CN104540891B - 酰化纤维素膜、使用其的偏光板及液晶显示装置 - Google Patents

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CN104540891B CN201380042723.1A CN201380042723A CN104540891B CN 104540891 B CN104540891 B CN 104540891B CN 201380042723 A CN201380042723 A CN 201380042723A CN 104540891 B CN104540891 B CN 104540891B
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Abstract

一种酰化纤维素膜、使用其的偏光板及液晶显示装置,上述酰化纤维素膜含有酰化纤维素、及至少1种由下述通式(I)所表示的化合物。R1、R3及R5表示氢原子、碳数为1~20的烷基、碳数为3~20的环烷基、碳数为2~20的烯基或碳数为6~20的芳香族基。其中,R1、R3及R5中的任一个为芳烷基或环烷基,且R1、R3及R5中所存在的环结构的合计为3个以上。

Description

酰化纤维素膜、使用其的偏光板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种酰化纤维素膜、使用其的偏光板及液晶显示装置。
背景技术
酰化纤维素膜作为液晶显示装置的光学构件,例如光学补偿膜的支撑体、偏光板的保护膜等,而用于各种液晶显示装置。
液晶显示装置除如电视机(Television,TV)用途等一般在室内使用以外,例如以便携式装置等为中心而在室外使用的机会也增加。因此,需要开发一种比之前更能经得起高温高湿下的使用的液晶显示装置。但是,若在高温高湿下使用液晶显示装置,则产生由偏光片(polarizer)收缩所引起的不均、或者偏光性能下降,由此存在显示性能劣化这一问题。进而,对于液晶显示装置在越来越多样的用途中也经得起严酷的使用条件的要求变高,逐年要求比之前更高的水平的耐久性。
在专利文献1中记载有利用含有在特定的溶剂中的酸解离常数为2~7的有机酸的树脂膜(包含酰化纤维素膜),可改善偏光片在高温高湿下的耐久性。另外,在专利文献2中也揭示有一种含有作为有机酸而为人所知的巴比妥酸(barbituric acid)衍生物的酰化纤维素膜,但没有关于偏光片的耐久性的记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-118135号公报
专利文献2:日本专利特开2011-126968号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据本发明人等人的研究可知:当要进一步改善偏光片在高温高湿下的耐久性时,必须一并解决由添加各种添加剂所产生的弊病,例如由光所引起的膜的着色或设置有硬涂层(hardcoat layer)时的密接性的改善、金属腐蚀性的下降等新产生的课题。
本发明的课题在于提供一种酰化纤维素膜、使用其的偏光板及液晶显示装置,上述酰化纤维素膜可改善偏光板的光学特性及耐久性,特别是抑制由光所引起的膜的着色或改善设置有硬涂层等时的密接性,并可进一步提高液晶显示装置的性能。
解决问题的技术手段
本发明人等人为了解决上述课题而对各种添加剂与各种性能的关系进行了研究。其结果,发现若向酰化纤维素膜中添加具有特定的结构的巴比妥酸衍生物,则可抑制由光照射所引起的经时的着色。也包括取代基及其组合在内进一步进行研究的结果,可知具有巴比妥酸作为取代基的环结构重要,并进一步反复进行了研究。根据这些研究的结果,本发明人等人发现通过将包含具有特定的结构的巴比妥酸的酰化纤维素膜用作偏光片的保护膜,而可进一步提升偏光板的耐久性。
另外,上述特定结构的巴比妥酸衍生物几乎不显示腐蚀性,而且对于制膜时所使用的溶剂的溶解性也优异,挥散也少,因此上述酰化纤维素膜在其制造方面也具备优势。
即,上述课题通过以下的手段来达成。
<1>一种酰化纤维素膜,其包括酰化纤维素、及至少1种由下述通式(I)所表示的化合物。
[化1]
[通式(I)中,R1、R及R5分别独立地表示氢原子、碳数为1~20的烷基、碳数为3~20的环烷基、碳数为2~20的烯基或碳数为6~20的芳香族基。上述烷基、环烷基、烯基及芳香族基可具有取代基。其中,R1、R3及R5中的任一个为芳烷基或环烷基,且R1、R3及R5中所存在的环结构的合计为3个以上]
<2>根据<1>所述的酰化纤维素膜,其中在通式(I)中,R5为芳烷基或环烷基。
<3>根据<1>或<2>所述的酰化纤维素膜,其中在通式(I)中,R1、R3及R5分别具有1个以上的环结构。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的酰化纤维素膜,其中在通式(I)中,R1、R3及R5分别具有1个以上的芳香环结构。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的酰化纤维素膜,其中在通式(I)中,R1、R3及R5所具有环结构均为芳香环结构。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的酰化纤维素膜,其中酰化纤维素的总酰基取代度(A)满足下述式。
1.5≤A≤3.0
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的酰化纤维素膜,其中酰化纤维素的酰基为乙酰基,总乙酰基取代度(B)满足下述式。
2.0≤B≤3.0
<8>根据<7>所述的酰化纤维素膜,其中总乙酰基取代度(B)为2.5以上、未满2.97。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的酰化纤维素膜,具包括至少1种缩聚酯化合物。
<10>根据<9>所述的酰化纤维素膜,其中缩聚酯化合物是使由下述通式(a)所表示的至少1种二羧酸、与由下述通式(b)所表示的至少1种二醇进行缩聚而获得的化合物。
[化2]
[通式(a)中,X表示二价的碳数为2~18的脂肪族基或二价的碳数为6~18的芳香族基。通式(b)中,Z表示二价的碳数为2~8的脂肪族基]
<11>根据<9>或<10>所述的酰化纤维素膜,其中缩聚酯化合物的数量平均分子量为500~2000。
<12>根据<9>至<11>中任一项所述的酰化纤维素膜,其中缩聚酯化合物的末端经封端。
<13>根据<1>至<12>中任一项所述的酰化纤维素膜,其包括单糖、或至少1种包含2个~10个单糖单元的碳水化物化合物。
<14>根据<13>所述的酰化纤维素膜,其中碳水化物化合物具有烷基、芳基或酰基作为取代基。
<15>一种偏光板,其至少包括根据上述<1>至<14>中任一项所述的酰化纤维素膜、及偏光片。
<16>一种液晶显示装置,其至少包括根据上述<15>所述的偏光板、及液晶单元。
在本说明书中,使用“~”所表示的数值范围是指包含具前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
另外,在本说明书中,只要事先无特别说明,则作为各基所说明的“基”用于同时包含未经取代的形态及具有取代基的形态的含义。例如,“烷基”是指可具有取代基的烷基。另外,在本说明书中,“脂肪族基”是直链、分支或环状的脂肪族基,可为饱和脂肪族基,也可为不饱和脂肪族基(不会成为芳香环)。
在本说明书中,当同时或二者择一地规定多个取代基或连结基(以下,称为取代基等)时,各个取代基等相互可相同,也可不同。
发明的效果
本发明的酰化纤维素膜可进一步抑制由光照射所引起的经时的着色。另外,若用作偏光板中的偏光片的保护膜,则可进一步提升偏光板的耐久性。
其结果,可提供一种酰化纤维素膜、使用其的偏光板及液晶显示装置,上述酰化纤维素膜可改善偏光板的光学特性及耐久性,特别是抑制由光所引起的膜的着色或改善设置有硬涂层等时的密接性,并可进一步提高液晶显示装置的性能。
适宜参照随附的图式,并根据下述的记载而使本发明的上述及其他特征以及优点变得更明确。
附图说明
图1是表示示意性地表示液晶显示装置的内部构造的一例的概略图。
图2是表示使用共流延用模具,并通过同时共流延来使3层构造的酰化纤维素膜进行流延时的一例的概略图。
符号的说明
1:表层用浓液
2:核心层(基层)用浓液
3:共流延模头
4:流延用支撑体
21A、21B:偏光板
22:彩色滤光片基板
23:液晶层
24:阵列基板
25:导光板
26:光源
31a、31b:酰化纤维素膜(偏光板保护膜)
32:偏光片
具体实施方式
以下,列举实施形态对本发明进行详细说明。
<<酰化纤维素膜>>
本发明的酰化纤维素膜含有酰化纤维素与至少1种由下述通式(I)所表示的化合物。
本发明的酰化纤维素膜可显现出抑制偏光板的劣化的效果,适合于用作保护膜。
<由通式(I)所表示的化合物>
本发明中所使用的化合物为由下述通式(I)所表示的化合物。
[化3]
通式(I)中,R1、R3及R5分别独立地表示氢原子、碳数为1~20的烷基、碳数为3~20的环烷基、碳数为2~20的烯基或碳数为6~20的芳香族基。该烷基、环烷基、烯基及芳香族基可具有取代基。其中,R1、R3及R5中的任一个为芳烷基或环烷基,且R1、R及R5中所存在的环结构合计为3个以上。
上述R1、R3及R5中的烷基的碳数优选为1~10,更优选为1~5,进而更优选为1~3,特别优选为甲基或乙基。其中,在取代有芳基的烷基,即芳烷基的情况下,芳烷基的碳数优选为7~20,更优选为7~12,进而更优选为7~10。
上述R1、R3及R5中的环烷基的碳数优选为3~10,更优选为4~8,进而更优选为5或6。作为环烷基的具体例,例如可列举环丙基、环戊基、环己基,特别优选为环己基。
上述R1、R3及R5中的烯基的碳数优选为2~10,更优选为2~5。例如可列举乙烯基、烯丙基。
上述R1、R3及R5中的芳香族基可为芳香族烃基,也可为芳香族杂环基,但优选为芳香族烃基。芳香族基的碳数优选为6~16,更优选为6~12。
作为芳香族基中的芳香族烃基,优选为苯基、萘基,更优选为苯基。
R1、R3及R5的上述各基可具有取代基。
作为该取代基,并无特别限制,可列举:烷基(优选为碳数为1~10,例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧甲基等)、烯基(优选为碳数为2~20,例如乙烯基、烯丙基、油烯基(oleyl)等)、炔基(优选为碳数为2~20,例如乙炔基、丁二炔基(butadiynyl)、苯基乙炔基等)、环烷基(优选为碳数为3~20,例如环丙基、环戊基、环己基、4-甲基环己基等)、芳基(优选为碳数为6~26,例如苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-甲基苯基等)、杂环基(优选为碳数为0~20的杂环基,环构成杂原子优选为氧原子、氮原子、硫原子,可利用5元环或6元环在苯环或杂环上进行缩环,该环可为饱和环、不饱和环、芳香环,例如2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-噁唑基等)、烷氧基(优选为碳数为1~20,例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、苄氧基等)、芳氧基(优选为碳数为6~26,例如苯氧基、1-萘氧基、3-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基等)、
烷硫基(优选为碳数为1~20,例如甲硫基、乙硫基、异丙硫基、苄硫基等)、芳硫基(优选为碳数为6~26,例如苯硫基、1-萘硫基、3-甲基苯硫基、4-甲氧基苯硫基等)、磺酰基(优选为烷基或芳基的磺酰基,碳数优选为1~20,例如甲基磺酰基、乙基磺酰基、苯磺酰基、甲苯磺酰基等)、酰基(包含烷基羰基、烯基羰基、芳基羰基、杂环羰基,碳数优选为20以下,例如乙酰基、三甲基乙酰基(pivaloyl)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯甲酰基、烟酰基(nicotinoyl)等)、烷氧基羰基(优选为碳数为2~20,例如乙氧基羰基、2-乙基己氧基羰基等)、芳氧基羰基(优选为碳数为7~20,例如苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨基(包含氨基、烷基氨基、芳基氨基、杂环氨基,优选为碳数为0~20,例如氨基、N,N-二甲氨基、N,N-二乙氨基、N-乙氨基、苯胺基、1-吡咯烷基、哌啶基、吗啉基等)、磺酰胺基(优选为烷基或芳基的磺酰胺基,碳数优选为0~20,例如N,N-二甲基磺酰胺、N-苯基磺酰胺等)、氨磺酰基(优选为烷基或芳基的氨磺酰基,碳数优选为0~20,例如N,N-二甲基氨磺酰基、N-苯基氨磺酰基等)、酰氧基(优选为碳数为1~20,例如乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、氨甲酰基(优选为烷基或芳基的氨甲酰基,碳数优选为1~20,例如N,N-二甲基氨甲酰基、N-苯基氨甲酰基等)、酰基氨基(优选为碳数为1~20,例如乙酰基氨基、丙烯酰基氨基、苯甲酰基氨基、烟酰胺等)、氰基、羟基、巯基或卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)。
上述取代基可进而由上述取代基取代。例如可列举取代有如三氟甲基般的全氟烷基、芳烷基、酰基的烷基等。
再者,这些取代基并非仅R1、R3、R5的各基可具有的取代基,而应用于本申请说明书中所记载的化合物中的取代基。
此处,R1、R3及R5的各基可具有的上述取代基之中,优选为烷基、芳基、烷氧基、烷硫基、烷基磺酰基、卤素原子、酰基,更优选为烷基、芳基、烷氧基、酰基,进而更优选为烷基、烷氧基。
由通式(I)所表示的化合物中,R1、R3及R5的任一个为芳烷基或环烷基,优选为任一个为芳烷基。
其中,优选为R5为芳烷基或环烷基的化合物。
R5优选为可取代有芳基、酰基的烷基或环烷基,更优选为取代有芳基的烷基(即芳烷基,以后称为芳烷基)、取代有酰基的烷基(优选为取代有酰基与芳基的烷基)或环烷基,进而更优选为芳烷基或环烷基,特别优选为芳烷基。
以下,进一步说明R5中的上述优选的烷基、环烷基。
作为烷基中的未经取代的烷基,例如可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、正己基、2-乙基己基、正辛基。
作为取代有芳基的烷基即芳烷基,例如可列举:苄基、苯乙基(phenethyl)、3-苯基丙基。
取代有酰基的烷基中的酰基优选为烷基羰基、环烷基羰基、芳基羰基,其中,优选为具有环结构的环烷基羰基、芳基羰基,特别优选为芳基羰基。
作为上述烷基羰基,例如可列举乙酰基、丙酰基、丁酰基、三甲基乙酰基,作为环烷基羰基,例如可列举环丙基羰基、环戊基羰基、环己基羰基,作为芳基羰基,例如可列举苯甲酰基、甲苯甲酰基、萘甲酰基(naphthoyl)。
取代有酰基的烷基例如可列举2-酰基乙基、3-酰基丙基、2-酰基丙基,优选为2-酰基乙基。
在本发明中,其中取代有酰基的烷基优选为取代有酰基与芳基的烷基,该情况下的芳基优选为苯基。
作为取代有酰基与芳基的烷基,例如可列举1-苯基-2-苯甲酰基乙基、1-甲苯基-2-苯甲酰基乙基。
环烷基、芳烷基可列举R1、R3及R5中所例示的基。
若列举由通式(I)所表示的化合物中的优选的化合物,则如下所示。
·R1、R3及R5的任一个为芳烷基的化合物
再者,芳烷基之中,优选为在烷基上取代有1个或2个芳基者(当取代有2个芳基时,优选为取代于同一碳原子)。进而,在烷基上取代有芳基与酰基(优选为芳酰基)者也优选。
·R1、R3及R5的任一个为含有环烷基的基,优选为含有环烷基的基为环烷基的化合物
在上述“R1、R3及R5中所存在的环结构合计为3个以上”时的环结构中,除R1、R3或R5的取代基的基本骨架本身采用环结构的情况以外,还包括如已例示般,R1、R3或R5所含有的取代基具有环结构的形态。
作为上述环结构,优选为环状饱和烃结构或芳香环结构(芳香族烃结构或芳香族杂环结构)。另外,该环结构也可为缩环结构。
当上述环结构为环状饱和烃结构时,该环状饱和烃结构优选为作为碳数为3~20的环烷基而存在。更具体而言,更优选为作为环丙基、环戊基或环己基而存在,特别优选为作为环己基而存在。
另外,当上述环结构为芳香环结构时,优选为芳香族烃结构。该芳香族烃结构优选为作为碳数为6~20的芳基而存在。更具体而言,更优选为作为苯基、萘基而存在,特别优选为作为苯基而存在。
就制膜时的溶解稳定性的观点而言,由通式(I)所表示的化合物更优选为R1、R3及R5为碳数为1~20的烷基、碳数为2~20的烯基或碳数为6~20的芳基。另外,更优选为R1、R3及R5分别具有1个以上的环结构,进而更优选为分别具有1个环结构。
本发明的由通式(I)所表示的化合物更优选为由下述通式(I-a)所表示的化合物。
[化4]
通式(I-a)中,L1、L3及L5分别独立地表示单键或碳数为1以上的二价的连结基。L1、L3及L5更优选为单键或碳数为1~6的亚烷基,进而更优选为单键、亚甲基或亚乙基,特别优选为单键或亚甲基。若考虑溶解稳定性,则优选为L1、L3及L5中的至少一个为碳数为1~6的亚烷基,优选为业甲基或亚乙基。
由L1、L3及L5所表示的二价的连结基可具有取代基,该取代基可列举上述R1、R3及R5的各基可具有的取代基。
通式(I-a)中,Ar1、Ar3及Ar5分别独立地表示碳数为6~20的芳基,优选为苯基、萘基,更优选为苯基。Ar1、Ar3及Ar5可具有取代基,该取代基可列举上述R1、R3及R5的各基可具有的取代基。作为此种取代基,其含义与R1、R3及R5为芳香族基时可进行取代的取代基相同,优选的范围也相同。
当Ar1、Ar3及Ar5不具有取代基、或具有取代基时,该取代基优选为不具有环结构。
由通式(I)及通式(I-a)所表示的化合物的分子量优选为250~1200,更优选为300~800,特别优选为350~600。
通过将分子量设为此种优选的范围,在抑制本发明的化合物的自膜中的挥散方面优异,可获得透明性高的膜。
以下,表示本发明的由通式(I)所表示的化合物的具体例,但本发明并不限定于这些具体例。
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
已知本发明的由通式(I)所表示的化合物可利用使脲衍生物与丙二酸衍生物进行缩合的巴比妥酸的合成法来合成。在氮原子上具有2个取代基的巴比妥酸可通过对N,N′-二取代型脲与丙二酰氯进行加热、或将丙二酸与乙酸酐等活化剂加以组合后进行加热来获得,例如可优选地使用《美国化学会志(Journal of the American Chemical Society)》(第61卷、1015页(1939年))、《药物化学杂志(Journal of Medicinal Chemistry)》(第54卷、2409页(2011年))、《四面体通讯(Tetrahedron Letters)》(第40卷、8029页(1999年))、国际公开第2007/150011号手册等中所记载的方法。
另外,用于缩合的丙二酸可为未经取代的,也可为具有取代基的,若使用具有相当于R5的取代基的丙二酸,则通过构筑巴比妥酸而可合成本发明的由通式(I)所表示的化合物。另外,若使未经取代的丙二酸与脲衍生物进行缩合,则可获得5位未经取代的巴比妥酸,因此通过对其进行修饰,也可合成本发明的由通式(I)所表示的化合物。
作为5位的修饰的方法,可使用与卤化烷基等的亲核取代反应或如迈克尔加成(Michael Addition)反应般的加成反应。另外,还可优选地使用与醛或酮进行脱水缩合而生成亚烷基化合物或亚芳基(arylidene)化合物,其后将双键加以还原的方法。例如在《四面体通讯》(第44卷、2203页(2003年))中记载有利用锌的还原方法,在《四面体通讯》(第42卷、4103页(2001年))或《美国化学会志》(第119卷、12849页(1997年))中记载有利用接触还原的还原方法,在《四面体通讯》(第28卷、4173页(1987年))中记载有利用NaBH4的还原方法。这些方法均为可优选地用于5位上具有芳烷基的情况或5位上具有环烷基的情况的合成方法。
再者,本发明中所使用的由通式(I)所表示的化合物的合成法并不限定于上述方法。
由通式(I)所表示的化合物在酰化纤维素膜中的含量并无特别限定,相对于酰化纤维素100质量份,优选为0.1质量份~20质量份,更优选为0.2质量份~15质量份,特别优选为0.3质量份~10质量份。
通过将由通式(I)所表示的化合物的添加量设为上述范围,而可有效地降低透湿度,另外,可抑制雾度(haze)的产生。
<酰化纤维素>
在本发明中,将酰化纤维素用作膜的主成分。此处,在本说明书中,所谓“主成分”,在成为原料的成分为1种的形态中将该成分称为“主成分”,在成为原料的成分为2种以上的形态中,将质量分率最高的成分称为“主成分”。可仅使用1种酰化纤维素,也可使用2种以上。关于酰化纤维素的酰基取代基,例如可为仅包含乙酰基的酰化纤维素,也可使用具有多个不同的酰基取代基的酰化纤维素,也可为不同的酰化纤维素的混合物。
作为本发明中所使用的酰化纤维素的原料的纤维素,有棉绒或木纸浆(阔叶树纸浆、针叶树纸浆)等,可使用自任意原料纤维素所获得的酰化纤维素,根据情况也可混合使用。对于这些原料纤维素的详细记载例如可使用《塑料材料讲座(17)纤维素系树脂》(丸泽、宇田著,日刊工业新闻社(1970年发行)),或发明协会公开技报公技编号2001-1745号(7页~8页)中所记载的纤维素。
在本发明中,酰化纤维素的酰基可仅为1种、或者也可使用2种以上的酰基。本发明中所使用的酰化纤维素优选为具有碳数为2~4的酰基作为取代基。当使用2种以上的酰基时,优选为其中一种为乙酰基,作为此外所使用的碳数为2~4的酰基,优选为丙酰基或丁酰基。可由这些酰化纤维素来制造溶解性优选的溶液,尤其在非氯系有机溶剂中,可制作良好的溶液。进而,可制作粘度低、过滤性良好的溶液。
首先,对可优选地用于本发明的酰化纤维素进行详细记载。
构成纤维素的键结有β-1,4的葡萄糖(glucose)单元在2位、3位及6位上具有游离的羟基。酰化纤维素是利用酰基将这些羟基的一部分或全部加以酰基化而成的聚合物(polymer)。
酰基取代度表示位于2位、3位及6位上的纤维素的羟基的酰基化的程度,当所有葡萄糖单元的2位、3位及6位的羟基均经酰基化时,总酰基取代度为3,例如当在所有葡萄糖单元中,仅6位均经酰基化时,总酰基取代度为1。同样地,当在所有葡萄糖的所有羟基中,在各个葡萄糖单元中,6位或2位的任一个均经酰基化时,总酰基取代度也为1。
即,将葡萄糖分子中的所有羟基均经酰基化的情况设为3来表示酰基化的程度。
关于酰基取代度的测定方法的详细情况,可依据手冢等,《醣类研究(Carbohydr.Res.)》(273、83-91(1995))中所记载的方法、或ASTM-D817-96中所规定的方法来进行测定。
本发明中所使用的酰化纤维素的总酰基取代度(A)优选为1.5以上、3以下(1.5≤A≤3.0),更优选为2.0~2.97,进而更优选为2.5以上、未满2.97,特别优选为2.70~2.95。
另外,在仅使用乙酰基作为酰化纤维素的酰基的乙酸纤维素中,总乙酰基取代度(B)优选为2.0以上、3以下(2.0≤B≤3.0),更优选为2.0~2.97,进而更优选为2.5以上、未满2.97,其中,优选为2.55以上、未满2.97,特别优选为2.60~2.96,最优选为2.70~2.95。
再者,本发明的由通式(I)所表示的化合物对于总乙酰基取代度(B)超过2.50的酰化纤维素,特别有效地显现出效果。
作为本发明中所使用的酰化纤维素的碳数为2以上的酰基,可为脂肪族的酰基,也可为芳香族的酰基,并无特别限定。这些酰基例如为纤维素的烷基羰基酯、烯基羰基酯、芳香族羰基酯、或芳香族烷基羰基酯(芳烷基羰基酯),这些酰基也可具有取代基。上述碳数为2以上的酰基优选为乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二酰基、十三酰基、十四酰基、十六酰基、十八酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基(oleoyl)、苯甲酰基、萘基羰基、或肉桂酰基(cinnamoyl)。这些之中,更优选为乙酰基、丙酰基、丁酰基、十二酰基、十八酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、或肉桂酰基,进而更优选为如乙酰基、丙酰基、或丁酰基般的碳原子数为2~4的酰基,进而更优选为乙酰基(即,酰化纤维素为乙酸纤维素的情况)。
在纤维素的酰基化过程中,当使用酸酐或酰氯作为酰化剂时,作为反应溶剂的有机溶剂可优选地使用有机羧酸溶剂或卤素溶剂(例如乙酸或二氯甲烷(methylenechloride))。
作为催化剂,当酰化剂为酸酐时,可优选地使用如硫酸般的质子性催化剂,当酰化剂为酰氯(例如CH3CH2COCl)时,可使用碱性化合物。
最一般的纤维素的混合脂肪酸酯的工业合成方法是如下的方法:利用含有对应于乙酰基等酰基的脂肪酸(例如对应于乙酰基的乙酸、对应于丙酰基的丙酸、对应于戊酰基的戊酸等)或该脂肪酸的酸酐的混合有机酸成分,将纤维素加以酰基化。
酰化纤维素例如可通过日本专利特开平10-45804号公报中所记载的方法来合成。
就透湿度的观点而言,本发明的酰化纤维素膜优选为在总固体成分中,含有5质量%~99质量%的酰化纤维素,更优选为含有20质量%~99质量%的酰化纤维素,特别优选为含有50质量%~95质量%的酰化纤维素。
<其他添加剂>
在本发明的酰化纤维素膜中,还可添加延迟调整剂(延迟显现剂及延迟降低剂)、塑化剂(缩聚酯化合物(聚合物)、多元醇的多元酯、邻苯二甲酸酯、磷酸酯等)、紫外线吸收剂、抗氧化剂、消光剂等添加剂。
再者,在本申请说明书中,当要标记化合物群时,例如,如磷酸酯系化合物般,有时加入“系”来进行记载,在上述情况下,其含义与磷酸酯化合物相同。
(延迟降低剂)
高分子延迟降低剂优选为选自磷酸聚酯聚合物、苯乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、及这些的共聚物中的至少1种,更优选为选自丙烯酸聚合物及苯乙烯聚合物中的至少1种且具有负的固有双折射的聚合物。
另外,还可优选地使用作为非磷酸酯化合物的低分子量延迟降低剂。
作为非磷酸酯化合物的低分子量延迟降低剂并无特别限定,详细而言,优选为日本专利特开2007-272177号公报的段落号0066~段落号0085中所记载的化合物。
就实现适宜的Nz因数(factor)的观点而言,延迟降低剂更优选为Rth降低剂。作为Rth降低剂,可列举丙烯酸聚合物及苯乙烯聚合物、日本专利特开2007-272177号公报中所记载的由通式(3)~通式(7)所表示的低分子化合物等。
相对于酰化纤维素100质量份,酰化纤维素膜中的延迟降低剂的含量优选为0.01质量份~30质量份,更优选为0.1质量份~20质量份,特别优选为0.1质量份~10质量份。通过相对于酰化纤维素100质量份,将延迟降低剂的添加量设为30质量份以下,而可提升与酰化纤维素的相容性,并可提高酰化纤维素膜的透明性。当使用2种以上的延迟降低剂时,优选为其合计量为上述范围内。
(延迟显现剂)
为了使延迟值显现,本发明的酰化纤维素膜优选为含有至少1种延迟显现剂。
作为延迟显现剂,并无特别限制,可列举包含棒状化合物或圆盘状化合物的、或者上述非磷酸酯化合物中的显示出延迟显现性的化合物。作为棒状化合物或圆盘状化合物,可将具有至少2个芳香族环的化合物优选地用作延迟显现剂。
在酰化纤维素膜中,相对于含有酰化纤维素的聚合物成分100质量份,包含棒状化合物的延迟显现剂的含量优选为0.1质量份~30质量份,更优选为0.5质量份~20质量份。另外,在酰化纤维素膜中,相对于酰化纤维素100质量份,延迟显现剂中所含有的圆盘状化合物的含量优选为未满3质量份,更优选为未满2质量份,特别优选为未满1质量份。
在膜厚度方向的延迟(Rth延迟)显现性方面,圆盘状化合物优于棒状化合物,因此可优选地用于需要特别大的Rth延迟的情况。也可并用2种以上的延迟显现剂。
延迟显现剂优选为在250nm~400nm的波长区域中具有最大吸收,且优选为在可见区域中实质上不具有吸收。
延迟显现剂的详细情况在公开技报2001-1745的49页中有记载。
(塑化剂(疏水化剂))
本发明的酰化纤维素膜优选为含有选自多元醇的多元酯化合物(以后,也称为多元醇酯塑化剂)、缩聚酯化合物(以后,也称为缩聚酯塑化剂)、及碳水化物化合物(以后,也称为碳水化物衍生物塑化剂)中的至少一种的化合物作为塑化剂(疏水化剂)。
塑化剂优选为尽可能不使酰化纤维素膜的玻璃化温度(Tg)下降、且可降低酰化纤维素膜中的含水率者。通过使用此种塑化剂,而可抑制在高温高湿下酰化纤维素膜中的添加剂朝偏光片层扩散,并可改良偏光片性能的劣化。
以下对本发明中所使用的塑化剂进行详细说明。
(多元醇酯塑化剂)
在本发明中,作为多元醇酯塑化剂的合成原料的多元醇由下述通式(c)表示。
通式(c)
Rα-(OH)m
通式(c)中,Rα表示m价的有机基,m表示2以上的正的整数。
由上述通式(c)所表示的化合物之中,优选为将核糖醇(adonitol)、阿拉伯糖醇(arabitol)、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(galactitol)、甘露醇(mannitol)、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、频哪醇(pinacol)、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、或木糖醇作为原料,更优选为三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、或木糖醇。
多元醇酯塑化剂优选为自碳数为5以上的多元醇,优选为碳数为5~20的多元醇与一元羧酸所合成的多元醇酯。
用于多元醇酯塑化剂的合成的一元羧酸并无特别限制,可列举公知的脂肪族一元羧酸、脂环族一元羧酸、芳香族一元羧酸等。若使用脂环族一元羧酸或芳香族一元羧酸,则就提升透湿性、保留性的观点而言优选。
一元羧酸可列举以下的化合物,但本发明并不限定于这些化合物。
脂肪族一元羧酸优选为碳数为1~32的直链或分支的脂肪酸。碳数更优选为1~20,特别优选为1~10。若含有乙酸,则与纤维素衍生物的相容性增加,故优选,将乙酸与其他一元羧酸混合使用也优选。
上述脂肪族一元羧酸优选为选自乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己烷羧酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、十九酸、花生酸、二十二酸(behenic acid)、二十四酸(lignoceric acid)、蜡酸(cerotic acid)、二十七酸(heptacosanoic acid)、二十八酸(montanic acid)、蜂花酸(melissic acid)、及虫漆蜡酸(lacceric acid)中的至少1种饱和脂肪酸,或选自十一烯酸、油酸、山梨酸、亚麻油酸(linoleic acid)、次亚麻油酸(linolenic acid)、及花生油酸(arachidonic acid)中的至少1种不饱和脂肪酸。
上述脂环族一元羧酸优选为选自环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸、及这些的衍生物中的至少1种。
上述芳香族一元羧酸优选为选自苯甲酸,甲苯甲酸(toluic acid)等将烷基导入至苯甲酸的苯环中而成者,联苯羧酸、萘羧酸、四氢萘羧酸等具有2个以上的苯环的芳香族一元羧酸,及这些的衍生物中的至少1种。其中,优选为苯甲酸。
上述多元醇酯塑化剂的分子量并无特别限制,但优选为300~3000,更优选为350~1500。通过设为此种分子量,在抑制自膜中的挥发方面优异,可使透湿性、与纤维素衍生物的相容性变得良好。
用于多元醇酯塑化剂的合成的羧酸可仅为1种,也可混合2种以上。另外,多元醇中的羟基可均进行酯化,也可使一部分维持羟基的状态而残存。
以下,表示多元醇酯塑化剂的具体例,但本发明并不限定于这些具体例。
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
(缩聚酯塑化剂)
本发明的酰化纤维素膜含有缩聚酯塑化剂也优选。通过含有缩聚酯塑化剂,而可获得湿度稳定性、偏光板耐久性优异的纤维素酯膜
缩聚酯塑化剂是使由下述通式(a)所表示的至少1种二羧酸、与由下述通式(b)所表示的至少1种二醇进行缩聚而获得。
[化14]
通式(a)、通式(b)中,X表示二价的碳数为2~18的脂肪族基或二价的碳数为6~18的芳香族基,Z表示二价的碳数为2~8的脂肪族基。
此处,X中的二价的碳数为2~18的脂肪族基可为饱和脂肪族基,也可为不饱和脂肪族基,且可为二价的链状或环状的脂肪族基(例如亚环烷基等)的任一种。另外,当其为二价的链状的脂肪族基时,可为直链状,也可为分支状。二价的脂肪族基的碳数更优选为2~12,进而更优选为2~6。其中,二价的碳数为2~18的脂肪族基优选为二价的链状的饱和脂肪族基,更优选为链状的亚烷基,进而更优选为直链状的亚烷基。作为碳数为2~18的链状的脂肪族基,例如可列举:亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、十亚甲基、十二亚甲基、亚丙基、2-甲基三亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基、亚环戊基、亚环己基等。
X中的二价的碳数为6~18的芳香族基可为二价的芳香族烃基,也可为二价的芳香族杂环基。作为二价的芳香族基,碳数优选为6~15,更优选为6~12。二价的芳香族烃基中的芳香环优选为苯环、萘环、蒽环、联苯环或联三苯环,更优选为苯环、萘环或联苯环。二价的芳香族杂环基中的芳香族杂环优选为含有氧原子、氮原子或硫原子中的至少1个作为环构成原子。该芳香族杂环优选为呋喃环、吡咯环、噻吩环、咪唑环、吡唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、三唑环、三嗪环、吲哚环、吲唑环、嘌呤环、噻唑啉环、噻二唑环、噁唑啉环、噁唑环、噁二唑环、喹啉环、异喹啉环、酞嗪环、萘啶环、喹噁啉环、喹唑啉环、噌啉环(cinnolinering)、喋啶环、吖啶环、菲咯啉环(phenanthroline ring)、吩嗪环、四唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并三唑环或四氮杂茚环(tetrazaindene ring),更优选为吡啶环、三嗪环或喹啉环。
Z表示二价的碳数为2~8的脂肪族基。二价的碳数为2~8的脂肪族基可为饱和脂肪族基,也可为不饱和脂肪族基,且可为二价的链状或环状的脂肪族基(例如亚环烷基等)的任一种。另外,当其为二价的链状的脂肪族基时,可为二价的直链状,也可为分支状。二价的脂肪族基的碳数更优选为2~6,进而更优选为2~4。其中,二价的碳数为2~8的脂肪族基优选为二价的链状的饱和脂肪族基,更优选为链状的亚烷基,进而更优选为直链状的亚烷基。碳数为5~10的链状的亚烷基例如可列举亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、十亚甲基、亚丙基、2-甲基三亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基等。
再者,作为二价的亚环烷基,可列举亚环戊基、亚环己基。
由通式(b)所表示的脂肪族二醇更优选为选自乙二醇、1,2-丙二醇、及1,3-丙二醇中的至少1种,就防止缩聚酯塑化剂的结晶化的观点而言,特别优选为选自乙二醇及1,2-丙二醇中的至少1种。
在缩聚酯塑化剂的脂肪族二醇残基中,优选为含有10mol%~100mol%的乙二醇残基,更优选为含有20mol%~100mol%的乙二醇残基。
缩聚酯塑化剂优选为自X为上述二价的芳香族基的二羧酸(也称为芳香族二羧酸)的至少1种、与Z为上述脂肪族基的二醇(也称为脂肪族二醇)的至少1种所获得的化合物。所使用的脂肪族二醇的平均碳数优选为2.5~8.0。另外,自至少一种芳香族二羧酸及X为上述二价的脂肪族基的至少一种二羧酸(也称为脂肪族二羧酸)的混合物、与至少一种平均碳数为2.5~8.0的脂肪族二醇所获得的缩聚酯塑化剂也优选。
在缩聚酯塑化剂的说明中,二羧酸或二羧酸残基的平均碳数是如下的值:所使用的全部二羧酸或缩聚酯塑化剂中的全部二羧酸残基所具有的碳数的合计除以所使用的二羧酸的摩尔数或缩聚酯塑化剂中的二羧酸残基的摩尔数所得的值。例如,当在全部二羧酸残基中,分别包含己二酸残基与邻苯二甲酸残基各50mol%时,二羧酸残基的平均碳数变成7.0。二醇或二醇残基的平均碳数也同样地进行计算。例如在包含乙二醇残基50mol%与1,2-丙二醇残基50mol%的情况下,二醇残基的平均碳数变成2.5。
缩聚酯塑化剂的数量平均分子量优选为500~2000,更优选为600~1500,进而更优选为700~1200。若缩聚酯的数量平均分子量为600以上,则挥发性变低,由纤维素酯膜的延伸时的高温条件下的挥散所引起的膜故障或步骤污染的抑制优异。
另外,若数量平均分子量为2000以下,则与纤维素酯的相容性变高,制膜时及加热延伸时的渗出的抑制优异。
缩聚酯塑化剂的数量平均分子量可通过凝胶渗透色谱法来进行测定、评价。另外,在末端不封端的聚酯多元醇的情况下,也可通过单位质量的羟基的量(以下,也称为羟值)来算出。在本发明中,羟值可在将聚酯多元醇加以乙酰基化后,测定中和过剩的乙酸所需的氢氧化钾的量(mg)而获得。
当将芳香族二羧酸与脂肪族二羧酸的混合物用作二羧酸成分时,二羧酸成分的平均碳数优选为5.5~10.0,更优选为5.6~8。
通过将平均碳数设为5.5以上,而可获得耐久性更优异的偏光板。另外,通过将平均碳数设为10以下,与纤维素酯的相容性更优异,在纤维素酯膜的制膜过程中渗出的抑制优异。
在使用芳香族二羧酸所获得的缩聚酯中,含有芳香族二羧酸残基。
本发明中所使用的缩聚酯塑化剂的二羧酸残基中,芳香族二羧酸残基的比率优选为40mol%以上,更优选为40mol%~95mol%。
通过将二羧酸残基中的芳香族二羧酸残基的比率设为40mol%以上,而可获得显示出充分的光学各向异性的纤维素酯膜,并可获得耐久性优异的偏光板。另外,通过将二羧酸残基中的芳香族二羧酸残基的比率设为95mol%以下,与纤维素酯的相容性优异,在纤维素酯膜的制膜时及加热延伸时渗出的抑制也优异。
二羧酸残基是缩聚酯的部分结构,例如自二羧酸HOC(=O)-X-CO2H所形成的二羧酸残基为-C(=O)-X-C(=O)-。
可用于缩聚酯塑化剂的合成的芳香族二羧酸优选为选自邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、2,8-萘二甲酸及2,6-萘二甲酸中的至少1种。其中,更优选为选自邻苯二甲酸、对苯二甲酸及2,6-萘二甲酸中的至少1种,进而更优选为选自邻苯二甲酸及对苯二甲酸中的至少1种,进而更优选为对苯二甲酸。
在缩聚酯塑化剂的合成中,使用对苯二甲酸作为芳香族二羧酸,由此与纤维素酯的相容性更优异,可制成在纤维素酯膜的制膜时及加热延伸时渗出的抑制也优异的纤维素酯膜。另外,可使用1种芳香族二羧酸,也可使用2种以上。当使用2种芳香族二羧酸时,优选为使用邻苯二甲酸与对苯二甲酸。
另外,通过并用邻苯二甲酸与对苯二甲酸这2种芳香族二羧酸,可使常温下的缩聚酯塑化剂软化、且就操作变得容易的观点而言优选。
缩聚酯塑化剂的二羧酸残基中的对苯二甲酸残基的含量优选为40mol%~100mol%。
通过将对苯二甲酸残基比率设为40mol%以上,而可获得显示出充分的光学各向异性的纤维素酯膜。
在使用脂肪族二羧酸所获得的缩聚酯中,含有脂肪族二羧酸残基。
用于缩聚酯塑化剂的台成的脂肪族二羧酸优选为选自草酸、丙二酸、丁二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸及1,4-环己烷二羧酸中的至少1种。
脂肪族二羧酸残基的平均碳数优选为5.5~10.0,更优选为5.5~8.0,进而更优选为5.5~7.0。若脂肪族二羧酸残基的平均碳数为10.0以下,则可降低化合物的加热减量,且可防止表面状态故障的产生,该表面状态故障的产生原因可认为是由酰化纤维素网干燥时的渗出所引起的步骤污染。另外,若脂肪族二羧酸残基的平均碳数为5.5以上,则相容性优异,缩聚酯的析出难以产生而优选。
具体而言,缩聚酯塑化剂中的脂肪族二羧酸残基优选为含有丁二酸残基。另外,当在缩聚酯塑化剂中含有2种以上的脂肪族二羧酸残基时,该脂肪族二羧酸残基优选为含有丁二酸残基与己二酸残基。
在缩聚酯塑化剂中含有二醇残基。
由以通式(b)所表示的二醇化合物(HO-Z-OH)所形成的二醇残基为-O-Z-O-。
缩聚酯塑化剂优选为含有平均碳数为2.5~7.0的脂肪族二醇残基,更优选为含有平均碳数为2.5~4.0的脂肪族二醇残基。
若脂肪族二醇残基的平均碳数小于7.0,则与纤维素酯的相容性得到改善,难以产生渗出,另外,化合物的加热减量难以增大,且难以产生可认为原因是酰化纤维素网干燥时的步骤污染的表面状态故障。另外,若脂肪族二醇残基的平均碳数为2.5以上,则容易合成。
缩聚酯塑化剂的末端可不封端而直接作为二醇或羧酸(即,聚合物链长末端为-OH或-CO2H),也可进而使-OH末端与一元羧酸进行反应、或使-CO2H末端与一元醇进行反应来进行所谓的末端封端。再者,通过对缩聚酯塑化剂的末端进行封端,在常温下的状态难以变成固体形状,操作变得良好。另外,可获得湿度稳定性、偏光板耐久性优异的纤维素酯膜。
用于封端的一元羧酸优选为选自乙酸、丙酸、丁酸、及苯甲酸中的至少1种。作为用于封端的一元醇,优选为选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、及异丁醇中的至少1种,最优选为甲醇。若用于缩聚酯的末端的一元羧酸的碳数为7以下,则化合物的加热减量变小,表面状态故障的产生的抑制优异。
下述表1中列举缩聚酯塑化剂的具体例J-1~具体例J-41,但本发明并不限定于这些具体例。
[表1]
此处,在上述表1中的略称中,PA表示邻苯二甲酸,TPA表示对苯二甲酸,AA表示己二酸,SA表示丁二酸,2,6-NPA表示2,6-萘二甲酸。
缩聚酯塑化剂的合成可通过如下的任一种方法而容易地合成:通过利用常规方法的二醇与二羧酸的聚酯化反应或酯交换反应的热熔融缩合法、或这些酸的酰氯与二醇类的界面缩合法。另外,缩聚酯在村井孝一(编辑人)《塑化剂其理论与应用》(幸书房股份有限公司,1973年3月1日初版第1版发行)中有详细记载,也可使用这些化合物。
在本发明中,作为缩聚酯塑化剂,也可利用日本专利特开平05-155809号、日本专利特开平05-155810号、日本专利特开平5-197073号、日本专利特开2006-259494号、日本专利特开平07-330670号、日本专利特开2006-342227号、日本专利特开2007-003679号的各公报等中所记载的化合物。
(碳水化物衍生物塑化剂)
本发明的酰化纤维素膜优选为进而含有碳水化物衍生物塑化剂。通过含有碳水化物衍生物塑化剂,而可获得湿度稳定性、偏光板耐久性优异的纤维素酯膜。
作为碳水化物衍生物塑化剂,优选为单糖或含有2个~10个单糖单元的碳水化物的衍生物。
优选地构成碳水化物衍生物塑化剂的单糖或多糖通过取代基来取代分子中的可进行取代的基(例如羟基、羧基、氨基、巯基等)的一部分或全部。作为碳水化物衍生物塑化剂可具有的取代基,可列举烷基、芳基、酰基等,详细情况将后述。另外,可列举由醇取代而形成的醚结构、羟基由酰基取代而形成的酯结构、由氨基取代而形成的酰胺结构或酰亚胺结构等。
单糖或含有2个~10个单糖单元的碳水化物优选为赤藻糖、苏糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、太洛糖、海藻糖、异海藻糖、新海藻糖、海藻糖胺(trehalosamine)、曲二糖、黑曲霉糖(nigerose)、麦芽糖、麦芽糖醇、异麦芽糖、槐糖、海带二糖、纤维双糖、龙胆二糖、乳糖、乳糖胺、乳糖醇、乳酮糖、蜜二糖、樱草糖、芸香糖、海葱二糖、蔗糖、蔗糖素、松二糖、荚豆二糖(vicianose)、纤维三糖、马铃薯三糖(chacotriose)、龙胆三糖、异麦芽三糖、异葡糖基麦芽糖(isopanose)、麦芽三糖、甘露三糖、松三糖、潘诺糖、车前糖(planteose)、棉子糖、茄三糖(solatriose)、伞形糖、石蒜四糖、麦芽四糖、水苏糖、麦芽五糖、毛蕊花糖、麦芽六糖、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、δ-环糊精、木糖醇、或山梨糖醇。
优选为核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、海藻糖、麦芽糖、纤维双糖、乳糖、蔗糖、蔗糖素、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、δ-环糊精、木糖醇、山梨糖醇,更优选为阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、麦芽糖、纤维双糖、蔗糖、β-环糊精、或γ-环糊精,特别优选为木糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、麦芽糖、纤维双糖、蔗糖、木糖醇、或山梨糖醇。
另外,碳水化物衍生物塑化剂所具有的取代基优选为烷基(优选为碳数为1~22,更优选为碳数为1~12,特别优选为碳数为1~8的烷基,例如甲基、乙基、丙基、羟乙基、羟丙基、2-氰基乙基、苄基等)、芳基(优选为碳数为6~24,更优选为碳数为6~18,特别优选为碳数为6~12的芳基,例如苯基、萘基)、酰基(包含烷基羰基、芳基羰基、杂环羰基,优选为碳数为1~22,更优选为碳数为2~12,特别优选为碳数为2~8的酰基,例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、辛酰基、苯甲酰基、甲苯甲酰基、邻苯二甲酰基、萘甲酰基等)。另外,作为由氨基取代而形成的优选的结构,可列举:酰胺结构(优选为碳数为1~22,更优选为碳数为2~12,特别优选为碳数为2~8的酰胺,例如甲酰胺、乙酰胺等)、或酰亚胺结构(优选为碳数为4~22,更优选为碳数为4~12,特别优选为碳数为4~8的酰亚胺,例如琥珀酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺等)。
碳水化物衍生物塑化剂所具有的取代基更优选为选自烷基、芳基及酰基中的至少1种,进而更优选为酰基。
作为碳水化物衍生物塑化剂的优选例,可列举以下的例子,但本发明并不限定于这些例子。
选自如下化合物中的至少1种:木糖四乙酸酯、葡萄糖五乙酸酯、果糖五乙酸酯、甘露糖五乙酸酯、半乳糖五乙酸酯、麦芽糖八乙酸酯、纤维双糖八乙酸酯、蔗糖八乙酸酯、木糖醇五乙酸酯、山梨糖醇六乙酸酯、木糖四丙酸酯、葡萄糖五丙酸酯、果糖五丙酸酯、甘露糖五丙酸酯、半乳糖五丙酸酯、麦芽糖八丙酸酯、纤维双糖八丙酸酯、蔗糖八丙酸酯、木糖醇五丙酸酯、山梨糖醇六丙酸酯、木糖四丁酸酯、葡萄糖五丁酸酯、果糖五丁酸酯、甘露糖五丁酸酯、半乳糖五丁酸酯、麦芽糖八丁酸酯、纤维双糖八丁酸酯、蔗糖八丁酸酯、木糖醇五丁酸酯、山梨糖醇六丁酸酯、木糖四苯甲酸酯、葡萄糖五苯甲酸酯、果糖五苯甲酸酯、甘露糖五苯甲酸酯、半乳糖五苯甲酸酯、麦芽糖八苯甲酸酯、纤维双糖八苯甲酸酯、蔗糖八苯甲酸酯、木糖醇五苯甲酸酯、及山梨糖醇六苯甲酸酯。
更优选为选自如下化合物中的至少1种:木糖四乙酸酯、葡萄糖五乙酸酯、果糖五乙酸酯、甘露糖五乙酸酯、半乳糖五乙酸酯、麦芽糖八乙酸酯、纤维双糖八乙酸酯、蔗糖八乙酸酯、木糖醇五乙酸酯、山梨糖醇六乙酸酯、木糖四丙酸酯、葡萄糖五丙酸酯、果糖五丙酸酯、甘露糖五丙酸酯、半乳糖五丙酸酯、麦芽糖八丙酸酯、纤维双糖八丙酸酯、蔗糖八丙酸酯、木糖醇五丙酸酯、山梨糖醇六丙酸酯、木糖四苯甲酸酯、葡萄糖五苯甲酸酯、果糖五苯甲酸酯、甘露糖五苯甲酸酯、半乳糖五苯甲酸酯、麦芽糖八苯甲酸酯、纤维双糖八苯甲酸酯、蔗糖八苯甲酸酯、木糖醇五苯甲酸酯、及山梨糖醇六苯甲酸酯。
进而更优选为选自如下化合物中的至少1种:麦芽糖八乙酸酯、纤维双糖八乙酸酯、蔗糖八乙酸酯、木糖四丙酸酯、葡萄糖五丙酸酯、果糖五丙酸酯、甘露糖五丙酸酯、半乳糖五丙酸酯、麦芽糖八丙酸酯、纤维双糖八丙酸酯、蔗糖八丙酸酯、木糖四苯甲酸酯、葡萄糖五苯甲酸酯、果糖五苯甲酸酯、甘露糖五苯甲酸酯、半乳糖五苯甲酸酯、麦芽糖八苯甲酸酯、纤维双糖八苯甲酸酯、蔗糖八苯甲酸酯、木糖醇五苯甲酸酯、及山梨糖醇六苯甲酸酯。
碳水化物衍生物塑化剂优选为具有吡喃糖结构或呋喃糖结构。
作为本发明中所使用的碳水化物衍生物塑化剂,以下所示的化合物也优选。但是,在本发明中,并不限定于这些化合物。
再者,以下的结构式中,R分别独立地表示任意的取代基,多个R可相同,也可不同。
下述表2~表5中是利用2种酰化剂将1分子中的羟基(R均为氢原子)加以酰基化而成者,将由该2种酰化剂所导入的一个R作为“取代基1”来表示,将另一个R作为“取代基2”来表示,取代度表示1分子中的全部羟基中的个数。
[化15]
[表2]
[化16]
[表3]
[化17]
[表4]
[化18]
[表5]
碳水化物衍生物塑化剂作为市售品,例如可获得东京化成公司制造、艾尔迪希(Aldrich)公司制造的市售品,另外,可通过对市售的碳水化物进行已知的酯化反应(例如,日本专利特开平8-245678号公报中所记载的方法)而容易地合成。
相对于酰化纤维素100质量份,本发明的酰化纤维素膜中的塑化剂的含量优选为1质量份~20质量份。通过相对于酰化纤维素100质量份,将塑化剂的含量设为1质量份以上,而容易获得偏光片耐久性改良效果,另外,通过相对于酰化纤维素100质量份,将塑化剂的含量设为20质量份以下,也可抑制渗出。相对于酰化纤维素100质量份,酰化纤维素膜中的塑化剂的更优选的含量为2质量份~15质量份,特别优选为5质量份~15质量份。
再者,这些塑化剂也可添加2种以上。当添加2种以上时,添加量的具体例及优选的范围也与上述相同。
(劣化抑制剂)
在酰化纤维素膜中,也可添加劣化抑制剂(例如抗氧化剂、过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属钝化剂、酸捕捉剂、胺)。另外,紫外线吸收剂也为劣化抑制剂的1种。这些劣化抑制剂等在日本专利特开昭60-235852号、日本专利特开平3-199201号、日本专利特开平5-1907073号、日本专利特开平5-194789号、日本专利特开平5-271471号、日本专利特开平6-107854号、日本专利特开平6-118233号、日本专利特开平6-148430号、日本专利特开平7-11056号、日本专利特开平7-11055号、日本专利特开平7-11056号、日本专利特开平8-29619号、日本专利特开平8-239509号、日本专利特开2000-204173号的各公报中有记载。
另外,《高分子添加剂手册》(CMC出版)的21页~69页中所记载的市售的稳定剂均可优选地使用。
(抗氧化剂)
本发明的酰化纤维素膜优选为含有抗氧化剂。
作为抗氧化剂,例如可列举:2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、4,4′-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、1,1′-双(4-羟苯基)环己烷、2,2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,5-二-叔丁基对苯二酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]等酚系或对苯二酚系抗氧化剂。
使用三(4-甲氧基-3,5-二苯基)亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等磷系抗氧化剂,或N,N-二-十八基羟基胺、N,N-二苄基羟基胺等羟基胺系抗氧化剂也优选。关于羟基胺系化合物,也可优选地使用日本专利特开平8-62767号公报的段落号0005~段落号0020、段落号0022~段落号0026中所记载的化合物。
另外,由下述通式(A)或后述的通式(B)所表示的还原酮类作为本发明中所使用的抗氧化剂也优选。
[化19]
通式(A)中,RA1及RA2分别独立地表示羟基、氨基、酰基氨基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、烷氧基羰基氨基、巯基或烷硫基。X包含碳原子与氧原子和/或氮原子,且表示与-C(=O)-C(RA1)=C(RA2)-一同构成5元环~6元环的非金属原子群。
RA1及RA2优选为羟基、氨基、烷基磺酰基氨基或芳基磺酰基氨基,更优选为羟基或氨基,进而更优选为羟基。
X优选为具有至少1个-O-键,且将-C(RA3)(RA4)-、-C(RA5)=、-C(=O)-、-N(Ra)-及-N=的1种或2种以上组合来构成。此处,RA3~RA5及Ra优选为分别独立地为氢原子、碳数为1~10的可具有取代基的烷基、可具有取代基的碳数为6~15的芳基、羟基或羧基。
经由X而形成的上述5元环~6元环例如可列举环戊烯酮环(2-环戊烯-1-酮环;所形成的化合物变成还原酸)、呋喃酮环[2(5H)-呋喃酮环]、二氢吡喃酮环[3,4-二氢-2H-吡喃-4-酮环(2,3-二氢-4H-吡喃酮环)、3,6-二氢-2H-吡喃-2-酮环、3,6-二氢-2H-吡喃-6-酮环(5,6-二氢-2-吡喃酮环)]、3,4-二氢-2H-吡喃酮环,优选为环戊烯酮环、呋喃酮环、二氢吡喃酮环,更优选为呋喃酮环、二氢吡喃酮环,特别优选为呋喃酮环。
这些环也可进行缩环,作为该进行缩环的环,可为饱和环、不饱和环的任一种。
由上述通式(A)所表示的还原酮类之中,优选为由下述通式(A1)所表示的化合物,其中,优选为由下述通式(A2)所表示的化合物。
[化20]
通式(A1)中,Ra1表示氢原子、烷基、芳基或杂环基,这些基也可具有取代基。
Ra1优选为可具有取代基的烷基,更优选为-CH(ORa1)CH2ORa2,在此情况下,成为由上述通式(A2)所表示的化合物。
通式(A2)中,Ra2及Ra3分别独立地表示氢原子、烷基、酰基或烷氧基羰基,Ra2与Ra3可相互键结而形成环,作为所形成的环,优选为1,3-二氧环戊烷环(1,3-dioxolane ring),该环可进而具有取代基。具有二氧环戊烷环的化合物可通过利用抗坏血酸与酮类或醛类的反应的缩醛化或缩酮化来合成,原料的酮类或醛类可无特别限制地使用。
特别优选的取代基的组合之一是Ra2为酰基且Ra3为氢原子的化合物,作为酰基,可为脂肪族酰基与芳香族酰基的任一种,在脂肪族酰基的情况下,优选为碳数为2~30,更优选为碳数为4~24,进而更优选为碳数为8~18。在芳香族酰基的情况下,优选为碳数为7~24,更优选为碳数为7~22,进而更优选为碳数为7~18。作为优选的酰基,可列举:丁酰基、己酰基、2-乙基己酰基、癸酰基、月桂酰基、肉豆蔻酰基、棕榈酰基、硬脂酰基、棕榈烯酰基、肉豆蔻烯酰基、油酰基、苯甲酰基、4-甲基苯甲酰基及2-甲基苯甲酰基。
由下述通式(B)所表示的化合物也与由上述通式(A)所表示的化合物一同优选。
[化21]
通式(B)中,RB1及RB2分别独立地表示氢原子、烷基、烯基、环烷基、芳基、酰基、羧基、氨基、烷氧基、烷氧基羰基或杂环基,RB3及RB4分别独立地表示羟基、氨基、酰基氨基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、烷氧基羰基氨基或巯基。
RB1及RB2中的烷基优选为碳数为1~10。该烷基优选为甲基、乙基、叔丁基。
RB1及RB2中的烷基优选为碳数为1~10。
RB1及RB2中的烯基优选为碳数为2~10。该烯基优选为乙烯基、烯丙基,更优选为乙烯基。
RB1及RB2中的环烷基优选为碳数为3~10。该环烷基优选为环丙基、环戊基、环己基。
这些烷基、烯基、环烷基可具有取代基,该取代基优选为选自羟基、羧基及磺基中的至少1种。
再者,当烯基为乙烯基时,取代有羧基的乙烯基也优选。
RB1及RB2中的芳基优选为碳数为6~12。芳基可具有取代基,该取代基优选为选自烷基、羟基、羧基、磺基、卤素原子、硝基及氰基中的至少1种。
RB1及RB2中的酰基优选为甲酰基、乙酰基、异丁酰基或苯甲酰基。
RB1及RB2中的氨基包含氨基、烷基氨基、芳基氨基,优选为氨基、甲氨基、二甲氨基、乙氨基、二乙氨基、二丙氨基、苯胺基、N-甲基-N-苯胺基。
RB1及RB2中的烷氧基优选为碳数为1~10。该烷氧基优选为甲氧基或乙氧基。
RB1及RB2中的烷氧基羰基优选为甲氧基羰基。
RB1及RB2中的杂环基优选为环构成杂原子为氧原子、硫原子或氮原子,且优选为环结构为5元环或6元环。该杂环基可为芳香族杂环基,也可为饱和杂环基,另外,也可进行缩环。
杂环基中的杂环优选为吡啶环、嘧啶环、吡咯环、呋喃环、噻吩环、吡唑环、哌啶环、哌嗪环或吗啉环。
RB1及RB2更优选为碳数为1~6的烷基或碳数为6~12的芳基。
RB3及RB4中的氨基包含氨基、烷基氨基、芳基氨基,优选为氨基或如甲氨基、乙氨基、正丁氨基、羟基乙氨基般的烷基氨基。
RB3及RB4中的酰基氨基优选为乙酰基氨基或苯甲酰基氨基。
RB3及RB4中的烷基磺酰基氨基优选为甲基磺酰基氨基。
RB3及RB4中的芳基磺酰基氨基优选为苯磺酰基氨基或对甲苯磺酰基氨基。
RB3及RB4中的烷氧基羰基氨基优选为甲氧基羰基氨基。
RB3及RB4更优选为羟基、氨基、烷基磺酰基氨基或芳基磺酰基氨基。
本发明中所使用的抗氧化剂更优选为还原酮类,作为具体例,可列举日本专利特开6-27599号公报的段落号0014~段落号0034中所例示的化合物、日本专利特开平6-110163号公报的段落号0012~段落号0020中所例示的化合物、日本专利特开平8-114899号公报的段落号0022~段落号0031中所例示的化合物。
其中,特别优选为L-抗坏血酸的肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯。
将上述抗氧化剂添加至酰化纤维素膜中的时间点只要是在进行制膜的时间点添加,则并无特别限定。例如,可在酰化纤维素的合成时间点添加,也可在制备浓液(dope)时与酰化纤维素混合。
相对于酰化纤维素100质量份,酰化纤维素膜中的抗氧化剂的含量优选为0.0001质量份~5.0质量份。通过将抗氧化剂的含量设为上述范围内,而可获得充分的抗氧化效果与偏光片耐久性。相对于酰化纤维素100质量份,酰化纤维素膜中的抗氧化剂的含量更优选为0.001质量份~1.0质量份,进而更优选为0.01质量份~0.5质量份。
(自由基捕捉剂)
本发明的酰化纤维素膜优选为含有自由基捕捉剂。通过含有自由基捕捉剂,由上述通式(I)所表示的化合物的分解得到抑制,可获得偏光片的更良好的耐久性。
作为可用于本发明的自由基捕捉剂,优选为由下述通式(H)所表示的化合物(受阻胺光稳定剂(Hindered Amine Light Stabilizer,HALS))。
[化22]
通式(H)中,RH1及RH2分别独立地表示氢原子或取代基,RH01~RH04分别独立地表示烷基。
RH1中的取代基并无特别限定,但优选为烷基、或者利用氮原子或氧原子与哌啶环进行键结的取代基。利用氮原子或氧原子与哌啶环进行键结的取代基优选为氨基、酰基氨基、羟基、烷氧基、芳氧基或酰氧基。这些基也可具有取代基。
RH1中的取代基优选为烷基、芳基或具有杂环基的氨基,更优选为羟基、烷氧基或酰氧基。
RH2中的取代基并无特别限定,优选为烷基(优选为碳原子数为1~20,更优选为碳原子数为1~12,进而更优选为碳原子数为1~8,其中,甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基、正癸基、正十六基)、烯基(优选为碳原子数为2~20,更优选为碳原子数为2~12,进而更优选为碳原子数为2~8,进而更优选为乙烯基、烯丙基、2-丁烯基或3-戊烯基)、炔基(优选为碳原子数为2~20,更优选为碳原子数为2~12,进而更优选为碳原子数为2~8,进而更优选为炔丙基、或3-戊炔基)、环烷基(优选为碳数为3~20,更优选为碳数为3~12,进而更优选为碳数为3~8,环丙基、环戊基或环己基)、芳基(优选为碳数为6~30,更优选为碳数为6~20,进而更优选为碳数为6~12,进而更优选为苯基、联苯基或萘基)、氨基(包含氨基、烷基氨基、芳基氨基,优选为碳原子数为0~20,更优选为碳原子数为0~10,进而更优选为碳原子数为0~6,进而更优选为氨基、甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、苯胺基、N-甲基-N-苯胺基或二苄胺基)、烷氧基(优选为碳原子数为1~20,更优选为碳原子数为1~12,进而更优选为碳原子数为1~8,进而更优选为甲氧基、乙氧基、丁氧基)、环烷氧基(环烷氧基中的环烷基环优选为3元环~8元环,优选为碳数为3~20,环烷氧基优选为环丙氧基、环戊氧基、环己氧基)、酰基(包含烷基羰基、芳基羰基,优选为碳数为2~20,更优选为碳数为2~16,进而更优选为碳数为2~8,进而更优选为乙酰基、丙酰基、2-乙基己酰基或苯甲酰基)、羟基或氧自由基(-O·)。
RH01~RH04优选为碳数为1~6的烷基,更优选为乙基或甲基,进而更优选为RH01~RH04均为甲基。
由上述通式(H)所表示的化合物优选为选自如下化合物中的至少1种:4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(4-叔丁基-2-丁烯基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-乙基-4-水杨酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲基丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基-β(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯、1-苄基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基顺丁烯二酸酯(maleinate)、双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基-哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1-烯丙基-2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)邻苯二甲酸酯、1-乙酰基-4-乙酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、偏苯三甲酸(trimellitic acid)-三(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)酯、1-丙烯酰基-4-苄氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、
二丁基丙二酸-双(1,2,2,6,6-五甲基-哌啶-4-基)酯、二苄基丙二酸-双(1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基-哌啶-4-基)酯、二甲基-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基氧基)-硅烷,三(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-亚磷酸酯、三(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-磷酸酯,N,N′-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-六亚甲基-1,6-二胺、四(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-六亚甲基-1,6-二乙酰胺、1-乙酰基-4-(N-环己基乙酰胺)-2,2,6,6-四甲基-哌啶、4-苄氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N′-二丁基-己二酰胺、N,N′-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N′-二环己基-(2-羟基)亚丙基二胺、N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-对苯二甲基-二胺、4-双(2-羟乙基)氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-甲基丙烯酰胺-1,2,2,6,6-五甲基哌啶及α-氰基-β-甲基-β-[N-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)]-氨基-丙烯酸甲酯。
更优选为N,N′,N″,N″′-四-[4,6-双-[丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基]-三嗪-2-基]-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺、二丁胺与1,3,5-三嗪·N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-六亚甲基二胺及N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物(巴斯夫(BASF)公司制造智玛索布(CHIMASSORB)2020FDL)、二丁胺与1,3,5-三嗪及N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物、聚[{(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}](巴斯夫公司制造智玛索布(CHIMASSORB)944FDL)、1,6-己二胺-N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)与吗啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的缩聚物、聚[(6-吗啉基-均三嗪-2,4-二基)[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]等经由三嗪骨架而键结有多个哌啶环的高分子量HALS;
或者可适宜地使用丁二酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的缩聚物、1,2,3,4-丁烷四羧酸与1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇及3,9-双(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷的混合酯化物等经由酯键而键结有哌啶环的高分子量HALS,但本发明并不限定于这些化合物。
这些之中,自二丁胺与1,3,5-三嗪及N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物、聚[{(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}及丁二酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的缩聚物中选择,数量平均分子量(Mn)优选为2,000~5,000。
自由基捕捉剂为由下述结构(Hα)所表示的化合物(商品名,苏米来泽(Sunlizer)HA-622,索特(SORT)股份有限公司制造)、及由下述结构(Hβ)所表示的化合物也合适。
[化23]
再者,上述结构(Hα)中的m为2~30。
上述结构(Hα)或结构(Hβ)的化合物可获得已上市的巴斯夫公司(原汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)股份有限公司)制造的商品名智玛索布(CHIMASSORB)2020FDL(CAS-No.192268-64-7)、智玛索布(CHIMASSORB)944FDL(CAS-No.71878-19-8)及地奴彬(TINUVIN)770DF(CAS-No.52829-07-9),太阳化学(Sun Chemical)股份有限公司制造的商品名西亚索布(Cyasorb)UV-3346(CAS-No.82541-48-7)、西亚索布(Cyasorb)UV-3529(CAS-No.193098-40-7)。
另外,由下述通式(H1)所表示的化合物因碱性低、对于偏光性能的副作用小这一理由,而可特别优选地用于本发明的酰化纤维素膜。
[化24]
通式(H1)中,ZH1表示烷基、环烷基或芳基,YH1表示氢原子或取代基。RH01~RH04的含义与上述通式(H)的RH01~RH04相同,优选的形态也相同。
ZH1优选为可具有取代基的烷基或环烷基,更优选为具有分支结构的未经取代的烷基、具有芳基作为取代基的烷基或环烷基,进而更优选为环烷基。再者,ZH1所具有的取代基并无特别限定。
ZH1中的烷基的碳数优选为1~20,更优选为1~14。ZH1中的环烷基的碳数优选为3~20,更优选为3~14。另外,ZH1中的芳基的碳数优选为6~20,更优选为6~14。
YH1优选为取代基。YH1中的取代基并无特别限定,但优选为利用氮原子或氧原子与哌啶环进行键结的取代基,另外,更优选为可具有取代基的氨基、羟基、烷氧基(碳数优选为1~20,更优选为1~14),芳氧基(碳数优选为6~20,更优选为6~12)、或酰氧基(碳数优选为2~20,更优选为2~14),进而更优选为碳数为1~10的烷基、碳数为6~12的芳基或具有杂环基作为取代基的氨基、羟基、碳数为1~10的烷氧基、或碳数为2~10的酰氧基。
由通式(H1)所表示的化合物尤其在如下方面具有特征:哌啶环的氮(N)与由ZH1所表示的可具有取代基的烷基或芳基进行醚键结。在本申请说明书中,将含有该“N-O-ZH1”的结构的由上述通式(H1)所表示的具有哌啶骨架的化合物称为“NOZH1型”。
此外,将仅氢直接键结于哌啶环的氮(N)上的化合物称为“NH型”,将仅甲基直接键结于氮(N)上的化合物称为“NCH3型”。NH型及NCH3型的碱性比NOZH1型强。在本发明中,通过使用碱性弱的NOZH1型的化合物,而可更有效地抑制将本发明的酰化纤维素膜组装入偏光板中并在高温高湿下长时间使用时的偏光片性能劣化。
由通式(H1)所表示的NOZH1型的化合物只要是具有规定的哌啶骨架者,则并无限定,但优选为由下述通式(H1-1)或通式(H1-2)所表示的化合物。
[化25]
通式(H1-1)、通式(H1-2)中,RH01~RH04的含义与上述通式(H)中的RH01~RH04相同,优选的范围也相同。ZH2表示可具有取代基的烷基或芳基。RH11及RH12分别独立地表示烷基、芳基、酰基或杂环基。RH13表示氢原子、烷基、酰基或芳基。
ZH2的优选的范围与上述通式(H1)的ZH1相同。
RH11更优选为氢原子或烷基,特别优选为氢原子或碳数为1~6的烷基,进而特别优选为丙基或丁基。
RH12更优选为烷基或杂环基,特别优选为碳数为1~6的烷基或环元数为1~2的含有氨原子的杂环基,进而特别优选为三嗪。
RH13优选为氢原子、碳数为1~12的烷基或碳数为1~12的酰基,特别优选为碳数为1~12的酰基。
上述RH11~RH13中的上述各基也可由取代基取代。作为此种取代基,例如可具有自通式(H1)去除了YH1的取代基。
由上述通式(H1-1)或通式(H1-2)所表示的化合物优选为由下述通式(H1-a)~通式(H1-c)所表示的化合物。
[化26]
通式(H1-a)~通式(H1-c)中,ZH1及ZH2与上述相同,优选的范围也相同。RH01~RH04的含义与上述通式(H)中的RH01~RH04相同,优选的范围也相同。
通式(H1-c)中,RH05~RH06分别独立地表示烷基,RHa及RHb分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或杂环基,WH1表示取代基。
以下表示由上述通式(H)所表示的化合物的优选例,但本发明并不限定于这些优选例。
[化27]
[化28]
上述化合物HA-11(制品名“地奴彬(TINUVIN)152”,汽巴精化股份有限公司制造,CAS-No.191743-75-6)、及化合物HA-12(制品名“福莱姆斯塔波诺尔(FLAMESTAB NOR)116FF”,汽巴精化股份有限公司制造,CAS-No.191680-81-6)可自市场容易地获得。
另外,下述化合物HA-13(制品名“地奴彬(TINUVIN)123”,汽巴精化股份有限公司制造,CAS-No.129757-67-1)也可优选地用作自由基捕捉剂。
[化29]
再者,由上述通式(H)所表示的化合物可如上述般以商业方式获得,也可使用通过合成所制造者。由上述通式(H)所表示的化合物的合成方法并无特别限制,可通过通常的有机合成中的方法来合成。另外,作为精制方法,可适宜使用蒸馏、再结晶、再沉淀、利用过滤剂·吸附剂的方法。进而,通常所销售的可廉价获得的化合物并非仅为由上述通式(H)所表示的化合物,有时也为混合物,在本发明中,只要作为自由基捕捉剂发挥功能,则不论制造方法、组成、熔点、酸值等,均可加以利用。
由上述通式(H)所表示的化合物的分子量并无限制,但就抑制自酰化纤维素膜中的挥发的观点而言,优选为如下述的分子量般在某种程度上为高分子。通过调整成适度的分子量,与酰化纤维素的相容性优异,可获得透明性高的膜。
因此,由上述通式(H)所表示的化合物的分子量优选为300~100000,更优选为500~50000,特别优选为700~30000。
将由上述通式(H)所表示的化合物添加至酰化纤维素膜中的时间点只要是在进行制膜的时间点添加,则并无特别限定。例如,可在酰化纤维素的合成时间点添加,也可在制备浓液时与酰化纤维素混合。
相对于酰化纤维素100质量份,酰化纤维素膜中的由上述通式(H)所表示的化合物的含量优选为0.0001质量份~5.0质量份。通过将酰化纤维素膜中的由上述通式(H)所表示的化合物的含量设为上述范围内,而可获得充分的抗氧化效果与偏光片耐久特性。相对于酰化纤维素100质量份,酰化纤维素膜中的由上述通式(H)所表示的化合物的含量更优选为0.001质量份~1.0质量份,进而更优选为0.01质量份~0.5质量份。
(紫外线吸收剂)
在本发明中,就防止偏光板或液晶等的劣化的观点而言,还可向酰化纤维素溶液中添加紫外线吸收剂。就波长370nm以下的紫外线的吸收能力优异、且液晶显示性良好的观点而言,紫外线吸收剂可优选地使用波长400nm以上的可见光的吸收少的紫外线吸收剂。本发明中所使用的紫外线吸收剂优选为选自受阻酚化合物、羟基二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、水杨酸酯化合物、二苯甲酮化合物、氰基丙烯酸酯化合物及镍络合盐化合物中的至少1种。
受阻酚化合物并无特别限制,但优选为选自2,6-二-叔丁基-对甲酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、N,N′-六亚甲基双(3,5-二-叔丁基-4-羟基-苯丙醛)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯及三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-异三聚氰酸酯中的至少1种。
苯并三唑化合物并无特别限制,但优选为选自2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、(2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)丙酸酯]、N,N′-六亚甲基双(3,5-二-叔丁基-4-羟基-苯丙醛)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯、2-(2′-羟基-3′,5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二-叔戊基苯基)-5-氯苯并三唑、2,6-二-叔丁基-对甲酚、及季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]中的至少1种。
以质量基准计,酰化纤维素膜中的抗紫外线剂的含量优选为1ppm~10000ppm,更优选为10ppm~1000ppm。
(其他劣化抑制剂)
作为酰化纤维素的劣化抑制剂,也可使用作为过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属钝化剂而为人所知的添加剂。作为这些稳定剂,例如可列举日本专利特开2006-251746号公报的段落号0074~段落号0081、段落号0082~段落号0117中所记载的化合物。
另外,胺类也作为劣化抑制剂而为人所知,例如可列举日本专利特开平5-194789号公报的段落号0009~段落号0080中所记载的化合物,或三-正辛胺、三异辛胺、三(2-乙基己基)胺、N,N-二甲基十二基胺等脂肪族胺。
另外,还可优选地使用具有2个以上的氨基的多元胺类,作为多元胺,优选为具有2个以上的一级氨基或二级氨基者。作为具有2个以上的氨基的化合物,可列举:含氮杂环化合物(具有吡唑啶环、哌嗪环等的化合物)、聚胺系化合物(链状或环状的聚胺,例如二乙三胺、四乙五胺、N,N′-双(氨基乙基)-1,3-丙烷二胺、N,N,N′,N″,N″-五(2-羟丙基)二乙三胺、含有环拉胺(cyclam)作为基本骨架的化合物)等。
作为该多元胺的具体例,可列举:二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺、二丙三胺、三丙四胺、氨基乙基乙醇胺、聚乙烯亚胺(polyethyleneimine)、聚烯丙基胺、聚乙烯基胺、N′,N′-四(2-羟乙基)乙二胺、N,N,N′,N′-四(2-羟丙基)乙二胺、N,N,N′,N″,N″-五(2-羟丙基)二乙三胺等。另外,在市售品中,例如可列举日本催化剂(股份)公司制造的埃珀敏(Epomin)SP-006、埃珀敏(Epomin)SP-012、埃珀敏(Epomin)SP-018等。
(消光剂)
就膜光滑性、及稳定制造的观点而言,还可向本发明的酰化纤维素膜中添加消光剂。消光剂可为无机化合物的消光剂,也可为有机化合物的消光剂。
无机化合物的消光剂优选为选自含有硅的无机化合物(例如二氧化硅、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁等)、氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化钡、氧化锆、氧化锶、氧化锑、氧化锡、氧化锡·锑、碳酸钙、滑石、黏土、煅烧高岭土及磷酸钙中的至少1种,更优选为选自含有硅的无机化合物及氧化锆中的至少1种,就进一步降低酰化纤维素膜的浊度的观点而言,特别优选为使用二氧化硅。
二氧化硅的微粒子例如可使用具有艾罗西尔(Aerosil)R972,艾罗西尔(Aerosil)R974,艾罗西尔(Aerosil)R812,艾罗西尔(Aerosil)200,艾罗西尔(Aerosil)300,艾罗西尔(Aerosil)R202,艾罗西尔(Aerosil)OX50,艾罗西尔(Aerosil)TT600(以上日本艾罗西尔(Aerosil)(股份)制造)等的商品名的市售品。氧化锆的微粒子例如可使用以艾罗西尔(Aerosil)R976及艾罗西尔(Aerosil)R811(以上日本艾罗西尔(股份)制造)等的商品名所销售者。
有机化合物的消光剂并无特别限制,优选为选自硅酮树脂、氟树脂及丙烯酸树脂中的至少1种聚合物,其中,优选为硅酮树脂。硅酮树脂之中,特别优选为具有三维的网状结构者,例如可使用具有托斯帕尔(Tospearl)103、托斯帕尔(Tospearl)105、托斯帕尔(Tospearl)108、托斯帕尔(Tospearl)120、托斯帕尔(Tospearl)145、托斯帕尔(Tospearl)3120及托斯帕尔(Tospearl)240(以上东芝硅酮(Toshiba Silicone)(股份)制造)等的商品名的市售品。
将这些消光剂添加至酰化纤维素膜中的时间点只要是在进行制膜的时间点添加,则并无特别限定。例如,可在将酰化纤维素与溶剂混合的阶段含有添加物,也可在利用酰化纤维素与溶剂制作混合溶液后加入添加物。
进而,也可在即将使浓液进行流延之前添加混合,该混合优选为联机设置螺旋式混炼来进行。具体而言,优选为使用如在线混合器般的静态混合机。另外,作为在线混合器,例如优选为如静态混合器SWJ(东丽静止型管内混合器HI混合器(HI-Mixer))(东丽工程(Toray Engineering)制造)般的混合器。
再者,关于在线添加,为了消除浓度不均、粒子的凝聚等,可使用日本专利特开2003-053752号公报中所记载的方法。进而,为了制成添加剂的渗出少、且也不存在层间的剥离现象、而且光滑性良好、透明性优异的相位差膜,也可使用日本专利特开2003-014933号公报中所记载的方法。
酰化纤维素膜中的消光剂的含量特别优选为0.05质量%~1.0质量%。通过设为此种值,酰化纤维素膜的雾度不会变大,当实际用于液晶显示装置时,有助于抑制对比度的下降及辉点的产生等不良情况。就这些观点而言,酰化纤维素膜中的消光剂的含量特别优选为0.05质量%~1.0质量%。
(剥离促进剂)
本发明的酰化纤维素膜也可添加公知的剥离促进剂。
剥离促进剂优选为有机酸、多元羧酸衍生物、界面活性剂或螯合剂。例如可优选地使用日本专利特开2006-45497号公报的段落号0048~段落号0081中所记载的化合物、日本专利特开2002-322294号公报的段落号0077~段落号0086中所记载的化合物、日本专利特开2012-72348号公报的段落号0030~段落号0056中所记载的化合物等。
作为有机酸,可列举日本专利特开2002-322294号公报的段落号0079~段落号0082中所记载的化合物,例如可列举:柠檬酸、草酸、己二酸、丁二酸、苹果酸、酒石酸等。
进而,作为有机酸,氨基酸类也优选,例如可列举:天冬酰胺酸、天冬氨酸、腺嘌呤、丙氨酸、β-丙氨酸、精氨酸、异白氨酸、甘氨酸、谷酰胺酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏氨酸、正白氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸(phenylalanine)、甲硫氨酸、赖氨酸、白氨酸(leucine)等。
有机酸也可用作游离酸,可列举碱金属盐、碱土金属盐、含有过渡金属的重金属的盐。各盐的金属之中,碱金属可例示锂、钾、钠等,碱土金属可例示钙、镁、钡、锶等。含有过渡金属的重金属可例示铝、锌、锡、镍、铁、铝、铜、银等。另外,碳数为5以下的经取代、未经取代的胺类的盐也优选,作为该盐的胺,例如可例示:铵、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、羟乙胺、双(羟乙基)胺、三(羟乙基)胺等。优选的金属为碱金属中的钠,碱土金属中的钙、镁。这些碱金属、碱土金属分别可单独使用、或将两种以上组合使用,也可并用碱金属与碱土金属。
作为多元羧酸衍生物,优选为酯化合物与酰胺化合物。
羧酸成分为多元羧酸,该羧酸可为脂肪族或芳香族的任一种羧酸,但优选为脂肪族羧酸。脂肪族羧酸可为饱和、不饱和,优选为直链状、支链状或环状的脂肪族的羧酸,也可具有取代基。该取代基可列举:烷基、烯基、芳基、羟基、氨基、烷氧基、烯氧基、酰氧基、酰基氨基。
芳香族羧酸可列举:邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,3,5-苯三甲酸等,脂肪族羧酸可列举草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸,作为具有取代基的脂肪族羧酸,可列举苹果酸、柠檬酸、酒石酸。
多元羧酸酯中,作为醇成分的键结于酯官能基的-C(=O)-O-的氧原子上的基优选为经取代、未经取代的烷基[例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、2-乙基己基、-CH2CH2O-(CH2CH2)n-C2H5等]、烯基(例如乙烯基、烯丙基、2-甲基-2-丙烯基、2-丁烯基、油烯基等),该醇成分(键结于氧原子上的基)的总碳数优选为1~200,更优选为1~100,进而更优选为1~50。该烷基及烯基可具有的取代基优选为烷氧基、烯氧基、羟基、酰基氧基,更优选为烷氧基。该烷氧基或烯氧基优选为含有(聚)氧亚烷基者,尤其,该(聚)氧亚烷基优选为(聚)氧亚乙基、(聚)氧亚丙基、(聚)氧亚丁基。
另外,醇成分中的原料的醇可为一元醇,也可为多元醇,多元醇例如可列举乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇,这些的羟基部分(-OH)成为聚氧亚烷氧基者[例如-(OCH2CH2)n-OH、-(OC3H6)n-OH]也优选。
多元羧酸酰胺中,胺成分的胺化合物可为一级胺或二级胺的任一种,并无特别限定。取代于酰胺官能基的-C(=O)-N<的氮原子上的取代基优选为烷基[例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、2-乙基己基、-CH2CH2O-(CH2CH2)n-C2H5等]、烯基(例如乙烯基、烯丙基、2-甲基-2-丙烯基、2-丁烯基等),作为该胺成分的胺化合物的总碳数优选为1~200,更优选为1~100,进而更优选为1~50。该烷基及烯基可具有的取代基优选为烷氧基、烯氧基、羟基、酰基氧基、氨基、酰基氨基,更优选为烷氧基。该烷氧基或烯氧基优选为含有(聚)氧亚烷基者,尤其,该(聚)氧亚烷基优选为(聚)氧亚乙基、(聚)氧亚丙基、(聚)氧亚丁基。另外,此种聚氧亚烷基部分结构经由甘油而含有经分支的聚氧亚烷基也优选。
另外,胺成分中的原料的胺化合物可为一元胺,也可为多元胺。
多元羧酸衍生物之中,特别优选为具有未反应而可游离的羧基的有机酸单甘油脂,作为其市售品,例如可列举:理研维生素(Riken Vitamin)(股份)公司制造的珀埃姆(Poem)K-37V(甘油柠檬酸油酸酯)、花王公司制造的晋阶(Step)SS(甘油硬脂酸/棕榈酸丁二酸酯)等。
作为上述界面活性剂,可优选地使用日本专利特开2006-45497号公报的段落号0050~段落号0051中所记载的化合物、日本专利特开2002-322294号公报的段落号0127~段落号0128中所记载的化合物。作为非离子系的界面活性剂,具体而言,可列举: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、聚氧乙烯脂防酸酯、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、聚醚胺。另外,作为市售品,可列举:那伊敏(NYMEEN)L-202、斯塔豪姆(STAFOAM)DO、斯塔豪姆(STAFOAM)DL(日油)等。
上述螯合剂是可在铁离子等金属离子或钙离子等碱土金属离子等多价金属离子上配位(螯合)的化合物,可使用如以氨基多羧酸、氨基多膦酸、烷基膦酸、膦酰基羧酸为代表的各种螯合剂的任一种。作为螯合剂,可使用日本专利特公平6-8956号、日本专利特开平11-190892号、日本专利特开2000-18038号、日本专利特开2010-158640号、日本专利特开2006-328203号、日本专利特开2005-68246号、日本专利特开2006-306969号的各公报中所记载的化合物。
具体而言,可列举:乙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二乙三胺五乙酸、次氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid)、三乙四胺六乙酸、环己烷二胺四乙酸、羟乙基亚氨基二乙酸、乙二醇双(2-氨基乙醚)四乙酸、1,3-二氨基丙烷四乙酸、膦酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、次氮基-N,N,N-三亚甲基膦酸、乙二胺-N,N,N,N-四亚甲基膦酸、乙二胺-二(邻羟苯基乙酸)、DL-丙氨酸-N,N-二乙酸、天冬氨酸-N,N-二乙酸、谷氨酸-N,N-二乙酸、丝氨酸-N,N-二乙酸、聚丙烯酸、异戊烯-顺丁烯二酸共聚物、丙烯酸-顺丁烯二酸共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、硅酸、葡萄糖酸、羟基苄基亚氨基二乙酸、亚氨基二乙酸等。另外,使用油溶性的螯合剂也优选。作为市售品,可使用:特库朗(Techrun)DO(长濑化成(Nagase chemteX)股份有限公司),吉利斯德(Chelest)MZ-2、吉利斯德(Chelest)MZ-8(吉利斯德(Chelest)股份有限公司)。
<酰化纤维素膜的构成与物性>
(膜的层构造)
本发明的酰化纤维素膜可为单层,也可为2层以上的层叠体。
当本发明的酰化纤维素膜为2层以上的层叠体时,更优选为2层构造或3层构造,进而更优选为3层构造。3层构造优选为包含1层的核心(core)层(以下,也称为基层)、及夹持该核心层并相互对向的表皮(skin)层(称为表皮A层及表皮B层)(表皮B层/核心层/表皮A层)。
再者,也将表皮A层与表皮B层总称为表皮层(或表层)。
本发明的酰化纤维素膜中,各层中的酰化纤维素的酰基取代度可一致,也可使多种酰化纤维素混合存在于一个层中,但就调整光学特性的观点而言,优选为各层中的酰化纤维素的酰基取代度全部固定。另外,当本发明的酰化纤维素膜为3层构造时,就制造成本的观点而言,优选为两面的表面层中所含有的酰化纤维素使用酰基取代度相同的酰化纤维素。
(弹性模量)
本发明的酰化纤维素膜的弹性模量的范围并无特别限定,但就制造适应性及操作性的观点而言,优选为1.0GPa~5.0GPa,更优选为2.0GPa~4.5GPa。通过将本发明的由通式(I)所表示的化合物添加至酰化纤维素中,而使膜疏水化,由此有提升弹性模量的作用。即,本发明的由通式(I)所表示的化合物的添加就弹性模量的观点而言也有利。
(光弹性系数)
本发明的酰化纤维素膜的光弹性系数的绝对值优选为8.0×10-12m2/N以下,更优选为6×10-12m2/N以下,进而更优选为5×10-12m2/N以下。通过使树脂膜的光弹性系数变小,当将该树脂膜作为偏光板保护膜而组装入液晶显示装置中时,可抑制高温高湿下产生不均。只要事先无特别说明,则将光弹性系数设为通过以下的方法进行测定并算出者。
光弹性系数的下限值并无特别限定,但较实际的是0.1×10-12m2/N以上。
(光弹性系数的算出方法)
将膜切成3.5cm×12em,利用椭偏仪(M150[商品名],日本分光(股份))测定无负荷、250g、500g、1000g、1500g的各种负荷下的Re,通过根据对应于应力的Re变化的直线的倾斜度进行计算来测定光弹性系数。
(含水率)
酰化纤维素膜的含水率可通过测定固定温湿度下的平衡含水率来进行评价。平衡含水率是在上述温湿度下放置24小时后,利用卡尔费雪法(Karl Fischer′s method)测定达到平衡的试样的水分量,并使水分量(g)除以试样质量(g)所算出者。
本发明的酰化纤维素膜在25℃、相对湿度80%下的含水率优选为5质量%以下,更优选为4质量%以下,进而更优选为未满3质量%。通过使酰化纤维素膜的含水率变小,当将酰化纤维素膜作为偏光板保护膜而组装入液晶显示装置中时,高温高湿下的液晶显示装置的黑色显示品质劣化的抑制优异。含水率的下限值并无特别限定,但较实际的是0.1质量%以上。
(透湿度)
酰化纤维素膜的透湿度可通过如下方式来评价:依据JIS Z0208的透湿度试验(杯法(cup method)),在温度40℃、相对湿度90%RH的环境中,测定24小时内通过试样的水蒸气的质量,并换算成试样面积1m2的值。
本发明的酰化纤维素膜的透湿度优选为500g/m2·day~2000g/m2day,更优选为900g/m2·day~1300g/m2day,特别优选为1000g/m2·day~1200g/m2day。
(雾度)
本发明的酰化纤维素膜的雾度优选为1%以下,更优选为0.7%以下,特别优选为0.5%以下。通过将雾度设为上述上限值以下,而具有膜的透明性变得更高、更容易用作光学膜这一优点。雾度的下限值并无特别限定,但较实际的是0.001%以上。雾度是在25℃、相对湿度60%的环境下,使用雾度计(HGM-2DP,斯加试验机(Suga Test Instruments)),根据JIS K7136对40mm×80mm的酰化纤维素膜进行测定。
(膜厚)
本发明的酰化纤维素膜的平均膜厚优选为10μm~100μm,更优选为15μm~80μm,进而更优选为20μm~70μm。通过设为20μm以上,制作网状的膜时的操作性提升而优选。另外,通过设为70μm以下,而容易应对湿度变化,且容易维持光学特性。
另外,当本发明的酰化纤维素膜具有3层以上的层叠构造时,上述核心层的膜厚优选为3μm~70μm,更优选为5μm~60μm。当本发明的膜具有3层以上的层叠构造时,膜两面的表层(表皮A层及表皮B层)的膜厚均更优选为0.5μm~20μtm,特别优选为0.5μm~10μm,最优选为0.5μm~3μm。
(膜宽度)
本发明的酰化纤维素膜的膜宽度优选为700mm~3000mm,更优选为1000mm~2800mm,特别优选为1300mm~2500mm。
<酰化纤维素膜的制造方法>
本发明的酰化纤维素膜的制造方法并无特别限定,但优选为通过熔融制膜法或溶液制膜法来制造。更优选为通过溶液制膜法(溶剂浇铸法)来制造。本发明的酰化纤维素膜优选为通过溶剂浇铸法来制造。关于利用溶剂浇铸法的酰化纤维素膜的制造例,可参考美国专利第2,336,310号、美国专利第2,367,603号、美国专利第2,492,078号、美国专利第2,492,977号、美国专利第2,492,978号、美国专利第2,607,704号、美国专利第2,739,069号及美国专利第2,739,070号的各说明书,英国专利第640731号及英国专利第736892号的各说明书,以及日本专利特公昭45-4554号、日本专利特公昭49-5614号、日本专利特开昭60-176834号、日本专利特开昭60-203430号及日本专利特开昭62-115035号等的各公报。另外,上述酰化纤维素膜也可实施延伸处理。关于延伸处理的方法及条件,例如可参考日本专利特开昭62-115035号、日本专利特开平4-152125号、日本专利特开平4-284211号、日本专利特开平4-298310号、日本专利特开平11-48271号等的各公报。
(流延方法)
作为溶液的流延方法,有将所制备的浓液自加压模具中均匀地挤出至金属支撑体上的方法、利用以刀片调节暂且在金属支撑体上流延的浓液的膜厚的刮刀片(doctorblade)的方法、利用以反向旋转的辊进行调节的反向辊涂机的方法等,但优选为利用加压模具的方法。加压模具有衣架型模具或T字模等,可优选地使用任一种模具。另外,除此处所列举的方法以外,还可通过现有已知的对三乙酸纤维素溶液进行流延制膜的各种方法来实施,通过考虑所使用的溶剂的沸点等的不同来设定各条件,而可获得与各个公报中所记载的内容相同的效果。
·共流延
在本发明的酰化纤维素膜的形成中,优选为使用共流延法(多层同时流延)、逐次流延法、涂布法等层叠流延法,就稳定制造及降低生产成本的观点而言,特别优选为使用共流延法。
当利用共流延法来制造2层以上的酰化纤维素膜时,首先,制备各层用的乙酸纤维素溶液(浓液)。继而,自具有自不同的狭缝等中同时挤出各层用的流延用浓液的功能的流延用模头挤出浓液,在流延用支撑体(带或滚筒)上使各层用浓液同时进行流延,并在适当的时期自支撑体上剥取,然后进行干燥而使膜成形。图2中以剖面图表示使用共流延模头3,将表层用浓液1与核心层用浓液2这3层同时挤出至流延用支撑体4上进行流延的状态。
·逐次流延法
在逐次流延法中,首先自流延用模头中挤出第1层用的流延用浓液,并在流延用支撑体上进行流延,然后进行干燥或不进行干燥,以自流延用模头中将第2层用的流延用浓液挤出至第1层用的流延用浓液上进行流延的要领,逐次使浓液进行流延·层叠(若有必要,则至第3层以上为止),并在适当的时期自支撑体上剥取,然后进行干燥而使膜成形。
·涂布法
涂布法是如下的方法:通常通过溶液制膜法来使核心层的膜成形为膜,制备涂布于表层的涂布液,使用适当的涂布机,将涂布液依次涂布于膜的各单面上、或将涂布液同时涂布于膜的两面上,并进行干燥来使层叠构造的膜成形。
作为制造酰化纤维素膜时所使用的循环地移动的流延用支撑体(金属支撑体),可使用通过镀铬来对表面进行了镜面加工的滚筒、或通过表面研磨而进行了镜面加工的不锈钢传送带(也称为带)。所使用的加压模具可在金属支撑体的上方设置1台或2台以上。当设置2台以上时,可将进行流延的浓液量分配至各个模具中。也可自多个精密定量齿轮泵以各个比例将浓液输送至模具中。用于流延的浓液(树脂溶液)的温度优选为-10℃~55℃,更优选为25℃~50℃。在此情况下,步骤的所有溶液温度可相同、或者也可在步骤的各处不同。
另外,上述金属支撑体的材质并无特别限制,但更优选为不锈钢(StainlessSteel,SUS)制(例如SUS316)。
(剥离)
在本发明的酰化纤维素膜的制造中,优选为包括自上述金属支撑体上剥取上述浓液膜的步骤。
(延伸处理)
在本发明的酰化纤维素膜的制造方法中,优选为包括使所制造的膜进行延伸的步骤。酰化纤维素膜的延伸方向可为膜搬送方向及与搬送方向正交的方向(宽度方向)的任一个,但就其后继续使用该膜的偏光板加工工艺的观点而言,优选为与膜搬送方向正交的方向(宽度方向)。
在宽度方向上进行延伸的方法例如在日本专利特开昭62-115035号、日本专利特开平4-152125号、日本专利特开平4-284211号、日本专利特开平4-298310号、日本专利特开平11-48271号等的各公报中有记载。在长度方向的延伸的情况下,例如若调节膜的搬送辊的速度,使膜的卷取速度快于膜的剥取速度,则膜得以延伸。在宽度方向的延伸的情况下,一面利用拉幅机保持膜的宽度一面进行搬送,并使拉幅机的宽度缓慢地扩大,由此也可使膜延伸。也可在膜的干燥后,使用延伸机进行延伸(优选为使用长延伸机的单轴延伸)。
当将本发明的酰化纤维素膜用作偏光片的保护膜时,为了抑制自斜向观察偏光板时的漏光,必须将偏光片的透过轴与本发明的树脂膜的面内的慢轴配置成平行。连续地制造的卷膜状的偏光片的透过轴通常与卷膜的宽度方向平行,因此为了使上述卷膜状的偏光片与卷膜状的包含酰化纤维素膜的保护膜连续地贴合,卷膜状的保护膜的面内慢轴必须与膜的宽度方向平行。因此,优选为在宽度方向上更多地进行延伸。另外,延伸处理可在制膜步骤的途中进行,也可对制膜后卷取的原膜进行延伸处理。
宽度方向的延伸优选为5%~100%的延伸,更优选为进行5%~80%的延伸,特别优选为进行5%~40%的延伸。再者,所谓未延伸,是指延伸为0%。延伸处理可在制膜步骤的途中进行,也可对制膜后卷取的原膜进行延伸处理。在前者的情况下,可在含有残留溶剂量的状态下进行延伸,能够以残留溶剂量=(残存挥发成分质量/加热处理后膜质量)×100%为0.05%~50%来优选地进行延伸。特别优选为在残留溶剂量为0.05%~5%的状态下进行5%~80%的延伸。
(干燥)
在本发明的酰化纤维素膜的制造方法中,就延迟显现性的观点而言,优选为包括对酰化纤维素膜进行干燥的步骤、以及在玻璃化温度(Tg)-10℃以上的温度下使干燥后的本发明的树脂膜进行延伸的步骤。
与本发明的酰化纤维素膜的制造相关的在金属支撑体上的浓液的干燥通常有如下等方法:自金属支撑体(滚筒或传送带)的表面侧,即位于金属支撑体上的网的表面吹热风的方法;自滚筒或传送带的背面吹热风的方法;自传送带或滚筒的作为浓液流延面的相反侧的背面接触控制了温度的液体,通过传热来对滚筒或传送带进行加热并控制表面温度的背面液体传热方法等;但优选为背面液体传热方式。进行流延前的金属支撑体的表面温度只要为浓液中所使用的溶剂的沸点以下,则可为任何温度。为了促进干燥、且不失去在金属支撑体上的流动性,优选为设定成比所使用的溶剂中的沸点最低的溶剂的沸点低1℃~10℃的温度。再者,在对流延浓液进行冷却后不进行干燥而剥取的情况下,不限定于上述温度。
膜厚度的调整只要以变成所期望的厚度的方式,调节浓液中所含有的固体成分浓度、模具的模口的狭缝间隙、自模具中的挤出压力、金属支撑体速度等即可。
优选为以通过上述方式所获得的酰化纤维素膜的长度为每1卷100m~10000m来进行卷取,更优选为500m~7000m,进而更优选为1000m~6000m。卷取时,优选为至少对一端赋予滚纹(knurling),滚纹的宽度优选为3mm~50mm,更优选为5mm~30mm,高度优选为0.5μm~500μm,更优选为1μm~200μm。其可为单面按压,也可为双面按压。
当用作大画面用液晶显示装置用的光学补偿膜时,例如优选为将膜宽度设为1470mm以上来成形。另外,本发明的偏光板保护膜不仅包括切断成可直接组装入液晶显示装置的大小的膜片形态的膜,还包括通过连续生产而制作成长条状,并卷绕成卷状的形态的膜。后者的形态的偏光板保护膜是在该状态下进行保管、搬送等,当实际组装入液晶显示装置时或与偏光片等贴合时,切断成所期望的大小来使用。另外,在以长条状的状态与包含同样制作成长条状的聚乙烯醇膜等的偏光片等贴合后,当实际组装入液晶显示装置时,切断成所期望的大小来使用。作为卷绕成卷状的光学补偿膜的一形态,可列举卷绕成卷长为2500m以上的卷状的形态。
<<偏光板>>
本发明的偏光板至少具有偏光片、及本发明的酰化纤维素膜。
本发明的偏光板优选为具有偏光片,且在该偏光片的一面或两面具有本发明的膜。偏光片有碘系偏光片、使用二色性染料的染料系偏光片或多烯系偏光片。碘系偏光片及染料系偏光片通常使用聚乙烯醇系膜来制造。当将本发明的酰化纤维素膜用作偏光板保护膜时,偏光板的制作方法并无特别限定,可通过一般的方法来制作。有如下的方法:对所获得的酰化纤维素膜进行碱处理,然后利用完全皂化聚乙烯醇水溶液将该酰化纤维素膜贴合在使聚乙烯醇膜在碘溶液中进行浸渍延伸所制作的偏光片的两面。也可实施如日本专利特开平6-94915号公报、日本专利特开平6-118232号公报中所记载的易接着加工来代替碱处理。用于使保护膜处理面与偏光片贴合的接着剂例如可列举:聚乙烯醇、聚乙烯丁醛等聚乙烯醇系接着剂,或丙烯酸丁酯等乙烯系乳胶等。
本发明的酰化纤维素膜与偏光片的贴合方法优选为以偏光片的透过轴与本发明的酰化纤维素膜的慢轴实质上变成正交的方式进行贴合。在本发明的液晶显示装置中,偏光板的透过轴与本发明的酰化纤维素膜的慢轴优选为实质上正交。此处,所谓实质上正交,是指本发明的酰化纤维素膜的主折射率nx的方向与偏光板的透过轴的方向以90°±10°的角度相交,优选为以90°±5°的角度相交,更优选为以90°±1°的角度相交。通过在贴合时如此调整角度,而可进一步减少偏光板正交偏光下的漏光。慢轴的测定可通过公知的各种方法来进行测定,例如可使用双折射计(考布拉(KOBRA)DH,王子计测机器(Oji ScientificInstruments)(股份)制造)来进行。
本发明的偏光板不仅包括切断成可直接组装入液晶显示装置的大小的膜片形态的偏光板,也包括通过连续生产而制作成长条状,并卷绕成卷状的形态(例如,卷长为2500m以上或3900m以上的形态)的偏光板。为了用于大画面液晶显示装置,优选为将偏光板的宽度设为1470mm以上。关于本发明的偏光板的具体的构成,并无特别限制,可采用公知的构成,例如可采用日本专利特开2008-262161号公报的图6中所记载的构成。
<<液晶显示装置>>
本发明的液晶显示装置具有液晶单元与本发明的偏光板。
本发明的液晶显示装置优选为共面切换(In-Plane Switching,IPS)模式、光学补偿弯曲(Optically Compensated Bend,OCB)模式或垂直取向(Vertical Alignment,VA)模式的液晶显示装置,该液晶显示装置是具有液晶单元、及配置于该液晶单元的两侧的一对偏光板的液晶显示装置,且上述偏光板的至少一个为本发明的偏光板。将典型的液晶显示装置的内部构成示于图1。本发明的液晶显示装置的具体的构成并无特别限制,可采用公知的构成。另外,还可优选地采用日本专利特开2008-262161号公报的图2中所记载的构成。
[实施例]
以下,通过实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不由该实施例限定性地进行解释。
[由通式(I)所表示的化合物的合成]
以如下方式合成本发明的由通式(I)所表示的化合物。
以下表示具有代表性的化合物的合成例。
合成例1
通过以下的反应流程来合成例示化合物(A-1)。
[化30]
1)中间物N-苄基-N′-苯基脲的合成
向带有温度计、回流冷却管及搅拌机的5L的玻璃制烧瓶中加入苄基胺321g与乙腈2L,利用水浴进行冷却后一面进行搅拌,一面以反应液的内温变成40℃以下的速度滴加异氰酸苯酯358g。直接搅拌2小时后,添加水2L后进行抽吸过滤,并滤取所析出的结晶,利用水1L清洗3次。在80℃下对所获得的结晶进行减压干燥,而获得中间物N-苄基-N′-苯基脲610g。
所获得的化合物的结构由1H-NMR(nuclear magnetic resonance,核磁共振)光谱来确以。
1H-NMR(300MHz、DMSO-d6),δ:8.52(s,1H),7.45-7.18(m,9H),6.89(t,1H),6.59(s,1H),4.30(d,2H)
2)例示化合物(A-1)的合成
向带有温度计、回流冷却管及搅拌机的300ml的玻璃制烧瓶中加入N-苄基-N′-苯基脲5.0g、苯基丙二酸8.16g、乙酸10mL及乙酸酐15mL,一面进行搅拌一面以内温变成60℃的方式进行加热,然后直接在60℃下继续搅拌1.5小时。其后冷却至室温为止,然后添加二异丙醚100mL。利用冰水浴进行冷却并搅拌1小时后进行抽吸过滤,并滤取所析出的结晶,利用经冷却的二异丙醚进行清洗后进行干燥,而获得例示化合物(A-1)4.2g。
所获得的化合物的结构由1H-NMR光谱来确认。
1H-NMR(300MHz、CDCl3),δ:7.50-7.10(m,15H),5.13(dd,2H),4.80(s,1H)
例示化合物(A-3)例如可通过以下的反应流程来合成。
[化31]
合成例2
(A)途径1中的例示化合物(A-3)的合成
向带有温度计、回流冷却管及搅拌机的300ml的玻璃制烧瓶中加入合成例1中所合成的中间物N-苄基-N′-苯基脲5.0g、苄基丙二酸6.4g、甲苯10mL及乙酸酐15mL,一面进行搅拌一面以内温变成75℃的方式进行加热,然后直接在75℃下继续搅拌2小时。其后冷却至50℃为止,然后添加1mol/dm3的氢氧化钠水溶液50mL。废弃有机相并利用冰水浴对水相进行冷却,然后一面进行搅拌一面滴加6M盐酸10mL。进而在0℃下搅拌1小时后进行抽吸过滤,并滤取所析出的结晶,利用水进行清洗后,进行干燥,而荻得例示化合物(A-3)7.5g。
所获得的化台物的结构由1H-NMR光谱来确认。
1H-NMR(300MHz、CDCl3),δ:7.55-7.20(m,9H),7.13(t,2H),6.96(d,2H),6.84(br,2H),4.96(s,2H),3.94(t,1H),3.55(m,2H)
合成例3
(B)途径2中的例示化合物(A-3)的合成
以如下方式合成例示化合物(A-3)。
1)中间物1-苄基-3-苯基巴比妥酸的合成
向带有温度计、回流冷却管及搅拌机的300ml的玻璃制烧瓶中加入合成例1-1中所合成的N-苄基-N′-苯基脲5.0g、丙二酸2.5g、甲苯20mL、及乙酸酐5.6g,一面进行搅拌一面以内温变成80℃的方式进行加热,然后直接在80℃下继续搅拌3小时。其后冷却至50℃为止,然后添加水15mL来进行分液,并废弃水相。在室温下一面对有机层进行搅拌一面滴加异丙醇5mL。进而在10℃以下搅拌0.5小时后进行抽吸过滤,并滤取所析出的结晶,利用经冷却的异丙醇进行清洗后,进行干燥,而荻得中间物1-苄基-3-苯基巴比妥酸4.6g。
所获得的化台物的结构由1H-NMR光谱来确认。
1H-NMR(300MHz、CDCl3),δ:7.52-7.16(m,10H),5.10(s,2H),3.86(s,2H)
2)中间物1-苄基-5-亚苄基-3-苯基巴比妥酸的合成
向带有温度计、回流冷却管及搅拌机的300ml的玻璃制烧瓶中加入1-苄基-3-苯基巴比妥酸4.0g、苯甲醛1.6g、乙酸40mL,添加1滴硫酸后一面进行搅拌一面以内温变成100℃的方式进行加热,然后直接在100℃下继续搅拌3小时。其后冷却至50℃为止,添加异丙醇39mL与水17mL的混合溶液并在10℃以下搅拌1小时后,进行抽吸过滤并滤取所析出的结晶,利用甲醇进行清洗后,获得中间物1-苄基-5-亚苄基-3-苯基巴比妥酸3.9g。
所获得的化合物的结构由1H-NMR光谱来确认。
1H-NMR(300MHz、CDCl3),δ:8.70(s,1H),8.10(d,2H),7.58-7.20(m,15H),5.20(s,2H)
3)例示化合物(A-3)的合成
向50ml的高压釜中加入1-苄基-5-亚苄基-3-苯基巴比妥酸3.5g、甲醇8mL,并添加Pd-C(10%)0.1g,一面进行搅拌一面填充H2并以内温变成50℃的方式进行加热,然后直接在50℃下继续搅拌3小时。其后滤取Pd-C,并冷却至5℃为止,进而添加水4mL并在5℃下搅拌1小时后,进行抽吸过滤并滤取所析出的结晶,利用甲醇/水=1/1的混合溶剂进行清洗后,进行干燥,而获得例示化台物(A-3)3.0g。
所获得的化合物的结构由1H-NMR光谱、红外线(Infrared,IR)光谱及质谱(MassSpectrum)来确认。
再者,由1H-NMR光谱而确认所获得的化合物的结构与合成例2中所获得的化合物的结构一致。
实施例中所使用的上述以外的化合物通过与上述类似的方法、或者上述文献中所记载的方法或依据该方法的方法来合成。
此处,例示化合物(A-2)的熔点为139℃,例示化合物(A-4)的熔点为88℃,例示化台物(A-5)的熔点为113℃。
实施例1
以如下方式制作酰化纤维素膜,将由光所引起的膜着色作为耐光性来进行评价。
(酰化纤维素的制备)
制备总乙酰基取代度(B)为2.87的酰化纤维素。该制备是添加硫酸(相对于纤维素100质量份为7.8质量份)作为催化剂,然后添加成为酰基取代基的原料的羧酸并在40℃下进行酰基化反应。另外,在酰基化后以40℃进行老化。进而,利用丙酮对该酰化纤维素的低分子量成分进行清洗并将其去除。
(表层用浓液的制备)
·酰化纤维素溶液的制备
将下述的组合物投入至混合槽中,进行搅拌来使各成分溶解,而制备酰化纤维素溶液。
再者,第一工业化学公司制造的茂挠派特(Monopet)(注册商标)SB为蔗糖的苯甲酸酯,伊士曼化学公司制造SAIB-100为蔗糖的乙酸酯及异丁酸酯。
·消光剂溶液的制备
将下述的组合物投入至分散机中,进行搅拌来使各成分溶解,而制备消光剂溶液。
·紫外线吸收剂溶液的制备
将下述的组合物投入至混合槽中,一面进行加热一面进行搅拌来使各成分溶解,而制备紫外线吸收剂溶液。
[化32]
分别对上述消光剂溶液1.3质量份、及紫外线吸收剂溶液3.4质量份进行过滤后使用在线混合器进行混合,进而添加酰化纤维素溶液95.3质量份,并使用在线混合器进行混合,而制备表层用溶液。
(基层用浓液的制备)
·酰化纤维素溶液的制备
将下述的组合物投入至混合槽中,进行搅拌来使各成分溶解,而制备基层用浓液。
(流延)
使用滚筒流延装置,自流延口使如上述般制备的基层用浓液、及其两侧的表层用浓液这3层同时在不锈钢制的流延支撑体(支撑体温度为-9℃)上均匀地进行流延。在各层的浓液中的残留溶剂量大致为70质量%的状态下剥取,利用针板拉幅机固定膜的宽度方向的两端,在残留溶剂量为3质量%~5质量%的状态下,在宽度方向上延伸1.28倍(28%)并进行干燥。其后,在热处理装置的辊间进行搬送,由此进一步进行干燥,而获得本发明的酰化纤维素膜101。所获得的酰化纤维素膜101的厚度为60μm,宽度为1480mm。
在上述酰化纤维素膜101中,如后述的表6中所记载般变更化合物的种类及添加量来代替例示化合物A-1,除此以外,以与酰化纤维素膜101相同的方式分别制造本发明的酰化纤维素膜102~酰化纤维素膜118、及比较的酰化纤维素膜c10~酰化纤维素膜c13。
另外,在上述酰化纤维素膜101中,以所获得的酰化纤维素膜的膜厚变成40μm、宽度变成1480mm的方式进行流延、干燥,而获得本发明的酰化纤维素膜131。在该酰化纤维素膜131中,如后述的表6中所记载般变更化合物的种类来代替例示化合物A-1,除此以外,以与酰化纤维素膜131相同的方式分别制造本发明的酰化纤维素膜132~酰化纤维素膜135、及比较的酰化纤维素膜c21。
同样在上述酰化纤维素膜101中,以所获得的酰化纤维素膜的膜厚变成25μm、宽度变成1480mm的方式进行流延、干燥,而获得本发明的酰化纤维素膜141。在该酰化纤维素膜141中,如后述的表6中所记载般变更化合物的种类来代替例示化合物A-1,除此以外,以与酰化纤维素膜141相同的方式分别制造本发明的酰化纤维素膜142~酰化纤维素膜145、及比较的酰化纤维素膜c22。
进而,在上述酰化纤维素膜101中,添加作为缩聚酯系塑化剂的下述缩聚聚合物(A)12质量份来代替茂挠派特(Monopet)(注册商标)SB及SAIB-100,除此以外,以与酰化纤维素膜101相同的方式获得本发明的酰化纤维素膜201。在该酰化纤维素膜201中,如后述的表6中所记载般变更化合物的种类来代替例示化合物A-1,除此以外,以与酰化纤维素膜201相同的方式分别制造本发明的酰化纤维素膜202~酰化纤维素膜205、及比较的酰化纤维素膜c30~酰化纤维素膜c33。
缩聚聚合物(A):包含己二酸与乙二醇的聚酯(末端为羟基)(数量平均分子量=1000)
对各酰化纤维素膜进行由光所引起的膜着色的评价。
将所获得的结果与实施例2、实施例3的结果一同汇总并示于后述的表6中。
再者,以下也将这些酰化纤维素膜称为偏光板保护膜。
(由光所引起的膜着色的评价)
使用超级氙气耐候试验机(斯加(Suga)试验机(股份)制造的SX75),在放射照度为150W/m2、黑板温度为63℃、相对湿度为50%RH的条件下,对以上述方式制作的各酰化纤维素膜进行120小时光照射。其后,使用岛津制作所的分光光度计UV3150测定色调b*。若色调b*的值在负侧变大,则透过光的蓝色度增加,若在正侧变大,则黄色度增加。
另外,将上述光照射前后的各酰化纤维素膜的b*的变化设为Δb*来作为由光所引起的着色的指标。
以下述基准进行评价。
A:Δb*为0.05以下
B:Δb*超过0.05、且为0.10以下
C:Δb*超过0.10、且为0.15以下
D:Δb*超过0.15
将所获得的结果汇总并示于后述的表6中。
实施例2
使用实施例1中所制作的酰化纤维素膜,以如下方式制作偏光板并评价偏光板的耐久性,并且制作带有硬涂层的光学膜并评价耐光密接性。
(偏光板保护膜的皂化处理)
在55℃下,使包含实施例1中所制作的酰化纤维素膜101的偏光板保护膜在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行清洗,然后在30℃下使用0.05mol/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行清洗,进而利用100℃的暖风进行干燥。如此,对各偏光板保护膜进行表面的皂化处理。
(偏光板的制作)
使碘吸附于经延伸的聚乙烯醇膜上来制作偏光片。
使用聚乙烯醇系接着剂,将由实施例1来制造,并进行了上述皂化处理的偏光板保护膜101贴附于偏光片的一侧。对市售的三乙酸纤维素膜(富士泰克(FUJITAC)TD80UF,富士胶片(股份)制造)也进行相同的皂化处理,然后使用聚乙烯醇系接着剂,在与贴附有经皂化处理的偏光板保护膜101之侧为相反侧的偏光片的面上,贴附完成皂化处理的上述市售的三乙酸纤维素膜。
此时,以偏光片的透过轴、与由实施例1来制作并完成皂化处理的偏光板保护膜的慢轴变成平行的方式进行配置。另外,偏光片的透过轴与完成皂化处理的市售的三乙酸纤维素膜的慢轴也以正交的方式进行配置。
如此制成本发明的偏光板101。
针对偏光板保护膜102~偏光板保护膜118、偏光板保护膜131~偏光板保护膜135、偏光板保护膜141~偏光板保护膜145、偏光板保护膜201~偏光板保护膜205及比较的偏光板保护膜c10~偏光板保护膜c13、偏光板保护膜c21、偏光板保护膜c22、及偏光板保护膜c30~偏光板保护膜c33,也分别以与上述相同地方式进行皂化处理与偏光板的制作,而分别制成本发明的偏光板102~偏光板118、偏光板131~偏光板135、偏光板141~偏光板145、偏光板201~偏光板205、比较的偏光板c10~偏光板c13、偏光板c21、偏光板c22、及偏光板c30~偏光板c33。
(偏光板耐久性的评价)
偏光板耐久性试验是以经由粘着剂将偏光板贴附于玻璃上的形态如以下般进行。
制作2个以本发明的酰化纤维素膜成为空气界面侧的方式将偏光板贴附于玻璃上的样品(约5cm×5cm)。在单板正交透过率测定中,使该样品的本发明的酰化纤维素膜之侧朝向光源来设定后进行测定。分别测定2个样品,将其平均值作为实施例中的偏光板的正交透过率。偏光板的正交透过率是使用日本分光(股份)制造的自动偏光膜测定装置VAP-7070,在380nm~780nm的范围内测定,并采用410nm时的测定值。其后,在对应于膜的膜厚的条件下经时保存后,以相同的方法测定正交透过率。求出经时前后的正交透过率的变化,将其作为偏光板耐久性并以下述基准进行评价。
再者,未进行调湿的环境下的相对湿度为0%RH~20%RH的范围。
将所获得的结果示于后述的表6中。
-经时条件-
样品101~样品118、样品201~样品205、样品c10~样品c13、及样品c30~样品c33:
80℃、相对湿度90%RH的环境下,168小时及336小时
样品131~样品135、及样品c21:
80℃、相对湿度90%RH的环境下,120小时及240小时
样品141~样品145、及样品c22
60℃、相对湿度95%RH的环境下,500小时及1000小时
A:经时前后的正交透过率的变化未满0.6%
B:经时前后的正交透过率的变化为0.6%~1.0%
C:经时前后的正交透过率的变化超过1.0%
将所获得的结果汇总并示于后述的表6中。
(带有硬涂层的光学膜的制作)
将下述表中所记载的各成分混合后,利用孔径为30μm的聚丙烯制过滤器进行过滤,而制备硬涂层用涂布液。
以微凹版涂布方式,在搬送速度为30m/min的条件下,将上述硬涂层用涂布液涂布于上述所制造的各酰化纤维素膜的空气侧表面上。在60℃下进行150秒干燥后,一面进行氮气冲洗(purge)(氧浓度为0.5%以下),一面使用160W/cm的气冷式金属卤化物灯(艾古非(Eye Graphics)(股份)制造),照射照度为400mW/cm2、照射量为150mJ/cm2的紫外线来使涂布层硬化,而形成硬涂层(厚度为6μm)。
如此,在各酰化纤维素膜的空气侧表面上形成硬涂层,而分别制成带有硬涂层的酰化纤维素膜。
再者,在下述表6中,对单层的光学膜No.与对应于其的带有硬涂层的光学膜No.附加通用的膜No.来表示。
(耐光密接性的评价)
首先,利用斯加(Suga)试验机(股份)公司制造的超级氙气耐候试验机SX75,在60℃、相对湿度50%的环境下对上述所制作的各实施例及比较例的带有硬涂层的偏光板保护膜照射96小时光。
继而,在温度25℃、相对湿度60%的条件下对带有硬涂层的偏光板保护膜分别进行2小时调湿。在具有硬涂层之侧的表面上,针对带有硬涂层的偏光板保护膜1cm见方,利用切刀呈棋盘格状地分别以1mm间隔切入纵11条、横11条的切口,合计刻出100个1mm见方的正方形的格子,然后将日东电工(股份)制造的聚酯粘着胶带(No.31B)贴在该面上。经过30分钟后,在垂直方向上迅速剥离胶带,并清点剥落的格子的数量,以下述4个阶段的基准进行评价。进行3次相同的密接评价并取平均值。将结果示于下述表中。
A:在100格子中剥落为10格子以下。
B:在100格子中确认到11格子~20格子的剥落。
C:在100格子中确认到21格子~30格子的剥落。
D:在100格子中确认到31格子以上的剥落。
将这些结果汇总并示于表6中。
[表6]
a)表示相对于酰化纤维素100质量份的质量份。
此处,表6中的H-A、H-1及H-2为以下的化合物。
[化33]
根据上述表6的结果,作为含有本发明的由通式(I)所表示的化合物的本发明的酰化纤维素膜的偏光板保护膜的经时的偏光板耐久性均优异,可有效地抑制偏光片的劣化,进而,由光所引起的经时着色少。
相对于此,作为含有上述比较化合物即H-A、H-1或H-2的酰化纤维素膜的偏光板保护膜c10~偏光板保护膜c12、及偏光板保护膜c30~偏光板保护膜c32与本发明的偏光板保护膜相比,均无法实现偏光板耐久性与抑制由光所引起的经时着色的并存。另外,在添加有这些比较化合物的偏光板保护膜上涂布硬涂层而成的带有硬涂层的酰化纤维素膜c10~酰化纤维素膜c12、及酰化纤维素膜c30~酰化纤维素膜c32与本发明的偏光板保护膜相比,与硬涂层的耐光密接性均欠佳,无法实现偏光板耐久性与耐光密接性的并存。
作为既不含本发明的由通式(I)所表示的化合物、也不含比较的化合物的比较的酰化纤维素膜的偏光板保护膜c13、偏光板保护膜c21、偏光板保护膜c22及偏光板保护膜c33与作为本发明的酰化纤维素膜的偏光板保护膜相比,偏光板耐久性均欠佳。
其结果,通过使用本发明的偏光板,而可制作如以上所示的性能优异的液晶显示装置。
实施例3
[酰化纤维素的总乙酰基取代度(B)的变更]
在实施例1中的酰化纤维素膜101中,添加总乙酰基取代度(B)为2.77的乙酸纤维素100.0质量份,代替基层用浓液的溶液的制备中的酰化纤维素溶液的组成中所使用的总乙酰基取代度(B)为2.87的乙酸纤维素,除此以外,以与酰化纤维素膜101相同的方式获得本发明的酰化纤维素膜301。针对该酰化纤维素膜301,如后述的表7中所记载般变更总乙酰基取代度(B)不同的乙酸纤维素、所添加的例示化合物的种类与塑化剂,除此以外,以与酰化纤维素膜301相同的方式制造本发明的酰化纤维素膜302~酰化纤维素膜304、及比较例的酰化纤维素膜c40及酰化纤维素膜c41。
进而,在实施例1中的酰化纤维素膜202中,同样添加总乙酰基取代度(B)为2.77的乙酸纤维素100.0质量份,代替基层用浓液的溶液的制备中的酰化纤维素溶液的组成中所使用的总乙酰基取代度(B)为2.87的乙酸纤维素,除此以外,以与酰化纤维素膜202相同的方式获得本发明的酰化纤维素膜311。针对该酰化纤维素膜311,如后述的表7中所记载般变更总乙酰基取代度(B)不同的乙酸纤维素、所添加的例示化合物的种类与塑化剂,除此以外,以与酰化纤维素膜311相同的方式制造本发明的酰化纤维素膜312~酰化纤维素膜314、及比较例的酰化纤维素膜c42及酰化纤维素膜c43。
另外,以与实施例2相同的方式制作偏光板及带有硬涂层的光学膜。除使偏光板耐久性的经时条件变成如下述般以外,与实施例1、实施例2同样地进行评价。
-经时条件-
样品301~样品304、样品311~样品314、样品c40~样品c43:
80℃、相对湿度90%RH的环境下,168小时及336小时
将所获得的结果汇总并示于下述表7中。
[表8]
种类 金属腐蚀性评价结果 备注
A-1 A 本发明
A-2 A 本发明
A-3 A 本发明
A-4 A 本发明
A-5 A 本发明
A-6 A 本发明
A-14 A 本发明
A-19 A 本发明
A-21 A 本发明
H-1 A 比较例
H-2 B 比较例
B 比较例
根据表8的结果,本发明的化合物的金属腐蚀性良好,相对于此,比较的有机酸H-2的金属腐蚀性并不充分,因此担忧制造设备的劣化,进而担忧由该腐蚀所引起的朝膜中的杂质的混入。
如此,根据表6~表8的结果,可知本发明的化合物对于偏光板的耐久性改良效果与着色抑制有效,同时对于制造稳定化或添加量的自由度有利。
实施例5
以如下方式制作偏光板,并评价偏光板耐久性。
(酰化纤维素溶液5-1的制备)
将下述的组合物投入至混合槽中,进行搅拌来使各成分溶解,而制备酰化纤维素溶液5-1。
(消光剂溶液5-2的制备)
将下述的组合物投入至分散机中,进行搅拌来使各成分溶解,而制备消光剂溶液5-2。
(偏光片耐久性改良剂溶液5-3的制备)
将下述的组合物投入至混合槽中,一面进行加热一面进行搅拌来使各成分溶解,而制备紫外线吸收剂溶液5-3。
再者,上述还原酮(L)为下述结构的东京化成(股份)制造的6-O-棕榈酰基-L-抗坏血酸。
[化34]
(紫外线吸收剂溶液5-4的制备)
将下述的组合物投入至混合槽中,一面进行加热一面进行搅拌来使各成分溶解,而制备偏光片耐久性改良剂溶液5-4。
[化35]
<流延>
分别对1.3质量份的上述消光剂溶液5-2、3.3质量份的偏光片耐久性改良剂溶液5-3、及4.0质量份的紫外线吸收剂溶液5-4进行过滤后,使用在线混合器进行混合,进而添加91.4质量份的酰化纤维素溶液5-1,然后使用在线混合器进行混合。利用带式流延装置,使上述所制备的浓液在不锈钢制的流延支撑体(支撑体温度为22℃)上进行流延。在浓液中的残留溶剂量大致为20质量%的状态下剥取,利用拉幅机握持膜的宽度方向的两端,在120℃的温度下,以残留溶剂量为5质量%~10质量%的状态在宽度方向上延伸1.10倍(10%)并进行干燥。其后,在热处理装置的辊间进行搬送,由此进一步进行干燥,而获得酰化纤维素膜501。所获得的酰化纤维素膜的厚度为23μm,宽度为1480mm。
进而,在上述酰化纤维素膜501中,如下述表9中所记载般变更所添加的例示化合物的种类与添加量、及塑化剂的种类与添加量,除此以外,以与酰化纤维素膜501相同的方式制造本发明的酰化纤维素膜502~酰化纤维素膜521。
另外,在酰化纤维素膜501中,未混合偏光片耐久性改良剂溶液503,除此以外,以与酰化纤维素膜501相同的方式制作比较的酰化纤维素膜c61。
此处,在上述表9中,新使用的原材料如下所示。
[使用原材料]
还原酮L:6-O-棕榈酰基-L-抗坏血酸(东京化成工业(股份)制造)
三嗪化合物T:日本专利特开平8-333325号公报的段落号0166中所记载的F-10
羟基胺化合物H1:日本专利特开平8-62767号公报的段落号0026中所记载的A-50
[化36]
羟基胺化合物H2:二苄基羟基胺(东京化成工业(股份)制造)
多元胺A:N,N,N′,N″,N″-五(2-羟丙基)二乙三胺(东京化成工业(股份)制造)
多元胺B:四乙五胺(东京化成工业(股份)制造)
胺C:三(正辛基)胺(东京化成工业(股份)制造)
吉利斯德(Chelest)3PA:吉利斯德(股份)公司制造
吉利斯德(Chelest)PH-540:吉利斯德(股份)公司制造
艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-36:旭电化(股份)制造
易加乐斯(IRGANOX)1010:巴斯夫公司制造
HP-136:巴斯夫公司制造
易加乐斯(IRGANOX)MD 1024:巴斯夫公司制造
地奴彬(TINUVIN)123:巴斯夫公司制造
地奴彬(TINUVIN)770:巴斯夫公司制造
艾迪科斯塔波(Adekastab)LA-81:旭电化(股份)制造
特库朗(Techrun)DO:长濑化成公司制造
珀埃姆(Poem)K-37V:理研维生素(股份)公司制造
斯塔豪姆(STAFOAM)DL:日油(股份)公司制造
那伊敏(NYMEEN)L-202:日油(股份)公司制造
埃珀敏(Epomin)SP-006:日本催化剂(股份)公司制造
疏水化剂1:邻苯二甲酸/乙二醇的缩聚物(末端为乙酰酯基且平均分子量为800)
使用以上述方式制作的酰化纤维素膜501~酰化纤维素膜521、及比较的酰化纤维素膜c61,以与实施例2相同的方式制作偏光板。
在这些偏光板中,以与实施例2相同的方式进行耐久性的评价,结果相对于使用比较的酰化纤维素膜c61的偏光板,使用本发明的酰化纤维素膜501~酰化纤维素膜521的偏光板的经时前后的正交透过率的变化减少,偏光性能的劣化得到抑制。
其结果,通过使用本发明的偏光板,而可制作如以上所示的性能优异的液晶显示装置。
虽然对本发明与其实施形态一并进行了说明,但可认为只要发明人未特别指定,则在说明的任何细节中均不限定发明人的发明,应不违反随附的权利要求中所示的发明的精神与范围而广泛地进行解释。
本申请主张基于2012年8月30日在日本进行了专利申请的日本专利特愿2012-190013、及2013年3月13日在日本进行了专利申请的日本专利特愿2013-050503、2013年4月5日在日本进行了专利申请的日本专利特愿2013-080013、及2013年8月23日在日本进行了专利申请的日本专利特愿2013-173992的优先权,在本说明书中进行参照并将这些的内容作为本说明书的记载的一部分而编入。

Claims (16)

1.一种酰化纤维素膜,其包括:
酰化纤维素;以及
至少1种由下述通式(I)所表示的化合物,
通式(I)
通式(I)中,R1、R3及R5分别独立地表示氢原子、碳数为1~20的烷基、碳数为3~20的环烷基、碳数为2~20的烯基或碳数为6~20的芳香族基;所述烷基、环烷基、烯基及芳香族基可具有取代基;其中,R1、R3及R5中的任一个为芳烷基或环烷基,且R1、R3及R5中所存在的环结构的合计为3个以上。
2.根据权利要求1所述的酰化纤维素膜,其中在所述通式(I)中,R5为芳烷基或环烷基。
3.根据权利要求1或2所述的酰化纤维素膜,其中在所述通式(I)中,R1、R3及R5分别具有1个以上的环结构。
4.根据权利要求1或2所述的酰化纤维素膜,其中在所述通式(I)中,R1、R3及R5分别具有1个以上的芳香环结构。
5.根据权利要求1或2所述的酰化纤维素膜,其中在所述通式(I)中,R1、R3及R5所具有的环结构均为芳香环结构。
6.根据权利要求1或2所述的酰化纤维素膜,其中所述酰化纤维素的总酰基取代度(A)满足下述式:
1.5≤A≤3.0。
7.根据权利要求6所述的酰化纤维素膜,其中所述酰化纤维素的酰基为乙酰基,总乙酰基取代度(B)满足下述式:
2.0≤B≤3.0。
8.根据权利要求7所述的酰化纤维素膜,其中所述总乙酰基取代度(B)为2.5以上、未满2.97。
9.根据权利要求1或2所述的酰化纤维素膜,其包括至少1种缩聚酯化合物。
10.根据权利要求9所述的酰化纤维素膜,其中所述缩聚酯化合物是使由下述通式(a)所表示的至少1种二羧酸、与由下述通式(b)所表示的至少1种二醇进行缩聚而获得的化合物:
通式(a)中,X表示二价的碳数为2~18的脂肪族基或二价的碳数为6~18的芳香族基;通式(b)中,Z表示二价的碳数为2~8的脂肪族基。
11.根据权利要求9所述的酰化纤维素膜,其中所述缩聚酯化合物的数量平均分子量为500~2000。
12.根据权利要求9所述的酰化纤维素膜,其中所述缩聚酯化合物的末端经封端。
13.根据权利要求1或2所述的酰化纤维素膜,其包括单糖、或至少1种包含2个~10个单糖单元的碳水化物化合物。
14.根据权利要求13所述的酰化纤维素膜,其中所述碳水化物化合物具有烷基、芳基或酰基作为取代基。
15.一种偏光板,其至少包括根据权利要求1至14中任一项所述的酰化纤维素膜,及偏光片。
16.一种液晶显示装置,其至少包括根据权利要求15所述的偏光板,及液晶单元。
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