CN1760245A - 光学薄膜的制造方法、光学薄膜、偏振片、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供用简便的设备以生产性优异的制膜法制造的薄膜中,薄膜的白化斑少并且不易产生活性射线固化树脂层的硬度斑和防反射层的筋状故障,色斑减少的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片和显示装置。光学薄膜,其特征在于:将含有酰基的总取代度为2.5~2.9的纤维素树脂、增塑剂和重均分子量为490~50000的紫外线吸收剂的加热熔融物挤出后冷却形成。
Description
技术领域
本发明涉及光学薄膜、偏振片和显示装置,更具体地说,涉及在用简便的设备以生产性优异的制膜法制造的薄膜中,薄膜的白化斑少并且不易产生活性射线固化树脂层的硬度斑和防反射层的筋状故障,色斑减少的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片和显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)可以以低电压、低电力消耗与IC电路直接相连,而且特别是可以薄型化,作为文字处理器或个人计算机、电视、监测器、便携信息终端等显示装置被广泛采用。该LCD的基本构成例如是在液晶元件的两侧设置偏振片。
上述偏振片只使一定方向的偏振面的光通过。因此,LCD承担着使电场产生的液晶的取向变化可视化的重要的作用。即,LCD的性能在很大程度上取决于偏振片的性能。偏振片一般具有如下构成:由使碘或染料吸附取向的聚乙烯醇膜等构成偏振薄膜,在偏振薄膜的表面背面两侧叠层透明的树脂层。作为该透明的树脂层,由于三乙酰纤维素这样的纤维素酯薄膜的双折射性小,因此适合作为保护膜,而且一直在使用。
近年来,液晶显示器作为替代CRT的监测器的用于大画面、高画质化的开发在不断进展。与此相伴,对液晶用偏振片的保护膜的要求也更为严格,特别是要求配置在观察面侧的偏振片保护膜具有高度的抗伤性、防反射性等。
纤维素酯薄膜的制造方法一般为溶液流延法,该方法是使纤维素酯溶解到卤素系溶剂等溶剂中形成所谓涂布漆的溶液,将该溶液流延到作为支持体旋转的环形带或转鼓上而成膜。流延后,在支持体上将溶剂的一部分干燥,从支持体上将固化得到的薄膜剥离,将残留的溶剂干燥而得到纤维素酯薄膜。但是,由于该方法必须将残存在薄膜内部的溶剂除去,因此干燥线、干燥能量和蒸发溶剂的回收和再生装置等、设备和制造成本变得庞大,对其进行削减也成为了课题。
作为解决上述课题的手段,例如,专利文献1中记载的光学薄膜具有采用熔融流延形成的纤维素酯薄膜。根据本发明者的研究已了解到,虽然采用熔融流延确实使生产上所需的上述负荷降低,但薄膜部分白浊,容易产生所谓白化斑、活性射线固化树脂层的硬度斑、防反射层的筋状故障,要获得无色斑等在光学上、物理上优异的光学薄膜还存在问题。
专利文献1:特开2000-352620号公报
发明内容
本发明的目的在于提供在用简便的设备以生产性优异的制膜法制造的薄膜中,薄膜的白化斑少并且不易产生活性射线固化树脂层的硬度斑和防反射层的筋状故障,色斑减少的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片和显示装置。
本发明的上述目的通过以下的构成实现。
1.光学薄膜,其特征在于:将含有酰基的总取代度为2.5~2.9的纤维素树脂、增塑剂和重均分子量为490~50000的紫外线吸收剂的加热熔融物挤出后冷却而形成。
2.上述项1所述的光学薄膜,其特征在于:所述紫外线吸收剂至少具有2个以上的苯并三唑骨架作为紫外线吸收骨架。
3.上述项1或2所述的光学薄膜,其特征在于:所述紫外线吸收剂含有重均分子量490~不足2000的紫外线吸收剂和重均分子量2000~50000的紫外线吸收剂。
4.上述项1~3中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:所述紫外线吸收剂的至少1种是下述通式(1)的化合物。
通式(1)
[式中,R1、R2各自表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基,R3、R4各自表示氢原子、卤素原子,L表示碳原子数1~4的亚烷基]。
5.上述项1~4中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:所述紫外线吸收剂的至少1种是380nm的摩尔吸光系数为4000以上的紫外线吸收性单体和烯键式不饱和单体(或称为:烯性不饱合单体)的共聚物。
6.上述项5所述的光学薄膜,其特征在于:作为所述烯键式不饱和单体成分,具有至少具有1种亲水性基团的烯键式不饱和单体成分。
7.上述项1~6中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:所述紫外线吸收剂的至少1种含有由下述通式(2)所示的紫外线吸收单体衍生的聚合物。
通式(2)
[式中,n表示0~3的整数,R1~R5表示氢原子、卤素原子或取代基,X表示-COO-、-CONR7-、-OCO-或-NR7CO-,R6表示氢原子、烷基、烯基、炔基或芳基,R7表示氢原子、烷基或芳基,其中,用R6表示的基团具有聚合性基团作为部分结构]。
8.上述项1~7中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:所述增塑剂的磷酸酯类增塑剂的含有比率为全部增塑剂含量的40质量%以下。
9.上述项1~8中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:所述增塑剂的至少一种从多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂和苯二甲酸酯类增塑剂中选取。
10.上述项1~9中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:含有0.01~5质量%的受阻胺类或受阻酚类化合物.
11.上述项1~10中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:所述纤维素树脂的残留硫酸量为0.1~45ppm以下。
12.上述项1~11中任一项所述的光学薄膜,其特征在于:在薄膜表面的至少一面上设置活性射线固化性树脂层。
13.上述项12所述的光学薄膜,其特征在于:在所述活性射线固化性树脂层上设置防反射层。
14.偏振片,其特征在于:在一面或两面上具有上述项1~13中任一项所述的光学薄膜。
15.显示装置,其特征在于:具有上述项1~13中任一项所述的光学薄膜。
根据本发明,可以提供在用简便的设备以生产性优异的制膜法制造的薄膜中,薄膜的白化斑少,不易产生活性射线固化树脂层的硬度斑和防反射层的筋状故障,色斑减少的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片和显示装置。
具体实施方式
以下对用于实施本发明的最佳方式进行详细说明,但本发明并不限于这些。
本发明的光学薄膜的特征在于:其为采用熔融流延形成的光学薄膜(在本专利中也称为纤维素酯薄膜),该熔融流延的特征在于,将含有酰基的总取代度为2.5~2.9的纤维素树脂、增塑剂和重均分子量为490~50000的紫外线吸收剂的加热熔融物挤出后冷却而形成。
所谓本发明中的熔融流延,其定义为基本上不使用溶剂而将纤维素酯加热熔融到显示出流动性的温度,然后使含有流动性的纤维素酯的熔融物流延。加热熔融的成型法可以更具体地分为熔融挤出成型法、压制成型法、吹胀法、注射成型法、吹塑成型法、拉伸成型法等。其中,为了获得机械强度和表面精度等优异的光学薄膜,优选熔融挤出法。这里,将薄膜构成材料加热,使其显现流动性后,在转鼓或环形带上挤出制膜作为熔融流延制膜法包含在本发明的熔融薄膜的制造方法中。
(纤维素酯)
本发明所涉及的纤维素树脂,是显示出纤维素酯的结构,含有脂肪酸酰基、取代或未取代的芳香族酰基中至少任何一种结构的纤维素的上述单独或混合酸酯。
以下对在满足本发明的目的上有用的纤维素酯进行例示,但并不限于这些。
在芳香族酰基中,当芳香环为苯环时,作为苯环的取代基的例子,包括卤素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、酰基、碳酰胺基、磺酰胺基、脲基、芳烷基、硝基、烷氧羰基、芳氧羰基、芳烷基氧羰基、氨基甲酰基、氨磺酰基、酰氧基、烯基、炔基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、烷基磺酰氧基和芳氧基磺酰基、-S-R、-NH-CO-OR、-PH-R、-P(-R)2、-PH-O-R、-P(-R)(-O-R)、-P(-O-R)2、-PH(=O)-R-P(=O)(-R)2、-PH(=O)-O-R、-P(=O)(-R)(-O-R)、-P(=O)(-O-R)2、-O-PH(=O)-R、-O-P(=O)(-R)2-O-PH(=O)-O-R、-O-P(=O)(-R)(-O-R)、-O-P(=O)(-O-R)2、-NH-PH(=O)-R、-NH-P(=O)(-R)(-O-R)、-NH-P(=O)(-O-R)2、-SiH2-R、-SiH(-R)2、-Si(-R)3、-O-SiH2-R、-O-SiH(-R)2和-O-Si(-R)3。上述R为脂肪族基团、芳香族基团或杂环基团。取代基的个数优选为1~5个,更优选为1~4个,进一步优选为1~3个,最优选为1或2个。作为取代基,优选卤素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、酰基、碳酰胺基、磺酰胺基和脲基,更优选卤素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳氧基、酰基和碳酰胺基,进一步优选卤素原子、氰基、烷基、烷氧基和芳氧基,最优选卤素原子、烷基和烷氧基。
上述卤素原子包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。上述烷基可以具有环状结构或分支。烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,进一步优选为1~6,最优选为1~4。烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、己基、环己基、辛基和2-乙基己基。上述烷氧基可以具有环状结构或分支。烷氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,进一步优选为1~6,最优选为1~4。烷氧基还可以被另外的烷氧基取代。烷氧基的例子包括甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、2-甲氧基-2-乙氧基乙氧基、丁氧基、己氧基和辛氧基。
上述芳基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。芳基的例子包括苯基和萘基。上述芳氧基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。芳氧基的例子包括苯氧基和萘氧基。上述酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。酰基的例子包括甲酰基、乙酰基和苯甲酰基。上述碳酰胺基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。碳酰胺基的例子包括乙酰胺基和苯甲酰胺基。上述磺酰胺基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。磺酰胺基的例子包括甲磺酰胺基、苯磺酰胺基和对甲苯磺酰胺基。上述脲基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。脲基的例子包括(未取代)脲基。
上述芳烷基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~12。芳烷基的例子包括苄基、苯乙基和萘甲基。上述烷氧羰基的碳原子数优选为1~20,更优选为2~12。烷氧羰基的例子包括甲氧羰基。上述芳氧羰基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~12。芳氧羰基的例子包括苯氧羰基。上述芳烷基氧羰基的碳原子数优选为8~20,更优选为8~12。芳烷基氧羰基的例子包括苄氧羰基。上述氨基甲酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。氨基甲酰基的例子包括(未取代)氨基甲酰基和N-甲基氨基甲酰基。上述氨磺酰基的碳原子数优选为20以下,更优选为12以下。氨磺酰基的例子包括(未取代)氨磺酰基和N-甲基氨磺酰基。上述酰氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为2~12。酰氧基的例子包括乙酰氧基和苯甲酰氧基。
上述烯基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12。烯基的例子包括乙烯基、烯丙基和异丙烯基。上述炔基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12。炔基的例子包括乙炔基。上述烷基磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。上述芳基磺酰基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。上述烷氧基磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。上述芳氧基磺酰基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。上述烷基磺酰氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。上述芳氧基磺酰基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。
在本发明的纤维素酯中,当纤维素的羟基部分的氢原子为与脂肪族酰基的脂肪酸酯时,脂肪族酰基的碳原子数为2~20,具体可以列举乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、三甲基乙酰基、己酰基、辛酰基、月桂酰基、硬脂酰基等。
在本发明中,上述脂肪族酰基还包含具有取代基的脂肪族酰基,作为取代基,可以列举在上述芳香族酰基中,当芳香环为苯环时,作为苯环的取代基所例示的基团。
此外,当上述纤维素酯的酯化的取代基为芳香环时,芳香环上取代的取代基X的个数为0或1~5个,优选1~3个,特别优选1或2个。此外,当芳香环上取代的取代基个数为2个以上时,可以彼此相同或不同,还可以相互连结形成缩合多环化合物(例如萘、茚、茚满、菲、喹啉、异喹啉、色烯、色满、酞嗪、吖啶、吲哚、二氢吲哚等)。
在上述纤维素酯中具有从取代或未取代的脂肪族酰基、取代或未取代的芳香族酰基选取的至少任一种的结构作为在本发明的纤维素酯中使用的结构使用,这些可以是纤维素的单独或混合酸酯,也可以将两种以上的纤维素酯混合使用。
本发明所涉及的纤维素树脂的特征在于:酰基的总取代度为2.5~2.9。
对酰基的取代度进行说明,在纤维素上每1葡萄糖单元具有3个羟基,所谓取代度是指平均每1个葡萄糖单元结合的酰基的个数。因此,最大的取代度为3.0。这些酰基可以平均地取代于葡萄糖单元的2位、3位、6位,也可以具有分布进行取代。2位和3位合计的酰基取代度优选为1.5~1.95,更优选为1.7~1.95,进一步优选为1.73~1.93。6位的酰基取代度优选为0.7~1.00,更优选为0.85~0.98。优选相对于2位或3位的取代度,6位的取代度高。
作为在本发明中优选使用的纤维素酯,可以将例如(总取代度2.81、6位取代度0.84的纤维素酯)、(总取代度2.82、6位取代度0.85的纤维素酯)、(总取代度2.77、6位取代度0.94的纤维素酯)、(总取代度2.72、6位取代度0.88的纤维素酯)、(总取代度2.85、6位取代度0.92的纤维素酯)、(总取代度2.70、6位取代度0.89的纤维素酯)、(总取代度2.75、6位取代度0.91的纤维素酯)、(总取代度2.80、6位取代度0.86的纤维素酯)、(总取代度2.85、6位取代度0.93的纤维素酯)、(总取代度2.74、6位取代度0.84的纤维素酯)、(总取代度2.72、6位取代度0.85的纤维素酯)、(总取代度2.78、6位取代度0.92的纤维素酯)、(总取代度2.88、6位取代度0.87的纤维素酯)、(总取代度2.84、6位取代度0.87的纤维素酯)、(总取代度2.88、6位取代度0.89的纤维素酯)、(总取代度2.9、6位取代度0.95的纤维素酯)、(总取代度2.80、6位取代度0.94的纤维素酯)、(总取代度2.75、6位取代度0.87的纤维素酯)、(总取代度2.70、6位取代度0.90的纤维素酯)、(总取代度2.70、6位取代度0.82的纤维素酯)、(总取代度2.70、6位取代度0.82的纤维素酯)等单独或2种以上混合使用。在这种情况下,优选将总取代度的差为0~0.5的纤维素酯相互混合使用,更优选将总取代度的差为0.01~0.3的纤维素酯相互混合使用,进一步优选将总取代度的差为0.02~0.1的纤维素酯相互混合使用。此外,这里所说的总取代度是指2位、3位、6位的酰基取代度的总和,与总酰基取代度意思相同。
在构成本发明的光学薄膜的上述纤维素酯中,优选从纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素乙酸邻苯二甲酸酯和纤维素邻苯二甲酸酯中选取的至少一种。
其中特别优选的纤维素酯可以列举纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯。
作为混合脂肪酸酯的取代度,当更优选的纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯的低级脂肪酸酯具有碳原子数2~4的酰基作为取代基,将乙酰基的取代度记为X,将丙酰基或丁酰基的取代度记为Y时,为含有同时满足下述式(I)和(II)的纤维素酯的纤维素树脂。其中,乙酰基的取代度和其他酰基的取代度根据ASTM-D817-96求得。
式(I)2.5≤X+Y≤2.9
式(II)0≤X≤2.5
其中特别优选使用纤维素乙酸丙酸酯,其中优选1.9≤X≤2.5,0.1≤Y≤0.9。可以将酰基的取代度不同的纤维素酯共混,作为纤维素酯薄膜整体处于上述范围。没有被上述酰基取代的部分通常作为羟基存在。这些可以采用公知的方法合成。
纤维素酯优选具有70000~230000的数均分子量,更优选具有75000~230000的数均分子量,最优选具有78000~120000的数均分子量。
此外,本发明中使用的纤维素酯优选使用重均分子量Mw/数均分子量Mn比为1.3~5.5的纤维素酯,特别优选为1.5~5.0,更优选为1.7~3.0,进一步优选使用2.0~3.0的纤维素酯。
本发明中使用的纤维素酯的粘均聚合度(聚合度)优选200以上700以下,特别优选250以上500以下。通过在上述范围内,可以获得机械强度也优异的光学薄膜。
粘均聚合度(DP)采用以下的方法求得。
[粘均聚合度(DP)的测定]
精确称量绝对干燥的纤维素酯0.2g,溶解到二氯甲烷和乙醇的混合溶剂(质量比9∶1)100ml中。用奥氏粘度计在25℃下测定其落下秒数,根据下式求得聚合度。
ηrel=T/Ts
[η]=(lnηrel)/C
DP=[η]/Km
这里,T为测定试样的落下秒数,Ts为溶剂的落下秒数,C为纤维素酯的浓度(g/1),Km=6×10-4。
本发明中使用的纤维素树脂的碱土类金属含量优选为1~50ppm的范围。如果超过50ppm,唇部(lip)附着污垢增加或热拉伸时、热拉伸后的切口(slitting)部容易断裂。如果不足1ppm,也容易断裂,但其原因尚无充分了解。要达到不足1ppm,洗涤工序的负担变得过大,因此在这方面不优选。此外,更优选为1~30ppm的范围。这里,所谓碱土类金属,是指Ca、Mg的总含量,可以使用X射线光电子分光分析装置(XPS)进行测定。
本发明中使用的纤维素树脂中的残留硫酸含量以硫元素换算,优选为0.1~45ppm的范围。认为以盐的形式含有这些物质。残留硫酸含量如果超过45ppm,热熔融时的模具唇部的附着物增加,因此不优选。此外,由于热拉伸时、热拉伸后的切口部容易断裂,因此不优选。优选越少越好,但如果不足0.1ppm,纤维素树脂的洗涤工序的负担变得过大,因此不优选,而且有时反而变得容易断裂,因此不优选。这可能是洗涤次数增加对树脂产生影响所致,但尚未充分了解。更优选1~30ppm的范围。残留硫酸含量可以按照ASTM-D817-96进行测定。
本发明中使用的纤维素树脂中的游离酸含量优选为1~500ppm。如果超过500ppm,模具唇部的附着物增加,而且容易断裂。通过洗涤使其不足1ppm困难。更优选为1~100ppm的范围,变得更不易断裂。特别优选1~70ppm的范围。游离酸含量可以按照ASTM-D817-96测定。光学薄膜中的游离酸含量通常为不足3000ppm,但优选为1~500ppm。
通过与用于溶液流延法时相比对合成的纤维素酯进行更充分的洗涤,可以使碱土类金属量和残留硫酸含量达到上述范围,当采用熔融流延法制造薄膜时,可以减轻在唇部的附着,得到平面性优异的薄膜,可以得到尺寸变化、机械强度、透明性、耐透湿性、Rt值、Ro值良好的薄膜。
本发明中使用的纤维素酯的原料纤维素可以是木浆,也可以是棉短绒,木浆可以是针叶树,也可以是阔叶树,更优选针叶树。从制膜时的剥离性方面出发,优选使用棉短绒。由这些制成的纤维素酯可以适当混合或单独使用。
例如,可以以来自棉短绒的纤维素酯:来自木浆(针叶树)的纤维素酯:来自木浆(阔叶树)的纤维素酯的比率为100∶0∶0、90∶10∶0、85∶15∶0、50∶50∶0、20∶80∶0、10∶90∶0、0∶100∶0、0∶0∶100、80∶10∶10、85∶0∶15、40∶30∶30使用。
此外,在本发明中,除了纤维素酯树脂外,可以含有纤维素醚系树脂、乙烯基系树脂(还包括聚醋酸乙烯酯系树脂、聚乙烯醇系树脂等)、环状烯烃树脂、聚酯树脂(芳香族聚酯、脂肪族聚酯、或包含它们的共聚物)、丙烯酸系树脂(还包括共聚物)等。纤维素酯以外的树脂的含量优选0.1~30质量%。
(紫外线吸收剂)
本发明所涉及的紫外线吸收剂是重均分子量在490~50000范围内的紫外线吸收剂,优选至少具有2个以上苯并三唑骨架作为紫外线吸收骨架的化合物,此外,该紫外线吸收剂优选含有重均分子量490~2000的化合物和重均分子量2000~50000的紫外线吸收剂。
以下对本发明所涉及的紫外线吸收剂进行详细说明。
作为紫外线吸收剂,从偏振器、显示装置对于紫外线的防劣化的观点出发,优选波长370nm以下的紫外线的吸收性能优异的紫外线吸收剂,并且从液晶显示性的观点出发,优选波长400nm以上的可见光的吸收少的紫外线吸收剂。可以列举例如羟基二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、三嗪系化合物、镍络合物盐系化合物等,但优选二苯甲酮系化合物、着色少的苯并三唑系化合物。此外,可以使用特开平10-182621号公报、特开平8-337574号公报记载的紫外线吸收剂、特开平6-148430号公报记载的高分子紫外线吸收剂。
在这些紫外线吸收剂中,其为重均分子量在490~50000范围内的紫外线吸收剂在呈现本发明效果方面是必要的。如果分子量增大,则与纤维素树脂的相容性变差,因此通常使用分子量490以下的紫外线吸收剂,但当重均分子量不足490时,存在着在薄膜表面产生渗出的倾向,同时发现经时着色的倾向。当重均分子量超过50000时,存在与薄膜树脂的相容性显著恶化的倾向。
此外,本发明所涉及的紫外线吸收剂含有重均分子量490~不足2000的紫外线吸收剂(A)和重均分子量2000~50000的紫外线吸收剂(B)也是优选的方式。将分子量不同的紫外线吸收剂并用,在提高本发明效果,同时还可以满足上述渗出性、相容性方面是优选的方法。紫外线吸收剂(A)、(B)的混合比率优选在1∶99~99∶1的范围内适当选择。
作为重均分子量在本发明的范围内,至少具有2个以上苯并三唑骨架作为紫外线吸收骨架的化合物的紫外线吸收剂的例子,优选上述通式(1)所示的双苯并三唑酚。
在上述通式(1)中,R1、R2各自表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基,R3、R4各自表示氢原子、卤素原子,L表示碳原子数1~4的亚烷基。
作为烷基的取代原子、取代基,可以列举卤素原子例如氯原子、溴原子、氟原子等,羟基、苯基(在该苯基上可以使烷基或卤素原子等取代)等。
作为通式(1)所示的双苯并三唑酚化合物的具体例,可以列举例如以下的物质。但并不限于这些物质。
1)RUVA-100/110(大塚化学制造)
2)RUVA-206(大塚化学制造)
3)Tinuvin-360(千叶特种化学品制造)
4)アデカスタブLA-31(旭电化制造)
5)アデカスタブLA-31RG(旭电化制造)
此外,本发明所涉及的紫外线吸收剂的至少1种为380nm的摩尔吸光系数为4000以上的紫外线吸收性单体和烯键式不饱和单体的共聚物,作为该烯键式不饱和单体成分,更优选具有含有至少1种亲水性基团的烯键式不饱和单体成分。
即,本发明如果含有其380nm的摩尔吸光系数为4000以上的紫外线吸收性单体和烯键式不饱和单体的共聚物,该共聚物的重均分子量为490~50000的紫外线吸收性共聚物,可以得到能够改善上述课题的光学薄膜。
当380nm的摩尔吸光系数为4000以上时,显示出紫外线吸收性能良好,获得能够阻挡紫外光的充分效果,因此光学薄膜自身着色为黄色等问题得到改善,光学薄膜自身的透明性提高。
作为在本发明的紫外线吸收性共聚物中使用的紫外线吸收性单体,可以使用380nm的摩尔吸光系数为4000以上、优选8000以上、更优选10000以上的单体。当380nm的摩尔吸光系数不足4000时,为了获得所希望的UV吸收性能必须大量添加,由于雾度的上升或紫外线吸收剂的析出等,存在透明性显著下降,薄膜强度降低的倾向。
此外,作为在上述紫外线吸收性共聚物中使用的紫外线吸收性单体,优选400nm的摩尔吸光系数与380nm的摩尔吸光系数的比为20以上。
即,为了更接近可见光范围,抑制400nm附近光的吸收,获得所希望的UV吸收性能,含有具有尽可能吸收紫外光性能的紫外线吸收性单体是本发明所优选的。
a.紫外线吸收性单体
紫外线吸收性单体(紫外线吸收剂)优选380nm的摩尔吸光系数为4000以上,特别优选400nm的摩尔吸光系数与380nm的摩尔吸光系数的比为20以上。
作为紫外线吸收性单体,已知例如水杨酸类紫外线吸收剂(水杨酸苯酯、水杨酸对叔丁酯等)或二苯甲酮类紫外线吸收剂(2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮等)、苯并三唑类紫外线吸收剂(2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑等)、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂(2’-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3-(3’,4’-亚甲基二羟苯基)丙烯酸酯等)、三嗪类紫外线吸收剂(2-(2’-羟基-4’-己基羟苯基)-4,6-二苯基三嗪等)或特开昭58-185677号、特开昭59-149350号记载的化合物等。
作为本发明中的紫外线吸收性单体,优选从上述所示的公知的各种类型的紫外线吸收剂中适当选择基本骨架,导入含有烯键式不饱和键的取代基,成为可以聚合的化合物后,选择380nm的摩尔吸光系数为4000以上的单体使用。作为本发明的紫外线吸收性单体,从保存稳定性方面出发,优选使用苯并三唑系化合物。特别优选的紫外线吸收性单体如下述通式(3)所示。
通式(3)
在通式(3)中,R11~R16所示的各取代基只要无特别限定,还可以具有取代基。
在通式(3)中,R11~R16所示基团的任何1个具有上述结构的基团所示的聚合性基团作为部分结构。
式中,L表示2价的连接基或单键,R1表示氢原子或烷基。作为R1,优选氢原子、或碳原子数1~4的烷基。含有上述聚合性基团的基团可以是R11~R16所示基团的任何1个,但优选R11或R13、R14、R15,特别优选R14。
在通式(3)中,R11表示卤素原子、通过氧原子、氮原子或硫原子在苯环上取代的基团。作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子等,优选氯原子。
作为通过氧原子在苯环上取代的基团,可以列举羟基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、叔丁氧基、2-乙氧基乙氧基等)、芳氧基(例如苯氧基、2,4-二叔戊基苯氧基、4-(4-羟苯基磺酰基)苯氧基等)、杂环氧基(例如4-吡啶氧基、2-六氢吡喃氧基等)、羰氧基(例如乙酰氧基、三氟乙酰氧基、三甲基乙酰氧基等烷基羰氧基,苯甲酰氧基、五氟苯甲酰氧基等芳基羰氧基等)、尿烷基(例如N,N-二甲基尿烷基等烷基尿烷基,N-苯基尿烷基、N-(对氰基苯基)尿烷基等芳基尿烷基)、磺酰氧基(例如甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基、正十二烷磺酰氧基等烷基磺酰氧基,苯磺酰氧基、对甲苯磺酰氧基等芳基磺酰氧基)等,但优选碳原子数1~6的烷氧基,特别优选碳原子数2~4的烷氧基。
作为通过氮原子在苯环上取代的基团,可以列举硝基、氨基(例如二甲基氨基、环己基氨基、正十二烷基氨基等烷基氨基,苯胺基、对叔辛基苯胺基等芳基氨基等)、磺酰基氨基(例如甲磺酰基氨基、七氟丙磺酰基氨基、十六烷基磺酰基氨基等烷基磺酰基氨基,对甲苯磺酰基氨基、五氟苯磺酰基氨基等芳基磺酰基氨基)、氨磺酰基氨基(例如N,N-二甲基氨磺酰基氨基等烷基氨磺酰基氨基、N-苯基氨磺酰基氨基等芳基氨磺酰基氨基)、酰基氨基(例如乙酰基氨基、肉豆蔻酰基氨基等烷基羰基氨基、苯甲酰基氨基等芳基羰基氨基)、脲基(例如N,N-二甲基氨基脲基等烷基脲基,N-苯基脲基、N-(对氰苯基)脲基等芳基脲基)等,优选酰基氨基。
作为通过硫原子在苯环上取代的基团,可以列举烷基硫基(例如甲基硫基、叔辛基硫基等)、芳基硫基(例如苯基硫基等)、杂环硫基(例如1-苯基四唑-5-硫基、5-甲基-1,3,4-氧杂二唑-2-硫基等)、亚磺酰基(例如甲亚磺酰基、三氟甲亚磺酰基等烷基亚磺酰基,和对甲苯亚磺酰基等芳基亚磺酰基)、磺酰基(例如甲磺酰基、三氟甲磺酰基等烷基磺酰基,和对甲苯磺酰基等芳基磺酰基)、氨磺酰基(例如二甲基氨磺酰基、4-(2,4-二叔戊基苯氧基)丁基氨基磺酰基等烷基氨磺酰基,苯基氨磺酰基等芳基氨磺酰基),优选亚磺酰基,特别优选碳原子数4~12的烷基亚磺酰基。
在通式(3)中,n表示1~4的整数,但优选1或2。当n为2以上时,R11表示的多个基团可以相同,也可以不同。R11表示的取代基的取代位置并无特别限制,但优选4位或5位。
在通式(3)中,R12表示氢原子、或脂肪族基团(例如烷基、烯基、炔基等)、芳香族基团(例如苯基、对氯苯基等)、杂环基团(例如2-四氢呋喃基、2-硫代苯基、4-咪唑基、二氢吲哚-1-基和2-吡啶基等)。作为R12,优选氢原子和烷基。
在通式(3)中,R13表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,作为R13,优选氢原子或碳原子数1~12的烷基,因异丙基、叔丁基、叔戊基这样的分支烷基的耐久性优异,因此特别优选。
在通式(3)中,R14表示通过氧原子或氮原子在苯环上取代的基团,具体可以列举与R11表示的通过氧原子或氮原子在苯环上取代的基团相同的基团。作为R14,优选酰基氨基或烷氧基。当R14中含有上述聚合性基团作为部分结构时,作为R14,优选:
式中,L2表示碳原子数1~12的亚烷基,优选3~6的直链状、分支状或环状的亚烷基。R1表示氢原子或甲基,R2表示碳原子数1~12的烷基、优选2~6的烷基。
在通式(3)中,R15表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,作为R15,优选氢原子或碳原子数1~12的烷基,特别优选异丙基、叔丁基、叔戊基这样的分支烷基。
在通式(3)中,R16表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,作为R16,优选氢原子。
以下例示本发明中使用的优选的紫外线吸收性单体,但并不限于这些。
b.聚合物的说明
本发明中使用的紫外线吸收性共聚物的特征在于:其为上述紫外线吸收性单体和烯键式不饱和单体的共聚物,该共聚物的重均分子量为490~50000的范围内。
通过成为共聚物,可以得到雾度降低、透明度优异的光学薄膜。在本发明中,重均分子量为490~50000的范围内,优选2000~20000,更优选7000~15000。当重均分子量不足490时,存在在薄膜表面产生渗出的倾向,同时发现经时着色的倾向。此外,当比50000大时,存在与树脂的相容性变差的倾向。
作为可以与上述紫外线吸收性单体共聚的烯键式不饱和单体,可以列举例如甲基丙烯酸及其酯衍生物(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、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等)、或丙烯酸及其酯衍生物(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二甘醇乙氧基酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯等)、烷基乙烯基醚(甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等)、烷基乙烯基酯(甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等)、丙烯腈、氯乙烯、苯乙烯等。
在这些烯键式不饱和单体中,优选具有羟基或醚键的丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二甘醇乙氧基酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯)。这些可以1种单独或2种以上混合与紫外线吸收性单体共聚。
可以与上述紫外线吸收性单体共聚的上述烯键式不饱和单体的使用比例可以考虑对制备的紫外线吸收性共聚物与透明树脂的相容性、光学薄膜的透明性和机械强度的影响进行选择。优选在上述共聚物中含有20~70质量%、更优选30~60质量%的紫外线吸收性单体将两者配合。当紫外线吸收性单体的含量不足20质量%时,要获得所希望的紫外线吸收性能必须大量添加,由于雾度的上升或析出等而产生透明性降低、薄膜强度降低的倾向。当紫外线吸收性单体的含量比70质量%多时,存在与透明树脂的相容性变差的倾向,薄膜形成时的操作性差。
c.聚合法的说明
本发明中紫外线吸收性共聚物的聚合方法无特别限定,可以广泛采用现有公知的方法,可以列举例如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。作为自由基聚合法的引发剂,可以列举例如偶氮化合物、过氧化物等,可以列举偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁酸二酯衍生物、过氧化苯甲酰等。聚合溶剂无特别限定,可以列举例如甲苯、氯苯等芳香族烃类溶剂,二氯乙烷、氯仿等卤代烃类溶剂,四氢呋喃、二噁烷等醚类溶剂,二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂,甲醇等醇类溶剂,乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类溶剂,丙酮、环己酮、甲基乙基酮等酮类溶剂,水溶剂等。通过选择溶剂,也可以进行在均一体系中聚合的溶液聚合、生成的聚合物沉淀的沉淀聚合、以胶束状态聚合的乳液聚合。
上述紫外线吸收性共聚物的重均分子量可以采用公知的分子量调节方法进行调整。作为该分子量调节方法,可以列举添加例如四氯化碳、月桂硫醇、巯基乙酸辛酯等链转移剂的方法等。聚合温度通常从室温到130℃,优选在50~100℃下进行。
上述紫外线吸收性共聚物相对于形成光学薄膜的透明树脂,优选以0.01~40质量%的比例混合,更优选以0.1~10质量%的比例混合。此时,形成光学薄膜时的雾度如果为0.5以下,则并无特别限制,但优选雾度为0.2以下。更优选形成光学薄膜时的雾度为0.2以下,380nm的透过率为10%以下。
更优选紫外线吸收剂的至少1种含有由上述通式(2)所示紫外线吸收单体衍生的聚合物。
在上述通式(2)中,n表示0~3的整数,当n为2以上时,多个R5之间可以相同,也可以不同,而且可以相互连结形成5~7元的环。
R1~R5各自表示氢原子、卤素原子或取代基。作为卤素原子,可以列举例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子、氯原子。此外,作为取代基,可以列举例如烷基(例如甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等)、烯基(例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基等)、芳基(例如苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等)、杂环基(例如吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如苯氧基等)、杂环氧基(例如1-苯基四唑-5-氧基、2-四氢吡喃氧基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、二甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如苯氧羰基等)、氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、氨基、烷基氨基(例如甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰胺基(例如乙酰胺基、丙酰胺基等)、羟基、氰基、硝基、磺酰胺基(例如甲磺酰胺基、苯磺酰胺基等)、氨磺酰基氨基(例如二甲基氨磺酰基氨基等)、磺酰基(例如甲磺酰基、丁磺酰基、苯磺酰基等)、氨磺酰基(例如乙基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基等)、磺酰基氨基(例如甲磺酰基氨基、苯磺酰基氨基等)、脲基(例如3-甲基脲基、3,3-二甲基脲基、1,3-二甲基脲基等)、亚氨基(例如苯二甲酰亚氨基等)、甲硅烷基(例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等)、烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基、正丁硫基等)、芳硫基(例如苯硫基等)等,优选烷基、芳基。
在通式(2)中,当R1~R5所示的各基团为还可能被取代的基团时,还可以具有取代基,而且邻接的R1~R4可以相互连结形成5~7元环。
R6表示氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基或杂环,作为烷基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。此外,上述烷基还可以具有卤素原子、取代基,作为卤素原子,可以列举例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以列举例如芳基(例如苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等)、酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰胺基(例如乙酰胺基、丙酰胺基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如苯氧羰基等)。
作为环烷基,可以列举例如环戊基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和环式烃,这些可以未取代,也可以被取代。
作为烯基,可以列举例如乙烯基、烯丙基、1-甲基-2-丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、油基等,优选乙烯基、1-甲基-2-丙烯基。
作为炔基,可以列举例如乙炔基、丁二炔基、苯基乙炔基、炔丙基、1-甲基-2-丙炔基、2-丁炔基、1,1-二甲基-2-丙炔基等,但优选乙炔基、炔丙基。
作为芳基,可以列举例如苯基、萘基、蒽基等,上述芳基还可以具有卤素原子、取代基,作为卤素原子,可以列举例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以列举例如烷基(例如甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等)、酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰胺基(例如乙酰胺基、丙酰胺基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、二甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如苯氧羰基等)。
作为杂环基团,可以列举例如吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基等。作为R6,优选烷基。
在通式(2)中,X表示-COO-、-CONR7-、-OCO-或-NR7CO-。
R7表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或杂环基,作为烷基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。该烷基还可以具有卤素原子、取代基,作为卤素原子,可以列举例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以列举例如芳基(例如苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等)、酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰胺基(例如乙酰胺基、丙酰胺基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、二甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如苯氧羰基等)。
作为环烷基,可以列举例如环戊基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和环式烃,这些可以未取代,也可以被取代。
作为芳基,可以列举例如苯基、萘基、蒽基等,该芳基还可以具有卤素原子、取代基,作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以列举例如烷基(例如甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等)、酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰胺基(例如乙酰胺基、丙酰胺基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、二甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如苯氧羰基等)。
作为杂环基团,可以列举例如吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基等。作为R7,优选氢原子。
本发明中所说的聚合性基团,是指不饱和乙烯系聚合性基团或双官能系缩聚性基团,但优选不饱和乙烯系聚合性基团。作为不饱和乙烯系聚合性基团的具体例,可以列举乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、氰化乙烯基、2-氰基丙烯酰氧基、1,2-环氧基、乙烯基苄基、乙烯基醚基等,但优选乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基。此外,所谓具有聚合性基团作为部分结构,是指上述聚合性基团直接或通过2价以上的连结基结合,所谓2价以上的连结基,可以列举例如亚烷基(例如亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、环己烷-1,4-二基等)、亚烯基(例如乙烯-1,2-二基、丁二烯-1,4-二基等)、亚炔基(例如乙炔-1,2-二基、丁烷-1,3-二炔-1,4-二基等)、由含有至少1个芳香族基团的化合物衍生的连结基(例如取代或未取代的苯、缩合多环烃、芳香族杂环、芳香族烃环集合、芳香族杂环集合等)、杂原子连结基(氧、硫、氮、硅、磷原子等),但优选亚烷基和用杂原子连结的基团。这些连结基还可以组合形成复合基团。
由紫外线吸收性单体衍生的聚合物的重均分子量优选为2000以上30000以下,更优选为5000以上20000以下。
本发明中使用的紫外线吸收性聚合物的重均分子量可以采用公知的分子量调节方法进行调整。作为该分子量调节方法,可以列举添加例如四氯化碳、月桂硫醇、巯基乙酸辛酯等链转移剂的方法等。聚合温度通常从室温到130℃,优选在50~100℃下进行。
本发明中使用的紫外线吸收性聚合物优选为紫外线吸收性单体和其他聚合性单体的共聚物,作为可共聚的其他聚合性单体,可以列举例如苯乙烯衍生物(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基萘等)、丙烯酸酯衍生物(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯等)、甲基丙烯酸酯衍生物(例如甲基丙烯酸甲酯、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、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯等)、烷基乙烯基醚(例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等)、烷基乙烯基酯(例如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等)、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等不饱和化合物。优选丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯。
由紫外线吸收性单体衍生的聚合物中的紫外线吸收性单体以外的共聚成分优选还含有至少1种亲水性的烯键式不饱和单体。
作为亲水性的烯键式不饱和单体,如果为亲水性且分子中具有可以聚合的不饱和双键,则并无特别限制,可以列举例如丙烯酸或甲基丙烯酸等不饱和羧酸,或具有羟基或醚键的丙烯酸或甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羟基-2-甲基丙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二甘醇乙氧基酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯等)、丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基噁唑烷酮等。
作为亲水性的烯键式不饱和单体,优选分子内具有羟基或羧基的(甲基)丙烯酸酯,特别优选甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯。
这些聚合性单体可以1种或2种以上并用与紫外线吸收性单体共聚。
本发明中使用的紫外线吸收性共聚物的聚合方法无特别限定,可以广泛采用现有公知的方法,可以列举例如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。作为自由基聚合法的引发剂,可以列举例如偶氮化合物、过氧化物等,可以列举偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁酸二酯衍生物、过氧化苯甲酰、过氧化氢等。聚合溶剂无特别限定,可以列举例如甲苯、氯苯等芳香族烃类溶剂,二氯乙烷、氯仿等卤代烃类溶剂,四氢呋喃、二噁烷等醚类溶剂,二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂,甲醇等醇类溶剂,乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类溶剂,丙酮、环己酮、甲基乙基酮等酮类溶剂,水溶剂等。通过选择溶剂,也可以进行在均一体系中聚合的溶液聚合、生成的聚合物沉淀的沉淀聚合、以胶束状态聚合的乳液聚合、以悬浮状态聚合的悬浮聚合。
上述紫外线吸收性单体、可与其共聚的聚合性单体和亲水性的烯键式不饱和单体的使用比例可考虑对制备的紫外线吸收性共聚物与其他透明聚合物的相容性、光学薄膜的透明性和机械强度的影响进行适当选择。
由紫外线吸收性单体衍生的聚合物中的紫外线吸收性单体的含有比率优选为全体的1~70质量%,更优选为5~60质量%。当紫外线吸收性单体在紫外线吸收性聚合物中的含有比率不足1质量%时,要获得所希望的紫外线吸收性能时必须使用大量的紫外线吸收性聚合物,由于雾度的上升或析出等,成为透明性降低,薄膜强度降低的主要原因。另一方面,当紫外线吸收性单体在紫外线吸收性聚合物中的含有比率超过70质量%时,由于与其他聚合物的相容性降低,有时得到透明的光学薄膜变得困难。
亲水性烯键式不饱和单体在上述紫外线吸收性共聚物中优选含有0.1~50质量%。如果为0.1质量%以下,没有体现出亲水性烯键式不饱和单体产生的相容性的改善效果,如果比50质量%多,共聚物的分离精制变得困难。亲水性烯键式不饱和单体更优选的含量为0.5~20质量%。当亲水性基团在紫外线吸收性单体自身上取代时,优选亲水性的紫外线吸收性单体和亲水性烯键式不饱和单体的合计含量在上述范围内。
为了满足紫外线吸收性单体和亲水性单体的优选含量,除了这两者外,优选进一步使分子中不具有亲水性基团的烯键式不饱和单体共聚。
紫外线吸收性单体和(非)亲水性烯键式不饱和单体可以分别2种以上混合进行共聚。
以下例示本发明中优选使用的紫外线吸收性单体的代表例,但并不限于这些。
本发明中使用的紫外线吸收剂、紫外线吸收性单体及其中间体可以参照公知的文献合成。例如,可以参照美国专利第3072585号、美国专利第3159646号、美国专利第3399173号、美国专利第3761272号、美国专利第4028331号、美国专利第5683861号、欧洲专利第86300416号、特开昭63-227575号、特开昭63-185969号、Polymer Bulletin.V.20(2)、169-176和Chemical Abstracts V.109、No.191389等合成。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物当混合到其他透明聚合物中时,根据需要也可以与低分子化合物或高分子化合物、无机化合物等一起使用。例如,将本发明中使用的紫外线吸收性聚合物和其他较低分子紫外线吸收剂同时混合到其他透明聚合物中,或者将本发明中使用的紫外线吸收性聚合物和其他较低分子的紫外线吸收剂同时混合到其他透明聚合物中也是优选的方式之一。同样地,同时混合抗氧剂、增塑剂、阻燃剂等添加剂也是优选的方式之一。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物的添加方法并无特别限定,可以与树脂混炼,或者与树脂一起一次溶解到溶剂中,然后干燥成为固体后使用。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物的使用量因化合物的种类、使用条件等而异,当为紫外线吸收剂时,优选每1m2光学薄膜为0.1~5.0g,更优选为0.1~3.0g,进一步优选为0.4~2.0g,特别优选为0.5~1.5g。此外,当为紫外线吸收聚合物时,优选每1m2光学薄膜为0.1~10g,更优选为0.6~9.0g,进一步优选为1.2~6.0g,特别优选为1.5~3.0g。
此外,如上所述,从防止液晶劣化的观点出发,优选波长380nm以下的紫外线吸收性能优异,并且从良好的液晶显示性的观点出发,优选400nm以上的可见光吸收少的物质。在本发明中,优选波长380nm的透过率为8%以下,更优选为4%以下,特别优选为1%以下。
作为能够在本发明中使用的作为市售品的紫外线吸收剂单体,包括UVM-1的1-(2-苯并三唑)-2-羟基-5-(2-乙烯氧基羰乙基)苯、大塚化学社制的反应型紫外线吸收剂RUVA-93的1-(2-苯并三唑)-2-羟基-5-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯或其类似化合物。还优选使用将这些均聚或共聚得到的聚合物或共聚物,但并不限于这些。例如,作为市售品的高分子紫外线吸收剂,还优选使用大塚化学(株)制的PUVA-30M。紫外线吸收剂可以使用2种以上。
(增塑剂)
从提高机械性质、赋予柔软性、赋予耐吸水性、降低水分透过率等薄膜改性的观点出发,优选在本发明的光学薄膜中添加作为增塑剂的已知化合物。此外,在本发明进行的熔融流延法中添加增塑剂,其目的包括通过添加增塑剂使薄膜构成材料的熔融温度比使用的纤维素酯单独的玻璃化转变温度低,或者在相同加热温度下使含有增塑剂的薄膜构成材料的粘度比纤维素酯单独时低。
这里,在本发明中,所谓薄膜构成材料的熔融温度,是指该材料加热呈现出流动性的状态下材料被加热的温度。
在纤维素酯单独的情况下,如果比玻璃化转变温度低,则不能呈现出用于薄膜化的流动性。但是,纤维素酯在玻璃化转变温度以上时,由于热量的吸收而使弹性模量或粘度降低,呈现出流动性。为了使薄膜构成材料熔融,添加的增塑剂具有比纤维素酯的玻璃化转变温度低的熔点或玻璃化转变温度对于满足上述目的是优选的。
本发明所涉及的增塑剂并无特别限定,为了不使薄膜产生雾浊,或者从薄膜中析出或挥发,优选具有通过与纤维素衍生物、其他添加剂的氢键等可以相互作用的官能团。
作为该官能团,可以列举羟基、醚基、羰基、酯基、羧酸残基、氨基、亚氨基(imino)、酰胺基、亚胺基(imido)、氰基、硝基、磺酰基、磺酸残基、膦酰基、膦酸残基等,优选羰基、酯基、膦酰基。
作为该增塑剂的例子,优选使用磷酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂、偏苯三酸酯类增塑剂、均苯四酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、乙醇酸酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂、羧酸酯类增塑剂、聚酯类增塑剂等,特别优选多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂等非磷酸酯类增塑剂。从相容性方面出发,优选将这些与分子量490~50000的紫外线吸收剂并用。
多元醇酯由2元以上的脂肪族多元醇和一元羧酸的酯构成,优选分子内具有芳香环或环烷基环。
本发明中使用的多元醇由下述通式(4)所示。
通式(4)R1-(OH)n
(其中R1表示n价的有机基团,n表示2以上的正整数)
作为优选的多元醇的例子,可以列举例如以下所示的多元醇,但本发明并不限于这些。可以列举阿东糖醇、阿拉伯糖醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、半乳糖醇、甘露糖醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、频哪醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、木糖醇等。特别优选三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、木糖醇。
其中,优选使用了碳原子数5以上的多元醇的多元醇酯。特别优选碳原子数5~20。
作为本发明的多元醇酯中使用的一元羧酸,并无特别限制,可以使用公知的脂肪族一元羧酸、脂环族一元羧酸、芳香族一元羧酸等。如果使用脂环族一元羧酸、芳香族一元羧酸,从提高透湿性、保留性方面出发优选。
作为优选的一元羧酸的例子,可以列举以下的一元羧酸,但本发明并不限于这些。
作为脂肪族一元羧酸,优选使用具有碳原子数1~32的直链或侧链的脂肪酸。更优选碳原子数为1~20,特别优选为1~10。如果含有乙酸,与纤维素衍生物的相容性增加,因此优选,还优选将乙酸与其他一元羧酸混合使用。
作为优选的脂肪族一元羧酸,可以列举乙酸、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、二十烷酸、二十二烷酸、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。
作为优选的脂环族一元羧酸的例子,可以列举环戊烷甲酸、环己烷甲酸、环辛烷甲酸或它们的衍生物。
作为优选的芳香族一元羧酸的例子,可以列举苯甲酸、甲基苯甲酸等在苯甲酸的苯环上引入烷基的芳香族一元羧酸,联苯甲酸、萘甲酸、四氢化萘甲酸等具有2个以上苯环的芳香族一元羧酸或它们的衍生物,但特别优选苯甲酸。
多元醇酯的分子量并无特别限制,但优选其为300~3000,更优选其为350~1500。分子量大,使挥发困难,因此优选,从透湿性、与纤维素衍生物的相容性方面出发,优选分子量小。
多元醇酯中使用的羧酸可以为1种,也可以是2种以上的混合。此外,多元醇中的OH基可以全部酯化,也可以将一部分OH基原样残留。
以下示出多元醇酯的具体化合物。
此外,优选使用分子内具有芳香环或环烷基环的聚酯类增塑剂。作为优选的聚酯类增塑剂,并无特别限定,但优选例如下述通式(5)所示的增塑剂。
通式(5)B-(G-A)n-G-B
(式中,B表示苯单羧酸残基,G表示碳原子数2~12的烷撑二醇残基或碳原子数6~12的芳基二醇残基或碳原子数4~12的氧化烯二醇残基,A表示碳原子数4~12的烷撑二羧酸残基或碳原子数6~12的芳基二羧酸残基,n表示0以上的整数)。
通式(5)中,由B表示的苯单羧酸残基和G表示的烷撑二醇残基或氧化烯二醇残基或芳基二醇残基、A表示的烷撑二羧酸残基或芳基二羧酸残基构成,采用与通常的聚酯类增塑剂同样的反应制备。
作为本发明中使用的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、邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、对甲基苯甲酸、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,这些可以分别以1种或2种以上的混合物使用。
作为本发明的聚酯类增塑剂的碳原子数2~12的烷撑二醇成分,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、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,这些二醇可以1种或作为2种以上的混合物使用。
此外,作为本发明的芳香族末端酯的碳原子数4~12的氧化烯二醇成分,包括例如二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇等,这些二醇可以1种或作为2种以上的混合物使用。
作为本发明的芳香族末端酯的碳原子数4~12的烷撑二羧酸成分,包括例如琥珀酸、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种或作为2种以上的混合物使用。作为碳原子数6~12的芳撑二羧酸成分,包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸等。
本发明所使用的聚酯类增塑剂的数均分子量优选250~2000,更优选300~1500的范围。此外,其酸值优选0.5mgKOH/g以下,羟基值优选25mgKOH/g以下,更优选酸值0.3mgKOH/g以下、羟基值15mgKOH/g以下。
以下示出本发明中使用的芳香族末端酯类增塑剂的合成例。
<样品No.1(芳香族末端酯样品)>
将己二酸365份(2.5摩尔)、1,2-丙二醇418份(5.5摩尔)、苯甲酸610份(5摩尔)和作为催化剂的钛酸四异丙酯0.30份一起装入反应容器中,在氮气流中进行搅拌,连接回流凝缩器一边使过量的1元醇回流,一边在130~250℃下继续加热从而连续地将生成的水除去直至酸值达到2以下。然后在200~230℃下、1.33×104~最终的4×102Pa以下的减压下将馏出成分除去,然后过滤得到具有以下性状的芳香族末端酯。
粘度(25℃、mPa·s):815
酸值:0.4
<样品No.2(芳香族末端酯样品)>
除了在反应容器中使用己二酸365份(2.5摩尔)、苯甲酸610份(5摩尔)、二甘醇583份(5.5摩尔)和作为催化剂的钛酸四异丙酯0.45份外,与样品No.1完全相同地得到具有以下性状的芳香族末端酯。
粘度(25℃、mPa·s):90
酸值:0.05
<样品No.3(芳香族末端酯样品)>
除了在反应容器中使用邻苯二甲酸410份(2.5摩尔)、苯甲酸610份(5摩尔)、二丙二醇737份(5.5摩尔)和作为催化剂的钛酸四异丙酯0.40份外,与样品No.1完全相同地得到具有以下性状的芳香族末端酯类增塑剂。
粘度(25℃、mPa·s):43400
酸值:0.2
以下示出芳香族末端酯类增塑剂的具体化合物,但本发明并不限于此。
用于本发明的聚酯类增塑剂的含量优选在纤维素酯薄膜中含有1~20质量%,特别优选含有3~11质量%。
本发明的光学薄膜还优选含有上述增塑剂以外的增塑剂。
通过含有2种以上的增塑剂,可以使增塑剂的溶出减少。其原因尚不清楚,但认为是可以减少每1种的添加量和通过2种增塑剂之间及与纤维素酯的相互作用从而抑制溶出。
乙醇酸酯类增塑剂并无特别限定,但优选使用分子内具有芳香环或环烷基环的乙醇酸酯类增塑剂。作为优选的乙醇酸酯类增塑剂,可以使用例如丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯等。
作为苯二甲酸酯类增塑剂,可以列举邻苯二甲酸二乙酯、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。
此外,优选使用特开平11-349537号中记载的通式(1)所示的苯二甲酸酯类二聚体,具体地说,优选使用段落序号23、26记载的化合物-1、化合物-2。
通式(1)
A:-(CH2)n-或-(CH2CH2O)n-
n:1~10的整数
R1:烷氧基羰基取代的碳原子数1~12的烷基。
化合物-1
化合物-2
苯二甲酸酯类二聚体化合物是具有上述通式(1)所示结构式的化合物,可以通过使二个苯二甲酸与二元醇混合加热进行脱水酯化反应而制备。苯二甲酸酯类二聚体、含有末端羟基的双酚类化合物的平均分子量优选250~3000左右,特别优选300~1000。如果为250以下,热稳定性、增塑剂的挥发性和转移性产生问题,如果超过3000,作为增塑剂的相容性、增塑能力下降,对脂肪酸纤维素酯类树脂组合物的加工性、透明性和机械性质产生不良影响。
作为柠檬酸酯类增塑剂,并无特别限定,可以列举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,优选下述通式(6)所示的柠檬酸酯化合物。
通式(6)
(式中,R1为氢原子或脂肪族酰基,R2为烷基)。
在通式(6)中,作为R1的脂肪族酰基,并无特别限制,但优选碳原子数为1~12,特别优选碳原子数为1~5。具体可以列举甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、棕榈酰基、油酰基等。此外,作为R2的烷基并无特别限制,可以为直链状、具有分支的烷基的任何一种,但优选碳原子数1~24的烷基,特别优选碳原子数1~4的烷基。具体可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基。作为乙酸纤维素酯类树脂的增塑剂,特别优选的物质是其中的R1的氢原子、R2为甲基或乙基以及R1为乙酰基、R2为甲基或乙基。
<R1是氢原子的柠檬酸酯化合物的制法>
在本发明使用的柠檬酸酯化合物中,R1是氢原子的物质可以采用公知的方法制造。作为公知的方法,可以列举例如英国专利公报931781号记载的由邻苯二甲酸半酯和α-卤代乙酸烷基酯制造邻苯二甲酰基乙醇酸酯的方法。具体地说,相对于柠檬酸三钠、柠檬酸三钾或柠檬酸(以下将这些简称为柠檬酸原料),优选柠檬酸三钠1摩尔,使化学计量以上的量、优选1~10摩尔、更优选2~5摩尔作为与R2对应的烷基酯的α-一卤代乙酸烷基酯,例如一氯乙酸甲酯、一氯乙酸乙酯等反应。如果反应体系存在水分,则目的化合物的收率下降,因此原料尽可能使用无水合物。反应中可以使用三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三正丁胺、二甲基环己基胺等链状或环状脂肪族叔胺作为催化剂,其中优选三乙胺。催化剂的使用量相对于柠檬酸原料1摩尔为0.01~1.0摩尔,优选0.2~0.5摩尔的范围。在反应温度60~150℃下反应1~24小时。反应溶剂并无特别需要,可以使用甲苯、苯、二甲苯、甲基乙基酮等。反应后例如加入水将副产物、催化剂除去,对油层进行水洗,然后通过蒸馏与未反应的原料化合物分离,将目的物离析。
<R1是脂肪族酰基的柠檬酸酯化合物的制法>
R1是脂肪族酰基、R2是烷基的本发明的柠檬酸酯化合物可以使用上述R1是氢原子的柠檬酸酯化合物制造。即,相对于该柠檬酸酯化合物1摩尔,使1~10摩尔相当于R1的脂肪族酰基的酰卤,例如甲酰氯、乙酰氯等反应。作为催化剂,相对于1摩尔该柠檬酸酯化合物可以使用0.1~2摩尔碱性的吡啶等。反应可以无溶剂,在温度80~100℃下进行1~5小时。反应后在反应混合物中加入水和不溶于水的有机溶剂例如甲苯,使目的物溶解于有机溶剂中,将水层和有机溶剂层分离,对有机溶剂层进行水洗后,采用蒸馏等常规方法将目的物离析。
本发明中使用的柠檬酸酯化合物在与重均分子量490~50000的紫外线吸收剂的组合中,由于白化斑少,不易产生活性射线固化树脂层的筋状故障,因此特别优选。
柠檬酸酯化合物在纤维素树脂中的添加量相对于纤维素树脂100质量份,优选5~200质量份,特别优选10~200质量份。
此外,柠檬酸酯化合物在薄膜中的含量优选1~30质量%,特别优选2~20质量%。
磷酸酯类增塑剂可以使用磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二苯基联苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等,苯二甲酸酯类增塑剂可以使用苯二甲酸二乙酯、苯二甲酸二甲氧基乙酯、苯二甲酸二甲酯、苯二甲酸二辛酯、苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二-2-乙基己酯、苯二甲酸二环己酯等,但在本发明中磷酸酯类增塑剂的含有比率优选为全部增塑剂含量的40质量%以下,特别优选磷酸酯类增塑剂的含量不足1质量%。更优选不添加。
乙二醇酯类增塑剂具体可以列举乙二醇二乙酸酯、乙二醇二丁酸酯等乙二醇烷基酯类增塑剂,乙二醇二环丙基羧酸酯、乙二醇二环己基羧酸酯等乙二醇环烷基酯类增塑剂,乙二醇二苯甲酸酯、乙二醇二-4-甲基苯甲酸酯等乙二醇芳基酯类增塑剂。这些烷基酯基、环烷基酯基、芳基酯基可以相同,也可以不同,还可以被取代。此外,可以为烷基酯基、环烷基酯基、芳基酯基的混合物,此外,这些取代基之间可以通过共价键结合。乙二醇部分还可以被取代,乙二醇酯的部分结构可以是聚合物的一部分或规则地作为侧基结合到聚合物上,也可以引入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
甘油酯类增塑剂具体可以列举甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯、甘油二乙酸辛酸酯、甘油油酸丙酸酯等甘油烷基酯,甘油三环丙基羧酸酯、甘油三环己基羧酸酯等甘油环烷基酯,甘油三苯甲酸酯、甘油4-甲基苯甲酸酯等甘油芳基酯,二甘油四乙酸酯、二甘油四丙酸酯、二甘油乙酸三辛酸酯、二甘油四月桂酸酯等二甘油烷基酯,二甘油四环丁基羧酸酯、二甘油四环戊基羧酸酯等二甘油环烷基酯,二甘油四苯甲酸酯、二甘油3-甲基苯甲酸酯等二甘油芳基酯等。这些烷基酯基、环烷基羧酸酯基、芳基酯基可以相同,也可以不同,还可以被取代。此外,可以为烷基酯基、环烷基羧酸酯基、芳基酯基的混合物,此外,这些取代基之间可以通过共价键结合。甘油、二甘油部分还可以被取代,甘油酯、二甘油酯的部分结构可以是聚合物的一部分或规则地作为侧基结合到聚合物上,也可以引入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
二羧酸酯类增塑剂具体可以列举丙二酸双十二酯(C1)、己二酸二辛酯(C4)、癸二酸二丁酯(C8)等烷基二羧酸烷基酯类增塑剂,琥珀酸二环戊酯、己二酸二环己酯等烷基二羧酸环烷基酯类增塑剂,琥珀酸二苯酯、戊二酸二-4-甲基苯酯等烷基二羧酸芳基酯类增塑剂,二己基-1,4-环己烷二羧酸酯、二癸基双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酯等环烷基二羧酸烷基酯类增塑剂,二环己基-1,2-环丁烷二羧酸酯、二环丙基-1,2-环己基二羧酸酯等环烷基二羧酸环烷基酯类增塑剂,二苯基-1,1-环丙基二羧酸酯、二-2-萘基-1,4-环己烷二羧酸酯等环烷基二羧酸芳基酯类增塑剂,邻苯二甲酸二乙酯、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-乙基己酯等芳基二羧酸烷基酯类增塑剂,邻苯二甲酸二环丙酯、邻苯二甲酸二环己酯等芳基二羧酸环烷基酯类增塑剂,邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二-4-甲基苯酯等芳基二羧酸芳基酯类增塑剂。这些烷氧基、环烷氧基可以相同,也可以不同,而且可以一取代,这些取代基还可以进一步被取代。烷基、环烷基可以混合,而且这些取代基之间可以通过共价键结合。此外邻苯二甲酸的芳香环也可以被取代,可以为二聚体、三聚体、四聚体等多聚体。此外,邻苯二甲酸酯的部分结构可以是聚合物的一部分,或者规则地作为侧基结合到聚合物上,也可以引入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
多元羧酸酯类增塑剂具体可以列举三(氨基甲酸)三(十二烷基)酯、三丁基-中-丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯等烷基多元羧酸烷基酯类增塑剂,三(氨基甲酸)三环己酯、三环丙基-2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸酯等烷基多元羧酸环烷基酯类增塑剂,三苯基-2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸酯、四-3-甲基苯基四氢呋喃-2,3,4,5-四羧酸酯等烷基多元羧酸芳基酯类增塑剂,四己基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸酯、四丁基-1,2,3,4-环戊烷四羧酸酯等环烷基多元羧酸烷基酯类增塑剂,四环丙基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸酯、三环己基-1,3,5-环己基三羧酸酯等环烷基多元羧酸环烷基酯类增塑剂,三苯基-1,3,5-环己基三羧酸酯、六-4-甲基苯基-1,2,3,4,5,6-环己基六羧酸酯等环烷基多元羧酸芳基酯类增塑剂,三(十二烷基)苯-1,2,4-三羧酸酯、四辛基苯-1,2,4,5-四羧酸酯等芳基多元羧酸烷基酯类增塑剂,三环戊基苯-1,3,5-三羧酸酯、四环己基苯-1,2,3,5-四羧酸酯等芳基多元羧酸环烷基酯类增塑剂,三苯基苯-1,3,5-四羧酸酯、六-4-甲基苯基苯-1,2,3,4,5,6-六羧酸酯等芳基多元羧酸芳基酯类增塑剂。这些烷氧基、环烷氧基可以相同,也可以不同,而且可以一取代,这些取代基还可以进一步被取代。烷基、环烷基可以混合,而且这些取代基之间可以通过共价键结合。此外邻苯二甲酸的芳香环也可以被取代,可以为二聚体、三聚体、四聚体等多聚体。此外,邻苯二甲酸酯的部分结构可以是聚合物的一部分,或者规则地作为侧基结合到聚合物上,也可以引入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
聚合物增塑剂具体可以列举脂肪族烃类聚合物,脂环式烃类聚合物,聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物,聚乙烯基异丁基醚、聚N-乙烯基吡咯烷酮等乙烯基聚合物,聚苯乙烯、聚4-羟基苯乙烯等苯乙烯类聚合物,聚琥珀酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯,聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等聚醚,聚酰胺,聚氨酯,聚脲等。数均分子量优选1000~500000左右,特别优选5000~200000。如果为1000以下,挥发性上产生问题,如果超过500000,增塑能力下降,对纤维素酯衍生物组合物的机械性质产生不良影响。这些聚合物增塑剂可以是由1种重复单元组成的均聚物,也可以是具有多个重复结构体的共聚物。此外,可以将上述聚合物2种以上并用,也可以含有其他的增塑剂、抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂、润滑剂和消光剂等。
这些增塑剂可以单独或2种以上混合使用。薄膜中增塑剂的总含量相对于纤维素树脂如果不足1质量%,使薄膜的透湿度降低的效果小,因此不优选,如果超过30质量%,容易产生相容性、析出的问题,薄膜的物性劣化,因此优选1~30质量%。更优选5~25质量%,特别优选8~20质量%。
(纤维素树脂与添加剂的混合)
本发明优选在加热熔融前将纤维素树脂和增塑剂、紫外线吸收剂等添加剂混合。
作为将添加剂混合的方法,可以列举将纤维素树脂溶解到溶剂中,然后将添加剂溶解或微分散到其中,将溶剂除去的方法。将溶剂除去的方法可以使用公知的方法,可以列举例如液中干燥法、气中干燥法、溶剂共沉淀法、冷冻干燥法、溶液流延法等,溶剂除去后的纤维素树脂和添加剂的混合物可以调整为粉体、颗粒、丸片、薄膜等形状。
添加剂的混合如上所述通过将纤维素树脂固体溶解而进行,但也可以在纤维素树脂的合成工序中与析出固化同时进行。
液中干燥法例如可以将十二烷基硫酸钠等活性剂水溶液加入到溶解有纤维素树脂和添加剂的溶液中,进行乳化分散。然后,进行常压或减压蒸馏从而将溶剂除去,得到与添加剂混合的纤维素树脂的分散物。此外,为了除去活性剂,优选进行离心分离、倾析。作为乳化法,可以使用各种方法,优选使用利用超声波、高速旋转剪切、高压的乳化分散装置。
在采用超声波的乳化分散中,可以使用所谓间歇式和连续式两种。间歇式适用于较少量的样品制作,连续式适用于大量的样品制作。在连续式中,可以使用例如UH-600SR(株式会社エスエムテ一制)的装置。在该连续式的情况下,超声波的照射时间可以用分散室容积/流速×循环次数求出。当存在多个超声波照射装置时,以各个照射时间的总和求取。超声波的照射时间实际上为10000秒以下。此外,如果需要10000秒以上时,工序的负荷大,实际上需要通过乳化剂的再选择等使乳化分散时间缩短。因此不需要10000秒以上。更优选为10秒以上、2000秒以内。
作为采用高速旋转剪切的乳化分散装置,可以使用分散混合机、均相混合机、超混合机等,这些装置的型式可以根据乳化分散时的液粘度选择使用。
在采用高压的乳化分散中,可以使用LAB2000(エスエムテ一社制)等,其乳化、分散能力依赖于外加于试样的压力。压力优选104kPa~5×105kPa的范围。
作为活性剂,可以使用阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、高分子分散剂等,可以根据溶剂、要得到的乳化物的粒径决定。
气中干燥法例如使用GS310(ヤマト科学社制)的喷雾干燥器,对溶解有纤维素树脂和添加剂的溶液进行喷雾干燥。
溶剂共沉淀法是将溶解有纤维素树脂和添加剂的溶液添加到纤维素树脂和添加剂的不良溶剂中使其析出。不良溶剂可以任意地与溶解有纤维素树脂的上述溶剂混合。不良溶剂可以为混合溶剂。此外,可以在纤维素树脂和添加剂的溶液中加入不良溶剂。
析出的纤维素树脂和添加剂的混合物可以通过过滤、干燥而分离。
在纤维素树脂和添加剂的混合物中,混合物中添加剂的粒径优选为1μm以下,更优选为500nm以下,特别优选200nm以下。添加剂的粒径越小,熔融成型物的机械特性、光学特性的分布变得越均匀,因此优选。
上述纤维素树脂和添加剂的混合物以及加热熔融时添加的添加剂优选在加热熔融前或加热熔融时被干燥。这里所谓干燥,是指除了任何一种熔融材料吸湿的水分外,将纤维素树脂和添加剂的混合物调整时使用的水或溶剂、添加剂合成时混入的溶剂的任何一种除去。
该除去方法可以使用公知的干燥方法,可以采用加热法、减压法、加热减压法等方法进行,可以在空气中或选择氮作为惰性气体的气氛下进行。进行这些公知的干燥方法时,在材料不分解的温度范围内进行在薄膜品质方面优选。
例如,使上述干燥工序中除去后残存的水分或溶剂相对于各薄膜构成材料的总质量为10质量%以下,优选5质量%以下,更优选1质量%以下,进一步优选0.1质量%以下。此时的干燥温度优选为100℃以上并且为干燥的材料的Tg以下。如果兼顾避免材料之间熔融粘合的观点,干燥温度更优选为100℃以上(Tg-5)℃以下,进一步优选110℃以上(Tg-20)℃以下。优选的干燥时间为0.5~24小时,更优选1~18小时,进一步优选1.5~12小时。如果比这些范围低,有时干燥度低或者干燥时间过长。此外,当干燥的材料存在Tg时,如果在比Tg高的干燥温度下进行加热,有时材料熔融粘合,处理变得困难。
干燥工序可以分为2阶段以上,例如可以通过利用预干燥工序的材料保管和马上要熔融制膜前~1周前之间进行的之前干燥工序进行熔融制膜。
(添加剂)
作为添加剂,除了上述增塑剂、紫外线吸收剂外,可以列举抗氧剂、酸捕捉剂、光稳定剂、过氧化物分解剂、自由基捕捉剂、金属钝化剂、消光剂等金属化合物、相位差调整剂、染料、颜料等。此外,如果是具有上述功能的物质,没有分类到其中的添加剂也可以使用。
为了防止薄膜构成材料的氧化、捕捉分解产生的酸、抑制或阻止光或热引发的自由基种基因的分解反应等,抑制包含尚未弄清的分解反应在内的以着色、分子量下降为代表的变质、材料的分解产生的挥发成分的生成,而且为了赋予透湿性、易滑动性等功能,使用添加剂。
另一方面,如果将薄膜构成材料加热熔融,分解反应变得显著,有时伴有该分解反应产生的着色、分子量下降引起的该构成材料的强度劣化。此外,由于薄膜构成材料的分解反应,有时还同时产生不希望的挥发成分。
将薄膜构成材料加热熔融时,优选含有上述添加剂,从抑制材料的降解、分解产生的强度劣化,或者维持材料固有强度的观点出发优选。
此外,上述添加剂的存在从加热熔融时抑制可见光范围的着色物的生成或者从抑制或消除挥发成分混入薄膜中产生的透过率、雾度值这样的作为光学薄膜不优选的性能的方面出发优选。
本发明中液晶显示图像的显示图像当以本发明构成使用光学薄膜时,如果超过1%则产生影响,因此雾度值优选不足1%,更优选不足0.5%。
在上述的薄膜构成材料的保存或制膜工序中,有时同时产生空气中的氧引起的降解反应。在这种情况下,除了上述添加剂的稳定作用外,优选使空气中的氧浓度降低。作为公知的技术,可以列举使用氮、氩作为惰性气体,在减压~真空下进行脱气操作,以及密闭环境下进行的操作,可以将这三者中至少1个方法与上述使添加剂存在的方法并用。通过降低薄膜构成材料与空气中的氧接触的概率,可以抑制该材料的降解,从本发明的目的出发是优选的。
由于本发明的光学薄膜可以灵活地用作偏振片保护膜,因此从对于本发明的偏振片和构成偏振片的偏振器提高经时保存性的观点出发,优选在薄膜构成材料中存在上述添加剂。
在本发明的使用偏振片的液晶显示装置中,由于在本发明的光学薄膜中存在上述添加剂,因此从抑制上述变质、降解的观点出发,可以提高光学薄膜的经时保存性,同时在液晶显示装置的显示品质提高方面,赋予光学薄膜的光学补偿设计可以长期发挥功能,因此优选。
以下对于添加剂进一步详述。
(抗氧剂)
对本发明中使用的抗氧剂进行说明。
作为抗氧剂,可以列举酚系抗氧剂、磷系抗氧剂、硫系抗氧剂、耐热加工稳定剂、氧捕捉剂等,其中优选酚系抗氧剂,特别优选烷基取代酚系抗氧剂。通过配合这些抗氧剂,可以在不使透明性、耐热性等降低的情况下,能够防止成型时的热、氧化降解等产生的成型体的着色、强度降低。这些抗氧剂可以各自单独使用,或者2种以上组合使用,其配合量在不损害本发明目的的范围内适当选择,但相对于本发明所涉及的聚合物100质量份优选0.001~5质量份,更优选0.01~1质量份。
作为抗氧剂,优选受阻酚抗氧剂化合物,包括例如美国专利第4839405号说明书的第12~14栏记载的物质等的2,6-二烷基酚衍生物化合物。在该化合物中包括以下通式(7)的物质。
通式(7)
上式中,R1、R2和R3表示进一步被取代或未取代的烷基取代基。在受阻酚化合物的具体例中,包括正十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯、正十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-乙酸酯、正十八烷基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、正己基3,5-二叔丁基-4-羟苯基苯甲酸酯、正十二烷基3,5-二叔丁基-4-羟苯基苯甲酸酯、新十二烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、十二烷基β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、乙基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八烷基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八烷基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2-(正辛硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸酯、2-(正辛硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基乙酸酯、2-(正十八烷基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯、2-(正十八烷基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸酯、2-(2-羟基乙硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、二乙基乙二醇二-(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯、2-(正十八烷基硫基)乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、硬脂酰胺N,N-二-[亚乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、正丁基亚氨基N,N-二-[亚乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、2-(2-硬脂酰氧基乙硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(2-硬脂酰氧基乙硫基)乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基)庚酸酯、1,2-丙二醇二-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、乙二醇二-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、新戊二醇二-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、乙二醇二-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸酯)、甘油-1-正十八烷酸酯-2,3-二-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸酯)、季戊四醇-四-[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]、1,1,1-三羟甲基乙烷-三-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、山梨糖醇六-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、2-羟乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2-硬脂酰氧基乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基)庚酸酯、1,6-正己二醇-二[(3’,5’-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、季戊四醇-四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。上述类型的受阻酚类抗氧剂化合物,例如由千叶特种化学品公司以“Irganox1076”和“Irganox1010”的商品名出售。
作为其他抗氧剂,具体可以列举三壬基苯膦、三苯膦、三(2,4-二叔丁基苯基)膦等磷系抗氧剂,二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)等硫系抗氧剂,2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯等耐热加工稳定剂,特公平8-27508记载的3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃系化合物,3,3’-螺二色满系化合物、1,1-螺茚满系化合物、吗啉、硫代吗啉、硫代吗啉氧化物、硫代吗啉二氧化物、部分结构具有哌嗪骨架的化合物、特开平3-174150记载的二烷氧基苯系化合物等氧捕捉剂等。这些抗氧剂的部分结构可以为聚合物的一部分或者规则地作为侧基结合到聚合物上,可以引入到增塑剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分中。
(酸捕捉剂)
作为酸捕捉剂,优选含有美国专利第4137201号说明书记载的作为酸捕捉剂的环氧化合物。该作为酸捕捉剂的环氧化合物在本技术领域是已知的,可以列举各种聚乙二醇的二缩水甘油醚,特别是每1摩尔聚乙二醇与约8~40摩尔的环氧乙烷等缩合衍生的聚乙二醇、甘油的二缩水甘油醚等,金属环氧化合物(例如在氯乙烯聚合物组合物中一直以来与氯乙烯聚合物组合物一起使用的物质)、环氧化醚缩合生成物、双酚A的二缩水甘油醚(即4,4’-二羟基二苯基二甲基甲烷)、环氧化不饱和脂肪酸酯(特别是其碳原子数为2~22的脂肪酸的4~2个左右碳原子的烷基酯(例如丁基环氧硬脂酸酯)等)和各种环氧化长链脂肪酸三甘油酯等(例如可以以环氧化大豆油等的组合物为代表例示的环氧化植物油和其他的不饱和天然油(这些有时称为环氧化天然甘油酯或不饱和脂肪酸,这些脂肪酸一般含有12~22个碳原子))。特别优选市售的含有环氧基的环氧树脂化合物EPON815c(miller-stephenson chemical company,inc.制)和通式(8)所示的其他环氧化醚低聚物缩合生成物。
通式(8)
上式中,n等于0~12。作为能够使用的其他酸捕捉剂,包括特开平5-194788号公报的段落87~105记载的物质。
(光稳定剂)
作为光稳定剂,可以列举受阻胺光稳定剂(HALS)化合物,其为已知的化合物,包括例如美国专利第4619956号说明书第5~11栏和美国专利第4839405号说明书第3~5栏记载的2,2,6,6-四烷基哌啶化合物、或这些的酸加成盐或这些与金属化合物的络合物。该化合物中包括以下通式(9)的物质。
通式(9)
上式中,R1和R2为H或取代基。受阻胺光稳定剂化合物的具体例包括4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(4-叔丁基-2-丁烯基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-乙基-4-水杨酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲基丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基-β(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯、1-苄基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基马来酸酯、(二-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-己二酸酯、(二-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-癸二酸酯、(二-1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基-哌啶-4-基)-癸二酸酯、(二-1-烯丙基-2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-邻苯二甲酸酯、1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-乙酸酯、偏苯三酸-三-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)酯、1-丙烯酰基-4-苄氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、二丁基-丙二酸-二-(1,2,2,6,6-五甲基-哌啶-4-基)-酯、二苄基-丙二酸-二-(1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基-哌啶-4-基)-酯、二甲基-二-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氧)-硅烷、三-(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-亚磷酸酯、三-(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-磷酸酯、N,N’-二-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-六亚甲基-1,6-二胺、N,N’-二-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-六亚甲基-1,6-二乙酰胺、1-乙酰基-4-(N-环己基乙酰胺)-2,2,6,6-四甲基-哌啶、4-苄基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、N,N’-二-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N’-二丁基-己二酰二胺、N,N’-二-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N’-二环己基-(2-羟基丙烯)、N,N’-二-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-对苯二甲胺、4-(二-2-羟乙基)-氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-甲基丙烯酰胺-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、α-氰基-β-甲基-β-[N-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)]-氨基-丙烯酸甲酯。优选的受阻胺光稳定剂的例子包括以下的HALS-1和HALS-2。
这些受阻胺类耐光稳定剂可以分别单独或2种以上组合使用,此外这些受阻胺类耐光稳定剂可以与增塑剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂并用,也可以引入到添加剂的分子结构的一部分中。其配合量在不损害本发明目的的范围内适当选择,在薄膜中优选为0.01~10质量%,更优选为0.01~5质量%,特别优选为0.05~1质量%。
(微粒剂)
本发明的光学薄膜为了赋予光滑性或者为了改善物性,可以添加消光剂等微粒。作为微粒,可以列举无机化合物的微粒或有机化合物的微粒,其形状可以使用球状、平板状、棒状、针状、层状、无定形状等。
作为微粒,可以列举例如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、高岭土、滑石、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等金属氧化物、氢氧化物、硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐等无机微粒或交联高分子微粒。其中由于可以降低薄膜的雾度,因此优选二氧化硅。二氧化硅这样的微粒常常用有机物进行表面处理,由于可以使薄膜的雾度降低,因此优选该表面处理的微粒。
作为表面处理中优选的有机物,可以列举卤代硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氮烷、硅氧烷等。微粒的平均粒径大则光滑性效果大,相反平均粒径小则透明性优异。此外,微粒的平均粒径为0.005~1.0μm的范围。可以为这些的初级粒子,也可以为通过凝集形成的二次粒子。优选的微粒的初级粒子的平均粒径优选5~50nm,更优选7~14nm。这些微粒可以在薄膜表面生成0.01~1.0μm的凹凸。微粒在纤维素酯中的含量相对于纤维素酯优选0.005~10质量%,特别优选0.05~5质量%。
作为二氧化硅微粒,可以列举日本アエロジル(株)制造的アエロジル(AEROSIL)200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600等,优选アエロジル200V、R972、R974、R202、R812。这些微粒可以2种以上并用。当2种以上并用时,可以以任意比例混合使用。在这种情况下,可以以质量比0.1∶99.9~99.9∶0.1的范围使用平均粒径、材质不同的微粒例如アエロシル200V和R972V。
用作上述消光剂的薄膜中微粒的存在可以以其他目的例如提高薄膜的强度使用。
这些微粒可以与树脂混炼而添加,此外还可以与增塑剂、受阻胺化合物、受阻酚化合物、紫外线吸收剂、酸捕捉剂等一起混炼。或者将预先分散在甲醇、乙醇等溶剂中的微粒喷雾到纤维素树脂上,使用混合后干燥的物质,可以将分散在溶剂中的微粒添加混合到主要以二氯甲烷或乙酸甲酯为溶剂的纤维素树脂溶液中,将其干燥使其成为固体成分后作为熔融流延的原材料使用。更优选在含有该微粒的纤维素树脂溶液中含有增塑剂、受阻胺化合物、受阻酚化合物、紫外线吸收剂、酸捕捉剂等的一部分或全部。
具有含有微粒的表面层的薄膜通过采用共挤出法或逐次挤出法将薄膜制膜,可以由在至少一面上含有平均粒径1.0μm以下的微粒的表面层构成。当表面层含有微粒时,在构成薄膜内部的层中也可以含有上述微粒。
(相位差控制剂)
本发明的光学薄膜为了提高液晶显示品质,可以通过在薄膜中添加相位差控制剂,或者形成取向膜设置液晶层,将光学薄膜和来自液晶层的相位差复合化从而赋予光学补偿能。用于调节相位差而添加的化合物也可以将欧洲专利911656A2号说明书中记载的具有2个以上芳香环的芳香族化合物作为相位差控制剂使用。可以列举例如下述棒状化合物。此外,可以将2种以上的芳香族化合物并用。在该芳香族化合物的芳香环中,除了芳香族烃环外,还包括芳香族杂环。特别优选为芳香族杂环,芳香族杂环一般为不饱和杂环。其中特别优选1,3,5-三嗪环。
<棒状化合物>
本发明的光学薄膜优选含有溶液的紫外线吸收光谱的最大吸收波长(λmax)比250nm短的棒状化合物。
从相位差值控制剂的功能的观点出发,棒状化合物优选具有至少1个芳香环,更优选具有至少2个芳香环。棒状化合物优选具有直线的分子结构。所谓直线的分子结构,是指在热力学上最稳定的结构中棒状化合物的分子结构为直线。热力学上最稳定的结构可以通过结晶结构解析或分子轨道计算而求出。例如,可以使用分子轨道计算软件(例如WinMOPAC2000、富士通(株)制)进行分子轨道计算,求出化合物的生成热变为最小的分子结构。所谓分子结构为直线,是指在如上所述计算求出的热力学上最稳定的结构中分子结构的角度为140度以上。棒状化合物优选显示出液晶性。棒状化合物更优选通过加热显示出液晶性(具有热致液晶性)。液晶相优选向列相或近晶相。
作为棒状化合物,优选下述通式(10)所示的反式-1,4-环己烷二羧酸酯化合物。
通式(10)Ar1-L1-Ar2
在式(10)中,Ar1和Ar2各自独立地为芳香族基团。在本说明书中,芳香族基团包括芳基(芳香族烃基)、取代芳基、芳香族杂环基和取代芳香族杂环基。与芳香族杂环基和取代芳香族杂环基相比,更优选芳基和取代芳基。芳香族杂环基的杂环一般为不饱和。芳香族杂环优选为5元环、6元环或7元环,更优选为5元环或6元环。芳香族杂环一般具有最多的双键。作为杂原子,优选氮原子、氧原子或硫原子,更优选氮原子或硫原子。芳香族杂环的例子包括呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、苯并氧芴环、三唑环、吡喃环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环和1,3,5-三嗪环。作为芳香族基团的芳香环,优选苯环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、噻唑环、咪唑环、三唑环、吡啶环、嘧啶环和吡嗪环,特别优选苯环。
取代芳基和取代芳香族杂环基的取代基的例子包括卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基(例如甲基氨基、乙基氨基、丁基氨基、二甲基氨基)、硝基、磺基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基(例如N-甲基氨基甲酰基、N-乙基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基)、氨磺酰基、烷基氨磺酰基(例如N-甲基氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基)、脲基、烷基脲基(例如N-甲基脲基、N,N-二甲基脲基、N,N,N’-三甲基脲基)、烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、庚基、辛基、异丙基、仲丁基、叔戊基、环己基、环戊基)、烯基(例如乙烯基、烯丙基、己烯基)、炔基(例如乙炔基、丁炔基)、酰基(例如甲酰基、乙酰基、丁酰基、己酰基、月桂酰基)、酰氧基(例如乙酰氧基、丁酰氧基、己酰氧基、月桂酰氧基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、庚氧基、辛氧基)、芳氧基(例如苯氧基)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、庚氧基羰基)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基)、烷氧基羰基氨基(例如丁氧基羰基氨基、己氧基羰基氨基)、烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、戊硫基、庚硫基、辛硫基)、芳基硫基(例如苯硫基)、烷基磺酰基(例如甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基、戊基磺酰基、庚基磺酰基、辛基磺酰基)、酰胺基(例如乙酰胺基、丁酰胺基、己酰胺基、月桂酰胺基)和非芳香族杂环基(例如吗啉基、吡嗪基)。
作为取代芳基和取代芳香族杂环基的取代基,优选卤素原子、氰基、羧基、羟基、氨基、烷基取代氨基、酰基、酰氧基、酰胺基、烷氧基羰基、烷氧基、烷基硫基和烷基。烷基氨基、烷氧基羰基、烷氧基和烷基硫基的烷基部分和烷基还可以具有取代基。烷基部分和烷基的取代基的例子包括卤素原子、羟基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基、硝基、磺基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、氨磺酰基、烷基氨磺酰基、脲基、烷基脲基、烯基、炔基、酰基、酰氧基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷基硫基、芳基硫基、烷基磺酰基、酰胺基和非芳香族杂环基。作为烷基部分和烷基的取代基,优选卤素原子、羟基、氨基、烷基氨基、酰基、酰氧基、酰基氨基、烷氧基羰基和烷氧基。
在式(10)中,L1为从亚烷基、亚烯基、亚炔基、2价的饱和杂环基、-O-、-CO-和它们的组合中选取的2价连结基。亚烷基可以具有环状结构。作为环状亚烷基,优选亚环己基,特别优选1,4-亚环己基。作为链状亚烷基,与具有分支的亚烷基相比,更优选直链状亚烷基。亚烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~15,进一步优选为1~10,进一步优选为1~8,最优选为1~6。
亚烯基和亚炔基与具有环状结构相比,更优选具有链状结构,与具有分支的链状结构相比,更优选具有直链状结构。亚烯基和亚炔基的碳原子数优选为2~10,更优选为2~8,进一步优选为2~6,进一步优选为2~4,最优选为2(亚乙烯基或亚乙炔基)。2价的饱和杂环基优选具有3元~9元的杂环。杂环的杂原子优选氧原子、氮原子、硼原子、硫原子、硅原子、磷原子或锗原子。饱和杂环的例子包括哌啶环、哌嗪环、吗啉环、吡咯烷环、咪唑烷环、四氢呋喃环、四氢吡喃环、1,3-二噁烷环、1,4-二噁烷环、四氢噻吩环、1,3-噻唑烷环、1,3-噁唑烷环、1,3-二氧戊环环、1,3-二硫戊环环和1,3,2-ジオキサボロラン。特别优选的2价饱和杂环基为哌嗪-1,4-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基和1,3,2-ジオキサボロラン-2,5-二基。
由组合构成的2价连结基的例子如下所示。
L-1:-O-CO-亚烷基-CO-O-
L-2:-CO-O-亚烷基-O-CO-
L-3:-O-CO-亚烯基-CO-O-
L-4:-CO-O-亚烯基-O-CO-
L-5:-O-CO-亚炔基-CO-O-
L-6:-CO-O-亚炔基-O-CO-
L-7:-O-CO-2价饱和杂环基-CO-O-
L-8:-CO-O-2价饱和杂环基-O-CO-
在通式(10)的分子结构中,夹持L1的Ar1和Ar2形成的角度优选为140度以上。作为棒状化合物,更优选下述通式(11)所示的化合物。
通式(11)Ar1-L2-X-L3-Ar2
在式(11)中,Ar1和Ar2各自独立地为芳香族基团。芳香族基团的定义和例子与式(10)的Ar1和Ar2相同。
在式(11)中,L2和L3各自独立地为从亚烷基、-O-、-CO-和它们的组合中选取的2价连结基。亚烷基与环状结构相比更优选具有链状结构,与具有分支的链状结构相比,更优选具有直链状结构。亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~8,进一步优选为1~6,进一步优选为1~4,最优选为1或2(亚甲基或亚乙基)。L2和L3特别优选为-O-CO-或-CO-O-。
在式(11)中,X为1,4-亚环己基、亚乙烯基或亚乙炔基。以下示出式(10)所示的化合物的具体例。
具体例(1)~(34)、(41)、(42)、(46)、(47)、(52)、(53)在环己烷环的1位和4位具有2个不对称碳原子。其中,具体例(1)、(4)~(34)、(41)、(42)、(46)、(47)、(52)、(53)由于具有对称的内消旋型分子结构,因此无光学异构体(光学活性),只存在几何异构体(反式和顺式)。具体例(1)的反式(1-trans)和顺式(1-cis)如下所示。
如上所述,棒状化合物优选具有直线的分子结构。因此,反式比顺式更优选。具体例(2)和(3)除了几何异构体外,还具有光学异构体(合计4种异构体)。对于几何异构体,同样是反式比顺式更优选。对于光学异构体,没有特别的优劣,可以为D、L或外消旋体的任何一种。在具体例(43)~(45)中,中心的亚乙烯基键具有反式和顺式。出于与上述相同的理由,反式比顺式更优选。
可以将在溶液的紫外线吸收光谱中最大吸收波长(λmax)比250nm短的棒状化合物两种以上并用。棒状化合物可以参照文献记载的方法合成。作为文献,可以列举Mol.Cryst.Liq.Cryst.,53卷、229页(1979年)、同89卷、93页(1982年)、同145卷、111页(1987年)、同170卷、43页(1989年)、J.Am.Chem.Soc.,113卷、1349页(1991年)、同118卷、5346页(1996年)、同92卷、1582页(1970年)、J.Org.Chem.,40卷、420页(1975年)、Tetrahedron、48卷16号、3437页(1992年)。
此外,作为本发明的圆盘状化合物,优选使用具有1,3,5-三嗪环的化合物。
具有1,3,5-三嗪环的化合物优选下述通式(12)所示的化合物。
通式(12)
通式(12)中,X1为单键、-NR4-、-O-或-S-;X2为单键、-NR5-、-O-或-S-;X3为单键、-NR6-、-O-或-S-;R1、R2和R3为烷基、烯基、芳基或杂环基团;R4、R5和R6为氢原子、烷基、烯基、芳基或杂环基团。通式(12)所示的化合物特别优选为蜜胺化合物。
如果为蜜胺化合物,在通式(12)中,X1、X2和X3分别为-NR4-、-NR5-和-NR6-,或者X1、X2和X3为单键,并且R1、R2和R3为氮原子上具有游离原子价的杂环基团。-X1-R1、-X2-R2和-X3-R3优选为同一取代基。R1、R2和R3特别优选为芳基。R4、R5和R6特别优选为氢原子。
上述烷基,与环状烷基相比更优选为链状烷基。与具有分支的链状烷基相比,更优选直链状烷基。
烷基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~20,进一步优选为1~10,更进一步优选为1~8,最优选为1~6。烷基可以具有取代基。
作为取代基的具体例,可以列举例如卤素原子、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、环氧乙基氧基等各基团)和酰氧基(例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基)等。上述烯基,与环状烯基相比更优选为链状烯基。与具有分支的链状烯基相比,更优选为直链状烯基。烯基的碳原子数优选为2~30,更优选为2~20,进一步优选为2~10,更进一步优选为2~8,最优选为2~6。烯基可以具有取代基。
作为取代基的具体例,可以列举卤素原子、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、环氧乙基氧基等各基团)和酰氧基(例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等各基团)。
上述芳基优选为苯基或萘基,特别优选为苯基。芳基可以具有取代基。
作为取代基的具体例,包括例如卤素原子、羟基、氰基、硝基、羧基、烷基、烯基、芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、酰氧基、烷氧基羰基、烯氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、烷基取代氨磺酰基、烯基取代氨磺酰基、芳基取代氨磺酰基、磺酰胺基、氨基甲酰基、烷基取代氨基甲酰基、烯基取代氨基甲酰基、芳基取代氨基甲酰基、酰胺基、烷基硫基、烯基硫基、芳基硫基和酰基。上述烷基与前述烷基同义。
烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、烷基取代氨磺酰基、磺酰胺基、烷基取代氨基甲酰基、酰胺基、烷基硫基和酰基的烷基部分也与前述烷基同义。
上述烯基与前述烯基同义。
烯氧基、酰氧基、烯氧基羰基、烯基取代氨磺酰基、磺酰胺基、烯基取代氨基甲酰基、酰胺基、烯基硫基和酰基的烯基部分也与前述的烯基同义。
作为上述芳基的具体例,可以列举例如苯基、α-萘基、β-萘基、4-甲氧基苯基、3,4-二乙氧基苯基、4-辛氧基苯基或4-十二烷基氧基苯基等各基团。
芳氧基、酰氧基、芳氧基羰基、芳基取代氨磺酰基、磺酰胺基、芳基取代氨基甲酰基、酰胺基、芳基硫基和酰基的芳基部分与前述芳基同义。
X1、X2或X3为-NR-、-O-或-S-时的杂环基团,优选具有芳香性。
作为具有芳香性的杂环基团中的杂环,一般为不饱和杂环,优选为具有最多双键的杂环。杂环优选为5元环、6元环或7元环,更优选为5元环或6元环,最优选为6元环。
杂环中的杂原子优选为N、S或O等各原子,特别优选为N原子。
作为具有芳香性的杂环,特别优选吡啶环(作为杂环基团,例如为2-吡啶基或4-吡啶基等各基团)。杂环基团可以具有取代基。杂环基团的取代基的例子与上述芳基部分的取代基的例子同义。
X1、X2或X3为单键时的杂环基团优选为氮原子上具有游离原子价的杂环基团。氮原子上具有游离原子价的杂环基团优选为5元环、6元环或7元环,更优选为5元环或6元环,最优选为5元环。杂环基团可以具有多个氮原子。
此外,杂环基团中的杂原子可以具有氮原子以外的杂原子(例如O原子、S原子)。杂环基团可以具有取代基。杂环基团的取代基的具体例与上述芳基部分的取代基的具体例同义。
以下示出在氮原子上具有游离原子价的杂环基团的具体例。
具有1,3,5-三嗪环的化合物的分子量优选为300~2000。该化合物的沸点优选为260℃以上。沸点使用市售的测定装置(例如TG/DTA100、精工电子工业(株)制造)进行测定。
以下示出具有1,3,5-三嗪环的化合物的具体例。
其中,以下所示的多个R表示同一基团。
(1)丁基
(2)2-甲氧基-2-乙氧基乙基
(3)5-十一碳烯基
(4)苯基
(5)4-乙氧羰基苯基
(6)4-丁氧基苯基
(7)对联苯基
(8)4-吡啶基
(9)2-萘基
(10)2-甲基苯基
(11)3,4-二甲氧基苯基
(12)2-呋喃基
(14)苯基
(15)3-乙氧羰基苯基
(16)3-丁氧基苯基
(17)间联苯基
(18)3-苯基硫代苯基
(19)3-氯苯基
(20)3-苯甲酰基苯基
(21)3-乙酰氧基苯基
(22)3-苯甲酰氧基苯基
(23)3-苯氧基羰基苯基
(24)3-甲氧基苯基
(25)3-苯胺基苯基
(26)3-异丁酰基氨基苯基
(27)3-苯氧基羰基氨基苯基
(28)3-(3-乙基脲基)苯基
(29)3-(3,3-二乙基脲基)苯基
(30)3-甲基苯基
(31)3-苯氧基苯基
(32)3-羟基苯基
(33)4-乙氧基羰基苯基
(34)4-丁氧基苯基
(35)对联苯基
(36)4-苯基硫代苯基
(37)4-氯苯基
(38)4-苯甲酰基苯基
(39)4-乙酰氧基苯基
(40)4-苯甲酰氧基苯基
(41)4-苯氧基羰基苯基
(42)4-甲氧基苯基
(43)4-苯胺基苯基
(44)4-异丁酰基氨基苯基
(45)4-苯氧基羰基氨基苯基
(46)4-(3-乙基脲基)苯基
(47)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(48)4-甲基苯基
(49)4-苯氧基苯基
(50)4-羟基苯基
(51)3,4-二乙氧基羰基苯基
(52)3,4-二丁氧基苯基
(53)3,4-二苯基苯基
(54)3,4-二苯基硫代苯基
(55)3,4-二氯苯基
(56)3,4-二苯甲酰基苯基
(57)3,4-二乙酰氧基苯基
(58)3,4-二苯甲酰氧基苯基
(59)3,4-二苯氧基羰基苯基
(60)3,4-二甲氧基苯基
(61)3,4-二苯胺基苯基
(62)3,4-二甲基苯基
(63)3,4-二苯氧基苯基
(64)3,4-二羟基苯基
(65)2-萘基
(66)3,4,5-三乙氧基羰基苯基
(67)3,4,5-三丁氧基苯基
(68)3,4,5-三苯基苯基
(69)3,4,5-三苯基硫代苯基
(70)3,4,5-三氯苯基
(71)3,4,5-三苯甲酰基苯基
(72)3,4,5-三乙酰氧基苯基
(73)3,4,5-三苯甲酰氧基苯基
(74)3,4,5-三苯氧基羰基苯基
(75)3,4,5-三甲氧基苯基
(76)3,4,5-三苯胺基苯基
(77)3,4,5-三甲基苯基
(78)3,4,5-三苯氧基苯基
(79)3,4,5-三羟基苯基
(80)苯基
(81)3-乙氧羰基苯基
(82)3-丁氧基苯基
(83)间联苯基
(84)3-苯基硫代苯基
(85)3-氯苯基
(86)3-苯甲酰基苯基
(87)3-乙酰氧基苯基
(88)3-苯甲酰氧基苯基
(89)3-苯氧基羰基苯基
(90)3-甲氧基苯基
(91)3-苯胺基苯基
(92)3-异丁酰基氨基苯基
(93)3-苯氧基羰基氨基苯基
(94)3-(3-乙基脲基)苯基
(95)3-(3,3-二乙基脲基)苯基
(96)3-甲基苯基
(97)3-苯氧基苯基
(98)3-羟基苯基
(99)4-乙氧基羰基苯基
(100)4-丁氧基苯基
(101)对联苯基
(102)4-苯基硫代苯基
(103)4-氯苯基
(104)4-苯甲酰基苯基
(105)4-乙酰氧基苯基
(106)4-苯甲酰氧基苯基
(107)4-苯氧基羰基苯基
(108)4-甲氧基苯基
(109)4-苯胺基苯基
(110)4-异丁酰基氨基苯基
(111)4-苯氧基羰基氨基苯基
(112)4-(3-乙基脲基)苯基
(113)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(114)4-甲基苯基
(115)4-苯氧基苯基
(116)4-羟基苯基
(117)3,4-二乙氧基羰基苯基
(118)3,4-二丁氧基苯基
(119)3,4-二苯基苯基
(120)3,4-二苯基硫代苯基
(121)3,4-二氯苯基
(122)3,4-二苯甲酰基苯基
(123)3,4-二乙酰氧基苯基
(124)3,4-二苯甲酰氧基苯基
(125)3,4-二苯氧基羰基苯基
(126)3,4-二甲氧基苯基
(127)3,4-二苯胺基苯基
(128)3,4-二甲基苯基
(129)3,4-二苯氧基苯基
(130)3,4-二羟基苯基
(131)2-萘基
(132)3,4,5-三乙氧基羰基苯基
(133)3,4,5-三丁氧基苯基
(134)3,4,5-三苯基苯基
(135)3,4,5-三苯基硫代苯基
(136)3,4,5-三氯苯基
(137)3,4,5-三苯甲酰基苯基
(138)3,4,5-三乙酰氧基苯基
(139)3,4,5-三苯甲酰氧基苯基
(140)3,4,5-三苯氧基羰基苯基
(141)3,4,5-三甲氧基苯基
(142)3,4,5-三苯胺基苯基
(143)3,4,5-三甲基苯基
(144)3,4,5-三苯氧基苯基
(145)3,4,5-三羟基苯基
(146)苯基
(147)4-乙氧羰基苯基
(148)4-丁氧基苯基
(149)对联苯基
(150)4-苯基硫代苯基
(151)4-氯苯基
(152)4-苯甲酰基苯基
(153)4-乙酰氧基苯基
(154)4-苯甲酰氧基苯基
(155)4-苯氧基羰基苯基
(156)4-甲氧基苯基
(157)4-苯胺基苯基
(158)4-异丁酰基氨基苯基
(159)4-苯氧基羰基氨基苯基
(160)4-(3-乙基脲基)苯基
(161)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(162)4-甲基苯基
(163)4-苯氧基苯基
(164)4-羟基苯基
(165)苯基
(166)4-乙氧羰基苯基
(167)4-丁氧基苯基
(168)对联苯基
(169)4-苯基硫代苯基
(170)4-氯苯基
(171)4-苯甲酰基苯基
(172)4-乙酰氧基苯基
(173)4-苯甲酰氧基苯基
(174)4-苯氧基羰基苯基
(175)4-甲氧基苯基
(176)4-苯胺基苯基
(177)4-异丁酰基氨基苯基
(178)4-苯氧基羰基氨基苯基
(179)4-(3-乙基脲基)苯基
(180)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(181)4-甲基苯基
(182)4-苯氧基苯基
(183)4-羟基苯基
(184)苯基
(185)4-乙氧羰基苯基
(186)4-丁氧基苯基
(187)对联苯基
(188)4-苯基硫代苯基
(189)4-氯苯基
(190)4-苯甲酰基苯基
(191)4-乙酰氧基苯基
(192)4-苯甲酰氧基苯基
(193)4-苯氧基羰基苯基
(194)4-甲氧基苯基
(195)4-苯胺基苯基
(196)4-异丁酰基氨基苯基
(197)4-苯氧基羰基氨基苯基
(198)4-(3-乙基脲基)苯基
(199)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(200)4-甲基苯基
(201)4-苯氧基苯基
(202)4-羟基苯基
(203)苯基
(204)4-乙氧羰基苯基
(205)4-丁氧基苯基
(206)对联苯基
(207)4-苯基硫代苯基
(208)4-氯苯基
(209)4-苯甲酰基苯基
(210)4-乙酰氧基苯基
(211)4-苯甲酰氧基苯基
(212)4-苯氧基羰基苯基
(213)4-甲氧基苯基
(214)4-苯胺基苯基
(215)4-异丁酰基氨基苯基
(216)4-苯氧基羰基氨基苯基
(217)4-(3-乙基脲基)苯基
(218)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(219)4-甲基苯基
(220)4-苯氧基苯基
(221)4-羟基苯基
(222)苯基
(223)4-丁基苯基
(224)4-(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(225)4-(5-壬烯基)苯基
(226)对联苯基
(227)4-乙氧基羰基苯基
(228)4-丁氧基苯基
(229)4-甲基苯基
(230)4-氯苯基
(231)4-苯基硫代苯基
(232)4-苯甲酰基苯基
(233)4-乙酰氧基苯基
(234)4-苯甲酰氧基苯基
(235)4-苯氧基羰基苯基
(236)4-甲氧基苯基
(237)4-苯胺基苯基
(238)4-异丁酰基氨基苯基
(239)4-苯氧基羰基氨基苯基
(240)4-(3-乙基脲基)苯基
(241)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(242)4-苯氧基苯基
(243)4-羟基苯基
(244)3-丁基苯基
(245)3-(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(246)3-(5-壬烯基)苯基
(247)间联苯基
(248)3-乙氧基羰基苯基
(249)3-丁氧基苯基
(250)3-甲基苯基
(251)3-氯苯基
(252)3-苯基硫代苯基
(253)3-苯甲酰基苯基
(254)3-乙酰氧基苯基
(255)3-苯甲酰氧基苯基
(256)3-苯氧基羰基苯基
(257)3-甲氧基苯基
(258)3-苯胺基苯基
(259)3-异丁酰基氨基苯基
(260)3-苯氧基羰基氨基苯基
(261)3-(3-乙基脲基)苯基
(262)3-(3,3-二乙基脲基)苯基
(263)3-苯氧基苯基
(264)3-羟基苯基
(265)2-丁基苯基
(266)2-(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(267)2-(5-壬烯基)苯基
(268)邻联苯基
(269)2-乙氧基羰基苯基
(270)2-丁氧基苯基
(271)2-甲基苯基
(272)2-氯苯基
(273)2-苯基硫代苯基
(274)2-苯甲酰基苯基
(275)2-乙酰氧基苯基
(276)2-苯甲酰氧基苯基
(277)2-苯氧基羰基苯基
(278)2-甲氧基苯基
(279)2-苯胺基苯基
(280)2-异丁酰基氨基苯基
(281)2-苯氧基羰基氨基苯基
(282)2-(3-乙基脲基)苯基
(283)2-(3,3-二乙基脲基)苯基
(284)2-苯氧基苯基
(285)2-羟基苯基
(286)3,4-二丁基苯基
(287)3,4-二(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(288)3,4-二苯基苯基
(289)3,4-二乙氧基羰基苯基
(290)3,4-二(十二烷氧基)苯基
(291)3,4-二甲基苯基
(292)3,4-二氯苯基
(293)3,4-二苯甲酰基苯基
(294)3,4-二乙酰氧基苯基
(295)3,4-二甲氧基苯基
(296)3,4-二-N-甲基氨基苯基
(297)3,4-二异丁酰基氨基苯基
(298)3,4-二苯氧基苯基
(299)3,4-二羟基苯基
(300)3,5-二丁基苯基
(301)3,5-二(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(302)3,5-二苯基苯基
(303)3,5-二乙氧羰基苯基
(304)3,5-二(十二烷氧基)苯基
(305)3,5-二甲基苯基
(306)3,5-二氯苯基
(307)3,5-二苯甲酰基苯基
(308)3,5-二乙酰氧基苯基
(309)3,5-二甲氧基苯基
(310)3,5-二-N-甲氨基苯基
(311)3,5-二异丁酰基氨基苯基
(312)3,5-二苯氧基苯基
(313)3,5-二羟基苯基
(314)2,4-二丁基苯基
(315)2,4-二(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(316)2,4-二苯基苯基
(317)2,4-二乙氧基羰基苯基
(318)2,4-二(十二烷氧基)苯基
(319)2,4-二甲基苯基
(320)2,4-二氯苯基
(321)2,4-二苯甲酰基苯基
(322)2,4-二乙酰氧基苯基
(323)2,4-二甲氧基苯基
(324)2,4-二-N-甲基氨基苯基
(325)2,4-二异丁酰基氨基苯基
(326)2,4-二苯氧基苯基
(327)2,4-二羟基苯基
(328)2,3-二丁基苯基
(329)2,3-二(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(330)2,3-二苯基苯基
(331)2,3-二乙氧基羰基苯基
(332)2,3-二(十二烷氧基)苯基
(333)2,3-二甲基苯基
(334)2,3-二氯苯基
(335)2,3-二苯甲酰基苯基
(336)2,3-二乙酰氧基苯基
(337)2,3-二甲氧基苯基
(338)2,3-二-N-甲氨基苯基
(339)2,3-二异丁酰基氨基苯基
(340)2,3-二苯氧基苯基
(341)2,3-二羟基苯基
(342)2,6-二丁基苯基
(343)2,6-二(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(344)2,6-二苯基苯基
(345)2,6-二乙氧基羰基苯基
(346)2,6-二(十二烷氧基)苯基
(347)2,6-二甲基苯基
(348)2,6-二氯苯基
(349)2,6-二苯甲酰基苯基
(350)2,6-二乙酰氧基苯基
(351)2,6-二甲氧基苯基
(352)2,6-二-N-甲基氨基苯基
(353)2,6-二异丁酰基氨基苯基
(354)2,6-二苯氧基苯基
(355)2,6-二羟基苯基
(356)3,4,5-三丁基苯基
(357)3,4,5-三(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(358)3,4,5-三苯基苯基
(359)3,4,5-三乙氧基羰基苯基
(360)3,4,5-三(十二烷氧基)苯基
(361)3,4,5-三甲基苯基
(362)3,4,5-三氯苯基
(363)3,4,5-三苯甲酰基苯基
(364)3,4,5-三乙酰氧基苯基
(365)3,4,5-三甲氧基苯基
(366)3,4,5-三-N-甲基氨基苯基
(367)3,4,5-三异丁酰基氨基苯基
(368)3,4,5-三苯氧基苯基
(369)3,4,5-三羟基苯基
(370)2,4,6-三丁基苯基
(371)2,4,6-三(2-甲氧基-2-乙氧基乙基)苯基
(372)2,4,6-三苯基苯基
(373)2,4,6-三乙氧基羰基苯基
(374)2,4,6-三(十二烷氧基)苯基
(375)2,4,6-三甲基苯基
(376)2,4,6-三氯苯基
(377)2,4,6-三苯甲酰基苯基
(378)2,4,6-三乙酰氧基苯基
(379)2,4,6-三甲氧基苯基
(380)2,4,6-三-N-甲基氨基苯基
(381)2,4,6-三异丁酰基氨基苯基
(382)2,4,6-三苯氧基苯基
(383)2,4,6-三羟基苯基
(384)五氟苯基
(385)五氯苯基
(386)五甲氧基苯基
(387)6-N-甲基氨磺酰基-8-甲氧基-2-萘基
(388)5-N-甲基氨磺酰基-2-萘基
(389)6-N-苯基氨磺酰基-2-萘基
(390)5-乙氧基-7-N-甲基氨磺酰基-2-萘基
(391)3-甲氧基-2-萘基
(392)1-乙氧基-2-萘基
(393)6-N-苯基氨磺酰基-8-甲氧基-2-萘基
(394)5-甲氧基-7-N-苯基氨磺酰基-2-萘基
(395)1-(4-甲基苯基)-2-萘基
(396)6,8-二-N-甲基氨磺酰基-2-萘基
(397)6-N-2-乙酰氧基乙基氨磺酰基-8-甲氧基-2-萘基
(398)5-乙酰氧基-7-N-苯基氨磺酰基-2-萘基
(399)3-苯甲酰氧基-2-萘基
(400)5-乙酰基氨基-1-萘基
(401)2-甲氧基-1-萘基
(402)4-苯氧基-1-萘基
(403)5-N-甲基氨磺酰基-1-萘基
(404)3-N-甲基氨基甲酰基-4-羟基-1-萘基
(405)5-甲氧基-6-N-乙基氨磺酰基-1-萘基
(406)7-四癸氧基-1-萘基
(407)4-(4-甲基苯氧基)-1-萘基
(408)6-N-甲基氨磺酰基-1-萘基
(409)3-N,N-二甲基氨基甲酰基-4-甲氧基-1-萘基
(410)5-甲氧基-6-N-苄基氨磺酰基-1-萘基
(411)3,6-二-N-苯基氨磺酰基-1-萘基
(412)甲基
(413)乙基
(414)丁基
(415)辛基
(416)十二烷基
(417)2-丁氧基-2-乙氧基乙基
(418)苄基
(419)4-甲氧基苄基
(424)甲基
(425)苯基
(426)丁基
(430)甲基
(431)乙基
(432)丁基
(433)辛基
(434)十二烷基
(435)2-丁氧基-2-乙氧基乙基
(436)苄基
(437)4-甲氧基苄基
在本发明中,作为具有1,3,5-三嗪环的化合物,可以使用蜜胺聚合物。蜜胺聚合物优选采用下述通式(13)所示的蜜胺化合物和羰基化合物的聚合反应合成。
通式(13)
在上述合成反应式中,R11、R12、R13、R14、R15和R16为氢原子、烷基、烯基、芳基或杂环基。
上述烷基、烯基、芳基和杂环基以及它们的取代基与在上述通式(4)中说明的各基团、它们的取代基相同。
蜜胺化合物和羰基化合物的聚合反应与通常的蜜胺树脂(例如蜜胺甲醛树脂等)的合成方法相同。此外,可以使用市售的蜜胺聚合物(蜜胺树脂)。
蜜胺聚合物的分子量优选为2千~40万。蜜胺聚合物的重复单元的具体例如下所示。
MP-1:R13、R14、R15、R16:CH2OH
MP-2:R13、R14、R15、R16:CH2OCH3
MP-3:R13、R14、R15、R16:CH2O-i-C4H9
MP-4:R13、R14、R15、R16:CH2O-n-C4H9
MP-5:R13、R14、R15、R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-6:R13、R14、R15、R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
MP-7:R13、R14、R15:CH2OH;R16:CH2OCH3
MP-8:R13、R14、R16:CH2OH;R15:CH2OCH3
MP-9:R13、R14:CH2OH;R15、R16:CH2OCH3
MP-10:R13、R16:CH2OH;R14、R15:CH2OCH3
MP-11:R13:CH2OH;R14、R15、R16:CH2OCH3
MP-12:R13、R14、R16:CH2OCH3;R15:CH2OH
MP-13:R13、R16:CH2OCH3;R14、R15:CH2OH
MP-14:R13、R14、R15:CH2OH;R16:CH2O-i-C4H9
MP-15:R13、R14、R16:CH2OH;R15:CH2O-i-C4H9
MP-16:R13、R14:CH2OH;R15、R16:CH2O-i-C4H9
MP-17:R13、R16:CH2OH;R14、R15:CH2O-i-C4H9
MP-18:R13:CH2OH;R14、R15、R16:CH2O-i-C4H9
MP-19:R13、R14、R16:CH2O-i-C4H9;R15:CH2OH
MP-20:R13、R16:CH2O-i-C4H9;R14、R15:CH2OH
MP-21:R13、R14、R15:CH2OH;R16:CH2O-n-C4H9
MP-22:R13、R14、R16:CH2OH;R15:CH2O-n-C4H9
MP-23:R13、R14:CH2OH;R15、R16:CH2O-n-C4H9
MP-24:R13、R16:CH2OH;R14、R15:CH2O-n-C4H9
MP-25:R13:CH2OH;R14、R15、R16:CH20-n-C4H9
MP-26:R13、R14、R16:CH2O-n-C4H9;R15:CH2OH
MP-27:R13、R16:CH2O-n-C4H9;R14、R15:CH2OH
MP-28:R13、R14:CH2OH;R15:CH2OCH3;R16:CH2O-n-C4H9
MP-29:R13、R14:CH2OH;R15:CH2O-n-C4H9;R16:CH2OCH3
MP-30:R13、R16:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2O-n-C4H9
MP-31:R13、R16:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2O-n-C4H9
MP-32:R13:CH2OH;R14、R16:CH2OCH3;R15:CH2O-n-C4H9
MP-33:R13:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15、R16:CH2O-n-C4H9
MP-34:R13:CH2OH;R14、R15:CH2O-n-C4H9;R16:CH2OCH3
MP-35:R13、R14:CH2OCH3;R15:CH2OH;R16:CH2O-n-C4H9
MP-36:R13、R16:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2O-n-C4H9
MP-37:R13:CH2OCH3;R14、R15:CH2OH;R16:CH2O-n-C4H9
MP-38:R13、R16:CH2O-n-C4H9;R14:CH2OCH3;R15:CH2OH
MP-39:R13:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2O-n-C4H9;R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-40:R13:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2O-n-C4H9
MP-41:R13:CH2OH;R14:CH2O-n-C4H9;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2OCH3
MP-42:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2O-n-C4H9;R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-43:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2O-n-C4H9
MP-44:R13:CH2O-n-C4H9;R14:CH2OCH3;R15:CH2OH;R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-45:R13:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3;R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-46:R13:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
MP-47:R13:CH2OH;R14:CH2NHCO(cH2)7CH=H(CH2)7CH3;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2OCH3
MP-48:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3;R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-49:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
MP-51:R13、R14、R15、R16:CH2OH
MP-52:R13、R14、R15、R16:CH2OCH3
MP-53:R13、R14、R15、R16:CH2O-i-C4H9
MP-54:R13、R14、R15、R16:CH2O-n-C4H9
MP-55:R13、R14、R15、R16:CH2NHCOCH=CH2
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MP-196:R13:CH2OH;R14:CH2OCH3;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
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MP-198:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3;R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-199:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
MP-200:R13:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3;R14:CH2OCH3;R15:CH2OH;R16:CH2NHCOCH=CH2
在本发明中,可以使用将两种以上的上述重复单元组合的共聚物。可以将两种以上的均聚物或共聚物并用。
此外,可以将两种以上的具有1,3,5-三嗪环的化合物并用。可以将两种以上的圆盘状化合物(例如具有1,3,5-三嗪环的化合物和具有卟啉骨架的化合物)并用。
这些添加剂相对于光学薄膜,优选含有0.2~30质量%,特别优选含有1~20质量%。
(高分子材料)
本发明的光学薄膜可以通过适当选择纤维素酯以外的高分子材料或低聚物进行混合。上述高分子材料或低聚物优选与纤维素酯的相容性优异的物质,优选成为薄膜时的透过率为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为92%以上。混合纤维素酯以外的至少1种以上高分子材料或低聚物的目的在于为了控制加热熔融时的粘度和提高薄膜加工后的薄膜物性。在这种情况下,可以含有上述其他的添加剂。
(制膜)
本发明的光学薄膜可以参照例如特公昭49-4554号、特公昭49-5614号、特公昭60-27562号、特公昭61-39890号、特公昭62-4208号记载的方法进行制膜。
本发明的光学薄膜例如可以通过将纤维素树脂和添加剂的混合物热风干燥或真空干燥后熔融挤出,用T型模具挤出成薄膜状,采用外加静电法等使其密合到冷却转鼓上进行冷却固化,得到未拉伸薄膜。冷却转鼓的温度优选维持在90~150℃。
熔融挤出可以使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机以及在双螺杆挤出机的下游连结单螺杆挤出机,但从得到的薄膜的机械特性、光学特性方面出发,优选使用单螺杆挤出机。更优选将原料槽、原料投入部、挤出机内这样的原料供给、熔融工序用氮气等惰性气体置换或减压。
本发明的上述熔融挤出时的温度优选为150~250℃的范围。更优选为200~240℃的范围。
将薄膜构成材料熔融时的挥发成分的含量优选1质量%以下,更优选0.5质量%以下,进一步优选0.2质量%以下,最优选0.1质量%以下。在本发明中,使用示差热重量测定装置(精工电子工业社制TG/DTA200)求出从30℃到350℃的加热减量,将该量作为挥发成分的含量。
本发明的光学薄膜通过将熔融的树脂组合物挤出加工成薄膜状,用冷却辊进行冷却。
优选在本发明的薄膜表面上的模具线等的凹部少或无凹部。模具线等的无凹部是理想的,但实际上完全没有是困难的,有时会有少量存在。当表面存在凹部时,将凹部深记为Δd,优选Δd为0.5μm以下,更优选为0.3μm以下,进一步优选为0.1μm以下,更进一步优选为0.05μm以下,最优选为0.01μm以下。
本发明的光学薄膜优选是如后所述在宽度方向或制膜方向进行了拉伸制膜的薄膜。
拉伸的薄膜在将两端进行切割加工后卷取。切割的端部(回收材料)优选作为再次的原料再利用。熔融物中含有的再利用的回收材料的比优选10%~90%,更优选为20%~80%,进一步优选为30%~70%。切割的薄膜端部优选在被切碎裁断为1~30mm后,用于熔融组合物的调制。根据需要再次干燥后作为原料的一部分再利用。可以将对裁断物进一步造粒后用于熔融组合物的调制。此外,优选在将其再次熔融之前保持不吸湿。因此,优选从切割部开始,薄膜端部的搬运工序、裁断工序、保管工序等在低湿条件或不含水的气氛下进行,优选在干燥空气下进行。此外,更优选氧浓度也低,氧浓度为10%以下,优选5%以下,更优选1%以下,特别优选为0.1%以下,优选例如在干燥氮气氛下进行。从熔融挤出工序到切割工序的区间优选在低湿度条件下进行,或者优选在不含水的气氛下进行。此外,优选氧浓度也低。特别优选熔融挤出部的气氛维持在低湿度并且低氧浓度条件下。
当拉伸工序中边与水蒸汽接触边拉伸时,或者对处理的回收材料再利用时,优选将回收材料干燥从而使水分失去后作为原料的一部分再利用。
也可以将含有上述的增塑剂、紫外线吸收剂、微粒等添加物浓度不同的纤维素树脂的组合物共挤出,制作叠层结构的纤维素酯薄膜。例如,可以制作所谓的表皮层/芯层/表皮层的结构的纤维素酯薄膜。例如,微粒可以在表皮层大量存在,或者只存在于表皮层。与表皮层相比,增塑剂、紫外线吸收剂可以更多地存在于芯层,也可以只存在于芯层。此外,也可以改变增塑剂、紫外线吸收剂在芯层和表皮层的种类,例如,使表皮层含有低挥发性的增塑剂和/或紫外线吸收剂,也可以在芯层添加增塑性优异的增塑剂或者紫外线吸收性优异的紫外线吸收剂。表皮层和芯层的Tg可以不同,优选芯层的Tg比表皮层的Tg低。此外,熔融流延时含有纤维素酯的熔融物的粘度在表皮层和芯层也可以不同,可以是表皮层的粘度>芯层的粘度,也可以是芯层的粘度≥表皮层的粘度。
也可以采用共挤出法使膜厚方向的增塑剂等添加剂浓度存在分布,使表面的含量少,但也可以通过单层挤出得到膜厚方向的添加剂分布小而均匀的薄膜,因此优选使用。
本发明的薄膜的宽度优选1~4m,更优选1.3~3m,进一步优选1.4~2m。厚度优选为10~500μm,更优选为20~200μm,进一步优选为30~150μm,最优选为60~120μm。长度优选每1辊卷取300~6000m,更优选为500~5000m,进一步优选为1000~4000m。优选卷取时在至少单端、优选两端赋予压花,宽度优选3mm~50mm,更优选5mm~30mm,高度优选5~500μm,更优选8~200μm,进一步优选10~50μm。其可以为单压,也可以为双压。
(拉伸操作)
对于本发明的光学薄膜优选的拉伸操作进行说明。
本发明的光学薄膜优选采用下述拉伸操作进行相位差的控制。作为拉伸操作,通过在纤维素酯的1方向上拉伸1.0~2.0倍和在薄膜面内与其正交的方向上拉伸1.01~2.5倍,可以得到优选范围的相位差。
可以在例如薄膜的长度方向和与其在薄膜面内正交的方向即宽度方向上逐次或同时拉伸,但此时如果对至少1方向的拉伸倍率过小,则不能获得足够的相位差,如果过大,有时拉伸变得困难,产生断裂。
例如在熔融、流延的方向上拉伸时,如果宽度方向的收缩过大,薄膜厚度方向的折射率变得过大。在这种情况下,可以通过抑制薄膜的宽度收缩或者在宽度方向上也进行拉伸进行改善。当在宽度方向上拉伸时,在宽度方向有时会产生折射率的分布。这有时在使用伸幅法时发现,被认为是由于在宽度方向上拉伸,薄膜中央部产生收缩力,由于端部被固定所产生的现象,被称为所谓弯曲(bowing)现象。在这种情况下,也可以通过在该流延方向上进行拉伸从而抑制弯曲现象,使宽度方向的相位差分布小。
此外,通过在相互正交的两轴方向上拉伸,得到的薄膜的膜厚变动可以减少。光学薄膜的膜厚变动如果过大,有时会产生相位差斑,用于液晶显示器时着色等的斑会成为问题。
本发明的光学薄膜的膜厚变动优选为±3%,更优选±1%的范围。在以上的目的中,在相互正交的两轴方向上进行拉伸的方法是有效的,相互正交的两轴方向的拉伸倍率优选最终分别是流延方向上1.0~2.0倍、宽度方向上1.01~2.5倍的范围,更优选在流延方向上为1.01~1.5倍、宽度方向上为1.05~2.0倍的范围内进行。
作为相位差薄膜,为了控制面内方向或厚度方向的相位差,可以在制膜方向上进行自由端单向拉伸或进行宽度方向上拉伸、流延方向上收缩的不平衡双向拉伸。收缩方向的倍率优选0.7~1.0倍。
对于应力,当使用要得到正双折射的纤维素酯时,通过在宽度方向上拉伸,可以在宽度方向上赋予光学薄膜的延迟轴。在这种情况下,在本发明中,为了提高显示品质,光学薄膜的延迟轴优选位于宽度方向,优选满足(宽度方向的拉伸倍率)>(流延方向的拉伸倍率)。
将熔融的树脂组合物挤出、用冷却辊进行冷却得到的薄膜,优选在拉伸前在50~180℃以下、更优选60~160℃以下、进一步优选70~150℃以下,进行5秒以上3分以下、更优选10秒以上2分以下、进一步优选15秒以上90秒以下的热处理(预热处理)。该热处理优选在用拉幅机把持薄膜前到把持后直至拉伸开始前的这段期间实施。特别优选在用拉幅机把持薄膜后到拉伸开始前的这段期间实施。
本发明的光学薄膜可以在含水率不足2质量%的不含水的状态下拉伸,但也可以在拉伸前对薄膜的含水率进行控制。例如,可以在拉伸前浸渍于水中和/或暴露于水蒸汽中使其含水后进行拉伸。在这种情况下,优选使薄膜的含水率为2~10质量%。当浸渍于水中时,水温优选60~100℃,更优选为80~100℃。通过在该温水中用辊搬运拉伸前的薄膜0.1~20分钟,可以使其含水。或者优选通过在60~150℃、相对湿度70~100%RH的水蒸汽中暴露0.1~20分钟使其含水。
根据需要也可以拉伸采用上述方法使含水率为2.0质量%以上10.0质量%以下的纤维素酯薄膜。
优选以5~300%/分、更优选10~200%/分、进一步优选15~150%/分实施拉伸。该拉伸优选在80~180℃以下、更优选90~160℃以下、进一步优选100~150℃以下进行。拉伸优选使用拉幅机将薄膜两端把持进行。
拉伸角度优选2°~10°,更优选3°~7°,最优选3°~5°。拉伸速度可以为恒定,也可以变化。
优选伸幅工序内的气氛温度的分布窄,在宽度方向优选±5℃以内,更优选±2℃以内,进一步优选±1℃以内,最优选±0.5℃以内。在伸幅工序内,优选以热传导系数20J/m2hr~130×103J/m2hr进行热处理。更优选为40J/m2hr~130×103J/m2hr的范围,最优选42J/m2hr~84×103J/m2hr的范围。
薄膜制膜时长度方向的搬运速度优选10~200m/min,更优选20~120m/min。
在拉幅机内等制膜工序中的薄膜搬运张力因温度而异,但优选为120N/m~200N/m,更优选140N/m~200N/m,最优选140N/m~160N/m。
以防止制膜工序内意外的薄膜拉伸为目的,优选在拉幅机之前或之后设置消除张力辊。
本发明的两轴拉伸优选通过在辊搬运中在搬运方向给予张力而进行,作为在搬运方向给予张力的方法,优选在圆周速度不同的搬运辊之间进行,或者使用2对间距辊,在其间给予张力。
该间距辊优选单个或两个用橡胶被覆。由于拉伸薄膜中的含水率高时容易滑动,因此优选使用用橡胶被覆的间距辊。橡胶的材质可以列举天然橡胶、合成橡胶(氯丁橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶)。优选的被覆橡胶的厚度优选1mm以上50mm以下,更优选2mm以上40mm以下,进一步优选3mm以上30mm以下。间距辊的直径优选5cm以上100cm以下,更优选10cm以上50cm以下,进一步优选15cm以上40cm以下。优选使该间距辊为中空,从而能从内部进行温度调节。
当使用2对间距辊时,优选与入口侧间距辊上的温度相比,在使2对间距辊跨度间的温度比其高5~50℃以下的温度下进行拉伸。优选使2对间距辊跨度间的距离为拉伸前薄膜宽度的1倍以上到10倍、优选2倍到8倍进行设置,更优选使用这样设置的2对间距辊,并且在使两端比中央部高5℃以上50℃以下的温度下进行拉伸。
此外,将薄膜拉伸前的宽度记为WL1时,此时的拉伸速度S相对于搬运方向,优选以每1秒钟0.2WL1≤S≤2WL1的拉伸速度进行,更优选以0.3WL1≤S≤1.8WL1的拉伸速度进行,进一步优选以0.4WL1≤S≤1.5WL1的拉伸速度进行。通过使跨度间为上述范围内,控制拉伸速度,可以得到膜厚斑少或相位差斑少的拉伸薄膜。要求2对间距辊跨度间的温度保持在规定的拉伸温度。因此,优选将2对间距辊间放入恒温槽,使其达到薄膜拉伸中规定的温度。优选从拉伸的薄膜的上下输送温度受到控制的风,对薄膜的温度进行控制。此时也可以使宽度方向的温度均一,但优选使两端比中央部高1~50℃,更优选高5~40℃,进一步优选以高10~35℃的温度进行拉伸。通过在宽度方向设置温度分布进行拉伸,可以降低宽度方向的相位差(Ro、Rt)的分布。作为提高端部温度的方法,可以通过设置如红外线加热器或卤素灯的放射热源、局部吹送热风的狭缝等实现。此外,拉伸部的温度优选在薄膜宽度方向的中央部为100~180℃,更优选为110~170℃,进一步优选为120~160℃。特别优选间距辊间的中央部位于该范围。
与入口侧间距辊上的温度相比,在使2对间距辊跨度间的温度比其高5℃以上50℃以下、更优选7℃以上40℃以下、进一步优选10℃以上30℃以下的温度下进行拉伸。所谓2对间距辊跨度间的温度,是指间距辊跨度的中央部1/2部分的平均温度。通常的拉伸使拉伸中的长度方向的温度均一,但也可以给予上述的温度分布。即如果使拉伸区域内完全均一,则在拉伸区域的整个区域中进行拉伸。即拉伸从入口侧间距辊开始。但是薄膜在间距辊上被固定,因此在宽度方向无法向内弯曲,但如果从这里分离,则急剧地开始向内弯曲。由于宽度方向的应力这样不连续地变化,因此容易出现宽度方向的应力斑,容易引起厚度斑、Re斑。在本发明中,通过使其后的温度比入口侧间距辊的温度高,可以使拉伸开始的点移到间距辊的后面。其结果由于拉伸开始点没有被间距辊束缚,因此不存在上述不连续的应力变化,可以使应力斑引起的Re斑、厚度斑小。该长度方向的温度分布优选在宽度方向中央部、端部的至少一方给予。入口间距辊的温度的调整可以如下所述地容易地实现:使间距辊的至少1根辊成为温度调节辊,例如中空辊,使温度调节的流体在其中循环,或者在其中装入IR加热器等热源,调整其输出。
间距辊的间距压优选每1m宽度为0.5t以上20t以下,更优选1t以上10t以下,进一步优选2t以上7t以下。在本发明中,优选在50℃以上150℃以下、更优选在60℃以上140℃以下、进一步优选在70℃以上130℃以下实施拉伸。一般在宽度方向、长度方向温度均一下进行,但在本发明中优选在至少单方设置温度差。优选的温度差为1℃以上20℃以下、更优选2℃以上17℃以下、进一步优选2℃以上15℃以下。对于含水的薄膜,玻璃化转变温度(Tg)降低,因此可以用小的应力进行拉伸,但容易产生向内弯曲,容易产生拉伸斑。为了防止其发生,如下所述给予温度分布是有效的。
<长度方向的温度分布>
在间距辊拉伸中,在上游侧的间距辊出口(即拉伸开始点)容易集中应力,从而在这里被集中地拉伸,而不易均一地拉伸。即为了在整个区域均一地拉伸,优选使紧挨上游侧间距辊之后的温度比拉伸部的平均温度(即拉伸部的长度方向中央的温度)只低于上述的温度。这样的温度分布也可以通过使上游侧的间距辊成为温度调节辊,使该温度下降而实施,可以使用沿长度方向设置的分割热源(IR加热器等放射热源、设置多个吹出口的热吹出口)而实现。
<宽度方向的温度分布>
在小长宽比的拉伸中,在宽度方向容易产生拉伸斑。即两端比中央部更容易被拉伸。因此,优选使两端的温度比宽度方向中央部只高于上述的温度。这样的温度分布可以使用沿宽度方向设置的分割热源(IR加热器等放射热源、设置多个吹出口的热吹出口)而实现。
该拉伸优选实施1~30秒、更优选2~25秒、进一步优选3~20秒。
拉伸后优选进行热处理使残留的应变得到缓和。热处理优选在80~200℃下、更优选在100~180℃下、进一步优选在130~160℃下进行。此时,优选以热传导系数20J/m2hr~130×103J/m2hr进行热处理。更优选为40J/m2hr~130×103J/m2hr的范围,最优选42J/m2hr~84×103J/m2hr的范围。这样可以减少残存的应变,使90℃等高温条件或80℃、90%RH等高温高湿条件下的尺寸稳定性得到改善。
将拉伸的薄膜在拉伸后冷却到室温。拉伸的薄膜优选在用拉幅机进行宽度保持下开始冷却,其间将用拉幅机把持的宽度相对于拉伸后的薄膜宽度缩小1~10%、更优选2~9%、进一步优选2%以上8%以下使其松弛。优选以冷却速度为10~300℃/分进行实施,更优选为30~250℃/分,进一步优选为50~200℃/分。可以在用拉幅机把持的情况下冷却到室温,但优选中途停止把持而切换到辊搬运,此后卷取成辊状。
如上所述制造的本发明的光学薄膜具有以下的特性。
(光学特性)
本发明的光学薄膜优选下述式(I)定义的相位差值Ro为0~300nm,并且下述式(II)定义的相位差值Rt在-600~600nm的范围中。此外,更优选的范围为:Ro值0~80nm、Rt值-400~400nm的范围,特别优选的范围为:Ro值0~40nm、Rt值-200~200nm的范围。
当将本发明的光学薄膜用作相位差膜、特别是λ/4片时,从波长400到700nm的双折射在波长越长时越大,在波长450nm测定的面内方向的相位差值(R450)为80~125nm,并且在波长590nm测定的面内方向的相位差值(R590)为120~160nm。此时,更优选R590-R450≥5nm,最优选R590-R450≥10nm。优选R450为100~120nm,在波长550nm测定的面内方向的相位差值R550为125~142nm,R590为130~152nm,而且R590-R550≥2nm。更优选R590-R550≥5nm,最优选R590-R550≥10nm。此外,还优选R550-R450≥10nm。
式(I)Ro=(nx-ny)×d
式(II)Rt={(nx+ny)/2-nz}×d[式中,nx表示薄膜面内折射率最大方向的折射率,ny表示与nx成直角的方向的薄膜面内的折射率,nz表示薄膜厚度方向的折射率,d表示薄膜的厚度(nm)]。
通过使相位差值在上述范围内,特别是可以充分满足作为偏振片用相位差膜的光学性能。
本发明的薄膜在波长590nm测定的面内的延迟轴方向的折射率nx、面内与延迟轴垂直方向的折射率ny和厚度方向的折射率nz优选满足0.3≤(nx-nz)/(nx-ny)≤2的关系,更优选为1≤(nx-nz)/(nx-ny)≤2。
此外,本发明的纤维素薄膜的薄膜面内的延迟轴方向的折射率nx与进相轴方向的折射率ny的差优选为0~0.0050。更优选的范围为0.0010以上、0.0030以下。此外,当将薄膜面内的延迟轴方向的折射率记为nx、进相轴方向的折射率记为ny、厚度方向的折射率记为nz时,优选(nx+ny)/2-nz的绝对值为0.005以下。
Rt/Ro比优选为-10~10,更优选为-2~2,进一步优选为-1.5~1.5,特别优选为-1~1。这些根据用途选择更优选的范围使用。当用于例如VA用液晶单元的补偿时,优选使用2~10,更优选使用2~4。
在波长590nm下测定的纤维素酯薄膜的Ro值和Rt值在从30℃15%RH到30℃85%RH范围中的湿度依存性用绝对值表示,分别优选为2%/%RH以下、3%/%RH以下。
在波长450nm下测定的Rt值(Rt450)和在波长650nm下测定的Rt值(Rt 650)优选满足下式的关系。
0≤|Rth450-Rth650|≤35(nm)
Ro值和Rt值在从5℃到85℃范围中的温度依存性用绝对值表示,分别优选为5%/℃以下、6%/℃以下。
在本发明的纤维素酯薄膜中,Ro值和Rt值在从30℃15%RH到30℃85%RH范围中的湿度依存性用绝对值表示,分别优选为2%/%RH以下、3%/%RH以下。
Ro值和Rt值在从15℃到40℃中从15%RH到85%RH的湿度依存性越小越优选,相对于在各温度50%RH下的值,用绝对值表示优选分别为2%/%RH以下、3%/%RH以下。从30℃15%RH到30℃85%RH间的湿度依存性用绝对值表示,优选分别为2%/%RH以下、3%/%RH以下,特别优选分别为1.5%/%RH以下、2.5%/%RH以下。
优选它们在不同的湿度条件下的平衡含水率的差小,例如在30℃15%RH、30℃85%RH的2个湿度环境下,用下式表示的平衡含水率的差WH优选为2.5%以下,更优选为2%以下,进一步优选为1.5%以下,进一步优选为1%以下,最优选为0.5%以下。
WH=30℃、85%RH下的平衡含水率-30℃、15%RH下的平衡含水率
为了减少平衡含水率变动,使增塑剂含量增加。添加芳香环或环烷基环、降冰片烯环等具有疏水性的增塑剂或树脂等的添加剂,将拉伸后的热处理温度设定得高(例如110~180℃)等是有效的。
此外,Ro值和Rt值在从15%RH到85%RH中从5℃到85℃的温度依存性越小越优选,相对于在30℃下的值,Ro值变动量优选为±5%/℃以内,Rt值变动量优选为±6%/℃以内。更优选在从5℃55%RH到85℃55%RH之间,优选为Ro值±3%/℃以内、Rt值±4%/℃以内,更优选为Ro值±1%/℃以内、Rt值±2%/℃以内,进一步优选Ro值±0.5%/℃以内、Rt值±1%/℃以内。
本发明的纤维素酯薄膜在温度-30℃~80℃、相对湿度10%RH~80%RH的范围的环境下放置600小时后,再在23℃、55%RH下放置24小时后的Ro值相对于在23℃、55%RH下放置24小时时的Ro优选为±10%以内,更优选为±3%以内。同样地,在温度-30℃~80℃、相对湿度10%RH~80%RH的范围的环境下放置600小时后,再在23℃、55%RH下放置24小时后的Rt值相对于在23℃、55%RH下放置24小时时的Rt优选为±10%以内,更优选为±3%以内。更优选即使在1000小时以上的长时间下仍在上述变动范围内。
本发明的光学薄膜在波长400~700nm的范围中,优选波长越长越显示出大的相位差。具体地说,当将450nm、590nm、650nm的各波长下求得的薄膜的面内的相位差分别记为R450、R590、R650时,优选在0.5<R450/R590<1.0、1.0<R650/R590<1.5的范围内。更优选为0.7<R450/R590<0.95、1.01<R650/R590<1.2,特别优选为0.8<R450/R 590<0.93、1.02<R 650/R590<1.1。
它们是通过使用自动双折射计KOBURA-21ADH(王子计测器(株)制),在23℃、55%RH的环境下,在波长450、590、650nm下分别进行双折射率测定,将分别得到的值记为R450、R590、R650。
相位差(Ro、Rt)值和各自的分布是使用自动双折射计KOBURA-21ADH(王子计测器(株)制),在23℃、55%RH的环境下,在波长590nm下沿试样的宽度方向以1cm间隔进行自动双折射率测定。对于得到的面内和厚度方向的相位差求出分别采用(n-1)法得到的标准偏差。相位差分布是求出以下所示的变动系数(CV)作为指标。实际测定时,n设定为130~140。
变动系数(CV)=标准偏差/相位差平均值
将纤维素酯薄膜的长度、宽度方向的光弹性系数分别记为C(md)、C(td)时,各个值优选在1×10-8~1×10-14Pa-1的范围,特别优选在1×10-9~1×10-13Pa-1的范围。光弹性系数可以通过边向薄膜外加负荷边测定薄膜面内的相位差(Ro),用薄膜的厚度(d)去除相位差从而求出Δn(=R/d)。边变化负荷边求出Δn,作成负荷-Δn曲线,将其斜率作为光弹性系数。通过使外加负荷的方向为薄膜的长度方向或宽度方向,可以求出各自的值。薄膜面内的相位差(R)是使用相位差测定装置(KOBURA31PR、王子计测机器社制)测定的波长590nm下的值。
光弹性系数优选C(md)与C(td)大致相等或C(td)比C(md)大。
本发明的光学薄膜的延迟轴或进相轴存在于薄膜面内,如果将与制膜方向所成的角记为θ1,优选θ1为-1°以上+1°以下,更优选为-0.5°以上+0.5°以下。该θ1可以定义为取向角,θ1的测定可以使用自动双折射计KOBRA-21ADH(王子计测机器)进行。
θ1分别满足上述关系有利于在显示图像中获得高辉度,有利于抑制或防止光漏,有利于在彩色液晶显示装置中获得忠实的颜色再现。
以下对本发明的光学薄膜的其他物性进行说明。
(透湿度)
本发明的纤维素酯薄膜的透湿度在25℃、90%RH环境下优选为1~250g/m2·24小时,更优选为10~200g/m2·24小时,最优选为20~180g/m2·24小时。透湿度可以采用JIS Z0208中记载的方法测定。
(平衡含水率)
纤维素酯薄膜在温度25℃且相对湿度60%下的平衡含水率优选为0.1~3%,更优选为0.3~2%,特别优选为0.5~1.5%。
平衡含水率可以使用根据卡尔-费希尔法的测定机(卡尔-费希尔水分测定装置CA-05、三菱化学(株)制、水分气化装置:VA-05、内部液:アクアミクロンCxμ、外部液:アクアミクロンAx、氮气流量:200ml/分、加热温度:150℃)容易地测定。具体地说,将在25℃、相对湿度60%下调湿24小时以上的试样精称0.6~1.0g,用测定机进行测定,从得到的水分量中求出平衡含水率。
为了不损害与聚乙烯醇(偏振器)的粘接性,本发明的纤维素酯薄膜的含水量在30℃85%RH下优选为0.3~15g/m2。更优选为0.5~10g/m2。如果比15g/m2大,则存在温度变化、湿度变化产生的相位差的变动增大的倾向。
(尺寸稳定性)
本发明所涉及的纤维素酯薄膜具有尺寸稳定性优异的特征。尺寸稳定性作为采用下述测定法求出的相对于原长度的变化率(%),通过测定尺寸变化(收缩)率进行评价。尺寸变化率优选为0~-0.06%。
(纤维素酯薄膜的宽度方向、长度方向的尺寸变化率)
当在宽度方向上拉伸纤维素酯薄膜时,优选在将尺寸变化率控制在某范围的条件下进行拉伸。
当将在90℃、干燥条件下处理24小时前后的TD方向、MD方向的尺寸变化率分别记为Std、Smd时,优选-0.4%<Std或Smd<0.4%,更优选-0.2%<Std或Smd<0.2%,进一步优选-0.1%<Std或Smd<0.1%,特别优选-0.05%<Std或Smd<0.05%。
对于在80℃、90%RH的高温高湿条件下处理24小时前后的TD方向、MD方向的尺寸变化率也是同样,优选-0.4%<Std或Smd<0.4%,更优选-0.2%<Std或Smd<0.2%,进一步优选-0.1%<Std或Smd<0.1%,特别优选-0.05%<Std或Smd<0.05%。
<尺寸变化率的测定>
在温度23℃、调湿为相对湿度55%的屋子中将薄膜调湿24小时后,分别在宽度、长度上以约10cm的间隔用切刀做标记,测定距离(L1)。然后在设定为规定的温湿度条件下的恒温槽中将薄膜保管24小时。再次在温度23℃、调湿为相对湿度55%的屋子中将薄膜调湿24小时后,测定标记的距离(L2)。尺寸变化率根据下式进行评价。
尺寸变化率(%)={(L2-L1)/L1}×100
(吸湿膨胀系数)
本发明的纤维素酯薄膜的吸湿膨胀系数优选在规定的范围内。宽度方向(TD)、长度方向(MD)的吸湿膨胀率可以相同,也可以不同。具体地说,60℃、90%RH下的吸湿膨胀率优选-1~1%的范围,更优选-0.5~0.5%的范围,进一步优选-0.2~0.2%的范围,最优选0~0.1%以下。
<吸湿膨胀率的测定>
在温度23℃、调湿为相对湿度55%的屋子中将薄膜调湿24小时后,分别在宽度、长度上以约20cm的间隔用切刀做标记,测定距离(L3)。然后在调湿为60℃90%的恒温槽中将薄膜保管24小时。将薄膜从恒温槽中取出后,在2分钟以内测定标记的距离(L4)。吸湿膨胀率根据下式进行评价。
吸湿膨胀率(%)={(L4-L3)/L3}×100
(热收缩开始温度)
本发明的薄膜的热收缩开始温度优选在130~220℃的范围中,更优选为135℃以上200℃以下,进一步优选为140~190℃以下。热收缩开始温度可以使用TMA(热机械分析仪)测定。具体地说,边使薄膜升温边测定样品的尺寸,考察相对于原长收缩2%的温度。热收缩开始温度因拉伸倍率而变化,但对于高拉伸倍率方向的样品,优选在上述热收缩开始温度的范围。
由于热收缩开始温度越高,热产生的尺寸变化越小,因此优选,但如果过高,熔融流延时的熔融温度也变高,因此由于熔融时的树脂的分解、熔融粘度的增加有时使难于确保薄膜表面的平滑性。热收缩开始温度因薄膜的Tg或制膜后薄膜中残留的应变而变化。因此,通过对它们进行控制,可以调整热收缩开始温度。为了使薄膜中残留的应变少,特别优选对拉伸条件(拉伸倍率、拉伸温度、拉伸速度等)、拉伸后的缓和条件、热处理条件进行控制。
<热收缩开始温度的测定>
沿着要测定方向切出长35mm、宽3mm的薄膜样品。在长度方向以25mm间隔夹紧两端。使用TMA测定器(TMA2940型热机械分析仪、TAinstruments社制),边对其外加0.04N的力边从30℃到200℃以3℃/分升温,测定尺寸变化。以30℃的尺寸为基长,将从其收缩500μm的温度作为收缩开始温度。
(热传导率)
本发明的薄膜的热传导率优选为0.1~15W/(m·K),更优选为0.5~11W/(m·K)。为了控制薄膜的热传导率,优选共混热传导率高的树脂,或者添加高热传导性粒子。也可以采用涂布或共挤出法形成高热传导性的层。作为高热传导性粒子,可以列举氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化镁、碳化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、碳、金刚石、金属等。为了不损害薄膜的透明性,优选使用透明的粒子。当使用纤维素乙酸酯薄膜作为聚合物薄膜时,高热传导性粒子的配合量相对于纤维素乙酸酯100质量份,可以以5~100质量份的范围填充。配合量如果不足5质量份,热传导的提高不足,此外,超过50质量份的填充在生产性方面是困难的并且使薄膜变脆。高热传导性粒子的平均粒径为0.05~80μm,优选0.1~10μm。可以使用球状的粒子,也可以使用针状的粒子。
(拉伸断裂强度)
为了不损害采用熔融流延的制膜工序中的处理性,本发明所涉及的纤维素酯薄膜的拉伸断裂强度优选在30℃85%RH下为2~55g。
当在宽度方向上拉伸纤维素酯薄膜时,优选在将机械搬运方向(以下为MD方向)和宽度方向(以下为TD方向)的薄膜拉伸断裂强度的比控制在某范围的条件下进行拉伸。当将TD、MD方向的拉伸断裂强度分别记为Htd、Hmd时,优选为0.5<Htd/Hmd<2,更优选为0.6<Htd/Hmd<1,进一步优选为0.8<Htd/Hmd<1,最优选为0.9<Htd/Hmd<1。
<拉伸断裂强度的测定>
在温度23℃、调湿为相对湿度55%的屋子中将纤维素酯薄膜调湿4小时后,切成试样尺寸试样宽50mm×64mm,按照ISO 6383/2-1983进行测定求取。
(动摩擦系数)
薄膜的该表面的动摩擦系数优选为1.0以下,更优选为0.8以下,特别优选为0.40以下。更优选为0.35以下,进一步优选为0.30以下,最优选为0.25以下。可以如上所述通过在树脂薄膜中添加微粒,或者在表面设置含有微粒的层从而形成微细的凹凸,使动摩擦系数降低。
(弹性模量)
当在宽度方向上拉伸纤维素酯薄膜时,优选在将拉伸结束后的薄膜的弹性模量控制在某范围的条件下进行拉伸。宽度方向(TD)、长度方向(MD)的弹性模量可以相同,也可以不同。具体地说,弹性模量优选1.5GPa~5GPa的范围,更优选为1.8GPa~4GPa,特别优选1.9GPa~3GPa的范围。
(断裂点应力)
本发明的光学薄膜的断裂点应力优选为50~200MPa的范围。通过使断裂点应力在该范围内,可以改善尺寸稳定性、平面性。断裂点应力可以通过拉伸倍率、拉伸温度等进行控制。
断裂点应力更优选控制在70~150MPa范围,最优选控制在80~100MPa的范围。
(断裂点伸长率)
本发明的薄膜的断裂点伸长率优选为10~120%。特别是对于拉伸前的薄膜,在薄膜面内的任何方向上,优选断裂点伸长率为40~100%的范围,更优选为50~100%的范围,进一步优选为60~90%的范围。断裂点伸长率可以通过添加剂含量、树脂共混以及聚酯或聚氨酯等高分子增塑剂的添加、拉伸温度、拉伸倍率、拉伸后的热处理和缓和条件进行控制。
拉伸方向的断裂点伸长率具有比拉伸前低的倾向,存在拉伸倍率越高则变得越低的倾向。相对于以最大的拉伸倍率拉伸的方向,优选使在薄膜面中与其正交的方向上尽可能保持拉伸前的薄膜的断裂点伸长率。
相对于以最大的拉伸倍率拉伸的方向,在薄膜面中与其正交的方向的纤维素酯薄膜的断裂伸长率优选为20~120%,更优选为30~100%。以最大的拉伸倍率拉伸方向的本发明的薄膜的断裂点伸长率优选为10~100%,更优选为12~60%,进一步优选为15~30%。
通过使断裂点伸长率在上述范围内,可以获得平面性优异的薄膜,尺寸稳定性也得到改善。
断裂点伸长率为直到拉伸断裂时的伸长的量的比(百分率)。测定可以使用拉伸试验机进行。相对于要测定的方向,准备长15cm、宽1cm大小的切割样品。在25℃、60%RH的环境下放置24小时进行调湿,在相同条件下将该样品拉伸,测定断裂时的伸长。使拉伸试验机夹具间距离为10cm,拉伸速度为10mm/分。将断裂时伸长的量与拉伸前样品的长度的比(用百分比表示)作为断裂伸长率(%)。
<薄膜弹性模量、断裂点伸长率、断裂点应力的测定方法>
按照JIS K7127记载的方法在23℃55%RH的环境下进行测定。将试样宽切成10mm,将长切成130mm,在任意温度下使夹具间距离为100mm,以拉伸速度100mm/分进行拉伸试验而求出。
(中心线平均粗糙度(Ra))
本发明的光学薄膜要求高平面性,作为中心线平均粗糙度(Ra),优选0.1μm以下,更优选0.01μm以下,特别优选0.001μm以下。中心线平均粗糙度(Ra)为JIS B0601规定的数值,作为测定方法,可以列举例如触针法或光学方法等。
中心线平均粗糙度(Ra)使用非接触表面微细形状计测装置WYKONT-2000进行测定。
(厚度)
本发明的纤维素酯薄膜的厚度通常为5~500μm的范围,当用作偏振片保护膜时,从偏振片的尺寸稳定性、水阻隔性等方面出发,优选20~200μm的范围。此外,作为辊膜的长度方向和宽度方向的膜厚分布优选分别为±3%以内,特别优选±1%以内,更优选±0.1%以内。
(膜厚分布)
在温度23℃、调湿为相对湿度55%的屋子中将试样薄膜调湿4小时后,在宽度方向上以10mm间隔测定膜厚。从得到的膜厚分布数据,按照下式算出膜厚分布R(%)。
R(%)={R(max)-R(min)}×100/R(ave)
其中R(max):最大膜厚、R(min):最小膜厚、R(ave):平均膜厚
(卷曲)
本发明的薄膜优选沟槽状卷曲(宽度方向的卷曲)为30m-1以下。更优选为25m-1,进一步优选为20m-1以下。这里所说的卷曲值是用卷曲的曲率半径(以m为单位测定)的倒数表示的值,其越大表示卷曲越严重。卷曲的测定方法如下所述。当卷曲严重时,聚合物薄膜不为沟槽状,有时变卷圆。优选即使对薄膜进行热处理后仍在该范围内。沟槽状卷曲可以通过设置涂布层来使其增加或减少,也可以通过涂布使薄膜溶胀或溶解的溶剂,使相对于涂布面向内侧卷曲,这样通过相互抵消,也可以使卷曲在规定范围内。
<卷曲的测定方法>
将该薄膜试样在25℃55%RH环境下放置3天后,将该薄膜裁断为宽度方向50mm、长度方向2mm。再将该薄膜小片在23℃±2℃55%RH环境下调湿24小时,可以使用曲率仪测定该薄膜的卷曲值。卷曲度的测定按照JIS-K7619-1988的A法进行。
卷曲值用1/R表示,R为曲率半径,单位为m。
(辉点异物)
本发明中使用的纤维素树脂或熔融组合物优选使用辉点异物少的物质。所谓辉点异物,是指将纤维素树脂薄膜试样配置在配置于正交尼科耳棱镜中的偏振片间,从一侧照射光,从另一侧观察时,由于光源的光透过而能看到的发光的点,将其称为辉点异物。对于显示装置用的光学薄膜,要求辉点异物要少,优选10μm以上大小的辉点异物为100个/cm2以下,特别优选基本上没有,5~10μm大小的辉点异物优选为200个/cm2以下,更优选为50个/cm2以下,特别优选基本上没有。优选不足5μm的辉点异物也少。光学薄膜的辉点异物可以通过选择辉点异物少的原料纤维素树脂以及将纤维素树脂溶液或纤维素树脂熔融物过滤从而使其减少。
<辉点异物的测定方法>
用2片成正交状态(正交尼科耳棱镜状态)的偏振器夹持薄膜,从一个偏振片的外侧照射光,用显微镜(用透过光源,倍率30倍)从另一偏振片的外侧测定每25mm2的看起来发光的异物(辉点异物)的数目。该辉点异物是由于从外侧照射的光只从存在异物的部分透过而看起来发光的异物。测定在10个位置进行,由每250mm2的个数求出辉点异物的个/cm2,进行评价。
(图像鲜明度)
用JIS K-7105定义。用1mm狭缝测定时,优选90%以上,更优选95%以上,进一步优选99%以上。
以下对能在本发明的光学薄膜表面上形成的功能性层进行说明。
(功能性层的形成)
在本发明的光学薄膜制造时,在拉伸前和/或后可以涂设透明导电层、硬涂层、防反射层、易滑性层、易粘接层、防眩层、阻隔层、光学补偿层等功能性层。特别优选设置从透明导电层、硬涂层、防反射层、易粘接层、防眩层和光学补偿层中选取的至少1层。此时,根据需要可以实施电晕放电处理、等离子处理、药液处理等各种表面处理。
<透明导电层>
在本发明的薄膜中,优选使用表面活性剂、导电性微粒分散物等设置透明导电层。可以向薄膜本身赋予导电性,也可以设置透明导电性层。为了赋予抗静电性,优选设置透明导电性层。透明导电性层也可以采用涂布、大气压等离子处理、真空蒸镀、溅射、离子镀法等设置。或者也可以采用共挤出法只使表层或内部层含有导电性微粒,成为透明导电性层。透明导电层可以只设置在薄膜的一面上,也可以设置在两面上。也可以将导电性微粒与赋予光滑性的消光剂并用或兼用。作为导电剂,可以使用下述具有导电性的金属氧化物粉体。
作为金属氧化物的例子,优选ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO2、V2O5等或这些的复合氧化物,特别优选ZnO、TiO2和SnO2。作为含有异种原子的例子,例如向ZnO添加Al、In等,向TiO2添加Nb、Ta等,以及向SnO2添加Sb、Nb、卤素元素等是有效的。这些异种原子的添加量优选0.01~25mo1%的范围,特别优选0.1~15mol%的范围。
此外,这些具有导电性的金属氧化物粉体的体积电阻率优选为1×107Ωcm,特别优选1×105Ωcm以下,具有初级粒子粒径为100以上、0.2μm以下,高次结构的长径为300以上、6μm以下的特定结构的粉体在导电层中的体积百分率优选0.01%以上、20%以下。
本发明中透明导电层的形成可以通过使导电性微粒分散到粘合剂中设置在基体上,也可以在基体上实施下拉处理,使其上被覆导电性微粒。
此外,可以含有特开平9-203810号公报的段落序号0038~0055中记载的通式(I)~(V)所示的紫罗烯导电性聚合物、该公报的段落序号0056~0145中记载的通式(1)或(2)所示的季铵阳离子聚合物。
此外,在不损害本发明的效果的范围内,为了消光化、改善膜质,可以在由金属氧化物构成的透明导电层中添加耐热剂、耐候剂、无机粒子、水溶性树脂、乳液等。
在透明导电层中使用的粘合剂,如果是具有薄膜形成能的物质则并无特别限定,可以列举例如明胶、酪蛋白等蛋白质,羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙酰纤维素、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素化合物,葡聚糖、琼脂、海藻酸钠、淀粉衍生物等糖类,聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸等合成聚合物等。
特别优选明胶(石灰处理明胶、酸处理明胶、氧分解明胶、苯二甲酸化明胶、乙酰化明胶等)、乙酰纤维素、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酰胺、葡聚糖等。
<防反射膜>
本发明的光学薄膜还优选在其表面设置硬涂层和防反射层,成为防反射膜。
作为硬涂层,优选使用活性射线固化树脂层或热固化树脂层。硬涂层可以直接设置在支持体上,也可以设置在抗静电层或下拉层等其他层上。
当设置活性射线固化树脂层作为硬涂层时,优选含有通过紫外线等光照射固化的活性射线固化树脂。
从光学设计上的观点出发,硬涂层的折射率优选在1.45~1.65的范围内。此外,从赋予防反射膜充分的耐久性、耐冲击性并且鉴于适度的弯曲性、制作时的经济性等观点出发,硬涂层的膜厚优选1μm~20μm的范围,更优选为1μm~10μm。
所谓活性射线固化性树脂层,是指含有通过例如紫外线、电子射线的活性射线照射(在本发明中,所谓“活性射线”,定义为电子射线、中性子射线、X射线、α射线、紫外线、可见光线、红外线等各种电磁波的全部)经交联反应等固化的树脂为主要成分的层。作为活性射线固化性树脂,可以列举以紫外线固化性树脂、电子射线固化性树脂等为代表的树脂,但也可以是通过紫外线、电子射线以外的光照射而固化的树脂。作为紫外线固化性树脂,可以列举例如紫外线固化型丙烯酸尿烷类树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型多元醇丙烯酸酯类树脂、或紫外线固化型环氧树脂等。
此外,也可以含有光反应引发剂、光增感剂。具体地说,可以列举苯乙酮、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮、α-アミロキシム酯、噻吨酮等及它们的衍生物。此外,当在环氧丙烯酸酯类树脂的合成中使用光反应剂时,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁膦等增感剂。涂布干燥后将挥发的溶剂成分除去的紫外线固化性树脂组合物中含有的光反应引发剂和光增感剂优选为组合物的2.5~6质量%。
作为树脂单体,可以列举例如作为具有1个不饱和双键的单体的丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、苯乙烯等一般的单体。此外,作为具有2个以上不饱和双键的单体,可以列举乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、1,4-环己基二甲基二丙烯酸酯、上述的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等。
此外,在不妨碍紫外线固化性树脂组合物的活性射线固化的程度上,可以使紫外线固化性树脂组合物中含有紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,可以使用与上述可以在基材中使用的紫外线吸收剂相同的物质。
此外,为了提高固化的层的耐热性,可以选择使用不抑制活性射线固化反应的抗氧剂。可以列举例如受阻酚衍生物、硫代丙酸衍生物、磷化物衍生物等。具体地说,可以列举例如4,4’-硫代二(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4’-亚丁基二(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)米、二-十八烷基-4-羟基-3,5-二叔丁基苄基磷酸酯等。
作为紫外线固化性树脂,可以从例如アデカオプトマ一KR、BY系列的KR-400、KR-410、KR-550、KR-566、KR-567、BY-320B(以上为旭电化工业(株)制),コ一エイハ一ド的A-101-KK、A-101-WS、C-302、C-401-N、C-501、M-101、M-102、T-102、D-102、NS-101、FT-102Q8、MAG-1-P20、AG-106、M-101-C(以上为广荣化学工业(株)制),セイカビ一ム的PHC2210(S)、PHCX-9(K-3)、PHC2213、DP-10、DP-20、DP-30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上为大日精化工业(株)制),KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上为ダイセル·ユ一シ一ビ一(株)),RC-5015、RC-5016、RC-5020、RC-5031、RC-5100、RC-5102、RC-5120、RC-5122、RC-5152、RC-5171、RC-5180、RC-5181(以上为大日本油墨化学工业(株)制)、オ一レツクスNO.340クリヤ(中国涂料(株)制),サンラツドH-601(三洋化成工业(株)制),SP-1509、SP-1507(以上为昭和高分子(株)制),RCC-15C(グレ一ス·ジヤパン(株)制),アロニツクスM-6100、M-8030、M-8060(以上为东亚合成(株)制)或其他市售的产品中适当选择使用。
活性射线固化性树脂层的涂布组合物优选固体成分浓度为10~95质量%,根据涂布方法选择适当的浓度。
作为用于通过活性射线固化反应使活性射线固化性树脂形成固化被膜层的光源,如果为产生紫外线的光源,则可以使用任何一种。具体地说,可以使用上述光的项中记载的光源。照射条件因各个灯而异,作为照射光量优选20mJ/cm2~10000mJ/cm2的范围,更优选为50mJ/cm2~2000mJ/cm2。可以通过使用在从近紫外线范围到可见光范围的该范围中具有极大吸收的增感剂进行使用。
涂设活性射线固化性树脂层时的溶剂可以从例如烃类(甲苯、二甲苯)、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇)、酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮)、酮醇类(双丙酮醇)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸甲酯)、二元醇醚类、其他有机溶剂中适当选择,或者将它们混合利用。优选使用含有丙二醇单烷基醚(烷基的碳原子数为1~4)或丙二醇单烷基醚乙酸酯(烷基的碳原子数为1~4)等5质量%以上、更优选5~80质量%以上的上述有机溶剂。
作为活性射线固化性树脂组合物涂布液的涂布方法,可以使用凹版式涂布机、旋转涂布机、绕线棒涂布机、辊涂机、逆向涂布机、挤出涂布机、刮刀涂布机等公知的方法。涂布量以湿膜厚计,优选0.1μm~30μm,更优选0.5μm~15μm。涂布速度优选10m/分~60m/分的范围。
活性射线固化性树脂组合物在涂布干燥后照射紫外线,照射时间可以为0.5秒~5分钟,从紫外线固化性树脂的固化效率、作业效率出发,更优选3秒~2分钟。
可以这样得到固化被膜层,但为了给予液晶显示装置板表面防眩性,而且为了防止与其他物质的抗粘合性,提高抗擦伤性等,还可以在固化被膜层用的涂布组合物中加入无机或有机的微粒。
例如,作为无机微粒,可以列举氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化锡、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、滑石、高岭土、硫酸钙等。
此外,作为有机微粒,可以列举聚甲基丙烯酸甲酯丙烯酸酯树脂粉末、丙烯酸苯乙烯类树脂粉末、聚甲基丙烯酸甲酯树脂粉末、硅类树脂粉末、聚苯乙烯类树脂粉末、聚碳酸酯树脂粉末、苯胍胺类树脂粉末、蜜胺类树脂粉末、聚烯烃类树脂粉末、聚酯类树脂粉末、聚酰胺类树脂粉末、聚酰亚胺类树脂粉末、或聚氟乙烯类树脂粉末等。这些可以加入到紫外线固化性树脂组合物中使用。这些微粒粉末的平均粒径为0.01μm~10μm,使用量相对于紫外线固化树脂组合物100质量份,优选配合0.1质量份~20质量份。为了赋予防眩效果,优选使用相对于紫外线固化树脂组合物100质量份为1质量份~15质量份的平均粒径0.1μm~1μm的微粒。
通过在紫外线固化树脂中添加该微粒,可以形成中心线平均表面粗糙度Ra为0.05μm~0.5μm的具有优选凹凸的防眩层。此外,当在紫外线固化性树脂组合物中不添加该微粒时,可以形成中心线平均表面粗糙度Ra不足0.05μm、更优选为0.002μm~不足0.04μm的具有良好平滑面的硬涂层。
此外,作为产生防粘结功能的物质,以与上述相同的成分,可以使用相对于树脂组合物100质量份为0.1质量份~5质量份的体积平均粒径为0.005μm~0.1μm的极微细粒子。
防反射层设置在上述硬涂层上,其方法并无特别限定,可以使用涂布、溅射、蒸镀、CVD(化学气相沉积)法、大气压等离子法或将它们组合形成。在本发明中,特别优选采用涂布设置防反射层。
作为采用涂布形成防反射层的方法,可以列举将金属氧化物的粉末分散到溶解到溶剂中的粘合剂树脂中,进行涂布干燥的方法;使用具有交联结构的聚合物作为粘合剂树脂的方法;含有烯键式不饱和单体和光聚合引发剂,通过照射活性射线形成层的方法等方法。
在本发明中,可以在赋予了紫外线固化树脂层的纤维素酯薄膜上设置防反射层。在光学薄膜的最上层形成低折射率层,其间形成高折射率层的金属氧化物层,再在光学薄膜和高折射率层之间形成中折射率层(通过改变金属氧化物的含量或与树脂粘合剂的比率、金属的种类对折射率进行调整的金属氧化物层),这对于降低折射率是优选的。高折射率层的折射率优选为1.55~2.30,更优选为1.57~2.20。对中折射率层的折射率进行调整使其达到作为基材的纤维素酯薄膜的折射率(约1.5)和高折射率层的折射率的中间值。中折射率层的折射率优选为1.55~1.80。各层的厚度优选为5nm~0.5μm,更优选为10nm~0.3μm,最优选为30nm~0.2μm。金属氧化物层的雾度优选为5%以下,更优选为3%以下,最优选为1%以下。金属氧化物层的强度用1kg负荷的铅笔硬度表示,优选为3H以上,最优选为4H以上。当采用涂布形成金属氧化物层时,优选含有无机微粒和粘合剂聚合物。
在本发明中,高折射率层优选为通过涂布含有下述通式(14)所示的有机钛化合物的单体、低聚物或它们的水解物的涂布液,进行干燥形成的折射率为1.55~2.5的层。
通式(14)Ti(OR1)4
式中,R1可以是碳原子数1~8的脂肪族烃基,优选碳原子数1~4的脂肪族烃基。此外,有机钛化合物的单体、低聚物或它们的水解物通过烷氧基受到水解从而-Ti-O-Ti-这样的反应,产生交联结构,形成固化层。
作为本发明中使用的有机钛化合物的单体、低聚物,作为优选例可以列举Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(O-n-C3H7)4、Ti(O-i-C3H7)4、Ti(O-n-C4H9)4、Ti(O-n-C3H7)4的2~10聚体、Ti(O-i-C3H7)4的2~10聚体、Ti(O-n-C4H9)4的2~10聚体等。这些可以单独或两种以上组合使用。其中特别优选Ti(O-n-C3H7)4、Ti(O-i-C3H7)4、Ti(O-n-C4H9)4、Ti(O-n-C3H7)4
的2~10聚体、Ti(O-n-C4H9)4的2~10聚体。
在本发明中,高折射率层用涂布液优选在顺次添加了水和后述的有机溶剂的溶液中添加上述有机钛化合物。当从后面添加水时,水解/聚合不能均一进行,产生白浊,或者膜强度下降。水和有机溶剂添加后,为了使其充分地混合,优选进行搅拌混合溶解。
此外,作为另一方法,将有机钛化合物和有机溶剂混合,在将上述水和有机溶剂混合搅拌的溶液中添加该混合溶液也是优选的方式。
此外,水的量相对于有机钛化合物1摩尔,优选为0.25~3摩尔的范围。如果不足0.25摩尔,水解、聚合不能充分进行,膜强度降低。如果超过3摩尔,水解、聚合过度进行,产生TiO2的粗大粒子而白浊,因此不优选。因此,水的量必须在上述范围调整。
此外,水的含有率相对于涂布液总量,优选为不足10质量%。相对于涂布液总量使水的含有率为10质量%以上,由于涂布液的经时稳定性差,或者产生白浊,因此不优选。
作为本发明中使用的有机溶剂,优选为水混合性的有机溶剂。作为水混合性的有机溶剂,可以列举例如醇类(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苄醇等)、多元醇类(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫二甘醇等)、多元醇醚类(例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、三甘醇单甲醚、三甘醇单乙醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等)、胺类(例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉、N-乙基吗啉、乙二胺、二乙二胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、聚乙烯亚胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基丙二胺等)、酰胺类(例如甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等)、杂环类(例如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮、2-噁唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等)、亚砜类(例如二甲基亚砜等)、砜类(例如环丁砜等)、尿素、乙腈、丙酮等,但特别优选醇类、多元醇类、多元醇醚类。这些有机溶剂的使用量如上所述,可以调整水和有机溶剂的合计使用量使水的含有率相对于涂布液总量为不足10质量%。
本发明中使用的有机钛化合物的单体、低聚物或它们的水解物,当单独使用时,优选相对于涂布液中含有的固体成分占50.0质量%~98.0质量%。固体成分比率更优选50质量%~90质量%,进一步优选55质量%~90质量%。此外,还优选在涂布组合物中添加有机钛化合物的聚合物(预先进行有机钛化合物的水解而交联的物质)或氧化钛微粒。
本发明中高折射率层和中折射率层可以含有金属氧化物粒子作为微粒,还可以含有粘合剂聚合物。
如果将上述采用涂布液调制法水解/聚合的有机钛化合物和金属氧化物粒子组合,金属氧化物粒子和水解/聚合的有机钛化合物牢固地粘合,可以得到兼具粒子具有的硬度和均匀膜的柔软性的牢固涂膜。
高折射率层和中折射率层中使用的金属氧化物粒子优选折射率为1.80~2.80,更优选为1.90~2.80。金属氧化物粒子的初级粒子的重量平均粒径优选为1~150nm,更优选为1~100nm,最优选为1~80nm。层中金属氧化物粒子的重量平均粒径优选为1~200nm,更优选为5~150nm,进一步优选为10~100nm,最优选为10~80nm。金属氧化物粒子的平均粒径如果为20~30nm以上,可以采用光散射法进行测定,如果为20~30nm以下,可以采用电子显微镜照相进行测定。金属氧化物粒子的比表面积采用BET法测定的值优选为10~400m2/g,更优选为20~200m2/g,最优选为30~150m2/g。
作为金属氧化物粒子的例子,其为具有从Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、AS、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P和S中选取的至少1种元素的金属氧化物,具体可以列举二氧化钛(例如金红石型、金红石型/锐钛型的混晶、锐钛型、无定形结构)、氧化锡、氧化铟、氧化锌和氧化锆。其中特别优选氧化钛、氧化锡和氧化铟。金属氧化物粒子可以以这些金属的氧化物为主成分,还含有其他元素。所谓主成分,是指在构成粒子的成分中含量(质量%)最多的成分。作为其他元素的例子,可以列举Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、AS、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P和S等。
金属氧化物粒子优选进行表面处理。表面处理可以使用无机化合物或有机化合物实施。作为表面处理中使用的无机化合物的例子,可以列举氧化铝、二氧化硅、氧化锆和氧化铁。其中优选氧化铝和二氧化硅。作为表面处理中使用的有机化合物的例子,可以列举多元醇、链烷醇胺、硬脂酸、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。其中最优选硅烷偶联剂。
作为具体的硅烷偶联剂的例子,可以列举甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三乙酰氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、γ-(β-缩水甘油氧基乙氧基)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和β-氰乙基三乙氧基硅烷。
此外,作为相对于硅具有2个取代烷基的硅烷偶联剂的例子,可以列举二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基苯基二乙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷和甲基乙烯基二乙氧基硅烷。
其中优选分子内具有双键的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷,相对于硅具有2个取代烷基的γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷和甲基乙烯基二乙氧基硅烷,特别优选γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
可以将2种以上的偶联剂并用。除了上述所示的硅烷偶联剂外,可以使用其他的硅烷偶联剂。作为其他的硅烷偶联剂,可以列举原硅酸的烷基酯(例如原硅酸甲酯、原硅酸乙酯、原硅酸正丙酯、原硅酸异丙酯、原硅酸正丁酯、原硅酸仲丁酯、原硅酸叔丁酯)及其水解物。
采用偶联剂的表面处理可以通过在微粒的分散物中加入偶联剂,在从室温到60℃的温度下将分散物放置几小时到10天进行实施。为了促进表面处理反应,可以在分散物中添加无机酸(例如硫酸、盐酸、硝酸、铬酸、次氯酸、硼酸、原硅酸、磷酸、碳酸)、有机酸(例如乙酸、聚丙烯酸、苯磺酸、苯酚、聚谷氨酸)或它们的盐(例如金属盐、铵盐)。
这些硅烷偶联剂优选预先用所需量的水进行水解。如果将硅烷偶联剂水解,上述有机钛化合物和金属氧化物粒子的表面容易反应,形成更牢固的膜。此外,还优选将水解的硅烷偶联剂预先加入到涂布液中。在该水解中使用的水也可以用于有机钛化合物的水解/聚合。
在本发明中可以将2种以上的表面处理组合进行处理。金属氧化物粒子的形状优选为米粒状、球状、立方体状、纺锤状或无定形。可以将2种以上的金属氧化物粒子在高折射率层和中折射率层中并用。
高折射率层和中折射率层中金属氧化物粒子的比例优选为5~90质量%,更优选为10~85质量%,进一步优选为20~80质量%。当含有微粒时,上述有机钛化合物的单体、低聚物或它们的水解物的比例,相对于涂布液所含固体成分为1~50质量%,优选1~40质量%,更优选1~30质量%。
上述金属氧化物粒子以分散于介质中的分散体的状态供给到用于形成高折射率层和中折射率层的涂布液中。作为金属氧化物粒子的分散介质,优选使用沸点60~170℃的液体。作为分散溶剂的具体例,可以列举水、醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苄醇)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯)、脂肪族烃(例如己烷、环己烷)、卤代烃(例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)、芳香族烃(例如苯、甲苯、二甲苯)、酰胺(例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮)、醚(例如二乙醚、二噁烷、四氢呋喃)、醚醇(例如1-甲氧基-2-丙醇)。其中特别优选甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮和丁醇。
此外,金属氧化物粒子可以使用分散机分散到介质中。作为分散机的例子,可以列举砂磨机(例如带有销钉的珠磨机)、高速叶轮磨机、卵石球磨机、辊碾机、アトライタ一和胶体磨。特别优选砂磨机和高速叶轮磨机。此外,可以实施预分散处理。作为预分散处理中使用的分散机的例子,可以列举球磨机、三辊碾机、捏合机和挤出机。
本发明中的高折射率层和中折射率层优选使用具有交联结构的聚合物(以下也称为交联聚合物)作为粘合剂聚合物。作为交联聚合物的例子,可以列举聚烯烃等具有饱和烃链的聚合物(以下总称为聚烯烃)、聚醚、聚脲、聚氨酯、聚酯、聚胺、聚酰胺和蜜胺树脂等的交联物。其中,优选聚烯烃、聚醚和聚氨酯的交联物,更优选聚烯烃和聚醚的交联物,最优选聚烯烃的交联物。此外,更优选交联聚合物具有阴离子性基团。阴离子性基团具有维持无机微粒的分散状态的功能,交联结构具有赋予聚合物形成皮膜的能力从而使皮膜强化的功能。上述阴离子性基团可以直接与聚合物链结合,也可以通过连结基团与聚合物链结合,但优选通过连结基团作为侧链与主链结合。
作为阴离子性基团的例子,可以列举羧酸基(羧基)、磺酸基(磺基)和磷酸基(亚磷酸基)。其中,优选磺酸基和磷酸基。这里,阴离子性基团可以为盐的状态。与阴离子性基团形成盐的阳离子优选为碱金属离子。此外,阴离子性基团的质子可以解离。将阴离子性基团和聚合物链结合的连结基团优选为从-CO-、-O-、亚烷基、亚芳基和这些的组合中选取的二价基团。作为优选的粘合剂聚合物的交联聚合物优选具有以下重复单元的共聚物:具有阴离子性基团的重复单元和具有交联结构的重复单元。在这种情况下,共聚物中具有阴离子性基团的重复单元的比例优选为2~96质量%,更优选为4~94质量%,最优选为6~92质量%。重复单元可以具有2个以上的阴离子性基团。
在具有阴离子性基团的交联聚合物中可以含有其他重复单元(既不具有阴离子性基团也不具有交联结构的重复单元)。作为其他重复单元,优选具有氨基或季铵基的重复单元和具有苯环的重复单元。氨基或季铵基与阴离子性基团同样,具有维持无机微粒的分散状态的功能。苯环具有提高高折射率层的折射率的功能。此外,氨基、季铵基和苯环即使包含在具有阴离子性基团的重复单元或具有交联结构的重复单元中,也能获得同样的效果。
在含有上述具有氨基或季铵基的重复单元作为构成单元的交联聚合物中,氨基或季铵基可以直接结合到聚合物链上,或者通过连结基团作为侧链结合到聚合物链上,但更优选后者。氨基或季铵基优选为仲氨基、叔氨基或季铵基,更优选为叔氨基或季铵基。作为结合到仲氨基、叔氨基或季铵基的氮原子上的基团,优选烷基,更优选碳原子数1~12的烷基,进一步优选碳原子数1~6的烷基。季铵基的反离子优选卤化物离子。将氨基或季铵基和聚合物链结合的连结基团,优选从-CO-、-NH-、-O-、亚烷基、亚芳基和这些的组合中选取的2价基团。当交联聚合物含有具有氨基或季铵基的重复单元时,其比例优选为0.06~32质量%,更优选为0.08~30质量%,最优选为0.1~28质量%。
交联聚合物优选通过将用于生成交联聚合物的单体配合,调制用于形成高折射率层和中折射率层的涂布液,在涂布液涂布的同时或涂布后采用聚合反应生成。在生成交联聚合物的同时,形成各层。具有阴离子性基团的单体在涂布液中起到无机微粒的分散剂的作用。具有阴离子性基团的单体相对于无机微粒,优选使用1~50质量%,更优选5~40质量%,进一步优选10~30质量%。此外,具有氨基或季铵基的单体在涂布液中起到分散助剂的作用。具有氨基或季铵基的单体相对于具有阴离子性基团的单体,优选使用3~33质量%。在涂布液涂布的同时或涂布后,通过采用聚合反应生成交联聚合物的方法可以使这些单体在涂布液涂布前有效地发挥作用。
作为本发明中使用的单体,最优选具有2个以上烯键式不饱和基团的单体,作为其例子,可以列举多元醇和(甲基)丙烯酸的酯(例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,2,3-环己烷四甲基丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯)、乙烯基苯及其衍生物(例如1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙酯、1,4-二乙烯基环己酮)、乙烯基砜(例如二乙烯基砜)、丙烯酰胺(例如亚甲基二丙烯酰胺)和甲基丙烯酰胺等。具有阴离子性基团的单体和具有氨基或季铵基的单体可以使用市售的单体。作为优选使用的市售的具有阴离子性基团的单体,可以列举KAYAMARPM-21、PM-2(日本化药(株)制),AntoxMS-60、MS-2N、MS-NH4(日本乳化剂(株)制),アロニツクスM-5000、M-6000、M-8000系列(东亚合成化学工业(株)制),ビスコ一ト#2000系列(大阪有机化学工业(株)制),ニユ一アロンテイアGX-8289(第一工业制药(株)制),NKエステルCB-1、A-SA(新中村化学工业(株)制),AR-100、MR-100、MR-200(第八化学工业(株)制)等。此外,作为优选使用的市售的具有氨基或季铵基的单体,可以列举DMAA(大阪有机化学工业(株)制),DMAEA、DMAPAA(兴人(株)制),ブレンマ一QA(日本油脂(株)制),ニユ一フロンテイアC-1615(第一工业制药(株)制)等。
聚合物的聚合反应可以使用光聚合反应或热聚合反应。特别优选光聚合反应。优选在聚合反应中使用聚合引发剂。可以列举例如为了形成硬涂层的粘合剂聚合物而使用的后述的热聚合引发剂和光聚合引发剂。
作为聚合引发剂,可以使用市售的聚合引发剂。除了聚合引发剂外,可以使用聚合促进剂。聚合引发剂和聚合促进剂的添加量优选为单体总量的0.2~10质量%的范围。可以将涂布液(含有单体的无机微粒的分散液)加热从而促进单体(或低聚物)的聚合。此外,可以在涂布后的光聚合反应后进行加热,对形成的聚合物的热固化反应进行追加处理。
在中折射率层和高折射率层中优选使用折射率较高的聚合物。作为折射率高的聚合物的例子,可以列举聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、蜜胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂和环状(脂环式或芳香族)异氰酸酯与多元醇反应得到的聚氨酯。由于折射率高,具有其他环状(芳香族、杂环式、脂环式)基团的聚合物、具有氟以外的卤素原子作为取代基的聚合物也可以使用。
作为可以用于本发明的低折射率层,可以使用由通过热或电离放射线交联的含氟树脂(以下也称为“交联前的含氟树脂”)的交联构成的低折射率层、采用溶胶凝胶法的低折射率层、或使用微粒和粘合剂聚合物并且在微粒间或微粒内部具有空隙的低折射率层等,但能够适用于本发明的低折射率层优选为主要使用微粒和粘合剂聚合物的低折射率层。当为粒子内部具有空隙(也称为中空微粒)的低折射率层时,由于进一步使折射率降低,因此特别优选。低折射率层的折射率如果低,则防反射性能改善,因此优选,但从给予低折射率层强度的观点出发则变得困难。均衡起见,低折射率层的折射率优选为1.45以下,更优选为1.30~1.50,进一步优选为1.35~1.49,特别优选为1.35~1.45。
此外,上述低折射率层的调制方法可以适当组合使用。
作为交联前的含氟树脂,优选列举含氟乙烯基单体和用于赋予交联性基团的单体形成的含氟共聚物。作为上述含氟乙烯基单体单元的具体例,可以列举例如氟代烯烃类(例如一氟乙烯、二氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯等)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化烷基酯衍生物类(例如ビスコ一ト6FM(大阪有机化学制)、M-2020(大金制)等)、完全或部分氟化乙烯基醚类等。作为用于赋予交联性基团的单体,除了甲基丙烯酸缩水甘油酯以及乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基缩水甘油醚等分子内预先具有交联性官能团的乙烯基单体外,可以列举具有羧基或羟基、氨基、磺酸基等的乙烯基单体(例如(甲基)丙烯酸、羟甲基(甲基)丙烯酸酯、羟烷基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯、羟烷基乙烯基醚、羟烷基烯丙基醚等)。后者通过共聚后加入具有与聚合物中的官能团反应的基团和另一个以上的反应性基团的化合物,可以引入交联结构,这在特开平10-25388号、特开平10-147739号中记载。交联性基团的例子可以列举丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶基、噁唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基等。含氟共聚物通过在加热下反应的交联基团、或烯键式不饱和基团和热自由基产生剂或环氧基与热酸产生剂等的组合,当在加热下进行交联时为热固化型;通过烯键式不饱和基团和热自由基产生剂或环氧基与光酸产生剂的组合,当在光(优选紫外线、电子束等)的照射下进行交联时为电离放射线固化型。
此外,除了上述单体,还可以将含氟乙烯基单体和用于赋予交联性基团的单体以外的单体并用,将形成的含氟共聚物用作交联前的含氟树脂。对可以并用的单体并无特别限定,可以列举例如烯烃类(乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯等)、丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯)、甲基丙烯酸酯类(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等)、苯乙烯衍生物(苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等)、乙烯基醚类(甲基乙烯基醚等)、乙烯基酯类(醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等)、丙烯酰胺类(N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺等)、甲基丙烯酰胺类、丙烯腈衍生物等。此外,为了赋予光滑性、防污性,还优选在含氟共聚物中引入聚有机硅氧烷骨架、全氟聚醚骨架。其可以通过例如末端具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基醚基、苯乙烯基等的聚有机硅氧烷或全氟聚醚与上述单体的聚合,末端具有自由基产生基团的聚有机硅氧烷或全氟聚醚与上述单体的聚合,具有官能团的聚有机硅氧烷或全氟聚醚与含氟共聚物的反应等制备。
为了形成交联前的含氟共聚物而使用的上述各单体的使用比例如下:含氟乙烯基单体优选20~70摩尔%,更优选40~70摩尔%;用于赋予交联性基团的单体优选1~20摩尔%,更优选5~20摩尔%;并用的其他单体优选10~70摩尔%,更优选10~50摩尔%的比例。
含氟共聚物可以通过在自由基聚合引发剂存在下,对这些单体采用溶液聚合、本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合法等方法进行聚合而制备。
交联前的含氟树脂市场有售,因此可以使用。作为市售的交联前的含氟树脂的例子,可以列举サイトツプ(旭硝子制)、特氟隆(注册商标)AF(杜邦制)、聚偏二氟乙烯、ルミフロン(旭硝子制)、オプスタ一(JSR制)等。
以交联的含氟树脂为构成成分的低折射率层,优选动摩擦系数在0.03~0.15的范围内,与水的接触角在90~120度的范围内。
从折射率调整的方面出发,优选以交联的含氟树脂为构成成分的低折射率层含有后述的无机粒子。此外,还优选对无机微粒实施表面处理后使用。作为表面处理法,包括等离子放电处理、电晕放电处理这样的物理表面处理和使用偶联剂的化学表面处理,但优选使用偶联剂。作为偶联剂,优选使用有机烷氧基金属化合物(例如钛偶联剂、硅烷偶联剂等)。当无机微粒是二氧化硅时,使用硅烷偶联剂进行处理特别有效。
此外,作为低折射率层用的原材料,也可以使用各种溶胶凝胶材料。作为该溶胶凝胶材料,可以使用金属醇盐(硅烷、钛、铝、锆等的醇盐)、有机烷氧基金属化合物及其水解物。特别优选烷氧基硅烷、有机烷氧基硅烷及其水解物。作为这些的例子,可以列举四烷氧基硅烷(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等)、烷基三烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷等)、芳基三烷氧基硅烷(苯基三甲氧基硅烷等)、二烷基二烷氧基硅烷、二芳基二烷氧基硅烷等。此外,也优选使用具有各种官能团的有机烷氧基硅烷(乙烯基三烷氧基硅烷、甲基乙烯基二烷氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三烷氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三烷氧基硅烷、γ-氨丙基三烷氧基硅烷、γ-巯丙基三烷氧基硅烷、γ-氯丙基三烷氧基硅烷等)、含有全氟烷基的硅烷化合物(例如(十七氟-1,1,2,2-四癸基)三乙氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷等)。从层的低折射率化和赋予防水、防油性方面出发,特别优选使用含氟的硅烷化合物。
作为低折射率层,还优选使用下述层:使用无机或有机的微粒形成微粒间或微粒内的微孔的层。微粒的平均粒径优选为0.5~200nm,更优选为1~100nm,进一步优选为3~70nm,最优选为5~40nm的范围。微粒的粒径优选尽可能均一(单分散)。
作为无机微粒,优选其为非晶质。无机微粒优选由金属的氧化物、氮化物、硫化物或卤化物构成,更优选由金属氧化物或金属卤化物构成,最优选由金属氧化物或金属氟化物构成。作为金属原子,优选Na、K、Mg、Ca、Ba、Al、Zn、Fe、Cu、Ti、Sn、In、W、Y、Sb、Mn、Ga、V、Nb、Ta、Ag、Si、B、Bi、Mo、Ce、Cd、Be、Pb和Ni,更优选Mg、Ca、B和Si。可以使用含有两种金属的无机化合物。作为优选的无机化合物的具体例,其为SiO2或MgF2,特别优选为SiO2。
无机微粒内具有微孔的粒子例如可以通过使形成粒子的二氧化硅分子交联而形成。如果使二氧化硅分子交联,体积缩小,粒子成为多孔。具有微孔的(多孔)无机微粒可以采用溶胶-凝胶法(特开昭53-112732号、特公昭57-9051号记载)或析出法(APPLIED OPTICS、27卷、3356页(1988)记载)作为分散物直接合成。此外,也可以将采用干燥-沉淀法得到的粉体机械粉碎,得到分散物。可以使用市售的多孔无机微粒(例如SiO2溶胶)。
这些无机微粒为了形成低折射率层,优选在分散到适当的溶剂中的状态下使用。作为分散介质,优选水、醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇)和酮(例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮)。
有机微粒也优选为非晶质。有机微粒优选为采用单体的聚合反应(例如乳液聚合法)合成的聚合物微粒。优选有机微粒的聚合物含有氟原子。聚合物中氟原子的比例优选为35~80质量%,更优选为45~75质量%。此外,还优选通过例如在有机微粒内使形成粒子的聚合物交联,使体积缩小,从而形成微孔。为了使形成粒子的聚合物交联,优选使用于合成聚合物的单体的20摩尔%以上为多官能单体。多官能单体的比例更优选为30~80摩尔%,最优选为35~50摩尔%。作为在上述有机微粒的合成中使用的单体,作为用于合成含氟聚合物的含有氟原子的单体的例子,可以列举氟代烯烃类(例如一氟乙烯、二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)、丙烯酸或甲基丙烯酸的氟化烷基酯类和氟化乙烯基醚类。可以使用含有氟原子的单体和不含有氟原子的单体的共聚物。作为不含氟原子的单体的例子,可以列举烯烃类(例如乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯)、丙烯酸酯类(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯)、甲基丙烯酸酯类(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯)、苯乙烯类(例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯)、乙烯基醚类(例如甲基乙烯基醚)、乙烯基酯类(例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯)、丙烯酰胺类(例如N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺类和丙烯腈类。作为多官能单体的例子,可以列举二烯类(例如丁二烯、戊二烯)、多元醇和丙烯酸的酯(例如乙二醇二丙烯酸酯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯)、多元醇和甲基丙烯酸的酯(例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,2,4-环己烷四甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯)、二乙烯基化合物(例如二乙烯基环己烷、1,4-二乙烯基苯)、二乙烯基砜、双丙烯酰胺类(例如亚甲基双丙烯酰胺)和双甲基丙烯酰胺类。
粒子间的微孔可以通过使至少2个以上微粒重叠而形成。其中,如果最密填充粒径相等的(完全单分散的)球状微粒,则形成26体积%的空隙率的微粒间微孔。如果单纯立方填充粒径相等的球状微粒,则形成48体积%的空隙率的微粒间微孔。在实际的低折射率层中,由于存在着微粒的粒径分布、粒子内微孔,因此空隙率与上述理论值相差甚远。如果增加空隙率,则低折射率层的折射率下降。如果将微粒重叠形成微孔,通过调整微粒的粒径,粒子间微孔的大小也可以容易地调整到适度(不使光散射,低折射率层的强度不产生问题)的值。此外,通过使微粒的粒径均一,可以得到粒子间微孔的大小也均一的光学上均一的低折射率层。这样,低折射率层为微观含有微孔的多孔膜,在光学上或宏观上成为均一的膜。粒子间微孔优选被微粒和聚合物在低折射率层内封闭。封闭的空隙与向低折射率层表面打开的开口相比,具有在低折射率层表面的光散射少的优点。
通过形成微孔,低折射率层宏观的折射率值比构成低折射率层的成分的折射率的和小。层的折射率为单位体积的层的构成要素的折射率的和。微粒、聚合物这样的低折射率层的构成成分的折射率为比1大的值,而空气的折射率为1.00。因此,通过形成微孔,可以得到折射率非常低的低折射率层。
此外,在本发明中使用SiO2的中空微粒也是优选的方式。
本发明所说的中空微粒,是指具有粒子壁,其内部为空洞的粒子,例如进一步用有机硅化合物(四乙氧基硅烷等烷氧基硅烷类)将上述的微粒内部具有微孔的SiO2粒子被覆,将其细孔入口闭塞而形成的粒子。或者上述粒子壁内部的空间可以被溶剂或气体充满,例如在空气的情况下,中空微粒的折射率与通常的二氧化硅(折射率=1.46)相比能够显著降低(折射率=1.44~1.34)。通过添加这样的中空SiO2微粒,低折射率层的进一步的低折射率化成为可能。
使上述无机微粒内具有微孔的粒子成为中空的调制方法可以按照特开2001-167637号公报、2001-233611号公报记载的方法,此外,本发明中可以使用市售的中空SiO2微粒。作为市售粒子的具体例,可以列举触媒化成工业社制P-4等。
低折射率层优选含有5~50质量%的量的聚合物。聚合物具有粘接微粒,维持含有空隙的低折射率层的结构的功能。对聚合物的使用量进行调整,使其在没有填充空隙的情况下能够维持低折射率层的强度。聚合物的量优选为低折射率层的总量的10~30质量%。为了用聚合物粘接微粒,优选(1)使聚合物与微粒的表面处理剂结合,或(2)将微粒作为芯,在其周围形成聚合物壳,或者(3)使用聚合物作为微粒间的粘合剂。与(1)的表面处理剂结合的聚合物优选为(2)的壳聚合物或(3)的粘合剂聚合物。(2)的聚合物优选在低折射率层的涂布液调制前,通过聚合反应在微粒的周围形成。(3)的聚合物优选将单体添加到低折射率层的涂布液中,与低折射率层的涂布同时或涂布后,采用聚合反应形成。优选将上述(1)~(3)中2个或全部组合实施,特别优选以(1)和(3)的组合或(1)~(3)全部的组合进行实施。对(1)表面处理、(2)壳和(3)粘合剂顺次进行说明。
(1)表面处理
优选对微粒(特别是无机微粒)实施表面处理,从而改善与聚合物的亲和性。表面处理可以分为等离子放电处理、电晕放电处理这样的物理表面处理和使用偶联剂的化学表面处理。优选只实施化学表面处理或将物理表面处理与化学表面处理组合实施。作为偶联剂,优选使用有机烷氧基金属化合物(例如钛偶联剂、硅烷偶联剂)。当微粒由SiO2构成时,可以特别有效地实施采用硅烷偶联剂的表面处理。作为具体的硅烷偶联剂的例子,优选使用上述的硅烷偶联剂。
采用偶联剂的表面处理通过将偶联剂加入到微粒的分散物中,在从室温到60℃的温度下将分散物放置数小时~10天进行实施。为了促进表面处理反应,可以在分散物中添加无机酸(例如硫酸、盐酸、硝酸、铬酸、次氯酸、硼酸、原硅酸、磷酸、碳酸)、有机酸(例如醋酸、聚丙烯酸、苯磺酸、苯酚、聚谷氨酸)或这些的盐(例如金属盐、铵盐)。
(2)壳
形成壳的聚合物优选为具有饱和烃作为主链的聚合物。优选在主链或侧链上含有氟原子,更优选侧链上含有氟原子的聚合物。优选聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯,最优选氟取代醇和聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的酯。壳聚合物的折射率随着聚合物中氟原子含量的增加而降低。为了降低低折射率层的折射率,壳聚合物优选含有35~80质量%的氟原子,更优选含有45~75质量%的氟原子。含有氟原子的聚合物优选通过含有氟原子的烯键式不饱和单体的聚合反应合成。作为含有氟原子的烯键式不饱和单体的例子,可以列举氟代烯烃(例如一氟乙烯、二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)、氟代乙烯基醚和氟取代醇和丙烯酸或甲基丙烯酸。
形成壳的聚合物可以是由含有氟原子的重复单元与不合氟原子的重复单元组成的共聚物。不含氟原子的重复单元优选通过不含氟原子的烯键式不饱和单体的聚合反应得到。作为不含氟原子的烯键式不饱和单体的例子,可以列举烯烃(例如乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯)、丙烯酸酯(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯)、甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯)、苯乙烯及其衍生物(例如苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯)、乙烯基醚(例如甲基乙烯基醚)、乙烯基酯(例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯)、丙烯酰胺(例如N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺和丙烯腈。
当并用后述(3)的粘合剂聚合物时,可以将交联性官能团引入壳聚合物中,通过交联使壳聚合物和粘合剂聚合物化学结合。壳聚合物可以具有结晶性。如果壳聚合物的玻璃化转变温度(Tg)比低折射率层形成时的温度高,则维持低折射率层内的微孔容易。但是,如果Tg比低折射率层形成时的温度高,微粒不熔融粘着,低折射率层有时无法作为连续层形成(其结果强度降低)。在这种情况下,优选并用后述(3)的粘合剂聚合物,通过粘合剂聚合物使低折射率层形成为连续层。在微粒的周围形成聚合物壳,得到核壳微粒。在核壳微粒中优选含有5~90体积%的由无机微粒构成的核,更优选含有15~80体积%。可以将两种以上的核壳微粒并用。此外,可以将无壳的无机微粒和核壳粒子并用。
(3)粘合剂
粘合剂聚合物优选是具有饱和烃或聚醚作为主链的聚合物,更优选是具有饱和烃作为主链的聚合物。粘合剂聚合物优选进行交联。具有饱和烃作为主链的聚合物优选采用烯键式不饱和单体的聚合反应制备。为了得到交联的粘合剂聚合物,优选使用具有2个以上烯键式不饱和基团的单体。作为具有2个以上烯键式不饱和基团的单体的例子,可以列举多元醇和(甲基)丙烯酸的酯(例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,2,3-环己烷四甲基丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯)、乙烯基苯及其衍生物(例如1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙酯、1,4-二乙烯基环己酮)、乙烯基砜(例如二乙烯基砜)、丙烯酰胺(例如亚甲基二丙烯酰胺)和甲基丙烯酰胺。具有聚醚作为主链的聚合物优选采用多官能环氧化合物的开环聚合反应合成。可以代替具有2个以上烯键式不饱和基团的单体或除了该单体外,通过交联性基团的反应将交联结构引入粘合剂聚合物。作为交联性官能团的例子,可以列举异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶基、噁唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基。乙烯基磺酸、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、蜜胺、醚化羟甲基、酯和尿烷也可以用作用于引入交联结构的单体。可以使用如封端异氰酸酯基这样的作为分解反应的结果显示出交联性的官能团。此外,交联基团并不限于上述化合物,可以是显示上述官能团分解的结果反应性的基团。用于粘合剂聚合物的聚合反应和交联反应的聚合引发剂使用热聚合引发剂、光聚合引发剂,但更优选光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的例子,包括苯乙酮类、苯偶姻类、二苯甲酮类、氧膦类、缩酮类、蒽醌类、噻吨酮类、偶氮化合物、过氧化物类、2,3-二烷基二酮化合物类、二硫化物类、氟代胺化合物类、芳香族锍类。作为苯乙酮类的例子,可以列举2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、1-羟基二甲基苯基酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-4-甲硫基-2-吗啉基苯基乙基酮和2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮。作为苯偶姻类的例子,可以列举苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚和苯偶姻异丙醚。作为二苯甲酮类的例子,可以列举二苯甲酮、2,4-二氯二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮和对氯二苯甲酮。作为氧膦类的例子,可以列举2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧膦。
粘合剂聚合物优选通过在低折射率层的涂布液中添加单体,在低折射率层的涂布同时或涂布后通过聚合反应(根据需要还可以通过交联反应)形成。在低折射率层的涂布液中可以添加少量的聚合物(例如聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素、硝基纤维素、聚酯、醇酸树脂)。
此外,优选在本发明的低折射率层或其他折射率层中添加润滑剂,通过赋予光滑性,可以改善耐伤性。作为润滑剂,优选使用硅油或蜡状物质。例如,优选下述通式所示的化合物。
通式R1COR2
式中,R1表示碳原子数为12以上的饱和或不饱和的脂肪族烃基。优选烷基或烯基,更优选碳原子数为16以上的烷基或烯基。R2表示-OM1基(M1表示Na、K等碱金属)、-OH基、-NH2基或-OR3基(R3表示碳原子数为12以上的饱和或不饱和的脂肪族烃基,优选烷基或烯基),R2优选为-OH基、-NH2基或-OR3基。具体地说,还优选使用二十二烷酸、硬脂酰胺、二十五烷酸等高级脂肪酸或其衍生物,作为天然物的大量含有这些成分的巴西棕榈蜡、蜜蜡、地蜡。可以列举特公昭53-292号公报中公开的聚有机硅氧烷、美国专利第4275146号说明书中公开的高级脂肪酰胺、特公昭58-33541号公报、英国专利第927446号说明书或特开昭55-126238号公报和特开昭58-90633号公报中公开的高级脂肪酸酯(碳原子数10~24的脂肪酸和碳原子数10~24的醇的酯)、以及美国专利第3933516号说明书中公开的高级脂肪酸金属盐、特开昭51-37217号公报中公开的碳原子数10以下的二羧酸和脂肪族或脂环族二醇构成的聚酯化合物、特开平7-13292号公报中公开的由二羧酸和二醇构成的聚酯低聚物等。
例如,低折射率层中使用的润滑剂的添加量优选0.01mg/m2~10mg/m2。
除了金属氧化物粒子、聚合物、分散介质、聚合引发剂、聚合促进剂等外,在防反射膜的各层或其涂布液中还可以添加阻聚剂、流平剂、增粘剂、防着色剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂、抗静电剂或粘接赋予剂。
防反射膜的各层采用涂布例如浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、辊涂法、绕线棒涂布法、凹版式涂布法、挤出涂布法(美国专利2681294号)形成。可以同时涂布2个以上的层。对于同时涂布的方法,在美国专利2761791号、美国专利2941898号、美国专利3508947号、美国专利3526528号和原崎勇次著、涂布工学、253页、朝仓书店(1973)中记载。
在本发明中,在防反射膜的制造中,将上述调制的涂布液涂布到支持体上后进行干燥时,优选在60℃以上进行干燥,更优选在80℃以上进行干燥。此外,优选在露点20℃以下进行干燥,更优选在15℃以下进行干燥。更优选在涂布到支持体上后10秒以内开始干燥,与上述条件组合在获得本发明效果方面是优选的制造方法。
本发明的光学薄膜优选用于如上所述的防反射膜、硬涂膜、防眩膜、相位差膜、光学补偿膜、抗静电膜、辉度提高膜等。
(偏振片)
对本发明的偏振片进行说明。
偏振片可以采用一般的方法制作。优选对本发明的纤维素酯薄膜的背面侧进行碱皂化处理,使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液将处理的纤维素酯薄膜贴合到在碘溶液中浸渍拉伸制作的偏振膜的至少一面上。在另一面上也可以使用本发明的纤维素酯薄膜,也可以使用另外的偏振片保护膜。相对于本发明的纤维素酯薄膜,另一面上使用的偏振片保护膜可以使用市售的纤维素酯薄膜。例如,作为市售的纤维素酯薄膜,优选使用KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC8UCR-3、KC8UCR-4(以上为コニカミノルタオプト(株)制)等。或者还优选使用兼具光学补偿膜的偏振片保护膜,该光学补偿膜具有使圆盘型液晶、棒状液晶、胆甾醇型液晶等液晶化合物取向形成的光学各向异性层。例如可以采用特开2003-98348记载的方法形成光学各向异性层。通过与本发明的防反射膜组合使用,可以获得平面性优异、具有稳定的视角扩大效果的偏振片。
作为偏振片主要构成要素的偏振膜,其为只使一定方向的偏振面的光通过的元件,目前已知的具有代表性的偏振膜是聚乙烯醇类偏振膜,它是用已被碘染色的物质和二色性染料将聚乙烯醇类薄膜染色得到的。偏振膜使用通过用聚乙烯醇水溶液制膜,将其单向拉伸、染色,或者染色后进行单向拉伸,优选用硼化合物进行耐久性处理得到的薄膜。在该偏振膜的面上贴合本发明的纤维素酯薄膜的单面,形成偏振片。优选采用以完全皂化聚乙烯醇等为主成分的水系粘合剂进行贴合。
由于偏振膜进行了单向(通常为长度方向)拉伸,因此如果将偏振片放置在高温高湿的环境下,拉伸方向(通常为长度方向)会收缩,与拉伸垂直的方向(通常为宽度方向)会伸长。偏振片保护膜的膜厚越薄,偏振片的伸缩率越大,偏振膜的拉伸方向的收缩量特别大。通常,由于偏振膜的拉伸方向与偏振片保护膜的流延方向(MD方向)贴合,因此当将偏振片保护膜薄膜化时,控制流延方向的伸缩率特别重要。本发明的光学薄膜尺寸稳定性特别优异,因此适于用作该偏振片保护膜。
即,即使在60℃、90%RH的条件下进行耐久性试验,波浪状的斑也不会增加,即使是背面侧具有光学补偿膜的偏振片,在耐久性试验后,视角特性也不会变动,可以提供良好的视认性。
偏振片可以通过进一步在该偏振片的一面上贴合保护膜,在反面上贴合分离膜而构成。保护膜和分离膜在偏振片出库时、制品检查时等用于保护偏振片。在这种情况下,贴合保护膜的目的在于保护偏振片的表面,其用于将偏振片贴合到液晶片的面的反面侧。此外,分离膜用于覆盖贴合到液晶片上的粘接层,其用于将偏振片贴合到液晶元件的面侧。
(显示装置)
通过将本发明的偏振片组装到显示装置中,可以制作各种视认性优异的本发明的显示装置。本发明的防反射膜优选在反射型、透过型、半透过型LCD或TN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型、MVA型)、IPS型等各种驱动方式的LCD中使用。此外,本发明的纤维素酯薄膜的平面性优异,还优选用于等离子显示器、场致发射显示器、有机EL显示器、无机EL显示器、电子文件等各种显示装置。特别是在画面为30型以上的大画面的显示装置中,具有色斑、波浪斑少,即使长时间鉴赏也不会引起视疲劳的效果。
实施例
以下列举实施例对本发明进行具体说明,但本发明不限于这些实施例。
首先对测定方法和使用的原材料进行说明。
(相位差Ro、Rt)
使用在23℃、55%RH的环境下放置了24小时的薄膜,在相同的环境下用自动双折射计KOBRA-21ADH(王子计测机器(株)制)求得在波长590nm下薄膜的相位差。输入用阿贝折射率计测定的薄膜构成材料的平均折射率和膜厚d,得到面内相位差(Ro)和厚度方向的相位差(Rt)的值。此外,采用上述装置算出三维折射率nx、ny、nz的值。
式(I)Ro=(nx-ny)×d
式(II)Rt={(nx+ny)/2-nz}×d(式中,nx表示薄膜面内的延迟轴方向的折射率,ny表示薄膜面内的进相轴方向的折射率,nz表示薄膜厚度方向的折射率,d表示薄膜的厚度)。
(雾度)
使用雾度计(东京电色工业(株)社制T-2600DA)进行测定。
(原材料)
<纤维素树脂:90质量份>
纤维素树脂1:乙酰基的取代度为2.95、残留硫酸含量(作为硫元素)为16ppm的三乙酰纤维素
纤维素树脂2:乙酰基的取代度为1.80、丙酰基的取代度为0.65、残留硫酸含量(作为硫元素)为50ppm的纤维素乙酸丙酸酯
纤维素树脂3:乙酰基的取代度为1.90、丙酰基的取代度为0.70、残留硫酸含量(作为硫元素)为25ppm的纤维素乙酸丙酸酯
纤维素树脂4:乙酰基的取代度为2.10、丙酰基的取代度为0.70、残留硫酸含量(作为硫元素)为45ppm的纤维素乙酸丙酸酯
纤维素树脂5:乙酰基的取代度为2.0、丁酰基的取代度为0.70、残留硫酸含量(作为硫元素)为12ppm的纤维素乙酸丁酸酯
<增塑剂>
增塑剂1:三羟甲基丙烷三苯甲酸酯 10质量份
增塑剂2:磷酸三苯酯 10质量份
增塑剂3:聚酯类增塑剂样品No.3(芳香族末端酯样品)10质量份
增塑剂4:柠檬酸酯类增塑剂特开2002-62430上记载的化合物PL-11
10质量份
增塑剂5:邻苯二甲酸酯类增塑剂下述化合物-1 10质量份
化合物-1
<紫外线吸收剂>
UV-1:チヌビン109(千叶特种化学品(株)制、重均分子量:486、380nm的摩尔吸光系数=6780) 2质量份
UV-2:下述合成的高分子UV剂P-1 2质量份
UV-3:下述合成的高分子UV剂P-2 2质量份
(高分子UV剂P-1合成例)
按照下述记载的方法合成2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑(例示化合物MUV-19)。
将20.0g的3-硝基-4-氨基-苯甲酸溶解到160ml的水中,加入浓盐酸43ml。在0℃加入溶解到20ml水的8.0g亚硝酸钠后,在0℃搅拌2小时。边用碳酸钾使溶液保持为碱性,边在0℃下将该溶液滴入将17.3g的4-叔丁基苯酚溶解到水50ml和乙醇100ml得到的溶液中。边将该溶液在0℃保持1小时,再在室温下搅拌1小时。用盐酸使反应液成为酸性,将生成的沉淀物过滤后充分水洗。
将过滤的沉淀溶解到500ml的lmol/L的NaOH水溶液中,加35g锌粉后,滴入40%NaOH水溶液110g。滴入后,搅拌约2小时,进行过滤、水洗,用盐酸中和滤液使其成为中性。将析出的沉淀物过滤、水洗、干燥后,用乙酸乙酯和丙酮的混合溶剂进行再结晶,得到2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-2H-苯并三唑。
然后,在甲苯100ml中加入10.0g的2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-2H-苯并三唑和0.1g的氢醌、4.6g的甲基丙烯酸2-羟基乙酯、0.5g的对甲苯磺酸,在带有酯管的反应容器中进行10小时加热回流。将反应溶液注入水中,将析出的结晶过滤、水洗、干燥,用乙酸乙酯进行再结晶,得到作为例示化合物MUV-19的2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑。
然后,按照下述的方法合成2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑与甲基丙烯酸甲酯的共聚物(高分子UV剂P-1)。
在四氢呋喃80ml中加入上述合成例3中合成的4.0g的2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑和6.0g的甲基丙烯酸甲酯,然后加入偶氮二异丁腈1.14g。在氮气氛下加热回流9小时。将四氢呋喃减压蒸馏掉后,再溶解到20ml的四氢呋喃中,滴入到大大过量的甲醇中。滤取析出的沉淀物,在40℃下进行真空干燥,得到9.1g为灰白色粉状聚合物的高分子UV剂P-1。对该共聚物进行以标准聚苯乙烯为基准的GPC分析,确认重均分子量为9000。此外,在380nm下的单体成分的摩尔吸光系数为7320。
从NMR波谱和UV光谱中可以确认上述共聚物为2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑与甲基丙烯酸甲酯的共聚物。上述共聚物的组成大致为2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑∶甲基丙烯酸甲酯=40∶60。
(高分子UV剂P-2合成例)
在上述高分子μV剂P-1合成过程中,除了代替6.0g的甲基丙烯酸甲酯而使用5.0g的甲基丙烯酸甲酯和1.0g的甲基丙烯酸羟基乙酯外,同样地合成高分子μV剂P-2。重均分子量为9000。此外,在380nm下的单体成分的摩尔吸光系数为7320。
上述共聚物的组成大致为2(2’-羟基-5’-叔丁基-苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙基酯-2H-苯并三唑∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸羟基乙酯=40∶50∶10。
UV-4:RUVA-100(大塚化学(株)制、重均分子量:494.5、380nm的摩尔吸光系数:4340) 1质量份
UV-5:LA-31(旭电化工业(株)制、重均分子量:658.9、380nm的摩尔吸光系数:8250) 1.6质量份
UV-6:PUVA-30M(大塚化学(株)制、重均分子量:9000、380nm下的单体成分的摩尔吸光系数:600、3-(2H-1,2,3-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯乙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的组成比率=30∶70)
2质量份
其中,当将2种紫外线吸收剂并用时,使总添加量为2质量份,使并用比率为1∶1。(表中,2/3表示将UV-2、UV-3这2种并用。2/4、3/5、4/5、5/6等也相同)
<添加剂>
添加剂1:IRGANOX1010(千叶特种化学品(株)制) 0.2质量份
添加剂2:环氧化焦油(酸捕捉剂) 0.2质量份
添加剂3:HALS-1 0.2质量份
添加剂4:棒状化合物(例示化合物(10)1-trans) 1质量份
实施例1
(光学薄膜1~29的制作)
在120℃下、干燥空气中对上述纤维素树脂进行1小时热处理,在干燥空气中放冷到室温。相对于干燥的纤维素树脂90质量份,以表1的构成添加上述质量份的纤维素树脂以外的增塑剂、添加剂,用亨舍尔混合机混合后,使用挤出机加热制作颗粒,将其放冷。
在120℃下将该颗粒干燥后,使用挤出机在表1所示的熔融温度下加热熔融,立即从T型模具中挤出成型,通过拉伸辊在获得辊温度的薄膜的158℃下沿长度方向拉伸1.05倍,接着使用拉幅机在宽度方向拉伸1.2倍后缓和,边冷却边用切割将宽度方向两端部的耳部除去,再冷却到室温(20℃)后,在两端部设置高10μm、宽1.5cm的压花,卷取得到辊状的膜厚80μm、Ro为5nm、Rt为60nm的光学薄膜1。
变更为表1所示的组合物,控制拉伸,同样地得到光学薄膜2~29。偏振片保护膜2~17和19~29的Ro为4~5nm,Rt为55~65nm。光学薄膜18为在同一温度下在长度方向拉伸1.2倍,接着在宽度方向使用拉幅机拉伸1.4倍,Ro为55nm、Rt为130nm。
(评价)
对于制作的光学薄膜,如上所述进行雾度和白化斑的评价。
<雾度值的测定>
按照ASTM-D1003-52,使用东京电色工业(株)社制T-2600DA对1片薄膜试样进行测定,如下所示,将雾度分等级进行评价。
A:雾度不足0.1%
B:雾度为0.1%以上、不足0.5%
C:雾度为0.5%以上、不足1%
D:雾度为1%以上
<白化斑>
◎:无白化斑
○:发现微弱的白化斑
△:前面发现微弱的白化斑
×:白化斑明显
评价结果示于表1。
表1
光学薄膜No. | 纤维素树脂No. | 增塑剂No. | 紫外线吸收剂No. | 添加剂No. | 熔融温度(℃) | 雾度 | 白化斑 | 备注 |
1 | 1 | 1 | UV-1 | - | 230 | D | × | 比较例 |
2 | 1 | 1 | UV-2 | - | 230 | C | △ | 比较例 |
3 | 1 | 2 | UV-3 | - | 230 | D | × | 比较例 |
4 | 2 | 1 | UV-1 | - | 230 | D | △ | 比较例 |
5 | 2 | 2 | UV-2 | 1 | 230 | C | × | 比较例 |
6 | 3 | 1 | UV-1 | 1 | 230 | C | △ | 比较例 |
7 | 3 | 1 | UV-2 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
8 | 3 | 1 | UV-3 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
9 | 3 | 1 | UV-2/3 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
10 | 3 | 2 | UV-2 | 1,2 | 230 | B | ○ | 本发明 |
11 | 3 | 1 | UV-2 | 2 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
12 | 3 | 1 | UV-2 | 3 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
13 | 4 | 2 | UV-2 | 1,2 | 230 | B | ○ | 本发明 |
14 | 4 | 1 | UV-2 | 1,2 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
15 | 4 | 1 | UV-2/3 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
16 | 5 | 1 | UV-2 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
17 | 5 | 1 | UV-2/3 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
18 | 3 | 1 | UV-2 | 1,4 | 230 | A | ○ | 本发明 |
19 | 3 | 1 | UV-2/4 | 1 | 230 | B | ◎ | 本发明 |
20 | 3 | 1 | UV-2/5 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
21 | 3 | 1 | UV-3/4 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
22 | 3 | 1 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
23 | 3 | 1 | UV-4/5 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
24 | 3 | 1 | UV-4 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
25 | 3 | 1 | UV-5 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
26 | 3 | 1 | UV-6 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
27 | 3 | 1 | UV-3/6 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
28 | 3 | 1 | UV-4/6 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
29 | 3 | 1 | UV-5/6 | 1 | 230 | B | ○ | 本发明 |
可以看到,本发明的光学薄膜7~29与比较例相比,雾度、白化斑优异。
此外可以看到,使用磷酸三苯酯作为磷酸酯类增塑剂的本发明的光学薄膜10、13,本发明的效果略有降低。
实施例2
《偏振片的制作》
使用实施例1中制作的光学薄膜1~17和19~29,在其一面上形成硬涂层和防反射层,制作带有硬涂层的防反射薄膜1~17和19~29。使用其制作偏振片1~17和19~29。
<硬涂层>
涂布下述硬涂层组合物使干燥膜厚达到3.5μm,在80℃下干燥1分钟。然后用高压水银灯(80W),在150mJ/cm2的条件下使其固化,制作具有硬涂层的硬涂层薄膜。硬涂层的折射率为1.50。
<硬涂层组合物(C-1)>
二季戊四醇六丙烯酸酯(含20%左右2聚体以上的成分)108质量份
イルガキユア184(千叶特种化学品(株)制) 2质量份
丙二醇单甲醚 180质量份
乙酸乙酯 120质量份
<中折射率层>
在上述硬涂层薄膜的硬涂层上挤出下述中折射率层组合物并用涂布机进行涂布,在80℃、0.1m/秒的条件下干燥1分钟。此时,使用非接触带材气力托送装置(floater)直至指触干燥结束(用手指触摸涂布面感觉到干燥的状态)。作为非接触带材气力托送装置,使用ベルマツテイク社制的水平带材气力托送装置类型的空气室。带材气力托送装置内静压为9.8kPa,使其以约2mm沿宽度方向均匀浮起而搬运。干燥后,使用高压水银灯(80W),照射130mJ/Gm2的紫外线使其固化,制作具有中折射率层的中折射率层薄膜。该中折射率层薄膜的中折射率层的厚度为84nm,折射率为1.66。
<中折射率层组合物>
20%ITO微粒分散物(平均粒径70nm、异丙醇溶液) 100g
二季戊四醇六丙烯酸酯 6.4g
イルガキユア184(千叶特种化学品(株)制) 1.6g
四丁氧基钛 4.0g
10%FZ-2207(日本ユニカ一社制、丙二醇单甲醚溶液) 3.0g
异丙醇 530g
甲基乙基酮 90g
丙二醇单甲醚 265g
<高折射率层>
在上述中折射率层上挤出下述高折射率层组合物并用涂布机进行涂布,在80℃、0.1m/秒的条件下干燥1分钟。此时,使用非接触带材气力托送装置直至指触干燥结束(用手指触摸涂布面感觉到干燥的状态)。使非接触带材气力托送装置与中折射率层形成时的条件相同。干燥后,使用高压水银灯(80W),照射130mJ/cm2的紫外线使其固化,制作具有高折射率层的高折射率层薄膜。
<高折射率层组合物>
四(正)丁氧基钛 95质量份
二甲基聚硅氧烷(信越化学社制KF-96-1000CS) 1质量份
γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(信越化学社制KBM503)
5质量份
丙二醇单甲醚 1750质量份
异丙醇 3450质量份
甲基乙基酮 600质量份
此外,该高折射率层薄膜的高折射率层的厚度为50μm,折射率为1.83。
<低折射率层>
首先调制二氧化硅系微粒(空洞粒子)。
(二氧化硅系微粒P-1的调制)
将平均粒径为5nm、SiO2浓度为20质量%的二氧化硅溶胶100g和纯水1900g的混合物加热到80℃。该反应母液的pH为10.5,在相同的母液中同时添加作为SiO2的0.98质量%的硅酸钠水溶液9000g和作为Al2O3的1.02质量%的铝酸钠水溶液9000g。其间将反应液的温度保持在80℃。反应液的pH在添加刚结束后上升到12.5,然后几乎没有变化。添加结束后,将反应液冷却到室温,用超过滤膜进行洗涤,调制固体成分浓度20质量%的SiO2·Al2O3核粒子分散液。(工序(a))
在该核粒子分散液500g中加入纯水1700g并加热到98℃,边保持该温度边添加用阳离子交换树脂对硅酸钠水溶液进行脱碱得到的硅酸液(SiO2浓度3.5质量%)3000g,得到形成了第1二氧化硅被覆层的核粒子的分散液。(工序(b))
然后,在用超过滤膜洗涤成为固体成分浓度13质量%的形成了第1二氧化硅被覆层的核粒子分散液500g中加入纯水1125g,再滴入浓盐酸(35.5%)使pH达到1.0,进行脱铝处理。然后,边加入pH3的盐酸水溶液10L和纯水5L边用超过滤膜将溶解的铝盐分离,调制将形成了第1二氧化硅被覆层的核粒子的构成成分的一部分除去的SiO2·Al2O3多孔粒子的分散液(工序(c))。将上述多孔粒子分散液1500g以及纯水500g、乙醇1750g和28%氨水626g的混合液加热到35℃,然后添加硅酸乙酯(SiO228质量%)104g,用硅酸乙酯的水解缩聚物被覆形成了第1二氧化硅被覆层的多孔粒子的表面,形成第2二氧化硅被覆层。然后,使用超过滤膜调制将溶剂置换为乙醇的固体成分浓度20质量%的二氧化硅系微粒的分散液。
该二氧化硅系微粒的笫1二氧化硅被覆层的厚度、平均粒径、MOx/SiO2(摩尔比)和折射率示于表2。这里,平均粒径采用动态光散射法测定,折射率使用CARGILL制的Seriesa、AA作为标准折射液,采用以下方法测定。
<粒子的折射率的测定方法>
(1)将粒子分散液采样到蒸发器中,使分散介质蒸发。
(2)在120℃下使其干燥,成为粉末。
(3)将折射率已知的标准折射液2、3滴滴到玻璃板上,将上述粉末与其混合。
(4)采用各种标准折射液进行上述(3)的操作,将混合液变为透明时的标准折射液的折射率作为胶体粒子的折射率。
表2
序号 | 核粒子 | 二氧化硅被覆层 | 外壳 | 二氧化硅系微粒 | ||||
种类 | Mox/SiO2摩尔比 | 第1层厚度(nm) | 第2层厚度(nm) | 厚度(nm) | Mox/SiO2摩尔比 | 平均粒径(nm) | 折射率 | |
P-1 | Al/Si | 0.5 | 3 | 5 | 8 | 0.0017 | 47 | 1.28 |
(低折射率层的形成)
相对于将95mol%的Si(OC2H5)4和5mol%的C3F7-(OC3F6)24-O-(CF2)2-C2H4-O-CH2Si(OCH3)3混合的基质,添加35质量%的平均粒径60nm的上述二氧化硅系微粒P-1,使用1.0N-HCl作为催化剂,调制进一步用溶剂稀释的低折射率涂布剂。使用模压涂布法在上述活性射线固化树脂层或高折射率层上涂布膜厚100nm的涂布溶液,在120℃下干燥1分钟后,进行紫外线照射,形成折射率1.37的低折射率层。
如上所述制作防反射薄膜1~17和19~29。
然后,将厚度为120μm的聚乙烯醇薄膜进行单向拉伸(温度110℃、拉伸倍率5倍)。将其浸渍到由碘0.075g、碘化钾5g、水100g组成的水溶液中60秒钟,然后浸渍到由碘化钾6g、硼酸7.5g、水100g组成的68℃的水溶液中。对其进行水洗、干燥,得到偏振膜。
然后,按照下述工序1~5将偏振膜和上述防反射薄膜1~17和19~29、背面侧的纤维素酯薄膜贴合,制作偏振片。背面侧的偏振片保护膜使用市售的作为纤维素酯薄膜的コニカミノルタタツクKC8UCR-4(コニカミノルタオプト(株)制),分别成为偏振片1~17和19~29。
工序1:在60℃的2mol/L的氢氧化钠溶液中浸渍90秒钟,然后进行水洗干燥,得到将与偏振器贴合侧皂化的上述防反射薄膜。
工序2:将上述偏振膜在固体成分2质量%的聚乙烯醇粘接剂槽中浸渍1~2秒。
工序3:将工序2中附着在偏振膜上的过剩的粘接剂轻轻擦掉,将其放置在工序1中处理的光学薄膜上叠层。
工序4:在压力20~30N/cm2、搬运速度约2m/分下将工序3中叠层的防反射膜试样和偏振膜和纤维素酯薄膜贴合。
工序5:在80℃的干燥机中将工序4中制作的偏振膜和纤维素酯薄膜和防反射膜贴合的试样干燥2分钟,制作偏振片。
《液晶显示装置的制作》
如下所述制作进行视角测定的液晶显示板,评价作为液晶显示装置的特性。
将富士通制15型显示器VL-150SD的预先贴合的两面的偏振片剥离,分别将上述制作的偏振片1~17和19~29贴合到液晶元件的玻璃面上。
此时,该偏振片的贴合方向应使上述防反射膜的面成为液晶的观察面侧,并且使吸收轴与预先贴合的偏振片方向一致,分别制作液晶显示装置1~17和19~29。
(评价)
<硬度斑>
使用不同硬度的铅笔,在1kg负荷下按照JIS K5400所示的试验法进行硬度试验。将各个防反射膜的宽度方向分割10部分,测定各位置的铅笔硬度,按照下述的评价基准进行评价。
◎:表面上完全没有发现硬度斑
○:表面上发现很少的硬度斑
△:表面上发现少量的硬度斑
×:表面上明显地发现硬度斑
<筋斑>
目视并如下所示对防反射膜的宽度的端部产生的筋状斑进行评价。
◎:在长度方向的100m以上没有发现目视确认的斑
○:从端部开始10cm左右的部分上每隔数10m发现弱斑
△:从端部开始10cm左右的部分上发现不连续的斑
×:从端部开始10cm左右的部分上发现不连续的强斑
<视认性的评价>
对于这样得到的各液晶显示装置,在60℃、90%RH的条件下放置100小时后,返回到23℃、55%RH。其结果对显示装置的表面进行观察,发现使用本发明的防反射膜的液晶显示装置的平面性优异,与此相比,比较的偏振片发现细小的波浪状的斑,眼睛容易疲劳。
◎:表面上完全没有发现波浪状的斑
○:表面上发现很少的波浪状的斑
△:表面上发现少量细小的波浪状的斑
×:表面上发现细小的波浪状的斑
<反射色斑的评价>
对于各液晶显示装置,使画面为黑显示,目视评价表面的反射斑。
◎:没有发现反射光的色斑,看上去全黑
○:发现很少的反射光的色斑
△:发现反射光的色斑,但为实用上不成问题的水平
×:发现相当多的反射光的色斑
结果示于表3。
表3
防反射膜No. | 硬度斑 | 筋斑 | 偏振片/液晶显示装置No. | 视认性 | 反射色斑 | 备注 |
1 | × | × | 1 | × | × | 比较例 |
2 | △ | △ | 2 | △ | △ | 比较例 |
3 | × | × | 3 | × | × | 比较例 |
4 | × | × | 4 | × | × | 比较例 |
5 | △ | △ | 5 | △ | △ | 比较例 |
6 | △ | △ | 6 | △ | △ | 比较例 |
7 | ◎ | ◎ | 7 | ◎ | ◎ | 本发明 |
8 | ◎ | ◎ | 8 | ◎ | ◎ | 本发明 |
9 | ◎ | ◎ | 9 | ◎ | ◎ | 本发明 |
10 | ○ | ○ | 10 | ○ | ○ | 本发明 |
11 | ◎ | ◎ | 11 | ◎ | ◎ | 本发明 |
12 | ◎ | ◎ | 12 | ◎ | ◎ | 本发明 |
13 | ○ | ○ | 13 | ○ | ○ | 本发明 |
14 | ◎ | ◎ | 14 | ◎ | ◎ | 本发明 |
15 | ◎ | ◎ | 15 | ◎ | ◎ | 本发明 |
16 | ◎ | ◎ | 16 | ◎ | ◎ | 本发明 |
17 | ◎ | ◎ | 17 | ◎ | ◎ | 本发明 |
19 | ○ | ○ | 19 | ○ | ○ | 本发明 |
20 | ○ | ○ | 20 | ○ | ○ | 本发明 |
21 | ◎ | ◎ | 21 | ◎ | ◎ | 本发明 |
22 | ◎ | ◎ | 22 | ◎ | ◎ | 本发明 |
23 | ○ | ○ | 23 | ○ | ○ | 本发明 |
24 | ○ | ○ | 24 | ○ | ○ | 本发明 |
25 | ○ | ○ | 25 | ○ | ○ | 本发明 |
26 | ○ | ○ | 26 | ○ | ○ | 本发明 |
27 | ◎ | ◎ | 27 | ◎ | ◎ | 本发明 |
28 | ○ | ○ | 28 | ○ | ○ | 本发明 |
29 | ○ | ○ | 29 | ○ | ○ | 本发明 |
本发明的防反射膜7~17和19~29的硬度斑、筋斑少,使用其的偏振片、液晶显示装置也无反射色斑问题,具有优异的视认性
实施例3
除了代替实施例2中使用的作为背面侧的偏振片保护膜的コニカミノルタタツクKC8UCR-4(コニカミノルタオプト(株)制)而使用实施例1中制作的光学薄膜18作为背面侧的偏振片保护膜外,同样地制作偏振片、液晶显示装置,结果确认使实施例2再现,使用了本发明的构成的光学薄膜和防反射膜的偏振片、液晶显示装置也无反射色斑问题,具有优异的视认性。
实施例4
在实施例1的光学薄膜22中,除了如表4所示将增塑剂1、10质量份改变为将增塑剂3、增塑剂4、增塑剂5和增塑剂1并用外,同样地制作光学薄膜30~35,使用其涂设实施例2的防反射层,制作防反射膜30~35。然后使用制作的防反射膜,制作偏振片30~35、液晶显示装置30~35,进行与实施例1、2同样的评价。
其中,使用增塑剂3、4、5时,各个增塑剂的总添加量相对于纤维素树脂90质量份为12质量份,将增塑剂并用时使比率为1∶1。
表4
光学薄膜No. | 纤维素树脂No. | 增塑剂No. | 紫外线吸收剂No. | 添加剂No. | 熔融温度(℃) | 雾度 | 白化斑 | 备注 |
30 | 3 | 3 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
31 | 3 | 4 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
32 | 3 | 5 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
33 | 3 | 1/3 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
34 | 3 | 1/4 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
35 | 3 | 1/5 | UV-3/5 | 1 | 230 | A | ◎ | 本发明 |
表5
防反射膜No. | 硬度斑 | 筋斑 | 偏振片/液晶显示装置No. | 视认性 | 反射色斑 | 备注 |
30 | ◎ | ◎ | 30 | ◎ | ◎ | 本发明 |
31 | ◎ | ◎ | 31 | ◎ | ◎ | 本发明 |
32 | ◎ | ◎ | 32 | ◎ | ◎ | 本发明 |
33 | ◎ | ◎ | 33 | ◎ | ◎ | 本发明 |
34 | ◎ | ◎ | 34 | ◎ | ◎ | 本发明 |
35 | ◎ | ◎ | 35 | ◎ | ◎ | 本发明 |
从评价结果可以确认,本发明的光学薄膜30~35的雾度、白化斑优异,并且防反射膜30~35的硬度斑、筋斑也少,使用其的偏振片、液晶显示装置也无反射色斑问题,具有优异的视认性。
Claims (9)
1.光学薄膜的制造方法,其特征在于:至少将从酰基取代度为2.5~2.9的纤维素酯、至少具有2个苯并三唑骨架的紫外线吸收剂和重均分子量为2000~50000的紫外线吸收剂中选取的至少一种紫外线吸收剂加热熔融混合后挤出制膜。
3.权利要求1所述的光学薄膜的制造方法,其特征在于:所述重均分子量为2000~50000的紫外线吸收剂具有下述通式(2)所示的重复单元,
通式(2)
式中,n表示0~3的整数,R1~R5表示氢原子、卤素原子或取代基,X表示-COO-、-CONR7-、-OCO-或-NR7CO-,R6表示氢原子、烷基、烯基、炔基或芳基,R7表示氢原子、烷基或芳基,其中,用R6表示的基团具有聚合性基团作为部分结构。
4.权利要求1所述的光学薄膜的制造方法,其特征在于:含有1~40质量%的从多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂和苯二甲酸酯类增塑剂中选取的至少一种增塑剂,加热熔融混合后挤出制膜。
5.采用权利要求1所述的制造方法制造的光学薄膜。
6.偏振片,其特征在于:在偏振器的至少一面上使用权利要求5所述的光学薄膜。
7.具有硬涂层的光学薄膜,其特征在于:在权利要求5所述的光学薄膜上设置活性射线固化层。
8.防反射膜,其特征在于:在权利要求5所述的光学薄膜上设置防反射层。
9.显示装置,其特征在于:使用了权利要求5所述的光学薄膜。
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