功能性膜及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供親水性的樹脂基材與疏水性的被覆層的密合性優(yōu)異且霧度值低的功能性膜及其制造方法。所述功能性膜具有下述層：具有SP值大于21.5的親水性的樹脂基材，形成于親水性的樹脂基材上的SP值為20.0～21.5的中間層，形成于中間層上的具有SP值小于20.0的疏水性的被覆層，和中間層與被覆層之間的中間層與被覆層的混合區(qū)域；并且所述功能性膜具有小于1.0％的霧度。SP值表示通過Hoy法測(cè)定的溶解度參數(shù)的值。
【專利說明】功能性膜及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能性膜及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]功能性膜中兼具親水性性質(zhì)和疏水性性質(zhì)的用途在近年來有所增加。
[0003]以下，作為一個(gè)例子舉出偏振片保護(hù)膜。以往，作為配置于液晶顯示面板的顯示器表面的偏振片保護(hù)膜，使用TAC(三醋酸纖維素)膜。近年來，要求液晶顯示面板進(jìn)行薄型化。隨著液晶顯示面板的薄型化，TAC膜也需要進(jìn)行薄型化。
[0004]另一方面，TAC膜具有高的透濕度。由于進(jìn)行薄型化，TAC膜變得更易使水分透過。透過TAC膜的水分成為液晶顯示面板內(nèi)部的PVA(聚乙烯基醇)膜發(fā)生吸脫濕(吸濕和脫濕)的原因。由于PVA膜的吸脫濕，彎曲度(bending)或光學(xué)性能惡化等問題變得顯著。
[0005]因此，提出了降低TAC膜的透濕度的方法。例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種功能性膜，其含有纖維素酰化物膜(TAC膜)和設(shè)置在該纖維素?；锬さ闹辽僖粋€(gè)面上的疏水性層(低透濕層)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-247954號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明欲解決的課題
[0010]專利文獻(xiàn)I中在TAC膜上形成有疏水性層，但疏水性層與TAC膜的密合性不足。
[0011]此外，當(dāng)為了在TAC膜上進(jìn)一步設(shè)置疏水性層時(shí)，由于與TAC膜的極性的差大，因此要面對(duì)難以使其密合的重大課題。另外，在形成疏水性層時(shí)，即使TAC膜非常少地混入到疏水性層中，也會(huì)發(fā)生涂膜的霧度(濁度、不透明度)提高的問題。
[0012]因此，選擇了在TAC膜與疏水性層之間逐次涂布來設(shè)置具有兩者中間的親疏水性(親水性及疏水性)的中間層。
[0013]但是，由于中間層的極性與疏水性層的極性必然存在差異，因此中間層與疏水性層的密合力不足，需要改善以進(jìn)一步提高密合力。
[0014]因此，
【發(fā)明者】們深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過利用濕壓濕重層涂布(wet on wetcoating)對(duì)中間層和極性基團(tuán)不比中間層多的疏水性層進(jìn)行制膜，可以大幅度地改善中間層與疏水性層的密合力。
[0015]進(jìn)行濕壓濕重層涂布時(shí)，中間層與疏水性層之間的密合變得良好，但另一方面，中間層的原材料與疏水性層的原材料的相溶性有時(shí)也差，此時(shí)若中間層與疏水性層過度地進(jìn)行層混合，則會(huì)由于相分離等而引起膜的霧度上升。
[0016]本發(fā)明是考慮這種課題而完成的，其目的在于提供親水性的樹脂基材與疏水性的被覆層的密合性優(yōu)異且霧度低的功能性膜及其制造方法。
[0017]用于解決課題的方法
[0018]本發(fā)明的一個(gè)方式中，功能性膜具有下述層:具有SP值(Solubility Parameter)大于21.5的親水性的樹脂基材，形成于親水性的樹脂基材上的SP值為20.0?21.5的中間層，形成于中間層上的具有SP值小于20.0的疏水性的被覆層，和中間層與被覆層之間的中間層與被覆層的混合區(qū)域；并且所述功能性膜具有小于1.0%的霧度。SP值表示通過Hoy法(Hoy’ s method)測(cè)定的溶解度參數(shù)的值。
[0019]優(yōu)選親水性的樹脂基材由纖維素系樹脂構(gòu)成。
[0020]本發(fā)明的另一方式中，功能性膜的制造方法具有以下工序:連續(xù)地送出具有SP值大于21.5的親水性的樹脂基材的工序；將含有SP值為20.0?21.5的中間層形成材料的第I涂布液涂布在親水性的樹脂基材上的第I涂布工序；和，將含有具有SP值小于20.0的疏水性的被覆層形成材料的第2涂布液濕壓濕涂布在第I涂布液上的第2涂布工序。SP值表示利用Hoy法測(cè)定的溶解度參數(shù)的值。
[0021]優(yōu)選第I涂布液的中間層形成材料具有活性射線固化性，且功能性膜的制造方法進(jìn)一步具有對(duì)第I涂布液照射活性射線的工序。
[0022]優(yōu)選活性射線照射后的所述中間層形成材料的聚合率為10%?60%。
[0023]發(fā)明效果
[0024]通過本發(fā)明，提供親水性的樹脂基材與疏水性的被覆層的密合性優(yōu)異且霧度低的功能性膜及其制造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為功能性膜的截面示意圖。
[0026]圖2表示功能性膜的制造設(shè)備的一個(gè)例子。
[0027]圖3表示功能性膜的制造設(shè)備的另一個(gè)例子。
[0028]符號(hào)說明
[0029]10 功能性膜
[0030]12 樹脂基材
[0031]14 中間層
[0032]16 被覆層
[0033]18 混合區(qū)域
[0034]20 制造設(shè)備
[0035]22、32狹縫式模頭
[0036]24 第I涂布液
[0037]34 第2涂布液
[0038]40 送出裝置
[0039]50 照射裝置

【具體實(shí)施方式】
[0040]以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。本發(fā)明通過以下的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明，但在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以通過很多手法進(jìn)行改變，也可利用本實(shí)施方式以外的其他實(shí)施方式。因此，本發(fā)明范圍內(nèi)中的所有變更均包含在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0041]這里，圖中用相同符號(hào)表示的部分是具有相同功能的相同要素。另外，本說明中使用“?”表示數(shù)值范圍時(shí)，“?”所示的上限、下限的數(shù)值也包含在數(shù)值范圍內(nèi)。
[0042](功能性膜)
[0043]圖1為本實(shí)施的功能性膜的截面示意圖。為了改善親水性的樹脂基材12與疏水性的被覆層16之間的密合性，本實(shí)施的功能性膜10具有中間層14。該中間層14具有介于樹脂基材12與被覆層16之間的親疏水性。功能性膜10在中間層14與被覆層16之間具備中間層14與被覆層16的混合區(qū)域18。
[0044]樹脂基材12具有大于21.5的SP值，中間層14具有20.0?21.5的SP值，被覆層16具有小于20.0的SP值。
[0045]本申請(qǐng)說明書中，將具有大于21.5的SP值的情況定義為親水性，將具有SP值小于20.0的情況定義為疏水性。其中，SP值表示利用Hoy法測(cè)定的溶解度參數(shù)的值。Hoy法在 Polymer Handbook Fourth Edit1n (J.Brandrup 等著，John ffiley&Sons, Inc.出版)中有記載。
[0046]功能性膜10具有小于1.0%的霧度。霧度根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS_K7136(2000年版)測(cè)定。其中，JIS-K7136 (2000年版)對(duì)應(yīng)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的IS014782 (1999年版)。
[0047]將中間層14形成于樹脂基材12上時(shí)，將在溶劑中溶解有中間層形成材料的第I涂布液涂布在樹脂基材12上。優(yōu)選第I涂布液的溶劑滲入到樹脂基材12中(溶劑使樹脂基材溶解或溶脹)。通過將溶劑滲入到樹脂基材12中，產(chǎn)生固著效果，可以提高中間層14與樹脂基材12之間的密合性。這里，固著效果是指粘接劑進(jìn)入到粘接面的微細(xì)凹凸中發(fā)生固化，從而粘接力提高的效果。
[0048]另外，溶脹是指在維持如樹脂這樣的高分子物質(zhì)的固體狀態(tài)的形狀的同時(shí)，分子量相對(duì)低的溶劑分子進(jìn)入到高分子物質(zhì)的縫隙中滲透，從而發(fā)生體積膨脹的狀態(tài)。溶解是指被溶劑分子包圍的高分子鏈分離、分散于溶劑中的狀態(tài)。溶劑在樹脂基材12中的滲入可以利用膜截面的顯微鏡觀察進(jìn)行確認(rèn)。
[0049]在中間層14上形成被覆層16時(shí)，將含有疏水性的被覆層形成材料的第2涂布液濕壓濕涂布在第I涂布液上。通過進(jìn)行濕壓濕涂布，形成混合區(qū)域18。通過形成混合區(qū)域18，產(chǎn)生固著效果，可以提高中間層14與被覆層16之間的密合性。濕壓濕涂布中還包括使用了模涂機(jī)的同時(shí)重層涂布。
[0050]本實(shí)施方式中，為了提高中間層14與被覆層16之間的密合性，形成混合區(qū)域18。但是，根據(jù)第I涂布液的條件不同，有可能有下述情況:中間層14與被覆層16的混合過度地進(jìn)行，由于中間層14與被覆層16的相分離或由樹脂基材12與被覆層16的接觸所導(dǎo)致的相分離等，霧度增大。
[0051]此時(shí)，將中間層14形成于樹脂基材12上時(shí)，在第I涂布液中含有活性射線固化樹脂作為中間層形成材料。為了形成被覆層16，在對(duì)第2涂布液進(jìn)行濕壓濕涂布之前，對(duì)第I涂布液照射活性射線，使中間層形成材料的一部分聚合，在第I涂布液內(nèi)制作3維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。由此，可以調(diào)節(jié)對(duì)第2涂布液進(jìn)行濕壓濕涂布之后的第I涂布液與第2涂布液的混合狀態(tài)。
[0052]活性射線照射后的第I涂布液中的中間層形成材料的聚合率優(yōu)選為10%?60%、更優(yōu)選為20%?50%。其原因在于，當(dāng)為10%以上時(shí)，可以大大地形成3維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，結(jié)果可以抑制過度地混合。另一方面，通過為60%以下，可以抑制3維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成過度地進(jìn)行，結(jié)果可順利地形成混合區(qū)域18。聚合率可以利用FT-1R(傅里葉變換紅外分光光度計(jì))進(jìn)行測(cè)定。
[0053]因此，可獲得親水性的樹脂基材12與疏水性的被覆層16之間的密合性優(yōu)異且霧度低的功能性膜10。
[0054]以下，對(duì)適合作為滿足上述功能性膜10的樹脂基材12和中間層14和被覆層16的主成分的材料等，分別進(jìn)行說明。這里，“主成分”是指以最高比例含有的成分。
[0055]〈樹脂基材〉
[0056]樹脂基材12例如由以纖維素酰化物為主成分的纖維素系樹脂等構(gòu)成。另外，樹脂基材12具有大于21.5的SP值。
[0057]樹脂基材12除了主成分以外還可含有添加劑。添加劑以調(diào)節(jié)光學(xué)特性、改善機(jī)械特性、制膜性等為目的進(jìn)行添加。
[0058]<被覆層>
[0059]被覆層16例如由環(huán)狀烯烴系樹脂(三井化學(xué)株式會(huì)社制的APEL(注冊(cè)商標(biāo))、TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH制的TOPAS (注冊(cè)商標(biāo))等)等構(gòu)成。另外，被覆層16優(yōu)選具有小于20.0的SP值。
[0060]被覆層16除了主成分以外還可含有添加劑。添加劑以調(diào)節(jié)光學(xué)特性、改善機(jī)械特性、制膜性等為目的進(jìn)行添加。
[0061]<中間層>
[0062]中間層14就親疏水性而言，具有介于樹脂基材12與被覆層16之間的性質(zhì)。中間層14例如由含有環(huán)狀烯烴的活性射線固化丙烯酸酯樹脂(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的A-DCP、DCP等)等構(gòu)成。中間層14具有小于樹脂基材12的SP值且大于被覆層16的SP值的20.0?21.5的SP值。
[0063]中間層14除了主成分以外還可含有添加劑。添加劑以調(diào)節(jié)光學(xué)特性、改善機(jī)械特性、制膜性等、調(diào)節(jié)聚合率為目的進(jìn)行添加。
[0064]〈混合區(qū)域〉
[0065]在中間層14與被覆層16之間形成混合區(qū)域18。混合區(qū)域18定義為中間層14的組合物與被覆層16的組合物混合而成的區(qū)域。混合區(qū)域18可通過膜截面的顯微鏡觀察進(jìn)行確認(rèn)。
[0066]混合區(qū)域18以功能性膜10的霧度達(dá)到1.0%以下的混合狀態(tài)形成。
[0067](功能性膜的制造方法)
[0068]本方式的功能性膜的制造方法包含以下工序:連續(xù)地送出親水性的樹脂基材的工序；將含有中間層形成材料的第I涂布液涂布在樹脂基材上的第I涂布工序；和，將含有疏水性的被覆層形成材料的第2涂布液濕壓濕涂布在第I涂布液上的第2涂布工序；其中，中間層形成材料具有介于親水性的樹脂基材與疏水性的被覆層材料之間的親疏水性。
[0069]圖2表示本實(shí)施方式的功能性膜的制造設(shè)備的一個(gè)例子。圖2所示的制造設(shè)備20至少具備:送出帶狀樹脂基材12的送出裝置40、將第I涂布液24涂布在樹脂基材12上的狹縫式模頭22、和將第2涂布液34涂布在第I涂布液24上的狹縫式模頭32。
[0070]圖3表示本實(shí)施方式的功能性膜的制造設(shè)備的一個(gè)例子。圖3所示的制造設(shè)備20至少具備:送出帶狀樹脂基材12的送出裝置40、將第I涂布液24涂布在樹脂基材12上的狹縫式模頭22、對(duì)樹脂基材12上的第I涂布液24照射活性射線的照射裝置50和將第2涂布液34涂布在第I涂布液24上的狹縫式模頭32。
[0071]親水性的樹脂基材12具有卷繞成卷芯的卷狀形狀。卷狀的樹脂基材12被送出裝置40連續(xù)送出。送出裝置40具備可以設(shè)置卷繞成卷芯的卷狀樹脂基材12的輥(未圖示)。通過旋轉(zhuǎn)該輥，將帶狀的樹脂基材12連續(xù)地搬送至下游的狹縫式模頭22、32、照射裝置50等中。
[0072]第I涂布工序中使用狹縫式模頭22將第I涂布液24涂布在經(jīng)連續(xù)搬送的帶狀樹脂基材12上。狹縫式模頭22具有:與樹脂基材12的寬度方向平行的袋部25、與袋部25相連通的狹縫26和噴吐口 28。第I涂布液24自噴吐口 28噴吐、涂布在樹脂基材12上。
[0073]第I涂布液24以中間層14的形成材料為主成分而構(gòu)成。
[0074]第I涂布液24含有溶解中間層形成材料的溶劑。
[0075]作為第I涂布液的溶劑，有環(huán)己烷等烴類、二氯甲烷等鹵代烴類、二乙基醚等醚類、乙酸甲酯等酯類、甲乙酮等酮類、甲醇等醇類、丙烯腈(沸點(diǎn)為81.6°C)等氰化合物類等。另外，還可組合多種將樹脂基材12溶解或溶脹的溶劑。
[0076]如圖3所示，在第I涂布工序之后還可設(shè)置照射活性射線的工序。使用照射裝置50，對(duì)在第I涂布工序中涂布于樹脂基材12上的第I涂布液24照射活性射線，從而將第I涂布液24的一部分聚合(固化)。通過將第I涂布液24的一部分聚合，可以抑制第I涂布液24與第2涂布液34過度地混合。
[0077]作為照射裝置50，例如使用紫外線照射裝置等。使用紫外線照射裝置時(shí)，通過調(diào)節(jié)紫外線的照射強(qiáng)度及照射時(shí)間來調(diào)節(jié)第I涂布液24的聚合率。
[0078]在第2涂布工序中，使用狹縫式模頭32將第2涂布液34濕壓濕涂布在連續(xù)搬送的樹脂基材12上的經(jīng)活性射線照射的第I涂布液24上。濕壓濕涂布是指在使第I涂布液24完全固化之前，將第2涂布液34涂布在第I涂布液24上。
[0079]狹縫式模頭32具有與樹脂基材12的寬度方向平行的袋部35、與袋部3相連通的狹縫36和噴吐口 38。第2涂布液34自噴吐口 38噴吐、涂布在第I涂布液24上。
[0080]第2涂布液34含有被覆層形成材料作為主成分。
[0081]第2涂布液34含有溶解被覆層形成材料的溶劑。作為第2涂布液34的溶劑，有環(huán)己烷等烴類、二氯甲烷等鹵代烴類、二乙基醚等醚類、乙酸甲酯等酯類、甲乙酮等酮類、甲醇等醇類、丙烯腈(沸點(diǎn)為81.6°C )等氰化合物類等。
[0082]第2涂布液34由于被濕壓濕涂布在第I涂布液24上，因此在第I涂布液24與第2涂布液34的界面處，第I涂布液24與第2涂布液34部分地混合。通過該混合，最終在中間層14與被覆層16之間形成混合區(qū)域18。通過形成混合區(qū)域18，產(chǎn)生固著效果，可以確保中間層14與被覆層16之間的密合性。
[0083]實(shí)施例1
[0084]以下舉出本發(fā)明的實(shí)施例更為詳細(xì)地說明本發(fā)明。但本發(fā)明并非受這些實(shí)施例的任何限定。
[0085]<樹脂基材的準(zhǔn)備>
[0086]準(zhǔn)備市售的富士膠片株式會(huì)社制三醋酸纖維素膜(TAC膜)Fujitac (注冊(cè)商標(biāo))TD60UL。TAC 膜的 SP 值為 21.8。
[0087]<第I涂布液的制備>
[0088]作為中間層形成材料使用A-DCP (新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社)。A-DCP的SP值為20.4。作為溶劑使用MEK(甲乙酮)和乙酸甲酯。通過在MEK與乙酸甲酯的1:1混合溶劑中溶解A-DCP，制備中間層形成材料的濃度為50質(zhì)量％的第I涂布液。
[0089]<第2涂布液的制備>
[0090]作為被覆層形成材料使用三井化學(xué)株式會(huì)社制的APEL(注冊(cè)商標(biāo))8008T。APEL8008T的SP值為19.2。作為溶劑使用環(huán)己烷。通過將APEL8008T溶解在環(huán)己烷中，制備被覆層形成材料的濃度為10質(zhì)量％的第2涂布液。
[0091]<被覆層的形成>
[0092]在表I所示的條件下，在樹脂基材上形成被覆層，從而制造功能性膜。這里，逐次涂布是指在使第I涂布液完全固化之后，將第2涂布液涂布在第I涂布液24上。
[0093]<評(píng)價(jià)>
[0094]對(duì)于密合性，根據(jù)JIS-K5600 (1999年版)記載的劃格法進(jìn)行試驗(yàn)。其中，JIS-K5600 (1999年版)對(duì)應(yīng)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的IS0/DIS2808 (1996年發(fā)行)。剝離膠帶后，按照以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0095]A:切割邊緣完全光滑，任何格子的涂膜均未脫落。
[0096]B:切割交差點(diǎn)處的涂膜有小小脫落。在劃格部分處受到影響的明確不會(huì)超過15%。
[0097]C:涂膜沿著切割的邊緣在部分或整個(gè)面上發(fā)生大的脫落和/或數(shù)個(gè)部位的涂膜在部分或整個(gè)面上脫落。劃格部分處受到影響的明確為15%以上。
[0098]對(duì)于霧度，使用霧度計(jì)(HZ-V3，Suga試驗(yàn)機(jī)株式會(huì)社制)根據(jù)JIS-K7136進(jìn)行測(cè)定。
[0099]<評(píng)價(jià)結(jié)果>
[0100]將所得實(shí)施例1?5及比較例1、2的特性示于表I。實(shí)施例1?5具有中間層和混合區(qū)域。其結(jié)果，實(shí)施例1?5就密合性而言為B以上的評(píng)價(jià),就霧度而言小于1.0%。比較例I由于沒有中間層，因此就密合性而言為C的評(píng)價(jià)、就霧度而言為1.0%以上。比較例2由于沒有混合區(qū)域，因此就密合性而言為C的評(píng)價(jià)。
[0101]表I有無1?~ 中間層的中間層的霧度
__中間層混合區(qū)域涂布方法聚合率[%]U[%]
實(shí)施例1' 有—有Hs濕涂布—OA0.8
實(shí)施例2 _ 有—有Iiis濕涂布—12A0.7
[0102]實(shí)施例3 _ 有有濕壓濕涂布29A0.2
實(shí)施例4 _ 有—有IlS濕涂布—47A0.1
實(shí)施例5 _ 有—有濕涂布—63B0.1
比較例I _ 無無一一C2.3
比較例2 I 有丨無I逐次涂布91C0.1
【權(quán)利要求】
1.一種功能性膜，其具有下述層: 具有SP值大于21.5的親水性的樹脂基材， 形成于所述親水性的樹脂基材上的SP值為20.0?21.5的中間層， 形成于所述中間層上的具有SP值小于20.0的疏水性的被覆層，和 所述中間層與所述被覆層之間的所述中間層與所述被覆層的混合區(qū)域； 并且，所述功能性膜具有小于1.0%的霧度； 其中，SP值表示通過Hoy法測(cè)定的溶解度參數(shù)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能型膜，其中，所述親水性的樹脂基材由纖維素系樹脂構(gòu)成。
3.一種功能性膜的制造方法，其具有以下工序: 連續(xù)地送出具有SP值大于21.5的親水性的樹脂基材的工序， 將含有SP值為20.0?21.5的中間層形成材料的第I涂布液涂布在所述親水性的樹脂基材上的第I涂布工序，和 將含有具有SP值小于20.0的疏水性的被覆層形成材料的第2涂布液濕壓濕涂布在第I涂布液上的第2涂布工序； 其中，SP值表示通過Hoy法測(cè)定的溶解度參數(shù)的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功能型膜的制造方法，其中，所述第I涂布液中的所述中間層形成材料具有活性射線固化性，且所述功能性膜的制造方法還具有對(duì)所述第I涂布液照射活性射線的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功能型膜的制造方法，其中，活性射線照射后的所述中間層形成材料的聚合率為10%?60%。
【文檔編號(hào)】B32B37/00GK104175670SQ201410218802
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】國(guó)安諭司, 山本尚志 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社