対象

フィルムに携わる全ての関係者

監修

出光興産(株)　　金井 俊孝

執筆者

出光興産(株)　　金井　俊孝
井口CC技術士事務所　　井口　勝啓
松本技術士事務所　　松本　宏一
金沢大学　　山田　敏郎
金子技術士事務所　　金子　四郎
金沢工業大学　　小川　俊夫
東レ(株)　　東大路　卓司
東レ(株)　　恒川　哲也
山形大学　　伊藤　浩志
信州大学　　大越　豊
電気化学工業(株)　　土佐　隆廣
(有)ホーセンテクノ　　大谷　新太郎
早稲田大学　　大木　義路
東洋紡績(株)　　伊藤　勝也
東洋紡績(株)　　沼田　幸裕
西沢技術士事務所　西沢 仁
帝人デュポンフィルム(株)　　浅井 真人
帝人デュポンフィルム(株)　　武久　慶太
帝人デュポンフィルム(株)　　宗像　伸枝
出光ユニテック(株)　　高重 真男
出光興産(株)　　船木　章
帝人(株)　　遠藤　浩平
日本ゼオン(株)　　荒川 公平
古河電気工業(株)　　伊藤正康
日東電工(株) 吉見　裕之
住友スリーエム(株)　　 佐野　興一
(株) ブリヂストン　　田沼逸夫
(株) ブリヂストン　　増田善友
(株) ブリヂストン　　櫻井　良
(株) ブリヂストン　　西井雅之
JSTイノベーションプラザ京都　　辻岡　則夫
サンビック(株)　　瀬川　正志
(株)デンギケン　　杉本　榮一
日本ゼオン(株)　　池田　功一
帝人デュポンフィルム(株)　　小山松　敦

内容

第1章　フィルム技術の新しい技術的潮流

1.フィルム用材料
1)光学用材料
　a.脂肪族環状ポリオレフィン(COP、COC)
　b.ポリカーボネート(PC)
　　c.ポリエステル(PET)
　　d.複合化技術(ゼロ・ゼロ複屈折)
　2)高耐熱バイオプラスチック
2.成形技術
1)光学フィルムの溶融押出成形
　2)フィルム延伸技術
　3)超臨界発泡
3.二次加工、微細技術、塗膜
1)微細転写技術
　2)光散乱微粒子含有導光板
　3)超バリアー性フィルム
　4)薄膜塗膜技術
4.解析技術
1)光学材料の光学特性の予測技術
　2)光学部材の光学均一性を予測する解析技術
　3)光学設計
5.製品化技術
　5.1ディスプレイ用部材
　1)LCD部材
　a.液晶 b.プリズムシート c.視野拡大・位相差フィルム
　　2)有機EL
　　3)タッチパネル用部材
　　4)電子ペーパー
　5.2　太陽電池用フィルム・シート
　1)太陽電池用封止材
　　2)太陽電池用バックシート
　　3)太陽電池用フレキシブルフィルム
　5.3　次世代自動車用部材(Liイオン電池、コンデンサー)
　1)Liイオン電池セパレーター
　　2)ソフトパッケージ
　　3)コンデンサー用極薄フィルム
・耐熱化 ・表面の粗面化 ・インバータ制御の高出力化
　a.小型薄膜化 b.耐熱性向上 c.蒸着電極膜の薄膜化
6.全体の流れと今後

第2章　フィルム成形用押出機スクリュ、Tダイおよび共押出用機器の最適設計

Ⅰ.スクリュの最適設計
　1.ソリッドベッドのブレークアップ
　　1.1 溶融モデル
　　1.2 ソリッドベッドのブレークアップと成形上の問題点
　2.バリヤ型スクリュ
　　2.1 バリヤ型スクリュの構造的特徴と作用
　　2.2 バリヤ型スクリュの設計・選択上の要点
　3.まとめ
Ⅱ.Tダイ流路の最適設計
　1.離散化-抵抗法による最適流路の設計計算式の導入(4,5)
　　1.1 前提条件と仮定
　　1.2 離散系での計算式の導入
　　　1.2.1 マニフォールド径Diの計算式
　　　1.2.2 プリランド傾斜角φの計算式
　　1.3 離散系から連接系・連続系へ(実用的な設計計算式の導入)
　　　1.3.1 マニフォールド径D(z)の計算式
　　　1.3.2 プリランド傾斜角φの計算式
　2.流路設計上の留意点
　　2.1 先行して設定すべき寸法とその影響
　　2.2 流れ指数nの影響
　　2.3 マニフォールドの等価円の計算式
　3.最適流路の設計計算例
　4.設計図の妥当性の検証:数値シミュレーション
　5.まとめ

第3章　多層加工法の種類とトラプル対策

はじめに
1.各種ラミネート加工方法の種類と加工工程　
　1.1 サーマルラミネーション(thermal lamination )
　1.2 ホットメルトラミネーション(hot melt lamination )　
　1.3 ノンソルベントラミネーション(non - solvent lamination )
　1.4 ウエットラミネーション(wet lamination )
　1.5 ドライラミネーション(dry lamination　)
　1.6 押出コーティング・ラミネーション(extrusion coating　lamination )
　1.7 共押出コーティング・ラミネーション(co-extrusion coating lamination)
2.各種ラミネート加工方法の各部での加工上での主なポイント
3.ラミネート加工における接着の発生
　3.1 濡れ　
　3.2 表面張力
　3.3 アンカー・ファスナー効果
　3.4 溶解度パラメーター(SP solubility　parameter )
　3.5 吸着と拡散
4.ラミネート部の接着および剥離現象
5.各種ラミネート加工方法の主なトラブルと対策
終わりに

第4章　フィルム製法の種類と延伸技術、トラプル対策

1.はじめに
2.フィルム製膜工程
　2.1 カレンダー法
　2.2 溶液製膜法(キャスティング法)
　　2.2.1 ドープの調合工程
　　2.2.2 ドープのキャスティング(流延)工程
　　2.2.3 溶剤の揮発・乾燥工程
　　2.2.4 溶液製膜法の特徴
　2.3 溶融製膜法(溶融押出法)
　　2.3.1 フィルム製造プロセスの概要
　　2.3.2 フラットダイ法(Tダイ法)
　　2.3.3 インフレーション法
　　2.3.4 押出工程でのポリマー流動の評価指標
　　2.3.5 フィルム成形時の応力・変形解析のための構成方程式とは
3.フィルム延伸技
　3.1 延伸による効果とフィルム延伸方式
4.逐次二軸延伸フィルム製造プロセスの概要
　4.1 押出・製膜工程
　4.2 縦延伸工程
　　4.2.1 縦延伸予熱工程
　　4.2.2 縦延伸工程
　　4.2.3 縦延伸装置
　4.3 横延伸・熱固定工程
　4.4 巻取工程
5.多層加工工程
　5.1 共押出法(co-extrusion)
　　5.1.1 インフレーション法による共押出
　　5.1.2 Tダイ法による共押出
　5.2 ラミネート法(lamination)
　　5.2.1 押出しラミネート法
　　5.2.2 接着剤を使用したラミネート法
　5.3 ヒートシール(heat sealing)
　　5.3.1 外部加熱法
　　5.3.2 内部発熱法
6.表面処理工程
　6.1 物理的処理
　　6.1.1 コロナ放電(コロナ)処理
　　6.1.2 プラズマ処理
　　6.1.3 フレーム処理(火炎処理)
　6.2 化学的処理ほか
　　6.2.2 化学的処理
　　6.2.3 マット加工

第5章　プラスチックフィルム表面処理と機能性向上

はじめに
1.処理の基本的方法
　1.1 表面処理と表面張力
　1.2 表面処理法の種類
　1.2.1 物理的処理 1.2.2 化学的処理
2.表面改質の実例
　2.1 ポリオレフィン
　2.2 ポリエチレンテレフタレート
　2.3 芳香族ポリイミド
　2.4 エチレン/ビニルアセテート共重合体
3.処理効果の安定性
おわりに

第6章　プラスチックフィルムのコーティング技術

1.ダイコート技術の概要と課題・問題点およびトラブル対策
　1.1 ダイコート技術の概要・特徴
　　1.1.1 ダイ
　　1.1.2 サクションチャンバー
　　1.1.3 ダイ架台・塗り付け装置
　　1.1.4バックアップロール
　1.2 塗布性について
　　1.2.1 支持体(べース)への圧力
　　1.2.2 支持体と塗布液の濡れ
　　1.2.3 支持体表面粗さ
　　1.2.4 サクション
　1.3 塗布量分布について
　1.4 塗布可能領域について
　1.5 現場の実用化時の課題・問題点およびトラブル対策(具体的対応)
　　1.5.1 塗布スジ(縦スジ)
　　1.5.2 塗布ムラ(段ムラ,乾燥ムラ)
　　1.5.3 塗布量分布ムラ(長手方向と幅方向の厚みムラ)
　　1.5.4 送液系(脱泡、濾過)
　　1.5.5 異物(ゴミ)
　　1.5.6 ベースフイルムの問題
2.グラビアコートの概要と課題
　2.1 塗布量を決める要因
　　2.1.1 メッシュ
　　2.1.2 回転数(逆転)の影響
　　2.1.3 ラップ角の影響
　　2.1.4 ブレード圧力
　　2.1.5 ブレード先端形状
3.バーコートの概要と課題
　3.1 塗布量の変動要因の確認
　3.2 概観不良
　3.3 その他(耳処理、張力コントロール・・・)
4.機能性フイルムのコーティング技術を支えている周辺技術の概要
　4.1 脱泡技術
　4.2 濾過技術
　4.3 洗浄技術の強化
　4.4 クリーン化技術

第7章　二軸延伸フィルムの開発とナノアロイ制御技術

はじめに
1.ナノアロイ技術の開発
　1.1　ナノアロイの概念
　1.2　ナノアロイ微細構造制御技術の開発
2.二軸延伸ナノアロイフィルムの創出
3.二軸延伸ナノアロイフィルムの工業化と今後の展望

第8章　フィルム分析・評価技術

第1節 押出・キャスティングにおけるフィルムの流動解析・ネッキング形状の予測
1.溶融Tダイキャスティング法
2.テンター二軸延伸成形

第2節　フィルム巻き取り製品の内部応力予測と評価
はじめに
1.マイクロスリットフィルム製品
2.解析モデル
　2.1　仮定
3.半径方向弾性率の測定
4.内部応力計算
　4.1　計算条件
　4.2　計算結果
5.巻き取り製品の評価
　5.1　超音波法による密度分布測定
　5.2　空気同伴量の測定
6.まとめ

第3節　フィルム延伸過程の現象評価,複屈折計測
はじめに
1.フィルム延伸過程のオンライン光学遅延計測
2.フィルムの厚み計測
3.おわりに

第4節 フィルムにおける結晶化度・分子配向度・屈折率評価
はじめに
1.結晶化度
　1.1　密度による結晶化度評価
　1.2　熱分析(融解熱)による結晶化度評価
　1.3　X線回折による結晶化度評価
　1.4　赤外吸収スペクトルによる結晶化度評価
2.分子配向度
　2.1　分子配向の3要素
　2.2　延伸による分子鎖配向
　2.3　配向の評価法
3.屈折率と複屈折
　3.1　光学現象と屈折率
　3.2　複屈折の起源
　3.3　固有複屈折
　3.4　複屈折の評価法

第5節　フィルムのバリア性評価技術
はじめに
1.装置の概要と測定原理
　1.1 OXTRAN(O2TR)
　1.2 PERMATRAN(WVTR)
　1.3 AQUATRAN(WVTR)
2.各分野におけるガスバリア性評価の必要性と要求レベル
3.超ハイバリア水蒸気透過度測定方法について
　3.1 カップ法による評価法(等圧法)
　3.2 圧力法による評価法(差圧法)
　3.3 感湿センサー法による評価法(等圧法)
　3.4 モコン法による評価法(等圧法)
　　　1)赤外センサー法 2) クーロメトリック法
　3.5 カルシウム腐食法による評価法
4.ガスバリア性評価の信頼性
　4.1 装置の校正がなされ、測定結果が検証できること
　　　1)NIST標準フイルムで確認する方法
　2)自社が生産したフイルムで確認する方法
　3)NISTトレサーブル標準ガスで確認する方法
　4)重量フイルム法で確認する方法
　　　5)露点計による方法
　4.2 システムリーク率(ゼロレベル)が確定されていること
　4.3 測定温度、湿度の正確性
5.包装材料と製品形状での測定方法
　5.1 フイルム、シート形状での測定ポイント
　5.2 容器(パッケージ)形状での測定ポイント
6.有機EL、太陽・燃料電池関連部材開発におけるガスバリア性の評価
　6.1 有機EL(Organic Electro-Luminescence)
　6.2 太陽電池(Photovoltaic Battery)
　6.3 燃料電池(Fuel Battery)
おわりに

第6節　フィルムの電気絶縁性・誘電特性・帯電性評価
はじめに
1.電気絶縁性とその評価
　1.1　絶縁抵抗の特性と評価
　1.2　絶縁破壊電圧と絶縁破壊電界
　1.3　絶縁破壊特性評価法
　1.4　絶縁劣化とその評価
2.誘電特性とその評価
　2.1　高分子の誘電特性
　2.2　誘電特性の評価法
　　 (1)低周波域 (2)高周波域
3.帯電性とその評価

第9章　フィルムの機能性向上技術

第1節　包装材料とバリアー性向上
1.序
2.包装材を取り巻く環境の変化
3.期待される機能性フィルムの分野
4.ガスバリアフィルムを中心とした技術動向と展望
　4.1　コーティング
　4.2　共押出フィルム
　4.3　基材フィルム
　4.4　アクティブパッケージング
　4.5　ボトル,トレイ
5.ドライプロセスによるフィルムのバリア性向上
　5.1 背景
　5.2　製造技術
　　5.2.1　蒸着法　　5.2.2　CVD法
　5.3　二元蒸着ガスバリアフィルム
　　5.3.1　序
　　5.3.2　材料技術
　　5.3.3　バリアフィルムの特性
　　5.3.4　製作方法
　5.4　基材フィルム表面改質による蒸着フィルムの機能向上19)
　　5.4.1　序　　　　5.4.2　実験例　　5.4.3 考察
6.結言

第2節　耐久・耐熱・難燃性の向上技術
はじめに
1.耐熱性改良による耐久性向上技術
　　1)PEの耐熱性向上技術
　　2)PVCの耐熱向上技術
2.難燃性改良による耐久性向上技術
　　1)難燃化の基本と難燃剤
　　2)フィルム難燃化の特徴
　　3)フィルム用難燃系の選択と課題
　　4)難燃性フィルムの開発例

第3節　透明・導電性の向上技術
1.透明導電フィルム
　1.1　透明電電フィルムとは
　1.2　ITOフィルム
　1.3　ITO代替材料の開発
2.導電性高分子について
　2.1　これまでの導電性高分子の開発
　2.2　導電性高分子の実用化
3.新規導電フィルムCurrentFine®の特性
　3.1　フィルム構成
　3.2　CurrentFine®の光学特性
　3.3　柔軟性
　3.4　面内抵抗均一性
　3.5　耐環境性
　3.6　その他の特徴
4.まとめ

第4節　易裂性の向上技術
はじめに
1.市場動向
　1.1 環境問題に関して
　1.2 健康問題に関して　
　1.3 製品安全法(PL法)に関して
2.易裂性(開封性)の付与手段
3.易裂性の発現機構
　3.1 易裂性フィルムの性能評価
　　3.1.1 透過型電子顕微鏡拡大観察評価(TEM)
　　3.1.2 光散乱強度評価(SALS)
　　3.1.3 単体フィルムの直線カット性評価
　　3.1.4 製袋品のカット性評価
　　3.1.5 MXD6配合比率と直線カット性
　　3.1.6 MXD6配合比率と引裂き抵抗値
　　3.1.7 フィルムの切り口部の拡大観察評価
　　3.1.8 MXD6配合比率と酸素ガス透過度
　　3.1.9 Ny6とMXD6樹脂の反応制御
　3.2 易裂性発現機構のまとめ
4.代表用途例の紹介
　4.1 医療・医薬分野
　4.2 レトルト食品
　4.3 洋菓子・和菓子分野
　4.4 チャック付き袋
　4.5 易裂性・直線カット性・口元カール性
5.今後の展開

第5節　フィルム・シートの透明性向上技術
～押出成形及び結晶構造制御の組合せ技術～
はじめに
1.溶融樹脂膜の外部ヘーズに及ぼす押出スクリュー形状の影響
　1.1　基本形状による予備評価
　1.2　スクリュー形状の最適化
2.高透明性PPシート製造に寄与する因子の解析
　2.1　透明性に与える立体規則性の影響
　2.2　透明性に与える分子量分布の影響
　2.3　透明性に与える透明改質剤としてのL-LDPE添加の影響
おわりに

第10章　フィルム・アプリケーション展開と要求特性・機能性向上技術

第1節　光学フィルムの機能性向上

第1項　液晶ディスプレイの性能を向上させる位相差フイルム
はじめに
1.位相差フイルムの歴史
2.位相差フイルムの機能
3.位相差フイルムの製法(延伸技術を中心に)　
4.位相差フイルムの低コスト化の最近の取り組み
　4.1 逐次二軸延伸位相差フイルム
　4.2 斜め延伸法
5.延伸フィルムの今後の展開

第2項　微細発泡体の開発と光反射板への展開
はじめに
1.微細発泡技術
　1.1　微細発泡プロセス
　1.2　微細発泡体の例
2.微細発泡技術のPET樹脂への応用
　2.1 微細気泡PETシートの反射特性
2.2 微細気泡PETシート反射板の効果
3.光反射板としての応用例
3.1 看板・照明分野
3.2 液晶分野
3.3 LED分野への展開
4.今後の展開

第3項　 LCD光学機能フィルムの色再現性と表示性能の向上、アプリケーション動向
はじめに
1.LCDの表示性能向上
　1.1　高輝度化
　　1.1.1　偏光板
　　1.1.2　反射型偏光板
　1.2　高コントラスト化
　　1.2.1　偏光板の表面処理
　1.3　広視野角化
　　1.3.1　位相差フィルム
　　1.3.2　コリメート光源と拡散板を用いたLCDシステム
　1.4　色再現性
　1.5　表示均一性
2.アプリケーションの動向
おわりに

第4項　光学フィルムによるLCD高輝度化技術
はじめに
1.レンズフィルム
　1.1　レンズフィルム
　1.2　 頂角R付きレンズフィルム
　1.3　ランダムパターンレンズフィルム
　1.4　 波型形状(ウエーブ)フィルム
　1.5　レンズフィルムまとめ
2.多層光学フィルム
　2.1　反射型偏光フィルム機能
　2.2　原理・フィルム構造
　2.3　正反射フィルム
3.液晶テレビでの応用例
まとめ

第5項　電子粉流体を用いたディスプレイの実用化とフレキシブル化の現状
1.はじめに
2.電子ペーパーのアプリケーション
　2.1　電子書籍
　2.2　情報端末及びその他の用途
3.電子ペーパー「AeroBee」
　3.1　「AeroBee」の構造と特長
　3.2　「AeroBee」のカラー化
　　3.2.1　着色電子粉流体を用いた表示
　　3.2.2　カラーフィルターをいたフルカラー表示
4.フレキシブルディスプレイ
　4.1　フレキシブルディスプレイ開発の課題
　4.2　樹脂基板材料に要求される性能
　　4.2.1　樹脂基板の熱変形
　　4.2.2　ITO(IZO)系電極
　　　(1)フィルム基板厚さとITO電極の耐久性
(2)フィルム基板下地処理法の最適化
　4.3 有機系透明電極の検討
　　4.3.1 PEDOT/PSS※2)系電極材料
4.3.2 フレキシブルディスプレイの試作
5.まとめ

第2節　リチウムイオン二次電池に使われるセパレータの要求特性と機能向上

はじめに
1. LIBの市場動向
2.LIB用セパレータ
　2.1　各種電池とセパレータ
　2.2 LIBセパレータの機能と役割
　2.3 LIBセパレータの必要特性
1)化学安定性
2)機械的特性
3)膜厚
4)安全性(電流遮断特性)
5)電解液保持性
　2.4 セパレータの主要特性評価法
1)孔径
2)空孔率
3)曲路率
4)透気度(ガーレー値)
5)機械特性
6)熱特性
　2.5　電池特性とセパレータ
1)電池組立性能
2)充放電特性、サイクル特性
3)電池安全性
4)その他
3.LIBセパレータ製造技術
　3.1　多孔化技術
1)湿式
2)乾式法
　3.2 延伸技術
　3.3　多層化技術
4.開発動向
　4.1　安全性向上
　4.2　低コスト化、低炭素化対応
終わりに

第3節　太陽電池を支えるフィルム技術の開発と機能性の新展開

第1項 太陽電池封止EVAフィルムの開発・機能向上技術
1.太陽電池モジュールの構造
2.EVA樹脂に関して
　2.1 EVA樹脂の生産量
　2.2 EVA樹脂の分類
3.結晶系シリコンセルの封止向けEVA封止材について
　3.1 EVA封止材の組成と架橋・接着の原理
　3.2 結晶系シリコン太陽電池モジュールの製造方法
　3.3 太陽電池ラミネーターの条件設定に関して
4.EVA封止材の開発動向
　4.1 原理
　4.2 詳細
　4.3 発電量向上に関する実証試験
まとめ

第2項　太陽電池BS(保護フィルム)
はじめに
1.結晶シリコン系PVモジュールの構造
2.PVモジュールの課題
3.評価の重要性
4.保護フィルム(バックシート)
　4.1　BS用接着剤
　4.2　接着剤の試験・評価技術
　4.3　封止樹脂と保護フィルムの適合性評価
　4.4　BSとEVAフィルム(汎用フィルム)と剥離力
　　4.4.1　T字剥離試験試料作成条件
　　4.4.2　試験結果
5.電気絶縁評価
6.難燃性・耐熱性の向上対策
　6.1　はじめに
　6.2　モジュール認証制度
7.バックシートの安全性
　7.1　バックシートのRTI値について(相対温度指数)
　7.2　バックシートに対する要求特性
まとめ(課題と展望)

第3項　太陽電池用プラスチックフィルム基板
はじめに
1.プラスチックフィルム基板用ポリマーの分子設計
　1.1　シクロオレフィンポリマーとは
　　1.1.1　 ZEONEXⓇ
　　1.1.2　 ZEONORⓇ　
2.プラスチックフィルム基板用ポリマーとしてのシクロオレフィンポリマーの特長と技術動向
　2.1　透明性
　2.2　耐湿性と水蒸気バリア性
　　2.2.1　耐湿性
　a)　吸湿性試験 b)　高温高湿性 c) プレッシャークッカー試験
　　2.2.2　水蒸気バリア性
　2.3　耐候性付与技術
まとめ

第4項　ポリエステルフィルムの太陽電池用途への展開
はじめに
1.太陽電池用途でのポリエステルフィルムの使われ方,要求特性
2.帝人デュポンフィルムの太陽電池用ポリエステルフィルム
3.ポリエステルフィルムの製膜プロセス
4.ポリエステルフィルムの耐候性向上技術
5.加速劣化試験での品質寿命の推定
おわりに

第4節　生分解性(バイオマスプラスチックフィルム)の向上技術
はじめに
1.バイオプラスチックの開発
　1.1　生分解樹脂の歴史と展開コンセプト
　1.2 ポリ乳酸
　　1.2.1　ポリ乳酸の課題と改質技術
　1.3　ステレオコンプレックスポリ乳酸(scPLA)
　　1.3.1　ステレオコンプレックス結晶の形成メカニズム
　　1.3.2　ステレオコンプレックスポリ乳酸(scPLA)の特長
　(1)　耐熱性 (2)　加水分解性 (3)　結晶性 (4)　耐溶剤性
　　1.3.3　フィルム用途への展開
　　1.3.4　scPLAの今後の課題