剥離性フィルム　剝離性フィルムとは何か？、どのような物質が用いられるのか？

この記事で分かること

剥離性フィルム

　富士キメラ総研によると、機能性フィルム市場は堅調な成長を見せる予想とされています。

　https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00746076

　2023年の市場規模は約282億4,000万米ドルで、2030年には476億4,000万米ドルに達すると見込まれており、年平均成長率（CAGR）は7.75%とする予想もあります。

　今回は機能性フィルムの中でも「剥離性」を持つフィルムについての記事となります。

剥離性フィルムとは、何か

　剥離性フィルムは、粘着剤層や他のフィルム、シートなどが不要な箇所に接着するのを防いだり、貼り付け後に容易に剥がせるようにするために使用されるフィルムです。セパレーターフィルム、リリースフィルムとも呼ばれます。

　粘着テープについているツルツルした下地のようなものです。あれがあるおかげで、テープ同士がくっついたり、意図しない場所に接着したりするのを防ぎ、使うときにスムーズに剥がすことができます。

剥離性フィルムは、粘着剤層や他のフィルム、シートなどが不要な箇所に接着するのを防いだり、貼り付け後に容易に剥がせるようにするために使用されるフィルムです。セパレーターフィルム、リリースフィルムとも呼ばれます。

　例えるなら、粘着テープについているツルツルした下地のようなものです。あれがあるおかげで、テープ同士がくっついたり、意図しない場所に接着したりするのを防ぎ、使うときにスムーズに剥がすことができます。

剥離性フィルムの主な役割

• 粘着剤の保護: 粘着テープや粘着シートなどの粘着剤面を保護し、保管時や加工時の汚れ、損傷、不要な接着を防ぎます。
• 加工性の向上: 粘着シートを打ち抜き加工する際などに、剥離フィルムがあることで作業が容易になります。
• 貼り付け作業のサポート: 粘着シートを目的の場所に正確に貼り付ける際に、剥離フィルムが位置決めや気泡の巻き込み防止に役立ちます。
• 離型材としての利用: 複合材（FRPなど）の成形時や、フィルムキャスト法によるフィルム製造時などに、成形物やフィルムを金型や基材からスムーズに剥がすための離型材として使用されます。

剥離性フィルムにはどのような種類があるのか

　剥離性フィルムは、基材となるフィルムの表面に、剥離性を付与するための処理を施すことで作られます。主な表面処理の種類は以下の通りです。

シリコーン系剥離フィルム

• 最も一般的で、幅広い用途で使用されます。
• シリコーン樹脂を表面にコーティングすることで、優れた剥離性を発揮します。
• 剥離力の調整が比較的容易です。
• 耐熱性、耐薬品性にも優れています。
• 用途例: 粘着テープ、粘着シートの剥離紙、工業用両面テープ、電子部品製造プロセス、医療用ドレッシング材など

フッ素系剥離フィルム

• シリコーン系よりもさらに高い剥離性を持つものがあります。
• 耐熱性、耐薬品性にも優れています。
• 比較的コストが高い傾向があります。
• 用途例: 特殊な粘着剤の剥離紙、高温環境下での使用、耐薬品性が求められる用途など

長鎖アルキル系剥離フィルム

• 比較的安価な処理で、用途によっては十分な剥離性を得られます。
• シリコーン系やフッ素系に比べると、剥離性や耐久性は劣る場合があります。
• 用途例: 一部の粘着テープの剥離紙など

エンボス加工剥離フィルム

• 表面に微細な凹凸を付けることで、剥離性を調整したフィルムです。
• 剥離力の調整や、エア抜け性を付与する目的で使用されます。
• 用途例: 粘着シートのエア抜け対策、特殊な用途の剥離紙など

シリコーン系剥離フィルムが剥離ができる理由

　シリコーン系剥離フィルムが剥離できる主な理由は、シリコーン樹脂の持つ独特な表面特性にあります。具体的には以下の点が挙げられます。

1. 低表面エネルギー

• シリコーン樹脂は、多くの物質と比較して非常に低い表面エネルギーを持っています。表面エネルギーが低いということは、他の物質との濡れ性が低い、つまりくっつきにくい性質があるということです。
• 粘着剤は、被着体の表面に濡れ広がり、接触面積を増やすことで接着力を発揮します。しかし、シリコーン系剥離フィルムの表面は粘着剤が濡れ広がりにくいため、強い接着力が生じにくいのです。

2. 非極性

• シリコーン樹脂の主鎖はケイ素（Si）と酸素（O）の結合ですが、表面はメチル基（CH₃）などの非極性基で覆われています。
• 多くの粘着剤は、極性基を持つポリマーを主成分としているため、非極性のシリコーン表面との分子間相互作用（特に極性同士の強い相互作用）が弱くなります。ファンデルワールス力などの弱い相互作用は働きますが、強力な接着には至りません。

3. 柔軟性

• シリコーン樹脂は柔軟性が高いため、表面が平滑に見えても微細な凹凸が存在します。この凹凸が、粘着剤との実質的な接触面積を減らし、接着力を低下させる可能性があります。

4. 架橋構造

• シリコーン系剥離フィルムの表面のシリコーン樹脂は、通常、架橋構造を持っています。この架橋構造により、シリコーン層が溶け出したり、粘着剤中に移行したりするのを防ぎ、安定した剥離性を維持します。

例えるなら

　油を塗った表面に水が弾かれるのと同じようなイメージです。シリコーンの表面は、粘着剤にとって「油」のような存在で、濡れ広がりにくく、強くくっつきにくいのです。

フッ素系剥離フィルムはなぜ剥離性に優れるのか

　フッ素系剥離フィルムがシリコーン系よりもさらに剥離性に優れる主な理由は、フッ素樹脂が持つ極めて低い表面エネルギーにあります

1. 極めて低い表面エネルギー

• フッ素樹脂は、知られている固体材料の中で最も低い表面エネルギーの一つです。表面エネルギーが低いほど、他の物質との濡れ性が極めて低くなり、結果として非常によく剥離します。
• これは、フッ素原子の高い電気陰性度と、炭素-フッ素（C-F）結合の強い結合力に起因します。これらの特性により、フッ素樹脂表面は他の物質との分子間力を生じにくく、特に液体や粘着剤などが表面に広がりにくくなります。

2. 非極性

• フッ素樹脂は、分子構造全体として強い非極性を示します。多くの粘着剤は極性基を含むため、非極性のフッ素樹脂表面との分子間相互作用が非常に弱くなります。ファンデルワールス力のような弱い力しか働かず、強力な接着には至りません。

3. 滑らかな表面

• フッ素樹脂は、一般的に表面が非常に滑らかです。これにより、粘着剤との物理的な引っ掛かりが少なくなり、剥離がスムーズに行われます。

シリコーン系との比較

　シリコーン樹脂も低い表面エネルギーを持ちますが、フッ素樹脂はさらに低いため、より優れた剥離性を示す場合があります。特に、シリコーン系粘着剤など、シリコーンと親和性の高い物質に対しても、フッ素系剥離フィルムは有効です。