(57)【要約】【課題】例えば熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレット同士の合着を防止でき、ポリマー中に含まれる水分量を短時間で効果的に低減し得る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法、該乾燥方法により乾燥された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー及び該ポリマーからなるフィルムを提供する。【解決手段】気流乾燥機を用いて、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを気流により乾燥させる、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流乾燥機を用いて、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを気流により乾燥させることを特徴とする、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法。
【請求項２】
乾燥時の前記気流乾燥機内の温度が、前記熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーのガラス転移温度より低い温度である、請求項１に記載の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法。
【請求項３】
乾燥に用いられる気体が窒素または空気である、請求項１または２に記載の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法により乾燥された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー。
【請求項５】
含水率が０．１重量％以下である、請求項４に記載の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー。
【請求項６】
請求項４または５に記載の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを押出成形してなるフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学用途やディスプレイ分野に用いられるフィルムを得るための熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法に関し、より詳細には、成形前に熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを乾燥する方法、該乾燥方法により乾燥された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー及び該ポリマーからなるフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノルボルネン系樹脂は、他の樹脂材料に比べ、耐熱性及び透明性に優れており、固有複屈折が低くかつ光弾性係数が低い。従って、ディスプレイ分野などに用いられる光学フィルムとして、ノルボルネン系樹脂フィルムが利用されている。しかしながら、ノルボルネン系樹脂フィルムを溶融押出成形により得ようとした場合、割れや欠け等が生じやすく、十分な強度を有するフィルムを安定に成形することが困難であった。
【０００３】
すなわち、原料ペレット中に含まれる水分等の影響により、ノルボルネン系樹脂がＴダイから吐出される際に発泡が起こり、それによってフィルムが破断したり、フィルムに穴が形成されることがあった。また、フィルムの内部に微細な欠陥が生じ、フィルムの外観品質や強度が低下することもあった。
【０００４】
このため、成形前にノルボルネン系樹脂フィルムからなる原料ペレットを予め加熱・乾燥し、ペレット中に含まれる水分を除去する試みがなされてきている。
【０００５】
例えば、下記の特許文献１では、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレットを成形前に高温条件下で乾燥させている。特許文献１では、具体的には、揮発成分量が０．３重量％以下となされたポリマーペレットを、ポリマーのＴｇより低い高温条件下で１時間以上乾燥することとされている。
【特許文献１】特許３１８３２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されている上記直接乾燥法では、ペレットの乾燥むらを低減するためには、用いられる乾燥機内の容量を大きくしなければならず、乾燥設備が大型にならざるを得なかった。さらに、ペレット中の揮発成分を十分低減するためには、乾燥時間を長くする必要があった。
【０００７】
乾燥に長時間を要すると、乾燥機のホッパにペレットが滞留している時間も長くなり、特にホッパ容量が大きい場合にはホッパ下部においてペレットの自重も影響し、ペレット同士が圧密され、ペレット同士がブロッキングすることがあった。このブロッキングしたペレットを押出成形した場合、ペレットの排出不良が生じ、押出成形を安定に行えないことがあった。よって、得られたフィルムの品質が低下することがあった。
【０００８】
ところで、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレットには、所望の目的に応じて、フェノール系やリン系などの老化防止剤；ベンゾフェノン系などの紫外線安定剤；耐光安定剤；アミン系などの耐電防止剤；脂肪族アルコールのエステル、アミドなどの滑剤；多価アルコールの部分エーテルなどの改質剤などの各種添加剤が含まれていることがある。通常、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーのガラス転移温度以下の温度でペレットが乾燥されるが、上記のような添加剤が含まれていると、乾燥に長時間を要した場合、ペレットに含有されている添加剤が溶融してペレット同士が熱融着することがあった。このような熱融着したペレットでは、ペレットの見かけ比重が変動する。よって、押出成形時に押出機のバレル内部における充満率の変動、及び溶融ゾーン長の変動などが生じて、押出成形を安定に行えず、得られるフィルムの品質が低下することがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、例えば熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレット同士の合着を防止でき、ポリマー中に含まれる水分量を短時間で効果的に低減し得る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、押出成形によりフィルムを安定に製造でき、外観品質や強度に優れたフィルムを得ることを可能とする熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー、及び該熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを押出成形して得られたフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法は、気流乾燥機を用いて、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを気流により乾燥させることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法のある特定の局面では、乾燥時の気流乾燥機内の温度は、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーのガラス転移温度より低い温度である。
【００１３】
本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法の他の特定の局面では、乾燥に用いられる気体が窒素または空気である。
【００１４】
本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーは、本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法に従って乾燥されたものである。
【００１５】
本発明に係る熱飽和ノルボルネン系ポリマーのある特定の局面では、含水率は０．１重量％以下である。
【００１６】
本発明に係るフィルムは、本発明に従って構成された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを押出成形して得られたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、気流乾燥機を用いて、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを気流により乾燥させるため、ペレットを短時間で、かつ均一に乾燥させることができる。また、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレット同士が融着したり、ブロッキングすることを防止できるので、この熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの溶融押出成形を安定に行うことができる。よって、フィルムを製造すると外観品質や、強度に優れたフィルムを得ることができる。
【００１８】
乾燥時の気流乾燥機内の温度が、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーのガラス転移温度より低い温度である場合には、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレット同士の熱融着を防止できる。
【００１９】
乾燥に用いられる気体が窒素または空気である場合には、乾燥を効果的に行うことができる。また、窒素または空気は安価であり、乾燥に要するコストを低減できる。
【００２０】
本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーは、本発明に係る熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法に従って構成される。よって、ペレット同士の融着や、ブロッキングを防止でき、含水率を小さくできる。
【００２１】
熱飽和ノルボルネン系ポリマーの含水率が０．１重量％以下である場合には、溶融押出成形によりフィルムを製造する際に、Ｔダイからの溶融されたペレットが吐出される際の発泡を効果的に防止できる。よって、フィルムの製造を安定に行うことができ、外観品質や強度により一層優れたフィルムを得ることができる。
【００２２】
本発明に係るフィルムは、本発明に従って構成された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを押出成形して得られるので、外観品質や強度が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２４】
本発明では、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを乾燥させる。
【００２５】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、開環重合体として日本ゼオン社製「ゼオノア」、ＪＳＲ社製「アートン」等が挙げられ、付加重合体として三井化学社製「アペル」等が挙げられる。上記熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２６】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーには、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、帯電防止剤、滑剤などの添加剤が配合されてもよい。
【００２７】
特に、酸化防止剤は押出成形のように苛酷な熱履歴を伴う場合には必須成分として含有されるものであり、酸化防止剤を配合することにより、押出成形時のポリマーの分解や着色を効果的に防止することができる。上記酸化防止剤としては、特に限定されないが、フェノール系、リン系、イオウ系の酸化防止剤が挙げられる。上記酸化防止剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２８】
上記酸化防止剤は、ポリマーの分解や着色を効果的に防止し得るので、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー１００重量％に対して、０．０２〜０．８重量％の範囲で配合されることが好ましい。
【００２９】
熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーは、乾燥前に例えばペレットにされる。
【００３０】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーは、構造的に非極性な性質を有するため、極性の強いＨ2Ｏ等の分子は透過し難く、吸湿性が小さいことが知られている。しかしながら、上記ペレットとされた熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるペレットでは、他の樹脂からなるペレットと比べて水分量は少ないものの、乾燥前の含水率は０．１〜０．５重量％程度である。
【００３１】
なお、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの含水率は、例えばデジタル赤外水分計等を用いて測定される。
【００３２】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー中に含まれる水分は、溶融押出成形によりフィルムを製造する際に、Ｔダイから吐出されるときの発泡の原因となる。それによってフィルムに穴が形成されてフィルムの内部に微細な欠陥が生じ、フィルムの外観品質や強度が低下する原因となったり、最悪の場合はフィルムが破断して製造できない事態を生起する。
【００３３】
熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー中に水分が含まれることによって生じる問題点を解消するために、本発明では、気流乾燥機を用いて、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーを気流により乾燥させる。
【００３４】
気流乾燥機とは、供給装置により樹脂供給口からペレットを連続的に容器内に供給すると同時に、樹脂供給口より下方に設けられた別の供給口から熱風を送ることによって、ペレットと熱風との急激な熱交換を行い、ペレットを気流搬送しつつ乾燥させるものである。すなわち、容器内のペレットは、熱風の風圧により浮遊、攪拌されるため、複数のペレット同士がブロッキングすることなく、分散した状態で乾燥される。
【００３５】
乾燥時の上記気流乾燥機内の温度は、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）より低い温度であることが好ましい。乾燥時の温度をＴｇ以下とすることで、ペレット同士の熱融着を防止できる。１００℃＜（Ｔｇ−３０）℃である場合に、乾燥時の気流乾燥機内の温度は、（Ｔｇ−３０）〜（Ｔｇ−５）℃の範囲内であることがより好ましい。温度を（Ｔｇ−３０）〜（Ｔｇ−５）℃の範囲内とすることによって、ペレット同士の熱融着をより一層効果的に防止できる。
【００３６】
ペレットの乾燥時間は、６０分以下であることが好ましく、４５分以下であることがより好ましい。ペレットの乾燥が短時間であるほど、ペレット同士の合着を防止できる。
【００３７】
乾燥に用いられる気体としては、窒素、空気、アルゴン等が挙げられる。なかでも、乾燥を効果的に行うことができ、安価であることから、窒素または空気が好ましい。
【００３８】
上記のようにして、気流乾燥機を用いて、気流により乾燥された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーでは、その含水率が０．１重量％以下であることが好ましく、０．０８重量％以下であることがより好ましい。含水率が０．１重量％以下である場合には、溶融押出成形によりフィルムを製造する際に、Ｔダイからの溶融されたペレットが吐出される際の発泡を効果的に防止でき、望ましい。
【００３９】
上述のようにして乾燥された熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーは、押出設備の押出機により溶融押出成形され、例えばフィルムとされる。図１は、熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーからなるフィルムの製造に用いられる装置の一例を示す概略構成図である。
【００４０】
図１に示すように、押出機１内に熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーが投入された後、押出機１から該ポリマーが溶融状態で押し出され、Ｔダイ２に供給される。Ｔダイ２でポリマーが製膜され、フィルム３が排出される。フィルム３は、冷却ロール４に接触され、冷却される。なお、５はタッチロールであり、冷却ロール４にフィルム３を接触させるために設けられている。このようにして得られたフィルム３は、ロール６，７を経て巻き取られる。
【００４１】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
〔熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー〕
熱可塑性ノルボルネン樹脂（熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマー、日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア」、Ｔｇ＝１４２℃）からなるペレットを用意した。
【００４３】
上記ペレット中には、添加剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤（チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名「Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０」）０．６重量％を含有させた。
【００４４】
デジタル赤外水分計（ケット科学研究所社製、型番「ＦＤ２３０」）を用いて、上記ペレットの乾燥前の含水率を測定したところ０．１４重量％であった。
【００４５】
〔熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの乾燥方法〕
（実施例１）
気流乾燥機（ホソカワミクロン社製、型番「ドライマスタＤＭＲ−１」）を用意した。この気流乾燥機内に上記ペレットを投入した後、乾燥機内の温度を１２０℃とし、ペレットを４５分間乾燥させた。なお、気流乾燥に際して、気体として窒素ガスを用いた。
【００４６】
（比較例１）
熱風循環方式の脱湿型乾燥機（カワタ社製、型番「ＤＲＡ−３０ＺＤ」）を用意した。この脱湿型乾燥機は、ペレットを一定量貯蔵できる容器内に、熱風の供給ノズルおよび排出ノズルを有する。排出ノズルから排出された熱風は、脱湿装置により除湿され、さらに再昇温され、再び容器内に供給されるように構成されている。
【００４７】
脱湿型乾燥機の容器内に上記ペレットを投入した後、容器内に熱風を供給することにより、容器内の温度を上昇させ１２０℃に保持し、ペレットを１２０分間乾燥させた。なお、熱風乾燥に際して、気体として窒素ガスを用いた。
【００４８】
（比較例２）
乾燥時間を４５分としたこと以外は比較例１と同様にして、上記ペレットを乾燥させた。
【００４９】
〔乾燥後の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの評価〕
上記のようにして乾燥されたペレットについて、含水率、およびブロッキングの有無を評価した。
【００５０】
〔乾燥後の熱可塑性飽和ノルボルネン系ポリマーの押出成形の評価〕
次に、乾燥されたペレットを押出成形することにより、フィルムを製造した。押出成形には、図１に示す以下の押出設備を用いた。
【００５１】
・押出機１：口径１００ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２の単軸式押出機を用いた。
【００５２】
・Ｔダイ２：有効幅１８００ｍｍのものを用いた。
【００５３】
・冷却ロール４：３本ロール方式を採用し、オイルを熱媒体として用いる熱媒体循環加熱方式の温度調節機構を備えている。
【００５４】
押出成形に際して、樹脂がＴダイ２から吐出される際の発泡の有無、および押出機のスクリュ電流値の変動を評価した。
【００５５】
〔実施例および比較例の評価結果〕
結果を下記表１に示す。
【００５６】
【表１】
2007106821.tif 000002
【００５７】
表１に示すように、気流乾燥機を用いた実施例１の乾燥方法では、脱湿型乾燥機を用いた比較例２の乾燥方法と比較して、短時間でペレットの含水率を０．０８重量％とすることができた。
【００５８】
気流乾燥機を用いた実施例１の乾燥方法では、ペレットのブロッキングが発生しなかった。他方、脱湿型乾燥機を用いた比較例１の乾燥方法では、ホッパ下部でペレットのブロッキングが発生し、ホッパからの排出不良が発生した。
【００５９】
押出成形に際しては、実施例１の乾燥方法により得られたペレットを用いた場合には、押出機のスクリュ回転数、及びスクリュ電流値に不安定な挙動は見られず、スクリュ電流値は±５％の範囲内で推移し、樹脂がＴダイから吐出される際の発泡も見られなかった。他方、比較例１の乾燥方法により得られたペレットを用いた場合には、樹脂がＴダイから吐出される際に発泡は見られなかったものの、スクリュ電流値が±１５％の範囲内で推移し、スクリュ電流値が±５％の範囲外となることがあった。比較例１の乾燥方法により得られたペレットを用いた場合には、樹脂がＴダイから吐出される際に発泡が見られ、フィルムの生産が不可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】フィルムの製造に用いられる製造装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００６１】
１…押出機
２…Ｔダイ
３…フィルム
４…冷却ロール
５…タッチロール
６，７…ロール
【図１】
2007106821.tif 000003