薄膜的制造方法与流程

1.本发明涉及薄膜的制造方法。


背景技术：

2.以往，已知一种薄膜的制造方法，其中，将含有微粒、树脂成分及分散介质的涂布液涂布于基材，在基材的表面形成含有微粒的覆膜(例如，参照专利文献1。)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2020-23170号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.对于上述的专利文献1中所记载那样的方法，期望将含有微粒的涂布液均匀地涂布于基材。
8.本发明提供能够将含有微粒的涂布液均匀地涂布于基材的薄膜的制造方法。
9.用于解决问题的方案
10.本发明[1]包含一种薄膜的制造方法，其包括：使用涂布构件将涂布液涂布于基材的涂布工序；和使涂布于前述基材的涂布液干燥的干燥工序，前述涂布液含有：微粒、树脂成分、以及使前述微粒及前述树脂成分分散的分散介质，前述涂布构件的表面自由能比前述涂布液的表面张力高。
[0011]
本发明[2]包含上述[1]所述的薄膜的制造方法，其中，前述涂布构件的表面自由能为40mj/m2以上。
[0012]
本发明[3]包含上述[1]或[2]所述的薄膜的制造方法，其中，前述涂布构件为棒。
[0013]
本发明[4]包含上述[1]～[3]中任一项所述的薄膜的制造方法，其中，前述涂布构件进行了类金刚石碳涂布。
[0014]
本发明[5]包含上述[1]～[4]中任一项所述的薄膜的制造方法，其中，前述涂布构件的表面自由能与前述涂布液的表面张力的差为14mn/m以上。
[0015]
发明的效果
[0016]
根据本发明的薄膜的制造方法，涂布构件的表面自由能比涂布液的表面张力高，因此涂布构件容易被涂布液润湿。
[0017]
因此，即使在涂布液含有微粒的情况下，也能够将涂布液均匀地涂布于基材。
附图说明
[0018]
图1为作为本发明的一实施方式的通过薄膜的制造系统制造的薄膜的截面图。
[0019]
图2为薄膜的制造系统的示意构成图。
[0020]
图3为用于对图2所示的棒涂机进行说明的说明图。
[0021]
图4为用于对棒涂机的变形例进行说明的说明图。
具体实施方式
[0022]
1.薄膜的制造系统
[0023]
对薄膜f的制造系统1进行说明。
[0024]
如图1所示，薄膜f具备基材s和覆膜c。基材s在基材s的厚度方向具有第1面s1和第2面s2。覆膜c配置于基材s的第1面s1上。覆膜c覆盖基材s的第1面s1。覆膜c可以为易粘接层。覆膜c为易粘接层的情况下，薄膜f为易粘接薄膜。易粘接薄膜例如可以用于移动设备、车载导航装置、电脑用显示器、电视机等图像显示装置的偏光板。详细而言，易粘接薄膜作为保护偏光板的偏光件的保护薄膜使用。易粘接薄膜借助粘接剂层与偏光件贴合。易粘接薄膜利用易粘接层与偏光件贴合。
[0025]
如图2所示，薄膜f的制造系统1具备：挤出成形装置2、第1拉伸装置4a、作为涂布装置的一例的棒涂机3、第2拉伸装置4b、分切(slit)加工装置5、滚花加工装置6和卷取装置7。
[0026]
(1)挤出成形装置
[0027]
挤出成形装置2对基材s进行挤出成形(挤出成形工序)。从挤出成形装置2挤出的基材s具有片形状。
[0028]
基材s由热塑性树脂形成。作为热塑性树脂，例如，可举出丙烯酸类树脂、聚烯烃树脂、环状聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、乙酸酯树脂(二乙酸纤维素、三乙酸纤维素等)。
[0029]
制造用作偏光件的保护薄膜的易粘接薄膜的情况下，作为基材s的材料，优选可举出丙烯酸类树脂。
[0030]
另外，制造用作偏光件的保护薄膜的易粘接薄膜的情况下，丙烯酸类树脂可以为具有戊二酸酐结构的丙烯酸类树脂、具有内酯环结构的丙烯酸类树脂。具有戊二酸酐结构的丙烯酸类树脂及具有内酯环结构的丙烯酸类树脂具有高的耐热性、高的透明性、及高的机械强度，因此适于偏光度高并且耐久性优异的偏光板的制造。具有戊二酸酐结构的丙烯酸类树脂记载于日本特开2006-283013号公报、日本特开2006-335902号公报、日本特开2006-274118号公报。具有内酯环结构的丙烯酸类树脂记载于日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报。
[0031]
另外，基材s除了含有丙烯酸类树脂以外、还可以含有丙烯酸类树脂以外的其他热塑性树脂。通过含有其他热塑性树脂，能够消除丙烯酸类树脂的双折射从而得到光学各向同性优异的易粘接薄膜。另外，能够提高易粘接薄膜的机械强度。
[0032]
需要说明的是，基材s可以含有抗氧化剂、稳定剂、加强材料、紫外线吸收剂、阻燃剂、抗静电剂、着色剂、填充剂、增塑剂、润滑剂、填料等添加剂。
[0033]
(2)第1拉伸装置
[0034]
第1拉伸装置4a对基材s进行加热后沿基材s的移动方向md进行拉伸(第1拉伸工序)。
[0035]
(3)棒涂机
[0036]
棒涂机3使用作为涂布构件的一例的棒11(参照图3)，将涂布液涂布于基材s的第1
面s1(涂布工序)。在后面对棒11进行说明。需要说明的是，可以在挤出成形工序之后且涂布工序之前对基材s的第1面s1实施电晕处理、等离子体处理等表面处理。
[0037]
(4)第2拉伸装置
[0038]
第2拉伸装置4b使涂布于基材s的涂布液干燥(干燥工序)。由此，涂布液形成上述的覆膜c。另外，第2拉伸装置4b在对形成有覆膜c的基材s进行加热后沿基材s的宽度方向td进行拉伸(第2拉伸工序)。宽度方向td与移动方向md正交。通过第2拉伸工序，形成有覆膜c的基材s被拉伸，得到上述的薄膜f。
[0039]
(5)分切加工装置
[0040]
分切加工装置5将薄膜f切断成规定的宽度(分切工序)。
[0041]
(6)滚花加工装置
[0042]
滚花加工装置6使切断成规定宽度的薄膜f的宽度方向两端形成滚花(滚花工序)。滚花利用激光而形成。滚花可以利用经加热的压花辊来形成。
[0043]
(7)卷取装置
[0044]
卷取装置7对形成有滚花的薄膜f进行卷取(卷取工序)。卷取工序结束，由此能够得到薄膜f的卷。
[0045]
2.涂布液的详情
[0046]
制造易粘接薄膜的情况下，涂布液为用于形成易粘接层的易粘接组合物。
[0047]
易粘接层含有粘结剂树脂和微粒。
[0048]
作为粘结剂树脂，例如，可举出热固化性树脂及热塑性树脂。作为热固化性树脂，例如，可举出氨基甲酸酯树脂、环氧树脂。作为热塑性树脂，例如，可举出丙烯酸类树脂、聚酯树脂。易粘接薄膜用作偏光件的保护薄膜的情况下，粘结剂树脂优选为热固化性树脂。粘结剂树脂可以组合使用多种。
[0049]
作为微粒，例如，可举出氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硅酸盐矿物、磷酸盐。作为氧化物，例如，可举出硅氧化物(二氧化硅)、钛氧化物(二氧化钛)、铝氧化物(氧化铝)及锆氧化物(二氧化锆)。作为碳酸盐，例如，可举出碳酸钙。作为硅酸盐，例如，可举出硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁。作为硅酸盐矿物，例如，可举出滑石、高岭土。作为磷酸盐，例如，可举出磷酸钙。易粘接薄膜用作偏光件的保护薄膜的情况下，微粒优选为氧化物，更优选为硅氧化物。微粒可以组合使用多种。
[0050]
微粒的平均一次粒径例如比覆膜c的厚度小。通过使微粒的平均一次粒径比覆膜c的厚度小，从而能够抑制微粒从覆膜c脱落。微粒的平均一次粒径例如为200nm以下，优选为150nm以下、更优选为100nm以下、更优选为80nm以下、更优选为60nm以下、更优选为50nm以下。
[0051]
微粒的平均一次粒径例如为10nm以上，优选为15nm以上、更优选为20nm以上。微粒的平均一次粒径为上述的下限值以上时，能够在卷取薄膜f时抑制粘连。
[0052]
微粒的折射率优选与基材s的折射率近似。基材s为丙烯酸类树脂的情况下，微粒的折射率例如不足1.5。
[0053]
涂布液(易粘接组合物)含有：树脂成分、上述的微粒、和分散介质。涂布液根据需要含有添加物。作为添加物，例如，可举出交联剂、ph调节剂。
[0054]
树脂成分通过干燥工序形成上述的粘结剂树脂的覆膜。粘结剂树脂为氨基甲酸酯
树脂的情况下，作为树脂成分，例如，可举出水系氨基甲酸酯树脂。作为水系氨基甲酸酯树脂，例如，可举出非反应型水系氨基甲酸酯树脂及反应型水系氨基甲酸酯树脂。非反应型水系氨基甲酸酯树脂为氨基甲酸酯树脂的乳化物。反应型水系氨基甲酸酯树脂为将异氰酸酯基用封端剂进行了保护了的氨基甲酸酯树脂的乳化物。粘结剂树脂为氨基甲酸酯树脂的情况下，涂布液可以含有氨基甲酸酯固化催化剂、异氰酸酯单体。作为氨基甲酸酯固化催化剂，例如可举出三乙胺。
[0055]
树脂成分的配混比例以固体成分换算计在涂布液中例如为3质量％以上，优选为5质量％以上、更优选为7质量％以上。树脂成分的配混比例为上述下限值以上时，能够实现涂布液的干燥时间的缩短。
[0056]
树脂成分的配混比例以固体成分换算计在涂布液中例如为20质量％以下，优选为15质量％以下。树脂成分的配混比例为上述上限值以下时，能够使树脂成分在涂布液中稳定地分散。
[0057]
微粒的配混比例以固体成分换算计相对于树脂成分100质量份例如为30质量份以上，优选为50质量份以上。微粒的配混比例为上述下限值以上时，能够实现涂布液的干燥时间的缩短。
[0058]
微粒的配混比例以固体成分换算计相对于树脂成分100质量份例如为150质量份以下，优选为120质量份以下、更优选为90质量份以下。微粒的配混比例为上述上限值以下时，能够使微粒在涂布液中稳定地分散。
[0059]
另外，微粒的配混比例在涂布液中例如为1质量％以上，优选为5质量％以上，例如为10质量％以下。
[0060]
分散介质使微粒及树脂成分分散。作为分散介质，例如可举出水、醇、酮。作为醇，例如可举出甲醇、乙醇。作为酮，例如可举出丙酮、甲乙酮。
[0061]
分散介质作为除树脂成分、微粒及添加物以外的剩余部分而配混至涂布液中。分散介质的配混比例在涂布液中例如为30质量％以上，优选为40质量％以上，例如为80质量％以下，优选为70质量％以下、更优选为60质量％以下。
[0062]
交联剂在干燥工序及第2拉伸工序中使树脂成分交联。树脂成分为水系氨基甲酸酯树脂的情况下，作为交联剂，例如，可举出热固化型交联剂。作为热固化型交联剂，例如，可举出含噁唑啉基聚合物、含异氰酸酯基聚合物。
[0063]
交联剂的配混比例以固体成分换算计相对于树脂成分100质量份例如为5质量份以上，优选为10质量份以上，例如为30质量份以下。
[0064]
ph调节剂对涂布液的ph进行调整。作为ph调节剂，可举出公知的酸及碱。
[0065]
涂布液的ph例如为7.5以上。涂布液的ph为上述下限值以上时，能够抑制聚集物的产生。另外，涂布液的ph例如为9.0以下。涂布液的ph为上述上限值以下时，能够抑制偏光板的耐湿热性的降低。
[0066]
只要能够确保涂布液对基材s的润湿性，则涂布液的表面张力没有限定。基材s为丙烯酸类树脂的情况下，涂布液的表面张力例如为30mn/m以上，优选为40mn/m以上，例如为80mn/m以下，优选为70mn/m以下、更优选为60mn/m以下、更优选为50mn/m以下。通过调整树脂成分与分散介质的配混比例，能够调整涂布液的表面张力。
[0067]
涂布液的表面张力通过后述的实施例中记载的方法来测定。
[0068]
3.棒涂机的详情
[0069]
如图3所示，棒涂机3具备棒11和作为供给装置的一例的歧管块12。
[0070]
(1)棒
[0071]
棒11在上述的涂布工序中将涂布液涂布于基材s。棒11沿轴向延伸。轴向为与基材s的宽度方向td相同的方向。即，轴向与基材s的移动方向md正交。棒11配置于棒涂机3的上端部。换言之，棒11在与轴向及移动方向md这两个方向正交的正交方向上被配置于棒涂机3的一端部。棒11具有圆柱形状。
[0072]
作为棒11，例如可举出线棒及无线型棒(wireless bar)。线棒具有轴和卷绕于轴的线。线棒在轴向具有形成于线间的槽。无线型棒在表面具有凹槽。
[0073]
棒11的表面自由能比涂布液的表面张力高。因此，棒11容易被涂布液润湿。因此，即使在涂布液含有微粒的情况下，也能够将涂布液在宽度方向均匀地涂布于基材s。
[0074]
具体而言，棒11的表面自由能为40mj/m2以上，优选为50mj/m2以上、更优选为70mj/m2以上、更优选为90mj/m2以上。棒11的表面自由能的上限没有限定。棒11的表面自由能例如为150mj/m2以下。
[0075]
棒11的表面自由能可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。
[0076]
棒11的表面自由能与涂布液的表面张力的差例如为10mn/m以上，优选为14mn/m以上、更优选为20mn/m以上、更优选为35mn/m以上、更优选为50mn/m以上。棒11的表面自由能与涂布液的表面张力的差为上述下限值以上时，能够将涂布液更均匀地涂布于基材s。棒11的表面自由能与涂布液的表面张力的差的上限值没有限定。
[0077]
优选对棒11实施表面处理。作为表面处理，例如可举出硬铬(hcr)镀覆、类金刚石碳(dlc)涂布、钛涂布(氮化钛涂布)。棒11优选进行了类金刚石碳涂布。通过对棒11实施表面处理，从而棒11的表面自由能增大，棒11容易被涂布液润湿。因此，能够将涂布液更均匀地涂布于基材s。
[0078]
更优选除了对棒11实施上述的表面处理以外、还实施微凹坑(microdimple)处理。通过对棒11实施微凹坑处理，从而棒11的表面自由能进一步增大，棒11更容易被涂布液润湿。因此，能够将涂布液更均匀地涂布于基材s。
[0079]
棒11的直径例如为5mm以上，优选为8mm以上。棒11的直径为上述下限值以上时，能够确保棒11的刚性。由此，棒11能够抵抗基材s的张力从而将涂布液稳定地涂布于基材s。棒11的直径例如为10mm以下。棒11的直径为上述上限值以下时，能够将涂布液容易地供给至棒11的表面整体，能够将涂布液稳定地涂布于基材s。
[0080]
棒11顺着移动方向md旋转(参照图3箭头)。棒11的旋转速度比基材s的输送速度快。由此，基材s在移动方向md上输送，棒11旋转，在该状态下，在移动方向md的棒11的上游侧，在棒11与基材s之间形成积存涂布液的液体积存部l。
[0081]
液体积存部l中，通过棒11的旋转速度与基材s的输送速度的速度差，搅拌积存的涂布液。由此，对液体积存部l的涂布液施加剪切。涂布液含有交联剂的情况下，通过剪切力，有树脂成分与交联剂反应从而产生聚集物的可能性。
[0082]
对于这点，若棒11的表面自由能比涂布液的表面张力高，则棒11容易被涂布液润湿，因此能够降低对液体积存部l的涂布液施加的剪切力。因此，能够抑制树脂成分与交联
剂的反应。其结果，能够抑制聚集物的产生。
[0083]
棒11的旋转速度相对于基材s的输送速度例如为100％以上，优选为120％以上，例如为200％以下，优选为180％以下。
[0084]
(2)歧管块(manifold block)
[0085]
歧管块12向棒11供给涂布液。歧管块12配置于棒11的下方。在棒涂机3将涂布液涂布于基材s的状态下，歧管块12在正交方向相对于基材s配置于棒11的相反侧。歧管块12支撑棒11。歧管块12沿轴向及正交方向延伸。歧管块12具有歧管121、排出口122和流路123。
[0086]
(2-1)歧管
[0087]
歧管121在正交方向远离棒11而配置。歧管121积存涂布液。
[0088]
(2-2)排出口
[0089]
排出口122配置于正交方向的歧管块12的一端部。排出口122在移动方向md配置于棒11的上游侧。排出口122将涂布液排出。从排出口122排出的涂布液被供给至棒11。供给至棒11的涂布液通过棒11的旋转而涂布于基材s。
[0090]
(2-3)流路
[0091]
流路123在正交方向配置于歧管121与排出口122之间。流路123将歧管121与排出口122连接。歧管121内的涂布液通过流路123从排出口122排出。
[0092]
3.变形例
[0093]
(1)棒涂机3的用途不限于挤出成形。例如，也可以从基材s的卷将基材s放出，用棒涂机3将涂布液涂布于经放出的基材s。
[0094]
(2)涂布装置不限于棒涂机3。例如，作为涂布装置，可举出凹版涂布机、吻涂机。
[0095]
(3)涂布装置可以如图4所示，具备积存涂布液的盘31作为供给装置的一例来代替歧管块12。
[0096]
(4)薄膜f的制造系统1可以不具备第1拉伸装置4a。涂布有涂布液的基材s可以利用第2拉伸装置4b沿移动方向md及宽度方向td进行拉伸(双向同时拉伸)。薄膜f的制造系统1可以不对基材s进行拉伸。即，薄膜f的制造系统1可以不具备第1拉伸装置4a及第2拉伸装置4b。
[0097]
(5)薄膜f的制造系统1可以代替滚花加工装置6而具备用于将遮蔽薄膜放出的遮蔽薄膜放出装置和使经放出的遮蔽薄膜贴合于薄膜f的贴合装置。
[0098]
实施例
[0099]
接着，基于实施例及比较例对本发明进行说明。本发明不受下述的实施例限定。另外，以下的记载中使用的物性值、参数等具体的数值可以替换为上述的“具体实施方式”中记载的与它们对应的物性值、参数等上限值(定义为“以下”的数值)或下限值(定义为“以上”的数值)。
[0100]
1.涂布液的制备
[0101]
(1)涂布液a
[0102]
将水系氨基甲酸酯树脂(固体成分：35质量％)35.2质量份、二氧化硅微粒7.5质量份、交联剂(含噁唑啉基聚合物、固体成分：25质量％)5.2质量份、1％氨水2.8质量份、及纯水49.3质量份混合，得到涂布液a。
[0103]
涂布液a的表面张力为40mn/m。需要说明的是，涂布液a的表面张力使用接触角计
通过悬滴法进行测定。
[0104]
(2)涂布液b
[0105]
将水系氨基甲酸酯树脂的配混份数变更为20.6质量份，将纯水的配混份数变更为63.9质量份，除此以外，与涂布液a同样地操作，得到涂布液b。
[0106]
涂布液b的表面张力为55mn/m。
[0107]
(3)涂布液c
[0108]
将水系氨基甲酸酯树脂的配混份数变更为12.8质量份，将纯水的配混份数变更为71.7质量份，除此以外，与涂布液a同样地操作，得到涂布液c。
[0109]
涂布液c的表面张力为70mn/m。
[0110]
2.实施例及比较例
[0111]
(1)实施例1
[0112]
使用具备实施了表1中记载的表面处理的棒的涂布装置，将涂布液a(表面张力：40mn/m)涂布于由丙烯酸类树脂形成的基材，进行干燥，得到薄膜。
[0113]
需要说明的是，表1中，“dlc”是指类金刚石碳涂布。棒的表面自由能根据使用接触角计得到的测定值并根据理论式(kitazaki and hata)来算出。
[0114]
对得到的薄膜测定涂布厚度的偏差及聚集物的个数。涂布厚度的偏差及聚集物的个数使用分光膜厚计(mcpd、大塚电子株式会社制)来测定。将结果记载于表1。
[0115]
(2)实施例2～7、比较例1～11
[0116]
使用具备实施了表1～3中记载的表面处理的棒的涂布装置，与实施例1同样地操作，将表1～3中记载的涂布液涂布于由丙烯酸类树脂形成的基材，进行干燥，得到薄膜。
[0117]
对得到的薄膜测定涂布厚度的偏差及聚集物的个数。将结果记载于表1～3。
[0118]
需要说明的是，表2中，“hcr”是指硬铬镀覆。表3中，“钛”是指钛涂布。
[0119]
[表1]
[0120]
表1
[0121][0122]
[表2]
[0123]
表2
[0124][0125]
[表3]
[0126]
表3
[0127][0128]
需要说明的是，上述发明作为本发明的例示的实施方式而提供，其不过是单纯的例示，并不做限定性解释。对于本领域技术人员显而易见的本发明的变形例包含在前述的权利要求书中。
[0129]
产业上的可利用性
[0130]
本发明的薄膜的制造方法用于易粘接薄膜等薄膜的制造。
[0131]
附图标记说明
[0132]
1 薄膜的制造系统
[0133]
3 棒涂机
[0134]
11 棒
[0135]
12 歧管块
[0136]
f 薄膜
[0137]
s 基材