JPH09174782A - 透明積層フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリカーボネートフィルムに直接セラミック
層を積層した透明積層フィルムの製造方法を提供する。 【解決手段】 下記（ａ）及び（ｂ）を含有するコーテ
イング組成物をポリカーボネートフィルムの少なくとも
片面上に塗布する。 （ａ）ポリシラザン １〜５０重量％ （ｂ）混合溶媒（但し、炭素数５〜９の脂肪族炭化水素
系溶媒を全溶媒中、２０〜８０重量％含有する） ９９
〜５０重量％

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明性の優れた透
明積層フィルムの製造方法に関し、更に詳しくは光学用
途、特に液晶表示パネル、タッチパネル、フラット照明
パネル等のベースフィルムとして好適な透明性の優れた
積層フィルムの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリシラザンの膜をセラミック化する
と、緻密な窒化珪素、酸化珪素膜が得られ、耐摩耗性、
耐薬品性、高いガスバリア性を有する膜となることが知
られている。これまでポリシラザン膜のセラミック化に
必要とされる温度条件は２００℃以上であったが、特開
平７−２２３８６７号公報等では１５０℃以下の低温で
セラミック化が可能となることが開示されており、広範
な種類のプラスチックフィルムに積層することができる
ようになった。

【０００３】このポリシラザン膜のプラスチックフィル
ムへの積層は、適当な溶媒にポリシラザンを溶解した溶
液を用いて、プラスチックフィルム表面にコーティング
し、熱処理を加えることで行われる。

【０００４】該溶媒はポリシラザンに対する溶解性はも
ちろんのこと、コーティングプロセスへの適用特性とし
て、溶媒の沸点、溶液の経時安定性等を考慮しなくては
ならない。従って、こうした要求を満足するポリシラザ
ンの溶媒としては、キシレンが好ましく使用されてい
る。

【０００５】このキシレンを溶媒とするポリシラザン溶
液は、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の溶媒に
侵されにくいプラスチックフィルムには容易に適用でき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キシレ
ンに侵されやすい幾つかのプラスチックフィルム、例え
ば光学的に等方で、透明度も高く、光学用途に好適に使
用されているポリカーボネートフィルムでは、ポリカー
ボネート表面の変成、具体的には白化してしまう等の問
題がある。従って、ポリカーボネートフィルム上に緻密
なセラミック層を、コーティングにより積層し、透明な
積層フィルムを得るのは、事実上不可能であった。

【０００７】本発明者らは、上述の問題点を解決した積
層フィルムの製造方法を開発し、特許出願した（特願平
７−１９６４１３）。しかし、この特許に係る積層フィ
ルムの製造方法は、ポリカーボネートフィルムとポリシ
ラザン層の間に中間層を必要としたため、コーティング
プロセスが多くなり、すなわち生産性が悪く、結果とし
て、コスト高になるという欠点があった。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的は、ポリカーボネートフィルムに直接セラ
ミック層を積層した透明積層フィルムの製造方法を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、ポリシラ
ザンを含有するコーテイング組成物の溶媒として、脂肪
族炭化水素系溶媒を含む溶媒を用いるとにより達成でき
ることを見出し、本発明に到達した。

【００１０】すなわち、本発明はポリカーボネートまた
はポリカーボネート共重合体フィルム上にセラミック層
を積層した透明積層フィルムの製造方法において、該セ
ラミック層が、ポリシラザンを１〜５０重量％含有し、
かつその溶媒が脂肪族炭化水素系溶媒を２０〜８０重量
％含む混合溶媒であるコーテイング組成物を該フィルム
の少なくとも片面上に塗布して形成されることを特徴と
する透明積層フィルムの製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明で用いるポリシラザンとしてはペル
ヒドロポリシラザンがあり、下記一般式（１）及び
（２）で表される繰り返し単位からなる主骨格を有する
ポリマーである。

【００１３】

【化１】

【００１４】一般式（１）及び（２）の含有割合は特に
制約はない。また、ポリシラザン単独は勿論のこと、必
要に応じて他のポリマーとの共重合体や、他の化合物と
の混合物でも利用できる。これらは、ポリマーの安定性
の向上、基板との密着性等の観点から適宜決定すればよ
い。ポリシラザンの分子量は特に限定はないが、コーテ
ィング組成物としての利用を考えた場合、溶解性、安定
性の観点から１００〜５０，０００であることが好まし
い。

【００１５】本発明において、コーティング組成物は、
上記ポリシラザンの含有割合が１〜５０重量％である。
ポリシラザンの含有割合が１重量％未満では積層膜厚が
制限され、また、乾燥工程で除去する溶媒の量が多くな
り経済的にも好ましくない。一方、５０重量％を超える
と、コーティング組成物の安定性が悪くなる。好ましい
ポリシラザン含有割合は５〜４０重量％、さらに好まし
くは５〜３０重量％である。

【００１６】本発明において、ポリシラザンを溶解する
溶媒は、ポリシラザンの溶解性の高い良溶媒と、炭素数
５〜９の脂肪族炭化水素から選ばれる少なくとも一種と
よりなる混合溶媒である。該脂肪族炭化水素は飽和及び
不飽和炭化水素いずれでもよく、また鎖状でも環状でも
よい。用いることのできる脂肪族炭化水素としては、例
えば、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、２
−メチルペンタン、３−メチルペンタン、ｎ−ヘプタ
ン、２−メチルヘキサン、３−エチルペンタン、２，２
−ジメチルペンタン、２，２，３−トリメチルブタン、
ｎ−オクタン、２−メチルヘプタン、２，２−ジメチル
ヘキサン、３−エチルヘキサン、２，２，３−トリメチ
ルペンタン、２，２，４−トリメチルペンタン（イソオ
クタン）、２−メチル−３−エチルペンタン、２，２，
３，３−テトラメチルブタン、ｎ−ノナン、２−メチル
オクタン、２，４−ジメチルヘプタン、２，２，５−ト
リメチルヘキサン、３，３−ジエチルペンタン、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオ
クタン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、
１−オクテンを挙げることができる。

【００１７】溶媒の混合比は脂肪族炭化水素が２０〜８
０重量％とする。脂肪族炭化水素が２０重量％未満で
は、本発明の目的である透明な積層フィルムを得ること
ができず、また、８０重量％を超えると、ポリシラザン
の溶解性が著しく劣るため好ましくない。

【００１８】本発明において、脂肪族炭化水素と混合し
て用いられる溶媒としては、ポリシラザンの良溶媒で、
脂肪族炭化水素と相溶するものであれば特に限定はない
が、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、
酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸シクロヘキシル等の
エステル類、エチルエーテル、ブチルエーテル、１，４
−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、塩
化メチレン、塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素から
選ばれる少なくとも一種であればよい。このうち、コー
ティングプロセスへの適用特性として、溶媒の沸点、ポ
リシラザンの溶解性、溶液の経時安定性等を考慮した場
合、キシレンが好ましく使用される。本発明において、
キシレンはｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン
いずれでもよく、また混合物でもよい。

【００１９】本発明におけるコーティング組成物には、
必要に応じて各種添加剤、充填材を混合してもよい。こ
れらの添加量や種類は、例えばポリシラザンのセラミッ
ク化促進剤等その添加剤の添加目的及びその効果により
決定することができる。

【００２０】本発明において、ポリカーボネートフィル
ムに使用するポリカーボネート樹脂は特に制約はない。
希望するフィルムの諸特性が得られるポリカ−ボネ−ト
であれば特に制約はない。一般に、ポリカ−ボネ−トと
総称される高分子材料は、その合成手法において重縮合
反応が用いられて、主鎖が炭酸結合で結ばれているもの
を総称するが、これらの内でも、一般に、ビスフェノ−
ル誘導体と、ホスゲン、ジフェニルカ−ボネ−ト等から
の重縮合で得られるものを意味する。通常、ビスフェノ
−ル−Ａと呼称されている２，２−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパンをビスフェノ−ル成分とする一般
式（３）で表されるポリカ−ボネ−トが好ましく選ばれ
るが、適宜各種ビスフェノ−ル誘導体を選択すること
で、各種ポリカ−ボネ−トを合成することが出来る。

【００２１】

【化２】

【００２２】かかるビスフェノール誘導体として、ビス
フェノ−ル−Ａ以外に、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
シクロヘキサン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）フルオレン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２
−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパ
ン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−フ
ェニルエタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフロロプロパ
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタ
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）スルフォン等を挙げるこ
とができる。本発明におけるポリカーボネートとして、
２種以上のビスフェノール誘導体からなるポリカーボネ
ート共重合体も好適に使用できる。一部にテレフタル酸
および／またはイソフタル酸成分を含むポリエステルカ
ーボネートを使用することも可能である。このような構
成単位をポリカ−ボネ−トの構成成分の一部に使用する
ことによりポリカ−ボネ−トの性質、例えば耐熱性等を
改良することが出来る。

【００２３】本発明において、ポリカーボネートフィル
ムは該ポリカーボネート樹脂を加熱し、溶融させて、ダ
イより押し出して製膜する溶融押出法、または該ポリカ
ーボネート樹脂を溶媒に溶解させて、支持体上に流延
し、加熱して溶媒を蒸発させ製膜する溶液流延法にて得
られる。本発明のポリカーボネートフィルムの膜厚は特
に制約はないが、５０〜５００μｍの膜厚のフィルムが
好ましく用いられる。

【００２４】本発明におけるポリカーボネート透明積層
フィルムは、ポリカーボネートフィルムにポリシラザン
を主成分とするコーティング組成物を塗布する工程（コ
ーティング工程）、加熱して溶媒を蒸発させることによ
りポリシラザン層を形成する工程（乾燥工程）、さらに
加熱することにより、ポリシラザンの架橋、縮合、ある
いは加熱雰囲気によっては酸化、加水分解を起こし、強
靭なセラミック層を形成する工程（セラミック転化工
程）を経ることにより得られる。

【００２５】ポリシラザンを主成分とするコーティング
組成物のポリカーボネートフィルムへの塗布方法として
は特に限定はなく、浸漬法、ロールコート法、スピンコ
ート法、バーコート法、スプレー法、フローコート法等
が用いられる。このうち、ポリカーボネートフィルムに
均一な膜厚でポリシラザン層を形成する方法、具体的に
はマイヤーバーコート法、正回転ロールコート法、グラ
ビアロールコート法、リバースロールコート法等の湿式
コーティング法が好ましく用いられる。

【００２６】上記ポリシラザン層の膜厚は０．０２〜５
μｍが好ましく、さらに好ましくは０．０５〜４μｍ、
特に好ましくは０．１〜３μｍとなるように調製され
る。０．０２μｍ未満ではポリシラザンを積層したこと
による効果、例えば、耐磨耗性、耐薬品性の向上等の効
果が得られないため好ましくない。５μｍを超えると、
ポリシラザンをセラミックに転化した際にクラックが入
ってしまうことがあるため好ましくない。

【００２７】乾燥工程において、ポリカーボネートフィ
ルムにポリシラザン層を形成するための乾燥温度は、使
用したポリカーボネートのガラス転移点を越えない温度
であれば特に制約はないが、コーティング組成物に使用
した各溶媒の沸点中で最も低い沸点以上の温度とするの
がより好ましい。例えば、ポリカーボネートフィルムと
してビスフェノール−Ａに由来するホモポリマー（ガラ
ス転移点１５７℃）を使用し、コーティング組成物の溶
媒として、ｎ−ヘキサンとｍ−キシレンの混合溶媒（沸
点：ｎ−ヘキサン６９℃、ｍ−キシレン１４４℃）を使
用した場合、６９〜１５７℃の範囲内で乾燥するのが好
ましい。また、乾燥雰囲気は空気中あるいは窒素等の不
活性雰囲気のいずれであってもよいが、空気中がより好
ましい。

【００２８】セラミック転化工程において、ポリシラザ
ンをセラミックに転化するための条件は、使用するポリ
カーボネートフィルムのガラス転移点を越えない温度で
の処理ならば特に制約はなく、例えば、特開平５−２３
８８２７号、特開平６−１２２８５２号、特開平６−２
４０２０８号、特開平６−２９９１１８号、特開平６−
３０６３２９号等の公報に報告されているような、１５
０℃以下の熱処理条件が選ばれる。また特開平７−２２
３８６７号公報に報告されているような、水蒸気雰囲気
にさらす等の処理の併用も可能である。

【００２９】このような処理によって得られるセラミッ
ク層は、Ｓｉ−Ｏ結合もしくはＳｉ−Ｎ結合を主とする
緻密な膜となり高いガスバリア性、耐摩耗性、耐薬品性
を示す。

【００３０】本発明で得られる透明積層フィルムは、液
晶表示パネル等ののベースフィルムとして用いる場合、
５５０ｎｍにおける光線透過率が８５％以上であり、ヘ
イズ値が１％以下であることが好ましい。５５０ｎｍに
おける光線透過率が８５％未満では黄色の着色が顕著と
なり、光学用途には適しない。また、ヘイズ値が１％を
越えると、透明性が著しく低下し、やはり光学用途には
好ましくない。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。但
し、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３２】実施例中の物性は以下の方法で測定した。 ・光線透過率：（株）日立製作所（Ｕ−３５００）を使
用し、波長５５０ｎｍの積分球式光線透過率測定を行っ
た。 ・ヘイズ値 ：日本電色工業（株）製自動デジタルヘイ
ズメーター（ＣＯＨ−３００Ａ）を使用した。

【００３３】〔実施例１〜５及び比較例１〜３〕ポリシ
ラザンを含有するコーティング組成物に使用する混合溶
媒を表１に示す割合で調製した。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１記載の溶媒Ａ〜Ｇを使用し、表２に示
す組成で、ペルヒドロポリシラザン〔東燃（株）製（数
平均分子量７００〜１，４００）〕のコーティング組成
物を調製した。このコーティング組成物の性状を表２に
示す。このコーティング組成物を、溶液流延法にて製膜
された、ビスフェノール−Ａ由来のポリカーボネートフ
ィルムにバーコーターを使用し、乾燥後のポリシラザン
層の膜厚が０．６μｍとなるように塗布した。これを１
３０℃で２分間処理し、さらに１００℃で１時間、さら
に８０℃、８０％ＲＨの高温高湿雰囲気で１時間処理
し、セラミック層を積層したポリカーボネートフィルム
を得た。得られた積層フィルムの物性を表２に示す。

【００３６】表２から明らかに、本発明の範囲から外れ
る比較例では、透明性のよい積層フィルムは得られなか
った。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明により、ポリカーボネートフィル
ムに白化等の変性を生ずることなく、安定に透明な積層
フィルムを製造することができる。得られた積層フィル
ムは透明性に優れ、液晶表示パネル、タッチパネル、フ
ラット照明パネル等のベースフィルムとして適用でき
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城 尚志 東京都日野市旭が丘４丁目３番２号 帝人 株式会社東京研究センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネートまたはポリカーボネー
   ト共重合体フィルム上にセラミック層を積層した透明積
   層フィルムの製造方法において、該セラミック層が、ポ
   リシラザンを１〜５０重量％含有し、かつその溶媒が脂
   肪族炭化水素系溶媒を２０〜８０重量％含む混合溶媒で
   あるコーテイング組成物を該フィルムの少なくとも片面
   上に塗布して形成されることを特徴とする透明積層フィ
   ルムの製造方法。
2. 【請求項２】 積層フィルムの５５０ｎｍでの光線透過
   率が８５％以上であり、ヘイズ値が１％以下である請求
   項１記載の透明積層フィルムの製造方法。
3. 【請求項３】 前記脂肪族炭化水素系溶媒が炭素数５〜
   ９の脂肪族炭化水素から選ばれる少なくとも一種である
   請求項１または２記載の透明積層フィルムの製造方法。
4. 【請求項４】 前記コーティング組成物の脂肪族炭化水
   素系溶媒以外の溶媒成分がキシレンである請求項１〜３
   のいずれか１項記載の透明積層フィルムの製造方法。