CN1500619A - 薄膜的平滑化方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种消除由带状高分子薄膜的薄膜辊上夹杂的异物产生的薄膜变形的方法。本发明解决问题的手段是一种薄膜平滑化方法，其特征是依次包括(1)对带状高分子薄膜的薄膜辊实施开卷的步骤，(2)除去该薄膜表面异物的步骤，(3)绕回该薄膜形成薄膜辊的步骤，和(4)对由步骤(3)所得的薄膜辊进行热处理的步骤。

Description

薄膜的平滑化方法

技术领域

本发明涉及带状高分子薄膜的平滑化方法。

背景技术

在作为薄膜辊提供的带状高分子薄膜的薄膜层间夹杂有异物时，由薄膜辊产生的卷绕压力使得异物被挤压在薄膜之间，由此在薄膜上产生凸凹变形。即使从薄膜除去异物也会残留下变形。在制造由高分子薄膜形成的取向基板上涂布形成液晶性高分子层等的液晶显示装置等中所用的光学元件时(例如参照特开平7-113993号公报)，在薄膜变形部分涂布时产生厚度不均的现象，由此造成光学缺陷。异物主要为在将薄膜切断成所期望的宽度时产生的粉末，其直径大小为数十～数百μm，而薄膜上产生的变形为数百μm～数mm。在其上涂布液体时，涂布不均的程度为数mm。由于薄膜辊紧紧地卷绕，由异物造成的薄膜变形发生在夹杂着该异物的上下数层上。从辊抽出薄膜进行涂布时，发现每隔一定长度在薄膜上有缺陷。这种缺陷使得光学元件的有效利用率下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种消除由带状高分子薄膜的薄膜辊上夹杂的异物产生的薄膜变形的方法。

本发明第1方面涉及一种薄膜平滑化方法，其特征是依次包括(1)对带状高分子薄膜的薄膜辊实施开卷的步骤，(2)除去该薄膜表面异物的步骤，(3)绕回该薄膜形成薄膜辊的步骤，和(4)对由步骤(3)所得的薄膜辊进行热处理的步骤。

本发明第2方面的特征是在本发明的第1方面中，所述步骤(3)的薄膜辊的卷绕张力为10～200N/m。

本发明第3方面的特征是在本发明的第1或第2的任一方面中，所述步骤(4)的热处理温度为30～120℃，时间为1～50小时。

附图简单说明

图1为实施本发明的一装置的实施方式的简略图。

图2为本发明热处理装置的简略图。

发明的实施方式

可用于本发明的薄膜为高分子薄膜，优选使用单层或多层中的任何一种。另外，也可以使用高分子薄膜与金属膜等其它材料的叠层体，通过蒸镀等方式在高分子薄膜上形成有金属层的产品，或者在高分子薄膜上形成有其它材料的涂膜等的产品。可根据高分子材料和用途，采用合适的方法制造薄膜。另外，也可以对薄膜实施延伸处理。

作为用于本发明的高分子薄膜的材质，可以为尼龙等的聚酰胺；聚酰亚胺；聚酰胺酰亚胺；聚酯酰亚胺；聚醚酰亚胺；聚醚酮；聚醚醚酮；聚酮；聚醚砜；聚苯撑硫醚；聚苯氧化物；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘甲酸乙二醇酯等的聚酯；聚缩醛；聚碳酸酯；聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸酯；纤维素三醋酸酯；聚烯烃；聚苯乙烯；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；特氟隆(登录商标)；聚乙烯醇等。

薄膜的宽度、厚度可根据用途适当地确定，但宽度在10mm～5000mm、厚度在1～10000μm，优选在1～200μm的范围内。考虑到辊的操作等可适当地确定薄膜的长度，通常优选在10000m的程度以内。

以下参照附图对本发明的方法进行说明。图1为实施本发明方法的装置一例的简略图。在该图中，1为未处理的薄膜辊，从此处抽出薄膜通过输送辊2和粘着辊3和4，由此除去薄膜两个表面上的异物。作为粘着辊，优选为对辊表面具有弱粘结性的橡胶辊。尽管在图中是以粘着辊除去异物为例进行说明，但也可以采用除此以外的旋转刷、气刷、超声波除尘、吸引以及其它适当的方法除去异物。

在除去了异物的薄膜上残留着由异物产生的凸凹变形，再一次将该薄膜卷绕，形成薄膜辊5。然后对薄膜辊进行热处理。图2是用于本发明的热处理装置一例的简略图。将薄膜辊静置，或使薄膜经常或间歇旋转地容纳在热处理装置6中。在热处理装置上可适当地设置支撑薄膜辊用或保持旋转构件、加热器或热风吹出口、其它为维持薄膜辊的加热温度均一的手段和构件。

在热处理工序中如果对薄膜加热，则可以缓解薄膜变形，使薄膜平滑。在热处理时所提供的薄膜辊的卷绕压力必须合适。如果卷绕压力太紧，则不能有效地缓解薄膜变形，并产生卷曲褶皱或残留的异物使薄膜产生新的变形。另一方面，如果太松则产生卷绕错位。卷绕程度由步骤(3)中的卷绕张力进行调节。优选卷绕张力的范围为10～200N/m。更优选为10～100N/m。

当热处理的温度低、时间短时，不能充分缓解薄膜变形。另一方面，热处理的温度高、时间长时，可能会产生薄膜加热变形或薄膜辊变形的危险。热处理的温度和时间根据高分子薄膜的材质、薄膜是否延伸及其程度来确定其条件。例如，为聚苯撑硫醚薄膜时，最合适的是在50～60℃下加热10～20小时。为纤维素三醋酸酯薄膜时，优选在30～60℃下加热5～20小时。为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜时，优选在30～50℃下加热5～20小时。

在步骤(2)中不能完全切除的微细异物如照原样残留，在步骤(3)中绕回薄膜形成薄膜辊时，可能会有异物产生新的薄膜变形的危险。为防止该现象，优选在带状薄膜宽度方向的端部或在其附近的至少单面上形成凸凹部。这种方式也被称作滚花处理(Knurling)。凸凹部可为任意形状，例如为线状或点状凸凹部，由一列或多列轧纹形成。凸部的高度比薄膜的平均高度更高，因此薄膜辊的端部被强劲地卷绕时，中央部被松松地卷绕，并含有空气层。由此，即使在薄膜之间存在残留的异物，也不会在薄膜和异物之间施加使薄膜变形程度的压力。另外，通过使薄膜宽度方向的端部上存在凸凹部，即使在本发明中采取低的卷绕张力，也可以防止薄膜辊对花不准和横向偏移，并可防止产生擦伤和摩擦带电。

采用本发明方法处理过的薄膜，其缺陷非常少而且为极平滑的薄膜。对这种薄膜实施例如感光剂、磁带或液晶取向处理等的薄膜精密涂布时，得到光学缺陷极少的光学元件。因此，实施了本发明处理方法的薄膜，例如在制得照相感光材料用支持体或液晶显示器、等离子显示器、EL显示器等的各种显示器中具有的各种光学薄膜和基板薄膜等时是有用的。更具体而言，是在获得通过在该薄膜上形成取向层或在实施取向处理后涂布液晶性高分子等可获得的胆甾醇型薄膜、全息薄膜、偏光板、彩色偏光板、位相差板、色补偿薄膜、改善视角的薄膜、提高辉度的薄膜、防反射薄膜、旋光薄膜等时是非常有用的。

作为这样的液晶性高分子，可例举出由具有羧基、醇基、苯酚基、氨基、硫基等的化合物缩合而成的缩合类液晶高分子，以具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等具有双键的液晶性化合物等为原料制得的液晶性乙烯聚合物，由具有烷氧基硅烷基的液晶化合物等合成的液晶性聚硅氧烷，由具有环氧基的液晶性化合物等合成的液晶性环氧树脂和上述液晶性高分子的化合物等。在以上各种液晶性高分子中，从所得液晶性高分子薄膜的光学特性等的观点来看，最优选缩合类液晶高分子。

缩合类液晶高分子可采用适当方法使通常的二官能性单体缩合得到。作为该二官能性单体，优选为具有芳香族或环己烷的二官能性单体，具体地可例举出亚苯基二胺等的二胺类，氢醌、2-甲基氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、4-甲基邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、2，3-二羟基萘等的二醇类，1，4-亚苯基二硫醇、1，2-亚苯基二硫醇等的二硫醇类，水杨酸、3-羟基安息香酸、4-羟基安息香酸、3-羟基-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、7-羟基-2-萘甲酸等的羟基羧酸类，2-氨基安息香酸、3-氨基安息香酸、4-氨基安息香酸等的氨基酸类，邻苯二酸、间苯二酸、对苯二酸、1，4-萘二羧酸、2，6-萘二羧酸、2，7-萘二羧酸、4，4’-联苯二羧酸、4，4’-均二苯代乙烯二羧酸、1，4-环己烷二羧酸等的二羧酸类。其中最优选的是含有作为含羟基成分的、以邻苯二酚单元为必须结构单元的缩合类液晶性高分子。

在配制缩合类液晶性高分子时，在不损害液晶性的程度内可向所用原料单体中添加例如草酸、富马酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等的脂肪族二羧酸类，乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇等的脂肪族二醇类，二氨基乙烷、二氨基丙烷、二氨基丁烷、二氨基戊烷、二氨基己烷、二氨基庚烷、二氨基辛烷、二氨基壬烷、二氨基癸烷等的脂肪族二胺类，羟基乙酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基戊酸、羟基己酸、羟基庚酸、羟基辛酸、羟基壬酸、羟基癸酸等的脂肪族羟基羧酸类等。

另外，为了根据需要对液晶性高分子主链的末端进行改性，可向原料单体中添加单官能性单体或三官能性单体。作为单官能性单体可举出分子内具有一个羧基、氨基、醇基、苯酚基、硫醇基等的单体，例如为芳香族羧酸类、脂肪族羧酸类、芳香族胺类、脂肪族胺类、苯酚类、脂肪族苯酚类。另外，作为三官能性单体可举出例如偏苯三酸、二羟基安息香酸、羟基苯甲酸、苯三酸、均苯四酸等。

使这些单体缩合得到缩合类液晶性高分子，具体地为获得液晶性聚酯的方法没有特别限制，可适当地采用该领域公知的任何方法。例如可任意采用通过使羧酸成为酸卤化物或者在二环己基碳二酰亚胺等的存在下将羧酸活化后，使其与醇、胺等发生反应的方法、通过将苯酚乙酸酯化后，使其与羧酸反应的脱乙酸反应的合成方法、使羧酸成为如甲酯的酯化物后，在所需要的适当催化剂的存在下，使其与醇反应的脱醇反应的合成方法等。

在本发明的液晶性高分子中，如上所述的缩合类液晶性高分子可单独使用，另外，也可以使用2种或3种或以上的缩合类液晶性高分子的混合物。另外，在不损害本发明效果的范围内，可适当地混合使用光学活性液晶性高分子、液晶性乙烯聚合物、液晶性聚硅氧烷、液晶性环氧树脂等的各种液晶性高分子或非液晶高分子等。

实施例

以下采用实施例对本发明进行具体说明，但本发明不受这些实施例的限制。

参考例和实施例中所用的各种分析方法如下。

(1)液晶性高分子对数粘度的测定

采用乌伯洛德型粘度计，在苯酚/四氯乙烷(60/40重量比)的混合溶剂中，在30下进行测定。

(2)缺陷的观测

采用奥林巴斯光学(株)制的BH2偏光显微镜进行缺陷检测(以个数计进行检测)。

(3)液晶性高分子组成的确定

将液晶性聚酯溶解在重氢化氯仿中，采用400MHz的¹H-NMR(日本电子制造的JNM-GX400)进行测定，确定其组成。

[实施例1]

使由输送辊2从厚度为60μm、宽度为400mm、长度为1000m的聚醚醚酮(PEEK)制的薄膜辊1抽出的薄膜的两个表面与丁基橡胶制得的粘着辊3、4相接触，由此除去异物。采用400N/400m的卷绕张力将该薄膜卷绕成薄膜辊5。在该薄膜的宽度方向的两端上分别形成3条凸部。凸部的平均高度为30μm。然后将该薄膜辊放置在热处理装置6中，吹入热风并使温度维持在50℃±10℃，实施24小时的热处理。为确定平滑化效果，采用逗点形涂布机在该薄膜上涂布20μm厚、粘度为5cP的聚酰亚胺溶液(5％溶液，溶剂：丁基溶纤剂和N-甲基-2-吡咯烷酮的混合液)，并干燥、固化。对所得的形成有涂膜的薄膜进行检查，其由薄膜凸凹引起的缺陷数目平均为0.1个/1m²，其平均大小为0.1mm。

为进行比较，对与薄膜辊1同一批的薄膜不实施本发明的处理方法，并涂布上述聚酰亚胺溶液使其固化，对其进行检查时，缺陷数目平均为20个/1m²，其平均大小为0.3mm。

(参考例)

合成出式(1)的液晶性高分子物质(对数粘度＝0.22dl/g、Tg＝61℃)和包含式(2)的(R)-3-甲基己烷-1，6-二醇单元的光学活性液晶性高分子物质(对数粘度＝0.17dl/g)。

这些高分子材料的合成是在邻二氯苯溶剂中，在三乙胺共存下，使与二羧酸单元对应的酸氯化物与二醇化合物发生反应实施的。

将所得的18.1g式(1)的液晶性高分子和1.9g式(2)的液晶性高分子混合物溶解在80g N-甲基吡咯烷酮中，配制液晶性高分子溶液。

式(1)

式(2)

              ^*表示光学活性碳

[实施例2]

由输送辊2从薄膜辊1抽出厚度为60μm、宽度为400mm、长度为1000m的聚醚醚酮(PEEK)制的取向基板薄膜，使该薄膜的两个表面与丁基橡胶制成的粘着辊3、4相接触，由此除去异物。采用400N/薄膜宽度(400mm)的卷绕张力将该薄膜卷绕成薄膜辊5。在该薄膜宽度方向的两端上预先通过滚花处理分别形成3条凸部。凸部的平均高度为30μm。然后将该薄膜辊放置在热处理装置6中，吹入热风并使温度维持在50℃±10℃，实施24小时的热处理。为确定平滑化效果，相对于该薄膜长度方向呈45°角度对该薄膜进行摩擦，然后采用辊式涂布机涂布参考例中所得的液晶性高分子溶液后进行干燥，并在200℃下加热处理15分钟，使液晶性高分子发生取向，进一步冷却至室温，使液晶结构固定。在PPS制成的取向基板薄膜上形成的液晶性高分子层的厚度为5μm。然后在液晶性高分子层表面上涂布紫外线固化型粘结剂，在该粘结剂层上以不卷入空气地方式贴合上由宽度为400mm、厚度为80μm的带状纤维素三醋酸酯形成的透光性基板薄膜后，从该透光性基板薄膜上方以预定量照射紫外线，使粘结剂层固化。从由此所得的具有取向基板薄膜/液晶性高分子层/固化粘结剂层/透光性基板薄膜层结构的叠层薄膜剥离取向基板薄膜，得到液晶性高分子层通过固化性粘结剂转印到透光性基板薄膜上的叠层薄膜。该制造方法的细节在本申请人申请的特开平7-113993号公报中进行了详细说明。

对所得叠层薄膜的液晶性高分子层进行由薄膜凸凹引起的缺陷检测，其缺陷数目平均为0.1个/1m²，其平均大小为0.1mm。

发明效果

根据本发明方法，可消除由带状高分子薄膜的薄膜辊上夹杂的异物产生的薄膜变形。在制造用于由高分子薄膜形成的取向基板上涂布形成液晶性高分子层等的液晶显示装置等中的光学元件时，可得到无缺陷的优异薄膜。

Claims (3)

1.一种薄膜平滑化方法，其特征是依次包括(1)对带状高分子薄膜的薄膜辊实施开卷的步骤，(2)除去该薄膜表面异物的步骤，(3)绕回该薄膜形成薄膜辊的步骤，和(4)对由步骤(3)所得的薄膜辊进行热处理的步骤。

2.如权利要求1所述的薄膜平滑化方法，其特征是在步骤(3)中薄膜辊的卷绕张力为10～200N/m。

3.如权利要求1或2所述的薄膜平滑化方法，其特征是所述步骤(4)的热处理温度为30～120℃，时间为1～50小时。

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