CN112188951B - 挤出树脂板及其制造方法以及层叠板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供加热所引起的Re值的降低率小、加热所引起的翘曲的产生少的挤出树脂板。将在聚碳酸酯含有层(玻璃化转变温度:Tg(PC))的至少单面上层叠有甲基丙烯酸类树脂含有层的热塑性树脂层叠体以熔融状态从T型模头共挤出,使用两个以上冷却辊进行冷却。将被夹入第二个冷却辊与第三个冷却辊之间时的热塑性树脂层叠体的整体温度:TX、自最后的冷却辊剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度:TT、从自最后的冷却辊剥离的位置起下游侧1m以内的热塑性树脂层叠体的整体温度:TM、引离辊的圆周速度:V4、第二个冷却辊的圆周速度:V2。TX(℃)≥Tg(PC)+15、Tg(PC)+5≤TT(℃)≤Tg(PC)+19、TT‑TM(℃)≤20、0.98≤V4/V2<1.0。
Description
技术领域
本发明涉及挤出树脂板及其制造方法以及包含挤出树脂板的层叠板。
背景技术
液晶显示器等平板显示器、以及将该平板显示器与触控面板(也称为触控屏)组合而成的触控面板显示器被用于:银行等金融机构的ATM;自动售货机;移动电话(包括智能手机)、平板型个人计算机等便携信息终端(PDA)、数字音频播放器、便携游戏机、复印机、传真机和车载导航系统等数字信息设备等。
为了防止表面的擦伤等,在液晶显示器等平板显示器和触控面板等的表面设置透明的保护板。以往,作为保护板,主要使用强化玻璃,但从加工性和轻量化的观点出发,正在进行透明树脂板的开发。对于保护板,要求光泽、耐擦伤性和耐冲击性等功能。
通过在保护板的表面形成(半)反射镜膜,可以将保护板作为(半)反射镜板使用。本说明书中,“(半)反射镜”为反射镜和半反射镜的总称。
例如,在车载用后视镜等用途中,正在开发将液晶监视器和(半)反射镜板组合而成的带液晶监视器的反射镜。以往,作为(半)反射镜板的基板,主要使用玻璃板,但是从加工性、轻量化以及透过偏光太阳镜等偏光滤光片观察屏幕时的可视性的观点出发,正在进行透明树脂基板的开发。对于该透明树脂基板而言,在常规的保护板所需要的上述功能的基础上,还从抑制反射像的变形的观点出发而要求接近玻璃的低翘曲性能。
作为透明树脂制的保护板,对包含耐冲击性优良的聚碳酸酯层以及光泽和耐擦伤性优良的甲基丙烯酸类树脂层的树脂板进行了研究。该树脂板优选通过共挤出成形来制造。这种情况下,由于两种树脂的特性的差异,有时会在所得到的树脂板中残留应变应力。残留于树脂板中的应变应力被称为“残余应力”,具有该残余应力的树脂板有可能因热变化等而产生翘曲等。
作为减少树脂板中的残余应力、抑制翘曲的产生的方法,专利文献1中公开了对挤出成形中使用的冷却辊的旋转速度进行调整的方法(权利要求1)。专利文献2中公开了一种方法,其中,作为与聚碳酸酯层叠的甲基丙烯酸类树脂,使用使甲基丙烯酸甲酯(MMA)等甲基丙烯酸酯与苯乙烯等芳香族乙烯基单体共聚后对芳香族双键进行氢化而得到的树脂(权利要求2)。
另外,为了解决上述问题,对甲基丙烯酸类树脂的耐热性和耐湿性的提高进行了研究。例如,专利文献3中公开了一种方法,其中,作为与聚碳酸酯层叠的甲基丙烯酸类树脂,使用具有选自MMA单元、甲基丙烯酸(MA)单元、丙烯酸(AA)单元、马来酸酐单元、N-取代或未取代马来酰亚胺单元、戊二酸酐结构单元和戊二酰亚胺结构单元中的单元且玻璃化转变温度(Tg)为110℃以上的树脂(权利要求1)。
此外,专利文献4中公开了在使两片树脂片夹着至少一层图案层层叠而成的装饰片中减小两片树脂片间的线膨胀率(也称为线膨胀系数)之差(权利要求1)的方法。
可以在保护板的至少一个面上形成用于提高耐擦伤性(硬涂性)和/或可视性的具有低反射性的固化覆膜(专利文献5的权利要求1、2以及专利文献6的权利要求1等)。
用于液晶显示器的保护板设置于液晶显示器的前面侧(观看者侧),观看者透过该保护板来观看液晶显示器的屏幕。在此,保护板基本不改变来自液晶显示器的出射光的偏振性,因此,透过偏光太阳镜等偏光滤光片观看屏幕时,存在因出射光的偏振轴与偏光滤光片的透射轴所成的角度而屏幕变暗、图像的可视性降低的情况。因此,对于可抑制透过偏光滤光片观看液晶显示器的屏幕时的图像可视性降低的、用于液晶显示器的保护板进行了研究。例如,专利文献7中公开了一种液晶显示器保护板,其由在树脂基板的至少一个面上形成有固化覆膜的耐擦伤性树脂板构成,面内延迟值(Re)为85~300nm(权利要求1)。
通常,挤出树脂板在成形时产生应力,由此有时分子会发生取向而产生延迟(参考专利文献8的第0034段)。另外,在包含两个以上树脂层的挤出树脂板中,有时各树脂层的残余应力的程度不同。另外,在挤出树脂板的成形中,在从最后的冷却辊离开时,有时在挤出树脂板的表面产生条纹状的缺陷(所谓的振动纹),表面性降低。通过调整挤出成形中使用的冷却辊和引离辊的旋转速度等制造条件,能够减少成形时产生的应力和振动纹。
例如,为了降低挤出树脂板的成形时产生的应力、抑制Re值的降低,专利文献8、9中公开了一种挤出树脂板的制造方法,其中,在将在聚碳酸酯层的至少单面上层叠有甲基丙烯酸类树脂层的挤出树脂板共挤出成形时,对两个以上冷却辊和引离辊的圆周速度的关系、以及从最后的冷却辊剥离时刻的树脂整体的温度等制造条件进行了优化(专利文献8的权利要求1、专利文献9的权利要求3、4等)。
另外,为了降低挤出树脂板成形时产生的应力、抑制Re值的降低,专利文献10中公开了一种挤出树脂板的制造方法,其中,在将在聚碳酸酯层的至少单面上层叠有甲基丙烯酸类树脂层的挤出树脂板共挤出成形时,对两个以上冷却辊和引离辊的圆周速度的关系、以及从最后的冷却辊剥离的时刻的树脂整体的温度等制造条件进行了优化(专利文献10的权利要求1等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-185956号公报
专利文献2:国际公开第2011/145630号
专利文献3:日本特开2009-248416号公报
专利文献4:日本特开2007-118597号公报
专利文献5:日本特开2004-299199号公报
专利文献6:日本特开2006-103169号公报
专利文献7:日本特开2010-085978号公报
专利文献8:国际公开第2015/093037号
专利文献9:国际公开第2016/038868号
专利文献10:国际公开第2017/164276号
发明内容
发明所要解决的问题
在形成在透明树脂板的表面上具有耐擦伤性(硬涂性)和/或低反射性的固化覆膜的工序中,有时透明树脂板会被加热到100℃以上的温度。例如,热固化性的覆膜材料的固化需要加热,光固化性的覆膜材料在照射光时受热。覆膜材料包含溶剂的情况下,有时会为了干燥溶剂而被加热。
在于透明树脂板的表面上形成(半)反射镜膜的工序中,也有时会在对覆膜材料进行热处理时将透明树脂板加热到100℃以上的温度。
另外,搭载于车载导航系统等的车载用显示装置、移动电话(包括智能手机)等的液晶显示器用保护板有时被用于夏季日照下等高温环境下。
这样将树脂板在制造工序或使用环境下暴露于高温的情况下,Re值由于热而降低,有可能变为期望的范围外。Re值的热变化优选小。对于用作带液晶监视器的反射镜等中使用的(半)反射镜板的基板的树脂板而言,从抑制反射像的变形的观点出发,优选即使暴露于高温时翘曲量也小。
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于,提供面内延迟值(Re)处于适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板等的范围内、加热所引起的Re值降低率小、加热所引起的翘曲的产生少、表面性良好的挤出树脂板及其制造方法。
需要说明的是,本发明适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板,但是可以用于任意用途。
用于解决问题的方法
本发明提供下述[1]~[13]的挤出树脂板及其制造方法以及层叠板。
[1]一种挤出树脂板的制造方法,其为在含有聚碳酸酯的层的至少单面上层叠有含有甲基丙烯酸类树脂的层的挤出树脂板的制造方法,
其包括如下工序(X):将在所述含有聚碳酸酯的层的至少单面上层叠有所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的热塑性树脂层叠体以熔融状态从T型模头共挤出,使用彼此邻接的三个以上冷却辊,从n=1开始重复进行两次以上将所述熔融状态的热塑性树脂层叠体夹入第n个(其中,n≥1)冷却辊与第n+1个冷却辊之间、并卷绕到第n+1个冷却辊上的操作,由此进行冷却,将冷却后得到的所述挤出树脂板用引离辊引离,
设定被夹入第二个所述冷却辊与第三个所述冷却辊之间时的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TX)为所述含有聚碳酸酯的层的玻璃化转变温度+15℃以上,
设定自最后的所述冷却辊剥离的位置处的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)为所述含有聚碳酸酯的层的玻璃化转变温度+5℃~所述含有聚碳酸酯的层的玻璃化转变温度+19℃的范围,
设定自最后的所述冷却辊剥离的位置处的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)与从自最后的所述冷却辊剥离的位置起下游侧1m的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TM)之差(TT-TM)为20℃以下,
设定所述引离辊的圆周速度(V4)与第二个所述冷却辊的圆周速度(V2)的圆周速度比(V4/V2)为0.98以上且小于1.0。
[2]根据[1]的挤出树脂板的制造方法,其中,
所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的玻璃化转变温度为115℃以上,
(S2-S1)与S1之比((S2-S1)/S1)为-10%~+10%,所述(S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率,所述(S2-S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率(S1)与所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的线膨胀率(S2)之差。
[3]根据[1]或[2]的挤出树脂板的制造方法,其中,所述含有甲基丙烯酸类树脂的层含有5~80质量%的甲基丙烯酸类树脂以及95~20质量%的包含来自芳香族乙烯基化合物的结构单元和来自马来酸酐的结构单元的共聚物。
[4]根据[3]的挤出树脂板的制造方法,其中,所述共聚物含有50~84质量%的所述来自芳香族乙烯基化合物的结构单元、15~49质量%的来自马来酸酐的结构单元和1~35质量%的来自甲基丙烯酸酯的结构单元。
[5]根据[1]~[4]中任一项的挤出树脂板的制造方法,其中,
包括在工序(X)之后进一步将所述挤出树脂板在75~125℃的温度下加热1~30小时的工序(Y),
在加热之前和加热之后,所述挤出树脂板的对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.2mm。
[6]根据[1]~[5]中任一项的挤出树脂板的制造方法,其中,
包括在工序(X)之后进一步将所述挤出树脂板在75~125℃的温度加热1~30小时的工序(Y),
在加热之前和加热之后,所述挤出树脂板的至少宽度方向的一部分的面内延迟值均为50~330nm,加热后相对于加热前的所述挤出树脂板的所述延迟值的降低率小于30%。
[7]一种挤出树脂板,其为在含有聚碳酸酯的层的至少单面上层叠有含有甲基丙烯酸类树脂的层的挤出树脂板,
所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的玻璃化转变温度为115℃以上,
在75~125℃范围内的恒定温度下加热5小时时,在加热之前和加热之后,对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.2mm,
至少宽度方向的一部分的面内延迟值为50~330nm,
加热后相对于加热前的所述延迟值的降低率小于30%,
(S2-S1)与(S1)之比((S2-S1)/S1)为-10%~+10%,所述(S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率,所述(S2-S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率(S1)与所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的线膨胀率(S2)之差。
[8]根据[7]的挤出树脂板,其中,
将所述挤出树脂板在75℃或125℃的温度下加热5小时时,在加热之前和加热之后,对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.2mm,
至少宽度方向的一部分的面内延迟值为50~330nm,
加热后相对于加热前的所述延迟值的降低率小于30%。
[9]根据[7]或[8]的挤出树脂板,其中,在加热之前和加热之后,对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.15mm。
[10]根据[7]~[9]中任一项的挤出树脂板,其中,在加热之前和加热之后,至少宽度方向的一部分的面内延迟值均为80~250nm。
[11]根据[7]~[10]中任一项的挤出树脂板,其中,加热后相对于加热前的所述延迟值的降低率小于15%。
[12]一种层叠板,其具备[7]~[11]中任一项的挤出树脂板和在该挤出树脂板的至少一个表面上形成的耐擦伤性层。
[13]一种层叠板,其具备[7]~[11]中任一项的挤出树脂板和在该挤出树脂板的至少一个表面上形成的反射镜膜或半反射镜膜。
发明效果
根据本发明,可以提供面内延迟值(Re)处于适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板等的范围内、加热所引起的Re值降低率小、加热所引起的翘曲的产生少、表面性良好的挤出树脂板及其制造方法。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式的挤出树脂板的示意性截面图。
图2为本发明的第二实施方式的挤出树脂板的示意性截面图。
图3为本发明的一个实施方式的挤出树脂板的制造装置的示意图。
具体实施方式
[挤出树脂板]
本发明涉及挤出树脂板,其适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等。
本发明的挤出树脂板为在含有聚碳酸酯(PC)的层(以下也简称为聚碳酸酯含有层)的至少单面上层叠有含有甲基丙烯酸类树脂(PM)的层(以下也简称为甲基丙烯酸类树脂含有层)的挤出树脂板。
聚碳酸酯(PC)的耐冲击性优良,甲基丙烯酸类树脂(PM)的光泽、透明性和耐擦伤性优良。因此,将这些树脂层叠而成的本发明的挤出树脂板的光泽、透明性、耐冲击性和耐擦伤性优良。另外,本发明的挤出树脂板是利用挤出成形法制造的,因此生产率优良。
(甲基丙烯酸类树脂含有层)
甲基丙烯酸类树脂含有层包含一种以上的甲基丙烯酸类树脂(PM)。甲基丙烯酸类树脂(PM)优选为含有来自包含甲基丙烯酸甲酯(MMA)的一种以上的甲基丙烯酸烃酯(以下也简称为甲基丙烯酸酯)的结构单元的均聚物或共聚物。
甲基丙烯酸酯中的烃基可以为甲基、乙基和丙基等非环状脂肪族烃基,也可以为脂环式烃基,还可以为苯基等芳香族烃基。
从透明性的观点出发,甲基丙烯酸类树脂(PM)中的甲基丙烯酸酯单体单元的含量优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、特别优选为90质量%以上、可以为100质量%。
甲基丙烯酸类树脂(PM)可以包含来自除甲基丙烯酸酯以外的一种以上的其他单体的结构单元。作为其他单体,可以列举:丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸三氟甲酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸五氟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸甲苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯和丙烯酸3-二甲氨基乙酯等丙烯酸酯。其中,从获得性的观点出发,优选MA、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯和丙烯酸叔丁酯等,更优选MA和丙烯酸乙酯等,特别优选MA。甲基丙烯酸类树脂(PM)中的来自其他单体的结构单元的含量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下、特别优选为2质量%以下。
甲基丙烯酸类树脂(PM)优选通过使包含MMA的一种以上的甲基丙烯酸酯和根据需要的其他单体聚合而得到。在使用两种以上的单体的情况下,通常将两种以上的单体混合而制备单体混合物后进行聚合。作为聚合方法,没有特别限制,从生产率的观点出发,优选本体聚合法、悬浮聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法等自由基聚合法。
甲基丙烯酸类树脂(PM)的重均分子量(Mw)优选为40000~500000。通过使Mw为40000以上,甲基丙烯酸类树脂含有层的耐擦伤性和耐热性优良,通过使Mw为500000以下,甲基丙烯酸类树脂含有层的成形性优良。
在本说明书中,只要没有特别声明,则“Mw”为使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的标准聚苯乙烯换算值。
在本说明书中,将甲基丙烯酸类树脂含有层的玻璃化转变温度表示为Tg(M)。Tg(M)没有特别限制,从表面性良好、容易得到起因于残余应力的翘曲小的挤出树脂板的角度出发,Tg(M)的下限优选为115℃、更优选为120℃、特别优选为125℃、最优选为130℃,Tg(M)的上限优选为160℃、更优选为155℃、特别优选为150℃。
<甲基丙烯酸类树脂组合物(MR)>
甲基丙烯酸类树脂含有层可以包含甲基丙烯酸类树脂(PM)和根据需要的一种以上的其他聚合物。
例如,甲基丙烯酸类树脂含有层可以由包含甲基丙烯酸类树脂(PM)和SMA树脂(S)的甲基丙烯酸类树脂组合物(MR)(以下也简称为树脂组合物(MR))构成。
在本说明书中,“SMA树脂”是指含有来自一种以上的芳香族乙烯基化合物的结构单元和来自包含马来酸酐(MAH)的一种以上的酸酐的结构单元、还优选含有来自甲基丙烯酸酯的结构单元的共聚物。
甲基丙烯酸类树脂组合物(MR)优选可以包含5~80质量%的甲基丙烯酸类树脂(PM)和95~20质量%的SMA树脂(S)。
从使Tg(M)为115℃以上等观点出发,树脂组合物(MR)中的甲基丙烯酸类树脂(PM)的含量优选为5~80质量%、更优选为5~55质量%、特别优选为10~50质量%。
SMA树脂(S)为含有来自一种以上的芳香族乙烯基化合物和包含MAH的一种以上的酸酐的结构单元的共聚物。
作为芳香族乙烯基化合物,可以列举:苯乙烯(St);2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯和4-叔丁基苯乙烯等核烷基取代苯乙烯;α-甲基苯乙烯和4-甲基-α-甲基苯乙烯等α-烷基取代苯乙烯。其中,从获得性的观点出发,优选苯乙烯(St)。从树脂组合物(MR)的透明性和耐湿性的观点出发,SMA树脂(S)中的芳香族乙烯基化合物单体单元的含量优选为50~84质量%、更优选为55~82质量%、特别优选为60~80质量%。
作为酸酐,从获得性的观点出发,至少使用马来酸酐(MAH),根据需要可以使用柠康酸酐和二甲基马来酸酐等其他酸酐。从树脂组合物(MR)的透明性和耐热性的观点出发,SMA树脂(S)中的酸酐单体单元的含量优选为15~49质量%、更优选为18~45质量%、特别优选为20~40质量%。
SMA树脂(S)可以含有来自芳香族乙烯基化合物和酸酐以及一种以上的甲基丙烯酸酯单体的结构单元。作为甲基丙烯酸酯,可以列举:MMA、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸1-苯基乙酯等。其中,优选烷基的碳原子数为1~7的甲基丙烯酸烷基酯。从SMA树脂(S)的耐热性和透明性的观点出发,特别优选MMA。从挤出树脂板的弯曲加工性和透明性的观点出发,SMA树脂(S)中的甲基丙烯酸酯单体单元的含量优选为1~35质量%、更优选为3~30质量%、特别优选为5~26质量%。这种情况下,芳香族乙烯基化合物单体单元的含量优选为50~84质量%,酸酐单体单元的含量优选为15~49质量%。
SMA树脂(S)优选含有50~84质量%的来自芳香族乙烯基化合物的结构单元、15~49质量%的来自马来酸酐的结构单元和1~35质量%的来自甲基丙烯酸酯的结构单元。
SMA树脂(S)可以具有来自除芳香族乙烯基化合物、酸酐和甲基丙烯酸酯以外的其他单体的结构单元。作为其他单体,可以使用在甲基丙烯酸类树脂(PM)的说明中所述的单体。SMA树脂(S)中的其他单体单元的含量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下、特别优选为2质量%以下。
SMA树脂(S)通过使芳香族乙烯基化合物、酸酐以及根据需要的甲基丙烯酸酯和根据需要的其他单体聚合而得到。在该聚合中,通常在将两种以上的单体混合而制备单体混合物后进行聚合。聚合方法没有特别限制,从生产率的观点出发,优选本体聚合法和溶液聚合法等自由基聚合法。
SMA树脂(S)的Mw优选为40000~300000。通过使Mw为40000以上,甲基丙烯酸类树脂含有层的耐擦伤性和耐冲击性优良,通过使Mw为300000以下,甲基丙烯酸类树脂含有层的成形性优良。
从使Tg(M)为115℃以上等观点出发,树脂组合物(MR)中的SMA树脂(S)的含量优选为20~95质量%、更优选为45~95质量%、特别优选为50~90质量%。
树脂组合物(MR)例如通过将甲基丙烯酸类树脂(PM)与SMA树脂(S)混合而得到。作为混合法,可以列举熔融混合法和溶液混合法等。在熔融混合法中,可以使用单螺杆或多螺杆的混炼机;开炼辊、班伯里混炼机和捏合机等熔融混炼机等,根据需要在氮气、氩气和氦气等非活性气体气氛下进行熔融混炼。在溶液混合法中,可以使甲基丙烯酸类树脂(PM)和SMA树脂(S)溶解于甲苯、四氢呋喃和甲乙酮等有机溶剂中并混合。
在一个实施方式中,甲基丙烯酸类树脂含有层可以包含甲基丙烯酸类树脂(PM)和根据需要的一种以上的其他聚合物。
在另一个实施方式中,甲基丙烯酸类树脂含有层由甲基丙烯酸类树脂组合物(MR)构成,甲基丙烯酸类树脂组合物(MR)可以包含甲基丙烯酸类树脂(PM)、SMA树脂(S)和根据需要的一种以上的其他聚合物。
作为其他聚合物,没有特别限制,可以列举:聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酯、聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和聚缩醛等其他热塑性树脂;酚醛树脂、三聚氰胺树脂、有机硅树脂和环氧树脂等热固性树脂等。甲基丙烯酸类树脂含有层中的其他聚合物的含量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下、特别优选为2质量%以下。
甲基丙烯酸类树脂含有层可以根据需要含有各种添加剂。作为添加剂,可以列举:抗氧化剂、抗热劣化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、润滑剂、脱模剂、高分子加工助剂、抗静电剂、阻燃剂、染料/颜料、光扩散剂、消光剂、核壳粒子和嵌段共聚物等耐冲击性改性剂以及荧光体等。添加剂的含量可以在不损害本发明效果的范围内适当设定。相对于构成甲基丙烯酸类树脂含有层的树脂100质量份,例如,优选抗氧化剂的含量为0.01~1质量份、紫外线吸收剂的含量为0.01~3质量份、光稳定剂的含量为0.01~3质量份、润滑剂的含量为0.01~3质量份、染料/颜料的含量为0.01~3质量份。
在使甲基丙烯酸类树脂(PM)中含有其他聚合物和/或添加剂的情况下,添加时机可以为甲基丙烯酸类树脂(PM)的聚合时也可以为聚合后。
在使甲基丙烯酸类树脂组合物(MR)中含有其他聚合物和/或添加剂的情况下,添加时机可以为甲基丙烯酸类树脂(PM)和/或SMA树脂(S)的聚合时,也可以为这些树脂的混合时或混合后。
从加热熔融成形的稳定性的观点出发,甲基丙烯酸类树脂含有层的构成树脂的熔体流动速率(MFR)优选为1~10g/10分钟、更优选为1.5~7g/10分钟、特别优选为2~4g/10分钟。在本说明书中,只要没有特别声明,甲基丙烯酸类树脂含有层的构成树脂的MFR为使用熔体流动速率仪在温度230℃、3.8kg载荷下测定的值。
(聚碳酸酯含有层)
聚碳酸酯含有层包含一种以上的聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯(PC)优选使一种以上的二元酚与一种以上的碳酸酯前体共聚而得到。作为制造方法,可以列举:使二元酚的水溶液与碳酸酯前体的有机溶剂溶液在界面处发生反应的界面聚合法;和使二元酚与碳酸酯前体在高温、减压、无溶剂条件下反应的酯交换法等。
作为二元酚,可以列举:2,2-双(4-羟苯基)丙烷(俗称双酚A)、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、双(4-羟苯基)硫醚和双(4-羟苯基)砜等,其中优选双酚A。作为碳酸酯前体,可以列举:光气等碳酰卤;碳酸二苯酯等碳酸酯;二元酚的二卤代甲酸酯等卤代甲酸酯;等。
聚碳酸酯(PC)的Mw优选为10000~100000、更优选为20000~70000。通过使Mw为10000以上,聚碳酸酯含有层的耐冲击性和耐热性优良,通过使Mw为100000以下,聚碳酸酯含有层的成形性优良。
聚碳酸酯(PC)可以使用市售品。可以列举Sumika Styron Polycarbonate株式会社制造的“カリバー(注册商标)”和“SD聚力(注册商标)”、三菱工程塑料株式会社制造的“ユーピロン/ノバレツクス(注册商标)”、出光兴产株式会社制造的“タフロン(注册商标)”和帝人化成株式会社制造的“パンライト(注册商标)”等。
聚碳酸酯含有层可以根据需要包含一种以上的其他聚合物和/或各种添加剂。作为其他聚合物和各种添加剂,可以使用与甲基丙烯酸类树脂含有层的说明中所述的其他聚合物和添加剂相同的物质。聚碳酸酯含有层中的其他聚合物的含量优选为15质量%以下、更优选为10质量%以下、特别优选为5质量%以下。添加剂的含量可以在不损害本发明的效果的范围内适当设定。相对于聚碳酸酯(PC)100质量份,抗氧化剂的含量优选为0.01~1质量份、紫外线吸收剂的含量优选为0.01~3质量份、光稳定剂的含量优选为0.01~3质量份、润滑剂的含量优选为0.01~3质量份、染料/颜料的含量优选为0.01~3质量份。
在向聚碳酸酯(PC)中添加其他聚合物和/或添加剂的情况下,添加时机可以为聚碳酸酯(PC)的聚合时也可以为聚合后。
在本说明书中,将聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度表示为Tg(PC)。Tg(PC)优选为120~160℃、更优选为135~155℃、特别优选为140~150℃。
从加热熔融成形的稳定性的观点出发,聚碳酸酯含有层的构成树脂的MFR优选为1~30g/10分钟、更优选为3~20g/10分钟、特别优选为5~10g/10分钟。在本说明书中,只要没有特别声明,则聚碳酸酯含有层的构成树脂的MFR为使用熔体流动速率仪在温度300℃、1.2kg载荷的条件下测定的值。
(线膨胀率比(SR))
对于本发明的挤出树脂板,将(S2-S1)与(S1)之比((S2-S1)/S1)定义为线膨胀率比(SR),其中,(S1)为聚碳酸酯含有层的线膨胀率,(S2-S1)为聚碳酸酯含有层的线膨胀率(S1)与甲基丙烯酸类树脂含有层的线膨胀率(S2)之差。
从降低热变化等所引起的翘曲的观点出发,线膨胀率比(SR)为-10%~+10%、优选为-10%~+5%、更优选为-5%~+2%。线膨胀率比(SR)可以为-10%~-0.1%、-5%~-0.1%、+0.1%~+10%、+0.1%~+5%或+0.1%~+2%。线膨胀率比(SR)在上述范围内时,容易得到表面性良好、起因于残余应力的翘曲小的挤出树脂板。
(各层和挤出树脂板的厚度)
在液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等用途中,本发明的挤出树脂板的整体厚度(t)优选为0.5~5.0mm、更优选为0.8~3.0mm。过薄时,刚性有可能变得不充分,过厚时,有可能妨碍包含其的各种电子设备的轻量化。
甲基丙烯酸类树脂含有层的厚度没有特别限制,优选为40~200μm、更优选为50~150μm、特别优选为60~100μm。过薄时,有可能耐擦伤性差,过厚时,有可能冲击性差。聚碳酸酯含有层的厚度优选为0.3~4.9mm、更优选为0.6~2.9mm。
(层叠结构)
本发明的挤出树脂板只要在聚碳酸酯含有层的至少单面上层叠有甲基丙烯酸类树脂含有层即可,也可以具有其他树脂层。作为本发明的挤出树脂板所包含的挤出树脂板的层叠结构,可以列举:聚碳酸酯含有层-甲基丙烯酸类树脂含有层的两层结构;甲基丙烯酸类树脂含有层-聚碳酸酯含有层-甲基丙烯酸类树脂含有层的三层结构;甲基丙烯酸类树脂含有层-聚碳酸酯含有层-其他树脂层的三层结构;其他树脂层-甲基丙烯酸类树脂含有层-聚碳酸酯含有层的三层结构;等。
图1、图2为本发明的第一、第二实施方式的挤出树脂板的示意性截面图。图中,符号16X、16Y表示挤出树脂板,符号21表示聚碳酸酯含有层,符号22、22A、22B表示甲基丙烯酸类树脂含有层。第一实施方式的挤出树脂板16X具有聚碳酸酯含有层21-甲基丙烯酸类树脂含有层22的两层结构。第二实施方式的挤出树脂板16Y具有第一甲基丙烯酸类树脂含有层22A-聚碳酸酯含有层21-第二甲基丙烯酸类树脂含有层22B的三层结构。需要说明的是,挤出树脂板的构成可以适当改变设计。
[层叠板]
本发明的层叠板可以具有在上述本发明的挤出树脂板的至少一个表面上形成有任意的膜的层叠结构。
在一个实施方式中,本发明的层叠板可以在上述本发明的挤出树脂板的至少一个表面上具有固化覆膜。固化覆膜可以作为耐擦伤性层或用于提高可视性效果的低反射性层起作用。固化覆膜可以通过公知方法来形成(请参考“背景技术”部分所列举的专利文献4、5等)。
耐擦伤性(硬涂性)固化覆膜(耐擦伤性层)的厚度优选为2~30μm、更优选为5~20μm。过薄时,表面硬度有可能变得不充分,过厚时,有可能由于制造工序中的弯折而产生裂纹。
低反射性固化覆膜(低反射性层)的厚度优选为80~200nm、更优选为100~150nm。不论过薄还是过厚,都有可能使低反射性能变得不充分。
在另一个实施方式中,本发明的层叠板可以在上述本发明的挤出树脂板的至少一个表面上具有(半)反射镜膜。这样的构成的层叠板可以作为(半)反射镜板来使用。通过在液晶监视器等各种电子设备中组合(半)反射镜板,可以提供带反射镜的电子设备。
(半)反射镜膜可以通过日本特开平9-96702号公报等中记载的公知方法来形成。(半)反射镜膜过薄时有可能无法表现出充分的反射镜功能,过厚时变得难以制造。可以考虑反射镜功能和制造性来设计(半)反射镜膜的厚度。
[挤出树脂板的制造方法]
以下对上述构成的本发明的挤出树脂板的制造方法进行说明。本发明的挤出树脂板通过包括共挤出成形的制造方法来制造。
(工序(X))
将聚碳酸酯含有层和甲基丙烯酸类树脂含有层的构成树脂分别加热熔融,在聚碳酸酯含有层的至少单面上层叠有甲基丙烯酸类树脂含有层的热塑性树脂层叠体的状态下,从具有宽排出口的T型模头以熔融状态共挤出。
用于聚碳酸酯含有层和用于甲基丙烯酸类树脂含有层的熔融树脂优选在层叠前利用过滤器进行熔融过滤。通过使用熔融过滤后的各熔融树脂进行多层成形,可得到由异物和凝胶导致的缺陷少的挤出树脂板。过滤器的滤材可根据使用温度、粘度和过滤精度等适当选择。例如,可以列举:由聚丙烯、聚酯、人造丝、棉和玻璃纤维等构成的无纺布;浸渗有酚醛树脂的纤维素制的片状物;金属纤维无纺布烧结片状物;金属粉末烧结片状物;金属网;以及它们的组合等。其中,从耐热性和耐久性的观点出发,优选将两张以上金属纤维无纺布烧结片状物层叠而成的过滤器。过滤器的过滤精度没有特别限制,优选为30μm以下、更优选为15μm以下、特别优选为5μm以下。
作为层叠方式,可以列举在流入T型模头前进行层叠的供料块(feed block)方式和在T型模头内部进行层叠的多歧管方式等。从提高挤出树脂板的层间的界面平滑性的观点出发,优选多歧管方式。
从T型模头共挤出的熔融状态的热塑性树脂层叠体可以使用两个以上冷却辊进行冷却。在本发明中,使用彼此邻接的三个以上冷却辊,将熔融状态的热塑性树脂层叠体夹入第n个(其中,n≥1)冷却辊与第n+1个冷却辊之间,并卷绕到第n+1个冷却辊上,将上述操作从n=1开始重复进行两次以上,由此进行冷却。例如,在使用三个冷却辊的情况下,重复次数为两次。
作为冷却辊,可以列举金属辊和在外周部具备金属制外筒的弹性辊(以下也称为金属弹性辊)等。作为金属辊,可以列举钻孔辊和螺旋辊等,其表面可以为镜面,也可以具有花纹或凹凸等。金属弹性辊例如包含由不锈钢等构成的轴辊、覆盖该轴辊的外周面的由不锈钢等构成的金属制外筒、以及被封入这些轴辊和金属制外筒之间的流体,由于流体的存在而能够显示出弹性。金属制外筒的厚度优选为约2mm~约5mm。金属制外筒优选具有弯曲性和柔性等,优选为不具有焊接接缝部的无缝结构。具备这样的金属制外筒的金属弹性辊的耐久性优良,并且,若将金属制外筒镜面化则成为能够与通常的镜面辊同样使用的辊,若在金属制外筒上赋予花纹和凹凸等则成为能够转印其形状的辊,因此使用便利性好。
冷却后得到的挤出树脂板被引离辊引离。以上的共挤出、冷却和引离的工序连续地实施。需要说明的是,在本说明书中,主要将加热熔融状态的物体表述为“热塑性树脂层叠体”、将固化物表述为“挤出树脂板”,但两者之间没有明确的界限。
图3中示出作为一个实施方式的包括T型模头11、第一至第三冷却辊12~14和一对引离辊15的制造装置的示意图。从T型模头11共挤出的热塑性树脂层叠体使用第一至第三冷却辊12~14进行冷却,并被一对引离辊15引离。在图示的例子中,第三冷却辊14为“最后卷绕热塑性树脂层叠体的冷却辊(以下也简称为最后的冷却辊)”。
可以与第三冷却辊14的后段邻接地设置第四以后的冷却辊。这种情况下,最后卷绕热塑性树脂层叠体的冷却辊成为“最后的冷却辊”。需要说明的是,在彼此邻接的两个以上冷却辊与引离辊之间可以根据需要设置搬运用辊,但搬运用辊不包括在“冷却辊”中。
需要说明的是,制造装置的构成可以在不脱离本发明主旨的范围内适当进行设计变更。
在本发明的制造方法中,将被夹入第二冷却辊与第三冷却辊之间时的热塑性树脂层叠体的整体温度(TX)设为聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+15℃以上。在热塑性树脂层叠体的整体温度(TX)相对于Tg(PC)过低时,第二冷却辊的形状被转印到热塑性树脂层叠体上,翘曲有可能变大。在TX为Tg(PC)以上但低于Tg(PC)+15℃时,利用第三冷却辊进行冷却后,自最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)的温度变得低于Tg(PC),与上述同样,翘曲有可能变大。
需要说明的是,温度(TX)通过后述[实施例]部分记载的方法测定。
在本发明的制造方法中,将自最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)设为聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度+19℃的范围。温度(TT)优选为(Tg(PC))+7℃~(Tg(PC))+17℃、更优选为(Tg(PC))+9℃~(Tg(PC))+15℃、特别优选为(Tg(PC))+10℃~(Tg(PC))+15℃。
温度TT相对于Tg(PC)过低时,最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)的形状被转印到挤出树脂板上,翘曲有可能变大。另一方面,温度TT相对于与最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)接触的树脂层的玻璃化转变温度(Tg)过高时,挤出树脂板的表面性有可能降低。需要说明的是,温度(TT)通过后述[实施例]部分记载的方法测定。
在本发明的制造方法中,将自最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)与从自最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)剥离的位置起下游侧1m的热塑性树脂层叠体的整体温度(TM)之差(TT-TM)设为20℃以下。
在TT-TM大、自最后的冷却辊剥离后挤出树脂板被急冷的情况下,有可能使挤出树脂板的内部产生应变、从而产生翘曲。例如,在挤出成形时的下表面侧被急冷、下表面侧比上表面侧更早地低于聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度的情况下,上表面侧的树脂由于温度缓慢降低而逐渐收缩,从而有可能产生向下凸的翘曲。若TT-TM为20℃以下,则可以抑制自最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)剥离后的挤出树脂板的急冷、抑制翘曲的产生。需要说明的是,温度(TM)通过后述[实施例]部分记载的方法测定。
在本发明中,为了得到翘曲小的挤出树脂板,优选将线膨胀率比(SR)设为-10%~+10%、将甲基丙烯酸类树脂含有层的玻璃化转变温度(Tg(M))设为115℃以上。
“延迟”是指分子主链方向的光与垂直于其的方向的光的相位差。已知:通常,高分子通过加热熔融成形能够得到任意的形状,但由于加热和冷却的过程中产生的应力,分子发生取向而产生延迟。因此,为了控制延迟,需要控制分子的取向。分子的取向例如由于在高分子的玻璃化转变温度(Tg)附近的成形时的应力而发生。需要说明的是,在本说明书中,只要没有特别声明,则“延迟”表示面内延迟。
本发明的发明人发现,通过优化挤出成形过程中的制造条件来控制分子的取向,由此,可以优化挤出树脂板的成形后的Re值,进而可以抑制Re值的热变化。
需要说明的是,虽然详细情况如后所述,但是,优选:在加热之前和加热之后,挤出树脂板的至少宽度方向的一部分的Re值均为50~330nm,加热后相对于加热前的挤出树脂板的Re值的降低率小于30%。
<圆周速度比与Re值的关系>
在本说明书中,只要没有特别声明,则“圆周速度比”是指除第二冷却辊以外的任意的冷却辊或引离辊的圆周速度相对于第二冷却辊的圆周速度的比。第二冷却辊的圆周速度表示为V2,第三冷却辊的圆周速度表示为V3,引离辊的圆周速度表示为V4。
本发明的发明人对于第三冷却辊相对于第二冷却辊的圆周速度比(V3/V2)与Re值的关系进行了各种评价,结果获知,即使提高圆周速度比(V3/V2),Re值也不会大幅增加。推测其原因如下。
在本发明的制造方法中,将自最后的冷却辊(图3中为第三冷却辊)剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)调整为聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度+19℃的范围。在此,着眼于利用最后的冷却辊来冷却热塑性树脂层叠体的冷却过程。热塑性树脂层叠体由于是一边接触最后的冷却辊一边被冷却的,因此最初接触最后的冷却辊的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度高于自最后的冷却辊剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)。因此推测,最初接触最后的冷却辊的时刻的热塑性树脂层叠体的整体温度高于聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围,例如达到玻璃化转变温度(Tg(PC))+20℃的程度或更高。在该条件下,即使提高圆周速度比(V3/V2)而对挤出树脂板施加大的拉伸应力,也处于树脂分子难以取向的高温区域,因此Re值不会大幅增加。
本发明的发明人对于引离辊相对于第二冷却辊的圆周速度比(V4/V2)与Re值的关系进行了各种评价,结果获知,圆周速度比(V4/V2)越大则Re值越增加。推测其原因如下。
推测:在将温度(TT)调整到聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围内的条件下增大引离辊的圆周速度比而对挤出树脂板施加大的拉伸应力时,处于树脂分子容易取向的温度区域,Re值增加。
<圆周速度比与加热后的Re值的降低率的关系>
可知:在温度(TT)低于聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围的条件下,加热后的Re值的降低率有变大的倾向。
与此相对,可知:在温度(TT)处于聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围内的条件下,调整圆周速度比(V4/V2)而将Re值调整到合适的范围内时,加热后的Re值的降低率没有大幅改变。
推测其原因如下。在将温度(TT)调整到聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围内的情况下,通过增大引离辊的圆周速度比而对挤出树脂板施加大的拉伸应力,分子发生取向,Re值变大,但是,由于加热温度为低于聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))的温度,因此分子的取向难以缓和,Re值的降低率不会大幅变化。
可知:通过将温度(TT)控制在聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围内、并且将圆周速度比(V4/V2)调整到合适的范围内,可以控制Re值和加热后的Re值的降低率。
具体而言,本发明的制造方法中,将圆周速度比(V4/V2)设为0.98以上且小于1.0。圆周速度比(V4/V2)为1.0以上时,Re值有可能超过330nm。圆周速度比(V4/V2)小于0.98时,Re有可能变得小于50nm。从优化Re值的观点出发,圆周速度比(V4/V2)更优选为0.985~0.995。
<面内延迟值(Re)和翘曲量>
挤出树脂板的Re值没有特别限制。在液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等用途中,Re值超过330nm时,有可能在透过偏光太阳镜等偏光滤光片观察时可见光范围的各波长的透射率之差变大而能看到各种颜色、可视性降低,Re值小于50nm时,有可能在可见光范围的整个波长内透射率降低、可视性降低。从可视性的观点出发,Re优选为50~330nm。在该范围内,存在值越大则亮度越增加、值越减小则颜色越鲜艳的倾向。从亮度与颜色的平衡的观点出发,Re值更优选为80~250nm。需要说明的是,至少宽度方向的一部分的Re优选为50~330nm、更优选为80~250nm即可。
对于一般的挤出树脂板而言,在制造工序或使用环境下暴露于高温时,Re值由于热而降低,有时会变为期望的范围外。Re值的热变化优选小。
在作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等使用时,从显示图像或反射像的变形等少、可视性优良的角度出发,挤出树脂板的翘曲量优选小。具体而言,挤出树脂板的对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量优选为0~±0.2mm、更优选为0~±0.15mm。
对于一般的挤出树脂板而言,在制造工序或使用环境下暴露于高温时,翘曲由于热而变大,有时会变为期望的范围外。翘曲量的热变化优选小。
关于用于评价挤出树脂板的Re值的降低率和翘曲量的加热条件,可以设为75~125℃范围内的恒定温度、1~30小时范围内的恒定时间。例如,可以在75℃下5小时或125℃下5小时的条件下实施评价。例如,可以通过将试验片在管理为125℃±3℃或75℃±3℃的烘箱内加热5小时来实施评价。需要说明的是,上述加热条件考虑了形成可以作为耐擦伤性层或用于提高可视性效果的低反射性层起作用的固化覆膜、以及(半)反射镜膜等的过程中的一般性的加热温度和加热时间。因此,在实施上述条件的加热而进行评价时,能够将Re值和翘曲量维持在合适的范围内是优选的。
具体而言,将挤出树脂板在75~125℃的温度下加热1~30小时时,在加热之前和加热之后,挤出树脂板的至少宽度方向的一部分的面内Re值均优选为50~330nm、更优选为80~250nm,加热后相对于加热前的挤出树脂板的Re值降低率优选为小于30%、更优选为小于20%、特别优选为小于15%。
另外,将挤出树脂板在75~125℃的温度下加热1~30小时时,在加热之前和加热之后,挤出树脂板的对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均优选为0~±0.2mm、更优选为0~±0.15mm。
需要说明的是,Re值和翘曲量通过后述[实施例]部分记载的方法测定。
(工序(Y))
可以在工序(X)之后实施将挤出树脂板在75~125℃的温度下加热1~30小时的工序(Y)。这种情况下,可以有效地控制Re值、翘曲量以及它们的热变化,更稳定地得到适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等的挤出树脂板。
在工序(Y)之前和之后,挤出树脂板的至少宽度方向的一部分的Re值均优选为50~330nm、更优选为80~250nm,工序(Y)之后相对于工序(Y)之前的挤出树脂板的Re值的降低率优选小于30%、更优选小于15%。另外,在工序(Y)之前和之后,挤出树脂板的对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均优选为0~±0.2mm、更优选为0~±0.15mm。
本发明的挤出树脂板适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等。
本发明的挤出树脂板为在聚碳酸酯含有层的至少单面上层叠有甲基丙烯酸类树脂含有层的挤出树脂板,因此,光泽、耐擦伤性和耐冲击性优良。
根据本发明,可以提供面内延迟值(Re)处于适合作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板等的范围内、加热所引起的Re值降低率小、加热所引起的翘曲的产生少、表面性良好的挤出树脂板及其制造方法。
本发明的挤出树脂板由于加热所引起的翘曲的产生少、Re值的热变化小,因此,能够耐受形成可以作为耐擦伤性层或用于提高可视性效果的低反射性层起作用的固化覆膜和(半)反射镜膜等的工序等中的加热和高温使用环境,生产率和耐久性优良。
本发明的挤出树脂板由于加热所引起的翘曲的产生少、Re值的热变化小,因此,在作为液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板、以及带液晶监视器的反射镜等中所包含的保护板兼(半)反射镜板等使用时,显示图像或反射像的变形等少,可视性优良。
[用途]
本发明的挤出树脂板适合作为被用于银行等金融机构的ATM、自动售货机、移动电话(包括智能手机)、平板型个人计算机等便携信息终端(PDA)、数字音频播放器、便携游戏机、复印机、传真机、车载导航系统、热控制面板、各种车载操作监视器用面板和E-cockpit等的、液晶显示器等平板显示器和触控面板等的保护板。
包含本发明的挤出树脂板和(半)反射镜膜的层叠板适合作为被用于将带液晶监视器的室内镜、带液晶监视器的后视镜和带液晶监视器的侧视镜等各种带液晶监视器的车载用电子镜;3D液晶显示器、液晶全息图、单反数码相机、智能手机、游戏机和头戴式显示器(HMD)等各种电子设备与(半)反射镜板组合而成的带有智能镜(smart mirror)的电子设备的、保护板兼(半)反射镜板。
实施例
对本发明的实施例和比较例进行说明。
[评价项目和评价方法]
评价项目和评价方法如下所述。
(SMA树脂的共聚组成)
使用核磁共振装置(日本电子公司制造的“GX-270”)按照下述步骤通过13C-NMR法求出SMA树脂的共聚组成。
使SMA树脂1.5g溶解于氘代氯仿1.5ml中,制备试样溶液,在室温环境下以累积次数4000~5000次的条件测定13C-NMR谱,求出以下的值。
·[苯乙烯单元中的苯环(碳原子数6)的碳峰(127ppm、134ppm、143ppm附近)的积分强度]/6
·[马来酸酐单元中的羰基部位(碳原子数2)的碳峰(170ppm附近)的积分强度]/2
·[MMA单元中的羰基部位(碳原子数1)的碳峰(175ppm附近)的积分强度]/1
由以上的值的面积比求出试样中的苯乙烯单元、马来酸酐单元、MMA单元的摩尔比。根据所得到的摩尔比和各单体单元的质量比(苯乙烯单元:马来酸酐单元:MMA单元=104:98:100),求出SMA树脂中的各单体单元的质量组成。
(重均分子量(Mw))
按照下述步骤利用GPC法求出树脂的Mw。作为洗脱液,使用四氢呋喃,作为柱,使用将东曹株式会社制造的“TSKgel SuperMultipore HZM-M”两根与“SuperHZ4000”串联连接而成的柱。作为GPC装置,使用具备差示折射率检测器(RI检测器)的东曹株式会社制造的HLC-8320(型号)。使树脂4mg溶解于四氢呋喃5ml中,制备试样溶液。将柱温箱的温度设定为40℃,在洗脱液流量为0.35ml/分钟的条件下注入试样溶液20μl,测定色谱图。利用GPC对分子量处于400~5000000范围内的标准聚苯乙烯测定10个点,制作示出保留时间与分子量的关系的校准曲线。基于该校准曲线确定Mw。
(各层的玻璃化转变温度(Tg))
关于各层的玻璃化转变温度(Tg),将构成树脂(组合物)10mg放入铝盘中,使用差示扫描量热计(“DSC-50”、株式会社理学制造)实施测定。进行30分钟以上的氮气置换后,在10ml/分钟的氮气流中先以20℃/分钟的速度从25℃升温至200℃,保持10分钟,冷却至25℃(一次扫描)。接着,以10℃/分钟的速度升温至200℃(二次扫描),由二次扫描中得到的结果利用中点法算出玻璃化转变温度(Tg)。需要说明的是,在含有两种以上树脂的树脂组合物得到两个以上Tg数据的情况下,采用来自主要成分的树脂的值作为Tg数据。
(各层的线膨胀率和线膨胀率比)
线膨胀率定义为每单位温度变化的长度变化率。各层的线膨胀率使用热机械分析装置(“TMA4000”、Brooker AXS株式会社制造),依据JIS K7197进行测定。即,对于各层,得到相同组成的压制成形树脂板,为了形成平滑的端面,使用金刚石锯,切出5mm×5mm、高度10mm的四棱柱状的试样。将所得到的试样按照5mm×5mm的面与石英板接触的方式载置于石英板上,在其上载置圆筒状的棒,施加5g的压缩载荷而固定。接着,在空气气氛下以3℃/分钟的升温速度从25℃(室温)升温至试样的玻璃化转变温度(Tg)-10℃,并冷却至25℃(室温)(一次扫描)。接着,以3℃/分钟的升温速度从25℃(室温)升温至试样的玻璃化转变温度(Tg)+20℃(二次扫描)。测定该二次扫描时的各温度下的线膨胀率,求出30~80℃范围内的平均线膨胀率。由各层的线膨胀率求出线膨胀率比(SR)。
(挤出树脂板的翘曲量)
使用往复锯从挤出树脂板上切出挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片。将所得到的试验片按照挤出成形中的上表面为最上面的方式载置于玻璃平台上,在温度23℃/相对湿度50%的环境下放置24小时。然后,使用测隙规测定试验片与平台的间隙的最大值,将该值作为初始翘曲量。接着,将该试验片在管理为125℃±3℃的烘箱内加热5小时。然后与初始时同样地进行翘曲量的测定,将该值作为加热后的翘曲量。需要说明的是,在按照挤出成形中的上表面为最上面的方式载置于平台上的试验片中,将产生向上凸的翘曲的情况下的翘曲量的符号定义为“+”,将产生向下凸的翘曲的情况下的翘曲量的符号定义为“-”。
(挤出树脂板的面内延迟值(Re)及其降低率)
使用往复锯从挤出树脂板上切出100mm见方的试验片。将该试验片在管理为125℃±3℃的烘箱内加热5小时。在加热前和加热后分别如下测定Re值。将试验片在23℃±3℃的环境下放置10分钟以上后,使用Photonic Lattice株式会社制造的“WPA-100(-L)”测定Re值。测定部位设定为试验片的中央部。由下式求出加热前后的Re值的降低率。
[Re值的降低率(%)]
=100×([加热前的Re值]-[加热后的Re值])/[加热前的Re值]
(挤出树脂板的表面性)
在设置有荧光灯的室内,目视观察挤出树脂板的两个表面,通过下述基准评价表面性。
○(良):在挤出树脂板的表面上看不到从冷却辊剥离的痕迹(所谓的振动纹)。
△(可):在挤出树脂板的表面上可以看到振动纹,但是不明显。
×(不可):在挤出树脂板的表面上明显可见振动纹。
(热塑性树脂层叠体的整体温度(TT))
使用红外辐射温度计测定自最后的冷却辊(具体而言第三冷却辊)剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)。测定部位设为挤出树脂板的宽度方向的中心部。
(热塑性树脂层叠体的整体温度(TX))
由于被一对辊阻碍,因此难以使用红外辐射温度计直接测定被夹入第二冷却辊与第三冷却辊之间时的热塑性树脂层叠体的整体温度(TX)。因此,使用红外辐射温度计测定即将从第二冷却辊过渡到第三冷却辊之前的热塑性树脂层叠体整体的温度以及刚过渡到第三冷却辊后的热塑性树脂层叠体整体的温度。测定部位设为挤出树脂板的宽度方向的中心部。求出即将过渡到第三冷却辊之前的温度与刚过渡到第三冷却辊后的温度的平均值,作为TX。
(热塑性树脂层叠体的整体温度(TM))
使用红外辐射温度计测定自最后的冷却辊(具体而言第三冷却辊)剥离的位置的下游侧1m位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TM)。测定部位设为挤出树脂板的宽度方向的中心部。
[材料]
使用的材料如下所述。
<甲基丙烯酸类树脂(PM)>
(PM1)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、株式会社可乐丽制造的“パラペット(注册商标)HR”(温度230℃、3.8kg载荷下的MFR=2.0cm3/10分钟)。
<SMA树脂>
(SMA1)根据国际公开第2010/013557号记载的方法得到SMA树脂(苯乙烯-马来酸酐-MMA共聚物、苯乙烯单元/马来酸酐单元/MMA单元(质量比)=56/18/26、Mw=150000、Tg=138℃、线膨胀率=6.25×10-5/K)。
<树脂组合物(MR)>
将甲基丙烯酸类树脂(PM1)与SMA树脂(SMA1)混合,得到以下4种树脂组合物。需要说明的是,SMA比率表示SMA树脂(S1)相对于甲基丙烯酸类树脂(PM1)和SMA树脂(S1)的合计量的投料比率(质量百分率)。
(MR1)(PM1)/(S1)树脂组合物(SMA比率20质量%、Tg=120℃、线膨胀率=7.28×10-5/K)、
(MR2)(PM1)/(S1)树脂组合物(SMA比率50质量%、Tg=127℃、线膨胀率=6.38×10-5/K)、
(MR3)(PM1)/(S1)树脂组合物(SMA比率70质量%、Tg=132℃、线膨胀率=6.15×10-5/K)、
(MR4)(PM1)/(S1)树脂组合物(SMA比率80质量%、Tg=135℃、线膨胀率=6.48×10-5/K)。
<聚碳酸酯(PC)>
(PC1)Sumika Styron Polycarbonate株式会社制造的“SDポリカ(注册商标)PCX”(温度300℃、1.2kg载荷下的MFR=6.7g/10分钟、Tg=150℃、线膨胀率=6.93×10-5/K)。
[实施例1](挤出树脂板的制造)
使用如图3所示的制造装置成形出挤出树脂板。
将使用65mmφ单螺杆挤出机(东芝机械株式会社制造)熔融后的甲基丙烯酸类树脂(PM1)和使用150mmφ单螺杆挤出机(东芝机械株式会社制)熔融后的聚碳酸酯(PC1)利用多歧管型模头进行层叠,从T型模头共挤出熔融状态的热塑性树脂层叠体。
接着,将熔融状态的热塑性树脂层叠体夹入彼此邻接的第一冷却辊与第二冷却辊之间,并卷绕到第二冷却辊上,夹入第二冷却辊与第三冷却辊之间,并卷绕到第三冷却辊上,由此进行冷却。利用一对引离辊将冷却后得到的挤出树脂板引离。需要说明的是,设定成聚碳酸酯含有层与第三冷却辊接触。
关于被夹入第二冷却辊与第三冷却辊之间时的热塑性树脂层叠体的整体温度(TX),通过控制第二冷却辊和第三冷却辊的温度而调整为180℃。关于热塑性树脂层叠体从第三冷却辊剥离的位置处的、热塑性树脂层叠体的整体温度(TT),通过控制第二冷却辊和第三冷却辊的温度而调整为162℃。关于位于距热塑性树脂层叠体从第三冷却辊剥离的位置1m处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TM),通过控制位于下面的输送用辊的冷却温度而调整为148℃。
将引离辊与第二冷却辊的圆周速度比(V4/V2)调整为0.99,将第三冷却辊与第二冷却辊的圆周速度比(V3/V2)调整为1.00。
如上操作,得到具有甲基丙烯酸类树脂含有层(表层1)-聚碳酸酯含有层(表层2)的层叠结构的两层结构的挤出树脂板。将甲基丙烯酸类树脂含有层的厚度设为0.075mm,将聚碳酸酯含有层的厚度设为1.925mm,将挤出树脂板的整体厚度(t)设为2mm。将主要的制造条件和得到的挤出树脂板的评价结果示于表1-1、表1-2。需要说明的是,关于后面的实施例和比较例,表中没有记载的制造条件均为通用条件。
[实施例2~5]
如表1-1所示那样变更甲基丙烯酸类树脂含有层的组成和制造条件,除此以外与实施例1同样地操作,得到具有甲基丙烯酸类树脂含有层(表层1)-聚碳酸酯含有层(表层2)的层叠结构的两层结构的挤出树脂板。将各例中得到的挤出树脂板的评价结果示于表1-2。
[实施例6~10]
使用图3所示的制造装置成形出挤出树脂板。将使用65mmφ单螺杆挤出机熔融后的甲基丙烯酸类树脂(组合物)、使用150mmφ单螺杆挤出机熔融后的聚碳酸酯、以及使用65mmφ单螺杆挤出机熔融后的甲基丙烯酸类树脂(组合物)利用多歧管型模头进行层叠,从T型模头共挤出熔融状态的三层结构的热塑性树脂层叠体,使用第一至第三冷却辊进行冷却,利用一对用引离辊将冷却后得到的挤出树脂板引离。
如上操作,得到具有甲基丙烯酸类树脂含有层(表层1)-聚碳酸酯含有层(内层)-甲基丙烯酸类树脂含有层(表层2)的层叠结构的三层结构的挤出树脂板。两个甲基丙烯酸类树脂含有层的组成设为相同。将两个甲基丙烯酸类树脂含有层的厚度均设为0.075mm,将聚碳酸酯含有层的厚度设为1.850mm,将挤出树脂板的整体厚度(t)设为2mm。将各例中主要的制造条件和得到的挤出树脂板的评价结果示于表1-1、表1-2。
[表1-2]
[比较例1~4]
在比较例1、2各例中,如表2-1所示那样变更甲基丙烯酸类树脂含有层的组成和制造条件,除此以外与实施例1~5同样地操作,得到具有甲基丙烯酸类树脂含有层(表层1)-聚碳酸酯含有层(表层2)的层叠结构的两层结构的挤出树脂板。
在比较例3、4各例中,如表2-1所示那样变更甲基丙烯酸类树脂含有层的组成和制造条件,除此以外与实施例6~10同样地操作,得到具有甲基丙烯酸类树脂含有层(表层1)-聚碳酸酯含有层(内层)-甲基丙烯酸类树脂含有层(表层2)的层叠结构的三层结构的挤出树脂板。
将各例中得到的挤出树脂板的评价结果示于表2-2。
[表2-2]
[结果的总结]
实施例1~10中,都将被夹入第二个冷却辊与第三个冷却辊之间时的热塑性树脂层叠体的整体温度(TX)设为聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+15℃以上,都将自最后的冷却辊剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)设为聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+5℃~聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+19℃的范围,都将自最后的冷却辊剥离的位置处的热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)与从自最后的冷却辊剥离的位置起下游侧1m的热塑性树脂层叠体的整体温度(TM)之差(TT-TM)设为20℃以下,都将引离辊与第二个冷却辊的圆周速度比(V4/V2)设为0.98以上且小于1.0。这些实施例都可以制造初始Re值和加热后的Re降低率处在合适的范围内、初始和加热后的翘曲量小、表面性良好的挤出树脂板。
比较例1~4中,TT-TM都超过了20℃,因此制造出了加热后的翘曲量、或者初始和加热后的翘曲量大的挤出树脂板。比较例1中,TX小于聚碳酸酯含有层的玻璃化转变温度(Tg(PC))+15℃,因此翘曲显著大,加热后的Re的降低率也大。
[实施例11](半反射镜板的制造例)
使用实施例9中得到的挤出树脂板代替聚碳酸酯基板,除此以外基于日本特开平9-96702号公报的实施例6中记载的方法制造半反射镜板。需要说明的是,在挤出树脂板的甲基丙烯酸类树脂含有层上依次涂布上述文献中记载的涂敷组合物(A)、(B-1),在100℃下进行4小时热处理。热处理后得到的半反射镜板的翘曲小,因此,没有反射像的变形,可以适合用于带液晶监视器的反射镜等。
本发明不限于上述实施方式和实施例,可以在不脱离本发明的主旨的限度内适当地进行设计变更。
本申请以2018年5月23日提出申请的日本申请特愿2018-098845号为基础要求优先权,将其公开的全部内容引入本申请。
符号说明
11 T型模头
12 第一冷却辊(第一个冷却辊)
13 第二冷却辊(第二个冷却辊)
14 第三冷却辊(第三个冷却辊)
15 引离辊
16、16X、16Y 挤出树脂板
21 聚碳酸酯含有层
22、22A、22B 甲基丙烯酸类树脂含有层
Claims (12)
1.一种挤出树脂板的制造方法,其为在含有聚碳酸酯的层的至少单面上层叠有含有甲基丙烯酸类树脂的层的挤出树脂板的制造方法,
将所述挤出树脂板在75~125℃范围内的恒定温度下加热5小时时,在加热之前和加热之后,对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.15mm,
所述挤出树脂板的制造方法包括如下工序(X):将在所述含有聚碳酸酯的层的至少单面上层叠有所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的热塑性树脂层叠体以熔融状态从T型模头共挤出,使用彼此邻接的三个以上冷却辊,从n=1开始重复进行两次以上将所述熔融状态的热塑性树脂层叠体夹入第n个(其中,n≥1)冷却辊与第n+1个冷却辊之间、并卷绕到第n+1个冷却辊上的操作,由此进行冷却,将冷却后得到的所述挤出树脂板用引离辊引离,
设定被夹入第二个所述冷却辊与第三个所述冷却辊之间时的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TX)为所述含有聚碳酸酯的层的玻璃化转变温度+15℃以上,
设定自最后的所述冷却辊剥离的位置处的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)为所述含有聚碳酸酯的层的玻璃化转变温度+5℃~所述含有聚碳酸酯的层的玻璃化转变温度+19℃的范围,
设定自最后的所述冷却辊剥离的位置处的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TT)与从自最后的所述冷却辊剥离的位置起下游侧1m的所述热塑性树脂层叠体的整体温度(TM)之差(TT-TM)为17℃以下,
设定所述引离辊的圆周速度(V4)与第二个所述冷却辊的圆周速度(V2)的圆周速度比(V4/V2)为0.98以上且小于1.0。
2.根据权利要求1所述的挤出树脂板的制造方法,其中,
所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的玻璃化转变温度为115℃以上,
(S2-S1)与S1之比((S2-S1)/S1)为-10%~+10%,所述(S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率,所述(S2-S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率(S1)与所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的线膨胀率(S2)之差。
3.根据权利要求1所述的挤出树脂板的制造方法,其中,所述含有甲基丙烯酸类树脂的层含有5~80质量%的甲基丙烯酸类树脂以及95~20质量%的包含来自芳香族乙烯基化合物的结构单元和来自马来酸酐的结构单元的共聚物。
4.根据权利要求3所述的挤出树脂板的制造方法,其中,所述共聚物含有50~84质量%的所述来自芳香族乙烯基化合物的结构单元、15~49质量%的来自马来酸酐的结构单元和1~35质量%的来自甲基丙烯酸酯的结构单元。
5.根据权利要求1所述的挤出树脂板的制造方法,其中,
包括在工序(X)之后进一步将所述挤出树脂板在75~125℃的温度下加热1~30小时的工序(Y),
在加热之前和加热之后,所述挤出树脂板的对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.2mm。
6.根据权利要求1所述的挤出树脂板的制造方法,其中,
包括在工序(X)之后进一步将所述挤出树脂板在75~125℃的温度下加热1~30小时的工序(Y),
在加热之前和加热之后,所述挤出树脂板的至少宽度方向的一部分的面内延迟值均为50~330nm,加热后相对于加热前的所述挤出树脂板的所述延迟值的降低率小于30%。
7.一种挤出树脂板,其为在含有聚碳酸酯的层的至少单面上层叠有含有甲基丙烯酸类树脂的层的挤出树脂板,
所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的玻璃化转变温度为115℃以上,
在75~125℃范围内的恒定温度下加热5小时时,在加热之前和加热之后,对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.15mm,
至少宽度方向的一部分的面内延迟值为50~330nm,
加热后相对于加热前的所述延迟值的降低率小于30%,
(S2-S1)与(S1)之比((S2-S1)/S1)为-10%~+10%,所述(S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率,所述(S2-S1)为所述含有聚碳酸酯的层的线膨胀率(S1)与所述含有甲基丙烯酸类树脂的层的线膨胀率(S2)之差。
8.根据权利要求7所述的挤出树脂板,其中,
将所述挤出树脂板在75℃或125℃的温度下加热5小时时,在加热之前和加热之后,对挤出成形时的宽度方向为200mm、挤出成形时的流动方向为100mm的长方形试验片进行测定而得到的翘曲量均为0~±0.2mm,
至少宽度方向的一部分的面内延迟值为50~330nm,
加热后相对于加热前的所述延迟值的降低率小于30%。
9.根据权利要求7所述的挤出树脂板,其中,在加热之前和加热之后,至少宽度方向的一部分的面内延迟值均为80~250nm。
10.根据权利要求7所述的挤出树脂板,其中,加热后相对于加热前的所述延迟值的降低率小于15%。
11.一种层叠板,其具备权利要求7所述的挤出树脂板和在该挤出树脂板的至少一个表面上形成的耐擦伤性层。
12.一种层叠板,其具备权利要求7所述的挤出树脂板和在该挤出树脂板的至少一个表面上形成的反射镜膜或半反射镜膜。
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