CN110014679A - 拉伸膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种拉伸膜的制造方法。该拉伸膜的制造方法具有以下工序:至少一次将光学膜进行拉伸的拉伸工序(S3),使光学膜在面内收缩的收缩工序(S1),以及对光学膜照射电子束或者γ射线的照射工序(S2)。在至少一次中的最后一次的拉伸工序之前进行收缩工序和照射工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种将光学膜进行拉伸而制造拉伸膜的拉伸膜的制造方法。
背景技术
一般而言,在电视、笔记本电脑和智能手机等图像显示装置搭载有偏振片。偏振片根据用途而被贴附于图像显示装置的构成部件。例如在作为图像显示装置的一种的液晶显示装置中,在液晶单元的表面侧和背面侧贴附有偏振片。
上述的偏振片被构成为具备起偏器和保护起偏器的光学膜。通常,通过使用粘接剂在起偏器的一面或两面贴合光学膜而制作偏振片。
在偏振片向液晶显示装置的搭载中,由于偏振片的贴合不良、缺陷等状况,有时需要将偏振片从液晶单元剥离下来并重新贴合的被称为所谓的返工的作业。为了能够进行返工,在从液晶单元剥离偏振片时,必须确保构成偏振片的起偏器与光学膜的粘接性(这是由于若两者间发生剥离,则无法作为偏振片使用)。作为提高起偏器与光学膜的粘接性的方法,以往已知有对光学膜表面进行电晕处理、等离子体处理、准分子光照射处理等的易粘接处理。
另一方面,在光学膜的制造中,为了得到所期望的形态的光学膜,以往通过拉伸来调整光学膜的宽度、厚度。拉伸过的光学膜(以下也称为“拉伸膜”)伴有脆弱化,因此即便通过上述的易粘接处理而能够确保在拉伸膜与起偏器的界面的粘接性,在偏振片从液晶单元剥离时,往往也会发生因在厚度方向施加应力而破坏拉伸膜本身,即所谓的凝聚破坏(内部破坏、材料破坏)。由于拉伸膜的凝聚破坏在拉伸膜的厚度方向的任意位置发生,所以对拉伸膜的表面进行的易粘接处理对于上述凝聚破坏并不会成为有效的手段。
在此,专利文献1中公开了抑制凝聚破坏的方法的一个例子。在专利文献1中,对拉伸后的光学膜照射电子束或者γ射线。认为通过电子束等的照射而在拉伸膜内在厚度方向形成交联是得到抑制凝聚破坏的效果的一个因素。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-134305号公报(参照权利要求1、第〔0009〕、〔0108〕段等)
发明内容
然而,最近,伴随液晶显示装置的大型化(大画面化)或者薄型化的期望,对偏振片中使用的光学膜(拉伸膜)的宽幅化或者薄膜化的期望提高。为了制作迎合这样的期望的光学膜,需要以超过以往的高倍率拉伸光学膜。
但是,如果以高倍率拉伸光学膜,则光学膜的聚合物分子(基体分子)的面内方向的取向度变高,由此,在膜的厚度方向的基体分子间的缠绕容易解离,所以容易发生凝聚破坏。在上述专利文献1的方法中,认为由于对因面内方向的拉伸而使厚度方向的基体分子间的缠绕解离的状态的光学膜照射电子束等,所以在厚度方向形成交联而抑制上述的凝聚破坏的效果不充分,需要进一步的改良。
本发明是为了解决上述的问题而进行的,其目的在于提供能够确保与起偏器的良好的粘接性、并且即便以高倍率拉伸也能抑制返工时的凝聚破坏的拉伸膜的制造方法。
本发明的上述目的通过以下的制造方法来实现。
本发明的一个方面涉及的拉伸膜的制造方法是具有至少一次将光学膜进行拉伸的拉伸工序的拉伸膜的制造方法,进一步具有使上述光学膜在面内收缩的收缩工序、和对上述光学膜照射电子束或者γ射线的照射工序,在上述至少一次中的最后一次的上述拉伸工序之前进行上述收缩工序和上述照射工序。
根据上述的制造方法,通过收缩工序,能够促进膜厚度方向的基体分子间的缠绕。另外,通过照射工序,能够提高膜厚度方向的基体分子间的交联。在经过这两个工序后,进行最终的拉伸工序,因此即便以高倍率在面内方向拉伸光学膜,也能够抑制膜厚度方向的基体分子间的缠绕的解离。由此,即便使用以高倍率拉伸过的光学膜(拉伸膜)构成偏振片,将该偏振片返工时(从液晶单元剥离偏振片时),也能够抑制上述拉伸膜的凝聚破坏。另外,通过在上述拉伸膜中促进基体分子间的缠绕,提高交联,从而在用粘接剂将上述拉伸膜和起偏器粘接而制作偏振片时,上述粘接剂介由分子间缠绕的部分容易浸透到上述拉伸膜的内部。其结果,能够提高拉伸膜相对于起偏器的剥离强度,能够确保与起偏器的良好的粘接性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的拉伸膜的制造方法的处理流程的流程图。
图2是示意性地表示利用溶液流延制膜法制造光学膜的装置的简要构成的说明图。
图3是表示上述光学膜的制造工序的流程的流程图。
图4是示意性地表示斜向拉伸装置的简要构成的俯视图。
图5是示意性地表示上述斜向拉伸装置的拉伸部的轨道模式的一个例子的俯视图。
图6是表示使用上述拉伸膜的液晶显示装置的简要构成的截面图。
符号说明
F 光学膜
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。应予说明,本说明书中,将数值范围表述为A~B时,表示该数值范围包含下限A和上限B的值。另外,本说明书中,“拉伸膜”是指将“光学膜”进行拉伸后的膜。应予说明,本发明不限于以下的内容。
〔拉伸膜的制造方法〕
图1是表示本实施方式的拉伸膜的制造方法的处理流程的流程图。本实施方式的拉伸膜的制造方法包括收缩工序(S1)、照射工序(S2)和至少一次的拉伸工序(S3)。
收缩工序是使光学膜在面内收缩的工序。该收缩工序通过例如在利用后述的溶液流延制膜法的光学膜的制膜中,将从支承体剥离后的流延膜(基膜、光学膜)在MD方向(Machine Direction,搬运方向)拉伸而进行。这种情况下,光学膜在膜面内在与MD方向正交的TD方向(Traverse Direction,宽度方向)收缩。
照射工序是对光学膜照射电子束或者γ射线的照射工序。电子束的照射例如可以使用电子束照射装置等进行。电子束的照射量可以以得到所期望的剥离强度的方式适当地调整。具体而言,作为吸收剂量,优选为500kGy以上,更优选为6000kGy以上,优选为1500kGy以下,更优选为1200kGy以下。照射电子束时的加速电压优选为150kV以上,优选为250kV以下。γ射线的照射例如可以使用γ射线照射装置等进行。γ射线的照射量以吸收剂量计,可以设为与电子束同样的照射量。
进行照射工序时的气氛没有特别限定,可以为空气气氛或者非活性气体气氛。作为非活性气体,可以使用氮、氩、氦等气体。特别是氧浓度小于300ppm的气氛能够抑制由氧引起的交联阻碍,因而优选。另外,进行照射工序时的温度没有特别限定,例如可以为10℃~30℃的常温。应予说明,关于电子束等的照射条件,除电子束等的照射时机(拉伸工序之前或之后)以外,可以为与上述的专利文献1中公开的条件同样的条件,特别优选采用专利文献1的实施例1的条件。
拉伸工序可以是将光学膜在膜面内仅在MD方向拉伸的工序,可以是仅在TD方向拉伸的工序,也可以是在相对于MD方向和TD方向这两个方向倾斜的方向拉伸的工序。这样的拉伸可以使用拉伸机(包括斜向拉伸装置)进行。另外,拉伸工序可以在卷绕所制膜的光学膜之前进行,也可以暂时将光学膜卷绕而制成膜卷后,对从膜卷再次抽出的光学膜进行。
在光学膜的制造中,上述的拉伸工序在本实施方式中至少进行一次。其中,上述的S1的收缩工序和S2的照射工序在上述至少一次中的最后一次的拉伸工序之前进行。因此,例如,拉伸工序为一次时,可以按照收缩工序、照射工序、拉伸工序的顺序进行,也可以按照照射工序、收缩工序、拉伸工序的顺序进行。另外,进行2次拉伸工序时,可以按照收缩工序、拉伸工序(第1拉伸工序)、照射工序、拉伸工序(第2拉伸工序)的顺序进行。应予说明,拉伸工序(例如第1拉伸工序)可以兼作收缩工序。
根据本实施方式的拉伸膜的制造方法,通过收缩工序,促进膜厚度方向的聚合物分子(基体分子)间的缠绕。另外,通过照射工序,光学膜的厚度方向的基体分子间的交联提高。因此,其后,即便在最后一次的拉伸工序中,以高倍率拉伸光学膜,也能够有效地抑制上述的基体分子间的缠绕的解离。其结果,使用以高倍率拉伸的光学膜(拉伸膜)构成偏振片,将该偏振片贴合于液晶单元后,即便在进行剥离偏振片并重新贴合的返工的情况下,也能够抑制返工时的拉伸膜的凝聚破坏。
而且,通过在拉伸膜中促进基体分子间的缠绕,提高交联,从而在制作偏振片时,介由粘接剂将拉伸膜与起偏器进行粘接的情况下,上述粘接剂介由基体分子间的缠绕的部分(交联部分)容易浸透膜内部。其结果,介由粘接剂能够将拉伸膜牢固地固定于起偏器,能够提高拉伸膜相对于起偏器的剥离强度。也就是说,能够确保拉伸膜与起偏器的良好的粘接性。
另外,通过在最后一次的拉伸工序之前依次进行收缩工序和照射工序,从而利用照射工序能够使由收缩工序促进的基体分子间的缠绕更牢固,能够可靠地提高交联。由此,能够可靠地抑制由其后的高倍率拉伸引起的基体分子间的缠绕的解离,能够可靠地抑制以高倍率拉伸的拉伸膜的凝聚破坏。另外,在与起偏器进行粘接时,粘接剂容易进一步浸透到拉伸膜内,因此能够可靠地确保拉伸膜与起偏器的良好的粘接性。
应予说明,收缩工序可以在照射工序之后,也就是说,可以在对光学膜照射电子束等之后进行。但是,已知如果使用这样制造的拉伸膜形成偏振片,则存在起偏器与拉伸膜的界面的粘接性多少有些劣化的趋势。推测这是由于如果在照射电子束等使基体分子间的缠绕增强的状态下进行收缩,则分子的密度变得过高,粘接剂难以浸透到膜内。因此,从避免偏振片的上述粘接性的劣化的观点考虑,收缩工序优选在照射工序之前进行。
另外,作为构成上述的光学膜的树脂,可以使用环烯烃系树脂(COP)、纤维素酯系树脂、聚碳酸酯系树脂等。其中,从容易控制拉伸性、结晶度的观点和粘接剂容易浸透、能够确保与起偏器的更良好的粘接性的观点考虑,优选使用COP。也就是说,上述光学膜优选含有COP而构成。
在此,在收缩工序中,担心如果光学膜的收缩率过小,则促进基体分子间的缠绕的效果不充分,如果过大,则光学膜(拉伸膜)的生产效率下降。因此,收缩工序中的光学膜的收缩率优选为5%~50%,更优选为10%~30%。
另外,为了确保高相位差、确保宽幅和促进与起偏器粘接时的粘接剂浸透,优选在拉伸工序中以高倍率拉伸光学膜。但是,如果拉伸倍率过高,则拉伸应力会导致在膜内产生裂纹,或者保持膜强度的基体分子间的缠绕解离,膜变得脆弱化。因此,拉伸工序中的拉伸倍率优选为1.1倍~5倍,更优选为1.3倍~3倍。另外,拉伸方向没有限定,从得到宽幅的拉伸膜的观点考虑,优选至少包含宽度方向的拉伸。
应予说明,进行多次拉伸时,优选多次拉伸中的基体分子解离风险最高的最高倍率的拉伸在最后一次进行。也就是说,在多次拉伸中,最高倍率的拉伸优选在得到收缩工序和照射工序之后进行(例如收缩(低倍率拉伸)、照射、高倍率拉伸等)。这种情况下,在最高倍率的拉伸以前,通过收缩工序和照射工序能够使基体分子的缠绕牢固,因此其后即便进行最高倍率的拉伸,也能够抑制基体分子的缠绕的解离,抑制凝聚破坏。
〔拉伸膜的物性〕
通过本实施方式的制造方法得到的拉伸膜的面内相位差Ro优选为10nm~300nm,更优选为30nm~180nm。另外,拉伸膜的厚度方向的相位差Rt优选为10nm~300nm,更优选为50nm~200nm。此外,拉伸膜的膜厚优选为10μm~70μm,更优选为30~50μm。
〔光学膜的制造方法〕
接下来,对作为上述拉伸膜的基底的光学膜的制造方法进行说明。光学膜的制造方法没有特别限定,例如可以使用以下所示的溶液流延制膜法或者熔融流延制膜法来制造光学膜。
(溶液流延制膜法)
图2示意性地表示利用溶液流延制膜法制造光学膜的装置的简要构成。另外,图3是表示光学膜的制造工序的流程的流程图。利用溶液流延制膜法制造光学膜的方法包括:搅拌制备工序(S11)、流延工序(S12)、剥离工序(S13)、收缩工序(S14)、第1干燥工序(S15)、照射工序(S16)、拉伸工序(S17)、第2干燥工序(S18)、剪切工序(S19)、压花加工工序(S20)、和卷绕工序(S21)。应予说明,上述制造方法不需要包括第1干燥工序(S15)和第2干燥工序(S18)这两者,只要包括至少任一个工序即可。
应予说明,图1中示出的收缩工序(S1)和照射工序(S2)例如与图3的收缩工序(S14)和照射工序(S16)对应。另外,图1中示出的拉伸工序(S3)例如与图3的拉伸工序(S17)对应。在S21的卷绕工序中,得到拉伸膜的卷绕体(膜卷)。应予说明,可以从用通常的方法(例如没有收缩工序和照射工序)制膜的光学膜的卷绕体再次抽出光学膜,对抽出来的光学膜进行图1的收缩工序(S1)、照射工序(S2)和拉伸工序(S3)的全部工序。
<搅拌制备工序>
在S11的搅拌制备工序中,在搅拌装置1的搅拌槽1a内至少搅拌树脂和溶剂,制备在支承体3(无端带)上流延的涂液。作为上述树脂,可以假定环烯烃系树脂(COP)、纤维素酯系树脂、聚碳酸酯系树脂等。作为溶剂,使用良溶剂和不良溶剂的混合溶剂。
<流延工序>
在S12的流延工序中,通过加压型定量齿轮泵等将由搅拌制备工序制备的涂液利用导管送液至流延模2,将涂液从流延模2流延到由无限移送的旋转驱动不锈钢制无端带形成的支承体3上的流延位置。然后,使流延的涂液在支承体3上干燥,形成流延膜5(基膜)。将流延模2的倾斜角度,即,涂液从流延模2向支承体3的喷出方向以相对于支承体3的面(涂液流延的面)的法线的角度为0°~90°的范围内的方式适当地设定即可。
支承体3例如由不锈钢带构成,被一对辊3a·3b和位于它们间的多个辊(未图示)保持。在辊3a·3b中的一者或两者上设置有对支承体3赋予张力的驱动装置(未图示),由此支承体3被施加张力而以张紧的状态使用。应予说明,支承体3可以为滚筒。
在流延工序中,将由在支承体3上流延的涂液形成的流延膜5在支承体3上加热,使溶剂蒸发直至利用剥离辊4能够从支承体3剥离流延膜5为止。为了使溶剂蒸发,有从基膜侧吹风的方法、利用液体从支承体3的背面导热的方法、利用辐射热从表面和背面导热的方法等,适当地单独或者组合使用即可。
<剥离工序>
在S12的流延工序中,干燥固化或冷却凝固至在支承体3上流延膜5成为能够剥离的膜强度后,在S13的剥离工序中,利用剥离辊4将流延膜5以保持自我支承性的状态进行剥离。
应予说明,剥离时刻的流延膜5在支承体3上的残留溶剂量根据干燥条件的强弱、支承体3的长度等,优选为50~120质量%的范围。在残留溶剂量较多的时刻进行剥离时,如果流延膜5过软,则损害剥离时平面性,容易产生由剥离张力所致的皱褶、纵纹,因此以兼顾经济速度和品质的方式来确定剥离时的残留溶剂量。应予说明,残留溶剂量由下述式定义。
残留溶剂量(质量%)=(基膜的加热处理前质量-基膜的加热处理后质量)/(基膜的加热处理后质量)×100
在此,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。
<收缩工序>
在S14的收缩工序中,使流延膜5(光学膜F)在宽度方向收缩。作为使流延膜5收缩的方法,例如,具有下述方法:(1)以不保持宽度的状态对流延膜5进行高温处理,提高流延膜5的密度;(2)在搬运方向(MD方向)对流延膜5施加张力,使流延膜5在宽度方向(TD方向)收缩;(3)急剧地减少流延膜5的残留溶剂量;等方法。
<第1干燥工序>
在S15的第1干燥工序中,用干燥装置6将从支承体3剥离下来的流延膜5(光学膜F)干燥。在干燥装置6内,由从侧面看配置成锯齿状的多个搬运辊搬运流延膜5,其间将流延膜5干燥。在干燥装置6内的干燥方法没有特别限制,一般使用热风、红外线、加热辊、微波等将流延膜5干燥。从简便性的观点考虑,优选用热风将流延膜5干燥的方法。应予说明,第1干燥工序根据需要进行即可。
<照射工序>
在S16的照射工序中,利用照射装置7对光学膜F照射电子束或者γ射线。通过该照射工序,提高光学膜F的厚度方向的基体分子间的交联。应予说明,照射装置7只要与拉幅机8相比位于搬运方向上游侧,就可以设置在任何位置,例如可以设置在剥离辊4与干燥装置6之间。
<拉伸工序>
在S17的拉伸工序中,将在S16中照射过电子束或者γ射线的光学膜F利用拉幅机8进行拉伸。作为此时的拉伸方向,可以为MD方向、TD方向、这两个方向中的任一个。在拉伸工序中,用夹具等固定光学膜F的两侧边缘部进行拉伸的拉幅机方式使膜的平面性、尺寸稳定性提高,因而优选。应予说明,在拉幅机8内,可以在拉伸的基础上进行干燥。
<第2干燥工序>
在S18的第2干燥工序中,用干燥装置9将由拉幅机8拉伸过的光学膜F干燥。在干燥装置9内,由从侧面看配置成锯齿状的多个搬运辊搬运光学膜F,其间将光学膜F干燥。在干燥装置9内的干燥方法没有特别限制,一般使用热风、红外线、加热辊、微波等使光学膜F干燥。从简便性的观点考虑,优选用热风使光学膜F干燥的方法。将光学膜F在用干燥装置9干燥后,向卷绕装置12搬运。
<剪切工序、压花加工工序>
在S19的剪切工序中,由切条机构成的剪切部10剪切所制膜的光学膜F的宽度方向的两端部。在光学膜F中,剪切两端部后剩余的部分构成作为膜产品的产品部。另一方面,从光学膜F剪切下来的部分被斜槽(chute)回收,再次作为原材料的一部分在膜的制膜中得到再利用。
在S19的剪切工序后,在S20的压花加工工序中,压花加工部11在光学膜F的宽度方向的两端部实施压花加工(滚花加工)。压花加工通过将加热的压花辊按压在光学膜F的两端部而进行。通过在压花辊的表面形成细的凹凸,并将压花辊按压在光学膜F的两端部,从而在上述两端部形成凹凸。通过这样的压花加工,能够极力抑制在接下来的卷绕工序中的卷绕错移、粘连(膜彼此的贴附)。
<卷绕工序>
最后,在S21的卷绕工序中,将完成压花加工的光学膜F利用卷绕装置12进行卷绕,得到膜卷。即,在卷绕工序中,通过将光学膜F在搬运的同时卷绕于卷芯,来制造膜卷。光学膜F的卷绕方法可以采用通常使用的卷绕器,有恒扭矩法、恒张力法、锥度张力法、内部应力一定的程序张力控制法等控制张力的方法,适当地使用这些方法即可。
(熔融流延制膜法)
熔融流延制膜法是将含有树脂和增塑剂等添加剂的树脂组合物加热熔融至显示流动性的温度,其后,将具有流动性的熔融物流延而制造光学膜的方法。通过对由熔融流延制膜法所制造的光学膜进行图1中示出的收缩工序(S1)、照射工序(S2)和拉伸工序(S3),能够得到拉伸膜。
通过熔融流延形成的方法可分类为熔融挤出(成型)法、加压成型法、吹胀成型法、注塑成型法、吹塑成型法、拉伸成型法等。在这些方法中,优选得到机械强度和表面精度等优异的膜的熔融挤出法。另外,熔融挤出法中使用的多个原材料通常优选预先混炼使其颗粒化。
颗粒化用公知的方法进行即可。例如,可以用给料机向挤出机供给干燥树脂、增塑剂、其它添加剂,使用单轴或双轴的挤出机进行混炼,以线条状从模挤出,进行水冷或者空冷,并切割,由此使其颗粒化。
添加剂可以在向挤出机供给前混合在树脂中,也可以将添加剂和树脂分别用不同的给料机向挤出机供给。另外,为了均匀地混合粒子、抗氧化剂等少量的添加剂,优选预先混合在树脂中。
挤出机优选能够以抑制剪切力、树脂不劣化(分子量降低、着色、生成凝胶等)的方式进行颗粒化而在尽可能低的温度下进行加工。例如在为双轴挤出机的情况下,优选使用深槽型的螺杆,在同一方向旋转。从混炼的均匀性出发,优选啮合型。
使用如上得到的颗粒进行膜的制膜。当然也可以不经过颗粒化,将原材料的粉末直接用给料机向挤出机供给,直接进行膜的制膜。
使利用单轴、双轴类型的挤出机挤出上述颗粒时的熔融温度为200~300℃左右,用叶盘型的过滤器等进行过滤而除去异物后,从T型模流延成膜状,用冷却辊和弹性接触辊夹持膜,在冷却辊上使其固化。
从供给料斗向挤出机导入上述颗粒时,优选在真空下或减压下、非活性气体气氛下进行而防止氧化分解等。
对于挤出流量,优选进行齿轮泵的导入等而稳定地进行。另外,异物的除去中使用的过滤器优选使用不锈钢纤维烧结过滤器。不锈钢纤维烧结过滤器是在达到不锈钢纤维体复杂缠绕的状态后进行压缩,将接触位置烧结,使其一体化而形成的,可通过其纤维的粗细和压缩量来改变密度,而可调整过滤精度。
增塑剂、粒子等添加剂可以预先与树脂混合,也可以在挤出机的中途混入。为了均匀地添加,优选使用静态混合机等混合装置。
用冷却辊和弹性接触辊夹持膜时的接触辊侧的膜温度优选为膜的Tg(玻璃化转变温度)~Tg+110℃。具有以这样的目的使用的弹性体表面的辊可以使用公知的辊。
弹性接触辊也称为夹压旋转体。作为弹性接触辊,也可以使用市售品。
从冷却辊剥离膜时,优选控制张力而防止膜的变形。
〔聚合物树脂的详细情况〕
本实施方式的光学膜或拉伸膜中含有的聚合物树脂(基体树脂)没有特别限定,在将拉伸后的膜用于光学用途时,需要使用相对所期望的波长具有透明性质的树脂。作为这样的树脂,可举出环烯烃系树脂、纤维素酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯系树脂、聚砜系树脂、聚芳酯系树脂、聚乙烯系树脂、聚氯乙烯系树脂等。
这些中,从透明性、机械强度等观点考虑,优选使用环烯烃系树脂、纤维素酯系树脂、聚碳酸酯系树脂。以下,对本实施方式中优选使用的环烯烃系树脂、纤维素酯系树脂、聚碳酸酯系树脂的详细情况进行说明。
<环烯烃系树脂>
作为环烯烃系树脂,可举出具有如下结构的(共)聚合物。
[化学式1]
式中,R1~R4各自独立地为氢原子、烃基、卤素原子、羟基、酯基、烷氧基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、甲硅烷基、或者被极性基团(即卤素原子、羟基、酯基、烷氧基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、或者甲硅烷基)取代的烃基。其中,R1~R4中的2个以上可以相互键合而形成不饱和键、单环或者多环,该单环或者多环可以具有双键,也可以形成芳香环。以R1与R2或者以R3与R4可以形成亚烷基。p、m为0以上的整数。
上述通式中,R1和R3为氢原子或者碳原子数1~10、进一步优选为1~4、特别优选为1~2的烃基,R2和R4为氢原子或者1价的有机基团,R2和R4中的至少一个表示除氢原子和烃基以外的具有极性的极性基团,m为0~3的整数,p为0~3的整数,更优选为m+p=0~4,进一步优选为0~2,特别优选为m=1、p=0。从得到的环烯烃系树脂的玻璃化转变温度高且机械强度也优异的角度考虑,优选m=1、p=0的特定单体。
作为上述特定单体的极性基团,可举出羧基、羟基、烷氧基羰基、烯丙氧基羰基、氨基、酰胺基、氰基等,这些极性基团可以介由亚甲基等连接基团进行键合。另外,羰基、醚基、甲硅烷基醚基、硫醚基、亚氨基等具有极性的2价的有机基团成为连接基团而键合的烃基等也可作为极性基团举出。在这些中,优选羧基、羟基、烷氧基羰基或者烯丙氧基羰基,特别优选烷氧基羰基或者烯丙氧基羰基。
此外,从得到的环烯烃系树脂具有高的玻璃化转变温度、低的吸湿性、与各种材料的优异的密合性的角度考虑,优选R2和R4中的至少一个为由式-(CH2)nCOOR表示的极性基团的单体。在上述的特定的极性基团涉及的式子中,R为碳原子数1~12、进一步优选为1~4、特别优选为1~2的烃基,优选为烷基。
作为共聚性单体的具体例,可举出环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、二环戊二烯、降冰片烯等环烯烃。
作为环烯烃的碳原子数,优选为4~20,进一步优选为5~12。
本实施方式中,环烯烃系树脂可以为单独1种,或者并用2种以上构成。
本实施方式的环烯烃系树脂的特性粘度〔η〕inh为0.2~5dL/g,进一步优选为0.3~3dL/g,特别优选为0.4~1.5dL/g,用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)为8000~100000,进一步优选为10000~80000,特别优选为12000~50000,重均分子量(Mw)为20000~300000,进一步优选为30000~250000,特别优选为40000~200000的范围。
通过使特性粘度〔η〕inh、数均分子量和重均分子量在上述范围,从而环烯烃系树脂的耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性、机械特性和作为环烯烃膜的成型加工性变得良好。
作为本实施方式的环烯烃系树脂的玻璃化转变温度(Tg),通常为110℃以上,优选为110~350℃,进一步优选为120~250℃,特别优选为120~220℃。Tg小于110℃时,高温条件下的使用或者涂覆、印刷等二次加工会导致变形,因而不优选。另一方面,如果Tg超过350℃,则成型加工变得困难,另外成型加工时的热导致树脂劣化的可能性变高。
偏振片保护膜具有以环烯烃系树脂为主成分的树脂层。主成分是指树脂层中的50质量%以上为环烯烃系树脂,优选为70~90质量%以上。
在不损害本实施方式的效果的范围,在环烯烃系树脂中可以配合例如日本特开平9-221577号公报、日本特开平10-287732号公报中记载的特定的烃系树脂、或者公知的热塑性树脂、热塑性弹性体、橡胶状聚合物、有机微粒、无机微粒等,可以含有特定的波长分散剂、糖酯化合物(也简称为糖酯)、抗氧化剂、剥离促进剂、橡胶粒子、增塑剂等添加剂。应予说明,关于添加剂的详细情况,在后面叙述。
以上说明的环烯烃系树脂可优选使用市售品。作为市售品的例子,有由JSR株式会社以ARTON G、ARTON F、ARTON R和ARTON RX这样的商品名发售的商品,另外,有由日本ZEON株式会社以ZEONOR ZF14、ZF16、ZEONEX 250或者ZEONEX 280这样的商品名发售的商品,可以使用这些商品。
<纤维素酯系树脂>
作为优选的纤维素酯系树脂,可举出满足下述式(1)和(2)的酰化纤维素。
式(1)2.0≤Z1<3.0
式(2)0≤X<3.0
(在式(1)和(2)中,Z1表示酰化纤维素的总酰基取代度,X表示酰化纤维素的丙酰基取代度和丁酰基取代度的总和。)
作为纤维素酯的原料的纤维素,例如可举出棉短绒、木浆、洋麻等,但不特别限定于这些。另外,可以将由它们得到的纤维素酯分别以任意的比例混合使用。
从提高耐水性的观点考虑,酰化纤维素优选为总酰基取代度为2.2~2.8的范围内的酰化纤维素,另外,从提高制膜时的流延性和拉伸性,进一步提高膜厚的均匀性的观点考虑,酰化纤维素的总酰基取代度优选为2.1~2.5。
应予说明,乙酰基的取代度及其它酰基的取代度可以基于由ASTM(AmericanSociety for Testing and Materials;美国试验材料协会)制定·发行的标准之一的ASTM-D817-96的规定进行测定。
作为酰化纤维素,特别优选从乙酸纤维素(二乙酸纤维素、三乙酸纤维素)、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、苯甲酸乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素中选择的至少1种,这些中更优选的酰化纤维素是乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。
酰化纤维素的重均分子量(Mw)优选为75000以上,更优选为75000~300000的范围,进一步优选为100000~240000的范围内,特别优选为160000~240000。如果酰化纤维素树脂的重均分子量(Mw)为75000以上,则发挥酰化纤维素层自身的自成膜性、密合的改善效果,因而优选。在本实施方式中,也可以混合使用2种以上的酰化纤维素树脂。
乙酸纤维素的平均分子量(Mn、Mw)可以分别利用凝胶渗透色谱法在以下的测定条件下测定。
溶剂:二氯甲烷
柱:Shodex K806、K805、K803G(昭和电工株式会社制,3根连接使用)
柱温:25℃
试样浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Sciences公司制)
泵:L6000(日立制作所株式会社制)
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用由标准聚苯乙烯STK standard polystyrene(TOSOH株式会社制)Mw=500~2800000的范围内的13个样品得到的校正曲线。优选13个样品以几乎等间隔使用。
<聚碳酸酯系树脂>
作为聚碳酸酯系树脂,没有特别限定,可以使用各种聚碳酸酯系树脂,从化学性质和物性的观点考虑,优选芳香族聚碳酸酯树脂,特别优选双酚A系聚碳酸酯树脂。其中,更优选使用在双酚A中导入苯环、环己烷环和脂肪族烃基等的双酚A衍生物。并且,特别优选使用相对于双酚A的中央碳非对称性地导入有上述官能团的衍生物而得到的、单位分子内的各向异性减少的结构的聚碳酸酯系树脂。作为这样的聚碳酸酯系树脂,例如,特别优选使用双酚A的中央碳的2个甲基被苯环取代的衍生物、用甲基、苯基等相对于中央碳非对称地取代双酚A的各苯环的一个氢而成的衍生物而得到的聚碳酸酯树脂。
具体而言,可举出通过光气法或者酯交换法由4,4’-二羟基二苯基烷烃或者它们的卤素取代物而得到的物质,例如,4,4’-二羟基二苯基甲烷、4,4’-二羟基二苯基乙烷、4,4’-二羟基二苯基丁烷等。另外,除此之外,例如,可举出日本特开2006-215465号公报、日本特开2006-91836号公报、日本特开2005-121813号公报、日本特开2003-167121号公报、日本特开2009-126128号公报、日本特开2012-31369号公报、日本特开2012-67300号公报、国际公开第00/26705号等中记载的聚碳酸酯系树脂。
聚碳酸酯系树脂可以与聚苯乙烯系树脂、甲基丙烯酸甲酯系树脂和乙酸纤维素系树脂等透明性树脂混合使用。另外,可以在使用乙酸纤维素系树脂形成的树脂膜的至少一个面层叠含有聚碳酸酯系树脂的树脂层。
聚碳酸酯系树脂优选玻璃化转变温度(Tg)为110℃以上,吸水率(在23℃水中、24小时的条件下测定的值)为0.3%以下。另外,更优选Tg为120℃以上,吸水率为0.2%以下。
〔添加剂〕
本实施方式的光学膜或拉伸膜根据用途可以适当地含有添加剂。作为添加剂,例如,特别优选使用苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、聚酯系添加剂、微粒等。
相对于环烯烃系树脂的添加量的优选范围根据添加剂而不同。苯并三唑系或三嗪系的紫外线吸收剂的情况下,其添加量优选为0.5~5质量%的范围内,更优选为1~4质量%的范围内。具有由下述通式(1)表示的结构的聚酯系添加剂的情况下,其添加量优选为1~10质量%的范围内,更优选为3~8质量%的范围内。
(苯并三唑系紫外线吸收剂和三嗪系紫外线吸收剂)
作为苯并三唑系紫外线吸收剂,没有特别限制,例如,可举出2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚](分子量659,作为市售品的例子,有ADEKA株式会社的LA31)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(分子量447.6,作为市售品的例子,有BASF JAPAN株式会社的Tinuvin234、928)等。
作为三嗪系紫外线吸收剂,没有特别限制,例如,可举出2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羟基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-苄氧基苯基)-1,3,5-三嗪、〔2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己基)氧基苯酚〕(Tinuvin1577FF,商品名,BASF JAPAN公司制)、〔2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚〕(CYASORB UV-1164,商品名,Cytec Industries制)等。
(聚酯系添加剂)
聚酯系添加剂是使二醇与二羧酸发生脱水缩合反应后使得到的反应产物的分子末端的(来自二醇的)羟基与具有环结构的含羟基单羧酸的羧基进行脱水缩合反应而得到的化合物。
聚酯系添加剂是具有由下述通式(1)表示的结构的化合物。
通式(1):B-(G-A)n-G-B
式中,B为由具有环结构的含羟基单羧酸衍生的基团。环结构是指具有脂肪族烃环、脂肪族杂环、芳香族烃环或者芳香族杂环的结构,优选为是指具有脂肪族烃环或者芳香族烃环的结构。具有环结构的含羟基单羧酸可以为碳原子数5~20的脂环式单羧酸、碳原子数7~20的芳香族单羧酸和它们的混合物。
碳原子数5~20的脂环式单羧酸优选为碳原子数6~15的脂环式单羧酸。脂环式单羧酸的例子包括4-羟基环己基乙酸、3-羟基环己基乙酸、2-羟基环己基乙酸、4-羟基环己基丙酸、4-羟基环己基丁酸、4-羟基环己基乙醇酸、4-羟基-邻甲基环己基乙酸、4-羟基-间甲基环己基乙酸、4-羟基-对甲基环己基乙酸、5-羟基-间甲基环己基乙酸、6-羟基-邻甲基环己基乙酸、2,4-二羟基环己基乙酸、2,5-二羟基环己基乙酸、2-(羟甲基)环己基乙酸、3-(羟甲基)环己基乙酸、4-(羟甲基)环己基乙酸、2-(1-羟基-1-甲基乙基)环己基乙酸、3-(1-羟基-1-甲基乙基)环己基乙酸、4-(1-羟基-1-甲基乙基)环己基乙酸等。
碳原子数5~20的芳香族单羧酸优选为碳原子数6~15的芳香族单羧酸。芳香族单羧酸的例子包括4-羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸、2-羟基苯甲酸、4-羟基-邻甲基苯甲酸、3-羟基-对甲基苯甲酸、5-羟基-间甲基苯甲酸、6-羟基-邻甲基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、2-(羟甲基)苯甲酸、3-(羟甲基)苯甲酸、4-(羟甲基)苯甲酸、2-(1-羟基-1-甲基乙基)苯甲酸、3-(1-羟基-1-甲基乙基)苯甲酸、4-(1-羟基-1-甲基乙基)苯甲酸等。
这些中,从容易对偏振片保护膜赋予充分的疏水性而抑制起偏器的水分引起的劣化的观点考虑,优选含有芳香环的含羟基单羧酸(含有羟基的芳香族单羧酸)。
式中,G为由选自碳原子数2~12的亚烷基二醇、碳原子数6~12的亚环烷基二醇、碳原子数4~12的氧亚烷基二醇和碳原子数6~12的亚芳基二醇中的至少1种衍生的基团。
碳原子数2~12的亚烷基二醇的例子包括乙二醇,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、1,12-十八烷二醇等。
碳原子数6~12的亚环烷基二醇的例子包括氢化双酚A(2,2-双(4-羟基环己基)丙烷)、氢化双酚B(2,2-双(4-羟基环己基)丁烷等。
碳原子数4~12的氧亚烷基二醇的例子包括二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等。
碳原子数6~12的亚芳基二醇的例子包括双酚A、双酚B等。
二醇以1种或者2种以上的混合物使用。其中,从与环烯烃系树脂的相溶性优异的角度考虑,优选碳原子数2~12的亚烷基二醇。
式中,A为由选自碳原子数4~12的亚烷基二羧酸、碳原子数6~12的亚环烷基二羧酸和碳原子数8~16的亚芳基二羧酸中的至少1种衍生的基团。
碳原子数4~12的亚烷基二羧酸的例子包括琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等。
碳原子数6~16的亚环烷基二羧酸的例子包括1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、1,5-十氢萘二羧酸、1,4-十氢萘二羧酸等。
碳原子数8~16的亚芳基二羧酸的例子包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸等。
二羧酸以1种或者2种以上的混合物使用。二羧酸优选为亚烷基二羧酸和亚芳基二羧酸的混合物。亚烷基二羧酸与亚芳基二羧酸的含有比例优选为亚烷基二羧酸:亚芳基二羧酸=40:60~99:1,更优选为50:50~90:10。
式中,n为0以上的整数。
聚酯系添加剂的数均分子量优选为300~30000,更优选为300以上且小于700,进一步优选为300~600。如果数均分子量为一定以上,则容易抑制渗出。如果数均分子量为一定以下,则例如不易损害与环烯烃系树脂的相溶性,容易抑制雾度上升。
聚酯系添加剂的数均分子量可利用凝胶渗透色谱法测定。具体而言,使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定装置(TOSOH株式会社制“HLC-8330”),在下述的测定条件下,测定酯化合物的由标准聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)。
《测定条件》
柱:“TSK gel SuperHZM-M”×2根和“TSK gel SuperHZ-2000”×2根
保护柱:“TSK SuperH-H”
展开剂:四氢呋喃
流速:0.35mL/分钟
聚酯系添加剂的数均分子量可以利用缩合或者缩聚的反应时间来调整。
聚酯系添加剂的酸值优选为0.5mgKOH/g以下,更优选为0.3mgKOH/g以下。聚酯系添加剂的羟值优选为25mgKOH/g以下,更优选为15mgKOH/g以下。
聚酯系添加剂的合成可以利用常规方法,即基于二羧酸、二醇和封端用单羧酸的酯化反应或酯交换反应的热熔缩合法,或者二羧酸和封端用单羧酸的酰氯与二醇的界面缩合法中的任一种方法进行。二醇与二羧酸的投入比以分子末端成为二醇的方式调整。
(微粒)
为了对表面赋予光滑性等,本实施方式的光学膜或者拉伸膜可进一步含有微粒(消光剂)。微粒可以由无机化合物构成,也可以由树脂构成。
作为无机化合物的例子,可举出二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙等。
树脂的例子包括有机硅树脂、氟树脂和丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和丙烯酸/苯乙烯聚合物树脂。其中优选有机硅树脂,特别优选具有三维网状结构的树脂,例如,可举出以Tospearl103、Tospearl105、Tospearl108、Tospearl120、Tospearl145、Tospearl3120和Tospearl240(以上为ToshibaSilicone株式会社制)的商品名出售的树脂。
这些中,从能降低膜的浊度的角度考虑,优选二氧化硅的微粒。作为二氧化硅的微粒的例子,可举出AEROSILR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上为日本Aerosil株式会社制)。从在保持膜的雾度低的同时降低摩擦系数的效果大的角度出发,优选AEROSIL200V、AEROSIL R972V。
微粒的一次粒子的平均粒径优选为5~400nm,更优选为10~300nm。微粒主要以粒径0.05~0.3μm的二次凝聚体的形式含有,如果为平均粒径100~400nm的粒子,则可以不凝聚而以一次粒子的形式含有。
(糖酯)
本实施方式的光学膜或者拉伸膜优选含有糖酯作为有机酯。糖酯作为耐水系的增塑剂发挥功能,因此在光学膜等中,在抑制由含水引起的延迟Rth的变动方面有效。
糖酯是指含有呋喃糖环或吡喃糖环中的至少任一个的化合物,可以为单糖,也可以为2~12个糖结构连接成的多糖。而且,糖酯优选为糖结构所具有的OH基中的至少一个被酯化的化合物。糖酯的平均酯取代度优选为4.0~8.0的范围内,更优选为5.0~7.5的范围内。
作为糖酯,没有特别限制,可举出下述通式(A)表示的糖酯。
通式(A)
(HO)m-G-(O-C(=O)-R2)n
在上述通式(A)中,G表示单糖类或者二糖类的残基,R2表示脂肪族基团或者芳香族基团,m为与单糖类或者二糖类的残基直接键合的羟基的个数的合计,n为与单糖类或者二糖类的残基直接键合的-(O-C(=O)-R2)基的个数的合计,3≤m+n≤8,n≠0。
已知具有通式(A)表示的结构的糖酯难以被分离为羟基的个数(m)、-(O-C(=O)-R2)基的个数(n)固定的单一种类的化合物,而成为式中的m、n不同的成分多种混合而成的化合物。因此,作为羟基的个数(m)、-(O-C(=O)-R2)基的个数(n)各自变化的混合物的性能是重要的,本实施方式的光学膜的情况下,优选平均酯取代度为5.0~7.5的范围内的糖酯。
在上述通式(A)中,G表示单糖类或者二糖类的残基。作为单糖类的具体例,例如可举出阿洛糖、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)表示的糖酯的单糖类残基的化合物的具体例,但不限于这些例示的化合物。
[化学式2]
另外,作为二糖类残基的具体例,例如,可举出海藻糖、蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、龙胆二糖、乳糖、异海藻糖等。
以下示出具有通式(A)表示的糖酯的二糖类残基的化合物的具体例,但不限于这些例示的化合物。
[化学式3]
在通式(A)中,R2表示脂肪族基团或者芳香族基团。在此,脂肪族基团和芳香族基团可以各自独立地具有取代基。
另外,在通式(A)中,m为与单糖类或者二糖类的残基直接键合的羟基的个数的合计,n为与单糖类或者二糖类的残基直接键合的-(O-C(=O)-R2)基的个数的合计。而且,需要为3≤m+n≤8,优选为4≤m+n≤8。另外,n≠0。应予说明,n为2以上时,-(O-C(=O)-R2)基可以彼此相同,也可以不同。
R2的定义中的脂肪族基团可以为直链,可以为支链,也可以为环状,优选为碳原子数1~25的脂肪族基团,更优选为1~20的脂肪族基团,特别优选为2~15的脂肪族基团。作为脂肪族基团的具体例,例如,可举出甲基、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、二环辛基、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,进一步优选为6~12的芳香族烃基。作为芳香族烃基的具体例,例如,可举出苯、萘、蒽、联苯、三联苯等各环。作为芳香族烃基,特别优选为苯环、萘环、联苯环。作为芳香族杂环基,优选含有氧原子、氮原子或者硫原子中的至少一个的环。作为杂环的具体例,例如,可举出呋喃、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、唑啉、唑、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,特别优选为吡啶环、三嗪环、喹啉环。
糖酯可以在一分子中含有二个以上的不同的取代基,也可以在1分子内含有芳香族取代基和脂肪族取代基,在1分子内含有不同的二个以上的芳香族取代基,在1分子内含有不同的二个以上的脂肪族取代基。
另外,还优选混合含有2种以上的糖酯。还优选同时包含含有芳香族取代基的糖酯和含有脂肪族取代基的糖酯。
以下示出通式(A)表示的糖酯的优选例,但不限于这些例示的化合物。
[化学式4]
[化学式5]
关于糖酯的添加量,相对于构成光学膜的树脂(例如酰化纤维素),优选以0.1~20质量%的范围添加,更优选以1~15质量%的范围添加。
作为糖酯,优选色相为10~300的糖酯,优选色相为10~40的糖酯。
(延迟提高剂)
本实施方式的光学膜或者拉伸膜优选含有延迟提高剂。延迟提高剂是指具有使测定波长590nm处的膜的延迟(特别是厚度方向的延迟Rth)比没有添加延迟提高剂时增大的功能的化合物。
作为延迟提高剂,可以使用含氮杂环化合物。从可靠地得到抑制由膜的含水引起的延迟提高的效果的观点考虑,优选含氮杂环化合物具有吡唑环、三唑环、咪唑环。以下示出作为延迟提高剂的含氮杂环化合物的一个例子,但不限于这些例子。
[化学式6]
〔斜向拉伸装置〕
接下来,对图1中示出的拉伸工序(S3)中使用的拉伸装置的一个例子、即斜向拉伸装置进行说明。
图4是示意性地表示斜向拉伸装置21的简要构成的俯视图。斜向拉伸装置21从膜搬运方向的上游侧依次具备:膜抽出部22、搬运方向变更部23、导辊24、拉伸部25、导辊26、搬运方向变更部27和膜卷绕部28。应予说明,拉伸部25的详细情况在后面叙述。
膜抽出部22将作为斜向拉伸对象的光学膜抽出并供给到拉伸部25。该膜抽出部22可以与图2中示出的装置分开独立地构成,也可以一体构成。前者的情况下,由图2的卷绕装置12卷绕而得到的光学膜(相当于图2的光学膜F)的卷绕体被装填到膜抽出部22,从膜抽出部22抽出光学膜。另一方面,后者的情况下,膜抽出部22在光学膜的制膜后,不将该膜进行卷绕而向拉伸部25抽出。
搬运方向变更部23将从膜抽出部22抽出的光学膜的搬运方向变更为朝向作为斜向拉伸拉幅机的拉伸部25的入口的方向。这样的搬运方向变更部23包含例如一边搬运膜一边使膜折返而改变搬运方向的转向杆、使该转向杆在与膜平行的面内旋转的旋转台而构成。
通过用搬运方向变更部23如上述那样改变光学膜的搬运方向,能够使斜向拉伸装置21整体的宽度更窄,而且能够更精细地控制膜的送出位置和角度,能够得到膜厚、光学值的偏差小的拉伸膜。另外,如果膜抽出部22和搬运方向变更部23能够移动(能够滑动、能够旋转),则能够有效地防止在拉伸部25夹持光学膜的宽度方向的两端部的左右的夹具(把持件)对膜的啮合不良。
应予说明,上述的膜抽出部22可以按照以相对于拉伸部25的入口为规定的角度送出光学膜的方式进行滑动和旋转。这种情况下,可以为省略搬运方向变更部23的设置的构成。
为了使光学膜走行时的轨道稳定,在拉伸部25的上游侧设置至少1根导辊24。应予说明,导辊24可以由夹持膜的上下一对的辊对构成,也可以由多个辊对构成。最接近拉伸部25的入口的导辊24是引导膜走行的从动辊,介由未图示的轴承部分别以能够自由旋转的方式被轴支承。作为导辊24的材质,可以使用公知的材料。应予说明,为了防止膜的损伤,优选在导辊24的表面实施陶瓷涂布或对铝等轻金属实施镀铬等而使导辊24轻型化。
另外,与最接近拉伸部25的入口的导辊24相比更靠近上游侧的辊中的1根优选压接橡胶辊而进行夹持。通过成为这样的夹持辊,能够抑制膜的流动方向的抽出张力的变动。
在最接近拉伸部25的入口的导辊24的两端(左右)的一对轴承部分别设置有作为膜张力检测装置的第1张力检测装置、第2张力检测装置,该膜张力检测装置用于检测在该辊中对膜产生的张力。作为膜张力检测装置,例如可以使用负载传感器。作为负载传感器,可以使用拉伸或者压缩型的公知的负载传感器。负载传感器是利用安装于应变产生体的应变仪将作用于着力点的载荷转变成电信号而进行检测的装置。
通过在最接近拉伸部25的入口的导辊24的左右的轴承部设置负载传感器,从而能够左右独立地检测走行中的膜给予辊的力,即在膜的两侧边缘附近产生的膜行进方向的张力。应予说明,可以在构成辊的轴承部的支承体直接安装应变仪,基于该支承体产生的应变来检测载荷,即膜张力。预先测量产生的应变与膜张力的关系,使其为已知的。
从膜抽出部22或者搬运方向变更部23向拉伸部25供给的膜的位置和搬运方向从朝向拉伸部25的入口的位置和搬运方向偏离的情况下,根据该偏离量,在最接近拉伸部25的入口的导辊24处,膜的两侧边缘附近的张力产生差异。因此,通过设置如上所述的膜张力检测装置来检测上述的张力差,能够辨别该偏离的程度。也就是说,如果膜的搬运位置和搬运方向为适当的(如果为朝向拉伸部25的入口的位置和方向),则作用于上述导辊24的载荷在轴向的两端为大致均等的,如果不是适当的,则在左右产生膜张力差。
因此,如果以使最接近拉伸部25的入口的导辊24左右的膜张力差相等的方式利用例如上述的搬运方向变更部23适当地调整膜的位置和搬运方向(相对于拉伸部25的入口的角度),则拉伸部25的入口部的利用把持件的膜的把持稳定,能够减少把持件脱离等障碍的产生。能够进一步使利用拉伸部25进行斜向拉伸后的膜在宽度方向的物性稳定。
为了使利用拉伸部25进行斜向拉伸后的膜(也称为斜向拉伸膜)在走行时的轨道稳定,在拉伸部25的下游侧设置至少1根导辊26。
搬运方向变更部27将从拉伸部25搬运的斜向拉伸膜的搬运方向变更为朝向膜卷绕部28的方向。搬运方向变更部27例如可以由折返机构构成,该折返机构在斜向拉伸膜的面内沿与拉伸方向平行或垂直的方向,使斜向拉伸膜至少折返1次。
在此,为了应对取向角(膜的面内慢轴的方向)的微调、产品变化,需要调整在拉伸部25的入口的膜行进方向与在拉伸部25的出口的膜行进方向所成的角度。
另外,从生产率、收率的角度出发,优选连续进行制膜和斜向拉伸。连续进行制膜工序、斜向拉伸工序、卷绕工序时,利用搬运方向变更部23和/或搬运方向变更部27改变膜的行进方向,在制膜工序和卷绕工序中使膜的行进方向一致,也就是说,如图4所示,通过使从膜抽出部22抽出的膜的行进方向(抽出方向)与即将由膜卷绕部28卷绕之前的膜的行进方向(卷绕方向)一致,能够减小相对于膜行进方向的装置整体的宽度。
应予说明,在制膜工序和卷绕工序中膜的行进方向未必需要一致,但优选以成为膜抽出部22与膜卷绕部28不发生干扰的布置的方式,利用搬运方向变更部23和/或搬运方向变更部27改变膜的行进方向。
作为如上所述的搬运方向变更部23·7,可以通过气流辊的使用等公知的方法来实现。
膜卷绕部28将从拉伸部25介由搬运方向变更部27搬运的斜向拉伸膜卷绕,例如由卷绕装置、蓄能装置、驱动器装置等构成。为了调整斜向拉伸膜的卷绕位置,膜卷绕部28优选为能够在横向滑动的结构。
膜卷绕部28能够按照相对于拉伸部25的出口以规定的角度牵引膜的方式精细地控制膜的牵引位置和角度。由此,能够得到膜厚、光学值的偏差小的斜向拉伸膜。另外,能够有效地防止膜的皱褶的产生,并且膜的卷绕性提高,因此能够以长条状卷绕膜。本实施方式中,拉伸后的膜的牵引张力T(N/m)优选在100N/m<T<700N/m、优选为150N/m<T<250N/m之间调整。
上述的牵引张力为100N/m以下时,容易产生膜的松弛、褶皱,延迟、取向角的膜宽度方向的分布也变差。相反,如果牵引张力为700N/m以上,则有时取向角的膜宽度方向的偏差劣化,宽度收率(宽度方向的取得效率)劣化。
另外,本实施方式中,优选以小于±5%、优选小于±3%的精度控制上述牵引张力T的变动。如果上述牵引张力T的变动为±5%以上,则宽度方向和流动方向(搬运方向)的光学特性的偏差变大。作为将上述牵引张力T的变动控制在上述范围内的方法,可举出下述方法:测定施加于拉伸部25的出口侧的最初的辊(导辊26)的载荷,即膜的张力,以该值成为一定的方式,通过一般的PID控制方式控制牵引辊(膜卷绕部28的卷绕辊)的旋转速度。作为测定上述载荷的方法,可举出在导辊26的轴承部安装负载传感器,测定施加于导辊26的载荷,即膜的张力的方法。作为负载传感器,可以使用拉伸型或压缩型的公知的负载传感器。
放开拉伸部25的利用把持件的把持,将拉伸后的膜从拉伸部25的出口排出,在对由把持件把持的膜的两端(两侧)进行修整后,依次卷绕于卷芯(卷绕辊),形成长条状的斜向拉伸膜的卷绕体。应予说明,上述的修整根据需要进行即可。
另外,在卷绕长条状的斜向拉伸膜之前,为了防止膜彼此的粘连,可以将掩护膜重叠于长条状的斜向拉伸膜而同时进行卷绕,也可以一边在通过卷绕而重叠的长条状的斜向拉伸膜的至少一个(优选为两个)端部贴合胶带等,一边进行卷绕。作为掩护膜,只要能够保护长条状的斜向拉伸膜就没有特别限制,例如,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等。
(拉伸部的详细情况)
接下来,对上述的拉伸部25的详细情况进行说明。图5是示意性地表示拉伸部25的轨道模式的一个例子的俯视图。但它只是一个例子,拉伸部25的构成并不限定于此。
本实施方式中的拉伸膜的制造使用可斜向拉伸的拉幅机(斜向拉伸机)作为拉伸部25进行。该拉幅机是将长条状的光学膜加热至可拉伸的任意温度而进行斜向拉伸的装置。该拉幅机具备加热区Z、左右配置的一对导轨Ri·Ro、以及沿导轨Ri·Ro走行而搬运膜的多个把持件Ci·Co(图5中,仅图示1组把持件)。应予说明,加热区Z的详细情况在后面叙述。导轨Ri·Ro分别由连接部连接多个导轨部而构成(图5中的白圈为连接部的一个例子)。把持件Ci·Co由把持膜的宽度方向的两端的夹具构成。
图5中,光学膜的抽出方向D1与拉伸后的膜(长条状的斜向拉伸膜)的卷绕方向D2不同,在与卷绕方向D2之间形成抽出角度θi。抽出角度θi可以在大于0°且小于90°的范围内,任意地设定为所期望的角度。
如此,由于抽出方向D1与卷绕方向D2不同,所以拉幅机的轨道模式在左右成为非对称的形状,膜的搬运路径在中途弯曲。而且,可以根据对要制造的拉伸膜给予的取向角θ、拉伸倍率等,手动或自动地调整轨道模式。在本实施方式的制造方法所使用的斜向拉伸机中,优选能够自由地设定构成导轨Ri·Ro的各导轨部和导轨连接部的位置,能够任意地变更轨道模式。
本实施方式中,拉幅机的多个把持件Ci·Co与前后的把持件Ci·Co保持一定间隔,以一定速度走行。把持件Ci·Co的走行速度可适当地选择,通常为1~150m/分钟。在本实施方式中,从膜的生产率考虑,优选为20~100m/分钟。左右一对的把持件Ci·Co的走行速度的差为走行速度的通常1%以下,优选为0.5%以下,更优选为0.1%以下。这是由于如果在拉伸工序出口在膜的左右具有行进速度差,则在拉伸工序出口产生皱褶、偏向,要求左右的把持件Ci·Co的速度差实质上为相同速度。在一般的拉幅机装置等中,根据驱动链条的链轮齿的齿轮周期、驱动马达的频率等,存在以秒以下的量级产生的速度不均,经常产生数%的不均,但这些不属于本实施方式中叙述的速度差。
在本实施方式的制造方法所使用的斜向拉伸机中,特别是在膜的搬运倾斜的部位,对限制把持件的轨迹的轨道经常要求大的弯曲率。从避免因急剧的弯曲所致的把持件彼此的干扰或局部的应力集中的目的考虑,优选在弯曲部使把持件的轨迹描绘出曲线。
如此,为了对光学膜赋予倾斜方向的取向而使用的斜向拉伸拉幅机优选为如下的拉幅机:通过使轨道模式多样地变化,能够自如地设定膜的取向角,进而,能够遍及膜宽度方向而使膜的取向轴(慢轴)左右均等地高精度取向,且能够以高精度控制膜厚度、延迟。
接着,对在拉伸部25的拉伸动作进行说明。光学膜的两端被左右的把持件Ci·Co把持,伴随着把持件Ci·Co的走行在加热区Z内被搬运。左右的把持件Ci·Co在拉伸部25的入口部(图中A的位置),在与膜的行进方向(抽出方向D1)大致垂直的方向相对,各自在左右非对称的轨道Ri·Ro上走行,在拉伸结束时的出口部(图中B的位置)放开把持的膜。利用上述的膜卷绕部28将从把持件Ci·Co放开的膜卷绕于卷芯。一对轨道Ri·Ro分别具有无端状的连续轨道,在拉幅机的出口部放开膜的把持的把持件Ci·Co在外侧的轨道行走,依次返回到入口部。
此时,由于导轨Ri·Ro为左右非对称的,所以在图5的例子中,在图中A的位置相对的左右的把持件Ci·Co随着在导轨Ri·Ro上走行,成为在导轨Ri侧(内道侧)走行的把持件Ci相对于在导轨Ro侧(外道侧)走行的把持件Co而言处于领先的位置关系。
即,在图中A的位置在与膜的抽出方向D1大致垂直的方向相对的把持件Ci·Co中的一个把持件Ci先到达膜拉伸结束时的位置B时,连接把持件Ci·Co的直线相对于与膜的卷绕方向D2大致垂直的方向仅倾斜角度θL。通过以上的操作,将长条膜相对于宽边方向以θL的角度进行斜向拉伸。在此,大致垂直表示在90±1°的范围。
接下来,对上述的加热区Z的详细情况进行说明。拉伸部25的加热区Z由预热区Z1、拉伸区Z2和热固定区Z3构成。在拉伸部25,由把持件Ci·Co把持的膜依次通过预热区Z1、拉伸区Z2、热固定区Z3。
预热区Z1是指在加热区Z的入口部把持膜的两端的把持件Ci·Co在左右(在膜宽度方向)保持一定间隔地走行的区间。
拉伸区Z2是指进行上述的斜向拉伸工序的区间。此时,根据需要,可以在斜向拉伸前后在纵向或横向将膜进行拉伸。
热固定区Z3是指在斜向拉伸工序结束后执行固定膜的光学轴(慢轴)的热固定工序的区间。
应予说明,拉伸后的膜可以在通过热固定区Z3后,通过区内的温度被设定为构成膜的热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg(℃)以下的区间(冷却区)。此时,从由冷却引起的膜收缩来考虑,可以预先设定为使对置的把持件Ci·Co的间隔变窄的轨道模式。
相对于热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg,预热区Z1的温度优选设定为Tg~Tg+30℃,拉伸区Z2的温度优选设定为Tg~Tg+30℃,热固定区Z3的温度优选设定为Tg-30~Tg℃。
应予说明,为了控制宽度方向的膜的厚度不均,可以在拉伸区Z2在宽度方向赋予温度差。在拉伸区在宽度方向赋予温度差可以采用下述方法:以使温风送入恒温室内的喷嘴的开度在宽度方向形成差异的方式调整的方法;在宽度方向排列加热器而进行加热控制等公知的方法。预热区Z1、拉伸区Z2和热固定区Z3的长度可适当地选择,相对于拉伸区Z2的长度,预热区Z1的长度通常为100~150%,热固定区Z3的长度通常为50~100%。
另外,如果使拉伸前的膜的宽度为Wo(mm),使拉伸后的膜的宽度为W(mm),则拉伸工序中的拉伸倍率R(W/Wo)优选为1.3~3.0,更优选为1.5~2.8。如果拉伸倍率在该范围,则膜的宽度方向的厚度不均变小,因而优选。如果在斜向拉伸拉幅机的拉伸区Z2,在宽度方向赋予拉伸温度差,则能够使宽度方向的厚度不均达到更良好的水平。应予说明,上述的拉伸倍率R与在拉幅机入口部把持的夹具两端的间隔W1在拉幅机出口部变成间隔W2时的倍率(W2/W1)相等。
〔液晶显示装置〕
本实施方式的拉伸膜例如可用于液晶显示装置的偏振片。以下,也包含偏振片在内对液晶显示装置的构成进行说明。
图6是表示本实施方式涉及的液晶显示装置31的简要构成的截面图。液晶显示装置31具备液晶显示面板32和背光灯33。背光灯33是用于照亮液晶显示面板32的光源。
液晶显示面板32以将偏振片35配置在液晶单元34的可视侧、将偏振片36配置在背光灯33侧的方式构成。液晶单元34是用一对透明基板(未图示)夹持液晶层而形成的。作为液晶单元34,可以使用滤色器相对于液晶层被配置于背光灯33侧的透明基板,也就是TFT(Thin FilmTransistor,薄膜晶体管)形成侧的基板的所谓的滤色器阵列(COA)结构的液晶单元,但也可以是滤色器相对于液晶层被配置于可视侧的透明基板的液晶单元。另外,液晶单元34例如通过VA(Vertical Alignment,垂直取向)方式驱动,但是,此外,也可以通过IPS(In-Plane-Switching,共平面开关)方式、TN(Twisted Nematic,扭曲向列)方式等其它的方式驱动。
偏振片35具备起偏器41和光学膜42·43。起偏器41透射规定的直线偏振光。光学膜42是配置于起偏器41的可视侧的保护膜。光学膜43是配置于起偏器41的背光灯33侧(液晶单元34侧)的兼作保护膜的相位差膜。光学膜42·43分别介由紫外线固化型粘接剂或水胶与起偏器41粘接。
这样的偏振片35介由粘合层37贴附于液晶单元34的可视侧。也就是说,偏振片35以相对于液晶单元34位于可视侧且光学膜43相对于起偏器41成为液晶单元34侧的方式贴合于液晶单元34。
偏振片36具备起偏器44和光学膜45·46。起偏器44透射规定的直线偏振光。光学膜45是配置于起偏器44的可视侧的保护膜,也可作为相位差膜发挥功能。光学膜46是配置于起偏器44的背光灯33侧的保护膜。光学膜45·46分别介由紫外线固化型粘接剂或者水胶与起偏器44粘接。
这样的偏振片36介由粘合层38贴附于液晶单元34的背光灯33侧。应予说明,可以省略可视侧的光学膜45,使起偏器44直接与粘合层38接触。起偏器41与起偏器44配置成正交尼科耳棱镜状态。
本实施方式的拉伸膜(例如斜向拉伸膜)例如在VA方式的液晶显示装置31中,可适用于偏振片35的光学膜43或者偏振片36的光学膜45。
〔实施例〕
以下,对本发明的具体实施例进行说明,但本发明并不限于这些实施例。
<拉伸膜F-1的制作>
利用与专利文献1的实施例1同样的方法制作拉伸膜F-1。更具体而言,如下所述。
(二环戊二烯的开环聚合物的氢化物的制造)
将金属制的耐压反应器充分干燥后,进行氮置换。在该金属制耐压反应器中加入环己烷154.5份、二环戊二烯(内型物含有率为99%以上)的浓度为70%的环己烷溶液42.8份(以二环戊二烯的量计为30份)和1-己烯1.9份,加温至53℃。
在将四氯化钨苯亚胺(四氢呋喃)络合物0.014份溶于0.70份的甲苯而得的溶液中加入浓度19%的乙氧基二乙基铝/正己烷溶液0.061份,搅拌10分钟,制备催化剂溶液。将该催化剂溶液加入到耐压反应器中,开始开环聚合反应。其后,一边保持在53℃,一边反应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)和重均分子量(Mw)分别为8750和28100,由它们求出的分子量分布(Mw/Mn)为3.21。
在得到的二环戊二烯的开环聚合物的溶液200份中加入作为停止剂的1,2-乙二醇0.037份,加温至60℃,搅拌1小时,停止聚合反应。向其中加入1份的类水滑石化合物(协和化学工业公司制“KYOWAAD(注册商标)2000”),并加热至60℃,搅拌1小时。其后,加入0.4份的过滤助剂(昭和化学工业公司制“Radiolite(注册商标)#1500”),使用PP褶式滤筒(ADVANTEC东洋公司制“TCP-HX”)过滤分离吸附剂和溶液。
在过滤后的二环戊二烯的开环聚合物的溶液200份(聚合物量30份)中加入环己烷100份,添加羰基氯氢三(三苯基膦)钌0.0043份,在氢压6MPa、180℃下进行4小时氢化反应。由此,得到含有二环戊二烯的开环聚合物的氢化物的反应液。该反应液中氢化物析出而变成浆料溶液。
使用离心分离器将上述的反应液中含有的氢化物和溶液分离,在60℃下减压干燥24小时,得到具有结晶性的二环戊二烯的开环聚合物的氢化物28.5份。该氢化物的氢化率为99%以上,玻璃化转变温度(Tg)为95℃,熔点(Tm)为262℃。
(树脂的制备)
在以上得到的二环戊二烯的开环聚合物的氢化物100份中混合抗氧化剂(四〔亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯〕甲烷;BASFJAPAN公司制“Irganox(注册商标)1010”)1.1份,得到作为膜材料的树脂。
(拉伸膜的制造)
将以上得到的树脂投入具备4个内径3mm的模孔的双轴挤出机。然后,利用双轴挤出机,通过热熔挤出成型将树脂成型为线条状的成型体。用线料切粒机(Strand cutter)将该成型体切碎,得到树脂的颗粒。以下示出双轴挤出机的运转条件。
·料筒设定温度:270℃~280℃
·模设定温度:250℃
·螺杆转速:145rpm
·给料机转速:50rpm
接着,将得到的颗粒供给到具备T型模的热熔挤出膜成型机。从T型模挤出树脂,并以1m/分钟的速度卷绕于辊,由此制造由上述的树脂构成的长条状的原卷膜(厚度50μm)。以下示出上述膜成型机的运转条件。
·料筒温度设定:280℃~290℃
·模温度:270℃
·螺杆转速:30rpm
其后,将原卷膜剪裁成100mm×100mm的尺寸,使用小型双轴拉伸机(东洋精机制作所公司制),用夹具把持膜的4边的端部,以拉伸温度110℃、拉伸倍率2倍连续地实施固定端单轴拉伸,得到拉伸膜。此时的拉伸膜中的聚合物的结晶度为4%。
(电子束照射)
最后,使用电子束照射装置(EYE ELECTRON BEAM公司制),在电子束照射气氛氧浓度300ppm以下、加速电压150kV的条件下以吸收剂量成为1200kGy的方式对以上得到的拉伸膜照射电子束。由此,得到拉伸膜F-1。
<拉伸膜F-2的制作>
在拉伸膜F-1的制造中,将原卷膜剪裁成100mm×100mm的尺寸后,用小型双轴拉伸机的夹具把持原卷膜的搬运方向的2边的端部,以拉伸温度110℃、拉伸倍率1.1倍进行自由端单轴拉伸,使在宽度方向收缩5%。
然后,在与拉伸膜F-1的制作时同样的条件下对收缩后的膜照射电子束。其后,再次用小型双轴拉伸机的夹具把持膜的4边的端部,以拉伸温度110℃对原卷膜进行固定端单轴拉伸,在宽度方向拉伸2倍。由此,得到拉伸膜F-2。
<拉伸膜F-3的制作>
(微粒添加液的制备)
微粒(AEROSIL R812:日本Aerosil公司制,一次平均粒径:7nm,表观比重50g/L)
4质量份
二氯甲烷 48质量份
乙醇 48质量份
用分散机将以上物质搅拌混合50分钟后,用蒙顿胶体磨进行分散。进一步以二次粒子的粒径成为规定大小的方式用磨碎机进行分散。将其用日本精线株式会社制的FINEMET NF过滤,制备微粒添加液。
(涂液的制备)
制备下述组成的涂液。首先,在加压溶解罐中添加二氯甲烷和乙醇。在装有二氯甲烷和乙醇的混合溶液的加压溶解罐中边搅拌边投入环烯烃系树脂(ARTON G7810,JSR株式会社制)。进一步在溶剂投入开始后15分钟后,投入上述制备的微粒添加液,将其加热至80℃,一边进行搅拌,一边使其完全溶解。此时,从室温进行5℃/min的升温,以30分钟溶解后,以3℃/min降温。使用安积滤纸株式会社制的安积滤纸No.244过滤所得到的溶液,制备涂液。
《涂液的组成》
接下来,使用无端带流延装置,在温度31℃下将涂液以1800mm宽度均匀地流延到不锈钢带上。不锈钢带的温度控制在28℃。然后,在不锈钢带上,使溶剂蒸发直至流延(浇铸)的膜中的残留溶剂量成为30质量%,从不锈钢带上剥离流延膜。
将剥离下来的流延膜在干燥区中用多个辊搬运并干燥而制成残留溶剂量小于0.1质量%的光学膜,在此基础上,在170℃的条件下利用拉幅机在宽度方向拉伸1.5倍。
接着,用激光切割机对由拉幅机夹具夹着的端部进行切割,其后,使用电子束照射装置,对于上述光学膜,在电子束照射气氛氧浓度300ppm以下、加速电压150kV的条件下以吸收剂量成为1200kGy的方式照射电子束,然后卷绕,得到厚度40μm、宽度2000mm的拉伸膜F-3。
<拉伸膜F-4的制作>
变更以下的工序2,除此之外,与拉伸膜F-3的制作同样地进行,制作厚度40μm、宽度2000mm的拉伸膜F-4。
(1)通过在从不锈钢带上剥离流延膜(光学膜)时,在搬运方向拉伸1.2倍,从而使光学膜在宽度方向收缩15%。
(2)干燥结束后,在宽度方向进行拉伸之前,进行电子束照射。
<拉伸膜F-5的制作>
在180℃的条件下,以拉伸倍率3.0倍进行宽度方向的拉伸,除此之外,与拉伸膜F-4的制作同样地进行,制作厚度40μm、宽度2500mm的拉伸膜F-5。
<拉伸膜F-6的制作>
在从不锈钢带上剥离流延膜(光学膜)之前进行电子束照射,除此之外,与拉伸膜F-4的制作同样地进行,制作厚度40μm、宽度2000mm的拉伸膜F-6。
<拉伸膜F-7的制作>
进行与拉伸膜F-4的制作同样的工序,直至通过在从不锈钢带上剥离流延膜(光学膜)时,在搬运方向拉伸1.2倍而使膜在宽度方向收缩15%为止。其后,如下进行,制作厚度40μm、宽度2000mm的拉伸膜F-7。
使光学膜在宽度方向收缩后,在145℃的条件下,使用电子束照射装置,对于上述光学膜,在电子束照射气氛氧浓度300ppm以下、加速电压150kV的条件下以吸收剂量成为1200kGy的方式照射电子束,然后在宽度方向拉伸1.5倍。拉伸开始时的残留溶剂量为5质量%。
接下来,将上述光学膜在干燥区中一边用多个辊搬运一边干燥,其后,用激光切割机对由拉幅机夹具夹着的端部进行切割,并卷绕。
<拉伸膜F-8的制作>
在95℃的条件下,进行电子束照射和宽度拉伸,使拉伸开始时的残留溶剂量为15质量%,除此之外,与拉伸膜F-7的制作同样地进行,制作厚度40μm、宽度2000mm的拉伸膜F-8。
<拉伸膜F-9的制作>
如下变更涂液的组成,除此之外,与拉伸膜F-7的制作同样地进行,制作厚度40μm、宽度2000mm的拉伸膜F-9。
《涂液的组成》
应予说明,作为上述糖酯,使用BzSc(苄基蔗糖:糖残基为B-2的化合物a1~a4的混合物(参照化学式3、化学式4),平均酯取代度=5.5)。另外,作为上述延迟提高剂,使用由化学式6表示的含氮杂环化合物(吡唑系化合物)。
<拉伸膜F-10的制作>
首先,如下变更涂液的组成,除此之外,与拉伸膜F-3的制作同样地进行,制备涂液。
(主涂液)
接下来,使用无端带流延装置,在温度31℃下将涂液以1800mm宽度均匀地流延到不锈钢带上。此时,不锈钢带的温度控制在28℃。
接着,在不锈钢带上,使溶剂蒸发直至流延(浇铸)的膜中的残留溶剂量变为30质量%,从不锈钢带上剥离流延膜(光学膜)。然后,将剥离下来的光学膜在干燥区中一边用多个辊搬运一边干燥,使残留溶剂量小于0.1质量%,在此基础上,用激光切割机对光学膜的由拉幅机夹具夹着的端部进行切割。其后,使用电子束照射装置,对于上述光学膜,在电子束照射气氛氧浓度300ppm以下、加速电压150kV的条件下以吸收剂量成为1200kGy的方式照射电子束,其后进行卷绕,制作厚度36μm、宽度1500mm的原卷膜。
接下来,使用图4等中示出的斜向拉伸装置21对上述制作的原卷膜进行斜向拉伸。即,将上述原卷膜设置于斜向拉伸装置21的膜抽出部2,从膜抽出部2抽出原卷膜,供给到拉伸部25进行斜向拉伸,得到拉伸膜F-10(长条状的斜向拉伸膜)。此时,在拉伸部25,以膜的取向角φ(慢轴与宽度方向所成的角度)成为大致45°的方式进行斜向拉伸。另外,在拉伸部25的拉伸区Z2,首先,将原卷膜在宽度方向拉伸1.5倍拉伸,在此基础上,在弯曲时使其收缩20%。然后,使膜的搬运速度为15m/分钟,用膜剪切装置(未图示)对宽度方向的两端部进行剪切,得到厚度30μm、宽度1300mm的拉伸膜F-10。
<拉伸膜F-11的制作>
(聚碳酸酯系树脂的制作)
将3,9-双(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(以下省略为SPG)76.6份、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下省略为BCF)51.4份、1,6-己二醇(以下省略为HD)1.4份、碳酸二苯酯87.8份和作为催化剂的碳酸氢钠1.6×10-4份在氮气氛下加热至180℃,使其熔融。其后,用30分钟将减压度调整至13.4kPa。其后,以60℃/hr的速度升温至260℃,在该温度下保持10分钟后,用1小时将减压度减压至133Pa。在合计5小时搅拌下进行反应,反应结束后,添加催化剂量的1.5倍摩尔的十二烷基苯磺酸四丁基盐,使催化剂失活后,在氮加压下从反应槽的底排出,用水槽冷却并用造粒机切割而得到颗粒。
(原卷膜的制作)
接下来,将得到的颗粒(聚碳酸酯系树脂)供给到挤出机,在挤出机内使其熔融,经由聚合物管和聚合物过滤器,从T型模以膜状挤出到流延鼓上。将挤出的树脂在流延鼓上冷却后卷绕,制作厚度90μm、宽度1500mm的原卷膜。
(拉伸膜的制作)
使用图4等中示出的斜向拉伸装置21对上述制作的原卷膜进行斜向拉伸。此时,在拉伸区Z2,将原卷膜在宽度方向拉伸2.5倍,在此基础上,在弯曲时使其收缩25%,除此之外,与拉伸膜F-10的制作同样地进行,制作厚度50μm、宽度1300mm的长条状的拉伸膜(斜向拉伸膜)F-11。
<拉伸膜F-12的制作>
《微粒分散液的制备》
微粒(AEROSIL R972V,日本Aerosil株式会社制) 11质量份
乙醇 89质量份
用分散机将以上物质搅拌混合50分钟后,用蒙顿胶体磨进行分散,制备微粒分散液。
《微粒添加液的制备》
基于以下的组成,在装有二氯甲烷的溶解罐中充分搅拌并缓慢地添加上述微粒分散液。进一步以二次粒子的粒径成为规定大小的方式用磨碎机进行分散。将其用日本精线株式会社制的FINEMET NF过滤,制备微粒添加液。
二氯甲烷 99质量份
微粒分散液1 5质量份
《涂液的制备》
制备下述组成的涂液。首先,在加压溶解罐中添加二氯甲烷和乙醇。然后,在装有溶剂的加压溶解罐中边搅拌边投入乙酸纤维素。将其边加热,搅拌,边使其完全溶解,使用安积滤纸株式会社制的安积滤纸No.244对其过滤,制备主涂液。其后,按照成为下述的比率的方式,将主涂液和各材料投入密闭容器,边搅拌边使其溶解而制备涂液。应予说明,糖酯化合物和酯化合物使用通过以下的合成例合成的化合物。
(涂液的组成)
《糖酯化合物的合成》
通过以下的工序,合成糖酯化合物。
[化学式7]
在具备搅拌装置、回流冷却器、温度计和氮气导入管的四颈烧瓶中,分别投入蔗糖34.2g(0.1摩尔)、苯甲酸酐180.8g(0.8摩尔)、吡啶379.7g(4.8摩尔),在搅拌下边从氮气导入管通入氮气边升温,在70℃下进行5小时酯化反应。
接下来,将烧瓶内减压至4×102Pa以下,在60℃下馏去过量的吡啶后,将烧瓶内减压至1.3×10Pa以下,升温至120℃,馏去苯甲酸酐、生成的苯甲酸的大部分。然后,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,分离提取甲苯层。最后,在分离提取的甲苯层中添加水100g,在常温下水洗30分钟后,分离提取甲苯层,在减压下(4×102Pa以下)、60℃下馏去甲苯,得到化合物A-1、A-2、A-3、A-4和A-5的混合物。
用HPLC和LC-MASS对得到的混合物进行解析,结果A-1为1.3质量%,A-2为13.4质量%,A-3为13.1质量%,A-4为31.7质量%,A-5为40.5质量%。平均取代度为5.5。
<HPLC-MS的测定条件>
1)LC部
装置:日本分光株式会社制柱温箱(JASCO CO-965)、探针(JASCOUV-970-240nm)、泵(JASCO PU-980)、脱气机(JASCO DG-980-50)
柱:Inertsil ODS-3粒径5μm 4.6×250mm(GL Sciences株式会社制)
柱温:40℃
流速:1ml/min
流动相:THF(1%乙酸):H2O(50:50)
注入量:3μl
2)MS部
装置:LCQ DECA(Thermo Quest株式会社制)
离子化法:电喷雾离子化(ESI)法
喷雾电压:5kV
毛细管温度:180℃
蒸馏器温度:450℃
《酯化合物的合成》
通过以下的工序,合成酯化合物。
将1,2-丙二醇251g、邻苯二甲酸酐278g、己二酸91g、苯甲酸610g、作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯0.191g投入具备温度计、搅拌器、管球冷凝管的2L的四颈烧瓶中,在氮气流中边搅拌边缓慢升温至230℃。进行15小时脱水缩合反应,反应结束后在200℃下减压馏去未反应的1,2-丙二醇,由此得到酯化合物。酯化合物在1,2-丙二醇、邻苯二甲酸酐和己二酸缩合而形成的聚酯链的末端具有苯甲酸的酯。酯化合物的酸值为0.10,数均分子量为450。
《原卷膜的制作》
使用带式流延装置,在温度35℃下,将涂液以1800mm宽度均匀地流延到不锈钢带上。在不锈钢带上,使溶剂蒸发直至残留溶剂量变为100质量%,从不锈钢带上剥离流延膜(光学膜)。将剥离下来的光学膜边在50℃下干燥边搬运,对两端进行剪切,其后,在160℃的温度条件下用拉幅机在宽度方向以20%的倍率进行拉伸。拉伸开始时的残留溶剂量为15质量%。
其后,将光学膜在120℃的干燥装置内用多个辊搬运并干燥,使残留溶剂量小于0.1质量%,在此基础上,用激光切割机对由拉幅机夹具夹着的端部进行切割。其后,使用电子束照射装置,对于上述光学膜,在电子束照射气氛氧浓度300ppm以下、加速电压150kV的条件下以吸收剂量成为1200kGy的方式照射电子束。然后,将光学膜卷绕,制成厚度36μm、宽度1500mm的原卷膜。
《拉伸膜的制作》
将制作的原卷膜用与拉伸膜F-10的制作同样的方法拉伸,制作厚度30μm、宽度1300mm的长条状的拉伸膜(斜向拉伸膜)F-12。
<拉伸膜F-13的制作>
将含有降冰片烯聚合物的热塑性树脂的颗粒(日本ZEON公司制“ZEONOR1420”,玻璃化转变温度137℃)在100℃下干燥5小时,其中,上述降冰片烯聚合物是含有脂环式结构的聚合物的一种。然后,将上述的颗粒供给到挤出机,在挤出机内使其熔融,经由聚合物管和聚合物过滤器,从T型模以膜状挤出到流延鼓上。挤出的树脂在流延鼓上被冷却,由此得到厚度55μm、宽度1500mm的长条状的未拉伸膜。将这样得到的未拉伸膜以拉伸温度145℃、拉伸倍率1.5倍在长边方向拉伸(纵向拉伸),得到厚度45μm、宽度1000mm的长条状的纵向拉伸膜。应予说明,确认了通过上述的纵向拉伸,从而在宽度方向收缩19%。
其后,使用电子束照射装置,对于上述纵拉伸膜,在电子束照射气氛氧浓度300ppm以下、加速电压150kV的条件下以吸收剂量成为1200kGy的方式照射电子束,在此基础上,用与拉伸膜F-10的制作同样的方法进行斜向拉伸。此时的拉伸条件是拉伸倍率2.0倍(相当于图5的W/Wo)、拉伸温度142℃。由此,制作厚度22μm、宽度1330mm的长条状的拉伸膜(斜向拉伸膜)F-13。
<偏振片的制作>
使用以下所示的任一种粘接方法(UV粘接或者水系粘接),在起偏器的一个面侧贴合上述制作的拉伸膜,在起偏器的另一面侧贴合保护膜(Konica Minolta Tac KC6UA,厚度58μm,柯尼卡美能达株式会社制),制作偏振片P-1~P-13。此时,以拉伸膜的慢轴与起偏器的吸收轴所成的角度为90°的方式贴合拉伸膜和起偏器。
(1.UV粘接)
《粘接剂的制备》
在混合下述的各成分后,进行脱泡,制备紫外线固化型粘接剂。应予说明,三芳基锍六氟磷酸盐以50质量%碳酸亚丙酯溶液的形式使用,在下述的构成中,以固体成分量表示三芳基锍六氟磷酸盐。
《粘接方法》
对拉伸膜的表面实施电晕放电处理。应予说明,电晕放电处理的条件是电晕输出强度2.0kW、线速度18m/分钟。接下来,将上述制备的紫外线固化型粘接剂以固化后的膜厚成为约3μm的方式用棒涂机涂布在拉伸膜的电晕放电处理面而形成紫外线固化型粘接剂层。然后,在得到的紫外线固化型粘接剂层上贴合上述制作的起偏器。
另外,对保护膜(KC6UA)也进行与上述拉伸膜同样的处理,形成紫外线固化型粘接剂层。然后,在该保护膜的紫外线固化型粘接剂层上贴合起偏器,在该起偏器的单面贴合有拉伸膜,得到层叠体(拉伸膜/紫外线固化型粘接剂层/起偏器/紫外线固化型粘接剂层/保护膜的层构成)。
使用带有传送带的紫外线照射装置(灯使用Fusion UV Systems公司制的D灯泡),以累积光量成为750mJ/cm2的方式从该层叠体的两面侧照射紫外线,使各个紫外线固化型粘接剂层固化,制作偏振片。
(2.水系(水胶)粘接)
依次经过下述工序,贴合拉伸膜、起偏器、保护膜(Konica Minolta TacKC6UA,厚度58μm,柯尼卡美能达株式会社制),制作偏振片。
工序1:将拉伸膜和保护膜(KC6UA)分别浸渍在60℃的2摩尔/L的氢氧化钠溶液中90秒,接下来进行水洗并干燥,在与各膜的起偏器贴合的一侧实施皂化处理。
工序2:将起偏器在固体成分2质量%的聚乙烯醇粘接剂槽中浸渍1~2秒。
工序3:轻轻擦拭掉在工序2中附着于起偏器的过量的粘接剂,并在该面装载并配置在工序1中处理过的拉伸膜,在另一面装载并配置保护膜。
工序4:将在工序3中层叠的拉伸膜、起偏器、保护膜以压力20~30N/cm2、搬运速度约2m/分钟进行贴合。
工序5:在80℃的干燥机中,将在工序4中贴合的层叠体干燥2分钟,制作偏振片。
<评价>
(凝聚破坏)
将上述制作的偏振片在23℃、相对湿度55%的环境下放置24小时。其后,用手剥离起偏器与拉伸膜的粘接面,目视观察在拉伸膜是否产生凝聚破坏和凝聚破坏的程度,按照以下的基准评价。应予说明,如果为○以上,则判断为实用上没有问题的等级。
《评价基准》
◎:没有剥离。
○:在剥离拉伸膜后,即便用显微镜确认起偏器侧的面,也没有发生拉伸膜的破损。
×:在剥离拉伸膜后,用显微镜确认起偏器侧的面,发现拉伸膜的破损。
(粘接性)
通过测定剥离强度来评价上述制作的偏振片的起偏器与拉伸膜的(界面)粘接性。即,将上述制作的偏振片在23℃、相对湿度55%的环境下放置24小时后,与拉伸方向平行地切下25mm且在其正交方向切下15mm的大小。然后,用刀具在拉伸膜与起偏器之间刻上痕迹,将偏振片贴合于玻璃板。其后,利用万能拉力机,沿90度方向(与膜面垂直的方向)将拉伸膜和起偏器以剥离速度300mm/min进行剥离,测定该剥离强度。可以说剥离强度越大,起偏器与拉伸膜的粘接性越好,如果为○以上,则判定为良好,将△判定为实用上没有问题的等级。应予说明,上述的粘接性存在下述情况:凝聚破坏被改良而变好的情况;以及,即使凝聚破坏的程度相同,也因由树脂或拉伸条件的不同所致的粘接剂(糊)的浸透性变化而变好的情况。在此,包含这两种情况在内来评价粘接性。
《评价基准》
◎:剥离强度为4.0N以上。
○:剥离强度为3.0N以上且小于4.0N。
△:剥离强度为2.0N以上且小于3.0N。
×:剥离强度小于2.0N。
将偏振片P-1~P-13的评价结果示于表1。应予说明,表中,COP表示环烯烃系树脂,CE表示纤维素酯系树脂(酰化纤维素树脂),PC表示聚碳酸酯系树脂。
[表1]
对于偏振片P-1和P-3而言,凝聚破坏和粘接性这两者均不良。认为在偏振片P-1(P-3)所使用的拉伸膜F-1(F-3)的制作中,由于在因面内方向的拉伸导致厚度方向的基体分子间的缠绕解离的状态下对膜照射电子束,所以不易得到由电子束的照射带来的效果(提高基体分子间的交联的效果),其结果,容易发生凝聚破坏。
与此相对,对于偏振片P-2和P-4-1~P-13而言,凝聚破坏和粘接性这两者均良好。认为在偏振片P-2等所使用的拉伸膜F-2等的制作中,通过在拉伸前使膜收缩,促进了厚度方向的基体分子间的缠绕,通过对膜照射电子束,提高了基体分子间的交联,因此能够有效地抑制由其后的拉伸所导致的基体分子间的缠绕的解离,其结果,抑制了拉伸膜的凝聚破坏。另外,认为由于粘接剂介由基体分子间的交联部分浸透到膜内部,所以拉伸膜与起偏器的粘接性也良好。
另外,根据偏振片P-4-1和P-6的结果,可知在拉伸前依次进行收缩工序和照射工序的情况与依次进行照射工序和收缩工序的情况相比,凝聚破坏的抑制和粘接性提高的效果更高。认为这是由于利用照射工序能够使由收缩工序促进的基体分子间的缠绕更牢固,能够可靠地提高交联。
另外,根据偏振片P-10~P-12的结果,可知作为在拉伸膜(光学膜)中使用的树脂,与使用PC和CE的情况相比,使用COP时,粘接性更好。认为这是由于就COP而言,在UV粘接剂中一般使用的溶剂的浸透性高,其结果,粘接剂的浸透性也高,与PC和CE相比,在界面的粘接性更好。
应予说明,偏振片P-8的拉伸膜F-8与偏振片P-7的拉伸膜F-7相比,凝聚破坏的评价更低。认为这是由于在制作拉伸膜F-8时,与制作拉伸膜F-7时相比,宽度拉伸开始时的残留溶剂量多,因此容易在表面产生裂纹(龟裂),由此膜容易脆弱化,容易引起凝聚破坏。但是,通过拉伸前的收缩和电子束照射,使膜内的基体分子间的交联提高,由此粘接剂的浸透性提高,因此某种程度上减少了由裂纹引起的凝聚破坏,结果成为实用上没有问题的等级。关于粘接性,通过粘接剂的浸透性提高,可得到与拉伸膜F-7同等的评价。
应予说明,在以上的实施例中,说明了在拉伸膜的制作时的照射工序中对光学膜照射电子束的例子,但确认了即便照射γ射线来代替电子束,也可得到与照射电子束的情况同样的结果。
以上说明的拉伸膜的制造方法可以如下表现。
1.一种拉伸膜的制造方法,其特征在于,是具有至少一次将光学膜进行拉伸的拉伸工序的拉伸膜的制造方法,
进一步具有使上述光学膜在面内收缩的收缩工序,和
对上述光学膜照射电子束或者γ射线的照射工序,
在上述至少一次中的最后一次的上述拉伸工序之前进行上述收缩工序和上述照射工序。
2.根据上述1所述的拉伸膜的制造方法,其特征在于,在最后一次的上述拉伸工序之前依次进行上述收缩工序和上述照射工序。
3.根据上述1或2所述的拉伸膜的制造方法,其特征在于,上述光学膜含有环烯烃系树脂。
产业上的可利用性
本发明的拉伸膜可用于例如液晶显示装置的偏振片。
Claims (3)
1.一种拉伸膜的制造方法,其特征在于,具有至少一次将光学膜进行拉伸的拉伸工序,
进一步具有使所述光学膜在面内收缩的收缩工序,以及
对所述光学膜照射电子束或者γ射线的照射工序,
在所述至少一次中的最后一次的所述拉伸工序之前进行所述收缩工序和所述照射工序。
2.根据权利要求1所述的拉伸膜的制造方法,其特征在于,在最后一次的所述拉伸工序之前依次进行所述收缩工序和所述照射工序。
3.根据权利要求1或2所述的拉伸膜的制造方法,其特征在于,所述光学膜含有环烯烃系树脂。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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