CN105849599B - 纤维素酯膜、其制造方法及偏振片 - Google Patents

纤维素酯膜、其制造方法及偏振片 Download PDF

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Abstract

本发明的技术问题在于,提供一种在与起偏镜的粘接时,利用PVA类胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性,且为薄膜、相位差显现性优异的纤维素酯膜、其制造方法及偏振片。本发明的纤维素酯膜是至少含有乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯(树脂A)和延迟增加剂的纤维素酯膜,其中,该纤维素酯膜表面的纯水的接触角在30~75°的范围内,在膜宽度方向上以等间隔对该接触角测定20个点时的标准差在0.05~3.0°的范围内,且所述纤维素酯膜在320nm的波长下的光透射率为80%以上。

Description

纤维素酯膜、其制造方法及偏振片
技术领域
本发明涉及一种纤维素酯膜、其制造方法及偏振片,更详细而言,涉及一种在与起偏镜的粘接时为薄膜,且使用聚乙烯醇(也称为PVA)类的胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性,并且相位差显现性优异的纤维素酯膜、其制造方法及偏振片。
背景技术
近年来,因液晶显示装置的大型化、薄型化、高精细化,要求偏振片更宽广化、薄膜化及显示品质的提高。
以往,在偏振片的保护膜中使用纤维素酯膜,但在兼备更宽广化、薄膜化及相位差所引起的对比度等显示品质方面,将以往使用的纤维素三乙酸酯膜(也称为TAC膜)作为相位差膜直接使用会产生问题。
原本TAC膜具有不易出现相位差(也称为延迟)的性质,因此,正在研究通过含有延迟增加剂等相位差调整剂而进行拉伸处理等,制作具有适于VA模式液晶显示装置的相位差的光学补偿膜,但为了进行宽广化或薄膜化,以高倍率进行拉伸处理时,该相位差调整剂等添加剂渗出从而观察到雾度上升,或因拉伸导致膜自身白化,从而内部散射增加,其结果对比度降低,显示品质不佳。
另一方面,使用了乙酰基取代度低的二乙酰基纤维素(也称为DAC。)等低酰基取代度的纤维素酯的纤维素酯膜,虽然拉伸处理引起的相位差显现性高,但是进一步进行薄膜化时,相位差不足。因此,正在研究即使在使用上述DAC等的情况下,进一步进行薄膜化时,添加延迟增加剂而兼备薄膜化和相位差显现性。
另外,纤维素酯膜通过经皂化处理而贴合于PVA膜类的起偏镜,可以制备偏振片,但作为将该纤维素酯膜贴合于起偏镜时的粘接剂,除使用以往的皂化处理和PVA类的胶水的方法之外,也开始采用使用紫外线固化型粘接剂的方法,最近,迫切期望可以利用这两种粘接剂进行贴合。
但是,含有上述DAC和延迟增加剂的经过薄膜化的纤维素酯膜,将胶水或紫外线固化型粘接剂用作粘接剂时可知:产生粘接不良导致的成品率降低、或产生膜剥离等,从而在利用两者的粘接剂时呈现充分的粘接性方面存在问题。
根据本发明人的研究得知:通过以高倍率的拉伸处理等而进行薄膜化时,膜厚容易变得不均匀,膜表面与纯水的接触角的标准差(本申请中,也称为偏差。)变大,粘接剂的延展性降低,产生由此引起的粘接不良。另外,将紫外线固化型粘接剂用作粘接剂时得知:通常从不含有紫外线吸收剂的相位差膜侧照射紫外线,但由于延迟增加剂的结构,特别是使用了在320nm附近具有光吸收的化合物时,在由于紫外线照射引起固化反应时,紫外线被该化合物吸收而未充分到达粘接剂层,从而产生由于未固化而导致的粘接不良。
并且判明:所述延迟增加剂在DAC膜的制造中,由于与DAC的相容性引起的微小异物或析出物容易产生,这些物质通过拉伸处理而在膜表面移动,使上述膜表面的接触角的偏差更大,从而阻碍粘接性。
关于改良膜表面的接触角的偏差的方法,在专利文献1中已公开,但所公开的技术是将含有纤维素乙酸丙酸酯而不含有延迟增加剂的组合物通过熔融流延法制膜,并没有暗示本申请发明的构成以及技术问题的解决。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-058410号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于上述技术问题和情况而完成的发明,其解决的技术问题在于,提供一种在与起偏镜的粘接时,利用PVA类的胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性,且为薄膜的,相位差显现性优异的纤维素酯膜、其制造方法及偏振片。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明人在对上述问题的原因等进行研究的过程中发现:利用下述纤维素酯膜可以解决问题,完成了本发明,所述纤维素酯膜含有乙酰基取代度低的二乙酰基纤维素和延迟增加剂,具有与纯水的特定范围的接触角和该接触角的偏差范围,且其对特定波长的光的光透射率被指定。
即,本发明的上述技术问题通过以下的技术方案解决。
1.一种纤维素酯膜,其至少含有乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯(树脂A)和延迟增加剂,其中,该纤维素酯膜表面与纯水的接触角在30~75°的范围内,在膜宽度方向上以等间隔对该接触角测定20个点时的标准差在0.05~3.0°的范围内,且所述纤维素酯膜在320nm的波长下的光透射率为80%以上。
2.如第1项所述的纤维素酯膜,其中,在膜宽度方向上以等间隔测定了20个点的所述接触角时的标准差在0.05~1.5°的范围内。
3.如第1项或第2项所述的纤维素酯膜,其含有所述树脂A和纤维素乙酸丙酸酯(树脂B),并使下述式1表示的树脂B的混合比率在10~90%的范围内,所述纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)的乙酰基取代度在1.4~2.0的范围内、且丙酰基取代度在0.5~1.5的范围内。
式1树脂B的混合比率=(树脂B的质量)/(树脂A的质量+树脂B的质量)×100(%)
4.如第3项所述的纤维素酯膜,其中,所述树脂B的混合比率在20~70%的范围内。
5.如第3项或第4项所述的纤维素酯膜,其中,所述树脂A及树脂B的总酰基取代度之差的绝对值满足下述式2。
式2|树脂B的总酰基取代度-树脂A的总酰基取代度|≤0.3
6.如第1项~第5项中任一项所述的纤维素酯膜,其中,所述纤维素酯膜的膜厚在20~38μm的范围内。
7.如第1项~第6项中任一项所述的纤维素酯膜,其中,下述式(i)所示的所述纤维素酯膜的面内方向的延迟值Re在45~60nm的范围内,下述式(ii)所示的膜厚方向的延迟值Rth在110~140nm的范围内。
式(i):Re=(nx-ny)×d(nm)
式(ii):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(nm)
(式(i)及式(ii)中,nx表示在膜的面内方向中折射率最大的方向x的折射率。ny表示在膜的面内方向与所述方向x垂直的方向y的折射率。nz表示膜的厚度方向z的折射率。d表示膜的厚度(nm)。)
8.如第1项~第7项中任一项所述的纤维素酯膜,其中,所述延迟增加剂为具有下述通式(1)所示结构的含氮杂环化合物。
[化学式1]
通式(1)
(式中A表示吡唑环或咪唑环。Ar1及Ar2分别表示芳香族烃环或芳香族杂环,并且任选具有取代基。R1表示氢原子、烷基、酰基、磺酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基。q表示1~2的整数。n及m分别表示1~3的整数。)
9.如第1项~第8项中任一项所述的纤维素酯膜,其中,相对于纤维素酯,以0.1~5质量%的比例含有所述延迟增加剂。
10.一种纤维素酯膜的制造方法,其是制造第1项~第9项中任一项所述的纤维素酯膜的纤维素酯膜的制造方法,所述纤维素酯膜的制造方法具有如下工序:
使纤维素酯溶解于溶剂而制备胶浆并进行过滤的工序,
使胶浆从流延模头流延于支撑体上,所述支撑体为旋转驱动金属制环形带或旋转滚筒,从而形成湿膜的工序,
从支撑体上剥离所述湿膜而制成膜的工序,
将所述剥离后的膜进行拉伸、干燥的工序,
将所述干燥后的膜卷绕成卷状的工序,
使用叶盘式过滤器,在其主要的溶剂在1个大气压下的(沸点+5℃)~(沸点+20℃)范围内的温度下对所述胶浆进行过滤,且
在残留溶剂量为2~10质量%的范围内,沿膜宽度方向以下述式3中指定的拉伸速度250~500%/min的范围内进行拉伸。
式3拉伸速度(%/min)=[(d1/d2)-1]×100(%)/t
(式3中,d1为拉伸后的纤维素酯膜的所述拉伸方向的宽度尺寸,d2为拉伸前的纤维素酯膜的所述拉伸方向的宽度尺寸,t为拉伸所需要的时间(min)。)
11.一种偏振片,其通过胶水使第1项~第9项中任一项所述的纤维素酯膜与起偏镜粘接在一起。
12.一种偏振片,其通过紫外线固化型粘接剂使第1项~第9项中任一项所述的纤维素酯膜与起偏镜粘接在一起。
发明的效果
通过本发明的上述技术方案,可以提供在与起偏镜的粘接时,使用PVA类的胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性,且为薄膜的、相位差显现性优异的纤维素酯膜、其制造方法及偏振片。
关于本发明的效果的显现机制或作用机制,虽不明确,但推测如下。
含有容易实现由拉伸处理引起的薄膜化及高延迟化的DAC和延迟增加剂的纤维素酯膜通过以高倍率进行的拉伸处理等进行薄膜化时,膜厚容易变得不均匀,膜表面与纯水的接触角的标准差(以下,也称为偏差。)变大,PVA类的胶水或紫外线固化型粘接剂的延展性劣化,容易产生由此引起的粘接不良。其被推测为:起因于与延迟增加剂的DAC的相容性不良而产生的微小异物或析出物在进行拉伸处理时向膜表面移动,在膜表面形成微小的凹凸,使所述偏差增大。
另外,在使用紫外线固化型粘接剂的情况下得知,纤维素酯膜在波长320nm下的光透射率未被调整为特定的值以上时,由于紫外线而产生的粘接剂的固化变得不充分,从而产生粘接性不良。在详细地研究了纤维素酯膜的含有成分的结果后,该主要原因被推测为在使用具有紫外线吸收能力的即波长320nm的光透射率低的延迟增加剂的情况下产生的。
本发明人详细地研究了该问题的结果发现:通过膜表面的接触角的偏差在特定的值的范围,且含有波长320nm的光透射率成为特定的值以上的延迟增加剂的纤维素酯膜,可以改善该PVA类的胶水及紫外线固化型粘接剂的粘接不良,可以使用这两种粘接剂制备偏振片。得知在其过程中,选择具有本发明的光透射率的特定的延迟增加剂,以及调整制造纤维素酯膜时的过滤条件及拉伸条件(残留溶剂量、拉伸速度),对控制该接触角的偏差是有效的。其被推测为:通过采用对除去延迟增加剂引起的微少异物或析出物而言有效的过滤条件,或采用比较快的速度的拉伸条件,可以抑制该微小异物或析出物向膜表面的移动,可以缩小接触角的偏差。
对于进一步改善所述接触角的偏差而言,得到了如下的新见解:作为使用的树脂,除DAC之外,通过混合使用纤维素乙酸丙酸酯(也称为CAP。),能够使该接触角的偏差缩小。
关于该作用机制不清楚,但被推测为:通过混合不同种类的纤维素酯,使乙酰基、残留的未取代基(OH基)及丙酰基这三者以特定的比例共存,作为亲水性的OH基、稍微为疏水性的丙酰基的存在使膜表面的亲水性、疏水性取得平衡,因此,对与制造过程中使用的有机溶剂或增塑剂之间的亲和性产生影响,从而可以使膜表面平滑并使接触角的偏差进一步减小。
另外,推测:所述乙酰基、残留的未取代基团(OH基)及丙酰基这三者的共存使与PVA类的胶水或紫外线固化型粘接剂的亲和性得到提高,并且提高粘接强度。
附图说明
图1是示意性表示本发明中优选的溶液流延制膜方法的胶浆制备工序、流延工序及干燥工序的一个例子的图。
符号说明
1 溶解釜
3、6、12、15 过滤器
4、13 储料釜
5、14 送液泵
8、16 导管
10 紫外线吸收剂投料釜
20 合流管
21 混合机
30 加压模头
31 金属带
32 湿膜
33 剥离位置
34 拉幅机拉伸装置
35 干燥装置
41 投料釜
42 储料釜
43 泵
44 过滤器
具体实施方式
本发明的纤维素酯膜至少含有乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯(树脂A)和延迟增加剂,其特征在于,该纤维素酯膜表面与纯水的接触角为30~75°的范围内,在膜宽度方向上以等间隔对该接触角测定20个点时的标准差在0.05~3.0°的范围内,且所述纤维素酯膜在320nm的波长下的光透射率为80%以上。该特征为权利要求1~权利要求12的权利要求所述的发明中共同的技术特征。本发明通过特定的上述构成要件,提供在与起偏镜进行粘接时,利用PVA类的胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性,且为薄膜的、相位差显现性优异的纤维素酯膜。
由于相对于膜宽度方向以等间隔测定20点时的标准差在0.05~1.5°的范围内,使得粘接剂的延展性均匀,可以提高胶水或紫外线固化型粘接剂的粘接性,因此更优选上述接触角的标准差。
另外,从对膜表面的亲水性及疏水性的性质进行控制,从而调整膜表面与水接触的部分的亲水性、疏水性的平衡的观点出发,且从赋予胶水及紫外线固化型粘接剂的均匀的粘接性的观点出发,优选含有上述树脂A和纤维素乙酸丙酸酯(树脂B),并使上述式1所示的树脂B的混合比率在10~90%的范围内,所述纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)的乙酰基取代度在1.4~2.0的范围内,且其丙酰基取代度在0.5~1.5的范围内。上述树脂B的混合比率更优选在20~70%的范围内。
另外,上述树脂A及树脂B的总酰基取代度之差的绝对值满足上述式2时,纤维素酯彼此的相容性及纤维素酯和延迟增加剂之间的相容性可以得到提高,微小异物或析出物的产生减少,膜表面的接触角的标准差缩小,故优选。
从薄膜偏振片的制备、另外有助于使用其的液晶显示装置的薄型化方面考虑,上述纤维素酯膜的膜厚在20~38μm的范围内时是优选的膜厚范围。
从可以使VA模式液晶显示装置的视觉辨认度最佳的观点出发,上述纤维素酯膜的面内方向的延迟值Re在45~60nm的范围内,膜厚方向的延迟值Rth在110~140nm的范围内时,为优选的范围。
并且,上述延迟增加剂为含有具有上述通式(A)所示结构的吡唑环或咪唑环的含氮杂环化合物由于在赋予所期望的延迟值的添加量中,在波长380nm测定中光透射率调整为80%以上,因此为优选的化合物。并且,从与纤维素酯的相容性也优异、可以减少微少异物或析出物的产生并缩小膜表面的接触角的标准差的观点出发,该含氮杂环化合物为特别优选的化合物。上述在显现本发明的效果方面,优选相对于纤维素酯,以0.1~5质量%的比例含有延迟增加剂。
本发明的纤维素酯膜的制造方法具有如下工序:
将纤维素酯溶解于溶剂而制备胶浆并进行过滤的工序,
从流延模头使胶浆流延于旋转驱动金属制环形带或旋转滚筒的支撑体上,形成湿膜的工序,
从支撑体上剥离上述湿膜而制成膜的工序,
将上述剥离后的膜进行拉伸、干燥的工序,
将干燥后的上述膜卷绕成卷状的工序,
由于从胶浆中有效地除去微少异物或析出物,且控制拉伸时该异物向表面的移动,因此缩小膜表面的接触角的标准差,从这一观点出发,下述制造方法为优选的制造方法:使用叶盘式过滤器,在其主要的溶剂在1个大气压下的(沸点+5℃)~(沸点+20℃)的范围内的温度内,对上述胶浆进行过滤,且残留溶剂量在2~10质量%的范围内,以上述式3规定的拉伸速度在250~500%/min的范围内进行拉伸。
本发明的纤维素酯膜优选使用胶水与偏振片贴合而形成偏振片,另外,优选使用紫外线固化型粘接剂与偏振片贴合而形成偏振片。
以下,对本发明和其构成要素及用于实施本发明的方式、实施方式,进行详细的说明。需要说明的是,本申请中,“~”以包括其前后所记载的数值作为下限值及上限值的意义而使用。
《本发明的纤维素酯膜的概要》
本发明的纤维素酯膜为至少含有乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯(树脂A)和延迟增加剂的纤维素酯膜,其特征在于,该纤维素酯膜表面与纯水的接触角在30~75°的范围内,在膜宽度方向上以等间隔对所述接触角测定20个点时的标准差在0.05~3.0°的范围内,且在320nm的波长下的光透射率为80%以上,根据所述的构成,提供在与起偏镜的粘接时,利用PVA类的胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性、且为薄膜、相位差显现性优异的纤维素酯膜。
上述纤维素酯膜表面与纯水的接触角在30~75°的范围内时,可以利用胶水及紫外线固化型粘接剂这两种粘接剂与起偏镜进行贴合。
当其低于30°时,亲水性过高,在制成卷筒膜时,膜彼此容易粘连,膜的平面性劣化。当其超过75°时,即使进行皂化接触角也不会充分地降低,利用胶水时的粘接性差。
将本发明的纤维素酯膜控制在上述接触角范围的方法可举出对纤维素酯的取代度和以增塑剂为代表的添加剂的添加量等进行调整。
另外,从与起偏镜的贴合的观点出发,上述标准差在0.05~3.0°的范围内时,胶水及紫外线固化型粘接剂这两种粘接剂变得容易均匀地延展,为优选的偏差。
当其超过3.0°时,在粘接时,胶水、紫外线固化型粘接剂的平面性及粘接性均劣化。偏差的下限为0.05°,其为现实上可调整的偏差的下限值,缩小其以上偏差的优点不存在。
将本发明的纤维素酯膜控制在上述接触角的偏差的范围的方法可举出:调整后述的过滤条件及拉伸条件(残留溶剂量、拉伸速度),CAP与DAC混合作为树脂,使用特定的化合物作为延迟调整剂等。
在本发明中,上述接触角对皂化处理之前的值进行指定,但通常通过皂化处理,接触角有降低的倾向。实际上,上述纤维素酯膜表面与纯水的接触角在30~75°的范围内时,皂化处理后的接触角降低至15~45°左右,从得到本发明的效果的观点出发,由许多实验结果确认,将皂化处理前的接触角调整为上述范围是有效的。
同样地,通过进行皂化处理,认为其对上述接触角的标准差产生影响,但实际上,皂化处理后的标准差没有变动,从得到本发明的效果的观点出发,将皂化处理前的接触角的标准差调整为上述范围是有效的。
另外,紫外线固化型粘接剂的情况下,有时进行电晕放电处理或等离子体放电处理等亲水化处理来代替上述皂化处理,但与上述皂化处理有关的接触角及接触角的标准差的行为相同,因此,通过调整本发明指定的纤维素酯膜表面的接触角及标准差,可以得到本发明的效果。
需要说明的是,膜表面与纯水的接触角测定是在温度23℃、相对湿度55%的氛围下将纤维素酯膜试样放置24小时后,在温度23℃、相对湿度55%的氛围下,使用接触角计(协和界面科学株式会社制造、商品名DropMaster DM100)滴加纯水1μl,测定1分钟后的纯水的接触角。需要说明的是,测定是在膜宽度方向上以等间隔测定20个点,除去最大值及最小值,将其平均值设为接触角,同时求出上述20个点的标准差。
另外,在320nm波长下的光透射率是如下得到的值:在温度23℃、相对湿度55%的氛围下,使用分光光度计(日立制作所制U-3300)对纤维素酯膜试样的任意10个点的测定波长320nm下的光透射率(%)进行测定,并进行平均。
《纤维素酯》
本发明的纤维素酯膜的特征在于,含有乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯(树脂A)。在纤维素乙酸酯的乙酰基取代度低于2.1的情况下,有时产生胶浆粘度上升导致的膜表面品质的劣化。另外,乙酰基取代度大于2.6时,难以得到必需的延迟值,产生拉伸张力上升引起的雾度提高等。
在此,“乙酰基取代度”表示在纤维素酯中,重复单元的葡萄糖的2位、3位及6位的羟基被乙酰基酯化的比例的总计。具体而言,纤维素的2位、3位及6位的各自的羟基全部100%被酯化的情况下,取代度为最大即为3。
因此,本申请中,“乙酰基取代度”是指将构成纤维素酯的多个葡萄糖单元的乙酰基取代度的总计作为每单元的平均值显现出的取代度。其关于后述的丙酰基取代度也同样。
[纤维素乙酸酯(树脂A)]
本发明的纤维素酯膜的特征在于,由乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯(树脂A)作为主成分而构成。本发明中所说的主成分是指:构成纤维素酯膜的纤维素乙酸酯中,单独使用乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯时,其所占的比率为60质量%以上,优选为80质量%以上,进一步优选为95质量%以上。该乙酰基的平均取代度在2.15~2.58的范围内,相位差显现性也高,在作为相位差膜的使用中更优选。
纤维素乙酸酯中的乙酰基的平均取代度可以按照ASTM-D817-96进行测定而求出。
在本发明中,如果适用的纤维素乙酸酯的乙酰基取代度为上述范围内,则显现本发明的效果,同时可以实现制膜时的流延适性高,作为膜操作性优异等特性。
另外,上述纤维素乙酸酯的数均分子量(Mn)优选在125000~155000的范围内,进一步优选在129000~152000的范围内。另外,重均分子量(Mw)优选在265000~310000的范围内。重均分子量(Mw)相对于数均分子量(Mn)的比率(Mw/Mn)优选在1.4~2.5的范围内,进一步优选1.5~2.0的范围。
在本发明中,可以混合使用两种以上的纤维素乙酸酯。
纤维素乙酸酯的重均分子量Mw、数均分子量Mn可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
测定条件如下所述。
溶剂:二氯甲烷
色谱柱:Shodex K806、K805、K803G(将昭和电工株式会社制造连接3根而使用)
色谱柱温度:25℃
试样浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Science株式会社制造)
泵:L6000(日立制作所(株)制造)
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(东曹株式会社制造)Mw=500~1000000的13个样品的校正曲线。13个样品大致以等间隔使用。
本发明的纤维素乙酸酯可以用惯用的方法,例如硫酸催化剂法、乙酸法、二氯甲烷法等方法来制造,原材料没有特别限定,可以列举棉籽绒、木材纸浆(来自针叶树、来自阔叶树)、洋麻等。另外,由这些原材料得到的纤维素乙酸酯可以分别以任意的比例混合使用。另外,本发明的纤维素乙酸酯例如可以参考日本特开平10-45804号、日本特开2005-281645号中记载的方法来合成。
作为本发明的纤维素乙酸酯(纤维素二乙酸酯)的市售品,可举出(株)大赛璐制造的L20、L30、L40、L50、Eastman Chemical Japan株式会社制造的Ca398-3、Ca398-6、Ca398-10、Ca398-30、Ca394-60S。
[纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)]
本发明的纤维素酯膜优选含有作为上述纤维素乙酸酯的树脂A和纤维素乙酸丙酸酯(树脂B),并使下述式1所示的树脂B的混合比率在10~90%的范围内,所述纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)的乙酰基取代度在1.4~2.0的范围内,且其丙酰基取代度在0.5~1.5的范围内。
式1树脂B的混合比率=(树脂B的质量)/(树脂A的质量+树脂B的质量)×100(%)
纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)通过10%以上的混合,使上述接触角的偏差进一步缩小,显现胶水或紫外线固化型粘接剂带来的粘接性提高的效果,可以通过90%以内的混合来兼备该粘接性和相位差显现性。从提高相位差显现性的观点出发,上述树脂B的混合比率更优选在20~70%的范围内,特别优选在30~60%的范围内。其如上所述,推测是由于通过乙酰基及残留的未取代基(OH基)及丙酰基这三者以特定的比例共存,作为亲水性的OH基、稍微为疏水性的丙酰基的存在使膜表面的亲水性、疏水性取得平衡,因此对与在制造过程中使用的有机溶剂或增塑剂的亲和性产生影响,并发挥使膜表面平滑的作用。
另外,纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)为与粘接剂的粘接性优异的树脂,因此,通过使该树脂B与树脂A混合,用树脂B包围存在于膜表面的延迟增加剂所引起的微小异物或析出物的周围而提高表面的粘接性,也可以更加提高本发明的胶水或紫外线固化型粘接剂引起的粘接性的效果。
该树脂B的混合可以在纤维素酯膜的胶浆制备过程中混合,或者也可以预先混合而制作颗粒。
本发明的纤维素乙酸丙酸酯(树脂B)具有碳原子数2~4的酰基作为取代基,将乙酰基的取代度设为X、将丙酰基的取代度设为Y时,优选同时满足下述式(I)~(III)。
式(I) 2.0≤X+Y≤2.95
式(II) 1.4≤X≤2.0
式(III) 0.5≤Y≤1.5
其中,优选为0.8≤Y≤1.0,从相位差显现性的观点出发,优选2.2≤X+Y≤2.7。
并且,上述树脂A及树脂B的总酰基取代度之差的绝对值优选满足下述式2。
式2|树脂B的总酰基取代度-树脂A的总酰基取代度|≤0.3
通过将具有总酰基取代度与树脂A的纤维素乙酸酯的总酰基取代度接近的纤维素乙酸丙酸酯进行混合,可以改善树脂和延迟增加剂的相容性,提高延迟增加剂的耐析出性,抑制微少异物或析出物的产生。
上述纤维素乙酸丙酸酯的数均分子量Mn为60000~300000的范围时,得到的膜的机械强度变强,因此优选。更优选数均分子量在70000~200000的范围内,其为上述范围内时,添加剂的耐析出性提高。
另外,本发明的纤维素酯膜可以在不阻碍本发明的效果的范围内组合使用其它树脂。
作为其它树脂,可举出:上述的纤维素酯以外的纤维素衍生物(例如纤维素酯类树脂、纤维素醚类树脂等)、聚碳酸酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚砜类树脂、聚酯类树脂、聚芳酯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、烯烃类树脂(例如降冰片烯类树脂、环状烯烃类树脂、环状共轭二烯类树脂、乙烯基脂环式烃类树脂)等。
《延迟增加剂》
本申请中所说的延迟增加剂是指如下的化合物:相对于纤维素酯100质量份含有3质量份该化合物的纤维素酯膜的厚度方向的延迟值Rth(波长590nm测定)与未添加的纤维素酯膜相比,具有显示1.1倍以上的值的功能。
本发明的延迟增加剂没有特别限制,可以使用例如以往公知的日本特开2006-113239号公报段落[0143]~[0179]中记载的具有芳香族环的圆盘状化合物(1,3,5-三嗪类化合物)、日本特开2006-113239号公报段落[0106]~[0112]记载的棒状化合物、日本特开2012-214682号公报段落[0118]~[0133]记载的嘧啶类化合物等,但在使用紫外线固化型粘接剂贴合本发明的纤维素酯膜时,使用的是对于固化而照射的紫外线进行吸收从而阻碍固化反应的化合物,在完成本发明的技术问题方面不优选。因此,以显现所期望的延迟值的添加量含有延迟增加剂的纤维素酯膜的、在波长320nm下的光透射率为80%以上,在使用紫外线固化型粘接剂与起偏镜贴合的情况下,成为必需的特性。光透射率优选为90%以上。
本发明人对延迟增加剂详细地进行了研究,结果发现:下述含氮杂环化合物均满足相位差显现性、纤维素酯膜的在波长320nm下的光透射率、及通过提高与纤维素酯的相容性而降低微少异物或析出物的产生,为本发明中优选的延迟增加剂。
[含氮杂环化合物]
本发明的延迟增加剂优选为具有后述的通式(1)所示的结构的含氮杂环化合物。
优选的添加量相对于纤维素酯,为0.1~5质量%的范围,在该范围内,可以均满足相位差显现性、320nm的波长下的光透射率、及通过提高与纤维素酯的相容性从而抑制微小异物或析出物的产生。添加量更优选含有1~5质量%,特别优选含有2~5质量%。该添加量因纤维素酯种类、该化合物种类的不同而不同,可以根据本发明的纤维素酯膜的所期望的延迟值来确定添加量的最佳值。
该含氮杂环化合物通过与纤维素酯的CH/π相互作用,控制纤维素酯的氢键合性,具有在一个化合物中同时具有延迟增加剂和波长分散调整剂这两种功能的特征,且与纤维素酯组合时的相容性优异,制造过程中的微少异物或析出物的产生少。例如,1,3,5-三嗪类延迟增加剂等由于CH/π相互作用弱,因此相容性稍微差,容易产生异物等,该异物移动至膜表面,存在增大本发明的接触角的偏差的倾向。
CH/π相互作用与纤维素酯这样的氢键供给性部位(例如羟基的氢原子)或氢键受体性部位(例如酯基的羰基氧原子)和添加剂的相容性有关,是存在于树脂的主链或侧链的氢键合性部位和添加剂的芳香族化合物的π电子之间的键合相互作用。通过该CH/π相互作用,上述相容性优异。
使用树脂的氢键合性部位(纤维素酯的CH)和添加剂的π形成CH/π相互作用时,当然,添加剂的π性越强越好。清楚表示该π性的强度的实例,有NICS(nucleus-independentchemical shift)值这样的指标。
该NICS值为利用磁的性质用于芳香族性的定量化中的指标,如果环为芳香族,则由于其环电流效应环的中心强力地被屏蔽化,如果为反芳香族,则相反被反屏蔽化(J.Am.Chem.Soc.1996、118、6317)。根据NICS值的大小,可以判断环电流的强度,即对环的芳香族性的π电子的贡献度。具体而言,表示直接配置于环内部中心的假想锂离子的化学软件(计算值),该值的负值越大,π性越强。
关于NICS值的测定值,已有数个报道。例如,在Canadian Journal ofChemistry.,2004,82,50-69(文献A)或The Journal of Organic Chemistry.,2000,67,1333-1338(文献B)中报道的测定值。
具体而言,与苯环(-7.98)或萘环(-8.11)这样的芳香族烃相比,吡咯环(-14.87)、噻吩环(-14.09)、呋喃环(-12.42)、吡唑环(-13.82)、或咪唑环(-13.28)等5元的芳香族杂环、三唑环(-13.18)、噁二唑环(-12.44)或噻唑环(-12.82)等6元的芳香族烃环的NICS值变大,通过使用具有这种芳香族5元环或芳香族6元环的化合物,预测可以增强CH/π相互作用(括弧内表示NICS值。)。其中,吡唑环或咪唑环与纤维素酯的相容性优异,故优选。
[化学式2]
通式(1)
(式中A表示吡唑环或咪唑环。Ar1及Ar2分别表示芳香族烃环或芳香族杂环,可以具有取代基。R1表示氢原子、烷基、酰基、磺酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基。q表示1~2的整数。n及m分别表示1~3的整数。)
Ar1及Ar2表示的芳香族烃环或芳香族杂环优选为5元或6元的芳香族烃环或芳香族杂环,可举出例如:苯环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、1,2,3-三唑环、1,2,4-三唑环、四唑环、呋喃环、噁唑环、异噁唑环、噁二唑环、异噁二唑环、噻吩环、噻唑环、异噻唑环、噻二唑环、异噻二唑环等。
5元或6元的芳香族烃环或芳香族杂环可以具有取代基,作为该取代基,可举出例如:卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、环烷基(环己基、环戊基、4-正十二烷基环己基等)、链烯基(乙烯基、烯丙基等)、环链烯基(2-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基等)、炔基(乙炔基、丙炔基等)、芳香族烃环基(苯基、对甲苯基、萘基等)、芳香族杂环基(2-吡咯基、2-呋喃基、2-噻嗯基、吡咯基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、2-苯并噻唑基、吡唑啉酮基、吡啶基、吡啶酮基、2-嘧啶基、三嗪基、吡唑基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基、噁唑基、异噁唑基、1,2,4-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、噻唑基、异噻唑基、1,2,4-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基等)、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基等)、芳氧基(苯氧基、2-甲基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-四癸酰基氨基苯氧基等)、酰氧基(甲酰氧基、乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、硬脂酰氧基、苯甲酰氧基、对甲氧基苯基羰基氧基等)、氨基(氨基、甲基氨基、二甲基氨基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基氨基等)、酰基氨基(甲酰氨基、乙酰氨基、三甲基乙酰氨基、月桂酰氨基、苯甲酰氨基等)、烷基及芳基磺酰基氨基(甲基磺酰基氨基、丁基磺酰基氨基、苯基磺酰基氨基、2,3,5-三氯苯基磺酰基氨基、对甲基苯基磺酰基氨基等)、巯基、烷基硫基(甲基硫基、乙基硫基、正十六烷基硫基等)、芳基硫基(苯基硫基、对氯苯基硫基、间甲氧基苯基硫基等)、胺磺酰基(N-乙基胺磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)胺磺酰基、N,N-二甲基胺磺酰基、N-乙酰胺磺酰基、N-苯甲酰胺磺酰基、N-(N’-苯基氨基甲酰基)胺磺酰基等)、磺基、酰基(乙酰基、三甲基乙酰苯甲酰基等)、氨基甲酰基(氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二-正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基等)等各基团。
作为R1的具体例,可举出:卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、酰基(乙酰基、三甲基乙酰苯甲酰基等)、磺酰基(例如甲基磺酰基、乙基磺酰基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基等)等。
q表示1~2的整数,n及m分别表示1~3的整数。
具有上述通式(1)所示结构的化合物的分子量没有特别限制,其越小,与树脂的相容性越优异,其越大,对环境湿度的变化的延迟值的变动抑制效果越高,因此,优选为150~2000,更优选为200~1500,更优选为300~1000。
以下,示出本发明中所使用的具有通式(1)所示结构的化合物的具体例,但本发明并不受以下的具体例任何限定。需要说明的是,以下的具体例可以为互变异构体,也可以形成水合物、溶剂合物或盐。
[化学式3]
(例示化合物1的合成)
例示化合物1可以通过以下的流程图解来合成。
[化学式4]
在脱水四氢呋喃520ml中加入苯乙酮80g(0.67mol)、间苯二甲酸二甲酯52g(0.27mol),在氮氛围下、冰水冷却下一边搅拌,一边一点点地滴加钠酰胺52.3g(1.34mol)。在冰水冷却下搅拌3小时后,在水冷却下搅拌12小时。在反应液中加入浓硫酸中和后,加入纯水及乙酸乙酯并进行分液,用纯水清洗有机层。用硫酸镁对有机层进行干燥,减压馏去溶剂。在得到的粗结晶中加入甲醇并进行悬浮清洗,由此得到中间体A(55.2g)。
在四氢呋喃300ml、乙醇200ml中加入中间体A55g(0.15mol),一边在室温下搅拌,一边一点点地滴加肼1水合物18.6g(0.37mol)。滴加结束后,进行12小时加热回流。在反应液中加入纯水及乙酸乙酯并进行分液,用纯水清洗有机层。用硫酸镁对有机层进行干燥,减压馏去溶剂。将得到的粗结晶用硅胶色谱法(乙酸乙酯/庚烷)进行纯化,由此得到27g的例示化合物1。
得到的实例示化合物1的1H-NMR光谱如下所述。需要说明的是,为了避免因互变异构体的存在而使化学软件复杂化,在测定溶剂中加入数滴三氟乙酸后进行测定。
1H-NMR(400MHz、溶剂:重DMSO((D3c)2S=O)、基准:四甲基硅烷)δ(ppm):8.34(1H、s)、7.87~7.81(6H、m)、7.55~7.51(1H、m)、7.48-7.44(4H、m)、7.36-7.33(2H、m)、7.29(1H、s)
关于其它的例示化合物,也可以利用同样的方法来合成。
《其它添加剂》
本发明的纤维素酯膜为了控制膜表面与水的接触角、及控制该接触角的标准差,优选含有其它的添加剂,其实例可举出:增塑剂、抗氧化剂、光稳定剂、防静电剂及剥离剂等。更有效地使用的化合物优选含有增塑剂,其中,为了控制膜表面的接触角的偏差,优选使用以下说明的糖酯及缩聚酯。
[增塑剂]
<糖酯>
作为本发明中所使用的糖酯,优选为具有1个以上12个以下吡喃糖环或呋喃糖环的至少1种,且其结构的OH基的全部或一部分进行了酯化的糖酯。本发明中所使用的糖酯优选在防止水解的目的下也被添加。
本发明中所使用的糖酯为含有呋喃糖环或吡喃糖环的至少任一种的化合物,可以为单糖,也可以为2~12个糖结构连结形成的多糖。而且,糖酯优选糖结构具有的OH基的至少一个进行了酯化的化合物。在本发明中所使用的糖酯中,平均酯取代度优选在4.0~8.0的范围内,更优选在5.0~7.5的范围内。
作为本发明中所使用的糖酯,没有特别限制,可以列举下述通式(A)表示的糖酯。
通式(A)
(HO)m-G-(O-C(=O)-R2)n
上述通式(A)中,G表示单糖类或二糖类的残基,R2表示脂肪族基团或芳香族基团,m为直接键合于单糖类或二糖类的残基的羟基数量的总计,n为直接键合于单糖类或二糖类的残基的-(O-C(=O)-R2)基数量的总计,且3≤m+n≤8,为n≠0。
具有通式(A)所示结构的糖酯难以作为羟基的数量(m)、-(O-C(=O)-R2)基的数量(n)固定的单一化合物离析,已知式中m、n不同的成分是多种混合成的化合物。因此,羟基的数(m)、-(O-C(=O)-R2)基的数量(n)作为各自变化的混合物的性能是重要的,本发明的纤维素酯膜的情况下,优选平均酯取代度在5.0~7.5的范围内的糖酯。
上述通式(A)中,G表示单糖类或二糖类的残基。作为单糖类的具体例,可举出例如:阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、塔罗糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖等。
以下,示出具有通式(A)所示糖酯的单糖类残基的化合物的具体例,但本发明并不限定于这些例示的化合物。
[化学式5]
另外,作为二糖类残基的具体例,可举出例如:海藻糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素二糖、龙胆二糖、乳糖、异海藻糖等。
以下,示出具有通式(A)所示糖酯的二糖类残基的化合物的具体例,但本发明并不限定于这些例示的化合物。
[化学式6]
通式(A)中,R2表示脂肪族基团或芳香族基团。在此,脂肪族基团及芳香族基团可以分别独立地具有取代基。
另外,通式(A)中,m为直接键合于单糖类或二糖类的残基的羟基数量的总计,n为直接键合于单糖类或二糖类的残基的-(O-C(=O)-R2)基数量的总计。而且,必需为3≤m+n≤8,优选为4≤m+n≤8。另外,n≠0。需要说明的是,n为2以上的情况下,-(O-C(=O)-R2)基可以相同,也可以不同。
R2的定义中的脂肪族基团可以为直链,也可以为支链,还可以为环状,优选碳原子数1~25的脂肪族基团,更优选1~20的脂肪族基团,特别优选2~15的脂肪族基团。作为脂肪族基团的具体例,可举出例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基、双环辛基、金刚烷基、正癸基、叔辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、二癸基等各基团。
另外,R2的定义中的芳香族基团既可以为芳香族烃基,也可以为芳香族杂环基,更优选为芳香族烃基。作为芳香族烃基,优选碳原子数为6~24的芳香族烃基,进一步优选6~12的芳香族烃基。作为芳香族烃基的具体例,可举出例如:苯、萘、蒽、联苯、联三苯等各环。作为芳香族烃基,特别优选苯环、萘环、联苯环。作为芳香族杂环基,优选含有氧原子、氮原子或硫原子中的至少一个的环。作为杂环的具体例,可举出例如:呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、哒嗪、三唑、三嗪、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻二唑、噁唑啉、噁唑、噁二唑、喹啉、异喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、吖啶、菲咯啉、吩嗪、四唑、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并三唑、四氮杂茚等各环。作为芳香族杂环基,特别优选吡啶环、三嗪环、喹啉环。
其次,下述表示通式(A)所示糖酯的优选的实例,但本发明并不限定于这些例示的化合物。下述例示化合物,其熔点及1%质量减少温度Td1均为本发明的范围内。
糖酯可以在一个分子中含有两个以上不同的取代基,可以在1分子内含有芳香族取代基和脂肪族取代基,在1分子内含有不同的两个以上的芳香族取代基,在1分子内含有不同的两个以上的脂肪族取代基。
另外,优选混合含有2种以上的糖酯。优选同时含有含芳香族取代基的糖酯和含脂肪族取代基的糖酯。
[化学式7]
[化学式8]
<合成例:通式(A)表示的糖酯的合成例>
以下,示出可以优选用于本发明的糖酯的合成的一个例子。
[化学式9]
在具有搅拌装置、回流冷却器、温度计及氮气导入管的四口锥形瓶中分别装入蔗糖34.2g(0.1摩尔)、苯甲酸酐180.8g(0.8摩尔)、吡啶379.7g(4.8摩尔),一边在搅拌下从氮气导入管进行氮气鼓泡,一边升温,在70℃下进行5小时酯化反应。接着,使锥形瓶内减压至4×102Pa以下,在60℃下馏去过量的吡啶之后,使锥形瓶内减压至1.3×10Pa以下,升温至120℃,馏去苯甲酸酐和生成的苯甲酸的大部分。而且,接着添加甲苯1L、0.5质量%的碳酸钠水溶液300g,在50℃下搅拌30分钟后,静置,分取甲苯层。最后,在分取的甲苯层中添加水100g,在常温下进行水洗30分钟后,分取甲苯层,在减压下(4×102Pa以下)、于60℃下馏去甲苯,得到化合物A-1、化合物A-2、化合物A-3、化合物A-4及A-5的混合物。将得到的混合物用HPLC及LC-MASS进行解析,结果,A-1为7质量%,A-2为58质量%,A-3为23质量%,A-4为9质量%,A-5为3质量%,糖酯的平均酯取代度为6.57。需要说明的是,通过将得到的混合物的一部分利用硅胶柱色谱法进行纯化,分别得到纯度100%的A-1、A-2、A-3、A-4及A-5。
该糖酯的添加量优选相对于纤维素酯在0.1~20质量%的范围内添加,从膜硬度、膜撕裂强度提高的观点出发,更优选在1~15质量%的范围内添加。
<缩聚酯>
作为本发明的纤维素酯膜中优选的增塑剂,可举出含有使二羧酸和二醇反应而得到的重复单元的缩聚酯。
构成该缩聚酯的二羧酸为芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸或脂环式二羧酸,优选为芳香族二羧酸。二羧酸可以为一种,也可以为两种以上的混合物。
构成该缩聚酯的二醇为芳香族二醇、脂肪族二醇或脂环式二醇,优选为脂肪族二醇,更优选为碳原子数1~4的二醇。二醇可以为一种,也可以为两种以上的混合物。
其中,该缩聚酯优选包含使至少含有芳香族二羧酸的二羧酸和碳原子数1~4的二醇反应而得到的重复单元,更优选包含使含有芳香族二羧酸和脂肪族二羧酸的二羧酸与碳原子数1~4的二醇反应而得到的重复单元。
该缩聚酯的分子的两末端可以被封闭,也可以未被封闭,但从减少膜的透湿性的观点出发,优选被封闭。
该缩聚酯优选为具有下述通式(2)或(3)表示的结构的化合物。下述式中,n为1以上的整数。
通式(2) B-(G-A)n-G-B
通式(3) C-(A-G)n-A-C
通式(2)及(3)的A表示由碳原子数3~20(优选4~12)的亚烷基二羧酸所衍生的2价基团、由碳原子数4~20(优选4~12)的亚链烯基二羧酸所衍生的2价基团、或由碳原子数8~20(优选8~12)的芳基二羧酸所衍生的2价基团。
在A中的由碳原子数3~20的亚烷基二羧酸所衍生的2价基团的实例中,包括由1,2-乙烷二羧酸(琥珀酸)、1,3-丙烷二羧酸(戊二酸)、1,4-丁烷二羧酸(己二酸)、1,5-戊烷二羧酸(庚二酸)、1,8-辛烷二羧酸(癸二酸)等衍生的2价基团。在A中的由碳原子数4~20的亚链烯基二羧酸所衍生的2价基团的实例中,包含由马来酸、富马酸等衍生的2价基团。在A中的由碳原子数8~20的芳基二羧酸所衍生的2价基团的实例中,包含由1,2-苯二羧酸(邻苯二甲酸)、1,3-苯二羧酸、1,4-苯二羧酸、1,5-萘二羧酸等萘二羧酸等衍生的2价基团。
A可以为一种,也可以组合两种以上。其中,A优选碳原子数4~12的亚烷基二羧酸和碳原子数8~12的芳基二羧酸的组合。
通式(2)及(3)的G表示由碳原子数2~20(优选2~12)的亚烷基二醇衍生的2价基团、由碳原子数6~20(优选6~12)的芳基二醇衍生的2价基团、或由碳原子数4~20(优选4~12)的氧亚烷基二醇所衍生的2价基团。
在G中的由碳原子数2~20的亚烷基二醇所衍生的2价基团的实例中,包含由乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、及1,12-十八烷二醇等所衍生的2价基团。
在G中的由碳原子数6~20的芳基二醇衍生的2价基团的实例中,包含由1,2-二羟基苯(苯邻二酚)、1,3-二羟基苯(间苯二酚)、1,4-二羟基苯(对苯二酚)等所衍生的2价基团。在G中的由碳原子数为4~12的氧亚烷基二醇衍生的2价基团的实例中,包含由二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等衍生的2价基团。
G可以为一种,也可以组合两种以上。其中,G优选为碳原子数2~12的亚烷基二醇。
通式(2)的B为由含芳香环的单羧酸或脂肪族单羧酸衍生的1价基团。
由含芳香环的单羧酸衍生的1价基团中的含芳香环的单羧酸为在分子内含有芳香环的羧酸,其不仅包括芳香环与羧基直接键合而成的基团,而且也包括芳香环经由亚烷基等与羧基键合而成的基团。在由含芳香环的单羧酸衍生的1价基团的实例中,包含由苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、对甲基苯甲酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、氨基苯甲酸、乙酰氧基苯甲酸、苯基乙酸、3-苯基丙酸等衍生的1价基团。
在由脂肪族单羧酸衍生的1价基团的实例中,包含由乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己酸、癸酸、十二烷酸、硬脂酸、油酸等衍生的1价基团。其中,优选由烷基部分的碳原子数为1~3的烷基单羧酸衍生的1价基团,更优选乙酰基(由乙酸衍生的1价基团)。
通式(3)的C为由含芳香环的单醇或脂肪族单醇衍生的1价基团。
含芳香环的单醇为在分子内含有芳香环的醇,其不仅包含芳香环与OH基直接键合而成的含芳香环的单醇,而且也包含芳香环经由亚烷基等与OH基键合而成的含芳香环的单醇。在由含芳香环的单醇衍生的1价基团的实例中,包含由苄醇、3-苯基丙醇等衍生的1价基团。
在由脂肪族单醇衍生的1价基团的实例中,包含由甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇、环己基醇、辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、壬醇、异壬醇、叔壬醇、癸醇、十二烷醇、十六烷醇、十八烷醇、烯丙醇、油醇等衍生的1价基团。其中,优选由甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等碳原子数1~3的醇衍生的1价基团。
该缩聚酯的重均分子量优选为350~3000的范围,更优选为400~1500的范围。如果重均分子量为上述范围内,则满足从本发明中使用的缩聚酯的纤维素酯膜的析出性可以得到目的的效果。重均分子量可以利用上述凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定。
将该缩聚酯的具体例示于以下。首先,示出用“芳香族基团”封闭了两末端的缩聚酯的具体例。
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
接着,将用“脂肪族基团”封闭了两末端的缩聚酯的具体例示于以下。
[化学式15]
P-1:由己二酸/邻苯二甲酸/乙二醇(1/1/2摩尔比)构成的缩合物(重均分子量950)的两末端的乙酰酯化体
P-2:由琥珀酸/邻苯二甲酸/乙二醇/(1/1/2摩尔比)构成的缩合物(重均分子量2500)的两末端的乙酰酯化体
P-3:由戊二酸/间苯二甲酸/1,3-丙二醇(1/1/2摩尔比)构成的缩合物(重均分子量1300)的两末端的乙酰酯化体
P-4:由琥珀酸/戊二酸/己二酸/对苯二甲酸/间苯二甲酸/乙二醇/1,2-丙二醇(1/1/1/1/1/3/2摩尔比)构成的缩合物(数均分子量3000)的两末端的丙基酯化体
P-5:由琥珀酸/邻苯二甲酸/乙二醇/(1/1/2摩尔比)构成的缩合物(重均分子量2100)的两末端的丁基酯化体
P-6:由己二酸/对苯二甲酸/1,2-丙二醇(1/1/2摩尔比)构成的缩合物(数均分子量2500)的两末端的2-乙基己基酯化体
P-7:由琥珀酸/对苯二甲酸/聚(平均聚合度5)丙烯醚二醇/1,2-丙二醇(2/1/1/2摩尔比)构成的缩合物(重均分子量3500)的两末端的2-乙基己基酯化体
P-8:由己二酸/邻苯二甲酸/1,2-丙二醇(3/1/3摩尔比)构成的缩合物(重均分子量490)的两末端为苯甲酸酯化体
该缩聚酯的添加量优选相对于纤维素酯以0.1~20质量%的范围添加,从提高膜硬度、膜撕裂强度的观点出发,更优选以1~15质量%的范围添加。
<其它的增塑剂>
另外,作为其它增塑剂的实例,可举出多元醇酯、多元羧酸酯(包含邻苯二甲酸酯)、乙醇酸酯化合物及脂肪酸酯或磷酸酯等。这些物质可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
多元醇酯化合物为2元以上的脂肪族多元醇和单羧酸的酯化合物(醇酯),优选为2~20元的脂肪族多元醇酯。多元醇酯化合物优选在分子内具有芳香环或环烷基环。
在脂肪族多元醇的优选的实例中,包含乙二醇、二亚乙基二醇、三亚乙基二醇、四亚乙基二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、一缩二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己烷三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三羟甲基乙烷、木糖醇等。其中,优选二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、木糖醇等。
单羧酸没有特别限制,可以为脂肪族单羧酸、脂环式单羧酸或芳香族单羧酸等。为了提高膜的透湿性,且使其不易挥发,优选脂环式单羧酸或芳香族单羧酸。单羧酸可以为一种,也可以为两种以上的混合物。另外,既可以使脂肪族多元醇所含的OH基的全部酯化,也可以使一部分以OH基的状态残留。
脂肪族单羧酸优选为具有碳原子数1~32的直链或侧链的脂肪酸。脂肪族单羧酸的碳原子数更优选为1~20,进一步优选为1~10。在脂肪族单羧酸的实例中,包含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、山嵛酸、二十四烷酸、蜡酸、二十七烷酸、褐煤酸、三十烷酸、三十二烷酸等饱和脂肪酸;十一碳烯酸、油酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸等。其中,为了提高与纤维素乙酸酯的相容性,优选乙酸、或乙酸和其它的单羧酸的混合物。
在脂环式单羧酸的实例中,包含环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸等。
在芳香族单羧酸的实例中,包含苯甲酸;在苯甲酸的苯环上导入有1~3个烷基或烷氧基(例如甲氧基或乙氧基)的芳香族单羧酸(例如甲苯酸等);具有2个以上苯环的芳香族单羧酸(例如联苯羧酸、萘羧酸、萘满羧酸等),优选为苯甲酸。
多元醇酯化合物的具体例可举出日本特开2006-113239号公报段落[0058]~[0061]记载的化合物。
多元羧酸酯化合物为2元以上、优选2~20元的多元羧酸和醇化合物形成的酯化合物。多元羧酸为2~20元的脂肪族多元羧酸,或优选为3~20元的芳香族多元羧酸或3~20元的脂环式多元羧酸。
在多元羧酸的实例中,包含偏苯三酸、均苯三酸、均苯四甲酸这样的3元以上的芳香族多元羧酸或其衍生物;琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、草酸、富马酸、马来酸、四氢邻苯二甲酸这样的脂肪族多元羧酸、酒石酸、羟基丙二酸、苹果酸、柠檬酸这样的羟基多元羧酸等,为了抑制从膜的挥发,优选羟基多元羧酸。
在醇化合物的实例中,包含具有直链或侧链的脂肪族饱和醇化合物、具有直链或侧链的脂肪族不饱和醇化合物、脂环式醇化合物或芳香族醇化合物等。脂肪族饱和醇化合物或脂肪族不饱和醇化合物的碳原子数优选为1~32,更优选为1~20,进一步优选为1~10。在脂环式醇化合物的实例中,包含环戊醇、环己醇等。在芳香族醇化合物的实例中,包含苄醇、肉桂醇等。
多元羧酸酯化合物的分子量没有特别限制,优选为300~1000的范围,更优选为350~750的范围。就多元羧酸酯类增塑剂的分子量而言,从抑制渗出的观点出发,优选大分子量;从透湿性或与纤维素乙酸酯的相容性的观点出发,优选小分子量。
在多元羧酸酯化合物的实例中,包含柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三乙酯(ATEC)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、苯甲酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰三苯酯、柠檬酸乙酰三苄酯、酒石酸二丁酯、酒石酸二乙酰二丁酯、偏苯三酸三丁酯、均苯四甲酸四丁酯等。
多元羧酸酯化合物可以为邻苯二甲酸酯化合物。在邻苯二甲酸酯化合物的实例中,包含邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、对苯二甲酸二环己酯等。
在乙醇酸酯化合物的实例中,包含烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯类。在烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯类的实例中,包含甲基邻苯二甲酰基乙醇酸甲酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、丙基邻苯二甲酰基乙醇酸丙酯、丁基邻苯二甲酰基乙醇酸丁酯、辛基邻苯二甲酰基乙醇酸辛酯、甲基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸甲酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸丙酯、甲基邻苯二甲酰基乙醇酸丁酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸丁酯、丁基邻苯二甲酰基乙醇酸甲酯、丁基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、丙基邻苯二甲酰基乙醇酸丁酯、丁基邻苯二甲酰基乙醇酸丙酯、甲基邻苯二甲酰基乙醇酸辛酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸辛酯、辛基邻苯二甲酰基乙醇酸甲酯、辛基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯等,优选为乙基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯。
在酯化合物中,包含脂肪酸酯化合物、柠檬酸酯化合物或磷酸酯化合物等。
在脂肪酸酯化合物的实例中,包含油酸丁酯、乙酰基蓖麻醇酸甲酯及癸二酸二丁酯等。在柠檬酸酯化合物的实例中,包含乙酰基柠檬酸三甲酯、乙酰基柠檬酸三乙酯及乙酰基柠檬酸三丁酯等。在磷酸酯化合物的实例中,包含三苯基磷酸酯、三甲酚基磷酸酯、甲酚基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、联苯二苯基磷酸酯、三辛基磷酸酯及三丁基磷酸酯等,优选为三苯基磷酸酯。
其中,优选聚酯化合物、乙醇酸酯化合物、磷酸酯化合物,特别优选聚酯化合物。
增塑剂的含量相对于纤维素乙酸酯优选为1~20质量%的范围,更优选为1.5~15质量%的范围。增塑剂的含量为上述范围内时,可以显现增塑性的赋予效果,另外,增塑剂的耐渗出性优异,因此,可以缩小膜表面的接触角的偏差。
<抗氧化剂>
抗氧化剂也被称为防劣化剂。液晶图像显示装置等放置在高湿高温的状态下时,有时引起纤维素酯膜的劣化。
抗氧化剂例如具有通过纤维素酯膜中的残留溶剂量的卤素或磷酸类增塑剂的磷酸等延迟或防止纤维素酯膜分解的作用,因此,优选在纤维素酯膜中含有。
作为这种抗氧化剂,优选使用受阻酚类的化合物,可以列举例如:2,6-二-叔丁基-对甲酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双-(正辛基硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2,2-硫基-二亚乙基双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N’-六亚甲基双(3,5-二-叔丁基-4-羟基-氢肉桂酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯、三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯等。
特别优选2,6-二-叔丁基-对甲酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。另外,可以组合使用例如N,N’-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼等肼类的金属钝化剂或三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯等磷类加工稳定剂。
这些化合物的添加量相对于纤维素酯以质量比例计优选1ppm~1.0%的范围,进一步优选10~1000ppm的范围。
<微粒(消光剂)>
本发明的纤维素酯膜为了提高表面的润滑性,根据需要可以进一步含有微粒(消光剂)。
微粒可以为无机微粒,也可以为有机微粒。在无机微粒的实例中,包含二氧化硅(二氧化硅)、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、焙烧高岭土、焙烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙等。其中,优选二氧化硅或氧化锆,为了减少得到的膜雾度的增大,更优选为二氧化硅。
在二氧化硅的微粒的实例中,包含AEROSIL R972、AEROSIL R972V、AEROSIL R974、AEROSIL R812、AEROSIL 200、AEROSIL 200V、AEROSIL 300、AEROSIL R202、AEROSIL OX50、AEROSIL TT600、AEROSIL NAX50(以上日本AEROSIL株式会社制造)、Seahoster KE-P10、Seahoster KE-P30、Seahoster KE-P50、Seahoster KE-P100(以上日本催化剂株式会社制造)等。其中,AEROSIL R972V、AEROSIL NAX50、Seahoster KE-P30等较低地保持得到的膜的浑浊度,并且使摩擦系数降低,因此,特别优选。
微粒的一次粒径优选为5~50nm的范围,更优选为7~20nm的范围。一次粒径大的微粒,提高得到的膜的润滑性的效果大,但透明性容易降低。因此,可以作为粒径0.05~0.3μm范围的二次凝集体而含有微粒。微粒的一次粒子或其二次凝集体的大小可以以透射型电子显微镜在倍率50万~200万倍下观察一次粒子或二次凝集体,并以一次粒子或二次凝集体100个粒径的平均值的形式而求出。
微粒的含量相对于含有低取代度成分的纤维素乙酸酯的整体优选为0.05~1.0质量%的范围,更优选为0.1~0.8质量%的范围。
《纤维素酯膜的制造方法》
作为本发明的纤维素酯膜的制造方法,可以使用通常的吹塑法、T-模头法、压延法、切削法、流延法、乳液法、热压法等制造法,但从着色抑制、异物缺陷的抑制、分模线等的光学缺陷的抑制等观点出发,制膜方法可以选择溶液流延制膜法和熔融流延制膜法,从可以得到均匀且平滑的表面的观点出发,特别优选为溶液流延制膜法。
以下,对用溶液流延法制造本发明的纤维素酯膜的制造例进行说明。
本发明的纤维素酯膜的制造通过至少以下工序来进行:使纤维素酯、作为延迟增加剂的含氮杂环化合物及添加剂溶解于溶剂而制备胶浆并进行过滤的工序,将制备的胶浆流延于带状或滚筒状的金属支撑体上而形成湿膜的工序,将形成的湿膜从金属支撑体上剥离而制成膜的工序,对上述膜进行拉伸、干燥的工序,以及对干燥后的膜进行冷却后卷绕成卷装的工序。本发明的纤维素酯膜在固体成分中优选在60~95质量%的范围内含有纤维素酯。
本发明的纤维素酯膜的制造方法的特征在于,在上述工序中,使用叶盘式过滤器,对上述胶浆在其主要溶剂的1个大气压下的(沸点+5℃)~(沸点+20℃)范围内的温度下进行过滤,且在残留溶剂量在2~10质量%的范围内,以250~500%/min的拉伸速度沿膜宽度方向进行拉伸。
通过采用这种制造方法,缩小纤维素酯膜表面的接触角的偏差,改善胶水或紫外线固化型粘接剂的延展性,实现与起偏镜的均匀的粘接性。
以下,对各工序进行说明。
(1)溶解工序
溶解工序是如下工序:在以相对于纤维素酯的良溶剂为主的有机溶剂中,在溶解釜中,对该纤维素酯、根据情况的本发明的含氮杂环化合物、本发明中使用的糖酯、缩聚酯、多元醇酯、或其它的化合物进行搅拌,并使其溶解,从而形成胶浆的工序;或者在该纤维素酯溶液中,对上述含氮杂环化合物、糖酯、缩聚酯、多元醇酯、或其它的化合物溶液进行混合而形成作为主溶解液的胶浆的工序。
用溶液流延法制造本发明的纤维素酯膜的情况下,对形成胶浆有用的有机溶剂只要是同时溶解纤维素酯及其它的化合物的溶剂即可,可以没有限制地使用。
例如,作为氯类有机溶剂,可以列举二氯甲烷,作为非氯类有机溶剂,可以列举:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、1,4-二噁烷、环己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝基乙烷等,例如,作为主要的溶剂,可以优选使用二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮,特别优选为二氯甲烷或乙酸乙酯。
在胶浆中,除上述有机溶剂之外,优选含有1~40质量%的范围的碳原子数1~4的直链或支链链状的脂肪族醇。胶浆中的醇的比率升高时,湿膜凝胶化,从金属支撑体上的剥离变得容易,另外,醇的比例少时,具有促进非氯类有机溶剂类中的纤维素酯及其它化合物的溶解的作用。在本发明的纤维素酯膜的制膜中,从提高得到的纤维素酯膜的平面性的方面考虑,可以适用采用如下方法:使用醇浓度在0.5~15.0质量%范围内的胶浆进行制膜。
特别优选使纤维素酯及其它化合物以总计15~45质量%的范围溶解于含有二氯甲烷及碳原子数1~4的直链或支链链状的脂肪族醇的溶剂中而形成的胶浆组合物。
作为碳原子数1~4的直链或支链链状的脂肪族醇,可以列举:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。其中,从胶浆的稳定性、沸点较低,干燥性好等方面考虑,优选甲醇及乙醇。
在纤维素酯、含氮杂环化合物、糖酯、缩聚酯及多元醇酯、或其它的化合物的溶解中,可以使用在常压下进行的方法;在主溶剂的沸点以下进行的方法;在主溶剂的沸点以上进行加压而进行的方法;用如日本特开平9-95544号公报、日本特开平9-95557号公报、或日本特开平9-95538号公报中记载的那样的冷却溶解法进行的方法;日本特开平11-21379号公报中所记载的在高压下进行的方法等各种溶解方法,特别优选在主溶剂的沸点以上进行加压而进行的方法。
胶浆中的纤维素酯的浓度优选为10~40质量%的范围。在溶解中或溶解后的胶浆中加入化合物并进行溶解及分散之后,用滤材进行过滤、脱泡,用送液泵送至下一工序。
在本发明中,上述胶浆的过滤通过在胶浆中的主要的溶剂的1个大气压下的(沸点+5℃)~(沸点+20℃)范围内的温度下进行过滤,可以除去胶浆中的微小异物或析出物,优选。
优选的温度范围为45~120℃,更优选为45~70℃,进一步优选为45~55℃的范围。例如,由于二氯甲烷的沸点在1个大气压下为40℃,因此,优选为45~60℃的范围。
关于胶浆的过滤,优选用具备叶盘式过滤器的主过滤器3,用例如90%捕集粒径为微粒的平均粒径的10倍~100倍的滤材对胶浆进行过滤。
在本发明中,过滤中使用的滤材优选绝对过滤精度小的滤材,但绝对过滤精度过小时,存在容易产生过滤材料的堵塞,必须频繁地进行滤材的交换,使生产率降低的问题点。
因此,在本发明中,纤维素酯胶浆中使用的滤材优选绝对过滤精度0.008mm以下的滤材,更优选0.001~0.008mm的范围,进一步优选0.003~0.006mm的范围的滤材。
对滤材的材质没有特别限制,可以使用通常的滤材,但聚丙烯、特氟龙(注册商标)等塑料纤维制的滤材或不锈钢纤维等金属制的滤材没有纤维的脱落等,优选。
在本发明中,过滤时的胶浆的流量优选为10~80kg/(h·m2),更优选为20~60kg/(h·m2)。在此,如果过滤时的胶浆的流量为10kg/(h·m2)以上,则为有效的生产率,如果过滤时的胶浆的流量为80kg/(h·m2)以内,则施加于滤材的压力变得适当,不会使滤材破损,故而优选。
滤压优选为3500kPa以下,更优选为3000kPa以下,进一步优选为2500kPa以下。需要说明的是,滤压可以通过适当选择过滤流量和过滤面积而控制。
图1是示意性地表示本发明中优选的溶液流延制膜方法的胶浆制备工序、流延工序及干燥工序的一个例子的图。
由投料釜41以过滤器44除去大的凝集物,并送液至储料釜42。其后,从储料釜42向主胶浆溶解釜1添加各种添加液。
然后,用主过滤器3过滤主胶浆,其中从16在线添加消光剂分散液或紫外线吸收剂添加液等。
许多情况下,有时在主胶浆中含有回炉料10~50质量%左右。
所谓回炉料,是将纤维素酯膜细细地粉碎成的物质,可使用将纤维素酯膜进行制膜时产生的切掉膜的两旁部分时的掉落物、因擦伤等超过膜指定值的纤维素酯膜原材料。
另外,作为用于胶浆制备的树脂的原料,可以优选使用预先对纤维素酯及其它的化合物等进行了颗粒化的物质。
(2)流延工序
(2-1)胶浆的流延
其为将胶浆通过送液泵(例如加压型定量齿轮泵)送液至加压模头30,在无限地移动的环形的金属支撑体31,例如不锈钢带、或旋转的金属滚筒等金属支撑体上的流延位置上从加压模头狭缝流延胶浆的工序。
流延(浇铸)工序中的金属支撑体优选对表面进行了镜面加工的金属支撑体,作为金属支撑体,优选使用不锈钢带或对铸件的表面进行了电镀精加工的滚筒。浇铸的宽度可以设为1~4m的范围,优选1.5~3m的范围,进一步优选2~2.8m的范围。流延工序的金属支撑体的表面温度设定为-50℃~溶剂沸腾而不起泡的温度以下,进一步优选-30~0℃的范围。温度高的金属支撑体,可以加快湿膜的干燥速度,因此优选,但当其过高时,有时湿膜起泡,或平面性劣化。作为优选的支撑体温度,在0~100℃下适当确定,进一步优选为5~30℃的范围。或者,在通过冷却而使湿膜凝胶化并在较多地含有残留溶剂的状态下从滚筒剥离为优选的方法。控制金属支撑体的温度的方法没有特别限制,有:吹暖风或冷风的方法;或使热水与金属支撑体的背侧接触的方法。使用热水的方法,有效地进行热的传递,因此,至金属支撑体的温度成为一定的时间短,故优选。使用暖风的情况下,考虑利用溶剂的蒸发潜热的湿膜的温度降低,有时使用溶剂的沸点以上的暖风,一边防止起泡,一边使用温度比目标温度更高的风。特别优选在从流延至剥离之间,使支撑体的温度及干燥风的温度变化,有效地进行干燥。
优选可以调整模头的口模部分的狭缝形状并容易使膜厚均匀的加压模。加压模有衣架型模头或T模等,均优选使用。金属支撑体的表面成为镜面。为了提高制膜速度,可以在金属支撑体上设置2个以上加压模,将胶浆量分割而叠层。
(3)溶剂蒸发工序
其为使湿膜(使胶浆流延在流延用支撑体上,将形成的胶浆膜称为湿膜。)在流延用支撑体上进行加热,从而使溶剂蒸发的工序。
为了使溶剂蒸发,有从湿膜侧吹风的方法或从支撑体的背面利用液体导热的方法;利用辐射热从正背面进行导热的方法等,但背面液体导热方法,干燥效率良好,故优选。另外,优选组合使用这些方法的方法。优选使流延后的支撑体上的湿膜在40~100℃的氛围下,在支撑体上进行干燥。为了维持在40~100℃的氛围下,优选向湿膜上面吹该温度的暖风,或者利用红外线等方法进行加热。
从面品质、透湿性、剥离性的观点出发,优选在30~120秒以内将该湿膜从支撑体上进行剥离。
(4)剥离工序
其为将在金属支撑体上溶剂蒸发了的湿膜在剥离位置进行剥离的工序。经剥离的湿膜作为膜送至下一工序。
金属支撑体上的剥离位置的温度优选为10~40℃的范围,进一步优选为11~30℃的范围。
需要说明的是,就剥离时刻的金属支撑体上的湿膜的剥离时残留溶剂量而言,优选根据干燥条件的强弱、金属支撑体的长度等在50~120质量%的范围进行剥离,但在残留溶剂量更多的时刻进行剥离的情况下,湿膜过于柔软时,损害剥离时平面性,容易产生剥离张力引起的粘连或纵条纹,因此,根据经济速度和品质的平衡确定剥离时的残留溶剂量。
湿膜的残留溶剂量用下述式(Z)定义。
式(Z)
残留溶剂量(%)=(湿膜加热处理前的质量-湿膜加热处理后的质量)/(湿膜加热处理后的质量)×100
需要说明的是,测定残留溶剂量时的加热处理表示在115℃下进行1小时的加热处理。
对金属支撑体和膜进行剥离时的剥离张力通常在196~245N/m的范围内,但在剥离时容易出现皱褶的情况下,优选以190N/m以下的张力进行剥离。
在本发明中,优选将该金属支撑体上的剥离位置的温度设在-50~40℃的范围内,更优选10~40℃的范围内,最优选设为15~30℃的范围内。
(5)干燥及拉伸工序
干燥工序也可以分为预干燥工序、实际干燥工序而进行。
<预干燥工序>
对从金属支撑体上剥离而得到的湿膜进行干燥。湿膜的干燥既可以将湿膜一边由上下配置的多个辊输送,一边进行干燥,也可以如拉幅干燥机那样一边用夹具固定湿膜的两端部输送,一边进行干燥。
使湿膜干燥的方法没有特别限制,一般可以通过热风、红外线、加热辊、微波等进行,在简便程度方面,优选通过热风而进行。
就湿膜干燥工序中的干燥温度而言,优选在膜的玻璃化转变温度-5℃以下、100℃以上进行10分钟以上60分钟以下的热处理为有效。就干燥温度而言,在100~200℃的范围内、进一步优选110~160℃的范围内进行干燥。
<拉伸工序>
本发明的纤维素酯膜通过进行拉伸处理,可以控制膜内的分子的取向,可以得到作为目标的延迟值Re、延迟值Rth。
本发明的纤维素酯膜优选在流延方向(称为MD方向。)和/或宽度方向(称为TD方向。)进行拉伸,优选至少利用拉幅拉伸装置沿宽度方向进行拉伸而制造。
拉伸操作可以分为多个阶段而实施。另外,在进行双轴拉伸的情况下,既可以同时进行双轴拉伸,也可以为阶段性地实施。此时,阶段性是指:例如既可以依次进行拉伸方向的不同的拉伸,也可以将同一个方向的拉伸分为多个阶段,且能够将不同方向的拉伸添加于其中任意阶段。
即,例如可以为如下的拉伸步骤:
·沿流延方向拉伸→沿宽度方向拉伸→沿流延方向拉伸→沿流延方向拉伸
·沿宽度方向拉伸→沿宽度方向拉伸→沿流延方向拉伸→沿流延方向拉伸
另外,在同时双轴拉伸中包括,沿一个方向进行拉伸,使另一方向张力松弛而收缩的情况。
特别是在拉伸开始时的残留溶剂量在2~10质量%的范围内,沿膜宽度方向,以下述式3表示的拉伸速度为250~500%/min的拉伸速度进行拉伸,对微少异物或析出物由于拉伸而移动、扩散至膜表面进行抑制,缩小膜表面的接触角的偏差,故优选。
该拉伸开始时的残留溶剂量为影响到拉伸应力的大小的因子,残留溶剂量大时,拉伸应力变小,微小异物或析出物由于拉伸而变得容易移动至膜表面,另外,残留溶剂量少时,拉伸应力变大,观察到拉伸引起的雾度的产生。
如果该残留溶剂量为2质量%以上,则膜厚偏差变小,从平面性的观点出发,优选,如果为10质量%以内,则表面的凹凸减少,平面性提高,故优选。本发明的纤维素酯膜沿MD方向和/或TD方向,优选沿TD方向,将膜的玻璃化转变温度设为Tg时,在(Tg+15)~(Tg+50)℃的温度范围内进行拉伸,使拉伸后的膜厚成为所期望的范围。在上述温度范围进行拉伸时,容易进行延迟的调整,另外,可以降低拉伸应力,因此,雾度变低。另外,抑制断裂的产生,可得到平面性、膜自身的着色性优异的纤维素酯膜。拉伸温度优选在(Tg+20)~(Tg+40)℃的范围进行。
需要说明的是,在此所说的玻璃化转变温度Tg是指使用市售的差示扫描热量测定器,以升温速度20℃/分钟进行测定、按照JIS K7121(1987)求出的中间点玻璃化转变温度(Tmg)。具体的纤维素酯膜的玻璃化转变温度Tg的测定方法按照JIS K7121(1987)、使用Seiko Instruments株式会社制造的差示扫描热量计DSC220进行测定。
本发明的纤维素酯膜优选将湿膜至少沿TD方向拉伸1.1倍以上。拉伸的范围相对于原宽度优选为1.1~1.5倍,更优选为1.2~1.4倍。如果为上述范围内,则膜中的分子的移动大,不仅可得到所期望的延迟值,而且可以对膜进行薄膜化,可以缩小膜表面的接触角的偏差。
为了在MD方向进行拉伸,优选在剥离张力130N/m以上进行剥离,特别优选为150~170N/m。剥离后的湿膜为高残留溶剂状态,因此,通过维持与剥离张力同样的张力,可以进行MD方向的拉伸。随着湿膜干燥、残留溶剂量减少,向MD方向的拉伸率降低。
需要说明的是,MD方向的拉伸倍率可以由带支撑体的旋转速度和拉幅机运转速度算出。
为了沿TD方向进行拉伸,例如有日本特开昭62-46625号公报所示的干燥全工序或一部分的工序,在宽度方向用夹具或别针将湿膜的宽度两端一边保持宽度,一边使其干燥的方法(被称为拉幅方式),其中,优选采用使用夹具的拉幅方式和使用别针的别针拉幅机方式。
在沿TD方向的拉伸时,沿膜宽度方向,以下述式3表示的拉伸速度为250~500%/min的范围的拉伸速度进行拉伸,对微少异物或析出物由于拉伸而移动、扩散至膜表面进行抑制,可以缩小膜表面的接触角的偏差,故优选。推测:以比较快的拉伸速度进行拉伸时,细的异物没有出现在表面,并且经拉伸后,改善接触角的标准差或凹凸的产生。
式3拉伸速度(%/min)=[(d1/d2)-1]×100(%)/t
(式3中,d1为拉伸后的纤维素酰化物膜的上述拉伸方向的宽度尺寸,d2为拉伸前的纤维素酰化物膜的上述拉伸方向的宽度尺寸,t为拉伸所需要的时间(min)。)
如果拉伸速度为250%/min以上,则提高平面性,另外,可以以高速对膜进行处理,因此,从生产适性的观点出发,优选,如果为500%/min以内,则膜可以不断裂而进行处理,优选。
优选的拉伸速度在300~400%/min的范围内。
本发明的纤维素酯膜通过拉伸而必然具有相位差,面内延迟值Re、及厚度方向的延迟值Rth可以使用自动双折射率计Axo Scan(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:Axo Matrix株式会社制造),在23℃、55%RH的环境下、590nm的波长下进行三维折射率测定,由得到的折射率nx、ny、nz算出。
就本发明的纤维素酯膜而言,在VA模式液晶显示装置中所具备的情况下,从提高视场角或对比度等可视性的观点出发,优选下述式(i)表示的纤维素酯膜的面内方向的延迟值Re在45~60nm的范围内,下述式(ii)表示的膜厚方向的延迟值Rth在110~140nm的范围内。纤维素酯膜通过至少在上述TD方向调整拉伸倍率,并进行拉伸,可以调整为上述延迟值的范围内。
式(i):Re=(nx-ny)×d(nm)
式(ii):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(nm)
(式(i)及式(ii)中,nx表示在膜的面内方向折射率为最大的方向x的折射率。ny表示在膜的面内方向与上述方向x垂直的方向y的折射率。nz表示膜的厚度方向z的折射率。d表示膜的厚度(nm)。)
<滚花加工>
指定的热处理或冷却处理之后,在卷绕前设置切割刀而切掉端部,得到良好的卷状,故优选。进一步优选在宽度两端部进行滚花加工。
滚花加工可以通过推压经过加热的压纹辊而形成。在压纹辊上形成有细的凹凸,通过对其进行推压而在膜上形成凹凸,可以使端部变成大体积。
本发明的相位差膜的宽度两端部的滚花的高度优选为4~20μm,宽度优选为5~20mm。
另外,在本发明中,上述的滚花加工优选设置于在膜的制膜工序中、干燥结束后、卷绕之前。
(6)卷绕工序
卷绕工序是湿膜中的残留溶剂量为成2质量%以下开始作为膜进行卷绕的工序,通过使残留溶剂量为0.4质量%以下,可以得到尺寸稳定性良好的膜。
卷绕方法采用通常所使用的方法即可,有定扭矩法、定张力法、锥度张力法、内部应力恒定的程序张力控制法等,将这些方法分开使用即可。
[纤维素酯膜的物性]
(雾度)
本发明的纤维素酯膜优选为雾度低于1%,更优选为低于0.5%,进一步优选为低于0.3%。通过将雾度设为低于1%,具有膜的透明性变得更高,作为光学用途的膜更容易使用的优点。另外,纤维素酯膜的内部雾度优选低于0.1,更优选低于0.05。
(平衡含水率)
就本发明的纤维素酯膜而言,25℃、相对湿度60%中的平衡含水率优选为4%以下,更优选为3%以下。通过将平衡含水率设为4%以下,容易对应于湿度变化,光学特性或尺寸更不易变化,优选。
(膜长、宽度、膜厚)
本发明的纤维素酯膜优选为带状,具体而言,优选为100~10000m左右的长度,被卷绕成卷装。另外,本发明的纤维素酯膜的宽度优选为1m以上,进一步优选为1.4m以上,特别优选为1.4~4m。
从显示装置的薄型化、生产性的观点出发,膜的膜厚优选在10~38μm的范围内。如果膜厚为10μm以上,则可以显现一定以上的膜强度或相位差。如果膜厚为38μm以下,则可以具备所期望的相位差,且适用于偏振片及显示装置的薄型化。从作为纤维素酯膜的生产适性、光学特性、物理特性、辊保管时的保存性及偏振片加工时的操作性等综合的观点出发,膜厚特别优选在20~38μm的范围内。
《偏振片》
本发明的偏振片优选使用胶水或紫外线固化型粘接剂将本发明的纤维素酯膜至少贴合于起偏镜的一个表面上。
另外,在上述起偏镜的与贴合有上述纤维素酯膜的表面相反一侧的表面上,使用胶水或紫外线固化型粘接剂使聚酯膜或丙烯酸类膜与起偏镜贴合时,相对于纤维素酯膜湿度的相位差的变动进一步缩小,因此,为优选的实施方式。
本发明的偏振片用作可视侧的偏振片的情况下,偏振片的可视侧的膜优选设置防眩层或者透明硬涂层、防反射层、防静电层、以及防污层等。
[起偏镜]
作为本发明偏振片的主要构成要素的起偏镜是仅通过一定方向的偏波面的光的元件,目前已知的代表的起偏镜为聚乙烯醇类偏光膜。聚乙烯醇类偏光膜有使碘对聚乙烯醇类膜进行染色而形成成的膜和使二色性染料染色形成的膜。
作为起偏镜,可以使用如下得到的起偏镜:使用对聚乙烯醇水溶液进行制膜,对其进行单轴拉伸染色,或者染色之后进行单轴拉伸,然后,优选用硼化合物进行了耐久性处理的起偏镜。起偏镜的膜厚优选2~30μm,特别优选为2~15μm。
另外,优选使用日本特开2003-248123号公报、日本特开2003-342322号公报等中记载乙烯单元的含量1~4摩尔%、聚合度2000~4000、皂化度99.0~99.99摩尔%的乙烯改性聚乙烯醇。其中,优选使用热水切断温度为66~73℃的乙烯改性聚乙烯醇膜。使用有该乙烯改性聚乙烯醇膜的起偏镜,偏光性能及耐久性能优异,而且颜色不均少,特别优选用于大型液晶显示装置。
<叠层膜型的起偏镜>
另外,本发明的偏振片优选制成薄膜,从兼备偏振片的强度和薄膜化的观点出发,特别优选起偏镜的厚度在2~15μm的范围内。
作为这种薄膜的起偏镜,优选用日本特开2011-100161号公报、专利第4691205号公报、专利4751481号公报、专利第4804589号公报中记载的方法制备叠层膜型的起偏镜。
作为一个例子,从可以使偏振片整体的厚度变薄且轻质化的观点出发,优选使用通过以下的工序而制造的薄膜的叠层膜型的起偏镜(偏光性叠层膜)。
(偏光性叠层膜的制造方法)
本发明中使用的偏光性叠层膜的制造方法包括下述工序。
(a)在橡胶成分被分散于热塑性树脂而形成的基材膜的一个表面上形成聚乙烯醇类树脂层,从而得到叠层膜的叠层工序;
(b)对叠层膜进行单轴拉伸而得到拉伸膜的拉伸工序;
(c)用二色性色素对拉伸膜的聚乙烯醇类树脂层染色,得到染色膜的染色工序;
(d)将染色膜的聚乙烯醇类树脂层浸渍于含有交联剂的溶液而形成起偏镜层,从而得到交联膜的交联工序;及
(e)对交联膜进行干燥的干燥工序。
以下,对各工序进行说明。
(a)叠层工序
在本工序中,优选将橡胶成分分散(混合分散)于热塑性树脂而形成的膜作为基材膜,在其一个面形成聚乙烯醇类树脂层而得到叠层膜。
(1)基材膜
作为基材膜的基础的热塑性树脂优选为透明性、机械强度、热稳定性、及拉伸性等优异的热塑性树脂。如果列举这种热塑性树脂的具体例,则可举出例如:链状聚烯烃类树脂;环状聚烯烃类树脂;(甲基)丙烯酸类树脂;聚酯类树脂;纤维素酯类树脂;聚碳酸酯类树脂;聚乙烯醇类树脂;乙酸乙烯酯类树脂;聚芳酯类树脂;聚苯乙烯类树脂;聚醚砜类树脂;聚砜类树脂;聚酰胺类树脂;聚酰亚胺类树脂;及它们的混合物或共聚物等。
分散于热塑性树脂的橡胶成分为具有橡胶弹性的树脂成分,通常作为橡胶粒子均匀地分散于热塑性树脂中。通过使橡胶成分混合分散,可以提高基材膜以及拉伸膜的撕裂强度。橡胶成分只要是具有橡胶弹性的树脂即可,没有特别限制,从与热塑性树脂的相容性的观点出发,优选由与使用的热塑性树脂同种或类似的树脂构成。
例如,热塑性树脂为链状聚烯烃类树脂时,橡胶成分可以为选自乙烯及α-烯烃中的两种以上的单体的共聚物。在该情况下,构成该共聚物的各单体的含量(聚合比率)优选为低于90质量%,更优选为低于80质量%。
热塑性树脂为(甲基)丙烯酸类树脂时,从相容性的观点出发,优选含有作为橡胶成分的具有橡胶弹性的丙烯酸类聚合物。丙烯酸类聚合物为以丙烯酸烷基酯为主体的聚合物即可,既可以为丙烯酸烷基酯的均聚物,也可以为丙烯酸烷基酯50质量%以上与其它单体50质量%以下的共聚物。
橡胶成分的配合量优选为热塑性树脂的5~50质量%,更优选为10~45质量%。橡胶成分的配合量过少时,存在难以得到充分的撕裂强度提高效果的倾向,橡胶成分的配合量过多时,存在基材膜的适用性降低的倾向。
对橡胶成分中热塑性树脂的分散方法没有特别限定,可以列举例如:用炼塑机等对分别制备的热塑性树脂和橡胶成分(橡胶粒子)进行混炼并使其分散的方法;或者在制备热塑性树脂时在相同的反应容器内制备橡胶成分,得到分散有橡胶成分的热塑性树脂的反应混合法等。反应混合法在提高橡胶成分的分散程度方面是有利的。
(2)聚乙烯醇类树脂层
作为形成聚乙烯醇类树脂层的聚乙烯醇类树脂,可举出例如聚乙烯醇树脂及其衍生物。作为聚乙烯醇树脂的衍生物,除聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等之外,可举出用乙烯、丙烯等烯烃、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等不饱和羧酸、不饱和羧酸的烷基酯、丙烯酰胺等对聚乙烯醇树脂进行了改性而得到的物质。其中,优选使用聚乙烯醇树脂。
聚乙烯醇类树脂优选为完全皂化品。皂化度的范围优选为80.0~100.0摩尔%的范围,更优选为90.0~99.5摩尔%的范围,进一步优选为94.0~99.0摩尔%的范围。
在上述的聚乙烯醇类树脂中,根据需要可以添加增塑剂、表面活性剂等添加剂。作为增塑剂,可以使用多元醇及其缩合物等,可例示例如:甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。添加剂的配合量没有特别限制,优选设为聚乙烯醇类树脂的20质量%以下。
作为将聚乙烯醇类树脂溶液涂布于基材膜的方法,可以从线棒涂布法、逆转辊涂布、凹版涂布等辊涂布法、旋涂法、丝网涂布法、喷注涂布法、浸渍法、喷雾法等公知的方法中适当选择。干燥温度例如为50~200℃的范围,优选为60~150℃的范围。干燥时间例如为2~20分钟的范围。
叠层膜中的聚乙烯醇类树脂层的厚度优选为3μm以上50μm以下,更优选为5μm以上45μm以下。当其为3μm以下时,在拉伸后过薄而染色性会显著地变差,当其超过50μm时,得到的偏光性叠层膜变厚。
作为用于本发明的起偏镜的聚乙烯醇类树脂层的厚度,从薄膜化和作为起偏镜的强度、柔软性的观点出发,作为下述拉伸处理后的膜厚,优选在2~15μm的范围内。
(b)拉伸工序
本工序为将具备基材膜及聚乙烯醇类树脂层的叠层膜进行单轴拉伸而得到拉伸膜的工序。叠层膜的拉伸倍率可以根据所期望的偏光特性适当选择,优选相对于叠层膜的原长度在5~17倍的范围内,更优选在5~8倍的范围内。
就拉伸而言,优选为沿叠层膜的长度方向(膜输送方向)进行拉伸的纵拉伸。作为纵拉伸方式,可举出辊间拉伸方法、压缩拉伸方法、使用拉幅机的拉伸方法等。需要说明的是,单轴拉伸并不限定于纵拉伸处理,可以为倾斜拉伸等。
(c)染色工序
本工序为用二色性色素对拉伸膜的聚乙烯醇树脂层进行染色而得到染色膜的工序。作为二色性色素,可举出例如碘或有机染料等。作为有机染料,可以使用例如:Red BR、Red LR、Red R、Pink LB、Rubin BL、Bordeaux GS、Skyblue LG、Remon Yellow、Blue BR、Blue 2R、Navy RY、Green LG、Violet LB、Violet B、Black H、Black B、Black GSP、Yellow3G、Yellow R、Orange LR、Orange 3R、Scalet GL、Scalet KGL、Congo Red、BrilliantViolet BK、Supra Blue G、Supra Blue GL、Supra Orange GL、Direct Skyblue、DirectFast Orange S、Fast Black等。这些二色性物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
使用碘作为二色性色素的情况下,从可以进一步提高染色效率方面考虑,优选在含有碘的染色溶液中进一步添加碘化物。作为该碘化物,可举出例如:碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。
(d)交联工序
本工序为对用二色性色素染色而得到的染色膜的聚乙烯醇类树脂层进行交联处理,从而得到将聚乙烯醇类树脂层作为起偏镜层的交联膜的工序。交联工序可以通过例如将染色膜浸渍于含有交联剂的溶液(交联溶液)中来进行。作为交联剂,可以使用以往公知的物质。可举出例如:硼酸、硼砂等硼化合物、或乙二醛、戊二醛等。这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
(e)干燥工序
得到的交联膜通常在进行清洗之后进行干燥。由此可得到偏光性叠层膜。清洗可以通过将交联膜浸渍于离子交换水、蒸馏水等纯水中来进行。水清洗温度通常为3~50℃的范围,优选为4~20℃的范围。浸渍时间通常为2~300秒的范围,优选为5~240秒。清洗可以组合利用碘化物溶液的清洗处理和水清洗处理,也可以使用适当地配合有甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙醇等液体醇的溶液。
作为干燥方法,可以采用任意的适当的方法(例如自然干燥、送风干燥、加热干燥)。例如,加热干燥的时干燥温度通常为20~95℃的范围,干燥时间通常为1~15分钟左右。
偏光性叠层膜具备由二色性色素进行吸附取向的聚乙烯醇类树脂层构成的起偏镜层,其自身可以用作偏振片。作为本发明的优选的实施方式,通过上述工序形成偏光性叠层膜之后,将该偏光性叠层膜的上述聚乙烯醇层从基材膜上剥离,由此将该聚乙烯醇层用作本发明的起偏镜。根据本发明的方法,可以将起偏镜层的厚度设为15μm以下,因此,可以得到薄型的起偏镜。另外,本发明中所使用的起偏镜,偏光性能及耐久性也优异。
[偏振片的制备]
本发明的偏振片可以用一般的方法制备。优选对本发明的纤维素酯膜的起偏镜侧进行碱皂化处理,并使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液(胶水)使其贴合在碘溶液中进行浸渍拉伸而制备的起偏镜的至少一个表面上。在另一个表面上可以贴合其它偏振片保护膜。本发明的纤维素酯膜设为液晶显示装置时,优选设置于起偏镜的液晶单元侧,起偏镜的外侧的膜可以使用现有的偏振片保护膜。
例如,作为现有的偏振片保护膜,优选使用市售的纤维素酯膜(例如KonicaMinolta tac KC8UX、Konica Minolta tac KC5UX、Konica Minolta tac KC8UCR3、KonicaMinolta tac KC8UCR4、Konica Minolta tac KC8UCR5、Konica Minolta tac KC8UY、Konica Minolta tac KC6UY、Konica Minolta tac KC6UA、Konica Minolta tac KC4UY、Konica Minolta tac KC4UE、Konica Minolta tac KC8UE、Konica Minolta tac KC8UY-HA、Konica Minolta tac KC8UX-RHA、Konica Minolta tac KC8UXW-RHA-C、KonicaMinolta tac KC8UXW-RHA-NC、Konica Minolta tac KC4UXW-RHA-NC、以上Konica Minolta株式会社制造)。
与起偏镜的贴合的方向优选以例如起偏镜的吸收轴和纤维素酯膜的滞相轴垂直的方式贴合。
[紫外线固化型粘接剂]
另外,在本发明的偏振片中,本发明的纤维素酯膜和起偏镜优选利用紫外线固化型粘接剂进行粘接。
在本发明中,通过在纤维素酯膜与起偏镜的贴合中适用紫外线固化型粘接剂,可以得到即使为薄膜强度也高、平面性优异的偏振片。特别是在另一个表面上贴合聚酯膜类或丙烯酸膜类的偏振片保护膜时,可以制作相对于湿度变动的耐久性高的偏振片,故优选。
<紫外线固化型粘接剂的组成>
作为偏振片用的紫外线固化型粘接剂组合物,已知有利用了光自由基聚合的光自由基聚合型组合物、利用了光阳离子聚合的光阳离子聚合型组合物、以及组合使用了光自由基聚合及光阳离子聚合的混合型组合物。
作为光自由基聚合型组合物,已知有日本特开2008-009329号公报中记载的以特定比例包含含有羟基或羧基等极性基团的自由基聚合性化合物及不含有极性基团的自由基聚合性化合物的组合物等。特别是自由基聚合性化合物优选为具有能够进行自由基聚合的烯属不饱和键的化合物。在具有能够进行自由基聚合的烯属不饱和键的化合物的优选的实例中,包含具有(甲基)丙烯酰基的化合物。在具有(甲基)丙烯酰基的化合物的实例中,包含N取代(甲基)丙烯酰胺类化合物、(甲基)丙烯酸酯类化合物等。(甲基)丙烯酰胺是指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
另外,作为光阳离子聚合型组合物,可举出日本特开2011-028234号公报中公开的、(α)阳离子聚合性化合物、(β)光阳离子聚合引发剂、(γ)在比380nm长的波长的光中显示极大吸收的光敏感剂、及(δ)含有萘类光增敏助剂的各成分的紫外线固化型粘接剂组合物。但是,可以使用其以外的紫外线固化型粘接剂。
(1)前处理工序
前处理工序为在纤维素酯膜的与起偏镜的粘接面上进行易粘接处理的工序。作为易粘接处理,可举出电晕处理和等离子体处理等。
(紫外线固化型粘接剂的涂布工序)
作为紫外线固化型粘接剂的涂布工序,在起偏镜和纤维素酯膜的粘接面中的至少一个表面上涂布上述紫外线固化型粘接剂。在起偏镜或纤维素酯膜的表面直接涂布紫外线固化型粘接剂时,对其涂布方法没有特别限定。例如,可以利用刮板、线棒、点胶涂布机、逗号涂布机、凹版涂布机等、各种湿式涂布方式。另外,可以利用使紫外线固化型粘接剂流延于起偏镜和纤维素酯膜之间,然后,用辊等进行加压而均匀地挤压扩展的方法。
(2)贴合工序
利用上述的方法涂布紫外线固化型粘接剂,然后,用贴合工序进行处理。在该贴合工序中,例如,通过前面的涂布工序,在起偏镜的表面涂布紫外线固化型粘接剂时,在此纤维素酯膜重叠。另外,最初在纤维素酯膜的表面涂布紫外线固化型粘接剂的方式的情况下,在此起偏镜重叠。另外,使紫外线固化型粘接剂流延于起偏镜和纤维素酯膜之间时,在该状态下起偏镜和纤维素酯膜重叠。而且,通常在该状态下从两面的纤维素酯膜侧用加压辊等夹持进行加压。加压辊的材质可以使用金属或橡胶等。配置于两面的加压辊既可以为相同的材质,也可以为不同的材质。
(3)固化工序
在固化工序中,对未固化的紫外线固化型粘接剂照射紫外线,使含有阳离子聚合性化合物(例如环氧化合物或氧杂环丁烷化合物)或自由基聚合性化合物(例如丙烯酸酯类化合物、丙烯酰胺类化合物等)的紫外线固化型粘接剂层固化,经由紫外线固化型粘接剂,使重叠的起偏镜和纤维素酯膜粘接。在起偏镜的一个表面贴合纤维素酯膜时,活性能量线可以从起偏镜侧或纤维素酯膜侧的任意侧照射。另外,在起偏镜的两个表面贴合纤维素酯膜时,在起偏镜的两个表面分别经由紫外线固化型粘接剂使纤维素酯膜重叠的状态下照射紫外线,使两个表面的紫外线固化型粘接剂同时固化是有利的。
紫外线的照射条件只要是可以使适用于本发明的紫外线固化型粘接剂固化的条件,就可以采用任意的适当的条件。紫外线的照射量以累积光量计优选为50~1500mJ/cm2的范围,进一步优选为100~500mJ/cm2的范围。
以连续生产线进行偏振片的制造工序时,生产线速度取决于粘接剂的固化时间,优选为1~500m/min的范围,更优选为5~300m/min的范围,进一步优选为10~100m/min的范围。如果生产线速度为1m/min以上,则可以确保生产性,或可以抑制对纤维素酯膜的损伤,可以制备耐久性优异的偏振片。另外,如果生产线速度为500m/min以下,则紫外线固化型粘接剂的固化变得充分,可以形成具备目的硬度且粘接性优异的紫外线固化型粘接剂层。
[聚酯膜及丙烯酸膜]
在上述起偏镜的与贴合有上述纤维素酯膜的表面相反一侧的表面上,使用胶水或紫外线固化型粘接剂将聚酯膜或丙烯酸膜与起偏镜贴合,从可得到相对于湿度变动的耐久性高的偏振片的观点出发,为优选的态样。贴合可以任意使用上述用胶水或紫外线固化型粘接剂,但从本发明的效果的观点出发,优选使用紫外线固化型粘接剂。
在本发明中,调整为:将外侧膜(偏振片保护膜)设为透湿性低的聚酯膜或丙烯酸膜,将内侧膜(相位差膜)设为本发明的纤维素酯膜的构成时,可以减少来自外部的水分的影响,且容易放出内部的水分,综合而言,推定可得到相对于湿度变动的耐久性得到了提高的偏振片。
(1)聚酯膜
形成聚酯膜的聚酯树脂没有特别限定,可以列举分别对下述二羧酸和二醇的一种进行缩聚形成均聚物,或者对下述一种以上二羧酸和两种以上二醇进行缩聚形成的共聚物,或者对下述两种以上二羧酸和一种以上二醇进行缩聚形成的共聚物,以及将这些均聚物或共聚物两种以上混合而得到的混合树脂中的任意聚酯树脂,上述二羧酸为例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、二苯基羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基砜羧酸、蒽二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、六氢对苯二甲酸、六氢间苯二甲酸、丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3-二乙基琥珀酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、二聚酸、癸二酸、辛二酸、十二碳烷二羧酸等二羧酸;上述二醇为例如乙二醇、丙二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、十亚甲基二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜等二醇。其中,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。另外,可以混合使用上述的树脂。
聚酯膜通过例如将上述的聚酯树脂熔融挤出成膜状、用浇铸滚筒使其冷却固化而形成膜的方法等得到。作为本发明的偏振片中的聚酯膜,可以使用无拉伸膜和拉伸膜的任意膜。例如,在要求双折射小的聚酯膜的情况下,可以优选使用无拉伸膜。另外,在将双折射用于液晶显示装置的光学补偿的情况等下,可以优选使用拉伸膜。另外,从强度方面考虑,优选使用拉伸膜,特别是双轴拉伸膜。
聚酯膜与TAC膜相比,耐久性优异,但与TAC膜不同,容易具有双折射性,因此,将其用作偏振片保护膜的情况下,从倾斜方向观察时,产生虹状的颜色不均,画质降低。
因此,聚酯膜优选为具有3000~30000nm的面内方向的延迟值的聚酯膜。此时,相对于上述液晶单元配置于出射光侧的偏振片的射出光侧的偏振片保护膜优选为具有3000~30000nm的延迟值的聚酯膜。另外,上述聚酯膜的面内方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rth之比的值(Re/Rth)优选为0.200以上。通过设为这种构成,在任一个观察角度下均可以得到透射光的光谱近似于光源的光谱,可以确保没有虹状的颜色不均的良好的可视性。另外,可以具备适于薄膜化的机械强度。
这种聚酯膜可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,但可以含有其它共聚成分。这些树脂的透明性优异,同时热特性、机械特性也优异,可以通过拉伸加工而容易地控制延迟值。特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯的固有双折射大,即使膜的厚度薄也比较容易地得到大的延迟值,因此,是最适合的原料。
需要说明的是,上述延迟值可以测定双轴方向的折射率和厚度而求出,也可以使用KOBRA-21ADH(王子计测机器株式会社)、Axometrics株式会社制造的Axoscan这样的市售的自动双折射测定装置而求出。
聚酯膜可以按照一般的聚酯膜的制造方法制造。可举出例如将聚酯树脂进行熔融,挤出成片状并成形的无取向聚酯在玻璃化转变温度以上的温度下,利用辊的速度差在纵方向拉伸后,利用拉幅机在横向进行拉伸,实施热处理的方法。
本发明中所使用的聚酯膜可以为单轴拉伸膜,也可以为双轴拉伸膜,但将双轴拉伸膜用作偏振片保护膜时,即使从膜面的正上方观察,也没有看到虹状的颜色不均,但从倾斜方向观察时,有时观察到虹状的颜色不均,因此,需要注意。
该现象是因为:双轴拉伸膜由在移动方向、宽度方向、厚度方向具有不同折射率的折射率椭圆体形成,由于膜内部的光的透射方向存在面内方向的延迟值成为零(折射率椭圆体可以看成正圆)的方向。因此,从倾斜方向的特定的方向观察液晶显示画面时,有时产生面内方向的延迟值成为零的点,以该点为中心,以同心圆状产生虹状的颜色不均。而且,将从膜面的正上方(法线方向)至可看到虹状的颜色不均的位置的角度设为θ时,膜面内的双折射越大,该角度θ越大,不易看到虹状的颜色不均。双轴拉伸膜存在角度θ变小的倾向,因此,单轴拉伸膜不易看到虹状的颜色不均,优选。
但是,在完全的单轴性(单轴对称性)膜中,与取向方向垂直的方向的机械强度显著地降低,因此不优选。本发明中使用的聚酯膜优选在实质上不产生虹状的颜色不均的范围,或液晶显示画面要求的视场角范围内,在不产生虹状的颜色不均的范围内,具有双轴性(双轴对称)。
作为保持偏振片保护膜的机械强度,并且抑制颜色不均的产生的方法,优选进行控制,使偏振片保护膜的面内方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rth之比的值纳入特定的范围。面内延迟和厚度方向延迟之差越小,观察角度导致的双折射的作用越增加各向同性,因此,观察角度导致的延迟的变化变小。因此,认为不易产生观察角度导致的虹状的颜色不均。
本发明中所使用的聚酯膜的面内方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rth之比的值(Re/Rth)优选为0.200以上,更优选为0.500以上,进一步优选为0.600以上。上述面内方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rth之比(Re/Rth)越大,双折射的作用越增加各向同性,观察角度导致的虹状的颜色不均的发生变得不易产生。而且,在完全的单轴性(单轴对称)膜中,上述面内方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rth之比的值(Re/Rth)成为2.0。但是,如上所述,随着接近于完全的单轴性(单轴对称)膜,与取向方向垂直的方向的机械强度显著地降低。
另一方面,本发明中使用的聚酯膜的面内方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rth之比的值(Re/Rth)优选为1.2以下,更优选为1.0以下。为了完全抑制观察角度导致的虹状的颜色不均产生,上述面内方向的延迟值Re和厚度方向延迟值Rth之比的值(Re/Rth)不需要为2.0,在1.2以下为充分。另外,即使上述比率为1.0以下,也可以充分满足液晶显示装置所要求的视场角特性(左右180度、上下120度左右)。
具体地说明本发明中使用的聚酯膜的制膜条件时,纵拉伸温度、横拉伸温度优选80~130℃,特别优选在90~120℃的范围内。纵拉伸倍率优选1.0~3.5倍,特别优选在1.0倍~3.0倍的范围内。另外,横拉伸倍率优选2.5~6.0倍,特别优选在3.0~5.5倍的范围内。为了将延迟值控制在上述范围,优选控制纵拉伸倍率和横拉伸倍率的比率。纵横的拉伸倍率之差过小时,提高延迟值变得困难,不优选。另外,较低地设定拉伸温度在提高延迟值方面为优选的应对。在接下来的热处理中,处理温度优选100~250℃,特别优选在180~245℃的范围内。
为了抑制延迟值的变动,优选膜的厚度不均较小。拉伸温度、拉伸倍率对膜的厚度不均给予大的影响,因此,从厚度不均的观点出发,必须进行制膜条件的最佳化。特别是为了提高延迟值而降低纵拉伸倍率时,有时纵方向的厚度不均变差。在拉伸倍率的某种特定的范围内存在纵方向的厚度不均变得非常差的区域,因此,优选排除该范围后,设定制膜条件。
膜的厚度不均优选为5.0%以下,进一步优选为4.5%以下,更进一步优选为4.0%以下,特别优选为3.0%以下。
如上所述,为了将膜的延迟值控制在特定范围,可以通过适当设定拉伸倍率或拉伸温度、膜的厚度来进行。例如,拉伸倍率越高,拉伸温度越低,膜的厚度越厚,容易得到越高的延迟值。相反,拉伸倍率越低,拉伸温度越高,膜的厚度越薄,越容易得到低的延迟值。但是,使膜的厚度变厚时,厚度方向的延迟值容易变大。因此,膜厚度优选在后述的范围内适当设定。另外,除延迟值的控制之外,需要考虑加工中必需的物性等来设定最终的制膜条件。
本发明中所使用的聚酯膜的厚度为任意,优选15~300μm的范围,更优选为15~200μm的范围。即使低于15μm厚度的膜,原理上也可以得到3000nm以上的延迟值。但是,在该情况下,膜的力学特性的各向异性变得显著,容易产生断裂、破裂等,作为工业材料的实用性显著地降低。特别优选厚度的下限为25μm。另一方面,聚酯膜的厚度的上限超过300μm时,偏振片的厚度会过厚,不优选。从作为聚酯膜的实用性的观点出发,厚度的上限优选200μm。特别优选厚度的上限为与一般的TAC膜同等程度的100μm。即使在上述厚度范围内,为了将延迟值控制在本发明的范围,用作膜基材的聚酯优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在本发明中所使用的聚酯膜中,可以使用各种添加剂。作为其它添加剂,可举出例如:增塑剂、紫外线吸收剂、氟类表面活性剂、剥离剂、消光剂、防劣化剂、光学各向异性控制剂、及红外线吸收剂等,根据需要可以适当使用。
(2)丙烯酸膜
丙烯酸膜中含有的丙烯酸树脂是指(甲基)丙烯酸树脂,其包含丙烯酸类树脂和甲基丙烯酸类树脂这两者的概念。以下,对丙烯酸树脂进行说明。
如上所述,丙烯酸类树脂为(甲基)丙烯酸树脂,是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物。作为甲基丙烯酸酯的聚合物,例如优选由以甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物构成的物质。甲基丙烯酸烷基酯的单体组成以全部单体的总计100质量%为基准,甲基丙烯酸烷基酯优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,且甲基丙烯酸烷基酯为99质量%以下。需要说明的是,作为丙烯酸树脂,既可以为甲基丙烯酸烷基酯的均聚物,也可以为50质量%以上的甲基丙烯酸烷基酯和50质量%以下的甲基丙烯酸烷基酯以外的单体形成的共聚物。作为甲基丙烯酸烷基酯,通常使用其烷基的碳原子数为1~4的物质,其中,优选使用甲基丙烯酸甲酯。
另外,甲基丙烯酸烷基酯以外的单体既可以为分子内具有1个聚合性碳-碳双键的单官能单体,也可以为分子内具有2个以上的聚合性碳-碳双键的多官能单体。特别优选使用单官能单体,作为其实例,可举出丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯这样的丙烯酸烷基酯,并且在不损害本发明的效果的范围,可举出苯乙烯或烷基苯乙烯这样的苯乙烯类单体、丙烯腈或甲基丙烯腈这样的不饱和腈。使用丙烯酸烷基酯作为共聚成分时,其碳原子数通常为1~8。
另外,作为丙烯酸树脂,优选不具有戊二酰亚胺衍生物、戊二酸酐衍生物、和内酯环结构等。这些丙烯酸树脂有时作为丙烯酸膜不能得到充分的机械强度或耐湿热性。
在本发明中,从可以减少胶浆中的有机溶剂的含量、可以短缩干燥时间、且形成的膜的表面形状优异的观点出发,作为本发明中使用的丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)优选为80000以上,并且,从可以进一步改良叠层时的膜面状况的观点出发,作为丙烯酸树脂的重均分子量,优选为100000~4000000的范围。
就丙烯酸树脂的重均分子量的上限而言,从可以维持溶液流延适应性而粘度不过度地升高,另外在胶浆制备时可以确保与有机溶剂或添加剂的相容性的理由出发,作为上限,优选设为4000000。
本发明中使用的丙烯酸类树脂的重均分子量可以利用上述凝胶渗透色谱法进行测定。
为了提高丙烯酸膜的柔软性并提高操作性,优选在丙烯酸树脂中配合橡胶弹性体粒子。橡胶弹性体粒子为含有橡胶弹性体的粒子,既可以为仅由橡胶弹性体构成的粒子,也可以为具有橡胶弹性体层的多层结构粒子。作为橡胶弹性体,可举出例如:烯烃类弹性聚合物、二烯类弹性聚合物、苯乙烯-二烯类弹性共聚物、丙烯酸类弹性聚合物。其中,从丙烯酸膜的表面硬度或耐光性、透明性方面考虑,优选丙烯酸类弹性聚合物。
丙烯酸类弹性聚合物优选以丙烯酸烷基酯为主体的聚合物,既可以为丙烯酸烷基酯的均聚物,也可以为丙烯酸烷基酯50质量%以上和丙烯酸烷基酯以外的单体50质量%以下的共聚物。作为丙烯酸烷基酯,通常使用其烷基的碳原子数为4~8的丙烯酸烷基酯。另外,作为丙烯酸烷基酯以外的单体的实例,可举出:甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯这样的甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯或烷基苯乙烯这样的苯乙烯类单体、丙烯腈或甲基丙烯腈这样的不饱和腈等单官能单体、或(甲基)丙烯酸烯丙酯或(甲基)丙烯酸甲基烯丙酯这样的不饱和羧酸的链烯基酯、马来酸二烯丙酯这样的二元酸的二链烯基酯、亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯这样的二醇类的不饱和羧酸二酯等多官能单体。
含有丙烯酸类弹性聚合物的橡胶弹性体粒子优选为具有丙烯酸类弹性聚合物层的多层结构粒子,既可以为在丙烯酸类弹性聚合物的外侧具有以甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物的层的两层结构粒子,也可以为进一步在丙烯酸类弹性聚合物的内侧具有以甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物的层的三层结构粒子。需要说明的是,以构成形成于丙烯酸类弹性聚合物的外侧或内侧的层的甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物的单体组成的实例与前面作为丙烯酸树脂的实例列举的以甲基丙烯酸烷基酯为主体的聚合物的单体组成的实例相同。这种多层结构的丙烯酸类橡胶弹性体粒子可以通过例如日本特公昭55-27576号公报中记载的方法来制造。
作为橡胶弹性体粒子,可以使用其中所含的橡胶弹性体的数均粒径为10~300nm的粒子。由此,在使用粘接剂将丙烯酸膜叠层于偏光膜时,可以使丙烯酸膜难以从粘接剂层中剥离。该橡胶弹性体的数均粒径优选为50nm以上、250nm以下。
最外层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的聚合物,对于其中包有丙烯酸类弹性聚合物的橡胶弹性体粒子而言,在将其与母体的丙烯酸树脂进行混合时,橡胶弹性体粒子的最外层与母体的丙烯酸树脂混合。因此,在其截面中,通过氧化钌对丙烯酸类弹性聚合物实施染色,用电子显微镜观察时,其橡胶弹性体粒子可以作为除去了最外层的状态的粒子观察。具体而言,在使用内层为丙烯酸类弹性聚合物、外层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的聚合物的两层结构的橡胶弹性体粒子的情况下,内层的丙烯酸类弹性聚合物部分被染色,作为单层结构的粒子进行观察。另外,在使用最内层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的聚合物、中间层为丙烯酸类弹性聚合物、最外层为以甲基丙烯酸甲酯为主体的聚合物的三层结构的橡胶弹性体粒子的情况下,作为最内层的粒子中心部分没有被染色,仅中间层的丙烯酸类弹性聚合物部分被染色的两层结构的粒子进行观察。
需要说明的是,在本说明书中,橡胶弹性体粒子的数均粒径为:如上所述将橡胶弹性体粒子与母体树脂混合并用氧化钌染色截面时,经染色并几乎以圆形状观察的部分的直径的数平均值。
在丙烯酸膜中,橡胶弹性体粒子的配合量没有特别限定,例如,在透明的丙烯酸类树脂中,优选配合数均粒径为10~300nm的橡胶弹性体粒子25~45质量%。
丙烯酸类树脂既可以通过例如在得到橡胶弹性体粒子之后,在其存在下使成为丙烯酸类树脂的原料的单体聚合生成母体的丙烯酸类树脂来制造,也可以在得到橡胶弹性体粒子和丙烯酸类树脂之后,将两者通过熔融混炼等进行混合来制造。
丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度Tg优选80~120℃的范围内。并且,丙烯酸树脂优选成形为膜时表面硬度高的丙烯酸树脂,具体而言为以铅笔硬度(以荷重500g条件、根据JISK5600-5-4)计为B以上的丙烯酸类树脂。
另外,从丙烯酸类树脂的柔软性的观点出发,丙烯酸膜的弯曲弹性模量(JISK7171)优选为1500MPa以下。该弯曲弹性模量更优选为1300MPa以下,进一步优选为1200MPa以下。该弯曲弹性模量因丙烯酸膜中的丙烯酸类树脂或橡胶弹性体粒子的种类或量等而变动,例如,橡胶弹性体粒子的含量越多,一般而言弯曲弹性模量越小。另外,作为丙烯酸类树脂,与使用甲基丙烯酸烷基酯的均聚物相比,使用甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯等形成的共聚物时,一般而言弯曲弹性模量变小。
另外,作为橡胶弹性体粒子,与使用上述三层结构的丙烯酸类弹性聚合物粒子相比,使用上述两层结构的丙烯酸类弹性聚合物粒子,一般而言弯曲弹性模量变小,并且,使用单层结构的丙烯酸类弹性聚合物粒子,一般而言弯曲弹性模量变小。另外,在橡胶弹性体粒子中,橡胶弹性体的平均粒径越小、或橡胶弹性体的量越多,一般而言弯曲弹性模量越变小。因此,优选在上述指定的范围调整丙烯酸树脂或橡胶弹性体粒子的种类或量,使弯曲弹性模量成为1500MPa以下。
将丙烯酸膜制成多层构成时,在丙烯酸类树脂组合物层以外可以存在的层的组成没有特别限定,例如,既可以为不含有橡胶弹性体粒子的丙烯酸类树脂或其组合物的层,也可以为包含下述丙烯酸树脂的层:所述丙烯酸树脂中橡胶弹性体粒子的含量或橡胶弹性体粒子中的橡胶弹性体的平均粒径在上述指定外。
典型而言,为两层或三层构成,例如,既可以为由丙烯酸树脂层/不含有橡胶弹性体粒子的丙烯酸类树脂或其组合物的层构成的两层构成,也可以为由丙烯酸类树脂组合物层/不含有橡胶弹性体粒子的丙烯酸类树脂或其组合物的层/丙烯酸类树脂组合物的层构成的三层构成。多层构成的丙烯酸膜将丙烯酸类树脂组合物的层的面设为与起偏镜的贴合面即可。
另外,将丙烯酸膜设为多层构成时,可以使橡胶弹性体粒子或上述配合剂的各层的含量相互不同。例如,可以对含有紫外线吸收剂和/或红外线吸收剂的层和夹持该层而不含有紫外线吸收剂和/或红外线吸收剂的层进行叠层。另外,丙烯酸类树脂组合物层的紫外线吸收剂的含量与不含有橡胶弹性体粒子的丙烯酸类树脂或其组合物的层中紫外线吸收剂的含量相比,可以使其升高,具体而言,可以将前者设为优选0.5~10质量%、更优选1~5质量%,将后者设为优选0~1质量%、更优选0~0.5质量%,由此,不使偏振片的色调变差,可以有效地屏蔽紫外线,可以防止长期使用时的偏光度的降低。
丙烯酸膜可以为未进行拉伸的无取向性的膜,也可以为经过拉伸的膜。未进行拉伸处理时,由于膜厚变厚,因此偏振片的总膜厚容易变厚,另一方面,由于膜厚较厚,因此丙烯酸膜的操作性变得良好。这种丙烯酸膜可以由对丙烯酸树脂组合物进行制膜而得到的未拉伸膜(原材料膜)获得。相反地,在进行拉伸的情况下,相位差变得容易显现,另一方面,具有通过进行拉伸而丙烯酸膜的膜厚变薄,同时刚性也提高的优点。拉伸膜可以通过将未拉伸膜用任意的方法进行拉伸而制造。
丙烯酸类树脂可以用任意的方法进行制膜而制成未拉伸膜。该未拉伸膜优选透明且实质上没有面内相位差的膜。作为制膜方法,可以采用例如对熔融树脂挤出成膜状而制膜的挤出成形法、将溶解于有机溶剂的树脂流延在平板上,然后除去溶剂制膜的溶剂浇铸法等。
作为挤出成形法的具体例,可举出例如在用2根辊夹持丙烯酸类树脂组合物的状态下制膜的方法。此时,通过使辊表面的刚性不同,可以将丙烯酸膜的一个表面制成滑面,将另一个面制成粗面。
作为挤出成形法的具体例,可举出例如将丙烯酸类树脂组合物在用2根金属制辊夹持的状态下制膜的方法。此时的金属制辊优选为镜面辊。由此,可以得到表面平滑性优异的未拉伸膜。需要说明的是,作为丙烯酸膜得到多层构成的膜时,将上述丙烯酸类树脂组合物与其它丙烯酸树脂组合物同时、在多层挤出后进行制膜即可。这样得到的未拉伸膜的厚度优选在5~200μm的范围内,更优选在10μm~85μm的范围内。
《液晶显示装置》
通过将贴合有上述本发明的纤维素酯膜的偏振片用于液晶显示装置,可以制作各种可视性优异的本发明的液晶显示装置。
本发明的偏振片可以用于STN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、OCB等各种驱动方式的液晶显示装置。优选为VA(MVA、PVA)型液晶显示装置。
在液晶显示装置中通常使用可视侧的偏振片和背光侧的偏振片这2张偏振片,优选将本发明的偏振片用作上述两者的偏振片,也优选用作单侧的偏振片。特别优选本发明的偏振片用作直接接触于外部环境的可视侧的偏振片,此时,本发明的纤维素酯膜优选作为相位差膜配置于液晶单元侧。
VA模式液晶显示装置中的上述偏振片的贴合的方向可以参照日本特开2005-234431号公报而进行。
另外,背光侧的偏振片可以使用本发明以外的偏振片,此时,优选使用在起偏镜的两面贴合有例如市售的纤维素酯膜(例如Konica Minolta tac KC8UX、Konica Minoltatac KC5UX、Konica Minolta tac KC4UX、Konica Minolta tac KC8UCR3、Konica Minoltatac KC4SR、Konica Minolta tac KC4BR、Konica Minolta tac KC4CR、Konica Minoltatac KC4DR、Konica Minolta tac KC4FR、Konica Minolta tac KC4KR、Konica Minoltatac KC8UY、Konica Minolta tac KC6UY、Konica Minolta tac KC4UY、Konica Minoltatac KC4UE、Konica Minolta tac KC8UE、Konica Minolta tac KC8UY-HA、Konica Minoltatac KC2UA、Konica Minolta tac KC4UA、Konica Minolta tac KC6UA、Konica Minoltatac KC2UAH、Konica Minolta tac KC4UAH、Konica Minolta tac KC6UAH、以上KonicaMinolta株式会社制造、FUJITAC T40UZ、FUJITAC T60UZ、FUJITAC T80UZ、FUJITAC TD80UL、FUJITAC TD60UL、FUJITAC TD40UL、FUJITAC T25TG、FUJITAC T40TG、FUJITAC T25TJ、FUJITAC T40TJ、FUJITAC R02、FUJITAC R06、FUJITAC R032、FUJITAC R033、以上富士film株式会社制造等)的偏振片。
另外,作为背光侧的偏振片,可以优选使用下述偏振片,其在起偏镜的液晶单元侧使用本发明的纤维素酯膜,在其相反侧的表面上贴合有上述市售的纤维素酯膜、聚酯膜、丙烯酸膜、聚碳酸酯膜、或环烯烃聚合物膜的偏振片。
通过使用本发明的偏振片,特别是即使画面为30型以上的大画面液晶显示装置,也可以得到显示不均、正面对比度等可视性优异的液晶显示装置。
另外,本发明的偏振片除液晶显示装置以外,可以优选用于有机场致发光显示装置。例如,将本发明的纤维素酯膜沿相对于输送方向为斜方45°方向进行拉伸,通过与在输送方向具有吸收轴的起偏镜采用辊对辊进行贴合,制作圆偏振片,将该圆偏振片用于有机场致发光显示装置时,可以得到可视性高的显示装置。
实施例
以下,列举实施例,具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是,在实施例中,使用“份”或”%”的表示,只要没有特殊说明,表示“质量份”或“质量%”。
实施例1
将实施例中使用的纤维素酯的内容示于表1。表中,DAC表示:二乙酰基纤维素,CAP表示:纤维素乙酸丙酸酯,TAC表示:三乙酰基纤维素。
[表1]
<纤维素酯膜的制备>
[纤维素酯膜101的制备]
按照下述的方法,制备纤维素酯膜101。
(微粒分散稀释液的制备)
将10质量份的AEROSIL R812(日本AEROSIL株式会社制造、一次平均粒径:7nm、表观比重50g/L)和90质量份的乙醇用溶解棒搅拌混合30分钟后,使用作为高压分散机的Manton-Gaulin进行分散,制备微粒分散液。
在得到的微粒分散液中,将88质量份的二氯甲烷一边搅拌,一边投入,用溶解棒搅拌混合30分钟,进行稀释。对得到的溶液用Advantec东洋株式会社制造的聚丙烯缠绕式滤芯过滤器TCW-PPS-1N进行过滤,得到微粒分散稀释液。
(在线添加液的制备)
在100质量份的二氯甲烷中,将36质量份的上述制作的微粒分散稀释液一边搅拌一边加入,进一步搅拌30分钟后,将6质量份的DAC1(乙酰基取代度2.32、重均分子量27万)一边搅拌一边加入,进一步搅拌60分钟。对得到的溶液用日本精线株式会社制造的FINEMET NF进行过滤,得到在线添加液。滤材使用公称过滤精度20μm的滤材。
(胶浆的制备)
将下述成分投入于密闭容器,一边加热及搅拌,一边使其完全溶解。将得到的溶液用安装有叶盘式过滤器的过滤器在温度50℃(二氯甲烷的沸点+10℃)下过滤,得到主胶浆。滤材使用公称过滤精度20μm的滤材。
<主胶浆的组成>
将100质量份的主胶浆1和2.5质量份的在线添加液用在线混合机(东丽静止型管内混合机Hi-Mixer、SWJ)充分地混合,得到胶浆。
(制膜工序)
将得到的胶浆使用带式流延装置在不锈钢带支撑体上,在胶浆的液温度35℃、宽度1.95m的条件下、在最终膜厚成为33μm的条件下均匀地流延。在不锈钢带支撑体上使得到的胶浆膜中的有机溶剂蒸发至残留溶剂量成为100质量%而形成湿膜之后,从不锈钢带支撑体上剥离湿膜。使得到的湿膜在60℃下进一步预干燥5分钟,使残留溶剂量调整为5质量%之后,用拉幅机、在160℃的条件下将湿膜相对于TD方向的原宽度以1.25倍进行拉伸。就拉伸速度而言,以300%/min的速度进行拉伸。
用拉幅机拉伸后,在130℃下进行5分钟松弛,其后,一边用许多辊输送干燥区域,一边使干燥结束。干燥温度为130℃,输送张力设为100N/m。将得到的膜切割成2.0m宽度,在膜两端实施宽度10mm、高度5μm的滚花加工,以初期张力220N/m、终结张力110N/m卷绕成内径15.24cm芯,得到长度4000m、干燥膜厚33μm的纤维素酯膜101。
[纤维素酯膜102~129的制备]
在上述纤维素酯膜101的制备中,除了使二乙酰基纤维素的种类(DAC2~DAC4)、延迟增加剂的种类和添加量、过滤温度、残留溶剂量、拉伸速度如表2、表3所示变化以外,同样地制作纤维素酯膜101~129。
下述表示作为比较的延迟增加剂的化合物1~化合物5的结构。
[化学式16]
使用制作的纤维素酯膜101~129,进行下述的评价。
《评价》
<接触角和标准差>
就膜表面的纯水的接触角测定而言,在温度23℃、相对湿度55%的氛围下将纤维素酯膜试样放置24小时后,在温度23℃、相对湿度55%的氛围下,使用接触角计(协和界面科学株式会社制造、商品名Drop Master DM100)滴加纯水1μl,测定1分钟后的纯水的接触角。需要说明的是,就测定而言,在膜宽度方向上以等间隔测定20个点,除去最大值及最小值,将其平均值设为接触角,同时求出上述20点的标准差。
由以下的式子求出N=20时的标准差σ。
[数学式1]
(N表示试样数。xi表示各自的测定值。m表示N个试样数的平均值。)
<波长320nm测定下的光透射率>
就320nm的波长下的光透射率而言,在温度23℃、相对湿度55%的氛围下,对纤维素酯膜试样的任意10个点,使用分光光度计(日立High-Tech Fielding制U-3300),测定测定在波长320nm下的光透射率(%),求出平均值。
<延迟测定>
面内延迟值Re及厚度方向的延迟值Rth使用自动双折射率计Axo Scan(Axo ScanMueller Matrix Polarimeter:Axo Matrix株式会社制造)、在23℃、55%RH的环境下,在590nm的光波长下进行三维折射率测定,可以由得到的折射率nx、ny、nz,利用下述式(i)及(ii)算出。
式(i):Re=(nx-ny)×d(nm)
式(ii):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(nm)
[式(i)及式(ii)中,nx表示在膜的面内方向折射率成为最大的折射率。ny表示在膜的面内方向与上述方向x垂直的方向y的折射率。nz表示膜的厚度方向z的折射率。d表示膜的厚度(nm)。]
<用胶水进行的粘接性评价>
[偏振片A101~A129的制作]
对上述中制作的各纤维素酯膜的表面进行碱皂化处理。在1.5当量的氢氧化钠水溶液中于55℃下浸渍2分钟,在室温的水洗浴槽中清洗,在30℃下使用0.1当量的硫酸中和。再次在室温的水洗浴槽中清洗,进一步用100℃的暖风干燥。
接着,将厚度80μm的卷装聚乙烯醇膜在碘水溶液中连续拉伸5倍,并进行干燥,得到厚度20μm的起偏镜1。将聚乙烯醇(可乐丽制造的PVA-117H)3%水溶液作为粘接剂,准备经过上述碱皂化处理的各纤维素酯膜和经过同样的碱皂化处理的Konica Minolta tacKC6UA(Konica Minolta(株)制),其间夹持起偏镜而贴合,并使这些经过皂化的表面成为起偏镜侧,分别得到依次对各纤维素酯膜、起偏镜1、KC6UA进行贴合而成的偏振片A101~A129。此时,以各纤维素酯膜的MD方向及KC6UA的滞相轴与起偏镜的吸收轴垂直的方式粘贴。
[粘接性的评价]
按照下述基准评价偏振片A101~A129的粘接性。
进行10次将制备的偏振片的光学膜从起偏镜剥下的操作,目视观察光学膜/与起偏镜的粘接界面。由此,用下述的基准评价光学膜/起偏镜的粘接性。
◎:10次均完全没有剥离
○:没有完全剥离,但有时一部分剥离
△:10次中1~3次完全地剥离
×:10次中4次以上完全剥离
<液晶显示装置的可视性的评价>
[液晶显示装置A101~129的制备]
将SONY制40型显示器BRAVIAX1的预先贴合的两面的偏振片剥下,使用含有丙烯酸丁酯的丙烯酸类粘着剂,将上述制备的偏振片A101~A129分别贴合在液晶单元的玻璃面的两面上。
此时,就其偏振片的贴合的方向而言,以实施例的纤维素酯膜的面成为液晶单元侧的方式,且在与预先贴合的偏振片相同的方向以朝向吸收轴的方式进行,分别各自制备与偏振片A101~A129对应的液晶显示装置A101~A129。
[可视性:对比度的评价]
利用ELDIM株式会社制造的商品名“EZ Contrast160D”,对在液晶显示装置中使白图像显示时的、显示画面的方位角45°方向、极角60°方向的XYZ显示系的Y值进行测定。同样地,对在液晶显示装置中显示黑图像时的、显示画面的方位角45°方向、极角60°方向的XYZ表示系的Y值进行测定。而且,由白图像中的Y值(YW)和黑图像中的Y值(YB)算出倾斜方向的对比度比值“YW/YB”。对比度比的测定在温度23℃、相对湿度55%的暗室内进行。需要说明的是,方位角45°表示在显示画面的面内将显示画面的长边设为0°时绕逆时针旋转45°的方位。极角60°表示将显示画面的法线方向设为0°时、相对于法线倾斜60°的方向。对比度比越高,对比度越高,优选。
◎:对比度比为60以上
○:对比度比为55以上且低于60
△:对比度比为50以上且低于55
×:对比度比低于50
<紫外线(UV)固化型粘接剂的粘接性评价>
[聚酯膜的制作]
最初,按照下述步骤制作聚酯膜。
(制造例1-聚酯A)
将酯化反应罐升温,在达到200℃的时刻,加入对苯二甲酸86.4质量份及乙二醇64.6质量份,一边搅拌,一边加入作为催化剂的三氧化锑0.017质量份、乙酸镁4水合物0.064质量份、三乙基胺0.16质量份。接着,进行加压升温,在表压0.34MPa、240℃的条件下进行加压酯化反应后,使酯化反应罐返回到常压,添加磷酸0.014质量份。并且,用15分钟升温至260℃,添加磷酸三甲酯0.012质量份。接着,在15分钟后,用高压分散机进行分散处理,15分钟后,将得到的酯化反应生成物转移至缩聚反应罐中,在280℃下减压下进行缩聚反应。
缩聚反应结束后,用95%分割粒径为5μm的NASLON制过滤器进行过滤处理,从喷嘴挤出成索状,使用预先进行了过滤处理(孔径:1μm以下)的冷却水使其冷却、固化,切割成颗粒状。得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(A)的特性粘度为0.62dl/g,实质上不含有惰性粒子及内部析出粒子。(以下,简称为PET(A)。)
(制造例2-聚酯B)
接着,对经过干燥的紫外线吸收剂(2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪酮-4-酮)10质量份、不含有粒子的PET(A)(特性粘度为0.62dl/g)90质量份进行混合,使用混炼挤出机,得到含有紫外线吸收剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(B)(以下,简称为PET(B)。)。
(制造例3-粘接性改性涂布液的制备)
利用常规方法进行酯交换反应及缩聚反应,制备以下组成的含水分散性磺酸金属碱共聚聚酯树脂:作为二羧酸成分(相对于二羧酸成分整体)的对苯二甲酸46摩尔%、间苯二甲酸46摩尔%及间苯二甲酸5-磺酸钠8摩尔%、作为二醇成分(相对于二醇成分整体)的乙二醇50摩尔%及新戊二醇50摩尔%。接着,将水51.4质量份、异丙醇38质量份、正丁基溶纤剂5质量份、阴离子表面活性剂0.06质量份混合后,进行加热搅拌,达到77℃时,加入上述水分散性磺酸金属碱含有共聚聚酯树脂5质量份,继续搅拌至没有树脂的凝固后,将树脂水分散液冷却至常温,得到固体成分浓度5.0质量%的均匀的水分散性共聚聚酯树脂液。并且,使凝集体二氧化硅粒子(富士Silysia株式会社制造、SILYSIA310)3质量份分散于水50质量份之后,在上述水分散性共聚聚酯树脂液99.46质量份中加入SILYSIA 310的水分散液0.54质量份,一边搅拌,一边加入水20质量份,得到粘接性改性涂布液。
(PET膜的制作)
将作为基材膜中间层用原料的不含有粒子的PET(A)树脂颗粒90质量份和含有紫外线吸收剂的PET(B)树脂颗粒10质量份在135℃下减压干燥6小时(1Torr)后,供给至挤出机2(中间层II层用),另外,利用常规方法对PET(A)进行干燥,分别供给至挤出机1(外层I层及外层III用),在285℃下溶解。将该两种聚合物分别用不锈钢烧结体的滤材(公称过滤精度10μm粒子95%切割)过滤,用两种三层合流块进行叠层,从口模成形为片状并进行挤出后,使用静电施加浇铸法卷绕成表面温度30℃的浇铸滚筒并冷却固化,制作未拉伸膜。此时,以I层、II层、III层的厚度之比成为10:80:10的方式调整各挤出机的喷出量。
接着,利用逆转辊法在该未拉伸PET膜的两面以干燥后的涂布量成为0.096g/m2的方式涂布上述粘接性改性涂布液之后,在80℃下干燥20秒。
将形成了该涂布层的未拉伸膜导入拉幅拉伸机中,一边用夹具把持膜的端部,一边导入温度125℃的热风区域,在宽度方向拉伸4.0倍。接着,保持在宽度方向进行了拉伸的宽度的状态,在温度225℃下处理30秒,进一步在宽度方向进行3%的松弛处理,得到膜厚度60μm的单轴取向聚酯膜。
[紫外线固化型粘接剂液1的制备]
将下述的各成分混合之后,进行脱泡,制备紫外线固化型粘接剂液1。需要说明的是,三芳基锍六氟磷酸酯作为50%碳酸亚丙酯溶液配合,下述表示三芳基锍六氟磷酸酯的固体成分量。
[偏振片B101~B129的制作]
按照下述的方法制备偏振片B101~B129。
首先,在上述实施例的纤维素酯膜的表面实施电晕放电处理。需要说明的是,电晕放电处理的条件设为电晕输出强度2.0kW、线速度18m/分钟。接着,在纤维素酯膜的电晕放电处理面上,用棒涂机涂布上述制备的紫外线固化型粘接剂液1,使固化后的膜厚成为约3μm,形成紫外线固化型粘接剂层。在得到的紫外线固化型粘接剂层上贴合上述制作的起偏镜1。
接着,对上述制备的聚酯膜实施电晕放电处理。电晕放电处理的条件设为电晕输出强度2.0kW、速度18m/分钟。
接着,用棒涂机将上述制备的紫外线固化型粘接剂液1涂布在聚酯膜的电晕放电处理面,使固化后的膜厚成为约3μm,从而形成紫外线固化型粘接剂层。
将单面贴合有上述纤维素酯膜的起偏镜贴合于该紫外线固化型粘接剂层上,得到叠层有纤维素酯膜/紫外线固化型粘接剂层/起偏镜/紫外线固化型粘接剂层/聚酯膜的偏振片B101~B129。此时,进行的贴合使纤维素酯膜及聚酯膜的滞相轴和起偏镜的吸收轴成为相互垂直。
从该叠层体的纤维素酯膜侧,使用带传送带的紫外线照射装置(灯使用FusionUVsystem株式会社制造的D bulb),照射紫外线使累积光量成为750mJ/cm2,使紫外线固化型粘接剂层固化,制作偏振片B101~B129。
[粘接性的评价]
按照下述基准评价偏振片B101~B129的粘接性。
进行10次将制作的偏振片的光学膜从起偏镜剥下的操作,目视观察光学膜/与起偏镜的粘接界面。由此,用下述的基准评价光学膜/起偏镜的粘接性。
◎:10次均完全没有剥离
○:没有完全剥离,但有时一部分剥离
△:10次中1~2次完全地剥离
×:10次中3次以上完全地剥离
将纤维素酯膜的构成及得到的评价结果示于下述表2及表3。
由表2及表3的结果可知,满足本发明的技术特征的纤维素酯膜101~107、110、111、113~122,与起偏镜的粘接时,在使用PVA类胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时具有优异的粘接性,且延迟值Re、Rth在VA模式液晶显示装置中处于优选的值的范围,因此,可视性良好。
与此相对,过滤温度、残留溶剂量、拉伸速度等制造条件为本发明的优选范围外的条件下制作的纤维素酯膜108、109,得到了其接触角的标准差大、与起偏镜的粘接性差。
另外,使用了比较化合物纤维素酯膜123~127作为延迟增加剂,在波长320nm下的光透射率低,特别是使用紫外线固化型粘接剂时的粘接性差。另外,延迟值低的纤维素酯膜123~125的液晶显示装置的对比度低,可视性差。
另外,作为纤维素酯,进一步使用了低取代度的DAC的纤维素酯膜112,其与起偏镜的粘接性差,另外,使用了TAC的纤维素酯膜128,其与起偏镜的粘接性差,且即使进行拉伸,延迟值也较低,因此,液晶显示装置的对比度低,可视性也差。使用DAC作为纤维素酯且没有使用延迟增加剂的纤维素酯膜129,其与起偏镜的粘接性差,且延迟值低,因此,得到了液晶显示装置的对比度低、可视性也差的结果。
实施例2
[纤维素酯膜201的制备]
按照下述的方法制备纤维素酯膜201。
(胶浆的制备)
将下述成分投入密闭容器中,一边加热及搅拌,一边使其完全溶解。将得到的溶液用安装有叶盘式过滤器的过滤器在温度50℃(二氯甲烷的沸点+10℃)下过滤,得到主胶浆。滤材使用公称过滤精度20μm的滤材。
<主胶浆的组成>
将100质量份的主胶浆1和实施例1中制备的在线添加液2.5质量份用在线混合机(东丽静止型管内混合机Hi-Mixer、SWJ)充分地混合,得到胶浆。
(制膜工序)
使用带式流延装置,在胶浆的液温度35℃、宽度1.95m的条件下,将得到的胶浆以最终膜厚成为33μm的条件下均匀地流延在不锈钢带支撑体上。在不锈钢带支撑体上,使得到的胶浆膜中的有机溶剂蒸发至残留溶剂量成为100质量%而形成湿膜,然后,从不锈钢带支撑体上剥离湿膜。使得到的湿膜在50℃下进一步预干燥3分钟,使残留溶剂量成为10质量%,然后,将湿膜用拉幅机,在160℃的条件下相对于TD方向的原宽度拉伸1.4倍。就拉伸速度而言,以300%/min的速度进行拉伸。
用拉幅机拉伸后,在130℃下进行5分钟松弛之后,一边用多个辊输送通过干燥区域,一边使干燥结束。干燥温度为130℃,输送张力设为100N/m。将得到的膜切割成2.0m宽度,在膜两端实施宽度10mm、高度5μm的滚花加工,以初期张力220N/m、终结张力110N/m卷绕成内径15.24cm芯,得到长度4000m、干燥膜厚25μm的纤维素酯膜201。
[纤维素酯膜202~224的制备]
在上述纤维素酯膜201的制作中,除了使二乙酰基纤维素(DAC)的种类(DAC2~DAC4)、纤维素乙酸丙酸酯(CAP)的种类(CAP1~CAP3)、DAC/CAP的混合及混合比率、DAC/三乙酰基纤维素(TAC)的混合、CAP1/CAP2的混合及膜厚如表4所示变化以外,同样地制作纤维素酯膜202~224。
使用上述制作的纤维素酯膜,与实施例1进行同样的评价,将结果示于表中。
由表4得知:含有树脂A(DAC)和树脂B(CAP),并使式1表示的树脂B的混合比率成在10~90%的范围内的纤维素酯膜201~209、211、212、215、216,其膜厚为25μm,与实施例1中制作的膜相比为薄膜,但与起偏镜的粘接性优异,且延迟值也高,液晶显示装置的可视性也优异。
另外,由使纤维素酯膜的膜厚变化的纤维素酯膜218~224的评价结果得知:膜厚在20~38μm的范围内时,延迟值、与起偏镜的粘接性、液晶显示装置的可视性优异。
与此相对,得知:CAP单独使用的纤维素酯膜210、作为TAC和CAP的混合的纤维素酯膜213、取代度不同的CAP2种类混合的纤维素酯膜214、及作为DAC和TAC的混合的纤维素酯膜217,其延迟、与起偏镜的粘接性、可视性的任一个项目均处于低劣的地位。
工业实用性
在与起偏镜的粘接时,利用PVA类胶水及紫外线固化型粘接剂这两者时,本发明的纤维素酯膜为具有优异的粘接性、且为薄膜、相位差显现性优异的纤维素酯膜,可以适用于偏振片、液晶显示装置及有机场致发光显示装置等显示设备。

Claims (12)

1.一种纤维素酯膜,其至少含有乙酰基取代度在2.1~2.6的范围内的纤维素乙酸酯即树脂A和延迟增加剂,其中,
该纤维素酯膜表面与纯水的接触角在30~75°的范围内,在膜宽度方向上以等间隔测定了20个点的该接触角时的标准差在0.05~3.0°的范围内,且所述纤维素酯膜在320nm的波长下的光透射率为80%以上。
2.如权利要求1所述的纤维素酯膜,其中,在膜宽度方向上以等间隔测定了20个点的所述接触角时的标准差在0.05~1.5°的范围内。
3.如权利要求1所述的纤维素酯膜,其含有所述树脂A和纤维素乙酸丙酸酯即树脂B,并使以下述式1所示的树脂B的混合比率在10~90%的范围内,所述纤维素乙酸丙酸酯即树脂B的乙酰基取代度在1.4~2.0的范围内,且丙酰基取代度在0.5~1.5的范围内,
树脂B的混合比率=(树脂B的质量)/(树脂A的质量+树脂B的质量)×100(%)……式1。
4.如权利要求3所述的纤维素酯膜,其中,所述树脂B的混合比率在20~70%的范围内。
5.如权利要求3所述的纤维素酯膜,其中,所述树脂A及树脂B的总酰基取代度之差的绝对值满足下述式2,
|树脂B的总酰基取代度-树脂A的总酰基取代度|≤0.3……式2。
6.如权利要求1所述的纤维素酯膜,其中,所述纤维素酯膜的膜厚在20~38μm的范围内。
7.如权利要求1所述的纤维素酯膜,其中,所述纤维素酯膜的下述式(i)所示的面内方向的延迟值Re在45~60nm的范围内,下述式(ii)所示的膜厚方向的延迟值Rth在110~140nm的范围内,
式(i):Re=(nx-ny)×d(nm)
式(ii):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(nm)
式(i)及式(ii)中,nx表示在膜的面内方向中折射率最大的方向x的折射率;ny表示在膜的面内方向中与所述方向x垂直的方向y的折射率;nz表示膜的厚度方向z的折射率;d表示膜的厚度(nm)。
8.如权利要求1所述的纤维素酯膜,其中,所述延迟增加剂为具有下述通式(1)所示结构的含氮杂环化合物,
[化学式1]
通式(1)
式中,A表示吡唑环或咪唑环;Ar1及Ar2分别表示芳香族烃环或芳香族杂环,并且任选具有取代基;R1表示氢原子、烷基、酰基、磺酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基;q表示1~2的整数;n及m分别表示1~3的整数。
9.如权利要求1所述的纤维素酯膜,其中,相对于纤维素酯,以0.1~5质量%的比例含有所述延迟增加剂。
10.一种纤维素酯膜的制造方法,其是制造权利要求1~9中任一项所述的纤维素酯膜的纤维素酯膜的制造方法,
所述纤维素酯膜的制造方法具有如下工序:
使纤维素酯溶解于溶剂而制备胶浆并进行过滤的工序,
使胶浆从流延模头流延于支撑体上,从而形成湿膜的工序,所述支撑体为旋转驱动金属制环形带或旋转滚筒,
从支撑体上剥离所述湿膜而制成膜的工序,
对剥离后的所述膜进行拉伸、干燥的工序,
将干燥后的所述膜卷绕成卷状的工序,
使用叶盘式过滤器,对所述胶浆在其主要溶剂的1个大气压下的(沸点+5℃)~(沸点+20℃)范围内的温度下进行过滤,并且,
在残留溶剂量在2~10质量%的范围内,沿膜宽度方向以下述式3中规定的拉伸速度在250~500%/min的范围内的条件进行拉伸,
拉伸速度(%/min)=[(d1/d2)-1]×100(%)/t……式3
式3中,d1为拉伸后的纤维素酰化物膜在所述拉伸方向上的宽度尺寸,d2为拉伸前的纤维素酰化物膜在所述拉伸方向上的宽度尺寸,t为拉伸所需要的时间(min)。
11.一种偏振片,其通过胶水使权利要求1~9中任一项所述的纤维素酯膜与起偏镜粘接在一起。
12.一种偏振片,其通过紫外线固化型粘接剂使权利要求1~9中任一项所述的纤维素酯膜与起偏镜粘接在一起。
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