CN108627891A - 起偏器保护膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及起偏器保护膜的制造方法。本发明提供能够以高生产率制造耐弯曲性及与起偏器的密合性均优异的起偏器保护膜的方法。本发明的起偏器保护膜的制造方法包含对含丙烯酸系树脂和芯壳型粒子的组合物进行膜形成以及对所得膜进行拉伸,在该拉伸中,拉伸温度为Tg+20℃~Tg+55℃、表面倍率为2.0~6.0、拉伸速度为3%/秒~130%/秒。
Description
技术领域
本发明涉及起偏器保护膜的制造方法。
背景技术
图像显示装置(例如液晶显示装置、有机EL显示装置)中因其图像形成方式,在许多情况下,在显示单元的至少一侧配置有偏振片。近年来,图像显示装置的薄型化和挠性化有所发展,与此同时还强烈期待偏振片及其构成膜(例如起偏器保护膜)的薄型化。尝试偏振片及其构成膜的薄型化时,有偏振片制作工序中的各膜的搬送变难的情况,结果有发生搬送故障及/或因断裂导致的成品率降低的情况。为了解决这种问题,提出了在起偏器保护膜中添加橡胶粒子的技术(例如日本特开2015-210474号公报)。但是,这种起偏器保护膜与起偏器的密合性不充分,有发生剥落的问题。进而,当将偏振片适用于挠性的图像显示装置中时,期待耐弯曲性优异的偏振片。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明为了解决上述以往的技术问题而完成,其主要目的在于提供能够以高生产率制造耐弯曲性及与起偏器的密合性均优异的起偏器保护膜的方法。
用于解决技术问题的手段
本发明的起偏器保护膜的制造方法包含对含有丙烯酸系树脂和芯壳型粒子的组合物进行膜形成及对所得膜进行拉伸,在该拉伸中,拉伸温度为Tg+20℃~Tg+55℃、表面倍率为2.0~6.0、拉伸速度为3%/秒~130%/秒。
1个实施方式中,上述丙烯酸系树脂具有选自戊二酰亚胺单元、内酯环单元、马来酸酐单元、马来酰亚胺单元及戊二酸酐单元中的至少1个。
1个实施方式中,上述芯壳型粒子具有由橡胶状聚合物构成的芯和由玻璃状聚合物构成并将该芯覆盖的覆盖层。
1个实施方式中,上述组合物含有7重量%~30重量%的上述芯壳型粒子。
1个实施方式中,上述拉伸为二轴拉伸。
1个实施方式中,上述二轴拉伸中的1个方向的拉伸倍率与另一个方向的拉伸倍率之比为1.0~1.5。
1个实施方式中,通过上述拉伸,上述芯壳型粒子变形成扁平,该扁平粒子的长度/厚度之比为4.0~7.0。
发明效果
根据本发明,通过对由含有规定的丙烯酸系树脂及芯壳型粒子的组合物所形成的膜在拉伸时的拉伸温度、表面倍率及拉伸速度进行组合并最优化,能够以高的生产率获得耐弯曲性及与起偏器的密合性均优异的起偏器保护膜。
具体实施方式
本发明的实施方式的起偏器保护膜的制造方法包含对含有丙烯酸系树脂和芯壳型粒子的组合物进行膜形成及对所得膜进行拉伸。
A.丙烯酸系树脂
A-1.丙烯酸系树脂的构成
作为丙烯酸系树脂,可以采用任意的适当的丙烯酸系树脂。丙烯酸系树脂代表性地作为单体单元含有(甲基)丙烯酸烷基酯作为主成分。本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。作为构成丙烯酸系树脂的主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯,可以例示直链状或支链状烷基的碳数为1~18者。这些物质可以单独使用或者组合使用。进而,还可以在丙烯酸系树脂中通过共聚导入任意的适当的共聚单体。这种共聚单体的种类、数量、共聚比等可以根据目的适当地进行设定。对于丙烯酸系树脂的主骨架的构成成分(单体单元)而言,一边参照通式(2)一边在后叙述。
丙烯酸系树脂优选具有选自戊二酰亚胺单元、内酯环单元、马来酸酐单元、马来酰亚胺单元及戊二酸酐单元中的至少1个。具有内酯环单元的丙烯酸系树脂例如记载于日本特开2008-181078号公报中,该公报的记载作为参考援引在本说明书中。戊二酰亚胺单元优选用下述通式(1)表示:
通式(1)中,R1及R2各自独立地表示氢原子或碳数为1~8的烷基,R3表示氢原子、碳数为1~18的烷基、碳数为3~12的环烷基或碳数为6~10的芳基。通式(1)中,优选R1及R2各自独立地为氢原子或甲基,R3为氢原子、甲基、丁基或环己基。更优选R1为甲基、R2为氢原子、R3为甲基。
上述(甲基)丙烯酸烷基酯代表性地用下述通式(2)表示:
通式(2)中,R4表示氢原子或甲基、R5表示氢原子或可被取代的碳数为1~6的脂肪族或脂环式烃基。作为取代基,例如可举出卤素、羟基。作为(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羟基己酯及(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羟基戊酯。通式(2)中,R5优选为氢原子或甲基。因此,特别优选的(甲基)丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
上述丙烯酸系树脂可以仅含有单一的戊二酰亚胺单元,也可以含有上述通式(1)中的R1、R2及R3不同的多个戊二酰亚胺单元。
上述丙烯酸系树脂中的戊二酰亚胺单元的含有比例优选为2摩尔%~50摩尔%、更优选为2摩尔%~45摩尔%、进一步优选为2摩尔%~40摩尔%、特别优选为2摩尔%~35摩尔%、最优选为3摩尔%~30摩尔%。含有比例少于2摩尔%时,因戊二酰亚胺单元所表现的效果(例如高的光学特性、高的机械强度、与起偏器的优异粘接性、薄型化)有无法充分地发挥的可能性。含有比例超过50摩尔%时,例如有耐热性、透明性变得不充分的可能性。
上述丙烯酸系树脂可以仅含有单一的(甲基)丙烯酸烷基酯单元,还可以含有上述通式(2)中的R4及R5不同的多个(甲基)丙烯酸烷基酯单元。
上述丙烯酸系树脂中的(甲基)丙烯酸烷基酯单元的含有比例优选为50摩尔%~98摩尔%、更优选为55摩尔%~98摩尔%、进一步优选为60摩尔%~98摩尔%、特别优选为65摩尔%~98摩尔%、最优选为70摩尔%~97摩尔%。含有比例少于50摩尔%时,因(甲基)丙烯酸烷基酯单元所表现的效果(例如高耐热性、高透明性)有无法充分发挥的可能性。上述含有比例多于98摩尔%时,树脂易于变脆、断裂,无法充分地发挥高的机械强度,有生产率差的可能性。
上述丙烯酸系树脂还可以含有除戊二酰亚胺单元及(甲基)丙烯酸烷基酯单元以外的单元。
1个实施方式中,丙烯酸系树脂例如可以含有0~10重量%的不参与后述分子内酰亚胺化反应的不饱和羧酸单元。不饱和羧酸单元的含有比例优选为0~5重量%、更优选为0~1重量%。含量为这种范围时,可以维持透明性、滞留稳定性及耐湿性。
1个实施方式中,丙烯酸系树脂可以含有除上述以外的能够共聚的乙烯基系单体单元(其他的乙烯基系单体单元)。作为其他的乙烯基系单体,例如可举出丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、烯丙基缩水甘油基醚、马来酸酐、衣康酸酐、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸丙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸乙基氨基丙酯、甲基丙烯酸环己基氨基乙酯、N-乙烯基二乙基胺、N-乙酰基乙烯基胺、烯丙基胺、甲代烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、2-异丙烯基-噁唑啉、2-乙烯基-噁唑啉、2-丙烯酰基-噁唑啉、N-苯基马来酰亚胺、甲基丙烯酸苯基氨基乙基酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对缩水甘油基苯乙烯、对氨基苯乙烯、2-苯乙烯基-噁唑啉等。这些物质可以单独使用也可以并用。优选为苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系单体。其他乙烯基系单体单元的含有比例优选为0~1重量%、更优选为0~0.1重量%。为这种范围时,可以抑制所不希望的相位差的表现及透明性的降低。
上述丙烯酸系树脂中的酰亚胺化率优选为2.5%~20.0%。酰亚胺化率为这种范围时,可以获得耐热性、透明性及成型加工性优异的树脂,可以防止膜成型时的烧焦的发生或机械强度的降低。上述丙烯酸系树脂中,酰亚胺化率用戊二酰亚胺单元与(甲基)丙烯酸烷基酯单元之比表示。该比例如可以由丙烯酸系树脂的NMR光谱、IR光谱等获得。本实施方式中,酰亚胺化率可以使用1HNMR BRUKER AvanceIII(400MHz)、通过树脂的1H-NMR测定求得。更具体地说,使3.5~3.8ppm附近的(甲基)丙烯酸烷基酯的O-CH3质子来源的峰面积为A、3.0~3.3ppm附近的戊二酰亚胺的N-CH3质子来源的峰的面积为B,通过下式求得。
酰亚胺化率Im(%)={B/(A+B)}×100
上述丙烯酸系树脂的酸值优选为0.10mmol/g~0.50mmol/g。酸值为这种范围时,可获得机械物性及成型加工性的平衡优异的树脂。酸值过小时,则有时会发生因用于调整至所希望酸值的改性剂的使用所导致的成本提高、因改性剂的残留所导致的凝胶状物的发生等问题。当酸值过大时,则有易于引起膜成型时(例如熔融挤出时)的起泡、成型品的生产率降低的倾向。在上述丙烯酸系树脂中,酸值是该丙烯酸系树脂中的羧酸单元及羧酸酐单元的含量。本实施方式中,酸值例如可以通过WO2005/054311或日本特开2005-23272号公报所记载的滴定法求出。
上述丙烯酸系树脂的重均分子量优选为1000~2000000、更优选为5000~1000000、进一步优选为10000~500000、特别优选为50000~500000、最优选为60000~150000。重均分子量例如可以使用凝胶渗透色谱法(GPC系统,Tosoh制)、利用聚苯乙烯换算求得。此外,作为溶剂可以使用四氢呋喃。
上述丙烯酸系树脂的Tg(玻璃化转变温度)优选为110℃以上、更优选为115℃以上、进一步优选为120℃以上、特别优选为125℃以上、最优选为130℃以上。Tg为110℃以上时,则含有由这种树脂获得的起偏器保护膜的偏振片的耐久性易于变得优异。Tg的上限值优选为300℃以下、更优选为290℃以下、进一步优选为285℃以下、特别优选为200℃以下、最优选为160℃以下。Tg为这种范围时,则成型性可以优异。
A-2.丙烯酸系树脂的聚合
上述丙烯酸系树脂例如可以通过以下的方法进行制造。该方法包含:(I)将对应于通式(2)所示(甲基)丙烯酸烷基酯单元的(甲基)丙烯酸烷基酯单体与不饱和羧酸单体及/或其前体单体共聚,获得共聚物(a);及(II)通过使用酰亚胺化剂对该共聚物(a)进行处理,从而进行该共聚物(a)中的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元与不饱和羧酸单体及/或其前体单体单元的分子内酰亚胺化反应,将通式(1)所示的戊二酰亚胺单元导入到共聚物中。
作为不饱和羧酸单体,例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-取代丙烯酸、α-取代甲基丙烯酸。作为其前体单体,例如可举出丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等。这些物质可以单独使用也可以并用。优选的不饱和羧酸单体为丙烯酸或甲基丙烯酸,优选的前体单体为丙烯酰胺。
作为利用酰亚胺化剂对共聚物(a)进行处理的方法,可以使用任意的适当方法。作为具体例子,可举出使用挤出机的方法、使用分批式反应槽(压力容器)的方法。使用挤出机的方法包含使用挤出机对共聚物(a)进行加热熔融,利用酰亚胺化剂对其进行处理。此时,作为挤出机,可以使用任意的适当的挤出机。作为具体例,可举出单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机。使用分批式反应槽(压力容器)的方法中,可以使用任意的适当的分批式反应槽(压力容器)。
作为酰亚胺化剂,只要是能够生成上述通式(1)所示的戊二酰亚胺单元,则可以使用任意的适当的化合物。作为酰亚胺化剂的具体例,可举出甲基胺、乙基胺、正丙基胺、异丙基胺、正丁基胺、异丁基胺、叔丁基胺、正己基胺等含脂肪族烃基的胺,苯胺、苄基胺、甲苯胺、三氯苯胺等含芳香族烃基的胺,环己基胺等含脂环式烃基的胺。进而,例如还可以使用通过加热产生这种胺的尿素系化合物。作为尿素系化合物,例如可举出尿素、1,3-二甲基尿素、1,3-二乙基尿素、1,3-二丙基尿素。酰亚胺化剂优选为甲基胺、氨、环己基胺,更优选为甲基胺。
酰亚胺化中,除了上述酰亚胺化剂之外,还可根据需要添加闭环促进剂。
酰亚胺化中的酰亚胺化剂的使用量相对于共聚物(a)100重量份优选为0.5重量份~10重量份、更优选为0.5重量份~6重量份。酰亚胺化剂的使用量少于0.5重量份时,多有无法达成所希望的酰亚胺化率的情况。结果,有所得树脂的耐热性变为极不充分、诱发成型后的烧焦等外观缺陷的情况。酰亚胺化剂的使用量超过10重量份时,有在树脂中残留酰亚胺化剂、由该酰亚胺化剂诱发成型后的烧焦等外观缺陷或起泡的情况。
本实施方式的制造方法还可根据需要除了上述酰亚胺化之外、包含利用酯化剂进行的处理。
作为酯化剂,例如可举出碳酸二甲酯、2,2-二甲氧基丙烷、二甲基亚砜、三乙基原甲酸酯、三甲基原乙酸酯、三甲基原甲酸酯、碳酸二苯基酯、硫酸二甲酯、甲基甲苯磺酸酯、甲基三氟甲磺酸酯、甲基乙酸酯、甲醇、乙醇、甲基异氰酸盐、对氯苯基异氰酸盐、二甲基碳二亚胺、二甲基-叔丁基氯硅烷、异丙烯基乙酸酯、二甲基脲、四甲基氢氧化铵、二甲基二乙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、二甲基(三甲基硅烷)亚磷酸盐、三甲基亚磷酸盐、三甲基磷酸盐、磷酸三甲苯酚酯、重氮甲烷、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧环己烷、2-乙基己基缩水甘油基醚、苯基缩水甘油基醚、苄基缩水甘油基醚。其中,从成本及反应性等观点出发,优选碳酸二甲酯。
酯化剂的添加量可以按照丙烯酸系树脂的酸值达到所希望的值的方式进行设定。
A-3.其他树脂的并用
本发明的实施方式中,还可以将上述丙烯酸系树脂与其他树脂进行并用。即,可以将构成丙烯酸系树脂的单体成分与构成其他树脂的单体成分共聚,将该共聚物供给至C项中后述的膜形成;还可以将丙烯酸系树脂与其他树脂的混合物供至膜形成。作为其他的树脂,例如可举出苯乙烯系树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酯、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等其他的热塑性树脂,苯酚系树脂、蜜胺系树脂、聚酯系树脂、有机硅系树脂、环氧系树脂等热固化性树脂。进行并用的树脂的种类及配合量可以根据目的及所得膜所希望的特性等适当地设定。例如苯乙烯系树脂(优选丙烯腈-苯乙烯共聚物)可以作为相位差控制剂进行并用。
将丙烯酸系树脂与其他树脂并用时,丙烯酸系树脂与其他树脂的混合物中的丙烯酸系树脂的含量优选为50重量%~100重量%、更优选为60重量%~100重量%、进一步优选为70重量%~100重量%、特别优选为80重量%~100重量%。含量小于50重量%时,有无法充分地反映丙烯酸系树脂原本具有的高耐热性、高透明性的可能性。
A-4.添加剂
丙烯酸系树脂在聚合时还可以根据目的添加任意的适当的添加剂。作为添加剂的具体例,可举出紫外线吸收剂;受阻酚系、磷系、硫系等抗氧化剂;耐光稳定剂、耐候稳定剂、热稳定剂等稳定剂;玻璃纤维、碳纤维等加固材料;近红外线吸收剂;三(二溴丙基)磷酸盐、三烯丙基磷酸盐、氧化锑等阻燃剂;阴离子系、阳离子系、非离子系表面活性剂等防静电剂;无机颜料、有机颜料、染料等着色剂;有机填充剂或无机填充剂;树脂改性剂;有机填充剂或无机填充剂;增塑剂;润滑剂等。添加剂可以在丙烯酸系树脂的聚合时进行添加,还可以在膜形成时进行添加。添加剂的种类、数量、组合、添加量等可以根据目的适当地设定。此外,添加剂还可以在C项中后述的膜形成时添加在组合物中。
B.芯壳型粒子
芯壳型粒子代表性地具有由橡胶状聚合物构成的芯和由玻璃状聚合物构成并将该芯覆盖的覆盖层。芯壳型粒子作为最内层或中间层,可以具有1层以上由玻璃状聚合物构成的层。但是,本发明的实施方式中,在使芯壳型粒子分散在组合物的过程中,覆盖层与组合物中的树脂成分相容,有覆盖层在视觉上(包括介由显微镜等的情况)无法识别的情况。
构成芯的橡胶状聚合物的Tg优选为20℃以下、更优选为-60℃~20℃、进一步优选为-60℃~10℃。构成芯的橡胶状聚合物的Tg超过20℃时,有丙烯酸系树脂的机械强度提高不充分的可能性。构成覆盖层的玻璃状聚合物(硬质聚合物)的Tg优选为50℃以上、更优选为50℃~140℃、进一步优选为60℃~130℃。构成覆盖层的玻璃状聚合物的Tg低于50℃时,有丙烯酸系树脂的耐热性降低的可能性。
芯壳型粒子中的芯的含有比例优选为30重量%~95重量%、更优选为50重量%~90重量%。芯中的玻璃状聚合物层的比例相对于芯的总量100重量%为0~60重量%、优选为0~45重量%、更优选为10重量%~40重量%。芯壳型粒子中的覆盖层的含有比例优选为5重量%~70重量%、更优选为10重量%~50重量%。
芯的平均粒径优选为70nm~300nm。为这种平均粒径时,可以通过后述的拉伸扁平化成所希望的长度及厚度(因此为长度/厚度之比)。
上述组合物优选含有7重量%~30重量%、更优选含有8重量%~25重量%的芯壳型粒子。芯壳型粒子的含量为这种范围时,可以实现非常优异的与起偏器的密合性及非常优异的耐弯曲性。
构成芯壳型粒子的芯的橡胶状聚合物、构成覆盖层的玻璃状聚合物(硬质聚合物)、它们的聚合方法及其他构成的详细情况,例如记载于日本特开2016-33552号公报中。该公报的记载作为参考援引在本说明书中。
对于芯壳型粒子的扁平化(加固粒子的形成)而言,与拉伸相关,在D项中后述。
C.膜形成
作为由上述组合物形成膜的方法,可以采用任意的适当的方法。作为具体例,可举出铸涂法(例如流延法)、挤出成型法、注塑成型法、压缩成型法、传递模塑法、吹塑成型法、粉末成型法、FRP成型法、压延成型法、热压制法。优选挤出成型法或铸涂法。这是由于能够提高所得膜的平滑性、获得良好的光学均匀性。特别优选挤出成型法。其原因在于,不需要考虑因残留溶剂导致的问题。其中,从膜的生产率及以后的拉伸处理容易性的观点出发,优选使用T模头的挤出成型法。成型条件可以根据所使用的树脂的组成或种类、所得膜所希望的特性等适当地设定。
D.拉伸
作为拉伸方法,可以采用任意的适当的拉伸方法、拉伸条件(例如拉伸温度、拉伸倍率、拉伸速度、拉伸方向)。作为拉伸方法的具体例子,可举出自由端拉伸、固定端拉伸、自由端收缩、固定端收缩。这些可以单独使用、也可同时使用、还可依次使用。
拉伸方向可以根据目的,采用适当的方向。具体地说,可举出长度方向、宽度方向、厚度方向、斜方向。拉伸方向可以是一个方向的(单轴拉伸)、也可以是两个方向的(二轴拉伸)、还可以是三个方向以上的。本发明的实施方式中,代表性地可以采用长度方向的单轴拉伸、长度方向及宽度方向的同时二轴拉伸、长度方向及宽度方向的依次二轴拉伸。优选二轴拉伸(同时或依次)。其原因在于,面内相位差的控制容易、易于实现光学各向同性。
采用二轴拉伸时,拉伸方式可以是同时二轴拉伸、也可以是依次二轴拉伸。同时二轴拉伸由于没有轧辊拉伸工序,因此在膜表面上难以带有伤痕,与依次拉伸相比、膜外观更具优势。与其相对,依次二轴拉伸由于分为纵拉伸和横拉伸工序,因此难以发生膜断裂,生产率更具优势。依次二轴拉伸中,可以事先进行纵拉伸或横拉伸的任一个。依次二轴拉伸中,优选以纵拉伸及横拉伸的顺序进行。
拉伸温度可以对应起偏器保护膜所希望的光学特性、机械特性及厚度、所使用的树脂的种类、所使用的膜的厚度、拉伸方法(单轴拉伸或二轴拉伸)、拉伸倍率、拉伸速度等进行变化。本发明的实施方式中,拉伸温度如上所述为Tg+20℃~Tg+55℃、优选为Tg+30℃~Tg+50℃、更优选为Tg+35℃~Tg+50℃。采用同时二轴拉伸时,拉伸温度优选为Tg+30℃~Tg+55℃、更优选为Tg+40℃~Tg+55℃、进一步优选为Tg+40℃~Tg+50℃。采用依次二轴拉伸时,拉伸温度优选为Tg+20℃~Tg+55℃、更优选为Tg+30℃~Tg+55℃、进一步优选为Tg+35℃~Tg+50℃。通过以这种温度进行拉伸,可获得具有适当特性的起偏器保护膜。具体的拉伸温度例如为140℃~175℃、优选为155℃~170℃。根据本发明的实施方式,通过将拉伸温度、拉伸倍率及拉伸速度组合并进行最优化,可获得耐弯曲性及与起偏器的密合性均优异的起偏器保护膜。此外,这里的Tg为组合物的树脂成分的Tg。
拉伸倍率也与拉伸温度同样,可以对应起偏器保护膜所希望的光学特性、机械特性及厚度、所使用的树脂的种类、所使用的膜的厚度、拉伸方法(单轴拉伸或二轴拉伸)、拉伸温度、拉伸速度等进行变化。采用二轴拉伸时,1个方向的拉伸倍率与另1个方向的拉伸倍率之比优选为1.0~1.5、更优选为1.0~1.4、进一步优选为1.0~1.3。1个实施方式中,上述1个方向与上述另1个方向相垂直。例如,2个方向中的一个可以为长度方向(MD)、另一个可以为宽度方向(TD)。采用二轴拉伸时的表面倍率(1个方向的拉伸倍率与另1个方向的拉伸倍率之积)如上所述为2.0~6.0、优选为3.0~6.0、更优选为4.0~5.9。采用同时二轴拉伸时,表面倍率优选为2.0~5.0、更优选为2.0~4.5、进一步优选为3.0~4.5。采用依次二轴拉伸时,表面倍率优选为2.0~6.0、更优选为3.0~5.9、进一步优选为4.0~5.9。根据本发明的实施方式,通过将拉伸温度、拉伸倍率及拉伸速度组合并进行最优化,可获得耐弯曲性及与起偏器的密合性均优异的起偏器保护膜。
拉伸速度也与拉伸温度同样,可以对应起偏器保护膜所希望的光学特性、机械特性及厚度、所使用的树脂的种类、所使用的膜的厚度、拉伸方法(单轴拉伸或二轴拉伸)、拉伸温度、拉伸速度等进行变化。拉伸速度如上所述为3%/秒~130%/秒、优选为4%/秒~120%/秒、进一步优选为5%/秒~100%/秒。采用同轴二轴拉伸时,拉伸速度优选为3%/秒~15%/秒、更优选为4%/秒~12%/秒、进一步优选为5%/秒~10%/秒。采用依次二轴拉伸时,拉伸速度优选为3%/秒~130%/秒、更优选为4%/秒~110%/秒、进一步优选为5%/秒~100%/秒。采用二轴拉伸时,1个方向的拉伸速度与另1个方向的拉伸速度可以相同,也可以不同。采用同时二轴拉伸时,1个方向的拉伸速度与另1个方向的拉伸速度之比优选为1.0~1.3、更优选为1.0~1.2、进一步优选为1.0~1.1。例如,当采用按照纵拉伸及横拉伸的顺序进行的依次二轴拉伸时,纵方向的拉伸速度与横方向的拉伸速度之比(纵/横)优选为7.0~17.0、更优选为8.0~15.0、进一步优选为9.0~13.0。根据本发明的实施方式,通过将拉伸温度、拉伸倍率及拉伸速度组合并进行最优化,可以获得耐弯曲性及与起偏器的密合性均优异的起偏器保护膜。
通过上述这种拉伸,将芯壳型粒子适当地扁平化(以下将经扁平化的芯壳型粒子称作加固粒子)。
加固粒子的长度/厚度之比优选为7.0以下、更优选为6.5以下、进一步优选为6.3以下。另一方面,长度/厚度之比优选为4.0以上、更优选为4.5以上、进一步优选为5.0以上。长度/厚度之比为这种范围时,则可以在维持因配合粒子所产生的优异耐弯曲性的同时,显著地改善起偏器保护膜与起偏器的密合性。本说明书中“长度/厚度之比”是指加固粒子的俯视形状的代表长度与厚度之比。这里“代表长度”在俯视形状为圆形时、是指直径,在为椭圆形时、是指长径,在为矩形或多边形时、是指对角线的长度。该比例如可按照以下的顺序求得。利用透射型电子显微镜(例如加速电压为80kV、RuO4染色超薄切片法)拍摄所得的膜截面,从所得照片中存在的加固粒子中,从较长者(获得接近于代表长度的截面者)按顺序抽提30个,求出(长度的平均值)/(厚度的平均值),从而可获得该比。
芯的厚度优选为20nm~100nm。该芯的代表长度优选为200nm~600nm。芯的代表长度过短时,则有所得膜的机械强度提高不充分的情况。芯的厚度过厚时或芯的代表长度过长时,则有损害所得膜与起偏器的密合性的可能性。
如上,可形成起偏器保护膜。如此获得的起偏器保护膜含有丙烯酸系树脂和分散在该丙烯酸系树脂中并具有扁平形状的加固粒子。
E.利用上述制造方法获得的起偏器保护膜及其特性
起偏器保护膜优选实质上具有光学各向同性。本说明书中“实质上具有光学各向同性”是指面内相位差Re(550)为0nm~10nm、厚度方向的相位差Rth(550)为-20nm~+10nm。面内相位差Re(550)更优选为0nm~5nm、进一步优选为0nm~3nm、特别优选为0nm~2nm。厚度方向的相位差Rth(550)更优选为-5nm~+5nm、进一步优选为-3nm~+3nm、特别优选为-2nm~+2nm。起偏器保护膜的Re(550)及Rth(550)为这种范围时,则将含有该起偏器保护膜的偏振片适用于图像显示装置时,可以防止对显示特性的不良影响。此外,Re(550)是23℃下用波长550nm的光测定的膜的面内相位差。Re(550)通过式:Re(550)=(nx-ny)×d求得。Rth(550)为23℃下用波长550nm的光测定的膜的厚度方向的相位差。Rth(550)通过式:Rth(550)=(nx-nz)×d求得。这里,nx是面内的折射率达到最大的方向(即慢轴方向)的折射率、ny是面内与慢轴垂直的方向(即快轴方向)的折射率、nz是厚度方向的折射率、d是膜的厚度(nm)。
起偏器保护膜在厚度为80μm时的380nm下的光线透射率越高越优选。具体地说,光线透射率优选为85%以上、更优选为88%以上、进一步优选为90%以上。光线透射率为这种范围时,可以确保所希望的透明性。通过上述制造方法按照上述范围的方式对加固粒子的长度/厚度进行最优化,不仅可以实现优异的耐弯曲性及与起偏器的密合性,还可以实现这种光线透射率。光线透射率例如可以利用基于ASTM-D-1003的方法测定。
起偏器保护膜的雾度越低越优选。具体地说,雾度优选为5%以下、更优选为3%以下、进一步优选为1.5%以下、特别优选为1%以下。雾度为5%以下时,可以对膜赋予良好的清晰感。进而,即便是在用于图像显示装置的可视侧偏振片时,显示内容也能够良好地可视。利用上述制造方法按照达到上述范围的方式对加固粒子的长度/厚度之比进行最优化,不仅可以实现优异的耐弯曲性及与起偏器的密合性,还可以实现这种雾度。
起偏器保护膜在厚度为80μm时的YI优选为1.27以下、更优选为1.25以下、进一步优选为1.23以下、特别优选为1.20以下。YI超过1.3时,有光学透明性变得不充分的情况。通过利用上述制造方法按照达到上述范围的方式将加固粒子的长度/厚度之比最优化,不仅可以实现优异的耐弯曲性及与起偏器的密合性,还可以实现这种YI。此外,YI例如可以由利用使用了高速积分球式分光透射率测定机(商品名DOT-3C:村上色彩技术研究所制)的测定所获得的颜色的三刺激值(X、Y、Z)、利用下式求得。
YI=[(1.28X-1.06Z)/Y]×100
起偏器保护膜在厚度为80μm时的b值(基于亨特表色系的色调的尺度)优选为小于1.5、更优选为1.0以下。b值为1.5以上时,有产生不希望的颜色的情况。此外,b值例如可如下获得:将起偏器保护膜样品裁剪为3cm见方、使用高速积分球式分光透射率测定机(商品名DOT-3C:村上色彩技术研究所制)测定色调,根据亨特表色系对该色调进行评价,从而获得。
起偏器保护膜的透湿度优选为300g/m2·24小时以下、更优选为250g/m2·24小时以下、进一步优选为200g/m2·24小时以下、特别优选为150g/m2·24小时以下、最优选为100g/m2·24小时以下。起偏器保护膜的透湿度为这种范围时,可获得耐久性及耐湿性优异的偏振片。
起偏器保护膜的抗拉强度优选为10MPa以上且小于100MPa、更优选为30MPa以上且小于100MPa。小于10MPa时,有无法表现充分的机械强度的情况。超过100MPa时,有加工性变得不充分的可能性。抗拉强度例如可根据ASTM-D-882-61T测定。
起偏器保护膜的拉伸率优选为1.0%以上、更优选为3.0%以上、进一步优选为5.0%以上。拉伸率的上限例如为100%。拉伸率小于1%时,有韧性变得不充分的情况。拉伸率例如可根据ASTM-D-882-61T测定。
起偏器保护膜的拉伸弹性模量优选为0.5GPa以上、更优选为1GPa以上、进一步优选为2GPa以上。拉伸弹性模量的上限例如为20GPa。拉伸弹性模量小于0.5GPa时,有无法表现充分的机械强度的情况。拉伸弹性模量例如可根据ASTM-D-882-61T测定。
在起偏器保护膜的一个面上还可形成易粘接层。易粘接层例如含有水系聚氨酯和噁唑啉系交联剂。
F.起偏器保护膜的用途
通过本发明的制造方法获得的起偏器保护膜可以适用于偏振片。偏振片代表性地具有起偏器和配置于该起偏器的至少一侧的起偏器保护膜。起偏器由于采用业界内公知的构成,因此详细的说明省略。偏振片可以适用于图像显示装置。作为图像显示装置的代表例,可举出液晶显示装置、有机场致发光(EL)显示装置。图像显示装置由于采用业界内公知的构成,因此详细的说明省略。
[实施例]
以下通过实施例具体地说明本发明,但本发明并不受这些实施例所限定。各特性的测定方法如下所述。此外,只要无特别说明,则实施例中的“份”及“%”为重量基准。
<实施例1>
(起偏器保护膜的制作)
利用单甲基胺对MS树脂(MS-200;甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯(摩尔比)=80/20的共聚物,新日铁化学株式会社制)进行酰亚胺化(酰亚胺化率:5%)。所得的酰亚胺化MS树脂具有通式(1)所示的戊二酰亚胺单元(R1及R3为甲基、R2为氢原子)、通式(2)所示的(甲基)丙烯酸酯单元(R4及R5为甲基)及苯乙烯单元。此外,上述酰亚胺化使用口径为15mm的咬合型同方向旋转式双螺杆挤出机。使挤出机的各调温区域的设定温度为230℃、螺杆转速为150rpm、MS树脂以2.0kg/小时进行供给、单甲基胺的供给量相对于MS树脂100重量份为2重量份。自料斗投入MS树脂,利用捏合块使树脂熔融及充满后,自喷嘴注入单甲基胺。在反应区域的末端放入密封环,充满树脂。将通风口的压力减压至-0.08MPa,将反应后的副产物及过剩的甲基胺脱挥。从设置于挤出机出口的模具中作为股线出来的树脂在水槽中冷却后,利用造粒机进行颗粒化。所得酰亚胺化MS树脂的酰亚胺化率为5.0%、酸值为0.5mmol/g、Tg为120℃。
将上述获得的酰亚胺化MS树脂90重量份和芯壳型粒子(Kaneka公司制、商品名“Kaneace M-210”)10重量份投入到单螺杆挤出机中,在260℃下进行熔融挤出,获得厚度为120μm的膜。将所得挤出膜在拉伸温度为160℃(Tg+40℃)下、在长度方向及宽度方向上分别同时二轴拉伸至2倍(表面倍率为4.0)。拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为10%/秒。通过该拉伸,芯壳型粒子进行扁平化、形成加固粒子。加固粒子的长度/厚度之比为6.3。如此,制作起偏器保护膜。所得的起偏器保护膜的厚度为40μm、面内相位差Re(550)为2nm、厚度方向相位差Rth(550)为2nm。将所得起偏器保护膜供至上述(2)的评价。将结果示于表1中。
(偏振片的制作)
1.起偏器的制作
通过轧辊拉伸机按照长度方向达到5.9倍的方式将厚度为30μm的聚乙烯醇(PVA)系树脂膜(Kuraray制、制品名“PE3000”)的长条卷在长度方向上进行单轴拉伸,同时实施膨润、染色、交联、洗涤处理,最后实施干燥处理,从而制作厚度为12μm的起偏器。
具体地说,膨润处理为一边用20℃的纯水进行处理、一边拉伸至2.2倍。接着,染色处理为在按照所得起偏器的单体透射率达到45.0%的方式调整了碘浓度的、碘与碘化钾的重量比为1:7的30℃水溶液中一边进行处理,一边拉伸至1.4倍。进而,交联处理采用2阶段的交联处理,第1阶段的交联处理为在40℃的溶解有硼酸和碘化钾的水溶液中一边进行处理、一边拉伸至1.2倍。第1阶段交联处理的水溶液的硼酸含量为5.0重量%、碘化钾含量为3.0重量%。第2阶段的交联处理为在65℃的溶解有硼酸和碘化钾的水溶液中一边进行处理、一边拉伸至1.6倍。第2阶段交联处理的水溶液的硼酸含量为4.3重量%、碘化钾含量为5.0重量%。另外,洗涤处理用20℃的碘化钾水溶液进行处理。洗涤处理的水溶液的碘化钾含量为2.6重量%。最后,干燥处理在70℃下干燥5分钟,获得起偏器。
2.偏振片的制作
在上述起偏器的单侧介由聚乙烯醇系粘接剂粘贴上述获得的起偏器保护膜,获得偏振片。将所得偏振片供至密合性的评价。将结果示于表1中。此外,密合性的评价如下地进行。对所得的偏振片进行剥离试验,评价起偏器保护膜与起偏器的密合力。具体地如下所述。将偏振片剪切成在起偏器的吸收轴方向上为200mm、垂直于吸收轴的方向上为15mm的大小。在保护膜与起偏器之间用切割刀刻入切口,将其粘贴在玻璃板上。利用万能拉力机以剥离速度为300mm/分钟在90度方向上将保护膜和起偏器剥离,测定其初期剥离强度(N/15mm)。利用以下的基准进行评价。
○:初期剥离强度为1.0(N/15mm)以上
×:初期剥离强度小于1.0(N/15mm)
<实施例2>
除了使拉伸温度为165℃(Tg+45℃)以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例3>
除了使拉伸温度为170℃(Tg+50℃)以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例4>
除了使拉伸温度为175℃(Tg+55℃)以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例5>
除了使拉伸温度为155℃(Tg+35℃)以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<比较例1>
除了使拉伸温度为180℃(Tg+60℃)以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例6>
除了使宽度方向的拉伸倍率为1.5倍、使表面倍率为3.0以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例7>
除了使宽度方向的拉伸倍率为2.6倍、使表面倍率为5.2以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例8>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为3%/秒以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例9>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为5%/秒以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例10>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为15%/秒以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<比较例2>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为1%/秒以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例11>
除了使拉伸温度为170℃(Tg+50℃)、宽度方向的拉伸倍率为1.5倍、使表面倍率为3.0、使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为3%/秒以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例12>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为5%/秒以外,与实施例11同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例13>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为10%/秒以外,与实施例11同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例14>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为15%/秒以外,与实施例11同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例15>
除了使拉伸温度为175℃(Tg+55℃)、宽度方向的拉伸倍率为1.5倍、使表面倍率为3.0、使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为3%/秒以外,与实施例1同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例16>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为5%/秒以外,与实施例15同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例17>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为10%/秒以外,与实施例15同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例18>
除了使拉伸速度在长度方向及宽度方向上均为15%/秒以外,与实施例15同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<比较例3>
在长度方向上,以拉伸温度为160℃、拉伸速度为100%/秒进行拉伸之后,在宽度方向上以拉伸温度为136℃、拉伸速度为12%/秒、表面倍率为5.8倍进行拉伸,制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例19>
除了使宽度方向的拉伸温度为140℃以外,与比较例3同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例20>
除了使宽度方向的拉伸温度为160℃以外,与比较例3同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例21>
除了使宽度方向的拉伸温度为170℃以外,与比较例3同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<比较例4>
除了使长度方向的拉伸速度为40%/秒、宽度方向的拉伸速度为2%/秒以外,与实施例20同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<实施例22>
除了使长度方向的拉伸速度为60%/秒、宽度方向的拉伸速度为4%/秒以外,与实施例20同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
<比较例5>
除了使表面倍率为7.0以外,与实施例20同样地制作起偏器保护膜及偏振片。将所得偏振片供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1。
表1
*″同时″为同时二轴拉伸、″依次″为按顺序进行纵拉伸和横拉伸的依次二轴拉伸
*依次的″/″表示″纵拉伸的条件/横拉伸的条件″
<评价>
由表1可知,本发明实施例的起偏器保护膜的制造方法能够以优异的生产率获得与起偏器的密合性的平衡优异的起偏器保护膜(结果为偏振片)。
产业上的利用可能性
通过本发明的制造方法获得的起偏器保护膜优选用于偏振片。偏振片优选用于图像显示装置中。图像显示装置可以用于便携信息终端(PDA)、智能手机、手机、手表、数码相机、便携游戏机等便携机器;电脑显示器,笔记本电脑,复印机等OA机器;摄像机、电视、微波炉等家庭用电器;后视显示器、汽车导航系统用显示器、汽车音响装置等车载用机器;数字标牌、商业店铺用信息用显示器等展示机器;监视用显示器等警戒机器;看护用显示器、医疗用显示器等看护、医疗机器等各种用途中。
Claims (7)
1.一种起偏器保护膜的制造方法,其包含对含丙烯酸系树脂和芯壳型粒子的组合物进行膜形成以及对所得膜进行拉伸,其中,
在该拉伸中,拉伸温度为Tg+20℃~Tg+55℃、表面倍率为2.0~6.0、拉伸速度为3%/秒~130%/秒。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述丙烯酸系树脂具有选自戊二酰亚胺单元、内酯环单元、马来酸酐单元、马来酰亚胺单元及戊二酸酐单元中的至少1个。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述芯壳型粒子具有由橡胶状聚合物构成的芯和由玻璃状聚合物构成并将该芯覆盖的覆盖层。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的制造方法,其中,所述组合物含有7重量%~30重量%的所述芯壳型粒子。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的制造方法,其中,所述拉伸为二轴拉伸。
6.根据权利要求5所述的制造方法,其中,所述二轴拉伸中的1个方向的拉伸倍率与另一个方向的拉伸倍率之比为1.0~1.5。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的制造方法,其中,通过所述拉伸,所述芯壳型粒子变形成扁平,该扁平粒子的长度/厚度之比为4.0~7.0。
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