專利名稱:光學(xué)用膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光學(xué)用膜及其制造方法,特別是涉及異物含量少的光學(xué)用膜 及其制造方法。
背景技術(shù):
以聚曱基丙烯酸曱酯(以下表示為"PMMA,,)為代表的丙烯酸類樹脂, 作為光學(xué)性能優(yōu)異,并且具有高光線透過率、低雙折射率和低相位差的光學(xué) 各向同性材料, 一直適用于各種光學(xué)材料。近年來,隨著液晶顯示裝置、等 離子體顯示器和有機(jī)EL顯示裝置等平板顯示器以及紅外線傳感器、光波導(dǎo) 路等的進(jìn)步,對光學(xué)用透明高分子材料的耐熱性要求不斷提高,因此即使對 于丙烯酸類樹脂,也要求其耐熱性高。
作為具有耐熱性的丙烯酸類樹脂(以下稱為"耐熱丙烯酸類樹脂"),已 知有通過使分子鏈中具有羥基和酯基的聚合物進(jìn)行內(nèi)酯環(huán)化縮合反應(yīng)而得 到的含內(nèi)酯環(huán)聚合物(例如,參見專利文獻(xiàn)l、 2、 3、 4),以及共聚馬來酰 亞胺而得到的馬來酰亞胺類共聚物(例如,參見專利文獻(xiàn)5)。在使用擠出機(jī) 熔融擠出這些耐熱丙烯酸類樹脂,并成型為膜時,通??梢允褂脝屋S擠出機(jī)。 專利文獻(xiàn)1:日本公開特許公報"特開2000 - 230016號公凈艮" 專利文獻(xiàn)2:日本7^開特許公才艮"特開2001 - 151814號/>才艮" 專利文獻(xiàn)3:日本公開特許公報"特開2002 - 120326號公報" 專利文獻(xiàn)4:日本/>開特許公報"特開2002 - 254544號公寺艮" 專利文獻(xiàn)5:日本^^開特許7>氺艮"特開平09 - 324016號7>才艮" 然而,這些耐熱丙烯酸類樹脂的可擠出熔融粘度,比一般的丙烯酸類樹 脂溫度高,并且接近于樹脂分解的溫度,因此,由于樹脂的劣化而產(chǎn)生較多 的碳化物等雜質(zhì)。此外,為了減少雜質(zhì),而降低溫度時,則存在有產(chǎn)生較多 因樹脂溶解而殘留的魚眼的問題。也就是說,在熔融擠出耐熱丙烯酸類樹脂 并成型為膜(以下稱為"光學(xué)用膜")的情況下,在高溫下熔融時或者在低溫下熔融時,雜質(zhì)或者魚眼等異物都對膜的外觀或物性產(chǎn)生了惡性影響,因 此無法得到外觀和物性兩者都優(yōu)異的光學(xué)用膜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而完成,其目的在于提供一種異物含量少,并且物 性和外觀都優(yōu)異的光學(xué)用膜及其制造方法。
如上所述,在以往的技術(shù)中,無法得到外觀和物性兩者都優(yōu)異的光學(xué)用 膜。因此,本發(fā)明者進(jìn)行了積極研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用屏障螺紋型螺桿或 者帶混合段的螺桿作為擠出機(jī)的螺桿,并將擠出機(jī)的一部分部件的溫度保持 在不到規(guī)定溫度,可以在低溫下進(jìn)行塑化和混煉,而且減少了劣化異物的殘 存量,并由此完成本發(fā)明。
即,本發(fā)明的光學(xué)用膜,其具有丙烯酸類樹脂,該樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度
為ll(TC以上20(TC以下,同時,當(dāng)剪切速度為100 (1/s)時,該樹脂在樹 脂溫度為270。C下的粘度為250Pa . s以上1000Pa s以下,其中,上述光學(xué) 用膜的雜質(zhì)含量為10個/1112以下。
根據(jù)上述構(gòu)成,本發(fā)明的光學(xué)用膜,由于其丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫 度為ll(TC以上20(TC以下,因此具有足夠的耐熱性。此外,由于當(dāng)剪切速 度為100 ( 1/s)時,在樹脂溫度為270。C下的丙烯酸類樹脂粘度為250Pa s 以上1000Pa s以下,因此對于通過熔融擠出等方法形成光學(xué)用膜,具有足 夠的機(jī)械強(qiáng)度。因此,可以提供物性優(yōu)異的光學(xué)用膜。
此外,上述光學(xué)用膜,由于其雜質(zhì)含量少至10個/1112以下,因此認(rèn)為作 為原料的丙晞酸類樹脂的分解劣化非常少。從而,起因于丙烯酸類樹脂分解 劣化的著色等極少,因此可以提供外觀上也優(yōu)異的光學(xué)用膜。
此外,本發(fā)明的光學(xué)用膜,進(jìn)一步優(yōu)選其揮發(fā)性有機(jī)物的含量為 1000ppm以下。揮發(fā)性有機(jī)物,因丙烯酸類樹脂部分分解劣化而產(chǎn)生,并且 對光學(xué)用膜的外觀產(chǎn)生了惡性影響,但根據(jù)上述構(gòu)成,揮發(fā)性有機(jī)物的含量 非常少,因此可以提供外觀優(yōu)異的光學(xué)用膜。
此外,本發(fā)明的光學(xué)用膜,其中上述丙烯酸類樹脂優(yōu)選包含具有內(nèi)酯環(huán) 結(jié)構(gòu)的聚合物。具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物,由于其環(huán)化縮合反應(yīng)率高,因此 可以防止向成型品中混入氣泡或銀紋。此外,還具有起因于內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的高耐熱性。因此,可以提供外觀和耐熱性更優(yōu)異的光學(xué)用膜。
本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法,其中,使用具有屏障螺紋型螺桿的擠出機(jī), 將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度 + M5。C的溫度,并通過熔融擠出法成型丙烯酸類樹脂。
根據(jù)上述構(gòu)成,由于使用屏障螺紋型螺桿進(jìn)行熔融擠出,因此不會對丙 烯酸類樹脂施加過度的剪切,可以保持低的樹脂溫度,同時,可以進(jìn)行充分 的熔融混煉。此外,由于將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸
類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+145。C的溫度,進(jìn)行熔融擠出,因此可以防止樹脂 過熱。從而,可以在低溫下熔融擠出丙烯酸類樹脂,并且可以得到雜質(zhì)少的 光學(xué)用膜。
本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法,其中,使用具有帶混合段的螺桿的擠出機(jī), 將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度 + 145。C的溫度,并通過熔融擠出法成型丙烯酸類樹脂。
根據(jù)上述構(gòu)成,和使用屏障螺紋型螺桿的情況相同,由于使用帶混合段 的螺桿進(jìn)行熔融擠出,因此不會對丙烯酸類樹脂施加過度的剪切,可以保持 低的樹脂溫度,同時,可以進(jìn)行充分的熔融混煉。此外,由于將該擠出機(jī)的 機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145 °C的溫 度,進(jìn)行熔融擠出,因此可以防止樹脂過熱。從而,可以在低溫下熔融擠出 丙烯酸類樹脂,并且可以得到雜質(zhì)少的光學(xué)用膜。
此外,在本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法中,上述擠出機(jī)優(yōu)選具有過濾精度 為25jim以下的聚合物過濾器。
擠出機(jī)具有上述聚合物過濾器,可以高精度地除去丙烯酸類樹脂中所含 的異物。
此外,在本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法中,上述擠出機(jī)優(yōu)選具有揮發(fā)成分 除去裝置,并且該揮發(fā)成分除去裝置吸收了隨著丙烯酸類樹脂的熔融混煉而 產(chǎn)生的分解氣體。
根據(jù)上述構(gòu)成,由于揮發(fā)成分除去裝置吸收了隨著丙烯酸類樹脂的熔融 混煉而產(chǎn)生的分解氣體,因此可以抑制光學(xué)用膜中所含的水分或殘存揮發(fā)成 分的增加。從而,可以得到品質(zhì)更優(yōu)異的光學(xué)用膜。
此外,本發(fā)明的光學(xué)用膜,優(yōu)選通過本發(fā)明中的光學(xué)用膜制造方法進(jìn)行制造。進(jìn)一步,在本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法中,上述光學(xué)用膜優(yōu)選為本發(fā) 明中的光學(xué)用膜。
圖1是屏障螺紋型螺桿的一種實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。
圖2是一種實(shí)施方式中,具有屏障螺紋型螺桿的擠出機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的側(cè) 面示意圖。
圖3是帶混合段的螺桿的一種實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下,對本發(fā)明作更詳細(xì)地說明,但是本發(fā)明的范圍并不限制于這些說 明,即使在以下示例以外,也可以在不損害本發(fā)明意旨的范圍內(nèi)適當(dāng)進(jìn)行改 變并實(shí)施。
本發(fā)明的光學(xué)用膜,其具有丙烯酸類樹脂,該樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度為110 。C以上200。C以下,同時,當(dāng)剪切速度為100(1/s)時,該樹脂在樹脂溫度 為270。C下的粘度為250Pa . s以上1000Pa . s以下,并且上述光學(xué)用膜的雜 質(zhì)含量為10個/1112以下。
首先,對上述丙烯酸類樹脂進(jìn)行說明。 (l.丙烯酸類樹脂)
本發(fā)明中所用的丙烯酸類樹脂,以聚合丙烯酸、曱基丙烯酸及其衍生物 而得到的樹脂及其衍生物為主成分,并且只要不損害本發(fā)明的效果,就沒有 特別限定,可以使用公知的曱基丙烯酸類熱塑性樹脂。例如,作為具有通式
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(式中,W和R2,各自獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)為1~20的有機(jī)殘基。 所謂有機(jī)殘基,具體而言,表示碳數(shù)為1 20的直鏈狀、分枝鏈狀或環(huán)狀的烷基。)
所表示的結(jié)構(gòu)的化合物(單體)、丙烯酸、曱基丙烯酸及其衍生物的優(yōu) 選實(shí)例,可以列舉(曱基)丙烯酸曱酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯 酸正丙酯、(曱基)丙烯酸正丁酯、(曱基)丙烯酸叔丁酯、(曱基)丙烯酸 正己酯、(曱基)丙烯酸2-氯乙酯、(曱基)丙烯酸2-輕基乙酯、(曱基)丙
烯酸3-羥基丙酯、(曱基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羥基己酯和(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羥基戊酯等。其中,可以僅使用l種,也可以2種以上并用。其中,從熱 穩(wěn)定性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮,最優(yōu)選(曱基)丙烯酸曱酯。
此外,曱基丙烯酸類熱塑性樹脂,從耐熱性的規(guī)定考慮,可以和苯基馬 來酰亞胺、環(huán)己基馬來酰亞胺以及曱基馬來酰亞胺等N-取代馬來酰亞胺共 聚合,并且還可以在分子鏈中(也稱為聚合物的主骨架中或主鏈中)導(dǎo)入內(nèi) 酯環(huán)結(jié)構(gòu)、戊二酸酐結(jié)構(gòu)和戊二酰亞胺結(jié)構(gòu)等。
其中,從難以產(chǎn)生膜著色(黃變)的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選不含氮原子的結(jié)構(gòu)。 并且,從容易表現(xiàn)出正雙折射率(正相位差)的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在主鏈上具 有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。對于主鏈中的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu),可以是4 8元環(huán),并且 從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性考慮,更優(yōu)選為5 6元環(huán),并特別優(yōu)選為6元環(huán)。如此所 述,當(dāng)主鏈中的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)為6元環(huán)時,可以列舉后述的通式(2)或特開 2004- 168882號公報中表示的結(jié)構(gòu)等,但是從在主鏈上導(dǎo)入內(nèi)酯環(huán)前的聚合 物合成時,聚合收率高的觀點(diǎn),或者從容易以高聚合收率得到內(nèi)酯環(huán)含有比 例高的聚合物的觀點(diǎn),或者從和曱基丙烯酸甲酯等(曱基)丙烯酸酯的共聚 性良好的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為通式(2)表示的結(jié)構(gòu)。
此外,這些丙烯酸類樹脂,在不損害耐熱性的范圍內(nèi),還可以含有共聚 了可共聚的其他單體成分而得的單元。作為可共聚的其他單體成分,具體來 說,可以列舉苯乙烯、a-曱基苯乙烯等芳香族乙烯基類單體、丙烯腈等腈類 單體、乙酸乙烯酯等乙烯酯類等。
以上丙晞酸類初t脂的重均分子量,優(yōu)選為1,000以上2,000,000以下的范 圍,更優(yōu)選為5,000以上1,000,000以下的范圍,并進(jìn)一步優(yōu)選為10,000以 上500,000以下的范圍,以及特別優(yōu)選為50,000以上500,000以下的范圍。
作為制造上述丙烯酸類樹脂的方法,沒有特別限定,使用以往公知的方 法,聚合含有(曱基)丙烯酸酯的單體組合物即可。聚合溫度、聚合時間,根據(jù)所用單體(單體組合物)的種類、使用比率 等而變化,并優(yōu)選,聚合溫度為0。C以上150。C以下的范圍,聚合時間為0.5
小時以上20小時以下的范圍,并更優(yōu)選,聚合溫度為8(TC以上140。C以下 的范圍,聚合時間為1小時以上10小時以下的范圍。
在使用溶劑的聚合方式時,聚合溶劑沒有特別限定,例如,可以列舉曱 苯、二曱苯、乙苯等芳香族烴類溶劑;曱乙酮、曱基異丁酮等酮類溶劑;四 氫呋喃等醚類溶劑等,它們可以僅使用l種,也可以2種以上并用。在制造 后述的含內(nèi)酯環(huán)聚合物時,如果使用的溶劑的沸點(diǎn)過高,則最終得到的含內(nèi) 酯環(huán)聚合物的殘存揮發(fā)成分變多,因此優(yōu)選沸點(diǎn)為5(TC以上20CTC以下的范 圍的溶劑。
在聚合反應(yīng)時,還可以根據(jù)需要,添加聚合引發(fā)劑。作為聚合引發(fā)劑, 沒有特別限定,例如,可以列舉枯烯過氧化氫、二異丙苯過氧化氫、二叔丁 基過氧化物、月桂酰過氧化物、苯曱酰過氧化物、叔丁基過氧化異丙基碳酸 酉旨、叔戊基過氧化-2-乙基己酸酯等有機(jī)過氧化物;2,2,-偶氮二(異丁腈)、l,l,-偶氮(環(huán)己烷腈)、2,2,-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物等,它們可以僅 使用l種,也可以2種以上并用。聚合引發(fā)劑的使用量,根據(jù)所用單體的組 合或反應(yīng)條件等適當(dāng)設(shè)定即可,其沒有特別限定。
在進(jìn)行聚合時,為了抑制反應(yīng)液的凝膠化,優(yōu)選將聚合反應(yīng)混合物中生 成的聚合物的濃度控制在50重量%以下。具體而言,當(dāng)聚合反應(yīng)混合物中 生成的聚合物的濃度超過50重量%時,優(yōu)選在聚合反應(yīng)混合物中適當(dāng)添加 聚合溶劑而將其控制在50重量%以下。聚合反應(yīng)混合物中生成的聚合物的 濃度,更優(yōu)選為45重量%以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為40重量%以下。另外,如 果聚合反應(yīng)混合物中的聚合物濃度過低,則生產(chǎn)性降低,因此聚合反應(yīng)混合 物中的聚合物濃度優(yōu)選為10重量%以上,并更優(yōu)選為20重量%以上。
作為將聚合溶劑適當(dāng)添加至聚合反應(yīng)混合物中的方式,沒有特別限定, 既可以連續(xù)地添加聚合溶劑,也可以間歇地添加聚合溶劑。這樣通過控制聚 合反應(yīng)混合物中生成的聚合物的濃度,可以更充分地抑制反應(yīng)液的凝膠化, 特別地,即使在為了增加含內(nèi)酯環(huán)比例,提高耐熱性,而提高分子鏈中的羥 基和酯基的比例的情況下,也可以充分抑制凝膠化。
作為添加的聚合溶劑,既可以是和聚合反應(yīng)初期投料時使用的溶劑相同種類的溶劑,也可以是不同種類的溶劑,但優(yōu)選使用和聚合反應(yīng)初期投料時 使用的溶劑相同種類的溶劑。此外,添加的聚合溶劑,可以是僅一種溶劑, 也可以是2種以上的混合溶劑。
在上述聚合反應(yīng)結(jié)束時所得到的聚合反應(yīng)混合物中,在所得的聚合物以 外,通常含有溶劑。在將上述聚合物作為以下詳述的含內(nèi)酯環(huán)聚合物時,不 必要將溶劑完全除去而將聚合物以固體狀態(tài)取出,并且優(yōu)選在含有溶劑的狀 態(tài)下,在之后進(jìn)行連續(xù)內(nèi)酯環(huán)化縮合工序。此外,在必要時,也可以將其以 固體狀態(tài)取出,然后在連續(xù)內(nèi)酯環(huán)化縮合工序中再添加適當(dāng)?shù)娜軇?br>
通過聚合反應(yīng)而得到的丙烯酸類樹脂的色相沒有特別限制,透明,黃變 度小,不損害丙烯酸類樹脂的本身特征,因此是適合。上述丙烯酸類樹脂在
形成例如3mm厚的成型體時的霧度值為3以下,更優(yōu)選為2以下,并最優(yōu) 選為1以下。并且該成型體的YI (黃色指數(shù))值為10以下,并優(yōu)選為5以 下。
(2.含內(nèi)酯環(huán)聚合物) 作為上述丙烯酸類樹脂,為了使其透明性、耐熱性、光學(xué)各方同性都高, 并且可以充分發(fā)揮用于各種光學(xué)用途的特性,優(yōu)選在(曱基)丙烯酸酯的共 聚物中,含有通過分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)而導(dǎo)入了內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的、所謂含內(nèi)酯環(huán)聚 合物,并特別優(yōu)選形成主成分。所謂"主成分",是指相對于丙烯酸類樹脂 的總重量含有50重量%以上。作為含內(nèi)酯環(huán)聚合物,沒有特別限定,但優(yōu) 選具有由下述通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)。
(式中,R3、 R4、 R5,各自獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)為1~20的有機(jī)殘 基。另外,有機(jī)殘基也可以含有氧原子。)
含內(nèi)酯環(huán)聚合物結(jié)構(gòu)中的,由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的含有比 例,優(yōu)選為5重量%以上90重量%以下,更優(yōu)選為10重量%以上70重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10重量%以上60重量%以下,并特別優(yōu)選為10重
量%以上50重量%以下。如果上述含有比例少于5重量%,則耐熱性、耐 溶劑性、表面硬度不足,因此不優(yōu)選。此外,如果上述含有比例多于90重 量%,則成型加工性缺乏,因此不優(yōu)選。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物,也可以含有由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)以外的 結(jié)構(gòu)。作為由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu),沒有特別限定, 但優(yōu)選為通過聚合選自例如(曱基)丙烯酸酯、含羥基單體、不飽和羧酸、 由下述通式(3)所表示的單體的至少一種而構(gòu)筑的聚合物結(jié)構(gòu)單元(重復(fù) 結(jié)構(gòu)單元)。 [化3]
CH2 = C — R6
I ….(3) X
(式中,W表示氫原子或曱基,X表示氫原子、碳數(shù)為1 20的烷基、 芳基、-OAc基、-CN基、-CO-r7基、或-C-0-r8基,Ac基表示乙 ?;?,r"和rs表示氫原子或碳數(shù)為1 ~20的有機(jī)殘基。)
在含內(nèi)酯環(huán)聚合物中,由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)的 含有比例,在通過聚合(曱基)丙烯酸酯而構(gòu)筑的聚合物結(jié)構(gòu)單元(重復(fù)結(jié) 構(gòu)單元)的情況下,優(yōu)選在10重量%以上95重量%以下的范圍內(nèi),更優(yōu)選 在10重量%以上90重量%以下的范圍內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在40重量%以上90 重量%以下的范圍內(nèi),并特別優(yōu)選在50重量%以上90重量%以下的范圍內(nèi)。
此外,在通過聚合含羥基單體而構(gòu)筑的聚合物結(jié)構(gòu)單元(重復(fù)結(jié)構(gòu)單元) 的情況下,由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)的含有比例,優(yōu)選 在0重量%以上30重量%以下的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0重量%以上20重量% 以下的范圍內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在0重量%以上15重量%以下的范圍內(nèi),并特 別優(yōu)選在0重量%以上10重量%以下的范圍內(nèi)。
此外,在通過聚合不飽和羧酸而構(gòu)筑的聚合物結(jié)構(gòu)單元(重復(fù)結(jié)構(gòu)單元) 的情況下,由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)的含有比例,優(yōu)選 在0重量%以上30重量%以下的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0重量%以上20重量%以下的范圍內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在0重量%以上15重量%以下的范圍內(nèi),并特 別優(yōu)選在0重量%以上10重量%以下的范圍內(nèi)。
此外,在通過聚合通式(3)表示的單體而構(gòu)筑的聚合物結(jié)構(gòu)單元(重 復(fù)結(jié)構(gòu)單元)的情況下,由通式(2)所表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)的含 有比例,優(yōu)選在0重量%以上30重量%以下的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0重量% 以上20重量%以下的范圍內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在0重量%以上15重量%以下的 范圍內(nèi),并特別優(yōu)選在0重量%以上10重量%以下的范圍內(nèi)。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物的制造方法,沒有特別限定,優(yōu)選可以通過在由聚合工 序得到分子鏈中具有羥基和酯基的聚合物后,通過對該聚合物進(jìn)行加熱處 理,而進(jìn)行將內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入至聚合物中的內(nèi)酯環(huán)化縮合反應(yīng),由此得到含 內(nèi)酯環(huán)聚合物。
通過在聚合物分子鏈中(聚合物的主骨架中)形成內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu),可以對 聚合物賦予高耐熱性。如果導(dǎo)入內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)化縮合反應(yīng)的反應(yīng)率不足, 則有無法充分提高耐熱性,或者因成型時的加熱處理而導(dǎo)致在成型中途產(chǎn)生 縮合反應(yīng),或者產(chǎn)生的醇在成型品中形成氣泡及銀紋而存在的風(fēng)險,因此不 優(yōu)選。
對于為了進(jìn)行內(nèi)酯環(huán)縮合反應(yīng)而加熱處理上述聚合物的方法,沒有特別 限定,可以使用公知的方法。例如,可以對聚合工序所得到的含有溶劑的聚 合反應(yīng)混合物直接進(jìn)行加熱處理。此外,也可以在溶劑存在下,根據(jù)需要使 用閉環(huán)催化劑,進(jìn)行加熱處理。此外,也可以通過使用具有用于除去揮發(fā)成 分的真空裝置或脫揮裝置的加熱爐或反應(yīng)裝置、具有脫揮裝置的擠出機(jī)等, 進(jìn)4亍力口熱處J里。
在進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時,除了上述聚合物外,也可以共存有其它的丙烯 酸類聚合物。此外,在進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時,還可以根據(jù)需要使用通常用作 環(huán)化縮合反應(yīng)催化劑的對曱苯磺酸等酯化催化劑或酯交換催化劑,并且可以 使用乙酸、丙酸、安息香酸、丙烯酸、曱基丙烯酸等有機(jī)羧酸類作為催化劑。 如特開昭61 - 254608號/>才艮或特開昭61 - 261303號7>才艮中所示,還可以使 用堿性化合物、有機(jī)羧酸鹽、碳酸鹽等。
在進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時,優(yōu)選使用有機(jī)磷化合物作為催化劑。通過使用 有機(jī)磷化合物作為催化劑,可以提高環(huán)化縮合反應(yīng)率,同時,可以大幅降低所得含內(nèi)酯環(huán)聚合物的著色。進(jìn)一步,通過使用有機(jī)磷化合物作為催化劑, 可以抑制在后述并用脫揮工序時所引起的分子量降低,并且可以賦予優(yōu)異的 機(jī)械強(qiáng)度。
舉曱基亞膦酸、乙基亞膦酸、苯基亞膦酸等烷基(芳基)亞膦酸(但是,它 們也可以形成作為互變異構(gòu)體的烷基(芳基)次膦酸)及它們的二酯或單酯; 二甲基次膦酸、二乙基次膦酸、二苯基次膦酸、苯曱基次膦酸、苯乙基次膦
酸等二烷基(芳基)次膦酸及它們的酯;曱基膦酸、乙基膦酸、三氟曱基膦 酸、苯基膦酸等烷基(芳基)膦酸及它們的二酯或單酯;曱基亞次膦酸、乙 基亞次膦酸、苯基亞次膦酸等烷基(芳基)亞次膦酸及它們的酯;亞磷酸曱 酯、亞磷酸乙酯、亞磷酸苯酯、亞磷酸二曱酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二苯 酯、亞磷酸三曱酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三苯酯等亞磷酸二酯、單酯或三 酯;磷酸曱酯、磷酸乙酯、磷酸2-乙基己酯、磷酸異癸酯、磷酸月桂酯、磷 酸硬脂酰酯、磷酸異硬脂酰酯、磷酸苯酯、磷酸二曱酯、磷酸二乙酯、磷酸 二-2-乙基己酯、磷酸二異癸酯、磷酸二月桂酯、磷酸二硬脂酰酯、磷酸二異 硬脂酰酯、磷酸二苯酯、磷酸三曱酯、磷酸三乙酯、磷酸三異癸酯、磷酸三 月桂酯、磷酸三硬脂酰酯、磷酸三異硬脂酰酯、磷酸三苯酯等磷酸二酯、單 酯或三酯;曱基膦、乙基膦、苯基膦、二甲基膦、二乙基膦、二苯基膦、三 甲基膦、三乙基膦、三苯基膦等單、二或三烷基(芳基)膦;曱基二氯膦、 乙基二氯膦、苯基二氯膦、二曱基氯膦、二乙基氯膦、二苯基氯膦等烷基(芳 基)卣代膦;氧化曱基膦、氧化乙基膦、氧化苯基膦、氧化二曱基膦、氧化 二乙基膦、氧化二苯基膦、氧化三甲基膦、氧化三乙基膦、氧化三苯基膦等 氧化單、二或三烷基(芳基)膦;氯化三曱基鱗、氯化四乙基轔、氯化四苯 基鱗等卣化四烷基(芳基)轔等。其中,由于催化劑活性高且著色性低,因 此優(yōu)選烷基(芳基)亞膦酸、亞磷酸二酯或單酯、磷酸二酯或單酯、烷基(芳 基)膦酸等,更優(yōu)選烷基(芳基)亞膦酸、亞磷酸二酯或單酯、磷酸二酯或 單酯,并特別優(yōu)選烷基(芳基)亞膦酸、磷酸二酯或單酯。這些有機(jī)磷化合 物,可以仫/使用l種,也可以2種以上并用。
環(huán)化縮合反應(yīng)時所用催化劑的使用量,沒有特別限定,相對于上述聚合 物,優(yōu)選在0.001 ~ 5重量%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.01 ~ 2.5重量%的范圍內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在0.01 ~ 1重量%的范圍內(nèi),并特別優(yōu)選在0.05-0.5重量%的范 圍內(nèi)。如果催化劑的使用量不到0.001重量%,則無法充分提高環(huán)化縮合反 應(yīng)的反應(yīng)率,另一方面,如果其超過5重量%,則形成了著色的原因,并且 由于聚合物的交聯(lián)而難以熔融賦型,因此不優(yōu)選。
催化劑的添加時間沒有特別限定,可以在反應(yīng)初期添加,也可以在反應(yīng) 中途添加,并且還可以在這兩種期間添加。
優(yōu)選在溶劑存在下進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng),并且在環(huán)化縮合反應(yīng)時,可以并 用脫揮工序。這時,可以列舉,在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序 的方式,以及并非在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序,而是僅在一 部分過程中并用脫揮工序的方式。由于在并用脫揮工序的方法中,使縮合環(huán) 化反應(yīng)所副生的醇強(qiáng)制脫揮并除去,因此反應(yīng)的平衡有利于生成側(cè)。
所謂脫揮工序,是指根據(jù)需要在減壓加熱條件下,將溶劑、殘存單體等 揮發(fā)成分和通過引入內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)化縮合反應(yīng)所副生的醇進(jìn)行除去處理 的工序。如果該除去處理不充分,則生成的樹脂中的殘存揮發(fā)成分多,并且 產(chǎn)生了因成型時的變質(zhì)等而著色,以及引起氣泡及銀紋等成型不良的問題 等。
在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序的方式中,對使用的裝置沒 有特別限定,但為了更有效地進(jìn)行本發(fā)明,優(yōu)選使用由熱交換器和脫揮槽所 構(gòu)成的脫揮裝置、帶通氣孔的擠壓機(jī),或者將前述脫揮裝置和前述擠壓機(jī)串 聯(lián)配置的裝置,并更優(yōu)選使用由熱交換器和脫揮槽所構(gòu)成的脫揮裝置或帶通 氣孔的擠壓機(jī)。
使用前述由熱交換器和脫揮槽所構(gòu)成的脫揮裝置時的反應(yīng)處理溫度,優(yōu) 選為150 35(TC的范圍,并更優(yōu)選為200 300。C的范圍。如果反應(yīng)處理溫 度低于15(TC,則存在有環(huán)化縮合反應(yīng)不充分,殘存揮發(fā)成分增多的風(fēng)險, 而如果其超過350。C,則存在有引起著色或分解的風(fēng)險。
使用前述由熱交換器和脫揮槽所構(gòu)成的脫揮裝置時的反應(yīng)處理壓力,優(yōu) 選為931 ~ 1.33hPa(700- lmmHg)的范圍,并更優(yōu)選為798 ~ 66.5hPa( 600 ~ 50mmHg)的范圍內(nèi)。如果上述壓力高于931hPa,則存在有包含醇的揮發(fā)成 分容易殘存的問題,而如果其低于1.33hPa,則存在有工業(yè)實(shí)施困難的問題。
在使用前述帶通氣孔的擠壓機(jī)時,其通氣孔可以是1個,也可以是多個,還可以是任意個,但優(yōu)選具有多個通氣孔的擠壓機(jī)。
使用前述帶通氣孔的擠壓機(jī)時的反應(yīng)處理溫度,優(yōu)選為150 35(TC的范 圍,并更優(yōu)選為200 300。C的范圍。如果反應(yīng)處理溫度低于150°C,則存在 有環(huán)化縮合反應(yīng)不充分,殘存揮發(fā)成分增多的風(fēng)險,而如果其超過350。C, 則存在有引起著色或分解的風(fēng)險。
使用前述帶通氣孔的擠壓機(jī)時的反應(yīng)處理壓力,優(yōu)選為931 L33hPa (700 ~ lmmHg )的范圍,并更優(yōu)選為798 ~ 13.3hPa ( 600 ~ 10mmHg )的范 圍內(nèi)。如果上述壓力高于931hPa,則存在有包含醇的揮發(fā)成分容易殘存的問 題,而如果其低于1.33hPa,則存在有工業(yè)實(shí)施困難的問題。
另外,在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序的方式中,如后所述, 由于在苛刻的熱處理條件下,存在有所得含內(nèi)酯環(huán)聚合物的物性惡化的風(fēng) 險,因此優(yōu)選使用上述的脫醇反應(yīng)的催化劑,并在盡可能溫和的條件下使用 帶通氣孔的擠壓機(jī)等來進(jìn)行。
此外,在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序的方式中,優(yōu)選將聚 合工序所得到的聚合物和溶劑一起導(dǎo)入至環(huán)化縮合反應(yīng)裝置體系中,此時, 也可以根據(jù)需要再一次通入到帶通氣孔的擠壓機(jī)等上述反應(yīng)裝置體系中。
也可以進(jìn)行不是在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序,而是僅在 一部分過程中并用脫揮工序的方式。例如為,將制造聚合物的裝置進(jìn)一步加 熱,根據(jù)需要部分并用脫揮工序,預(yù)先進(jìn)行某種程度的環(huán)化縮合反應(yīng),然后, 繼續(xù)進(jìn)行同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng),卩吏反應(yīng)完成的方式。
在前述的在環(huán)化縮合反應(yīng)的整個過程中并用脫揮工序的方式中,例如, 在使用雙軸擠出機(jī),在250。C左右或其以上的高溫下對聚合物進(jìn)行熱處理時, 存在有因受熱過程的不同而導(dǎo)致在引起環(huán)化縮合反應(yīng)前,產(chǎn)生了部分分解 等,以及所得的含內(nèi)酯環(huán)聚合物的物性劣化的風(fēng)險。因此,在進(jìn)行同時并用 脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)前,當(dāng)預(yù)先進(jìn)行某種程度的環(huán)化縮合反應(yīng)時,由于 可以緩和后半部分的反應(yīng)條件,并且可以抑制所得的含內(nèi)酯環(huán)聚合物的物性 惡化,所以優(yōu)選。
作為特別優(yōu)選的方式,可以列舉在環(huán)化縮合反應(yīng)開始后過一定時間再開 始脫揮工序的方式,即,使存在于聚合工序所得到的聚合物分子鏈中的羥基 和酯基預(yù)先進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng),將環(huán)化縮合反應(yīng)率提高到某種程度之后,接著再進(jìn)行同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)的方式。具體來說,優(yōu)選列舉, 例如預(yù)先使用釜型反應(yīng)器,在溶劑存在下使環(huán)化縮合反應(yīng)進(jìn)行至某種程度的 反應(yīng)率,然后,使用具有脫揮裝置的反應(yīng)器,例如由熱交換器和脫揮槽所構(gòu) 成的脫揮裝置、帶通氣孔的擠壓機(jī)等,使環(huán)化縮合反應(yīng)完成的方式。特別在 該方式時,更優(yōu)選存在有環(huán)化縮合反應(yīng)用的催化劑。
如上所述,使存在于聚合工序所得到的聚合物分子鏈中的羥基和酯基預(yù) 先進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng),將環(huán)化縮合反應(yīng)率提高到某種程度之后,接著再進(jìn)行 同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)的方法,在得到含內(nèi)酯環(huán)的聚合物方面考 慮,是優(yōu)選的方式。根據(jù)該方式,可以得到環(huán)化縮合反應(yīng)率更高,玻璃化溫 度也更高,并且耐熱性優(yōu)異的含內(nèi)酯環(huán)聚合物。此時,作為環(huán)化縮合反應(yīng)率
的基準(zhǔn),在實(shí)施例所示的動態(tài)TG測定中的,在150 300。C之間的失重率優(yōu) 選為2%以下,更優(yōu)選為1.5%以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為1%以下。
在同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)前,預(yù)先進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時可采 用的反應(yīng)器,沒有特別限定,但優(yōu)選可以列舉,高壓釜、釜型反應(yīng)器、由熱 交換器和脫揮槽所構(gòu)成的脫揮裝置等,此外,也可以使用適于同時并用脫揮 工序的環(huán)化縮合反應(yīng)的帶通氣孔的擠壓機(jī)。更優(yōu)選為高壓釜、釜型反應(yīng)器。 然而,即使在使用帶通氣孔的擠壓機(jī)等反應(yīng)器時,通過使通氣條件溫和,或 不進(jìn)行通氣,或調(diào)整溫度條件及筒條件、螺桿形狀、螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)條件等,也可
在同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)前,預(yù)先進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時,優(yōu) 選可以列舉,對含有聚合工序所得的聚合物和溶劑的混合物,(i)添加催化 劑,進(jìn)行加熱反應(yīng)的方法,(ii)在無催化劑條件下進(jìn)行加熱反應(yīng)的方法,以 及在加壓下進(jìn)行前述(i)或(ii)的方法等。
另外,在內(nèi)酯環(huán)化縮合工序中導(dǎo)入環(huán)化縮合反應(yīng)的"含有聚合物和溶劑 的混合物,,是指,可以直接使用在聚合工序中所得的聚合反應(yīng)混合物,也可 以在除去溶劑后再添加適于環(huán)化縮合反應(yīng)的溶劑。
作為在同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)前,預(yù)先進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時 可以再添加的溶劑,沒有特別限定,例如,可以是曱苯、二曱苯、乙苯等芳 烴類;丁酮、甲基異丁基酮等酮類;氯仿、DMSO、四氫呋喃等,但優(yōu)選為 和可用于聚合工序的il:劑相同種類的溶劑。作為上述方法(i)中添加的催化劑,可以列舉, 一般使用的對曱苯磺酸 等酯化催化劑或酯交換催化劑、堿性混合物、有機(jī)羧酸鹽、碳酸鹽等,但在 本發(fā)明中,優(yōu)選使用前述有機(jī)磷化合物。
催化劑的添加時間沒有特別限定,可以在反應(yīng)初期添加,也可以在反應(yīng) 中途添加,并且還可以在這兩種期間添加。添加的催化劑量沒有特別限定,
但相對于聚合物的重量,優(yōu)選在0.001 ~ 5重量%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.01 ~ 2.5重量%的范圍內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選在0.01 ~ 0.1重量%的范圍內(nèi),并特別優(yōu)選 在0.05-0.5重量%的范圍內(nèi)。方法(i)的加熱溫度和加熱時間沒有特別限 定,作為加熱溫度,優(yōu)選為室溫以上,并更優(yōu)選為50。C以上,作為加熱時間, 優(yōu)選為1 ~20小時的范圍,并更優(yōu)選為2-10小時的范圍。如果加熱溫度低, 或者加熱時間短,則環(huán)化縮合反應(yīng)率降低,因此不優(yōu)選。此外,如果加熱時 機(jī)過長,則會引起樹脂的著色或分解,因此不優(yōu)選。
作為上述方法(ii),可以列舉,例如使用耐壓性的釜等,直接加熱在聚 合工序中所得的聚合反應(yīng)混合物的方法等。作為加熱溫度,優(yōu)選為IO(TC以 上,并進(jìn)一步優(yōu)選為150。C以上。作為加熱時間,優(yōu)選為1 20小時的范圍, 并更優(yōu)選為2~ 10小時的范圍。如果加熱溫度4氐,或者加熱時間短,則環(huán)化 縮合反應(yīng)率降低,因此不優(yōu)選。此外,如果加熱時機(jī)過長,則會引起樹脂的 著色或分解,因此不優(yōu)選。
在上述方法(i)、 (ii)任一種中,即使根據(jù)條件形成加壓,也沒有任何 問題。此外,在同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)前,預(yù)先進(jìn)行環(huán)化縮合反 應(yīng)時,即使一部分溶劑在反應(yīng)中自然揮發(fā),也沒有任何問題。
在同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)前預(yù)先進(jìn)行的環(huán)化縮合反應(yīng)結(jié)束 時,即,在脫揮工序開始之前,在動態(tài)TG測定中的在150 300。C之間的失 重率,優(yōu)選為2%以下,更優(yōu)選為1.5%以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為1%以下。如
環(huán)化縮合反應(yīng)率也不會提高到足夠高的水平,并且所得的含內(nèi)酯環(huán)聚合物的 物性降低。另外,在進(jìn)行上述的環(huán)化縮合反應(yīng)時,除了聚合物外,還可以共 存有其它的熱塑性樹脂。
作為其它的熱塑性樹脂,優(yōu)選和含內(nèi)酯環(huán)聚合物在熱力學(xué)上相容的熱塑
性樹脂。例如,含有氰化乙烯基類單體單元和芳香族乙烯基類單體單元的共聚物,具體來說,可以列舉丙烯腈-苯乙烯類共聚物、聚氯乙烯樹脂、或含 有50重量%以上曱基丙烯酸酯類的共聚物。
其中,丙烯腈-苯乙烯類共聚物相容性最優(yōu)異,并且可以得到不損害耐 熱性的透明成型體。另外,含內(nèi)酯環(huán)聚合物和其它的熱塑性樹脂在熱力學(xué)上 相容,可以通過測定將它們混合而得到的熱塑性樹脂組合物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度 而確認(rèn)。具體來說,對于含內(nèi)酯環(huán)聚合物和其它的熱塑性樹脂,使用差示掃 描量熱計測定的玻璃轉(zhuǎn)變溫度僅觀察到l點(diǎn),則可以認(rèn)為在熱力學(xué)上相容。
在使用丙烯腈-苯乙烯類共聚物作為其它的熱塑性樹脂時,作為將含內(nèi) 酯環(huán)聚合物和丙烯腈_苯乙烯類共聚物聚合的方法,可以使用乳化聚合法、 懸浮聚合法、溶液聚合法或本體聚合法等,但從所得的光學(xué)用膜的透明性和 光學(xué)性能的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選由溶液聚合法或本體聚合法所得到的物質(zhì)。
在使存在于聚合工序所得到的聚合物分子鏈中的羥基和酯基預(yù)先進(jìn)行 環(huán)化縮合反應(yīng),而將環(huán)化縮合反應(yīng)率提高到某種程度,接著再進(jìn)行同時并用 脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)的方式中,也可以不分離預(yù)先進(jìn)行的環(huán)化縮合反應(yīng) 中所得的聚合物(分子鏈中存在的羥基和酯基的至少一部分進(jìn)行環(huán)化縮合反 應(yīng)的聚合物)和溶劑,進(jìn)行和脫揮工序同時并用的環(huán)化縮合反應(yīng)。此外,也 可以根據(jù)需要,分離前述聚合物(分子鏈中存在的羥基和酯基的至少一部分 進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)的聚合物),再經(jīng)過再添加溶劑等其它處理,然后再進(jìn)行 同時并用脫揮工序的環(huán)化縮合反應(yīng)。
脫揮工序并不僅限于和環(huán)化縮合反應(yīng)同時結(jié)束,也可以在環(huán)化縮合反應(yīng) 結(jié)束一定時間后結(jié)束。
如前所述,含內(nèi)酯環(huán)聚合物在進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)時,優(yōu)選使用催化劑, 但如果該催化劑殘存在樹脂中,則在加熱樹脂時,未反應(yīng)的環(huán)形成性單元 (即,還沒有形成環(huán)的單元)的羥基、或體系中少量存在的水等中的活性氫, 和烷基酯基進(jìn)行酯交換而產(chǎn)生醇,由此產(chǎn)生起泡現(xiàn)象。為了防止該起泡現(xiàn)象, 優(yōu)選配合失活劑。
通常,當(dāng)環(huán)化縮合反應(yīng)中所用的催化劑為酸性物質(zhì)時,為了使反應(yīng)后殘 存的催化劑失活,只要使用堿性物質(zhì)進(jìn)行中和即可。因此,當(dāng)環(huán)化縮合反應(yīng) 中所用的催化劑為酸性物質(zhì)時,作為失活劑,優(yōu)選使用堿性物質(zhì)。作為堿性 物質(zhì),只要在熱加工時不產(chǎn)生阻礙樹脂組合物物性的物質(zhì)等,就沒有特別限定。例如,可以列舉金屬碳酸鹽、金屬絡(luò)合物、金屬氧化物等。 <失活劑>
例如,在使用含內(nèi)酯環(huán)聚合物作為甲基丙烯酸類樹脂時,如前所述,在 內(nèi)酯環(huán)化縮合工序中,聚合物的分子鏈中所存在的輕基和酯基進(jìn)行環(huán)化縮 合,產(chǎn)生作為酯交換一種的脫醇反應(yīng),由此在聚合物的分子鏈中(聚合物的 主骨架中)形成內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)。通常,當(dāng)酯交換中所用的催化劑為酸性物質(zhì)時, 為了使反應(yīng)后殘存的催化劑失活,使用堿性物質(zhì)進(jìn)行中和即可。
因此,作為此時所用的失活劑,只要是堿性物質(zhì),并且在熱加工時不產(chǎn) 生阻礙樹脂組合物的物質(zhì)等,就沒有特別限定,例如,可以列舉金屬鹽、金 屬絡(luò)合物和金屬氧化物等金屬化合物。
此處,作為構(gòu)成金屬化合物的金屬,只要不阻礙樹脂組合物的物性等, 并且在廢棄時不會導(dǎo)致環(huán)境污染,就沒有特別限定,例如,可以列舉鋰、鈉
和鉀等堿金屬;鎂、鈣、鍶和鋇等堿土類金屬;鋅、鋁、錫、鉛等兩性物質(zhì); 鋯等。
這些金屬中,從樹脂著色少的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選典型金屬元素,特別優(yōu)選 堿土類金屬或兩性金屬,并最優(yōu)選鈣、鎂和鋅。作為金屬鹽,對樹脂的分散 性和對溶劑的溶解性好,并優(yōu)選為有機(jī)酸的金屬鹽,特別優(yōu)選為有機(jī)羧酸、 有機(jī)磷酸化合物和酸性有機(jī)硫化合物的金屬鹽。作為構(gòu)成有機(jī)羧酸金屬鹽的 有機(jī)羧酸,沒有特別限定,例如,可以列舉曱酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、 己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、二 十二酸(、 >酸)、十三烷酸、十五烷酸、十七烷酸、乳酸、蘋果酸、檸 檬酸、草酸、丙二酸、丁二酸、富馬酸、馬來酸、已二酸等。
作為構(gòu)成有機(jī)磷酸金屬鹽的有機(jī)磷化合物,可以列舉曱基亞膦酸、乙基 亞膦酸、苯基亞膦酸等烷基(芳基)亞膦酸(但是,它們也可以形成作為互 變異構(gòu)體的烷基(芳基)次膦酸)及它們的二酯或單酯;二曱基次膦酸、二 乙基次膦酸、二苯基次膦酸、苯曱基次膦酸、苯乙基次膦酸等二烷基(芳基) 次膦酸及它們的酯;甲基膦酸、乙基膦酸、三氟甲基膦酸、苯基膦酸等烷基 (芳基)膦酸及它們的二酯或單酯;甲基亞次膦酸、乙基亞次膦酸、苯基亞 次膦酸等烷基(芳基)亞次膦酸及它們的酯;亞磷酸曱酯、亞磷酸乙酯、亞 磷酸苯酯、亞磷酸二甲酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三曱酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三苯酯等亞磷酸二酯、單酯或三酯;磷酸曱酯、磷酸
乙酯、磷酸2-乙基己酯、磷酸辛酯、磷酸異癸酯、磷酸月桂酯、磷酸硬脂酰 酯、磷酸異硬脂酰酯、磷酸苯酯、磷酸二曱酯、磷酸二乙酯、磷酸二-2-乙基 己酯、磷酸二異癸酯、磷酸二月桂酯、磷酸二硬脂酰酯、磷酸二異硬脂酰酯、 磷酸二苯酯、磷酸三曱酯、磷酸三乙酯、磷酸三異癸酯、磷酸三月桂酯、磷 酸三硬脂酰酯、磷酸三異硬脂酰酯、磷酸三苯酯等磷酸二酯、單酯或三酯; 甲基膦、乙基膦、苯基膦、二曱基膦、二乙基膦、二苯基膦、三曱基膦、三 乙基膦、三苯基膦等單、二或三烷基(芳基)膦;曱基二氯膦、乙基二氯膦、 苯基二氯膦、二曱基氯膦、二乙基氯膦、二苯基氯膦等烷基(芳基)卣代膦; 氧化曱基膦、氧化乙基膦、氧化苯基膦、氧化二曱基膦、氧化二乙基膦、氧 化二苯基膦、氧化三曱基膦、氧化三乙基膦、氧化三苯基膦等氧化單、二或 三烷基(芳基)膦;氯化三曱基鱗、氯化四乙基轔、氯化四苯基鱗等卣化四 烷基(芳基)鱗等。
作為構(gòu)成酸性有機(jī)硫化合物金屬鹽的酸性有機(jī)碌"匕合物,可以列舉對曱 苯磺酸、曱磺酸、苯磺酸、二曱苯磺酸、十二烷基苯磺酸等。作為金屬絡(luò)合 物中的有機(jī)成分,沒有特別限定,可以列舉乙?;?。
另一方面,當(dāng)酯交換中所用的催化劑為堿性物質(zhì)時,例如,通過使用有 機(jī)磷酸化合物等酸性物質(zhì),使反應(yīng)后殘存的催化劑失活即可。在任一種情況 下,這些失活劑可以單獨(dú)-使用,也可以2種以上并用。另外,失活劑可以以 固體物質(zhì)、;盼末、粒狀物、分散體、懸濁液、水溶液等任意形式添加,并且 沒有特別限定。
另一方面,當(dāng)酯交換中所用的催化劑為堿性物質(zhì)時,例如,通過使用有 機(jī)磷酸化合物等酸性物質(zhì),使反應(yīng)后殘存的催化劑失活即可。在任一種情況 下,這些失活劑可以單獨(dú)使用,也可以2種以上并用。另外,失活劑可以以 固體物質(zhì)、粉末、粒狀物、分散體、懸濁液、水溶液等任意形式添加,并且 其形式?jīng)]有特別限定。
失活劑的配合量,根據(jù)環(huán)化縮合反應(yīng)中所用的催化劑的使用量適當(dāng)調(diào)節(jié) 即可,其沒有特別限定。例如,以含內(nèi)酯環(huán)聚合物的質(zhì)量為基準(zhǔn),優(yōu)選為 10ppm以上10,000ppm以下,更優(yōu)選為50ppm以上5000ppm以下,并進(jìn)一 步優(yōu)選為100ppm以上3000ppm以下。如果上述配合量不到10ppm,則失活劑的作用不足,并且加熱時產(chǎn)生氣泡,因此不優(yōu)選。如果上述配合量超過
10,000ppm,則失活劑的作用飽和,同時,使用了必需以上的失活劑,導(dǎo)致 制造成本上升,因此不優(yōu)選。
上述失活劑,只要是在內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)形成后,可以在任意時間添加。例如, 在含內(nèi)酯環(huán)聚合物的制造中,在規(guī)定階段添力口,并在得到含內(nèi)酯環(huán)聚合物后, 將含內(nèi)酯環(huán)聚合物、失活劑、其它成分等同時加熱熔融并混煉的方法;在制 造含內(nèi)酯環(huán)聚合物后,添加失活劑,將含內(nèi)酯環(huán)聚合物、失活劑、其它成分 等同時加熱熔融并混煉的方法;預(yù)先將含內(nèi)酯環(huán)聚合物和其它成分等加熱熔 融,向其中添加失活劑、其它成分等,并混煉的方法等。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物,其重均分子量優(yōu)選為1,000以上2,000,000以下,更優(yōu) 選為5,000以上1,000,000以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10,000以上500,000以下,并 特別優(yōu)選為50,000以上500,000以下。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物,在動態(tài)TG測定中,在150以上300。C以下間的失重 率優(yōu)選為1 %以下,更優(yōu)選為0.5 %以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為0.3 %以下。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物,其環(huán)化縮合反應(yīng)率高,因此可以避免在成型后的成型 品中引入氣泡或銀紋的缺點(diǎn)。進(jìn)一步,由于高環(huán)化縮合反應(yīng)率,使內(nèi)酯環(huán)結(jié) 構(gòu)充分導(dǎo)入至聚合物中,因此所得的含內(nèi)酯環(huán)聚合物具有足夠高的耐熱性。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物在熱重分析(TG)中失重為5%日于的溫度,優(yōu)選為280 。C以上,更優(yōu)選為290。C以上,并進(jìn)一步優(yōu)選為300。C以上。在熱重分析(TG) 中失重為5%時的溫度是熱穩(wěn)定性的指標(biāo),如果其不到280°C,則無法發(fā)揮 足夠的熱穩(wěn)定性。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物,其中所含的殘存揮發(fā)成分的總量,優(yōu)選為5000ppm以 下,并更優(yōu)選為2000ppm以下。如果殘存揮發(fā)成分的總量多于5000ppm, 則因成型時的變質(zhì)等而著色或發(fā)泡,并形成了銀紋等成型不良的原因。
含內(nèi)酯環(huán)聚合物,通過注射成型而得到的成型品,用基于ASTM-D-1003的方法所測定的全光線透過率,優(yōu)選為85%以上,更優(yōu)選為88%以上, 并進(jìn)一步優(yōu)選為90%以上。全光線透過率是透明性的指標(biāo),如果其不到85 %,則透明性低,無法用于本來目的的用途。 (3.光學(xué)用膜的物性等)
本發(fā)明的光學(xué)用膜,其具有丙烯酸類樹脂,該樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度為110。C以上200。C以下,同時,當(dāng)剪切速度為100 ( 1/s)時,該樹脂在樹脂溫度 為270。C下的粘度為250Pa . s以上1000Pa s以下,并且上述光學(xué)用膜的雜 質(zhì)含量為10個/1112以下。
可形成玻璃的物質(zhì),通常在低溫的玻璃狀態(tài)時以及在高溫的過冷卻液體 狀態(tài)時,在邊界上形成物質(zhì)固有的狹窄溫度區(qū)域,由此熱膨脹系數(shù)、電導(dǎo)率 或粘度等溫度系數(shù)之外的物理量急劇變化。所謂玻璃轉(zhuǎn)變溫度,是指該邊界 的溫度區(qū)域,并且是聚合物分子開始微布朗運(yùn)動的溫度。
玻璃轉(zhuǎn)變溫度具有各種測定方法,但本說明書中定義為使用差示掃描量 熱計(DSC)并根據(jù)ASTM-D-3148,以中點(diǎn)法所求出的溫度。本發(fā)明的 光學(xué)用膜,具有玻璃轉(zhuǎn)變溫度為ll(TC以上200。C以下的丙烯酸類樹脂,并 且該丙烯酸類樹脂,通常在技術(shù)人員中被認(rèn)為是耐熱丙烯酸類樹脂。
如果玻璃轉(zhuǎn)變溫度高于200°C,則熔融樹脂的流動性變差,難以成型為 膜。玻璃轉(zhuǎn)變溫度,優(yōu)選為115。C以上180。C以下,并更優(yōu)選為12CTC以上 16(TC以下。
上述丙烯酸類樹脂,當(dāng)剪切速度為100 (1/s)時,其在樹脂溫度為270 。C下的粘度必須為250Pa s以上1000Pa . s以下。另夕卜,所謂剪切速度,是 指當(dāng)流體沿著壁流動時,基于與壁面垂直方向的位置差異的流速變化。剪切 速度,通常,在壁面處為最大值,并且離壁面越遠(yuǎn)越小。另外,100(1/s) 的剪切速度,是擠出機(jī)中通常工作的速度中心值。
此外,上述丙烯酸類樹脂,在剪切速度為100 (1/s)時,當(dāng)樹脂溫度為 250。C時,其粘度^f尤選為300Pa s以上2000Pa s以下。
此外,作為測定上述粘度的方法,沒有特別限定,可以使用以往公知的 流變儀進(jìn)行測定。
本發(fā)明中的這種光學(xué)用膜,具有上述丙烯酸類樹脂。作為上述丙烯酸類 樹脂以外可含有的成分,可以列舉丙烯酸類樹脂以外的聚合物(其它聚合物) 或其它添加劑等。
作為其它聚合物,例如,可以列舉聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、 聚(4_曱基_1_戊烯)等烯烴類聚合物;聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等含鹵類聚合物;
聚苯乙烯、苯乙烯-曱基丙烯酸曱酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等苯乙烯類共聚物;聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚對苯二曱酸丁二醇酯、聚萘二曱酸乙二醇酯、聚乳酸、聚琥珀酸丁二醇酯等
聚酯;尼龍6、尼龍66、尼龍610等聚酰胺;聚縮醛;聚碳酸酯;聚苯醚; 聚苯硫醚;聚醚醚酮;聚石風(fēng);聚醚砜;聚氧甲基苯;聚酰胺酰亞胺;配合了 聚丁二烯類橡膠、丙烯酸類橡膠的ABS樹脂或ASA樹脂等橡膠質(zhì)聚合物等。
光學(xué)用膜中的上述其它聚合物的含有比例,優(yōu)選為0重量%以上50重 量%以下,更優(yōu)選為0重量%以上40重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0重量% 以上30重量%以下,并特別優(yōu)選為0重量%以上20重量%以下。
作為上述其它添加劑,例如,可以列舉受阻酚類、磷類、^^類等抗氧劑; 耐光穩(wěn)定劑、耐氣候穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑等穩(wěn)定劑;玻璃纖維、碳纖維等補(bǔ)強(qiáng) 材料;水楊酸苯酯、(2,2,-羥基-5-曱基苯基)苯并三唑、2-羥基二苯曱酮等紫 外線吸收劑;近紅外線吸收劑;三(二溴丙基)磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、氧 化銻等阻燃劑;陰離子、陽離子、非離子類表面活性劑等抗靜電劑;無機(jī)顏 料、有機(jī)顏料、染料等著色劑;有機(jī)填料和無機(jī)填料;樹脂改質(zhì)劑;有機(jī)填 充劑和無機(jī)填充劑;增塑劑;潤滑劑;抗靜電劑;阻燃劑等。
光學(xué)用膜中的上述其它添加劑的含有比例,優(yōu)選為0重量%以上5重量 %以下,更優(yōu)選為0重量%以上2重量%以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為0重量%以 上0.5重量%以下。
上述其它聚合物或添加劑,優(yōu)選在膜形成前預(yù)先和丙烯酸類樹脂熔融混煉。
上述光學(xué)用膜的雜質(zhì)含量為10個/1112以下。作為雜質(zhì),例如,可以列舉 在光學(xué)用膜的制造工序中,在原料熔融混煉時,因丙烯酸類樹脂部分過熱并 劣化而產(chǎn)生的碳化物(所謂的"燒結(jié)異物")等。
光學(xué)用膜中的雜質(zhì)含量,例如,可以通過基于JISK6718中所述的外觀 觀察方法的方法進(jìn)行測定。具體而言,可以通過,首先在散射光下目視檢查 光學(xué)用膜的外觀,接著,在倍率為20 ~ 100倍的顯微鏡下計數(shù)20(im以上的 雜質(zhì)而進(jìn)行測定。本發(fā)明的光學(xué)用膜,由于其雜質(zhì)含量非常少至10個/1112以 下,因此形成了玻璃轉(zhuǎn)變溫度或粘度等物性優(yōu)異,同時外觀也優(yōu)異的光學(xué)用 膜。
在一種實(shí)施方式中,本發(fā)明的光學(xué)用膜,其揮發(fā)性有機(jī)物的含量優(yōu)選為 1000ppm以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為600ppm以下。揮發(fā)性有4幾物,主要是在將樹脂從擠出機(jī)中擠出至大氣中時,在模頭中的所謂孔中形成并蓄積,由于其 在膜表面不連續(xù)地轉(zhuǎn)印而損害外觀,因此優(yōu)選其盡可能少的情況。此外,揮 發(fā)性有機(jī)物,在光學(xué)用膜的保存時或使用時排出,并且具有損害光學(xué)用膜外 觀的風(fēng)險,因此優(yōu)選其盡可能少的情況。本實(shí)施方式的光學(xué)用膜,由于其揮 發(fā)性有機(jī)物的含量如上述那樣少,因此具有優(yōu)異的外觀。
上述揮發(fā)性有機(jī)物,由于作為原料的丙烯酸類樹脂部分分解劣化而產(chǎn) 生,并且在丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C以上的高溫下成型時容易 產(chǎn)生。作為揮發(fā)性有機(jī)物,例如,可以列舉曱基丙烯酸曱酯等(曱基)丙烯 酸酯。測定揮發(fā)性有機(jī)物含量的方法,沒有特別限定。例如,可以使用氣相 色譜等以外公知的方法進(jìn)行測定。
本發(fā)明的光學(xué)用膜,可以通過熔融擠出法、熔融澆鑄法、壓延法、壓縮 成型法等成型方法進(jìn)行成型,并優(yōu)選通過本發(fā)明的光學(xué)用膜制造方法進(jìn)行制 造。接著,對本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法進(jìn)行說明。
P.光學(xué)用膜的制造方法]
本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法,使用具有屏障螺紋型螺桿或帶混合段的螺 桿的擠出機(jī),將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂的玻
璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C的溫度,并通過熔融擠出法成型丙烯酸類樹脂。
上述所謂的"屏障螺紋型螺桿",是配置為可以在機(jī)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),并且用 于將供給至機(jī)筒內(nèi)的固體狀態(tài)的樹脂顆粒,經(jīng)過半熔融狀態(tài)形成熔融狀態(tài)并 吐出的,形成主螺紋的熱塑性樹脂混煉螺桿,在該主螺紋間所形成的溝部分 的至少一部分中,形成將該溝部分雙分的副螺紋。"屏障螺紋型螺桿",還使 用"雙螺紋型螺桿"、"障礙螺紋型螺桿"等名稱作為別名,并且本說明書中 的"屏障螺紋型螺桿"也包含上述別名的螺桿。
圖l是屏障螺紋型螺桿的一種實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。圖1中,屏障螺 紋型螺桿l,具有主螺紋2、副螺紋3,并且由供給部分4、熔融促進(jìn)部分5、 計量部分6構(gòu)成。主螺紋2,通常由比料斗正下方稍微靠近螺桿基端的一側(cè), 以螺旋狀連續(xù)延伸到作為螺桿送出熔融狀態(tài)樹脂一側(cè)末端的螺桿前端,形成 1條螺紋,副螺紋3,是在該主螺紋2間所形成的溝部分的至少一部分中, 以螺旋狀連續(xù)形成一條螺紋,并將該溝部分雙分。
屏障螺紋型螺桿1的L/D (L表示擠出機(jī)機(jī)筒的長度,D表示機(jī)筒的內(nèi)徑),沒有特別限定,但為了得到充分塑化和混煉的狀態(tài),優(yōu)選為10以上100
以下,更優(yōu)選為20以上50以下,并最優(yōu)選為25以上40以下。如果L/D為 IO以下,則難以得到充分塑化和混煉的狀態(tài),而如果為100以上,則對樹脂 施加了過度的剪切發(fā)熱,并且樹脂具有分解的可能性。
供給部分4,是進(jìn)行原料的穩(wěn)定傳送和預(yù)熱的區(qū)域,并且根據(jù)原料形式 選擇適當(dāng)?shù)臏仙疃取H廴诖龠M(jìn)部分5,是在主螺紋2之間設(shè)置比主螺紋2的 外徑小約1 3mm的副螺紋3的區(qū)域。溝的深度為形成深溝,以便不會對熔 融樹脂施加過度的剪切,并且可以保持低樹脂溫度,以及容易形成目標(biāo)溫度。 此外,使固體溝深度漸漸減小,并且在其最終部分,變淺至樹脂不會閉塞的 程度。熔融促進(jìn)部分5的L/D,沒有特別限定,但在非通氣孔螺桿中優(yōu)選約 為10~15,在通氣孔螺桿中優(yōu)選約為5~ IO左右。
圖3是帶混合段的螺桿的一種實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。在圖3中,帶混 合段的螺桿a,具有主螺紋b、混合段c,并且由供給部分d、熔融促進(jìn)部分 e、計量部分f構(gòu)成。主螺紋b,通常由比料斗正下方部分稍微靠近螺桿基端 的一側(cè),到混合段的開始部位,以螺旋狀連續(xù)形成1條螺紋。此外,由混合 段的終了部分(計量部分f的前端部分一側(cè)),以螺旋狀連續(xù)延伸到作為螺 桿送出熔融狀態(tài)樹脂一側(cè)末端的螺桿前端,形成1條螺紋。另外,根據(jù)混合 段的結(jié)構(gòu),可以形成還含有混合段部分,并且整體連續(xù)的螺旋狀螺紋。
所謂帶混合段的螺桿,是將作為用于完全塑化熔融的元件的混合段c作 為螺桿的一部分插入其中的螺桿,并且通過在混合段c中高效剪切樹脂而使 樹脂分散混合。在圖3中,混合段c由2點(diǎn)的點(diǎn)劃線描繪,并且只要具有上 述用途,就沒有特別限定。作為混合段c的混合段機(jī)構(gòu)的例子,可以列舉 Dulmadge型、Fluted型、針型、Maddock型、Gregory型、Unimelt型等。
只要帶混合段的螺桿的L/D、供給部分、熔融促進(jìn)部分、溝深度等是和 上述屏障螺紋型螺桿同樣的結(jié)構(gòu)即可。混合段c的L/D,沒有特別限定,但 優(yōu)選為1~10左右。此外,也可以將屏障螺紋型螺桿和帶混合段的螺桿結(jié)合 使用。
計量部分6是升壓和均質(zhì)熟化的區(qū)域。L/D優(yōu)選為4~ 5左右。另外, 在使用如圖1所示的屏障螺紋型螺桿情況下,當(dāng)擠出機(jī)100中設(shè)置有后述的 通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12時,優(yōu)選將通氣孔(揮發(fā)成分除去裝置)12設(shè)置為位于熔融促進(jìn)部分5的后部,計量部分6的前部。
接著,對于本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法, 一邊參照圖2, 一邊進(jìn)行說明。 圖2是一種實(shí)施方式中,具有屏障螺紋型螺桿的擠出機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)面示 意圖。在圖2中,擠出機(jī)100,具有屏障螺紋型螺桿l、機(jī)筒10、調(diào)溫單元 11、通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12、料斗13、模頭14、齒輪泵15、 過濾器16。還可以使用如圖3所示的帶混合段的螺桿a代替上述屏障螺紋型 螺桿1。
構(gòu)成擠出機(jī)100的上述部件的材質(zhì)沒有特別限定,可以使用SCM類鋼 鐵、SUS等不銹鋼材料等。此外,優(yōu)選使用在屏障螺紋型螺桿1、機(jī)筒10、 模頭14的表面上,實(shí)施鉻、鎳、鈥等的電鍍、通過PVD (Physical Vapor Deposition)法等,形成TiN、 TiAlN、 TiCN、 CrN、 DLC (金剛石狀碳)等 覆膜、熔融注射碳化鶴或其它陶瓷、或者在表面上進(jìn)行了氮化處理等的材料。 由于這種表面處理減小了和樹脂的摩擦系數(shù),因此從可以得到均勻的樹脂熔 融狀態(tài)的觀點(diǎn)考慮,是優(yōu)選的。
屏障螺紋型螺桿1,構(gòu)成為可以在機(jī)筒10中旋轉(zhuǎn)。供給至擠出機(jī)100 的丙烯酸類樹脂的顆粒,優(yōu)選在投入至料斗13之前或在料斗13中,在Tg 以下的適當(dāng)溫度下預(yù)熱。通過預(yù)熱樹脂,可以降低成型溫度,并且可以更穩(wěn) 定地成型,同時,還可以防止雜質(zhì)的產(chǎn)生。如果預(yù)熱溫度低于40。C,則無法 得到預(yù)熱效果。此外,如果預(yù)熱溫度高于樹脂Tg,則有樹脂顆粒在料斗內(nèi) 熔融固化的風(fēng)險。
此外,為了除去樹脂中所含的水分、氧氣、殘余單體或殘余溶劑等,優(yōu) 選進(jìn)行樹脂的干燥,并優(yōu)選和先前的預(yù)熱結(jié)合,使用除濕式干燥機(jī)、真空干 燥機(jī)、氮?dú)獾榷栊詺怏w循環(huán)式干燥機(jī)進(jìn)行干燥。還優(yōu)選在料斗13中進(jìn)行干 燥。
在本發(fā)明的方法中,在插入了屏障螺紋型螺桿1的機(jī)筒10內(nèi)以及料斗 13內(nèi),優(yōu)選形成無氧狀態(tài)加熱熔融樹脂,并優(yōu)選用氮?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行置換。 例如,通過向料斗13的下部導(dǎo)入氮?dú)舛M(jìn)行。通過保持為無氧狀態(tài),可以 進(jìn)一步防止膜中雜質(zhì)的產(chǎn)生。
從料斗13供給至機(jī)筒10內(nèi)的丙烯酸類樹脂的顆粒,通過屏障螺紋型螺 桿l的旋轉(zhuǎn)而擠出到機(jī)筒IO的前方(圖中左方向),并且由固體狀態(tài)變化為半熔融狀態(tài),并進(jìn)一步由半熔融狀態(tài)變化為熔融狀態(tài)。另外,為了防止丙烯
酸類樹脂的橋4妄(bridge),料斗13可以具有水冷夾套等冷卻裝置。此外, 它們也適用于帶混合段的螺桿。
在該過程中,在屏障螺紋型螺桿1形成的區(qū)域中,完全熔融的樹脂不容 易受到剪切,并通過副螺紋3頂部和機(jī)筒10內(nèi)壁的間隙,轉(zhuǎn)移至被副螺紋3 雙分的溝的螺桿前端的溝中。因此,該完全熔融的樹脂,和受到剪切并被擠 出到該螺桿前端的溝中的未熔融樹脂被混煉,并熔融該未熔融樹脂,由此可 以得到無燒結(jié)異物等雜質(zhì)、魚眼、銀紋等的膜。丙烯酸類樹脂經(jīng)過該過程而 被熔融混煉。
此外,在具有帶混合段的螺桿情況下,通過在混合段中給予高剪切,而 使完全熔融的樹脂分散混合,并進(jìn)行熔融擠出,因此,可以在低樹脂溫度下 均勻分散丙烯酸類樹脂,并進(jìn)行充分的熔融混煉。因此,可以得到和屏障螺 紋型螺桿相同的結(jié)果。
這些聚合物或添加劑優(yōu)選和丙烯酸類樹脂 一起熔融混煉。
擠出機(jī)100所需的每單位時間的動力,是用旋轉(zhuǎn)屏障螺紋型螺桿1所需 的功率(kw)除以每單位時間擠出量(kg/hr)得到的值(kw . hr/kg)。該數(shù) 值越大,則可以更高效地塑化。該數(shù)值隨著所用丙烯酸類樹脂地粘度或分子 量、螺桿1的旋轉(zhuǎn)數(shù)或機(jī)筒10的溫度而變化,作為其優(yōu)選范圍,是0.1 kw hr/kg以上0.4 kw . hr/kg以下。如果上述凄t值小于0.1 kw . hr/kg,則有 無法進(jìn)行充分塑化的情況,而如果上述數(shù)值大于0.4kw .hr/kg,則由于螺桿 的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生剪切發(fā)熱,從而存在有促進(jìn)了樹脂分解的情況,因此不優(yōu)選。
作為擠出機(jī)的軸數(shù),沒有特別限定,可以是單軸擠出機(jī),也可以是雙軸 擠出機(jī),但在使用雙軸擠出機(jī)時,雖然容易進(jìn)行塑化或混煉,但由于對樹脂 施加了過度的剪切發(fā)熱,因此優(yōu)選為單軸擠出機(jī)。
機(jī)筒IO和模頭14的溫度,必須為不到丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C的溫度,優(yōu)選為220。C以上300。C以下,進(jìn)一步優(yōu)選為240。C以上280 。C以下,并最優(yōu)選為250。C以上275。C以下。此外,齒輪泵15和過濾器16 的溫度,也優(yōu)選設(shè)定為與機(jī)筒IO和模頭14的溫度相同。
在丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C以上的溫度下,原料丙烯酸類樹脂部分分解劣化,并容易產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物,因此不優(yōu)選。另一方面,當(dāng) 不到220。C時,由于樹脂的熔融粘度變高,因此需要高于必要的動力以及塑
化所需的L/D,存在有在生產(chǎn)性上產(chǎn)生障礙的可能性。此外,如果超過300 'C,則有樹脂分解的可能性。
調(diào)溫單元ll,用于調(diào)整機(jī)筒IO、模頭14、齒輪泵15和過濾器16的溫 度。作為調(diào)溫單元ll,可以使用空氣冷卻器、水冷卻器、油冷卻器等冷卻器 和電加熱器等加熱器組合這樣的以往公知的調(diào)溫單元,溫度也可以使用以往 公知的溫度控制模頭塊等進(jìn)行調(diào)整。另外,在圖2中,調(diào)溫單元11進(jìn)行機(jī) 筒10、模頭14、齒輪泵15和過濾器16的溫度調(diào)整,但并不限于此,例如, 也可以對機(jī)筒10、模頭14、齒輪泵15和過濾器16分別設(shè)置單獨(dú)的調(diào)溫單 元。
模頭14是在進(jìn)行擠出成型時,用于對擠出機(jī)所排出的丙烯酸類樹脂連 續(xù)賦予一定形狀,并安裝在擠出機(jī)出口處的模具。為了在將熔融混煉的丙烯 酸類樹脂供給至模頭14之前,高精度地除去異物,優(yōu)選使用過濾器16。作 為過濾器16,優(yōu)選為聚合物過濾器,聚合物過濾器是疊層燒結(jié)金屬纖維形成 的裝置,并優(yōu)選具有3維網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)。例如,可以使用葉片過濾器等。過濾器 16,優(yōu)選孔徑為25(im以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為15jim以下。
<聚合物過濾器>
作為上述聚合物過濾器,過濾精度優(yōu)選在1^im以上25pn以下的范圍內(nèi), 更優(yōu)選在l[im以上15jam以下的范圍內(nèi),并進(jìn)一步優(yōu)選在l|im以上10pm以 下的范圍內(nèi)。如果過濾精度不到lpm,則過濾滯留時間變長,生產(chǎn)效率降低, 因此不優(yōu)選。此外,如果過濾滯留時間變長,則熱塑性樹脂等容易熱劣化, 存在有導(dǎo)致異物增加的風(fēng)險。此外,如果過濾精度超過25pm,則容易混入 異物,因此不優(yōu)選。
上述聚合物過濾器,只要是具有上述范圍過濾精度的聚合物過濾器,就 沒有特別限定,可以使用以往公知的聚合物過濾器。作為上述聚合物過濾器, 例如,可以列舉葉片型聚合物過濾器、封裝盤過濾器( 7夕r 4只夕7 4 >夕一)、圓筒型過濾器、蠟燭狀過濾器等。其中,由于葉片型聚合物過濾 器的過濾面積廣,并且即使在過濾高粘度樹脂時,壓力損失也少,因此更優(yōu) 選。當(dāng)上述聚合物過濾器是葉片型聚合物過濾器時,作為過濾器,可以列舉 由燒結(jié)金屬纖維無紡布所得材料構(gòu)成的過濾器、由燒結(jié)金屬粉末所得材料構(gòu) 成的過濾器、由多片金屬網(wǎng)疊層所得材料構(gòu)成的過濾器等。其中,更優(yōu)選由 燒結(jié)金屬纖維無紡布所得材料構(gòu)成的過濾器。
上述聚合物過濾器相對于每小時樹脂處理量的過濾面積,根據(jù)擠出量適
當(dāng)選擇,其沒有特別限定,例如,可以為0.001 ~0.15m2/ (kg/h)。
在使用上述聚合物過濾器的過濾中,聚合物過濾器內(nèi)部的溫度優(yōu)選和機(jī) 筒以及模頭的溫度相同。
作為將擠出機(jī)中熔融的丙烯酸類樹脂由模頭14吐出的方法,沒有特別 限定,可以使用齒輪泵15等以往公知的裝置進(jìn)行。齒輪泵15,具有防止擠 出量的變化,減少擠出機(jī)出口到模頭14的壓力變化的效果,并且可以防止 膜在長度方向上的厚度不均勻。設(shè)置齒輪泵15的位置沒有特別限定,如圖2 所示,優(yōu)選比過濾器16更靠近屏障螺紋型螺桿1 (帶混合段的螺桿a)側(cè)。 由此,可以順利進(jìn)行丙烯酸類樹脂的吐出。
從模頭14中吐出的丙烯酸類樹脂,可以在流延鼓(未圖示)上冷卻固 化而形成膜。作為模頭14,沒有特別限定,可以使用以往公知的模頭。例如, 可以使用多層管模頭、魚尾模頭、衣架模頭等。
當(dāng)由模頭14擠出的熔融樹脂在流延鼓上冷卻固化時,作為將流延鼓和 膜粘合的方法,可以列舉靜電吸附法、接觸輥法、氣刀法、空氣噴嘴法、空 氣腔法、真空腔法、軸套法等,并且可以根據(jù)目標(biāo)膜的厚度,選擇最合適的 方法。
對于將由模頭14擠出的膜固化的冷卻輥表面,優(yōu)選和機(jī)筒10、模頭14 的表面等同樣,進(jìn)行各種表面處理。這些表面處理,可以防止擠出膜對輥表 面的粘合,防止產(chǎn)生膜的厚斑,同時,由于提高了冷卻輥表面精度,并且表 面硬度高,因此難以產(chǎn)生損傷,并且即使連續(xù)進(jìn)行膜制造,也可以穩(wěn)定地制 造保持膜表面精度,且沒有厚斑的膜,因此優(yōu)選。
上述膜,可以通過拉伸形成拉伸膜。拉伸方法沒有特別限定,可以使用 以往公知的拉伸方法,例如,利用輥間的圓周速度差在膜的長度方向上拉伸 的縱拉伸、使用拉幅機(jī)夾子等把持膜的兩端在膜的寬度方向上拉伸的橫拉 伸、將它們組合起來的逐次雙軸拉伸等方法。這時,縱拉伸和橫拉伸可以是僅為一段,也可以進(jìn)行兩段以上的多段拉伸。此外,還可以使用同時拉伸縱、 橫方向的同時雙軸拉伸。
作為拉伸溫度,為丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度,優(yōu)選為-5。C以上50 。C以下,更優(yōu)選為0。C以上4(TC以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為5'C以上30。C以下。 此外,作為拉伸倍率,優(yōu)選為1.1倍以上5倍以下,更優(yōu)選為1.2倍以上3.5 倍以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為1.5倍以上2.5倍以下。
通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12,可以有效吸收除去隨著丙烯酸類 樹脂的熔融混煉而產(chǎn)生的形成于機(jī)筒10中的揮發(fā)性有^L物或水分等分解氣 體。作為通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12的減壓度,優(yōu)選為0.13hPa以 上931hPa以下(O.lmmHg以上700mmHg以下)的范圍,并更優(yōu)選為1.3hPa 以上798hPa以下(lmmHg以上600mmHg以下)的范圍。如果上述壓力高 于931hPa,則熔融樹脂中的殘存揮發(fā)成分或因樹脂分解而產(chǎn)生的單體成分等 容易殘存。此外,如果其低于0.13hPa,則有工業(yè)上難以實(shí)施的問題。
設(shè)置通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12的位置,沒有特別限定,但為 了有效除去熔融混煉中所產(chǎn)生的分解氣體,優(yōu)選為樹脂熔融結(jié)束位置以后的 位置。在圖2中,通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12設(shè)置為位于圖1所說 明的熔融促進(jìn)部分5的后部,計量部分6的前部。此外,通氣孔部分(揮發(fā) 成分除去裝置)12的數(shù)目沒有特別限定,可以為l個,也可以為多個。另外, 環(huán)化縮合反應(yīng)項中所說明的"帶通氣孔的擠出機(jī)"中的通氣孔,產(chǎn)生和上述 通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12相同的作用。
揮發(fā)性有機(jī)物,在從模頭14擠出至大氣中時,由于壓力急劇釋放,因 此附著在模頭14上,產(chǎn)生了所謂的膠質(zhì)。該膠質(zhì),不連續(xù)地轉(zhuǎn)印在膜表面 上,損害了膜的外觀。擠出機(jī)100具有通氣孔部分(揮發(fā)成分除去裝置)12, 可以有效除去揮發(fā)性有機(jī)物等分解氣體,因此可以制造外觀更優(yōu)異的光學(xué)用 膜。
在本說明書的"光學(xué)用膜"中,包括膜狀物或片狀物。上述光學(xué)用膜的 膜厚,沒有特別限定,優(yōu)選為l|im以上10mm以下,更優(yōu)選為5fim以上500|im 以下,并進(jìn)一步優(yōu)選為10|im以上200(im以下。如果膜厚薄于lpm,則光學(xué) 用膜強(qiáng)度不足,因此不優(yōu)選,并且在進(jìn)行拉伸時,容易引起斷裂等。另一方 面,當(dāng)膜厚厚于10mm時,成型困難,因此不優(yōu)選。另外,本發(fā)明并不限于上述各構(gòu)成,在權(quán)利要求范圍所示的范圍內(nèi)其可
而得的實(shí)施方式,也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。 實(shí)施例
以下,通過實(shí)施例和比較例更具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于 此。另外,以下為方便起見,將"質(zhì)量份,,僅記作"份",將"升"僅記作 "L"。
<聚合反應(yīng)率、聚合物組成分析>
聚合反應(yīng)時的反應(yīng)率和聚合物中特定單體單元的含有率,通過使用氣相
色譜儀(島津制作所社制造,裝置名GC17A)測定所得聚合反應(yīng)混合物中 的未反應(yīng)單體的量而求出。 <動態(tài)TG>
.將聚合物(或聚合物溶液或顆粒)預(yù)先溶解或稀釋于四氫呋喃中,再投 入到過量的己烷或曱醇中進(jìn)行再沉淀,將取出的沉淀物進(jìn)行真空干燥 UmmHg(1.33hPa), 80°C, 3小時以上),由此除去揮發(fā)成分等,并用下面 的方法(動態(tài)TG法)分析所得的白色固體形狀的樹脂。
測定裝置Thermo Plus2 TG - 8120 Dynamic TG ((才朱)卩力'夕社制造) 測定條件試料量5~10mg 升溫速度10°C/min 氣氛氮?dú)饬?200ml/min
方法階梯狀等溫控制法(在60°C 500。C之間的失重速度值控制在 0.005%/sec以下)
<脫醇反應(yīng)率和內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)所占的比例〉
引起的失重為基準(zhǔn),在動態(tài)TG測定中,由從失重開始前的15(TC至聚合物 開始分解前的30(TC為止的因脫醇反應(yīng)而引起的失重,求出脫醇反應(yīng)率。
即,在具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物的動態(tài)TG測定中,測定從150。C到300 。C之間的失重率,將得到的實(shí)測失重率記作(X)。另一方面,將假定從該聚 合物的組成中,該聚合物組成中含有的所有羥基為了參與內(nèi)酯環(huán)的形成而變 為醇,進(jìn)行脫醇時的理論失重率(也就是說,假定在該組成中產(chǎn)生100%脫醇反應(yīng)而算出的失重率)記作(Y)。另外,更具體來說,理論失重率(Y) 可以由聚合物中的具有參與了脫醇反應(yīng)的結(jié)構(gòu)(羥基)的原料單體的摩爾比、
即該聚合物組成中的前述原料單體的含有率而算出。將這些值(X、 Y)代 入脫醇計算式
l- (實(shí)測失重率(X)/理論失重率(Y))
求出其值,以%進(jìn)行表示,得到脫醇反應(yīng)率。
作為一例,計算在后述的制造例1所得到的顆粒中,內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)所占的 比例。求出該聚合物的理論失重率(Y),由于曱醇的分子量為32, 2-(羥基 曱基)丙烯酸曱酯的分子量為116, 2-(羥基曱基)丙烯酸甲酯在聚合物中的含 有率(重量比)在組成中為20重量%,因此為(32/116) x20 5.52%。
另一方面,由動態(tài)TG所測定的實(shí)測失重率(X)為0.15重量%。將這 些值代入上述的脫醇計算式進(jìn)行計算,由于其為l- (0.15/5.52)^0.973, 因此脫醇反應(yīng)率為98.3 % 。
因此,僅以該脫醇反應(yīng)率的成分作為進(jìn)行了規(guī)定的內(nèi)酯環(huán)化的物質(zhì),并 將脫醇反應(yīng)率,乘以具有參與內(nèi)酯環(huán)化的結(jié)構(gòu)(羥基)的原料單體在該共聚 組成中的含有率(重量比),可以算出內(nèi)酯環(huán)單元結(jié)構(gòu)的含有比例。
在實(shí)施例1的情況下,由于2-(羥基甲基)丙烯酸曱酯在該共聚物中的含 有率為15.0重量%,算出的脫醇反應(yīng)率為97.3重量%,分子量為116的2-(羥 基曱基)丙蹄酸曱酯在與曱基丙烯酸曱酯縮合時所生成的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)單元的 式量為170,因此該共聚物中的內(nèi)酯環(huán)的含有比例為28.5 ( 20.0 x 0.973 x 170/116)重量%。
<重均分子量>
聚合物的重均分子量,通過使用GPC (東乂一社制造,GPC系統(tǒng))的 聚苯乙烯換算而求出。展開液使用氯仿。 <樹脂的熱分析>
丙烯酸類樹脂的熱分析,在試料約10mg,升溫速度為10°C/min,氮?dú)?流為50cc/min的條件下,使用DSC((抹)卩力、、夕社制造,裝置名DSC-8230 )進(jìn)行。另外,玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg),根據(jù)ASTM-D-3418,由中點(diǎn) 法求出。
<熔體流動速率>熔體流動速率,基于JISK7210,在試驗溫度為240。C,荷重為10kg的 條件下進(jìn)行測定。 <^^蟲灃占^ >
使用求一 'J X 7只卜7L乂 7 !7社制造的毛細(xì)管流動計RHIO,測定充 分干燥的丙烯酸類樹脂顆粒的熔融粘度。
<光學(xué)用膜中的MMA殘余揮發(fā)成分的定量〉
將膜溶解于二曱基乙酰胺中,制成10質(zhì)量%的溶液,并以碳酸二苯酯 作為內(nèi)標(biāo),通過氣相色譜法進(jìn)行定量。 <1 值>
使用(日本電色社制造的色差計ND-1001DP)測定光學(xué)用膜的b值。 所謂b值,是基于JIS Z8729,表示在色相表示中的13*的值,其通過將 光學(xué)用膜重疊在標(biāo)準(zhǔn)白色板上,并作為所測定的IO點(diǎn)平均值而求出。 [制造例1]
在裝有攪拌裝置、溫度傳感器、冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管的11112反應(yīng)釜中, 加入136kg曱基丙烯酸曱酯(MMA)、 34kg 2-(羥基曱基)丙烯酸曱酯 (MHMA)、 166kg曱苯,向其中通入氮?dú)?,同時升溫至105。C,進(jìn)行回流, 然后添加187g作為聚合引發(fā)劑的叔戊基過氧化異壬酸酯(7卜7 4大吉富 制造,商品名AAy、'一乂b 570),同時, 一邊在2小時內(nèi)滴入由374g聚合 引發(fā)劑和3.6kg甲苯所形成的溶液, 一邊在回流下(約105 ~ ll(TC )進(jìn)行溶 液聚合,并進(jìn)一步進(jìn)行4小時的熟化。
在所得的聚合物溶液中,加入170g磷S復(fù)硬脂酰酯/磷酸二硬脂酰酯混合 物(欺化學(xué)制造,商品名PhoslexA-18),在回流下(約90 ~ ll(TC )進(jìn)行 5小時的環(huán)化縮合反應(yīng)。接著,將上述環(huán)化縮合反應(yīng)中所得的聚合物溶液, 用樹脂量換算,以13kg/小時的處理速度導(dǎo)入至筒溫度為250°C,轉(zhuǎn)數(shù)為 150rpm,減壓度為13J 400hPa (10 ~ 300mmHg ),背部通氣孔數(shù)為1個, 前部通氣孔凄史為4個的通氣型螺桿雙軸擠出才幾(^ = 42mm, L/D = 42 )中, 在該擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行環(huán)化縮合反應(yīng)和脫揮,并擠出,由此得到透明顆粒。
使用動態(tài)TG測定所得顆粒,檢測為15質(zhì)量%的失重。此外,該含內(nèi) 酯環(huán)聚合物的質(zhì)量平均分子量為147000,熔體流動速率為11.0g/10分鐘,玻 璃轉(zhuǎn)變溫度為130°C,并且在270。C下,在剪切速度為100 U/s)下的粘度為470Pa s。
接著,使用由^50mm,并具有多條螺紋結(jié)構(gòu)的混合段的全螺紋型螺桿 所形成的L/D = 36的單軸擠出機(jī),在機(jī)筒設(shè)定溫度為27(TC下,以50kg/h的 處理速度,熔融擠出90份耐熱丙烯酸樹脂顆粒、IO份AS樹脂(旭化成化 學(xué)社制造的久夕4 , 、7夕AS783 )和0.04 ^f分乙酸鋅,制作顆粒(1A )。
在具有液下槽和攪拌裝置的IOOL不銹鋼制聚合槽中,裝入42.5份曱基 丙烯酸曱酯、5份N-苯基馬來酰亞胺、0.5份苯乙烯、50份曱苯、0.2份作 為有機(jī)酸的乙酸酐、0.06份作為鏈轉(zhuǎn)移劑的正十二烷基硫醇,以1 OOrpm進(jìn) 行攪拌,同時,用氮?dú)夥序v10分鐘,然后在氮?dú)夥諊麻_始升溫。
當(dāng)聚合槽內(nèi)的溫度到達(dá)IO(TC時,在聚合槽內(nèi)加入0.075份叔丁基過氧 化異丙基碳酸酯,同時,開始在5小時內(nèi)等速添加,在液下槽中用氮?dú)夥序v 了的,2份苯乙烯和0.075份叔丁基過氧化異丙基碳酸酯的混合液。然后, 在聚合溫度為105- 110。C下,在回流下進(jìn)行15小時的聚合反應(yīng)。
然后,對所得的聚合液,添加并混合O.l重量%作為磷系抗氧劑的9,10-二氫-9-氧-10-磷雜菲-10-氧化物(三光抹式會社制造,商品名"HCA")、 0.02 重量%作為苯酚系抗氧劑的季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酸 酯(旭電化制造"AO-60")。
接著,將所得的聚合液供給至機(jī)筒溫度控制為240。C的帶通氣孔的 30mn^軸擠出機(jī),由通氣孔真空脫氣,將擠出的條顆?;玫奖┧犷悩?脂顆粒(B)。
所得的丙烯酸類樹脂顆粒(B )的樹脂物性為,質(zhì)量平均分子量為100000, 熔體流動速率為15g/10min,玻璃轉(zhuǎn)變溫度為132°C,并且,在270。C下,在 剪切速度為100 ( 1/s)時的粘度為390Pa s。
將上述制造例1中所得的顆粒(1A),裝入到065mm、 L/D = 32、具有 屏障螺紋型螺桿的帶通氣孔單軸擠出機(jī)中。通過將加熱的除濕空氣送入到料 斗中,使顆粒(1A)的溫度為60。C左右。此外,在料斗下部設(shè)置氮?dú)鈱?dǎo)入 管,將氮?dú)鈱?dǎo)入至擠出機(jī)中。 一邊由通氣口在13hPa ( 10mmHg)下進(jìn)行吸 收, 一邊通過屏障螺紋型螺桿熔融混煉。熔融混煉后,使用齒輪泵,使顆粒(1A)通過過濾面積為0.75m2、過濾精度為5(im的葉片過濾器,并由寬度 為700mm的T型模頭,在90°C的冷卻輥上成型為膜。機(jī)筒、齒輪泵、過濾 器、T型模頭的溫度,設(shè)定為265。C。所得的光學(xué)用膜的膜厚為90|am。使每 單位時間的擠出量為33kg/hr,并連續(xù)成型3小時,未觀察到T型模頭邊緣 上的膠質(zhì)。
所得的光學(xué)用膜中含有的MMA為530ppm。作為原料的丙烯酸類樹脂 組合物中所含的MMA為500ppm,因此在膜成型中幾乎未觀察到其增加。 因此,可知在光學(xué)用膜制造中未產(chǎn)生分解劣化。此外,膜的外觀也良好。具 體來說,b值為0.70,雜質(zhì)含量為4個/m2。
將制造例2中所得的顆粒(1A),裝入到065mm、L/D-32、具有Unimelt 螺桿的帶通氣孔單軸擠出機(jī)中。通過將加熱的除濕空氣送入到料斗中,將顆 粒(1A)的溫度加熱至60°C。此外,在料斗下部設(shè)置氮?dú)鈱?dǎo)入管,將氮?dú)?導(dǎo)入至擠出機(jī)中。
一邊由通氣口在13hPa ( 10mmHg)下進(jìn)行吸收, 一邊通過Unimelt螺 桿熔融混煉。熔融混煉后,使用齒輪泵,使顆粒(1A )通過過濾面積為0.75m2、 過濾精度為5[im的葉片過濾器,并由寬度為600mm的T型模頭,在90。C的 冷卻輥上成型為膜。機(jī)筒、齒輪泵、過濾器和T型模頭的溫度,設(shè)定為260 。C。所得的光學(xué)用膜的膜厚為100pm。使每單位時間的擠出量為283kg/hr, 并連續(xù)進(jìn)行3小時成型,未觀察到T型模頭邊緣上的膠質(zhì)。
所得的光學(xué)用膜中含有的MMA為480ppm。作為原料的丙烯酸類樹脂 組合物中所含的MMA為450ppm,因此在膜成型中幾乎未觀察到其增加。 因此,可知在光學(xué)用膜制造中未產(chǎn)生分解劣化。此外,膜的外觀也良好。具 體來說,b值為0.95,雜質(zhì)含量為8個/m2。
將制造例2中所得的丙烯酸類樹脂顆粒(B),裝入到^65mm、 L/D = 32、具有Unimelt螺桿的帶通氣孔單軸擠出機(jī)中。通過將加熱的除濕空氣送 入到料斗中,將顆粒(B)的溫度加熱至80。C。此外,將氮?dú)鈱?dǎo)入至料斗下 部。
一邊由通氣口在13hPa UOmmHg)下進(jìn)行吸收, 一邊通過Unimelt螺桿熔融混煉顆粒(B)。熔融混煉后,使用齒輪泵,使顆粒(B)通過過濾面
積為0.75m2、過濾精度為5jim的葉片過濾器,并由寬度為600mm的T型模 頭,在95。C的冷卻輥上成型為膜。機(jī)筒、齒輪泵、過濾器和T型模頭的溫 度,設(shè)定為265。C。所得的光學(xué)用膜的膜厚為100(im。使每單位時間的擠出 量為25.4kg/hr,并連續(xù)進(jìn)行5小時成型,未觀察到T型模頭邊緣上的膠質(zhì)。 所得的光學(xué)用膜中含有的MMA為540ppm。作為原料的丙烯酸類樹脂組合 物中所含的MMA為500ppm,因此在膜成型中幾乎未觀察到其增加。因此, 可知在光學(xué)用膜制造中未產(chǎn)生分解劣化。此外,膜的外觀也良好。具體來說, b值為0.68,雜質(zhì)含量為4個/m2。 [實(shí)施例4]
通過和制造例2同樣的方法制造的,樹脂物性為,質(zhì)量平均分子量為 119000,熔體流動速率為4g/10min,玻璃轉(zhuǎn)變溫度為14(TC,并且,在270 。C下,在剪切速度為100 ( 1/s)時的粘度為650Pa . s,聚合物組成比,使用 雙軸擠出機(jī),使聚曱基丙烯酸甲酯與作為酰亞胺化劑的單曱基胺反應(yīng),進(jìn)行 酰亞胺化,并將所得的作為曱基丙烯酸曱酯/N-曱基谷氨酸酰亞胺共聚物的 丙烯酸類樹脂顆粒(C)裝入到^65mm、 L/D = 32、具有Unimelt螺桿的帶 通氣孔單軸擠出機(jī)中。通過將加熱的除濕空氣送入到料斗中,將顆粒(C) 的溫度加熱至85。C。此外,在料斗下部設(shè)置氮?dú)鈱?dǎo)入管,將氮?dú)鈱?dǎo)入至擠出 機(jī)中。
一邊由通氣口在13hPa ( 10mmHg)下進(jìn)行吸收, 一邊通過Unimelt螺 桿熔融混煉顆粒(C)。熔融混煉后,使用齒輪泵,使顆粒(C)通過過濾面 積為0.75m2、過濾精度為5pm的葉片過濾器,并由寬度為600mm的T型模 頭,在IO(TC的冷卻輥上成型為膜。機(jī)筒、齒輪泵、過濾器和T型模頭的溫 度,設(shè)定為280°C。所得的光學(xué)用膜的膜厚為95jim。使每單位時間的擠出 量為25.4kg/hr,并連續(xù)進(jìn)行2小時成型。
所得的光學(xué)用膜中含有的MMA為卯Oppm。作為原津+的丙烯酸類樹脂 組合物中所含的MMA為800ppm。此外,膜的b值為1.2,雜質(zhì)含量為9個 /m2。
將上述制造例1中所得的顆粒(1A),裝入到090mm、 L/D = 33、具有屏障螺紋型螺桿的帶通氣孔單軸擠出機(jī)中。此外,在料斗下部設(shè)置氮?dú)鈱?dǎo)入
管,將氮?dú)鈱?dǎo)入至擠出機(jī)中。 一邊由通氣口在13hPa ( 10mmHg)下進(jìn)行吸 收, 一邊通過屏障螺紋型螺桿熔融混煉。熔融混煉后,使用齒輪泵,使顆粒 (1A)通過過濾面積為1.2m2、過濾精度為5pm的葉片過濾器,并由寬度為 1200mm的T型模頭,在95°C的冷卻輥上成型為膜。
機(jī)筒、齒輪泵的溫度,設(shè)定為270。C,過濾器和T型模頭的溫度,設(shè)定 為280。C,并使每單位時間的擠出量為76kg/hr。
所得的光學(xué)用膜中含有的MMA為740ppm, b值為1.63。此外,光學(xué)用 膜的雜質(zhì)含量為88個/m2。
如上所述,本發(fā)明光學(xué)用膜構(gòu)成為,具有玻璃轉(zhuǎn)變溫度為11(TC以上200 。C以下,同時,當(dāng)剪切速度為100 (1/s)時,該樹脂在樹脂溫度為270。C下 的粘度為250Pa . s以上1000Pa s以下的丙烯酸類樹脂,并且上述光學(xué)用膜 的雜質(zhì)含量為10個/1112以下。由此,產(chǎn)生了物性和外觀兩者都優(yōu)異的效果。
此外,本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法構(gòu)成為,使用具有屏障螺紋型螺桿或 帶混合段的螺桿的擠出機(jī),將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯 酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C的溫度,并通過熔融擠出法成型丙烯酸類 樹脂。由此,可以在低溫下擠出耐熱丙烯酸類樹脂,并且產(chǎn)生了可以得到雜 質(zhì)少,物性和和外觀兩者都優(yōu)異的光學(xué)用膜的效果。
在發(fā)明的詳細(xì)說明項中所列的具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├冀K用于理解本 發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,而不應(yīng)狹義地解釋為僅限定于這些具體例子,并且在本發(fā) 明的精神以及所述的權(quán)利要求范圍內(nèi),可以進(jìn)行各種改變而實(shí)施。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的光學(xué)用膜,具有其玻璃轉(zhuǎn)變溫度以及規(guī)定條件下的粘度為規(guī)定 值以上的丙烯酸類樹脂,并且雜質(zhì)含量在規(guī)定量以下。由此,其物性和外觀 優(yōu)異。此外,本發(fā)明光學(xué)用膜的制造方法,使用具有屏障螺紋型螺桿或帶混 合段的螺桿的擠出機(jī),使該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度為不到丙烯酸類樹脂 的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+145。C的溫度,并熔融擠出丙烯酸類樹脂。因此,本發(fā)明 可以用于液晶顯示裝置等平板顯示裝置,并且優(yōu)選用于保護(hù)膜、抗反射膜、 相位差膜、偏光膜等各種光學(xué)用膜或其制造等光學(xué)用途。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)用膜,其具有丙烯酸類樹脂,該樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度為110℃以上200℃以下,同時,當(dāng)剪切速度為100(1/s)時,該樹脂在樹脂溫度為270℃下的粘度為250Pa·s以上1000Pa·s以下,其特征在于,上述光學(xué)用膜的雜質(zhì)含量為10個/m2以下。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)用膜,其特征在于,揮發(fā)性有機(jī)物的含 量為1000ppm以下。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)用膜,其特征在于,上述丙烯酸類 樹脂包含具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的聚合物。
4、 一種光學(xué)用膜的制造方法,其特征在于,使用具有屏障螺紋型螺 桿的擠出機(jī),將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂 的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C的溫度,并通過熔融擠出法成型丙烯酸類樹脂。
5、 一種光學(xué)用膜的制造方法,其特征在于使用具有帶混合段的螺桿 的擠出機(jī),將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂的 玻璃轉(zhuǎn)變溫度+ 145。C的溫度,并通過熔融擠出法成型丙烯酸類樹脂。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的光學(xué)用膜的制造方法,其特征在于,上 述擠出機(jī)具有過濾精度為25(im以下的聚合物過濾器。
7、 如權(quán)利要求4-6的任一項所述的光學(xué)用膜的制造方法,其特征 在于,上述擠出機(jī)具有揮發(fā)成分除去裝置,該揮發(fā)成分除去裝置吸收了 隨著丙烯酸類樹脂的熔融混煉而產(chǎn)生的分解氣體。
8、 一種光學(xué)用膜,其特征在于,通過權(quán)利要求4-7的任一項所述 的光學(xué)用膜的制造方法制造。
9、 如權(quán)利要求4-7的任一項所述的光學(xué)用膜的制造方法制造,其 特征在于,上述光學(xué)用膜是權(quán)利要求1 - 3任一項所述的光學(xué)用膜。
全文摘要
使用玻璃轉(zhuǎn)變溫度為110℃以上200℃以下,同時,當(dāng)剪切速度為100(l/s)時,在樹脂溫度為270℃下的粘度為250Pa·s以上1000Pa·s以下的丙烯酸類樹脂,并使用具有屏障螺紋型螺桿或帶混合段的螺桿的的擠出機(jī),將該擠出機(jī)的機(jī)筒和模頭的溫度設(shè)定為不到丙烯酸類樹脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度+145℃的溫度,通過熔融擠出法成型丙烯酸類樹脂。由此,提供一種雜質(zhì)少,物性和外觀都優(yōu)異的光學(xué)用膜及其制造方法。
文檔編號G02B5/30GK101416084SQ20078001194
公開日2009年4月22日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者丹羽宏和, 高木雅人 申請人:株式會社日本觸媒