TW202413558A - 液狀組成物及光學薄膜 - Google Patents

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Abstract

一種液狀組成物,其包含:70重量份以上且100重量份以下之數量平均分子量超過500的非離子系界面活性劑、0重量份以上且30重量份以下之數量平均分子量為100以上且500以下的成分,與水。

Description

液狀組成物及光學薄膜
本發明係關於液狀組成物及光學薄膜。
光學薄膜藉由做成具有多層結構的薄膜得賦予各式各樣的功能。有時候會藉由包含於成為基材的薄膜之表面塗布液狀組成物之工序的方法來形成此種多層結構。液狀組成物有時候會在減低所摻合之液晶性化合物的定向缺陷之目的或使液狀組成物之層體作為抗靜電層發揮功能之目的上摻合界面活性劑(參照專利文獻1~3)。
『專利文獻』 《專利文獻1》日本專利公開第2017-203168號公報(對應外國公報:美國專利申請公開第2018/0002459號說明書) 《專利文獻2》國際專利公開第2016/136231號(對應外國公報:美國專利申請公開第2017/0351147號說明書) 《專利文獻3》日本專利公開第2011-184676號公報
近年來,就對環境的負荷小而言,要求包含水作為介質的水系之液狀組成物。藉由於成為基材的薄膜之表面塗布水系之液狀組成物形成液狀組成物之層體,使此層體乾燥以去除水,可獲得包含液狀組成物之固化層的具有多層結構的光學薄膜。
在為了乾燥液狀組成物之層體而使用加熱乾燥裝置的情況下,有時候會於加熱乾燥裝置之內部附著樹脂狀之汙垢。加熱乾燥裝置內部之汙垢會招致要求高品質的光學薄膜之汙染。是故,為了清掃加熱乾燥裝置內部之汙垢,有時候會頻繁停止光學薄膜的生產線。因此,要求在使之乾燥時汙垢之產生量少的液狀組成物。
並且,對於光學薄膜要求液狀組成物之固化層具有良好之表面狀態。
據此,要求在使之乾燥時汙垢之產生量少且可獲得表面狀態良好之固化層的液狀組成物,及包含此種液狀組成物之固化層的光學薄膜。
本發明人為能解決前述課題潛心進行研究。其結果,發現於加熱乾燥裝置內部產生的樹脂狀之汙垢源自液狀組成物所包含之界面活性劑。本發明人依據此見解進一步研究的結果,發現藉由「包含數量平均分子量超過500之非離子系界面活性劑與水、數量平均分子量為100以上且500以下之成分相對於前述非離子系界面活性劑之重量為指定重量以下」的液狀組成物,可解決前述課題,進而完成本發明。
亦即,本發明提供以下內容。
[1]一種液狀組成物,其包含: 70重量份以上且100重量份以下之數量平均分子量超過500的非離子系界面活性劑、0重量份以上且30重量份以下之數量平均分子量為100以上且500以下的成分,與水。
[2]如[1]所記載之液狀組成物,其中前述非離子系界面活性劑的數量平均分子量為550以上。
[3]如[1]或[2]所記載之液狀組成物,其包含0.02重量%以上且0.10重量%以下之前述非離子系界面活性劑。
[4]如[1]~[3]之任一項所記載之液狀組成物,其更包含聚胺甲酸酯與二氧化矽粒子。
[5]一種光學薄膜,其包含:基材,以及設置於前述基材之主面上的如[1]~[4]之任一項所記載之液狀組成物之固化層。
[6]如[5]所記載之光學薄膜,其中前述基材由環烯烴系樹脂而成。
根據本發明,可提供在使之乾燥時汙垢之產生量少且可獲得表面狀態良好之固化層的液狀組成物,及包含此種液狀組成物之固化層的光學薄膜。
以下揭示實施型態及示例物以詳細說明本發明。惟本發明並非受限於以下所揭示之實施型態及示例物者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等之範圍的範圍中,得任意變更而實施。以下所揭示之實施型態的構成要件得適當組合。
在以下說明中,所謂「長條狀」之薄膜,係謂相對於幅寬具有5倍以上之長度的薄膜,以具有10倍或其以上之長度為佳,具體上係謂具有可收捲成卷狀儲存或搬運之程度之長度的薄膜。薄膜的長度之上限並無特別限制,得做成例如相對於幅寬為10萬倍以下。
在以下說明中,層體的面內延遲Re,除非另有註記,否則係由Re=(nx-ny)×d所示之值。並且,層體的厚度方向之延遲Rth,除非另有註記,否則係由Rth={[(nx+ny)/2]-nz}×d所示之值。於此,nx表示係為與層體之厚度方向垂直之方向(面內方向)且賦予最大折射率之方向的折射率。ny表示係為層體之前述面內方向且與nx之方向正交之方向的折射率。nz表示層體之厚度方向的折射率。d表示層體的厚度。量測波長,除非另有註記,否則為590 nm。
[1.液狀組成物]
[1.1.液狀組成物之概要]
本發明之一實施型態相關之液狀組成物包含: 70重量份以上且100重量份以下之數量平均分子量超過500的非離子系界面活性劑、 0重量份以上且30重量份以下之數量平均分子量為100以上且500以下的成分,與 水。
以下亦將數量平均分子量超過500的非離子系界面活性劑稱作非離子系界面活性劑(N),亦將數量平均分子量為100以上且500以下的成分稱作成分(L)。
換言之,本發明之一實施型態相關之液狀組成物得為下述(1)或(2)之液狀組成物。 (1)不含數量平均分子量為100以上且500以下之成分而包含數量平均分子量超過500之非離子系界面活性劑(N)及水的液狀組成物。 (2)包含70重量份以上且未達100重量份之數量平均分子量超過500之非離子系界面活性劑(N)、超過0重量份且為30重量份以下之數量平均分子量為100以上且500以下之成分與水的液狀組成物。
本實施型態相關之液狀組成物塗布於基材形成液狀組成物之層體,將此液狀組成物之層體加熱乾燥以使之固化時,不易產生揮發性之汙垢。是故,加熱乾燥裝置之汙染減低,得減小該裝置之清潔的頻率。其結果,可縮短停止生產線的時間,得有效率製造包含液狀組成物之固化層的薄膜。
並且,本實施型態相關之液狀組成物,其所包含之成分良好分散於液狀組成物中,液狀組成物之固化層得具有良好之表面狀態。
[1.2.非離子系界面活性劑(N)]
非離子系界面活性劑通常意謂具有不會在水中離子化之親水基的界面活性劑。
作為非離子系界面活性劑之例,可列舉:包含乙炔結構的乙炔系界面活性劑;具有脂肪酸與多元醇之酯結構的化合物;具有聚氧化烯結構的化合物;等。非離子系界面活性劑可具有氟原子,亦可不具有氟原子,但由於對環境之負荷小,故以不具有氟原子為佳。
若要示例非離子系界面活性劑之具體的商品名,可列舉:Air Products and Chemicals, Inc.製「Surfynol系列」;日信化學工業公司製「Dynol 607」;共榮社化學公司製「FLOWLEN D-90」、「POLYFLOW KL-900」;聖諾普科公司製「SN WET 980」、「SN WET 984」;日本乳化劑公司製「Newcol 170」、「Newcol 85」、「Newcol 3-85」;Nikko Chemicals Co., Ltd.製「NIKKOL」系列(BT-7、BT-9、BT-12、BL-4.2、BL-9EX、BB-10、BB-20、BC-7、BC-15、BO-7V、BO-10V、SG-DTD620、SG-DTD630、SG-G2424、PBC-33、BPS-20)。非離子系界面活性劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
非離子系界面活性劑(N)通常數量平均分子量超過500,以550以上為佳,上限並不特別受限,但亦可為15000以下。
於此,非離子系界面活性劑(N)可為不具有分子量分布的化合物,亦可為寡聚物,還可為聚合物。非離子系界面活性劑(N)的數量平均分子量得使用凝膠滲透層析法(GPC)來量測。量測條件得定為如同下述。 注入樣品:0.1重量%四氫呋喃(THF)溶液 管柱溫度:40℃ 溶析液:THF 偵測器:微差折射計(RI) 標準物質:聚苯乙烯
非離子系界面活性劑(N)的HLB值並不特別受限,但可為例如7以上,可為例如16以下。HLB值得藉由例如格里芬法(Griffin's method)來求出。
本實施型態之液狀組成物可包含單獨一種非離子系界面活性劑(N),亦可以任意比率包含二種以上。
本實施型態之液狀組成物可包含非離子系界面活性劑(N)以外之界面活性劑,亦可不包含。
本實施型態之液狀組成物中之非離子系界面活性劑(N)的含率,以液狀組成物為100重量%,通常超過0重量%,以0.02重量%以上為佳,且以0.10重量%以下為佳。在液狀組成物包含多種非離子系界面活性劑(N)的情況下,前述含率意謂所包含之多種非離子系界面活性劑(N)的總含率。
[1.3.成分(L)]
數量平均分子量為100以上且500以下的成分(L)可包含於液狀組成物中,亦可不包含。
在液狀組成物中之成分(L)的存在及非離子系界面活性劑(N)與成分(L)的含有重量比得藉由GPC來確認。作為GPC之條件,可使用與前述非離子系界面活性劑(N)的數量平均分子量之量測條件相同的條件。
液狀組成物可僅包含一種成分(L),亦可以任意比率包含二種以上。
成分(L)可為不具有分子量分布的物質,亦可為寡聚物,還可為聚合物。
在液狀組成物中,非離子系界面活性劑(N)與成分(L)的含有重量比,非離子系界面活性劑(N)通常為70重量份以上且100重量份以下,成分(L)通常為0重量份以上且30重量份以下。所謂成分(L)為0重量份以上,意謂成分(L)為0重量份(亦即,不含成分(L)。)或超過0重量份。成分(L)可為0重量份,亦可為例如1重量份以上,亦可為例如5重量份以上。非離子系界面活性劑(N)通常為100重量份以下,亦可為例如未達100重量份。惟將液狀組成物所包含之非離子系界面活性劑(N)與成分(L)的總重量做成100重量份。
於此,在液狀組成物包含有多種非離子系界面活性劑(N)的情況及/或液狀組成物包含有多種成分(L)的情況下,前述非離子系界面活性劑(N)與成分(L)的含有重量比係非離子系界面活性劑的含有總重量與成分(L)的含有總重量之比。
非離子系界面活性劑(N)與成分(L)的含有重量比得藉由對液狀組成物量測GPC來決定。具體而言,得量測液狀組成物的GPC,將所有尖峰之面積定為100%,依據非離子系界面活性劑(N)的尖峰面積與成分(L)的尖峰面積來求出該含有重量比。
[1.4.水]
本實施型態之液狀組成物通常包含水。水得為使液狀組成物所包含之成分溶解或分散的溶媒或分散介質。液狀組成物所包含之水的含率,舉例而言,得自將液狀組成物做成適於作為使用於塗布法之塗布液的黏度範圍之觀點及將液狀組成物之固化層的厚度做成期望之厚度之觀點來適當設定。液狀組成物所包含之水的含率並不特別受限,但將液狀組成物定為100重量%,為例如90重量%以上、例如91重量%以上、例如92重量%以上,且為例如99重量%以下、例如98重量%以下,為例如92重量%以上且98重量%以下。
液狀組成物得做成包含水作為溶媒或分散介質的水系塗布液使用於塗布法。水系塗布液之乾燥時的環境負荷小。
[1.5.其他成分]
本實施型態之液狀組成物除了前述非離子系界面活性劑(N)、水及任意成分(L)以外,亦可還更包含任意成分。
液狀組成物亦可包含聚合物。作為液狀組成物得包含之聚合物之例,可列舉:聚胺甲酸酯、丙烯酸聚合物、聚酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚烯烴。此等聚合物可為均聚物,亦可為共聚物。並且,聚合物亦可為具有得進一步聚合之聚合性基的預聚合物。液狀組成物可包含單獨一種聚合物,亦可以任意比率包含二種以上。
液狀組成物以包含聚胺甲酸酯為佳。藉由包含聚胺甲酸酯的液狀組成物,得於基材上設置底漆層。藉由將底漆層設置於基材與偏光件層等功能層之間,得提升基材與功能層的接合性。
作為聚胺甲酸酯,舉例而言,得使用使(i)於1分子中含有平均2個以上之活性氫的成分與(ii)聚異氰酸酯成分反應而獲得之聚胺甲酸酯。
並且,作為聚胺甲酸酯,舉例而言,得使用下述聚胺甲酸酯:將使前述(i)成分及前述(ii)成分胺甲酸酯化反應而獲得之含異氰酸酯基預聚合物使用擴鏈劑予以擴鏈,加入水做成分散體藉以製造。前述預聚合物得藉由使前述(i)成分及前述(ii)成分在異氰酸酯基過剩的條件下進行胺甲酸酯化反應來獲得。並且,前述胺甲酸酯化反應得在對反應為非活性且與水之親和性大的有機溶媒中進行。再者,於前述預聚合物的擴鏈之前亦可使該預聚合物中和。並且,作為含異氰酸酯基預聚合物的擴鏈方法,可舉出使含異氰酸酯基預聚合物與擴鏈劑視需求在觸媒之存在下反應的方法。此時,作為擴鏈劑,得使用水、水溶性聚胺、二醇類等。
作為前述(i)成分,以具有羥基性之活性氫者為佳,舉例而言,以於1分子中具有平均2個以上之羥基的化合物為佳。
作為(i)成分之具體例,可舉出聚醚多元醇。
作為聚醚多元醇,可列舉:多元醇化合物的環氧烷加成物;環氧烷與環狀醚(例如四氫呋喃等)的開環(共)聚合物;聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇―丙二醇共聚物、1,4-丁二醇共聚物;乙二醇、聚伸丁二醇、聚伸己二醇、聚伸辛二醇等二醇類;等。
作為得使用於聚醚多元醇之製造的多元醇化合物之例,可列舉:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、二丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、三環癸烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、1,8-辛二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷等。
(i)成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為與前述(i)成分反應的(ii)成分(即聚異氰酸酯成分)。可舉出例如於1分子中含有平均2個以上之異氰酸酯基的化合物。此化合物可為脂族化合物,亦可為脂環化合物,亦可為芳族化合物。
作為脂族聚異氰酸酯化合物,以碳原子數1~12之脂族二異氰酸酯為佳,可列舉例如:二異氰酸己二酯(HDI)、二異氰酸-2,2,4-三甲基己酯等。
作為脂環聚異氰酸酯化合物,以碳原子數4~18之脂環二異氰酸酯為佳,可列舉例如:二異氰酸-1,4-環己酯、二異氰酸甲基伸環己酯、二異氰酸異佛酮酯(IPDI)、二異氰酸二環己基甲酯(HMDI)等。
作為芳族聚異氰酸酯,可列舉例如:二異氰酸甲苯酯(TDI)、二異氰酸-4,4′-二苯基甲酯、二異氰酸苯二甲酯等。
此等(ii)成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
前述(i)成分及(ii)成分得因應包含本實施型態之液狀組成物之固化層的光學薄膜之用途任意選擇適切者使用。其中,作為(i)成分,以使用具有不易水解之鍵結者為佳,具體而言,以聚醚多元醇為佳。使用聚醚多元醇作為(i)成分之聚胺甲酸酯稱為「聚醚系聚胺甲酸酯」。聚醚系聚胺甲酸酯具有不易水解的醚鍵。是故,在高溼度環境下聚胺甲酸酯不易劣化,故可有效抑制在高溼度環境下之接合性的降低。
並且,此等聚胺甲酸酯亦可於其分子結構包含酸結構。包含酸結構的聚胺甲酸酯由於即使界面活性劑之量少亦能夠分散於水中,故可期待改善液狀組成物之固化層的耐水性。將其稱作自乳化型,意謂聚胺甲酸酯的粒子即使無界面活性劑亦得僅利用分子離子性於水中分散穩定化。並且,包含酸結構的聚胺甲酸酯由於不需或以少量界面活性劑足矣,故與基材的接合性優異,且可維持高的透明性。
作為酸結構,可列舉例如:羧基(-COOH)、磺酸基(-SO 3H)等酸基等。並且,酸結構在聚胺甲酸酯中可存在於側鏈,亦可存在於末端。酸結構可使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為酸結構之量,以在液狀組成物中之酸價的形式,以20 mgKOH/g以上為佳,以25 mgKOH/g以上為較佳,且以250 mgKOH/g以下為佳,以150 mgKOH/g以下為較佳。藉由將酸價做成前述範圍的下限值以上,可優化聚胺甲酸酯的水分散性。並且,藉由做成上限值以下,可優化液狀組成物之固化層的耐水性。
作為將酸結構導入至聚胺甲酸酯的方法,可舉出例如:藉由將二羥甲基烷酸取代成前述(i)成分之一部分或全部以預先將羧基導入至聚醚多元醇的方法。作為於此所使用之二羥甲基烷酸,可列舉例如:二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸等。二羥甲基烷酸可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
在液狀組成物中,聚胺甲酸酯所包含之酸結構之一部分或全部以透過非揮發性鹼來中和為佳。藉由酸結構經中和,包含液狀組成物之固化層的光學薄膜即使具有暴露於高溫下的熱歷程,亦能夠維持作為光學材料的特性或與任意部件以強的接合力接合。並且,即使中和酸結構,就算界面活性劑之量少,亦能夠使聚胺甲酸酯的粒子於水中分散。
聚胺甲酸酯所包含的酸結構之中,經中和之酸結構的比例以20%以上為佳,以50%以上為尤佳。藉由酸結構之中的20%以上經中和,包含液狀組成物之固化層的光學薄膜即使具有暴露於高溫下的熱歷程,亦能夠維持作為光學材料的特性或與任意部件以強的接合力接合。
聚胺甲酸酯為了將與交聯劑之反應化為可能,以包含極性基為佳。作為極性基,可列舉:羥甲基、羧基、羰氧羰基、環氧基、羥基、氧基、酯基、矽醇基、矽基、胺基、腈基、磺酸基等。其中,以羥甲基、羥基、羧基及胺基為佳,以羥基及羧基為較佳,以羧基為尤佳。聚胺甲酸酯中之極性基之量以0.0001當量/1kg以上為佳,以0.001當量/1kg以上為較佳,且以1當量/1kg以下為佳。
作為聚胺甲酸酯,亦可使用以水系胺甲酸酯樹脂之形式市售者。水系胺甲酸酯樹脂係包含聚胺甲酸酯及水的組成物,通常係聚胺甲酸酯及視需求而包含之任意成分分散於水之中的組成物。作為水系胺甲酸酯樹脂,可使用例如:ADEKA公司製之「ADEKA BONTIGHTER」系列、三井化學公司製之「OLESTER」系列、DIC公司製之「VONDIC」系列、「HYDRAN(WLS201、WLS202等)」系列、拜耳公司製之「IMPRANIL」系列、花王公司製之「POIZ」系列、三洋化成工業公司製之「SANPRENE」系列、第一工業製藥公司製之「SUPERFLEX」系列、楠本化成公司製之「NEOREZ」系列、Lubrizol公司製之「Sancure」系列等。並且,聚胺甲酸酯可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
在液狀組成物中,聚胺甲酸酯的狀態為任意,亦可變成粒子狀而分散,亦可溶解於溶媒等其他成分。聚胺甲酸酯在此等狀態之中,以變成粒子狀而分散為佳。在此情況下,聚胺甲酸酯之粒子的平均粒徑就包含液狀組成物之固化層的光學薄膜之光學特性的觀點而言,以0.01 μm~0.4 μm為佳。
液狀組成物亦可包含交聯劑。尤其在液狀組成物包含聚胺甲酸酯的情況下,以包含交聯劑為佳。
交聯劑藉由與聚胺甲酸酯所具有之反應性之基反應形成鍵結,得使聚胺甲酸酯交聯。藉由此交聯,可提升液狀組成物之固化層的機械強度、接合性及耐溼熱性。通常,交聯劑得與如下所述之包含於聚胺甲酸酯之極性基反應形成交聯結構:作為前述酸結構而包含之羧基及其酐基,以及於(i)成分與(ii)成分的反應後未反應而殘留的羥基等。
作為交聯劑,得使用例如:於1分子內具有2個以上之可與聚胺甲酸酯所具有之反應性之基反應形成鍵結之官能基的化合物。其中,作為交聯劑,以具有得與聚胺甲酸酯所具有之羧基或其酐基反應之官能基的化合物為佳。
若要舉出交聯劑的具體例,可舉出環氧化合物。並且,交聯劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為環氧化合物,得使用於1分子內具有2個以上之環氧基的多官能之環氧化合物。其中,作為環氧化合物,以對水有溶解性或得分散於水而乳化者為佳。若環氧化合物係對水具有溶解性或得乳化者,則在液狀組成物為水系樹脂的情況下,變得能夠優化此水系樹脂的塗布性而輕易進行液狀組成物之固化層的製造。於此,所謂水系樹脂,係謂在溶解或分散於水等水系之溶媒的狀態下含有聚合物等固體成分的組成物。
若要舉出前述環氧化合物之例,可列舉:藉由乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等二醇類1莫耳與環氧氯丙烷2莫耳之醚化獲得之二環氧化合物;藉由丙三醇、聚丙三醇、三羥甲基丙烷、新戊四醇、山梨醇等多元醇類1莫耳與環氧氯丙烷2莫耳以上之醚化獲得之多環氧化合物;藉由酞酸、對酞酸、草酸、己二酸等二羧酸1莫耳與環氧氯丙烷2莫耳之酯化獲得之二環氧化合物;等。
若要更加具體舉出環氧化合物之例,可列舉:1,4-雙(2′,3′-環氧丙氧基)丁烷、三聚異氰酸-1,3,5-三環氧丙酯、三聚異氰酸-1,3-二環氧丙酯-5-(γ-乙醯氧基-β-氧丙酯)、山梨醇聚環氧丙基醚類、聚丙三醇聚環氧丙基醚類、新戊四醇聚環氧丙基醚類、二丙三醇聚環氧丙基醚、三聚異氰酸-1,3,5-三環氧丙酯(2-羥乙酯)酯、丙三醇聚丙三醇醚類及三羥甲基丙烷聚環氧丙基醚類等。
並且,若要以市售品舉出環氧化合物之例,可舉出:長瀨ChemteX公司製之「DENACOL(DENACOL EX-521、DENACOL EX-512、EX-614B等)」系列等。
環氧化合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
環氧化合物之量相對於聚胺甲酸酯100重量份,通常為2重量份以上,以5重量份以上為佳,以8重量份以上為較佳,且通常為40重量份以下,以35重量份以下為佳,以30重量份以下為較佳。藉由將環氧化合物之量做成前述範圍的下限值以上,由於環氧化合物與聚胺甲酸酯的反應會充分進行,故可適度提升液狀組成物之固化層的機械強度。並且,藉由做成上限值以下,可減少未反應之環氧化合物的殘留,可適度提升液狀組成物之固化層的機械強度。
並且,相對於與聚胺甲酸酯的極性基成為當量之環氧化合物之量,環氧化合物之量以重量基準計,以0.2倍以上為佳,以0.4倍以上為較佳,以0.6倍以上為尤佳,且以5.0倍以下為佳,以4.0倍以下為較佳,以3.0倍以下為尤佳。於此,所謂與聚胺甲酸酯的極性基成為當量之環氧化合物之量,係謂可與聚胺甲酸酯之極性基的總量剛好反應之環氧化合物的理論量。聚胺甲酸酯的極性基得與環氧化合物的環氧基反應。據此,藉由使環氧化合物之量落於前述範圍,可使極性基與環氧化合物的反應於適當的程度下進行,有效提升液狀組成物之固化層的機械強度。
液狀組成物亦可包含非揮發性鹼。尤其在液狀組成物包含聚胺甲酸酯的情況下,以包含非揮發性鹼為佳。
作為非揮發性鹼,可舉出在於將液狀組成物塗布於基材之後使之乾燥時之處理條件下實質上為非揮發性的鹼。於此,所謂實質上為非揮發性,通常係謂非揮發性鹼的減少量為80%以下。並且,作為於將液狀組成物塗布於基材之後使之乾燥時之處理條件,可舉出例如在80℃下放置1小時。此種非揮發性鹼得作為將聚胺甲酸酯之酸結構中和的中和劑發揮功能。
作為非揮發性鹼,可使用無機鹼,亦可使用有機鹼。其中,以沸點100℃以上的有機鹼為佳,以沸點100℃以上的胺化合物為較佳,以沸點200℃以上的胺化合物為尤佳。並且,有機鹼可為低分子化合物,亦可為聚合物。
若要舉出非揮發性鹼之例,作為無機鹼,可列舉例如:氫氧化鈉及氫氧化鉀。並且,作為有機鹼,可列舉例如:2-胺基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、三乙醇胺、三異丙醇胺(TIPA)、一乙醇胺、二乙醇胺、三[(2-羥基)-1-丙基]胺、2-胺基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMPD)、2-胺基-2-羥甲基-1,3-丙烷氫氧化鉀、鋅銨錯合物、銅銨錯合物、銀銨錯合物、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺乙基)-γ-胺丙基三甲基二甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N,N-雙(三甲基矽基)脲、3-脲丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基參(2-甲氧乙氧乙氧基)矽烷、N-甲基-3-胺丙基三甲氧基羧酸二醯肼、草醯肼、丙二醯肼、丁二醯肼、己二醯肼、癸二醯肼、十二烷醯肼、異酞二醯肼、對酞二醯肼、喹啉、甲吡啶、吡啶、𠰌啉、哌𠯤、環己胺、伸己二胺、N,N-二甲基甲醯胺、伸乙二胺、二伸乙三胺、四伸乙五胺、五伸乙五胺、異丙醇胺、N,N-二乙基甲醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、胺乙基乙醇胺、N-甲基-N,N-二乙醇胺、1,2-丙二胺、2-甲基哌𠯤、2,5-二甲基哌𠯤、異佛酮二胺、4,4′-二環己基甲二胺、3,3′-二甲基二環己基甲二胺、1,2-環己二胺、1,4-環己二胺、胺丙基乙醇胺、胺己基乙醇胺、胺乙基丙醇胺、胺丙基丙醇胺、胺己基丙醇胺、二伸丙三咪唑、1-(2-胺乙基)-2-甲基咪唑、1-(2-胺乙基)-2-乙基咪唑、硫化-2-胺基咪唑、2-(2-胺乙基)-苯并咪唑、吡唑、5-胺基吡唑、1-甲基-5-胺基吡唑、1-異丙基-5-胺基吡唑、1-苄基-5-胺基吡唑、1,3-二甲基-5-胺基吡唑、1-異丙基-3-甲基-5-胺基吡唑、1-苄基-3-甲基-5-胺基吡唑、1-甲基-4-氯-5-胺基吡唑、1-甲基-4-氰基-5-胺基吡唑、1-異丙基-4-氯-5-胺基吡唑、3-甲基-4-氯-5-胺基吡唑、1-苄基-4-氯-5-胺基吡唑、胺基樹脂(例如1,3-二甲基-4-氯三聚氰胺樹脂、脲樹脂、胍胺樹脂等)等。並且,此等可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
非揮發性鹼之量相對於聚胺甲酸酯100重量份,通常為0.5重量份以上,以1重量份以上為佳,以2重量份以上為較佳,且通常為30重量份以下,以20重量份以下為佳,以10重量份以下為較佳。藉由將非揮發性鹼之量做成前述範圍的下限值以上,可獲得充分的接合力。並且,藉由做成上限值以下,可防止聚乙烯醇製之偏光件的脫色。
液狀組成物亦可包含粒子。尤其在液狀組成物包含聚胺甲酸酯的情況下,以包含粒子為佳。藉由液狀組成物包含粒子,可增大由此液狀組成物之固化物所形成之固化層的表面粗糙度。藉此,可提升液狀組成物之固化層之表面的滑順性,故變得能夠防止包含固化層的光學薄膜之結塊及抑制捲繞光學薄膜時之皺褶的產生。
作為粒子,亦可使用無機粒子、有機粒子之任一者。惟以使用水分散性的粒子為佳。若要舉出無機粒子的材料,可列舉例如:二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯等無機氧化物;碳酸鈣、滑石、黏土、煅燒高嶺土、煅燒矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂、磷酸鈣等。並且,若要舉出有機粒子的材料,可列舉例如:聚矽氧樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂等。此等之中,以二氧化矽為佳。二氧化矽的粒子由於抑制皺褶產生的能力及透明性優異,不易產生混濁且無著色或著色非常少,故對包含液狀組成物之固化層的光學薄膜的光學特性造成的影響小。並且,二氧化矽在液狀組成物中之分散性及分散穩定性良好。二氧化矽的粒子之中,以非晶質之矽酸膠粒子為尤佳。
粒子的平均粒徑通常為1 nm以上,以5 nm以上為佳,以10 nm以上為較佳,且通常為500 nm以下,以300 nm以下為佳,以200 nm以下為較佳。藉由將粒子的平均粒徑做成前述範圍的下限值以上,可有效提高液狀組成物之固化層的滑順性。並且,藉由做成前述範圍的上限值以下,可壓低液狀組成物之固化層的霧度。
粒子之量相對於聚胺甲酸酯100重量份,通常為1重量份以上,以3重量份以上為佳,以5重量份以上為較佳,且通常為50重量份以下,以40重量份以下為佳,以30重量份以下為較佳。藉由將粒子之量做成前述範圍的下限值以上,可在捲繞包含液狀組成物之固化層的光學薄膜之情形中抑制皺褶的產生。並且,藉由做成上限值以下,可維持光學薄膜無白濁的外觀。
作為液狀組成物得包含之任意成分之其他例,可列舉例如:耐熱穩定劑、耐候穩定劑、均染劑、抗氧化劑、抗靜電劑、助滑劑、防黏附劑、防霧劑、滑劑、染料、顏料、天然油、合成油、蠟等。
作為液狀組成物所包含之任意成分,可單獨使用一種,亦可以任意比率組合二種以上使用。
液狀組成物除了水以外,亦可還包含水溶性之溶媒。作為水溶性之溶媒之例,可列舉例如:甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、四氫呋喃、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、乙二醇一甲基醚、乙二醇一丁基醚等。此等可單獨使用一種,亦可以任意比率組合二種以上使用
[1.6.液狀組成物的用途]
液狀組成物得合宜使用作為用以透過塗布法來形成液狀組成物之層體的塗布液。
作為液狀組成物的塗布法,可使用任意方法,可列舉例如:簾塗法、擠製塗法、輥塗法、旋塗法、浸塗法、棒塗法、噴塗法、斜板式塗法、印刷塗法、輪轉凹版塗法、模具塗法及間隙塗法。
液狀組成物得塗布於任意層體之上。舉例而言,液狀組成物得塗布於由樹脂而成之基材上。
藉由將液狀組成物之層體加熱乾燥以使之固化,可獲得液狀組成物之固化層。通常藉由將液狀組成物之層體加熱乾燥,去除液狀組成物所包含之水,液狀組成物之層體固化。
液狀組成物之固化層可就此包含係為液狀組成物所包含之成分且排除水的成分,亦可包含液狀組成物所包含之成分的反應生成物。舉例而言,液狀組成物之固化層得包含液狀組成物所包含之成分的交聯物、聚合粗產物、縮合物等。
本實施型態相關之液狀組成物之固化層具有良好之表面狀態。因此,得合宜使用液狀組成物作為用以形成構成光學薄膜之層體的塗布液。
並且,藉由將液狀組成物之固化層設置於基材與任意功能層之間,亦可使之作為提升基材與任意功能層之接合性的底漆層發揮功能。因此,得合宜使用液狀組成物作為用以形成底漆層的塗布液。
[2.光學薄膜]
本發明之一實施型態相關之光學薄膜包含: 基材與設置於前述基材之主面上的前述液狀組成物之固化層。
基材可為長條狀,亦可為裁斷成張的型態。在基材為長條狀的情況下,由於可在連續運送基材的同時進行用以設置液狀組成物之固化層的操作,故得有效率進行光學薄膜的製造。
作為基材,得包含樹脂、使用由樹脂所形成之樹脂薄膜。作為構成基材的樹脂,得使用包含任意聚合物的樹脂。其中,作為構成基材的樹脂,以熱塑性樹脂為佳,以使用環烯烴系樹脂為尤佳。環烯烴系樹脂包含環烯烴聚合物或其氫化物等含有脂環結構的聚合物。以下亦將含有脂環結構的聚合物稱作含脂環結構聚合物。環烯烴系樹脂的透明性、低吸溼性、尺寸穩定性及輕量性等優異,適於光學薄膜。
並且,基材可為僅包含1層的單層結構之薄膜,亦可為具備2層以上之層體的多層結構之薄膜。在基材具有多層結構的情況下,以基材所具備之層體之中1層以上由環烯烴系樹脂而成為佳,以基材之至少1個最外層由環烯烴系樹脂而成為尤佳。
含脂環結構聚合物係於聚合物的結構單元中具有脂環結構的聚合物,亦可使用於主鏈具有脂環結構的聚合物及於側鏈具有脂環結構的聚合物之任一者。並且,含脂環結構聚合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。其中,就機械強度、耐熱性等的觀點而言,以於主鏈含有脂環結構的聚合物為佳。
作為脂環結構,可列舉例如:飽和脂環烴(環烷)結構、不飽和脂環烴(環烯、環炔)結構等。其中,就機械強度、耐熱性等的觀點而言,以環烷結構及環烯結構為佳,其中以環烷結構為尤佳
構成脂環結構的碳原子數以每一個脂環結構計,其範圍以4個以上為佳,以5個以上為較佳,且以30個以下為佳,以20個以下為較佳,以15個以下為尤佳。藉此,可使基材的機械強度、耐熱性及成形性取得高度平衡而為合適。
含脂環結構聚合物中之具有脂環結構之結構單元的比例亦可因應使用目的適當選擇,以55重量%以上為佳,以70重量%以上為更佳,以90重量%以上為尤佳。若含脂環結構聚合物中之具有脂環結構之結構單元的比例位於此範圍,則就基材的透明性及耐熱性之觀點而言為佳。
作為含脂環結構聚合物,可列舉例如:降𦯉烯系聚合物、單環的環烯烴系聚合物、環狀共軛二烯系聚合物、乙烯脂環烴系聚合物及此等的氫化物等。此等之中,降𦯉烯系聚合物由於透明性與成形性良好,故為合適。
作為降𦯉烯系聚合物,可列舉例如:具有降𦯉烯結構之單體的開環聚合物或具有降𦯉烯結構之單體與任意單體的開環共聚物或者此等的氫化物;具有降𦯉烯結構之單體的加成聚合物或具有降𦯉烯結構之單體與任意單體的加成共聚物或者此等的氫化物;等。此等之中,具有降𦯉烯結構之單體的開環(共)聚合物氫化物就透明性、成形性、耐熱性、低吸溼性、尺寸穩定性、輕量性等的觀點而言,尤其合適。於此,所謂「(共)聚合物」包含聚合物及共聚物兩者。
作為具有降𦯉烯結構的單體,可列舉例如:雙環[2.2.1]庚-2-烯(俗名:降𦯉烯)、三環[4.3.0.1 2,5]癸-3,7-二烯(俗名:雙環戊二烯)、7,8-苯并三環[4.3.0.1 2,5]癸-3-烯(俗名:甲橋四氫茀)、四環[4.4.0.1 2,5.1 7,10]十二-3-烯(俗名:四環十二烯)及此等化合物的衍生物(例如於環具有取代基者)等。於此,作為取代基,可列舉例如烷基、伸烷基、極性基等。並且,此等取代基亦可於環鍵結多個相同或者相異者。並且,具有降𦯉烯結構的單體可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為極性基的種類,可列舉例如:雜原子或具有雜原子的基團等。作為雜原子,可列舉例如:氧原子、氮原子、硫原子、矽原子及鹵素原子等。作為極性基的具體例,可列舉:羧基、羰氧羰基、環氧基、羥基、氧基、酯基、矽醇基、矽基、胺基、腈基、磺酸基等。
作為能夠與具有降𦯉烯結構之單體開環共聚合的任意單體,可列舉例如:環己烯、環庚烯、環辛烯等單環烯烴類及其衍生物;環己二烯、環庚二烯等環狀共軛二烯及其衍生物;等。能夠與具有降𦯉烯結構之單體開環共聚合的任意單體可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
具有降𦯉烯結構之單體的開環聚合物及具有降𦯉烯結構之單體與能夠共聚合之任意單體的開環聚合物,舉例而言,得藉由將單體在眾所周知之開環聚合觸媒的存在下聚合或共聚合來製造。
作為能夠與具有降𦯉烯結構之單體加成共聚合的任意單體,可列舉例如:乙烯、丙烯、1-丁烯等碳數2~20的α-烯烴及此等的衍生物;環丁烯、環戊烯、環己烯等環烯烴及此等的衍生物;1,4-己二烯、4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯等非共軛二烯;等。此等之中,以α-烯烴為佳,以乙烯為較佳。並且,能夠與具有降𦯉烯結構之單體加成共聚合的任意單體可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
具有降𦯉烯結構之單體的加成聚合物及具有降𦯉烯結構之單體與能夠共聚合之任意單體的加成共聚物,舉例而言,得藉由將單體在眾所周知之加成聚合觸媒的存在下聚合或共聚合來製造。
作為單環的環烯烴系聚合物,可舉出例如:環己烯、環庚烯、環辛烯等具有單環之環烯烴系單體的加成聚合物。
作為環狀共軛二烯系聚合物,可列舉例如:將1,3-丁二烯、異戊二烯、氯平等共軛二烯系單體的加成聚合物進行環化反應而獲得的聚合物;環戊二烯、環己二烯等環狀共軛二烯系單體的1,2-或1,4-加成聚合物;及此等的氫化物;等。
作為乙烯脂環烴聚合物,可列舉例如:乙烯基環己烯、乙烯基環己烷等乙烯脂環烴系單體的聚合物及其氫化物;將聚合苯乙烯、α-甲基苯乙烯等乙烯芳烴系單體而成之聚合物所包含之芳環部分氫化而成之氫化物;乙烯脂環烴系單體或乙烯芳烴系單體與能夠對此等乙烯芳烴系單體共聚合之任意單體的雜亂共聚物或嵌段共聚物等共聚物之芳環的氫化物;等。作為前述嵌段共聚物,亦可列舉例如:二嵌段共聚物、三嵌段共聚物或其以上之多嵌段共聚物,以及傾斜嵌段共聚物等。
構成基材之樹脂所包含之聚合物的重量平均分子量(Mw)通常為10,000以上,以15,000以上為佳,以20,000以上為較佳,且通常為100,000以下,以80,000以下為佳,以50,000以下為較佳。於此,前述重量平均分子量係使用環己烷作為溶媒以GPC量測之聚異戊二烯或聚苯乙烯換算的重量平均分子量。惟在試樣不溶解於環己烷的情況下,亦可使用甲苯作為GPC的溶媒。在重量平均分子量位於此種範圍時,可使光學薄膜的機械強度及成形加工性取得高度平衡而為合適。
構成基材之樹脂所包含之聚合物的分子量分布(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn))通常為1.2以上,以1.5以上為佳,以1.8以上為更佳,且通常為3.5以下,以3.0以下為佳,以2.7以下為更佳。藉由將分子量分布做成前述範圍的下限值以上,可提高聚合物的生產性,抑制成本。並且,藉由做成上限值以下,由於可減少低分子量成分,故可延長鬆弛時間。是故,可抑制高溫暴露時的鬆弛,可提高基材的穩定性。
構成基材之樹脂所包含之聚合物以光彈性係數C之絕對值為10×10 −12Pa −1以下為佳,以7×10 −12Pa −1以下為較佳,以4×10 −12Pa −1以下為尤佳。光彈性係數C係將雙折射定為Δn、將應力定為σ時由「C=Δn/σ」所示之值。藉由使聚合物的光彈性係數落於前述範圍,可減小基材之面內延遲Re的參差。
構成基材之樹脂所包含之聚合物的飽和吸水率以0.03重量%以下為佳,以0.02重量%以下為更佳,以0.01重量%以下為尤佳。若飽和吸水率為前述範圍,則可減小基材的面內延遲Re及厚度方向之延遲Rth的歷時變化。
飽和吸水率係將試片浸漬於固定溫度之水中固定時間而增加的質量相對於浸漬前之試片的質量以百分率表示之值。通常係浸漬於23℃之水中24小時而量測。在聚合物中的飽和吸水率,舉例而言,藉由使聚合物中之極性基之量減少,可調節至前述範圍。就更加降低飽和吸水率的觀點而言,前述聚合物以不具有極性基為佳。
構成基材的樹脂只要不顯著損害本發明之效果,亦可於聚合物以外包含有任意成分。若要舉出此任意成分之例,可列舉:顏料、染料等著色劑;塑化劑;螢光增白劑;分散劑;熱穩定劑;光穩定劑;紫外線吸收劑;抗靜電劑;抗氧化劑;滑劑;界面活性劑等添加劑。此等成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
惟構成基材之樹脂所包含之聚合物之量以將其任意成分之量調整成以下範圍為佳:一般為50%~100%,例如70%~100%,例如80%~100%,例如90%~100%。
惟環烯烴系樹脂以實質上不含粒子為佳。於此,所謂實質上不含粒子,意謂即使使樹脂包含粒子,亦可容許至自完全不含粒子之狀態的基材薄膜之霧度的上升幅度為0.05%以下之範圍的量。含脂環結構聚合物有欠缺與大部分的有機粒子及無機粒子的親和性之傾向。是故,若延伸包含超過前述範圍之量之粒子的環烯烴系樹脂,則易於產生空隙,作為其結果,有可能會發生霧度之顯著的上升。
如同前述,基材可為僅具備一層的單層結構之薄膜層,亦可為具備2層以上之層體的多層結構之薄膜層。藉由將基材做成多層結構之薄膜層,可製造具有各式各樣之特性的光學薄膜。
在基材具備2層以上之層體的情況下,可具備2層以上之一種薄膜層,亦可具備相異之二種以上之薄膜層。並且,於基材亦可設置由於上已述之環烯烴系樹脂以外之樹脂而成之層體。作為由環烯烴系樹脂以外者而成之層體,可舉出例如:具有抗損傷、抗反射、抗靜電、防眩、防汙等功能的薄膜層。
基材以在1 mm厚換算下之全光線穿透率為80%以上為佳,以90%以上為較佳。全光線穿透率可依循JIS K0115使用分光光度計(日本分光公司製,紫外可見近紅外分光光度計「V-570」)來量測。
並且,基材以在1 mm厚的霧度為0.3%以下為佳,以0.2%以下為較佳。於此,霧度係依循JIS K7361-1997使用日本電色工業公司製「濁度計NDH-300A」量測5處並由此求出之平均值。
基材的平均厚度以5 μm以上為佳,以20 μm以上為較佳,且以500 μm以下為佳,以300 μm以下為較佳。基材的厚度變動幅度以在遍及長條狀方向及幅寬方向上為前述平均厚度之±3%以內為佳。藉由將厚度變動做成前述範圍,可減小基材的延遲等光學特性的參差。
基材可為未施加延伸處理的未延伸薄膜,亦可為已施加延伸處理的延伸薄膜。並且,在基材具備2層以上之層體的情況下,可將預先施加延伸處理的薄膜層貼合以獲得延伸薄膜,亦可對透過共擠製等獲得之多層結構之延伸前薄膜施加延伸處理以獲得延伸薄膜。
基材亦可經電暈放電處理、電漿處理、電子線照射處理、紫外線照射處理等能量線照射處理;化學處理;等表面處理。其中,就處理效率這點等而言以電暈放電處理及電漿處理為佳,以電暈放電處理為較佳。
液狀組成物之固化層係使液狀組成物之層體固化而獲得之層體。
如同前述,液狀組成物之固化層可就此包含係為液狀組成物所包含之成分且排除水的成分,亦可包含液狀組成物所包含之成分的反應生成物。
液狀組成物之固化層可設置於基材所具有之二個主面之中之一主面上,亦可設置於兩個主面上。
液狀組成物之固化層以直接設置於基材所具有之主面為佳。
液狀組成物之固化層的厚度並不特別受限,但得做成例如0.005 μm~5 μm。
光學薄膜除了基材及液狀組成物之固化層以外亦可還包含任意層體。作為任意層體之例,可列舉:抗反射層、硬塗層、抗靜電層、防眩層、防汙層、分離薄膜。亦可與具備基材及液狀組成物之固化層的多層薄膜分開製造此等任意層體而與前述多層薄膜貼合。並且,亦可於前述多層薄膜之主面上透過塗布法進一步形成任意層體。
光學薄膜就使作為光學部件之功能穩定發揮的觀點而言,以全光線穿透率為80%以上為佳,以90%以上為較佳。
光學薄膜以霧度為5%以下為佳,以3%以下為較佳,以2%以下為尤佳。藉由將霧度做成低值,在將光學薄膜安裝至顯示裝置的情況下,可提高顯示裝置之顯示影像的鮮明性。
光學薄膜亦可為於面內或厚度方向上具有延遲的相位差薄膜。具體之延遲的範圍得因應本實施型態之光學薄膜的用途來設定。若要舉出具體之範圍,通常可自在面內延遲Re中為10 nm~500 nm、在厚度方向之延遲Rth中為-500 nm~500 nm之範圍適當選擇。
[3.光學薄膜的製造方法]
前述光學薄膜得以任意方法製造。
良佳為藉由依序包含準備基材之工序(1)、於前述基材之主面上塗布液狀組成物以形成液狀組成物之層體之工序(2)及使前述液狀組成物之層體乾燥以形成前述液狀組成物之固化層之工序(3)的方法,得製造光學薄膜。
對於基材的製造方法並無限制。基材可藉由將用以形成該基材之樹脂以眾所周知之薄膜成形法成形來獲得。作為薄膜成形法,可列舉例如:鑄造成形法、擠製成形法、吹脹成形法等。其中,不使用溶媒的熔融擠製法可有效率減低殘留揮發性成分之量,就地球環境之觀點、作業環境之觀點及製造效率優異之觀點而言為佳。作為熔融擠製法,可舉出使用模具的吹脹法等,其中,在生產性或厚度精確度優異這點上,以使用T字模的方法為佳。
在基材具備2層以上之層體的情況下,對於基材的製造方法並無限制。舉例而言,亦可將分開製造之薄膜層視需求使用接合劑貼合來製造基材。
在製造具備2層以上之層體的基材而不使用接合劑的情況下,得使用例如:共擠製T字模法、共擠製吹脹法、共擠製疊合法等共擠製成形法,以及乾式疊合等薄膜疊合成形法等。
並且,舉例而言,亦可於某薄膜層之表面,使用塗布溶液的塗布成形法等來製造具備2層以上之層體的基材,所述溶液包含構成另一薄膜層的樹脂。
此等之中,就製造效率之觀點及不會使基材中殘留溶媒等揮發性成分這樣的觀點而言,以共擠製成形法為佳。共擠製成形法之中,以共擠製T字模法為尤佳。再者,共擠製T字模法可列舉進料模塊(feed block)方式與多歧管方式,但就可減少薄膜層之厚度的參差這點而言,以多歧管方式為更佳。
作為於基材之主面上塗布液狀組成物的方法,得使用任意塗布法。
做為使液狀組成物之層體乾燥的方法之例,可列舉:自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥及此等之組合。
本實施型態之液狀組成物在使之乾燥時汙垢之產生量少。就使本實施型態之液狀組成物的優點有效發揮的觀點而言,以藉由包含加熱乾燥的方法使液狀組成物之層體乾燥為佳。
在使液狀組成物之層體加熱乾燥的情況下,得使用烘箱等加熱乾燥裝置。加熱乾燥裝置內的溫度並不特別受限,但舉例而言,可做成例如Tg-30℃以上且例如Tg+30℃以下。於此,Tg表示形成基材之樹脂的玻璃轉移溫度。
光學薄膜的製造方法除了前述工序(1)~(3)以外,亦可還包含任意工序。作為任意工序之例,可舉出將基材延伸之工序。在光學薄膜的製造方法包含將基材延伸之工序的情況下,亦可於工序(2)之前將基材延伸,亦可於工序(2)之後將基材延伸,亦可與工序(3)同時將基材延伸,亦可於工序(3)之後將基材延伸。
在於工序(2)之後將基材延伸的情況下,通常設置於基材之主面上之層體(例如液狀組成物之固化層)亦與基材同時延伸。
將基材延伸的延伸方法並不特別受限,可使用任意延伸方法。作為延伸方法之例,可列舉:將薄膜沿長邊方向單軸延伸之方法(縱向單軸延伸法)、將薄膜沿幅寬方向單軸延伸之方法(橫向單軸延伸法)等單軸延伸法;與將薄膜沿長邊方向延伸同時沿幅寬方向延伸之同時雙軸延伸法、將薄膜沿長邊方向及幅寬方向之一者延伸之後沿另一者延伸之逐次雙軸延伸法等雙軸延伸法;及將薄膜沿斜向延伸之方法(斜向延伸法)。
延伸溫度,將構成所延伸之薄膜之樹脂的玻璃轉移溫度定為Tg,以(Tg-30℃)以上為佳,以(Tg-10℃)以上為較佳,且以(Tg+50℃)以下為佳,以(Tg+30℃)以下為較佳。延伸倍率得因應所使用之基材的光學特性適當選擇。具體之延伸倍率通常為1.05倍以上,以1.1倍以上為佳,且通常為10.0倍以下,以2.0倍以下為佳。
[4.光學薄膜的用途]
本實施型態之光學薄膜得合宜使用作為例如光學元件之保護薄膜(尤其係偏光件保護薄膜)、相位差薄膜、光學補償薄膜。尤其在將光學薄膜所具備之固化層形成為具有接合性之層體的情況下,可以良好的接合性將光學薄膜與任意部件貼合。
『實施例』
以下揭示實施例以具體說明本發明。惟本發明並非受限於以下所揭示之實施例者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等之範圍的範圍中,得任意變更而實施。
在以下說明中,表示量的「%」及「份」,除非另有註記,否則係重量基準。並且,以下所說明之操作,除非另有註記,否則係在常溫(20℃±15℃)及常壓(1 atm)的條件下進行。
[評價方法]
(數量平均分子量的量測、成分(L)的重量比例)
透過利用下述條件之GPC來量測在實施例及比較例中使用的界面活性劑組成物。量測時以聚苯乙烯作為標準物質作出標準曲線。 注入樣品:0.1重量%四氫呋喃(THF)溶液 管柱溫度:40℃ 溶析液:THF 偵測器:微差折射計(RI)
依據GPC的量測結果,求出數量平均分子量為100以上且500以下之成分(L)的重量比例以及數量平均分子量超過500之界面活性劑成分的數量平均分子量及其重量比例。
具體而言,於在實施例及比較例中使用之界面活性劑組成物的層析圖中,將所有尖峰的面積之和定為100%,算出數量平均分子量為100以上且500以下之成分的尖峰之面積(在尖峰存在多個的情況下為此等之面積之和)的比例R L(%),並且,算出數量平均分子量超過500之界面活性劑成分的尖峰之面積的比例R N(%)。然後,依據此等之比例,將在界面活性劑組成物中之數量平均分子量為100以上且500以下之成分(L)的重量比例定為R L重量%,將數量平均分子量超過500之界面活性劑成分的重量比例定為R N重量%。
(二氧化矽粒子的分散性、液狀組成物之固化層的表面狀態)
對於在實施例及比較例中獲得之多層薄膜照射高亮度燈(Polarion無塵室燈)透過目視觀察薄膜表面之狀態(表面狀態)。
透過下述基準評價二氧化矽粒子的分散性。 良:薄膜整體呈均勻且極淡的白濁,二氧化矽粒子均勻分散。 可:於薄膜多少有呈濃的白濁之部分(不均勻),但在實際使用上可容許。 不良:於薄膜有多個呈濃的白濁之部分(不均勻)。
評價愈高,意謂在液狀組成物中之二氧化矽粒子的分散性愈高。
透過下述基準評價針對液狀組成物之固化層的表面狀態。 良:薄膜整體呈均勻且淡的白濁,並且未觀察到界面活性劑的滲出狀況。 可:於薄膜觀察到界面活性劑的滲出狀況,但無完全無白濁之部分(脫除)。 不良:於薄膜有完全無白濁之部分(脫除)。
在於薄膜有完全無白濁之部分的情況下,意謂在塗布液狀組成物時產生氣泡。
(液狀組成物之固化層中之界面活性劑的殘存率)
由在實施例及比較例中獲得之多層薄膜的厚度及界面活性劑的置入量,計算為了製造包含基材(ZeonorFilm)的多層薄膜1 g而使用之界面活性劑之量X0。
並且,使用下述分析結果,計算殘存於多層薄膜1 g的界面活性劑之量X1。透過下述式,算出液狀組成物之固化層中之界面活性劑的殘存率R。 R=X1/X0*100(%)
並且,依循下述基準,將殘存率R分類。 良:90%≦R 可:70%≦R<90% 不良:R<70%
.分析
將多層薄膜1 g秤量至500 mL容量之容器,加入環己烷100 mL放置一晚,隨後以磁攪拌器攪拌,溶解多層薄膜之大部分,做成包含白色之若干不溶成分的溶液。於包含不溶成分的溶液添加50 mL之THF,隨後添加甲醇至總量成為400 mL左右,使沉澱物產生。
將沉澱物以凹槽形濾紙濾掉而去除,自濾液將溶媒減壓蒸餾,獲得係為可溶於甲醇之成分的液體。溶媒的減壓蒸餾操作使用100 mL茄形燒瓶及蒸發器分成數次來進行。將此液體移往10 mL之量瓶,將溶媒:甲醇加入至標線以定容。
將已定容之液體以0.2 μm過濾器過濾,移往試樣瓶,透過下述條件之HPLC量測來量測界面活性劑的濃度。界面活性劑之濃度的決定依據分析具有相異之濃度的界面活性劑之溶液預先作出的標準曲線來進行。
由所獲得之界面活性劑的濃度計算殘存於多層薄膜1 g的界面活性劑之量X1。
.HPLC條件 使用管柱:ZORBAX Eclipse XDB-C8 管柱溫度:40℃ 溶析液:乙腈/自甲酸銨往乙腈的梯度淘析 流速:0.5 mL/min 注入量:2 μL 偵測器:質量分析裝置
殘存率R愈大,意謂在使液狀組成物之層體加熱乾燥時汙垢愈不易產生。因此,殘存率R愈大,附著於加熱乾燥裝置內部的樹脂狀之汙垢愈少。
[在實施例及比較例中使用之界面活性劑組成物]
在實施例及比較例中使用之界面活性劑組成物A~G的組成如同表1。表1中,組成物A~G分別意謂界面活性劑組成物A~G。表面活性劑組成物A~G透過市場取得。在表1中,於組成物F及組成物G中之界面活性劑成分Mn的數值係針對數量平均分子量500以下之成分之值。
『表1』
表1
組成物A 組成物B 組成物C 組成物D 組成物E 組成物F 組成物G
界面活性劑 非離子系界面活性劑(a) 非離子系 界面活性劑(b) 非離子系界面活性劑(c) 非離子系界面活性劑(d) 非離子系界面活性劑(e) 陰離子系界面活性劑(f) 非離子系界面活性劑(g)
分子量超過500之界面活性劑成分Mn 4660 2240 740 890 580 (445) (460)
R N(wt%) 89 91 85 88 70 0 24
成分(L)含率 (wt%) 11 9 15 12 30 100 76
[實施例1]
(1-1)基材的準備
將環烯烴系樹脂(日本瑞翁公司製「ZEONOR1420」)的顆粒在100℃下乾燥5小時。將此顆粒供應至擠製機,在擠製機內使之熔融,經過聚合物管及聚合物過濾器,自T字模擠製於鑄造滾筒上成薄膜狀並冷卻,獲得長條狀之未延伸薄膜(厚度80 μm、幅寬1600 mm)。由此裁切A4尺寸(約210 mm×約297 mm)之樣品。
對裁切出之未延伸薄膜之單面,使用電暈處理裝置施加放電處理,做成用以形成液狀組成物之固化層的基材。
(1-2)液狀組成物之層體的形成
使用SUPERFLEX 870(第一工業製藥公司製,醚系聚胺甲酸酯,Tg 78℃,固體成分30%)作為聚胺甲酸酯之水分散體(聚胺甲酸酯乳液),僅分取出聚胺甲酸酯成為100份之量的該水分散體。於此水分散體摻合係為環氧化合物之丙三醇聚環氧丙基醚(長瀨ChemteX公司製「DENACOL EX-512」)20份;平均粒徑80 nm之二氧化矽微粒子(日產化學公司製「SNOWTEX ZL」)8份;二氧化矽粒子之水分散液(日產化學公司製「SNOWTEX MP2040」;平均粒徑200 nm)以二氧化矽粒子之量計為2.5份;包含作為非離子系界面活性劑之數量平均分子量為4,660之界面活性劑與係整體之11%之分子量為500以下之低分子量成分(L)的界面活性劑組成物A;以及水,獲得包含未固化狀態之聚胺甲酸酯樹脂的固體成分濃度4%之液狀組成物。於此,非離子系界面活性劑組成物的添加量做成相對於液狀組成物所包含之固體成分為1.25 wt%、相對於液狀組成物成為500重量ppm(0.05 wt%)之量。
於裁切出之作為基材之未延伸薄膜的已施加放電處理之面,以乾燥厚度成為0.08 μm之方式利用棒塗機塗布前述液狀組成物。
(1-3)液狀組成物之固化層的形成
之後,透過加熱將液狀組成物之層體乾燥,於未延伸薄膜上形成成為底漆層的液狀組成物之固化層。藉此,獲得具備基材及液狀組成物之固化層的作為光學薄膜之多層薄膜。藉由前述方法評價所獲得之多層薄膜。結果揭示於表2。
[實施例2~9、比較例1~2]
使用表2~4所示之界面活性劑組成物代替界面活性劑組成物A。
將界面活性劑組成物的添加量變更為表2~4所示之添加量。
以上事項以外,比照實施例1操作,獲得作為光學薄膜之多層薄膜,比照實施例1予以評價。結果揭示於表2~4。
[結果]
評價結果揭示於表2~4。
在表2~4中之簡記等表示下述意義。 「界面活性劑組成物添加量」:將液狀組成物定為100重量%之界面活性劑組成物的添加量。 「界面活性劑(淨)添加量」:將液狀組成物定為100重量%之界面活性劑組成物中之數量平均分子量超過500之界面活性劑成分的添加量。 「界面活性劑(N)/成分(L)」:摻合至液狀組成物的界面活性劑組成物中之數量平均分子量超過500之非離子系界面活性劑(N)相對於界面活性劑組成物中之成分(L)的重量比率。 表4中之註釋*1:包含陰離子系界面活性劑而未包含非離子系界面活性劑(N)。 表4中之註釋*2:未包含數量平均分子量超過500之非離子系界面活性劑(N)。
『表2』
表2
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
界面活性劑組成物 組成物A 組成物B 組成物C 組成物D 組成物E
界面活性劑組成物添加量 (wt%) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
界面活性劑(淨)添加量(wt%) 0.0445 0.0455 0.0425 0.044 0.035
界面活性劑(N)/成分(L) (重量比率) 89/11 91/9 85/15 88/12 70/30
界面活性劑殘存率評價 (殘存率R%) 良(95%) 良(92%) 良(90%) 良(92%) 可(75%)
二氧化矽粒子分散性
表面狀態
『表3』
表3
實施例6 實施例7 實施例8 實施例9
界面活性劑組成物 組成物A 組成物A 組成物A 組成物A
界面活性劑組成物添加量 (wt%) 0.03 0.1 0.01 0.2
界面活性劑(淨)添加量(wt%) 0.0267 0.089 0.0089 0.178
界面活性劑(N)/成分(L) (重量比率) 89/11 89/11 89/11 89/11
界面活性劑殘存率評價 (殘存率R%) 良(95%) 良(95%) 良(95%) 良(95%)
二氧化矽粒子分散性
表面狀態
『表4』
表4
比較例1 比較例2
界面活性劑組成物 組成物F 組成物G
界面活性劑組成物添加量 (wt%) 0.05 0.05
界面活性劑(淨)添加量(wt%) 0.05 0.01
界面活性劑(N)/成分(L) (重量比率) 1 2
界面活性劑殘存率評價 (殘存率R%) 良(100%) 不良(50%)
二氧化矽粒子分散性
表面狀態 不良
如以上結果所示,包含數量平均分子量超過500之非離子系界面活性劑(N)、非離子系界面活性劑(N)相對於成分(L)的重量比率為70/30以上(亦即,包含70重量份以上且100重量份以下之非離子系界面活性劑(N)與0重量份以上且30重量份以下之成分(L)。)的實施例相關之液狀組成物。界面活性劑殘存率評價為良或可,且表面狀態的評價為良或可。因此,實施例相關之液狀組成物表示在乾燥時不易產生揮發性之汙垢且液狀組成物之固化層的表面狀態良好。
另一方面,使用陰離子系界面活性劑的比較例1之液狀組成物,液狀組成物之固化層的表面狀態不良。並且,使用數量平均分子量為500以下之非離子系界面活性劑的比較例2之液狀組成物的界面活性劑殘存率評價為不良,表示乾燥時產生的揮發性之汙垢的量多。
無。

Claims (6)

  1. 一種液狀組成物,其包含:70重量份以上且100重量份以下之數量平均分子量超過500的非離子系界面活性劑、0重量份以上且30重量份以下之數量平均分子量為100以上且500以下的成分,與水。
  2. 如請求項1所述之液狀組成物,其中前述非離子系界面活性劑的數量平均分子量為550以上。
  3. 如請求項1或2所述之液狀組成物,其包含0.02重量%以上且0.10重量%以下之前述非離子系界面活性劑。
  4. 如請求項1或2所述之液狀組成物,其更包含聚胺甲酸酯與二氧化矽粒子。
  5. 一種光學薄膜,其包含:基材,以及設置於前述基材之主面上的如請求項1至4之任一項所述之液狀組成物之固化層。
  6. 如請求項5所述之光學薄膜,其中前述基材由環烯烴系樹脂而成。
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