CN101253229A - 纤维素酯薄膜、偏光片及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维素酯薄膜,其特征在于,通过正电子湮没寿命法所求得的自由体积半径为0.25~0.310nm、半峰宽为0.04~0.1nm,且下式所定义的Ro为0~10nm、Rt为-30~+20nm,式(a)Ro=(nx-ny)×d式(b)Rt=((nx+ny)/2-nz)×d(式中,Ro表示薄膜面内光程差值、Rt表示薄膜厚度方向光程差值、nx表示薄膜面内的滞相轴方向的折射率、ny表示薄膜面内的进相轴的折射率、nz表示薄膜厚度方向的折射率(折射率在波长590nm下测定)、d表示薄膜厚度(nm))。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素酯薄膜、偏光片及显示装置,更详细地说,涉及一种在使用光学各向异性降低的纤维素酯薄膜的偏光片制造工序中,不易发生断裂故障,不易引起光程差值变化的纤维素酯薄膜。另外,本发明还涉及通过组装使用该纤维素酯薄膜制成的偏光片,即使改变画面的亮度,其可视性也优良的面内转换模式液晶显示装置。
背景技术
随着液晶显示装置的高性能、高品质化,对于偏光片所用的偏光片保护膜,提出了各种要求。
作为目前一般所用的液晶显示装置的偏光片保护膜,通常使用以纤维素酯为材料的薄膜。从确保平面性等的观点考虑,纤维素酯薄膜一般采用溶液流延制膜方法获得,相对于薄膜面内的折射率,沿厚度方向的折射率有降低的倾向。考虑到液晶显示装置的显示模式,或者与其它的相位差薄膜、部件的相位差组合的结果,为了确保液晶显示装置的视角,要求使用那些沿厚度方向与面内方向的折射率相等的薄膜,尤其是面内折射率更高的偏光片保护膜,作为最适宜的偏光元件保护膜。
专利文献1中记载了一种通过添加乙烯类聚合物而使获得的偏光元件在高温高湿下的劣化少,且光学各向异性减低了的纤维素酯薄膜,但只添加乙烯类聚合物时,在制造偏光片的工序中,极易引起断裂故障,并且其光程差值容易变动,因此人们要求进一步抑制这种现象。特别是在面内转换模式(以下简称为IPS型)液晶显示装置中,当人们根据观看图像时周围的明暗来调整画面亮度时,往往看到对比度或者色移等可视性的变化。
〔专利文献1〕特开2003-12859号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种在使用光学各向异性降低的纤维素酯薄膜的偏光片的制造工序中,不易发生断裂故障,不易引起光程差值变化的纤维素酯薄膜。另外,本发明还提供一种通过组装使用该纤维素酯薄膜制成的偏光片而获得的,即使改变画面的亮度,其可视性也优良的面内转换模式液晶显示装置。
为达成上述目的,本发明的一个实施方案为一种纤维素酯薄膜,其特征在于,采用正电子湮没寿命法求得的自由体积半径为0.25~0.31nm,半峰宽为0.04~0.1nm,且以下式指定义的Ro为0~10nm、Rt为-30~+20nm。
式(a)Ro=(nx-ny)×d
式(b)Rt=((nx+ny)/2-nz)×d。
附图说明
图1表示自由体积半径与相对强度的关系的代表性曲线图的一例。
具体实施方式
本发明的上述课题可通过以下的构成来达到。
(1)一种纤维素酯薄膜,其特征在于,采用正电子湮没寿命法求得的自由体积半径为0.25~0.31nm、半峰宽为0.04~0.1nm,且以下式指定义的Ro为0~10nm、Rt为-30~+20nm,
式(a)Ro=(nx-ny)×d
式(b)Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
(式中,Ro表示薄膜面内光程差值;Rt表示薄膜厚度方向光程差值;nx表示薄膜面内的滞相轴方向的折射率;ny表示薄膜面内的进相轴方向的折射率;nz表示薄膜厚度方向的折射率(折射率为在波长590nm处测定);d表示薄膜厚度(nm))。
(2)如上述(1)所述的纤维素酯薄膜,其特征在于,作为添加剂,含有一种由具有烯属不饱和键的单体所合成的重均分子量500~30000的聚合物。
(3)如上述(1)所述的纤维素酯薄膜,其特征在于,含有选自下述通式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)中的至少一种添加剂,
【化1】
通式(1)
(式中,R1、R2各自独立地表示可具有取代基的烷基或者可具有取代基的芳基),
【化2】
通式(2)
(式中,X2表示B、C-R(R表示氢原子或者取代基)、或者N;R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34和R35表示氢原子或者取代基),
通式(3)R1-(OH)n
(式中,R1表示n价的有机基团;n表示2以上的正整数),
【化3】
(式中Y31~Y70各自独立地表示C1~C20的酰氧基、C2~C20的烷氧羰基、C1~C20的酰胺基、C1~C20的氨基甲酰基或者羟基;V31~V43各自独立地表示氢原子或者C1~C20的脂肪族基;L31~L80各自独立地表示单键、或者总原子数为1~40的C0~C20的二价饱和连接基;V31~V43和L31~L80还可以具有取代基),
【化4】
通式(13)
(式中Q1、Q2和Q3各自独立地表示具有五元环或者六元环的基团;环包括烃环和杂环;环还可与其它环形成稠环),
【化5】
通式(14)
(式中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或者C1~C5的烷基;X表示单键、-0-、-CO-、亚烷基或者亚芳基;Y表示氢原子、烷基、芳基或者芳烷基)。
(4)如上述(1)所述的纤维素酯薄膜,其特征在于,该Rt为-20nm≤Rt≤3nm。
(5)一种偏光片,其特征在于,偏振膜的至少一面具有上述(1)~(4)任一项所述的纤维素酯薄膜。
(6)如上述(5)所述的偏光片,其特征在于,具有膜厚10~20μm的聚乙烯醇类偏光元件。
(7)如上述(5)所述的偏光片,其特征在于,其中,偏光元件使用乙烯改性聚乙烯醇。
(8)一种显示装置,其特征在于,具有正下面型背光源,且具有上述(5)~(7)任一项所述的偏光片。
根据本发明,可提供一种在使用可降低光学各向异性的纤维素酯薄膜的偏光片制造工序中,不易发生断裂故障,不易引起光程差值变化的纤维素酯薄膜。另外,本发明还可提供一种通过组装使用该纤维素酯薄膜制成的偏光片而获得的,即使改变画面的亮度,其可视性也优良的面内转换模式液晶显示装置。
下面,详细说明用于实施本发明的最佳方案,但本发明不受它们的限定。
本发明的纤维素酯薄膜,其特征在于,采用正电子湮没寿命法求得的自由体积半径为0.25~0.31nm、半峰宽为0.04~0.1nm,且由上式定义的Ro为0~10nm、Rt为-30~+20nm。
通常情况下,希望根据观看图像时周围的明暗来调整显示装置画面的亮度。即,当观看图像时,在明亮的房间,最好提高画面的亮度,相反,在比较灰暗的房间,则最好降低画面的亮度。优选以传感器测定房间的明暗并据此自动改变画面亮度。然而已探明,如果改变亮度,就会产生画面的对比度或者色移等可视性变化的问题。其理由虽未确定,但是可以推测,这是由于来自背光源的发热量变动,从而改变其可视性的缘故。
本发明的纤维素酯薄膜,如上述Ro、Rt的范围所示,光学各向异性被极度降低,进而采用正电子湮没寿命法求得的自由体积半径为0.25~0.310nm、半峰宽为0.04~0.1nm,具有以往的纤维素酯薄膜所无法得到的特性,因此使用本发明的纤维素酯薄膜作为偏光片保护膜的偏光片,可以改善上述的问题,从而可以提供一种即使改变亮度也可以使可视性的变化降低的显示装置。即,可提供一种可根据周围的明暗来自动改变亮度的液晶显示装置。
下面,详细说明本发明。
本发明的纤维素酯薄膜的特征在于,采用正电子湮没寿命法求得的自由体积半径为0.250~0.31nm、半峰宽为0.04~0.1nm。
本发明中所说的自由体积半径是指不被纤维素树脂分子链所占有的空隙部分。这可用正电子湮没寿命法来测定。具体地说,可以通过测定自正电子射入样品后直至湮没为止的时间,然后根据该湮没寿命并通过非破坏性观察关于原子空位或者自由体积的大小、浓度数等的信息来求得。
<采用正电子湮没寿命法测定自由体积半径>
按照下述测定条件,测定正电子湮没寿命和相对强度。
(测定条件)
正电子束来源:22NaCl(强度1.85MBq)
γ射线检测器:塑料制闪烁器+光电子倍增管
装置时间分辨率:290ps
测定温度:23℃
总计数:100万计数
样品大小:将裁切为20mm×15mm的切片重叠20片,使其厚度为约2mm。样品在测定前真空干燥24小时。
照射面积:约10mmφ
每1波道的时间:23.3ps/ch
按照上述测定条件实施正电子湮没寿命测定,以非线性最小二乘法分析三种成分,自湮没寿命小的开始分别作为τ1、τ2、τ3,将与其对应的强度分别作为I1、I2、I3(I1+I2+I3=100%)。由寿命最长的平均湮没寿命τ3,使用下式求得自由体积半径R3(nm)。可以认为,τ3与空穴的正电子湮没相对应,τ3越大,其空穴尺寸越大。
τ3=(1/2)〔1-{R3/(R3+0.166)}+(1/2π)sin{2πR3/(R3+0.166)}〕-1
此处,0.166(nm)相当于自空穴壁渗透出的电子层厚度。
将以上的测定重复两次,由相对强度和自由体积半径所求得的峰值及峰形,求得其平均值及半峰宽。图1示出了代表性的表示相对强度与自由体积半径的关系的曲线图。图1中的相对强度表示确立相对的自由体积的存在。图1中的相对强度的单位为任意单位。上述半峰宽表示例如图1所示曲线中的半峰宽。
正电子湮没寿命法登载于例如MATERIAL STAGE vol.4,No.5 2004p21-25、东丽研究中心、THE TRC NEWS No.80(Jul.2002)p20-22、分析,1988,pp.11-20》中“采用正电子湮没法评价高分子的自由体积”,可以将其作为参考。如上述记载的测定可在例如东丽研究中心进行。
本发明中所说的纤维素酯薄膜的自由体积半径为0.25~0.31nm,半峰宽为0.04~0.100nm。本发明薄膜的自由体积半径优选在0.20nm~0.40nm范围内分布,自由体积半径的峰值为0.25~0.31nm。自由体积半径的峰值低于0.25的纤维素酯薄膜至今仍未被确认。自由体积半径为0.25~0.305nm范围内的纤维素酯薄膜特别不易发生断裂故障,是优选的。半峰宽优选为0.040~0.095nm,较优选为0.045~0.090nm,更优选为0.070~0.090nm。半峰宽低于0.040的纤维素酯薄膜迄今尚未被确认。
使纤维素酯薄膜的自由体积半径成为所定范围的方法没有特殊限制,但可以采用下述方法来控制它们。
采用正电子湮没寿命法求得的自由体积半径为0.250~0.310nm的纤维素酯薄膜,是通过将至少含有纤维素酯和增塑剂的胶浆流延以制成网状物(web),在含有溶剂的状态下进行拉伸后,使其干燥至残留溶剂量低于0.3%为止,得到纤维素酯薄膜,进而将其在105~170℃下,在气氛置换率12次/小时以上、优选12~45次/小时的气氛中,一边输送一边处理,由此可以得到具有规定自由体积半径的纤维素酯薄膜。
气氛置换率是指,以热处理室的气氛容量为V(m3)、新鲜空气送风量为FA(m3/小时)时,按照下式求得的每单位时间内以新鲜空气置换热处理室的气氛的次数。新鲜空气不是指向热处理室输送的风中循环再利用的风,而是指不合挥发了的溶剂或者增塑剂等的风、或者将它们除去的新鲜的风。
气氛置换率=FA/V(次/小时)
另外,温度若高于155℃时,则难以得到本发明的效果,低于105℃时也难以得到本发明的效果。作为处理温度,更优选为120~160℃。进而,优选在该处理部位在气氛置换率被维持在12次/小时以上的气氛置换率的气氛下进行处理,如果低于12次/小时,则难以得到本发明的效果。
这样可以在12次/小时以上的气氛置换率的条件下,充分减少由纤维素酯薄膜挥发的增塑剂在气氛中的增塑剂浓度,从而可以减少向薄膜的再附着。可以推测,这样有助于获得本发明的效果。在一般的干燥工序中,通常是在气氛置换率为10次/小时以下进行。如果把置换率提高至必要的程度以上,就会增加成本,因此不适宜,另外,还会搅乱热处理工序中的网状物,有增加面内光程差值不均匀的倾向,因此,特别是在制造本发明的纤维素酯薄膜时,不宜过分提高置换率,但如果已充分干燥完毕,残留溶剂量已减少后,就可以提高气氛置换率。但是,如果高于45次,则会极度增加空调装置成本,因此并不实用。在该条件下的处理时间优选为1分钟~1小时。如果低于1分钟,则难以使自由体积半径处于规定范围内,在1小时以下时,经该处理后的光程差值的变化较少,因此是优选的。
另外,在该处理工序中,沿厚度方向进行加压处理也可以将自由体积半径控制在较佳范围内。优选的压力为0.5~10kPa。加压时残留的溶剂量优选低于0.3%。虽然残留溶剂量较多时,例如在0.3%以上时有改善其平面性等的效果,但无法得到本发明的效果。
未经如上述处理的以往纤维素酯薄膜,其自由体积半径大于0.315nm。
为了使光学各向异性降低至上述式定义的Ro为0~10nm、Rt为-30~+20nm的范围,本发明的纤维素酯薄膜优选含有由具有烯属不饱和键的单体合成的聚合物或者从上述通式(1)~(14)中选出的添加剂作为添加剂。
作为由具有烯属不饱和键的单体合成的聚合物,特别优选的可列举出下述的聚合物X、聚合物Y。
聚合物X为一种由分子内没有芳香环和亲水性基团的烯属不饱和单体Xa与分子内没有芳香环但具有亲水性基团的烯属不饱和单体Xb共聚而得到的、重均分子量在2000~30000的聚合物;聚合物Y为一种由没有芳香环的烯属不饱和单体Ya聚合而得到的、重均分子量在500~3000的聚合物。聚合物X、聚合物Y等由具有烯属不饱和键的单体合成的聚合物,优选与其它添加剂、由通式(1)~(14)所示的化合物合并使用。
本发明的纤维素酯薄膜优选同时含有上述聚合物X和聚合物Y。当并用聚合物X和聚合物Y时,优选使聚合物Y的重均分子量<聚合物X的重均分子量,并优选聚合物Y的重均分子量+500<聚合物X的重均分子量≤30000。
<聚合物X、聚合物Y>
一般来说,已知在单体中,尤其是主链中具有芳香环的物质,具有与纤维素酯的双折射性同样的正的双折射性,为了不使纤维素酯薄膜的光程差值Rt消失,优选向薄膜中添加具有负的双折射性的材料。
在本发明的聚合物X中,优选的是,Xa为分子内没有芳香环和亲水性基团的丙烯酸单体或者甲基丙烯酸单体;Xb为分子内没有芳香环但具有亲水性基团的丙烯酸或者甲基丙烯酸单体。在本发明中,使用上述疏水性单体Xa和亲水性单体Xb,通过共聚来合成聚合物X。这些单体是主要的单体成分,此外也可以含有其它的单体成分。
本发明的聚合物X由下述通式(15)表示。
通式(15)
-(Xa)m-(Xb)n-(Xc)p-
更优选为由下述通式(15-1)表示的聚合物。
通式(15-1)
-〔CH2-C(-R1)(-CO2R2)-〕m-〔CH2-C(-R3)(-CO2R4-OH)-〕n-〔Xc〕p-
(式中R1、R3表示H或者CH3;R2表示C1~C12烷基、环烷基;R4表示-CH2-、-C2H4-或者-C3H6-;Xc表示可与Xa、Xb聚合的单体单元;m、n和p表示摩尔组成比,其中,m≠0、n≠0、m+n+p=100)。
下面列举出作为构成本发明的聚合物X的单体单元的单体,但并不限定于此。
分子内没有芳香环和亲水性基团的烯属不饱和单体Xa,可列举出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(异-、正-)、丙烯酸丁酯(正-、异-、仲-、叔-)、丙烯酸戊酯(正-、异-、仲-)、丙烯酸己酯(正-、异-)、丙烯酸庚酯(正-、异-)、丙烯酸辛酯(正-、异-)、丙烯酸壬酯(正-、异-)、丙烯酸肉豆蔻基酯(正-、异-)、丙烯酸(2-乙基己基)酯、丙烯酸(ε-己内酯)、丙烯酸(2-羟乙基)酯、丙烯酸(2-乙氧基乙基)酯等,或者由上述丙烯酸酯变更为甲基丙烯酸酯而获得的不饱和单体。其中,优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯(异-、正-)。
分子内没有芳香环但是具有亲水性基团的烯属不饱和单体Xb,作为具有羟基的单体单元,优选丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯,可列举出例如丙烯酸(2-羟乙基)酯、丙烯酸(2-羟丙基)酯、丙烯酸(3-羟丙基)酯、丙烯酸(4-羟丁基)酯、丙烯酸(2-羟丁基)酯,或者将这些丙烯酸变更为甲基丙烯酸而获得的产物,优选为丙烯酸(2-羟乙基)酯和甲基丙烯酸(2-羟乙基)酯、丙烯酸(2-羟丙基)酯、丙烯酸(3-羟丙基)酯。
合成时疏水性单体Xa与亲水性单体Xb的使用比例优选为99∶1~65∶35的范围,更优选为95∶5~75∶25的范围。如果疏水性单体Xa的使用比例过多,则虽然与纤维素酯薄膜的相溶性良好,但薄膜厚度方向的光程差值Rt会变大。如果亲水性单体Xb的使用比例过多,则虽然上述相溶性变差,但使光程差值Rt降低的效果较大。另外,如果亲水性单体Xb的使用比例在上述范围内,则可获得透明性优良的纤维素酯薄膜,因此较为理想。
作为Xc,只要是在Xa、Xb以外的且为可共聚的烯属不饱和单体,就没有特殊限制,优选没有芳香环的不饱和单体。Xc的p为0~10。
Xc也可以为多个的单体单元。
为了合成如上所述的聚合物,按一般的聚合法难以控制分子量,最好采用一种不会使分子量太大的方法,尽可能使分子量一致的方法。作为这种聚合方法,可列举出:使用过氧化异丙苯或叔丁基过氧化氢之类的过氧化物聚合引发剂的方法;使用比一般的聚合反应更多量的聚合引发剂的方法;除了使用聚合引发剂以外还使用巯基化合物或四氯化碳等链转移剂的方法;除了使用聚合引发剂以外还使用苯醌或二硝基苯之类的聚合抑制剂的方法;以及使用特开2000-128911号或者特开2000-344823号公报中记载的具有一个硫醇基和仲羟基的化合物、或者将该化合物与有机金属化合物并用的聚合催化剂进行本体聚合的方法等,这些方法中的任一种方法均适宜在本发明中使用,特别优选该公报中记载的方法。
聚合物X的羟值优选为10~200〔mgKOH/g〕,特别优选为30~150〔mgKOH/g〕。
(羟值的测定方法)
依据JIS K 0070(1992)进行此测定。此羟值被定义为在将样品1g乙酰化时,为了中和与羟基结合的乙酸所需要的氢氧化钾的mg数。具体地说,精确称取样品Xg(约1g),将其放入烧瓶中,准确地加入20ml乙酰化试剂(在20ml乙酸酐中加入吡啶至成为400ml的溶液)。在烧瓶口装上空气冷却管,在95~100℃的甘油浴中加热。1.5小时后,经冷却,由空气冷却管加入1ml精制水、将乙酸酐分解为乙酸。然后,使用电位差滴定装置,用0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液进行滴定,将所得滴定曲线的拐点作为终点。另外,作为空白试验,在不放入样品的条件下进行测定,求出滴定曲线的拐点。羟值按照下式算出。
羟值={(B-C)×f×28.05/X}+D
(式中,B表示空白试验中使用的0.5mol/L的氢氧化钾乙醇溶液的量(ml);C表示滴定时使用的0.5mol/L的氢氧化钾乙醇溶液的量(ml);f表示0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液的因子;D表示酸值;另外,28.05表示氢氧化钾的1摩尔量56.11的1/2)。
聚合物X的分子量,其重均分子量为2000~30000,优选为2000~25000。
当分子量较大时,纤维素酯薄膜在高温高湿下的尺寸变化较少,作为偏光片保护膜时有卷曲少等的优点,所以较优选。但当重均分子量超过30000时,与纤维素酯的相溶性会变差,在高温高湿下会发生渗出,而且在刚制膜后会发生浊雾。
本发明的聚合物X的重均分子量,可用公知的分子量调节方法进行调整。作为这类分子量调整方法,可列举出例如添加四氯化碳、月桂基硫醇、巯基乙酸辛酯等链转移剂的方法等。另外,聚合温度通常为室温~130℃,优选为50℃~100℃,分子量调整可以通过调整该温度或者聚合反应时间来进行。
重均分子量的测定方法可以按照以下方法。
(分子量测定方法)
重均分子量的测定使用凝胶渗透色谱进行测定。
测定条件如下。
溶剂:二氯甲烷
色谱柱:Shodex K806,K805,K803G(昭和电工(株)制、三根相连使用)
色谱柱温度:25℃
样品浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Science公司制)
泵:L6000(日立制作所(株)制)
流量:1.0ml/分钟
校正曲线:使用标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(东曹(株)制)的Mw=1000000~500范围内的13个样品制成的校正曲线。13个样品大致以等间隔使用。
另外,本发明中使用的聚合物Y为由没有芳香环的烯属不饱和单体Ya聚合而获得的重均分子量500~3000的聚合物。重均分子量低于500的聚合物,由于残留单体太多,难以制作,而重均分子量3000以下的聚合物由于很容易使光程差值Rt降低,因此是优选使用的。Ya优选为没有芳香环的丙烯酸或者甲基丙烯酸单体。
本发明聚合物Y由下述通式(16)表示。
通式(16)
-(Ya)k-(Yb)q-
更优选为由下述通式(16-1)表示的聚合物。
通式(16-1)
-〔CH2-C(-R5)(-CO2R6)-〕k-〔Yb〕q-
(式中,R5表示H或者CH3;R6表示C1~C12的烷基或者环烷基;Yb表示可与Ya共聚的单体单元;k和q表示摩尔组成比,其中,k≠0、k+q=100)。
Yb只要是可与Ya共聚的烯属不饱和单体,就没有特殊限制。Yb也可以是多个。q优选为0~30。
在由没有芳香环的烯属不饱和单体聚合而得到的聚合物Y中,作为构成该聚合物Y的烯属不饱和单体Ya,可列举出:作为丙烯酸酯的例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(异-、正-)、丙烯酸丁酯(正-、异-、仲-、叔-)、丙烯酸戊酯(正-、异-、仲-)、丙烯酸己酯(正-、异-)、丙烯酸庚酯(正-、异-)、丙烯酸辛酯(正-、异-)、丙烯酸壬酯(正-、异-)、丙烯酸肉豆蔻基酯(正-、异-)、丙烯酸环己酯、丙烯酸(2-乙基己基)酯、丙烯酸(ε-己内酯)、丙烯酸(2-羟乙基)酯、丙烯酸(2-羟丙基)酯、丙烯酸(3-羟丙基)酯、丙烯酸(4-羟丁基)酯、丙烯酸(2-羟丁基)酯、丙烯酸(2-甲氧基乙基)酯、丙烯酸(2-乙氧基乙基)酯;作为甲基丙烯酸酯的由上述丙烯酸酯转变成的甲基丙烯酸酯;不饱和酸的例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、巴豆酸、衣康酸等。
作为Yb,只要是可与Ya共聚的烯属不饱和单体,就没有特殊限制,作为乙烯酯,优选例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、肉豆蔻酸乙烯酯、棕榈酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、环己烷羧酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、巴豆酸乙烯酯、山梨酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等。Yb也可以是多个。
丙烯酸类聚合物是上述单体的均聚物或者共聚物,优选含有30质量%以上丙烯酸甲酯单体单元,另外,优选含有40质量%以上甲基丙烯酸甲酯单体单元。特别优选丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯的均聚物。
由上述烯属不饱和单体聚合得到的聚合物、丙烯酸类聚合物,均与纤维素酯的相溶性优良,不会蒸发或挥发,生产效率优良,作为偏光片用保护膜的保留性良好,透湿度小,尺寸稳定性优良。
聚合物X与聚合物Y在纤维素酯薄膜中的含量,优选处于满足下述式(i)、式(ii)的范围内,当使聚合物X的含量为Xg(质量%)、使聚合物Y的含量为Yg(质量%)时,
式(i)5≤Xg+Yg≤35(质量%)
式(ii)0.05≤Yg/(Xg+Yg)≤0.4
式(i)的优选范围为10~25质量%。
当聚合物X与聚合物Y的总量为5质量%以上时,光程差值Rt显著降低,因此是优选的。另外,当总量不在35质量%以下时,与偏振器PVA的粘接性变差。
当聚合物X过多时,虽可以显著改善偏振器的劣化,但光程差值Rt会有增加的倾向,所以,满足上述式(ii)的范围对获得本发明的效果方面是有利的。
聚合物X与聚合物Y可以作为构成后述的胶浆的原材料直接添加、溶解,或者预先溶解于溶解有纤维素酯的有机溶剂中后,添加到胶浆中。
下面,说明通式(1)的化合物。
上述通式(1)中,R1和R2的碳原子数的总和,特别优选为10以上。
作为R1和R2的取代基,优选氟原子、烷基、芳基、烷氧基、磺酰基和磺酰氨基,特别优选烷基、芳基、烷氧基、磺酰基和磺酰氨基。
另外,烷基可以是直链的,也可以是支链的,或者也可以是环状的,优选碳原子数1~25的烷基,更优选6~25的烷基,特别优选6~20的烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、环己基、庚基、辛基、双环辛基、壬基、金刚烷基、癸基、叔辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基)。
作为芳基,优选碳原子数6~30的芳基,特别优选6~24的芳基(例如苯基、联苯基、联三苯基、萘基、联萘基、三苯基苯基)。
下面示出由通式(1)表示的化合物的优选例子,但本发明并不限于此。
【化6】
【化7】
下面,详细说明通式(2)的化合物。
X表示B、C-R(R表示氢原子或者取代基)、N、P或者P=O。作为X,优选B、C-R(作为R,优选为芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰氧基、酰氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、磺酰氨基、羟基、巯基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、羧基;更优选为芳基、烷氧基、芳氧基、羟基、卤素原子;进一步优选为烷氧基、羟基;特别优选为羟基)、N、P=O,更优选为C-R、N,特别优选为C-R。
R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34和R35各自独立地表示氢原子或者取代基。作为取代基,可以使用下述的取代基T。作为R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34和R35,优选为烷基、烯基、炔基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰氧基、酰氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、磺酰氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、磺酰基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、羟基、巯基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、氧肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基(碳原子数优选为1~30,更优选为1~12,作为杂原子,可列举出例如氮原子、氧原子、硫原子,具体可列举出例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等)、甲硅烷基;更优选为烷基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基,更优选为烷基、芳基、烷氧基。
这些取代基也可以进一步被取代。另外,当取代基有两个以上时,取代基可以相同,也可以不同。另外,在可能的情况下,也可以互相连接形成环。
下面说明上述的取代基R。作为取代基R,可列举出例如烷基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~12,最优选为碳原子数1~8,可列举出例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等);烯基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~12,特别优选为碳原子数2~8,可列举出例如乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等);炔基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~12,特别优选为碳原子数2~8,可列举出例如炔丙基、3-戊炔基等);芳基(优选为碳原子数6~30,更优选为碳原子数6~20,特别优选为碳原子数6~12,可列举出例如苯基、对甲基苯基、萘基等);取代或未取代的氨基(优选为碳原子数0~20,更优选为碳原子数0~10,特别优选为碳原子数0~6,可列举出例如氨基、甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、二苄基氨基等);烷氧基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~12,特别优选为碳原子数1~8,可列举出例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等);芳氧基(优选为碳原子数6~20,更优选为碳原子数6~16,特别优选为碳原子数6~12,可列举出例如苯氧基、2-萘氧基等);酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新戊酰基等);烷氧羰基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~12,可列举出例如甲氧羰基、乙氧羰基等);芳氧羰基(优选为碳原子数7~20,更优选为碳原子数7~16,特别优选为碳原子数7~10,可列举出例如苯氧羰基等);酰氧基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~10,可列举出例如乙酰氧基、苯甲酰氧基等);酰氨基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~10,可列举出例如乙酰氨基、苯甲酰氨基等);烷氧羰基氨基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~12,可列举出例如甲氧羰基氨基等);芳氧羰基氨基(优选为碳原子数7~20,更优选为碳原子数7~16,特别优选为碳原子数7~12,可列举出例如苯氧羰基氨基等);磺酰氨基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等);氨磺酰基(优选为碳原子数0~20,更优选为碳原子数0~16,特别优选为碳原子数0~12,可列举出例如氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等);氨基甲酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等);烷硫基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲硫基、乙硫基等);芳硫基(优选为碳原子数6~20,更优选为碳原子数6~16,特别优选为碳原子数6~12,可列举出例如苯硫基等);磺酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲磺酰基、对甲苯磺酰基等);亚磺酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲亚磺酰基、苯亚磺酰基等);脲基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如脲基、甲脲基、苯脲基等);磷酰氨基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如二乙基磷酰氨基、苯基磷酰氨基等);羟基、巯基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、氧肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基(优选为碳原子数1~30,更优选为碳原子数1~12;作为杂原子,例如为氮原子、氧原子、硫原子,具体可列举出例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等);甲硅烷基(优选为碳原子数3~40,更优选为碳原子数3~30,特别优选为碳原子数3~24,可列举出例如三甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等)等。这些取代基还可以被进一步取代。另外,当取代基有两个以上时,取代基可以相同,也可以不同。另外,在可能的情况下,也可以互相连接形成环。
以下对通式(2)表示的化合物举出具体例来更详细地说明,但本发明不受以下具体例的限定。
【化8】
【化9】
其次,多元醇酯由二元以上的脂肪族多元醇与一元羧酸的酯所构成。特别优选为脂肪族羧酸酯。
本发明中使用的多元醇由上述通式(3)表示。
作为优选的多元醇的例子,可列举出例如以下的醇,但本发明不限定于此。可列举出核糖醇、阿糖醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊三醇、1,6-己二醇、己三醇、半乳糖醇、甘露糖醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、四甲基乙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、木糖醇、季戊四醇、二季戊四醇等。其中,优选三羟甲基丙烷、季戊四醇。
作为用于形成本发明的多元醇酯的一元羧酸,没有特殊限制,可以使用公知的脂肪族一元羧酸、脂环族一元羧酸、芳香族一元羧酸等。当使用脂环族一元羧酸、芳香族一元羧酸时,可以提高透湿性、保留性,是优选的。作为优选的一元羧酸的例子,可列举出以下羧酸,但本发明不限定于此。
作为脂肪族一元羧酸,优选可以使用碳原子数1~32的直链或者具有侧链的脂肪酸。更优选为碳原子数1~20,特别优选为碳原子数1~10。当使用乙酸时,由于与纤维素酯的相溶性增加,因此是优选的,还优选将乙酸与其它一元羧酸混合使用。
作为优选的脂肪族一元羧酸,可列举出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基己酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、三十烷酸、三十二烷酸等饱和脂肪酸;十一碳烯酸、油酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸等。作为优选的脂环族一元羧酸的例子,可列举出环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸、或者它们的衍生物。作为优选的芳香族一元羧酸的例子,可列举出例如苯甲酸、甲苯甲酸等在苯甲酸的苯环上引入烷基而成的一元羧酸;联苯羧酸、萘羧酸、四氢化萘羧酸等具有两个以上苯环的芳香族一元羧酸;或者它们的衍生物。
多元醇酯的分子量优选在300~1500的范围内,更优选在350~750的范围内。分子量大的多元醇酯不易挥发,因此是优选的,而就透湿性、与纤维素酯的相溶性而言,优选分子量小的多元醇酯。用于形成多元醇酯的羧酸可以是一种,也可以是两种以上的混合物。另外,多元醇中的OH基可以全部被酯化,也可以残留一部分的OH基。以下示出多元醇酯的具体化合物。
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
除此之外,还优选使用三羟甲基丙烷三乙酸酯、四乙酸季戊四醇等。
上述通式(1)~(3)表示的化合物的用量,相对于100质量份纤维素酯,为0.01~30质量份,优选为0.5~25质量份。该化合物的添加方法可以是,先将其溶解于醇类或二氯甲烷、二氧杂戊环的有机溶剂中,然后添加到胶浆中,或者直接添加到胶浆组成中。
下面说明上述通式(4)~(12)的化合物。
在通式(4)~(12)中,Y31~Y70各自独立地表示碳原子数1~20的酰氧基、碳原子数2~20的烷氧羰基、碳原子数1~20的酰胺基、碳原子数1~20的氨基甲酰基或者羟基。V31~V43各自独立地表示氢原子或者碳原子数1~20的脂肪族基团。L31~L80各自独立地表示单键、或者总原子数为1~40且碳原子数0~20的二价饱和连接基团。V31~V43和L31~L80也可以具有取代基。
酰氧基的碳原子数优选为1~16,更优选为2~12。酰氧基的例子包括乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、异戊酰氧基、2,2-二甲基丙酰氧基、2-甲基丁酰氧基、己酰氧基、2,2-二甲基丁酰氧基、庚酰氧基、环己酰氧基、2-乙基己酰氧基、辛酰氧基、癸酰氧基、十二烷酰氧基、苯乙酰氧基、1-萘酰氧基、2-萘酰氧基、1-金刚烷羰氧基。
烷氧羰基的碳原子数优选为2~16,更优选为2~12。烷氧羰基的例子包括甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、异丙氧羰基、丁氧羰基、叔丁氧羰基、异丁氧羰基、仲丁氧羰基、戊氧羰基、叔戊氧羰基、己氧羰基、环己氧羰基、2-乙基己氧羰基等、1-乙基丙氧羰基、辛氧羰基、3,7-二甲基-3-辛氧羰基、3,5,5-三甲基己氧羰基、4-叔丁基环己氧羰基、2,4-二甲基戊基-3-氧羰基、1-金刚烷氧羰基、2-金刚烷氧羰基、二环戊二烯氧羰基、癸氧羰基、十二烷氧羰基、十四烷氧羰基、十六烷氧羰基。
酰胺基的碳原子数优选为1~16,更优选为1~12。酰胺基的例子包括例如乙酰胺基、丙酰胺基、丁酰胺基、异丁酰胺基、戊酰胺基、2,2-二甲基丙酰胺基、3-甲基丁酰胺基、3-甲基丁酰胺基、己酰胺基、2,2-二甲基丁酰胺基、庚酰胺基、环己酰胺基、2-乙基己酰胺基、2-乙基丁酰胺基、辛酰胺基、壬酰胺基、1-金刚烷酰胺基、2-金刚烷酰胺基、癸酰胺基、十三烷酰胺基、十六烷酰胺基、十七烷酰胺基。
氨基甲酰基的碳原子数优选为1~16,更优选为1~12。氨基甲酰基的例子包括甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、异丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基、叔丁基氨基甲酰基、异丁基氨基甲酰基、仲丁基氨基甲酰基、戊基氨基甲酰基、叔戊基氨基甲酰基、己基氨基甲酰基、环己基氨基甲酰基、2-乙基己基氨基甲酰基、2-乙基丁基氨基甲酰基、叔辛基氨基甲酰基、庚基氨基甲酰基、辛基氨基甲酰基、1-金刚烷基氨基甲酰基、2-金刚烷基氨基甲酰基、癸基氨基甲酰基、十二烷基氨基甲酰基、十四烷基氨基甲酰基、十六烷基氨基甲酰基。
Y31~Y70的取代基的例子包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子)、直链、支链、环状的烷基(含双环烷基、活性次甲基)、烯基、炔基、芳基、杂环基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、杂环氧羰基、氨基甲酰基、N-酰基氨基甲酰基、N-磺酰基氨基甲酰基、N-氨基甲酰基氨基甲酰基、N-氨磺酰基氨基甲酰基、咔唑基、羧基或其盐、草酰基、草氨酰基、氰基、碳化酰亚胺基(Carbonimidoyl)、甲酰基、羟基、烷氧基(包括重复含有乙烯氧基或者丙烯氧基单元的基团)、芳氧基、杂环氧基、酰氧基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、氨基甲酰氧基、磺酰氧基、氨基、烷氨基、芳氨基、杂环氨基、酰胺基、磺酰胺基、脲基、硫代脲基、酰亚胺基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、氨磺酰氨基、脲氨基、铵基、草氨酰基氨基、N-烷基磺酰脲基、N-芳基磺酰脲基、N-酰脲基、N-酰基氨磺酰氨基、含季铵化氮原子的杂环基(例如吡啶鎓基、咪啶鎓基、喹啉鎓基、异喹啉鎓基)、异氰基、亚氨基、烷磺酰基、芳磺酰基、烷亚磺酰基、芳亚磺酰基、磺基或者其盐、氨磺酰基、N-酰基氨磺酰基、N-磺酰基氨磺酰基或者其盐、膦基、磷酰基、磷酰氧基、磷酰氨基、甲硅烷基、磷酸酯基。
Y31~Y70也可以形成复合有上述取代基的取代基。所复合的取代基的例子包括例如乙氧基乙氧基乙基、羟乙氧基乙基、乙氧基羰基乙基。
V31~V43的脂肪族基团的碳原子数优选为1~16,更优选为1~12。脂肪族基团优选脂肪族烃基,更优选链状、支链状和环状的烷基、烯基或者炔基。
烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、叔戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基、二十烷基、2-乙基己基、环戊基、环己基、环庚基、2,6-二甲基环己基、4-叔丁基环己基、环戊基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、双环〔2.2.2〕辛烷-3-基。
烯基的例子包括乙烯基、烯丙基、异戊烯基、牻牛儿基、油烯基、2-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基。
炔基的例子包括乙炔基、丙炔基。
V31~V43的取代基的例子,与Y31~Y70的取代基的例子相同。
L31~L80的连接基的例子包括亚烷基(例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、甲基亚乙基、乙基亚乙基)、二价的环式基团(例如顺-1,4-亚环己基、反式-1,4-亚环己基、1,3-亚环戊基)、醚、硫醚、酯、酰胺、砜、亚砜、硫醚、磺酰胺、亚脲基、硫亚脲基。
两个以上的连接基也可以键合在一起形成二价的复合连接基。复合连接基的例子包括-(CH2)2-O-(CH2)2-、-(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)-、-(CH2)2-S-(CH2)2-、-(CH2)2-O-CO-(CH2)2-。
L31~L80还可以进一步具有取代基,作为取代基的例子,可列举出可以取代上述R11~R13的基团。
由式(4)~(12)表示的化合物的例子,包含柠檬酸酯(例如O-乙酰基柠檬酸三乙酯、O-乙酰基柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、O-乙酰基柠檬酸三(乙基氧羰基亚甲基)酯)、油酸酯(例如油酸乙酯、油酸丁酯、油酸2-乙基己酯、油酸苯酯、油酸环己基、油酸辛酯)、蓖麻酸酯(例如蓖麻醇酸甲基乙酰酯)、癸二酸酯(例如癸二酸二丁酯)、甘油的羧酸酯(例如甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯)、乙醇酸酯(例如乙醇酸丁基酞酰基丁酯、乙醇酸乙基酞酰基乙酯、乙醇酸甲基酞酰基乙酯、乙醇酸丁基酞酰基丁酯、乙醇酸甲基酞酰基甲酯、乙醇酸丙基酞酰基丙酯、乙醇酸丁基酞酰基丁酯、乙醇酸辛基酞酰基辛酯)、季戊四醇的羧酸酯(例如四乙酸季戊四醇酯、四丁酸季戊四醇酯)、二季戊四醇的羧酸酯(例如六乙酸二季戊四醇酯、六丁酸二季戊四醇酯、四乙酸二季戊四醇酯)、三羟甲基丙烷的羧酸酯(例如三乙酸三羟甲基丙烷酯、三羟甲基丙烷二乙酸酯一丙酸酯、三羟甲基丙烷三丙酸酯、三羟甲基丙烷三丁酸酯、三(三甲基乙酸)三羟甲基丙烷酯、三(叔丁基乙酸)三羟甲基丙烷酯、二(2-乙基己酸)三羟甲基丙烷酯、四-(2-乙基己酸)三羟甲基丙烷酯、三羟甲基丙烷二乙酸酯一辛酸酯、三辛酸三羟甲基丙烷酯、三(环己烷羧酸)三羟甲基丙烷酯、吡咯烷酮羧酸酯类(2-吡咯烷酮-5-羧酸甲酯、2-吡咯烷酮-5-羧酸乙酯、2-吡咯烷酮-5-羧酸丁酯、2-吡咯烷酮-5-羧酸2-乙基己酯)、环己烷二羧酸酯(例如顺式-1,2-环己烷二羧酸二丁酯、反式-1,2-环己烷二羧酸二丁酯、顺式-1,4-环己烷二羧酸二丁酯、反式-1,4-环己烷二羧酸二丁酯)、木糖醇羧酸酯(例如木糖醇五乙酸酯、木糖醇四乙酸酯、木糖醇五丙酸酯)。
甘油酯在特开平11-246704公报中有记载。二甘油酯在特开2000-63560号公报中有记载。柠檬酸酯在特开平11-92574号公报中有记载。
上述通式(13)的化合物中,Q1、Q2和Q3各自独立地为具有五元环或者六元环的基团。环包含烃环和杂环。环也可以与其它的环一起形成稠环。
烃环优选取代或未取代的环己环、取代或未取代的环戊环或者芳香族烃环,更优选芳香族烃环。
芳香族烃环优选碳原子数6~30的单环或者双环(例如苯环、萘环)。碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。最优选苯环。
杂环优选含有作为杂原子的氧原子、氮原子或者硫原子。杂环优选具有芳香族性。
杂环的例子包括呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、哒嗪、三唑、三嗪、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻唑、噻二唑、唑啉、唑、二唑、喹啉、异喹啉、酞嗪、萘啶,喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、吖啶、菲绕啉、吩嗪、四唑、苯并咪唑、苯并唑、苯并噻唑、苯并三唑、四氮茚(テトラザィンデン)。优选吡啶、三嗪、喹啉。
Q1、Q2和Q3也可以具有取代基。
取代基的例子包括烷基、烯基、炔基、芳基、氨基、取代氨基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰氧基、酰胺基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、磺酰胺基、氨磺酰基、取代氨磺酰基、氨基甲酰基、取代氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、磺酰基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、羟基、巯基、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、氧肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基、甲硅烷基。这些取代基还可以进一步具有取代基。多个取代基可以互不相同。另外,多个取代基也可以相互连接形成环。
烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,最优选为1~8。烷基的例子包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基、辛基、癸基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基。
烯基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12,最优选为2~8。烯基的例子包括乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基。
炔基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12,最优选为2~8。炔基的例子包括丙炔基、3-戊炔基。
芳基的碳原子数优选为6~30,更优选为6~20,最优选为6~12。芳基的例子包括苯基、对甲基苯基、萘基。
取代氨基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,最优选为1~6。取代氨基的例子包括甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、二苄氨基。
烷氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,最优选为1~8。烷氧基的例子包括甲氧基、乙氧基、丁氧基。
芳氧基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~16,最优选为6~12。芳氧基的例子包括苯氧基、2-萘氧基。
酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。酰基的例子包括乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新戊酰基。
烷氧羰基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~16,最优选为2~12。烷氧羰基的例子包括甲氧羰基、乙氧羰基。
芳氧羰基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~16,最优选为7~10。芳氧羰基的例子包括苯氧羰基。
酰氧基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~16,最优选为2~10。酰氧基的例子包括乙酰氧基、苯甲酰氧基。
酰胺基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~16,最优选为2~10。酰氨基的例子包括乙酰胺基、苯甲酰胺基。
烷氧羰基氨基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~16,最优选为2~12。烷氧羰基氨基的例子包括甲氧羰基氨基。
芳氧羰基氨基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~16,最优选为7~12。芳氧羰基氨基的例子包括苯氧羰基氨基。
磺酰胺基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。磺酰胺基的例子包括甲磺酰胺基、苯磺酰胺基。
取代氨磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。取代氨磺酰基的例子包括甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基。
取代氨基甲酰基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~16,最优选为2~12。取代氨基甲酰基的例子包括氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基。
烷硫基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。烷硫基的例子包括甲硫基、乙硫基。
芳硫基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~16,最优选为6~12。芳硫基的例子包括苯硫基。
磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。磺酰基的例子包括甲磺酰基、甲苯磺酰基。
亚磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。亚磺酰基的例子包括甲亚磺酰基、苯亚磺酰基。
脲基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。脲基的例子包括脲基、甲脲基、苯脲基。
磷酰胺基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~16,最优选为1~12。磷酰胺基的例子包括二乙基磷酰胺基、苯基磷酰胺基。
杂环基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~12。杂原子的例子包括氮原子、氧原子、硫原子。杂环基的例子包括咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基。
甲硅烷基的碳原子数优选为3~40,更优选为3~30,最优选为3~24。甲硅烷基的例子包括三甲硅烷基、三苯基甲硅烷基。
下面说明通式(13)的化合物。
在通式(13)中,X为从B、C-R(R为氢原子或者取代基)、N、P和P=O中选出的三价基团。X优选为B、C-R、N,更优选为C-R、N,最优选为C-R。
R的取代基的例子包括芳基、氨基、取代氨基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰氧基、酰氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、磺酰氨基、羟基、巯基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、羧基。R的取代基优选为芳基、烷氧基、芳氧基、羟基、卤素原子,更优选为烷氧基、羟基,最优选为羟基。
由通式(13)表示的化合物,还优选为由下述通式(a)表示的化合物。
【化14】
通式(a)
在通式(a)中,X2为从B、C-R(R为氢原子或者取代基)和N中选出的三价基团。X2的详细例子与通式(13)中的X相同。
在通式(a)中,R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R31、R33、R34和R35各自独立地表示氢原子或者取代基。
取代基的详细例子与通式(13)中的Q1、Q2和Q3的取代基相同。
R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34和R35优选为烷基、烯基、炔基、芳基、氨基、取代氨基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰氧基、酰胺基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、磺酰胺基、氨磺酰基、取代氨磺酰基、氨基甲酰基、取代氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、磺酰基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、羟基、巯基、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、氧肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基、甲硅烷基,更优选为烷基、芳基、氨基、取代氨基、烷氧基、芳氧基,最优选为烷基、芳基、烷氧基。
这些取代基还可以进一步具有取代基。多个取代基可以互不相同。另外,多个取代基也可以互相连接形成环。
其次,在由通式(14)表示的化合物中,优选R1、R2和R3各自独立为氢原子或者碳原子数1~5的烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、异戊基),特别优选R1、R2和R3中的至少一个以上为碳原子数1~3的烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基)。X优选为由选自单键、-O-、-CO-、亚烷基(优选碳原子数1~6、更优选1~3的亚烷基,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基)或者亚芳基(优选碳原子数6~24、更优选6~12的亚芳基,例如亚苯基、亚联苯基、亚萘基)中的一种以上的基团所形成的二价连接基,特别优选为由选自-O-、亚烷基或者亚芳基中的一种以上的基团所形成的二价连接基。Y优选为氢原子、烷基(优选碳原子数2~25、更优选2~20的烷基,例如乙基、异丙基、叔丁基、己基、2-乙基己基、叔辛基、十二烷基、环己基、二环己基、金刚烷基)、芳基(优选碳原子数6~24、更优选6~18的芳基,例如苯基、联苯基、三联苯基、萘基)或者芳烷基(优选碳原子数7~30、更优选7~20的芳烷基,例如苄基、羟甲苯基、叔丁苯基、二苯甲基、三苯甲基),特别优选为烷基、芳基或者芳烷基。作为-X-Y的组合,-X-Y的总碳原子数优选为0~40,更优选为1~30,最优选为1~25。
下面示出由通式(14)表示的化合物的优选例子,但本发明并不限定于这些具体例。
【化15】
【化16】
除此之外,本发明的纤维素酯中优选添加下述的化合物。
【化17】
通式(17)
(式中,Q1和Q2各自独立地表示芳香族环。X1和X2表示氢原子或者取代基,其中至少一个表示氰基、羰基、磺酰基、芳香族杂环)、Q1和Q2所示的芳香族环,可以是芳香族烃环,也可以是芳香族杂环。另外,它们可以是单环,也可以与其它环一起形成稠环。
作为芳香族烃环,优选为碳原子数6~30的单环或者双环的芳香族烃环(例如苯环、萘环等)、更优选为碳原子数6~20的芳香族烃环,进一步优选为碳原子数6~12的芳香族烃环。特别优选为苯环。
作为芳香族杂环,优选为含有氮原子或者硫原子的芳香族杂环。作为杂环的具体例,可列举出例如噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、哒嗪、三唑、三嗪、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻唑、噻二唑、唑啉、唑、二唑、喹啉、异喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、吖啶、菲绕啉、吩嗪、四唑、苯并咪唑、苯并唑、苯并噻唑、苯并三唑、四氮茚(テトラザィンデン)等。作为芳香族杂环,优选为吡啶、三嗪、喹啉。
作为Q1和Q2所示的芳香族环,优选为芳香族烃环,更优选为苯环。
Q1和Q2还可以进一步具有取代基,优选后述的取代基T。作为取代基T,可列举出例如烷基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~12,特别优选为碳原子数1~8,可列举出例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等);烯基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~12,特别优选为碳原子数2~8,可列举出例如乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等);炔基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~12,最优选为碳原子数2~8,可列举出例如丙炔基、3-戊炔基等);芳基(优选为碳原子数6~30,更优选为碳原子数6~20,特别优选为碳原子数6~12,可列举出例如苯基、对甲苯基、萘基等);取代或未取代的氨基(优选为碳原子数0~20,更优选为碳原子数0~10,特别优选为碳原子数0~6,可列举出例如氨基、甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、二苄氨基等);烷氧基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~12,特别优选为碳原子数1~8,可列举出例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等);芳氧基(优选为碳原子数6~20,更优选为碳原子数6~16,特别优选为碳原子数6~12,可列举出例如苯氧基、2-萘氧基等);酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新酰基等);烷氧羰基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~12,可列举出例如甲氧羰基、乙氧羰基等);芳氧羰基(优选为碳原子数7~20,更优选为碳原子数7~16,特别优选为碳原子数7~10,可列举出例如苯氧羰基等);酰氧基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~10,可列举出例如乙酰氧基、苯甲酰氧基等);酰氨基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~10,可列举出例如乙酰氨基、苯甲酰氨基等);烷氧羰基氨基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~16,特别优选为碳原子数2~12,可列举出例如甲氧羰基氨基等);芳氧羰基氨基(优选为碳原子数7~20,更优选为碳原子数7~16,特别优选为碳原子数7~12,可列举出例如苯氧羰基氨基等);磺酰氨基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等);氨磺酰基(优选为碳原子数0~20,更优选为碳原子数0~16,特别优选为碳原子数0~12,可列举出例如氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等);氨基甲酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等);烷硫基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲硫基、乙硫基等);芳硫基(优选为碳原子数6~20,更优选为碳原子数6~16,特别优选为碳原子数6~12,可列举出例如苯硫基等);磺酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲磺酰基、甲苯磺酰基等);亚磺酰基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如甲亚磺酰基、苯亚磺酰基等);脲基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如脲基、甲脲基、苯脲基等);磷酰胺基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~16,特别优选为碳原子数1~12,可列举出例如二乙基磷酰胺基、苯基磷酰胺基等);羟基;巯基;卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子);氰基;磺基;羧基;硝基;氧肟酸基;亚磺基;肼基;亚氨基;杂环基(优选为碳原子数1~30,更优选为碳原子数1~12,作为杂原子,为例如氮原子、氧原子、硫原子,具体可列举出例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等);甲硅烷基(优选为碳原子数3~40,更优选为碳原子数3~30,特别优选为碳原子数3~24,可列举出例如三甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等)等。这些取代基也可以进一步被取代。另外,当取代基有两个以上时,取代基可以相同或者不同。另外,在可能的情况下,也可以互相连接形成环。
X1和X2表示氢原子或者取代基,至少其中的一个表示氰基、羰基、磺酰基、芳香族杂环。X1和X2所示的取代基可以适用上述的取代基T。另外,X1和X2所示的取代基也可以进一步被其它取代基所取代,X1和X2也可以分别稠合形成环结构。
作为X1和X2,优选为氢原子、烷基、芳基、氰基、硝基、羰基、磺酰基、芳香族杂环,更优选为氰基、羰基、磺酰基、芳香族杂环,进一步优选为氰基、羰基,特别优选为氰基、烷氧羰基(-C(=O)OR(R为碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~12的芳基以及它们的组合))。
作为通式(17),优选为由下述通式(18)表示的化合物。
【化18】
通式(18)
(式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地表示氢原子或者取代基。X1和X2与通式(17)中的那些含义相同,而且优选的范围也相同)。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地表示氢原子或者取代基,作为取代基,可以适用上述的取代基T。另外,这些取代基也可以进一步被其它取代基所取代,取代基之间也可以稠合形成环结构。
作为R1、R2、R4、R5、R6、R7、R9和R10,优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、羟基、卤素原子,更优选为氢原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、卤素原子,进一步优选为氢原子、碳原子数1~12烷基,特别优选为氢原子、甲基,特别优选为氢原子。
作为R3和R8,优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、羟基、卤素原子,更优选为氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数0~20的氨基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12芳氧基、羟基,更优选为氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基,特别优选为氢原子。
作为通式(17),更优选为由下述通式(19)表示的化合物。
【化19】
通式(19)
(式中,R3和R8与通式(17)中的那些含义相同,而且优选的范围也相同。X3表示氢原子或者取代基)。
X3表示氢原子、或者取代基,作为取代基,可以适用上述的取代基T。另外,在可能的情况下,也可以被其它取代基所取代。作为X3,优选为氢原子、烷基、芳基、氰基、硝基、羰基、磺酰基、芳香族杂环,更优选为氰基、羰基、磺酰基、芳香族杂环、更优选为氰基、羰基,特别优选为氰基、烷氧羰基(-C(=0)OR、R为碳原子数1~20烷基、碳原子数6~12的芳基以及它们的组合)。
作为通式(17),更优选为由通式(20)表示的化合物。
【化20】
通式(20)
(式中,R3和R8与通式(18)中的那些含义相同,而且优选的范围也相同。R21表示碳原子数1~20的烷基)。
作为R21,当R3和R8双方为氢时,优选为碳原子数2~12的烷基,更优选为碳原子数4~12的烷基,进一步优选为碳原子数6~12的烷基,特别优选为正辛基、叔辛基、2-乙基己基、正癸基、正十二烷基,最优选2-乙基己基。
作为R21,当R3和R8为氢以外时,优选为由通式(20)表示的化合物的分子量为300以上、且碳原子数20以下的烷基。
由通式(17)表示的化合物可以按照Journal of AmericanChemical Society 63卷3452页(1941)中记载的方法来合成。
下面列举出通式(17)所示化合物的具体例,但本发明不受下述具体例的任何限定。
【化21】
【化22】
【化23】
这些化合物可在本发明的纤维素酯薄膜中含有0.1~15质量%。
(纤维素酯)
本发明所用的纤维素酯,优选为纤维素的低级脂肪酸酯。纤维素的低级脂肪酸酯中的低级脂肪酸是指碳原子数6以下的脂肪酸,可以使用例如乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素等、或者特开平10-45804、特开平8-231761号、美国专利第2319052号等中记载的乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等混合脂肪酸酯。上述记载中,特别优选使用的纤维素的低级脂肪酸酯为三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素。这些纤维素酯可以单独使用或者混合使用。
在三乙酸纤维素的场合,优选使用平均乙酰化度(结合乙酸量)为54.0~62.5%的三乙酸纤维素酯,特别优选的是平均乙酰化度为58.0~62.5%的三乙酸纤维素。
除三乙酸纤维素以外,优选的纤维素酯是这样一种纤维素酯,即,以乙酰基的取代度为X、以碳原子数3~22的脂肪酸酯基的取代度为Y时,且同时满足下述式(I)和(II)。特别优选为Y含有丙酰基或丁酰基的纤维素酯。
(I)2.8≤X+Y≤3.0
(II)1.0≤X≤2.95
(其中,X为乙酰基的取代度,Y为碳原子数3~22的脂肪酸酯基的取代度)。
构成纤维素的在β-1,4上键合的葡萄糖单元,在2位、3位和6位上具有游离的羟基。酰化纤维素是将羟基的一部分或者全部取代为酰基(即酯化)的聚合物。酰基取代度是指分别对于2位、3位和6位、纤维素被酯化的比例(100%酯化为取代度1)。另外,作为在2、3、6位分别被Y(除乙酰基以外的酰基)取代的比例,为全体的28%以上,更优选为30%以上,进一步优选为31%以上,特别优选为32%以上。
另外,还优选酰化纤维素的6位的X与Y的取代度总和为0.8以上,优选为0.85,特别优选为0.90的酰化纤维素薄膜。
关于这些6位取代度大的酰化纤维素的合成,记载于特开平11-5851、特开2002-212338号或者特开2002-338601号等中。
作为本发明的酰化纤维素的碳原子数3~22的酰基,可以是脂肪族基,也可以是烯丙基,对此没有特殊限定。它们例如为纤维素的烷羰基酯、烯羰基酯或者芳香族羰基酯、芳香族烷羰基酯等,也可以各自具有进一步被取代的基团。作为它们的优选的例子,可列举出丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘羰基、肉桂酰基等。其中,优选丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘羰基、肉桂酰基。
其中,优选1.0≤X≤2.95、0.1≤Y≤2.0的乙酸丙酸纤维素。未被酰基取代的部分通常作为羟基存在。它们可以采用公知的方法来合成。
纤维素酯可以单独或者混合使用以棉花棉绒、木浆、洋麻等为原料合成的纤维素酯。特别优选单独或者混合使用由棉花棉绒(以下简称为棉绒)合成的纤维素酯。
当纤维素酯的分子量大时,因热而引起的弹性模量的变化率变小,但如果分子量过大,则纤维素酯的溶解液的粘度过高,从而使生产效率降低。关于纤维素酯的分子量,优选其数均分子量(Mn)为30000~200000,更优选为40000~170000。
关于纤维素酯,优选的是,当将其1g投入到20ml纯水(电导率为0.1μS/cm以下、pH6.8)中,在25℃和氮气氛中搅拌1小时的条件下,其pH值为6~7,电导率为1~100μS/cm。当pH值低于6时,残留的有机酸可能会在加热熔融时促进纤维素的劣化,而当pH高于7时,可能会促进水解。另外,当电导率为100μS/cm以上时,由于残留离子存在较多,因此会成为加热时使纤维素劣化的原因。
(增塑剂)
在用于制备本发明的纤维素酯薄膜的胶浆中,可以含有以往使用的增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。这些添加剂的含量优选应保持光程差值Rt不会显著上升的程度。
本发明的纤维素酯薄膜可以使用以下的增塑剂。
磷酸酯类的增塑剂具体可列举出磷酸三乙酰酯、磷酸三丁酯等磷酸烷基酯;磷酸三环戊酯、磷酸环己酯等磷酸环烷基酯;磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸羟甲苯基苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二苯基联苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三萘酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三邻联苯酯等磷酸芳基酯。这些取代基可以相同,也可以不同,也可以进一步被取代。另外,可以是烷基、环烷基、芳基的混合物,也可以是取代基之间通过共价键键合在一起。
另外,可列举出亚乙基双(磷酸二甲酯)、亚丁基双(磷酸二乙酯)等亚烷基双(磷酸二烷基酯);亚乙基双(磷酸二苯酯)、亚丙基双(磷酸二萘酯)等亚烷基双(磷酸二芳基酯);亚苯基双(磷酸二丁酯)、亚联苯基双(磷酸二辛酯)等亚芳基双(磷酸二烷基酯);亚苯基双(磷酸二苯酯)、亚萘基双(磷酸二甲苯酯)等亚芳基双(磷酸二芳基酯)等磷酸酯。这些取代基可以相同,也可以不同,也可以进一步被取代。另外,可以是烷基、环烷基、芳基的混合物,也可以是取代基之间通过共价键键合在一起。
另外,磷酸酯的一部分结构可以是聚合物的一部分,或者是规则性的支链,或者也可以被引入到抗氧化剂、酸捕集剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。上述化合物中,优选磷酸芳基酯、亚芳基双(磷酸二芳基酯),具体地,优选磷酸三苯酯、亚苯基双(磷酸二苯酯)。
乙二醇酯类的增塑剂具体可列举出乙二醇二乙酸酯、乙二醇二丁酸酯等乙二醇烷基酯类的增塑剂;乙二醇羧酸二环丙酯、乙二醇羧酸二环己酯等乙二醇环烷基酯类的增塑剂;乙二醇二苯甲酸酯、乙二醇二4-甲基苯甲酸酯等乙二醇芳基酯类的增塑剂。这些烷基酯、环烷基酯、芳基酯可以相同,也可以不同,也可以进一步被取代。另外,可以是烷基酯、环烷基酯、芳基酯的混合物,也可以是这些取代基之间通过共价键键合在一起。另外,乙二醇部分可以被取代,乙二醇酯的部分结构可以是聚合物的一部分,或者是规则性的支链,或者也可以被引入到抗氧化剂、酸捕集剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
甘油酯类的增塑剂具体可列举出甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯、甘油二乙酸酯辛酸酯、甘油油酸酯丙酸酯等甘油烷基酯;甘油三环丙基羧酸酯、甘油三环己基羧酸酯等甘油环烷基酯;甘油三苯甲酸酯、甘油4-甲基苯甲酸酯等甘油芳基酯;二甘油四乙酰化物、二甘油四丙酸酯、二甘油乙酸酯三辛酸酯、二甘油四月桂酸酯等二甘油烷基酯;二甘油四环丁基羧酸酯、二甘油四环戊基羧酸酯等二甘油环烷基酯;二甘油四苯甲酸酯、二甘油3-甲基苯甲酸酯等二甘油芳基酯等。这些烷基酯、环烷基羧酸酯、芳基酯可以相同,也可以不同,也可以进一步被取代。另外,可以是烷基酯、环烷基羧酸酯、芳基酯的混合物,也可以是这些取代基之间通过共价键键合在一起。另外,甘油、二甘油部分可以被取代,甘油酯、二甘油酯的部分结构可以是聚合物的一部分,或者是规则性的支链,或者也可以被引入到抗氧化剂、酸捕集剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
多元醇酯类的增塑剂具体可列举出特开2003-12823号公报的第30~33段落记载的多元醇酯类增塑剂。
这些烷基酯、环烷基羧酸酯、芳基酯可以相同,也可以不同,也可以进一步被取代。另外,可以是烷基酯、环烷基羧酸酯、芳基酯的混合物,也可以是这些取代基之间通过共价键键合在一起。另外,多元醇部分可以被取代,多元醇的部分结构可以是聚合物的一部分,或者是规则性的支链,或者也可以被引入到抗氧化剂、酸捕集剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
二羧酸酯类的增塑剂具体可列举出丙二酸二(十二烷)酯(C1)、己二酸二辛酯(C4)、癸二酸二丁酯(C8)等烷基二羧酸二烷基酯类增塑剂;琥珀酸二环戊酯、己二酸二环己酯等烷基二羧酸环烷基酯类增塑剂;琥珀酸二苯酯、戊二酸二-4-甲基苯酯等烷基二羧酸芳基酯类增塑剂;二羧酸二己基-1,4-环己酯、2,3-二羧酸二癸基双环〔2.2.1〕庚酯等环烷基二羧酸烷基酯类增塑剂;二环己基-1,2-环丁烷二羧酸酯、二环丙基-1,2-环己基二羧酸酯等环烷基二羧酸环烷基酯类增塑剂;二苯基-1,1-环丙基二羧酸酯、二2-萘基-1,4-环己烷二羧酸酯等环烷基二羧酸芳基酯类增塑剂;酞酸二乙酯、酞酸二甲酯、酞酸二辛酯、酞酸二丁酯、酞酸二-2-乙基己基酯等芳基二羧酸烷基酯类增塑剂;酞酸二环丙酯、酞酸二环己酯等芳基二羧酸环烷基酯类增塑剂;酞酸二苯酯、酞酸二4-甲苯酯等芳基二羧酸芳基酯类增塑剂。这些烷氧基、环烷氧基可以相同,也可以不同,也可以被取代,这些取代基也可以进一步被取代。可以是烷基、环烷基的混合物,也可以是这些取代基之间通过共价键键合在一起。另外,酞酸的芳香环可以被取代,也可以是二聚物、三聚物、四聚物等多聚物。另外,酞酸酯的部分结构可以是聚合物的一部分,或者是聚合物中规则性的支链,也可以被引入到抗氧化剂、酸捕集剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
多元羧酸酯类的增塑剂具体可列举出三(十二烷基)丙三羧酸酯、三丁基-内消旋(meso)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯等烷基多元羧酸烷基酯类增塑剂;三环己基丙三羧酸酯、三环丙基-2-羟基-1,2,3-丙烷丙三羧酸酯等烷基多元羧酸环烷基酯类的增塑剂;三苯基2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸酯、四3-甲基苯基四氢呋喃-2,3,4,5-四羧酸酯等烷基多元羧酸芳基酯类增塑剂;四己基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸酯、四丁基-1,2,3,4-环戊烷四羧酸酯等环烷基多元羧酸烷基酯类增塑剂;四环丙基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸酯、三环己基-1,3,5-环己基三羧酸酯等环烷基多元羧酸环烷基酯类增塑剂;三苯基-1,3,5-环己基三羧酸酯、六4-甲基苯基-1,2,3,4,5,6-环己基六羧酸酯等环烷基多元羧酸芳基酯类增塑剂;三(十二烷基)苯-1,2,4-三羧酸酯、四辛基苯-1,2,4,5-四羧酸酯等芳基多元羧酸烷基酯类增塑剂;三环戊基苯-1,3,5-三羧酸酯、四环己基苯-1,2,3,5-四羧酸酯等芳基多元羧酸环烷基酯类增塑剂;三苯基苯-1,3,5-四羧酸酯、六4-甲基苯基苯-1,2,3,4,5,6-六羧酸酯等芳基多元羧酸芳基酯类增塑剂。这些烷氧基、环烷氧基可以相同,也可以不同,也可以被取代,这些取代基还可以进一步被取代。烷基、环烷基可以是它们的混合物,也可以是这些取代基之间通过共价键键合在一起。另外,酞酸的芳香环可以被取代,也可以是二聚物、三聚物、四聚物等多聚物。另外,酞酸酯的部分结构可以是聚合物的一部分,或者是聚合物中规则性的支链,也可以被引入到抗氧化剂、酸捕集剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
(紫外线吸收剂)
本发明的纤维素酯薄膜中还可以含有紫外线吸收剂,在向薄膜赋予紫外线吸收性的场合,可以使其含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂是当液晶或者偏光膜在室外使用时具有防止其劣化的作用,但在将本发明的纤维素酯薄膜作为在偏光膜与液晶盒之间使用的偏光片保护膜使用时,通常应以提高可见光透光率等为优先,所以也可以不添加紫外线吸收剂。
紫外线吸收剂,优选是对波长370nm以下紫外线的吸收性能优良,且对波长400nm以上可见光的吸收尽可能少,且透光率在50%以上。特别地,在波长370nm处的透光率优选为10%以下,更优选为5%以下。在本发明中,作为可使用的紫外线吸收剂,可列举出例如羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、三嗪类化合物、镍配盐类化合物等,优选着色少的苯并三唑类化合物。优选对光具有稳定性的苯并三唑类紫外线吸收剂或者二苯甲酮类紫外线吸收剂,特别优选不希望的着色更少的苯并三唑类紫外线吸收剂。优选使用例如汽巴特种化学品公司制的TINUVIN109、TINUVIN171、TINUVIN326、TINUVIN327、TINUVIN328等,但低分子的紫外线吸收剂有时会因其使用量而与增塑剂同样地在制膜中呈网状地析出、或者挥发,因此,其添加量优选为1~10质量%。
在本发明中,更优选的是,将那些比上述低分子的紫外线吸收剂更不易析出的高分子紫外线吸收剂与本发明的聚合物一起含于纤维素酯薄膜中,这样不会影响尺寸稳定性、保留性、透湿性等,而且在薄膜中不会发生相分离,从而可以按稳定的状态充分地遮断紫外线。作为本发明的有用的高分子紫外线吸收剂,优选使用特开平6-148430号公报中记载的高分子紫外线吸收剂、或者含有紫外线吸收剂单体的聚合物。
特别地,在本发明中优选含有由下述通式(21)表示的紫外线吸收性单体合成的紫外线吸收性共聚物(高分子紫外线吸收剂、或者有时称为聚合物UV剂)。
【化24】
通式(21)
式中,n表示0~3的整数;R1~R5表示氢原子、卤素原子、或者取代基;X表示-COO-、-CONR7-、-OCO-、-NR7CO-;R6、R7表示氢原子、烷基、或者芳基。其中,R6表示的基团具有聚合性基团作为部分结构〕。
在上述通式(21)中,n表示0~3的整数,当n为2以上时,多个R5之间可以相同,也可以不同,也可以互相连接形成5~7元的环。
R1~R5分别表示氢原子、卤素原子或者取代基。作为卤素原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选为氟原子、氯原子。另外,作为取代基,可列举出例如烷基(例如甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等);烯基(例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基等);芳基(例如苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等);杂环基(例如吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并唑基等);烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等);芳氧基(例如苯氧基等);杂环氧基(例如1-苯基四唑-5-氧基、2-四氢吡喃氧基等);酰氧基(例如乙酰氧基、新戊酰氧基、苯甲酰氧基等);酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等);烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等);芳氧羰基(例如苯氧羰基等);氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等);氨基、烷氨基(例如甲氨基、乙氨基、二乙氨基等);苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等);酰氨基(例如乙酰氨基、丙酰氨基等);羟基;氰基;硝基;磺酰氨基(例如甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等);氨磺酰氨基(例如二甲基氨磺酰氨基等);磺酰基(例如甲磺酰基、丁磺酰基、苯磺酰基等);氨磺酰基(例如乙基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基等);磺酰氨基(例如甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等);脲基(例如3-甲基脲基、3,3-二甲基脲基、1,3-二甲基脲基等);酰亚氨基(例如酞酰亚氨基等);甲硅烷基(例如三甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲硅烷基等);烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、正丁硫基等);芳硫基(例如苯硫基等)等,优选为烷基、芳基。
在通式(21)中,当R1~R5所示的各基团为可进一步取代的基团时,也可以进一步具有取代基,或者,相邻的R1~R4也可以互相连接形成5~7元环。
R6表示氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基,作为烷基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。另外,上述烷基也可以进一步具有卤素原子、取代基,作为卤素原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可列举出例如酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等);烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等);氨基;烷氨基(例如甲氨基、乙氨基、二乙氨基等);酰氨基(例如乙酰氨基、丙酰氨基等);羟基;氰基;氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等);酰氧基(例如乙酰氧基、新戊酰氧基等);烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)。
作为环烷基,可列举出例如环戊基、环己基、降冰片烯基、金刚烷基等饱和环烃,它们可以是无取代的,也可以是被取代的。
作为烯基,可列举出例如乙烯基、烯丙基、1-甲基-2-丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、油烯基等,优选为乙烯基、1-甲基-2-丙烯基。
作为炔基,可列举出例如乙炔基、丁炔基、丙炔基、1-甲基-2-丙炔基、2-丁炔基、1,1-二甲基-2-丙炔基等,优选为乙炔基、丙炔基。
R7表示氢原子、烷基、环烷基,作为烷基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。上述烷基也可以具有卤素原子、取代基,作为卤素原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可列举出例如酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等);烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等);氨基、烷氨基(例如甲氨基、乙氨基、二乙氨基等);苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等);酰氨基(例如乙酰氨基、丙酰氨基等);羟基;氰基;氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等);酰氧基(例如乙酰氧基、新戊酰氧基等);烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)。
作为环烷基,可列举出例如环戊基、环己基、降冰片烯基、金刚烷基等饱和环式烃,它们可以是无取代的,也可以是被取代的。
本发明中所说的聚合性基团是指不饱和乙烯类聚合性基团或者二官能类缩聚性基团,优选为不饱和乙烯类聚合性基团。作为不饱和乙烯类聚合性基团的具体例,可列举出乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、氰化乙烯基、2-氰基丙烯酰氧基、1,2-环氧基、乙烯醚基等,优选为乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基。具有聚合性基团作为部分结构,是指上述聚合性基团直接地、或者通过二价以上的连接基团进行结合,二价以上的连接基团是指例如亚烷基(例如亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、环己烷-1,4-二基等);亚烯基(例如乙烯-1,2-二基、丁二烯-1,4-二基等);亚炔基(例如乙炔-1,2-二基、丁烷-1,3-二炔-1,4-二基等);杂原子连接基(氧、硫、氮、硅、磷原子等),优选为亚烷基和用杂原子连接的基团。这些连接基团也可以进一步组合形成复合基。由紫外线吸收性单体衍生的聚合物的重均分子量,优选为2000~30000以下,更优选为5000~20000。
本发明中使用的紫外线吸收性共聚物的重均分子量,可以采用公知的分子量调节方法来调整。作为这种分子量调节方法,可列举出例如添加四氯化碳、月桂基硫醇、巯基乙酸辛酯等链转移剂的方法等。聚合温度通常为室温~130℃,优选为50℃~100℃。
本发明中使用的紫外线吸收性共聚物,可以是只含紫外线吸收性单体的均聚物,也可以是与其它聚合性单体形成的共聚物,作为可共聚的其它聚合性单体,可列举出例如苯乙烯衍生物(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基萘等);丙烯酸酯衍生物(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸环己酯等);甲基丙烯酸酯衍生物(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯等);烷基乙烯基醚(例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等);烷基乙烯酯(例如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等);巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等不饱和化合物。优选为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯。
由紫外线吸收性单体衍生的聚合物中的除了紫外线吸收性单体以外的共聚成分,优选含有至少一种亲水性的烯属不饱和单体。
作为亲水性的烯属不饱和单体,只要是亲水性的,且分子中具有可聚合的不饱和双键,就没有特殊限制,可列举出例如丙烯酸或甲基丙烯酸等不饱和羧酸、或者具有羟基或醚键的丙烯酸或甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、2,3-二羟基-2-甲基丙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二甘醇乙醇酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯等)、丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯吡咯烷酮、N-乙烯基唑烷酮等。
作为亲水性的烯属不饱和单体,优选分子内具有羟基或羧基的(甲基)丙烯酸酯,特别优选甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯。
这些聚合性单体可以将其中的一种或者两种以上并用来与紫外线吸收性单体进行共聚。
本发明中使用的紫外线吸收性共聚物的聚合方法没有特殊限制,可以广泛采用以往公知的方法,可列举出例如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。作为自由基聚合法的引发剂,可列举出例如偶氮化合物、过氧化物等,可列举出偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁酸二酯衍生物、过氧化苯甲酰、过氧化氢等。聚合溶剂没有特殊限制,可列举出例如甲苯、氯苯等芳香族烃类溶剂;二氯乙烷、氯仿等卤代烃类溶剂;四氢呋喃、二烷等醚类溶剂;二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂;甲醇等醇类溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类溶剂;丙酮、环己酮、丁酮等酮类溶剂;水溶剂等。可以采用这样一些聚合方法:通过选择溶剂,在均匀体系中进行聚合的溶液聚合、使生成的聚合物沉淀的沉淀聚合,以胶束状态进行聚合的乳液聚合,以悬浮状态进行聚合的悬浮聚合。但是,采用乳液聚合得到的紫外线吸收性胶乳并不适宜作为光学薄膜的用途。
上述紫外线吸收性单体、可与其共聚的聚合性单体以及亲水性的烯属不饱和单体的使用比例,可以考虑所得紫外线吸收性共聚物与其它透明聚合物的相溶性、对光学薄膜的透明性或者机械强度的影响来适宜选择。
在由紫外线吸收性单体衍生的聚合物中,紫外线吸收性单体的含量,优选为1~70质量%,更优选为5~60质量%。当紫外线吸收性单体在紫外线吸收性聚合物中的含量低于1质量%时,在想要达到所希望的紫外线吸收性能时,必须使用大量的紫外线吸收性聚合物,但这样会导致其雾度提高或者由于物质的析出而使透明性降低,并会成为薄膜强度降低的原因。另一方面,当紫外线吸收性单体在紫外线吸收性聚合物中的含量超过70质量%时,会与其它聚合物的相溶性降低,因此,难以得到透明的光学薄膜。另外,还会使其在溶剂中的溶解度降低,从而使制作薄膜时的作业性和生产效率降低。
亲水性烯属不饱和单体在上述紫外线吸收性共聚物中的含量,优选为0.1%~50质量%。当在0.1质量%以下时,看不到由亲水性烯属不饱和单体带来的相溶性的改良效果,而当多于50质量%时,则难以进行共聚物的分离精制。亲水性烯属不饱和单体的含量更优选为0.5~20质量%。当用亲水性基团取代紫外线吸收性单体本身时,亲水性的紫外线吸收性单体与亲水性烯属不饱和单体的合计含量优选为上述范围内。
为了满足紫外线吸收性单体和亲水性单体的优选含量,优选在这两者之外,还与分子中不含亲水性基团的烯属不饱和单体共聚。
紫外线吸收性单体和(非)亲水性烯属不饱和单体也可以各自按两种以上进行混合和共聚。
以下例示本发明中优选使用的紫外线吸收性单体的代表例,但并不限定于此。
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
【化31】
本发明中使用的紫外线吸收剂、紫外线吸收性单体及其中间体,可以参照公知的文献来合成。可以参照例如美国专利第3,072,585号、美国专利3,159,646号、美国专利3,399,173号、美国专利3,761,272号、美国专利4,028,331号、美国专利5,683,861号、欧洲专利第86,300,416号、特开昭63-227575号、特开昭63-185969号、PolymerBulletin. V.20(2)、169-176以及Chemical Abstracts V.109、No.191389等进行合成。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物在与其它透明聚合物混合时,也可以根据需要,与低分子化合物或者高分子化合物、无机化合物等一起使用。例如,将本发明中使用的紫外线吸收剂和其它低分子紫外线吸收剂同时混合入其它的透明聚合物中,或者是将本发明中使用的紫外线吸收性聚合物与其它低分子紫外线吸收剂同时混合入其它的透明聚合物中,也是优选方案之一。同样,同时混合入抗氧化剂、增塑剂、阻燃剂等添加剂,也是优选方案之一。
关于将本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物向纤维素酯薄膜的添加方法,可以使其含于纤维素酯薄膜中,也可以将其涂布于纤维素酯薄膜上。在使其含于纤维素酯薄膜时,可以直接添加,也可以在管道中添加。在管道中的添加是一种预先将其溶解于有机溶剂(例如甲醇、乙醇、二氯甲烷等)后,以管道混合机等添加到胶浆组成中的方法。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物的使用量,根据化合物的种类、使用条件等不同而不尽相同,当为紫外线吸收剂时,相对于每1m2纤维素酯薄膜优选为0.2~3.0g,更优选为0.4~2.0g,特别优选为0.5~1.5g。另外,当为紫外线吸收性聚合物时,相对于每1m2纤维素酯薄膜优选为0.6~9.0g,更优选为1.2~6.0g,特别优选为1.5~3.0g。
另外,从防止液晶劣化的观点考虑,波长380nm以下的紫外线吸收性能优良,而且,从良好的液晶显示性的观点考虑,优选对400nm以上的可见光吸收少的紫外线吸收剂。在本发明中,特别地,在波长380nm处的透光率优选为8%以下,更优选为4%以下,特别优选为1%以下。
作为能够用于本发明的市售品的紫外线吸收剂单体,有UVM-1的1-(2-苯并三唑)-2-羟基-5-(2-乙烯基氧羰基乙基)苯、大冢化学公司制的反应型紫外线吸收剂RUVA-93的1-(2-苯并三唑)-2-羟基-5-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯或者其类似化合物。优选将它们单独使用或者使用共聚而成的聚合物或者共聚物,但对此没有限定。例如,作为市售品的高分子紫外线吸收剂,优选使用大冢化学公司制的PUVA-30M。紫外线吸收剂也可以使用两种以上。紫外线吸收剂向胶浆中的添加方法,可以将紫外线吸收剂溶解于醇类或者二氯甲烷、二烷、乙酸甲酯等有机溶剂中后再添加,或者直接添加到胶浆组成中。
另外,本发明的纤维素酯薄膜中还可以含有抗氧化剂。例如在特开平5-197073号公报中记载的那样,也可以含有过氧化物分解剂、自由基止链剂、金属钝化剂或者酸捕集剂。这些化合物的添加量,相对于纤维素酯,按质量比例计,优选为1ppm~1.0%,更优选为10~1000ppm。
另外,在本发明中,纤维素酯薄膜中优选含有消光剂等微粒,作为微粒,优选含有例如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、高岭土、滑石、烧结硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等无机微粒或者交联高分子微粒。形状可以是球状、针状、棒状、层状、不定形状等,对此没有特殊限定,可以适宜选择使用。其中,由于二氧化硅可以减少薄膜的雾度,因此是优选的。微粒的二次粒子的平均粒径在0.01~1.0μm的范围内,其含量相对于纤维素酯为0.005~10质量%,特别优选为0.005~0.3质量%。大多对二氧化硅之类的微粒用有机物进行表面处理,这种经表面处理的微粒由于可以降低薄膜的雾度,因此是优选的。所为表面处理时优选的有机物,可列举出卤化硅烷类、烷氧基硅烷类(特别是具有甲基的烷氧基硅烷类)、硅氮烷、硅氧烷等。微粒的平均粒径较大时,其消光效果大,相反,平均粒径小时,透明性优良,因此,微粒的一次粒子的平均粒径优选为5~400nm,更优选为5~50nm。这些微粒在纤维素酯薄膜中,通常作为凝聚体存在,优选在纤维素酯薄膜表面上生成0.01~1.0μm的凹凸。作为二氧化硅的微粒,可列举出Aerosil公司制的AEROSIL 200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600、RA200HS等,优选的是AEROSIL 200V、R972、R972V、R974、R202、R812。这些消光剂也可以两种以上合并使用。在将两种以上合并使用时,可以按任意比例混合使用。此时,可以将平均粒径或者材质不同的消光剂,例如AEROSIL 200V和R972V,按质量比为0.1∶99.9~99.9∶0.1的范围使用。
其次,说明本发明的纤维素酯薄膜的制造方法。本发明的纤维素酯薄膜可以采用溶剂流延法或者熔融流延法来制造,特别优选采用溶剂流延法来制造。
在此说明本发明中的纤维素酯胶浆的调制方法。在溶解釜中一边搅拌薄片状的纤维素酯一边使其溶解于以纤维素酯的良溶剂为主的有机溶剂中,使其形成胶浆。溶解有如下方法:在常压下进行的方法;在主溶剂的沸点以下进行的方法;在主溶剂的沸点以上加压进行的方法;采用象特开平9-95544号、特开平9-95557号或者特开平9-95538号公报中记载的冷却溶解法进行的方法;象特开平11-21379号公报中记载的在高压下进行的方法等各种溶解方法。溶解后,用滤材过滤胶浆,消泡后,用泵送至下一个工序。胶浆中的纤维素酯的浓度为10~35质量%左右。更优选为15~25质量%。为了使纤维素酯胶浆中含有对本发明有用的聚合物,可以预先将该聚合物溶解于有机溶剂后再进行添加,向纤维素酯胶浆中直接添加等,对于添加方法不必限定。但是此时,聚合物的添加应以不会在胶浆中产生白色混浊、或者发生相分离为准。添加量如上所述。
作为纤维素酯的良溶剂的有机溶剂,可列举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、甲酸乙酯、丙酮、环己酮、乙酰乙酸甲酯、四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环、4-甲基-1,3-二氧杂戊环、1,4-二烷、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝基乙烷、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、二氯甲烷、溴丙烷等,优选使用乙酸甲酯、丙酮、二氯甲烷。但是,近来因环境问题,倾向于优选非氯类的有机溶剂。另外,这些有机溶剂中,如果并用甲醇、乙醇、丁醇等低级醇,则可以提高纤维素酯对有机溶剂的溶解性,或者可以降低胶浆的粘度,因此是优选的。特别优选沸点低、毒性低的乙醇。本发明的胶浆中所用的有机溶剂,从生产效率方面考虑,优选将纤维素酯的良溶剂与弱溶剂混合使用,良溶剂与弱溶剂的混合比例的优选范围,良溶剂为70~98质量%,弱溶剂为2~30质量%。关于本发明中使用的良溶剂和弱溶剂的含义,将那些能够单独溶解所用的纤维素酯的溶剂定义为良溶剂,将不能单独溶解的溶剂定义为弱溶剂。作为本发明的胶浆中使用的弱溶剂没有特殊限定,优选使用例如甲醇、乙醇、正丁醇、环己烷、丙酮、环己酮等。对于本发明的聚合物而言,有机溶剂的选定,优选使用纤维素酯的良溶剂。如上所述,当使用低分子增塑剂时,可以采用通常的添加方法来进行,可以直接添加到胶浆中,也可以预先溶解于有机溶剂中然后再注入到胶浆中。
在本发明中,将上述各种添加剂添加到纤维素酯胶浆中时,优选是将纤维素酯胶浆与由各种添加剂和少量的纤维素酯一起溶解而形成的溶液,于管道中进行添加混合。优选使用例如Starchic Mixer-SWJ(东丽静止型管内混合器Hi-Mixer)(东丽engineering制)之类的管道混合机。使用管道混合机时,优选使用由纤维素酯在高压下浓缩溶解而成的胶浆,加压容器的种类没有特殊限定,只要能够耐受规定的压力,可以在加压下加热、搅拌即可。
在本发明中,纤维素酯胶浆必须用过滤法将异物、特别是在液晶图像显示装置中会被误认为图像的异物除去。偏光片用保护膜的质量常由此过滤来决定。过滤所使用的滤材优选绝对过滤精度小的材料,但当绝对过滤精度过小时,容易发生过滤材料的筛网堵塞,因此必须频繁地更换滤材,存在生产效率降低的问题。为此,本发明的纤维素酯胶浆的滤材优选是其绝对过滤精度为0.008mm以下的滤材,更优选为0.001~0.008mm范围的滤材,进一步优选为0.003~0.006mm范围的滤材。滤材的材质没有特殊限制,可使用一般的滤材,聚丙烯、特氟隆(注册商标)等塑料纤维制的滤材或者不锈钢纤维等金属制的滤材由于没有纤维的脱落,因此是优选的。本发明的纤维素酯胶浆的过滤可以采用通常的方法进行,一边在溶剂常压沸点以上且溶剂不沸腾的范围的温度下加压加热一边进行过滤的方法,可使过滤前后的差压(下文有时称为滤压)上升小,因此是优选的。优选的温度范围为45~120℃,更优选为45~70℃,进一步优选为45~55℃的范围。滤压以较小为宜。滤压优选为1.6×106Pa以下,更优选为1.2×106Pa以下,进一步优选为1.0×106Pa以下。如果原料纤维素中含有酰基未取代或者低取代度的纤维素酯,往往会发生异物故障(下文有时称为亮点)。亮点是在正交状态(正交尼科尔状态)的2张偏光片之间放置纤维素酯薄膜,当从一侧照射光,并从其相反侧用光学显微镜(50倍)观察时,如果是正常的纤维素酯薄膜,光就会被遮断,黑暗至看不见任何物,如果有异物,就会从该处漏出光,会有点状光出现的现象。亮点的直径越大,制成液晶图像显示装置时实际损害越大,亮点直径优选为50μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为8μm以下。应予说明,亮点的直径是指将亮点按近似圆形进行测定的直径。只要上述直径的亮点在400个/cm2以下,在实用上不会有问题,优选在300个/cm2以下,更优选在200个/cm2以下。为了减少这种亮点的发生数量和大小,必须充分过滤细微异物。另外,如特开2000-137115号公报中记载的那样,将经过一次制膜的纤维素酯薄膜的粉碎物以某一比例再添加到胶浆中,作为纤维素酯及其添加剂的原料的方法,由于可以减少亮点,因此是优选使用的。
以下叙述将纤维素酯胶浆在金属支持体上流延的工序,在金属支持体上干燥的工序以及从金属支持体上剥离网状物的剥离工序。金属支持体是环状运转的无端金属带、或者旋转的金属转鼓,其表面呈镜面。流延工序是将上述的胶浆通过加压型定量齿轮泵输送至压铸模,并在流延位置从压铸模头将胶浆流延到金属支持体上的工序。其它流延方法还有用刮刀调节被流延的胶浆膜厚度的涂胶刀方法,或者用逆转辊调节的通过逆辊涂布机的方法等,优选能够调节口模部分的狭缝形状,较易于使膜厚均匀的压铸模头。压铸模头有衣架型模头或者T型模头等,任何一种均适于使用。为了提高制膜速度,可以在金属支持体上设置两个以上压铸模头,将胶浆量分割而多层叠置。膜厚的调节,优选控制胶浆浓度、泵的送液量、模头的口模的狭缝间隙、模头的挤出压力、金属支持体的速度等,以使其成为所希望的厚度。
在金属支持体上的干燥工序是将基料膜(流延于金属支持体上以后的胶浆膜在此称为基料膜)在支持体上加热以使溶剂蒸发的工序。为了使溶剂蒸发,可采用向基料膜侧和支持体背面吹热风的方法、利用加热液体而从支持体的背面传热的方法、利用辐射热向正反两面传热的方法等。另外,还优选将这些方法组合的方法。另外,如果基料膜的厚度较薄,则干燥较快。金属支持体的温度可以全体相同,也可以根据位置的不同而异。
适于本发明的在金属支持体上的干燥方法,例如优选使金属支持体的温度在0~40℃、优选5~30℃进行流延。吹向基料膜的干燥风优选为30~45℃左右,但不限定于此。
剥离工序是在金属支持体上使有机溶剂蒸发,并在金属支持体转一圈之前将基料膜剥离的工序,然后将基料膜送至干燥工序。将金属支持体上剥离基料膜的位置称为剥离点,另外,将帮助剥离的辊称为剥离辊。虽因基料膜厚度的不同而异,如果基料膜在剥离点处的残留溶剂量(下述式)过大时则不易剥离,相反地,如果使其在支持体上充分干燥后再剥离,则往往在中途会有一部分基料膜剥离。通常情况下,在残留溶剂量为20~180质量%时进行基料膜的剥离。在本发明中,优选的剥离残留溶剂量为20~40质量%或者60~150质量%,特别优选为80~140质量%。作为提高制膜速度的方法(由于在残留溶剂量尽可能多时进行剥离可以提高制膜速度),有即使残留溶剂量多也可以剥离的凝胶流延法(gel casting)。作为该方法,可列举出在胶浆中加入纤维素酯弱溶剂,在胶浆流延后使其凝胶化的方法;通过降低支持体的温度来进行凝胶化的方法等。另外,还有在胶浆中加入金属盐的方法。通过在支持体上使其凝胶化从而使膜强化,可以加快剥离,从而提高制膜速度。在残留溶剂量较多时进行剥离的场合,如果基料膜过于柔软,则在剥离时会损伤平面性,或者由于剥离张力而容易发生粘连(ッレ)或纵纹,最好兼顾经济速度和品质二者来决定残留溶剂量。
本发明中使用的残留溶剂量由下述式表示。
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
此处,M为基料膜在任意时间点的质量;N为在110℃下使M干燥3小时时刻的质量。
另外,在纤维素酯薄膜的干燥工序中,优选将支持体上剥离下来的薄膜进一步干燥,以使残留溶剂量为2.0质量%以下,更优选为1.0质量%,进一步优选为0.3质量%以下。
在基料膜干燥工序中,采用这样一种干燥方式:使用由辊交错配置而成的辊干燥装置,一边用夹子夹持基料膜两端,一边用保持宽度的或者能在宽度方向上进行一定程度拉伸的拉幅干燥装置输送基料膜进行干燥的方式。在本发明中,从拉幅干燥装置支持体上剥离后,在任意过程中,而且在任意的残留溶剂量多时,由于通过保持宽度或者进行拉伸,使光学性能的湿度稳定性良好,因此是特别优选的。使基料膜干燥的手段没有特殊限制,通常可用热风、红外线、加热辊、微波等来进行。从简便的观点考虑,优选用热风来进行干燥。干燥温度优选在40~180℃的范围内分段地逐渐提高,更优选在50~160℃的范围内进行进行。另外,从降低光程差值Rt、Ro的效果考虑,优选在高温下的干燥时间长一些。
为了确保平面性,优选使本发明的纤维素酯薄膜沿MD(薄膜的输送方向)/TD(与输送方向垂直的方向)均拉伸1%以上。为了制作面内没有光程差的薄膜,优选使MD拉伸率与TD拉伸率接近,但MD与TD方向的拉伸率也可以不同。但是,MD拉伸率与TD拉伸率的总和较小时,光程差值Rt降低,因此可适当地调整。另外,从Rt降低效果的观点考虑,优选是在任何方向上拉伸时均在高温下进行。
应予说明,拉伸操作也可以分为几个阶段来进行,优选沿流延方向、宽度方向实施双向拉伸。而且,在进行双向拉伸时,可以同时进行双向拉伸,也可以分阶段实施。此时,分阶段是指例如可以依次进行不同拉伸方向的拉伸,也可以将同一方向的拉伸分成几个阶段,并且可在任一阶段进行不同方向的拉伸。
纤维素酯薄膜的宽度为1.3m以上,更优选为1.4m~4m的范围,从生产效率的观点考虑,优选用于大尺寸的液晶显示装置。另外,被卷成筒状的薄膜卷的长度优选为100~10000m,更优选为500~6000m。
本发明的纤维素酯薄膜适于面内切换模式(亦称为IPS型)液晶显示装置所用的偏光片,优选使光程差值Ro、Rt处于0nm≤Ro≤10nm、且-30nm≤Rt≤+20nm的范围内,更优选为0≤Ro≤5nm、-20nm≤Rt≤3nm。通过使光程差值Ro、Rt为0≤Ro≤5nm、-20nm≤Rt≤3nm,可以获得更不易引起断裂故障、可视性优良的纤维素酯薄膜。光程差值Ro、Rt特别优选为0≤Ro≤5nm、-20nm≤Rt≤0nm。应予说明,式(a)中,nx≥ny,所以Ro不会低于0。
式(a)Ro=(nx-ny)×d
式(b)Rt={(nx+ny)/2-nz}×d
(式中,Ro表示薄膜面内的光程差值;Rt表示薄膜厚度方向的光程差值;nx表示薄膜面内沿滞相轴方向的折射率;ny表示薄膜面内沿进相轴方向的折射率;nz表示薄膜厚度方向的折射率(折射率在波长590nm处进行测定);d表示薄膜的厚度(nm))。
应予说明,光程差值Ro、Rt可以使用自动双折射率计进行测定。例如,可以使用KOBRA-21ADH(王子计测机器(株)),在23℃、55%RH的环境下求得。
另外,Ro在薄膜的宽度方向和长度方向上的变化,优选为±5nm,更优选为±2nm,进一步优选为±1nm,特别优选为±0.3nm。
另外,Rt在薄膜的宽度方向和长度方向上的变化,优选为±5nm,更优选为±3nm,特别优选为±1nm。
Ro和Rt的变化,优选在全体长度的薄膜上均处于该范围内,还优选在薄膜卷筒之间也处于该范围内。
在80℃、90%RH的环境中热处理300小时前后的Rt变化,优选在±10nm以内为,更优选在±5nm以内,特别优选在±1nm以内。
(Ro的波长分散特性)
(波长分散特性)使用自动双折射计KOBURA-21ADH(王子计测器(株)制),在23℃、55%RH的环境中,在波长450、590、650nm处测定面内的光程差值Ro。将分别得到的值作为R450、R590、R650。
优选的是,0.7<R450/R590<1.5、0.7<R650/R590<1.5。更优选的是,0.8<R450/R590<1.0、1.0<R650/R590<1.3。
(Rt的湿度稳定性)
Rt的湿度稳定性,23℃、20%RH和80%RH间的Rt的变化优选在30nm以内,更优选在20nm以内,特别优选在10nm以内。
(Rt的温度稳定性)
10~60℃下的Rt变化,以20℃、55%RH的测定值为基准,优选为±10nm,更优选为±5nm,特别优选为±1nm。
(Ro的温度稳定性)
10~60℃下的Ro变化,以20℃、55%RH的测定值为基准,优选为±10nm,更优选为±5nm,特别优选为±1nm。
(取向角)
当Ro为5nm以下、尤其为0~1nm时,取向角没有特殊限定,相对于长条薄膜的宽度方向或者长度方向在±10°以内,优选在±5°以内,更优选为±1°,特别优选为±0.1 °。
取向角是指纤维素酯薄膜面内的滞相轴的方向(相对于流延制膜时的宽度方向的角度),另外,取向角的测定可以使用自动双折射计KOBURA-21ADH进行。
(光弹性模量)
本发明中使用的纤维素酯薄膜的光弹性模量,优选为1×10-14~1×10-9pa-1。更优选为5×10-12~2×10-11Pa-1。光弹性模量可以在23℃、55%RH的条件下,使用日本分光公司制Ellipso测试仪M-150进行测定。市售的TAC薄膜具有1×10-11Pa-1左右的光弹性模量。
(尺寸稳定性)
在90℃干燥条件下处理100小时前后,沿长条薄膜的长度方向、宽度方向的尺寸变化优选均在±0.5%以内,更优选在±0.3%以内,特别优选在±0.1%以内。优选即使处理时间在500小时以上也处于上述范围内。
在60℃、90%RH条件下处理100小时前后,沿长条薄膜的长度方向、宽度方向的尺寸变化优选均在±1%以内,更优选在±0.5%以内,进一步优选在±0.3%以内,特别优选在±0.1%以内。优选即使处理时间在500小时以上也处于上述范围内。
尺寸变化率的测定是在温度23℃、调湿至相对湿度55%的房间内将薄膜调湿4小时后,分别在宽度、长度各方向上按照约10cm间隔用刻刀做记号,测定距离(L1)。接着,在60℃、调湿至90%的恒温槽中将薄膜处理24小时。再次在温度23℃、调湿至相对湿度55%的房间内将薄膜调湿4小时后,测定做记号的距离(L2)。尺寸变化率按照下式进行评价。
尺寸变化率(%)={(L2-L1)/L1}×100
将在60℃、90%条件下进行的24小时处理改为在90℃干燥的条件下进行24小时的处理,同样地求出尺寸变化率。
(透湿度)
40℃、90%RH时的透湿度优选为1~1500g/m2·24小时,更优选为5~1200g/m2·24小时,进一步优选为10~1000g/m2·24小时。透湿性可以按照JIS Z0208进行测定。
(透光率)
本发明的纤维素酯薄膜的500nm透光率,优选为85%~100%,更优选为90%~100%,最优选为92%~100%。另外,400nm透光率优选为40%~100%,更优选为50%~100%,最优选为60%~100%。
(透光率的测定)透光率T的测定是使用分光光度计U-3400(日立制作所公司),在350~700nm的波长区域,对各样品每隔10nm进行测定,由求出的分光透过率τ(λ)求出规定波长下的透光率。
(紫外线吸收性)
当本发明的纤维素酯薄膜中不添加紫外线吸收剂时,380nm处的透光率优选为50%以上,更优选为80%以上,特别优选为90%以上。当其中含有紫外线吸收剂时,380nm处的透光率优选低于50%,更优选0~低于15%,进一步优选0~低于10%,特别优选低于5%。紫外线吸收性可以通过改变紫外线吸收剂、增塑剂、树脂、微粒等添加剂的种类或添加量来容易地进行控制。
关于紫外线吸收性,也可以与上述一样,使用分光光度计U-3400(日立制作所(株))来测定。
(雾度)
本发明的纤维素酯薄膜,在将3张重叠测定雾度时,雾度值优选在5%以下,更优选在2%以下,特别优选在1%以下。雾度值可以按照JIS K-6714,使用雾度计(1001DP型、日本电色工业(株)制)进行测定。
(弹性率)
本发明的纤维素酯薄膜的弹性率,优选为1~6GPa,更优选为2~5GPa。
长条薄膜的宽度方向(TD)和长度方向(MD)的弹性率可以相同也可以不同,优选为0.5≤MD弹性率/TD弹性率≤2,更优选为0.7≤MD弹性率/TD弹性率≤1.4,进一步优选为0.9≤MD弹性率/TD弹性率≤1.1。
(断裂点伸长度)
本发明的纤维素酯薄膜的断裂点伸长度,在23℃、55%RH的条件下,优选处于10~90%的范围内,更优选处于20~80%的范围。另外,断裂点应力优选为50~200MPa的范围。
(薄膜弹性率、断裂点伸长度、断裂点应力)按照JIS K7127记载的方法,在23℃、55%RH的环境中进行测定。将样品切成宽10mm、长130mm,在任意温度下使夹头间距离为100mm,以100mm/分钟的拉伸速度进行拉伸试验,由此求出上述参数。
(撕裂试验)
本发明的纤维素酯薄膜的撕裂强度优选为1~50g,更优选为3~30g,特别优选为5~25g。撕裂强度的测定可以在温度23℃、相对湿度55%RH的条件下将薄膜调湿24小时后,切出宽50mm×64mm大小的样品,按照IS06383/2-1983进行测定。
当将宽度方向(TD方向)、长度方向(MD方向)的撕裂强度分别作为Htd、Hmd时,优选为0.5<Htd/Hmd<2的范围,更优选为0.7<Htd/Hmd<1.3。在将纤维素酯薄膜在宽度方向上拉伸时,宽度方向与机械输送方向(下文称为MD方向)的薄膜撕裂强度之比,可以通过拉伸方向、拉伸倍率、拉伸温度等进行控制。
(接触角)
在将本发明的纤维素酯薄膜作为偏光片保护膜使用时,为了使其与偏光元件的粘接性良好,往往对其进行碱性皂化处理。优选以聚乙烯醇水溶液作为粘接剂,将经过用碱进行皂化处理后的薄膜与偏光元件粘接起来。皂化处理前的薄膜表面的纯水接触角优选为40~80°,更优选为50~70°。皂化处理后,优选使纯水接触角成为30°以下,更优选成为5~25°。薄膜两面的接触角可以相同,也可以稍有差异。例如,可以使制膜工序中与流延支持体(金属转鼓或者输送带)相接触的一侧和其相反侧的表面的添加剂的含量不同,由此可以使两面的接触角产生差异。究竟以哪一面用于偏光元件一侧,可通过偏光片制造时的收率或者制好后的偏光片的卷曲性、纤维素酯薄膜上所设功能性层的涂布性等来决定。
(皂化处理后的接触角)
用2.5N NaOH在50℃下对样品进行2.5分钟处理,接着用纯水洗涤2.5分钟。将处理后的样品在温度23℃、相对湿度55%的条件下调湿24小时,使用共和界面科学株式会社制的接触角计CA-D型进行测定。
(向皂化液中的溶出)
通过用碱进行皂化处理,薄膜中的添加剂或其分解物等的溶出量多时,往往污染皂化处理液,或是成为异物故障的原因,所以优选控制为仅少量溶出。通常情况下,通过减少低分子量的成分,或者使用与纤维素酯的相溶性优良的添加剂,就可以减少其溶出量。在高温处理或者高温高湿处理下不易渗出的添加剂具有不易被皂化处理液溶出的倾向,因此是优选的。
(卷曲)
纤维素酯薄膜沿长度方向或者宽度方向的卷曲,在温度23℃、相对湿度55%的条件下,优选为-20(1/m)~20(1/m)的范围,更优选为-15(1/m)~15(1/m)的范围,特别优选为-10(1/m)~10(1/m)的范围。
卷曲的测定,使用一种在25℃、55%RH环境中放置24小时后将该薄膜裁剪为50mm×2mm的样品。将该薄膜小片在23℃±2℃、55%RH环境中调湿24小时,使用曲率刻度尺测定该薄膜的卷曲值。卷曲度的测定按照JIS-K7619-1988中的A法进行。
卷曲值由1/R表示,R为曲率半径,单位为m。
究竟要将偏光元件与纤维素酯薄膜的哪一面贴合,可以由相反一侧所使用的偏光片保护膜、或者当偏光片保护膜具有硬涂层、防眩层、防反射层、光学各向异性层、光散射层、亮度提高层等时也包含这些层的作为偏光片整体的卷曲以及由偏光片的生产效率来决定。
(吸水率)
在使用纤维素酯薄膜作为偏光片保护膜时,吸水率优选为1~5%。如果吸水率为1%以上,则在制作偏光片时,将偏光元件与保护膜贴合在一起进行干燥时的干燥性优良,如果吸水率低于5%,则偏光片的耐久性优良。
(吸水率的测定方法)将样品裁剪成10cm×10cm大小,在23℃的水中浸泡24小时,取出后立即用滤纸擦拭周围的水滴,测定其质量,将其作为W1。其次,在23℃-55%RH的气氛中将该薄膜调湿24小时后,测定其质量,将其作为W0。按照下式由各测定值进行计算,即可得到在23℃的水中浸渍24小时的吸水率。
吸水率(%)={(W1-W0)/W0}×100
(含水率)
当使用纤维素酯薄膜作为偏光片保护膜时,含水率优选为1~4.5%。如果含水率为1%以上,则在制作偏光片时,将偏光元件与保护膜贴合在一起进行干燥时的干燥性优良,如果低于4.5%,则偏光片的耐久性优良。
(含水率的测定方法)将样品裁剪成10cm×10cm大小,在23℃-80%RH的气氛下将其调湿48小时后,测定其质量,将其作为W3。其次,测定该薄膜在120℃干燥45分钟后的质量,将其作为W2。按照下述式由各测定值进行计算,即可得到在23℃-80%RH条件下的含水率。
含水率(%)={(W3-W2)/W2}×100
(膜厚)
使用膜厚越薄的纤维素酯薄膜,所得到的偏光片就越薄,就越容易使液晶显示器薄化,因此是优选的,但是如果过薄,则透湿度或撕裂强度等性能劣化。能够兼顾二者性能的纤维素酯薄膜的膜厚,优选为10~100μm,更优选为10~80μm,特别优选为10~70μm。另外,宽度方向和长度方向的膜厚变化,相对于平均膜厚而言,优选为±5μm,更优选为±3μm,进一步优选为±1μm,更进一步优选为±0.5μm,特别优选为±0.1μm。
膜厚变化是表示在23℃、55%RH的条件下调湿24小时后,对于以10mm间隔测定的膜厚的平均值来说,最大值与平均值的差,最小值与平均值的差。
(薄膜的表面粗糙度(Ra))
(纤维素酯薄膜的中心线平均粗糙度(Ra))在将纤维素酯薄膜作为LCD用部件使用时,为了减少薄膜的漏光,就要求具有高的平面性。中心线平均粗糙度(Ra)为JIS B 0601所规定的数值,作为测定方法,可列举出例如触针法或者光学方法等。
作为本发明的纤维素酯薄膜的中心线平均粗糙度(Ra),优选为20nm以下,更优选为10nm以下,特别优选为3nm以下。中心线平均粗糙度Ra可以使用非接触表面微细形状计测装置WYKO NT-2000进行测定。
(图像鲜明度)
纤维素酯薄膜的图像鲜明度以较高为宜。图像鲜明度由JISK-7105所定义。当以1mm缝隙测定时,优选为90%以上,更优选为95%以上,特别优选为99%以上。
(亮点异物)
本发明的纤维素酯薄膜以亮点异物少为宜。亮点异物是指通过将2张偏光片垂直交叉地配置(正交尼科耳状态),在其中间配置纤维素酯薄膜,当从一侧表面照射来自光源的光,并从另一侧表面观察纤维素酯薄膜时,可以看到由光源漏出光点的现象。此时,用于进行评价的偏光片希望是用没有亮点异物的保护膜构成的,优选使用玻璃板来保护偏光元件。可以推测,产生亮点异物的原因之一是纤维素酯中所含有的未乙酰化的纤维素,可以通过使用亮点异物少的纤维素酯,以及采取将纤维素酯溶液过滤的措施,就可以除去或减少亮点异物。另外,薄膜厚度越薄,其单位面积的亮点异物数量越少,薄膜中所含有的纤维素酯的含量越少,亮点异物越呈减少的倾向。
亮点直径在0.01mm以上的亮点异物的个数,优选为200个/cm2以下,更优选为100个/cm2以下,进一步优选为50个/cm2以下,更进一步优选为30个/cm2以下,特别优选为10个/cm2以下,最优选完全没有。另外,对于亮点直径在0.005~0.01mm的亮点,优选为200个/cm2以下,更优选为100个/cm2以下,进一步优选为50个/cm2以下,更进一步优选为30个/cm2以下,特别优选为10个/cm2以下,最优选完全没有。
(亮点异物的测定)
将样品用2张偏光元件以垂直交叉的状态(正交尼科耳状态)夹住,从一方的偏光片的外侧照射光,而从另一方的偏光片的外侧用显微镜(倍率为透过光源的30倍)测定在25mm2内可见到的白光的异物个数。测定在10处进行,由该10处合计250mm2面积内所得的个数求出亮点异物,按“个/cm2”进行评价。
(厚度方向的添加剂分布)
在纤维素酯薄膜的厚度方向,可以均匀地含有也可以不均匀地含有增塑剂、树脂、紫外线吸收剂等添加剂。例如,相对于厚度方向的平均增塑剂含量,可以使表面的增塑剂含量减少至50~99.9%,或者可以使表面的增塑剂含量增加至100.1~150%。例如,通过提高干燥温度来使表面附近的添加剂挥发,往往可减少表面附近的添加剂浓度。或者,通过在流延支持体上的干燥条件,在厚度方向的残留溶剂量或溶剂组成有差异的条件下进行剥离并使其干燥,往往可以使添加剂在厚度方向上移动和扩散,由此产生浓度分布。分布的程度根据添加剂的不同而异。或者,通过逐次流延或者同时流延,也可以在表面上形成添加剂含量不同的层。当有意或者无意地使添加剂在膜厚方向上进行分布时,究竟应在哪一面上涂设功能层或者与偏光元件贴合,可以通过考虑各加工工序或者后续工序的生产效率来决定。
本发明的纤维素酯薄膜由于具有高的透湿性和尺寸稳定性等性能,因此优选用于液晶显示用部件。液晶显示用部件是指液晶显示装置中所使用的部件,可列举出例如偏光片、偏光片用保护膜、相位差板、反射板、提高视角薄膜、光学补偿薄膜、防眩薄膜、无反射薄膜、抗静电薄膜、防反射薄膜、光扩散薄膜,提高亮度薄膜等。上述记载的部件中,优选用于偏光片、偏光片用保护膜、防反射膜。特别地,当作为偏光片保护膜用于液晶显示装置的最上表面时,优选在薄膜表面上设置防反射层。
(防反射层)
下面说明本发明中使用的利用光干扰的防反射层。
(防反射层的构成)
本发明中使用的防反射层可以只由低折射率层的单层构成,也可以由多层的折射率层构成。在透明的薄膜支持体上具有硬涂层(透明硬涂层或者防眩层),并且考虑折射率、膜厚、层数、层顺序等而在其表面上加以层合,以便利用光学干扰来减少反射率。防反射层是一种由折射率比支持体高的高折射率层与折射率比支持体低的低折射率层组合所构成的、特别优选由三层以上的折射率层所构成的防反射层,优选从支持体一侧按照中折射率层(折射率比支持体或者硬涂层高、而比高折射率层低的层)/高折射率层/低折射率层的顺序进行层合。硬涂层也可以兼做高折射率层。
以下示出本发明的防反射薄膜层构成的优选例子,此处,“/”表示层合配置顺序。
背面涂层/支持体/硬涂层/低折射率层
背面涂层/支持体/硬涂层/高折射率层/低折射率层
背面涂层/支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
背面涂层/支持体/抗静电层/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
抗静电层/支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
背面涂层/支持体/硬涂层/高折射率层/低折射率层/高折射率层/低折射率层
为了更容易擦去污垢或者指纹,也可以在最外表面的低折射率层之上,再设置防污层。作为防污层,优选使用含氟有机化合物。
(活化射线固化树脂层)
本发明优选在上述纤维素酯薄膜上涂设硬涂层。下面叙述作为硬涂层使用的活化射线固化树脂层的制造方法。
作为在本发明的纤维素酯薄膜中使用的硬涂层,优选使用活化射线固化树脂层。
活化射线固化树脂层是指以能够通过照射紫外线或者电子射线等活化射线、并经由交联反应等而被固化的树脂作为主成分的层。作为活化射线固化树脂,优选使用含有具有烯属不饱和双键的单体的成分,通过照射紫外线或者电子射线等活化射线,可使其固化,从而形成硬涂层。作为有代表性的活化射线固化树脂,可列举出紫外线固化性树脂或者电子射线固化性树脂等,优选通过紫外线照射而固化的树脂。
作为紫外线固化性树脂,优选使用例如紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型聚醇丙烯酸酯类树脂、或者紫外线固化型环氧树脂等。
紫外线固化型丙烯酸氨基甲酸酯类树脂,通常可以通过使聚酯多元醇与异氰酸酯单体、或者预聚物反应,再使得到生成物与丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯(以下所说的丙烯酸酯,包含甲基丙烯酸酯在内,也仅以丙烯酸酯表示)、丙烯酸2-羟丙酯等具有羟基的丙烯酸酯类单体反应来容易地获得。可以使用例如特开昭59-151110号中记载的那些树脂。
例如,优选使用由100份UNIDIC 17-806(大日本油墨公司制)与1份Colonate L(日本聚氨酯公司制)形成的混合物等。
作为紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂,可列举出通常通过使聚酯多元醇与丙烯酸2-羟乙酯、2-羟基丙烯酸酯类单体反应而容易形成的树脂,可以使用特开昭59-151112号中记载的那些树脂。
作为紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂的具体例,可列举出以环氧丙烯酸酯为低聚物,在其中加入反应性稀释剂、光反应引发剂,使其反应而生成的那些树脂,可以使用特开平1-105738号中记载的那些树脂。
作为紫外线固化型多元醇丙烯酸酯类树脂的具体例,可列举出三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作为这些紫外线固化性树脂的光反应引发剂,具体地可列举出苯偶因及其衍生物、苯乙酮、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮、α-淀粉肟酯(α-ァミロキシムェステル)、噻吨酮等以及它们的衍生物。也可以与光敏剂一并使用。上述光反应引发剂也可以作为光敏剂使用。另外,当使用环氧丙烯酸酯类的光反应引发剂时,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等光敏剂。用于紫外线固化树脂组合物的光反应引发剂或者光敏剂,相对于该组合物100质量份,为0.1~15质量份,优选为1~10质量份。
作为树脂单体,例如,作为具有一个不饱和双键的单体,可列举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯等一般的单体。另外,作为具有两个以上不饱和双键的单体,可列举出乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、1,4-环己基二甲基二丙烯酸酯,上述的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等。
作为本发明中可以使用的紫外线固化树脂的市售品,有:ADEKAOPTOMA-KR·BY系列:KR-400、KR-410、KR-550、KR-566、KR-567、BY-320B(旭电化公司制);KOEIHARD A-101-KK、A-101-WS、C-302、C-401-N、C-501、M-101、M-102、T-102、D-102、NS-101、FT-102Q8、MAG-1-P20、AG-106、M-101-C(广荣化学公司制);SEIKABEEM PHC2210(S)、PHC X-9(K-3)、PHC 2213、DP-10、DP-20、DP-30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(大日精化工业公司制);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202 DAICEL·U-C-B公司制);RC-5015、RC-5016、RC-5020、RC-5031、RC-5100、RC-5102、RC-5120、RC-5122、RC-5152、RC-5171、RC-5180、RC-5181(大日本油墨化学工业公司制);ORLEX No.340Clea(中国涂料公司制);SUNLADE H-601、RC-750、RC-700、RC-600、RC-500、RC-611、RC-612(三洋化成工业公司制);SP-1509、SP-1507(昭和高分子公司制);RCC-15C(GRACE·JAPAN公司制)、AlonixM-6100、M-8030、M-8060(东亚合成公司制)等,可适当选择利用。
另外,作为具体的化合物例子,可列举出例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
这些活化射线固化树脂层可以采用凹版涂布、浸涂、逆辊涂布、线棒涂布、缝口模头式涂布、喷涂法等公知的方法来涂布。
通过光固化反应使紫外线固化性树脂发生固化,作为用于形成固化覆膜层的光源,只要是能够发生紫外线的光源就没有限制,均可以使用。可以使用例如低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤灯、氙灯等。照射条件因各种灯而不同,活化射线的照射量为5~150mJ/cm2,优选为20~100mJ/Gm2。
另外,照射活化射线时,优选一边对薄膜的输送方向施加张力一边进行照射,更优选还同时对宽度方向施加张力来进行。施加的张力优选为30~300N/m。施加张力的方法没有特殊限定,可以在后辊上对输送方向施加张力,也可以用拉幅机对宽度方向、或者对双向方向施加张力。由此可以得到平面性更优良的薄膜。
作为紫外线固化树脂层组合物涂布液的有机溶剂,可以从例如烃类(甲苯、二甲苯);醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇);酮类(丙酮、丁酮、甲基异丁基酮);酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸甲酯);二醇醚类;其它有机溶剂中适宜地选择,或者可以将它们混合利用。优选使用含有丙二醇单烷基醚(烷基的碳原子数为1~4)或者丙二醇单烷基醚乙酸酯(烷基的碳原子数为1~4)等5质量%以上、更优选5~80质量%以上的上述有机溶剂。
另外,紫外线固化树脂层组合物涂布液中,特别优选添加硅化合物。例如,优选添加聚醚改性硅油等。聚醚改性硅油的数均分子量例如为1000~100000,优选为2000~50000,如果数均分子量低于1000,则涂膜的干燥性降低,相反,如果数均分子量超过100000,则涂膜表面会有不易渗出的倾向。
作为硅化合物的市售品,可列举出DKQ8-779(Daw corning公司制商品名);SF3771、SF8410、SF8411、SF8419、SF8421、SF8428、SH200、SH510、SH1107、SH3749、SH3771、BX16-034、SH3746、SH3749、SH8400、SH3771M、SH3772M、SH3773M、SH3775M、BY-16-837、BY-16-839、BY-16-869、BY-16-870、BY-16-004、BY-16-891、BY-16-872、BY-16-874、BY22-008M、BY22-012M、FS-1265(以上为东丽·Daw CorningSilicone公司制商品名);KF-101、KF-100T、KF351、KF352、KF353、KF354、KF355、KF615、KF618、KF945、KF6004、Silicone X-22-945、X22-160AS(以上为信越化学工业公司制商品名);KF3940、XF3949(以上为东芝Silicone公司制商品名);Disparon LS-009(楠本化成公司制);Granole410(共荣社油脂化学工业公司制);TSF4440、TSF4441、TSF4445、TSF4446、TSF4452、TSF4460(GE东芝Silicone公司制);BYK-306、BYK-330、BYK-307、BYK-341、BYK-344、BYK-361(VIKCHEMY Japan公司制);日本Unica公司制的L系列(例如L7001、L-7006、L-7604、L-9000)、Y系列、FZ系列(FZ-2203、FZ-2206、FZ-2207)等,可以适宜使用。
这些成分可以提高对基材或者底层的涂布性。当添加到层合体最上表面层时,不仅可以提高涂膜的疏水性、疏油性、防污性,而且也可以发挥对表面的耐擦伤性的效果。这些成分的添加量,相对于涂布液中的固体成分,优选在0.01~3质量%的范围内。
作为紫外线固化性树脂组合物涂布液的涂布方法,可以采用上述那些方法。关于涂布量,作为湿膜的厚度适宜为0.1~30μm,优选为0.5~15μm。另外,作为干燥膜厚为0.1~20μm,优选为1~10μm。
紫外线固化性树脂组合物优选在涂布干燥中或者干燥后照射紫外线,为了得到上述5~150mJ/cm2的活化射线照射量,照射时间优选为0.1秒~5分钟左右,从紫外线固化性树脂的固化效率或者作业效率的观点考虑,更优选为0.1~10秒。
另外,这些活化射线照射部位的照度,优选为50~150mW/m2。
这样得到的固化树脂层中,为了防止粘连,并为了提高耐擦伤性等,或者为了使其具有防眩性或光扩散性,而且为了调整折射率,也可以添加无机化合物或者有机化合物的微粒。
作为用于硬涂层中的无机微粒,可列举出二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化镁、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙。特别优选使用二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化镁等。
另外,作为有机微粒,可以将聚甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯树脂粉末、丙烯酸-苯乙烯类树脂粉末、聚甲基丙烯酸甲酯树脂粉末、硅类树脂粉末、聚苯乙烯类树脂粉末、聚碳酸酯树脂粉末、苯并鸟粪胺类树脂粉末、蜜胺类树脂粉末、聚烯烃类树脂粉末、聚酯类树脂粉末、聚酰胺类树脂粉末、聚酰亚胺类树脂粉末、或者聚氟乙烯类树脂粉末等加入到紫外线固化性树脂组合物中。特别优选地,可列举出交联聚苯乙烯粒子(例如,综研化学制SX-130H、SX-200H、SX-350H)、聚甲基丙烯酸甲酯粒子(例如,综研化学制MX150、MX300)。
作为这些微粒粉末的平均粒径,优选为0.005~5μm,特别优选为0.01~1μm。紫外线固化树脂组合物与微粒粉末的配合比,相对于100质量份树脂组合物,优选按照0.1~30质量份的比例配合。
紫外线固化树脂层优选是按照JIS B 0601规定的中心线平均粗糙度(Ra)为1~50nm的透明硬涂层,或者是Ra为0.1~1μm左右的防眩层。中心线平均粗糙度(Ra)优选用光干扰式的表面粗糙度测定器进行测定,可以使用例如WYKO公司制RST/PLUS进行测定。
<背面涂层>
优选在本发明的硬涂薄膜的与设置硬涂层那一侧相反一侧的表面上设置背面涂层。背面涂层的设置,是为了矫正采用涂布或者CVD等方式形成硬涂层或者其它层时产生的卷曲。即,使设有背面涂层的面为内侧,通过使其具有圆滑的性质,由此可以平衡卷曲的程度。应予说明,背面涂层优选按照能使其兼有防粘连层的功能而进行涂设,此时,为了使其具有防粘连功能,优选在背面涂层涂布组合物中添加微粒。
关于背面涂层中所添加的微粒,作为无机化合物的例子,可列举出二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、氧化锡、氧化铟、氧化锌、ITO、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙。含硅的微粒由于其雾度低,因此是优选的,特别优选二氧化硅。
这些微粒有例如以AEROGIL-R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上为日本AEROGIL公司制)商品名销售的产品,均可以使用。氧化锆微粒有例如以AEROGIL R976和R811(以上为日本AEROGIL公司制)商品名销售的产品,均可以使用。作为聚合物微粒的例子,可列举出有机硅树脂、氟树脂以及丙烯酸树脂。优选硅树脂,特别优选具有三维网状结构的硅树脂,例如以Tospeal 103、Tospeal 105、Tospeal 108、Tospeal 120、Tospeal 145、Tospeal 3120以及Tospeal 240(以上为东芝Silicone公司制)商品名销售的产品均可以使用。
其中,AEROSIL 200V、AEROSIL R972V不仅可以保持低雾度,而且防粘连效果好,所以特别优选使用。本发明中使用的硬涂薄膜,其硬涂层的背面侧的运动摩擦系数优选为0.9以下,特别优选为0.1~0.9。
背面涂层中所含有的微粒,相对于粘结剂,优选为0.1~50质量%,更优选为0.1~10质量%。当设置背面涂层时,雾度的增加优选在1%以下,更优选在0.5%以下,特别优选为0.0~0.1%。
背面涂层的形成,具体地说,是通过涂布含有使纤维素酯薄膜溶解的溶剂或者使其溶胀的溶剂的组合物来进行。作为所使用的溶剂,除了含有使其溶解的溶剂和/或使其溶胀的溶剂的混合物以外,有时还含有不使其溶解的溶剂,根据透明树脂薄膜卷曲的程度或者树脂种类的不同,采用由这些溶剂以适当的比例混合而成的组合物及涂布量来进行涂布。
当想要加强防卷曲功能时,通过加大所使用的使纤维素酯薄膜溶解的溶剂和/或使其溶胀的溶剂的混合比例,减小不使其溶解的溶剂的比例是有效的。该混合比例优选按照(使其溶解的溶剂和/或使其溶胀的溶剂)∶(不使其溶解的溶剂)=10∶0~1∶9的比例予以使用。作为这种混合组合物中所含有的、使透明树脂薄膜溶解或者溶胀的溶剂,有例如二烷、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸甲酯、乙酸乙酯、三氯乙烯、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烷、氯仿等。作为使其不溶解的溶剂有例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或者烃类(甲苯、二甲苯、环己醇)等。
这些涂布组合物可使用凹版涂布机、浸涂机、逆辊涂布机、线棒涂布机、缝口模头式涂布机等,在透明树脂薄膜的表面上按照湿态膜厚1~100μm涂布,特别优选为5~30μm。作为用作背面涂层粘结剂的树脂,可列举出例如氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙酸乙烯酯与乙烯醇的共聚物、部分水解的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、氯化聚氯乙烯、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙烯类聚合物或者共聚物;硝基纤维素、乙酸丙酸纤维素(优选乙酰基取代度为1.8~2.3,丙酰基取代度为0.1~1.0)、二乙酰基纤维素、乙酸丁酸纤维素树脂等纤维素衍生物;马来酸和/或丙烯酸的共聚物、丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯聚氨酯树脂、聚醚聚氨酯树脂、聚碳酸酯聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂、氨基树脂、苯乙烯-丁二烯树脂、丁二烯-丙烯腈树脂等橡胶树脂、硅树脂、氟树脂等,但不限于此。例如,作为丙烯酸树脂,市售的有例如Acrypet MD、VH、MF、V(三菱Reyon公司制);Hypeal M-4003、M-4005、M-4006、M-4202、M-5000、M-5001、M-4501(根上工业公司制);Daiyanaru BR-50、BR-52、BR-53、BR-60、BR-64、BR-73、BR-75、BR-77、BR-79、BR-80、BR-82、BR-83、BR-85、BR-87、BR-88、BR-90、BR-93、BR-95、BR-100、BR-101、BR-102、BR-105、BR-106、BR-107、BR-108、BR-112、BR-113、BR-115、BR-116、BR-117、BR-118等(三菱Reyon公司制)以丙烯酸和甲基丙烯酸类单体作为原料制造的各种均聚物和共聚物等,可以从其中适宜选择较佳的单体。
特别优选的是二乙酰基纤维素、乙酸丙酸纤维素之类的纤维素类树脂层。
背面涂层的涂布顺序,在涂设纤维素酯薄膜的与背面涂层相反一侧的层(透明硬涂层或者其它的例如抗静电层等的层)之前或者之后均可,但在背面涂层兼有防粘连层功能的场合,优选先涂布背面涂层。或者,也可以在涂布硬涂层的前后分2次以上涂布背面涂层。
<低折射率层>
在本发明所用的低折射率层中,优选使用下述的中空二氧化硅类微粒。
(中空二氧化硅类微粒)
中空微粒是指(I)由多孔质粒子与形成于该多孔质粒子表面上的覆盖层共同构成的复合粒子,或者(II)内部具有空腔,且内部被溶剂、气体或者多孔质物质等填充而构成的空腔粒子。应予说明,只要低折射率层中含有(I)复合粒子或者(II)空腔粒子中的任一种即可,或者也可以含有这两种。
应予说明,空腔粒子是内部有空腔的粒子,空腔由粒子壁围成。空腔内被制备时使用的溶剂、气体或者多孔质物质等内容物所填充。这种中空球状微粒的平均粒径处于5~300nm,优选处于10~200nm的范围内。所使用的中空球状微粒可以根据所形成的透明覆膜的厚度来适宜地选择,优选相当于所形成的低折射率层等的透明覆膜的膜厚的2/3~1/10。为了形成低折射率层,这些中空球状微粒优选在分散于适当介质的状态下使用。作为分散介质,优选水、醇类(例如甲醇、乙醇、异丙醇)以及酮类(例如丁酮、甲基异丁基酮)、酮醇类(例如二丙酮醇)。
复合粒子的覆盖层厚度或者空腔粒子的粒子壁厚度,处于1~20nm,优选处于2~15nm的范围内。在覆盖粒子的场合,当覆盖层的厚度低于1nm时,往往无法完全覆盖粒子,下述作为涂布液成分的聚合度低的硅酸单体、低聚物等往往容易进入复合粒的内部,使内部的多孔性减少,从而无法充分获得低折射率的效果。另外,当覆盖层的厚度超过20nm时,虽然不会有上述硅酸单体、低聚物进入内部的情形,但是复合粒子的多孔性(细孔体积)往往会降低,从而无法充分获得低折射率的效果。另外,在空腔粒子的场合,当粒子壁的厚度低于1nm时,往往无法维持粒子的形状,另外,即使厚度超过20nm,往往也不能充分获得低折射率的效果。
复合粒子的覆盖层或者空腔粒子的粒子壁,优选以二氧化硅作为主成分。另外,也可以含有二氧化硅以外的成分。具体地可列举出Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等。
作为构成复合粒子的多孔质粒子,可列举出由二氧化硅形成的粒子;由二氧化硅与二氧化硅以外的无机化合物形成的粒子;由CaF2、NaF、NaAlF6、MgF等形成的粒子。其中,特别优选由二氧化硅与二氧化硅以外的无机化合物形成的复合氧化物所构成的多孔质粒子。作为二氧化硅以外的无机化合物,可列举出Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MOO3、ZnO2、WO3等的一种或者两种以上。这种多孔质粒子中,当二氧化硅以SiO2表示,二氧化硅以外的无机化合物以换算为氧化物(MOx)表示时,希望此时的摩尔比MOx/SiO2处于0.0001~1.0,优选处于0.001~0.3的范围内。摩尔比MOx/SiO2低于0.0001的多孔质粒子难以制得,即使制得也得不到细孔体积小、而折射率低的粒子。另外,如果多孔质粒子的摩尔比MOx/SiO2超过1.0,则二氧化硅的比例减少,细孔体积变大,更难以得到折射率低的粒子。
这种多孔质粒子的细孔体积为0.1~1.5ml/g,优选为0.2~1.5ml/g的范围。如果细孔体积低于0.1ml/g,则无法得到折射率充分降低的粒子,而如果超过1.5ml/g,则微粒的强度降低,往往使所得覆膜的强度降低。应予说明,这种多孔质粒子的细孔体积可以采用汞压入法来求得。另外,作为空腔粒子的内容物,可列举出在制备粒子时使用的溶剂、气体、多孔质物质等。溶剂中也可以含有在制备空腔粒子时使用的作为粒子前体的未反应物、所使用的催化剂等。另外,作为多孔质物质,可列举出由上述多孔质粒子中所示例的化合物形成的物质。这些内容物可以由单一成分构成,也可以是多种成分的混合物。
作为这种中空球状微粒的制造方法,可以适宜采用例如在特开平7-133105号公报的〔0010〕~〔0033〕段落中所公开的复合氧化物胶体粒子的制备方法。
这样得到的中空微粒的折射率,由于其内部为空腔,因此折射率低,使用这种中空微粒的本发明的低折射层的折射率,优选为1.30~1.50,更优选为1.35~1.44。
具有外壳层且内部为多孔质或者空腔的中空二氧化硅类微粒在低折射率层涂布液中的含量(质量),优选为10~80质量%,更优选为20~60质量%。
(四烷氧基硅烷化合物或者其水解物)
本发明的低折射率层中,优选含有作为溶胶-凝胶原材料的四烷氧基硅烷化合物或者其水解物。
作为本发明中使用的低折射率层用的原材料,除了上述无机硅氧化物以外,还优选使用具有有机基团的硅氧化物。它们通常被称为溶胶-凝胶原材料,可以使用金属醇盐、有机烷氧基金属化合物及其水解物。特别优选烷氧基硅烷、有机烷氧基硅烷及其水解物。作为它们的例子,可列举出四烷氧基硅烷(四甲烷基硅烷、四乙氧基硅烷等)、烷基三烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷等)、芳基三烷氧基硅烷(苯基三甲氧基硅烷等)、二烷基二烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷等。
本发明中使用的低折射率层中优选含有上述硅氧化物和下述硅烷偶联剂。
作为具体的硅烷偶联剂的例子,可列举出甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷等。
另外,作为在硅上有两个取代的烷基的硅烷偶联剂的例子,可列举出二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷等。
作为硅烷偶联剂的具体例,可列举出信越化学工业公司制KBM-303、KBM-403、KBM-402、KBM-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-603、KBE-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-802、KBM-803等。
这些硅烷偶联剂优选预先用所需的水量进行水解。如果硅烷偶联剂被水解,则上述硅氧化物粒子以及具有有机基团的硅氧化物的表面易于反应,从而形成更牢固的膜。另外,也可以将已水解的硅烷偶联剂预先加入到涂布液中。
另外,低折射率层也可以含有5~50质量%的聚合物。聚合物具有使微粒粘结在一起并维持含有空隙的低折射率层结构的功能。聚合物的使用量应调整为不致于将空隙填充并可维持低折射率层的强度的量。聚合物的量优选为低折射率层总量的10~30质量%。为了用聚合物将微粒粘结在一起,优选(1)使聚合物与微粒的表面处理剂粘合;或者(2)以微粒为核心,在其周围形成聚合物外壳;或者(3)使用聚合物作为微粒间的粘结剂。
粘结剂聚合物优选为具有饱和烃或者聚醚作为主链的聚合物,更优选具有饱和烃作为主链的聚合物。粘结剂聚合物优选发生交联。具有饱和烃作为主链的聚合物,优选通过烯属不饱和单体的聚合反应来制得。为了制得交联的粘结剂聚合物,优选使用具有两个以上烯属不饱和基团的单体。作为具有两个以上烯属不饱和基团的单体的例子,可列举出由多元醇与(甲基)丙烯酸形成的酯(例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,2,3-环己烷四甲基丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯);乙烯基苯及其衍生物(例如1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙酯、1,4-二乙烯基环己酮);乙烯基砜(例如二乙烯基砜);丙烯酰胺(例如亚甲基双丙烯酰胺)以及甲基丙烯酰胺。
另外,本发明中使用的低折射率层,也可以是由可通过热或者电离放射线进行交联的含氟树脂(以下也称其为“交联前的含氟树脂”)经过交联而形成的低折射率层。
作为交联前的含氟树脂,优选可列举出由含氟乙烯基单体与用于赋予交联性基团的单体所形成的含氟共聚物。作为上述含氟乙烯基单体单元的具体例,可列举出例如氟代烯烃类(例如氟乙烯、偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二茂等);(甲基)丙烯酸的部分或者完全氟化的烷基酯衍生物类(例如Biscoat6FM(大阪有机化学公司制)或者M-2020(大金公司制)等);完全或者部分氟化的乙烯基醚类等。作为用于赋予交联性基的单体,除了甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基缩水甘油基醚等在分子内预先具有交联性官能团的乙烯基单体以外,还可列举出具有羧基或者羟基、氨基、磺酸基等的乙烯基单体(例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸烯丙酯、羟烷基乙烯基醚、羟烷基烯丙基醚等)。后者经共聚后,可通过加入具有能够与聚合物中的官能团发生反应的基团和另外1个以上的反应性基团的化合物,即可引入交联结构,这在特开平10-25388号、特开平10-147739号中有记载。作为交联性基团的例子,可列举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶基、唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基以及活性亚甲基等。当利用那些受热会发生反应的交联基团、或者利用烯属不饱和基团与热自由基发生剂或者环氧基与热氧产生剂等的组合,通过加热进行交联时,含氟共聚物为热固化型;当利用烯属不饱和基团与光自由基发生剂或者环氧基与光氧发生剂等的组合,通过照射光(优选为紫外线、电子束等)进行交联时,含氟共聚物为电离放射线固化型。
为了形成交联前的含氟共聚物所使用的上述各单体的使用比例,含氟乙烯基单体优选为20~70摩尔%,更优选为40~70摩尔%;用于赋予交联性基团的单体优选为1~20摩尔%,更优选为5~20摩尔%;可以合并使用的其它单体优选为10~70摩尔%,更优选为10~50摩尔%。
本发明中使用的低折射率层,可以采用浸涂法、气刀涂布法、帘式淋涂法、辊涂法、线棒涂布法、凹板涂布法或挤出涂布法(美国专利2681294号),通过涂布来形成。另外,也可以同时涂布二层以上的层。关于同时涂布的方法,在美国专利2,761,791号、美国专利2,941,898号、美国专利3,508,947号、美国专利3,526,528号以及原崎勇次著、《Coating工学》、253页、朝仓书店出版(1973)中有记载。
本发明的低折射率层的膜厚优选为50~200nm,更优选为60~150nm。
<高折射率层和中折射率层>
在本发明中,为了降低反射率,优选在透明支持体和低折射率层之间设置高折射率层。另外,在该透明支持体和高折射率层之间设置中折射率层,由于可以降低反射率,因此是更优选的。高折射率层的折射率优选为1.55~2.30,更优选为1.57~2.20。中折射率层的折射率可调整成为透明支持体的折射率与高折射率层的折射率的中间值。中折射率层的折射率优选为1.55~1.80。高折射率层和中折射率层的厚度优选为5nm~1μm,更优选为10nm~0.2μm,最优选为30nm~0.1μm。高折射率层和中折射率层的雾度优选为5%以下,更优选为3%以下,最优选为1%以下。高折射率层和中折射率层的强度,按照1kg荷重的铅笔硬度,优选为H以上,更优选为2H以上,最优选为3H以上。
本发明中使用的中、高折射率层,优选是这样一种层,即:通过将含有下述通式(22)表示的有机钛化合物的单体、低聚物或者它们的水解物的涂布液涂布并使其干燥后所形成的折射率为1.55~2.5的层。
通式(22)Ti(OR1)4
式中,作为R1,优选为碳原子数1~8的脂肪族烃基,更优选为碳原子数1~4的脂肪族烃基。另外,有机钛化合物的单体、低聚物或者它们的水解物,由于烷氧基被水解而发生形成-Ti-O-Ti-的反应,形成交联结构,从而形成固化了的层。
关于本发明中使用的有机钛化合物的单体、低聚物,作为其优选的例子可列举出Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(O-n-C3H7)4、Ti(O-i-C3H7)4、Ti(O-n-C4H9)4、Ti(O-n-C3H7)4的2~10聚物、Ti(O-i-C3H7)4的2~10聚物、Ti(O-n-C4H9)4的2~10聚物等。它们可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。其中,特别优选Ti(O-n-C3H7)4、Ti(O-i-C3H7)4、Ti(O-n-C4H9)4、Ti(O-n-C3H7)4的2~10聚物、Ti(O-n-C4H9)4的2~10聚物。
本发明中使用的有机钛化合物的单体、低聚物或者它们的水解物,优选在涂布液所含有的固体成分中占有50.0质量%~98.0质量%。固体成分比例更优选为50质量%~90质量%,进一步优选为55质量%~90质量%。此外,还优选向涂布组合物中添加有机钛化合物的聚合物(预先进行有机钛化合物的水解并进行交联而成)或者氧化钛微粒。
本发明中使用的高折射率层和中折射率层中,优选含有作为微粒的金属氧化物粒子、还含有粘结剂聚合物。
在上述涂布液配制法中,将经过水解/聚合的有机钛化合物与金属氧化物粒子组合时,金属氧化物粒子与经过水解/聚合的有机钛化合物会牢固地粘结在一起,从而可以获得兼有粒子所具有的硬度和均匀膜的柔软性的强韧的涂膜。
用于高折射率层和中折射率层的金属氧化物粒子,其折射率优选为1.80~2.80者,更优选为1.90~2.80。金属氧化物粒子的一次粒子的重量平均粒径优选为1~150nm,更优选为1~100nm,最优选为1~80nm。层中的金属氧化物粒子的重量平均粒径优选为1~200nm,更优选为5~150nm,更优选为10~100nm,最优选为10~80nm。金属氧化物粒子的平均粒径如果在20~30nm以上,可以采用光散射法进行测定,如果在20~30nm以下,则可以用电子显微镜照片进行测定。金属氧化物粒子的比表面积,作为采用BET法测定的值,优选为10~400m2/g,更优选为20~200m2/g,最优选为30~150m2/g。
作为金属氧化物粒子的例子,为具有至少一种选自下述元素的金属氧化物,所说元素是Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P和S,具体地可列举出二氧化钛(例如金红石、金红石/锐钛矿的混合结晶、锐钛矿、无定形结构)、氧化锡、氧化铟、氧化锌以及氧化锆。其中,特别优选氧化钛、氧化锡和氧化铟。金属氧化物粒子可以将这些金属的氧化物作为主成分,进而还可以含有其它元素。主成分是指在构成粒子的成分中含量(质量%)最多的成分。作为其它元素的例子,可列举出Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P和S等。
金属氧化物粒子优选经过表面处理。表面处理可以通过使用无机化合物或者有机化合物来实施。作为用于表面处理的无机化合物的例子,可列举出氧化铝、二氧化硅、氧化锆和氧化铁。其中,优选氧化铝和二氧化硅。作为用于表面处理的有机化合物的例子,可列举出多元醇、烷醇胺、硬脂酸、硅烷偶联剂以及钛酸酯偶联剂。其中,优选硅烷偶联剂。
高折射率层和中折射率层中的金属氧化物粒子的比例,优选为5~65体积%,更优选为10~60体积%,进一步优选为20~55体积%。
上述金属氧化物粒子以分散于介质的状态,供给到用于形成高折射率层和中折射率层的涂布液中。作为金属氧化物粒子的分散介质,优选使用沸点为60~170℃的液体。作为分散溶剂的具体例,可列举出水、醇类(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇);酮类(例如丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮);酯类(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯);脂肪族烃类(例如己烷、环己烷);卤代烃类(例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳);芳香族烃类(例如苯、甲苯、二甲苯);酰胺类(例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮);醚类(例如二乙醚、二烷、四氢呋喃);醚醇类(例如1-甲氧基-2-丙醇)等。其中,特别优选甲苯、二甲苯、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮和丁醇。
另外,金属氧化物粒子可以使用分散机分散于介质中。作为分散机的例子,可列举出砂磨机(例如带有销子的玻璃珠研磨机)、高速叶轮式研磨机、球磨机、辊式研磨机、立式球磨机以及胶体磨。特别优选砂磨机和高速叶轮式研磨机。另外,也可以实施预分散处理。作为用于预分散处理的分散机的例子,可列举出球磨机、三辊式磨机、捏合机和挤出机。
本发明中使用的高折射率层和中折射率层,优选将具有交联结构的聚合物(下文也称为交联聚合物)作为粘结剂聚合物使用。作为交联聚合物的例子,可列举出聚烯烃等具有饱和烃链的聚合物、聚醚、聚脲、聚氨酯、聚酯、聚胺、聚酰胺和蜜胺树脂等交联物。其中,优选聚烯烃、聚醚和聚氨酯的交联物,更优选聚烯烃和聚醚的交联物,最优选聚烯烃的交联物。
作为用于本发明的单体,最优选具有2个以上烯属不饱和基团的单体,作为其例子,可列举出由多元醇与(甲基)丙烯酸形成的酯(例如二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、1,4-二环己烷二丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基丙烯酸)二季戊四醇酯、1,2,3-环己烷四甲基丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯);乙烯基苯及其衍生物(例如1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙基酯、1,4-二乙烯基环己酮);乙烯基砜(例如二乙烯基砜);丙烯酰胺(例如亚甲基双丙烯酰胺)以及甲基丙烯酰胺等。具有阴离子型基团的单体,以及具有氨基或者季铵基的单体,也可以使用市售的单体。作为优选使用的市售的具有阴离子型基团的单体,可列举出KAYAMARPM-21、PM-2(日本化药公司制)、AntoxMS-60、MS-2N、MS-NH4(日本乳化剂公司制)、Alonix M-5000、M-6000、M-8000系列(东亚合成化学工业公司制)、Biscoat #2000系列(大阪有机化学工业公司制)、NewFlontear GX-8289(第一工业制药公司制)、NK酯CB-1、A-SA(新中村化学工业公司制)、AR-100、MR-100、MR-200(第八化学工业公司制)等。另外,作为优选使用的市售的具有氨基或者季铵基的单体,可列举出DMAA(大阪有机化学工业公司制)、DMAEA、DMAPAA(兴人公司制)、Blenmer QA(日本油脂公司制)、NewFrontiar C-1615(第一工业制药公司制)等。
聚合物的聚合反应可以采用光聚合反应或者热聚合反应。特别优选光聚合反应。为了进行聚合反应,优选使用聚合引发剂。可列举出例如,用于形成硬涂层的粘结剂聚合物的热聚合引发剂、以及光聚合引发剂。
作为聚合引发剂,可以使用市售的聚合引发剂。除了聚合引发剂以外,也可以使用聚合促进剂。聚合引发剂和聚合促进剂的添加量,优选为单体总量的0.2~10质量%的范围。
防反射层的各层或者其涂布液中,除了上述成分(金属氧化物粒子、聚合物、分散介质、聚合引发剂、聚合促进剂)以外,还可以添加阻聚剂、流平剂、增粘剂、防着色剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂、抗静电剂或者增粘剂。
在涂设本发明的中~高折射率层以及低折射率层后,为了促进含有金属醇盐的组合物进行水解或者固化,优选照射活化能量射线。更优选的是,每次涂设各层,均照射活化能量射线。
本发明中使用的活化能量射线,为紫外线、电子射线、γ射线等,只要是能够使化合物活化的能量源,就可以不受限制地使用,优选紫外线、电子射线,从操作简便且易于获得高能量的观点考虑,特别优选紫外线。作为使紫外线反应性化合物进行光聚合的紫外线光源,只要是能够发生紫外线的光源就可以使用。可以使用例如低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤灯、氙灯等。另外,也可以使用ArF准分子激光器、KrF准分子激光器、准分子激光灯(excimer lamp)或者同步加速器辐射光等。照射条件根据各种灯的不同而异,照射光量优选为200mJ/cm2~10,000mJ/cm2,更优选为100mJ/cm2~2,000mJ/cm2,特别优选为400mJ/cm2~2000mJ/cm2。
(偏光片)
下面说明本发明的偏光片以及使用它的本发明的液晶显示装置。
<偏光元件>
作为偏光片的主要构成要件,偏光元件是指仅使一定方向的偏光面的光通过的元件,现在已知的代表性的偏光膜是聚乙烯醇类偏光薄膜,它包括用碘使聚乙烯醇类薄膜染色而成的薄膜和染色二色性染料而成的薄膜两种。
在本发明中,特别优选使用以一种乙烯单元的含量为1~4摩尔%、聚合度2000~4000、皂化度99.0~99.99摩尔%的乙烯改性聚乙烯醇进行制膜,且热水切断温度为66~73℃的乙烯改性聚乙烯醇薄膜。另外,在减少颜色不均方面,更优选在薄膜的TD方向上相距5cm的两点间的热水切断温度之差为1℃以下;在减少颜色不均方面,进一步优选在薄膜的TD方向上相距1cm的两点间的热水切断温度之差为0.5℃以下。进而,在减少颜色不均方面,特别优选薄膜的厚度为10~50μm。
作为本发明中使用的乙烯改性聚乙烯醇(乙烯改性PVA),可以使用通过将乙烯与乙烯酯类单体共聚而得到的乙烯-乙烯酯类聚合物皂化,以使乙烯酯单元成为乙烯醇单元而成的乙烯改性聚乙烯醇。作为该乙烯酯类单体,可列举出例如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯等,其中,优选使用乙酸乙烯酯。
乙烯改性PVA中的乙烯单元含量(乙烯的共聚量)为1~4摩尔%,优选为1.5~3摩尔%,更优选为2~3摩尔%。当乙烯单元的含量低于1摩尔%时,提高所得偏光薄膜的偏光性能和耐久性能的效果或者减少颜色不均的效果变小,因此是不优选的。另一方面,如果乙烯单元的含量超过4摩尔%,则乙烯改性PVA与水的亲和性降低,从而使薄膜膜面的均匀性降低,容易成为偏光薄膜的颜色不均的原因,因此也是不优选的。
进而,当乙烯与乙烯酯类单体共聚时,根据需要,在不损害发明效果的范围内(优选为15摩尔%以下,更优选为5摩尔%以下的比例),还可以使其与可共聚的单体进行共聚。
作为这种可与乙烯酯类单体共聚的单体,可列举出例如丙烯、1-丁烯、异丁烯等碳原子数3~30的烯烃类;丙烯酸及其盐;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯等丙烯酸酯类;甲基丙烯酸及其盐;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺丙磺酸及其盐、丙烯酰胺丙基二甲胺及其盐、N-羟甲基丙烯酰胺及其衍生物等丙烯酰胺衍生物;甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙磺酸及其盐、甲基丙烯酰胺丙基二甲胺及其盐、N-羟甲基(甲基丙烯酰胺)及其衍生物等甲基丙烯酰胺衍生物;N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基酰胺类;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚等乙烯基醚类;丙烯腈、甲基丙烯腈等腈类;氯乙烯、偏氯乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯等卤代乙烯类;乙酸烯丙酯、烯丙基氯等烯丙基化合物;马来酸及其盐或者其酯;衣康酸及其盐或者其酯;乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基甲硅烷基化合物;乙酸异丙烯基酯、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯吡咯烷酮等N-乙烯基酰胺类。
构成偏光元件的乙烯改性PVA的聚合度,从偏光性能和耐久性的观点考虑,偏光薄膜的PVA的聚合度,为2000~4000,优选为2200~3500,特别优选为2500~3000。当乙烯改性PVA的聚合度小于2000时,偏光薄膜的偏光性能或者耐久性能降低,因此是不优选的。另外,如果聚合度为4000以下,则不易发生偏光元件的颜色不均,因此是优选的。
乙烯改性PVA的聚合度,是通过GPC测定求出的重量平均聚合度。该重量平均聚合度是以单分散PMMA作为标样,使用加入了20毫摩尔/升的三氟乙酸钠的六氟异丙醇(HFIP)作为流动相,在40℃下进行GPC测定而求出的值。
构成偏光元件的乙烯改性PVA的皂化度,从偏光薄膜的偏光性能和耐久性的观点考虑,为99.0~99.99摩尔%,更优选为99.9~99.99摩尔%,特别优选为99.95~99.99摩尔%。
作为制造乙烯改性PVA薄膜的方法,除了使用含水的乙烯改性PVA的熔融挤出方式的制膜法以外,还可以采用例如将由乙烯改性PVA溶解于溶剂中而成的乙烯改性PVA溶液,按照流延制膜法、湿式制膜法(向弱溶剂中挤出)、凝胶制膜法(一旦使乙烯改性PVA水溶液冷却并凝胶化后,将溶剂萃取除去,得到乙烯改性PVA薄膜的方法)制膜的方法,以及将这些方法组合的方法等。其中,从获得良好的乙烯改性PVA薄膜的观点考虑,优选流延制膜法和熔融挤出制膜法。对得到的乙烯改性PVA薄膜,可以根据需要施行干燥和热处理。
作为制造乙烯改性PVA薄膜时可用于溶解乙烯改性PVA的溶剂,可列举出例如二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、三羟甲基丙烷、乙二胺、二乙三胺、甘油、水等,可以使用其中的一种或者两种以上。其中,优选使用二甲亚砜、水、或者甘油与水的混合溶剂。
制造乙烯改性PVA薄膜时所使用的乙烯改性PVA溶液或者含水的乙烯改性PVA中的乙烯改性PVA的比例,根据乙烯改性PVA的聚合度而变化,优选为20~70质量%,更优选为25~60质量%,进一步优选为30~55质量%,最优选为35~50质量%。如果乙烯改性PVA的比例超出70质量%,则乙烯改性PVA溶液或者含水的乙烯改性PVA的粘度过高,在调制薄膜原液时不易过滤或者消泡,从而难以获得没有异物和缺陷的薄膜。另外,如果乙烯改性PVA的比例低于20质量%,则乙烯改性PVA溶液或者含水的乙烯改性PVA的粘度过低,难以制得具有所需厚度的PVA薄膜。另外,在该乙烯改性PVA溶液或者含水的乙烯改性PVA中,也可以根据需要,含有增塑剂、表面活性剂、二色性染料等。
制造乙烯改性PVA薄膜时,优选添加作为增塑剂的多元醇。作为多元醇,可列举出例如乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、双甘油、三甘醇、四甘醇、三羟甲基丙烷等,可以使用其中的一种或者两种以上。其中,从提高拉伸性的效果考虑,优选使用双甘油或者乙二醇或者甘油。
作为多元醇的添加量,相对于100质量份乙烯改性PVA,优选为1~30质量份,更优选为3~25质量份,最优选为5~20质量份。如果少于1质量份,则染色性或者拉伸性往往降低,而如果多于30质量份,则乙烯改性PVA薄膜变得过于柔软,可操作性往往降低。
制造乙烯改性PVA薄膜时,优选添加表面活性剂。表面活性剂的种类没有特殊限定,优选阴离子型或者非离子型的表面活性剂。作为阴离子型表面活性剂,优选例如月桂酸钾等羧酸型、硫酸辛酯等硫酸酯型、十二烷基苯磺酸盐等磺酸型的阴离子表面活性剂。作为非离子型表面活性剂,优选例如聚氧乙烯油醚等烷基醚型、聚氧乙烯辛基苯基醚等烷基苯基醚型、聚氧乙烯月桂酸酯等烷基酯型、聚氧乙烯月桂基氨基醚等烷基胺型、聚氧乙烯月桂酰胺等烷基酰胺型、聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚丙二醇醚型、油酸二乙醇酰胺等烷醇酰胺型、聚氧亚烷基烯丙基苯基醚等烯丙基苯基醚型等非离子型表面活性剂。可以使用这些表面活性剂中的一种或者将两种以上组合使用。
作为表面活性剂的添加量,相对于100质量份乙烯改性PVA,优选为0.01~1质量份,更优选为0.02~0.5质量份,最优选为0.05~0.3质量份。如果少于0.01质量份,则难以出现提高制膜性和剥离性的效果,而如果多于1质量份,则表面活性剂溶出至乙烯改性PVA薄膜的表面,从而成为粘连的原因,可操作性往往降低。
乙烯改性PVA薄膜的热水切断温度优选为66~73℃,更优选为68~73℃,进一步优选为70℃~73℃。当乙烯改性PVA薄膜的热水切断温度低于66℃时,则刚开始溶解的薄膜就会成为拉伸的状态,难以产生分子取向,因此,使偏光薄膜的偏光性能变得不充分。如果热水切断温度高于73℃,则薄膜不易被拉伸,偏光薄膜的偏光性能降低,因此是不优选的。在对乙烯改性PVA薄膜施行干燥和热处理时,可以通过改变其处理温度和时间来调整薄膜的热水切断温度。
用于制作偏光元件的乙烯改性PVA薄膜的厚度,优选为10~80μm,更优选为10~50μm,进一步优选为20~40μm。当厚度比10μm厚时,容易进行均匀的拉伸,不容易发生偏光薄膜的颜色不均。当厚度为80μm以下、优选50μm以下时,在将乙烯改性PVA薄膜单向拉伸来制作偏光薄膜时,不易发生由于端部的缩幅而造成的厚度变化,从而使偏光薄膜的颜色不均变得不明显。
另外,在用乙烯改性PVA薄膜制造偏光薄膜时,例如可对乙烯改性PVA薄膜进行染色、单向拉伸、固定处理、干燥处理等操作,进而根据需要进行热处理,对于染色、单向拉伸、固定处理的操作顺序没有特殊限制。另外,单向拉伸也可以进行两次或者两次以上。
染色操作在单向拉伸前、单向拉伸时、单向拉伸后的任一阶段进行均可。作为染色所用的染料,可列举出碘-碘化钾、直接黑17、19、154;直接褐44、106、195、210、223,直接红2、23、28、31、37、39、79、81、240、242、247;直接蓝1、15、22、78、90、98、151、168、202、236、249、270;直接紫9、12、51、98;直接绿1、85;直接黄8、12、44、86、87;直接橙26、39、106、107等二色性染料等,可以使用一种或者两种以上的混合物。通常情况下,染色是将PVA薄膜浸渍于含有上述染料的溶液中来进行,但也可以混合到PVA薄膜中进行制膜等,其处理条件或者处理方法没有特殊限制。
单向拉伸可以使用湿式拉伸法或者干热拉伸法,在硼酸水溶液等温水中(也可以在含有上述染料的溶液中或者在下述固定处理液中)或者使用吸水后的乙烯改性PVA薄膜,在空气中进行。拉伸温度没有特殊限制,在将乙烯改性PVA薄膜在温水中进行拉伸(湿式拉伸)的场合,优选为30~90℃,而在干热拉伸的场合,优选为50~180℃。另外,单向拉伸的拉伸倍率(在多段的单向拉伸时为合计的拉伸倍率),从偏光薄膜的偏光性能的观点考虑,优选为4倍以上,特别优选为5倍以上。拉伸倍率的上限没有特殊限制,在8倍以下时,易于获得均匀的拉伸,因此是优选的。拉伸后的薄膜厚度优选为2~20μm,更优选为10~20μm。
为了使上述染料牢固地吸附于乙烯改性PVA薄膜上,往往进行固定处理。用于固定处理的处理浴中,通常加入硼酸和/或硼化合物。另外,也可以根据需要,向处理浴中添加含碘化合物。
得到的偏光元件的干燥处理优选在30~150℃下进行,更优选在50~150℃下进行。
以上那样制得的偏光元件通常在其两侧表面或者一侧表面贴上光学透明且具有机械强度的保护膜,将其作为偏光片使用。另外,作为用于贴合的粘接剂,可列举出PVA类粘接剂或者聚氨酯类粘接剂等,其中优选使用PVA类粘接剂。
偏光片可用一般的方法制作。优选地,对本发明的纤维素酯薄膜的背面进行碱性皂化处理,使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液,将经处理的纤维素酯薄膜贴合到由在上述碘溶液中浸渍拉伸而制成的偏光元件的至少一侧表面上。在偏光元件的另一侧表面上既可以使用本发明的纤维素酯薄膜,也可以用其它的偏光片保护膜。相对于本发明的纤维素酯薄膜,在偏光元件另一侧表面上使用的偏光片保护膜可采用市售的纤维素酯薄膜。例如,作为市售的纤维素酯薄膜,优选使用KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC4FR、KC8UY、KC12UR、KC8UCR-3、KC8UCR-4、KC8UCR-5、KC8UY-HA、KC8UX-RHA、(以上,Conicaminoltaopt公司制)、Fujitac TD80UF、Fujitac T80UZ、Fujitac T40UZ、防反射膜(富士Film CV Cleavew UA、富士胶卷公司制)等。
例如可以制作具有如下组合的偏光片:
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/KC8UX-RHA
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/KC8UX-RHA
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/KC8UCR-5
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/KC8UCR-5
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/KC4UY
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/KC4UY
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/KC5UX
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/KC5UX
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/Fujitac TD80UF
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/Fujitac TD80UF
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/Fujitac T40UZ
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/Fujitac T40UZ
本发明的纤维素酯薄膜(80μm)/偏光元件/富士Film CVClearview UA
本发明的纤维素酯薄膜(40μm)/偏光元件/富士Film CVClearview UA
另外,另一侧表面所用的偏光片保护膜优选具有8~20μm厚的硬涂层或防眩层。例如优选使用具有特开2003-114333号公报、特开2004-203009号公报、2004-354699号公报、2004-354828号公报等记载的硬涂层或防眩层的偏光片保护膜。更优选在该硬涂层或防眩层上具有至少含低折射率层的防反射层,特别优选该低折射率层中含有上述中空微粒。
或者进一步优选使用兼具光学补偿薄膜功能的偏光片保护膜,所述光学补偿薄膜具有使碟状液晶、棒状液晶、胆甾型液晶等液晶化合物发生取向而形成的光学各向异性层的。例如可用通过特开2003-98348所记载的方法形成光学各向异性层。通过将其与本发明的纤维素酯薄膜组合使用,可获得平面性优良,具有稳定的视野扩大效果的偏光片。或者也可以使用除纤维素酯薄膜以外的环状烯烃树脂、丙烯酸树脂、聚酯、聚碳酸酯等薄膜作为贴在另一面的偏光片保护膜。此时,由于它的皂化适应性低,所以优选通过适当的粘结层来与偏光片粘接在一起。
因偏光元件被单向拉伸(通常为长度方向),所以将偏光片放置于高温高湿的环境下时,会沿拉伸方向(通常为长度方向)会缩短,而与拉伸垂直的方向(通常为宽度方向)会发生伸长。偏光片保护用膜的膜厚愈薄,偏光片的伸缩率会愈大,尤其偏光膜在拉伸方向上的收缩量会越大。由于通常要使偏光元件的拉伸方向与偏光片保护用膜的流延方向(MD方向)贴合,所以当将偏光片保护用膜薄膜化时,抑制流延方向的伸缩率特别重要。由于本发明的纤维素酯薄膜的尺寸稳定优良,因此适合用作上述的偏光片保护膜。
偏光片的构成还可以是:在该偏光片的一侧表面上贴上保护膜,在相反的背面上贴上可剥膜。保护膜及可剥膜是在偏光片出货时、制品检验时等为保护偏光片而使用的。此时,保护膜是为了保护偏光片的表面而被粘贴的,用于偏光片与液晶板的贴合面的相反一面。另外,可剥膜是为了覆盖贴合到液晶板的粘结层而使用的,被用于偏光片贴合到液晶盒一侧的那一面。
(面内转换模式液晶显示装置)
通过在市售的IPS(In Plane Switching,面内转换模式)模式液晶显示装置中组装本发明的偏光片,可以制作可视性优异、视角扩大的本发明的液晶显示装置。
在本发明中,本发明的面内转换模式也包括边缘场转换(FFS,Fringe-Field Switching)模式,它与IPS模式一样可以组装本发明的偏光片,可制作具有同样效果的本发明液晶显示装置。
在液晶显示装置中设置本发明的纤维素酯薄膜时,通常的构成为在位于驱动用液晶盒两侧的一对基板上下侧配置上侧偏光元件和下侧偏光元件,此时,优选在该基板与上侧或下侧的偏光片的任意一个之间,或在该基板分别与上侧和下侧的偏光元件之间,设置至少1张本发明的纤维素酯薄膜。
实施例
以下举出实施例具体说明本发明,但本发明并不受这些实施例所限定。
实施例1
<聚合物X的合成>
在具备搅拌机、两个滴液漏斗、导气管及温度计的玻璃烧瓶中,放入表1记载的种类及比率的单体Xa和Xb的混合液40g、作为链转移剂的巯基丙酸2g及甲苯30g,升温至90℃。然后,由一个滴液漏斗以3小时滴下表1记载的种类及比率的单体Xa和Xb的混合液60g,同时由另一个漏斗以3小时滴下溶解于14g甲苯中的0.4g偶氮双异丁腈。然后再以2小时滴下溶解于56g甲苯中的0.6g偶氮双异丁腈后,再继续反应2小时,得聚合物X1~X5。该聚合物X1~X5的重均分子量按以下测定法示于表1。另外,分子量不同的聚合物通过改变链转移剂的巯基丙酸的添加量、偶氮双异丁腈的添加速度来制作。
另外,表1记载的MA、MMA、HEA及HEMA分别为以下化合物的简称。
MA:丙烯酸甲酯
MMA:甲基丙烯酸甲酯
HEA:丙烯酸2-羟乙酯
HEMA:甲基丙烯酸2-羟乙酯
(分子量测定)
重均分子量使用凝胶渗透色谱法测定。
测定条件如下。
溶剂:二氯甲烷
色谱柱:Shodex K806,K805,K803G(昭和电工公司制),连接3支使用
色谱柱温度:25℃
样品浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Sience公司制)
泵:L6000(日立制作所公司制)
流量:1.0ml/分钟
校正曲线:使用标准聚苯乙烯“STK standard聚苯乙烯”(东曹公司制)Mw=1000000~500的13个样品制成的校正曲线。13个样品以大致等间隔的时间使用。
<聚合物Y的合成>
以特开2000-128911号公报记载的聚合方法进行本体聚合。即,在具备搅拌机、氮气引入管、温度计、投料口及回流冷却管的烧瓶中,投入作为单体Ya的下述丙烯酸甲酯、或甲基丙烯酸甲酯,引入氮气,用氮气置换烧瓶内的气体,在搅拌下添加下述硫甘油于其中。添加硫甘油后,适当地改变内容物的温度,聚合4小时,使内容物恢复室温,向其中添加5质量%苯醌的四氢呋喃溶液20质量份,停止聚合。将内容物移至蒸发器,于80℃减压下除去四氢呋喃,残留的单体及残留的硫甘油,得表1记载的聚合物Y1~Y4。该聚合物Y1~Y4的重均分子量按上述测定法示于表1。
丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯 100质量份
硫甘油 5质量份
〔表1〕
聚合物X:-(Xa)m-(Xb)n-(Xc)p- (m+n+p=100) | |||||||
聚合物X | Xa | Xb | Xc | 重均分子量 | |||
单体种类 | 单体组成比:m | 单体种类 | 单体组成比:n | 单体种类 | 单体组成比:p | ||
聚合物X1 | MMA | 80 | HEA | 10 | - | - | 5000 |
MA | 10 | ||||||
聚合物X2 | MMA | 80 | HEA | 20 | - | - | 5000 |
聚合物X3 | MMA | 80 | HEMA | 20 | - | - | 5000 |
聚合物X4 | MMA | 80 | HEA | 20 | - | - | 30000 |
聚合物X5 | MMA | 95 | HEMA | 5 | - | - | 2000 |
聚合物Y:-(Ya)k-(Yb)q- (k+q=100) | |||||
聚合物Y | Ya | Yb | 重均分子量 | ||
单体种类 | 单体组成比:k | 单体种类 | 单体组成比:q | ||
聚合物Y1 | MA | 100 | - | - | 1000 |
聚合物Y2 | MMA | 100 | - | - | 1000 |
聚合物Y3 | MA | 100 | - | - | 500 |
聚合物Y4 | MA | 100 | - | - | 3000 |
<聚合物UV剂P-1合成例>
按以下方法合成2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑(例示化合物MUV-19)。
将20.0g的3-硝基-4-氨基-苯甲酸溶解于160ml水,加入43ml浓盐酸。于0℃加入溶解于20ml水的8.0g亚硝酸钠后,在0℃下搅拌2小时。向所获溶液中滴入由17.3g的4-叔丁基苯酚溶解于50ml水与100ml乙醇中而形成的溶液,同时在0℃下向该溶液中滴下碳酸钾以将该溶液保持为碱性。保持此溶液为0℃搅拌1小时,再在室温下搅拌1小时。用盐酸调整反应液为酸性,过滤生成的沉淀物后充分地水洗。
将过滤的沉淀溶解于500ml的1mol/L的NaOH水溶液中,加入35g锌粉末后,滴下110g的40%NaOH水溶液。滴下后,搅拌约2小时,过滤、水洗,以盐酸中和滤液使其为中性。将析出的沉淀物过滤、水洗、干燥后,将其在乙酸乙酯与丙酮的混合溶剂中进行重结晶,得2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-2H-苯并三唑。
接着,将10.0g的2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-2H-苯并三唑与0.1g氢醌、4.6g甲基丙烯酸2-羟乙酯、0.5g对甲苯磺酸加入到100ml甲苯中,在备有酯管的反应容器中加热回流10小时。将反应溶液倒入水中,将析出的结晶过滤、水洗、干燥,在乙酸乙酯中重结晶,得例示化合物MUV-19的2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑。
接着,按以下记载的方法合成2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑与甲基丙烯酸甲酯的共聚物(高分子UV剂P-1)。
在80ml四氢呋喃中,加入4.0g上述合成例3合成的2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑与6.0g甲基丙烯酸甲酯,接着,加入1.14g偶氮异丁腈。在氮气氛下加热回流9小时。减压蒸馏除去四氢呋喃后,再溶解于20ml四氢呋喃,滴入明显过量的甲醇中。过滤收集析出的沉淀物,于40℃真空干燥,得9.1g灰白色粉末状聚合物的高分子UV剂P-1。以标准聚苯乙烯作为基准对该聚合物进行GPC分析。确认该聚合物的数均分子量为4500。另外,由NMR光谱及UV谱确认上述共聚物为2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑与甲基丙烯酸甲酯的共聚物。上述聚合物的组成大致为2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑∶甲基丙烯酸甲酯=40∶60。
(纤维素酯薄膜1的制作)
(胶浆液的调制)
纤维素三乙酸酯(乙酰基取代度2.92、
Mn=100000、Mw=220000、Mw/Mn=2.2) 100质量份
添加剂1 12质量份
添加剂2 5质量份
聚合物UV剂P-1 3质量份
二氧化硅微粒(Aerogil R972V
(日本Aerogil公司制)) 0.1质量份
二氯甲烷 440质量份
乙醇 40质量份
(纤维素酯薄膜的制膜)
制作上述的胶浆液,接着,用日本精线公司制的Finemet NF过滤,使用带式流延装置,以温度22℃、宽2m均匀地流延在不锈钢带支持体上。在不锈钢带支持体上,使溶剂蒸发至溶剂残留量达100%为止,以剥离张力162牛顿/m从不锈钢带支持体上剥离。于35℃,将剥离下来的纤维素脂的网状物的溶剂蒸发后,将其剪裁为1.6m宽度,然后一边用拉幅器沿宽度方向拉伸1.1倍,一边在135℃的干燥温度下干燥。此时,以拉幅器开始拉伸时的溶剂残留量为10%。以拉幅器拉伸后,进行下述加热处理、气氛置换处理、加压处理,完成干燥,剪裁为1.5m宽,在薄膜两端实施宽10mm、高5μm的轧花加工,以初始张力220N/m,最终张力110N/m,卷绕到内径6英寸的芯轴上,得表2记载的纤维素酯薄膜1。由不锈钢带支持体的旋转速度与拉幅器的运转速度算出的MD方向的拉伸倍率为1.1倍。纤维素酯薄膜的溶剂残留量分别为0.1%、膜厚80μm、卷数为3000m。
<加热处理>
以拉幅器拉伸后,将网状物在通过上下多个配置的辊进行的输送干燥步骤中,以105℃的干燥风干燥,干燥至溶剂残留量为0.3质量%,得到薄膜后,再于135℃及气氛置换率25次/小时的气氛下,对所得薄膜进行20分钟热处理,此时,以多段设置的夹辊向薄膜厚度方向施加10kPa的压力进行加压处理后,冷却至室温,卷绕,制作纤维素酯薄膜1。
接着,将添加剂的种类与用量、薄膜膜厚、加热处理温度、气氛置换率、有无加压处理等条件变更为表2及表3记载的条件,除了控制自由体积半径及半峰宽以外,其它均同样操作,制作纤维素酯薄膜2~39。
当以热处理室的气氛容量为V(m3)、清洁空气送风量为FA(m3/hr)时,上述加热处理步骤的气氛置换率为由下式所求得的每单位时间内将室内气氛置换为清洁空气的次数。
气氛置换率=FA/V(次/小时)
<通过正电子湮灭寿命法求得的自由体积半径及半峰宽的测定>
各纤维素酯薄膜的自由体积半径按上述的正电子湮灭寿命法进行测定。
所得纤维素酯薄膜1~39按下述方法求得光程差值。
(测定光程差值Ro、Rt)
使用自动双折射率计(王子计测机器公司制,KOBRA-21ADH),于23℃、55%RH环境下,在590nm波长下测定各10处的纤维素酯薄膜1~29,进行三维折射率测定,求得折射率nx、ny、nz。按式(1)算出面内方向的光程差值Ro,按式(2)算出厚度方向的光程差值Rt。各测定10处,求得其平均值。
式(a)Ro=(nx-ny)×d
式(b)Rt={(nx+ny)/2-nz}×d
(式中Ro是薄膜面内光程差值、Rt是薄膜厚度方向的光程差值、nx是薄膜面内的滞相轴方向的折射率、ny是薄膜面内的进相轴的折射率、nz是薄膜厚度方向的折射率、d是薄膜厚度(nm))。
将上述评价结果示于如下表4。
〔表2〕
纤维素酯薄膜No. | 添加剂1 | 添加剂2 | 紫外线吸收剂 | 纤维素酯薄膜膜厚(μm) | 加热处理温度(℃) | 气氛置换率(次/小时) | 加压处理(kPa) | ||
种类 | 添加剂(质量份) | 种类 | 添加剂(质量份) | ||||||
1 | 聚合物X1 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 有 | 60 | 130 | 15 | - |
2 | 聚合物X1 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 60 | 125 | 15 | 5 |
3 | 聚合物X1 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 60 | 135 | 25 | 10 |
4 | 聚合物X1 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 70 | 100 | 15 | - |
5 | 聚合物X1 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 70 | 100 | - | - |
6 | 聚合物X2 | 10 | 聚合物Y1 | 7 | 无 | 60 | 135 | 25 | - |
7 | 聚合物X2 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 40 | 125 | 15 | 5 |
8 | 聚合物X2 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 80 | 125 | 15 | - |
9 | 聚合物X2 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 80 | 100 | 15 | - |
10 | 聚合物X2 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 80 | 100 | - | - |
11 | 聚合物X3 | 12 | 聚合物Y2 | 5 | 无 | 40 | 135 | 25 | 10 |
12 | 聚合物X3 | 12 | 聚合物Y2 | 5 | 无 | 40 | 125 | 15 | 5 |
13 | 聚合物X3 | 12 | 聚合物Y2 | 5 | 无 | 40 | 125 | 15 | - |
14 | 聚合物X3 | 10 | 聚合物Y1 | 6 | 无 | 40 | 135 | 30 | - |
15 | 聚合物X3 | 10 | 聚合物Y1 | 6 | 无 | 50 | 135 | 30 | - |
16 | 聚合物X3 | 10 | 聚合物Y1 | 6 | 无 | 60 | 135 | 30 | - |
17 | 聚合物X2 | 6 | C-7 | 6 | 无 | 60 | 135 | 25 | - |
18 | 聚合物X3 | 6 | C-7 | 6 | 无 | 60 | 125 | 25 | - |
19 | 聚合物Y1 | 6 | C-10 | 6 | 无 | 60 | 135 | 25 | - |
20 | A-4 | 6 | 聚合物Y1 | 7 | 无 | 60 | 125 | 40 | - |
〔表3〕
纤维素酯薄膜No. | 添加剂1 | 添加剂2 | 紫外线吸收剂 | 纤维素酯薄膜膜厚(μm) | 加热处理温度(℃) | 气氛置换率(次/小时) | 加压处理(kPa) | ||
种类 | 添加剂(质量份) | 种类 | 添加剂(质量份) | ||||||
21 | PL-19 | 8 | 聚合物X1 | 4 | 无 | 80 | 130 | 35 | - |
22 | ※4 | 5 | 聚合物X2 | 7 | 无 | 80 | 130 | 35 | - |
23 | ※5 | 5 | 聚合物X2 | 7 | 无 | 80 | 130 | 35 | - |
24 | ※5 | 5 | 聚合物X1 | 5 | 无 | 80 | 130 | 35 | - |
25 | ※6 | 5 | 聚合物X2 | 7 | 无 | 80 | 130 | 35 | - |
26 | PL-8 | 8 | 聚合物X1 | 4 | 无 | 80 | 130 | 35 | - |
27 | ※2 | 3 | ※1 | 8 | 无 | 80 | 160 | 10 | - |
28 | ※2 | 8 | ※3 | 3 | 无 | 80 | 160 | 10 | - |
29 | ※2 | 8 | ※3 | 3 | 无 | 80 | 175 | 46 | - |
30 | 聚合物X1 | 7 | 聚合物Y1 | 10 | 无 | 40 | 130 | 40 | 5 |
31 | 聚合物X1 | 12 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 40 | 125 | 35 | 5 |
32 | 聚合物X5 | 12 | 聚合物Y3 | 5 | 无 | 40 | 120 | 30 | - |
33 | 聚合物X4 | 5 | 聚合物Y4 | 8 | 无 | 20 | 135 | 30 | - |
34 | A-31 | 8 | 聚合物Y1 | 5 | 无 | 40 | 125 | 30 | - |
35 | A-31 | 8 | 聚合物X5 | 7 | 无 | 40 | 120 | 30 | - |
36 | A-31 | 5 | 聚合物Y2 | 10 | 无 | 40 | 130 | 40 | - |
37 | A-31 | 5 | 聚合物X1 | 10 | 无 | 40 | 130 | 40 | - |
38 | A-31 | 10 | - | - | 无 | 40 | 130 | 40 | - |
39 | A-31 | 10 | - | - | 无 | 40 | 100 | 10 | - |
※1 乙醇酸乙基酞酰基乙酯 ※2 磷酸三苯酯
※3 磷酸联苯基二苯酯 ※4 三羟甲基丙烷三乙酸酯
※5 三羟甲基丙烷乙酸酯2,4-二辛酸酯 ※6 四乙酸季戊四醇酯
〔表4〕
纤维素酯薄膜No. | 自由体积半径(nm) | 半峰宽(nm) | Ro(nm) | Rt(nm) | 备注 |
1 | 0.310 | 0.090 | 0 | 0 | 本发明 |
2 | 0.285 | 0.085 | 0 | 1 | 本发明 |
3 | 0.250 | 0.075 | 1 | 3 | 本发明 |
4 | 0.315 | 0.110 | 2 | 8 | 比较例 |
5 | 0.320 | 0.120 | 3 | 13 | 比较例 |
6 | 0.300 | 0.085 | 0 | -10 | 本发明 |
7 | 0.285 | 0.085 | 1 | -1 | 本发明 |
8 | 0.310 | 0.090 | 1 | 0 | 本发明 |
9 | 0.315 | 0.110 | 2 | 8 | 比较例 |
10 | 0.320 | 0.120 | 3 | 10 | 比较例 |
11 | 0.250 | 0.075 | 0 | -3 | 本发明 |
12 | 0.285 | 0.085 | 1 | -1 | 本发明 |
13 | 0.310 | 0.090 | 0 | 0 | 本发明 |
14 | 0.295 | 0.075 | 0 | 0 | 本发明 |
15 | 0.300 | 0.085 | 0 | 0 | 本发明 |
16 | 0.300 | 0.085 | 0 | 0 | 本发明 |
17 | 0.305 | 0.075 | 2 | 7 | 本发明 |
18 | 0.300 | 0.085 | 4 | 8 | 本发明 |
19 | 0.295 | 0.070 | 2 | 6 | 本发明 |
20 | 0.290 | 0.085 | 2 | 6 | 本发明 |
21 | 0.305 | 0.090 | 5 | 34 | 本发明 |
22 | 0.300 | 0.075 | 2 | 4 | 本发明 |
23 | 0.305 | 0.085 | 3 | 5 | 本发明 |
24 | 0.305 | 0.090 | 5 | 5 | 本发明 |
25 | 0.305 | 0.085 | 3 | 5 | 本发明 |
26 | 0.305 | 0.090 | 5 | 5 | 本发明 |
27 | 0.335 | 0.140 | 13 | 36 | 比较例 |
28 | 0.320 | 0.120 | 5 | 35 | 比较例 |
29 | 0.355 | 0.150 | 3 | 31 | 比较例 |
30 | 0.285 | 0.090 | 1 | -20 | 本发明 |
31 | 0.295 | 0.085 | 0 | -15 | 本发明 |
32 | 0.305 | 0.095 | 1 | -30 | 本发明 |
33 | 0.260 | 0.040 | 0 | -20 | 本发明 |
34 | 0.305 | 0.095 | 1 | 15 | 本发明 |
35 | 0.305 | 0.100 | 2 | 10 | 本发明 |
36 | 0.300 | 0.090 | 0 | 5 | 本发明 |
37 | 0.300 | 0.090 | 1 | 5 | 本发明 |
38 | 0.310 | 0.100 | 1 | 20 | 本发明 |
39 | 0.320 | 0.150 | 1 | 20 | 比较例 |
由表4可知,通过使用本发明的聚合物,并控制自由体积半径及半峰宽,即可显著降低本发明纤维素酯薄膜的光学各向异性。
实施例2
<制作偏光片>
使用实施例1制作的纤维素酯薄膜1~39,制作偏光片,评价偏光元件的劣化、偏光片的尺寸稳定性、偏光片卷曲。
将厚度120μm的聚乙烯醇薄膜浸渍于含1kg碘、4kg硼酸的100kg水溶液中,于50℃拉伸6倍,作成25μm膜厚的偏光元件。在上述偏光元件的单侧表面上,使用完全皂化型聚乙烯醇5%水溶液做粘合剂,将实施碱性皂化处理的上述纤维素酯薄膜1~39,分别加以贴合。
制作下述具有硬涂层的防反射膜,分别贴在偏光元件的另一侧表面上,制作成偏光片1~39。
<碱性皂化处理>
皂化步骤 2N-NaOH 50℃ 90秒
水洗步骤 水 30℃ 45秒
中和步骤 10质量%HCl 30℃ 45秒
水洗步骤 水 30℃ 45秒
以上述条件对薄膜样品依次实施皂化、水洗、中和,水洗,接着,于80℃干燥。
<制作防反射膜>
使用实施例1制作的纤维素酯薄膜1,按下述的顺序制作防反射膜。
构成防反射层的各层的折射率按下述方法测定。
(折射率)
对于按如下所制的在硬涂膜上单独涂设各层的样品,由分光光度计的分光反射率的测定结果求得各折射率层的折射率。分光光度计使用U-4000型(日立制作所制),对样品的测定侧的背面进行粗糙化处理后,以黑色喷雾进行光吸收处理,防止背面的光反射,以5度正反射条件测定可见光区域(400nm~700nm)的反射率。
(金属氧化物微粒的粒径)
所用的金属氧化物微粒的粒径是以电子显微镜(SEM)观察各100个微粒,以各微粒外接的圆的直径作为粒径,以其平均值为粒径。
<制作具有硬涂层及背面涂层的纤维素酯薄膜>
以孔径0.4μm的聚丙烯制滤器过滤下述的硬涂层用涂布液以调制硬涂层涂布液,使用微凹版涂布机将该涂布液涂布在实施例1制作的纤维素酯薄膜1上,于90℃干燥后,使用紫外灯,以照射部的照度为100mW/cm2、照射量为0.1J/cm2使涂布层固化,形成干膜厚为7μm的硬涂层,由此制作硬涂膜。
(硬涂层涂布液)
搅拌混合下述材料,制作硬涂层涂布液。
丙烯酸系单体;KAYARAD DPHA(六丙烯酸二季
戊四醇酯、日本化药制) 220质量份
Illugacure 184(汽巴特殊化学品公司制) 20质量份
丙二醇单甲醚 110质量份
乙酸乙酯 110质量份
另外,以挤出涂布机涂布下述背面涂层组合物,使其湿膜厚为10μm,于85℃干燥、卷绕、设置背面涂层。
(背面涂层组合物)
丙酮 54质量份
丁酮 24质量份
甲醇 22质量份
二乙酰基纤维素 0.6质量份
超微粒子二氧化硅2%丙酮分散液
(日本Aerogil公司制Aerogil 200V) 0.2质量份
《制作防反射膜》
在上述制作的硬涂膜上,按照如下所述的高折射率层、低折射率层的顺序涂设防反射层,制作防反射膜。
《制作防反射层:高折射率层》
在硬涂膜上,以挤压涂布机涂布下述高折射率层涂布组合物,于80℃干燥1分钟,接着,照射0.1J/cm2紫外线使其固化,再在100℃热固化1分钟,使其成78nm厚度,由此设置高折射率层。
此高折射率层的折射率为1.62。
<高折射率层涂布组合物>
金属氧化物微粒的异丙醇溶液(固体成分20%、
ITO粒子、粒径5nm) 55质量份
金属化合物:Ti(OBu)4(四正丁氧基钛) 1.3质量份
电离辐射固化型树脂:六丙烯酸二季戊四醇酯
3.2质量份
光聚合引发剂:Illugacure 184(汽巴特殊化
学品公司制) 0.8质量份
直链二甲基聚硅氧烷-EO嵌段共聚物(FZ-2207、
日本Unica公司制)的10%丙二醇单甲醚液
1.5质量份
丙二醇单甲醚 120质量份
异丙醇 240质量份
丁酮 40质量份
《制作防反射层:低折射率层》
在上述高折射率层上,以挤压涂布机涂布下述低折射率层涂布组合物,于100℃干燥1分钟后,照射0.1J/cm2紫外线使之固化,再在120℃热固化5分钟,使其成95nm厚度,由此设置低折射率层,制作防反射膜。另外,此低折射率层的折射率为1.37。
(低折射率层涂布组合物的调制)
<四乙氧基硅烷水解物A的调制>
将289g四乙氧基硅烷与553g 醇混合,在其中添加157g的0.15%乙酸水溶液,在25℃水浴中搅拌30小时,由此调制水解物A。
四乙氧基硅烷水解物A 110质量份
下述中空二氧化硅系微粒分散液 30质量份
KMB503(硅烷偶联剂,信越化学公司制) 4质量份
直链二甲基聚硅氧烷-EO嵌段共聚物(FZ-2207、
日本Unica公司制)的10%丙二醇单甲醚液
3质量份
丙二醇单甲醚 400质量份
异丙醇 400质量份
<中空二氧化硅系微粒分散液的调制>
将100g平均粒径5nm、SiO2浓度20质量%的二氧化硅溶胶与1900g纯水的混合物加热至80℃。此反应母液的pH为10.5,向该母液中同时添加9000g的以SiO2计为0.98质量%的硅酸钠水溶液和9000g的以Al2O3计为1.02质量%的铝酸钠水溶液。其间保持反应液温度为80℃。反应液的pH在添加后立即上升为12.5,其后几乎无变化。添加结束后,将反应液冷却至室温,以超滤膜清洗,调制为固体成分浓度20质量%的SiO2·Al2O3核粒分散液(步骤(a))。
在500g该核粒分散液中加入1700g纯水,加热至98℃,一边保持该温度,一边添加3000g用阳离子交换树脂对硅酸钠水溶液进行脱碱而得的硅酸溶液(SiO2浓度:3.5质量%),得到形成有第1二氧化硅覆盖层的核粒分散液(步骤(b))。
接着,以超滤膜清洗,在形成了固体成分浓度达13质量%的第1二氧化硅覆盖层的核粒分散液500g中加入1125g纯水,再滴下浓盐酸(35.5%)使pH为1.0,进行脱铝处理。接着,一边加入pH3的盐酸水溶液10L与纯水5L,一边以超滤膜分离出溶解的铝盐,调制成将形成第1二氧化硅覆盖层的核粒的一部分构成成分除去的SiO2·Al2O3多孔质粒子分散液(步骤(c))。
将上述多孔质粒子分散液1500g与纯水500g、乙醇1.750g及28%氨水626g的混合液加热为35℃后,添加104g硅酸乙酯(SiO2 28质量%),用硅酸乙酯的水解缩聚物覆盖形成有第1二氧化硅覆盖层的多孔质粒子的表面,形成第2二氧化硅覆盖层。接着,用超滤膜将溶剂置换为乙醇,调制固体成分浓度20质量%的中空二氧化硅类微粒分散液。
此中空二氧化硅类微粒的第1二氧化硅覆盖层厚度为3nm,平均粒径为47nm,MOx/SiO2(摩尔比)为0.0017,折射率为1.28。在此,平均粒径是以动态光散射法测定的。
《防反射膜的加热处理》
在加热处理室、于80℃,对所制作的防反射膜进行4天加热处理后,制作为偏光片。
《评价》
(制作偏光片时的断裂故障)
上述偏光片制造步骤中,制作各100批的偏光片,测定偏光片的断裂故障发生次数,按下述评价基准进行评价。
◎:偏光片的断裂故障在0~2批以内发生
○:偏光片的断裂故障在3~5批以内发生
△:偏光片的断裂故障在6~10批以内发生
×:偏光片的断故障在11批以上发生
接着,使用实施例2制作的偏光片1~39制作液晶显示装置。
使用作为IPS模式液晶显示装置的日立制液晶电视WoooW17-LC50,剥去预先贴合的可视侧的偏光片,将上述制作的偏光片贴在液晶盒的玻璃面上。此时,以贴在液晶盒侧的方式配置实施例1制作的纤维素酯薄膜1~39。另外,上述日立制液晶电视使用正下方型背光源。
在明亮房间连续打开100小时背光源,按下述基准以目测评价开灯初期的可视性与100小时后的可视性。
(可视性)
目测观察液晶显示面板,按下述等级评价可视性。
◎:黑色结实可见、鲜明,未见到色移
○:黑色结实可见、鲜明,但可见到一些色移
△:黑色不结实、鲜明度稍差,可看到色移
×:黑色不结实、鲜明度差,色移令人担忧
将以上评价结果示于下述表5。
〔表5〕
偏光片No. | 纤维素酯薄膜No. | 偏光片制造时的断裂故障 | 液晶显示装置No. | 可视性 | 备注 |
1 | 1 | ○ | 1 | ◎ | 本发明 |
2 | 2 | ◎ | 2 | ◎ | 本发明 |
3 | 3 | ◎ | 3 | ◎ | 本发明 |
4 | 4 | × | 4 | △ | 比较例 |
5 | 5 | × | 5 | × | 比较例 |
6 | 6 | ◎ | 6 | ◎ | 本发明 |
7 | 7 | ◎ | 7 | ◎ | 本发明 |
8 | 8 | ○ | 8 | ◎ | 本发明 |
9 | 9 | × | 9 | △ | 比较例 |
10 | 10 | × | 10 | × | 比较例 |
11 | 11 | ◎ | 11 | ◎ | 本发明 |
12 | 12 | ◎ | 12 | ◎ | 本发明 |
13 | 13 | ○ | 13 | ◎ | 本发明 |
14 | 14 | ◎ | 14 | ◎ | 本发明 |
15 | 15 | ◎ | 15 | ◎ | 本发明 |
16 | 16 | ◎ | 16 | ◎ | 本发明 |
17 | 17 | ○ | 17 | ○ | 本发明 |
18 | 18 | ○ | 18 | ○ | 本发明 |
19 | 19 | ○ | 19 | ○ | 本发明 |
20 | 20 | ○ | 20 | ○ | 本发明 |
21 | 21 | ○ | 21 | ○ | 本发明 |
22 | 22 | ○ | 22 | ○ | 本发明 |
23 | 23 | ○ | 23 | ○ | 本发明 |
24 | 24 | ○ | 24 | ○ | 本发明 |
25 | 25 | ○ | 25 | ○ | 本发明 |
26 | 26 | ○ | 26 | ○ | 本发明 |
27 | 27 | × | 27 | × | 比较例 |
28 | 28 | × | 28 | × | 比较例 |
29 | 29 | × | 29 | × | 比较例 |
30 | 30 | ◎ | 30 | ◎ | 本发明 |
31 | 31 | ◎ | 31 | ◎ | 本发明 |
32 | 32 | ◎ | 32 | ○ | 本发明 |
33 | 33 | ◎ | 33 | ◎ | 本发明 |
34 | 34 | ○ | 34 | ○ | 本发明 |
35 | 35 | ○ | 35 | ○ | 本发明 |
36 | 36 | ○ | 36 | ○ | 本发明 |
37 | 37 | ○ | 37 | ○ | 本发明 |
38 | 38 | ○ | 38 | ○ | 本发明 |
39 | 39 | × | 39 | × | 比较例 |
可见,将本发明的纤维素酯薄膜作为偏光片用保护膜的偏光片很少发生断裂故障,并且使用该偏光片的液晶显示装置即使长时间打开背光源,也不会出现对比度,色移等的可视性的劣化,因此它作为IPS模式液晶显示装置用偏光片是优异的。
另外,可视侧的偏光片保护膜具有充分的防反射性。
实施例3
代替实施例2的偏光片1~39所用的偏光元件,使用下述乙烯改性PVA薄膜作为偏光元件,除此以外均同样操作,制作偏光片,与实施例2进行同样的评价,结果获知,本发明的偏光片可重现实施例2,制作偏光片时的断裂故障,可视性均优良,下述偏光片的卷曲特性评价亦在○~◎的范围。
<偏光元件:乙烯改性PVA薄膜的制作>
将乙烯单元含量2.5mol%,皂化度99.95mol%、聚合度2400的乙烯改性PVA 100质量份浸渍在10质量份甘油及170质量份水中,进行熔融混炼、脱泡后,从T型模头熔融挤出至金属辊,进行制膜。经干燥及热处理后所得的乙烯改性PVA薄膜的厚度为40μm,薄膜的热水切断温度的平均值为70℃。
将如上所得的乙烯改性PVA薄膜,按预溶胀、染色、单向拉伸、固定处理、干燥、热处理的顺序进行连续处理,制作偏光薄膜。即,将上述乙烯改性PVA薄膜在30℃水中浸渍60秒进行预溶胀,在40g/L硼酸浓度、0.4g/L碘浓度、60g/L碘化钾浓度的35℃水溶液中浸渍2分钟。接着,在4%硼酸浓度的55℃水溶液中进行单向拉伸6倍,在60g/L碘化钾浓度、40g/L硼酸浓度、10g/L氯化锌浓度的30℃水溶液中浸渍5分钟进行固定处理。然后取出乙烯改性PVA薄膜,于指定长度在40℃热风干燥,再于100℃热处理5分钟,得15μm膜厚的偏光元件。
所得偏光薄膜的透光率为44.34%,偏光度为99.46%,按计算求得的二色性比为49.13。将所得偏光薄膜以10度的角度放置在相对于拉伸轴方向(0度)为平行配置的二张偏光片之间时,相对于偏光薄膜的宽度方向的中央部和端部的亮度差较小、色不均匀也较少,所以质量良好。
<偏光片卷曲的评价>
将剪裁为5cm长、1cm宽的偏光片放置于25℃、60%RH条件下保持3天,然后移至25℃、10%RH气氛下,然后测定2小时后的卷曲度。卷曲值按下式计算。
卷曲值=1/(样品的曲率半径(cm))
由卷曲值范围按下述标准进行评价。
◎:小于6
○:6以上、小于15
△:15以上、小于60
×:60以上
实施例4
代替实施例3使用的IPS模式液晶显示装置的日立制液晶电视Wooo W17-LC50,使用FFS模式液晶显示装置的日立制液晶电视WoooW32-L7000,除此以外,与实施例3同样操作,制作液晶显示装置,评价可视性,结果显示可重现实施例2,本发明的液晶显示装置具有优良的可视性。
实施例5
将东芝公司制液晶电视FACE 23LC100的液晶面板的液晶盒的可视侧的光学薄膜剥去。此光学薄膜因贴合有偏光片与相位差薄膜,所以剥离该相位差薄膜只留偏光片。将此偏光片的液晶盒侧的透明保护膜剥去,取而代之分别贴上实施例1制作的本发明纤维素酯薄膜1及比较例的纤维素酯薄膜27,再将原先剥去的相位差薄膜重新原样贴上,做成两种光学薄膜。将所述光学薄膜原样贴在液晶盒上,测定两种薄膜的在斜度45度(时钟的1点30分方向)上,测定从法线方向倾斜70度方向的对比度之比,结果,使用本发明的纤维素酯薄膜1作为光学薄膜的液晶面板,与使用比较例的纤维素酯薄膜27作为光学薄膜的液晶面板相比,前者的对比度超过后者2倍,可知视角大幅提高。另外,对比度之比的测定使用EZ Contrast对比度计(ELDIM公司制)进行。
另外,与实施例2同样操作,进行可视性评价,结果使用本发明纤维素酯薄膜1的液晶面板,即使长时间打开背光源后,仍具有优良的可视性。
产业实用性
根据本发明,在使用光学各向异性降低的纤维素脂薄膜的偏光片制造工序中,可提供不易引起断裂故障、不易产生光程差值波动的纤维素酯薄膜。另外,通过组装使用本发明纤维素脂薄膜作成的偏光片,可提供即使改变画面亮度可视性也依然优良的面内转换模式液晶显示装置。
Claims (8)
1.一种纤维素酯薄膜,其特征在于,通过正电子湮没寿命法所求得的自由体积半径为0.25~0.31nm、半峰宽为0.04~0.1nm,且以下式定义的Ro为0~10nm、Rt为-30~+20nm,
式(a)Ro=(nx-ny)×d
式(b)Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
式中,Ro表示薄膜面内光程差值、Rt表示薄膜厚度方向光程差值、nx表示薄膜面内的滞相轴方向的折射率、ny表示薄膜面内的进相轴方向的折射率、nz表示薄膜厚度方向的折射率(折射率在波长590nm处测定)、d表示薄膜厚度(nm)。
2.如权利要求1的纤维素酯薄膜,其中,作为添加剂含有由具有烯属不饱和键的单体合成的重均分子量为500~30000的聚合物。
3.如权利要求1的纤维素酯薄膜,其中,含有至少1种选自以下通式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)中的添加剂,
【化1】
通式(1)
(式中R1、R2各自独立地表示可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基),
【化2】
通式(2)
(式中,X2表示B、C-R(R表示氢原子或取代基)、或N;R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34和R35表示氢原子或取代基),
通式(3)R1-(OH)n
(式中R1示n价的有机基、n表示2以上的正整数),
【化3】
(式中,Y31~Y70各自独立地表示C1~C20的酰氧基、C2~C20的烷氧羰基、C1~C20的酰胺基、C1~C20的氨基甲酰基或羟基;V31~V43各自独立地表示氢原子或C1~C20的脂肪族基;L31~L80各自独立地表示单键、或总原子数为1~40的C0~C20的二价饱和连接基;V31~V43及L31~L80还可以具有取代基),
【化4】
通式(13)
(式中Q1、Q2及Q3各自独立地表示具有五元环或六元环的基团,环包括烃环及杂环,环还可以与其它环形成为稠合环),
【化5】
通式(14)
(式中R1、R2及R3各自独立地表示氢原子或C1~C5的烷基,X示单键、-O-、-CO-、亚烷基或亚芳基,Y示氢原子、烷基、芳基或芳烷基)。
4.如权利要求1的纤维素酯薄膜,其中,该Rt为-20nm≤Rt≤3nm。
5.一种偏光片,其特征在于,偏光膜的至少一面具有如权利要求1~4中任一项的纤维素酯薄膜。
6.如权利要求5的偏光片,其中,具有膜厚10~20μm的聚乙烯醇类偏光元件。
7.如权利要求5的偏光片,其中偏光元件使用乙烯改性聚乙烯醇。
8.一种显示装置,其特征在于,具有正下方型背光源,且具有如权利要求5~7中任一项的偏光片。
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Legal Events
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---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |