CN120813871A - 光学薄膜、偏光板及液晶显示面板 - Google Patents
光学薄膜、偏光板及液晶显示面板Info
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Abstract
本发明提供一种光学薄膜,其具有以丙烯酸系树脂为主成分的丙烯酸系树脂薄膜、和形成于所述丙烯酸系树脂薄膜上的易粘接层,所述丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上,所述光学薄膜的两面的峰度Rku之和为10以上且50以下,且内部雾度为1.0%以下。
Description
技术领域
本发明涉及光学薄膜、偏光板及液晶显示面板。
背景技术
在液晶显示装置中,通常在液晶单元的两侧配置两片偏光板。作为偏光板,通常使用在偏光件的两侧用粘接剂贴合有用于保护偏光件的偏光件保护薄膜的偏光板。作为偏光件保护薄膜,要求高透明性,多使用由纤维素系材料形成的光学薄膜。
出于提高耐久性等目的,提出了使用由丙烯酸系树脂、降冰片烯系树脂形成的光学薄膜作为偏光件保护薄膜。然而,这些光学薄膜在卷绕成卷时薄膜彼此接触,容易产生褶皱、褶皱痕迹,作为解决该课题的方法,提出了在降冰片烯系树脂薄膜中添加二氧化硅颗粒等微粒来确保卷的卷绕性的方法等(专利文献1)。另外,提出了在薄膜的单面形成包含二氧化硅等颗粒的易粘接层来确保卷的卷绕性等(专利文献2、3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2018/074513号
专利文献2:日本特开2007-127893号公报
专利文献3:日本特开2010-55062号公报
发明内容
发明要解决的问题
虽然能够利用专利文献1~3那样的方法来解决卷绕时的褶皱或褶皱痕迹的产生,但根据本发明人等的研究,明确了随着液晶显示面板的高精细化、大面积化所带来的薄膜品质水准的提高,制成薄膜卷会产生由保管中的薄膜的卷紧等引起的缺陷。另外,本发明人等尝试了通过专利文献1中记载的方法在丙烯酸系树脂薄膜中添加二氧化硅来解决上述现象,但已知在以往的方法中,雾度变高等难以满足作为光学薄膜的要求。
本发明是为了解决上述课题而完成的。本发明的目的在于,在维持光学薄膜的耐热性及透明性的同时,抑制薄膜卷保管时的粘连。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究,结果完成了本发明。
即,本发明的一个方式涉及以下内容。
[1]一种光学薄膜,其具有以丙烯酸系树脂为主成分的丙烯酸系树脂薄膜、和形成于前述丙烯酸系树脂薄膜上的易粘接层,前述丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上,前述光学薄膜的两面的峰度Rku之和为10以上且50以下,且内部雾度为1.0%以下。
[2]根据[1]所述的光学薄膜,其中,前述光学薄膜的一面与另一面之间的静摩擦系数为0.8以下。
[3]根据[1]或[2]所述的光学薄膜,其中,前述光学薄膜的两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和为0.05μm以上且1.0μm以下。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的光学薄膜,其中,前述丙烯酸系树脂含有选自内酯环结构、戊二酰亚胺结构、戊二酸酐结构、N-取代马来酰亚胺结构及马来酸酐结构中的至少1种以上的环结构。
[5]根据[1]~[3]中任一项所述的光学薄膜,其中,前述丙烯酸系树脂的三单元组表示的间同立构规整度为54%以上。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的光学薄膜,其中,前述丙烯酸系树脂薄膜包含抗粘连剂,前述抗粘连剂包含平均粒径为0.1μm以上且2.5μm以下的丙烯酸系交联颗粒。
[7]根据[6]所述的光学薄膜,其中,前述抗粘连剂包含平均粒径为0.1μm以上且2.0μm以下的丙烯酸系交联颗粒。
[8]根据[6]或[7]所述的光学薄膜,其中,前述丙烯酸系树脂薄膜包含0.05重量%以上且0.9重量%以下的所述丙烯酸系交联颗粒。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的光学薄膜,其在85℃、85%RH的气氛下静置120小时时的尺寸变化率为-2.0%以上且-0.1%以下。
[10]一种偏光板,其具备[1]~[9]中任一项所述的光学薄膜。
[11]一种液晶显示面板,其具备[10]所述的偏光板。
发明的效果
根据本发明,可以提供透明性及耐热性优异、能够防止薄膜卷保管时的粘连的光学薄膜。
具体实施方式
对本发明的一实施方式进行说明,但本发明并不限定于此。本发明并不限定于以下说明的各结构,可以在权利要求书所示的范围内进行各种变更,将在不同的实施方式、实施例中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式、实施例也包含在本发明的技术范围中。另外,本说明书中记载的所有学术文献及专利文献在本说明书中作为参考而引用。需要说明的是,在本说明书中,只要没有特别记载,则表示数值范围的“A~B”分别是指“A以上(包含A且大于A)且B以下(包含B且小于B)”。
(光学薄膜)
本实施方式的光学薄膜的特征在于,具有以丙烯酸系树脂为主成分的丙烯酸系树脂薄膜、和形成于前述丙烯酸系树脂薄膜上的易粘接层,前述丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上,前述光学薄膜的两面的峰度Rku之和为10以上且50以下,且内部雾度为1.0%以下。如此,通过以丙烯酸系树脂为主成分,并且将薄膜的两面的峰度之和控制为规定的值,进而将内部雾度控制为规定的值,可得到耐热性及透明性优异,进而薄膜卷保管时的抗粘连性优异的光学薄膜。
(丙烯酸系树脂薄膜)
本实施方式的丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上。优选超过120℃,更优选为121℃以上,进一步优选为122℃以上,特别优选为123℃以上。通过使丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上,薄膜在高温环境下的拉伸薄膜的尺寸变化率变小。在实际使用上,本实施方式的丙烯酸系树脂薄膜多与易粘接层、其他薄膜层叠使用,若尺寸变化率小,则能够抑制因与层叠的其他薄膜之间产生的尺寸变化率之差而产生的应变、翘曲的产生。
构成丙烯酸系树脂薄膜的丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度优选为120℃以上,更优选超过120℃,进一步优选为121℃以上,进一步更优选为122℃以上,特别优选为123℃以上。
在此,作为玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂,可以优选利用在主链具有环结构的丙烯酸系树脂。例如,作为该环结构,可举出选自由戊二酰亚胺环、内酯环、马来酸酐、马来酰亚胺及戊二酸酐组成的组中的至少1种以上的环结构。由此,能够赋予耐热性。另外,其中,从生产的简便性、成本、对湿气的品质稳定性的观点出发,特别优选环结构为戊二酰亚胺。
玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂中的环结构的含有率优选为2重量%~80重量%的范围。若为该范围内的环结构的含有率,则玻璃化转变温度和厚度方向相位差Rth均变得良好,因此优选。丙烯酸系树脂中的环结构的含有率可以使用1H-NMR,测定作为对象的环结构部分与其以外的部分的摩尔比,进行重量换算而算出。另外,玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂是丙烯酸系树脂薄膜的主成分,在丙烯酸系树脂薄膜100重量%中含有超过50重量%。其中,在丙烯酸系树脂薄膜100重量%中,优选70重量%以上,更优选80重量%以上,进一步优选85重量%以上,特别优选90重量%以上。
需要说明的是,作为玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂,可以利用在主链不具有环结构的丙烯酸系树脂。
本实施方式的光学薄膜的内部雾度为1.0%以下。其中,内部雾度优选为0.7%以下,更优选为0.5%以下,特别优选为0.3%以下。通过使内部雾度为1.0%以下,安装于液晶面板时的品质变得良好。
在本说明书中,内部雾度定义为,以在液体测定用玻璃比色皿(glass cell)中放入得到的薄膜并在其周边填充纯水的状态的玻璃比色皿为对象,使用雾度计(浊度计)测定的雾度值。
对于本实施方式的光学薄膜的雾度,只要内部雾度为上述的范围就没有特别限定,从透明性的观点出发,雾度优选为3.0%以下,更优选为2.0%以下,进一步优选为1.0%以下。
通过使光学薄膜中两面的峰度Rku之和为10以上且50以下,能够有效地防止薄膜卷保管时的粘连。由此,能够防止可能在薄膜中产生的缺陷。在此,若使光学薄膜中两面的峰度Rku之和小于10,则在薄膜卷的保管时,产生伴随着卷紧的粘连,结果产生薄膜缺陷。该倾向在长条(例如8000m)的薄膜卷的保管时变得显著。因此,只能卷绕规定尺寸(例如4000m)的光学薄膜,收率降低。另外,即使是规定尺寸的光学薄膜,由于在薄膜卷的保管时内侧的光学薄膜发生塑性变形,也无法使用发生了塑性变形的光学薄膜。另一方面,若使光学薄膜中两面的峰度Rku之和超过50,则光学薄膜的透明性降低。光学薄膜的两面的峰度Rku之和更优选为15以上且30以下。若峰度之和为10以上,则容易降低薄膜彼此的摩擦。另外,推测在将薄膜重叠成卷状时,卷入薄膜间的空气容易排出,能够抑制伴随卷紧的粘连,能够抑制薄膜缺陷。另外,若峰度之和为50以下,则能够抑制光在表面漫反射,能够抑制损害面板显示的清晰度的情况。
在此,“粘连”是指薄膜彼此固着的状态,包括在高温下一部分熔融的状态、紧密(ピッタリ)重叠的状态。若发生卷紧,则对薄膜施加压力,产生薄膜彼此的粘连(固着),其结果,在将薄膜彼此剥离时成为以强力剥离的情况,产生对薄膜的损伤。因此,通过如本实施方式那样使薄膜的两面的峰度为规定的范围,从而即使发生卷紧也能够抑制薄膜卷中的薄膜彼此的固着,能够以较弱的力将薄膜彼此剥离,因此能够抑制对薄膜的损伤(薄膜缺陷)。
在此,峰度Rku可以依据JIS B 0601由粗糙度曲线算出。表示高度方向的锐度,意味着:Rku=3:高度分布为正态分布,Rku>3:表面尖锐的峰、谷多,Rku<3:表面平坦。
光学薄膜优选两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和为0.05μm以上且1.0μm以下。若两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和为0.05μm以上,则容易降低薄膜彼此的摩擦。另外,推测在将薄膜重叠成卷状时,卷入薄膜间的空气容易排出,能够抑制伴随卷紧的粘连,能够抑制薄膜缺陷。另外,若两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和为1.0μm以下,则能够抑制光在表面漫反射,能够抑制损害面板显示的清晰度的情况。其中,光学薄膜的两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和更优选为0.05μm以上且0.6μm以下,进一步优选为0.05μm以上且0.5μm以下。
在丙烯酸系树脂在主链具有环结构的情况下,光学薄膜的两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和优选为0.15μm以上且1.0μm以下,更优选为0.16μm以上且小于1.0μm,进一步优选为0.17μm以上且0.6μm以下,更优选为0.2μm以上且0.5μm以下。另外,光学薄膜的一个面和/或另一个面的10点平均粗糙度Rzjis优选超过0.080μm且为0.25μm以下。
另一方面,在丙烯酸系树脂在主链不具有环结构的情况下,特别是在后述的三单元组表示的间同立构规整度为54%以上的情况下,光学薄膜的两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和优选为0.05μm以上且1.0μm以下,更优选为0.06μm以上且小于0.60μm,进一步优选为0.06μm以上且小于0.50μm,进一步更优选为0.06μm以上且0.40μm以下,进一步更优选为0.07μm以上且0.30μm以下。另外,光学薄膜的一个面和/或另一个面的10点平均粗糙度Rzjis优选超过0.020μm且为0.20μm以下。
薄膜的峰度Rku和Rzjis(表面粗糙度)可以使用激光显微镜等光学式表面粗糙度计来测定。本实施方式的光学薄膜的表面粗糙度的值比激光显微镜的分辨率小,因此利用数值孔径小的透镜无法得到充分的测定精度。因此,在本说明书中,使用利用数值孔径0.95以上的透镜测定的值。
对于薄膜的表面粗糙度,从经济性、环境负荷的观点出发,优选在丙烯酸系树脂中添加后述的抗粘连剂。其中,从与丙烯酸系树脂的亲和性、分散性的观点出发,优选有机系微粒,从容易进行雾度的控制的方面出发,最优选丙烯酸系的交联颗粒。
对于光学薄膜的静摩擦系数而言,在将薄膜的一面与另一面贴合的状态下测定的值优选为0.8以下,更优选为0.7以下,进一步更优选为0.6以下,特别优选为0.5以下。若静摩擦系数为0.8以下,则能够有效地抑制薄膜卷中的薄膜彼此的粘连。静摩擦系数的下限没有特别限制,从制造中的卷绕偏移、蛇行的观点出发,优选为0.2以上。
光学薄膜在85℃、85%RH的气氛下静置120小时时的尺寸变化率优选薄膜长度方向(MD方向)和宽度方向(TD方向)的平均值为-2.0%以上,更优选为-1.7%以上,进一步优选为-1.5%以上。若上述尺寸变化率为-2.0%以上,则在薄膜卷的保管时可抑制经时的收缩,卷绕外观的经时稳定性提高,此外贴合于偏光件时的翘曲、尺寸变化得到缓和,能够抑制液晶显示装置的对比度降低、周边不均。上述尺寸变化率例如可以为-0.1%以下。若上述尺寸变化率为-0.1%以下,则在贴合于偏光件时,即使偏光件自身收缩,光学薄膜也容易追随该收缩。此处的在85℃、85%RH的气氛下静置120小时时的尺寸变化率可以使用三维测定器测定将光学薄膜在设定为85℃、85%RH的环境试验机中静置120小时前后的尺寸变化。
在本说明书及权利要求书中,尺寸变化率是指在90mm×90mm的薄膜的距四角的距离为对角线的内侧方向20mm的位置开设直径1mm的孔,在85℃、85%RH的气氛下静置120小时前后的孔间隔的变化率。在此,孔间隔的变化率是指以静置前的孔间隔为基准的情况下的静置后的孔间隔的变化率,通过下述式子来计算。
[(静置后的孔间隔)-(静置前的孔间隔)]×100/(静置前的孔间隔)…(A)
光学薄膜的40℃~60℃下的线膨胀系数优选为80ppm以下,更优选为72ppm以下。若为80ppm以下,则可抑制卷的保管、输送时的伴随温度变化的薄膜的收缩、膨胀,不易引起卷紧。另一方面,作为下限,优选为40ppm以上。若薄膜的线膨胀系数为40ppm以上,则在与偏光件层叠时,与其他构件的线膨胀差小,因此不易产生翘曲等。
线膨胀系数例如可以使用Bruker AXS公司制的热机械分析装置TMA-4000SA来测定。具体而言,在氮气气氛下,在对裁切成4mm×20mm的薄膜施加3.1g的拉伸载荷的状态下,在不超过玻璃化转变温度的温度范围内以2℃/min的条件使薄膜升温,在X轴上绘制温度,在Y轴上绘制薄膜的长度的变化量,制作图表,在升温降温过程中,利用最小二乘法算出40℃至60℃的温度范围内的斜率,作为线膨胀系数求出。
(抗粘连剂)
丙烯酸系树脂薄膜优选由在丙烯酸系树脂中添加了抗粘连剂的丙烯酸系树脂组合物形成。作为抗粘连剂,从与丙烯酸系树脂的相容性、分散性、透明性的观点出发,优选丙烯酸系交联颗粒。颗粒的形状可以选择任意的形状,从容易表现出抗粘连性的方面出发,优选正球形状。
在将丙烯酸系树脂的折射率设为100%时,抗粘连剂的折射率优选为98%以上且102%以下,更优选为99%以上且101%以下。抗粘连剂的折射率优选为1.47以上且1.55以下,更优选为1.47以上且1.53以下,更优选为1.48以上且1.52以下。通过使用该范围的折射率的抗粘连剂,能够得到透明性高的丙烯酸系树脂薄膜。其中,丙烯酸系交联颗粒满足上述折射率,因此优选。
形成上述丙烯酸系交联颗粒的聚合性单体可以选自任意的(甲基)丙烯酸酯和可共聚的其他单体,从与丙烯酸系树脂的相容性、折射率的观点出发,优选包含甲基丙烯酸甲酯。丙烯酸系交联颗粒中的源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的含有率优选为80重量%以上且99重量%以下,更优选为83重量%以上且96重量%以下。需要说明的是,丙烯酸系树脂中的源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的含有率高的情况下,优选丙烯酸系交联颗粒中的源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的含有率高。
上述丙烯酸系交联颗粒还含有源自作为聚合性单体的、在分子内含有2个以上聚合性基团的多官能性单体的结构单元。聚合性单体中的多官能性单体的含有率可以任意设定,优选为0.5重量%以上且30重量%以下。若低于0.5重量%,则丙烯酸系交联颗粒的耐热性和分散性差。若高于30重量%,则在制造丙烯酸系交联颗粒时有可能发生颗粒的聚结、异形颗粒的形成。
作为上述丙烯酸系交联颗粒的平均粒径,优选为0.1μm以上且2.5μm以下,更优选为0.1μm以上且2.0μm以下。小于0.1μm时,用于表现抗粘连性的添加量需要增多,因此有时机械物性、经济性差。作为上限,若大于2.5μm,则有可能诱发聚合物过滤器的堵塞。另外,从聚合物过滤器的长期运转性的观点出发,优选使用粒径的分布窄、粗大颗粒的含量小者。
关于本实施方式的丙烯酸系交联颗粒的添加量,优选为0.05重量%以上且0.9重量%以下,更优选为0.07重量%以上且0.5重量%以下,进一步优选为0.1重量%以上且0.2重量%以下。低于0.05重量%的添加量时,得不到充分的抗粘连效果,通过设为0.9重量%以下的添加量,能够防止经济性的恶化,另外能够防止雾度的增大。另外,为了控制滑动性、表面性,也可以混合多种具有不同粒径分布的颗粒。此时,丙烯酸系交联颗粒的添加量为多种颗粒的添加量的合计。
(易粘接层)
本实施方式的光学薄膜在丙烯酸系树脂薄膜上具有易粘接层。易粘接层形成于丙烯酸系树脂薄膜的单面或两面。通过设置易粘接层,例如在作为偏光件保护薄膜使用的情况下,在借助粘接剂贴合于偏光件时,能够增强由粘接剂带来的偏光件保护薄膜与偏光件的密合性。另外,通过在未拉伸薄膜上设置易粘接层,然后进行拉伸,也可以得到具有易粘接层的拉伸薄膜。
作为本实施方式中使用的易粘接层,可以使用日本特开2009-193061号公报、日本特开2010-55062号公报等中记载的公知技术来形成。即,例如可以由包含具有羧基的聚氨酯树脂和交联剂的易粘接剂组合物形成。通过使用聚氨酯树脂,可得到偏光件保护薄膜与偏光件的密合性优异的易粘接层。从其操作性的观点及环境保护的观点出发,易粘接剂组合物优选为水系。
(丙烯酸系树脂)
如上所述,丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上,作为用作丙烯酸系树脂薄膜的丙烯酸系树脂,可以适宜地利用玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂。作为玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂,如上所述,可以使用在主链具有环结构的丙烯酸系树脂和在主链不具有环结构的丙烯酸系树脂。以下,对各环结构进行说明。
(在主链具有戊二酰亚胺环的丙烯酸系树脂)
在主链上具有戊二酰亚胺环作为环结构的丙烯酸系树脂是含有下述通式(1)所示的戊二酰亚胺单元和甲基丙烯酸甲酯单元的树脂,通过将丙烯酸酯单元的含有率小于1重量%的丙烯酸系树脂加热熔融,用酰亚胺化剂进行处理而得到。
(此处,R1和R2分别独立地表示氢或碳原子数1~8的烷基,R3表示碳原子数1~18的烷基、碳原子数3~12的环烷基或碳原子数6~10的芳基。)。
本实施方式的戊二酰亚胺环的含有率例如为能够通过以下的方法测定的值。使用1H-NMR进行。根据3.5ppm至3.8ppm附近的源自甲基丙烯酸甲酯的O-CH3质子的峰的面积和3.0ppm至3.3ppm附近的源自戊二酰亚胺基的N-R3质子的峰面积,使用求出的摩尔比进行重量换算。
在用酰亚胺化剂进行处理的工序中,除了甲基丙烯酸甲酯以外,例如也可以组合使用丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯等,在组合使用它们的情况下,优选丙烯酸酯单元小于1重量%。进而,丙烯酸酯单元更优选小于0.5重量%,进一步优选小于0.3重量%。
另外,除了上述单体(monomer)以外,也可以共聚丙烯腈、甲基丙烯腈等腈系单体、马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体、苯乙烯等芳香族乙烯基系单体。
上述甲基丙烯酸甲酯树脂的结构没有特别限定,可以为线性(链状)聚合物、嵌段聚合物、核壳聚合物、支链聚合物、梯形聚合物和交联聚合物等中的任意者。
嵌段聚合物的情况下,可以为A-B型、A-B-C型、A-B-A型、以及它们以外的类型的嵌段聚合物中的任意者。在核壳聚合物的情况下,可以仅由一层核和一层壳构成,也可以分别由多层构成。
作为聚甲基丙烯酸甲酯的制造方法,没有特别限定,可以应用公知的乳液聚合法、乳液-悬浮聚合法、悬浮聚合法、本体聚合法、溶液聚合法等,用于光学领域时,从杂质少的观点出发,特别优选本体聚合法、溶液聚合法。例如,可以按照日本特开昭56-8404、日本特公平6-86492、日本特公平7-37482或日本特公昭52-32665等中记载的方法来制造。
本实施方式的丙烯酸系树脂的制造方法包括:将甲基丙烯酸甲酯树脂或共聚有上述甲基丙烯酸甲酯单体以外的单体的丙烯酸系树脂加热熔融,用酰亚胺化剂进行处理的工序(酰亚胺化工序)。由此,能够制造具有戊二酰亚胺的丙烯酸系树脂。
酰亚胺化剂只要能够生成通式(1)所示的戊二酰亚胺环,则并无特别限制,可列举WO2005/054311记载的酰亚胺化剂等。具体而言,可列举例如:氨、甲胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、叔丁胺、正己胺等含脂肪族烃基的胺;苯胺、苄胺、甲苯胺、三氯苯胺等含芳香族烃基的胺;环己胺等含脂环式烃的胺。另外,也可以使用如脲、1,3-二甲基脲、1,3-二乙基脲、1,3-二丙基脲那样通过加热而产生例示的胺的脲系化合物。这些酰亚胺化剂中,从成本、物性的两方面出发,优选使用甲胺、氨、环己胺,特别优选使用甲胺。
常温下为气体状的甲胺等可以以溶解于甲醇等醇类的状态使用。
该酰亚胺化工序中,通过调整上述酰亚胺化剂的添加比例,能够调整得到的丙烯酸系树脂中的戊二酰亚胺单元及(甲基)丙烯酸酯单元的比例。
另外,通过调整酰亚胺化的程度,能够调整得到的丙烯酸系树脂的物性、将本实施方式的丙烯酸系树脂成型而成的拉伸薄膜的透明性等。
酰亚胺化剂相对于包含甲基丙烯酸甲酯单元的丙烯酸系树脂100重量份优选为0.5重量份~20重量份。酰亚胺化剂的添加量在该范围内时,酰亚胺化剂不易残留在树脂中,诱发成型后的外观缺陷、发泡的可能性极低。另外,最终得到的树脂组合物的戊二酰亚胺环的含有率也适当,因此其耐热性不易降低,不易诱发成形后的外观缺陷,是优选的。
在该酰亚胺化的工序中,除了酰亚胺化剂以外,还可以根据需要添加闭环促进剂(催化剂)。
加热熔融、与酰亚胺化剂进行处理的方法没有特别限定,可以使用以往公知的所有方法。例如,可以通过使用挤出机、间歇式反应槽(压力容器)等的方法,将上述包含甲基丙烯酸甲酯单元的丙烯酸系树脂酰亚胺化。
挤出机没有特别限定。例如,可以使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或多螺杆挤出机等。挤出机可以单独使用,也可以将多个串联连接而使用。在使用双螺杆挤出机的情况下,可以举出非啮合型同向旋转式、啮合型同向旋转式、非啮合型异向旋转式和啮合型异向旋转式等。其中,啮合型同向旋转式的双螺杆挤出机能够高速旋转,因此能够更进一步促进酰亚胺化剂(在使用闭环促进剂的情况下为酰亚胺化剂和闭环促进剂)相对于原料聚合物的混合,因此优选。
在挤出机中进行酰亚胺化的情况下,例如,从挤出机的原料投入部投入甲基丙烯酸甲酯树脂,使该树脂熔融,充满料筒内后,使用添加泵将酰亚胺化剂注入挤出机中,由此可以在挤出机中进行酰亚胺化反应。
这种情况下,在挤出机中处理的温度(树脂温度)、时间(反应时间)、树脂压力也只要能够进行戊二酰亚胺化就没有特别限制。
在使用挤出机的情况下,为了除去未反应的酰亚胺化剂、副产物,还优选安装能够减压至大气压以下的排气孔。根据这样的构成,能够除去未反应的酰亚胺化剂、或甲醇等副产物、单体类。
使用间歇式反应槽(压力容器)制造在主链含有戊二酰亚胺环的丙烯酸系树脂时,该间歇式反应槽(压力容器)的结构没有特别限定。只要具有能够通过加热使包含甲基丙烯酸甲酯单元的丙烯酸系树脂熔融并搅拌、且能够添加酰亚胺化剂(在使用闭环促进剂的情况下为酰亚胺化剂和闭环促进剂)的结构即可,优选具有搅拌效率良好的结构。
作为酰亚胺化方法的具体例,例如可以举出日本特开2008-273140、日本特开2008-274187记载的方法等公知的方法。
本实施方式的丙烯酸系树脂的制造方法中,除了上述酰亚胺化工序以外,还可以包括用酯化剂进行处理的工序。通过该酯化工序,能够将酰亚胺化工序中得到的酰亚胺化树脂的酸值调整至所期望的范围内。
作为酯化剂,只要能够将分子链中残留的羧基酯化,就没有特别限制。例如可列举:碳酸二甲酯、2,2-二甲氧基丙烷、二甲基亚砜、原甲酸三乙酯、原乙酸三甲酯、原甲酸三甲酯、碳酸二苯酯、硫酸二甲酯、甲苯磺酸甲酯、三氟甲基磺酸甲酯、乙酸甲酯、甲醇、乙醇、异氰酸甲酯、对氯苯基异氰酸酯、二甲基碳二亚胺等。其中,从成本、反应性等观点出发,优选碳酸二甲酯、原乙酸三甲酯,从成本的观点出发,优选碳酸二甲酯。
在该酰亚胺化工序中,相对于含有甲基丙烯酸甲酯单元的丙烯酸系树脂100重量份,酯化剂优选为0重量份~30重量份,更优选为0重量份~15重量份。若酯化剂在这些范围内,则能够将酸值调整为适当的范围。另一方面,多于该范围时,存在未反应的酯化剂残留在树脂中的可能性,使用得到的树脂进行成型时,有时成为发泡、臭气产生的原因。
除了酯化剂以外,还可以组合使用催化剂。催化剂只要能够促进酯化就没有特别限定。例如可以举出三甲胺、三乙胺、三丁胺等脂肪族叔胺。其中,从成本、反应性等观点出发,优选三乙胺。
在该酯化工序中,也可以不利用酯化剂进行处理而仅进行加热处理等。仅进行加热处理(挤出机内的熔融树脂的混炼、分散等)的情况下,可以通过酰亚胺化工序中副产的具有戊二酰亚胺环的丙烯酸系树脂中的羧基彼此的脱水反应、羧基与烷氧基羰基的脱醇反应等使羧基的一部分或全部成为酸酐基。此时,也可以使用闭环促进剂(催化剂)。即使在利用酯化剂进行处理的情况下,也可以通过加热处理进行酸酐基化。
在经过酰亚胺化工序和酯化工序的酰亚胺树脂中,由于含有未反应的酰亚胺化剂、未反应的酯化剂、由反应副产的挥发成分和树脂分解物等,因此可以安装能够减压至大气压以下的排气孔。
(在主链具有内酯环的丙烯酸系树脂)
在主链具有内酯环作为环结构的丙烯酸系树脂只要是在分子内具有内酯环结构的热塑性的聚合物(在分子链中导入有内酯环结构的热塑性的聚合物),就没有限定,其制造方法也没有限定,优选在通过聚合得到在分子链中具有羟基和酯基的聚合物(a)(聚合工序)后,通过对得到的聚合物(a)进行加热处理而将内酯环结构导入聚合物(内酯环化缩合工序)而得到。
在聚合工序中,通过进行包含下述通式(2)所示的不饱和单体的单体成分的聚合反应,得到在分子链中具有羟基和酯基的聚合物。
(其中,R4和R5分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20的烷基。)。
作为通式(2)所示的不饱和单体,例如可列举出2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯、2-(羟基甲基)丙烯酸乙酯、2-(羟基甲基)丙烯酸异丙酯、2-(羟基甲基)丙烯酸正丁酯、2-(羟基甲基)丙烯酸叔丁酯等。其中,优选2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯、2-(羟基甲基)丙烯酸乙酯,从提高耐热性的效果高的方面出发,特别优选2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯。这些不饱和单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
单体成分中的通式(2)所示的不饱和单体的含有比例优选为5重量%~50重量%,更优选为10重量%~40重量%,进一步优选为10重量%~30重量%。若上述含有比例少于5重量%,则所得的含内酯环的聚合物的耐热性、耐溶剂性、表面硬度有可能降低,若多于50重量%,则有可能在形成内酯环结构时发生交联反应而容易凝胶化,流动性降低而难以熔融成型,或者由于未反应的羟基容易残留,因此在成型时进一步进行缩合反应而产生挥发性物质,容易出现银纹,或者厚度方向相位差Rth增大等。
单体成分优选包含通式(2)所示的不饱和单体以外的其他单体。作为该其他单体,只要在不损害本发明的效果的范围内选择,就没有限定,例如可优选举出(甲基)丙烯酸酯、含羟基单体、不饱和羧酸、下述通式(3)所示的不饱和单体。上述其他单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
(其中,R6表示氢原子或甲基,X表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、芳基、-OAc基、-CN基、或-CO-R7基,Ac基表示乙酰基,R7表示氢原子或碳原子数1~20的烷基。)。
作为上述(甲基)丙烯酸酯,只要是通式(2)所示的不饱和单体以外的(甲基)丙烯酸酯,就没有限定,例如可列举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸酯,它们可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。其中,从耐热性、透明性的观点出发,特别优选甲基丙烯酸甲酯。
在使用上述(甲基)丙烯酸酯的情况下,为了充分发挥本发明的效果,单体成分中的其含有比例优选为10重量%~95重量%,更优选为10重量%~90重量%,进一步优选为40重量%~90重量%,特别优选为50重量%~90重量%。
(在主链具有马来酸酐、马来酰亚胺和戊二酸酐结构的丙烯酸系树脂)
本实施方式中,也优选使用在主链具有马来酰亚胺、戊二酸酐结构作为环结构的丙烯酸系树脂。作为马来酸酐结构,例如可举出苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物等。作为马来酰亚胺结构,可列举出例如日本特开2004-45893中记载的烯烃·马来酰亚胺共聚物等。作为戊二酸酐结构,例如可举出日本特开2003-137937中记载的具有戊二酸酐单元的共聚物。
(在主链不具有环结构的丙烯酸系树脂)
作为玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂,例如可列举出导入甲基丙烯酸等的羧基的方法。若羧基为一定量以上,则产生形成交联体的风险,或制膜时发泡的风险增大,因此优选抑制为某一定量以下。具体而言,丙烯酸系树脂中的羧基的量优选为0.6mmol/g以下,优选为0.4mmol/g以下。
作为玻璃化转变温度为120℃以上的丙烯酸系树脂,可以适宜地利用三单元组表示的间同立构规整度为54%以上的丙烯酸系树脂。若丙烯酸系树脂的三单元组表示的间同立构规整度为54%以上,则有丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度变高,丙烯酸系树脂的耐热性提高的倾向。丙烯酸系树脂的三单元组表示的间同立构规整度优选为55%以上,更优选为56%以上,进一步优选为57%以上。另外,从丙烯酸系树脂的成型加工温度、成型体的韧性和二次加工性的观点出发,丙烯酸系树脂的三单元组表示的间同立构规整度优选为67%以下、更优选为65%以下、进一步优选为63%以下。
丙烯酸系树脂的三单元组表示的间同立构规整度是3个结构单元的链(三单元组)为rr的比例。另外,在2个结构单元的链(双单元)中,将立体配置相同的称为内消旋(m),将相反的称为外消旋(r)。
作为三单元组表示的间同立构规整度为54%以上的丙烯酸系树脂的合成方法,没有特别限定,例如可列举出阴离子聚合法、自由基聚合法。其中,优选自由基聚合法(例如参照国际公开第2023/238885号、国际公开第2023/238886号)。自由基聚合法中,由于不使用阴离子聚合法中使用的作为聚合引发剂的有机金属化合物、作为介质的有机溶剂,因此不易残留杂质,从环境方面的观点出发是优选的。在此,丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度和三单元组表示的间同立构规整度可以通过丙烯酸系树脂的聚合温度来控制。例如,通过降低丙烯酸系树脂的聚合温度,丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度变高,并且丙烯酸系树脂的间同立构规整度变大。另外,丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度也可以通过丙烯酸系树脂的分子量来控制。
三单元组表示的间同立构规整度为54%以上的丙烯酸系树脂中的源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的含有率优选为98重量%以上,更优选为99重量%以上,进一步优选为100重量%。
作为构成三单元组表示的间同立构规整度为54%以上的丙烯酸系树脂的甲基丙烯酸甲酯以外的单体,没有特别限定,例如可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等丙烯酸烷基酯;丙烯酸苯酯等丙烯酸芳基酯;丙烯酸环己酯、丙烯酸降冰片烯酯等丙烯酸环烷基酯;甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯等甲基丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸烷基酯;甲基丙烯酸苯酯等甲基丙烯酸芳基酯;甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸降冰片烯酯等甲基丙烯酸环烷基酯;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物;丙烯酰胺;甲基丙烯酰胺;丙烯腈;甲基丙烯腈。
(丙烯酸系树脂的其他特性)
以下,对在主链具有环结构的丙烯酸系树脂和在主链不具有环结构的丙烯酸系树脂的其他特性进行说明。以下,“丙烯酸系树脂”的记载是指在主链具有环结构的丙烯酸系树脂和在主链不具有环结构的丙烯酸系树脂中的至少任一种。
丙烯酸系树脂的重均分子量优选为5万以上且20万以下,更优选为9万以上且15万以下。丙烯酸系树脂的重均分子量为5万以上时,有丙烯酸系树脂的成型体的机械特性提高的倾向,为20万以下时,有丙烯酸系树脂的成型性提高的倾向。
丙烯酸系树脂的重均分子量可以为40万以上。丙烯酸系树脂的重均分子量为40万以上时,有丙烯酸系树脂的成型体的机械特性进一步提高的倾向,例如,能够得到耐弯曲性优异的树脂薄膜。此时,丙烯酸系树脂的重均分子量优选为60万以上,更优选为70万以上,进一步优选为80万以上。另外,从丙烯酸系树脂的成型性的观点出发,丙烯酸系树脂的重均分子量优选为250万以下、更优选为200万以下、进一步优选为150万以下、特别优选为120万以下。
丙烯酸系树脂的重均分子量相对于数均分子量之比(分散度)优选为1.6以上且2.5以下,更优选为1.7以上且2.2以下。丙烯酸系树脂的分散度为1.6以上时,有丙烯酸系树脂的流动性提高而容易成形的倾向,为2.5以下时,有丙烯酸系树脂的成形体的耐冲击性、韧性、耐弯曲性等机械特性提高的倾向。
需要说明的是,丙烯酸系树脂的数均分子量和重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的标准聚苯乙烯换算的值。另外,丙烯酸系树脂的数均分子量和重均分子量可以通过合成丙烯酸系树脂时使用的聚合引发剂和链转移剂的种类、使用量来控制。
(丙烯酸系树脂组合物)
作为丙烯酸系树脂薄膜,可以使用在丙烯酸系树脂中添加有添加剂的丙烯酸系树脂组合物,也可以组合使用抗粘连剂和添加剂。作为添加剂,可以将通常使用的抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、以防蓝光为目的的特定波长吸收剂或特定波长吸收色素、自由基捕捉剂等耐光性稳定剂、相位差调整剂、催化剂、增塑剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、防收缩剂、抗菌/除臭剂、荧光增白剂、相容剂等单独或组合2种以上,在不损害本发明的目的的范围内添加。
关于紫外线吸收剂,例如可列举:三嗪系化合物、苯并三唑系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、苯并噁嗪系化合物及噁二唑系化合物等。其中,从相对于添加量的紫外线吸收性能、进行熔融挤出的情况下的挥发性的观点出发,优选三嗪系化合物。
关于相位差调整剂,在赋予负的相位差的情况下,例如只要是具有苯乙烯骨架的化合物即可,可例示丙烯腈-苯乙烯共聚物。
关于丙烯酸系树脂与抗粘连剂的混合方法,没有特别限定,可以使用以往公知的所有方法。例如可列举出:使用重量式进料器供给至挤出机进行熔融混炼的方法、利用丙烯酸系树脂和抗粘连剂均相容性优异的溶剂以溶液的状态混合等。
在使用挤出机进行混合的情况下,所使用的挤出机没有特别限定,可以使用各种挤出机。具体而言,可以使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或多螺杆挤出机等。其中,优选使用双螺杆挤出机。通过双螺杆挤出机,将丙烯酸系树脂和抗粘连剂均匀混合的条件的自由度大。另外,可以使用原料投入料斗等从挤出机的上游侧投入丙烯酸系树脂和抗粘连剂并混合,也可以使用侧进料器、重量式进料器等在挤出机的中途仅投入抗粘连剂并混合。或者,也可以使用事先用其他挤出机将抗粘连剂制成母料的物质。
为了减少树脂中的异物,也可以在挤出机的最后设置过滤器。在过滤器之前,为了使(A)丙烯酸系树脂/丙烯酸系树脂组合物升压,优选设置齿轮泵。作为过滤器的种类,优选使用能够从熔融聚合物中除去异物的不锈钢制的叶盘式过滤器,作为过滤器元件,优选使用纤维型、粉末型或它们的复合型。
(光学薄膜的制造方法)
对本发明的光学薄膜的制造方法的一个实施方式进行说明,但本发明并不限定于此。即,只要是能够将本实施方式的丙烯酸系树脂组合物成型而制造薄膜的方法,就可以使用以往公知的所有方法。
具体而言,例如可以举出注射成型、熔融挤出成型、吹胀成型、吹塑成型、压缩成型等。另外,通过将本实施方式的丙烯酸系树脂组合物溶解于能够溶解的溶剂后进行成型的溶液流延法、旋涂法,可以制造本实施方式的薄膜。
其中,优选使用不使用溶剂的熔融挤出法。根据熔融挤出法,能够降低制造成本、降低溶剂对地球环境、作业环境的负荷。
通过熔融挤出法将本实施方式的丙烯酸系树脂组合物成型为薄膜时,首先,将本实施方式的丙烯酸系树脂组合物预干燥,然后供给至挤出机,使该丙烯酸系树脂组合物加热熔融。进而,通过齿轮泵、过滤器供给至T型模等模具。接着,将供给至T型模的丙烯酸系树脂组合物挤出为片状的熔融树脂,使用冷却辊等进行冷却固化,得到未拉伸薄膜(也称为原材薄膜)。此时,为了使薄膜的表面性(平滑性)良好,也可以夹入于金属辊和具备金属制弹性外筒的柔性辊。
通过溶液流延法将本实施方式的丙烯酸系树脂组合物成型为未拉伸薄膜的情况下,是将本实施方式的丙烯酸系树脂组合物与有机溶剂一起制成溶液后,将该溶液流延在支撑体上,进行加热干燥而制造未拉伸薄膜的方法。能够用于溶液流延法的溶剂可以从公知的溶剂中选择。二氯甲烷和三氯乙烷等卤代烃系溶剂容易将本实施方式的丙烯酸系树脂溶解,并且沸点也低,因此是优选的溶剂。另外,也可以使用二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等极性高的非卤素系的溶剂。进而,也可使用甲苯、二甲苯及苯甲醚等芳香族系溶剂、二噁烷、二氧戊环、四氢呋喃及吡喃等环状醚系溶剂、以及甲基乙基酮等酮系溶剂。这些溶剂可以单独使用。另外,也可以混合使用多种。溶剂的使用量只要能够以可充分进行流延的程度溶解热塑性树脂,则可设为任意的量。需要说明的是,本说明书中,“溶解”是指树脂以能够充分进行流延的程度的均匀状态存在于溶剂中。未必需要溶质完全溶解于溶剂。溶液中的树脂浓度优选为1重量%~90重量%,更优选为5重量%~70重量%,进一步优选为10重量%~50重量%。作为优选的支撑体,可以使用不锈钢制的环形带。或者也可以使用聚酰亚胺薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等那样的薄膜。
本实施方式的光学薄膜是将未拉伸薄膜(也称为原材薄膜)拉伸而得到的。通过对未拉伸薄膜进行拉伸,能够制造期望厚度的拉伸薄膜,进而能够提高拉伸薄膜的机械特性。作为拉伸方法,可以使用以往公知的方法。例如可以对通过熔融挤出而成型的未拉伸的原材薄膜进行单轴拉伸或双轴拉伸来制造规定厚度的薄膜。为了使拉伸薄膜的长度方向(MD方向)、宽度方向(TD方向)均具有优异的机械特性,优选进行双轴拉伸。作为双轴拉伸方法,可以是同时双轴拉伸,也可以是逐次双轴拉伸。
关于拉伸倍率(双轴拉伸的情况下,薄膜的MD方向、TD方向均是),优选为1.5倍~3.0倍,更优选为1.8倍~2.8倍。若拉伸倍率在该范围内,则能够充分提高伴随拉伸的薄膜的机械特性。另外,取向度也不会过度上升,能够减小在85℃、85%RH气氛下静置120小时时的尺寸变化,进而贴合于偏光件时的剥离强度降低的可能性也小。关于拉伸速度,优选以1.1倍/分钟以上进行,更优选以5倍/分钟以上进行。另外,优选为100倍/分钟以下,更优选为50倍/分钟以下。在逐次双轴拉伸的情况下,第一阶段的拉伸速度与第二阶段的拉伸速度可以相同,也可以不同。在逐次双轴拉伸中,通常,第一阶段的拉伸为长度方向(MD方向)的拉伸,第二阶段的拉伸为宽度方向(TD方向)的拉伸。
拉伸温度没有特别限定,优选在Tg+7℃~Tg+50℃下进行,更优选在Tg+10℃~Tg+40℃下进行。拉伸温度为Tg+7℃以上时,能够抑制拉伸工序中的断裂风险。另一方面,拉伸温度为Tg+50℃以下时,可得到充分的分子取向,能够抑制薄膜的机械强度降低。在上述范围内拉伸温度高的情况下,分子取向被缓和,因此机械强度降低,另一方面,85℃、85%RH的气氛下的尺寸变化变小。另外,在含有抗粘连剂的薄膜的情况下,若在低温下拉伸,则颗粒容易在表面浮出,容易表现出表面粗糙度、滑动性、外部雾度。本领域技术人员可以考虑上述平衡而任意地设定拉伸条件。
本实施方式的光学薄膜通过公知的方法卷绕成卷状。根据本实施方式的薄膜,即使在薄膜宽度变宽的情况或卷绕长度变长的情况下,也不易产生由薄膜间的粘连引起的缺陷。另外,若还组合以往用于粘连对策的端部的滚花加工等,则更有效。
(用途)
在将本实施方式的光学薄膜用作偏光件保护薄膜的情况下,与偏光件贴合而成为偏光板。偏光件没有特别限定,可以使用以往公知的任意的偏光件。例如可列举出使经拉伸的聚乙烯醇含有碘而获得的偏光件等。
该偏光板可以进一步与各种薄膜贴合,适合用于例如液晶显示器、有机EL显示器等显示器领域等。但是,其用途并不限定于这些。
实施例
基于实施例和比较例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不限定于此。本领域技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变更、修正以及改变。
(表面粗糙度)
依据JIS B0601:2013,使用Evident公司制的激光显微镜LEXT OLS5100,测定光学薄膜的表面粗糙度。具体而言,首先,使用倍率50倍、数值孔径0.95的物镜,获取薄膜的257μm×257μm的范围的共焦图像。接着,分别对MD方向、TD方向以均等间隔各引出3条评价线,提取粗糙度曲线。根据所得到的粗糙度曲线,利用分析软件算出10点平均粗糙度Rzjis和峰度Rku,算出该测定位置处的平均值。改变测定位置进行5次测定,采用它们的平均值作为表面粗糙度。但是,在从图像明显确认到损伤等局部异常的情况下,不加入测定值中,避开异常部而再次重新测定。
(静摩擦系数)
按照JIS K7125:1999,使用IMADA公司制的数字测力计ZTS-5N及摩擦系数测定夹具COF-2N-V,测定光学薄膜的静摩擦系数。具体而言,将薄膜的A面固定于平滑的不锈钢板上,利用双面胶带将薄膜的B面粘接于60×60mm、重量200g的滑块,通过滑轮以100mm/min的速度使滑块移动,利用测力传感器读取此时的载荷,算出静摩擦系数。更换薄膜片实施5次测定,算出平均值。
(雾度、内部雾度)
依据JIS 7136:2000,使用日本电色工业公司制的雾度计NDH2000,测定光学薄膜的雾度。另外,在液体测定用玻璃比色皿中放入光学薄膜,使蒸馏水与光学薄膜的两面接触,测定光学薄膜的内部雾度。
(玻璃化转变温度)
使用丙烯酸系树脂或丙烯酸系树脂组合物10mg,测定丙烯酸系树脂或丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度。具体而言,使用差示扫描量热计(Hitachi High-Tech ScienceCorporation制、DSC7000X),在氮气气氛下以升温速度20℃/分钟进行升温,通过中点法确定玻璃化转变温度。
(尺寸变化率)
用直径1mm的冲头在使用刀具从光学薄膜切出90mm×90mm的大小的薄膜的从四角向对角线的内侧方向20mm的位置开孔,使用Mitutoyo公司制的MF201型三维测定器测定孔间隔。接着,将测定了孔间隔的薄膜在设定为85℃、85%RH的Nagano Science公司制的LH-20型环境试验机中静置120小时后,再次测定孔间隔。根据85℃、85%RH的气氛下的静置前后的孔间隔,通过式(A)算出尺寸变化率。
(丙烯酸系树脂组合物及丙烯酸系交联颗粒的折射率)
首先,按照JIS K7142:2014,如下求出丙烯酸系树脂组合物的折射率。具体而言,将丙烯酸系树脂组合物在240℃下进行熔融压制而制成100μm厚度的薄膜,使用折射率计(Atago公司制、数字阿贝折射率计DR-M2)在23℃的条件下测定得到的薄膜的折射率(波长589nm)。将得到的折射率作为丙烯酸系树脂组合物的折射率。
接着,使用卤素系的高折射率液体和甲醇等低折射率液体,使用改变了比率的混合液,通过以下的方法求出丙烯酸系交联颗粒的折射率。此处,使丙烯酸系交联颗粒分散于混合液中,混合液与丙烯酸系交联颗粒的折射率不一致时,成为白浊的分散液,混合液与丙烯酸系交联颗粒的折射率一致时,成为透明的液体。因此,将成为透明液体时的混合液的折射率作为丙烯酸系交联颗粒的折射率。
<丙烯酸系树脂的制造>
(丙烯酸系树脂1的制造例)
使用的挤出机为口径40mm的啮合型同向旋转式双螺杆挤出机(L/D=90)。将挤出机的各调温区域的设定温度设为250~280℃,螺杆转速设为85rpm。利用捏合块使甲基丙烯酸甲酯树脂熔融、充满后,从喷嘴注入相对于上述甲基丙烯酸甲酯树脂100重量份为1.8重量份的单甲胺(三菱瓦斯化学株式会社制)。将从设置于挤出机出口的模具以线料的形式出来的树脂在水槽中冷却后,用造粒机进行粒料化,由此得到树脂(I)。接着,利用口径40mm的啮合型同向旋转式双螺杆挤出机,将挤出机的各调温区域的设定温度设为240~260℃。从喷嘴注入相对于上述甲基丙烯酸甲酯树脂100重量份为0.56重量份的碳酸二甲酯,进行树脂中的羧基的减少。除去反应后的副产物和过量的碳酸二甲酯。将从设置于挤出机出口的模具以线料的形式出来的树脂在水槽中冷却后,利用造粒机进行粒料化,得到具有戊二酰亚胺环的丙烯酸系树脂1。该丙烯酸系树脂1的玻璃化转变温度为123℃,Mw为8.1万,Mw/Mn为1.59。
(环结构的含有率的计算)
使用1H-NMR BRUKER AvanceIII(400MHz)对得到的丙烯酸系树脂进行测定。由成为对象的环结构部分与其以外的部分的摩尔比进行重量换算而算出。具体而言,在戊二酰亚胺的情况下,根据3.5至3.8ppm附近的源自甲基丙烯酸甲酯的O-CH3质子的峰的面积A和3.0至3.3ppm附近的源自戊二酰亚胺的N-CH3质子的峰的面积B,使用求出的摩尔比进行重量换算而算出,结果环结构的含有率为6重量%。
(实施例1)
将包含上述丙烯酸系树脂制造例中制造的丙烯酸系树脂1和作为抗粘连剂(AB剂)的平均粒径0.8μm的丙烯酸系交联颗粒(综研化学公司制MX80H3wT、折射率1.49)0.1重量%的混合物通过口径15mm的啮合型同向旋转式双螺杆挤出机(L/D=45)混炼。将从设置于挤出机出口的模具以线料的形式出来的树脂在水槽中冷却后,用造粒机进行粒料化,得到丙烯酸系树脂组合物(折射率1.49)。
将得到的丙烯酸系树脂组合物在100℃下干燥5小时后,使用在挤出机出口具备T型模的口径15mm的啮合型同向旋转式双螺杆挤出机(L/D=45),用接触辊夹持,制成薄膜。将从设置于挤出机出口的T模挤出的片状的熔融树脂用冷却辊冷却,得到宽度160mm、厚度160μm的原材薄膜。对于原材薄膜,按照上述方法测定玻璃化转变温度,结果为123℃。此时,将与流延辊接触的面定义为B面,将另一面定义为A面。
接着,在原材薄膜(丙烯酸系树脂薄膜)的B面进行以下所示的易粘接涂敷而取得光学薄膜。
(易粘接层的形成)
对原材薄膜的单面实施电晕放电处理(电晕放电电子照射量100W/m2/min)。相对于具有羧基的水系聚氨酯树脂(第一工业制药株式会社、商品名:SUPERFLEX 210、固体成分:33%)100g,添加交联剂(日本触媒株式会社制、商品名:EPOCROS WS700、固体成分:25%)20g、胶体二氧化硅(扶桑化学工业株式会社制、商品名PL-3、固体成分:20%)15g,搅拌3分钟,得到易粘接剂组合物。用棒涂机(编号#6)将得到的易粘接剂组合物涂布于实施了电晕放电处理的原材薄膜的电晕放电处理面。将涂布有易粘接剂的原材薄膜投入热风干燥机(80℃),使氨基甲酸酯组合物干燥约1分钟,得到形成有易粘接层的易粘接处理薄膜。
使用株式会社井元制作所制的双轴拉伸装置(IMC-1905),以拉伸倍率2倍(纵·横)、145℃对所得到的易粘接处理薄膜进行同时双轴拉伸,制作拉伸薄膜(光学薄膜)。
(粘连试验)
将100mm×100mm的10片试验片(光学薄膜)重叠后,从上方施加1kg的压力,在60℃下放置2小时。然后,在23℃下自然冷却1小时,目视确认光学薄膜的状态,并且用手剥离光学薄膜,按照下述基准进行判定。
1:薄膜彼此牢固地固着,在剥离时在薄膜上产生剥离痕迹。
2:薄膜彼此固着,在剥离时在薄膜上不产生剥离痕迹。
3:看不到薄膜彼此的固着。
表1中示出Rku、Rzjis、静摩擦系数、雾度、内部雾度、玻璃化转变温度、尺寸变化率及粘连试验的评价结果。
(实施例2)
使用加入了0.2重量%的AB剂的丙烯酸系树脂组合物(折射率1.49),除此以外,与实施例1同样地得到光学薄膜。
(实施例3)
使用加入了0.5重量%的AB剂的丙烯酸系树脂组合物(折射率1.49),除此以外,与实施例1同样地得到光学薄膜。
(比较例1)
除了不添加AB剂以外,与实施例1同样地得到光学薄膜。
(比较例2)
使用加入了1重量%的AB剂的丙烯酸系树脂组合物(折射率1.49),除此以外,与实施例1同样地得到光学薄膜。
(比较例3)
代替丙烯酸系树脂1,使用作为不含环结构的PMMA树脂的PARAPET HM(株式会社可乐丽制、折射率1.49、Tg118℃、Mw=7.8万、Mw/Mn=1.72)作为丙烯酸系树脂3,除此以外,与实施例1同样地得到光学薄膜。
[表1]
由表1可知,实施例1~3的光学薄膜的透明性及耐热性优异,可防止薄膜卷保管时的粘连。与此相对,比较例1的光学薄膜的两面的峰度Rku之和为6.4,因此无法防止薄膜卷保管时的粘连。另外,比较例2的光学薄膜的两面的峰度Rku之和为53.2,因此透明性降低。进而,比较例3的光学薄膜的玻璃化转变温度为118℃,因此耐热性降低。
<丙烯酸系树脂的制造>
(丙烯酸系树脂2的制造例)
在具备具有H型搅拌翼的搅拌机的4L的玻璃制反应器中装入去离子水150重量份、作为分散剂的磷酸三钙0.20重量份、α-烯烃磺酸钠0.0075重量份和氯化钠0.30重量份。接着,在氮气气氛下,一边以250rpm搅拌,一边向反应器中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)100重量份、作为链转移剂的正辛基硫醇0.289重量份和作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双(异丁酸)二甲酯(富士胶片和光纯药公司制造、V-601)0.065重量份。接着,将反应器内的液温升温至70℃而引发聚合,引发聚合2小时后,向反应器中加入磷酸三钙0.10重量份。此时,开始聚合4小时20分钟后,观察到伴随凝胶效果的放热峰。接着,开始聚合7小时后开始加热,将反应器内的液温升温至95℃。需要说明的是,开始聚合7小时后的转化率为93%。接着,反应器内的液温达到95℃2小时后,将反应器内的液温冷却至室温,结束聚合,得到丙烯酸系树脂分散液。需要说明的是,结束聚合时的转化率为99%。
相对于投入的单体的重量,使用以重量比计为0.1倍量的1N盐酸,对丙烯酸系树脂分散液进行酸洗后,进行水洗,由此除去分散剂。接着,将经清洗的丙烯酸系树脂分散液脱水后,使其干燥,由此得到珠状的丙烯酸系树脂2。丙烯酸系树脂2的玻璃化转变温度为120℃,三单元组表示的间同立构规整度为57%,Mw为8.3万,Mw/Mn为1.63,源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的含有率为100重量%。
(转化率)
通过重量法,利用加热至150℃的烘箱干燥30min后的丙烯酸系树脂的固体成分重量相对于投入的单体的重量的比例、即式
(丙烯酸系树脂的固体成分重量)×100/(加入的单体的重量)
求出转化率。
(三单元组表示的间同立构规整度)
使用核磁共振装置(Bruker公司制、AVANCEIII 400MHz),在氘代氯仿溶液中,在22℃、累计次数16次的条件下,测定丙烯酸系树脂的1H-NMR谱图。接着,测量将四甲基硅烷(TMS)设为0ppm时的0.60~0.95ppm的区域的面积(X)及0.60~1.25ppm的区域的面积(Y)后,通过式
(X/Y)×100
计算三单元组表示的间同立构规整度。
(重均分子量、数均分子量和分散度)
使用凝胶渗透色谱(GPC),算出丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和分散度(Mw/Mn)。此时,使用将丙烯酸系树脂20mg溶解于四氢呋喃10mL而制备的试样溶液,在以下的条件下实施分析。
测定机器:HLC-8420GPC(东曹株式会社制造)
检测器:RI检测器
洗脱剂:四氢呋喃
保护柱:TSKgel guardcolumn SuperH-L(东曹株式会社制)
分析柱:TSKgel SuperH5000、SuperH4000、SuperH3000、SuperH2000(东曹株式会社制)(串联)
洗脱剂流量:0.60mL/min
测定温度:40℃
标准物质:标准聚苯乙烯(东曹株式会社制)
(实施例4)
使用丙烯酸系树脂2代替丙烯酸系树脂1,除此以外,与实施例1同样地得到原材薄膜。对原材薄膜测定玻璃化转变温度,结果为121℃。
接着,在原材薄膜(丙烯酸树脂系树脂薄膜)的B面进行以下所示的易粘接涂敷而取得光学薄膜。
(易粘接层的形成)
对原材薄膜的单面实施电晕放电处理(电晕放电电子照射量100W/m2/min)。相对于具有羧基的水系聚氨酯树脂(第一工业制药株式会社、商品名:SUPERFLEX 210、固体成分:33%)3g,添加交联剂(日本触媒株式会社制、商品名:EPOCROS WS700、固体成分:25%)0.6g、去离子水18.9g,搅拌3分钟,得到易粘接剂组合物。用棒涂机(编号#6)将得到的易粘接剂组合物涂布于实施了电晕放电处理的原材薄膜的电晕放电处理面。将涂布有易粘接剂的原材薄膜投入热风干燥机(80℃),使氨基甲酸酯组合物干燥约1分钟,得到形成有易粘接层的易粘接处理薄膜。
使用株式会社井元制作所制的双轴拉伸装置(IMC-1905),以拉伸倍率2倍(纵·横)、135℃对所得到的易粘接处理薄膜进行同时双轴拉伸,制作拉伸薄膜(光学薄膜)。
表2中示出Rku、Rzjis、静摩擦系数、雾度、内部雾度、玻璃化转变温度、尺寸变化率及粘连试验的评价结果。
(实施例5)
使用平均粒径1.2μm的丙烯酸系交联颗粒(根上工业株式会社制J-3PY、折射率1.50)0.12重量%代替平均粒径0.8μm的丙烯酸系交联颗粒0.1重量%,除此以外,与实施例4同样地得到光学薄膜。对原材薄膜测定玻璃化转变温度,结果为120℃。
(实施例6)
使用平均粒径2.2μm的丙烯酸系交联颗粒(根上工业株式会社制J-4PY、折射率1.50)0.12重量%代替平均粒径0.8μm的丙烯酸系交联颗粒0.1重量%,除此以外,与实施例4同样地得到光学薄膜。对原材薄膜测定玻璃化转变温度,结果为120℃。
(比较例4)
除了不添加AB剂以外,与实施例4同样地得到光学薄膜。对原材薄膜测定玻璃化转变温度,结果为120℃。
[表2]
由表2可知,实施例4~6的光学薄膜的透明性及耐热性优异,可防止薄膜卷保管时的粘连。与此相对,比较例4的光学薄膜的两面的峰度Rku之和为7.1,因此无法防止薄膜卷保管时的粘连。
Claims (11)
1.一种光学薄膜,其具有以丙烯酸系树脂为主成分的丙烯酸系树脂薄膜、和形成于所述丙烯酸系树脂薄膜上的易粘接层,
所述丙烯酸系树脂薄膜的玻璃化转变温度为120℃以上,
所述光学薄膜的两面的峰度Rku之和为10以上且50以下,且内部雾度为1.0%以下。
2.根据权利要求1所述的光学薄膜,其中,所述光学薄膜的一面与另一面之间的静摩擦系数为0.8以下。
3.根据权利要求1或2所述的光学薄膜,其中,所述光学薄膜的两面各自的10点平均粗糙度Rzjis之和为0.05μm以上且1.0μm以下。
4.根据权利要求1或2所述的光学薄膜,其中,所述丙烯酸系树脂含有选自内酯环结构、戊二酰亚胺结构、戊二酸酐结构、N-取代马来酰亚胺结构及马来酸酐结构中的至少1种以上的环结构。
5.根据权利要求1或2所述的丙烯酸系树脂薄膜,其中,所述丙烯酸系树脂的三单元组表示的间同立构规整度为54%以上。
6.根据权利要求1或2所述的光学薄膜,其中,所述丙烯酸系树脂薄膜包含抗粘连剂,
所述抗粘连剂包含平均粒径为0.1μm以上且2.5μm以下的丙烯酸系交联颗粒。
7.根据权利要求6所述的光学薄膜,其中,所述抗粘连剂包含平均粒径为0.1μm以上且2.0μm以下的丙烯酸系交联颗粒。
8.根据权利要求6所述的光学薄膜,其中,所述丙烯酸系树脂薄膜包含0.05重量%以上且0.9重量%以下的所述丙烯酸系交联颗粒。
9.根据权利要求1或2所述的光学薄膜,其在85℃、85%RH的气氛下静置120小时时的尺寸变化率为-2.0%以上且-0.1%以下。
10.一种偏光板,其具备权利要求1或2所述的光学薄膜。
11.一种液晶显示面板,其具备权利要求10所述的偏光板。
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