雙軸拉伸聚酯薄膜及其制造方法、以及光學片的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種雙軸拉伸聚酯薄膜及其制造方法、以及光學片。
【背景技術】
[0002] 一直以來，已知雙軸拉伸聚酯薄膜、尤其聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二 酯的雙軸拉伸膜具有優異的力學性能、耐熱性、耐藥品性。雙軸拉伸聚酯薄膜被廣泛用作磁 性膠帶、強磁性膜膠帶、膠卷、包裝用薄膜、電子部件用薄膜、電絕緣膜、金屬層合用薄膜、玻 璃顯示器薄膜等貼在玻璃表面上的薄膜、各種部件的保護用薄膜等材料。
[0003] 近年來，雙軸拉伸聚酯薄膜尤其多使用于各種光學用薄膜，用于作為液晶顯示裝 置（LCD)的部件的棱鏡片、光擴散片、反射板、觸摸面板等基膜、防反射用基膜、顯示器的防 爆用基膜、等離子顯示面板（PDP)濾光器用薄膜等各種用途中。
[0004] 為了適合于這種光學用薄膜的用途，對雙軸拉伸聚酯薄膜不僅要求具有透明性， 還要求與相鄰的材料（例如涂布層）之間的粘附良好、具備不易因成型時所暴露的熱的影 響或經時等而變為黃色等的耐久性等。
[0005] 作為與如上所述的情況有關的技術，日本特開平1-185355號公報中公開有含有 長徑為0. 01 ym以上且1 μπι以下的小尺寸的銻金屬粒子的聚酯組合物。
[0006] 并且，日本專利第5055661號公報中記載有在使二羧酸成分與二醇成分進行縮聚 反應的縮聚催化劑中使用銻化合物，且對進行縮聚反應的過程中的鎂化合物和磷化合物分 別調整添加時期來制造薄膜用聚酯的制造方法。關于利用上述制造方法制造的薄膜用聚酯 公開有如下內容：將溶解于對氯苯酚與四氯乙烷的75:25(重量比）的混合溶劑中而得到 的溶液用平均孔徑〇. 1 μ m的薄膜過濾器進行過濾之后的殘渣中的銻成分的量為Img/聚酯 Ikg以下。另外，記載有使用利用上述制造方法制造的薄膜用聚酯而制作的雙軸拉伸聚酯薄 膜透明性良好。
[0007] 另外，日本專利第4023219號公報中公開有棱鏡透鏡片用易粘接聚酯薄膜，其在 含有鋪化合物、堿土類金屬化合物及磷化合物的厚度50~300 μm的雙軸取向聚酯薄膜的 至少一面設有以聚酯樹脂或聚氨酯樹脂等樹脂作為主要構成成分的易粘接層。
[0008] 發明的概要
[0009] 發明要解決的技術課題
[0010] 縮聚催化劑中所使用的銻化合物有時在反應中被還原而作為金屬粒子析出。該銻 金屬粒子的析出機理例如在 POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE JULY 1998Vol. 38, No. 7 中所報道那樣，通過由乙二醇（EG;以下相同）的熱分解而產生的還原性氣體即一氧化碳 (CO)，作為催化劑的氧化銻被還原而作為金屬銻在聚酯中析出。
[0011] 然而，若銻金屬粒子大量存在于薄膜中，則也會成為損害透明性的原因。
[0012] 另一方面，當將雙軸拉伸聚酯薄膜用作光學用薄膜時，從各種原因考慮，有時在雙 軸拉伸聚酯薄膜的表面設置相鄰層等附加的層。在這種情況下，要求雙軸拉伸聚酯薄膜與 相鄰層等附加的層之間的粘附牢固。
[0013] 然而，如已敘述的日本專利第5055661號公報中所記載的薄膜用聚酯那樣，由利 用平均孔徑〇. 1 μπι的薄膜過濾器進行過濾之后的銻成分為Ippm以下的薄膜用聚酯而制作 的雙軸拉伸聚酯薄膜由于成為異物的銻成分較少，因此透明性變良好，但是判明存在形成 有相鄰層時相鄰層與雙軸拉伸聚酯薄膜的粘附性未必一定充分至令人滿意的程度的課題。
[0014] 本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種與相鄰層（例如涂布層） 的粘附性優異且透明性優異的雙軸拉伸聚酯薄膜及其制造方法、以及光學片，其課題在于 實現該目的。
[0015] 用于解決技術課題的手段
[0016] 關于聚酯中所含的金屬銻的含量與前述粘附性及透明性之間的因果關系的確切 的原因尚未揭曉，但可以考慮以下所述的因果關系。
[0017] 若金屬銻的含量過少，則金屬銻成為核而促進聚酯的晶體（球晶）生長的作用下 降。因此，當使用金屬銻的含量較少的聚酯來制造雙軸拉伸聚酯薄膜時，雙軸拉伸聚酯薄膜 表面上的聚酯的晶體生長較慢，因此薄膜表面上難以形成微小的凹凸，其結果，與相鄰層之 間的粘附下降。
[0018] 另一方面，當聚酯中所含的金屬銻的量過多時，不僅使使用該聚酯而制造的雙軸 拉伸聚酯薄膜的霧度惡化，而且透明性下降。
[0019] 在薄膜中以適當的范圍含有源自用作縮聚催化劑的銻化合物并混入薄膜中的金 屬銻是有效的，本發明是得到這種見解而完成的。
[0020] 本發明的用于實現上述課題的具體方法如下。
[0021] < 1 >-種雙軸拉伸聚酯薄膜，其中，
[0022] 以銻化合物作為催化劑成分，且含有鎂化合物及磷化合物作為添加劑，
[0023] 將聚酯Ig溶解于六氟異丙醇5ml中而得到的溶液用平均孔徑0. 1 μ m的薄膜過 濾器進行過濾之后的過濾器上的殘渣中所含的金屬銻的量在每Ikg的聚酯中超過Img且 IOOmg以下。
[0024] < 2 >根據< 1 >所述的雙軸拉伸聚酯薄膜，其中，通過差示掃描量熱測定（DSC) 求出的微小吸熱峰溫度TmetaCC )滿足下述式1。
[0025] 210 〇C ^ Tmeta ^ 230 °C......式 1
[0026] < 3 >根據< 1 >或< 2 >所述的雙軸拉伸聚酯薄膜，其含有二甘醇（DEG)，該二 甘醇的含量為l.Omol%以上且1.5mol%以下。
[0027] < 4 >根據< 1 >至< 3 >中任一項所述的雙軸拉伸聚酯薄膜，其還滿足下述式 2所表不的關系。
[0028] 20ppm ^ Wp^ ff Mg^ 55ppm......式 2
[0029] 〔WP表示聚酯薄膜中的磷元素的含量（ppm)，W Mg表示聚酯薄膜中的鎂元素的含量 (ppm) 〇〕
[0030] < 5 >根據< 1 >至< 4 >中任一項所述的雙軸拉伸聚酯薄膜，其用于光學片。
[0031] < 6 >-種雙軸拉伸聚酯薄膜的制造方法，其至少具有以下工序：
[0032] 酯化反應工序，經由包含第1酯化反應槽及第2酯化反應槽的串聯連結的至少兩 個酯化反應槽進行酯化反應，所述第1酯化反應槽中，在銻化合物與二羧酸成分及二醇成 分一同存在的組合物中添加全量的鎂化合物，所述第2酯化反應槽配置于所述第1酯化反 應槽的下游側，且所述第2酯化反應槽中，在添加了所述鎂化合物的組合物中添加全量的 磷化合物；
[0033] 縮聚反應工序，經由包含第1縮聚反應槽及第2縮聚反應槽的至少兩個縮聚反應 槽，使在所述酯化反應工序中生成的酯化反應產物進行縮聚反應，所述第1縮聚反應槽的 壓力為6. OOX IO3Pa以下，所述第2縮聚反應槽配置于所述第1縮聚反應槽的下游側，且壓 力為0.60 X IO3Pa以下；
[0034] 制膜工序，熔融擠出經過所述酯化反應工序及所述縮聚反應工序而生成的聚酯并 制膜成薄膜狀；
[0035] 縱向拉伸工序，將制膜后的聚酯薄膜沿長度方向進行縱向拉伸；及
[0036] 橫向拉伸工序，將縱向拉伸后的聚酯薄膜進行橫向拉伸。
[0037] < 7 >根據< 6 >所述的雙軸拉伸聚酯薄膜的制造方法，其中，在所述酯化反應工 序中，通過使組合物從所述第1酯化反應槽依次在至少兩個酯化反應槽內連續移動而進行 酯化反應。
[0038] < 8 >根據< 6 >或< 7 >所述的雙軸拉伸聚酯薄膜的制造方法，其中，在所述縮 聚反應工序中，通過使在酯化反應工序中得到的酯化反應產物從所述第1縮聚反應槽依次 在至少兩個縮聚反應槽內連續移動而進行縮聚反應。
[0039] < 9 >一種光學片，其具有：< 1 >至< 4 >中任一項所述的雙軸拉伸聚酯薄膜； 及易粘接層，設置于所述雙軸拉伸聚酯薄膜的至少一側的表面，且含有50質量％以上的選 自聚酯樹脂、氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸類樹脂及三聚氰胺樹脂中的至少一種。
[0040] 發明效果
[0041] 根據本發明，可提供一種與相鄰層（例如涂布層）的粘附性優異且透明性優異的 雙軸拉伸聚酯薄膜及其制造方法、以及光學片。
【附圖說明】
[0042] 圖1是將雙軸拉伸機平面視的概略結構圖。
【具體實施方式】
[0043] 以下，對本發明的雙軸拉伸聚酯薄膜及其制造方法進行詳細說明。
[0044] <雙軸拉伸聚酯薄膜及其制造方法>
[0045] 本發明的雙軸拉伸聚酯薄膜以銻化合物作為催化劑成分，且含有鎂化合物及磷 化合物作為添加劑，并且，將聚酯Ig溶解于六氟異丙醇5ml中而得到的溶液用平均孔徑 〇. 1 μπι的薄膜過濾器進行過濾之后的過濾器上的殘渣中所含的金屬銻的量在每Ikg的聚 酯中設為超過Img且IOOmg以下的范圍。
[0046] -直以來，廣泛已知使用以氧化銻為代表的銻化合物作為使二羧酸成分與二醇成 分進行縮聚反應的縮聚催化劑的聚酯的制造技術。在通常情況下，上述銻化合物在制造過 程中被還原而成為金屬銻，作為異物而混合存在于所制造的聚酯中。
[0047] 考慮棱鏡透鏡片等光學片的用途而追求性能的進一步的提高的結果，判明與其將 金屬銻的量減少至Img/聚酯Ikg以下不如使其以保持一定程度的大小的狀態以適度的量 存在反而帶來更多的優點。即，通過使金屬銻積極在薄膜中以既不過少也不過多的范圍存 在而不是將金屬銻的含量降低至如現有技術所示的lmg/聚酯Ikg以下，由此對薄膜的透明 性及著色的防止有效，并且保持薄膜表面上的聚酯的結晶化速度來適度促進球晶的生長， 從而成為與相鄰層的粘附性優異的聚酯。
[0048] 本發明的雙軸拉伸聚酯薄膜可用作例如液晶顯示裝置（LCD)的部件即棱鏡片、光 擴散片、反射板、觸摸面板等的基膜。另外，可使用于防反射用基膜、顯示器的防爆用基膜、 等離子顯示面板（PDP)濾光器用薄膜等各種用途等的光學片的用途中。
[0049] 如后述，本發明的雙軸拉伸聚酯薄膜的制造中所使用的聚酯是通過與二羧酸成分 及二醇成分一同使用銻化合物作為縮聚催化劑，并且還使用鎂化合物及磷化合物作為添加 劑，經酯化反應、縮聚反應進行聚合而合成。
[0050] 本發明中，將雙軸拉伸聚酯薄膜的制膜中所使用的聚酯Ig溶解于六氟異丙醇 (HFIP) 5ml中而得到的溶液使用平均孔徑0. 1 μπι的親水性聚四氟乙烯制的薄膜過濾器進 行吸引過濾（吸引壓力3kPa~4kPa)之后的過濾器上的殘渣中所含的金屬銻的量設為超 過lmg/聚酯Ikg且IOOmg/聚酯Ikg以下的范圍。
[0051] 作為薄膜過濾器，使用 Millipore Corporation 制的 Omnipor。
[0052] 如此，通過將薄膜中所含的金屬銻的量設在不過少且不過多的適度的范圍，薄膜 的透明性優異，且在薄膜表面進行例如涂布等而形成相鄰層時的粘附也優異。
[0053] 在薄膜中，金屬銻成為聚酯的結晶化的核而促進結晶化。過濾后的殘渣中所含的 金屬銻的量越是成為lmg/聚酯Ikg以下的少量，聚酯的結晶化越變慢，在拉伸時薄膜表面 上的晶體生長變慢，薄膜表面上難以形成微小的凹凸，其結果，與相鄰層之間的粘附下降。 相反，過濾后的殘渣中所含的金屬銻的量超過IOOmg/聚酯Ikg而變得越多，薄膜的霧度變 得越大，會妨礙透明性。
[0054] 在上述中，作為過濾后的殘渣中所含的金屬銻的優選量，在每Ikg的聚酯中為 IOmg~75mg，更優選在每Ikg的聚酯中為20mg~50mg。
[0055] 作為殘渣中的粒子狀的金屬銻，優選平均孔徑超過0. 1 μ m的Sb金屬粒子在所有 Sb粒子中所占的含有比率為50個數％以上。并且，若平均粒徑過大，則有時會使透明性和 霧度下降，因此平均粒徑的上限值優選5 μm。
[0056] 過濾后的殘渣中所含的金屬銻的量（Sb量）通過使過濾后在過濾器上殘存的濾物 (殘渣）溶解于HNO 3中并利用高分辨率型高頻電感耦合等離子體-質量分析（HR-ICP-MS ; SII Nano Technology Inc.制 AttoM)而求出。
[0057] 本發明的雙軸拉伸聚酯薄膜的通過差示掃描量熱測定（DSC)求出的微小吸熱峰 溫度Tmeta [°C ]優選滿足下述式1。
[0058] 210 〇C ^ Tmeta ^ 230 °C......式 1
[0059] 如后述，微少吸熱峰溫度的上述范圍能夠通過改變制膜時的熱處理溫度來進行調 節。為了將Tmeta設為230°C以下，優選將熱處理溫度設為230°C以下。
[0060] 若微小吸熱峰溫度Tmeta為210°C以上，則透射率良好，相對于相鄰層容易得到良 好的粘附性。另外，能夠防止在制造工序中聚酯薄膜的中央部比寬度方向端部變得容易松 弛，且能夠防止產生由端部與中央部的松弛差引起的褶皺和擦傷。另一方面，通過微小吸 熱峰溫度Tmeta為230°C以下，與相鄰層的粘附性優異，并且能夠抑制由熱引起的基底的黃 變，且能夠抑制由結晶生長引起的霧度的上升。
[0061] 其中，微小吸熱峰溫度Tmeta優選210°C~225°C，更優選210°C~220°C。
[0062] 如下測定微少吸熱峰溫度（Tmeta)。
[0063] 使用差示掃描量熱測定裝置DSC-