JPWO2018016442A1 - 導電性フィルム及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

基材フィルム、及び前記基材フィルム上に設けられた有機導電層を備える、導電性フィルムであって、前記基材フィルムが、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなり、前記基材フィルムの厚さが5μm以上、50μm以下であり、前記結晶性を有する脂環式構造含有重合体の結晶化度が30%以上である、導電性フィルム。前記結晶性を有する脂環式構造含有重合体は好ましくは、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物である。

Description

本発明は、導電性フィルム及びその製造方法に関する。
樹脂製の基材フィルムに導電層を形成し、基材フィルム及び導電層を備える導電性フィルムとすることが従来より知られている。導電性フィルムは、その可撓性及び導電性を生かした各種の用途に用いられている。例えば、タッチパネルの構成要素、及び可撓性を有する表示装置の構成要素等に用いることが知られている。
このような導電性フィルムの導電層としては、ITO(酸化インジウム錫)等の無機導電層がこれまで多く用いられていた(例えば特許文献1)。かかる導電層としては、より安価且つ簡便に形成しうる有機導電層の使用も提案されている(例えば特許文献2及び3)。
国際公開第2016/067893号 特開2014−168886号公報(対応外国出願:米国特許出願公開第2015/378461号明細書) 特開2015−004046号公報(対応外国出願:米国特許出願公開第2014/370297号明細書)
導電性フィルムは、可撓性が求められる用途における高い耐久性を確保すべく、耐屈曲性が高いものであることが望まれる。導電層として有機導電層を備える導電性フィルムは、耐屈曲性において無機導電層を備えるものに比べて有利ではあるものの、さらなる耐屈曲性の向上が求められている。
従って、本発明の目的は、高い耐屈曲性を有する導電性フィルム及びその製造方法を提供することにある。
本発明者は、前記課題を解決するために検討した結果、基材フィルムの材料として、脂環式構造含有重合体を含む樹脂のうちの特定のものを採用し、さらにその厚みを特定のものとし、これを有機導電層と組み合わせることにより、高い耐屈曲性を有する導電性フィルムを得ることができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づき完成されたものである。
本発明によれば、下記のものが提供される。
〔1〕 基材フィルム、及び前記基材フィルム上に設けられた有機導電層を備える、導電性フィルムであって、
前記基材フィルムが、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなり、
前記基材フィルムの厚さが5μm以上、50μm以下であり、
前記結晶性を有する脂環式構造含有重合体の結晶化度が30%以上である、導電性フィルム。
〔2〕 前記結晶性を有する脂環式構造含有重合体が、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物である、〔1〕に記載の導電性フィルム。
〔3〕 前記有機導電層が、ポリエチレンジオキシチオフェンを含む、〔1〕又は〔2〕に記載の導電性フィルム。
〔4〕 結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる原反フィルムを用意する工程、
前記原反フィルムから基材フィルムを得る工程、及び
前記基材フィルム上に有機導電層を形成する工程を含む、
〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の導電性フィルムの製造方法。
〔5〕 前記基材フィルムを得る工程が、
前記原反フィルムを延伸する工程、及び
前記原反フィルム中に含まれる脂環式構造含有重合体を結晶化させる結晶化工程を含む、
〔4〕に記載の導電性フィルムの製造方法。
〔6〕 前記結晶化工程は、前記原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持して緊張させた状態で、前記脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tg以上、脂環式構造含有重合体の融点Tm以下の温度で行う、〔5〕に記載の導電性フィルムの製造方法。
本発明によれば、高い耐屈曲性を有する導電性フィルム及びその製造方法が提供される。
以下、本発明について実施形態及び例示物を示して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
以下の説明において、「長尺」のフィルムとは、幅に対して5倍以上の長さを有するフィルムをいい、好ましくは10倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するフィルムをいう。フィルムの幅に対する長さの割合の上限は、特に限定されないが、例えば100,000倍以下としうる。
以下の説明において、要素の方向が「平行」、「垂直」及び「直交」とは、別に断らない限り、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±5°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。
以下の説明において、長尺のフィルムの長手方向は、通常は製造ラインにおけるフィルム搬送方向と平行である。
〔1.導電性フィルムの概要〕
本発明の導電性フィルムは、基材フィルム、及び基材フィルム上に設けられた有機導電層を備える。
〔2.基材フィルム〕
基材フィルムは、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなるフィルムである。以下の説明において、前記の樹脂を「結晶性樹脂」ということがある。
〔2.1.結晶性樹脂〕
結晶性樹脂は、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む。ここで、脂環式構造含有重合体とは、分子内に脂環式構造を有する重合体であって、環状オレフィンを単量体として用いた重合反応によって得られうる重合体又はその水素添加物をいう。また、脂環式構造含有重合体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
脂環式構造含有重合体が有する脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造及びシクロアルケン構造が挙げられる。これらの中でも、熱安定性などの特性に優れる基材フィルムが得られ易いことから、シクロアルカン構造が好ましい。1つの脂環式構造に含まれる炭素原子の数は、好ましくは4個以上、より好ましくは5個以上であり、好ましくは30個以下、より好ましくは20個以下、特に好ましくは15個以下である。1つの脂環式構造に含まれる炭素原子の数が上記範囲内にあることで、耐屈曲性等の機械的強度、耐熱性、及び成形性が高度にバランスされる。
脂環式構造含有重合体において、全ての構造単位に対する脂環式構造を有する構造単位の割合は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重量%以上である。脂環式構造含有重合体における脂環式構造を有する構造単位の割合を前記のように多くすることにより、耐屈曲性等の本発明の効果をより高めることができる。
また、脂環式構造含有重合体において、脂環式構造を有する構造単位以外の残部は、格別な限定はなく、使用目的に応じて適宜選択しうる。
結晶性樹脂に含まれる脂環式構造含有重合体は、結晶性を有する。ここで、「結晶性を有する脂環式構造含有重合体」とは、融点Tmを有する(すなわち、示差走査熱量計(DSC)で融点を観測することができる)脂環式構造含有重合体をいう。脂環式構造含有重合体の融点Tmは、好ましくは200℃以上、より好ましくは230℃以上であり、好ましくは290℃以下である。このような融点Tmを有する脂環式構造含有重合体を用いることによって、本発明における所望の結晶化度を容易に達成しうる。
脂環式構造含有重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000以上、より好ましくは2,000以上であり、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下である。このような重量平均分子量を有する脂環式構造含有重合体は、成形加工性と耐屈曲性とのバランスに優れる。
脂環式構造含有重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.5以上であり、好ましくは4.0以下、より好ましくは3.5以下である。ここで、Mnは数平均分子量を表す。このような分子量分布を有する脂環式構造含有重合体は、成形加工性に優れる。
脂環式構造含有重合体の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、テトラヒドロフランを展開溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算値として測定しうる。
脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tgは、特に限定されないが、通常は85℃以上、通常170℃以下である。
前記の脂環式構造含有重合体としては、例えば、下記の重合体(α)〜重合体(δ)が挙げられる。これらの中でも、耐屈曲性に優れる基材フィルムが得られ易いことから、結晶性の脂環式構造含有重合体としては、重合体(β)が好ましい。
重合体(α):環状オレフィン単量体の開環重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体(β):重合体(α)の水素添加物であって、結晶性を有するもの。
重合体(γ):環状オレフィン単量体の付加重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体(δ):重合体(γ)の水素添加物等であって、結晶性を有するもの。
具体的には、脂環式構造含有重合体としては、ジシクロペンタジエンの開環重合体であって結晶性を有するもの、及び、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物であって結晶性を有するものがより好ましく、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物であって結晶性を有するものが特に好ましい。ここで、ジシクロペンタジエンの開環重合体とは、全構造単位に対するジシクロペンタジエン由来の構造単位の割合が、通常50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは100重量%の重合体をいう。
以下、重合体(α)及び重合体(β)の製造方法を説明する。
重合体(α)及び重合体(β)の製造に用いうる環状オレフィン単量体は、炭素原子で形成された環構造を有し、該環中に炭素−炭素二重結合を有する化合物である。環状オレフィン単量体の例としては、ノルボルネン系単量体等が挙げられる。また、重合体(α)が共重合体である場合には、環状オレフィン単量体として、単環の環状オレフィンを用いてもよい。
ノルボルネン系単量体は、ノルボルネン環を含む単量体である。ノルボルネン系単量体としては、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(慣用名:ノルボルネン)、5−エチリデン−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(慣用名:エチリデンノルボルネン)及びその誘導体(例えば、環に置換基を有するもの)等の、2環式単量体;トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3,7−ジエン(慣用名:ジシクロペンタジエン)及びその誘導体等の、3環式単量体;7,8−ベンゾトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン(慣用名:メタノテトラヒドロフルオレン:1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレンともいう)及びその誘導体、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン(慣用名:テトラシクロドデセン)、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン及びその誘導体等の、4環式単量体;などが挙げられる。
前記の単量体において置換基としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基;ビニル基等のアルケニル基;プロパン−2−イリデン等のアルキリデン基;フェニル基等のアリール基;ヒドロキシ基;酸無水物基;カルボキシル基;メトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;などが挙げられる。また、前記の置換基は、1種類を単独で有していてもよく、2種類以上を任意の比率で有していてもよい。
単環の環状オレフィンとしては、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、メチルシクロペンテン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等の環状モノオレフィン;シクロヘキサジエン、メチルシクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチルシクロオクタジエン、フェニルシクロオクタジエン等の環状ジオレフィン;等が挙げられる。
環状オレフィン単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。環状オレフィン単量体を2種以上用いる場合、重合体(α)は、ブロック共重合体であってもよいし、ランダム共重合体であってもよい。
環状オレフィン単量体には、エンド体及びエキソ体の立体異性体が存在するものがありうる。環状オレフィン単量体としては、エンド体及びエキソ体のいずれを用いてもよい。また、エンド体及びエキソ体のうち一方の異性体のみを単独で用いてもよく、エンド体及びエキソ体を任意の割合で含む異性体混合物を用いてもよい。中でも、脂環式構造含有重合体の結晶性が高まり、耐屈曲性により優れる基材フィルムが得られ易くなることから、一方の立体異性体の割合を高くすることが好ましい。例えば、エンド体又はエキソ体の割合が、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上である。また、合成が容易であることから、エンド体の割合が高いことが好ましい。
重合体(α)及び重合体(β)は、通常、そのシンジオタクチック立体規則性の度合い(ラセモ・ダイアッドの割合)を高めることで、結晶性を高くすることができる。重合体(α)及び重合体(β)の立体規則性の程度を高くする観点から、重合体(α)及び重合体(β)の構造単位についてのラセモ・ダイアッドの割合は、好ましくは51%以上、より好ましくは60%以上、特に好ましくは70%以上である。
ラセモ・ダイアッドの割合は、13C−NMRスペクトル分析により、測定しうる。具体的には、下記の方法により測定しうる。
オルトジクロロベンゼン−dを溶媒として、200℃で、inverse−gated decoupling法を適用して、重合体試料の13C−NMR測定を行う。この13C−NMR測定の結果から、オルトジクロロベンゼン−dの127.5ppmのピークを基準シフトとして、メソ・ダイアッド由来の43.35ppmのシグナルと、ラセモ・ダイアッド由来の43.43ppmのシグナルの強度比に基づいて、重合体試料のラセモ・ダイアッドの割合を求めうる。
重合体(α)の合成には、通常、開環重合触媒を用いる。開環重合触媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。このような重合体(α)の合成用の開環重合触媒としては、環状オレフィン単量体を開環重合させ、シンジオタクチック立体規則性を有する開環重合体を生成させうるものが好ましい。好ましい開環重合触媒としては、下記式(1)で示される金属化合物を含むものが挙げられる。
M(NR)X4−a(OR・L (1)
(式(1)において、
Mは、周期律表第6族の遷移金属原子からなる群より選択される金属原子を示し、
は、3位、4位及び5位の少なくとも1つの位置に置換基を有していてもよいフェニル基、又は、−CH(Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基からなる群より選択される基を示す。)で表される基を示し、
は、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基からなる群より選択される基を示し、
Xは、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、アルキルシリル基からなる群より選択される基を示し、
Lは、電子供与性の中性配位子を示し、
aは、0又は1の数を示し、
bは、0〜2の整数を示す。)
式(1)において、Mは、周期律表第6族の遷移金属原子からなる群より選択される金属原子を示す。このMとしては、クロム、モリブデン及びタングステンが好ましく、モリブデン及びタングステンがより好ましく、タングステンが特に好ましい。
式(1)において、Rは、3位、4位及び5位の少なくとも1つの位置に置換基を有していてもよいフェニル基、又は、−CHで表される基を示す。
の、3位、4位及び5位の少なくとも1つの位置に置換基を有していてもよいフェニル基の炭素原子数は、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜15である。また、前記置換基としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等のアルコキシ基;などが挙げられる。これらの置換基は、1種類を単独で有していてもよく、2種類以上を任意の比率で有していてもよい。さらに、Rにおいて、3位、4位及び5位の少なくとも2つの位置に存在する置換基が互いに結合し、環構造を形成していてもよい。
3位、4位及び5位の少なくとも1つの位置に置換基を有していてもよいフェニル基としては、例えば、無置換フェニル基;4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基等の一置換フェニル基;3,5−ジメチルフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメトキシフェニル基等の二置換フェニル基;3,4,5−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリクロロフェニル基等の三置換フェニル基;2−ナフチル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−2−ナフチル基等の置換基を有していてもよい2−ナフチル基;等が挙げられる。
の、−CHで表される基において、Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基からなる群より選択される基を示す。
の、置換基を有していてもよいアルキル基の炭素原子数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10である。このアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。さらに、前記置換基としては、例えば、フェニル基、4−メチルフェニル基等の置換基を有していてもよいフェニル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシル基;等が挙げられる。これらの置換基は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
の、置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ベンジル基、ネオフィル基等が挙げられる。
の、置換基を有していてもよいアリール基の炭素原子数は、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜15である。さらに、前記置換基としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等のアルコキシ基;等が挙げられる。これらの置換基は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
の、置換基を有していてもよいアリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、4−メチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基等が挙げられる。
これらの中でも、Rで表される基としては、炭素原子数が1〜20のアルキル基が好ましい。
式(1)において、Rは、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基からなる群より選択される基を示す。Rの、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基としては、それぞれ、Rの、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基として示した範囲から選択されるものを任意に用いうる。
式(1)において、Xは、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、及び、アルキルシリル基からなる群より選択される基を示す。
Xのハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
Xの、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基としては、それぞれ、Rの、置換基を有していてもよいアルキル基、及び、置換基を有していてもよいアリール基として示した範囲から選択されるものを任意に用いうる。
Xのアルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基等が挙げられる。
式(1)で示される金属化合物が1分子中に2以上のXを有する場合、それらのXは、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。さらに、2以上のXが互いに結合し、環構造を形成していてもよい。
式(1)において、Lは、電子供与性の中性配位子を示す。
Lの電子供与性の中性配位子としては、例えば、周期律表第14族又は第15族の原子を含有する電子供与性化合物が挙げられる。その具体例としては、トリメチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジン等のアミン類;等が挙げられる。これらの中でも、エーテル類が好ましい。また、式(1)示される金属化合物が1分子中に2以上のLを有する場合、それらのLは、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。
式(1)で示される金属化合物としては、フェニルイミド基を有するタングステン化合物が好ましい。即ち、式(1)において、Mがタングステン原子であり、且つ、Rがフェニル基である化合物が好ましい。さらに、その中でも、テトラクロロタングステンフェニルイミド(テトラヒドロフラン)錯体がより好ましい。
式(1)で示される金属化合物の製造方法は、特に限定されない。例えば、特開平5−345817号公報に記載されるように、第6族遷移金属のオキシハロゲン化物;3位、4位及び5位の少なくとも1つの位置に置換基を有していてもよいフェニルイソシアナート類又は一置換メチルイソシアナート類;電子供与性の中性配位子(L);並びに、必要に応じて、アルコール類、金属アルコキシド及び金属アリールオキシド;を混合することにより、式(1)で示される金属化合物を製造することができる。
前記の製造方法では、式(1)で示される金属化合物は、通常、反応液に含まれた状態で得られる。金属化合物の製造後、前記の反応液をそのまま開環重合反応の触媒液として用いてもよい。また、結晶化等の精製処理により、金属化合物を反応液から単離及び精製した後、得られた金属化合物を開環重合反応に供してもよい。
開環重合触媒は、式(1)で示される金属化合物を単独で用いてもよく、式(1)で示される金属化合物を他の成分と組み合わせて用いてもよい。例えば、式(1)で示される金属化合物と有機金属還元剤とを組み合わせて用いることで、重合活性を向上させることができる。
有機金属還元剤としては、例えば、炭素原子数1〜20の炭化水素基を有する周期律表第1族、第2族、第12族、第13族又は14族の有機金属化合物が挙げられる。このような有機金属化合物としては、例えば、メチルリチウム、n−ブチルリチウム、フェニルリチウム等の有機リチウム;ブチルエチルマグネシウム、ブチルオクチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、エチルマグネシウムクロリド、n−ブチルマグネシウムクロリド、アリルマグネシウムブロミド等の有機マグネシウム;ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛等の有機亜鉛;トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムイソブトキシド、エチルアルミニウムジエトキシド、イソブチルアルミニウムジイソブトキシド等の有機アルミニウム;テトラメチルスズ、テトラ(n−ブチル)スズ、テトラフェニルスズ等の有機スズ;等が挙げられる。これらの中でも、有機アルミニウム又は有機スズが好ましい。また、有機金属還元剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
開環重合反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒は、開環重合体及びその水素添加物を、所定の条件で溶解もしくは分散させることが可能であり、かつ、開環重合反応及び水素化反応を阻害しないものを用いうる。このような有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ビシクロヘプタン、トリシクロデカン、ヘキサヒドロインデン、シクロオクタン等の脂環族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン系脂肪族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系芳香族炭化水素類;ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル等の含窒素炭化水素類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;これらを組み合わせた混合溶媒;等が挙げられる。これらの中でも、有機溶媒としては、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、脂環族炭化水素類、エーテル類が好ましい。また、有機溶媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
開環重合反応は、例えば、環状オレフィン単量体と、式(1)で示される金属化合物と、必要に応じて有機金属還元剤とを混合することにより、開始させることができる。これらの成分を混合する順序は、特に限定されない。例えば、環状オレフィン単量体を含む溶液に、式(1)で示される金属化合物及び有機金属還元剤を含む溶液を混合してもよい。また、有機金属還元剤を含む溶液に、環状オレフィン単量体及び式(1)で示される金属化合物を含む溶液を混合してもよい。さらに、環状オレフィン単量体及び有機金属還元剤を含む溶液に、式(1)で示される金属化合物の溶液を混合してもよい。各成分を混合する際は、それぞれの成分の全量を一度に混合してもよいし、複数回に分けて混合してもよい。また、比較的に長い時間(例えば1分間以上)にわたって連続的に混合してもよい。
開環重合反応の開始時における反応液中の環状オレフィン単量体の濃度は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上、特に好ましくは3重量%以上であり、好ましくは50重量%以下、より好ましくは45重量%以下、特に好ましくは40重量%以下である。環状オレフィン単量体の濃度を前記範囲の下限値以上にすることにより、生産性を高くできる。また、上限値以下にすることにより、開環重合反応後の反応液の粘度を低くできるので、その後の水素化反応を容易に行うことができる。
開環重合反応に用いる式(1)で示される金属化合物の量は、「金属化合物:環状オレフィン単量体」のモル比が、所定の範囲の収まるように設定することが望ましい。具体的には、前記のモル比は、好ましくは1:100〜1:2,000,000、より好ましくは1:500〜1,000,000、特に好ましくは1:1,000〜1:500,000である。金属化合物の量を前記範囲の下限値以上にすることにより、十分な重合活性を得ることができる。また、上限値以下にすることにより、反応後に金属化合物を容易に除去できる。
有機金属還元剤の量は、式(1)で示される金属化合物1モルに対して、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.2モル以上、特に好ましくは0.5モル以上であり、好ましくは100モル以下、より好ましくは50モル以下、特に好ましくは20モル以下である。有機金属還元剤の量を前記範囲の下限値以上にすることにより、重合活性を十分に高くできる。また、上限値以下にすることにより、副反応の発生を抑制することができる。
重合体(α)の重合反応系は、活性調整剤を含んでいてもよい。活性調整剤を用いることで、開環重合触媒を安定化したり、開環重合反応の反応速度を調整したり、重合体の分子量分布を調整したりできる。
活性調整剤としては、官能基を有する有機化合物を用いうる。このような活性調整剤としては、例えば、含酸素化合物、含窒素化合物、含リン有機化合物等が挙げられる。
含酸素化合物としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、フラン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、ベンゾフェノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;エチルアセテート等のエステル類;等が挙げられる。
含窒素化合物としては、例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、キヌクリジン、N,N−ジエチルアニリン等のアミン類;ピリジン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、2−t−ブチルピリジン等のピリジン類;等が挙げられる。
含リン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート等のホスフィン類;トリフェニルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド類;等が挙げられる。
活性調整剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合体(α)の重合反応系における活性調整剤の量は、式(1)で示される金属化合物100モル%に対して、好ましくは0.01モル%〜100モル%である。
重合体(α)の重合反応系は、重合体(α)の分子量を調整するために、分子量調整剤を含んでいてもよい。分子量調整剤としては、例えば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のα−オレフィン類;スチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテル、酢酸アリル、アリルアルコール、グリシジルメタクリレート等の酸素含有ビニル化合物;アリルクロライド等のハロゲン含有ビニル化合物;アクリルアミド等の窒素含有ビニル化合物;1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、2−メチル−1,4−ペンタジエン、2,5−ジメチル−1,5−ヘキサジエン等の非共役ジエン;1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等の共役ジエン;等が挙げられる。
分子量調整剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合体(α)を重合するための重合反応系における分子量調整剤の量は、目的とする分子量に応じて適切に決定しうる。分子量調整剤の具体的な量は、環状オレフィン単量体に対して、好ましくは0.1モル%〜50モル%の範囲である。
重合温度は、好ましくは−78℃以上、より好ましくは−30℃以上であり、好ましくは+200℃以下、より好ましくは+180℃以下である。
重合時間は、反応規模に依存しうる。具体的な重合時間は、好ましくは1分間から1000時間の範囲である。
上述した製造方法により、重合体(α)が得られる。この重合体(α)を水素化することにより、重合体(β)を製造することができる。
重合体(α)の水素化は、例えば、常法に従って水素化触媒の存在下で、重合体(α)を含む反応系内に水素を供給することによって行うことができる。この水素化反応において、反応条件を適切に設定すれば、通常、水素化反応により水素添加物のタクチシチーが変化することはない。
水素化触媒としては、オレフィン化合物の水素化触媒として公知の均一系触媒及び不均一触媒を用いうる。
均一系触媒としては、例えば、酢酸コバルト/トリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナート/トリイソブチルアルミニウム、チタノセンジクロリド/n−ブチルリチウム、ジルコノセンジクロリド/sec−ブチルリチウム、テトラブトキシチタネート/ジメチルマグネシウム等の、遷移金属化合物とアルカリ金属化合物の組み合わせからなる触媒;ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、クロロヒドリドカルボニルビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリジンルテニウム(IV)ジクロリド、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等の貴金属錯体触媒;等が挙げられる。
不均一触媒としては、例えば、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム等の金属触媒;ニッケル/シリカ、ニッケル/ケイソウ土、ニッケル/アルミナ、パラジウム/カーボン、パラジウム/シリカ、パラジウム/ケイソウ土、パラジウム/アルミナ等の、前記金属をカーボン、シリカ、ケイソウ土、アルミナ、酸化チタンなどの担体に担持させてなる固体触媒が挙げられる。
水素化触媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
水素化反応は、通常、不活性有機溶媒中で行われる。不活性有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類;ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、デカヒドロナフタレンなどの脂環族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;等が挙げられる。不活性有機溶媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、不活性有機溶媒は、開環重合反応に用いた有機溶媒と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、開環重合反応の反応液に水素化触媒を混合して、水素化反応を行ってもよい。
水素化反応の反応条件は、通常、用いる水素化触媒によっても異なる。
水素化反応の反応温度は、好ましくは−20℃以上、より好ましくは−10℃以上、特に好ましくは0℃以上であり、好ましくは+250℃以下、より好ましくは+220℃以下、特に好ましくは+200℃以下である。反応温度を前記範囲の下限値以上にすることにより、反応速度を速くできる。また、上限値以下にすることにより、副反応の発生を抑制できる。
水素圧力は、好ましくは0.01MPa以上、より好ましくは0.05MPa以上、特に好ましくは0.1MPa以上であり、好ましくは20MPa以下、より好ましくは15MPa以下、特に好ましくは10MPa以下である。水素圧力を前記範囲の下限値以上にすることにより、反応速度を速くできる。また、上限値以下にすることにより、高耐圧反応装置等の特別な装置が不要となり、設備コストを抑制できる。
水素化反応の反応時間は、所望の水素添加率が達成される任意の時間に設定してもよく、好ましくは0.1時間〜10時間である。
水素化反応後は、通常、常法に従って、重合体(α)の水素添加物である重合体(β)を回収する。
水素化反応における水素添加率(水素化された主鎖二重結合の割合)は、好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上である。水素添加率が高くなるほど、脂環式構造含有重合体の耐屈曲性を良好にできる。
ここで、重合体の水素添加率は、オルトジクロロベンゼン−dを溶媒として、145℃で、H−NMR測定により測定しうる。
次に、重合体(γ)及び重合体(δ)の製造方法を説明する。
重合体(γ)及び(δ)の製造に用いる環状オレフィン単量体としては、重合体(α)及び重合体(β)の製造に用いうる環状オレフィン単量体として示した範囲から選択されるものを任意に用いうる。また、環状オレフィン単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合体(γ)の製造においては、単量体として、環状オレフィン単量体に組み合わせて、環状オレフィン単量体と共重合可能な任意の単量体を用いうる。任意の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン等の炭素原子数2〜20のα−オレフィン;スチレン、α−メチルスチレン等の芳香環ビニル化合物;1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン等の非共役ジエン;等が挙げられる。これらの中でも、α−オレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。また、任意の単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
環状オレフィン単量体と任意の単量体との量の割合は、重量比(環状オレフィン単量体:任意の単量体)で、好ましくは30:70〜99:1、より好ましくは50:50〜97:3、特に好ましくは70:30〜95:5である。
環状オレフィン単量体を2種以上用いる場合、及び、環状オレフィン単量体と任意の単量体を組み合わせて用いる場合は、重合体(γ)は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。
重合体(γ)の合成には、通常、付加重合触媒を用いる。このような付加重合触媒としては、例えば、バナジウム化合物及び有機アルミニウム化合物から形成されるバナジウム系触媒、チタン化合物及び有機アルミニウム化合物から形成されるチタン系触媒、ジルコニウム錯体及びアルミノオキサンから形成されるジルコニウム系触媒等が挙げられる。また、付加重合体触媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
付加重合触媒の量は、単量体1モルに対して、好ましくは0.000001モル以上、より好ましくは0.00001モル以上であり、好ましくは0.1モル以下、より好ましくは0.01モル以下である。
環状オレフィン単量体の付加重合は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、環状オレフィン単量体の開環重合に用いうる有機溶媒として示した範囲から選択されるものを任意に用いうる。また、有機溶媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
重合体(γ)を製造するための重合における重合温度は、好ましくは−50℃以上、より好ましくは−30℃以上、特に好ましくは−20℃以上であり、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、特に好ましくは150℃以下である。また、重合時間は、好ましくは30分以上、より好ましくは1時間以上であり、好ましくは20時間以下、より好ましくは10時間以下である。
上述した製造方法により、重合体(γ)が得られる。この重合体(γ)を水素化することにより、重合体(δ)を製造することができる。
重合体(γ)の水素化は、重合体(α)を水素化する方法として先に示したものと同様の方法により、行いうる。
結晶性樹脂において、結晶性を有する脂環式構造含有重合体の割合は、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。結晶性を有する脂環式構造含有重合体の割合を前記範囲の下限値以上にすることにより、基材フィルムの耐屈曲性を高めることができる。
結晶性樹脂は、結晶性を有する脂環式構造含有重合体に加えて、任意の成分を含みうる。任意の成分としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系光安定剤等の光安定剤;石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリアルキレンワックス等のワックス;ソルビトール系化合物、有機リン酸の金属塩、有機カルボン酸の金属塩、カオリン及びタルク等の核剤;ジアミノスチルベン誘導体、クマリン誘導体、アゾール系誘導体(例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、及びベンゾチアソール誘導体)、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ナフタル酸誘導体、及びイミダゾロン誘導体等の蛍光増白剤;ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤;タルク、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等の無機充填材;着色剤;難燃剤;難燃助剤;帯電防止剤;可塑剤;近赤外線吸収剤;滑剤;フィラー、及び、軟質重合体等の、結晶性を有する脂環式構造含有重合体以外の任意の重合体;などが挙げられる。また、任意の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
〔2.2.基材フィルムの性質、形状等〕
結晶性樹脂に含まれる脂環式構造含有重合体は、基材フィルムを製造するよりも前においては、結晶化していなくてもよい。しかし、基材フィルムが製造された後においては、当該基材フィルムを形成する結晶性樹脂が含む脂環式構造含有重合体は、所定の結晶化度を有する。
基材フィルムにおける、結晶性を有する脂環式構造含有重合体の結晶化度は、30%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上である。本発明者が見出したところによれば、このような高い結晶化度を有する脂環式構造含有重合体を含む基材フィルムを、有機導電層と組み合わせることにより、耐屈曲性に優れた導電性フィルムを得ることができる。結晶化度の上限は、理想的には100%であるが、通常は90%以下、又は80%以下としうる。
結晶化度は、基材フィルムに含まれる結晶性を有する脂環式構造含有重合体のうち、結晶化したものの割合を示す指標である。基材フィルムに含まれる脂環式構造含有重合体の結晶化度は、X線回折法によって測定しうる。具体的には、結晶化度は、JIS K0131に準じて、広角X線回折装置(例えばRINT 2000、株式会社リガク製)を用いて、結晶性部分からの回析X線強度を求め、全体の回析X線強度との比から、下記式(2)によって結晶化度を求めうる。
Xc=K・Ic/It (2)
上記式(2)において、Xcは被検資料の結晶化度、Icは結晶性部分からの回析X線強度、Itは全体の回析X線強度、Kは補正項を、それぞれ表す。
基材フィルムは、透明性に優れることが好ましい。具体的には、基材フィルムの全光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以上である。
基材フィルムの全光線透過率は、紫外・可視分光計を用いて、波長400nm〜700nmの範囲で測定しうる。
基材フィルムは、ヘイズが小さいことが好ましい。具体的には、基材フィルムのヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。
基材フィルムのヘイズは、当該基材フィルムを選択した任意の部位で50mm×50mmの正方形の薄膜サンプルに切り出し、その後、薄膜サンプルについて、ヘイズメーターを用いて測定しうる。
基材フィルムは、面内レターデーションReが小さく光学的に実質的に等方性のフィルムであってもよく、面内レターデーションReを有する光学的に異方性のフィルムであってもよい。本発明の導電性フィルムを、オンセル型又はミッドセル型のタッチパネルの構成要素として用いる場合、基材フィルムは、複屈折性が小さいフィルムであることが好ましい。その場合にReの値の上限は、好ましくは20nm以下、より好ましくは10nm以下であり、Reの値の下限は理想的には0nmである。
基材フィルムの厚さは、5μm以上、好ましくは10μm以上であり、50μm以下、好ましくは30μm以下である。本発明者が見出したところによれば、基材フィルムの材料として前記特定のものを採用し、且つ導電層として有機導電層を採用した場合において、基材フィルムの厚さをかかる特定範囲とすることにより、導電性フィルムの耐屈曲性を高めることが可能となる。
〔2.3.基材フィルムの製造方法〕
基材フィルムは、例えば、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む結晶性樹脂からなる原反フィルムを、緊張させた状態で、特定の温度にして、結晶化フィルムを得る工程(結晶化工程)を含む製造方法によって、製造しうる。かかる原反フィルムの緊張は、原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持することにより達成しうる。また前記特定の温度は、脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tg以上、脂環式構造含有重合体の融点Tm以下の温度としうる。この製造方法によれば、本発明に用いうる、特定の結晶化度を有する基材フィルムを容易に製造できる。以下、この製造方法について説明する。
〔2.3.1.原反フィルムの用意〕
前記の製造方法では、原反フィルムを用意する工程を行う。原反フィルムは、結晶性樹脂からなるフィルムである。この原反フィルムは、例えば、射出成形法、押出成形法、プレス成形法、インフレーション成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法、注型成形法、圧縮成形法等の樹脂成型法によって製造しうる。これらの中でも、厚みの制御が容易であることから、押出成形法によって原反フィルムを製造することが好ましい。
押出成形法によって原反フィルムを製造する場合、その押出成形法における製造条件は、好ましくは下記の通りである。シリンダー温度(溶融樹脂温度)は、好ましくはTm以上、より好ましくはTm+20℃以上であり、好ましくはTm+100℃以下、より好ましくはTm+50℃以下である。また、キャストロール温度は、好ましくはTg−50℃以上であり、好ましくはTg+70℃以下、より好ましくはTg+40℃以下である。さらに、冷却ロール温度は、好ましくはTg−70℃以上、より好ましくはTg−50℃以上であり、好ましくはTg+60℃以下、より好ましくはTg+30℃以下である。このような条件で原反フィルムを製造することにより、厚さ1μm〜1mmの原反フィルムを容易に製造できる。ここで、「Tm」は脂環式構造含有重合体の融点を表し、「Tg」は脂環式構造含有重合体のガラス転移温度を表す。
また、前記のようにして製造された原反フィルムは、そのまま結晶化工程に供給してもよく、例えば延伸処理等の任意の処理を施してから結晶化工程に供給してもよい。
原反フィルムの延伸方法に格別な制限は無く、任意の延伸方法を用いうる。例えば、原反フィルムを長手方向に一軸延伸する方法(縦一軸延伸法)、原反フィルムを幅方向に一軸延伸する方法(横一軸延伸法)等の、一軸延伸法;原反フィルムを長手方向に延伸すると同時に幅方向に延伸する同時二軸延伸法、原反フィルムを長手方向及び幅方向の一方に延伸した後で他方に延伸する逐次二軸延伸法などの二軸延伸法;原反フィルムを幅方向に平行でもなく垂直でもない斜め方向に延伸する方法(斜め延伸法);などが挙げられる。
前記の縦一軸延伸法としては、例えば、ロール間の周速の差を利用した延伸方法などが挙げられる。
また、前記の横一軸延伸法としては、例えば、テンター延伸機を用いた延伸方法などが挙げられる。
さらに、前記の同時二軸延伸法としては、例えば、テンター延伸機を用いて、原反フィルムを長手方向に延伸すると同時に、原反フィルムを幅方向に延伸する延伸方法などが挙げられる。テンター延伸機としては、ガイドレールに沿って移動可能に設けられた複数のクリップを備えたものを用いうる。かかるクリップは、テンター延伸機において、原反フィルムを固定しうる。かかるテンター延伸機においては、クリップの間隔を開いて原反フィルムを長手方向に延伸すると同時に、ガイドレールの広がり角度により原反フィルムを幅方向に延伸しうる。
また、前記の逐次二軸延伸法としては、例えば、ロール間の周速の差を利用して原反フィルムを長手方向に延伸した後で、その原反フィルムの両端部をクリップで把持してテンター延伸機により幅方向に延伸する延伸方法などが挙げられる。
さらに、前記の斜め延伸法としては、例えば、原反フィルムに対して長手方向又は幅方向に左右異なる速度の送り力、引張り力又は引取り力を付加しうるテンター延伸機を用いて原反フィルムを斜め方向に連続的に延伸する延伸方法などが挙げられる。
原反フィルムを延伸する場合の延伸温度は、脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tgに対し、好ましくはTg−30℃以上、より好ましくはTg−10℃以上であり、好ましくはTg+60℃以下、より好ましくはTg+50℃以下である。このような温度範囲で延伸を行うことにより、原反フィルムに含まれる重合体分子を適切に配向させることができる。
原反フィルムを延伸する場合の延伸倍率は、所望の光学特性、厚み、強度などにより適宜選択しうるが、通常は1倍超、好ましくは1.01倍以上であり、通常は10倍以下、好ましくは5倍以下である。ここで、例えば二軸延伸法のように異なる複数の方向に延伸を行う場合、延伸倍率は各延伸方向における延伸倍率の積で表される総延伸倍率のことである。延伸倍率を前記範囲の上限値以下にすることにより、フィルムが破断する可能性を小さくできるので、基材フィルムの製造を容易に行うことができる。
前記のような延伸処理を原反フィルムに施すことにより、所望の特性を有する基材フィルムを得ることができる。
原反フィルムの厚みは、基材フィルムの厚みに応じて任意に設定しうるものであり、通常は5μm以上、好ましくは10μm以上であり、通常は1mm以下、好ましくは500μm以下である。
〔2.3.2.結晶化工程〕
原反フィルムを用意した後で、原反フィルム中に含まれる脂環式構造含有重合体を結晶化させるために、結晶化工程を行う。結晶化工程では、原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持して緊張させた状態で所定の温度範囲にすることで、脂環式構造含有重合体を結晶化させる結晶化処理を行う。
原反フィルムを緊張させた状態とは、原反フィルムに張力がかかった状態をいう。ただし、この原反フィルムを緊張させた状態には、原反フィルムが実質的に延伸される状態を含まない。また、実質的に延伸されるとは、原反フィルムのいずれかの方向への延伸倍率が通常1.1倍以上になることをいう。
原反フィルムを保持する場合、適切な保持具によって原反フィルムを保持する。保持具は、原反フィルムの端辺の全長を連続的に保持しうるものでもよく、間隔を空けて間欠的に保持しうるものでもよい。例えば、所定の間隔で配列された保持具によって原反フィルムの端辺を間欠的に保持してもよい。
結晶化工程において、原反フィルムは、当該原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持されて緊張した状態にされる。これにより、保持された端辺の間の領域において原反フィルムの熱収縮による変形が妨げられる。原反フィルムの広い面積において変形を妨げるためには、対向する二の端辺を含む端辺を保持して、その保持された端辺の間の領域を緊張した状態にすることが好ましい。例えば、矩形の枚葉の原反フィルムでは、対向する二の端辺(例えば、長辺側の端辺同士、又は、短辺側の端辺同士)を保持して前記二の端辺の間の領域を緊張した状態にすることで、その枚葉の原反フィルムの全面において変形を妨げることができる。また、長尺の原反フィルムでは、幅方向の端部にある二の端辺(即ち、長辺側の端辺)を保持して前記二の端辺の間の領域を緊張した状態にすることで、その長尺の原反フィルムの全面において変形を妨げることができる。このように変形を妨げられた原反フィルムは、熱収縮によってフィルム内に応力が生じても、シワ等の変形の発生が抑制される。原反フィルムとして延伸処理を施された延伸フィルムを用いる場合は、延伸方向(二軸延伸の場合は延伸倍率が大きい方向)と直交する少なくとも二の端辺を保持することで変形の抑制がより確実なものとなる。
結晶化工程における変形をより確実に抑制するためには、より多くの端辺を保持することが好ましい。よって、例えば、枚葉の原反フィルムでは、その全ての端辺を保持することが好ましい。具体例を挙げると、矩形の枚葉の原反フィルムでは、四つの端辺を保持することが好ましい。
原反フィルムの端辺を保持しうる保持具としては、原反フィルムの端辺以外の部分では原反フィルムと接触しないものが好ましい。このような保持具を用いることにより、より平滑性に優れる基材フィルムを得ることができる。
また、保持具としては、保持具同士の相対的な位置を結晶化工程においては固定しうるものが好ましい。このような保持具は、結晶化工程において保持具同士の位置が相対的に移動しないので、結晶化工程における原反フィルムの実質的な延伸を抑制しやすい。
好適な保持具としては、例えば、矩形の原反フィルム用の保持具として、型枠に所定間隔で設けられ原反フィルムの端辺を把持しうるクリップ等の把持子が挙げられる。また、例えば、長尺の原反フィルムの幅方向の端部にある二の端辺を保持するための保持具としては、テンター延伸機に設けられ原反フィルムの端辺を把持しうる把持子が挙げられる。
長尺の原反フィルムを用いる場合、その原反フィルムの長手方向の端部にある端辺(即ち、短辺側の端辺)を保持してもよいが、前記の端辺を保持する代わりに原反フィルムの結晶化処理を施される領域の長手方向の両側を保持してもよい。例えば、原反フィルムの結晶化処理を施される領域の長手方向の両側に、原反フィルムを熱収縮しないように保持して緊張させた状態にしうる保持装置を設けてもよい。このような保持装置としては、例えば、2つのロールの組み合わせ、押出機と引き取りロールとの組み合わせ、などが挙げられる。これらの組み合わせによって原反フィルムに搬送張力等の張力を加えることで、結晶化処理を施される領域において当該原反フィルムの熱収縮を抑制できる。そのため、前記の組み合わせを保持装置として用いれば、原反フィルムを長手方向に搬送しながら当該原反フィルムを保持できるので、基材フィルムの効率的な製造ができる。
結晶化工程では、前記のように原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持して緊張させた状態で、当該原反フィルムを、脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tg以上、脂環式構造含有重合体の融点Tm以下の温度にする。前記のような温度にされた原反フィルムにおいては、脂環式構造含有重合体の結晶化が進行する。そのため、この結晶化工程により、結晶化した脂環式構造含有重合体を含む結晶化フィルムが得られる。この際、結晶化フィルムの変形を妨げながら緊張した状態にしているので、結晶化フィルムの平滑性を損なうことなく、結晶化を進めることができる。
結晶化工程における温度範囲は、前記のように、脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tg以上、脂環式構造含有重合体の融点Tm以下の温度範囲において任意に設定しうる。中でも、結晶化の速度が大きくなるような温度に設定することが好ましい。結晶化工程における原反フィルムの温度は、好ましくはTg+20℃以上、より好ましくはTg+30℃以上であり、好ましくはTm−20℃以下、より好ましくはTm−40℃以下である。結晶化工程における温度を前記範囲の上限以下にすることにより、基材フィルムの白濁を抑制できるので、光学的に透明なフィルムが求められる場合に適した基材フィルムが得られる。
原反フィルムを前記のような温度にする場合、通常、原反フィルムの加熱を行う。この際に用いる加熱装置としては、加熱装置と原反フィルムとの接触が不要であることから、原反フィルムの雰囲気温度を上昇させうる加熱装置が好ましい。好適な加熱装置の具体例を挙げると、オーブン及び加熱炉が挙げられる。
結晶化工程において、原反フィルムを前記の温度範囲に維持する処理時間は、好ましくは1秒以上、より好ましくは5秒以上であり、好ましくは30分以下、より好ましくは10分以下である。結晶化工程で、脂環式構造含有重合体の結晶化を十分に進行させることにより、基材フィルムの耐屈曲性を高めることができる。また、処理時間を前記範囲の上限以下にすることにより、基材フィルムの白濁を抑制できるので、光学的に透明なフィルムが求められる場合に適した基材フィルムが得られる。
〔2.3.3.任意の工程〕
基材フィルムの製造方法では、上述した結晶化工程に組み合わせて、更に任意の工程を行ってもよい。任意の工程の例としては、結晶化工程の後に、結晶化フィルムを熱収縮させ残留応力を除去する緩和工程;及び得られた基材フィルムへの表面処理が挙げられる。
〔3.有機導電層〕
有機導電層は、有機導電性材料を含む層である。有機導電性材料としては、透明性及び導電性を併せ持つ有機材料を適宜用いうる。有機導電性材料の好ましい例としては、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びポリキノキサリンが挙げられる。これらの中でも、導電性及び光学特性が良好なポリチオフェン及びポリアニリンが好ましく、ポリチオフェンが特に好ましい。
ポリチオフェンとは、チオフェン又はその誘導体が重合して得られる構造を有する重合単位(以下において、「チオフェン単位」という場合がある)を含む重合体である。チオフェンの誘導体の例としては、チオフェン環の3位及び4位において置換基を有する誘導体が挙げられる。より具体的な例としては、3,4−エチレンジオキシチオフェンが挙げられる。そのようなエチレンジオキシチオフェンの重合体即ちポリエチレンジオキシチオフェンは、本発明において特に好ましく用いうる。
ポリチオフェンにおけるチオフェン又はその誘導体の重合の態様としては、典型的には、チオフェン環の2位及び5位において他の環と結合した態様が挙げられ、より具体的には、エチレンジオキシチオフェンが、そのチオフェン環の2位及び5位において、他の環と結合した態様が挙げられる。
ポリチオフェン、チオフェン単位以外の重合単位を有していてもよい。
ポリチオフェンの分子量は、特に限定されず、所望の導電性が得られる分子量のものを適宜選択しうる。
ポリチオフェンは、好ましくはポリスチレンスルホン酸化合物と組み合わせて用いうる。ポリスチレンスルホン酸化合物とは、スチレンスルホン酸又はその誘導体が重合して得られる構造を有する重合単位(以下において、「スチレンスルホン酸単位」という場合がある)を含む重合体である。
ポリスチレンスルホン酸化合物は、スチレンスルホン酸単位以外の重合単位を有していてもよい。
有機導電層における導電性重合体の割合、及び導電性重合体におけるポリチオフェン及びポリスチレンスルホン酸化合物の割合は、所望の導電性等の性質が得られるよう適宜調整しうる。ポリチオフェン、又はポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸化合物との混合物としては、市販の製品を用いうる。市販の製品の例としては、ヘレウス社製の「Clevios(登録商標)PH500、PH510、PH1000」及び日本アグファ・ゲバルト(株)製の「Orgacon S−300」が挙げられる。
基材フィルム上への有機導電層の形成は、常法に従って行いうる。例えば、上に述べた有機導電層の成分、及び任意に溶媒等の他の成分を含む組成物を基材フィルムの面上に塗布して当該組成物の層を形成し、これを乾燥することにより得られる。そのような塗布に先立って、基材フィルム表面にコロナ処理等の表面処理を行ってもよい。
本発明の導電性フィルムは、基材フィルムの一方の面のみに有機導電層を有していてもよく、両方の面に有機導電層を有していてもよい。また有機導電層は単層でも良く、2層以上を積層しても良い。単層の場合であっても、複数層の場合であっても、基材フィルムの一方の面における有機導電層の全体の厚さは、通常10nm以上、好ましくは50nm以上であり、通常3000nm以下、好ましくは1000nm以下である。有機導電層の厚さは厚い方が一般的に表面抵抗値を小さくできる。一方、有機導電層の厚さを前記上限以下の厚さとすることにより、良好な耐屈曲性を得ることができる。
〔4.任意の層〕
前記の導電性フィルムは、基材フィルム及び導電層に組み合わせて、光学機能層やバリア層など任意の層を備えうる。
〔5.導電性フィルムの性質〕
本発明の導電性フィルムは、有機導電層を備えることにより、電極としての機能を有しうる。本発明の導電性フィルムの有機導電層側の面の表面抵抗値は、使用する目的に応じて適宜選択しうるが、通常は1000Ω/sq以下、好ましくは500Ω/sq以下である。表面抵抗値の測定は、ロレスターHP(ダイアインスツルメンツ社製)又はロレスターMP MCP−T350(ダイアインスツルメンツ社製)を使用して、四端子四探針法で行いうる。
本発明の導電性フィルムは、高い耐屈曲性を有しうる。導電性フィルムの耐屈曲性とは、繰り返し曲げられた後においても導電性を維持しうる性質をいう。耐屈曲性の評価は、屈曲性を評価するための試験機によって導電性フィルムを繰り返し屈曲させ、屈曲前後の表面抵抗値を対比することにより行いうる。導電性フィルムの屈曲は、例えば、ユアサシステム機器株式会社製卓上型耐久試験機(DLDMLH−FS)を用い、面状体無負荷U字伸縮試験の方法により行いうる。屈曲前の表面抵抗値R0、及び屈曲後の表面抵抗値R1を測定し、表面抵抗値変化率ΔRを、式ΔR=((R1−R0)/R0)×100により計算することにより、耐屈曲性を評価しうる。
〔6.用途〕
本発明の導電性フィルムは、任意の用途に用いうる。用途の例としては、有機EL素子及び太陽電池のフレキシブル電極、並びにタッチパネルの構成要素が挙げられる。特に、高い耐屈曲性の利点を生かし、タッチパネルの構成要素として特に有用に用いうる。
〔7.導電性フィルムの製造方法〕
本発明の導電性フィルムは、
(i)結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる原反フィルムを用意する工程、
(ii)原反フィルムから基材フィルムを得る工程、及び
(iii)基材フィルム上に有機導電層を形成する工程
を含む製造方法により製造しうる。
工程(i)〜(iii)のそれぞれは、上に述べた方法により行いうる。特に、工程(ii)は、原反フィルムを延伸する工程、及び原反フィルム中に含まれる脂環式構造含有重合体を結晶化させる結晶化工程を含む工程であることが好ましい。工程(ii)における結晶化工程は、原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持して緊張させた状態で、脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tg以上、脂環式構造含有重合体の融点Tm以下の温度で行うことが好ましい。かかる結晶化工程を含む製造方法を採用することにより、所望の高い耐屈曲性を有する導電性フィルムを、特に容易に製造することができる。
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。さらに、以下の説明において、「sccm」は気体の流量の単位であり、1分間当たりに流れる気体の量を、その気体が25℃、1atmである場合の体積(cm)で示す。
〔評価方法〕
〔重量平均分子量及び数平均分子量〕
重合体の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)システム(東ソー社製「HLC−8320」)を用いて、ポリスチレン換算値として測定した。測定の際、カラムとしてはHタイプカラム(東ソー社製)を用い、溶媒としてはテトラヒドロフランを用いた。また、測定時の温度は、40℃であった。
〔ガラス転移温度Tgおよび融点Tm〕
窒素雰囲気下で300℃に加熱した試料を液体窒素で急冷し、示差操作熱量計(DSC)を用いて、10℃/分で昇温して試料のガラス転移温度Tgおよび融点Tmをそれぞれ求めた。
〔重合体の水素添加率の測定方法〕
重合体の水素添加率は、オルトジクロロベンゼン−dを溶媒として、145℃で、H−NMR測定により測定した。
〔重合体のラセモ・ダイアッドの割合〕
オルトジクロロベンゼン−dを溶媒として、200℃で、inverse−gated decoupling法を適用して、重合体の13C−NMR測定を行った。この13C−NMR測定の結果から、オルトジクロロベンゼン−dの127.5ppmのピークを基準シフトとして、メソ・ダイアッド由来の43.35ppmのシグナルと、ラセモ・ダイアッド由来の43.43ppmのシグナルとの強度比に基づいて、重合体のラセモ・ダイアッドの割合を求めた。
〔結晶化度〕
結晶化度は、JIS K0131に準じて、X線回折により確認した。具体的には、広角X線回折装置(RINT 2000、株式会社リガク製)を用いて、結晶性部分からの回析X線強度を求め、全体の回析X線強度との比から、下記式(2)によって結晶化度を求めた。
Xc=K・Ic/It (2)
上記式(2)において、Xcは被検資料の結晶化度、Icは結晶性部分からの回析X線強度、Itは全体の回析X線強度、Kは補正項を、それぞれ表す。
〔フィルムの正面レターデーションReの測定〕
フィルムの正面レターデーションReは、位複屈折測定装置(Axometrix社製「AxoScan」)を用いて、波長590nmにおいて測定した。
〔耐屈曲性〕
実施例及び比較例で得られた導電性フィルムを屈曲させ、屈曲前後の表面抵抗値を対比することにより、導電性フィルムの耐屈曲性を評価した。導電性フィルムの屈曲は、ユアサシステム機器株式会社製卓上型耐久試験機(DLDMLH−FS)を用いた、面状体無負荷U字伸縮試験の方法により行った。屈曲の条件は、曲げ半径1mm、伸縮速度80回/分、伸縮回数10万回とした。屈曲前の表面抵抗値R0、及び屈曲後の表面抵抗値R1を測定し、表面抵抗値変化率ΔRを、式ΔR=((R1−R0)/R0)×100により計算した。表面抵抗値変化率ΔRは小さいことが好ましい。表面抵抗値変化率ΔRが2%未満であるものを「A」と評価し、表面抵抗値変化率ΔRが2%以上5%未満のものを「B」と評価し、表面抵抗値変化率ΔRが5%以上のものを「C」と評価した。
〔表面抵抗値〕
導電性フィルムの表面抵抗値の測定は、ロレスターHP(ダイアインスツルメンツ社製)又はロレスターMP MCP−T350(ダイアインスツルメンツ社製)を使用して、四端子四探針法で行った。これにより、導電性フィルムの、有機導電層側の表面の表面抵抗値R0及びR1(Ω/sq)を測定した。
〔製造例1.ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物の製造〕
金属製の耐圧反応器を、充分に乾燥した後、窒素置換した。この金属製耐圧反応器に、シクロヘキサン154.5部、ジシクロペンタジエン(エンド体含有率99%以上)の濃度70%シクロヘキサン溶液42.8部(ジシクロペンタジエンの量として30部)、及び1−ヘキセン1.9部を加え、53℃に加温した。
テトラクロロタングステンフェニルイミド(テトラヒドロフラン)錯体0.014部を0.70部のトルエンに溶解した溶液に、濃度19%のジエチルアルミニウムエトキシド/n−ヘキサン溶液0.061部を加えて10分間攪拌して、触媒溶液を調製した。
この触媒溶液を耐圧反応器に加えて、開環重合反応を開始した。その後、53℃を保ちながら4時間反応させて、ジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液を得た。
得られたジシクロペンタジエンの開環重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、それぞれ、8,750および28,100であり、これらから求められる分子量分布(Mw/Mn)は3.21であった。
得られたジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液200部に、停止剤として1,2−エタンジオール0.037部を加えて、60℃に加温し、1時間攪拌して重合反応を停止させた。ここに、ハイドロタルサイト様化合物(協和化学工業社製「キョーワード(登録商標)2000」)を1部加えて、60℃に加温し、1時間攪拌した。その後、濾過助剤(昭和化学工業社製「ラヂオライト(登録商標)#1500」)を0.4部加え、PPプリーツカートリッジフィルター(ADVANTEC東洋社製「TCP−HX」)を用いて吸着剤と溶液を濾別した。
濾過後のジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液200部(重合体量30部)に、シクロヘキサン100部を加え、クロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.0043部を添加して、水素圧6MPa、180℃で4時間水素化反応を行なった。これにより、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物を含む反応液が得られた。この反応液は、水素添加物が析出してスラリー溶液となっていた。
前記の反応液に含まれる水素添加物と溶液とを、遠心分離器を用いて分離し、60℃で24時間減圧乾燥して、結晶性を有するジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物28.5部を得た。この水素添加物の水素添加率は99%以上、ガラス転移温度Tgは93℃、融点(Tm)は262℃、ラセモ・ダイアッドの割合は89%であった。
〔製造例2.原反フィルム1の製造〕
製造例1で得たジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物100部に、酸化防止剤(テトラキス〔メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン;BASFジャパン社製「イルガノックス(登録商標)1010」)1.1部を混合して、フィルムの材料となる樹脂を得た。この樹脂を以下において「樹脂A」という。
前記の樹脂Aを、内径3mmΦのダイ穴を4つ備えた二軸押出機(東芝機械社製「TEM−37B」)に投入した。前記の二軸押出機によって、樹脂を熱溶融押出成形によりストランド状の成形体に成形した。この成形体をストランドカッターにて細断して、樹脂Aのペレットを得た。前記の二軸押出機の運転条件を、以下に示す。
・バレル設定温度:270℃〜280℃
・ダイ設定温度:250℃
・スクリュー回転数:145rpm
・フィーダー回転数:50rpm
引き続き、得られたペレットを、Tダイを備える熱溶融押出しフィルム成形機に供給した。このフィルム成形機を用いて、前記の樹脂Aからなる長尺の原反フィルム1(幅120mm)を、27m/分の速度でロールに巻き取る方法にて製造した。前記のフィルム成形機の運転条件を、以下に示す。
・バレル温度設定:280℃〜290℃
・ダイ温度:270℃
・スクリュー回転数:30rpm
得られた原反フィルム1の厚みは11μmであった。
〔製造例3.原反フィルム2の製造〕
巻取り速度を、27m/分から13.6m/分に変更した他は、製造例2と同じ操作を行い、原反フィルム2を製造した。得られた原反フィルム2の厚みは22μmであった。
〔製造例4.原反フィルム3の製造〕
巻取り速度を、27m/分から9m/分に変更した他は、製造例2と同じ操作を行い、原反フィルム3を製造した。得られた原反フィルム3の厚みは33μmであった。
〔製造例5.原反フィルム4の製造〕
巻取り速度を、27m/分から6.8m/分に変更した他は、製造例2と同じ操作を行い、原反フィルム4を製造した。得られた原反フィルム4の厚みは44μmであった。
〔製造例6.原反フィルム5の製造〕
巻取り速度を、27m/分から4.5m/分に変更した他は、製造例2と同じ操作を行い、原反フィルム5を製造した。得られた原反フィルム5の厚みは66μmであった。
〔製造例7.原反フィルム6の製造〕
ノルボルネン系樹脂(商品名「ZEONOR1600」、日本ゼオン社製、Tg163℃、屈折率1.53;以下において、「樹脂B」という)のペレットを用意した。このペレットを、Tダイを備える熱溶融押出しフィルム成形機に供給した。このフィルム成形機を用いて、前記の樹脂Bからなる長尺の原反フィルム6(幅120mm)を、13.6m/分の速度でロールに巻き取る方法にて製造した。前記のフィルム成形機の運転条件を、以下に示す。
・バレル温度設定:260℃
・ダイ温度:250℃
・スクリュー回転数:30rpm
得られた原反フィルム6の厚みは22μmであった。
〔実施例1〕
(1−1.延伸工程)
製造例2で得た長尺の原反フィルム1を切り出し、350mm×350mmの正方形とした。この切り出しは、切り出された原反フィルム1の正方形の各端辺が長尺の原反フィルム1の長手方向又は幅方向に平行になるように行った。そして、切り出された原反フィルム1を、小型延伸機(東洋精機製作所社製「EX10―Bタイプ」)に設置した。この小型延伸機は、フィルムの四つの端辺を把持しうる複数のクリップを備え、このクリップを移動させることによってフィルムを延伸できる構造を有している。この小型延伸機のオーブン温度を110℃に設定し、これを用いて、原反フィルム1を、延伸温度110℃、延伸速度1000mm/分で、長尺の原反フィルム1の長手方向に対応する縦方向へ延伸倍率1.05倍で延伸した。続いて同じ延伸温度及び延伸速度で、長尺の原反フィルム1の幅方向に対応する横方向へ延伸倍率1.05倍に延伸した。これにより、延伸フィルムを得た。
(1−2.結晶化工程)
引き続き、延伸後のフィルムの四つの端辺を保持した状態で、小型延伸機に付属する二次加熱板をフィルムの上側の面及び下側の面に近接させ、30秒間保持することによって加熱処理を行い、結晶化フィルム1を得た。このとき二次加熱板の温度は200℃とし、フィルムとの距離は上下各々8mmとした。
結晶化フィルム1の厚みは10μm、結晶化度は71%であった。またこのフィルムの正面レターデーションReは6nmであった。
(1−3.有機導電性組成物)
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスルホン酸を主成分とし、シランカップリング剤を含む水分散溶媒導電性塗料(日本アグファ・ゲバルト(株)製、商品名:Orgacon S−300)100部にエチレングリコール300部と、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.3部と、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン0.3部とを添加して各成分が均一になるまで1時間攪拌して、有機導電性組成物を調製した。
(1−4.導電性フィルム)
(1−2)で得た結晶化フィルム1に、春日電機社製コロナ処理装置を用い、大気中で放電量150W/m/分でコロナ処理を施した。(1−3)で得た導電性組成物を、結晶化フィルム1のコロナ処理を施した面に乾燥後の厚さが600nmとなるように塗布して塗布膜を形成し、120℃で5分間乾燥して有機導電層を形成した。これにより、基材フィルムとしての結晶化フィルム1と、有機導電層とを備える、透明な導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムについて、耐屈曲性を評価した。
〔実施例2〕
原反フィルム1に代えて、製造例3で製造した原反フィルム2(厚み22μm)を用いた他は、実施例1と同じ操作により、結晶化フィルム及び導電性フィルムを得て評価した。
〔実施例3〕
以下の事項の他は、実施例1と同じ操作により、結晶化フィルム及び導電性フィルムを得て評価した。
・原反フィルム1に代えて、製造例3で製造した原反フィルム2(厚み22μm)を用いた。
・結晶化工程の二次加熱板の温度を200℃から160℃に変更し、保持時間を30秒から10秒に変更した。
〔実施例4〕
原反フィルム1に代えて、製造例4で製造した原反フィルム3(厚み33μm)を用いた他は、実施例1と同じ操作により、結晶化フィルム及び導電性フィルムを得て評価した。
〔実施例5〕
原反フィルム1に代えて、製造例5で製造した原反フィルム4(厚み44μm)を用いた他は、実施例1と同じ操作により、結晶化フィルム及び導電性フィルムを得て評価した。
〔比較例1〕
原反フィルム1に代えて、製造例6で製造した原反フィルム5(厚み66μm)を用いた他は、実施例1と同じ操作により、結晶化フィルム及び導電性フィルムを得て評価した。
〔比較例2〕
以下の事項の他は、実施例1と同じ操作により、結晶化フィルム及び導電性フィルムを得て評価した。
・原反フィルム1に代えて、製造例3で製造した原反フィルム2(厚み22μm)を用いた。
・結晶化工程の二次加熱板の温度を200℃から150℃に変更し、保持時間を30秒から5秒に変更した。
〔比較例3〕
(C3−1.延伸工程)
以下の事項の他は、実施例1の(1−1)と同じ操作により、延伸フィルムを得た。得られた延伸フィルムの厚さは30μmであった。またこのフィルムの正面レターデーションReは2nmであった。
・原反フィルム1に代えて、製造例7で製造した原反フィルム6(厚み22μm)を用いた。
・延伸温度を110℃から170℃に変更した。
(C3−2.導電性フィルム)
(1−2)で得た結晶化フィルム1に代えて、(C3−1)で得た延伸フィルムを、結晶化の工程を経ずそのまま用いた他は、実施例1の(1−3)〜(1−4)と同じ操作により、導電性フィルムを得て評価した。
〔比較例4〕
(C4−1.延伸及び結晶化工程)
原反フィルム1に代えて、製造例3で製造した原反フィルム2(厚み22μm)を用いた他は、実施例1の(1−1)〜(1−2)と同じ操作により、結晶化フィルムを得て評価した。
(C4−2.導電性フィルム)
樹脂フィルムの片面にスパッタ法で導電層を形成しうる成膜装置を用意した。この成膜装置は、当該装置内を連続的に搬送される長尺のキャリアフィルム上に固定された樹脂フィルムの表面に、所望の導電層を形成しうるフィルム巻き取り式のマグネトロンスパッタリング装置である。また、キャリアフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。
(C4−1)で得られた結晶化フィルムを、キャリアにポリイミドテープで固定した。そして、このキャリアフィルムを成膜装置に供給し、結晶化フィルムの片面に導電層を形成した。この際、スパッタリングのターゲットとしては、In−SnOセラミックターゲットを用いた。また、成膜条件は、アルゴン(Ar)流量150sccm、酸素(O)流量10sccm、出力4.0kw、真空度0.3Pa、フィルム搬送速度0.5m/minとした。
その結果、ITOからなる厚さ100nmの透明な導電層が、結晶化フィルムの片面に形成されて、無機導電層及び基材フィルムとしての結晶化フィルム2を備える導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムについて、耐屈曲性を評価した。
実施例及び比較例の結果を表1に示す。実施例1、2、4及び5並びに比較例1及び4における結晶化工程の操作は同一であり、異なる結晶化度のフィルムを得ることは意図していなかったが、得られたフィルムの結晶化度には若干のばらつきがあった。
Figure 2018016442
表中の略号の意味は、下記の通りである。
PEDOT:ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスルホン酸を主成分とする有機導電層。
ITO:ITOからなる無機導電層。
表1の結果から明らかな通り、基材フィルム及び導電層が本発明の要件を満たす実施例1〜5においては、基材フィルムの厚さの要件が本発明の規定の範囲外である場合(比較例1及び2)、基材フィルムの材質が本発明の要件を満たさない場合(比較例3)及び導電層が本発明の要件を満たさない場合(比較例4)に比べて、高い耐屈曲性が得られた。

Claims (6)

  1. 基材フィルム、及び前記基材フィルム上に設けられた有機導電層を備える、導電性フィルムであって、
    前記基材フィルムが、結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなり、
    前記基材フィルムの厚さが5μm以上、50μm以下であり、
    前記結晶性を有する脂環式構造含有重合体の結晶化度が30%以上である、導電性フィルム。
  2. 前記結晶性を有する脂環式構造含有重合体が、ジシクロペンタジエンの開環重合体の水素添加物である、請求項1に記載の導電性フィルム。
  3. 前記有機導電層が、ポリエチレンジオキシチオフェンを含む、請求項1又は2に記載の導電性フィルム。
  4. 結晶性を有する脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなる原反フィルムを用意する工程、
    前記原反フィルムから基材フィルムを得る工程、及び
    前記基材フィルム上に有機導電層を形成する工程を含む、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性フィルムの製造方法。
  5. 前記基材フィルムを得る工程が、
    前記原反フィルムを延伸する工程、及び
    前記原反フィルム中に含まれる脂環式構造含有重合体を結晶化させる結晶化工程を含む、
    請求項4に記載の導電性フィルムの製造方法。
  6. 前記結晶化工程は、前記原反フィルムの少なくとも二の端辺を保持して緊張させた状態で、前記脂環式構造含有重合体のガラス転移温度Tg以上、脂環式構造含有重合体の融点Tm以下の温度で行う、請求項5に記載の導電性フィルムの製造方法。
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