CN102695613B - 叠层聚酯膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够适用于谋求具有良好的滑动性、防粘性、抗静电性的用途、例如构成液晶显示器的部件等中的叠层聚酯膜。在聚酯膜的一个面具有含有树脂、颗粒和抗静电剂的涂布层,在另一个聚酯膜面具有含有树脂的涂布层。
Description
技术领域
本发明涉及叠层聚酯膜,特别是涉及适用于液晶显示器的背光单元等中使用的微透镜片、棱镜片、光扩散片、触摸屏用部件等,滑动性、防粘性良好的叠层聚酯膜。
背景技术
近年来,液晶显示器作为电视机、计算机、数码相机、便携式电话等的显示装置而广泛应用。这些液晶显示器中,液晶显示单元单独不具有发光功能,因此,从背侧使用背光源、照射光而进行显示的方式很普及。
为了改善背光的光学效率,提高辉度,使用微透镜片、棱镜片、光扩散片等各种光学片。这些光学片中,通常为了在与微透镜层、棱镜层、光扩散层等光学功能层的相反侧的面赋予滑动性、防粘性等,形成底涂层。底涂层通常为1~15μm左右的膜厚,作为与1~30μm左右的颗粒和树脂粘合剂与大量的有机溶剂混合的涂布液,通过离线涂布形成(专利文献1、2)。
最近,为了降低环境负荷,降低二氧化碳的必要性增高,并且抑制有机溶剂的使用是重要的。另外,液晶显示器的大幅度价格降低要求光学片的加工工序中大幅度的成本下降,但是上述底涂层通过离线涂布形成,制造工序增加,出现成本上升问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-4598号公报
专利文献2:日本特开2007-286166号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述事实而作出的,其解决的课题在于提供一种叠层聚酯膜,通过水系的联线涂布形成,具有滑动性、防粘性、抗静电性,例如,能够作为液晶显示器的背光单元等中使用的微透镜片、棱镜片、光扩散片用部件适当利用。
用于解决课题的方法
本发明的发明人鉴于上述事实,进行了深入的研究,结果发现,使用由特定结构构成的叠层聚酯膜,能够容易解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明的要点为一种叠层聚酯膜,其特征在于,在聚酯膜的一个面具有含有树脂、颗粒和抗静电剂的涂布层,在另一个聚酯膜面具有含有树脂的涂布层。
发明的效果
根据本发明的叠层聚酯膜,能够提供滑动性、防粘性、抗静电性优异的叠层聚酯膜,其工业价值高。
具体实施方式
以下,更详细地说明本发明。
构成本发明的叠层聚酯膜的聚酯膜可是单层结构也可以是多层结构,2层、3层结构以外,只要不超出本发明的要点,也可以是4层或其以上的多层,没有特别限定。
本发明中所使用的聚酯,既可以是均聚聚酯,也可以是共聚聚酯。由均聚聚酯构成时,优选使芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇缩聚得到的聚酯。作为芳香族二元羧酸,可以列举对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸等,作为脂肪族二元醇,可以列举乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-环己烷二甲醇等。作为代表性的聚酯,可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯等。另一方面,作为共聚聚酯的二元羧酸成分,可以列举间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、己二酸、癸二酸、羟基羧酸(例如对羟基苯甲酸等)等的一种或两种以上,作为二元醇成分,可以列举乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、丁二醇、4-环己烷二甲醇、季戊二醇等的一种或两种以上。
本发明的膜的聚酯层中,以滑动性的赋予和防止各工序中的擦伤发生为主要目的,优选配合颗粒。配合的颗粒的种类,只要是能够赋予滑动性的颗粒即可,没有特别限定,作为具体例子,例如,可以列举二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、磷酸钙、磷酸镁、高岭土、氧化铝、氧化钛等颗粒。另外,也可以使用在日本特公昭59-5216号公报、特开昭59-217755号公报等中记载的耐热性有机颗粒。作为其它耐热性有机颗粒的例子,可以列举热固化性脲醛树脂、热固化性酚醛树脂、热固化性环氧树脂、苯基胍胺树脂等。还能够在聚酯制造工序中,使用使催化剂等一部分金属化合物沉淀、微分散的析出颗粒。
另一方面,关于使用的颗粒的形状,也没有特别限定,可以使用球状、块状、棒状、扁平状等任意种形状。另外,关于其硬度、比重、色泽等也没有特别限制。这一系列颗粒可以根据需要并用两种以上。
此外,使用的颗粒的平均粒径,通常在0.01~3μm的范围,优选在0.1~2μm的范围。平均粒径小于0.01μm时,有时不能充分赋予滑动性,或颗粒凝集,分散性变得不充分,使膜的透明性下降。另一方面,大于3μm时,膜的表面粗糙度变得过粗,有时在后续工序中使棱镜层或光扩散层等的功能层形成时产生缺陷。
聚酯层中的颗粒含量通常在0.001~5重量%的范围,优选在0.005~3重量%的范围。颗粒含量小于0.001重量%时,有时膜的滑动性不充分,另一方面,大于5重量%地添加时,有时膜的透明性不充分。
作为在聚酯层中添加颗粒的方法,没有特别限定,能够采用现有公知的方法。例如,能够在制造构成各层的聚酯的任意阶段中添加,优选在酯化或酯交换反应结束后添加。
另外,可以通过使用带有通风口的混炼挤出机,混合分散在乙二醇或水等中的颗粒浆料与聚酯原料的方法,或使用混炼挤出机,混合干燥的颗粒与聚酯原料的方法等进行。
此外,本发明的聚酯膜中,除了上述颗粒以外,能够根据需要添加现有公知的抗氧化剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、热稳定剂、润滑剂、染料、颜料等。
本发明中的聚酯膜的厚度,只要是作为膜能够制造的范围即可,没有特别限定,通常在10~350μm的范围,优选在50~250μm的范围。
接着,具体说明本发明中的聚酯膜的制造例,但不受以下的制造例任何限定。即,优选使用先前叙述的聚酯原料,以冷却辊冷却固化从模头挤出的熔融片材,得到未拉伸片材的方法。此时,为了使片材的平面性提高,优选提高片材和旋转冷却鼓的附着力,优选采用静电施加附着法和/或液体涂布附着法。接着,所得到的未拉伸片材向二轴方向被拉伸。此时,首先,利用辊或拉幅机方式的拉伸机向一个方向拉伸上述的未拉伸片材。拉伸温度通常为70~120℃,优选为80~110℃,拉伸倍率通常为2.5~7倍,优选为3.0~6倍。接着,向与第一阶段拉伸方向正交的方向拉伸,此时拉伸温度通常为70~170℃,拉伸倍率通常为3.0~7倍,优选为3.5~6倍。然后,继续以180~270℃温度在紧拉下或松弛30%以内进行热处理,得到二轴取向膜。在上述拉伸中,也能够采用将一个方向的拉伸以2阶段以上进行的方法。此时,优选最终在二个方向的拉伸倍率分别成为上述范围地进行。
此外,本发明中,关于构成叠层聚酯膜的聚酯膜制造,也能够采用同时二轴拉伸法。同时二轴拉伸法是以通常70~120℃、优选80~110℃的被控制温度的状态、在机械方向和宽度方向使上述未拉伸片同时被拉伸取向的方法,作为拉伸倍率,以面积倍率计为4~50倍,优选为7~35倍,更优选为10~25倍。然后,继续在170~250℃温度紧拉或30%以内的松弛的状态下进行热处理,得到拉伸取向膜。关于采用上述拉伸方式的同时二轴拉伸装置,可以采用螺旋方式、缩放方式、线性驱动方式等现有公知的拉伸方式。
接着,说明构成本发明中的叠层聚酯膜的涂布层的形成。关于涂布层,通过在聚酯膜的拉伸工序中对膜表面进行处理的联线涂布而设置。能够与制膜同时进行涂布,因此能够抑制制造成本。此外,能够在高温下对涂布层进行处理,能够制造作为聚酯膜合适的膜。
对于联线涂布,不限于以下方式,例如,在依次二轴拉伸中,能够特别在纵向拉伸结束后、横向拉伸前实施涂布。
在本发明中,必要条件在于:在聚酯膜的一个面具有含有树脂、颗粒和抗静电剂的涂布层(以下,有时简记为第一涂布层),在另一个面具有含有树脂的涂布层(以下,有时简记为第二涂布层)。
本发明中的第一涂布层是用于赋予防粘性、抗静电性的底涂层,第二涂布层是能够提高与微透镜层、棱镜层、光扩散层的光学功能层的粘合性的层。
第一涂布层和第二涂布层中所含有的树脂能够使用现有公知的树脂,例如,聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等。
本发明中的聚酯树脂,作为主要的构成成分,例如,由如下所述的多元羧酸和多元羟基化合物构成。即,作为多元羧酸,能够使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸、4,4′-二苯基二羧酸、2,5-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸和2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、2-磺酸对苯二甲酸钾、5-磺酸间苯二甲酸钠、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、戊二酸、琥珀酸、偏苯三酸、苯均三酸、苯均四酸、偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、对羟基苯甲酸、偏苯三酸一钾盐和它们的酯形成性衍生物等,作为多元羟基化合物,能够使用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、季戊二醇、1,4-环己二醇、对苯二甲醇、双酚A-乙二醇加成物、一缩二乙二醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚氧亚丁基二醇、二羟甲基丙酸、丙三醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基乙基磺酸钠、二羟甲基丙酸钾等。从这些化合物中,分别选择适当的一种以上,通过通常方法的缩聚反应合成聚酯树脂即可。
作为本发明中的丙烯酸树脂,是含有以丙烯酸类、甲基丙烯酸类的单体所代表那样的、具有碳-碳双键的聚合性单体的聚合体。它们可以是均聚物或共聚物的任意种。另外,也包括这些聚合物与其它聚合物(例如,聚酯、聚氨酯)的共聚物。例如,是嵌段共聚物、接枝共聚物。另外,也包括在聚酯溶液或聚酯分散液中由聚合具有碳-碳双键的聚合性单体而得到的聚合物(根据情况,也包括聚合物的混合物)。同样地,也包括在聚氨酯溶液、聚氨酯分散液中由聚合具有碳-碳双键的聚合性单体而得到的聚合物(根据情况,也包括聚合物的混合物)。同样地,也包括在其它的聚合物溶液或分散液中由聚合具有碳-碳双键的聚合性单体而得到的聚合物(根据情况,也包括聚合物的混合物)。此外,在有必要降低折射率时,能够含有氟原子,在必须提高粘合性时,能够含有羟基或氨基等的官能团。
作为上述具有碳-碳双键的聚合性单体,没有特别限定,作为特别代表化合物,例如,可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸、柠康酸那样的各种含有羧基的单体类及其盐;2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、一丁羟基富马酸酯、一丁羟基衣康酸酯那样的各种含有羟基的单体类;(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)丙烯酸月桂酯那样的各种(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或(甲基)丙烯腈等那样的各种含氮化合物;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯那样的各种苯乙烯衍生物、丙酸乙烯酯那样的各种乙烯基酯类;γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等那样的各种含硅聚合性单体类;含磷乙烯基类单体类;氯乙烯、偏氯乙烯那样的各种卤化乙烯类;丁二烯那样的各种共轭二烯类等。
本发明中的聚氨酯树脂是指在分子内具有聚氨酯树脂的高分子化合物。通常,聚氨酯树脂通过多元醇与异氰酸酯的反应制成。作为多元醇,可以列举聚碳酸酯多元醇类、聚酯多元醇类、聚醚多元醇类、聚烯烃多元醇类、丙烯基多元醇类,这些化合物可以单独使用也可以使用多种。
聚碳酸酯多元醇类,是多元醇类和碳酸酯化合物通过脱醇反应得到的。作为多元醇类,可以列举乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、季戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、3,3-二羟甲基庚烷等。作为碳酸酯化合物,可以列举碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亚乙酯等,作为从它们的反应得到的聚碳酸酯类多元醇类,例如,可以列举聚(1,6-己烯)碳酸酯、聚(3-甲基-1,5-戊烯)碳酸酯等。
作为聚酯多元醇类,可以列举由多元羧酸(丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、马来酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等)或它们的酸酐和多元醇(乙二醇、一缩二乙二醇、三甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、季戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-己基-1,3-丙二醇、环己二醇、双羟甲基环己烷、二甲醇苯、双羟基乙氧基苯、烷基二乙醇胺、内酯二醇等)的反应得到的聚酯多元醇。
作为聚醚多元醇,可以列举聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚六亚甲基醚二醇等。
作为用于得到聚氨酯树脂的聚异氰酸酯化合物,可以例示亚苄基二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、联甲苯二异氰酸酯等的芳香族二异氰酸酯,具有α,α,α′,α′-四甲基苯二甲基二异氰酸酯等芳香环的脂肪族二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等的脂肪族二异氰酸酯,环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异亚丙基二环己基二异氰酸酯等的脂环族二异氰酸酯等。这些聚异氰酸酯化合物既可以单独使用,也可以多种并用。
在合成聚氨酯树脂时也可以使用链延长剂,作为链延长剂,只要是具有2个以上与异氰酸酯基反应的活性基的链延长剂即可,没有特别限制,一般而言,能够主要使用具有2个羟基或氨基的链延长剂。
作为具有2个羟基的链延长剂,例如,能够列举乙二醇、丙二醇、丁二醇等的脂肪族二醇、苯二甲醇、二羟基乙氧基苯等的芳香族二醇、羟基三甲基乙酸新戊二醇酯等称为酯二醇的二醇类。另外,作为具有2个氨基的链延长剂,例如,可以列举甲苯二胺、苯二甲基二胺、二苯基甲烷二胺等的芳香族二胺,乙二胺、丙二胺、己二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、三甲基己二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺等的脂肪族二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、二环己基甲烷二胺、异亚丙基环己基-4,4′-二胺、1,4-二氨基环己烷、1,3-二氨基甲基环己烷等的脂环族二胺等。
本发明中的聚氨酯树脂可以以溶剂为介质,但优选以水为介质。为了使聚氨酯树脂在水中分散或溶解,有使用乳化剂的强制乳化型、在聚氨酯树脂中导入亲水性基的自乳化型或水溶型等。特别是在聚氨酯树脂骨架中导入离子基而阴离子化的自乳化类型,液体储存稳定性和得到的涂布层的耐水性、透明性、粘合性优异,故而优选。另外,作为导入的离子基,可以列举羧基、磺酸、磷酸、膦酸、季铵盐等各种离子基,优选羧基。作为在聚氨酯树脂中导入羧基的方法,在聚合反应的各阶段中能够采取各种方法。例如,有在合成预聚物时使用具有羧基的树脂作为共聚成分的方法,和使用多元醇、聚异氰酸酯和作为链延长剂等的一个成分使用具有羧基的成分的方法。特别优选使用含有羧基的二元醇,通过该成分的加入量导入所希望量的羧基的方法。例如,对在聚氨酯树脂的聚合中使用的二元醇,能够使二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、双-(2-羟乙基)丙酸、双-(2-羟乙基)丁酸等共聚。另外,该羧基优选制成以氨、胺、碱金属类、无机碱类等中和的盐形态。特别优选的是氨、三甲胺、三乙胺。这样的聚氨酯树脂,在涂布后的干燥工序中,可以将分离了中和剂的羧基作为由其它交联剂引起的交联反应位点使用。由此,除了涂布前的液体状态的稳定性优异以外,能够进一步改善所得到的涂布层的耐久性、耐溶剂性、耐水性、耐粘连性等。
本发明的第一涂布层是为了提高光学膜时的辉度而设置的,从涂布外观的观点出发,优选含有聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂。另外,优选设计为全光线透过率高,因此,优选设计为涂布层中所含有的树脂的折射率低,在上述中,优选丙烯酸树脂、聚氨酯树脂,特别优选丙烯酸树脂。
本发明的第二涂布层是为了提高与微透镜层、棱镜层、光扩散层等的光学功能层的粘合性而设置的,从涂布外观的观点出发,优选含有聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂。另外,为了进一步提高粘合性,更优选含有丙烯酸树脂、聚氨酯树脂。特别是,在形成微透镜层、棱镜层时,从提高粘合性的观点出发,优选含有聚氨酯树脂,其中,特别优选含有聚碳酸酯多元醇类的聚氨酯树脂。
第一涂布层中树脂所占的比例,通常为10~80重量%,优选为15~70重量%,更优选为30~60重量%,第二涂布层中树脂所占的比例,通常为20~90重量%,优选为30~80重量%。第一涂布层中,树脂的比例超出上述范围时,有时涂布外观恶化、全光线透过率降低,第二涂布层中,树脂的比例超出上述范围时,有时粘合性恶化。
本发明的颗粒是为了提高滑动性、防粘性等而使用的物质,例如,能够列举二氧化硅、氧化铝、金属氧化物等的无机颗粒或者交联高分子颗粒等。特别是,从得到对涂布层的分散性、涂膜的透明性的观点出发,优选二氧化硅颗粒。
第一涂布层中所含有的颗粒的平均粒径,通常为0.03~5μm,优选为0.05~0.5μm的范围。平均粒径低于0.03μm时,有时滑动性、防粘性不充分,此外,大于5μm时,颗粒变得容易从涂布层脱落。
本发明的第一涂布层中的颗粒的含量通常在1~50重量%的范围,优选在5~30重量%的范围,更优选在10~20重量%的范围。低于1重量%时,无法得到充分的滑动性、防粘性,超过50重量%时,颗粒难以固定在涂布层上,存在脱落的可能性。
本发明中所使用的抗静电剂是为了使膜表面的表面阻抗降低而使用的物质,能够没有特别限定地使用现有公知的抗静电剂,从耐热性、耐湿热性良好的观点出发,优选高分子类型的抗静电剂。作为高分子类型的抗静电剂,例如,能够列举季铵盐化合物、聚酯化合物、磺酸化合物类、甜菜碱化合物、电子导电性化合物等。
季铵盐化合物是指分子内含有季铵盐的化合物,例如,能够列举吡咯烷环、烷胺的季化物,还有将它们与丙烯酸或甲基丙烯酸共聚得到的物质、N-烷基氨基丙烯酸酰胺的季化物、乙烯基苄基三甲基铵盐、2-羟基-3-甲基丙烯氧基丙基三甲基铵盐等。另外,也可以是将它们组合或者与其它的树脂共聚得到的物质。此外,作为形成这些的季铵盐的对离子的阴离子,例如能够列举卤离子、磺酸盐、磷酸盐、硝酸盐、烷基磺酸盐、羧酸盐等的离子。
上述季铵盐化合物中,从抗静电性、耐热稳定性优异的观点出发,更优选具有吡咯烷环的化合物。
作为具有吡咯烷环的化合物,例如,为具有下述式(1)的结构的聚合物。
上述式(1)中,R1、R2分别独立,为烷基、苯基等,这些烷基、苯基也可以由以下所示的基团置换。能够置换的基团,例如,为羟基、氨基、酯基、烷氧基、苯氧基、萘氧基、硫烷氧基、硫苯氧基、环烷基、三烷基铵烷基、氰基、卤。此外,R1和R2也可以化学结合,例如,可以列举-(CH2)m-(m=2~5的整数)、-CH(CH3)CH(CH3)-、-CH=CH-CH=CH-、-CH=CH-CH=N-、-CH=CH-N=C-、-CH2OCH2-、-(CH2)2O(CH2)2-等。式中的X-,表示卤离子、磺酸盐、磷酸盐、硝酸盐、烷基磺酸盐、羧酸盐等。
本发明中,上述式(1)的聚合物可以通过使用自由基聚合催化剂,使下述式(2)所示的化合物环化聚合而得到。聚合能够在作为溶剂的水或者甲醇、乙醇、异丙醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二噁烷、乙腈等的极性溶剂中,通过过氧化氢、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化物等的聚合引发剂,使用公知的方法实施,但是不限于此。本发明中,也可以将具有与(2)式的化合物的聚合性的碳-碳不饱和键的化合物作为共聚成分。
另外,季铵盐化合物的数均分子量通常为1000~500000,优选为2000~100000,更优选为5000~50000。分子量低于1000时,有时涂膜的强度变弱,或耐热稳定性变差。另外,分子量超过500000时,有时涂布液的粘度变高,或操作性、涂布性变差。
作为聚酯化合物,例如,能够列举侧链具有聚氧乙烯、聚酯醚酰胺、聚乙二醇的丙烯酸树脂等。
磺酸化合物类是指在分子内含有磺酸或者磺酸盐的化合物,例如,能够列举聚苯乙烯磺酸等。
作为电子导电性化合物,例如,能够列举聚乙炔等的脂肪族共轭类、聚对苯撑等的芳香族共轭类、聚吡咯、聚噻吩等的多环式共轭类、聚苯胺等的含杂原子共轭类等。
本发明中的第一涂布层中抗静电剂所占的比例,通常在1~50重量%的范围,优选在10~40重量%的范围,更优选在20~30重量%的范围。低于1重量%时,有时会发生抗静电能力不充分、粉尘附着,或者由于膜的贴附从而操作性变差。另一方面,超过50重量%时,有时无法得到充分的涂布面状。
在第一涂布层,为了提高耐擦伤性和滑动性,优选含有脱模剂。脱模剂是指,例如蜡、氟化合物、长链烷基化合物和有机硅。
蜡是选自天然蜡、合成蜡、配合有这些的蜡中的蜡。天然蜡是指植物类蜡、动物类蜡、矿物类蜡、石油蜡。作为植物类蜡,可以列举小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、木蜡、霍霍巴油。作为动物类蜡,可以列举蜜蜡、羊毛脂、鲸蜡。作为矿物类蜡,可以列举褐煤蜡、地蜡、纯白地蜡。作为石油蜡,可以列举石蜡、微晶蜡、凡士林。作为合成蜡,可以列举合成烃、改性蜡、氢化蜡、脂肪酸、酰胺、胺、亚胺、酯、酮。作为合成烃,费托蜡(别名:沙索蜡)、聚乙烯蜡是有名的,除此之外,也包括低分子量的高分子(具体而言,粘度数均分子量500到20000的高分子)以下的聚合物。即,可以列举聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段或接枝结合物。作为改性蜡,可以列举褐煤蜡衍生物、石蜡衍生物、微晶蜡衍生物。这里的衍生物是指精制、氧化、酯化、酮化的任一种处理或这些组合得到的化合物。作为氢化蜡,可以列举固化蓖麻子油和固化蓖麻子油衍生物。
作为氟化合物,优选化合物中含有氟原子的化合物。从涂布面状的观点来看,适宜使用有机类氟化合物,例如,含有全氟化烷基的化合物、含有氟原子的烯烃化合物的聚合物、氟化苯等的芳香族氟化合物等。考虑到转印时的耐热性、污染性,优选高分子化合物。
长链烷基化合物是指具有碳原子数为6以上、特别优选8以上的直链或支链的烷基的化合物。作为具体例,没有特别限定,可以列举含有长链烷基的聚乙烯树脂、含有长链烷基的丙烯酸树脂、含有长链烷基的聚酯树脂、含有长链烷基的胺化合物、含有长链烷基的酯化合物、含有长链烷基的季铵盐等。考虑到转印时的耐热性、污染性,优选高分子化合物。
有机硅是指分子内具有有机硅结构的化合物,可以列举有机硅乳液、丙烯酸接枝有机硅、有机硅接枝丙烯酸、氨基改性有机硅、全氟代烷基改性有机硅、烷基改性有机硅等。考虑到转印时的耐热性、污染性,优选含有固化型有机硅树脂。
这些脱模剂可以单独使用,也可以使用多种。另外,这些脱模剂中,考虑到能够以少量赋予良好的滑动性,适宜使用蜡。
第一涂布层中脱模剂所占的比例,通常为50重量%以下,优选1~20重量%,更优选3~10重量%。超过50重量%时,有时涂布层的面状恶化。
第一涂布层和第二涂布层中,为了加强涂膜等,也能够并用交联剂。作为交联剂,例如,可以列举三聚氰胺化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物、异氰酸酯化合物、碳二亚胺化合物、金属偶联剂等。
三聚氰胺化合物是指在化合物中具有三聚氰胺骨架的化合物。例如,能够使用使醇与烷醇化三聚氰胺衍生物、羟基化三聚氰胺衍生物反应而部分地或完全地醚化的化合物和这些的混合物。作为在醚化中使用的醇,可以适宜地使用甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等。另外,作为三聚氰胺化合物,既可以是单体或二聚体以上的多聚体的任意一种,或者也可以使用这些的混合物。另外,能够使用在三聚氰胺的一部分中缩聚尿素等的缩合物,为了提高三聚氰胺化合物反应性,也能够使用催化剂。
作为环氧化合物,例如,可以列举在分子内含有环氧基的化合物、其预聚物和固化物。例如,可以列举表氯醇与乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、聚甘油、双酚A等羟基、氨基的缩合物,有聚环氧化合物、二环氧化合物、一环氧化合物、缩水甘油胺型化合物等。作为聚环氧化合物,例如,可以列举山梨糖醇、聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、三缩水甘油基三(2-羟乙基)异氰酸酯、甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚,作为二环氧化合物,例如,可以列举季戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚,作为一环氧化合物,例如,可以列举烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚,作为缩水甘油胺型化合物,可以列举N,N,N′,N′-四环缩水甘油基-间苯二甲基二胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基)环己烷等。
噁唑啉化合物是指在分子内具有噁唑啉基的化合物。特别优选含有噁唑啉基的聚合物,能够通过加聚性的含噁唑啉基的单体单独或和其它单体的聚合制成。加聚性的含噁唑啉基的单体,能够列举2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉等,能够使用这些的一种或两种以上的混合物。其中,2-异丙烯基-2-噁唑啉在工业上也容易购入,是适合的。其它单体只要是能够与加聚性含噁唑啉基的单体共聚的单体即可,没有限制,例如,能够使用烷基(甲基)丙烯酸酯(作为烷基,为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基)等的(甲基)丙烯酸酯类;丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、苯乙烯磺酸及其盐(钠盐、钾盐、铵盐、叔胺盐等)等不饱和羧酸类;丙烯腈、甲基丙烯腈等不饱和腈类;(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺(作为烷基,为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基等)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、乙基乙烯基醚等乙烯基醚类;乙烯、丙烯等α-烯烃类;氯乙烯、偏氯乙烯、氟化乙烯等含卤素的α,β-不饱和单体类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等α,β-不饱和芳香族单体等,能够使用这些的一种或两种以上的单体。
第一涂布层中交联剂所占的比例,通常为30重量%以下,优选为20重量%以下,第二涂布层中交联剂所占的比例,通常为5~70重量%,优选15~50重量%。为了涂膜具有适度的强度,优选在该范围使用。另外,第二涂布层中,交联剂的比例超出上述范围时,有时粘合性恶化。
在不损害本发明的要点的范围内,在第一涂布层和第二涂布层中,还可以根据需要含有消泡剂、涂布性改良剂、增粘剂、有机类润滑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、发泡剂、颜料、染料等。
第一涂布层和第二涂布层中的各种成分的分析,例如,能够通过TOF-SIMS等表面分析进行。
本发明中,假定通过联线涂布设置涂布层,优选使上述一系列化合物形成为水溶液或水分散体,以在聚酯膜上涂布调整为固体成分浓度0.1~50重量%左右基准的涂布液为要领,制造叠层聚酯膜。另外,在不损害本发明要点的范围内,以改良对水的分散性、改良成膜性等为目的,可以在涂布液中含有少量有机溶剂。有机溶剂既可以只是一种,也可以适当地使用两种以上。
关于本发明的叠层聚酯膜,聚酯膜上设置的第一涂布层的涂布量,通常在0.03~1.0g/m2的范围,优选在0.05~0.5g/m2的范围,更优选在0.07~0.2g/m2的范围。涂布量低于0.03g/m2时,颗粒容易脱落的可能性高,超过1.0g/m2时,存在外观恶化的可能性。另一方面,第二涂布层的涂布量,通常在0.002~1.0g/m2的范围,更优选在0.005~0.5g/m2的范围,更优选在0.01~0.2g/m2的范围。涂布量低于0.002g/m2时,存在无法得到充分的粘合性的可能性,超过1.0g/m2时,存在外观、透明性恶化的可能性。
本发明中,设置第一涂布层和第二涂布层的方法能够使用逆向凹版涂布、直接凹版涂布、辊涂、刚模涂布、棒涂、幕帘式淋涂等现有公知的涂布方式。
本发明中,在聚酯膜上形成第一涂布层和第二涂布层时的干燥和固化条件没有特别限定,通常以70~280℃、3~200秒为基准进行热处理即可。
另外,也可以根据需要并用热处理和紫外线照射等的活性能量线照射。对构成本发明中的叠层聚酯膜的聚酯膜,也可以预先进行电晕处理、等离子体处理等的表面处理。
本发明的叠层聚酯膜中,从提高辉度的观点出发,优选全光线透过率高。也存在对第二涂布层的影响,不能一概而论,但优选90.0%以上,更优选91.0%以上,更加优选91.5%以上。
本发明的叠层聚酯膜中,雾度优选在1.0~10%的范围,更优选在1.5~5.0%的范围。雾度过低时,组装入背光单元时,存在背光的辉线过亮的可能性,雾度过高时,存在导致透过率下降、辉度降低的可能性。
在本发明的叠层聚酯膜的第二涂布层上,为了提高辉度等,通常设置棱镜层、微透镜层、光扩散层等。棱镜层,近年来,为了有效提高辉度,提出有各种形状,但通常为并列截面为三角形状的棱镜列。另外,微透镜层也同样提出有各种形状,但通常在膜上设置多个半球状凸透镜。为了使透过的光在多方向均匀扩散等而使用光扩散层,光扩散层含有颗粒和粘合剂。任一层能够设为现有公知的形状。
作为棱镜层的形状,例如,能够列举厚度为10~500μm、棱镜列的间隔为10~500μm、顶角为40°~100°的截面三角形状的棱镜层。作为棱镜层中所使用的材料,能够使用现有公知的材料,例如,可以列举由活性能量线固化型树脂得到的材料,可以列举聚酯树脂、环氧树脂、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯等的(甲基)丙烯酸酯类树脂等。
作为微透镜层的形状,例如,可以列举厚度为10~500μm、直径为10~500μm的半球状的形状,也可以是圆锥、多角锥这样的形状。作为微透镜层中所使用的材料,能够使用与棱镜层同样的现有公知的材料,例如,可以列举活性能量线固化型树脂。
作为光扩散层中所含有的颗粒,只要具有扩散光的性质即可,能够使用丙烯酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂等的有机颗粒、二氧化硅、金属氧化物、硫酸钡等的无机颗粒。其中,适宜使用透明性良好的丙烯酸树脂和丙烯基聚氨酯树脂。另外,这些颗粒的粒径没有特别限定,平均粒径为1~50μm,更优选5~15μm。
光扩散层中所含有的粘合剂是为了固定颗粒而表现光扩散性而使用的材料,例如,能够列举聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、有机硅类树脂、环氧树脂、紫外线固化型树脂等。考虑到加工性,适宜使用多元醇化合物,例如,可以列举丙烯酸多元醇、聚酯多元醇等。
使用多元醇化合物作为粘合剂时,作为固化剂可以含有异氰酸酯。通过含有异氰酸酯,能够形成更强固的交联结构,提高作为光扩散层的物性。另外,作为粘合剂使用紫外线固化型树脂时,优选丙烯酸树脂,能够提高光扩散层的硬度。
光扩散层中,在不损害光扩散性能的范围内,可以含有表面活性剂、微小无机填充剂、增塑剂、固化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防锈剂等。
光扩散层中的粘合剂和颗粒的混合比例,根据所要得到的光扩散性适宜设定,没有特别限定,例如,以重量比计,粘合剂/颗粒在0.1~50的范围,优选0.5~20的范围。
作为形成光扩散层的方法,可以列举调制含有粘合剂和颗粒的涂布液、进行涂布干燥的方法。作为涂布方法,能够使用逆向凹版涂布、直接凹版涂布、辊涂、刚模涂布、棒涂、幕帘式淋涂、喷涂、旋涂等现有公知的涂布方式。光扩散层的厚度没有特别限定,考虑到光扩散性、膜强度等,在1~100μm的范围,更优选3~30μm的范围。
实施例
以下,通过实施例更详细说明本发明,但本发明只要不超越其要点,不受以下的实施例限定。另外,在本发明中使用的测定法和评价方法如下所述。
(1)聚酯的特征粘度的测定
精确称量1g在聚酯中除去非相溶的其它聚合物成分和颜料的聚酯,加入100ml苯酚/四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂使之溶解,在30℃进行测定。
(2)平均粒径的测定
使用电子显微镜(HITACHI制造S-4500),观察涂布层的表面,以10个颗粒的粒径的平均值作为平均粒径。
(3)全光线透过率的测定
使用村上色彩技术研究所制造的雾度测定仪HM-150,根据JISK7361进行测定。
(4)雾度的测定
使用村上色彩技术研究所制造的雾度测定仪HM-150,根据JISK7361进行测定。
(5)叠层聚酯膜的表面固有阻抗的测定方法
使用日本Hewlett-Packard公司生产的高阻抗测定器:HP4339B和测定电极:HP16008B,在23℃、50%RH的测定氛围下,充分调湿聚酯膜之后,施加电压100V,测定1分钟后的涂布层的表面固有阻抗值。
(6)叠层聚酯膜的尘埃附着性评价方法
在23℃、50%RH的测定氛围下,充分调湿聚酯膜后,使用棉布在涂布层上往返10次。将其静止靠近细碎的烟草灰上,按照以下基准评价灰的附着状况。
○:膜即使接触灰也不附着
△:膜接触灰而有少量附着
×:膜仅接近灰就有大量附着
(7)耐擦伤性的评价方法
在第一涂布层面上重叠棱镜片,其上载置200g的重物,观察移动棱镜片时的表面。表面上确认没有伤痕的情况为○,确认伤痕的情况为×。
(8)滑动性的评价方法
用手在第一涂布层面上擦拭时,没有阻滞感、具有滑动感的情况为○,没有阻滞感、也没有滑动感的情况为△,具有阻滞感的情况为×。
(9)第二涂布层侧棱镜粘合性的评价方法
为了形成棱镜层,在并列多个间距50μm、顶角65°的棱镜列的模具部件上配置树脂、日本化药制造KAYARAD DPHA-40H,从其上在第二涂布层与树脂接触的方向重叠叠层聚酯膜,通过辊均匀拉伸活性能量线固化性组合物,从紫外线照射装置照射紫外线,使树脂固化。接着,从模具部件剥离膜,得到形成有棱镜层的膜。之后,使用割刀以5mm间隔切割,贴附24mm宽的胶带(NICHIBAN株式会社生产的CELLOTAPE(注册商标)CT-24),以180度的剥离角度急速剥离,之后观察剥离面,剥离面积在10%以下的情况为○,超过10%、20%以下的情况为△,超过20%的情况为×。
实施例和比较例中使用的聚酯是如以下操作而准备的聚酯。
<聚酯(A)的制造方法>
以100重量份对苯二甲酸二甲酯和60重量份乙二醇为初始原料,作为催化剂加入四丁氧基钛酸酯到反应器,反应开始温度为150℃,蒸馏除去甲醇的同时使反应温度慢慢上升,3小时后为230℃。4小时后,使酯交换反应实质结束,之后进行4小时缩聚反应。
即,温度从230℃缓慢升温到280℃。另一方面,压力从常压慢慢减少,最终为0.3mmHg。反应开始时,通过反应槽的搅拌动力的变化,在相当于特征粘度0.63的时刻停止反应,在氮气加压下使聚合物排出,得到特征粘度0.63的聚酯(A)。
<聚酯(B)的制造方法>
以100重量份对苯二甲酸二甲酯和60重量份乙二醇为初始原料,作为催化剂加入乙酸镁·四水合物到反应器,反应开始温度为150℃,蒸馏除去甲醇的同时使反应温度慢慢上升,3小时后为230℃。4小时后,使酯交换反应实质结束。将该反应混合物移动到缩聚槽,添加正磷酸,之后,加入二氧化锗,进行4小时缩聚反应。即,温度从230℃缓缓上升到280℃。另一方面,压力从常压缓缓降低,最终达到0.3mmHg。反应开始后,随着反应槽的搅拌动力的变化,在相当于极限浓度0.65的时刻停止反应,在氮气加压下使聚合物排出,得到特征粘度0.65的聚酯(B)。
<聚酯(C)的制造方法>
在聚酯(A)的制造方法中,添加0.2份在乙二醇中分散的平均粒径2μm的二氧化硅颗粒,在相当于特征粘度0.66的时刻停止缩聚反应,除此之外,使用与聚酯(A)的制造方法相同的方法,得到特征粘度0.66的聚酯(C)。
构成涂布层的化合物例如下所述。
(化合物例)
·抗静电剂:(I)
主链上具有吡咯烷环的以下述组成聚合得到的聚合物:
二烯丙基二甲基氯化铵/二甲基丙烯酸酰胺/N-羟甲基丙烯酸酰胺=90/5/5(mol%)
数均分子量约30000
·丙烯酸树脂:(IIA)
将丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯共聚、以非离子类乳化剂分散得到的丙烯酸树脂(日本Carbide工业生产NICASOL)
·聚氨酯树脂:(IIB)
以三乙胺中和含有由1,6-己二醇和碳酸乙二酯的数均分子量为2000的聚碳酸酯多元醇400份、季戊二醇10.4份、异佛尔酮二异氰酸酯58.4份、二羟甲基丁酸74.3份的预聚物,以异佛尔酮二胺进行链延长而得到的聚氨酯树脂的水分散体。
·脱模剂(III)
在具备搅拌机、温度计、温度控制器的内容量1.5L的乳化设备中加入熔点105℃、酸价16mgKOH/g、密度0.93g/mL、平均分子量5000的氧化聚乙烯蜡300g、离子交换水650g和一油酸十甘油酯表面活性剂50g、48%氢氧化钾水溶液10g,以氮置换后,密封,在150℃高速搅拌1小时,之后冷却到130℃,在400气压下通过高压均化器,得到冷却到40℃的蜡乳液。
·交联剂(噁唑啉化合物):(IV)噁唑啉基在丙烯酸类树脂上接枝得到的聚合物型交联剂,Epocros WS-500(日本触媒公司生产)。
·粘合聚合物:(V)多甘油骨架的聚氧化乙烯加成物。平均分子量350。
·颗粒:(VIA)平均粒径0.05μm的酸性二氧化硅颗粒
·颗粒:(VIB)平均粒径0.08μm的酸性二氧化硅颗粒
·颗粒:(VIC)平均粒径0.07μm的二氧化硅颗粒
实施例1
以分别85%、5%、10%的比例混合聚酯(A)、(B)、(C)的混合原料作为最外层(表层)的原料,以分别95%、5%的比例混合聚酯(A)、(B)的混合原料作为中间层原料,分别供给到2台挤出机,分别以290℃熔融之后,在设定为40℃的冷却辊上,以2种3层(表层/中间层/表层=1︰18︰1的排出量)的层结构共挤出,使之冷却固化,得到未拉伸片材。接着,利用辊转速差,以膜温度85℃在纵向拉伸3.4倍,之后,在该纵拉伸膜的单面涂布如下述表1所示的涂布液1,使其干燥后为0.09g/m2,在相反侧的面涂布涂布液11,使其干燥后为0.03g/m2,导入拉幅机,在横向120℃拉伸4.0倍,在225℃进行热处理,得到厚度188μm的聚酯膜。
所得到的聚酯膜,表面固有阻抗低,第一涂布层侧的耐擦伤性和滑动性好。在下述表2表示该膜的特性。
实施例2~8
实施例1中,将涂布剂组成变更为表1所示的涂布剂组成,除此以外,与实施例1同样制造,得到聚酯膜。在表2中表示所得到的聚酯膜的特性。
比较例1
实施例1中,不设置第一涂布层,除此以外,与实施例1同样制造,得到聚酯膜。所得到的聚酯膜全光线透过率低,耐擦伤性、滑动性差。
比较例2、3
实施例1中,将涂布剂组成变更为表1所示的涂布剂组成,除此之外,与实施例1同样制造,得到聚酯膜。所得到的聚酯膜,出现尘埃粘合性、耐擦伤性、滑动性差的情况。
比较例4
实施例4中,不设置第二涂布层,除此之外,与实施例4同样制造,得到聚酯膜。所得到的聚酯膜,与棱镜层的粘合性差。
表1
表2
工业上的可利用性
本发明的膜能够适用于例如作为液晶显示器的背光单元等中使用的微透镜片、棱镜片、光扩散片、触摸屏用部件等要求滑动性、防粘性、抗静电性的用途中。
Claims (10)
1.一种叠层聚酯膜,其特征在于:
在聚酯膜的一个面具有含有树脂、颗粒和抗静电剂的第一涂布层,在另一个聚酯膜面具有含有树脂的第二涂布层,
在第二涂布层上设置棱镜层、微透镜层或光扩散层,
第一涂布层和第二涂布层是通过在聚酯膜的拉伸工序中对膜表面进行处理的联线涂布而设置的涂布层,
第一涂布层的涂布量为0.03~1.0g/m2,第二涂布层的涂布量为0.002~1.0g/m2。
2.如权利要求1所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层的涂布量为0.05~0.5g/m2,第二涂布层的涂布量为0.005~0.5g/m2。
3.如权利要求1或2所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层和第二涂布层中所含有的树脂是选自聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的任一种。
4.如权利要求1或2所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层中所含有的颗粒是平均粒径为0.03~5μm的无机颗粒或交联高分子颗粒。
5.如权利要求1或2所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层中树脂所占的比例为10~80重量%,第二涂布层中树脂所占的比例为20~90重量%。
6.如权利要求1或2所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层中颗粒所占的比例为1~50重量%。
7.如权利要求1或2所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层含有脱模剂。
8.如权利要求7所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层中脱模剂所占的比例为50重量%以下。
9.如权利要求1或2所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层和第二涂布层含有交联剂。
10.如权利要求9所述的叠层聚酯膜,其特征在于:
第一涂布层中交联剂所占的比例为30重量%以下,第二涂布层中交联剂所占的比例为5~70重量%。
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