(57)【要約】【課題】  電解質膜などシート状ポリマー構造体のキャスト成形に好適な、非汚染性・安価・優れた耐熱性を同時に満足する離型フィルムを提供する。【解決手段】  ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に主としてポリオレフィンからなる離型層が設けられた離型フィルムであって、当該離型層面上で強酸ポリマーの分散溶液をキャスト成形し、得られた強酸ポリマーシートを剥離した際に離型層面から強酸ポリマーへの移行がなく、当該強酸ポリマーシートの剥離力が１００ｍＮ／ｃｍ以下であることを特徴とする離型フィルム。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に主としてポリオレフィンからなる離型層が設けられた離型フィルムであって、当該離型層面上で強酸ポリマーの分散溶液をキャスト成形し、得られた強酸ポリマーシートを剥離した際に離型層面から強酸ポリマーへの移行がなく、当該強酸ポリマーシートの剥離力が１００ｍＮ／ｃｍ以下であることを特徴とする離型フィルム。
【請求項２】
離型層面の反射率の極大ピーク最長波長が９００〜１６００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の離型フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池などに使用される高分子電解質膜の製造用等において好適に使用される離型フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷低減の観点より、二酸化炭素、窒素酸化物などを発生しないクリーンなエネルギー源として、近年燃料電池が注目されている。特に、その心臓部ともいえるイオン交換膜がパーフロロスルホン酸樹脂などの強酸高分子電解質である固体高分子形燃料電池は、小型化しやすく、かつ比較的低温で作動することから盛んに開発が進められている。
【０００３】
この高分子電解質からなる電解質膜、とりわけ白金触媒担持カーボンなどを電解質中に分散させた電極膜などは、その形成において電解質を溶媒でペースト状あるいはインク状としたものを、離型性を有する基材フィルム上へキャストすることで形成されることが多い。ここで使用される離型フィルムとしては、例えば、特許文献１に記載されているように、（１）シリコーンコートされたポリエステルフィルム、（２）延伸ポリプロピレンフィルム、（３）フッ素樹脂フィルム、（４）フッ素樹脂がラミネートされたポリエステルフィルム、などが知られているが、剥離剤として使用されるシリコーンには、汚染の恐れがあり、フッ素樹脂は一般に高価であるため、それ単体、これを他基材へラミネートしたもの、これを他基材へコートしたもの、のいずれにせよ消費材としての離型フィルムにはコスト上の制約があり、今後進められる電解質膜のコスト低減になじまない。ポリプロピレンなどのポリオレフィンあるいは長鎖アルキル側鎖を有するポリマーなどは、安価で一定の離型性を示す反面、必ずしも十分な離型性ではなく、またそれ単体では耐熱性に劣り、キャスト基材としての使用には制限がある。
【０００４】
そこで、耐熱性に優れたポリエステルフィルムを基材とし、ポリオレフィンからなる離型層を設けたものなどが提案されている（特許文献２）。ところが、電解質膜製造速度向上などのためにキャスト成形温度を高くすると、離型層が融解状態となるため、一時的にチャネルが形成され、強酸電解質ポリマーが直に基材ポリエステルフィルムに接触する可能性が高まり、ポリエステルフィルムが侵されてしまい、欠陥となる場合がある。
【特許文献１】特開２００３−２８５３９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、電解質膜などシート状ポリマー構造体のキャスト成形に好適な、非汚染性・安価・優れた耐熱性を同時に満足する離型フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、特定の構成を採用することによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明の完成に至った。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨は、ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に主としてポリオレフィンからなる離型層が設けられた離型フィルムであって、当該離型層面上で強酸ポリマーの分散溶液をキャスト成形し、得られた強酸ポリマーシートを剥離した際に離型層面から強酸ポリマーへの移行がなく、当該強酸ポリマーシートの剥離力が１００ｍＮ／ｃｍ以下であることを特徴とする離型フィルムに存する。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の離型フィルムの基材となるポリエステルフィルムには、融点・ガラス転移点の高い芳香族ポリエステルからなる延伸フィルムが耐熱性の点より好適である。使用に適した芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートやその誘導体が挙げられる。
【０００９】
本発明の離型フィルムは両面とも有機珪素化合物の付着がないことが好ましい。有機珪素化合物の付着があると、たとえそれが背面であったとしても、ロール状に巻き上げた時にキャスト面となる表面へ転移し、それがキャスト成形される製品の汚染原因となる恐れがある。有機珪素化合物の付着をなくすためには、使用する素材に有機珪素化合物を含まないものを使用するだけでなく、その加工環境例えば離型性表面処理のためコーティングにて離型性素材を積層する場合、シリコーンを含有する化合物を当該系列あるいは近傍系列で使用しないことが必要である。
【００１０】
本発明のポリオレフィン離型層は、例えばナフィオン（登録商標）などの強酸ポリマーシートのキャスト成形性、すなわち、強酸ポリマーの溶液あるいは分散液を塗布し加熱で溶媒を除去した後、強酸ポリマーシートを欠陥なく離型面より剥離することができる必要がある。このキャスト成形性が不十分であると、強酸ポリマーが基材ポリエステルに接触し、これを侵してしまい、剥離に際してポリエステル片が強酸ポリマー側に付着するなどの問題が生じる。キャスト成形性を付与するためには、ポリオレフィン離型層が基材ポリエステルに対して十分密着しておりかつポリオレフィン離型層が十分に厚みを有していることが好ましい。ポリオレフィン離型層と基材ポリエステルとを十分密着させる方法としては、ポリオレフィン主鎖に水酸基、イソシアネート基などの反応基を有する構造を導入し、これとポリエステルの末端基、例えば水酸基やカルボン酸基と縮合させる手法などが挙げられる。具体的には、特開２００４−８２７２８号公報に開示されている方法などを適用できる。ポリオレフィン主鎖への反応基の導入に当たっては、反応基を有することによる表面エネルギーの上昇や架橋密度が高まることによる離型層柔軟性の喪失などによって重剥離とならないように注意する必要がある。また、ポリオレフィン離型層と基材ポリエステルとの密着性にもよるが、剥離性の観点より離型層内へ導入しうる架橋量には限度があるのでポリオレフィン離型層はある程度の厚みを有することが望ましい。目安は、離型面の反射率極大ピーク最長波長が９００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以上である。
【００１１】
本発明のポリオレフィン離型面上に形成された強酸ポリマーシートの剥離力は１００ｍＮ／ｃｍ以下、好ましくは９０ｍＮ／ｃｍ以下である。剥離力が１００ｍＮ／ｃｍを超えると、比較的軟質である強酸ポリマーシートが延伸され、たるみなどの歪みを生じる場合があるので好ましくない。ポリオレフィン離型層は、含有する反応基の量にもよるが、総じて厚くなるほど重剥離となる傾向があるので厚くなりすぎないようにした方が良い。目安は、離型面の反射率極大ピーク最長波長が１６００ｎｍ以下、好ましくは１３００ｎｍ以下である。
【００１２】
本発明のポリオレフィン離型層に適用されるポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはこれらのα−オレフィン共重合体などを主たる成分とすることが推奨される。この他に、パラフィンオイルなどの短鎖アルカン、ポリブタジエン、ポリオレフィンポリオールなどの成分を含んでいてもよい。
【００１３】
本発明の離型フィルムは０．２ｍｍ以上の大きさの異物が１００ｍ２当たり１個未満であることが望ましい。異物の存在確率がこれを超えると、キャスト成形に際して、成形物の各種特性を損ねる恐れがあり好ましくない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の離型フィルムは、電解質膜などのキャスト成形用の基材として特に好適であり、その工業的価値は非常に高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは固形分としての「重量部」を示す。また、本発明で使用した評価方法は次のとおりである。
【００１６】
（１）強酸ポリマーのキャスト成形性
デュポン社製強酸ポリマーの分散溶液ナフィオン（登録商標）分散溶液ＤＥ２０２１を試料離型面に２ｍｌ滴下し、ベーカー式アプリケータにて厚み１０ｍｉｌのウェットシートを形成する。これを直ちに雰囲気温度１６０℃の熱風炉にて１０分間乾燥し、試料離型面上に膜を形成する。引き続き、膜の背面に粘着テープＮｏ．３１Ｂ(日東電工製)を貼り合わせ、剥離速度３０ｍ／分にて、膜ごと試料離型面よりＮｏ．３１Ｂを１８０°剥離する。膜を剥離した後の離型面を共焦点型レーザー顕微鏡にて観察し、深さが０．５μｍ以上の移行跡（窪み）の有無を確認する。移行跡が皆無であるものキャスト成形性良好とする。
【００１７】
（２）強酸ポリマーシートの剥離力（単位：ｍＮ／ｃｍ）
デュポン社製強酸ポリマーの分散溶液ナフィオン（登録商標）分散溶液ＤＥ２０２１を試料離型面に２ｍｌ滴下し、ベーカー式アプリケータにて厚み１０ｍｉｌのウェットシートを形成する。これを直ちに雰囲気温度１６０℃の熱風炉にて１０分間乾燥し、試料離型面上に膜を形成する。引き続き、膜の背面に粘着テープＮｏ．３１Ｂ(日東電工製)を貼り合わせ、剥離速度３００ｍｍ／分にて、膜ごと試料離型面よりＮｏ．３１Ｂを１８０°剥離する。その際に計測される平均剥離荷重を粘着テープ幅で除した値を剥離力とした。
【００１８】
（３）離型面反射率の極大ピーク最大波長
測定面の反対面に黒いビニールテープ（Ｎｏ．２１；日東電工製）を貼り合わせ、分光光度計（ＵＶ−３１００ＰＣ；島津製作所製）を用いて、２００〜２０００ｎｍの波長域における測定面の５°絶対反射率を測定した。反射率の極大ピークのうち最も長波長側にある極大ピークのピーク波長を極大ピーク最長波長とした。
【００１９】
実施例１：
エチレン・プロピレンゴム（ＥＰ０２Ｐ；ＪＳＲ製）にメタクリル酸−２−ヒドロキシエチルとパーヘキサ２５（日本触媒製）を重量比１９：１で混合したものを加え２００℃で混練し、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチルが１重量％グラフトされたポリオレフィンを調製する（架橋型ポリオレフィンとする）。
【００２０】
メタロセンポリエチレン（カーネルＫＳ３４０Ｔ；日本ポリエチレン製）と架橋型ポリオレフィンＡとトルエンとを１３：１３：９７４の重合比率で配合し溶解液を調製した。この溶解液に多官能イソシアネート（マイテックＮＹ７１８Ａ；三菱化学製）を１２９：１の重量比率で添加し塗布液を調製した。
【００２１】
クラス１００のクリーンコータにて、ポリエステルフィルム（ダイアホイルＴ１００−５０Ｓ；三菱化学ポリエステルフィルム社製）上に前記塗布液をメイヤーバー＃８を用いて塗工し、１３０℃１分間熱処理を施しさらに室温で２０日間静置して離型フィルムを得た。
【００２２】
比較例１：
塗工時のメイヤーバーを＃８に代えて＃２としたほかは実施例１と同様にして離型フィルムを得た。
【００２３】
比較例２：
塗布液の塗工（メイヤーバー＃８塗布・１３０℃乾燥）を１回ではなく３回繰り返した他は実施例１と同様にして離型フィルムを得た。
【００２４】
比較例３：
溶解液と多官能イソシアネートとの配合比率を１２９９：１に変えたほかは実施例１と同様にして離型フィルムを得た。
【００２５】
比較例４：
メタクリル酸−２−ヒドロキシエチルのグラフト率が１重量％ではなく０．１重量％となるようにメタクリル酸−２−ヒドロキシエチル／パーヘキサ２５混合液の配合量を変じたほかは実施例１と同様にして離型フィルムを得た。
【００２６】
【表１】
2008055779.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の離型フィルムは、例えば、燃料電池などに使用される高分子電解質膜の製造用等において好適に使用することができる。