技术领域
本发明涉及一种光学用聚碳酸酯系树脂膜。另外,本发明涉及一种光学用 聚碳酸酯系树脂膜的制造方法。
背景技术
导光膜、相位差膜、光扩散膜、偏振光分离片的保护膜等光学用膜要求优 异的透明性、耐热性等。由聚碳酸酯系树脂制成的膜透明性优异,进而,耐热 性、耐冲击性、刚性也优异,因此被用作光学用膜。
导光膜用于小型的液晶显示装置的背光源、个人电脑的键盘或手机的操作 按钮等。作为薄导光膜,多使用表面平滑且透明的膜,另外,要求高透明性。
相位差膜用于液晶显示装置,通过将用溶液制膜法(所谓的溶剂铸塑法)得到 的聚碳酸酯系树脂膜进行拉伸而制造。要求相位差膜具有期望的相位差。
光扩散膜用于液晶显示装置,例如通过在热塑性树脂膜中添加光扩散剂或 在热塑性树脂膜上形成花纹来制造。光扩散膜除了光扩散性能,还要求高透明 性。
偏振光分离片的保护膜为了保护偏振光分离片,贴合在偏振光分离片的至 少一面上来使用。对于保护膜,为了不改变从偏振光分离片射出的偏振光的偏 振方向,要求缩小其光学应变。进而,由于在液晶装置内暴露于长时间放热的 环境中,因此要求耐热性。进而,偏振光分离片的厚度通常即使厚也为100μm 左右,因此,偏振光分离片单独刚性不够,容易产生弯曲或起伏。因此,要求 保护膜增强刚性。
专利文献1~4中记载了一种从膜的透明性、光学应变或强度的观点考虑, 由熔融粘度高的聚碳酸酯系树脂得到并用于光学用途的聚碳酸酯系树脂膜。
另一方面,光学用膜需要不具有表面缺陷且具有优异的外观,但例如在作 为膜的原料的树脂中包含异物时,有时因这种异物在膜表面上产生凸状的缺陷 或线状的缺陷。因此,为了抑制光学用膜的表面缺陷的产生,选择异物含量少 的树脂或在对膜进行熔融挤出成型或溶液制膜等时,在使用的挤出机中设置高 分子过滤器(ポリマ一フイルタ一)来过滤异物等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2008/081953
专利文献2:JP2004-53998A
专利文献3:JP2009-196327A
专利文献4:JP2009-202382A
发明内容
但是,在制造专利文献1~4中记载的聚碳酸酯系树脂膜时,选择异物少的 树脂或利用叶盘式过滤器(leaf disk filter)过滤异物并不足够,有时产生表面缺陷。 因此,不易连续稳定地制造没有表面缺陷的膜,专利文献1~4所述的树脂膜的 生产稳定性差。
因此,本发明的课题在于提供一种光学用聚碳酸酯系树脂膜,所述光学用 聚碳酸酯系树脂膜由聚碳酸酯系树脂制成,透明性优异、光学应变小且表面缺 陷的产生得到抑制。另外,本发明的另外的课题在于提供一种光学用聚碳酸酯 系树脂膜的制造方法,所述制造方法可以连续稳定地制造表面缺陷的产生得到 抑制的膜,且生产稳定性优异。
本发明人为了解决上述课题,进行了潜心研究,结果发现包含以下构成的 解决方法,从而完成了本发明。
(1)一种光学用聚碳酸酯系树脂膜,其是由聚碳酸酯系树脂制成的膜,
在300℃、1.2kg负荷下的聚碳酸酯系树脂的熔体体积流动速率为11~ 35cm3/10min。
(2)根据上述(1)所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其中,聚碳酸酯系树脂的 粘均分子量为17000~21500。
(3)根据上述(1)或(2)所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其厚度为30~ 300nm、总光线透过率为85%以上。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其雾度为 50%以上。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其表面光泽 度为50%以下。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其中,在入 射光的波长为590nm的情况下,延迟(retardation)为30nm以下。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其至少一面 为消光面。
(8)根据上述(7)所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其中,消光面是使用消光 辊形成的。
(9)根据上述(1)~(8)中任一项所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其用于液晶 显示装置。
(10)根据上述(9)所述的光学用聚碳酸酯系树脂膜,其用于上述液晶显示装置 中的偏振光分离片的保护。
(11)一种光学用聚碳酸酯系树脂膜的制造方法,包含熔融挤出聚碳酸酯系树 脂,其特征在于,在300℃、1.2kg负荷下的聚碳酸酯系树脂的熔体体积流动速 率为11~35cm3/10min。
根据本发明,可以提供一种光学用聚碳酸酯系树脂膜,所述光学用聚碳酸 酯系树脂膜包含聚碳酸酯系树脂,透明性优异、光学应变小且表面缺陷的产生 得到了抑制。
进而,根据本发明,可以提供一种光学用聚碳酸酯系树脂膜,所述光学用 聚碳酸酯系树脂膜可适用作偏振光分离片的保护膜。
另外,根据本发明,可以提供一种光学用聚碳酸酯系树脂膜的制造方法, 所述制造方法可以连续稳定地制造没有表面缺陷的膜,且生产稳定性优异。
附图说明
图1是表示本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜的制造工艺的一例的说明示 意图。
图2是表示将本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜用作液晶显示装置的偏振 光分离片的保护膜的一例的说明示意图。
符号说明
1 熔融挤出机
2 高分子过滤器
3 模头
4 第1冷却辊
5 第2冷却辊
6 第3冷却辊
7 光学用聚碳酸酯系树脂膜
8 背光单元
9 偏振光分离片
10 偏振光分离片保护膜
11 液晶面板
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜由聚碳 酸酯系树脂制成。
<聚碳酸酯系树脂>
聚碳酸酯系树脂一般而言如果是被认为是聚碳酸酯系树脂的树脂,且是在 300℃、1.2kg负荷下的熔体体积流动速率为11~35cm3/10min的、可以制造本发 明的目标树脂膜的树脂,就没有特别限制,例如可以优选使用耐热性、机械强 度及透明性等优异的芳香族聚碳酸酯系树脂。
通常除通过界面缩聚法、熔融酯交换法使二元酚和碳酸酯前体反应而得到 的树脂之外,芳香族聚碳酸酯树脂还包括通过固相酯交换法使碳酸酯预聚物聚 合得到的树脂或通过环状碳酸酯化合物的开环聚合法聚合而得到的树脂等。
上述二元酚通常只要为被认为是二元酚的化合物,且为用于制造聚碳酸酯 系树脂的、可以制造本发明的目标树脂膜的二元酚,就没有特别的限制,例如 可以例示:氢醌、间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)甲烷、双{(4-羟 基-3,5-二甲基)苯基}甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙 烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(俗称双酚A)、2,2-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}丙烷、2,2- 双{(4-羟基-3,5-二甲基)苯基}丙烷、2,2-双{(-羟基3,5-二溴)苯基}丙烷、2,2-双{(3- 异丙基-4-羟基)苯基}丙烷、2,2-双{(4-羟基-3-苯基)苯基}丙烷、2,2-双(4-羟基苯基) 丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)-3-甲基丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)-3,3-二甲基丁烷、2,4- 双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、2,2-双(4-羟基苯基)-4-甲基 戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-4-异丙基环己烷、1,1-双(4- 羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双{(4-羟基-3-甲基) 苯基}芴、α,α’-双(4-羟基苯基)-邻二异丙基苯、α,α’-双(4-羟基苯基)-间二异丙基 苯、α,α’-双(4-羟基苯基)-对二异丙基苯、1,3-双(4-羟基苯基)-5,7-二甲基金刚烷、 4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基二苯亚砜、4,4’-二羟基二苯硫、4,4’-二羟基二苯 酮、4,4’-二羟基二苯醚及4,4’-二羟基二苯酯等。二元酚可以单独或者组合两种 以上使用。
其中,优选将选自双酚A、2,2-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}丙烷、2,2-双(4-羟基 苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)-3-甲基丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)-3,3-二甲基丁烷、 2,2-双(4-羟基苯基)-4-甲基戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷及α,α’- 双(4-羟基苯基)-间二异丙基苯中的二元酚单独或组合两种以上使用,特别优选单 独使用双酚A,或特别优选将选自由双酚A、2,2-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}丙烷及 α,α’-双(4-羟基苯基)-间二异丙基苯中的一种以上二元酚与1,1-双(4-羟基苯 基)-3,3,5-三甲基环己烷组合使用。
上述碳酸酯前体通常只要为被认为是碳酸酯前体的化合物,且为用于制造 聚碳酸酯系树脂的、可以制造本发明的目标树脂膜的碳酸酯前体,就没有特别 的限制,例如可以例示:碳酰卤、碳酸酯及卤甲酸酯等。更具体而言,作为碳 酸酯前体,例如可以例示:光气、碳酸二苯酯及二元酚的二卤甲酸酯等。
在300℃、1.2kg负荷下的本发明涉及的聚碳酸酯系树脂的熔体体积流动速 率(MVR)为11~35cm3/10min,优选为12~30cm3/10min,更优选为12~ 25cm3/10min。作为MVR在规定的范围的聚碳酸酯系树脂,可以使用通过上述聚 合法得到的聚碳酸酯系树脂,也可以使用市售的聚碳酸酯系树脂。另外,MVR 根据ISO1133测定。
聚碳酸酯系树脂的MVR太小时,在由聚碳酸酯系树脂制成的膜上容易产生 表面缺陷。认为这是由于以下原因。MVR太小时,聚碳酸酯系树脂的熔融粘度 高,在将包含聚碳酸酯系树脂的膜进行熔融挤出成型时,容易堵塞在挤出机和 模头之间所设置的高分子过滤器,另外,通过该过滤器时的压力损失变大。因 此,聚碳酸酯系树脂容易堵塞高分子过滤器而停滞在过滤器内,容易引起树脂 焦烧(樹脂焼け)或凝胶化。而且,因这种树脂焦烧或凝胶化而产生的异物使得 到的光学用聚碳酸酯系树脂膜容易产生例如凸状或线状的表面缺陷。
另外,一般认为,为了使熔融粘度降低而使聚碳酸酯系树脂的熔融温度上 升时,容易产生树脂焦烧或凝胶化,因这种树脂焦烧或凝胶化而产生的异物使 得到的光学用聚碳酸酯系树脂膜更容易产生表面缺陷。
聚碳酸酯系树脂的MVR太大时,在包含聚碳酸酯系树脂的膜上容易产生皱 褶状的表面缺陷。认为这是由于以下原因。MVR太大时,聚碳酸酯系树脂的熔 融粘度变低,将包含聚碳酸酯系树脂的膜进行熔融挤出成型时,从模头吐出的 聚碳酸酯系树脂的吐出量不稳定。因此,认为在得到的光学用聚碳酸酯系树脂 膜的表面上容易产生皱褶。
另外,一般认为,为了提高熔融粘度而使聚碳酸酯系树脂的熔融温度降低 时,由于熔融混炼时的剪切发热使树脂温度上升,因此,难以抑制光学用聚碳 酸酯系树脂膜的表面上产生皱褶。
优选聚碳酸酯系树脂的粘均分子量为17000~21500,更优选为18000~ 21000,进一步优选为19000~21000。作为粘均分子量在规定的范围的聚碳酸酯 系树脂,可以使用利用上述的聚合法得到的树脂,也可以使用市售的树脂。
准备以二氯甲烷为溶剂的0.5重量%的聚碳酸酯系树脂溶液,使用坎农芬斯 克型粘度管,在温度20℃下,测定其溶液的比粘度ηsp后,通过浓度换算求得特 性粘度η,用下述SCHNELL的式(1)算出粘均分子量。
η=1.23×10-4M0.83(1)
聚碳酸酯系树脂的粘均分子量太大时,在包含聚碳酸酯系树脂的膜上容易 产生表面缺陷。认为这是由于以下原因。粘均分子量太大时,聚碳酸酯系树脂 的熔融粘度升高,在将由聚碳酸酯系树脂制成的膜进行熔融挤出成型时,容易 堵塞在挤出机和模头之间所设置的高分子过滤器。另外,通过该过滤器时的压 力损失变大。因此,聚碳酸酯系树脂容易堵塞高分子过滤器而停滞在过滤器内, 容易引起树脂焦烧或凝胶化。而且,一般认为,因这种树脂焦烧或凝胶化产生 的异物使得到的膜例如容易产生凸状或线状的表面缺陷。
另外,即使为了使熔融粘度降低而使聚碳酸酯系树脂的熔融温度上升,由 于该熔融温度的上升也容易产生树脂焦烧或凝胶化,由于因这种树脂焦烧或凝 胶化产生的异物,难以抑制由聚碳酸酯系树脂制成的膜的表面缺陷的产生。
聚碳酸酯系树脂的粘均分子量太小时,在由聚碳酸酯系树脂制成的膜上容 易产生皱褶状的表面缺陷。认为这是由于以下原因。粘均分子量太小时,聚碳 酸酯系树脂的熔融粘度变低,将由聚碳酸酯树脂制成的膜进行熔融挤出成型时, 从模头吐出的聚碳酸酯系树脂的吐出量不稳定。因此,认为得到的膜容易在表 面上产生皱褶。
另外,认为为了提高熔融粘度而使聚碳酸酯系树脂的熔融温度降低时,由 于因熔融混炼时的剪切发热使树脂温度上升,因此,难以抑制由聚碳酸酯系树 脂制成的膜的表面的皱褶的产生。
另外,也可以根据需要在聚碳酸酯系树脂中配合例如光扩散剂、紫外线吸 收剂、有机系染料、无机系染料、颜料、抗氧化剂、防静电剂和表面活性剂等。
<光学用聚碳酸酯系树脂膜>
本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜优选至少一面为消光面(或进行了消光处 理的面)。
优选光学用聚碳酸酯系树脂膜的厚度为30~300μm,更优选为40~270μm, 进一步优选为50~250μm。光学用聚碳酸酯系树脂膜的厚度太薄时,该膜本身 的刚性降低、可能容易在该膜的表面上产生皱褶。例如使这样的膜贴合在偏振 光分离片上的情况下,贴合后偏振光分离片的刚性可能会不足,将这样的偏振 光分离片用于液晶显示装置时,可能容易产生起伏或弯曲等。另一方面,光学 用聚碳酸酯系树脂膜的厚度太厚时,该膜的制造成本会提高,在使该膜贴合在 偏振光分离片上的情况下,贴合后的偏振光分离片的厚度变厚,结果液晶面板 的厚度变厚。
光学用聚碳酸酯系树脂膜优选依据JIS K7361-1测定的总光线透过率为85% 以上。该膜的总光线透过率太低时,由膜射出的光量相对于入射到膜的光量的 比例减少,光的利用效率会降低。
优选光学用聚碳酸酯系树脂膜的雾度为50%以上,更优选为55%以上,进 一步优选为60%以上。雾度太低时,有可能无法表现出充分的光扩散效果。
优选光学用聚碳酸酯系树脂膜的至少一面的60度镜面光泽度为50%以下, 更优选为45%以下,进一步优选为35%以下。60度镜面光泽度太大时,在例如 光学用膜与液晶面板接触的情况下,会产生干涉条纹引起的彩虹图样。
光学用聚碳酸酯系树脂膜的面内延迟值在波长为590nm的入射光的情况下 优选为30nm以下,更优选为20nm以下。
例如在将本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜用于液晶显示装置时,用于液 晶显示的光为偏振光,因此,要求光学应变小的膜,优选为30nm以下的延迟值。 即使在液晶显示装置用途中,使用本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜作为用于 偏振光分离片保护的偏振光分离片保护膜的情况下,由于后述原因,为了尽可 能地不打乱从偏振光分离片射出的偏振光的偏振方向,优选延迟值低,更优选 延迟值为20nm以下。
如图2所示,液晶显示装置在背光单元8上设置有液晶面板11,以从背光 单元8射出的光入射到液晶面板11的方式构成。偏振光分离片9通常配置在背 光单元8和液晶面板11之间。偏振光分离片9将从背光单元8射出的非偏振光 (未偏振的光)分离为互相垂直关系的两种偏振光(偏振的光),仅选择性地透过一 方的偏振光,射出到液晶面板11侧,另一方的偏振光返回至背光单元8侧。返 回的偏振光在背光单元内反射后,再次入射至偏振光分离片9被再利用,因此, 通过偏振光分离片9,光的利用效率提高。因此,为了保护偏振光分离片9,在 该片9的两面或一面上层叠或贴合使用的偏振光分离片保护膜10为了尽可能不 打乱从该片9射出的偏振光的偏振方向,优选延迟值低,更优选为20nm以下的 延迟值。
<光学用聚碳酸酯系树脂膜的制造工序>
优选本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜由上述聚碳酸酯系树脂制成,至少 一面为消光面。
作为光学用聚碳酸酯系树脂膜的制造方法,可以例示将上述的聚碳酸酯系 树脂熔融挤出的方法及将该树脂进行溶液制膜的方法等。其中,将在300℃、 1.2kg负荷下的MVR为11~35cm3/10min的聚碳酸酯系树脂熔融挤出的方法可以 连续稳定地制造表面缺陷的产生得到抑制的光学用聚碳酸酯系树脂膜,即,生 产稳定性良好,故优选。
作为消光面的形成方法,可以例示在熔融挤出成型树脂膜时,使用在外周 面上形成有凹凸形状的金属辊(所谓的消光辊),转印金属辊的凹凸的方法或使用 配合了作为消光剂的透明微粒子的聚碳酸酯系树脂进行熔融挤出成型,在树脂 膜的表面形成凹凸的方法等。
另外,本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜主要含有上述聚碳酸酯系树脂即 可,也可以混合例如其它的树脂,另外,可以为通过与其它的树脂的多层熔融 挤出成型而得到的两种两层的多层膜,也可以为两种三层等的多层膜。另外, 这些其它的树脂与聚碳酸酯系树脂同样也可以根据需要配合透明微粒子或上述 其它的成分。
<使用辊的消光面的形成方法>
所谓的使用消光辊的消光面的形成方法为熔融挤出成型树脂膜时,使用在 外周面上形成有凹凸形状的金属辊,将凹凸形状转印于树脂膜的方法,例如可 以例示JP2009-196327A、JP2009-202382A中记载的方法等。
图1是表示本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜的制造工艺(以下,称为本发 明的制造工艺)的一例的说明示意图。
如该图所示,该制造工艺如下:准备熔融挤出机1,熔融混炼投入到挤出机 中的聚碳酸酯系树脂,通过高分子过滤器2后,经由模头3(T模头)摊开树脂, 从模头前端形成为膜状并挤出。
高分子过滤器2只要为可以制造本发明的目标树脂膜的高分子过滤器就没 有特别限制,例如优选层叠10~80张左右的3~12英寸左右的叶盘型过滤器的 高分子过滤器,可以采用市售的高分子过滤器。作为高分子过滤器2的过滤器 孔径,可以过滤橡胶状聚合物的凝聚物即可。具体而言,从抑制得到的膜的表 面缺陷的产生的角度考虑,高分子过滤器2的过滤器孔径优选为5~20μm,更 优选为5~15μm。
模头3只要为可以得到本发明的目标树脂膜的模头就没有特别限制,通常 可以使用T模头。模头3在光学用聚碳酸酯系树脂膜为单层膜的情况下,优选将 一种树脂以单层挤出的单层模头,在为两种两层的多层膜或两种三层的多层膜 等的情况下,优选将分别独立地由挤出机所压送的两种以上的树脂层叠并共挤 出的多层模头,作为多层模头,优选进料块模头(feed block die)或多料道模头 (multi-manifold die)。
接着,将从模头3挤出的树脂夹入在大致水平方向相对配置的第1冷却辊4 和第2冷却辊5之间。优选在至少一个表面上形成消光面,可以通过第3冷却 辊6缓慢地冷却,得到光学用膜7。
第1冷却辊4只要可以得到本发明的目标树脂膜就没有特别限定,可以使 用目前在挤出成型中使用的通常的金属辊等。一般而言,优选直径为25~100cm 左右,包括橡胶辊或金属弹性辊。
作为上述橡胶辊,例如可以例示:硅橡胶辊以及氟橡胶辊等,为了提高脱 模性,也可以采用混合有砂的辊。优选橡胶辊的硬度在依据JIS K6253测定的 A60°~A90°的范围内。为了使橡胶辊的硬度在上述范围内,可以通过例如调整 构成橡胶辊的橡胶的交联度、组成来任意地进行。
上述金属弹性辊一般而言,辊的内部由橡胶或流体构成,其外周部由具有 弯曲性的金属制薄膜构成。更具体而言,可以例示:辊的内部由硅橡胶辊构成, 用厚度0.2~1mm左右的圆筒形的不锈钢制薄膜覆盖该辊的外周部得到的辊,厚 度2~5mm左右的不锈钢制的圆筒形薄膜固定在辊端部,在内部封入水或油等 流体的辊等。
这样的第1冷却辊4优选使用由金属材料、弹性体构成,且用镀金等加工 成镜面状的冷却辊。另外,金属弹性辊的金属制薄膜或橡胶辊的表面未必需要 是平滑的,也可以和后述的第2冷却辊5同样地在表面上设置凹凸形状。
对第2冷却辊5没有特别限定,可以采用目前在挤出成型中使用的通常的 金属辊,一般而言,优选直径为25~100cm左右的金属辊。
为了在树脂膜上形成消光面,优选在这种金属辊的外周面上形成凹凸形状。 更具体而言,可以例示:削出金属块的钻孔压辊(drilled roll)或中空结构的螺 旋辊(spiral roll)等可以在辊内部通过流体、蒸汽等控制辊表面的温度的金属辊 等。可以使用在这些金属辊的外周面通过喷砂或雕刻等形成有期望的凹凸形状 的金属辊。
作为在第2冷却辊5的外周面上所形成的凹凸形状,可以例示:以算术平 均粗糙度(Ra)计为0.1~10μm左右的垫状(マツト形状)等、或具有特定的间距、 高度的凹凸形状等。上述算术平均粗糙度(Ra)是依据JIS B0601-2001用表面粗糙 度计测定而得到的值。
另外,在使膜的两个表面形成消光层的情况下,只要在外周面上形成有上 述凹凸形状的冷却辊之间夹入该树脂即可。
可以转印凹凸形状的光学用聚碳酸酯系树脂膜卷绕在第2冷却辊5上后, 通过牵引辊牵引而卷取。此时,可以在第2冷却辊5以后设置第3冷却辊6。由 此,光学用聚碳酸酯系树脂膜被缓慢冷却,因此,可以使该膜的光学应变变小, 进而也可以稳定地确保与第2冷却辊5的接触时间,因此,可以稳定地转印可 以在第2冷却辊5上形成的凹凸形状。
第3冷却辊6只要可以得到本发明的目标树脂膜就没有特别限定,可以采 用目前在挤出成型中使用的通常的金属辊。作为具体例,可以举出:钻孔压辊、 螺旋辊等。优选第3冷却辊6的表面状态为镜面。
将卷绕在第2冷却辊5上的树脂膜通过第2冷却辊5和第3冷却辊6之间 并卷绕在第3冷却辊6上。第2冷却辊5和第3冷却辊6之间可以设置规定的 间隙而制成解放状态,也可以夹入两辊之间。另外,为了更缓慢地冷却树脂膜, 也可以在第3冷却辊6以后设置第4冷却辊、第5冷却辊...多个冷却辊,可以 将卷绕在第3冷却辊6上的树脂膜(优选为消光膜)依次卷绕在下一个冷却辊上。
<使用消光剂的消光面的形成方法>
另外,作为消光面的其它的形成方法,可以使用配合了作为消光剂的透明 微粒子的树脂而在熔融挤出成型中在表面上形成凹凸。特别是在使用消光剂的 情况下,可以优选使用在多层熔融挤出成型中,通过仅在形成表层的树脂中配 合作为消光剂的粒子,在表面上形成凹凸的方法。通常在通过添加消光剂而得 到表面凹凸的情况下,需要添加一定量以上的消光剂,从成本的角度考虑,通 常可以使用在多层熔融挤出成型中仅在形成表层的树脂中含有消光剂的方法。 作为此时的多层挤出成型方法,例如可以举出上述JP2009-196327A、 JP2009-202382A中记载的方法。在该情况下,通过消光剂的效果形成表面的凹 凸,因此,第2冷却辊5也可以采用通常的表面状态为镜面的金属辊。
另外,此时使用的消光剂通常使用被称为所谓的光扩散剂的粒子。作为光 扩散剂,例如可以举出:甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子、苯乙烯系聚合物粒子、 硅氧烷系聚合物粒子等有机系粒子;碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、氢氧化铝、硅 石(氧化硅)、无机玻璃、滑石、云母、白炭黑、氧化镁、氧化锌等无机系粒子等。 另外,无机系粒子也可以用脂肪酸等表面处理剂进行表面处理以使其均匀地分 散在热塑性树脂中。
作为光学特性,本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜多要求高的光线透过率, 因此,作为消光剂,可以优选使用透明性良好的粒子。另外,添加可以确保表 面的凹凸感的程度的消光剂,且从保持高的光线透过率的角度考虑,优选基材 树脂的折射率和消光剂的折射率之差不太大的粒子,通常优选折射率之差为0.1 左右以内。在多层熔融挤出成型中,优选选择与形成表层的树脂的折射率差不 太大的粒子。另外,使用的消光剂也可以单独或组合使用两种以上。
用作上述消光剂的甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子为以甲基丙烯酸甲酯为主 体的聚合物的粒子,优选该聚合物为使甲基丙烯酸甲酯、其以外的分子内具有1 个可聚合的双键的单官能单体和分子内具有2个以上可聚合的双键的多官能单 体共聚而成的交联聚合物。
作为上述甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子中的甲基丙烯酸甲酯以外的单官能 单体的例子,可以例示:除前文作为甲基丙烯酸甲酯系树脂的单体的例子举出 的甲基丙烯酸甲酯以外的(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯系单体以及(甲基)丙烯 酸酯及苯乙烯系单体以外的可聚合的单官能单体,优选使用苯乙烯。
作为上述甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子中的多官能单体,例如可以例示: 1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、 二甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、亚丙基亚乙基二醇二甲基丙 烯酸酯(プロピレンエチレングリコ一ルヅメタクリレ一ト)、四亚丙基亚乙基二醇二甲基 丙烯酸酯(テトラプロピレンエチレングリコ一ルヅメタクリレ一ト)、三羟甲基丙烷三甲基 丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯等多元醇的甲基丙烯酸酯类;1,4-丁二醇二 丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、四 甘醇二丙烯酸酯、亚丙基亚乙基二醇二丙烯酸酯(プロピレンエチレングリコ一ルヅ アクリレ一ト)、四亚丙基亚乙基二醇二丙烯酸酯(テトラプロピレンエチレングリコ一ル ヅアクリレ一ト)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多元醇的丙烯 酸酯类;二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯等芳香族多官能化合物等。这种多 官能单体可以分别单独或组合使用两种以上。
这种甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子的折射率通常为1.46~1.55左右,有苯 骨架、卤原子的含量越多越显示大的折射率的趋势。该甲基丙烯酸甲酯系聚合 物粒子例如可以使用悬浮聚合法、微悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等 方法进行制造。
用作上述消光剂的苯乙烯系聚合物粒子为以苯乙烯为主体的聚合物的粒 子,优选该聚合物为使苯乙烯、其以外的分子内具有1个可聚合的双键的单官 能单体和分子内具有2个以上可聚合的双键的多官能单体共聚而得到的交联聚 合物。
作为上述苯乙烯系聚合物粒子中的苯乙烯以外的单官能单体的例子,除甲 基丙烯酸甲酯之外,可以同样地例示:除前文作为甲基丙烯酸甲酯系树脂的单 体的例子举出的甲基丙烯酸甲酯以外的(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯系单体以及 (甲基)丙烯酸酯及苯乙烯系单体以外的可聚合的单官能单体,优选使用甲基丙 烯酸甲酯。
作为上述苯乙烯系聚合物粒子中的多官能单体的例子,可以同样地例示前 文作为甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子的多官能单体例示的可聚合的多官能单 体,可以分别单独或组合使用两种以上。
这种苯乙烯系聚合物粒子的折射率通常为1.53~1.61左右,有苯骨架、卤 原子的含量越多越显示大的折射率的趋势。该苯乙烯系聚合物粒子例如可以使 用悬浮聚合法、微悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等方法进行制造。
在上述用作消光剂的甲基丙烯酸甲酯系聚合物粒子及苯乙烯系聚合物粒子 中使用的多官能单体的比例,以总单体为基准通常为0.05~15质量%左右,优 选为0.1~10质量%。多官能单体的量太少时,粒子的交联程度不充分,在挤出 成型中施加热或剪切的情况下,粒子容易显著变形,结果难以得到期望的光扩 散效果。另外,多官能性单体的量太多时,在挤出成型时容易产生外观不良。
上述用作消光剂的硅氧烷系聚合物粒子为例如通过水解氯硅烷类使其缩合 的方法而制造的聚合物的粒子。
作为氯硅烷类,例如可以举出:二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、苯基 甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷等。硅氧烷系聚合物也可以交联。 为了使其交联,使例如过氧化苯甲酰、过氧化2,4-二氯苯甲酰、过氧化对氯苯甲 酰、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基-2,5-二甲基2,5-(叔丁基过氧化)己烷等过氧 化物作用于硅氧烷系聚合物即可。另外,在具有末端硅烷醇基的情况下,也可 以与硅氧烷类进行缩合交联。
优选交联而成的聚合物为每个硅原子键合2~3个左右的有机残基的结构。
这种硅氧烷系聚合物优选使用也称为硅橡胶、硅树脂的聚合物的、在常温 下为固体的硅氧烷系聚合物。硅氧烷聚合物粒子可以通过粉碎这种硅氧烷聚合 物而得到。也可以通过使具有线状有机硅氧烷嵌段的固化性聚合物或其组合物 在喷雾状态下固化制成粒状粒子。另外,也可以通过使烷基三烷氧基硅烷或其 部分水解缩合物在氨或胺类的水溶液中进行水解缩合制成粒状粒子而得到。
这种硅氧烷系聚合物粒子的折射率通常为1.40~1.47左右。
用作消光剂的粒子的重均粒径根据期望的表面凹凸形状适宜选择即可,但 为了具有期望的表面凹凸形状且具有优异的光学特性,优选为0.5~50μm,更优 选为1~40μm,进一步优选为2~30μm。另外,粒子通常为球状,但也可以使 用矩形、鳞片状、针状、板状等形状的粒子。
用作多层挤出成型时的表层中的消光剂的粒子的配合比例优选相对于树脂 和粒子的总量100重量%为35重量%以下,更优选为30重量%以下。粒子的配 合比例大于35重量%时,配合了粒子的树脂的熔融挤出成型可能变难。
本发明的光学用聚碳酸酯系树脂膜用于在扩散作用、变角作用、防止与其 它部材粘接及通过与其它部材接触等来保护膜表面等的各种目的,例如,在液 晶显示装置中,可以用于背光单元中所安装的光扩散膜、偏振板保护膜、相位 差膜、亮度增强膜等、或偏振光分离片的保护膜、反射膜、导光膜等。另外, 也可以应用于光盘、照明用膜等,本发明并不限定于这些用途。其中,可以优 选用作液晶显示装置中的偏振光分离片的保护膜。
实施例
以下,示出本发明的实施例,但本发明并不限定于这些实施例。另外,在 以下的实施例中,表示含量及使用量的份只要没有特别记载就为重量份。
以下的实施例及比较例中使用的挤出装置的构成如下所示。
熔融挤出机1:带排气口的螺杆直径为115mm的单轴挤出机(东芝机械(株) 制)
高分子过滤器2:过滤器孔径为10μm
模头3:T模头(单层模头)
如图1所示配置熔融挤出机1、高分子过滤器2、模头3、第1~第3冷却 辊4~6,如下构成第1~第3冷却辊4~6。
<辊结构>
第1冷却辊4、第2冷却辊5和第3冷却辊6如下构成:
第1冷却辊4:外径为硬度为A70°的硅橡胶辊
第2冷却辊5:外径为通过喷砂处理形成算术平均粗糙度(Ra)为 3.5μm的凹凸形状的不锈钢制的金属辊(钻孔压辊)
第3冷却辊6:外径为镜面加工的不锈钢制的金属辊(钻孔压辊)
以下的实施例及比较例中使用的聚碳酸酯系树脂如下所示。
聚碳酸酯系树脂(A):住友ダウ(株)制的“カリバ一301-15”(商品名)。在300℃、 1.2kg负荷下的MVR为14cm3/10min。粘均分子量为20200。
聚碳酸酯系树脂(B)住友ダウ(株)制的“カリバ一301-10”(商品名)。在300℃、 1.2kg负荷下的MVR为10cm3/10min。粘均分子量为22200。
聚碳酸酯系树脂(C):住友ダウ(株)制的“カリバ一301-40”(商品名)。在300℃、 1.2kg负荷下的MVR为38cm3/10min。粘均分子量为16500。
(实施例1、比较例1~2)
将表1所示的各聚碳酸酯系树脂供给到的单轴的熔融挤出机1中, 通过设置在模头3的前面的过滤器孔径为10μm的高分子过滤器2后,从模头3 以300kg/hr的吐出量挤出膜状的树脂。将挤出的膜状树脂夹在第1冷却辊4(设 定温度:34℃)和第2冷却辊5(设定温度:130℃)之间,卷绕在第2冷却辊5上, 接着,通过第2冷却辊5和第3冷却辊6(设定温度:135℃)之间,进一步卷绕 在第3冷却辊上,24小时连续成型在一面上转印有第2冷却辊的凹凸形状的厚 度为130μm的光学用聚碳酸酯系树脂膜7。另外,膜的厚度使用测微计(Mitutoyo 公司制,MDC-25MJ)测出。
对24小时连续成型后得到的各光学用聚碳酸酯系树脂膜(实施例1、比较例 1~2)进行以下的评价。将结果示于表1。
<总光线透过率(Tt)及雾度(H)>
依据JIS K7361-1,测定光学用聚碳酸酯系树脂膜的总光线透过率(Tt)。
依据JIS K7136,测定光学用聚碳酸酯系树脂膜的雾度(H)。
<延迟值>
从得到的光学用聚碳酸酯系树脂膜切出50mm见方尺寸的试验片。使用微 小面积双折射率计(王子计测机器(株)制的“KOBRA-CCO/X”),测定使用波长为 590nm的入射光时的树脂膜的延迟值。
<表面光泽度>
依据JIS Z8741,测定得到的光学用膜的消光面(与第2冷却辊接触的面,即, 进行了消光处理的面)的60度光泽度。
<外观>
目视评价得到的光学用聚碳酸酯系树脂膜的消光面的外观。
将在消光面上没有凸状的表面缺陷、线状的表面缺陷及皱褶,外观良好的 情况判定为“○”,将在消光面上有凸状的表面缺陷、线状的表面缺陷或皱褶, 外观不良的情况下判定为“×”。
表1
由表1可知,由在300℃、1.2kg负荷下的MVR为14cm3/10min的聚碳酸酯 系树脂(A)制成的实施例1的光学用聚碳酸酯系树脂膜在消光面上没有表面缺 陷,外观良好。
另一方面,由在300℃、1.2kg负荷下的MVR为10cm3/10min的聚碳酸酯系 树脂(B)制成的比较例1的光学用聚碳酸酯系树脂膜在消光面上有凸状的表面缺 陷及线状的表面缺陷。另外,由在300℃、1.2kg负荷下的MVR为38cm3/10min 的聚碳酸酯系树脂(C)制成的比较例2的光学用聚碳酸酯系树脂膜在消光面上有 皱褶。