KR20190137840A - 시트, 시트의 제조 방법 및 첩부 방법 - Google Patents
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Abstract
우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 갖는 셀룰로오스계 시트를 제공하는 것을 과제로 한다. 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 포함하는 적층체로 이루어지고, 상기 열가소성 엘라스토머가, 상기 열가소성 엘라스토머를 구성하는 분자 중에 엔트로피 탄성을 갖는 고무 성분과 소성 변형을 방지하기 위한 분자 구속 성분의 양 성분을 공유하는 것인, 시트.
Description
본 발명은 시트, 시트의 제조 방법 및 첩부 방법에 관한 것이다.
셀룰로오스계 재료, 특히 셀룰로오스아세테이트는, 액정 표시 장치에 있어서, 편광자를 보호하는 보호막의 재료로서 주로 사용되어 왔다. 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 셀룰로오스계 필름을 보호막으로서 편광자에 접합하는 방법으로서, 종래, 알칼리 처리에 의해, 셀룰로오스계 필름의 표면 부분의 에스테르기를 비누화하여 OH 기로 한 후, 수계 접착제를 개재하여 편광자와 접합하는 방법 ; 셀룰로오스계 필름에, UV 를 조사함으로써 중합 반응이 일어나는 모노머 조성물을 도포하고, 그 도포면에 편광자를 밀착시킨 후에 UV 를 조사하여 접합하는 방법 ; 시트상의 감압 접착제 (PSA 라고도 불린다) 를 셀룰로오스계 필름과 편광자 사이에 적층하고, 압력을 가함으로써 접합하는 방법 등이 알려져 있다.
종래의 알칼리 처리에 의해 셀룰로오스계 필름 표면을 비누화한 후, 수계 접착제를 사용하여 편광자와 접합하는 방법에서는, 비누화 처리 시간을 적절히 조절해도, 필름 표면의 비누화 처리에 수반하여 필름이 컬되는 현상이 일어나, 평탄한 상태로 취급하는 것이 곤란하다. 또, 수계 접착제의 건조는, 셀룰로오스계 필름을 수계 접착제의 수분이 투과함으로써 진행되기 때문에, 건조에 장시간을 필요로 한다.
다음으로, UV 를 조사함으로써 중합 반응이 일어나는 모노머 조성물을 셀룰로오스계 재료에 도포하고, UV 를 조사하여 편광자와 접합하는 방법에서는, 모노머 조성물을 광으로부터 차단하여 조액 (調液), 보존 및 도포할 필요가 있으며, 이것들의 보존이나 도포시의 차광 상태가 불충분하면 접착 불량을 일으킨다.
그리고, 감압 접착제를 사용하는 방법에서는, 셀룰로오스계 필름과 접합하는 상대재를 정확하게 위치 맞춤할 때에, 필름의 만곡 등에 의해 필름의 일부가 의도치 않게 상대재와 접촉하여, 부분적으로 접착되는 일이 적잖이 일어난다. 부분적으로 접착된 경우, 재박리해도, 접착제가 남거나, 셀룰로오스계 필름이나 상대재가 파손되는 경우가 있다. 종래의 방법에 있어서의 문제의 해결을 위해, 셀룰로오스계 필름을 편광자 등의 상대재를 밀착시킨 후, 열을 가함으로써 접착하는 것을 검토하였다.
본 발명은 우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 갖는 셀룰로오스계 시트를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제 1 은, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 포함하는 적층체로 이루어지고, 상기 열가소성 엘라스토머가, 상기 열가소성 엘라스토머를 구성하는 분자 중에 엔트로피 탄성을 갖는 고무 성분과 소성 변형을 방지하기 위한 분자 구속 성분의 양 성분을 공유하는 것인, 시트에 관한 것이다.
상기 시트는, 상기 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 2 층의 적층체로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 시트는, 상기 셀룰로오스계 재료가, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 및 하이드록시에틸셀룰로오스로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 는, 상기 시트의 제조 방법으로서, 셀룰로오스계 재료의 용액을 유연 (流延) 하는 공정과, 상기 유연된 셀룰로오스계 재료를 건조시키는 공정과, 상기 건조 후, 상기 유연된 셀룰로오스계 재료 상에 열가소성 엘라스토머의 용액을 유연하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 3 은, 상기 시트의 제조 방법으로서, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 표면에, 열가소성 엘라스토머의 융액 또는 용액을 코팅하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 4 는, 상기 시트의 제조 방법으로서, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 중첩하는 공정과, 상기 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 가열 압착하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 5 는, 상기 시트의 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 표면에, 추가로 수지 필름을 적층하고 가열 압착하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 6 은, 상기 시트의 첩부 방법으로서, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 표면을, 피첩부체에 가열 압착하여 첩부하는, 시트의 첩부 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 갖는 셀룰로오스계 시트를 제공할 수 있다.
[시트]
본 개시의 시트는, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 포함하는 적층체로 이루어진다. 또, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층 사이에 다른 층을 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다.
본 개시의 시트에 의하면, 시트를 비누화 처리하는 것도, 접착제를 도포하는 것도, 또 접착제를 도포한 후, 접착제에 함유되는 수분을 건조시키기 위한 충분한 건조 시간을 확보하지 않고도, 상대재에 접착할 수 있다. 또, 열이나 광 등의 외부 자극에 대해 민감하고 이상 (異常) 접착할 수 있는 UV 접착제를 사용하지 않고도, 상대재에 접착할 수 있다. 또, 본 개시의 시트는, 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 갖기 때문에, 접합 상대재를 밀착시켜 위치 맞춤을 실시하는 것도 가능하다.
본 개시의 시트는, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 2 층의 적층체로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 갖기 때문이다.
본 개시의 시트의 투명성은, 액정 표시 장치에 있어서의, 편광자의 보호막으로서 사용하는 경우에, 액정 표시 장치로서의 투과 광량을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 광선 투과율로서 85 % 이상이 바람직하고, 90 % 이상이 보다 바람직하다. 100 % 가 가장 바람직하지만, 셀룰로오스계 재료와 공기의 굴절률차에 의한 투과율 저하는 피할 수 없기 때문에, 95 % 이하여도 된다. 여기서, 광선 투과율은, 380-780 ㎚ 의 파장의 광선의 투과율의 평균값이다.
또, 본 개시의 시트의 탄성률은, 0.5 GPa 이상 5.0 GPa 이하가 바람직하고, 1.0 GPa 이상 4.0 GPa 이하가 보다 바람직하며, 1.0 GPa 이상 3.5 GPa 이하가 더욱 바람직하다. 탄성률이 지나치게 낮으면, 시트가 충분한 강도를 유지할 수 없어, 외부로부터의 힘에 대해 용이하게 시트가 신축되기 쉬워지고, 탄성률이 지나치게 높으면, 상대재와 접합할 때의 취급성이 열등하다. 탄성률은, JIS K 7127 에 준거한 방법에 의해 얻어진다.
[셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층]
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층은, 셀룰로오스계 재료를 주성분으로 하는 층을 말한다. 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층은, 셀룰로오스계 재료 외에, 첨가제 등을 함유해도 된다. 여기서, 주성분이란, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 중량에 대해, 50 중량% 이상의 성분을 말한다.
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층에 있어서, 셀룰로오스계 재료는, 50 중량% 이상이 바람직하고, 65 중량% 이상이 보다 바람직하며, 75 중량% 이상이 더욱 바람직하고, 85 중량% 이상이 가장 바람직하다. 상한은 특별히 한정되는 것은 아니고, 100 중량% 이하여도 된다.
셀룰로오스계 재료로는, 셀룰로오스, 셀룰로오스에스테르 및 셀룰로오스에테르 등을 들 수 있다.
셀룰로오스로는, 면화, 펄프, 박테리아 셀룰로오스, 및 재생 셀룰로오스 등을 들 수 있다. 또, 이것들은, 시트상으로 가공되어 있어도 되고, 분말 셀룰로오스 혹은 미결정 셀룰로오스로 가공되어 있어도 된다.
셀룰로오스를 시트상으로 가공한 것으로는, 물에 분산시킨 면화, 펄프, 박테리아 셀룰로오스 등을 초지 (抄紙) 하여 얻어지는 종이, 재생 셀룰로오스를 시트상으로 가공한 셀로판 등을 들 수 있다. 또한, 종이에는 나노 셀룰로오스를 초지한 것도 포함된다.
셀룰로오스에스테르로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 지방족 유기산 에스테르 또는 방향족 유기산 에스테르여도 된다. 지방족 유기산 에스테르로는, 예를 들어, C1-24 유기산 에스테르를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 셀룰로오스디아세테이트 및 셀룰로오스트리아세테이트 등의 셀룰로오스아세테이트 ; 셀룰로오스프로피오네이트 ; 셀룰로오스부틸레이트 ; 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 그리고 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등을 들 수 있다. 방향족 유기산 에스테르로는, 예를 들어, C7-12 방향족 카르복실산에스테르를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 셀룰로오스프탈레이트 및 셀룰로오스벤조에이트 등을 들 수 있다.
셀룰로오스에테르로는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 셀룰로오스에테르로는, 예를 들어, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스 등을 들 수 있다.
또, 지방족 유기산 에스테르, 방향족 유기산 에스테르, 및 셀룰로오스에테르 중에서 선택된 적어도 2 개 이상의 조합이어도 되고, 셀룰로오스아세테이트벤조에이트, 셀룰로오스프로피오네이트벤조에이트, 메틸셀룰로오스아세테이트, 메틸셀룰로오스벤조에이트, 에틸셀룰로오스아세테이트, 에틸셀룰로오스벤조에이트, 하이드록시에틸셀룰로오스아세테이트, 하이드록시에틸셀룰로오스벤조에이트 등도 들 수 있다.
셀룰로오스에스테르 및 셀룰로오스에테르는, 시트상으로 가공되어 있어도 된다. 이것들을 시트상으로 가공하는 방법으로는, 셀룰로오스에스테르 및/또는 셀룰로오스에테르가 가용인 용매에 용해되어, 유연한 후 건조시키는 용매 유연법 ; 셀룰로오스에스테르 및/또는 셀룰로오스에테르를 가열 용융하고, 프레스 혹은 T 다이로부터의 압출 등에 의한 용융 제막 방법 ; 등을 들 수 있다.
셀룰로오스계 재료로는, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 및 하이드록시에틸셀룰로오스로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 함유하는 것이 바람직하다. 얻어지는 시트가 특히 우수한 투명성을 갖기 때문이다.
셀룰로오스계 재료로서, 셀룰로오스아세테이트를 사용하는 경우, 그 아세틸 치환도는, 1.50 이상 2.96 이하인 것이 바람직하다. 얻어지는 시트가 특히 우수한 투명성을 갖기 때문이다. 또한, 아세틸 치환도는, ASTM : D-817-91 (셀룰로오스아세테이트 등의 시험 방법) 에 있어서의 아세트화도의 측정법에 준하여 구한 아세트화도를 다음 식으로 환산함으로써 구해진다. 이것은, 가장 일반적인 셀룰로오스아세테이트의 치환도를 구하는 방법이다.
DS = 162.14 × AV × 0.01/(60.052 - 42.037 × AV × 0.01)
DS : 아세틸 치환도
AV : 아세트화도 (%)
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층이 첨가제를 함유하는 경우, 첨가제로는 공지된 것을 사용할 수 있다. 공지된 첨가제로는, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제, 가소제, 열 안정제, 광학 특성 조정제, 형광 증백제 및 난연제 등을 들 수 있다.
또, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 두께는, 2 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하가 바람직하고, 15 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 15 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 이로써, 얻어지는 시트의 탄성률을 보다 바람직한 것으로 할 수 있다.
[열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층]
열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층은, 열가소성 엘라스토머를 주성분으로 하는 층을 말한다. 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층은, 열가소성 엘라스토머 외에, 첨가제 등을 함유해도 된다. 여기서, 주성분이란, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 중량에 대해, 50 중량% 이상의 성분을 말한다.
열가소성 엘라스토머는, 그 열가소성 엘라스토머를 구성하는 분자 중에 엔트로피 탄성을 갖는 고무 성분과 소성 변형을 방지하기 위한 분자 구속 성분의 양 성분을 공유하는 것을 말한다. 열가소성 엘라스토머로는, 특히, 분자 중에 엔트로피 탄성을 갖는 고무 성분을 소프트 세그먼트, 및 소성 변형을 방지하기 위한 분자 구속 성분을 하드 세그먼트로 하고, 이 소프트 세그먼트 및 하드 세그먼트로 이루어지는 공중합물을 들 수 있다.
열가소성 엘라스토머로는, 부타디엔계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 에스테르계 엘라스토머 및 아미드계 엘라스토머 등을 들 수 있다.
부타디엔계 엘라스토머로는, 하드 세그먼트가 폴리부타디엔, 소프트 세그먼트가 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 이루어지는 공중합물 ; 하드 세그먼트, 소프트 세그먼트 모두 폴리부타디엔으로 이루어지고, 결정화도를 조정함으로써 엘라스토머로서의 기능을 갖게 한 것 ; 등을 들 수 있다.
스티렌계 엘라스토머로는, 하드 세그먼트가 폴리스티렌, 소프트 세그먼트가 폴리부타디엔, 폴리이소프렌 또는 이것들의 수소 첨가물로 이루어지는 공중합물을 들 수 있다. 특히, 소프트 세그먼트가 폴리부타디엔인 경우에는, 스티렌부타디엔계 엘라스토머로 칭한다.
우레탄계 엘라스토머로는, 하드 세그먼트가 우레탄 구조, 소프트 세그먼트가 폴리에스테르 또는 폴리에테르로 이루어지는 공중합물을 들 수 있다.
에스테르계 엘라스토머로는, 하드 세그먼트가 폴리에스테르, 소프트 세그먼트가 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 이루어지는 공중합물을 들 수 있다.
아미드계 엘라스토머로는, 하드 세그먼트가 폴리아미드, 소프트 세그먼트가 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 이루어지는 공중합물을 들 수 있다.
또한, 열가소성 엘라스토머는, 예를 들어, 이하 1) ∼ 5) 의 요건을 모두 구비하는 것임이 바람직하다. 1) 2 종류 이상의 모노머로 이루어지는 공중합물. 2) 적어도 하드 세그먼트-소프트 세그먼트-하드 세그먼트와 3 개의 블록을 갖는 공중합물. 3) 하드 세그먼트의 유리 전이점과 소프트 세그먼트의 유리 전이점이 상이하고, 하드 세그먼트의 유리 전이점이 소프트 세그먼트의 유리 전이점보다 고온이다. 4) 소프트 세그먼트의 유리 전이점은 25 ℃ 미만이다. 5) 하드 세그먼트의 유리 전이점은 80 ℃ 이상이다.
하드 세그먼트의 유리 전이점은 80 ℃ 이상이 바람직하고, 100 ℃ 이상이 보다 바람직하며, 120 ℃ 이상이 더욱 바람직하다. 80 ℃ 미만인 경우에는, 가열 압착하기 전의 시트의 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층이 택성 (접착 능력) 을 나타내게 되어 버린다. 유리 전이점의 상한은, 특별히 제약은 없지만, 예를 들어 160 ℃ 이하여도 된다.
소프트 세그먼트의 유리 전이점은 25 ℃ 미만이 바람직하고, 보다 시트의 접착성이 향상되기 때문에, 10 ℃ 미만이 보다 바람직하며, 0 ℃ 미만이 더욱 바람직하다. 유리 전이점이 25 ℃ 이상이 되는 경우에는, 가열 압착한 후의 시트의 택성 (접착 능력) 이 불충분해진다.
또, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 두께는, 2 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하가 바람직하고, 15 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 15 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 이로써, 얻어지는 시트의 접착성을 보다 바람직한 것으로 할 수 있다.
[시트의 제조 (유연)]
본 개시의 시트의 제조 방법의 제 1 은, 셀룰로오스계 재료의 용액을 유연하는 공정과, 상기 유연된 셀룰로오스계 재료를 건조시키는 공정과, 상기 건조 후, 상기 유연된 셀룰로오스계 재료 상에 열가소성 엘라스토머의 용액을 유연하는 공정을 갖는 것이다.
(셀룰로오스계 재료의 용액)
셀룰로오스계 재료의 용액은, 셀룰로오스계 재료를 용매에 용해 또는 분산하여 얻어지는 도프이다. 셀룰로오스계 재료 및 용매 외에, 필요에 따라 가소제 등의 다른 첨가제를 함유해도 된다.
용매는, 셀룰로오스계 재료, 첨가제 등을 동시에 용해 또는 분산시키는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 디클로로메탄 등의 염소계 유기 용매 ; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산아밀, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 1,3-디옥소란, 1,4-디옥산, 시클로헥사논, 포름산에틸, 디메틸술폭시드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 술포란, N-메틸피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 2,2,3,3-헥사플루오로-1-프로판올, 1,3-디플루오로-2-프로판올, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-메틸-2-프로판올, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올, 2,2,3,3,3-펜타플루오로-1-프로판올, 및 니트로에탄 등의 비염소계 유기 용매를 들 수 있다.
셀룰로오스계 재료의 용액에는, 상기 유기 용매 외에, 용매 중 1 ∼ 40 중량% 가 되도록 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 또는 분기사슬형의 지방족 알코올을 함유시키는 것이 바람직하다. 용액 중에 알코올을 함유시킴으로써, 막상물이 겔화되어, 지지체로부터의 박리가 용이해진다.
탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 또는 분기사슬형의 지방족 알코올로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, 및 tert-부탄올을 들 수 있다. 이것들 중, 용액의 안정성이 얻어지고, 건조성이 우수한 점에서, 메탄올이 바람직하다.
셀룰로오스계 재료의 용액에 있어서의 셀룰로오스계 재료의 양은, 얻어지는 용액 중 10 ∼ 40 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 10 ∼ 30 중량% 가 더욱 바람직하다.
(셀룰로오스계 재료의 용액의 유연)
셀룰로오스계 재료의 용액을, 지지체 상의 유연 위치에, 코트 행거 다이 및 T 다이 등의 가압 다이 ; 어플리케이터 등을 사용하여 유연한다. 지지체는, 유리 또는 금속 지지체가 바람직하다.
(셀룰로오스계 재료의 건조)
유연된 셀룰로오스계 재료의 건조는, 지지체 상에 유연된 셀룰로오스계 재료의 용액 중의 용매를 지지체 상에서 증발시킨다. 용매를 증발시키는 방법으로는, 예를 들어, 셀룰로오스계 재료의 용액의 액면측으로부터 바람을 내뿜는 방법 ; 지지체의 이면으로부터 액체를 매체로 하여 가열하는 방법 ; 복사열에 의해 표리로부터 전열시키는 방법 ; 및 대기 중에 정치 (靜置) 하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 이들 방법을 조합하여 이용해도 된다.
지지체 상에서 용매를 증발시키는 방법으로는, 시트 표면의 평활성을 얻기 쉬운 점에서, 대기 중에 정치하는 방법이 바람직하고, 10 ∼ 30 ℃ 의 분위기하에서 건조시키는 것이 보다 바람직하다.
용매가 완전히 증발하지 않도록, 구체적으로는, 예를 들어, 셀룰로오스계 재료의 농도가 40 중량% 이상 80 중량% 이하의 범위까지 용매를 증발시키는 것이 바람직하다. 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층 상에 다른 층을 형성하는 경우, 다른 층과의 접착성이 우수하고, 얻어지는 시트가 탄성이 우수하기 때문이다.
(열가소성 엘라스토머의 용액)
열가소성 엘라스토머의 용액은, 열가소성 엘라스토머를 용매에 용해하여 얻어진다. 열가소성 엘라스토머 및 용매 외에, 필요에 따라 가소제 등의 다른 첨가제를 함유해도 된다.
용매는, 상기 서술한 셀룰로오스계 재료의 용액에 있어서의 용매와 동일한 것을 사용할 수 있다. 유연된 셀룰로오스계 재료 상에 열가소성 엘라스토머의 용액을 유연하는 공정에 있어서는, 셀룰로오스계 재료의 용액을 유연하는 공정에서 사용한 것과 동일한 조성으로 이루어지는 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
열가소성 엘라스토머의 용액에 있어서의 열가소성 엘라스토머의 양은, 얻어지는 용액 중 10 ∼ 40 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 10 ∼ 30 중량% 가 더욱 바람직하다.
(열가소성 엘라스토머의 용액의 유연)
열가소성 엘라스토머의 용액을, 유연된 셀룰로오스계 재료 상에, 코트 행거 다이 및 T 다이 등의 가압 다이 ; 어플리케이터 등을 사용하여 유연한다.
(적층체의 건조)
열가소성 엘라스토머의 용액을, 유연된 셀룰로오스계 재료 상에 유연하여 얻어지는 적층체의 건조는, 적층체의 용매를 지지체 상에서 증발시킨 후, 지지체로부터 적층체를 박리하여 추가로 건조시키는 것이 바람직하다.
지지체 상에서 용매를 증발시키는 방법으로는, 유연된 셀룰로오스계 재료의 건조와 마찬가지로, 예를 들어, 열가소성 엘라스토머의 용액의 액면측으로부터 바람을 내뿜는 방법 ; 지지체의 이면으로부터 액체를 매체로 하여 가열하는 방법 ; 복사열에 의해 표리로부터 전열시키는 방법 ; 및 대기 중에 정치하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법을 조합하여 이용해도 된다.
지지체 상에서 용매를 증발시키는 방법으로는, 시트 표면의 평활성을 얻기 쉬운 점에서, 대기 중에 정치하는 방법이 바람직하고, 10 ∼ 30 ℃ 의 분위기하에서 건조시키는 것이 보다 바람직하다.
지지체로부터 적층체를 박리하여 건조시키는 방법으로는, 예를 들어, 열가소성 엘라스토머의 용액의 액면측으로부터 바람을 내뿜는 방법 ; 복사열에 의해 표리로부터 전열시키는 방법 ; 및 대기 중에 정치하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법을 조합하여 이용해도 된다.
[시트의 제조 (코팅)]
본 개시의 시트의 제조 방법의 제 2 는, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 표면에, 열가소성 엘라스토머의 융액 또는 용액을 코팅하는 공정을 갖는 것이다.
(셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층)
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층은, 셀룰로오스계 재료의 용액을 유연하여 건조시키는 용매 유연법, 또는 셀룰로오스계 재료를 가열하여 용융액을 유연하여 냉각시키는 용융 유연법 등에 의해 얻을 수 있다. 이것들은, 셀룰로오스계 재료 외에, 필요에 따라 가소제 등의 다른 첨가제를 함유해도 된다.
(열가소성 엘라스토머의 융액)
열가소성 엘라스토머의 융액은, 열가소성 엘라스토머의 융점 이상의 열을 가함으로써 얻어지는 것이다. 열가소성 엘라스토머 외에, 필요에 따라 가소제 등의 다른 첨가제를 함유해도 된다.
(열가소성 엘라스토머의 용액)
열가소성 엘라스토머의 용액은, 상기 서술한 바와 같이, 열가소성 엘라스토머를 용매에 용해 또는 분산하여 얻어지는 도프이다. 열가소성 엘라스토머 및 용매 외에, 필요에 따라 가소제 등의 다른 첨가제를 함유해도 된다.
열가소성 엘라스토머의 용액에 있어서의 열가소성 엘라스토머의 양은, 얻어지는 용액 중 5 ∼ 40 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 8 ∼ 30 중량% 가 더욱 바람직하다.
(코팅)
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 표면에, 열가소성 엘라스토머의 융액 또는 용액을 코팅하는 방법으로는, 관용의 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 코터법 (코트 행거 다이 및 T 다이 등의 가압 다이, 어플리케이터, 그리고 바 코터 등을 사용할 수 있다), 딥법, 스프레이법, 및 스피너법 등을 들 수 있다.
(적층체의 냉각)
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 표면에, 열가소성 엘라스토머의 융액을 코팅한 경우, 지지체 상에서 융액을 냉각시킨다. 융액을 냉각시키는 방법으로는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 대기 중에 정치해도 되고, 냉각수 등으로 냉각시키는 수랭 방식이나, 냉각용의 공기를 사용하여 냉각시키는 공랭 방식을 이용해도 된다.
(적층체의 건조)
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 표면에, 열가소성 엘라스토머의 용액을 코팅한 경우, 열가소성 엘라스토머의 용액의 용매를 지지체 상에서 증발시켜 건조시키는 것이 바람직하다.
지지체 상에서 용매를 증발시키는 방법으로는, 예를 들어, 열가소성 엘라스토머의 용액의 액면측으로부터 바람을 내뿜는 방법 ; 지지체의 이면으로부터 액체를 매체로 하여 가열하는 방법 ; 복사열에 의해 표리로부터 전열시키는 방법 ; 및 대기 중에 정치하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법을 조합하여 이용해도 된다.
지지체 상에서 용매를 증발시키는 방법으로는, 시트 표면의 평활성을 얻기 쉬운 점에서, 대기 중에 정치하는 방법이 바람직하고, 10 ∼ 30 ℃ 의 분위기하에서 건조시키는 것이 보다 바람직하다.
[시트의 제조 (압착)]
본 개시의 시트의 제조 방법의 제 3 은, 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 중첩하는 공정과, 상기 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 가열 압착하는 공정을 갖는 것이다.
(셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층)
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층은, 셀룰로오스계 재료의 용액을 유연하여 건조시키는 용매 유연법, 또는 셀룰로오스계 재료를 가열하여 용융액을 유연하여 냉각시키는 용융 유연법 등에 의해 얻을 수 있다. 이것들은, 셀룰로오스계 재료 외에, 필요에 따라 가소제 등의 다른 첨가제를 함유해도 된다.
(열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층)
열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층은, 열가소성 엘라스토머의 용액을 유연하여 건조시키는 용매 유연법, 또는 열가소성 엘라스토머를 가열하여 용융액을 유연하여 냉각시키는 용융 유연법 등에 의해 얻을 수 있다.
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 가열 압착에 있어서의 온도 및 압력의 범위는, 예를 들어 다음과 같다. 온도의 범위로는, 50 ℃ 이상 200 ℃ 이하가 바람직하고, 80 ℃ 이상 150 ℃ 이하가 보다 바람직하다. 압력의 범위로는, 1 ㎏/㎠ 이상 50 ㎏/㎠ 이하가 바람직하고, 2 ㎏/㎠ 이상 10 ㎏/㎠ 이하가 보다 바람직하다. 온도 및 압력을 동시에 부여하는 경우의 시간은, 0.5 분간 이상 30 분간 이하가 바람직하고, 1 분간 이상 10 분간 이하가 바람직하다.
[시트의 첩부]
본 개시의 시트는, 상기 서술한 바와 같이, 우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 갖는다는 우수한 효과를 발휘하는 바, 당해 시트의 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을, 상대재인 피첩부체에 가열 압착하여 첩부할 수 있다. 본 개시의 시트와 피첩부체의 가열 압착에 있어서의 온도 및 압력의 범위는, 예를 들어 다음과 같다. 온도의 범위로는, 열가소성 엘라스토머의 하드 세그먼트의 유리 전이점 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 상한으로는, 예를 들어 200 ℃ 이하이다. 압력의 범위로는, 1 ㎏/㎠ 이상 50 ㎏/㎠ 이하여도 되고, 2 ㎏/㎠ 이상 10 ㎏/㎠ 이하여도 된다. 온도 및 압력을 동시에 부여하는 경우의 시간은, 0.5 분간 이상 30 분간 이하가 바람직하고, 1 분간 이상 10 분간 이하가 바람직하다.
본 개시의 시트는, 예를 들어, 특히 편광자의 보호막 등의 액정 표시 장치에 사용하는 필름으로서 충분한 접착성을 얻기 때문에, 피첩부체에 대한 접착성은, 0.01 N 이상이 바람직하고, 0.02 N 이상이 보다 바람직하며, 0.1 N 이상이 더욱 바람직하고, 0.5 N 이상이 가장 바람직하다. 보다 값이 높은 편이 바람직하고, 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 피첩부체로서 셀룰로오스아세테이트의 시트를 사용하는 경우 등에, 25 N 이하여도 된다. 접착성은, 후술하는 바와 같이, AND 사 제조의 만능 재료 시험기 "텐실론 RTF1350" 을 사용하여 측정함으로써 얻어진다.
이와 같은 우수한 접착성은, 이하의 작용에 의해 얻을 수 있는 것으로 생각된다. 본 개시의 시트의 접착성은, 투묘 효과와 엘라스토머의 정전적인 접착성의 높음에 의해 얻어진다. 열가소성 엘라스토머의 하드 세그먼트의 유리 전이점 이상으로 본 개시의 시트를 가열하고, 피첩부체와 압착함으로써, 연화된 엘라스토머는 피첩부체 표면의 미세한 요철에도 추종하여, 본 개시의 시트와 피첩부체가 간극 없이 접착된다. 그리고, 냉각에 의해 다시 하드 세그먼트가 결정화됨으로써 고착된다. 이로써 접착성이 얻어지는 것으로 생각된다.
본 개시의 시트는, 식품 포장 재료 ; OHP 시트 ; 클리어파일 ; 플랫 패널 디스플레이용 광학 필름 등에 사용 가능하지만, 다른 재료와 접착한 적층물로서 사용하는 것이 바람직하다. 다른 재료로는, 본 개시의 시트를 접착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 아세트산비닐, 폴리비닐알코올 및 PMMA (폴리메틸메타크릴레이트) 등의 극성이 높은 고분자로 이루어지는 수지 필름 외에, 셀룰로오스계 재료, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트), 시클로올레핀 폴리머 등으로 이루어지는 수지 필름 ; 유리, 콘크리트, 알루미늄, 철, 스테인리스 등의 무기물 등을 들 수 있다. 특히 요오드로 착색한 폴리비닐알코올의 적어도 편측을 셀룰로오스계 재료와 접착한 접착물은, 액정 디스플레이용의 편광판으로서 유용하다. 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층에 자외선 흡수제를 블렌드한 필름 ; 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층에 카이랄 액정층을 코팅한 필름을 유리에 접착한 것은, 창유리의 자외선 흡수 시트, 선택 파장 반사 필름으로서 유용하다.
이 때, 본 개시의 시트의 우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 발휘할 수 있는 피첩부체로는, 특히 수지 필름을 들 수 있다. 이 때, 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 표면에, 추가로 수지 필름을 적층하고 가열 압착하는 공정에 의하면, 본 개시의 시트의 우수한 투명성과 가열 압착에 의한 우수한 접착성을 살릴 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 그 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
후술하는 실시예 및 비교예에 기재된 각 물성은, 이하의 방법으로 평가하였다.
<탄성률>
탄성률은, JIS K 7127 에 준한 방법으로 구할 수 있다. 먼저, 얻어진 시트를 길이 150 ㎜, 폭 15 ㎜ 로 잘라내어 시료로 하였다. 각 시료를 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 환경에 하룻밤 방치한 후, AND 사 제조의 만능 재료 시험기 "텐실론 RTF1350" 을 사용하고, 척간 길이 100 ㎜, 인장 속도 20 ㎜/분으로 연신시켜, 초기의 기울기로부터 탄성률 (GPa) 을 산출하였다.
<접착성>
얻어진 시트를 3 ㎝ × 17 ㎝ 로 잘라내어 시료로 하였다. 이것을 동일하게 3 ㎝ × 17 ㎝ 로 잘라낸 셀룰로오스아세테이트의 시트와 중첩시키고, 180 ℃, 2 ㎫ (약 20 ㎏/㎠) 의 조건에서 10 분간 프레스하여, 적층 시트를 얻었다. 적층 시트를 길이 150 ㎜, 폭 15 ㎜ 로 잘라내고, 각 시료를 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 환경에 하룻밤 방치한 후, 필름 단부를 15 ㎜ 박리하여 척간 길이 25 ㎜ 로 상하로 고정시키고, 속도 300 ㎜/분으로 박리하여, 박리시의 하중을 측정하였다. 하중이 상승하는 측정 초기의 측정값, 및 하중이 급격하게 강하하는 측정 종기의 측정값을 제외한, 중앙 부분의 하중의 평균을 접착성 (N) 으로 하여 평가하였다. 그 평균을 접착성 (N) 으로 하여 평가하였다. 시험에는, 탄성률의 측정과 동일하게 상기 만능 재료 시험기를 사용하였다.
<광선 투과율>
시마즈 제작소 자외 가시 분광 광도계 UV1700 을 사용하여, 380-780 ㎚ 의 파장의 광선의 투과율을 측정하고, 그 0.5 ㎚ 마다의 평균을 광선 투과율 (%) 로 하였다.
<실시예 1>
(셀룰로오스계 재료의 용액의 조제)
듀란병에, 셀룰로오스계 재료로서 셀룰로오스아세테이트 100 중량부, 메탄올 180 중량부, 디클로로메탄 720 중량부 첨가하고, 하룻밤 실온에서 교반하여 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다.
(열가소성 엘라스토머의 용액의 조제)
듀란병에, 열가소성 엘라스토머로서 JSR (주) 스티렌부타디엔계 엘라스토머 TR2250 (열가소성 엘라스토머 A) 100 중량부, 메탄올 180 중량부, 디클로로메탄 720 중량부 첨가하고, 하룻밤 실온에서 교반하여 열가소성 엘라스토머 용액을 얻었다.
(적층체의 제조)
아세틸 치환도가 2.85 인 셀룰로오스아세테이트 용액을, 유리판 상에 흘리고, 어플리케이터로 유연하였다. 실온에서 정치하여 5 분간 건조시킨 후, 유리판 상의 셀룰로오스아세테이트 용액 상에, 열가소성 엘라스토머 용액을 어플리케이터로 적층하였다. 실온에서 정치하여 20 분간 건조시켜, 유리판으로부터 시트를 박리하고, 추가로 80 ℃ 에서 20 분간 건조시켜, 시트를 얻었다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 두께는, 열가소성 엘라스토머가 미적층인 셀룰로오스아세테이트 시트의 두께이며, 열가소성 엘라스토머의 두께는, 적층체 전체의 두께로부터, 열가소성 엘라스토머가 미적층인 셀룰로오스아세테이트 시트의 두께를 감산함으로써 산출한 값이다. 이들 두께는, 모두 접촉식 두께계에 의해 측정하였다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서도 동일하다.
또, 셀룰로오스아세테이트 용액을 5 분간 실온에서 건조시켰을 때의 유리판 중량을 측정한 결과, 열가소성 엘라스토머 용액 적층시의 셀룰로오스아세테이트의 농도는 약 45 중량% 였다.
<실시예 2>
열가소성 엘라스토머로서 열가소성 엘라스토머 A 100 중량부 대신에, 50 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 시트를 얻어, 각 평가를 실시하였다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
<실시예 3>
열가소성 엘라스토머로서 열가소성 엘라스토머 A 대신에, 다이셀 에보닉 (주) 나일론 12 계 엘라스토머 E40-S4 (열가소성 엘라스토머 B) 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 시트를 얻어, 각 평가를 실시하였다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
<실시예 4>
(열가소성 엘라스토머의 용액의 조제)
열가소성 엘라스토머로서 DIC 코베스트로 폴리머 (주) 우레탄계 엘라스토머 T1180 (열가소성 엘라스토머 C) 150 중량부, 테트라하이드로푸란 850 중량부 첨가하고, 하룻밤 60 ℃ 에서 교반하여 열가소성 엘라스토머 용액을 얻었다.
(적층체의 제조)
셀룰로오스아세테이트 시트를 유리판 상에 고정시키고, 열가소성 엘라스토머 용액을 어플리케이터로 적층하였다. 실온에서 정치하여 30 초간 건조시켜, 유리판으로부터 시트를 박리하고, 추가로 100 ℃ 에서 10 분간 건조시켜, 시트를 얻었다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
<실시예 5>
(열가소성 엘라스토머의 용액의 조제)
열가소성 엘라스토머로서 열가소성 엘라스토머 C 대신에, BASF 재팬 (주) 우레탄계 엘라스토머 NY585 (열가소성 엘라스토머 D) 로 한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일한 조건에서, 열가소성 엘라스토머 용액을 얻었다.
(적층체의 제조)
그리고 실시예 4 와 동일하게 하여, 시트를 얻었다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
<실시예 6>
(열가소성 엘라스토머의 용액의 조제)
열가소성 엘라스토머로서 열가소성 엘라스토머 D 를 압출기에 투입하여, 200 ℃ 에서 가열 용융하고, T 다이로부터 셀룰로오스아세테이트 시트 상에 압출하여, 적층체로 하여 금속제 캐스트 롤로 사이에 끼우고 냉각시키면서 10 m/분의 속도로 연속적으로 인취하여, 시트를 얻고, 각 평가를 실시하였다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
<실시예 7>
열가소성 엘라스토머로서 열가소성 엘라스토머 D 를 압출기에 투입하여, 200 ℃ 에서 가열 용융하고, T 다이로부터 셀룰로오스아세테이트 시트 상에 압출하여, 적층체로 하고, 다른 일방의 엘라스토머면 상에 추가로 셀룰로오스아세테이트 시트를 적층하여, 금속제 캐스트 롤로 사이에 끼우고 냉각시키면서 10 m/분의 속도로 연속적으로 인취하여, 시트를 얻었다.
<비교예 1>
(셀룰로오스계 재료의 용액의 조제)
듀란병에, 셀룰로오스계 재료로서 셀룰로오스아세테이트 100 중량부, 메탄올 180 중량부, 디클로로메탄 720 중량부 첨가하고, 하룻밤 실온에서 교반하여 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다.
(셀룰로오스아세테이트 시트의 제조)
아세틸 치환도가 2.85 인 셀룰로오스아세테이트 용액을, 유리판 상에 흘리고, 어플리케이터로 유연하였다. 실온에서 정치하여 20 분간 건조시켜, 유리판으로부터 시트를 박리하고, 추가로 80 ℃ 에서 20 분 건조시켜, 셀룰로오스아세테이트 시트를 얻었다. 얻어진 시트의 각 층의 두께, 탄성률, 접착성, 및 광선 투과율의 평가를 실시한 결과를 표 1 에 나타낸다.
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1-6 의 시트는, 광선 투과율이 90 % 이상으로 액정 표시 장치로서의 투과 광량을 충분히 확보할 수 있고, 또, 가열 압착에 의해 얻어지는 접착성이 0.5 N 이상으로, 예를 들어, 편광자의 보호막 등으로서 액정 표시 장치의 조립에 견딜 수 있기 위해서 충분한 것임을 알 수 있다.
Claims (8)
- 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 포함하는 적층체로 이루어지고, 상기 열가소성 엘라스토머가, 상기 열가소성 엘라스토머를 구성하는 분자 중에 엔트로피 탄성을 갖는 고무 성분과 소성 변형을 방지하기 위한 분자 구속 성분의 양 성분을 공유하는 것인, 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 2 층의 적층체로 이루어지는, 시트. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 재료가, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 및 하이드록시에틸셀룰로오스로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 함유하는, 시트. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 제조 방법으로서,
셀룰로오스계 재료의 용액을 유연하는 공정과,
상기 유연된 셀룰로오스계 재료를 건조시키는 공정과,
상기 건조 후, 상기 유연된 셀룰로오스계 재료 상에 열가소성 엘라스토머의 용액을 유연하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 제조 방법으로서,
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층의 표면에, 열가소성 엘라스토머의 융액 또는 용액을 코팅하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 제조 방법으로서,
셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과, 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 중첩하는 공정과,
상기 셀룰로오스계 재료로 이루어지는 층과 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층을 가열 압착하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 표면에, 추가로 수지 필름을 적층하고 가열 압착하는 공정을 갖는, 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 첩부 방법으로서,
열가소성 엘라스토머로 이루어지는 층의 표면을, 피첩부체에 가열 압착하여 첩부하는, 시트의 첩부 방법.
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