WO2007034772A1 - 粘土薄膜の製造方法及び粘土薄膜 - Google Patents

粘土薄膜の製造方法及び粘土薄膜 Download PDF

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WO2007034772A1
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clay
thin film
paste
organic solvent
producing
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Hajime Tsuda
Tomohito Inoue
Katsumi Motegi
Takeo Ebina
Fujio Mizukami
Original Assignee
Tomoegawa Co., Ltd.
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24413—Metal or metal compound

Definitions

  • the present invention relates to a clay thin film having a structure in which oriented clay particles are laminated and a method for producing the same, and more particularly to a production method for improving the surface flatness of a clay thin film.
  • Clay thin films have excellent flexibility, and clay particles are densely oriented in layers, so that the barrier property between gas and liquid is very good (see Patent Document 1). It also has excellent heat resistance and flame resistance. Utilizing these features, it is conceivable to use a transparent clay thin film as a film substrate for liquid crystals and organic EL displays.
  • a transparent clay thin film is used as a film substrate, for example, an organic EL display is taken as an example, a transparent conductive film is further laminated on the clay thin film, and an organic EL element is further laminated thereon.
  • the transparent conductive film cannot be uniformly formed, resulting in a decrease in conductivity at the defective portion and further causing damage to the organic EL element.
  • transparent conductive films and organic EL devices consist of extremely thin thin film layers of several tens to several hundreds of nanometers. Therefore, the substrate has excellent surface flatness, for example, low roughness of several to several tens of nm. Is required.
  • clay is dispersed in water as a dispersion medium or a liquid containing water as a main component to prepare a clay-dispersed aqueous solution.
  • the dispersion is allowed to stand horizontally, clay particles are slowly deposited, and the dispersion medium, water or a liquid containing water as a main component, is separated by solid-liquid separation means, whereby clay is formed into a film.
  • a clay thin film can be produced (see Patent Document 1).
  • a method of pouring into a flat plastic or metal tray is adopted, but in that case, the surface of the prepared clay thin film in contact with the tray and the opposite surface (interface with water) The surface roughness is different at the interface with the air after drying. That is, since the surface in contact with the tray has a shape obtained by directly transferring the surface of the tray in contact with the tray, good surface flatness is imparted by using a tray having excellent surface flatness. While the tray The surface opposite to the surface in contact with water, that is, the interface with water or the air after drying, is formed only by sedimentation of clay particles, so that the surface flatness with very large irregularities is good. It will not be in a state.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-104133
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a clay thin film having sufficient surface flatness to be used as a film substrate for liquid crystal or organic EL display.
  • Another object of the present invention is to provide a clay thin film having sufficient surface flatness for use as the film substrate.
  • the method for producing a clay thin film of the present invention relates to producing a clay thin film comprising a clay or clay and an additive, and having a structure in which clay particles are oriented and laminated, and the clay or clay and additive are added.
  • Paste preparation process for preparing a clay paste by dispersing the agent in a dispersion medium composed of water, an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent, and an application process for forming the thin film by applying the clay paste on a substrate And a flattening step for flattening the thin film, a drying step for removing the thin film force water, an organic solvent, or water and the organic solvent, and a peeling step for peeling the thin film from the substrate.
  • a dispersion medium composed of water, an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent
  • the base material has a long shape
  • the coating step, the flattening step, and the drying step are composed of continuous steps.
  • the flattening step may include a step of applying pressure to the thin film on the base material, or a step force of heating the thin film on the base material and applying pressure.
  • the thin film on the base material may be heated to apply pressure to the process force s, or the pressure may be applied by smooth cinder roll treatment.
  • it may be a thermal calendar process or a super calendar process, or may be a dry roll process.
  • the surface flatness of the roll used in the flattening step is preferably lOOnm or less in terms of surface roughness Ra.
  • the surface roughness Ra of the substrate is preferably lOOnm or less. .
  • the clay thin film of the present invention comprises clay or clay and an additive, and has a structure in which clay particles are oriented and stacked, and the surface roughness Ra of the clay thin film is less than lOOnm.
  • the value of the maximum height Ry of the clay thin film is preferably OOnm or less.
  • the transparency of the clay thin film is 80% or more in terms of total light transmittance, and the haze is 5% or less. It is preferable that The clay thin film may have a long shape.
  • the clay thin film of the present invention can be produced by the production method of the present invention described above.
  • the force that is an essential step of the paste preparation process, the coating process, the planarization process, the drying process, and the peeling process may be changed appropriately. Les. For example, it may be performed in the order of paste preparation process ⁇ application process ⁇ flattening process ⁇ drying process ⁇ peeling process or paste preparation process ⁇ application process ⁇ drying process ⁇ flattening process ⁇ peeling process. Furthermore, the same process may be performed multiple times, such as paste preparation process ⁇ coating process ⁇ planarization process ⁇ drying process ⁇ planarization process ⁇ peeling process, and the planarization process and drying process may be performed simultaneously. The moist application process and the planarization process may be performed simultaneously.
  • the clay paste is a dispersion in which clay or clay and additives are dispersed in a dispersion medium composed of water, an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent.
  • the content (hereinafter referred to as “solid-liquid ratio”) is 0.:! To 90% by weight.
  • the more preferred solid-liquid ratio is:! -60 wt%.
  • the solid-liquid ratio is appropriately determined within the above range depending on the type of clay and the type of solvent, and depending on the coating and drying process.
  • the clay used in the present invention forms a clay thin film having a structure in which clay particles are oriented and laminated in layers.
  • Such clays include natural or synthetic clays, preferably examples For example, one or more of mica, vermiculite, montmorillonite, iron montmorillonite, piderite, saponite, hectorite, stevensite, and nontronite, more preferably natural smectite, synthetic smectite, or a mixture thereof. Is exemplified. In order to obtain a clay thin film having optical properties required for a display substrate such as transparency, it is preferable to use synthetic clay.
  • the additive dispersed together with the clay is not particularly limited.
  • the clay paste may be an aqueous paste, but can also be suitably used as an organic solvent-based clay paste in which clay is made hydrophobic by making it organic and the organic clay is dispersed in an organic solvent. .
  • an organic agent is introduced between clay mineral layers by ion exchange.
  • quaternary ammonium salts such as dimethylol distearyl ammonium salt and trimethylstearyl ammonium salt, ammonium salts having a benzyl group or a polyoxyethylene group, or phosphorium salts may be used as the organic agent.
  • auxiliary additives may be added to water, an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent.
  • the purpose of adding auxiliary additives is to change the dispersibility of the paste, change the viscosity of the clay paste, change the ease of drying of the clay film, improve the uniformity of the clay thin film, etc. It is in.
  • Auxiliary additives include organic substances and salts such as, for example, acetoamide, ethanol and the like.
  • the organic solvent may be composed of one kind of organic solvent, It may consist of a mixed solvent of organic solvents.
  • the organic solvent used depends on the organic state of the clay.For example, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and other alcohols. And halogenated hydrocarbons, dimethylenolenolemamide, ethyl acetate and the like. However, it is not limited to these.
  • clay or clay and an additive are added to a dispersion medium composed of water, an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent, and are dispersed by shaking.
  • a method of slowly evaporating the dispersion medium at 50 ° C under dry conditions and increasing the solid-liquid ratio to a set value can be mentioned.
  • a clay dispersion is prepared by adjusting the amount of clay or clay and additives to a predetermined solid-liquid ratio, and this is then used as a paint shaker, sand minor, pearl mill, ball mill, attritor, Rhino reminole.
  • a dispersion treatment method using a high-speed impeller-dispersing machine, a jig mill, a high-speed impact mill, an ultrasonic dispersing machine, or the like may be used.
  • the obtained clay paste is subjected to a process of separating and removing agglomerates and foreign matters by a filter, a strainer or a metal wire net, or a means such as centrifugation or precipitation before application. preferable.
  • the clay paste produced as described above is then applied to the substrate.
  • the method of applying the clay paste to the base material is not particularly limited as long as it can be uniformly applied.
  • Roll coating, kiss coating, cast coating, spray coating, slot age reface coating, calendar coating, electrodeposition coating, dip coating, die coating and other coating methods relief printing such as flexographic printing, direct dalavia printing and offset Printing methods such as intaglio printing such as gravure printing, lithographic printing such as offset printing, and stencil printing such as screen printing can be used. It can also be applied manually using a spatula, brush or other tool to prevent bubbles from entering. With the above application means, the surface can be flattened simultaneously with the application of the clay paste.
  • the material and thickness of the base material to be used are limited as long as the surface is a sheet-like base material. Although not a thing, a plastic sheet substrate with a thickness of 50 / im to lmm is preferred.
  • the base material is preferably a long sheet.
  • Materials of the base material include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, polyarylate, polyimide, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, cellophane, aromatic polyamide, polyethylene, polypropylene, poly Examples include bull alcohol. In order to improve the peelability from the clay thin film, the surface of these plastic sheets is treated with a release agent, and the surface of corona treatment, plasma treatment, etc.
  • the surface flatness of the substrate affects the surface flatness of the clay thin film to be produced, it is desirable that the surface roughness Ra is not more than lOOnm. More preferably, it is 50 nm or less.
  • the application thickness of the clay paste is generally 30 ⁇ m to 10 mm, preferably 0.1 mm to 1 mm. If the coating thickness is too thin, a clay thin film having sufficient mechanical strength may not be obtained. On the other hand, if it is too thick, the drying time in the subsequent process becomes longer, which is not preferable.
  • the thickness of the clay thin film of the present invention can be controlled to an arbitrary thickness by adjusting the solid-liquid ratio, coating thickness, solvent used, etc. of the clay paste.
  • the thickness is 10 m to 2 mm.
  • it is 50 / im to 300 / im. If the thickness of the clay thin film becomes too thin, the strength of the film decreases, and it may not be possible to have sufficient mechanical strength. On the other hand, if it is too thick, the drying time during production becomes longer and the productivity is lowered, which is not preferable.
  • the clay paste film produced on the substrate is flattened.
  • Flattening can be performed, for example, by heating a clay-pace coating and applying pressure to the surface of the clay paste film, by applying a smooth paste after applying the clay paste, or by mirror finishing during the drying process.
  • pressure or heat is applied to the surface of the clay paste film.
  • a flattening processing method used in the papermaking processing technique such as a thermal calendar or a super calendar process can be used.
  • Heat calendering can be heated in addition to flattening by roll pressurization, so that it is possible to remove clay film-containing water and to easily flatten by reducing the melt viscosity of the added resin at high temperatures.
  • both sides are made flat simultaneously by adjusting the number of rolls, the number of nips, the dip pressure, etc., and by treating the self-supporting clay thin film after peeling off the viscous thin film.
  • the surfaces can have the same level of flatness.
  • the surface of the calender roll used must be flat.
  • the surface roughness Ra is preferably lOOnm or less.
  • the tool surface having such surface flatness can be flattened by mirror finishing, polishing, or other methods.
  • surface flatness is important for the calender roll, and the material is not particularly limited.
  • a general hot press apparatus can be used as a method of applying heat and pressure.
  • the hot press apparatus an apparatus capable of heating and pressurizing with a roll, a batch type hot press apparatus, or the like can be used.
  • a heating and pressurizing device using a roll.
  • the surface roughness Ra of the portion in contact with the clay paste film surface of the hot press device that is, the surface roughness Ra of the press plate is lOOnm or less.
  • the treatment by the hot press apparatus is preferably performed under vacuum.
  • the voids inside the clay thin film can be reduced, and it is possible to obtain a denser clay film.
  • a method using a smoothing roll treatment and other methods can be used.
  • the surface of the applied clay paste can be adjusted with a smoother roll to improve the surface flatness.
  • heating Smooth smoother rolls can also be used. In that case, when the temperature of the clay paste on the coated surface rises instantaneously, the uneven accumulation of the coating liquid additive due to the decrease in viscosity is reduced, and the coated surface is improved due to the synergistic effect due to contact with the smoothing roll. Can be flattened.
  • the viscosity of the clay paste when the viscosity of the clay paste is high, it may not be flat even if the surface is smoothed with a smooth ginger roll. In such a case, the solid-liquid ratio should be lower than that of the viscosity paste applied on the substrate, or the viscosity paste having a reduced viscosity by changing the solvent or formulation should be applied again to the coated surface for leveling. Thus, the surface flatness can be improved.
  • drying and surface flattening can be performed simultaneously.
  • drying and surface flattening can be performed simultaneously by contacting with a dryer roll used in a paper machine such as a multi-cylinder dryer or Yankee dryer.
  • a hot roll with high surface flatness remove the dispersion medium such as water or organic solvent by applying clay paste to the base material and placing it in contact with a dry dryer roll.
  • the coated surface can be flattened.
  • a multi-cylinder dryer roll is preferable because the drying efficiency is improved and flattened by the increase in the number of passes through the dryer roll.
  • the above flattening method or other flattening methods may be used in combination.
  • arbitrary flatness can be imparted by arbitrarily adjusting factors such as roll material to be used, pressurizing pressure, heating temperature, conveying speed and frequency, clay paste viscosity, solvent used and the like.
  • the drying process is not particularly limited as long as it can remove water, organic solvents and other liquid components contained in the coating film.
  • the drying condition is a temperature condition of 30 ° C to 100 ° C, preferably 50 ° C force 70 ° C.
  • heat rays such as infrared rays.
  • flattening and drying can be performed simultaneously by contacting with a dryer roll. During drying, if the drying temperature is too low, the drying time will be long. There is a possibility. On the other hand, if the drying temperature is too high, rapid drying may promote convection of the liquid in the clay paste, which may result in loss of film uniformity.
  • the clay thin film of the present invention obtained by drying as described above is peeled from the substrate.
  • the clay thin film can be easily peeled off by mechanical force. If it cannot be easily peeled off, it can be easily peeled off by applying heat treatment for a short time at a temperature of about 80 ° C to 300 ° C. Further, the clay thin film can be easily peeled off by subjecting the base material to surface treatment such as mold release treatment, corona treatment, and plasma treatment, and surface treatment such as easy adhesion treatment in advance.
  • the blending ratio of clay is preferably 70% by weight to 100% by weight.
  • the blend of clay is closer to 100 weight percent.
  • the additive amount of the additive that imparts such a function may be increased.
  • the blending ratio of clay may be arbitrarily adjusted within the above range in consideration of the balance of heat resistance, flexibility, transparency and the like.
  • the clay thin film of the present invention can be produced by the above-described method, and has a structure in which clay particles are oriented and laminated.
  • the surface roughness Ra of the clay thin film of the present invention needs to be lOOnm or less.
  • Ra is preferably lOOnm or less, more preferably 50 nm or less, and particularly preferably 10 nm or less.
  • the surface of the clay thin film of the present invention preferably has a maximum height Ry representing the height of peaks and valleys of 500 ⁇ m or less. More preferably, Ry is lOOnm or less. Because Ra is the arithmetic mean surface roughness, large defects such as protrusions may not be represented by the Ra value, and using a clay thin film as a film substrate, a transparent conductive film or organic This is because the defects appear when EL thin films are stacked.
  • Ra is an arithmetic average surface roughness
  • a reference length is extracted from the roughness curve in the direction of the average line
  • the X axis is extracted in the direction of the average line of the extracted portion
  • the direction of the vertical magnification is obtained by the following formula.
  • Ry is the maximum height
  • a reference length is extracted from the roughness curve in the direction of the average line, and the interval between the peak line and the valley bottom line of this extracted part is set in the direction of the vertical magnification of the roughness curve. It is a measured value.
  • the total light transmittance is 80% or more and the haze is 5% or less. More preferably, the total light transmittance is 85% or more and the haze is 1% or less.
  • the haze value can be lowered by suppressing the unevenness of the surface of the clay thin film and by flattening, thereby suppressing light scattering.
  • the clay thin film has a surface roughness Ra of lOOnm, a total light transmittance of 80% or more, and a haze of 5% or less for the first time by the production method including the flattening step of the present invention. Is a characteristic.
  • the method for producing a clay thin film according to the present invention includes a smoothing step for flattening the thin film, and the clay paste applied on the base material is subjected to smoothing roll processing, calendar processing, and multi-cylinder drying dryer processing. Since the heat and pressure are applied due to the above, etc., the produced clay thin film has greatly improved surface flatness, which has been a major problem when used as a film substrate for liquid crystal and organic EL displays. . Therefore, a clay thin film having a surface roughness Ra of lOOnm or less produced by the production method of the present invention has optical properties, flexibility and thinness equivalent to a plastic substrate used as a film substrate for display. Compared to substrates, it has excellent flame retardancy, heat resistance, and dimensional stability, making it an excellent material for film substrates for liquid crystals and organic EL displays.
  • Example 1 As clay, add lg synthetic smectite (Smetaton SA, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.) to 60 cm 3 of distilled water, put it in a plastic sealed container with a polyfluorinated titanium rotor, and 30 minutes at 25 ° C Shake vigorously to obtain a uniform dispersion. This dispersion was gradually dried at 50 ° C. to obtain a clay paste having a solid-liquid ratio of about 6% by weight. As the base material, use a polyethylene terephthalate film with a surface roughness of RalOnm, and apply a clay paste on it using an applicator.
  • the surface of the coating surface is then smoothed by a smoothing roll with a surface roughness Ra of 20 nm. Surface was adjusted and then dried at 60 ° C. for 5 hours to obtain a viscous thin film having a thickness of 100 ⁇ m having a structure in which clay particles were oriented and laminated.
  • Example 1 except that a smooth calender roll was used without passing a smooth calender roll having a surface roughness Ra force 3 ⁇ 4Onm, adjusted to 150 ° C after application and drying without using a smooth ginder roll.
  • a viscous thin film having a thickness of 100 ⁇ m having a structure in which clay particles are oriented and laminated by the same method as above was obtained.
  • a viscous thin film having a thickness of 100 ⁇ m having a structure in which clay particles are oriented and laminated is obtained in the same manner as in Example 1 except that the above is performed.
  • Example 1 The same as in Example 1 except that the smoothing roll was not used and was dried and flattened simultaneously through a multi-cylinder drying dryer roll having a surface roughness Ra of 30 nm after coating.
  • a viscosity thin film having a thickness of 100 ⁇ m having a structure in which clay particles are oriented and laminated is obtained.
  • a smoother roll having a surface with a surface roughness Ra of 20 nm is applied.
  • the surface of the surface was leveled and then dried at 60 ° C for 2 hours to obtain a viscous thin film with a thickness of 100 ⁇ m having a structure in which clay particles were oriented and laminated.
  • Ra (arithmetic average surface roughness) of the surface corresponding to the interface with the air after drying in a clay thin film using an atomic force microscope (SPM400—AFM / manufactured by SII Nanotechnology) Ry (maximum height) was determined. (Measuring range 20 X 20 ⁇ m)
  • Optical characteristics Measured with a haze meter (Haze Meter NDH2000, Nippon Denshoku) to determine total light transmittance and haze.
  • the surface roughness was reduced by surface flattening treatment such as a smoothing process, a heat calendar process, a super calendar process, a multi-cylinder drying dryer process, etc.
  • a thin clay film with a flat surface was obtained.
  • good optical characteristics, in particular, low haze values could be obtained.

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Abstract

【課題】液晶や有機ＥＬディスプレー用のフィルム基板として利用するに十分な表面平坦性を有する粘土薄膜を製造する方法を提供する。 【解決手段】粘土または粘土と添加剤からなり、粘土粒子が配向して積層した構造を有する粘土薄膜の製造方法であって、粘土または粘土と添加剤を、水、有機溶剤、又は水と有機溶剤との混合溶媒よりなる分散媒に分散させ、粘土ペーストを作製するペースト作製工程と、該粘土ペーストを基材上に塗布し薄膜を形成する塗布工程と、該薄膜を平坦化する平坦化工程と、該薄膜から水、有機溶剤、又は水と有機溶剤を除去する乾燥工程と、該基材から該薄膜を剥離する剥離工程とを有することを特徴とする。粘土薄膜の表面粗さＲａは１００ｎｍ以下である。

Description

明 細 書
粘土薄膜の製造方法及び粘土薄膜
技術分野
[0001] 本発明は、配向した粘土粒子が積層した構造を有する粘土薄膜およびその製造方 法、特に、粘土薄膜の表面平坦性を向上させる製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 粘土薄膜は、優れたフレキシビリティーを有し、粘土粒子が層状に緻密に配向して いるために、気体 ·液体のバリア性が非常に優れている（特許文献 1参照）。また、耐 熱性、難燃性にも優れている。このような特徴を生力 て、透明性を有する粘土薄膜 を、液晶や有機 ELディスプレー用のフィルム基板として利用することが考えられる。 粘土薄膜をフィルム基板として使用する場合、例えば有機 ELディスプレイを例にとる と、粘土薄膜上には、透明導電膜、更にその上に有機 EL素子が積層される。その際 、粘土薄膜の表面が平坦でない場合は、透明導電膜が均一に製膜できず、欠点部 分での導電性低下をもたらし、更には有機 EL素子へダメージを与えることにもなる。 一般に透明導電膜や有機 EL素子は、数十 nm〜数百 nmと極めて薄い薄膜層よりな るために、その基材には優れた表面平坦性、例えば数 nmから数十 nmの低い粗さが 要求される。
[0003] 従来の粘土薄膜の製造方法としては、以下の方法が知られている。まず、粘土を、 分散媒である水又は水を主成分とする液体に分散して粘土分散水溶液を調製する。 この分散液を水平に静置し、粘土粒子をゆっくりと沈積させるとともに、分散媒である 水又は水を主成分とする液体を固液分離手段で分離することによって、粘土が膜状 に形成され、粘土薄膜を作製することができる (特許文献 1参照)。分散液を静置する 方法としては、平坦なプラスチック製或いは金属製トレイに注ぐ方法が採用されるが、 その場合、作製された粘土薄膜のトレイに接する面とその反対の面 (水との界面、乾 燥後は大気との界面）では表面の粗さが異なるものになる。即ち、トレイに接する面は 、接するトレイの表面をそのまま転写した形状を有するので、表面平坦性にすぐれた トレィを使用することによって、良好な表面平坦性が付与される。し力 ながら、トレイ と接する面と反対の面、つまり水との界面、或いは乾燥後の大気との界面は、粘土粒 子の沈降堆積のみで形成されるために、凹凸が非常に大きぐ表面平坦性が良好な 状態にはならない。
特許文献 1 :特開 2005— 104133号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記したように、従来の製造方法により作製される粘土薄膜は表面平坦性の点で 劣ったものとなっている。この点が、優れたガスバリア性、耐熱性、難燃性、透明性、 フレキシブル性を有する粘土薄膜を、液晶や有機 ELディスプレー用のフィルム基板 として利用する際の大きな問題点となっている。本発明は、従来の技術における上記 のような問題点を解決することを目的としてなされたものである。すなわち、本発明の 目的は、液晶や有機 ELディスプレー用のフィルム基板として利用するに十分な表面 平坦性を有する粘土薄膜を製造する方法を提供することにある。本発明の他の目的 は、上記のフィルム基板として利用するに十分な表面平坦性を有する粘土薄膜を提 供することである。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の粘土薄膜の製造方法は、粘土または粘土と添加剤からなり、粘土粒子が 配向して積層した構造を有する粘土薄膜を製造することに関するものであって、粘土 または粘土と添加剤を水、有機溶剤、又は水と有機溶剤との混合溶媒よりなる分散 媒に分散させて粘土ペーストを作製するペースト作製工程と、該粘土ペーストを基材 上に塗布し薄膜を形成する塗布工程と、該薄膜を平坦化する平坦化工程と、該薄膜 力 水、有機溶剤、又は水と有機溶剤を除去する乾燥工程と、該基材から該薄膜を 剥離する剥離工程とを有することを特徴とする。
[0006] 本発明において、前記基材が長尺の形状を有するものであり、前記塗布工程、平 坦化工程、乾燥工程は連続した工程からなるのが好ましい。また、前記平坦化工程 は、前記基材上の薄膜に圧力を負荷する工程、または、前記基材上の薄膜を加熱し 、圧力を負荷する工程力もなつてもよい。また、前記基材上の薄膜を加熱し、圧力を 負荷する工程力 s、スム一シンダロール処理により圧力を負荷するものであってもよぐ 或いは熱カレンダー処理またはスーパーカレンダー処理によるものであってもよく、 或いはまた、乾燥ロール処理によるものであってもよい。また、前記平坦化工程で使 用されるロールの表面の平坦度は、表面粗さ Raで lOOnm以下であるのが好ましぐ 前記基材の表面粗さ Raは、 lOOnm以下であることが好ましい。
[0007] 本発明の粘土薄膜は、粘土または粘土と添加剤からなり、粘土粒子が配向して積 層した構造を有するものであって、粘土薄膜の表面粗さ Raが lOOnm以下であること を特徴とする。本発明においては、粘土薄膜の最大高さ Ryの値力 OOnm以下であ ることが好ましぐまた、粘土薄膜の透明性が、全光線透過率で 80%以上、かつヘイ ズが 5%以下であることが好ましい。また、粘土薄膜は、長尺の形状を有していてもよ レ、。本発明の粘土薄膜は、上記した本発明の製造方法によって作製することができ る。
[0008] なお、本発明の製造方法においては、ペースト作製工程、塗布工程、平坦化工程 、乾燥工程、剥離工程が必須の工程である力 これら工程の順序は、適宜変更して も力まわなレ、。例えば、ペースト作製工程→塗布工程→平坦化工程→乾燥工程→ 剥離工程の順序でも、ペースト作製工程→塗布工程→乾燥工程→平坦化工程→剥 離工程の順序で行ってもかまわない。さらに、ペースト作製工程→塗布工程→平坦 化工程→乾燥工程→平坦化工程→剥離工程のように、同じ工程を複数回実施して もよレ、し、平坦化工程と乾燥工程を同時に行なってもよぐ塗布工程と平坦化工程を 同時に行ってもよい。
[0009] 次に、各工程について更に詳細に説明する。
(ペースト作製工程）
本発明において、粘土ペーストとは、粘土または粘土と添加剤を、水、有機溶剤、又 は水と有機溶剤との混合溶媒よりなる分散媒に分散させた分散液であって、その固 形分含有率（以下、「固液比」という。）が 0.：!〜 90重量％のものをいう。より好ましレヽ 固液比は、：!〜 60重量％である。固液比は、粘土種類、溶媒種類によって、また塗布 や乾燥工程によって上記の範囲で適宜最適な値が決定される。
[0010] 本発明で用いる粘土は、粘土粒子が層状に配向して積層した構造の粘土薄膜を 形成するものである。そのような粘土としては、天然あるいは合成粘土、好適には、例 えば、雲母、バーミキユライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、パイデライト、サ ポナイト、ヘクトライト、スチープンサイト及びノントロナイトのうちの 1種以上、更に好適 には、天然スメクタイト、合成スメクタイト、またはそれらの混合物が例示される。また、 透明性等のディスプレー基板に求められる光学特性を有する粘土薄膜を得るために は、合成粘土を用いるのが好ましい。
[0011] また、粘土と共に分散させる添加剤としては、特に限定されるものではないが、例え ば、ィプシロン力プロラタタム、デキストリン、澱粉、セルロース系樹脂、ゼラチン、寒天 、小麦粉、ダルテン、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ァ クリル樹脂、メタクリル樹脂、フヱノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ イミド樹脂、ポリビュル系樹脂、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアマイド、ポリェチ レンオキサイド、タンパク質、デォキシリボヌクレイン酸、リボヌクレイン酸、ポリアミノ酸
、多価フエノール、安息香酸等が挙げられ、それらの化合物 1種以上が用いられる。
[0012] 本発明において、粘土ペーストは水性ペーストでもよいが、粘土を有機化して疎水 性にして、有機化された粘土を有機溶剤に分散した有機溶剤系粘土ペーストとして も好適に用いることができる。
[0013] 粘土を有機化する方法としては、イオン交換により、粘土鉱物の層間に有機化剤を 導入する方法があげられる。例えば、有機化剤として、ジメリルジステアリルアンモニ ゥム塩やトリメチルステアリルアンモニゥム塩などの第 4級アンモニゥム塩や、ベンジル 基やポリオキシエチレン基を有するアンモニゥム塩を用いたり、フォスフォユウム塩ゃ イミダゾリウム塩を用レ、、粘土のイオン交換性、例えば、モンモリロナイトの陽イオン交 換性を利用して有機化することができる。この有機化により、粘土の有機溶剤への分 散が可能になる。
[0014] 本発明において、水、有機溶剤、又は水と有機溶剤との混合溶媒には、少量の補 助添加剤が添加されてもよい。補助添加剤を加える目的は、ペーストの分散性を変 ィ匕させること、粘土ペーストの粘性を変化させること、粘土膜の乾燥のし易さを変える こと、粘土薄膜の均一性を向上させること等にある。補助添加剤としては、有機物質 および塩、例えば、ァセトアミド、エタノールなどが例示される。
[0015] 本発明において、有機溶剤は、 1種類の有機溶剤よりなるものであっても、複数の 有機溶剤の混合溶剤よりなるものであってもよい。用いる有機溶剤としては、粘土の 有機化の状態によるが、例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素や、テトラヒ ドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチルェチルケトン等のケトン類、その他、アル コール類、ハロゲン化炭化水素、ジメチノレホノレムアミド、酢酸ェチル等をあげることが できる。しかしながら、これらに限定されるものではない。
[0016] 粘土ペーストの調製法としては、粘土又は粘土と添加剤を、水、有機溶剤、又は水 と有機溶剤との混合溶媒よりなる分散媒に添加して、振とうにより分散させ、マイルド な乾燥条件で、例えば、 50°Cで分散媒をゆっくり蒸散させ、固液比を設定値まで高 めていく方法があげられる。また、あら力^め粘土又は粘土と添加剤の量を所定の固 液比になるように調整して粘土分散液を作製し、それをペイントシェーカー、サンドミ ノレ、パールミル、ボールミル、アトライター、ローノレミノレ、高速インペラ一分散機、ジ工 ットミル、高速衝撃ミル、超音波分散機等によって分散処理する方法によってもよい。 得られた粘土ペーストは、塗布前に、フィルターを通したり、こし網や金属金網等でろ 過したり、遠心分離や沈殿法等の手段で、凝集物や異物を分離除去する処理を行う のが好ましい。
[0017] (塗布工程）
上記のようにして作製された粘土ペーストは、次いで基材に塗布される。粘土ぺー ストを基材に塗布する方法としては、均一に塗布することができれば特に限定される ものではないが、例えば、エアドクターコーティング、ブレードコーティング、ナイフコ 一ティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコ 一ティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロット才 リフィスコーティング、カレンダーコーティング、電着コーティング、ディップコーティン グ、ダイコーティング等のコーティング法、フレキソ印刷等の凸版印刷、ダイレクトダラ ビア印刷およびオフセットグラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平版印刷 、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷手法を用いることができる。また、ヘラや刷毛 その他の道具を用いて気泡が入らないように、手作業で塗布することもできる。上記 塗布手段で、粘土ペーストの塗布と同時に表面を平坦にすることもできる。
[0018] 用いる基材は、表面が平坦なシート状基材であればその材質や厚さは限定される ものではないが、厚さ 50 /i m〜 lmmのプラスチックシート基材が好ましレ、。また、基 材は長尺のシート状のものが好ましい。基材の材質としては、ポリエチレンテレフタレ ート、ポリエチレンナフタレート、トリァセチルセルロース、ポリアリレート、ポリイミド、ポ リエ一テル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香 族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビュルアルコール等を例示することが できる。また、粘土薄膜との剥離性向上の為に、これらのプラスチックシート表面に離 型剤処理を施したり、粘土ペーストとの密着性や濡れ性改善の為に、コロナ処理、プ ラズマ処理等の表面処理や易接着処理を施すこともできる。基材の表面平坦性は、 作製される粘土薄膜の表面平坦性に影響を与えるので、表面粗さ Raが lOOnm以下 であることが望ましい。より好ましくは、 50nm以下である。
[0019] 粘土ペーストの塗布厚は、一般には 30 μ m〜 10mmであり、好ましくは 0. lmm〜 lmmである。塗布厚が薄くなりすぎると、十分な機械的強度を有する粘土薄膜が得 られない可能性がある。また、厚すぎると、後工程での乾燥時間が長くなるので好ま しくない。
[0020] 本発明の粘土薄膜の厚さは、粘土ペーストの固液比や塗布厚、使用溶媒等を調整 することによって、任意の厚さに制御することができる力 一般には、 10 m〜2mm であり、好ましくは、 50 /i m〜300 /i mである。粘土薄膜の厚さが薄くなりすぎると、 膜の強度が低下し、十分な機械的強度を有することができなくなる可能性がある。ま た、厚すぎると、製造時の乾燥時間が長くなり、生産性が低下したりするので好ましく ない。
[0021] (平坦化工程）
次に、平坦ィ匕工程において、基板上に作製された粘土ペースト膜の平坦化が行わ れる。平坦化は、例えば、粘土ペース塗膜を加熱し、粘土ペースト膜表面に圧力を 負荷することによって行なう方法、粘土ペーストを塗布した後で、スムージングロ一ノレ 処理を行う方法、乾燥過程で鏡面仕上げを行う方法、例えば、平坦化された多筒式 ドライヤーロール又はヤンキードライヤーロールを通す処理方法、その他の方法によ つて行うことができる。
[0022] より具体的に説明すると、例えば、粘土ペースト膜表面に圧力や熱を負荷すること によって行なう処理としては、熱カレンダー、スーパーカレンダー処理等、抄紙加工 技術で用いられている平坦化処理方法を用いることができる。熱カレンダー処理では 、ロール加圧による平坦ィ匕に加えて、加熱することができるために、粘土膜含有水分 の除去や高温域での添加樹脂の溶融粘度低下による易平坦ィ匕が可能となる。また、 スーパーカレンダー処理では、ロール数、ニップ数、二ップ圧等の調整により、また、 基材力 粘度薄膜を剥離した後の自立粘土薄膜を処理することによって、両面を同 時に平坦ィ匕して、同一水準の平坦性を持つ面にすることができる。いずれの場合に おいても、使用されるカレンダーロール表面は、平坦性を有することが必要であるが
、表面粗さ Raが lOOnm以下であることが好ましい。このような表面平坦性を有する口 ール表面は、鏡面仕上げや研磨、その他の方法により平坦にすることができる。なお 、カレンダーロールは表面平坦性が重要であり、材質については特に限定されるもの ではない。
[0023] また、加熱、および圧力を付与する方法として、一般的な熱プレス装置を用いること もできる。熱プレス装置としては、ロールによる加熱'加圧ができる装置や、バッチ式 の熱プレス装置等を用いることができる。長尺粘土薄膜を得る場合には、ロールによ る加熱'加圧装置を用いるのが好ましい。また、長尺粘土薄膜からある大きさの粘土 薄膜を切り出し、更に熱プレス装置でバッチ式にプレス処理を施して表面平坦ィ匕を 向上させることもできる。熱プレス装置の粘土ペースト膜表面に接する部分、即ち、プ レス板の表面粗さ Raは lOOnm以下であることが好ましい。基材上の粘土ペースト膜 は、熱プレス装置により圧力を負荷することによって、膜厚が均一になるとともに、表 面粗さが小さくなる。
[0024] また、上記の熱プレス装置による処理は、真空下で行なうのが好ましい。真空下で 行うことにより、粘土薄膜内部の空隙を低下することができ、より緻密な粘土膜を得る こと力 Sできる。
[0025] 粘土ペーストを塗布した塗布表面を平坦化する他の方法として、スムージングロ一 ル処理による方法およびその他の方法を用いることができる。例えば、適当な塗工法 により基材表面に粘土ペーストを塗布した直後に、その塗布した粘土ペースト上をス ムージンダロールによって整面して表面平坦性を向上させることができる。また、加熱 したスムージンダロールを用いることもできる。その場合、、塗布面上の粘土ペースト の温度が瞬時に上昇することにより、粘度低下による塗液添加物の偏積が減少する と共に、スムージンダロールとの接触による相乗効果によって、塗布面を良好に平坦 化させることができる。
[0026] また、粘土ペーストの粘度が高い場合、スムージンダロールで整面しても平坦にな らない場合がある。このような場合、基材上に塗布する粘度ペーストよりも固液比を低 下させたり、溶媒或いは処方を変更して粘度を低下させた粘度ペーストを塗布面に 再び塗布して整面することによって、表面平坦性を向上させることもできる。
[0027] また、乾燥過程で鏡面仕上げを行う方法の場合には、乾燥と表面の平坦化を同時 に行うことができる。例えば、多筒式ドライヤー、ヤンキードライヤー等の抄紙機等に 用いられるドライヤーロールと接触させることにより、乾燥と表面の平坦化を同時に行 うことができる。表面平坦性が高い熱ロールを用いる場合は、基材に粘土ペーストを 塗布して、乾燥ドライヤーロールに抱かせて接触させることにより、含有する水、或い は有機溶剤等の分散媒を除去すると同時に、塗布面を平坦化させることができる。多 筒式ドライヤーロールであれば、ドライヤーロールを通過する回数が増す分、乾燥効 率の向上や平坦化が進むので好ましい。
[0028] 本発明においては、上記平坦化処理方法或いはその他の平坦化方法を組み合わ せて使用することもできる。また、使用するロール材質、加圧圧力、加熱温度、搬送 速度および回数、粘土ペースト粘度、使用溶媒等の因子を任意に調整することより、 任意の平坦性を付与することができる。
[0029] (乾燥工程および剥離工程）
乾燥工程は、塗布膜に含まれる水、有機溶剤及びその他の液状成分を除くことが できれば特に限定されるものではなレ、。例えば、強制対流型オーブン中で乾燥させ る場合、乾燥条件については、温度条件が 30°Cから 100°Cであり、好ましくは 50°C 力 70°Cである。し力 ながら、周囲の熱源から熱を供給することにより、開放系でも 乾燥させることができる。赤外線などの熱線により乾燥させることも可能である。また、 平坦ィ匕処理工程で述べたように、ドライヤーロールと接触させることにより平坦化と乾 燥を同時に行うこともできる。乾燥に際して、乾燥温度が低すぎると、乾燥時間が長く なる可能性がある。一方、乾燥温度が高すぎると、急激な乾燥により粘土ペースト中 の液の対流などが促進され、膜の均一性が失われる可能性がある。
[0030] 剥離工程では、上記のように乾燥して得られる本発明の粘土薄膜を基材から剥離 する。粘土薄膜は、機械的なわず力、な力で基材力 容易に剥離することができる。容 易に剥離できないときは、約 80°Cから 300°Cの温度条件下で短時間熱処理を施す ことによって、剥離が容易になる。また、予め基材上に離型処理やコロナ処理、ブラ ズマ処理等の表面処理、易接着処理等の表面処理を施して、粘土薄膜の剥離を容 易にすることちできる。
[0031] (粘土薄膜）
本発明の粘土薄膜において、粘土の配合比率は、 70重量パーセント〜 100重量 パーセントが好ましい。耐熱性、高温での耐久性を付与したい場合は、より 100重量 パーセントに近い粘土の配合であることが好ましい。柔軟性や透明性等を付与したい 場合には、そのような機能を付与する添加剤の粘土への添加量を増加すればよい。 粘土の配合比率は耐熱性、柔軟性、透明性等のバランスを考えて、上記範囲の中で 任意に調整すればよい。
[0032] 本発明の粘土薄膜は、上記の方法によって作製することができ、粘土粒子が配向 して積層した構造を有している。そして、本発明の粘土薄膜の表面粗さ Raは lOOnm 以下であることが必要である。液晶や有機 ELディスプレー用のフィルム基板として粘 土薄膜を使用するためには、 Raが lOOnm以下、より好ましくは 50nm以下、特に 10 nm以下が好ましい。
[0033] また、本発明の粘土薄膜の表面は、山と谷の高さを表した最大高さ Ryの値が 500η m以下であることが好ましい。より好ましくは、 Ryは lOOnm以下である。何故ならば、 Raは算術平均表面粗さであるために、突起等の大きな欠陥は、 Raの数値では表さ れない場合があり、そして粘土薄膜をフィルム基板として用いて、透明導電膜や有機 EL薄膜を積層した場合に、その欠陥があらわれるからである。
[0034] なお、 Raとは算術平均表面粗さであって、粗さ曲線からその平均線の方向に基準 長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向に X軸を、縦倍率の方向に Y軸 を取り、粗さ曲線を y=f (x)で表したときに、次の式によって求められる値である。 [数 1]
Ra= ( 1 /^) J^ I f (x) I dx
：基準長さ）
また、 Ryは最大高さであって、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き 取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔を粗さ曲線の縦倍率の方向に測 定した値である。
[0035] また、本発明の粘土薄膜は、ディスプレー用基板として使用されるときは、全光線透 過率が 80%以上、かつヘイズが 5%以下であることが必要である。より好ましくは、全 光線透過率 85%以上、ヘイズ 1 %以下である。ヘイズの値は、粘土薄膜の表面の凹 凸を抑制し、平坦化することにより、光の散乱を抑えることにより低くすることができる。 なお、粘土薄膜の表面粗さ Raが lOOnmの特性および全光線透過率が 80%以上、 かつヘイズが 5%以下の特性は、本発明の上記平坦化工程を含む製造方法によつ て初めて達成される特性である。
発明の効果
[0036] 本発明の粘土薄膜の製造方法は、薄膜を平坦化する平坦化工程を設けて、基材 上に塗布された粘土ペーストに、スムージンダロール処理やカレンダー処理や多筒 式乾燥ドライヤー処理等により、熱および圧力を負荷するから、作製される粘土薄膜 は、液晶や有機 ELディスプレー用のフィルム基板として利用する際の大きな問題点 となっていた表面平坦性が大きく改善されたものとなる。したがって、本発明の製造 方法によって作製される表面粗さ Raが lOOnm以下の粘土薄膜は、ディスプレー用 のフィルム基板として用いられるプラスチック基板と同等の光学特性、柔軟性、薄さを 有し、またプラスチック基板と比較して、難燃性や耐熱性、寸法安定性にも優れてお り、液晶や有機 ELディスプレー用のフィルム基板などとして優れた材料となる。
発明を実施するための最良の形態
[0037] 以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明するが、本願 発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例 1 [0038] 粘土として、 lgの合成スメクタイト (スメタトン SA、クニミネ工業株式会社製）を 60cm 3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、ポリフッ化工チレン製回転子とともに 入れ、 25°Cで 30分間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液を、 50°Cの 条件下で徐々に乾燥させ、固液比約 6重量％の粘土ペーストを得た。基材として、表 面粗さ RalOnmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用レ、、その上にアプリケータ 一を用いて粘土ペーストを塗布し、表面粗さ Raが 20nmの表面を持つスムージング ロールによって塗布面表面を整面し、その後 60°Cで 5時間乾燥して、粘土粒子が配 向して積層した構造を有する厚さ 100 μ mの粘度薄膜を得た。
実施例 2
[0039] スムージンダロールを使用せず、塗布、乾燥後に 150°Cに調整された表面粗さ Ra 力 ¾Onmの表面を持つ熱カレンダーロール間を通す熱カレンダー処理を行った以外 は、実施例 1と同様の方法で粘土粒子が配向して積層した構造を有する厚さ 100 μ mの粘度薄膜を得た。
実施例 3
[0040] スムージンダロールを使用せず、塗布、乾燥後にロール数 4段、二ップ数 3段の表 面粗さ Raが 20nmの表面を持つスーパーカレンダーロール間を通すことによって平 坦ィ匕を行った以外は、実施例 1と同様の方法で粘土粒子が配向して積層した構造を 有する厚さ 100 μ mの粘度薄膜を得た。
実施例 4
[0041] スムージンダロールを使用せず、塗布後に、表面粗さ Raが 30nmの表面を持つ多 筒式乾燥ドライヤーロールを通して、乾燥と平坦ィ匕を同時に行った以外は、実施例 1 と同様の方法で粘土粒子が配向して積層した構造を有する厚さ 100 μ mの粘度薄 膜を得た。
実施例 5
[0042] 粘土として、 lgの合成スメクタイト (ルーセンタイト SPN、コープケミカル株式会社製 )を 60cm3のトノレェンに加え、プラスチック製密封容器に、ポリフッ化工チレン製回転 子と共に入れ、 25°Cで 30分激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液を、 50 °Cの条件下で徐々に乾燥させ、固液比約 6重量％の粘土ペーストを得た。基材とし て、表面粗さ Raが 10nmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用レ、、その上にァプ リケーターを用いて粘土ペーストを塗布し、表面粗さ Raが 20nmの表面を持つスムー ジンダロールによって塗布面表面を整面し、その後 60°Cで 2時間乾燥して、粘土粒 子が配向して積層した構造を有する厚さ 100 μ mの粘度薄膜を得た
実施例 6
[0043] 粘土として、 lgの天然モンモリロナイト（クニピア P、クニミネ工業株式会社製）を 60c m3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、ポリフッ化工チレン製回転子と共に 入れ、 25°Cで 30分間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液を、 50°Cの 条件下で徐々に乾燥させ、固液比約 6重量％の粘土ペーストを得た。基材として、表 面粗さ Raが lOnmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用レ、、アプリケーターを用 いて粘土ペーストを塗布し、表面粗さ Raが 20nmの表面を持つスムージンダロール によって塗布面表面を整面し、その後 60°Cで 5時間乾燥して、粘土粒子が配向して 積層した構造を有する厚さ 100 μ mの粘度薄膜を得た。
[0044] [比較例 1]
粘土として、 lgの合成スメクタイト (スメタトン SA、クニミネ工業株式会社製）を 60cm 3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、ポリフッ化工チレン製回転子と共に入 れ、 25°Cで 30分間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液を、 50°Cの条 件下で徐々に乾燥させ、固液比約 6重量％の粘土ペーストを得た。基材として、表面 粗さ Raが 10nmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用レ、、その上にアプリケータ 一を用いて粘土ペーストを塗布し、平坦化処理をせずに、その後 60°Cで 5時間乾燥 して、厚さ 100 μ mの粘度薄膜を得た。
[0045] [比較例 2]
粘土として、 lgの天然モンモリロナイト（クニピア P、クニミネ工業株式会社製）を 60c m3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、ポリフッ化工チレン製回転子ととも に入れ、 25°Cで 30分間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液を、 50°Cの 条件下で徐々に乾燥させ、固液比約 6重量％の粘土ペーストを得た。基材として、表 面粗さ Raが 10nmであるポリエチレンテレフタレートフィルムを用レ、、その上にアプリ ケーターを用いて粘土ペーストを塗布し、平坦化処理をせずに、その後 60°Cで 5時 間乾燥して、厚さ 100 / mの粘度薄膜を得た。
[0046] (評価）
実施例および比較例で作製した粘土薄膜にっレ、て、以下の評価を行った。
表面粗さの測定:原子間力顕微鏡（SPM400—AFM/エスアイアイ'ナノテクノロジ 一社製)を用い、粘土薄膜における乾燥後の大気との界面にあたる面の Ra (算術平 均表面粗さ）および Ry (最大高さ）を求めた。 （測定範囲 20 X 20 μ m)
光学特性：ヘーズメータ（Haze Meter NDH2000、 日本電色社製）を用いて測定 して、全光線透過率、ヘイズを求めた。
[0047] [表 1]
Figure imgf000014_0001
上記表 1の結果から明らかなように、本発明の実施例の場合、スムージング工程、 熱カレンダー工程、スーパーカレンダー工程、多筒式乾燥ドライヤー工程等による表 面平坦ィ匕処理によって、表面粗さが低ぐ平坦な表面を有する粘土薄膜を得ることが できた。また、それに伴い、光学特性も表面凹凸に起因する光の散乱が抑制された ために、良好な光学特性、特に低ヘイズ値を得ることができた。

Claims

請求の範囲
[1] 粘土または粘土と添加剤からなり、粘土粒子が配向して積層した構造を有する粘土 薄膜の製造方法であって、粘土または粘土と添加剤を、水、有機溶剤、又は水と有 機溶剤との混合溶媒よりなる分散媒に分散させ、粘土ペーストを作製するペースト作 製工程と、該粘土ペーストを基材上に塗布し薄膜を形成する塗布工程と、該薄膜を 平坦化する平坦化工程と、該薄膜から水、有機溶剤、又は水と有機溶剤を除去する 乾燥工程と、該基材から該薄膜を剥離する剥離工程とを有することを特徴とする粘土 薄膜の製造方法。
[2] 前記基材が長尺の形状を有するものであり、前記塗布工程、平坦化工程、乾燥ェ 程が連続した工程力 なることを特徴とする請求項 1に記載の粘土薄膜の製造方法
[3] 前記平坦化工程が、基材上の薄膜に圧力を負荷する工程、または、基材上の薄膜 を加熱し、圧力を負荷する工程力 なることを特徴とする請求項 1または請求項 2に 記載の粘土薄膜の製造方法。
[4] 前記平坦化工程が、表面粗さ Raで lOOnm以下の平坦度を有するロールを用いて 処理することからなることを特徴とする請求項 1乃至請求項 3のいずれ力、 1項に記載 の粘土薄膜の製造方法。
[5] 前記基材上の薄膜に圧力を負荷する工程が、スムーシンダロール処理によることを 特徴とする請求項 3に記載の粘土薄膜の製造方法。
[6] 前記基材上の薄膜を加熱し、圧力を負荷する工程が、熱カレンダー処理またはス 一パーカレンダー処理によることを特徴とする請求項 3に記載の粘土薄膜の製造方 法。
[7] 前記基材上の薄膜を加熱し、圧力を負荷する工程が、乾燥ロール処理によることを 特徴とする請求項 3に記載の粘土薄膜の製造方法。
[8] 前記基材の表面粗さ Raが lOOnm以下であることを特徴とする請求項 1乃至請求 項 7のいずれ力 1項に記載の粘土薄膜の製造方法。
[9] 粘土または粘土と添加剤からなり、粘土粒子が配向して積層した構造を有する粘土 薄膜であって、該粘土薄膜の表面粗さ Raが lOOnm以下であることを特徴とする粘土 薄膜。
[10] 粘土薄膜の最大高さ Ryの値が 500nm以下であることを特徴とする請求項 9に記載 の粘土薄膜。
[11] 前記粘土薄膜の透明性が、全光線透過率で 80%以上、かつヘイズが 5%以下で あることを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の粘土薄膜。
[12] 前記粘土薄膜が、長尺の形状を有することを特徴とする請求項 9ないし請求項 11 のレ、ずれか 1項に記載の粘土薄膜。
[13] 前記粘土薄膜が、粘土または粘土と添加剤を水、有機溶剤、又は水と有機溶剤と の混合溶媒よりなる分散媒に分散させた粘土ペーストを作製するペースト作製工程と 、該粘土ペーストを基材上に塗布し薄膜を形成する塗布工程と、該薄膜を平坦化す る平坦化工程と、該薄膜から水、有機溶剤、又は水と有機溶剤を除去する乾燥工程 と、該基材から該薄膜を剥離する剥離工程により作製されたことを特徴とする請求項 9乃至請求項 12のいずれ力 1項に記載の粘土薄膜。
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