制备酰化纤维素薄膜的方法技术

一种根据共浇铸法利用酰化纤维素溶液制备酰化纤维素薄膜的方法，该酰化纤维素薄膜由两层或多层组成。选择所用酰化纤维素，使得在形成外层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量小于在形成内层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
酰化纤维素薄膜用于各种摄影或光学元件中，因为其是韧性的且具有足够的阻燃性能。事实上，酰化纤维素薄膜是有代表性的摄影载体。因为具有光学各向同性，酰化纤维素薄膜也用于液晶显示器件中，液晶显示器件最近在市场上有很大发展。典型地，酰化纤维素薄膜在液晶显示器件中用作偏光板或滤色器的保护薄膜。酰化纤维素薄膜一般根据溶剂浇铸方法或熔融浇铸方法来制备。溶剂浇铸方法包括以下步骤将酰化纤维素溶于溶剂的溶液(涂料(dope))浇铸在金属载体上，然后蒸发溶剂以形成薄膜。熔融浇铸方法包括以下步骤将酰化纤维素加热至熔融，将熔融的酰化纤维素浇铸在金属载体上，然后将其冷却以形成薄膜。溶剂浇铸方法在薄膜平整度方面比熔融浇铸方法更好，因此在实践中通常被采用。有许多文献描述了溶剂浇铸方法。关于溶剂浇铸方法，最近已研究了缩短由浇铸涂料至金属载体上的步骤到由载体上剥离所形成薄膜步骤的时间，并由此改善了薄膜形成的产率。例如，日本专利公开第5(1993)-17844号公开了一种方法，其中浓缩的涂料浇铸到冷却滚筒上，使得由浇铸至剥离的时间缩短。在溶剂浇铸方法中使用的溶剂需要不仅溶解酰化纤维素，而且满足各种条件。溶液(涂料)的粘度及聚合物浓度应适当调整，以便形成具有均匀厚度的平坦薄膜。涂料也应具有足够的稳定性。另外，涂料应容易地形成凝胶。再者，所形成的薄膜应容易地由载体剥离。为了满足这些要求，必须选择最合适的溶剂。此外，溶剂应足够容易地蒸发，以便在薄膜中保持极少量。已经建议了多种有机溶剂作为酰化纤维素的溶剂。然而，仅二氯甲烷可满足所有的上述要求。因此，除二氯甲烷外的其他溶剂未曾在实践中使用。然而，卤代烃如二氯甲烷的使用最近受到了严格的限制，以便保护全球环境条件。再者，由于具有低沸点(41℃)，二氯甲烷在薄膜的制备过程中容易蒸发。因此，二氯甲烷在工作环境中会引起问题。因此，该过程是在封闭系统中实施。然而，在封闭系统中密封二氯甲烷有技术缺陷。考虑到这方面，迫切需要寻找取代二氯甲烷的溶解酰化纤维素的溶剂。顺便提一下，广泛使用的有机溶剂-丙酮具有相对低的沸点(56℃)，因此丙酮的蒸发过程不需要大量热能。另外，与含氯的有机溶剂相比，丙酮在人体和全球环境条件方面具有极少的问题。然而，酰化纤维素在丙酮中的溶解度极差。虽然取代度为2.70(乙酸含量58.8％)或以下的乙酸纤维素可在丙酮中略微溶解，但是如果取代度高于2.70，则其在丙酮中的溶解度进一步将度。取代度为2.80(乙酸含量60.1％)或以上的乙酸纤维素可在丙酮中溶涨，而不溶解。J.M.G.Cowie等人在Makromol.，Chem.，Vol.143(1971)，pp.105中公开了取代度为2.80-2.90的酰化纤维素经由特定方法溶解在丙酮中。该方法包裹以下步骤在-80至70℃的温度在丙酮中冷却酰化纤维素(在该公开的方法中，酰基限定为乙酰基)，然后对其加温，得到0.5-5wt.％酰化纤维素的丙酮溶液。此方法中，酰化纤维素的混合物在有机溶剂中冷却得到溶液，下文中将此方法称作“冷却溶解法”。酰化纤维素的丙酮溶液也在K.Kamide等人的Bulletin of TextileMachinery Society，Vol.34，pp.57(1981)报告了。该报告(以日文撰写)的题目是“Dry spinning process using acetone solution of triacetylcellulose”。在该报告中，冷却溶解法应用在纤维纺丝领域中。在该报告描述的实验中，检测了通过冷却溶解法得到的纤维的机械强度、染色性能及剖面形状。在该报告中，10-25wt.％的酰化纤维素溶液用于形成纤维。关于酰化纤维素的溶剂及溶解方法，本专利技术的专利技术人已经研究了各种情况，如涂料的氯化及非氯化溶剂组分，涂料的制备及薄膜形成的浇铸方法。结果证实，当薄膜是通过浇铸酰化纤维素溶液来制备时，薄膜的产率极大地取决于所形成薄膜由金属载体剥离的容易程度和薄膜在其干燥过程中传输的容易程度。换句话说，重要的是薄膜易剥离，并且所剥离的湿薄膜是足够刚性的，以便传输中不变形。
技术实现思路
本专利技术的目的是以优良的产率及平装度制备酰化纤维素薄膜。本专利技术提供了根据共浇铸法利用酰化纤维素溶液制备由两层或多层组成的酰化纤维素薄膜的方法，其中在形成外层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量小于在形成内层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量。本专利技术还提供了通过上述方法制备的酰化纤维素薄膜。本专利技术还提供了含有硅石颗粒、增塑剂及紫外吸收剂的上述纤维素薄膜。本专利技术进一步提供了上述酰化纤维素薄膜的偏光板保护薄膜。当根据本专利技术通过共浇铸法制备具有两层或多层的酰化纤维素薄膜时，使在形成外层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量小于在形成内层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量。因此，可制备改进了平整度和机械强度的酰化纤维素薄膜。具体实施例方式举例来说，优选制备酰化纤维素的原材料为Japan Institute ofInvention and Innovation出版的KOKAIGIHO技术报导(日文)No.2001-1745，第7页，右栏，26行，题目为“4.Cotton material for celluloseacylate”所描述的棉材料。上述报导也描述了特别增加6位乙酸含量的酰化纤维素，并且此酰化纤维素也优选用于本专利技术。以下将详细描述特别增加6位乙酸含量的酰化纤维素。如果酰化纤维素以常用方式制备，在2或3位的酰基取代度大于在6位的酰基取代度。然而与之相反的是，“特别增加6位乙酸含量的酰化纤维素”意味着在6位的酰基取代度大于在2或3位的酰化纤维素。为了制备该酰化纤维素，优选减低用于常规制备方法中酰化步骤的硫酸催化剂的量，同时延长酰化的反应时间。如果使用大量的硫酸催化剂，虽然反应迅速进行，但是在催化剂和纤维素之间形成大量的硫酸酯。当反应结束时，所形成的酯释放出羟基。6位是反应性的，使得在6位产生的硫酸酯多于在2或3位产生的硫酸酯。结果是，如果使用大量的硫酸催化剂，则降低了6位的酰基取代度。因此，为了制备上述酰化纤维素，必须使用尽可能少量的硫酸催化剂，并且同时延长反应时间，以便补偿减少催化剂所降低的反应速度。酰化纤维素薄膜优选根据溶剂浇铸方法制备。在溶剂浇铸方法中，使用酰化纤维素溶解在有机溶剂中的溶液(即涂料)。对于有机溶剂没有特别的限制，但优选使用包括酮和酯的混合溶剂。酮和酯优选具有19-21的溶度参数。它们中的每个都具有环型结构，并且应此具有两个或多个官能团。酯的实例包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯及乙酸乙酯。特别优选乙酸甲酯。酮的实例包括丙酮、甲基乙基酮、二乙基甲酮、甲基异丁基甲酮、环戊酮及环己酮。特别优选丙酮、环戊酮及环己酮。下文将解释溶度参数。溶度参数是由式(ΔH/V)1/2限定的值，式中，ΔH及V分别是目标溶剂的摩尔蒸发热及摩尔体积。溶剂的溶度参数差异越小，它们越容易混和。在许多文献中描述了溶度参数。例如“Polymer Handbook(fourth edition)”，by J.Brandrup，E.H.et.al，VII/671 to VII/714对其进行了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据共浇铸法利用酰化纤维素溶液制备酰化纤维素薄膜的方法，该酰化纤维素薄膜由两层或多层组成，其中在形成外层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量小于在形成内层的溶液中由于静态光散射的酰化纤维素的缔合分子量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]