TW202206547A - 樹脂組成物及使用其之薄膜 - Google Patents
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Abstract
提供一種樹脂組成物,其係成為薄膜,具有彈性模數7GPa以上、斷裂點應力200MPa以上、斷裂點伸長率8%以上之優異的機械特性,而且兼備全光線透過率88%以上、YI值7以下、霧度2%以下之優異的光學特性。其為包含樹脂成分與纖維狀氧化鋁填料之樹脂組成物,特徵在於:前述樹脂成分包含具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂,前述纖維狀氧化鋁填料係於樹脂組成物中,以平均纖維徑為4nm~30nm、且平均纖維長為200nm~4,000nm之狀態分散的樹脂組成物等。
Description
本發明關於適用於可折疊裝置等用途之樹脂組成物及使用其之薄膜。
可折疊裝置由於進一步提高智慧型手機或平板電腦等行動資訊終端的攜帶性,最近受到注目。作為構成如此的可折疊裝置之可撓式顯示器所用的覆蓋窗等構件,除了透明性之外,還需要具有柔軟性。具體而言,要求以2.5mm左右的小彎曲半徑能實現180°的折彎之具有極高的柔軟性之構件。
相對於其,作為代替剛直的玻璃之材料,由具有柔軟性的有機聚合物所構成的材料係被各種地檢討。例如,從透明性或耐熱性之觀點來看,作為具有柔軟性的有機聚合物,有檢討及提案包含聚醯亞胺樹脂的薄膜。
然而,於使用如此之包含具有柔軟性的有機聚合物之薄膜的可撓式顯示器中,當藉由手指觸摸或觸控筆進行操作,進而以將顯示器折疊的狀態長時間保持時,會在顯示器表面產生壓迫痕跡或彎曲痕跡。因此,作為該可撓式顯示器用之薄膜,除了高的柔軟性之外,還要求兼具高的彈性模數。
相對於其,以往作為兼備耐熱性、透明性、機械強度、表面硬度、耐彎曲性的可撓式顯示器用之薄膜,有提案包含具有特定的分子結構之聚醯亞胺樹脂與二氧化矽微粒子之聚醯亞胺樹脂組成物(參照專利文獻1)。先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:國際公開第2016/060213號公報
發明所欲解決的課題
然而,於最近的可折疊裝置領域中,隨著進一步的機能性或生產性之提升、設計或用途的多樣化,作為其構件,需要以更高水準來平衡良好地實現各種特性之薄膜。具體而言,需要提供一種薄膜,其具有彈性模數為7GPa以上,斷裂點應力為200MPa以上,斷裂點伸長率為8%以上之機械特性,且具有全光線透過率為88%以上,YI值為7以下,霧度為2%以下的光學特性。因此,於由如該專利文獻1記載之聚醯亞胺樹脂組成物所成之薄膜中,難以全部地滿足該諸特性。
又,尤其於有機EL顯示器用途的TFT基板等一部分的構件中,必須耐得住顯示器運轉時之發熱,除了前述特性之外,還必須更具有優異的熱尺寸穩定性(熱特性)。
因此,本發明之主要目的在於提供一種樹脂組成物,其係成為薄膜,具有彈性模數7GPa以上、斷裂點應力200MPa以上、斷裂點伸長率8%以上之優異的機械特性,而且兼備全光線透過率88%以上、YI值7以下、霧度2%以下之優異的光學特性。
又,本發明之另一目的在於提供一種樹脂組成物,其係成為薄膜,除了上述特性之外,還更具有優異的熱尺寸穩定性(熱特性)之樹脂組成物。
又,本發明之更另一目的在於提供一種包含上述樹脂組成物之薄膜。解決課題的手段
本發明者們針對上述目的之實現而專心致力地檢討。
結果,發現藉由一種包含具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂,且於該樹脂的組成物中,纖維狀氧化鋁填料以特定的纖維尺寸狀態分散之樹脂組成物,可提供一種習知技術所無法達成之作為薄膜兼備優異的機械特性與優異的光學特性,進而熱尺寸穩定性(熱特性)亦優異之樹脂組成物,終於完成本發明。
亦即,本發明之樹脂組成物為包含樹脂成分與纖維狀氧化鋁填料之樹脂組成物,其特徵為:前述樹脂成分包含具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂,前述纖維狀氧化鋁填料係於樹脂組成物中以平均纖維徑4~30nm且平均纖維長200~4,000nm之狀態分散。
此處,於本發明中,樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料之「平均纖維徑」及「平均纖維長」,係以電子顯微鏡影像觀察樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料,將經任意選擇的50條纖維狀氧化鋁填料之短邊方向的直徑之平均測長值作為「平均纖維徑」,將長邊方向的平均測長值作為「平均纖維長」。
本發明之樹脂組成物中,前述具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂較佳為包含聚醯胺醯亞胺樹脂。
本發明之樹脂組成物較佳為在樹脂組成物之不揮發成分中,包含4~50質量%的前述纖維狀氧化鋁填料。
本發明之薄膜之特徵為包含前述樹脂組成物。
本發明之薄膜較佳為在至少一面側上層合保護層。
本發明之樹脂組成物或薄膜較佳作為顯示器用構件。發明的效果
根據本發明,可提供一種樹脂組成物,其係成為薄膜,具有彈性模數7GPa以上、斷裂點應力200MPa以上、斷裂點伸長率8%以上之優異的機械特性,具有全光線透過率88%以上、YI值7以下、霧度2%以下之優異的光學特性,達成習知技術怎麼也無法達成的效果。
又,根據本發明,可提供一種樹脂組成物,其係成為薄膜,除了上述諸特性之外,還更具有優異的熱尺寸穩定性(熱特性)。
另外,根據本發明,可提供一種薄膜,其包含上述樹脂組成物且兼備上述效果。
實施發明的形態
以下,詳細說明本發明之樹脂組成物。
本發明之樹脂組成物係包含樹脂成分與纖維狀氧化鋁填料之樹脂組成物,其特徵為:前述樹脂成分包含具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂,前述纖維狀氧化鋁填料係於樹脂組成物中以平均纖維徑4~30nm且平均纖維長200~4,000nm之狀態分散。
[樹脂成分]
構成本發明之樹脂組成物的樹脂成分,包含具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂。作為前述具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂,可舉出具有包含醯亞胺結構的構成單元與包含醯胺結構的構成單元共聚合成的結構之聚醯胺醯亞胺樹脂、由包含前述醯亞胺結構的構成單元所成之聚醯亞胺樹脂與由包含前述醯胺結構的構成單元所成之聚醯胺樹脂的混合物、此等樹脂的混合物,其中較佳為聚醯胺醯亞胺樹脂。
於如此包含具有剛直性質的醯亞胺結構與具有柔軟性質的醯胺結構之樹脂成分之樹脂組成物中,更以特定的纖維尺寸狀態分散後述的纖維狀氧化鋁填料,而包含該樹脂組成物之薄膜係可以高水準,具體而言以彈性模數7GPa以上、斷裂點應力200MPa以上、斷裂點伸長率8%以上之數值實現優異的柔軟性與高彈性之權衡關係的機械特性。而且,關於光學特性,亦可以全光線透過率88%以上、YI值7以下、霧度2%以下之高水準實現。再者,可實現優異的熱尺寸穩定性(熱特性)。
[聚醯胺醯亞胺樹脂]
本發明之樹脂組成物中的聚醯胺醯亞胺樹脂,係可藉由單體成分的二胺化合物、四羧酸化合物及二羧酸化合物反應而得,具體而言,使二胺化合物與四羧酸化合物反應而合成具有醯亞胺前驅物結構的聚合物,接著使該聚合物與二羧酸化合物反應而合成具有醯亞胺前驅物結構與醯胺結構的共聚物後,使該共聚物中的醯亞胺前驅物結構進行閉環反應(醯亞胺化)而得。
即,本發明之樹脂組成物中的聚醯胺醯亞胺樹脂,具有在二胺化合物與四羧酸化合物反應後的殘基透過醯亞胺結構鍵結的構成單元,透過醯胺結構而二羧酸化合物反應的殘基進行鍵結而成的結構。
其中,聚醯胺醯亞胺樹脂係在作為上述醯亞胺結構,較佳為包含選自由氟原子、脂肪族環及芳香族環彼此以可被磺醯基或氟原子取代的伸烷基連結的結構所成之群組中的至少1個結構。
作為用於本發明之樹脂組成物中的聚醯胺醯亞胺樹脂之合成的二胺化合物,例如可舉出脂肪族二胺、芳香族二胺及此等之混合物。
尚且,此處所謂「芳香族二胺」,就是表示胺基直接鍵結於芳香環之二胺,在其結構的一部分可包含脂肪族基或其他取代基。該芳香環可為單環,也可為縮合環,可例示苯環、萘環、蒽環及茀環等,但不受此等所限定。於此等之中,較佳為苯環。又,所謂「脂肪族二胺」,就是表示胺基直接鍵結於脂肪族基的二胺,在其結構的一部分可包含芳香環或其他取代基。二胺化合物可單獨或以二種以上組合使用。
作為脂肪族二胺之具體例,可舉出六亞甲基二胺等之非環式脂肪族二胺;1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、降莰烷二胺、4,4’-二胺基二環己基甲烷等之環式脂肪族二胺等。此等可單獨或組合二種以上而使用。
作為芳香族二胺之具體例,可舉出對苯二胺、間苯二胺、2,4-甲苯二胺、間苯二甲基二胺、對苯二甲基二胺、1,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘等之具有1個芳香環的芳香族二胺;4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基丙烷、4,4’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基碸、3,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基聯苯胺、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氟苯基)茀等之具有2個以上的芳香環之芳香族二胺。此等可單獨或組合二種以上而使用。
於上述二胺化合物之中,從提高成為薄膜的無色透明性或彈性之觀點來看,較佳為使用選自由具有聯苯結構的芳香族二胺所成之群組的1種以上,具體而言,較佳為使用選自由2,2’-二甲基聯苯胺、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯及4,4’-二胺基二苯基醚所成之群組的1種以上,再者從容易提高無色透明性之觀點來看,更佳為使用具有聯苯結構,且芳香族環上氫原子的一部分或全部被由氟基、三氟甲基或三氟甲氧基所選出的取代基所取代之二胺,具體而言,2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺。
作為用於本發明之樹脂組成物中的聚醯胺醯亞胺樹脂之合成的四羧酸化合物,有四羧酸或四羧酸衍生物,四羧酸衍生物可舉出四羧酸的酐,較佳為二酐、醯氯等。作為四羧酸化合物,例如可舉出芳香族四羧酸及其酐,較佳為其二酐等之芳香族四羧酸化合物;脂肪族四羧酸化合物及其酐,較佳為其二酐等之脂肪族四羧酸化合物等。此等四羧酸化合物可單獨或以二種以上組合而使用。
作為芳香族四羧酸二酐之具體例,可舉出非縮合多環式的芳香族四羧酸二酐、單環式的芳香族四羧酸二酐及縮合多環式的芳香族四羧酸二酐。作為非縮合多環式的芳香族四羧酸二酐,可舉出4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐(ODPA)、3,4-氧基二鄰苯二甲酸二酐(aODPA)、4,4’-(4,4’-亞異丙基二苯氧基)二鄰苯二甲酸二酐(BPADA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐(sBPDA)、2,2’,3,3’-聯苯基四羧酸二酐(aBPDA)、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)、1,2-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4’-(對伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐及4,4’-(間伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐等。又,作為單環式的芳香族四羧酸二酐,可舉出1,2,4,5-苯四羧酸二酐等,作為縮合多環式的芳香族四羧酸二酐,可舉出2,3,6,7-萘四羧酸二酐等。
作為脂肪族四羧酸二酐,可舉出環式或非環式的脂肪族四羧酸二酐。所謂環式脂肪族四羧酸二酐,就是具有脂環式烴結構的四羧酸二酐,作為其具體例,可舉出1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(HPMDA),1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(CBDA),1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐等之環烷四羧酸二酐,雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐,二環己基-3,3’,4,4’-四羧酸二酐(HBPDA)及此等之位置異構物等。此等可單獨或組合二種以上而使用。作為非環式脂肪族四羧酸二酐之具體例,可舉出1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐及1,2,3,4-戊烷四羧酸二酐等、此等可單獨或組合二種以上而使用。又,亦可組合環式脂肪族四羧酸二酐及非環式脂肪族四羧酸二酐而使用。
於四羧酸化合物之中,從提高成為薄膜的耐彎曲性或光學特性之觀點來看,較佳為使用芳香族四羧酸二酐的芳香族環上氫原子的一部分或全部被氟基、三氟甲基或三氟甲氧基所選出的取代基所取代之芳香族四羧酸二酐,具體而言,較佳為組合4,4’-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)與具有聯苯結構或脂環式烴結構的四羧酸二酐,具體而言選自由3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐(BPDA)、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(CBDA)、二環己基-3,3’,4,4’-四羧酸二酐(HPBDA)所成之群組的1種而使用,4,4’-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐與選自由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、二環己基-3,3’,4,4’-四羧酸二酐所成之群組的1種之構成比(6FDA:BPDA、CBDA、HPBDA之任一種),以莫耳比計更佳為1:2。
作為用於本發明之樹脂組成物中的聚醯胺醯亞胺樹脂之合成的二羧酸化合物,有二羧酸或二羧酸衍生物,作為二羧酸衍生物,例如可舉出該二羧酸的醯氯或酯體等。二羧酸化合物可單獨或以二種以上組合而使用。
作為二羧酸化合物之具體例,例如可舉出1,3-環丁烷二羧酸、1,3-環戊烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸、4,4’-氧基雙苯甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、4,4’-聯苯基二羧酸、3,3’-聯苯基二羧酸、2個環己烷羧酸或2個苯甲酸以單鍵、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-或伸苯基所連接的化合物等脂環式二羧酸或芳香族二羧酸及彼等之衍生物(例如醯氯、酸酐);碳數8以下的鏈式烴之二羧酸化合物等脂肪族二羧酸及彼等之衍生物(例如醯氯、酯體)等。此等二羧酸化合物可單獨或組合二種以上而使用。
於此等之中,從提高成為薄膜的斷裂點伸長率或彈性模數之觀點來看,較佳為使用對苯二甲酸或4,4’-氧基雙苯甲酸或其衍生物,尤其對苯二甲醯氯(亦記載為TPC)或4,4’-氧基雙(苯甲醯氯)(亦記載為OBBC)。
於本發明之樹脂組成物的聚醯胺醯亞胺樹脂之合成中,單體成分之構成比(二胺化合物:四羧酸化合物:二羧酸化合物)係以莫耳比計,較佳為7:0.5~4:3~6.5,更佳為7:1.5~3.5:3.5~5.5,特佳為7:3:4。
而且,根據上述單體成分的構成比,於聚醯胺醯亞胺樹脂之結構中,醯亞胺結構與醯胺結構之構成比(莫耳比)較佳為0.5~4:3~6.5,更佳為1.5~3.5:3.5~5.5,特佳為3:4,由於醯亞胺結構與醯胺結構之構成比成為上述之構成比,可平衡良好地兼顧優異的柔軟性與高彈性。
聚醯胺醯亞胺樹脂之合成中的醯亞胺前驅物之閉環反應(醯亞胺化),可使用:添加與水共沸的共沸溶劑(例如甲苯、二甲苯等),進行加熱之熱醯亞胺化,或使用縮合劑及反應促進劑的化學醯亞胺化之任一者,但從維持無色透明性來看,較佳為化學醯亞胺化。
作為用於化學醯亞胺化的反應促進劑,可舉出三乙胺、二異丙基乙基胺、N-甲基哌啶、吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、3-乙基吡啶、3,5-二甲基吡啶、3,5-二乙基吡啶、異喹啉、咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑。此等反應促進劑可為1種,也可為2種以上之組合。
作為用於化學醯亞胺化之縮合劑,可舉出乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等之酸酐、亞磷酸酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三丁酯、亞磷酸二甲酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸三苯酯等之亞磷酸酯等。此等縮合劑可為1種,也可為2種以上之組合。
作為用於聚醯胺醯亞胺樹脂之合成的有機溶劑,只要是對反應而言不活性的有機溶劑,則沒有特別的限定。例如,可舉出N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲亞碸、間甲酚、γ-丁內酯、環戊酮、環己酮、四氫呋喃等。此等有機溶劑可為1種,也可組合2種以上。
本發明之樹脂組成物的聚醯胺醯亞胺樹脂之合成的反應條件,可設為在10~50℃下1~27小時以下,從無色透明性維持之點來看,較佳為在氮氣環境下合成。
本發明之樹脂組成物中的聚醯胺醯亞胺樹脂之重量平均分子量(Mw),從提高彈性模數或斷裂點伸長率之觀點來看,較佳為50,000~1,000,000之範圍,更佳為80,000~800,000之範圍,尤佳為110,000~600,000之範圍。
尚且,重量平均分子量(Mw)係指藉由GPC(凝膠滲透層析術)所測定,以聚苯乙烯換算而算出的值。
於本發明之樹脂組成物的不揮發成分中聚醯胺醯亞胺樹脂之含有率,從無色透明性維持之觀點或伸長率提升之觀點來看,較佳為50~96質量%之範圍,更佳為59~90質量%之範圍,尤佳為67~83質量%之範圍。
[聚醯亞胺樹脂及聚醯胺樹脂]
於本發明中,在所合成的聚醯胺醯亞胺樹脂溶液中,有時包含醯亞胺結構的構成單元與包含醯胺結構的構成單元不共聚合,生成僅由包含醯亞胺結構的構成單元所成之聚醯亞胺樹脂與僅由包含醯胺結構的構成單元所成之聚醯胺樹脂。即使為如此的聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂之任2種以上的混合物,也只要樹脂成分中含有的醯亞胺結構與醯胺結構之構成與上述聚醯胺醯亞胺樹脂同樣,則不損害本發明之效果。
[纖維狀氧化鋁填料]
構成本發明之樹脂組成物的纖維狀氧化鋁填料,特徵為於包含上述樹脂成分的樹脂組成物中,以平均纖維徑4~30nm、且平均纖維長200~4,000nm之狀態分散之點。茲認為藉由在如此的分散狀態之纖維狀氧化鋁填料,於樹脂組成物中各纖維互相配置成格子狀,可一邊抑制著色、混濁及柔軟性之降低,一邊賦予顯著的高彈性化之效果。又,本發明中的纖維狀氧化鋁填料,相較於球狀或不定形之填料,係不損害透光性,可賦予優異的防黏連效果。具體而言,將包含本發明之樹脂組成物的薄膜彼此予以重疊,或捲成捲筒狀而保管時,上述纖維狀氧化鋁填料係抑制薄膜彼此之貼附(黏連),提高保存安定性和作業性。
本發明之樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料,係以平均纖維徑4~30nm且平均纖維長200~4,000nm之狀態,較佳平均纖維徑7~25nm且平均纖維長500~3,000nm之狀態,更佳平均纖維徑11~20nm且平均纖維長700~2,000nm之狀態而分散。只要纖維狀氧化鋁填料在樹脂組成物中以上述範圍的平均纖維徑與平均纖維長之狀態分散,則包含該樹脂組成物之薄膜係可抑制著色、混濁,一邊維持柔軟性,一邊實現高彈性化。
尚且,本發明之樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料之分散狀態的「平均纖維徑」及「平均纖維長」,係藉由以甲基異丁基酮(MIBK)將樹脂組成物稀釋到一萬倍,1滴滴下至蓋玻璃(Cover Glass Trophy,松浪玻璃公司製)上,在50℃乾燥後,在電子顯微鏡影像(例如,使用日立高科技製FE-SEM之10,000倍觀察影像)進行觀察而測定。
又,測定對象的纖維狀氧化鋁填料,只要在電子顯微鏡影像可作為一條的纖維狀視覺辦認,則可為單纖維或複數的單纖維凝聚之纖維束的任一狀態,將電子顯微鏡影像中經任意選擇的50條纖維狀氧化鋁填料之短邊方向的直徑之平均測長值作為「平均纖維徑」,將長邊方向之平均測長值設為「平均纖維長」。
構成本發明之樹脂組成物的纖維狀氧化鋁填料,係藉由在上述樹脂成分中,以粉體或後述的分散液(溶膠)之狀態進行摻合、攪拌,視需要進行混煉,而調整樹脂組成物中的分散狀態,亦即「平均纖維徑」及「平均纖維長」。例如,可使用溶解器或碟形混合機等攪拌機、輥磨機或珠磨機等混煉機等,進行攪拌或混煉,可藉由當時的攪拌機/混煉機等之旋轉速度、攪拌葉/混煉裝置之形狀、攪拌/混煉時間、攪拌/混煉溫度、珠填充率或輥間隔等各種條件來進行調整。
本發明之樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料之摻合量,係在樹脂組成物之不揮發成分中較佳為以4~50質量%含有,更佳為以10~41質量%含有,尤佳為以17~33質量%含有。只要纖維狀氧化鋁填料之摻合量為上述範圍,則可作為薄膜一邊維持無色透明性一邊高彈性化。
本發明之樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料,係可施予表面處理,或作為分散於有機溶劑等中的分散液(溶膠)而使用。藉由表面處理或作為分散液摻合,可使樹脂組成物中的分散狀態安定。其中,於分散液(溶膠)中,只要使用將纖維狀氧化鋁填料之分散狀態調整成本發明之樹脂組成物中的纖維狀氧化鋁填料之分散狀態,亦即與「平均纖維徑」及「平均纖維長」相同的狀態之分散液,則可生產性良好地製造本發明之樹脂組成物。
纖維狀氧化鋁填料之表面處理或成為分散液之方法係沒有特別的限定,例如可使用矽烷系、鈦酸酯系、鋁酸酯系及鋯鋁酸酯系等之偶合劑等所致的表面處理方法,或日本特開2008-31010號公報中揭示的經有機磺酸處理的分散液之製造方法。
[分子量10000以下的(甲基)丙烯酸酯化合物或具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物]
本發明之樹脂組成物,從緩和薄膜製程中的乾燥收縮或彎曲或壓迫等外部應力之觀點來看,可包含分子量10000以下的(甲基)丙烯酸酯化合物或具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物。分子量10000以下的(甲基)丙烯酸酯化合物或具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物之摻合量,相對於具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂100質量份,較佳為以0.1質量份~100質量份含有,更佳為以1質量份~50質量份含有,特佳為以2質量份~20質量份含有。
[分子量10000以下的(甲基)丙烯酸酯化合物]
作為(甲基)丙烯酸酯化合物,可使用眾所周知慣用的(甲基)丙烯酸酯系寡聚物或(甲基)丙烯酸酯系單體。(甲基)丙烯酸酯化合物係可單獨使用1種,也可組合2種以上而使用。
作為(甲基)丙烯酸酯系寡聚物,可舉出苯酚酚醛清漆環氧(甲基)丙烯酸酯、甲酚酚醛清漆環氧(甲基)丙烯酸酯、雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯等之環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、環氧胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯改質(甲基)丙烯酸酯等。
作為(甲基)丙烯酸酯系單體,可舉出丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-羥基甲基丙烯醯胺、N-羥基甲基甲基丙烯醯胺、N-甲氧基甲基丙烯醯胺、N-乙氧基甲基丙烯醯胺、N-丁氧基甲基丙烯醯胺等之(甲基)丙烯醯胺類;三烯丙基異三聚氰酸酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、間苯二甲酸二烯丙酯等之烯丙基化合物;(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸降莰酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等(甲基)丙烯酸之酯類;(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等之(甲基)丙烯酸羥基烷酯類;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等之烷氧基烷二醇單(甲基)丙烯酸酯類;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯類、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等之伸烷基多元醇聚(甲基)丙烯酸酯;二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等之聚氧化烯二醇聚(甲基)丙烯酸酯類;羥基三甲基乙酸新戊二醇酯二(甲基)丙烯酸酯等之聚(甲基)丙烯酸酯類;參[(甲基)丙烯醯氧基乙基]異三聚氰酸酯等之異三聚氰酸酯型聚(甲基)丙烯酸酯類等。
[具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物]
本發明之樹脂組成物可包含具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物。此具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物中含有的封端異氰酸酯基,係異氰酸酯基藉由與封端劑之反應而被保護,暫時被不活性化之基。當加熱到指定溫度時,該封端劑裂開而生成異氰酸酯基。因此,於塗佈後到乾燥步驟為止,具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物之透過異氰酸酯基的反應係不進行。
作為具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物,使用異氰酸酯化合物與異氰酸酯封端劑之加成反應生成物。作為能與封端劑反應之具有異三聚氰酸環的異氰酸酯化合物,例如可使用1,3,5-參[(5-異氰酸基-1,3,3-三甲基環己基)甲基]-1,3,5-三𠯤-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,4,6-三側氧六氫-1,3,5-三𠯤-1,3,5-三基參(6,1-己烷二基)參異氰酸酯、1,3,5-參[3-(異氰酸基甲基)苯基]-1,3,5-三𠯤-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮等。
作為異氰酸酯封端劑,例如可舉出苯酚、甲酚、二甲酚、氯酚及乙酚等之酚系封端劑;ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺及β-丙內醯胺等之內醯胺系封端劑;乙醯乙酸乙酯及乙醯丙酮等之活性亞甲基系封端劑;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚、苯甲醚、乙醇酸甲酯、乙醇酸丁酯、二丙酮醇、乳酸甲酯及乳酸乙酯等之醇系封端劑;甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、二乙醯基單肟、環己烷肟等之肟系封端劑;丁基硫醇、己基硫醇、第三丁基硫醇、硫酚、甲基硫酚、乙基硫酚等之硫醇系封端劑;乙酸醯胺、苯甲醯胺等之酸醯胺系封端劑;琥珀酸醯亞胺及馬來酸醯亞胺等之醯亞胺系封端劑;二甲苯胺、苯胺、丁胺、二丁胺等之胺系封端劑;咪唑、2-乙基咪唑等之咪唑系封端劑;亞甲基亞胺及伸丙基亞胺等之亞胺系封端劑;二甲基吡唑等之吡唑系封端劑;馬來酸二乙酯等之馬來酸酯系封端劑等。
具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物之裂開溫度較佳為100℃以上。若為100℃以上,則在薄膜化之乾燥步驟之前,可抑制黏度上升,維持塗佈性。
於本發明之具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物中,可使用市售者,例如可舉出TRIXENE公司製BI7951、BI7982。又,如此之具有異三聚氰酸環的封端異氰酸酯化合物可單獨或組合2種以上而使用。
[其他成分]
本發明之樹脂組成物係在不損害本發明的效果之範圍內,可進一步含有添加劑或具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂以外的樹脂成分。
作為添加劑,例如從修飾上述纖維狀氧化鋁填料,使樹脂組成物的溶液黏度安定化之觀點來看,可舉出乙酸、苯甲酸、對苯二甲酸、檸檬酸、琥珀酸、乳酸等之有機羧酸化合物、單(二)甲基磷酸酯、單(二)丁基磷酸酯、苯基膦酸等之有機磷酸系化合物、苯磺酸、對甲苯磺酸、十二基苯磺酸等之有機磺酸化合物、使矽烷偶合劑的安定性提升之吡啶、四乙胺、二異丙基乙基胺、2,6-二甲基吡啶、異喹啉、三伸乙二胺等之有機鹼、使製膜性或脫泡性提升之界面活性劑等。
作為具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂以外的樹脂成分,例如可舉出聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等之聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚醚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、玻璃-環氧樹脂、聚伸苯基醚樹脂、丙烯酸樹脂、聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴樹脂、聚降莰烯等之聚環烯烴等。
[薄膜]
本發明之薄膜包含前述樹脂組成物,根據本發明,其成為薄膜,兼備彈性模數7GPa以上、斷裂點應力200MPa以上、斷裂點伸長率8%以上之優異的機械特性,且全光線透過率88%以上、YI值7以下、霧度2%以下之優異的光學特性。再者,亦達成優異的熱尺寸穩定性(熱特性)。
又,本發明之薄膜具有優異的防黏連性,薄膜之保存安定性或作業性亦優異。
本發明之薄膜係膜厚較佳為5μm以上100μm,更佳為10μm以上50μm以下。由於將膜厚設為上述範圍,作為後述的積層體亦可實現優異的彎曲性與優異的透明性。
[薄膜之製造方法]
作為本發明之薄膜之製造方法,可舉出將本發明之樹脂組成物溶解於溶劑中而成之薄膜製造用的塗膜用溶液,藉由眾所周知的塗佈手段塗佈於支撐體上,視需要進行乾燥後,從支撐體剝離之方法。塗佈手段只要以目的之膜厚能塗佈的方法,則沒有特別的限制。
尚且,上述塗膜用溶液之塗佈量較佳為以塗膜之乾燥後的膜厚成為指定範圍內之方式來適宜調節。
將本發明之樹脂組成物予以薄膜化時,有因塗佈手段而具有薄膜的機械強度之異向性的情況。其理雖然未明,但認為由於在樹脂組成物中上述纖維狀氧化鋁填料以分散的狀態被含有,故若採用如剪切應力作用的塗佈手段,則在剪切應力作用的方向中纖維狀氧化鋁填料係配向,結果於所得之薄膜中產生機械強度的異向性。尚且,所謂機械強度的異向性,例如在製造長條狀的薄膜時,意指在形成塗佈膜的方向(MD方向)與正交於其的方向(TD方向)中,所得之薄膜的拉伸彈性模數等機械物性不同。
於本發明中,藉由相對於薄膜製造用之塗膜用溶液的全部溶劑,含有60質量%以上的沸點為150℃以上之有機溶劑,而可抑制所得之薄膜的機械強度之異向性。茲認為藉由以指定的比例含有沸點高的有機溶劑,在將塗佈有樹脂清漆的塗佈膜乾燥時,確保塗佈膜中經配向的纖維狀氧化鋁填料緩和之時間,結果於乾燥塗佈膜(即薄膜)中,纖維狀氧化鋁填料可以接近無配向之狀態進行分散。沸點為150℃以上的有機溶劑,相對於全部溶劑,較佳為70質量%以上被含有。
作為可作為薄膜製造用的塗膜用溶液之溶劑使用的沸點為150℃以上的有機溶劑,從薄膜的透明性等之觀點來看,較佳為具有酯基、醚基、酮基、羥基、碸基及亞磺醯基的溶劑或醯胺系溶劑。
作為具有酯基的溶劑,可舉出γ-丁內酯(沸點204℃)、ε-己內酯(沸點230℃)、γ-己內酯(沸點219℃)、γ-戊內酯(沸點207℃)、苯甲酸苄酯(沸點323℃)、苯甲酸乙酯(沸點212℃)、乙二醇單丁基醚乙酸酯(沸點191.5℃)、乙二醇單乙基醚乙酸酯(沸點156.3℃)、乳酸丁酯(沸點188℃)、乳酸乙酯(沸點154℃)、3-乙氧基丙酸乙酯(沸點169℃)等。
作為具有醚基的溶劑,可舉出2-(2-丁氧基乙氧基)乙基乙酸酯(沸點245℃)、乙酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯(沸點217℃)、丙基賽珞蘇(沸點150℃)、三乙二醇二甲基醚(沸點216℃)等。
作為具有酮基的溶劑,可舉出環己酮(沸點156℃)、1-苯基乙酮(沸點202℃)、苯甲醛(沸點179℃)等。
作為具有羥基的溶劑,可舉出2-甲基苯酚(沸點190℃)、3-甲基苯酚(沸點202℃)、辛基醇(沸點195℃)、間甲酚(沸點203℃)等。
作為具有碸基的溶劑,可舉出甲基碸(沸點167℃)、二乙基碸(沸點238℃)、環丁碸(沸點285℃)、二胺苯碸(沸點177℃)等。
作為具有亞磺醯基的溶劑,可舉出N,N-二甲基亞碸(沸點189℃)等。
作為醯胺系溶劑,可使用N-甲基-2-吡咯啶酮(沸點202℃)、N,N-二甲基甲醯胺(沸點153℃)、N,N-二甲基乙醯胺(沸點165℃)、3-丁氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺(沸點252℃)等。
作為薄膜製造用的塗膜用溶液之溶劑,除了如上述之沸點超過150℃的有機溶劑以外,還可包含其他溶劑。例如,從乾燥性之觀點來看,可包含沸點未達150℃的溶劑。作為如此的溶劑,可舉出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乳酸甲酯等之酯系溶劑、四氫呋喃、二噁烷、二丁基醚等之醚系溶劑、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環戊酮等之酮系溶劑、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺等之醯胺系溶劑、甲苯等之芳香族系溶劑。
本發明之樹脂組成物,從塗佈性及機械強度的異向性減低之觀點來看,25℃下的黏度較佳為10~50,000cP,更佳為100~40,000cP,尤佳為100~20,000 cP。尚且,樹脂組成物之黏度係可使用錐板型黏度計,藉由通用方法進行測定。
如前述,上述薄膜製造用之塗膜用溶液係在塗佈後,藉由按照需要來乾燥塗膜而去除溶劑。作為乾燥方法,例如可舉出減壓乾燥或加熱乾燥,進而組合此等之方法等。又,常壓下乾燥時,較佳為在30~350℃進行乾燥,從得到透明性高的樹脂層之觀點來看,較佳為在60~350℃下30秒~180分鐘左右。於如此的乾燥方法中,亦可在上述溫度、時間之範圍內,進行從低溫起階段地升溫之階段的乾燥。又,較佳為於氮氣環境下進行乾燥。
[積層薄膜]
本發明之薄膜係按照需要,可在該薄膜的至少一面側,例如形成作為防止擦傷痕跡等的損傷之發生用的保護層發揮機能的硬塗層等機能層,作為積層薄膜。
根據本發明之薄膜,由於上述薄膜不損害耐彎曲性或透明性,具有高的彈性模數,故可抑制形成硬塗層等保護層時的翹曲之發生,平坦性優異,同時得到高的表面硬度,彎曲痕跡或壓迫痕跡的發生亦可減低。
使用本發明之薄膜的積層薄膜,係積層薄膜全體之厚度較佳為10~150μm,更佳為25~100μm。若積層薄膜全體之厚度為上述範圍,則可製造可撓式且光學特性優異的顯示器面板。
[硬塗層]
硬塗層可使用硬塗用的眾所周知慣用之塗膜用溶液(硬塗材料),光硬化性、熱硬化性之任何硬塗材料皆可用。作為市售品,可舉出彎曲性優異的信越化學製之X-48-500、DIC(股)製之Luxydir V-6841等。
硬塗層係膜厚50μm的YI值較佳為4以下,更佳為1以下。若YI值為4以下,則可形成黃色度(YI值)經抑制的積層薄膜。
又,硬塗層係鉛筆硬度(表面硬度)較佳為2H以上,更佳為4H以上。若鉛筆硬度為2H以上,則可形成耐擦傷性優異的積層薄膜。
尚且,鉛筆硬度可依據JIS K 5600-5-4進行測定。
又再者,硬塗層係膜厚較佳為1μm以上50μm以下,更佳為5μm以上20μm以下。若膜厚為50μm以下,則可形成彎曲性優異的積層薄膜。
[積層薄膜之製造方法]
作為使用本發明之薄膜的積層薄膜之製造方法,例如可舉出包含以下步驟之製造方法:藉由前述薄膜之製造方法形成薄膜之步驟,與在其上形成硬塗層等保護層之步驟。
薄膜之製造方法係如前述,省略在此之說明。作為在薄膜之上形成硬塗層作為保護層之步驟,可舉出在經由前述薄膜之製造方法所製造的薄膜之一面上,藉由眾所周知的塗佈手段塗佈硬塗層用的樹脂溶液(硬塗材料),視需要進行乾燥、硬化之方法。塗佈手段只要是以目的之膜厚能塗佈的方法,則沒有特別的限制。
又,硬塗層用的樹脂溶液之塗佈量,係隨著所得之積層薄膜被要求的性能而不同,但較佳為以乾燥後的膜厚成為指定範圍內之方式來適宜調節。
如前述,由硬塗層用的樹脂溶液所成之塗膜,係按照需要地藉由乾燥而去除溶劑。作為乾燥方法,例如可舉出減壓乾燥或加熱乾燥,進而組合此等之方法等。又,於常壓下乾燥時,較佳為在30~150℃進行乾燥。
再者,作為硬塗層之硬化方法,較佳為按照樹脂溶液(硬塗材料)的成分,藉由光照射及加熱之至少任一者使塗膜硬化。
[顯示器用構件]
作為使用本發明之薄膜及積層薄膜而成的顯示器用構件,例如可舉出薄地彎曲之可折疊型的有機EL顯示器,或智慧型手機或手錶型終端等之行動終端,汽車內部的顯示裝置、手錶等所使用之可撓式面板等構件用途。又,亦可適用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置等之影像顯示裝置用構件,或觸控面板用構件、可撓式印刷基板、表面保護膜或基板材料等太陽電池面板用構件、光波導用構件、其他半導體相關構件等。其中,可較宜使用於構成可折疊型的有機EL顯示器之覆蓋窗或TFT用基板等之構件用途。
[顯示器之覆蓋窗]
作為使用本發明之薄膜的顯示器之覆蓋窗,例如以前述積層體薄膜位於各種顯示器之表面的方式配置而使用。作為配置於表面之方法,並沒有特別的限定,例如可舉出透過接著層之方法等。作為接著層的材料,可使用顯示器用表面材之接著所用的習知接著材料。
尚且,使用本發明之薄膜或積層薄膜的顯示器之覆蓋窗,係可在硬塗層等保護層側之表面,進一步設置防指紋附著層。
[有機EL顯示器之TFT用基板]
作為使用本發明之薄膜的有機EL顯示器之TFT用基板,例如可藉由在本發明之薄膜上形成非晶矽的TFT(薄膜電晶體)而獲得。TFT包含閘極金屬層、氮化矽閘極介電體層、ITI畫素電極。再者,於其上亦可藉由眾所周知的方法形成有機EL顯示器所必要的結構,形成電路等之手法係沒有特別的限制。實施例
以下,使用實施例來更詳細地說明本發明,惟本發明不受下述實施例所限定。尚且,以下的「份」及「%」只要沒有特別預先指明,則皆以質量基準。又,於本實施例中,膜厚係使用(股)MITUTOYO製的測微計進行測定。
(聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例)
一邊使氮氣通過安裝有攪拌器、氮氣注入裝置、滴液漏斗、溫度調節器及冷卻器之500mL的反應器,一邊填充DMAc 130g,將TFMB 32.27g(100.8mmol)溶解於DMAc中。接著,於該TFMB之溶液中添加6FDA 2.558g(5.758 mmol)、sBPDA 2.541g(8.637mmol),在20℃下攪拌2小時而使其反應,得到包含具有醯亞胺前驅物結構的聚合物之溶液。然後,於該溶液中添加TPC 17.54g(86.37mol),一邊將液溫保持在20℃,一邊攪拌1小時而使其反應,得到包含具有醯亞胺前驅物結構與醯胺結構的共聚物之溶液。
然後,將吡啶1.14g及乙酸酐3.00g、DMAc 234g投入,在20~30℃下攪拌1小時,進一步在15~25℃下攪拌18小時,而得到聚醯胺醯亞胺溶液。再者,添加DMAc 660g,攪拌直到成為均勻後,將此溶液中徐徐投入裝有甲醇4L的容器內,使其沉澱後,過濾經沉澱的固體成分,進行粉碎後,在80℃於真空中乾燥18小時,而得到48.9g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-1。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為167,000。
(聚醯胺醯亞胺PAI-2之合成例)
除了於聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例中,將6FDA設為5.116g(11.52mmol),將sBPDA設為5.082g(17.27mmol),將TPC設為14.61g(71.98mmol)以外,以與聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例同樣的方法,得到50.8g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-2。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為208,000。
(聚醯胺醯亞胺PAI-3之合成例)
除了於聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例中,將6FDA設為6.395g(14.40mmol),將sBPDA設為8.471g(28.79mmol),將TPC設為11.69g(57.58mmol)以外,以與聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例同樣的方法,得到52.3g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-3。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為191,000。
(聚醯胺醯亞胺PAI-4之合成例)
除了於聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例中,將6FDA設為6.395g(14.40mmol),將sBPDA設為HBDA 8.819g(28.79 mmol),將TPC設為11.69g(57.58mmol)以外,以與聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例同樣的方法,得到52.6g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-4。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為199,000。
(聚醯胺醯亞胺PAI-5之合成例)
除了於聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例中,將6FDA設為6.395g(14.40mmol),將sBPDA設為CBDA 5.646g(28.79 mmol),將TPC設為11.69g(57.58mmol)以外,以與聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例同樣的方法,得到49.8g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-5。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為303,000。
(聚醯胺醯亞胺PAI-6之合成例)
除了於聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例中,將6FDA設為6.395g(14.40mmol),將sBPDA設為8.471g(28.79mmol),將TPC設為OBBC 16.99g(57.58mmol)以外,以與聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例同樣的方法,得到57.0g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-6。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為393,000。
(聚醯胺醯亞胺PAI-7之合成例)
除了於聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例中,將6FDA、sBPDA設為ODPA 13.40g(43.20mmol),將TPC設為11.69g(57.60mmol)以外,以與聚醯胺醯亞胺PAI-1之合成例同樣的方法,得到67.2g的固體成分粉末之聚醯胺醯亞胺PAI-7。GPC測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量為20,800。
(聚醯胺PA-1之合成例)
於反應器中填充DMAc 130g,使反應器之溫度符合20~25℃後,將TFMD 32.27g(100.8mmol)溶解於DMAc中。接著,將該TFMD的溶液置於冰浴中,將液溫保持在10~20℃,添加TPC 20.46g(100.8mmol),在約30℃下攪拌18小時而使其反應,得到包含聚醯胺之溶液。將此結果物的溶液徐徐投入裝有蒸餾水1L的容器內,使其沉澱後,過濾經沉澱的固體成分,進行粉碎後,在80℃於真空中乾燥18小時,而得到51.3g的固體成分粉末之聚醯胺PA-1。
(聚醯亞胺PI-1之合成例)
於反應器中填充DMAc 130g,使反應器之溫度符合20~25℃後,將TFMD 32.27g(100.8mmol)溶解於DMAc中。接著,於該TFMD之溶液中添加6FDA 44.78g(100.8mmol),在20~30℃下攪拌2小時而使其反應,得到包含聚醯亞胺前驅物之溶液。
然後,將吡啶7.97g及乙酸酐21g投入,在25~40℃下攪拌2小時,進一步在15~25℃下攪拌18小時,冷卻至常溫。接著,將此結果物的溶液徐徐投入裝有甲醇1L的容器內,使其沉澱後,過濾經沉澱的固體成分,進行粉碎後,在80℃於真空中乾燥18小時,而得到68.5g的固體成分粉末之聚醯亞胺PI-1。
表1中顯示聚醯胺醯亞胺PAI-1~7、聚醯胺PA-1及聚醯亞胺PI-1中合成用的單體成分之構成比。
(評價樣品(薄膜)之製作)
於DMAc中,以表2中所示的摻合量,使前述合成所得之聚醯胺醯亞胺、聚醯胺及聚醯亞胺的粉體溶解後,摻合纖維狀氧化鋁填料,進行分散、均勻化而調整薄膜製造用之樹脂組成物。接著,使用台式塗佈機(COTEC公司製AFA-standard),將該樹脂組成物塗佈於玻璃板上,於惰性氣體烘箱(YAMATO科學公司製INL-45N1)中250℃、1小時之條件下使其乾燥,形成厚度50μm的薄膜。然後,從玻璃板剝離各薄膜,得到實施例1~12及比較例1~4之評價樣品。尚且,表2之摻合量為不揮發性固體成分的質量基準摻合量。
對於如此所得之實施例1~12及比較例1~4的評價樣品,進行以下之評價。表2中一併顯示此等之結果。
(彈性模數・斷裂點應力・斷裂點伸長率評價)
彈性模數、斷裂點應力、斷裂點伸長率皆使用(股)島津製作所製EZ-SX,於以下之條件下測定。尚且,彈性模數係由所得之應力應變線圖的應力5MPa至10MPa的斜率求得。
[試驗條件]
樣品尺寸:50mm×5mm
夾具間距離:30mm
速度:1mm/分鐘
測定次數:5次
(1)彈性模數之評價基準係如以下。
◎◎:彈性模數超過7.5GPa。
◎:彈性模數超過7.1GPa且為7.5GPa以下。
○:彈性模數超過6.0GPa且為7.1GPa以下。
△:彈性模數超過3.0GPa且為6.0GPa以下。
×:彈性模數為3.0GPa以下。
(2)又,斷裂點應力之評價基準係如以下。
◎:250MPa以上
○:200MPa以上且未達250MPa
△:150MPa以上且未達200MPa
×:未達150MPa
(3)又,斷裂點伸長率之評價基準係如以下。
◎:斷裂點伸長率超過8.1%。
○:斷裂點伸長率超過5.0%且為8.1%以下。
△:斷裂點伸長率超過3.0%且為5.0%以下。
×:斷裂點伸長率為3.0%以下。
(全光線透過率・霧度評價)
全光線透過率・霧度皆將各評價樣品切成30mm× 30mm之大小,依據JIS K 7136:2000,使用霧度計(日本電色工業(股)製NDH 7000 II)進行測定。
(1)全光線透過率之評價基準係如以下。
◎:95%以上
○:88%以上且未達95%
△:85%以上且未達88%
×:未達85%
(2)霧度之評價基準係如以下。
○:霧度為2%以下。
×:霧度超過2%。
(YI值(黃色指數)評價)
將各評價樣品切成30mm×30mm之大小,依據ASTM E 313,使用分光測色計(Konica Minolta(股)製CM-5),測定YI。評價基準係如以下。
○:YI值為7以下。
△:YI值超過7且為11以下。
×:YI值超過11。
(熱膨脹係數(CTE)評價)
關於各評價樣品之熱機械分析(TMA),使用TA儀器日本公司製TMAQ400,於以下之條件下測定,求出在50~250℃的熱膨脹係數(CTE)。評價基準係如以下。
[試驗條件]
試驗片:15mm×3mm,夾盤間距離:16mm
力(Force):0.03N,氮氣流量:100mL/分鐘
溫度程式:30℃→350℃(10℃/分鐘)
◎:-3ppm以上且未達4ppm
○:-7ppm以上且未達-3ppm
△:-15ppm以上且未達-7ppm
×:未達-15ppm
(防黏連性之評價)
從各評價樣品以80mm×200mm之大小切出2片的試驗片,使2片試驗片的一側之剝離面與另一側之非剝離面疊合,依據JIS K 7125:1999,測定該2片試驗片彼此相接之面的靜摩擦係數,評價防黏連性。評價基準係如以下。
◎:靜摩擦係數未達0.5
○:靜摩擦係數為0.5以上且未達1.0
△:靜摩擦係數為1.0以上且未達2.0
×:靜摩擦係數為2.0以上
表2中記載之各實施例、比較例所使用的各成分係如以下。
(*1):川研精密化學製氧化鋁填料(以平均纖維徑:18.9nm、平均纖維長1600nm、濃度5%分散於MIBK中之漿料添加,表中之數值不包括溶劑)
(*2):TOYO COLOR(股)製氧化鋁填料(以球狀、平均粒徑70nm、濃度20%分散於DMAc中之漿料添加,表中之數值不包括溶劑)
由上述表2中所示的結果可知,根據本發明,成為薄膜,兼備彈性模數7GPa以上、斷裂點應力200MPa以上、斷裂點伸長率8%以上之優異機械特性,且全光線透過率88%以上、YI值7以下、霧度2%以下之優異的光學特性,再者由於為低CTE,故熱尺寸穩定性亦優異。
Claims (6)
- 一種樹脂組成物,其係包含樹脂成分與纖維狀氧化鋁填料之樹脂組成物,其特徵為: 前述樹脂成分,包含具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂, 前述纖維狀氧化鋁填料,於樹脂組成物中以平均纖維徑4~30nm、且平均纖維長200~4,000nm之狀態分散。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述具有醯亞胺結構與醯胺結構之樹脂,包含聚醯胺醯亞胺樹脂。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中樹脂組成物之不揮發成分中包含4~50質量%之前述纖維狀氧化鋁填料。
- 一種薄膜,其係包含請求項1~3中任一項之樹脂組成物。
- 一種薄膜,其係於請求項4之薄膜的一面側上層合保護層。
- 一種顯示器用構件,其係使用請求項1~5中任一項之樹脂組成物或薄膜而成。
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