JP2004130633A

JP2004130633A - 非晶性熱可塑性樹脂フィルムの製造方法及びノルボルネン系樹脂フィルム。

Info

Publication number: JP2004130633A
Application number: JP2002296432A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Okada; 岡田　安正; Kentaro Ogino; 荻野　健太郎
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】本発明は、厚み精度が高く、残留歪みの小さい非晶性熱可塑性樹脂フィルム又はシートの製造方法及びその製造方法により製造されたフィルム、シートに関する。このようなフィルム又はシートは、光学用途やディスプレイ分野で用いられる。
【解決手段】溶融樹脂４を、移動冷却体３上に静電的に密着し、固化せしめることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、ダイ１と該移動冷却体３との間の空間と、溶融樹脂４が接している移動冷却体３の近傍を保温する。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚み精度が高く、残留歪みの小さい非晶性熱可塑性樹脂フィルム又はシートの製造方法及びその製造方法により製造されたフィルム、シートに関する。このようなフィルム又はシートは、光学用途やディスプレイ分野で用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
特許番号第２５６０２８４号には、静電密着による熱可塑性樹脂フィルムの製造方法について記載されている。それによるとポリエステル樹脂等の結晶性熱可塑性樹脂フィルムを製造する場合、フィルム状（以下シート状でも同じである。）の溶融した熱可塑性樹脂を回転ドラム等の冷却移動媒体に静電力で密着させて、急冷することで結晶化度が低く、透明性に優れたフィルムを製造することが出来ること。強く冷却移動媒体に密着させるためには、溶融した熱可塑性樹脂の体積抵抗率が低いことが重要であり、フィルムの透明性と厚み精度を良くするためには、溶融した熱可塑性樹脂の体積抵抗率を１×１０^６Ωｃｍ以上、２×１０^８Ωｃｍ未満にすること等が記載されている。そして体積抵抗率を低くするには、溶融した熱可塑性樹脂にアルカリ金属、それらの化合物等を添加する方法が用いられることが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許番号第２５６０２８４号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光学用途に使用されるフィルム用樹脂としては、透明性に優れた非晶性樹脂を用いることが多い。溶融押出で非晶性熱可塑性樹脂のフィルム又はシートを製造する場合、結晶性熱可塑性樹脂の場合のように、結晶性低下のための急冷を必要とせず、徐冷によっても透明なフィルムを製造することができる。その為、従来の結晶性熱可塑性樹脂の場合のように溶融樹脂の体積抵抗率が低くなくとも静電密着法により厚み精度に優れたフィルムの製造が可能である。
【０００５】
しかし、冷却移動媒体との密着が十分でない場合には、冷却移動媒体上で溶融樹脂は滑りを生じる。そのために、溶融樹脂は流れ方向に延伸されることになり、残留位相差を生じてしまう。残留位相差が大きいと、光学用フィルムとして用いた場合に都合が悪く、例えば、偏光子を保護する偏光板保護フィルムに用いる場合などは、その残留位相差のために偏光性能の低下を引き起こす。
【０００６】
滑りを防止する為に、上記公報では溶融樹脂の体積抵抗率を低下させる方法が用いられている。しかし、従来用いられているアルカリ金属およびそれらの化合物を添加する方法では、光学的に異物が混入されることとなり好ましくない。例えば、２枚の偏光板の吸収軸が直交に配置されるような、直交ニコル状態に重ねて使用する場合には、異物が点状輝点して観察されてしまう。
【０００７】
本発明では、従来以上にフィルムの厚み精度が高く、かつ残留位相差の小さな光学用フィルムを押出成形にて製造する方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
溶融樹脂４を、ダイ１からシート状にして移動冷却体３上へ押出、移動冷却体３とダイ１との間に電極を配置し、その電極と移動冷却体３との間に、電圧を印加し、溶融樹脂４を移動冷却体３上に静電的に密着し、固化せしめることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、ダイ１と該移動冷却体３との間の空間と、溶融樹脂４が接する移動冷却体３の近傍を保温する。
【０００９】
本発明で用いるダイ１とは、押出機に取付けられた金型の開口部で溶融樹脂４をフィルムやシート状に賦形する部分である。
【００１０】
本発明で用いる移動冷却体３とは、例えば、冷却ロール、エンドレスベルト、回転ドラム等が挙げられる。
【００１１】
本発明の製造方法では、移動冷却体３を接地９された電極とし、移動冷却体３と他の電極２との間を溶融樹脂４が通過するように他の電極２が配置され、これら電極間に電圧が印加される。
【００１２】
上記他の電極２は、溶融樹脂４を移動冷却体３に静電密着するように電圧の印加が可能であれば良く特に限定されないが、例えば、タングステンワイヤ等を用いる方法が挙げられる。
【００１３】
ダイ１と移動冷却体３間の空間（以下、エアギャップ８と呼ぶ。）を保温する方法としては、周囲を断熱材７で囲んだり、強制加熱する方法が挙げられる。
【００１４】
断熱材７としては、アルミナやシリカ等のセラミックス系の断熱材７が好ましい。繊維化されたものをまとめて用いることも出来るが、ほつれによる異物の発生を抑えることが必要である。このようなプレート状の焼結体は、好ましく、例えば、リコベストランバー（利晶工業（株））、ミオレックス（菱電化成（株））、ファインレックス（ニチアス（株））等が挙げられる。
【００１５】
ダイ１と移動冷却体３間の空間と溶融樹脂４が移動冷却体３に接する冷却接点近傍を保温するとは、エアギャップ８と冷却接点より押出下流側の３０ｍｍ付近（以下、Ｂ地点１０と呼ぶ。）までを保温することである。
【００１６】
保温により、Ｂ地点１０での溶融樹脂４の温度が用いる樹脂のガラス転移温度（以下Ｔｇと呼ぶ。）＋２０℃以上であれば良いが、好ましくは、Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋１２０℃の範囲である。Ｔｇ＋２０℃以下だと残留位相差が発生して好ましくなく、Ｔｇ＋１２０℃以上だと溶融樹脂４が柔らかくなり過ぎて、賦形が難しくなり、厚み精度（Ｒ）が低下する。
【００１７】
加熱体で強制加熱する場合の加熱体のエアギャップ８側は、表面積が大きく熱伝導率の高い材質で構成されることが好ましく、例えば、鉄、アルミ、ＳＵＳ、銅などが上げられる。金属材料を用いることで、電極との放電が心配される場合は、金属の表面をセラミックス等で被覆処理を施すことが好ましい。
【００１８】
その他の方法としてヒータにより直接に溶融樹脂４を加熱する方法が挙げられる。ヒータとしては、例えば、赤外線ランプ、近赤外線ランプ、遠赤ヒータ等用いることが出来る。なかでも、電極と放電しづらい表面材質であるセラミックスの遠赤ヒータを用いるのが好ましい。
【００１９】
溶融樹脂４の体積抵抗率は、１０^８Ωｃｍ以上が好ましく、さらに好ましくは１０^８Ωｃｍ〜１０^１５Ωｃｍである。
【００２０】
本発明の製造方法によって、厚み精度（Ｒ）は、４μｍ　以下、残留位相差が１０ｎｍ以下、遅相軸の方向が流れ（ＭＤ）方向±１０°以下、ヘイズ３％以下である非晶性熱可塑性樹脂フィルム５が得られる。
【００２１】
本発明の非晶性熱可塑性樹脂フィルム５は、請求項１記載の方法で製造され、厚み精度（Ｒ）は、４μｍ　以下であることが好ましく、より好ましくは３μｍ　以下である。厚み精度（Ｒ）は、以下のように測定する。
【００２２】
非晶性熱可塑性樹脂フィルム５の幅方向に５ｍｍピッチ、流れ方向に１００ｍｍピッチで各５箇所測定し、全測定値の最大値と最小値の差を厚み精度（Ｒ）とする。
【００２３】
残留位相差が好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下である。残留位相差が１０ｎｍ以上になり光軸が偏光板の吸収軸とずれると、直線偏光は楕円偏光化されるので、液晶パネル等の部材として用いた場合にコントラストが低下する。
【００２４】
遅相軸の方向は、溶融樹脂４の流れ（ＭＤと表す。）方向±１０°以下であり、好ましくは±３°以内である。遅相軸の方向が±１０°以上になると残留位相差が高い場合に光軸が偏光板の吸収軸とずれると直線偏光は楕円偏光化されて着色するので、液晶パネル等の部材として用いた場合にコントラストが低下する。
【００２５】
透明感が低下するのでヘイズは３％以下が好ましく、より好ましくは１％以下である。
【００２６】
本発明で用いられる非晶性熱可塑性樹脂としては、結晶性の低い熱可塑性樹脂であれば良く、例えば、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。好ましくは光学特性に優れた、ノルボルネン系樹脂が挙げられる。
【００２７】
ノルボルネン系樹脂とは、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素添加物、ノルボルネン系モノマーの付加型重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィンの付加型重合体、これらの重合体の変性物等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂は、透明性に優れ、耐熱性も良好で、波長分散性が低く、光弾性係数が小さく光学特性に優れる。
【００２８】
【作用】
エアギャップ８とその近傍を保温することで、残留位相差を低減させることができる。エアギャップ８の保温により、押出成形のドロー時における溶融樹脂４の温度低下を防止することが出来るので、残留位相差が減少する。また、体積抵抗率が１０^８Ωｃｍ以上と高い場合には、溶融樹脂４と移動冷却媒体との密着力が弱く、接点以降でも溶融樹脂４がロール上を滑り、延伸されることになるが、エアギャップ８近傍を加熱することで、樹脂温度の低下を防止できるため延伸される量が少なくなり、残留位相差の低減が可能となる。
【００２９】
実施例を以下に示す。
（実施例１）
ノルボルネン系樹脂（商品名ＺＥＯＮＯＲ　１６００　日本ゼオン社製）を用いて、押出機にて下記条件で成形。印加電圧は表１に示す通りとした。
予備乾燥：１１０℃　３時間
押出機内樹脂温度：２９５℃
金型：コートハンガータイプ（Ｔダイ）
吐出量：１５０ｋｇ／ｈｒ
冷却ロール温度：１２０℃
冷却ロール周速：３３ｍ／分
厚み４０μｍ、幅１６５０ｍｍの非晶性熱可塑性樹脂フィルム５を成形した。
【００３０】
電極２には直径１５０μｍ　のタングステン製のワイヤを用い、ワイヤは４０Ｎの張力でセットし、電極２には＋６ｋＶ印加し（全面ピンニングという）、エアギャップ８近傍はアルミ板にて保温を施した。
【００３１】
（実施例２）
接点からＢ地点１０にはセラミック製の遠赤ヒータを配置した以外は、実施例１と同様にした。遠赤ヒータ（坂口電熱社製　インフラヒータ　６００Ｗ）は長さ１２５ｍｍで、幅方向に１３個並べて用いた。
【００３２】
（実施例３）
セラミック製の遠赤ヒータの代わりに近赤ヒータを用いた以外は、実施例２と同様にした。近赤ヒータとして長さ１６００ｍｍの赤外線ヒータ１２ｋＷ（ヘリウス社製）を用いた。
【００３３】
（実施例４）
ノルボルネン系樹脂　商品名ＡＲＴＯＮ　Ｄ４５３１（ＪＳＲ社製）を用いて、押出機にて下記条件で成形。印加電圧は下表内の通りとした。
予備乾燥：１２０℃　３時間
樹脂温度２８０℃にて押し出した。
Ｔダイ：コートハンガータイプ
吐出量：１５０ｋｇ／ｈｒ
冷却ロール温度：９５℃
冷却ロール周速：３３ｍ／分
厚み４０μｍ、幅１６５０ｍｍの非晶性熱可塑性樹脂フィルム５を成形した。
【００３４】
電極２にはタングステン製の直径１５０μｍ　のワイヤを用い、ワイヤは４０Ｎの張力でセットした。電極２には＋５．３ｋＶ印加し、エアギャップ８近傍は実施例３と同様に保温を施した。
【００３５】
（比較例１）
エアギャップ８近傍の保温をおこなわなかった以外は実施例４同様にした。
【００３６】
（比較例２）
静電密着方法として、全面ワイヤを用いずに、端部のみ針状電極２にて印加した（エッジピンニング）、以外は比較例１同様に成形した。
【００３７】
（評価方法）
（位相差と光軸）
測定器：王子計測機器（株）　　ＫＯＢＲＡ２１ＳＤＨを使用し波長５９０ｎｍで測定した。測定ポイント：フィルムの幅方向端部を除いた中央１４００ｍｍについて、幅方向１０ｍｍピッチ、流れ方向に１００ｍｍピッチで各５箇所測定し、最大値を位相差、遅相軸の範囲を光軸として用いた。
（厚み精度（Ｒ））
測定器：セイコーＥＭ（株）社製計っ太郎を使用して測定した。
測定ポイント：フィルムの幅方向端部を除いた中央１４００ｍｍについて、幅方向５ｍｍピッチ、流れ方向に１００ｍｍピッチで各５箇所測定、その最大値と最小値の差を厚み精度（Ｒ）とした。
（ヘイズ）
村上色彩（株）社製変角全光線透過率計ＨＧ−２００を用いて定法によって測定した。
（体積抵抗率）
実施例、比較例で用いた樹脂のガラス転移温度、体積抵抗率は下記の通りであった。
ＺＥＯＮＯＲ　１６００（ガラス転移温度（Ｔｇ）＝１６０　℃、体積抵抗率＝１．２×１０^１２Ωｃｍ　ａｔ　２８０℃）
ＡＲＴＯＮ　Ｄ４５３２（ガラス転移温度（Ｔｇ）＝　１４４　℃、体積抵抗率＝７．８×１０^１０Ωｃｍ　ａｔ　２８０℃）
【００３８】
（Ｂ地点１０の温度測定方法）
レイテックジャパン（株）社製放射温度計　型式ＴＸ−Ｐ７を使用して定法に従って測定した。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、光学用途に適する厚み精度の良く、残留歪みの小さい非晶性熱可塑性フィルム５が製造出来る。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる構成要素の配置図である。
【図２】本発明に用いる構成要素詳細図である。
【符号の説明】
１ダイ
２電極
３移動冷却体（冷却ロール）
４溶融樹脂
５非晶性熱可塑性フィルム
６電源
７断熱材
８エアギャップ
９接地
１０Ｂ地点

Claims

ダイから溶融押出されたノルボルネン系樹脂フィルムに、該フ
ィルムに近接して配置された電極から静電荷を与え、接地された移動冷却体との間に作用する電気的引力によって、前記フィルムを移動冷却体に密着させて冷却するノルボルネン系樹脂フィルムの製造方法において、ダイ１と移動冷却体との間の空間とフィルムが移動冷却体に接する近傍を保温する事を特徴とする非晶性熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
フィルムの厚み精度（Ｒ）４μｍ　以下、残留位相差１０ｎｍ以下、遅相軸の方向が押出（ＭＤ）方向±１０°以下、ヘイズ３％以下である請求項１に記載の製造方法で製造された非晶性熱可塑性樹脂フィルム。
非結晶性熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂である請求項２に記載の非晶性熱可塑性樹脂フィルム。