雙軸拉伸聚酯膜的製作方法

2023-05-09 12:56:16

雙軸拉伸聚酯膜的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種對透鏡層等的無溶劑類電離射線固化樹脂易粘接性也優異且兼具高度防靜電性的雙軸拉伸聚酯膜。上述雙軸拉伸聚酯膜至少在膜的單面具有含聚氨酯樹脂（A）和陽離子型高分子抗靜電劑（B）的塗布層，上述聚氨酯樹脂（A）作為構成成分單元含有將在分子中具有叔胺基的增鏈劑的叔胺基季銨化的化合物、聚碳酸酯多元醇和聚氧化亞烷基二醇。
【專利說明】雙軸拉伸聚酯膜
[0001](本申請是2009年10月5日遞交的發明名稱為「雙軸拉伸聚酯膜」的申請200980139705.9的分案申請)
【技術領域】
[0002]本發明涉及例如可以作為液晶顯示器用光學部件的基材膜合適使用的雙軸拉伸聚酯膜。
【背景技術】
[0003]近年，數量迅速增長的液晶顯示器裝置，大致分為發揮將來自光源的光在視認側進行集光且形成均一的面光源的作用的背光單元和在每個顯示象素調整外加電壓並控制紅、綠、藍光的光量顯示的液晶元件層單元的兩種單元。
[0004]其中，背光單元由導光板、擴散膜和稜鏡片構成；從視認側看，上述導光板將使用在紅、綠、藍波長區域具有發光特性的螢光體的冷陰極管光源配置於側面，具有高效地將光導向視認側的作用；上述擴散膜將導向視認側的光在顯示器面內均勻分散；上述稜鏡片將朝向顯示器側面側的光在視認側集光，使顯示器亮度提高。
[0005]在一般的液晶顯示器中，在導光板上通常配置一枚稱為下擴散的擴散板，在其上配置兩枚稜鏡片，使其各自的集光方向為縱橫方向和左右方向，通常進一步在其上配置一枚被稱為上擴散的擴散板，由此構成背光單元。近年，在該結構以外，例如，也進一步以要求集光性和擴散性為目的、以減少稜鏡片和擴散板枚數、使背光單元厚度變薄為目的或以實現成本降低為目的等，考慮各種稜鏡片和擴散板組合的變化。
[0006]但是，在上述背光單元中所必須的稜鏡片是具有細長三角錐並將三角柱橫向並列的稜鏡形狀的稜鏡片，或具有多個半球狀顯微鏡頭形狀等的透鏡單元(以後，將具有這些稜鏡單元的層總稱為透鏡層，將具有透鏡層的片材稱為透鏡片)，在這些的製作中，通常使用無溶劑型的電離射線固化樹脂。該樹脂是無溶劑的，這是由於在具有多個用於形成三角錐和半球狀的鑄模的輥中，流入具有流動性的無溶劑型固化樹脂，在擠出到基材膜的同時，由裡面照射紫外線等的電離放射線而使樹脂固化，通過從輥上剝離基材膜而製作，因此，在該工藝中沒有將溶劑乾燥的工序。
[0007]但是，透鏡片和擴散板等的光學部件膜為了保護其表面不受傷痕和汙垢，通常，包被聚鏈烴類膜(聚乙烯膜和EVA膜等)而進行保護。然後，在背光單元中組裝這些光學部件膜時，剝離保護用膜。但是，此時大多產生剝離靜電，有時產生極其多的靜電，不僅只使作業性惡化，而且由於吸引塵埃，也成為在背光單元中混入異物的原因，要求對其進行改善。
[0008]另一方面，作為透鏡片和擴散板的基材膜經常使用的聚酯膜，通常被雙軸拉伸而表面高度地取向結晶化，因此，一般大多粘接性差。因此，提出了對膜表面賦予各種易粘接層從而改善粘接性。但是，上述無溶劑型的電離射線固化樹脂，由於不含有機溶劑，因此，向聚酯膜上易粘接層的浸透、膨潤效果低，一般使用的易粘接層上粘接性容易變得不充分。
[0009]關於上述問題，本發明人在專利文獻1、2中提出了具有含陽離子聚合物的塗布層且塗布量少、在塗布機中移動性良好的聚酯膜。另外，還提出了其中為了提高擴散層和透鏡層的粘接性，在塗布層中，與陽離子聚合物一同添加聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯的粘合劑。
[0010]在專利文獻1、2中，對上述防靜電性和擴散層與透鏡層的粘接性提高具有一些效果。但是，使用液晶顯示器的環境有時是嚴酷的情況，市場上要求邊維持在專利文獻1、2中所記載那樣的防靜電性、邊進一步具有強固粘接性的基材膜。
[0011]現有技術文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2008 - 81551號公報
[0014]專利文獻2:日本特開2008 - 81552號公報

【發明內容】

[0015]發明所要解決的課題
[0016]本發明是鑑於上述實際情況而作出的，其解決的課題在於提供一種對透鏡層等無溶劑類電離射線固化樹脂，易粘接性也優異且兼具高度防靜電性的雙軸拉伸聚酯膜。
[0017]用於解決課題的方法
[0018]本發明的發明人對上述課題進行了深入研究，結果發現，通過設置含有特定種類化合物的塗布層，上述課題得到解決，從而完成了本發明。
[0019]S卩，本發明的要點在於一種雙軸拉伸聚酯膜，其特徵在於，至少在膜的單面具有含聚氨酯樹脂(A)和陽離子型高分子抗靜電劑(B)的塗布層，上述聚氨酯樹脂(A)作為構成成分單元含有將在分子中具有叔胺基的增鏈劑的叔胺基季銨化的化合物和聚碳酸酯多元醇。
[0020]以下，詳細說明本發明。
[0021]本發明中的雙軸拉伸聚酯膜中，作為該聚酯膜的構成成分，可以列舉聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞乙基一 2，6 —萘二甲酸酯等芳香族聚酯或含有以這些樹脂的構成成分為主要成分的共聚物的成分等。
[0022]在聚酯是共聚聚酯時，優選第三成分含量為10摩爾％以下的共聚物。作為這樣的共聚聚酯的二元羧酸成分，可以列舉選自間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、2，6 —萘二甲酸、1，4 一環己烷二甲酸、己二酸、癸二酸等中的I種或2種以上。另外，作為二元醇成分，可以列舉選自乙二醇、一縮二乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，4 一環己烷二甲醇、新戊二醇、雙酚A的環氧乙烷加成物等中的一種或兩種以上。另外，如果這樣得到的共聚物成分的用量超過10摩爾％，則膜的耐熱性、機械強度、耐溶劑性等顯著下降。
[0023]在上述聚酯中，以聚對苯二甲酸乙二醇酯為構成成分的聚酯或使用其共聚聚酯的膜在作為基材膜的特性和成本的平衡方面是合適的。
[0024]另外，上述聚酯能夠以現有公知的方法，例如以二元羧酸和二元醇的反應直接得到低聚合度聚酯，或以現有公知的酯交換催化劑使二元羧酸的低級烷基酯和二元醇反應後，在聚合催化劑的存在下進行聚合的方法得到。作為聚合催化劑，可以使用銻化合物、鍺化合物、鈦化合物、鋁化合物、鐵化合物等公知的催化劑，能夠優選使用通過使銻化合物量為零或銻為IOOppm以下，使膜的發暗也降低的方法。另外，這些聚合既能夠以熔融狀態聚合到所希望的聚合度，也能夠並用固相聚合。特別是為了減少聚酯中所含的低聚物量，優選並用固相聚合。[0025]在聚酯膜中使用的聚酯的固有粘度優選為0.40?0.90dl/g、更優選為0.45?
0.85dl/g。如果固有粘度過低，則膜的機械強度有下降的傾向。另外，如果固有粘度過高，則膜的制膜時在熔融擠出工序的負荷大，有生產率下降的傾向。
[0026]作為本發明中的雙軸拉伸膜的制膜方法，通常能夠採用已知的依次雙軸拉伸法和同時雙軸拉伸法，沒有特別限制。例如，如果列舉依次雙軸拉伸法的一個例子，首先利用輥拉伸法將通過熔融擠出得到的片材以70?145°C在長度方向拉伸為2?6倍，得到一軸拉伸聚酯膜，接著，在拉幅機內以80?160°C在與先前拉伸方向成直角的方向拉伸為2?6倍，再以150?250°C熱處理I?600秒，由此得到雙軸拉伸膜。此時，還能夠優選使用在熱處理區和/或熱處理出口的冷卻區中在縱向和/或橫向鬆弛0.1?20%的方法。如後所述，以在線塗布設置塗布層時，優選在向長度方向得到一軸拉伸膜的階段中將塗布液塗布乾燥，再進行向直角方向的拉伸。
[0027]本發明中的雙軸拉伸聚酯膜中，2層以上的聚酯膜可以是以共擠出法層疊的層疊膜。膜為3層以上時，膜可以由2層最表層和其本身也可以是層疊結構的中間層構成，該2層最表層的厚度分別製成I μ m以上、優選製成2 μ m以上，另一方面，通常能夠製成膜總厚度的1/4以下、優選製成1/10以下。
[0028]本發明中的雙軸拉伸聚酯膜既能夠不混合添加填料地提高透明性，為了確保作為膜的潤滑性和防止在制膜工序和後加工中受到損傷，也能夠在膜中添加無機微粒或有機微粒作為填料或使其析出。不在膜中添加填料時，能夠通過在後述的塗布層中添加微粒，確保膜的潤滑性和防止受到損傷。
[0029]作為在聚酯膜中添加的填料，沒有特別限定，如果進行例示，則能夠列舉氧化矽、碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、磷酸鎂、高嶺土、氧化鋁等無機微粒，或交聯丙烯酸樹脂、交聯聚苯乙烯樹脂等交聯有機高分子微粒。其中，為了得到高度透明性，優選使用折射率比較接近聚酯的、在雙軸拉伸聚酯膜中的空穴形成少的無定形二氧化矽顆粒。這些微粒能夠並用I種或2種以上平均粒徑通常為0.02?5 μ m範圍的微粒。另外，其添加量通常為0.0005?
1.0重量％的範圍。
[0030]聚酯膜為單層結構時，這些微粒添加於膜整體中，但聚酯膜為3層以上的層疊結構時，在中間層中不添加微粒，僅在兩個表層添加微粒，由此能夠容易維持聚酯膜的透明性同時確保潤滑性，故而優選。特別在膜厚較厚(例如100 μ m以上)時，僅在兩個表層添加微粒是有效的。
[0031]另外，通過膜加工中的熱經歷等，在聚酯膜中含有的低聚物在膜表面析出，為了防止其形成異物而使膜的透明性惡化，能夠使用低聚物化的聚酯。作為降低了低聚物量的聚酯，能夠使用並用上述固相聚合而聚合得到的聚酯或使用熱水處理和水蒸汽處理的聚酯等。在膜為單層結構時，在膜整體中使用，在膜為多層結構時，能夠僅在兩個表層使用低聚物化的聚酯。
[0032]本發明的雙軸拉伸聚酯膜中，除了上述微粒外，能夠根據需要添加現有公知的抗氧化劑、熱穩定劑、潤滑劑、螢光增白劑、染料、顏料、紫外線吸收劑、近紅外線吸收劑等的I種或2種以上。從能夠防止添加劑在膜表面析出方面出發，這些添加劑在聚酯膜為3層以上的層疊結構時優選在其中間層中添加。
[0033]在本發明中的雙軸拉伸聚酯膜的厚度沒有特別限定，通常為35?350μπκ特別優選為50?250 μ m的範圍。
[0034]本發明的雙軸拉伸聚酯膜中，至少在單面必須具有含聚氨酯樹脂(A)和陽離子型高分子抗靜電劑(B)的塗布層，上述聚氨酯樹脂(A)作為構成單元含有以下述成分al)、a2)。
[0035]al)聚碳酸酯多元醇
[0036]a2)使分子中所具有叔胺基的增鏈劑的叔胺基季銨化的化合物
[0037]本發明的聚氨酯樹脂(A)中，作為多元醇，必須含有聚碳酸酯單元。通過使用含有聚碳酸酯多元醇的聚氨酯樹脂，特別是與以無溶劑型的電離射線固化樹脂構成的透鏡層等的粘接性和耐溼熱粘接性良好。其理由並不確定，由於推定在與無溶劑型透鏡層的粘接中，溶劑向塗布層的浸透、膨潤效果低，因此，在構成聚氨酯樹脂柔軟鏈段的多元醇部分中，推測通過合併具有充分柔軟性和極性的官能基有助於粘接性的提高，此外，即使在溼熱條件下，耐加水分解性也優異，根據以上理由，推測聚碳酸酯多元醇適合於該兩者。
[0038]本發明的聚氨酯樹脂(A)中使用的al)，例如，可以列舉使用碳酸二乙酯等低級碳酸二燒酯(dialkylene carbonate)或碳酸二苯酯等碳酸酯與二元醇等的酯交換反應或使碳醯氯直接與二元醇反應而得到的聚碳酸酯多元醇。在本發明中，作為二元醇，能夠使用乙二醇、1，2 —丙二醇、1，3 —丙二醇、1，2 —丁二醇、1，3 —丁二醇、1，4 一丁二醇、1，5 —戊二醇、1，6 —己二醇、1，4 一環己二醇、1，4 一環己烷二甲醇、1，7 —庚二醇、1，8 —辛二醇、1，9 一壬二醇、1，10 一癸二醇、季戊二醇、3 -甲基一 1，5 一戊二醇、3，3 一二羥甲基庚烷等聚碳酸酯多元醇。特別從與以無溶劑型的電離射線固化樹脂構成的透鏡層的粘接性良好且在工業上容易購得的方面出發，這些聚碳酸酯多元醇中，作為二元醇，優選使用1，6 —己二醇。
[0039]另外，上述聚碳酸酯二醇中，由凝膠滲透色譜(GPC)得到的聚苯乙烯換算的數均分子量優選為300?4000。這些聚碳酸酯多元醇的添加量能夠選自相對於聚氨酯樹脂(A)為40?80重量％的範圍。
[0040]本發明的聚氨酯樹脂(A)中使用的聚異氰酸酯中，能夠列舉公知的脂肪族、脂環族、芳香族等聚異氰酸酯。
[0041]作為脂肪族聚異氰酸酯的具體例子，例如，能夠列舉十二亞甲基二異氰酸酯、1，4 一丁烷二異氰酸酯、六甲二異氰酸酯、2，2，4 一三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2 -甲基戊燒一 I, 5 一二異氰酸酯、3 —甲基戍燒一 I, 5 一二異氰酸酯等。
[0042]作為脂環族聚異氰酸酯的具體例子，例如，能夠列舉異佛爾酮二異氰酸酯、加氫二甲苯二異氰酸酯、4，4' 一二環己基甲烷二異氰酸酯、1，4 一環己烷二異氰酸酯、甲基環己二異氰酸酯、1，3—雙(異氰酸酯甲基)環己烷、1，4 一雙(異氰酸酯甲基)環己烷等。
[0043]作為芳香族聚異氰酸酯的具體例子，例如，能夠列舉甲苯二異氰酸酯、2，2' —二苯基甲烷二異氰酸酯、2，4' 一二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4' 一二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4' 一二甲苯二異氰酸酯、1，5 一萘二異氰酸酯、1，3 一苯二異氰酸酯、1，4 一苯二異氰酸酷等。
[0044]另外，這些聚異氰酸酯可以單獨使用，也能夠混合2種以上使用。
[0045]在上述聚異氰酸酯之中，聚異氰酸酯為脂環族時，由於特別與以無溶劑型的電離射線固化樹脂構成的透鏡層等的粘接性變得良好而優選。其理由不確定，但為了與透鏡層粘接，聚氨酯樹脂必須具有某種程度的柔軟度，而且，為了使耐溼熱粘接性提高，相反地在聚氨酯樹脂中必須具有某種程度的硬度，脂環族聚異氰酸酯具有該兩者的中間特徵，推定兩者的平衡良好。
[0046]本發明中使用的聚氨酯樹脂(A)中，為了提高粘接性，與上述al (聚碳酸酯多元醇)一起，作為多元醇，能夠使聚氧化亞烷基二醇共存。作為在使聚氨酯(A)含有的聚氧化亞烷基二醇的具體例子，能夠列舉聚氧化乙二醇、聚氧化丙二醇、聚氧化丁二醇、聚氧化乙二醇一聚氧化丙二醇嵌段共聚物等。
[0047]另外，這些聚氧化亞烷基二醇的分子量以由凝膠滲透色譜(GPC)得到的聚乙二醇換算的數均分子量計，優選為200?300。這些聚氧化亞烷基二醇的添加量能夠選自相對於聚氨酯樹脂(A)為3?10重量％的範圍。
[0048]本發明中，聚氨酯樹脂(A)必須含有a2 (將在分子中具有叔胺基的增鏈劑的叔胺基季銨化的化合物)作為構成單元。由此，聚氨酯樹脂(A)形成自身乳化性，特別是即使不添加乳化劑也能夠在以水為主體的介質中形成穩定的分散體。另外，由於聚氨酯樹脂(A)與後述的陽離子型高分子抗靜電劑(B)同樣是陽離子型高分子，因此，即使混合兩者，也不發生分子間的離子凝集。
[0049]作為在本發明的聚氨酯樹脂(A)中使用的增鏈劑，能夠列舉N—乙基二乙醇胺等的N —燒基二燒醇胺、N —甲基二氨基乙胺、N —乙基二氨基乙胺等的N —燒基二氨基燒基胺、三乙醇胺等。具有這些叔胺基的增鏈劑能夠單獨或並用2種以上使用。另外，這些增鏈劑的添加量，通常能夠選自相對於聚氨酯樹脂(A)為5?15重量％的範圍。
[0050]本發明中，必須以酸中和具有在上述聚氨酯樹脂中導入的上述氨基的增鏈劑、或製成含有以季銨化劑進行季銨化的化合物的陽離子型聚氨酯樹脂。在以酸中和叔胺基時，作為酸，可以列舉甲酸、乙酸丙酸、丁酸、乳酸、蘋果酸、丙二酸、己二酸等有機酸，和鹽酸、磷酸、硝酸等無機酸。這些酸能夠單獨或並用2種以上使用。另外，在以季銨化劑使叔胺基季銨化時，作為季銨化劑，可以列舉氯化苄、氯化甲烷等的滷代烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯等硫酸酯等。這些季銨化劑能夠單獨或並用2種以上使用。
[0051 ] 本發明中使用的聚氨酯樹脂(A)可以通過在聚異氰酸酯和聚碳酸酯多元醇中添加在分子中具有叔胺基的增鏈劑而使之反應後，使之季銨化而得到，也能夠在從開始使季銨化的化合物作為增鏈劑使之反應。
[0052]本發明中的雙軸拉伸聚酯膜必須至少在其單面具有的塗布層中含有陽離子型高分子抗靜電劑(B)。
[0053]如上所述，由於聚氨酯樹脂(A)和陽離子型高分子抗靜電劑(B)同樣是陽離子型高分子，因此，在混合兩者的塗布劑中不發生分子間的離子凝集。另外，作為抗靜電劑，由於使用陽離子型高分子，因此，在容易得到比陰離子型和非離子型抗靜電劑容易得到良好的防靜電性能和容易得到膜拉伸後的塗膜透明性方面優選。另外，也沒有在低分子抗靜電劑中經常形成問題的轉印現象。
[0054]在本發明中使用的陽離子型高分子抗靜電劑(B)中，含有含季銨化氮的單元作為重複單元含有的聚合物是合適的，特別是從能夠得到優異的防靜電性能方面出發，優選在下述式(I )或(II)式所示的主鏈上具有吡咯烷鎗環的單元作為主要重複單元含有的陽離子聚合物。[
【權利要求】
1.一種雙軸拉伸聚酯膜，其特徵在於: 至少在膜的單面具有含聚氨酯樹脂(A)和陽離子型高分子抗靜電劑(B)的塗布層，所述聚氨酯樹脂(A)作為構成成分單元含有將在分子中具有叔胺基的增鏈劑的叔胺基季銨化的化合物、聚碳酸酯多元醇和聚氧化亞烷基二醇。
2.如權利要求1所述的雙軸拉伸聚酯膜，其特徵在於: 所述塗布層還含有交聯劑。
3.如權利要求2所述的雙軸拉伸聚酯膜，其特徵在於: 所述交聯劑是含有噁唑啉基的聚合物型交聯劑。
【文檔編號】C09D5/24GK103660483SQ201310660043
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2009年10月5日 優先權日:2008年10月6日
【發明者】增田成裕, 神田俊宏, 藤田真人 申請人:三菱樹脂株式會社