專利名稱：薄膜的清潔化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于獲得高清潔度的塑料膜的清潔化方法。特別涉及適用于光學元件中所使用的塑料膜的清潔化方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置等的制造中使用將塑料膜表面沿一方向摩擦處理的基板膜。基板膜廣泛用于液晶單元中液晶分子的取向處理(例如參照專利文獻1)。此外，已知在基板膜上形成液晶性高分子層而直接或?qū)⒃撘壕愿叻肿訉愚D(zhuǎn)寫到透光性基板膜上的視野角改善板、位相差板、色補償板等光學元件的制造方法(例如參照專利文獻2)。該塑料膜的加工使用高度潔凈的原料膜在凈室內(nèi)進行，但有時在原料膜中混入異物，或者在摩擦工序中由于薄膜表面被切削而產(chǎn)生微細的粉塵。在薄膜加工時，由于從搬運用的多個輥間通過或摩擦時摩擦等產(chǎn)生的靜電，異物、粉塵容易附著在薄膜表面上。這些異物、粉塵為數(shù)10μm-數(shù)100μm左右微細的粒子，如果在這些粒子附著的表面涂布液晶性高分子，會產(chǎn)生數(shù)mm的涂布斑。此外，附著有該粒子的薄膜在被送入后續(xù)工序之前有時作為薄膜卷一度被卷取，卷取張力造成薄膜間的粒子使薄膜變形，其大小甚至達到數(shù)mm，并且如果從薄膜卷中反復取出薄膜會在每個卷周期產(chǎn)生缺陷。該缺陷使制品的產(chǎn)率降低。
過去已提出了幾個塑料膜的高清潔化方法。例如，在凈室內(nèi)按下述順序的工序進行處理的方法浸漬于超純水中進行洗滌的工序；在從該超純水中取出的薄膜的兩面上噴射超純水，進行強制洗滌的工序；將水分除去的工序；進行除靜電處理的工序(參照專利文獻3)。但是，該方法的對象是包裝用的塑料袋，當以光學元件用薄膜本身為對象時，達不到完全將缺陷除去。此外，如果將附著在薄膜表面的水滴干燥除去，水滴的痕跡成為表面斑而殘留，成為制品的缺陷。
專利文獻1特開平6-110059號公報專利文獻2特開平7-113993號公報專利文獻3特許第3351431號公報(專利權(quán)利要求)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題是提供同時將長的行駛著的薄膜兩面連續(xù)地、高度地清潔化的方法。特別在于提供適用于制造高度清潔的薄膜的方法，該高度清潔的薄膜特別適用于光學元件用薄膜。
本發(fā)明涉及將行駛薄膜高度清潔化的方法，其特征在于包括以下順序的工序(a)向在導輥上通過的薄膜表面的每個單面噴射純水的工序；(b)使純水在上升行駛的薄膜的兩面上以膜狀流下的工序；(c)用氣刀向在導輥上通過的薄膜表面的每個單面噴射空氣的工序。
采用本發(fā)明的方法時，可以連續(xù)、高度地將行駛的薄膜的表面清潔化。制備的清潔化薄膜不僅被高度地清潔化，而且是薄膜表面沒有水跡、極其清潔的薄膜，適于在其表面涂布液晶性高分子等，用作光學元件材料。
此外，本發(fā)明的清潔化方法由于使用純水和空氣，因此無環(huán)境污染。


圖1為表示實施了本發(fā)明的方法的裝置的一例。
A洗滌室B除靜電器1薄膜2、3、8、9、10、11、12導輥4、5噴射噴嘴6、7噴出噴嘴13、14氣刀。
具體實施例方式
以下根據(jù)模式表示本發(fā)明的一實施方式的圖1，對本發(fā)明的方法進行詳細的說明。
薄膜1可以使用各種薄膜，包括例如作為涂布液晶性高分子的取向用基板的高分子膜、其他光學元件用薄膜、片或磁帶用基材膜等。最適合的是摩擦處理后的取向基板用薄膜。取向基板用長膜可以使用由高分子材料構(gòu)成的膜、高分子材料和其他材料(例如銅、不銹鋼、鋼等金屬的箔等)的多層結(jié)構(gòu)的任何一種。也可以使取向基板用膜自身為銅、不銹鋼、鋼等金屬箔。
作為該材料，優(yōu)選高分子材料，可以使用熱固性樹脂或熱塑性樹脂的任何一種?？梢粤信e例如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂；尼龍等聚酰胺；聚醚酰亞胺；聚醚酮；聚醚醚酮(PEEK)；聚酮；聚醚砜；聚苯硫醚；聚苯醚；聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等聚酯；聚縮醛；聚碳酸酯；聚(甲基)丙烯酸酯；三乙?；w維素等纖維素類樹脂；聚乙烯醇等熱塑性樹脂等。
作為薄膜的表面構(gòu)成取向膜的材料，可以使用各種材料，優(yōu)選高分子材料。例如為聚酰亞胺膜、烷基鏈改性類聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯等。此外，作為無機物，包括SiO斜方蒸鍍膜等無機物斜方蒸鍍膜。在聚酰亞胺的情況下，在涂布ポロアミツク酸后，在100-300℃下加熱使其固化。
在工序(a)和(b)中使用的水為純水，在具有接近于純粹水的比電阻(25℃)18.3MΩ·cm的比電阻的超純水的情況下，由于靜電的作用，水去除難于進行，水滴容易附著于行駛的薄膜面上。在這種情況下并用靜電除去手段。優(yōu)選的比電阻不足16，更優(yōu)選15-5MΩ·cm。純水中的微粒的數(shù)優(yōu)選為0.2μm以上的20個/ml以下。
在工序(a)中與純水一起噴射的空氣、在工序(c)中用于氣刀的空氣和清潔化裝置的氣氛空氣，清潔度等級越高越好。
工序(a)
薄膜1從薄膜輥上取出，被送入洗滌室A內(nèi)。在洗滌室A內(nèi)，在薄膜與導輥2和3接觸的位置，從純水噴射噴嘴4和5向輥的反面?zhèn)鹊谋∧け砻嫔蠂娚浼兯?yōu)選采用純水與空氣混合進行噴射的方法。該噴射流從配置在與輥軸的方向平行地覆蓋薄膜寬的長度上的多個噴射噴嘴噴射。噴射位置為薄膜與輥接觸的位置。噴射位置如果為不與輥接觸的位置，薄膜亂七八糟，因此不優(yōu)選。
工序(b)接著，薄膜導入導輥8和10，垂直地拉起?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)置導輥9。在垂直上升行駛的薄膜的兩面上使純水以膜狀流下。這樣，將殘留在薄膜表面的微細的粒子完全洗掉。
為了不使該洗滌后的薄膜面上伴有水滴，優(yōu)選通過從具有直線狀的狹縫的噴出噴嘴6和7向薄膜面以垂直向下連續(xù)的水膜形狀噴出，供給使其在薄膜面上流下的水，優(yōu)選噴出的水在薄膜面上流下時的上限的水線為連續(xù)的直線。采用代替直線狀的狹縫而從多個噴嘴噴出水的方法，水滴容易殘存在上升的薄膜面上，因此不優(yōu)選。
此外，噴出的水膜打到薄膜上的角度，作為相對于與薄膜面垂直的面構(gòu)成的角度，優(yōu)選20度-60度。如果垂直乃至向上地將水打倒薄膜面上，水線紊亂，不易保持直線，若有可能在上升的薄膜上伴有水滴，因此不優(yōu)選。
優(yōu)選噴出用狹縫的開口間隙窄，但如果太窄，噴出水膜被切斷，優(yōu)選0.1-3.0mm。狹縫的寬度、即水膜的寬度優(yōu)選比薄膜寬更寬。
當使用導輥9時，可以用導輥8和導輥9夾緊薄膜?；蛘呤贡∧ぱ貙л?側(cè)，一方的導輥9不與薄膜接觸，從薄膜面上流下的水在薄膜面和導輥9之間滯留程度的間隙進行運轉(zhuǎn)。
對薄膜的兩面噴出的水優(yōu)選實質(zhì)上同時從兩面打到同一位置。這樣不存在薄膜的搖擺、全面附著，水線的直線性得以保持。
工序(c)工序(c)是如下工序在薄膜與導輥11和12接觸的位置，通過氣刀13和14向輥的反面?zhèn)鹊谋∧け砻鎳娚淇諝?，將薄膜的兩面上在工?b)中附著伴隨的微量水分除去或者攔住。氣刀與輥軸平行地從覆蓋薄膜寬的狹縫噴射。噴射方向優(yōu)選在行駛薄膜的上流側(cè)傾斜數(shù)度。這樣，將行駛的薄膜表面上的水分攔住。當使用防水性大的薄膜時，本發(fā)明中氣刀的作用不只是將薄膜表面的水分干燥除去，其主要作用是薄膜表面的水滴不與薄膜同伴進入以下工序。如果氣刀中使用加熱空氣，將薄膜表面的水滴干燥，水滴的痕跡殘留在薄膜表面上。如果在該薄膜上涂布液晶性高分子制造光學元件，水跡作為制品缺陷表現(xiàn)出來。氣刀的空氣壓、噴射狹縫開口寬和狹縫開口和薄膜間的距離優(yōu)選根據(jù)薄膜的種類、薄膜的行駛速度等適當調(diào)節(jié)。氣刀的噴射位置如果為不與輥接觸的位置，薄膜會全面附著，因此不優(yōu)選。
靜電處理工序由于各種原因在行駛的薄膜上產(chǎn)生靜電，微細的粉塵會附著到薄膜上。此外，由于在本發(fā)明的洗滌工序中使用純水，由于其比電阻低，有可能靜電的產(chǎn)生和靜電引起水附著在薄膜表面上。為了避免靜電的產(chǎn)生，如上所述，與比電阻(25℃)高達16-18MΩ·cm的超純水相比，優(yōu)選比電阻為15-5左右的純水。但是，當盡管這樣仍不能避免靜電的產(chǎn)生時，可以設(shè)置除靜電器。此外，優(yōu)選在洗滌處理前和洗滌處理后還進行適當?shù)某o電。圖1中用符號B表示除靜電器，也可以在這些以外適當設(shè)置。除靜電器優(yōu)選使用公知的設(shè)備。優(yōu)選類型為外加電壓方式(脈沖AC方式)。
導輥在本發(fā)明中，由于使用純水，導輥被水潤濕。其結(jié)果有時在薄膜和導輥之間形成水膜，有時在薄膜和輥之間產(chǎn)生空轉(zhuǎn)。為了避免其發(fā)生，使用防水性高的材質(zhì)的輥，或者使用為了促進排水而在輥表面卷繞了電線等進行了溝加工等的輥?；蛘邇?yōu)選在導輥的一部分卷繞聚乙烯等防水性的膠帶。這樣，即使在薄膜和輥之間形成水膜，在卷繞了膠帶的位置不易形成水膜，因此不會空轉(zhuǎn)。
通過以上的工序(a)、(b)和(c)被高度清潔化的干燥的薄膜卷取到卷取輥上。以上的工序在凈室內(nèi)進行。清潔度越高越好。優(yōu)選控制圖1所示的洗滌裝置內(nèi)的空氣從上向下流動。
使取向基板薄膜這樣高度地洗滌化，在制備液晶顯示器、等離子顯示屏、EL顯示器等各種顯示器中具有的各種光學膜和基板膜等時有用。更具體地說，在制備可以通過涂布液晶性高分子等制備的膽甾醇薄膜、全息膠卷、偏振片、彩色偏振片、位相差片、色補償膜、視野角改善薄膜、輝度提高薄膜、防反射膜、旋光膜等時非常有用。此外，在本發(fā)明中，例如，當將液晶性高分子涂布到薄膜的摩擦面上成為液晶狀態(tài)時，該液晶性高分子的液晶相的分子排列對應于摩擦方向取向。如果將其硬化或固化而固定，可以制備如上所述的各種光學膜。在顯示液晶性的溫度高的向熱型液晶性高分子的情況下，可以對耐熱性高的基板膜進行摩擦處理，在該膜上形成取向液晶層，從該基板將其剝離，轉(zhuǎn)寫到其他透光性基板上成為光學元件。作為該向熱型液晶性高分子，可以為近晶型、向列型、扭曲向列型(膽甾醇型)、圓盤型等任何一種液晶。如果將這些液晶性高分子以熔融狀態(tài)或溶解于適當?shù)娜軇┲械娜芤和坎嫉交迥ど?，使溫度降低到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下，液晶相的分子排列狀態(tài)得以保持。
作為該液晶性高分子，可以列舉使具有羧酸基、醇基、酚基、氨基、硫醇基等化合物縮合而成的縮合類液晶性高分子，以具有丙烯酰基、甲基丙烯?；?、乙烯基、烯丙基等雙鍵的液晶性化合物等為原料制備的液晶性乙烯基聚合物，由具有烷氧基硅烷基的液晶化合物等合成的液晶性聚硅氧烷，由具有環(huán)氧基的液晶性化合物等合成的液晶性環(huán)氧樹脂和上述液晶性高分子的混合物等。在這些各種液晶性高分子中，從制備的薄膜的光學特性等方面出發(fā)，最優(yōu)選縮合類液晶性高分子。
縮合類液晶性高分子通常可以采用適當?shù)姆椒ㄊ闺p官能性單體縮合而制備。作為該雙官能性單體，優(yōu)選芳香族或具有環(huán)己烷環(huán)的雙官能性單體，具體地，可以列舉苯二胺等二胺類，氫醌、2-甲基氫醌、間苯二酚、兒茶酚、4-甲基兒茶酚、4-叔丁基兒茶酚、2，3-二羥基萘等二元醇類，1，4-苯二硫醇、1，2-苯二硫醇等二硫醇類，水楊酸、3-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、7-羥基-2-萘甲酸等羥基羧酸類，2-氨基苯甲酸、3-氨基苯甲酸、4-氨基苯甲酸等氨基酸類，鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1，4-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸、4，4’-聯(lián)苯二甲酸、4，4’-二苯乙烯二羧酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸等二羧酸類等。其中，最優(yōu)選含有作為具有羥基的成分的兒茶酚單元為必須結(jié)構(gòu)單元的縮合類液晶性高分子。
在不破壞液晶性的程度上，在調(diào)制縮合類液晶性高分子時的原料單體中可添加例如草酸、富馬酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸類，乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇等脂肪族二元醇類，二氨基乙烷、二氨基丙烷、二氨基丁烷、二氨基戊烷、二氨基己烷、二氨基庚烷、二氨基辛烷、二氨基壬烷、二氨基癸烷等脂肪族二胺類，羥基乙酸、羥基丙酸、羥基酪酸、羥基戊酸、羥基己酸、羥基庚酸、羥基辛酸、羥基壬酸、羥基癸酸等脂肪族羥基羧酸類等。
此外，根據(jù)需要為了將液晶性高分子的主鏈末端改性，也可以在原料單體中添加單官能性單體、三官能性單體等。作為單官能性單體，可以列舉一分子中具有一個羧酸基、胺基、醇基、酚基、硫醇基等，例如芳香族羧酸類、脂肪族羧酸類、芳香族胺類、脂肪族胺類、酚類、脂肪族酚類。此外，作為三官能性單體，可以列舉例如偏苯三酸、二羥基苯甲酸、羥基苯羧酸、苯三甲酸、均苯四酸等。
將這些單體縮合制備縮合類液晶性高分子，具體說是液晶性聚酯的方法并無特別限制，適宜采用該領(lǐng)域中公知的任何方法。可以任意采用例如，通過使羧酸成為酸鹵化物，或者使二環(huán)己基碳二亞胺等存在，使羧酸活性化后，與醇、胺等反應的方法；將酚進行醋酸酯化后，與羧酸反應通過脫羧酸反應合成的方法；將羧酸為甲酯這樣的酯化物后，根據(jù)需要在適當?shù)拇呋瘎┐嬖谙屡c醇反應，與醇反應通過脫醇反應合成的方法等。
在本發(fā)明的液晶性高分子中也可以單獨使用上述的縮合類液晶性高分子，此外，也可以使用2種或3種以上的縮合類液晶性高分子的混合物。此外，在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)可以適當混合光學活性的液晶性高分子、液晶性乙烯基聚合物、液晶性聚硅氧烷、液晶性環(huán)氧樹脂等各種液晶性高分子、非液晶性高分子等。
實施例采用圖1所示的洗滌裝置進行高度洗滌。其中，將導輥9除去。將該裝置設(shè)置在等級10的凈室內(nèi)。裝置內(nèi)的溫度維持在23℃。作為薄膜1，使用將預先對表面進行摩擦處理的厚60μm、寬400mm的高分子膜充分地除靜電。薄膜的行駛速度為5m/分。
在洗滌裝置內(nèi)，在導輥2和導輥3上，對薄膜從噴射噴嘴4和5沿導輥的中心軸的方向(與薄膜接觸線的垂直方向)分別吹送純水和空氣的混合物。噴射水量分別為50升/分。使用的純水的性狀比電阻(25℃)10MΩ·cm，0.2μm以上的微粒的數(shù)為20個/ml以下。
接著，從噴出噴嘴6和7向從導輥8和10之間垂直上升的薄膜的兩面以膜狀吹送純水。純水使用與上述相同的物質(zhì)。水噴出狹縫寬為700mm，狹縫的間隙為0.2mm，水量為1m3/小時。噴出水膜和與薄膜面垂直的面所成角度為45°。
從導輥8到10cm上的薄膜表面存在直線狀的水線，水從該水線向下沿薄膜表面流下，在導輥8和薄膜的接觸線上形成水滯留部。目視沒有發(fā)現(xiàn)水線上的薄膜表面上有水滴。
然后，在導入導輥11、12向下方行駛的薄膜上，在導輥11、12上、薄膜表面上，用氣刀13、14分別吹送空氣?？諝獾臏囟葹?3℃，氣刀的空氣壓為700mmH2O，氣刀的噴出口間隙為0.2mm，空氣吹出口和薄膜表面的距離為3mm。在氣刀產(chǎn)生的空氣吹送線之上產(chǎn)生小的水滴，它們停留在該線之上。在以上工序中，向除靜電器B外加7000V的電壓進行除電。
以實施例制備的清潔膜和未清潔膜為取向基板膜，使用輥涂機在該薄膜的摩擦處理面上以300mm寬涂布液晶性高分子物質(zhì)溶液。干燥后進行200℃×15分鐘加熱處理，使液晶性高分子取向，然后冷卻到室溫，使液晶結(jié)構(gòu)(扭曲向列型取向結(jié)構(gòu))固定。
對于制備的長的液晶性高分子層觀察有無取向斑和缺陷數(shù)，發(fā)現(xiàn)使用實施例的膜與未洗滌膜相比，成為引起垃圾的缺陷顯著減少。
用于評價的液晶高分子溶液如下所述制造。
合成式(1)的液晶性高分子物質(zhì)(對數(shù)粘度＝0.22dl/g、Tg＝61℃)和含有式(2)的(R)-3-甲基己烷-1，6-二醇單元的光學活性的液晶性高分子物質(zhì)(對數(shù)粘度＝0.17dl/g)。
這些高分子材料的合成通過在鄰二氯苯溶劑中、在三乙胺共存下，使與二羧酸單元對應的酰氯化物和二醇化合物反應而進行。
使制備的式(1)的液晶性高分子物質(zhì)18.1g和式(2)的液晶性高分子物質(zhì)1.9g的混合物溶解于80g的N-甲基吡咯烷酮中，調(diào)制液晶性高分子物質(zhì)溶液。
化1
上述的分析法和評價法如下所述。
(1)液晶性高分子的對數(shù)粘度測定使用烏氏粘度計，在苯酚/四氯乙烷(60/40重量比)混合溶劑中，在30℃下測定。
(2)取向斑和缺陷檢查的觀察取向斑觀察使用奧林巴斯光學(株)制BH2偏光顯微鏡進行。
(3)液晶性高分子的組成的確定將液晶性聚酯溶解于重氫化氯仿中，用400MHz的1H-NMR(日本電子制JNM-GX400)進行測定，確定組成。
根據(jù)本發(fā)明的方法，可以連續(xù)地、極為高度地將薄膜的兩面清潔化。本發(fā)明的方法適用于適合光學元件用薄膜的高清潔度的薄膜的制造。此外，還適合半導體等要求高清潔度的領(lǐng)域中使用的包裝材料等的制造。此外，本發(fā)明的清潔化方法使用純水和空氣，因此適合于在環(huán)境污染成為問題的設(shè)施、環(huán)境中實施。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及將行駛薄膜高度清潔化的方法，其特征在于包括以下順序的工序(a)向在導輥上通過的薄膜表面的每個單面噴射純水的工序；(b)使純水在上升行駛的薄膜的兩面上以膜狀流下的工序；(c)用氣刀向在導輥上通過的薄膜表面的每個單面噴射空氣的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及將行駛薄膜高度清潔化的方法，其特征在于包括以下順序的工序(a)向在導輥上通過的薄膜表面的每個單面噴射純水的工序；(b)使純水在上升行駛的薄膜的兩面上以膜狀流下的工序；(c)用氣刀向在導輥上通過的薄膜表面的每個單面噴射空氣的工序。
文檔編號G02F1/13GK1676230SQ20051006277
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者山梨輝昭, 清原稔和, 福田靖, 大村匠, 村田潔 申請人:新日石液晶薄膜株式會社