JP7016059B2

JP7016059B2 - 表面保護フィルム

Info

Publication number: JP7016059B2
Application number: JP2018143178A
Authority: JP
Inventors: 竜幸田崎; 則英井上
Original assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Current assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-02-21
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020019172A

Description

本発明は、主に光学製品の部材に使用される表面保護フィルムに関する。

表面保護フィルムは、光学フィルムまたはシート等の光学製品等を保護するために用いられる。かかる光学製品に用いられる表面保護フィルムは、被着体を汚染しないことに加え、光学フィルム等の被着体に貼り合わせた際、表面保護フィルム中のフィッシュアイ等表面保護フィルム由来の凸部欠点や環境由来の外来異物等の凸部が、貼り合わせた応力やロール状に巻き取り保管した際の巻締まりなどの応力により被着体に転写し凹みや変形などの打痕または転写欠点が生じる問題があり、これらの打痕または転写欠点を生じさせないことが厳しく要求される。

また、表面保護フィルムはロール状に成形した際の巻ジワ、たるみ、表面凹凸等、その他外観性を求められることから剛性も必要されている。

これらの要求は近年、益々厳しくなってきており、被着体に表面保護フィルムを被着体に貼り合わせた後、ロール状に巻き取り、巻重体として長期間保管した場合においても、凹みや変形等の打痕または転写欠点が生じ難い表面保護フィルムが強く望まれている。

このことから、フィッシュアイ等の凸部欠点による被着体への凹み等（打痕または転写）を解消すべく、基材層にメタロセン系触媒を用い特定のクロス分別抽出割合を規定したポリエチレン系樹脂を用いる提案（特許文献１）或いはメタロセン触媒を用いて重合されたポリプロピレン系樹脂を用いる提案（特許文献２）がなされているが、未だ微小フィッシュアイ等による被着体への打痕解消に対しては十分に満足されるレベルには至っていなかった。

また、表面保護フィルムの巻き出し容易性を改善する方法として、粘着層を直鎖状低密度ポリエチレンまたはエチレン・酢酸ビニル共重合体とし、背面層をプロピレン系樹脂と低密度ポリエチレンで構成する提案（特許文献３）、或いは背面層に相当する基材層にフッ素系樹脂またはシリコーン樹脂とポリオレフィンで構成する提案（特許文献４）等がなされているが、いずれも、微小フィッシュアイ等による被着体への打痕解消に対しては十分に満足されるレベルまでには至っていなかった。

特開平９－１１１２０８号公報特開２００９－１４３２１５号公報特開２００８－０３０３４９号公報特開２００８－８１５８９号公報

上記のことから微小フィッシュアイ等による打痕解消と巻き出し容易性を改善と、いずれの特徴も両立する必要が求められている。

本発明は、光学フィルムまたはシートの被着体に貼り合わせた際、特に微小なフィッシュアイ等の欠点や巻きジワにより被着体に凹みや変形等を生じさせないこと等の高度な品質要求される偏光板や位相差板等の光学用フィルムに対して、粘着力が増大することなく、かつ、被着体を汚染したり、被着体に凹みや変形等の打痕または転写欠点を生じさせたりすることがない表面保護フィルムを提供することを目的とする。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の表面保護フィルムは、少なくとも背面層、中間層、粘着層の積層構成からなり、背面層はポリプロピレン系樹脂からなり、背面層の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３５μｍ以上、十点平均粗さ（Ｒｚ）が３．０μｍ以上であり、中間層はポリプロピレン系樹脂からなり、ポリプロピレン系樹脂の引張弾性率が１４５０ＭＰａ以上であり、粘着層はポリオレフィン系エラストマー１～５０重量％と低密度ポリエチレン５０～９９重量％からなり、ポリオレフィン系エラストマーの押針直後のショアＡ硬度が７５以上であることを特徴とする表面保護フィルムである。

本発明によれば、粘着層の応力緩和性により貼り合わせた応力により被着体へ転写し凹みを生じることなく打痕または転写を軽減でき、中間層の剛性により安定した外観性を保持した表面保護フィルムを再現性よく提供できる。

本発明の表面保護フィルムは背面層と中間層と粘着層の少なくとも３層積層構成からなる。

本発明の表面保護フィルムの背面層は、ポリプロピレン系樹脂からなるのが好ましい。背面層の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１：１９８２で規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３５μｍ以上、十点平均粗さ（Ｒｚ）が３．０μｍ以上が好ましい。より好ましくは、Ｒａが０．５～０．６５μｍ、Ｒｚが４．０～５．５μｍの範囲である。算術表面粗さ（Ｒａ）が０．３５μｍ未満、または十点平均粗さ（Ｒｚ）が３．０μｍ未満であると、粘着層との滑り性が悪化し、フィルムロールとして巻き姿が悪くなることがあり、巻き取ることが困難となることがある。

背面層に使用するポリプロピレン系樹脂としては前記Ｒａ、Ｒｚを満足するものであれば制限なく使用できるが、好ましい具体例としてはホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレンを挙げることができる、より好ましくは、ブロックポリプロピレンを使用すると上記表面粗さを得やすい。また、上記表面粗さを得るため、無機系または有機系の粒子を添加することもできる。

なお、背面層には本発明の効果を妨げない限り、ポリプロピレン系樹脂以外の樹脂や添加剤が含有されていてもよい。

本発明の表面保護フィルムの中間層はポリプロピレン系樹脂からなるのが好ましい。該ポリプロピレン系樹脂は、ＪＩＳＫ７１６１：１９９４およびＪＩＳＫ７１６２：１９９４で規定される引張弾性率が１４５０ＭＰａ以上が好ましい。好ましくは引張弾性率が１４５０～２０００ＭＰa、より好ましくは１６００～１９５０ＭＰａ、さらに好ましくは１７００～１９００ＭＰａである。引張弾性率が１４５０ＭＰａ未満であると、応力吸収による転写性抑制効果が小さくなる。ポリプロピレン系樹脂としては前記引張弾性率を満足するものであれば制限なく使用できるが、好ましい具体例としてはホモポリプロピレンが例示される。

なお、中間層には本発明の効果を妨げない限り、ポリプロピレン系樹脂以外の樹脂や添加剤が含有されていてもよい。

本発明の表面保護フィルムの粘着層は、ポリオレフィン系エラストマー１～５０重量％と低密度ポリエチレン５０～９９重量％からなるのが好ましく、ポリオレフィン系エラストマーはＪＩＳＫ７２１５：１９８６に規定される押針直後のショアＡ硬度７５以上が好ましい。

前記粘着層を構成するポリオレフィン系エラストマーは、押針直後のショアＡ硬度が７５以上が好ましく、より好ましくは８０以上である。さらには押針１５秒後のショアＡ硬度が、好ましくは７５以下である。さらに、押針直後のショアＡ硬度と、押針１５秒後のショアＡ硬度の差が１５以上が好ましく、さらに好ましくは２０以上である。

ポリオレフィン系エラストマーのガラス転移温度（Ｔｇ）としては、－１０～７０℃の範囲が好ましく、好ましくは０～５０℃、より好ましくは５～４０℃の範囲である。ショアＡ硬度、Ｔｇがこのような範囲にあると、応力吸収性に優れ、本発明の表面保護フィルムにおいて打痕抑制効果に優れる。

ポリオレフィン系エラストマーの好ましい具体例としては、エチレン系共重合体、プロピレン系共重合体、４－メチル－１－ペンテン共重合体などを挙げることができる。好ましくは４－メチル－１－ペンテン共重合体である。

本発明の表面保護フィルムの粘着層に用いられる低密度ポリエチレンの密度としては、０．８９０～０．９４０ｇ／ｃｍ^３が好ましく、より好ましくは０．９００～０．９３０ｇ／ｃｍ^３が好ましい。

このような密度をもつ低密度ポリエチレンとしては公知の高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などがある。そのうちＬＬＤＰＥがより好ましい。

ＬＬＤＰＥの具体例としては、エチレン・１－ブテン共重合体、エチレン・１－ヘキセン共重合体、エチレン・４－メチル－１－ペンテン共重合体、エチレン・１－オクテン共重合体などを挙げることができる。

本発明における粘着層は、より好ましくはポリオレフィン系エラストマー２～４０重量％と低密度ポリエチレン６０～９８重量％である。ポリオレフィン系エラストマーが５０重量％を超えると、被着体に貼り付け後の粘着力が上昇し、いわゆる粘着昂進が起こることで、剥離がしにくくなったり、剥離跡が残ったりすることがある。

なお、粘着層には本発明の効果を妨げない限り、他の樹脂や添加剤が含有されていてもよい。

本発明においては、上述のように背面層、中間層、粘着層を有する保護フィルムとすることで、被着体との貼合わせ時のフィルム巻き出し時に容易に巻き戻すことができ、被着体との貼り合わせ加工においても、取り扱い易く、加工性に優れる。特に、偏光板や位相差板等の光学フィルムで要求される、フィッシュアイやフィルムの各種シワ等が起因で被着体に凹みや変形等の打痕または転写や汚染などが生じることのない、表面保護フィルムを再現性よく提供することができる。

本発明の表面保護フィルムは、背面層と中間層と粘着層の少なくとも３層積層構成からなる。

背面層の厚さは０．３～３０μｍ、好ましくは０．５～２０μｍ、より好ましくは０．７～１０μｍ、中間層の厚さは５～３００μｍ、好ましくは１０～２００μｍ、より好ましくは１５～１００μｍ、粘着層の厚さは０．５～２０μｍ、好ましくは１～３０μｍ、より好ましくは１～２０μｍの範囲である。

表面保護フィルムの厚さとしては、１５～３５０μｍ、好ましくは２０～２５０μｍ、より好ましくは２０～１５０μｍの範囲である。

以下、実施例に基づいて、本発明の表面保護フィルムを説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下に示す方法で測定、評価した。

（１）メルトフローレート
（株）東洋精機製作所製メルトインデックサを用い、ＪＩＳＫ７２１０：１９９９「プラスチック－熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）及びメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）の試験方法」に準拠した。ポリプロピレン系樹脂の場合は温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆで、ポリエチレン系樹脂の場合は温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇｆで測定した。単位はいずれもｇ／１０分である。

（２）表面粗さ
（株）小坂研究所製の全自動微細形状測定機（ＳＵＲＦＣＯＲＤＥＲＥＴ４０００Ａ）を用い、ＪＩＳＢ０６０１：１９８２「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：輪郭曲線方式－用語，定義及び表面性状パラメータ」に準拠し、フィルム横方向（フィルムの幅(ＴＤ)方向）に測定長さ４ｍｍで、フィルムの長手方向（マシン方向）に１０μｍピッチで１０回測定して３次元解析し、算術平均粗さ（Ｒａ）及び、十点平均粗さ（Ｒｚ）をそれぞれ求めた（単位はμｍ）。なお、触針先端半径２．０μｍ、頂角６０°のダイヤモンド針を使用、測定力１００μＮ、カットオフ０．８ｍｍで測定した。

（３）引張り弾性率
ＪＩＳＫ７１６１：１９９４およびＪＩＳＫ７１６２：１９９４「プラスチック－引張特性の求め方」に準拠し、引っ張り弾性率を測定した。ポリプロピレン系樹脂のチップを、常法によりＴダイよりシート状に押出し、冷却ドラム上で冷却して、約１００μｍ厚さのシートを作成し、長さ方向にダンベル状に打ち抜いて引っ張り試験用の試料とした。テンシロン型引張試験機を使用し、チャック間１００ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／分の条件で測定した荷重－伸び曲線の接線による計算値から、ポリプロピレン系樹脂の引張弾性率を測定した。

（４）打痕転写性評価
［ＰＥＴフィルムへの貼合による打痕評価］
貼合するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムには、東レポリエステルフィルム“ルミラー”（登録商標）Ｕ４８３（厚さ５０μｍ）を用いた。安田精機（株）製特殊圧着ロ－ラ－を用いて、線圧９．１ｋＮ／ｍ貼り込み速度３０００ｍｍ／ｍｉｎで貼合し、１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出し平滑な板で挟み、６０℃×２４時間で保管したのちフィルムを剥離して、ＰＥＴフィルムの表面に屋内の蛍光灯管を写し込んだ反射像で打痕による歪み（ゆがみ）を観測した。
判定基準：官能評価
ＬＶ１歪みが確認できない
ＬＶ２歪みが僅かに確認できる
ＬＶ３歪みが明確に確認できる。

（５）デュロメータ硬さ（ショアＡ）
ポリオレフィンエラストマーのチップを熱プレスにより平板状に成型し、厚さ６ｍｍの試料を作成した。ＪＩＳＫ７２１５：１９８６「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法」に準拠し、押針は円柱状の尖端形状は円錐角度３５°のタイプＡの圧子を用いて、押し付け荷重は約１０Ｎでデュロメータの加圧基準面を試料表面に平行を保ちながら衝撃を伴うことなくできるだけ速やかに試料表面に押し付け、加圧基準面と試料とをよく密着させる方法で測定した。押針直後と、押針１５秒後のデュロメータの目盛りを読み取った。

（６）巻き姿
シワ発生なく、ロールへの巻取り可能；○
シワ発生し、ロールへの巻取り困難；×。

＜実施例１＞
背面層樹脂として、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３、融点１６０℃、メルトフローレート（以下ＭＦＲと称することがある）９．０ｇ／１０分のブロックポリプロピレン（Ｈｙｏｓｕｎｇ社製Ｊ６４０Ｆ）、中間層樹脂として密度０．９００ｇ／ｃｍ^３、融点１６４℃、温度２３０℃下でのＭＦＲ５．０ｇ／１０分、ＪＩＳＫ７１６１（１９９４）で規定される引張弾性率が１８５０ＭＰａのホモポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製ＦＬ４）１００重量％を使用した。粘着層として密度０．８４０ｇ／ｃｍ^３、２３０℃下でのＭＦＲ１０．０ｇ／１０分、押針直後のショアＡ硬度が９２、押針１５秒後のショアＡ硬度が７０、ガラス転移温度が３０℃のオレフィン系エラストマー（三井化学（株）製“アブソートマー”（登録商標）ＥＰ１００１）２５重量％と密度が０．９１０ｇ／ｃｍ^３のメタロセン触媒で得られた直鎖状低密度ポリエチレン（エチレン・１－ヘキセン共重合体、日本ポリエチ（株）製ＫＣ５７３）７５重量％を使用した。φ２５ｍｍ（背面層用）とφ３５ｍｍ（粘着層用）とφ４５ｍｍ（中間層用）の３台の押出機を有する口金幅４００ｍｍのＴダイ型複合製膜機を用い、上記準備した樹脂組成物をそれぞれの押出機に導入し、背面層厚さ割合を８．１％、粘着層厚さ割合を２２．６％、中間層厚さ割合を６９．３％となるよう各押出機の吐出量を調整し、複合Ｔダイから押出温度２２０℃にて押出し、キャストドラムの温度３０℃にて急冷し、ロール状に巻き取り、フィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。（巻き姿○）
得られた保護フィルム背面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．５９μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は４．７３μｍ、粘着面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１１μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は０．６４μｍであった。

ＰＥＴフィルムへの貼合による打痕転写性評価結果はＬＶ１であった。

＜実施例２＞
粘着層として、実施例１で使用したオレフィン系エラストマー５重量％と、同直鎖状低密度ポリエチレン９５重量％を使用したこと以外は実施例１と同様の方法でフィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。（巻き姿○）
得られた保護フィルム背面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．５７μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は４．７１μｍ、粘着面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は０．６０μｍであった。

＜実施例３＞
粘着層として、実施例１で使用したオレフィン系エラストマー３０重量％と、同直鎖状低密度ポリエチレン７０重量％を使用したこと以外は実施例１と同様の方法でフィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。（巻き姿○）

得られた保護フィルム背面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．６０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は４．７７μｍ、粘着面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１１μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は０．６４μｍであった。

＜比較例１＞
中間層として、密度０．９６０ｇ／ｃｍ^３、融点１３４℃、温度１９０℃下でのメルトフローレート７．０ｇ／１０分の高密度ポリエチレン１００重量％を使用した。
それ以外は実施例１と同様の方法でフィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。（巻き姿○）
得られた保護フィルム背面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．６０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は４．６８μｍであった。

中間層の剛性が不十分であり、ＰＥＴフィルムへの貼合による打痕転写性評価結果はＬＶ３であった。

＜比較例２＞
中間層として、密度０．９２４ｇ／ｃｍ^３、融点１１６℃、温度１９０℃下でのメルトフローレート５．８ｇ／１０分の低密度ポリエチレン１００重量％を使用した。
それ以外は実施例１と同様の方法でフィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。（巻き姿○）
得られた保護フィルム背面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．５９μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は４．７５μｍであった。

中間層の剛性が不十分であり、ＰＥＴフィルムへの貼合による打痕転写性評価結果はＬＶ２であった。

＜比較例３＞
背面層として、密度０．９００ｇ／ｃｍ^３、融点１６３℃、温度２３０℃下でのメルトフローレート７．５ｇ／１０分のホモポリプロピレン１００重量％を使用した
中間層として、密度０．９６０ｇ／ｃｍ^３、融点１３４℃、温度１９０℃下でのメルトフローレート７．０ｇ／１０分の高密度ポリエチレン１００重量％を使用した。

粘着層として密度０．９２２ｇ／ｃｍ^３、融点１２２℃、１９０℃下でのＭＦＲ５．０ｇ／１０分の直鎖状低密度ポリエチレン（エチレン・１－ヘキセン共重合体）１００重量％使用した。
それ以外は実施例１と同様の方法でフィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。但し、背面層の表面粗さが小さく、フィルムロールにシワが入り、うまく巻き取ることができなかった。（巻き姿×）
得られた保護フィルム背面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１０μｍ、かつ、十点平均粗さ（Ｒｚ）は１．６６μｍであった。

応力吸収が不十分であり、ＰＥＴフィルムへの貼合による打痕転写性評価結果はＬＶ３であった。

＜比較例４＞
中間層樹脂として密度０．９００ｇ／ｃｍ^３、温度２３０℃下でのＭＦＲ６．５ｇ／１０分、ＪＩＳＫ７１６１（１９９４）で規定される引張弾性率が９００ＭＰａのランダムポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製ＦＷ４ＢＴ）１００重量％を使用した。
それ以外は実施例１と同様の方法でフィルム厚さ３０μｍの３層積層フィルムを得た。（巻き姿○）
中間層のポリプロピレン系樹脂の剛性が不十分であり、ＰＥＴフィルムへの貼合による打痕転写性評価結果はＬＶ２であった。

Claims

少なくとも背面層、中間層、粘着層の積層構成からなり、背面層はポリプロピレン系樹脂からなり、背面層の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３５μｍ以上、十点平均粗さ（Ｒｚ）が３．０μｍ以上であり、中間層はポリプロピレン系樹脂からなり、ポリプロピレン系樹脂の引張弾性率が１４５０ＭＰａ以上であり、粘着層はポリオレフィン系エラストマー１～５０重量％と低密度ポリエチレン５０～９９重量％からなり、ポリオレフィン系エラストマーの押針直後のショアＡ硬度が７５以上であることを特徴とする表面保護フィルム。
上記ポリオレフィン系エラストマーの押針直後のショアＡ硬度が８０以上であり、押針１５秒後のショアＡ硬度が７５未満である請求項１に記載の表面保護フィルム。
上記ポリオレフィン系エラストマーの押針直後のショアＡ硬度と、押針１５秒後のショアＡ硬度の差が１５以上である請求項１または２に記載の表面保護フィルム。