JP2012509496A - 複屈折熱可塑性ポリマーを含む多層光学フィルムの等方性層 - Google Patents
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Abstract
Description
「屈折率」とは、特に指示がない限り、材料の平面内における、633nmの光を法線入射させた場合の材料の屈折率を意味する。
CoPEN−エチレングリコール及びナフタレートサブユニットを含むコポリエステル
PBN−ポリ(1,4−ブチレン2,6−ナフタレート)
CoPBN−ブタンジオール及びナフタレートサブユニットを含むコポリエステル
TA−テレフタル酸
NDA−2,6−ナフタレンジカルボン酸
EG−エチレングリコール
BD−1,4−ブタンジオール
PETg−グリコール変性PET
CoPET−エチレングリコール及びテレフタル酸サブユニットを含むコポリエステル
PBT−ポリ(ブチレンテレフタレート)
CoPBT−ブタンジオール及びテレフタル酸サブユニットを含むコポリエステル
TA−テレフタル酸
EG−エチレングリコール
BD−1,4−ブタンジオール
化学組成を決定するためのNMR
材料サンプルは、重水素化クロロホルム及びトリフルオロ酢酸の1:1混合物中に溶解させた。デュアルチャンネル・バリアンチリ(Varian Chili)プローブを装備した500MHz装置にて、1D NMRスペクトルを収集した。一体化されたモノマー組成物が、既知の特定のケミカルシフト及びピーク面積に基づいて抽出される。フェージング及びベースライン補正後、インテグレーションを実施した。
種々の試料の屈折率を、Metricon Prism coupler(Metricon Corporation,Pennington,N.J.)を用いて、MD、TD及びTM方向において測定した。MD及びTDは面内方向であり、TMはフィルム表面に対して垂直である。MD、TD及びTMの屈折率はそれぞれ、nx、ny、及びnzとして標識される。
一軸延伸フィルムの複屈折性を測定するために、面内複屈折が使用される。
二軸配向フィルムの複屈折性を測定するために、面外複屈折が使用される。
試験する多層光学フィルムを25.4mm幅のストリップ試験片に切断した。同一幅の両面接着テープ(3M Co.からのスコッチ(Scotch)(登録商標)テープ#396)を使用して、フィルムストリップ試験片をガラス基材(約50mm×150mm)に付着させた。接着テープを多層光学フィルムストリップ試験片全体の頂上に直接供し、更にガラス基材の中央部分に付着させた。また、テープストリップの長さは、手で掴むことができるよう、基材より更に長く付着したテープストリップの端でぶらさげ、未接着のままにした。フィルムの剥離(層間剥離)では、最初にフィルムストリップ試験片を過度に剥離することを避けるために、フィルムストリップ試験片の先端から1/4インチ(0.635cm)の場所を親指でしっかりと押さえ、テープストリップのこの遊離端を鋭く素早く引っ張った。次いで、剥離を始めたプラークをスリップ/ピール試験機(Slip/Peel Tester)(Instrumentors,Inc.)(オハイオ州ストロングスビル(Strongsville))に取り付けた。テープストリップに付着しているフィルムストリップ試験片部分を90°の剥離角、2.54cm/秒、25℃及び50%の相対湿度にて基材から剥離した。測定された剥離強度における誤差は、典型的には、20%以下であると推定した。
TEPA−トリエチルホスホノアセテート−Rhodia(ニュージャージー州クランベリー(Cranbury))
NaOAc−酢酸ナトリウム−Alfa Aesar(マサチューセッツ州ワードヒル(Ward Hill))
Co(OAc)2−酢酸コバルト−Shepherd Chemical(オハイオ州シンシナティ)
Zn(OAc)2−酢酸亜鉛−Mallinckrodt Baker(ニュージャージー州フィリップスバーグ)
Sb(OAc)3−三酢酸アンチモン−Arkema(ペンシルベニア州フィラデルフィア)
モノマー略称−一般的な化学的記載−供給元(所在地)
NDC−ナフタレンジカルボン酸−BP Amoco(イリノイ州ネーパービル(Naperville))
DMT−ジメチルテレフタレート−Invista(カンザス州ウィチタ(Wichita))
EG−エチレングリコール−ME Global(ミシガン州ミッドランド)
ポリエステル材料の合成:
PET、90/10 coPEN及びPENは、以下の手順に従って合成することができる。
3層収容共押出フィルムは、3層ABA(薄層/コア/薄層)フィードブロックを使用して、パイロット押出成形ラインで作製された。A層ポリマーは、ExxonからEscorene PP1024の商標名(grade name)にて市販されているポリプロピレンであり、一軸スクリュー押出機にてこれをフィードブロックの薄層チャネルへと供給した。B層ポリマーは、各サンプルの複屈折コポリエステルであり、二軸押出機によりフィードブロックのコアチャネルへと供給した。薄層/コア/薄層の供給比は1:1:1(容量)であった。総押出速度は、毎時30ポンド(13.6kg/時間)であった。押出品は、フィルムダイを使用して冷却ロール上で鋳造し、鋳造ウェブを作製した。次に、キャストウェブの試料をKARO IVバッチ延伸機(Bruckner Maschinengebau、ドイツ、ジーグスドルフ(Siegsdorff))にて、145℃の温度、延伸比1×4.5、延伸速度100%/秒及び予備加熱時間60秒にて拘束一軸延伸させた。コポリエステルの複屈折を評価するために、延伸後、ポリプロピレン薄層をはがして、コア複屈折層を露出させる。コア層の屈折率を、メトリコンプリズムカプラー(Metricon Prism coupler)(Metricon Corporation、ニュージャージー州ペニントン(Pennington))を用いて、MD、TD、及びTM方向で測定する。試験方法セクションに記載された式に基づいて、面内及び面外複屈折を計算した。
キャストウェブを1回の操作で押出し、次にフィルム延伸装置でフィルムを配向させて、246層を含む多層光学フィルムを作製した。複屈折ポリマー、ポリエチレンナフタレート(PEN)を、0.48dl/g(60重量%のフェノール/40重量%のジクロロベンゼン)の固有粘度で1つの押出成形機によって、毎時20ポンド(9.07kg/時)の速度でフィードブロックへと送り、第2材料、CoPEN5545を第2押出成形機により毎時30ポンド(13.6kg/時)の速度にてフィードブロックへと送った。第3押出成形機の薄層材料として、毎時15ポンド(6.8kg/時)の速度でPENを使用した。フィードブロック及び2層マルチプライアーを使用して、246層を作り出した。キャストウェブは、21ミル(0.53mm)厚及び6インチ(15.2cm)幅であった。その後、キャストウェブは、バッチ配向機にて約150℃で横断方向に、約100%/秒の一定速度にて一軸延伸させたが、その間、その他の面内方向では拘束させた。延伸比は、約5.0〜1であった。得られた多層光学フィルムは、良好な偏光効果を有するが、その層間接着力は100g/インチ(39.4g/cm)未満として測定される(表6)。
キャストウェブを1回の操作で押出し、次にフィルム延伸装置でフィルムを配向させて、246層を含む多層光学フィルムを作製した。複屈折ポリマー、ポリエチレンナフタレート(PEN)を、0.48dl/g(60重量%のフェノール/40重量%のジクロロベンゼン)の固有粘度で1つの押出成形機によって、毎時20ポンド(9.07kg/時)の速度でフィードブロックへと送り、第2材料を第2押出成形機により毎時30ポンド(13.6kg/時)の速度にてフィードブロックへと送った。第2材料は、2種の複屈折ポリマー(PEN及びPET)の重量比60:40のブレンドであった。第3押出成形機の薄層材料として、毎時15ポンド(6.8kg/時)の速度でPENを使用した。フィードブロック及び2層マルチプライアーを使用して、246層を作り出した。キャストウェブは、21ミル(0.53mm)厚及び6インチ(15.2cm)幅であった。その後、キャストウェブは、バッチ配向機にて約150℃で横断方向に、約100%/秒の一定速度にて一軸延伸させたが、その間、その他の面内方向では拘束させた。延伸比は、約5.0〜1であった。得られた多層光学フィルムは、良好な偏光効果を有し、1500g/インチ(590g/cm)超として測定される優れた層間接着力を有する(表6)。
キャストウェブを1回の操作で押出し、次にフィルム延伸装置でフィルムを配向させて、246層を含む多層光学フィルムを作製した。複屈折ポリマー、ポリエチレンナフタレート(PEN)を、0.48dl/g(60重量%のフェノール/40重量%のジクロロベンゼン)の固有粘度で1つの押出成形機によって、毎時20ポンド(9.07kg/時)の速度でフィードブロックへと送り、第2材料を第2押出成形機により毎時30ポンド(13.6kg/時)の速度にてフィードブロックへと送った。第2材料は、2種の複屈折ポリマー(PEN及びPET)の重量比50:50のブレンドであった。第3押出成形機の薄層材料として、毎時15ポンド(6.8kg/時)の速度でPENを使用した。フィードブロック及び2層マルチプライアーを使用して、246層を作り出した。キャストウェブは、21ミル(0.53mm)厚及び6インチ(15.2cm)幅であった。その後、キャストウェブは、バッチ配向機にて約150℃で横断方向に、約100%/秒の一定速度にて一軸延伸させたが、その間、その他の面内方向では拘束させた。延伸比は、約5.0〜1であった。得られた多層光学フィルムは、良好な偏光効果を有し、1500g/インチ(590g/cm)超として測定される優れた層間接着力を有する(表6)。
Claims (29)
- (a)少なくとも0.15の面内複屈折を632.8nmにて有する複屈折熱可塑性ポリマーを含む少なくとも1つの第1光学層と、
(b)0.040未満の面内複屈折を632.8nmにて有する少なくとも1つの第2光学層と、を含み、前記第2光学層が、少なくとも1つの複屈折熱可塑性ポリマー及び少なくとも1つの第2熱可塑性ポリマーからなる、20〜80モル%の共重合ブレンドを含む、多層光学フィルム。 - 前記第1光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーが、前記第2光学層の前記共重合ブレンドよりも少なくとも10℃高いTgを有する、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記第1光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーが、PEN又はcoPENを含む、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記coPENが、100モル%のカルボキシレートサブユニットに対して、少なくとも70モル%のナフタレートサブユニットを含む、請求項3に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーが、PEN、coPEN、PBN、又はcoPBNを含む、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記coPENが、100モル%のカルボキシレートサブユニットに対して、少なくとも70モル%のナフタレートサブユニットを含む、請求項5に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層の前記第2熱可塑性ポリマーが、PET、PETg、coPET、PBT、及びcoPBTからなる群から選択される、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記coPETが、100モル%のカルボキシレートサブユニットに対して、少なくとも50モル%のテレフタレートサブユニットを含む、請求項7に記載の多層光学フィルム。
- 前記第1光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーと、前記第2光学層の前記共重合ブレンドの前記複屈折ポリマーとが、同一カルボキシレートサブユニット及びグリコールサブユニットを少なくとも90モル%含む、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層の前記共重合ブレンドが、50%未満のランダム性(%)を有する、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層の前記共重合ブレンドが、25%未満のランダム性(%)を有する、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記共重合ブレンドが、A−Bマルチブロックコポリマー構造体を含み、前記Aブロックが前記複屈折熱可塑性ポリマーを含み、前記Bブロックが前記第2熱可塑性ポリマーを含む、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記A−Bマルチブロックコポリマー構造体が、少なくとも6の平均ブロック長を有する、請求項12に記載の多層光学フィルム。
- 前記A−Bマルチブロックコポリマー構造体が、25以下の平均ブロック長を有する、請求項12に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層が、30〜70モル%の1つ以上の複屈折熱可塑性ポリマーを含む、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層が、40〜60モル%の1つ以上の複屈折熱可塑性ポリマーを含む、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記共重合ブレンドの前記第2熱可塑性ポリマーが、前記第1光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーよりも少なくとも15℃低いTgを有する、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層が、少なくとも2つのポリマーのブレンドを含み、前記ブレンドのTgよりも15℃まで高い温度にて延伸した際に、各ポリマーが少なくとも0.10の面内複屈折を632.8nmにて有する、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 少なくとも0.15の面内複屈折を632.8nmにて有する少なくとも1つの第1光学層であって、100%のカルボキシレートサブユニットに対して少なくとも70モル%のナフタレートサブユニットを含む複屈折熱可塑性ポリマーを含む第1光学層と、
0.040未満の面内複屈折を632.8nmにて有する少なくとも1つの第2光学層と、を含み、前記第2光学層が、100%のカルボキシレートサブユニットに対して少なくとも20モル%のナフタレートサブユニットを含む複屈折熱可塑性ポリマーと、少なくとも1つの第2熱可塑性ポリマーの共重合ブレンドと、を含み、前記共重合ブレンドが前記第1光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーよりも少なくとも10℃低いTgを有する、多層光学フィルム。 - 前記第1光学層の前記複屈折熱可塑性ポリマーのTgよりも30℃まで高い温度にて、かつ前記第2光学層の前記共重合ブレンドのTgよりも少なくとも35℃高い温度にて、フィルムが配向される、請求項19に記載の多層光学フィルム。
- 前記多層光学フィルムが反射偏光子である、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 前記多層光学フィルムがミラーである、請求項1に記載の多層光学フィルム。
- 光学フィルムであって、
請求項1に記載の前記多層光学フィルムを含むベース層と、
前記ベース層上に配置されたマイクロ構造化表面層と、を含む、光学フィルム。 - 前記微細構造化表面が、重合性樹脂組成物の反応生成物を含む、請求項23に記載の光学フィルム。
- 前記重合性樹脂組成物が、表面修飾ジルコニアナノ粒子を更に含む、請求項24に記載の光学フィルム。
- 100モル%のカルボキシレートサブユニットに対して、少なくとも70モル%のナフタレートサブユニットを含む、632.8nmにて少なくとも0.15の面内複屈折を有する少なくとも1つの第1光学層と、
632.8nmにて0.040未満の面内複屈折性を有する少なくとも1つの第2光学層と、を含み、前記第2光学層が、100モル%のカルボキシレートユニットに対して少なくとも20モル%のナフタレートユニットを含み、該多層光学フィルムが、少なくとも6の反復単位の平均ブロック長を有するポリエチレンナフタレートのブロックを含む、多層光学フィルム。 - A−Bマルチブロックコポリマー構造体が、25以下の平均ブロック長を有する、請求項26に記載の多層光学フィルム。
- 前記第2光学層が、100モル%のカルボキシレートユニットに対して75モル%以下のナフタレートユニットを含む、請求項26に記載の多層光学フィルム。
- 100モル%のカルボキシレートに対して、少なくとも70モル%のナフタレートサブユニットを含む、632.8nmにて少なくとも0.15の面内複屈折を有する少なくとも1つの第1光学層と、
632.8nmにて0.040未満の面内複屈折性を有する少なくとも1つの第2光学層と、を含み、前記第2光学層が、100モル%のカルボキシレートサブユニットに対して少なくとも20モル%のナフタレートサブユニットを含み、該多層光学フィルムが、90°剥離試験によれば少なくとも500g/インチ(196.9g/cm)の粘着力の中間層を示す、多層光学フィルム。
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