CN101547971A - 树脂组合物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种树脂组合物,其含有苯乙烯系共聚物和降冰片烯系聚合物,具有优异的相溶性而不会相分离,并且容易成膜。此外,本发明的课题在于提供以该树脂组合物为主要成分、具有优异的透明性的光学膜,进而显示逆波长分散性的光学膜,以及其的用途。本发明的树脂组合物,其特征在于,含有(A)具有下述式(1)所示的结构单元(1)和下述式(2)所示的结构单元(2)的苯乙烯系共聚物,和(B)降冰片烯系聚合物。
Description
技术领域
本发明涉及含有苯乙烯系共聚物和降冰片烯系聚合物的树脂组合物及其用途。详细地说,本发明涉及含有苯乙烯系共聚物和降冰片烯系聚合物、透明性优异、适于制造光学膜等的树脂组合物,由该树脂组合物得到的成型体和光学膜,以及使用了该光学膜的拉伸膜、偏振片和液晶显示装置。
背景技术
以往作为光学膜使用的聚碳酸酯、聚酯等的膜由于光弹性系数大而存在如下问题:由于微小的应力变化等而透射光呈现相位差,从而相位差发生变化。此外,三乙酸纤维素等的膜还存在耐热性低、吸水变形等问题。
热塑性降冰片烯系树脂(环状烯烃系树脂)由于玻璃化转变温度、光线透射率高、而且折射率的各向异性小,因此与以往的光学膜相比具有显示低双折射性等的特长,作为耐热性、透明性、光学特性优异的透明热塑性树脂受到关注。于是,利用这样的特征,在例如光盘、光学透镜、光纤、透明塑料基盘、低介电材料等电子-光学材料、光半导体封装等封装材料等领域中,尝试了环状烯烃系树脂的应用。
上述环状烯烃系树脂的特性是,即使视为光学膜用的树脂,也可以改善上述以往的树脂的问题,因此,提出了由环状烯烃系树脂形成的膜作为光学用的各种膜的方案。
例如,在专利文献1、2中,记载有使用了环状烯烃系树脂的相位差板。此外,在专利文献3~5中,记载有将环状烯烃系树脂的膜用于偏振片的保护膜。进而,在专利文献6中,记载有由环状烯烃系树脂的膜形成的液晶显示元件用基板。
一般地说,相位差膜具有如下特性,即,使之拉伸取向而得到的对透射光赋予相位差(双折射)的功能,随着透射光波长变为长波长而透射光的相位差(双折射)的绝对值变小(正的波长分散性),因此在整个可见光区域(400~800nm),对透射光赋予例如1/4波长等特定的相位差是非常困难的。实际上相位差在宽范围的波长区域(400~800nm)中作为1/4波长的功能在反射型、半透射型的液晶显示器、光盘用读取器等中是必需的。此外,对于液晶投影器,1/2λ的相位差是必需的,对于以往的由环状烯烃系树脂形成的光学膜,除了使膜层叠以外都是困难的。对于膜的层叠化,不仅膜的贴合、切割、粘接等工序复杂化,而且也难以使所得光学膜的厚度变薄。
为了解决该课题,需要显示出随着波长变为长波长而透射光的相位差绝对值变大的特性、即逆波长分散性的光学膜。作为该显示逆波长分散性的光学膜,在专利文献7和专利文献8中,提出了由特定乙酸纤维素系树脂形成的相位差膜,聚碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂的混合物。然而,对于由纤维素系树脂形成的膜,在因吸水而发生特性变化、耐热性等方面存在问题,对于聚碳酸酯系,由于玻璃化转变温度高,因此不仅需要高温下的拉伸加工,而且由于膜的光弹性系数大而产生由应力所致的光学变形。
此外,对于苯乙烯系树脂和环状环烯烃系树脂的混合物组合物,由于在膜化时制膜性优异的二氯甲烷等挥发性高的溶剂大多会发生相分离而无法使用,因此必须选择特定的溶剂。因此,存在如下问题:溶剂的干燥需要时间,生产率极低,难以容易地得到透明度高的膜。
因此,强烈期盼出现能够抑制相分离、容易得到透明光学膜的树脂组合物,以及以该树脂组合物为主要成分的、显示逆波长分散性、透明性高的光学膜。
专利文献1:特开平5-2108号公报
专利文献2:特开平5-64865号公报
专利文献3:特开平5-212828号公报
专利文献4:特开平6-51117号公报
专利文献5:特开平7-77608号公报
专利文献6:特开平5-61026号公报
专利文献7:特开2000-137116号公报
专利文献8:特开2001-337222号公报
发明内容
本发明的课题在于提供一种树脂组合物,其是含有苯乙烯系共聚物和降冰片烯系聚合物的组合物,具有优异的相溶性而不会发生相分离,因此透明性优异,并且容易膜化。此外,本发明的课题在于提供以该树脂组合物为主要成分的透明性优异的光学膜,进而显示逆波长分散性的光学膜,以及其用途。
本发明人鉴于上述实际情况进行了精心研究,结果发现,通过含有以特定量具有特定结构单元的苯乙烯系共聚物和降冰片烯系聚合物的树脂组合物、以该树脂组合物为主要成分的光学膜和其制造方法以及其用途,上述课题可以得到解决。
即,本发明涉及以下的[1]~[16]的发明。
[1]一种树脂组合物,其特征在于,含有
(A)具有下述式(1)所示的结构单元(1)和下述式(2)所示的结构单元(2),且该结构单元(2)在全部结构单元100mol%中的含有率为0.1~50mol%的苯乙烯系共聚物;以及
(B)降冰片烯系聚合物;
(式(1)和式(2)中,R表示氢原子或甲基。式(2)中,R0表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。)。
[2]如[1]所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的重均分子量Mw为30,000~1,000,000。
[3]如[1]所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)用测色计测定的10重量%甲苯溶液的黄色度(YI)为5.0以下。
[4]如[1]所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)是通过包含如下工序的方法得到的,即,使苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯与下述式(4)所示的单体(4)发生聚合反应后,将源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的工序;
(式(4)中,R表示氢原子或甲基,R0表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。R14表示乙酰基、叔丁基、叔丁氧羰基、以-CH(OR15)(R16)或-SiR15 3表示的基团中的任一个。R15和R16各自独立地表示碳原子数1~6的烷基,R15与R16、或者R15之间可以相互结合而形成碳原子数2~12的杂环。)。
[5]如[4]所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)是通过包含如下工序的方法得到的,即,在酸存在的条件下进行将源于所述单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的工序,然后,添加碱性物质,使之与体系内的酸反应的工序。
[6]如[1]所述的树脂组合物,其特征在于,所述降冰片烯系聚合物(B)是具有由下述式(6)所示的单体(6)衍生的结构单元的(共)聚合物;
(式(6)中,a和b独立地表示0或1,c和d独立地表示0~2的整数。R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。R10与R11、或者R12与R13可以一体化而形成二价的烃基,R10或R11、与R12或R13可以相互结合而形成碳环或杂环(这些碳环或杂环可以是单环结构,也可以与其他环稠合而形成多环结构)。)。
[7]如[1]所述的树脂组合物,其特征在于,所述降冰片烯系聚合物(B)是具有下述式(i)所示的结构单元的(共)聚合物。
(式(i)中,A1~A4各自独立地表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。A1~A4中的至少一个是-(CH2)nCOOA5表示的基团(A5是可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基),n是0或1~5的整数。)
[8]如[7]所述的树脂组合物,其特征在于,所述降冰片烯系聚合物(B)在降冰片烯系聚合物(B)的全部结构单元100mol%中,含有上述式(i)所示的结构单元10~70mol%。
[9]如[1]所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)与所述降冰片烯系聚合物(B)的组成比(A)/(B),以重量比计在5/95~70/30的范围。
[10]一种成型体,其特征在于,以[1]所述的树脂组合物作为主要成分。
[11]如[10]所述的成型体,其特征在于,通过熔融挤出成型得到。
[12]一种光学膜,其特征在于,以[1]所述的树脂组合物作为主要成分。
[13]如[12]所述的光学膜,其特征在于,通过浇铸法制膜而得到。
[14]如[12]所述的光学膜,其特征在于,通过挤出法制膜而得到。
[15]一种拉伸膜,其特征在于,将[12]所述的光学膜加热拉伸而得到。
[16]一种偏振片,其特征在于,含有[12]所述的光学膜。
[17]一种液晶显示装置,其特征在于,含有[12]所述的光学膜。
根据本发明,可以提供如下的树脂组合物:即使使用在膜成型时使用的二氯甲烷等溶剂也能够抑制相分离,适于光学膜用途,可以容易地制造具有逆波长分散性和优异透明性的光学膜的树脂组合物。
此外,根据本发明,可以提供如下的树脂组合物:通过控制树脂组合物中含有的苯乙烯系共聚物的各结构单元的含有率,在加热时也显示良好的相溶性,并且在高温下也能够保持透明性,膜成型性优异的树脂组合物。
进而,根据本发明,可以提供通过控制苯乙烯系共聚物与降冰片烯系聚合物的组成比而显示低双折射性的树脂组合物。
此外,由本发明的树脂组合物得到的光学膜作为拉伸膜、使用了该拉伸膜的偏振片、液晶显示装置、光学部件也是有用的。
附图说明
图1表示合成例1中得到的苯乙烯系聚合物(1A)的IR光谱。
图2表示合成例1中得到的苯乙烯系聚合物(1A)的13C-NMR谱。
图3表示合成例4中得到的苯乙烯系聚合物(4A)的IR光谱。
图4表示合成例4中得到的苯乙烯系聚合物(4A)的13C-NMR谱。
图5表示合成例5中得到的苯乙烯系聚合物(5A)的IR光谱。
图6表示合成例5中得到的苯乙烯系聚合物(5A)的13C-NMR谱。
图7表示测定实施例10中得到的Blend树脂Tg的图。
图8表示测定实施例11中得到的Blend树脂Tg的图。
具体实施方式
本发明的树脂组合物含有苯乙烯系共聚物(A)和降冰片烯系聚合物(B)。以下,对它们进行说明。
应说明的是,在本说明书中,所谓(共)聚合物是指聚合物或共聚物。
<苯乙烯系共聚物(A)>
本发明的树脂聚合物中含有的苯乙烯系共聚物(A)具有下述式(1)所示的结构单元(1)和下述式(2)所示的结构单元(2)。
式(1)和式(2)中,R表示氢原子或甲基。式(2)中,R0表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。
结构单元(2)在全部结构单元100mol%中的含有率通常为0.1~50mol%,优选0.2~40mol%,更优选1~20mol%。在上述数值范围内时,除了存在对本发明的树脂组合物中含有的苯乙烯系共聚物(A)和降冰片烯系聚合物(B)双方都显示良好溶解性的溶剂之外,在高温下也不发生相分离而能够保持透明性,因此是优选的。
进而,苯乙烯系共聚物(A)可以具有下述式(3)所示的结构单元(3)。
式(3)中,R1~R3各自独立地表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。此外,R1与R2可以相互结合而形成碳环或杂环(这些碳环或杂环可以是单环结构,也可以与其他环稠合而形成多环结构)。
在上述式(1)~(3)中,作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子和溴原子。
作为碳原子数1~30的烃基,可以列举例如甲基、乙基、丙基等烷基;环戊基、环己基等环烷基;乙烯基、烯丙基、丙烯基等链烯基等。
此外,上述取代或未取代的烃基可以直接与环结构结合,或者可以通过连接基团(linkage)结合。作为连接基团,可以列举例如碳原子数为1~10的二价烃基(例如-(CH2)m-(式中,m为1~10的整数)所表示的亚烷基);含有氧、氮、硫或硅的连接基团(例如羰基(-CO-)、氧羰基(-O(CO)-)、羰氧基(-COO-)、磺酰基(-SO2-)、醚键(-O-)、硫醚键(-S-)、亚氨基(-NH-)、酰胺键(-NHCO-、-CONH-))、硅氧烷键(-OSi(R)-(式中,R为甲基、乙基等烷基))等,可以是含有多个这些基团的连接基团。
作为极性基团,可以列举例如羟基、碳原子数为1~10的烷氧基、羰氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、三有机硅氧烷基、三有机甲硅烷基、氨基、酰基、烷氧基甲硅烷基、磺酰基和羧基等。更具体地说,作为上述烷氧基,可以列举例如甲氧基、乙氧基等;作为羰氧基,可以列举例如乙酰氧基、丙酰氧基等烷基羰氧基和苯甲酰氧基等芳基羰氧基;作为烷氧基羰基,可以列举例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等;作为芳氧基羰基,可以列举例如苯氧羰基、萘氧羰基、芴氧羰基、联苯氧羰基等;作为三有机硅氧烷基,可以列举例如三甲基硅氧烷基、三乙基硅氧烷基等;作为三有机甲硅烷基,可以列举三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基等;作为氨基,可以列举伯氨基;作为烷氧基甲硅烷基,可以列举例如三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等。
作为衍生式(3)所示的结构单元的单体的具体例,可以列举(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸及其衍生物、马来酸酐、马来酰亚胺类、马来酸及其衍生物、富马酸及其衍生物、对甲氧基苯乙烯等。此外,在来自式(4)所示苯乙烯衍生物的结构单元在后述的脱保护反应中不转化而部分残存的情况等下,该单体也包括式(4)所示的苯乙烯系单体。结构单元(3)在全部结构单元100mol%中的含有率通常为20mol%以下,优选15mol%以下,更优选10mol%以下。
本发明中使用的苯乙烯系共聚物(A)在30℃的氯苯溶液(浓度为0.5g/dL)中测定的对数粘度(η)优选为0.1~3.0dL/g。此外,用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的重均分子量Mw通常为30,000~1,000,000,优选为40,000~800,000,更优选50,000~500,000。分子量过小时,所得的膜等成型品的强度有时会降低。分子量过大时,溶液粘度过大而本发明中使用的树脂组合物的生产率、加工性有时会恶化。
进而,苯乙烯系共聚物(A)的分子量分布(Mw/Mn)通常为1.0~10,优选为1.2~5.0,更优选1.2~4.0。
此外,作为苯乙烯系共聚物(A),优选黄变等的着色少、透明性优异。具体地说,用测色计测定的10重量%甲苯溶液的黄色度(YI)优选通常为5.0以下,更优选4.0以下,进一步优选0.05~3.0的范围。应说明的是,黄色度通常为0.2,为无色。
[苯乙烯系共聚物(A)的制造方法]
本发明中使用的苯乙烯系共聚物(A)可以通过使苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯与将下述式(4)所示单体(4)的R14用氢原子取代而得到的乙烯基苯酚类直接共聚而得到,但是,也可以通过包含如下工序的方法得到,即,在适当的聚合引发剂的存在下,使苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯与下述式(4)所示的单体(4)、以及根据需要的下述式(5)所示的单体发生聚合反应后,将源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的工序。作为聚合引发剂,优选使用自由基聚合引发剂、阴离子聚合催化剂、配位聚合催化剂、阳离子聚合催化剂等,特别优选使用自由基聚合引发剂。
式(4)中,R和R0与式(2)的定义相同。R14表示乙酰基、叔丁基、叔丁氧羰基、以-CH(OR15)(R16)或-SiR15 3表示的基团中的任一个。R15和R16各自独立地表示碳原子数1~6的烷基,R15与R16、或者R15之间可以相互结合而形成碳原子数2~12的杂环。
R和R0优选为氢原子。作为R14,尤其优选乙酰基、叔丁基。
此外,上述苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯优选仅是苯乙烯。
式(5)中,R1~R3与式(3)中的R1~R3的定义相同。
另外,本发明的苯乙烯系共聚物(A)还可以通过使苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯与下述式(4’)所示的单体(4’)、以及根据需要的上述式(5)所示的单体发生共聚反应的工序来很好地制造。这种情况下,可以不经过后述的向-OH基的转化反应工序来制造本发明中使用的苯乙烯系共聚物(A)。
(式(4’)中,R和R0与上述式(2)中的定义相同。)
这样的各单体可以以与由各单体衍生的各结构单元所需的含有率相同的比例而很好地使用。
<聚合反应>
作为聚合反应中使用的自由基引发剂,可以使用产生自由基的公知的有机过氧化物、或偶氮双基(アゾビス)系的自由基聚合引发剂。另外,多官能引发剂或容易引发脱氢反应的引发剂,由于所得的苯乙烯系共聚物的线性有可能会降低,因此不优选。
作为有机过氧化物,可以举出二乙酰基过氧化物、二苯甲酰基过氧化物、二异丁酰基过氧化物、二(2,4-二氯苯甲酰基)过氧化物、二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、二辛酰基过氧化物、二月桂酰基过氧化物、二硬脂酰基过氧化物、双(4-(间甲苯酰基)苯甲酰基)过氧化物等二酰基过氧化物类;
甲乙酮过氧化物、环己酮过氧化物、甲基环己酮过氧化物、乙酰基丙酮过氧化物等酮过氧化物类;
过氧化氢、叔丁基过氧化氢、α-枯烯过氧化氢、对薄荷烷过氧化氢、二异丙基苯过氧化氢、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、叔己基过氧化氢等过氧化氢类;
二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、二月桂基过氧化物、α,α′-双(叔丁基过氧化)二异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)-3-己炔等二烷基过氧化物类;
叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、叔己基过氧化特戊酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(2-乙基己酰基过氧化)己烷、1-环己基-1-甲基乙基过氧化2-乙基己酸酯、叔己基过氧化2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、叔丁基过氧化马来酸酯、叔丁基过氧化3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(间甲苯酰基过氧化)己烷、α,α′-双(新癸酰基过氧化)二异丙基苯、枯基过氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、1-环己基-1-甲基乙基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔己基过氧化苯甲酸酯、双(叔丁基过氧化)间苯二甲酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰基过氧化)己烷、叔丁基过氧化间甲苯酰基苯甲酸酯、3,3′,4,4′-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮等过氧化酯类;
1,1-双(叔己基过氧化)3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔己基过氧化)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)环十二烷、2,2-双(叔丁基过氧化)丁烷、正丁基4,4-双(叔丁基过氧化)特戊酸酯、2,2-双(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷等过氧化缩酮类;叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化2-乙基己基单碳酸酯、叔丁基过氧化烯丙基单碳酸酯等过氧化单碳酸酯类;二仲丁基过氧化二碳酸酯、二正丙基过氧化二碳酸酯、二异丙基过氧化二碳酸酯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基乙基过氧化二碳酸酯、二-2-乙基己基过氧化二碳酸酯、二-2-甲氧基丁基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)过氧化二碳酸酯等过氧化二碳酸酯类;
此外,还可以举出叔丁基三甲基甲硅烷基过氧化物等,但是本发明所用的有机过氧化物并不限于这些例示化合物。
作为偶氮系自由基聚合引发剂,可举出偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、2,2′-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1′-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2-(氨基甲酰偶氮)异丁腈、2,2′-偶氮双[2-甲基-N-{1,1-二(羟基甲基)-2-羟基乙基}丙酰胺]、2,2′-偶氮双[2-甲基-N-{2-(1-羟基丁基)}丙酰胺]、2,2′-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)-丙酰胺]、2,2′-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2′-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2′-偶氮双(N-环己基-2-甲基丙酰胺)、2,2′-偶氮双[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2′-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2′-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐-二水合物、2,2′-偶氮双[2-(3,4,5,6-四氢嘧啶-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2′-偶氮双[2-{1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基}丙烷]二盐酸盐、2,2′-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2′-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2,2′-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基-丙脒]、2,2′-偶氮双(2-甲基丙酰胺肟)、二甲基2,2′-偶氮双丁酸酯、4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2′-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)等,优选的引发剂是1,1′-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2-(氨基甲酰偶氮)异丁腈、2,2′-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺),可以得到重均分子量为85000以上的高分子量体的苯乙烯系共聚物。本发明所用的偶氮双基系自由基聚合引发剂并不限于这些例示化合物。
作为阳离子聚合引发剂,可以列举盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、磷酸等布朗斯台德酸,三氟化硼配合物、三氯化铝、乙基二氯化铝、四氯化钛、四异丙氧基钛、氯化钨等路易斯酸。
作为阴离子聚合引发剂,可以列举丁基锂、苯基锂等有机锂类,酰胺锂、酰胺钠等金属酰胺类,乙基溴化镁、苯基氯化镁等格氏试剂,甲醇钠、乙醇钠等金属醇盐等。
这些聚合引发剂的使用量在上述单体总量100mol%中,通常为0.01~5mol%,优选0.03~3mol%,更优选0.05~2mol%。
进而,上述苯乙烯系单体的聚合反应中可以使用催化剂。该催化剂没有特别限定,可以列举例如公知的阴离子聚合催化剂、配位聚合催化剂、阳离子聚合催化剂等。
上述苯乙烯系单体的聚合反应是通过在上述聚合引发剂、催化剂的存在下,采用本体聚合法、溶液聚合法、沉淀聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合法或本体-悬浮聚合法等以往公知的方法使上述苯乙烯系单体共聚而进行的。
作为实施溶液聚合时使用的溶剂,只要是溶解上述单体和聚合物的溶剂就没有特别限定,优选环己烷等烃系溶剂、甲苯等芳香烃系溶剂。溶剂的使用量较理想的是相对于上述苯乙烯系单体总量为0~3倍(重量比)的量。采用自由基聚合时,为了得到具有所需分子量的聚合物,可以根据需要添加链转移剂。作为链转移剂没有特别限定,可以使用以往公知的链转移剂,更具体地说,可以列举如下的链转移剂。十二碳烷硫醇、巯基乙醇、巯基丙醇、巯基乙酸、巯基丙酸等。这些链转移剂可以单独使用,也可以混合多种使用。
聚合反应时间通常为1~30小时,优选3~20小时,聚合反应温度依赖于使用的自由基引发剂的种类,因此没有特别限定,通常为40~180℃,优选50~120℃。
<向OH基的转化反应>
本发明中使用的苯乙烯系共聚物(A)可以如下得到:在使上述苯乙烯系单体聚合后,进一步使源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基。由此,例如式(4)所示的苯乙烯系单体的R14脱去,形成苯乙烯系共聚物(A)中含有的式(2)所示的结构单元。
作为上述转化反应,可以列举在酸或碱的存在下利用醇解或水解来进行转化的方法;在酸性条件下加热来进行转化的方法;仅通过加热来进行转化的方法;以及使用氟化物离子进行转化的方法等。虽然根据上述O-R14基中的R14的结构而能够采用的优选方法不同,但是优选在酸存在下将源于单体(4)的结构单元中的-OR14所示的基团转化成-OH基,优选采用在酸存在下利用醇解或水解来进行转化的方法,或者在酸性条件下加热来进行转化的方法。
上述-OR14基中的R14为例如乙酰基(-COCH3)、叔丁氧羰基(-COOtBu)、甲硅烷基(SiR15 3)、与氧原子结合而能够形成缩醛基的烷氧基烷基(-CH(OR15)(R16))等时,优选采用在酸性条件下进行水解或醇解的方法。
上述-OR14基中的R14为例如乙酰基(-COCH3)、叔丁氧羰基(-COOtBu)等时,优选采用在碱性条件下进行水解或醇解的方法。
作为能够适用在酸性条件下加热来进行转化的方法或仅通过加热来进行转化的方法的上述-OR14基中的R14,可以列举例如叔丁氧基(-tBu)、叔丁氧羰基(-COOtBu),作为能够适用使用氟化物离子进行转化的方法的R14,可以列举甲硅烷基(SiR15 3)。
《水解和醇解》
作为水解和醇解中使用的酸,可以列举盐酸、氢溴酸等卤化氢,甲酸、草酸、乙酸、三氟乙酸等羧酸类,硫酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸等磺酸类,硝酸或苯酚类等布朗斯台德酸,磷钨酸、磷钼酸等杂多酸,硫酸化锆、沸石等固体酸,离子交换树脂、高分子电解质等高分子酸,以及经卤化、烷基化和/或烷氧化而成的铝、钛、钨或硼化合物等的路易斯酸,公知的固定化路易斯酸。这些酸中,特别优选使用硫酸。酸的使用量与式(4)所示的苯乙烯系单体的使用量的摩尔比通常为,酸/式(4)所示的苯乙烯系单体=1/1000~1/1,优选1/300~1/5。
此外,作为碱,可以列举氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等。碱的使用量需要式(4)所示苯乙烯系单体的摩尔数以上的摩尔数,通常,与式(4)所示苯乙烯系单体的使用量的摩尔比为碱/式(4)所示的苯乙烯系单体=1/1~5/1。进而,在水解后或醇解后需要用酸进行中和。作为中和所使用的酸,可以使用与上述酸相同的酸。作为碱,使用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等金属氢氧化物这样的水溶性碱时,进而作为相转移催化剂,可以使用季铵盐、季鏻盐、冠醚、聚(低聚)乙二醇等。
作为反应温度,通常为0~180℃,优选30~150℃,更优选40~120℃。作为反应时间,通常为1~30小时,优选1~25小时,更优选1~20小时。作为反应溶剂,只要转化反应前的聚合物和转化反应后的聚合物能溶解,就没有特别限定,优选是与聚合反应相同的溶剂。此外,作为溶剂的使用量,优选是聚合反应中使用的溶剂的1~5倍的重量,更优选是1~3倍的重量。作为水或醇的添加量,优选是-OR14基的1~30倍摩尔,更优选是1~20倍摩尔。使用的醇没有特别限定,优选碳原子数为1~4的醇。
《酸性条件下的加热转化反应》
关于能够在酸性条件下的加热转化反应中使用的酸及其添加量、反应温度、反应时间、溶剂种类、溶剂使用量,可以适用与上述《水解和醇解》中列举的情形相同的条件。但是,在本方法中,水或醇可以添加,也可以不添加。
《转化反应后的中和》
在本发明中使用的苯乙烯系共聚物(A)的制造中,在用酸或碱进行将-OR14基转化成OH基的转化反应时,可以具有如下工序:用碱或酸中和转化反应后的体系内残存的酸或碱中的至少一部分。
在苯乙烯系共聚物(A)的制造中,在酸的存在下进行将源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的转化反应时,优选接着添加碱性物质,进行与体系内的酸反应的工序。此外,在碱的存在下进行转化反应时,优选接着添加酸性物质,进行与体系内的碱反应的工序。
以下,对于在酸的存在下进行将源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的转化反应,接着添加碱性物质,与体系内的酸反应的情形进行详细说明。其中,所谓体系内的酸,是指在将-OR14基转化成-OH基的转化反应中使用的酸中,在转化反应中未消耗的残存于体系内的酸。
作为碱性物质,优选使用金属氢氧化物、金属醇盐类、羧酸盐类、苯酚盐类、碳酸盐类和胺类等,更优选碱性物质是选自金属氢氧化物、金属醇盐类、羧酸盐类、酚盐类中的至少一种,其反阳离子(对カチオン)为锂、钠、钾、钙中的任一种。这些碱性物质可以单独使用或将两种以上组合使用。
作为这样的碱性物质,具体地说,可以使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙等金属氢氧化物;甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠等金属醇盐类;乙酸钠、丙酸钠、乳酸钠、2-乙基己酸钠、苯甲酸钠等羧酸盐类;苯酚钠等酚盐类;碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠等碳酸盐类;三乙胺、吡啶等胺类。这些碱都可以使用,可以单独使用也可以同时使用多种,但从获得性和价格方面考虑,优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、甲醇钠、乙酸钠、乳酸钠、苯甲酸钠、碳酸钠、碳酸钾。其中,使用乙酸钠、乳酸钠、苯甲酸钠、碳酸钠、碳酸钾等时,即使不进行后述的添加弱酸性物质的工序,也可以稳定地保持OH基,因此特别优选。
碱性物质与残存的酸的反应温度为15~100℃,优选20~90℃,更优选30~80℃。超出上述反应温度范围时,聚合物的色调有时会恶化。此外,小于上述反应温度范围时,反应有时会不充分进行。
反应时间为5~120分钟,优选10~100分钟,更优选15~80分钟。超过上述反应时间范围时生产率降低,小于上述反应时间范围时反应有时会不充分进行。
添加的碱性物质的量是能将残存的酸充分中和的量即可,优选在将-OR14所示的基团转化成-OH基的工序中所使用的酸的摩尔数与该酸的元数的乘积A、和添加的碱性物质的摩尔数与该碱的元数的乘积B满足下述式。
A≤B≤[A×3]
此外,在上述的碱性物质中,其共轭酸的酸度低于聚合物中所含的苯酚部位的酸度时,由于从源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成的-OH基有可能会变得不稳定,因此优选在使用该碱的同时或者在使用后添加比聚合物中所含的苯酚部位酸性高的弱酸性物质,从而使体系内为弱酸性。作为这样的弱酸性物质,可以列举苯酚、硝基苯酚、氨基苯酚、卤代苯酚等苯酚类;乙酸、丙酸、乳酸、2-乙基己酸、苯甲酸等羧酸类;碳酸。从价格和在反应溶液中的相溶性出发,优选乙酸、乳酸、苯甲酸。
作为反应条件,可以适用与添加上述碱时的反应条件相同的条件。
通过使反应体系内为弱酸性,可以得到色调更好、耐热稳定性优异的苯乙烯系共聚物(A)。
《仅利用加热的转化反应》
式(4)所示的O-R14基中的R14仅通过热能就能够脱去时,通过在不大幅超过聚合物链分解温度的温度条件下进行热分解,可以得到苯乙烯系共聚物(A)。这样的温度通常为100~350℃,优选120~300℃。
《使用了氟化物离子的转化反应》
作为能够用于使用了氟化物离子的转化反应中的试剂,可以列举四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、氟化钾、氟化钠、氟化氢等。作为氟化物离子的使用量,氟化物离子的使用量与式(4)所示的苯乙烯系单体的使用量的摩尔比(氟化物离子/式(4)所示的苯乙烯系单体)通常为1/1~5/1,优选1/1~3/1。
<精制>
上述转化反应后,通过精制而得到苯乙烯系共聚物(A)。精制可以使用以往公知的方法,例如,可以列举将所得的反应物溶液用甲苯或四氢呋喃等良好溶剂稀释后,添加甲醇、水或它们的混合溶液使聚合物适度凝集,进行提取处理的方法。提取处理时,作为反应溶剂使用的溶剂和为了稀释而添加的溶剂的合计良好溶剂量与聚合物的重量比(良好溶剂/聚合物)为0.5/1~6/1,优选0.7/1~4/1。此外,提取中使用的甲醇、水或它们的混合溶液等不良溶剂的使用量以重量比(不良溶剂/上述良好溶剂)计为0.3~5,优选0.5~3。作为提取温度,通常为40~120℃,优选50~100℃。
如上地进行提取后,将溶液冷却并分离成轻质和重质两层,用离心分离机等除去轻质层。将这些提取操作反复进行1~10次,然后浓缩重质液体,用戴伯拉奇拉塔(デボラチライタ—)、Ruder(ル—ダ—)等脱溶剂装置进行脱溶剂。脱溶剂时的温度为150~350℃,优选200~350℃,真空度为0.1~50mmHg,优选1~40mmHg。此外,可以在脱溶剂前稀释后实施循环过滤。过滤时,可以使用单独一种的滤剂孔径为0.1~100μm的滤器,还可以阶段性地设置孔径不同的多个滤器。此外,还可以通过将脱溶剂后的熔融聚合物过滤来进行精制。此时的聚合物滤器的孔径优选为0.1~100μm。
<降冰片烯系聚合物(B)>
本发明的树脂组合物中含有的降冰片烯系聚合物(B)是具有由下述式(6)所示的单体(6)衍生的结构单元的(共)聚合物,具体地说,是单体(6)的开环聚合物、单体(6)与共聚性单体的开环共聚物、或者它们的氢化物、或者由单独一种或两种以上的单体(6)形成的加成型(共)聚合物、以及单体(6)与乙烯基系化合物的加成型(共)聚合物。
式(6)中,a和b独立地表示0或1,c和d独立地表示0~2的整数。R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13各自独立地表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。R10与R11、或者R12与R13可以一体化而形成二价的烃基,R10或R11、与R12或R13可以相互结合而形成碳环或杂环(这些碳环或杂环可以是单环结构,也可以与其他环稠合而形成多环结构)。
作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子和溴原子。
作为碳原子数1~30的烃基,可以列举例如甲基、乙基、丙基等烷基;环戊基、环己基等环烷基;乙烯基、烯丙基、丙烯基等链烯基等。
此外,上述取代或未取代的烃基可以直接与环结构结合,或者可以通过连接基团(linkage)结合。作为连接基团,可以列举例如碳原子数为1~10的二价烃基(例如-(CH2)m-(式中,m为1~10的整数)所表示的亚烷基);含有氧、氮、硫或硅的连接基团(例如羰基(-CO-)、氧羰基(-O(CO)-)、羰氧基(-COO-)、磺酰基(-SO2-)、醚键(-O-)、硫醚键(-S-)、亚氨基(-NH-)、酰胺键(-NHCO-、-CONH-))、硅氧烷键(-OSi(R)-(式中,R为甲基、乙基等烷基))等,可以是含有多个这些基团的连接基团。
作为极性基团,可以列举例如羟基、碳原子数为1~10的烷氧基、羰氧基、烷氧基羰基、芳氧羰基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、三有机硅氧烷基、三有机甲硅烷基、氨基、酰基、烷氧基甲硅烷基、磺酰基和羧基等。更具体地说,作为上述烷氧基,可以列举例如甲氧基、乙氧基等;作为羰氧基,可以列举例如乙酰氧基、丙酰氧基等烷基羰氧基和苯甲酰氧基等芳基羰氧基;作为烷氧基羰基,可以列举例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等;作为芳氧羰基,可以列举例如苯氧羰基、萘氧羰基、芴氧羰基、联苯氧羰基等;作为三有机硅氧烷基,可以列举例如三甲基硅氧烷基、三乙基硅氧烷基等;作为三有机甲硅烷基,可以列举三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基等;作为氨基,可以列举伯氨基;作为烷氧基甲硅烷基,可以列举例如三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等。
作为上述式(6)所示的单体(6)的具体例,可以列举如下的化合物。
可以列举:
双环[2.2.1]庚-2-烯、
三环[4.3.0.12,5]-3-癸烯、
三环[5.2.1.02,6]-癸-3,8-二烯、
三环[4.4.0.12,5]-3-十一烯、
四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-十五烯、
五环[7.4.0.12,5.19,12.08,13]-3-十五烯、
5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-苯氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-(1-萘氧基)羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-(2-萘氧基)羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-<4-苯基苯氧基>羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-苯氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-(1-萘氧基)羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-(2-萘氧基)羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-<4-苯基苯氧基>羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
五环[8.4.0.12,5.19,12.08,13]-3-十六烯、
七环[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]-4-二十烯、
七环[8.8.0.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]-5-二十一烯、
5-乙叉基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-乙叉基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-苯基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-苯基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-苯基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-正丁基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-正己基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-环己基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-(2-环己烯基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-正辛基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-正癸基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-异丙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-(1-萘基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-(2-萘基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-(2-萘基)-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-(4-联苯)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-(4-联苯)-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氨基甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三甲氧基甲硅烷基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三乙氧基甲硅烷基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三正丙氧基甲硅烷基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三正丁氧基甲硅烷基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氯甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-羟基甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-环己烯基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6,6-四氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
螺[芴-9,8’-三环[4.3.0.12,5][3]癸烯]等。
这些化合物可以单独一种或者将两种以上组合作为单体(6)使用。
这些单体(6)中,从所得到的树脂组合物和光学膜的耐热性和耐湿(水)性保持良好的平衡的观点出发,优选上述式(6)中的R10~R13中的至少一个是下述式(I)所表示的特定极性基团的上述特定单体。
-(CH2)nCOOR17 (I)
(式中,n通常是0或1~5的整数,R17是碳原子数1~15的烃基。)
在上述式(I)中,n的值越小、而且R17的碳原子数越小,则所得到的树脂组合物的玻璃化转变温度越高,耐热性提高,在这一点上讲是优选的。即,n通常是0或1~5的整数,但优选0或1,此外,R17通常是碳原子数1~15的烃基,但优选碳原子数1~4的烷基,这是较理想的。
进而,在上述式(6)中,在上述式(I)所表示的极性基团所结合的碳原子上进一步结合有烷基的上述单体,所得到的树脂聚合物和光学膜的耐热性和耐湿(水)性保持良好的平衡,在这一点上是优选的。该烷基的碳原子数优选为1~5,更优选1~2,特别优选为1。
这样的单体(6)中,8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、以及8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯与5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]-庚-2-烯的并用,所得到的树脂组合物和光学膜的耐热性优异,在这一点上讲是优选的,特别是8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、以及8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯与5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]-庚-2-烯的并用,可得到与苯乙烯系共聚物(A)的相溶性优异的降冰片烯系聚合物(B),在这一点上讲是优选的。
在其他的式(6)所示的单体(6)中,作为优选的例子,可以列举双环[2.2.1]庚-2-烯、三环[5.2.1.02,6]-癸-3,8-二烯、5-乙叉基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-正丁基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-正癸基双环[2.2.1]庚-2-烯等。
[开环(共)聚合物]
作为使上述单体(6)开环聚合而得到的降冰片烯系聚合物(B),可以列举例如具有下述通式(II)所示的结构单元的聚合物。
(式(II)中,a、b、c、d和R4~R13分别与上述式(6)中的a、b、c、d和R4~R13的定义相同。X是式:-CH=CH-所表示的基团或者式:-CH2CH2-所表示的基团,多个存在的X相同或不同。)
作为使上述单体(6)开环聚合而得到的降冰片烯系聚合物(B),优选是具有下述式(i)所示结构单元的(共)聚合物,这是较理想的。
(式(i)中,A1~A4各自独立地表示氢原子;卤素原子;可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;或者极性基团。A1~A4中的至少一个是-(CH2)nCOOA5表示的基团(A5是可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基),n是0或1~5的整数。)
降冰片烯系聚合物(B)含有上述式(i)所示的结构单元时,较理想的是,在降冰片烯系聚合物(B)的全部结构单元100mol%中,通常含有上述式(i)所示的结构单元5mol%以上,优选10~70mol%,更优选20~50mol%。
上述式(i)所示的结构单元是使上述单体(6)中、下述式(i-a)所示的单体开环共聚,并进行氢化而很好地得到的结构单元。
式(i-a)中,A1~A4与上述式(i)中的定义相同。
作为这样的单体(i-a),可以列举例如
5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-乙氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-丙氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-苄氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯等,
优选的单体是5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯。
对于这样的单体(i-a),式(i-a)中的A1~A4中的至少一个是-(CH2)nCOOA5所表示的基团(具有酯键的基团),优选在-(CH2)nCOOR5所表示的基团所结合的碳原子上结合的另一个原子或基团是氢原子以外的原子或基团。具体地说,例如,优选A1是-(CH2)nCOOA5所表示的基团、且A2是氢原子以外的原子或基团的结构单元。
作为更优选的单体(i-a),可以列举下述式所示的化合物(i-a’)。
式(i-a’),A5表示可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基;A6表示卤素原子,可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数为1~30的烃基,或者极性基团。其中,A更优选是碳原子数为1~10的烃基。
作为这样的单体(i-a’),可以列举例如以下所示的例子。
5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯
5-甲基-5-乙氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯
5-甲基-5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯
使作为单体(6)中、上述式(6)中的c和d中的至少一个不为0的化合物、优选c和d中的至少一个表示1的化合物的单体(以下也称为“多核体”)与单体(i-a’)共聚时,由于单体(i-a’)的反应性低,因此有可能聚合转化降低,或者在聚合后期单体(i-a’)大量残留在反应系中,生成仅源于单体(i-a’)的聚合链。仅源于单体(i-a’)的聚合链由于难以进行后述的氢化反应,因此优选抑制该聚合物链的生成。作为解决该问题的方法,可以列举逐次添加或者连续添加多核体来进行聚合的方法。具体地说,可以列举一边使多核体的一部分与单体(i-a’)分批聚合,一边逐次添加或者连续添加多核体的方法;从反应开始到结束,逐次添加或者连续添加多核体和单体(i-a’)的混合物的方法等。共聚反应性比可以通过公知的方法、采用Fineman-Ross法的曲线拟合法或采用Mayo-Lewis法的积分式算出(大津隆行·木下雅悦教書、化学同人、第12印、高分子合成の実験法、pp183~189)。作为特别优选的具体例,如下所示。在多核体是8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、单体(i-a’)是5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯的情况下,采用Fineman-Ross法求出的在80℃的共聚反应性比为:8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯是2.1,而5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯是1.0。也就是说,多核体以与单体(i-a’)相比为2.1倍的速度被消耗,加入组成特别优选设为单体(i-a’):多核体=1:2.1(mol%),作为优选的范围,相对于单体(i-a’)1摩尔,多核体为1~4摩尔。优选从反应开始到结束都以维持该范围组成的方式添加多核体。
[共聚性单体]
上述单体(6)可以单独地进行开环聚合,此外,也可以使上述单体(6)与其他共聚性单体开环聚合。
作为上述共聚性单体,具体可举出环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯等环烯烃。环烯烃的碳原子数优选为4~20,更优选为4~12。
此外,还可以在聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-非共轭二烯共聚物、聚降冰片烯系等主链中含有碳-碳双键的不饱和烃系聚合物等的存在下,使上述单体(6)开环聚合。这种情况下,所得的开环共聚物及其氢化共聚物作为耐冲击性大的树脂组合物的原料是有用的。
上述开环聚合物(具有式(II)所示结构单元的(共)聚合物)可以如下得到:在开环聚合催化剂的存在下,根据需要使用分子量调节剂和开环聚合用溶剂,采用以往公知的方法使上述单体(6)的一种以上、以及根据需要的共聚性单体进行开环(共)聚合。
此外,使上述单体(6)与上述共聚性单体共聚时,相对于上述单体(6)和上述共聚性单体的合计100重量%,以如下的比例使上述单体(6)和上述共聚性单体共聚是较理想的,即,上述单体(6)的比例通常为50重量%以上、优选为60重量%以上、更优选70重量%以上、并且在100重量%以下,上述共聚性单体的比例为0重量%以上、通常为50重量%以下、优选40重量%以下、更优选30重量%以下。
作为本发明中使用的开环聚合物,最优选单体(6)的均聚物、或者两种以上单体(6)的共聚物。
<开环(共)聚合催化剂>
作为本发明所用的开环(共)聚合用的催化剂,优选使用OlefinMetathesis and Metathesis Polymerization(K.J.IVIN,J.C.MOL,Academic Press 1997)中记载的催化剂。
作为这种催化剂,可以列举例如由(a)与(b)组合形成的易位(Metathesis)聚合催化剂,所述(a)是选自W、Mo、Re、V和Ti的化合物中的至少1种;所述(b)是Li、Na、K、Mg、Ca、Zn、Cd、Hg、B、Al、Si、Sn、Pb等的化合物并且是选自具有至少一个该元素-碳键或该元素-氢键的化合物中的至少1种。为了提高该催化剂的活性,还可以添加后述的(c)添加剂。此外,作为其他的催化剂,可以列举(d)不使用助催化剂的由周期表第4族~第8族的过渡金属-卡宾配合物、金属环丁烷配合物等形成的易位催化剂。
作为适用作上述(a)成分的W、Mo、Re、V和Ti的化合物的代表例,可举出WCl6、MoCl5、ReOCl3、VOCl3、TiCl4等在特开平1-240517号公报中记载的化合物。
作为上述(b)成分,可举出n-C4H9Li、(C2H5)3Al、(C2H5)2AlCl、(C2H5)1.5AlCl1.5、(C2H5)AlCl2、甲基铝氧烷、LiH等在特开平1-240517号公报中记载的化合物。
作为添加剂(c)成分的代表例,可以很好地使用醇类、醛类、酮类、胺类等,进而可以使用特开平1-240517号公报所示的化合物。
作为上述催化剂(d)的代表例,可举出W(=N-2,6-C6H3iPr2)(=CHtBu)(OtBu)2、Mo(=N-2,6-C6H3iPr2)(=CHtBu)(OtBu)2、Ru(=CHCH=CPh2)(PPh3)2Cl2、Ru(=CHPh)(PC6H11)2Cl2等。
作为易位催化剂的使用量,以上述(a)成分与全部单体(单体(6)的总量以及其他能够共聚的单体。以下相同)的摩尔比计,“(a)成分:全部单体”通常为1:500~1:500,000的范围、优选为1:1,000~1:100,000的范围是较理想的。上述(a)成分与(b)成分的比例,以金属原子比计,“(a):(b)”为1:1~1:100、优选为1:2~1:50的范围是较理想的。此外,该易位催化剂中添加有上述(c)添加剂时,(a)成分与(c)成分的比例,以摩尔比计,“(c):(a)”为0.005:1~15:1、优选为0.05:1~7:1的范围是较理想的。另外,催化剂(d)的使用量,以(d)成分与全部单体的摩尔比计,“(d)成分:全部单体”通常为1:50~1:100,000的范围、优选为1:100~1:50,000的范围是较理想的。
<分子量调节剂>
可以根据聚合温度、催化剂的种类、溶剂的种类进行开环(共)聚合物的分子量的调节,但是本发明中,优选通过使分子量调节剂存在于反应体系中来进行调节。此处,作为优选的分子量调节剂,可以列举例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等α-烯烃类,苯乙烯、乙烯基甲苯等苯乙烯类,乙酸烯丙酯、烯丙基苯等烯丙基化合物类。其中特别优选1-丁烯、1-己烯、1-辛烯。这些分子量调节剂可以单独使用或2种以上混合使用。作为分子量调节剂的使用量,相对于供给开环(共)聚合反应的全部单体1摩尔,通常为0.001~0.6摩尔,优选为0.02~0.5摩尔。
<开环(共)聚合反应用溶剂>
作为上述开环(共)聚合反应中使用的溶剂,即溶解降冰片烯系单体、易位催化剂以及分子量调节剂的溶剂,可举出例如石油醚、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等烃类;环戊烷、环己烷、甲基环己烷、环庚烷、环辛烷、萘烷、降冰片烷等环烃类;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、枯烯、氯苯等芳香烃类;二氯甲烷、二氯乙烷、氯丁烷、氯仿、四氯乙烯等卤代烃类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙酸甲酯等酯类;二丁基醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷、二噁烷等醚类;N,N-11二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。这些溶剂可以单独使用或混合使用。在本发明中,它们中优选芳香烃。
作为溶剂的使用量,通常使“溶剂:全部单体(重量比)”为0.5:1~20:1的量、优选为0.5:1~10:1的量是较理想的。
[氢化]
在本发明中,可以仅通过上述的开环聚合来制造降冰片烯系聚合物(B),但优选将通过开环聚合而得到的开环聚合物进一步氢化。仅通过开环聚合,所得到的降冰片烯系聚合物是上述式(II)所示的结构单元(II)中的X均为式:-CH=CH-所表示的烯烃性不饱和基团的状态。所述开环聚合物也可以这样直接使用,但从耐热稳定性的观点出发,优选是上述烯烃性不饱和基团被氢化而上述X转化成以-CH2-CH2-所表示的基团的氢化物。然而,本发明中所说的氢化物是指,上述烯烃性不饱和基团被氢化、而源于降冰片烯系单体的侧链的芳香环基本上不被氢化的氢化物。
另外,作为氢化的比例,较理想的是上述结构单元(II)中的X的90摩尔%以上、优选95%以上、更优选97%以上。进行氢化的比例越高,则可以抑制因热所致的着色、劣化,因此是优选的。
在该制造方法中,氢化反应必须在源于单体(6)的侧链的芳香环基本上不被氢化的条件下进行。因此,通常如下进行是较理想的:在开环聚合物的溶液中添加氢化催化剂,在常压~30MPa、优选2~20MPa、更优选3~18MPa下,使氢与其反应。
作为氢化催化剂,可以使用通常的烯烃性化合物的氢化反应中所用的催化剂。作为该氢化催化剂,可以使用公知的非均相系催化剂和均相系催化剂。作为非均相系催化剂,可举出使钯、铂、镍、铑、钌等贵金属催化物质担载在碳、二氧化硅、氧化铝、氧化钛等载体上而得到的固体催化剂。此外,作为均相系催化剂,可举出环烷酸镍/三乙基铝、双(乙酰丙酮根)合镍(II)/三乙基铝、辛烯酸钴/正丁基锂、二氯二茂钛/一氯二乙基铝、乙酸铑、氯三(三苯基膦)铑、二氯三(三苯基膦)钌、氯氢化羰基三(三苯基膦)钌、二氯羰基三(三苯基膦)钌等。催化剂的形态可以是粉末也可以是粒状。另外,这些氢化反应催化剂可以单独使用一种也可以2种以上组合使用。
为了使源于单体(6)或其它单体的侧链的芳香环基本上不被氢化,必须调整这些氢化催化剂的添加量,通常较理想的是以“开环(共)聚合物:氢化催化剂(重量比)”为1:1×10-6~1:2的比例使用。
作为精制方法,可以采用与苯乙烯系共聚物(A)相同的方法。
[加成型(共)聚合物]
在本发明中,作为降冰片烯系聚合物(B),除上述开环(共)聚合物及其氢化聚合物之外,还可以使用由单独一种或两种以上的上述单体(6)形成的加成型(共)聚合物、和上述单体(6)与含有不饱和双键的化合物的加成型(共)聚合物。由单独一种或两种以上的上述单体(6)的(共)聚合反应生成的加成型(共)聚合物可以通过以往公知的方法得到。此外,上述单体(6)和含有不饱和双键的化合物以如下比例进行共聚是较理想的:相对于它们的合计量100重量%,上述单体(6)通常为50~90重量%、优选为60~90重量%、更优选为70~90重量%,含有不饱和双键的化合物通常为10~50重量%、优选为10~40重量%、更优选为10~30重量%。
作为上述含有不饱和双键的化合物,可举出例如乙烯、丙烯、丁烯等碳原子数为2~12、优选为2~8的烯烃系化合物。
作为上述单体(6)和含有不饱和双键的化合物的共聚反应中所用的催化剂,可举出例如,钒化合物和有机铝化合物形成的催化剂。作为钒化合物,可举出VO(OR)aXb或V(OR)cXd(其中,R为烃基,0≤a≤3,0≤b≤3,2≤a+b≤3,0≤c≤4、0≤d≤4、3≤c+d≤4)表示的钒化合物、或它们的供电子体加成物。作为供电子体,可举出醇、酚类、酮、醛、羧酸、有机酸或无机酸的酯、醚、酸酰胺、酸酐、烷氧基硅烷等含氧供电子体;氨、胺、腈、异氰酸酯等含氮供电子体等。作为上述有机铝化合物,可举出从具有至少一个铝-碳键或铝-氢键的化合物中选择的至少1种有机铝化合物。上述催化剂中钒化合物与有机铝化合物的比例以铝原子与钒原子之比(Al/V)计,通常为2以上、优选为2~50、特别优选为3~20。
作为上述共聚反应中所用的溶剂,可举出例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等烃类;环己烷、甲基环己烷等环状烃类;苯、甲苯、二甲苯等芳香烃及其卤代衍生物。其中,优选环己烷、甲基环己烷。
作为精制方法,可以采用与上述苯乙烯系共聚物(A)相同的方法。
本发明所用的降冰片烯系聚合物(B)优选在30℃的氯苯溶液(浓度0.5g/dL)中测定的对数粘度(η)为0.3~2.0dL/g。并且,降冰片烯系聚合物(B)采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的按聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)通常为1,000~500,000、优选为3,000~300,000、更优选为5,000~100,000,重均分子量(Mw)通常为10,000~1,000,000、优选为20,000~500,000、更优选为30,000~200,000。
分子量过小时,所得的成型品、膜的强度有时会降低。分子量过大时,溶液粘度变得过高,本发明中使用的树脂组合物的生产率、加工性有时会恶化。
另外,降冰片烯系聚合物(B)的分子量分布(Mw/Mn)较理想的是,通常为1.5~10、优选为2~8、更优选为2~6。
降冰片烯系聚合物(B)的玻璃化转变温度(Tg)通常为100~250℃,优选为110~220℃,更优选为115~200℃。Tg过低时,由于热变形温度降低,因此有可能在耐热性上产生问题,并且有时产生所得的成型品、膜因温度导致的光学特性变化增大的问题。另一方面,Tg过高时,有必要增高加工温度,由此热塑性树脂组合物有时会热劣化。
<树脂组合物和光学膜>
本发明的树脂组合物和光学膜中,上述苯乙烯系共聚物(A)与降冰片烯系聚合物(B)的组成比((A)/(B))以重量比计为:苯乙烯系共聚物/降冰片烯系聚合物=5/95~70/30、优选15/85~60/40、更优选20/80~50/50的范围。苯乙烯系共聚物(A)的配合量如果在上述范围,则可以得到在制膜后通过拉伸而具有逆波长分散性的光学膜。此外,膜的强度也得到提高。苯乙烯系共聚物(A)的配合量如果低于上述下限,则由树脂组合物得到的拉伸膜有时不显示逆波长分散性。另外,苯乙烯系共聚物(A)的配合量如果超出上述上限,则所得的树脂组合物、光学膜的耐热性有时会降低,或者光学膜的强度有时会降低。
上述树脂组合物和光学膜还可以含有烃树脂。作为该烃树脂,可举出C5系树脂、C9系树脂、C5系/C9系混合树脂、环戊二烯系树脂、烯烃/乙烯基取代芳香族系化合物的共聚物系树脂、环戊二烯系化合物/乙烯基取代芳香族系化合物的共聚物系树脂、这些树脂的氢化物以及乙烯基取代芳香族系树脂的氢化物等。相对于降冰片烯系聚合物(B)100重量份,烃树脂的含量通常为0.01~50重量份、优选为0.1~25重量份。
另外,为了改善耐热劣化性、耐光性,上述树脂组合物可以添加如下所示的抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
作为抗氧化剂,可以列举2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,2′-二氧代-3,3′-二叔丁基-5,5′-二甲基二苯基甲烷、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、硬脂基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,2′-二氧代-3,3′-二叔丁基-5,5′-二乙基苯基甲烷、3,9-双[1,1-二甲基-2-(β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基)乙基]、2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯。
作为紫外线吸收剂,可以列举2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、2-苯并三唑-2-基4,6-二叔丁基苯酚、2,2′-亚甲基双〔4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-[(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]〕等。
相对于本树脂组合物100重量份,这些添加剂的添加量通常为0.01~5重量份,优选为0.05~4重量份。
进而,为了提高加工性,还可以添加润滑剂等添加剂。
<树脂组合物的制造方法>
本发明的树脂组合物例如可以通过下述(i)~(iii)的方法得到。
(i)使用双轴挤出机或辊混炼机等将苯乙烯系共聚物(A)、降冰片烯系聚合物(B)和任意成分混合的方法。
(ii)将降冰片烯系聚合物(B)溶解在适当的溶剂中,在所得溶液中添加、混合苯乙烯系共聚物(A)的方法。
(iii)将苯乙烯系共聚物(A)或其溶液、和降冰片烯系聚合物(B)或其溶液混合溶解,使用戴伯拉奇拉塔、Ruder等进行脱溶剂的方法。
作为此时使用的溶剂,可以使用在制造苯乙烯系共聚物(A)或降冰片烯系聚合物(B)时使用的聚合溶剂、在光学膜的溶剂浇铸法中使用的普通溶剂。通过上述方法得到的树脂组合物由于含有高分子量的聚合物,因此可以得到膜强度优异的光学膜。
此外,也可以将上述(ii)、(iii)等中得到的树脂组合物溶液导入挤出机中,在挤出机内除去该树脂组合物溶液中的挥发成分,然后用口模制成膜状或线状,进行后述的熔融挤出成型(以下也简称为挤出成型),由此得到成型体或光学膜。
<光学膜的制造方法>
本发明的光学膜可以通过熔融成型法、溶液流延法(溶液浇铸法)等将上述的树脂组合物成型为膜来得到。
作为溶液浇铸法,可以列举例如使上述本发明的树脂组合物溶解或分散于溶剂中形成浓度适当的溶液,并浇注或者涂布到适当的载体上,接着将其干燥,然后从载体上剥离的方法。
使本发明的树脂组合物溶解或分散于溶剂中时,该树脂组合物的浓度通常为1~90重量%,优选为5~50重量%,更优选为10~35重量%。使该树脂的浓度小于上述范围时,则会产生如下等的问题:难以确保膜的厚度,而且伴随着溶剂的蒸发会产生气泡等,因此难以得到膜的表面平滑性。另一方面,使浓度超过上述范围,则由于溶液粘度变得过高,而所得光学膜的厚度、表面不易均匀,因此不优选。
此外,上述溶液在室温下的粘度通常为1~1,000,000(mPa·s)、优选为10~500,000(mPa·s)、更优选为100~200,000(mPa·s)、特别优选为1000~100,000(mPa·s)。
作为其中使用的溶剂,可以列举环己烷、环戊烷、甲基环己烷等烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯等芳香系溶剂;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、1-甲氧基-2-丙醇等溶纤剂系溶剂;二丙酮醇、丙酮、环己酮、甲基乙基酮、4-甲基-2-戊酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂;乳酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;二氯甲烷、氯仿等含有卤素的溶剂;四氢呋喃、二噁烷、二甲氧基乙烷、1,3-二氧戊环等醚系溶剂;1-丁醇、1-戊醇等醇系溶剂。
除上述之外,使用SP值(溶解度参数)通常为10~30(MPa1/2)、优选10~25(MPa1/2)、更优选15~25(MPa1/2)、特别优选17~20(MPa1/2)范围的溶剂,可以得到表面均匀性和光学特性良好的光学膜。
上述溶剂可以单独使用或将两种以上并用。将溶剂并用两种以上时,优选使作为混合物的SP值在上述范围内。此时,作为混合物的SP值可以由其重量比求出,例如两种混合物的情况下,将各溶剂的重量分率记为W1、W2,并将SP值记为SP1、SP2时,混合溶剂的SP值可以作为由下述式计算出的值而求出。
SP值=W1·SP1+W2·SP2
在树脂溶液的制备中,用溶剂溶解本发明的热塑性树脂组合物时的温度可以是室温也可以是高温。通过充分搅拌可以得到均匀的溶液。另外,根据需要进行着色时,也可以在溶液中适当添加染料、颜料等着色剂。
另外,为了提高光学膜的表面平滑性,可以添加流平剂。只要是普通的流平剂都可以使用,可以使用例如氟系非离子表面活性剂、特殊丙烯酸树脂系流平剂、硅酮系流平剂等。
作为采用溶剂浇铸法制造本发明的光学膜的方法,一般可以列举如下方法:使用口模、涂布机将上述溶液涂布到金属鼓、钢带、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯膜、聚四氟乙烯制的带等基材上,然后将溶剂干燥、除去,从基材上将膜剥离。此外,还可以如下制造:采用喷涂、刷涂、辊旋涂、浸渍等方法,将树脂组合物溶液涂布到基材上,然后将溶剂干燥、除去,从基材上将膜剥离。另外,还可以通过反复涂布来控制厚度、表面平滑性等。
此外,使用聚酯膜作为基材时,可以使用经表面处理的膜。作为表面处理的方法,可举出通常进行的亲水化处理方法,例如采用涂布、层合来层叠丙烯酸系树脂、含磺酸盐基团的树脂的方法,或者采用电晕放电处理等来提高膜表面的亲水性的方法等。
对于上述溶液浇铸法的干燥(溶剂除去)工序,没有特别限制,可以通过通常使用的方法、例如借助于多个辊使其在干燥炉中通过的方法等来实施,但在干燥工序中伴随着溶剂的蒸发而产生气泡时,会使膜的特性显著降低,因此为了避免这种情况,优选将干燥工序设为2步以上的多个工序,控制各工序中的温度或风量。
此外,光学膜中的残留溶剂量通常为10重量%以下、优选为5重量%以下、更优选为2重量%以下、特别优选为1重量%以下。其中,残留溶剂量如果在10重量%以上,则实际上使用该光学膜时随时间经过所致的尺寸变化增大,是不优选的。另外,由于残留溶剂导致Tg降低,耐热性也降低,所以是不优选的。
另外,为了很好地进行后述的拉伸工序,有时必须要将上述残留溶剂量适当调节到上述范围内。具体地说,为了稳定且均匀地呈现拉伸取向时的相位差,通常使残留溶剂量为10~0.1重量%、优选为5~0.1重量%、更优选为1~0.1重量%。通过使溶剂微量残留,有时拉伸取向变得容易,或者相位差的控制变得容易。
本发明的光学膜的厚度通常为0.1~3,000μm、优选为0.1~1,000μm、更优选为1~500μm、最优选为5~300μm。厚度小于0.1μm时,实质上操作变难。另一方面,3,000μm以上时,难以卷成辊状。
本发明的光学膜的厚度分布相对于平均值通常为±20%以内、优选为±10%以内、更优选为±5%以内、特别优选为±3%以内。另外,每1cm的厚度的变动通常为10%以下、优选为5%以下、更优选为1%以下、特别优选为0.5%以下是较理想的。通过进行厚度控制,可以制成均质的光学膜,并且可以防止拉伸取向时透射光的相位差不均。
作为挤出成型方法,一般使用如下方法:采用挤出机将树脂熔融,通过齿轮泵定量供给,对其用金属滤器进行过滤而除去杂质,用口模赋型为膜形状,用接取机将膜冷却,用卷绕机进行卷绕。
作为挤出成型中使用的挤出机,可以使用单轴、双轴、行星式、捏合机、班伯里混合机型等中的任一种,优选使用单轴挤出机。此外,作为挤出机的螺杆形状,有弯曲型、前端带刮板混合头型(先端ダルメ—ジ型)、双螺纹型、全螺纹型、障壁型(バリア型)等,作为压缩类型,有缓慢压缩型、急速压缩型等,优选全螺纹缓慢压缩型或障壁型。
关于计量中使用的齿轮泵,有在齿轮之间从下游侧返回的树脂进入到体系内的内部润滑方式、和排出到外部的外部润滑方式,在热稳定性不好的降冰片烯系聚合物的情况下,优选外部润滑方式。从计量的稳定化的观点出发,齿轮泵的齿轮齿的切割方式与平行于轴的方向相比优选为螺旋型。
关于异物的过滤中使用的滤器,可以列举叶盘型、烛形滤器型、叶型、筛网等,优选相对滞留时间分布小、能够使过滤面积增大的叶盘型。作为过滤元件,可以列举金属纤维烧结型、金属粉末烧结型、金属纤维/粉末层叠型等。
滤器的中心孔形状可以列举外流型、六棱柱内部流动型、圆柱内部流动型等,只要是滞留部小的形状,就可以选择任意形状。
熔融的树脂从口模中输出,密附于冷却鼓上固化,成型为目标膜。关于口模的形状,必须使口模内部的树脂流动均匀,为了保持膜厚度的均一性,在口模出口附近的口模内部的压力分布在宽幅方向必须是一定的。此外,在宽幅方向的树脂流量基本是一定的、并在通过模唇开度能够进行口模出口处的流量微调整的范围内是一定的,这是得到厚度的均一性的必需要件。为了满足上述条件,歧管形状优选衣架型,直通歧管、鱼尾型等由于容易产生在宽幅方向的流量分布等而不优选。
此外,为了使上述膜的厚度分布均一,使口模出口处的温度分布在宽幅方向为一定是非常重要的,温度分布优选为±1℃以下,更优选为±0.5℃以下。超过±1℃而在宽幅方向产生温度不均时,产生树脂熔融粘度差,产生厚度不均、应力分布不均等,因此在实施拉伸操作的过程中,容易产生相位差不均,因而不优选。
进而,口模出口的模唇开量(以下称为“模唇间隙”)通常为0.3~1.5mm,优选为0.3~1.2mm,更优选为0.35~1.0mm。模唇间隙小于0.3mm时,口模内部的树脂压力变得过高,树脂容易从口模模唇以外处发生树脂泄漏,因此不优选。另一方面,模唇间隙超过1.5mm时,口模的树脂压力不易上升,因此膜的宽幅方向的厚度均一性变差,因而不优选。
作为使从口模挤出的膜密附固化的方法,可以列举夹辊方式、施加静电的方式、气刀方式、真空腔方式、压延方式等,根据膜的厚度、用途,选择适当的方式。
对于用于将从口模中挤出的膜固化的冷却辊表面,优选与挤出机筒体、口模内面等同样地进行各种表面处理。
作为挤出机(筒体、螺杆等)、口模的材质,可以列举SCM系的钢铁、SUS等不锈钢材料等,但并不限于这些。此外,优选使用在挤出机筒体、口模内面以及挤出机螺杆表面,施以铬、镍、钛等的镀覆的材质;通过PVD(Physical Vapor Deposition)法等形成了TiN、TiAlN、TiCN、CrN、DLC(金刚石状碳)等的被膜的材质;喷涂了WC等钨系物质、金属陶瓷等陶瓷的材质;表面经氮化处理的材质等。这样的表面处理由于与树脂的摩擦系数小,因此在可以得到均匀的树脂熔融状态的方面是优选的。
作为制造本发明的光学膜时的树脂温度(挤出机筒体温度),通常为200~350℃,优选为220~320℃。树脂温度小于200℃时,无法使树脂组合物均匀地熔融,另一方面,超过350℃时,在熔融时树脂组合物发生热劣化而难以制造表面性优异的高品质膜。进而,特别优选如下温度,即,在上述温度范围内、且相对于树脂组合物的玻璃化转变温度(Tg)为Tg+120℃~Tg+160℃范围内的温度。例如,如果树脂组合物的Tg为130℃,则对于制造膜而言特别优选的温度范围是250℃~290℃。本发明的树脂组合物即使在上述那样的高温下也能够抑制膜的结晶化(白浊),具有优异的相溶性,因此挤出成型性良好。作为挤出特性的指标,所用的树脂组合物在260℃的熔体流动速率(MFR)为10~200g/10min,优选为15~150g/10min,特别优选为30~120g/10min。此外,熔体流动速率值优选在树脂组合物整体是一定的,其偏差优选在±10%以内,特别优选在±5%以内。通过使熔体流动速率值为一定,可以抑制挤出加工时的压力变动,可以得到膜厚均一性优异的膜。
此外,作为熔融挤出时的剪切速度,通常为1~500(1/sec),优选为2~350(1/sec),更优选为5~200(1/sec)。挤出时的剪切速度小于1(1/sec)时,由于无法使树脂组合物均匀地熔融,因此无法获得厚度不均小的挤出膜,另一方面,超过500(1/sec)时,剪切力过大而树脂和添加物分解、劣化,有时在挤出膜的表面会产生发泡、口模线、附着物等缺陷。
本发明的光学膜的厚度通常为10~800μm,优选为20~500μm,更优选为40~500μm。厚度小于10μm时,由于机械强度不足等而在进行拉伸加工等后加工方面有时会有困难,另一方面,厚度超过800μm时,不仅难以制造厚度、表面性等均一的膜,而且有时难以卷绕所得到的膜。
本发明的未加工膜(原反フイルム)的厚度分布通常相对于平均值在±5%以内、优选在±3%以内、更优选在±1%以内。厚度分布超过±5%时,进行拉伸处理制成光学膜时有时容易产生相位差不均。
<拉伸膜>
本发明的拉伸膜可以通过对由上述方法得到的本发明的光学膜进一步进行加热拉伸加工而得到,可以作为对透射光赋予相位差的膜使用。具体地说,可以通过公知的单轴拉伸法、双轴拉伸法、z轴拉伸法来制造。即,可以使用采用拉幅法的横向单轴拉伸法、辊间压缩拉伸法、利用圆周速度不同的辊的纵向单轴拉伸法等、或者组合横向单轴和纵向单轴的双轴拉伸法、采用吹塑法的拉伸法等。
采用单轴拉伸法的情况下,拉伸速度通常为1~5,000%/分钟,优选为50~1,000%/分钟,更优选为100~1,000%/分钟。
采用双轴拉伸法的情况下,有同时在两个方向进行拉伸的情况、在单轴拉伸后在与最初的拉伸方向不同的方向上进行拉伸处理的情况。此时,用于控制折射率椭圆体的形状的两个拉伸轴的相交角度取决于所需特性,因此没有特别限定,通常为120~60度的范围。另外,拉伸速度在各拉伸方向上可以相同也可以不同,通常为1~5,000%/分钟,优选为50~1,000%/分钟,更优选为100~1,000%/分钟,特别优选为100~500%/分钟。
拉伸加工温度没有特别限定,以含有苯乙烯系聚合物(A)和降冰片烯系聚合物(B)的树脂组合物的玻璃化转变温度Tg为基准,通常为Tg±30℃、优选为Tg±15℃、更优选为Tg-5~Tg+15℃的范围。通过设为上述范围内,可以抑制相位差不均的产生。应说明的是,本说明书中的树脂组合物的玻璃化转变温度是指,按照日本工业标准K7121求出的外推玻璃化转变开始温度,本发明的树脂组合物由于苯乙烯系聚合物(A)和降冰片烯系聚合物(B)的相溶性优异,因而是能够测定的值。此外,本发明的树脂组合物即使在采用这样高温的拉伸加工中,通过控制构成苯乙烯系共聚物(A)的各结构单元的含有率,也可以抑制膜的结晶化、因相分离导致的膜的透射率降低和白浊,赋予优异的相溶性,加热拉伸加工性良好。
拉伸倍率取决于所需的特性,因此没有特别限定,通常为1.01~10倍、优选为1.03~5倍、更优选为1.03~3倍。拉伸倍率在10倍以上时,有时相位差的控制变难。
拉伸后的膜可以直接冷却,但是优选在Tg-20℃~Tg的温度环境下保持至少10秒以上、优选30秒~60分钟、更优选1分钟~60分钟而进行热定型。由此,可以得到透射光的相位差随时间的变化少、稳定的光学膜。
进行100℃的加热500小时时,未施加拉伸加工的本发明的光学膜因加热所致的尺寸收缩率通常为5%以下,优选为3%以下,更优选为1%以下,特别优选为0.5%以下。
此外,进行100℃的加热500小时时,本发明的拉伸膜因加热所致的尺寸收缩率通常为10%以下,优选为5%以下,更优选为3%以下,特别优选为1%以下。
为了使尺寸收缩率为上述范围内,除了选择本发明中的单体(6)、选择其他共聚性单体的方法外,调整拉伸方法的条件也是有效的方法。
如上得到的拉伸膜通过拉伸使分子定向,从而对透射光赋予相位差,该相位差可以通过拉伸倍率、拉伸温度或膜的厚度等来控制。例如,在拉伸前的膜厚度相同的情况下,有膜的拉伸倍率越大则透射光的相位差绝对值越大的倾向,因此通过改变拉伸倍率,可以得到对透射光赋予所需相位差的光学膜。另外,在拉伸倍率相同的情况下,有拉伸前的膜的厚度越厚则透射光的相位差绝对值越大的倾向,因此通过改变拉伸前的膜的厚度,可以得到对透射光赋予所需相位差的光学膜。此外,在上述拉伸加工温度范围中,有拉伸温度越低则透射光的相位差绝对值越大的倾向,因此通过改变拉伸温度,可以得到对透射光赋予所需相位差的光学膜。
拉伸膜对透射光赋予的相位差值取决于其用途,没有特别限定,在用于液晶显示元件、场致发光显示元件或激光光学体系的波长板的情况下,通常为1~10,000nm、优选为10~2,000nm、更优选为15~1,000nm。
另外,透过拉伸膜的光的相位差优选均一性高,波长550nm处的相位差偏差通常为±20%以下、优选为10%以下、更优选为±5%以下。即,波长550nm处的相位差相对于平均值通常在±20%以下、优选在10%以下、更优选在±5%以下的范围内。相位差的偏差超过±20%时,用于液晶显示元件等时,有产生颜色不均等、显示器主体的性能恶化的情况。
此外,本发明的光学膜优选波长650nm处的相位差Re(650)与波长450nm处的相位差Re(450)的比(Re(650)/Re(450))在1.8~1、优选在1.7~1、更优选在1.6~1的范围是较理想的。对于满足这种条件的光学膜,将在某波长λ的相位差设为Re(λ)时,在400~800nm的全波长范围,能够使Re(λ)/λ的值为基本一定。
<偏振片>
本发明的光学膜不仅可以单独使用,还可以贴合到透明基板等上作为偏振片使用。此外,可以将偏振片层叠在其他的膜、片、基板上来使用。进行层叠时,可以使用粘合剂、胶粘剂。作为这些粘合剂、胶粘剂,优选透明性优异,作为具体例,可举出天然橡胶、合成橡胶、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、聚乙烯醚、丙烯酸系、改性聚烯烃系、以及在其中添加了异氰酸酯等固化剂而成的固化型粘合剂;混合聚氨酯系树脂溶液和聚异氰酸酯系树脂溶液的干层合用胶粘剂、合成橡胶系胶粘剂、环氧系胶粘剂等。
另外,为了提高上述偏振片与其他膜片、基板等的层叠的作业性,可以预先层叠粘合剂层或胶粘剂层。在层叠时,作为粘合剂、胶粘剂可以使用上述的粘合剂或胶粘剂。
<液晶显示装置、其他光学部件>
本发明的光学膜可以用于液晶显示装置,可以进一步改善液晶显示装置的显示特性。作为液晶显示装置,可以列举例如手机、数字信息终端、寻呼机、导航系统、车载用液晶显示器、液晶监控器、调光板、办公自动化(OA)设备用显示器、视听(AV)设备用显示器等各种液晶显示装置。
此外,通过使用本发明的树脂组合物进行注射成型,可以得到各种光学部件。作为光学部件,可以列举圆锥透镜、球面或圆筒透镜等各种特殊透镜、电介质镜或金镜(金ミラ—)、波长板等。
注射成型可以使用以往公知的方法。例如,将本发明的树脂组合物在加热筒体中加热、混炼而熔融,在加压下从该加热筒体向模具内注射。然后,在模具内冷却、固化,通过挤出装置挤出,得到成型品。通过改变所用模具的结构,可以制成具有各种形状的光学部件。此时的树脂熔融温度优选与上述挤出成型时的熔融温度相同。
实施例
以下,基于实施例进一步具体地说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。应说明的是,在以下的实施例和比较例中,“份”和“%”只要没有特别说明,就是指“重量份”和“重量%”。此外,所谓室温是指25℃。进而,试剂全部都用干燥氮进行鼓泡、脱水,从而使水分含有率在1ppm以下来使用。
在以下的实施例、比较例中,各种测定和评价如下进行。
[聚合反应率]
用加热到300℃的加热板将在铝制容器中称量的聚合反应溶液加热到恒温,除去残留单体和溶剂后,计量所残留的聚合物重量,由与理论上聚合物生成量之比求出反应率。
[聚合物分子结构]
使用超导核磁共振装置(NMR、Bruker公司制、商品名:AVANCE500),在氘代氯仿中测定13C-NMR,算出共聚组成比以及乙酰氧基或丁氧基向OH基的转化率(转化率)。
红外分光光度计(IR)使用日本分光公司制FT/IR-420进行测定。
[固有粘度、对数粘度]
制备浓度为0.5g/100ml的氯苯溶液作为试样,在30℃的条件下使用乌氏粘度计进行测定。
[玻璃化转变温度(Tg)]
使用差示扫描量热计(SEIKO INSTRUMENTS公司制、商品名:DSC6200),按照日本工业标准K7121求出外推玻璃化转变开始温度(以下,简称为玻璃化转变温度(Tg))。
[重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)]
使用凝胶渗透色谱(东曹公司制HLC-8220GPC、柱:依次连接东曹公司制保护柱HXL-H、TSK gel G7000HXL、TSK gel GMHXL两根、TSKgel G2000HXL,溶剂:四氢呋喃,流速:1mL/min,样品浓度:0.7~0.8重量%,注入量:70μL,测定温度:40℃,检测器:RI(40℃),标准物:东曹公司制TSK标准聚苯乙烯),测定重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)。应说明的是,上述Mn是数均分子量。
[相位差评价]
将开环聚合物的甲苯或二氯甲烷溶液(浓度:25%)浇铸到平滑的玻璃板上,然后进行干燥,得到厚度为50~200μm、残留溶剂为0.5~0.8%的无色透明膜。在比该膜的玻璃化转变温度(Tg)高5~10℃的温度下,自由宽幅单轴拉伸或限制宽幅单轴拉伸到1.2~3.0倍。应说明的是,浇铸膜的厚度、拉伸倍率和拉伸方法如后述的各实施例和表1所记载。使用延迟测定器(王子计测机器制,商品名:KOBRA21DH)测定该拉伸膜的相位差。
[树脂组合物中的聚合物混合比]
将树脂组合物溶解于四氢呋喃中,使用凝胶渗透色谱装置(东曹公司制HLC-8220GPC、柱:依次连接东曹公司制保护柱HXL-H、TSK gelG7000HXL、TSK gel GMHXL两根、TSK gel G2000HXL,溶剂:四氢呋喃,流速:1mL/min,样品浓度:0.7~0.8重量%,注入量:100μL,测定温度:40℃,检测器:UV(254nm))得到谱图,由所得谱图的面积强度定量树脂组合物中的苯乙烯系聚合物,算出混合比。
[树脂的黄色指数(YI、黄色度)]
使用SUGA试验机公司制SM彩色计算机SM-7-CH,进行3次C光2°视野透射测定,求出其平均值(测定试样:含树脂10重量%的甲苯溶液20g,测定用池:内径60mm、高30mm的圆筒型玻璃池)。
[膜的黄色指数(YI、黄色度)]
使用SUGA试验机公司制SM彩色计算机SM-7-CH,依照ASTMD1925测定膜厚100μm的膜的YI值。
[加热下的相溶性评价]
使用神藤金属工业所制SHINTO式SFA-37型加热&冷却两步成型机,在280~300℃的加热下将厚约100μm的膜成型,测定膜的雾度(Haze),进行评价。
[树脂中有无不溶物]
将树脂样品30mg溶解于甲苯5mL中,用目视观察有无不溶物。将无不溶物的情况评价为A,将部分不溶的情况评价为B。
[溶液过滤性]
将树脂样品30mg溶解于四氢呋喃5mL中,使用孔径0.45μm、直径1cm的PTFE制滤器评价过滤性。将不产生孔堵塞而能够全部量过滤的情况评价为A,将产生孔堵塞而部分无法过滤的情况评价为B。
[熔体流动速率(MFR)]
根据JIS K7210,在负重98N、260℃下测定MFR。
[全光线透射率(Haze)]
使用村上色彩技术研究所制雾度计HM-150进行测定。
[拉断强度]
依照JIS K6772测定膜的拉断强度。
[点状缺陷测定]
将A成分和B成分的混合树脂在干燥温度100℃、在氮气环境下进行4小时的除湿干燥,然后在洁净室内,在800kg的不锈钢容器中导入该树脂,形成8kPa的正压,在该状态下保存15天。另外,上述不锈钢容器使用经如下处理的容器:在导入树脂前预先用干燥氮置换内部的空气,然后用通过0.2μm的PVDF制滤器进行了清洗的水润湿的清洁纸(旭化成工业制,商品名“BENCOT”)除去内部的尘埃等。然后,将该树脂导入到挤出机(GM ENGINEERING公司制:GM-65)中,在260℃熔融,用齿轮泵定量地输送液体,使用5μm的叶盘滤器,除去异物,由被设定在260℃的铸铝加热器加热后的T型口模实施挤出,得到树脂膜。将该膜卷绕10m2,置于黑纸上,在100w的荧光灯下确认了反射光的波动。将反射光波动的地方作为点状缺陷,标注该部分。然后,用50倍的光学显微镜观察膜表面,数出直径为30μm以上的点状缺陷的个数。
[相位差测定]
使用自动双折射计(王子计测机器公司制,KOBRA-21ADH)测定550nm处的相位差(延迟)。
[制造例1]苯乙烯系共聚物(1A)的制造
在具有搅拌机、冷凝器、温度计的玻璃制烧瓶中加入苯乙烯127.87g(1.23mol)、对乙酰氧基苯乙烯22.13g(0.136mol)、作为溶剂的甲苯75g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.67g(2.7mmol),加热到90℃,使之反应15小时。取出该聚合液的一部分,测定反应率,结果为85%。此外,测定分子量,结果Mw=129,935,Mw/Mn=2.00。
在所得到的聚合反应溶液中添加甲苯150g进行稀释后,添加甲醇43.6g(1.36mol)、为乙酰氧基苯乙烯量的1/100当量的浓硫酸1.338g(0.0136mol),加热到60℃,使之反应2小时。将得到的反应液用四氢呋喃稀释,在大量的甲醇中使之凝固,由此回收、精制聚合物,用80℃的真空干燥机干燥2天。分别测定所得聚合物的分子量、对数粘度,结果Mw=131,910(Mw/Mn=1.88),对数粘度η=0.44dL/g,收率为80%。图1和图2中分别示出所得聚合物的IR光谱和13C-NMR谱。采用NMR求出的共聚组合比如装料值所示,甲醇的醇解率为99%以上。以下,将得到的苯乙烯系共聚物称为1A。
[制造例2]苯乙烯系共聚物(2A)的制造
使用苯乙烯146.53g(1.407mol)、对乙酰氧基苯乙烯3.47g(0.0214mol)、作为溶剂的甲苯75g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.35g(1.4mmol)进行聚合,除此之外,与制造例1同样地进行聚合反应、醇解、精制和干燥,得到苯乙烯系共聚物。所得的聚合物的Mw=199,200(Mw/Mn=1.96),收率为80%。以下,将得到的苯乙烯系共聚物称为2A。
[制造例3]苯乙烯系共聚物(3A)的制造
使用苯乙烯117.66g(1.13mol)、对乙酰氧基苯乙烯32.34g(0.199mol)、作为溶剂的甲苯75g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.65g(2.65mmol)进行聚合,除此之外,与制造例1同样地进行聚合反应、醇解、精制和干燥,得到苯乙烯系共聚物。所得的聚合物的Mw=120,553(Mw/Mn=1.97),收率为80%。以下,将得到的苯乙烯系共聚物称为3A。
[制造例4]苯乙烯系共聚物(4A)的制造
使用苯乙烯84.17g(0.808mol)、对丁酰氧基苯乙烯15.83g(0.0898mol)、作为溶剂的甲苯75g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.44g(1.8mmol)进行聚合,除此之外,与制造例1同样地进行聚合反应、采用酸催化剂的转化、精制和干燥,得到苯乙烯系共聚物。所得的聚合物的Mw=112,000(Mw/Mn=2.73),收率为80%。图3和图4中分别示出所得聚合物的IR光谱和13C-NMR谱。采用NMR求出的共聚组合比如装料值所示,向OH基的转化率为50%。以下,将得到的苯乙烯系共聚物称为4A。
[制造例5]苯乙烯系共聚物(5A)的制造
使用苯乙烯78.44g(0.753mol)、对丁酰氧基苯乙烯21.56g(0.133mol)、作为溶剂的甲苯50g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.43g(1.8mmol)进行聚合,除此之外,与制造例1同样地进行聚合反应。然后,加入甲苯50g进行稀释,添加正丁醇20g和硫酸0.26g,在80℃进行8小时反应。与制造例1同样地进行精制和干燥,得到苯乙烯系共聚物。所得的聚合物的Mw=219,000(Mw/Mn=2.45),收率为85%。图5和图6中分别示出所得聚合物的IR光谱和13C-NMR谱。采用NMR求出的共聚组合比如装料值所示,向OH基的转化率为99%以上。以下,将得到的苯乙烯系共聚物称为5A。
[制造例6]苯乙烯系共聚物(6A)的制造
在具有搅拌机、冷凝器、温度计的玻璃制烧瓶中加入苯乙烯117.66g(1.13mol)、对乙酰氧基苯乙烯32.34g(0.199mol)、作为溶剂的甲苯75g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.65g(2.65mmol),加热到90℃,使之反应15小时。取出该聚合液的一部分,测定反应率,结果为85%。
在所得到的聚合反应溶液中添加甲苯150g进行稀释后,添加甲醇43.6g(1.36mol)、浓硫酸1.338g(0.0136mol),加热到60℃,使之反应2小时。将得到的反应液用四氢呋喃稀释,在大量的甲醇中使之凝固,由此回收、精制聚合物,用80℃的真空干燥机干燥2天,得到苯乙烯系聚合物6A。所得的聚合物6A的Mw=120,553(Mw/Mn=1.97),收率为80%。
[制造例7]苯乙烯系共聚物(7A)的制造
在具有搅拌机、冷凝器、温度计的玻璃制烧瓶中加入苯乙烯392.3g(3.766mol)、对叔丁氧基苯乙烯57.72g(0.3275mol)、作为溶剂的甲苯211g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)1.50g(6.141mmol),加热到90℃,使之反应10小时,然后追加1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.50g(2.047mmol),在90℃进一步反应10小时。取出该聚合液的一部分,测定反应率,结果为92%。此外,测定分子量,结果Mw=126,700,Mw/Mn=2.00。
在所得到的聚合反应溶液中添加甲苯225g进行稀释后,添加甲醇(硫酸的扩散剂)90g、浓硫酸1.15g(0.0117mol),加热到60℃,使之反应8小时。然后,添加50.5重量%的乳酸钠水溶液3.03g(0.027mol),在60℃继续搅拌30分钟。将少量反应溶液涂布到pH试纸(Whatman公司制CS型,0.2间隔)上测定pH,结果pH=3.8。
在该反应液中添加甲苯449g均匀混合后,添加甲醇899g,在60℃进行1小时萃取。将其冷却到30℃以下,静置1小时,分离成含有聚合物的下层溶液和几乎不含聚合物的上层溶液。仅将该上层溶液分离除去。在剩下的下层溶液中添加甲苯440g均匀混合后,添加甲醇617g,再次在60℃进行1小时萃取。将其冷却到30℃以下,静置1小时,分离成含有聚合物的下层溶液和几乎不含聚合物的上层溶液。添加甲苯440g和甲醇617g,冷却静置后,进而将上层分离除去,重复该操作两次,得到含有聚合物、甲苯和甲醇的聚合物溶液。测定该聚合物溶液中的聚合物浓度,结果为30重量%,由所得到的溶液重量算出的收率为90%。将该溶液的一部分干燥后进行分析,结果Mw=129,208、Mw/Mn=1.90、Tg=111℃、采用NMR求出的共聚组成比如加入比所示,丁氧基向OH基的转化率为98%。
制作同样地萃取精制的聚合物溶液(聚合物浓度30重量%)10Kg,加入作为抗氧化剂的四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷9g,混合均匀(以下将该树脂溶液称为漆料(ド—プ)1)。使用50mmφ(L/D=13.2)的双轴挤出机,在220℃、20mmHg的条件下将该溶液脱溶剂而颗粒化,得到颗粒状的树脂7A。对所得树脂颗粒7A进行分析,结果YI=0.8,Mw=119369,Mw/Mn=1.98,Tg=111℃,残留甲苯=900ppm。将树脂7A中有无不溶物和溶液过滤性的评价结果示于表3中。
[制造例8]苯乙烯系共聚物(8A)的制造
在与制造例7同样地得到的苯乙烯/对叔丁氧基苯乙烯的甲苯溶液中加入甲苯225g进行稀释后,添加甲醇90g、浓硫酸1.15g(0.0117mol),加热到60℃,使之反应8小时。然后,添加5重量%的氢氧化锂水溶液39.3g(0.0469mol),在60℃继续搅拌30分钟。将少量反应溶液涂布到pH试纸(Whatman公司制CS型,0.2间隔)上测定pH,结果pH=8.6。在该反应液中添加50重量%的乳酸水溶液5.267g(0.0235mol),在60℃继续搅拌30分钟。将少量反应溶液涂布到pH试纸(Whatman公司制CS型,0.2间隔)上测定pH,结果pH=3.8。与实施例同样地求出的收率为91%。
与实施例7同样地进行所得聚合物溶液的萃取精制,得到聚合物浓度为30重量%的聚合物溶液。将该溶液的一部分干燥后进行分析,结果Mw=130,050、Mw/Mn=1.91、Tg=111℃、采用NMR求出的共聚组成比如加入比所示,丁氧基向OH基的转化率为98%。
制作与上述同样地萃取精制的聚合物溶液(聚合物浓度30重量%)10Kg,加入作为抗氧化剂的四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷9g,混合均匀(以下将该树脂溶液称为漆料2)。使用50mmφ(L/D=13.2)的双轴挤出机,在220℃、20mmHg的条件下将该溶液脱溶剂而颗粒化,得到颗粒状的树脂8A。对所得树脂颗粒8A进行分析,结果YI=0.9,Mw=120,000,Mw/Mn=1.96,Tg=111℃,残留甲苯=900ppm。将树脂8A中有无不溶物和溶液过滤性的评价结果示于表3中。
[制造例9]苯乙烯系共聚物(9A)的制造
使用50mmφ(L/D=13.2)的双轴挤出机,在220℃、20mmHg的条件下,将除了不使用碱以外、与制造例11同样地合成的聚合物溶液脱溶剂而颗粒化,得到颗粒9A。对所得9A进行分析,结果在有机溶剂中产生不溶的成分,对可溶部分进行分析,结果YI=5.8,Mw=244,410,Mw/Mn=3.62,Tg=115℃,残留甲苯=1000ppm。将所得树脂9A中有无不溶物和溶液过滤性的评价结果示于表3中。
[制造例10]苯乙烯系共聚物(10A)的制造
在具有搅拌机、冷凝器、温度计的玻璃制烧瓶中加入苯乙烯340.8g(3.275mol)、对异丙烯基苯酚54.83g(0.409mol)、丙烯酸甲酯35.21g(0.409mol)、作为溶剂的甲苯215g和作为自由基引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)1.50g(6.141mmol),加热到90℃,使之反应10小时,然后追加1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.50g(2.047mmol),在90℃进一步反应10小时。取出该聚合液的一部分,测定反应率,结果为92%。此外,测定分子量,结果Mw=57,000,Mw/Mn=2.00。
[制造例11]降冰片烯系聚合物(1B)的制造
在经氮置换的反应容器中加入作为单体的下述式(1a)所示的8-甲氧基羰基-8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯100g、作为分子量调节剂的1-己烯3.6g和甲苯200g,加热到80℃。向其中加入三乙基铝(0.6mol/L)的甲苯溶液0.21mL和甲醇改性WCl6的甲苯溶液(0.025摩尔/L)0.86mL,在80℃反应1小时,由此得到开环聚合物。接着,向所得的开环聚合物溶液中添加作为氢化反应催化剂的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]30.04g,使氢气压力为9~10MPa,在160~165℃的温度下反应3小时。反应结束后,使所得到的生成物在大量的甲醇中沉淀,由此得到氢化物[玻璃化转变温度(Tg)=167℃、重均分子量(Mw)=14.4×104、分子量分布(Mw/Mn)=5.0、对数粘度=0.79dL/g、收获量为90g(收率90%)]。采用NMR测定求出的该氢化物的氢化率为99.0%以上。以下,将所得开环聚合物氢化物称为1B。
[制造例12]降冰片烯系聚合物(2B)的制造
在经氮置换的反应容器中加入上述式(1a)所示的8-甲氧基羰基-8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯144g、下述式(2a)所示的双环[2.2.1]庚-2-烯6g、作为分子量调节剂的1-己烯14.4g和甲苯225g,加热到80℃。向其中加入三乙基铝(0.6mol/L)的甲苯溶液0.34mL和甲醇改性WCl6的甲苯溶液(0.025摩尔/L)1.37mL,在80℃反应1小时,由此得到开环聚合物。接着,向所得的开环聚合物溶液中添加作为氢化反应催化剂的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3 0.06g,使氢气压力为9~10MPa,在160~165℃的温度下反应3小时。反应结束后,使所得到的生成物在大量的甲醇中沉淀,由此得到氢化物[玻璃化转变温度(Tg)=154℃、重均分子量(Mw)=7.4×104、分子量分布(Mw/Mn)=4.2、对数粘度0.55dL/g、收获量为90g(收率90%)]。采用NMR测定求出的该氢化物的氢化率为99.0%以上。以下,将所得开环聚合物氢化物称为2B。
[制造例13]降冰片烯系聚合物(3B)的制造
在经氮置换的反应容器中加入上述式(1a)所示的8-甲氧基羰基-8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯135g、下述式(3a)所示的三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯15g、作为分子量调节剂的1-己烯20.5g和甲苯225g,加热到80℃。向其中加入三乙基铝(0.6mol/L)的甲苯溶液0.34mL和甲醇改性WCl6的甲苯溶液(0.025摩尔/L)1.39mL,在80℃反应1小时,由此得到开环聚合物。接着,向所得的开环聚合物溶液中添加作为氢化反应催化剂的RuH(OCO-Ar-CH2CH2CH2CH2CH3)(CO)[P(C6H5)3]2(式中,Ar表示对亚苯基)0.06g,升温到90℃后,使氢气压力为9~10MPa,进而升温至160~165℃反应3小时。反应结束后,使所得到的生成物在大量的甲醇中沉淀,由此得到氢化物[玻璃化转变温度(Tg)=160℃、重均分子量(Mw)=4.4×104、分子量分布(Mw/Mn)=5.5、对数粘度0.41dL/g、收获量为90g(收率90%)]。采用NMR测定求出的该氢化物的氢化率为99.0%以上。以下,将所得开环聚合物氢化物称为3B。
[制造例14]降冰片烯系聚合物(4B)的制造
在经氮置换的反应容器中加入上述式(1a)所示的8-甲氧基羰基-8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯12.46Kg、上述式(2a)所示的双环[2.2.1]庚-2-烯0.14Kg、上述式(3a)所示的三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯1.4Kg、作为分子量调节剂的1-己烯1.214Kg和甲苯21Kg,加热到80℃。向其中加入三乙基铝(0.6mol/L)的甲苯溶液37.7mL和甲醇改性WCl6的甲苯溶液(0.025摩尔/L)131.44mL,在80℃反应1小时,由此得到开环聚合物。接着,将所得的开环聚合物溶液用甲苯17.7Kg进行稀释,添加作为氢化反应催化剂的RuH(OCO-Ar-CH2CH2CH2CH2CH3)(CO)[P(C6H5)3]2(式中,Ar表示对亚苯基)4.69g,升温到90℃后,使氢气压力为9~10MPa,进而升温至160~165℃反应3小时。反应结束后,使所得到的生成物在大量的甲醇中沉淀,由此得到氢化物[玻璃化转变温度(Tg)=159℃、重均分子量(Mw)=8.8×104、分子量分布(Mw/Mn)=3.0、对数粘度0.65dL/g、收获量为13Kg(收率93%)]。采用NMR测定求出的该氢化物的氢化率为99.0%以上。以下,将所得开环聚合物氢化物称为4B。
[制造例15]降冰片烯系聚合物(5B)的制造
加入上述式(1a)所示的8-甲基-8-羧基甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯(以下,也称为“DNM”)50重量份、下述式(4a)所示的5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯(以下,也称为“NM”)25重量份、甲苯150重量份、1-己烯3.18重量份,升温到80℃。加入三乙基铝0.030重量份、甲醇改性WCl6(无水甲醇:PhPOCl2:WCl6=103:630:427(重量比))0.0510重量份,开始反应。2分钟后用10分钟滴加DNM25重量份,进一步反应1小时。NM、DNM的转化在反应开始后2分钟后分别为52%、61%,反应结束后为96.2%、97.2%。
加入甲苯110重量份,作为钌氢化催化剂的RuH(OCOPh-C5H11)(CO)(PPh3)20.0418重量份,进行氢置换3次,升压到8MPa。然后使反应机的内温上升到160℃,将压力设定为10MPa,进行3小时的氢化反应。氢化后通过1H-NMR分析,确认氢化率为99.9%以上。
反应结束后,加入甲苯100重量份进行稀释,加入蒸馏水3重量份、乳酸0.72重量份、过氧化氢0.00214重量份,在60℃加热30分钟。然后加入甲醇234重量份,在60℃加热30分钟。冷却到25℃分离成两层。将上清液333重量份除去,加入甲苯202重量份、水3重量份,在60℃加热30分钟。然后加入甲醇132重量份,在60℃加热30分钟。冷却到25℃分离成两层。再次将上清液333重量份除去,加入甲苯202重量份、水3重量份,在60℃加热30分钟。然后加入甲醇132重量份,在60℃加热30分钟。冷却到25℃分离成两层。最后将上清液333重量份除去后,将下层部的聚合物溶液稀释成固体成分浓度为20%,进行2.0μm、1.0μm、0.2μm的三步过滤。将其干燥,得到聚合物5B。聚合物收率=92%、10%甲苯溶液的YI=0.31、η=0.64、Mw=101450、Mn=36658、Tg=137℃。
[实施例1]
将制造例1中得到的聚合物1A7g和制造例11中得到的聚合物1B13g溶解于二氯甲烷200g中,将减压过滤(滤剂:ADVANTEC制GA200)后的溶液浇铸于平滑的玻璃制浴槽。将该膜从浴槽上剥离后,用100℃的真空干燥机干燥12小时,得到厚145μm的膜。分别测定所得组合物(膜)的对数粘度、玻璃化转变温度,结果对数粘度η=0.68dL/g、Tg=141℃。此外,膜的雾度为0.3。
将该膜切成宽10mm、长70mm,用具有恒温层的拉伸试验机(Instron公司制5567型)进行加热拉伸,制作自由宽幅单轴拉伸膜。在146℃以220%/分钟的速度拉伸到2倍,结果拉伸时的最大应力为73Kgf/cm2。所得膜的膜厚为104μm,测定相位差(Re),结果Re450=125nm、Re550=141nm、Re650=149nm。其中,Re450、Re550和Re650分别表示波长450、550和650处的相位差(Re)。此外,以拉伸方向为x轴、以膜面内与x轴垂直的轴为y轴、以膜的厚度方向为z轴(与x轴和y轴双方都垂直的方向),将各轴方向的折射率分别记为nx、ny和nz时,以NZ=(nx-nz)/(nx-ny)所表示的NZ系数为1。
对拉伸前的树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果即使在280~300℃的加热下也维持透明性,热处理后的雾度=0.3。将结果示于表1中。
[实施例2]
将制造例2中得到的聚合物2A2.9g和制造例11中得到的聚合物1B5.4g的混合物膜与实施例1同样地浇铸制膜,得到厚度为59μm的膜。测定所得组合物(膜)的玻璃化转变温度,结果Tg=134℃。此外,膜的雾度为0.3。
将该膜与实施例1同样地制作自由宽幅单轴拉伸膜。在142℃以220%/分钟的速度拉伸到2倍,结果拉伸时的最大应力为68Kgf/cm2。所得膜的膜厚为43μm,测定相位差(Re),结果Re450=62nm、Re550=66nm、Re650=68nm。此外,NZ系数为1。
对拉伸前的树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果在280℃的加热下看到微相分离,雾度=50。将结果示于表1中。
[实施例3]
将制造例3中得到的聚合物3A 2.9g和制造例12中得到的聚合物2B5.4g的混合物膜与实施例1同样地浇铸制膜,得到厚度为100μm、雾度=0.3的膜。
将该膜与实施例1同样地制作自由宽幅单轴拉伸膜。在135℃以220%/分钟的速度拉伸到2倍,结果拉伸时的最大应力为61Kgf/cm2。所得膜的膜厚为79μm,测定相位差(Re),结果Re450=80nm、Re550=93nm、Re650=99nm。此外,NZ系数为1。
对该树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果即使在280~300℃的加热下也维持透明性,热处理后的雾度=0.3。将结果示于表1中。
[实施例4]
将制造例3中得到的聚合物3A2.9g和制造例13中得到的聚合物3B5.4g的混合物膜与实施例1同样地浇铸制膜,得到厚度为91μm、雾度=0.3的膜。
将该膜与实施例1同样地制作自由宽幅单轴拉伸膜。在142℃以220%/分钟的速度拉伸到1.9倍,结果拉伸时的最大应力为89Kgf/cm2。所得膜的膜厚为67μm,测定相位差(Re),结果Re450=72nm、Re550=86nm、Re650=92nm。此外,NZ系数为1。
对该树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果即使在280~300℃的加热下也维持透明性,热处理后的雾度=0.3。将结果示于表1中。
[实施例5]
将制造例4中得到的聚合物4A2.9g和制造例11中得到的聚合物1B5.4g的混合物膜与实施例1同样地浇铸制膜,得到厚度为90μm、雾度=0.3的膜。
将该膜与实施例1同样地制作自由宽幅单轴拉伸膜。在145℃以220%/分钟的速度拉伸到2倍,结果拉伸时的最大应力为60Kgf/cm2。所得膜的膜厚为65μm,测定相位差(Re),结果Re450=77nm、Re550=86nm、Re650=90nm。此外,NZ系数为1。
对该树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果即使在280℃的加热下也维持透明性,热处理后的雾度=0.3。将结果示于表1中。
[实施例6]
将制造例5中得到的聚合物5A2.9g和制造例13中得到的聚合物3B5.4g的混合物膜与实施例1同样地浇铸制膜,得到厚度为92μm、雾度=0.3的膜。
将该膜与实施例1同样地制作自由宽幅单轴拉伸膜。在147℃以220%/分钟的速度拉伸到1.9倍,结果拉伸时的最大应力为35Kgf/cm2。所得膜的膜厚为72μm,测定相位差(Re),结果Re450=88nm、Re550=96nm、Re650=101nm。此外,NZ系数为1。
对该树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果即使在300℃的加热下也维持透明性,热处理后的雾度=0.3。将结果示于表1中。
[实施例7]
将制造例5中得到的聚合物5A7g和制造例14中得到的聚合物4B13g的混合物膜与实施例1同样地浇铸制膜,得到厚度为93μm、雾度=0.3的膜。
将该膜与实施例1同样地制作自由宽幅单轴拉伸膜。在147℃以220%/分钟的速度拉伸到2.8倍,结果拉伸时的最大应力为65Kgf/cm2。所得膜的膜厚为58μm,测定相位差(Re),结果Re450=99nm、Re550=111nm、Re650=118nm。此外,NZ系数为1。
对该树脂组合物膜在加热下的相溶性进行评价,结果即使在300℃的加热下也维持透明性,热处理后的雾度=0.3。将结果示于表1中。
[实施例8]
将制造例5中得到的聚合物5A7g和制造例14中得到的聚合物4B13g的混合物膜以与实施例1同样的方法浇铸制膜,得到厚度为180μm、雾度=0.3的膜。
将所得到的膜切成10cm见方,用东洋精机制作所制的油压伺服式双轴拉伸试验装置X6H-S,在145℃以300%/分钟的速度限制宽幅单轴拉伸到2.4倍。拉伸时的最大应力为4Kgf/cm2。所得膜的膜厚为75μm,测定相位差(Re),结果Re450=86nm、Re550=95nm、Re650=99nm。此外,NZ系数为1.44。将结果示于表1中。
[实施例9]
将制造例5中得到的聚合物5A 6.6g和制造例14中得到的聚合物4B13.4g的混合物膜以与实施例1同样的方法浇铸制膜,得到厚度为189μm、雾度=0.3的膜。
将所得到的膜与实施例8同样地在147℃限制宽幅单轴拉伸到2.3倍。拉伸时的最大应力为3Kgf/cm2。所得膜的膜厚为83μm,测定相位差(Re),结果Re450=98nm、Re550=104nm、Re650=108nm。此外,NZ系数为1.38。将结果示于表1中。
[实施例10、11]
将制造例7中得到的脱溶剂前的苯乙烯系共聚物7A和制造例15中得到的脱溶剂前的降冰片烯系树脂5B以重量比计为6/14(实施例10)和9/11(实施例11)的比例进行制备,将固体成分调整到20%。用孔径为0.2μm的PTFE滤器对各个聚合物溶液进行过滤。然后,在260℃、1.0tor的条件下进行溶剂除去,使之通过5μm的滤器,得到混合树脂颗粒。实施例10的Tg测定的图示于图7,实施例11的Tg测定的图示于图8。源于均聚物的Tg均消失,均确认有单峰,判断苯乙烯系共聚物7A和降冰片烯系树脂5B以任意组成都相溶。实施例10的Tg为128℃,实施例11的Tg为124℃。
用具有5μm聚合物滤器的熔融挤出装置,在260℃、以10m/min的速度将实施例10的组合物成膜,结果通过滤器前和通过后的压力差低至2MPa,得到宽幅500mm、膜厚250μm的膜。是雾度=0.3、着色性小至YI=0.3的透明膜。由膜的Tg=128℃的单峰,判断共聚物7A和降冰片烯系树脂5B成型为膜后也没有分离。将该膜切成10cm×10cm,进行使横方向的宽幅保持为10cm而没有变化的限制宽幅拉伸。拉伸条件:拉伸温度=133℃(Tg+5℃)、拉伸速度=300mm/min、纵方向的拉伸倍率=3.0倍。拉伸后膜厚=80μm。550nm、650nm的相位差分别是140nm、145nm,650nm与550nm的相位差比(波长分散性)=1.036。550nm、650nm的双折射由相位差/膜厚算出,分别是0.00175、0.00181。此外,NZ系数=1.025。将结果示于表1中。
此外,使用实施例11的组合物,使用注射成型机,在280℃制作厚3mm的成型品。判断成型品的相位差最大为2nm,非常小,低双折射性,着色性少至YI=0.7。
[实施例12]
将制造例10中合成的苯乙烯系共聚物10A和制造例15中得到的脱溶剂前的降冰片烯系树脂5B以6g/14g的比例制备,用与实施例1相同的方法进行浇铸制膜,得到厚度为190μm、雾度=0.3的膜。将结果示于表1中。
[比较例1]
代替聚合物1A而使用PS JAPAN公司制的聚苯乙烯,除此之外与实施例1同样地进行与制造例11中得到的聚合物1B的混合物的浇铸制膜。其结果是,不使用溶剂,未能得到透明的膜。
此外,对加热下的相溶性进行评价,结果在280℃观测到海岛结构样的相分离。将结果示于表2中。
[比较例2]
代替聚合物1A而使用Nova chemicals制的马来酸酐/苯乙烯共聚物(DYLARK232),除此之外与实施例1同样地进行与制造例11中得到的聚合物1B的混合物的浇铸制膜。其结果是,使用二氯甲烷作为溶剂时,未能得到透明的膜。另一方面,溶剂使用甲苯时,虽然得到了透明的膜,但是干燥速度变慢,不适于工业生产。
此外,对使用甲苯得到的浇铸膜在加热下的相溶性进行评价,结果在280℃观测到微相分离。
进而,对使用双轴挤出机进行的熔融混炼所致的相溶化进行研究,结果在290℃只能得到白浊的颗粒。将结果示于表2中。
[比较例3]
代替乙酰氧基苯乙烯而使用对异丙烯基苯酚,除此之外与实施例1同样地合成聚合物。所得聚合物的分子量Mw=20,000(Mw/Mn=2.2),反应率为57%。进行所得聚合物与制造例5中得到的聚合物1B的混合物的浇铸制膜,结果膜的强度低,未能进行特性评价。将结果示于表2中。
[比较例4]
用与实施例1相同的方法将制造例11中得到的聚合物1B20g浇铸制膜,得到厚度为140μm、雾度=0.3的膜。
将所得到的膜与实施例1同样地在177℃自由端单轴拉伸到2.0倍。拉伸时的最大应力为40Kgf/cm2。所得到的膜的膜厚为100μm,测定相位差(Re),Re450=396nm、Re550=388nm、Re650=384nm。此外,NZ系数为1。将结果示于表2中。
[表1]
[表2]
[实施例13]
在制造例7中得到的树脂颗粒7A5Kg中加入3Kg的制造例15中得到的聚合物5B、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷9g和甲苯7Kg,混合均匀。使用50mmφ(L/D=13.2)的双轴挤出机,在280℃、20mmHg的条件下将该混合树脂溶液脱溶剂而颗粒化,得到树脂颗粒1。对所得颗粒1进行分析,结果YI=1.1,Mw=132,000,Mw/Mn=2.96,Tg=136℃,残留甲苯=1000ppm。此外,将所得树脂颗粒1中有无不溶物和溶液过滤性的评价结果示于表3中。
[实施例14]
除了代替树脂颗粒7A而使用制造例8中得到的树脂颗粒8A之外,与实施例13同样地制备树脂溶液。使用50mmφ(L/D=13.2)的双轴挤出机,在280℃、20mmHg的条件下将该混合树脂溶液脱溶剂而颗粒化,得到树脂颗粒2。对所得颗粒2进行分析,结果YI=1.0,Mw=131,000,Mw/Mn=2.86,Tg=136℃,残留甲苯=1000ppm。此外,将所得树脂颗粒2中有无不溶物和溶液过滤性的评价结果示于表3中。
[实施例15]
在实施例11中,代替树脂颗粒7A,使用制造例9中得到的树脂颗粒9A,除此之外与实施例1同样地制备树脂溶液。使用50mmφ(L/D=13.2)的双轴挤出机,在280℃、20mmHg的条件下将该混合树脂溶液脱溶剂而颗粒化,得到树脂颗粒3。对所得颗粒3进行分析,结果YI=5.6,Mw=150751,Mw/Mn=3.66,Tg=119℃,残留甲苯=2890ppm。此外,将所得树脂颗粒3中有无不溶物和溶液过滤性的评价结果示于表3中。
[表3]
制造例7 | 制造例8 | 实施例13 | 实施例14 | 制造例9 | 实施例15 | |
苯乙烯系聚合物 | 7A | 8A | 1A | 2A | 9A | 3A |
降冰片烯系聚合物 | - | - | 5B | 5B | - | 5B |
有无不溶物 | A | A | A | A | B | B |
溶液过滤性 | A | A | A | A | B | A |
YI | 0.8 | 0.9 | 1.1 | 1.0 | 5.8 | 5.6 |
产业上的可利用性
本发明的树脂组合物的相溶性优异,并且透明性优异,加热时也不易产生着色,而且可以制成含有高分子量的苯乙烯系共聚物的树脂组合物。本发明的树脂组合物可以很好地用于各种光学材料的成型用途,由于制膜性优异,因此可特别优选用于光学膜用途,可以得到强度优异的光学膜。此外,将由本发明的树脂组合物得到的光学膜拉伸时,还可以呈现如下性质,即随着入射光波长成为长波长而相位差增大的所谓逆波长分散性,因此可以用于各种液晶显示装置、偏振片等。此外,通过控制苯乙烯系共聚物(A)与降冰片烯系聚合物(B)的组成比,可以容易地控制相位差的大小、波长分散性,因此也可以用于要求低双折射性的光学部件等。
Claims (17)
2、如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)用凝胶渗透色谱法GPC测定的重均分子量Mw为30,000~1,000,000。
3、如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)用测色计测定的10重量%甲苯溶液的黄色度YI为5.0以下。
4、如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)是通过包含如下工序的方法得到的,即,使苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯与下述式(4)所示的单体(4)发生聚合反应后,将源于单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的工序;
式(4)中,R表示氢原子或甲基;R0表示氢原子,卤素原子,可以具有含氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连接基团的、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基,或者极性基团;R14表示乙酰基、叔丁基、叔丁氧羰基、以-CH(OR15)(R16)或-SiR15 3表示的基团中的任一个;R15和R16各自独立地表示碳原子数1~6的烷基,R15与R16、或者R15之间可以相互结合而形成碳原子数2~12的杂环。
5、如权利要求4所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)是通过包含如下工序的方法得到的,即,在酸存在的条件下进行将源于所述单体(4)的结构单元中的-OR14基转化成-OH基的工序,然后,添加碱性物质,使之与体系内的酸反应的工序。
8、如权利要求7所述的树脂组合物,其特征在于,所述降冰片烯系聚合物(B)在降冰片烯系聚合物(B)的全部结构单元100mol%中含有所述式(i)所示的结构单元10~70mol%。
9、如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述苯乙烯系共聚物(A)与所述降冰片烯系聚合物(B)的组成比(A)/(B)以重量比计在5/95~70/30的范围。
10、一种成型体,其特征在于,以权利要求1所述的树脂组合物作为主要成分。
11、如权利要求10所述的成型体,其特征在于,通过熔融挤出成型得到。
12、一种光学膜,其特征在于,以权利要求1所述的树脂组合物作为主要成分。
13、如权利要求12所述的光学膜,其特征在于,通过浇铸法制膜而得到。
14、如权利要求12所述的光学膜,其特征在于,通过挤出法制膜而得到。
15、一种拉伸膜,其特征在于,将权利要求12所述的光学膜加热拉伸而得到。
16、一种偏振片,其特征在于,含有权利要求12所述的光学膜。
17、一种液晶显示装置,其特征在于,含有权利要求12所述的光学膜。
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