JP7743351B2 - フィルムの製造方法及びドープ液 - Google Patents
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Description
[1] ラクトン環構造を有する共重合体を含むフィルムの製造方法であって、共重合体と第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒とを含むドープ液を溶液製膜法により製膜してフィルムを得る工程を含み、第一の溶媒の沸点が60℃未満であり、第二の溶媒の沸点が60~110℃であり、第三の溶媒の沸点が110℃超である、フィルムの製造方法。
[2] 上記フィルムを延伸する工程を更に含む、[1]に記載の製造方法。
[3] 上記ドープ液が、第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒の合計量を基準として、第一の溶媒を5~80質量%含む、[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4] 上記ドープ液が、第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒の合計量を基準として、第二の溶媒を3~50質量%含む、[1]~[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5] 上記共重合体が、炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を更に有する、[1]~[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6] 上記ドープ液の粘度が0.1~500000cPである、[1]~[5]のいずれかに記載の製造方法。
[7] 未延伸の上記フィルムの膜厚が60~200μmである、[1]~[6]のいずれかに記載の製造方法。
[8] ラクトン環構造を有する共重合体と第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒とを含むドープ液であって、第一の溶媒の沸点が60℃未満であり、第二の溶媒の沸点が60~110℃であり、第三の溶媒の沸点が110℃超である、ドープ液。
[9] 粘度が0.1~500000cPである、[8]に記載のドープ液。
本実施形態のフィルムにおける共重合体は、ラクトン環構造を有する。
本実施形態のフィルムの製造方法は、上記ラクトン環構造を有する共重合体と第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒とを含むドープ液を溶液製膜法により製膜してフィルムを得る工程を含み、更に、上記第一の溶媒の沸点が60℃未満であり、上記第二の溶媒の沸点が60~110℃であり、上記第三の溶媒の沸点が110℃超であることを特徴とする。
ろ過の方法としては、ディスクフィルタ―、プリーツフィルター等公知のフィルターが使用でき、ろ過前に金網などで荒濾ししてもよく、孔径の大きいものから小さいものへ順に通してもよい。好ましいろ過精度は0.1~20μmであり、より好ましくは1~15μm、更に好ましくは2~10μmである。
脱泡方法としては、減圧脱泡、超音波脱泡、など公知の方法が使用できる。減圧脱泡する際には、溶解槽内に静置したドープ表面に皮張りが起こらないよう減圧度を適宜調整することが好ましい。また、溶解槽内を使用する溶媒の蒸気で満たした状態で保持することも好ましい。
フィルムを更に乾燥させる場合は、テンターにて幅方向両端部を把持しながら、場合によってはフィルムのたるみや乾燥による収縮に応じた拡縮調整を行いながら乾燥する方法、又は、オーブン内の上下に配置した多数のロールにフィルムを交互に通し乾燥させる方式(垂直パス方式)にて乾燥する方法を用いることが好ましい。テンター方式又は垂直パス方式のどちらの乾燥方法を用いるかは、フィルムの残存溶媒量に応じて適宜選定すればよく、両方とも実施してもよいし複数回実施してもよい。
共重合体の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置及び測定条件は、以下のとおりである。
システム:東ソー製GPCシステムHLC-8220
測定側カラム構成:
・ガードカラム(東ソー製、TSKguardcolumn SuperHZ-L)
・分離カラム(東ソー製、TSKgel SuperHZM-M) 2本直列接続
リファレンス側カラム構成:
・リファレンスカラム(東ソー製、TSKgel SuperH-RC)
展開溶媒:クロロホルム(和光純薬工業製、特級)
展開溶媒の流量:0.6mL/分
標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー製、PS-オリゴマーキット)
カラム温度:40℃
共重合体のガラス転移温度は、JIS K 7121の規定に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク社製、Thermo plus EVO DSC-8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から200℃まで昇温(昇温速度20℃/分)して得られたDSC曲線から、始点法により評価した。リファレンスには、α-アルミナを用いた。
ドープ液の粘度は、BHII型粘度計(東機産業株式会社製)を用いて25℃にて測定した。
フィルムの厚さは、デジマチックマイクロメーター(ミツトヨ製)により求めた。
未延伸フィルム中の残存溶媒量は、示差熱-熱重量同時測定装置(リガク製、Thermo plus EVO TG-DTA-8120)を用いて測定した。具体的には、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から300℃まで昇温(昇温速度10℃/分)させ、230℃到達時の重量減少分(%)を残存溶媒量とした。リファレンスには、α-アルミナを用いた。
未延伸フィルムの外観は10cm各に切り出したフィルム内に気泡が0個以上2個以下であれば〇、2個超5個以下であれば△、5個超であれば×とした。
延伸フィルムを15mm×80mmの大きさに切り出して試験片とし、Tension-FreeFolding Clamshell-type(ユアサシステム機器製、DMLHP-CS)にテープで固定した。また、試験片を長辺の半分の位置で折り曲げ、折り畳まれた状態の試験片の長辺の両端部間の距離が5mmとなり、試験片の折り曲げ部分の曲率半径が2.5mmとなるように折り畳まれた状態を設定した。その後、25℃の環境下で、平坦に開いた状態から折り畳まれた状態にすることを1回の屈曲として、1分間に30回の屈曲回数で、10万回屈曲を繰り返した。試験後の折り畳まれた部分の延伸フィルムが破断していなければ○、破断があれば×と判断した。
延伸フィルムを120mm×10mmの大きさに切り出して試験片とし、温度25℃、相対湿度50%の雰囲気下で、JIS K7127に準拠し、オートグラフ(島津製作所製:AG-X)を用いて引張試験を実施した。条件は引張速度を3mm/分、チャック間距離を100mm、変位計での測定する標線間隔を80mmとして、25℃で3回試験を行い、その平均値を測定値とした。変位は非接触伸び幅計(島津製作所製:TRViewX)を用いて計測し、弾性率は歪が0.2%から0.5%までの間の傾きとして評価した。なお、弾性率が4GPaを超えていれば○、4GPa以下であれば×とした。
ヘイズはJIS K7136の規定に準拠して求めた。具体的には、ヘイズメーター(日本電色工業社製、NDH-1001DP)を用いて延伸フィルムを測定した。
攪拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器を用意した。容器に分散剤としてハイテノール(登録商標)NF-08を1部溶解した脱イオン水75部を仕込んだ。そこへあらかじめ調製しておいたモノマーとしてMMAを37.5部、MLを12.5部、重合開始剤としてLPOを0.25部混合した液を仕込み、T.K.ホモミクサーMARK II model2.5(プライミクス株式会社製)を用い、3000rpmで15分間攪拌して均一な懸濁液とした。
懸濁液に脱イオン水を125部追加してから反応器に移送し、攪拌しながら窒素ガスを吹き込み、反応液(懸濁液)が65℃になるまで加熱した。内温65℃になった時点を反応開始とし、そのまま65℃で反応器を保温して自己発熱により液温がピーク温度に到達した後に75℃に保ち、さらに反応開始2時間後に反応液(懸濁液)を90℃まで昇温して4時間攪拌することで重合反応を完了させた。その後、反応液(懸濁液)を冷却し、濾過により共重合体を濾取し、さらに熱風乾燥機を用いて乾燥して共重合体1(粉体)を得た。共重合体の分子量Mwは283000、Mnは129000、Tgは127℃あった。
MMAを30部、MLを20部とした以外は、共重合体1の製造と同様にして、共重合体2(粉体)を得た。共重合体の分子量Mwは263000、Mnは117000、Tgは136℃あった。
アセトン42部、メチルエチルケトン(MEK)7部、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)21部をミキシングタンクに投入し、攪拌しながら上記共重合体1を30部投入し溶解させた後、10μmフィルタで濾過し、さらに減圧脱泡を行って製膜用ドープ液1を得た。製膜用ドープ液1の粘度は10000cPであった。
アセトン48部、MEK8部、DMF24部をミキシングタンクに投入し、攪拌しながら上記共重合体1を20部投入し溶解させた後、10μmフィルタで濾過し、さらに減圧脱泡を行って製膜用ドープ液2を得た。製膜用ドープ液2の粘度は2000cPであった。
アセトン42部、MEK7部、DMF21部をミキシングタンクに投入し、攪拌しながら上記共重合体2を30部投入し溶解させた後、10μmフィルタで濾過し、さらに減圧脱泡を行って製膜用ドープ液3を得た。製膜用ドープ液3の粘度は13000cPであった。
塩化メチレン42部、エタノール(EtOH)7部、DMF21部をミキシングタンクに投入し、攪拌しながら上記共重合体1を30部投入し溶解させた後、10μmフィルタで濾過し、さらに減圧脱泡を行って製膜用ドープ液4を得た。製膜用ドープ液4の粘度は10000cPであった。
アセトン56部、MEK14部をミキシングタンクに投入し、攪拌しながら上記共重合体1を30部投入し溶解させた後、10μmフィルタで濾過し、さらに減圧脱泡を行って製膜用ドープ液5を得た。製膜用ドープ液5の粘度は9000cPであった。
DMF70部をミキシングタンクに投入し、攪拌しながら上記共重合体1を30部投入し溶解させた後、10μmフィルタで濾過し、さらに減圧脱泡を行って製膜用ドープ液6を得た。製膜用ドープ液6の粘度は11000cPであった。
Claims (9)
- ラクトン環構造を有する共重合体を含むフィルムの製造方法であって、
前記共重合体と第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒とを含むドープ液を溶液製膜法により製膜してフィルムを得る工程を含み、
前記第一の溶媒の沸点が60℃未満であり、
前記第二の溶媒の沸点が60~110℃であり、
前記第三の溶媒の沸点が110℃超である、フィルムの製造方法。 - 前記フィルムを延伸する工程を更に含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ドープ液が、前記第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒の合計量を基準として、前記第一の溶媒を5~80質量%含む、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記ドープ液が、前記第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒の合計量を基準として、前記第二の溶媒を3~50質量%含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記共重合体が、炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を更に有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記ドープ液の粘度が0.1~500000cPである、請求項1~5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 未延伸の前記フィルムの膜厚が60~200μmである、請求項1~6のいずれか一項に記載の製造方法。
- ラクトン環構造を有する共重合体と第一の溶媒、第二の溶媒及び第三の溶媒とを含むドープ液であって、
第一の溶媒の沸点が60℃未満であり、
第二の溶媒の沸点が60~110℃であり、
第三の溶媒の沸点が110℃超である、ドープ液。 - 粘度が0.1~500000cPである、請求項8に記載のドープ液。
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