CN101258017A - 聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 - Google Patents
聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101258017A CN101258017A CNA2006800093349A CN200680009334A CN101258017A CN 101258017 A CN101258017 A CN 101258017A CN A2006800093349 A CNA2006800093349 A CN A2006800093349A CN 200680009334 A CN200680009334 A CN 200680009334A CN 101258017 A CN101258017 A CN 101258017A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- width
- stretching
- polymer
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
- B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
- B29C55/08—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique transverse to the direction of feed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/24—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
- B29D7/01—Films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
- C08L1/12—Cellulose acetate
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2001/00—Use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives, e.g. viscose, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2001/00—Use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives, e.g. viscose, as moulding material
- B29K2001/08—Cellulose derivatives
- B29K2001/12—Cellulose acetate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2301/08—Cellulose derivatives
- C08J2301/10—Esters of organic acids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
将含有TAC的涂料流延在皮带上。当所述涂料具有自支撑性时,将其从皮带剥离成为湿膜(46),并且输送进入到拉幅机干燥器(60)中。在入口部分(80)中进行预加热,并且在拉伸部分(81)中进行拉伸。在松弛部分(82)中,膜的宽度变得更短,而在出口部分(83)中,宽度保持均匀并且作为膜(61)从拉幅机干燥器(60)输送。当刚好在拉伸前的湿膜(46)的宽度为L1(mm)、在拉伸中的湿膜(46)的最大宽度为L2(mm)并且刚好在松弛后的湿膜(46)的宽度为L3(mm)时,进行拉伸和松弛,使得满足下式:3<(L2-L3)/L1×100<9。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物膜和制备该聚合物膜的溶液流延方法。
背景技术
聚合物以几种方式使用。例如,从酰化纤维素(下面指TAC)制备膜,并将其用作光敏材料的基膜或液晶显示器(LCD)中偏振滤光器的保护膜。作为用于制备聚合物膜的已知方法,有熔融-挤出方法,其中通过加热将聚合物熔化并且进行对它的挤出,以获得膜;以及溶液流延方法,其中制备含有聚合物、溶液等的涂料(dope)并进行该涂料的流延,以获得膜。在溶液流延方法中所获得的膜具有优异的光学各向同性,因而该膜被用作光学膜(Japan Institute of Invention and Innovation(JIII)JOURNAL of PublicationNo.2001-1745)。
从诸如低压、低电功率需求、小型化和更薄的形状之类的几个优点考虑,LCD通常用于个人电脑、移动装置的显示器以及电视。相应于在液晶元件中液晶分子的排列,这样的LCD存在几种模式。在现有技术中,TN模式是普遍的,其中液晶分子相对于其底部和顶部扭转约90°。
通常,液晶显示器由液晶元件、光学补偿板和偏振器构成。光学补偿板用于减少图像的着色或加宽视角。为了获得光学补偿板,将拉伸后的透明膜或双折射膜用液晶材料涂布。例如,如日本专利2587398中所述,用盘状(discotic)液晶材料涂布三乙酰纤维素膜,从而获得其中液晶分子取向被夹持的光学补偿板,而该光学补偿板与TN模式的液晶元件一起使用。因而,视角变得更宽。此外,当将液晶显示器用于TV监示器时,观看者在几个方向上观看TV监示器。因此,需要视角应当更宽。然而,以上液晶显示器及生产它们的方法难以满足该需求。因此,进行了对与TN模式不同的IPS(面内转换)模式、OCB(任选补偿弯曲)模式、VA(垂直排列)模式等液晶显示器的探索。尤其是对于用作TV监示器的VA模式吸引了广泛注意,因为该模式具有高对比度和更低处理量。
另外,液晶显示器的光学补偿板(或延迟膜)需要具有光学各向异性(高延迟值)。尤其是,在用于VA模式LCD的光学补偿板中,需要面内延迟(Re)为30nm至200nm,而厚度延迟(Rth)为70nm至400nm。因此,作为光学补偿板,使用延迟值高的合成聚合物膜,例如聚碳酸酯膜、聚砜膜等。
如上所述,通常在光学材料的技术领域中,当需要光学各向异性(高延迟值)时,使用合成聚合物膜;而当需要光学各向同性(低延迟)时,使用TAC膜。
然而,国际专利公布0055657教导了一种TAC膜,该TAC对于在需要光学各向异性的情况下的使用具有足够高的延迟值。为了给TAC膜提供高延迟值,在膜中包含有至少具有两个芳族环,尤其是1,3,5-三嗪环的芳族化合物,并且对该膜进行拉伸。
通常,难以拉伸TAC膜,因而难以增加双折射。然而,当添加剂通过拉伸而同时被取向时,双折射增加并且延迟值变高。在此情况下,因为TAC膜还具有用于偏振滤光器的保护膜的功能,因此市场上可以供给低成本和薄的液晶显示器。
日本专利公开公布2002-7195教导了一种含有纤维素酯的光学膜,所述纤维素酯具有含有2-4个碳原子的酰基。如果乙酰化度为A并且丙酰基或丁酰基的取代度为B,则此纤维素酯同时满足下式:2.0≤A+B≤3.0和A<2.4。此外,在590nm波长的波沿慢轴的折射率Nx和波沿快轴的折射率Ny满足式:0.0005≤Nx-Ny≤0.0050。此外,日本专利公开公布2002-270442教导了一种用于VA模式液晶显示器的偏振滤光器。此偏振滤光器包括偏振器和光学双轴膜,该光学双轴膜是由混合脂肪酸的纤维素酯形成的。
在溶液流延方法中,将涂料流延到载体上以形成流延膜。然后,当该流延膜具有自支撑性时,将其剥离成为膜。将该膜输送到拉幅机干燥器,并且在那里在宽度方向上的拉伸的情况下而干燥。其后,进一步进行干燥,将边缘部分切去,并且将膜卷起。将该膜粘合到偏振器上,从而获得偏振滤光器。
当将延迟膜粘合至偏振膜时,优选延迟膜的慢轴的方向是偏振膜的横向。对延迟膜的拉伸优选在它的宽度方向上进行。考虑到均匀性和平滑性等,优选通过溶液流延方法制备的膜。此外,为了提高生产率,优选在膜生产线上进行拉伸。在通过拉幅机干燥器在宽度方向上的拉伸中,出现了弯曲现象,因此慢轴方向不同于宽度方向。在聚酯膜的双轴拉伸中,这种现象的研究获得了进展,并且对通过熔融-挤出方法制备的聚酯膜的双轴拉伸进行了研究。因此,提出了几种改进方法。
然而,在用于制备聚酯膜的熔融-挤出方法中,通过拉伸产生弯曲现象,因此中间部分可以向后至连续膜的侧边缘部分。相反,关于用于制备TAC膜的溶液流延方法的弯曲现象,中间部分可以向前到连续膜的边缘部分。因此,不能将用于防止聚酯膜中的弯曲的方法应用到制备TAC膜的方法。考虑到此问题,日本专利公开公布2002-296422教导了在拉伸含溶剂的膜的期间,减少TAC膜中的弯曲现象的下列方法:
1)使用具有预定取代度的纤维素酯;
2)使膜侧边缘部分中的温度高于中间部分的温度;
3)使侧边缘部分中的溶剂含量大于中间部分的溶剂含量;
4)将拉幅机干燥器分为温度不同的多个部分。
从可以生产低成本的薄LCD考虑,公布2002-7195和2002-270442的方法具有一些优点。然而,在近年中,还需要增大延迟值。因此需要使被加入的延迟控制剂数量更大,并且需要提高拉伸比。然而,它增加了由拉伸而导致的弯曲现象的程度。
公布2002-296422中所述的方法具有高效率。然而,由于在近年中提高了LCD的对比率和亮度,因此还需要防止光学膜的慢轴方向变得与膜的宽度方向不同。因此,仅通过以上方法难以满足此需求。此外,如果在拉幅机干燥器中提供不同的加热部分或在膜的宽度方向上提供精确的温度控制,则加热装置和控制装置的数目变得更大。因此结构变得复杂,并且用于装置的成本变得更高。
本发明的一个目的是提供一种聚合物膜,其中减小了慢轴从膜的宽度方向的错位(misalignment)。
本发明的另一个目的是提供一种用于制备这样的聚合物膜的溶液流延方法,该聚合物膜具有含有近似不可变方向的慢轴,该聚合物膜优选应用于电子显示器等。
发明内容
为了实现以上目的和其它目的,通过以下步骤制备了本发明的聚合物膜:将含有聚合物和溶剂的涂料流延在载体上;干燥涂料;将涂料剥离成为膜;通过拉伸膜将膜的宽度扩大;以及进行松弛,使得宽度变短预定值,其中在膜上的任何位置,慢轴从膜的宽度方向的错位小于2.0°。优选拉伸和松弛是通过采用夹持装置夹持膜的两侧边缘部分来进行的。
优选当刚好在拉伸前的膜的宽度为L1(mm)、在拉伸中的膜的最大宽度为L2(mm)并且刚好在松弛后的膜的宽度为L3(mm)时,进行拉伸和松弛,使得满足下式,
3<{(L2-L3)/L1}×100<9。
优选在拉伸和松弛期间,用于加热膜的温度是几乎恒定的,特别是在50℃值180℃的范围内。
聚合物膜优选是光学膜。另外,优选聚合物膜是纤维素酯膜。该纤维素酯膜优选为酰化纤维素膜,特别是乙酸纤维素膜,尤其是三乙酸纤维素膜。可以将纤维素酯膜用作光学功能膜,例如光敏材料的基膜、偏振片的保护膜、光学补偿膜的基膜等。可以优选将该光学功能膜应用于液晶显示器。
本发明的溶液流延方法包括以下步骤:
将涂料流延在载体上,该涂料包含聚合物和溶剂;
干燥涂料;
将作为膜的涂料剥离;
通过采用夹持装置夹持膜的两侧边缘部分来拉伸,以扩大膜的宽度;
在继续夹持的情况下而进行松弛,使得宽度变短预定值;和
其中当刚好在拉伸前的膜的宽度为L1(mm)、在拉伸中膜的最大宽度为L2(mm)并且刚好在松弛后的膜的宽度为L3(mm)时,进行拉伸和松弛,使得满足下式,
3<{(L2-L3)/L1}×100<9。
优选在拉伸和松弛期间,用于加热膜的温度是几乎恒定的,特别是在50℃值180℃的范围内。另外,在膜上的任何位置,膜的慢轴从膜的宽度方向的错位优选小于2.0°。
优选聚合物是纤维素酯。该纤维素酯膜优选为酰化纤维素,特别是乙酸纤维素,尤其是三乙酸纤维素。
根据本发明的聚合物膜,由于通过以下步骤制备:将含有聚合物和溶剂的涂料流延在载体上;干燥涂料;将涂料剥离成为膜;通过拉伸膜将膜的宽度扩大;以及进行松弛,使得宽度变短预定值,其中膜上的任何位置,慢轴从膜的宽度方向的错位小于2.0°,因此该聚合物膜具有优良的光学各向同性。因此,可以优选将该聚合物膜用作光学功能膜,例如偏振片的保护膜和用于加宽视角的光学补偿膜的基膜。
根据本发明的溶液流延方法,由于通过拉伸将膜在宽度方向上扩大,并且应用松弛使得宽度变短预定值,其中当刚好在拉伸前的膜的宽度为L1(mm)、在拉伸中膜的最大宽度为L2(mm)并且刚好在松弛后的膜的宽度为L3(mm)时,进行拉伸和松弛,使得满足式:3<{(L2-L3)/L1}×100<9,因此可以校正由弯曲现象所导致的膜的慢轴从膜的宽度方向的错位。通过上述方法,错位可以小于2.0°。在最优选的条件中,错位可以小于1.0°。
附图简述
图1是膜生产线的示意图,在该膜生产线中,进行本发明溶液流延方法;
图2是在拉幅机干燥器中用于拉伸该膜的松弛的解释图;
图3是表示松弛比和轴向错位范围之间的关系的曲线图;
图4是在本发明的纤维素酯膜中的慢轴的解释图。
实施本发明的最佳方式
作为在本发明中使用的聚合物,有纤维素酯。作为纤维素酯的一种,在本发明中使用的酰化纤维素中,酰基取代度优选满足所有下式(I)-(III):
(I)2.5≤A+B≤3.0
(II)0≤A≤3.0
(III)0≤B≤2.9
在这些式中,A是羟基氢原子取代为乙酰基的取代度,并且B是氢基团被取代为具有3-22个碳原子的酰基的取代度。优选地,至少90重量%的酰化纤维素粒子的直径为0.1mm至4mm。注意在本发明中,聚合物不限于纤维素酯。
纤维素是由制备β-1,4组合的葡萄糖单元构成的,并且每个葡萄糖单元都在第二、第三和第六位置具有游离羟基。酰化纤维素是这样一种聚合物,其中部分或全部的羟基被酯化,使得氢被酰基所取代。酰化纤维素中酰基的取代程度是纤维素中在第二、第三或第六位置的酯化程度。因此,当在相同位置上的所有(100%)羟基被取代时,在此位置的取代度为1。
当将在第二、第三或第六位置的酰基的取代度分别描述为DS1、DS2、DS3时,在第二、第三或第六位置的酰基的总取代度(即,DS2+DS3+DS6)优选在2.00至3.00的范围内,特别是在2.22至2.90的范围内,尤其是在2.40至2.88的范围内。此外,DS6/(DS2+DS3+DS6)优选为至少0.32,并且特别是0.322,以及尤其是在0.324至0.340的范围内。
包含在本发明的酰化纤维素中的酰基的种类可以只有一种,也可以包含两种或更多种酰基。如果酰基种类的数目为至少两种,则优选其中一种为乙酰基。如果将在第二、第三或第六位置的乙酰基的总的取代度和其它酰基的总的取代度分别描述为DSA和DSB,则DSA+DSB的值优选在2.2至2.86的范围内,并且特别在2.40至2.80的范围内。此外,DSB优选至少为1.50,并且尤其至少为1.7。此外,在DSB中,在第六位置的取代基的百分数优选是至少28%,特别是至少30%,尤其是至少3 1%,并且最尤其是至少32%。此外,在第六位置的值DSA+DSB为至少0.75,特别是至少0.80,并且尤其是0.85。由满足以上条件的酰化纤维素,可以制备具有优选溶解度的溶液(或涂料)。尤其是当使用无氯类有机溶剂时,由于可以制备使得具有低粘度并且过滤性变得更高的涂料,因此可以制备适当的涂料。
在该实施方案中可以使用从棉短绒和纸浆棉(pulp cotton)的任何一种所制备的酰化纤维素,但是优选使用来自棉短绒的酰化纤维素。
含有至少2个碳原子的酰基可以是脂族基团或芳基,并且没有特别限制。作为酰化纤维素的实例,有:烷基羰基酯、烯基羰基酯、芳族羰基酯、芳族烷基羰基酯等。此外,酰化纤维素还可以具有其它取代基的酯。优选的取代基为丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二酰基、十三酰基、十四酰基、十六酰基、十八酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等。它们中,特别优选丙酰基、丁酰基、十二酰基、十八酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等,并且尤其优选是丙酰基和丁酰基。
在本发明中,聚合物不限于纤维素酯。作为其它的聚合物,有:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、再生的纤维素酯、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素、降冰片烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏1,1-二氯乙烯、聚乙烯醇、聚醚砜、聚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚-4-甲基-1-戊烯等。
用于制备涂料的溶剂化合物为芳族烃(例如苯、甲苯等)、卤代烃(例如,二氯甲烷、氯仿、氯苯等)、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二甘醇等)、酮(例如丙酮、甲乙酮等)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、醚(例如四氢呋喃、甲基溶纤剂等)等。
优选的溶剂化合物为具有1至7个碳原子的卤代烃,并且尤其优选二氯甲烷。考虑到物理性质如光学性质、溶解度、从载体的可剥离性、膜的机械强度等,优选和二氯甲烷一起使用至少一种具有1至5个碳原子的溶剂化合物。相对于溶剂中的全部溶剂化合物,醇的含量优选在2重量%至25重量%的范围内,并且尤其是在5重量%至20重量%的范围内。作为醇的具体实例,有甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等。优选使用甲醇、乙醇、正丙醇或它们的混合物。
最近,为了降低对环境的影响,提出了不含二氯甲烷的溶剂。在此情况下,溶剂包含具有4至12个碳原子的醚、具有3至12个碳原子的酮、具有3至12个碳原子的酯或它们的混合物。该醚、酮、酯可以具有环状结构。在有机溶剂中可以包含至少一种溶剂化合物,所述的溶剂化合物具有至少两种官能团(-O-、-CO-、-COO-)。在此情况下,对于官能团的每种化合物,碳原子数至多是以上值。指出的是有机溶剂化合物可以具有其它的官能团如醇式羟基。
酰化纤维素详细描述于日本专利公布2005-104148中,并且此申请的说明书可以应用于本发明。此外,作为酰化纤维素的溶剂和其它添加剂,此申请详细公开了增塑剂、劣化抑制剂、光学各向异性控制剂、染料、消光剂、剥离剂。
在本发明中,优选地,在膜中优选包含一种或更多种UV-吸收剂。由于酰化纤维素膜具有尺寸稳定性,因此可将它用于偏振滤光器、液晶显示器等。考虑到防止它们的劣化,UV-吸收剂优选具有优异吸收其波长等于或小于370nm的UV线的性能。此外,考虑到LCD的可显示性,UV-吸收剂优选不吸收波长等于或大于400nm的可见光线。作为UV-吸收剂,有例如羟基二苯甲酮类化合物、苯并***类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍配合物盐类化合物。
作为优选的UV-吸收剂,有:
2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并***;
2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***;
2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并***;
2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并***;
2-(2’-羟基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氢苯二甲酰亚氨基甲基)-5’-甲基苯基)苯并***;
2,2-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并***-2-基)苯酚);
2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并***;
2,4-二羟基二苯甲酮;
2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮;
2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮;
双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基甲烷);
(2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基(butylanylino))-1,3,5-三嗪;
2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并***;
(2(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)-5-氯苯并***;
2,6-二叔丁基-对甲酚;
季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯];
三甘醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯];
1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯];
2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪(triadine);
2,2-硫代-二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯];
十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯;
N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺);
1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯;
三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯(isocianurate)等。尤其优选是
2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪;
2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并***;
(2(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)-5-氯苯并***;
2,6-二叔丁基-对甲酚;
季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。此外,可以将以下化合物与以上UV-吸收剂组合使用:例如,肼(hydradine)类金属减活化剂,例如N,N’-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼;磷(phosphor)类的加工稳定剂,例如三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(盐)等。相对于酰化纤维素,按质量比计,这些化合物的加入量优选为1ppm至2.0ppm,并且特别是10ppm至5000ppm。
此外,优选使用在日本专利公开公布6-148430和7-11056中描述的UV-吸收剂。在本发明中优选使用的UV-吸收剂具有高的透明度以及防止偏振滤光器或液晶元件劣化的高效率。尤其优选减少非必要着色的苯并***类UV-吸收剂。所使用的UV-吸收剂的量并不是恒定的,而是取决于化合物的种类、所使用的条件等。然而,在1m2的酰化纤维素膜中,该量优选在0.2g至5.0g的范围内,优选在0.4g至1.5g的范围内,并且尤其在0.6g至1.0g的范围内。
作为在本发明中使用的UV-吸收剂,有:在“Adekastab”的目录中的光学稳定剂;在Ciba Specialty Chemicals Inc.的Tinuvin目录中的光学稳定剂和UV-吸收剂;在SHIPRO KASEI KAISHA的目录中的SEESORB、SEENOX、SEETEC等。此外,有:Kyodo Chem.Co.Ltd的VIOSORB以及Yoshitomi Pharmaceut Ind.,Ltd.的UV-吸收剂。
日本专利公开公布2003-043259公开了用于偏振滤光器和显示装置的光学膜。该膜色彩再现性优异,并且在UV-线照射中的耐久性优异。在UV-波长范围中,该膜的光谱透射率在390nm为50%至95%,而在350nm至多为5%。
以下将描述作为光学各向异性控制剂而使用的化合物。
[化学式1]
在式(2)中,R1-R10独立地为氢原子或在下面解释的取代基T。R1-R5的至少一个为供电子取代基。具有供电子性质的取代基优选为R1、R3和R5之一,并且尤其是R3。
在具有供电子性质的基团中,哈米特(Hammet)σp值为至多0。在Chem.Rev.,91,165(1991)中描述的哈米特σp值优选为至多0,并且尤其是在-0.85至0的范围内。例如,这样的基团为烷基、烷氧基、氨基、羟基等。
具有供电子性质的基团优选为烷基和烷氧基,并且特别是烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。
R1优选为氢原子或具有供电子性质的取代基,特别是烷基、烷氧基、氨基和羟基,并且尤其是具有1-4个碳原子的烷基和具有1-12个碳原子的烷氧基。R1更尤其是烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4,以及最尤其是甲氧基。
R2优选为氢原子、烷基、烷氧基、氨基和羟基,特别是氢原子、烷基和烷氧基。R2更尤其是氢原子;具有1-4个碳原子的烷基,或进一步优选为甲基;烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。作为R2的最尤其基团为氢原子、甲基和甲氧基。
R3优选为氢原子或具有供电子性质的取代基,特别是氢原子、烷基、烷氧基、氨基和羟基,并且尤其是烷基和烷氧基。R3更尤其是烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。R3最尤其是正丙氧基、乙氧基和甲氧基。
R4优选为氢原子或具有供电子性质的取代基,特别是氢原子、烷基、烷氧基、氨基和羟基,并且尤其是氢原子、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-12个碳原子的烷氧基。R4更尤其是烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。R4最尤其是氢原子、甲基和甲氧基。
R5优选为氢原子、烷基、烷氧基、氨基和羟基,特别是氢原子、烷基和烷氧基。R5更特别是氢原子;具有1-4个碳原子的烷基,或进一步优选为甲基;以及烷氧基,其中碳原子数优选是1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。作为R5的最尤其基团为氢原子、甲基和甲氧基。
R6、R7、R9和R10优选为氢原子、具有1至12个碳原子的烷基、具有1至12个碳原子的烷氧基和卤素原子,特别是氢原子和卤素原子,并且尤其是氢原子。
R8优选为氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基和具有6-12个碳原子的芳氧基。R8特别优选为具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、氰基(ciano group)或卤素原子。这些基团可以具有下面解释的取代基T。
R8优选为具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基和具有2-12个碳原子的芳氧基,并且特别是具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基和具有6-12个碳原子的芳氧基。R8尤其优选为烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。作为R8的最尤其的基团为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基和正丁氧基。
在化学式1(式(2))中,有化学式2(下式(2-A))中示出的优选化合物。
[化学式2]
在式(2-A)中,R11为烷基,并且R1、R2、R4-R7、R9、R10独立地为氢原子或取代基。R8为氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、氰基和卤素原子。在化学式2(式(2-A))中,R1、R2、R4-R10以及在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式1(式(2))相同。
在式(2-A)中,R11优选为具有1-12个碳原子的烷基,并且可以具有直链或支链。此外,R11可以具有取代基,并且优选是具有1-12个碳原子的烷基,特别是具有1-8个碳原子的烷基,尤其是具有1-6个碳原子的烷基,以及更尤其是具有1-4个碳原子的烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等)。
在化学式1(式(2))中,有化学式3(以下式(2-B))中示出的优选化合物。
[化学式3]
在式(2-B)中,R1、R2、R4-R7、R9、R10独立地为氢原子或取代基。R11为具有1至12个碳原子的烷基。X为具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、氰基和卤素原子。
在化学式3(式(2-B))中,R1、R2、R4-R7、R9、R10以及在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式1(式(2))相同,而R8和在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式2(式(2-A))相同。
如果R1、R2、R4、R5为氢原子,则X优选为烷基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基,并且特别是芳基、烷氧基、芳氧基,尤其是烷氧基,其中碳原子数优选为1至12,特别是1至8,尤其是1至6,并且更尤其是1至4。作为X的最尤其优选基团为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基和正丁氧基。
如果R1、R2、R4和R5的至少一个为取代基,则X优选为炔基、芳基、烷氧羰基和氰基,并且优选是具有6-12个碳原子的芳基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基以及氰基。此外,X尤其优选为氰基、具有6-12个碳原子的芳基(特别是苯基、对氰基苯基和对甲氧基苯基)、优选具有2-12、特别是2-6并且尤其是2-4个碳原子的烷氧羰基,并且尤其是甲氧羰基、乙氧羰基和正丙氧羰基。作为X的最特别基团为苯基、甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧基和氰基。
在化学式1(式(2))中,有化学式4(以下式(2-C))中示出的优选化合物。
[化学式4]
在化学式4(式(2-C))中,R1、R2、R4、R5、R11、X以及在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式3(式(2-B))相同。
在化学式1(式(2))中,有化学式5(以下式(2-D))中示出的优选化合物。
[化学式5]
在化学式5(式(2-D))中,R2、R4、R5以及在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式4(式(2-C))相同。R21、R22独立地为具有1-4个碳原子的烷基。X1为具有6-12个碳原子的芳基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基,或氰基。
R21为具有1-4个碳原子的烷基,优选为具有1-3个碳原子的烷基,并且特别是甲基和乙基。R22为具有1-4个碳原子的烷基,优选为具有1-3个碳原子的烷基,特别是甲基和乙基,并且尤其是甲基。
X1为具有6-12个碳原子的芳基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基,并且优选是具有6-10个碳原子的芳基、具有2-6个碳原子的烷氧羰基,或氰基。X1尤其优选为苯基、对氰基苯基、对甲氧基苯基、甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基和氰基,并且更特别是苯基、甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基,以及氰基。
在化学式1(式(2))中,有化学式6(以下式(2-E))中示出的最优选化合物。
[化学式6]
在化学式6(式(2-E))中,R2、R4、R5以及在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式5(式(2-D))相同。如化学式6中所示,OR13为R2、R4、R5之一的取代基,并且R13为具有1-4个碳原子的烷基。R21、R22、X1以及在一个分子中的碳原子数的优选范围与化学式5(式(2-D))相同。
优选地,R4和R5都为OR13,并且R4尤其为OR13。R13为具有1-4个碳原子的烷基,优选是具有1-3个碳原子的烷基,特别是甲基和乙基,并且尤其是甲基。
在以下内容中,将解释取代基T。作为取代基T,例如有烷基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至12,尤其是1至8。具体地,该烷基为甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等。此外,作为取代基T,例如有烯基,其中碳原子数优选为2至20,特别是2至12,尤其是2至8(具体地,乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等);炔基,其中碳原子数优选为2至20,特别是2至12,尤其是2至8(具体地,炔丙基、3-戊炔基等)。
此外,作为取代基T,例如有芳基,其中碳原子数优选为6至30,特别是6至20,尤其是6至12。具体地有:苯基、对甲基苯基、萘基等。此外,作为取代基T,例如有取代的或非取代的氨基,其中碳原子数优选为0至20,特别是0至10,尤其是0至6(具体地,有:氨基、甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、二苄氨基等);烷氧基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至12,尤其是1至8(具体地,甲氧基、乙氧基、丁氧基等);芳氧基,其中碳原子数优选为6至20,特别是6至16,尤其是6至12(具体地,苯氧基、2-萘氧基等)。
此外,作为取代基T,有酰基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有:乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新戊酰基等。此外,作为取代基,有烷氧羰基,其中碳原子数优选为2至20,特别是2至16,尤其是2至12。具体地,有甲氧羰基、乙氧羰基等。此外,作为取代基,有芳氧羰基,其中碳原子数优选为7至20,特别是7至16,尤其是7至10。具体地,有苯氧羰基等。此外,作为取代基,有酰氧基,其中碳原子数优选为2至20,特别是2至16,尤其是2至10。具体地,有乙酰氧基、苯甲酰氧基等。
此外,作为取代基,有酰氨基,其中碳原子数优选为2至20,特别是2至16,尤其是2至10。具体地,有乙酰氨基、苯甲酰氨基等。此外,作为取代基,有烷氧羰基氨基,其中碳原子数优选为2至20,特别是2至16,尤其是2至12。具体地,有甲氧羰基氨基等。此外,作为取代基,有芳氧羰基氨基,其中碳原子数优选为7至20,特别是7至16,尤其是7至12。具体地,有苯氧羰基氨基等。此外,作为取代基,有磺酰氨基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等。
此外,作为取代基,有氨磺酰基,其中碳原子数优选为0至20,特别是0至16,尤其是0至12。具体地,有氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等。此外,作为取代基,有氨基甲酰基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等。此外,作为取代基,有烷硫基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有甲硫基、乙硫基等。此外,作为取代基,有芳硫基,其中碳原子数优选为6至20,特别是6至16,尤其是6至12。具体地,有苯基硫基。
此外,作为取代基,有磺酰基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有甲磺酰基、甲苯磺酰基等。此外,作为取代基,有亚磺酰基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有甲亚磺酰基、苯亚磺酰基等。此外,作为取代基,有脲基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,尤其是1至12。具体地,有脲基、甲基脲基、苯基脲基等。此外,作为取代基,有磷酸酰胺基,其中碳原子数优选为1至20,特别是1至16,并且尤其是1至12。具体地,有二乙基磷酸酰胺基、苯基磷酸酰胺基等。
此外,作为取代基,有羟基、巯基、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、氰基、磺基、羧基、硝基、异羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基,其中所述杂环基的碳原子数优选为1至30,特别是1至12并且有作为杂原子的氮原子、氧原子、硫原子等。作为杂环基,例如有咪唑基、吡啶基、奎诺基(quinoryl)、呋喃基、哌啶基、吗啉代(morphorino)、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等。此外,作为取代基,有甲硅烷基,其中碳原子数优选为3至40,特别是3至30,并且尤其是3至24;并且有三甲代甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等。当有两个或更多个取代基时,它们的种类可以相同或不同。此外,取代基可以形成环状基团。
在以下化学式中,将举例说明在化学式1(式(2))中示出的所述化合物的具体实例。但是,本发明不限于这些具体实例中。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
[化学式29]
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[化学式36]
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
[化学式44]
[化学式45]
[化学式46]
[化学式47]
[化学式48]
[化学式49]
[化学式50]
[化学式51]
[化学式52]
[化学式53]
[化学式54]
[化学式55]
[化学式56]
在取代苯甲酸和苯酚衍生物的一般酯化反应中,可以制备由化学式1(式(2))表示的化合物。对制备方法没有限制,只要是酯化反应即可。例如有:其中进行取代苯甲酸至酰基卤的官能团转变,其后进行与苯酚的缩合的方法;其中通过使用缩合剂或催化剂使取代苯甲酸和苯酚衍生物之间脱水缩合的方法;以及其它类似方法。考虑到制备过程,优选这样的方法,其中在取代苯甲酸至酰基卤的官能团转变以后,进行与苯酚的缩合。
作为用于反应的溶剂,有:烃类溶剂(优选甲苯、二甲苯等)、醚类溶剂(优选***、四氢呋喃、二噁烷等)、酮类溶剂、酯类溶剂、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等。可以将这些化合物的单独一种或这些化合物的混合物用作溶剂。尤其优选的溶剂为甲苯、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等。
反应温度优选在0℃至150℃的范围内,特别是在0℃至100℃的范围内,尤其是在0℃至90℃的范围内,并且更尤其是20℃至90℃。在此反应中,优选不使用碱。当使用碱时,则可以使用有机和无机碱。然而,优选使用有机碱,并且特别优选使用吡啶和三元烷基胺(优选三乙胺、乙基二异丙胺等)。
在本发明的酰化纤维素膜的光学性质中,延迟值Re、Rth由式(IV)、(V)表示:
式(IV):Re(λ)=(nx-ny)×d;
式(V):Rth(λ)={(nx+ny)/2-nz}×d
延迟值Re、Rth优选满足以下式(VI)、(VII):
式(VI):46nm≤Re(630)≤200nm;
式(VII):70nm≤Rth(630)≤350nm;
[式中,Re(λ)为在λnm波长的面内延迟值(单位;nm),Rth为在λnm波长的厚度延迟值(单位;nm)。此外,nx是膜表面上慢轴方向上的折射率,ny是在膜表面上快轴方向上的折射率,而nz是膜的厚度方向上的折射率。此外,d为膜厚度。]
延迟值尤其优选满足以下式(VIII)、(IX):
式(VIII):46nm≤Re(630)≤100nm;
式(IX):180nm≤Rth(630)≤350nm;
光学性质例如延迟值Re、Rth取决于质量变化和尺寸变化而变化,该质量变化和尺寸变化由湿度变化和保持高温的时间导致。优选值Re、Rth的变化较小。为了减小由湿度变化所导致的值Re、Rth的变化,通过不但使用在第六位置具有大的酰化程度的酰化纤维素,而且使用几种疏水性添加剂(增塑剂、延迟控制剂、UV-吸收剂等)使得膜的透湿度和平衡含湿量更小。在1平方米中,在60℃和95%RH 24小时,对酰化纤维素的透湿度优选为400g至2300g。在25℃和80%RH,平衡含湿量的测量值优选为至多3.4%。当在25℃的湿度从10%RH变化至80%RH时,光学性质的值Re、Rth分别变化至多12nm和至多32nm。疏水性添加剂的量与酰化纤维素的量的比率优选为10%至30%,特别是12%至25%,并且尤其是14.5%至20%。如果添加剂是挥发性和降解性化合物,则发生导致光学性质的变化的膜的质量变化和尺寸变化。因此,在80℃和90%RH经过48小时以后,膜的质量变化优选为至多5%。同样地,在60℃和95%RH经过24小时以后,膜的尺寸变化优选为至多5%。此外,当膜具有更小的光弹性系数时,即使发生尺寸变化和质量变化,光学性质的变化也变得更小。因此,光弹性系数优选为至多50×10-13cm2/达因。
对在本发明中使用的涂料的制备方法没有特别限制。下面将描述该制备方法的实例。主要的溶剂化合物为二氯甲烷,并且使用向其中加入有醇的混合溶剂。将TAC和增塑剂(例如,磷酸三苯酯、磷酸联苯二苯酯等)加入到该混合溶剂,并且进行在搅拌情况下的溶解,以获得初级涂料。注意,在该溶解中,进行加热和冷却以提高溶剂度。此外,将初级涂料、混合溶剂和UV-吸收剂(例如,苯并***类化合物)混合并且溶解,以获得UV-吸收剂液体(以下,第一添加剂液体)。此外,将初级涂料、混合溶剂和消光剂混合并且分散,以获得消光剂液体(以下,第二添加剂液体)。此外,根据目的,可以制备含有劣化抑制剂、光学各向异性控制剂、染料和剥离剂的另一种添加剂液体。
在制备初级涂料和添加剂液体以后,为了去除杂质,优选通过过滤装置进行过滤。优选地,该过滤装置包括其平均孔直径至多为100μm的过滤器,并且在50L/小时的过滤流率下进行过滤。其后,优选从初级涂料和添加剂液体中去除泡沫。
在日本专利公布2005-104148中解释了溶解材料、原料和添加剂、过滤、去除空隙以及加入的方法。可以将此公布的说明书应用地本发明。
在图1中,膜生产装置10包括:容纳第一添加剂液体12的储槽11;容纳第二添加剂液体14的储槽13;以及容纳初级涂料16的储槽15。对储槽11、13、15分别提供有泵17、18、19,以在那里进料第一添加剂液体12、第二添加剂液体14和初级涂料16。
将第一添加剂液体12和第二添加剂液体14混合后,将它们通过静态混合器20进料,以变成均匀的添加液体。然后,将添加液体加入到初级涂料16中,并且将该混合物通过静态混合器21进料。因而获得了作为流延涂料的均匀液体。在通过使用过滤装置22过滤以后,将流延涂料进料至流延模30。
可以与静态混合器同样地使用另一种管线内(inline)混合器(例如苏采尔混合器(sulzer mixer))。优选将多个管线内混合器连续地连接,该多个管线内混合器各自具有与其它混合器不同的用于混合的结构。
优选地,至少将静态混合器或苏采尔混合器用作管线内混合器。当使用静态混合器时,混合器优选具有6至90个元件,更优选6至60个元件。
在将静态混合器和苏采尔混合器都配备作为管线内混合器的情况下,优选将苏采尔混合器布置在静态混合器的上游位置。此外,苏采尔混合器和添加剂液体入口之间的距离优选在5mm至150mm的范围内,更优选在5mm至15mm的范围内。另外,优选将苏采尔混合器的元件的上游侧边缘布置在初级涂料流动于其中的管的内表面附近。
优选地,将用于过滤初级涂料的第一过滤装置布置在管线内混合器的上游位置,并且将添加液体混合到通过第一过滤装置过滤的涂料中。另外,优选的是,将用于过滤流延涂料的第二过滤装置布置在管线内混合器的下游位置,并且通过第二过滤装置将通过管线内混合器混合的流延涂料过滤。
优选地,通过满足以下条件来进行实施方案。
(1)≤V1/V2≤5,此时将V1定义为添加液体的流动速度,而将V2定义为初级涂料16的流动速度。
(2)按流动体积的比率计,添加液体对初级涂料16的比率在0.1%至50%的范围内。
(3)1000≤N2/N1≤100000,5000cP≤N2(在20℃)≤500000cP和0.1cP≤N2(在20℃)≤100cP,此时将N1定义为添加液体的粘度,而将N2定义为初级涂料的粘度。
(4)初级涂料的剪切速率在0.1(1/s)至30(1/s)的范围内。
(5)聚合物为酰化纤维素。
(6)添加液体为含有初级涂料的主要溶剂的溶液。
(7)加入的液体为含有初级涂料的主要溶剂的溶液,并且添加剂液体的组成与初级涂料的组成不同。
(8)添加液体为包含初级涂料的主要溶剂的溶液,并且进一步包含至少一种UV-吸收剂。
(9)添加液体为包含初级涂料的主要溶剂的溶液,并且是从至少一种无机或有机材料的分散粒子制备的。
(10)添加液体为包含初级涂料的主要溶剂的溶液,并且进一步包含至少一种剥离剂。
(11)添加液体为包含初级涂料的主要溶剂的溶液,并且进一步包含至少一种聚合物不良溶剂。
在流延模30之下,有由辊31、32支撑的皮带33。该皮带33根据辊31、32通过驱动装置(未示出)的旋转而环形和循环运动。皮带33的运动速度,即流延速度优选在10m/分钟至200m/分钟的范围内。此外,辊31、32与传热介质循环器34连接,用于将皮带33的表面温度保持为预定值。在每个辊31、32中,有将预定温度的传热介质供给于其中的传热通道,使得将辊31、32的温度保持为预定值。因此,将皮带33的表面温度控制为预定值。注意该表面温度优选为-20℃至40℃。
流延模30、皮带33等被容纳在连接有温度调节器36的流延室35中。流延室35中的温度优选在-10℃至57℃的范围内。此外,提供有冷凝器37以冷凝溶剂蒸气。将冷凝的有机溶剂回收进入到回收装置38中,并且进行再制,以作为用于制备涂料的溶剂而再使用。
流延模30将流延涂料流延在皮带33上以形成流延膜39,而且流延涂料在皮带33以上形成流道。注意流延涂料的温度优选为-10℃至57℃。此外,为了稳定流道的形成,优选在流道的后侧提供减压室40,以控制压力。通过移动皮带33输送流延膜39,同时优选从提供在皮带33的周围的鼓风机41、42、43将干燥空气供给至流延膜39,使得有机溶剂可以从流延膜39中蒸发。当流延膜39刚形成后就在其上应用干燥空气时,膜的表面条件有时改变。为了减少表面条件的改变,优选提供遮风板44。注意虽然在图中将皮带用作载体,也可以将鼓体用作载体。在此情况下,鼓体的表面温度优选在-20℃至40℃的范围内。
当流延膜39具有自支撑性时,将它从用剥离辊45支撑的皮带上剥离成为湿膜46。其后,将湿膜46在提供有多个辊的间隔部分50中输送。在间隔部分50中,从鼓风机51供给预定温度的干燥空气,使得可以进行湿膜46的干燥。干燥空气的温度优选在20℃至250℃的范围内。注意,在间隔部分50中,在上游侧的辊的旋转速度快于在下游侧的辊的旋转速度,以便拉伸湿膜46。因而,湿膜46被输送到拉幅机干燥器60中以进行干燥,同时通过夹具夹持该湿膜的两侧边缘。注意随后将解释输送和干燥的方法。
湿膜46在拉幅机干燥器60中变成含有预定溶剂含量的膜61。然后,将膜61输送到边缘切割装置62中,以将膜61的两个边缘部分切去。通过使用切割吹送机(未示出)将切割边缘部分输送至压碎机63。压碎机63将两个边缘部分压碎成为碎片(tips),考虑到成本而将该碎片再用于涂料的制备。注意可以省略切去膜的两个边缘部分的。然而,优选在涂料的流延和膜卷绕之间的某处将它们切去。
将膜61输送到有多个辊64的干燥室65中。对干燥室65中的温度没有特别限制,并且优选在50℃至200℃的范围内。膜61在干燥室65中的干燥是在绕辊64缠绕来进行的,以蒸发溶剂。干燥室65提供有吸附装置66,以吸附和回收溶剂蒸气。将从其中去除了溶剂蒸气的空气再次作为干燥空气输送。注意优选将干燥室65分隔成为多个部分,以便改变干燥温度。此外,优选在边缘切割装置62和干燥室65之间提供预干燥室,以进行膜61的预干燥。在此情况下,防止了由于膜温度的加速升高而导致的膜的变形。
将膜61输送进入到冷却室67中,并且冷却至室温。注意在干燥室65和冷却室67之间可以提供湿度控制室(未示出)。在湿度控制室中,向膜61供给控制了湿度和温度的空气。从而,防止了当卷绕膜61时的膜的卷绕缺陷。
优选提供强制中和装置(中和棒)68,以使带电电压在输送膜61的过程中可以在-3kV至+3kV的范围内。在图1中,中和装置68被布置在冷却室67的下流侧。然而,中和装置68的位置并不限制于此图。此外,优选提供滚花辊96以提供通过压花处理的滚花。注意,在其中提供滚花的区域中的不均匀性优选在1μm至200μm的范围内。
最后,在卷绕室70中将膜61绕卷绕轴71卷绕。优选通过由压辊72施加预定的张力来进行卷绕,并且优选在卷绕起始至结束渐渐地改变张力。被卷绕的膜61的长度优选为至少100m,而它的宽度优选为至少600mm,并且尤其是1400mm至1800mm。然而,即使宽度超过1800mm,本发明也是有效的。此外,在本发明中,所制备的膜的厚度在15μm至100μm的范围内。
通过参考图2,解释湿膜46在拉幅机干燥器60中的拉伸和松弛。将从作为载体的皮带33上剥离的湿膜46通过间隔部分50输送和干燥,使得其包含预定含量的残留溶剂,在该残留溶剂中,主要为有机化合物。然后,将湿膜输送至拉幅机干燥器60。注意对残留溶剂的含量没有限制,但是以干燥测量基准(干燥以后的膜的重量为100重量%),优选在10重量%至290重量%的范围内,特别是在10重量%至120重量%的范围内,尤其是在20重量%至80重量%的范围内。
在拉幅机干燥器60中,通过夹持器(例如,夹具)夹持湿膜46的两个边缘部分。从而,改变夹持器的轨道之间的宽度,以进行拉伸和松弛。湿膜46是通过夹具(未示出)在入口60a夹持的。拉幅机(temter)装置60取决于轨道隔离而具有四个部分。该四个部分由以下部分组成:用于预加热和干燥湿膜46的入口部分80,其中夹持器的轨道基本上均匀;用于扩大膜宽度的拉伸部分81;用于减小膜宽度的松弛部分82;以及出口部分83,其中松弛以后的膜厚度基本上均匀。在出口部分83中的出口60b上,膜从夹具上释放,并且从拉幅机干燥器60供出。
膜的宽度在入口部分80和出口部分83的基本均匀性是指,膜的宽度在每个部分的起始和结束之间的差值等于或小于±2%。由于湿膜46含有残留溶剂,因此从入口部分80至出口部分83连续进行有机溶剂的干燥。用于干燥有机溶剂的干燥装置的几种方法可以应用于本发明。然而,考虑到设备的成本,尤其优选的是通过将热空气供给至湿膜46的干燥方法。
用于干燥湿膜46的温度(以下,干燥温度)沿湿膜46的宽度方向优选是相同的。因此,在湿膜46的宽度方向上的溶剂含量变得近似均匀,从而防止了在湿膜46中的部分收缩等。对干燥温度没有限制,但是优选在50℃至180℃的范围内。当干燥温度低于50℃时,有机溶剂从湿膜46的挥发变得过慢,这降低了膜61的生产率。当干燥温度超过180℃时,存在导致包含的有机溶剂在湿膜46表面附近暴沸的可能性,这会劣化膜表面的平滑性。
在本发明中,为了将慢轴的轴向错位(axial misalignment)控制在膜的宽度方向,调节了湿膜46的拉伸和松弛的条件。
如表2中所示,通过夹具(未示出)在入口60a夹持湿膜46的两个边缘部分。夹具的轨道之间的宽度(近似等于湿膜的宽度)在入口60a为L1(mm)。多个夹具被连接于链条上。该链条与链轮相啮合以环形移动。通过链条的移动,夹具被移动至拉伸部分81,此处夹具的轨道之间的宽度逐渐增大。夹具的轨道在拉伸部分81中的最大宽度为L2(mm)。在拉伸以后,在松弛部分82中将湿膜46的宽度减小。夹具的轨道之间的宽度在出口部分83中为L3(mm)。
在本发明中,将拉伸比的最大值Lmax(%)和松弛以后的拉伸比Lout(%)定义为下式:
Lmax(%)={(L2/L1)-1}×100
Lout(%)={(L3/L1)-1}×100
另外,将松弛比L(%)定义为下式:
L(%)=Lmax-Lout
通过变换此式以包括L1至L3,它变为下式:
L={(L2-L3)/L1}×100
通过深入细致的研究,本发明人发现,在松弛比L(%)和轴向错位范围(MAX-MIN)之间存在线性关系。当通过对在长度方向上具有10m长度的样品膜中的50mm×50mm的每个区域测量轴向错位时,轴向错位范围为最大轴向错位和最小轴向错位之间的差值。注意轴向错位是慢轴对膜的宽度方向的角度。如图3中所示,当x-轴为松弛比L、y-轴为轴向错位范围,而R为相关系数时,它们之间的关系为y=-0.4925x+3.0495,其中R2=0.9931。当慢轴从膜的宽度方向在流延(输送)的前向上错位时,轴向错位取正值;而当慢轴在后向上从膜的宽度方向错位时,轴向错位取负值。图3教导的是,由于弯曲现象的轴向错位可以通过调节松弛比L(%)而定量控制。
在本发明中,松弛比L(%)优选在3<L<9的范围内,特别是在5<L<7.5的范围内。当松弛比L(%)不超过3时,不能校正由于弯曲现象的轴向错位。当松弛比L(%)为9或更大时,存在过度校正轴向错位的可能性。当正的轴向错位被过度校正(对膜放加过量应力)时,会成为负的轴向错位。另外,当将过多的松弛应用于膜时,存在劣化膜表面的平滑性的可能性。
通过参考图4,将解释由本发明的溶液流延方法制备的膜61的性质。在图4中,由箭头表示膜61的宽度方向D。将膜61中的区域任意确定为参照区域61a。参照区域61a在宽度方向D上的长度为L4(mm),并且在长度方向上的长度为L5(mm)。在本发明中,尽管优选L4和L5都具有50mm的长度,但是对长度没有限制。参照区域61a中的轴向错位θ1优选低于2.0°,更优选低于1.0°。
将在膜61中与参照区域61a相邻的区域确定为相邻区域61b至61i。将各自相邻区域61b至61i中的各个轴向错位分别表示为θ2至θ9。同样,在相邻区域61b至61i中,θ2至θ9的每个优选低于2.0°,更优选低于1.0°。通常,弯曲现象是在溶液流延的同时发生在湿膜46中的。通过弯曲现象,湿膜46的慢轴像拱形一样向输送带的前向弯曲。考虑到此问题,在本发明中,将湿膜松弛,以在输送带的后向中产生应力。通过后向中的应力,可以校正慢轴向前向的错位。
本发明的溶液流延方法可以是:共流延方法,其中进行两种或更多种涂料的共流延,使得涂料可以形成多层膜;或顺序流延方法,其中将两种或更多种涂料顺序流延以形成多层膜。当进行共流延时,可以将供料头(feed block)连接至流延模,或者可以使用多歧管型流延模。相对于多层流延膜的总厚度,在载体上的多层流延膜的每个上层和最下层的厚度优选在0.5%至30%的范围内。此外,在共流延方法中,当将涂料流延在载体上时,优选更低粘度的涂料可以完全地覆盖在更高粘度的涂料之上。此外,在共流延方法中,优选内部涂料由这样的涂料覆盖,该涂料在从模头至载体的流道中的醇含量更大。
注意日本专利公布2005-104148详细教导了流延模、减压室和载体的结构;在每个过程(例如共流延、剥离和拉伸)中的干燥条件;处理方法;在校正平坦性和卷曲后的卷绕方法;溶剂的回收方法;膜的回收方法等。可以将以上公布的说明书应用于本发明。
[特性、测量方法]
公布2005-104148教导了酰化纤维素膜的特性和测量方法,该公开可以将其应用于本发明。
[表面处理]
优选对酰化纤维素膜的至少一个表面进行表面处理。该表面处理优选是辉光放电处理、大气压等离子体放电处理、UV辐射处理、电晕放电处理、火焰处理和酸或碱处理中的至少一种。
[功能层]
可以在酰化纤维素膜的至少一个表面之上进行初级涂布。另外,优选对作为膜基底的酰化纤维素膜提供其它的功能层,以便获得功能材料。该功能层可以是抗静电剂、固化树脂层、抗反射层、用于易于粘合的粘合层、防眩层和光学补偿层中的至少一种。
优选地,功能层包含在0.1mg/m2至1000mg/m2的范围内的至少一种表面活性剂。此外,优选地,功能层包含在0.1mg/m2至1000mg/m2的范围内的至少一种润滑剂。此外,优选地,功能层包含在0.1mg/m2至1000mg/m2的范围内的至少一种消光剂。此外,优选地,功能层包含在1mg/m2至1000mg/m2的范围内的至少一种抗静电剂。进行表面处理以及提供一种具有几种功能和特性的功能层的条件和方法描述于日本专利公布2005-104148中。
酰化纤维素膜可以用作偏振滤光器中的保护膜。为了获得LCD,布置两个偏振滤光器使得将液晶层夹入其间,其中在每个该偏振滤光器中,酰化纤维素膜被粘合至偏振器。公布2005-104148详细公开了TN类型、STN类型、VA类型、OCB类型、反射类型以及其它实例。可以将本发明的膜应用于这些类型。此外,此申请教导了提供有光学各向异性层的酰化纤维素膜和提供有抗反射和防眩功能的酰化纤维素膜。此外,此申请认为提供具有适当的光学功能的酰化纤维素膜,因此获得双轴酰化纤维素膜,并且将其用作光学补偿膜,同时该双轴酰化纤维素膜可以用作在偏振滤光器中的保护膜。在公布2005-104148中描述的酰化纤维素膜的限制可以应用于本发明。
另外,根据本发明可以获得具有优良光学特性的聚合物膜。本发明对于三乙酸纤维素膜(TAC膜)是尤其有效的。可以将TAC膜用作光敏材料的基膜或偏振滤光器中的保护膜。还可以将TAC膜用作光学补偿膜,以扩大用于TV监示器的液晶显示器的视角。在此情况下,TAC膜还优选具有在偏振滤光器中的保护膜的功能。因此,可以将TAC膜用于IPS(面内转换)模式、OCB(任选补偿弯曲)模式、VA(垂直排列)模式等,以及用于常规TN(扭曲向列)模式。
[实施例]
解释了本发明的实施例。然而,本发明不限于该实施例中。在实施例中,进行了实验1-21。对本发明的实验1进行了详细的解释,而省略了对本发明的实验2-17以及作为比较的实验18-21的相同解释。此外,将检验的条件和结果分别表示于表1和2中。
(初级涂料的制备)
三乙酸纤维素 89.3重量%
(取代度,2.8)
磷酸三苯酯 7.1重量%
磷酸联苯二苯酯 3.6重量%
向这些固体材料中加入以下化合物的混合溶剂:
二氯甲烷 87重量%
甲醇 13重量%
将固体材料和混合溶剂的混合物搅拌,以进行溶解,从而获得初级涂料16,其中固体材料的含量为19.0重量%。然后进行对制备的涂料的过滤。
(第一添加剂液体的制备)
为了第一添加剂液体的制备,使用以下化合物:
化学式57的化合物 20.0重量%
初级涂料 13.9重量%
化学式57的化合物为N,N’-二-间甲苯基-N”-对甲氧基苯基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺,其结构在下面示出:
[化学式57]
注意向100重量%的TAC中,加入5.55PHR的化学式57的化合物。
(第二添加剂液体的制备)
二氧化硅粒子 2.0重量%
(R972,由Nippon Aerozil Co.,Ltd.生产)
初级涂料 15.6重量%
二氯甲烷 76.1重量%
甲醇 11.3重量%
将以上化合物的混合物混合,并且用超微磨碎机溶解,以制备第二添加剂液体14。
然后通过使用静态混合器20将第二添加剂液体14与第一添加剂液体12混合,并且通过静态混合器21将第一添加剂液体12和第二添加剂液体14(添加液体)的混合物进一步混合。
所使用的流延模30的宽度为1.8m。通过调节涂料从流延模30的流速来进行流延,使得制备的膜的厚度可以为80μm,而流延的宽度可以为1770mm。为了将涂料的温度调节至36℃,对流延模提供夹套(未示出),并且将在夹套入口的温度控制至36℃的传热介质(水)供给到夹套中。
在制备膜时,将流延模30和管的温度保持在36℃。此外,流延模30是衣架(coathanger)型的,其中以20mm的间距提供有用于调节膜厚度的螺栓。然后通过使用螺栓来进行调节。因而,在除20mm的边缘部分以外的膜中,在相隔50mm的任意两点的厚度差为至多1μm,并且进而在宽度方向上的最小厚度值与最大厚度值之差为至多3μm。相对于预定的膜厚度,膜厚度的变化在±1.5%的范围内。
在流延模30的初级侧中,布置有减压室40,该减压室的减压比率是可以根据流延速度而调节的,使得在上游侧和下游侧之间存在在1Pa至5000Pa的范围内的压力差。此外,也调节该减压室的温度。在流道的前侧和后侧中有迷宫式填充物(未示出)。此外,在两侧中存在开口。此外,为了补偿流延流道的两个边缘的紊乱,使用了边缘抽吸装置(未示出)。
流延模30的材料是沉淀硬化不锈钢或具有双相结构的不锈钢。该材料的热膨胀系数为至多2×10-5(℃-1),在电解质水溶液的腐蚀检测中,与SUS316有几乎相同的抗腐蚀性质。此外,当将该材料浸入到二氯甲烷、甲醇和水的混合液体中时,在气-液界面上没有形成点蚀(孔)。流延模30与涂料的接触表面的表面糙度Ry为至多1μm,在每个方向上的平直度为至多1μm/m,并且将狭缝的间隙自动控制在0.5mm至3.5mm的范围内。在此实施方案中,狭缝间隙为1.5mm。对每个唇缘与涂料的接触部分的末端进行处理,使得其具有穿过狭缝的最大50μm的斜削半径。在该模头中,剪切速率在1(1/秒)至5000(1/秒)的范围内。
此外,唇缘末端提供有硬化层。为了提供该硬化层,有陶瓷涂布、电镀硬铬、氮化处理等方法。如果将陶瓷用作硬化层,则可以研磨,孔隙率变得更低,而且不易碎并且具有良好的耐腐蚀性。此外,作为优选的陶瓷,对涂料没有粘合性质。具体地,作为陶瓷,有碳化钨、Al2O3、TiN、Cr2O3等,并且尤其是碳化钨。注意在本发明中,硬化层是在喷涂法中通过碳化钨涂布形成的。
在模头狭缝的两个边缘上,流出的涂料部分干燥成为固体。为了防止涂料的固化,将涂料可溶解于其中的混合溶剂(87重量百分比的二氯甲烷和13重量百分比的丙酮)以0.5ml/分钟供给至每个流道边缘和狭缝的气-液界面。用于供给涂料的泵具有至多5%的脉冲。此外,在流道的后面(或上游侧)中的压力降低150Pa。此外,为了使减压室40中的温度恒定,提供夹套(未示出)。向该夹套中供给温度被调节至40℃的传热介质。边缘抽吸的空气流量在1L/分钟至100L/分钟的范围内,而在此实施方案中,将空气流量度调节在30L/分钟至40L/分钟的范围内。
皮带33为宽度2.0m和长度70m的不锈环形皮带。皮带33的厚度为1.5mm,并且进行抛光处理,使得表面糙度Ry为至多0.05μm。材料为SUS316并且具有足够的耐腐蚀性和强度。皮带33的厚度不均匀性为至多0.5%。皮带33是通过两个辊31、32的驱动来旋转的。在此时,皮带33的张力为1.0×104kg/m,而辊31、32和皮带33的相对速度之差为至多0.01m/分钟。此外,皮带33的速度波动为至多0.5%。通过检测两个边缘的位置来调节旋转,使得对于一次旋转在宽度方向上的膜曲折(meandering)可s以调节至至多1.5mm。此外,唇缘和刚好在流延模30下面的皮带33在水平方向上的位置波动为至多200μm。
将传热介质供给到辊31、32中,以进行对皮带33的温度调节。将20℃的传热介质(水)供给到在流延模30侧的辊31中,而将40℃的传热介质(水)供给到辊32中。皮带33的中间部分的表面温度刚好在流延以前为15℃,并且两侧边缘之间的温度差为至多6℃。注意皮带33优选在表面上没有缺陷,并且尤其优选地,直径为至少30μm的针孔的数目为0,直径为10μm至30μm的针孔的数目为1个/1m2,并且直径小于10μm的针孔的数目为2个/1m2。
流延室35的温度被保持为35℃。将涂料33流延在皮带33上以形成流延膜39,首先向该流延膜39供给平行于流延膜39流动的干燥空气以进行干燥。从鼓风机41-43供给空气,使得在上部和上流侧的干燥空气的温度可以为135℃,在上部和下流侧可以为140℃,而在下侧可以为65℃。每种干燥风的饱和温度为约-3℃。然后,将湿膜46从皮带33上剥离。为了减少剥离缺陷,相对于皮带的移动速度,剥离速度为100.5%。通过冷凝器37将通过干燥产生的溶剂蒸气冷凝,然后通过回收装置38将其回收。将从其去除了溶剂蒸气的干燥空气再次加热,并且作为干燥空气再次使用。通过使用5个辊在间隔部分50中向拉幅机干燥器60输送湿膜46。同时,将溶剂中的水含量调节到至多0.5%,以再次使用该溶剂。在间隔部分50中的输送过程中,从鼓风机51供给70℃的干燥空气,使得进一步干燥湿膜46。
将输送进入到拉幅机干燥器60中的湿膜46进一步在不改变宽度的情况下输送到入口部分80中(参见图2)。在拉伸开始位置81a的残留溶剂的含量为38.0重量%。在入口60a的宽度L1为1465mm。在拉伸部分81中拉伸湿膜46以后,最大宽度L2变为1841mm。拉伸速度为0.8%/分钟。然后在松弛部分82中将湿膜46松弛,使得在出口部分83中的宽度L3变为1765mm。松弛速度为0.7%/分钟。残留溶剂的含量差(干燥测量基准)为18.0重量%。在此情况下,拉伸比的最大值Lmax(%)为25.7%,松弛以后的拉伸比Lout(%)为20.5%,并且松弛比L(%)为5.2%。
在保持宽度的情况下在出口部分83中输送以后,将湿膜48作为膜61从拉幅机干燥器60供出。在拉幅机干燥器60中,控制140℃的热空气,使得在宽度方向上的风速度可以是恒定的,并且通过间歇布置的喷嘴(未示出)将该热空气供给到膜的法线方向。
然后,在从拉幅机干燥器60的出口60b离开后30秒内,进行对两个边缘部分的边缘切割。在将随后解释的干燥室66中高温干燥以前,在有100℃的干燥空气供给到其中的预干燥室(未示出)中进行膜61的预加热。
在干燥室65中将膜61高温干燥。在干燥室65的前面部分中,供给120℃的热空气,而在在后面部分中,供给130℃的热空气。其后,修剪不必要的侧边缘部分。注意通过辊64在干燥室中输送膜61的张力为100N/宽度,并且进行干燥约30分钟,使得残留溶剂的含量可以小于0.2重量%。辊64的材料为铝或碳钢,并且在表面或周边上进行了硬铬涂布。使用了两种类型的辊64。在第一种类型中,辊64的表面是平整的,而在第二种类型中,在表面上进行了用于消光处理的喷砂。在辊64的旋转中的位置波动(或偏心距)为至多50μm,而辊64在100N/宽度的张力下的弯曲为0.5mm。
在溶液流延方法中,对在卷绕以前的剥离的聚合物膜应用各种处理,包括干燥处理和切割膜侧边缘部分的处理。在应用这些处理的同时,通过辊支撑和供给膜。作为辊,有驱动辊和非驱动辊。非驱动辊用于确定聚合物膜的供给路径并且提高供给稳定性。
驱动辊用于将驱动力传送至聚合物膜,使得将它供给至下游。作为驱动辊,通常使用吸辊。在供给膜时,在例如流延处理、剥离处理、干燥处理和卷绕处理的不同处理中可能需要不同的膜的张力。在此情况下,吸辊将驱动力施加给膜,以改变膜的张力。吸辊在它的接触表面上具有众多的吸孔(suction holes),使得在供给的同时吸取其上的聚合物膜。
当将吸辊用于供给膜时,由于在膜上作用了不能确定其方向的复合动力(complex power),因此可能使膜变形。此外,上游和下游之间由吸辊产生的膜张力可以使膜变形。另外,在接触到吸辊的边缘上的同时,当聚合物膜滑动,收缩或变形时,在膜上出现微观瑕疵。
在供给中使用的驱动辊具有硬化表面。硬化可以通过电镀硬铬、氮化、淬火等来进行。硬度以维氏硬度(Vickers hardness)计在500至2000的范围内,优选在800至1200的范围内。
驱动辊是在它的表面上具有众多吸孔的吸辊。辊的表面的表面糙度Ry优选在0.3μm至1.0μm的范围内,特别是在0.5μm至0.8μm的范围内。表面糙度Ry的值是在没有吸孔的辊的表面区域中测量的。吸孔的直径优选在1mm至6mm的范围内,特别是在2mm至4mm的范围内。吸孔的倒角(chamfer)宽度相比于它的直径的比率优选在2%至20%的范围内。
在驱动吸辊的同时,优选控制它的表面温度。为此目的,优选提供至少一个相应于单个吸辊的辊温控制器。优选辊温控制器控制吸辊的表面温度,使得高于膜在即将接触至吸辊前的温度。注意日本专利申请2004-160159详细教导了吸辊的结构。可以将上面公开的说明书应用于本发明。
通过吸附装置66将干燥空气中的溶剂蒸气去除。吸附剂是活性炭,而脱附是通过干燥空气进行的。因而,使得回收的溶剂的水含量为至多0.3重量%,其后将回收的溶剂用于制备涂料用的溶剂。干燥空气不仅包含溶剂蒸气,而且包含其它化合物如增塑剂、UV-吸收剂以及高沸点化合物。因此通过冷却装置冷却和预吸附器将其它的化合物去除,并且再循环。然后设定吸附和脱附条件,使得可以将废气中的VOC(挥发性有机化合物)变为至多10ppm。将两个边缘部分切去,然后通过滚花辊69对膜61的两侧进行滚花。滚花是通过压花工艺从侧边进行的。调节滚花的压力,使得滚花的平均宽度可以为10mm,并且使得最大高度可以比平均厚度大12μm。
其后,将膜61输送到温度为28℃并且湿度为70%的卷绕室70中。此外,将电离源(未示出)布置在卷绕室70中,使得带电电压可以在-1.5kV至+1.5kV的范围内。从而获得了具有80μm的厚度和1340mm的宽度的膜61。卷绕轴71的直径为169mm。在卷绕开始时的张力为250N/宽度,而在卷绕结束时的张力为220N/宽度。卷起的膜的总长度为2640m。曲折周期(meander period)为400m,而振动范围为±5mm。在卷绕中,膜的温度为25℃,而水含量为1.4重量%,残留溶剂的含量小于0.2重量%。二氧化硅粒子的含量为0.13重量%。
使用切割记录仪(cutting plotter)在离所制备的膜的两个边缘50mm的位置和在所制备膜的中心位置获得样品61a。然后通过使用KOBRA-2IDH(由Oji Scientific Instrument制造)测量慢轴对膜的长度方向的角度,以及在632.8nm照明中的Re值。例如,在实验1中,测量的Re值的平均值为38.4nm。在三个样品中,慢轴对膜的长度方向的最大角度为90.5°,而慢轴对膜的长度方向的最小角度为90°。因此,轴向错位范围为0.5°。当将与每个样品61a相邻的样品61b至61i切去,以测量慢轴对膜的长度方向的平均角度时,平均角度为90.4°。弯曲方向是在轴向错位的测量角度测量的。
[表1]
L1(mm) | L2(mm) | L3(mm) | CF57(PHR) | Lmax(%) | Lout(%) | L(%) | |
实验1 | 1465 | 1841 | 1765 | 5.55 | 25.7 | 20.5 | 5.2 |
实验2 | 1478 | 1803 | 1765 | 5.13 | 22.0 | 19.4 | 2.6 |
实验3 | 1478 | 1841 | 1765 | 5.13 | 24.6 | 19.4 | 5.1 |
实验4 | 1478 | 1871 | 1765 | 5.13 | 26.6 | 19.4 | 7.2 |
实验5 | 1478 | 1888 | 1765 | 5.13 | 27.7 | 19.4 | 8.3 |
实验6 | 1478 | 1903 | 1765 | 5.13 | 28.7 | 19.4 | 9.3 |
实验7 | 1478 | 1918 | 1765 | 5.13 | 29.7 | 19.4 | 10.3 |
实验8 | 1478 | 1918 | 1780 | 5.13 | 29.7 | 20.4 | 9.3 |
实验9 | 1478 | 1918 | 1795 | 5.13 | 29.7 | 21.4 | 8.3 |
实验10 | 1478 | 1918 | 1811 | 5.13 | 29.7 | 22.5 | 7.2 |
实验11 | 1469 | 1947 | 1849 | 2.88 | 32.5 | 25.9 | 6.7 |
实验12 | 1476 | 1871 | 1789 | 3.10 | 26.8 | 21.2 | 5.6 |
实验13 | 1476 | 1888 | 1802 | 3.10 | 27.9 | 22.1 | 5.8 |
实验14 | 1475 | 1903 | 1814 | 3.10 | 29.0 | 23.0 | 6.0 |
实验15 | 1475 | 1918 | 1826 | 3.10 | 30.0 | 23.8 | 6.2 |
实验16 | 1475 | 1932 | 1838 | 3.10 | 31.0 | 24.6 | 6.4 |
实验17 | 1475 | 1947 | 1849 | 3.10 | 32.0 | 25.4 | 6.6 |
实验18 | 1465 | 1841 | 1830 | 2.88 | 25.7 | 24.9 | 0.8 |
实验19 | 1465 | 1947 | 1937 | 2.88 | 32.9 | 32.2 | 0.7 |
实验20 | 1465 | 1841 | 1620 | 2.88 | 25.7 | 10.6 | 15.1 |
实验21 | 1465 | 1947 | 1725 | 2.88 | 32.9 | 17.7 | 15.2 |
L1:在拉幅机干燥器60的入口60a处,夹具轨道之间的宽度
L2:在拉幅机干燥器60中,夹具轨道的最大宽度
L3:在出口部分83中,夹具轨道之间的宽度
CF57:化学式57的化合物的添加比率
Lmax:拉伸比的最大值
Lout:松弛以后的拉伸比
L:松弛比
[表2]
Re(nm) | Amin(°) | Amax(°) | MR(°) | Aave(°) | 弯曲 | |
实验1 | 38.4 | 90 | 90.5 | 0.5 | 90.4 | E |
实验2 | 38.1 | 89.6 | 91.4 | 1.8 | 90.5 | Bf |
实验3 | 38.2 | 90.6 | 91.2 | 0.6 | 90.9 | E |
实验4 | 37.2 | 90.3 | 90.9 | 0.6 | 90.7 | E |
实验5 | 36.7 | 90.1 | 91.1 | 1 | 90.7 | Bb |
实验6 | 36.1 | 90 | 91.6 | 1.6 | 90.8 | Bb |
实验7 | 35.5 | 89.6 | 91.6 | 1.9 | 90.8 | Bb |
实验8 | 38.1 | 89.6 | 91.2 | 1.6 | 90.2 | Bb |
实验9 | 40.6 | 90 | 90.9 | 1.1 | 90.4 | Bb |
实验10 | 43.3 | 90.2 | 90.9 | 0.7 | 90.5 | E |
实验11 | 33.9 | 89.9 | 90.6 | 0.7 | 90.3 | E |
实验12 | 30.4 | 88.8 | 89.7 | 0.9 | 90.2 | E |
实验13 | 31.7 | 89.5 | 90.4 | 0.9 | 90 | E |
实验14 | 32.7 | 89.1 | 90.3 | 0.8 | 89.7 | E |
实验15 | 33.9 | 89 | 90.6 | 0.9 | 89.7 | E |
实验16 | 34.4 | 90.1 | 90.9 | 0.8 | 90.5 | E |
实验17 | 35.4 | 89 | 90.2 | 0.8 | 89.7 | E |
实验18 | 35.0 | 88.9 | 91.9 | 3 | 90.4 | Nf |
实验19 | 42.3 | 88.6 | 91.9 | 3.3 | 89.9 | Nf |
实验20 | 13.3 | 87.9 | 90.8 | 2.9 | 90.1 | Nb |
实验21 | 20.3 | 87.6 | 91.1 | 3.5 | 89.1 | Nb |
Amin:慢轴对长度方向的最小角度
Amax:慢轴对长度方向的最大角度
MR:轴向错位范围
Aave:慢轴对长度方向的平均角度
弯曲评价:
E;光学各向同性优异
Bf;对实际使用无影响的向前弯曲
Bb;对实际使用无影响的向后弯曲
Nf;不适于光学应用的向前弯曲
Nb;不适于光学应用的向后弯曲
由表示于表1和表2中的实验结果,发现,当松弛比L在3<L<9的条件下时,减小了弯曲现象。在此条件下,可以获得具有优良光学各向同性的聚合物膜。另外发现的是,当松弛比L在5<L<7.5的条件下时,基本上防止了弯曲的产生。
在将在作为本发明实例的实验1中制备的膜皂化以后,将该膜粘合至偏振膜的表面,并且将由Fuji Photo Film Co.,Ltd.生产的FUJITAC(商品名;80μm)粘合至该偏振膜的另一个表面。从而获得了偏振滤光器,并且将其代替VA-型(垂直排列类型)液晶显示器的延迟膜和偏振滤光器来使用。于是,显示了处于良好状态的图像。
在本发明中可以有各种改变和改进,并且可以理解这些改变和改进在本发明内。
工业适用性
本发明优选被应用至需要聚合物膜高延迟值的装置,尤其是应用至与液晶相联系的装置。
Claims (12)
1.一种通过以下步骤制备的聚合物膜:将含有聚合物和溶剂的涂料流延在载体上;干燥所述涂料;将所述涂料剥离成为膜;通过拉伸所述膜将所述膜的宽度扩大;以及进行松弛,使得所述宽度变短预定值,
其中在所述膜上任何位置,慢轴从所述膜的宽度方向的错位小于2.0°。
2.按照权利要求1所述的聚合物膜,其中所述拉伸和松弛是通过夹持装置夹持所述膜的两侧边缘部分来进行的。
3.按照权利要求1所述的聚合物膜,其中当刚好在所述拉伸前的所述膜的宽度为L1(mm)、在所述拉伸中的所述膜的最大宽度为L2(mm)并且刚好在所述松弛后的所述膜的宽度为L3(mm)时,进行所述拉伸和松弛,使得满足下式,
3<(L2-L3)/L1×100<9。
4.按照权利要求1所述的聚合物膜,其中在所述拉伸和松弛期间,用于加热所述膜的温度是几乎恒定的。
5.按照权利要求4所述的聚合物膜,其中在所述拉伸和松弛期间,用于加热所述膜的所述温度在50℃至180℃的范围内。
6.按照权利要求1所述的聚合物膜,其中所述聚合物膜为光学膜。
7.按照权利要求1所述的聚合物膜,其中所述聚合物膜为纤维素酯膜。
8.一种溶液流延方法,该方法包括以下步骤:
将涂料流延在载体上,所述涂料包含聚合物和溶剂;
干燥所述涂料;
将所述涂料剥离成为膜;
通过采用夹持装置夹持所述膜的两侧边缘部分来拉伸所述膜,以扩大所述膜的宽度;
在继续夹持的情况下进行松弛,使得所述宽度变短预定值;和
其中当刚好在所述拉伸前的所述膜的宽度为L1(mm)、在所述拉伸中所述膜的最大宽度为L2(mm)并且刚好在所述松弛后的所述膜的宽度为L3(mm)时,进行所述拉伸和松弛,使得满足下式,
3<(L2-L3)/L1×100<9。
9.按照权利要求8所述的溶液流延方法,其中在所述拉伸和松弛期间,用于加热所述膜的温度是几乎恒定的。
10.按照权利要求8所述的溶液流延方法,其中在所述拉伸和松弛期间,用于加热所述膜的所述温度在50℃至180℃的范围内。
11.按照权利要求8所述的溶液流延方法,其中在所述膜上任何位置,所述膜的慢轴从所述膜的宽度方向的错位小于2.0°。
12.按照权利要求8所述的溶液流延方法,其中所述聚合物为纤维素酯。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP081219/2005 | 2005-03-22 | ||
JP2005081219A JP2006027263A (ja) | 2004-06-16 | 2005-03-22 | ポリマーフィルム及び溶液製膜方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200910225840A Division CN101704296A (zh) | 2005-03-22 | 2006-01-24 | 聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101258017A true CN101258017A (zh) | 2008-09-03 |
Family
ID=37023517
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2006800093349A Pending CN101258017A (zh) | 2005-03-22 | 2006-01-24 | 聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 |
CN200910225840A Pending CN101704296A (zh) | 2005-03-22 | 2006-01-24 | 聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200910225840A Pending CN101704296A (zh) | 2005-03-22 | 2006-01-24 | 聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090022970A1 (zh) |
KR (1) | KR20070112394A (zh) |
CN (2) | CN101258017A (zh) |
TW (1) | TWI380892B (zh) |
WO (1) | WO2006100829A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109927224A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-06-25 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | 一种小型聚丙烯锂电池隔膜模拟生产设备 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI400282B (zh) * | 2005-09-12 | 2013-07-01 | Fujifilm Corp | 醯化纖維素薄膜之製法、偏光板及液晶顯示器 |
JP4834444B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-12-14 | 富士フイルム株式会社 | セルロースアシレートフィルムの製造方法 |
US8246737B2 (en) * | 2007-04-03 | 2012-08-21 | Konica Minolta Opto, Inc. | Cellulose ester optical film, polarizing plate and liquid crystal display using the same, method of manufacturing cellulose ester optical film, and copolymer |
JP5292265B2 (ja) * | 2009-12-01 | 2013-09-18 | 富士フイルム株式会社 | 光学フィルムの製造方法 |
CN112020413B (zh) * | 2018-04-26 | 2022-04-29 | 柯尼卡美能达株式会社 | 光学膜的制造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040036828A1 (en) * | 2000-12-04 | 2004-02-26 | Eiichiro Aminaka | Optical compensating sheet having optically anisotropic layer made of discotic liquid-crystalline molecules and transparent substrate comprising polymer film |
JP4260376B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2009-04-30 | 富士フイルム株式会社 | 光学補償シートの製造方法 |
JP4405075B2 (ja) * | 2000-12-19 | 2010-01-27 | 日東電工株式会社 | 偏光フィルムとその製造方法及びこれを用いた偏光板 |
JP2002265636A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Fuji Photo Film Co Ltd | セルロースアシレートフイルム及びその製造方法 |
US6814914B2 (en) * | 2001-05-30 | 2004-11-09 | Konica Corporation | Cellulose ester film, its manufacturing method, optical retardation film, optical compensation sheet, elliptic polarizing plate, and image display |
JP2003066230A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光学補償シート、偏光板、楕円偏光板および液晶表示装置 |
JP2003300248A (ja) * | 2002-02-05 | 2003-10-21 | Konica Minolta Holdings Inc | セルロースエステルフィルム及びその製造方法 |
JP2003232923A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光学補償フイルム、楕円偏光板および液晶表示装置 |
JP2004314529A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Konica Minolta Opto Inc | セルロースエステルフィルムの製造方法 |
-
2006
- 2006-01-24 WO PCT/JP2006/301391 patent/WO2006100829A1/en active Application Filing
- 2006-01-24 CN CNA2006800093349A patent/CN101258017A/zh active Pending
- 2006-01-24 KR KR1020077021992A patent/KR20070112394A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-01-24 US US11/886,920 patent/US20090022970A1/en not_active Abandoned
- 2006-01-24 CN CN200910225840A patent/CN101704296A/zh active Pending
- 2006-01-26 TW TW095102981A patent/TWI380892B/zh active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109927224A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-06-25 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | 一种小型聚丙烯锂电池隔膜模拟生产设备 |
CN109927224B (zh) * | 2018-11-21 | 2020-11-13 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | 一种小型聚丙烯锂电池隔膜模拟生产设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI380892B (zh) | 2013-01-01 |
WO2006100829A1 (en) | 2006-09-28 |
US20090022970A1 (en) | 2009-01-22 |
TW200633835A (en) | 2006-10-01 |
KR20070112394A (ko) | 2007-11-23 |
CN101704296A (zh) | 2010-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100425641C (zh) | 溶液浇铸法 | |
CN100519129C (zh) | 制备聚合物膜的溶液流延法和用于该溶液流延法的吸辊 | |
US20080280072A1 (en) | Cellulose ester film and production method thereof | |
CN101049736B (zh) | 聚合物薄膜的制造方法 | |
CN101327651B (zh) | 流延装置、溶液流延设备和溶液流延方法 | |
CN101258017A (zh) | 聚合物膜以及制备该聚合物膜的溶液流延方法 | |
JP2009227446A (ja) | ガイドローラ、溶液製膜方法及び溶液製膜設備 | |
US7892470B2 (en) | Method and apparatus for producing polymer film | |
US20050281961A1 (en) | Polymer film, solution casting method and apparatus | |
US20100152340A1 (en) | Method and apparatus for producing polymer film, polymer film, polarizing plate and liquid crystal display | |
KR101634143B1 (ko) | 위상차 필름의 제조 방법 및 그 제조 설비 | |
JP2005313614A (ja) | 溶液製膜方法 | |
KR101331462B1 (ko) | 용액 캐스팅 방법 | |
JP2008083244A (ja) | 長尺状搬送物の加工方法及び装置 | |
JP5416909B2 (ja) | 溶液製膜設備及び溶液製膜方法 | |
JP2006103145A (ja) | ポリマーフィルム,溶液製膜方法及びテンタ式乾燥機 | |
US20090243144A1 (en) | Support roller, web conveyance method, solution casting method and solution casting apparatus | |
JP2006028478A (ja) | ポリマーフィルム及び溶液製膜方法、設備 | |
JP4573700B2 (ja) | サクション駆動ローラ及び溶液製膜方法 | |
US20080073810A1 (en) | Dope Filtering Method and Solution Casting Method Using The Dope | |
KR101679355B1 (ko) | 폴리머 필름의 성상 조정 방법 및 장치, 그리고 광학 필름의 제조 방법 | |
JP2006297913A (ja) | 溶液製膜方法 | |
JP2010158787A (ja) | ポリマーフィルムの性状調整方法及び装置、並びに光学フィルムの製造方法 | |
US20060214333A1 (en) | Polymer film and production method thereof | |
US20090108489A1 (en) | Film stretching and relaxing method and solution casting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080903 |