CN110235031A - 膜卷及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供膜卷(1)包含:含有用于形成表面凹凸的粒子的防眩层的涂设用的纤维素酯膜(2)、和具有防湿性、将纤维素酯膜(2)以卷状态包装的包装材料。在纤维素酯膜(2)中,卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为55~85%,上述防眩层的涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动在‑10%~+10%的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及具有防眩层涂设用的纤维素酯膜的膜卷、和该膜卷的制造方法。
背景技术
以往,已提出了配置在液晶显示装置(LCD)等显示装置的最外表面、用于防止由于外部光的映入造成的视觉辨认性降低的各种防眩膜。例如在专利文献1中,公开了将含有粘合剂基质形成材料和粒子的涂布液涂布在纤维素酯膜等透明基材上并使其干燥,使粒子分散在粘合剂基质形成材料中,由此在表面形成了凹凸结构的防眩膜。近年来,为了提高防眩膜的生产性,要求以高速对从卷陆续放出的透明基材进行搬运、并在该透明基材上涂布涂布液的高速涂布生产。
然而,上述的作为透明基材的纤维素酯膜通常包含水分。纤维素酯膜的含水率被认为会随着环境而变动,例如在专利文献2中,描述了在将纤维素酯膜的饱和含水率推测为约5%的情况下,希望使干燥后(卷取时)的含水率约为2%以下。需要说明的是,上述含水率是指透明基材内所吸收的实际的水分量相对于在气体氛围的温湿度下透明基材的饱和吸水量的比例(重量比),也被称为实际含水率。
其中,在含水率局部不同的透明基材上形成图案、其后在外部气体环境中含水率达到平衡状态时,在透明基材中含水率的变动量会局部地不同,因此由含水率变动造成的透明基材的伸缩行为会局部地不同。因此,在透明基材上形成的图案中,会产生局部的尺寸变动,导致图案的尺寸精度降低。于是,例如在专利文献3中,尝试了经由支撑构件卷取透明基材,在涂布图案前向由于支撑构件而形成的空隙层供给给定温湿度的气体,由此使透明基材的含水率均匀化。
像这样,关于将透明基材本身加湿的技术,例如在专利文献4~6中也已被公开。在专利文献4中,通过在干燥工序中向透明基材喷射水蒸气来促进透明基材中的溶剂的挥发,从而使干燥时间缩短。在专利文献5中,将根据拉伸后的膜的目标雾度而确定的量的水蒸气供给至拉伸前的膜,控制拉伸开始时刻的膜的含水率,由此来调整延迟和雾度。在专利文献6中,将拉伸后的膜浸渍在水中,然后使其干燥并卷取,由此,即使附着了水也不易产生结露不均。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-186287号公报(参照权利要求4、第[0003]、[0044]段等)
专利文献2:日本特开2002-265636号公报(参照第[0120]段)
专利文献3:日本专利第5622089号公报(参照权利要求1、第[0011]、[0036]、[0037]段等)
专利文献4:日本特开2009-137280号公报(参照权利要求1、第[0014]、[0057]、[0086]、[0171]、[0172]段、图3、图4等)
专利文献5:日本特开2015-68965号公报(参照权利要求1、第[0009]、[0017]、[0033]、[0084]段、图3等)
专利文献6:日本特开2014-71201号公报(参照权利要求5、6、第[0006]、[0008]、[0144]~[0147]、[0169]、[0170]段等)
发明内容
发明要解决的问题
然而,在如专利文献1那样在透明基材上涂布含有粒子的涂布液而制作具有表面凹凸的防眩膜时,如果透明基材的表面的水分分布存在不均,则在涂布时,涂布液所含的粒子的分布会产生不均,由此会在防眩膜产生被称为白斑、透黑的涂布故障。更详细而言,在透明基材的表面中水分多的区域,涂布液中的粒子会发生凝聚。粒子为白色的情况下,在所制作的防眩膜中,粒子凝聚的区域比其他区域看起来浓,成为白斑。另一方面,在透明基材的表面中水分少的区域,涂布液中的粒子产生排斥。由于这样的粒子的排斥,会导致相邻粒子的间隔变宽,因此在将所制作的防眩膜卷取至卷芯时,可以透视出卷芯的颜色(例如黑色),成为透黑。
为了抑制防眩膜中的上述白斑、透黑等涂布故障,需要消除透明基材的表面的水分分布的偏差(水分的分布不均)。特别是,如果为了提高防眩膜的生产性而缩短卷取成卷状的透明基材的从陆续放出时起到涂布涂布液时为止的搬运时间(提高搬运速度),则涂布液是在陆续放出后基材表面吸湿并达到水分分布均匀之前(水分分布存在不均的状态下)被涂布的,因而容易发生上述涂布故障。因此,为了应对防眩膜的增速下的生产,也需要消除透明基材的表面的水分分布不均,即,使含水率均匀化。
就这一点而言,在专利文献3中,通过向透明基材的卷取体的空隙层,从沿着卷芯的一个方向或双方向供给给定温湿度的气体,由此谋求了含水率的均匀化。但是,在该方法中,由于在气体的供给侧含水的量多,越远离气体的供给侧含水的量越减少,因此,尚未实现能够应对防眩膜的增速生产的含水率的均匀化。因此可以认为,在将专利文献3的透明基材应用于防眩膜的增速生产的情况下,会由于透明基材的含水率的不均(特别是表面的水分分布的不均)而无法抑制涂布故障。
另外,专利文献4~6的方法均在透明基材的制膜过程中的加湿后,使透明基材干燥后进行卷取,因此,可以推测卷取时的含水率比饱和含水率少。如果卷取时的含水率低,则在为了涂布防眩层形成用的涂布液而从卷取状态陆续放出透明基材时,透明基材会吸收空气中的水分。为了提高防眩膜的生产性而提高透明基材的搬运速度时,由于是在透明基材的表面通过吸湿而达到水分分布均匀之前涂布涂布液,因此仍然会由于透明基材的表面的水分分布的不均而产生涂布液中的粒子的分布不均、产生上述涂布故障。
此外,如专利文献6那样,将透明基材浸渍于水中后,假设在不干燥而卷取的情况下,在透明基材的表面会残留因含水膨胀造成的变形。因此,这样的透明基材无法用于涂布用途。
另外,即使在提高透明基材的卷取时的含水率的情况下,如果不对该含水率的范围进行适当设定,也会在陆续放出后的透明基材中产生由贴附、放电造成的表面变形,不再适宜作为涂设防眩层的基底的膜,这从后述的实施例的探讨可以知晓。因此,期待能够在抑制透明基材的表面变形的同时,减少上述的涂布故障。
本发明为了解决上述问题而完成,其目的在于提供即使在作为透明基材的纤维素酯膜上涂设防眩层来增速生产防眩膜的情况下,也能够在抑制纤维素酯膜的表面变形的同时减少白斑、透黑等涂布故障,由此能够容易地应对防眩膜的增速生产的膜卷、以及该膜卷的制造方法。
解决问题的方法
本发明的上述目的可通过以下的方案实现。
即,本发明的一个方面涉及的膜卷包含防眩层涂设用的纤维素酯膜、和包装材料,所述防眩层含有用于形成表面凹凸的粒子,所述包装材料具有防湿性、以卷状态包装上述纤维素酯膜,就上述纤维素酯膜而言,卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为55~85%,上述防眩层涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动在-10%~+10%的范围内。
发明的效果
纤维素酯膜在卷状态下的实际含水率高于通常,因此纤维素酯膜在表面和内部的水分的分布稳定,会达到均匀的状态。另外,由于防眩层涂设前的纤维素酯膜的实际含水率的变动少,因此水分分布的均匀状态直到涂设防眩层为止可得以保持。由此,即使在为了使用纤维素酯膜来增速生产防眩膜而将纤维素酯膜以高速搬运(从卷高速地陆续放出)来涂设防眩层的情况下,也能够降低涂布液中的粒子的分布不均,减少白斑、透黑等涂布故障的发生。另外,尽管纤维素酯膜在卷状态下的实际含水率比通常高,但由于被设定在了适当范围,因此在从卷陆续放出的纤维素酯膜中也能够抑制由贴附、放电造成的表面变形。因此,根据上述膜卷的构成,能够在抑制纤维素酯膜的表面变形的同时,减少白斑、透黑等涂布故障,从而能够容易地应对防眩膜的增速生产。
附图说明
图1是示出了本发明的实施方式涉及的防眩膜的概略构成的剖视图。
图2是示出了上述防眩膜的其他构成的剖视图。
图3是示出了用于上述防眩膜的生产的膜卷的概略构成的立体图。
图4是示出了使用上述膜卷制造防眩膜的工序的流程的流程图。
图5是示意性地示出了用于上述防眩膜的制造的上述膜卷的移动前后的工序的说明图。
图6是示出了构成上述膜卷的纤维素酯膜的制膜装置的概略构成的说明图。
图7是示出了利用上述制膜装置的制造工序的流程的流程图。
符号说明
1 膜卷
2 纤维素酯膜
3 包装材料
11 防眩层
11b 粒子
具体实施方式
结合附图说明本发明的一个实施方式,如下所述。此外,在本说明书中,将数值范围记作A~B时,表示该数值范围中包含下限A和上限B的值。此外,本发明并不限定于以下的内容。
[防眩膜]
图1是示出了本实施方式的防眩膜10的概略构成的剖视图。防眩膜10具有纤维素酯膜2和防眩层11而构成。纤维素酯膜2是成为涂布用于形成防眩层11的涂布液的基底的膜、即防眩层11的涂设用的光学膜。
防眩层11包含树脂11a、和用于形成表面凹凸的多个粒子11b。该防眩层11通过在从后述的膜卷1(参照图3)陆续放出的纤维素酯膜2上涂布含有树脂11a和多个粒子11b的涂布液并使其干燥、使其固化而形成。防眩层11的表面由多个粒子11b形成为凹凸状,因此入射至防眩膜10的光被防眩层11的表面的凹凸结构反射。因此,通过将防眩膜10配置在显示装置的最外表面,能够减少外光的映入。
图2是示出了防眩膜10的其他构成的剖视图。如该图所示,防眩膜10可以为在防眩层11上进一步具有低折射率层12的构成。此时,防眩膜10作为防反射膜发挥功能。
[膜卷]
图3是示出了用于上述防眩膜10的生产的膜卷1的概略构成的立体图。膜卷1具有以卷状卷取在卷芯2a上的上述纤维素酯膜2(透明基材、基材膜)、和包装材料3。包装材料3具有防湿性,将卷状的纤维素酯膜2卷入(打包)。此外,在图3中,包装材料3包装着卷状的纤维素酯膜2的最外表层和卷芯方向的两端面(两侧面),使卷芯2a露出,但也可以将卷状的纤维素酯膜2和卷芯2a这两者均包装。
具有防湿性的包装材料3可由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等聚乙烯制膜、或在PET膜上蒸镀金属(例如铝)而成的膜构成。此外,这里所说的防湿性是指完全不透过水分的性质、或者即使透过水分,透过量也极微量的性质(例如透湿度为30g/m2·day以下的特性)。
在本实施方式中,在纤维素酯膜2中,卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为55~85%。需要说明的是,以下也将卷状态下的实际含水率称为“卷含水率”,也将上述比简称为“含水率比”。这里,饱和含水率是指将纤维素酯膜2在水中浸泡长时间(例如1天)后的含水率。饱和含水率根据构成纤维素酯膜2的树脂的种类(聚合物中的取代基的种类、取代度等)的不同而不同,这里设为3%。
另外,由于在卷状态下无法测定纤维素酯膜2的实际含水率,因此这里为了方便,将下述含水率作为卷含水率:为了在纤维素酯膜2上涂设防眩层11而将膜卷1的包装材料3开封、并在刚刚陆续放出卷状的纤维素酯膜2后的位置所测定的实际含水率,其是卷外侧(作为与卷芯2a相反一侧的最外周侧)通过了100m后的纤维素酯膜2的实际含水率(关于测定位置,参照图5)。此外,卷外侧100m的纤维素酯膜2在包装材料3开封后,容易因受到周围环境的影响发生实际含水率的变动,并不稳定,因此排除到测定卷含水率的对象之外。上述饱和含水率和实际含水率的测定例如可使用NDC Technologies公司制的红外线水分计(710e系列)进行。
这里,现有的纤维素酯膜的实际含水率在饱和含水率约为5%的情况下,约为2%以下(参照专利文献2),因此如果采用本实施方式中定义的含水率比(卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比),则可以认为约为40%以下。因此,本实施方式的纤维素酯膜2的含水率比(55~85%)可以说设定得比以往高。这样,由于纤维素酯膜2的含水率比比以往高,所以在包装时(卷取状态下),纤维素酯膜2的内部和表面在水分多的状态下稳定,内部和表面的水分分布均匀。
另外,在本实施方式中,在纤维素酯膜2中,防眩层11涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动(以下,有时简称为“含水率变动”)在-10%~+10%的范围内。需要说明的是,防眩层11涂设前的实际含水率是指将膜卷1的包装材料3开封、并将卷状的纤维素酯膜2陆续放出后在即将涂布防眩层11的形成用的涂布液之前的位置所测定的实际含水率(关于测定位置,参照图5)。关于防眩层11的涂设前的实际含水率的测定,也可以使用上述的NDC Technologies公司制的红外线水分计(710e系列)进行。
如上所述,纤维素酯膜2中的含水率变动低至-10%~+10%的范围,因此能够在从陆续放出纤维素酯膜2起直到涂设防眩层11为止,保持纤维素酯膜2的表面的均匀水分分布。由此,即使在将包装材料3开封后在初期(以高速陆续放出纤维素酯膜2)将用于形成防眩层5的涂布液涂布在纤维素酯膜2上的情况下,也能够在纤维素酯膜2的表面的水分分布几乎不存在不均的状态下涂布涂布液。因此,在涂布涂布液之后能够降低因上述水分分布的不均造成的涂布液中的粒子11b的凝聚和排斥,能够减少粒子11b的分布不均。其结果,能够减少上述白斑、透黑等涂布故障的发生。因此,能够将纤维素酯膜2以高速陆续放出并涂布涂布液,从而制造防眩膜10。
另外,在本实施方式的纤维素酯膜2中,含水率比设定得比以往的约40%还高,其中设定在了55~85%的适当范围,因此能够抑制因陆续放出后的纤维素酯膜2的贴附或放电造成的表面变形。需要说明的是,如果含水率比超过85%,则纤维素酯膜2变得柔软而难以滑动,因此卷取成卷状的纤维素酯膜2变得容易贴附。因此,在将纤维素酯膜2陆续放出时,容易产生由贴附造成的表面变形。另一方面,如果含水率比低于55%,则由于水分量少,积蓄在纤维素酯膜2的电荷容易放电。因此,在纤维素酯膜2陆续放出后,容易产生由放电引起的表面变形。
即,通过使用本实施方式的膜卷1,即使在以增速生产防眩膜10的情况下,也能够在抑制纤维素酯膜2的表面变形的同时,减少白斑、透黑等涂布故障,能够容易地应对防眩膜的增速生产。
另外,在纤维素酯膜2中,更优选上述含水率比为60~80%。上述含水率比为80%以下的情况下,纤维素酯膜2不会变得过于柔软,能够切实地降低卷取成卷状的纤维素酯膜2的贴附。由此,在纤维素酯膜2陆续放出时,能够切实地抑制由贴附引起的表面变形的发生。另外,在上述含水率比为60%以上时,由于水分量比较多,所以积蓄在纤维素酯膜2的电荷不易放电。由此,在纤维素酯膜2陆续放出后,能够切实地抑制由放电引起地表面变形的发生。
[防眩膜的制造方法]
图4是示出了使用本实施方式的膜卷1制造防眩膜10的工序的流程的流程图。另外,图5是示意性地示出了防眩膜10的制造所使用的膜卷1的移动前后的工序的说明图。在本实施方式中,防眩膜10可如下地制造。
首先,制造纤维素酯膜2(S1;制膜工序)。纤维素酯膜2的制膜方法没有特别限定,例如可采用后述的溶液流延法。这里,将制造纤维素酯膜2直到卷取为止的工序作为制膜工序。
然后,在制得的纤维素酯膜2卷取前,在第一调湿区R1中,对纤维素酯膜2进行调湿(S2;第一调湿工序)。更具体而言,在第一调湿工序中,将制得的纤维素酯膜2在温度35~40℃、湿度20~80%RH(优选为60~70%RH)的环境中进行10分钟调湿。通过在该第一调湿区R1的调湿,能够将纤维素酯膜2的含水率比调整为55~85%(优选为60~80%)。
然后,将调湿后的纤维素酯膜2卷取到卷芯2a上(S3;卷取工序),将卷取后的纤维素酯膜2(膜卷3)利用具有防湿性的包装材料3进行包装(S4;包装工序)。通过这样地以含水率比高的状态将纤维素酯膜2卷取、利用包装材料3包装(打包),能够保持上述的含水率比(55~85%(优选为60~80%))。需要说明的是,从纤维素酯膜2的卷取到包装中,为了抑制含水率的变动,优选尽量以短时间进行。
然后,将利用包装材料3包装后的卷状态的纤维素酯膜2(膜卷1)移动到给定位置后,将包装材料3开封并取出卷状的纤维素酯膜2(S5;开封工序)。然后,将卷状的纤维素酯膜2安装于陆续放出装置,由卷状态陆续放出纤维素酯膜2(S6;陆续放出工序)。
接下来,将陆续放出的纤维素酯膜2在第二调湿区R2、在温度35~40℃、湿度30~75%RH的环境中进行10~20分钟调湿(S7;第二调湿工序)。通过在该第二调湿区R2的调湿,能够将纤维素酯膜2的含水率变动抑制在上述的-10%~+10%的范围内。然后,在涂布区R3,在纤维素酯膜2上涂布上述涂布液,并使其干燥、固化(S8;涂设工序)。由此可得到在纤维素酯膜2上形成了防眩层11的防眩膜10(参照图1)。防眩膜10最终被卷取成卷状(S9;卷取工序)。需要说明的是,在制作图2所示的防眩膜10、即在防眩层11上具有低折射率层12的防眩膜10的情况下,从卷将防眩膜10再次陆续放出,在防眩层11上涂布低折射率形成用的涂布液,并使其干燥、固化而形成低折射率层12即可。形成了低折射率层12的防眩膜10最终被卷取成卷状。
此外,卷状的纤维素酯膜2的卷外侧100m的范围容易因周围环境而发生实际含水率的变动,有可能在表面的水分分布上产生不均,因此优选不被用于防眩层11的涂设。因此,在上述的涂设工序中,优选在将纤维素酯膜2陆续放出100m后,在其后继续陆续放出的纤维素酯膜2上涂布涂布液,形成防眩层11。
由于能够利用以上的工序制造本实施方式的膜卷1,因此本实施方式的膜卷1的制造方法可表现如下。即,膜卷1的制造方法包括:对在制膜工序(S1)中制得的纤维素酯膜2进行调湿的第一调湿工序(S2);将在第一调湿工序中经过了调湿后的纤维素酯膜2卷取的卷取工序(S3);以及将卷取的纤维素酯膜2利用包装材料3包装的包装工序(S4),且在第一调湿工序(S2)中,以使得在将包装材料3开封、由卷状态将纤维素酯膜2陆续放出(S6)且进行防眩层11的涂设前,在第二调湿工序(S7)中在温度35~40℃、湿度30~75%RH的环境中进行10~20分钟调湿时,防眩层11涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动在-10%~+10%的范围内的方式,对卷取前的纤维素酯膜2进行调湿。
另外,在第一调湿工序(S2)中,将卷取前的纤维素酯膜2在温度35~40℃、湿度20~80%RH的环境中进行10分钟调湿。
[纤维素酯膜的制造方法]
接下来,对上述纤维素酯膜2(光学膜)的制造方法进行说明。本实施方式的纤维素酯膜2例如可使用以下所示的溶液流延法制造。图6是示出了制膜装置31的概略构成的说明图,图7是示出了利用上述制膜装置31的制造工序的流程的流程图。纤维素酯膜2的制造方法包括:搅拌制备工序(S31)、流延工序(S32)、剥离工序(S33)、第一干燥工序(S34)、拉伸工序(S35)、第二干燥工序(S36)、切割工序(S37)、压花加工工序(S38)、卷取工序(S39)。以下,对各工序进行说明。
<搅拌制备工序>
在搅拌制备工序中,在搅拌装置50的搅拌槽51中至少搅拌树脂和溶剂,制备在支撑体33(环状带)上流延的原液(dope)。作为上述树脂,可使用纤维素酯树脂。作为溶剂,可使用良溶剂和不良溶剂的混合溶剂。需要说明的是,良溶剂是指具有使树脂溶解的性质(溶解性)的有机溶剂,1,3-二氧杂戊环、THF(四氢呋喃)、甲乙酮、丙酮、乙酸甲酯、甲叉二氯(二氯甲烷)等相当于该良溶剂。另一方面,所述不良溶剂是指单独不具有溶解树脂的性质的溶剂,甲醇、乙醇等相当于该不良溶剂。
<流延工序>
在流延工序中,将在搅拌制备工序中制备的原液通过加压型定量齿轮泵等,由导管送至流延模具32,从流延模具32向以环形移送的旋转驱动不锈钢制环状带构成的支撑体33上的流延位置流延原液。然后,使流延后的原液在支撑体33上干燥,形成流延膜35(网状物)。对于流延模具32的倾斜度、即原液从流延模具32向支撑体33的排出方向,以相对于支撑体33的面(原液流延的面)的法线的角度在0°~90°的范围内的方式适当设定即可。
支撑体33由一对辊33a/33b和位于它们之间的多个辊(未图示)保持。在辊33a/33b的一者或两者上设置有对支撑体33赋予张力的驱动装置(未图示),由此,支撑体33被施加了张力并以绷紧的状态被使用。
在流延工序中,将由流延到支撑体33上的原液形成的流延膜35在支撑体33上加热,使溶剂蒸发直到能够从支撑体33利用剥离辊34将流延膜35剥离。为使溶剂蒸发,包括从网状物侧鼓风的方法;从支撑体33的背面利用液体进行传热的方法;利用辐射热从表面背面传热的方法等,适当地单独或者组合使用即可。
<剥离工序>
在上述流延工序中,进行干燥固化或者冷却凝固直到在支撑体33上流延膜35成为能够剥离的膜强度后,在剥离工序中,将流延膜35在保持其具有自支撑性的状态下利用剥离辊34剥离。
需要说明的是,剥离的时间点的支撑体33上的流延膜35的残留溶剂量,根据干燥的条件的强弱、支撑体33的长度等,优选在50~120质量%的范围。在残留溶剂量更多时进行剥离的情况下,如果流延膜35过软,则容易损害剥离时平面性,产生由剥离张力引起的褶皱或纵纹,因此可兼顾到经济速度和品质的平衡来确定剥离时的残留溶剂量。需要说明的是,残留溶剂量以下式定义。
残留溶剂量(质量%)=(网状物的加热处理前质量-网状物的加热处理后质量)/(网状物的加热处理后质量)×100
其中,测定残留溶剂量时的加热处理表示在115℃进行1小时的加热处理。
<第一干燥工序>
对于从支撑体33剥离的流延膜35,利用干燥装置36干燥。在干燥装置36内,利用从侧面观察呈交错状配置的多个搬运辊搬运流延膜35,其间流延膜35被干燥。在干燥装置36中的干燥方法没有特别限制,通常使用热风、红外线、加热辊、微波等使流延膜35干燥。从简便的观点出发,优选利用热风使流延膜35干燥的方法。需要说明的是,第一干燥工序根据需要进行即可。
<拉伸工序>
在拉伸工序中,利用拉幅机37对利用干燥装置36进行了干燥的流延膜35进行拉伸。作为此时的拉伸方向,为膜搬运方向(MD方向;Machine Direction)、在膜面内与上述搬运方向垂直的宽度方向(TD方向;Transverse Direction)、这两个方向中的任意方向。在拉伸工序中,将流延膜35的两侧缘部用夹具等固定后进行拉伸的拉幅机方式由于会使膜的平面性、尺寸稳定性提高,故而优选。需要说明的是,在拉幅机37内,也可以除了拉伸以外还进行干燥。在拉伸工序中,通过将流延膜35在MD方向和TD方向的两个方向上拉伸,也可以将流延膜35在相对于MD方向和TD方向倾斜地交叉的方向上拉伸(倾斜拉伸)。
<第二干燥工序>
对于利用拉幅机37进行了拉伸的流延膜35,利用干燥装置38干燥。在干燥装置38内,利用从侧面观察呈交错状配置的多个搬运辊搬运流延膜35,其间流延膜35被干燥。在干燥装置38中的干燥方法没有特别限制,一般使用热风、红外线、加热辊、微波等使流延膜35干燥。从简便的观点出发,优选利用热风使流延膜35干燥的方法。
流延膜35在经干燥装置38干燥后,作为光学膜F(纤维素酯膜)向卷取装置41搬运。
<切割工序、压花加工工序>
在干燥装置38与卷取装置41之间,依次配置有切割部39和压花加工部40。在切割部39,进行一边搬运制得的光学膜F,一边将其宽度方向的两端部利用纵切机进行切割的切割工序。在光学膜F,两端部切割后残留的部分构成成为膜制品的制品部。另一方面,对于由光学膜F切割的部分,利用滑槽(chute)回收,并再次作为原材料的一部分被再利用于膜的制膜。
切割工序后,在光学膜F的宽度方向的两端部,利用压花加工部40实施压花加工(滚花加工)。压花加工通过将加热后的压花辊按压在光学膜F的两端部来进行。在压花辊的表面形成有细微的凹凸,通过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,能够尽可能地抑制在接下来的卷取工序中的卷边不齐或粘连(膜彼此的贴附)。
<卷取工序>
最后,将完成了压花加工的光学膜F利用卷取装置41卷取,得到光学膜F的坯料卷(膜卷)。即,在卷取工序中,通过将光学膜F一边搬运一边卷取到卷芯上,来制造膜卷。光学膜F的卷取方法使用一般使用的卷绕机即可,包括恒定转矩法、恒定张力法、锥度张力法、内部应力恒定的程序张力控制法等控制张力的方法,可以分别使用这些方法。光学膜F的卷长优选为1000~7200m。另外,此时的宽度优选为1000~3200mm宽,膜厚优选为10~60μm。
需要说明的是,图4的制膜工序(S1)对应于图7的搅拌调湿工序(S31)到压花加工工序(S38),第一调湿工序(S2)在压花加工工序(S38)与卷取工序(S39)之间进行。另外,图4的卷取工序(S3)对应于图7的卷取工序(S39)。
[纤维素酯膜]
作为纤维素酯膜(以下,也称为乙酸纤维素膜),例如可以列举三乙酸纤维素膜、乙酸丙酸纤维素膜、二乙酸纤维素酯膜、乙酸丁酸纤维素膜等。另外,纤维素酯膜可以组合使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、降冰片烯类树脂、氟树脂、环烯烃聚合物等。作为纤维素酯膜的市售品,可以列举例如Konica Minolta Tac KC8UX、KC4UX、KC8UY、KC4UY、KC6UA、KC4UA、KC2UA、KC4UE和KC4UZ、KC4CT1、KC2CT1(以上由Konica Minolta公司制)。
(纤维素酯)
作为构成纤维素酯膜的树脂的纤维素酯没有特别限定,为碳原子数2~22左右的羧酸酯,可以为芳香族羧酸的酯,特别优选为纤维素的低级脂肪酸酯。
纤维素的低级脂肪酸酯中的低级脂肪酸是指碳原子数为6以下的脂肪酸。与羟基结合的酰基可以为直链也可以为支链,还可以形成环。此外可以取代有其他的取代基。在为相同取代度的情况下,上述碳原子数多则双折射性降低,因此作为碳原子数优选在碳原子数2~6的酰基中选择。作为上述纤维素酯的碳原子数优选为2~4,更优选碳原子数为2~3。
上述纤维素酯也可以使用源自混合酸的酰基,特别是可优选使用碳原子数为2和3、或者碳原子数为2和4的酰基。作为本实施方式中使用的纤维素酯,可使用乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素或乙酸丙酸丁酸纤维素这样的除了乙酰基以外还键和有丙酸酯基或丁酸酯基的纤维素的混合脂肪酸酯。需要说明的是,作为形成丁酸酯的丁酰基,可以为直链也可以为支链。作为本实施方式中优选使用的纤维素酯,特别优选为乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素。
另外,延迟值可以根据纤维素酯的上述酰基的种类和纤维素树脂骨架的吡喃糖环上的酰基的取代度等来适当控制。
本实施方式的纤维素酯优选同时满足下述式(1)和(2)。
式(1):2.0≤X+Y≤3.0
式(2):0≤Y≤2.0
需要说明的是,式中,X为乙酰基的取代度,Y为丙酰基或丁酰基的取代度。满足上述2式的纤维素酯适于制造显示优异光学特性的偏振片保护膜。
其中,特别优选使用三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素。在乙酸丙酸纤维素中,优选1.0≤X≤2.5,0.1≤Y≤1.5、2.0≤X+Y≤3.0。酰基的取代度的测定方法可以根据ASTM-D817-96来测定。
如果上述酰基的取代度过低,则相对于构成纤维素树脂骨架的吡喃糖环的羟基而言,未反应部分变多,该羟基大量残存可能会导致延迟的湿度变化、或作为偏振片保护膜保护起偏镜的能力降低,故不优选。
本实施方式中使用的纤维素酯的数均分子量为60000~300000的范围时得到的膜的机械强度强,因而优选。更优选使用70000~200000的纤维素酯。
纤维素酯的数均分子量可利用高效液相色谱在下述条件下测定。
溶剂:丙酮
色谱柱:MPW×1(东曹株式会社制)
试样浓度:0.2(质量/容积)%
流量:1.0ml/分钟
试样注入量:300μl
标准试样:标准聚苯乙烯
温度:23℃
作为纤维素酯的原料的纤维素,没有特别限定,可列举棉短绒、木浆、槿麻等。另外,由这些得到的纤维素酯分别可以以任意的比例混合使用。
纤维素酯中,纤维素原料的酰化剂为酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的情况下,可使用乙酸这样的有机酸、二氯甲烷等有机溶剂,并使用硫酸这样的质子性催化剂进行反应。在酰化剂为酰氯(CH3COCl、C2H5COCl、C3H7COCl)的情况下,使用胺这样的碱性化合物作为催化剂进行反应。具体而言,可参考日本特开平10-45804号公报中记载的方法来合成。
在纤维素酯中,优选葡萄糖单元的6位的酰基的平均取代度为0.5~0.9。
在构成纤维素酯的葡萄糖单元的6位,与2位和3位不同,存在反应性高的伯羟基。该伯羟基在以硫酸为催化剂的纤维素酯的制造过程中优先形成硫酸酯。因此,在纤维素的酯化反应中,通过增加催化剂硫酸量,与通常的纤维素酯相比,能够相比于葡萄糖单元的6位而言,提高2位和3位的平均取代度。进一步,如果根据需要将纤维素进行三苯甲基化,则能够选择性地保护葡萄糖单元的6位的羟基,因此,通过在通过三苯甲基化保护6位的羟基并进行酯化后、使三苯甲基(保护基)脱离,能够相比于葡萄糖单元的6位而言,提高2位和3位的平均取代度。具体而言,还可优选使用利用日本特开2005-281645号记载的方法制造的纤维素酯。
对于乙酸纤维素的情况而言,如果想要提高乙酰化率,则需要延长乙酰化反应的时间。但如果过于延长反应时间,则分解会同时进行,会发生聚合物链的断裂、乙酰基的分解等,带来不理想的结果。因此,为了提高乙酰化度、在一定程度上抑制分解,需要将反应时间设定在某个范围。以反应时间规定时,由于反应条件多种多样,会因反应装置、设备等其他条件而大幅改变,因而是不适当的。由于随着聚合物分解的进行,分子量分布会逐渐变宽,因此即使对于纤维素酯的情况而言,分解的程度也可以以通常使用的重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的值加以规定。即,可以使用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的值,而该值是用于使三乙酸纤维素的乙酰化的过程中,乙酰化反应不会过长而导致分解过度进行、并且对于乙酰化而言为充分的时间的反应程度的一个指标。
以下示出了纤维素酯的制造法的一例。作为纤维素原料,将棉短绒100质量份碎解后,添加40质量份的乙酸,在36℃进行20分钟前处理活化。然后,添加硫酸8质量份、乙酸酐260质量份、乙酸350质量份,在36℃进行了120分钟酯化。用24%乙酸镁水溶液11质量份进行中和后,在63℃进行35分钟皂化熟化,得到乙酸纤维素。将其用10倍的乙酸水溶液(乙酸:水=1:1(质量比))、在室温下搅拌160分钟后,进行过滤,使其干燥,得到了乙酰基取代度2.75的精制乙酸纤维素。该乙酸纤维素的Mn为92000、Mw为156000、Mw/Mn为1.7。同样地通过调整纤维素酯的酯化条件(温度、时间、搅拌)、水解条件,能够合成取代度、Mw/Mn比不同的纤维素酯。优选使用Mw/Mn比为1.4~5.0的纤维素酯。
需要说明的是,对于所合成的纤维素酯,还优选进行精制而除去低分子量成分、将未乙酰化或低乙酰化度的成分通过过滤去除的操作。
另外,混酸纤维素酯的情况下,可通过日本特开平10-45804号公报中记载的方法得到。
另外,纤维素酯也受纤维素酯中的微量金属成分的影响。它们被认为与制造工序中使用的水相关,但能够成为不溶性的核这样的成分优选较少,铁、钙、镁等金属离子有时会通过与具有包含有机酸性基团的可能性的聚合物分解物等形成盐而形成不溶物,优选较少。关于铁(Fe)成分,优选为1ppm以下。关于钙(Ca)成分,容易与羧酸、磺酸等酸性成分、另外与很多配位体形成配位化合物、即络合物,形成大量不溶的源自钙的渣滓(不溶性的沉淀、浑浊)。
钙(Ca)成分为60ppm以下,优选为0~30ppm。关于镁(Mg)成分,如果过多则仍然会产生不溶成分,因此优选为0~70ppm,特别优选为0~20ppm。铁(Fe)成分的含量、钙(Ca)成分含量、镁(Mg)成分含量等金属成分的含量可通过在将绝对干燥后的纤维素酯利用微消化湿式分解装置进行硫硝酸分解、通过碱熔融进行前处理之后,利用ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱分析装置)来进行分析。
(添加剂)
在本实施方式中,成为待涂布防眩层形成用的涂布液的基材的膜(纤维素酯膜、基材膜)优选在0.01~30质量%的范围内包含至少一种添加剂。膜的含水量由主成分的结构决定,但可以通过在添加剂中使用亲水性或疏水性的物质来调整含水量。关于添加剂的亲水性,适当利用水/正辛醇分配系数(LogP)、或在水中的溶解度等进行评价即可,该值越相近则越难以分离。
具有含水量增加效果的添加剂没有特别限定,特别优选具有糖酯类化合物的添加剂。另外,作为降低含水量的添加剂,已知有聚酯类化合物。
〈聚酯类化合物〉
基材膜中也可以含有下述通式(B1)或(B2)所示的聚酯作为透湿度降低剂。其是由碳原子数2~12的二元醇G与碳原子数2~12的二元酸、碳原子数1~12的单羧酸B1、或碳原子数1~12的一元醇B2得到的聚酯。
通式(B1)
B1-(G-A-)mG-B1
在上述通式(B1)中,B1表示碳原子数1~12的单羧酸,G表示碳原子数2~12的二元醇,A表示碳原子数2~12的二元酸。B1、G、A均特别优选芳环的比率少或者不含芳环。m表示重复数。
通式(B2)
B2-(A-G-)nA-B2
在上述通式(B2)中,B2表示碳原子数1~12的一元醇,G表示碳原子数2~12的二元醇,A表示碳原子数2~12的二元酸。B2、G、A均特别优选芳环的比率少或者不含芳环。n表示重复数。
作为B1所示的单羧酸,没有特别限制,可优选使用公知的脂肪族单羧酸、脂环族单羧酸等。
作为优选的单羧酸的例子,可列举以下的酸,但本发明不限定于此。
作为脂肪族单羧酸,可优选使用碳原子数1~32的具有直链或侧链的脂肪酸。更优选为碳原子数1~20,特别优选为碳原子数1~12。如果含有乙酸则与纤维素酯的相容性增加,故而优选,还优选将乙酸与其他单羧酸混合使用。
作为优选的脂肪族单羧酸,可列举例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己烷羧酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、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、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、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。
作为B2所示的一元醇成分,没有特别限制,可使用公知的醇类。例如可优选使用碳原子数1~32的直链或具有侧链的脂肪族饱和醇或脂肪族不饱和醇。更优选碳原子数为1~20,特别优选碳原子数为1~12。
作为G所示的二元醇成分,可列举以下的醇,但本发明不限定于这些醇。可列举例如:乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己二醇、1,5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇等。这些之中,优选使用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇,更优选使用1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇。
作为A所示的二元酸(二羧酸)成分,优选脂肪族二元酸、脂环式二元酸。例如作为脂肪族二元酸,可使用丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二羧酸、十二烷二羧酸等,特别是作为脂肪族二羧酸,可使用选自碳原子数4~12的脂肪族二羧酸中的至少一种。即,可以将两种以上的二元酸组合使用。此时,也可以组合使用邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等芳香族二羧酸。
m、n分别表示重复数,优选为1以上且170以下。
聚酯的数均分子量优选为20000以下,更优选为10000以下。特别是数均分子量为500~10000的聚酯与纤维素酯的相容性良好,且在制膜中蒸发和挥发均难以发生,因此优选。
聚酯的缩聚可利用常规方法进行。例如可以通过上述二元酸与二醇的直接反应、上述二元酸或它们的烷基酯类、例如二元酸的甲酯与二醇类的聚酯化反应或酯交换反应,利用热熔融缩合法、或者这些酸的酰氯与二醇的脱卤化氢反应中的任意方法而容易地合成。数均分子量并不是特别大的聚酯优选利用直接反应。在低分子量侧分布高的聚酯与纤维素酯的相容性非常好,在形成膜后,能够得到透湿度小、而且透明性也优异的基材膜。
分子量的调整方法可以没有特别限制地使用现有的方法。例如,虽然也依赖于聚合条件,但在利用一元酸(单羧酸)或一元醇(单醇)将分子末端封闭的方法中,可以通过控制这些一元化合物的添加量来调整分子量。此时,从聚合物的稳定性的方面来看优选一元酸。
例如,作为一元酸的优选例,可列举乙酸、丙酸、丁酸等。可选择在缩聚反应中不会蒸馏除去到体系外、而在停止并将这样的一元酸除去到反应体系外时容易蒸馏除去的一元酸,也可以将它们混合使用。另外,直接反应的情况下,也可以通过利用在反应中逐渐蒸馏出去的水的量来计算停止反应的时间,从而调节数均分子量。此外,也可以通过使加入的二醇或二元酸的摩尔数有偏差来调节,还可以通过控制反应温度来调节。
〈增塑剂〉
基材膜可以根据需要含有增塑剂。增塑剂没有特别限定,优选选自多元羧酸酯类增塑剂、甘醇酸酯类增塑剂、邻苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂及多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、丙烯酸类增塑剂等。需要说明的是,这些增塑剂有时也可以作为延迟降低剂发挥作用。
甘醇酸酯类增塑剂没有特别限定,可优选使用烷基邻苯二甲酰基烷基甘醇酸酯类。作为烷基邻苯二甲酰基烷基甘醇酸酯类,可以列举例如:甲基邻苯二甲酰基甲基甘醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基乙基甘醇酸酯、丙基邻苯二甲酰基丙基甘醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基甘醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基辛基甘醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基乙基甘醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基甲基甘醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基丙基甘醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基丁基甘醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基丁基甘醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基甲基甘醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基乙基甘醇酸酯、丙基邻苯二甲酰基丁基甘醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丙基甘醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基辛基甘醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基辛基甘醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基甲基甘醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基乙基甘醇酸酯等。
作为邻苯二甲酸酯类增塑剂,可以列举例如: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-乙基己基)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。
作为柠檬酸酯类增塑剂,可以列举例如:柠檬酸乙酰基三甲酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯等。
作为脂肪酸酯类增塑剂,可以列举例如:油酸丁酯、乙酰基蓖麻油酸甲酯、癸二酸二丁酯等。
作为磷酸酯类增塑剂,可以列举例如:磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸辛基二苯基酯、磷酸二苯基联苯基酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等。
作为多元羧酸酯化合物,包括2元以上、优选2元~20元的多元羧酸与醇的酯。另外,优选脂肪族多元羧酸为2~20元,为芳香族多元羧酸、脂环式多元羧酸的情况下优选为3元~20元。
多元羧酸以下述通式(C)表示。
通式(C)
R2(COOH)m(OH)n
在上述通式(C)中,R2表示(m+n)价的有机基团,m表示2以上的正整数,n表示0以上的整数,COOH基表示羧基,OH基表示醇性或酚性羟基。
作为优选的多元羧酸的例子,可列举以下的多元羧酸,但本发明不限定于这些。可优选使用偏苯三酸,均苯三酸,均苯四酸这样的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。特别是使用羟基多元羧酸在提高保留性等方面是优选的。
作为多元羧酸酯所使用的醇,没有特别限制,可使用公知的醇、酚类。例如,可优选使用碳原子数1~32的直链或具有侧链的脂肪族饱和醇或脂肪族不饱和醇。更优选为碳原子数1~20,特别优选为碳原子数1~10。另外,也可优选使用环戊醇、环己醇等脂环式醇或其衍生物、苯甲醇、肉桂醇等芳香族醇或其衍生物等。
在作为多元羧酸使用羟基多元羧酸时,可以将羟基多元羧酸的醇性或酚性的羟基利用单羧酸进行酯化。作为优选的单羧酸的例子可列举以下的醇,但本发明不限定于此。
作为脂肪族单羧酸,可优选使用碳原子数1~32的直链或具有侧链的脂肪酸。更优选为碳原子数1~20,特别优选为碳原子数1~10。
作为优选的脂肪族单羧酸,可列举:乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己烷羧酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、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、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、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。
作为优选的脂环族单羧酸的例子,可列举环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸、或它们的衍生物。
作为优选的芳香族单羧酸的例子,可列举苯甲酸、甲苯甲酸等在苯甲酸的苯环上导入了烷基的酸、联苯基羧酸、萘羧酸、四氢萘羧酸等具有2个以上苯环的芳香族单羧酸、或它们的衍生物。特别优选为乙酸、丙酸、苯甲酸。
多元羧酸酯的分子量没有特别限制,优选分子量为300~1000的范围,更优选为350~750的范围。在提高保留性的方面,优选大分子量,在透湿性、与纤维素酯的相容性的方面,优选分子量小。
多元羧酸酯所使用的醇类可以是1种,也可以是2种以上的混合。
多元羧酸酯的酸值优选为1mgKOH/g以下,更优选为0.2mgKOH/g以下。通过使酸值在上述范围,延迟的环境变动也可得到抑制,因此优选。
酸值是指对于中和试样1g中所含的酸(试样中存在的羧基)而言必要的氢氧化钾的毫克数。酸值根据JIS K0070测定。
以下表示特别优选的多元羧酸酯化合物的例子,但本发明不限定于此。可以列举例如柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三乙酯(ATEC)、乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)、苯甲酰基柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三苯酯、乙酰基柠檬酸三苄酯、酒石酸二丁酯、酒石酸二乙酰基二丁酯、偏苯三酸三丁酯、苯均四酸四丁酯等。
聚酯类增塑剂没有特别限定,可使用在分子内具有芳环或环烷基环的聚酯类增塑剂。作为聚酯类增塑剂,没有特别限定,可使用例如下述通式(D)所示的芳香族末端酯类增塑剂。
通式(D)
B-(G-A)n-G-B
在上述通式(D)中,B表示苯单羧酸残基,G表示碳原子数2~12的亚烷基二醇残基或碳原子数6~12的芳基二醇残基或碳原子数为4~12的氧亚烷基二醇残基,A表示碳原子数4~12的亚烷基二羧酸残基或碳原子数6~12的芳基二羧酸残基,n表示1以上的整数。
通式(D)所示的化合物是由B所示的苯单羧酸残基与G所示的亚烷基二醇残基或氧亚烷基二醇残基或芳基二醇残基、A所示的亚烷基二羧酸残基或芳基二羧酸残基构成的化合物,可与通常的聚酯类增塑剂通过同样的反应得到。
作为聚酯类增塑剂的苯单羧酸成分,包括例如苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、邻甲苯甲酸、间甲苯甲酸、对甲苯甲酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、氨基苯甲酸、乙酰氧基苯甲酸等,它们可以分别使用1种或以2种以上的混合物形式使用。
作为聚酯类增塑剂的碳原子数2~12的亚烷基二醇成分,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-丙烷二醇、2-甲基1,3-丙烷二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙烷二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙烷二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙烷二醇(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,这些二醇可以使用1种或以2种以上的混合物的形式使用。特别是碳原子数2~12的亚烷基二醇,由于与纤维素酯的相容性优异,因此特别优选。
另外,作为上述芳香族末端酯的碳原子数4~12的氧亚烷基二醇成分,例如包括:二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等,这些二醇可以使用1种或以2种以上的混合物的形式使用。
作为芳香族末端酯的碳原子数4~12的亚烷基二羧酸成分,例如包括琥珀酸、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,这些可以分别使用1种或以2种以上的混合物的形式使用。作为碳原子数6~12的亚芳基二羧酸成分,包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸等。
聚酯类增塑剂的数均分子量优选为300~1500、更优选为400~1000的范围是适宜的。另外,其酸值为0.5mgKOH/g以下,羟值为25mgKOH/g以下,更优选酸值为0.3mgKOH/g以下,羟值为15mgKOH/g以下。
〈微粒〉
基材膜可以含有微粒。作为微粒,作为无机化合物的例子,可列举二氧化硅、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、硅酸镁及磷酸钙。微粒含有硅时,在浊度变低的方面是优选的,特别优选二氧化硅。本实施方式中的所述微粒是指初级粒子的平均粒径在5~400nm范围内的粒子。
微粒的初级粒子的平均粒径优选为5~400nm,更优选为10~300nm。它们可以主要作为粒径0.05~0.3μm的二次凝聚体含有,只要是平均粒径100~400nm的粒子,则也优选不凝聚地以初级粒子形式含有。第二保护膜中的这些微粒的含量优选为0.01~1质量%,特别优选为0.05~0.5质量%。在利用共流延法得到的多层结构的第二保护膜的情况下,优选表面含有该添加量的微粒。
二氧化硅的微粒例如以Aerosil R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上由Nippon Aerosil株式会社制)的商品名市售,可使用这些。
氧化锆的微粒例如以Aerosil R976和R811(以上由Nippon Aerosil株式会社制)的商品名市售,可使用这些。
作为聚合物的例子,可列举有机硅树脂、氟树脂和丙烯酸树脂。优选有机硅树脂,特别优选具有三维网状结构的有机硅树脂,例如以TOSPEARL103、TOSPEARL105、TOSPEARL108、TOSPEARL120、TOSPEARL145、TOSPEARL3120和TOSPEARL240(以上由ToshibaSilicone公司制)的商品名市售,可使用这些。
这些之中,Aerosil 200V、Aerosil R972V将第二保护膜的浊度保持得较低,并且降低摩擦系数的效果大,因此特别优选使用。在第二保护膜中,优选至少一个面的动摩擦系数为0.2~1.0。
[防眩层]
本实施方式中的防眩层通过涂布下述组合物并将涂膜固化而形成,所述组合物主要含有:包含丙烯酸类树脂的透光性树脂、优选为由用于赋予硬涂性(耐擦伤性)的丙烯酸类树脂形成的电离辐射线固化型透光性树脂,用于赋予防眩性的塑料制透光性微粒,及流平剂,以及根据需要而添加的赋予内部散射性的透光性微粒、用于实现高折射率化、防止交联收缩、赋予高按压强度的无机填料。
(流平剂)
作为用于实现涂布适应性(不存在流动不均、干燥不均、涂布条纹、点缺陷等的外观面状均匀性)和耐擦伤性的兼顾的方法,优选使防眩层含有下述的氟类流平剂。本实施方式中使用的流平剂为由包含至少1种具有碳原子数8以上的全氟烷基的(甲基)丙烯酸类的重复单元、和至少1种具有莰烷(bornane)环的(甲基)丙烯酸类的重复单元的共聚物形成的流平剂。优选为在该流平剂结构中还含有具有聚氧乙烯基和/或聚氧丙烯基的(甲基)丙烯酸类重复单元的流平剂。通过含有具有聚氧乙烯基和/或聚氧丙烯基的(甲基)丙烯酸类重复单元,在涂布溶剂中的溶解性、相对于涂布组合物的固体成分的相容性增加,因而更优选。
流平剂的以聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)优选为1300以上且15000以下,从外观面状、各项性能的均匀性的方面出发,更优选为2500以上,从在涂布溶剂中的溶解性、相对于涂布组合物固体成分的相容性的观点出发,更优选为13000以下。
另外,流平剂的含量相对于固化被摸树脂的固体成分质量,优选为0.05质量%以上且0.5质量%以下,更优选为0.08质量%以上且0.30质量%以下。如果流平剂的含量过少,则难以获得高速涂布时的外观面状及各项性能的均匀性,如果流平剂的含量过多,则会产生对耐擦伤性的影响、搅拌涂布液时产生泡的因此,因此不优选。
此外,在使用流平剂时,优选在防眩层涂布组合物总量中含有甲苯溶剂25质量%以上且60质量%以下。更优选为30质量%以上且55质量%以下,更加优选为35质量%以上且50质量%以下。
在工业上通用的溶剂中,特别是甲苯溶剂能够使流平剂所带来的效果得到最有效的发挥。在该点上,优选在防眩层涂布组合物总量中甲苯溶剂不低于25质量%。另一方面,在透明基材膜为酰化纤维素膜的情况下,如果涂布组合物的溶剂仅为甲苯,则由于透明基材膜相对于甲苯的溶解性低,难以得到透明基材膜与涂布组合物之间的密合性,因此从该点出发优选不超过60质量%。此时,优选与甲苯组合使用的溶剂可列举环己酮、甲乙酮、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯等,特别优选为环己酮。
作为市售的流平剂的优选例子,可以列举大日本油墨化学工业株式会社制的R-30。
(包含丙烯酸类树脂的透光性树脂)
作为包含丙烯酸类树脂的透光性树脂,可优选列举由用于赋予硬涂性(耐擦伤性)的丙烯酸类树脂形成的电离辐射线固化型透光性树脂。作为包含丙烯酸类树脂的电离辐射线固化型树脂组合物的具体例,可优选列举具有丙烯酸酯类官能团的那些,例如分子量较低的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂(spiroacetal resin)、聚丁二烯树脂、多硫醇多烯树脂、多元醇等多官能化合物的(甲基)丙烯酸酯等的低聚物或预聚物、以及作为反应性稀释剂而较大量含有的电离辐射线固化型树脂。
作为上述稀释剂,可以列举(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、N-乙烯基吡咯烷酮等单官能单体、以及多官能单体、例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
防眩层中的电离辐射线固化型树脂组合物的添加量为防眩层的固体成分总质量的15质量%以上且85质量%以下。
此外,在使用上述的电离辐射线固化型树脂作为紫外线固化型树脂时,可以在这些中混合使用作为光聚合引发剂的苯乙酮类、二苯甲酮类、米氏苯甲酰基苯甲酸酯、α-戊基肟酯、噻吨酮类、作为光敏剂的正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等。特别是在本实施方式中,优选混合作为低聚物的氨基甲酸酯丙烯酸酯、作为单体的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
在最新UV固化技术(P.159,发行人:高薄一弘,发行单位:株式会社技术情报协会,1991年发行)中也记载了各种例子,对本实施方式是有用的。
作为市售的光裂解型的光自由基聚合引发剂的优选例,可以列举ChibaSpecialty Chemicals株式会社制的Irgacure651、Irgacure184、Irgacure907(各商品名)等。
光聚合引发剂相对于多官能单体100质量份,优选以0.1~15质量份的范围使用,更优选为1~10质量份的范围。
此外,作为用于形成上述防眩层的透光性树脂,可以相对于如上所述的电离辐射线固化型树脂而含有溶剂干燥型树脂。上述溶剂干燥型树脂中可主要使用热塑性树脂、例如苯酚树脂(SENOL RESIN)、脲醛树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三聚氰胺-脲醛共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。
作为在电离辐射线固化型树脂中添加的溶剂干燥型热塑性树脂,可以使用通常所用的那些。作为溶剂干燥型热塑性树脂,优选使用硝基纤维素、乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙基羟乙基纤维素等纤维素类树脂,这在与三乙酸纤维素膜的密合性、以及透明性的方面是有利的。
作为如上所述的电离辐射线固化型树脂组合物的固化方法,可使用上述电离辐射线固化型树脂组合物的通常的固化方法,即,利用电子束或紫外线的照射进行固化的方法。
例如在电子束固化的情况下,可使用从考克饶夫沃尔顿(Cockcroft–Walton)型、范德格拉夫(Van de Graaff)型、共振变压型、绝缘芯变压器型、直线型、地那米(Dynamitron)型、高频型等各种电子束加速器放出的具有50~1000keV、优选100~300keV的能量的电子束等。在紫外线固化的情况下,可利用由超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等的光线发出的紫外线等。
(塑料制透光性微粒)
为了1)在表面形成凹凸而赋予防眩性、进而2)利用因与基质的折射率差异而产生的内部散射性(折射率差越大,内部散射性越大)来改善在防眩膜中成为问题的眩光,在防眩层中含有塑料制透光性微粒(以下,也简记作“透光性微粒”)。需要说明的是,上述眩光是指在防眩层的表面凹凸发挥透镜的作用、特别是在像素尺寸小的高精细显示器的情况下,产生亮度的不均、引起视觉辨认性降低的现象。
防眩层所含的透光性树脂(防眩层用基质树脂)与塑料制透光性微粒的折射率之差优选为0.03以上且0.20以下,更优选为0.04以上且0.16以下。通过设为这样的数值范围,可以充分得到光扩散效果,并且会消除膜整体的白化。
在透光性微粒中,优选使用2种以上具有不同折射率的透光性微粒。通过将2种以上具有不同折射率的透光性微粒混合,透光性微粒的折射率可视为与各个透光性微粒的折射率和其使用比率对应的平均值,通过调整透光性微粒的混合比率,能够实现细微的折射率设定,比1种的情况更容易控制,能够进行各种设计。
2种透光性微粒中,第一透光性微粒与第二透光性微粒的折射率之差优选为0.03以上且0.10以下,这是因为在折射率差低于0.03的情况下,两者的折射率之差过小,即使将两者混合,折射率的控制的自由度也小,另外在折射率差大于0.10的情况下,光扩散性由与基质树脂的折射率差大的透光性微粒所决定。此外,上述折射率差更优选为0.04以上且0.09以下,特别优选为0.05以上且0.08以下。
作为防眩层所含有的第一透光性微粒,优选为有机微粒,特别优选为透明度高、与透光性树脂的折射率差达到上述那样的数值的微粒。
作为第一透光性微粒所用的有机微粒,可以列举丙烯酸-苯乙烯共聚物珠(折射率1.55)、三聚氰胺珠(折射率1.57)、聚碳酸酯珠(折射率1.57)等。
作为第二透光性微粒,优选为有机微粒,特别优选为透明度高、与透光性树脂的折射率差达到上述那样的数值的微粒。作为第二透光性微粒所用的有机微粒,可使用苯乙烯珠(折射率1.60)、聚氯乙烯珠(折射率1.60)等。
在本实施方式中,优选2种以上的塑料制透光性微粒的至少1种的折射率为1.53以上且1.57以下,另外的至少1种的折射率为1.58以上且1.62以下。
通过使第一透光性微粒与第二透光性微粒的粒径一致,能够自由地选择使用第一透光性微粒和第二透光性微粒的比率。为了使第一透光性微粒与第二透光性微粒的粒径一致,第一透光性微粒和第二透光性微粒优选为容易得到单分散粒子的有机微粒。粒径上越没有偏差,则防眩性、内部散射特性上的偏差越少,防眩层的设计越容易,因此为优选。作为进一步提高单分散性的方法,可以列举风力分级、利用过滤器的湿式过滤分级。
透光性微粒的粒径(直径)优选为0.5μm以上且10.0μm以下。粒径低于0.5μm的情况下,如果不使应在防眩层中添加的透光性微粒的添加量非常多,则难以得到充分的防眩性、光扩散效果。如果粒径超过10.0μm,则防眩层的表面形状变得粗糙,不仅会使面质变差,而且会由于表面雾度的上升而导致发白感增加。透光性微粒的粒径优选为2μm以上且5μm以下,特别优选为2μm以上且4μm以下。
透光性微粒的合计的含量相对于防眩层的固体成分总质量,优选为5质量%以上且40质量%以下。更优选为10质量%以上30质量%以下。如果含量低于5质量%,则无法赋予充分的防眩性、内部散射性,如果超过40质量%,则膜强度降低,无法对防眩层赋予硬涂性,故而不优选。
(无机填料)
在添加了大量如上所述的透光性微粒的情况下,由于透光性微粒容易在树脂组合物中沉降,因此为了防止沉降,也可以添加二氧化硅等无机填料。需要说明的是,无机填料的添加量越增加,对于防止透光性微粒的沉降而言越有效,但根据无机填料的粒径、使用量,会对涂膜的透明性造成不良影响。因此,优选相对于透光性树脂而以不损害涂膜的透明性的程度含有粒径0.5μm以下的无机填料。
因此,本实施方式中的防眩层可以含有无机填料等任意成分。防眩层中,为了提高层的折射率,优选含有包含选自钛、锆、铝、铟、锌、锡、锑中的至少1种金属的氧化物、且平均粒径为0.2μm以下、优选0.1μm以下、更优选0.06μm以下的无机填料。
另外,为了增大与透光性微粒的折射率差,还优选在使用了高折射率透光性微粒的防眩层中,出于将层的折射率保持于低水平的目的而使用硅的氧化物。硅的氧化物的优选粒径与上述的无机填料相同。
作为防眩层所用的无机填料的具体例,可以列举TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITO、SiO2等。TiO2和ZrO2在高折射率化的方面特别优选。该无机填料的表面优选经过了硅烷偶联处理或钛偶联处理,优选使用在填料表面具有能够与粘合剂树脂反应的官能团的表面处理剂。
这些无机填料的添加量优选为防眩层的固体成分总质量的10~90质量%,更优选为20~80%,特别优选为30~75%。需要说明的是,这样的填料由于粒径相比于光的波长充分小,因此不会产生散射,在粘合剂聚合物中分散有该填料的分散体在光学上表现为均匀的物质。
防眩层的透光性树脂粘合剂、透光性微粒及无机填料的混合物的整体的折射率、即防眩层的基质的折射率优选为1.48~2.00,更优选为1.51~1.80,进一步优选为1.54~1.70。需要说明的是,除了透光性微粒以外的部分的防眩层的基质的折射率优选为1.50~2.00。为了使折射率达到上述范围,适当选择粘合剂、透光性微粒和/或无机填料的种类、量、比例即可。
通过选择透光性微粒与防眩层基质的适当的折射率差,膜整体不会白化,而是会在保持着高的投射清晰度的状态下赋予最佳的防眩性,能够利用内部散射效果使在膜内透过后的光达到平均化,能够抑制眩光。
(有机硅烷化合物)
从使耐擦伤性进一步提高的方面出发,优选防眩层形成用的涂布液含有下述通式所示的有机硅烷化合物和/或其水解物和/或其部分缩合物。该成分会在将涂布液涂布后,经过溶剂干燥、固化工序而形成固化物,成为上述层的粘合剂的一部分。在该固化物具有聚合性不饱和键的情况下,通过照射活性光线,可形成具有三维结构的粘合剂。
有机硅烷化合物以下述通式[I]表示。
(R10)mSi(X)4-m [I]
上述式中,
R10表示氢原子、取代或无取代的烷基、取代或无取代的芳基。作为烷基,优选为碳原子数1~30、更优选为碳原子数1~16、特别优选为碳原子数1~6的烷基。作为烷基,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、己基、癸基、十六烷基等。作为芳基,优选为碳原子数6~30、更优选为碳原子数6~16、特别优选为碳原子数6~10的芳基。作为芳基,可以列举苯基、萘基等,优选为苯基。
X表示羟基或能够水解的基团,例如优选为烷氧基(碳原子数1~5的烷氧基,例如可以列举甲氧基、乙氧基等)、卤原子(例如Cl、Br、I等)、及R2COO(R2优选为氢原子或碳原子数1~5的烷基,例如可以列举CH3COO、C2H5COO等)所示的基团,优选为烷氧基,特别优选为甲氧基或乙氧基。
m表示1~3的整数,优选为1或2,特别优选为1。
在R10或X存在多个时,多个R10或X分别可以相同,也可以不同。
作为R10所含的取代基,没有特别限制,可以列举卤原子(氟、氯、溴等)、羟基、巯基、羧基、环氧基、烷基(甲基、乙基、异丙基、丙基、叔丁基等)、芳基(苯基、萘基等)、芳香族杂环基(呋喃基、吡唑基、吡啶基等)、烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、己氧基等)、芳氧基(苯氧基等)、烷硫基(甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(苯硫基等)、烯基(乙烯基、1-丙烯基等)、酰氧基(乙酰氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等)、烷氧基羰基(甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(苯氧基羰基等)、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-甲基-N-辛基氨基甲酰基等)、酰基氨基(乙酰基氨基、苯甲酰基氨基、丙烯酰基氨基、甲基丙烯酰基氨基等)等,这些取代基也可以进一步被取代。
R10优选为具有交联性反应基团的烷基或芳基,其中,为具有环氧基或(甲基)丙烯酰基的烷基时能够进行三维交联,因此特别优选。如果是市售品,则特别优选KBM-403(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、KBM-503(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、KBM-5103(3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)(均为信越化学工业株式会社制)。
[低折射率层]
在本实施方式中,也可以在防眩层上形成低折射率层。低折射率层的折射率优选为1.30~1.50,更优选为1.30~1.45。折射率越小,则反射率越低,因此为优选,但如果折射率低于1.30,则会导致作为低折射率层的强度不足,因此并不优选作为最外面使用的防眩膜(防反射膜)。
此外,低折射率层满足下述数学式(A)时,在低反射率化的方面是优选的。
(m/4)×0.7<n1d1<(m/4)×1.3 (A)
式中,m为正奇数,n1为低折射率层的折射率,d1为低折射率层的膜厚(nm),λ为波长,是在500~550nm范围的值。需要说明的是,满足上述数学式(A)是指:在上述波长范围内存在满足数学式(A)的m(为正奇数,通常为1)。
低折射率层中,作为低折射率粘合剂,可使用含氟溶胶凝胶材料、或含氟聚合物材料。由于含氟溶胶凝胶材料的溶胶凝胶固化反应以必要的长时间加热工序为前提、得不到耐碱性等,因此优选含氟聚合物材料。进一步,特别优选动为摩擦系数为0.05~0.30、对水的接触角为90~120°的、会通过热或电离辐射发生交联的含氟聚合物材料。关于含氟聚合物材料,记载于日本特开2002-202402号公报的第[0027]~[0028]段,也优选在该公报的实施例中使用的化合物。
出于提高低折射率层本身的强度、提高耐擦伤性的目的,优选使低折射率层中含有无机微粒。无机微粒的涂设量优选为1mg/m2~100mg/m2,更优选为5mg/m2~80mg/m2,进一步优选为10mg/m2~60mg/m2。如果涂设量过少,则耐擦伤性的改良效果变小,如果过多,则会在低折射率层表面出现微细的凹凸,导致黑色结节等外观不良、反射率变差,故而不优选。
该无机微粒由于包含在低折射率层中,因此优选为低折射率。例如,可以列举氟化镁、二氧化硅的微粒。特别是从折射率、分散稳定性、成本的方面出发,优选二氧化硅微粒。二氧化硅微粒的平均粒径优选为低折射率层的厚度的10%以上且100%以下,更优选为20%以上且90%以下,特别优选为30%以上且80%以下。即,如果低折射率层的厚度为100nm,则二氧化硅微粒的粒径优选为10nm以上且100nm以下,更优选为20nm以上且90nm以下,进一步优选为30nm以上且80nm以下。
如果二氧化硅微粒的粒径过小,则耐擦伤性的改良效果变小,如果过大,则会在低折射率层表面出现微细的凹凸,导致黑色结节等外观不良、反射率变差。二氧化硅微粒可以为晶质,也可以为无定形,另外还可以为单分散粒子,只要满足给定的粒径则也可以是凝聚粒子。二氧化硅微粒的形状最优选为球形,但为无定形也没有问题。这里,无机微粒的平均粒径可利用库尔特粒度仪测定。
[防眩膜的制造]
本实施方式的防眩膜可利用以下的方法制造,但并不限定于此。
首先,制备防眩层形成用的涂布液。然后,将涂布液利用浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、辊涂法、线棒涂布法、凹版涂布法、挤出涂布法(参照美国专利2681294号说明书)涂布在透明基材膜上,进行加热、干燥。此时,从涂布精度的方面考虑,特别优选使用微型凹版涂布法、辊涂法、挤出涂布法。作为防眩层涂布的前工序,为了改善基底的平面性,也优选对膜进行加热处理。对涂布层进行光照或加热而制成固化被摸。经过这样的过程,最终形成防眩膜。
需要说明的是,在防眩层上形成低折射率层的情况下,也可以利用与上述防眩层的形成同样的方法形成低折射率层。即,在制备低折射率层形成用的涂布液后,在利用上述方法所形成的防眩层上涂布低折射率层形成用的涂布液并进行加热、干燥,由此可制造在透明基材上依次具有防眩层和低折射率层的防眩膜(防反射膜)。
实施例
以下,结合实施例具体说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是,实施例中使用“份”或“%”的标识时,只要没有特别说明均表示“质量份”或“质量%”。
[基材膜中使用的添加剂]
〈缩聚酯化合物M〉
在配备有温度计、搅拌器、球形冷凝管的2L的四颈烧瓶中投料1,2-丙二醇251g、邻苯二甲酸酐244g、己二酸103g、苯甲酸610g、作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯0.191g,在氮气流中一边搅拌一边缓慢升温至230℃。一边观察聚合度一边进行脱水缩合反应。反应结束后在200℃将未反应的1,2-丙二醇减压蒸馏除去,由此得到了缩聚酯化合物M。此时,酸值为0.10,数均分子量为450。另外,表示辛醇-水分配系数的logP值为5。
〈缩聚酯化合物N〉
在配备有温度计、搅拌器、球形冷凝管的2L的四颈烧瓶中投料1,2-丙二醇251g、对苯二甲酸354g、对甲基苯甲酸680g、作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯0.191g,在氮气流中一边搅拌一边缓慢升温至230℃。一边观察聚合度一边进行脱水缩合反应。反应结束后在200℃将未反应的1,2-丙二醇减压蒸馏除去,由此得到了缩聚酯化合物N。此时,酸值为0.30,数均分子量为400。另外,logP值为6。
(二氧化硅分散稀释液)
Aerosil R812(Nippon Aerosil株式会社制) 10质量份
乙醇 90质量份
将以上用溶解器搅拌混合30分钟后,利用Manton Gaulin(高压匀浆器)进行分散。一边搅拌一边在二氧化硅分散液中投入88质量份的二氯甲烷,用溶解器搅拌混合30分钟,制作了二氧化硅分散稀释液。然后,利用微粒分散稀释液过滤器(Advantec Toyo株式会社:聚丙烯线绕式滤芯过滤器TCW-PPS-1N)进行了过滤。
[膜卷101的制作]
(原液的制备)
制备下述组成的原液1。即,首先,在加压溶解槽中添加二氯甲烷和乙醇。然后,在加入了溶剂的加压溶解槽中一边搅拌一边投入纤维素酯等,一边对其进行加热、搅拌一边使其完全溶解。
进一步将上述添加剂成分投入密闭容器,一边搅拌一边溶解,使用安积滤纸株式会社制的安积滤纸No.244对其进行过滤,制备了原液1。
(基材膜1的制膜)
将上述制备得到的原液1使用带式流延装置在温度22℃以1.8m宽度均匀地流延至不锈钢带式支撑体。在不锈钢带式支撑体上,使溶剂蒸发直到残留溶剂量达到20%为止,从不锈钢带式支撑体上剥离原液膜(网状物)。
然后,将剥离的网状物在35℃使溶剂蒸发,分割成1.6m宽度,然后,利用拉幅拉伸机,在160℃的温度下沿宽度方向(TD方向)相对于原始宽度进行了1.1倍拉伸。此时,利用拉幅机的拉伸开始时的残留溶剂量为4质量%。
接下来,将拉伸后的膜在120℃和140℃的干燥区利用多个辊一边搬运一边干燥,分割成1.3m宽度,对膜两端实施宽10mm、高7μm的滚花加工后,在温度40℃、湿度10%RH的气体氛围中调湿10分钟,制作了纤维素酯膜C1。然后,将纤维素酯膜C1卷取到卷芯上。此时,纤维素酯膜C1的膜厚为60μm,卷的长度为6000m。然后,将卷取后的卷状的纤维素酯膜C1用作为包装材料的PET膜包入,制作了膜卷101。
[膜卷102~107的制作]
将卷取前的调湿变更为表1中记载的条件进行,制作了纤维素酯膜C2~C7。然后,卷取纤维素酯膜C2~C7后用作为包装材料的PET膜包入,制作了膜卷102~107。需要说明的是,在各纤维素酯膜C2~C7中,关于调湿以外的制膜条件,与纤维素酯膜C1完全相同。
[饱和含水率和实际含水率的测定]
将制作得到的纤维素酯膜C1~C7切成给定的大小,在水中浸渍1天,使用NDCTechnologies公司制的红外线水分计(710e系列)测定饱和含水率,结果饱和含水率均为3%。需要说明的是,饱和含水率的值(3%)即使将调湿前的膜在水中浸渍1天测定也是相同的。
另外,在刚刚将膜卷101~107的PET膜开封、并将纤维素酯膜C1~C7分别陆续放出100m后,使用NDC Technologies公司制的红外线水分计(710e系列)测定实际含水率(卷含水率),结果卷含水率为表1所示的值。
[评价]
(膜表面变形)
在将各膜卷101~107的PET膜开封、将卷状的各纤维素酯膜C2~C7设置于卷绕机、并从卷外陆续放出100m后,对于剩余的膜的表面变形的发生(即贴附变形或放电变形)的有无,通过目测确认膜上映出的照明的扭曲情况而进行了考察。进而,根据以下的评价基准对膜的表面变形进行了评价。
《评价基准》
◎:膜完全没有表面变形。
○:虽然膜存在若干微弱的表面变形,但并没有问题(涂布后无法确认到表面变形)。
×:膜存在大量强表面变形,存在问题。
此外,在“○”的评价中,在涂布后无法确认到表面变形的理由可以认为是由于涂布而使膜吸湿,并经过干燥工序,由此使变形得到了缓和。
关于卷含水率和膜的表面变形的评价结果如表1所示。
由表1的结果可以确认,在含水率比(卷含水率相对于饱和含水率的比)为50%和90%时,在陆续放出的膜上存在大量的强表面变形。可认为这是由于在含水率比为50%时,膜的含水量少,因而积蓄于膜的电荷容易发生放电,因此在膜上产生了因放电造成的表面变形。另外,可认为在含水率比为90%时,含水量过多,膜变得柔软,难以滑动,因此在卷取成卷状的膜上容易产生贴附,在陆续放出的膜上产生了因贴附造成的表面变形。因此,根据表1的结果可以认为,为了抑制膜的表面变形,使含水率比为55%以上且85%以下是必要的,特别是从切实地抑制膜的表面变形的观点出发,含水率比优选为60%以上且80%以下。
接着,对于表面变形得到了抑制的含水率比为55%以上且85%以下的膜(纤维素酯膜C2、C4、C6),进一步对涂布故障进行了研究。其详情如下所述。
[防眩膜201的制作]
(有机硅烷化合物的水解物的部分缩合物A的制备)
在具有搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入甲乙酮120份、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM-5103:商品名、信越化学工业株式会社制)100份、乙酰乙酸乙基铝二异丙酯3份并进行混合后,加入离子交换水30份,在60℃反应4小时后,冷却到室温,得到了有机硅烷化合物的水解物的部分缩合物A。质均分子量为1600,低聚物成分以上的成分中分子量为1000~20000的成分为100%。另外,由气相色谱分析可知,原料的丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷完全没有残存。
(防眩层用涂布液1的制备)
将作为紫外线固化型树脂的PET-30(商品名、季戊四醇三丙烯酸酯、日本化药株式会社制、折射率1.51)26.64质量份、同样作为紫外线固化型树脂的DPHA(商品名、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物、日本化药株式会社制、折射率1.51)1.44质量份、丙烯酸类聚合物HR-AG Acrylic(The Intec制、分子量75000)2.88质量份、作为光固化引发剂的Irgacure184(商品名、Chiba Specialty Chemicals公司制)1.37质量份、作为第一透光性微粒的丙烯酸-苯乙烯珠(综研化学株式会社制、粒径3.5μm、折射率1.55)1.49质量份、作为第二透光性微粒的苯乙烯珠(综研化学株式会社制、粒径3.5μm、折射率1.60)4.64质量份、作为流平剂的R-30(商品名、大日本油墨化学工业株式会社制)0.046质量份、作为有机硅烷化合物的KBM-5103(商品名、信越化学工业株式会社制)6.19质量份、甲苯38.71质量份及环己酮16.59质量份充分混合,制备成涂布液。将该涂布液用孔径30μm的聚丙烯制过滤器过滤,制备了防眩层用涂布液1。
(低折射率层用涂布液2的制备)
添加折射率1.44的热交联性含氟聚合物JTA113(商品名、固体成分浓度6%、MEK溶液、JSR株式会社制)13g、胶体二氧化硅分散液MEK-ST-L(商品名、平均粒径45nm、固体成分浓度30%、日产化学株式会社制)1.3g、上述有机硅烷化合物的水解物的部分缩合物A液0.6g、及甲乙酮5g、环己酮0.6g并进行搅拌后,用孔径1μm的聚丙烯制过滤器过滤,制备了低折射率层用涂布液2。
(防眩层的涂设)
将表1的膜卷102的PET膜开封,从由卷陆续放出纤维素酯膜C2(厚度60μm的三乙酸纤维素膜)100m的时刻开始,在温度40℃、湿度10%RH的气体氛围中调湿10分钟。然后,在经过了调湿的纤维素酯膜C2上涂布防眩层用涂布液1、使得干燥膜厚达到7μm,在110℃干燥溶剂10秒、在50℃干燥溶剂20秒后,进一步在氮气鼓入下(氧浓度200ppm以下),以使累积光量达到55mJ的方式进行UV照射(半固化),使其发生光固化。由此,制作了在纤维素酯膜C2上形成有防眩层的防眩膜201。制作得到的防眩膜201被卷取成卷状。
(低折射率层的涂设)
再次陆续放出卷状态的防眩膜201,在防眩膜201的防眩层上以使干燥膜厚达到100nm的方式涂布低折射率层用涂布液2,并在120℃干燥70秒后、进一步在110℃干燥10分钟而使其发生热固化,然后在氮气鼓入下(氧浓度100ppm以下),以使累积光量达到120mJ的方式进行UV照射(全固化),使其发生光固化。由此,制作了涂设有低折射率层的防眩膜201。制作得到的带有低折射率层的防眩膜201被卷取成卷状。
[防眩膜202~205的制作]
除了将相对于由卷陆续放出的纤维素酯膜C2涂布防眩层前的调湿条件如表2所示变更以外,与防眩膜201的制作同样地操作,制作了防眩膜202~205。
[防眩膜206的制作]
将表1的膜卷104的PET膜开封,并由卷陆续放出纤维素酯膜C4(厚度60μm的三乙酸纤维素膜),在温度40℃、湿度10%RH的气体氛围中调湿15分钟。除此以外,与防眩膜201的制作同样地操作,制作了防眩膜206。
[防眩膜207~210的制作]
除了将相对于由卷陆续放出的纤维素酯膜C4涂布防眩层前的调湿条件如表2所示变更以外,与防眩膜206的制作同样地操作,制作了防眩膜207~210。
[防眩膜211的制作]
将表1的膜卷106的PET膜开封,并由卷陆续放出纤维素酯膜C6(厚度60μm的三乙酸纤维素膜),在温度40℃、湿度10%RH的气体氛围中调湿20分钟。除此以外,与防眩膜201的制作同样地操作,制作了防眩膜211。
[防眩膜212~215的制作]
除了将相对于由卷陆续放出的纤维素酯膜C6涂布防眩层前的调湿条件如表2所示变更以外,与防眩膜211的制作同样地操作,制作了防眩膜212~215。其中,关于防眩膜215,由于涂布前实际含水率过高而表面结露,因此无法涂布涂布液,没有形成防眩层,但这里为了方便而称为“防眩膜”。
[涂布前实际含水率的测定]
使用NDC Technologies公司制的红外线水分计(710e系列)测定即将涂布防眩层用涂布液1前的纤维素酯膜C2、C4、C6的实际含水率,结果实际含水率为表2所示的值。
[评价]
(涂布故障)
在纤维素酯膜上涂布涂布液,将干燥、固化结束后的防眩膜201~215一边在暗室内以5m/min的速度搬运,一边遍及10m的长度,从作为光源使用的Polarion灯(Gardner公司制SE7852)对膜面垂直地入射光,并以相对于与膜面垂直的方向为30°以内的角度对膜面进行目测观察,考察了白斑部和透黑部的有无。进而,根据以下的评价基准对涂布故障进行了评价。其中,将比周边部的反射少、看起来发黑的部位作为透黑部,将比周边部反射多、看起来明亮的部分作为白斑部。
《评价基准》
○:白斑部、透黑部均未观察到(无白斑、透黑)。
×:清楚地观察到了白斑部或透黑部,存在问题(有明确的白斑或透黑)。
对于涂布前的实际含水率和涂布故障的评价结果如表2所示。其中,关于防眩膜215,由于如上所述地未能形成防眩层,因此没能对涂布故障进行评价。
根据表2的结果,在含水率变动(实际含水率相对于涂布前的卷含水率的变动)在-15%和+15%时,观察到了白斑部或透黑部。可以认为这是由于,如果含水率变动大,则在涂布时在膜表面的水分分布产生了不均,在其上涂布的涂布液中的粒子产生了分布不均,进而产生了白斑或透黑。
相对于此,在含水率变动为-10%~+10%的范围,完全没有观察到白斑和透黑。可以认为这是由于,膜的卷含水率为55~85%、比通常的40%高,因此在膜的表面和内部的水分的分布稳定、达到均匀的状态,含水率变动少,因而水分分布的均匀状态在直到涂设防眩层之前基本得到保持,其结果,即使涂布涂布液,涂布液中的粒子产生分布不均的情况也得到降低,由此涂布故障降低。因此,含水率变动为-10%~+10%的范围时,即使在以高速搬运纤维素酯膜的情况下,也能够在表面的水分分布基本均匀的纤维素酯膜上涂设防眩层,进而生成降低了涂布故障的防眩膜,因此能够实现防眩膜的增速生产。
[补充]
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明的范围不限定于此,可以在不脱离发明的主旨的范围内加入各种变形来实施。
以上说明的本实施方式的膜卷及其制造方法可表现如下。
1.一种膜卷,其包含:
防眩层涂设用的纤维素酯膜,所述防眩层含有用于形成表面凹凸的粒子;和
具有防湿性、将上述纤维素酯膜以卷状态包装的包装材料,
其中,
上述纤维素酯膜在卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为55~85%,
上述纤维素酯膜在上述防眩层涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动在-10%~+10%的范围内。
2.根据上述1所述的膜卷,其中,上述纤维素酯膜在卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为60~80%。
3.一种膜卷的制造方法,其为上述1或2所述的膜卷的制造方法,该方法包括:
第一调湿工序,对上述纤维素酯膜进行调湿;
卷取工序,将在上述第一调湿工序中经过了调湿后的上述纤维素酯膜进行卷取;以及
包装工序,利用上述包装材料对经过卷取后的上述纤维素酯膜进行包装,
在上述第一调湿工序中,对卷取前的上述纤维素酯膜进行调湿,并使得在将上述包装材料开封、由卷状态将上述纤维素酯膜陆续放出并进行上述防眩层的涂设前,在第二调湿工序中在温度35~40℃、湿度30~75%RH的环境中调湿10~20分钟时,上述防眩层涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动达到-10%~+10%范围内。
4.根据上述3所述的膜卷的制造方法,其中,在上述第一调湿工序中,将卷取前的上述纤维素酯膜在温度35~40℃、湿度20~80%RH的环境中进行10分钟调湿。
工业实用性
本发明的膜卷例如可用于防眩膜的制造。
Claims (4)
1.一种膜卷,其包含:
防眩层涂设用的纤维素酯膜,所述防眩层含有用于形成表面凹凸的粒子;和
具有防湿性、将所述纤维素酯膜以卷状态包装的包装材料,
其中,
所述纤维素酯膜在卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为55~85%,
所述纤维素酯膜在所述防眩层涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动在-10%~+10%的范围内。
2.根据权利要求1所述的膜卷,其中,所述纤维素酯膜在卷状态下的实际含水率相对于饱和含水率的比为60~80%。
3.一种膜卷的制造方法,其为制造权利要求1或2所述的膜卷的方法,
其中,该方法包括:
第一调湿工序,对所述纤维素酯膜进行调湿;
卷取工序,将在所述第一调湿工序中经过了调湿后的所述纤维素酯膜进行卷取;以及
包装工序,利用所述包装材料对经过卷取后的所述纤维素酯膜进行包装,
在所述第一调湿工序中,对卷取前的所述纤维素酯膜进行调湿,并使得在将所述包装材料开封、由卷状态将所述纤维素酯膜陆续放出并进行所述防眩层的涂设前,在第二调湿工序中在温度35~40℃、湿度30~75%RH的环境中调湿10~20分钟时,所述防眩层涂设前的实际含水率相对于卷状态下的实际含水率的变动达到-10%~+10%范围内。
4.根据权利要求3所述的膜卷的制造方法,其中,在所述第一调湿工序中,将卷取前的所述纤维素酯膜在温度35~40℃、湿度20~80%RH的环境中进行10分钟调湿。
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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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