溶融押出樹脂温度は、加工性の観点、フィッシュアイの数を減少させる観点から２００℃以上であることが好ましい。ポリエチレン系樹脂がエチレン単独重合体またはエチレン−α−オレフィン共重合体である場合、ダイ直下の溶融押出樹脂温度は３００℃以上であることがより好ましい。また、ポリエチレン系樹脂を押出し溶融樹脂に用いる場合、ダイ直下の溶融押出樹脂温度は、樹脂の劣化を抑制する観点、発煙成分による冷却ロール汚染を低減する観点から好ましくは３５０℃以下であり、より好ましくは３４０℃以下である。ポリエチレン系樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体またはエチレン−メタクリル酸エステル共重合体である場合、ダイ直下の溶融押出樹脂温度は３００℃以下であることがより好ましい。

本発明において、溶融押出フィルムと基材との間の接着強度を高める方法としては、基材の溶融押出フィルムと圧着される面に表面酸化処理が施されている基材を使用する方法、基材の溶融押出フィルムと圧着される面にアンカーコート処理を行う方法などがあげられる。アンカーコート処理を行うと、アンカーコート剤中に溶剤が含まれるため、よりクリーンな表面保護フィルムが要求される分野に対しては、表面酸化処理を行うことが好ましい。表面酸化処理としては、コロナ放電処理の他、プラズマ処理、フレームプラズマ処理、電子線照射処理、紫外線照射処理などがあげられ、好ましくはコロナ放電処理である。コロナ放電処理を行う時機としては、押出コーティングを行う工程の事前にオフラインで施してもよく、基材を巻出し後の基材と溶融押出フィルムとを圧着する直前にインラインで行ってもよい。好ましくは圧着する直前にインラインで行う。

表面保護フィルムの被着体に対する粘着強度は、被着体の種類・用途、貼合条件等によりさまざまなレベルが要求される。本発明で製造される表面保護フィルムについては、使用する溶融押出フィルムの種類や加工条件によって適宜調整できる。

本発明の製造方法における溶融ポリオレフィン系樹脂フィルム層と基材層とを圧着する際の押付ロール線圧は、１６〜３５ｋＮ／ｍであり、フィッシュアイの数を減少させる観点から、好ましくは２０ｋＮ／ｍ以上であり、均一に圧着する観点から、好ましくは３２ｋＮ／ｍ以下である。

圧着工程の金属ロールの算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．０１〜１０μｍであり、好ましくは０．１〜１μｍである。該Ｒａの値が大きいと被着体に対して粘着性が発現しなかったり、透明性が劣ったりすることがある。また、該Ｒａの値が小さいと製膜時に冷却ロールからの離ロール性が悪化することがある。なお、該ＲａはＪＩＳＢ０６０１−１９９４に規定される方法で測定される。

圧着工程の押付ロールは、ゴムロールが好ましい。ゴムロールの硬度は溶融押出フィルムと基材の間で圧着を高める観点から、好ましくは６０〜９５である。なお、該硬度はＪＩＳＫ６２５３に規定される方法で測定される。

基材と溶融押出フィルムとの間の接着強度は、被着体より表面保護フィルムを剥がす際に基材と溶融押出フィルムとが剥がれることがあるので、被着体に貼合後の溶融押出フィルムと被着体との間の粘着強度よりも大きいことが好ましい。

本発明の表面保護フィルムは、携帯電話や液晶テレビなどの液晶ディスプレイ、ＣＤやＤＶＤに用いられる光学フィルム製品、アルミニウムやステンレスなどの金属板、アクリルやエンジニアリングプラスチックなどの合成樹脂板、木質化粧板などの表面保護に好適に用いられる。表面保護フィルムの肉厚は、好ましくは７〜６００μｍ、より好ましくは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは１５〜３００μｍである。

以下、実施例により本発明を説明する。
実施例での物性は、次の方法に従って測定した。

（１）密度（単位：ｋｇ／ｍ³）
ＪＩＳＫ７１１２−１９８０のうち、Ａ法に規定された方法に従って測定した。なお、試料には、ＪＩＳＫ６７６０−１９９５に記載のアニーリングを行った。

（２）酢酸ビニル含量（単位：％）
ＪＩＳＫ６９２４に従って測定した。

（３）メルトフローレート（ＭＦＲ、単位：ｇ／１０ｍｉｎ）
ＪＩＳＫ７２１０−１９９５に規定された方法に従い、荷重２１．１８Ｎ、温度１９０℃の条件で、Ａ法により測定した。

（４）接着強度（単位：Ｎ／１５ｍｍ幅）
表面保護フィルムから、幅１５ｍｍの試験片を切り出した。東洋精機製作所（株）製オートストレイン型引張試験機を使用して、２００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で、試験片のポリオレフィン系樹脂層と基材層とを１８０度剥離し、ポリオレフィン系樹脂層と基材層の接着強度を測定した。

（５）粘着強度（単位：Ｎ／１００ｍｍ幅）
１０ｃｍ×２５ｃｍの光学フィルム（（株）オプテス製ゼオノアフィルムＺＦ−１４、厚み１００μｍ）を被着体とし、該被着体に、１０ｃｍ×２５ｃｍの表面保護フィルムを、表面保護フィルムのポリオレフィン系樹脂層が被着体側となるように重ね合わせて積層体とし、該積層体を、ロール温度４０℃、圧力０．４９ＭＰａ、速度０．５ｍ／ｍｉｎの条件で、２本ロール（表面保護フィルム側がゴムロール、被着体側が金属ロール）に通すことにより、表面保護フィルムと被着体とを圧着、貼合した。
次に、東洋精機製作所（株）製オートストレイン型引張試験機を使用して、３００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で、貼合品の被着体と表面保護フィルムとを１８０度剥離し、粘着強度を測定した。

（６）算術平均粗さ（Ｒａ）（単位：μｍ）
金属ロールの算術平均粗さをＪＩＳＢ０６０１−１９９４に規定された方法に従って測定した。

（７）フィッシュアイ（単位：個／ｍ²）
表面保護フィルムから、Ａ４大の試験片を６枚切り出した。直径０．３ｍｍ以上のフィッシュアイを目視によって検出し、１ｍ²あたりのフィッシュアイ数を計算した。

（８）透明性（ＨＡＺＥ）（単位：％）
ＡＳＴＭＤ１００３に規定された方法に従った。この値が小さいほど透明性が高いことを示す。

実施例１
溶融押出フィルムとして高圧法低密度ポリエチレン樹脂［住友化学（株）製スミカセンＬ７０５（ＭＦＲ＝７ｇ／１０ｍｉｎ、密度＝９１９ｋｇ／ｍ³）］をφ６５ｍｍの押出機により溶融混練してＴダイから押し出し、押し出し直後の溶融ポリエチレン樹脂フィルムを基材［二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製東洋紡エステルフィルムＥ５１００）厚み＝５０μｍ］に押出コーティングし、算術平均粗さ０．１μｍの金属冷却ロールとシリコンゴム（硬度：８０）製押付ロールにより、溶融ポリエチレン樹脂フィルムと基材とを押付ロール線圧１９．６ｋＮ／ｍで圧着することにより表面保護フィルムを得た。なお、基材を巻出し後、溶融樹脂フィルムと圧着する直前に溶融樹脂フィルムと圧着される面を出力４ｋＷでコロナ放電処理を行った。
押出コーティング加工において、ダイ直下の溶融樹脂温度は３１０℃、エアーギャップは１６０ｍｍ、フィルム幅は５００ｍｍ、コーティング厚みは２５μｍ、引取速度は８０ｍ／ｍｉｎとした。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表１に示す。

実施例２
算術平均粗さが１．０μｍの金属冷却ロールを用いる以外は実施例１と同様の方法で表面保護フィルムを得た。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表１に示す。

実施例３
溶融押出フィルムとしてエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂［住友化学（株）製スミカセンＨｉα ＦＷ４０１−０（ＭＦＲ＝４．８ｇ／１０ｍｉｎ、密度＝９２３ｋｇ／ｍ³）］を用い、ダイ直下の溶融樹脂温度を３２４℃とした以外は、実施例１と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表１に示す

実施例４
算術表面粗さが１．０μｍの金属冷却ロールを用いる以外は実施例３と同様の方法で表面保護フィルムを得た。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表１に示す。

実施例５
溶融押出フィルムとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂［住友化学（株）製エバテートＤ３０２１（ＭＦＲ＝７ｇ／１０ｍｉｎ、酢ビ含量＝６％）］を用い、ダイ直下の溶融樹脂温度を２４０℃とし、基材の厚みを１６μｍにした以外は、実施例２と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表２に示す。

実施例６
溶融押出フィルムとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂［住友化学（株）製エバテートＤ３０１０（ＭＦＲ＝６ｇ／１０ｍｉｎ、酢ビ含量＝１０％）］を用いた以外は、実施例５と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表２に示す。

実施例７
溶融押出フィルムとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂［住友化学（株）製エバテートＨ３０１１（ＭＦＲ＝６ｇ／１０ｍｉｎ、酢ビ含量＝１５％）］を用いた以外は、実施例５と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表２に示す。

実施例８
ダイ直下の溶融樹脂温度を２６０℃とした以外は、実施例６と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表２に示す。

実施例９
ロール線圧を１６．５ｋＮ／ｍ、ダイ直下の溶融樹脂温度を３１６℃、基材の厚みを１６μｍにした以外は、実施例４と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表３に示す。

実施例１０
ロール線圧を２０．７ｋＮ／ｍにした以外は、実施例９と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表３に示す。

実施例１１
ロール線圧を２４．８ｋＮ／ｍにした以外は、実施例９と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表３に示す。

実施例１２
ロール線圧を３１．０ｋＮ／ｍにした以外は、実施例９と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表３に示す。

比較例１
ロール線圧を１２．０ｋＮ／ｍにした以外は、実施例９と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表４に示す。

比較例２
ロール線圧を１４．５ｋＮ／ｍにした以外は、実施例９と同様に行った。得られた表面保護フィルムの物性評価結果を表４に示す。

Claims

ポリエチレン系樹脂を溶融押し出しして溶融フィルムをなし、次いで、該溶融フィルムを基材に押出コーティングして多層フィルムとし、該多層フィルムの溶融ポリエチレン系樹脂フィルム層側の表面を金属ロールで、該基材層側の表面を押付ロールで押し付け、溶融ポリエチレン系樹脂フィルム層と基材層とを圧着する表面保護フィルムの製造方法であって、金属ロールと押付ロールとで多層フィルムを押し付ける押付ロール線圧を１６〜３５ｋＮ／ｍとし、ダイ直下の溶融ポリエチレン系樹脂温度を２００℃以上、３４０℃以下とすることを特徴とする表面保護フィルムの製造方法。
基材がポリエステル系樹脂である請求項１に記載の表面保護フィルムの製造方法。
請求項１または２に記載の製造方法により製造される表面保護フィルム。