JP2002028974A - プラスチックシート及びその製造方法 - Google Patents

プラスチックシート及びその製造方法

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JP2002028974A
JP2002028974A JP2000217143A JP2000217143A JP2002028974A JP 2002028974 A JP2002028974 A JP 2002028974A JP 2000217143 A JP2000217143 A JP 2000217143A JP 2000217143 A JP2000217143 A JP 2000217143A JP 2002028974 A JP2002028974 A JP 2002028974A
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plastic sheet
sheet
gas
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plastic
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JP2000217143A
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Yoshinori Masaki
義則 政木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面平滑性に優れたプラスチックシートの連
続製造法、及びこれを用いた高耐熱性プラスチックシー
トを提供すること。 【解決手段】 プラスチックシート表面に、常温・常圧
で気体状態のガスを高温高圧下で連続的に含浸させた後
に、高温ロールに通して表面を平滑化するプラスチック
シート及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平滑性に優れた高
耐熱性プラスチックシート及びそのプラスチックシート
を効率良く製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的には、厚みによりシートとフィル
ムを区別するが、本発明においては、シートとフィルム
の総称としてシートと記載する。近年、電子工業用途等
にガラス転移温度(以下、Tgとする)が200℃以上
であるような高耐熱性プラスチック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ある。
【0003】従来、平滑性が良好である高耐熱性プラス
チックシート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、溶剤を揮発させてシート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200μmを越
える厚さのシートを得ることが困難であるという問題点
があった。
【0004】一方、耐熱性があまり高くない、Tgが2
00℃以下であるプラスチックシートに於いては、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、ダイから押出されたプラスチック
をそのまま引取ロールで引き取ると、プラスチックがロ
ールの接線方向に引かれるためにダイからロールに接触
するまでの間隔(エアギャップ)が大きくなってしま
い、プラスチックシートの表面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。
【0005】そのため、押出されたプラスチックが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℃以上の高耐熱性プラスチッ
クの場合、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。
【0006】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(プラスチックシートの貧溶
媒)を介してプラスチック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
った。
【0007】
【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、平滑性に優れたプラスチックシート及び効率よ
く製造する方法を提供するものであり、さらに詳しくは
高耐熱性プラスチックの平滑性良好なシート及びそのシ
ートを効率良く製造する方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
プラスチックシート表面に、常温・常圧で気体状態のガ
スを高温高圧下で含浸させた後に高温ロールに通すこと
により、連続的にシート表面を平滑化することを特徴と
するプラスチックシートの製造方法である。さらに第2
の発明は、第1の発明の製造方法を用いて製造された表
面粗さの最大(Rmax)が0.1μm以下であるプラス
チックシートである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明においては、高温高圧下で
ガスを含浸させるために、プラスチックシートをガス供
給部を接続した高温高圧室に通すが、プラスチックシー
トのごく表面近傍のみにガスを含浸させるように高温高
圧室の温度、圧力及びプラスチックシートの搬送速度を
制御する。ガスを含浸させたプラスチックのTgが降下
することは公知であり、高温高圧室を通過したプラスチ
ックシートの表面近傍のTgをTg1、中心付近のTg
をTg0とすると、Tg1<Tg0の関係が成り立つ。
【0010】高温高圧室にてガスを含浸させた後、表面
温度をTg1を越え、Tg0未満に制御した高温ロール
(以下、平滑化ロールと記す)に通すことにより、シー
トの形態を保持したまま、表面を連続的に平滑化するこ
とができる。なお含浸したガスは平滑化ロールを通過す
る際に系外に放散してしまうため製品中には全く残存し
ない。本発明によれば、シート厚みや凹凸に関係なく、
さらには回収に膨大なエネルギーや複雑なプロセスを要
する有害な溶剤等を使用することなく表面を平滑化する
ことが可能であり、従来のキャスト法や研磨法での問題
も生じない。
【0011】本発明のプラスチックシート原反として使
用されるプラスチックの例を挙げると、ポリエステル、
ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリエーテルイ
ミド、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリ
エーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフ
ェニレンスルフィド、シンジオタクチックポリスチレ
ン、環状ポリオレフィン及びそのコポリマー、イミド変
性ポリメチルメタクリレート等のイミド変性したプラス
チック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。
【0012】さらに、本発明で用いられるプラスチック
シートは、最終製品の用途を考えると、透明であること
が望ましく、全光線透過率は少なくとも40%以上、好
ましくは80%以上である。さらに、プラスチックシー
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。プラスチックシートの厚みが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い。一方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。
【0013】本発明に用いるガスはプラスチックに対し
て不活性な気体であれば特に制限はなく、無機ガス、フ
ロンガス、低分子量の炭化水素などの有機ガス等が挙げ
られるが、ガスの回収が不要という点で無機ガスが好ま
しい。無機ガスとしては、常温・常圧で気体である無機
物質であって、プラスチックに溶解するものであれば特
に限定はなく、例えば二酸化炭素、窒素、アルゴン、ネ
オン、ヘリウム、酸素等が好ましいが、プラスチックへ
の溶解性が高く、また取り扱いが容易であるという点か
ら、二酸化炭素や窒素がより好ましい。これらは単独で
用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0014】またガスをプラスチックシートに含浸させ
る場合、超臨界状態で含浸させることが好ましい。超臨
界状態とは、臨界温度、臨界圧力以上の状態を意味し、
例えば二酸化炭素の場合、30℃以上で7.3MPa以
上である。超臨界状態では、液体状態よりも粘性が低く
かつ拡散性が高いという特性を有し、また気体状態より
も密度が大きいことから、プラスチックシート表面にガ
スを速やかに含浸させることができるので好ましい。
【0015】本発明においては連続的にガスを含浸後、
平滑化ロールでの平滑化を行うことを特徴とするが、具
体的には、ロール状の原反からプラスチックシートを巻
き出して高温高圧室に通した後に平滑化ロールに通し、
その後にロールとして巻き取るか、または枚葉シートに
切断して製造することができる。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
プラスチックシートをそのまま連続的に供給してもかま
わない。
【0016】本発明の方法で製造できるプラスチックシ
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Rmax
が0.1μmであるものが好ましい。
【0017】
【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及び熱的特性は次の方法
により測定した。 (1)シート厚み 接触式ダイヤルゲージでプラスチックシートの幅方向に
20mm間隔で測定した平均値。 (2)プラスチックシートの表面粗さの最大(Rmax) 接触式表面粗さ計により、プラスチックシートの幅方向
に2mmのスキャン幅にて測定した凹凸の最大値。
【0018】(実施例1)厚さ200μm、表面粗さの
最大(Rmax)0.3μmのポリエーテルサルフォン
(以下、PESと記す)の幅500mm長さ500mの
ロール原反を用い、図1に示す、巻出装置、高温高圧室
(2)、ガス供給部、平滑化ロール(3)及び巻取装置
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0.1m/minでPESシ
ート(1)を210℃に制御した高温高圧室(2)へ搬
送した。高温高圧室内の圧力を20MPaに保持するよ
う、背圧弁(5)を調整しながらプランジャポンプ
(4)及び210℃に制御したラインヒータ(6)を通
して二酸化炭素を加圧供給する。高温高圧室(2)を通
過したPESシートを、表面温度を220℃に制御した
直径30cmの平滑化ロール(3)に通した後に、巻取
機で巻き取った。得られたPESシートから500mm
角のシートをサンプリングして、Rmaxを測定したとこ
ろ0.03μmであった。
【0019】次に、このプラスチックシート上に、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5
00Å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3×1
-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1×10-1Paの条件下においてスパッタリ
ングを行いIn/(In+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。
【0020】測定の結果、膜厚は1600Å、比抵抗は
4×10-1Ω−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=150/50μm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、1
30℃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±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。
【0021】(比較例)厚さ200μm、表面粗さの最
大(Rmax)が0.3μmのPESを平滑化処理を行わ
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。
【0022】
【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プラスチックシートを安定
して、効率よく連続製造することができる。又本発明に
より得られたシートは表面粗さ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
好な結果が得られる光学用途に適したプラスチックシー
トである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で用いた高温高圧室及びガス供給部の概
略断面図。
【符号の説明】
1. プラスチックシート 2. 高温高圧室 3. 平滑化ロール 4. プランジャポンプ 5. 背圧弁 6. ラインヒータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックシート表面に、常温・常圧
    で気体状態のガスを高温高圧下で含浸させた後に高温ロ
    ールに通すことにより、連続的にシート表面を平滑化す
    ることを特徴とするプラスチックシートの製造方法。
  2. 【請求項2】 高温高圧下でガスは超臨界状態である請
    求項1記載のプラスチックシートの製造方法。
  3. 【請求項3】 ガスが二酸化炭素、窒素又はその混合ガ
    スである請求項1又は2記載のプラスチックシートの製
    造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの製造方法を用
    いて製造された、表面粗さの最大(Rmax)が0.1μ
    m以下であるプラスチックシート。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006007657A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Japan Science & Technology Agency 樹脂成形体の製造方法
JP2012180423A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Sumitomo Chemical Co Ltd アクリル系樹脂フィルムの製造方法及び該方法で製造されたアクリル系樹脂フィルム並びに偏光板
CN103465469A (zh) * 2013-09-04 2013-12-25 昆山地博光电材料有限公司 Pc薄膜生产线压光辊的自排气系统

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