CN102207572B - 光学膜及其制造方法、光学部件和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学膜及其制造方法、光学部件和图像显示装置,所述光学膜是由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的兼具耐粘连性和透明性的光学膜。本发明的光学膜由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成,上述易粘接层含有微粒,并且上述易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm,粒度分布为1.0~1.4。本发明的光学膜可适当地在用于液晶显示装置(LCD)等图像显示装置中的偏振光镜保护膜等各种保护膜、相位差膜、偏振光膜中进行使用。
Description
技术领域
本发明涉及由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜及其制造方法。本发明还涉及具备该光学膜的光学部件和图像显示装置。
背景技术
含有以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的(甲基)丙烯酸聚合物的丙烯酸类树脂在透光率等光学特性方面优异,同时在机械强度、成型加工性和表面硬度的平衡方面优异。因此,丙烯酸类树脂在以汽车、家电制品为代表的各种工业制造品中广泛用作透明材料。近年来增加了丙烯酸类树脂用于光学相关用途中的情况。特别是开展了将丙烯酸树脂用于被组装至液晶显示装置(LCD)、等离子体显示屏面板(PDP)、有机EL显示装置(OELD)这样的图像显示装置中的光学膜中的应用。
光学膜有时以与其他功能性膜层积的状态进行使用。例如,作为光学膜的一种的偏振光镜保护膜通常以与偏振光镜层积的偏振片的状态用于图像显示装置中。偏振片通常具有包括偏振光镜以及藉由粘接层贴合在该偏振光镜的至少一侧面上的偏振光镜保护膜的构成。
在将丙烯酸类树脂用于光学膜时,考虑到与其他功能性膜的层积,有时在该光学膜的表面上形成易粘接层。易粘接层为提高光学膜的粘接性、藉由粘接层确实地进行与其他膜的层积的层。专利文献1(日本特开2007-127893号公报)中公开了具备偏振光镜以及藉由接合剂贴合在该偏振光镜的至少一侧面上的偏振光镜保护膜的偏振片。另外,专利文献1中公开了在该偏振光镜保护膜的与偏振光镜相对向的面形成含有聚氨酯树脂和/或含氨基的聚合物的易粘接层。专利文献2(日本特开2010-55062号公报)中公开了具有丙烯酸类树脂膜以及由含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接组合物形成的易粘接层的偏振光镜保护膜。在专利文献2中记载了,通过由含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接组合物形成易粘接层,在利用辊卷取偏振光镜保护膜时的粘连(blocking)得到抑制。
专利文献1:日本特开2007-127893号公报
专利文献2:日本特开2010-55062号公报
发明内容
但是,若仅对易粘接层添加微粒,则未必能够实现良好的耐粘连性。为了实现良好的耐粘连性,若增加易粘接层中的微粒的含量,则易粘接层的强度和易粘接性会降低。若增大易粘接层所含有的微粒的粒径,则易粘接层浑浊,具有该层的光学膜的透明性降低,不适用于光学用途中。
本发明的目的在于提供由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的兼具耐粘连性和透明性的光学膜、及其制造方法。
本发明的光学膜由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成。上述易粘接层含有微粒。上述易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm。上述易粘接层所含有的微粒的粒度分布为1.0~1.4。
本发明的光学部件具备上述本发明的光学膜。
本发明的图像显示装置具备上述本发明的光学膜。
本发明的光学膜的制造方法中包括在丙烯酸类树脂膜的表面涂布含有微粒的易粘接组合物来形成上述组合物的涂布膜的第1工序(涂布工序)以及对上述涂布膜进行干燥以在上述表面形成含有上述微粒的易粘接层的第2工序(干燥工序)。此处,上述易粘接组合物所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm。该微粒的粒度分布为1.0~1.4。由此形成上述本发明的光学膜。
根据本发明,可以得到由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的、兼具耐粘连性和透明性的光学膜。
附图说明
图1为示意性示出了本发明的光学膜的一例的截面图。
图2为示意性示出本发明的图像显示装置中的图像显示部的结构的一例的截面图。
具体实施方式
只要没有特别记载,本说明书中的“树脂”为比“聚合物”范围更广的概念。树脂例如可以由1种或2种以上的聚合物构成,也可以根据需要含有聚合物以外的材料,例如紫外线吸收剂、抗氧化剂、填料等添加剂、增容剂、稳定化剂等。
[丙烯酸类树脂膜]
丙烯酸类树脂膜为由含有(甲基)丙烯酸聚合物的丙烯酸类树脂构成的膜。丙烯酸类树脂膜是通过丙烯酸树脂的成型而得到的。丙烯酸类树脂中的(甲基)丙烯酸聚合物的含量通常为30重量%以上、优选为50重量%以上、更优选为70重量%以上、特别优选为90重量%以上、最优选为95重量%以上。(甲基)丙烯酸聚合物具有透光率高、折射率的波长依赖性低等优异的光学特性。因此,含有(甲基)丙烯酸聚合物的丙烯酸类树脂适用于光学膜中。
(甲基)丙烯酸聚合物为具有来自(甲基)丙烯酸酯单体的结构单元((甲基)丙烯酸酯单元)的聚合物。(甲基)丙烯酸聚合物中的(甲基)丙烯酸酯单元的含量通常为10重量%以上、优选为30重量%以上、更优选为50重量%以上、特别优选为70重量%以上。(甲基)丙烯酸聚合物可以在主链上具有环结构。该环结构例如可以通过使(甲基)丙烯酸酯单体与具有环结构的单体共聚、或者通过使含有(甲基)丙烯酸酯单体的单体组聚合后进行环化反应而导入至(甲基)丙烯酸聚合物的主链中。在聚合物主链具有环结构的情况下,只要(甲基)丙烯酸酯单元和该环结构的总含量为50重量%以上,该聚合物即为(甲基)丙烯酸聚合物。
(甲基)丙烯酸酯单元例如为来自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羟基己酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羟基戊酯的各单体的结构单元。(甲基)丙烯酸聚合物优选具有(甲基)丙烯酸甲酯单元,这种情况下,最终得到的光学膜的光学特性和热稳定性得以提高。(甲基)丙烯酸聚合物可以具有2种以上的(甲基)丙烯酸酯单元。
(甲基)丙烯酸聚合物可以具有(甲基)丙烯酸酯单元以外的结构单元。这样的结构单元例如为来自苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、α-羟基甲基苯乙烯、α-羟基乙基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、乙酸乙烯酯、2-羟基甲基-1-丁烯、甲基乙烯基酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咔唑的各单体的结构单元。(甲基)丙烯酸聚合物可以具有2种以上的这些结构单元。(甲基)丙烯酸聚合物具有N-乙烯基吡咯烷酮单元或者N-乙烯基咔唑单元的情况下,光学膜中双折射的波长分散性的控制自由度得以提高。例如,可以得到在可见光域中显示出光波长越短则双折射越小(相位差的绝对值变小)的波长分散性(所谓的逆波长分散性)的相位差膜。该相位差膜可以为正相位差膜。
在利用聚合后的环化反应向主链中导入环结构的情况下,(甲基)丙烯酸聚合物优选通过含有具有羟基和/或羧酸基的单体的单体组的共聚而形成。具有羟基的单体例如为2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯、2-(羟基甲基)丙烯酸乙酯、2-(羟基甲基)丙烯酸异丙基、2-(羟基甲基)丙烯酸丁酯、2-(羟基乙基)丙烯酸甲酯、甲代烯丙基醇、烯丙醇。具有羧酸基的单体例如为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、2-(羟基甲基)丙烯酸、2-(羟基乙基)丙烯酸。这些单体可以使用2种以上。另外,这些单体是通过环化反应而成为位于(甲基)丙烯酸聚合物的主链上的环结构的,但在环化反应时没有必要将该单体全部变化为环结构,环化反应后的(甲基)丙烯酸聚合物也可以具有来自这些单体的结构单元。
(甲基)丙烯酸聚合物的重均分子量优选为1万~50万、更优选为5万~30万。
(甲基)丙烯酸聚合物优选在主链上具有环结构。丙烯酸类树脂膜优选含有主链具有环结构的(甲基)丙烯酸聚合物。这种情况下,光学膜的耐热性和硬度得以提高。除此之外,主链的环结构在通过拉伸而使丙烯酸类树脂膜表现出较大的相位差方面是有利的。该特征可使本发明的光学膜作为相位差膜或具有相位差膜的功能的偏振光镜保护膜来使用。
(甲基)丙烯酸聚合物在主链上可以具有的环结构例如为选自N-取代马来酰亚胺结构、马来酸酐结构、戊二酰亚胺结构、戊二酸酐结构和内酯环结构中的至少一种。N-取代马来酰亚胺结构例如为环己基马来酰亚胺结构、甲基马来酰亚胺结构、苯基马来酰亚胺结构、苄基马来酰亚胺结构。从光学膜的耐热性的方面出发,该环结构优选为内酯环结构、环状酰亚胺结构(例如N-烷基取代马来酰亚胺结构、戊二酰亚胺结构)、环状酸酐结构(例如马来酸酐结构和戊二酸酐结构)。本发明的光学膜为相位差膜的情况下,从对该膜提供正相位差的方面考虑,该环结构优选为内酯环结构、戊二酰亚胺结构和戊二酸酐结构。从相位差膜中的双折射的波长分散性得以提高的方面考虑,该结构优选为内酯环结构。
内酯环结构通常为4~8元环,从结构稳定性的方面出发,优选为5~6元环,更优选为6元环。6元环的内酯环结构优选为下述式(1)所示的结构。式(1)所示的结构具有以下的优点:利用环化反应向主链导入内酯环结构前的前体的聚合收率高;易于得到该环结构的含量高的(甲基)丙烯酸聚合物;与甲基丙烯酸甲酯(MMA)这样的(甲基)丙烯酸酯单体的共聚性高。
【化1】
式(1)中,R1、R2和R3相互独立地为氢原子或碳原子数为1~20的范围的有机残基。该有机残基可以含有氧原子。
有机残基例如为甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~20的范围的烷基;乙烯基、丙烯基等碳原子数为1~20的范围的不饱和脂肪族烃基;苯基、萘基等碳原子数为1~20的范围的芳香族烃基;上述烷基、上述不饱和脂肪族烃基或上述芳香族烃基中的一个以上的氢原子被选自羟基、羧基、醚基和酯基中的至少一种基团所取代的基团。
式(1)所示的内酯环结构例如可以通过使含有MMA与2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)的单体组共聚后,使所得到的共聚物中相邻的MMA单元和MHMA单元进行脱醇环化缩合而形成。此时,R1为H、R2为CH3、R3为CH3。
在(甲基)丙烯酸聚合物的主链具有环结构的情况下,该聚合物中的环结构的含量没有特别限定,但通常为5~90重量%、优选为10~70重量%、更优选为10~60重量%、进一步优选为10~50重量%。环结构的含量若过大,则丙烯酸类树脂膜的拉伸性和处理性降低。环结构的含量若过小,则得不到源自该环结构的效果。
主链具有环结构的(甲基)丙烯酸聚合物可以利用公知的方法来形成。
主链具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸聚合物例如为日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报中所记载的聚合物,可以利用该公报中所记载的方法来形成。
主链具有戊二酸酐结构的(甲基)丙烯酸聚合物例如为日本特开2006-283013号公报、日本特开2006-335902号公报、日本特开2006-274118号公报中所记载的聚合物,可以利用该公报中所记载的方法来形成。
主链具有戊二酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸聚合物例如为日本特开2006-309033号公报、日本特开2006-317560号公报、日本特开2006-328329号公报、日本特开2006-328334号公报、日本特开2006-337491号公报、日本特开2006-337492号公报、日本特开2006-337493号公报、日本特开2006-337569号公报、日本特开2007-009182号公报中所记载的聚合物,可以利用该公报中所记载的方法来形成。
本发明的光学膜为相位差膜或显示出相位差的功能性膜的情况下,丙烯酸类树脂膜具有通过拉伸而表现出相位差的组成。
对于丙烯酸类树脂膜来说,只要可以得到本发明的效果,也可以含有(甲基)丙烯酸聚合物以外的其他热塑性聚合物。其他热塑性聚合物例如为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚(4-甲基-1-戊烯)等烯烃聚合物;聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯化乙烯基等卤化乙烯聚合物;聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等苯乙烯系聚合物;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯;尼龙6、尼龙66、尼龙610等聚酰胺;聚缩醛;聚碳酸酯;聚苯醚;聚苯硫醚;聚醚醚酮;聚砜;聚醚砜;聚氧苯甲酯;聚酰胺酰亚胺;混合有聚丁二烯系橡胶或者丙烯酸系橡胶的ABS树脂、ASA树脂等橡胶质聚合物。
在丙烯酸类树脂膜为含有苯乙烯系聚合物的拉伸膜的情况下,主链具有环结构的(甲基)丙烯酸聚合物所显示出的正相位差可以由苯乙烯系聚合物所显示出的负相位差所抵消。根据该丙烯酸类树脂膜中的苯乙烯系聚合物的含量的不同,作为拉伸膜的本发明的光学膜可以为负相位差膜、也可以为低相位差的偏振光镜保护膜。在丙烯酸类树脂膜含有苯乙烯系聚合物的情况下,从与(甲基)丙烯酸聚合物的相容性的方面出发,优选苯乙烯系聚合物为苯乙烯-丙烯腈共聚物。丙烯酸类树脂膜含有ABS树脂或ASA树脂的情况下,根据丙烯酸类树脂膜中的该树脂的含量的不同,作为拉伸膜的本发明的光学膜可以为负相位差膜或者低相位差膜、或者其可挠性得到提高。
丙烯酸类树脂膜中的其他热塑性聚合物的含量优选为0~50重量%、更优选为0~40重量%、进一步优选为0~30重量%、特别优选为0~20重量%。
丙烯酸类树脂膜也可以含有聚合物以外的材料,例如可以含有添加剂。添加剂例如为受阻酚系、磷系、硫系等抗氧化剂;耐光稳定剂、耐候稳定剂、热稳定剂等稳定剂;玻璃纤维、碳纤维等增强材料;水杨酸苯酯、(2,2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-羟基二苯甲酮等紫外线吸收剂;近红外线吸收剂;三(二溴丙基)磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、氧化锑等阻燃剂;由阴离子系、阳离子系、非离子系表面活性剂构成的抗静电剂;无机颜料、有机颜料、染料等着色剂;有机填料、无机填料;防粘连剂;树脂改性剂;有机填充剂、无机填充剂;增塑剂;润滑剂;相位差降低剂。
丙烯酸类树脂膜中的添加剂的含量优选为0~5重量%、更优选为0~2重量%、进一步优选为0~0.5重量%。
丙烯酸类树脂膜的Tg(玻璃化转变温度)优选为100℃以上、更优选为110℃以上、进一步优选为115℃以上、特别优选为120℃以上。对丙烯酸类树脂膜的Tg的上限没有特别限定,但从该膜的拉伸性的方面出发,优选为170℃以下。
主链具有环结构的(甲基)丙烯酸聚合物提高丙烯酸类树脂膜以及由该膜构成的光学膜的Tg,而提高耐热性。
对丙烯酸类树脂膜的厚度没有特别限定,优选为5~200μm、更优选为10~100μm。该厚度若小于5μm,则不能保持作为光学膜的充分的强度。该厚度若大于200μm,则膜的透明性降低,不适于用作光学膜。除此之外,若丙烯酸类树脂膜的厚度过大,则在本发明的光学膜与其他部件(例如功能性膜)相接合时,会阻碍粘接层中所用的接合剂组合物的干燥。特别是在使用水系接合剂组合物时,由于作为溶剂或分散介质的水的干燥迟缓,因而容易导致具有本发明的光学膜和其他部件的层积结构的光学部件的品质和生产率的降低。
丙烯酸类树脂膜的表面湿润张力优选为40mN/m以上、更优选为50mN/m以上、进一步优选为55mN/m以上。表面湿润张力为40mN/m以上的情况下,本发明的光学膜与其他部件的粘接性得以进一步提高。为了调整表面湿润张力,可以对丙烯酸类树脂膜的表面任意施以适当的表面处理。表面处理例如为电晕放电处理、等离子体处理、臭氧喷扫、紫外线照射、火焰处理、化学药品处理。其中优选电晕放电处理和等离子体处理。
丙烯酸类树脂膜可以为未拉伸膜、也可以为拉伸膜。拉伸膜可以为单向拉伸膜、也可以为双向拉伸膜。双向拉伸膜可以为同时双向拉伸膜和逐次双向拉伸膜中的任一种。丙烯酸类树脂膜为双向拉伸膜的情况下,本发明的光学膜的机械强度提高。根据丙烯酸树脂的组成的不同,通过拉伸来抑制相位差的表现,得到光学各向同性的光学膜。本发明的光学膜为相位差膜的情况下,丙烯酸类树脂膜为拉伸膜。
丙烯酸类树脂膜可以利用公知的成膜方法来形成。成膜方法例如为溶液浇注法(溶液流延法)、熔融挤出法、压延法、挤压成型法。其中优选溶液浇注法和熔融挤出法。
在膜的成膜中所用的丙烯酸类树脂可以利用公知的方法来形成。例如可通过利用适当的混合方法将根据所要得到的丙烯酸树脂的组成来配合的(甲基)丙烯酸聚合物、其他热塑性聚合物和添加剂等进行充分混合,来形成丙烯酸类树脂。混合方法例如为挤出混炼或溶液状态的混合。膜的成膜中可以使用市售的丙烯酸类树脂。市售的丙烯酸类树脂例如为Acrypet VH和Acrypet VRL20A(均为三菱丽阳制)。在挤出混炼中可以任意使用适当的混合机,例如可以使用万能混合器(omni mixer)、单轴挤出机、双轴挤出机、加压捏合机。
用于实施溶液浇注法的装置例如为鼓式浇注机(casting machine)、带式浇注机、旋涂机。
对于溶液浇注法中所使用的溶剂,只要能溶解丙烯酸类树脂就没有限定。该溶剂例如为苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;环己烷、十氢化萘等脂肪族烃;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮;甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇;四氢呋喃、二氧六环等醚;二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等卤代烃;二甲基甲酰胺;二甲基亚砜。也可以将2种以上的这些溶剂合用。
熔融挤出法例如为T模法、吹胀法。熔融挤出时的成型温度优选为150~350℃、更优选为200~300℃。在选择T模法的情况下,例如可以通过在公知的挤出机的前端部安装T模来形成带状的丙烯酸类树脂膜。对于所形成的带状的丙烯酸类树脂膜,可利用辊进行卷取而制成膜辊。在熔融挤出法中,可以连续进行从基于材料的混合的丙烯酸树脂的形成到使用该树脂进行的丙烯酸类树脂膜的成型的工序。可以在带状的丙烯酸类树脂膜上形成易粘接层,而得到带状的光学膜。
作为拉伸膜的丙烯酸类树脂膜可以通过对如上所得到的丙烯酸类树脂膜进行拉伸来形成。对拉伸方法没有特别限定,在拉伸中可以使用公知的拉伸机。在利用T模法来形成丙烯酸类树脂膜的情况下,也可以调整用于卷取所形成的膜的辊的温度来同时进行单向拉伸与膜的卷取。
在利用熔融挤出来形成丙烯酸类树脂膜的情况下,可以连续进行从基于材料的混合的丙烯酸树脂的形成到经由丙烯酸类树脂膜的形成来得到作为拉伸膜的光学膜的工序。
拉伸后,为使膜的光学各向同性和机械特性稳定化,可以对膜施以热处理(退火)。热处理的方法和条件可以适当选择。
[易粘接层]
在本发明的光学膜中,可以在丙烯酸类树脂膜的表面形成易粘接层。易粘接层含有微粒。易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm,该微粒的粒度分布为1.0~1.4。在本发明的光学膜中,通过形成该易粘接层,不仅得到了与功能性膜等其他部件的粘接性得以提高的效果,而且还兼具耐粘连性和透明性。以往,在出于改善光学膜的耐粘连性的目的而在易粘接层中添加微粒的情况下,认为微粒的粒径小是有利的。在专利文献2(日本特开2010-55062号公报)中公开了,加入到易粘接层中的微粒的平均一次粒径优选为10~200nm、更优选为20~60nm。然而,根据本发明人的研究,在现实中,难以利用这样的小粒径的微粒来确保耐粘连性。另一方面,在光学膜的易粘接层中,不能单纯地增大该层所含有的微粒的粒径。这是由于,微粒的粒径若过大,则在可见光域中产生散射现象、膜变浑浊,而不能作为光学膜使用。本发明人通过除了使微粒的平均一次粒径处于特定范围外还使其粒度分布处于特定的范围从而实现了兼具耐粘连性和透明性的光学膜。
微粒的平均一次粒径和粒度分布可以通过激光衍射/散射式的粒度分布测定装置(例如,Particle Sizing Systems制,Submicron Particle SizerNICOMP380)来求得。具体地说,对于处于分散在介质中的状态的微粒,利用上述测定装置求得其等价球形分布。该分布求出颗粒的一次粒径为100nm以上的范围。在平均一次粒径大于200nm、粒度分布为1.0~1.4的微粒中,通常不含有一次粒径小于100nm的颗粒、或者其仅存在有分布可被忽视的程度的少量。因而,在进行微粒的平均一次粒径和粒度分布的评价时,没有必要考虑一次粒径小于100nm的颗粒。另外,即使存在具有以一次粒径计小于100nm的最大概率度的颗粒组,由于该颗粒组不会对本发明的效果、即光学膜兼具透明性和耐粘连性产生影响,因而无需考虑。接下来,在所求得的分布中求出由大颗粒侧进行积分的积分体积分数为50%的颗粒的粒径,将其作为微粒的平均一次粒径(d50)。与此相区别地,在该分布中求出由大颗粒侧进行积分的积分体积分数为25%的颗粒的粒径(d25)和为75%的颗粒的粒径(d75),将其比(d25/d75)作为微粒的粒度分布。另外,介质可以根据粒度分布装置的构成和能力进行适当选择,例如为水,但并不限于液体。
只要平均一次粒径为200nm以上、粒度分布为1.0~1.4,对易粘接层所含有的微粒没有限定。可以使用任意的微粒。
微粒的平均一次粒径优选为220nm以上、更优选为250nm以上、进一步优选为280nm以上。微粒的平均一次粒径的上限例如为1000nm以下、优选为500nm以下、更优选为400nm以下、进一步优选为350nm以下。微粒的粒度分布优选为1.0~12。通过使微粒具有这样的平均一次粒径和粒度分布,不仅能维持作为光学膜的透明性,而且即使微粒的添加量少也能实现良好的耐粘连性。
微粒的优选形态之一为水分散性的微粒。微粒可以为无机系微粒、有机系微粒中的任一种。无机系微粒例如为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等无机氧化物;碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、烧制硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等微粒。有机系微粒例如为硅酮系树脂、氟类树脂、丙烯酸系树脂的微粒。
微粒优选为二氧化硅微粒。二氧化硅微粒的提高耐粘连性的效果高。另外,由于在透明性方面优异,因而不易导致光学膜的着色和雾度值的增大。除此之外,二氧化硅微粒向易粘接组合物的分散性和分散稳定性良好、与丙烯酸类树脂膜的密合性高。
易粘接组合物为水系的的情况下,微粒优选以胶态二氧化硅这样的水分散体的形式进行混合。只要在平均一次粒径和粒度分布方面满足上述范围,胶态二氧化硅可以为市售品。
易粘接层中的微粒的含量上限优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%、进一步优选小于0.3重量%。微粒的含量若大于1重量%,则易粘接层的涂膜强度会降低。易粘接层中的微粒含量的下限优选为0.1重量%以上、更优选为0.15重量%以上、进一步优选为02重量%以上。微粒的含量若小于0.1重量%,则光学膜的耐粘连性会降低。
对易粘接层的厚度没有限定,根据丙烯酸类树脂膜的厚度的不同而不同,但优选为100nm~10μm、更优选为100nm~5μm、进一步优选为200nm~1.5μm。上述厚度若在该范围内,则基于易粘接层的光学膜粘接性的提高效果良好。除此之外,还可抑制易粘接层本身表现出相位差。
易粘接层的厚度d与易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径r的比r/d优选为0.3~1.4、更优选为0.4~1.1、进一步优选为0.6~1.0。所述比值在该范围内时,可以进一步确保本发明的光学膜兼具耐粘连性和透明性。在与易粘接层的厚度d相比微粒的平均一次粒径r减小(其比值超过上述比r/d的范围)的情况下,易粘接层中所含有的但未在易粘接层的表面露出的微粒、即无助于提高耐粘连性但增加光学膜的雾度值的微粒的比例增加,光学膜难以兼具耐粘连性和透明性。在与易粘接层的厚度d相比微粒的平均一次粒径r增大(其比值超过上述比r/d的范围)的情况下,易粘接层的强度降低、微粒易于从易粘接层脱落。
对构成易粘接层的树脂没有限定。该树脂只要为具有易粘接性的公知的树脂即可,例如为氨基甲酸酯树脂、纤维素树脂、多元醇树脂、多元羧酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸类树脂。
构成易粘接层的树脂的数均分子量优选为0.5万~60万、更优选为1万~40万。
构成易粘接层的树脂优选为氨基甲酸酯树脂。即,易粘接层优选为含有微粒的氨基甲酸酯树脂层。这种情况下,与易粘接层为其他树脂层时相比,易粘接层对丙烯酸类树脂膜的密合性提高,同时光学膜的易粘接性提高。
对氨基甲酸酯树脂没有特别限定,代表性地为多元醇与多异氰酸酯进行反应而得到的树脂。多元醇可以采用分子中具有2个以上的羟基的、任意的多元醇。多元醇例如为聚丙烯酸多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇。也可以将2种以上的多元醇组合。
聚丙烯酸多元醇代表性地为(甲基)丙烯酸酯单体与具有羟基的单体的共聚物。(甲基)丙烯酸酯单体例如为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯。具有羟基的单体例如为(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基戊酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯;甘油、三羟甲基丙烷等多元醇的(甲基)丙烯酸单酯;N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺。
聚丙烯酸多元醇可以为与另外其他的单体的共聚物。其他单体只要能够与上述(甲基)丙烯酸酯单体和具有羟基的单体共聚就没有限定。该其他单体例如为(甲基)丙烯酸等不饱和单羧酸;马来酸等不饱和二羧酸及其酸酐和单酯或二酯类;(甲基)丙烯腈等不饱和腈类;(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等不饱和酰胺类;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯基酯类;甲基乙烯基醚等乙烯基醚类;乙烯、丙烯等α-烯烃类;氯化乙烯、偏二氯乙烯等卤化α,β-不饱和脂肪族单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等α,β-不饱和芳香族单体。
聚酯多元醇通常通过多元酸成分与多元醇成分的反应而得到的。多元酸成分例如为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、联苯二羧酸、四氢邻苯二甲酸等芳香族二羧酸;草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、十二烷二羧酸、十八烷二羧酸、酒石酸、烷基琥珀酸、亚麻酸、马来酸、富马酸、中康酸、柠康酸、衣康酸等脂肪族二羧酸;六氢化邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸等脂环式二羧酸;或者它们的酸酐、烷基酯、酸卤化物等反应性衍生物。
多元醇成分例如为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1-甲基-1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丁二醇、1-甲基-1,4-戊二烯二醇、2-甲基-1,4-戊二烯二醇、1,2-二甲基-新戊二醇、2,3-二甲基-新戊二醇、1-甲基-1,5-戊二烯二醇、2-甲基-1,5-戊二烯二醇、3-甲基-1,5-戊二烯二醇、1,2-二甲基丁二醇、1,3-二甲基丁二醇、2,3-二甲基丁二醇、1,4-二甲基丁二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、一缩二丙二醇、聚丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-环己二醇、双酚A、双酚F、氢化双酚A、加氢双酚F。
聚醚多元醇通常通过在多元醇中使环氧烷烃开环聚合进行加成而得到的。多元醇例如为乙二醇、二甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷。环氧烷烃例如为氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯、氧化苯乙烯、四氢呋喃。
多异氰酸酯例如为四亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-丁烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯、3-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4′-环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、甲基环亚己基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷等脂环族二异氰酸酯;甲苯二异氰酸酯、2,2′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4′-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、4,4′-二苄基二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯;二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、α,α,α,α-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香脂肪族二异氰酸酯。
氨基甲酸酯树脂优选具有羧基。通过具有羧基,易粘接层的性能(易粘接性)提高。该效果在高温/高湿的环境下特别显著。具有羧基的氨基甲酸酯树脂例如是通过除了多元醇与多异氰酸酯外还与具有游离羧基的链增长剂进行反应而得到的。具有游离羧基的链增长剂例如为二羟基羧酸、二羟基琥珀酸。二羟基羧酸例如为二羟甲基链烷烃酸(例如,二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸)等二烷醇链烷烃酸。
氨基甲酸酯树脂的酸值优选为10以上、进一步优选为10~50、特别优选为20~45。该情况下,易粘接层的性能(例如,与偏振光镜等其他功能性膜的密合性)进一步得到提高。
对于氨基甲酸酯树脂,除了上述的各成分外,也可以通过进一步与其他多元醇或者其他链增长剂的反应而得到。其他的多元醇例如为山梨糖醇、1,2,3,6-己烷四醇、1,4-山梨糖醇酐、1,2,4-丁烷三醇、1,2,5-戊烷三醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等具有3个以上的羟基的多元醇。其他的链增长剂例如为乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、丙二醇等二醇类;乙二胺、丙烯二胺、1,6-己二胺、1,4-丁二胺、氨基乙基乙醇胺等脂肪族二胺;异佛尔酮二胺、4,4′-二环己基甲烷二胺等脂环族二胺;苯二甲胺、甲苯基二胺等芳香族二胺。
氨基甲酸酯树脂可以应用公知的方法来形成。该方法例如为使各成分一次性反应的一步法、阶段性进行反应的多段法。由于容易导入羧基,因而具有羧基的氨基甲酸酯树脂优选通过多段法来形成。对氨基甲酸酯树脂的形成中所用的催化剂没有特别限定。
对于在丙烯酸类树脂膜的表面形成易粘接层的方法没有限定,可以使用公知的方法。易粘接层优选如下形成:将含有具有易粘接性的树脂和微粒的易粘接组合物涂布在丙烯酸类树脂膜的表面,在形成该组合物的涂布膜后,对所形成的涂布膜进行干燥,来形成易粘接层。易粘接组合物优选为水系组合物。与有机溶剂系组合物相比,水系组合物在形成易粘接层时所产生的环境负荷小、作业性优异。水系组合物例如为具有易粘接性的树脂的分散体。分散体代表性地为具有易粘接性的树脂的乳液。树脂的乳液经过干燥成为树脂层。该乳液所含有的微粒仍残留在树脂层中。
除了微粒和具有易粘接性的树脂以外,易粘接组合物也可以含有添加剂。添加剂例如为分散稳定剂、触变剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消泡剂、增稠剂、分散剂、表面活性剂、催化剂、抗静电剂。
优选的是,除了微粒和氨基甲酸酯树脂以外,作为氨基甲酸酯树脂层的易粘接层的形成中所用的水系的易粘接组合物还含有中和剂。这种情况下,易粘接组合物中的氨基甲酸酯树脂的稳定性得到提高。中和剂例如为氨、N-甲基吗啉、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、吗啉、三丙胺、乙醇胺、三异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
含有氨基甲酸酯树脂的易粘接组合物为水系的情况下,在形成氨基甲酸酯树脂时,优选使用相对于多异氰酸酯为惰性的同时与水相容的有机溶剂。有机溶剂例如为乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂;二氧六环、四氢呋喃、丙二醇单甲基醚等醚系溶剂。
含有氨基甲酸酯树脂的易粘接组合物优选含有交联剂,这种情况下,易粘接层的性能提高。对交联剂没有特别限定。在氨基甲酸酯树脂具有羧基的情况下,交联剂优选为具有能够与该羧基反应的基团的聚合物。能够与羧基反应的基团例如为有机氨基、唑啉基、环氧基、碳二亚胺基,优选唑啉基。具有唑啉基的交联剂在与氨基甲酸酯树脂混合时于室温的适用期长、通过加热进行交联反应,因而作业性良好。该聚合物例如为(甲基)丙烯酸聚合物、苯乙烯/丙烯酸聚合物,优选为(甲基)丙烯酸聚合物。交联剂为(甲基)丙烯酸聚合物的情况下,易粘接层的性能进一步提高。除此之外,(甲基)丙烯酸聚合物与水系的易粘接组合物稳定相容,对氨基甲酸酯树脂良好地进行交联。
在含有氨基甲酸酯树脂的易粘接组合物中,该组合物中的氨基甲酸酯树脂的含量优选为1.5~15重量%、更优选为2~10重量%。在含量处于该范围的情况下,将易粘接组合物涂布到丙烯酸类树脂膜的表面时的涂布性高。该组合物进一步含有交联剂的情况下,交联剂的含量相对于100重量份的氨基甲酸酯树脂(固体成分)优选为1~30重量份、更优选为3~20重量份。含有氨基甲酸酯树脂的易粘接组合物中的微粒含量相对于100重量份的氨基甲酸酯树脂(固体成分)优选为0.3~10重量份、更优选为0.5~1重量份。
[光学膜、光学部件]
图1示出了本发明的光学膜的一例。图1所示的光学膜1具有在丙烯酸类树脂膜2的一侧的表面形成有易粘接层3的结构。丙烯酸类树脂膜2和易粘接层3的具体构成如上所述。
本发明的光学膜也可以在丙烯酸类树脂膜的两侧的表面形成易粘接层。
本发明的光学膜为兼具耐粘连性和透明性、具有易粘接层的膜。关于透明性,本发明的光学膜通常具有0.5%以下的雾度值。利用本发明的光学膜的构成,该雾度值为0.4%以下、进一步为0.2%以下。雾度值基于JIS K7136的规定进行测定。
本发明的光学膜例如为偏振光镜保护膜、相位差膜、可视角补偿膜、光扩散膜、反射膜、反射防止膜、防眩膜、辉度向上膜、触摸屏用导电膜。本发明的光学膜显示出的相位差可以根据丙烯酸类树脂膜的组成和拉伸状态进行控制。本发明的光学膜可以为光学各向同性的膜,也可以为具有光学各向异性(例如表现出相位差等的双折射)的膜。
作为相位差膜的本发明的光学膜适用于LCD等图像显示装置中。该相位差膜例如可用于LCD的色调补偿、可视角补偿。
作为相位差膜的本发明的光学膜由于具有易粘接层,因而在使用中也可以采用作为相位差膜通常使用的形态以外的形态。具体地说,例如,据考虑,有与具备LCD的偏振光镜相接合来使用的形态。这种情况下,该相位差膜具备作为色调补偿或者可视角补偿用的通常相位差膜的功能、同时兼具作为保护该偏振光镜的偏振光镜保护膜的功能。对于该形态,由于可以省略在以往与相位差膜分别使用的、不具有相位差的偏振光镜保护膜,因而在LCD的薄型化、高功能化方面是有利的。
本发明的光学膜可以利用辊进行卷绕(可以为膜辊)。本发明的光学膜在耐粘连性方面优异,因而适于膜辊。卷绕的带状光学膜的长度(长度方向的长度)越大则越易发生粘连,但通过使易粘接层含有微粒、该微粒的平均一次粒径大于200nm、粒度分布为1.0~1.4,则即使在该长度较大(例如为3000m以上)的情况下也能够有效地抑制粘连的发生。若光学膜的长度方向的长度为3000m以上,则该光学膜与其他光学部件(例如,偏振光镜)接合时的生产效率变高。即,本发明的效果在本发明的光学膜为带状、利用辊进行卷绕(为膜辊)、其长度方向的长度为3000m以上时是特别显著的。
在本发明的光学膜中的与形成有易粘接层的表面相反侧的表面上,可以根据需要形成各种功能性涂布层。功能性涂布层例如为抗静电层、粘合剂层、粘接层、易粘接层、防眩层、光催化剂层等防污层、抗反射层、硬膜层、紫外线遮蔽层、热射线遮蔽层、电磁波遮蔽层、气体阻隔层等。
本发明的光学膜例如可以利用本发明的制造方法进行制造。
本发明的光学膜可以与功能性膜等其他部件接合来制成光学部件。本发明的光学部件具备本发明的光学膜。此时,本发明的光学膜中的易粘接层侧的面优选藉由易粘接层与其他部件相接合。进一步地,本发明的光学膜中的与易粘接层侧相反侧的面可以与其他部件相接合。对其他的部件没有限定,例如为功能性膜。
本发明的光学膜和光学部件适于在图像显示装置中进行使用。图像显示装置例如为电致发光(EL)显示屏面板、等离子体显示屏面板(PDP)、场发射显示屏(FED:FieldEmission Display)、LCD。LCD具有液晶盒和配置于液晶盒的至少一侧主面的偏振片。
本发明的光学部件例如为偏振片、相位差膜(层积相位差膜)、光扩散膜、反射膜、反射防止膜、防眩膜、辉度向上膜、触摸屏用导电膜、漫射板、导光体、光学棱镜片。
作为本发明的光学部件的一例对偏振片进行说明。在LCD中,基于其图像显示原理,以夹持液晶盒的方式配置有一对偏振片。偏振片例如具有在偏振光镜的至少一侧的表面藉由易粘接层层积有本发明的光学膜(偏振光镜保护膜)的结构。
以往,在偏振光镜保护膜中使用三乙酰纤维素(TAC)膜。但是,TAC膜的耐湿热性不充分,在将TAC膜用作偏振光镜保护膜的情况下,在高温或高湿环境下偏振片的特性会变差。另外,TAC膜具有厚度方向的相位差,该相位差会对于LCD等图像显示装置、特别是大画面的图像显示装置的可视角特性带来不良影响。与此相对,由于作为偏振光镜保护膜的本发明的光学膜由丙烯酸类树脂膜构成,因而与TAC膜相比可以提高耐湿热性和光学特性。
偏振片通常通过将光学膜和偏振光镜藉由粘接层进行层积来制造。在光学膜具有易粘接层的情况下,以使易粘接层处于偏振光镜侧的方式将两者层积。具体地说,例如,在选自偏振光镜或光学膜的任意一个的表面上涂布干燥后成为粘接层的接合剂组合物,然后将两者贴合进行干燥。接合剂组合物的涂布方法例如为辊法、喷雾法、浸渍法。在接合剂组合物含有金属化合物胶体的情况下,涂布组合物,以使干燥后的粘接层的厚度大于金属化合物胶体颗粒的平均粒径。干燥温度代表性地为5~150℃、优选为30~120℃。干燥时间代表性地为120秒以上、优选为300秒以上。
对偏振光镜没有限定,可以根据作为偏振片所需要的功能任意采用适当的偏振光镜。偏振光镜例如为在聚乙烯醇(PVA)系膜、部分缩甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的部分皂化膜这样的亲水性高分子膜上吸附有碘或二色性染料等二色性物质的单向拉伸膜;使用PVA的脱水处理物或者聚氯乙烯的脱盐酸处理物的多烯系取向膜。其中优选采用在PVA系膜上吸附有二色性物质的单向拉伸膜作为偏振光镜。该偏振光镜显示出高偏振光二色性比。对偏振光镜的厚度没有限定,通常为1~80μm左右。
对于在PVA系膜上吸附有碘的单向拉伸偏振光镜,例如可将PVA系膜浸渍在含有碘的水溶液中进行染色,以拉伸倍数为3~7倍进行单向拉伸,由此来进行制作。染色中所用的水溶液可以根据需要含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等。作为含有碘的水溶液,可以使用碘化钾等碘化物的水溶液。PVA系膜在染色之前可浸渍在水中进行水洗。通过PVA系膜的水洗可以除去该膜的表面所存在的污垢和防粘连剂等。进一步地,由于通过水洗PVA系膜发生溶胀,因而染色时的不均得到抑制。拉伸可以在染色前进行、可以在染色后进行、也可以与染色同时进行。
对于干燥后成为粘接层的接合剂组合物没有限定。接合剂组合物优选含有PVA系树脂。
PVA系树脂例如含有以下的聚合物:聚乙酸乙烯酯的皂化物及其衍生物;乙酸乙烯酯与其他单体的共聚物的皂化物;对PVA进行乙缩醛化、氨基甲酸酯化、醚化、接枝化或磷酸酯化的改性PVA。上述的其他单体例如为马来酸(酐)、富马酸、丁烯酸、衣康酸、(甲基)丙烯酸等不饱和羧酸及其酯;乙烯、丙烯等α-烯烃;(甲基)烯丙基磺酸(钠)、磺酸钠(单烷基苹果酸酯)、二磺酸钠烷基苹果酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺烷基磺酸碱金属盐、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮衍生物。PVA系树脂优选包括含有乙酰乙酰基的PVA。这种情况下,偏振光镜与光学膜(丙烯酸类树脂膜)的密合性提高、偏振片的耐久性提高。
从接合剂组合物的粘接性的方面出发,PVA系树脂的平均聚合度优选为100~5000左右、更优选为1000~4000。从接合剂组合物的粘接性的方面出发,PVA系树脂的平均皂化度优选为85~100摩尔%左右、更优选为90~100摩尔%。
含有乙酰乙酰基的PVA例如通过利用任意方法将PVA和二乙烯酮进行反应来得到。具体例为:在将PVA分散在乙酸等溶剂中的分散体中添加二乙烯酮的方法;在将PVA溶解在二甲基甲酰胺或二氧六环等溶剂中的溶液中添加二乙烯酮的方法;使PVA与二乙烯酮气体或液态二乙烯酮直接接触的方法。
含有乙酰乙酰基的PVA中的乙酰乙酰基改性度代表性地为0.1摩尔%以上、优选为0.1~40摩尔%、更优选为1~20%、进一步优选为2~7摩尔%。改性度若低于0.1摩尔%,则有时基于改性的效果(例如,耐水性的提高)不充分。改性度若超过40摩尔%,在其以上耐水性不会提高。PVA的乙酰乙酰基改性度可通过NMR进行测定。
接合剂组合物可以含有交联剂。对交联剂没有限定,为具有至少2个对PVA系树脂显示出反应性的官能团的化合物。交联剂例如为乙二胺、三乙二胺、1,6-己二胺等具有亚烷基和2个氨基的烷撑二胺;甲苯二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷甲苯二异氰酸酯加成物、三苯甲烷三异氰酸酯、亚甲基双(4-苯基甲烷三异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、以及它们的酮肟嵌段物或苯酚嵌段物等异氰酸酯;乙二醇二缩水甘油基醚、聚乙二醇二缩水甘油基醚、甘油二缩水甘油基醚、甘油三缩水甘油基醚、1,6-己二醇二缩水甘油基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、二缩水甘油基苯胺、二缩水甘油基胺等环氧化物;甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等单醛;乙二醛、丙二醛、琥珀二醛、戊二醛、马来二醛、邻苯二甲酰二醛等二醛;羟甲基脲、羟甲基三聚氰胺、烷基化羟甲基脲、烷基化羟甲基三聚氰胺、乙酰胍胺、苯胍胺与甲醛的缩合物等氨基-甲醛树脂;钠、钾、镁、钙、铝、铁、镍等一价至三价的金属的盐和氧化物。其中,交联剂优选为氨基-甲醛树脂和二醛。氨基-甲醛树脂优选具有羟甲基,羟甲基三聚氰胺是适当的。二醛以乙二醛为佳。
接合剂组合物中的交联剂的混合量可以根据PVA系树脂的种类进行适当设定。代表性地,相对于100重量份PVA系树脂为10~60重量份左右,优选为20~50重量份。在该范围中可得到良好的粘接性。交联剂的混合量若过多,则藉由交联剂进行的反应在短时间内进行,因而接合剂组合物具有凝胶化的倾向。因此,作为接合剂组合物的可使用时间(适用期)极短,有时难以在工业上使用。
接合剂组合物可以含有金属化合物胶体。金属化合物胶体可以为金属化合物的颗粒分散在分散介质中的胶体。对于金属化合物胶体,通过颗粒所具有的同种电荷的相互排斥所致的静电稳定化,能够成为具有持久稳定性的胶体。对于接合剂组合物,通过含有金属化合物胶体,即使在例如交联剂的混合量多的情况下,接合剂组合物的稳定性也可提高。
金属化合物胶体中的胶体颗粒的平均粒径可以在不会对作为偏振片的光学特性(例如,偏振光特性)带来不良影响的范围内进行设定。胶体颗粒的平均粒径优选为1~100nm、更优选为1~50nm。在该范围中,该胶体颗粒可均匀分散在粘接层中。由此,可确保粘接性、同时抑制扭折(kinck)缺陷的发生。若发生扭折缺陷,则例如在采用了该偏振片的图像显示装置中会产生漏光。
对金属化合物没有限定,例如为氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛等氧化物;硅酸铝、碳酸钙、硅酸镁、碳酸锌、碳酸钡、磷酸钙等金属盐;硅藻土、滑石、粘土、高岭土等矿物。优选具有正电荷的金属化合物胶体。成为具有正电荷的胶体的金属化合物优选为氧化铝、二氧化钛、特别优选为氧化铝。
金属化合物胶体代表性地为分散在分散介质中的胶体溶液。分散介质例如为水、醇。胶体溶液中的固体成分浓度代表性地为1~50重量%左右、优选为1~30重量%。胶体溶液也可以含有硝酸、盐酸、乙酸等酸作为稳定剂。
接合剂组合物中的金属化合物胶体的混合量(固体成分换算)相对于100重量份PVA系树脂优选为200重量份以下、更优选为10~200重量份、进一步优选为20~175重量份、特别优选为30~150重量份。在该范围内,可以进一步确保接合剂组合物的粘接性、同时进一步抑制扭折缺陷的发生。
接合剂组合物可以含有硅烷偶合剂、钛偶合剂等偶合剂;各种赋粘剂;紫外线吸收剂;抗氧化剂;耐热稳定剂、耐水解稳定剂等稳定剂。
接合剂组合物优选为水溶液(树脂溶液)。从组合物的涂布性和放置稳定性的方面出发,水溶液中的树脂的浓度优选为0.1~15重量%、更优选为0.5~10重量%。水溶液的粘度优选为1~50mPa·s。接合剂组合物含有金属化合物胶体的情况下,即使为1~20mPa·s的低粘度,也能有效抑制扭折缺陷的产生。水溶液的pH优选为2~6、更优选为2.5~5、进一步优选为3~5、特别优选为3.5~4.5。一般通过调整水溶液的pH来调整金属化合物胶体的表面电荷。表面电荷优选为正电荷。通过为正电荷可进一步抑制扭折缺陷的发生。金属化合物胶体的表面电荷例如可通过利用ζ电位测定机测定ζ电位来确认。
作为水溶液(树脂溶液)的接合剂组合物可以利用公知的方法来形成。在接合剂组合物含有交联剂和金属化合物胶体的情况下,例如可以采用向将PVA系树脂和交联剂混合调整为适当的浓度的溶液中配合金属化合物胶体的方法。也可以在将PVA系树脂和金属化合物胶体混合后,在考虑接合剂组合物的使用时期的条件下来混合交联剂。水溶液的浓度可以在制备水溶液后进行调整。
由接合剂组合物形成的粘接层的厚度可以根据该组合物的组成来适当设定。该厚度优选为10~300nm、更优选为10~200nm、特别优选为20~150nm。在该范围中,粘接层显示出充分的粘接力。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置具备本发明的光学膜和/或本发明的光学部件。图像显示装置例如为电致发光(EL)显示屏面板、等离子体显示屏面板(PDP)、场发射显示屏(FED:Field Emission Display)、LCD。
对具备本发明的光学膜的图像显示装置(本发明的图像显示装置)的构成没有特别限定,可以根据需要适当具备电源、背光源部、操作部等部件。
图2中示出了本发明的图像显示装置中的图像显示部的结构的一例。图2所示的图像显示部11为LCD的图像显示部,其具备液晶盒4、按照夹持液晶盒4的方式配置的一对偏振片9a,9b、以及在液晶盒4和偏振片9a,9b的层积体中的一侧的面上所配置的背光源8。各偏振片9a,9b具备偏振光镜6a,6b以及按照夹持该偏振光镜的方式配置的一对偏振光镜保护膜5a,5b,5c,5d。液晶盒4具有公知的结构,例如具有液晶层、玻璃基板、透明电极、取向膜等。背光源8具有公知的结构,例如具备光源、反射片、导光板、漫射板、扩散片、光学棱镜片、辉度提高膜等。
在图像显示部11中,例如选自4个偏振光镜保护膜5a~5d中的至少1个为本发明的光学膜。也可以全部的偏振光镜保护膜均为本发明的光学膜。图像显示部11可以根据需要进一步具有相位差膜或者光学补偿膜等任意的光学膜和光学部件,该光学膜为本发明的光学膜,该光学部件可以具备本发明的光学膜。
[光学膜的制造方法]
本发明的制造方法包括在丙烯酸类树脂膜的表面涂布含有微粒的易粘接组合物形成该组合物的涂布膜的第1工序(涂布工序)、以及对所形成的涂布膜进行干燥在上述表面形成上述含有微粒的易粘接层的第2工序(干燥工序)。易粘接组合物中所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm、其粒度分布为1.0~1.4。在本发明的制造方法中形成了由在表面形成有含有该微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜(本发明的光学膜)。易粘接层含有易粘接组合物中所含有的树脂。
在涂布工序中,在丙烯酸类树脂膜的至少一侧的表面形成了易粘接组合物的涂布膜。代表性地,在丙烯酸类树脂膜的一侧的表面形成了该涂布膜。
在涂布工序中涂布易粘接组合物的方法可以使用公知的方法。该方法例如为杆涂布(bar coating)法、辊涂法、凹板印刷法、棒涂布(rod coating)法、狭缝喷嘴涂布法、幕涂法、模池涂布法。涂布工序中所形成的涂布膜的厚度可以根据将该涂布膜制成易粘接层时所需要的厚度进行适当调整。
丙烯酸类树脂膜中进行易粘接组合物涂布的表面优选施行表面处理。如上所述,表面处理优选为电晕放电处理和等离子体处理。对电晕放电处理的条件没有限定。电晕放电处理中的电子照射量优选为50~150W/m2/分钟、更优选为70~100W/m2/分钟。
干燥工序可以基于公知的方法。干燥温度代表性地为50℃以上、优选为90℃以上、进一步优选为110℃以上。通过使干燥温度处于该范围,得到例如耐色性(特别是在高温/高湿环境下)优异的光学膜。干燥温度的上限优选为200℃以下、更优选为180℃以下。
利用本发明的制造方法,在由未拉伸的丙烯酸类树脂膜制造作为拉伸膜的光学膜的情况下、以及由单向拉伸的丙烯酸类树脂膜制造作为双向拉伸膜的光学膜的情况下,有必要对这些丙烯酸类树脂膜在任一时刻进行拉伸。丙烯酸类树脂膜的拉伸可以在易粘接层的形成前进行、也可以在易粘接层的形成后进行。易粘接层的形成也可以与丙烯酸类树脂膜的拉伸同时进行。
丙烯酸类树脂膜的拉伸可以基于公知的方法。拉伸例如为单向拉伸或双向拉伸。单向拉伸代表性地为丙烯酸类树脂膜的宽度方向(TD方向)的变化为自由的自由端单向拉伸。也可以为丙烯酸类树脂膜的宽度方向的变化为固定的固定端单向拉伸。双向拉伸代表性地为逐次双向拉伸,也可以适当地使用同时进行纵横向拉伸的同时双向拉伸。进一步地可以为对膜辊向倾斜方向的拉伸。另外,在本说明书中,将丙烯酸类树脂膜的流动方向(MD方向)的拉伸称为纵向拉伸、将宽度方向(TD方向)的拉伸称为横向拉伸。在带状的丙烯酸类树脂膜的的情况下,MD方向为该膜的长度方向。
丙烯酸类树脂膜的拉伸中可以使用公知的拉伸机。对纵向拉伸机没有特别限定,但优选烘箱拉伸机。烘箱纵向拉伸机通常由烘箱和分别设于该烘箱的入口侧和出口侧的传送辊构成。通过对烘箱的入口侧的传送辊与出口侧的传送辊之间提供圆周速度差,树脂膜在该传送方向进行拉伸。对横向拉伸机没有特别限定,优选为拉伸拉幅机。拉伸拉幅机可以为夹钳式也可以为针板式,但基于不易产生树脂膜的破裂的原因而优选夹钳式。夹钳式的拉伸拉幅机通常由横向拉伸用的夹钳运转装置和烘箱构成。在夹钳运转装置中,在树脂膜的横端部被夹钳所夹持的状态下传送该树脂膜。此时,通过打开夹钳运转装置的导轨使左右2列的夹钳间的距离变宽来对树脂膜进行横向拉伸。在夹钳式的拉伸拉幅机中,通过使夹钳相对于树脂膜的传送方向具有扩张收缩功能,也能够同时进行双向拉伸。另外,也可以为这样的倾斜拉伸机:该拉伸机以树脂膜的拉伸方向的左右呈不同的速度,在该膜的传送方向进行扩张拉伸。
拉伸温度优选为构成丙烯酸类树脂膜的丙烯酸树脂的Tg附近。具体地说,优选为Tg-30℃至Tg+100℃的范围、更优选为Tg-20℃至Tg+80℃的范围。拉伸温度低于Tg-30℃的情况下,不能确保充分的拉伸倍数。拉伸温度若超过Tg+100℃,则构成膜的树脂流动,不能实施稳定的拉伸。
以面积比定义的拉伸倍数优选为1.1~25倍、更优选为1.3~10倍。拉伸倍数小于1.1倍的情况下,有时不能实现基于拉伸所期待获得的光学膜的特性的提高、例如韧性的提高。另一方面,若拉伸倍数超过25倍,通常在其以上得不到光学膜的特性提高的效果。
在一个方向进行拉伸时,拉伸速度优选为10~20,000%/分钟、更优选为100~10,000%/分钟。拉伸速度不足10%/分钟的情况下,膜的拉伸所需要的时间过长,有时光学膜的制造成本会增加。拉伸速度若超过20,000%/分钟,则有时膜会发生破裂。
在同时进行易粘接层的形成与丙烯酸类树脂膜的拉伸的情况下,例如可以在涂布工序后在加热气氛下对形成有易粘接组合物的涂布膜的丙烯酸类树脂膜进行拉伸。通过为了进行拉伸而施加至该膜的热,对形成于丙烯酸类树脂膜的表面的易粘接组合物的涂布膜进行干燥,形成易粘接层。另外,由于丙烯酸类树脂膜的Tg通常为100℃以上,因而上述的拉伸温度对于由易粘接组合物的涂布膜形成易粘接层为充分高的温度。
在涂布工序中形成易粘接组合物的涂布膜的丙烯酸类树脂膜可以为未拉伸膜,也可以为已经拉伸的拉伸膜。形成涂布膜的丙烯酸类树脂膜为带状的单向拉伸膜,在制造作为双向拉伸膜的光学膜的情况下,优选的是,单向拉伸的方向为该膜的MD方向、形成涂布膜之后的拉伸方向为其TD方向。由此能够有效地进行光学膜的制造。
在通过熔融挤出来形成丙烯酸类树脂膜的情况下,可以连续进行从丙烯酸类树脂膜的形成到获得作为拉伸膜的光学膜的工序。这种情况下,优选的是,连续进行将易粘接组合物涂布在丙烯酸类树脂膜的表面的工序、以及在加热气氛下对涂布有易粘接组合物的丙烯酸类树脂膜进行拉伸的工序。将这样连续实施的易粘接组合物的涂布工序称为联机(inline)涂布。利用本发明的制造方法制造作为双向拉伸膜的光学膜的情况下,特别优选的是,连续进行对未拉伸的膜进行拉伸制成作为单向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜的工序、在该丙烯酸类树脂膜的表面涂布易粘接组合物的工序、以及在加热气氛下对涂布有易粘接组合物的丙烯酸类树脂膜进行拉伸的工序。进一步地,在对丙烯酸类树脂膜进行电晕放电处理和等离子体处理等表面处理的情况下,优选的是,连续进行对未拉伸的膜进行拉伸制成作为单向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜的工序、对该丙烯酸类树脂膜的表面进行表面处理的工序、在表面处理后的丙烯酸类树脂膜的该表面涂布易粘接组合物的工序、以及在加热气氛下对涂布有易粘接组合物的丙烯酸类树脂膜进行拉伸的工序。
只要能够获得本发明的效果,本发明的制造方法也可以包括上述工序以外的任意工序。该工序例如为对所形成的光学膜层积额外的层(例如树脂层)的工序、或者对所形成的光学膜实施涂布处理、表面处理等后加工的工序。
在本发明的制造方法中,通过使构成易粘接层的树脂为氨基甲酸酯树脂、同时进行易粘接层的形成和丙烯酸类树脂膜的拉伸,从而在形成作为光学膜的相位差膜的情况下,可以抑制易粘接层对该膜显示出的相位差的影响。即,在本发明的制造方法中:(1)所制造的光学膜为相位差膜;(2)在第1工序(涂布工序)中涂布到丙烯酸类树脂膜的表面的易粘接组合物为含有满足上述特定的平均一次粒径和粒度分布的微粒的氨基甲酸酯树脂的分散体;(3)在第2工序(干燥工序)中,在加热气氛下对形成有涂布膜的丙烯酸类树脂膜进行拉伸,利用丙烯酸类树脂膜的拉伸来形成相位差膜、同时利用加热气氛的热进行涂布膜的干燥,从而可以在相位差膜的表面形成含有上述微粒和氨基甲酸酯树脂的易粘接层。重要的是,在相位差膜上设置易粘接层时,相位差膜所显示出的相位差不会由于易粘接层而降低。关于以不会降低相位差膜所显示出的相位差的方式来形成易粘接层的具体方法,迄今还尚未为人所知。利用该方法,可以在不降低相位差膜本身所显示出的相位差的条件下得到具有良好的易粘接性、兼具耐粘连性和透明性的相位差膜。
下面对该方法(方法A)进行说明。
在方法A中,由上述含有微粒的氨基甲酸酯树脂的分散体构成的涂布膜通过丙烯酸类树脂膜的拉伸、同时通过加热气氛的热变化为含有氨基甲酸酯树脂的易粘接层。如此形成的易粘接层不会减少通过丙烯酸类树脂膜的拉伸而形成的相位差膜本身所显示出的相位差。即,利用方法A,可以形成不会减少相位差膜本身所显示出的相位差的易粘接层。
进一步地,利用方法A,对于丙烯酸类树脂膜中的形成易粘接层的表面,无需进行用于提高其湿润张力的表面处理(例如,电晕放电处理、等离子体处理)即可形成显示出良好易粘接性的易粘接层。形成丙烯酸类树脂膜中的易粘接层的表面湿润张力可以小于40mN/m。
方法A特别是在工业上大量生产形成有易粘接层的相位差膜的情况下是有效的。在大量生产相位差膜的情况下,通常,针对拉伸前的树脂膜设定拉伸的条件,以得到显示出预定的相位差的相位差膜。在方法A中,由于在不会减少相位差膜本身所显示出的相位差的条件下来形成易粘接层,因而可以基于在不形成易粘接层的状态下的设定条件来制造具有易粘接层的相位差膜。
方法A中使用的上述微粒、氨基甲酸酯树脂和该含有微粒的氨基甲酸酯树脂的分散体如上所述。氨基甲酸酯树脂的分散体优选为水系。
方法A中的涂布工序以及与丙烯酸类树脂膜的拉伸同时进行的干燥工序如上所述。
在方法A中,涂布分散体的丙烯酸类树脂膜为单向拉伸膜,加热气氛下进行拉伸的方向可以为在该膜的面内与涂布分散体前的丙烯酸树脂的拉伸方向正交的方向。丙烯酸类树脂膜为带状的情况下,优选的是,涂布分散体前的丙烯酸类树脂膜的拉伸方向为该膜成膜时的流动方向(MD方向)、加热气氛下的拉伸的方向为丙烯酸类树脂膜的宽度方向(TD方向)。由此,基于方法A的相位差膜的生产率得到提高。
在方法A中:丙烯酸类树脂膜为带状;在第1工序(涂布工序)中,一边将带状的丙烯酸类树脂膜在该膜的长度方向进行传送一边在该膜的表面形成分散体的涂布膜;在第2工序(干燥工序)中,在加热气氛下对形成了涂布膜的丙烯酸类树脂膜进行拉伸,形成在表面形成了含有上述微粒和氨基甲酸酯树脂的易粘接层的、带状的相位差膜;也可以进一步包括利用辊对所形成的相位差膜进行卷绕来得到辊状的相位差膜(相位差膜辊)的工序。这种情况下,可得到兼具耐粘连性和透明性的相位差膜、同时本发明的效果特别显著。
在包括方法A的本发明的制造方法中,例如形成对于波长589nm的光的面内相位差Re为10nm以上的相位差膜。根据构成丙烯酸类树脂膜的丙烯酸树脂的组成以及拉伸条件,形成对于波长589nm的光的面内相位差为20nm以上、50nm以上、100~150nm、进一步为其以上的相位差膜。面内相位差为100~150nm的相位差膜适于作为λ/4板使用。
在包括方法A的本发明的制造方法中,根据构成丙烯酸类树脂膜的丙烯酸树脂的组成以及拉伸条件,可形成显示出较大的厚度方向的相位差Rth的相位差膜。例如,可形成对于波长589nm的光的厚度方向的相位差Rth为10~500nm、优选为50~200nm的相位差膜。
“相位差值”也被称为相位延迟(retardation)值。面内相位差Re由式Re=(nx-ny)×d进行定义、厚度方向的相位差Rth由式Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d进行定义。此处,nx为膜面内的慢轴方向的折射率、ny为在膜面内与慢轴相垂直的方向的折射率、nz为膜的厚度方向的折射率、d为膜的厚度(nm)。慢轴方向为膜面内的折射率为最大的方向。将拉伸方向的折射率大的膜特性称为“具有正双折射性”,并将在膜面内相对于拉伸方向的垂直方向的折射率大的膜特性称为“具有负双折射性”。
【实施例】
下面通过实施例进一步详细地说明本发明。本发明并不限于以下的实施例。
首先示出本实施例中所制作的聚合物、膜和膜辊的评价方法。
[聚合物的组成分析]
聚合物的组成由残留在所得到的聚合溶液中的未反应单体的量来计算出。未反应单体的量利用气相色谱(岛津制作所制造,GC17A)来测定。
[重均分子量]
聚合物的重均分子量利用凝胶渗透色谱法(GPC)通过聚苯乙烯换算来求得。测定所用的装置和测定条件如下。
系统:东曹制GPC系统HLC-8220
测定侧柱构成
·保护柱:东曹制造,TSK guard column Super HZ-L
·分离柱:东曹制造,TSK gel Super HZM-M 2根串联连接
参比侧柱构成
·参比柱:东曹制造,TSK gel Super H-RC
展开溶剂:三氯甲烷(和光纯药工业制造,特级)
展开溶剂的流量:0.6mL/分钟
标准试样:TSK标准聚苯乙烯(东曹制造,PS-低聚物试剂盒)
柱温度:40℃
[玻璃化转变温度(Tg)]
聚合物的Tg基于JIS K7121的规定利用起始点法来求得。具体地说,使用差示扫描量热计(Rigaku制造,DSC-8230),在氮气气氛下将约10mg的样品由常温升温至200℃(升温速度为20℃/分钟),由得到的DSC曲线进行评价。参比使用α-氧化铝。
[膜的厚度]
膜的厚度使用Digimatic千分尺(Mitutoyo社制造)进行测定。对于用于对包括在下面示出评价方法的物性的膜的物性进行测定、评价的样品,由膜的宽度方向的中央部取得厚度。
[微粒的平均粒径和粒度分布]
微粒的平均粒径和粒度分布使用粒度分布测定装置(Particle Sizing Systems制造,Submicron Particle Sizer NICOMP380)进行评价。具体地说,对于处于分散在水中的状态的微粒,利用上述测定装置测定以一次粒径计为100nm以上的范围的等价球形分布,在所得到的分布中,求出由大颗粒侧进行积分的积分体积分数为50%的颗粒的粒径,将其作为微粒的平均一次粒径(d50)。与此相区别地,在该分布中求出由大颗粒侧进行积分的积分体积分数为25%的颗粒的粒径(d25)和为75%的颗粒的粒径(d75),将其比(d25/d75)作为微粒的粒度分布。
[雾度值]
所制作的光学膜的雾度值利用雾度测定仪(日本电色工业制造,NDH-1001DP)进行评价。
[辊的品质稳定性(光学膜的耐粘连性)]
对于实施例1~13和比较例1、2中制作的光学膜的耐粘连性,如下进行评价。利用辊卷取所制作的光学膜形成膜辊后,将其放置24小时。放置后,通过肉眼观察对膜辊的情况进行确认,同时一边由膜辊连续放出光学膜一边利用肉眼观察对膜的长度方向的全部表面的情况进行确认,对耐粘连性进行评价。评价基准如下。
○(良好):未观察到膜辊的变形和膜的褶皱。
×(不良):确认到膜辊的变形或膜的褶皱。
[面内相位差Re]
实施例14~20和比较例3~6中制作的相位差膜的面内相位差Re(相对于波长589nm的光的Re)利用全自动双折射计(王子计测器制造,KOBRA-WR)进行测定。
[厚度方向的相位差Rth]
对于实施例14~20和比较例3~6中制作的相位差膜的厚度方向的相位差Rth(相对于波长589nm的光的Rth),利用全自动双折射计(王子计测器制造,KOBRA-WR),以慢轴为倾斜轴进行40°倾斜,基于所测定的值来计算出。
[湿润张力]
实施例14~20和比较例3~6中使用的丙烯酸类树脂膜表面湿润张力基于JISK6768的规定“塑料-膜材和片材-湿润张力试验方法”进行测定。
[粘接性]
实施例14~20和比较例3~6中制作的相位差膜中的易粘接层的粘接性按如下方法进行评价。
将聚乙烯醇系树脂(日本合成化学制造,Gohsefimer Z-200,平均聚合度为1200)溶解于纯水中,得到固体成分浓度为4重量%的接合剂组合物。接下来,均匀涂布所得到的组合物,以使所制作的相位差膜中的易粘接层的表面干燥后的厚度为50μm,然后将全体容纳在保持于80℃的热风干燥机中干燥5分钟,从而在易粘接层的表面形成接合剂层。对于如此得到的评价用样品,基于JIS K5400的规定进行棋盘格试验,对所制作的相位差膜中的易粘接层的粘接性进行评价。具体地说,使用锋利的刀具,在评价用样品中的接合剂层上形成1mm见方的棋盘状的凹口后,将基于JIS Z1522的规定的25mm宽的赛璐玢胶带用木刮刀(木べら)密合在该层的表面。其后,剥离赛璐玢胶带,通过肉眼观察对剥离赛璐玢胶带后的接合剂层的状态进行确认。评价基准如下。
○(良好):未确认到接合剂层由相位差膜的剥离。
×(不良):确认到接合剂层由相位差膜的剥离。
[耐粘连性]
对于实施例14和比较例3、4中制作的相位差膜的耐粘连性,按如下方法进行评价。卷取相位差膜制作膜辊后,将其放置3个月。放置后,一边由膜辊连续放出相位差膜一边利用肉眼观察对膜的长度方向的全部膜表面的情况进行确认,对耐粘连性进行评价。评价基准如下。
○(良好):在相位差膜上未见粘连痕迹。
×(不良):在相位差膜上确认到粘连痕迹。
(制造例1)
向具备搅拌装置、温度传感器、冷却管和氮气导入管的内容积为1000L的反应釜中投入甲基丙烯酸甲酯(MMA)40重量份、2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)10重量份、作为聚合溶剂的甲苯50重量份、以及抗氧化剂(ADEKA STAB 2112,ADEKA制造)0.025重量份,一边向其中通入氮一边升温至105℃。在伴随着升温开始回流时,添加作为聚合引发剂的过氧化异壬酸叔戊酯(ARKEMA吉富制造,商品名:Luperox570)0.05重量份、同时用3小时的时间滴加上述过氧化异壬酸叔戊酯0.10重量份,与此同时在约105~110℃的回流下进行溶液聚合,进一步进行4小时的熟化。
接下来,向所得到的聚合溶液中加入作为环化缩合反应的催化剂(环化催化剂)的磷酸2-乙基己酯(堺化学工业制造,Phoslex A-8)0.05重量份,在约90~110℃的回流下进行用于形成内酯环结构的环化缩合反应2小时。然后,将所得到的聚合溶液用高压釜升温至240℃,在该温度进一步进行环化缩合反应。
随后,将所得到的聚合溶液以45kg/小时(树脂量换算)的处理速度导入到排气口型螺杆双轴挤出机(L/D=30)中,进行脱挥,所述排气口型螺杆双轴挤出机中,机筒温度为240℃、旋转速度为100rpm、真空度为13.3~400hPa(10~300mmHg)、后部排气口数为1个和前部排气口数为4个(自上游侧起称为第1、第2、第3、第4排气口)、在第3排气口和第4排气口之间设有侧向加料器、在前端部配置有叶盘式的聚合物过滤器(过滤精度为5μm、过滤面积为1.5m2)。此时,将另外准备的抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液以0.68kg/小时的投入速度从第1排气口的后面、将离子交换水以0.22kg/小时的投入速度从第2和第3排气口的后面分别投入。对于抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液,使用将50重量份的抗氧化剂(CibaSpecialty Chemicals制造,IRGANOX 1010)和作为失活剂的35重量份的辛酸锌(日本化学产业制造,Nikka Octhix锌3.6重量%)溶解在200重量份甲苯中而得到的溶液。除此之外,在脱挥时,由侧向加料器以15kg/小时的投入速度投入苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂:苯乙烯单元/丙烯腈单元的比例为73重量%/27重量%、重均分子量为22万)的颗粒。
脱挥完成后,将残留在挤出机内的处于热熔融状态的树脂一边利用聚合物过滤器进行过滤一边由该挤出机的前端排出,利用造粒机进行颗粒化,得到丙烯酸树脂的透明颗粒(1A),该透明颗粒(1A)以主链具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸聚合物作为主成分(含量为75重量%)、进一步以25重量%的含量含有苯乙烯-丙烯腈共聚物。构成颗粒(1A)的丙烯酸树脂的Tg为122℃、重均分子量为15.1万。
接下来,利用单轴挤出机(L/D=25)和衣架型T模(宽150mm)在280℃对所制作的颗粒(1A)进行熔融挤出,形成厚度为100μm的丙烯酸类树脂膜。在进行熔融挤出时,将树脂模从T模吐出到温度保持在110℃的冷却辊上。
然后,利用双向拉伸机(东洋精机制作所制造,TYPE EX4)按照MD方向(流动方向、挤出方向)对所制作的丙烯酸类树脂膜以拉伸温度为140℃进行拉伸倍数为2.0倍的自由端单向拉伸,得到拉伸丙烯酸类树脂膜(F1)。
(制造例2)
向具备液下槽和搅拌装置的内容积为100L的不锈钢制聚合槽中投入MMA42.5重量份、N-苯基马来酰亚胺(PMI)5重量份、苯乙烯(St)0.5重量份、作为聚合溶剂的甲苯50重量份、作为有机酸的乙酸酐0.2重量份、以及作为链转移剂的正十二烷基硫醇0.06重量份,将其以旋转速度100rpm搅拌,同时鼓入氮气10分钟。接下来,在将槽内保持在氮气气氛的条件下进行升温,在槽内的温度达到100℃的时刻加入0.075重量份的过氧化异丙基碳酸叔丁酯,与此同时,在液下槽中开始鼓入氮。随后,利用5小时的时间将苯乙烯2重量份和过氧化异丙基碳酸叔丁酯0.075重量份的混合液匀速添加至槽内,同时在聚合温度为105~110℃的回流下进行15小时的聚合反应。
接下来,向所得到的聚合溶液中分别添加0.1重量份的作为磷酸系抗氧化剂的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(三光株式会社制造,HCA)和0.02重量份的作为酚系抗氧化剂的五红癣醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯](旭电化社制造,AO-60)。
随后,将添加有抗氧化剂的聚合溶液以2.0kg/小时(树脂量换算)的处理速度导入到排气口型螺杆双轴挤出机(Φ=29.75mm、L/D=30)中,所述排气口型螺杆双轴挤出机中,机筒温度为240℃、旋转速度为100rpm、真空度为13.3~400hPa(10~300mmHg)、后部排气口数为1个、前部排气口数为4个。接下来,将挤出机内的处于热熔融状态的树脂由挤出机的前端吐出,利用造粒机进行颗粒化,得到丙烯酸树脂的透明颗粒(2A),该透明颗粒(2A)由主链具有N-取代马来酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸聚合物构成。构成颗粒(2A)的丙烯酸树脂的Tg为138℃、重均分子量为20.0万。
接下来,利用单轴挤出机(L/D=25)和衣架型T模(宽150mm)在280℃对所制作的颗粒(2A)进行熔融挤出,形成厚度为100μm的丙烯酸类树脂膜。在进行熔融挤出时,将树脂模从T模吐出到温度保持在110℃的冷却辊上。
然后,利用双向拉伸机(东洋精机制作所制造,TYPE EX4)按照MD方向(流动方向、挤出方向)对所制作的丙烯酸类树脂膜以拉伸温度为155℃进行拉伸倍数为2.0倍的自由端单向拉伸,得到拉伸丙烯酸类树脂膜(F2)。
(制造例3)
利用单轴挤出机(L/D=25)和衣架型T模(宽150mm),在280℃对于以主链具有戊二酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸聚合物作为主成分的丙烯酸类树脂(Rohm &Haas制造,KAMAX T-240)进行熔融挤出,形成厚度为100μm的丙烯酸类树脂膜。在进行熔融挤出时,将树脂模从T模吐出到温度保持在110℃的冷却辊上。
接下来,利用双向拉伸机(东洋精机制作所制造,TYPE EX4)按照MD方向(流动方向、挤出方向)对于所制作的丙烯酸类树脂膜以拉伸温度为140℃进行拉伸倍数为2.0倍的自由端单向拉伸,得到拉伸丙烯酸类树脂膜(F3)。
(制造例4)
替代KAMAX T-240,使用以主链具有戊二酸酐结构的(甲基)丙烯酸聚合物作为主成分的丙烯酸类树脂(住友化学制造,Sumipex B-TR),除此以外,与制造例3同样地得到拉伸丙烯酸类树脂膜(F4)。
(制造例5)
替代KAMAX T-240,使用以主链具有马来酸酐结构的(甲基)丙烯酸聚合物作为主成分的丙烯酸类树脂(旭化成化学制造,Delpet 980N),除此以外,与制造例3同样地得到拉伸丙烯酸类树脂膜(F5)。
(制造例6)
向具备搅拌机的耐压反应容器中投入由去离子水70重量份、焦磷酸钠0.5重量份、油酸钾0.2重量份、硫酸亚铁0.005重量份、右旋糖0.2重量份、萜烷氢过氧化物0.1重量份和1,3-丁二烯28重量份构成的反应混合物,将其升温至65℃,进行聚合反应。在从聚合开始经过了2小时的时刻,进一步向该混合物中加入p-氢过氧化物0.2重量份,同时用2小时的时间连续滴加1,3-丁二烯72重量份、油酸钾1.33重量份和去离子水75重量份。其后,继续进行聚合反应,通过自聚合开始的21小时的聚合,得到平均粒径为0.240μm的丁二烯系橡胶聚合物的乳液。
接下来,向具备冷却器和搅拌机的聚合容器中投入去离子水120重量份、上述制作的丁二烯系橡胶聚合物乳液50重量份(固体成分)、油酸钾1.5重量份和甲醛次硫酸氢钠(SFS)0.6重量份,对容器内利用氮气进行充分取代。接下来,在容器内的温度升温至70℃后,分别利用2小时的时间向容器内连续滴加由苯乙烯36.5重量份和丙烯腈13.5重量份构成的混合单体溶液、以及由枯烯过氧化氢0.27重量份和去离子水20重量份构成的聚合引发剂溶液,同时进行聚合反应。滴加终止后,将容器内的温度升温至80℃,进一步继续进行2小时的聚合反应。接下来,在容器内的温度降低至40℃后,使内容物通过300目的金属丝网,得到弹性有机微粒的乳液聚合液。
利用氯化钙对所得到的弹性有机微粒的乳液聚合液进行盐析、凝固,对凝固物进行水洗、干燥,得到粉末状的弹性有机微粒(G1:平均粒径为0.260μm、软质聚合物层的折射率为1.516)。
然后,利用双轴挤出机,将以主链具有马来酸酐结构的(甲基)丙烯酸聚合物为主成分的丙烯酸类树脂(旭化成化学制造,Delpet 980N)和上述制作的弹性有机微粒(G1)进行混炼,以使丙烯酸类树脂/弹性有机微粒=90/10(重量比),从而制作颗粒(3A)。接下来,利用单轴挤出机(L/D=25)和衣架型T模(宽150mm)在280℃对所制作的颗粒(3A)进行熔融挤出,形成厚度为100μm的丙烯酸类树脂膜。在进行熔融挤出时,将树脂膜从T模吐出到温度保持在110℃的冷却辊上。
接下来,利用双向拉伸机(东洋精机制作所制造,TYPE EX4)在MD方向(流动方向、挤出方向)对于所制作的丙烯酸类树脂膜以拉伸温度为140℃进行拉伸倍数为2.0倍的自由端单向拉伸,得到拉伸丙烯酸类树脂膜(F6)。
(制造例7)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210,固体成分35重量%)20重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.09重量份和纯水80重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(1B)。
(制造例8)
将氨基甲酸酯树脂(三井化学聚氨酯制造,Takelac W-5030、固体成分30重量%)18重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.08重量份和纯水72重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(2B)。
(制造例9)
将氨基甲酸酯树脂(DIC制造,Hydran CP-7020、固体成分40重量%)14重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.07重量份和纯水66重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(3B)。
(制造例10)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 620、固体成分30重量%)20重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.30重量份和纯水66重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(4B)。
(制造例11)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210、固体成分35重量%)20重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.7、固体成分19重量%)0.09重量份和纯水80重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(5B)。
(制造例12)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210、固体成分35重量%)20重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W10、平均粒径(一次粒径)0.11μm、粒度分布1.1、固体成分15重量%)0.12重量份和纯水80重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(6B)。
(制造例13)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210、固体成分35重量%)19重量份、交联剂(日本触媒制造,Epocros WS-700、固体成分25重量%)1.3重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.09重量份和纯水79重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(7B)。
(制造例14)
将氨基甲酸酯树脂(DIC制造,Hydran AP-40N、固体成分35重量%)19重量份、交联剂(日本触媒制造,Epocros WS-700、固体成分25重量%)1.3重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.09重量份和纯水79重量份混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(8B)。
(实施例1)
采用涂布试验机,在制造例1制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F1)的一侧的主面涂布制造例7中制作的易粘接组合物(1B),以使干燥后的涂布膜的厚度为270nm,然后将全体在100℃干燥2分钟。如此得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。所形成的易粘接层所含有的微粒保持在易粘接组合物(1B)中的形状。
(实施例2)
替代易粘接组合物(1B),使用制造例8中制作的易粘接组合物(2B),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例3)
替代拉伸丙烯酸类树脂膜(F1),使用制造例2中制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F2),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例4)
替代拉伸丙烯酸类树脂膜(F1),使用制造例3中制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F3),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例5)
替代拉伸丙烯酸类树脂膜(F1),使用制造例4中制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F4),同时替代用易粘接组合物(1B),使用制造例9中制作的易粘接组合物(3B),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例6)
替代拉伸丙烯酸类树脂膜(F1),使用制造例5中制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F5),同时替代易粘接组合物(1B),使用制造例10中制作的易粘接组合物(4B),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例7)
采用涂布试验机,在制造例1制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F1)的一侧的主面涂布制造例7中制作的易粘接组合物(1B),以使干燥后的涂布膜的厚度为600nm,然后将全体在100℃干燥2分钟。接下来,使用双向拉伸机(东洋精机制作所制造,TYPE EX4)对如此得到的膜以拉伸温度为140℃按照TD方向(在膜面内与MD方向正交的方向、挤出成型时的宽度方向)进行拉伸倍数为1.5倍的自由端单向拉伸,得到由在一侧主面形成有含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的作为双向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例8)
替代拉伸丙烯酸类树脂膜(F1),使用制造例6中制作的拉伸丙烯酸类树脂膜(F6),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(比较例1)
替代易粘接组合物(1B),使用制造例11中制作的易粘接组合物(5B),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(比较例2)
替代易粘接组合物(1B),使用制造例12中制作的易粘接组合物(6B),除此以外,与实施例1同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例9)
采用在前端部具备聚合物过滤器(过滤精度5μm)和T模的单轴挤出机(L/D=32),在处理速度为200kg/小时(树脂量换算)以及温度为270℃的条件下,对制造例1中制作的丙烯酸树脂的颗粒(1A)进行熔融挤出,制作厚度为220μm的带状的膜。接下来,将所制作的膜继熔融挤出之后连续供给至烘箱纵向拉伸机,利用该拉伸机按照该膜的纵向(熔融挤出时的流动方向、MD方向),以142℃的拉伸温度、1.5倍的拉伸倍数进行拉伸(纵向拉伸)。
进一步连续地,利用凹板印刷法,在纵拉伸纵向拉伸后的丙烯酸类树脂膜的一侧的主面上,涂布制造例13中制作的易粘接组合物(7B)以使干燥后的涂布膜的厚度为1050nm,然后在该状态下将丙烯酸类树脂膜供给至横向拉伸拉幅机,以132℃的拉伸温度、3.0倍的拉伸倍数按照其宽度方向进行拉伸(横向拉伸)(联机涂布)。如此得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层(厚度350nm)的、作为双向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜(厚度58μm)。
(实施例10)
替代丙烯酸树脂的颗粒(1A),使用制造例2中制作的丙烯酸树脂的颗粒(2A),除此以外,与实施例9同样地得到由在一侧主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的、作为双向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例11)
替代丙烯酸树脂的颗粒(1A),使用以主链具有戊二酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸聚合物为主成分的丙烯酸类树脂(Rohm & Haas制造,KAMAX T-240),除此以外,与实施例9同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的、作为双向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
(实施例12)
采用在前端部具备聚合物过滤器(过滤精度5μm)和T模的单轴挤出机(L/D=32),在处理速度为200kg/小时(树脂量换算)以及温度为270℃的条件下,对制造例1中制作的丙烯酸树脂的颗粒(1A)进行熔融挤出,制作厚度为220μm的带状的膜。接下来,将所制作的膜继熔融挤出之后连续供给至烘箱纵向拉伸机,利用该拉伸机在该膜的纵向(熔融挤出时的流动方向、MD方向),以142℃的拉伸温度、1.5倍的拉伸倍数进行拉伸(纵向拉伸)。
进一步连续地,对纵向拉伸后的丙烯酸类树脂膜的一侧的主面实施电晕处理后,利用凹板印刷法,在该处理面上涂布制造例13中制作的易粘接组合物(7B)以使干燥后的涂布膜的厚度为1050nm(联机涂布)。然后在该状态下将丙烯酸类树脂膜供给至横向拉伸拉幅机,以132℃的拉伸温度、3.0倍的拉伸倍数按照其宽度方向进行拉伸(横向拉伸)。如此得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层(厚度350nm)的、作为双向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜(厚度58μm)。
(实施例13)
替代易粘接组合物(7B),使用制造例14中制作的易粘接组合物(8B),除此以外,与实施例12同样地得到由在一侧的主面形成了含有氨基甲酸酯树脂和微粒的易粘接层的、作为双向拉伸膜的丙烯酸类树脂膜构成的光学膜。
将各实施例以及比较例中制作的光学膜的评价结果汇总于下述表1。
表1
如表1所示,在实施例1~13中,得到了耐粘连性和透明性高的光学膜。另一方面,在比较例1中,易粘接组合物和由该组合物形成的易粘接层所含有的微粒的粒度分布为1.7,该值大于实施例的值,形成了雾度值高(透明性差)的光学膜。另外,在比较例2中,易粘接组合物和由该该组合物形成的易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径为110nm,该值小于实施例的值,形成了耐粘连性差的光学膜。在比较例2的光学膜中,在利用膜辊进行卷取时,经时性地发生了膜的褶皱和辊的变形。
(制造例15)
向具备搅拌装置、温度传感器、冷却管和氮气导入管的反应釜中投入甲基丙烯酸甲酯(MMA)40重量份、2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)10重量份、作为聚合溶剂的甲苯50重量份、以及抗氧化剂(ADEKA STAB 2112、ADEKA制造)0.025重量份,一边向其中通入氮一边升温至105℃。在伴随着升温开始回流时,添加作为聚合引发剂的过氧化异壬酸叔戊酯(ARKEMA吉富制造,商品名:Luperox 570)0.05重量份、同时用3小时的时间滴加上述过氧化异壬酸叔戊酯0.10重量份,与此同时在约105~110℃的回流下进行溶液聚合,进一步进行4小时的熟化。
接下来,向所得到的聚合溶液中加入作为环化缩合反应的催化剂(环化催化剂)的磷酸2-乙基己酯(堺化学工业制造,Phoslex A-8)0.05重量份,在约90~110℃的回流下进行用于形成内酯环结构的环化缩合反应2小时。然后,使所得到的聚合溶液通过热交换器升温至240℃,在该温度进一步进行环化缩合反应。
随后,将所得到的聚合溶液以70重量份/小时(树脂量换算)的处理速度导入到排气口型螺杆双轴挤出机(L/D=52)中,进行脱挥,所述排气口型螺杆双轴挤出机中,机筒温度为240℃、旋转速度为100rpm、真空度为13.3~400hPa(10~300mmHg)、后部排气口数为1个和前部排气口数为4个(自上游侧起称为第1、第2、第3、第4排气口)、在第3排气口和第4排气口之间设有侧向加料器、在前端部配置有叶盘式的聚合物过滤器(过滤精度为5μm、过滤面积为1.5m2)。此时,将另外准备的抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液以1.06重量份/小时的投入速度从第1排气口的后面、将离子交换水以0.34重量份/小时的投入速度从第2和第3排气口的后面分别投入。对于抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液,使用将50重量份的抗氧化剂(CibaSpecialty Chemicals制造,IRGANOX1010)和作为失活剂的35重量份的辛酸锌(日本化学产业制造,Nikka Octhix锌3.6重量%)溶解在200重量份甲苯中而得到的溶液。除此之外,在进行脱挥时,由侧向加料器以30重量份/小时的投入速度投入苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂:苯乙烯单元/丙烯腈单元的比例为73重量%/27重量%、重均分子量为22万)的颗粒。
脱挥完成后,将残留在挤出机内的处于热熔融状态的树脂一边利用聚合物过滤器过滤一边由该挤出机的前端排出,利用造粒机进行颗粒化,得到丙烯酸树脂的透明颗粒(4A),该透明颗粒(4A)以主链具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸聚合物为主成分(含量为70重量%)、进一步以30重量%的含量含有苯乙烯-丙烯腈共聚物。构成颗粒(4A)的丙烯酸树脂的Tg为122℃、重均分子量为14.8万。
(制造例16)
将从挤出机的第3排气口后投入的材料由离子交换水变更为聚甲基丙烯酸甲酯交联体的微粒的乳液(日本触媒制造,Epostar MX-50W、平均粒径0.06μm、固体成分4.8重量%)、同时使其投入速度为2.07重量份/小时,除此以外,与制造例15同样地得到丙烯酸树脂的透明颗粒(5A),该透明颗粒(5A)以主链具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸聚合物为主成分、进一步含有苯乙烯-丙烯腈共聚物。构成颗粒(5A)的丙烯酸树脂的Tg为122℃、重均分子量为14.8万。
(制造例17)
向具备搅拌装置、温度传感器、冷却管和氮气导入管的反应釜中投入甲基丙烯酸甲酯(MMA)40重量份、2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)10重量份、作为聚合溶剂的甲苯50重量份、以及抗氧化剂(ADEKA STAB 2112、ADEKA制造)0.025重量份,一边向其中通入氮一边升温至105℃。在伴随着升温开始回流时,添加作为聚合引发剂的过氧化异壬酸叔戊酯(ARKEMA吉富制造,商品名:Luperox 570)0.05重量份、同时用3小时的时间滴加上述过氧化异壬酸叔戊酯0.10重量份,与此同时在约105~110℃的回流下进行溶液聚合,进一步进行4小时的熟化。
接下来,向所得到的聚合溶液中加入作为环化缩合反应的催化剂(环化催化剂)的磷酸2-乙基己酯(堺化学工业制造,Phoslex A-8)0.05重量份,在约90~110℃的回流下进行用于形成内酯环结构的环化缩合反应2小时。接下来,使所得到的聚合溶液通过热交换器升温至240℃,在该温度进一步进行环化缩合反应。
随后,将所得到的聚合溶液以66重量份/小时(树脂量换算)的处理速度导入到排气口型螺杆双轴挤出机(L/D=52)中,进行脱挥,所述排气口型螺杆双轴挤出机中,机筒温度为240℃、旋转速度为100rpm、真空度为13.3~400hPa(10~300mmHg)、后部排气口数为1个和前部排气口数为4个(自上游侧起称为第1、第2、第3、第4排气口)、在第3排气口和第4排气口之间设有侧向加料器、在前端部配置有叶盘式的聚合物过滤器(过滤精度5μm、过滤面积1.5m2)。此时,将另外准备的抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液以1.00重量份/小时的投入速度从第1排气口的后面、将离子交换水以0.34重量份/小时的投入速度从第2和第3排气口的后面分别投入。对于抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液,使用将50重量份的抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals制造,IRGANOX1010)和作为失活剂的35重量份的辛酸锌(日本化学产业制造,Nikka Octhix锌3.6重量%)溶解在200重量份甲苯中而得到的溶液。除此之外,在进行脱挥时,由侧向加料器以34重量份/小时的投入速度投入苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂:苯乙烯单元/丙烯腈单元的比例为73重量%/27重量%、重均分子量为22万)的颗粒。
脱挥完成后,将残留在挤出机内的处于热熔融状态的树脂一边利用聚合物过滤器过滤一边由该挤出机的前端排出,利用造粒机进行颗粒化,得到丙烯酸树脂的透明颗粒(6A),该透明颗粒(6A)以主链具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸聚合物为主成分(含量为66重量%)、进一步以34重量%的含量含有苯乙烯-丙烯腈共聚物。构成颗粒(6A)的丙烯酸树脂的Tg为121℃、重均分子量为15.3万。
(制造例18)
向具备搅拌装置、温度传感器、冷却管和氮气导入管的反应釜中投入甲基丙烯酸甲酯(MMA)35重量份、2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)15重量份、作为聚合溶剂的甲苯50重量份、以及抗氧化剂(ADEKA STAB 2112、ADEKA制造)0.025重量份,一边向其中通入氮一边升温至105℃。在伴随着升温开始回流时,添加作为聚合引发剂的过氧化异壬酸叔戊酯(ARKEMA吉富制造,商品名:Luperox 570)0.03重量份、同时用3小时的时间滴加上述过氧化异壬酸叔戊酯0.06重量份,与此同时在约105~110℃的回流下进行溶液聚合,进一步进行4小时的熟化。
接下来,向所得到的聚合溶液中加入作为环化缩合反应的催化剂(环化催化剂)的磷酸2-乙基己酯(堺化学工业制造,PhoslexA-8)0.1重量份,在约85~100℃的回流下进行用于形成内酯环结构的环化缩合反应2小时。然后,使所得到的聚合溶液通过热交换器升温至240℃,在该温度进一步进行环化缩合反应。
随后,将所得到的聚合溶液以100重量份/小时(树脂量换算)的处理速度导入到排气口型螺杆双轴挤出机(L/D=52)中,进行脱挥,所述排气口型螺杆双轴挤出机中,机筒温度为240℃、旋转速度为100rpm、真空度为13.3~400hPa(10~300mmHg)、后部排气口数为1个和前部排气口数为4个(自上游侧起称为第1、第2、第3、第4排气口)、在前端部配置有叶盘式的聚合物过滤器(过滤精度5μm、过滤面积1.5m2)的。此时,将另外准备的抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液以2.27重量份/小时的投入速度从第1排气口的后面、将离子交换水以0.49重量份/小时的投入速度从第2和第3排气口的后面分别投入。对于抗氧化剂/环化催化剂失活剂的混合溶液,使用将50重量份的抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals制造,IRGANOX1010)和作为失活剂的35重量份的辛酸锌(日本化学产业制造,Nikka Octhix锌3.6%)溶解在200重量份甲苯中而得到的溶液。
脱挥完成后,将残留在挤出机内的处于热熔融状态的树脂一边利用聚合物过滤器一边由该挤出机的前端排出,利用造粒机进行颗粒化,得到由主链具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸聚合物构成的丙烯酸树脂的透明颗粒(7A)。构成颗粒(7A)的丙烯酸树脂的Tg为140℃、重均分子量为12.7万。
(制造例19)
将主链具有戊二酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸聚合物(Evonic Degussa制造,Pleximid 8813)和制造例15中应用的苯乙烯-丙烯腈共聚物以重量比70/30进行混炼,得到丙烯酸树脂的透明颗粒(8A),该透明颗粒(8A)以主链具有戊二酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸聚合物为主成分(含量为70重量%)、进一步以30重量%的含量含有苯乙烯-丙烯腈共聚物。在混炼中使用双轴挤出机,混炼温度定为240℃。构成颗粒(8A)的丙烯酸树脂的Tg为126℃、重均分子量为14.2万。
(制造例20)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210、固体成分35重量%)19重量份、交联剂(日本触媒制造,Epocros WS-700、固体成分25重量%)1.3重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W30、平均粒径(一次粒径)0.28μm、粒度分布1.1、固体成分20重量%)0.17重量份和纯水79重量份进行混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(9B)。
(制造例21)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210、固体成分35重量%)19重量份、交联剂(日本触媒制造,Epocros WS-700、固体成分25重量%)1.3重量份、含有无定形二氧化硅微粒的乳液(日本触媒制造,Seahostar KE-W10、平均粒径(一次粒径)0.11μm、粒度分布1.1、固体成分16重量%)0.23重量份和纯水79重量份进行混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(10B)。
(制造例22)
将氨基甲酸酯树脂(第一工业制药制造,Super Flex 210、固体成分35重量%)19重量份、交联剂(日本触媒制造,Epocros WS-700、固体成分25重量%)1.3重量份、含有丙烯酸微粒的乳液(日本触媒制造,MX-100W、平均粒径(一次粒径)0.15μm、粒度分布1.2、固体成分10重量%)0.36重量份和纯水79重量份进行混合,得到作为乳液态的分散体的易粘接组合物(11B)。
(实施例14)
采用在前端部具备聚合物过滤器(过滤精度5μm)和T模(宽1500mm)的单轴挤出机(L/D=32)在270℃对制造例15中制作的丙烯酸树脂的颗粒(4A)进行熔融挤出,制成厚度为220μm的带状的膜。此时的处理速度根据树脂量设为200kg/小时。接下来,将所制作的膜继熔融挤出之后连续供给至烘箱纵向拉伸机,利用该拉伸机按照该膜的纵向(熔融挤出时的流动方向、带状的膜的长度方向),以142℃的拉伸温度、1.5倍的拉伸倍数进行拉伸(纵向拉伸)。
进一步连续地,利用凹板印刷法,在纵向拉伸后的丙烯酸类树脂膜的一侧的主面上,涂布制造例20中制备的易粘接组合物(9B)以使干燥后的涂布膜的厚度为1050nm(联机涂布),然后在该状态下将丙烯酸类树脂膜供给至横向拉伸拉幅机,以132℃的拉伸温度、3.0倍的拉伸倍数按照其宽度方向进行拉伸(横向拉伸),将膜卷取为辊状。如此,得到由在一侧主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜辊(膜的厚度58μm、宽1340mm、膜的长度方向的长度4000m),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为0.28μm、粒度分布为1.1的微粒。
(比较例3)
替代易粘接组合物(9B),使用制造例21中制备的易粘接组合物(10B),除此以外,与实施例14同样地得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜辊(膜的厚度58μm、宽1340mm、膜的长度方向的长度4000m),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为0.11μm、粒度分布为11的微粒。
(比较例4)
替代易粘接组合物(9B),使用制造例22中制备的易粘接组合物(11B),除此以外,与实施例14同样地得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜辊(膜的厚度58μm、宽1340mm、膜的长度方向的长度4000m),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为0.15μm、粒度分布为1.2的微粒。
将实施例14和比较例3、4中制作的相位差膜的雾度值和耐粘连性评价结果列于下述表2。
表2
如表2所示,在实施例14中,得到了耐粘连性和透明性高的相位差膜。另一方面,在比较例3、4中,易粘接组合物和由该组合物形成的易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径分别为110nm、150nm,这些值小于实施例的值,形成了耐粘连性差的相位差膜。
(实施例15)
采用在前端部具备聚合物过滤器(过滤精度5μm)和T模的单轴挤出机在270℃对制造例15中制作的丙烯酸树脂的颗粒(4A)进行熔融挤出,制作厚度为220μm的带状的膜。接下来,将所制作的膜继熔融挤出之后连续供给至烘箱纵向拉伸机,利用该拉伸机在该膜的纵向(熔融挤出时的流动方向),以142℃的拉伸温度、1.5倍的拉伸倍数进行拉伸(纵向拉伸)。
进一步连续地,利用凹板印刷法,在纵拉伸纵向拉伸后的丙烯酸类树脂膜的一侧的主面上,涂布制造例20中制备的易粘接组合物(9B)以使干燥后的涂布膜的厚度为1050nm,然后在该状态下将丙烯酸类树脂膜供给至横向拉伸拉幅机,以132℃的拉伸温度、3.0倍的拉伸倍数按照其宽度方向进行拉伸(横向拉伸)。如此得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度58μm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为280nm、粒度分布为11的微粒。该易粘接层的构成与实施例14相同。
(比较例5)
替代易粘接组合物(9B),使用制造例21中制备的易粘接组合物(10B),除此以外,与实施例15同样地得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度58μm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为110nm、粒度分布为1.1的微粒。该易粘接层的构成与比较例3相同。
(实施例16)
替代颗粒(4A),使用制造例16中制作的丙烯酸树脂的颗粒(5A),除此以外,与实施例15同样地得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度58μm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为280nm、粒度分布为1.1的微粒。该易粘接层的构成与实施例14相同。
(实施例17)
替代颗粒(4A),使用制造例17中制作的丙烯酸树脂的颗粒(6A);使纵向拉伸的拉伸温度为129℃、拉伸倍数为2.5倍;使横向拉伸的拉伸温度为126℃、拉伸倍数为2.0倍;进行易粘接组合物(9B)的涂布以使干燥后的涂布膜的厚度为700nm;除此以外,与实施例15同样地得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度58μm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为280nm、粒度分布为1.1的的微粒的。该易粘接层的构成与实施例14相同。
(实施例18)
替代颗粒(4A),使用制造例18中制作的丙烯酸树脂的颗粒(7A);使利用熔融挤出进行成膜的膜厚度为150μm;使纵向拉伸的拉伸温度为160℃、拉伸倍数为1.5倍;使横向拉伸的拉伸温度为160℃、拉伸倍数为1.8倍;进行易粘接组合物(9B)的涂布以使干燥后的涂布膜的厚度为630nm;除此以外,与实施例15同样地得到由在一侧的主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度54nm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为280nm、粒度分布为11的微粒的。该易粘接层的构成与实施例14相同。
(实施例19)
替代颗粒(4A),使用制造例19中制作的丙烯酸树脂的颗粒(8A);使利用熔融挤出进行成膜的膜厚度为150μm;使纵向拉伸的拉伸温度为130℃、拉伸倍数为1.5倍;使横向拉伸的拉伸温度为130℃、拉伸倍数为1.8倍;进行易粘接组合物(9B)的涂布以使干燥后的涂布膜的厚度为630nm;除此以外,与实施例15同样地得到由在一侧主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度53nm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为280nm、粒度分布为1.1的微粒。该易粘接层的构成与实施例14相同。
(实施例20)
在丙烯酸类树脂膜的双侧主面上涂布易粘接组合物(9B),除此以外,与实施例15同样地得到由在双侧主面形成了易粘接层(厚度350nm)的丙烯酸类树脂膜构成的相位差膜(厚度58μm),所述易粘接层含有氨基甲酸酯树脂以及平均一次粒径为280nm、粒度分布为1.1的微粒。该各自易粘接层的构成与实施例14相同。
(比较例6)
采用在前端部具备聚合物过滤器(过滤精度5μm)和T模的单轴挤出机在270℃对制造例15中制作的丙烯酸树脂的颗粒(4A)进行熔融挤出,制作厚度为220μm的带状的膜。接下来,将所制作的膜继熔融挤出之后连续供给至烘箱纵向拉伸机,利用该拉伸机在该膜的纵向(熔融挤出时的流动方向),以142℃的拉伸温度、1.5倍的拉伸倍数进行拉伸(纵向拉伸)。进一步连续地,将纵向拉伸后的膜供给至横向拉伸拉幅机,以132℃的拉伸温度、3.0倍的拉伸倍数按照其宽度方向进行拉伸(横向拉伸)。如此得到由丙烯酸类树脂膜构成的、不具有易粘接层的相位差膜(厚度58μm)。
在实施例14~20和比较例3~6中使用的、在形成易粘接层之前的丙烯酸类树脂膜表面湿润张力全部为33mN/m。
将实施例14~20和比较例3~6中制作的相位差膜的特性列于下述表3。表3中的“-”表示未测定。表3中的面内相位差Re和厚度方向的相位差Rth的值为实测值。
表3
如表3所示,具有易粘接层的实施例14的相位差膜与在相同的拉伸条件制作的、不具有易粘接层的比较例6显示出相同的面内相位差和厚度方向的相位差。即,可知实施例14的相位差膜中的易粘接层对于相位差膜本身所显示出的相位差并无影响。尽管未对实施例15以后和比较例5、6的耐粘连性进行评价,但由于实施例15~20的易粘接层的构成与实施例14的易粘接层的构成是相同的,因而认为实施例15~20中制作的相位差膜的耐粘连性良好。另一方面,比较例5的易粘接层的构成与比较例3的易粘接层的构成是相同的,由于比较例6并不具有易粘接层本身,因而认为比较例5、6中制作的相位差膜的耐粘连性低。相位差膜的雾度值在全部的实施例以及比较例中均为0.2%。
工业实用性
本发明的光学膜可适当地在用于LCD等图像显示装置中的偏振光镜保护膜等各种保护膜、相位差膜、偏振光膜中进行使用。
Claims (10)
1.一种光学膜,其由在表面形成有易粘接层的丙烯酸类树脂膜构成,上述易粘接层含有微粒,并且上述易粘接层所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm且为350nm以下,粒度分布为1.0~1.4,微粒的平均一次粒径r与易粘接层的厚度d的比r/d为0.6~1.1,所述光学膜是偏振光镜保护膜,上述易粘接层中微粒的含量为0.2重量%以上且小于1重量%,所述易粘接层的厚度为200nm~1.5μm,上述易粘接层为氨基甲酸酯树脂层,
上述丙烯酸类树脂膜含有主链具有环结构的(甲基)丙烯酸聚合物。
2.如权利要求1所述的光学膜,其中,所述环结构为选自N-取代马来酰亚胺结构、马来酸酐结构、戊二酰亚胺结构、戊二酸酐结构和内酯环结构中的至少一种。
3.一种光学部件,其具备权利要求1或2所述的光学膜。
4.一种图像显示装置,其具备权利要求1或2所述的光学膜。
5.一种光学膜的制造方法,其为权利要求1所述的光学膜的制造方法,该方法包括第1工序以及第2工序,
在第1工序中,在丙烯酸类树脂膜的表面涂布含有微粒的易粘接组合物来形成上述组合物的涂布膜,上述丙烯酸类树脂膜含有主链具有环结构的(甲基)丙烯酸聚合物,上述易粘接组合物是氨基甲酸酯树脂的分散体;
在第2工序中,对上述涂布膜进行干燥,以在上述表面形成含有上述微粒和上述氨基甲酸酯树脂的易粘接层;
上述组合物所含有的微粒的平均一次粒径大于200nm且为350nm以下,粒度分布为1.0~1.4。
6.如权利要求5所述的光学膜的制造方法,其中:
所述光学膜为相位差膜;
在所述第2工序中,
在加热气氛下对形成了所述涂布膜的丙烯酸类树脂膜进行拉伸,通过上述丙烯酸类树脂膜的拉伸来形成相位差膜;同时利用上述加热气氛的热进行上述涂布膜的干燥,从而在上述相位差膜的表面形成含有上述微粒和上述氨基甲酸酯树脂的易粘接层。
7.如权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中:
涂布有所述分散体的丙烯酸类树脂膜为单向拉伸膜;
在所述加热气氛下的拉伸方向为在该膜的面内与涂布所述分散体之前的所述丙烯酸类树脂膜的拉伸方向正交的方向。
8.权利要求7所述的光学膜的制造方法,其中:
所述丙烯酸类树脂膜为带状;
在涂布所述分散体前的所述丙烯酸类树脂膜的拉伸方向为将该膜成膜时的流动方向;
在所述加热气氛下的拉伸方向为所述丙烯酸类树脂膜的宽度方向。
9.权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中形成了相对于波长589nm的光的面内相位差为10nm以上的所述相位差膜。
10.权利要求6所述的光学膜的制造方法,其中:
所述丙烯酸类树脂膜为带状;
在所述第1工序中,一边将上述带状的丙烯酸类树脂膜在该膜的长度方向进行传送一边在该膜的表面形成上述分散体的涂布膜;
在所述第2工序中,在加热气氛下对形成了所述涂布膜的丙烯酸类树脂膜进行拉伸,形成带状的上述相位差膜,在所述相位差膜的表面形成有含有所述微粒和所述氨基甲酸酯树脂的易粘接层;
所述方法进一步含有利用辊对所形成的上述相位差膜进行卷绕来得到辊状的上述相位差膜的工序。
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CN101321622A (zh) * | 2005-12-08 | 2008-12-10 | 富士胶片株式会社 | 多层膜及其生产方法、使用该多层膜的光学片和显示装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110497672A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-11-26 | 日东电工株式会社 | 易粘接薄膜及其制造方法、偏光板以及图像显示装置 |
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