雙軸定向的聚酯膜的製作方法
2023-05-16 23:39:36 2
專利名稱：雙軸定向的聚酯膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有半透過反射性能的雙軸定向的聚酯膜。更詳細地說，涉及使用反射光和透射光時的目視性優良、用在液晶顯示裝置的光源部的、具有半透過反射性能的雙軸定向的聚酯膜。
現有技術近年來，液晶顯示器與CRT顯示器相比，具有輕量化、薄形化、小型化容易以及耗電少等優點，因此作為個人電腦、汽車導航系統、PDA、可攜式電話等的顯示體一直在快速普及。但是，為了看見其顯示，液晶顯示體需要來自可看見液晶池(セル)的相反側的透過光，因此需要用於顯示識別的光源。為此，雖說液晶顯示體省電，但在可攜式電話、PDA這樣的可攜式電子設備的顯示中，其耗電大，限制它們的使用時間成為要因。
為了解決該問題，使用半透過反射型的液晶顯示裝置。該半透過反射型的液晶顯示裝置利用戶外的陽光，周圍環境明亮時，通過反射光可以識別顯示，而在周圍環境暗時，利用其半透過性，點亮內藏的光源，就能夠識別顯示。
但是，在半透過反射型的液晶顯示裝置中，對於反射光的顯示和透過光的顯示這兩者，確保充分的目視性也非常困難。這是因為如果要充分得到反射光的目視性，透過光的目視性就會相當差，相反，如果要充分得到透過光的目視性，反射光的目視性就會相當差。
作為得到透過光和反射光這兩者的良好的目視性的方法，在特開平8-179125號公報、特開平11-231114號公報和特開平11-271512號公報中，提出了在膜基材上塗布來設置含有珍珠顏料(パ一ル顏料)的半透過反射層的方法。但是，通過塗布，珍珠顏料沒有在膜基材的平面方向上一致定向，存在在該狀態下難於得到良好的反射特性的問題。因此，作為使半透過反射層中的珍珠顏料定向的方法，提出了對形成半透過反射層的塗布液層施加剪切應力的方法。但是，該方法存在以下缺點，即需要調節層厚調整構件和塗液層的滑動速度或者塗布液供給構件和被塗布片材的滑動速度，還有不容易調節隨塗布速度和滑動速度而改變的外觀。
另外，膜基材和半透過反射層的界面的密合性不夠的場合，有時也會產生經時剝落。另外，通過塗布得到的半透過反射層易於被有機溶劑等侵蝕，在加工過程中有時也會產生麻煩。而且，為了提高反射率，在提高塗布液中的珍珠顏料濃度的場合，所得半透過反射層的強度降低，也存在易於引起凝集破壞的缺點。
發明內容
本發明的目的在於提供沒有如上所述的問題和缺點、適合於液晶顯示用的新的具有半透過反射性能的雙軸定向的聚酯膜。
本發明的其它目的在於提供把液晶顯示部的背照光(バツクライト)作為光源的透過光和反射光這兩者的液晶顯示的目視性優良，且液晶顯示構件與半透過反射聚酯膜的經時密合性提高了的、適用於液晶顯示的雙軸定向的聚酯膜。
本發明的進一步的目的和優點從以下說明中顯而易見。
根據本發明的第1點，本發明的上述目的和優點由雙軸定向的單層聚酯膜達到，其特徵在於，含有芳香族聚酯和平均長徑0.5～125μm的珍珠顏料，該珍珠顏料的含量基於該芳香族聚酯和該珍珠顏料的合計重量，為0.5～30重量％，且滿足下述式(1)(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3...(1)。
另外，根據本發明的第2點，本發明的上述目的和優點由雙軸定向的雙層聚酯膜達到，其特徵在於，由聚酯層(A)和聚酯層(B)2層構成，該聚酯層(B)含有第2芳香族聚酯和平均長徑0.5～125μm的珍珠顏料，該珍珠顏料的含量基於第2芳香族聚酯和該珍珠顏料的合計重量，為0.5～30重量％，該聚酯層(A)含有第1芳香族聚酯，但基本上不含有該珍珠顏料，且滿足下述式(1)(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3...(1)。
進一步，根據本發明的第3點，本發明的上述目的和優點由雙軸定向的多層聚酯膜而達到，其特徵在於，由以聚酯層(A)、聚酯層(B)和聚酯層(A)按此順序層壓的至少3層構成，該聚酯層(B)含有第2芳香族聚酯和平均長徑0.5～125μm的珍珠顏料，該珍珠顏料的含量基於第2芳香族聚酯和該珍珠顏料的合計重量，為0.5～30重量％，該聚酯層(A)含有第1芳香族聚酯，但不含有該珍珠顏料，且滿足下述式(1)(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3...(1)。
發明優選的實施方式下面更詳細地說明本發明。首先，就單層聚酯膜進行說明。
構成本發明的雙軸定向的單層聚酯膜的芳香族聚酯優選是把對苯二甲酸乙二醇酯作為主要構成成分(重複單元)的共聚酯，更優選含有至少1摩爾的共聚成分的共聚酯。
作為共聚成分，作為二羧酸成分，可以舉出間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸，己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等脂族羧酸，環己烷二羧酸等脂環族二羧酸。另外，作為二醇成分，可以舉出1，4-丁二醇、1，6-己二醇等脂族二醇，1，4-環己烷二甲醇等脂族二醇。另外，這些共聚成分不僅可以使用1種，而且可以2種以上合併使用。其中，從制膜時的拉伸性方面來看，特別優選間苯二甲酸作為共聚成分。
如上所述，優選含有1摩爾％以上的這些共聚成分。較優選3摩爾％以上，更優選5摩爾％以上，特別優選8摩爾％以上。上限優選低於25摩爾％，較優選低於18摩爾％。共聚成分如果低於1摩爾％，則難於消除膜中的空隙。如果超過25摩爾％，則往往制膜穩定性喪失。
而且，上述芳香族聚酯既可以是將甘油、季戊四醇、偏苯三酸、均苯四酸等具有3個以上的酯形成性官能團的成分極小量(基本上是可得到線性聚合物的範圍)共聚合的聚酯，也可以是為了提高耐水解性，用苯甲酸、甲氧基聚亞烷基二醇等具有1個酯形成性官能團的化合物將末端羥基和/或羧基的一部分或全部封閉的聚酯。
芳香族聚酯的固有粘度(在鄰氯苯酚溶液中，在35℃下測定)優選為0.40dl/g～1.50dl/g，較優選0.45dl/g～1.20dl/g。固有粘度低於0.40dl/g的場合，包括撕裂強度在內，作為半透過膜反射膜基材的聚酯膜所要求的機械特性往往不足。另一方面，固有粘度超過1.50dl/g的場合，原料製造工序和膜制膜工序中的生產性受到損失。
上述芳香族聚酯不受其製備方法的限定。作為聚對苯二甲酸乙二醇酯的共聚物的製備方法，優選使用使對苯二甲酸、共聚成分、乙二醇進行酯化反應，將所得反應產物進一步縮聚而製成聚酯的方法。
在這種芳香族聚酯中，根據需要，可以配合螢光增白劑、抗氧化劑、熱穩定劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抗靜電劑等添加劑。
構成本發明的雙軸定向的單層聚酯膜的再一種成分珍珠顏料具有0.5～125μm平均長徑。
也就是說，本發明的聚酯膜為了在透過光和反射光兩方面賦予液晶顯示的目視性，必須含有珍珠顏料。本發明的珍珠顏料就是可以顯示出珍珠色調的顏料，作為珍珠顏料例如可以是市售的。其中，優選平板狀雲母粒子，特別優選被二氧化鈦和/或氧化鐵等包覆的平板狀雲母粒子。使用被二氧化鈦包覆的平板狀雲母作為珍珠顏料的場合，二氧化鈦包覆的平板狀雲母粒子的表面包覆率優選在10％～50％的範圍。這種珍珠顏料可以用特開2002-129064號公報中記載的方法製備。珍珠顏料可以用如下的方法製備。例如，使雲母微粒懸浮在氯化鈦水溶液中，在雲母的存在下水解氯化鈦水溶液，使氧化鈦析出到雲母表面，形成氧化鈦被膜，洗滌形成了氧化被膜的雲母后，通過燒結來製備珍珠顏料中雲母系鈦珍珠顏料。這種珍珠顏料也可以作為市售品「イリオジン」(メルクジヤパン社制)和「Mearlin」(マ-ル社制)得到。
本發明的珍珠顏料的平均長徑必須為0.5～125μm。該平均長徑更優選為0.7～70μm，特別優選為0.8～40μm。珍珠顏料的平均長徑低於0.5μm的場合，不能得到充分的反射特性。另外，珍珠顏料的平均長徑超過125μm的場合，聚酯膜的光滑度喪失，作為顯示裝置的目視性也降低了。另外，拉伸時易於斷裂，拉伸倍數一旦降低，厚薄不勻就會加大，珍珠顏料的定向角增大，目視性降低。
這種平板狀珍珠顏料的厚度優選為0.01～10μm。低於0.01μm的場合，難於得到充分的反射特性，在制膜工序中珍珠顏料也易於折損。再者，超過10μm的場合，板狀的特徵易於喪失，拉伸引起的珍珠顏料的定向降低，難於得到反射光和透過光的目視性。
所希望的是，將上述珍珠顏料定向，以便在聚酯膜中，珍珠顏料平板對膜平面所呈的角度即定向角達到30°以下。另外，這種珍珠顏料的定向角更優選為15°以下。其中定向角是指一定數量的板狀填料即珍珠顏料的平板狀面與聚酯膜的平面所呈的角度的平均值。具體地說，用掃描型電子顯微鏡(日本電子(株)制，JSM-5200)拍攝所得半透過反射聚酯膜的任意斷面的照片，對於任意100個顏料，測定該填料的平板狀面對聚酯膜面的定向角，算出平均值，把該值作為定向角。聚酯中含有的珍珠顏料的定向角如果比30°大的話，難於得到反射光中的高的目視性。在該層壓膜的制膜時，通過在縱向和橫向上拉伸2.5倍以上，得到這種定向。
所希望的是，在用矽烷偶聯劑或者硬脂酸處理二氧化鈦等包覆劑的表層後，使用珍珠顏料。通過該處理，可以防止含紫外線的光線的照射引起的珍珠顏料發黃，即使在常在屋外使用的殘酷的使用條件下，目視性也沒有降低，可以使用。對處理的方法沒有特別的限定，可以通過將0.5～5重量％的處理劑和珍珠顏料混合，在50～110℃的溫度下攪拌5～30分鐘來完成。
作為矽烷偶聯劑，可以舉出以YRSiX3為代表的化合物。其中，Y是乙烯基、環氧基、氨基、巰基等有機官能團，R是亞甲基、亞乙基、亞丙基等鏈烯基，X是甲氧基、乙氧基等水解基團或者烷基。作為具體的化合物，可以舉出乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等。優選的矽烷偶聯劑是具有水溶性或者水分散性的偶聯劑。往該偶聯劑加入鹼性無機微粒，例如10重量％左右的矽溶膠時，由於能夠促進矽烷偶聯劑的初期反應性，因而是優選的。將含有矽烷偶聯劑的水溶液的pH調節到4.0～7.0，優選5.0～6.7。該pH如果低於例如4.0，則無機微粒的催化活性易於失活，另外，如果超過7.0，則塗布液易於變得不穩定，易於產生沉澱，因而是不優選的。作為調節該pH的酸，可以使用鹽酸、硝酸、硫酸等無機酸或者草酸、甲酸、檸檬酸、乙酸等有機酸。其中，特別優選有機酸。
在這種水溶液中，可以添加需要量的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑等表面活性劑使用。
在這種矽烷偶聯劑的水分散液中混合珍珠顏料，攪拌，充分附著液體後，在100～130℃下風乾，小心以免顏料之間相互附著。
上述矽烷偶聯劑的水分散液塗布液的固形物濃度通常為30重量％以下，更優選為10重量％以下。附著量相對於珍珠顏料每1m2(兩面)優選為1～20g，更優選為2～15g。矽烷偶聯劑增進與第2芳香族聚酯的熔融樹脂混合時的交聯，增強與雲母、聚酯樹脂的密合性。
硬脂酸的熔點為70.5℃，相對於珍珠顏料，添加1～5重量％，在71～80℃的溫度下攪拌混合，進行表面處理。通過硬脂酸處理，聚酯樹脂和雲母的密合性加強，紫外線劣化受到抑制。
可以在聚酯合成時的酯交換反應結束前，或者縮聚反應開始前，相對於芳香族聚酯添加珍珠顏料；也可以在聚酯膜制膜時添加。另外，也可以採用預先製備大量含有珍珠顏料的母粒，聚酯合成時，或者聚酯膜制膜時，與不含有珍珠顏料的聚酯混煉，調整到規定量的濃度的方法。另外，聚酯合成時添加珍珠顏料的場合，優選將其分散在二醇成分中後，製成漿狀物，添加到反應系統中的方法。珍珠顏料添加到聚酯中的量必須為0.5～30重量％，優選1～10重量％，較優選2～8重量％。添加量如果低於0.5重量％的話，則反射光往往不足，如果超過30重量％，則制膜性往往不夠。
本發明的聚酯膜只要不損害本發明的目的，為了提高膜的處理性，可以含有惰性粒子。作為這種惰性粒子，可以舉出含有元素周期表第IIA、第IIB、第IVA、第IVB族元素的無機微粒(例如高嶺土、氧化鋁、氧化鈦、碳酸鈣、二氧化矽、硫酸鋇等)、交聯的矽氧烷樹脂、交聯的聚苯乙烯、交聯的丙烯酸樹脂等耐熱性高分子構成的有機微粒。它們可以單獨使用，也可以2種以上合併使用。
這些惰性粒子的平均粒徑優選為0.1～5μm，更優選0.5～3μm，特別優選0.8～2.5μm。惰性粒子的平均粒徑低於0.1μm的場合，在聚酯中的分散易於變差，要想得到光滑性的話，平行光線(直線)的透過率易於減少。另一方面，如果超過5μm，則膜的透過率易於降低，或者制膜穩定性易於降低，因而是不優選的。另外，惰性粒子的添加量以聚酯的重量為基準，優選為0.001～0.5重量％。惰性粒子的添加量低於0.001重量％的場合，該聚酯膜卷繞時的光滑性和表面加工時的處理性易於降低，如果超過0.5重量％，則透過率降低，因而是不優選的。這些惰性粒子的添加時期在聚酯的聚合階段或者在制膜時均可。
本發明的上述雙軸定向的單層聚酯膜具備滿足下述式(1)的光學特性。由此，不能達到作為本發明目的的在透過光方面的充分的目視性。
(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3......(1)
其中，總光線透過率是使用分光光度計，在550nm的波長下測定的。是指將光源照射到半透過反射層壓聚酯膜上時，透過膜的光量相對於照射光量的百分率。平行光線透過率(直線透過率)僅是直射透過該聚酯膜的光量的透過率，總光線透過率是使用積分球測定的值。
550nm處的平行光線透過率對總光線透過率的比例低於3％的話，液晶顯示板上的文字等的輪廓不清楚，目視性降低。增加散射光的要因之一包括在珍珠顏料和聚酯的界面上產生的空隙。消除該空隙的種種方法可舉出以下幾種。
1.對珍珠顏料施行表面處理，來提高和聚酯的親和性的方法。
2.把聚酯製成低結晶性的共聚物，來提高珍珠顏料的分散性和親和性的方法。
3.在制膜工序中抑制空隙的產生的方法。
在上述方法中，優選2和3的方法，特別優選3的方法，具體地說，通過減少拉伸倍數和/或把熱固定溫度設在熔點附近的溫度，儘可能使空隙消失的方法是比較便宜且有效的。特別是，優選合併使用這些方法。雖然不能對平行光線透過率的上限進行特別限定，但實際上難於超過70％。
總光線透過率優選為20％以上，更優選25％以上。總光線透過率低於20％的場合，難於得到透過光的充分的目視性。
對本發明雙軸定向的單層聚酯膜的厚度沒有特別的限定，優選為12～125μm，更優選為25～75μm。厚度低於12μm，反射光的目視性往往不充分。另一方面，聚酯膜的厚度如果超過125μm，則膜的剛性增強，處理性惡化，結果產率降低。另外，通過聚酯膜的透過光的損失增加，目視性往往降低。
關於本發明的雙軸定向的聚酯膜，通過擠出機將芳香族聚酯擠壓成膜狀，用冷卻輥等冷卻固化，得到未拉伸的膜，使用逐次雙軸拉伸法或者同時雙軸拉伸方等其本身公知的方法，製成雙軸拉伸膜。
首先，乾燥芳香族聚酯薄片，在擠出機內，在通常的擠出溫度，即熔點(以下表示為Tm)以上、(Tm+70℃)以下的溫度，熔融混煉，從模具(例如T模具、I模具等)擠出，在流延鼓上冷卻固化，得到未拉伸膜。在該工序中，為了提高膜狀熔融物和流延鼓的密合性，優選使用使膜狀熔融物帶靜電荷的靜電密合法。通過輥加熱、紅外線加熱等加熱如此得到的未拉伸膜，在縱向上拉伸，得到縱拉伸膜。優選利用2個以上的輥的線速度差來進行該拉伸。拉伸溫度優選比芳香族聚酯的玻璃化溫度(以下表示為Tg)高的溫度，更優選(Tg+20)～(Tg+40)℃的溫度。拉伸倍數也取決於該用途的要求特性，優選定為2.4倍以上4.2倍以下，較優選2.5倍以上3.9倍以下，更優選2.7倍以上3.8倍以下。拉伸倍數低於2.4倍的場合，聚酯膜厚薄不勻增加，難於得到良好的膜。再者，拉伸倍數低於2.4倍的場合，拉伸時珍珠顏料受到的應力不夠，因此不能達到珍珠顏料的定向角所要求的狀態，反射光的目視性降低。另一方面，拉伸倍數超過4.2倍的場合，制膜中易於發生破裂。縱拉伸後，根據需要，也可以在單面或者兩面上塗布易粘結性的水分散性塗布液。
優選接著對所得縱向拉伸的膜順次施行橫向拉伸、熱固定、熱鬆弛等各處理工序，製成雙軸定向膜。在邊使膜移動下進行這些處理。從比聚酯的玻璃化溫度(Tg)高20℃的溫度開始，一邊升溫直至比聚酯的熔點(Tm)低(110～140)℃的溫度，一邊來進行橫向拉伸的處理。橫向拉伸的倍數也取決於該用途的要求特性，優選定為2.5倍以上、4.7倍以下，較優選2.6倍以上、3.9倍以下，更優選2.8倍以上、3.8倍以下。低於2.5倍的場合，膜的厚薄不勻增加，難於得到良好的膜，珍珠顏料的定向角加大，目視性易於降低。另外，超過4.7倍的場合，制膜中破裂易於發生。
拉伸後，接著進行熱固定處理，優選熱固定的溫度範圍是聚酯的(Tg+70)～(Tm-10)℃。在聚酯為間苯二甲酸12摩爾％共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯的場合，熱固定溫度為148～218℃，但為了抑制空隙的發生，優選200～215℃。另外，熱固定時間優選為1～60秒。而且對於熱收縮率需要減低的用途，根據需要，也可以進行熱鬆弛處理。
如此，根據本發明，優選可以得到厚度12～125μm、固有粘度為0.40～1.50dl/g、珍珠顏料在聚酯膜的平面方向上以30°以下的定向角定向的半透過反射聚酯膜。
下面，就本發明的雙軸定向的雙層聚酯膜進行說明。
該雙層聚酯膜由聚酯層(A)和聚酯層(B)構成，聚酯層(A)含有第1芳香族聚酯，但不含有珍珠顏料。另一方面，聚酯層(B)含有第2芳香族聚酯和珍珠顏料。
構成本發明的聚酯層(A)的第1芳香族聚酯優選為由芳香族二羧酸成分和二醇成分構成的結晶性線性飽和聚酯，可以舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚間苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚2，6-萘二羧酸乙二醇酯等。其中，從制膜性和透明性方面來看，特別優選聚對苯二甲酸乙二醇酯。這些第1芳香族聚酯既可以是均聚物，也可以是共聚物，優選均聚物，當為共聚物時，優選使共聚成分為5摩爾％以下。
構成聚酯層(B)的第2芳香族聚酯的熔點優選比第1芳香族聚酯低15℃以上。熔點差低於15℃時，在拉伸工序中，在珍珠顏料和第2芳香族聚酯的界面上產生的空隙，在熱固定工序後易於殘留，平行光線(直線)透過率易於降低。
對熔點差的上限沒有特別的限定，但如果熔點差為60℃以上，則第2芳香族聚酯的制膜性降低，存在難於生產膜的傾向。
作為第2芳香族聚酯，優選使用主要的重複單元和第1芳香族聚酯相同的共聚酯。作為第2芳香族聚酯，可同樣使用和有關前述單層聚酯膜中作為芳香族聚酯舉出的相同的共聚酯。
聚酯層(A)優選含有惰性粒子。作為惰性粒子，可以使用和有關單層聚酯膜的記載的一樣的惰性粒子。
另外，為了消除聚酯層(B)的空隙，在比第2芳香族聚酯的熔點高的溫度下熱固定比較好。在比通常熔點高的溫度下熱固定時，膜往往斷裂，但在本發明優選的雙層聚酯膜的場合，聚酯層(B)的熔點比聚酯層(A)的熔點低15℃以上，且被層(A)支持，因此正常的熱固定是可能的。對平行光線透過率的上限沒有特別的限定，但實際上難於超過70％。
關於本發明的層壓聚酯膜，波長550nm的光線的總光線透過率優選為20％以上，更優選為25％以上。總光線透過率低於20％的場合，不能得到透過光的充分的目視性。
同樣，為了得到反射光的充分的目視性，550nm的全光線反射率優選為40％以上，更優選為50％以上。
對於透過光和反射光這兩者，為了得到足夠鮮明且目視性優良的顯示，上述總光線透過率和全光線反射率的和為80％以上，更優選90％以上。另外，在全光線反射率的前述透過率的測定中，測定反射到膜的光量，除以照射光求出。
上述雙層聚酯膜的層結構優選這樣構成，即由含有惰性粒子的聚酯層(A)形成一層，另一層是由含有珍珠顏料的聚酯層(B)構成。層(A)的厚度/層(B)的厚度為5～15/70～90。層(A)低於5％，則起不到支持層的作用，如果超過15％，則這種顏料的濃度過剩，制膜性降低。對總厚度沒有特別的限定，優選為12～125μm，更優選25～75μm。雙層聚酯膜的厚度低於12μm，則反射光的目視性不充分，另一方面，厚度如果超過125μm，則膜的剛性加強，處理性惡化，結果產率降低。另外，通過該聚酯膜的透過光的損失增加，目視性降低。
使用逐次雙軸拉伸法或同時雙軸拉伸法等，將本發明的雙層聚酯膜製成雙軸拉伸膜。另外，作為層壓方法，可以舉出同時多層擠壓法。以下說明其具體例。
分別乾燥構成聚酯(A)層的第1芳香族聚酯薄片，和構成層(B)的第2芳香族聚酯的薄片，分別在擠壓機內，在通常的擠出溫度，即熔點(以下表示為Tm)以上、(Tm+70℃)以下的溫度，熔融混煉，在模具內部，用通過例如進料頭進行層壓的同時通過多層擠出法，使之成為層(A)/層(B)層壓未拉伸膜。通過該模具擠出的層壓熔融膜在流延鼓上冷卻固化，得到層壓未拉伸膜。在該工序中，為了提高膜狀熔融物和流延鼓的密合性，優選使用使膜狀熔融物帶靜電荷的靜電密合法。通過輥加熱、紅外線加熱等加熱如此得到的未拉伸膜，在縱向上拉伸，得到縱拉伸膜。優選利用2個以上的輥的線速度差來進行該拉伸。拉伸溫度優選比第1芳香族聚酯的玻璃化溫度(以下表示為Tg)高的溫度，更優選(Tg+20)～(Tg+40)℃的溫度。拉伸倍數也取決於該用途的要求特性，優選定為2.4倍以上4.0倍以下，較優選2.5倍以上3.9倍以下，更優選2.7倍以上3.8倍以下。拉伸倍數低於2.4倍的場合，聚酯膜厚薄不勻增加，難於得到良好的膜。再者，拉伸倍數低於2.4倍的場合，拉伸時珍珠顏料受到的應力不夠，因此不能達到珍珠顏料的定向角所要求的狀態，反射光的目視性降低。另一方面，拉伸倍數超過4.0倍的場合，制膜中易於發生破裂。縱向拉伸後，根據需要，也可以在單面或者兩面上塗布易粘結性的水分散性塗布液。
接著對所得縱拉伸膜順次施行橫向拉伸、熱固定、熱鬆弛等各處理工序，製成雙軸定向的膜，在邊使膜移動下進行這些處理。從比第1芳香族聚酯的玻璃化溫度(Tg)高20℃的溫度開始，一邊升溫直至比第1芳香族聚酯的熔點(Tm)低(110～140)℃的溫度，一邊來進行橫向拉伸的處理。橫向拉伸的倍數也取決於該用途的要求特性，優選定為2.5倍以上4.2倍以下，較優選2.6倍以上3.9倍以下，更優選2.8倍以上3.8倍以下。低於2.5倍的場合，膜的厚薄不勻增加，難於得到良好的膜。另外，超過4.0倍的場合，制膜中破裂易於發生。
拉伸後，接著進行熱固定處理，優選熱固定的溫度範圍是第1芳香族聚酯的(Tg+70)～(Tm-10)℃。在第1芳香族聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯的場合，熱固定溫度為180～235℃，聚2，6-萘二羧酸乙二醇酯的場合，優選為220～240℃。另外，熱固定時間優選為1～60秒。而且對於熱收縮率需要減低的用途，根據需要，也可以進行熱鬆弛處理。
如此，根據本發明，可優選得到厚度12～125μm、固有粘度為0.40～1.50dl/g、層(B)的珍珠顏料在聚酯膜的平面方向上以30°以下的定向角定向的半透過反射層壓聚酯膜。
另外，對於本發明的雙軸定向的雙層聚酯膜，在此沒有記載的事項應理解為可以和有關雙軸定向的單層聚酯膜的前述事項一樣或者本領域技術人員加以顯而易見的改變來應用。
下面，進一步就本發明的雙軸定向的多層聚酯膜進行說明。該多層聚酯膜由聚酯層(A)、聚酯層(B)和聚酯層(A)以此順序進行層壓的至少3層構成。該聚酯層(A)的2層含有第1芳香族聚酯，但不含珍珠顏料，另一聚酯層(B)含有第2芳香族聚酯和珍珠顏料。
該多層聚酯膜的層結構這樣構成，含有潤滑劑粒子的聚酯層(A)形成2個表層，中間層由含有顏料的聚酯層(B)構成，其層數為3層是基礎。也就是說，在不脫離本發明的宗旨的範圍，也可以具有另外的層。可以製成層(A)/層(B)/層(A)/層(B)/層(A)5層，另外，裡外層的層(A)也可有若干差別(例如潤滑劑的種類和量、聚合物的熔點等)。層(A)/層(B)/層(A)的厚度比優選為5～15/70～90/5～15(％)。層(A)低於5％，往往起不到支持層的作用，如果超過15％，則珍珠顏料的濃度就會過剩，制膜性往往降低。對多層聚酯膜總的厚度沒有特別的限定，優選為12～125μm，更優選25～75μm。多層聚酯膜的厚度低於12μm，反射光的目視性往往不充分。另一方面，層壓聚酯膜的厚度如果超過125μm，則膜的剛性增強，處理性惡化，結果產率往往降低。另外，通過層壓聚酯膜的透過光的損失增加，目視性往往降低。
可以用和上述雙層聚酯膜的製備方法一樣的方法，製備本發明的雙軸定向的多層聚酯膜。就3層膜的場合進行說明，分別乾燥構成聚酯層(A)的第1芳香族聚酯的薄片和構成聚酯層(B)的第2芳香族聚酯的薄片，分別在不同的擠出機內，在通常的擠出溫度即熔點(以下表示為Tm)以上、(Tm+70℃)以下的溫度，熔融混煉，在模具內部，用通過例如進料頭進行層壓的同時多層擠出的方法，使之成為(A)/(B)/(A)層壓未拉伸膜。之後，可以和上述雙層聚酯膜一樣製備。
如此，根據本發明，優選得到厚度12～125μm、固有粘度為0.40～1.50dl/g、層(B)的珍珠顏料在聚酯膜的平面方向上以30°以下的定向角定向的多層聚酯膜。
另外，對於本發明的雙軸定向的多層聚酯膜，在此沒有記載的事項應理解為可以和有關雙軸定向的單層和雙層聚酯膜的前述事項一樣，或者本領域技術人員加以顯而易見的改變來應用。
以上說明的本發明的聚酯膜均可以在其至少一個面上具有粘附層，也可以在一面上具有硬塗層。
具有粘附層的場合，優選可以與由偏光膜等構成的液晶顯示部或者與背照光貼合的。對使用的粘結劑沒有特別的限定。優選使用丙烯酸系、橡膠系、氨基甲酸酯系的粘結劑。
粘附層的厚度優選為0.5～60μm。粘附層的厚度如果比0.5μm薄，則不能得到足夠的粘附性，如果超過60μm，則粘結劑從端面擠出，或者難於卷繞等，在膜的製備工序中的操作性降低。另外，粘附層的厚度優選為2～40μm。
另外，具有硬塗層的場合，半透過反射聚酯膜與液晶顯示部或者背照光部貼合的中間部件堆起來保管時或在搬運過程中，能夠抑制對半透過反射聚酯膜產生的傷害，防止最終製品的成品率，因而是優選的。
優選在和聚酯膜的粘附層的相反側的面上，直接或者通過粘附層形成這種硬塗層，而且作為製品使用時，優選位於最外層。另外，根據需要，也可以在外層上設置抗反射層、防汙層。用公知的塗布方法，在聚酯膜上塗布該硬塗層，進行硬化處理。硬塗層的塗布可應用公知的任意的塗布方法。單獨或者組合使用以下方法比較好，即輕觸塗布法、刮條塗布法、口模式塗布法、逆塗布法、轉移式槽輥塗布法、邁耶刮條塗布法、凹槽輥塗布法、輥刷塗布法、噴塗法、氣刀刮塗法、浸漬法和簾流塗布法等。
作為用於硬塗層的材料，可以舉出矽烷系、放射線硬化系等通常使用的材料。特別優選放射線硬化系的硬塗層用材料，其中優選使用紫外線(UV)硬化系的硬塗層用材料。
作為在硬塗層的形成中使用的UV硬化性材料，可以舉出氨基甲酸酯-丙烯酸酯系、環氧-丙烯酸酯系、聚酯丙烯酸酯系等。為了在半透過反射聚酯膜上層壓硬塗層，在該聚酯膜的單面上，塗布形成硬塗層的材料，通過加熱、放射線(例如紫外線)照射等，使該材料硬化。
硬塗層的厚度優選為0.5～10μm。硬塗層的厚度如果比0.5μm薄時，不能充分保護中間部件，如果超過10μm，則不能充分得到加熱或者放射線引起的硬化，易於引起粘連。另外，硬塗層的厚度較優選為1～5μm。根據需要，也可以將紫外線吸收劑添加到硬塗層中。
本發明的雙軸定向的聚酯膜具有優良的半透過反射性能，通過把液晶顯示部的背照光作為光源的透過光，可以得到良好的目視性，同時，為了發揮其特性，在配置在膜基材中的狀態下，使之含有將可視光反射、擴散的珍珠顏料，由此透過光和反射光兩方面的液晶顯示的目視性優良。為此，適用於液晶顯示裝置的光源部。
實施例下面列舉實施例更詳細地說明本發明。另外，各特性值按照下述方法測定。
(1)珍珠顏料的定向角用掃描型電子顯微鏡(日本電子(株)制，JSM-5200)，將膜的任意斷面放大至1000～5000倍拍攝照片，對存在於含有珍珠顏料的層中的任意100個顏料，測定該填料的平面狀面對於聚酯膜面的定向角，算出平均值，把其作為珍珠顏料的定向角。
(2)珍珠顏料的平均長徑用掃描型電子顯微鏡(株式會社日立製作所制S-3100)，對10個珍珠顏料，測定長徑，求出平均值。
(3)總光線透過率、平行光線透過率使用紫外線·可見光光度計(島津製作所制，UV-3101PC)，測定膜在550nm處的總光線透過率和平行光線透過率。
(4)聚酯的熔點聚酯的熔點測定採用使用杜邦Instruments 910 DSC，以升溫速度20℃/min求出融解峰的方法。另外樣品量定為約20mg。
(5)聚酯的玻璃化溫度(Tg)將試樣10mg放置在DSC裝置(デュポン社制Thermal Analyst2000型示差掃描量熱計)中，在300℃的溫度下熔融5分鐘後，在液氮中急冷。然後以20℃/min將該急冷的試樣升溫，測定玻璃化溫度。
(6)制膜穩定性對於在膜的制膜工序中的制膜狀況，按照下述基準進行評價。
○沒有破裂，可以在非常穩定的狀況下制膜□雖然常常發生破裂，但可以制膜×頻頻發生破裂，完全不能制膜(7)目視性在試樣膜的單面上，用油性筆劃一寬3mm，長3cm的直線，從其反面把螢光燈作為光源，觀察所劃的線，按照下述基準進行評價。
○線清晰可見。
□線稍有模糊，但還看得相當清楚。
×線模糊看不清。
另外，實施例5～9和比較例5～7的目視性和上述評價方法不同，如下進行評價。
用輥塗法，將以下硬塗層劑(大日精化制，商品面；PETD-31)塗布到試樣膜的單面上，以使乾燥厚度達到5μm，乾燥溶劑成分，形成未硬化的硬塗層，將帶有該硬塗層的膜安裝到可攜式電話的顯示部，評價由30名試驗者能看見試驗圖案的難易程度，即目視性。
按照以下基準進行評價。
◎在透過光或者反射光中，與現行品比較，27名以上判定為同等以上○在透過光或者反射光中，15名以上判定為和現行的一樣。
×30名中的4名以上判定為比現行品差(8)耐溶劑性所得半透過反射聚酯膜在甲基乙基酮中浸漬24小時，觀察浸漬後的膜的外觀，按照下述基準進行評價。
○目視膜的外觀沒有改變。
□目視膜的外觀稍稍發白。
×目視膜的外觀發白或者剝離等，存在顯著改變。
實施例1作為共聚聚酯，使用含有平均粒徑1.7μm的塊狀二氧化矽粒子0.07重量％、平均長徑15μm的珍珠顏料(メルク社制，商品名IRIODIN111)3.8重量％的、間對苯二甲酸12摩爾％共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯(固有粘度0.62dl/g，熔點228℃)。用擠出機，在280℃下將其熔融混煉擠出，急冷固化，得到465μm的未拉伸膜。將該未拉伸膜加熱到110℃，在縱向上拉伸至3.0倍，然後在橫向上，將加熱到120℃的縱拉伸膜拉伸到3.1倍。之後，在208℃的熱固定溫度下，進行3秒鐘熱固定處理，得到厚度50μm的雙軸定向的膜。所得雙軸定向膜的特性示於表1中。
實施例2～4和比較例1～3除了使用表1所述的材料，在表1所示的條件下制膜以外，和實施例1一樣，製備雙軸定向膜，進行評價。評價結果示於表1中。
表1
PET聚對苯二甲酸乙二醇酯PET/IA1間對苯二甲酸1摩爾％共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯PET/IA12間對苯二甲酸12摩爾％共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯PET/IA15間對苯二甲酸15摩爾％共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯Irg111IRIODIN 111Irg123IRIODIN 123
從表1所示的結果可以看出，實施例1～4的本發明的雙軸定向膜即使在實際使用中也具備應滿足的特性。比較例1和2的反射光的目視性差，比較例3的制膜性差。
實施例5作為聚酯(A)，使用含有平均粒徑1.7μm的塊狀二氧化矽粒子0.07重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯(固有粘度0.64dl/g，熔點258℃)，作為聚酯(B)，使用含有平均長徑15μm的硬脂酸處理的珍珠顏料(メルク社制，製品名「IRIODIN111」)5重量％的間對苯二甲酸12摩爾％共聚合的熔點228℃的聚對苯二甲酸乙二醇酯(固有粘度0.64dl/g)。在各自的擠出機中，均在280℃下，將這些聚酯(A)和(B)熔融混煉，送入2層模具中，使其成為(A)/(B)2層結構且厚度比為6/19，急冷固化，得到465μm未拉伸膜。另外，相對於珍珠顏料98，以硬脂酸2的比例(重量比)進行混合，一邊加熱至75℃，一邊攪拌混合，進行硬脂酸處理。將該未拉伸膜加熱至110℃，在縱向上拉伸至3.0倍，然後將加熱至120℃的縱拉伸膜在橫向上拉伸至3.1倍。之後，在230℃的熱固定溫度下進行3秒鐘熱固定處理，得到厚度50μm(厚度比12/38μm)的雙軸定向的拉伸膜。所得半透過反射層壓聚酯膜的特性示於表2中。
實施例6～9和比較例4～7以下可以看出，使用表2所述的材料和條件，和實施例5一樣，製備膜，進行評價。結果示於表3和表4中。滿足本發明的要素的實施例的膜即使在實際使用中，也具有應滿足的特性。另一方面，比較例的膜與以往產品比較，反而變差。
表2
表3
表4
實施例10作為聚酯(A)，使用含有平均粒徑1.7μm的塊狀二氧化矽粒子0.07重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯(固有粘度0.64dl/g，熔點258℃，玻璃化溫度78℃)，作為聚酯(B)，使用含有平均長徑15μm的珍珠顏料(メルク社制，製品名「IRIODIN111」)5重量％的間對苯二甲酸12摩爾％共聚合的熔點228℃的聚對苯二甲酸乙二醇酯(固有粘度0.64dl/g，熔點228℃)。在各自的擠出機中，均在280℃下，將這些聚酯(A)和(B)熔融混煉，送入3層模具中，使其成為(A)/(B)/(A)3層結構且厚度比為3/19/3，急冷固化，得到465μm未拉伸膜。將該未拉伸膜加熱至110℃，在縱向上拉伸至3.0倍，然後將加熱至120℃的縱拉伸膜在橫向上拉伸至3.1倍。之後，在230℃的熱固定溫度下進行3秒鐘熱固定處理，得到厚度50μm(厚度比6/38/6μm)的雙軸定向拉伸層壓膜。所得層壓聚酯膜的特性示於表5中。
實施例11～13和比較例8～12除了使用表5所示的材料之外，和實施例10一樣，製備層壓聚酯膜，進行評價。評價結果示於表5中。
另外，在實施例13中，使拉伸溫度在縱向和橫向上都為140℃，未拉伸膜的厚度為400μm。使比較例11的縱向拉伸倍數為3.4倍，橫向拉伸倍數為3.6倍。
表5
PET聚對苯二甲酸乙二醇酯PEN聚2，6-萘二羧酸乙二醇酯PET/IA(X)間苯二甲酸X摩爾％共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯Irg111IRIODIN 111Irg123IRIODIN 123
從表5的結果可以看出，實施例10～13的膜即使在實際使用中，也具備應滿足的特性。另一方面，比較例8～12的膜與以往產品比較，反而變差。
權利要求
1.雙軸定向的單層聚酯膜，其特徵在於含有芳香族聚酯和平均長徑0.5～125μm的珍珠顏料，該珍珠顏料的含量基於該芳香族聚酯和該珍珠顏料的合計重量，為0.5～30重量％，且滿足下述式(1)(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3...(1)。
2.權利要求1所述的膜，芳香族聚酯是以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構成成分的共聚酯。
3.權利要求1所述的膜，共聚酯含有至少1摩爾％的共聚成分。
4.雙軸定向的雙層聚酯膜，其特徵在於由聚酯層(A)和聚酯層(B)2層構成，該聚酯層(B)含有第2芳香族聚酯和平均長徑0.5～125μm的珍珠顏料，該珍珠顏料的含量基於第2芳香族聚酯和該珍珠顏料的合計重量，為0.5～30重量％，該聚酯層(A)含有第1芳香族聚酯，但基本上不含有該珍珠顏料，且滿足下述式(1)(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3...(1)。
5.權利要求4所述的膜，第1芳香族聚酯是以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構成成分的均聚酯或者共聚酯。
6.權利要求4所述的膜，第2芳香族聚酯是以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構成成分的共聚酯，且具有比第1芳香族聚酯的熔點至少低15℃的熔點。
7.雙軸定向的多層聚酯膜，其特徵在於由聚酯層(A)、聚酯層(B)和聚酯層(A)以此順序層壓的至少3層構成，該聚酯層(B)含有第2芳香族聚酯和平均長徑0.5～125μm的珍珠顏料，該珍珠顏料的含量基於第2芳香族聚酯和該珍珠顏料的合計重量，為0.5～30重量％，該聚酯層(A)含有第1芳香族聚酯，但基本上不含有該珍珠顏料，且滿足下述式(1)(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3...(1)。
8.權利要求7所述的膜，第1芳香族聚酯是以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構成成分的均聚酯或者共聚酯。
9.權利要求7所述的膜，第2芳香族聚酯是以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構成成分的共聚酯，且具有比第1芳香族聚酯的熔點至少低15℃的熔點。
10.權利要求1、4或7所述的膜，珍珠顏料是被選自二氧化鈦、氧化鐵和它們的組合中的1種所包覆的平板狀雲母。
11.權利要求1、4或7所述的膜，在至少一個面上進一步具有粘附層。
12.權利要求1、4或7所述的膜，在一個面上進一步具有硬塗層。
13.權利要求1、4或7所述的膜，在一個面上進一步具有粘附層，此外再在另一面上直接或者通過粘附層進一步具有硬塗層。
14.權利要求1、4、7、11、12或13所述的膜，其用於液晶顯示裝置的光源部。
全文摘要
本發明提供具有半透過反射性能的雙軸定向的單層乃至多層的聚酯膜，該膜含有平均長徑為0.5μm以上、125μm以下的珍珠顏料，且光線透過率滿足下述式(1)。(平行光線透過率/總光線透過率)×100≥3…(1)該聚酯膜用在使用反射光和透過光時的目視性優良的液晶顯示裝置的光源部。
文檔編號B32B27/36GK1522272SQ03800
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月31日 優先權日2002年3月28日
發明者吉田哲男, 武久慶太, 市橋哲夫, 太, 夫 申請人:帝人杜邦菲林日本株式會社