CN101513770A - 用于制备酰化纤维素膜的方法、酰化纤维素膜和光学膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于制备酰化纤维素膜的方法,酰化纤维素膜和光学膜。在本发明的方法中,在纵向拉伸部中使用至少两个面间距离在2至50mm之间,并且圆周速度不同的辊,以1.05至1.6范围内的比率,在纵向(MD)上拉伸未经拉伸的酰化纤维素膜,然后在所述酰化纤维素膜的宽度方向端部被夹持的条件下,在热处理部中将所述经纵向拉伸的酰化纤维素膜加热到Tc至Tc+80℃的范围内的温度,因此使所述酰化纤维素膜在宽度方向(TD)上收缩,以制备所需的酰化纤维素膜。本方法可以提供性能适用于光学膜等的酰化纤维素膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备酰化纤维素膜的方法,酰化纤维素膜和光学膜,具体而言,本发明涉及一种用于制备在液晶显示器中用作延迟膜的酰化纤维素膜的方法,酰化纤维素膜和光学膜。
背景技术
由于其透明性、韧性和光学各向同性,酰化纤维素膜正在扩展其作为光学膜用在图像显示器如液晶显示器和有机EL显示器中的应用。作为用在液晶显示器中的光学膜,将酰化纤维素膜用作偏振片的保护膜,并且还将通过由于拉伸出现面内延迟(Re)和厚度方向(thicknesswise)延迟(Rth)的酰化纤维素膜用作延迟膜。
近年来,需要性能满足所需应用的延迟膜,并且因此已经提出了用于制备此类延迟膜的各种方法。例如,可以通过如下方法制备Rth/Re为0.5以下的延迟膜:向其中酰化纤维素被加热至其结晶温度的酰化纤维素膜施加自由端单轴拉伸,并且在允许酰化纤维素结晶的同时,在宽度方向上不对膜施加任何限制的情况下,将膜在纵向(加工方向:MD)上拉伸(参见例如日本专利申请公开2003-131033和2006-285136)。
发明内容
然而,上述制备方法需要在膜的长度方向上长的跨度,并且在这样长的跨度上,在宽度方向上不对膜施加任何限制,从而使膜的传送变得不稳定。因此出现了在膜的长度方向上产生皱褶、导致光学性能的不均匀性以及膜发生波状变形的问题。因此,迄今仍存在不能高质量地制备具有Rth/Re在0.5以下的性质的延迟膜的问题。
本发明是鉴于上述情形实现的,并且其目的为提供一种用于制备酰化纤维素膜的方法,所述酰化纤维素膜的性质为面内延迟Re为100至300nm,厚度方向延迟Rth为Re×0.5以下,并且慢轴偏差相对于宽度方向(横向:TD)在±5°以下,本发明还提供酰化纤维素膜和光学膜。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面的用于制备酰化纤维素膜的方法包括:形成未经拉伸的酰化纤维素膜;通过使用至少两个辊,辊之间的面间距离在2至50mm的范围内并且圆周速度不同,以1.05至1.6的范围内的比率,在纵向(MD)上拉伸所述未经拉伸的酰化纤维素膜;并且通过在酰化纤维素膜的宽度方向端部被夹持的条件下,将酰化纤维素膜加热到Tc至Tc+80℃范围内的温度,使在纵向上被拉伸的酰化纤维素膜在宽度方向(TD)上收缩。
根据本发明的该方面,在通过在未经拉伸的酰化纤维素膜的宽度方向端部被夹持的同时将未经拉伸的酰化纤维素膜加热到Tc至Tc+80℃而使未经拉伸的酰化纤维素膜在宽度方向(TD)上收缩之前,通过使用至少两个辊之间的面间距离在2至50mm的范围内并且圆周速度不同的辊在纵向(MD)上进行拉伸,可以将Rth压低,并且同时可以使Re变高,而且还可以使相对于宽度方向(TD)的慢轴偏差变小。此外,在纵向拉伸时,两个辊之间的距离在2至50mm的范围内,因此可以使膜没有光学不均匀性(皱褶和擦痕)。
在本说明书中,Tc表示加热结晶温度。此外,在本说明书中,未经拉伸的酰化纤维素膜表示还未进行现在在本说明书中所公开的纵向拉伸步骤和宽度方向收缩步骤的酰化纤维素膜。因此,即使由于在形成酰化纤维素膜的步骤中的其它原因使酰化纤维素膜在纵向(MD)上拉伸,在本说明书中这样的膜还是被称作未经拉伸的酰化纤维素膜。
在根据该方面的用于制备酰化纤维素膜的方法中,经纵向拉伸的酰化纤维素膜的面内延迟Re和厚度方向延迟Rth分别为0至50nm和30至100nm,并且经宽度方向(TD)收缩的酰化纤维素膜的慢轴偏差相对于宽度方向(TD)为±5°或更小。
在纵向拉伸的步骤中,将未经拉伸的酰化纤维素膜在纵向(MD)上拉伸,从而面内延迟Re在0至50nm的范围内,并且厚度方向延迟Rth在30至100nm的范围内。然后,在温度处于Tc至Tc+80℃的范围内并且酰化纤维素膜的宽度方向端部被夹持的条件下,通过在宽度方向进行收缩,可以使得慢轴偏差相对于宽度方向(TD)为±5°以下。这规定了为了使经纵向拉伸的酰化纤维素膜获得相对于宽度方向(TD)在±5°以下的慢轴偏差所需要的条件。
在根据该方面的用于制备酰化纤维素膜的方法中,未经拉伸的酰化纤维素膜在纵向(MD)上的拉伸是在Tg-50℃以上至Tg+50℃以下的范围内的膜温度下进行的。
未经拉伸的酰化纤维素膜在Tg-50℃至Tg+50℃的范围内的膜温度下的纵向(MD)拉伸导致分子取向,并且可以使Re在作为拉伸后续步骤的热处理后升高。应当指出在本说明书中,Tg表示玻璃化转变温度。
本发明的另一方面提供通过本发明的制备方法所制备的酰化纤维素膜。
根据本发明的该方面的酰化纤维素膜的面内延迟Re在100至300nm的范围内,厚度方向延迟Rth在Re×0.5以下,并且慢轴偏差相对于宽度方向(TD)为±5°以下。
本发明的另一方面还提供光学膜,其中使用根据本发明的该方面的酰化纤维素膜。
根据本发明的任一个方面,通过使用至少两个面间距离在2至50mm的范围内,并且圆周速度不同的辊,以1.05至1.5的范围内的比率,将未经拉伸的酰化纤维素膜在纵向(MD)上拉伸,之后在酰化纤维素膜的宽度方向端部被夹持的条件下,通过将酰化纤维素膜加热到Tc至Tc+80℃的范围内的温度,使经纵向拉伸的酰化纤维素膜在宽度方向(TD)上收缩。从而可以制备酰化纤维素膜,其性质为面内延迟Re在100至300nm的范围内,厚度方向延迟Rth为Re×0.5以下,并且慢轴偏差相对于宽度方向为±5°以下。
附图说明
图1是说明流延成膜线的构造的示意图;
图2是说明本发明所使用的拉伸-热处理装置的构造的示意图;
图3是说明热处理部的平面图;
图4是说明夹具的斜视图;
图5是说明夹具的纵向截面图;
图6是说明结构与图4中所示的结构不同的夹具的纵向截面图;
图7是说明结构与图2中所示的结构不同的热处理部的平面图;以及
图8是显示实施例结果的表。
具体实施方式
下面,将描述根据本发明的用于制备酰化纤维素膜的方法的一个实施方案。应当指出,尽管通过下述优选实施方案对本发明进行描述,但是可以在不偏离本发明的范围的情况下使用各种方法对本发明进行修改,并且可以采用除本实施方案以外的实施方案。因此,在本发明的范围内的所有修改都包括在本发明专利的权利要求书的范围内。此外,在本说明书中,使用“至”所表示的数值范围表示包括“至”前后的数值的范围。
<酰化纤维素膜>
[透湿度]
根据本实施方案的酰化纤维素膜的透湿度在40℃和90%的相对湿度下,优选为100至400g/(m2·day),并且相同的酰化纤维素膜在60℃和95%的相对湿度下保持1000小时后的透湿度变化优选为-100g/(m2·day)至10g/(m2·day)。在此使用的“透湿度”表示以下保持前后之间的质量变化(g/(m2·day)):用膜将装有氯化钙的杯的开口密封,在40℃和90%的相对湿度的条件下,将整个杯在密封容器中放置并保持24小时。透湿度随着温度的增加而增加,也随着湿度的增加而增加;然而,在任何所采用的温度和所采用的湿度下,膜之间透湿度的大小关系保持不变。因此,在本说明书中,使用上述在40℃和90%的相对湿度下的质量变化的值作为基准。
根据本实施方案的酰化纤维素膜的透湿度为优选100至400g/(m2·day),更优选120至350g/(m2·day),并且还更优选150至300g/(m2·day)。
当将膜在60℃和95%的相对湿度下保持1000小时时,根据上述方法测定保持前后的透湿度,并将通过从保持后的透湿度中减去保持前的透湿度所得到的值定义为“在60℃和95%的相对湿度下保持1000小时后的透湿度变化”。根据本实施方案的酰化纤维素膜在60℃和95%的相对湿度下保持1000小时后的透湿度变化为-100g/(m2·day)至10g/(m2·day),优选-50至5g/(m2·day),并且更优选-20至0g/(m2·day)。
此外,因为透湿度随着膜厚度的增加而降低,并随着膜厚度的降低而增加,因此在本说明书中将通过所测定的透湿度和所测定的膜厚度的乘积除以80所得到的值定义为“以80μm膜厚度计的透湿度”。根据本实施方案的酰化纤维素膜的以80μm膜厚度计的透湿度为优选100至420g/(m2·day),更优选150至400g/(m2·day),并且更优选180至350g/(m2·day)。
使用满足上述透湿度条件的酰化纤维素膜可以提供对湿度或湿热具有优异的耐久性的偏振片,以及高度可靠的液晶显示器。
[酰化纤维素]
根据本实施方案的酰化纤维素膜包含作为主要组分聚合物的酰化纤维素。在本说明书中,当酰化纤维素膜由单一聚合物组成时,“主要组分聚合物”表示该单一聚合物本身,而当酰化纤维素膜由多种聚合物组成时,“主要组分聚合物”表示组分聚合物中具有最高质量分数的聚合物。
当制备根据本实施方案的酰化纤维素膜时,所使用的酰化纤维素可以是粉末状或粒状的。还可以使用成粒的产品。酰化纤维素的含水量为优选1.0质量%以下,更优选0.7质量%以下,并且最优选0.5质量%以下。根据情况,含水量优选为0.2质量%以下。当酰化纤维素的含水量在优选范围以外时,优选使用通过加热等而被干燥后的酰化纤维素。这些聚合物可以被各自单独使用或以其两种或更多种的结合形式使用。
酰化纤维素的实例包括酰化纤维素化合物和通过向作为原料的纤维素生物地或化学地引入官能团所得到的具有酰基取代的纤维素骨架的化合物。
酰化纤维素表示纤维素和羧酸之间的酯。作为组成酯的羧酸,更优选的是碳原子个数在2至22的范围内的脂肪酸,并且最优选的是碳原子个数在2至4的范围内的低级脂肪酸。
在酰化纤维素中,位于组成纤维素的葡萄糖单元的2-,3-和6-位的羟基的全部或部分氢原子被酰基取代。酰基的实例包括:乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、新戊酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、环己甲酰基、油酰基、苯甲酰基、萘甲酰基和肉桂酰基。酰基优选为乙酰基、丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、新戊酰基、油酰基、苯甲酰基、萘甲酰基和肉桂酰基,并且最优选乙酰基、丙酰基和丁酰基。
酰化纤维素可以是通过多种酰基的取代所得到的酰化纤维素;此类酰化纤维素的具体实例包括乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丁酸丙酸纤维素和丁酸丙酸纤维素。
作为组成根据本实施方案的酰化纤维素膜的酰化纤维素,特别优选的是含与乙酸形成的酯的乙酸纤维素,并且从溶剂溶解性的角度看,更优选的是乙酰基取代度在2.70至2.87的范围内的乙酸纤维素,而最优选的是乙酰基取代度在2.80至2.86的范围内的乙酸纤维素。在本说明书中所指的取代度表示位于组成纤维素的葡萄糖单元的2-,3-和6-位的羟基的氢原子的取代程度;并且因此在位于2-,3-和6-位的羟基的氢原子被取代的情况下,取代度为3。
Nobuhiko Migita等在木材化学(Wood Chemistry)第180至190页(Kyoritsu Shuppan Co.,Ltd.,1968)中描述了用于合成酰化纤维素的基本原理和方法。用于合成酰化纤维素的方法的代表性实例包括基于羧酸酐-羧酸-硫酸催化剂体系的液相酰化法。具体而言,首先使用适当量的羧酸如乙酸对纤维素原料如棉绒或木浆进行预处理,然后放入已被预先冷却的酰化混合溶液中,进行酯化反应,以合成完全酰化纤维素(其中2-,3-和6-位的总酰基取代度为大约3.00)。酰化混合溶液通常包含作为溶剂的羧酸,作为酯化剂的羧酸酐和作为催化剂的硫酸。相对于与酸酐反应的纤维素中的水和体系中的水的总量,通常使用化学计量过量的量的羧酸酐。
然后,为了使体系中剩余的过量羧酸酐水解,在酰化反应完成后,向体系中加入水或含水乙酸。此外,还可以加入含有中和剂(例如:钙、镁、铁、铝或锌的碳酸盐、乙酸盐、氢氧化物或氧化物)的水溶液,以部分中和酯化催化剂。此外,通过在少量酰化反应催化剂(通常为剩余的硫酸)的存在下将所得到的酰化纤维素保持在20至90℃下,使这样得到的完全酰化纤维素皂化并老化,从而转化为具有所需酰基取代度和所需聚合度的酰化纤维素。当得到所需酰化纤维素时,使用上述中和剂将体系中剩余的催化剂完全中和;或在不中和催化剂的情况下,将酰化纤维素溶液倒入水中或稀释的乙酸中(或将水或稀释的乙酸倒入酰化纤维素溶液中),以分离酰化纤维素,对酰化纤维素进行洗涤和稳定化处理,从而可以得到所需的酰化纤维素。
以粘均聚合度计,酰化纤维素的聚合度优选为150至500,更优选200至400,并且更优选220至350。可以根据Uda等描述的本征粘度法(KazuoUda和Hideo Saitoh,Journal of the Society of Fiber Science and Technology,日本,第18卷,第1期,第105至120页,1962)测定粘均聚合度。日本专利申请公开9-95538中也描述了粘均聚合度的测定方法。
含有少量低分子组分的酰化纤维素有高平均分子量(聚合度),但是其粘度值低于普通酰化纤维素。此类含有少量低分子组分的酰化纤维素可以通过从根据常规方法合成的酰化纤维素中去除低分子组分而获得。可以通过使用适当的有机溶剂对酰化纤维素进行洗涤去除低分子组分。作为选择,还可以合成得到含有少量低分子组分的酰化纤维素。当合成含有少量低分子组分的酰化纤维素时,相对于100质量份的纤维素,优选将酰化反应中硫酸催化剂的量控制为0.5至25质量份。将硫酸催化剂的量控制在上述范围内可以合成从分子量分布角度优选的酰化纤维素(分子量分布均一)。Journal of Technical Disclosure Laid-Open No.2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute ofInvention and Innovation),第7至12页中还描述了棉花作为纤维素酯的原料和纤维素酯的合成方法。
<酰化纤维素膜的制备>
根据本实施方案的酰化纤维素膜可以通过溶液流延成膜法,从含有酰化纤维素和各种添加剂的溶液制备。下面详细描述溶液流延成膜法。
作为选择,当根据本实施方案的酰化纤维素膜的熔点或由酰化纤维素膜和各种添加剂所组成的混合物的熔点低于这些成分的分解温度并高于拉伸温度时,可以通过基于熔融成膜法的膜形成制备酰化纤维素膜。例如日本专利申请公开2000-352620中描述了熔融成膜法。
[酰化纤维素溶液]
(溶剂)
当通过溶液流延成膜法制备根据本实施方案的酰化纤维素膜时,制备酰化纤维素溶液。作为在此制备中所使用的用在酰化纤维素溶液中的主溶剂,可以优选使用是酰化纤维素的良溶剂的有机溶剂。从减少干燥所需的时间和工作的角度看,作为这样的溶剂,沸点在80℃以下的有机溶剂是更优选的。有机溶剂的沸点更优选为10至80℃,并且特别优选20至60℃。作为选择,根据情况,可以优选使用沸点为30至45℃的有机溶剂作为主溶剂。
此类主溶剂的实例包括卤代烃、酯、酮、醚、醇和烃,并且这些可以具有支化结构或环状结构。主溶剂可以具有酯、酮、醚和醇(即,-O-,-CO-,-COO-,-OH)中的任何两种或更多种官能团。此外,这些酯、酮、醚和醇的烃部分中的氢原子可以被卤素原子(特别是氟原子)取代。应当指出,当主溶剂为单一溶剂时,在根据本实施方案的酰化纤维素膜的制备中所使用的酰化纤维素的主溶剂是指单一溶剂本身,而当主溶剂由多种溶剂组成时,主溶剂表示组分溶剂中具有最高质量分数的溶剂。
作为卤代烃,氯代烃是更优选的;优选的氯代烃的实例包括二氯甲烷和氯仿,而这些中更优选的是二氯甲烷。酯的实例包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯和乙酸乙酯。酮的实例包括丙酮和甲基乙基酮。醚的实例包括二***、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃和1,4-二噁烷。醇的实例包括甲醇、乙醇和2-丙醇。烃的实例包括正戊烷、环己烷、正己烷、苯和甲苯。
以这些主溶剂的组合形式使用的有机溶剂的实例包括卤代烃、酯、酮、醚、醇和烃,并且其可以具有支化结构或环状结构。有机溶剂可以具有酯、酮、醚和醇(即,-O-,-CO-,-COO-,-OH)中的任何两种或更多种官能团。此外,这些酯、酮、醚和醇的烃部分中的氢原子可以被卤素原子(特别是氟原子)取代。
作为卤代烃,氯代烃是更优选的;优选的氯代烃的实例包括二氯甲烷和氯仿,而这些中更优选的是二氯甲烷。酯的实例包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯。酮的实例包括丙酮、甲基乙基酮、二乙基甲酮、二异丁基甲酮、环戊酮、环己酮和甲基环己酮。醚的实例包括二***、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、苯甲醚和苯***。
醇的实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇和2,2,3,3-四氟-1-丙醇。烃的实例包括正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯和二甲苯。含有两种或更多种类型官能团的有机溶剂的实例包括乙酸(2-乙氧基)乙酯、2-甲氧基乙醇、2-丁氧基乙醇和乙酰乙酸甲酯。
从降低从带上剥离膜的负荷的角度看,对于根据本实施方案的酰化纤维素,溶剂以整体溶剂中优选5至30质量%,更优选7至25质量%,并且还更优选10至20质量%的量含有一种或多种醇。
下面列出优选用作在根据本实施方案的酰化纤维素膜的制备中所使用的酰化纤维素溶液的溶剂的有机溶剂组合的实例。然而,可用于本实施方案中的组合并不限于这些实例。应当指出,表示混合比的数字是以质量份的形式给出的。
(1)二氯甲烷/甲醇/乙醇/丁醇=80/10/5/5
(2)二氯甲烷/甲醇/乙醇/丁醇=80/5/5/10
(3)二氯甲烷/异丁醇=90/10
(4)二氯甲烷/丙酮/甲醇/丙醇=80/5/5/10
(5)二氯甲烷/甲醇/丁醇/环己烷=80/8/10/2
(6)二氯甲烷/甲基乙基酮/甲醇/丁醇=80/10/5/5
(7)二氯甲烷/丁醇=90/10
(8)二氯甲烷/丙酮/甲基乙基酮/乙醇/丁醇=68/10/10/7/5
(9)二氯甲烷/环戊酮/甲醇/戊醇=80/2/15/3
(10)二氯甲烷/乙酸甲酯/乙醇/丁醇=70/12/15/3
(11)二氯甲烷/甲基乙基酮/甲醇/丁醇=80/5/5/10
(12)二氯甲烷/甲基乙基酮/丙酮/甲醇/戊醇=50/20/15/5/10
(13)二氯甲烷/1,3-二氧戊环/甲醇/丁醇=70/15/5/10
(14)二氯甲烷/二噁烷/丙酮/甲醇/丁醇=75/5/10/5/5
(15)二氯甲烷/丙酮/环戊酮/乙醇/异丁醇/环己烷=60/18/3/10/7/2
(16)二氯甲烷/甲基乙基酮/丙酮/异丁醇=70/10/10/10
(17)二氯甲烷/丙酮/乙酸乙酯/丁醇/己烷=69/10/10/10/1
(18)二氯甲烷/乙酸甲酯/甲醇/异丁醇=65/15/10/10
(19)二氯甲烷/环戊酮/乙醇/丁醇=85/7/3/5
(20)二氯甲烷/甲醇/丁醇=83/15/2
(21)二氯甲烷=100
(22)丙酮/乙醇/丁醇=80/15/5
(23)乙酸甲酯/丙酮/甲醇/丁醇=75/10/10/5
(24)1,3-二氧戊环=100
Journal of Technical Disclosure Laid-Open No.2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute of Invention and Innovation)中对将非卤素有机溶剂用作主溶剂的情况进行了详细描述,并且可以任选地将此类组合用于本发明的实施方案中。
(溶液浓度)
在制备的酰化纤维素溶液中,酰化纤维素的浓度为优选5至40质量%,更优选10至30质量%,并且最优选15至30质量%。可以在将酰化纤维素溶解于溶剂中的阶段对酰化纤维素的浓度进行控制,以设置在预定的浓度。作为选择,预先制备较低浓度(例如,4至14质量%)的溶液,然后可以通过例如蒸发溶剂将其浓缩。另作为选择,预先制备较高浓度的溶液,然后可以将其稀释。还可以通过向溶液中加入一种或多种添加剂而使酰化纤维素的浓度被稀释。
(添加剂)
在各个制备步骤中,根据所需应用,用于制备根据本实施方案的酰化纤维素膜的酰化纤维素溶液可以含有各种液体或固体添加剂。添加剂的实例包括增塑剂(相对于酰化纤维素,其优选的添加量为0.01至10质量%;以下同此)、紫外线吸收剂(0.001至1质量%)、平均粒度为5至3000nm的颗粒粉末(0.001至1质量%)、含氟化合物表面活性剂(0.001至1质量%)、脱模剂(0.0001至1质量%)、劣化阻止剂(0.0001至1质量%)、光学各向异性控制剂(0.01至10质量%)和红外线吸收剂(0.001至1质量%)。
增塑剂和光学各向异性控制剂各自为分子量在3000以下,并且优选包含疏水部分和亲水部分的有机化合物。这些化合物在酰化纤维素链之间取向,并且因而改变延迟值。此外,这些化合物改善膜的疏水性,并且因此可以降低与湿度相关的延迟变化。伴随使用紫外线吸收剂或红外线吸收剂还可以有效地控制延迟的波长依赖性。优选地,在根据本实施方案的酰化纤维素膜中所使用的全部添加剂在干燥过程中基本上没有升华。
从降低与湿度相关的延迟变化的角度看,更优选更大添加量的这些添加剂;然而,随着添加量的增加,倾向于导致以下问题:酰化纤维素膜的玻璃化转变温度(Tg)的降低和添加剂在膜的制备步骤中的升华。因此,当将乙酸纤维素更优选地用在本发明的实施方案中时,相对于酰化纤维素,每一种分子量在3000以下的添加剂的量在优选0.01至30质量%,更优选2至30质量%,并且更优选5至20质量%的范围内。
在日本专利申请公开2001-151901中描述了可优选用于根据本实施方案的酰化纤维素膜的增塑剂。在日本专利申请公开2001-194522中描述了红外线吸收剂。根据添加剂的类型,可以适当地确定加入添加剂的合适时间。在Journal of Technical Disclosure Laid-Open No.2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute of Invention and Innovation),第16-22页中也对上述添加剂进行了描述。
(酰化纤维素溶液的制备)
例如,可以根据在日本专利申请公开2005-104148,第106至120页中描述的制备方法进行酰化纤维素溶液的制备。具体而言,在搅拌下,将酰化纤维素与溶剂混合在一起,以使酰化纤维素溶胀,或根据情况施加冷却、加热等,从而使酰化纤维素溶解;然后,通过将所得溶液过滤,可以得到酰化纤维素溶液。
[流延,干燥]
可以依照常规溶液流延成膜法,通过使用常规溶液流延成膜设备制备根据本实施方案的酰化纤维素膜。图1是说明用于根据溶液流延成膜法制备酰化纤维素膜的流延成膜线10的示意图。将在溶解器(罐)(未显示)中制备的涂料(酰化纤维素溶液)过滤,并且随后暂时储存在储存罐11中,在其中将涂料中包含的泡沫除去,从而制备最终的涂料。使涂料保持在30℃,并且经过可以通过控制转速以高精度定量进料的加压型计量齿轮泵12,将涂料从涂料排放开口转移至加压模14。过滤器13可被设置在加压型计量齿轮泵12和加压模14之间。使涂料均匀地从加压模14的管套(狭缝)流延至流延部的环形运转的金属载体15上(流延步骤)。随后,在金属载体15已经大约完成一周转动的剥离点上,将半干的涂料膜(也称作料片)从金属载体15上剥离。标记16和17分别表示在流延部一侧的转鼓和在非流延部一侧的转鼓;标记18表示导辊,而标记19表示剥离辊。随后,将涂料膜传送至干燥区22。在导辊20的协助下将涂料膜传送至干燥区22内。通过将涂料膜传送至干燥区22内,使涂料膜干燥。干燥完成时,使用卷绕机21将未经拉伸的酰化纤维素膜23卷绕起来,以使其具有预定的长度。金属载体15可以是金属带或金属传动带。
日本专利申请公开2005-104148,第120至146页中也描述了流延步骤和干燥步骤的细节,并且可以将其适当地应用于本发明的实施方案。
干燥完成时,膜中的残余溶剂量优选为0至2质量%,并且更优选0至1质量%。在干燥完成后,可以将膜直接传送到热处理区,或可以将其卷绕起来并随后施加离线热处理。在热处理之前,酰化纤维素膜的宽度优选为0.5至5m,并且更优选0.7至3m。当膜被暂时卷绕起来时,卷绕长度优选为300至30000m,更优选500至10000m,并且更优选1000至7000m。
[拉伸,热处理]
下面,对其中对如上述所得的酰化纤维素膜在纵向(MD)进行拉伸,并且在拉伸后,施加使膜在宽度方向收缩的热处理的方法进行描述。
图2是说明拉伸-热处理装置的构造的示意图。如图2中所示,拉伸-热处理装置30包括用于加热未经拉伸的酰化纤维素膜32的预热部34、用于在纵向(MD)拉伸经加热的膜32的纵向拉伸部36,以及用于使经纵向拉伸的膜32在宽度方向上热收缩的热处理部38。
预热部34配备有辊40、40,辊40、40各自的表面温度可调。通过使膜32围绕辊40、40的每一根缠绕,将膜32预热(加热)。经预热的膜32被传送到纵向拉伸部36。
纵向拉伸部36配备有一对低速辊42、42和一对高速辊44、44。膜32被辊42、42和辊44、44夹紧而被传送。在此传送中,由于低速辊42和高速辊44之间的速度差,使得膜32在纵向(MD)上被拉伸。
非接触加热装置(未显示)位于低速辊42和高速辊44之间的中途。该加热装置在拉伸下加热膜32。该加热装置的结构没有特别的限制。相关的可使用的加热方式和设备的实例可以包括热气鼓风、远红外线加热器和近红外线加热器如聚光加热器(focus heater)。加热装置控制膜32的温度,以使其在(Tg-50℃)至(Tg+50℃)的范围内。
低速辊42和高速辊44之间的面间距离L优选在2mm至50mm的范围内。当距离L小于上述范围时,则可能变得难以使膜从辊之间通过,并且膜可能倾向于被切断。当距离L大于上述范围时,会出现这样的可能性:膜32的传送变得不稳定,并且因而在膜的长度方向上产生皱褶,导致光学性能上的不均匀性,并且膜发生波纹变形。
按上述配置的纵向拉伸部36在纵向(MD)上拉伸膜32。拉伸优选以在1.05至1.6的范围内的纵向拉伸比进行。当进行下述的热处理时,在此范围内进行的纵向拉伸可以制备性质如下的酰化纤维素膜:面内延迟Re在100至300nm的范围内,厚度方向延迟Rth在Re×0.5以下,并且慢轴偏差相对于宽度方向(TD)在±5°以下。在纵向拉伸部36内经纵向拉伸的膜32被传送至热处理部38。
热处理部38配置有未显示的加热炉以控制膜32的温度T,使得其满足(Tc)≤T≤(Tc+80℃)的关系。在此,Tc表示结晶温度,并且通过将膜32的温度T控制在上述范围内,使膜32结晶以在宽度方向(TD)上热收缩。
图3是说明结合在热处理部38内的热处理装置50的平面图。如图3所示,热处理装置50配备有一对环状链52、52,并且链52、52各自被安置在膜32的两个宽度方向端部。每一个链52围绕链轮54(上游链轮)和55(下游链轮)缠绕。通过使用未显示的驱动装置转动链轮54和55中的任一个,带动链52转动。
对于所述一对链52中的每一个,将多个夹具56、56…以预定的间距固定。夹具56是用于夹持膜32的宽度方向端部的元件。夹具56随同链52一起移动,以在链轮54、55之间转动。导轨58被安置在链轮54、55之间。夹具56在链轮54、55之间移动,并且由导轨58导向。
沿膜32的宽度方向(TD)上的两端安置导轨58。导轨58、58之间的间隔被形成为在膜32的传送方向(MD)上随着从上游向下游移动而改变。随着在膜32的传送方向上从上游向下游移动,热处理装置50配置有以导轨58、58之间的间隔大约为常数(或略微扩展)的方式形成的宽区(以下称为加热区)α,使导轨58、58之间的间隔逐渐减小而形成的区域(以下称为收缩区)β,和使导轨58、58之间的间隔为窄的并大约为常数而形成的区域(以下称为保持区)γ。随着在膜32的传送方向(MD)上从上游向下游移动,导轨58、58之间的间隔变窄,并且夹持膜32的两端的夹具56、56之间的相互间隔变窄。
图4是说明夹具56的斜视图,而图5是说明夹具56的截面图。如图4和图5所示,夹具56主要由主体60和基座62组成。在基座62中,形成用于与链52附着的附着部62A,以及用于被导轨58导向的导向部62B,并且通过将导向部62B与导轨68啮合,使基底62沿着导轨58移动。
主体60具有以可自由转动形式由轴支撑的活动挡板64。活动挡板64具有在其下端的挤压元件64A,并且可以通过将膜32的端部夹在挤压元件64A和主体60之间而夹持膜32的端部。在活动挡板64的上端形成主动杆64B。通过使用未显示的导杆横向按压主动杆64B,使活动挡板64摆动。导杆被设置在每一个链轮54、54的位置。在此位置上,使活动挡板64摆动,以允许在通过挤压元件64A的膜32的夹持状态和夹持状态的抬起(放开)之间的转换。
具体地,对每个夹具56的构造和功能进行描述。在被设置于膜32的传送方向的上游位置的上游链轮54的位置处,夹具56夹持膜32的端部。在保持夹持状态的情况下,夹具56被传送至位于下游位置的下游链轮55的位置。夹具56以这样的形式形成,即夹具56在下游链轮55的位置处抬起对膜32的夹持。因此,在上游链轮54的位置,膜32的两端均被夹持,而在下游链轮55的位置,膜32的两端的夹持均被抬起。
形成图3中所示的收缩区β,使得当膜32在宽度方向上收缩时,通过使用夹具56夹持膜32的端部,“防止膜32下垂并且膜32的端部不会被过分地向外拉伸”。具体而言,预先基于测试等确定确保“膜32没有宽度方向下垂并且膜32不被过分地向外拉伸”的夹具56的轨道,并且将导轨58设置为使得夹具56按照这样确定的轨道移动。
可以通过使用如光敏元件的装置,检测膜32的宽度方向中心部分的高度位置,确定“膜32没有宽度方向的下垂并且膜32不被过分地向外拉伸”的条件。换言之,预先测量在膜32下垂的情况下中心部分的高度位置,和在膜32被夹具56过分地向外拉伸的情况下中心部分的高度位置,并且将夹具56的轨道设定为使得中心部分的高度位置位于这两种高度位置之间。
根据如上所述而形成的热处理部38,通过被加热至结晶温度附近,膜32在被允许结晶的同时在宽度方向上热收缩。在此情况下,夹具56夹持膜32的宽度方向端部,并且因此可以防止膜32的端部表现为自由端。可以防止膜32出现迄今所见的波纹盘状变形和迄今所见的光学性能的不均匀性的产生。在本实施方案中,膜32不被夹具56过分地向外拉伸,并且因此膜32由于结晶而自发地热收缩。因此,可以防止产生在向外拉伸中所出现的光学性能的不均匀性。
在上述实施方案中,通过预先适当地设定收缩区β中导轨58、58之间的宽度,“膜32没有下垂,并且不被过分地向外拉伸”。然而,所涉及的方法并不限于上述方法。
例如,如图6所示,通过经由轨道66的中介组装主体60和基底62,可以支撑主体60,使其可在膜32的宽度方向上相对于基底62自由滑动。因此,在收缩区β中,当膜32热收缩时,主体60被膜32牵引而移动,从而可以防止膜32被夹具56过分地拉伸。通过这样的设定,即在主体60和基底62之间施加预定的摩擦力,夹具56可以防止膜32的端部表现为自由端,并且可以防止在膜32中产生皱褶和光学性能的不均匀性。
作为选择,还可以如图7所示形成热处理部。图7中所示的热处理部具有如下结构:其中将每个导轨68、68分别安置在加热区α和保持区γ内,但是在收缩区β内不安置导轨。因此,夹具56在收缩区β内可以在宽度方向上自由地移动,并且可以防止膜32被夹具56过分地向外拉伸。夹具56由链52支撑,并且因此夹具56可以防止膜32的端部表现为自由端。
上述拉伸-热处理装置30制备性质如下的酰化纤维素膜32:面内延迟Re在100至300nm的范围内,厚度方向延迟Rth在Re×0.5以下,并且慢轴偏差相对于宽度方向在±5°以下。在拉伸-热处理装置30的热处理部38中,夹具56夹持膜32的两端,并且因此可以防止产生波纹盘状皱褶和光学性能的不均匀性,从而可以制备高质量的酰化纤维素膜32。
上述酰化纤维素膜(以下省略标记)优选为单层结构。在此,“单层结构”膜不表示通过粘合多层膜所制备的膜或在其表面上存在涂层的膜,而表示单片的酰化纤维素膜,而且还包括通过应用连续流延法或共流延法由多种酰化纤维素溶液制备单片酰化纤维素膜的情况。在这种情况下,通过适当地调控添加剂的类型和混合量、酰化纤维素的分子量分布、酰化纤维素的类型等,可以获得具有厚度方向分布的酰化纤维素膜。作为选择,“单层结构”膜的实例包括那些膜,其中每一个包括各种的功能部,如光学各向异性部、防眩部、气障部和耐湿部。
[表面处理]
可以通过对其适当地施加表面处理,而使根据本实施方案的酰化纤维素膜对每一功能层(例如,底涂层、背衬层和光学各向异性层)的粘附性得到改善。此类表面处理的类型的实例包括:使用辉光放电、紫外线辐射、电晕放电、火焰或皂化(酸性或碱性皂化)的处理,在这些中特别优选使用辉光放电或碱性皂化的处理。本说明书中所称的“辉光放电处理”是在可等离子体激发的气体存在下,向膜表面施加等离子体处理的处理。在Journal of Technical Disclosure Laid-Open No.2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute of Invention and Innovation)中描述了这些表面处理方法的细节,并且可以适当地使用此类表面处理方法。
为了改善膜表面对每一功能层的粘附性,除表面处理外,或代替表面处理,还可以在根据本实施方案的酰化纤维素膜上安置底涂层(粘附层)。在Journal of Technical Disclosure Laid-Open No.2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute of Invention and Innovation),第32页中描述了此类底涂层,并且可以适当地应用这些底涂层。在Journal of Technical DisclosureLaid-Open No.2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute of Inventionand Innovation),第32至45页中描述了设置在根据本实施方案的酰化纤维素膜上的功能层,并且其中所描述的功能层可以被适当地使用。
<光学补偿膜>
根据本实施方案的酰化纤维素膜还可以被用作光学补偿膜。“光学补偿膜”通常表示用在显示器如液晶显示器中,并且具有光学各向异性的光学材料,并且其与延迟膜、延迟片、光学补偿膜、光学补偿片等是同义的。在液晶显示器中,光学补偿膜被用于改善显示图像的对比、视角性能和色彩质量的目的。
根据本实施方案的酰化纤维素膜还可以按照原状被用作光学补偿膜。作为选择,通过层压多片根据本实施方案的酰化纤维素膜,或通过层压根据本实施方案的酰化纤维素膜与不同于根据本实施方案的酰化纤维素膜的膜,对Re或Rth适当地进行调控,并且这样的层压材料也可以被用作光学补偿膜。可以使用粘附剂或/和胶粘剂进行膜层压。
作为选择,根据情况,将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作光学补偿膜的载体,其上设置由如液晶的材料所组成的光学各向异性层,并且这样得到的层压材料还可以被用作光学补偿膜。施加于根据本实施方案的光学补偿膜的光学各向异性层可以由包含液晶化合物的组合物所形成,或可以由具有双折射的酰化纤维素膜所形成。
作为液晶化合物,优选碟形(discotic)液晶化合物或棒状液晶化合物。
[碟形液晶化合物]
可以在本实施方案中用作液晶化合物的碟形液晶化合物的实例包括在各种文献中描述的化合物(例如,C.Destrade等,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,第71卷,第111页(1981);Kikan Kagaku Sosetsu(Survey of Chemistry,季刊),第22卷,液晶化学(Chemistry of Liquid Crystal)(1994),日本化学会编,第5章和第10章第2节;B.Kohne等,Angew.Chem.,第96卷,第70页(1984);J.-M.Lehn等,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,第1794页(1985);J.Zhang等,J.Am.Chem.Soc.,第116卷,第2655页(1994))。
在光学各向异性层中,优选将碟形液晶分子固定在取向状态,并且最优选通过聚合反应进行固定。在日本专利申请公开8-27284中描述了碟形液晶分子的聚合。为了通过聚合将碟形液晶分子固定,必须将作为取代基的可聚合基团结合至碟形液晶分子的碟形核。然而,当将可聚合基团直接结合至碟形核时,将在聚合反应中难以保持取向状态。因此,在碟形核与可聚合基团之间引入连接基团。在日本专利申请公开2001-4387中公开了含有可聚合基团的碟形液晶分子。
[棒状液晶化合物]
可以在本实施方案中用作液晶化合物的棒状液晶化合物的实例包括:偶氮甲碱类,氧化偶氮类,氰基联苯类,氰基苯基酯类,苯甲酸酯类,环己烷羧酸苯基酯类,氰基苯基环己烷类,氰基-取代的苯基嘧啶类,烷氧基-取代的苯基嘧啶类,苯基二噁烷类,二苯乙炔类和链烯基环己基苄腈类。作为棒状液晶化合物,除了上面所列的低分子液晶化合物以外,还可以使用聚合物液晶化合物。
在光学各向异性层中,优选将棒状液晶分子固定在取向状态,并且最优选通过聚合反应进行固定。可以用在本实施方案中的可聚合棒状液晶化合物的实例包括,例如,在以下文献中所描述的化合物:Makromol.Chem.,第190卷,第2255页(1989);Advanced Materials,第5卷,第107页(1993);美国专利4,683,327、5,622,648和5,770,107;国际公开WO 95/22586,95/24455,97/00600,98/23580和98/52905;日本专利申请公开1-272551,6-16616,7-110469,11-80081和2001-328973。
(由聚合物膜构成的光学各向异性层)
光学各向异性层还可以由聚合物膜形成。聚合物膜可以由能够产生光学各向异性的聚合物形成。能够产生光学各向异性的聚合物的实例包括聚烯烃类(例如,聚乙烯、聚丙烯和降冰片烯聚合物)、聚碳酸酯、多芳基化合物、聚砜、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和纤维素酯类(例如,三乙酸纤维素和二乙酸纤维素)。作为聚合物,还可以使用这些聚合物的共聚物或这些聚合物的混合物。
<偏振片>
可以将根据本实施方案的酰化纤维素膜或光学补偿膜用作偏振片(根据本实施方案的偏振片)的保护膜。根据本实施方案的偏振片可以由偏振膜和用于保护偏振膜的两面的两片偏振片保护膜(酰化纤维素膜)所组成。可以将根据本实施方案的酰化纤维素膜或光学补偿膜用作至少一侧的偏振片保护膜。可以使用粘附剂,以辊-至-辊的方式,将根据本实施方案的酰化纤维素膜结合到偏振膜上。
当将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作偏振片保护膜时,优选为了亲水化而向根据本实施方案的酰化纤维素膜施加表面处理(在日本专利申请公开6-94915和6-118232中也进行了描述)。例如,优选使用辉光放电、电晕放电、碱性皂化等施加处理;特别地,最优选用作表面处理的是碱性皂化处理。
例如,作为偏振膜,可以使用通过将聚乙烯醇膜浸渍于碘溶液中,并通过拉伸经浸渍的膜所制备的偏振膜。当通过将聚乙烯醇膜浸渍于碘溶液中,并通过拉伸经浸渍的膜制备偏振膜时,可以通过使用粘附剂,将根据本实施方案的酰化纤维素膜的经表面处理的面直接结合到偏振膜的两面。在根据本实施方案的制备方法中,优选如上述那样,将酰化纤维素膜直接结合到偏振膜上。作为粘合剂,可以使用聚乙烯醇或聚乙烯醇缩醛(例如,聚乙烯醇缩丁醛)的水溶液,或乙烯基聚合物(例如,聚丙烯酸丁酯)的胶乳。特别优选的粘合剂是完全皂化的聚乙烯醇的水溶液。
通常而言,在液晶显示器中,将液晶元件设置在两个偏振片之间。因此,该设备具有四片偏振片保护膜。根据本实施方案的酰化纤维素膜可以被优选地用作这四片偏振片保护膜中的任何一个。特别优选的是将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作四片保护膜中的外层保护膜,在液晶显示器中,所述外层保护膜不被设置于偏振膜和液晶层(液晶元件)之间。在这种情况下,可以配置透明硬涂层、防眩层、防反射层等。
<液晶显示器>
根据本实施方案的酰化纤维素膜、光学补偿膜和偏振片可以被用在各种显示模式的液晶显示器中。根据本实施方案的酰化纤维素膜和光学补偿膜具有低透湿度,并且即使当这些膜暴露于湿热时,这些膜中每一种的透湿度也不会增加,从而可以在长时间内防止使用此类膜的偏振片的偏振度降低。因此,可以提供高度可靠的液晶显示器。
以下将描述其中使用这些膜的液晶模式。液晶显示器可以是透射-、反射-和半透射-液晶显示器中的任何一种。
(TN-模式液晶显示器)
在含有TN(扭转向列)-模式液晶元件的TN-模式液晶显示器中,可以将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作光学补偿膜的载体。TN-模式液晶元件和TN-模式液晶显示器已久为人知。在日本专利申请公开3-9325,6-148429,8-50206和9-26572中,以及此外Mori等的论文(Jpn.J.Appl.Phys.,第36卷(1997),第143页;Jpn.J.Appl.Phys.,第36卷(1997),第1068页)中描述了用在TN-模式液晶显示器中的光学补偿膜。
(STN-模式液晶显示器)
在含有STN(超扭转向列)-模式液晶元件的STN-模式液晶显示器中,可以将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作光学补偿膜的载体。通常而言,在STN-模式液晶显示器中,液晶元件中的棒状液晶分子在90至360度范围内扭转,并且棒状液晶分子的折射率各向异性(Δn)与元件间隙(d)之间的乘积(Δnd)在300至1500nm的范围内。日本专利申请公开2000-105316中描述了用在STN-模式液晶显示器中的光学补偿膜。
(VA-模式液晶显示器)
在含有VA(垂直排列)-模式液晶元件的VA-模式液晶显示器中,可以将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作光学补偿膜或光学补偿膜的载体。VA-模式液晶显示器可以具有日本专利申请公开10-123576中所描述的取向划分类型。
(IPS-模式液晶显示器和ECB-模式液晶显示器)
在含有IPS(面内转换)-模式液晶元件的IPS-模式液晶显示器和含有ECB(电控双折射)-模式液晶元件的ECB-模式液晶显示器中,特别有利地将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作光学补偿膜、光学补偿膜的载体或偏振片的保护膜。在这些模式中,在黑显示时液晶材料大致互相平行地取向,而在没有施加电压的条件下,液晶分子平行于基板面取向,以给出黑显示。
(OCB-模式液晶显示器和HAN-模式液晶显示器)
在含有OCB(光学补偿弯曲)-模式液晶元件的OCB-模式液晶显示器或含有HAN(混合排列向列)-模式液晶元件的HAN-模式液晶显示器中,同样有利地将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作光学补偿膜的载体。用在OCB-模式液晶显示器或HAN-模式液晶显示器中的光学补偿膜中的光学补偿膜优选具有既不在光学补偿膜的面内也不在其法线方向上的光学补偿膜的最小绝对延迟的方向。在OCB-模式液晶显示器或HAN-模式液晶显示器中所使用的光学补偿膜的光学性能是由光学各向异性层的光学性能、载体的光学性能以及光学各向异性层和膜的载体的构造所决定的。在日本专利申请公开9-197397,以及此外Mori等的论文(Jpn.J.Appl.Phys.,第38卷(1999),第2837页)中,描述了在OCB-模式液晶显示器或HAN-模式液晶显示器中所使用的光学补偿膜。
(反射型液晶显示器)
根据本实施方案的酰化纤维素膜被有利地用作TN-模式、STN-模式、HAN-模式或GH(客体-主体)-模式反射型液晶显示器的光学补偿膜。
这些显示模式已久为人们所熟知。在日本专利申请公开10-123478,国际公开WO 98/48320和日本专利3022477中描述了TN-模式反射型液晶显示器。国际公开WO 00/65384中描述了用在反射型液晶显示器中的光学补偿膜。
(其它液晶显示器)
还有利地将根据本实施方案的酰化纤维素膜用作在含有ASM(轴对称排列微型元件)-模式液晶元件的ASM-模式液晶显示器中的光学补偿膜的载体。ASM-模式液晶元件的特征在于通过位置可调节的树脂隔体保持元件厚度。元件的其它性能与TN-模式液晶元件的性能相同。Kume等的论文(Kume等,SID 98Digest 1089(1998))中描述了ASM-模式液晶元件和ASM-模式液晶显示器。
<硬涂膜,防眩膜和防反射膜>
根据情况,可以将根据本实施方案的酰化纤维素膜施加于硬涂膜、防眩膜和防反射膜。出于改善平板显示器如LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示面板)、CRT(阴极射线管)和EL(电致发光)显示器的可视性的目的,根据本发明的实施方案的酰化纤维素膜的一面或双面可以配置有硬涂层、防眩层和防反射层中的任何一种或全部。日本专利申请公开2001-1745(2001年3月15日出版,Japan Institute of Invention and Innovation),第54至57页详细描述了此类防眩膜和防反射膜的优选实施方案,并且可以优选将这些实施方案应用于根据本实施方案的酰化纤维素膜。
实施例
作为未经拉伸的膜,使用由富士胶片公司生产的Fujitac膜(厚度:80μm,Tg:140℃,Tc:195℃)。在图8所示的纵向拉伸条件和热处理条件下,对未经拉伸的膜施加纵向拉伸处理和热处理,以得到膜产品。
图8的表总体地列出了对于根据本实施方案的实施例1至5和对比实施例1和2的纵向拉伸条件、膜加热条件、宽度方向收缩条件和对所制备的经拉伸的三乙酸纤维素膜的评价(Re,Rth)。
图8中,“跨度”表示一对拉伸辊的面间距离,而“纵向皱褶”表示在起皱平面上所看到的,由膜的拉伸所导致的,通过宽度方向波动在流动方向上产生的条纹状皱褶。“纵向皱褶”的皱褶评价是通过对经拉伸部分的视觉观察进行的。基于以下三个等级进行评价:优秀:绝对没有发现皱褶;良好:发现少量皱褶,但是没有发现膜的光学性能的不均匀性;差:产生皱褶并且导致膜的光学性能的不均匀性。
实施例1至5是满足图8中所列的全部纵向拉伸条件、膜加热条件和宽度方向收缩条件的情况。
对比实施例1是没有满足作为根据本实施方案的必要条件的,纵向拉伸比下限1.05的情况。对比实施例2是没有满足作为根据本实施方案的必要条件的,两个辊之间面间距离上限50mm的情况。
因此,实施例1至5获得100nm以上的Re值,即根据本实施方案的目标Re值。此外,作为基于表8中显示的Re和Rth的关系的计算结果,实施例1至5全部满足根据本实施方案的目标关系Rth<Re/2。
相反,对比实施例1和2的Re值分别为60nm和80nm,没有获得100nm以上的Re值,即根据本实施方案的目标Re值。此外,对比实施例1和2没有满足Rth<Re×0.5的关系。
Claims (6)
1.一种用于制备酰化纤维素膜的方法,所述方法包括:
形成未经拉伸的酰化纤维素膜;
通过使用至少两个辊,将所述未经拉伸的酰化纤维素膜以在1.05至1.6的范围内的比率在纵向(MD)上拉伸,所述至少两个辊之间的面间距离在2至50mm范围内并且圆周速度不同;以及
通过在所述酰化纤维素膜的宽度方向端部被夹持的条件下,将所述酰化纤维素膜加热到在Tc至Tc+80℃范围内的温度,使所述经纵向拉伸的酰化纤维素膜在宽度方向(TD)上收缩。
2.根据权利要求1所述的用于制备酰化纤维素膜的方法,其中
所述经纵向拉伸的酰化纤维素膜的面内延迟Re和厚度方向延迟Rth分别为0至50nm和30至100nm,并且
所述经宽度方向(TD)收缩的酰化纤维素膜的慢轴偏差相对于所述宽度方向(TD)为±5°以下。
3.根据权利要求1或2所述的用于制备酰化纤维素膜的方法,其中
在Tg-50℃至Tg+50℃的范围内的膜温度,进行所述纵向(MD)拉伸。
4.一种通过根据权利要求1至3中任一项所述的方法制备的酰化纤维素膜。
5.根据权利要求4所述的酰化纤维素膜,其中
所述酰化纤维素膜的面内延迟Re为100至300nm,
厚度方向延迟Rth为Re×0.5以下,并且
慢轴偏差相对于所述宽度方向(TD)为±5°以下。
6.一种光学膜,所述光学膜中使用根据权利要求5所述的酰化纤维素膜。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103264500A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-28 | 武汉博盛科技有限公司 | 一种锂电池隔膜拉伸成型装置、方法及锂电池隔膜 |
CN104512033A (zh) * | 2013-09-26 | 2015-04-15 | 富士胶片株式会社 | 延伸膜的制造方法及设备 |
CN112213809A (zh) * | 2019-07-09 | 2021-01-12 | 柯尼卡美能达株式会社 | 偏振片的制造方法和偏振片 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008120596A1 (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | セルロースエステル光学フィルム、該セルロースエステル光学フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置、セルロースエステル光学フィルムの製造方法、及び共重合ポリマー |
JP5441675B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-03-12 | 富士フイルム株式会社 | 光学フィルム、偏光板とそれらの製造方法、映像表示パネル及び映像表示システム |
JP6563201B2 (ja) * | 2015-01-14 | 2019-08-21 | 日東電工株式会社 | 偏光膜の製造方法 |
JP6579752B2 (ja) * | 2015-01-14 | 2019-09-25 | 日東電工株式会社 | 光学フィルムの製造方法 |
CN111527032B (zh) * | 2017-12-27 | 2022-06-14 | 富士胶片株式会社 | 包装材料及其使用方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3652759A (en) * | 1969-01-10 | 1972-03-28 | Basf Ag | Production of biaxially oriented polyamide film |
US20050234231A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-10-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Cellulose acylate film and method for producing the same |
CN1956835A (zh) * | 2004-05-21 | 2007-05-02 | 富士胶片株式会社 | 纤维素酰化物薄膜及其制造方法 |
CN101027175A (zh) * | 2004-09-24 | 2007-08-29 | 富士胶片株式会社 | 酰化纤维素膜和其制备方法,拉伸酰化纤维素膜和其制备方法 |
CN101080454A (zh) * | 2004-12-15 | 2007-11-28 | 富士胶片株式会社 | 酰化纤维素膜、酰化纤维素膜的制备方法、偏振片和液晶显示器 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003315551A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 偏光板およびそれを用いた画像表示装置 |
US6912197B2 (en) * | 2002-11-22 | 2005-06-28 | Nokia Inc. | System and method for implementing redundancy for multilink point to point protocol |
JP2005341282A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Nec Corp | 系切り替えシステム |
US20090036667A1 (en) * | 2005-06-10 | 2009-02-05 | Fujifilm Corporation | Cellulose acylate film and method for producing same, polarizing plate, retardation film, optical compensatory film, anti-reflection film, and liquid crystal display device |
JP5038777B2 (ja) * | 2006-05-18 | 2012-10-03 | 富士フイルム株式会社 | セルロースアシレートフィルムおよびその製造方法、並びに、それを用いた位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置 |
JP2008001097A (ja) * | 2006-05-22 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | セルロースアシレートフィルムの製造方法およびセルロースアシレートフィルム |
JP4871772B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2012-02-08 | 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 |
JP2009132136A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Fujifilm Corp | セルロースアシレートフィルムとその製造方法、位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置 |
JP4951543B2 (ja) * | 2008-02-04 | 2012-06-13 | 富士フイルム株式会社 | 位相差セルロースアシレートフィルムの製造方法 |
-
2008
- 2008-02-19 JP JP2008037028A patent/JP2009196097A/ja not_active Abandoned
-
2009
- 2009-02-12 US US12/370,300 patent/US20090264638A1/en not_active Abandoned
- 2009-02-17 KR KR1020090013028A patent/KR20090089801A/ko not_active Application Discontinuation
- 2009-02-18 CN CNA2009100064765A patent/CN101513770A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3652759A (en) * | 1969-01-10 | 1972-03-28 | Basf Ag | Production of biaxially oriented polyamide film |
US20050234231A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-10-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Cellulose acylate film and method for producing the same |
CN1956835A (zh) * | 2004-05-21 | 2007-05-02 | 富士胶片株式会社 | 纤维素酰化物薄膜及其制造方法 |
CN101027175A (zh) * | 2004-09-24 | 2007-08-29 | 富士胶片株式会社 | 酰化纤维素膜和其制备方法,拉伸酰化纤维素膜和其制备方法 |
CN101080454A (zh) * | 2004-12-15 | 2007-11-28 | 富士胶片株式会社 | 酰化纤维素膜、酰化纤维素膜的制备方法、偏振片和液晶显示器 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103264500A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-28 | 武汉博盛科技有限公司 | 一种锂电池隔膜拉伸成型装置、方法及锂电池隔膜 |
CN103264500B (zh) * | 2013-05-21 | 2016-04-13 | 武汉博盛科技有限公司 | 一种锂电池隔膜拉伸成型装置、方法及锂电池隔膜 |
CN104512033A (zh) * | 2013-09-26 | 2015-04-15 | 富士胶片株式会社 | 延伸膜的制造方法及设备 |
TWI648145B (zh) * | 2013-09-26 | 2019-01-21 | 富士軟片股份有限公司 | 延伸膜的製造方法及設備 |
CN112213809A (zh) * | 2019-07-09 | 2021-01-12 | 柯尼卡美能达株式会社 | 偏振片的制造方法和偏振片 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090264638A1 (en) | 2009-10-22 |
KR20090089801A (ko) | 2009-08-24 |
JP2009196097A (ja) | 2009-09-03 |
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