CN102019680A - 膜、其制造方法、偏振板及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及膜、其制造方法、偏振板及液晶显示装置。本发明提供一种能够以简便且高的生产性制造使Re表现为45nm以上的薄膜的膜的制造方法。本发明的膜的制造方法包含:从供给机构供给含有热塑性树脂的熔融树脂的供给工序、使所供给的熔融物在构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间通过而连续地成型为膜状的工序、和输送所成型的膜的工序,利用所述第一夹压面和第二夹压面以10~150MPa压力夹压该熔融物,以10~100m/分钟输送所述膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜的制造方法。更详细地说,涉及一种从供给机构供给熔融状态的热塑性树脂、用夹压装置冷却固化成膜状的技术。另外,还涉及一种使用该制造方法制作的膜及具有该膜的偏振板以及液晶显示装置。
背景技术
近年,伴随着液晶显示器市场的兴隆开发有各种膜,近年来,作为光学补偿膜,特别是要求将膜面内方向的延迟(以下也可称为Re)设为45nm以上的薄膜(不足100μm左右,优选为20~80μm)的膜。另外,作为液晶显示装置用膜的简便且低制造成本的制造方法,例如在日本专利文献1~7中公开有使热塑性树脂熔融物连续地流过夹压装置间、对该夹压装置间施加压力的膜的制造方法(以下也可称为接触辊法)。
探讨接触辊法中夹压熔融树脂的压力或线速度后的一般的影响,目前已知。已知例如:当提高夹压熔融树脂的压力时,在厚度方向上发生大的压缩力作用,可以制成分子链有选择地取向于面内方向的膜。另一方面,在专利文献7的62页右上栏~63页左上栏公开有,提高利用夹压面的膜输送速度时,可以减少在夹压部的正前面滞留的熔融树脂的量(所谓的储存量),所得到的膜的双折射降低。另外,这种储存量和延迟的关系在专利文献8的图2等中也已公开。
在此,首先,专利文献1~3所述的接触辊法中,以制成例如膜厚500μm以下的薄的膜为目的,采用了在由为弹性辊的接触辊和为金属辊的冷硬轧辊构成的夹压装置间夹压熔融树脂的方法。夹压中使用专利文献1~3中所记载的金属辊和用金属涂敷了表面的胶辊的情况下,要对熔融树脂施加10MPa以上的高的夹压压力,而对弹性辊施加压力时,该弹性辊往往会变形,使得其与和熔融物的接触面积增加,由此不能施加10MPa以上的压力。
专利文献1中公开有将弹性辊用作接触辊而制造膜厚140~550μm的没有残余变形、没有光的漫反射或延迟的膜的制造方法。另外,在该文献中还公开有,在接触辊法中提高夹压熔融树脂的压力时,发生了大的残余变形的膜会引起光的漫反射等,因此不能使用于光学的用途或液晶显示装置。
专利文献2中公开有,在将用金属涂敷了表面的胶辊用作接触辊、规定线速度等、膜厚为120~400μm的情况下,可以减小延迟的膜的制造方法。
但是,在任何文献中,对使Re表现为45nm以上的薄膜的制造方法都没有公开。也没有对以高压夹压时加速膜输送速度时Re的变化的提示。即,在使用金属辊和硬度低的弹性辊的专利文献1~3所记载的接触辊法中,对减小通过以低的压力下夹压所得到的膜的延迟进行了研究,对使用接触辊法制造Re大的薄膜的情况没有进行探讨。
其次,还已知在夹压装置间对熔融树脂施加某程度高的压力而制造膜的接触辊法(参照专利文献4~7)。但是,在施加这样某程度高的压力制造膜时,加速膜输送速度的事情几乎没有进行探讨,例如在专利文献4、5中没有公开膜输送速度,专利文献7中,以2.16m/分的低速进行输送。在此,作为对熔融树脂施加某程度高的压力制造膜的接触辊法中加速膜输送速度的实例,在专利文献6的实施例2中例示有将辊周向速度设定为8.8m/分的实例,这是最大的速度。根据该实施例,设定为这种辊周向速度时,使Re表现为6.2nm,但是,在该文献中,均没有关于对优选的辊周向速度的范围进行提示的记载、或膜输送速度与Re的关系的提示。
如上所述,现状是,即使在施加10MPa以上的大的压力的接触辊法中,探讨使Re表现为45nm以上的薄膜的制造方法、或利用夹压面的加速膜输送速度的事情的文献几乎是未知的。
专利文献1:日本专利第3194904号公报
专利文献2:日本特开2000-239409号公报
专利文献3:日本专利第3422798号公报
专利文献4:日本专利第4117589号公报
专利文献5:日本特开平4-1010号公报
专利文献6:日本特开2007-38646号公报
专利文献7:日本特开平4-59210号公报
专利文献8:日本特开平10-264238号公报
发明内容
本发明是考虑上述课题而设立的,本发明的第一目的在于,提供一种简便且以高的生产性可制造使Re表现为45nm以上的薄膜的膜制造方法。另外,本发明的第二目的在于,提供一种利用该膜的制造方法制造的膜、使用其膜的偏振板及液晶显示装置。
鉴于所述实情和课题,本发明人等探讨了在夹压装置间以10MPa以上的压力夹压熔融树脂,同时使辊的周向速度比专利文献4的实施例2快的情况,结果出人意料地发现,与专利文献7的提高膜的输送速度时双折射降低的记载相反,Re表现量比专利文献6的实施例2的膜显著变高。
即,发现下述制造方法及用其方法制作的膜可以解决所述课题,直至完成以下记载的本发明。
[1]一种膜的制造方法,包含:从供给机构供给含有热塑性树脂的熔融树脂的供给工序、使所供给的熔融物在构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间通过而连续地成型为膜状的工序、和输送所成型的膜的工序,
利用所述第一夹压面和第二夹压面以10~150MPa压力夹压该熔融物,
以10~100m/分钟输送所述膜。
[2]如[1]所述的膜的制造方法,其特征在于,所述第一夹压面和第二夹压面均为金属制且具有刚性。
[3]如[1]或[2]所述的膜的制造方法,其特征在于,所述供给机构的吐出口正后方的熔融物的温度为(Tg+60℃)~(Tg+140℃),其中,Tg表示所述热塑性树脂的玻璃化转变温度。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,从所述供给机构的吐出口到所述夹压装置的熔融物着落点的距离为200mm以下。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,所述第一夹压面的移动速度比所述第二夹压面的移动速度快。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,下述通式(I)定义的所述夹压装置的第一夹压面和第二夹压面的移动速度比为0.6~0.99。
移动速度比=第二夹压面的速度/第一夹压面的速度 (I)
[7]如[1]~[6]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,所述夹压装置为周向速度相互不同的2个辊。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,所述成型的膜的厚度为20~80μm。
[9]如[1]~[8]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,所述热塑性树脂包含环状烯烃系树脂或聚碳酸酯系树脂中的至少一种。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,包含:
对所述第一夹压工序中所成型的膜进行加热的工序、和
在对置的移动速度不同的2个夹压面之间,对加热后的膜进行夹压的第二夹压工序,
所述第一夹压工序和所述第二夹压工序在流水线上进行。
[11]如[10]所述的膜的制造方法,其特征在于,所述第一夹压面和所述第二夹压面的表面温度为Tg以下,所述加热工序的加热温度为Tg一10℃~Tg+20℃,其中,Tg表示所述热塑性树脂的玻璃化转变温度(单位:℃)。
[12]如[1]~[11]中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,包含在对置的移动速度不同的2个夹压面之间进行夹压的第三夹压工序,在与所述第一夹压工序的生产线不同的生产线上进行该第三夹压工序。
[13]如[12]所述的膜的制造方法,其特征在于,在所述第二夹压工序或第三夹压工序中,所述对置且移动速度不同的2个夹压面为周向速度相互不同的2个辊。
[14]一种膜,其特征在于,使用[1]~[13]中任一项所述的膜的制造方法制造。
[15]如[14]所述的膜,其特征在于,厚度为20~80μm,波长550nm的膜面内方向的延迟Re为20~400nm。
[16]一种偏振板,其特征在于,具有偏振片和[14]或[15]所述的膜。
[17]一种液晶显示装置,其特征在于,具有[14]或[15]所述的膜。
根据本发明,可以提供一种使用于液晶显示器时可以实现充分的光学补偿的膜及其制造方法。更详细地说,具有所述光学性能的膜使用于TN型、ECB型、OCB型的液晶显示器时,可以实现充分的光学补偿。另外,利用本发明的膜的制造方法可以提供本发明的膜。
而且,根据本发明的更优选的方式,也可以改善膜的触空,除上述的性能以外,还可以提供面形状更加良好的膜。
附图说明
图1是表示本发明的半透型ECB模式液晶显示装置的偏振板的吸收轴、液晶元件的取向方向及膜的滞后相轴的平面图。
图2表示在本发明的制造方法中,使由模头供给的熔融物落在用冷硬轧辊和接触辊夹住的部分的中央的状态的夹压装置的示意图。
图3表示在本发明的制造方法的优选方式中,在流水线进行第一夹压工序、加热工序和第二夹压工序的状态的夹压装置的示意图。
符号说明
10 模头
11 (第一)接触辊
12 (第一)冷硬轧辊
13 开口调节螺栓
14 含有酰化纤维素树脂的组合物
15 第二接触辊
16 加热装置
具体实施方式
下面,进一步详细地说明本发明。需要说明的是,本说明书中使用“~”表示的数值范围意思是,作为下限值和上限值包含“~”的前后所记载的数值的范围。另外,本说明书中,所谓“膜长度方向”意思是MD(机械、指示)方向。
另外,所谓的“含有热塑性树脂的组合物”或“由热塑性树脂构成的膜”的意思是含有50%以上的可熔融制膜的热塑性树脂。
本说明书中,所谓的夹压装置的夹压面(或辊)为“刚性”表示刚性材料外筒厚度/辊直径之比1/80以上,例如即使是接触辊的一部分中使用刚性材料时,夹压面或接触辊也不一定必须为“刚性”。
另外,本说明书中,所谓的夹压装置的夹压面(或辊)为“弹性”表示刚性材料外筒厚度/辊直径之比小于1/80,有时包含例如接触辊的一部分使用刚性材料的情况。即,由于在接触辊内部形成像弹性体层那样完全不含刚性材料的层那样的辊,即使设定为在表面或内部形成有刚性材料层,作为整体也可发生弹性变形,所以包含在弹性辊中。另外,如果是芯部为橡胶、表面为刚性材料的辊(作为外筒,表面具有金属圈的辊)的情况下,表面的金属也不变形,但旋转轴和表面金属环的中心偏移,因此包含在弹性辊中。
而且,本说明书中,所谓的夹压装置的夹压面(或辊)为“金属制且刚性”表示至少所有表面为金属,且夹压装置的夹压面(或辊)为“刚性”。
[膜]
本发明的膜优选用作光学用途用膜,特别优选用作光学补偿膜。另外,本发明的膜可以通过进一步赋予光学各向异性层来制作层压膜。下面,说明本发明的膜。
(膜厚)
本发明的膜优选厚度为20~80μm。使用于液晶显示器等时,从薄型化的观点考虑,更优选为30~70μm,特别优选为40~60μm。若是使用本发明的膜的制造方法,即使是如此薄的膜也可以使Re充分地表现。这一点是和现有技术的不同点之一。
(面内方向的延迟Re)
本发明的膜,其特征在于,含有热塑性树脂,从膜法线方向测定的波长550nm的延迟Re(以下也可称为Re[0°])为45nm以上。
本发明的膜优选面内方向的延迟Re为20~400nm,更优选Re为40~300nm,进一步优选Re为60~200nm。
Re为上述优选范围的膜可以利用下述的本发明的制造方法制作。另外,在将具有上述优选的光学性能的光学膜应用于TN型、ECB型、OCB型等的液晶显示器的光学补偿的情况下,有助于改善视角性能,可以实现广视角化。
此外,本发明的膜从实现充分的光学补偿的观点考虑,优选从相对于膜法线方向向倾斜方位侧倾斜40°的方向测定的延迟Re[+40°]和从相对于该法线向倾斜方位侧倾斜-40°的方向测定的延迟Re[-40°]满足下述通式(II)。
0nm≤|Re[+40°]-Re[-40°]|≤300nm (II)
上述|Re[+40°]-Re[-40°]|更优选为20~250nm,特别优选为40~200nm。
本说明书中,所谓的“从膜法线倾斜θ°的方向”定义为从法线方向在倾斜方位仅向膜面方向倾斜θ°的方向。即,膜面的法线方向为倾斜角度为0°的方向,膜面内的任意方向在不考虑倾斜角度(θ)符号的正负时,为倾斜角度为90°的方向。考虑倾斜角度(θ)符号的正负时,测定Re[+40°]的方向和测定Re[-40°]的方向相对于膜法线成线对称位置。
上述光学性能值可以利用以下方法测定。
本发明中,膜的Re为使用KOBRA 21ADH或WR(王子测量设备(株)制)、在包含膜的倾斜方位(其中,不存在倾斜方位时,测定膜输送方向)和膜法线的面内,测定倾斜角度为0°下的相位差的值。
本说明书中,Re[0°]表示光学各向异性层、膜、层压体等的、膜状的测定目标物的、面内的延迟(nm)。
Re[0°]在KOBRA 21ADH或WR(王子测量设备(株)制)中,使波长550nm的光沿膜状的测定目标物的法线方向入射进行测定。在选择测定波长λnm时,可以通过手动更换波长选择滤波器或用程序等变换测定值来测定。
另外,Re[θ°]和折射率的测定波长只要没有特别表述,则为测定波长为550nm下的值。
本说明书中,膜的Re[0°]、Re[+40°]和Re[-40°]表示从膜法线方向测定(倾斜角度0°)的波长550nm的延迟值、从相对于该法线向倾斜方位侧或假倾斜方位侧倾斜40°的方向测定(倾斜角度40°)的延迟值、及从相对于该法线向倾斜方位侧或假倾斜方位侧倾斜-40°的方向测定(倾斜角度-40°的)的延迟值。
在此,倾斜方位用以下方法确定。
(1)将膜面内的滞后相轴方位设定为0°,将膜面内的超前相轴方位设定为90°,在0°~90°之间以0.1°刻度设定假倾斜方位。
(2)从相对于膜法线向各假倾斜方位侧倾斜40°或-40°的方向测定Re[+40°]和Re[-40°],求出各假倾斜方位的|Re[+40°]-Re[-40°]|。
(3)将|Re[+40°]-Re[-40°]|为最大的方位确定为倾斜方位。
即,本说明书中,所谓的“具有倾斜方位”是指存在|Re[+40°]-Re[-40°]|为最大的方位。
另外,Re[0°]、Re[+40°]和Re[-40°]是在膜中央部分相互距离2mm以上的任意10点以上的位置进行采样并用上述方法测定Re[0°]、Re[+40°]及Re[-40°],将上述10点的平均值设定为Re[0°]、Re[+40°]和Re[-40°]。
(热塑性树脂)
本发明中使用的热塑性树脂只要具有上述光学性能就没有特别限定,但在利用熔融挤出法制作时,优选利用熔融挤出成型性良好的材料,在这一观点中,优选选择如下材料:环状烯烃系树脂、酰化纤维素系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯类、透明聚乙烯、透明聚丙烯等聚烯烃类、聚丙烯酸酯类、聚砜类、聚醚砜类、马来酰亚胺系共聚物类、透明尼龙类、透明氟树脂类、透明苯氧基树脂类、聚醚酰亚胺类、聚苯乙烯类、丙烯酸系树脂、苯乙烯系树脂。可以含有1种上述树脂,也可以含有相互不同的2种以上的上述树脂。本发明的膜中优选包含环状烯烃系树脂、酰化纤维素系树脂、聚碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂及丙烯酸系树脂中的至少一种,更优选包含环状烯烃系树脂或聚碳酸酯系树脂中的至少一种。另外,所述环状烯烃类优选为通过加成聚合得到的环状烯烃类。
特别是显示正的本征双折射性的酰化纤维素系树脂、环状烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、改性聚酯类用两个辊下附加剪切变形时,可以制成滞后相轴倾向倾斜方位的膜,例如,在将两个辊和模头出口平行配置时,倾斜方位和膜的长度方向相同。
另外,显示负的本征双折射性的丙烯酸系树脂和苯乙烯系树脂在进行上述加工时,可以制成超前相轴倾向倾斜方位的膜。
在将本发明的膜作为视角补偿膜应用于液晶显示装置时,考虑到液晶显示装置的性能或偏振板加工的便利性,可以适当选择上述正或负的本征双折射树脂使用。
在本发明中可以使用的环状烯烃系树脂的例中,包含通过聚合降冰片烯系化合物得到的降冰片烯系树脂。另外,也可以为利用开环聚合及加成聚合中任一聚合方法得到的树脂。
作为利用加成聚合及其他聚合方法得到的环状烯烃系树脂,可以举出例如日本专利3517471号公报、日本专利3559360号公报、日本专利3867178号公报、日本专利3871721号公报、日本专利3907908号公报、日本专利3945598号公报、日本特表2005-527696号公报、日本特开2006-28993号公报、日本特开2006-11361号公报、国际公开WO第2006-/004376号公报、国际公开WO第2006-/030797号公报小册子中所述的树脂。其中,特别优选日本专利3517471号公报中所述的树脂。
作为利用开环聚合及其他聚合方法得到的环状烯烃系树脂,可以举出国际公开WO98第98/14499号公报小册子、日本专利3060532号公报、日本专利3220478号公报、日本专利3273046号公报、日本专利3404027号公报、日本专利3428176号公报、日本专利3687231号公报、日本专利3873934号公报、日本专利3912159号公报中所述的树脂。其中,优选国际公开WO第98/14499号公报小册子、日本专利3060532号公报中所述的树脂。
从双折射的显现性、熔融粘度的方面考虑,优选这些环状烯烃系树脂中利用加成聚合得到的树脂,例如可以使用“TOPAS#6013”(Polyplastics社制)。
在可以使用于本发明的酰化纤维素系树脂的例中,包含纤维素单元中的3个羟基的至少一部分被酰基取代任一酰化纤维素。该酰基(优选碳原子数3~22的酰基)可以为脂肪族酰基及芳香族酰基中的任一种。其中,优选具有脂肪族酰基的酰化纤维素,更优选具有碳原子数3~7的脂肪族酰基的酰化纤维素,进一步优选具有碳原子数3~6的脂肪族酰基的酰化纤维素,更进一步优选具有碳原子数3~5的脂肪族酰基的酰化纤维素。可在1分子中存在这些酰基的多种。在优选的酰基的例中包含乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基等。其中,进一步优选的酰化纤维素为具有选自乙酰基、丙酰基及丁酰基中的1种或2种以上的酰化纤维素,更进一步优选的酰化纤维素为具有乙酰基和丙酰基两方的酰化纤维素(CAP)。所述CAP为容易合成的树脂,挤出成型的稳定性高,因此优选。
在利用包含本发明的制造方法的熔融挤出法制作膜时,使用的酰化纤维素优选满足以下通式(S-1)和(S-2)。满足以下通式的酰化纤维素融解温度低、融解性得以改善,因此熔融挤出制膜性优异。
式(S-1) 2.0≤X+Y≤3.0
式(S-2) 0.25≤Y≤3.0
上述式(S-1)和(S-2)中,X表示相对于纤维素的羟基的乙酰基的取代度,Y表示相对于纤维素的羟基的酰基的取代度的总和。本说明书中所谓的“取代度”的意思是取代纤维素的2位、3位及6位的各自的羟基的氢原子的比例的合计。2位、3位及6位的全部的羟基的氢原子被酰基取代时取代度为3
而且,更优选使用满足下述式(S-3)和(S-4)的酰化纤维素。
式(S-3) 2.3≤X+Y≤2.95
式(S-4) 1.0≤Y≤2.95
进一步优选使用满足下述式(S-5)和(S-6)的酰化纤维素。
式(S-5) 2.7≤X+Y≤2.95
式(S-6) 2.0≤Y≤2.95
对酰化纤维素系树脂的质量平均聚合度及数均分子量不做特别限定。通常质量平均聚合度为350~800左右,数均分子量为70000~230000左右。所述酰化纤维素系树脂可以使用酸酐或酰基氯作为酰化剂来合成。使用工业上最一般的合成方法中,用对应乙酰基及其他酰基的有机酸(醋酸、丙酸、酪酸)或包含它们的酸酐(醋酸酐、丙酸酐、酪酸酐)的混合有机酸成分,将由棉籽绒或木材浆料等得到的纤维素酯化,合成纤维素酯。作为满足上述式(S-1)和(S-2)的酰化纤维素的合成方法,可以参照发明协会公开技报(日本公技号2001-1745、2001年3月15日发行、发明协会出版)7~12页所述及日本特开2006-45500号公报、日本特开2006-241433号公报、日本特开2007-138141号公报、日本特开2001-188128号公报、日本特开2006-142800号公报、日本特开2007-98917号公报中记载的方法。
作为可以使用于本发明的聚碳酸酯系树脂,可以举出具有双酚A骨架的聚碳酸酯树脂,其是使用界面聚合法或熔融聚合法使二羟基成分和碳酸酯前体反应得到的碳酸酯系树脂,优选使用例如日本特开2006-277914号公报、日本特开2006-106386号公报、日本特开2006-284703号公报中记载的碳酸酯系树脂。作为市售品可以使用例如“タフロンMD1500”(出光兴产社制)。
作为可以使用于本发明的改性聚酯类,可以举出由具有多元醇骨架、环状缩醛骨架的二元醇单元和二元羧酸单元构成的聚酯树脂。这种改性聚酯类优选使用例如日本特开2007-171914号公报中所述的聚酯树脂。
所谓的可以使用于本发明的苯乙烯系树脂是指聚合作为主成分的苯乙烯及它们的衍生物而得到的树脂及其它的树脂的共聚物,在不损坏本发明效果的范围内不做特别限定,可以使用公知的苯乙烯系热塑性树脂等,特别优选双折射、膜强度、耐热性得以改良的共聚物树脂。
作为共聚物树脂,可以举出例如苯乙烯-丙烯腈系树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂、苯乙烯-马来酸酐系树脂或这些的多元(二元、三元等)共聚物等。这些中,从耐热性、膜强度方面考虑,优选苯乙烯-丙烯酸系树脂或苯乙烯-马来酸酐系树脂。
所述苯乙烯-马来酸酐系树脂的苯乙烯和马来酸酐的质量组合比优选为苯乙烯∶马来酸酐=95∶5~50∶50,更优选为苯乙烯∶马来酸酐=90∶10~70∶30。另外,为了调节本征双折射,也可以优选对苯乙烯系树脂进行加氢反应。
作为上述苯乙烯-马来酸酐系树脂,可以举出例如ノバケミカル社制的“Daylark D332”等。
另外,作为苯乙烯-丙烯酸系树脂,可以使用下述的旭化成ケミカル社制的“デルペツト980N”等。
所谓的可以使用于本发明的丙烯酸系树脂是指聚合作为主成分的丙烯酸、甲基丙烯酸及它们的衍生物而得的树脂及其衍生物,在不损坏本发明效果的范围内不做特别限定,可以使用公知的甲基丙烯酸系热塑性树脂等。
作为聚合丙烯酸、甲基丙烯酸及这些的衍生物而得的树脂,可以举出例如具有下述式(1)表示的结构的树脂。
【化1】
上述通式(1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20的有机残基。所谓的有机残基,具体地说,表示碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烷基。
作为所述的聚合丙烯酸、甲基丙烯酸及它们的衍生物而得的树脂的具体例,优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羟基己酯及(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羟基戊酯,从热稳定性优异这一点考虑,更优选(甲基)丙烯酸甲酯(以下称MMA)。可以只使用它们中的1种,也可以将它们中的2种以上一并使用。另外,可以为它们中1种的单聚合物,可以为2种以上的共聚物,也可以为其它树脂的共聚物。但从玻璃化转变温度高的观点考虑,特别优选为与其它树脂的共聚物。
在上述丙烯酸系共聚物树脂中,优选在构成树脂的所有单体中包含30摩尔%以上的MMA单元(单体),更优选除MMA以外包含内酯环单元、马来酸酐单元、戊二酸酐单元中的至少一种单元。例如可以使用下述的树脂。
(1)包含内酯环单元的丙烯酸树脂
可以使用日本特开2007-297615号公报、日本特开2007-63541号、日本特开2007-70607号、日本特开2007-100044号、日本特开2007-254726号、日本特开2007-254727号、日本特开2007-261265号、日本特开2007-293272号、日本特开2007-297619号、日本特开2007-316366号、日本特开2008-9378号、日本特开2008-76764号的各公报中记载的树脂。其中更优选日本特开2008-9378号公报中记载的树脂。
(2)包含马来酸酐单元的丙烯酸树脂
可以使用日本特开2007-113109号、日本特开2003-292714号、日本特开平6-279546号、日本特开2007-51233号(在此记载的酸改性乙烯基)、日本特开2001-270905号、日本特开2002-167694号、日本特开2000-302988号、日本特开2007-113110号、日本特开2007-11565号各公报中记载的树脂。其中更优选日本特开2007-113109号公报中记载的树脂。另外也可以优选使用市售的马来酸改性MAS树脂(例如旭化成ケミカルズ(株)制デルペツト980N)。
(3)包含戊二酸酐单元的丙烯酸树脂
可以使用日本特开2006-241263号、日本特开2004-70290号、日本特开2004-70296号、日本特开2004-126546号、日本特开2004-163924号、日本特开2004-291302号、日本特开2004-292812号、日本特开2005-314534号、日本特开2005-326613号、日本特开2005-331728号、日本特开2006-131898号、日本特开2006-134872号、日本特开2006-206881号、日本特开2006-241197号、日本特开2006-283013号、日本特开2007-118266号、日本特开2007-176982号、日本特开2007-178504号、日本特开2007-197703号、日本特开2008-74918号、国际公开WO2005/105918等各公报中记载的树脂。其中更优选为日本特开2008-74918号公报中记载的树脂。
这些树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为106℃~170℃,更优选为110℃~160℃,进一步优选为115℃~150℃。
这些树脂中,作为上述热塑性树脂,优选为环状烯烃系树脂,从高透明性、双折射表现性及耐热性方面考虑,更优选为降冰片烯系树脂,特别优选为加成聚合类降冰片烯系树脂。
另外,上述热塑性树脂为共聚物时,可以为无规共聚物,也可为嵌段共聚物。
(添加剂)
本发明的膜可以含有上述热塑性树脂以外的材料,优选含有以上述热塑性树脂的1种或2种以上作为主成分(是指在组合物中的所有材料中含有比例最高的材料,是指在含有2种以上该树脂的形态下,它们的合计含有比例比其它材料各自的含有比例高)。作为上述热塑性树脂以外的材料,可以举出各种添加剂,在其例中,包含稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、增塑剂、微粒及光学调节剂。
稳定剂:
本发明的膜可以含有至少一种稳定剂。稳定剂优选在加热熔融上述热塑性树脂前或加热熔融时添加。稳定剂具有防止构成膜的材料氧化、捕集分解产生的酸、抑制或禁止由于光或热产生自由基种基因的分解反应等作用。稳定剂对抑制由于包含不能判明的分解反应等的各种分解反应所引起的着色、分子量降低等的变性及挥发成分的生成等有用。要求在用于将树脂制成膜的熔融温度下,稳定剂本身也不分解地起作用。在稳定剂的代表例中,包含酚系稳定剂、亚磷酸系稳定剂(磷化物系)、硫醚系稳定剂、胺系稳定剂、环氧系稳定剂、内酯系稳定剂、胺系稳定剂、金属钝化剂(锡系稳定剂)等。这些在日本特开平3-199201号公报、特开平5-1907073号公报、特开平5-194789号公报、特开平5-271471号公报、特开平6-107854号公报等中有记载,本发明中优选使用酚系或亚磷酸系稳定剂的至少一种以上。酚系稳定剂中,特别优选添加分子量500以上的酚系稳定剂。作为优选的酚系稳定剂,可以举出受阻酚系稳定剂。
这些材料作为市售品容易获取,由下述制造厂销售。可以从市场上购买汽巴精化生产的Irganox 1076、Irganox 1010、Irganox 3113、Irganox 245、Irganox 1135、Irganox 1330、Irganox 259、Irganox 565、Irganox 1035、Irganox1098、Irganox 1425WL。另外,也可以从市场上购买旭电化工业株式会社生产的アデカスタブAO-50、アデカスタブAO-60、アデカスタブAO-20、アデカスタブAO-70、アデカスタブAO-80。而且也可以从市场上购买住友化学株式会社生产的スミライザ一BP-76、スミライザ一BP-101、スミライザ一GA-80。另外还可以从市场上购买シプロ化成株式会社生产的シ一ノツクス326M、シ一ノツクス336B。
另外,作为上述的亚磷酸系稳定剂,更优选使用日本特开2004-182979号公报的[0023]~[0039]中记载的化合物。作为亚磷酸酯系稳定剂的具体例,可以举出日本特开昭51-70316号公报、日本特开平10-306175号公报、日本特开昭57-78431号公报、日本特开昭54-157159号公报、日本特开昭55-13765号公报中记载的化合物。而且,作为其他的稳定剂,可以优选使用发明协会公开技报(公技号2001-1745、2001年3月15日发行、发明协会出版)17页~22页中详细记载的材料。
为了使上述亚磷酸酯系稳定剂在高温下保持稳定性,为高分子量是必须的,优选分子量为500以上,更优选分子量为550以上,特别优选分子量为600以上。进而,优选至少一个取代基为芳香族性酯基。另外,亚磷酸酯系稳定剂优选为三酯,理想的是不混入磷酸、单酯或二酯的杂质。如果存在这些杂质,则其含量优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,特别优选为2质量%以下。这些杂质可以举出日本特开2004-182979号公报的[0023]~[0039]中记载的化合物等,而且还可以举出日本特开昭51-70316号公报、日本特开平10-306175号公报、日本特开昭57-78431号公报、日本特开昭54-157159号公报、日本特开昭55-13765号公报中记载的化合物。作为亚磷酸酯系稳定剂的优选具体例,可以举出下述的化合物,但是本发明中使用的亚磷酸酯系稳定剂不限定于这些化合物。
这些可以从市场上购买旭电化工业株式会社市售的アデカスタブ1178、アデカスタブ2112、アデカスタブPEP-8、アデカスタブPEP-24G、アデカスタブPEP-36G、アデカスタブHP-10,另外,还可以从市场上购买クラリアント社市售的Sandostab P-EPQ。而且,优选使用在同一分子内具有苯酚和亚磷酸酯的稳定剂。对于这些化合物在日本特开平10-273494号公报中更详细地进行了记载,其化合物的实例包含在上述稳定剂的实例中,但是不限定于这些。作为代表性的市售品,有住友化学株式会社市售的スミライザ一GP。这些化合物可以购买住友化学株式会社市售的スミライザ一TPL、スミライザ一TPM、スミライザ一TPS、スミライザ一TDP。アデカスタブAO-412S也可以从旭电化工业株式会社购买。
上述稳定剂可以分别单独使用或将2种以上组合使用,其配合量在不损坏本发明的目的范围内可以适当选择。优选的是,相对于热塑性树脂的质量,稳定剂的添加量优选为0.001~5质量%,更优选为0.005~3质量%,进一步优选为0.01~0.8质量%。
紫外线吸收剂:
本发明的膜可以含有1种或2种以上的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂从防劣化的方面考虑,优选波长380nm以下的紫外线吸收能优异的吸收剂,且从透明性方面考虑,优选波长400nm以上的吸收可视光少的吸收剂。可以举出例如羟基二苯甲酮系化合物、苯并***系化合物、水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络盐系化合物等。特别优选的紫外线吸收剂为苯并***系化合物或二苯甲酮系化合物。其中,苯并***系化合物优选对纤维素混合酯的无用着色少的化合物。这些在日本特开昭60-235852号、日本特开平3-199201号、同5-1907073号、同5-194789号、同5-271471号、同6-107854号、同6-118233号、同6-148430号、同7-11056号、同7-11055号、同7-11056号、同8-29619号、同8-239509号、日本特开2000-204173号的各公报中有记载。紫外线吸收剂的添加量优选为热塑性树脂的0.01~2质量%,进一步优选为0.01~1.5质量%。
光稳定剂:
本发明的膜可以含有1种或2种以上的光稳定剂。作为光稳定剂,可以举出受阻胺光稳定剂(HALS)化合物,更具体地说,包含如美国专利第4,619,956号说明书的第5~11栏及美国专利第4,839,405号说明书的第3~5栏中记载的2,2,6,6-四烷基哌啶化合物、或它们的酸加成盐或它们和金属化合物的络合物。这些可以从市场上购买旭电化工业株式会社生产的アデカスタブLA-57、アデカスタブLA-52、アデカスタブLA-67、アデカスタブLA-62、アデカスタブLA-77,另外,还可以从市场上购买汽巴精化生产的TINUVIN765、TINUVIN144。
这些受阻胺系光稳定剂可以分别单独使用,也可以将2种以上组合使用。另外,这些受阻胺系光稳定剂当然也可以和增塑剂、稳定剂、紫外线吸收剂等添加剂一并使用,且也可以导入这些添加剂的分子结构的一部分中。其配合量在不损坏本发明的效果的范围内进行选择,通常,相对于热塑性树脂100质量份为0.01~20质量份左右,优选为0.02~15质量份左右,特别优选为0.05~10质量份左右。光稳定剂可以在对热塑性树脂组合物的熔融物进行调节的任一阶段进行添加,例如可以在熔融物调节工序的最后添加。
增塑剂:
本发明的膜可以含有增塑剂。增塑剂的添加从提高机械性能、赋予柔软性、赋予耐吸水性、降低水分透过率等的膜改性的观点考虑优选。另外,在使用熔融制膜法制造本发明的膜时,添加增塑剂的目的是,通过添加增塑剂降低膜构成材料的熔融温度,使其比使用的热塑性树脂的玻璃化转变温度低,或者与不添加的热塑性树脂相比,在相同加热温度下使其粘度降低。本发明的膜优选使用例如选自磷酸酯衍生物、羧酸酯衍生物的增塑剂。另外,也可以优选使用对日本特开2003-12859号中所述的重均分子量为500~10000的烯键式不饱和单体进行聚合而得的聚合物、丙烯酸系聚合物、在侧链具有芳香环的丙烯酸系聚合物或在侧链具有环己基的丙烯酸系聚合物等。
微粒:
本发明的膜可以含有微粒。作为微粒,可以举出无机化合物的微粒或有机化合物的微粒,任何一种都可以。本发明的热塑性树脂中含有的微粒的平均1次粒子大小,从较小地抑制浊度这一观点考虑,优选为5nm~3μm,更优选为5nm~2.5μm,进一步优选为10nm~2.0μm。在此,微粒的平均1次粒子大小通过用透射电子显微镜(倍率50万~100万倍)观察热塑性树脂,求出100个粒子的1次粒子大小的平均值来判定。微粒的添加量相对于热塑性树脂优选为0.005~1.0质量%,更优选为0.01~0.8质量%,进一步优选为0.02~0.4质量%。
光学调节剂:
本发明的膜可以含有光学调节剂。作为光学调节剂可以举出延迟调节剂,例如可以使用日本特开2001-166144号、日本特开2003-344655号、日本特开2003-248117号、日本特开2003-66230号各公报中记载的调节剂。通过添加光学调节剂可以控制面内的延迟(Re)、厚度方向的延迟(Rth)。优选的添加量为0~10质量%,更优选为0~8质量%,进一步优选为0~6质量%。
[膜的制造方法]
本发明的膜的制造方法包含从供给机构供给含有热塑性树脂的组合物的供给工序、使所供给的熔融物通过构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间而连续地成型为膜状的工序、和输送所成型的膜的工序,利用所述第一夹压面和第二夹压面以10~150MPa压力夹压该熔融物、以10~100m/分钟速度输送所述膜。施加如此大的压力的情况为和现有方法不同的本发明的特征。作为具有第一夹压面和第二夹压面的夹压装置,可以举出例如2个辊的组合、日本特开2000-219752号公报中记载的辊和接触带的组合(单面带方式)、带和带的组合(双面带方式)等,其中,从均匀地施加10~150MPa高压这一点考虑,优选为2个辊。辊压力可以通过使压力测定膜(富士胶片社制中压用感压纸等)通过2个辊来测定。
下面,对本发明的膜的制造方法(以下称本发明的制造方法)详细地进行说明。
<供给工序>
本发明的制造方法中,首先从供给机构供给含有热塑性树脂的组合物(有时称作“热塑性树脂组合物”)。作为这种供给机构没有特别限定,但是优选使用模头。另外,作为供给的方法没有特别限定,但是优选从模头熔融挤出。在熔融挤出前,优选将热塑性树脂组合物颗粒化。市售品的热塑性树脂(例如:TOPAS#6013、タフロンMD1500、デルペツト980N、DayLark D332等)有时也被颗粒化,但没有颗粒化时可以直接将粉体原料投入双螺杆挤出机或使用以下方法。
将上述热塑性树脂组合物干燥后,使用双轴混炼挤出机在150℃~300℃下熔融,然后将挤成面条形的材料在空气或水中进行固化裁剪而制作。另外,也可以利用挤出机熔融后,通过边在水中由模口直接挤出边进行剪切的水下切割法来实现颗粒化。作为颗粒化时利用的挤出机,可以使用单螺杆挤出机、非咬合型异向旋转双螺杆挤出机、咬合型异向旋转双螺杆挤出机、咬合型同向旋转双螺杆挤出机等。挤出机的转速优选为10rpm~1000rpm,更优选为20rpm~700rpm。挤出滞留时间为10秒~10分钟,更优选为20秒~5分钟。
对颗粒的大小不做特别限定,通常为10mm3~1000mm3左右,更优选为30mm3~500mm3左右。
优选在熔融挤出前使颗粒中的水分减少。优选的干燥温度为40~200℃,更优选为60~150℃。据此,优选将含水率设定在1.0质量%以下,进一步优选将含水率设定在0.1质量%以下。干燥也可以在空气中进行,也可以在氮气中进行,也可以在真空中进行。
接着,使已干燥的颗粒经由挤出机的供给口供给到滚筒内使其进行混炼及熔融。滚筒内例如从供给口侧依次由供给部、压缩部、测量部构成。挤出机的螺杆压缩比优选为1.5~4.5,相对于滚筒内径的滚筒长度比(L/D)优选为20~70,滚筒内径优选为30mm~150mm。模头的挤出温度(以下称吐出温度)根据热塑性树脂的熔融温度来确定,通常优选为190~300℃左右。进而为了防止由于残留的氧造成的熔融树脂的氧化,优选使挤出机内在惰性(氮气等)气流中,或使用带有通风口的挤出机边进行真空排气边进行挤出。
为了过滤热塑性树脂组合物中的杂物,优选设置装入了碎板式过滤器或片式盘过滤器的过滤装置。过滤可以在一段进行,也可以在多段进行过滤。过滤精度优选15μm~3μm,进一步优选10μm~3μm。作为滤材最好使用不锈钢,滤材的构成可以使用线材编织成的滤材、金属纤维或将金属粉末烧结成的滤材(烧结滤材),其中优选烧结滤材。
为了使吐出量的变动减少且提高厚度精度,优选在挤出机和模头之间设置齿轮泵。由此可以将模头内的树脂压力变动幅度控制在±1%以内。为了提高齿轮泵的定量供给性能,也可以采用改变螺杆的转数,将齿轮泵前的压力控制为一定的方法。
熔融树脂由如上所述构成的挤出机熔融,按照需要经由过滤器、齿轮泵连续地送入模头中。上述模头无论是T模头、鱼尾式模头、悬挂涂敷(ハンガ一コ一ト)模头都可以。另外为了提高树脂温度的均匀性,优选在模头前安装静态混合器。
模头出口部分的间隙通常为膜厚的1.0~30倍,优选为5.0~20倍。
本发明的制造方法中,模头唇部前端的曲率半径没有特别限定,可以使用公知的模头。
上述模头优选可在5~50mm间隔内调节厚度。另外,计算下游的膜厚度、厚度偏差,将其结果反馈在模头厚度调节中的自动厚度调节模头也是有效的。
除单层制膜装置以外,也可以使用多层制膜装置来制膜。
这样一来,树脂从供给口到被送入挤出机之后从模头出来的滞留时间优选为3分钟~40分钟,进一步优选为4分钟~30分钟。
<浇铸>
接着,将热塑性树脂的熔融物由模头挤出成膜状,在构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间,对熔融挤出的熔融物连续地夹压、冷却固化,得到膜。此时,从生产的稳定性方面考虑,优选先将第一夹压面和第二夹压面中任何一面和熔融物剥离,其后将另一面和熔融物剥离。
(压力)
本发明的制造方法中,在将熔融挤出的熔融物在构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间连续地夹压成型为膜状的现有的方法的基础上,利用所述第一夹压面和所述第二夹压面以10~150MPa的压力对该熔融物进行夹压来制作本发明的Re为45nm以上的膜。优选的压力为25~150MPa,特别优选为30~130MPa。
(夹压面)
本发明的制造方法中,从实现上述压力的观点考虑,第一夹压面和第二夹压面优选同为金属制且具有刚性。
(夹压面的移动速度)
本发明的制造方法中,从增加Re的表现量、改善膜的面状的观点考虑,优选第一夹压面的移动速度比第二夹压面的移动速度快。
另外,在第一夹压面和第二夹压面的移动速度存在差的情况下,先从熔融物剥离的一侧的面可以为第一夹压面也可以为第二夹压面,但是从抑制剥离中的断裂而改善面状的观点考虑,先剥离的一侧的面优选为第一夹压面(移动速度快的夹压面)。
本发明的制造方法中,从增加Re的表现量方面考虑,优选将下述式(I)所定义的上述夹压装置的第一夹压面和第二夹压面的移动速度比调节为0.6~0.99,熔融树脂通过夹压装置时赋予更大的剪切应力。夹压面的移动速度比优选设定为0.65~0.99,更优选设定为0.70~0.99。如果移动速度比为0.70~0.99,也可以进一步改善膜的面状。
移动速度比=第二夹压面的速度/第一夹压面的速度 (I)
(吐出温度)
本发明的制造方法中,吐出温度(上述供给机构的吐出口正后方的熔融物的温度),从提高所得到的膜的Re的表现量、且通过树脂成型性提高和劣化抑制而改善所得到的膜的面状方面考虑,优选为Tg+60~Tg+140℃,更优选为Tg+70~Tg+130℃,特别优选为Tg+80~Tg+120℃。特别是,如果为Tg+60℃以上,则树脂的粘度变得十分低,因此成型性良好,如果为Tg+140℃以下,则树脂不易劣化。
另外,Tg表示熔融物中所含的热塑性树脂的玻璃化转变温度,热塑性树脂的玻璃化转变温度使用差示扫描量热仪(DSC)、将树脂放在测定盘中,在氮气流中以10℃/分钟的速度将其温度从30℃升温到300℃后(1st-run),以-10℃/分钟的速度冷却到30℃,再次以10℃/分钟的速度将温度从30℃升温到300℃(2nd-run)。将在2nd-run中基线开始从低温侧偏离的温度作为玻璃化转变温度(Tg),并求出。
(空气隙)
本发明的制造方法中,从对模头和夹压装置之间的熔融物保温方面考虑,空气隙(从所述供给机构的吐出口至所述夹压装置的熔融物着落点的距离)优选模头和夹压装置尽可能接近,具体而言,优选为200mm以下,更优选为20~180mm,特别优选为30~160mm。
(输送速度)
本发明的制造方法的特征在于,由于将所得到的膜的Re设定为45nm以上,因此将输送速度(生产线速度)设定为10~100m/分钟。这样,可以控制膜的输送速度,在夹压装置间施加本发明的范围内的压力进行夹压,从而显著地增加膜的Re的表现量。另外,所述输送速度优选为10~80m/分钟,更优选为15~60m/分钟,特别优选为20~40m/分钟。当生产线速度变快时,可以抑制空气隙中的熔融物的冷却,以熔融物温度高的状态利用夹压装置进一步对熔融物赋予剪切变形。另外,通过将输送速度设定为20~40m/分钟,可以进一步改善膜的触空故障,得到面状良好的膜。
需要说明的是,上述所谓的生产线速度是表示熔融物通过夹压装置间的速度及输送装置中的膜输送速度。另外,在下述的使用2个辊制膜的方式的情况下,表示利用冷硬轧辊输送膜的速度。
本发明的制造方法中,膜状的熔融物的宽度没有特别限定,例如可以设定成200~2000mm。
(使用2个辊的浇铸)
在将从上述供给机构供给的熔融物在构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间连续地进行夹压而成型为膜状的方法中,也优选使熔融物通过2个辊(例如接触辊(第一辊)和冷硬轧辊(第二辊))间。需要说明的是,本说明书中,在具有多个输送上述熔融物的浇铸辊时,将最接近最上游的供给机构(模头)的浇铸辊称为冷硬轧辊。下面,说明使用2个辊的本发明的制造方法的最佳实施方式。
本发明的膜的制造方法中,对从上述供给机构供给的熔融物的着落点没有特别限定,从该供给机构供给的熔融物的着落点与通过该接触辊和该浇铸辊最接近部分的间隙的中点的垂直线之间的距离可以为零,也可以偏离。所谓的上述熔融物的着落点是指从供给机构(例如模头)挤出的熔融物最初接触(落地)接触辊或冷硬轧辊的地点。另外,所谓的接触辊和浇铸辊的间隙的中点是指在接触辊和浇铸辊的间隙为最狭小之处的接触辊表面和浇铸辊表面的中点。
上述2个辊(例如接触辊和浇铸辊)的表面的算术平均高度Ra优选为100nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为25nm以下。
本发明的制造方法中,上述2个辊的各自的宽度没有特别限定,可以根据膜状的熔融物的宽度随意变更而采用。
以相互不同的周向速度旋转的2个辊间的辊压力为10~150MPa,优选的辊压力的范围与上述的夹压装置的夹压面间的压力的优选范围相同。
本发明的制造方法中,为了施加上述范围的辊压力,适当变更滚筒设定值来完成。所述滚筒设定值根据所用的树脂材料或2个辊的材质的不同而不同,例如:在膜状熔融物的实际宽度为200mm的情况下,优选为3~100KN,更优选为3~50KN,特别优选为3~25KN。
本发明的制造方法中,为了施加上述范围的辊压力,优选使用辊的肖氏硬度为45HS以上的辊。优选的上述2个辊的肖氏硬度为50HS以上,进一步优选为60~90HS。
肖氏硬度可以使用JIS Z 2246的方法,由在辊宽度方向5点及在辊周向5点测定的值的平均值求出。
上述2个辊的材质从实现所述肖氏硬度的观点考虑,优选为金属,更优选为不锈钢,也可以优选将表面进行了镀敷处理的辊。另外,如果2个辊的材质为金属,则表面的凹凸小,在膜的表面不易带伤,因此优选。另外,橡胶辊或用橡胶衬里的金属辊,只要能达到上述辊压力就可以使用。
本发明的制造方法中,上述2个辊的材质从实现所述辊压力的观点考虑优选为金属制且为刚性。
关于上述接触辊,可以使用例如日本特开平11-314263号公报、特开2002-36332号公报、特开平11-235747号公报、国际公开第97/28950号小册子、特开2004-216717号公报、特开2003-145609号公报记载的辊。
而且,本发明的制造方法中,优选通过设定使膜状熔融物通过的2个辊间的周向速比,赋予熔融树脂通过2个辊时的剪切应力,制造本发明的膜。2个辊的周向速比的优选范围和上述的夹压装置的夹压面间的移动速度比的优选范围相同。在此,所谓的2个辊的周向速比是指慢速辊的周向速度/快速辊的周向速度。
上述2个辊的速度哪个快速都可以,但接触辊为慢速时,在接触辊侧形成堤岸(熔融物的剩余部分向辊上滞留而形成的滞留物)。由于接触辊接触熔融物的时间短,所以在接触辊侧形成的堆积容易成为冷却不充分、产生剥离中的断裂、面状故障的原因。据此,优选慢速辊为冷硬轧辊(第二辊),快速辊为接触辊(第一辊)。
进而,在本发明的制造方法中,作为上述2个辊分别优选使用直径大的辊,具体而言,优选使用直径为200~1500mm,更优选为300mm~1000mm、特别优选为350mm~800mm,更特别优选为350~600nm,进一步优选为350~500nm的2个辊。当使用直径大的辊时,膜状的熔融物和辊的接触面积扩大,使剪切需要的时间进一步延长,因此可以抑制Re的标准离差、制造本发明的膜。另外,本发明的制造方法中,上述2个辊的直径可以相等,也可以不等。
本发明的制造方法中,上述2个辊以相互不同的周向速度进行驱动。上述2个辊可以牵连驱动也可以独立驱动,为了抑制Re的标准离差,优选独立驱动。
上述2个辊的表面温度从实现上述本发明的膜的Re的范围的观点考虑,可以相同,也可以存在差异。存在温度差时,优选的温度差为5℃~80℃,更优选为20℃~80℃,进一步优选为20℃~60℃。此时,2个辊的温度使用树脂的玻璃化转变温度Tg,且优选设定为Tg-70℃~Tg+20℃,更优选设定为Tg-50℃~Tg+10℃,进一步优选设定为Tg-40℃~Tg+5℃。这样的温度控制可以通过使调温好的液体、气体在接触辊内部通过来实现。
另外,本发明的制造方法中,优选在从模头熔融挤出直到与2个辊的至少一个辊接触之前,对熔融物进行保温,减轻宽度方向的温度分布,具体而言,优选将宽度方向的温度分布设定在5℃以内。为了减轻温度分布,优选在熔融物的模头和2个辊间的通路的至少一部分配置具有隔热功能或热反射功能的部件,将该熔融物与大气隔绝。这样,通过在通路上配置隔热部件,与大气隔绝,可以抑制外部环境例如风的影响,可以抑制膜的宽度方向的温度分布。膜状熔融物的宽度方向的温度分布更优选在±3℃以内,更进一步优选在±1℃以内。
进而,当使用上述遮蔽部件时,可以使膜状熔融物以温度高的状态,即熔融粘度低的状态在辊间通过,因此也具有容易制作本发明的膜的效果。
需要说明的是,膜状的熔融物的温度分布可以使用接触式温度计或非接触式温度计进行测定。
上述遮蔽部件可以在例如比2个辊的两端部较内侧且与模头的宽度方向侧面介有间隙而设置。遮蔽板可以直接固定在模头的侧面,也可以利用支承部件支承固定。遮蔽部件的宽度优选例如为与模头侧面同等宽度以上,以便有效地遮蔽由于模头放热产生的上升气流。
遮蔽部件和膜状熔融物的宽度方向端部的间隙,在有效遮蔽沿辊的表面流入的上升气流方面,优选狭小地形成,更优选距离膜状熔融物的宽度方向端部50mm左右。另外,模头的侧面和遮蔽部件的间隙不必设定,但优选可以排出被遮蔽部件包围的空间内的气流的程度,例如形成10mm以下。
另外,作为具有隔热功能及/或热反射功能的材料,优选使用遮风性或保温性优异的材料,例如不锈钢等金属板。
作为进一步减少Re的标准离差的方法,有提高在使膜状的熔融物与浇铸辊接触时的密合性的方法。具体而言,可以通过将静电附加法、气刀法、气室法、真空喷嘴法等方法组合而使密合性提高。这种密合性提高法可以在膜状熔融物的整个面实施,也可以在局部实施。
上述第一夹压面和第二夹压面的表面温度以使用的热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg为基准,分别独立地优选为Tg-70℃~Tg+20℃,更优选为Tg-50℃~Tg+10℃,特别优选为Tg-40℃~Tg+5℃。
另一方面,本发明的制造方法包含下述的加热工序及第二夹压工序时,上述第一夹压面和第二夹压面的表面温度优选为Tg以下,更优选为Tg-40℃~Tg℃,特别优选为Tg-30℃~Tg℃。这样的温度控制可以利用公知的方法来完成。
<加热及第二夹压工序>
本发明的制造方法中,包含在对上述第一夹压工序中所成型的膜进行加热的工序、和将加热后的膜在对置的移动速度不同的2个夹压面之间进行夹压的第二夹压工序,上述第一夹压工序和第二夹压工序优选在流水线上进行。这样,通过包含加热工序及第二夹压工序,可以得到维持本发明的Re的范围的、|Re[40°]-Re[-40°]|的值不为0的、具有所谓的倾斜结构的相位差膜。
需要说明的是,在此所说的加热工序是指以成为上述第一夹压面和第二夹压面的表面温度以上的温度的方式对膜进行加热的工序。另外,作为加热方法不做特别限定,可以使用公知的加热装置进行加热,例如使用加热器使热风吹在膜上进行加热。
需要说明的是,在此所说的“流水线”是指利用第一夹压面和第二夹压面进行夹压的工序、上述加热工序和上述第二夹压工序的所有工序在一贯的制膜工序中进行。
本发明的制造方法中,上述第一夹压面和上述第二夹压面的表面温度为Tg以下,从膜的均一性方面考虑,优选上述加热工序的加热温度为Tg-10℃~Tg+20℃。
上述加热工序更优选为Tg-10℃~Tg+15℃,特别优选为Tg-5℃~Tg+10℃。
上述第二夹压工序中使用的夹压面可以分别独立地使用与上述第一夹压面或第二夹压面相同的面,关于其温度、移动速度及夹压压力均与上述第一夹压面或第二夹压面相同。
另外,上述第二夹压工序可以实施一次,也可以反复实施多次。
特别是,上述第二夹压工序中使用的夹压面的一方和上述第一夹压面或第二夹压面的一方可以为同一夹压面。这时,上述第二夹压工序中使用的夹压面的一方,优选为上述第一夹压面或第二夹压面中、在后面离开膜的一侧的夹压面,例如在将接触辊和冷硬轧辊(浇铸辊)分别作为第一夹压面及第二夹压面使用时,在上述第二夹压工序中使用的夹压面的一方优选冷硬轧辊。
在上述第二夹压工序中使用的夹压面的一方与上述第一夹压面或第二夹压面的一方为同一夹压面时,在上述加热工序中可以包含利用上述第一夹压面或第二夹压面的一方进行加热的工序。即,上述第一夹压面及上述第二夹压面的表面温度和上述加热工序的加热温度相等的情况,是本发明的制造方法的优选方式的一种,相当于包含加热及第二夹压工序的方式。
<后处理>
在如上操作制成膜后,除使膜状熔融物通过的2个辊(例如浇铸辊和接触辊)以外,优选使用一个以上浇铸辊将膜冷却。接触辊通常以使其与最上游侧(靠近模头一方)的最初的浇铸辊接触的方式配置。一般使用3个冷却辊即可比较有效地进行,但对此不做限定。多个浇铸辊的间隔优选以面间计为0.3mm~300mm,更优选为1mm~100mm,进一步优选为3mm~30mm。
而且优选将加工过的膜的两端进行修整。可以将修整中切下的部分粉碎,再度作为原料使用。另外,还优选对一端或两端进行粗化加工(滚花处理)。粗化加工形成的凹凸的高度优选在1μm~50μm,更优选为3μm~20μm。通过粗化加工,可以在两面具有凸部,也可以在一面具有凸部。粗化加工的宽度优选为1mm~50mm,更优选为3mm~30mm。厚度加工在室温~300℃下实施。
卷取前,优选在膜的单面或双面附上层压膜。层压膜的厚度优选为5μm~100μm,更优选为10μm~50μm。材质可以为聚乙烯、聚酯、聚丙烯等,不做特别限定。
卷取的张力优选为2kg/m宽~50kg/m宽,更优选为5kg/m宽~30kg/m宽。
使用本发明的制造方法得到的膜的膜厚优选为20~80μm。在使用于液晶显示器等时,从薄型化观点考虑,更优选为20~70μm,特别优选为20~60μm。
<第三夹压工序(制膜后的夹压处理)>
在本发明的制造方法中,包含对得到的膜进一步在对置的移动速度不同的2个夹压面之间进行夹压的第三夹压工序(以下也称为制膜后的夹压工序),优选使该第三夹压工序在与上述的第一夹压工序不同的生产线上进行。这样通过包含制膜后的夹压处理工序,则可以得到维持了本发明的Re的范围的、具有|Re[40°]-Re[-40°]|的值不为0的、具有所谓的倾斜结构的相位差膜。
上述制膜后的夹压处理工序中所使用的夹压面可以分别独立地使用和上述第一夹压面或第二夹压面相同的面,关于其温度、移动速度、夹压面间的移动速度比及夹压压力,和上述第一夹压面或第二夹压面也相同。
本发明的制造方法中,在上述第二夹压工序或第三夹压工序中,上述对置的移动速度不同的2个夹压面优选为周向速度相互不同的2个辊。
另外,在上述第三夹压工序中,可以使用例如在光学膜的制造领域进行向膜输送方向的拉伸时,作为夹持辊使用的公知的结构的夹压装置,本发明的制造方法不限定于这种方式。
另外,本说明书中,所说的“第三”夹压工序这一名称仅指第3种类型的夹压,不是工序的顺次是第3的意思。本发明的制造方法中,也可以在上述第一夹压工序后进行上述第三夹压工序,也可以在上述第一夹压工序后进行上述第二夹压工序而后再进行上述第三夹压工序。
另外,制膜后的夹压处理工序可以实施一次,也可以实施多次。
<拉伸、松弛处理>
此外,利用上述方法制膜后,也可以进行拉伸及/或松弛处理。例如:可以实施下面的(a)~(g)的组合中的各工序。
(a)横向拉伸
(b)横向拉伸→松弛处理
(c)纵向拉伸
(d)纵向拉伸→松弛处理
(e)纵(橫)向拉伸→橫(纵)向拉伸
(f)纵(橫)向拉伸→橫(纵)向拉伸→松弛处理
(g)横向拉伸→松弛处理→纵向拉伸→松弛处理
其中特别优选的是(a)~(d)的工序。
横向拉伸可以使用拉幅机来实施。即,使用夹子把持住膜的宽度方向的两端部,向横方向扩宽。这时,通过向拉幅机内吹送所要求的温度的风可以控制拉伸温度。拉伸温度优选为Tg-10℃~Tg+60℃,更优选为Tg-5℃~Tg+45℃,进一步优选为Tg-10℃~Tg+20℃。另外,优选的横向拉伸倍率为1.2~3.0倍,更优选为1.2~2.5倍,进一步优选为1.2~2.0倍。
通过在这样的拉伸前进行预热、在拉伸后进行热固定,可以减小拉伸后的Re、Rth分布,可以减小伴随弯曲的取向角的标准离差。预热、热固定的哪一方均可,更优选实施两方。这些预热、热固定优选使用夹子把持住来实施,即优选与拉伸连续进行。
预热可以在比拉伸温度高1℃~50℃左右的温度下进行,优选高2℃~40℃左右,进一步优选高3℃~30℃。优选的预热时间为1秒~10分钟,更优选为5秒~4分钟,进一步优选为10秒~2分钟。预热时,拉幅机的宽度优选保持大致一定的宽度。在此所谓的“大致”是指未拉伸膜的宽度的±10%。
热固定可以在比拉伸温度低1℃~50℃的温度下进行,更优选低2℃~40℃,进一步优选低3℃~30℃。进而优选设定在优选的拉伸温度以下且设定在Tg以下。优选的预热时间为1秒~10分钟,更优选为5秒~4分钟,进一步优选为10秒~2分钟。热固定时,拉幅机的宽度优选保持大致一定的宽度。在此所谓的“大致”是指拉伸终止后的拉幅机宽度的0%(和拉伸后的拉幅机宽度相同的宽度)~-10%(比拉伸后的拉幅机宽度缩小10%=缩幅)。扩宽到拉伸宽度以上时,膜中容易发生残余变形,因此不优选。
纵向拉伸可以通过边对2对辊间进行加热,边使出口侧的周向速度比入口侧的周向速度快的速度来完成。这时,通过改变二者之间的间隔(L)和拉伸前的膜宽度(W),可以改变厚度方向的延迟的表现性。L/W(称为纵横比)为2~50以下(长跨距拉伸)时,容易制成Rth小的膜,L/W为0.01~0.3(短跨距拉伸)时,可以制成Rth大的膜。本实施方式中可以使用长跨距拉伸、短跨距拉伸、它们之间的区域(中间拉伸=L/W超过0.3且2以下)的任何一种,优选可减小取向角的长跨距拉伸、短跨距拉伸。进而更优选将以高Rth为目标时使用短跨距拉伸、以低Rth为目标时使用长跨距拉伸的情况区别开来使用。
拉伸温度优选为Tg-10℃~Tg+60℃,更优选为Tg-5℃~Tg+45℃,进一步优选为Tg-10℃~Tg+20℃。另外,优选的纵向拉伸倍率为1.2~3.0倍,更优选为1.2~2.5倍,进一步优选为1.2~2.0倍。
而且,通过在这些拉伸之后实施松弛处理,可以改良尺寸稳定性。热松弛优选在制膜后,纵向拉伸后、横向拉伸后的任何一种拉伸之后或两种拉伸后进行。松弛处理可以在拉伸后连续地在流水线上进行,也可以在拉伸后且卷取后在流水线上进行。
热松弛优选在(Tg-30)℃~(Tg+30)℃、更优选为(Tg-30)℃~(Tg+20)℃、进一步优选(Tg-15)℃~(Tg+10)℃;1秒~10分钟、更优选5秒~4分钟、进一步优选10秒~2分钟;优选0.1kg/m~20kg/m、更优选1kg/m~16kg/m、进一步优选在2kg/m~12kg/m的张力下边输送边实施。
[偏振板]
通过在本发明的膜上至少层叠偏振片(以下称偏振膜)可以得到本发明的偏振板。下面说明本发明的偏振板。本发明的偏振板的实例可以举出:以保护膜和视角补偿2个功能为目的,在偏振膜的一面制作的偏振板或层叠在TAC等保护膜上的复合型偏振板。
本发明的偏振板是若为使用本发明的膜和偏振片的偏振板,对构成就不做特别限定。例如:本发明的偏振板在由偏振片和保护其两面的两片偏振板保护膜(透明聚合物膜)构成的情况下,可以使用将本发明的膜用作至少一方的偏振板保护膜。另外,本发明的偏振板可以在其至少一面上具有用于和其它部件粘贴的粘合剂层。另外,在本发明的偏振板中,只要本发明的膜的表面为凹凸结构,就会具有防眩光性(防眩性)的功能。而且,本发明的偏振板也优选使用在本发明的膜的表面进而层叠防反射层(低折射率层)的本发明的防反射膜、或在本发明的膜的表面进而层叠光学各向异性层的本发明的光学补偿膜。
通常液晶显示装置在两片偏振板之间设有液晶元件,因此具有4片偏振板保护膜。本发明的膜可以使用4片偏振板保护膜中的任一片,但本发明的膜作为在液晶显示装置中的液晶元件和偏振板之间配置的保护膜特别有利。
本发明的偏振板更优选为以酰化纤维素膜、偏振片及本发明的膜的顺序层叠的结构。另外,更优选以酰化纤维素膜、偏振片、本发明的膜及粘合剂层的顺序层叠的结构。
(光学膜)
本发明的偏振板的光学膜可以使用本发明的膜。另外,所述膜可以进行表面处理。作为表面处理的方法可以举出例如:电晕放电、辉光放电、UV照射、火焰处理等方法。
(酰化纤维素膜)
本发明的偏振板的酰化纤维素膜中可以使用公知的偏振板用的酰化纤维素膜。可以优选使用例如:公知的三乙酰纤维素(TAC)膜(例如富士胶片株式会社制フジタツクT-60)等。另外,也可以对上述酰化纤维素膜进行表面处理。作为表面处理的方法,可以举出例如皂化处理等。
(偏振片)
作为上述偏振片,可以使用例如:将聚乙烯醇膜浸渍在碘溶液中并拉伸而成的膜等。
本发明中使用的偏振片只要是可实现本发明的目的偏振片,则可以选择任意的恰当的偏振片。作为上述偏振片,可以举出例如:在亲水性高分子膜中吸附碘或二色性染料等二色性物质并进行单轴拉伸的膜、聚乙烯醇脱水处理物或聚氯乙烯的脱氯化氢处理物等的聚烯系取向膜等。作为上述亲水性高分子膜,例如可以举出:聚乙烯醇系膜、部分甲缩醛化聚乙烯醇系膜、乙烯·醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等。本发明中优选在聚乙烯醇系膜中吸附碘的偏振片。
所述偏振片优选还含有钾及硼的至少一方。由于所述偏振片含有钾及硼,因此可以得到具有优选的范围的复合弹性模量(Er)且偏振度高的偏振片(偏振板)。包含钾及硼的至少一方的偏振片的制造,例如只要将为偏振片的形成材料的膜浸渍在钾及硼的至少一方的溶液中即可。上述溶液可以兼有包含碘的溶液。
作为获得上述聚乙烯醇系膜的方法可以采用任意的适当的成型加工法。作为上述成型加工法适合使用目前公知的方法。另外,上述聚乙烯醇系膜可以直接使用市售的膜。作为市售的聚乙烯醇系膜,例如可以举出:(株)ケラレ制的商品名“ケラレ维尼纶膜”、東セロ(株)制的商品名“ト一セロ维尼纶膜”、日本合成化学工业(株)制的商品名“日合维尼纶膜”等。
关于偏振片的制造方法的一个实例,例如:将以聚乙烯醇系树脂为主成分的高分子膜(卷筒膜)浸渍在包含纯净水的膨润浴及包含碘水溶液的染色浴中,边用速度比不同的辊在膜的长度方向赋予张力边实施膨润处理及染色处理。接着,将膨润处理及染色处理过的膜浸渍在包含碘化钾的交联浴中,边使用速度比不同的辊在膜的长度方向赋予张力边实施交联处理及最终的拉伸处理。将交联处理过的膜利用辊浸渍在包含纯净水的水洗浴中实施水洗处理。水洗处理过的膜在干燥并调节含水率后进行卷取。这样,偏振片可以通过将卷筒膜拉伸为例如原长度的5倍~7倍而得到。
上述偏振片为了提高其与胶粘剂(日文:接着剤)的密合性,可以实施任意的表面改性处理。作为上述的表面改性处理,例如可以举出:电晕处理、等离子体处理、辉光放电处理、火焰处理、臭氧处理、UV臭氧处理、紫外线处理等。这些处理可以单独使用或将2种以上组合使用。
(粘合剂层)
本发明的偏振板,作为最外层的至少一方也可以具有粘合剂(日文:粘着剤)层(有时将这种偏振板称为粘合型偏振板)。作为特别优选的实施方式,可以在上述光学膜的未胶粘偏振片的一侧,设置用于和其它光学膜或液晶元件等其它部件进行胶粘的粘合剂层。
(偏振板的制造方法)
对本发明的偏振板的制造方法进行说明。
本发明的偏振板可以通过使用胶粘剂将本发明的膜的一面(有表面处理时为表面处理面)贴合在上述偏振片的至少一面上来制造。另外,以酰化纤维素膜、偏振片及本发明的膜的顺序贴合时,本发明的偏振板可以通过在偏振片的两面使用胶粘剂将偏振片和其他的膜粘在一起来制造。在本发明的偏振板的制造方法中,优选本发明的膜和偏振片直接贴合。
作为上述胶粘剂可以使用公知的制造偏振板用的胶粘剂。另外,在上述偏振片和各膜之间具有胶粘剂层的实施方式为优选的实施方式。作为上述胶粘剂的具体例,可以使用聚乙烯醇或聚乙烯乙缩醛(例如聚乙烯醇缩丁醛)的水溶液、乙烯系聚合物(例如聚丙烯酸丁酯)的乳剂。特别优选的胶粘剂为完全皂化的聚乙烯醇的水溶液。上述聚乙烯醇系胶粘剂优选含有聚乙烯醇系树脂和交联剂。
本发明的偏振板的制造方法不限定于上述的方法,也可以使用其他的方法。可以使用例如:日本特开2000-171635号、日本特开2003-215563号、日本特开2004-70296号、日本特开2005-189437号、日本特开2006-199788号、日本特开2006-215463号、日本特开2006-227090号、日本特开2006-243216号、日本特开2006-243681号、日本特开2006-259313号、日本特开2006-276574号、日本特开2006-316181号、日本特开2007-10756号、日本特开2007-128025号、日本特开2007-140092号、日本特开2007-171943号、日本特开2007-197703号、日本特开2007-316366号、日本特开2007-334307号、日本特开2008-20891号各公报等记载的方法。其中更优选日本特开2007-316366号、日本特开2008-20891号公报记载的方法。
优选在偏振膜的另一表面上也粘贴有保护膜,所述保护膜可以为本发明的膜。另外,可以利用酰化纤维素膜、环状聚烯烃系聚合物膜等作为现有偏振板的保护膜使用的各种膜。
如上所述得到的本发明的偏振板优选在液晶显示装置内使用,也可以设置在液晶元件的目视侧、背光灯侧的任一侧,也可以设置在两侧,没有特别限定。作为可适用本发明的偏振板的图像显示装置的具体例,可以举出如电致发光(EL)显示器、等离子显示器(PD)、场致发光显示器(FED:Field Emission Display)那样的自发光型显示装置。液晶显示装置适用于透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置等。
[液晶显示装置]
本发明的膜及偏振板可以应用于各种类型的液晶显示装置,可以得到本发明的液晶显示装置。优选用于TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensatory Bend)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)型的液晶显示装置,其中,更优选用于TN、ECB型液晶显示。
【实施例】
下面举出实施例更具体地说明本发明。以下实施例中显示的材料、使用量、比例、处理内容、处理方式等在不脱离本发明的宗旨的范围内可以适当变更。因此,本发明的范围不限定于下面所示的具体例。
[制造例1]环状烯烃共聚物颗粒的制造
作为环状烯烃共聚物(COC)使用Polyplastics社制的“TOPAS#6013”颗粒。需要说明的是,“TOPAS#6013”显示正的本征双折射性。另外,该树脂的玻璃化转变温度为136℃。
[制造例2]聚碳酸酯颗粒的制造
作为聚碳酸酯(PC)使用出光兴产社制的“タフロンMD1500”颗粒。需要说明的是,“タフロンMD1500”显示正的本征双折射性。另外,该树脂的玻璃化转变温度为150℃。
[实施例1]
(膜的制作)
作为热塑性树脂使用下述表1中记载的环状烯烃共聚物TOPAS#6013(COC)颗粒,在100℃下干燥2小时以上,在260℃下熔融,使用单轴混炼挤出机进行混炼挤出。这时在挤出机和模头之间依次配置丝网过滤器、齿轮泵、片式盘过滤器,用熔融物配管将它们进行连接。将热塑性树脂在下述表1中记载的挤出温度(吐出温度)下,自宽度450mm、开口间隙0.7mm的模头挤出。
其后,将熔融物(熔融树脂)挤出到浇铸辊和接触辊之间。这时,对最上游侧的宽度1800mm、直径300mm的浇铸辊(冷硬轧辊)以成为下述表1中记载的接触压力的方式设定滚筒,使其接触宽度200mm、直径200mm的接触辊。另外,接触压力通过将中压用感压纸(富士胶片社制)在不存在熔融物的状态下夹入相同周向速度(5m/分钟)的二个辊来测定,将其值作为制膜时的压力。需要说明的是,压力测定时的辊温度设定为25℃。另外,熔融物落在被浇铸辊和接触辊夹住的中央部分。接触辊及冷硬轧辊使用对材质S45C进行了HCr镀敷处理的镜面加工0.1S、刚性材料外筒厚20mm、肖氏硬度60HS的辊。使用这些辊,将接触辊和冷硬轧辊的周向速度比(周向速度比=冷硬轧辊速度/接触辊速度)设定为下述表1中记载的条件,将模头和熔融物着落点的距离设定为在下述表1中记载的距离,以下述表1记载的输送速度(冷硬轧辊速度)制膜。需要说明的是,接触辊、冷硬轧辊的温度设定为Tg-5℃。另外,制膜的氛围气为25℃、60%。
其后,在卷取之前将两端(整个宽度的各5cm)修整后,对两端进行宽度10mm、高度20μm的粗化加工(滚花)。另外制膜宽度设成200mm,卷取450m。制膜后的膜厚设为下述表1中记载的厚度,制作实施例1的膜。
(膜的光学性能)
所得到的实施例1的膜的光学性能也一并记载于表1中。需要说明的是,Re的测定基于上述方法进行。
(膜的面状)
依照下面的基准进行所得到的实施例1的膜的面状评价,其结果示于下述表1。
作为膜的面状评价,依照下述的测定触空故障面积的测定方法来测定。将膜(制成的膜的整个宽度×流动方向1m)在白色屏幕前隔10mm间隔与屏幕平行配置。使用点光源,使用点光源发生装置(例如幻灯投影仪、キヤビン工业社制Color Cabin III),朝向膜投光。根据尺寸测定求出此时的投影于屏幕的膜的触空面积,换算成膜单位面积(1m2),求出触空故障比例。需要说明的是,上述所谓的触空故障部分是指沿接触辊接触的区域和不接触的区域的边界的成线的状态的部分。
○:触空故障面积小于0.01%,面状为极良好。
△:触空故障面积为0.01%以上且小于0.1%,面状为良好。
×:触空故障面积为0.1%以上,面状为不良好。
[实施例2~31、比较例1~9]
按表1及表2所述的那样变更所使用的树脂和制膜条件,除此之外进行和实施例1同样的操作,得到各实施例及比较例的膜。各实施例及比较例的膜的光学性能及面状示于下述表1及表2中。
[表1]
由表1及表2可以明白,利用本发明的制造方法得到的实施例1~31的膜中,所有膜的膜厚均为20~80μm,且面内方向的延迟Re为45nm以上。首先,比较例1~5及实施例1~4为探讨输送速度的实例,无论以任何本发明的范围内的高的压力进行夹压,比较例1~5的膜的Re都没超过45nm。与此相反,输送速度超过10m/分钟时,Re的表现量急剧增加,这一倾向显著地超出了预想。其次,比较例6、实施例2和5~9为探讨接触压力的实例,无论在任何本发明的输送速度的范围内制膜,比较例6的Re都没超过45nm。与此相反,压力超过10MPa时,Re的表现量急剧增加。另外,比较例7及实施例1为探讨由2个夹压面夹压的接触辊法和在1个浇铸辊上不进行夹压而是将熔融树脂冷却固化的浇铸法的实例,在浇铸法中Re没超过45nm。比较例8、9及实施例28~31为在使用聚碳酸酯树脂的情况下,探讨输送速度的实例,无论以任何本发明的范围内的高的压力进行夹压,比较例8及9的膜的Re都没超过45nm。与此相反,和环状烯烃树脂的情况相同地,输送速度超过10m/分钟时,Re的表现量急剧增加,这一倾向显著地超出了预想。
由上述可知,如果利用本发明的制造方法,将夹压压力设定在本发明的范围、将输送速度设定在本发明的范围内,可以制造膜厚为20~80μm,且面内方向的延迟Re为45nm以上的膜。如果Re为45nm以上,就适合作为液晶显示装置用的光学补偿膜来使用。
进而还知,使用本发明的更优选的实施方式可以显著地抑制触空故障的发生。通过改善这种触空故障,可以得到显示目视性及延迟的均一性高的光学膜。
另外,对日本特开2006-348123号公报的实施例1所述的CAP树脂、旭化成ケミカルズ社制的作为苯乙烯-丙烯酸系树脂的“デルペツト980N”、日本特开2007-171914号公报的实施例1所述的改性聚酯树脂也进行了同样的探讨,结构是,同样可以得到本申请的效果。
[实施例201]
(用包含第一夹压工序和第二夹压工序的方式的膜的制作(1))
使用以相对最上游的冷硬轧辊分别顺次地夹压熔融树脂的方式配置第一接触辊和第二接触辊的夹压装置,制造实施例201的膜。需要说明的是,按照连结最上游的冷硬轧辊中心和第一接触辊中心的线部分与连结最上游的冷硬轧辊中心和第二接触辊中心的线部分所成的角为90度的方式配置。另外,第二接触辊使用对材质S45C进行了HCr镀敷处理的镜面加工0.1S、刚性材料外筒厚20mm、肖氏硬度60HS、宽度200mm、直径100mm的辊。
使用的树脂、挤出条件、最上游的冷硬轧辊和第一接触辊的制膜条件和表1的实施例3相同,而且,对用上述最上游的冷硬轧辊和第一接触辊夹压制作的膜,在第一接触辊和第二接触辊间使用红外线发热器作为加热装置,以膜温度达到141℃(Tg+5℃)的方式进行加热,使加热后的膜连续地通过最上游的冷硬轧辊和第二接触辊之间,得到实施例201的膜。需要说明的是,以由最上游的冷硬轧辊和第二接触辊对膜施加的压力成为100MPa的方式进行调节,第二接触辊以辊速度为45m/分钟、辊温度为145℃的方式进行调节。
分析得到的膜,结果发现,可以得到具有Re[0°]=125nm、Re[40°]=180nm、Re[-40°]=26nm的各向异性的膜厚80μm的膜。需要说明的是,Re[40°]及Re[-40°]的测定用本说明书中记载的方法进行。
[实施例202]
(用包含第一夹压工序和第二夹压工序的方式的膜的制作(2))
使用的树脂、挤出条件、最上游的冷硬轧辊和第一接触辊的制膜条件和表1的实施例10相同,将实施例201的第二接触辊的速度由45m/分钟变更为12m/分钟,除此之外,用同样的方法使由上述最上游的冷硬轧辊和第一接触辊夹压所制作的膜,连续地通过最上游的冷硬轧辊和第二接触辊之间,得到实施例202的膜。
对所得到的膜进行分析,结果发现,可以得到具有Re[0°]=49nm、Re[40°]=61nm、Re[-40°]=25nm的各向异性的膜厚80μm的膜。
[实施例301]
(用包含第一夹压工序和第三夹压工序(制膜后的夹压处理工序)的方式的膜的制作)
使在实施例3中制成的膜通过对置的辊1(辊速度2.8m/分钟、辊温度145℃)和辊2(辊速度1.9m/分钟、辊温度145℃)之间,得到实施例301的膜。辊1使用对材质S45C进行了HCr镀敷处理的镜面加工0.1S、刚性材料外筒厚20mm、肖氏硬度60HS、宽度200mm、直径200mm的辊。辊2使用对材质S45C进行了HCr镀敷处理的镜面加工0.1S、刚性材料外筒厚20mm、肖氏硬度60HS、宽度200mm、直径200mm的辊。需要说明的是,以由辊1和辊2对膜施加的压力成为100MPa的方式进行调节。
对所得到的膜进行分析,结果发现,可以得到具有Re[0°]=132nm、Re[40°]=165nm、Re[-40°]=44nm的各向异性的膜厚80μm的膜。需要说明的是,Re[40°]及Re[-40°]的测定用本说明书中记载的方法进行。
[实施例401及比较例401]
(偏振板的制作)
使用制成的实施例201的膜及比较例1的膜制作偏振板。具体而言,首先,使拉伸的聚乙烯醇膜吸附碘粒子而制作偏振膜。使用该偏振膜,按照图1所示的配置贴合80μm的TAC膜(富士胶片社制)、由单轴拉伸的降冰片烯系高分子膜构成的Re=270nm的λ/2板、本发明的201或比较例1的膜。这样操作,可以分别制作2片使用实施例201的膜的偏振板PL1及使用比较例1的膜的偏振板PL2。
(半透射型ECB型液晶显示装置的制作和评价)
接着,使用上述偏振板制作半透射型ECB型液晶显示装置。所使用的液晶元件,使用ZLI-1695(Merck社制)作为液晶材料,液晶层厚在反射电极领域(反射显示部)为2.4μm、在透射电极领域(透射显示部)为4.9μm。液晶层的基板两界面的预倾角为2度,液晶元件的Δnd在反射显示部大约为150nm、在透射显示部大约为320nm。
在该液晶元件的上下按图1所示配置上述制作的2种偏振板。偏振板P1及P2中的箭头表示各自的吸收轴、位相差膜中的箭头表示各自的滞后相轴、ECB元件的箭头表示在各自的对置面实施的研磨处理的研磨方向。在此,12时方向为0°、顺时针为+。
对于作为本发明的实施例的液晶显示装置LCD1,求出黑白显示时的对比度比为10以上的视野角度,结果LCD1在左右上下任一方向的视野角度都可达到280°以上。另外,使用比较例的膜的LCD2的对比度比为10以上的视野角度在左右上下任一方向均不足260°。
如上所述,使用本发明的膜时,装入液晶显示装置中的情况下,可以进行大视角补偿。
Claims (17)
1.一种膜的制造方法,其中,
所述制造方法包含:
从供给机构供给含有热塑性树脂的熔融树脂的供给工序;
使所供给的熔融物在构成夹压装置的第一夹压面和第二夹压面之间通过而连续地成型为膜状的第一夹压工序;和
输送所成型的膜的工序,
利用所述第一夹压面和所述第二夹压面以10~150MPa压力夹压该熔融物,
以10~100m/分钟输送所述膜。
2.根据权利要求1所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述第一夹压面和所述第二夹压面均为金属制且具有刚性。
3.根据权利要求1或2所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述供给机构的吐出口正后方的熔融物的温度为(Tg+60℃)~(Tg+140℃),其中,Tg表示所述热塑性树脂的玻璃化转变温度,其单位为℃。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
从所述供给机构的吐出口到所述夹压装置的熔融物着落点的距离为200mm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述第一夹压面的移动速度比所述第二夹压面的移动速度快。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
下述式(I)定义的所述夹压装置的第一夹压面与第二夹压面的移动速度比为0.6~0.99,
移动速度比=第二夹压面的速度/第一夹压面的速度(I)。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述夹压装置为周向速度相互不同的2个辊。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述成型的膜的厚度为20~80μm。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述热塑性树脂包含环状烯烃系树脂或聚碳酸酯系树脂的至少一种。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
包含:
对在所述第一夹压工序中成型的膜进行加热的工序;和
在对置且移动速度不同的2个夹压面之间,对加热后的膜进行夹压的第二夹压工序,
所述第一夹压工序及所述第二夹压工序在流水线上进行。
11.根据权利要求10所述的膜的制造方法,其特征在于,
所述第一夹压面及所述第二夹压面的表面温度为Tg以下,所述加热工序的加热温度为Tg-10℃~Tg+20℃,其中,Tg表示所述热塑性树脂的玻璃化转变温度,其单位为℃。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的膜的制造方法,其特征在于,
包含:在对置且移动速度不同的2个夹压面之间进行夹压的第三夹压工序,
该第三夹压工序在与所述第一夹压工序的生产线不同的生产线上进行。
13.根据权利要求12所述的膜的制造方法,其特征在于,
在所述第二夹压工序或所述第三夹压工序中,所述对置且移动速度不同的2个夹压面是周向速度相互不同的2个辊。
14.一种膜,其特征在于,
使用权利要求1~13中任一项所述的膜的制造方法制造。
15.根据权利要求14所述的膜,其特征在于,
厚度为20~80μm,波长550nm下的膜面内方向的延迟Re为20~400nm。
16.一种偏振板,其特征在于,
具有偏振片和权利要求14或15所述的膜。
17.一种液晶显示装置,其特征在于,
具有权利要求14或15所述的膜。
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