CN107708965B - 长条膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成的长条膜,上述长条膜的取向轴与上述长条膜的长边方向垂直,上述长条膜的Nz系数Nz1满足(式1),上述长条膜的双折射Δn满足(式2),且上述聚合物的结晶度X满足(式3)。1.0≤Nz1≤1.15(式1)、0.01≤Δn≤0.1(式2)、15%≤X(式3)。
Description
技术领域
本发明涉及长条膜及其制造方法。
背景技术
在液晶显示装置、有机电致发光显示装置等图像显示装置中设置了各种光学膜。例如,为了对显示图像进行光学补偿,有时在图像显示装置中设置相位差膜。这样的相位差膜等光学膜可通过例如将由树脂形成的原料膜进行拉伸从而制造成长条膜,切成期望的大小来使用(参考专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-151162号公报;
专利文献2:日本专利第5503975号公报;
专利文献3:日本特开2014-221550号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在上述那样的光学膜中,有时要求该光学膜的Nz系数接近于1.0。Nz系数接近于1.0的光学膜可通过例如对原料膜实施自由单轴拉伸处理来制造。在此,自由单轴拉伸处理是指向某一方向拉伸且在拉伸方向以外的方向上不施加约束力的处理。
这样的自由单轴拉伸处理通常可通过将长条原料膜沿长尺寸方向进行拉伸的纵向单轴拉伸处理而进行。然而,在纵向单轴拉伸处理中,由于在膜宽度方向上不施加约束力,所以膜宽度缩小。因此,难以制造膜宽度宽的光学膜,所以制造效率不高。
作为以高的制造效率制造膜宽度宽的光学膜的方法,可举出使用扩辐装置的拉伸处理。通常在扩辐装置中,可通过如下方式进行拉伸处理:利用该扩辐装置的夹具夹住原料膜的两端部,对原料膜进行牵引。然而,通常使用扩辐装置的拉伸处理具有双轴性,在拉伸方向以外也对原料膜施加约束力,因此难以使Nz系数接近于1.0。关于这一点,专利文献1~3中记载了可制造Nz系数接近于1.0的光学膜的技术方案。但是,在专利文献1~3记载的方法中,要求特殊结构的拉伸装置,所以导入成本变高。因此,要求开发一种使用与现有不同的制造方法能够制造的、具有接近于1.0的N z系数的光学膜。
于是,发明人进行了研究,结果发现,当以大的拉伸倍率进行拉伸处理时,通过使用了扩辐拉伸机的拉伸处理从而能够制造Nz系数接近于1.0的光学膜。然而,当增大拉伸倍率时,所制造的光学膜的双折射Δn变得过大。具有过大的双折射Δn的光学膜通常为了得到期望的光学特性,要求减薄厚度。然而,对于这样双折射Δn大且厚度薄的光学膜而言,其厚度的偏差造成的影响有可能变大。因此,难以控制延迟量等光学特性,作为光学膜的性能容易降低。
本发明是鉴于上述问题而提出的,目的在于提供一种使用与现有不同的新的制造方法能够制造的、能够作为光学膜使用的、Nz系数接近于1.0的长条膜;以及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,通过使用如下的制造方法,从而可制造能够作为光学膜使用的、Nz系数接近于1.0的长条膜,完成了本发明,其中,上述制造方法包含:对由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成的长条原料膜沿宽度方向实施拉伸处理的工序,以及之后实施加热处理的工序。
即,本发明如下所述。
[1]一种长条膜,由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成,
上述长条膜的取向轴与上述长条膜长边方向垂直,
上述长条膜的Nz系数Nz1满足(式1),
上述长条膜的双折射Δn满足(式2),且
上述聚合物的结晶度X满足(式3),
1.0≤Nz1≤1.15 (式1)
0.01≤Δn≤0.1 (式2)
15%≤X (式3)
[2]根据[1]所述的长条膜,其中,上述树脂的吸水率为0.1%以下。
[3]根据[1]或[2]所述的长条膜,其中,上述聚合物为含脂环式结构聚合物。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的长条膜,其中,上述长条膜的厚度为1μm以上且100μm以下。
[5]一种长条膜的制造方法,具有:
第一工序,对由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成的长条原料膜沿宽度方向实施拉伸处理,得到Nz系数为Nz2的拉伸膜;以及
第二工序,对上述第一工序中得到的上述拉伸膜实施加热处理,得到Nz系数为Nz1的长条膜,
上述拉伸膜的Nz系数Nz2与上述长条膜的Nz系数Nz1的差ΔNz满足(式4),
上述长条膜的Nz系数Nz1满足(式1),
上述长条膜的双折射Δn满足(式2),
上述长条膜所包含的聚合物的结晶度X满足(式3),
0.05≤ΔNz≤0.5 (式4)
1,0≤Nz1≤1.15 (式1)
0.01≤Δn≤0.1 (式2)
15%≤X (式3)
发明效果
根据本发明,能够提供一种使用与现有不同的新的制造方法能够制造的、能够作为光学膜使用的、Nz系数接近于1.0的长条膜;以及其制造方法。
具体实施方式
以下,示出实施方式及示例物对本发明详细地说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施方式及示例物,在不脱离本发明的请求保护的范围及与其同等的范围的范围内可以任意地变更实施。
在以下的说明中,“长条”的膜是指相对于宽度具有5倍以上的长度的膜,优选具有10倍或其以上的长度,具体而言是指具有可卷成辊状而保管或搬运的程度的长度的膜。长条的膜的长度的上限没有特别限制,例如相对于宽度可设为10万倍以下。
在以下的说明中,长条的膜的“长边方向”表示该膜的长边延伸的方向。该长边方向通常与该膜的长尺寸方向一致,此外,与该膜的宽度方向垂直。此外,该长边方向通常与生产线上的膜运送方向平行。
在以下的说明中,长条的膜的面内方向的延迟量Re只要没有另外说明,则为由“Re=(nx-ny)×d”表示的值,长条的膜的厚度方向的延迟量Rth为由“Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d”表示的值,长条的膜的Nz系数Nz为由“Nz=(nx-nz)/(nx-ny)=Rth/Re+0.5”表示的值,长条的膜的双折射Δn为由“Δn=nx-ny”表示的值。在此,nx表示在与该长条的膜的厚度方向垂直的方向(面内方向)中给予最大折射率的方向的折射率。ny表示在该长条的膜的上述面内方向中与nx的方向垂直的方向的折射率。nz表示该长条的膜的厚度方向的折射率。d表示该长条的膜的厚度。只要没有另外说明,测定波长为590nm。
在以下的说明中,要素的方向“平行”、“垂直”以及“正交”只要没有另外说明,在不损害本发明的效果的范围内,也可以包含例如在±5°的范围内的误差。
[1.长条膜的概要]
本发明的长条膜为由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成的长条膜。在以下的说明中,有时将包含具有结晶性的聚合物的树脂称为“结晶性树脂”。此外,本发明的长条膜具有与该长条膜的长边垂直的取向轴。在此,取向轴表示该长条膜所包含的具有结晶性的聚合物的分子的取向轴。
进而,本发明的长条膜的Nz系数Nz1满足下述(式1),本发明的长条膜的双折射Δn满足下述(式2),上述的具有结晶性的聚合物的结晶度X满足(式3)。
1.0≤Nz1≤1.15 (式1)
0.01≤Δn≤0.1 (式2)
15%≤X (式3)
[2.结晶性树脂]
长条膜所包含的结晶性树脂为包含具有结晶性的聚合物的树脂。具有结晶性的聚合物是指具有熔点的聚合物。此外,具有熔点的聚合物是指能够使用差示扫描量热计(DSC)观察到熔点的聚合物。
此外,作为结晶性树脂,通常使用固有双折射值为正的树脂。因此,作为具有结晶性的聚合物,优选使用固有双折射值为正的聚合物。在此,固有双折射值为正的树脂和聚合物表示拉伸方向的折射率比与该拉伸方向正交的方向的折射率大的树脂和聚合物。此外,固有双折射值为负的树脂和聚合物表示拉伸方向的折射率比与该拉伸方向正交的方向的折射率小的树脂和聚合物。
作为上述这样的具有结晶性的聚合物,优选具有结晶性的含脂环式结构聚合物。含脂环式结构聚合物为分子内具有脂环式结构的聚合物,是指可通过使用环状烯烃作为单体的聚合反应而得到的聚合物或其加氢物。具有结晶性的含脂环式结构聚合物的耐热性和低吸湿性优异,因此,能够实现适于光学膜的长条膜。此外,含脂环式结构聚合物可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
作为含脂环式结构聚合物具有的脂环式结构,可举出例如环烷烃结构以及环烯烃结构。在这些中,从容易得到热稳定性等特性优异的长条膜的方面出发,优选环烷烃结构。1个脂环式结构所包含的碳原子数优选为4个以上,更优选为5个以上,优选为30个以下,更优选为20个以下,特别优选为15个以下。通过使1个脂环式结构所包含的碳原子数为上述范围内,从而使机械强度、耐热性以及成型性高度地平衡。
在含脂环式结构聚合物中,相对于全部的结构单元,具有脂环式结构的结构单元的比例优选为30重量%以上,更优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上。通过将含脂环式结构聚合物中的具有脂环式结构的结构单元的比例设为上述那样多,从而能够提高耐热性。
此外,在含脂环式结构聚合物中,除具有脂环式结构的结构单元以外的剩余部分,没有特别限定,可根据使用目的适宜选择。
作为上述的含脂环式结构聚合物,可举出例如下述的聚合物(α)~聚合物(δ)。在这些中,从容易得到耐热性优异的长条膜的方面出发,作为结晶性的含脂环式结构聚合物,优选聚合物(β)。
聚合物(α):环状烯烃单体的开环聚合物,具有结晶性。
聚合物(β):聚合物(α)的加氢物,具有结晶性。
聚合物(γ):环状烯烃单体的加成聚合物,具有结晶性。
聚合物(δ):聚合物(γ)的加氢物,具有结晶性。
具体而言,作为含脂环式结构聚合物,更优选在二环戊二烯的开环聚合物中具有结晶性的聚合物、以及在二环戊二烯的开环聚合物的加氢物中具有结晶性的聚合物,特别优选在二环戊二烯的开环聚合物的加氢物中具有结晶性的聚合物。在此,二环戊二烯的开环聚合物是指相对于全部结构单元的来自二环戊二烯的结构单元的比例通常为50重量%以上、优选为70重量%以上、更优选为90重量%以上、进一步优选为100重量%的聚合物。
以下,对聚合物(α)以及聚合物(β)的制造方法进行说明。
可以用于制造聚合物(α)以及聚合物(β)的环状烯烃单体为具有由碳原子形成的环结构、在该环中具有碳-碳双键的化合物。作为环状烯烃单体的例子,可举出降冰片烯系单体等。此外,在聚合物(α)为共聚物的情况下,作为环状烯烃单体,也可以使用单环的环状烯烃。
降冰片烯系单体为包含降冰片烯环的单体。作为降冰片烯系单体,可举出例如:双环[2.2.1]庚-2-烯(常用名:降冰片烯)、5-亚乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯(常用名:亚乙基降冰片烯)及其衍生物(例如,环上具有取代基的化合物)等2环式单体;三环[4.3.0.12.5]癸-3,7-二烯(常用名:二环戊二烯)及其衍生物等3环式单体;7,8-苯并三环[4.3.0.12.5]癸-3-烯(常用名:甲桥四氢芴:也称为1,4-甲桥-1,4,4a,9a-四氢芴)及其衍生物、四环[4.4.0.12 ,5.17,10]十二碳-3-烯(常用名:四环十二碳烯)、8-亚乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二碳烯及其衍生物等4环式单体等。
在上述的单体中作为取代基,可举出例如:甲基、乙基等烷基;乙烯基等烯基;丙烷-2-叉基等烷叉基;苯基等芳基;羟基;酸酐基;羧基;甲氧基羰基等烷氧基羰基等。此外,上述的取代基可以单独具有1种,也可以以任意比率具有2种以上。
作为单环的环状烯烃,可举出例如:环丁烯、环戊烯、甲基环戊烯、环己烯、甲基环己烯、环庚烯、环辛烯等环状单烯烃;环己二烯、甲基环己二烯、环辛二烯、甲基环辛二烯、苯基环辛二烯等环状二烯烃等。
环状烯烃单体可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。在使用2种以上环状烯烃单体的情况下,聚合物(α)可以为嵌段共聚物,也可以为无规共聚物。
在环状烯烃单体中,可能存在内型及外型的立体异构体。作为环状烯烃单体,也可以使用内型及外型的任一种。此外,可以仅单独地使用内型及外型中的一种异构体,也可以使用以任意的比例包含内型及外型的异构体混合物。其中,从提高含脂环式结构聚合物的结晶性、容易得到耐热性更优异的长条膜的方面出发,优选提高一种立体异构体的比例。例如,内型或外型的比例优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为95%以上。此外,从容易合成的方面出发,优选内型的比例高。
聚合物(α)及聚合物(β)通常通过提高其间规立构规整性的程度(间同二单元组的比例),从而能够提高结晶性。从提高聚合物(α)及聚合物(β)的立构规整性的程度的观点出发,关于聚合物(α)及聚合物(β)的结构单元的间同二单元组的比例优选为51%以上,更优选为60%以上,特别优选为70%以上。
间同二单元组的比例可利用13C-NMR光谱分析进行测定。具体而言,可按照下述方法测定。
将邻二氯苯-d4作为溶剂,在200℃应用反门控去耦(inverse-gated decoupling)法,进行聚合物试样的13C-NMR测定。根据该13C-NMR测定的结果,将邻二氯苯-d4的127.5ppm的峰值作为基准偏移,基于来自全同二单元组的43.35ppm的信号和来自间同二单元组的43.43ppm的信号的强度比,可求得聚合物试样的间同二单元组的比例。
在聚合物(α)的合成中通常使用开环聚合催化剂。开环聚合催化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。作为这样的聚合物(α)的合成用的开环聚合催化剂,优选可使环状烯烃单体开环聚合、使具有间规立构规整性的开环聚合物生成的开环聚合催化剂。作为优选的开环聚合催化剂,可举出包含由下述式(A)表示的金属化合物的开环聚合催化剂。
M(NR1)X4-a(OR2)a·Lb (A)
(在式(A)中,
M表示选自元素周期表第6族的过渡金属原子中的金属原子,
R1表示在3位、4位及5位的至少1个位置可以具有取代基的苯基、或由-CH2R3(R3表示选自氢原子、可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基中的基团。)表示的基团,
R2表示选自可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基中的基团,
X表示选自卤原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳基及烷基甲硅烷基中的基团,
L表示供电子性的中性配体,
a表示0或1的数,
b表示0~2的整数。)
在式(A)中,M表示选自元素周期表第6族的过渡金属原子中的金属原子。作为该M,优选铬、钼及钨,更优选钼及钨,特别优选钨。
在式(A)中,R1表示在3位、4位及5位的至少1个位置可以具有取代基的苯基、或由-CH2R3表示的基团。
R1的在3位、4位及5位的至少1个位置可以具有取代基的苯基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~15。此外,作为上述取代基,可举出例如:甲基、乙基等烷基;氟原子、氯原子、溴原子等卤原子;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等烷氧基等。这些取代基可以单独具有1种,也可以以任意比率具有2种以上。进而在R1中,在3位、4位及5位的至少2个位置存在的取代基也可以互相键合,形成环结构。
作为在3位、4位及5位的至少1个位置可以具有取代基的苯基,可举出例如:无取代苯基;4-甲基苯基、4-氯苯基、3-甲氧基苯基、4-环己基苯基、4-甲氧基苯基等一取代苯基;3,5-二甲基苯基、3,5-二氯苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲氧基苯基等二取代苯基;3,4,5-三甲基苯基、3,4,5-三氯苯基等三取代苯基;2-萘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-2-萘基等可以具有取代基的2-萘基等。
在R1的由-CH2R3表示的基团中,R3表示选自氢原子、可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基中的基团。
R3的可以具有取代基的烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10。该烷基可以是直链状也可以是支链状。进而,作为上述取代基,可举出例如:苯基、4-甲基苯基等可以具有取代基的苯基;甲氧基、乙氧基等烷氧基等。这些取代基可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
作为R3的可以具有取代基的烷基,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、苄基、新苯基等。
R3的可以具有取代基的芳基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~15。进而,作为上述取代基,可举出例如:甲基、乙基等烷基;氟原子、氯原子、溴原子等卤原子;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等烷氧基等。这些取代基可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
作为R3的可以具有取代基的芳基,可举出例如苯基、1-萘基、2-萘基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基等。
在这些中,作为由R3表示的基团,优选碳原子数为1~20的烷基。
在式(A)中,R2表示选自可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基中的基团。作为R2的可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基,可以各自任选地使用选自作为R3的可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基而所示的范围中的基团。
在式(A)中,X表示选自卤原子、可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的芳基、及烷基甲硅烷基中的基团。
作为X的卤原子,可举出例如氯原子、溴原子、碘原子。
作为X的可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基,可以各自任选地使用选自作为R3的可以具有取代基的烷基及可以具有取代基的芳基而所示的范围中的基团。
作为X的烷基甲硅烷基,可举出例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等。
在由式(A)表示的金属化合物的1个分子中具有2个以上X的情况下,这些X可以互相相同,也可以不同。进而,2个以上的X也可以互相键合,形成环结构。
在式(A)中,L表示供电子性的中性配体。
作为L的供电子性的中性配体,可举出例如含有元素周期表第14族或第15族的原子的供电子性化合物。作为其具体例子,可举出:三甲基膦、三异丙基膦、三环己基膦、三苯基膦等膦类;二乙醚、二丁醚、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃等醚类;三甲胺、三乙胺、吡啶、二甲基吡啶等胺类等。在这些中,优选醚类。此外,在由式(A)表示的金属化合物的1个分子中具有2个以上L的情况下,这些L可以互相相同,也可以不同。
作为由式(A)表示的金属化合物,优选具有苯基酰亚胺基的钨化合物。即,优选在式(A)中M为钨原子且R1为苯基的化合物。进而,在其中更优选四氯化钨苯基酰亚胺(四氢呋喃)配位化合物。
由式(A)表示的金属化合物的制造方法没有特别限定。例如,如日本特开平5-345817号公报所记载的那样,能够通过将第6族过渡金属的卤氧化物;在3位、4位及5位的至少1个位置可以具有取代基的苯基异氰酸酯类或一取代甲基异氰酸酯类;供电子性的中性配体(L);以及根据需要添加的醇类、金属烷氧化合物及金属芳氧化合物进行混合,从而制造由式(A)表示的金属化合物。
在上述的制造方法中,由式(A)表示的金属化合物通常以被包含于反应液的状态得到。制造金属化合物后,可以将上述的反应液直接作为开环聚合反应的催化剂液使用。此外,也可以通过晶化等提纯处理,将金属化合物从反应液中分离及提纯后,将得到的金属化合物提供给开环聚合反应。
开环聚合催化剂可以单独使用由式(A)表示的金属化合物,也可以将由式(A)表示的金属化合物与其他成分组合使用。例如,通过将由式(A)表示的金属化合物与有机金属还原剂组合使用,从而能够使聚合活性提高。
作为有机金属还原剂,可举出例如具有碳原子数为1~20的烃基的元素周期表第1族、第2族、第12族、第13族或第14族的有机金属化合物。作为这样的有机金属化合物,可举出例如:甲基锂、正丁基锂、苯基锂等有机锂;丁基乙基镁、丁基辛基镁、二己基镁、乙基氯化镁、正丁基氯化镁、烯丙基溴化镁等有机镁;二甲基锌、二乙基锌、二苯基锌等有机锌;三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、二乙基氯化铝、倍半乙基氯化铝、乙基二氯化铝、二乙基乙氧基铝、二异丁基异丁氧基铝、乙基二乙氧基铝、异丁基二异丁氧基铝等有机铝;四甲基锡、四正丁基锡、四苯基锡等有机锡等。在这些中,优选有机铝或有机锡。此外,有机金属还原剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
开环聚合反应通常在有机溶剂中进行。有机溶剂可以使用能够使开环聚合物及其加氢物在规定的条件溶解或分散、且不妨碍开环聚合反应及其氢化反应的有机溶剂。作为这样的有机溶剂,可举出例如:戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;环戊烷、环己烷、甲基环己烷、二甲基环己烷、三甲基环己烷、乙基环己烷、二乙基环己烷、十氢化萘、双环庚烷、三环癸烷、六氢茚、环辛烷等脂环族烃溶剂;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷等卤系脂肪族烃溶剂;氯苯、二氯苯等卤系芳香族烃溶剂;硝基甲烷、硝基苯、乙腈等含氮烃溶剂;二乙醚、四氢呋喃等醚溶剂;将这些组合的混合溶剂等。在这些中,作为有机溶剂,优选芳香族烃溶剂、脂肪族烃溶剂、脂环族烃溶剂、醚溶剂。此外,有机溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
关于开环聚合反应,能够通过例如将环状烯烃单体和由式(A)表示的金属化合物、以及根据需要添加的有机金属还原剂进行混合,从而使开环聚合反应开始。将这些成分混合的顺序没有特别限定。例如,可以在包含环状烯烃单体的溶液中,混合包含由式(A)表示的金属化合物及有机金属还原剂的溶液。此外,也可以在包含有机金属还原剂的溶液中,混合包含环状烯烃单体及由式(A)表示的金属化合物的溶液。进而,还可以在包含环状烯烃单体及有机金属还原剂的溶液中,混合由式(A)表示的金属化合物的溶液。在混合各成分时,可以一次性混合各个成分的总量,也可以分成多次进行混合。此外,也可以历经比较长的时间(例如1分钟以上)连续地混合。
开环聚合反应开始时的反应液中的环状烯烃单体的浓度优选为1重量%以上,更优选为2重量%以上,特别优选为3重量%以上,优选为50重量%以下,更优选为45重量%以下,特别优选为40重量%以下。通过使环状烯烃单体的浓度成为上述范围的下限值以上,从而能够提高生产率。此外,通过成为上限值以下,从而能够降低开环聚合反应后的反应液的粘度,因此能够容易地进行其后的氢化反应。
在开环聚合反应中使用的由式(A)表示的金属化合物的量优选设定为“金属化合物∶环状烯烃单体”的摩尔比处于规定的范围。具体而言,上述的摩尔比优选为1∶100~1∶2000000,更优选为1∶500~1∶1000000,特别优选为1∶1000~1∶500000。通过使金属化合物的量成为上述范围的下限值以上,从而能够得到充分的聚合活性。此外,通过成为上限值以下,从而能够在反应后容易地去除金属化合物。
有机金属还原剂的量相对于1摩尔的由式(A)表示的金属化合物优选为0.1摩尔以上,更优选为0.2摩尔以上,特别优选为0.5摩尔以上,优选为100摩尔以下,更优选为50摩尔以下,特别优选为20摩尔以下。通过使有机金属还原剂的量成为上述范围的下限值以上,从而能够充分地提高聚合活性。此外,通过成为上限值以下,从而能够抑制副反应的产生。
聚合物(α)的聚合反应体系也可以包含活性调节剂。通过使用活性调节剂,从而能够稳定开环聚合催化剂,调节开环聚合反应的反应速度,调节聚合物的分子量分布。
作为活性调节剂,可以使用具有官能团的有机化合物。作为这样的活性调节剂,可举出例如:含氧化合物、含氮化合物、含磷有机化合物等。
作为含氧化合物,可举出例如:二乙醚、二异丙醚、二丁醚、苯甲醚、呋喃、四氢呋喃等醚类;丙酮、二苯甲酮、环己酮等酮类;乙酸乙酯等酯类等。
作为含氮化合物,可举出例如:乙腈、苯甲腈等腈类;三乙胺、三异丙胺、奎宁环、N,N-二乙基苯胺等胺类;吡啶、2,4-二甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、2-叔丁基吡啶等吡啶类等。
作为含磷化合物,可举出例如:三苯基膦、三环己基膦、磷酸三苯酯、磷酸三甲酯等膦类;氧化三苯基膦等氧化膦类等。
活性调节剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
聚合物(α)的聚合反应体系中的活性调节剂的量相对于100摩尔%的由式(A)表示的金属化合物优选为0.01摩尔%~100摩尔%。
为了调节聚合物(α)的分子量,聚合物(α)的聚合反应体系也可以包含分子量调节剂。作为分子量调节剂,可举出例如:1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等α-烯烃类;苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基化合物;乙基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、烯丙基缩水甘油醚、乙酸烯丙酯、烯丙醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯等含氧的乙烯基化合物;烯丙基氯等含卤素的乙烯基化合物;丙烯酰胺等含氮的乙烯基化合物;1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,6-庚二烯、2-甲基-1,4-戊二烯、2,5-二甲基-1,5-己二烯等非共轭二烯;1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等共轭二烯等。
分子量调节剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
用于聚合聚合物(α)的聚合反应体系中的分子量调节剂的量可以根据作为目标的分子量适宜确定。分子量调节剂的具体的量相对于环状烯烃单体优选为0.1摩尔%~50摩尔%的范围。
聚合温度优选为-78℃以上,更优选为-30℃以上,优选为+200℃以下,更优选为+180℃以下。
聚合时间可以依赖于反应规模。具体的聚合时间优选为从1分钟到1000小时的范围。
通过上述的制造方法从而可得到聚合物(α)。通过将该聚合物(α)氢化,从而能够制造聚合物(β)。
聚合物(α)的氢化能够通过例如按照常规方法在氢化催化剂的存在下,将氢供于包含聚合物(α)的反应体系内而进行。在该氢化反应中,如果适宜地设定反应条件,则通常加氢物的立构规整度不会由于氢化反应而发生变化。
作为氢化催化剂,可以使用作为烯烃化合物的氢化催化剂而公知的均相催化剂及非均相催化剂。
作为均相催化剂,可举出例如:乙酸钴/三乙基铝、乙酰丙酮镍/三异丁基铝、二氯二茂钛/正丁基锂、二氯二茂锆/仲丁基锂、四丁氧基钛酸酯/二甲基镁等由过渡金属化合物和碱金属化合物的组合形成的催化剂;双(三苯基膦)二氯化钯、羰基氯氢三(三苯基膦)钌、羰基氯氢双(三环己基膦)钌、双(三环己基膦)亚苄基二氯化钌(Ⅳ)、三(三苯基膦)氯化铑等贵金属配位化合物催化剂等。
作为非均相催化剂,可举出例如:镍、钯、铂、铑、钌等金属催化剂;镍/二氧化硅、镍/硅藻土、镍/氧化铝、钯/碳、钯/二氧化硅、钯/硅藻土、钯/氧化铝等使上述金属负载在碳、二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化钛等载体上而成的固体催化剂。
氢化催化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
氢化反应通常在非活性有机溶剂中进行。作为非活性有机溶剂,可举出:苯、甲苯等芳香族烃溶剂;戊烷、己烷等脂肪族烃溶剂;环己烷、十氢化萘等脂环族烃溶剂;四氢呋喃、乙二醇二甲基醚等醚溶剂等。非活性有机溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。此外,非活性有机溶剂可以与在开环聚合反应中使用的有机溶剂相同,也可以不同。进而,也可以在开环聚合反应的反应液中混合氢化催化剂,进行氢化反应。
氢化反应的反应条件通常根据使用的氢化催化剂而不同。
氢化反应的反应温度优选为-20℃以上,更优选为-10℃以上,特别优选为0℃以上,优选为+250℃以下,更优选为+220℃以下,特别优选为+200℃以下。通过使反应温度成为上述范围的下限值以上,从而能够加快反应速度。此外,通过成为上限值以下,从而能够抑制副反应的产生。
氢压优选为0.01MPa以上,更优选为0.05MPa以上,特别优选为0.1MPa以上,优选为20MPa以下,更优选为15MPa以下,特别优选为10MPa以下。通过使氢压成为上述范围的下限值以上,从而能够加快反应速度。此外,通过成为上限值以下,从而不需要高耐压反应装置等特别的装置,能够抑制设备成本。
氢化反应的反应时间可以设定为实现所期望的加氢率的任选的时间,优选为0.1小时~10小时。
氢化反应后通常按照常规方法回收聚合物(α)的加氢物即聚合物(β)。
氢化反应中的加氢率(被氢化的主链双键的比例)优选为98%以上,更优选为99%以上。加氢率越增高,越能够使含脂环式结构聚合物的耐热性良好。
在此,聚合物的加氢率可以将邻二氯苯-d4作为溶剂,在145℃利用1H-NMR来测定。
接下来,对聚合物(γ)以及聚合物(δ)的制造方法进行说明。
作为用于制造聚合物(γ)以及(δ)的环状烯烃单体,可以任选地使用选自作为可用于制造聚合物(α)以及聚合物(β)的环状烯烃单体而所示的范围中的环状烯烃单体。此外,环状烯烃单体可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
在聚合物(γ)的制造中,作为单体,可使用能够与环状烯烃单体共聚的任选的单体与环状烯烃单体的组合。作为任选的单体,可举出例如:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等碳原子数为2~20的α-烯烃;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香环乙烯基化合物;1,4-己二烯、4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯、1,7-辛二烯等非共轭二烯等。在这些中,优选α-烯烃,更优选乙烯。此外,任选的单体可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
环状烯烃单体和任选的单体的量的比例以重量比(环状烯烃单体∶任选的单体)计优选为30∶70~99∶1,更优选为50∶50~97∶3,特别优选为70∶30~95∶5。
在使用2种以上的环状烯烃单体的情况下,以及在将环状烯烃单体与任选的单体组合使用的情况下,聚合物(γ)可以是嵌段共聚物,也可以是无规共聚物。
在聚合物(γ)的合成中通常使用加成聚合催化剂。作为这样的加成聚合催化剂,可举出例如由钒化合物及有机铝化合物形成的钒系催化剂、由钛化合物及有机铝化合物形成的钛系催化剂、由锆配位化合物及铝氧烷形成的锆系催化剂等。此外,加成聚合催化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
加成聚合催化剂的量相对于1摩尔单体,优选为0.000001摩尔以上,更优选为0.00001摩尔以上,优选为0.1摩尔以下,更优选为0.01摩尔以下。
环状烯烃单体的加成聚合通常在有机溶剂中进行。作为有机溶剂,可以任选地使用选自作为可用于环状烯烃单体的开环聚合的有机溶剂而所示的范围中的有机溶剂。此外,有机溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
用于制造聚合物(γ)的聚合中的聚合温度优选为-50℃以上,更优选为-30℃以上,特别优选为-20℃以上,优选为250℃以下,更优选为200℃以下,特别优选为150℃以下。此外,聚合时间优选为30分钟以上,更优选为1小时以上,优选为20小时以下,更优选为10小时以下。
通过上述的制造方法从而可得到聚合物(γ)。通过将该聚合物(γ)氢化,从而能够制造聚合物(δ)。
聚合物(γ)的氢化可通过与作为将聚合物(α)氢化的方法而在先前所示的方法同样的方法来进行。
结晶性树脂所包含的具有结晶性的聚合物的结晶度X满足上述(式3)。具有结晶性的聚合物的更具体的结晶度X的范围通常为15%以上,优选为20%以上,更优选为25%以上。通过像这样促进晶化直到具有高的结晶度X,从而能够使长条膜具有接近于1.0的Nz系数。进而,通常通过使具有结晶性的聚合物的结晶度X为上述范围的下限值以上,从而能够对长条膜赋予高的耐热性和耐药品性。具有结晶性的聚合物的结晶度X的上限没有限制,优选为70%以下,更优选为60%以下,特别优选为50%以下。通过结晶度X为上述的上限值以下,从而容易使长条膜的透明性良好。
聚合物的结晶度可利用X射线衍射法测定。
具有结晶性的聚合物的熔点优选为200℃以上,更优选为230℃以上,优选为290℃以下。通过使用具有这样的熔点的聚合物,从而能够得到成型性与耐热性的平衡更加优异的长条膜。
具有结晶性的聚合物的重均分子量(Mw)优选为1000以上,更优选为2000以上,优选为1000000以下,更优选为500000以下。具有这样的重均分子量的聚合物,其成型加工性与耐热性的平衡优异。
具有结晶性的聚合物的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.0以上,更优选为1.5以上,优选为4.0以下,更优选为3.5以下。在此,Mn表示数均分子量。具有这样的分子量分布的聚合物,其成型加工性优异。
具有结晶性的聚合物的重均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn)可利用将四氢呋喃作为洗脱液的凝胶渗透色谱法(GPC),作为聚苯乙烯换算值而测定。
具有结晶性的聚合物的玻璃化转变温度Tg没有特别限定,通常为85℃以上且170℃以下的范围。
在结晶性树脂中,具有结晶性的聚合物的比例优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。通过将具有结晶性的聚合物的比例设为上述范围的下限值以上,从而能够提高长条膜的耐热性。
结晶性树脂除了包含具有结晶性的聚合物之外,还可包含任选的成分。作为任选的成分,可举出例如:酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等抗氧化剂;受阻胺系光稳定剂等光稳定剂;石油系蜡、费托蜡(Fisc her-Tropsch蜡)、聚亚烷基蜡等蜡;山梨糖醇系化合物、有机磷酸的金属盐、有机羧酸的金属盐、高岭土及滑石等成核剂;二氨基茋衍生物、香豆素衍生物、唑系衍生物(例如,苯并恶唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并咪唑衍生物及苯并噻唑衍生物)、咔唑衍生物、吡啶衍生物、萘二甲酸衍生物及咪唑啉酮衍生物等荧光增白剂;二苯甲酮系紫外线吸收剂、水杨酸系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂等紫外线吸收剂;滑石、二氧化硅、碳酸钙、玻璃纤维等无机填充材料;着色剂;阻燃剂;阻燃助剂;防静电剂;增塑剂;近红外线吸收剂;滑剂;填料;及软质聚合物等除具有结晶性的含脂环式结构聚合物以外的任选的聚合物等。此外,任选的成分可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
上述的结晶性树脂通常吸水率低,因此耐水性优异。其中,从尺寸稳定性的观点出发,结晶性树脂的吸水率优选为0.1%以下,更优选为0.08%以下,特别优选为0.05%以下。
结晶性树脂的吸水率可使用下述的方法测定。
准备由结晶性树脂形成的膜状的试验片,测定该试验片的质量。然后,将该试验片在23℃的水中浸渍24小时,测定浸渍后的试验片的质量。然后,可将由于浸渍而增加了的试验片的质量与浸渍前的试验片的质量的比例作为吸水率(%)算出。
此外,上述的结晶性树脂通常耐热性优异。具体而言,结晶性树脂的耐热温度优选为180℃以上,更优选为200℃以上,特别优选为220℃以上。在此,结晶性树脂的耐热温度可使用下述的方法确认。
准备由结晶性树脂形成的膜作为试样。以对该膜不施加张力的状态,将该膜在某温度Tx的环境下放置10分钟。然后,通过目视确认膜的表面状况。无法在膜的表面的形状确认凹凸的情况下,能够判定结晶性树脂的耐热温度为上述的温度Tx以上。
[3.长条膜的物理性质]
本发明的长条膜具有与该长条膜的长边方向垂直的取向轴。通常,长条膜所包含的具有结晶性的聚合物的分子与上述的取向轴平行地进行取向。该取向轴可基于长条膜的慢轴来测定。具体而言,在形成长条膜的结晶性树脂的固有双折射值为正的情况下,长条膜的取向轴的方向与长条膜的慢轴平行。此外,在形成长条膜的结晶性树脂的固有双折射值为负的情况下,长条膜的取向轴的方向与长条膜的慢轴垂直。
本发明的长条膜的Nz系数Nz1满足上述(式1)。更详细而言,长条膜的Nz系数Nz1通常为1.15以下,优选为1.12以下,特别优选为1.08以下,理想为1.0。这样具有接近于1.0的Nz系数的长条膜可良好地用作例如液晶显示装置的光学补偿膜等光学膜。
本发明的长条膜的双折射Δn满足上述(式2)。更详细而言,长条膜的双折射Δn通常为0.010以上,优选为0.011以上,更优选为0.012以上,特别优选为0.02以上,通常为0.1以下,优选为0.07以下,更优选为0.04以下。通过使长条膜的双折射Δn为上述范围的下限值以上,从而能够使Nz系数等光学特性处于期望的范围。进而,当双折射Δn为上述范围的下限值以上时,在想要得到具有在用作显示器用的膜时所要求的延迟量的长条膜的情况下,能够抑制厚度过度地增厚,因此能够使该长条膜的操作性良好。此外,通过使双折射Δn为上述范围的上限值以下,从而能够容易地抑制起因于长条膜的膜厚不均而导致的光学特性的偏差,能够得到漏光少的长条膜。此外,当双折射Δn为上述范围的上限值以下时,在想要得到具有在用作光学膜时所要求的合适的延迟量的长条膜的情况下,能够抑制厚度过度地减薄,因此能够使该长条膜的操作性良好。
本发明的长条膜优选透明性优异。具体而言,本发明的长条膜的全光线透过率优选为70%以上,更优选为80%以上,特别优选为90%以上。长条膜的全光线透过率可使用紫外/可见分光光度计,在波长400nm~700nm的范围测定。
本发明的长条膜优选雾度小。具体而言,本发明的长条膜的雾度优选为10%以下,更优选为5%以下,特别优选为3%以下。长条膜的雾度可按如下方法测定:将该长条膜在任选部位切割成50mm×50mm的正方形的薄膜样品,然后,使用雾度计对薄膜样品进行测定。
本发明的长条膜具有延迟量。例如,在将本发明的长条膜用作相位差膜、光学补偿膜等光学膜的情况下,本发明的长条膜具有延迟量。
[4.长条膜的厚度]
本发明的长条膜的厚度能够根据用途而设定,优选为1μm以上,更优选为3μm以上,特别优选为5μm以上,优选为100μm以下,更优选为50μm以下,特别优选为25μm以下。当长条膜的厚度为上述范围的下限值以上时,能够提高长条膜的机械强度。此外,当长条膜的厚度为上述范围的下限值以上时,能够使长条膜的操作性良好。此外,当长条膜的厚度为上述范围的上限值以下时,制造长条膜时的卷绕容易。进而,当长条膜的厚度为上述范围的上限值以下时,能够抑制延迟量变得过大,因此能够良好地用作相位差膜等光学膜。
[5.长条膜的制造方法]
本发明的长条膜可通过如下制造方法来制造,该制造方法具有:对由结晶性树脂形成的长条原料膜沿宽度方向实施拉伸处理,得到Nz系数为Nz2的拉伸膜的第一工序;对第一工序中得到的拉伸膜实施加热处理,得到Nz系数为Nz1的本发明的长条膜的第二工序。在该制造方法中,由于通过向宽度方向的拉伸处理而得到拉伸膜,因此容易制造宽度宽的长条膜。因此,能够高效地、良好地制造期望的长条膜。此外,由于通过在拉伸后进行加热这样的简单的操作就能够制造期望的长条膜,因此没有必要准备特殊结构的拉伸装置,能够抑制导入成本。以下,对该制造方法进行说明。
[5.1.原料膜的准备]
在该长条膜的制造方法中,进行准备原料膜的工序。原料膜为由结晶性树脂形成的膜。作为制造由结晶性树脂形成的原料膜的方法,可举出例如注射成型法、挤出成型法、压制成型法、吹胀成型法、吹塑成型法、压延辊成型法、注塑成型法、压缩成型法等树脂成型法。在这些中,从容易控制厚度的方面出发,优选挤出成型法。
在通过挤出成型法制造原料膜的情况下,该挤出成型法中的制造条件优选如下所述。料筒温度(熔融树脂温度)优选为Tm以上,更优选为Tm+20℃以上,优选为Tm+100℃以下,更优选为Tm+50℃以下。此外,铸辊温度优选为Tg-50℃以上,优选为Tg+70℃以下,更优选为Tg+40℃以下。进而,冷却辊温度优选为Tg-70℃以上,更优选为Tg-50℃以上,优选为Tg+60℃以下,更优选为Tg+30℃以下。通过在这样的条件制造原料膜,从而能够容易地制造期望厚度的原料膜。在此,“Tm”表示结晶性树脂所包含的具有结晶性的聚合物的熔点,“Tg”表示上述具有结晶性的聚合物的玻璃化转变温度。
原料膜的厚度可根据想要制造的长条膜的厚度任意地设定,优选为5μm以上,更优选为10μm以上,特别优选为20μm以上,优选为1mm以下,更优选为500μm以下,进一步优选为400μm以下,特别优选为200μm以下。
[5.2.第一工序:拉伸工序]
准备原料膜后,进行对该原料膜沿宽度方向实施拉伸处理而得到拉伸膜的第一工序。由于是仅在宽度方向这样的一个方向进行的拉伸处理,因此,该拉伸方法被称为横向单轴拉伸法。作为该横向单轴拉伸法,可使用例如利用扩辐拉伸机的拉伸方法。
在第一工序中,对原料膜进行拉伸时的拉伸温度优选为(Tg-30℃)以上,更优选为(Tg-10℃)以上,优选为(Tg+60℃)以下,更优选为(Tg+50℃)以下。通过在这样的温度范围进行拉伸,从而能够使原料膜所包含的聚合物分子适宜地取向。
对原料膜进行拉伸时的拉伸倍率可根据期望的光学特性、厚度、强度等要素适宜地选择。具体的拉伸倍率优选为1.25倍以上,更优选为1.7倍以上,特别优选为2.0倍以上,优选为5.0倍以下,更优选为4.5倍以下,特别优选为4.0倍以下。通过使拉伸倍率处于上述范围,从而能够使原料膜所包含的聚合物分子适宜地取向。此外,当拉伸倍率为上述范围的下限值以上时,能够抑制拉伸膜的Nz系数Nz2的值变得过大,因此,能够容易使长条膜的Nz系数Nz1处于期望的范围。进而,当拉伸倍率为上述范围的上限值以下时,能够抑制双折射Δn变得过大,由此使延迟量的精度良好,有效地抑制拉伸时的断裂。
通过对原料膜实施上述那样的拉伸处理,从而能够得到拉伸膜。该拉伸膜所包含的具有结晶性的聚合物的分子基于在进行拉伸处理时被施加的张力而进行取向。因此,拉伸膜产生折射率nx、ny及nz的各向异性,进而在拉伸方向即宽度方向显现取向轴。这时,在使用了扩幅装置等拉伸装置的工业制造的情况下,通常在拉伸方向以外的方向上约束力发生作用。因此,对聚合物的各分子除了在宽度方向施加张力以外,在长边方向也施加张力,相对地向宽度方向的取向性减弱。例如,当使用扩辐装置将未拉伸且未取向、无Nz系数值的原料膜沿宽度方向拉伸2.0倍时,得到的拉伸膜的Nz系数Nz2有可能变为1.5左右。
拉伸膜的具体的Nz系数Nz2优选为1.65以下,更优选为1.55以下,特别优选为1.50以下。通过使拉伸膜的Nz系数Nz2为上述范围的上限值以下,从而容易地制造具有接近于1.0的Nz系数Nz1的长条膜。此外,能够有效地利用拉伸膜的Nz系数Nz2的下限值越接近于1.0、在第二工序中越能够降低Nz系数使其接近于1.0这样的本制造方法的优点。但是,为了将拉伸膜的Nz系数Nz2接近于1.0,通常要求增大拉伸倍率。当拉伸倍率大时,拉伸膜的双折射Δn变大,因此长条膜的双折射Δn也有可能变大。这样在双折射Δn大的长条膜中,为了得到具有用作光学膜时所要求的合适的延迟量的长条膜,要求减薄厚度,其结果是,有可能由于长条膜的厚度偏差而导致长条膜整体的性能下降。因此,从抑制长条膜的双折射Δn变得过大的观点出发,拉伸膜的Nz系数Nz2优选为1.20以上,更优选为1.25以上,特别优选为1.30以上。
此外,通过如上述那样对原料膜实施拉伸处理,通常能够抑制在第二工序中的由于加热处理而导致的大的结晶颗粒的产生。因此,能够抑制起因于结晶颗粒的长条膜的白化,因此能够提高长条膜的透明性。
拉伸膜的厚度可根据想要制造的长条膜的厚度任意地设定,优选为1μm以上,更优选为3μm以上,优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为25μm以下。
[5.3.第二工序:加热工序]
在通过上述第一工序得到拉伸膜后,进行对该拉伸膜实施加热处理、得到本发明的长条膜的第二工序。当在第二工序中实施加热处理时,拉伸膜所包含的具有结晶性的聚合物在维持其取向状态下晶化被促进。通过促进该晶化,从而聚合物的结晶度X变大,可得到本发明的长条膜。此外,通过加热处理,从而拉伸膜的Nz系数Nz2变小,因此,可得到具有比实施加热处理前的拉伸膜的Nz系数Nz2低的Nz系数Nz1的长条膜。因此,通过实施第二工序,从而可得到满足上述的(式1)~(式3)的本发明的长条膜。
在第二工序中的拉伸膜的加热温度优选为拉伸膜所包含的具有结晶性的聚合物的玻璃化转变温度Tg以上且该聚合物的熔点Tm以下这样的特定的温度范围。由此,能够有效地促进具有结晶性的聚合物的晶化。进而,在上述的特定的温度范围中,优选设定为使晶化速度增加这样的温度。例如,在使用二环戊二烯的开环聚合物的加氢物作为具有结晶性的聚合物的情况下,第二工序中的拉伸膜的加热温度优选为110℃以上,更优选为120℃以上,优选为240℃以下,更优选为220℃以下。此外,通过使第二工序中的加热温度为上述范围的上限以下,通常能够有效地抑制长条膜的白浊。
在第二工序中,将拉伸膜维持在上述的特定的温度范围的处理时间优选为1秒以上,更优选为5秒以上,特别优选为10秒以上,优选为1小时以下,更优选为30分钟以下,特别优选为10分钟以下。通过使处理时间为上述范围的下限值以上,从而能够充分地促进具有结晶性的聚合物的晶化,因此能够容易使Nz系数等光学特性处于期望的范围。此外,通过使处理时间为上述范围的上限值以下,从而能够有效地抑制由于加热处理而导致的长条膜的白浊。
通过上述的加热处理,拉伸膜的Nz系数Nz2变小,可得到具有接近于1.0的Nz系数Nz1的长条膜。因此,通常长条膜的Nz系数Nz1比拉伸膜的Nz系数Nz2小。这时,拉伸膜的Nz系数Nz2与长条膜的Nz系数Nz1的差ΔNz(=Nz2-Nz1)满足下述的(式4),
0.05≤ΔNz≤0.5 (式4)
更详细而言,上述的Nz系数的差ΔNz通常为0.05以上,优选为0.08以上,更优选为0.10以上,通常为0.5以下,优选为0.45以下,更优选为0.40以下。当Nz系数的差ΔNz为上述范围的下限值以上时,没有必要将拉伸膜的Nz系数Nz2设为接近于1.0的值,也没有必要对原料膜沿宽度方向以高的拉伸倍率进行拉伸,因此,能够容易地将加热处理后的长条膜的双折射Δn控制在期望的范围。此外,当Nz系数的差ΔNz为上述范围的上限值以下时,能够抑制加热处理时的膜的尺寸变化变得过大,因此能够有效地抑制膜的断裂及褶皱的产生。
作为用于对拉伸膜实施加热处理的加热装置,从不需要将加热装置与拉伸膜接触的方面出发,优选可使拉伸膜的环境温度上升的加热装置。如果举出合适的加热装置的具体例子,则可举出烘箱及加热炉。
在第二工序中,拉伸膜的加热处理优选在将拉伸膜的至少两条边固定而使其绷紧的状态下进行。在此,使拉伸膜绷紧的状态是指对拉伸膜施加张力的状态。但是,在该使拉伸膜绷紧的状态中不包含拉伸膜实质上被拉伸的状态。此外,实质上被拉伸是指向拉伸膜的任一方向的拉伸倍率为通常的1.1倍以上。
通过在将拉伸膜的至少两条边固定而绷紧的状态下进行加热处理,从而能够阻碍在被固定的边之间的区域中由于拉伸膜的热收缩而导致的变形。这时,为了阻碍在拉伸膜的大范围面积中的变形,优选将包含相向的两条边的边固定,使该被固定的边之间的区域处于绷紧的状态。具体而言,优选:在长条的拉伸膜中,通过将位于宽度方向的端部的两条边(即,长边)固定而使上述两条边之间的区域处于绷紧的状态,从而阻碍在该长条的拉伸膜的整个表面中的变形。这样变形被阻碍了的拉伸膜即使由于热收缩而在膜内产生应力,也可抑制褶皱等变形的产生。因此,能够抑制由于加热处理而长条膜的平滑性受到损害,因此能够得到波纹及褶皱少的平滑的长条膜。
在将拉伸膜固定的情况下,可以利用合适的固定件对拉伸膜的边进行固定。固定件可以是可将拉伸膜的边的全长连续固定的固定件,也可以是空出间隔而间断地将其固定的固定件。例如,可以利用以规定的间隔排列的固定件将拉伸膜的边间断地固定。
此外,作为固定件,优选在拉伸膜的边以外的部分不与拉伸膜接触。通过使用这样的固定件,从而能够得到平滑性更优异的长条膜。
进而,作为固定件,优选可将固定件彼此的相对位置在第二工序中固定的固定件。这样的固定件在第二工序中固定件彼此的位置不会相对移动,因此容易抑制加热处理时的拉伸膜的实质上的拉伸。
作为合适的固定件,例如,可举出可将设置于扩辐拉伸机的拉伸膜的边的夹住的夹具作为用于将长条的拉伸膜的位于宽度方向的端部的两条边进行固定的固定件。
通过固定件,可以将长条的拉伸膜的位于长尺寸方向的端部的某条边(即,短边)固定,但也可以代替将上述的边固定,而将拉伸膜的在特定温度范围被加热的区域的长尺寸方向的两侧固定。例如,可在拉伸膜的在特定温度范围被加热的区域的长尺寸方向的两侧设置固定装置,该固定装置将拉伸膜以不会热收缩的方式固定而使其处于绷紧的状态。作为这样的固定装置,可举出例如2个辊的组合等。通过利用这些组合而对拉伸膜施加运送张力等张力,从而能够抑制在特定温度范围被加热的区域中该拉伸膜的热收缩。因此,如果将上述的组合用作固定装置,则能够一边将拉伸膜沿长尺寸方向运送一边将该拉伸膜固定,因此能够高效地制造长条膜。
[5.4.任选的工序]
上述的长条膜的制造方法,可包含与第一工序和第二工序组合的任选的工序。例如,上述的制造方法可以在第一工序前包含将原料膜沿宽度方向进行拉伸的工序。此外,例如,上述的制造方法也可以包含对长条膜实施任选的表面处理的工序。
[6.长条膜的用途]
本发明的长条膜可用于任选的用途,其中,优选用作光学补偿膜、相位差膜、偏振片保护膜等光学膜。
实施例
以下,示出实施例对本发明具体地说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施例,在不脱离本发明的请求保护的范围及其同等的范围的范围内可以任选地变更实施。
在以下说明中,表示量的“%”和“份”,只要没有另外说明,其为重量基准。此外,以下说明的操作,只要没有另外说明,在常温和常压的条件下进行。
[重均分子量及数均分子量的测定方法]
聚合物的重均分子量及数均分子量使用凝胶·渗透色谱法(GPC)系统(T OSOHCORPORATION制“HLC-8320”)作为聚苯乙烯换算值测定。测定时,使用H型柱(TOSOHCORPORATION制造)作为柱,使用四氢呋喃作为溶剂。此外,测定时的温度为40℃。
(玻璃化转变温度Tg及熔点Tm的测定方法)
在氮环境下将加热到300℃的试样使用液氮急速冷却,使用差示扫描量热计(DSC),以10℃/分钟进行加热,求得试样的玻璃化转变温度Tg及熔点Tm。
[聚合物的加氢率的测定方法]
聚合物的加氢率以邻二氯苯-d4作为溶剂,在145℃利用1H-NMR测定。
[聚合物的间同二单元组的比例的测定方法]
将邻二氯苯-d4作为溶剂,在150℃,应用反门控去耦(inverse-gateddecoupling)法,进行聚合物的13C-NMR测定。根据该13C-NMR测定的结果,将邻二氯苯-d4的127.5ppm的峰值作为基准偏移,基于来自全同二单元组的43.35ppm的信号与来自间同二单元组的43.43ppm的信号的强度比,求得聚合物的间同二单元组的比例。
[聚合物的结晶度的测定方法]
膜所包含的聚合物的结晶度利用X射线衍射法测定。
[膜的Nz系数、双折射Δn以及取向轴方向的测定方法]
从作为评价对象的膜中以宽100mm、长50mm切取试验片。使用AX OMETRICS公司制“Axo Scan”,在测定波长590nm,对该试验片测定面内方向的延迟量Re(单位:nm)、厚度方向的延迟量Rth(单位:nm)、慢轴的方向以及折射率nx、ny及nz。根据测定的延迟量Re及Rth,计算Nz系数(=Rth/Re+0.5)。此外,根据测定的折射率nx及ny,计算膜的双折射Δn(=nx-ny)。
[膜的漏光评价方法]
在面光源上,依次重叠线偏振片、相位差膜(面内方向的延迟量Re=60nm、厚度方向的延迟量Rth=-90nm)、作为评价对象的试样膜以及线偏振片,制作评价用样品。这时,将两张线偏振片正交尼科耳(crossed nicol)配置。此外,相位差膜的慢轴及试样膜的慢轴与面光源侧的线偏振片的吸收轴平行。
然后,在点亮面光源的状态下,从相对于面光源侧的线偏振片的吸收轴成45°的方位以40°的俯角观察评价用样品。观察的结果,无漏光、看似黑的情况判定为“良”。此外,稍微漏光的情况判定为“不合格”。进而,大幅漏光的情况判定为“不良”。
[吸水率的评价方法]
从作为评价对象的膜中以宽100mm、长100mm切取试验片,测定试验片的质量。其后,将该试验片在23℃的水中浸渍24小时,测定浸渍后的试验片的质量。然后,将由于浸渍而增加了的试验片的质量与浸渍前的试验片的质量的比例作为吸水率(%)而算出。如果吸水率为0.1%以下则判定为“良”,如果比0.1%大则判定为“不良”。
[制造例1.二环戊二烯的开环聚合物的加氢物的制造]
将金属制的耐压反应器充分地干燥后,进行氮置换。在该金属制耐压反应器中,加入154.5份的环己烷、42.8份(作为二环戊二烯的量为30份)的二环戊二烯(内型含有率为99%以上)的浓度70%的环己烷溶液以及1.9份的1-己烯,加热到53℃。
在将0.014份的四氯化钨苯基酰亚胺(四氢呋喃)配位化合物溶解于0.70份的甲苯而成的溶液中,加入0.061份的浓度19%的二乙基乙氧基铝/正己烷溶液,搅拌10分钟制备催化剂溶液。
将该催化剂溶液加入耐压反应器中,引发开环聚合反应。然后,一边保持53℃一边使反应进行4小时,得到二环戊二烯的开环聚合物的溶液。
得到的二环戊二烯的开环聚合物的数均分子量(Mn)及重均分子量(Mw)分别为8750和28100,根据这些求得的分子量分布(Mw/Mn)为3.21。
在200份的得到的二环戊二烯的开环聚合物的溶液中,加入0.037份的作为终止剂的1,2-乙二醇,加热到60℃,搅拌1小时,使聚合反应终止。在其中,加入1份的类水滑石化合物(协和化学工业公司制“kyoward(注册商标)2000”),加热到60℃,搅拌1小时。然后,加入0.4份的过滤助剂(昭和化学工业公司制“Radio Light(注册商标)#1500”),使用聚丙烯褶型筒式过滤器(PP Pleats Cartridge Filter)(Advantec Toyo公司制“TCP-HX”),过滤吸附剂和溶液。
在200份的过滤后的二环戊二烯的开环聚合物的溶液(聚合物量为30份)中,加入100份的环己烷,添加0.0043份的羰基氯氢三(三苯基膦)钌,在氢压6MPa、180℃进行4小时的氢化反应。由此,得到包含二环戊二烯的开环聚合物的加氢物的反应液。该反应液析出加氢物而成为浆料溶液。
将上述的反应液所包含的加氢物与溶液使用离心分离器分离,在60℃减压干燥24小时,得到28.5份的具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物的加氢物。该加氢物的加氢率为99%以上,玻璃化转变温度(Tg)为95℃,熔点(Tm)为262℃,间同二单元组的比例为89%。
[实施例1]
(1-1.原料膜的制造)
在100份的制造例1中得到的二环戊二烯的开环聚合物的加氢物中,混合1.1份的抗氧化剂(四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯基]甲烷;BASF Japan公司制“Irganox(注册商标)1010”),得到成为膜的材料的树脂。
将上述的树脂投入到具有4个内径Φ3mm的模头孔的双轴挤出机中。使用上述的双轴挤出机,将树脂通过热熔融挤出成型而成型为股状的成型体。将该成型体使用线料切割机切碎,得到树脂的颗粒。上述的双轴挤出机的运行条件如下所示。
筒体设定温度:270℃~280℃
模头设定温度:250℃
螺杆转速:145rpm
进料器转速:50rpm
接着,将得到的颗粒提供给具有T型模头的热熔融挤出膜成型机。使用该膜成型机,按照以2m/分钟的速度卷绕成辊的方法制造由上述的树脂形成的长条原料膜(厚度22μm)。上述的膜成型机的运行条件如下所示。
筒体温度设定:280℃~290℃
模头温度:270℃
螺杆转速:30rpm
(1-2.拉伸处理(第一工序))
准备具有可夹住长条原料膜的宽度方向的端部的两条边的夹子的扩辐拉伸机。将长条原料膜提供给上述的扩辐拉伸机,用夹子将原料膜的宽度方向的端部的两条边固定,沿宽度方向进行牵引,由此对原料膜实施单轴拉伸处理。这时的拉伸条件为拉伸温度120℃、拉伸倍率2.4倍。由此,得到拉伸膜。从这样而得到的拉伸膜的一部分中切除被夹子夹住的端部,对剩余的部分使用上述的方法测定Nz系数和聚合物的结晶度。
(1-3.加热处理(第二工序))
一边以使用扩辐装置的夹子将拉伸膜的宽度方向的端部的两条边固定而使其绷紧的状态运送拉伸膜,一边对拉伸膜实施加热处理。这时的加热条件为处理温度200℃、处理时间1分钟。由此,拉伸膜所包含的含脂环式结构聚合物的晶化进行,得到厚度9μm的长条膜。
从这样而得到的拉伸膜中切除被夹子夹住的端部,对剩余的部分使用上述的方法测定Nz系数、双折射、慢轴的方向、聚合物的结晶度及吸水率。测定的慢轴与长条膜的长边方向垂直,因此可确认:制造的长条膜的取向轴与长条膜的长尺寸方向垂直。此外,测定的吸水率为0.01%以下。
[实施例2]
在上述工序(1-1)中,将原料膜的厚度变更为12μm。此外,在上述工序(1-2)中,将拉伸温度变更为110℃。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行长条膜的制造及评价。测定的吸水率为0.01%以下。
[比较例1]
在上述工序(1-3)中,将加热处理的处理温度变更为140℃。除了以上的事项以外,与实施例2同样地进行长条膜的制造及评价。测定的吸水率为0.01%以下。
[比较例2]
在上述工序(1-1)中,作为成为原料膜的材料的树脂,使用包含不具有结晶性的环状烯烃聚合物的环状烯烃树脂(日本瑞翁公司制“ZEONOR”、玻璃化转变温度120℃)。此外,在上述工序(1-2)中,将拉伸温度变更为140℃。进而,不进行上述工序(1-3)那样的加热处理。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行,制造、评价拉伸膜。测定的吸水率为0.01%以下。
[比较例3]
在上述工序(1-1)中,作为成为原料膜的材料的树脂,使用包含不具有结晶性的聚碳酸酯的聚碳酸酯树脂(旭化成公司制“Wonder light PC-115”、玻璃化转变温度145℃)。此外,在上述工序(1-2)中,将拉伸温度变更为150℃、将拉伸倍率变更为2.7倍。进而,不进行上述工序(1-3)那样的加热处理。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行,制造、评价拉伸膜。测定的吸水率为0.24%。
[结果]
上述的实施例和比较例的结果如下述表1所示。在下述表1中,简写的意思如下所述。
Poly-DCPD:具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物的加氢物。
ZNR:包含不具有结晶性的环状烯烃聚合物的环状烯烃树脂。
PC:包含不具有结晶性的聚碳酸酯的聚碳酸酯树脂。
[表1]
[表1.实施例和比较例的结果]
[讨论]
在实施例1和2中,通过对拉伸膜实施加热处理,降低了拉伸膜的Nz系数,得到了具有接近于1.0的Nz系数的长条膜。由于该长条膜的双折射和Nz系数这样的光学特性优异,因此在漏光评价中得到了良好的结果。根据以上结果,可确认通过本发明能够实现良好的光学膜。
Claims (5)
1.一种长条膜,由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成,
所述长条膜的取向轴与所述长条膜的长边方向垂直,
所述长条膜的Nz系数Nz1满足式1,
所述长条膜的双折射Δn满足式2,且
所述聚合物的结晶度X满足式3,
1.0≤Nz1≤1.15 式1
0.01≤Δn≤0.1 式2
15%≤X 式3。
2.根据权利要求1所述的长条膜,其中,所述树脂的吸水率为0.1%以下。
3.根据权利要求1或2所述的长条膜,其中,所述聚合物为含脂环式结构聚合物。
4.根据权利要求1或2所述的长条膜,其中,所述长条膜的厚度为1μm以上且100μm以下。
5.一种长条膜的制造方法,具有:
第一工序,对由包含具有结晶性的聚合物的树脂形成的长条原料膜沿宽度方向实施拉伸处理,得到Nz系数为Nz2的拉伸膜;以及
第二工序,对所述第一工序中得到的所述拉伸膜实施加热处理,得到Nz系数为Nz1的长条膜,
所述拉伸膜的Nz系数Nz2与所述长条膜的Nz系数Nz1的差ΔNz满足式4,
所述长条膜的Nz系数Nz1满足式1,
所述长条膜的双折射Δn满足式2,
所述长条膜所包含的聚合物的结晶度X满足式3,
0.05≤ΔNz≤0.5 式4
1.0≤Nz1≤1.15 式1
0.01≤Δn≤0.1 式2
15%≤X 式3。
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