JP7249152B2

JP7249152B2 - ポリカーボネート樹脂フィルム

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Publication number: JP7249152B2
Application number: JP2019003640A
Authority: JP
Inventors: 旭古田; 晃史寺本; 則幸堀内
Original assignee: Keiwa Inc
Current assignee: Keiwa Inc
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: TW202026344A; CN111434717A; KR20200087709A; TWI816963B; JP2020111676A; CN111434717B

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂フィルムに関する。

液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに使用されるタッチパネル用の基材として、シクロオレフィンポリマー等の樹脂からなるフィルムが使用されているが、近年、ディスプレイにおける薄型化やフレキシブル化等の要請が高まっているため、上記基材に対して、高温における寸法安定性や低複屈折性等の特性が求められている。

また、このような基材を使用する液晶ディスプレイや有機ＥＬ表示装置を製造する際には、その外観について非常に厳格な基準が適用されるため、基材を保護するためのフィルム（マスキングフィルム）が使用されている（例えば、特許文献１～２参照）。

特開２００３－１７０５３５号公報特開２００４－０５９８６０号公報

ここで、例えば、タッチパネルに使用される透明導電膜の製造工程においては、高温（例えば、１３０～１７０℃）の熱処理工程が必要となるが、基材に上記マスキングフィルムが貼り付けられた状態で、この熱処理工程が行われる。そして、基材としては、１５０℃以上の耐熱性があるポリエチレンナフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びシクロオレフィンポリマー樹脂などが使用できるが、上述の基材を形成する材料と異なる種類の材料からなるマスキングフィルムを使用した場合、熱処理工程において、基材とマスキングフィルムの積層体（以下、単に「積層体」と言う。）に変形（大きな反り）が生じてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、基材にマスキングフィルムを貼り付けた状態で熱処理工程を行った場合であっても、積層体における反り等の変形の発生を抑制することができるポリカーボネート樹脂フィルムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のポリカーボネート樹脂フィルムは、１４０℃で９０分間、加熱処理した後の、長手方向および幅方向における熱収縮率が０．１０％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、熱処理工程において、積層体における反り等の変形の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るポリカーボネート樹脂フィルムを製造するための装置を示す概略図である。実施例の反り評価において使用した積層体を説明するための斜視図である。実施例の反り評価において使用した積層体における反り値の測定方法を説明するための概略図である。実施例の反り評価において使用した積層体における反り値の測定方法を説明するための概略図である。

以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜ポリカーボネート樹脂＞
本発明のポリカーボネート樹脂フィルムを構成するポリカーボネート樹脂の種類には、特に限定されず、例えば、ジヒドロキシ化合物と、ホスゲンもしくはジフェニルカーボネートとを反応させることにより得られる熱可塑性樹脂である。

また、ジヒドロキシ化合物としては、例えば、２，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）プロパン（「ビスフェノールＡ」）、ハイドロキノン、テトラメチルビスフェノールＡ、レゾルシノール、及び４，４－ジヒドロキシジフェニル等を使用することができる。また、下記式（１）で示すＮ－フェニルフェノールフタレイン（融点：２９３℃）、下記式（２）で示すビスフェノールＴＭＣ（融点：２０８℃）、及び下記式（３）で示すビスクレゾールフルオレン（融点２１８～２１９℃）を使用することができる。

なお、これらは単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、例えば、特開２００５－２９０３７８号公報、特開２０１７－１９９４４号公報、及び国際公開第２０１１／７７４４号等に記載されているポリカーボネート樹脂が挙げられる。

また、ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されず、例えば、ホスゲン法（界面重合法）や溶融重合法（エステル交換法）等が使用できる。なお、溶融重合法で製造したポリカーボネート樹脂原料に対して、末端のＯＨ基量を調整するための処理を行ったポリカーボネート樹脂を使用してもよい。

また、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１４０℃以上２１０℃以下が好ましい。Ｔｇが１４０℃以上の場合は、マスキングフィルム自体の寸法変化が良好となり好ましく、また、ポリカーボネート樹脂のＴｇが２１０℃以下であると、マスキングフィルム自体の加工適正が良好となり好ましい。

なお、ここでいう「ガラス転移温度」とは、ＪＩＳ－Ｋ－７１２１（１９８７年）に準拠して測定される中間点ガラス転移温度のことをいう。

＜ポリカーボネート樹脂フィルム＞
本実施形態のポリカーボネート樹脂フィルムの製造方法としては、溶融押出法が使用され、フィルム形成材料であるポリカーボネート樹脂を加熱する加熱工程と、加熱されたポリカーボネート樹脂をフィルム状に押出す押出工程とを備えている。

図１は、本実施形態に係るポリカーボネート樹脂フィルムを製造するための装置を示す概略図である。

図１に示すように、押出機１において加熱されて溶融したポリカーボネート樹脂を、押出機１からフィルム状に押出し、タッチロール２、キャストロール３，４により挟圧後、直線状に配列された複数の移送ロール９上でフィルムを徐冷する。そして、このフィルムを引取りロール５により引取ることにより、残留応力の少ないポリカーボネート樹脂フィルムを得ることができる。

なお、押出機１のダイスには、例えば、Ｔダイやコートハンガーダイを使用することができる。

また、タッチロール２、キャストロール３，４、及び引取りロール５としては、金属ロールやゴムロールを使用することができる。

押出機１におけるポリカーボネート樹脂の溶融温度は、上述のガラス転移温度（Ｔｇ）を考慮して、（Ｔｇ＋１００）℃以上（Ｔｇ＋２００）℃以下が好ましい。これは、溶融温度が（Ｔｇ＋１００）℃未満の場合は、未溶融部分が発生するという不都合が生じる場合があり、（Ｔｇ＋２００）℃よりも大きい場合は、樹脂が焦げて外観が低下するという不都合が生じる場合があるためである。

また、キャストロール３，４の温度は、（Ｔｇ－１５）℃以上（Ｔｇ＋５）℃以下が好ましい。これは、キャストロール３，４の温度が（Ｔｇ－１５）℃未満の場合は、フィルムが急冷されて、残留応力が残りやすいという不都合が生じる場合があり、（Ｔｇ＋５）℃よりも大きい場合は、キャストロール３，４に対するフィルムの剥離性が低下するという不都合が生じる場合があるためである。

また、下記式（１）で示される時間（ポリカーボネート樹脂が、押出機１の出口１ａから押し出されてタッチロール２とキャストロール３の接点Ｓに到達するまでの時間）Ｔが０．２６秒以上０．６５秒以下であることが好ましい。

［数１］
時間Ｔ［秒］＝（出口１ａから接点Ｓまでの距離Ｅ［ｃｍ］）／（ポリカーボネート樹脂の出口１ａから接点Ｓまでの速度［ｃｍ／ｓ］（１）

これは、時間Ｔが０．２６秒未満の場合は、生産性が低下するという不都合が生じる場合があり、０．６５秒よりも大きい場合は、流れ方向の残留応力が残りやすくなるという不都合が生じる場合があるためである。

また、ポリカーボネート樹脂フィルムの厚みとしては、特に限定されないが、１００μｍ以上１３０μｍ以下が好ましい。

本実施形態のポリカーボネート樹脂フィルムは、有機ＥＬ表示装置に使用されるタッチパネル用の基材等の被着体に取り付けられるマスキングフィルムや、半導体成形プロセス工程などの高温処理工程において用いられるフィルム等に使用される。

ここで、従来のマスキングフィルムにおいては、上述のごとく、基材を形成する材料と異なる種類の材料からなるマスキングフィルムを使用した場合、熱処理工程において、積層体に変形（大きな反り）が生じてしまうという問題があった。

また、マスキングフィルムは、最終製品には使用されないため、安価なものを使用することが好ましい。

また、上述のごとく、タッチパネルに使用される透明導電膜の製造工程においては、高温（例えば、１３０～１７０℃）の熱処理工程が必要となる。

そこで、本発明者等は、この点に着目して、従来、使用されているシクロオレフィンポリマーフィルムより安価なポリカーボネート樹脂フィルムの熱収縮率を低減させて、熱処理工程における熱収縮による影響を抑制することにより、積層体における反り等の変形の発生を抑制するための条件を見出した。

より具体的には、本発明のポリカーボネート樹脂フィルムにおいては、１４０℃で９０分間、加熱処理した後の熱収縮率が、フィルムの機械軸（長手）方向（以下、「ＭＤ方向」という。）及び、これと直交する（幅）方向（以下、「ＴＤ方向」という。）において、０．１０％以下である点に特徴がある。

そして、熱収縮率を、この範囲に設定することにより、ポリカーボネート樹脂とは異なる種類の材料（例えば、シクロオレフィンポリマー）からなる基材に対して、本発明のポリカーボネート樹脂フィルムをマスキングフィルムとして貼り付けて、熱処理を行った場合であっても、ポリカーボネート樹脂フィルムにおける熱収縮を抑制することができる。従って、熱処理工程において、基材（即ち、基材とポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体）における反り等の変形の発生を抑制することができる。

なお、ここでいう「熱収縮率」とは、後述の実施例に記載の方法により測定した熱収縮率である。

また、本発明のポリカーボネート樹脂フィルムにおいては、ＭＤ方向における熱収縮率とＴＤ方向における熱収縮率の差の絶対値が０．０２％以下であることが好ましく、０．０１％以下であることがより好ましい。このような構成により、熱処理工程において、ポリカーボネート樹脂における熱収縮が等方的になるため、積層体における反り等の変形の発生を効果的に抑制することができる。

また、積層体における反り等の変形の発生をより一層効果的に抑制するとの観点から、ＭＤ方向およびＴＤ方向において、１４０℃で９０分間、加熱処理した後のポリカーボネート樹脂フィルムと基材の熱収縮率の差の絶対値が、０．０３％以下であることが好ましく、０．０２％以下がより好ましく、０．０１％以下が特に好ましい。

より具体的には、ＭＤ方向において、１４０℃で９０分間、加熱処理した後のポリカーボネート樹脂フィルムの熱収縮率をＨ_１、基材の熱収縮率をｈ_１とした場合に、熱収縮率Ｈ_１と熱収縮率ｈ_１との差（即ち、Ｈ_１－ｈ_１）の絶対値が０．０３％以下であり、ＴＤ方向において、１４０℃で９０分間、加熱処理した後のポリカーボネート樹脂フィルムの熱収縮率をＨ_２、基材の熱収縮率をｈ_２とした場合に、熱収縮率Ｈ_２と熱収縮率ｈ_２との差（即ち、Ｈ_２－ｈ_２）の絶対値が０．０３％以下であることが好ましい。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

（実施例１）
＜ガラス転移温度の測定＞
ＪＩＳＫ７１２１に準拠して、ポリカーボネート樹脂（サビック製、商品名：レキサンＨＸＴ３１４３Ｔ）のガラス転移温度を測定した。より具体的には、熱機械分析装置（（株）リガク製、商品名：ＴＭＡ８３１０）を用いて、室温から２００℃まで、５℃／分の昇温速度の条件で、ＤＳＣ曲線を測定した。そして、２回目の昇温時に測定される、ＤＳＣ曲線から求められる中間点ガラス転移温度をポリカーボネート樹脂のガラス転移温度とした。以上の結果を表１に示す。

＜ポリカーボネート樹脂フィルムの製造方法＞
次に、上述の図１に示す装置を用いて、ポリカーボネート樹脂フィルムを作製した。より具体的には、まず、上述のポリカーボネート樹脂のペレット形状品を、２８０℃に設定した押出機１より吐出量２２０ｋｇ／時間で押出し、タッチロール２、キャストロール３，４により挟圧後、複数の移送ロール９上でフィルムを徐冷した。そして、このフィルムを引取りロール５により引取ることにより、厚みが１００μｍのポリカーボネート樹脂フィルムを得た。

＜熱収縮率の測定＞
次に、作製したポリカーボネート樹脂フィルムについて、１４０℃で９０分間、加熱処理した後の、ＭＤ方向およびＴＤ方向における熱収縮率を測定した。より具体的には、ポリカーボネート樹脂フィルムのサンプル（長さ：１００ｍｍ、幅：１００ｍｍ、厚み：１００μｍ）を用意し、寸法自動測長装置（中央電機計器製作所（製）、商品名：ＧＳ－３０２５Ｎ）を用いて、ＭＤ方向及びＴＤ方向における距離を各々３か所測定し、その平均値を各々における熱処理前の寸法Ｓ_０とした。

次に、このサンプルを、１４０℃に保温されたオーブン内で、９０分間、加熱した後、取り出し、室温において３０分間、冷却した後、再度、寸法自動測長装置（中央電機計器製作所（製）、商品名：ＧＳ－３０２５Ｎ）を用いて、ＭＤ方向及びＴＤ方向における距離を各々３か所測定し、その平均値を各々における熱処理後の寸法Ｓ_１とした。

そして、以下の式（１）を用いて、ＭＤ方向およびＴＤ方向における熱収縮率を算出した。以上の結果を表１に示す。

［式１］
熱収縮率［％］＝｛（Ｓ_０－Ｓ_１）／Ｓ_０｝×１００（１）

また、被着体であるシクロオレフィンポリマーフィルム（日本ゼオン製、商品名：ゼオノアＺＦ－１６）のサンプル（長さ：１００ｍｍ、幅：１００ｍｍ、厚み：４０μｍ）を用意し、ポリカーボネート樹脂フィルムの場合と同様にして、ＭＤ方向およびＴＤ方向における熱収縮率を算出した。以上の結果を表１に示す。

＜反り評価＞
次に、作製したポリカーボネート樹脂フィルム（長さ：１００ｍｍ、幅：１００ｍｍ、厚み：１００μｍ）を、粘着層であるアクリル系フィルム（日栄化工製、商品名：Ｈ９１５、長さ：１００ｍｍ、幅：１００ｍｍ、厚み：１５μm）を介して、被着体であるシクロオレフィンポリマーフィルム（日本ゼオン製、商品名：ゼオノアＺＦ－１６、長さ：１００ｍｍ、幅：１００ｍｍ、厚み：４０μｍ）に貼り付けて、図２に示す、粘着層１１を介してポリカーボネート樹脂フィルム１２とシクロオレフィンポリマーフィルム１３とが積層された積層体１０を作製した。

次に、この積層体１０を、１４５℃に保温されたオーブン内で、７０分間、加熱した後、取り出し、平滑な板上に載置して室温において３０分間、冷却した。その後、図２に示す、積層体の４つの角部Ａ～Ｄにおいて、図３～図４に示すように、平滑な板１５の表面１５ａから積層体１０までの距離Ｘを測定し、角部Ａ～Ｄにおける距離Ｘの最大値を反り値（カール値）とした。

なお、図３に示すように、積層体１０において、ポリカーボネート樹脂フィルム１２側が板１５側に向けて凸状態になる場合の距離Ｘをプラス（例えば、図３における距離Ｘが５ｍｍの場合は、＋５ｍｍ）とし、図４に示すように、シクロオレフィンポリマーフィルム１３側が板１５側に向けて凸状態になる場合の距離Ｘをマイナス（例えば、図４における距離Ｘが５ｍｍの場合は、－５ｍｍ）とした。

そして、以下の評価基準に従って、積層体１０の反りを評価した。
－１０ｍｍ≦反り値≦＋１０ｍｍ：○
反り値＜－１０ｍｍ、または１０ｍｍ＜反り値：×

（実施例２～３、比較例１～３）
ポリカーボネート樹脂の厚み、ＭＤ方向における熱収縮率、及びＴＤ方向における熱収縮率の少なくとも１つを、表１に示す内容に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、積層体１０を作製し、反り評価を行った。以上の結果を表１に示す。

なお、実施例２，３、及び比較例１，３においては、ポリカーボネート樹脂（サビック製、商品名：レキサンＨＸＴ３１４３Ｔ）の代わりに、他のポリカーボネート樹脂（住化ポリカーボネート（株）製、商品名：３０１－１５）を使用した。

表１に示すように、１４０℃で９０分間、加熱処理した後の、ＭＤ方向およびＴＤ方向における熱収縮率が０．１０％以下である実施例１～３においては、積層体１０の反り値が小さく、熱処理工程において、積層体１０における反りの発生を抑制できることが分かる。

以上説明したように、本発明は、シクロオレフィンポリマーフィルム等の被着体に取り付けられるポリカーボネート樹脂フィルムに、特に有用である。

１押出機
２ニップロール
３，４キャストロール
５引取りロール
９移送ロール
１０積層体
１１粘着層
１２ポリカーボネート樹脂フィルム
１３シクロオレフィンポリマーフィルム（被着体）
１５板

Claims

１４０℃で９０分間、加熱処理した後の、長手方向および幅方向における熱収縮率が０．１０％以下であるポリカーボネート樹脂フィルムであって、
前記ポリカーボネート樹脂フィルムは被着体に取り付けられ、
前記長手方向および幅方向において、１４０℃で９０分間、加熱処理した後の前記ポリカーボネート樹脂フィルムと前記被着体の熱収縮率の差の絶対値が０．０３％以下であることを特徴とするポリカーボネート樹脂フィルム。
前記長手方向における熱収縮率と前記幅方向における熱収縮率の差の絶対値が０．０２％以下であることを特徴とする請求項１に記載のポリカーボネート樹脂フィルム。
前記ポリカーボネート樹脂フィルムを形成するポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が１４０℃以上２１０℃以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポリカーボネート樹脂フィルム。