JP7287387B2 - Strontium carbonate particles, optical film and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、炭酸ストロンチウム粒子、炭酸ストロンチウム粒子を含む光学フィルム、及び当該光学フィルムを含む画像表示装置に関する。 The present invention relates to strontium carbonate particles, an optical film containing strontium carbonate particles, and an image display device containing the optical film.
例えば、液晶表示装置のような様々な装置に、光の位相差を制御するための光学フィルムが使用されている。光学フィルムの特性を調節するため、光学フィルムの位相差(面内位相差)及び複屈折(面内複屈折)を制御する試みが成されている。特許文献1~5は、高分子樹脂からなる光学材料に、微粒子状の炭酸ストロンチウムを含有させることによって、複屈折を調節することを開示している。 For example, optical films for controlling the phase difference of light are used in various devices such as liquid crystal display devices. Attempts have been made to control the retardation (in-plane retardation) and birefringence (in-plane birefringence) of the optical film in order to adjust the properties of the optical film. Patent Documents 1 to 5 disclose adjustment of birefringence by incorporating microparticles of strontium carbonate into an optical material made of polymer resin.
特許文献1~5では、高分子樹脂からなる光学材料に、微粒子状の炭酸ストロンチウムを含有させることによって、複屈折を調節することが記載されているものの、炭酸ストロンチウム固有の位相差の発現性を高めることについては未だ改善の余地がある。 Patent Documents 1 to 5 describe that birefringence is adjusted by including fine particles of strontium carbonate in an optical material made of a polymer resin. There is still room for improvement in raising it.
一態様に係る炭酸ストロンチウム粒子は、10~100nmの範囲内の平均長径と、c軸方向において15nm以上の結晶子径と、を有する。 The strontium carbonate particles according to one aspect have an average major axis within the range of 10 to 100 nm and a crystallite size of 15 nm or more in the c-axis direction.
好ましい一態様によれば、前記平均長径が20~70nmの範囲内であり、かつ前記c軸方向における結晶子径が20nm以上である。 According to a preferred aspect, the average major axis is in the range of 20 to 70 nm, and the crystallite diameter in the c-axis direction is 20 nm or more.
好ましい一態様によれば、上記の結晶子径に対する上記の平均長径の比率が2.5以下である。 According to a preferred aspect, the ratio of the average major diameter to the crystallite diameter is 2.5 or less.
好ましい一態様によれば、炭酸ストロンチウム粒子は、表面に付着した界面活性剤を有する。 According to one preferred embodiment, the strontium carbonate particles have a surfactant attached to their surface.
好ましい一態様によれば、前記界面活性剤は、フェニル基を有する。 According to one preferred aspect, the surfactant has a phenyl group.
好ましい一態様によれば、前記界面活性剤は、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステルである。 According to one preferred embodiment, the surfactant is a polyoxyethylene styrenated phenyl ether phosphate.
一態様に係る樹脂組成物は、上記の炭酸ストロンチウム粒子と、前記炭酸ストロンチウム粒子を含む樹脂と、を含む。 A resin composition according to one aspect includes the strontium carbonate particles described above and a resin containing the strontium carbonate particles.
好ましい一態様によれば、前記樹脂組成物全体に対する前記炭酸ストロンチウム粒子の含有量が、0.1~50質量%の範囲内である。 According to a preferred aspect, the content of the strontium carbonate particles with respect to the entire resin composition is within the range of 0.1 to 50% by mass.
好ましい一態様によれば、前記樹脂組成物全体に対する前記炭酸ストロンチウム粒子の含有量が、1~35質量%の範囲内である。 According to a preferred aspect, the content of the strontium carbonate particles with respect to the entire resin composition is within the range of 1 to 35% by mass.
好ましい一態様によれば、前記樹脂が、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、セルロースエステル、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル共重合体、ポリフマル酸ジエステル、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリオレフィン、マレイミド系共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタンからなる群より選択される1種類以上である。 According to a preferred embodiment, the resin is polycarbonate, polymethyl methacrylate, cellulose ester, polystyrene, styrene acrylonitrile copolymer, polyfumaric acid diester, polyarylate, polyether sulfone, polyolefin, maleimide copolymer, polyethylene terephthalate, One or more selected from the group consisting of polyethylene naphthalate, polyimide, polyamide, and polyurethane.
好ましい一態様によれば、前記樹脂がポリイミドである。 According to a preferred aspect, the resin is polyimide.
一態様に係る樹脂組成物は、上記の炭酸ストロンチウム粒子と、ポリイミド前駆体と、を含む。 A resin composition according to one aspect includes the above strontium carbonate particles and a polyimide precursor.
一態様に係る炭酸ストロンチウム含有ポリイミドフィルムは、上記の樹脂組成物から得られる。 A strontium carbonate-containing polyimide film according to one aspect is obtained from the above resin composition.
一態様に係る光学フィルムは、上記の樹脂組成物、又は上記の炭酸ストロンチウム含有ポリイミドフィルムを含む。 An optical film according to one aspect includes the above resin composition or the above strontium carbonate-containing polyimide film.
一態様に係る画像表示装置は、上記の光学フィルムを備える。 An image display device according to one aspect includes the optical film described above.
上記態様によれば、位相差発現性の高い炭酸ストロンチウム、当該炭酸ストロンチウムを含む光学フィルム及び画像表示装置を提供することができる。 According to the above aspect, it is possible to provide strontium carbonate with high retardation, an optical film containing the strontium carbonate, and an image display device.
本願の発明者は、炭酸ストロンチウム粒子の結晶子径に着目することによって、炭酸ストロンチウム粒子固有の位相差の発現性を高めることができることを見出した。具体的には、発明者は、炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向における結晶子径を高めることによって、透過光の位相差をより発現させることができることを発見した。 The inventors of the present application have found that by paying attention to the crystallite size of the strontium carbonate particles, it is possible to enhance the manifestation of the phase difference inherent to the strontium carbonate particles. Specifically, the inventors discovered that increasing the crystallite diameter in the c-axis direction of the strontium carbonate particles allowed the phase difference of transmitted light to be expressed more effectively.
より詳細には、本実施形態に係る炭酸ストロンチウム粒子は、10~100nmの範囲内の平均長径と、c軸方向において15nm以上の結晶子径と、を有する。好ましくは、炭酸ストロンチウム粒子の平均長径は20~70nmの範囲内であり、かつc軸方向における結晶子径は20nm以上である。また、c軸方向の結晶子径に対する平均長径の比率(平均長径/結晶子径)は、2.5以下、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.5以下である。ここで、c軸方向における結晶子径が15nm未満になると炭酸ストロンチウム固有の位相差発現性が低くなる。また、c軸方向における結晶子径が15nm以上を満たした上で、c軸方向の結晶子径に対する平均長径の比率が2.5を超えるとヘイズが悪くなる。 More specifically, the strontium carbonate particles according to this embodiment have an average major axis within the range of 10 to 100 nm and a crystallite size of 15 nm or more in the c-axis direction. Preferably, the average length of the strontium carbonate particles is in the range of 20 to 70 nm, and the crystallite size in the c-axis direction is 20 nm or more. The ratio of the average length to the crystallite size in the c-axis direction (average length/crystallite size) is 2.5 or less, preferably 2.0 or less, and more preferably 1.5 or less. Here, when the crystallite diameter in the c-axis direction is less than 15 nm, the inherent retardation of strontium carbonate is reduced. Further, if the crystallite diameter in the c-axis direction is 15 nm or more and the ratio of the average length to the crystallite diameter in the c-axis direction exceeds 2.5, the haze will be deteriorated.
ここで、平均長径は、炭酸ストロンチウム粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を目視又は画像処理する方法で測定することができる。炭酸ストロンチウム粒子の長径は、例えば、炭酸ストロンチウム粒子を長方形とみなしたときの長手方向の長さ(長辺の長さ)として測定することができる。また、炭酸ストロンチウム粒子の短径は、炭酸ストロンチウム粒子を長方形と見立てたときの短手方向の長さ(短辺の長さ)として測定することができる。 Here, the average length can be measured by visual observation or image processing of scanning electron microscope (SEM) photographs of the strontium carbonate particles. The major diameter of the strontium carbonate particles can be measured, for example, as the length in the longitudinal direction (long side length) when the strontium carbonate particles are assumed to be rectangular. The short diameter of the strontium carbonate particles can be measured as the length in the short side direction (the length of the short side) when the strontium carbonate particles are assumed to be rectangular.
具体的には、画像中で、炭酸ストロンチウム粒子に外接する、最少の面積を持つ長方形を算出し、その長方形の長辺と短辺の長さから長径と短径が求められる。さらに、「平均」とは、統計学上の信頼性のある個数(N数)の炭酸ストロンチウム粒子を測定して得られた平均値を意味する。その個数(N数)としては通常は300以上、好ましくは500以上、より好ましくは1000以上である。 Specifically, in the image, a rectangle that circumscribes the strontium carbonate particles and has the smallest area is calculated, and the long and short sides of the rectangle are obtained from the lengths of the long and short sides. Further, "average" means an average value obtained by measuring a number (N number) of strontium carbonate particles that are statistically reliable. The number (N number) is usually 300 or more, preferably 500 or more, more preferably 1000 or more.
また、炭酸ストロンチウム粒子の平均アスペクト比は、特に限定されないが、例えば、1.0~10.0の範囲内であってよい。炭酸ストロンチウム粒子の平均アスペクト比は、2.0~5.0の範囲にあることがより好ましい。 Also, the average aspect ratio of the strontium carbonate particles is not particularly limited, but may be, for example, within the range of 1.0 to 10.0. More preferably, the average aspect ratio of the strontium carbonate particles is in the range of 2.0-5.0.
なお、ここでいうアスペクト比とは、粒子の「長径/短径」を意味する。また、平均アスペクト比とは、アスペクト比の平均値を意味する。すなわち、平均アスペクト比は、複数の粒子のアスペクト比を測定し、複数の粒子から得られたアスペクト比の平均値によって算出される。なお、平均値を算出するための粒子数(N数)は、上述したとおりである。また、樹脂組成物全体に対する炭酸ストロンチウム粒子の含有量が、0.1~50質量%の範囲内であってもよい。なお、樹脂組成物全体に対する前記炭酸ストロンチウム粒子の含有量が、1~35質量%の範囲内であることがより好ましい。ここで、樹脂組成物全体に対する炭酸ストロンチウム粒子の含有量が35質量%以下の範囲では、ヘイズ2%以下を満足することができ、樹脂組成物全体に対する炭酸ストロンチウム粒子の含有量が50質量%以下の範囲ではヘイズ5%以下を満足することができる。 Here, the aspect ratio means "major axis/minor axis" of particles. Moreover, the average aspect ratio means the average value of the aspect ratios. That is, the average aspect ratio is calculated by measuring the aspect ratios of a plurality of particles and averaging the aspect ratios obtained from the plurality of particles. The number of particles (N number) for calculating the average value is as described above. Also, the content of the strontium carbonate particles with respect to the entire resin composition may be within the range of 0.1 to 50% by mass. Further, it is more preferable that the content of the strontium carbonate particles with respect to the entire resin composition is within the range of 1 to 35% by mass. Here, when the content of strontium carbonate particles is 35% by mass or less with respect to the entire resin composition, a haze of 2% or less can be satisfied, and the content of strontium carbonate particles with respect to the entire resin composition is 50% by mass or less. In the range of , a haze of 5% or less can be satisfied.
上述した炭酸ストロンチウム粒子に界面活性剤が付着していることが好ましい。これにより、樹脂組成物中、又は樹脂組成物に混入する前の溶媒中での炭酸ストロンチウム粒子の分散性を向上させることができる。 A surfactant is preferably attached to the strontium carbonate particles described above. This can improve the dispersibility of the strontium carbonate particles in the resin composition or in the solvent before being mixed in the resin composition.
特には限定されないが、親水性基と疎水性基とが結合し、親水性基と水中でアニオンを形成する基とが結合している界面活性剤であることが好ましい。アニオンを形成する基はカルボン酸基(-CO2H)、硫酸基(-OSO3H)又はリン酸基(-OPO3H2)であることが好ましい。これらの酸基の水素原子は、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属又はアンモニウムで置換されていてもよい。親水性基は炭素原子数が1~4の範囲にあるオキシアルキレン基であることが好ましい。疎水性基は炭素原子数が3~30の範囲にあるアルキル基、フェニル基又は炭素原子数が7~30の範囲にあるアルキルフェニル基であることが好ましい。アニオンを形成する基がカルボン酸基である界面活性剤は、下記の式(I)で表される化合物であることが好ましい。Although not particularly limited, it is preferably a surfactant in which a hydrophilic group and a hydrophobic group are bonded together and a hydrophilic group and a group forming an anion in water are bonded together. The group forming an anion is preferably a carboxylic acid group (--CO 2 H), a sulfate group (--OSO 3 H) or a phosphoric acid group (--OPO 3 H 2 ). Hydrogen atoms of these acid groups may be substituted with alkali metals such as sodium and potassium, or with ammonium. The hydrophilic group is preferably an oxyalkylene group having 1 to 4 carbon atoms. The hydrophobic group is preferably an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a phenyl group or an alkylphenyl group having 7 to 30 carbon atoms. The surfactant whose anion-forming group is a carboxylic acid group is preferably a compound represented by the following formula (I).
式(I)において、R1は炭素原子数が3~30の範囲にあるアルキル基、フェニル基又は炭素原子数が7~30の範囲にあるアルキルフェニル基を意味し、L1は炭素原子数が1~4の範囲にあるアルキレン基を意味し、M1は水素、アルカリ金属又はアンモニウムを意味し、kは2~10の範囲の数を意味する。R1は炭素原子が10~18の範囲にあるアルキル基又はアルキルフェニル基であることが好ましい。L1はエチレン基であることが好ましい。アニオンを形成する基が硫酸基である界面活性剤は、下記の式(II)で表される化合物であることが好ましい。 In formula (I), R1 means an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a phenyl group or an alkylphenyl group having 7 to 30 carbon atoms, and L1 has 1 carbon atom. 4, M1 means hydrogen, alkali metal or ammonium, and k means a number in the range 2-10. Preferably, R1 is an alkyl or alkylphenyl group having 10 to 18 carbon atoms. L1 is preferably an ethylene group. The surfactant whose anion-forming group is a sulfate group is preferably a compound represented by the following formula (II).
式(II)において、R2は炭素原子数が3~30の範囲にあるアルキル基、フェニル基又は炭素原子数が7~30の範囲にあるアルキルフェニル基を意味し、L2は炭素原子数が1~4の範囲にあるアルキレン基を意味し、M2は水素、アルカリ金属又はアンモニウムを意味し、mは2~10の範囲の数を意味する。R2は炭素原子が12~18の範囲にあるアルキル基又はアルキルフェニル基であることが好ましい。アニオンを形成する基がリン酸基である界面活性剤は、下記の式(III)で表される化合物であることが好ましい。 In formula (II), R2 means an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a phenyl group or an alkylphenyl group having 7 to 30 carbon atoms, and L2 has 1 carbon atom. 4, M2 means hydrogen, alkali metal or ammonium, and m means a number in the range 2-10. Preferably, R2 is an alkyl or alkylphenyl group having 12 to 18 carbon atoms. The surfactant whose anion-forming group is a phosphate group is preferably a compound represented by the following formula (III).
式(III)において、R3は炭素原子数が3~30の範囲にあるアルキル基、フェニル基又は炭素原子数が7~30の範囲にあるアルキルフェニル基を意味し、L3は炭素原子数が1~4の範囲にあるアルキレン基を意味し、M3及びM4はそれぞれ独立して水素、アルカリ金属又はアンモニウムを意味し、nは2~10の範囲の数を意味する。R3は炭素原子が12~18の範囲にあるアルキル基又はアルキルフェニル基であることが好ましい。 In formula (III), R3 means an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a phenyl group or an alkylphenyl group having 7 to 30 carbon atoms, and L3 has 1 carbon atom. M3 and M4 each independently represent hydrogen, alkali metal or ammonium, and n represents a number ranging from 2 to 10. Preferably, R3 is an alkyl or alkylphenyl group having in the range of 12 to 18 carbon atoms.
上記の界面活性剤の中でも、界面活性剤は、フェニル基を有することが好ましい。より好ましくは、界面活性剤は、以下の化学式であらわされるポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステルである。 Among the above surfactants, the surfactant preferably has a phenyl group. More preferably, the surfactant is a polyoxyethylene styrenated phenyl ether phosphate represented by the following chemical formula.
フェニル基を有する界面活性剤は、耐熱性が高い。このため、フェニル基を有する界面活性剤で被覆された炭酸ストロンチウム粒子は、光学フィルム(樹脂組成物)の高温での成膜時に高い分散性を維持することができる。また、炭酸ストロンチウム粒子による透過光の遮断又は散乱が少なくなるため、光学フィルム(樹脂組成物)の透明性を確保することもできる。光学フィルムとしては、ヘイズ3%以下、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。 A surfactant having a phenyl group has high heat resistance. Therefore, the strontium carbonate particles coated with a surfactant having a phenyl group can maintain high dispersibility during the formation of an optical film (resin composition) at high temperatures. In addition, since the blocking or scattering of transmitted light by the strontium carbonate particles is reduced, the transparency of the optical film (resin composition) can be ensured. As an optical film, the haze is 3% or less, preferably 2% or less, more preferably 1% or less.
炭酸ストロンチウムの粒状粒子の製造方法は、例えば、水酸化ストロンチウムの水溶液もしくは水性懸濁液を撹拌しながら、該水溶液もしくは水性懸濁液に二酸化炭素ガスを導入して、水酸化ストロンチウムを炭酸化させて炭酸ストロンチウムを生成させる反応工程を有する。水酸化ストロンチウムの水溶液もしくは水性懸濁液の濃度は、一般に1~20質量%の範囲、好ましくは2~15質量%の範囲、より好ましくは3~8質量%の範囲である。二酸化炭素ガスの導入量は、水酸化ストロンチウムの水溶液もしくは水性懸濁液中の水酸化ストロンチウム1gに対して一般に0.5~200mL/分の範囲、好ましくは0.5~100mL/分の範囲、より好ましくは1~50mL/分の範囲である。水酸化ストロンチウムを炭酸化させる際には、生成する炭酸ストロンチウム粒子の粒子成長抑制剤として、水酸基を有するカルボン酸を、水酸化ストロンチウムの水溶液もしくは水性懸濁液に溶解させることが好ましい。結晶成長抑制剤は、カルボキシル基の数が2個で、かつ水酸基とそれらの合計が3~6個の有機酸であることが好ましい。結晶成長抑制剤の好ましい例としては、酒石酸、リンゴ酸及びタルトロン酸を挙げることができる。結晶成長抑制剤としては、カルボキシル基2個と水酸基とを有し、かつ合計で少なくとも3個有する有機酸を使用することができるが、製造した粒子の表面に付着して粒成長をコントロールして微細なまま分散性を高める点から、上述した分子内に水酸基を1つ以上含むジカルボン酸又はその無水物がより好ましく、DL-酒石酸が特に好ましい。結晶成長抑制剤の使用量は、水酸化ストロンチウム100質量部に対して一般に0.1~20質量部の範囲、好ましくは1~10質量部の範囲である。結晶成長抑制剤の別の例として、クエン酸やグルコン酸を挙げることもできる。 A method for producing granular particles of strontium carbonate includes, for example, introducing carbon dioxide gas into an aqueous solution or suspension of strontium hydroxide while stirring the aqueous solution or suspension to carbonate the strontium hydroxide. and a reaction step of generating strontium carbonate. The concentration of the aqueous solution or suspension of strontium hydroxide is generally in the range of 1-20% by weight, preferably in the range of 2-15% by weight, more preferably in the range of 3-8% by weight. The amount of carbon dioxide gas introduced is generally in the range of 0.5 to 200 mL/min, preferably in the range of 0.5 to 100 mL/min, relative to 1 g of strontium hydroxide in an aqueous solution or suspension of strontium hydroxide. More preferably, it is in the range of 1-50 mL/min. When strontium hydroxide is carbonated, it is preferable to dissolve a carboxylic acid having a hydroxyl group in an aqueous solution or aqueous suspension of strontium hydroxide as a particle growth inhibitor for strontium carbonate particles to be produced. The crystal growth inhibitor is preferably an organic acid having 2 carboxyl groups and 3 to 6 hydroxyl groups in total. Preferred examples of crystal growth inhibitors include tartaric acid, malic acid and tartronic acid. As the crystal growth inhibitor, an organic acid having two carboxyl groups and a hydroxyl group and having a total of at least three groups can be used. From the viewpoint of enhancing dispersibility while remaining fine, dicarboxylic acids containing one or more hydroxyl groups in the molecule or anhydrides thereof are more preferable, and DL-tartaric acid is particularly preferable. The amount of the crystal growth inhibitor used is generally in the range of 0.1 to 20 parts by weight, preferably in the range of 1 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of strontium hydroxide. Other examples of crystal growth inhibitors include citric acid and gluconic acid.
熟成工程は、反応工程で得られた球状炭酸ストロンチウム微粒子を含む水性スラリーを、所定の温度、時間で攪拌しながら熟成させて針状の炭酸ストロンチウム微粒子に粒成長させる工程である。熟成工程は、温水中にて行うことができる。熟成温度は、75~115℃の範囲内であり、好ましくは80~110℃の範囲内であり、特に好ましくは85~105℃の範囲内である。熟成温度が75℃を下回ると、球状炭酸ストロンチウム微粒子の結晶成長が不十分で平均アスペクト比が低すぎる傾向があり、115℃を上回ると、球状炭酸ストロンチウム微粒子の短径の結晶成長が促進されてアスペクト比が低くなる傾向がある。また、熟成時間は、特に限定はないが、通常は1~100時間の範囲内であり、好ましくは5~50時間の範囲内であり、特に好ましくは10~30時間の範囲内である。これにより、生成される炭酸ストロンチウム粒子の結晶子径を成長させ、かつバラつきを低減することができる。通常、攪拌は下記式で求めたレイノルズ数が10000以上、好ましくは50000以上、より好ましくは100000以上である。その後、室温まで放冷して、炭酸ストロンチウム微粒子の水性スラリーを製造する。
R(レイノルズ数)=d2×n×ρ/μ
d:翼径[m]、n:回転数[1/sec]、ρ:液密度[kg/m3]、μ:粘性係数[kg/(m・sec)]The aging step is a step of aging the aqueous slurry containing the spherical strontium carbonate microparticles obtained in the reaction step while stirring at a predetermined temperature for a predetermined period of time to grow needle-like strontium carbonate microparticles. The aging process can be performed in warm water. The aging temperature is in the range of 75-115°C, preferably in the range of 80-110°C, particularly preferably in the range of 85-105°C. When the aging temperature is lower than 75°C, crystal growth of the spherical strontium carbonate fine particles tends to be insufficient and the average aspect ratio tends to be too low. Aspect ratio tends to be low. The aging time is not particularly limited, but it is usually in the range of 1 to 100 hours, preferably in the range of 5 to 50 hours, and particularly preferably in the range of 10 to 30 hours. This makes it possible to grow the crystallite size of the strontium carbonate particles to be produced and to reduce the variation. Stirring is usually performed at a Reynolds number of 10,000 or more, preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, as determined by the following formula. Thereafter, the mixture is allowed to cool to room temperature to produce an aqueous slurry of fine strontium carbonate particles.
R (Reynolds number) = d2 x n x ρ/μ
d: blade diameter [m], n: rotation speed [1/sec], ρ: liquid density [kg/m 3 ], μ: viscosity coefficient [kg/(m·sec)]
表面処理時の溶媒は、特に限定されないが、上記の界面活性剤を用いて炭酸ストロンチウム粒子の表面を処理する方法としては、上記の水性懸濁液中で界面活性剤と炭酸ストロンチウム粒子とを接触させた後、炭酸ストロンチウム粒子を乾燥する方法を用いることができる。 The solvent for the surface treatment is not particularly limited, but as a method of treating the surface of the strontium carbonate particles using the above surfactant, the surfactant and strontium carbonate particles are brought into contact with each other in the above aqueous suspension. After drying, a method of drying the strontium carbonate particles can be used.
表面処理工程で使用する分散液は、熟成工程を行う場合は熟成工程後の水性スラリーを使用することができる。表面処理工程は、せん断力を加えながら分散液に界面活性剤を添加することで行うことができる。水性スラリー中の炭酸ストロンチウム粒子の含有量は、1~30質量%の範囲にあることが好ましい。水性スラリーへの界面活性剤の投入量は、界面活性剤の添加総量が一般に1~60質量%の範囲内であり、10~50質量%の範囲内が好ましく、20~40質量%の範囲内がより好ましい。せん断力の付与は、撹拌羽根ミキサー、ホモミキサー、マグネチックスターラー、エアスターラー、超音波ホモジナイザー、クレアミックス、フィルミックス、湿式ジェットミルなど公知の撹拌装置を使用して行うことができる。 The dispersion used in the surface treatment step can be an aqueous slurry after the aging step when the aging step is performed. The surface treatment step can be performed by adding a surfactant to the dispersion while applying a shearing force. The content of strontium carbonate particles in the aqueous slurry is preferably in the range of 1 to 30% by mass. The amount of surfactant added to the aqueous slurry is generally in the range of 1 to 60% by mass, preferably in the range of 10 to 50% by mass, and in the range of 20 to 40% by mass. is more preferred. The shearing force can be applied using a known stirring device such as a stirring blade mixer, homomixer, magnetic stirrer, air stirrer, ultrasonic homogenizer, clearmix, filmix, wet jet mill, and the like.
乾燥工程は、スプレードライヤ、ドラムドライヤ、ディスクドライヤなどの熱乾燥機を用いた公知の乾燥方法によって行なうことができる。 The drying process can be carried out by a known drying method using a heat dryer such as a spray dryer, drum dryer, disk dryer, or the like.
上記の炭酸ストロンチウム粒子は、有機溶媒のような樹脂への分散性が高い。炭酸ストロンチウム粒子は、樹脂に投入して撹拌処理あるいは超音波処理などの通常の分散処理を行なうことによって、一次粒子もしくはそれに近い微粒子として樹脂(有機溶媒)中に分散させることができる。有機溶媒の種類としては特に限定されず、樹脂の性質等に応じて適宜選択して用いることができる。炭酸ストロンチウム粒子を好適に分散させることができる有機溶媒の例としては、アルコール(例えば、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、エチレングルコール)、塩化メチレン、N-メチル-2-ピロリドン、ガンマブチルラクトン、ジメチルアセトアミド及びテトラヒドロフランを挙げることができる。これらの有機溶媒は、単体(1種)で使用されてもよく、複数組み合わせて使用されてもよい。 The above strontium carbonate particles are highly dispersible in resins such as organic solvents. The strontium carbonate particles can be dispersed in the resin (organic solvent) as primary particles or similar fine particles by putting the particles into the resin and subjecting them to a normal dispersing treatment such as stirring or ultrasonic treatment. The type of organic solvent is not particularly limited, and can be appropriately selected and used according to the properties of the resin. Examples of organic solvents in which the strontium carbonate particles can be suitably dispersed include alcohols (eg, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, ethylene glycol), methylene chloride, N-methyl-2- Pyrrolidone, gamma-butyllactone, dimethylacetamide and tetrahydrofuran may be mentioned. These organic solvents may be used singly (one type), or may be used in combination.
また、一実施形態に係る光学フィルムは、樹脂と、樹脂中に分散された炭酸ストロンチウム粒子と、を含む。樹脂中に分散された炭酸ストロンチウム粒子としては、前述したものが用いられる。 Also, an optical film according to one embodiment includes a resin and strontium carbonate particles dispersed in the resin. As the strontium carbonate particles dispersed in the resin, those described above are used.
光学フィルムを構成する樹脂は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、セルロースエステル、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル共重合体、ポリフマル酸ジエステル、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリオレフィン、マレイミド系共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタンからなる群より選択される1種類以上である。 The resins that make up the optical film are polycarbonate, polymethyl methacrylate, cellulose ester, polystyrene, styrene acrylonitrile copolymer, polyfumaric acid diester, polyarylate, polyether sulfone, polyolefin, maleimide copolymer, polyethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate. , polyimide, polyamide, and polyurethane.
好ましくは、光学フィルムを構成する樹脂は、ポリイミドである。ポリイミドは、その化学構造から、耐熱性が優れていることが知られている。また、ポリイミドの分子鎖の秩序構造により、耐屈曲性にも優れていることが知られている。しかしながら、耐屈曲性にも優れたポリイミドは、光学的に複屈折を生じる。ここで、前述した炭酸ストロンチウム粒子をポリイミドに分散させることによって、炭酸ストロンチウム固有の位相差により、光学フィルム全体として複屈折を制御可能である。これにより、耐熱性、耐屈曲性に優れ、複屈折を適切にコントロールした光学フィルムを提供することができる。ポリイミドフィルムの寸法収縮率としては、25℃/分から10℃/分で単調昇温した際に250℃以上400℃以下のいずれかで、少なくとも一方向における下記式で示される寸法収縮率が、0.05%以上、好ましくは0.08%以上である。
寸法収縮率(%)=[{(25℃の寸法)-(昇温後の寸法)]/(25℃の寸法)]×100Preferably, the resin constituting the optical film is polyimide. Polyimide is known to have excellent heat resistance due to its chemical structure. It is also known that polyimide has excellent bending resistance due to the ordered structure of its molecular chains. However, polyimide, which is also excellent in bending resistance, optically produces birefringence. Here, by dispersing the strontium carbonate particles described above in polyimide, it is possible to control the birefringence of the entire optical film due to the phase difference inherent to strontium carbonate. This makes it possible to provide an optical film which is excellent in heat resistance and bending resistance and whose birefringence is appropriately controlled. The dimensional shrinkage rate of the polyimide film is 250 ° C. or higher and 400 ° C. or lower when the temperature is monotonically increased from 25 ° C./min to 10 ° C./min. 0.05% or more, preferably 0.08% or more.
Dimensional shrinkage rate (%) = [{(Dimensions at 25°C) - (Dimensions after temperature rise)]/(Dimensions at 25°C)] x 100
上記実施形態に係るポリイミド組成物は、ポリイミド前駆体(A1)と、光学異方性を有する微粒子(B)とを含む。ポリイミド前駆体(A1)は、例えば、以下の化学式で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むものである。
ただし、ポリイミド前駆体(A1)は、イミド化が一部進行した、イミド構造の繰り返し単位を含む、部分イミド化ポリアミド酸等であってもよい。 However, the polyimide precursor (A1) may be a partially imidized polyamic acid or the like containing repeating units of an imide structure in which imidization has partially progressed.
ポリイミド組成物は、ポリイミド(A2)と、光学異方性を有する炭酸ストロンチウム粒子(B)とを含む。ポリイミド(A2)は、例えば、下記化学式で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むものである。
以下、ポリイミド前駆体組成物に用いるポリイミド前駆体(A1)、ポリイミド組成物に用いるポリイミド(A2)について詳細に説明する。 The polyimide precursor (A1) used in the polyimide precursor composition and the polyimide (A2) used in the polyimide composition are described in detail below.
<ポリイミド前駆体(A1)>
ポリイミド前駆体(A1)は、例えば、上記の[化6]で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むものである。<Polyimide precursor (A1)>
The polyimide precursor (A1) contains, for example, at least one repeating unit represented by [Chem. 6] above.
特に限定されるわけではないが、得られるポリイミド組成物が耐熱性に優れるため、上記の[化6]中のX1が芳香族環を有する4価の基であり、Yが芳香族環を有する2価の基であることが好ましい。また、得られるポリイミド組成物が耐熱性に優れると同時に透明性に優れるため、X1が脂環構造を有する4価の基であり、Yが芳香族環を有する2価の基であることが好ましい。また、得られるポリイミド組成物が耐熱性に優れると同時に寸法安定性に優れるため、Xが芳香族環を有する4価の基であり、Yが脂環構造を有する2価の基であることが好ましい。Although not particularly limited, since the resulting polyimide composition has excellent heat resistance, X 1 in the above [Chemical 6] is a tetravalent group having an aromatic ring, Y is an aromatic ring It is preferably a divalent group having Further, since the polyimide composition obtained is excellent in heat resistance and at the same time excellent in transparency, X 1 is a tetravalent group having an alicyclic structure, and Y is a divalent group having an aromatic ring. preferable. Further, since the polyimide composition obtained is excellent in heat resistance and at the same time excellent in dimensional stability, X is a tetravalent group having an aromatic ring, and Y is a divalent group having an alicyclic structure. preferable.
得られるポリイミド組成物の特性、例えば、透明性、機械的特性、または耐熱性等の点から、X1が脂環構造を有する4価の基であり、Yが脂環構造を有する2価の基である上記の[化6]で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは30モル%以下または30モル%未満、より好ましくは10モル%以下であることが好ましい。Properties of the resulting polyimide composition, for example, from the viewpoint of transparency, mechanical properties, or heat resistance, X 1 is a tetravalent group having an alicyclic structure, Y is a divalent group having an alicyclic structure The content of the repeating unit represented by the above [Chemical 6], which is a group, is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less or less than 30 mol%, more preferably It is preferably 10 mol % or less.
一実施態様においては、ポリイミド前駆体(A1)は、X1が芳香族環を有する4価の基であり、Yが芳香族環を有する2価の基である上記[化6]の繰り返し単位の1種以上の含有量が、合計で、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%であることが好ましい。この実施態様において、特に高透明性のポリイミド組成物が求められる場合は、ポリイミド前駆体(A1)はフッ素原子を含有することが好ましい。すなわち、ポリイミド前駆体(A1)は、X1がフッ素原子を含有する芳香族環を有する4価の基である上記[化6]の繰り返し単位および/またはYがフッ素原子を含有する芳香族環を有する2価の基である上記[化6]の繰り返し単位の1種以上を含むことが好ましい。In one embodiment, the polyimide precursor (A1), X 1 is a tetravalent group having an aromatic ring, Y is a divalent group having an aromatic ring [Chemical 6] repeating unit The total content of one or more of the total repeating units is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and still more preferably 90 mol% or more, Particularly preferably, it is 100 mol %. In this embodiment, particularly when a highly transparent polyimide composition is desired, the polyimide precursor (A1) preferably contains a fluorine atom. That is, in the polyimide precursor (A1), X 1 is a tetravalent group having an aromatic ring containing a fluorine atom and / or the repeating unit of the above [Chemical 6] and / or Y is an aromatic ring containing a fluorine atom It is preferable that one or more repeating units of the above [Chem. 6], which is a divalent group having
一実施態様においては、ポリイミド前駆体(A1)は、X1が脂環構造を有する4価の基であり、Yが芳香族環を有する2価の基である上記[化6]の繰り返し単位の1種以上の含有量が、合計で、全繰り返し単位に対して、好ましくは50%以上、より好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%であることが好ましい。In one embodiment, the polyimide precursor (A1), X 1 is a tetravalent group having an alicyclic structure, Y is a divalent group having an aromatic ring [Chemical 6] repeating unit The total content of one or more of the total repeating units is preferably 50% or more, more preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, especially Preferably, it is 100 mol %.
一実施態様においては、ポリイミド前駆体(A1)は、X1が芳香族環を有する4価の基であり、Yが脂環構造を有する2価の基である上記[化6]の繰り返し単位の1種以上の含有量が、合計で、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%であることが好ましい。In one embodiment, the polyimide precursor (A1), X 1 is a tetravalent group having an aromatic ring, Y is a divalent group having an alicyclic structure [Chemical 6] repeating unit The total content of one or more of the total repeating units is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and still more preferably 90 mol% or more, Particularly preferably, it is 100 mol %.
X1の芳香族環を有する4価の基としては、炭素数が6~40の芳香族環を有する4価の基が好ましい。As the tetravalent group having an aromatic ring for X 1 , a tetravalent group having an aromatic ring having 6 to 40 carbon atoms is preferable.
芳香族環を有する4価の基としては、例えば、下記のものが挙げられる。
Z2としては、具体的には、炭素数2~24の脂肪族炭化水素基、炭素数6~24の芳香族炭化水素基が挙げられる。Specific examples of Z 2 include aliphatic hydrocarbon groups having 2 to 24 carbon atoms and aromatic hydrocarbon groups having 6 to 24 carbon atoms.
芳香族環を有する4価の基としては、得られるポリイミド組成物の高耐熱性と高透明性を両立できるので、下記のものが特に好ましい。 As the tetravalent group having an aromatic ring, the following groups are particularly preferable because they can achieve both high heat resistance and high transparency of the resulting polyimide composition.
ここで、得られるポリイミド組成物の高耐熱性、高透明性、低線熱膨張係数を両立できるので、Z1は直接結合であることがより好ましい。Here, Z 1 is more preferably a direct bond because the obtained polyimide composition can achieve both high heat resistance, high transparency, and a low coefficient of linear thermal expansion.
X1が芳香族環を有する4価の基である上記[化6]の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、例えば、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、4,4’-オキシジフタル酸、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン、m-タ-フェニル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸、p-タ-フェニル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸、ビスカルボキシフェニルジメチルシラン、ビスジカルボキシフェノキシジフェニルスルフィド、スルホニルジフタル酸や、これらのテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等の誘導体が挙げられる。X1がフッ素原子を含有する芳香族環を有する4価の基である上記[化6]の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、例えば、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンや、これのテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等の誘導体が挙げられる。テトラカルボン酸成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the tetracarboxylic acid component that gives the repeating unit of [Chem. , 4-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic acid, pyromellitic acid, 3,3′,4,4′-benzophenone Tetracarboxylic acid, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid, 4,4'-oxydiphthalic acid, bis(3,4-dicarboxy phenyl)sulfone, m-ter-phenyl-3,4,3',4'-tetracarboxylic acid, p-ter-phenyl-3,4,3',4'-tetracarboxylic acid, biscarboxyphenyldimethylsilane, Bisdicarboxyphenoxydiphenyl sulfide, sulfonyldiphthalic acid, and their derivatives such as tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic acid silyl esters, tetracarboxylic acid esters and tetracarboxylic acid chlorides. Examples of the tetracarboxylic acid component that gives the repeating unit of [Chem. 6], wherein X 1 is a tetravalent group having an aromatic ring containing a fluorine atom, include phenyl)hexafluoropropane and its derivatives such as tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic acid silyl ester, tetracarboxylic acid ester and tetracarboxylic acid chloride. The tetracarboxylic acid component may be used alone or in combination of multiple types.
X1の脂環構造を有する4価の基としては、炭素数が4~40の脂環構造を有する4価の基が好ましく、少なくとも一つの脂肪族4~12員環、より好ましくは脂肪族4員環または脂肪族6員環を有することがより好ましい。The tetravalent group having an alicyclic structure for X 1 is preferably a tetravalent group having an alicyclic structure having 4 to 40 carbon atoms, and at least one aliphatic 4- to 12-membered ring, more preferably an aliphatic More preferably it has a 4-membered ring or an aliphatic 6-membered ring.
さらに、X1の脂環構造を有する4価の基としては、耐熱性と透明性を両立できることから、化学構造中に少なくとも一つの脂肪族6員環を有し、かつ、芳香族環を有さないことが好ましい。X1(脂環構造を有する4価の基)中の6員環は複数であってよく、複数の6員環が二つ以上の共通の炭素原子によって構成されていても構わない。また、6員環は、環を構成する(6員環の内部の)炭素原子同士が結合して更に環を形成した架橋環型であっても構わない。Furthermore, as the tetravalent group having an alicyclic structure of X 1 , since it is possible to achieve both heat resistance and transparency, it has at least one aliphatic 6-membered ring in the chemical structure and has an aromatic ring. preferably not. X 1 (tetravalent group having an alicyclic structure) may have a plurality of 6-membered rings, and the plurality of 6-membered rings may be composed of two or more common carbon atoms. In addition, the 6-membered ring may be a bridged ring type in which carbon atoms (inside the 6-membered ring) constituting the ring are bonded to form a further ring.
X1(脂環構造を有する4価の基)は、対称性が高い6員環構造を有するものが、高分子鎖の密なパッキングが可能となり、ポリイミドの耐溶剤性、耐熱性、機械強度に優れるため好ましい。さらに、X1(脂環構造を有する4価の基)においては、複数の6員環が二つ以上の共通の炭素原子によって構成されていること、及び6員環が環を構成する炭素原子同士が結合して更に環を形成していることが、ポリイミドの良好な耐熱性、耐溶剤性、低線膨張係数を達成し易いのでより好ましい。X 1 (tetravalent group having an alicyclic structure) has a 6-membered ring structure with high symmetry, which enables dense packing of polymer chains and enhances the solvent resistance, heat resistance, and mechanical strength of polyimide. It is preferable because it is excellent in Furthermore, in X 1 (a tetravalent group having an alicyclic structure), a plurality of 6-membered rings are composed of two or more common carbon atoms, and the 6-membered ring is a ring-constituting carbon atom It is more preferable for the polyimides to bond together to form a ring, since it is easy to achieve good heat resistance, solvent resistance and low coefficient of linear expansion of the polyimide.
好ましい脂肪族4員環または脂肪族6員環を有する4価の基としては、下記のものが挙げられる。
R31、R32、R33、R34、R35、R36としては、具体的には、直接結合または、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、または、酸素原子(-O-)、硫黄原子(-S-)、力ルボニル結合、エステル結合、アミド結合が挙げられる。R 31 , R 32 , R 33 , R 34 , R 35 and R 36 are specifically a direct bond, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxygen atom (-O-) , a sulfur atom (--S--), a carbonyl bond, an ester bond, and an amide bond.
脂環構造を有する4価の基としては、得られるポリイミドの高耐熱性、高透明性、低線熱膨張係数を両立できるので、下記のものが特に好ましい。
X1が脂環構造を有する4価の基である上記[化6]の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、例えば、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、イソフロピリデンジフェノキシビスフタル酸、シクロヘキサン-1,2,4,5-テトラカルボン酸、[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸、[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸、[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-2,2’,3,3’-テトラカルボン酸、4,4’-メチレンビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-(プロパン-2,2-ジイル)ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-オキシビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-チオビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-スルホニルビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-(ジメチルシランジイル)ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-(テトラフルオロフロパン-2,2-ジイル)ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、オクタヒドロペンタレン-1,3,4,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、6-(カルボキシメチル)ビシクロ[2.2.1]へプタン-2,3,5-トリカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタ-5-エン-2,3,7,8-テトラカルボン酸、トリシクロ[4.2.2.02,5]デカン-3,4,7,8-テトラカルボン酸、トリシクロ[4.2.2.02,5]デカ-7-エン-3,4,9,10-テトラカルボン酸、9-オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン-3,4,7,8-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α'-スピロ-2’,-ノルボルナン5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸(4arH,8acH)-デカヒドロ-1t,4t:5c,8c-ジメタノナフタレン-2c,3c,6c,7c-テトラカルボン酸、(4arH,8acH)-デカヒドロ-1t,4t:5c,8c-ジメタノナフタレン-2c,3c,6c,7c-テトラカルボン酸や、これらのテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等の誘導体が挙げられる。テトラカルボン酸成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。Examples of the tetracarboxylic acid component that gives the repeating unit of [ Chem . phenoxybisphthalic acid, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, [1,1'-bi(cyclohexane)]-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid, [1,1' -bi(cyclohexane)]-2,3,3′,4′-tetracarboxylic acid, [1,1′-bi(cyclohexane)]-2,2′,3,3′-tetracarboxylic acid, 4,4 '-methylenebis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4'-(propane-2,2-diyl)bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4'-oxybis(cyclohexane-1 ,2-dicarboxylic acid), 4,4′-thiobis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4′-sulfonylbis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4′-(dimethylsilane diyl)bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4′-(tetrafluorofuropane-2,2-diyl)bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), octahydropentalene-1, 3,4,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.1]heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, 6-(carboxymethyl)bicyclo[2.2.1]heptane-2 , 3,5-tricarboxylic acid, bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3,7, 8-tetracarboxylic acid, tricyclo[4.2.2.02,5]decane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid, tricyclo[4.2.2.02,5]dec-7-ene- 3,4,9,10-tetracarboxylic acid, 9-oxatricyclo[4.2.1.02,5]nonane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid, norbornane-2-spiro-α- Cyclopentanone-α'-spiro-2',-norbornane 5,5'',6,6''-tetracarboxylic acid (4arH,8acH)-decahydro-1t,4t:5c,8c-dimethanonaphthalene-2c ,3c,6c,7c-tetracarboxylic acid, (4arH,8acH)-decahydro-1t,4t:5c,8c-dimethanonaphthalene-2c,3c,6c,7c-tetracarboxylic acid and these tetracarboxylic acid di Derivatives such as anhydrides, tetracarboxylic acid silyl esters, tetracarboxylic acid esters, and tetracarboxylic acid chlorides are included. The tetracarboxylic acid component may be used alone or in combination of multiple types.
Y1の芳香族環を有する2価の基としては、炭素数が6~40、更に好ましくは炭素数が6~20の芳香族環を有する2価の基が好ましい。The divalent group having an aromatic ring for Y 1 preferably has 6 to 40 carbon atoms, more preferably a divalent group having 6 to 20 carbon atoms and having an aromatic ring.
芳香族環を有する2価の基としては、例えば、下記のものが挙げられる。
W1としては、具体的には、下記の化14で表される2価の基、下記の化15で表される2価の基が挙げられる。
ここで、得られるポリイミドの高耐熱性、高透明性、低線熱膨張係数を両立できるので、W1は、直接結合、または式:-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-で表される基よりなる群から選択される1種であることが特に好ましい。また、W1が、R61~R68が直接結合、または式: -NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-で表される基よりなる群から選択される1種である上記の[化14]で表される2価の基のいずれかであることも特に好ましい。Here, since the resulting polyimide can have both high heat resistance, high transparency, and a low linear thermal expansion coefficient, W 1 is a direct bond or a formula: -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO- One selected from the group consisting of groups represented by is particularly preferred. In addition, W 1 is one selected from the group consisting of R 61 to R 68 being a direct bond or a group represented by the formula: -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-. Any one of the divalent groups represented by [Chemical 14] of is also particularly preferred.
Y1が芳香族環を有する2価の基である上記の[化6]の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、例えば、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、ベンジジン、3,3’-ジアミノービフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、m-トリジン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、3,4’-ジアミノベンズアニリド、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’-p-フェニレンビス(p-アミノベンズアミド)、4-アミノフェノキシ-4-ジアミノベンゾエート、ビス(4-アミノフェニル)テレフタレート、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ビス(4-アミノフェニル)エステル、p-フェニレンビス(p-アミノベンゾエート)、ビス(4-アミノフェニル)-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジカルボキシレート、[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイルビス(4-アミノベンゾエート)、4,4’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、3,3’-オキシジアニリン、p-メチレンビス(フェニレンジアミン)、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-アミノフェニル)スルホン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス((アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、オクタフルオロベンジジン、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジフルオロ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-メチルアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-エチルアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アニリノ-1,3,5-トリアジンが挙げられる。Y1がフッ素原子を含有する芳香族環を有する2価の基である上記[化6]の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、例えば、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ペンジジン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンが挙げられる。ジアミン成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the diamine component that gives the repeating unit of [Chem. Minobiphenyl, 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, 3,3'-bis(trifluoromethyl)benzidine, m-tolidine, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,4'-diaminobenzanilide , N,N'-bis(4-aminophenyl)terephthalamide, N,N'-p-phenylenebis(p-aminobenzamide), 4-aminophenoxy-4-diaminobenzoate, bis(4-aminophenyl)terephthalate , biphenyl-4,4′-dicarboxylic acid bis(4-aminophenyl) ester, p-phenylene bis(p-aminobenzoate), bis(4-aminophenyl)-[1,1′-biphenyl]-4,4 '-dicarboxylate, [1,1'-biphenyl]-4,4'-diylbis(4-aminobenzoate), 4,4'-oxydianiline, 3,4'-oxydianiline, 3,3' -oxydianiline, p-methylenebis(phenylenediamine), 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy) Benzene, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, bis(4-aminophenyl)sulfone, 3,3′-bis(trifluoromethyl)benzidine, 3,3′-bis((aminophenoxy)phenyl) propane, 2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(4-(4-aminophenoxy)diphenyl)sulfone, bis(4-(3-aminophenoxy)diphenyl)sulfone, Octafluorobenzidine, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-difluoro-4,4'-diaminobiphenyl, 2 ,4-bis(4-aminoanilino)-6-amino-1,3,5-triazine, 2,4-bis(4-aminoanilino)-6-methylamino-1,3,5-triazine, 2,4- bis(4-aminoanilino)-6-ethylamino-1,3,5-triazine and 2,4-bis(4-aminoanilino)-6-anilino-1,3,5-triazine. Examples of the diamine component that gives the repeating unit of the above [Chem. ,3′-bis(trifluoromethyl)penzidine, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2 '-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane. A diamine component may be used individually and can also be used in combination of multiple types.
Y1の脂環構造を有する2価の基としては、炭素数が4~40の脂環構造を有する2価の基が好ましく、少なくとも一つの脂肪族4~12員環、より好ましくは脂肪族6員環を有することが更に好ましい。The divalent group having an alicyclic structure for Y 1 is preferably a divalent group having an alicyclic structure having 4 to 40 carbon atoms, and at least one aliphatic 4- to 12-membered ring, more preferably an aliphatic It is more preferred to have a 6-membered ring.
脂環構造を有する2価の基としては、例えば、下記のものが挙げられる。
V1,V2としては、具体的には、上記の[化14]で表される2価の基が挙げられる。Specific examples of V 1 and V 2 include divalent groups represented by the above [Chem. 14].
脂環構造を有する2価の基としては、得られるポリイミドの高耐熱性、低線熱膨張係数を両立できるので、下記のものが特に好ましい。
脂環構造を有する2価の基としては、中でも、下記のものが好ましい。
Y1が脂環構造を有する2価の基である上記[化6]の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、例えば、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-メチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-エチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-n-フロピルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-イソフロピルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-n-ブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-イソブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-sec-フチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-tert-ブチルシクロヘキサン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロブタン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ジアミノビシクロへプタン、ジアミノメチルビシクロへプタン、ジアミノオキシビシクロへプタン、ジアミノメチルオキシビシクロへプタン、イソホロンジアミン、ジアミノトリシクロデ力ン、ジアミノメチルトリシクロデカン、ビス(アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(アミノシクロヘキシル)イソプロピリデン、6,6’-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダンが挙げられる。ジアミン成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the diamine component that gives the repeating unit of [Chem. ,4-diamino-2-ethylcyclohexane, 1,4-diamino-2-n-phlopylcyclohexane, 1,4-diamino-2-isopropylcyclohexane, 1,4-diamino-2-n-butylcyclohexane, 1,4-diamino-2-isobutylcyclohexane, 1,4-diamino-2-sec-phthylcyclohexane, 1,4-diamino-2-tert-butylcyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diamino Cyclobutane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, diaminobicycloheptane, diaminomethylbicycloheptane, diaminooxybicycloheptane, diaminomethyloxybicycloheptane, isophorone diamine , diaminotricyclodecane, diaminomethyltricyclodecane, bis(aminocyclohexyl)methane, bis(aminocyclohexyl)isopropylidene, 6,6′-bis(3-aminophenoxy)-3,3,3′,3 '-Tetramethyl-1,1'-spirobiindane, 6,6'-bis(4-aminophenoxy)-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane. A diamine component may be used individually and can also be used in combination of multiple types.
上記[化6]で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むポリイミド前駆体(A1)は、前記[化6]で表される繰り返し単位以外の、他の繰り返し単位を含むことができる。 The polyimide precursor (A1) containing at least one type of repeating unit represented by [Chemical 6] above may contain other repeating units other than the repeating unit represented by [Chemical 6].
他の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分およびジアミン成分としては、特に限定されず、他の公知の脂肪族テトラカルボン酸類、公知の脂肪族ジアミン類いずれも使用することができる。他のテトラカルボン酸成分も、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。他のジアミン成分も、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 The tetracarboxylic acid component and diamine component that give other repeating units are not particularly limited, and other known aliphatic tetracarboxylic acids and known aliphatic diamines can be used. Other tetracarboxylic acid components may also be used singly or in combination. Other diamine components may also be used singly or in combination.
前記[化6]で表される繰り返し単位以外の、他の繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、好ましくは30モル%以下または30モル%未満、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下であることが好ましい。 The content of other repeating units other than the repeating unit represented by [Chemical Formula 6] is preferably 30 mol% or less or less than 30 mol%, more preferably 20 mol% or less, relative to all repeating units, More preferably, it is 10 mol % or less.
ポリイミド前駆体(A1)の前記[化6]において、R1,R2はそれたは炭素数3~9のアルキルシリル基のいずれかである。R1,R2が水素である場合、ポリイミドの製造が容易である傾向がある。In [Formula 6] of the polyimide precursor (A1), R 1 and R 2 are either C 3-9 alkylsilyl groups. When R 1 and R 2 are hydrogen, polyimide tends to be easier to produce.
R1,R2は、後述する製造方法によって、その官能基の種類、及び、官能基の導入率を変化させることができる。For R 1 and R 2 , the type of functional group and the introduction rate of the functional group can be changed according to the manufacturing method described below.
ポリイミド前駆体(A1)(前記[化6]で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むポリイミド前駆体)は、R1,R2が取る化学構造によって、
1)ポリアミド酸(R1,R2が水素)、
2)ポリアミド酸エステル(R1,R2の少なくとも一部がアルキル基)、
3) 4)ポリアミド酸シリルエステル(R1,R2の少なくとも一部がアルキルシリル基)、
に分類することができる。そして、ポリイミド前駆体(A1)は、この分類ごとに、以下の製造方法により容易に製造することができる。ただし、ポリイミド前駆体(A1)の製造方法は、以下の製造方法に限定されるものではない。The polyimide precursor (A1) (a polyimide precursor containing at least one type of repeating unit represented by [Chem. 6]) has a chemical structure represented by R 1 and R 2 ,
1) Polyamic acid (R 1 and R 2 are hydrogen),
2) polyamic acid ester (at least part of R 1 and R 2 are alkyl groups),
3) 4) polyamic acid silyl ester (at least a portion of R 1 and R 2 are alkylsilyl groups),
can be classified into Then, the polyimide precursor (A1) can be easily produced by the following production methods for each of these classifications. However, the method for producing the polyimide precursor (A1) is not limited to the following production method.
1)ポリアミド酸
ポリイミド前駆体(A1)は、溶媒中でテトラカルボン酸成分としてのテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを略等モル、好ましくはテトラカルボン酸成分に対するジアミン成分のモル比[ジアミン成分のモル数/テトラカルボン酸成分のモル数]が好ましくは0.90~1.10、より好ましくは0.95~1.05の割合で、例えば1200℃以下の比較的低温度でイミド化を抑制しながら反応することによって、ポリイミド前駆体溶液組成物として好適に得ることができる。1) Polyamic acid The polyimide precursor (A1) contains a tetracarboxylic dianhydride as a tetracarboxylic acid component and a diamine component in a solvent in approximately equimolar amounts, preferably the molar ratio of the diamine component to the tetracarboxylic acid component [diamine Mole number of component/mol number of tetracarboxylic acid component] is preferably 0.90 to 1.10, more preferably 0.95 to 1.05, for example, imidation at a relatively low temperature of 1200 ° C. or less can be suitably obtained as a polyimide precursor solution composition by reacting while suppressing
限定するものではないが、より具体的には、有機溶剤または水にジアミンを溶解し、この溶液に撹拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間揖持することで、ポリイミド前駆体が得られる。800℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。上記製造方法でのジアミンとテトラカルボン酸二無水物の添加順序は、ポリイミド前駆体の分子量が上がりやすいため、好ましい。また、上記製造方法のジアミンとテトラカルボン酸二無水物の添加順序を逆にすることも可能であり、析出物が低減することから、好ましい。溶媒として水を使用する場合は1,2-ジメチルイミダゾール等のイミダゾール類、あるいはトリエチルアミン等の塩基を、生成するポリアミック酸(ポリイミド前駆体)のカルボキシル基に対して、好ましくは0.8倍当量以上の量で、添加することが好ましい。 More specifically, but not limited to, diamine is dissolved in an organic solvent or water, tetracarboxylic dianhydride is gradually added to this solution while stirring, and the temperature is adjusted to 0 to 120° C., preferably 5 A polyimide precursor can be obtained by holding at a temperature in the range of ~80°C for 1 to 72 hours. When the reaction is carried out at 800° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced. The order of addition of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride in the above production method is preferable because the molecular weight of the polyimide precursor tends to increase. It is also possible to reverse the order of addition of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride in the production method described above, which is preferable because the precipitates are reduced. When water is used as a solvent, imidazoles such as 1,2-dimethylimidazole, or bases such as triethylamine, with respect to the carboxyl groups of the polyamic acid (polyimide precursor) to be generated, preferably 0.8 equivalents or more. is preferably added in an amount of
2)ポリアミド酸エステル
テトラカルボン酸二無水物を任意のアルコールと反応させ、ジエステルジカルボン酸を得た後、塩素化試薬(チオニルクロライド、オキサリルクロライドなど)と反応させ、ジエステルジカルボン酸クロライドを得る。このジエステルジカルボン酸クロライドとジアミンを-20~120℃、好ましくは-5~80℃の範囲で1~72時間撹拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。800℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。また、ジエステルジカルボン酸とジアミンを、リン系縮合剤や、カルボジイミド縮合剤などを用いて脱水縮合することでも、簡便にポリイミド前駆体が得られる。2) Polyamic Acid Ester A tetracarboxylic acid dianhydride is reacted with any alcohol to obtain a diester dicarboxylic acid, which is then reacted with a chlorinating reagent (thionyl chloride, oxalyl chloride, etc.) to obtain a diester dicarboxylic acid chloride. The diester dicarboxylic acid chloride and diamine are stirred at −20 to 120° C., preferably −5 to 80° C. for 1 to 72 hours to obtain a polyimide precursor. When the reaction is carried out at 800° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced. A polyimide precursor can also be easily obtained by subjecting a diester dicarboxylic acid and a diamine to dehydration condensation using a phosphorus-based condensing agent, a carbodiimide condensing agent, or the like.
この方法で得られるポリイミド前駆体は、安定なため、水やアルコールなどの溶剤を加えて再沈殿などの精製を行うこともできる。 Since the polyimide precursor obtained by this method is stable, it can be purified by reprecipitation by adding a solvent such as water or alcohol.
3)ポリアミド酸シリルエステル(間接法)
あらかじめ、ジアミンとシリル化剤を反応させ、シリル化されたジアミンを得る。必要に応じて、蒸留等により、シリル化されたジアミンの精製を行う。そして、脱水された溶剤中にシリル化されたジアミンを溶解させておき、撹拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間撹拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。800℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。3) Polyamic acid silyl ester (indirect method)
A diamine and a silylating agent are reacted in advance to obtain a silylated diamine. If necessary, the silylated diamine is purified by distillation or the like. Then, the silylated diamine is dissolved in the dehydrated solvent, and the tetracarboxylic dianhydride is gradually added while stirring, and the temperature is maintained at 0 to 120°C, preferably 5 to 80°C. Stirring for ~72 hours gives the polyimide precursor. When the reaction is carried out at 800° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced.
4)ポリアミド酸シリルエステル(直接法)
上記の1)の方法で得られたポリアミド酸溶液とシリル化剤を混合し、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間撹拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。800℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。4) Polyamic acid silyl ester (direct method)
The polyamic acid solution obtained by the above method 1) and the silylating agent are mixed and stirred at 0 to 120° C., preferably 5 to 80° C. for 1 to 72 hours to obtain a polyimide precursor. . When the reaction is carried out at 800° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced.
上記の3)の方法、及び4)の方法で用いるシリル化剤として、塩素を含有しないシリル化剤を用いることは、シリル化されたポリアミド酸、もしくは、得られたポリイミドを精製する必要がないため、好適である。塩素原子を含まないシリル化剤としては、N,0-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N,0-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。フッ素原子を含まず低コストであることからN,0-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。 Using a chlorine-free silylating agent as the silylating agent used in the above methods 3) and 4) eliminates the need to purify the silylated polyamic acid or the resulting polyimide. Therefore, it is preferable. Silylating agents containing no chlorine atoms include N,0-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide, N,0-bis(trimethylsilyl)acetamide and hexamethyldisilazane. N,0-bis(trimethylsilyl)acetamide and hexamethyldisilazane are particularly preferred because they do not contain fluorine atoms and are low in cost.
また、3)の方法のジアミンのシリル化反応には、反応を促進するために、ピリジン、ピペリジン、トリエチルアミンなどのアミン系触媒を用いることができる。この触媒はポリイミド前駆体の重合触媒として、そのまま使用することができる。 In the silylation reaction of diamine in method 3), an amine-based catalyst such as pyridine, piperidine, and triethylamine can be used to promote the reaction. This catalyst can be used as it is as a polymerization catalyst for the polyimide precursor.
ポリイミド前駆体(A1)を調製する際に使用する溶媒(C)は、水や、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性溶媒が好ましく、原料モノマー成分と生成するポリイミド前駆体が溶解すれば、どんな種類の溶媒であっても問題はなく使用できるので、特にその構造には限定されない。溶媒として、水やN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド溶媒、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δバレロラクトン、γ-カブロラクトン、ε-カブロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ一ト等のカーボネート溶媒、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒、m-クレゾール、p-クレゾール、3-クロロフェノール、4-クロロフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどが好ましく採用される。さらに、その他の一般的な有機溶剤、即ちフェノール、o-クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、2-メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、フタノール、エタノール、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒なども使用できる。なお、溶媒は、複数種を組み合わせて使用することもできる。 The solvent (C) used in preparing the polyimide precursor (A1) is water or, for example, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl -2-Imidazolidinone, dimethyl sulfoxide and other aprotic solvents are preferred, and any kind of solvent can be used without problems as long as the raw material monomer component and the polyimide precursor to be formed dissolve, so the structure is not limited to Solvents include water, amide solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δvalerolactone, γ-cabrolactone, ε-cabrolactone, α -Cyclic ester solvents such as methyl-γ-butyrolactone, carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, glycol solvents such as triethylene glycol, m-cresol, p-cresol, 3-chlorophenol, 4-chloro Phenolic solvents such as phenol, acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, dimethylsulfoxide and the like are preferably employed. In addition, other common organic solvents, namely phenol, o-cresol, butyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol methyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, tetrahydrofuran. , dimethoxyethane, diethoxyethane, dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, phthalol, ethanol, xylene, toluene, chlorobenzene, terpene, mineral spirits, petroleum naphtha Solvents and the like can also be used. In addition, a solvent can also be used in combination of multiple types.
ポリイミド前駆体(A1)の対数粘度は、特に限定されないが、300℃での濃度0.5g/dLのN,N-ジメチルアセトアミド溶液における対数粘度が0.2dL/g以上、より好ましくは0.3dL/g以上、特に好ましくは0.4dL/g以上であることが好ましい。対数粘度が0.2dL/g以上では、ポリイミド前駆体の分子量が高く、得られるポリイミドの機械強度や耐熱性に優れる。 The logarithmic viscosity of the polyimide precursor (A1) is not particularly limited. It is preferably 3 dL/g or more, particularly preferably 0.4 dL/g or more. When the logarithmic viscosity is 0.2 dL/g or more, the molecular weight of the polyimide precursor is high, and the obtained polyimide is excellent in mechanical strength and heat resistance.
<ポリイミド(A2)>
ポリイミド(A2)は、特に限定されるわけではないが、ポリイミド前駆体(A1)から得られ、例えば、前記[化7]で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むものである。<Polyimide (A2)>
The polyimide (A2) is not particularly limited, but is obtained from the polyimide precursor (A1) and contains, for example, at least one repeating unit represented by [Chem. 7].
上記[化7]は上記[化6]に対応するもので、X1はX2に対応し、Y1はY2に対応する。上記[化7]中のX2、Y2としては、上記[化6]中のX1、Y1と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。The above [Chem. 7] corresponds to the above [Chem. 6], where X 1 corresponds to X 2 and Y 1 corresponds to Y 2 . X 2 and Y 2 in the above [Chem. 7] include the same as X 1 and Y 1 in the above [Chem. 6], and preferable ones are also the same.
特に限定されるわけではないが、耐熱性に優れるため、ポリイミド(A2)の化学式(7)中のX2が芳香族環を有する4価の基であり、Y2が芳香族環を有する2価の基であることが好ましい。また、耐熱性に優れると同時に透明性に優れるため、X2が脂環構造を有する4価の基であり、Y2が芳香族環を有する2価の基であることが好ましい。また、耐熱性に優れると同時に寸法安定性に優れるため、X2が芳香族環を有する4価の基であり、Y2が脂環構造を有する2価の基であることが好ましい。Although it is not particularly limited, since it has excellent heat resistance, X 2 in the chemical formula (7) of the polyimide (A2) is a tetravalent group having an aromatic ring, and Y 2 is 2 having an aromatic ring. It is preferably a valent group. Moreover, it is preferable that X 2 is a tetravalent group having an alicyclic structure and Y 2 is a divalent group having an aromatic ring, in order to obtain excellent heat resistance and transparency. Moreover, it is preferable that X 2 is a tetravalent group having an aromatic ring and Y 2 is a divalent group having an alicyclic structure, because of excellent heat resistance and dimensional stability.
厚み方向及び面内方向の位相差が小さく、かつ、透明性、機械的特性、または耐熱性等の特性にも優れるポリイミド組成物を得るためには、ポリイミド(A2)は、好ましくはフッ素原子を含有する、芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミンとから得られるポリイミド、または、脂環式テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミンとから得られるポリイミド、または、芳香族テトラカルボン酸成分と脂環式ジアミンとから得られるポリイミドであることが好ましい。なお、テトラカルボン酸成分には、テトラカルボン酸と、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等のテトラカルボン酸誘導体が含まれる。 In order to obtain a polyimide composition having a small retardation in the thickness direction and in-plane direction and excellent properties such as transparency, mechanical properties, or heat resistance, the polyimide (A2) preferably contains fluorine atoms. polyimide obtained from an aromatic tetracarboxylic acid component and an aromatic diamine, or a polyimide obtained from an alicyclic tetracarboxylic acid component and an aromatic diamine, or an aromatic tetracarboxylic acid component and an alicyclic A polyimide obtained from a diamine is preferred. The tetracarboxylic acid component includes tetracarboxylic acid and tetracarboxylic acid derivatives such as tetracarboxylic acid dianhydride, tetracarboxylic acid silyl ester, tetracarboxylic acid ester, and tetracarboxylic acid chloride.
ポリイミド組成物の特性、例えば、透明性、機械的特性、または耐熱性等の点から、X2が脂環構造を有する4価の基であり、Y2が脂環構造を有する2価の基である上記[化7]で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは30モル%以下または30モル%未満、より好ましくは10モル%以下であることが好ましい。Properties of the polyimide composition, for example, from the viewpoint of transparency, mechanical properties, or heat resistance, X 2 is a tetravalent group having an alicyclic structure, Y 2 is a divalent group having an alicyclic structure The content of the repeating unit represented by the above [Chemical 7] is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less or less than 30 mol%, more preferably 10 mol % or less.
一実施態様においては、ポリイミド(A2)は、X2が芳香族環を有する4価の基であり、Y2が芳香族環を有する2価の基である上記[化7]の繰り返し単位の1種以上の含有量が、合計で、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%であることが好ましい。この実施態様において、特に高透明性が求められる場合は、ポリイミド(A2)はフッ素原子を含有することが好ましい。すなわち、ポリイミド(A2)は、X2がフッ素原子を含有する芳香族環を有する4価の基である前記[化7]の繰り返し単位および/またはY2がフッ素原子を含有する芳香族環を有する2価の基である前記[化7]の繰り返し単位の1種以上を含むことが好ましい。In one embodiment, the polyimide (A2) is a repeating unit of the above [Chemical 7], wherein X 2 is a tetravalent group having an aromatic ring, and Y 2 is a divalent group having an aromatic ring. The total content of one or more of the repeating units is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, particularly Preferably, it is 100 mol %. In this embodiment, especially when high transparency is required, the polyimide (A2) preferably contains fluorine atoms. That is, in the polyimide (A2), X 2 is a tetravalent group having an aromatic ring containing a fluorine atom and / or the repeating unit of the above [Chemical 7] and / or Y 2 is an aromatic ring containing a fluorine atom It preferably contains one or more of the repeating units of [Chem. 7], which is a divalent group having
一実施態様においては、ポリイミド(A2)は、X2が脂環構造を有する4価の基であり、Y2が芳香族環を有する2価の基である前記[化7]の繰り返し単位の1種以上の含有量が、合計で、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%であることが好ましい。In one embodiment, in the polyimide (A2), X 2 is a tetravalent group having an alicyclic structure, and Y 2 is a divalent group having an aromatic ring. The total content of one or more of the repeating units is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, particularly Preferably, it is 100 mol %.
一実施態様においては、ポリイミド(A2)は、X2が芳香族環を有する4価の基であり、Y2が脂環構造を有する2価の基である前記[化7]の繰り返し単位の1種以上の含有量が、合計で、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%であることが好ましい。In one embodiment, in the polyimide (A2), X 2 is a tetravalent group having an aromatic ring, and Y 2 is a divalent group having an alicyclic structure. The total content of one or more of the repeating units is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, particularly Preferably, it is 100 mol %.
上記[化7]で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むポリイミド(A2)は、上記[化7]で表される繰り返し単位以外の、他の繰り返し単位1種以上を含むことができる。 The polyimide (A2) containing at least one type of repeating unit represented by [Chem. 7] can contain one or more types of other repeating units other than the repeating unit represented by [Chem. 7].
上記[化7]で表される繰り返し単位以外の、他の繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、好ましくは30モル%以下または30モル%未満、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下であることが好ましい。 The content of other repeating units other than the repeating unit represented by [Chemical 7] is preferably 30 mol% or less or less than 30 mol%, more preferably 20 mol% or less, based on the total repeating units. More preferably, it is 10 mol % or less.
ポリイミド(A2)は、ポリイミド前駆体(A1)をイミド化する(すなわち、ポリイミド前駆体(A1)を脱水閉環反応することで製造することができる。イミド化の方法は特に限定されず、公知の熱イミド化、または化学イミド化の方法を好適に適用することができる。 The polyimide (A2) can be produced by imidizing the polyimide precursor (A1) (that is, subjecting the polyimide precursor (A1) to a dehydration ring closure reaction. The imidization method is not particularly limited, and a known A method of thermal imidization or chemical imidization can be suitably applied.
前述した炭酸ストロンチウム粒子を含む樹脂からなる光学フィルムでは、炭酸ストロンチウム粒子の平均長径が、10~100nmの範囲と小さく、かつ炭酸ストロンチウム粒子の表面に界面活性剤が付着しているため、樹脂中への炭酸ストロンチウム粒子の分散性が高くなる。これにより、上記の光学フィルムのヘイズを小さくすることができる。 In the above-mentioned optical film made of a resin containing strontium carbonate particles, the average length of the strontium carbonate particles is as small as 10 to 100 nm, and a surfactant is attached to the surface of the strontium carbonate particles. The dispersibility of the strontium carbonate particles is increased. Thereby, the haze of the optical film can be reduced.
例えば、ヘイズが1%以下であり、かつ正の面外複屈折率を有する光学フィルムを提供することができる。また、ヘイズが1%以下であり、かつ面外複屈折率がゼロである光学フィルムを提供することも可能である。さらに、ヘイズが1%以下であり、かつ負の面外複屈折率を有する光学フィルムを提供することも可能である。 For example, an optical film having a haze of 1% or less and a positive out-of-plane birefringence can be provided. It is also possible to provide an optical film having a haze of 1% or less and an out-of-plane birefringence of zero. Furthermore, it is possible to provide an optical film having a haze of 1% or less and a negative out-of-plane birefringence.
また、このような光学フィルムは、画像表示装置に好適に適用することができる。 Moreover, such an optical film can be suitably applied to an image display device.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but these are not intended to limit the object of the present invention.
1.実施例1
(1)炭酸ストロンチウム微粒子の製造
(a)反応工程1. Example 1
(1) Production of strontium carbonate fine particles (a) Reaction step
水温10℃の純水3Lに、DL-酒石酸(特級試薬、純度:99%以上)を加えて撹拌して水性懸濁液中に溶解させた。水酸化ストロンチウム八水和物(特級試薬、純度:96%以上)366gを投入し、混合して濃度5.6質量%の水酸化ストロンチウム水性懸濁液を調製した。この水酸化ストロンチウム水性懸濁液を10℃に維持しつつ、撹拌を続けながら、水性懸濁液に二酸化炭素ガスを0.5L/分の流量(水酸化ストロンチウム1gに対して22mL/分の流量)にて、水性懸濁液のpHが7になるまで吹き込み、炭酸ストロンチウム粒子を生成させた。その後、さらに30分間撹拌を続け、炭酸ストロンチウム粒子水性懸濁液を得た。 DL-tartaric acid (special grade reagent, purity: 99% or more) was added to 3 L of pure water at a water temperature of 10° C. and dissolved in the aqueous suspension by stirring. 366 g of strontium hydroxide octahydrate (guaranteed reagent, purity: 96% or higher) was added and mixed to prepare an aqueous strontium hydroxide suspension with a concentration of 5.6% by mass. While maintaining this strontium hydroxide aqueous suspension at 10° C. and continuing to stir, carbon dioxide gas was added to the aqueous suspension at a flow rate of 0.5 L/min (flow rate of 22 mL/min for 1 g of strontium hydroxide). ) until the pH of the aqueous suspension reaches 7 to generate strontium carbonate particles. After that, stirring was continued for an additional 30 minutes to obtain an aqueous suspension of strontium carbonate particles.
(b)熟成工程
得られた炭酸ストロンチウム粒子水性懸濁液を周速2.5m/secで攪拌しながら95℃の温度にて12時間加温処理して炭酸ストロンチウム粒子を針状に成長させた。その後、室温まで放冷して、炭酸ストロンチウム微粒子の水性スラリーを製造した。(b) Aging step The obtained strontium carbonate particle aqueous suspension was heated at a temperature of 95°C for 12 hours while stirring at a peripheral speed of 2.5 m/sec to grow needle-like strontium carbonate particles. . Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature to produce an aqueous slurry of fine strontium carbonate particles.
(2)高分散性炭酸ストロンチウム粒子の製造
(a)表面処理工程
上記で作製した炭酸ストロンチウム微粒子の水性スラリー(固形濃度:6質量%)に、界面活性剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステルを添加して溶解させ、スターラーで5分間撹拌した。ついでクレアミックスにてせん断力をかけて、分散処理を行った。これにより、高分散性炭酸ストロンチウム粒子の水スラリーを得た。(2) Production of Highly Dispersible Strontium Carbonate Particles (a) Surface Treatment Step An aqueous slurry (solid concentration: 6% by mass) of the strontium carbonate particles prepared above was added with polyoxyethylene styrene phenyl ether phosphate as a surfactant. The ester was added and dissolved and stirred with a stirrer for 5 minutes. Then, a shearing force was applied with CLEARMIX to carry out dispersion treatment. As a result, an aqueous slurry of highly dispersible strontium carbonate particles was obtained.
(b)乾燥工程(ドラムドライヤー)
撹拌混合後の水性スラリーを110~120℃に加熱した回転式ドラムドライヤーに吹き付け、高分散性炭酸ストロンチウム微粉末を得た。得られた高分散性炭酸ストロンチウム微粉末を電子顕微鏡で観察した結果、針状粒子の微粉末であることが確認された。また、電子顕微観察結果の画像解析を行ったところ、炭酸ストロンチウム粒子の平均長径は35nmであった。(b) Drying step (drum dryer)
The aqueous slurry after stirring and mixing was sprayed on a rotary drum dryer heated to 110 to 120° C. to obtain highly dispersible strontium carbonate fine powder. As a result of observing the obtained highly dispersible strontium carbonate fine powder with an electron microscope, it was confirmed that it was a fine powder of acicular particles. Image analysis of the results of electron microscopic observation revealed that the average length of the strontium carbonate particles was 35 nm.
(3)結晶子径の測定
上記で得られた炭酸ストロンチウム微粒子のc軸方向の結晶子径を測定した。株式会社リガク製 RINT-TTRIII型 広角X線回折装置を用いて、下記条件にてX線回折パターンを測定し、(002)方向のX線回折パターンである回折角2θが29.6°のピークの半値幅を使い、Scherrerの式にてc軸方向の結晶子径を算出した。結晶子径の測定結果は以下の表1に示されている。
(条件)
X線源 ;CuKα線
管電圧-管電流;50kV-300mA
ステップ幅; 0.04deg
測定速度; 2sec/step
スリット系; 発散-受光-散乱
0.5deg-0.15mm-0.5deg
回折線湾曲結晶モノクロメーター(3) Measurement of crystallite diameter The crystallite diameter in the c-axis direction of the strontium carbonate fine particles obtained above was measured. Using a RINT-TTR III type wide-angle X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Co., Ltd., the X-ray diffraction pattern was measured under the following conditions. The crystallite diameter in the c-axis direction was calculated by Scherrer's formula using the half width of . The results of crystallite size measurements are shown in Table 1 below.
(conditions)
X-ray source; CuKα ray Tube voltage - tube current; 50kV-300mA
Step width; 0.04deg
Measurement speed; 2 sec/step
Slit system; Divergence - Reception - Scattering
0.5deg-0.15mm-0.5deg
diffraction line curved crystal monochromator
(SrCO3添加ドープ液の作製方法)
N-メチル-2-ピロリドン(以下、「NMP」)25gに対し、可溶性ポリイミド(以下、「PI」)6gを添加し、6時間攪拌し、PI-NMP溶液を作製した。次に、NMP10gに対し、前述した炭酸ストロンチウム微粉末を1.2g添加し、超音波バスに30秒入れ、そのまま孔径1μmのメンブレンフィルターで加圧せずにろ過し、分散液1を作成した。PI-NMP溶液と分散液1を混合し、超音波ホモジナイザーで分散処理を行い、SrCO3添加ドープ液A-1を得た。
(Method for preparing SrCO3- added dope solution)
To 25 g of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter, "NMP"), 6 g of soluble polyimide (hereinafter, "PI") was added and stirred for 6 hours to prepare a PI-NMP solution. Next, 1.2 g of the strontium carbonate fine powder described above was added to 10 g of NMP, placed in an ultrasonic bath for 30 seconds, and filtered without pressure through a membrane filter with a pore size of 1 μm to prepare Dispersion 1. The PI-NMP solution and Dispersion Liquid 1 were mixed and dispersed by an ultrasonic homogenizer to obtain SrCO 3 -added dope liquid A-1.
(ポリイミドフィルム成膜方法)
SrCO3添加ドープ液A-1を、ベーカー式アプリケーターを用い、ガラス板上にウェット膜厚11milで塗布した。これをイナートオーブンにて窒素雰囲気化で30℃から3℃/minで昇温して350℃で10分間保持して乾燥した。ガラス板からPIフィルムを剥離し、PIフィルムA-1を得た。
(Polyimide film deposition method)
The SrCO 3 -added dope solution A-1 was applied to a glass plate with a wet film thickness of 11 mil using a Baker applicator. This was dried in an inert oven by raising the temperature from 30° C. at a rate of 3° C./min under a nitrogen atmosphere and maintaining the temperature at 350° C. for 10 minutes. The PI film was peeled off from the glass plate to obtain PI film A-1.
(透過率及びヘイズ測定)
分光光度計(日本分光社製)を用いて、PIフィルムA-1の可視光透過率及びヘイズ測定を行った。(Transmittance and haze measurement)
Visible light transmittance and haze of PI film A-1 were measured using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation).
(フィルムの位相差評価)
PIフィルムA-1の膜厚をマイクロメーターで測定した。その後、PIフィルムの面外位相差発現性(ΔP)を位相測定装置(王子計測機器株式会社製、KOBRA-WR)を用いて測定した。(Evaluation of retardation of film)
The thickness of the PI film A-1 was measured with a micrometer. After that, the out-of-plane retardation expression (ΔP) of the PI film was measured using a phase measuring device (KOBRA-WR manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.).
具体的には、PIフィルムの面外位相差(厚み方向の位相差;厚み方向のレターデーション)Rthを測定した。上記の位相測定装置は、測定対象物(PIフィルム)に垂直入射した光によって測定した面内位相差(レターデーション)R0と、測定対象物に入射角θで入射した光によって測定した位相差(レターデーション)Rθと、測定対象物の厚みd(入力値)と、測定対象物の平均屈折率Navr(入力値)とから、面外位相差Rthを算出する。なお、入射角θは40°であり、光の波長は547.4nmである。Specifically, the out-of-plane retardation (retardation in the thickness direction; retardation in the thickness direction) Rth of the PI film was measured. The above-mentioned phase measurement apparatus measures the in-plane retardation (retardation) R0 measured by light incident on the measurement object (PI film) perpendicularly, and the phase difference (retardation) measured by light incident on the measurement object at the incident angle θ The out-of-plane retardation Rth is calculated from the retardation Rθ, the thickness d (input value) of the object to be measured, and the average refractive index N avr (input value) of the object to be measured. The incident angle θ is 40° and the wavelength of light is 547.4 nm.
平均屈折率Navrは、互いに直交する3方向の屈折率の平均値を意味し、「Navr=(Nx+Ny+Nz)/3」によって定義される。ここで、Nx、Ny、Nzは、それぞれX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の測定対象物の屈折率を意味する。本明細書において、X軸方向は、遅相軸の方向である。Y軸方向は、進相軸の方向である。Z軸方向は、測定対象物の厚み方向である。The average refractive index N avr means an average value of refractive indices in three mutually orthogonal directions, and is defined by "N avr = (Nx + Ny + Nz)/3". Here, Nx, Ny, and Nz mean the refractive indices of the object to be measured in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, respectively. In this specification, the X-axis direction is the direction of the slow axis. The Y-axis direction is the direction of the fast axis. The Z-axis direction is the thickness direction of the object to be measured.
一般に、面外位相差Rthは、次の式により定義される:Rth=(Nx+Ny)/2-Nz)×d。ここで、「d」は、測定対象物の厚みを意味する。測定された面外位相差Rthの値から面外複屈折値ΔPを算出した。面外複屈折値ΔPは、次の式によって算出される:ΔP=Rth/d。なお、測定対象物の厚みdは、マイクロメーターによって測定することができる。 Generally, the out-of-plane retardation Rth is defined by the following formula: Rth=(Nx+Ny)/2−Nz)×d. Here, "d" means the thickness of the object to be measured. An out-of-plane birefringence value ΔP was calculated from the measured out-of-plane retardation value Rth. The out-of-plane birefringence value ΔP is calculated by the following formula: ΔP=Rth/d. Note that the thickness d of the object to be measured can be measured with a micrometer.
2.実施例2
炭酸ストロンチウム微粒子製造の熟成工程において熟成時の温度を80℃にしたこと以外は実施例1と同様な方法にてPIフィルムA-2を作製し、位相差発現性を評価した。評価結果は表1に示す。2. Example 2
A PI film A-2 was produced in the same manner as in Example 1, except that the temperature during aging was changed to 80° C. in the aging process for producing strontium carbonate fine particles, and retardation expression was evaluated. Evaluation results are shown in Table 1.
3.実施例3
炭酸ストロンチウム微粒子製造の熟成工程において熟成時の加温処理を24時間にしたこと以外は実施例1と同様な方法にてPIフィルムA-3を作製し、位相差発現性を評価した。評価結果は表1に示す。3. Example 3
A PI film A-3 was produced in the same manner as in Example 1, except that the heating treatment during aging was changed to 24 hours in the aging process for producing strontium carbonate fine particles, and the retardation expression was evaluated. Evaluation results are shown in Table 1.
4.比較例1
炭酸ストロンチウム微粒子製造の熟成工程において熟成時に攪拌せずに静置したこと以外は実施例1と同様の方法にてPIフィルムB-1を作製し、位相差発現性を評価した。評価結果は以下の表1に示す。4. Comparative example 1
A PI film B-1 was produced in the same manner as in Example 1, except that the film was allowed to stand without stirring during aging in the aging process for producing strontium carbonate microparticles, and the retardation expression property was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below.
5.比較例2
炭酸ストロンチウム微粒子製造において、熟成工程を省略したこと以外は実施例1と同様の方法にてPIフィルムC-1を作製し、位相差発現性を評価した。評価結果は以下の表1に示す。5. Comparative example 2
A PI film C-1 was produced in the same manner as in Example 1, except that the aging step was omitted in the production of strontium carbonate microparticles, and retardation expression was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below.
6.比較例3
ポリイミドフィルム製膜時に炭酸ストロンチウムを添加しないこと以外は実施例1と同様の方法にてPIフィルムD-1を作製し、位相差発現性を評価した。評価結果は以下の表1に示す。6. Comparative example 3
A PI film D-1 was produced in the same manner as in Example 1 except that strontium carbonate was not added during polyimide film formation, and retardation expression was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below.
7.参考例
表面処理工程において、界面活性剤としてステアリン酸を用いたこと以外は実施例1と同様の方法にてPIフィルムE-1を作製し、分光光度計(日本分光社製)を用いて、PIフィルムE-1の可視光透過率及びヘイズ測定を行った。評価結果は以下の表1に示す。7. Reference Example In the surface treatment step, a PI film E-1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that stearic acid was used as a surfactant, and a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation) was used. Visible light transmittance and haze measurements were performed on PI film E-1. The evaluation results are shown in Table 1 below.
8.比較例4
炭酸ストロンチウム微粒子製造の反応工程においてDL-酒石酸を加えなかったこと、反応温度を40℃にしたこと、及び熟成工程を省略したこと以外は実施例1と同様な方法にてPIフィルムF-1を作製し、位相差発現性を評価した。評価結果は表1に示す。8. Comparative example 4
PI film F-1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that DL-tartaric acid was not added in the reaction step for producing strontium carbonate fine particles, the reaction temperature was set to 40° C., and the aging step was omitted. It was prepared and evaluated for phase difference expression. Evaluation results are shown in Table 1.
表1を参照すると、実施例1、実施例2及び実施例3の炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向の結晶子径は、比較例1の炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向の結晶子径よりも大きい。さらに、比較例1の炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向の結晶子径は、比較例2の炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向の結晶子径よりも大きい。
比較例1では、炭酸ストロンチウムの結晶子径が12nmと小さいため、炭酸ストロンチウムの固有の位相差発現性が小さくなり、実施例2と比較してRthの値が2.3倍以上となっている。Referring to Table 1, the crystallite size in the c-axis direction of the strontium carbonate particles of Examples 1, 2 and 3 is larger than the crystallite size in the c-axis direction of the strontium carbonate particles of Comparative Example 1. Furthermore, the crystallite size in the c-axis direction of the strontium carbonate particles of Comparative Example 1 is larger than the crystallite size in the c-axis direction of the strontium carbonate particles of Comparative Example 2.
In Comparative Example 1, since the crystallite diameter of strontium carbonate is as small as 12 nm, the intrinsic retardation property of strontium carbonate is small, and the Rth value is 2.3 times or more as compared with Example 2. .
比較例3は、炭酸ストロンチウム粒子を含んでいない。したがって、比較例3のポリイミドフィルム(光学フィルム)は、ポリイミド樹脂単体の面外位相差Rth及び面外複屈折値ΔPを示す。 Comparative Example 3 does not contain strontium carbonate particles. Therefore, the polyimide film (optical film) of Comparative Example 3 exhibits the out-of-plane retardation Rth and the out-of-plane birefringence value ΔP of the polyimide resin alone.
炭酸ストロンチウム粒子は、「負」の位相差発現性を有することが知られている。したがって、炭酸ストロンチウム粒子の負の位相差の発現により、実施例1と比較例1,2のポリイミドフィルムの面外位相差Rth及び面外複屈折値ΔPは、比較例3よりも小さくなっている。 Strontium carbonate particles are known to have a "negative" retardation property. Therefore, the out-of-plane retardation Rth and the out-of-plane birefringence value ΔP of the polyimide films of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 are smaller than those of Comparative Example 3 due to the development of the negative retardation of the strontium carbonate particles. .
表1を参照すると、ポリイミドフィルムの面外位相差Rth及び面外複屈折値ΔPは、炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向の結晶子径が大きくなるほど小さくなっていることがわかる。これは、炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向の結晶子径が大きくなるほど、炭酸ストロンチウム粒子固有の位相差を発現しやすいからであると考えられる。 Referring to Table 1, it can be seen that the out-of-plane retardation Rth and the out-of-plane birefringence value ΔP of the polyimide film decrease as the crystallite size in the c-axis direction of the strontium carbonate particles increases. It is considered that this is because the larger the crystallite diameter in the c-axis direction of the strontium carbonate particles, the easier it is for the strontium carbonate particles to develop a phase difference specific to them.
炭酸ストロンチウム粒子固有の面外複屈折値を十分に発現させるという観点から、表1に基づき考慮すると、10~100nmの範囲内の平均長径を有する炭酸ストロンチウム粒子のc軸方向における結晶子径は、15nm以上、好ましくは20nm以上であることが好ましいことがわかる。結晶子径が15nm以下、又はc軸格子定数(0.513nm)の40倍以下の場合には、粒子の結晶性が低く、炭酸ストロンチウムが持つ本来の複屈折性を発現しにくい。そのため、結晶子径は20nm以上であることが好ましい。 From the viewpoint of sufficiently expressing the out-of-plane birefringence value unique to strontium carbonate particles, considering based on Table 1, the crystallite size in the c-axis direction of strontium carbonate particles having an average major axis within the range of 10 to 100 nm is It can be seen that the thickness is preferably 15 nm or more, preferably 20 nm or more. When the crystallite diameter is 15 nm or less or 40 times or less than the c-axis lattice constant (0.513 nm), the crystallinity of the particles is low, and the original birefringence of strontium carbonate is difficult to develop. Therefore, the crystallite diameter is preferably 20 nm or more.
また、実施例1と参考例を比較すると、界面活性剤としてステアリン酸を用いるよりも、フェニル系界面活性剤を用いた方が、光学フィルムのヘイズが高いことがわかる。これは、フェニル系界面活性剤の方が、炭酸ストロンチウム粒子の分散性が高くなるためと考えられる。 Further, when comparing Example 1 and Reference Example, it can be seen that the haze of the optical film is higher when the phenyl-based surfactant is used than when stearic acid is used as the surfactant. This is probably because the phenyl-based surfactant has higher dispersibility of the strontium carbonate particles.
比較例4は、炭酸ストロンチウムの平均長径が200nmとかなり大きい。したがって、比較例4の光学フィルムはヘイズが高いことがわかる。これは粒子径が100nmを超えると光の散乱が大きくなるためと考えられる。 In Comparative Example 4, the average major axis of strontium carbonate is as large as 200 nm. Therefore, it can be seen that the optical film of Comparative Example 4 has a high haze. It is considered that this is because light scattering increases when the particle diameter exceeds 100 nm.
上述の実施形態及び実施例を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態及び実施例に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。 Although the present invention has been described in detail using the above embodiments and examples, it should be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments and examples described herein. is. The present invention can be implemented with modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention defined by the claims. Accordingly, the descriptions herein are for illustrative purposes only and are not meant to be limiting of the present invention.
Claims (14)
表面に付着した界面活性剤を有する、炭酸ストロンチウム粒子。 having an average length within the range of 20 to 70 nm and a crystallite diameter of 15 nm or more in the c-axis direction,
Strontium carbonate particles with surfactant attached to the surface .
前記炭酸ストロンチウム粒子を含む樹脂と、を含む樹脂組成物。 Strontium carbonate particles according to any one of claims 1 to 5 ;
and a resin containing the strontium carbonate particles.
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