KR20130006443A - 액정 디스플레이 필름용 아황산염 연목계 셀룰로스 트리아세테이트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연목 펄프로부터 제조된 셀룰로스 트리아세테이트(CTA)를 사용하여 액정 디스플레이(LCD)에서의 사용에 적합한 필름을 제조하는 방법을 제공한다. 놀랍게도 필름 캐스팅 도프 중 특정 첨가제 및 CTA의 금속 및 황 함량의 조합이 연목 CTA가 유사한 황 함량의 린트계 CTA와 유사한 캐스팅 기질로부터의 박리 특성을 나타낼 수 있도록 한다는 것을 발견하였다. 첨가제는 산 소거제 및 킬레이트제의 조합을 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 액정 디스플레이(LCD)에서 사용하기에 적합한 필름을 제조하기 위해 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조된 셀룰로스 트리아세테이트(CTA)를 사용하는 것에 관한 것이다. 특히 본 발명은 CTA를 포함하는 용매 캐스트(solvent-cast) 필름 제조용 도프, 도프 제조 방법, CTA를 포함하는 필름, CTA를 포함하는 필름 제조 방법, 필름을 포함하는 LCD용 편광판 및 필름을 포함하는 광학 렌즈에 관한 것이다.
셀룰로스 트리아세테이트(CTA)는 평판 디스플레이용 용매 캐스트 액정 디스플레이(LCD) 필름에서 사용된다. CTA는 낙면(린트), 견목 또는 연목 셀룰로스로부터 제조될 수 있다. 초기에 린트 CTA만이 이들 용도로 사용되었는데 이는 린트 CTA가 스테인리스 강 캐스팅 기판으로부터 보다 용이하게 박리될 수 있기 때문이다.
LCD 필름 시장이 성장함에 따라 CTA를 제조하는데 사용되는 고품질 린트 셀룰로스의 가격이 견목 및 연목 펄프의 가격에 비해 상당히 증가하였다. LCD 필름 성장은 린트 셀룰로스 공급을 초과할 것으로 예상되어 2004년에는 주요 LCD 필름 캐스터는 캐스팅될 린트 CTA의 얇은 외층을 갖는 견목 CTA 코어를 가능하게 하는 공캐스팅 다이(co-casting die)를 시행하였다.
다른 LCD 필름 캐스터는 현재 20 내지 80㎛ 두께의 LCD 필름내에 린트 CTA만을 사용한다.
그러므로 당분야에는 연목 펄프와 같이 CTA의 보다 저렴한 공급원으로부터 제작되는 LCD 필름에 대해 계속적인 필요성이 존재하고 있다. 본 발명은 이러한 필요성을 다루는 것에 관한 것이고 아래 기재 및 청구항으로부터 분명해질 것이다.
놀랍게도 필름 캐스팅 도프내의 첨가제의 조합과 CTA의 금속과 황 함량 제어가 낮은 황 함량을 갖는 연목 CTA가 유사한 황 함량의 린트계 CTA와 유사한, 캐스팅 기판으로부터의 박리 특성을 나타내는 것이 발견되었다. 추가로 놀랍게도 연목 CTA 캐스팅 도프가 린트계 CTA로부터 제조된 필름에 비해 더 적은 헤이즈, 더 큰 단단함 및 린트계 CTA로부터 제조된 필름과 유사한 색을 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 이 필름 캐스터는 최근에 이 기술을 확대하여 필름이 90%의 견목 CTA 및 10% 린트 CTA를 사용하여 제조되고, 특정 첨가제를 갖는 100% 견목 CTA 및 필름 캐스팅 기술을 사용할 수 있게 하였다.
그러므로 한 양태에서 본 발명은 용매 캐스트 필름 제조용 도프를 제공한다. 도프는 다음을 포함한다:
(a) 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 1 중량% 미만의 자일로스, 및 3:1 이상의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트;
(b) 산 소거제;
(c) 킬레이트제; 및
(d) 용매.
그러므로 한 양태에서 본 발명은 용매 캐스트 필름 제조용 도프를 제공한다. 도프는 다음을 포함한다:
(a) 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 2 중량% 미만의 자일로스, 및 3:1 이상의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트;
(b) 산 소거제;
(c) 킬레이트제; 및
(d) 용매.
다른 구현예에서, 본 발명은 도프 제조 방법을 제공한다. 방법은 다음을 포함한다:
(a) 셀룰로스 트리아세테이트, 산 소거제 및 용매를 함께 혼합하여 용액을 형성하는 단계; 및
(b) 단계 (a)로부터의 용액에 킬레이트제를 첨가하여 도프를 형성하는 단계.
다른 양태에서, 본 발명은 다음을 포함하는 필름을 제공한다:
(a) 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 1 중량% 미만의 자일로스, 및 3:1 이상의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트;
(b) 산 소거제; 및
(c) 킬레이트제.
다른 양태에서, 본 발명은 다음을 포함하는 필름을 제공한다:
(a) 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 2 중량% 미만의 자일로스, 및 3:1 이상의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트;
(b) 산 소거제; 및
(c) 킬레이트제.
다른 양태에서, 본 발명은 필름 제조 방법을 제공한다. 방법은 다음을 포함한다:
(a) 본 발명에 따른 도프를 계속 움직이는 지지체로 캐스팅하여 지지체 상에 캐스트 필름을 형성하는 단계;
(b) 캐스트 필름을 부분적으로 건조시키는 단계;
(c) 지지체로부터 캐스트 필름을 분리하는 단계; 및
(d) 분리된 필름을 건조시키는 단계.
다른 양태에서 본 발명은 액정 디스플레이용 편광판을 제공하고, 여기서 편광판은 본 발명에 따른 필름을 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 필름을 포함하는 광학 렌즈를 제공한다.
본 발명에 따른 용매 캐스트 필름 제조용 도프는 4가지 주요 성분을 포함한다. 제1 주요 성분은 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 1 중량% 미만의 자일로스, 및 금속 대 황산염의 몰 비가 3:1 이상인 셀룰로스 트리아세테이트이다. 그렇지 않으면 제1 주요 성분은 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 2 중량% 미만의 자일로스, 및 금속 대 황산염의 몰 비가 3:1 이상인 셀룰로스 트리아세테이트이다.
"아황산염 처리 연목 펄프"는 아황산염 처리를 사용하여 연목, 예를 들어 가문비나무, 소나무, 전나무, 낙엽송, 솔송나무 등으로부터 제조된 목재 펄프를 의미한다. 아황산염 처리는 커다란 가압된 용기에서 연목 칩으로부터 리그닌을 추출하기 위해 아황산의 다양한 염을 사용하여 거의 순수한 셀룰로스 섬유인 목재 펄프를 생산한다. 사용되는 염은 아황산염 또는 중아황산염이고 반대 이온은 전형적으로 나트륨, 칼슘, 칼륨 또는 마그네슘이다. 후에 셀룰로스 섬유는 아세틸화되어 셀룰로스 트리아세테이트(CTA)를 생산한다.
이론에 구애되고자 함이 없이, 아황산염 처리 셀룰로스는 분지된 자일란 쇄를 갖고, 이는 아세틸화될 때 전가수분해된 크래프트(prehydrolyzed kraft, PHK) 셀룰로스계 CTA의 선상 자일란 쇄보다 필름 캐스팅 용매에 보다 용해성이 있다고 여겨진다.
다른 구현예에서, CTA는 25ppm 미만의 황을 갖는다. 다른 구현예에서 CTA는 8 내지 15ppm의 황을 갖는다.
다른 구현예에서, CTA는 0.8 중량% 이하의 자일로스를 갖는다. 다른 구현예에서, CTA는 0.5 내지 0.6 중량%의 자일로스를 갖는다. 다른 구현예에서, CTA는 1.5 또는 2 중량% 이하의 자일로스 함량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서 CTA는 0.5 내지 1.5 또는 0.5 내지 2 중량%의 자일로스 함량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서 CTA는 0.5 내지 0.8 중량%의 자일로스 함량을 가질 수 있다. 이들 구현예에서 CTA는 또한 0.5 내지 1.5 중량% 또는 0.5 내지 1.2 중량% 또는 0 내지 1.5 중량% 범위의 만노스 함량을 가질 수 있다.
다른 구현예에서, CTA는 98 중량% 이상의, 일반적으로 고순도 셀룰로스로부터 제조되는 α-셀룰로스를 갖는다. 다른 구현예에서 CTA는 96 중량% 이상의, 일반적으로 고순도 셀룰로스로부터 제조되는 α-셀룰로스를 갖는다.
다른 구현예에서 CTA는 3:1 내지 5:1 또는 3:1 내지 11:1 또는 3:1 내지 16:1 범위의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는다. 상기에서 주지된 바와 같이 금속은 전형적으로 나트륨, 칼슘, 칼륨 및/또는 마그네슘을 포함하고 이온 형태 또는 염으로 결합될 수 있다.
본 발명에서의 사용시 CTA는 황 함량, 자일로스 함량, α-셀룰로스 함량 및 본원에 기재된 금속 대 황산염 몰 비의 임의의 조합을 가질 수 있다. 본원에 기재된 특징을 갖는 CTA는 이스트만 케미칼 컴파니(Eastman Chemical Company)로부터 상업적으로 이용가능하고 미국 특허 제6,924,010호(전체 내용은 참조로서 본원에 혼입된다)에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다.
CTA는 일반적으로 도프의 중량에 기초하여 15 내지 23 중량% 범위의 양으로 도프에 존재한다.
본 발명에 따른 도프의 제2의 주요 성분은 산 소거제, 예를 들어 에폭시화된 대두유(ESO)(CAS No. 8013-07-8)이다. ESO는 다양한 제조사, 예를 들어 켐투라 코포레이션(Chemtura Corporation)으로부터 상품명 드라펙스(Drapex, 등록상표) 6.8로 상업적으로 이용가능하다. 에폭시화된 식물성 오일(EPO)은 다양한 에폭시화된 장쇄 지방산 트리글리세라이드(예를 들어 에폭시화된 대두유 및 에폭시화된 아마인유 및 다른 불포화 천연 오일. 이들은 때때로 에폭시화된 천연 글리세라이드 또는 불포화 지방산으로 불리고 이들 지방산은 12 내지 22개의 탄소 원자를 갖는다)의 조성물에 의해 제시되고 예시될 수 있다. 이들 산 소거제는 본 발명의 도프 및/도는 필름의 모든 구현예에 사용될 수 있다.
이론에 구애되고자 함이 없이, 산 소거제는 CTA 중 자유 아세트산과 반응하여 산이 악취, 변색 및 (생성된 필름의 광학적 물리적 특성을 변화시키는) CTA의 추가 가수분해를 일으키는 것을 방지한다고 여겨진다.
산 소거제는 전형적으로 도프의 전체 중량에 기초하여 0.1 내지 1 중량% 범위의 양으로 도프에 존재한다.
본 발명에 따른 도프의 제3의 주요 성분은 킬레이트제, 예를 들어 시트르산이다. 킬레이트제는 일반적으로 도프의 전체 중량에 기초하여 0.01 내지 0.1 중량% 범위의 양으로 도프에 존재한다. 킬레이트제의 다른 비제한 예는 타르타르산, 옥살산, 산의 알칼리 금속(주기율표의 1족) 염, 산의 알칼리 토금속(주기율표의 2족) 염 또는 그의 혼합물을 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 이들 킬레이트제는 본 발명의 도프 및/또는 필름의 모든 구현예에 사용될 수 있다.
이론에 구애되고자 함이 없이 CTA에 남아있는 잘 용해되지 않는 금속 황산염과 함께 존재하는 킬레이트제 착체는 캐스팅 지지체로의 그들의 추가 침전을 억제한다고 여겨진다.
본 발명에 따른 도프의 제4의 주요 성분은 용매이다. 전형적인 캐스팅 도프용 용매는 염화 메틸렌 및 용매의 중량에 기초하여 6 내지 20 중량%의 메탄올, 에탄올 또는 둘 다를 포함한다. 보다 전형적으로 용매는 염화 메틸렌 및 메탄올 또는 에탄올의 90/10 중량 혼합물일 수 있다.
도프는 일반적으로 65 내지 75 중량%의 용매를 포함한다.
본 발명에 따른 용매는 추가 첨가제, 예를 들어 반용매(예, n-부탄올 또는 이소프로판올), HALS(hindered amine light stabilizer), 염료, 가소제, UV 흡수제, 난연제, 소광제 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 도프는 먼저 CTA 및 산 소거제를 적합한 혼합 장치, 예를 들어 교반되는 용기에서 용매와 블렌딩하여 용액을 형성하도록 하여 제조될 수 있다. 그리고나서 킬레이트제가 용액에 첨가되어 도프를 형성한다.
본 발명에 다른 도프는 당업계에 공지된 기술을 사용하여 용매 캐스트 필름을 형성하도록 사용될 수 있다. 예를 들어 도프는 중력 또는 압력에 의해 지지체, 예를 들어 회전 벨트 또는 드럼상으로 캐스팅되어 지지체 상에 캐스트 필름을 형성할 수 있다. 캐스팅 후에 캐스트 필름은 부분적으로 건조되어 잔여 용매 함량이 예를 들어 12 내지 17 중량% 또는 12 내지 30 중량%이다. 그리고나서 부분적으로 건조된 캐스트 필름은 지지체, 예를 들어 박리 롤로부터 분리된다. 그리고나서 분리된 필름은 추가 건조되어 최종 필름을 형성한다.
본 발명에 따른 필름은 그 주요 성분으로서 CTA, 산 소거제 및 길레이트제를 포함한다. 특히 생성된 필름은 전형적으로 80 내지 95 중량%의 CTA, 1 내지 5 중량%의 산 소거제 및 0.1 내지 0.5 중량%의 킬레이트제를 포함한다. 필름은 10 중량% 이하의 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 필름은 최종 용도 적용에 따라 두께가 다양할 수 있다. 예를 들어 필름은 20 내지 100㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. LCD에서 사용하기 위해서는 40 내지 80㎛ 범위의 두께를 갖는 필름이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 필름은 다양한 적용에, 예를 들어 LCD용 편광판에 사용하기에 적합하다. LCD에서 편광판은 편광자의 적어도 한 면에 부착된 편광자 보호 필름을 갖는다. 전형적으로 편광자는 연신된 폴리비닐 알코올(PVA) 필름을 요오드 또는 이색성 염료로 염색하여 수득된다. 대부분의 경우에 CTA 필름은 PVA 필름용 보호 필름으로 사용되고 PVA 필름에 직접 부착될 수 있다. CTA 필름의 표면은 알칼리성 용액으로 비누화되어 편광자 조립에서 접착을 증진시킬 수 있다.
본 발명에 따른 필름은 또한 예를 들어 카메라, 망원경 또는 안경, 예컨대 선글라스 및 3D 안경에서 광학 렌즈의 성분으로 사용될 수 있다. 필름은 또한 광학 현미경 및 선글라스의 렌즈에서 상기에서 논의된 편광자와 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 구현예의 하기 실시예에 의해 추가로 예시될 수 있지만, 이들 실시예가 단지 예시의 목적으로 포함되고 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아님이 이해될 것이다.
실시예
시험 방법
CTA의 고유 점도(IV)는 비스코텍(Viscotek) Y501 V 점도계를 사용하여 ASTM 방법 D 871-91, "셀룰로스 아세테이트를 시험하는 표준 시험 방법"에 따라 측정되었다. 고유 점도는 농도가 0이 될 때 농도에 대한 상대적인 점도의 고유 알고리즘의 한계로 정의된다. 사용된 용매는 N-메틸피롤리돈이다.
ASTM D 1343-91이 CTA의 점도를 측정하는데 사용되었다.
ASTM D 882가 파단 변형률, 파단 응력, 항복 변형률, 항복 응력 및 필름의 영률(Young's modulus)을 측정하는데 사용되었다.
ASTM D 1003이 필름 헤이즈 및 투과율을 측정하는데 사용되었다.
ASTM E 1164가 색 평가에 대한 분광 분석 자료를 수득하기 위해 사용되었고 ASTM E 308이 CIE 시스템을 사용한 색 계산에 사용되었다.
실시예 1 내지 24에 있어서, 필름 두께 지연(Rth) 및 평면 지연(Re)을 울람 엘립소미터(Woollam ellipsometer)를 사용하여 측정하였다. 예를 들어 실시예 25 내지 28에 있어서, Rth는 코브라-더블유알(COBRA-WR) 인스트루먼트를 사용하여 측정하였다.
정성적인 박리 강도 시험 - 필름이 손으로 박리되는지에 대해 스크리닝 시험을 사용하여 1 내지 3의 정성적인 순위를 부여하였다(1: 끈적임 없이 쉽게 박리됨을 나타냄, 2: 중간 정도의 박리력이 필요하지만 플레이트 상에 남아있는 잔여물은 없음, 3: 강한 박리력이 필요하고 필름이 찢기거나 플레이트 상에 잔여물이 있음을 나타냄).
정량적인 박리 강도 시험 - 다양한 필름의 박리력을 보다 정확히 측정하기 위해 인스트론(Instron) 인장 시험기를 사용하였다. 상업적인 캐스팅 벨트의 제조사로부터 실제 필름 캐스팅 벨트 물질을 수득하고 박리력 시험의 기재로 사용하였다. 필름을 캐스팅하여 60㎛의 최종 두께를 달성하였다. 이들을 폭 2인치(5.08cm) 및 길이 10인치(25.4cm)로 캐스팅하였다. 금속 플레이트를 인스트론 인장 시험기에 수평으로 올리고 필름을 수직으로 당겼다. 플레이트를 미끄럼판에 올려, 미끄럼판이 옆으로 움직여 측정하는 동안 일정하게 90°각을 유지하도록 하였다. 플레이트로부터 필름을 박리하는데 필요한 힘을 필름이 100 인치/분의 속도로 박리될 때 로드 셀(load cell)에 의해 측정하였다. 이 힘을 플레이트의 전체 길이를 따라 측정하였다. 박리 강도를 필름 길이에 걸친 평균 강도(g)로 보고하였다.
실험실 필름 캐스팅 기구
기재의 거울 면이 긁히는 것을 방지하고, 시험을 위해 균일한 폭과 길이를 갖게 하고, 필름 두께 변화를 감소시키기 위해 실험실 필름 캐스팅 기구를 디자인하고 구성하였다.
실험실 필름 캐스팅 장치는 테플론(Teflon) 가이드 바가 부착된 금속 지지체를 갖는다. 4개의 토글 클램프를 사용하여 폭 5 인치, 길이 10 인치의 스테인리스 강 필름 캐스팅 벨트 조각을 확보하였다. 드로다운 나이프(drawdown knife)는 블레이드와 금속 플레이트 사이의 간격을 변화시켜 상이한 두께의 필름을 캐스팅하게 할 수 있는 조정 손잡이(adjustment knob)를 갖는다.
재료
셀룰로스 트리아세테이트, VM114 및 VM149는 이스트만 케미칼 컴퍼니로부터 상업적으로 이용가능하고 미국 특허 제6,924,010호에 기재된 절차에 따라 제조된다. VM114는 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 VM149는 면 린터로부터 제조된다. VM114와 VM149의 평균 특성은 표 1에 보고된다.
사용된 킬레이트제는 시트르산이다.
사용된 에폭시화된 대두유는 드라펙스 6.8이다.
트리페닐 포스페이트 및 카르복시메틸 에틸프탈레이트는 가소제로 사용하였다.
티누빈(Tinuvin) 328 및 네오 헬리오판(Neo Heliopan) 357을 압력 캐스팅 시험(실시예 25 내지 28)에서 전형적인 UV 억제제로 사용하였다.
메탄올, 염화 메틸렌 및 n-부탄올을 통계적으로 디자인된 실험(실시예 1 내지 24)에서 용매로 사용하였으나 메탄올 및 염화 메틸렌만을 압력 캐스팅 시험에 사용하였다.
실시예
1 내지 24
도프
제조
CTA 샘플(VM 114)을 105℃에서 2시간 동안 강제 통풍 오븐(forced draft oven)에서 건조시키고나서 데시케이터(desiccator)에 두어 냉각시켰다. 용매 및 첨가제를 측량하여 둥근 병에서 혼합하였다. 개별 입자를 적시고 응집(clumping)을 감소시키기 위해 CTA를 천천히 용매로 첨가하였다. 이 혼합물을 포함하는 병을 18분 동안 페인트 쉐이커(paint shaker)에 두었다. 이후에 병을 기계적 롤러로 이동시켜 밤새 CTA의 분해를 완료시켰다. 병을 롤러로부터 제거하고 용액 중의 거품이 사라질 때까지 세워두었다.
필름 제조
60㎛ 두께의 필름을 실험실 필름 캐스팅 기구 상에서 손으로 캐스팅하고 건조시켜 10 내지 12 중량%의 잔여 용매 함량이 되도록 하였다. 상업적인 LCD 필름이 캐스팅 벨트로부터 박리될 때의 저급의 10 중량% 내지 30 중량%의 전형적인 잔여 용매 함량 범위를 모사하기 위해 이 수준을 선택하였다. 경험상 잔여 용매 함량이 높을수록 필름을 박리하는데 필요한 힘이 더 적다. 그러나 용매 함량이 너무 높으면 필름은 박리될 때 비틀려 쓸모없게 될 것이다.
필름을 캐스팅하기 위해 용액을 금속 플레이트의 한쪽 끝으로 붓고 나서 드로다운 블레이드를 플레이트 길이만큼 빨리 당겼다. 그리고나서 플레이트를 캐스팅 장치로부터 제거하고 흄 후드(fume hood) 내에 위치한 필름 경화 캐비넷에 두었다. 캐비넷은 제어된 속도로 용매가 증발하도록 한다. 10 내지 12 중량%의 잔여 용매에 도달하기 위해 필요한 시간을 캐비넷에서 경화 시간 중 10분의 간격으로 필름의 용매 함량을 측정하여 결정하였다. 이 시간을 대략 1시간으로 결정하였다. 경화 시간은 상대 습도에 의존적이고 더 높은 습도는 용매 증발을 늦추기 때문에 상대 습도를 모니터링해야 한다.
각각의 도프 및 필름의 조성물, 및 필름의 특성은 표 2에 보고된다.
실시예 1 내지 24는 시트르산, ESO 및 n-부탄올의 양 변화에 기초하여 평면 지연(Re), 파단 변형률, 파단 응력, 항복 변형률, 영률, 헤이즈 또는 총 투과에 큰 변화가 없음을 나타낸다. ESO 수준이 증가함에 따라 항복 응력은 약간의 감소를 나타내고 두께 지연(Rth)은 시트르산 함량이 증가함에 따라 감소하였다.
실시예
25 내지 28
3개 배치의 도프를 제조하여 상업적인 압력 캐스팅 라인에서 필름으로 형성시켰다. 도프의 배치를 염화 메틸렌 및 메탄올의 혼합물을 회전 교반기를 갖는 혼합 용기에 첨가하여 제조하였다. 그리고나서 VM114 및 시트르산을 제외한 모든 다른 성분을 교반되는 용기에 첨가하였다. 용해되지 않은 물질이 없는 용액이 수득되면 시트르산을 용액에 첨가하였다. 1시간 동안 계속 교반하였다. 그리고나서 필름 캐스팅 용액을 여과 기구를 통해 통과시키고 필름을 목표 두께로 캐스팅하였다. 도프 및 필름 조성물, 및 필름 특성을 표 3에 보고한다.
표 3에서 박리력은 필름을 캐스팅 벨트로부터 박리하는 테이크오프(takeoff) 롤에서 압력 변환기에 의해 계속 측정하였다.
표 3에서 널링(Knurling) 압력 비는 100% 린트계 CTA 필름에서 전형적으로 보이는 정도로 각각의 실험 필름의 널링 패턴을 부여하는데 필요한 힘의 비이다.
실시예
29 내지 34
캐스팅 기재로부터 필름을 분리하는데 필요한 박리력을 측정하기 위해 다양한 황 수준을 갖는 아황산염 연목, 면 린트 및 견목으로부터 유래된 CTA를 사용하여 실시예 1 내지 24의 절차에 따라 도프 및 필름을 제조하였다. 이들 조성물은 킬레이트제 및 산 소거제의 부재하에 박리력에 대한 황의 효과를 시험하기 위해 제조하였다. 결과는 황 수준이 높을수록 박리력이 높아짐을 나타낸다.
도프 및 필름 조성물, 및 박리력 결과는 표 4에 나타내었다.
일련의 황 함량을 갖는 CTA 샘플을 표 5에 나타낸 바와 같이 아황산염 연목 펄프를 사용하여 제조하였다. 목표량의 첨가제를 사용할 때 약 35ppm 초과의 황 함량에서 캐스팅 기재로부터의 박리력이 증가됨을 관찰하였다.
더 높은 수준의 헤미셀룰로스 불순물(자일란 및 만난)을 갖는 추가의 아황산염 연목 펄프를 CTA를 제조하는데 사용하였다. 표 6은 2% 이하의 자일로스 및 1% 만노스를 포함하는 펄프가 캐스팅 벨트 기재로부터 우수한 박리 특성을 갖는 CTA를 제조함을 나타낸다.
광학 특성의 안정성은 LCD 필름에서 매우 중요하다. 내구성 시험은 표 7에 나타낸 필름에서 60℃ 및 95% 상대 습도에서 1000시간 동안 수행하였다.
자료는 아황산염 연목 CTA(VM114)가 1.5% 산 소거제 및 0.15% 시트르산의 목표 수준에서 매우 안정한 광학 특성을 갖는 것을 나타낸다. 이러한 안정한 광학 특성은 LCD 용도로 사용하기 위해 매우 중요하다.
벨트 침전물은 필름 표면에 매우 작은 톱니 모양 자국을 만들고 이는 필름을 비스듬히 볼 때 헤이즈로 나타난다. 그러한 헤이즈로 필름이 부적합하게 되므로 벨트는 세척되어야 한다. 이러한 휴지 시간은 생산을 감소시키고 비용을 증가시킨다. 필름 캐스팅 벨트 상의 염 침전물을 방지하는데 있어 킬레이트제의 효과를 측정하기 위해 1.5% 산 소거제 및 0.15% 시트르산의 목표 수준을 사용하여 상업적인 필름 캐스팅 라인에 대해 추가 30일의 시험을 실시하였다. 벨트 침전물은 생기지 않았다.
본 발명은 바람직한 구현예를 참조하여 상세히 기재하였으나 본 발명의 정신 및 범주내에서 변화 및 변경이 있을 수 있음이 이해될 것이다.
Claims (19)
- (a) 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 2 중량% 미만의 자일로스, 및 3:1 이상의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트;
(b) 산 소거제;
(c) 킬레이트제; 및
(d) 용매
를 포함하는 용매 캐스트(solvent-cast) 필름 제조용 도프. - 청구항 1에 있어서,
셀룰로스 트리아세테이트가 8 내지 15ppm의 황, 0.5 내지 0.6 중량%의 자일로스 및 98 중량% 이상의 α-셀룰로스를 갖는 도프. - 청구항 1에 있어서,
15 내지 23 중량%의 셀룰로스 트리아세테이트를 포함하는 도프. - 청구항 1에 있어서,
0.1 내지 1 중량%의 산 소거제를 포함하는 도프. - 청구항 1에 있어서,
산 소거제가 에폭시화된 식물성 오일을 포함하는 도프. - 청구항 1에 있어서,
0.01 내지 0.1 중량%의 킬레이트제를 포함하는 도프. - 청구항 1에 있어서,
킬레이트제가 시트르산을 포함하는 도프. - 청구항 1에 있어서,
용매가 염화 메틸렌, 및 용매의 중량에 기초하여 6 내지 20 중량%의 메탄올 및 에탄올 중 적어도 하나를 포함하는 도프. - 청구항 1에 있어서,
(a) 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 8 내지 15ppm의 황, 0.8 중량% 이하의 자일로스 및 98 중량% 이상의 α-셀룰로스;
(b) 에폭시화된 대두유를 포함하는 산 소거제; 및
(c) 시트르산을 포함하는 킬레이트제
를 포함하는 도프. - (a) 아황산염 처리 연목 펄프로부터 제조되고 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 35ppm 미만의 황 및 2 중량% 미만의 자일로스, 및 3:1 이상의 금속 대 황산염의 몰 비를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트;
(b) 산 소거제; 및
(c) 킬레이트제
를 포함하는 필름. - 청구항 10에 있어서,
(a) 셀룰로스 트리아세테이트의 중량에 기초하여 8 내지 15ppm의 황, 0.8 중량% 이하의 자일로스 및 98 중량% 이상의 α-셀룰로스;
(b) 에폭시화된 대두유를 포함하는 산 소거제; 및
(c) 시트르산을 포함하는 킬레이트제
를 포함하는 필름. - 청구항 11에 있어서,
20 내지 100㎛의 두께를 갖는 필름. - 청구항 11에 있어서,
1 내지 5 중량%의 산 소거제를 포함하는 필름. - 청구항 11에 있어서,
0.1 내지 0.5 중량%의 킬레이트제를 포함하는 필름. - 청구항 11에 있어서,
80 내지 95 중량%의 셀룰로스 트리아세테이트를 포함하는 필름. - (a) 셀룰로스 트리아세테이트, 산 소거제 및 용매를 함께 조합하여 용액을 형성하는 단계; 및
(b) 킬레이트제를 단계 (a)로부터의 용액에 첨가하여 도프를 형성하는 단계
를 포함하는 청구항 1 또는 청구항 9에 따른 도프 제조 방법. - (a) 청구항 1 또는 청구항 9에 따른 도프를 계속 움직이는 지지체로 캐스팅하여 지지체 상에 캐스트 필름을 형성하는 단계;
(b) 캐스트 필름을 부분적으로 건조시키는 단계;
(c) 캐스트 필름을 지지체로부터 분리시키는 단계; 및
(d) 분리된 필름을 건조시키는 단계
를 포함하는 필름 제조 방법. - 청구항 10 또는 청구항 11에 따른 필름을 포함하는 액정 디스플레이용 편광판.
- 청구항 10 또는 청구항 11에 따른 필름을 포함하는 광학 렌즈.
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