JP2001247690A - 高分子フィルムシートの製造方法及びこれを用いた高分子フィルムシート - Google Patents

高分子フィルムシートの製造方法及びこれを用いた高分子フィルムシート

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JP2001247690A
JP2001247690A JP2000060032A JP2000060032A JP2001247690A JP 2001247690 A JP2001247690 A JP 2001247690A JP 2000060032 A JP2000060032 A JP 2000060032A JP 2000060032 A JP2000060032 A JP 2000060032A JP 2001247690 A JP2001247690 A JP 2001247690A
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film sheet
polishing
roll
polymer
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Toshimasa Eguchi
敏正 江口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面平滑性に優れた高分子フィルムシートの
連続製造法、及びこれを用いた高耐熱性高分子シートを
提供すること。 【解決手段】 高分子フィルムシートの片面または両面
に、高分子フィルムシートを溶解する成分を含む液体を
供給しながら、連続的に研磨して平滑化する高分子フィ
ルムシートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子フィルムシ
ートの製造において、平滑性に優れた高耐熱性高分子シ
ートを効率良く製造する方法、及びこれを用いて製造し
た高分子フィルムシートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子工業用途等にガラス転移温度
(Tg)が200℃以上であるような高耐熱性高分子の
フィルムシートが種々利用されている。これらの用途の
うち、ガラス板代替や金属板代替の用途で用いられるも
のについては、例えば液晶表示素子用基板のように極め
て平滑性が良好である即ち表面粗さが極めて小さいこと
が要求される用途が有る。従来、平滑性が良好である高
耐熱性高分子フィルムを製造する場合には、高耐熱性高
分子の溶液を研磨ガラス基板や研磨スチールベルト上に
キャストし、溶剤を揮発させてフィルムを得るキャスト
法が広く用いられている。しかし、キャスト法では、2
00μmを越える厚さを得ることが困難であるという問
題点がある。
【0003】一方、耐熱性があまり高くないTgが20
0℃以下であるような高分子フィルムシートに於いて
は、Tダイやコートハンガーダイを用いた押出法による
製造が行われている。一般に、ダイから押し出された高
分子をそのまま引取ロールで引き取ると、高分子がロー
ルの接線方向に引かれるためにダイスからロールに接触
するまでの間隔(エアギャップ)が大きくなってしま
い、温度が下がってしまうために引取ロールの面を充分
に転写できず、平滑面を得ることが難しい。そのため、
押出された高分子がTg以上の温度である状態で、フッ
素化ゴム等の表面エネルギーが低い弾性材質のロールを
用いて表面粗さの小さい引取ロールに押し当てること
で、引取ロール面を転写して平滑な表面を持つシートを
製造することが行われている。しかし、Tgが200℃
以上の高耐熱性高分子の場合、200℃以上の連続使用
温度を有する表面エネルギーが低い弾性材質のロールが
無いためにこのような方法を取ることができない。
【0004】このような問題に対して、突起を有する金
属ロールを水などの液体(高分子フィルムシートの貧溶
媒)を介して高分子フィルムシートに接触して回転さ
せ、液体によって保たれるごく薄い膜厚より高い突起部
を削り取るという研磨方法が提案されている。しかし、
この方法は削り取られた突起部の角の部分が鋭い形状の
まま残ること及び凹部に対して有効でないという問題点
がある。
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、高分子シートの製造に於いて、平滑性に優れた
高分子シートを効率よく製造する手法を提供するもので
あり、さらに詳しくは高耐熱性高分子の平滑性良好なシ
ートを効率良く製造し提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、 1.高分子フィルムシートの片面または両面に、高分子
フィルムシートを溶解する成分を含む液体を供給しなが
ら、連続的に研磨して平滑化することを特徴とする高分
子フィルムシートの製造方法であり、 2.高分子フィルムシートを溶解する成分を含む液体
が、研磨材を含むものである前記1記載の高分子フィル
ムシートの製造方法であり、 3.回転ロールを用いて研磨を行うものである前記1又
は2記載の高分子フィルムシートの製造方法であり、 4.前記1〜3記載の製造方法を用いて製造された、任
意の2mmの間隔での表面粗さの最大(Rmax)が
0.1μm以下である高分子フィルムシート である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の高分子フィルムシートと
して使用される高分子の例を挙げると、ポリエステル、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケ
トン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、ノルボルネン系高分子及びこれをブレンドし
た樹脂等をあげることができるがこれらに限定されるも
のではない。中でも液晶表示素子製造上、透明性、耐熱
性、加工性、耐衝撃性のバランスの良いポリエーテルス
ルホンが好ましい。高分子フィルムシート原反の厚み
は、10μm以上500μm以下が好ましく、更に好ま
しくは50μm以上400μm以下である。高分子フィ
ルムシートの厚みが10μm未満であると切れやすく取
り扱いが困難であり、又、液晶表示素子の基板間隔の保
持が難しく、500μmを越えると剛性が高くなりロー
ルでの連続加工が困難となる。
【0007】本発明において用いられる高分子フィルム
シートを溶解する成分は、使用する高分子によって異な
るが、例えばポリエステルやポリイミドにはアルカリ水
溶液等を、ポリエーテルスルホンにはメチルエチルケト
ンやジメチルホルムアミド等を、ポリアミドイミドには
N-メチル-2-ピロリドン等を用いることができる。高分
子フィルムシートの溶解性が高すぎると、フィルムとし
て連続処理する際の搬送時の張力で切れてしまうことが
あるため、高分子フィルムシートを溶解しない成分と混
合して溶解性を調節して用いてもかまわない。
【0008】本発明中の高分子フィルムシートを溶解す
る成分を含む液体(以下、研磨液と記す)は、研磨材を
含むものであることが好ましい。このような研磨液は、
研磨材を含まない研磨液より研磨を速やかに行うとこが
できる。このような研磨材の例としては酸化アルミニウ
ム、水酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化チ
タン等の微粉末が挙げられるがこれらに限定されるもの
ではない。微粉末の粒子の粒径は、0.3μm以下であ
ることが好ましく、さらに0.1μm以下であることが
より好ましい。
【0009】本発明においては連続的に研磨を行うこと
を特徴とするが、これは、ロール状の原反から高分子フ
ィルムシートを巻き出して研磨部に通し、研磨後に水ま
たは高分子フィルムシートを溶解・膨潤しない有機溶剤
等で洗浄した後にロールとして巻き取る、または枚葉シ
ートに切断して回収することにより行うことができる。
ロールからの巻き出しではなく、連続キャストや溶融押
出等により製造される高分子フィルムシートを連続的に
供給してもかまわない。
【0010】本発明において研磨を行う際には、平面な
台の上に高分子フィルムシートを通し、研磨液を供給し
ながら平板の研磨パッドで研磨するか、平面な台又はバ
ックロールと、研磨を行う回転ロール(以下、研磨ロー
ルと記す)との間に高分子フィルムシートを通し、研磨
液を供給しながら研磨ロールで研磨を行うことができ
る。また研磨ロールとバックロールとで挟むのではな
く、フィルムを張っているところへ研磨ロールを当てる
キスロール方式でも行うことができる。これらのうち、
高分子フィルムシートを連続的に加工することから、研
磨ロールを用いる方式が特に特に好ましい。研磨ロール
は、凹凸を刻印した金属ロール、鏡面仕上げの金属ロー
ル、グラスファイバー等のバフを巻いたロールを用いる
ことができる。
【0011】本発明の方法で製造できる高分子フィルム
シートは平滑性が良好であることを特徴とするが、その
中でも液晶表示素子用基板などの光学用途としてはRm
axが0.1μmであるものが好ましい。
【実施例】以下本発明を実施例、比較例、図面によって
説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるもの
ではない。シートの光学的物性は次の方法により測定し
た。 (1)シート厚み 接触式ダイヤルゲージで高分子シートの幅方向に20m
m間隔で測定した平均値。 (2)高分子フィルムシートの表面粗さの最大(Rma
x) 接触式の精密段差計(TENCOR INSTRUMENTS製、ALPHA-ST
EP200)により、高分子シートの幅方向に1mmのスキ
ャン幅にて全幅を測定した凹凸の最大値。
【0012】《実施例1》 (1−1)研磨液の配合 メチルエチルケトン12kgとプロピレングリコールモ
ノ−n−ブチルエーテル8kgを混合、撹拌して研磨液
とした。 (1−2)研磨の実施 厚さ200μm、表面粗さの最大(Rmax)が0.3
μmのポリエーテルスルホン(以下、PESと記す)の
幅500mm長さ500mのロール原反を用い、巻出装
置、図1に示す研磨装置および温水シャワー洗浄ゾー
ン、熱風乾燥ゾーン、蛇行調整装置および巻取装置を有
する製造装置を用いて次の加工を行った。まず、巻出装
置からラインスピード2m/minでPESフィルムシ
ート(8)を巻き出し研磨装置へ搬送した。研磨装置で
は、(1−1)で配合した研磨液(3)をバット(4)
に供給しながら、直径30cm平均表面粗さRa=0.
05μmの研磨ロール(1)とバックロール(2)との
間にシートを挟み、研磨ロール(1)を40rpmでP
ESの走行方向と逆方向に回転させながらの研磨を行っ
た。続いて温水シャワー(5)の洗浄により研磨液を除
去し、長さ3m温度120℃の乾燥ゾーンを3ゾーン通
して乾燥した後に巻取機で巻き取った。 (1−3)評価 得られたPESを500mm角のシートに切り出しのR
maxを測定したところ、0.03μmであった。次
に、この高分子シート上に、DCマグネトロン法によ
り、初期真空度3×10-4Paの状態から酸素/アルゴ
ンガス9%の混合ガスを導入して3×10-1Paの条件
下においてスパッタリングを行い500Å厚のSiO2
を得た。続いて、透明導電膜として、同じくDCマグネ
トロン法により初期真空度3×10-4Paの状態から酸
素/アルゴンガス4%の混合ガスを導入して1×10-1
Paの条件下においてスパッタリングを行いIn/(I
n+Sn)の原子比が0.98である酸化インジウム錫
(ITO)からなる透明導電膜を得た。測定の結果、膜
厚は1600Å、比抵抗は4×10-4Ω−cmであっ
た。ITOを成膜後、レジストを塗布して現像し、エッ
チング液として10vol%HCl、液温40℃中でパ
ターンエッチングし、対角長さ3インチ、L/S=15
0/50μmの表示パターンを形成した。パターン形成
後、STN用配向膜を塗布し、150℃2hrの焼成処
理を行った後、240度ツイストの配向となるようラビ
ング処理を行った。ラビング処理後、スペーサーを散布
し、シール剤を塗布し、130℃でシール硬化させてセ
ル化し、STN用液晶組成物を注入した。偏光板をコン
トラストの最大となる位置に貼り合わせて液晶表示素子
を作製した。この液晶表示素子を駆動電圧0Vから±5
Vで点灯試験を行ったところ、液晶のセルギャップ異常
による表示ムラは見られず良好な表示を示した。
【0013】《実施例2》 (2−1)研磨液の配合 メチルエチルケトン7kg、プロピレングリコールモノ
−n−ブチルエーテル8kg、最大粒径0.04μmの
酸化珪素を30重量%分散したメチルエチルケトン分散
液5kgを混合、撹拌して研磨液とした。 (2−2)研磨の実施 研磨液に(2−1)で配合したものを用い、ラインスピ
ードを5m/minとした以外は実施例1の(1−2)
と同様にして行った。 (2−3)評価 得られたPESを500mm角のシートに切り出しのR
maxを測定したところ、0.04μmであった。次
に、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。こ
の液晶表示素子を駆動電圧0Vから±5Vで点灯試験を
行ったところ、液晶のセルギャップ異常による表示ムラ
は見られず良好な表示を示した。
【0014】《比較例》厚さ200μm、表面粗さの最
大(Rmax)が0.3μmのPESを、研磨を行わず
に用いて実施例1と同様にして液晶表示素子を作製し
た。この液晶表示素子を駆動電圧0Vから±5Vで点灯
試験を行ったところ、液晶のセルギャップ異常による表
示ムラが観られ、表示素子としては不適格であった。
【0015】
【発明の効果】本発明の製造方法を用いることにより、
表面平滑性が良好な高耐熱性高分子フィルムシートを安
定して、効率よく連続製造することができる。又本発明
により得られたフィルムシートは表面粗さの最大値が小
さく良好なものであり、光学基板として液晶表示素子に
使用した場合にも良好なものであった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で用いた研磨装置および温水シャワーゾ
ーンの概略断面図。
【符号の説明】
1.・・・研磨ロール 2.・・・バックロール 3.・・・研磨液 4.・・・バット 5.・・・温水シャワー 6.・・・張力検出ロール 7.・・・ニップロール 8.・・・高分子シート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高分子フィルムシートの片面または両面
    に、高分子フィルムシートを溶解する成分を含む液体を
    供給しながら、連続的に研磨して平滑化することを特徴
    とする高分子フィルムシートの製造方法。
  2. 【請求項2】高分子フィルムシートを溶解する成分を含
    む液体が、研磨材を含むものである請求項1記載の高分
    子フィルムシートの製造方法。
  3. 【請求項3】回転ロールを用いて研磨を行うものである
    請求項1又は2記載の高分子フィルムシートの製造方
    法。
  4. 【請求項4】請求項1〜3の製造方法を用いて製造され
    た、任意の2mmの間隔での表面粗さの最大(Rma
    x)が0.1μm以下である高分子フィルムシート。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004160897A (ja) * 2002-11-14 2004-06-10 Du Pont Toray Co Ltd ポリイミドフイルム
JP2007016076A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Lintec Corp 高平滑フィルムおよびその製造方法、ならびに光記録媒体用保護層形成シートおよび光記録媒体

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