TW202302699A - 聚酯樹脂 - Google Patents

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三阪亮太
勝間啓太
沖本昌也
梅田雄太
野崎茜
宮坂怜
永尾享春
浜田保弘
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日商大鐘聚酯製品股份有限公司
日商大和製罐股份有限公司
日商富士軟片股份有限公司
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Abstract

本發明之聚酯樹脂係包含(A)酸成分與(B)醇成分之聚合物。相對於(A)成分之總量,(A)成分含有80mol%以上之2,6-萘二羧酸成分,(B)成分係含有選自由1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、及乙二醇所組成之群組中的至少2種。相對於(B)成分之總量,(B)成分之至少1種為80mol%以上。

Description

聚酯樹脂 [相關申請]
本發明係依據日本專利申請案:日本特願2021-57665號(2021年3月30日申請)之優先權主張者,該申請案之全部記載內容係依據引用而被摘入記載於本說明書中。
本揭示係有關一種聚酯樹脂。
聚酯樹脂係使用於各種之用途。例如,聚酯樹脂係使用作為容器等之外,亦使用作為光學透鏡、光學膜等光學構件。例如,以聚酯樹脂所形成的光學膜係使用於液晶顯示器中(例如,參照專利文獻1)。
在專利文獻1中,揭示一種主要由聚對苯二甲酸乙二酯樹脂所製作之偏光片保護膜。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]WO2011/162198A1號公報
使用聚酯膜作為光學膜時,在聚酯膜係要求透明性高,及不產生彩虹斑。
若放置於高溫環境中,會有膜表面析出許多寡聚物的聚酯膜。析出有寡聚物之聚酯膜會泛白,且其透明性降低。因此,為了保持聚酯膜之透明性,期望即使放置於高溫環境中,亦不易產生寡聚物。
所謂彩虹斑係指從對膜面斜向觀看膜之時,產生彩虹狀之色斑。若產生彩虹斑,則會影響到畫質之降低。彩虹斑係膜之面內及厚度方向的遲延愈大愈不易發生。因此,若增加膜厚度,可抑制彩虹斑之發生。然而,若膜厚度變厚,應用該膜之液晶顯示器亦有些變厚,故較不佳。
從如專利文獻1記載之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂製作之膜係在高溫環境中不易產生寡聚物,以及,若膜厚度為薄,則無法獲得高遲延。
又,為了顯現高遲延,一般係朝一方向以高延伸倍率使聚酯樹脂延伸而製作聚酯膜。然而,若施予如此延伸處理,與延伸方向垂直的方向之熱收縮率會變大。熱收縮率大的聚酯膜係在高溫環境下會產生因尺寸變化所造成的光學性能降低及外觀變形之問題。
因此,要求一種聚酯樹脂,其係即使在高溫環境中,亦可抑制寡聚物之發生,且不提高延伸倍率而成形為膜厚度薄的聚酯膜,亦可獲得高遲延。又,要求一種聚酯樹脂,其係即使形成為聚酯膜,在高溫環境下亦具有高的尺寸安定性。
若依據本揭示之第1觀點,揭示一種包含(A)酸成分與(B)醇成分之聚合物的聚酯樹脂。相對於(A)成分之總量,(A)成分係含有80mol%以上之2,6-萘二羧酸成分。(B)成分係含有選自由1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、及乙二醇所組成的群組中之至少2種。相對於(B)成分之總量,(B)成分之至少2種之總量為80mol%以上。
本揭示之聚酯樹脂係具有高的固有雙折射。藉此,若依據本揭示之聚酯樹脂,可獲得具有高的遲延之聚酯膜。藉此,可抑制在膜型態之聚酯樹脂中出現彩虹斑不均。
在本揭示之聚酯樹脂係即使在高溫環境下亦可抑制寡聚物之發生。藉此,若依據本揭示之聚酯樹脂,可獲得一種在高溫環境下之透明性的降低受到抑制之聚酯膜。
本揭示之聚酯樹脂係即使不提高延伸倍率,亦可獲得具有充分的遲延之聚酯膜。藉此,若依據本揭示之聚酯樹脂,可獲得在高溫環境下尺寸安定性高之聚酯膜。
若依據上述第1觀點之較佳型態,其聚合度為100至5000。
若依據上述第1觀點之較佳型態,聚酯樹脂係具有0.15以上之固有雙折射。
若依據上述第1觀點之較佳型態,相對於(B)成分之總量,(B)成分係包含35mol%至75mol%之丁二醇、及25mol%至65mol%之1,4-環己烷二甲醇。
若依據上述第1觀點之較佳型態,聚酯樹脂係具有厚度20μm至100μm之膜形狀。面內之遲延為4,000nm至20,000nm。
若依據上述第1觀點之較佳型態,相對於(B)成分之總量,(B)成分係包含5mol%至80mol%之乙二醇、及20mol%至95mol%之丁二醇。
若依據上述第1觀點之較佳型態,聚酯樹脂係具有厚度20μm至120μm之膜形狀。面內之遲延為4,000nm至22,000nm。
若依據上述第1觀點之較佳型態,相對於(B)成分之總量,(B)成分為由82mol%至95mol%之乙二醇、及5mol%至18mol%之1,4-環己烷二甲醇。
若依據上述第1觀點之較佳型態,聚酯樹脂係具有厚度20μm至130μm之膜形狀。面內之遲延為4,000nm至15,000nm。
若依據上述第1觀點之較佳型態,在150℃下加熱100小時後之膜濁度變化為1.5%以下。
若依據上述第1觀點之較佳型態,相對於加熱前之長度,在150℃下加熱30分鐘時之熱收縮率在膜延伸之流動延伸方向及寬度延伸方向均為2%以下。
若依據上述第1觀點之較佳型態,其中,微小吸熱尖峰溫度為150℃以上。
若依據上述第1觀點之較佳型態,其中,將膜形狀之聚酯樹脂在150℃下加熱處理100小時之時,膜面每1mm2之寡聚物數為400個以下。
在本說明書及申請專利範圍中,在各酸成分及各醇成分亦可包含其衍生物。例如,在酸成分亦可包含酸成分之衍生物(例如酯)。
以下,說明有關第1實施型態之聚酯樹脂。在本揭示所謂的聚酯樹脂亦包含其成形體(例如聚酯膜)。本揭示之聚酯樹脂較佳係結晶性聚酯樹脂。
本揭示之聚酯樹脂係包含(A)酸成分與(B)醇成分之聚合物。在本揭示中,在聚合物亦可包含由2種類以上之單體成分所構成的共聚物(Copolymer)、及交聯聚合物(Cross polymer)。本說明書及申請專利範圍中,在各酸成分及各醇成分亦可包含由酸化合物及/或醇化合物之衍生物(例如酯)所產生的成分。
在本揭示中,在(A)酸成分中係可包含具有複數之羧基的化合物及/或屬於其衍生物的多羧酸成分。又,在(B)醇成分中係可包含具有複數的羥基之化合物(多羥基化合物)及/或屬於其衍生物的多元醇成分。
聚酯樹脂之組成係可視為與原料之單體的裝填組成為相同。在以下,所謂成分之總量係可意指成為該成分之基礎的單體之總莫耳數。
〔(A)酸成分〕
(A)酸成分係包含2,6-萘二羧酸成分。
相對於(A)成分之總量,2,6-萘二羧酸成分係以80mol%以上為佳,以85mol%以上更佳,以90mol%以上又更佳,以95mol%以上再更 佳。相對於(A)成分之總量,2,6-萘二羧酸成分可設為100mol%。若2,6-萘二羧酸成分未達80mol%,固有雙折射會降低,設為聚酯膜時,容易發生彩虹斑不均。
在不改變本揭示之組成物的本質之性質的範圍,(A)酸成分可含有2,6-萘二羧酸成分以外之酸成分。其它酸成分可列舉例如:對酞酸、異酞酸、1,4-萘二羧酸、4,4’-二苯基二羧酸、9,9-雙(2-羧基乙基)茀等芳香族二羧酸成分;丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等之脂肪族二羧酸成分;1,2-、1,3-、1,4-環己烷二羧酸、1,4-、1,5-、2,6-、2,7-十氫萘二羧酸等脂環式二羧酸成分等。又,此等酸成分係可單獨使用,亦可組合2種類以上使用。
〔(B)醇成分〕
(B)醇成分係含有選自由1,4丁二醇、1,4環己烷二甲醇、及乙二醇所組成的群組中之至少2種。
相對於(B)成分之總量,該至少2種之總量係以80mol%以上為佳,以90mol%以上更佳。相對於(A)成分之總量,該至少2種之總量係可設為100mol%。若該至少2種之總量未達80mol%,容易產生彩虹斑不均。
本揭示之聚酯樹脂之聚合度係以100以上為佳。若聚合度未達100,在膜型態中之機械強度會變低。本揭示之聚酯樹脂的聚合度係以5,000以下為佳,以3,000以下更佳,以2,000以下又更佳,以1,500以下再更佳。若聚合度為超過5,000,製膜時及延伸時之熔融黏度容易變高,故膜成形時之生產性會降低。
在本揭示所謂之聚合度係指構造單元之重複數。係指聚酯樹脂之重量平均分子量除以計算上所求得的1個構造單元之分子量而得的值。
〔固有黏度〕
本揭示之聚酯樹脂係可具有0.45dl/g(102cm3/g)以上、或0.47dl/g以上之固有黏度(IV值)。本揭示之聚酯樹脂組成物係可具有0.90dl/g以下、0.88dl/g以下、0.80dl/g以下、0.75dl/g以下、0.70dl/g以下、或0.68dl/g以下之固有黏度。固有黏度係在酚:四氯乙烷=60:40(質量比)之混合溶劑中溶解試料0.5000±0.0005g,可設為使用安裝有烏氏(Ubbelohde)黏度管之自動黏度測定裝置所測定之20℃下的固有黏度。
〔固有雙折射〕
本揭示之聚酯樹脂係可具有0.15以上,較佳係可具有0.18以上,更佳係可具有0.21以上之固有雙折射。本揭示之聚酯樹脂係可具有例如:0.5以下、0.45以下、0.4以下、或0.35以下之固有雙折射。
在本揭示中,以無限延伸倍率時之雙折射的值設為「固有雙折射」。首先,製作改變延伸倍率(λ)而經延伸之複數的膜形狀之聚酯樹脂(聚酯膜),測定各聚酯膜之雙折射。其次,從以下之式求出對應於各延伸倍率之定向度(F)。然後,使對應於各定向度之雙折射的值作圖。膜內之分子係假定為理想上定向至極限,使用最小平方法而獲得近似直線,藉由外插法求出定向度(F)=1.0時之雙折射。可使該雙折射設為固有雙折射。
F=(3cos2θ-1)/2
cos2θ=(1+r2)(r-tan-1r)/r3
r=(λ3-1)0.5
在本揭示中,所謂延伸倍率係指延伸處理後之膜的一方向(單軸方向)之長度對延伸處理前之膜的該方向之長度的倍率。
〔玻璃轉移溫度〕
本揭示之聚酯樹脂係具有40℃以上,較佳係具有70℃以上之玻璃轉移溫度。若玻璃轉移溫度未達40℃,經製膜後之尺寸安定性會變差。本揭示之聚酯樹脂較佳係具有150℃以下,更佳係具有120℃以下之玻璃轉移溫度。若玻璃轉移溫度超過150℃,製膜變困難。玻璃轉移溫度係例如:可使用示差掃描熱量測定(DSC;Differential Scanning Calorimetry)裝置而測定。
〔結晶化溫度〕
本揭示之聚酯樹脂係以具有80℃以上之結晶化溫度為佳。本揭示之聚酯樹脂係以具有200℃以下之結晶化溫度為佳。結晶化溫度與玻璃轉移溫度之差係以2℃以上為佳,以5℃以上更佳,以10℃以上又更佳,以15℃以上再更佳。若結晶化溫度與玻璃轉移溫度過於接近,成形時容易進入結晶化,製膜性會變差。結晶化溫度係可使用例如示差掃描熱析儀測定。
〔融點(Tm)〕
本揭示之聚酯樹脂係具有200℃以上,較佳係具有220℃以上,更佳係具有240℃以上之融點。若融點超過200℃,製膜後在加熱處理中的溫度會變低,尺寸安定性降低。本揭示之聚酯樹脂係可具有300℃以下之融點。融點係例如,可使用示差掃描熱析儀測定。融點係表示依據JIS K7122(1987)將聚酯樹脂從固體狀態以昇溫速度2℃/分鐘從30℃加熱聚酯膜至 300℃為止之期間所得到的放熱峰之峰頂溫度。又,具有複數之放熱峰時係表示位於最高溫側之峰頂溫度。融點係指以示差掃描熱析測定以昇溫速度2℃/分鐘從固體狀態加熱聚酯樹脂至熔融狀態時所得的圖表中,能量最多的吸熱峰之峰頂溫度。若存在融點,可知其聚酯樹脂為結晶性。
〔比重〕
本揭示之聚酯樹脂係可具有1.20g/cm3以上、1.23g/cm3以上、1.26g/cm3以上、或1.29g/cm3以上之比重。本揭示之聚酯樹脂係可具有1.38g/cm3以下、1.35g/cm3以下、1.32g/cm3以下、或1.29g/cm3以下之比重。比重係可依據JIS Z 8807(2012)而測定。
〔第1態樣〕
說明有關第1實施型態之第1態樣。
在第1態樣中,(B)成分係包含丁二醇成分與1,4-環己烷二甲醇成分。
相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係以35mol%以上為佳。相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係可設為40mol%以上、或45mol%以上。相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係以75mol%以下為佳。相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係可設為70mol%以下、或65mol%以下。
相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係以25mol%以上為佳。相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係可設為30mol%以上、或35mol%以上。若1,4-環己烷二甲醇成分未達25mol%,結晶化之進行快速,且於聚酯膜成形時白化,透明性會降低。相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係以65mol%以下為佳。相對於(B)成分之總量,1,4- 環己烷二甲醇成分係可設為60mol%以下、或55mol%以下。若1,4-環己烷二甲醇成分超過65mol%,聚酯樹脂之融點變高,難以形成聚酯膜。
第1態樣之聚酯樹脂係可具有0.15以上,較佳係可具有0.18以上之固有雙折射。本揭示之聚酯樹脂係可具有0.35以下之固有雙折射。
〔第2態樣〕
說明有關第1實施型態之第2態樣。
在第2態樣中,(B)成分係包含乙二醇成分與丁二醇成分。
相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係以5mol%以上為佳。相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係可設為10mol%以上、15mol%以上、或20mol%以上。相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係以80mol%以下為佳。相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係可設為75mol%以下、70mol%以下、或65mol%以下。
相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係以20mol%以上為佳。相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係可設為25mol%以上、30mol%以上、或35mol%以上。相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係以95mol%以下為佳。相對於(B)成分之總量,丁二醇成分係可設為90mol%以下、85mol%以下、或80mol%以下。
第2態樣之聚酯樹脂係可具有0.15以上,較佳係可具有0.18以上之固有雙折射。本揭示之聚酯樹脂係可具有0.35以下之固有雙折射。
〔第3態樣〕
說明有關第1實施型態之第3態樣。
在第3態樣中,(B)成分係包含乙二醇成分及1,4-環己烷二甲醇成分。
相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係以82mol%以上為佳。相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係可設為85mol%以上。相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係以95mol%以下為佳。相對於(B)成分之總量,乙二醇成分係可設為90mol%以下。
相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係以5mol%以上為佳。相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係可設為10mol%以上。相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係以18mol%以下為佳。相對於(B)成分之總量,1,4-環己烷二甲醇成分係可設為15mol%以下。若1,4-環己烷二甲醇成分超過18mol%,聚酯膜之結晶性會降低。藉此,要抑制在聚酯膜中之彩虹斑不均會變困難,且熱收縮率會變大。
第3態樣之聚酯樹脂係可具有0.15以上,較佳係0.18以上,更佳係0.22以上,又更佳係0.25以上之固有雙折射。本揭示之聚酯樹脂係可具有0.40以下之固有雙折射。
(B)醇成分係在不改變本揭示之組成物的本質之性質的範圍中,可包含1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、及乙二醇以外之成分。其它醇成分可列舉例如:丙二醇成分、己二醇成分、辛二醇成分、癸二醇成分、環氧乙烷加成型雙酚A成分、環氧乙烷加成型雙酚S成分、三羥甲基丙烷成分等。此等醇成分係可單獨使用,亦可組合2種類以上使用。
本發明之聚酯樹脂係在不改變本揭示之聚酯樹脂的本質之性質的範圍中,可含有公知之添加劑。添加劑係可使用例如:聚合觸媒、抗 靜電劑、紫外線吸收劑、熱安定劑、光安定劑、離型劑、抗氧化劑、潤滑劑、塑化劑、顏料、染料等。
〔聚酯膜〕
本揭示之聚酯樹脂係可具有膜形狀。亦即,本揭示之聚酯樹脂亦包含膜型態。在本揭示中,膜型態之聚酯樹脂稱為聚酯膜。
本揭示之聚酯膜係可具有例如:20μm以上、25μm以上、30μm以上、或35μm以上之膜厚。本揭示之聚酯膜係可具有例如:120μm以下、100μm以下、90μm以下、85μm以下、80μm以下、75μm以下、70μm以下、65μm以下、60μm以下、或55μm以下之膜厚。例如,聚酯膜係可具有25μm至100μm,較佳係可具有30μm至90μm,更佳係可具有35μm至55μm之膜厚。
本揭示之聚酯膜係藉由延伸處理而提高分子之定向度(結晶度)的膜。本揭示之聚酯膜較佳係朝一方向以1.5倍以上,更佳係2倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。本揭示之聚酯膜係例如,可設為朝一方向以2.5倍以上、3倍以上、3.5倍以上、4倍以上、4.5倍以上、或5倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。本揭示之聚酯膜係例如,可設為朝一方向以5倍以下之延伸倍率經延伸處理的膜。本揭示之聚酯膜係可設為朝寬度方向經延伸處理之膜。上述聚酯膜之膜厚係可設為延伸處理後之聚酯膜的膜厚。可藉由降低延伸倍率而提高聚酯膜之物理強度。又,可藉由降低延伸倍率而抑制熱收縮率之增大。
本揭示之聚酯膜厚度不均係以5%以下為佳,以4.5%以下更佳,以4%以下又更佳,以3%以下再更佳。在本揭示所謂的聚酯膜厚度不 均係可使用連續厚度測定裝置,將聚酯膜之任意處的厚度進行預定長度(例如1m)之測定,並依據以下之式進行計算。
厚度不均(%)={(Tmax-Tmin)/Tave}×100
Tmax:最厚部分之厚度
Tmin:最薄部分之厚度
Tave:測定部分之厚度平均值
〔折射率〕
本揭示之聚酯膜的折射率(Nx)在膜延伸之寬度方向(TD)係以1.72以上為佳,以1.74以上更佳。本揭示之聚酯膜的折射率(Nx)在膜延伸之寬度方向(TD)係以1.85以下為佳,以1.82以下更佳。
本揭示之聚酯膜的折射率(Ny)在膜延伸之流向(MD)係以1.55以上為佳。本揭示之聚酯膜的折射率(Ny)在膜延伸之流向(MD)係以1.65以下為佳,以1.62以下更佳。
本揭示之聚酯膜的折射率(Nz)在膜延伸之厚度方向(ND)係以1.57以下為佳,以1.54以下更佳。
折射率係可依據JISK7142(2008)「塑膠之折射率測定方法(A法)」測定。
本揭示之聚酯膜厚度為20μm至120μm時,可具有4,000nm以上,較佳係可具有5,000nm以上之面內方向(面方向)的遲延(Re)。本揭示之聚酯膜厚度為20μm至120μm時,可具有40,000nm以下之面內方向 的遲延。本揭示之聚酯膜的面內之遲延係可設為例如:20,000nm以下或15,000nm以下。
本揭示之聚酯膜厚度為35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有4,000nm以上,更佳係5,000nm以上,又更佳係6,000nm以上,再更佳係8,000nm以上,又再更佳係9,000nm以上,特佳係10,000nm以上之面內方向的遲延(Re)。遲延未達5,000nm時,從斜向觀察膜時,會呈現干渉色。本揭示之聚酯膜厚度為35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有20,000nm以下之面內方向的遲延。面內方向之遲延係可設為15,000nm以下、12,000nm以下、10,000nm以下、或8,000nm以下。即使遲延超過20,000nm,亦看不到彩虹斑不均之改善,且膜厚亦變厚,作為工業材料之利用性會降低。
本揭示之聚酯膜厚度為20μm至120μm,較佳係厚度35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有4,000nm以上,較佳係可具有5,000nm以上之厚度方向的遲延(Rth)。本揭示之聚酯膜厚度為20μm至120μm,較佳係厚度35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有20,000nm以下之厚度方向的遲延。本揭示之聚酯膜的厚度方向之遲延係可設為例如:18,000nm以下、15,000nm以下、12,000nm以下、10,000nm以下、或8,000nm以下。
在本揭示之聚酯膜中,厚度方向之遲延(Rth)對面內之遲延(Re)的比(Re/Rth)係以0.8以上為佳,以0.9以上更佳,以0.95以上又更佳。Re/Rth未達0.8時,雙折射之各向同性小,藉由角度觀察而容易產生彩虹斑不均。
〔微小吸熱峰溫度〕
在本揭示,聚酯膜係以具有150℃以上之微小吸熱峰溫度為佳。微小吸熱峰溫度較佳係160℃以上,更佳係170℃以上,又更佳係180℃以上,再更佳係190℃以上。微小吸熱峰溫度為融點以下之溫度。藉由提高微小吸熱峰溫度,可使熱收縮率變高之溫度區域升高,而抑制在高溫環境下之熱收縮。所謂微小吸熱峰溫度(Tmeta)係依據JIS K7122(1987),使用示差掃描熱析儀從固體狀態以昇溫速度2℃/分鐘從30℃加熱聚酯膜至300℃時之示差掃描熱析圖表中的融點峰前之微小吸熱峰。
〔第1態樣〕
例如,上述第1態樣時,聚酯膜具有厚度為20μm至100μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有20,000nm以下,或18,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第1態樣時,聚酯膜具有厚度為35μm至80μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有15,000nm以下、14,000nm以下、13,000nm以下、12,000nm以下、或11,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第1態樣時,聚酯膜具有厚度為35μm至55μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有15,000nm以下、12,000nm以下、10,000nm以下、9,000nm以下、或8,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第1態樣時,本揭示之聚酯膜的厚度為20μm至120μm,較佳係35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有4,000nm以上,較佳係可具有5,000nm以上,更佳係可具有6,000nm以上之厚度方向的遲延。本揭示之聚酯膜係厚度20μm至120μm,較佳係35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有20,000nm以下、或15,000nm以下之厚度方向的遲延。
第1態樣之聚酯膜較佳係例如,朝一方向以1.5倍以上,較佳係2倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。第1態樣之聚酯膜例如,可設為朝一方向以2.5倍以上、3倍以上、3.5倍以上、或4倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。第1態樣之聚酯膜例如,可設為朝一方向以5倍以下之延伸倍率經延伸處理的膜。
例如,第1態樣之聚酯膜係朝寬度方向以3至5倍之延伸倍率經延伸處理的聚酯膜,並可設為具有厚度35μm至80μm及/或35μm至55μm,以及如上述遲延的膜。
〔第2態樣〕
例如,上述第2態樣時,聚酯膜具有厚度為20μm至120μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有22,000nm以下、或20,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第2態樣時,聚酯膜具有厚度為35μm至80μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上,又更佳係7,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具 有15,000nm以下、14,000nm以下、13,000nm以下、12,000nm以下、或11,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第2態樣時,聚酯膜具有厚度為35μm至55μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上,又更佳係7,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有15,000nm以下、12,000nm以下、10,000nm以下、9,000nm以下、或8,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第2態樣時,本揭示之聚酯膜厚度為20μm至120μm,較佳係35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之厚度方向的遲延。本揭示之聚酯膜厚度為20μm至120μm,較佳係35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有20,000nm以下、或15,000nm以下之厚度方向的遲延。
第2態樣之聚酯膜較佳係例如,朝一方向以1.5倍以上,較佳係2倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。第2態樣之聚酯膜係例如,可設為朝一方向以2.5倍以上或3倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。第2態樣之聚酯膜係例如,可設為朝一方向以5倍以下之延伸倍率經延伸處理的膜。
例如,第2態樣之聚酯膜係可朝寬方向以3至5倍之延伸倍率經延伸處理的聚酯膜,除了設為具有厚度35μm至80μm及/或35μm至55μm,且具有如上述遲延的膜。
〔第3態樣〕
例如,上述第3態樣時,聚酯膜具有厚度為20μm至100μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有15,000nm以下、或12,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第3態樣時,聚酯膜具有厚度為35μm至80μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有15,000nm以下、或12,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第3態樣時,聚酯膜具有厚度為35μm至55μm之膜形狀時,聚酯樹脂係可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之面內的遲延。聚酯樹脂係可具有15,000nm以下、12,000nm以下、10,000nm以下、9,000nm以下、或8,000nm以下之面內的遲延。
例如,上述第3態樣之情形,本揭示之聚酯膜的厚度為20μm至130μm,較佳係35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有4,000nm以上,較佳係5,000nm以上,更佳係6,000nm以上之厚度方向的遲延。本揭示之聚酯膜厚度為20μm至130μm,較佳係35μm至80μm及/或35μm至55μm時,可具有12,000nm以下、或10,000nm以下之厚度方向的遲延。
第3態樣之聚酯膜較佳係例如,朝一方向以1.5倍以上,較佳係2倍以上之延伸倍率經延伸處理的膜。第3態樣之聚酯膜係例如,可設為朝一方向以2.5倍以上、3倍以上、3.5倍以上、或4倍以上之延伸倍 率經延伸處理的膜。第3態樣之聚酯膜係例如,可設為朝一方向以5倍以下之延伸倍率經延伸處理的膜。
例如,第3態樣之聚酯膜係可朝寬度方向以3至5倍之延伸倍率經延伸處理的聚酯膜,除了設為具有厚度35μm至80μm及/或35μm至55μm,且具有如上述遲延的膜。
所謂遲延係以膜上進行正交的二軸之折射率的各向異性(△N)與膜厚度d(nm)之積(△N×d)所定義的參數,表示光學各向同性及各向異性的尺度。遲延之值係可依據公知方法,測定2軸方向之折射率與厚度來求出。在本揭示中,以膜延伸之寬度方向作為x方向(面方向之一軸),以行進方向作為y方向(面方向之另一軸),以膜之厚度方向(尺寸之最小方向)作為z方向。以x方向之折射率作為Nx。以y方向之折射率作為Ny。以z方向之折射率作為Nz。行進方向及寬度方向係指在膜延伸裝置之聚酯樹脂的行進方向及寬度方向。膜之面方向,亦即,x方向及y方向之折射率的各向異性△Nxy係可從二軸之折射率的差之絕對值,亦即,|Nx-Ny|算出。同樣方式,膜之厚度方向的2個各向異性△Nxz、△Nyz係可分別從|Nx-Nz|及|Ny-Nz|算出。若以聚酯膜厚度作為d(nm),面方向之遲延(Re)係可從x方向與y方向之折射率的各向異性(△Nxy)與膜厚度d的積(△Nxy×d)而求出。厚度方向之遲延(Rth)係可從x方向與z方向之折射率的各向異性(△Nxz)與膜厚度d之積(△Nxz×d)、及y方向與z方向之折射率的各向異性(△Nyz)與膜厚度d的積(△Nyz×d)之平均值而求出。
若在偏光片之單側配置具有雙折射性之聚酯膜,從偏光片射出之線性偏光在通過聚酯膜時會產生干擾。而且,經穿透之光係在聚酯膜 之雙折射與厚度之積的遲延顯示特有的干渉色。例如,光為具有在可見光區域以連續性寬廣的發光光譜時,干渉色光譜係成為包絡線形狀。因此,以控制聚酯膜之遲延,可獲得與光源之發光光譜相似的光譜。如此地,可藉由使光源之發光光譜、與穿透雙折射體之穿透光所產生的干渉色光譜設為包絡線形狀之相似形而抑制彩虹斑狀之色斑的發生。
在本揭示之聚酯膜中之霧度變化量(濁度變化量;霧價變化量)△Hz係以1.5%以下為佳,以1.3%以下更佳,以1%以下又更佳,以0.5%以下再更佳。若霧度變化量為1.5%以下,即使曝露於高溫環境時,亦可保持要求作為顯示器構件之聚酯膜的高透明性。
在本揭示所謂的霧度變化量△Hz係指在150℃下熱處理聚酯膜100小時之時的霧度變化量。亦即,霧度變化量可依以下之式算出。在以下之式中,所謂加熱前霧度係在製作聚酯膜之後,施予加熱處理前之聚酯膜的霧度。所謂加熱後霧度係使經測定加熱前霧度之膜在150℃下加熱處理了100小時之聚酯膜的霧度。聚酯膜之霧度係例如,可依據JIS K7105「塑膠之光學特性試驗方法」霧度(霧價)進行測定。
△Hz=(加熱後霧度)-(加熱前霧度)
本揭示之聚酯膜較佳係在高溫環境下寡聚物之析出少者。若在聚酯膜中析出寡聚物,除了損及膜之透明性以外,尚損及膜之平滑性。例如,在液晶顯示器使用聚酯膜時,若在聚酯膜產生寡聚物,唯恐產生聚酯膜與接著層剝離之虞。本揭示之聚酯膜係在150℃下加熱處理在施予加熱處理前之聚酯膜100小時之時,寡聚物之析出數係聚酯膜每1mm2,以2,000個以下為佳,以1,000個以下更佳,以500個以下又更佳,以400個 以下再更佳,以300個以下又再更佳。寡聚物之析出數係可藉由顯微鏡觀察而以目視進行測定。寡聚物係例如,可設為以直線具有2μm以上之大小者。
本揭示之聚酯膜較佳係在高溫環境下面方向之尺寸變化小。例如,在液晶顯示器使用聚酯膜時,當聚酯膜收縮時,聚酯膜之形狀會變化,在液晶顯示器之端部產生不均。本揭示之聚酯膜在150℃下加熱處理30分鐘時,熱收縮率係在膜延伸之流向(MD)及寬度方向(TD)之任一者的方向,以3%以下為佳,以2%以下更佳,以1.5%以下又更佳,以1%以下再更佳。
熱收縮率係可藉由以下之式算出。所謂加熱前之尺寸係在製作聚酯膜之後,施予加熱處理前之聚酯膜的尺寸。所謂加熱後之尺寸係150℃下加熱處理在測定加熱前之尺寸的膜30分鐘的膜之尺寸。
熱收縮率(%)={(加熱前之尺寸)-(加熱後之尺寸)}/(加熱前之尺寸)×100
本揭示之聚酯膜係可為單軸延伸膜,亦可為二軸延伸膜。使用本揭示之聚酯膜作為偏光片保護膜時,從抑制由膜面之斜向觀察時之彩虹斑不均的觀點而言,以單軸延伸膜為佳。
本揭示之聚酯膜係可應用於例如:光學膜、偏光片保護膜等。
在本揭示之聚酯樹脂中,係有分子構造、結晶構造等不明確的情形,要使本揭示之聚酯樹脂依據組成、構造、特性等而直接特定者有其困難或幾乎不實際之情形。如此的情形,本揭示之聚酯樹脂應允許藉由其製造方法而進行特定者。
尤其,在本揭示之聚酯膜中,遲延係取決於分子之定向度。然而,要直接特定在聚酯膜之分子的定向度並不可能或幾乎不實際。因此,應允許本揭示之聚酯膜藉由聚酯膜之製造方法(例如,聚酯膜之延伸方法等)而進行特定者。
本揭示之聚酯樹脂係具有高的固有雙折射。藉此,在本揭示之聚酯膜中,可實現高的遲延。藉此,可在本揭示之聚酯膜中抑制彩虹斑不均之發生。尤其,即使薄化膜厚,亦可抑制彩虹斑不均之顯現。藉此,本揭示之聚酯膜可應用於例如:液晶顯示器。又,可有助於液晶顯示器之薄型化。
又,本揭示之聚酯樹脂因具有高的固有雙折射,故即使不提高延伸倍率,亦可製造具有充分的遲延之聚酯膜。藉此,可提高聚酯膜之物理性強度,且可抑制相對於延伸方向為垂直方向之熱收縮率的增大。
本揭示之聚酯樹脂係可抑制因高溫環境所造成的透明性之降低。藉此,可保持被要求來作為顯示器構件之高透明性。
本揭示之聚酯樹脂係可對於作為目的之遲延而降低延伸倍率,故在聚酯膜中即使施予加熱加工,收縮亦小、且具有高的尺寸安定性。
本揭示之聚酯樹脂係在聚酯膜中即使施予加熱加工,亦可抑制因寡聚物所產生的突起物之發生,並保持高的平滑性。本揭示之聚酯樹脂係可應用於高溫環境之光學元件。
本揭示之聚酯樹脂係具有應用於膜製作之適度的結晶性。藉此,所製作之膜係可具有高的遲延,且可藉由膜延伸來控制結晶定向,且所製作之膜係可具有尺寸安定性。
說明第1實施型態之聚酯樹脂的製造方法。
本揭示之聚酯樹脂的製造方法並無特別限定,可使用公知觸媒並藉由公知聚合方法來進行。本揭示之聚酯樹脂的製造方法可為以未取代之多羧酸作為起始原料而直接進行酯化的方法、以二甲酯等酯化物作為起始原料而進行酯交換反應的方法之任一者。本揭示之聚酯樹脂在製造時,為獲得充分的反應速度,希望係使用公知觸媒在常壓下實施酯交換反應作為第1階段,繼而,使用公知觸媒在減壓下實施聚縮合反應作為第2階段。
屬於聚酯樹脂之原料的酸及醇係可使用上述化合物。
酯交換反應係例如,可將使用來作為聚合原料之各化合物、及依需要所使用的其它各種共聚合成分裝填於具備加熱裝置、攪拌機及餾出管之反應容器中,加入反應觸媒並在常壓惰性環境下一邊攪拌一邊昇溫,使藉由反應所產生的甲醇等副生成物餾除之同時使反應來進行。反應溫度係可設為150℃至270℃,較佳係160℃至260℃。反應時間係可設為3至7小時左右。
作為酯交換反應之觸媒係希望使用至少1種類以上之金屬化合物。較佳的金屬元素係可列舉如:鈉、鉀、鈣、鈦、鋰、鎂、錳、鋅、錫、鈷等。此等之中,鈦化合物係反應性高,所得到的樹脂之色調為良好,故為佳。相對於生成之聚酯樹脂,酯交換觸媒之使用量係可設為5ppm至1000ppm,較佳係可設為10至100ppm。
又,酯交換反應結束之後,希望添加與酯交換觸媒為等莫耳以上之磷化合物。作為磷化合物之例係可列舉如:磷酸、亞磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亞磷酸三甲酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸 三丁酯等。此等之中,以磷酸三甲酯為特佳。相對於生成之聚酯樹脂,磷化合物之添加率係可設為5ppm至1000ppm,較佳係可設為20ppm至100ppm。
繼酯交換反應之後,至成為所希望之分子量為止,可進一步進行聚縮合反應。聚縮合反應係例如,在置入有上述酯交換反應結束後之生成物的反應槽內,添加聚合觸媒之後,可在反應槽內徐緩地進行昇溫且減壓。槽內之壓力係從常壓環境下最後係減壓至0.4kPa以下,較佳係減壓至0.2kPa以下。槽內之溫度係從220℃至240℃最後升溫至250℃至290℃,較佳係250℃至270℃,到達預定之扭矩後,可從槽底部擠出反應生成物並回收。通常之情形,使反應生成物在水中擠出成股狀,經冷卻之後進行切粒,可獲得粒狀之聚酯樹脂組成物。
作為聚縮合反應之觸媒係希望使用至少1種類以上之金屬化合物。較佳的金屬元素係可列舉如:鈦、鍺、銻、鋁等。此等之中,鈦化合物及鍺化合物係反應性高,且所得到的樹脂之透明性及色調優異,故製作光學用樹脂時為特佳。尤其,鈦化合物係反應性高、且比鍺化合物更廉價。又,鈦因不被分類成重金屬,故鈦化合物係可降低環境負荷。相對於生成之聚酯樹脂,聚合觸媒之添加率係可設為10ppm至1000ppm,較佳係可設為30ppm至100ppm。
在聚縮合反應後,可進行固相聚合反應。可藉由固相聚合反應,提高聚酯樹脂之固有黏度。
說明本揭示之聚酯膜的製造方法。
本揭示之聚酯膜係可依據一般的聚酯膜之製造方法而製造。可列舉例如:將聚酯樹脂熔融,使擠出片狀並成形之無定向聚酯在玻璃轉移溫度以上之溫度,利用輥之速度差而朝行進方向之方向延伸後,藉由拉幅器朝寬度方向進行延伸,並施予熱處理之方法。延伸前之無定向聚酯的厚度係可考量作為目的之最後的聚酯膜厚度、延伸倍率、所得到的聚酯膜之遲延等而設定。
延伸溫度愈低愈可提高遲延。例如,朝行進方向及寬度方向之中的任一方向進行延伸處理時之延伸溫度係以80℃至145℃為佳,更佳係90℃至140℃。若為該溫度範圍,可提高遲延,同時並可抑制膜產生白化。
延伸倍率愈高愈可提高遲延。寬度方向之延伸倍率例如:為1.5倍以上,較佳係2倍以上,更佳係2.5倍以上。寬度方向之延伸倍率可設為例如:3倍以上、3.5倍以上、4倍以上、或4.5倍以上。寬度方向之延伸倍率可設為例如:6倍以下、5倍以下、或4.5倍以下。行進方向之延伸倍率係例如以1倍至3倍為佳,更佳係1倍至2.3倍。若為該倍率範圍,可提高遲延,以及可抑制膜的易裂,且可抑制膜之熱收縮率變大。
為了使遲延控制在上述特定範圍,較佳係控制行進方向之延伸倍率與寬度方向之延伸倍率的比率。若大於縱橫之延伸倍率的差,可更提高遲延。行進方向之延伸倍率與寬度方向之延伸倍率的差係可設為例如1以上,較佳係2以上,更佳係2.5以上,又更佳係3以上。
在延伸處理步驟後,較佳係施予對聚酯膜加熱之熱固定處理。藉由熱固定處理,可促進聚酯膜之結晶,並降低熱收縮率。熱固定處理之 溫度較佳係高於延伸處理之溫度。熱固定處理之溫度例如較佳係165℃至240℃,更佳係180℃至230℃,又更佳係200℃至220℃。
較佳係在熱固定處理後,包含一邊加熱一邊緩和膜之張力(使其舒緩)的熱緩和處理步驟。緩和方向係可設為與延伸方向為相同的方向、及相對於延伸方向為垂直方向之任一者。膜係為了使膜進行延伸,藉由延伸裝置而夾持(保持)兩端。在本揭示中,使延伸裝置夾持之部分稱為夾持部。夾持部係例如,沿著膜之一端部(行進方向)而等間隔地排列。緩和處理係例如,可設為將朝寬度方向存在之膜兩端的夾持部之間隔變窄,或使沿著行進方向而相鄰之夾持部間的間隔變窄的處理。可藉由緩和步驟,使膜之局部性的熱收縮率均勻化。在熱緩和處理步驟中之加熱溫度係可設為與熱固定處理之溫度相同。
在緩和處理步驟中之緩和率係例如,可設為0.5%以上、1%以上、2%以上、或3%以上。緩和率係例如可設為10%以下、5%以下、3%以下、或2%以下。緩和率係可依據以下之式進行計算。
緩和率(%)={(緩和處理前之夾持部間的間隔-緩和處理後之夾持部間的間隔)/緩和處理前之夾持部間的間隔}×100
說明第1實施型態之聚酯樹脂的使用方法。
將本揭示之聚酯膜作為光學膜使用時,作為光源,較佳係使用具有連續性且寬廣的發光光譜之白色光源。白色光源較佳係例如,具有450nm至750nm,以具有可見光區域之波長區域為佳。
若在偏光片之單側配置具有雙折射性之聚酯膜,從偏光片射出的線性偏光在通過聚酯膜時會產生干擾。接著,經穿透之光係在聚酯膜 之雙折射與厚度之積的遲延顯示特有的干渉色。因此,作為光源,若使用冷陰極管或熱陰極管等之具有不連續性的發光光譜的光源,顯示依波長而異的穿透光強度,並成為呈現彩虹斑狀之色斑。
[實施例]
對於本揭示之聚酯樹脂及其製造方法,列舉以下之例進行說明。然而,本揭示之聚酯樹脂及其製造方法並不限於以下之例。
〔試驗例1〕
在設有攪拌機、精餾塔及甲醇蒸餾冷凝器之反應器中裝填入包含作為酸成分之2,6-萘二羧酸二甲酯100mol%、作為醇成分之1,4-丁二醇70mol%、及乙二醇30mol%之混合物。在190℃下使混合物溶解於溶劑之後,加入四-正丁氧基鈦30ppm,從190℃至225℃為止以3小時進行昇溫,一邊使產生之甲醇餾除至系統外,一邊進行酯交換反應。酯交換反應結束後,從230℃至250℃為止以75分鐘徐緩地進行昇溫,以及,從常壓至0.2kPa為止徐緩地進行減壓,以預定之黏度結束反應,在冷卻水中進行擠出,使用股切割機進行粒化。在表1中呈示物性。所得到的聚合物之固有黏度為0.64dl/g。
〔試驗例2〕
在設有攪拌機、精餾塔及甲醇蒸餾冷凝器之反應器中裝填入包含作為酸成分之2,6-萘二羧酸二甲酯100mol%、作為醇成分之1,4-丁二醇55mol%、及1,4-環己烷二甲醇45mol%之混合物。在190℃下使混合物溶解於溶劑之後,加入四-正丁氧基鈦30ppm,從190℃至225℃為止以3小時進行昇溫,一邊使產生之甲醇餾除至系統外,一邊進行酯交換反應。酯 交換反應結束後,從230℃至275℃為止以75分鐘徐緩地進行昇溫,以及,從常壓至0.2kPa為止徐緩地進行減壓,以預定之黏度結束反應,在冷卻水中進行擠出,使用股切割機進行粒化。在表1中呈示物性。所得到的聚合物之固有黏度為0.64dl/g。
〔試驗例3〕
在設有攪拌機、精餾塔及甲醇蒸餾冷凝器之反應器中裝填入包含作為酸成分之2,6-萘二羧酸二甲酯100mol%、作為醇成分之乙二醇85mol%、及1,4-環己烷二甲醇15mol%之混合物。在190℃下使混合物溶解於溶劑之後,加入四-正丁氧基鈦30ppm,從190℃至225℃為止以3小時進行昇溫,一邊使產生之甲醇餾除至系統外,一邊進行酯交換反應。酯交換反應結束後,從230℃至250℃為止以75分鐘徐緩地進行昇溫,以及,從常壓至0.2kPa為止徐緩地進行減壓,以預定之黏度結束反應,在冷卻水中進行擠出,使用股切割機進行粒化。在表1中呈示物性。所得到的聚合物之固有黏度為0.49dl/g。
〔試驗例4〕
在設有攪拌機、精餾塔及甲醇蒸餾冷凝器之反應器中裝填入包含作為酸成分之對酞酸100mol%、作為醇成分之乙二醇100mol%之混合物。在190℃下使混合物溶解於溶劑之後,加入四-正丁氧基鈦30ppm,從190℃至225℃為止以3小時進行昇溫,一邊使產生之甲醇餾除至系統外,一邊進行酯交換反應。酯交換反應結束後,從230℃至250℃為止以75分鐘徐緩地進行昇溫,以及,從常壓至0.2kPa為止徐緩地進行減壓,以預定之黏 度結束反應,在冷卻水中進行擠出,使用股切割機進行粒化。在表1中呈示物性。該聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂之固有黏度為0.65dl/g。
〔試驗例5〕
在設有攪拌機、精餾塔及甲醇蒸餾冷凝器之反應器中裝填入包含作為酸成分之2,6-萘二羧酸二甲酯100mol%、及作為醇成分之乙二醇100mol%之混合物。在190℃下使混合物溶解於溶劑之後,加入四-正丁氧基鈦30ppm,從190℃至225℃為止以3小時進行昇溫,一邊使產生之甲醇餾除至系統外,一邊進行酯交換反應。酯交換反應結束後,從230℃至250℃為止以75分鐘徐緩地進行昇溫,以及,從常壓至0.2kPa為止徐緩地進行減壓,以預定之黏度結束反應,在冷卻水中進行擠出,使用股切割機進行粒化。然後,進行固相聚合反應,拉起所得到的聚酯樹脂之固有黏度。在表1呈示物性。該聚萘二甲酸乙二酯(PEN)樹脂之固有黏度為0.71dl/g。
使在試驗例1至5所得到的顆粒在135℃下乾燥12小時。使用乾燥後之聚酯樹脂並以表2所示的延伸倍率製作聚酯膜。
對所得到的聚酯施予熱固定處理。對膜面從上下方向吹熱風,使膜之膜面溫度的最高溫度(熱固定溫度)控制於表2所示的溫度15秒鐘。
其次,對經施予熱固定處理之聚酯膜而施行熱緩和處理。對膜面從上下方向吹熱風,在與熱固定溫度相同的溫度下使膜寬度方向(TD)以表2所示的熱緩和率熱緩和。
表中所使用的簡稱係如下述。
NDC:萘二羧酸
TPA:對酞酸
EG:乙二醇
BD:丁二醇
CHD:1,4-環己烷二甲醇
〔固有黏度〕
將聚酯樹脂溶解於1,1,2,2-四氯乙烷/酚=40/60(質量比)之混合溶劑中,從在20℃下之溶液黏度求出。
〔比重〕
聚酯樹脂之比重係使用自動比重計(SARTORIUS公司製)並依據JIS Z 8807(2012)測定。
〔結晶性之有無〕
有:以示差掃描熱析儀顯示融點(Tm)時,判斷為結晶性樹脂。
無:以示差掃描熱析儀未顯示融點(Tm)時,判斷為非結晶性樹脂。
〔玻璃轉移溫度〕
使用示差掃描熱析儀(PERKIN ELMER公司製DSC-7),將聚酯樹脂試料在氮環境中從30℃以2℃/分鐘進行昇溫之同時觀察吸熱行為,以玻璃轉移所產生的吸熱行為之中間點溫度設為玻璃轉移溫度(Tg)。
〔結晶化溫度〕
使用示差掃描熱析儀(PERKIN ELMER公司製DSC-7),將聚酯樹脂試料在氮環境中從30℃以2℃/分鐘進行昇溫之同時觀察放熱行為,以結晶化溫度所產生的放熱行為之峰頂作為結晶化溫度(Tc)。
〔融點〕
使用示差掃描熱析儀(PERKIN ELMER公司製DSC-7),將聚酯樹脂試料在氮環境中從30℃以2℃/分鐘進行昇溫之同時觀察吸熱行為,以融點溫度所產生的吸熱行為之峰頂作為吸熱溫度(Tm)。
[微小吸熱尖峰溫度]
使用示差掃描熱析儀(PERKIN ELMER公司製DSC-7),將實施有固定處理(及熱緩和處理)之聚酯膜在氮環境中從30℃至300℃以2℃/分鐘進行昇溫之同時觀察吸熱行為,以融點波峰前之微小吸熱峰的溫度作為微小吸熱峰溫度(Tmeta)。
〔成膜之可否〕
製作無延伸片之後,使用批式延伸機(東洋精機製EX10-B1二軸延伸試驗裝置),朝行進方向以單軸延伸製作3.5倍之延伸膜。製成之膜的外觀如無白化且膜無破裂之製膜,判斷為「可」。
〔固有雙折射率〕
對於表1所示的各組成之聚酯樹脂,使用批氏延伸機(東洋精機製EX10-B1二軸延伸試驗裝置),朝行進方向進行單軸延伸,成形為厚度30至300μm之膜。以玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上之溫度將該膜以1mm/min以表2所示的延伸倍率進行延伸,獲得延伸膜。對於各延伸膜,使用ATAGO股份有限公司製ABBE折射率計,以594nm之單色光測定雙折射。如上述所示之式,以延伸倍率為基礎而算出定向度,並從定向度及雙折射求出固有雙折射。
〔折射率〕
以經延伸之定向軸方向成為長邊之方式,將聚酯膜切成4cm×2cm之長方形形狀,作為測定用試樣。有關該測定用試樣,依據JISK7142(2008)而使用折射率測定器(ATAGO公司製ABBE折射率計DR-M4;測定波長589nm),測定膜之寬度方向(TD)、流向(MD)、厚度方向(ND)之折射率(Nx、Ny、Nz)。在表5呈示各聚酯膜之折射率。
〔遲延〕
以經延伸之定向軸方向成為長邊之方式,將聚酯膜切成4cm×2cm之長方形形狀,作為測定用試樣。有關該測定用試樣,係使用折射率測定器(ATAGO公司製ABBE折射率計NAR-4T;測定波長594nm),測定x方向、y方向及z方向之折射率(Nx、Ny、Nz)。從各方向之折射率,藉由上述之計算而算出面內之遲延(Re)及厚度方向之遲延(Rth)。
〔彩虹斑不均之觀察〕
將經延伸之膜配置成正交偏光之條件下,有關以偏光板(背光:白色二極體)觀察時之彩虹斑不均的發生有無,係如以下方式判定。
A:任一部分皆不產生彩虹斑不均;
A’:從斜向觀察時,依角度而觀察到極淡的彩虹斑不均;
B:從斜向觀察時,依角度而觀察到淡的彩虹斑不均;
C:從斜向觀察時,觀察到彩虹斑不均;
D:從正面方向及斜向觀察時,觀察到彩虹斑不均。
〔霧度變化量(△Hz)評定〕
將製作出的聚酯膜切成50mm平方,作為測定試料。對於測定試料,依據JIS K7105「塑膠之光學特性試驗方法」霧度(霧價)測定加熱前霧度。 在測定器係使用日本電色工業公司製NDH-300A型濁度計。測定加熱前霧度之後,將測定試料放置在經加熱至150℃之烘箱(ESPEC股份有限公司製INERT OVEN IPH-201)內,經過100小時後取出測定試料。對於其測定試料以與上述同樣之方法測定霧度,獲得加熱後霧度。以該加熱前後霧度差作為△Hz。
△Hz=加熱後霧度-加熱前霧度
〔寡聚物析出評定〕
將製作出的聚酯膜切成200mm平方,作為測定試料。將測定試料靜置於經加熱至150℃之烘箱(ESPEC股份有限公司製INERT OVEN IPH-201)內100小時。經過100小時後,在測定試料之表面蒸鍍鋁並使用微分干渉顯微鏡以總放大率500倍進行觀察,以目視計測存在於表面之大小為2μm以上之寡聚物析出數。以顯微鏡之視野作為基礎而算出聚酯膜每1mm2之寡聚物的析出數(個/mm2)。
〔尺寸安定性評定(熱收縮率)〕
以各邊成為流向(MD)及與垂直於流向的方向(TD)成為平行之方式製作出的聚酯膜切成長方形狀,作為測定試料。測定出測定試料之各邊的長度。然後,在加熱至150℃之烘箱(ESPEC股份有限公司製INERT OVEN IPH-201)內靜置測定試料30分鐘。從烘箱內取出測定試料,測定各邊之長度。以測定試料之加熱前後的長度作為基礎而計算尺寸變化(%)。
在表1,呈示試驗例1至5之聚酯樹脂的組成及其物性。在表2,呈示以試驗例1至5之聚酯樹脂所進行的聚酯膜之製造條件。在表3,呈示以試驗例1至5之聚酯樹脂所得到的聚酯膜之測定結果。在各試驗 例中,延伸前之聚酯樹脂的厚度係依據作為目的之延伸倍率及最終厚度而進行適當變更。
在表4中,呈示對應於試驗例1至3及5之聚酯膜的厚度38μm及50μm之遲延的理論值。在試驗例1-4及1-5中,係使用試驗例1-3之折射率。在試驗例2-14及2-15中,係使用試驗例2-13之折射率。在試驗例3-7及3-8中,係使用試驗例3-6之折射率。在試驗例4-3及4-4中,係使用試驗例4-2之折射率。在試驗例5-2及5-3中,係使用試驗例5-1之折射率。
試驗例4之PET樹脂之固有雙折射較低。在試驗例4-1中,可獲得高遲延。然而,由於延伸倍率為5倍之高延伸倍率,故膜厚為變厚達100μm。如表4之試驗例4-2所示,若設為延伸倍率4倍之厚度80μm的聚酯膜,遲延低於表3所示的試驗例1至3中之同樣的厚度之聚酯膜。因此,認為在聚對苯二甲酸乙二酯無法以薄的膜厚抑制彩虹斑不均之發生。
又,試驗例4之PET的聚酯膜係如表3所示,霧度變化量大,且寡聚物之析出數亦多。又,熱收縮率亦大。由此,認為試驗例4之膜係不適合於高溫環境中使用之光學元件。
在試驗例5之PEN樹脂中,如表3所示,霧度變化量大,且寡聚物之析出數亦多。由此,認為試驗例5之膜係不適合於高溫環境中使用之光學元件。
試驗例1至3之聚酯樹脂係具有0.21以上之固有雙折射。藉此,試驗例1至3之聚酯樹脂係以延伸倍率2至5倍即使薄化膜厚亦具有 高的遲延,可抑制彩虹斑不均之發生。即使不提高延伸倍率,亦可顯現充分的遲延,可抑制起因於高倍率化而膜容易破裂及熱收縮率變大。
在試驗例1至3之聚酯樹脂中,可知即使為膜厚38μm及50μm之聚酯膜,亦可獲得5,000nm至12,000nm之遲延。因此,認為試驗例1至3之聚酯樹脂係即使為薄的膜厚,亦可控制彩虹斑不均之發生。
試驗例1至3之聚酯樹脂係寡聚物產生數少。由此,可知試驗例1至3之聚酯膜即使施予加熱處理,亦可維持平滑性。可知試驗例1至3之聚酯膜係在高溫環境下之光學元件優於試驗例4及試驗例5之聚酯膜。
試驗例1至3之聚酯樹脂係霧度變化量亦小。由此,可知試驗例1至3之聚酯樹脂即使施予加熱處理,亦可維持透明性。
試驗例1至3之聚酯樹脂係熱收縮率亦小。由此,可知試驗例1至3之聚酯樹脂係具有高的尺寸安定性。
[表1]
Figure 111112256-A0202-12-0036-1
[表2]
Figure 111112256-A0202-12-0037-2
[表3]
Figure 111112256-A0202-12-0038-3
[表4]
Figure 111112256-A0202-12-0039-4
[表5]
Figure 111112256-A0202-12-0040-5
對於試驗例1至3之聚酯樹脂,改變醇成分之含有率,對於各聚酯樹脂,測定固有黏度、玻璃轉移溫度、結晶化溫度、融點、固有雙 折射率。又,對於各聚酯樹脂,研究作為光學膜之利用性。各物性之測定方法係與上述試驗例為相同。在表6中,呈示組成及測定結果。將光學膜利用性之評定基準呈示於以下。
A:適合作為光學膜之利用;
B:不適合作為光學膜之利用。
在試驗例1-6至1-8中,任一者皆可製作良好的膜。
在試驗例2-16中,膜延伸時聚酯樹脂已白化。由此,認為醇成分為由丁二醇成分及1,4-環己烷二甲醇成分所構成時,較佳係丁二醇成分為75mol%以下、及1,4-環己烷二甲醇成分為25mol%以上。又,在試驗例2-22中,係無法製作膜。由此,認為較佳係丁二醇成分為35mol%以上、及1,4-環己烷二甲醇成分為65mol%以下。
試驗例3-9之聚酯樹脂之結晶性低,不適合作為光學膜。由此,認為醇成分為由乙二醇成分及1,4-環己烷二甲醇成分所構成時,較佳係乙二醇成分為82mol%以上、及1,4-環己烷二甲醇成分為18mol%以下。
[表6]
Figure 111112256-A0202-12-0042-6
本揭示之聚酯樹脂及其製造方法係依據上述實施型態及實施例而說明,但不限定於上述實施型態及實施例,在本發明之範圍內,且依據本發明之基本的技術思想,對於各揭示要件(包含記載於申請專利範圍、說明書及圖式之要件),可包含各種之變形、變更及改良。又,在本發明之申請專利範圍的範圍內,可為各揭示要件之各式各樣的組合/取代至選擇。
本發明之進一步的課題、目的及型態(包含變更型態)係從包含申請專利範圍之本發明的全部揭示事項明顯可知。
對於本說明書所記載之數值範圍即使無特別的記載時,亦應可解釋為該範圍內所含有的任意之數值至範圍已具體地記載於本說明書中。
[產業上之可利用性]
本揭示之聚酯樹脂係例如,可應用於偏光板、液晶表示裝置等。

Claims (13)

  1. 一種聚酯樹脂,係包含(A)酸成分與(B)醇成分之聚合物,且
    相對於前述(A)成分之總量,前述(A)成分係含有80mol%以上之2,6-萘二羧酸成分,
    前述(B)成分係含有選自由1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、及乙二醇所組成之群組中的至少2種,
    相對於前述(B)成分之總量,前述至少2種之總量為80mol%以上。
  2. 如請求項1所述之聚酯樹脂,其聚合度為100至5000。
  3. 如請求項1或2所述之聚酯樹脂,其具有0.15以上之固有雙折射。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之聚酯樹脂,其中,相對於前述(B)成分之總量,前述(B)成分係包含35mol%至75mol%之丁二醇及25mol%至65mol%之1,4-環己烷二甲醇。
  5. 如請求項4所述之聚酯樹脂,其具有厚度20μm至100μm之膜形狀,且面內之遲延為4,000nm至20,000nm。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之聚酯樹脂,其中,相對於前述(B)成分之總量,前述(B)成分係包含5mol%至80mol%之乙二醇及20mol%至95mol%之丁二醇。
  7. 如請求項6所述之聚酯樹脂,其具有厚度20μm至120μm之膜形狀,且面內之遲延為4,000nm至22,000nm。
  8. 如請求項1至3中任一項所述之聚酯樹脂,其中,相對於前述(B)成分之總量,前述(B)成分係包含82mol%至95mol%之乙二醇及5mol%至18mol%之1,4-環己烷二甲醇。
  9. 如請求項8所述之聚酯樹脂,其具有厚度20μm至130μm之膜形狀,且面內之遲延為4,000nm至15,000nm。
  10. 如請求項5、7或9所述之聚酯樹脂,其中,在150℃下加熱100小時後之膜濁度變化為1.5%以下。
  11. 如請求項5、7、9或10所述之聚酯樹脂,其中,相對於加熱前之長度,在150℃下加熱30分鐘時之熱收縮率在膜延伸之流動延伸方向及寬度延伸方向,均為2%以下。
  12. 如請求項5、7、9、10或11所述之聚酯樹脂,其微小吸熱尖峰溫度為150℃以上。
  13. 如請求項5、7、9、10、11或12所述之聚酯樹脂,其中,將膜形狀之聚酯樹脂在150℃下加熱處理了100小時之時,膜面每1mm2之寡聚物數為400個以下。
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