積層体およびその製造方法
【課題】液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを接着剤を使用せずに接着した積層体であって、異物や残留溶剤等が滲出することがなく、優れた強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性を有する積層体を提供する。
【解決手段】液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体であって、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一部で、前記液晶ポリマー不織布中の原子と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されており、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムとが接着剤を介さずに接着されている。
【解決手段】液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体であって、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一部で、前記液晶ポリマー不織布中の原子と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されており、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムとが接着剤を介さずに接着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体に関し、さらに詳細には、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを、接着剤を介さずに接着した積層体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐熱性絶縁材料や高強度繊維として、強度、耐熱性、誘電特性などに優れる液晶ポリマーを使用することが行われている。また、この液晶ポリマーを不織布の形態に加工した材料は、不織布の有する各種機能に加えて、上記の特性を備えることより、フィルター分野や電子回路基板等のプリプレグ材料など、種々の分野でこれらの機能を活かした用途が期待されている。これら液晶ポリマー不織布は、単独でも使用されるが、他のフィルム材料と貼り合わせた積層化が試みられている。
【０００３】
例えば、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを接着剤を介して積層することが試みられている。このようなヒートシール性を有する樹脂フィルムを不織布に貼り合わせて積層体とすることにより、この積層体を他の部材に貼り合わせる際に、樹脂フィルム側をヒートシールすることにより、不織布からなる積層体を他の部材に容易に貼り合わせることができる。しかしながら、ラミネート接着して積層体としたものは、積層体の使用環境によっては、接着剤成分が徐々に積層体から溶出または揮発する場合があり、特に、安全性やクリーン性が重視される医療用分野においては、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとの積層体を利用した材料において、接着剤成分による内容物の汚染が問題となることがあった。また、長期使用により接着剤自体が劣化することもあり、特に屋外等で使用される外装用途においては、積層体の耐候性が問題となることもあった。また、接着剤を用いたラミネート技術においては、一般的に溶剤に希釈した樹脂成分を塗布することが行われるため、ラミネートして包装体等のような最終製品となった後にも溶剤が残留してしまうことがあった。さらに、不織布に、接着剤を介してフィルムを貼着すると、接着剤により不織布の開口部が塞がれてしまう場合があった。
【０００４】
また、液晶ポリマー不織布にポリオレフィン樹脂フィルムをヒートシール法により貼り合わせることも行われているが、ヒートシールの際にポリオレフィン樹脂フィルムの一部が溶融して不織布の開口部分を塞いでしまうといった問題があった。
【０００５】
ところで、放射線や電子線を用いて材料の表面改質を行うことが従来から行われている。例えば、特開２００３−１１９２９３号公報（特許文献１）には、フッ素系樹脂に放射線を照射することにより架橋複合フッ素系樹脂が得られることが提案されている。また、Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127（非特許文献１）には、ポリテトラフルオロエチレンフィルムとポリイミドフィルムとを積層させて高温下で電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、互いを接着することが提案されている。また、Material Transactions Vol.50, No.7 (2009), pp1859-1863（非特許文献２）には、ポリカーボネート樹脂の表面をナイロンフィルムで覆い、その上から電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、ポリカーボネート樹脂表面にナイロンフィルムを接着する技術が提案されている。さらに、日本金属学会誌第７２巻第７号（２００８）、ｐｐ５２６−５３１（非特許文献３）には、シリコーンゴム上に置いたナイロンフィルムの上からＥＢを照射することにより、互いを接着できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１９２９３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127
【非特許文献２】Material Transactions Vol.50, No. 7(2009), pp1859-1863
【非特許文献３】日本金属学会誌第７２巻第７号（２００８）、ｐｐ５２６−５３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、今般、異種材料どうしを接着する場合であっても、フィルムに電子線を照射することにより、ラミネート樹脂等を用いることなく、互いを強固に接着できることを見いだした。そして、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとの積層体のように、従来、接着剤により互いを接着していた積層体であっても、電子線照射によれば、接着剤を使用しなくても、液晶ポリマー不織布側の原子とポリオレフィン樹脂フィルム側の原子との間に結合が形成されるか、または酸素原子および／または水酸基を介して結合が形成されて、互いが強固に接着できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを接着剤を使用せずに接着した積層体であって、異物や残留溶剤等が滲出することがなく、優れた強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性を有する積層体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による積層体は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体であって、
前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一部で、前記液晶ポリマー不織布中の原子と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されており、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムとが接着剤を介さずに接着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の態様として、前記液晶ポリマー不織布中の原子およびポリオレフィン樹脂フィルム中の原子に酸素原子または水酸基が共有結合しており、前記液晶ポリマー不織布中の原子および／または水酸基と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の酸素原子または水酸基との間で結合が形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の態様として、前記液晶ポリマーが、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、フェノールと、フタル酸およびパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマーからなる群から選択されるものであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の態様として、前記ポリオレフィン樹脂フィルムが、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリメチルペンテンからなる樹脂フィルムであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の別の態様としての製造方法は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体を製造する方法であって、
液晶ポリマー不織布および／またはポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一方の面、に電子線を照射し、
前記電子線が照射された前記液晶ポリマー不織布面および／またはポリオレフィン樹脂フィルム面を重ね合わせて接着する、ことを含んでなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の態様として、前記液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを重ね合わせる前および／または重ね合わせた後に電子線照射を行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の別の態様として、前記フィルムの接着を加圧して行うことが好ましく、また、前記フィルムの接着を加熱して行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体において、液晶ポリマー不織布中の原子と、ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されているか、または酸素原子および／または水酸基を介して結合が形成されているため、接着剤を介して接着していなくても、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが強固に接着した積層体が得られる。その結果、異物や残留溶剤等が滲出することがなく、強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性に優れた積層体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の積層体の一実施形態を示した概略断面図である。
【図２】積層体の界面（接着面）を拡大した模式断面図である。
【図３】本発明による積層体の製造方法の一実施形態を示した概略模式図である。
【図４】製造工程の一部を拡大した概略模式図である。
【図５】本発明による積層体の製造方法の別の実施形態を示した概略模式図である。
【図６】本発明による積層体の製造方法の別の実施形態を示した概略模式図である。
【図７】本発明による積層体の製造方法の別の実施形態を示した概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による積層体を、図面を参照しながら説明する。本発明による積層体は、図１に示すように、液晶ポリマー不織布２とポリオレフィン樹脂フィルム１とが、接着剤を介さずに積層した構造を有する。
【００２０】
ポリオレフィン樹脂フィルム１および液晶ポリマー不織布２の接着面の少なくとも一部で、ポリオレフィン樹脂フィルム１の原子と液晶ポリマー不織布２の原子との間に結合が形成されることにより、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とが強固に接着されている。通常、ポリオレフィン樹脂フィルムの表面に液晶ポリマー不織布を積層しても、両者の間に水素結合や共有結合が形成されないため接着剤を使用するか、ヒートシールしなければ両者を接着することはできない。本発明においては、後記するように、ポリオレフィン樹脂フィルム１および／または液晶ポリマー不織布２の表面に電子線を照射してラジカルを発生させて、図２に示すように、ポリオレフィン樹脂フィルム１表面の原子と液晶ポリマー不織布２表面の原子との間に結合を形成する、ないしはポリオレフィン樹脂フィルム１表面の原子と、液晶ポリマー不織布２表面の原子との間に、酸素原子を介して結合を形成することにより、接着剤を介することなくポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを強固に接着したものである。また、電子線照射により発生したラジカルと空気中の酸素とが結合して、ポリオレフィン樹脂フィルム１および／または液晶ポリマー不織布２の表面にはＯＨ基が存在することがあり、その場合、ポリオレフィン樹脂フィルム１側のＯＨ基と液晶ポリマー不織布２側のＯＨ基とが水素結合を形成する場合もある。なお、電子線照射によりラジカルの発生は、電子スピン共鳴装置（以下、ＥＳＲともいう。）を用いて、電子線照射後のフィルムに存在するフリーラジカル種を同定することにより、その発生を確認することができる。
【００２１】
ポリオレフィン樹脂フィルムおよび液晶ポリマー不織布との間に、原子間で結合が形成されていることは、Ｘ線光電子分析装置（以下、ＸＰＳともいう。）やフーリエ変換赤外分光装置（以下、ＦＴＩＲともいう。）により確認することができる。例えば、ポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布とを接着する前に、それぞれの表面状態をＸＰＳにより測定することにより、接着前に、各フィルムおよび不織布の表面にどのような原子が存在するか確認しておき、両者を電子線照射により接着して積層体とした後に積層体を強制的に剥離してポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布とに分離し、再度、それぞれの表面状態をＸＰＳにより測定して各フィルムの表面にどのような原子が存在するか確認する。その結果、ポリオレフィン樹脂フィルム側に液晶ポリマー不織布由来の官能基（すなわち、芳香族）が存在するか、液晶ポリマー不織布側表面がポリオレフィン樹脂フィルム由来の原子で表面が覆われていることを確認することで、両者の間に結合が形成されているかどうかの確認ができる。また、ＦＴＩＲを用いて、剥離した後の基材表面のＩＲスペクトルの変化から確認してもよい。
【００２２】
また、電子線照射により液晶ポリマー不織布２とポリオレフィン樹脂フィルム１とを接着した積層体は、図２に示すように、液晶ポリマー不織布中の原子やポリオレフィン樹脂フィルム中の原子に酸素原子または水酸基が結合しており、それら酸素原子や水酸基間で水素結合が形成されている。本発明による積層体は、このような結合により、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着されているため、接着剤を全く使用しなくても、剥離を生じない積層体とすることができる。
【００２３】
以下、本発明による積層体を構成する液晶ポリマー不織布およびポリオレフィン樹脂フィルムについて、説明する。
【００２４】
＜液晶ポリマー不織布＞
本発明において使用される液晶ポリマー不織布とは、液晶ポリマーからなる繊維を不織布とすることにより得られる。液晶ポリマーとしては、ポリアリレート系液晶ポリマーが好ましく、例えば、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、フェノールと、フタル酸およびパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー等が挙げられる。
【００２５】
液晶ポリマーからなる繊維を不織布とするには、通常用いられているローラーカード、フラットカード等のカード機を用いて、定法によりウェッブを作製する。ウェッブからの不織布の製造は、目的とする不織布の用途等に応じて熱融着法、スパンボンド法、メルトブロー法、溶剤系によるフラッシュ紡糸法などの従来公知の方法を適宜選択して行えばよい。また、交絡させた繊維どうしを熱融着させて不織布としてもよい。液晶ポリマー不織布として、市販のものを使用してもよく、例えば、ベクルス（クラレ株式会社製）等を好適に使用することができる。
【００２６】
＜ポリオレフィン樹脂フィルム＞
本発明の積層体を構成するポリオレフィン樹脂フィルムとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の単体、または、ポリプロピレンと低密度ポリエチレンとの混合物や、ポリプロピレンと高密度ポリエチレンとの混合物からなるフィルムを用いることができる。また、ポリメチルペンテンは、ガス透過性、耐薬品性、耐油性などに優れた性能を有するものである。このような樹脂フィルムとしては、市販のものを使用してもよく、例えばＴＰＸフィルム（三井化学株式会社製）等を好適に使用することができる。フィルムの厚みは、使用用途に応じて適宜決定できるが、概ね２０〜３００μｍ程度である。
【００２７】
ポリオレフィン樹脂フィルムには、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、滑剤等、従来公知の各種添加剤を適宜添加することができる。光安定剤、紫外線吸収剤としては、従来公知のものを使用でき、例えば、フェノール系、リン系、ヒンダードアミン系の光吸収剤や、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系の紫外線吸収剤が使用できる。
【００２８】
上記したような液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを重ね合わせて接着した積層体は、積層体を使用する際にも異物や残留溶剤等が滲出することがなく、また強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性にも優れている。また、フィルムと不織布とが接着剤を介して積層されていないため、不織布の開口部分を塞ぐことがないため、不織布本来の性能を維持することができる。
【００２９】
＜積層体の製造方法＞
次に、上記したような積層体を製造する方法を、図面を参照しながら説明する。先ず、上記したポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを準備し（図３（１））、両者のいずれか一方または両方の、接着しようとする部分に電子線を照射する（図３（２））。その結果、図３（３）に示すように、電子線が照射された部分のみ、互いのフィルムが接着される。
【００３０】
本発明においては、フィルムおよび／または不織布に電子線を照射した直後に、図４に示すようにローラー６等を用いて、重ね合わせたポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを押圧することが好ましい。両者１，２の表面は、図４に示すようにミクロレベルで凹凸があるため、互いのフィルムを重ね合わせても完全に密着しておらず、両フィルムの接触界面での接触面積が小さい。本発明においては、電子線を照射した直後にローラー６等でフィルム１および不織布２を押圧することにより、両者の接着面での接触面積が増加するため、密着性が向上する。
【００３１】
ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせた後、両者１，２を押圧する際には、加熱しながら両者１，２を押圧することが好ましい。加熱しながら押圧することにより、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２の柔軟性が向上し、両者１，２の界面（接着面）での接触面積をより増加させることができるため、密着性がより向上する。加熱する温度は、使用する材料の種類にもよるが、フィルムおよび／または不織布が熱変形できる温度であればよく、例えば、フィルムや不織布を構成する樹脂のガラス転移温度以上に加熱することができる。例えば、ポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布とを重ね合わせる場合には、加熱温度は８０〜１８０℃、好ましくは１００〜１６０℃である。加熱温度を高くしすぎると、発生したラジカルが失活してしまい、強固な結合を実現できなくなる。なお、押圧の力（接圧）を高くしてもよく、接圧を高くすることにより、加熱温度を低くすることができる。
【００３２】
ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせて押圧するには、上記したようにヒートローラ６等を好適に使用できる。また、図４に示すように、重ね合わせた積層物がヒートローラ６と支持ローラー７との間で圧接可能となるように、ヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置してもよい。このようにヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置することにより、積層体（フィルム１と不織布２の積層物）とヒートローラ６との接触を線接触に近づけて、ヒートローラ６からの熱により積層体に発生する変形を最小限に抑えることができる。
【００３３】
図５は、本発明による別の製造方法の実施形態を示した概略図である。ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせて接着する工程において、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを、それぞれガイドローラにより電子線照射位置３まで導き、電子線４を両者１，２に照射した後にヒートローラ６により互いの両者１，２を押圧する工程を連続的に行うものである。ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２のそれぞれはロール状形態として供給されてもよい。
【００３４】
電子線照射装置３から、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２のそれぞれに電子線４を照射する場合、厚みがより小さい方の材料側から電子線４を照射することが好ましい。電子線は加速電圧が増加するほどその透過力も増大する性質を有しているため、何れか一方の材料側から電子線を照射した場合に、材料の厚さによっては、他方のフィルムまたは不織布まで電子線が届かないことがある。その場合には、電子線の加速電圧を増加させることにより、他方の材料の深部まで電子線を到達させることができるが、電子線エネルギーが高くなるにしたがって、樹脂からなる材料（フィルムや不織布）自体に不必要な照射が行われ劣化させてしまう。そのため、厚肉の不織布と薄肉のフィルムとを重ね合わせて接着する際には、電子線エネルギーをそれほど増大させることなく、薄肉のフィルム側から電子線を照射するのが好ましい。例えば、ポリオレフィン樹脂フィルムの厚みが２５μｍ以下であり、液晶ポリマー不織布の厚みが５０μｍ以上である場合は、ポリオレフィン樹脂フィルム側から電子線を照射する。このような電子線照射方法を採用することにより、フィルムや不織布の劣化を最小限に留めることができる。
【００３５】
重ね合わせる材料１，２が両方とも厚肉である場合には、図５に示すように両方の材料側から電子線が照射できるように、電子線照射装置３と対向する位置に、別の電子線照射装置３’を設けてもよい。この態様によれば、材料の厚みに応じて電子線の照射エネルギーを調整することができるため、フィルムや不織布を劣化させることなく互いを接着することができる。
【００３６】
図６は、本発明による別の製造方法の実施形態を示した概略図である。この実施態様においては、電子線の照射が、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせる前に行われる。先ず、供給されてきた一対の材料（ポリオレフィン樹脂フィルム１および液晶ポリマー不織布２）は、両者１，２が重ね合わされる前に、電子線照射装置３（３’）により、フィルム１（不織布２）へ電子線４（４’）が照射される。図５に示した実施形態では、フィルム１および不織布２の電子線照射側と反対側の面どうしが対向するように両者１，２を重ね合わせたのに対し、図６に示す実施態様では、両者１，２の電子線照射側の面どうしが対向するように両者１，２を重ね合わせる点が相違している。このように、フィルム１へ電子線を照射した側の面に他方の不織布２を重ね合わせることにより、フィルムや不織布の厚みによらず、電子線の照射エネルギーをより小さくすることができ、その結果、フィルムや不織布の電子線照射による劣化をより低減することができる。
【００３７】
また、図６に示した実施態様においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図５に示した実施態様と同様に、ポリオレフィン樹脂フィルム１および液晶ポリマー不織布２のそれぞれへ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルムや不織布の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３８】
図７は、本発明による別の製造方法の実施形態を示した概略図である。この実施形態においては、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせてヒートローラ６により押圧した後に電子線照射を行うものである。先ず、供給されてきた一対の材料１，２は、ガイドローラに導かれて重ね合わされる。続いて、ヒートローラ６と支持ローラー７とにより両者１，２が押圧されるとともに、ヒートローラ６により加熱が行われる。その後、電子線照射装置３によりフィルム１および不織布２の表面に電子線４が照射されて両者１，２の接着が連続的に行われる。また、図７に示した実施形態においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図５及び６に示した実施態様と同様に両方の材料１，２へそれぞれ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルムや不織布の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３９】
電子線の照射エネルギーは、上記したようにフィルム厚み等に応じて適宜調整する必要がある。本発明においては、２０〜７５０ｋＶ、好ましくは２５〜４００ｋＶ、より好ましくは３０〜３００ｋＶ程度の照射エネルギー範囲で電子線を照射するが、より低い照射エネルギーとすることが好ましく、４０〜２００ｋＶとすることができる。このように低い照射エネルギーとすることにより、フィルムや不織布の劣化を抑制できるだけでなく、フィルムや不織布表面のラジカル発生がより効率的におこるため、より強固な結合を実現することができる。また、電子線の吸収線量は、１０〜６００ｋＧｙ、好ましくは２５〜４００ｋＧｙの範囲で行う。
【００４０】
このような電子線照射装置としては、従来公知のものを使用でき、例えばカーテン型電子照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム社製）やライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松ホトニクス株式会社製）等を好適に使用することができる。
【００４１】
電子線を照射する際には、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素存在下で電子線を照射するとオゾンが発生するため環境に悪影響を及ぼす場合があるからである。酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とするには、真空下または窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下において、フィルムに電子線を照射すればよく、例えば、電子線照射装置内を窒素充填することにより、酸素濃度１００ｐｐｍ以下を達成することができる。
【００４２】
上記した接着方法によって得られた、ポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布と積層した積層体は、従来のラミネート樹脂を用いて接着した場合と同等またはそれ以上の接着強度を実現できる。また、ラミネート樹脂等を全く用いていないため、積層体を使用する際にも異物や残留溶剤等が滲出することがなく、また強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性にも優れ、さらに、不織布の開口を塞ぐことなく、本来の性能を発揮することができる。
【実施例】
【００４３】
＜不織布およびフィルムの準備＞
液晶ポリマー不織布として、厚み２４μｍのベクルスＭＢＢＣＺＳＯ（クラレ株式会社製）を準備した。また、ポリオレフィン樹脂フィルムとして、下記の下２種類のフィルムを準備した。
Ａ：ポリプロピレン樹脂（ＰＦ３８０Ａ、サンアロマー株式会社製）を厚み７０μｍに製膜したフィルム
Ｂ：厚さ５０μｍのポリメチルペンテン樹脂フィルム（ＴＰＸフィルム、Ｘ−８８Ｂ、三井化学株式会社製）
【００４４】
実施例１
＜積層体の作製＞
上記した不織布およびフィルムを、それぞれ１５０ｍｍ×７５ｍｍの大きさに切り出した試料を準備し、電子線照射装置（ライン照射型低エネルギー電子線照射装置ＥＥＳ−Ｌ−ＤＰ０１、浜松ホトニクス株式会社製）のサンプル台に並置した。この際、電子線が試料に照射されない部分を設けるために、両試料の一方の端部５〜１０ｍｍ程度にマスキングしておいた。
【００４５】
次いで、電子照射線装置のチャンバー内の酸素濃度が１００ｐｐｍ以下となるように窒素ガスでパージした後、下記の電子線照射条件により、試料の表面に電子線を照射した。
電圧：４０ｋＶ
吸収線量：２００ｋＧｙ
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００４６】
電子線を照射した後、試料を装置内から取り出し、すぐに両者の電子線照射面側が対向するようにして重ね合わせ、熱ラミネート法により、両フィルムを接着して積層体を得た。
【００４７】
実施例２
実施例１において、使用する樹脂フィルムを下記の表１に示す組み合わせとした以外は、実施例１と同様にして積層体を得た。
【００４８】
比較例１
電子照射を行わなかった以外は実施例１と同様にして積層体を得た。しかしながら、得られた積層体は液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着していなかった。
【００４９】
比較例２
電子照射を行わなかった以外は実施例２と同様にして積層体を得た。しかしながら、得られた積層体は液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着していなかった。
【００５０】
＜積層体の接着強度の評価＞
得られた積層体を幅１５ｍｍの短冊状になるように切り出し、引張試験機（テンシロン万能材料試験機ＲＴＣ−１３１０Ａ、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いて、５０ｍｍ／分の速度で、９０度剥離試験を行った。なお、上記したように比較例１の積層体は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着しておらず、積層体の接着強度を測定することができなかった。評価結果は、下記の表１に示される通りであった。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１の評価結果からも明らかなように、電子線を照射した実施例１および２の積層体では、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとの間に接着が認められた。
【符号の説明】
【００５３】
１ ポリオレフィン樹脂フィルム
２ 液晶ポリマー不織布
３、３’ 電子線照射装置
４、４’ 電子線
５ フィルム基材接触界面
６ ヒートローラ
７ 支持ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体に関し、さらに詳細には、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを、接着剤を介さずに接着した積層体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐熱性絶縁材料や高強度繊維として、強度、耐熱性、誘電特性などに優れる液晶ポリマーを使用することが行われている。また、この液晶ポリマーを不織布の形態に加工した材料は、不織布の有する各種機能に加えて、上記の特性を備えることより、フィルター分野や電子回路基板等のプリプレグ材料など、種々の分野でこれらの機能を活かした用途が期待されている。これら液晶ポリマー不織布は、単独でも使用されるが、他のフィルム材料と貼り合わせた積層化が試みられている。
【０００３】
例えば、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを接着剤を介して積層することが試みられている。このようなヒートシール性を有する樹脂フィルムを不織布に貼り合わせて積層体とすることにより、この積層体を他の部材に貼り合わせる際に、樹脂フィルム側をヒートシールすることにより、不織布からなる積層体を他の部材に容易に貼り合わせることができる。しかしながら、ラミネート接着して積層体としたものは、積層体の使用環境によっては、接着剤成分が徐々に積層体から溶出または揮発する場合があり、特に、安全性やクリーン性が重視される医療用分野においては、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとの積層体を利用した材料において、接着剤成分による内容物の汚染が問題となることがあった。また、長期使用により接着剤自体が劣化することもあり、特に屋外等で使用される外装用途においては、積層体の耐候性が問題となることもあった。また、接着剤を用いたラミネート技術においては、一般的に溶剤に希釈した樹脂成分を塗布することが行われるため、ラミネートして包装体等のような最終製品となった後にも溶剤が残留してしまうことがあった。さらに、不織布に、接着剤を介してフィルムを貼着すると、接着剤により不織布の開口部が塞がれてしまう場合があった。
【０００４】
また、液晶ポリマー不織布にポリオレフィン樹脂フィルムをヒートシール法により貼り合わせることも行われているが、ヒートシールの際にポリオレフィン樹脂フィルムの一部が溶融して不織布の開口部分を塞いでしまうといった問題があった。
【０００５】
ところで、放射線や電子線を用いて材料の表面改質を行うことが従来から行われている。例えば、特開２００３−１１９２９３号公報（特許文献１）には、フッ素系樹脂に放射線を照射することにより架橋複合フッ素系樹脂が得られることが提案されている。また、Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127（非特許文献１）には、ポリテトラフルオロエチレンフィルムとポリイミドフィルムとを積層させて高温下で電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、互いを接着することが提案されている。また、Material Transactions Vol.50, No.7 (2009), pp1859-1863（非特許文献２）には、ポリカーボネート樹脂の表面をナイロンフィルムで覆い、その上から電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、ポリカーボネート樹脂表面にナイロンフィルムを接着する技術が提案されている。さらに、日本金属学会誌第７２巻第７号（２００８）、ｐｐ５２６−５３１（非特許文献３）には、シリコーンゴム上に置いたナイロンフィルムの上からＥＢを照射することにより、互いを接着できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１９２９３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127
【非特許文献２】Material Transactions Vol.50, No. 7(2009), pp1859-1863
【非特許文献３】日本金属学会誌第７２巻第７号（２００８）、ｐｐ５２６−５３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、今般、異種材料どうしを接着する場合であっても、フィルムに電子線を照射することにより、ラミネート樹脂等を用いることなく、互いを強固に接着できることを見いだした。そして、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとの積層体のように、従来、接着剤により互いを接着していた積層体であっても、電子線照射によれば、接着剤を使用しなくても、液晶ポリマー不織布側の原子とポリオレフィン樹脂フィルム側の原子との間に結合が形成されるか、または酸素原子および／または水酸基を介して結合が形成されて、互いが強固に接着できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを接着剤を使用せずに接着した積層体であって、異物や残留溶剤等が滲出することがなく、優れた強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性を有する積層体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による積層体は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体であって、
前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一部で、前記液晶ポリマー不織布中の原子と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されており、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムとが接着剤を介さずに接着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の態様として、前記液晶ポリマー不織布中の原子およびポリオレフィン樹脂フィルム中の原子に酸素原子または水酸基が共有結合しており、前記液晶ポリマー不織布中の原子および／または水酸基と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の酸素原子または水酸基との間で結合が形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の態様として、前記液晶ポリマーが、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、フェノールと、フタル酸およびパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマーからなる群から選択されるものであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の態様として、前記ポリオレフィン樹脂フィルムが、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリメチルペンテンからなる樹脂フィルムであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の別の態様としての製造方法は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体を製造する方法であって、
液晶ポリマー不織布および／またはポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一方の面、に電子線を照射し、
前記電子線が照射された前記液晶ポリマー不織布面および／またはポリオレフィン樹脂フィルム面を重ね合わせて接着する、ことを含んでなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の態様として、前記液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを重ね合わせる前および／または重ね合わせた後に電子線照射を行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の別の態様として、前記フィルムの接着を加圧して行うことが好ましく、また、前記フィルムの接着を加熱して行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体において、液晶ポリマー不織布中の原子と、ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されているか、または酸素原子および／または水酸基を介して結合が形成されているため、接着剤を介して接着していなくても、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが強固に接着した積層体が得られる。その結果、異物や残留溶剤等が滲出することがなく、強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性に優れた積層体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の積層体の一実施形態を示した概略断面図である。
【図２】積層体の界面（接着面）を拡大した模式断面図である。
【図３】本発明による積層体の製造方法の一実施形態を示した概略模式図である。
【図４】製造工程の一部を拡大した概略模式図である。
【図５】本発明による積層体の製造方法の別の実施形態を示した概略模式図である。
【図６】本発明による積層体の製造方法の別の実施形態を示した概略模式図である。
【図７】本発明による積層体の製造方法の別の実施形態を示した概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による積層体を、図面を参照しながら説明する。本発明による積層体は、図１に示すように、液晶ポリマー不織布２とポリオレフィン樹脂フィルム１とが、接着剤を介さずに積層した構造を有する。
【００２０】
ポリオレフィン樹脂フィルム１および液晶ポリマー不織布２の接着面の少なくとも一部で、ポリオレフィン樹脂フィルム１の原子と液晶ポリマー不織布２の原子との間に結合が形成されることにより、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とが強固に接着されている。通常、ポリオレフィン樹脂フィルムの表面に液晶ポリマー不織布を積層しても、両者の間に水素結合や共有結合が形成されないため接着剤を使用するか、ヒートシールしなければ両者を接着することはできない。本発明においては、後記するように、ポリオレフィン樹脂フィルム１および／または液晶ポリマー不織布２の表面に電子線を照射してラジカルを発生させて、図２に示すように、ポリオレフィン樹脂フィルム１表面の原子と液晶ポリマー不織布２表面の原子との間に結合を形成する、ないしはポリオレフィン樹脂フィルム１表面の原子と、液晶ポリマー不織布２表面の原子との間に、酸素原子を介して結合を形成することにより、接着剤を介することなくポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを強固に接着したものである。また、電子線照射により発生したラジカルと空気中の酸素とが結合して、ポリオレフィン樹脂フィルム１および／または液晶ポリマー不織布２の表面にはＯＨ基が存在することがあり、その場合、ポリオレフィン樹脂フィルム１側のＯＨ基と液晶ポリマー不織布２側のＯＨ基とが水素結合を形成する場合もある。なお、電子線照射によりラジカルの発生は、電子スピン共鳴装置（以下、ＥＳＲともいう。）を用いて、電子線照射後のフィルムに存在するフリーラジカル種を同定することにより、その発生を確認することができる。
【００２１】
ポリオレフィン樹脂フィルムおよび液晶ポリマー不織布との間に、原子間で結合が形成されていることは、Ｘ線光電子分析装置（以下、ＸＰＳともいう。）やフーリエ変換赤外分光装置（以下、ＦＴＩＲともいう。）により確認することができる。例えば、ポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布とを接着する前に、それぞれの表面状態をＸＰＳにより測定することにより、接着前に、各フィルムおよび不織布の表面にどのような原子が存在するか確認しておき、両者を電子線照射により接着して積層体とした後に積層体を強制的に剥離してポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布とに分離し、再度、それぞれの表面状態をＸＰＳにより測定して各フィルムの表面にどのような原子が存在するか確認する。その結果、ポリオレフィン樹脂フィルム側に液晶ポリマー不織布由来の官能基（すなわち、芳香族）が存在するか、液晶ポリマー不織布側表面がポリオレフィン樹脂フィルム由来の原子で表面が覆われていることを確認することで、両者の間に結合が形成されているかどうかの確認ができる。また、ＦＴＩＲを用いて、剥離した後の基材表面のＩＲスペクトルの変化から確認してもよい。
【００２２】
また、電子線照射により液晶ポリマー不織布２とポリオレフィン樹脂フィルム１とを接着した積層体は、図２に示すように、液晶ポリマー不織布中の原子やポリオレフィン樹脂フィルム中の原子に酸素原子または水酸基が結合しており、それら酸素原子や水酸基間で水素結合が形成されている。本発明による積層体は、このような結合により、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着されているため、接着剤を全く使用しなくても、剥離を生じない積層体とすることができる。
【００２３】
以下、本発明による積層体を構成する液晶ポリマー不織布およびポリオレフィン樹脂フィルムについて、説明する。
【００２４】
＜液晶ポリマー不織布＞
本発明において使用される液晶ポリマー不織布とは、液晶ポリマーからなる繊維を不織布とすることにより得られる。液晶ポリマーとしては、ポリアリレート系液晶ポリマーが好ましく、例えば、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、フェノールと、フタル酸およびパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー等が挙げられる。
【００２５】
液晶ポリマーからなる繊維を不織布とするには、通常用いられているローラーカード、フラットカード等のカード機を用いて、定法によりウェッブを作製する。ウェッブからの不織布の製造は、目的とする不織布の用途等に応じて熱融着法、スパンボンド法、メルトブロー法、溶剤系によるフラッシュ紡糸法などの従来公知の方法を適宜選択して行えばよい。また、交絡させた繊維どうしを熱融着させて不織布としてもよい。液晶ポリマー不織布として、市販のものを使用してもよく、例えば、ベクルス（クラレ株式会社製）等を好適に使用することができる。
【００２６】
＜ポリオレフィン樹脂フィルム＞
本発明の積層体を構成するポリオレフィン樹脂フィルムとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の単体、または、ポリプロピレンと低密度ポリエチレンとの混合物や、ポリプロピレンと高密度ポリエチレンとの混合物からなるフィルムを用いることができる。また、ポリメチルペンテンは、ガス透過性、耐薬品性、耐油性などに優れた性能を有するものである。このような樹脂フィルムとしては、市販のものを使用してもよく、例えばＴＰＸフィルム（三井化学株式会社製）等を好適に使用することができる。フィルムの厚みは、使用用途に応じて適宜決定できるが、概ね２０〜３００μｍ程度である。
【００２７】
ポリオレフィン樹脂フィルムには、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、滑剤等、従来公知の各種添加剤を適宜添加することができる。光安定剤、紫外線吸収剤としては、従来公知のものを使用でき、例えば、フェノール系、リン系、ヒンダードアミン系の光吸収剤や、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系の紫外線吸収剤が使用できる。
【００２８】
上記したような液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを重ね合わせて接着した積層体は、積層体を使用する際にも異物や残留溶剤等が滲出することがなく、また強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性、ヒートシール性にも優れている。また、フィルムと不織布とが接着剤を介して積層されていないため、不織布の開口部分を塞ぐことがないため、不織布本来の性能を維持することができる。
【００２９】
＜積層体の製造方法＞
次に、上記したような積層体を製造する方法を、図面を参照しながら説明する。先ず、上記したポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを準備し（図３（１））、両者のいずれか一方または両方の、接着しようとする部分に電子線を照射する（図３（２））。その結果、図３（３）に示すように、電子線が照射された部分のみ、互いのフィルムが接着される。
【００３０】
本発明においては、フィルムおよび／または不織布に電子線を照射した直後に、図４に示すようにローラー６等を用いて、重ね合わせたポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを押圧することが好ましい。両者１，２の表面は、図４に示すようにミクロレベルで凹凸があるため、互いのフィルムを重ね合わせても完全に密着しておらず、両フィルムの接触界面での接触面積が小さい。本発明においては、電子線を照射した直後にローラー６等でフィルム１および不織布２を押圧することにより、両者の接着面での接触面積が増加するため、密着性が向上する。
【００３１】
ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせた後、両者１，２を押圧する際には、加熱しながら両者１，２を押圧することが好ましい。加熱しながら押圧することにより、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２の柔軟性が向上し、両者１，２の界面（接着面）での接触面積をより増加させることができるため、密着性がより向上する。加熱する温度は、使用する材料の種類にもよるが、フィルムおよび／または不織布が熱変形できる温度であればよく、例えば、フィルムや不織布を構成する樹脂のガラス転移温度以上に加熱することができる。例えば、ポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布とを重ね合わせる場合には、加熱温度は８０〜１８０℃、好ましくは１００〜１６０℃である。加熱温度を高くしすぎると、発生したラジカルが失活してしまい、強固な結合を実現できなくなる。なお、押圧の力（接圧）を高くしてもよく、接圧を高くすることにより、加熱温度を低くすることができる。
【００３２】
ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせて押圧するには、上記したようにヒートローラ６等を好適に使用できる。また、図４に示すように、重ね合わせた積層物がヒートローラ６と支持ローラー７との間で圧接可能となるように、ヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置してもよい。このようにヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置することにより、積層体（フィルム１と不織布２の積層物）とヒートローラ６との接触を線接触に近づけて、ヒートローラ６からの熱により積層体に発生する変形を最小限に抑えることができる。
【００３３】
図５は、本発明による別の製造方法の実施形態を示した概略図である。ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせて接着する工程において、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを、それぞれガイドローラにより電子線照射位置３まで導き、電子線４を両者１，２に照射した後にヒートローラ６により互いの両者１，２を押圧する工程を連続的に行うものである。ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２のそれぞれはロール状形態として供給されてもよい。
【００３４】
電子線照射装置３から、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２のそれぞれに電子線４を照射する場合、厚みがより小さい方の材料側から電子線４を照射することが好ましい。電子線は加速電圧が増加するほどその透過力も増大する性質を有しているため、何れか一方の材料側から電子線を照射した場合に、材料の厚さによっては、他方のフィルムまたは不織布まで電子線が届かないことがある。その場合には、電子線の加速電圧を増加させることにより、他方の材料の深部まで電子線を到達させることができるが、電子線エネルギーが高くなるにしたがって、樹脂からなる材料（フィルムや不織布）自体に不必要な照射が行われ劣化させてしまう。そのため、厚肉の不織布と薄肉のフィルムとを重ね合わせて接着する際には、電子線エネルギーをそれほど増大させることなく、薄肉のフィルム側から電子線を照射するのが好ましい。例えば、ポリオレフィン樹脂フィルムの厚みが２５μｍ以下であり、液晶ポリマー不織布の厚みが５０μｍ以上である場合は、ポリオレフィン樹脂フィルム側から電子線を照射する。このような電子線照射方法を採用することにより、フィルムや不織布の劣化を最小限に留めることができる。
【００３５】
重ね合わせる材料１，２が両方とも厚肉である場合には、図５に示すように両方の材料側から電子線が照射できるように、電子線照射装置３と対向する位置に、別の電子線照射装置３’を設けてもよい。この態様によれば、材料の厚みに応じて電子線の照射エネルギーを調整することができるため、フィルムや不織布を劣化させることなく互いを接着することができる。
【００３６】
図６は、本発明による別の製造方法の実施形態を示した概略図である。この実施態様においては、電子線の照射が、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせる前に行われる。先ず、供給されてきた一対の材料（ポリオレフィン樹脂フィルム１および液晶ポリマー不織布２）は、両者１，２が重ね合わされる前に、電子線照射装置３（３’）により、フィルム１（不織布２）へ電子線４（４’）が照射される。図５に示した実施形態では、フィルム１および不織布２の電子線照射側と反対側の面どうしが対向するように両者１，２を重ね合わせたのに対し、図６に示す実施態様では、両者１，２の電子線照射側の面どうしが対向するように両者１，２を重ね合わせる点が相違している。このように、フィルム１へ電子線を照射した側の面に他方の不織布２を重ね合わせることにより、フィルムや不織布の厚みによらず、電子線の照射エネルギーをより小さくすることができ、その結果、フィルムや不織布の電子線照射による劣化をより低減することができる。
【００３７】
また、図６に示した実施態様においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図５に示した実施態様と同様に、ポリオレフィン樹脂フィルム１および液晶ポリマー不織布２のそれぞれへ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルムや不織布の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３８】
図７は、本発明による別の製造方法の実施形態を示した概略図である。この実施形態においては、ポリオレフィン樹脂フィルム１と液晶ポリマー不織布２とを重ね合わせてヒートローラ６により押圧した後に電子線照射を行うものである。先ず、供給されてきた一対の材料１，２は、ガイドローラに導かれて重ね合わされる。続いて、ヒートローラ６と支持ローラー７とにより両者１，２が押圧されるとともに、ヒートローラ６により加熱が行われる。その後、電子線照射装置３によりフィルム１および不織布２の表面に電子線４が照射されて両者１，２の接着が連続的に行われる。また、図７に示した実施形態においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図５及び６に示した実施態様と同様に両方の材料１，２へそれぞれ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルムや不織布の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３９】
電子線の照射エネルギーは、上記したようにフィルム厚み等に応じて適宜調整する必要がある。本発明においては、２０〜７５０ｋＶ、好ましくは２５〜４００ｋＶ、より好ましくは３０〜３００ｋＶ程度の照射エネルギー範囲で電子線を照射するが、より低い照射エネルギーとすることが好ましく、４０〜２００ｋＶとすることができる。このように低い照射エネルギーとすることにより、フィルムや不織布の劣化を抑制できるだけでなく、フィルムや不織布表面のラジカル発生がより効率的におこるため、より強固な結合を実現することができる。また、電子線の吸収線量は、１０〜６００ｋＧｙ、好ましくは２５〜４００ｋＧｙの範囲で行う。
【００４０】
このような電子線照射装置としては、従来公知のものを使用でき、例えばカーテン型電子照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム社製）やライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松ホトニクス株式会社製）等を好適に使用することができる。
【００４１】
電子線を照射する際には、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素存在下で電子線を照射するとオゾンが発生するため環境に悪影響を及ぼす場合があるからである。酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とするには、真空下または窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下において、フィルムに電子線を照射すればよく、例えば、電子線照射装置内を窒素充填することにより、酸素濃度１００ｐｐｍ以下を達成することができる。
【００４２】
上記した接着方法によって得られた、ポリオレフィン樹脂フィルムと液晶ポリマー不織布と積層した積層体は、従来のラミネート樹脂を用いて接着した場合と同等またはそれ以上の接着強度を実現できる。また、ラミネート樹脂等を全く用いていないため、積層体を使用する際にも異物や残留溶剤等が滲出することがなく、また強度、耐熱性、誘電特性、電気絶縁性にも優れ、さらに、不織布の開口を塞ぐことなく、本来の性能を発揮することができる。
【実施例】
【００４３】
＜不織布およびフィルムの準備＞
液晶ポリマー不織布として、厚み２４μｍのベクルスＭＢＢＣＺＳＯ（クラレ株式会社製）を準備した。また、ポリオレフィン樹脂フィルムとして、下記の下２種類のフィルムを準備した。
Ａ：ポリプロピレン樹脂（ＰＦ３８０Ａ、サンアロマー株式会社製）を厚み７０μｍに製膜したフィルム
Ｂ：厚さ５０μｍのポリメチルペンテン樹脂フィルム（ＴＰＸフィルム、Ｘ−８８Ｂ、三井化学株式会社製）
【００４４】
実施例１
＜積層体の作製＞
上記した不織布およびフィルムを、それぞれ１５０ｍｍ×７５ｍｍの大きさに切り出した試料を準備し、電子線照射装置（ライン照射型低エネルギー電子線照射装置ＥＥＳ−Ｌ−ＤＰ０１、浜松ホトニクス株式会社製）のサンプル台に並置した。この際、電子線が試料に照射されない部分を設けるために、両試料の一方の端部５〜１０ｍｍ程度にマスキングしておいた。
【００４５】
次いで、電子照射線装置のチャンバー内の酸素濃度が１００ｐｐｍ以下となるように窒素ガスでパージした後、下記の電子線照射条件により、試料の表面に電子線を照射した。
電圧：４０ｋＶ
吸収線量：２００ｋＧｙ
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００４６】
電子線を照射した後、試料を装置内から取り出し、すぐに両者の電子線照射面側が対向するようにして重ね合わせ、熱ラミネート法により、両フィルムを接着して積層体を得た。
【００４７】
実施例２
実施例１において、使用する樹脂フィルムを下記の表１に示す組み合わせとした以外は、実施例１と同様にして積層体を得た。
【００４８】
比較例１
電子照射を行わなかった以外は実施例１と同様にして積層体を得た。しかしながら、得られた積層体は液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着していなかった。
【００４９】
比較例２
電子照射を行わなかった以外は実施例２と同様にして積層体を得た。しかしながら、得られた積層体は液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着していなかった。
【００５０】
＜積層体の接着強度の評価＞
得られた積層体を幅１５ｍｍの短冊状になるように切り出し、引張試験機（テンシロン万能材料試験機ＲＴＣ−１３１０Ａ、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いて、５０ｍｍ／分の速度で、９０度剥離試験を行った。なお、上記したように比較例１の積層体は、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが接着しておらず、積層体の接着強度を測定することができなかった。評価結果は、下記の表１に示される通りであった。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１の評価結果からも明らかなように、電子線を照射した実施例１および２の積層体では、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとの間に接着が認められた。
【符号の説明】
【００５３】
１ ポリオレフィン樹脂フィルム
２ 液晶ポリマー不織布
３、３’ 電子線照射装置
４、４’ 電子線
５ フィルム基材接触界面
６ ヒートローラ
７ 支持ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体であって、
前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一部で、前記液晶ポリマー不織布中の原子と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されており、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムとが接着剤を介さずに接着されていることを特徴とする、積層体。
【請求項２】
前記液晶ポリマー不織布中の原子およびポリオレフィン樹脂フィルム中の原子に酸素原子または水酸基が結合しており、前記液晶ポリマー不織布中の酸素原子および／または水酸基と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の酸素原子または水酸基との間で水素結合が形成されている、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記液晶ポリマーが、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、フェノールと、フタル酸およびパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマーからなる群から選択されるものである、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記ポリオレフィン樹脂フィルムが、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリメチルペンテンからなる樹脂フィルムである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体を製造する方法であって、
液晶ポリマー不織布および／またはポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一方の面、に電子線を照射し、
前記電子線が照射された前記液晶ポリマー不織布面および／またはポリオレフィン樹脂フィルム面を重ね合わせて接着する、ことを含んでなることを特徴とする、方法。
【請求項６】
前記液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを重ね合わせる前および／または重ね合わせた後に電子線照射を行う、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記不織布および前記フィルムの接着を加圧して行う、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記不織布および前記フィルムの接着を加熱して行う、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体であって、
前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一部で、前記液晶ポリマー不織布中の原子と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の原子との間に結合が形成されており、前記液晶ポリマー不織布および前記ポリオレフィン樹脂フィルムとが接着剤を介さずに接着されていることを特徴とする、積層体。
【請求項２】
前記液晶ポリマー不織布中の原子およびポリオレフィン樹脂フィルム中の原子に酸素原子または水酸基が結合しており、前記液晶ポリマー不織布中の酸素原子および／または水酸基と、前記ポリオレフィン樹脂フィルム中の酸素原子または水酸基との間で水素結合が形成されている、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記液晶ポリマーが、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、フェノールと、フタル酸およびパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマー、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸とが重縮合したポリマーからなる群から選択されるものである、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記ポリオレフィン樹脂フィルムが、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリメチルペンテンからなる樹脂フィルムである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の、液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとが積層した積層体を製造する方法であって、
液晶ポリマー不織布および／またはポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも一方の面、に電子線を照射し、
前記電子線が照射された前記液晶ポリマー不織布面および／またはポリオレフィン樹脂フィルム面を重ね合わせて接着する、ことを含んでなることを特徴とする、方法。
【請求項６】
前記液晶ポリマー不織布とポリオレフィン樹脂フィルムとを重ね合わせる前および／または重ね合わせた後に電子線照射を行う、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記不織布および前記フィルムの接着を加圧して行う、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記不織布および前記フィルムの接着を加熱して行う、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３９８８９（Ｐ２０１２−１３９８８９Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３４４５（Ｐ２０１０−２９３４４５）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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