JP2807727B2

JP2807727B2 - 熱処理用原反及びその製造装置

Info

Publication number: JP2807727B2
Application number: JP25183689A
Authority: JP
Inventors: 章尾村; 義隆谷口; 光成原
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH03114736A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、熱処理用原反及びその製造装置に関し、さ
らに詳しくは、光学的等方性に優れたフイルムを容易に
して、かつ効率的に生産するための熱処理用原反及びそ
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、光学的に等方性を有するフイルムは、時計、テ
レビ、ICカード、ワープロ、パソコン、時器盤及び各種
表示盤等に広く使用されている液晶表示部及びエレクト
ロルミネッセンス表示部及び偏光板等の透明導電フイル
ム用及び表面保護フイルム用として、また光フロッピー
ディスク及び光カード等に、近年特に使用されてきてい
る。

これら光学的等方性を有するフイルムを効率的に生産
するための熱処理用原反は、未だほとんど提案されてお
らず、もっぱらフイルムを生産する熱処理装置及び方法
の改良が提案されていたにすぎない。例えば、特開昭62
−87321号に示すように、フイルム端部をフイルム中央
部より温度を低くし、かつ複屈曲をコントロールし、厚
みを厚くして延伸する方法及び特開昭62−222812号に示
すように、熱処理工程においてTgより−５℃〜−90℃の
温度範囲で１分以上熱処理する方法等である。

よって業界からは、フイルム熱処理装置を新たに設置
することなく、従来使用していた熱処理装置をほとんど
変えることなく、光学的等方性に優れたフイルムを容易
にして、かつ効率的に得る技術の開発が熱望されてい
た。

〔発明の解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、従来技術が有していた前述の問題点
を解決しようとするものであり、従来知られていなかっ
た全く新規な熱処理用原反及びその製造装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、フイルム巾方向におけるフイルム断面において、少
なくとも１端にフイルム巾（Ｌ）に対して（10/1000）
・Ｌ以上の巾で、フイルム膜厚（Ｄ）に対して（1/10）
・Ｄ以上の深度の溝を有することを特徴とする熱処理用
原反を提供するものである。

本発明による熱処理用原反において、フイルム巾方向
におけるフイルム断面の１例を概略的に第１および２図
に示した。第１および２図において、１は熱処理用原
反、２は溝、Ｌはフイルムの巾、Ｄはフイルム膜厚、Ｗ
は溝の巾、Ｔは溝の深度である。

本発明において「溝」とは、フイルム巾方向における
フイルム断面において、少くとも１端好ましくは両端部
に存在しているものであり、溝の巾は、フイルム巾
（Ｌ）に対して（10/1000）・Ｌ以上、好ましくは（15/
1000）・Ｌ以上、さらに好ましくは（20/1000）・Ｌ以
上で、溝の深度はフイルム膜厚（Ｄ）に対して（1/10）
・Ｄ以上、好ましくは（2/10）・Ｄ以上、さらに好まし
くは（4/10）・Ｄ以上である。また溝の形状は特に制限
されるものではなく、いづれの形状でも良いが、第２図
に示したとおり、曲線からなっているものが好ましい。

さらに、本発明でいう「熱処理用原反」は特に制限さ
れるものではなく、熱可塑性樹脂によるフイルム原反で
あれば、いづれのフイルム原反でも良い。熱可塑性樹脂
としては特に制限はなく、いづれの熱可塑性樹脂でも使
用され、例えば、ポリエチレン（PE）及びポリプロピレ
ン（PP）等のオレフイン系樹脂；ポリ塩化ビニル（PV
C）、ポリ酢酸ビニル（PVAc）、ポリ塩化ビニリデン（P
VDC）、ポリビニルアルコール（PVA）及びポリスチレン
（PS）等のビニル系樹脂；セロローズジアセテート（CD
A）、セルローズトリアセテート（CTA）、セルローズア
セテートブチレート（CAB）多びセルローズプロピオネ
ート等のセルロース系樹脂；ナイロン６、ナイロン66及
びナイロン11等のアミド系樹脂；ポリアクリレート（P
A）及びポリメタアクリレート等のアクリル系樹脂；ウ
レタン系樹脂；ポリテトラフロロエチレン（PTFE）、ポ
リビニルジフロライド（PVDF）、ポリビニルフロライド
（PVF）、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体（E
TFE）、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレ
ン共重合体（FEP）、ポリモノクロロトリフロロエチレ
ン（PCTFE）、エチレン−モノクロロトリフロロエチレ
ン共重合体（ECTFE）、テトラフロロエチレン−ポリフ
ロロビニルエーテル共重合体（PFA）等のフッ素樹脂；
各種エンジニアリングプラスチック及び芳香族ポリエス
テル系樹脂等があり、中でもフッソ系樹脂、エンジニア
リングプラスチックス及び芳香族ポリエステル系樹脂が
好ましく、さらに芳香族ポリエステル系樹脂が好まし
い。

ここで、エンジニアリングプラスチックスとしては、
例えば、ポリイミド（PI）、ポリアミド（PA）、ポリア
ミドイミド（PAI）、ポリフエニレンオキシド（PPO）、
ポリフエニレンエーテル（PPE）、ポリアセタール（PO
M）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリアリルスルホ
ン（PAS）、ポリフェニレンスルフィド（PPS）、ポリエ
ーテルイミド（PEI）、ポリベシツイミダゾール（PB
I）、ポリイミダゾピロン（PIP）、ポリエーテルエーテ
ルケトン（PEEK）、ポリパラバン酸（PPA）、ポリエチ
レンテレフタレート（PET）及びポリブチレンテレフタ
レート（PBT）等があり、中でもPES、PEEK及びPETが好
適である。

さらに芳香族ポリエステル系樹脂とは、一般式が、（式中、Ｘは炭素数１〜10の置換或いは無置換の２価炭
化水素基、−Ｏ−，−Ｓ−，−SO₂−及び−CO−から選
ばれる基、R,R′は炭素数１〜20のアルキル、アリル、
アラルキル、アルコキシ、アリロキシル及びアリルアル
コキシル基、その置換体、ハロゲン及びそれらの混合物
から選ばれる１価の基、p,qはｐ＋ｑ＝０〜８の整数、
m,nは０又は１、但しｍ＝１のときｎ≠０）で示される合成樹脂であるば、いづれの合成樹脂でも良
いが、中でも（Ｉ）式において一部又は全てが、下記一
般式（式中、X,m,nは（Ｉ）式に同じ、R₁〜R₄は炭素数１〜
４のアルキル基、アルコキシル基、フエニル基及びハロ
ゲン原子から選ばれる１価の基を示す）で示される合成樹脂が好ましく、さらに好ましくは前記
（II）式中における芳香族ジカルボン酸成分において、
モル比率が（10/0〜7/3）で、好適には9/1である（テレ
フタル酸／イソフタル酸）とモル比率が2/1である（ビ
スフエノールA/3,3′,5,5′テトラメチルビスフエノー
ルＦ）とからなる共重合体である。また本発明に使用さ
れる芳香族ポリエステル系樹脂の分子量は特に制限され
るものではないが、一般的には５〜15万、好ましくは６
〜13万である。

また、これらの芳香族ポリエステル系樹脂は、テレフ
タル酸及び又はイソフタル酸と１種または２種以上のビ
スフェノール類あるいは、ビスフェノール類と少量の２
価の化合物による重合体また共重合体、さらには、これ
らの混合物によっても得ることができる。共重合体とし
ては、例えば芳香族ジカルボン酸は、テレフタル酸及び
イソフタル酸の単独もしくは混合成分である。

好ましいビスフエノール成分を例示すれば、2,2−ビ
ス（3,5−ジメチル−４−ヒドロキシフエニル）プロパ
ン、2,2−ビス（3,5−ジ−sec−ブチル−４−ヒドロキ
シフエニル）プロパン、2,2−ビス（3,5−ジ−tert−ブ
チル−４−ヒドロキシフエニル）プロパン、ビス（3,5
−ジメチル−４−ヒドロキシフエニル）メタン、1,1−
ビス（3,5−ジメチル−４−ヒドロキシフエニル）エタ
ン、1,1−ビス（3,5−ジメチル−４−ヒドロキシフエニ
ル）シクロヘキサン、ビス（3,5−ジメチル−４−ヒド
ロキシフエニル）ケトン、ビス（3,5−ジメチル−４−
ヒドロキシフエニル）エーテル、ビス（3,5−ジメチル
−４−ヒドロキシフエニル）スルフイド、2,2−ビス
（3,5−ジメチル−４−ヒドロキシフエニル）ヘキサフ
ルオルプロパン、2,2−ビス（3,5−ジメトキシ−４−ヒ
ドロキシフエニル）プロパン、ビス（3,5−ジメトキシ
−４−ヒドロキシフエニル）メタン、2,4−ビス（３−
メトキシ−４−ヒドロキシ−５−メチルフエニル）プロ
パ、ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシ−５−メチル
フエニル）メタン、ビス（3,5−ジフエニル−４−ヒド
ロキシフエニル）メタン、2,2−ビス（3,5−ジフエノキ
シ−４−ヒドロキシフエニル）プロパン、ビス（３−フ
エノキシ−４−ヒドロキシ−５−メチル）メタン、4,
4′−ジヒドロキシ−3,3′,5,5′−テトラメチルビフエ
ニル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′,5,5′−テトラエチ
ルビフエニル、ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフエ
ニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ−3,5−ジメチ
ルフエニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ−３−エ
チルフエニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ−3,5
−ジエチルフエニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ
−3,5−ジメトキシフエニル）スルホン、ビス（４−ヒ
ドロキシ−3,5−ジエトキシフエニル）スルホン等があ
げられる。

これらの3,5−位に置換基を有するビスフエノール成
分とは、4,4′−ジヒドロキシジフエニル、ビス（４−
ヒドロキシフエニル）メタン、1,1−ビス（４−ヒドロ
キシフエニル）エタン、2,2−ビス（４−ヒドロキシフ
エニル）プロパン、ヒドロキノン、レゾルシン等と混合
して用いることができる。また、フエノールフタレイ
ン、フルオレセイン、ナフトフタレイン、チモールフタ
レインなどのビスフエノール性色素等を使用することも
可能である。

また、混合物としては、上記芳香族ポリエステル系樹
脂と、例えばポリカーボネート（PC）、ポリアリレート
（PAR）、ポリエーテルスルホン（PES）、変性ポリフエ
ニレンエーテル（PPE）、ポリサルホン（PSF）、ポリア
ミドイミド（PAI）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリ
イミド（PI）等相溶性のある１種または２種以上の混合
物であり、中でも上記芳香族ポリエステル系樹脂とポリ
カーボネート（PC）及び／又はポリアリレート（PAR）
との混合物が好適である。

このようにして得られた芳香族ポリエステル系樹脂の
Tgは特に制限するものではないが、望ましくは300〜150
℃、さらに望ましくは300〜180℃である。

さらに、上記芳香族ポリエステル系樹脂の重合方法は
特に制限されるものではなく、従来知られている重合方
法を採用することができる。例えば、芳香族ジカルボン
酸とビスフェノールを高温溶融状態で反応させる溶融重
合法、芳香族ジカルボン酸ジクロライドとビスフェノー
ルを脱酸剤としてのアミンの存在下に有機溶剤中で反応
させる溶液重合法、芳香族ジカルボン酸ジクロライドと
ビスフェノールとを互いに相溶しない２種の溶媒に溶解
した後、アルカリの存在下で２液を混合撹拌して、その
界面で重縮合反応を行なわせる界面重合法があり、いず
れの方法でも採用することができるが、これ等の中で着
色、異物、高重合度及びTgの点から界面重合法が好まし
い。

また本発明において、「光学的等方性」とは、本発明
フイルム中に光が透過する際、光学的性質において、実
質的に変化を生じさせないことであり、光学的性質とし
ては、例えば、複屈折性及び光学的異方性をもって判断
される。

ここで、「複屈折」とは、物質に入射した光が互いに
垂直な振動方向をもつ２つの光波に分かれる現象であ
る。

厚さｄ、複屈折n₂−n₁なるシートに波長λなる光が入
射したとき、シート内において速い方の光の波長λ_１、
遅い方の光応の波長をλ_２とすると、遅い方の光がシー
トを出て早い方の光に遅れる量をレターデーションと呼
び、次の式で表わし、この度合Ｒを複屈折値とする。

Ｒ＝λ（d/λ_２−d/λ_１）＝ｄ（λ／λ_２−λ／λ_１）＝ｄ（n₂−n₁）この複屈折値は、例えば日本光学工業（株）の偏光顕
微鏡（OPTIPHOT−POL型）を使用し、セナルモンコンペ
ンセーター法にて測定することができ、本発明において
は、複屈折値は50nm以下、好ましくは20nm以下、さらに
好ましくは10nm以下である。

複屈折が50nm以上のフイルムを、例えば２枚の偏光板
の間に設置された液晶セル部に使用すると、各波長にお
ける位相差（複屈折率×フイルム厚さの積）に応じた着
色が生じ、液晶画像が極めて不鮮明となり、実用的には
使用し難いものである。

また、本発明による熱処理原反の膜厚は、特に制限さ
れるものではないが、一般的には１〜500μ、好ましく
は10〜200μ、さらに好ましくは25〜100μであり、本原
反の製造法は特に制限されるものではなく、熱溶融法お
よび溶液流延法等いづれの方法によって得られたフイル
ムも良く、中でも溶液流延法が好適である。熱溶融法と
しては、例えば押出法、キャレンダー法およびプレス法
等があり、溶液流延法としては、例えば溶剤流延法及び
ゾルキヤスト法等があり、中でも溶剤流延法が好まし
い。

溶液流延法で使用される溶媒としては、特に制限され
るものではないが、一般的には、例えば塩化メチレン、
1,1,2,2−テトラクロルエタン、テトラヒドロフラン、
ジオキサン、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルアセ
トホルムアルデヒド及びトルエン等が使用され、中でも
塩化メチレンおよび1,1,2,2−テトラクロルエタンが好
ましい。

また上記製造法により本発明原反を得るには、特別な
製造装置は必要なく、従来の製造装置を使用することが
できるが、例えば、熱溶融押出装置の場合には、成形用
ダイスを前記原反を得るべく改造することにより、また
溶剤流延装置の場合には、工程紙もしくはキャスティン
グベルト等に上記の溝が得られるように凹凸を予め加工
しておくことにより容易に可能となる。

以上のとおりにして得られた熱処理原反を通常行われ
ているように、熱処理することにより光学的等方性に優
れたフイルムを得ることができる。熱処理方法は特に制
限はなく、使用される熱可塑性樹脂等により適宜選択さ
れるが、例えば芳香族ポリエステル系樹脂では、以下に
述べる熱処理工程によっても、効率的に光学的等方性に
優れたフイルムを得ることができる。

（１）予熱工程フイルムを〔ガラス転移温度（以下「Tg」という）＋
10〕℃、好ましくは（Tg＋20）℃、さらに好ましくは
（Tg＋35）℃以上に１分間、好ましくは２分間、さらに
好ましくは３分間以上予熱する工程である。

（２）冷却工程（徐冷工程）前記予熱工程で予熱されたフイルムを（１〜0.01）℃
／秒、好ましくは（0.8〜0.05）℃／秒、さらに好まし
くは（0.5〜0.1）℃／秒の冷却速度で（Tg−15）℃ま
で、好ましくは（Tg−65）℃まで、さらに好ましくは
（Tg−100）℃まで徐冷する工程である。また、上記徐
冷工程において、必要に応じ一部冷却時間を短縮するこ
とも可能である。すなわち、以下に詳述するとおり、上
記徐冷工程においてフイルムを徐冷した後、急速に冷却
するものである。

（２）冷却工程〔（徐冷→急冷）工程〕前記予熱工程で予熱されたフイルムを（Tg＋20）℃ま
で、好ましくは（Tg＋10）℃まで、さらに好ましくは
（Tg±０）℃まで（１〜0.01）℃／秒、好ましくは（0.
8〜0.05）℃／秒、さらに好ましくは（0.5〜0.1）℃／
秒の冷却速度で徐冷し、次いで（Tg−15）℃まで、好ま
しくは（Tg−65）℃まで、さらに好ましくは（Tg−10
0）℃まで（50〜１）℃／秒、好ましくは（10〜１）℃
／秒、さらに好ましくは（５〜１）℃／秒の冷却速度で
急冷する工程。

以上のとおり、本発明熱処理原反により、熱処理装置
を新たに設置することなく、従来使用していた熱処理装
置をほとんど変えることなく光学的等方性に優れたフイ
ルムを容易にして、かつ効率良く得ることが可能とな
り、業界へ寄与するところ極めて大である。

以下実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は
もとよりこれらに限定されるものではない。

実施例１テレフタル酸ジクロライドとイソフタル酸ジクロライ
トのモル比が9:1である混合酸クロライドの塩化メチレ
ン溶液とビスフエノールＡと3,3′,5,5′−テトラメチ
ルビスフエノールＦのモル比が2:1のアルカリ水溶液よ
り界面重合法にてMw7.0万、Tg215℃のポリアリレート樹
脂を得た。

この樹脂により成る塩化メチレン溶液（15wt％）のド
ープを作成した。

これを流延設備において、PET工程紙上に塗布端より4
0mm〜60mmの所に20mmの幅の凸が出来る様にPETテープを
両端に貼付けた。この工程紙上に上記ドープを流延、乾
燥（40℃0.5分、60℃１分）し、フイルム幅1100mmで両
端より40〜60mmの所に溝の幅20mm、溝の深度44μの溝を
有する残溶15wt％を含む88μの流延フイルム（Ａ）を得
た。

更にこのフイルムをクリップ幅1050mmのタンターにて
両面乾燥（150℃１分、230℃５分）を行った後、更に熱
処理工程として250℃４分予備加熱し、次に250℃から20
0℃まで連続的に３分間徐冷し、両端部に端より40〜60m
mの所に幅20mm、深度37μの溝を有する75μのフイルム
を得た。

このフイルムの複屈折20nm以下の部分は、全体（クリ
ップ幅1050mm）の83％であった。

この結果を第１表に示す。

実施例２実施例２は実施例１と全く同様にして88μのフイルム
（Ａ）を得た。更にこのフイルムをクリップ幅1050mmの
テンターにて両面乾燥（150℃１分、230℃５分）を行っ
た後、更に熱処理工程として250℃で４分予備加熱し、
次に250℃から230℃まで連続的に１分間徐冷、230℃か
ら200℃まで連続的に10秒間で急冷し、両端部に端より4
0〜60mmの所に幅20mm、深度37μの溝を有する75μのフ
イルムを得た。

このフイルムの複屈折20nm以下の部分は全体（クリッ
プ幅1050mm）の80％であった。

この結果を第１表に示す。

実施例３実施例３は、フイルム両端より40〜50mmの所に幅10m
m、深度26μの溝を有する残溶15wt％を含む88μの流延
フイルム（Ｂ）を製膜する以外は実施例２と全く同様に
して行い、最終的に両端部の端より40〜50mmの所に幅10
mm、深度22μの溝を有する75μのフイルムを得た。

このフイルムの複屈折20nm以下の部分は、全体（クリ
ップ幅1050mm）の75％であった。

この結果を第１表に示す。

比較例１比較例１は、フイルムの端部に溝を作成しないこと以
外は実施例２と全く同様にして、両端に溝を有しない75
μのフイルムを得た。

このフイルムの複屈折20nm以下の部分は全体（クリッ
プ幅1050mm）の27％であった。

比較例２比較例２はフイルムの端より40〜45mmの所に幅5mm、
深度８μの溝を有する残溶15wt％を含む88μの流延フイ
ルム（Ｃ）を製膜する以外は実施例２と全く同様にして
行い、最終的に両端部より40〜45mmの所に幅5mm、深度
７μの溝を有する75μのフイルムを得た。

このフイルムの複屈折20nm以下の部分は全体（クリッ
プ幅1050mm）の29％であった。

尚ここでTgとは、ガラス転移温度であり、一次の熱力
学的導関数を温度に対してプロットしたとき、不連続が
起こる温度であり、密度、比容積、比熱、音響係数、ま
たは屈折率の関係より求まる。

また物性の測定および評価方法は、以下の方法により
行った値を用いた。

（１）ガラス転位温度（Tg）パーキンエルマー社製のDSC（示差走査熱量計）II型
を用いて測定した。すなわち、試料ポリマー10mgをDSC
装置にセットし、この試料を室温より10℃／分で昇温
し、ガラス転移点を測定した。

（２）フイルム温度 IRON社製非接触式表面温度計で測定したものである。

（３）複屈折日本光学工業（株）の偏光顕微鏡（OPTIPHOT−POL
型）を使用し、セナルモンコンペンセーター法にて測定
した。

（４）寸法安定性（株）島津製作所製の応力歪測定装置（TAM）にて180
℃30分の応力歪変化を測定し、下記の様に評価した。

応力歪変化率 0.1％未満 ○ 応力歪変化率 0.1％以上 × （５）光学的等方性／光学的異方性 KSシステムズ（株）のマイクロ波分子配向計MOA−200
1A型を用いて測定した。すなわち分子の不規則性を表わ
す指標MOR値を測定し、この値が小さい場合を光学的等
方性を有し、この値が大きい場合は、光学的異方性を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明による熱処理用原反フイル
ム幅方向におけるフイルム断面の概略図の１例である。図における番号、記号は次の通りである。 1:熱処理用原反、2:溝 L:フイルムの幅、D:フイルム膜厚 W:溝の幅、T:溝の深度である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29D 7/00 B29C 71/02 C08J 7/00 B29K 67:00 B29L 7:00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フイルム巾方向におけるフイルム断面にお
いて、少くとも１端にフイルム巾（Ｌ）に対して（10/1
000）・Ｌ以上の巾で、フイルム膜厚（Ｄ）に対して（1
/10）・Ｄ以上の深度の溝を有することを特徴とする熱
処理用原反。
【請求項２】該溝をフイルム巾方向において、両端に有
する特許請求の範囲第１項記載の熱処理用原反。
【請求項３】該溝の断面形状が曲線からなっている特許
請求の範囲第１〜２項記載の熱処理用原反。
【請求項４】該原反が、芳香族ポリエステル系樹脂であ
る特許請求の範囲第１〜３項記載の熱処理用原反。
【請求項５】フイルム巾方向におけるフイルム断面にお
いて、少くとも１端にフイルム巾（Ｌ）に対して10/100
0以上の巾で、フイルム膜厚（Ｄ）に対して1/10以上の
深度の溝を有することを特徴とする熱処理用原反の製造
装置。