TW202411150A - 薄膜卷及薄膜卷的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種具備被捲取成卷狀的長條薄膜之薄膜卷,前述長條薄膜具有薄膜本體、及配置於前述薄膜本體的寬度方向的端部之滾花部,前述滾花部具有沿著前述薄膜本體的長度方向配置的以複數的凸部所構成之複數的凸部單元,構成前述凸部單元的前述複數的凸部在前述長條薄膜的平面視,以對於前述薄膜本體的寬度方向從內側朝向外側,該長條薄膜的送出方向的上游側向下游側的順序排列而配置,並且連結最內側的凸部及最外側的凸部的直線之相對於前述薄膜本體的寬度方向的傾斜角α為超過0˚、0.5˚以下。
Description
本發明是關於薄膜卷及薄膜卷的製造方法。
光學薄膜從操作性、製造效率的觀點而言,通常以被捲取成卷狀的狀態進行保管或輸送。將光學薄膜捲取成卷狀時,於寬度方向的端部形成滾花區域之事項已廣為周知。滾花區域是例如經由壓花加工、雷射照射所形成的凸凹結構,光學薄膜的捲取時,用於達到使薄膜不發生捲繞偏差的止滑效果。
近年,伴隨著生產速度的高速化、寬幅化、長條化,進行為了抑制薄膜貼附等的問題的研究。例如,專利文獻1揭示,在薄膜的寬度方向的兩端部具有壓花的薄膜卷的製造方法中,將凸部的寬度、高度調整為預定的範圍。專利文獻2揭示,在光學薄膜的寬度方向的兩端部具有滾紋結構的薄膜卷的製造方法中,將滾紋結構的高度、捲取張力調整為預定的範圍。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2014-210435號公報
[專利文獻2] 日本特開2014-126822號公報
[發明欲解決之課題]
然而,通常如同專利文獻2也揭示般的,滾花區域具有複數的凸部隨機地配置,或以平行於薄膜的寬度方向排列的複數的凸部所構成的凸部單元,沿著薄膜的長度方向複數配置的結構。
然而,具有此種滾花區域的薄膜卷,在捲取時難以排出伴隨空氣。因此,生產薄膜卷後,到出貨為止的長時間保管期間,被捲入薄膜卷內的伴隨空氣容易緩慢地釋放,有薄膜的寬度方向的中央部因為本身的重量而容易產生彎曲般的物理的變形(也稱為「馬背故障」)的問題。
對於此點,本發明者們發現,將以複數的凸部所構成的凸部單元以相對於薄膜的寬度方向傾斜(具體而言,使其以薄膜的寬度方向的內側朝向外側、從薄膜的送出方向的上游側朝向下游側的方向傾斜),能夠提高捲取時的伴隨空氣的排出性。具體而言,捲取時,由於從薄膜的寬度方向的內側的凸部朝向外側的凸部的順序,與已經捲取的薄膜接觸,獲得誘導伴隨空氣排出的作用,藉此認為能夠抑制馬背故障。再者,由於捲取時從薄膜的寬度方向的內側朝向外側也產生張力,發現也能夠抑制沿著薄膜的長度方向的皺紋(也稱為「縱皺」)。另一方面,發現若傾斜的程度過大,則由於藉由滾花區域的薄膜的夾持力降低,薄膜的寬度方向的從內側朝向外側的張力成為無法作用,容易產生縱皺之新穎問題。此現象在越是寬幅、長條的薄膜特別地容易產生。此種馬背故障、縱皺成為降低光學薄膜的光學特性的原因。
本發明是有鑑於上述事項而完成者,其目的在於提供充分地抑制縱皺,能夠抑制薄膜卷的變形之薄膜卷及其製造方法。
[用以解決課題之手段]
[1] 一種薄膜卷,其為具備被捲取成卷狀的長條薄膜之薄膜卷,前述長條薄膜具有薄膜本體、及配置於前述薄膜本體的寬度方向的端部之滾花部,前述滾花部具有沿著前述薄膜本體的長度方向配置的包含複數的凸部之複數的凸部單元,構成前述凸部單元的前述複數的凸部在前述長條薄膜的平面視中,以對於前述薄膜本體的寬度方向從內側朝向外側,該長條薄膜的送出方向的從上游側向下游側的順序排列而配置,並且連結最內側的凸部及最外側的凸部的直線之相對於前述薄膜本體的寬度方向的傾斜角α為超過0˚、0.5˚以下。
[2] 如[1]所記載的薄膜卷,前述薄膜本體的遲相軸與前述薄膜本體的寬度方向略平行。
[3] 如[1]或[2]所記載的薄膜卷,前述凸部單元包含3個以上的前述凸部。
[4] 如[1]~[3]的任一項所記載的薄膜卷,在前述薄膜本體的長度方向之前述複數的凸部單元彼此間的間隔py為1~10mm。
[5] 如[1]~[4]的任一項所記載的薄膜卷,前述薄膜本體的厚度為10~45μm。
[6] 如[1]~[5]的任一項所記載的薄膜卷,前述薄膜本體的寬度為2.4m以上。
[7] 如[1]~[6]的任一項所記載的薄膜卷,前述薄膜本體的長度為7000m以上。
[8] 如[1]~[7]的任一項所記載的薄膜卷,前述薄膜本體為光學薄膜。
[9] 一種薄膜卷的製造方法,其為[1]~[8]的任一項所記載的薄膜卷的製造方法,包含準備長條的薄膜本體之步驟,於前述薄膜本體的寬度方向的端部形成滾花部之步驟,及將形成有前述滾花部的薄膜本體捲取之步驟。
[10] 如[9]所記載的薄膜卷的製造方法,前述複數的凸部經由雷射加工而形成。
[發明的效果]
根據本發明,能夠提供充分地抑制縱皺,且能夠抑制卷體的物理的變形之薄膜卷及其製造方法。
以下,基於實施形態詳細地說明本發明。然而,本發明不受限於此等的實施形態。
1.薄膜卷
圖1為顯示關於本發明的一實施形態之薄膜卷100的外觀之示意地立體圖。圖2A為從圖1的薄膜卷100捲出的薄膜的示意地平面圖,圖2B為圖2A的部分放大圖。
如圖1及圖2A所示,薄膜卷100具備被捲取成卷狀之長條薄膜。長條薄膜包含薄膜本體110及滾花部120。
(薄膜本體110)
薄膜本體110較佳為長條狀的樹脂薄膜。關於構成薄膜本體110的材料、物性,在後述詳細地說明。
(滾花部120)
滾花部120為配置於薄膜本體110的寬度方向的端部之經滾花處理的部分。滾花處理是將薄膜本體110形成凹凸的處理。滾花部120包含沿著薄膜本體110的長度方向Y配置的複數的凸部單元121;複數的凸部單元121的各自分別包含複數的凸部122。圖2B中,各凸部單元121各自包含6個的凸部122。
構成凸部單元121的複數的凸部122,如同上述,對於薄膜本體110的寬度方向X為從內側朝向外側,該長條薄膜的送出方向(捲出方向)的從上游側向下游側的順序排列而配置(參照圖2A)。接著,構成凸部單元121的複數的凸部122之中,連結最內側的凸部122-1與最外側的凸部122-2的直線L之對於薄膜本體110的寬度方向X的傾斜角α為超過0˚、0.5˚以下(參照圖2B)。
傾斜角α超過0˚,則將薄膜本體110捲取成卷狀時,以從薄膜本體110的寬度方向X的最內側的凸部122-1開始、朝向最外側的凸部122-2的順序,接觸已經捲取的薄膜本體110。因此,包含複數的凸部122的凸部單元121,貢獻於伴隨空氣的誘導,伴隨空氣容易被排出。藉此,捲取時被捲入的空氣層能夠積極地排出至外部,在薄膜本體的寬度方向能夠形成均勻地空氣層。藉此,能夠抑制馬背故障。
另一方面,傾斜角α為0.5˚以下,則由於凸部單元121的傾斜不會過於增大,捲取時的藉由凸部122的夾持力不易損失。藉此,由於薄膜本體110的寬度方向X的從內側朝向外側的張力不易損失,不易產生捲取時的捲繞偏差,能夠抑制縱皺。再者,若為0.5˚以下,由於凸部單元121彼此間形成的空氣流路的長度也不易過長,不易損失伴隨空氣排出效果,也能維持馬背故障的抑制效果。
亦即,將傾斜角α設為超過0˚、0.5˚以下,能夠高度地抑制馬背故障及縱皺。從同樣地觀點而言,傾斜角α進而較佳為超過0˚、0.3˚以下。傾斜角α可為與後述的薄膜本體110的配向角β相同,亦可相異。
凸部單元121能夠依照下述的方法而界定。圖3A及圖3B為說明凸部單元121的界定方法的示意地平面圖。
1)首先,在薄膜本體110的寬度方向X,選擇最外側的凸部122-2,通過與薄膜本體110的送出方向為相反方向(捲取方向)的最端部A,製作垂直於薄膜本體110的邊緣的直線B(參照圖3A)。接著,從位於比凸部122-2更靠寬度方向X的內側之凸部122之中,選定與(最端部A的)直線B的距離最小的凸部122-3(參照圖3A)。
2)以選定的凸部122-3作為起點,與上述同樣地,通過與薄膜本體的送出方向為相反方向(捲取方向)的最端部A,製作垂直於薄膜本體110的邊緣的直線B(參照圖3B)。接著,從位於比凸部122-3更靠寬度方向X的內側之凸部122之中,選定與(最端部A的)直線B的距離最小的凸部122-4 (參照圖3B)。
將此操作重複進行直到到達在寬度方向X最內側之凸部122-1,界定構成凸部單元121的複數的凸部122。
傾斜角α能夠以下述的方法界定。
上述界定的構成凸部單元121的複數的凸部122之中,連結最內側的凸部122-1與最外側的凸部122-2的直線L之對於薄膜本體110的寬度方向X的角度之中,較小者作為「傾斜角α」(參照圖2B)。連結最內側的凸部122-1與最外側的凸部122-2的直線L是指較佳為連結最內側的凸部122-1與最外側的122-2的最端部A彼此間的直線。
再者,圖2B及圖3中,構成凸部單元121的6個的凸部122任一者皆配置於直線L上,但不限定於此。例如,位於最外側的凸部122-1與最內側的凸部122-2之間的4個的凸部122,只要整體是以對於寬度方向X從內側朝向外側,該長條薄膜的送出方向的上游側向下游側的順序排列而配置即可,亦可不在直線L上。
構成凸部單元121的凸部122的數量未特別限制,較佳為3個以上、更較佳為3~8個。凸部122的數量越多,則越容易提高夾持力、伴隨空氣的排出性。圖2B中,構成凸部單元121的凸部122的數量為6個。
構成凸部單元121的凸部122的高度未特別限制,較佳為0.1~20μm、更較佳為0.2~10μm。凸部122的高度為0.1μm以上,則容易提高捲取時伴隨空氣的排出性,也容易提高夾持力。凸部122的高度為20μm以下,則不會發生捲取完成後的端部的直徑增大、薄膜端部的張力過大之事項。再者,凸部122的高度是指從未配置滾花部120的部分的薄膜本體110的表面起的最大高度。
薄膜本體110的寬度方向X之複數的凸部122的間隔px未特別限制,較佳為1~7mm、更較佳為2~5mm。薄膜本體110的長度方向Y之複數的凸部單元121的間隔py未特別限制,較佳為1~10mm、更較佳為3~7mm。間隔px、py為下限值以上,則更加容易提高捲取時伴隨空氣的排出性,間隔px、py為上限值以下,則不僅更加容易抑制薄膜本體110彼此間的貼附,也不易損失伴隨空氣的排出性。
凸部122的高度、凸部122的間隔px及凸部單元121的間隔py能夠使用雷射顯微鏡,例如基恩斯公司製laser Microscope VK-X1000而測定。
具體而言,凸部122的高度能夠測定薄膜本體110的長度方向Y的200mm的兩端部的滾花區域中,凸部122之從薄膜本體110表面的最大高度,求取其平均值。
凸部122的間隔px能夠測定薄膜本體110的長度方向Y的200mm的兩端部的滾花區域中,薄膜本體110的寬度方向X之複數的凸部122的最端部彼此間的間隔,求取其平均值。
凸部單元121的間隔py能夠測定薄膜本體110的長度方向Y的200mm的兩端部的滾花區域中,各凸部單元121的直線L彼此間的間隔,求取其平均值。
凸部122的形狀未特別限制,可為島狀的凸部,亦可為環狀的凸部。環狀的凸部包含中央部為凹、周緣部為凸的形狀(參照後述的圖4A及圖4C)。凸部122的平面視形狀也未特殊限制,矩形(也包含菱形)、多角形、圓形、橢圓形、線狀的任一者皆可。圖2B中凸部122的形狀為矩形(菱形)。再者,構成凸部單元121的複數的凸部122的至少一部份亦可為相連。
滾花部120只要配置於薄膜本體110的寬度方向的至少一邊的端部即可,較佳為配置於兩邊的端部(參照圖2A)。滾花部120的寬度W(X方向的寬度)未特別限制,例如2~100mm、較佳為4~50mm、進而較佳為5~20 mm。
2.薄膜卷的製造方法
上述薄膜卷能夠經由下述步驟而獲得:1)準備長條的薄膜本體110之步驟,2)於薄膜本體110的寬度方向的端部形成滾花部120之步驟,及3)將獲得的薄膜捲取成卷狀之步驟。
2-1.準備薄膜本體之步驟
本步驟為準備長條的薄膜本體110。關於薄膜本體110的製造方法,與構成薄膜本體110的材料一起在之後詳細地說明。
2-2.形成滾花部之步驟
本步驟為將獲得的薄膜本體110的寬度方向端部進行滾花加工,形成滾花部120。具體而言,形成複數的凸部單元121配置於薄膜本體110的長度方向的滾花部120。
滾花加工能夠經由各種的方法進行,可為在薄膜面上形成凹凸結構的加工(也稱為輥紋加工),亦可為塗佈滾花用液的處理,較佳為輥紋加工。輥紋加工可為將具有凸形狀的金屬輥(也稱為壓花環)邊加熱邊按壓的加熱按壓方式,亦可為以雷射等選擇性地施加薄膜吸收的波長進行加熱而使其變形之雷射方式。
圖4A~4C是說明各種的滾花加工的方式之概念圖。其中,圖4A及4B是顯示加熱按壓方式的示意圖,圖4C是顯示雷射方式的示意圖。
(加熱按壓方式)
圖4A是顯示藉由具有形成於金屬輥上的凸形狀的壓花環ER,將金屬輥邊加熱邊按壓的方式,後輥BR為金屬輥的情形。藉由後輥為金屬,壓花環ER按壓薄膜本體110時產生的應力朝向薄膜本體110的內部及壓花環ER周邊。藉此,如右圖般地,於薄膜本體110的表面側形成環狀的凸部122。
壓花環ER的材質未特別限制,可為碳鋼、不鏽鋼、陶瓷表層及HCr電鍍等。壓花環ER的突起形成部分設置為能夠形成預定的凸部122。亦即,壓花環ER的突起形成部分的形狀、大小、高度,以對應於凸部122的形狀、大小、高度的方式進行設定。
圖4B為後輥BR為橡膠輥的情形。藉由後輥BR為橡膠,壓花環ER按壓薄膜本體110時產生的應力朝向橡膠輥側。藉此,如右圖般地,於薄膜本體110的背面側形成島狀的凸部122。
加熱按壓方式中的加熱的溫度較佳為設定為上述薄膜本體110所包含的熱塑性樹脂的玻璃轉移點以上、熔點以下的範圍。
(雷射方式)
圖4C為雷射方式的情形,雷射光Ls所照射的部位的薄膜本體110進行熱變形,形成如右圖般的環狀的凸部122。
雷射方式中,於包含熱塑性樹脂的上述薄膜本體110照射雷射光,則在雷射光所照射到的地點,薄膜本體110產生局部性地熱熔融或燒蝕。
其中,從容易均一地成形凸部形狀,對於厚度薄的薄膜也不易產生破斷等觀點而言,滾花加工較佳為雷射方式。
凹凸結構的形狀因應使用目的能夠設定為任意的形狀及配置。藉由控制雷射光照射薄膜表面的軌跡,能夠以雷射光描繪所期望的形狀之凹凸結構。
使用的雷射光的種類未特別限定,能夠使用例如ArF準分子雷射、KrF準分子雷射、XeCl準分子雷射、YAG雷射的第三諧波或者第四諧波、YLF或者YVO
4的固體雷射的第三諧波或者第四諧波、Ti:S雷射、半導體雷射、光纖雷射或二氧化碳雷射等。此等的雷射光之中,從有效率地獲得適合於薄膜加工的輸出的觀點而言,較佳為二氧化碳雷射。
雷射光的中心波長未特別限定,能夠使用例如9~12μm的範圍內之雷射光。特別是使用二氧化碳雷射裝置作為雷射裝置的情況時,能夠使用包含9.3μm附近的波長(例如,9.2~9.4μm)的雷射光作為中心波長。
雷射光的輸出較佳為1~120W、進而較佳為5~100W、更佳為15~80W。
2-3.捲取步驟
本步驟為捲取獲得的薄膜,得到薄膜卷。
捲取方法可使用一般使用的捲取機,例如定轉矩法、固定張力法、遞減張力法、內部應力固定的程式張力控制法等的調控張力的方法。捲取薄膜時的初期張力設定為例如20~300N/m。
薄膜卷100的卷長度未特別限制,例如100m以上、較佳為7000m以上。薄膜卷100的卷長度的上限未特別限制,例如10000m以下。
薄膜卷100的寬度(薄膜本體110的寬度),例如1.5m以上、較佳為2.4m以上。薄膜卷100的寬度的上限未特別限制,例如3m以下。
如此地,由於薄膜卷100的卷長度、寬度(薄膜本體110的長度、寬度)越大,則不僅捲取時容易產生縱皺,長時間保管的期間容易由於本身重量造成變形,因此,本發明為特別地有效。
從上述薄膜卷所捲出的薄膜能夠較佳應用於作為光學薄膜之偏光板的保護薄膜等,能夠使用於各種的光學測定裝置及液晶顯示裝置、有機電致發光顯示裝置等的顯示裝置。
從本實施形態所獲得的薄膜卷所捲出的薄膜具備包含以傾斜角α傾斜的複數的凸部單元121之滾花部120。藉此,由於能夠高度地抑制縱皺及馬背故障,能夠降低由此等故障導致的顯示不均勻等。
3.關於薄膜本體110及其製造方法
以下說明關於構成上述薄膜卷100的薄膜本體110及其製造方法。
3-1.薄膜本體110
薄膜本體110為長條狀的樹脂薄膜,較佳為光學薄膜。
作為薄膜本體110所使用的熱塑性樹脂材料,只要製膜後能夠作為薄膜卷使用者則無特殊限定。
例如作為使用於作為偏光板用途的熱塑性樹脂,能夠應用三醋酸纖維素(TAC)、醋酸丙酸纖維素(CAP)、二醋酸纖維素(DAC)等纖維素酯系樹脂、環烯烴聚合物(環烯烴系樹脂(COP))等環狀烯烴系樹脂(以下,也稱為環烯烴系樹脂。)、聚丙烯(PP)等聚丙烯系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸系樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯系樹脂。
然而,從容易控制延伸性、結晶化度的觀點,及接著劑容易浸透能夠確保與偏光片的良好的接著性的方面,期望使用環烯烴系樹脂(COP)。
(環烯烴系樹脂)
薄膜本體110所含有的環烯烴系樹脂較佳為環烯烴單體的聚合物或環烯烴單體與該等之外的共聚性單體之共聚物。
作為環烯烴單體,較佳為具有降莰烯骨架的環烯烴單體,更佳為具有下述一般式(A-1)或(A-2)所示的結構的環烯烴單體。
一般式(A-1)中,R
1~R
4各自獨立地表示氫原子、碳原子數1~30的烴基或極性基。p表示0~2的整數。但是,R
1~R
4不會全部同時表示氫原子,R
1及R
2不會同時表示氫原子,R
3及R
4不會同時表示氫原子。
作為一般式(A-1)中,R
1~R
4所示的碳原子數1~30的烴基,例如,較佳為碳原子數1~10的烴基、更佳為碳原子數1~5的烴基。碳原子數1~30的烴基亦可更具有例如,含有鹵素原子、氧原子、氮原子、硫原子或矽原子的連結基。此種連結基的例子,包含羰基、亞胺基、醚鍵、矽烷基醚鍵、硫醚鍵等2價的極性基。碳原子數1~30的烴基的例子包含甲基、乙基、丙基及丁基等。
一般式(A-1)中R
1~R
4所示的極性基的例子包含羧基、羥基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基、醯胺基及氰基。其中,較佳為羧基、羥基、烷氧基羰基及芳氧基羰基,從確保溶液製膜時的溶解性的觀點而言,較佳為烷氧基羰基及芳氧基羰基。
一般式(A-1)中,p從提高薄膜本體110的耐熱性的觀點而言,較佳為1或2。由於p為1或2,則獲得的聚合物體積大,容易提升玻璃轉移溫度。
一般式(A-2)中,R
5表示氫原子、碳數1~5的烴基或具有碳數1~5的烷基之烷基矽基。R
6表示羧基、羥基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基、醯胺基、氰基或鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子)。p表示0~2的整數。
一般式(A-2)中,R
5較佳為表示碳數1~5的烴基、更佳為表示碳數1~3的烴基。
一般式(A-2)中,R
6較佳為表示羧基、羥基、烷氧基羰基及芳氧基羰基,從確保溶液製膜時的溶解性的觀點而言,更佳為烷氧基羰基及芳氧基羰基。
一般式(A-2)中,p從提高薄膜本體110的耐熱性的觀點而言,較佳為表示1或2。由於p為表示1或2,則獲得的聚合物體積大,容易提升玻璃轉移溫度。
從提升對有機溶劑的溶解性的觀點而言,較佳為具有一般式(A-2)所示的結構的環烯烴單體。由於一般而言,有機化合物經由崩解對稱性而降低結晶性,提升對有機溶劑的溶解性。由於一般式(A-2)中的R
5及R
6為相對於分子的對稱軸僅有單側的構成環的碳原子被取代,因此分子的對稱性低,亦即,具有一般式(A-2)所示的結構的環烯烴單體由於溶解性高,適合藉由溶液流延法而製造薄膜本體110的情況。
環烯烴單體的聚合物中的具有一般式(A-2)所示的結構的環烯烴單體的含有比率相對於構成環烯烴系樹脂的全環烯烴單體的總計能夠設定為例如,70莫耳%以上、較佳為80莫耳%以上、進而較佳為100莫耳%。以一定以上含有具有一般式(A-2)所示的結構的環烯烴單體,則由於樹脂的配向性提高,容易提升相位差(延遲)值。
下述以例示化合物1~14顯示具有一般式(A-1)所示的結構的環烯烴單體的具體例,以例示化合物15~34顯示具有一般式(A-2)所示的結構的環烯烴單體的具體例。
能夠與環烯烴單體共聚合的共聚性單體之例子,包含能夠與環烯烴單體開環共聚合的共聚性單體及能夠與環烯烴單體加成共聚合的共聚性單體等。
能夠開環共聚合的共聚性單體之例子,包含環丁烯、環戊烯、環庚烯、環辛烯及雙環戊二烯等環烯烴。
能夠加成共聚合的共聚性單體之例子,包含含不飽和雙鍵化合物、乙烯基系環狀烴單體及(甲基)丙烯酸酯等。含不飽和雙鍵化合物之例子,包含碳原子數2~12(較佳為2~8)的烯烴系化合物,該等之例包含乙烯、丙烯及丁烯等。乙烯基系環狀烴單體之例子,包含4-乙烯基環戊烯及2-甲基-4-異丙烯基環戊烯等乙烯基環戊烯系單體。(甲基)丙烯酸酯之例子,包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及(甲基)丙烯酸環己酯等碳原子數1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。
環烯烴單體與共聚性單體之共聚物中,環烯烴單體的含有比率相對於構成共聚物的全單體的總計為例如,20~80mol%、較佳為30~70mol%。
如同前述,環烯烴系樹脂為具有降莰烯骨架之環烯烴單體,較佳為將具有一般式(A-1)或(A-2)所示的結構之環烯烴單體進行聚合或共聚合而獲得之聚合物,其例子包含以下之物。
(1)環烯烴單體的開環聚合物
(2)環烯烴單體與能與其開環共聚合之共聚性單體的開環共聚物
(3)上述(1)或(2)的開環(共)聚合物的氫化物
(4)將上述(1)或(2)的開環(共)聚合物經由夫里德耳-夸夫特反應進行環化後,氫化的(共)聚合物
(5)環烯烴單體與含不飽和雙鍵化合物之飽和共聚物
(6)環烯烴單體的與乙烯基系環狀烴單體之加成共聚物及其氫化物
(7)環烯烴單體與(甲基)丙烯酸酯的交互共聚物
上述(1)~(7)之聚合物任一者皆能使用周知的方法,例如,日本特開2008-107534號公報、日本特開2005-227606號公報所記載的方法而獲得。例如,上述(2)的開環共聚合所使用的觸媒、溶劑能夠使用例如日本特開2008-107534號公報的段落0019~0024所記載之物。上述(3)及(6)的氫化所使用的觸媒能夠使用例如日本特開2008-107534號公報的段落0025~0028所記載之物。上述(4)的夫里德耳-夸夫特反應所使用的酸性化合物能夠使用例如日本特開2008-107534號公報的段落0029所記載之物。上述(5)~(7)的加成聚合所使用的觸媒能夠使用例如日本特開2005-227606號公報的段落0058~0063所記載之物。上述(7)的交互共聚合反應能夠以例如日本特開2005-227606號公報的段落0071及0072所記載的方法進行。
其中,較佳為上述(1)~(3)及(5)的聚合物,更佳為上述(3)及(5)的聚合物。亦即,提高獲得的環烯烴系樹脂的玻璃轉移溫度,且能夠提高光穿透率的方面,環烯烴系樹脂較佳為包含下述一般式(B-1)所示的結構單元與下述一般式(B-2)所示的結構單元的至少一者,更佳為僅包含一般式(B-2)所示的結構單元,或包含一般式(B-1)所示的結構單元及一般式(B-2)所示的結構單元的雙方。一般式(B-1)所示的結構單元為源自前述的一般式(A-1)所示的環烯烴單體之結構單元,一般式(B-2)所示的結構單元為源自前述的一般式(A-2)所示的環烯烴單體之結構單元。
一般式(B-1)中,X表示-CH=CH-或-CH
2CH
2-。R
1~R
4及p分別與一般式(A-1)的R
1~R
4及p相同含義。
一般式(B-2)中,X表示-CH=CH-或-CH
2CH
2-。R
5~R
6及p分別與一般式(A-2)的R
5~R
6及p相同含義。
環烯烴系樹脂可為市售品。環烯烴系樹脂的市售品之例子包含JSR(股)製的Arton G(例如,G7810等)、Arton F、Arton R(例如,R4500、R4900及R5000等)及ArtonRX。
環烯烴系樹脂的固有黏度[η]inh,在30℃的測定時,較佳為0.2~5cm
3/g、進而較佳為0.3~3cm
3/g、更佳為0.4~1.5cm
3/g。
環烯烴系樹脂的數量平均分子量(Mn)較佳為8000~100000、進而較佳為10000~80000、更佳為12000~ 50000。環烯烴系樹脂的重量平均分子量(Mw)較佳為20000~300000、進而較佳為30000~250000、更佳為40000~ 200000。環烯烴系樹脂的數量平均分子量、重量平均分子量能夠以凝膠滲透層析法(GPC)之聚苯乙烯換算而測定。
<凝膠滲透層析法>
溶劑: 二氯甲烷
管柱: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(股)製,連接3根而使用)
管柱溫度: 25℃
試樣濃度: 0.1質量%
檢測器: RI Model 504(GL Sciences公司製)
幫浦: L6000(日立製作所(股)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準聚苯乙烯STK standard使用藉由聚苯乙烯(東曹(股)製)Mw=500~2800000的範圍內的13個樣本的校正曲線。13個樣本較佳為使用幾乎等間隔。
固有黏度[η]inh、數量平均分子量及重量平均分子量若為上述範圍,則環烯烴系樹脂的耐熱性、耐水性、耐藥品性、機械特性及作為薄膜之成形加工性成為良好。
環烯烴系樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)通常為110℃以上、較佳為110~350℃、進而較佳為120~250℃、更佳為120~220℃。若Tg為110℃以上,則容易抑制在高溫條件下的變形。另一方面,若Tg為350℃以下,則成為容易成形加工,也容易抑制成形加工時的因熱導致的樹脂的劣化。
環烯烴系樹脂的含量相對於薄膜較佳為70質量%以上、更佳為80質量%以上。
(丙烯酸系樹脂)
丙烯酸系樹脂為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物,也包含與其他單體之共聚物。因此,丙烯酸系樹脂也包含甲基丙烯酸樹脂。
作為樹脂未特別限制,由甲基丙烯酸甲酯單元為50~99質量%的範圍內及能夠與此等共聚合之其他的單體單元為1~50質量%的範圍內所形成者為佳。
作為構成由共聚合所形成的丙烯酸系樹脂的其他單元,能夠列舉,烷基數的碳數為2~18之甲基丙烯酸烷基酯、烷基數的碳數為1~18之丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸2-羥基乙基酯等丙烯酸羥基烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等α,β-不飽和酸、丙烯醯基嗎啉、N羥基苯基甲基丙烯醯胺等的丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、順丁烯二酸、反丁烯二酸、依康酸等的含不飽和基2元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等的芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等的α,β-不飽和腈、順丁烯二酸酐、順丁烯二醯亞胺(maleimide)、N-取代順丁烯二醯亞胺、戊二醯亞胺(glutarimide)及戊二酸酐等。
根據上述單元,作為形成排除戊二醯亞胺及戊二酸酐單元的可共聚合單體,能夠列舉對應於上述單元的單體。
亦即,能夠列舉烷基數的碳數為2~18之甲基丙烯酸烷基酯、烷基數的碳數為1~18之丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸2-羥基乙基酯等丙烯酸羥基烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等α,β-不飽和酸、丙烯醯基嗎啉、N羥基苯基甲基丙烯醯胺等丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、順丁烯二酸、反丁烯二酸、依康酸等含不飽和基2元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等α,β-不飽和腈、順丁烯二酸酐、順丁烯二醯亞胺及N-取代順丁烯二醯亞胺等單體。
再者,戊二醯亞胺單元,能夠藉由例如使具有(甲基)丙烯酸酯單元之中間體聚合物與1級胺(醯亞胺化劑)反應進行醯亞胺化而形成(參照日本特開2011-26563號公報。)。
戊二酸酐單元,能夠藉由例如將具有(甲基)丙烯酸酯單元的中間體聚合物經由加熱而形成(參照日本專利第4961164號公報。)。
丙烯酸系樹脂中,上述的構成單元中,從機械強度的觀點而言,特佳為包含甲基丙烯酸異莰酯、丙烯醯基嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、苯乙烯、甲基丙烯酸羥基乙酯、順丁烯二酸酐、順丁烯二醯亞胺、N-取代順丁烯二醯亞胺、戊二酸酐或戊二醯亞胺。
丙烯酸系樹脂,從控制對於環境的溫濕度周圍氣體的變化之尺寸變化的觀點,薄膜生產時的從金屬支持體的剝離性、有機溶劑的乾燥性、耐熱性及機械強度的改善的觀點而言,重量平均分子量(Mw)較佳為50000~ 1000000的範圍內、進而較佳為100000~1000000的範圍內、特佳為200000~800000的範圍內。
若為50000以上,則耐熱性及機械強度優良,若為1000000以下,則從金屬支持體的剝離性及有機溶劑的乾燥性優良。
作為丙烯酸系樹脂的製造方法未特殊限制,可使用懸濁聚合、乳化聚合、塊狀聚合或者溶液聚合等周知的方法的任一者。
在此,作為聚合起始劑,能夠使用通常的過氧化物系及偶氮系之物,再者,也能夠設為氧化還原系。
關於聚合溫度,懸濁或乳化聚合在30~100℃的範圍內、塊狀或溶液聚合在80~160℃的範圍內能夠實施。
為了調控獲得的共聚物的還原黏度,能夠使用烷基硫醇等作為鏈轉移劑而實施聚合。
丙烯酸系樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)為80~120℃的範圍內,從保持薄膜的機械強度的觀點而言為佳。
作為丙烯酸系樹脂,能夠使用市售之物。能夠列舉例如Delpet 60N、80N、980N、SR8200(上述旭化成Chemicals(股)製)、Dianal BR52、BR80、BR83、BR85、BR88、EMB-143、EMB-159、EMB-160、EMB-161、EMB-218、EMB-229、EMB-270、EMB-273(上述MITSUBISHI RAYON(股)製)、KT75、TX400S及IPX012(上述電氣化學工業(股)製)等。丙烯酸系樹脂也能夠併用2種以上。
丙烯酸系樹脂較佳為含有添加劑,作為添加劑的一個例子,為了薄膜的機械強度提升、尺寸變化率的調整,含有國際公開第2010/001668號所記載的丙烯酸粒子(橡膠彈性體粒子)為佳。
作為此種多層結構之丙烯酸系粒狀複合體的市售品之例子,能夠列舉例如MITSUBISHI RAYON公司製的「Metablen W-341」、Kaneka公司製的「Kaneace」、Kureha公司製的「Paraloid」、Rohm and Haas公司製的「Acryloid」、AICA公司製的「Staphyloid」、Chemisnow MR-2G、MS-300X(上述綜研化學(股)製)及Kuraray公司製的「Parapet SA」等,此等可使用單獨至2種以上。
丙烯酸粒子的體積平均粒徑為0.35μm以下,較佳為0.01~0.35μm的範圍內、進而較佳為0.05~0.30μm的範圍內。粒徑為一定以上,將薄膜加熱下則容易拉伸,粒徑為一定以下,則不易損礙獲得的薄膜的透明性。
薄膜從柔軟性的觀點而言,彎曲彈性模數(JIS K7171)較佳為10.5GPa以下。此彎曲彈性模數進而較佳為1.3GPa以下、更佳為1.2GPa以下。此彎曲彈性模數依據薄膜中的丙烯酸系樹脂、橡膠彈性體粒子的種類、量等而變動,例如橡膠彈性體粒子的含量越多,一般而言彎曲彈性模數越小。
再者,作為丙烯酸系樹脂,比起使用甲基丙烯酸烷基的單獨聚合物,使用甲基丙烯酸烷基與丙烯酸烷基等的共聚物者一般而言,彎曲彈性模數變小。
(纖維素酯系樹脂)
薄膜本體110亦可含有纖維素酯系樹脂。
纖維素酯是指構成纖維素的以β-1,4鍵結的葡萄糖單元中的2位、3位及6位的羥基(-OH)之氫原子的一部分或全部被醯基所取代的纖維素醯化物樹脂。
所使用的纖維素酯未特別限定,較佳為碳數約2~22的直鏈或支鏈的羧酸之酯。構成酯的羧酸可為脂肪族羧酸,亦可形成環,亦可為芳香族羧酸。
例如,能夠列舉纖維素的羥基部分的氫原子被乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、三甲基乙醯基、己醯基、辛醯基、月桂醯基、硬脂醯基等碳數2~22的醯基所取代之纖維素酯。
構成酯的羧酸(醯基)亦可具有取代基。構成酯的羧酸較佳為特別是碳數為6以下的低級脂肪酸、進而較佳為碳數為3以下的低級脂肪酸。再者,纖維素酯中的醯基可為單一種類,亦可組合複數的醯基。
較佳的纖維素酯的具體例,二醋酸纖維素(DAC)、三醋酸纖維素(TAC)等醋酸纖維素之外,能夠列舉如醋酸丙酸纖維素(CAP)、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸丁酸纖維素般的除了乙醯基之外鍵結有丙酸酯基或丁酸酯基的纖維素之混合脂肪酸酯。此等的纖維素酯可使用單一種,亦可組合使用複數種。
藉由調節纖維素酯的醯基的種類及取代度,能夠將相位差的濕度變動控制在所期望的範圍,能夠提升膜厚的均一性。
由於纖維素酯的醯基的取代度越小,相位差表現性越佳,能夠薄膜化。另一方面,醯基的取代度過小,則有耐久性惡化之虞而不佳。
另一方面,由於纖維素酯的醯基的取代度越大,相位差越不明顯,製膜時,必須增加延伸倍率,但以高延伸倍率使其均一地延伸是困難的,因此,膜厚誤差增大(惡化)。再者,厚度方向的延遲(相位差)之Rt濕度變動是由於水分子配位於纖維素的羰基而產生,醯基的取代度越高,亦即,纖維素中的羰基越多,有Rt濕度變動惡化的傾向。
纖維素酯以總取代度為2.1~2.5的範圍內為佳。藉由設定為該範圍,抑制環境變動(特別是濕度造成的Rt變動)的同時,能夠提升膜厚的均一性。從提升製膜時的流延性及延伸性、更提升膜厚的均一性的觀點而言,進而較佳為2.2~2.45的範圍內。
更具體而言,纖維素酯同時滿足下述式(a)及(b)。下述式(a)及(b)中,X為乙醯基的取代度、Y為丙醯基或丁醯基的取代度或者其混合物的取代度。
纖維素酯較佳為醋酸纖維素(Y=0)及醋酸丙酸纖維素(CAP)(Y;丙醯基、Y>0),從降低膜厚誤差的觀點而言,更佳為Y=0之醋酸纖維素。
特別較佳所使用的醋酸纖維素,從將相位差表現性、Rt濕度變動、膜厚誤差設定為所期望的範圍的觀點而言,為2.1≦X≦2.5(更較佳為2.15≦X≦2.45)的二醋酸纖維素(DAC)。
再者,Y>0的情況時,特別較佳所使用的醋酸丙酸纖維素(CAP)為0.95≦X≦2.25、0.1≦Y≦1.2、2.15≦X+Y≦2.45。
使用上述的醋酸纖維素或者醋酸丙酸纖維素,能獲得延遲優良、機械強度、環境變動優良的薄膜卷。
又,醯基的取代度顯示每1葡萄糖單元的醯基的平均數,顯示1葡萄糖單元的2位、3位及6位的羥基的氫原子的幾個被取代成為醯基。因此,最大的取代度為3.0,意味著此情況時為2位、3位及6位的羥基的氫原子全部被取代為醯基。此等醯基可平均地取代葡萄糖單元的2位、3位、6位,亦可具有分布地取代。取代度可依照ASTM-D817-96所規定的方法而求取。
為了獲得所期望的光學特性,亦可混合使用取代度相異的醋酸纖維素。上述的情況時,相異的醋酸纖維素的混合比率未特別限定。
纖維素酯的數量平均分子量(Mn)為2×10
4~3×10
5的範圍內、進而為2×10
4~1.2×10
5的範圍內,再者,進而為4×10
4~8×10
4的範圍內,從提高獲得的薄膜卷的機械強度的觀點而言為佳。
纖維素酯的數量平均分子量Mn可依照前述的測定條件使用凝膠滲透層析法(GPC)進行測定而計算。
纖維素酯的重量平均分子量(Mw)為2×10
4~1×10
6的範圍內、進而為2×10
4~1.2×10
5的範圍內,進而為4×10
4~8×10
4的範圍內,從提高獲得的薄膜卷的機械強度的觀點而言為佳。
纖維素酯的原料纖維素未特別限定,能夠列舉綿花短絨、木漿、洋麻等。再者,此等所得的纖維素酯能夠以各自的任意比率混合使用。
醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素等的纖維素酯能夠經由周知的方法製造。
一般而言,原料的纖維素與預定的有機酸(乙酸、丙酸等)及酸酐(乙酸酐、丙酸酐等)、觸媒(硫酸等)混合,將纖維素酯化,反應進行直到纖維素的三酯形成。三酯中,葡萄糖單元的三個羥基被有機酸的醯基酸取代。若同時使用二種類的有機酸,則能夠製作混合酯型的纖維素酯,例如醋酸丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素。
接著,將纖維素的三酯水解,合成具有所期望的醯基取代度的纖維素酯樹脂。之後,經過過濾、沉澱、水洗、脫水、乾燥等的步驟,製成纖維素酯樹脂。具體而言,能夠參照日本特開平10-45804號公報所記載的方法而合成。
上述薄膜本體110亦可含有上述熱塑性樹脂之外的下述之物作為其他的添加劑。
(塑化劑)
薄膜本體110以賦予加工性為目的,較佳包含至少1種的塑化劑。塑化劑可單獨或混合2種以上使用為佳。
塑化劑中,從高度地兼具有效地控制透濕性及與纖維素酯等基材樹脂的相容性的觀點而言,較佳為含有選自由糖酯、聚酯及苯乙烯系化合物所成群組之至少1種塑化劑。
該塑化劑,從兼具改善耐濕熱性及與纖維素酯等基材樹脂的相容性的觀點而言,較佳為分子量為15000以下、更佳為10000以下。
該分子量為10000以下之化合物是聚合物的情況時,較佳為重量平均分子量(Mw)為10000以下。較佳的重量平均分子量(Mw)的範圍為100~10000的範圍內、更佳為400~8000的範圍內。
相對於基材樹脂100質量份,該分子量為1500以下的化合物以6~40質量份的範圍內含有為佳、以10~20質量份的範圍內含有較佳。藉由以上述範圍內含有,能夠兼具有效地控制透濕性及與基材樹脂的相容性而較佳。
<糖酯>
薄膜以防止水解為目的,亦可含有糖酯化合物。具體而言,作為糖酯化合物,能夠使用具有1個以上12個以下的哌喃醣(pyranose)結構或呋喃糖(furanose)結構的至少1種,其結構的OH基的全部或者一部分被酯化的糖酯。
<聚酯>
薄膜亦可含有聚酯。聚酯未特別限定,例如能夠使用二羧酸、或藉由此等的酯形成性衍生物與二醇(glycol)的縮合反應而能夠獲得的末端成為羥基的聚合物(聚酯多元醇)、或該聚酯多元醇的末端羥基被單羧酸密封的聚合物(末端密封聚酯)。在此所謂的酯形成性衍生物是指二羧酸的酯化物、二羧酸氯化物、二羧酸的無水物。
<苯乙烯系化合物>
薄膜本體110除了上述糖酯、聚酯之外,或代替上述,以改善耐水性為目的,也能夠使用苯乙烯系化合物。
苯乙烯系化合物可為苯乙烯系單體的單獨聚合物,亦可為苯乙烯系單體與此等之外的共聚合單體的共聚物。苯乙烯系化合物中源自苯乙烯系單體的構成單元的含有比率,為了使分子結構具有一定以上的體積,較佳為30~100莫耳%的範圍內、進而較佳為50~100莫耳%的範圍內。
苯乙烯系單體之例子,包含苯乙烯;α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯等烷基取代苯乙烯類;4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯等鹵素取代苯乙烯類;p-羥基苯乙烯、α-甲基-p-羥基苯乙烯、2-甲基-4-羥基苯乙烯、3,4-二羥基苯乙烯等羥基苯乙烯類;乙烯基苯甲醇類;p-甲氧基苯乙烯、p-tert-丁氧基苯乙烯、m-tert-丁氧基苯乙烯等烷氧基取代苯乙烯類;3-乙烯基安息香酸、4-乙烯基安息香酸等乙烯基安息香酸類;乙酸4-乙烯基芐酯(4-vinyl benzyl acetate);4-乙醯氧基苯乙烯;2-丁基醯胺基苯乙烯、4-甲基醯胺基苯乙烯、p-磺基醯胺基苯乙烯等醯胺基苯乙烯類;3-胺基苯乙烯、4-胺基苯乙烯、2-異丙烯基苯胺、乙烯基苄基二甲基胺等胺基苯乙烯類;3-硝基苯乙烯、4-硝基苯乙烯等的硝基苯乙烯類;3-氰基苯乙烯、4-氰基苯乙烯等的氰基苯乙烯類;乙烯基苯基乙腈;苯基苯乙烯等的芳基苯乙烯類、茚類等。苯乙烯系單體可為一種類,亦可組合二種類以上。
再者,薄膜本體110亦可進一步包含抗氧化劑、著色劑、紫外線吸收劑、消光劑、丙烯酸粒子、氫鍵性溶劑及離子性界面活性劑等其他成分。此等成分,相對於基材樹脂100質量份能夠以0.01~20質量份的範圍內進行添加。
(抗氧化劑)
薄膜本體110中,作為抗氧化劑能夠使用通常已知者。特別是能夠較佳使用內酯系、硫系、酚系、雙鍵系、受阻胺系、磷系的各化合物。
此等的抗氧化劑等相對於樹脂成分,能夠以0.05~20質量%的範圍內、較佳為0.1~1質量%的範圍內添加。此等的抗氧化劑等相較於僅使用1種,藉由併用數種的不同系的化合物能夠獲得加成效果。例如較佳併用內酯系、磷系、酚系及雙鍵系化合物。
(著色劑)
薄膜本體110為了調整顏色,亦可含有著色劑。著色劑意指例如染料、顏料,是具有將液晶畫面的顏色調成青色調的效果或黃化指數的調整、降低霧度之物。
作為著色劑能夠使用各種的染料、顏料,蒽醌染料、偶氮染料、酞青素顏料等為有效果。
(紫外線吸收劑)
薄膜本體110被使用作為例如配置於偏光板的視認側、背光側的光學薄膜的情況時,以賦予紫外線吸收功能為目的,亦可含有紫外線吸收劑。
作為紫外線吸收劑未特別限定,能夠列舉例如苯并三唑系、2-羥基二苯基酮系或柳酸苯基酯系等的紫外線吸收劑。能夠例示例如2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-t-丁基-2-羥基苯基)苯并三唑等的三唑類、2-羥基-4-甲氧基二苯基酮、2-羥基-4-辛氧基二苯基酮及2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯基酮等的二苯基酮類。上述紫外線吸收劑能夠1種單獨或組合2種以上而使用。
紫外線吸收劑的使用量依照紫外線吸收劑的種類、使用條件等而不相同,一般而言,相對於基材樹脂以0.05~10質量%的範圍內、較佳為0.1~5質量%的範圍內進行添加。
(微粒)
薄膜本體110較佳添加賦予滑動性的微粒。特別是,從提升薄膜本體110表面的滑動性、提升捲取時的滑動性、防止損傷的發生或黏連的發生的觀點而言,添加微粒也有效果。
作為微粒,只要不損礙獲得的薄膜卷的透明性、具有熔融時的耐熱性,無機微粒或有機微粒任一者皆可,較佳為無機微粒。此等的微粒可單獨亦可併用2種以上而使用。
藉由併用粒徑、形狀(例如針狀與球狀等)相異的粒子,能夠兼具高度地透明性及滑動性。
構成上述微粒的化合物中,特佳能夠使用與前述環烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、纖維素酯系樹脂折射率接近而透明性(霧度)優良的二氧化矽。
作為二氧化矽的具體例,較佳使用具有AEROSIL(註冊商標)200V、AEROSIL(註冊商標)R972V、AEROSIL(註冊商標)R972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上日本AEROSIL股份公司製)、Seahostar(註冊商標)KEP-10、Seahostar(註冊商標)KEP-30、Seahostar(註冊商標)KEP-50(上述日本觸媒股份公司製)、Sylophobic(註冊商標)100(富士Silysia股份公司製)、Nipsil(註冊商標)E220A(Nihon Silica Kogyo股份公司製)及Admafine(註冊商標)SO(Admatechs股份公司製)等的商品名之市售品等。
作為粒子的形狀,不定形、針狀、扁平、球狀等皆無特殊限制能夠使用,特別是使用球狀的粒子則獲得的薄膜卷的透明性能夠成為良好因而較佳。
粒子的大小若與可見光的波長接近,則光散射,透明性惡化,因此較佳為比可見光的波長小,進而為可見光的波長的1/2以下為佳。
粒子的大小若過小,則有無法改善滑動性的情況,因此特佳為80~180nm的範圍內。再者,粒子的大小意指粒子為1次粒子的凝集體的情況時凝集體的大小。再者,粒子不為球狀的情況時,意指相當於其投影面積的圓的直徑。
微粒相對於基材樹脂,以0.05~10質量%的範圍內、較佳為0.1~5質量%的範圍內添加為佳。
薄膜本體110的厚度未特別限制,例如5~80μm、較佳為10~65μm、進而較佳為10~45μm。厚度為下限值以上,則薄膜卷100的剛性高,更容易保持輥形狀。厚度為上限值以下,則質量不會過度增加,容易製作長條的薄膜卷。
薄膜本體110的遲相軸,存在於薄膜面內,較佳為與薄膜本體110的寬度方向X略平行。本案說明書中,與薄膜本體110的寬度方向X略平行之事項,是指與薄膜本體1110的寬度方向X的夾角中較小者(配向角)β較佳為1˚以下、進而較佳為0.5˚以下。遲相軸是指在薄膜面內折射率最高的方向。
配向角β的測定能夠使用自動雙折射計KOBRA-21ADH(王子計測機器股份公司製)而進行。配向角β若為上述範圍內,則不僅例如抑制或防止顯示影像中的漏光,容易獲得高輝度,也能夠忠實地色彩再現。
3-2.薄膜本體110的製造方法
薄膜本體110的製膜能夠使用通常的充氣(inflation)法、T-模具法、壓光(calender)法、切削法、流延法、乳化液法、熱壓法等製造法,從著色的抑制、異物缺點之抑制、模線(die line)等的光學缺點的抑制等的觀點而言,較佳為溶液流延製膜法及熔融流延製膜法,特別是由於溶液流延製膜法能夠獲得均一的表面因此較佳。
本實施形態之經由溶液流延法之薄膜的製造步驟,較佳包含將熱塑性樹脂與任選的其他成分溶解於溶劑的調製塗料(dope)的步驟(塗料調製步驟(S1))、將塗料流延於金屬支持體上的步驟(流延步驟(S2))、將所獲得的流延膜從金屬支持體剝離的步驟(剝離步驟(S3))、使流延膜收縮的步驟(收縮步驟(S4))、及將流延膜乾燥步驟(乾燥步驟(S5))、延伸流延膜的步驟(延伸步驟(S6))及將所獲得的薄膜的寬度方向端部切割的切斷步驟(S7)。
1)塗料調製步驟(S1)
以下,作為本發明的一實施形態,以使用環烯烴系樹脂(以下也稱為COP。)作為熱塑性樹脂的情況作為一個例子說明溶解步驟,但本發明不限定於此。
本步驟為於對於COP為良溶劑作為主要溶劑中,於溶解釜中將該COP及根據情況之其他化合物邊攪拌邊溶解形成塗料之步驟,或者於該COP溶液混合根據情況之其他化合物溶液形成主溶解液之塗料的步驟。
塗料中的COP的濃度,較濃的話能夠降低流延於金屬支持體後的乾燥負荷因此為佳,但COP的濃度過濃則增加過濾時的負荷,過濾精密度惡化。作為兼具此兩者的濃度,較佳為10~35質量%、更佳為15~30質量%。
塗料所使用的溶劑可單獨使用亦可併用2種以上,從生產效率的方面而言,混合使用COP的良溶劑及不良溶劑為佳,良溶劑較多者從COP的溶解性的方面而言較佳。
良溶劑及不良溶劑的混合比率的較佳範圍為良溶劑為70~98質量%、不良溶劑為2~30質量%。良溶劑、不良溶劑的定義為單獨能夠溶解使用的COP者為良溶劑,單獨為膨潤或不能溶解者為不良溶劑。因此,根據COP的平均取代度,良溶劑、不良溶劑會改變。
所使用的良溶劑未特別限定,能夠列舉二氯甲烷等有機鹵素化合物、二氧戊環(dioxolane)類、丙酮、乙酸甲酯、乙醯乙酸甲酯等。能夠列舉特佳為二氯甲烷或乙酸甲酯。
再者,所使用的不良溶劑未特別限定,較佳能夠使用例如,甲醇、乙醇、n-丁醇、環己烷、環己酮等。再者,塗料中較佳亦可含有水0.01~2質量%。
再者,COP的溶解所使用的溶劑能夠使用將在薄膜製膜步驟經由乾燥而從薄膜去除的溶劑進行回收,將其再利用。
回收溶劑中,有時含有微量的添加於COP的添加劑,例如塑化劑、紫外線吸收劑、聚合物、單體成分等,即使包含此等能夠較佳進行再利用,需要的話也能夠進行純化之後再利用。
作為上述記載的調製塗料時的COP的溶解方法,能夠使用一般的方法。具體而言,較佳為在常壓進行的方法、在主溶劑的沸點以下進行的方法、在主溶劑的沸點以上加壓進行的方法,組合加熱及加壓則能夠加熱至常壓的沸點以上。
再者,在溶劑的常壓的沸點以上且在加壓下溶劑不沸騰的範圍的溫度,邊加熱邊攪拌溶解的方法,由於能夠防止被稱為膠(gel)或結塊的塊狀未溶解物的發生因此為佳。
再者,較佳也能夠使用將COP與不良溶劑混合使其濕潤或者膨潤之後,再添加良溶劑進行溶解的方法。
加壓能夠經由將氮氣等惰性氣體壓入的方法、經由加熱而提升溶劑的蒸氣壓的方法而進行。加熱較佳為從外部進行,例如套管型(jacket type)者容易控制溫度因此為佳。
添加溶劑的加熱溫度從COP的溶解性的觀點而言,較高者為佳,但加熱溫度過高則需要的壓力過大,生產性惡化。
較佳的加熱溫度為45~120℃、60~110℃進而較佳、70~105℃更佳。再者,壓力可調整為在設定溫度溶劑不沸騰。或者,較佳也能夠使用冷卻溶解法,藉此能夠將COP溶解於乙酸甲酯等溶劑。
接著,將此COP溶液(溶解中或溶解後的塗料)使用濾紙等適當的過濾材進行過濾為佳。
作為過濾材,為了去除不溶物等,絕對過濾精度越小越好,但是絕對過濾精度過小則有容易發生過濾材的孔洞堵塞的問題。因此,絕對過濾精度0.008mm以下的濾材為佳、0.001~0.008mm的濾材較佳、0.003~0.006mm的濾材更佳。
濾材的材質未特殊限定,能夠使用通常的濾材,聚丙烯、鐵氟龍(Teflon,註冊商標)等的塑膠製濾材、不鏽鋼等金屬製的濾材因為沒有纖維的脫落等因此為佳。
較佳為藉由過濾而去除、降低原料的COP所包含的雜質,特別是輝點異物。
輝點異物是指將2片的偏光板以正交尼柯爾稜鏡(crossed Nichol)狀態配置,兩片之間放置薄膜等,從一方的偏光板側照光,從另一方的偏光板側觀察時,能見到從相反側的漏光的點(異物),較佳為徑為0.01mm以上的輝點數為200個/cm
2以下。進而較佳為100個/cm
2以下、更佳為50個/cm
2以下、更佳為0~10個/cm
2以下。再者,0.01 mm以下的輝點也少者較佳。
塗料的過濾能夠以通常的方法進行,以溶劑的常壓的沸點以上、且加壓下溶劑不沸騰的範圍的溫度邊進行加熱邊過濾的方法,過濾前後的濾壓的差(稱為差壓)的上升小,因此為佳。
較佳的溫度為30~120℃、45~70℃進而較佳、45~55℃更佳。
濾壓小者為佳。濾壓較佳為1.6MPa以下、進而較佳為1.2MPa以下、更佳為1.0MPa以下。
2)流延步驟(S2)
流延步驟是指,將由流延於支持體上的塗料所形成的流延膜在支持體上進行加熱,使溶劑蒸發直到能夠藉由剝離輥剝離流延膜。
上述的蒸發較佳在5~75℃的範圍內的環境下進行。使溶劑蒸發,有使溫風吹向流延膜上面的方法、及/或從支持體的正面背面經由液體導熱的方法、及藉由輻射熱從正面背面導熱的方法等,藉由輻射熱從背面導熱的方法因乾燥效率良好因此為佳。再者,較佳也能使用組合此等方法。
流延(cast)的寬度從生產性的觀點而言,較佳為1.3m以上、進而較佳為1.3~4.0m的範圍內。流延(cast)的寬度若不超過4.0m,則在製造步驟不產生條紋,在之後的搬運步驟的安定性為高。以搬運性、生產性的觀點,1.3~3.0m的範圍內進而較佳。
流延步驟中的支持體,較佳為表面經過鏡面處理者,作為支持體,能夠較佳使用不鏽鋼帶或者鑄件將表面電鍍加工之鼓輪。
流延步驟的支持體的表面溫度為-50℃~溶劑的沸點的範圍內的溫度,溫度高能夠加快流延膜的乾燥速度因此較佳。較佳的支持體溫度為0~55℃的範圍內、22~50℃的範圍內更佳。
控制支持體的溫度的方法未特別限制,有吹送溫風或冷風的方法、使溫水接觸支持體的背面的方法。由於使用溫水者能夠有效地進行熱傳導,支持體的溫度成為定溫的時間較短因此較佳。使用溫風的情況時,有使用比目標的溫度更高的溫度的風的情況。
流延步驟是將塗料調製步驟所調製的塗料通過加壓型定量齒輪泵等,經由導管送液至流延模具(流延模具),將塗料從流延模具流延至由無限地輸送的旋轉驅動不鏽鋼製環狀帶而成之支持體上的流延位置。
發明所屬技術領域具有通常知識者在流延步驟中為了提升膜厚的均一性,能夠列舉控制流延模具的模唇部分的間距(slit gap)的方法。例如押出黏度高的塗料時,產生上述間距的寬度的誤差,為了防止此事項,有在寬度設置複數根熱螺栓控制間距的方法。但是,此方法具有熱螺栓數的在物理上的設置限制的問題。再者,為了抑制產生上述間距的寬度的誤差之在寬度的壓力變動,有將流延模具的內部結構在寬度變化的方法,但各生產種類必須切換流延模具,有花費時間及成本的問題。
流延膜的厚度能夠藉由例如經由流延模具的熱螺栓而控制初期吐出膜厚而進行。流延模具設置有將吐出塗料(熔融的情況時為樹脂的押出)狹縫(slit)在寬度調整的機構。經由上述流延模具的熱螺栓,吐出塗料的狹縫的寬度的間隙以吐出之後立即的膜厚偏差為相對於流延膜整體為1.0~5.0%的範圍內進行調整,進行控制流延膜的初期吐出膜厚為佳。
接著,使流延的塗料在支持體上乾燥,形成流延膜。此時,流延模具2的傾斜,亦即從流延模具向支持體的塗料的吐出方向以成為相對於支持體的面(流延塗料的面)的法線的角度為0~90˚的範圍內適當地設定即可。
支持體藉由例如以不鏽鋼帶所構成,一對的輥及位於其間的複數的輥所保持。此時,支持體的表面以成為鏡面為佳。
一對的輥的一方,或雙方設置賦予支持體張力的驅動裝置,藉由此等支持體是在施加張力的伸張狀態而使用。再者,支持體亦可為鼓輪。
3)剝離步驟(S3)
本步驟是將流延膜從支持體剝離。
從面品質、透濕性、剝離性的觀點而言,較佳為在30~600秒的範圍內將流延膜從支持體剝離。再者,將從支持體剝離流延膜的位置稱為剝離點,再者,將幫助剝離的輥稱為剝離輥。
剝離步驟(S3)是將流延膜在保持自我支持性的狀態藉由剝離輥進行剝離。支持體上的剝離位置的溫度較佳為-50~40℃的範圍內、進而較佳為10~40℃的範圍內、最佳為15~30℃的範圍內。
(殘留溶劑量)
在剝離時之在支持體上的流延膜的殘留溶劑量能夠依據乾燥條件的強弱、支持體的長度等適當地調節。也根據流延膜的厚度,在剝離點的殘留溶劑量過多,則流延膜過於柔軟成為不易剝離,有平面性受損、因剝離張力導致的摺痕,成為容易發生偏差、縱皺之事項。相反地,殘留溶劑量過少,則有在中途流延膜的一部分剝離之事項。為了使流延膜顯示良好的平面性,兼具經濟速度與品質的觀點而言,殘留溶劑量期望在10~50質量%的範圍內。
作為提升製膜速度的方法(由於在殘留溶劑量僅可能地多的期間內剝離而能夠提升製膜速度),有即使殘留溶劑量多也能夠剝離的膠流延法(gel casting method)。
作為此方法,有於塗料中加入相對於環烯烴系樹脂(COP)的不良溶劑,塗料流延後,使流延膜膠化的方法,藉由使支持體冷卻而使流延膜膠化,在含有較多殘留溶劑的狀態進行剝離的方法等。
再者,也有在塗料中加入金屬鹽的方法。
如同上述,藉由使支持體上的流延膜膠化,使膜增加強度而早期剝離能夠提升製膜速度。
再者,殘留溶劑量以下述式定義。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
M為將流延膜在製造中或製造後的任意的時間點採取的試樣的質量,N為將M在115℃加熱1小時後的質量。
(剝離張力)
剝離張力較佳為300N/m以下。進而較佳為196~245 N/m的範圍內,剝離時容易有皺紋的情況時,較佳以190N/m以下的張力進行剝離。
4)收縮步驟(S4)
收縮步驟是使流延膜在面內收縮的步驟。
此收縮步驟是經由將從支持體剝離後的流延膜於長度方向(Machine Direction,以下也稱為「MD方向」。)延伸而進行。此情況時,流延膜於與流延膜面內長度方向直交的寬度方向(Traverse Direction,以下也稱為「TD方向」。)進行收縮。
藉由收縮步驟,促進流延膜的厚度方向中的聚合物分子(基質(matrix)分子)間的交纏。藉此,於偏光板製作時,即使是將光學薄膜經由接著劑與偏光片接著的情況時,上述接著劑容易經由基質分子間的交纏部分(交聯部分)浸透於光學薄膜內部。此結果,光學薄膜能夠經由接著劑牢固地固定於偏光片,能透提升對於偏光片之光學薄膜的剝離強度。亦即,能夠確保光學薄膜與偏光片良好地接著性。
(收縮率)
收縮率是以下述式所定義。
收縮率(%)=收縮步驟結束時的流延膜的寬度(mm)/收縮步驟開始時的流延膜的寬度(mm)×100
在此,收縮步驟中,若流延膜的收縮率過小,則促進基質分子間的交纏的效果不充分,若過大,則有光學薄膜的生產效率降低之虞。因此,收縮步驟中流延膜的收縮率較佳為1~40%的範圍內、更佳為5~20%的範圍內。
(收縮率的測定方法及計算方法)
流延膜的寬度能夠以基恩斯股份公司製的LS-9000測定。
再者,收縮率是將流延膜的寬度以上述測定器每秒測定5分鐘(300秒),將所測定的各值的平均值作為流延膜的寬度,藉由代入上述式而求取。上述方法無須限制,例如亦可使用將流延膜的寬度以尺讀取的值作為流延膜的寬度,代入上述式。
收縮步驟是使流延膜在寬度方向收縮。作為使其收縮的方法,例如(1)將光學薄膜以不維持寬度的狀態進行高溫處理,提高流延膜的密度,(2)在對於流延膜的搬運方向(MD方向)施加張力,使流延膜在寬度方向(TD方向)收縮,及(3)急速地減少流延膜的殘留溶劑量等方法。
5)乾燥步驟(S5)
乾燥步驟是將流延膜在支持體上進行加熱,使溶劑蒸發的步驟。
例如,乾燥裝置內,藉由從側面觀看配置成千鳥狀的複數的搬運輥搬運流延膜,於此期間流延膜被乾燥。在乾燥裝置的乾燥方法無特殊限制,一般能夠使用熱風、紅外線、加熱輥、微波等使其乾燥,從簡便的方面而言,較佳為以熱風使其乾燥的方法。再者,較佳也為將此等組合的方法。
流延膜的膜厚為薄則乾燥迅速,但若急速地乾燥,則容易損傷完成的薄膜的平面性。經由高溫進行乾燥時,必須考慮殘留溶劑量,殘留溶劑量不過多則能夠防止由溶劑的發泡導致的不良。
上述殘留溶劑量較佳為從約30質量%以下開始進行,整體乾燥過程一般在30~250℃的範圍內進行。特別是在35~200℃的範圍內乾燥為佳,乾燥溫度較佳為階段地升高。
再者,剝離步驟(S3)中,剝離時之在支持體上的流延膜的殘留溶劑量,依照乾燥的條件的強弱、支持體的長度等而適當地調節,收縮步驟(S4)中,由於上述的殘留溶劑量對於膜厚、樹脂等影響較大,剝離步驟(S3)及收縮步驟(S4)中,有與殘留溶劑量的較佳範圍重複的範圍。
支持體的溫度可整體相同,亦可依據位置而相異。
乾燥步驟(S5)中,經由乾燥裝置將流延膜從支持體剝離,進一步乾燥。
乾燥步驟一般採取輥乾燥方式(將流延膜交互地通過上下地配置的多數的輥而使其乾燥的方式)、以拉幅方式邊搬運流延膜使其乾燥的方式。
使用拉幅延伸裝置的情況時,較佳使用藉由後述延伸步驟中拉幅延伸裝置的左右把持手段將流延膜的把持長(自把持開始至把持結束之距離)於左右獨立控制的裝置。再者,延伸步驟中,為了改善平面性,較佳為意圖地製作具備不同溫度的區劃。
再者,較佳為在不同溫度的區劃之間以各自的區劃不引起干涉的方式,設置中性區域(neutral zone)。
6)延伸步驟(S6)
延伸步驟是因應所需求的特性延伸流延膜,獲得薄膜本體110。
延伸步驟可為將流延膜以於面內在長度方向(圖2的Y方向)延伸的步驟,亦可為在寬度方向(圖2的X方向)延伸的步驟,亦可為在寬度方向及長度方向的雙方延伸的步驟,亦可為在斜方向延伸的步驟。其中,從獲得寬幅的光學薄膜的觀點,較佳為包含至少在寬度方向延伸的步驟。寬度方向的延伸較佳經由拉幅延伸裝置進行,亦可為針梳拉幅(pin tenter)、鋏布式拉幅(clip tenter)。
從高相位差、確保寬幅及接著劑滲透促進的觀點,延伸步驟較佳為將流延膜以高倍率延伸。然而,延伸倍率過高則有由延伸應力導致流延膜內發生裂紋,使保持膜強度的基質分子間的交纏進行解離,獲得的薄膜脆弱化的情形。因此,延伸步驟的延伸倍率較佳為1.1~5.0倍的範圍內、更佳為1.3~3.0倍的範圍內。
再者,延伸步驟亦可進行複數次。延伸步驟進行複數次的情況時,複數次的延伸步驟中,基質分子的解離風險最高的最高倍率的延伸步驟以在第2次以後的延伸步驟進行為佳,較佳為在最後一次進行。此情況時,由於直到最高倍率的延伸之前,基質分子的交纏能夠為堅固地,即使進行最高倍率的延伸,能夠抑制基質分子的交纏的解離,能夠抑制凝集破壞。
延伸溫度也依據殘留溶劑量,但通常以構成薄膜本體110的樹脂的Tg~Tg+60℃的溫度範圍進行為佳。例如,使用COP樹脂的情況時,延伸溫度可設為120~190℃。
7)切斷步驟(S7)
亦可將獲得的流延膜的寬度方向的兩端部以切割機等的切斷部進行切斷。切斷後殘留的部分構成成為光學薄膜製品的製品部。另一方面,被切斷的部分亦可回收,再次作為原材料的一部分再利用於薄膜的製膜。
再者,上述實施形態中,依照需要可依序重複進行乾燥步驟(S5)、延伸步驟(S6)、切斷步驟(S7)。再者,收縮步驟(S4)、乾燥步驟(S5)依照需要可進行,亦可不進行。
[實施例]
以下,藉由實施例具體地說明本發明,但本發明不受限於此等。
1.薄膜卷的製作
<薄膜卷1的製作>
(1)塗料調製步驟
(環狀烯烴聚合物P-1的合成)
將純化甲苯100質量份與降莰烯羧酸甲酯100質量份投入攪拌裝置。接著,將溶解於甲苯中的己酸乙酯-Ni25 mmol%(對單體質量)、三(五氟苯基)硼0.225mol%(對單體質量)及溶解於甲苯的三乙基鋁0.25mol%(對單體質量)投入攪拌裝置。在室溫邊攪拌使其反應18小時。反應結束後將反應混合物投入過量乙醇中,生成聚合物沉澱。將純化沉澱所獲得的聚合物P-1以真空乾燥在65℃乾燥24小時。
(環狀烯烴聚合物溶液D-1的調製)
將下述成分投入混合槽,攪拌使其溶解後,以平均孔徑34μm的濾紙及平均孔徑10μm的燒結金屬過濾器進行過濾,調製環狀烯烴聚合物溶液(D-1)。
環狀烯烴聚合物P-1:150質量份
二氯甲烷:380質量份
甲醇:70質量份
(微粒分散液M-1的調製)
將下述成分投入分散機,調製微粒分散液(M-1)。
微粒(AEROSIL R812:日本AEROSIL公司製、一次平均粒徑:7nm、表觀比重50g/L):4質量份
二氯甲烷:76質量份
甲醇:10質量份
環狀烯烴聚合物溶液D-1:10質量份
(塗料液的調製)
將上述調製的環狀烯烴聚合物溶液D-1 100質量份及上述調製的微粒分散液M-1 0.75質量份混合,調製製膜用塗料。
(2)流延、剝離步驟
將上述調製的塗料以製膜線於旋轉驅動不鏽鋼製環帶上從流延模具進行流延。接著,在環帶上使其乾燥直到塗料具有自我支持性之後,進行剝離獲得流延膜。
(3)收縮、乾燥、延伸步驟
將獲得的流延膜以高溫處理,以在寬度方向收縮率7%使其收縮。接著,將此流延膜在支持體上進行加熱,使溶劑蒸發直到殘留溶劑量成為5質量%以下。接著,將此流延膜搬運至拉幅延伸裝置內,拉幅內溫度130℃、以拉幅的寬度方向的延伸倍率1.4倍進行橫延伸。將獲得的薄膜的寬度方向的兩端部切斷之後,再次藉由拉幅延伸裝置以與上述相同的條件進行橫延伸。接著,將獲得的薄膜的寬度方向的兩端部切斷,獲得寬度2200mm、厚度40μm的長條薄膜(薄膜本體110)。獲得的薄膜的配向角β為相對於薄膜的寬度方向為0˚。
(4)滾花步驟
於獲得的薄膜的寬度方向的兩端部以下述的步驟形成滾花部120。滾花部120的寬度W為從薄膜端15mm。搬運薄膜的線速率為50m/分。
作為雷射裝置,使用二氧化碳雷射裝置,雷射裝置的輸出為20W,出光波長的中心波長設為9.4μm、出光波長範圍設為以中心波長為中心之±0.01μm以下。雷射光的對於薄膜的照射,是藉由將從二氧化碳雷射裝置發光之平行化光束以2片的電流計反射鏡進行反射,透過fθ透鏡(焦點距離200mm),聚光至搬運的薄膜的表面而進行。藉由控制電流計反射鏡的角度,而控制薄膜表面上的雷射光的照射軌跡,使聚光位置在薄膜面內根據X方向及Y方向分別移動,在Y方向形成複數個將平面視為菱形形狀的凸部122以6個排列的凸部單元121。構成各凸部單元121的6個的凸部122,是以從薄膜的寬度方向的內側朝向外側、送出方向的從上游側朝向下游側的順序排列的方式配置。
接著,測定構成凸部單元121的6個的凸部122之中,X方向的最內側的凸部122-1及最外側的凸部122-2的最端部A彼此連接的直線L的與X方向的夾角。將此操作重複進行n=20,將此等的的平均值作為傾斜角α。
(5)捲取步驟
將獲得的薄膜以下述的條件進行捲取。初期張力為50N、錐形(taper)設為70%、角隅(corner)設為25%。再者,使用TR(接觸輥),薄膜卷所包含的平均空氣層(空氣層)厚度抑制為0.8μm。再者,線速率設為60m/分。藉此,獲得輥寬2200mm、卷長4000m的薄膜卷1。
<薄膜卷2、3、12及13的製作>
除了將連結複數的凸部的直線之相對於薄膜的寬度方向的傾斜角α如表1所示的方式變更之外,以與薄膜卷1同樣地進行,製作薄膜卷2、3、12及13。
<薄膜卷4的製作>
除了將滾花部的形成方法變更為壓印方式(壓花加工)以外,與薄膜卷1同樣地進行製作薄膜卷4。具體而言,使用金屬輥上具有菱形的凸形狀的壓花環進行壓印加工。
<加工條件>
加工溫度:250℃
加工壓力:0.5MPa
滾花對向輥:金屬製後輥
<薄膜卷5的製作>
除了將環狀烯烴聚合物P-1變更為三醋酸纖維素(TAC)以外,以與薄膜卷1同樣地進行製作薄膜卷5。
<薄膜卷6及7的製作>
除了將薄膜的寬度或卷長度如表1所示地變更以外,以與薄膜卷1同樣地進行製作薄膜卷6及7。
<薄膜卷8~11的製作>
除了將凸部122的間隔px或凸部單元121的間隔py如表1所示地變更以外,以與薄膜卷1同樣地進行製作薄膜卷8~11。
2.評價
依照下述方法評價關於獲得的薄膜卷的滾花部的物性(凸部的高度、凸部單元間的間隔)、縱皺及馬背故障。
[滾花部的物性]
使用雷射顯微鏡測定凸部的高度、複數的凸部的間隔px及複數的凸部單元的間隔py。作為雷射顯微鏡,使用基恩斯公司製laser Microscope VK-X1000。
具體而言,凸部的高度測定在薄膜的長度方向(Y方向)200mm的滾花區域的凸部的高度,求取此等的平均值。複數的凸部的間隔px是測定在上述區域中,X方向的凸部的最端部彼此間的間隔,求取此等的平均值。複數的凸部單元的間隔py是測定在上述區域中,凸部單元的直線L彼此間的間隔,求取此等的平均值。
[縱皺]
從薄膜卷切出寬度90cm、長度100cm的大小的試樣,放置於台上。將40W的螢光燈(Panasonic社製的「FLR40S-EX-D/M」)5根排列,以對於台上的試樣為45˚的角度照射光的的方式,固定在距離台面為1.5m的高度。打開螢光燈的開關照射試樣,以目試觀察試樣的表面,以下述基準進行評價。
◎:螢光燈5根看起來皆為筆直地
○:螢光燈有少許部分看起來有點彎曲
△:螢光燈整體看起來有少許彎曲
×:螢光燈看起來有大的扭曲
[馬背故障]
將薄膜卷100以聚乙烯片材包裹2層,如圖5所示,將卷芯200的兩端部以支持台300支持而固定。將此在箱中以25℃、65%的條件下保存30天。之後,從箱中取出,打開聚乙烯片材,使點亮的螢光燈400的管反射而映照於試樣表面,觀察其歪曲或細小混亂。接著,基於下述基準評價馬背故障。
◎:螢光燈看起來筆直
○:螢光燈有部分看起來彎曲
△:螢光燈看起來彎曲
×:螢光燈看起來映照成斑駁
將薄膜卷1~13的評價結果顯示於表1。再者,表1中直線L的傾斜方向為構成凸部單元121的複數的凸部122之中,相對於最內側的凸部122-1、最外側的凸部122-2在薄膜的送出方向的下游側的情況時設為「正」;在薄膜的送出方向的上游側的情況時設為「負」。
如表1所示,明瞭傾斜角α超過0˚、0.5˚以下的薄膜卷1~11,任一者皆能夠抑制縱皺,且也能夠降低馬背故障。
特別是明瞭以雷射加工方式形成滾花部,相較於以壓印方式形成滾花部更能夠抑制馬背故障 (薄膜卷2、4的比對)。認為此為由於雷射加工方式比壓印方式容易形成形狀均一的凸部,捲取時更容易排出伴隨空氣。
再者,由於間隔py、px為適度地大,則由於間隙不會變得過小,容易進一步提高伴隨空氣的排出性,能夠進一步抑制馬背故障(薄膜卷1、10及11的比對)。另一方面,明瞭間隔py、px只要不過大,由於不易成為無法支撐薄膜導致在凸部之間薄膜彼此間的間隙變小,空氣排出的誘導作用受到損害,因此不易損害伴隨空氣的排出性,能更抑制馬背故障(薄膜卷1、8及9的比對)。
相較於此,明瞭傾斜角α超過0.5˚過大的薄膜卷12產生縱皺。認為此為由於藉由滾花部的夾持力降低,產生捲繞偏差。另一方面,明瞭傾斜角α為負的薄膜卷13產生馬背故障。認為此為由於捲取時無法充分地排除伴隨空氣,在保管時容易變形。
2.顯示裝置中的評價
<顯示裝置1的製作>
(偏光片的製作)
將厚度30μm的聚乙烯醇薄膜以35℃的水使其膨潤。將獲得的薄膜浸漬於碘0.075g、碘化鉀5g及水100g所形成的水溶液60秒,再浸漬於碘化鉀3g、硼酸7.5g及水100g所形成的45℃的水溶液。將獲得的薄膜以延伸溫度55℃、延伸倍率5倍的條件進行單軸延伸。將此單軸延伸薄膜水洗後,使其乾燥,獲得厚度10μm的偏光片。
(活性能量線硬化性接著劑液的調製)
混合下述各成分後,進行脫泡,調製活性能量線硬化性接著劑液。再者,三芳基鋶六氟磷酸鹽是以50%碳酸丙烯酯溶液而調配,下述是顯示三芳基鋶六氟磷酸鹽的固體含量之量。
3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸鹽:45質量份
Epolide GT-301(Daicel化學公司製的脂環式環氧樹脂):40質量份
1,4-丁二醇二環氧丙基醚:15質量份
三芳基鋶六氟磷酸鹽:2.3質量份
9,10-二丁氧基蔥:0.1質量份
1,4-二乙氧基萘:2.0質量份
(偏光板的製作)
遵照下述方法製作偏光板1。
首先,作為保護薄膜1,準備KC4UA薄膜(柯尼卡美能達(股)製),將上述調製的活性能量線硬化性接著劑液使用微型凹版塗佈機(凹印輥:#300、旋轉速度140%/線速率),以厚度成為5μm的方式塗佈形成活性能量線硬化性接著劑層a。
接著,於從薄膜卷1所獲得的相位差薄膜1,將上述調製的活性能量線硬化性接著劑液與上述同樣地,以厚度成為5μm的方式塗佈形成活性能量線硬化性接著劑層b。
於上述活性能量線硬化性接著劑層a及b之間,配置上述製作的聚乙烯醇-碘系的偏光片,以滾筒機貼合,獲得積層保護薄膜1/活性能量線硬化性接著劑層/偏光片/活性能量線硬化性接著劑層/相位差薄膜1之積層物。此時,以相位差薄膜的遲相軸與偏光片的吸收軸成為相互直交的方式以滾筒機貼合。從此積層物的兩面側照射電子射線,製作偏光板1。
(顯示裝置的製作)
使用市售的VA模式液晶顯示裝置(SONY製40型顯示器KLV-40J3000),將貼合於液晶單元的兩面的偏光板剝離,將上述製作的偏光板1貼合至液晶單元的兩面製作液晶顯示裝置。此時,將相位差薄膜側貼合至液晶單元側,偏光板的吸收軸的方向調整為與先前貼合的偏光板相同方向。
<顯示裝置2的製作>
除了將相位差薄膜變更為由薄膜卷12所獲得的薄膜之外,以與偏光板1同樣地進行製作偏光板2,獲得顯示裝置。
<評價>
關於上述製作的顯示裝置,進行伴隨著馬背故障的顯示不均勻(Display unevenness)的評價。
[顯示不均勻]
將各液晶顯示裝置以60℃、相對濕度90%的環境下處理1500小時之後,在25℃、相對濕度60%的環境下進行20小時調濕後,將背光點亮,以黑色顯示觀察漏光,遵照下述基準進行偏光板的顯示不均勻的評價。
其結果,使用由薄膜卷12所獲得的薄膜(比較例)的顯示裝置2,由馬背故障導致的漏光顯著,相較於此,使用由薄膜卷1所獲得的薄膜(實施例)的顯示裝置1完全未觀察到由馬背故障導致的漏光。
本申請主張基於2022年6月22日申請的日本特願2022-100616的優先權。該申請說明書及圖式所記載的內容全部援引至本案說明書。
[產業上的可利用性]
根據本發明能夠提供充分地抑制縱皺,且能夠抑制輥體的物理的變形的薄膜卷及其製造方法。
100:薄膜卷
110:薄膜本體
120:滾花部
121:凸部單元
122:凸部
122-1:凸部
122-2:凸部
122-3:凸部
122-4:凸部
200:卷芯
300:支持台
400:螢光燈
A:最端部
B:直線
L:直線
W:寬度
α:傾斜角
px:間隔
py:間隔
ER:壓花環
BR:後輥
Ls:雷射光
X:寬度方向
Y:長度方向
[圖1]圖1為顯示關於本發明的一實施形態之薄膜卷的外觀之示意地立體圖。
[圖2]圖2A為圖1的薄膜卷之示意地平面圖,圖2B為圖2A的部分放大圖。
[圖3]圖3A以及圖3B為圖2A的部分放大圖。
[圖4]圖4:圖4A~4C說明各種的滾花加工的方式的概念圖。其中,圖4A及4B為顯示加熱按壓方式之示意圖,圖4C顯示雷射方式之示意圖。
[圖5]圖5為顯示實施例中的馬背故障的評價方法之示意圖。
100:薄膜卷
110:薄膜本體
120:滾花部
W:寬度
X:寬度方向
Y:長度方向
Claims (10)
- 一種薄膜卷,其為具備被捲取成卷狀的長條薄膜之薄膜卷, 前述長條薄膜具有: 薄膜本體、及 配置於前述薄膜本體的寬度方向的端部的滾花部, 前述滾花部具有沿著前述薄膜本體的長度方向所配置的包含複數的凸部之複數的凸部單元, 構成前述凸部單元的前述複數的凸部在前述長條薄膜的平面視中,以對於前述薄膜本體的寬度方向從內側朝向外側,該長條薄膜的送出方向的上游側向下游側的順序排列而配置,並且連結最內側的凸部及最外側的凸部的直線之相對於前述薄膜本體的寬度方向的傾斜角α為超過0˚、0.5˚以下。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,前述薄膜本體的遲相軸與前述薄膜本體的寬度方向略平行。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,前述凸部單元包含3個以上的前述凸部。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,在前述薄膜本體的長度方向之前述複數的凸部單元彼此間的間隔py為1~10mm。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,前述薄膜本體的厚度為10~45μm。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,前述薄膜本體的寬度為2.4m以上。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,前述薄膜本體的長度為7000m以上。
- 如請求項1所述之薄膜卷,其中,前述薄膜本體為光學薄膜。
- 一種薄膜卷的製造方法,其為如請求項1~8的任一項所述之薄膜卷的製造方法,包含: 準備長條的薄膜本體之步驟, 於前述薄膜本體的寬度方向的端部形成滾花部之步驟,及 將形成有前述滾花部的薄膜本體捲取之步驟。
- 如請求項9所述之薄膜卷的製造方法,其中,前述複數的凸部經由雷射加工而形成。
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