JP3935570B2 - 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は延伸した熱可塑性樹脂フィルムを延伸工程の後、熱緩和工程においてフィルムの幅方向に温度勾配を設けて熱処理された熱可塑性樹脂フィルムの製造方法に関し、とくに、熱可塑性樹脂のドープを流延して均一な複屈折性を有する位相差フィルムを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平４−２０４５０３号公報には熱可塑性樹脂を有機溶媒に溶解したドープをフィルム状に流延・乾燥後、延伸して熱可塑性樹脂フィルムを位相差フィルムに製造する方法が記載されている。
又、複屈折を均一にするためにフィルム端部をフィルムの非端部より強く加熱して縦一軸延伸することが特開昭６０−２６２６２４号公報に記載されている。
しかし、上記方法でも、実用的に満足できる液晶表示装置の色補償用位相差フィルムを製造することは出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、複屈折を利用した延伸フィルムは、透明性の他に熱可塑性樹脂ドープの流延及び延伸時において発生するムラ等のないことが品質上重要な項目であった。又、液晶表示装置（ＬＣＤ）の品質は著しく向上し、僅かなレターデーションの変動も表示品質に影響を与える。そのため、ＬＣＤの面内のレターデーションのバラツキを２ｎｍ以下にすることが求められている。本発明は上記課題を解決し、ムラの発生のない品質の良好な位相差フィルムとして利用できる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、熱可塑性樹脂の有機溶媒溶液を支持体上に流延して剥ぎ取り、該有機溶媒が残留する未乾燥のフィルムを延伸し、延伸した熱可塑性樹脂フィルムのフィルム幅方向におけるレターデーション値の分布を測定し、この測定したレターデーション値の分布に基づき前記レターデーション値を均一にするようにフィルムの幅方向に温度勾配を設けて熱処理することを特徴とする。また、前記熱処理における熱処理温度がＴｇを超えＴｇ＋３０℃以下であることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明者は上記問題点を検討した結果、熱可塑性樹脂フィルムの光学的ムラは主としてドープの流延工程、特にドープの溶媒の蒸発過程及び延伸工程での延伸ムラ・温度ムラで決まり、二次的に熱緩和工程時のフィルム幅方向の温度勾配に依存することが分かった。
本発明によれば、とくに、熱可塑性樹脂の有機溶媒溶液（ドープ）を流延してフィルムを製造する製膜方法において、有機溶媒が残留する未乾燥のフイルムを縦一軸延伸し、更に熱緩和工程で幅方向に温度勾配を設けて熱処理して熱可塑性樹脂フィルムを製造するとき、熱緩和工程を導入することにより複屈折の均一な熱可塑性樹脂フィルムを得ることができる。
【０００６】
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、有機溶媒を含む熱可塑性樹脂のドープから製膜する場合、有機溶媒含有量が固形分基準で１０％以下、好ましくは、１〜８％の未乾燥の状態で縦一軸延伸することが重要である。
溶媒含有量とは延伸直前の未乾燥フィルムの溶媒含有量のことで、流延製膜して巻取る時にその範囲に調節する方法でも、又巻取ったものを溶媒ガス雰囲気中に曝して、含有溶媒量を目的値に調節したものを用いてもよい。
いずれにしても、延伸に必要とされる基準以下に残留溶媒の濃度を下げるために室温から１５０℃以下で５〜６０分間、好ましくは、１０〜３０分間乾燥ゾーンで乾燥することが望ましい。
【０００７】
延伸温度は熱可塑性樹脂のＴｇ（ガラス転位温度）を超えＴｇ＋３０℃以下であり、好ましくは、Ｔｇ＋３℃を超えＴｇ＋１５℃以下である。
又、延伸倍率は熱可塑性樹脂により異なるが、１倍を超え２倍以下であり、好ましくは、１．１〜１．５倍特に好ましくは、１．１１〜１．３５倍である。
【０００８】
本発明における延伸方法は、流延製膜装置に直結して延伸装置を備えたオンラインで行ってもよく、又流延装置で製膜した後巻取って、あらためて延伸装置にかけるオフラインで行ってもよい。具体的には特開昭６３−１８９８０４号公報に記載されているような周速の異なる２対のロールで行う縦延伸の方法、又はテンター法による横延伸の方法を用いることができる。
又、当然のことではあるが、流延した残留溶媒を含む熱可塑性樹脂フィルムではなく、市販品として流通している未延伸又は延伸済のフィルムを使用してもよい。
【０００９】
複屈折は熱処理温度と延伸倍率によって定まり、延伸倍率が等しい場合は、延伸温度と複屈折は逆相関の関係を示す。そして、本発明においては複屈折に依存するレターデーション値の温度依存性を５〜１０ｎｍ／℃で熱処理することができる。実際の方法は熱緩和する前のフイルムのレターデーション値を測定し、その値に対応する温度分布を設定するフィードバックコントロール法により実施するのが便利である。
【００１０】
高分子フィルムに温度分布を設ける方法としては、以下の方法が可能である。（１）高温を必要とする部分にスポット状に熱風を吹き付け、加熱する。熱風は必要な温度に応じて吹き出し、ノズルスリット幅を変えて吹き付けることにより必要な温度が得られる。（２）高温を必要とする部分にスポット状の遠赤外線ヒーターを設置し、必要に応じて電気容量を制御する。（３）オイル加熱ロールの内部を分割し、高分子フィルムのレターデーションに対応して低温部分と高温部分に区分する。（４）誘電加熱ロール内部のヒートパイプやジャケットの分割によって温度差を付与する。
いずれにしても、支持体の巾１ｍあたり３〜５０分割、好ましくは、５〜２５分割して温度勾配を設ければよい。
熱緩和工程における熱処理温度はＴｇ℃を超えＴｇ＋３０℃以下で行うが、好ましくは、Ｔｇ＋３℃を超えＴｇ＋１５℃以下で行う。又、熱緩和時間は６０秒以下であり、好ましくは、０．５秒以上１０秒以下である。
【００１１】
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリエチレン、ポリアクリレートポリフェニレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等であり、好ましくはポリカーボネート又はノルボルネン樹脂である。
本発明で使用される熱可塑性樹脂のＴｇは９０℃以上２３０℃以下であることが好ましく、更に１１５℃以上１９０℃以下であることがとくに好ましい。
又、上記熱可塑性樹脂から製造されたフィルムは光線透過性が７０％以上であることが望ましい。
【００１２】
又、熱可塑性樹脂を溶媒に溶かすときの溶媒としては、メチレンクロライドなどの塩素化炭化水素、アセント、メチルエチルケトンなどのケトン類、トルエンなどの芳香族またアルコール類などから選択される。溶媒は必要に応じ複数の溶媒を組み合わせて使用しても良い。
なお、本発明における溶媒含有量の固形分基準とは、乾燥した溶質（固形分）中に含まれる溶媒の量をいう。即ち溶質Wg、溶媒量wgとした時、溶媒含有量はw/W ×100(％）で示される。
又、熱可塑性樹脂のドープからフィルムが製膜された場合、直後の残留溶媒は１％以下であり、０．３％〜０．５％の範囲にあることが好ましく、０．３％未満であることが最も好ましい。
【００１３】
上記のようにして製膜された本発明の熱可塑性樹脂フィルムの膜厚は５０〜１５０μm であり、好ましくは、５５〜９５μm である。
【００１４】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を更に詳しく説明するが、発明の趣旨に反しない限り以下の具体例に限定されるものではない。
実施例１
流延製膜装置において、高分子溶液として、ポリカーボネート（ＧＥ社製ＬＥＸＡＮ．ＭＬ５２７３「ビスフェノールＡを繰り返し単位として含む」）のメチレンクロライド溶液を１８重量％に調整し、支持体（バンド）上に流延し、残留溶媒約１８％になるまで無風乾燥しバンドから剥取った。そのときの膜厚は６５μm 、フィルム幅は約１２０ｃｍであった。次に、乾燥ゾーンにて残留溶媒を５％になるまで乾燥させた後、１６５℃で１．２８倍縦一軸延伸した。そして、延伸後のレターデーションの分布を測定し、レターデーションが均一になるように、７０ｍｍ間隔で幅方向に１８個の赤外線ヒーター（日本ガイシ（株）製）で制御出来るように接続した。巾方向に最低温度が１６５℃以上になるように、かつ５ｎｍ／℃のレターデーション変化を元に電圧設定して、約２秒間熱緩和処理してリタデーション値を緩和させた後巻き取った。できあがったポリカーボネートフィルムの膜厚は６１μm であった。残留溶剤濃度は０．３％以下であった。レターデーションの平均値は５８０ｎｍであり、全幅方向でバラツキは±１．０ｎｍであった。

【００１５】
実施例２
流延製膜装置において、高分子溶液として、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ダイセル化学工業株製、セビアンＡ）のメチレンクロライド溶液を１７重量％に調整し、支持体（バンド）上に流延し、残留溶媒約１７％になるまで無風乾燥しバンドから剥取った。そのときの膜厚は１００μm 、フイルム幅は約１２０ｃｍであった。
次に、乾燥ゾーンにて残留溶媒を５％になるまで乾燥させた後、１０５℃で１．９０倍縦一軸延伸した。そして、延伸後のレターデーションの分布を測定し、実施例１と同様に７０ｍｍ間隔で幅方向に設置した１８個の赤外線ヒーターで、最低温度が１０５℃以上になるように各ヒーターを電圧設定して、約２秒間熱緩和処理してリタデーション値を緩和させた後巻き取った。できあがったスチレン−アクリロニトリル共重合体フィルムの膜厚は７０μm であった。残留溶剤濃度は０．３％以下であった。
レターデーションの平均値は３８０ｎｍであり、全幅方向でバラツキは±１．５ｎｍであった。
【００１６】
実施例３
流延製膜装置において、高分子溶液として、ポリスルホン（アモコ社製 ユーデルポリサルホン Ｐ−３５００）のメチレンクロライド溶液を３３重量％に調整し、支持体（バンド）上に流延し、残留溶媒約１８％になるまで無風乾燥しバンドから剥取った。そのときの膜厚は７５μm 、フィルム幅は約１２０ｃｍであった。
次に、乾燥ゾーンにて残留溶媒を５％になるまで乾燥させた後、１８４℃で１．４０倍縦一軸延伸した。そして、延伸後のレターデーションの分布を測定し、実施例１と同様に７０ｍｍ間隔で幅方向に設置した１８個の赤外線ヒーターで、最低温度が１８４℃以上になるように各ヒーターを電圧設定して、約２秒間熱緩和処理してリタデーション値を緩和させた後巻き取った。できあがったポリスルホンフィルムの膜厚は６４μmであった。残留溶剤濃度は０．３％以下であった。
レターデーションの平均値は３８０ｎｍであり、全幅方向でバラツキは±１．０ｎｍであった。
【００１７】
実施例４
流延製膜装置において、高分子溶液として、ノルボルネン樹脂（日本合成ゴム社製 アートンＧ）のメチレンクロライド溶液を３０重量％に調整し、支持体（バンド）上に流延し、残留溶媒約１８％になるまで無風乾燥しバンドから剥取った。そのときの膜厚は１０５μm 、フィルム幅は約１２０ｃｍであった。
次に、乾燥ゾーンにて残留溶媒を５％になるまで乾燥させた後、１６０℃で１．６０倍縦一軸延伸した。そして、延伸後のレターデーションの分布を測定し、実施例１と同様に７０ｍｍ間隔で幅方向に設置した１８個の赤外線ヒーターで、最低温度が１６０℃以上になるように各ヒーターを電圧設定して、約２秒間熱緩和処理してリタデーション値を緩和させた後巻き取った。できあがったノルボルネン樹脂フィルムの膜厚は８５μm であり、残留溶剤濃度は０．３％以下であった。
又、レターデーションの平均値は３００ｎｍであり、全幅方向でバラツキは±１．０ｎｍであった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、延伸した熱可塑性樹脂フィルムを延伸工程の後、熱緩和工程においてフィルムの幅方向に温度勾配を設けて熱処理してレターデーションを緩和させることにより、レターデーションのバラツキが±１．５ｎｍ以下となり、複屈折の均一な熱可塑性樹脂フィルムが得られ、位相差フィルムとしての利用が可能になった。

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂の有機溶媒溶液を支持体上に流延して剥ぎ取り、該有機溶媒が残留する未乾燥のフィルムを延伸し、延伸した熱可塑性樹脂フィルムのフィルム幅方向におけるレターデーション値の分布を測定し、この測定したレターデーション値の分布に基づき前記レターデーション値を均一にするようにフィルムの幅方向に温度勾配を設けて熱処理することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
2. 前記熱処理における熱処理温度がＴｇを超えＴｇ＋３０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。