JP6170224B1 - 透明樹脂フィルムの製造方法、及び透明樹脂フィルムを有する積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ソプロピリデン)ジフタル酸二無水物が好ましい。
熱重量−示差熱(TG−DTA)測定
TG−DTAの測定装置として、日立ハイテクサイエンス社製TG/DTA6300を用いた。作製された透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム)から約20mgの試料を取得した。試料を、室温から120℃まで10℃/分の昇温速度で昇温し、120℃で5分間保持した後、400℃まで10℃/分の昇温速度で昇温する条件で加熱しながら、試料の重量変化を測定した。図1は、後述の実施例1で作製されたポリイミドフィルムのTG−DTA測定結果を示す。
L(%)=100−(W1/W0)×100
ここで、W0は120℃で5分間保持した後の試料の重量を示し、W1は250℃における試料の重量を示す。
透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム)の黄色度(Yellow Index:YI)を、JIS K 7373:2006に準拠して日本分光社製の紫外可視近赤外分光光度計V−670によって測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、フィルムをサンプルホルダーにセットして、300〜800nmの光に対する透過率測定を行い、3刺激値(X、Y、Z)を求めた。YIを、下記の式に基づいて算出した。
YI=100×(1.2769X−1.0592Z)/Y
透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム)のヘイズを、JIS K7105:1981に準拠して、スガ試験機社製の全自動直読ヘーズコンピューターHGM−2DPにより測定した。
透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム)の全光線透過率を、JIS K7105:1981に準拠して、スガ試験機社製の全自動直読ヘーズコンピューターHGM−2DPにより測定した。
透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム)の弾性率を島津製作所製オートグラフAG−ISを用いて測定した。10mm幅の試験片を作製し、チャック間距離500mm、引張速度20mm/minの条件でS−S曲線を測定し、その傾きから弾性率を算出した。
エリクセン社製ペンシル型引掻き硬度計318Sを用いて、透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム)の引掻き硬度を評価した。荷重を0.1N刻みで段階的に増加させながら透明樹脂フィルムの表面を標準ピン(0.75mm)で5cm引掻き、1cm以上のキズまたは凹みが発生しない荷重の最大値を、引掻き硬度として記録した。
実施例1
ポリイミド(三菱ガス化学(株)製「ネオプリム」、ガラス転移温度390℃)を準備した。このポリイミドをN,N−ジメチルアセトアミド及びγブチロラクトンの9:1の混合溶媒に溶解し、ワニス(濃度20質量%)を調製した。このワニスを、厚み188μm、幅750mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にキャスト法により成膜した。成膜されたワニスを、温度を段階的に50℃から75℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.2m/分で通過させることによりワニスから溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム、厚み80μm)を形成させた(第一の乾燥工程)。その後、形成された透明樹脂フィルムとPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール状に巻取った。積層体は、容易にロール状に巻き取ることが出来た。巻き取られた積層体のロールから、透明樹脂フィルムの均一な透明性を維持しながら折れ及びクラックが発生することなく積層体を巻き出すことができた。
ロールから巻き出した積層体の透明樹脂フィルムを、PETフィルムから剥離した。剥離した透明樹脂フィルムのTG−DTA測定によって求められる120℃から250℃にかけての重量減少率Lは、9%であった。
ロールから巻き出した積層体から剥離した透明樹脂フィルムを、窒素雰囲気下、210℃、60分の条件で更に加熱することにより乾燥させた(第二の乾燥工程)。第二の乾燥工程後の透明樹脂フィルムの全光線透過率は90%で、YIは1.4で、ヘイズは0.2であった。
積層体から剥離した第二の乾燥工程前の透明樹脂フィルムのTG−DTA測定で求められる重量減少率Lが5%となるように、第一の乾燥工程の炉内の温度を段階的に60℃から140℃になるように設定し、線速を0.3m/分に調整したこと以外は実施例1と同様にして、透明樹脂フィルムとPETフィルムの積層体を作製した。透明樹脂フィルムの収縮によって積層体がTD方向(積層体の移動方向に垂直な方向)に沿って大きくカールした。そのため、積層体がPETフィルムごと折れてしまい、積層体をロール状に巻き取ることができなかった。
積層体から剥離した第二の乾燥工程前の透明樹脂フィルムのTG−DTA測定で求められる重量減少率Lが45%となるように第一の乾燥工程の炉内の温度を段階的に40℃から70℃になるように設定し、線速を2m/分に調整したこと以外は実施例1と同様にして、透明樹脂フィルムとPETフィルムの積層体を作製した。作製した積層体をロール状に巻き取ることができた。しかし、ロール中で透明樹脂フィルムがその外側のPETフィルムに貼り付いており、巻き取られた積層体のロールから積層体を巻き出そうとすると、透明樹脂フィルムが伸びて白化した。そのため、透明樹脂フィルムの均一な透明性を維持しながら積層体を巻き出すことができなかった。
実施例1と同様のポリイミド(三菱ガス化学(株)製「ネオプリム」、ガラス転移温度390℃)を準備した。このポリイミドのγブチロラクトン溶液(濃度20質量%)と、シリカ粒子がγブチロラクトンに分散した分散液(シリカ粒子濃度30質量%)と、アミノ基を有するアルコキシシランのジメチルアセトアミド溶液とを混合し、30分間攪拌して、ポリイミド及びシリカ粒子を含有するワニスを得た。シリカ粒子とポリイミドの質量比が30:70で、アミノ基を有するアルコキシシランの量がシリカ粒子及びポリイミドの合計100質量部に対して1.67質量部であった。
ロールから巻き出した積層体から透明樹脂フィルムを剥離した。剥離した透明樹脂フィルムのTG−DTA測定によって求められる120℃から250℃にかけての重量減少率Lは18%であった。
ロールから巻き出した積層体から剥離した透明樹脂フィルムを、窒素雰囲気下、210℃、60分の条件で更に加熱することにより乾燥させた(第二の乾燥工程)。第二の乾燥工程後の透明樹脂フィルムの全光線透過率は91%で、YIは1.3で、ヘイズは0.1であった。得られたポリイミドフィルムの弾性率は5.0GPaであった。また、ペンシル型引掻き硬度計の評価結果は0.1N以下であった。
積層体から剥離した第二の乾燥工程前の透明樹脂フィルムのTG−DTA測定で求められる重量減少率Lが35%となるように第一の乾燥工程の炉内の温度を段階的に45℃から70℃になるように設定し、線速を1m/分に調整したこと以外は実施例2と同様にして、透明樹脂フィルム(厚み50μm)とPETフィルムの積層体を作製した。積層体は、容易にロール状に巻き取ることが出来た。巻き取られた積層体のロールから、積層体を透明樹脂フィルムの均一な透明性を維持しながら折れ及びクラックが発生することなく巻き出すことができた。
ロールから巻き出した積層体のPETフィルムから剥離した透明樹脂フィルムを、窒素雰囲気下、210℃、60分の条件で更に加熱して乾燥させた(第二の乾燥工程)。第二の乾燥工程後の透明樹脂フィルムの全光線透過率は91%で、YIは1.3で、ヘイズは0.1であった。
実施例2と同様にして積層体のロールを得た。ロールから巻き出した積層体から透明樹脂フィルムを剥離した。剥離した透明樹脂フィルムを、その端部を固定しながら150℃の温度下で1.2倍に延伸した。延伸された透明樹脂フィルムを、窒素雰囲気下、210℃、60分の条件で更に加熱することにより乾燥させた(第二の乾燥工程)。第二の乾燥工程後の透明樹脂フィルムの延伸方向の弾性率は5.9GPaであった。実施例2と同じ積層体のロールを用いながら、乾燥のための加熱の条件を変更することによって弾性率の異なる光学フィルムを作製できた。
実施例2と同様にして積層体のロールを得た。ロールから巻き出した積層体のPETフィルムから透明樹脂フィルムを剥離した。剥離した透明樹脂フィルムを圧延処理によって圧延した。圧延は、室温で、線圧10000N/mで行った。圧延された透明樹脂フィルムを、窒素雰囲気下、210℃、60分の条件で加熱することにより乾燥させた(第二の乾燥工程)。第二の乾燥工程後の透明樹脂フィルムの引掻き硬度は1.4Nであった。実施例2と同じ積層体のロールを用いながら、第二の乾燥工程の加熱の条件を変更することによって引掻き硬度の異なる光学フィルムを作製できた。
積層体から剥離した第二の乾燥工程前の透明樹脂フィルムのTG−DTA測定で求められる重量減少率Lが7%となるように第一の乾燥工程の炉内の温度を段階的に60℃から140℃になるように設定し、線速を0.8m/分に調整したこと以外は実施例2と同様にして、透明樹脂フィルム(厚み50μm)とPETフィルムの積層体を作製した。炉内で透明樹脂フィルムの収縮によって積層体がTD方向に大きくカールした。そのため、積層体がPETフィルムごと折れてしまい、積層体をロール状に巻き取ろうとすると、透明樹脂フィルムの端部にクラックが生じた。
積層体から剥離した第二の乾燥工程前の透明樹脂フィルムのTG−DTA測定で求められる重量減少率Lが50%となるように第一の乾燥工程の炉内の温度を段階的に40℃から70℃になるように設定し、線速を2m/分に調整したこと以外は実施例2と同様にして、透明樹脂フィルム(厚み50μm)とPETフィルムの積層体を作製した。積層体をロール状に巻き取った。しかし、ロール中で透明樹脂フィルムがその外側のPETフィルムに貼り付いており、巻き取られた積層体を巻き出そうとすると、透明樹脂フィルムが伸びて白化した。そのため、透明樹脂フィルムの均一な透明性を維持しながらロールから積層体を巻き出すことができなかった。
ポリイミド(河村産業社製KPI−300MXF(100))を準備した。このポリイミドをN,N−ジメチルアセトアミド及びγ−ブチロラクトンの9:1の混合溶媒に溶解し、さらにUV吸収剤として住化ケムテックス社製Sumisorb350をポリイミド100質量部に対して0.8質量部添加し、ワニス(ポリイミドの濃度17質量%)を調製した。このワニスを、厚み188μm、幅750mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にキャスト法により成膜した。成膜されたワニスを、温度を段階的に50℃から80℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.2m/分で通過させることによりワニスから溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム、平均厚み82μm)を形成させた(第一の乾燥工程)。その後、形成された透明樹脂フィルムとPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール状に巻取って、積層体のロールを得た。積層体は、容易にロール状に巻き取ることが出来た。巻き取られた積層体のロールから、積層体を透明樹脂フィルムの均一な透明性を維持しながら折れ及びクラックが発生することなく巻き出すことができた。
ロールから巻き出した積層体から透明樹脂フィルムを剥離した。剥離した透明樹脂フィルムのTG−DTA測定によって求められる120℃から250℃にかけての重量減少率Lは8%であった。
ロールから巻き出した積層体から剥離した透明樹脂フィルムを、ロール幅方向の端部を固定した状態で、窒素雰囲気下、210℃、60分の条件で加熱することにより乾燥させた(第二の乾燥工程)。第二の乾燥工程後の透明樹脂フィルムの全光線透過率は92%で、YIは2.1で、ヘイズは0.3であった。平均厚みは79μmであった。
実施例6と同様にして積層体のロールを得た。ロールから巻き出した積層体から剥離した透明樹脂フィルムを、ロール幅方向の端部を固定せずに窒素雰囲気下、200℃で24分間加熱することにより乾燥させた(第二の乾燥工程)。乾燥後の透明樹脂フィルムの全光線透過率は93%で、YIは2.0で、ヘイズは0.3であった。透明樹脂フィルムの平均厚みは86μmであった。実施例6と同じ積層体のロールを用いながら、第二の乾燥工程の加熱の条件を変更することによって、膜厚が異なる光学フィルムを作製できた。
実施例6と同じワニスを用い、積層体から剥離した第二の乾燥工程前の透明樹脂フィルムのTG−DTA測定で求められる重量減少率Lが9%となるように第一の乾燥工程の炉内の温度を段階的に50℃から80℃になるように設定し、線速を0.3m/分に調整したこと以外は実施例6と同様にして、透明樹脂フィルム(ポリイミドフィルム、平均厚み70μm)とPETフィルムの積層体を作製し、これをロール状に巻き取って、積層体のロールを得た。透明樹脂フィルムの幅は70cmとした。
実施例8と同様にして形成した積層体をロール状に巻き取らずに、そのまま積層体から透明樹脂フィルム(平均厚み70μm)を剥離した。
Claims (5)
- 溶媒、及び該溶媒に溶解している、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の高分子を含有するワニスを支持体上に塗布する工程と、
塗布された前記ワニスから、熱重量−示差熱測定によって求められる120℃から250℃にかけての重量減少率が7%を超えて40%以下となるように前記溶媒の一部を除去し、残存した前記溶媒を含有する透明樹脂フィルムを前記支持体上に形成させて、前記支持体及び前記透明樹脂フィルムを有する積層体を得る工程と、
前記積層体をロール状に巻き取って前記積層体のロールを得る工程とを含み、
前記ポリアミドが、下記式(13)で表される繰返し単位を有する重合体であり、
式(13)中、G3は下記式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)若しくは式(29)で表される基の結合手のうち、隣接しない2つが水素原子に置き換わった基、又は炭素数6以下の鎖式炭化水素基で、A3は2価の有機基であり、
式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)中、*は結合手を表し、Zは、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−Ar−、−SO2−、−CO−、−O−Ar−O−、−Ar−O−Ar−、−Ar−CH2−Ar−、−Ar−C(CH3)2−Ar−又は−Ar−SO2−Ar−を表し、Arはフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリーレン基を表し、
前記支持体が樹脂フィルム基材である、
積層体の製造方法。 - 前記樹脂フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ワニスが無機材料を更に含有する、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載された製造方法によって得られた積層体のロールから前記積層体を巻き出し、巻き出された前記積層体から前記透明樹脂フィルムを剥離する工程と、
前記支持体から剥離した前記透明樹脂フィルムから、残存する前記溶媒の一部又は全部を除去する工程と、を備える、透明樹脂フィルムの製造方法。 - 溶媒、及び該溶媒に溶解している、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の高分子を含有するワニスを支持体上に塗布する工程と、
塗布された前記ワニスから、熱重量−示差熱測定によって求められる120℃から250℃にかけての重量減少率が7%を超えて40%以下となるように前記溶媒の一部を除去し、残存した前記溶媒を含有する透明樹脂フィルムを前記支持体上に形成させて、前記支持体及び前記透明樹脂フィルムを有する積層体を得る工程と、
前記積層体をロール状に巻き取って前記積層体のロールを得る工程と、
前記積層体のロールから前記積層体を巻き出し、巻き出された前記積層体から前記透明樹脂フィルムを剥離する工程と、
前記支持体から剥離した前記透明樹脂フィルムから、残存する前記溶媒の一部又は全部を除去する工程と、を備え、
前記ポリアミドが、下記式(13)で表される繰返し単位を有する重合体であり、
式(13)中、G 3 は下記式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)若しくは式(29)で表される基の結合手のうち、隣接しない2つが水素原子に置き換わった基、又は炭素数6以下の鎖式炭化水素基で、A 3 は2価の有機基であり、
式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)中、*は結合手を表し、Zは、単結合、−O−、−CH 2 −、−CH 2 −CH 2 −、−CH(CH 3 )−、−C(CH 3 ) 2 −、−C(CF 3 ) 2 −、−Ar−、−SO 2 −、−CO−、−O−Ar−O−、−Ar−O−Ar−、−Ar−CH 2 −Ar−、−Ar−C(CH 3 ) 2 −Ar−又は−Ar−SO 2 −Ar−を表し、Arはフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリーレン基を表す、
透明樹脂フィルムの製造方法。
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