CN101432114A - 光学膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供光学膜的制造方法,所述光学膜可用作液晶显示装置(LCD)偏振片用保护膜等,且该光学膜具有双折射性,利用该方法,即使用宽度较宽的带支持体生产膜,也很少发生左右摆动,能保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性不会劣化,可得到稳定的高生产性。通过溶液流延制膜法制作光学膜,其中,带支持体的宽度为1.8m以上,带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄5~20%,所述左右两端部分的宽度(We)为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。或者,带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%。

Description

光学膜的制造方法
技术领域
本发明涉及用于液晶显示装置(LCD)或有机EL(电致发光)显示装置等各种显示装置的光学膜,特别是用于这些显示装置的偏振片用保护膜以及可作为相位差膜使用的具有双折射性的光学膜的制造方法。
背景技术
通常,液晶显示装置的基本构成是在液晶单元的两侧设置偏振片。偏振片只允许通过一定方向的极化面的光,故在液晶显示装置中,担负着将由电场引起的液晶取向变化加以可视化的重要作用,液晶显示装置的性能受偏振片的性能影响很大。
近年来,随着液晶面板的大画面化,期望宽度大的偏振片保护膜、相位差膜。
以往,在利用溶液流延制膜法制造光学膜中,将所期望成分的树脂溶液流延于旋转驱动金属制环形带(带支持体)上,干燥至可输送状态后,从带支持体上剥离,然后干燥,卷绕,由此制膜。
此处,作为得到宽度更宽的膜的方法,可列举在宽度方向上拉伸剥离后的膜,但存在下述的问题:不能得到必需的光学特性、机械特性变化,从而形成不能使用或用途被限制的制品。
因此,以往通过增大带支持体的宽度来增大流延宽度,制造宽度宽的膜。
另一方面,通过使旋转驱动金属制环形带的前后一对旋转鼓的旋转轴间的角度发生变化,进行通过带支持体的输送膜(片料)时的左右摆动(蛇行)调整,例如,使任何一侧旋转鼓的旋转轴与带支持体行进方向的角度略偏离直角等方法。
但是,控制该带支持体的左右摆动时,由于在带端部施加很大的力,反复控制,带端部会变形。特别是带支持体的宽度大于1.8m时,该变形显著。变形变大,则带端部与加热/冷却鼓的接触变弱,于是传热降低,发生端部干燥不良、端部混入气泡的故障。若带端部干燥不良,则剥离时膜的一部分残留在带上,产生剥离不良,若带支持体左右两端的变形进一步变大,则会产生下列问题:膜制品的平面性差、带支持体端部与流延模头接触,划坏设备,妨碍膜的生产。
此处,关于以往使用宽度较宽的带支持体通过溶液流延制膜法制造光学膜的方法,相关专利文献如下。
专利文献1公开了溶液制膜的方法,其中,作为支持从模头流延出来的聚合物溶液膜的支持体,使用宽度1.6m以上的带,该带的左右摆动量为相对于带宽度的±0.5%以下,而且由模头的膜流延宽度为带宽度的70%以上,带宽度-(左右摆动量×4)以下。
专利文献1:特开2002-127169号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,在专利文献1中,对于宽度较宽的带支持体,规定了相对于带宽度的膜的流延宽度,虽然可降低左右摆动量,但多少还是会发生左右摆动,长期运转会产生上述带端部变形的问题。
为了解决上述以往的技术问题,本发明的目的在于,提供光学膜的制造方法,利用该方法,即使使用宽度宽的带支持体生产膜,也很少发生左右摆动,保持稳定的输送状态,不会发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性差的问题,可以得到稳定的高生产性。
解决问题的方法
为了解决上述现有技术问题,本发明者经过锐意研究,结果发现在溶液流延制膜法中,通过采用下述方法,左右摆动控制时施加于带支持体上的应力降低,可抑制长时间运转后带支持体两端的变形,完成了本发明。
为了实现上述目的,权利要求1的发明是光学膜的制造方法,该方法包括,将热塑性树脂膜原料溶解于溶剂中制成胶浆(溶液),然后将该胶浆通过流延模头流延于宽度1.8m以上的带支持体上,再干燥从带支持体上剥离的片料(膜),其中,上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄5~20%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
权利要求2的发明涉及权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄8~15%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
权利要求3的发明涉及权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄5~20%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
权利要求4的发明涉及权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄8~15%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
权利要求4的发明涉及权利要求1~4任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体是将带支持体中厚度较薄的左右两端部分与包括宽度方向的中央部分的其他厚度较厚的部分通过焊接进行一体化而制成的。
权利要求6的发明涉及光学膜的制造方法,该方法包括,将热塑性树脂膜原料溶解于溶剂中制成胶浆(溶液),然后将该胶浆通过流延模头流延于宽度1.8m以上的带支持体上,再干燥从带支持体上剥离的片料(膜),其中,上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(
Figure A200780014910D0006190926QIETU
弹性
Figure A200780014910D0006190934QIETU
数)(E)相比,小5~20%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
权利要求7的发明涉及权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小8~15%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
权利要求8的发明涉及权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
权利要求9的发明涉及权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小8~15%,左右两端部分的宽度(We)为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
权利要求10的发明为权利要求6~9任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体是将带支持体中纵向弹性模量小的左右两端部分与包括宽度方向的中央部分的其他纵向弹性模量大的部分通过焊接一体化而制成的。
权利要求11的发明为权利要求1~10任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述光学膜的宽度为1.7m以上。
权利要求12的发明为权利要求1~10任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述热塑性树脂膜原料含有纤维素酯。
发明的效果
权利要求1的发明涉及通过溶液流延制膜法制造光学膜的方法,其中带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄5~20%,上述带支持体左右两端部分的宽度(We)分别为从宽度为1.8m以上的宽度较宽的带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。为了减小用宽度较宽的带支持体生产时产生的膜两端部位变形,按照本发明,通过使带支持体左右两端的带端部(或边缘部位)的厚度变薄,可实现如下效果:左右摆动控制时施加于带支持体上的应力减小,可抑制长时间运转后带支持体两端部位的变形,减少左右摆动的发生,保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性降低,可得到稳定的高生产性,从而制造具有良好品质的光学膜。
权利要求2~4的发明均对权利要求1所述的光学膜制造方法中使用的带支持体进行了进一步限定,由此可更有效地抑制长时间运转后带支持体两端部位的变形。
权利要求5的发明涉及上述权利要求1~4任一项所述的光学膜的制造方法,其使用的带支持体是将带支持体厚度较薄的左右两端部分与包括宽度方向中央部分的其它厚度较厚的部分通过焊接进行一体化而成的带支持体,由此可使用具有所期望的宽度较宽的带支持体,可实现如下效果,左右摆动发生少,保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性降低,可得到稳定的高生产性,从而制造具有良好品质的光学膜。
权利要求6的发明涉及通过溶液流延制膜法制造光学膜的方法,其中带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%,上述带支持体左右两端部分的宽度(We)分别为从宽度为1.8m以上的宽度较宽的带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。用宽度宽的带支持体生产时,为了减小产生的膜两端部位变形,按照本发明,通过使带支持体左右两端的带端部(或边缘部位)的纵向弹性模量变小,可实现如下效果:左右摆动控制时施加于带支持体上的应力减小,可抑制长时间运转后带支持体两端部位的变形,减少左右摆动的发生,保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性降低,可得到稳定的高生产性,从而制造具有良好品质的光学膜。
权利要求7~9的发明均对权利要求1所述的光学膜制造方法中使用的带支持体进行了进一步限定,由此可更明显抑制长时间运转后带支持体两端部位的变形。
权利要求10的发明涉及上述权利要求6~9任一项所述的光学膜的制造方法,其使用的带支持体是将带支持体中纵向弹性模量小的左右两端部分与包括宽度方向中央部分的其它纵向弹性模量大的部分通过焊接进行一体化而成的带支持体,由此使用具有所期望的宽度的带支持体,可实现如下效果:减少左右摆动发生,保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性降低,可得到稳定的高生产性,从而制造具有良好品质的光学膜。
权利要求11的发明涉及上述权利要求1~10任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述光学膜的宽度为1.7m以上,由此可以提供特别适用于制造宽度宽的光学膜,该光学膜可用于大面积显示装置。
权利要求12的发明涉及上述权利要求1~11任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述热塑性树脂膜原料含有纤维素酯,由此可以提供特别适用于偏振片保护膜、相位差膜的光学膜的制造方法。
附图说明
[图1]表示实施本发明的光学膜制造方法的溶液流延装置在流延步骤中带支持体第一实施方式的局部放大立体图。
[图2]图1带支持体的截面放大图。
[图3]图2主要部分的截面放大图。
[图4]表示带支持体的变形例,也为主要部分的截面放大图。
[图5]表示实施本发明的光学膜制造方法的溶液流延装置在流延步骤中带支持体第二实施方式的部分放大立体图。
[图6]表示实施本发明的光学膜制造方法的溶液流延装置在流延步骤中带支持体第三实施方式的部分放大立体图。
[图7]图7a表示溶液流延制膜装置在流延步骤中为了对于带支持体产生的输送时的左右摆动进行调整,使旋转鼓的旋转轴的角度变化的状态平面图。图7b为相同侧面图。
[图8]为在本发明实施例1~17中,表示带端部变形量测定方法的带支持体端部主要部分的截面放大图。
[图9]为在本发明实施例18~23中,反复对带测试样品部分零件施加荷重,测定带支持体端部变形量的实验装置平面图。
[图10]为图9所示实验装置的侧视图。
符号说明
1 金属制环形带:带支持体
1a 包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分
1b 带支持体的左右两端部分
2 前侧鼓
3 后侧鼓
4 流延模头
T 带支持体左右两端部分的厚度
Te 包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分的厚度
W 带支持体左右两端部分的宽度
We 包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分的宽度
d 带端部变形量
11 带测试样品部分零件(带支持体)
12 旋转鼓
13 旋转轴
15 张力计
具体实施方式
对实施本发明的最佳方式进行如下说明,但本发明并不限于此。
本发明是利用溶液流延制膜法制造光学膜的方法,该方法包括,将热塑性树脂膜原料溶解于溶剂中制成胶浆(溶液),然后将该胶浆通过流延模头流延于宽度为1.8m以上的旋转驱动金属制环形带(带支持体)上,再干燥从带支持体上剥离的片料(膜)。
参照图1~图3,在权利要求1~5所述的发明中,在前后一对旋转驱动鼓(2)(3)上卷挂有金属制环形带(带支持体)(1),从该金属制环形带左右两侧边缘算起分别为一定宽度(We)的带支持体左右两端部分(1b)的厚度(Te)比包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的厚度(T)薄。
此处,按照图2(带支持体的横截面图)所定义的尺寸,带支持体的宽度为2(%)≤(We/W)×100≤25(%),特别优选10(%)≤(We/W)×100≤20(%)。
按照与图2定义相同的尺寸,带支持体的厚度差为5(%)≤(1-Te/T)×100≤20(%),特别优选8(%)≤(1-Te/T)×100≤15(%)。
这样,权利要求1~5所述的发明是降低带支持体(1)左右两端部分(1b)变形的方法之一,所述带支持体(1)左右两端部分(1b)变形是在将宽度为1.8m以上的宽度较宽的带支持体(1)用于光学膜生产时发生的。通过使带支持体(1)两端部分(1b)的厚度变薄,左右摆动控制时施加于带两端部分(1b)的应力减小,可以抑制长时间运转后带两端部分(1b)的变形。
厚度变化如图2和图3所示,也可呈阶梯状,优选如图4所示的光滑锥形。此时带端部的宽度以及厚度如图4所定义。
作为使带支持体(1)左右两端部分(1b)变薄的方法,可对带支持体(1)左右两端部分进行机械加工,也可如权利要求5所述将厚度不同的材料焊接于两端部。
通过本发明,即使使用宽度宽的带也很少发生左右摆动,能保持稳定的膜输送状态,不存在流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性差的问题,可得到稳定的高生产性,制造具有良好品质的光学膜。
此外,根据装置制造能力的不同,带支持体(1)的宽度具有上限,如图5所示,可将2片带支持体(1A)(1B)沿边缘侧焊接,制成1个带支持体(1)使用。需要宽度更大的带支持体(1)时,如图6所示,可将3片带支持体(1A)(1B)(1C)间沿边缘侧焊接。
此处,将带支持体(1)的焊接部位(Y)研磨成镜面状,使之即使转印到膜上,也不会产生产品品质问题。焊接部位(Y)的膜品质有问题时,可将焊接部位(Y)设置在有效的产品部分之外,这样来设置焊接线。
权利要求6~10所述的发明参照图1~图3,带支持体左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(杨氏模量)(Ee)比包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的纵向弹性模量(E)小,所述带支持体左右两端部分(1b)的宽度分别为从宽度1.8m以上的宽度较宽的带支持体(1)的左右两侧边缘算起的规定宽度(We)。
此处,以图2(带支持体的横截面图)所定义的尺寸,带支持体的宽度为5(%)≤(We/W)×100≤25(%),特别优选10(%)≤(We/W)×100≤20(%)。
带支持体左右两端部分(1b)的纵向弹性模量用Ee表示,包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的纵向弹性模量用E表示,纵向弹性模量为5(%)≤(1-Ee/E)×100≤20(%),特别优选8(%)≤(1-Ee/E)×100≤15(%)。
这样,权利要求6~10所述的发明是降低带支持体(1)左右两端部分(1b)变形的方法之一,所述带支持体(1)左右两端部分(1b)变形是在将宽度为1.8m以上的宽度较宽的带支持体(1)用于光学膜生产时发生的。通过降低带支持体(1)左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(Ee),可以抑制带支持体左右两端部分(1b)的变形。
作为使带支持体(1)左右两端部分(1b)的纵向弹性模量变化的方法,可以对带支持体左右两端部分(1b)进行热处理,也可以如权利要求10所述将不同材质的金属焊接于两端部。另外,也可将在厚度方向上具有空腔的部件焊接于两端部。例如,如图6所示,将3片不同材质的金属形成的带支持体(1A)(1B)(1C)沿边缘侧焊接。
此处,与上述情况相同,将将带支持体(1)的焊接部位(Y)研磨成镜面状,使之即使转印到膜上也不会产生产品品质问题。焊接部位(Y)的膜品质有问题时,采用可将焊接部位(Y)设置在有效的产品部分之外,这样来设置焊接线。
本发明权利要求1和权利要求6所述的发明即使分别单独实施也可产生充分的效果,但若同时实施则效果更好。即,可以在使带支持体(1)左右两端部分(1b)的厚度变薄的同时降低其纵向弹性模量。
如图7所示,通过改变旋转驱动金属制环形带(1)的前后一对旋转鼓(2)(3)的旋转轴之间所成的角度,对带支持体(1)引起的输送时的左右摆动进行调整。例如,使前侧旋转鼓(2)的旋转轴与带支持体(1)行进方向所成角度稍偏离直角的方法。
带支持体的宽度大于1.8m以上时,这种左右摆动的控制变得困难,带支持体(1)的左右摆动量变大。带支持体(1)的左右摆动很大时,通过流延模头(4)流延出来的胶浆(树脂溶液)落在带支持体(1)外,污染生产设备。此外,在经常控制大的左右摆动的状态下,带支持体(1)长时间运转时,特别是在带支持体(1)的左右两端部连续施加大的力时,从侧面看带支持体(1)左右两端部(或两侧边缘部)变形为波形(所谓的裙带菜状)。若带支持体(1)左右两端部变形变大,则带支持体端部与加热/冷却鼓的接触变弱,于是传热减少,发生膜端部干燥不良、膜端部气泡混入故障。进一步,膜端部干燥不良导致膜剥离时膜(片料)的一部分残留于带支持体上,造成剥离不良。带支持体左右两端部的变形进一步变大,则膜制品的平面性变差,或带支持体(1)端部与流延模头(4)相接触,导致划坏设备,妨碍膜的生产。
在权利要求1~5的发明中,带支持体左右两端部分(1b)的厚度(Te)比含有带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的厚度(T)薄。于是,施加于带支持体左右两端部分(1b)的力减弱,即使反复控制也可减小带支持体左右两端部分(1b)的变形。
但是,如果过薄,达到(1-Te/T)×100>20(%)时,有时会发生与上述变形相同的因传热不良引起的剥离不良。此外左右两端部分的宽度(We)比带支持体全体宽度的25%宽时,则很难施加用于控制左右摆动的力,结果导致左右摆动变得更强。
因此,带支持体左右两端部分(1b)的厚度(Te)为5(%)≤(1-Te/T)×100≤20(%),带支持体左右两端部分(1b)的宽度(We)为2(%)≤(We/W)×100≤25(%)时,带支持体左右两端部分(1b)的变形小,无剥离不良发生,左右摆动量也很小。
此外,在权利要求6~10的发明中,带支持体左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(Ee)比含有带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的纵向弹性模量(E)小。这样,即使减小带支持体左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(Ee),也与减少带支持体左右两端部分(1b)的厚度(Te)时相同,带支持体左右两端部分(1b)的变形小,无剥离不良发生,可在左右摆动量很小的状态下制膜。
带支持体左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(Ee)小的部分的宽度(We)为5(%)≤(We/W)×100≤25(%),特别优选10(%)≤(We/W)×100≤20(%)。另外,带支持体的左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(Ee)为5(%)≤(1-Ee/E)×100≤20(%),特别优选8(%)≤(1-Ee/E)×100≤15(%)。
这样,通过本发明,即使使用宽度宽的带支持体(1)进行膜生产,也很少发生左右摆动,能保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性差的问题,可得到稳定的高生产率。
以下,对本发明进行详细说明。
作为本发明方法中优选使用的树脂,可以列举,纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯等酰基取代度为1.8~2.80的纤维素酯类树脂,或纤维素甲基醚、纤维素乙基醚、纤维素丙基醚等烷基取代度2.0~2.80的纤维素醚树脂、环烯烃树脂、降冰片烯类树脂、聚碳酸酯树脂、或亚烷基二羧酸与二胺的聚合物这样的聚酰胺树脂、或亚烷基二羧酸与二元醇的聚合物、亚烷基二醇与二元羧酸的聚合物、环己烷二羧酸与二元醇的聚合物、环己烷二醇与二元羧酸的聚合物、芳香族二元羧酸与二元醇的聚合物等聚酯树脂,或聚乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯共聚物等乙酸乙烯酯树脂,或聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯醇缩醛树脂、环氧树脂、酮树脂、烷基二异氰酸酯与亚烷基二元醇的线状聚合物等聚氨酯树脂等,优选含有选自其中的至少一种。
其中,特别优选纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯等纤维素酯类树脂,环烯烃树脂,降冰片烯类树脂,聚碳酸酯树脂。此外,也可将2种以上具有相容性的聚合物混合,然后将所述胶浆溶解,本发明并不限于此。
作为本发明优选使用的其它树脂,可以列举,具有乙烯性不饱和单体单元的均聚物或共聚物。更优选例如聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸环己酯、丙烯酸烷基酯的聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸烷基酯聚合物等丙烯酸或甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物。由于丙烯酸或甲基丙烯酸的酯透明性、相容性良好,进一步优选具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单元的均聚物或共聚物,特别是具有丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯单元的均聚物或共聚物。具体说,优选聚甲基丙烯酸甲酯。优选聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸环己酯之类的丙烯酸或甲基丙烯酸的脂环式烷基酯,因其具有高耐热性、低吸湿性、低双折射等优点。
本发明的光学膜制造方法是通过溶液流延制膜法而实施的,对其进行详细说明。
(形成胶浆的材料)
以下,以纤维素酯为例对本发明进行说明。
本发明将含有纤维素酯以及有机溶剂的纤维素酯溶液称为胶浆,使用该胶浆进行溶液流延制膜,使之形成纤维素酯膜。
(纤维素酯)
作为本发明使用的纤维素酯原料的纤维素,没有特别的限定,可以列举,棉绒、木浆、洋麻等。此外,由其得到的纤维素酯可以分别单独使用,也可以以任意比例混合使用。
关于本发明的纤维素酯,纤维素原料的酰基化剂为酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)时,使用乙酸之类的有机酸、二氯甲烷等有机溶剂,使用硫酸之类的质子性催化剂进行反应。酰基化剂为酰氯(CH3COCl、C2H5COCl、C3H7COCl)时,使用胺之类的碱性化合物作为催化剂进行反应。具体说,可采用特开平10-45804号公报所述的方法合成。
纤维素酯是酰基与纤维素分子的羟基反应形成的。纤维素分子是连接多个葡萄糖单元而形成的,每个葡萄糖单元有3个羟基。在这3个羟基上取代的酰基数称为取代度。例如,三乙酸纤维素酯为在葡萄糖单元的3个羟基全结合有乙酰基。
作为可用于纤维素酯膜的纤维素酯,优选总的酰基取代度为2.4~2.8。
本发明使用纤维素酯的分子量以数均分子量(Mn)计,可以使用50,000~200,000的纤维素酯。更优选60,000~200,000,特别优选80,000~200,000。
本发明使用的纤维素酯,其重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比,Mw/Mn优选为1.4~3.0,更优选为1.7~2.2的范围。
纤维素酯的平均分子量以及分子量分布可用高效液相色谱以公知的方法测定。使用该方法算出数均分子量、重均分子量,即可算出其比值(Mw/Mn)。
测定条件如下所示。
溶剂:二氯甲烷
色谱柱:Shodex-K806、K805、K803G(串联使用3根昭和电工株式会社制色谱柱)
柱温:25℃
试剂浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL·Sciences公司)
泵:L6000(日立制作所株式会社制)
流速:1.0mL/min
标准曲线:标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(TOSOH株式会社制)Mw=1000000~500的13个样品制作标准曲线。优选13个样品基本等间隔使用。
本发明使用的纤维素酯为碳原子数2~22左右的羧酸酯,特别优选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为6以下的脂肪酸,例如,可使用乙酸纤维素酯、丙酸纤维素酯、丁酸纤维素酯、乙酸苯二甲酸纤维素酯等、特开平10-45804号公报、特开平8-231761号公报以及美国专利第2,319,052号公报等所述的乙酸丙酸纤维素酯、乙酸丁酸纤维素酯等混合脂肪酸酯。或者,也优选使用特开2002-179701号公报、特开2002-265639号公报以及特开2002-265638号公报所述的芳香族羧酸与纤维素的酯、纤维素酰化物(セルロ—スアシレ—ト)。
上述中特别优选使用的纤维素低级脂肪酸酯为三乙酸纤维素酯、乙酸丙酸纤维素酯。也可将这些纤维素酯混合使用。
除三乙酸纤维素酯外优选的纤维素酯具有碳原子数2~4的酰基为取代基,且以乙酰基的取代度为X,丙酰基或丁酰基的取代度为Y时,同时满足下述(a)和(b)。
式(a)2.4≤X+Y≤2.8
式(b)0≤X≤2.5
未用酰基取代的部分通常以羟基存在。它们可以通过公知的方法合成。
这些酰基取代度可按照ASTM-D817-96规定的方法测定。
使用乙酰基纤维素时,要提高乙酰化率,必须延长乙酰化反应的时间。但若反应时间过长,会同时伴有分解,发生聚合物链断裂、乙酰基分解等,带来不希望的结果。因此,为了提高乙酰化度,并一定程度上抑制分解,有必要将反应时间设定在一定范围内。以反应时间规定,则反应条件各种各样,反应装置、设备等其它条件变化很大,不适合。由于随着聚合物分解的进行,分子量分布变广,因此,纤维素酯分解的程度可用通常使用的重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的值来规定。即,在三乙酸纤维素酯的乙酰化过程中,作为控制反应程度的一个指标,可使用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的值,用于防止反应时间过长引起过度分解,并且乙酰化过程中有充分的时间进行乙酰化反应。
纤维素酯制造方法的一个例子如下所示,粉碎棉绒100质量份作为纤维素原料,添加40质量份的乙酸,在36℃下进行20分钟前处理,使其活化。然后添加硫酸8质量份、乙酸酐260质量份、乙酸350质量份,在36℃下进行酯化120分钟。用24质量%醋酸镁水溶液11质量份中和后,在63℃下皂化熟化35分钟,得到乙酰基纤维素。将该乙酰基纤维素与10倍量的乙酸水溶液(乙酸:水=1:1(质量比))在室温下搅拌160分钟,然后过滤、干燥,得到乙酰基取代度2.75的精制乙酰基纤维素。该乙酰基纤维素Mn为92,000,Mw为156,000,Mw/Mn为1.7。同样通过调整纤维素酯的酯化条件(温度、时间、搅拌)、水解条件,可以合成取代度、Mw/Mn比不同的纤维素酯。
此外,合成的纤维素酯优选通过纯化除去低分子量成分,过滤除去未乙酰化的成分。
此外,混合酸纤维素酯可通过特开平10-45804号公报所述的方法得到。酰基取代度的测定方法可按照ASTM-D817-96规定的方法测定。
此外,纤维素酯受到纤维素酯中微量金属成分的影响。认为这与制造步骤中使用的水有关,优选可形成不溶性核的成分少,铁、钙、镁等金属离子有时通过与可能含有有机酸性基团的聚合物分解物形成盐,形成不溶物,优选铁、钙、镁等金属离子少。铁(Fe)成分优选1ppm以下。地下水、河水等中多含有钙(Ca)成分,钙成分过多则成为硬水,不适合作为饮用水,易与羧酸、磺酸等酸性成分以及许多的配位基形成配位化合物,即络合物,形成由大量不溶性钙产生的残渣(スカム)(不溶性沉淀、混浊)。
钙(Ca)成分为60ppm以下,优选0~30ppm。由于镁成分(Mg)过多也产生不溶性成分,优选为0~70ppm,特别优选为0~20ppm。铁(Fe)成分含量、钙(Ca)成分含量、镁(Mg)成分含量等金属成分含量可通过下述方法进行求算:将完全干燥的纤维素酯用微消化(Micro Digeste)湿式分解装置(硫硝酸分解)、碱熔融进行前处理后,用ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱分析装置)进行分析。
(有机溶剂)
作为可用于溶解纤维素酯形成胶浆(溶液)的有机溶剂,包括氯类有机溶剂和非氯类有机溶剂。作为氯类有机溶剂,可以列举,二氯甲烷(二氯甲烷),适于溶解纤维素酯,特别是三乙酸纤维素酯。
由于现今的环境问题,在正研究使用非氯类有机溶剂的使用受到讨论。作为非氯类有机溶剂,可以列举,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环、1,4-二噁烷、环己酮、甲酸乙酯、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、硝基乙烷等。
使用这些有机溶剂溶解三乙酸纤维素酯时,可使用常温的溶解方法,优选使用高温溶解法、冷却溶解法、高压溶解法等溶解方法,因为这些方法可以减少不溶解物。对于除三乙酸纤维素酯外的纤维素酯,可以使用二氯甲烷,优选使用乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮。特别优选使用乙酸甲酯。在本发明中,对于上述纤维素酯具有良好溶解性的有机溶剂称为良溶剂,另外,在溶解上起主要作用,在溶解中大量使用的有机溶剂称为主(有机)溶剂或主要(有机)溶剂。
在本发明中,除了上述有机溶剂外,胶浆中还优选含有1~40质量%碳原子数1~4的醇。这些醇作为凝胶化溶剂使用,使胶浆在支持体上流延后溶剂开始蒸发,醇的比例变大,则胶浆膜(片料)发生凝胶化,片料变结实,易于从金属支持体上剥离,若醇的比例小,则有促进非氯类有机溶剂溶解纤维素酯的作用。作为碳原子数1~4的醇,可以列举,甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。其中,出于胶浆稳定性好、沸点较低、干燥性好等原因优选乙醇。单独使用时对纤维素酯无溶解性的有机溶剂称为不良溶剂。
优选胶浆中纤维素酯的浓度为15~30质量%,胶浆粘度为100~500Pa·s,因为这样可以得到良好的膜品质。
作为胶浆中添加的添加剂,可举出,增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、染料、消光剂等微粒。本发明的这些添加剂可以在制备纤维素酯溶液时添加,也可在制备消光剂等微粒的分散液时添加。
对于液晶图像显示装置使用的偏振片,优选赋予耐热、耐湿性的增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。下面就添加剂进行说明。
(增塑剂)
出于提高机械性质、赋予柔软性和耐吸水性、降低水蒸气透过率、调整延迟等目的,本发明优选在纤维素酯溶液或胶浆中添加作为所谓增塑剂而公知的化合物,例如,优选使用磷酸酯、羧酸酯。
作为磷酸酯,可以列举,磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、苯基磷酸二苯酯(フエニルジフエニルホスフエ—ト)等。
作为碳酸酯,可以列举,酞酸酯以及柠檬酸酯等,作为酞酸酯,例如,酞酸二甲酯、酞酸二乙酯、酞酸二辛酯以及酞酸二乙基己酯等,作为柠檬酸酯,例如,乙酰基柠檬酸三乙酯以及乙酰基柠檬酸三丁酯。此外,还可列举,油酸丁酯、乙酰基蓖麻醇酸甲酯(リシノ—ルメ
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チルアセチル)、癸二酸二丁酯、甘油三醋酸酯等。以该目的还可优选使用烷基邻苯二甲酰乙醇酸烷基酯(アルキルフタリルアルキルグリコレ—ト)。烷基邻苯二甲酰乙醇酸烷基酯的烷基为碳原子数1~8的烷基。作为烷基邻苯二甲酰乙醇酸烷基酯,可以列举,甲基邻苯二甲酰乙醇酸甲酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、丙基邻苯二甲酰乙醇酸丙酯、丁基邻苯二甲酰乙醇酸丁酯、辛基邻苯二甲酰乙醇酸辛酯、甲基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸甲酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸丙酯、丙基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、甲基邻苯二甲酰乙醇酸丙酯、甲基邻苯二甲酰乙醇酸丁酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸丁酯、丁基邻苯二甲酰乙醇酸甲酯、丁基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、丙基邻苯二甲酰乙醇酸丁酯、丁基邻苯二甲酰乙醇酸丙酯、甲基邻苯二甲酰乙醇酸辛酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸辛酯、辛基邻苯二甲酰乙醇酸甲酯、辛基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯等,优选使用甲基邻苯二甲酰乙醇酸甲酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、丙基邻苯二甲酰乙醇酸丙酯、丁基邻苯二甲酰乙醇酸丁酯、辛基邻苯二甲酰乙醇酸辛酯。可将2种以上的这些烷基邻苯二甲酰乙醇酸烷基酯混合使用。
此外,还优选使用多元醇酯。
本发明所用的多元醇以下述通式表示。
R1-(OH)n
式中,R1为n价的有机基团,n为2以上的正整数,OH基表示醇性和/或苯酚性羟基。
多元醇酯类增塑剂为二元以上的脂肪族多元醇与单羧酸酯形成的增塑剂,优选分子内具有芳香环或环烷基环。优选2~20元的脂肪族多元醇酯。
作为多元醇的优选例,可以列举如下例,但本发明并不限于这些化合物。可以列举出:核糖醇、阿拉伯糖醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、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-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、半乳糖醇、甘露醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、频那醇、山梨醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、木糖醇等。特别优选三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨醇、三羟甲基丙烷、木糖醇。
作为用于多元醇酯的单羧酸,没有特别的限制,可使用公知的脂肪族单羧酸、脂环族单羧酸、芳香族单羧酸等。从提高透湿性、保留性的角度考虑,优选脂环族单羧酸、芳香族单羧酸。
作为单羧酸的优选例,可以列举如下化合物,但本发明并不限于这些化合物。
作为脂肪族单羧酸,可优选使用碳原子数1~32的直链或具有支链的脂肪酸。更优选碳原子数1~20,特别优选1~10。优选含有醋酸,因为可以增强与纤维素酯的相容性,也优选醋酸与其它单羧酸混合使用。
作为优选的脂肪族单羧酸,可以列举,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、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、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、花生油烯酸等不饱和脂肪酸等。
作为脂环族单羧酸的优选例,可以列举,环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸、或其衍生物。
作为芳香族单羧酸的优选例,可以列举,苯甲酸、甲苯甲酸等在苯甲酸的苯环上引入烷基的化合物,联苯羧酸、萘羧酸、萘满羧酸等具有2个以上苯环的芳香族单羧酸,或其衍生物。特别优选苯甲酸。
对于多元醇酯的分子量没有特别的限制,优选300~1500,更优选350~750。从不易挥发的角度考虑,优选分子量大的化合物,而从透湿性、与纤维素酯的相溶性角度考虑,优选分子量小的化合物。
用于多元醇酯的羧酸可以是1种,也可以将2种以上混合。此外,多元醇中的OH基可以全部酯化,也可以残留部分OH基。
这些化合物相对于纤维素酯的含量为1~30质量%,优选1~20质量%。此外,为了抑制拉伸以及干燥中的渗出等,优选200℃时蒸气压为1400Pa以下的化合物。
可在制备纤维素酯溶液时将这些化合物与纤维素酯、溶剂一起添加,也可在制备溶液时或制备溶液后添加。
作为其它添加剂,可以列举,特开2002-22956号公报所述的聚酯、聚酯醚、特开2003-171499号公报所述的聚氨酯树脂、特开2002-146044号公报所述的松香及松香衍生物、环氧树脂、酮树脂、甲苯磺酰胺树脂、特开2003-96236号公报所述的多元醇和羧酸的酯、特开2003-165868号公报所述的通式(1)所示的化合物、特开2004-292696号公报所述的聚酯聚合物或聚氨酯聚合物等。胶浆或微粒分散液中可含有这些添加剂。
(紫外线吸收剂)
本发明的纤维素酯膜中可含有紫外线吸收剂。
作为可使用的紫外线吸收剂,可以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、镍络合盐类化合物、三嗪类化合物等,优选着色少的苯并三唑类化合物。此外,也可优选使用特开平10-182621号公报,特开平8-337574号公报、特开2001-72782号公报所述的紫外线吸收剂、特开平6-148430号公报、特开2002-31715号公报、特开2002-169020号公报、特开2002-47357号公报、特开2002-363420号公报、特开2003-113317号公报记载的高分子紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,从防止起偏器或液晶劣化的观点来看,优选对波长为370nm以下的紫外线的吸收性能优异的紫外线吸收剂,并且从液晶显示性的观点来看,优选对波长400nm以上的可见光的吸收少的紫外线吸收剂。
作为可用于本发明的紫外线吸收剂的具体例,可以列举,2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-(3″,4″,5″,6″-四氢酞酰亚胺基甲基)-5’-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亚乙基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链或支链十二烷基)-4-甲基苯酚、辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯和2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯的混合物,但本发明并不限于这些化合物。此外,作为市售品,可以优选使用TINUVIN 109、TINUVIN 171、TINUVIN 360(均为CibaSpecialty Chemicals公司产品)。作为高分子紫外线吸收剂,可以列举出大塚化学社制的反应型紫外线吸收剂RUVA-93。
作为二苯甲酮类化合物的具体例子,可以列举出:2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基甲烷)等,但并不限定于此。
本发明优选使用的上述紫外线吸收剂优选透明性高,防止偏振片、液晶元件劣化效果好的苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂,特别优选使用不必要着色少的苯并三唑类紫外线吸收剂。
关于紫外线吸收剂向胶浆中的添加方法,只要将紫外线吸收剂溶解在胶浆中溶解即可,没有特别的限制。本发明将紫外线吸收剂溶解于二氯甲烷、乙酸甲酯、二氧杂戊环等纤维素酯的良溶剂中,或者将紫外线吸收剂溶解于良溶剂与低级脂肪醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等)之类的不良溶剂的混合有机溶剂中,制成紫外线吸收剂溶液,然后将该紫外线吸收剂溶液添加于纤维素酯溶液中或直接添加于胶浆组成中。象无机粉末那样不溶于有机溶剂的紫外线吸收剂先在有机溶剂和聚合物中用溶解器或砂磨机分散后,添加于胶浆中。
紫外线吸收剂的含量为0.01~5质量%,特别优选0.5~3质量%。
本发明中可单独使用这些紫外线吸收剂,也可将2种以上混合使用。
(抗氧化剂)
作为抗氧化剂,优选使用受阻酚类的化合物,可以举出,例如,2,6-二叔丁基-对甲酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-二[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-二-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2,2-硫代-二亚乙基二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N’-六亚甲基二(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯等。特别优选2,6-二叔丁基-对甲酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-二[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。此外,例如也可以组合使用N,N’-二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼等肼类的金属钝化剂或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯等磷类加工稳定剂。这些化合物的添加量相对于纤维素酯按照质量比率优选为1ppm~1.0%、进一步优选为10~1000ppm。
(微粒)
可以在本发明的光学膜中添加用于赋予滑爽性或改善物性的消光剂等微粒。作为微粒,可以列举出无机化合物微粒或有机化合物微粒,作为其形状,可使用球状、平板状、棒状、针状、层状、不定形状等。
作为无机化合物微粒,可以列举,氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、高岭土、滑石、粘土、烧结硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙等金属氧化物、氢氧化物、硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐。
作为有机化合物微粒,可以列举,聚硅氧烷树脂、氟树脂、丙烯基树脂等微粒,优选聚硅氧烷树脂,特别优选具有三维网状结构的化合物微粒。可以列举,Tospearl(トスパ—ル)103、Tospearl 105、Tospearl 108、Tospearl 120、Tospearl 145、Tospearl 3120以及Tospearl 240(东芝Silicone株式会社制)。
其中,二氧化硅可以降低膜的雾度,故优选。许多情况下,通过有机物对二氧化硅这样的微粒进行表面处理,这样的二氧化硅可以降低膜的雾度,因此是优选的。作为表面处理中优选的有机物,可以列举,卤代硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氨烷、硅氧烷等。
微粒的平均粒径大时,滑爽性效果大;与此相反,平均粒径小则透明性优异。此外,微粒的平均粒径为0.005~1.0μm的范围。这些微粒可以是一次粒子,也可以是凝集而成的二次粒子。微粒的含量优选为每1m2树脂含有0.01~20g。
作为二氧化硅微粒,可以列举,日本AEROSIL(株)制造的AEROSIL 200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、R805、OX50、TT600等,优选AEROSIL200V、R972、R972V、R974、R202、R812。这些微粒还可以2种以上组合使用。2种以上组合使用时,可以以任意的比例混合使用。此时,平均粒径或材质不同的微粒例如AEROSIL 200V和R972V,可以在质量比0.1:99.9~99.9:0.1的范围内使用。
上述作为消光剂使用的微粒存在于膜中,其另一个目的是可以提高膜的强度。
(表面活性剂)
本发明使用的胶浆或微粒分散液中优选含有表面活性剂,表面活性剂可以是磷酸类、磺酸类、羧酸类、非离子类、阳离子类等,没有特别的限制。这在例如特开昭61-243837号公报等中有所记载。表面活性剂的添加量优选相对于纤维素酰化物为0.002~2质量%,更优选0.01~1质量%。添加量小于0.001质量%,则添加效果不能充分发挥,添加量大于2质量%,则析出,产生不溶物。
作为非离子类表面活性剂,可以列举,以聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯、聚环氧丙基、脱水山梨糖醇为非离子性亲水基的表面活性剂,具体例子为聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇、多元醇脂肪酸部分酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸部分酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、脂肪酸二乙醇酰胺、三乙醇胺脂肪酸部分酯。
作为阴离子类表面活性剂包括羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷酸酯盐,代表性的阴离子类表面活性剂包括:脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、α-磺化脂肪酸盐、N-甲基-N油酰基牛磺酸、石油磺酸盐、烷基硫酸盐、磺化油脂、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚硫酸盐、烷基磷酸盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物等。
作为阳离子类表面活性剂,可以列举,胺盐、季铵盐、吡啶鎓盐(ピリジウム塩)等,伯、仲、叔脂肪胺盐、季铵盐(四烷基铵盐、三烷基苄基铵盐、烷基吡啶鎓盐、烷基咪唑鎓盐等)。作为两性类表面活性剂,包括羧基甜菜碱、磺基甜菜碱等、N-三烷基-N-羧基甲基铵甜菜碱、N-三烷基-N-磺基亚烷基铵甜菜碱等。
氟类表面活性剂是以氟代烃链为疏水基的表面活性剂。
(剥离促进剂)
除此之外,还可向胶浆中添加剥离促进剂以减小剥离时的荷重。作为剥离促进剂,表面活性剂是有效的,包括磷酸类、磺酸类、羧酸类、非离子类、阳离子类等,没有特别的限制。这些剥离促进剂在例如特开昭61-243837号公报等中有记载。特开昭57-500833号公报公开了聚环氧化磷酸酯作为剥离促进剂。特开昭61-69845号公报公开了通过将非酯化羟基为游离酸形式的单或二磷酸烷基酯添加到纤维素酯中,而使膜迅速剥离的方法。此外,特开平1-299847号公报公开了通过添加含有非酯化羟基以及环氧丙烷链的磷酸酯化合物以及无机物粒子可以降低剥离荷重的方法。
(其它添加剂)
此外,还可添加高岭土、滑石粉、硅藻土、石英、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、氧化铝等无机微粒、钙、镁等碱土类金属的盐等热稳定剂。另外还可添加防静电剂、阻燃剂、润滑剂、油剂(油剤)等。
本发明的光学膜制造方法利用溶液流延制膜法,因此本方法包括胶浆制备步骤、流延步骤、干燥步骤以及卷取步骤。
溶解步骤
首先对作为热塑性树脂膜原料(高分子材料)的例子的纤维素酯进行说明,纤维素酯的溶解通常采用在溶解釜中搅拌溶解的方法、加热溶解法、超声波溶解法等,更优选于加压下,在溶剂常压沸点以上且溶剂尚未沸腾的温度范围内加热溶剂,边搅拌边溶解,因为该方法可以防止被称为凝胶或疙瘩的块状不溶物产生。
此外,还可使用特开平9-95538号公报记载的冷却溶解法或特开平11-21379号公报记载的高压溶解方法。
优选使用将纤维素酯与不良溶剂混合,润湿或膨胀后,再与良溶剂混合溶解的方法。此时,纤维素酯与不良溶剂混合并使之润湿或溶胀的装置、与良溶剂混合溶解的装置可以分开。
对于本发明用于溶解纤维素酯的溶解釜(加压容器)的种类,没有特别限制,只要是能够耐受规定压力,并且可在加压下加热、搅拌的溶解釜即可。此外,可在溶解釜(加压容器)中适当设置其它压力计、温度计等测试器类。可使用通过压入氮气等非活性气体的方法、或通过加热升高溶剂蒸汽压的方法来进行加压。优选从外部进行加热,例如:优选使用套管型加热装置,因为其可以容易地控制温度。
添加溶剂后的加热温度为所用溶剂的沸点以上,为2种以上混合溶剂时,优选在低沸点溶剂的沸点以上且该溶剂不沸腾的温度范围内加热。加热温度过高,则所需压力变大,生产性变差。优选加热温度的范围为20~120℃,更优选30~100℃,进一步优选40~80℃。将压力调整至设定温度下溶剂不沸腾的范围内。
除纤维素酯和溶剂外其它必要的增塑剂、紫外线吸收剂等添加剂可预先与溶剂混合、溶解或分散后加入纤维素酯溶解前的溶剂中,也可加入溶解纤维素酯后的胶浆中。
纤维素酯溶解后,可以边冷却边从容器中取出,或者用泵等从容器中抽出,用热交换器等进行冷却,然后将所得纤维素酯胶浆用于制膜,此时的冷却温度可冷却至常温。
在本发明的方法中,必须通过过滤除去纤维素酯胶浆中的杂质,尤其是导致液晶显示装置图像和影响观看的杂质。可以说光学膜的品质取决于该过滤步骤。
流延步骤
该步骤包括:将经溶解釜制备的胶浆通过导管送到流延模头中,在连续转运的环形支持体,例如在不锈钢制旋转驱动环形带形成的支持体上的流延位置上,由流延模头流延胶浆。支持体的表面形成镜面。
如图7所示,在由卷挂于前后一对鼓(2)(3)上的环形带形成的带支持体(1)的上部移动部(流延面)上,具有流延膜原料溶液胶浆的胶浆流延模头(4)。此处,卷挂带支持体(1)的前侧鼓(2),为例如温水鼓,后侧鼓(3),为例如冷水鼓。
流延模头(例如加压型模头)(4)可调整模部分的缝隙形状,易形成膜厚均匀膜,故优选。流延模头(4)包括:衣架型模头、T模头等,任一种都可以使用。为了提高制膜速度,可在支持体上设置2台以上流延模头,将胶浆量分次重复形成层。于是,将胶浆粘度调整为1~200泊的胶浆从流延模头(4)流延于带支持体(1)上,形成膜厚基本均匀的膜。
在本发明中,例如将纤维素酯类树脂溶解于溶剂中形成胶浆(溶液),再将该胶浆从流延模头(4)流延于运行的带支持体(1)上,进行制膜。
相应地,在本发明权利要求1~5的发明中,在前后一对旋转驱动鼓(2)(3)上卷挂有金属制环形带(带支持体)(1),从该金属制环形带左右两侧边缘分别算起分别具有一定宽度(We)的带支持体左右两端部分(1b)的厚度(Te)比包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的厚度(T)薄。
此外,权利要求6~10所述的发明,带支持体左右两端部分(1b)的纵向弹性模量(Ee)比包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分(1a)的纵向弹性模量(E)小,所述带支持体左右两端部分(1b)分别具有一定宽度(We),该宽度(We)从宽度为1.8m以上的宽度较宽的带支持体(1)的左右两侧边缘开始算起。
通过本发明的任何一种方法,即使用宽度较宽的带支持体(1)进行膜生产,也很少发生左右摆动,保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性不会降低,可得到稳定的高生产性。
溶剂蒸发步骤
该步骤包括,通过在环形带支持体(带支持体)上流延胶浆形成胶浆膜(片料),在带支持体上加热该胶浆膜,使溶剂蒸发直到可从带支持体上剥离片料为止的蒸发溶剂。
为使溶剂蒸发,可采用如下方法:从片料一侧吹风的方法及/或通过液体从带支持体的背面进行传热的方法、通过辐射热从表面和背面进行传热的方法等。
剥离步骤
该步骤包括在带支持体上经溶剂蒸发而得到片料,用剥离辊剥离该片料的步骤。剥离后的片料被送至下一步骤。当剥离时的片料的残留溶剂量(后述式)过多时,则难以剥离,反之,当在带支持体上充分干燥后进行剥离,则在剥离过程中片料的一部分发生剥落。在本发明中,将轻薄的片料从支持体上剥离时,为了防止平面性劣化、粘连(ツレ),作为剥离张力,优选以大于可剥离的最低张力且在170N/m以内的力进行剥离,更优选以140N/m以内的力进行剥离。
作为提高制膜速度的方法(在残留溶剂量尽可能多时进行剥离可提高制膜速度),包括凝胶流延法。该方法包括在胶浆中添加纤维素酯的不良溶剂,流延胶浆,然后进行凝胶化的方法;降低支持体温度使之凝胶化的方法等。通过使在支持体上凝胶化来提高剥离时膜的强度,可以加快剥离,提高制膜速度。根据干燥条件的强弱、支持体的长度等,可在残留溶剂量为5~150质量%范围内进行剥离,如果在残留溶剂量更多时进行剥离,则片料过于柔软,影响剥离时的平面性,易发生因剥离张力而产生的粘连、纵向纹理,兼顾理想速度和品质来确定剥离时的残留溶剂量。因此,本发明优选该支持体上剥离位置的温度为10~40℃,更优选15~30℃。
为了在制造时维持纤维素酯膜的良好平面性,优选从支持体上剥离时残留溶剂量为10~150质量%,更优选70~150质量%,进一步优选100~130质量%。优选残留溶剂中含有良溶剂的比例为50~90%,进一步优选60~90%,特别优选70~80%。
本发明的残留溶剂量可以以下述式表示。
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
此处,M为片料任意时间点的质量,是通过下述气相色谱测定的质量,N为将M在110℃干燥3小时后的质量。关于测定,例如:可使用HewlettPackard公司制造的气相色谱仪5890型SERISII和顶空取样器HP7694型。
干燥步骤
从支持体剥离后,通常使用辊干燥装置和拉幅机装置对片料进行干燥,所述辊干燥装置使片料交互通过多个输送辊进行输送,拉幅机装置把持片料两端进行输送。作为片料(膜)的干燥方法,通常使用向片料(膜)表面吹暖风的方法。
拉伸步骤
通过扩幅器装置进行拉伸步骤,例如:制造纤维素酯膜时的拉伸倍数相对于制膜方向或宽方向为1.01~3倍,优选1.5~3倍。双方向拉伸时,拉伸倍率高的一侧为1.01~3倍,优选1.5~3倍,另一个方向的拉伸倍率为0.8~1.5倍,可优选拉伸至0.9~1.2倍。
制膜步骤的这些宽度保持或宽方向拉伸优选用拉幅机装置进行,可以用扩布棒(ピンテンタ—),也可用夹持扩幅器(クレツプテンタ—)。
通过拉幅器装置进行拉伸步骤后,优选设有后干燥步骤。后干燥步骤膜的输送张力受胶浆的物性、剥离时以及膜输送步骤中溶剂的残留量、后干燥步骤时的温度等影响,优选30~250N/m,更优选60~150N/m。最优选80~120N/m。
为了防止后干燥步骤中膜在输送方向的伸长,优选设有张力截止辊(tension cut roll)。优选在干燥结束后,卷曲前设有切割机,切除端部,因为这样可以得到良好的卷绕形态。
卷取步骤
将干燥结束后的片料以膜的形态通过卷取装置进行卷取,得到光学膜卷(元卷)的步骤。通过控制干燥结束后膜14的残留溶剂量为0.5质量%以下,优选0.1质量%以下,可以得到尺寸稳定性良好的膜。
可使用通常用的卷取装置,膜的卷取方法包括定扭矩法、定张力法、斜张力法、内部应力一定的程序张力控制法(プログラムテンシヨンコントロ—ル)等张力控制法,可分别使用这些方法。
本发明光学膜的膜厚因使用目的而异,但从液晶显示装置薄型化的角度考虑,优选在加工后的膜的形态下膜厚度为10~150μm范围,更优选30~100μm范围,特别优选40~80μm范围。
若膜厚度过薄,则有时例如不能得到偏振片用保护膜必要的强度。若膜厚度过厚,则相对于以往的纤维素酯膜无薄膜化优势。在调节膜厚方面,为了得到希望的厚度,最好控制胶浆浓度、泵的送液量、流延模头的模头缝隙间隙、流延模头的挤出压力、支持体的速度等。此外,作为使膜厚均匀的方法,优选使用膜厚检测方法,使程序化的反馈信息反馈于上述各装置,进行调节。
在利用溶液流延制膜法进行流延后直至进行干燥的步骤中,干燥装置内的气氛可以是空气,也可以是氮气、二氧化碳等非活性气体气氛。但是,当然必须考虑干燥气氛中蒸发溶剂爆炸极限的危险性。
本发明的光学膜由于具有良好的透湿性、尺寸稳定性等,优选用于液晶显示用部件,详细说可优选用于偏振片用保护膜。本发明的光学膜特别优选用于对透湿性和尺寸稳定性均具有严格要求的偏振片用保护膜。
通常,纤维素酯膜作为偏振片保护膜使用时,为了与起偏器具有良好的粘接性,进行碱皂化处理。由于将碱皂化处理后的膜与起偏器通过作为粘接剂的聚乙二醇水溶液进行粘接,若纤维素酯膜在碱皂化处理后与水的接触角变大,则不能用聚乙二醇进行粘接,作为偏振片保护膜使用存在问题。
通过本发明方法制造的纤维素酯膜作为LCD用元件使用时,为了降低膜的漏光,要求具有高平面性,光学膜中心线的平均粗度(Ra)如JIS B 0601所规定,作为测定方法,可以列举,触针法或光学方法等。
本发明纤维素酯膜的中心线平均粗度(Ra)优选20nm以下,更优选10nm以下,特别优选4nm以下。
下面,就下述偏振片以及使用该偏振片的液晶显示装置进行说明,所述偏振片使用通过本发明方法制造的纤维素酯膜作为偏振片用保护膜。
偏振片可利用常规方法制作。优选在下述起偏器的至少一面,用完全皂化型聚乙烯醇水溶液贴合经碱皂化处理的本发明的纤维素酯膜,所述起偏器为将聚乙烯醇类膜在碘溶液中浸渍并拉伸而制作的。另外一面可以使用本发明的纤维素酯膜,也可使用其它的偏振片保护膜。相对于本发明的纤维素酯膜,另一面使用的偏振片保护膜可以是市售的纤维素酯膜。例如:作为市售的纤维素酯膜,优选使用KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC8UY-HA、KC8UX-RHA、KC8UX-RHA-N(以上均为KONICAMINOLTA OPTO株式会社制)等。或者,也可将除纤维素酯膜以外的环烯烃树脂、丙烯酸类树脂、聚酯、聚碳酸酯等膜用作另一面的偏振片保护膜。此时,由于皂化适应性低,优选通过适当的粘接层粘接加工于偏振片上。
关于偏振片,是通过将本发明的纤维素酯膜作为偏振片保护膜使用于起偏器的至少一侧而得到的。此时,优选将该纤维素酯膜的滞相轴与起偏器的吸收轴实质上平行或垂直地配置。
该偏振片作为夹持有横电场转换模型液晶单元而配置的一侧偏振片,优选将本发明的纤维素酯膜配置于液晶盒侧。
作为优选用于偏振片的起偏器,可以列举,聚乙烯醇类偏光膜,其包括对聚乙烯醇类膜进行碘染色而得到的偏光膜和用二色性染料进行染色而得到的偏光膜。作为聚乙烯醇类膜,优选使用通过乙烯改性的改性聚乙烯醇类膜。关于起偏器,可以使用经下述步骤所得的起偏器:将聚乙烯醇水溶液制膜,对其进行单轴拉伸后染色,或者染色后进行单轴拉伸,然后用硼化合物进行耐久性处理。
起偏器的膜厚为5~40μm,优选5~30μm,特别优选5~20μm。在该起偏器的面上,贴合本发明纤维素酯膜的一面,形成偏振片。优选通过以完全皂化聚乙烯醇等为主成分的水性粘接剂进行贴合。此外,使用除纤维素酯膜外的树脂膜时,可通过适当的粘接层粘接加工于偏振片上。
由于起偏器是在单轴方向(通常为长方向)上拉伸的,因此,将偏振片置于高温高湿环境下时,拉伸方向(通常为长方向)会发生收缩,而与拉伸方向垂直的方向(通常为宽方向)则发生伸长。偏振片保护膜的膜厚越薄,偏振片的伸缩率越大,特别是起偏器拉伸方向的收缩量大。通常,为了使起偏器的拉伸方向与偏振片保护膜的流延方向(MD方向)贴合,在将偏振片保护膜进行薄膜化时,抑制流延方向的伸缩率是尤其重要的。本发明的纤维素酯膜由于具有优良的尺寸稳定性,优选作为该类偏振片保护膜使用。
偏振片可以进一步具有下述构成:在该偏振片的一面贴合保护膜,在另一面贴合分离膜。保护膜以及分离膜是在偏振片出厂时、制品检查时等为保护偏振片而使用的。
使用本发明制作的光学膜的液晶显示装置具有图像上无斑块(ムラ)等优异品质。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行进一步说明,但本发明并不限于此。
实施例1~17
实施例1~17对应于权利要求1~4项的发明,为了通过本发明的光学膜制作方法利用溶液流延制膜法制造目标干膜厚80μm的纤维素乙酸丙酸酯膜,首先制备胶浆。
(胶浆的制备)
纤维素乙酸丙酸酯                          100质量份
(乙酰基取代度1.95,丙酰基取代度0.7)
磷酸三苯酯                                10质量份
乙基邻苯二甲酰基二醇(エチルフタレルグリコ—ル)2质量份
二氯甲烷                                  300质量份
乙醇                                      40质量份
TINUVIN 326(Ciba Speciality Chemicals公司制)  1质量份
AEROSIL 200V(日本AEROSIL公司制)              0.1质量份
将上述材料依次加入密封容器中,容器内温度从20℃升温至80℃后,温度保持在80℃搅拌3小时,使纤维素三乙酸丙酸酯(セルロ—ストリアセテ—トプロピオネ—ト)完全溶解。随后停止搅拌,降温至液体温度为43℃。将该胶浆送液至过滤器,用滤纸(安积滤纸株式会社制,安积滤纸No.244)过滤,得到流延用胶浆。
将上述制备的胶浆通入保温为35℃的流延模头中,在由不锈钢制环形带形成的带支持体上流延,形成膜(片料),在带支持体上干燥直至片料中残留溶剂量为80质量%,然后用剥离辊将膜从带支持体上剥离,随后边进行辊输送边干燥,通过卷取机进行卷取,制作最终宽度为1700mm的纤维素三乙酸丙酸酯膜。
此处,图1所示的带支持体(1)具有1900mm的宽度,如下述表1所示,使用本发明范围内的带支持体(1),该带支持体(1)左右两端部分(1b)的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分(1a)的厚度(T)相比,薄5~20%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
累积制膜运转500小时后,以下述3点进行评价:带端部变形量、带左右摆动量(带输送性)以及带端部观察(带端部干燥)。
带端部变形量:如图8所示测定带端部(1b)和带中央部(1a)的高度差(d)。该测定中,用KEYENCE株式会社制激光位移计(レ—ザ変位計)LK-010,对带最端部(1b)和带中央部(1a)这2处进行测定,在长方向每10mm测定一次,共测定1000个点,将带端部(1b)和带中央部(1a)的高度差(d)作图,取由峰高度的最大值开始依次取10个峰高度,将其平均值作为端部变形量。
带端部变形量的评价中,将带端部(1b)和带中央部(1a)的高度差(d)按如下等级进行评价:300μm以下为◎,500μm以下为○,1000μm以下为△,大于1000μm为×。
带左右摆动量:如图7所示,变化旋转驱动带支持体(1)的前后一对旋转鼓(2)、(3)的旋转轴之间的角度,使位于一侧的前侧旋转鼓(2)的旋转轴与带支持体(1)的行进方向略偏离直角,利用这样的方法控制带支持体(1)输送时的左右摆动。于是,在实施控制的驱动鼓(2)的前面,用KEYENCE株式会社LS3000测定带端部(1b)的位置,算出相对于带全部宽度的左右摆动量。
左右摆动量的评价分别按下述进行:带左右摆动量为±0.2%以下时,说明左右摆动少,保持稳定的输送状态,输送性为◎;带左右摆动量±0.3%以下为○;带左右摆动量±0.5%以下为△;带左右摆动量大于±0.5%为×。
带端部观察:观察刚剥离后的带表面,确认有无剥离残留。
带端部观察的评价分别按下述等级进行:无残留时,带端部干燥评价为○;有剥离残留时,带端部干燥评价依次为△、×。
比较例1~25
为了达到比较的目的,与上述实施例1相同,用宽度1900mm的带支持体制作宽度1700mm的纤维素乙酸丙酸酯膜,但与实施例1不同的点如下述表2所示,带支持体(1)左右端部份(1b)的宽度(We)和/或带支持体(1)左右端部份(1b)的厚度(Te)为本发明范围外的比例(标记*号)。
连续制膜运转500小时后,与上述实施例1相同,对带端部变形量、带左右摆动量(带输送性)以及带端部观察(带端部干燥)进行评价。所得结果如下述表2所示。
[表1]
 
带端部的厚度减少比例(1-Te/T)×100 带端部的宽度比例We/W×100 带端部的变形量   带输送性 带端部干燥  
实施例1 5% 2%
实施例2 5% 12%
实施例3 5% 25%
实施例4 8% 10%
实施例5 8% 12%
实施例6 8% 20%
实施例7 10% 2%
实施例8 10% 10%
实施例9 10% 12%
实施例10 10% 20%
实施例11 10% 25%
实施例12 15% 10%
实施例13 15% 12%
实施例14 15% 20%
实施例15 20% 2%
实施例16 20% 12%
实施例17 20% 25%
[表2]
 
带端部的厚度减少比例(1-Te/T)×100 带端部的宽度比例We/W×100 带端部的变形量   带输送性 带端部干燥  
比较例1 *  3% *  1% × ×
比较例2 *  3% 2% × ×
比较例3 *  3% 12% × ×
比较例4 *  3% 25% × ×
比较例5 *  3% * 26% × ×
比较例6 5% *  1% × ×
比较例7 5% * 26% × ×
比较例8 5% * 30% × ×
比较例9 10% *  1% × ×
比较例10 10% * 26% × ×
比较例11 10% * 30% × ×
比较例12 20% *  1% × ×
比较例13 20% * 26% × ×
比较例14 20% * 30% × ×
比较例15 * 22% *  1% × ×
比较例16 * 22% 2% × ×
比较例17 * 22% 12% ×
比较例18 * 22% 25% ×
比较例19 * 22% * 26% × ×
比较例20 * 22% * 30% × ×
比较例21 * 30% *  1% × ×
比较例22 * 30% 2% × ×
比较例23 * 30% 12% × ×
比较例24 * 30% 25% × ×
比较例25 * 30% * 26% × ×
如上述表1的结果所示,本发明实施例1~17中,带端部变形量、带左右摆动量(带输送性)以及带端部观察(带端部干燥)的评价均很高,由于用宽度较宽的带支持体进行膜生产时可以减小带端部的厚度,因此,在抑制左右摆动时施加于带支持体上的应力减小,可抑制长时间运转后带支持体两端部的变形,即使用宽度较宽的带支持体进行膜生产,左右摆动也很少发生,可保持稳定的输送状态,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性降低,得到稳定的高生产性。
其中,满足10(%)≤(We/W)×100≤20(%)以及8(%)≤(1-Te/T)×100≤15(%)的实施例4~6、8~10、12~14效果尤其明显。
相比之下,比较例1~25中,带端部变形量、带左右摆动量(带输送性)以及带端部观察(带端部干燥)的评价均有1项或2项评价很差,所有比较例1~25均发生流延膜(片料)端部干燥不良,而且比较例中带左右摆动量大,输送状态不稳定。
此外,在上述实施例1~17、比较例1~25中,用宽度1900mm的带支持体制作宽度1700mm的膜,根据剥离后制膜条件的不同,可制作更宽的膜。此外,带支持体宽度大于1900mm时,可制作更宽的膜。
实施例18~23
实施例18~23对应于权利要求6~10项的发明,准备总宽度500mm、长1000mm的带测试样品部件(带支持体)(11)。在各带测试样品部件(11)的样品部件本体(11a)的一侧边缘焊接样品部件端部分(11b)。
带测试样品部件(11)的材料使用SUS316(纵向弹性模量220[GPa])。此外,样品部件端部分(11b),适当组合SUS316中处理温度不同的2种材料(纵向弹性模量220、200[GPa])、SUS304(纵向弹性模量190[GPa])、SUS405中处理温度不同的2种材料(纵向弹性模量180、175[GPa]),调整纵向弹性模量。
此处,如下述表3所示,样品部件端部分(11b)的宽度(We)为从带测试样品部件(带支持体)(11)一侧边缘算起的带测试样品部件(带支持体)(11)全部宽度(W)的2~25%,样品部件端部分(11b)的纵向弹性模量(杨氏模量)(Ee)与其它样品部件本体(11a)的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%,属于本发明的范围内。将这些带测试样品部件(11)装于图9和图10所示的装置上,反复施以荷重,测定带测试样品部件(带支持体)(11)的端部变形量。
如图9和图10所示,将带测试样品部件(带支持体)(11)以包角(ラツプ角)180°包于直径100mm的辊(12)上,将带测试样品部件(带支持体)(11)长方向的两端固定于壁(14)。辊(12)以辊轴(13)一侧的端部(13a)为支点,通过图中未示的往复驱动源使辊轴整体进行摇摆振动(首振り運動)。在辊轴(13)运转侧的端部(13b)设置张力计(15),以便测定对带测试样品部件(带支持体)(11)端部施加的张力,固定带,并使得该张力达到9800N。在该状态下,以0.5Hz的频率振动运转侧辊轴,使张力变化±10%。同样测定实施该测试100小时后的带测试样品部件(带支持体)(11)的端部变形量,以与上述实施例1同样的标准进行评价。所得结果如下述表3所示。
比较例26~32
为了达到比较的目的,与上述实施例18相同,用总宽度500mm,长1000mm的带测试样品部件(带支持体)(11)实施比较例26~32,但与实施例18不同的点如下述表3所示,样品部件端部分(11b)的宽度(We)和/或带样品部件端部分(11b)的厚度(Te)为本发明范围外的比例(标记*号)。将这些带测试样品部件(11)与上述实施例18~23同样装于图9和图10所示的装置上,反复施以荷重,测定带测试样品部件(带支持体)(11)的端部变形量,所得结果如下述表3所示。
[表3]
 
带端部的纵向弹性模量减少比例(1-Ee/E)×100    带端部的宽度比例We/W×100 带端部的变形量  
实施例18 5% 3%
实施例19 5% 12%
实施例20 5% 25%
实施例21 18% 3%
实施例22 18% 12%
实施例23 18% 25%
比较例26 *  0% 1% ×
比较例27 *  3% 12% ×
比较例28 5% *  1% ×
比较例29 5% * 28% ×
比较例30 18% *  1% ×
比较例31 18% * 28% ×
比较例32 * 23% 12% ×
如上述表3的结果所示,本发明实施例18~23中,带端部变形量的评价很好,由于减小了带测试样品部件(带支持体)(11)带端部(或边缘部)的纵向弹性模量,左右摆动控制时施加于带支持体(11)的应力减小,可以抑制长时间运转后带支持体端部的变形,确认可以得到左右摆动量少并能够保持稳定的输送状态。
此外,在上述实施例18~23中,使用总宽度500mm,长1000mm的带测试样品部件(带支持体)(11)进行试验,所得结果表明,通过使带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其它部分的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%,且所述带支持体左右两端部分的宽度(We)分别为从本发明宽1.8m以上的宽度较宽的带支持体左右两侧边缘算起的带支持体总宽度(W)的2~25%,可以确认:能够减小用宽度较宽的带支持体生产膜时发生的膜两端部变形,左右摆动控制时施加于带支持体的应力减小,可以抑制长时间运转后的带支持体两端部变形,且左右摆动减少,能保持稳定的输送状态,进一步讲,不发生流延膜(片料)端部干燥不良、膜平面性不会劣化,可以得到稳定的高生产性。
与此相比,关于比较例26~32,带端部变形量的评价很差,带左右摆动量大,输送状态不稳定。

Claims (12)

1.光学膜的制造方法,该方法包括,将热塑性树脂膜原料溶解于溶剂中制成胶浆(溶液),然后将该胶浆通过流延模头流延于宽度1.8m以上的带支持体上,再干燥从带支持体上剥离的片料(膜),其中,
上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄5~20%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
2.权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄8~15%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
3.权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄5~20%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
4.权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的厚度(Te)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的厚度(T)相比,薄8~15%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
5.权利要求1~4任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体是将带支持体中厚度较薄的左右两端部分与包括宽度方向的中央部分的其他厚度较厚的部分通过焊接进行一体化而制成的。
6.光学膜的制造方法,该方法包括,将热塑性树脂膜原料溶解于溶剂中制成胶浆(溶液),然后将该胶浆通过流延模头流延于宽度1.8m以上的带支持体上,再干燥从带支持体上剥离的片料(膜),其中,
所述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
7.权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小8~15%,左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的2~25%。
8.权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小5~20%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
9.权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体左右两端部分的纵向弹性模量(Ee)与包括带支持体宽度方向中央部分的其他部分的纵向弹性模量(E)相比,小8~15%,所述左右两端部分的宽度(We)分别为从带支持体左右两侧边缘算起的带支持体全部宽度(W)的10~20%。
10.权利要求6~9任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述带支持体是将带支持体中纵向弹性模量小的左右两端部分与包括宽度方向的中央部分的其他纵向弹性模量大的部分通过焊接进行一体化而制成的。
11.权利要求1~10任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述光学膜的宽度为1.7m以上。
12.权利要求1~11任一项所述的光学膜的制造方法,其中上述热塑性树脂膜原料含有纤维素酯。
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