CN115003711B - 树脂微粒及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题为提供一种树脂微粒,该树脂微粒在添加于各种树脂膜时,可赋予防粘连效果并同时维持膜的透明性。作为解决方法,本发明提供一种满足下述(a)至(c)的特征的树脂微粒。(a)构成树脂微粒的树脂含有:以全部结构单元计为3质量%至95质量%的来自在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体的结构单元、以及以全部结构单元计为3质量%至50质量%的来自在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的结构单元;(b)树脂微粒的平均一次粒径为50nm至800nm;以及(c)使树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm。
Description
技术领域
本发明涉及树脂微粒及其制造方法。
背景技术
近年来,对于显示装置(显示器),除了薄型化或轻量化以外,还要求柔性化。对于柔性显示器所使用的透明塑料膜基板或光学部件(偏光板保护膜或相位差膜等),不仅要求具有高透明性与弯折性,从能耐受制造显示器时的热历程并降低显示元件因外部气体中的水分所造成的损害的观点等来看,还要求具有高的耐热性及耐湿性。目前正在研究使用以环烯烃类树脂作为主成分的膜来作为此种柔性显示器的透明塑料膜基板或光学部件(例如专利文献1)。
此外,在制造塑料膜时,以改良膜的光滑性为目的或是以防止膜彼此密接而变得难以剥离(粘连)为目的,大多是添加微粒(抗粘连剂(anti-blocking agent)),人们对各种微粒进行了研究(例如专利文献2或专利文献3)。
专利文献1:日本特开2018-92770号公报
专利文献2:日本特开2015-214679号公报
专利文献3:日本特开2015-101698号公报
然而,在将专利文献2所记载的像二氧化硅这样的无机类微粒添加于像环烯烃类树脂这样的高折射率且疏水性高的膜时,有时会与膜之间产生折射率差而无法维持透明性。此外,在添加专利文献1或专利文献3所记载的丙烯酸类交联微粒时,有时粒子会没有均匀地分散于疏水性高的膜中而凝聚,使膜会白化或是无法发挥期望的抗粘连性。
发明内容
本发明为了改善这样的问题而完成,其课题为提供一种树脂微粒,该树脂微粒在添加于包括环烯烃类树脂膜在内的各种树脂膜时,可赋予防粘连效果且同时维持膜的透明性。
本发明人鉴于上述课题而进行深入研究,结果发现到通过设为特定的树脂微粒可以解决上述课题。本发明具有下列方式。
[1]一种树脂微粒,满足下述(a)至(c)的特征:
(a)构成树脂微粒的树脂含有:以全部结构单元计为3至95质量%的来自在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体的结构单元、以及以全部结构单元计为3至50质量%的来自在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的结构单元;
(b)平均一次粒径为50至800nm;以及
(c)使树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm。
[2]根据[1]所述的树脂微粒,其中,由下式(1)所表示的值A为0.9以上且5.0以下,
A=(甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径÷树脂微粒的平均一次粒径)…(1)。
[3]根据[1]或[2]所述的树脂微粒,其中,由下式(2)所表示的平均一次粒径的变异系数为25%以下,
变异系数=(树脂微粒的体积基准的粒度分布的标准偏差÷树脂微粒的体积平均粒径)×100…(2)。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的树脂微粒,其中,所述单官能酯类单体为选自(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯及(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯中的一种以上。
[5]一种树脂微粒的制造方法,使用至少一种水溶性偶氮类聚合引发剂并在水性介质中使下列单体成分进行乳液聚合,其中,该单体成分以全部单体成分计含有:3至95质量%的在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体、以及3至50质量%的在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体。
[6]根据[5]所述的树脂微粒的制造方法,其中,在乳液聚合时,使用至少一种具有乙烯性不饱和基团的反应性表面活性剂。
[7]一种抗粘连剂,由[1]至[4]中任一项所述的树脂微粒所构成。
[8]一种树脂组合物,包含[1]至[4]中任一项所述的树脂微粒、以及树脂粘合剂(resin binder)。
[9]一种光学部件,包含[1]至[4]中任一项所述的树脂微粒。
[10]一种树脂成形体,包含[1]至[4]中任一项所述的树脂微粒。
根据本发明,可提供一种树脂微粒,该树脂微粒在添加于包括环烯烃类树脂膜在内的各种树脂膜时,可赋予防粘连效果且同时维持膜的透明性。
具体实施方式
[树脂微粒]
本发明的树脂微粒满足下述(a)至(c)的特征:
(a)构成树脂微粒的树脂含有:以全部结构单元计为3至95质量%的来自在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体的结构单元、以及以全部结构单元计为3至50质量%的来自在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的结构单元;
(b)树脂微粒的平均一次粒径为50至800nm;以及
(c)使树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm。
此外,本发明的树脂微粒可将由下式(1)所表示的值A设为0.9以上且5.0以下。
A=(甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径÷树脂微粒的平均一次粒径)…(1)
此外,本发明的树脂微粒可将由下式(2)所表示的平均一次粒径的变异系数设为25%以下。
变异系数=(树脂微粒的体积基准的粒度分布的标准偏差÷树脂微粒的体积平均粒径)×100…(2)
<在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体>
关于在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体,可列举出选自下述中的一种以上:在分子内具有一个以上的苯环或萘环等芳香环的(甲基)丙烯酸酯类化合物、在分子内具有一个以上的芳香环的乙烯基酯类化合物、在分子内具有一个以上的芳香环的烯丙基酯类化合物等。
另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸或甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
作为单官能酯类单体,例如可列举出选自下述中的一种以上:(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸联苯酯、壬基苯基(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、枯基苯酚(甲基)丙烯酸酯、枯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、枯基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、邻苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类化合物;苯甲酸乙烯酯、萘甲酸乙烯酯等乙烯基酯类化合物;苯甲酸烯丙酯、萘甲酸烯丙酯等烯丙基酯类化合物;在这些化合物的芳香环键合有烷基、羟基、羧基、烷氧基、卤素等一个以上的取代基的(甲基)丙烯酸酯类化合物等。当中,从反应性的良好程度与高折射率的观点来看,优选为选自(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯及(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯中的一种以上,最优选为(甲基)丙烯酸苄酯。
关于本发明的树脂微粒,相对于全部结构单元100质量%,以3至95质量%的含有比率含有来自在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体的结构单元。该含有比率优选为10至80质量%,更优选为20至60质量%。通过使该含有比率在此范围内,而使树脂微粒与树脂膜之间的折射率差变小且粒子的疏水性变高,因此,使甲苯等溶剂或粘合剂树脂中的粒子的分散性提升,可维持组合物的透明性。
<在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体>
作为在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体,只要为在分子内具有两个以上的乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰氧基等乙烯性不饱和基团的化合物即可。可列举出选自多官能(甲基)丙烯酸类单体、多官能乙烯基类单体、多官能烯丙基类单体等中的一种以上。
作为多官能单体,例如可列举出选自下述中的一种以上:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、十乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、十五乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、一百五十乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(ペンタコンタヘクタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート)、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、二乙烯基萘、邻苯二甲酸二烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯等。在这些单体中,优选为选自乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯中的一种以上。
关于本发明的树脂微粒,相对于全部结构单元100质量%,以3至50质量%的含有比率含有来自在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的结构单元。该含有比率优选为10至50质量%,更优选为20至50质量%。通过使该含有比率在此范围内,而使粒子的耐溶剂性提升,在调配于膜时可防止粒子的变形。
在上述来自在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的结构单元的含有比率小于上述范围时,树脂微粒的交联度会降低。结果,在使用将树脂微粒混合于粘合剂而成的树脂组合物作为涂布液时,树脂微粒会溶胀并引起涂布液的粘度上升,而涂布作业性可能降低。此外,树脂微粒的交联度降低的结果,在将树脂微粒混合于粘合剂并进行成形的用途(所谓捏合用途)等中,在加热树脂微粒时,变得容易发生树脂微粒的熔解或变形。在上述来自在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的结构单元的含有比率大于上述范围时,存在未观察到与其用量相匹配的效果提升,使生产成本上升的情况。
<其他结构单元>
在本发明的树脂微粒中,在不损害本发明的效果的范围内,可含有其他结构单元。关于成为其他结构单元的来源的单体,并无特别限定。例如可列举出选自下述中的一种以上:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯类单体;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯等(甲基)丙烯酸羟烷酯;琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、马来酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯等含羧酸的(甲基)丙烯酸酯;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等乙烯基酯类单体等。
另外,苯乙烯类单体在使用水溶性的聚合引发剂并通过乳液聚合来制造树脂微粒时,单体容易残留,聚合时的分散稳定性有可能降低。因此,本发明的树脂微粒优选不含有来自苯乙烯类单体的结构单元。另外,在此的所谓“不含有来自苯乙烯类单体的结构单元”的意思是“仅在不阻碍本发明的效果的程度内不含有来自苯乙烯类单体的结构单元”。
关于本发明的树脂微粒,相对于全部结构单元100质量%,以0至94质量%的含有比率含有其他结构单元。该含有比率优选为10至80质量%,更优选为30至70质量%。
<平均一次粒径>
本发明的树脂微粒的平均一次粒径为50至800nm,优选为50至300nm。通过将平均一次粒径设为上述上限以下,而使树脂微粒变得不易从膜脱落,所以会容易维持膜的透明性,并且会容易防止制造工序的污染。此外,通过设为上述下限以上,会容易确保膜的防粘连性能。
在本发明中,树脂微粒的平均一次粒径可通过库尔特(Coulter)法,例如实施例所记载的方法来测定。
该区域的大小的粒子在聚合时虽有容易凝聚的技术问题,但在本发明的树脂微粒中会发挥优异的凝聚抑制效果。通过将树脂微粒的平均一次粒径设为上述范围内,在使用该树脂微粒作为各种膜的润滑剂或抗粘连剂时,可维持膜的透明性并且使膜的厚度变薄。由此,可对使用各种膜的制品的小型化和轻量化有所贡献。
<导电率>
就本发明的树脂微粒而言,使该树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm,优选为1μS/cm至100μS/cm。通过使导电率在该范围内,在将树脂微粒添加于膜时可维持膜的透明性。
导电率可通过控制树脂微粒所含有的水溶性成分、尤其是离子性成分的残渣的量来调整。例如,通过使用水溶性偶氮类聚合引发剂来将本发明的树脂微粒进行聚合,可抑制由聚合引发剂的残渣所导致的水分散体的导电率的上升。
<值A>
本发明的树脂微粒的下式(1)所表示的值A优选为0.9以上且5.0以下。
A=(甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径÷树脂微粒的平均一次粒径)…(1)
值A为当制作含有树脂微粒的膜时所制备的树脂微粒的分散体中的树脂微粒的凝聚程度的标准。通过使该值为上述上限以下,由于在使用该分散体所制备的涂布液中不易产生树脂微粒的凝聚,因此容易维持膜的透明性。
<变异系数>
关于变异系数,使用激光衍射散射粒度分布测定装置测定树脂微粒而求出粒度分布,然后使用此粒度分布并由下式(2)算出。具体而言,在使用激光衍射散射粒度分布测定装置来求出树脂微粒的平均一次粒径时,可一并求出。
变异系数=(树脂微粒的体积基准的粒度分布的标准偏差÷树脂微粒的体积平均粒径)×100…(2)
树脂微粒的粒径的变异系数优选为25%以下,更优选为20%以下。通过使变异系数在此范围内,在将粒子添加于膜时,不易因粗大粒子的脱落所产生的空隙(void)而使膜白化。
[树脂微粒的制造方法]
关于本发明的树脂微粒的制造方法,可无限制地使用公知的树脂微粒的制造方法。例如可列举出在水性介质中使单体成分进行乳液聚合的方法,其中,该单体成分含有:在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体、以及在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体。此时,优选使用至少一种水溶性偶氮类聚合引发剂作为聚合引发剂。此外,在通过乳液聚合来制造树脂微粒时,可在表面活性剂的存在下使单体的混合物在介质中乳化,并在聚合引发剂的存在下进行聚合。
在本发明中,优选设为如下的树脂微粒的制造方法:使用至少一种水溶性偶氮类聚合引发剂并在水性介质中使单体成分进行乳液聚合,其中,该单体成分以全部单体成分计含有:3至95质量%的在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体、以及3至50质量%的在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体。
在树脂微粒的制造方法中所使用的“在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体”及“在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体”分别使用[树脂微粒]中所记载的单体。此外,可使用[树脂微粒]中所记载的成为其他结构单元的来源的单体。
这些单体的用量可设为与[树脂微粒]所记载的用量相同。
尤其,相对于所使用的单体的合计量100质量%,优选使用3至95质量%的“在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体”、3至50质量%的“在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体”。
<乳液聚合>
此制造方法中的乳液聚合可通过公知的乳液聚合法来进行,例如可采用单体滴加法、预乳化法、一次投入聚合法(一括仕込み重合法)等,但在得到粒度分布窄且结垢(scale)少的树脂微粒方面,优选采用单体滴加法。
乳液聚合优选使用附有搅拌功能的反应容器来进行。聚合温度因所使用的单体的种类或聚合引发剂的种类的不同而不同,但优选在30至100℃的范围内。此外,聚合时间优选为2至10小时。
在本发明的树脂微粒的制造方法中,可清洗聚合后所得到的水分散体。清洗方法可使用离心清洗、错流过滤(cross flow filtration)清洗等。
另外,在通过乳液聚合来得到本发明的树脂微粒时,可通过使用反应性乳化剂,在不清洗聚合后所得到的水分散体的状况下直接干燥,而省略清洗工序。
在本发明的树脂微粒的制造方法中,可使聚合后所得到的水分散体分散于醇、甲苯、酮等有机溶剂中。在该分散状态下,可进行通过筛网而去除粗大粒子的分级等工序。另外,在处于此状态下与环烯烃类树脂等混合而得到含有环烯烃类树脂的树脂组合物的情况下,之后会难以从分散体中去除分散介质。因此,优选进行如下工序:使用喷雾干燥机等干燥机来去除分散介质,并且在得到干燥粉末后再次分散于溶剂(优选为有机溶剂)。
在通过喷雾干燥机干燥而得到的树脂微粒的干燥粉末中,成为树脂微粒彼此聚集而呈块状的形态(以下称为微粒块状物)。为了使树脂微粒均匀地分散于膜中,在得到上述干燥粉末后,优选实施微粒块状物的粉碎工序。由此,树脂微粒成为接近于一次粒子的状态,从而提升对有机溶剂和构成膜的树脂的分散性。粉碎工序可在干燥粉末的状态下实施,也可在分散于所使用的有机溶剂中的状态下实施。不论哪一种,皆可使用公知的方法,例如,就干式而言可列举出使用属于机械式粉碎机的刀片式研磨机(blade mill)、超级转子(super rotor)以及属于气流式粉碎机的纳米研磨机(nano-grinding mill)(喷射研磨机)等的方法,就湿式而言可列举出使用珠磨机(beads mill)、球磨机(ball mill)及锤磨机(hammer mill)等的方法。
<水性介质>
乳液聚合中所使用的水性介质可单独使用水,或是使用水与低级醇(甲醇、乙醇、异丙醇等)的混合物。从废液处理的观点来看优选单独使用水。
相对于上述乳液聚合中所使用的全部单体的合计量100质量份,水性介质的用量优选在200至2000质量份的范围内,更优选在300至1500质量份的范围内。通过将上述水性介质的用量设为上述下限以上,从而保持聚合中的粒子的稳定性,变得容易防止在聚合后产生树脂微粒的凝聚物。通过将上述水性介质的用量设为上述上限以下,容易使生产率良好。
<表面活性剂>
在上述水性介质中,优选添加表面活性剂。所添加的表面活性剂并无特别限定,但优选使用反应性表面活性剂(具有乙烯性不饱和基团的表面活性剂)。此外,表面活性剂可使用阴离子性表面活性剂或非离子性表面活性剂,但从聚合稳定性的层面来看,优选使用一种以上的阴离子性表面活性剂。
反应性表面活性剂所含有的乙烯性不饱和基团例如可列举出乙烯基、(甲基)丙烯酰基等。因具有反应性,故表面活性剂会进入粒子中而不会残留于使树脂微粒分散的介质(例如水性介质)中。相对于此,当使用不具有乙烯性不饱和基团的通常的表面活性剂时,由于在聚合反应后阴离子性表面活性剂会残留于介质(例如水性介质)中,所以有时会进入膜中而成为引起雾化的原因。
作为具有乙烯性不饱和基团的阴离子性表面活性剂的具体例,例如可列举出:Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制的属于聚氧乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷醚硫酸酯铵盐的商品名称“Aqualon KH-10”及商品名称“Aqualon KH-1025”(“Aqualon KH-10”的25重量%水溶液),以及属于聚氧乙烯苯乙烯化丙烯基苯醚硫酸酯铵的商品名称“Aqualon AR-10”、“Aqualon AR-20”、“Aqualon AR-1025”(“Aqualon AR-10”的25重量%水溶液);KaoCorporation制的属于聚氧化烯烯醚硫酸铵的商品名称“Latemul PD-104”;AdekaCorporation制的属于α-磺酸基-ω-(1-烷氧基甲基-2-(2-丙烯氧基)乙氧基)-聚(氧基-1,2-乙烷二基)铵盐的商品名称“Adeka Reasoap SR-10”及商品名称“Adeka Reasoap SR-20”,以及属于聚氧丙烯烯丙醚磷酸酯的商品名称“Adeka Reasoap PP-70”;JapanEmbroidery Co.,Ltd.制的属于双(聚氧乙烯苯醚)甲基丙烯酸酯硫酸酯盐的商品名称“Antox MS-60”;作为具有聚氧化烯部位的反应性阴离子性表面活性剂以外的反应性阴离子性表面活性剂,例如可列举出对苯乙烯磺酸钠、烯丙基烷基磺酸钠等,但并不限定于这些。这些表面活性剂可单独使用一种,也可适当地组合两种以上而使用。
作为具有乙烯性不饱和基团的非离子性表面活性剂的具体例,可列举出:Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制的属于聚氧乙烯苯乙烯化丙烯基苯醚的商品名称“Aqualon AN-10”、“Aqualon AN-20”、“Aqualon AN-30”、“Aqualon AN-5065”,以及属于聚氧乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷醚的商品名称“Aqualon KN-10”、“Aqualon KN-20”、“AqualonKN-30”、“Aqualon KN-5065”;Adeka Corporation制的商品名称“Adeka Reasoap ER-10”、“Adeka Reasoap ER-20”、“Adeka Reasoap ER-30”、“Adeka Reasoap ER-40”;KaoCorporation制的属于聚氧化烯烯醚的商品名称“Latemul PD-420”、“Latemul PD-430”、“Latemul PD-450”等,但并不限定于这些。这些表面活性剂可单独使用一种,也可适当地组合两种以上而使用。
相对于在上述乳液聚合中所使用的全部单体的合计量100质量份,表面活性剂的用量优选在0.01至5质量份的范围内。通过将表面活性剂的用量设为上述下限以上,容易防止在聚合时的微粒的分散性降低且防止聚合稳定性也降低。通过将表面活性剂的用量设为上述上限以下,容易防止树脂微粒的吸湿性变高和树脂微粒的分散体变得容易发泡。
<聚合引发剂>
在本发明中可使用的聚合引发剂并无特别限定。可使用通常已知的过硫酸盐(例如过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等)、过氧化氢、偶氮化合物等聚合引发剂。
本发明中的聚合引发剂的用量因其种类的不同而不同,但相对于上述聚合中所使用的全部单体的合计量100质量份,优选在0.1至5质量份的范围内使用,更优选在0.3至3质量份的范围内使用。
在通过乳液聚合来得到本发明的树脂微粒时,优选使用水溶性偶氮类聚合引发剂。水溶性偶氮类聚合引发剂可使用以往广泛地用于乳液聚合等的聚合引发剂,此外,也可使用新开发出的用于乳液聚合等的聚合引发剂。作为水溶性偶氮类聚合引发剂的例子,例如可列举出:VA-080(2,2’-偶氮双(2-甲基-N-(1,1-双(羟甲基)-2-羟乙基)丙酰胺))、VA-086(2,2’-偶氮双(2-甲基-N-(2-羟乙基)-丙酰胺))、VA-057(2,2’-偶氮双(2-(N-(2-羧乙基)甲脒基)丙烷))、VA-058(2,2’-偶氮双(2-(3,4,5,6,-四氢嘧啶-2-基)丙烷)二盐酸盐)、VA-060(2,2’-偶氮双(2-(1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉-2-基)丙烷)二盐酸盐)、V-50(2,2’-偶氮双(2-甲脒基丙烷)二盐酸盐)、V-501(4,4’-偶氮双(4-氰基戊酮酸))、VA-082(2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟甲基)乙基]丙酰胺})、VA-085(2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[2-(1-羟丁基)]-丙酰胺})、VA-044(2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐)、VA-046B(2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐二水合物)、VA-061(2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷])(均由Fuji Film Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制)、2,2’-偶氮双(2-甲脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐、2,2’-偶氮双(1-亚胺基-1-吡咯啶基-2-乙基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双(1-亚胺基-1-吡咯啶基-2-甲基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟甲基)-2-羟乙基]丙酰胺}等。这些聚合引发剂可单独使用一种,也可混合两种以上而使用。
在这些引发剂中,从降低树脂微粒分散体的导电率的观点来看,更优选为不具有卤素的引发剂,再者,从水溶性的良好程度来看,特别优选为VA-086、VA-057。
在通过乳液聚合来得到本发明的树脂微粒时,在使用水溶性偶氮类聚合引发剂以外的例如过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾/亚硫酸氢钠等作为聚合引发剂的情况下,若将所得到的树脂微粒添加于环烯烃类树脂,则透明性有可能降低。与使用上述过硫酸盐等作为聚合引发剂的情况相比,在使用水溶性偶氮类聚合引发剂的情况下,由于随着聚合引发剂的反应而造成的聚合系统内的pH降低较少,所以可抑制因聚合系统内的分散性的降低所造成的粒子的凝聚或粗大粒子的产生。
将使用水溶性偶氮类聚合引发剂进行聚合所得到的树脂微粒在蒸馏水中分散而成的水分散体的导电率,与使用水溶性偶氮类聚合引发剂以外的聚合引发剂的情况相比,由聚合引发剂的残渣所产生的水分散体的导电率的上升较少。因此,关于本发明的树脂微粒,使该树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm,优选为1μS/cm至100μS/cm。通过使导电率在此范围内,在添加此树脂微粒时可维持膜的透明性。
<其他的任意成分>
在通过乳液聚合来制造本发明的树脂微粒时,可在其聚合系统中添加链转移剂。关于所添加的链转移剂,例如可列举出:正辛基硫醇、第三辛基硫醇、正十二基硫醇、第三-十二基硫醇、正己基硫醇等硫醇类;γ-萜品烯(γ-terpinene)、双戊烯(dipentene)等萜烯类(terpene);氯仿、四氯化碳、二氯甲烷、二溴甲烷等卤化烃;α-甲基苯乙烯二聚物;2,6-二-第三丁基-4-甲基酚、苯乙烯化酚等酚类化合物;烯丙醇等烯丙基化合物等。本发明中的链转移剂的用量并无特别限定,相对于上述聚合中所使用的全部单体的合计量100质量份,优选在0.1至5质量份的范围内使用,更优选在0.3至3质量份的范围内使用。
在本发明中,也可使用水溶性聚合引发剂以外的聚合引发剂。此种聚合引发剂例如可列举出:氢过氧化异丙苯、过氧化二-第三丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苄酰、过氧化月桂酰、二甲基双(第三丁基过氧基)己烷、二甲基双(第三丁基过氧基)己炔-3、双(第三丁基过氧基异丙基)苯、双(第三丁基过氧基)三甲基环己烷、丁基-双(第三丁基过氧基)戊酸酯、2-乙基己烷过氧酸第三丁酯、过氧化二苄酰、氢过氧化对薄荷烷及第三丁基过氧基苯甲酸酯等有机过氧化物类;2,2’-偶氮双异丁腈(2,2’-偶氮双(2-甲基-丁腈)、2,2’-偶氮双(2-异丙基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,3-二甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基己腈)、2,2’-偶氮双(2,3,3-三甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基-4-乙氧基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基-4-正丁氧基戊腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2’-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2’-偶氮双(N-环己基-2-甲基丙酰胺)、1,1-偶氮双(1-乙酰氧基-1-苯基乙烷)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、二甲基-2,2’-偶氮双异丁酸酯、2-(胺甲酰基偶氮)异丁腈等偶氮化合物类。
此外,也可使用氧化还原类引发剂作为聚合引发剂,该氧化还原类引发剂可为下列组合:将前述的过硫酸盐类及有机过氧化物类的聚合引发剂,以及甲醛次硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵、过氧化氢、羟基甲烷亚磺酸钠、L-抗坏血酸及其盐、亚铜盐、亚铁盐等还原剂进行组合而形成。
这些聚合引发剂可仅使用一种,也可混合两种以上而使用。此外,相对于乙烯基类单体100质量份,这些聚合引发剂优选在0.1至2质量份,更优选在0.2至1质量份,进一步优选在0.3至0.8质量份的范围内使用。
此外,以提升树脂微粒的耐热性等为目的,在上述聚合系统中可添加受阻酚类抗氧化剂、磷类抗氧化剂等抗氧化剂。关于受阻酚类抗氧化剂的例子,可列举出:季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羟苯基)丙酸酯](商品名称:Irganox(注册商标)1010)、苯丙酸,3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基,C7-C9侧链烷酯、3,3’,3”,5,5’,5”-六-第三丁基-a,a’,a”-(均三甲苯-2,4,6-甲苯基)三-对甲酚、二乙基双[[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]膦酸酯]钙、十八基-3-(3,5-第三丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等。作为磷类抗氧化剂,可列举出:三(2,4-二-第三丁基苯基)亚磷酸酯、三[2-[[2,4,8,10-四-第三丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烷-6-基]氧基]乙基]胺、双(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯亚磷酸等。
[抗粘连剂]
本发明的抗粘连剂含有上述树脂微粒,并通过使上述树脂微粒含有于膜而将凹凸赋予至膜的表面,可改良膜的光滑性、或可防止膜彼此密接而变得难以剥离(粘连)。
含有本发明的抗粘连剂的膜并无特别限定。另外,本发明的树脂微粒即使在添加于含有环烯烃类树脂的膜时,也可赋予防粘连效果且同时维持该膜的透明性,因此可适合用来作为环烯烃类树脂的膜的抗粘连剂。
本发明的抗粘连剂可通过与构成膜的树脂混合并予以膜化而被含有于膜中,此外,也可将含有抗粘连剂的树脂组合物涂布于膜表面。
本发明的树脂微粒在添加于环烯烃类等高折射率的膜时,可赋予防粘连效果且同时维持膜的透明性。
作为膜的材质,例如可列举出:聚4-甲基戊烯-1及聚丁烯-1等聚烯烃类树脂、环烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等聚酯类树脂;聚碳酸酯类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚苯硫醚类树脂、聚醚砜类树脂等。在这些之中,尤其以环烯烃类树脂因耐热性、耐吸湿性、透明性优异,故优选用作光学部件。
[树脂组合物]
本发明的树脂组合物含有前述的本发明的树脂微粒以及树脂粘合剂。本发明的树脂组合物可使用挤压成形、射出成形等公知的成形方法来构成为成形体,此外,也可视需要加入溶剂而形成涂覆剂。
<树脂粘合剂>
树脂粘合剂根据透明性、树脂微粒分散性、耐光性、耐湿性及耐热性等所要求的特性来适当地选择,并无特别限定。
例如可列举出选自下述中的一种以上的树脂粘合剂:环烯烃类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、(甲基)丙烯酸-氨基甲酸酯类树脂、氨基甲酸酯(urethane)类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚偏二氯乙烯类树脂、三聚氰胺类树脂、苯乙烯类树脂、醇酸类树脂、酚类树脂、环氧类树脂、聚酯类树脂、聚硅氧烷类树脂等硅酮(silicone)类树脂、(甲基)丙烯酸-硅酮类树脂、硅酮-醇酸类树脂、硅酮-氨基甲酸酯类树脂、硅酮-聚酯树脂等改性硅酮树脂、聚偏二氟乙烯、氟烯烃乙烯醚聚合物等氟类树脂等。
从提升树脂组合物的耐久性的观点来看,树脂粘合剂可为能够通过交联反应来形成交联结构的固化性树脂。固化性树脂可在各种固化条件下固化,可使用热固化性树脂、光固化性树脂、紫外线固化性树脂、电子束固化性树脂等电离辐射线固化性树脂、温固化性树脂(温気固化性樹脂)等。
作为热固化性树脂,可列举出选自下述中的一种以上:由丙烯酸多元醇与异氰酸酯预聚物所构成的热固化型氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、硅酮树脂等。
作为电离辐射线固化性树脂,可列举出含有选自下述中的一种以上的树脂:多官能(甲基)丙烯酸多元醇酯等多官能(甲基)丙烯酸酯树脂;由二异氰酸酯、多元醇及具有羟基的(甲基)丙烯酸酯等所合成的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂等。
作为电离辐射线固化性树脂,优选含有多官能(甲基)丙烯酸酯树脂,更优选为含有在一个分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸多元醇酯。作为在一个分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸多元醇酯,例如可列举出选自下述中的一种以上:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-环己烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸五甘油酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
作为电离辐射线固化性树脂,除了这些以外,还可使用选自下述中的一种以上:具有丙烯酸酯类官能基团的聚醚树脂、聚酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、螺缩醛(spiroacetal)树脂、聚丁二烯树脂、聚硫醇多烯树脂等。
作为树脂粘合剂,除了固化性树脂以外,还可含有热塑性树脂。作为热塑性树脂,可列举出选自下述中的一种以上:乙酰基纤维素、硝基纤维素、乙酰基丁基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素等纤维素衍生物;乙酸乙烯酯的均聚物及共聚物、氯乙烯的均聚物及共聚物、偏二氯乙烯的均聚物及共聚物等乙烯基类树脂;聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛等缩醛树脂;丙烯酸酯的均聚物及共聚物、甲基丙烯酸酯的均聚物及共聚物等(甲基)丙烯酸类树脂;聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、线状聚酯树脂、聚碳酸酯树脂等。
作为树脂粘合剂,还可使用合成橡胶或天然橡胶等橡胶类粘合剂,或是无机类粘结剂等。上述橡胶类粘合剂树脂可列举出选自乙烯-丙烯共聚合橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶等中的一种以上。
无机类粘结剂可列举出选自二氧化硅溶胶、碱硅酸盐、硅醇盐(siliconalkoxide)、磷酸盐等中的一种以上。无机类粘结剂也可使用使金属烷氧化物或硅醇盐进行水解及脱水缩合所得到的无机类或有机无机复合类基质。无机类或有机无机复合类基质可使用使硅醇盐(例如四乙氧基硅烷)等进行水解及脱水缩合所得到的氧化硅类基质。
在电离辐射线固化性树脂中,在使用光固化性树脂或紫外线固化性树脂时,可将光聚合引发剂加入于树脂粘合剂中。
光聚合引发剂可使用任意类型,但优选使用适合于所用的光固化性树脂或紫外线固化性树脂的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可使用选自下述中的一种以上:苯乙酮(acetophenone)类、安息香(benzoin)类、二苯基酮(benzophenone)类、膦氧化物类、缩酮类、α-羟烷基苯酮类、α-胺烷基苯酮、蒽醌(anthraquinone)类、硫杂蒽酮(thioxanthone)类、偶氮化合物、过氧化物类、2,3-二烷基二酮化合物类、二硫化物化合物类、氟胺化合物类、芳香族锍类、鎓盐(onium salt)类、硼酸酯盐、活性卤素化合物、α-酰基肟酯等。
相对于粘合剂100重量%,光聚合引发剂的用量通常在0.5至20重量%的范围内,优选在1至5重量%的范围内。
在本发明中,特别优选使用环烯烃类树脂作为树脂粘合剂。
环烯烃类树脂为在其结构单元中具有脂环式结构的聚合物。环烯烃类树脂为在主链具有脂环式结构的聚合物、在侧链具有脂环式结构的聚合物、在主链及侧链具有脂环式结构的聚合物、以及以任意比率混合有这些中的两种以上的混合物。当中,从力学强度及耐热性的观点来看,优选为在主链具有脂环式结构的聚合物。
脂环式结构的例子可列举出饱和脂环烃(环烷)结构、以及不饱和脂环烃(环烯、环炔)结构。当中,从力学强度及耐热性的观点来看,优选为环烷结构及环烯结构,特别优选为环烷结构。
关于构成脂环式结构的碳数,在每一个脂环式结构中优选为4个以上,更优选为5个以上,特别优选为6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。当构成脂环式结构的碳数在此范围时,光学部件的力学强度、耐热性及成形性的平衡良好。
在环烯烃类树脂中,具有脂环式结构的结构单元的比率优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。环烯烃类树脂中的具有脂环式结构的结构单元的比率在此范围时,光学部件的透明性及耐热性良好。
作为环烯烃类树脂的具体例,可列举出:降冰片烯类聚合物、单环的环状烯烃聚合物、环状共轭二烯聚合物、乙烯基脂环烃聚合物、以及这些的氢化物。在这些当中,从透明性或成形性的观点来看,更优选为降冰片烯类聚合物及这些的氢化物。
作为降冰片烯类聚合物的例子,可列举出:具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物及其氢化物;具有降冰片烯结构的单体的加成聚合物及其氢化物。此外,作为具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物的例子,可列举出:具有降冰片烯结构的一种单体的开环均聚物、具有降冰片烯结构的两种以上的单体的开环共聚物、以及具有降冰片烯结构的单体及可与其共聚合的任意的单体的开环共聚物。再者,作为具有降冰片烯结构的单体的加成聚合物的例子,可列举出:具有降冰片烯结构的一种单体的加成均聚物、具有降冰片烯结构的两种以上的单体的加成共聚物、以及具有降冰片烯结构的单体及可与其共聚合的任意的单体的加成共聚物。这些聚合物例如可列举出日本特开2002-321302号公报等所公开的聚合物。在这些当中,从透明性、成形性、耐热性、低吸湿性、尺寸稳定性及轻量性的观点来看,特别适合为具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物的氢化物。作为降冰片烯类聚合物的适宜的具体例,可列举出:Zeon Corporation制的“Zeonor”;JSR Corporation制的“Arton”;TOPAS ADVANCED POLYMERS CORPORATION制的“TOPAS”等。
关于环烯烃类树脂的数量平均分子量,以依据利用甲苯溶剂的GPC(GelPermeation Chromatography,凝胶渗透色谱)法所测定的聚苯乙烯换算值计为10000至200000,优选为15000至100000,更优选为20000至50000。此外,环烯烃类树脂的玻璃转移温度优选为80℃以上,更优选为100至250℃。
相对于树脂粘合剂的固体成分100质量份,树脂组合物中的树脂微粒的量为2质量份以上,优选为4质量份以上,更优选为6质量份以上。通过设为6质量份以上,可防止树脂组合物的融合或粘贴。
相对于粘合剂的固体成分100质量份,树脂组合物中的树脂微粒的量为300质量份以下,优选为200质量份以下,更优选为100质量份以下。通过设为300质量份以下,变得容易使由涂覆用树脂组合物所形成的涂膜的直线穿透性达到充分。
树脂组合物可视需要而含有有机溶剂。尤其在将树脂组合物作为涂覆剂使用并涂布于基材上等的情况下,通过含有有机溶剂,可容易地进行涂布。作为有机溶剂,例如可使用选自下述中的一种以上:甲苯、二甲苯等芳香族类溶剂;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙二醇单甲基醚等醇类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等酮类溶剂;2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚等二醇醚类;2-甲氧基乙酸乙酯、2-乙氧基乙酸乙酯(即乙基溶纤剂醋酸酯)、2-丁氧基乙酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯等二醇醚酯类;氯仿、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯甲烷等氯类溶剂;四氢呋喃、乙醚、1,4-二噁烷(1,4-dioxane)、1,3-二氧戊环(1,3-dioxolane)等醚类溶剂;N-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidone)、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺等酰胺类溶剂等。有机溶剂的量可考虑涂覆剂的涂布性等来任意地设定。
[光学部件]
本发明的光学部件含有本发明的树脂微粒以及树脂。
光学部件可列举出:将前述树脂组合物成形为膜状而成的光学部件,或是通过将前述树脂组合物涂布于膜基材上以将涂膜形成于此膜基材上而得到的光学部件等。
光学部件例如可列举出:显示器面板中所使用的相位差膜或扩散膜、防眩膜、偏光板等。
本发明的光学部件优选为含有本发明的树脂微粒以及环烯烃类树脂的光学部件。光学部件可列举出:将前述树脂组合物成形为膜状而成的光学部件,或是通过将前述树脂组合物涂布于膜基材上以将涂膜形成于此膜基材上而得到的光学部件等。
基材优选为透明。作为透明的基材,例如可将下述物质作为基材:玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯类聚合物、二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素(TAC)等纤维素类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸类聚合物、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯类聚合物、聚乙烯、聚丙烯、环状或具有降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等烯烃类聚合物、氯乙烯类聚合物、尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物、聚酰亚胺类聚合物、聚砜类聚合物、聚醚砜类聚合物、聚醚醚酮类聚合物、聚苯硫醚类聚合物、乙烯醇类聚合物、偏二氯乙烯类聚合物、乙烯醇缩丁醛类聚合物、芳酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物、含有这些聚合物的至少一种以上的混合物、这些聚合物的层叠物等。在这些当中,可特别适合使用双折射率较小的物质。
再者,可将在这些基材的至少一面设置有(甲基)丙烯酸类树脂、共聚合聚酯类树脂、聚胺酯类树脂、苯乙烯-马来酸接枝聚酯树脂、丙烯酸接枝聚酯树脂等易粘合层而成的结构体作为基材使用。
基材的厚度可适当地决定,但一般而言从强度或处理性等作业性、薄层性等的观点来看,基材的厚度在10至500μm的范围内。优选可设为20至300μm,更优选可设为30至200μm。
基材可含有添加剂。添加剂例如可列举出:紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗静电剂、折射率调整剂、增强剂等。
将树脂组合物涂布于基材上的方法并无特别限定。例如可使用:棒涂布、刀片涂布、旋转涂布、反向涂布、模具涂布、喷雾涂布、辊涂布、凹版涂布、微凹版涂布、唇涂布、气刀涂布、浸渍涂布法等公知的涂布方法。
树脂组合物的层的厚度(干燥厚度)并无特别限定,可根据树脂微粒的粒径来适当地决定。例如可设为1至10μm,可优选设为3至7μm。
上述膜的成形法并无特别限定,可使用属于热塑性树脂的通常的成形法的射出成形、熔融挤压、热压、溶剂浇铸(溶液流动铸造)、延伸等。
例如日本特开2017-88715号公报所记载的溶液流动铸造法较简便。关于使环烯烃类树脂溶解的良溶剂,可列举出:正戊烷、正己烷等链状脂肪族烃类溶剂;环戊烷、环己烷等脂环烃类溶剂;苯、甲苯等芳香族烃类溶剂;硝基甲烷、硝基苯、乙腈等含氮烃类溶剂;乙酸乙酯等酯类溶剂;丙酮等酮类溶剂;二乙基醚等醚类溶剂等。这些溶剂可单独使用一种,也可适当地组合两种以上而使用。其中,甲苯可溶解多种的环烯烃类树脂,通过使树脂微粒分散于甲苯中而可分散于膜。
此外,日本特开2018-30118号公报中记载了在以环烯烃与上述溶剂来制作涂布液时,除了环烯烃的良溶剂以外还添加醇等作为不良溶剂,由此可使聚合物分子交缠的程度变大而使膜的韧性提高。在本发明中,在不阻碍树脂微粒的分散性的范围内可添加不良溶剂。
在本发明的光学部件中,包含本发明的树脂微粒的膜的膜厚(将上述树脂组合物成形为膜状而成的光学部件的膜厚,或是通过将上述树脂组合物涂布于膜基材上所形成的涂膜的膜厚)优选为10μm以上且200μm以下,更优选为20μm以上且100μm以下。通过设为10μm以上,变得容易防止膜的强度降低或是在干燥后产生破损。此外,通过设为200μm以下,变得容易维持膜的透明性。
从维持赋予膜的抗粘连性与膜的透明性的观点来看,相对于环烯烃类树脂与树脂微粒的合计100质量份,本发明的树脂组合物中的树脂微粒的含量优选为0.05至20质量份,更优选为0.1至10质量份。
在通过将上述树脂组合物涂布于膜基材上以将涂膜形成于此膜基材上而得到光学部件时,膜基材优选为透明。作为透明的膜基材,例如可列举出由以下聚合物所构成的膜:聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯类聚合物;二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素(TAC)等纤维素类聚合物;聚碳酸酯类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸类聚合物等。此外,作为透明的膜基材,也可列举出由以下聚合物所构成的膜:聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯类聚合物;聚乙烯、聚丙烯、环状或具有降冰片烯结构的聚烯烃;乙烯-丙烯共聚物等烯烃类聚合物;氯乙烯类聚合物;尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物等。再者,作为透明的膜基材。也可列举出由以下聚合物所构成的膜等:酰亚胺类聚合物、砜类聚合物、聚醚砜类聚合物、聚醚醚酮类聚合物、聚苯硫醚类聚合物、乙烯醇类聚合物、偏二氯乙烯类聚合物、乙烯醇缩丁醛类聚合物、芳酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物或上述聚合物的掺合物等。上述膜基材可特别适合使用双折射率较小的物质。
上述膜基材的厚度可适当地决定,但一般而言从强度或处理性等作业性、薄层性等的点来看,膜基材的厚度在10至500μm的范围内,优选在20至300μm的范围内,更优选在30至200μm的范围内。
此外,在膜基材中可加入添加剂。作为上述添加剂,例如可列举出:紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗静电剂、折射率调整剂、增强剂等。
在本发明的光学部件中,残留挥发性成分的含量优选为0.1质量%以下,更优选为0.05质量%以下,进一步优选为0.02质量%以下。通过将残留挥发性成分的含量设为上述范围,而可使尺寸稳定性提升,并可使随时间变化所导致的光学特性的变化变小。
[树脂成形体]
本发明的树脂微粒可单独使用或与其他树脂混合使用,并可通过各种成形法来构成树脂成形体。其他树脂优选可使用透明树脂,通过含有树脂微粒,可防止树脂成形体表面的融合或粘贴。
作为树脂,例如可使用选自环烯烃类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸-苯乙烯树脂((甲基)丙烯酸酯与苯乙烯的共聚物)等中的一种以上。这些当中,优选为环烯烃类树脂、聚苯乙烯树脂或(甲基)丙烯酸-苯乙烯树脂,特别优选为环烯烃类树脂。
由本发明的树脂微粒与透明树脂来制备树脂成形体时,相对于透明树脂100质量份,树脂成形体所含有的树脂微粒的量可设在0.01至5质量份的范围,优选可设在0.1至5质量份的范围。树脂成形体可视需要而含有紫外线吸收剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、荧光增白剂等添加剂。
树脂成形体的厚度及形状等可根据用途来适当地选择。
关于树脂成形体,可通过以混合机来混合上述树脂与上述树脂微粒,并以单轴挤压机或双轴挤压机等进行熔融混练而得到。此外,也可使用T模具及辊单元将通过熔融混练所得到的树脂组合物成形为板状而得到树脂成形体。再者,也可将通过熔融混练所得到的树脂组合物进行颗粒化,并通过挤压成形、射出成形、模压成形等将颗粒进行成形而得到树脂成形体。再者,也可通过[光学部件]中所记载的成形法(射出成形、熔融挤压、热压、溶剂浇铸(溶液流动铸造)、延伸等)来成形而得到树脂成形体。
含有本发明的树脂微粒的树脂成形体为树脂微粒的分散均匀性优异的树脂成形体,可维持成形体的颜色或透明性且同时赋予防粘连性。
实施例
以下通过实施例及比较例来说明本发明,但本发明并不限定于此。
对于所得到的树脂微粒,通过下列方法来求出平均一次粒径、树脂微粒的水分散体的导电率、甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径、值A及变异系数。
此外,将聚合时的分散稳定性、抗粘连性及膜的透明性评价如下。
<平均一次粒径>
树脂微粒的平均一次粒径通过Beckman Coulter Co.,Ltd.制的激光衍射散射粒度分布测定装置“LS 230”型来测定。具体而言,将树脂微粒0.1g量取至100mL树脂制杯内,并将0.1质量%非离子性表面活性剂(单月桂酸聚氧乙烯山梨醇酐(环氧乙烷加成摩尔数20)、商品名称“Rheodol TW-L120”、Kao Corporation制)水溶液50mL添加至前述测定对象粒子,使用BRANSON CORPORATION制的超声波分散机“BRANSON SONIFIER450”(输出400W、频率20kHz),对水及树脂微粒集合体的混合物照射超声波10分钟,得到树脂微粒集合体分散体。通过Beckman Coulter Co.,Ltd.制的激光衍射散射粒度分布测定装置“LS 230”型,来测定在此所得到的树脂微粒集合体分散体中所含有的粒子的体积平均粒径及体积基准的粒度分布。另外,将树脂微粒的折射率的估计值输入到激光衍射散射粒度分布测定装置,使用相应于树脂微粒的折射率的光学模型,进行激光衍射散射粒度分布测定装置的数据分析。
<树脂微粒的水分散体的导电率>
对于树脂微粒1质量份加入蒸馏水20质量份,使用超声波清洗机(AS ONECORPORATION制的VS-150)充分地进行分散,直到粉末不会浮在水面为止。使用导电率计(HORIBA,Ltd.制的“LAQUAtwin”)来测定所得到的水分散体的导电率。
<甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径>
将树脂微粒1质量份与甲苯50质量份装入100mL的附有盖子的一次性容器,通过脱泡搅拌机(Thinky Co.,Ltd.制的自转/公转混合器(大气压型式)AR-100(商品名称:AWATORI RENTARO AR-100(THINKYMIXER(非真空)AR-100)))搅拌3分钟,并通过动态光散射方式-浓缩纳米粒径分布测定装置(CORDOUAN TECHNOLOGIES CORPORATION制的“VASCO”)来测定树脂微粒的体积平均粒径。测定条件及测定步骤如下所述。
-测定条件-
·分散介质:甲苯(折射率1.490)
·测定温度:20℃
·统计模式(Statistical mode)
-时限步幅(timelimit timestep):60秒×3次
·激光功率(laser power):35%
另外,分析方法为:选择累积量(cumulant),并将所得到的Z-average(Z-平均)设为甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径。
<值A>
值A通过使用前述树脂微粒的平均一次粒径以及前述甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径并依据下式(1)而算出。
A=(甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径÷树脂微粒的平均一次粒径)…(1)
<变异系数>
关于变异系数,使用在采用了激光衍射散射粒度分布测定装置的测定中所得到的粒度分布,并依据下式(2)而算出。
变异系数=(树脂微粒的体积基准的粒度分布的标准偏差÷树脂微粒的体积平均粒径)×100…(2)
<聚合时的分散稳定性评价>
在树脂微粒的聚合后,以目视来观察是否有产生沉淀,并依据下列基准来评价。
〇:在聚合后未观察到沉淀
×:在聚合后观察到沉淀
<膜的透明性>
(膜的制作)
使用实施例1至3及比较例1至4所得到的树脂微粒,分别依据下列步骤来制作光学部件。
投入10质量份的树脂微粒与100质量份的甲苯,通过脱泡搅拌机(Thinky Co.,Ltd.制的自转/公转混合器(大气压型式)AR-100(商品名称:AWATORI RENTARO AR-100(THINKYMIXER(非真空)AR-100)))搅拌混合5分钟,而得到树脂微粒分散体。该树脂微粒分散体的制备在常温(20℃)进行。
将所得到的树脂微粒分散体24质量份、环烯烃类树脂(Zeon Corporation制的“ZEONEX 330R”)40质量份及甲苯260质量份投入密闭容器中,在加热、搅拌的同时使其完全溶解而得到涂布液。在涂布液中,相对于环烯烃类树脂100质量份,树脂微粒的含量为6.0质量份。
通过棒涂布法,以成为厚度100μm的方式将所得到的涂布液涂布于作为透明膜基材的PET膜(Kokuyo Co.,Ltd.制,OHP膜,厚度125μm)上。在60℃的烘箱中将所涂布的涂布液花费10分钟干燥,而得到含有树脂微粒的膜。
(透明性的评价)
针对如上述方式所得到的相对于环烯烃类树脂100质量份而使树脂微粒的含量为6.0质量份的膜,通过目视来观察透明性,并依据下列基准来评价。
〇:未观察到白线条或白点(将最良好的情况设为◎)
×:观察到白线条或白点
<抗粘连性>
针对如上述方式所得到的相对于环烯烃类树脂100质量份而树脂微粒的含量为6.0质量份的膜,将膜的涂布面彼此以手指压住且同时摩擦10次,并确认有无卡住。
〇:未观察到卡住或膜的剥落(将最良好的情况设为◎)
×:产生卡住或膜的剥落
[实施例1]
将作为水性介质的水3600质量份以及作为反应性阴离子性表面活性剂的聚氧乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷醚硫酸酯铵(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制的“AqualonKH-1025”)4.8质量份供给至具备搅拌机及温度计的内容量5L的高压釜内。然后,将预先制备的作为单官能乙烯基类单体的甲基丙烯酸甲酯(Mitsubishi Chemical Corporation制的“Acryester M”)240质量份、作为在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体的甲基丙烯酸苄酯(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制的“LightEster BZ”)80质量份、以及作为在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体的乙二醇二甲基丙烯酸酯(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制的“Light Ester EG-50”)80质量份的混合物投入此高压釜,将高压釜的内部进行氮置换且同时在搅拌下将高压釜的内容物加温至75℃。其次,将高压釜的内温保持在75℃,将作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺](Fuji Film Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制的“VA-086”)2质量份添加至高压釜的内容物后,进行6小时的聚合。然后,将高压釜的内温提高至85℃,进一步进行6小时的反应,而得到含有树脂微粒的浆料。所得到的含有树脂微粒的浆料的固体成分浓度为10重量%。
使所得到的浆料通过孔径32μm的筛网来进行分级以去除粗大粒子后,通过喷雾干燥机,在供气温度(喷雾干燥机的浆料入口的温度)180℃、排气温度(喷雾干燥机的粉体出口的温度)60℃进行喷雾干燥,而得到干燥树脂微粒。
[实施例2]
在实施例1中,将聚氧乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷醚硫酸酯铵变更成作为反应性阴离子性表面活性剂的聚氧乙烯苯乙烯化丙烯基苯醚硫酸酯铵(Dai-ichi Kogyo SeiyakuCo.,Ltd.制的“Aqualon AR-1025”)3.2质量份以及作为反应性非离子性表面活性剂的聚氧乙烯苯乙烯化丙烯基苯醚(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制的“Aqualon AN-5065”)0.3质量份,除此以外,与实施例1同样地制作树脂微粒。所得到的树脂微粒的平均一次粒径为148nm。
[实施例3]
在实施例2中,将乙二醇二甲基丙烯酸酯变更为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA,Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制的“Light Ester TMP”),除此以外,与实施例2同样地制作树脂微粒的浆料。
使所得到的浆料通过孔径32μm的筛网来进行分级以去除粗大粒子后,通过喷雾干燥机(Preci Co.,Ltd.制的“TR 100”),在供气温度(喷雾干燥机的浆料入口的温度)180℃、排气温度(喷雾干燥机的粉体出口的温度)60℃进行喷雾干燥,而得到干燥树脂微粒。所得到的树脂微粒的平均一次粒径为153nm。
[比较例1]
在实施例2中,除了将甲基丙烯酸苄酯变更为苯乙烯以外,与实施例2同样地制作树脂微粒。在聚合后产生沉淀而无法得到均匀的粒子。
[比较例2]
在比较例1中,将反应性阴离子性表面活性剂“Aqualon AR-1025”增量至32质量份,将反应性非离子性表面活性剂“Aqualon AN-5065”增量至3质量份,除此以外,与比较例1同样地制作树脂微粒。所得到的树脂微粒的平均一次粒径为87nm。
[比较例3]
在实施例2中,除了将聚合引发剂从2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]变更成过硫酸铵以外,与实施例2同样地制作树脂微粒。所得到的树脂微粒的平均一次粒径为130nm。
[比较例4]
将作为水性介质的水3000质量份、以及作为反应性阴离子性表面活性剂的聚氧乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷醚硫酸酯铵(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制的“AqualonKH-1025”)30.8质量份供给至具备搅拌机及温度计的内容量5L的高压釜内。然后,将预先制备的作为单官能乙烯基类单体的甲基丙烯酸甲酯(Mitsubishi Chemical Corporation制的“Acryester(注册商标)M”)615质量份、以及作为甲基丙烯酸烯丙酯(Mitsubishi GasChemical Co.,Ltd.制的“Acryester A”)154质量份的混合物投入高压釜,将高压釜的内部进行氮置换且同时在搅拌下将高压釜的内容物加温至70℃。其次,将高压釜的内温保持在70℃,将作为聚合引发剂的过硫酸铵(Fuji Film Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制的APS)3.85质量份添加至高压釜的内容物后,进行1.5小时的聚合。然后,将高压釜的内温提高至80℃,进一步进行1小时的反应,而得到含有树脂微粒的浆料。之后的操作与实施例1同样而得到干燥树脂微粒。所得到的树脂微粒的平均一次粒径为102nm。
关于实施例1至3及比较例1至4,针对树脂微粒的聚合所使用的单体、聚合引发剂及其用量(质量份)、所得到的树脂微粒的平均一次粒径、由使树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率、甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径、值A、变异系数、聚合时的分散稳定性、膜的透明性以及抗粘连性评价汇总显示于表1。
[表1]
在表1中,从MMA至VA-086的行表示树脂微粒的制作中所使用的化合物的质量比率,各简称所表示的化合物如下所述。
MMA:甲基丙烯酸甲酯
BzMA:甲基丙烯酸苄酯
St:苯乙烯
EGDMA:乙二醇二甲基丙烯酸酯
TMPTMA:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯
AMA:甲基丙烯酸烯丙酯
KH-1025:聚氧乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷醚硫酸酯铵
AR-1025:聚氧乙烯苯乙烯化丙烯基苯醚硫酸酯铵
AN-5065:聚氧乙烯苯乙烯化丙烯基苯醚
APS:过硫酸铵
VA-086:2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]
从表1可知,含有来自BzMA(在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体)的结构单元以及来自EGDMA或TMPTMA(在分子内具有两个以上的乙烯性不饱和基团的多官能单体)的结构单元并且水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm的实施例1至3中,树脂微粒的聚合时的分散稳定性优异,并且含有该树脂微粒的光学部件的抗粘连性及膜的透明性优异。
另一方面,在将甲基丙烯酸苄酯变更为苯乙烯所制作的比较例1的树脂微粒中,其聚合时的分散稳定性差,产生块状物。在在比较例1中增加反应性表面活性剂量的比较例2的树脂微粒中,虽然聚合时的分散稳定性良好而能够涂布膜,但由于粒径小,所以缺乏抗粘连性,并且反应性表面活性剂残渣多,因而损及膜的透明性。
此外,可知在使用属于水溶性偶氮类聚合引发剂的VA-086作为聚合引发剂的实施例2中,水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm,另一方面,在实施例2中变更聚合引发剂而未使用水溶性偶氮类聚合引发剂的比较例3中,水分散体的导电率超过200μS/cm。此外,相较于含有实施例的树脂微粒的光学部件,含有水分散体的导电率超过200μS/cm的比较例3的树脂微粒的光学部件的透明性差。
此外,在比较例4中使用甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸烯丙酯来制作交联树脂微粒时,聚合时的分散稳定性虽然良好,但在甲苯中的分散性相较于实施例的粒子而呈现显著地恶化,难以分散于膜中。
[其他实施方式]
另外,此次所公开的实施方式就所有特点而言仅为例示,并非成为限定性解释的根据。因此,本发明的技术范围不应仅由上述实施方式来解释,而是应根据权利要求书的范围的记载来界定。此外,本发明的技术范围包含与权利要求书的范围为均等的涵义及范围内的所有变更。
产业上的可利用性
本发明可用作在添加于包括环烯烃类树脂膜在内的各种树脂膜时可赋予防粘连效果且同时维持膜的透明性的树脂微粒。
Claims (9)
1.一种树脂微粒,满足下述(a)至(d)的特征:
(a)构成树脂微粒的树脂含有:以全部结构单元计为10质量%至80质量%的来自在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体的结构单元、以及以全部结构单元计为10质量%至50质量%的来自在分子内具有两个以上的(甲基)丙烯酰氧基的多官能单体的结构单元;
(b)树脂微粒的平均一次粒径为50nm至800nm;
(c)使树脂微粒1质量份在蒸馏水20质量份中分散而成的水分散体的导电率为1μS/cm至200μS/cm;以及
(d)由下式(1)所表示的值A为0.9以上且5.0以下,
A=(甲苯中的树脂微粒的体积平均粒径÷树脂微粒的平均一次粒径)…(1)。
2.根据权利要求1所述的树脂微粒,其中,由下式(2)所表示的平均一次粒径的变异系数为25%以下,
变异系数=(树脂微粒的体积基准的粒度分布的标准偏差÷树脂微粒的体积平均粒径)×100…(2)。
3.根据权利要求1或2所述的树脂微粒,其中,所述单官能酯类单体为选自(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯及(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯中的一种以上。
4.一种树脂微粒的制造方法,其为权利要求1至3中任一项所述的树脂微粒的制造方法,使用至少一种水溶性偶氮类聚合引发剂并在水性介质中使单体成分进行乳液聚合,其中,该单体成分以全部单体成分计含有:10质量%至80质量%的在分子内具有一个以上的芳香环及一个乙烯性不饱和基团的单官能酯类单体、以及10质量%至50质量%的在分子内具有两个以上的(甲基)丙烯酰氧基的多官能单体。
5.根据权利要求4所述的树脂微粒的制造方法,其中,在乳液聚合时,使用至少一种具有乙烯性不饱和基团的反应性表面活性剂。
6.一种抗粘连剂,由权利要求1至3中任一项所述的树脂微粒所构成。
7.一种树脂组合物,包含权利要求1至3中任一项所述的树脂微粒、以及树脂粘合剂。
8.一种光学部件,包含权利要求1至3中任一项所述的树脂微粒。
9.一种树脂成形体,包含权利要求1至3中任一项所述的树脂微粒。
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