DE112005002043T5

DE112005002043T5 - Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung

Info

Publication number: DE112005002043T5
Application number: DE112005002043T
Authority: DE
Inventors: Shoji Suita Ito; Ken-Ichi Ueda; Nobuhisa Hashima Noda; Shigeru Toyonaka Oka; Shigeo Otome; Hiroko Tsukuba Izumi
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2025-09-01
Also published as: TWI361809B; TW200736318A; JP2006096960A; WO2006025445A1; TWI364429B; TW200745189A; TWI386449B; JP4825409B2; KR100847061B1; KR20080013029A; KR101004730B1; BRPI0514705A; TW200726781A; KR20070040816A; DE112005002043B4

Abstract

Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische ebene bzw. planare thermoplastische Harzzusammensetzung, geeignet für optische Anwendungen wie optische Schutzfilme, optische Filme und optische Folien, wobei die Zusammensetzung als eine Hauptkomponente davon ein Lactonring-enthaltendes Polymer oder ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz enthält.
Stand der Technik
Acrylharze, verkörpert durch PMMA, haben ein hervorragendes optisches Leistungsvermögen und werden daher für verschiedene optische Materialien, die als optisch isotrope Materialien mit hoher Lichtdurchlässigkeit, niedrigem Brechungsindex und niedriger Retardation verwendet werden, genutzt. Zusammen mit den jüngsten Entwicklungen bei Flachbildschirmen wie Flüssigkristalldisplayvorrichtungen, Plasmadisplays und organischen EL-Display-Vorrichtungen, Infrarotsensoren, optischen Hohlleitern und dergleichen, bestehen höhere Anforderungen an optisch transparente Polymermaterialien und insbesondere ebene (z. B. film- oder folienförmige) optisch transparente Polymermaterialien.
Als die Merkmale, die für ebene optisch transparente Polymermaterialien erforderlich sind, werden hohe Transparenz und hohe optische Anisotropie genannt, und es sind Merkmale wie beispielsweise Wärmebeständigkeit, die den Anwendungen entsprechen, zusammen mit den obigen Merkmalen erforderlich.
Optische Schutzfilme, die in Polarisationsplatten und dergleichen verwendet werden, müssen neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie, Merkmale wie ei nen niedrigen spannungsoptischen Koeffizienten, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit und hohe Oberflächenhärte, hohe mechanische Festigkeit, eine geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und eine geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation aufweisen.
Optische Filme wie Verzögerungsfilme und Sichtwinkelkompensationsfilme müssen neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie Merkmale wie niedrigen spannungsoptischen Koeffizienten, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit und hohe Oberflächenhärte, hohe mechanische Festigkeit, hohe Retardation, eine geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und eine geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation aufweisen.
Optische Folien wie Streuplatten und Lichtleiterplatten müssen neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie Merkmale wie einen niedrigen spannungsoptischen Koeffizienten, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Oberflächenhärte und hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Besonders wünschenswert ist die Unterdrückung der Verschlechterung der optischen Merkmale, hervorgerufen durch Formänderung, durch die Bereitstellung einer höheren Wärmebeständigkeit als bei Polymethylmethacrylat (PMMA), das in den derzeitigen optischen Folien verwendet wird.
Herkömmliche ebene optisch transparente Polymermaterialien erfüllen die Voraussetzungen für diese Merkmale jedoch nur unzureichend.
Andererseits sind Lactonring-enthaltende Polymere, die erhalten werden, indem ein Polymer mit Hydroxylgruppen und Estergruppen in seiner Molekülkette eine Lactonzyklisierungskondensationsreaktion auslösen kann, bekannt (siehe z. B. ungeprüfte japanische Patente Veröffentlichungs-Nr. 2000-230016; 2001-151814; 2002-120326 und 2002-254544). Da diese Polymere jedoch nur unzureichend optische Isotropie, Lichtbeständigkeit und Oberflächenhärte zeigen und die Vorraussetzungen mechanischer Festigkeit erfüllen können, gab es keinen Fall, bei dem diese Polymere zu Filmen oder Folien zur Bildung ebener optisch transparenter Polymermaterialien verarbeitet wurden. Ferner neigt im Falle der Erhöhung des Gehalts einer Lacton ringstruktur zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit die optische Isotropie eines Films dazu, sich zu verschlechtern und so kann es vorkommen, daß ein optischer Film mit niedriger Doppelbrechung und niedriger Retardation nur schwer erhalten werden kann, wenn nur das Lactonring-enthaltende Polymer verwendet wird.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung, die hohe Transparenz, hohe Wärmebeständigkeit und hohe optische Isotropie aufweist und die Merkmale für verschiedenste optische Anwendungen zufriedenstellend vorweist. Spezielle Beispiele der obigen Merkmale für verschiedenste optische Anwendungen können neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie Merkmale wie ein niedriger spannungsoptischer Koeffizient, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Oberflächenhärte, hohe mechanische Festigkeit, geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation im Falle optischer Schutzfilme, die in Polarisationsplatten und dergleichen verwendet werden; neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie, Merkmale wie ein niedriger spannungsoptischer Koeffizient, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Oberflächenhärte, hohe mechanische Festigkeit, geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation im Falle optischer Filme, wie Verzögerungsfilme und Sichtwinkelkompensationsfilme; und neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie, Merkmale wie ein niedriger spannungsoptischer Koeffizient, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Oberflächenhärte und hohe mechanisch Festigkeit, und insbesondere höhere Wärmebeständigkeit als bei Polymethylmethacrylat (PMMA) im Falle optischer Folien, wie Streuplatten und Lichtleiterplatten, umfassen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zur Lösung der vorstehenden Aufgabe ausführliche Studien vorgenommen. Im Ergebnis fanden die Erfinder heraus, daß, wenn ein thermoplastisches Harzmaterial, enthaltend ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon oder ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz, unter den jeweiligen speziellen Bedingungen zu einem Film oder einer Folie verarbeitet wird, eine optische ebene bzw. planare thermoplastische Harzzusammensetzung mit optischen Merkmalen und mechanischen Merkmalen, die neben hoher Transparenz und hoher Wärmebeständigkeit für optische Schutzfilme, optische Filme und optische Folien geeignet sind, bereitgestellt werden kann.
Daher liefert die vorliegende Erfindung eine optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon (nachstehend manchmal als „die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A)" bezeichnet). Das obige Lactonring-enthaltende Polymer kann eine Lactonringstruktur aufweisen, dargestellt durch die folgende Formel (1)
worin R¹, R² und R³ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen;
mit der Maßgabe, daß der organische Rest gegebenenfalls ein Sauerstoffatom(e) enthält.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) kann ein optischer Schutzfilm sein. Der obige optische Schutzfilm kann ein Schutzfilm sein, der in einer Polarisationsplatte verwendet wird und/oder kann ein gestreckter Film sein und eine Retardation in der Ebene von 20 bis 500 nm aufweisen und als ein Verzögerungsfilm fungieren.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) kann ein optischer Film sein und eine Retardation in der Ebene von 2.0 bis 500 nm aufweisen. Der obige optische Film kann ein Verzögerungsfilm oder ein Sichtwinkelkompensationsfilm und/oder ein gestreckter Film sein.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) kann eine optische Folie sein und eine Retardation in der Ebene von weniger als 10 nm aufweisen. Der obige optische Film kann eine Streuplatte oder eine Lichtleiterplatte sein.
Die vorliegende Erfindung liefert ferner eine optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz (nachstehend manchmal als „die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (B)" bezeichnet), wobei die Zusammensetzung eine Glasübergangstemperatur von 120°C oder höher, eine Retardation in der Ebene von 20 nm oder weniger pro 100 μm Dicke und eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% oder höher aufweist. Das obige Lactonring-enthaltende Polymer kann eine Lactonringstruktur aufweisen, dargestellt durch die folgende Formel (1):
worin R¹, R² und R³ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen;
mit der Maßgabe, daß der organische Rest gegebenenfalls ein Sauerstoffatom(e) enthält. Das obige andere thermoplastische Harz kann ein Copolymer, enthaltend eine Vinylcyanatmonomereinheit und eine aromatische Vinylmonomereinheit, und bevorzugt ein Acrylnitril/Styrol-Copolymer umfassen.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Transparenz, hohe Wärmebeständigkeit und hohe optische Isotropie auf und kann die Merkmale für verschiedenste optische Anwendungen zufriedenstellend vorweisen.
Beispiele für die Merkmale verschiedenster optischer Anwendungen können neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie Merkmale wie ein geringer spannungsoptischer Koeffizient, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Oberflächenhärte, hohe mechanische Festigkeit, große Retardation, geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation im Falle optischer Schutzfilme, die in Polarisationsplatten und dergleichen verwendet werden; neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie Merkmale wie ein geringer spannungsoptischer Koeffizient, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Oberflächenhärte, hohe mechanische Festigkeit, geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation im Falle optischer Filme wie Verzögerungsfilme und Sichtwinkelkompensationsfilme; und neben hoher Transparenz und hoher optischer Isotropie Merkmale wie ein geringer spannungsoptischer Koeffizient, hohe Wärmebeständigkeit, hohe Lichtbeständigkeit und hohe Oberflächenhärte und hohe mechanische Festigkeit und insbesondere eine höhere Wärmebeständigkeit als bei Polymethylmethacrylat (PMMA) im Falle optischer Folien wie Streuplatten und Lichtleiterplatten umfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer Polarisationsplatte, hergestellt in Beispiel 5.
2 ist eine schematische Darstellung einer Gegenlichteinheit, hergestellt in den Beispielen 16 und 18.
Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben. Die Erläuterungen schränken den Umfang der vorliegenden Erfindung und Ausführungsformen jedoch nicht ein, und andere als die folgenden Ausführungsformen können entsprechend modifiziert und, ohne vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen, praktiziert werden.
«Lactonring-enthaltendes Polymer»
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon oder ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz.
Das obige Lactonring-enthaltende Polymer kann eine Lactonringstruktur aufweisen, dargestellt durch die folgende Formel (1)
worin R¹, R² und R³ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen;
mit der Maßgabe, daß der organische Rest gegebenenfalls ein Sauerstoffatom(e) enthält.
Der Gehalt der Lactonringstruktur, dargestellt durch die obige Formel (1), in der Struktur des Lactonring-enthaltenden Polymers kann bevorzugt 5 bis 90 Masse-%, stärker bevorzugt 10 bis 70 Masse-%, noch stärker bevorzugt 10 bis 60 Masse-% und besonders bevorzugt 10 bis 50 Masse-% betragen. Beträgt der Gehalt der Lactonringstruktur weniger als 5 Masse-%, kann das erhaltene Polymer eine schlechtere Wärmebeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und Oberflächenhärte aufweisen. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt der Lactonringstruktur größer als 90 Masse-% ist, kann das erhaltene Polymer eine schlechtere Formbarkeit aufweisen.
Das Lactonring-enthaltende Polymer kann eine andere Struktur als die Lactonringstruktur, dargestellt durch die obige Formel (1), aufweisen. Die andere Struktur als die Lactonringstruktur, dargestellt durch die obige Formel (1), kann bevorzugt, obgleich nicht speziell darauf beschränkt, eine Polymerstruktureinheit (d. h., eine wiederholte Struktureinheit) sein, gebildet durch die Polymerisation mindestens einer Monomerart, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (Meth)acrylsäureestern, Hydroxylgruppen-enthaltenden Monomeren, ungesättigten Carbonsäuren und Monomeren, dargestellt durch die folgende Formel (2)
worin R⁴ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, X ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, eine -OAc-Gruppe, eine -CN-Gruppe, eine -CO-R⁵-Gruppe oder eine -CO-O-R⁶-Gruppe darstellt, worin Ac eine Acetylgruppe darstellt, und R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, wie später im Herstellungsverfahren des Lactonring-enthaltenden Polymers beschrieben.
Der Gehalt einer anderen Struktur als der Lactonringstruktur, dargestellt durch die obige Formel (1), in der Struktur des Lactonring-enthaltenden Polymers kann bevorzugt 10 bis 95 Masse-%, stärker bevorzugt 10 bis 90 Masse-%, noch stärker bevorzugt 40 bis 90 Masse-% und besonders bevorzugt 50 bis 90 Masse-% im Falle einer Polymerstruktureinheit (d. h., einer wiederholten Struktureinheit), gebildet durch die Polymerisation eines (Meth)acrylsäureesters, betragen und kann bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 20 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 15 Masse-% und besonders bevorzugt 0 bis 10 Masse-% im Falle einer Polymerstruktureinheit (d. h., einer wiederholten Struktureinheit), gebildet durch die Polymerisation eines Hydroxylgruppen-enthaltenden Monomers, betragen. Überdies kann der obige Gehalt bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 20 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 15 Masse-% und besonders bevorzugt 0 bis 10 Masse-% im Falle einer Polymerstruktureinheit (d. h., einer wiederholten Struktureinheit), gebildet durch die Polymerisation einer ungesättigten Carbonsäure, betragen. Ferner kann der obige Gehalt bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 20 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 15 Masse-% und besonders bevorzugt 0 bis 10 Masse-% im Falle einer Polymerstruktureinheit (d. h., einer wiederholten Struktureinheit), gebildet durch die Polymerisation eines Monomers, dargestellt durch die obige Formel (2), betragen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Lactonring-enthaltenden Polymers ist nicht besonders eingeschränkt, Polymer (a) mit Hydroxylgruppen und Estergruppen in seiner Molekülkette wird jedoch durch einen Polymerisationsschritt erhalten, und dann wird das erhaltene Polymer (a) zur Durchführung eines Lactonzyklisierungskondensationsschrittes zur Einführung einer Lactonringstruktur in das Polymer wärmebehandelt, wodurch das Lactonring-enthaltende Polymer erhalten wird.
In dem Polymerisationsschritt kann beispielsweise ein Polymer mit Hydroxylgruppen und Estergruppen in seiner Molekülkette mittels Durchführung der Polymerisationsreaktion von Monomerkomponenten, enthaltend ein Monomer, dargestellt durch die folgende Formel (3)
worin R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen,
erhalten werden.
Beispiele des Monomers, dargestellt durch die obige Formel (3), können Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat, Ethyl-2-(hydroxymethyl)acrylat, Isopropyl-2-(hydroxymethyl)acrylat, n-Butyl-2-(hydroxymethyl)acrylat und t-Butyl-2-(hydroxymethyl)acrylat umfassen. Diese Monomere können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser Monomere können auch in Kombination verwendet werden. In diesen Monomeren sind Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat und Ethyl-2-(hydroxymethyl)acrylat bevorzugt und Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat ist besonders bevorzugt, da sie die Wärmebeständigkeit stark verbessern.
Der Gehalt an Monomer, dargestellt durch die obige Formel (3), in den Monomerkomponenten, die dem Polymerisationsschritt unterzogen werden sollen, kann bevorzugt 5 bis 90 Masse-%, stärker bevorzugt 10 bis 70 Masse-%, noch stärker bevorzugt 10 bis 60 Masse-% und besonders bevorzugt 10 bis 50 Masse-% betragen. Beträgt der Gehalt an Monomer, dargestellt durch die obige Formel (3), weniger als 5 Masse-%, kann das erhaltene Polymer eine schlechtere Wärmebeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und Oberflächenhärte aufweisen. Ist im Gegensatz dazu der Gehalt an Monomer, dargestellt durch die obige Formel (3), größer als 90 Masse-%, kann es im Polymerisationsschritt oder dem Lactonzyklisierungskondensationsschritt zur Gelierung kommen, und das erhaltene Polymer kann eine schlechtere Formbarkeit aufweisen.
Die dem Polymerisationsschritt zu unterziehenden Monomerkomponenten können ein anderes Monomer als die Monomere, dargestellt durch die obige Formel (3), enthalten. Beispiele für ein solches Monomer können (Meth)acrylsäureester, Hydroxylgruppen-enthaltende Monomere, ungesättigte Carbonsäuren und Monomere, dargestellt durch die folgende Formel (2)
worin R⁴ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, X ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, eine -OAc-Gruppe, eine -CN-Gruppe, eine -CO-R⁵-Gruppe oder eine -CO-O-R⁶-Gruppe darstellt, worin Ac eine Acetylgruppe darstellt, und R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Monomere können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser Monomere können auch in Kombination verwendet werden.
Der (Meth)acrylsäureester ist nicht besonders eingeschränkt, so lange er ein anderer (Meth)acrylsäureester als die Monomere, dargestellt durch die obige Formel (3), ist. Beispiele für den (Meth)acrylsäureester können Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, t-Butylacrylat, Cyclohexylacrylat und Benzylacrylat; und Methacrylsäureester, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, t-Butylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat und Benzylmethacrylat, umfassen. Diese (Meth)acrylsäureester können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser (Meth)acrylsäureester können auch in Kombination verwendet werden. In diesen (Meth)acrylsäureestern ist Methylmethacrylat besonders bevorzugt, da das erhaltene Polymer hervorragende Wärmebeständigkeit und Transparenz aufweist.
Wird ein anderer (Meth)acrylsäureester als die Monomere, dargestellt durch die obige Formel (3), verwendet, kann der Gehalt des (Meth)acrylsäureesters in den Monomerkomponenten, die dem Polymerisationsschritt unterzogen werden sollen, bevorzugt 10 bis 95 Masse-%, stärker bevorzugt 10 bis 90 Masse-%, noch stärker bevorzugt 40 bis 90 Masse-% und besonders bevorzugt 50 bis 90 Masse-% betragen, damit sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend zeigt.
Das Hydroxylgruppen-enthaltende Monomer ist nicht besonders eingeschränkt, so lange es ein anderes Hydroxylgruppen-enthaltendes Monomer als die Monomere, dargestellt durch die obige Formel (3), ist. Beispiele des Hydroxylgruppen-enthaltenden Monomers können α-Hydroxymethylstyrol, α-Hydroxyethylstyrol, 2-(Hydroxyalkyl)acrylsäureester, wie Methyl-2-(hydroxyethyl)acrylat; und 2-(Hydroxyalkyl)acrylsäuren, wie 2-(Hydroxyethyl)acrylsäure, umfassen. Diese Hydroxylgruppen-enthaltenden Monomere können allein verwendet werden oder zwei oder mehr dieser Hydroxylgruppen-enthaltenden Monomere können auch in Kombination verwendet werden.
Wird ein anderes Hydroxylgruppen-enthaltendes Monomer als die Monomere, dargestellt durch die obige Formel (3), verwendet, kann der Gehalt des Hydroxylgruppen-enthaltenden Monomers in den Monomerkomponenten, die dem Polymerisationsschritt unterzogen werden sollen, bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 20 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 15 Masse-% und besonders bevorzugt 0 bis 10 Masse-% betragen, damit sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend zeigt.
Beispiele für die ungesättigte Carbonsäure können Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, α-substituierte Acrylsäuren und α-substituierte Methacrylsäuren umfassen. Diese ungesättigten Carbonsäuren können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser ungesättigten Carbonsäuren können auch in Kombination verwendet werden. Von diesen ungesättigten Carbonsäuren sind Acrylsäure und Methacrylsäure besonders bevorzugt, damit sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend zeigen kann.
Wird eine ungesättigte Carbonsäure verwendet, kann der Gehalt der ungesättigten Carbonsäure in den Monomerkomponenten, die dem Polymerisationsschritt unterzogen werden sollen, bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 20 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 15 Masse-% und besonders bevorzugt 0 bis 10 Masse-% betragen, damit sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend zeigt.
Beispiele für Monomere, dargestellt durch die obige Formel (2), können Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol, Acrylnitril, Methylvinylketon, Ethylen, Propylen und Vinylacetat umfassen. Diese Monomere können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser Monomere können auch in Kombination verwendet werden. Von diesen Monomeren sind Styrol und α-Methylstyrol besonders bevorzugt, damit sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend kann.
Wird ein Monomer, dargestellt durch die obige Formel (2), verwendet, kann der Gehalt des Monomers in den Monomerkomponenten, die dem Polymerisationsschritt unterzogen werden sollen, bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 20 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 15 Masse-% und besonders bevorzugt 0 bis 10 Masse-% betragen, damit sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend zeigt.
Die Form der Polymerisationsreaktion zum Erhalt eines Polymers mit Hydroxylgruppen und Estergruppen in seiner Molekülkette durch Polymerisierung von Monomerkomponenten kann bevorzugt eine Polymerisationsform unter Verwendung eines Lösungsmittels und besonders bevorzugt Lösungspolymerisation sein.
Obgleich die Polymerisationstemperatur und die Polymerisationszeit in Abhängigkeit der Art und des Verhältnisses an zu verwendenden Monomeren und dergleichen variieren kann, kann beispielsweise die Polymerisationstemperatur bevorzugt 0°C bis 150°C betragen und die Polymerisationszeit kann bevorzugt 0,5 bis 20 Stunden betragen, und die Polymerisationstemperatur kann stärker bevorzugt 80°C bis 140°C und die Polymerisationszeit stärker bevorzugt 1 bis 10 Stunden betragen.
Bei der Polymerisation unter Verwendung eines Lösungsmittels können Beispiele für das Polymerisationslösungsmittel aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol und Ethylbenzol; Keton-Lösungsmittel, wie Methylethylketon und Methylisobutylketon, und Ether-Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, umfassen, obgleich diese nicht darauf beschränkt sind. Diese Lösungsmittel können allein verwendet werden oder es können zwei oder mehr Arten dieser Lösungsmittel auch in Kombination verwendet werden. Auch wenn der Siedepunkt eines Lösungsmittels zu hoch ist, können die Mengen der restlichen flüchtigen Komponenten in dem letztlich erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymer steigen, und daher sind Lösungsmittel mit Siedepunkten von 50°C bis 200°C bevorzugt.
Bei der Durchführung der Polymerisationsreaktion kann nach Bedarf ein Polymerisationsinitiator zugegeben werden. Beispiele des Polymerisationsinitiators können organische Peroxide, wie Cumenhydroperoxid, Diisopropylbenzolhydroperoxid, Di-t-butylperoxid, Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, t-Butylperoxyisopropylcarbonat und t-Amylperoxy-2-ethylhexanoat und Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobis(isobutyronitril), 1,1-Azobis(cyclohexancarbonitril) und 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Polymerisationsinitiatoren können allein verwendet werden oder zwei oder mehr dieser Polymerisationsinitiatoren können auch in Kombination verwendet werden. Die Menge an zu verwendendem Polymerisationsinitiator kann in Abhängigkeit der Kombination aus Monomeren, den Reaktionsbedingungen und dergleichen geeignet eingestellt werden, obgleich sie nicht besonders eingeschränkt ist.
Bei der Durchführung der Polymerisation wird die Konzentration des Polymers, hergestellt in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, bevorzugt so geregelt, daß sie 50 Masse-% oder weniger beträgt, um zu verhindern, daß das Reaktionsgemisch ein Gel bildet. Genauer gesagt wird, wenn die Konzentration des Polymers, hergestellt in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, höher als 50 Masse-% ist, die Konzentration des Polymers bevorzugt so geregelt, daß sie 50 Masse-% oder weniger beträgt, indem dem Polymerisationsreaktionsgemisch das Polymerisationslösungsmittel entsprechend zugegeben wird. Die Konzentration des Polymers, hergestellt in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, kann stärker bevorzugt 45 Masse-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 40 Masse-% oder weniger betragen. Ist die Konzentration des Polymers, hergestellt in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, zu gering, kann sich die Produktivität verschlechtern, und daher beträgt die Konzentration des Polymers, hergestellt in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, bevorzugt 10 Masse-% oder mehr und stärker bevorzugt 20 Masse-% oder mehr.
Die Form der geeigneten Zugabe eines Polymerisationslösungsmittels zu dem Polymerisationsreaktionsgemisch ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann ein Polymerisationslösungsmittel entweder kontinuierlich oder in Abständen zugegeben werden. Daher kann die Gelbildung des Reaktionsgemisches noch besser verhindert werden, indem die Konzentration des Polymers, hergestellt in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, auf die obigen Art und Weise geregelt wird. Genauer gesagt kann selbst im Falle einer Erhöhung des Gehalts des Lactonringes zur Erhöhung des Verhältnisses von Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette im Hinblick auf die Verbesserung der Wärmebeständigkeit die Gelierung ausreichend unterdrückt werden. Das zuzugebende Polymerisationslösungsmittel kann entweder das gleiche oder ein anderes Lösungsmittel, als es in der anfänglichen Ladephase der Polymerisationsreaktion verwendet wurde, sein. Bevorzugt wird jedoch das gleiche Lösungsmittel verwendet, wie es in der anfänglichen Ladephase der Polymerisationsreaktion verwendet wurde. Das zuzugebende Polymerisationslösungsmittel kann entweder auch ein einzelnes Lösungsmittel, bestehend aus nur einer Art von Lösungsmittel, oder ein gemischtes Lösungsmittel, bestehend aus zwei oder mehr Arten von Lösungsmitteln, sein.
Obgleich neben dem erhaltenen Polymer für gewöhnlich ein Lösungsmittel in dem Polymerisationsreaktionsgemisch, das erhalten wird, wenn der obige Polymerisationsschritt beendet ist, vorhanden sein kann, muß das Polymer nicht durch die gründliche Entfernung des Lösungsmittels in fester Form entnommen werden, das Polymer, das das Lösungsmittel enthält, wird jedoch bevorzugt wie es ist in den nachfolgenden Lactonzyklisierungskondensationsschritt eingeführt. Nach Bedarf kann das für den nachfolgenden Lactonzyklisierungskondensationsschritt geeignete Lösungsmittel auch wieder dem Polymer zugegeben werden, nachdem das Polymer in fester Form entnommen wurde.
Das in dem Polymerisationsschritt erhaltene Polymer ist das Polymer (a) mit Hydroxylgruppen und Estergruppen in seiner Molekülkette. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymers (a) kann bevorzugt 1.000 bis 2.000.000, stärker bevorzugt 5.000 bis 1.000.000, noch stärker bevorzugt 10.000 bis 500.000 und besonders bevorzugt 50.000 bis 500.000 betragen. Das in dem Polymerisationsschritt erhaltene Polymer (a) wird in dem nachfolgenden Lactonzyklisierungskondensationsschritt wärmebehandelt, so daß eine Lactonringstruktur in das Polymer eingeführt wird, wodurch ein Lactonring-enthaltendes Polymer erzeugt wird.
Die Reaktion zur Einführung einer Lactonringstruktur in das Polymer (a) ist eine Reaktion, in der die Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette des Polymers (a) unter Erhalt einer Lactonringstruktur eine Zyklisierungskondensation durch Erhitzen verursachen, und ein Alkohol als ein Nebenprodukt der Zyklisierungskondensation erzeugt wird. Die Lactonringstruktur wird in der Molekülkette des Polymers (d. h., der Hauptkette des Polymers) unter Erhalt einer hohen Wärmebeständigkeit gebildet. Ist die Reaktionsrate der Zyklisierungskondensationsreaktion, die zu einer Lactonringstruktur führt, nicht ausreichend, kann die Wärmebeständigkeit in einigen Fällen nicht ausreichend verbessert werden und es kann in der Hälfte der Bildung des Polymers durch Wärmebehandlung zu einer Kondensationsreaktion kommen und der erzeugte Alkohol kann in den Formgegenständen Schäume und Schlieren bilden.
Das in dem Lactonzyklisierungskondensationsschritt erhaltene Lactonring-enthaltende Polymer kann bevorzugt eine Lactonringstruktur aufweisen, dargestellt durch die folgende Formel (1)
worin R¹, R² und R³ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen;
mit der Maßgabe, daß der organische Rest gegebenenfalls ein Sauerstoffatom(e) enthält.
Das Wärmebehandlungsverfahren für das Polymer (a) ist nicht besonders eingeschränkt, sondern es kann irgendeines der hierfür bekannten Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann das Polymerisationsreaktionsgemisch, das ein Lösungsmittel enthält, das in dem Polymerisationsschritt erhalten wurde, wie es ist wärmebehandelt werden. Alternativ kann das Polymerreaktionsgemisch in Gegenwart eines Lösungsmittels nach Bedarf unter Verwendung eines Ringschlußkatalysators wärmebehandelt werden. Alternativ kann das Polymerisationsreaktionsgemisch auch unter Verwendung eines Wärmeofens oder eines Reaktionsapparates, der mit einem Vakuumapparat oder einem Entgaser zur Entfernung flüchtiger Komponenten ausgestattet ist, einem Extruder, ausgestattet mit einem Entgaser, oder dergleichen wärmebehandelt werden.
Bei der Durchführung der Zyklisierungskondensationsreaktion können andere thermoplastische Harze zusätzlich zu dem Polymer (a) vorhanden sein. Überdies kann bei der Durchführung der Zyklisierungskondensationsreaktion nach Bedarf ein Veresterungskatalysator oder ein Umesterungskatalysator, wie p-Toluolsulfonsäure, der für gewöhnlich als ein Katalysator für die Zyklisierungskondensationsreaktion verwendet wird, verwendet werden und eine organische Carbonsäure wie Essigsäure, Propionsäure, Benzoesäure, Acrylsäure und Methacrylsäure kann als ein Katalysator verwendet werden. Außerdem können beispielsweise, wie in den japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. 61-254608 und 61-261303 offenbart, auch basische Verbindungen, organische Carbonsäuresalze, Carbonate oder dergleichen verwendet werden.
Alternativ kann eine Organophosphorverbindung als der Katalysator für die Zyklisierungskondensationsreaktion verwendet werden. Wird die Organophosphorverbindung als der Katalysator verwendet, kann die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate verbessert werden und die Verfärbung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers kann merklich verringert werden. Außerdem kann bei der Verwendung der Organophosphorverbindung als Katalysator eine Verringerung des Molekulargewichtes, die möglicherweise im Falle der Anwendung das später beschriebenen Entgasungsschrittes in Kombination auftritt, unterdrückt werden, und so kann möglicherweise eine hohe mechanische Festigkeit bereitgestellt werden.
Beispiele für die Organophosphorverbindung, die als der Katalysator für die Zyklisierungskondensationsreaktion verwendet werden können, können Alkyl(aryl)phosphor(I)säuren bzw. Alkyl(aryl)phosphonigsäuren (vorausgesetzt, daß diese Phosphor(I)säuren die Form von Alkyl(aryl)phosphinsäuren annehmen können, die Tautomere sind), wie Methylphosphonigsäure, Ethylphosphonigsäure und Phenylphosphonigsäure und Monoester oder Diester von diesen Phosphonigsäuren; Dialkyl(aryl)phosphinsäuren, wie Dimethylphosphinsäure, Diethylphosphinsäure, Diphenylphosphinsäure, Phenylmethylphosphinsäure und Phenylethylphosphinsäure und Ester von diesen Phosphinsäuren; Alkyl(aryl)phosphonsäuren, wie Methylphosphonsäure, Ethylphosphonsäure, Trifluormethylphosphonsäure und Phenylphosphonsäure und Monoester oder Diester von diesen Phosphonsäuren; Alkyl(aryl)phosphinigsäuren, wie Methylphosphinigsäure, Ethylphosphinigsäure und Phenylphosphinigsäure und Ester von diesen Phosphinigsäuren; Phosphitmonoester, -diester oder -triester, wie Methylphosphit, Ethylphosphit, Phenylphosphit, Dimethylphosphit, Diethylphosphit, Diphenylphosphit, Trimethylphosphit, Triethylphosphit und Triphenylphosphit; Phosphatmonoester, -diester oder -triester, wie Methylphosphat, Ethylphosphat, 2-Ethylhexylphosphat, Octylphosphat, Isodecylphosphat, Lau rylphosphat, Stearylphosphat, Isostearylphosphat, Phenylphosphat, Dimethylphosphat, Diethylphosphat, Di-2-ethylhexylphosphat, Diisodecylphosphat, Dilaurylphosphat, Distearylphosphat, Diisostearylphosphat, Diphenylphosphat, Trimethylphosphat, Triethylphosphat, Triisodecylphosphat, Trilaurylphosphat, Tristearylphosphat, Triisostearylphosphat und Triphenylphosphat; Mono-, Di- oder Trialkyl(aryl)phosphine, wie Methylphosphin, Ethylphosphin, Phenylphosphin, Dimethylphosphin, Diethylphosphin, Diphenylphosphin, Trimethylphosphin, Triethylphosphin und Triphenylphosphin; Alkyl(aryl)halogenphosphine, wie Methyldichlorphosphin, Ethyldichlorphosphin, Phenyldichlorphosphin, Dimethylchlorphosphin, Diethylchlorphosphin und Diphenylchlorphosphin; Mono-, Di- oder Tri-alkyl(aryl)phosphinoxide, wie Methylphosphinoxid, Ethylphosphinoxid, Phenylphosphinoxid, Dimethylphosphinoxid, Diethylphosphinoxid, Diphenylphosphinoxid, Trimethylphosphinoxid, Triethylphosphinoxid und Triphenylphosphinoxid; und Tetraalkyl(aryl)phosphoniumhalogenide, wie Tetramethylphosphoniumchlorid, Tetraethylphosphoniumchlorid und Tetraphenylphosphoniumchlorid, umfassen. Diese Organophosphorverbindungen können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser Organophosphorverbindungen können auch in Kombination verwendet werden. Von diesen organischen Phosphorverbindungen sind Alkyl(aryl)phosphonigsäuren, Phosphitmonoester oder -diester, Phosphatmonoester oder -diester und Alkyl(aryl)phosphonsäuren bevorzugt, und Alkyl(aryl)phosphonigsäuren, Phosphitmonoester oder -diester und Phosphatmonoester oder -diester sind stärker bevorzugt und Alkyl(aryl)phosphonigsäuren und Phosphatmonoester oder -diester sind besonders bevorzugt, da diese Organophosphorverbindungen eine hohe katalytische Aktivität und eine geringe Verfärbbarkeit aufweisen.
Die Menge an Katalysator, die in der Zyklisierungskondensationsreaktion verwendet werden soll, ist nicht besonders eingeschränkt, sondern kann bevorzugt beispielsweise 0,001 bis 5 Masse-%, stärker bevorzugt 0,01 bis 2,5 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 1 Masse-% und besonders bevorzugt 0,05 bis 0,5 Masse-%, bezogen auf das Polymer (a), betragen. Ist die Menge an zu verwendendem Katalysator kleiner als 0,001 Masse-% kann die Reaktionsrate der Zyklisierungskondensationsreaktion in einigen Fällen nicht genügend verbessert werden. Ist im Gegensatz dazu die Menge an zu verwendendem Katalysator größer als 5 Masse-%, kann sich das erhaltene Polymer verfärben und das Polymer kann nur schwer durch Schmelzen gebildet werden, da das Polymer vernetzt wird.
Die Zeit für die Zugabe des Katalysators ist nicht besonders eingeschränkt, und der Katalysator kann beispielsweise in der Anfangsphase der Reaktion, während der Reaktion oder zu beiden Zeitpunkten zugegeben werden.
Bevorzugt wird die Zyklisierungskondensationsreaktion in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt und ein Entgasungsschritt mit der Zyklisierungskondensationsreaktion kombiniert. In diesem Fall gibt es Fälle, in denen der Entgasungsschritt mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion kombiniert wird und Fälle, in denen der Entgasungsschritt nicht mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion, sondern nur mit einem Teil der Reaktion kombiniert wird. Bei der Kombinierung des Entgasungsschrittes wird ein als Nebenprodukt erzeugter Alkohol gezwungenermaßen verflüchtigt, um ihn zu entfernen, und daher wird auf der Erzeugungsseite vorteilhafterweise ein Reaktionsgleichgewicht geschaffen.
Unter dem Entgasungsschritt ist ein Schritt zur Entfernung flüchtiger Komponenten, wie eines Lösungsmittels, von Restmonomeren und eines Alkohol, erzeugt als ein Nebenprodukt der Zyklisierungskondensationsreaktion, zu verstehen, bei dem die Lactonringstruktur nach Bedarf unter Bedingungen von vermindertem Druck und Erwärmen eingeführt wird. Ist diese Entfernungsbehandlung unzureichend, können die Mengen der restlichen flüchtigen Komponenten in dem erhaltenen Polymer steigen, und daher kann es aufgrund von Denaturierung zur Verfärbung kommen und Entwicklungsfehler wie Schäume und Schlieren können erzeugt werden.
Wird der Entgasungsschritt mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion kombiniert, ist der zu verwendende Apparat nicht besonders eingeschränkt, kann bevorzugt aber ein Entgaser, bestehend aus einem Wärmeaustauscher und einem Entgasungsbehälter, ein Extruder mit einer Entlüftungsöffnung oder eine Kombination aus einem Entgaser und einem Extruder, die in Reihe miteinander verbunden sind, stärker bevorzugt ein Entgaser, bestehend aus einem Wärmeaustauscher und einem Entgasungsbehälter, oder ein Extruder mit einer Entlüftungsöffnung sein.
Die Reaktionsbehandlungstemperatur bei der Verwendung des Entgasers, bestehend aus einem Wärmeaustauscher und einem Entgasungsbehälter, kann bevorzugt 150°C bis 350°C, stärker bevorzugt 200°C bis 300°C betragen. Ist die Reaktionsbehandlungstemperatur niedriger als 150°C, wird die Zyklisierungskondensationsreaktion unzureichend, und so können die Mengen der restlichen flüchtigen Komponenten steigen. Ist im Gegensatz dazu die Reaktionsbehandlungstemperatur höher als 350°C, kann sich das erhaltene Polymer verfärben oder zersetzen.
Der Reaktionsbehandlungsdruck kann bei der Verwendung des Entgasers, bestehend aus einem Wärmeaustauscher und einem Entgasungsbehälter, bevorzugt 931 bis 1,33 hPa (von 700 bis 1 mmHg), stärker bevorzugt 798 bis 66,5 hPa (von 600 bis 50 mmHg) betragen. Ist der Reaktionsbehandlungsdruck höher als 931 hPa (700 mmHg), bleiben ohne weiteres flüchtige Komponenten einschließlich des Alkohols zurück. Ist im Gegensatz dazu der Reaktionsbehandlungsdruck niedriger als 1,33 hPa (1 mmHg), ist dieser Schritt industriell nur schwer durchzuführen.
Bei der Verwendung des Extruders mit einer Entlüftungsöffnung kann der Extruder entweder mit einer Entlüftungsöffnung oder mit zwei oder mehr Entlüftungsöffnungen ausgestattet sein. Bevorzugt ist der Extruder aber mit zwei oder mehr Entlüftungsöffnungen ausgestattet.
Die Reaktionsbehandlungstemperatur im Falle des Extruders mit einer Entlüftungsöffnung kann bevorzugt 150°C bis 350°C, stärker bevorzugt 200°C bis 300°C betragen. Ist die Reaktionsbehandlungstemperatur niedriger als 150°C wird die Zyklisierungskondensationsreaktion unzureichend und die Mengen der restlichen flüchtigen Komponenten können steigen. Ist im Gegensatz dazu die Reaktionsbehandlungstemperatur höher als 350°C, kann sich das erhaltene Polymer verfärben oder zersetzen.
Bei der Verwendung des Extruders mit einer Entlüftungsöffnung kann der Reaktionsbehandlungsdruck bevorzugt 931 bis 1,33 hPa (700 bis 1 mmHg), stärker bevorzugt von 798 bis 13,3 hPa (600 bis 10 mmHg) betragen. Ist der Reaktionsbehand lungsdruck höher als 931 hPa (700 mmHg), können ohne weiteres flüchtige Komponenten einschließlich eines Alkohols zurückbleiben. Ist im Gegensatz dazu der Reaktionsbehandlungsdruck niedriger als 1,33 hPa (1 mmHg), kann dieser Schritt industriell nur schwer durchgeführt werden.
Wird der Entgasungsschritt mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion kombiniert, können sich die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers unter strengen Wärmebehandlungsbedingungen, wie später erläutert, verschlechtern. Dieser Schritt wird daher bevorzugt unter so milden Bedingungen wie möglich durchgeführt, indem der oben beschriebene Katalysator für die Alkoholentfernungsreaktion in einem Extruder mit einer Entlüftungsöffnung verwendet wird.
Wird der Entlüftungsschritt mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion kombiniert, kann das in dem Polymerisationsschritt erhaltene Polymer (a) bevorzugt zusammen mit einem Lösungsmittel in ein Zyklisierungskondensationsreaktionssystem eingeführt werden. In diesem Fall kann das Polymer (a) nach Bedarf erneut durch einen Zyklisierungskondensationsreaktionsapparat wie einen Extruder mit einer Entlüftungsöffnung geführt werden.
Dieser Fall tritt ein, wenn der Entgasungsschritt nicht mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion, sondern nur mit einem Teil dieser Reaktion kombiniert wird. Ein solcher Fall wird beispielsweise veranschaulicht, wenn der Apparat, in dem das Polymer (a) hergestellt worden ist, weiter erwärm wird und ein Teil des Entgasungsschrittes nach Bedarf kombiniert wird, damit die Zyklisierungskondensationsreaktion im Voraus in einem gewissen Ausmaß vonstatten gehen kann, und anschließend dann die mit einem Entgasungsschritt kombinierte Zyklisierungskondensationsreaktion zur gleichen Zeit durchgeführt wird, um die Reaktion zu beenden.
In dem oben beschriebenen Fall, in dem der Entgasungsschritt mit der gesamten Zyklisierungskondensationsreaktion kombiniert wird, kann sich das Polymer (a), bevor es der Zyklisierungskondensationsreaktion unterliegt, aufgrund der Differenz bei der thermischen Hysterese, wenn das Polymer (a) bei einer hohen Temperatur um oder über 250°C unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders wärmebehandelt wird, teilweise zersetzen, so daß sich die physikalischen Eigenschaften des Lactonring-enthaltenden Polymers verschlechtern können. Hierfür wird die Zyklisierungskondensationsreaktion bevorzugt bereits zu einem gewissen Ausmaß durchgeführt, bevor die Zyklisierungskondensationsreaktion, kombiniert mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt, durchgeführt wird, da die Reaktionsbedingungen in der zweiten Hälfte der Reaktion milder gemacht werden können und so eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers unterdrückt werden kann. Besonders bevorzugte Fälle können Fälle umfassen, in denen der Entgasungsschritt in einem bestimmten Zeitabstand nach Beginn der Zyklisierungskondensationsreaktion begonnen wird, daß heißt, Fälle, in denen Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette des in dem Polymerisationsschritt erhaltenen Polymers (a) im Voraus der Zyklisierungskondensationsreaktion unterliegen können, um so die Rate der Zyklisierungskondensationsreaktion zu einem gewissen Ausmaß zu erhöhen, und anschließend die Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird. Genauer gesagt, können bevorzugte Fälle solche Fälle umfassen, bei denen die Zyklisierungskondensationsreaktion mit einer bestimmten Reaktionsrate in Gegenwart eines Lösungsmittels im Voraus in einem Gefäßreaktor vonstatten gehen kann und dann die Zyklisierungskondensationsreaktion unter Verwendung eines Reaktors, der mit einem Entgaser, beispielsweise einem Entgaser, bestehend aus einem Wärmeaustauscher und einem Entgasungsbehälter, oder einem Extruder mit einer Entlüftungsöffnung, beendet wird. Insbesondere in diesen Fällen ist die Gegenwart eines Katalysators für die Zyklisierungskondensationsreaktion stärker bevorzugt.
Wie oben beschrieben ist das Verfahren, in dem Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette des in dem Polymerisationsschritt erhaltenen Polymers (a) im Voraus der Zyklisierungskondensationsreaktion unterliegen können, um so die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate zu einem gewissen Ausmaß zu erhöhen, und dann die Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird, der bevorzugte Fall für den Erhalt eines Lactonring-enthaltenden Polymers in der vorliegenden Erfindung. Dadurch kann ein Lactonring-enthaltendes Polymer erhalten werden, das eine höhere Glasübergangstemperatur hat, dessen Zyklisierungskondensationsreaktionsrate besser ist und das eine hervorragende Wärmebeständigkeit aufweist. In diesem Fall lautet der Standard für die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate beispielsweise wie folgt: die Gewichtsverlustrate innerhalb eines Temperaturbereiches von 150°C bis 300°C in der in den Beispielen gezeigten dynamischen TG-Messung kann bevorzugt 2% oder weniger, stärker bevorzugt 1,5% oder weniger und noch stärker bevorzugt 1% oder weniger betragen.
Beispiele für den Reaktor, der in der Zyklisierungskondensationsreaktion eingesetzt wird, die vor der eigentlichen Zyklisierungskondensationsreaktion, kombiniert mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt, durchgeführt wird, können einen Autoklaven, einen Gefäßreaktor und einen Entgaser, bestehend aus einem Wärmeaustauscher und einem Entgasungsbehälter, umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ferner kann auch ein Extruder mit einer Entlüftungsöffnung, der für die Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt geeignet ist, verwendet werden. Von diesen Reaktoren sind ein Autoklav und ein Gefäßreaktor besonders bevorzugt. Bei der Verwendung eines Reaktors wie eines Extruders mit einer Entlüftungsöffnung kann die Zyklisierungskondensationsreaktion jedoch unter denselben Reaktionsbedingungen wie denen im Falle eines Autoklaven oder eines Gefäßreaktors durchgeführt werden, indem die Entlüftungsbedingungen milder gemacht werden, die Verwendung einer Entlüftungsöffnung vermieden wird und die Temperaturbedingungen, Zylinderbedingungen, die Schneckenform und die Schneckenbetriebsbedingungen kontrolliert werden.
Bei der Zyklisierungskondensationsreaktion, die vor der Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird, werden die folgenden Verfahren als Beispiele angegeben: (i) ein Verfahren, in dem ein Gemisch, enthaltend das in dem Polymerisationsschritt erhaltene Polymer (a) und ein Lösungsmittel, unter Reaktion durch die Zugabe eines Katalysators erhitzt wird, (ii) ein Verfahren, in dem das obige Gemisch unter Erwärmen in Abwesenheit eines Katalysators umgesetzt wird, und ein Verfahren, in dem die obigen Verfahren (i) oder (ii) unter Druck durchgeführt werden.
Der Ausdruck „ein Gemisch, enthaltend das Polymer (a) und ein Lösungsmittel", das in die Zyklisierungskondensationsreaktion in dem Lacton-Zyklisierungskondensationsschritt eingeführt werden soll, bedeutet das Polymerisationsreaktionsgemisch selbst, erhalten in dem Polymerisationsschritt, oder das Gemisch, erhalten durch die erneute Zugabe eines Lösungsmittels, das für die Zyklisierungskondensationsreaktion geeignet ist, nachdem das in dem Reaktionsgemisch enthaltene Lösungsmittel entfernt wurde.
Beispiele für das Lösungsmittel, das der Zyklisierungskondensationsreaktion, die vor der Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird, erneut zugegeben werden kann, können aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol und Ethylbenzol; Ketone, wie Methylethylketon und Methylisobutylketon; Chloroform, Dimethylsulfoxid und Tetrahydrofuran umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Lösungsmittel können allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten dieser Lösungsmittel können auch in Kombination verwendet werden. Bevorzugt wird dasselbe Lösungsmittel wie in dem Polymerisationsschritt verwendet.
Beispiele für den Katalysator, der in dem Verfahren (i) zugegeben wird, können Veresterungskatalysatoren oder Esteraustauschkatalysatoren wie p-Toluolsulfonsäure, die üblicherweise verwendet werden, basische Verbindungen, organische Carbonsäuresalze und Carbonate umfassen. In der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt die oben beschriebenen Organophosphorverbindungen verwendet. Die Zeit für die Zugabe eines Katalysators ist nicht besonders eingeschränkt, der Katalysator kann jedoch in der Anfangsphase der Reaktion, während der Reaktion oder zu beiden Zeitpunkten zugegeben werden. Die Menge an zuzugebendem Katalysator ist nicht besonders eingeschränkt, kann bevorzugt aber 0,001 bis 5 Masse-%, stärker bevorzugt 0,01 bis 2,5 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 0,1 Masse-% und besonders bevorzugt 0,05 bis 0,5 Masse-%, bezogen auf die Masse des Polymers (a), betragen. Die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit in Verfah ren (i) sind nicht besonders eingeschränkt, die Erwärmungstemperatur kann bevorzugt aber Raumtemperatur bis 180°C, stärker bevorzugt 50°C bis 150°C betragen und die Erwärmungszeit kann bevorzugt 1 bis 20 Stunden, stärker bevorzugt 2 bis 10 Stunden betragen. Ist die Erwärmungstemperatur niedriger als Raumtemperatur oder die Erwärmungszeit kürzer als 1 Stunde, kann die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate sinken. Ist die Erwärmungstemperatur größer als 180°C oder die Erwärmungszeit länger als 20 Stunden, kann das Harz sich verfärben oder zersetzen.
Das Verfahren (ii) kann unter Verwendung eines Druckbehälterreaktors oder dergleichen durchgeführt werden, indem das Polymerisationsreaktionsgemisch, erhalten in dem Polymerisationsschritt, erwärmt wird wie es ist. Die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit in Verfahren (ii) sind nicht besonders eingeschränkt, die Erwärmungstemperatur kann bevorzugt aber 100°C bis 180°C, stärker bevorzugt 100°C bis 150°C betragen und die Erwärmungszeit kann bevorzugt 1 bis 20 Stunden, stärker bevorzugt 2 bis 10 Stunden betragen. Ist die Erwärmungstemperatur niedriger als 100°C oder die Erwärmungszeit kürzer als 1 Stunde, kann die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate sinken. Ist die Erwärmungstemperatur höher als 180°C oder die Erwärmungszeit länger als 20 Stunden, kann das Harz sich verfärben oder zersetzen.
Jedes dieser Verfahren kann ohne jegliche Probleme unter Druck durchgeführt werden, obgleich dies von den Bedingungen abhängt.
Bei der Zyklisierungskondensationsreaktion, die vor der Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird, kann ein Teil des Lösungsmittels ohne jegliche Probleme während der Reaktion natürlich verdampfen.
Die Gewichtsverlustrate innerhalb eines Temperaturbereiches von 150°C bis 300°C bei der dynamischen TG-Messung kann bevorzugt 2% oder weniger, stärker bevorzugt 1,5% oder weniger und noch stärker bevorzugt 1% oder weniger betragen, wenn die Zyklisierungskondensationsreaktion, die vor der Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird, beendet ist, das heißt, kurz vor Beginn des Entgasungsschrittes. Ist die Gewichtsverlustrate höher als 2% kann die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate in einigen Fällen nicht ausreichend auf ein hohes Niveau erhöht werden, selbst wenn die Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt danach durchgeführt wird, und so können sich die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers verschlechtern. Zusätzlich zu Polymer (a) kann bei der Durchführung der obigen Zyklisierungskondensationsreaktion irgendein anderes thermoplastisches Harz vorhanden sein.
Wenn Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette des in dem Polymerisationsschritt erhaltenen Polymers (a) vorher einer Zyklisierungskondensationsreaktion unterzogen werden, um die Zyklisierungskondensationsreaktionsrate zu einem gewissen Ausmaß zu erhöhen, und dann die Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt durchgeführt wird, können das Polymer (d. h., ein Polymer, in dem mindestens ein Teil der Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette die Zyklisierungskondensationsreaktion hervorgerufen hat), das zuvor durch die Zyklisierungskondensationsreaktion erhalten wurde, und das Lösungsmittel in die Zyklisierungskondensationsreaktion in Kombination mit dem gleichzeitig durchgeführten Entgasungsschritt entweder wie sie sind oder bei Bedarf, nachdem das obige Polymer (d. h., ein Polymer, in dem mindestens ein Teil der Hydroxylgruppen und Estergruppen in der Molekülkette die Zyklisierungskondensationsreaktion hervorgerufen hat) isoliert wurde und andere Behandlungen durchgeführt wurden, beispielsweise erneut ein Lösungsmittel zugegeben wurde, eingeführt werden.
Der Entgasungsschritt kann unnötigerweise gleichzeitig mit der Beendigung der Zyklisierungskondensationsreaktion beendet werden, kann jedoch in einem bestimmten Zeitabstand nach der Beendigung der Zyklisierungskondensationsreaktion beendet werden.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Lactonring-enthaltenden Polymers kann bevorzugt 1.000 bis 2.000.000, stärker bevorzugt 5.000 bis 1.000.000, noch stärker bevorzugt 10.000 bis 500.000 und besonders bevorzugt 50.000 bis 500.000 betragen.
Das Lactonring-enthaltende Polymer kann bevorzugt eine Gewichtsverlustrate von 1% oder niedriger, stärker bevorzugt 0,5% oder niedriger und noch stärker bevorzugt 0,3% oder niedriger in einem Temperaturbereich von 150°C bis 300°C bei der dynamischen TG-Messung aufweisen.
Das Lactonring-enthaltende Polymer hat eine hohe Zyklisierungskondensationsreaktionsrate, und daher kann der Nachteil, daß der nach der Formgebung erhaltene Formgegenstand Schäume oder Schlieren aufweist, vermieden werden. Überdies kann ausreichend eine Lactonringstruktur in das Polymer eingeführt werden, so daß das erhaltene Lactonring-enthaltende Polymer eine ausreichend hohe Wärmebeständigkeit aufweist.
Bei der Herstellung einer Chloroformlösung, die das Lactonring-enthaltende Polymer in einer Konzentration von 15 Masse-% enthält, kann der Verfärbungsgrad (YI) der Lösung bevorzugt 6 oder niedriger, stärker bevorzugt 3 oder niedriger, noch stärker bevorzugt 2 oder niedriger und besonders bevorzugt 1 oder niedriger sein. Ist der Verfärbungsgrad (YI) höher als 6, kann die Transparenz durch Verfärbung geschädigt werden, und so kann das Polymer nicht in der ursprünglich vorgesehenen Anwendung eingesetzt werden.
Die 5%-Gewichtsverlusttemperatur des Lactonring-enthaltenden Polymers in der Thermogravimetrie (TG) kann bevorzugt 330°C oder mehr, stärker bevorzugt 350°C oder mehr und noch stärker bevorzugt 360°C oder mehr betragen. Die 5%-Gewichtsverlusttemperatur in der Thermogravimetrie (TG) ist ein Index für die thermische Stabilität, und ist diese niedriger als 330°C, liegt in einigen Fällen keine ausreichende thermische Stabilität vor.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Lactonring-enthaltenden Polymers kann bevorzugt 115°C oder mehr, stärker bevorzugt 125°C oder mehr, noch stärker bevor zugt 130°C oder mehr, besonders bevorzugt 135°C oder mehr und am stärksten bevorzugt 140°C oder mehr betragen.
Die Gesamtmenge an restlichen flüchtigen Komponenten, die in dem Lactonring-enthaltenden Polymer enthalten sind, kann bevorzugt 5.000 ppm oder weniger, stärker bevorzugt 2.000 ppm oder weniger, noch stärker bevorzugt 1.500 ppm und besonders bevorzugt 1.000 ppm betragen. Wenn die Gesamtmenge der restlichen flüchtigen Komponenten größer ist als 5.000 ppm, kann dies zu Entwicklungsfehlern wie Verfärbung, Schäumen und Schlieren führen, die alle durch die Denaturierung des Polymers während der Bildung und dergleichen verursacht werden.
Die Gesamtlichtdurchlässigkeit eines Formgegenstandes, erhalten durch Spritzgießen des Lactonring-enthaltenden Polymers, kann bevorzugt 85% oder mehr, stärker bevorzugt 88% oder mehr und noch stärker bevorzugt 90% oder mehr betragen, gemessen durch ein Verfahren gemäß ASTM-D-1003. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit ist ein Index der Transparenz, und wenn die Gesamtlichtdurchlässigkeit niedriger ist als 85%, sinkt die Transparenz und so kann der Formgegenstand nicht in seiner ursprünglich vorgesehen Anwendung eingesetzt werden.
«Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A)»
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon.
Der Gehalt an dem Lactonring-enthaltenden Polymer in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) kann bevorzugt 50 bis 100 Masse-%, stärker bevorzugt 60 bis 100 Masse-%, noch stärker bevorzugt 70 bis 100 Masse-% und besonders bevorzugt 80 bis 100 Masse-% betragen. Ist der Gehalt an dem Lactonring-enthaltenden Polymer in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) kleiner als 50 Masse-%, wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung in einigen Fällen nicht ausreichend gezeigt.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) kann ein anderes Polymer (nachstehend manchmal als „mindestens ein anderes Polymer" bezeichnet) als das Lactonring-enthaltende Polymer als mindestens eine andere Komponente enthalten.
Beispiele des mindestens einen anderen Polymers können Olefinpolymere, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere und Poly(4-methyl-1-penten); Vinylhalogenidpolymere, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und chlorierte Vinylharze; Acrylpolymere, wie Polymethylmethacrylat; Styrolpolymere, wie Polystyrol, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Blockcopolymere; Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polyethylennaphthalat; Polyamide, wie Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 610; Polyacetale; Polycarbonate; Polyphenylenoxide; Polyphenylensulfide; Polyetheretherketone; Polysulfone; Polyethersulfone; Polyoxybenzylene; Polyamidimide; und kautschukartige Polymere, wie ABS-Harze und ASA-Harze, gemischt mit Polybutadienkautschuken oder Acrylkautschuken, umfassen.
Der Gehalt des anderen Polymers in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) kann bevorzugt 0 bis 50 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 40 Masse-%, noch stärker bevorzugt 0 bis 30 Masse-%, und besonders bevorzugt 0 bis 20 Masse-% betragen.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) kann verschiedene Additive enthalten. Beispiele für die Additive können Antioxidationsmittel, wie die vom gehinderten Phenoltyp, Phosphortyp und Schwefeltyp; Stabilisatoren wie lichtbeständige Stabilisatoren, witterungsbeständige Stabilisatoren und thermische Stabilisatoren; Verstärkungsmaterialien, wie Glasfasern und Kohlenstoffasern; UV-Absorber, wie Phenylsalicylat, (2,2'-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol und 2-Hydroxybenzophenon; Nahinfrarotabsorber; Flammverzögerer, wie Tris(dibrompropyl)phosphat, Triarylphosphat und Antimonoxid; Antistatikmittel, wie anionische oberflächenaktive Mittel, kationische oberflächenaktive Mittel und nicht-ionisch oberflächenaktive Mittel; Färbemittel, wie anorganische Pigmente, organische Pigmente und Farbstoffe; organische Füllstoffe und anorganische Füllstoffe; Harzmodifizierer; organische Füllmittel und anorganische Füllmittel; Weichmacher; Schmiermittel; Antistatikmittel und Flammverzögerer.
Der Gehalt der Additive in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) kann bevorzugt 0 bis 5 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 2 Masse-%, und noch stärker bevorzugt 0 bis 0,5 Masse-% betragen.
Das Verfahren zur Herstellung der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch können beispielsweise das Lactonring-enthaltende Polymer und nach Bedarf mindestens ein anderes Polymer und ein Additiv(e) unter Verwendung irgendeines hierfür bekannten Verfahrens gründlich gemischt und dann in eine ebene Form gebracht werden. Die ebene Form kann bevorzugt eine Filmform oder eine Folienform sein.
In der vorliegenden Erfindung hat die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) in Filmform eine Dicke von weniger als 350 μm, und die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) in Folienform hat eine Dicke von 350 μm oder größer, damit sich beide Formen voneinander unterscheiden.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) in Filmform kann bevorzugt eine Dicke von nicht weniger als 1 μm und weniger als 350 μm, stärker bevorzugt nicht weniger als 10 μm und weniger als 350 μm aufweisen. Wenn die Dicke weniger als 1 μm beträgt, gibt es in einigen Fällen keine ausreichende mechanische Festigkeit und so kann der Film beim Strecken leicht zerbrechen.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) in Folienform kann bevorzugt eine Dicke von 350 μm bis 10 mm, stärker bevorzugt 350 μm bis 5 mm haben. Wenn die Dicke größer als 10 mm ist, kann nur schwer eine einheitliche Dicke erhalten werden.
Da die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung eine hohe Transparenz hat, kann ihre Gesamtlichtdurchlässigkeit be vorzugt 80% oder mehr, stärker bevorzugt 85% oder mehr, noch stärker bevorzugt 90% oder mehr und besonders bevorzugt 92% oder mehr betragen.
Die Zugfestigkeit der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung, gemessen gemäß ASTM-D-882-61T, kann bevorzugt nicht weniger als 10 MPa und weniger als 100 MPa, stärker bevorzugt nicht weniger als 30 MPa und weniger als 100 MPa betragen. Wenn die Zugfestigkeit kleiner als 10 MPa ist, gibt es in einigen Fällen keine ausreichende mechanische Festigkeit. Ist die Zugfestigkeit im Gegensatz dazu höher als 100 MPa, kann sich die Verarbeitbarkeit verschlechtern.
Die Dehnungsrate der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung, gemessen gemäß ASTM-D-882-61T, kann bevorzugt 1% oder mehr betragen. Die obere Grenze der Dehnungsrate kann in normalen Fällen bevorzugt 100% oder weniger betragen, obgleich sie nicht besonders eingeschränkt ist. Beträgt die Dehnungsrate weniger als 1%, kann sich die Zähigkeit verschlechtern.
Die Dehngrenze der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung, gemessen gemäß ASTM-D-882-61T, kann bevorzugt 0,5 GPa oder mehr, stärker bevorzugt 1 GPa oder mehr und stärker bevorzugt 2 GPa oder mehr betragen. Die obere Grenze der Dehngrenze kann in normalen Fällen bevorzugt 20 GPa oder weniger betragen, obgleich sie nicht besonders eingeschränkt ist. Beträgt die Dehngrenze weniger als 0,5 GPa, ist in einigen Fällen die mechanische Festigkeit nicht ausreichend.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung kann mit verschiedenen funktionalen Beschichtungsschichten ausgestattet sein, die in Abhängigkeit ihres Zweckes darauf laminiert bzw. aufgetragen werden, wobei diese funktionalen Beschichtungsschichten antistatische Schichten, Haft- und Klebeschichten, Haftschichten, leicht haftende Schichten, spiegelfreie Schichten, Kontaminationsschutzschichten wie Photokatalysatorschichten, Antireflexionsschichten, Hartbeschichtungsschichten, UV-Abschirmschichten, Wärmestrahlabschirm schichten, Schichten für die elektromagnetische Abschirmung und Schichten mit Gasbarriereeigenschaften umfassen. Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A) kann auch ein Laminat sein, worauf Teile, die mit den jeweiligen funktionalen Beschichtungsschichten beschichtet sind, durch ein Klebemittel oder ein Haftmittel laminiert werden. In diesem Fall sind die Reihenfolge der Laminierung der jeweiligen Schichten und das Laminierverfahren nicht besonders eingeschränkt.
Die UV-Abschirmschicht soll die UV-Schädigung der Materialien, wie einer Substratschicht und einer Druckschicht, die sich unter der UV-Abschirmschicht befinden und durch UV-Strahlen geschädigt werden, verhindern. Als die UV-Abschirmschicht können Materialien verwendet werden, die durch die Zugabe eines UV-Absorbers mit einem Molekulargewicht von 1.000 oder niedriger zu thermoplastischen Harzen, wie Acrylharzen, Polyesterharzen oder fluorierten Harzen, oder zu härtbaren Harzen wie wärmehärtbaren, durch Feuchtigkeit härtbaren, durch UV-Strahlen härtbaren oder durch Elektronenstrahlen härtbaren, erhalten wurden. Genauer gesagt sind Acrylpolymere, erhalten durch die Polymerisation eines Monomergemisches, das im wesentlichen ein Monomer mit einer UV-absorbierenden Struktur enthält, wie in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 3081508, 3404160 und 2835396 offenbart, aus Sicht der Witterungsbeständigkeit bevorzugt. Beispiele für kommerziell erhältliche Produkte des Acrylpolymers können „HALSHYBRID UV-G13" und „HALSHYBRID UV-G301" (beide erhältlich von Nippon Shokubai Co., Ltd.) und „ULS-935LH" (erhältlich von Ipposha Oil Industries Co., Ltd.) umfassen.
Die Wärmestrahlenabschirmschicht soll die Fehlfunktion peripherer Vorrichtungen, verursacht durch Nahinfrarotstrahlen (insbesondere bei 700 bis 1.200 nm), die zusammen mit der Emission, beispielsweise von einem Display, erzeugt werden, verhindern. Als die Wärmestrahlenabschirmschicht können Materialien verwendet werden, die durch die Zugabe eines organischen oder anorganischen Wärmestrahlenabschirmmaterials zu thermoplastischen Harzen wie Acrylharzen, Polyesterharzen, oder fluorierten Harze, oder zu härtbaren Harzen wie wärmehärtbaren, durch Feuchtigkeit härtbaren, durch UV-Strahlen härtbaren oder durch Elektronenstrahlen härtbaren, erhalten wurden. Das organische Wärmestrahlenabschirmmaterial ist nicht besonders eingeschränkt, so lange es irgendeines der Materialien von Phthalocyanin farbstoffen, Diimoniumfarbstoffen und Squarilliumfarbstoffen ist, die im nahen Infrarotbereich (von 700 bis 1.800 nm) absorbieren. In Abhängigkeit der Anwendungen kann eine Kombination aus Farbstoff oder Farbstoffen, wie Porphyrinfarbstoffe oder Cyaninfarbstoffe, die im sichtbaren Bereich (von 400 bis 700 nm) absorbieren, und eine Art oder zwei oder mehr Arten der obigen Materialien, die im nahen Infrarotbereich absorbieren, verwendet werden. Beispiele für das anorganische Wärmestrahlenabschirmmaterial können Metalle, Metallnitride und Metalloxide umfassen. Von diesen Materialien sind Feinteilchen von Metalloxiden aus Sicht der Löslichkeit in einem Dispersionsmedium und der Witterungsbeständigkeit bevorzugt. Als das Metalloxid sind Indiumoxide und Zinkoxide bevorzugt, und die mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder weniger sind aus Sicht der Transparenz bevorzugt.
Beispiele für die Materialien für die Klebe- und Haftmittelschicht können Acrylharz, Acrylsäureesterharze oder Copolymere von diesen Harzen, Kautschuke wie Styrol-Butadien-Copolymer, Polyisoprenkautschuk und Polyisobutylenkautschuk, Polyvinylether-, Silikon-, Maleimid- und Cyanoacrylat-Klebe- und -Haftmittel umfassen. Obgleich diese Materialien allein verwendet werden können, können ferner ein Vernetzungsmittel und Haftvermittler zugegeben werden. Acrylharze, die Copolymere sind, die ein Alkylacrylat als eine Hauptkomponente davon enthalten, sind aus Sicht der optischen Merkmale, Lichtbeständigkeit und Transparenz bevorzugt; und ein Haftmittel, dessen Brechungsindex nahe dem der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) eingestellt wird, indem ein aromatischer Haftvermittler zugegeben wird, ist stärker bevorzugt. Sofern notwendig, kann das obige Wärmestrahlenabschirmmaterial, beispielsweise ein Phthalocyaninfarbstoff oder ein Cyaninfarbstoff, in dem Haftmittel gemischt werden, um so eine funktionale Haftmittelschicht zu erzeugen. Dies ist aus Sicht der Verdünnung der Schicht als ein optisches Laminat und Verbesserung der Produktivität vorteilhaft.
Die elektromagnetische Abschirmschicht soll den nachteiligen Einfluß elektromagnetischer Welle, erzeugt durch die Emission aus einem Display, auf lebende Körper und elektronische Vorrichtungen verhindern. Die Abschirmschicht für elektromagnetische Wellen ist aus einem dünnen Film aus einem Metall oder Metalloxid, wie Sil ber, Kupfer, Indiumoxid, Zinkoxid, Indiumzinnoxid und Antimonzinnoxid, aufgebaut. Diese dünnen Filme können unter Nutzung irgendeines hierfür bekannten Trockenplattierverfahrens wie Vakuumaufdampfverfahren, Ionenplattierungsverfahren, Sputterverfahren, CVD-Verfahren und chemisches Plasmaaufdampfverfahren hergestellt werden. Am häufigsten wird als die Abschirmschicht für elektromagnetische Wellen ein dünner Film aus Indiumzinnoxid (manchmal als „ITO" abgekürzt) verwendet. Bevorzugt werden jedoch ein dünner Kupferfilm mit gitterartigen Löchern und ein Laminat, hergestellt durch abwechselnde Laminierung dielektrischer Schichten und Metallschichten, verwendet. Beispiele für die dielektrische Schicht können transparente Metalloxide wie Indiumoxid und Zinkoxid umfassen. Die Metallschicht kann für gewöhnlich eine Schicht aus Silber oder einer Silber-Palladium-Legierung sein. Das Laminat kann für gewöhnlich zuerst durch das Laminieren einer dielektrischen Schicht und ebenso durch das Laminieren einer ungeraden Anzahl an Schichten, ausgewählt aus etwa 3 bis 13 Schichten, erhalten werden.
Die Antireflexionsschicht unterdrückt die Reflexion auf der Oberfläche, um so eine direkte Reflexion von externem Licht wie fluoreszierendem Licht auf der Oberfläche zu verhindern. Als die Struktur der Antireflexionsschicht gibt es zum einen die Antireflexionsschicht, die aus einem dünnen Film aus einem anorganischen Material wie einem Metalloxid, einem Fluorid, einem Silicat, einem Borat, einem Carbid, einem Nitrid oder einem Sulfid besteht, und die ein Laminat ist, erhalten durch die Laminierung von Harzen mit unterschiedlichen Brechungsindizes als eine Einzelschicht oder eine Mehrfachschicht. Auch wird ein Laminat verwendet, erhalten durch die Laminierung dünner Filme, die Verbundstoffeinteilchen aus einer anorganischen Verbindung und einer organischen Verbindung enthalten, wie in dem japanischen ungeprüften Patent Veröffentlichungs-Nr. 2003-292805 offenbart.
Die spiegelfreie Schicht soll den Sichtwinkel weiten und durchgelassenes Licht streuen. Die spiegelfreie Schicht wird durch die Herstellung einer Tinte unter Verwendung von Feinteilchen wie Siliciumdioxid, einem Melaminharz und einem Acrylharz und Auftragung der Tinte auf eine andere funktionale Schicht durch irgendeines der hierfür bekannten Verfahren, gefolgt von Wärme- oder Photohärtung gebildet.
Auch ein Film, der einer Entspiegelung unterzogen wurde, kann auf einen anderen funktionalen Film aufgetragen werden.
Die Hartdeckschicht wird auf der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) durch die Auftragung einer Beschichtungslösung, hergestellt durch die Auflösung oder Dispergierung eines härtbaren Silikonharzes, eines härtbaren Harzes, enthaltend einen Verbundstoff aus organischem Polymer und anorganischen Feinteilchen, eines Acrylats, wie Urethanacrylat, Epoxidacrylat und polyfunktionales Acrylat, sowie eines Photoinitiators in einem organischen Lösungsmittel unter Verwendung eines der hierfür bekannten Beschichtungsverfahren, so daß die Hartdeckschicht bevorzugt die äußerste Schicht bildet, gefolgt vom Trocknen und photohärten der Beschichtungsschicht gebildet. Das härtbare Silikonharz ist ein Harz mit Siloxanbindungen, und Beispiele für das härtbare Silikonharz können teilweise hydrolysierte Produkte von Trialkoxysilan und Tetraalkoxysilan oder alkylierte Materialien dieser Alkoxysilane, hydrolysierte Produkte aus einem Gemisch aus Methyltrialkoxysilan und Phenyltrialkoxysilan, und teilweise hydrolysierte Kondensate aus mit kolloidem Siliciumdioxid gefülltem Organotrialkoxysilan umfassen. Beispiele für kommerziell erhältlich Produkte aus dem Hartdeckschichtmaterialumfassen „Si COAT 2" (erhältlich von Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), „TOSGUARD 510" und „UVHC8553" (beide erhältlich von GE Toshiba Silicone Co., Ltd.), und „SOLGUARD NP720", „SOLGUARD NP730" und „SOLGUARD RF0831" (alle erhältlich von Nippon Dacro Shamlock Co., Ltd.). Auch sind unter einem Verbundstoff aus organischem Polymer und anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen, hergestellt durch Fixierung eines organischen Polymers auf der Oberfläche der anorganischen Feinteilchen, zu verstehen. Wird die Oberflächenschutzschicht unter Verwendung eines härtbaren Harzes gebildet, das diese anorganischen feinen Verbundstoffteilchen enthält, verbessert dies beispielsweise die Oberflächenhärte. Details der anorganischen feinen Verbundstoffteilchen und deren Herstellungsverfahren werden beispielsweise in den japanischen ungeprüften Patenten Veröffentlichungen Nr. 7-178335; 9-302257 und 11-124467 beschrieben. Das härtbare Harz, das die anorganischen feinen Verbundstoffteilchen enthalten kann, ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele für das härtbare Harz können Melaminharze, Urethanharze, Alkydharze, Acrylharze und polyfunktionale Acrylharze umfassen. Beispiele für das polyfunktionale Acrylharz können Harze wie Polyolacrylat, Polyesteracrylat, Urethanacrylat und Epoxidacrylat umfassen. Beispiele für kommerziell erhältliche Produkte aus dem anorganische feine Verbundstoffteilchen enthaltenden härtbaren Harz können „UWC-3300" und „UWC-3600" (beide erhältlich von Nippon Shokubai Co., Ltd.) umfassen.
<Optischer Schutzfilm>
Eine bevorzugte Ausführungsform der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Schutzfilm (nachstehend manchmal als „der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung" bezeichnet).
Der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, so lange er ein Film ist, der transparente optische Teile schützt. Bevorzugte spezielle Beispiele für den optischen Schutzfilm können Schutzfilme, die in Polarisationsplatten verwendet werden, die in Flüssigkristalldisplays verwendet werden, umfassen. Der Schutzfilm der vorliegenden Erfindung kann als ein optischer Schutzfilm verwendet werden, der auch als ein Verzögerungsfilm dient.
Der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung kann entweder ein nicht-gestreckter Film oder ein gestreckter Film sein.
Ist der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung ein nicht-gestreckter Film, kann die Retardation in der Ebene bevorzugt weniger als 20 nm, stärker bevorzugt weniger als 10 nm betragen.
Ist der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung ein gestreckter Film, kann die Retardation in der Ebene bevorzugt 20 bis 500 nm, stärker bevorzugt 50 bis 400 nm betragen.
Ist der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung ein gestreckter Film, kann der Film die Funktion eines Verzögerungsfilmes haben, indem er eine spezifische Retardation (z. B., λ/2 oder λ/4) haben kann. In diesem Fall werden bevorzugt eine (Meth)acrylsäure und/oder ein (Meth)acrylsäureester, die Monomere sind, dargestellt durch die obige Formel (3), als das Monomer, das bei der Herstellung des Lactonring-enthaltenden Polymers verwendet wird, verwendet. Überdies kann bevorzugt ein Acrylpolymer als ein anderes Polymer in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) enthalten sein.
Der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung hat eine geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation und das Verhältnis (R/Re) der Retardation R bei jeder Wellenlänge zu der Retardation Re bei 590 nm kann bevorzugt 0,9 bis 1,2, stärker bevorzugt 0,95 bis 1,1 betragen.
Der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung hat eine geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation. Die Differenz (R₄₀ – R₀) zwischen der Retardation bei einem Einfallswinkel von 0° und der Retardation einem Einfallswinkel von 40° ist geringer als 20 nm, stärker bevorzugt geringer als 10 nm.
Der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung hat eine hohe Oberflächenhärte und kann bevorzugt eine Stifthärte von H oder höher, stärker bevorzugt 2H oder höher haben.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Schutzfilms der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, der optische Schutzfilm der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise aber durch das Mischen eines Lactonring-enthaltenden Polymers und nach Bedarf mindestens eines anderen Polymers und eines Additivs unter Verwendung irgendeines hierfür bekannten Verfahrens, gefolgt von der Formung des Gemisches zu einem Film, erhalten werden. Der Film kann ebenso unter Bildung eines gestreckten Filmes gestreckt werden.
Als das Verfahren zur Bildung eines Films kann irgendeines der hierfür bekannten Filmbildungsverfahren genutzt werden. Beispiele für das Filmbildungsverfahren können Lösungsgießverfahren, Schmelzspinnverfahren, Kalandrierverfahren und Druckumformverfahren umfassen. Von diesen Filmbildungsverfahren sind Lösungsgießverfahren und Schmelzspinnverfahren besonders bevorzugt.
Beispiele des Lösungsmittels, das in dem Lösungsgießverfahren verwendet werden soll, können Chlorlösungsmittel, wie Chloroform und Dichlormethan; aromatische Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol und Benzol; Alkohollösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Butanol und 2-Butanol; Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Butylcellosolve, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Dioxan, Cyclohexanon, Tetrahydrofuran, Aceton, Methylethylketon, Ethylacetat und Diethylether, umfassen. Diese Lösungsmittel können allein verwendet werden oder es können zwei oder mehr Arten dieser Lösungsmittel auch in Kombination verwendet werden.
Beispiele für den Apparat, der zur Durchführung des Lösungsgießverfahrens verwendet wird, können Trommelgießmaschinen, Bandgießmaschinen und Schleuderbeschichterumfassen.
Beispiele für das Schmelzspinnverfahren können T-Düsenverfahren und Aufblasverfahren umfassen. Die Filmbildungstemperatur kann bevorzugt 150°C bis 350°C, stärker bevorzugt 200°C bis 300°C betragen.
Als das Verfahren zur Durchführung des Streckens kann irgendeines der dafür bekannten Streckverfahren eingesetzt werden, und beispielsweise können uniaxiales Strecken, sequenzielles biaxiales Strecken oder gleichzeitiges biaxiales Strecken verwendet werden.
Das Strecken kann bevorzugt bei einer Temperatur um die Glasübergangstemperatur eines Polymers als ein Filmrohmaterial durchgeführt werden. Die spezifische Strecktemperatur kann bevorzugt von (Glasübergangstemperatur –30°C) bis (Glasübergangstemperatur +100°C), stärker bevorzugt von (Glasübergangstemperatur –20°C) bis (Glasübergangstemperatur +80°C) betragen. Ist die Strecktemperatur niedriger als (Glasübergangstemperatur –30°C), kann in einigen Fällen kein ausreichendes Streckverhältnis erhalten werden. Wenn im Gegensatz dazu die Strecktemperatur höher ist als (Glasübergangstemperatur +100°C) kann das Harz fluidisiert werden, wodurch kein stabiles Strecken durchgeführt werden kann.
Das Streckverhältnis, definiert durch ein Flächenverhältnis, kann bevorzugt 1,1 bis 25, stärker bevorzugt 1,3 bis 10 betragen. Ist das Streckverhältnis kleiner als 1,1, kann durch Strecken keine Verbesserung der Zähigkeit erhalten werden. Wenn im Gegensatz dazu das Streckverhältnis größer ist als 25, ist keine Erhöhung des Streckverhältnisses zu beobachten.
Die Streckgeschwindigkeit (in eine Richtung) kann bevorzugt 10%/min bis 20.000%/min, stärker bevorzugt 100%/min bis 10.000%/min betragen. Ist die Streckgeschwindigkeit geringer als 10%/min, braucht es zum Erhalt eines ausreichenden Streckverhältnisses Zeit, wodurch die Produktionskosten steigen. Wenn im Gegensatz dazu die Streckgeschwindigkeit höher ist als 20.000%/min, kann der gestreckte Film beispielsweise zerbrechen.
Zur Stabilisierung der optischen Isotropie und der mechanischen Merkmale des Films kann die Wärmebehandlung (Tempern) auch nach der Streckbehandlung durchgeführt werden.
<Optischer Film>
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Film (nachstehend manchmal als „der optische Film der vorliegenden Erfindung" bezeichnet).
Der optische Film der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, so lange es ein Film mit hervorragenden optischen Merkmalen ist. Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt ein Verzögerungsfilm (nachstehend manchmal als „der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung" bezeichnet) oder ein Sichtwinkelkompensationsfilm (nachstehend manchmal als „der Sichtwinkelkompensationsfilm der vorliegenden Erfindung" bezeichnet) sein.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann eine Retardation in der Ebene von 20 bis 500 nm, stärker bevorzugt 50 bis 400 nm aufweisen.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann entweder ein nicht-gestreckter Film oder ein gestreckter Film sein, und er kann bevorzugt ein gestreckter Film sein, der eine starke Retardation zeigt.
Der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung hat eine geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation, und das Verhältnis (R/Re) der Retardation R bei jeder Wellenlänge zu der Retardation Re bei 590 nm kann bevorzugt 0,9 bis 1,2, stärker bevorzugt 0,95 bis 1,1 betragen.
Der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung hat eine geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation. Die Differenz (R₄₀ – R₀) zwischen der Retardation bei einem Einfallswinkel von 0° und der Retardation bei einem Einfallswinkel von 40° beträgt weniger als 20 nm, stärker bevorzugt weniger als 10 nm.
Der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung hat eine hohe Oberflächenhärte und kann bevorzugt eine Stifthärte von H oder höher, stärker bevorzugt 2H oder höher haben.
Das Verfahren zur Herstellung des Verzögerungsfilms der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise aber durch das Mischen eines Lactonring-enthaltenden Polymers und nach Bedarf mindestens eines anderen Polymers und eines Additivs unter Verwendung irgendeines hierfür bekannten Verfahrens, gefolgt von der Formung des Gemisches zu einem Film erhalten werden. Der Film kann auch zu einem gestreckten Film gestreckt werden.
Die Filmbildungstemperatur und das Verfahren zu Bildung eines Films sind dieselben wie die, die für den obigen Schutzfilm verwendet wurden.
Als das Verfahren zur Durchführung des Streckens kann irgendeines der hierfür bekannten Streckverfahren genutzt werden und beispielsweise können uniaxiales Strecken, sequenzielles biaxiales Strecken oder gleichzeitiges biaxiales Strecken genutzt werden. Von diesen Streckverfahren ist das uniaxiale Strecken zur Bildung eines Verzögerungsfilmes besonders bevorzugt.
Die Strecktemperatur, das Streckverhältnis und die Streckgeschwindigkeit sind dieselben wie die, die für den obigen optischen Schutzfilm verwendet wurden.
Zur Stabilisierung der optischen Isotropie und der mechanischen Merkmale des Films kann die Wärmebehandlung (Tempern) auch nach der Streckbehandlung durchgeführt werden.
Die Oberfläche des Verzögerungsfilms der vorliegenden Erfindung kann nach Bedarf der Koronabehandlung unterzogen werden. Insbesondere im Falle der Oberflächenbehandlung des Films durch ein Beschichtungsverfahren oder dergleichen und im Falle der Laminierung anderer Filme unter Verwendung eines Haftmittels, kann die Koronabehandlung der Oberfläche des Films bevorzugt zur Verbesserung der Haftung der beiden durchgeführt werden.
Der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung kann auf eine Polarisationsplatte laminiert werden. Der Verzögerungsfilm der vorliegenden Erfindung kann auch als der Schutzfilm in einer Polarisationsplatte verwendet werden.
Der Sichtwinkelkompensationsfilm der vorliegenden Erfindung hat eine geringe Wellenlängenabhängigkeit der Retardation, und das Verhältnis (R/Re) der Retardation R bei jeder Wellenlänge zu der Retardation Re bei 590 nm kann bevorzugt 0,9 bis 1,2, stärker bevorzugt 0,95 bis 1,1 betragen.
Der Sichtwinkelkompensationsfilm der vorliegenden Erfindung hat eine hohe Oberflächenhärte und kann bevorzugt eine Stifthärte von H oder höher, stärker bevorzugt 2H oder höher aufweisen.
Das Verfahren zur Herstellung des Sichtwinkelkompensationsfilms der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, der Sichtwinkelkompensationsfilm der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise aber durch das Mischen eines Lacton ring-enthaltenden Polymers und nach Bedarf mindestens eines anderen Polymers und eines Additivs unter Verwendung irgendeines hierfür bekannten Verfahrens, gefolgt von der Formung des Gemisches zu einem Film erhalten werden. Der Film kann auch zu einem gestreckten Film gestreckt werden.
Die Filmbildungstemperatur und das Verfahren zur Bildung eines Films sind dieselben, wie die, die für den obigen optischen Schutzfilm verwendet wurden.
Als das Verfahren zur Durchführung des Streckens kann irgendeines der hierfür bekannten Streckverfahren eingesetzt werden, und beispielsweise können uniaxiales Strecken, sequentielles biaxiales Strecken und gleichzeitiges biaxiales Strecken verwendet werden. Von diesen Streckverfahren ist zur Bildung eines Sichtwinkelkompensationsfilmes biaxiales Strecken wie sequentielles biaxiales Strecken oder gleichzeitiges biaxiales Strecken besonders bevorzugt.
Die Strecktemperatur, das Streckverhältnis und die Streckgeschwindigkeit sind dieselben wie die, die für den obigen optischen Schutzfilm verwendet wurden.
Zur Stabilisierung der optischen Isotropie und der mechanischen Merkmale des Films kann die Wärmebehandlung (Tempern) auch nach der Streckbehandlung durchgeführt werden.
<Optische Folie>
Eine noch andere bevorzugte Ausführungsform der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung ist eine optische Folie (nachstehend manchmal als „die optische Folie der vorliegenden Erfindung" bezeichnet).
Die optische Folie der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, so lange sie eine Folie mit hervorragender Wärmebeständigkeit und hervorragenden optischen Merkmalen ist. Die optische Folie der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt eine Streuplatte (nachstehend manchmal als „die Streuplatte der vorliegenden Erfindung" bezeichnet) oder eine Lichtleiterplatte (nachstehend manchmal als „die Lichtleiterplatte der vorliegenden Erfindung" bezeichnet) sein.
Ist die optische Folie der vorliegenden Erfindung eine Streuplatte, kann sie dieselbe Struktur haben wie die hierfür bekannten Streuplatten, außer daß das Lactonring-enthaltende Polymer der vorliegenden Erfindung als eine Harzkomponente enthalten ist.
Ist die optische Folie der vorliegenden Erfindung eine Lichtleiterplatte, kann sie dieselbe Struktur haben wie die hierfür bekannten Lichtleiterplatten, außer daß das Lactonring-enthaltende Polymer der vorliegenden Erfindung als eine Harzkomponente enthalten ist.
Die optische Folie der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt eine Retardation in der Ebene von weniger als 20 nm, stärker bevorzugt weniger als 10 nm aufweisen.
Die optische Folie der vorliegenden Erfindung hat eine hohe Oberflächenhärte und kann bevorzugt eine Stifthärte von H oder höher, stärker bevorzugt 2H oder höher haben. Die optische Folie der vorliegenden Erfindung hat eine besonders hohe Wärmebeständigkeit und kann bevorzugt einen Vicat-Erweichungspunkt von 110°C oder höher, stärker bevorzugt 120°C oder höher aufweisen.
Das Verfahren zur Herstellung der optischen Folie der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, die optische Folie der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise aber durch das Mischen eines Lactonring-enthaltenden Polymers und nach Bedarf mindestens eines anderen Polymers und eines Additivs unter Verwendung irgendeines der hierfür bekannten Verfahren, gefolgt von der Formung des Gemisches zu einer Folie, erhalten werden.
Als das Folienbildungsverfahren kann irgendeines der hierfür bekannten Folienbildungsverfahren eingesetzt werden. Spezielle Beispiele für das Folienbildungsverfahren können Extrudieren, Spritzgießen, Aufblasen und Blasformen umfassen.
Die Temperatur für die Folienbildung kann bevorzugt 150°C bis 350°C, stärker bevorzugt 200°C bis 300°C betragen.
Die Streuplatte der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt einen organischen Füllstoff und/oder einen anorganischen Füllstoff als ein Additiv enthalten.
Was die zu verwendende Menge an organischem Füllstoff und/oder anorganischem Füllstoff angeht, beträgt die Gesamtmenge an organischem Füllstoff und/oder anorganischem Füllstoff bevorzugt 0,01 bis 50 Masse-%, stärker bevorzugt 0,05 bis 40 Masse-% und stärker bevorzugt 0,1 bis 20 Masse-%, bezogen auf das Lactonring-enthaltende Polymer. Werden der organische Füllstoff und/oder der anorganische Füllstoff in einer Menge verwendet, die in den obigen Bereich fällt, kann eine Streuplatte mit gut ausgeglichenen Merkmalen wie Lichtdurchlässigkeit, Diffusionsrate, Festigkeit, Steifheit, Wärmeverformungstemperatur und Härte erhalten werden.
Beispiele für den organischen Füllstoff können Polymere und vernetzte Polymerteilchen umfassen.
Werden vernetzte Polymerteilchen als der organische Füllstoff verwendet, beträgt der Teilchendurchmesser der vernetzten Polymerteilchen bevorzugt 0,1 bis 100 μm, stärker bevorzugt 0,5 bis 50 μm.
Beispiele des organischen Füllstoffs können Acrylharze, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyacrylnitril, Polyamid, Polysiloxane und fluorierte Harze, umfassen. Diese organischen Füllstoffe können allein verwendet werden oder es können zwei oder mehr Arten dieser organischen Füllstoffe auch in Kombination verwendet werden.
Beispiele des anorganischen Füllstoffs können Siliciumdioxid, Siliciumdioxidaluminiumoxid, Kieselgur, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat, Titanoxid, Magnesiumoxid, Bimsstaub, Bimssteinkugeln, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, basisches Magnesiumcarbonat, Dolomit, Calciumsulfat, Kaliumtitanat, Bariumcarbonat, Bariumsulfat, Calciumsulfit, Talk, Ton, Glimmer, Asbest, Glasflocke, Glasperlen, Calci umsilicat, Montmorillonit, Bentonit, Graphit, Aluminiumpulver und Molybdänsulfid umfassen. Diese anorganischen Füllstoffe können allein verwendet werden oder es können zwei oder mehr Arten dieser Füllstoffe auch in Kombination verwendet werden. Von diesen anorganischen Füllstoffen sind Calciumcarbonat, Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumdioxidaluminiumoxid, Talk und Bariumcarbonat besonders bevorzugt.
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllstoffes kann bevorzugt 0,5 bis 50 μm, stärker bevorzugt 1 bis 30 μm betragen. Steigt der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllstoffes innerhalb des obigen Bereiches, kann die Gesamtlichtdurchlässigkeit der erhaltenen Lichtstreuplatte sinken und die Diffusionsdurchlässigkeit kann steigen. Daher kann eine solche optische Folie bevorzugt als eine Lichtstreuplatte für Displays, Glanzmaterialien, Blendplatten, und Beleuchtungsinstrumente verwendet werden. Wenn im Gegensatz dazu der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllstoffes innerhalb des obigen Bereiches sinkt, kann die Gesamtlichtdurchlässigkeit der erhaltenen Lichtstreuplatte steigen und die Diffusionsdurchlässigkeit kann sinken. Daher kann eine solche optische Folie bevorzugt für Anwendungen wie großtechnische Bildschirme verwendet werden.
Unter Verwendung der Streuplatte der vorliegenden Erfindung können eine Lichtdiffusionsfolie für Flüssigkristallanzeigen und eine Gegenlichteinheit, die diese Lichtdiffusionsfolie nutzt, durch irgendeines der hierfür bekannten Verfahren erhalten werden.
Die Lichtleiterplatte der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt eine leicht unebene Form mit Lichtreflexionsfunktion auf einer Oberfläche außer der Seitenflächen haben. Beispiele für die leicht unebene Form können V-förmige Rillenformen und kontinuierliche Prismaformen umfassen.
Die Lichtleiterplatte der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt mit einer die Lichtreflexion mindernden Schicht auf einer Oberfläche außer den Seitenflächen ausgestattet sein. Hat die Lichtleiterplatte der vorliegenden Erfindung eine leicht unebene Form mit Lichtreflexionsfunktion auf einer Oberfläche außer den Seitenflächen wie oben beschrieben, kann die die Lichtreflexion mindernde Schicht bevorzugt auf der Seite gegenüber der Oberfläche mit der leicht unebenen Form mit Lichtreflexionsfunktion abgeschieden werden.
Die die Lichtreflexion mindernde Schicht ist nicht besonders eingeschränkt, so lange sie eine Schicht ist, die die Funktion hat, die Reflexion von Licht wie sichtbaren Strahlen auf der Einfallsebene in der gleichen Art und Weise wie im Falle der die Lichtreflexion mindernden Schichten gewöhnlicher optischer Teile zu verhindern. Beispiele für die die Lichtreflexion mindernde Schicht können anorganische dünne Filme und transparente Harzfilme umfassen.
Unter Verwendung der Lichtleiterplatte der vorliegenden Erfindung können eine Lichtleiterplatte für Flüssigkristallanzeigen und eine Gegenlichteinheit oder Frontlichteinheit, die diese Lichtleiterplatte nutzen, durch irgendeines der hierfür bekannten Verfahren erhalten werden.
«Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (B)»
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (B) umfaßt ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz, wobei die Zusammensetzung eine Glasübergangstemperatur von 120°C oder höher, eine Retardation in der Ebene von 20 nm oder weniger pro 100 μm Dicke und eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% oder höher aufweist.
Als mindestens ein anderes thermoplastisches Harz, das in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) verwendet wird, ist dessen Art kein Gegenstand, solange wie es unter Bildung eines Films mit einem Lactonring-enthaltenden Polymer gemischt wird, der Film Funktionen wie eine Glasübergangstemperatur von 120°C oder höher, eine Retardation in der Ebene von 200 nm oder weniger pro 100 μm Dicke und eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% oder höher zeigen kann. Ein thermoplastisches Harz, das mit Lactonring-enthaltendem Polymer thermodynamisch kompatibel ist, ist jedoch aus Sicht der Bereitstellung eines opti schen Films mit starken Leistungen einschließlich Transparenz, Wärmebeständigkeit, geringer Retardation und hervorragender mechanischer Festigkeit bevorzugt.
Das Verhältnis eines Lactonring-enthaltenden Polymers zu mindestens einem anderen thermoplastischen Harz in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) kann bevorzugt 60 bis 99 Masse-% : 1 bis 40 Masse-%, stärker bevorzugt 70 bis 97 Masse-% : 3 bis 30 Masse-%, und noch stärker bevorzugt 80 bis 95 Masse-% : 5 bis 20 Masse-% betragen. Ist der Gehalt des Lactonring-enthaltenden Polymers in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) niedriger als 60 Masse-%, liegt die Wirkung der vorliegenden Erfindung in einigen Fällen nicht ausreichend vor.
Beispiele des mindestens einen anderen thermoplastischen Harzes umfassen Olefinpolymere, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymere und Poly(4-methyl-1-penten); Halogen-enthaltende Polymere, wie Vinylchlorid und chlorierte Vinylharze; Styrolpolymere, wie Polystyrol, Styrol/Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Blockcopolymere; Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polyethylennaphthalat; Polyamide, wie Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 610; Polyacetale; Polycarbonate; Polyphenylenoxide; Polyphenylensulfide; Polyetheretherketone; Polysulfone; Polyethersulfone; Polyoxybenzylene; Polyamidimide; und Kautschuk-artige Polymere, wie ABS-Harze und ASA-Harze, gemischt mit Polybutadienkautschuken oder Acrylkautschuken. Die Kautschukpolymere können bevorzugt die mit einem Pfropfteil, der mit dem Lactonring-enthaltenden Polymer auf seiner Oberfläche kompatibel ist, sein. Der mittlere Teilchendurchmesser des Kautschukpolymers kann, wenn die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (B) zu einem Film verarbeitet wird, hinsichtlich der Verbesserung der Transparenz bevorzugt 100 nm oder weniger, stärker bevorzugt 70 nm oder weniger betragen.
Beispiele für das thermoplastische Harz, das mit dem Lactonring-enthaltenden Polymer kompatibel ist, können Copolymere mit einer Vinylcyanatmonomereinheit und einer aromatischen Vinylmonomereinheit umfassen und können genauer gesagt Acrylnitril-Styrol-Copolymere, Polyvinylchloridharze und Polymere, die 50 Masse-% o der mehr an Methacrylsäureestern enthalten, umfassen. Wird in diesen thermoplastischen Harzen ein Acrylnitril-Styrol-Copolymer verwendet, kann ohne weiteres ein optischer Film mit einer Glasübergangstemperatur von 120°C oder höher, einer Retardation in der Ebene von 20 nm oder weniger pro 100 μm Dicke und einer Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% oder mehr erhalten werden. In diesem Fall kann durch die Messung der Glasübergangstemperatur einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, erhalten durch das Mischen dieser Komponenten, bestätigt werden, daß das Lactonring-enthaltende Polymer mit mindestens einem anderen thermoplastischen Harz thermodynamisch kompatibel ist. Genauer gesagt, das Lactonring-enthaltende Polymer ist mit mindestens einem anderen thermoplastischen Harz kompatibel, wenn die Glasübergangstemperatur eines Gemisches aus dem Lactonring-enthaltenden Polymer und dem mindestens einen anderen thermoplastischen Harz mit einem Differential-Scanning-Kalorimeter an nur einem Punkt gemessen wird.
Wird ein Acrylnitril-Styrol-Copolymer als das andere thermoplastische Harz verwendet, kann als das Herstellungsverfahren irgendeines der Emulsionspolymerisationsverfahren, Suspensionspolymerisationsverfahren, Lösungspolymerisationsverfahren, Massepolymerisationsverfahren und dergleichen verwendet werden. Aus Sicht der Transparenz und der optischen Leistung der erhaltenen optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) wird bevorzugt jedoch irgendeines der Lösungspolymerisationsverfahren und Massepolymerisationsverfahren verwendet.
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (B) kann verschiedene Additive enthalten. Beispiele für Additive können Antioxidationsmittel, wie vom gehinderten Phenol-, Phosphor- und Schwefeltyp; Stabilisatoren wie lichtbeständige Stabilisatoren, witterungsbeständige Stabilisatoren und thermische Stabilisatoren; Verstärkungsmaterialien, wie Glasfasern und Kohlenstoffasern; UV-Absorber, wie Phenylsalicylat, (2,2'-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol und 2-Hydroxybenzophenon; Nahinfrarotabsorber; Flammverzögerer, wie Tris(dibrompropyl)phosphat, Triarylphosphat und Antimonoxid; Antistatikmittel, wie anionische oberflächenaktive Mittel, kationische oberflächenaktive Mittel und nicht-ionisch oberflächenaktive Mittel; Färbemittel, wie anorganische Pigmente, organische Pigmente und Farbstoffe; orga nische Füllstoffe und anorganische Füllstoffe; Harzmodifizierer; organische Füllmittel und anorganische Füllmittel; Weichmacher; Schmierstoffe; Antistatikmittel und Flammverzögerer umfassen.
Der Gehalt der Additive in der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) beträgt bevorzugt 0 bis 5 Masse-%, stärker bevorzugt 0 bis 2 Masse-%, und noch stärker bevorzugt 0 bis 0,5 Masse-%.
Das Verfahren zur Herstellung der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) ist nicht besonders eingeschränkt, beispielsweise können aber das Lactonring-enthaltende Polymer und nach Bedarf mindestens ein anderes thermoplastisches Harz und ein Additiv unter Verwendung irgendeines der hierfür bekannten Verfahren gründlich gemischt und dann in eine ebene Form gebracht werden. Die ebene Form kann bevorzugt ein Film oder eine Folie sein.
<Optischer Film>
Eine bevorzugte Ausführungsform der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Film (nachstehend manchmal als „der optische Film der vorliegenden Erfindung" bezeichnet).
Der optische Film der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Film, der die Merkmale in Abhängigkeit der verschiedenen optischen Anwendungen ausreichend vorweisen kann.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung hat eine Glasübergangstemperatur von 120°C oder höher, und kann bevorzugt eine Glasübergangstemperatur von 125°C oder höher, stärker bevorzugt 130°C oder höher haben.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt eine Retardation in der Ebene von 20 nm oder weniger, stärker bevorzugt 10 nm oder weniger, pro 100 μm Dicke aufweisen.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% oder höher, stärker bevorzugt 87% oder höher und noch stärker bevorzugt 90% oder höher aufweisen.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung hat eine geringe Einfallswinkelabhängigkeit der Retardation. Die Differenz (R₄₀ – R₀) zwischen der Retardation pro 100 μm Dicke bei einem Einfallswinkel von 0° und der Retardation pro 100 μm Dicke bei einem Einfallswinkel von 40° kann bevorzugt 20 nm oder weniger, stärker bevorzugt 10 nm oder weniger betragen.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt eine Dicke von nicht weniger als 1 μm und weniger als 500 μm, stärker bevorzugt nicht weniger als 10 μm und weniger als 300 μm haben. Ist die Dicke kleiner als 1 μm, gibt es in einigen Fällen keine ausreichende mechanische Festigkeit, und daher kann der Film beim Strecken ohne weiteres zerbrechen.
Die Zugfestigkeit des optischen Films der vorliegenden Erfindung, gemessen gemäß ASTM-D-882-61T, kann bevorzugt nicht weniger als 10 MPa und weniger als 100 MPa, stärker bevorzugt nicht weniger als 30 MPa und weniger als 100 MPa betragen. Ist die Zugfestigkeit kleiner als 10 MPa, gibt es in einigen Fällen keine ausreichende mechanische Festigkeit. Ist die Zugfestigkeit im Gegensatz dazu höher als 100 MPa, kann sich die Verarbeitbarkeit verschlechtern.
Die Dehnungsrate des optischen Films der vorliegenden Erfindung, gemessen gemäß ASTM-D-882-61T, kann bevorzugt 1% oder mehr, stärker bevorzugt 3% oder mehr betragen. Die obere Grenze der Dehnungsrate kann in normalen Fällen bevorzugt 100% oder weniger betragen, obgleich sie nicht besonders eingeschränkt ist. Beträgt die Dehnungsrate weniger als 1%, kann sich die Zähigkeit verschlechtern.
Die Dehngrenze des optischen Films der vorliegenden Erfindung, gemessen gemäß ASTM-D-882-61T, kann bevorzugt 0,5 GPa oder mehr, stärker bevorzugt 1 GPa oder mehr und stärker bevorzugt 2 GPa oder mehr betragen. Die obere Grenze der Dehngrenze kann in normalen Fällen bevorzugt 20 GPa oder weniger betragen, ob gleich sie nicht besonders eingeschränkt ist. Beträgt die Dehngrenze weniger als 0,5 GPa, ist in einigen Fällen die mechanische Festigkeit nicht ausreichend.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Films der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, der optische Film der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise aber durch das Mischen eines Lactonring-enthaltenden Polymers und mindestens eines anderen thermoplastischen Harzes und nach Bedarf eines Additivs unter Verwendung irgendeines der hierfür bekannten Verfahren erhalten werden, um so im Vorhinein eine thermoplastische Harzzusammensetzung herzustellen, die dann zu einem Film verarbeitet wird. Als das Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Harzzusammensetzung kann ein Verfahren eingesetzt werden, in dem die obigen Komponenten unter Verwendung eines Mischers wie eines Kugelmischers vorgemischt werden und dann das erhaltene Gemisch extrusionsgeknetet wird. In diesem Fall ist der für das Extrusionskneten verwendete Kneter nicht besonders eingeschränkt, sondern es kann irgendeiner der hierfür bekannten Kneter, beispielsweise Extruder wie Einschneckenextruder und Doppelschneckenextruder und Druckkneter verwendet werden.
Als das Verfahren zur Bildung eines Films kann irgendeines der hierfür bekannten Filmbildungsverfahren genutzt werden. Beispiele für das Filmbildungsverfahren können Lösungsgießverfahren, Schmelzspinnverfahren, Kalandrierverfahren und Druckumformverfahren umfassen. Von diesen Filmbildungsverfahren sind Lösungsgießverfahren und Schmelzspinnverfahren besonders bevorzugt. In diesem Fall kann die vorher wie oben beschrieben extrudierte und geknetete thermoplastische Harzzusammensetzung verwendet werden. Alternativ können das Lactonring-enthaltende Polymer, das mindestens eine andere thermoplastische Harz und nach Bedarf ein Additiv separat in Lösungsmitteln gelöst werden, um so Lösungen zu bilden, die dann zu einer einheitlichen Lösung gemischt werden, und diese einheitliche Lösung kann unter Verwendung eines Lösungsgießverfahrens oder eines Lösungsextrusionsverfahrens einem Filmbildungsschritt unterzogen werden.
Beispiele des in dem Lösungsgießverfahren zu verwendenden Lösungsmittels können Chlorlösungsmittel, wie Chloroform und Dichlormethan; aromatische Lösungs mittel, wie Toluol, Xylol und Benzol; Alkohollösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Butanol und 2-Butanol; Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Butylcellosolve, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Dioxan, Cyclohexanon, Tetrahydrofuran, Aceton, Methylethylketon, Ethylacetat und Diethylether, umfassen. Diese Lösungsmittel können allein verwendet werden oder es können zwei oder mehr Arten dieser Lösungsmittel auch in Kombination verwendet werden.
Beispiele für den zur Durchführung des Lösungsgießverfahrens zu verwendenden Apparat können Trommelgießmaschinen, Bandgießmaschinen und Schleuderbeschichterumfassen.
Beispiele für das Schmelzspinnverfahren können T-Düsenverfahren und Aufblasverfahren umfassen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Filmbildungstemperatur bevorzugt 150°C bis 350°C, stärker bevorzugt 200°C bis 300°C betragen.
Wird der Film durch ein T-Düsenverfahren gebildet, wird eine T-Düse auf das obere Ende eines bekannten Einschneckenextruders oder Doppelschneckenextruders gesetzt und ein Film, extrudiert in Filmform, kann unter Erhalt eines gewalzten Films gewalzt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann ein uniaxialer Streckschritt unter geeigneter Kontrolle der Temperatur der Aufwickelwalzen durchgeführt werden, um den Film in Extrusionsrichtung zu strecken. Es kann auch ein Schritt wie sequentielles biaxiales Strecken oder gleichzeitiges biaxiales Strecken durchgeführt werden, indem der Film senkrecht zur Extrusionsrichtung gestreckt wird.
Der optische Film der vorliegenden Erfindung kann entweder ein nicht-gestreckter Film oder ein gestreckter Film sein. Ist der optische Film der vorliegenden Erfindung gestreckt, ist er entweder ein uniaxial gestreckter Film oder ein biaxial gestreckter Film. Ist der optische Film der vorliegenden Erfindung ein biaxial gestreckter Film, kann er entweder durch gleichzeitiges biaxiales Strecken oder durch sequentielles biaxiales Strecken erhalten worden sein. Biaxial gestreckt zeigt der Film eine verbesserte mechanische Festigkeit, was zu einer Leistungsverbesserung des Films führt. Wenn mindestens ein anderes thermoplastisches Harz in den optischen Film der vorliegenden Erfindung gemischt wird, kann eine Steigerung der Retardation des Films unterdrückt und die optische Isotropie des Films erhalten werden, selbst wenn der Film gestreckt wird.
Das Strecken kann bevorzugt bei einer Temperatur um die Glasübergangstemperatur eines Polymers als ein Filmrohmaterial durchgeführt werden. Die spezifische Strecktemperatur kann bevorzugt von (Glasübergangstemperatur –30°C) bis (Glasübergangstemperatur +100), stärker bevorzugt von (Glasübergangstemperatur –20°C) bis (Glasübergangstemperatur +80°C) betragen. Ist die Strecktemperatur niedriger als (Glasübergangstemperatur –30°C), kann in einigen Fällen kein ausreichendes Streckverhältnis erhalten werden. Wenn im Gegensatz dazu die Strecktemperatur höher ist als (Glasübergangstemperatur +100°C) kann das Harz fluidisiert werden, wodurch kein stabiles Strecken durchgeführt werden kann.
Das Streckverhältnis, definiert durch ein Flächenverhältnis, kann bevorzugt 1,1 bis 25, stärker bevorzugt 1,3 bis 10 betragen. Ist das Streckverhältnis kleiner als 1,1, kann durch Strecken keine Verbesserung der Zähigkeit erhalten werden. Wenn im Gegensatz dazu das Streckverhältnis größer ist als 25, ist keine Erhöhung des Streckverhältnisses zu beobachten.
Die Streckgeschwindigkeit (in eine Richtung) kann bevorzugt 10%/min bis 20.000%/min, stärker bevorzugt 100%/min bis 10.000%/min betragen. Ist die Streckgeschwindigkeit geringer als 10%/min, braucht es zum Erhalt eines ausreichenden Streckverhältnisses Zeit, wodurch die Produktionskosten steigen. Wenn im Gegensatz dazu die Streckgeschwindigkeit höher ist als 20.000%/min, kann der gestreckte Film beispielsweise zerbrechen.
Zur Stabilisierung der optischen Isotropie und der mechanischen Merkmale des Films kann die Wärmebehandlung (Tempern) auch nach der Streckbehandlung durchgeführt werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen ausführlich beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele be schränkt. Die vorliegende Erfindung kann nach geeigneten Modifikationen oder Variationen innerhalb eines Bereiches, der die oben und später beschriebenen Grundlagen erfüllt, die alle im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung liegen, in die Praxis umgesetzt werden. In den folgenden Beispielen werden „Masseteile" und „Liter" der Einfachheit halber einfach als „Teile" bzw. „1", beschrieben.
Die Herstellungsbeispiele 1 bis 4, die Beispiele 1 bis 19 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 2 entsprechen jeweils der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (A) der vorliegenden Erfindung, und die Herstellungsbeispiele 5 und 6, die Beispiele 20 bis 22 und Vergleichsbeispiel 3 entsprechen jeweils der optischen ebenen thermoplastischen Harzzusammensetzung (B) der vorliegenden Erfindung.
<Polymerisationsreaktionsgeschwindigkeit und Analyse der Polymerzusammensetzung>
Die Reaktionsgeschwindigkeit der Polymerisationsreaktion und die Gehalte der spezifischen Monomereinheiten in einem Polymer wurden durch die Messung der Mengen an nicht umgesetzten Monomeren in dem resultierenden Polymerisationsreaktionsgemisch unter Verwendung von Gaschromatographie (GC17A, erhältlich von Shimadzu Corporation) bestimmt.
<Dynamische TG>
Das Polymer (oder eine Polymerlösung oder Polymerpellets) wurde einmal in Tetrahydrofuran gelöst oder damit verdünnt, was dann in einen Überschuß Hexan oder Methanol gegossen wurde, um eine Ausfällung herbeizuführen. Der aus der Lösung entnommene Niederschlag wurde unter Vakuum (1 mmHg (1,33 hPa) 80°C, 3 Stunden oder länger) getrocknet, um die flüchtigen Komponenten zu entfernen. Das resultierende Harz in Form eines weißen Feststoffes wurde durch das folgende Verfahren (dynamisches TG-Verfahren) analysiert.
Meßapparat: Differentialthermowaage (Thermo Plus 2 TG-8120 Dynamic TG, erhältlich von Rigaku Corporation)
Meßbedingung: Probenmenge: 5 bis 10 mg
Temperaturanstiegsgeschwindigkeit: 10°C/min
Atmosphäre: Stickstoffstrom, 200 ml/min
Verfahren: stufenweises isothermisches Kontrollverfahren (die Gewichtsverlustgeschwindigkeit innerhalb eines Temperaturbereiches von 60°C bis 500°C wurde bei 0,005%/s oder weniger kontrolliert)
<Gehalt an Lactonringstruktur>
Zunächst wurde der Gewichtsverlust, als alle Hydroxylgruppen als Methanol aus der resultierenden Polymerzusammensetzung durch Alkoholentfernung entfernt waren, als Standard definiert, und dann wurde die Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit aus dem Gewichtsverlust in der Alkoholentfernungsreaktion innerhalb eines Temperaturbereiches von 150°C vor Beginn des Gewichtsverlustes bis 300°C vor Beginn der Zersetzung des Polymers bei der dynamischen TG-Messung bestimmt.
Genauer gesagt, wurde eine Gewichtsverlustgeschwindigkeit innerhalb eines Temperaturbereiches von 150°C bis 300°C bei der dynamischen TG-Messung des Polymers mit einer Lactonringstruktur gemessen und der gemessene tatsächliche Wert als eine tatsächliche Gewichtsverlustgeschwindigkeit (X) definiert. Auf der anderen Seite wurde die Gewichtsverlustgeschwindigkeit aus der Zusammensetzung des Polymers unter der Voraussetzung, daß alle Hydroxylgruppen in der Polymerzusammensetzung in Alkohole umgewandelt sind, damit sie an der Bildung von Lactonringen beteiligt sind und dann entalkoholisiert wurden (genauer gesagt, Gewichtsverlustgeschwindigkeit, berechnet mit der Voraussetzung, daß 100% der Alkohole in der Zusammensetzung einer Alkoholentfernungsreaktion unterliegen) als eine theoretische Gewichtsverlustgeschwindigkeit (Y) definiert. Die theoretische Gewichtsverlustgeschwindigkeit (Y) kann genauer gesagt aus dem Molverhältnis des Rohmaterialmonomers mit einer Struktur (d. h. Hydroxylgruppen), die an der Alkoholentfernungsreaktion in dem Polymer beteiligt ist, das heißt, aus dem Gehalt des Rohmaterialmonomers in der Polymerzusammensetzung, berechnet werden. In der folgenden Gleichung der Alkoholentfernung wurden die obigen Werte zur Berechnung eingesetzt und der erhaltene Wert als Prozentsatz vermerkt, wodurch die Geschwindigkeit für die Alkoholentfernungsreaktion erhalten wurde.
1 – (tatsächliche Gewichtsverlustgeschwindigkeit (X)/theoretische Gewichtsverlustgeschwindigkeit (Y))
Dann wurde unter der Annahme, daß entsprechend der Geschwindigkeit der Alkoholentfernungsreaktion eine Lactonzyklisierung stattfinden kann, der Gehalt an Rohmonomer mit einer Struktur (d. h. Hydroxylgruppen), die an der Lactonzyklisierung beteiligt ist, mit der Geschwindigkeit der Alkoholentfernungsreaktion multipliziert, wodurch der Anteil, der von der Lactonringstruktur in dem Polymer eingenommen wird, berechnet werden kann.
Als ein Beispiel wird der Anteil der Lactonringstruktur in den Pellets, erhalten in Herstellungsbeispiel 1, das später beschrieben wird, berechnet. Zur Bestimmung der theoretischen Gewichtsverlustgeschwindigkeit (Y) lautet der Gehalt an Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat in dem Polymer wie folgt: (32/116) × 25,0 – 6,90 Masse-%, da das Molekulargewicht von Methanol 32 beträgt, das Molekulargewicht von Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat 116 beträgt, und der Gehalt (bezogen auf das Masseverhältnis) von Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat 25,0 Masse-% der Zusammensetzung beträgt. Auf der anderen Seite betrug die tatsächliche Gewichtsverlustgeschwindigkeit (X), bestimmt durch die dynamische TG-Messung 0,22 Masse-%. Diese Werte wurden in der obigen Gleichung der Alkoholentfernung eingesetzt, 1 – (0,22/6,90) ≅ 0,968, und demzufolge betrug die Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit 96,8%. Dann wurde unter der Annahme, daß entsprechend dieser Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit eine Lactonzyklisierung in dem Polymer stattfinden kann, der Gehalt (25,0 Masse-%) an Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat mit der Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit (96,8% = 0,968) multipliziert und so der Anteil an Lactonring in dem Polymer mit 24,2 (= 25,0% × 0,968) Masse-% bestimmt.
Ebenso wird der Anteil der Lactonringstruktur in den Pellets, erhalten in Herstellungsbeispiel 5, das später erklärt wird, berechnet. Zur Bestimmung der theoretischen Gewichtsverlustgeschwindigkeit (Y) lautet der Gehalt an Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat in dem Polymer wie folgt: (32/116) × 20,0 = 5,52 Masse-%, da das Molekulargewicht von Methanol 32 beträgt, das Molekulargewicht von Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat 116 beträgt und der Gehalt (bezogen auf das Masseverhältnis) von Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat 20,0 Masse-% der Zusammensetzung beträgt. Auf der anderen Seite betrug die tatsächliche Gewichtsverlustgeschwindigkeit (X), bestimmt durch die dynamische TG-Messung 0,17 Masse-%. Diese Werte wurden in der obigen Gleichung der Alkoholentfernung eingesetzt, 1 – (0,17/5,52) 0,969, und demzufolge betrug die Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit 96,9%. Dann wurde unter der Annahme, daß entsprechend dieser Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit eine Lactonzyklisierung in dem Polymer stattfinden kann, der Gehalt (20,0 Masse-%) an Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat mit der Alkoholentfernungsreaktionsgeschwindigkeit (96,9% = 0,969) multipliziert und so der Anteil an Lactonring in dem Polymer mit 19,4 (= 20,0% × 0,969) Masse-% bestimmt.
<Gewichtsmittel des Molekulargewichts>
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines Polymers wurde im Hinblick auf Polystyrol unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie (GPC-System, erhältlich von Tosoh Corporation) bestimmt.
<Schmelzflußrate>
Die Schmelzflußrate wurde bei einer Testtemperatur von 240°C unter einer Last von 10 kg gemäß JIS-K6874 gemessen.
<Thermische Analyse des Polymers>
Die thermische Analyse eines Polymers wurde unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC-8230, erhältlich von Rigaku Corporation) unter den folgenden Bedingungen vorgenommen: Probenmenge 10 mg; Temperaturanstiegsgeschwindigkeit 10°C/min und Stickstoffstrom 50 ml/min. Die Glasübergangstemperatur (Tg) wurde durch das Mittelpunktverfahren gemäß ASTM-D-3418 bestimmt.
<Oberflächenhärte>
Die Oberflächenhärte eines Films wurde als Stifthärte unter Verwendung eines Stiftkratztesters gemäß JIS K-5400 gemessen.
<Optische Merkmale>
Wie die Brechungsindexanisotropie (Retardation: Re) wurde die Retardation unter Verwendung eines Retardationsmeßapparates (KOBRA-21ADH, erhältlich von Oji Scientific Instruments) gemessen. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit und Trübung wurden unter Verwendung eines Trübungsmeßgerätes (NDH-1001DP, erhältlich von Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) gemessen. Der Brechungsindex und die Abbesche Zahl wurden unter Verwendung eines Abbe-Refraktometers (DR-M2, erhältlich von Atago Co., Ltd.) unter Verwendung von 1-Bromnaphthalin als eine Kontaktflüssigkeit gemessen.
<Mechanische Merkmale>
Die Zugfestigkeit, die Dehnungsrate und die Dehngrenze wurden basierend auf ASTM-D-882-61T gemessen.
Nunmehr werden die Herstellungsbeispiele für Lactonring-enthaltende Polymere erläutert.
«Herstellungsbeispiel 1»
Ein 30 l-Gefäßreaktor, ausgestattet mit einem Rührer, einem Temperatursensor, einem Kondensationsrohr und einer Stickstoffzufuhrleitung, wurde mit 9.000 g Methylmethacrylat (MMA), 1.000 g Methyl-2-(hydroxymethyl)acrylat (MHMA), 10.000 g 4-Methyl-2-pentanon (d. h., Methylisobutylketon, MIBK) und 5 g n-Dodecylmercaptan beladen. Das Gemisch wurde unter einem Stickstoffstrom auf 105°C zum Rückfluß erhitzt, wo 5,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat (KAYACARBON BIC-75, erhältlich von Kayaku Akzo Co., Ltd.) als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, und gleichzeitig wurde eine Lösungspolymerisation unter Rückfluß bei etwa 105°C bis 120°C durchgeführt, während eine Lösung, enthaltend 10,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat und 230 g MIBK, über 4 Stunden tropfenweise zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann für weitere 4 Stunden gealtert.
Dann wurden 30 g eines Gemisches aus Stearylphosphat und Distearylphosphat (Phoslex A-18, erhältlich von Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) zu der erhaltenen Polymerlösung zugegeben, wodurch unter Rückfluß bei etwa 90°C bis 120°C für 5 Stunden eine Zyklisierungskondensationsreaktion stattfinden konnte. Dann wurde die erhaltene Polymerlösung bei einer Behandlungsgeschwindigkeit von 2,0 kg/h auf Harzbasis unter den folgenden Bedingungen in einen Entgasungsdoppelschnecken extruder (ϕ = 29,75 mm, L/D 30) eingeführt: Zylindertemperatur 260°C; Umdrehungszahl 100 U/min; Vakuumgrad 13,3 bis 400 hPa (10 bis 300 mmHg); Anzahl der Rückentgasungen 1; Anzahl der Vorentgasungen 4. In diesem Extruder wurde die Polymerlösung einer weiteren Zyklisierungskondensationsreaktion und Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen und wurde dann unter Erhalt transparenter Pellets von einem Lactonring-enthaltenden Polymer extrudiert.
Es wurde eine dynamische TG-Messung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers durchgeführt und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,35 Masse-% festgestellt. Überdies hatte das Lactonring-enthaltende Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 156.000, eine Schmelzflußrate von 3,9 g/10 min und eine Glasübergangstemperatur von 123°C.
«Herstellungsbeispiel 2»
Ein 30 l-Gefäßreaktor, ausgestattet mit einem Rührer, einem Temperatursensor, einem Kondensationsrohr und einer Stickstoffzufuhrleitung, wurde mit 8.500 g MMA, 1.500 g MHMA, 10.000 g MIBK und 5 g n-Dodecylmercaptan beladen. Das Gemisch wurde unter einem Stickstoffstrom auf 105°C zum Rückfluß erhitzt, wo 10,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, und gleichzeitig wurde eine Lösungspolymerisation unter Rückfluß bei etwa 105°C bis 120°C durchgeführt, während eine Lösung, enthaltend 10,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat und 230 g MIBK, über 4 Stunden tropfenweise zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann für weitere 4 Stunden gealtert.
Dann wurden 600 g Essigsäure zu der erhaltenen Polymerlösung gegeben, wodurch unter Rückfluß bei etwa 90°C bis 120°C für 5 Stunden eine Zyklisierungskondensationsreaktion stattfinden konnte. Dann wurde die erhaltene Polymerlösung in einem Entgasungsdoppelschneckenextruder einer Zyklisierungskondensationsreaktion und Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen, wie in Herstellungsbeispiel 1 beschrieben, und wurde dann unter Erhalt transparenter Pellets von einem Lactonring-enthaltenden Polymer extrudiert.
Es wurde eine dynamische TG-Messung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers durchgeführt und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,35 Masse-% festgestellt. Überdies hatte das Lactonring-enthaltende Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 166.000, eine Schmelzflußrate von 3,9 g/10 min und eine Glasübergangstemperatur von 127°C.
«Herstellungsbeispiel 3»
Die Reaktion wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 beschrieben durchgeführt, außer daß die Mengen an MMA und MHMA in Herstellungsbeispiel 1 auf 8.000 g bzw. 2.000 g geändert wurden, um so transparente Pellets von einem Lactonring-enthaltenden Polymer zu erhalten.
Es wurde eine dynamische TG-Messung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers durchgeführt und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,64 Masse-% festgestellt. Überdies hatte das Lactonring-enthaltende Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 144.000, eine Schmelzflußrate von 9,2 g/10 min und eine Glasübergangstemperatur von 131°C.
«Herstellungsbeispiel 4»
Ein 30 l-Gefäßreaktor, ausgestattet mit einem Rührer, einem Temperatursensor, einem Kondensationsrohr und einer Stickstoffzufuhrleitung, wurde mit 7.500 g MMA, 2.000 g MHMA, 500 g Methacrylsäure, 10.000 g MIBK und 25 g n-Dodecylmercaptan beladen. Das Gemisch wurde unter einem Stickstoffstrom zum Rückfluß auf 105°C erhitzt, wo 10,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat als ein Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, und zur gleichen Zeit wurde eine Lösungspolymerisation unter Rückfluß bei etwa 105°C bis 120°C durchgeführt, während eine Lösung, enthaltend 10,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat und 230 g MIBK, tropfenweise über 4 Stunden zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann für weitere 4 Stunden gealtert.
Ein Teil der erhaltenen Polymerlösung wurde entnommen und eine dynamische TG-Messung durchgeführt, und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,59 Masse-% festgestellt.
Die erhaltene Polymerlösung wurde in einem Entgasungsdoppelschneckenextruder einer Zyklisierungskondensationsreaktion und Entfernung flüchtiger Bestandteile in der gleichen Art und Weise, wie in Herstellungsbeispiel 1 beschrieben, unterzogen, und wurde dann unter Erhalt transparenter Pellets von einem Lactonring-enthaltenden Polymer extrudiert.
Es wurde eine dynamische TG-Messung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers durchgeführt und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,28 Masse-% festgestellt. Überdies hatte das Lactonring-enthaltende Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 186.000, eine Schmelzflußrate von 7,2 g/10 min und eine Glasübergangstemperatur von 139°C.
«Herstellungsbeispiel 5»
Ein 30 l-Gefäßreaktor, ausgestattet mit einem Rührer, einem Temperatursensor, einem Kondensationsrohr und einer Stickstoffzufuhrleitung, wurde mit 8.000 g MMA, 2.000 g MHMA, 10.000 g MIBK und 5 g n-Dodecylmercaptan beladen. Das Gemisch wurde unter einem Stickstoffstrom auf 105°C zum Rückfluß erhitzt, wo 5,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, und gleichzeitig wurde eine Lösungspolymerisation unter Rückfluß bei etwa 100°C bis 120°C durchgeführt, während eine Lösung, enthaltend 10,0 g t-Butylperoxyisopropylcarbonat und 230 g MIBK, tropfenweise über 2 Stunden zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann für weitere 4 Stunden gealtert.
Dann wurden 30 g eines Gemisches aus Stearylphosphat und Distearylphosphat zu der erhaltenen Polymerlösung gegeben, wodurch unter Rückfluß bei etwa 90°C bis 120°C für 5 Stunden eine Zyklisierungskondensationsreaktion stattfinden konnte. Dann wurde die erhaltene Polymerlösung in einem Entgasungsdoppelschneckenextruder einer Zyklisierungskondensationsreaktion und Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen, wie in Herstellungsbeispiel 1 beschrieben, und wurde dann unter Erhalt transparenter Pellets von einem Lactonring-enthaltenden Polymer extrudiert.
Es wurde eine dynamische TG-Messung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers durchgeführt und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,17 Masse-% festgestellt. Überdies hatte das Lactonring-enthaltende Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 133.000, eine Schmelzflußrate von 6,5 g/10 min und eine Glasübergangstemperatur von 131°C.
«Herstellungsbeispiel 6»
Ein 30 l-Gefäßreaktor, ausgestattet mit einem Rührer, einem Temperatursensor, einem Kondensationsrohr und einer Stickstoffzufuhrleitung, wurde mit 8.000 g MMA, 2.000 g MHMA, 10.000 g Toluol und 5 g Tris-(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit (Adecastab 2112, erhältlich von Asahi Denka Industries Co., Ltd.) beladen. Das Gemisch wurde unter einem Stickstoffstrom auf 100°C zum Rückfluß erhitzt, wo 11,0 g t-Amylperoxyisocyanat (Luperox 570, erhältlich von Arkema Yoshitomi, Ldt.) als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, und gleichzeitig wurde eine Lösungspolymerisation unter Rückfluß bei etwa 100°C bis 120°C durchgeführt, während eine Lösung, enthaltend 22 g t-Amylperoxyisocyanat und 219 g Toluol, tropfenweise über 2 Stunden zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann für weitere 4 Stunden gealtert.
Dann wurden 10 g eines Gemisches aus Stearylphosphat und Distearylphosphat zu der erhaltenen Polymerlösung gegeben, wodurch unter Rückfluß bei etwa 85°C bis 120°C für 5 Stunden eine Zyklisierungskondensationsreaktion stattfinden konnte. Dann wurde die erhaltene Polymerlösung in einem Entgasungsdoppelschneckenextruder einer Zyklisierungskondensationsreaktion und Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen, wie in Herstellungsbeispiel 1 beschrieben, und wurde dann unter Erhalt transparenter Pellets von einem Lactonring-enthaltenden Polymer extrudiert.
Es wurde eine dynamische TG-Messung des erhaltenen Lactonring-enthaltenden Polymers durchgeführt und im Ergebnis wurde ein Gewichtsverlust von 0,11 Masse-% festgestellt. Überdies hatte das Lactonring-enthaltende Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 146.000, eine Schmelzflußrate von 11,3 g/10 min und eine Glasübergangstemperatur von 130°C.
«Beispiel 1»
Die in Herstellungsbeispiel 1 erhaltenen Pellets wurden aus einer Kleiderbügel-T-Düse mit einer Breite von 150 mm unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders mit einer Schraube mit einem Durchmesser von 20 mm zum Erhalt eines Films mit einer Dicke von etwa 100 μm schmelzgesponnen.
Der erhaltene Film wurde hinsichtlich der optischen und der mechanischen Merkmale bewertet. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
«Beispiele 2 bis 4»
Unter Verwendung jedes der Pellets, die in den Herstellungsbeispielen 2 bis 4 erhalten wurden, wurden Filme mit jeweils einer Dicke von etwa 100 μm auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten.
Die erhaltenen Filme wurden hinsichtlich der optischen als auch mechanischen Merkmale bewertet. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
«Vergleichsbeispiel 1»
Unter Verwendung eines Polycarbonats (Panlight L-1225Y, erhältlich von Teijin Chemicals Ltd.) wurde ein Film mit einer Dicke von etwa 100 μm auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten.
Der erhaltene Film wurde hinsichtlich der optischen und der mechanischen Merkmale bewertet. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
TABELLE 1
TABELLE 2
Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich, hatten die in den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Filme eine hohe Transparenz, einen niedrigen Brechungsindex, eine geringe Lichtstreuungsfähigkeit, eine hohe optische Isotropie, eine hohe Zugfestigkeit, eine hohe Dehngrenze, eine hohe Oberflächenhärte und eine geringe Dehnungsrate, da diese Filme aus den Lactonring-enthaltenden Polymeren gebildet wurden.
Andererseits hatte der in Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Film eine hohe Transparenz, hatte jedoch einen hohen Brechungsindex, eine hohe Lichtstreuungsfähigkeit, eine geringe optische Isotropie, eine geringe Zugfestigkeit, Dehngrenze, Oberflächenhärte und eine hohe Dehnungsrate, da dieser Film aus Polycarbonat gebildet wurde. Daher ist anzunehmen, daß die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (A), die ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon enthält, zusätzlich zu einer hohen Transparenz und einer hohen Wärmebeständigkeit, hervorragende optische Merkmale und hervorragende mechanische Merkmale aufweist und daher die Merkmale für verschiedenste optische Anwendungen zur Genüge vorweisen kann.
«Beispiel 5»
Der in Beispiel 1 erhaltene Film wurde auf beide Oberflächen eines Polarisators aus Polyvinylalkohol aufgetragen, um Polarisationsplatten zu erhalten. Diese Polarisationsplatten wurden in eine überlappende Cross-Nicol-Position gebracht und hinsichtlich des Lichtdurchgangs beobachtet, und im Ergebnis war kein Lichtdurchgang (d. h., helle Punkte) an dem überlappenden Teil zu beobachten.
1 zeigt eine schematische Darstellung der erhaltenen Polarisationsplatte. In 1 kennzeichnet „1" einen Polarisator und „2" und „3" kennzeichnen jeweils einen Schutzfilm.
«Beispiel 6»
Der in Beispiel 1 erhaltene Film wurde auf das 1,5fache bei 150°C bei einer Streckungsgeschwindigkeit von 0,1 m/min unter Verwendung eines Biaxialstrecktesters (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) biaxial gestreckt, wodurch ein gestreckter Film mit einer Dicke von 45 μm erhalten wurde.
Der erhaltene gestreckte Film wurde hinsichtlich der mechanischen Merkmale bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
Der gestreckte Film wurde auf beide Oberflächen einer Polarisationsplatte, hergestellt aus Polyvinylalkohol, aufgetragen, um Polarisationsplatten zu erhalten. Diese Polarisationsplatten wurden in eine überlappende Cross-Nicol-Position gebracht und hinsichtlich des Lichtdurchgangs beobachtet, und im Ergebnis war kein Lichtdurchgang (d. h., helle Punkte) an dem überlappenden Teil zu beobachten.
«Beispiel 7»
Unter Verwendung der in Herstellungsbeispiel 3 erhaltenen Pellets aus dem Lactonring-enthaltenden Polymer wurde ein Film mit einer Dicke von etwa 200 μm auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der erhaltene Film wurde auf das 1,5fache bei 150°C bei einer Streckungsgeschwindigkeit von 0,1 m/min unter Verwendung eines Biaxialstrecktesters (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) biaxial gestreckt, um einen gestreckten Film mit einer Dicke von 148 μm zu erhalten.
Die Retardationen in der Ebene dieses gestreckten Films bei Wellenlängen von 450 nm und 590 nm wurden gemessen und betrugen 95 nm bzw. 93 nm.
«Vergleichsbeispiel 2»
Unter Verwendung von Polycarbonat (Panlight L-1225Y, erhältlich von Teijin Chemicals Ltd.) als Rohmaterial wurde durch biaxiales Strecken auf das 1,5fache bei 150°C bei einer Streckungsgeschwindigkeit von 0,1 m/min unter Verwendung eines Biaxialstrecktesters (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 7 beschrieben ein gestreckter Film mit einer Dicke von etwa 150 nm erhalten.
Die Retardationen in der Ebene dieses gestreckten Films bei Wellenlängen von 450 nm und 590 nm wurden gemessen und betrugen 420 nm bzw. 375 nm.
«Beispiel 8»
Der in Beispiel 6 erhaltene gestreckte Film wurde auf eine Oberfläche eines Polarisators aus Polyvinylalkohol aufgetragen, und der in Beispiel 7 erhaltene gestreckte Film wurde auf die andere Oberfläche des Polarisators aufgetragen, um eine Polarisationsplatte zu erhalten. Diese Polarisationsplatte und die in Beispiel 6 erhaltene Polarisationsplatte wurden in eine überlappende Cross-Nicol-Position gebracht und hinsichtlich des Lichtdurchgangs beobachtet, und im Ergebnis war kein Lichtdurchgang (d. h., helle Punkte) an dem überlappenden Teil zu beobachten.
«Beispiel 9»
Unter Verwendung der in Herstellungsbeispiel 3 erhaltenen Pellets aus dem Lactonring-enthaltenden Polymer wurde ein Film mit einer Dicke von etwa 200 μm auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der erhaltene Film wurde auf das 2,0fache bei 140°C bei einer Streckungsgeschwindigkeit von 0,1 m/min unter Verwendung eines Biaxialstrecktesters (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) uni axial gestreckt, um einen gestreckten Film mit einer Dicke von 126 μm zu erhalten. Die Retardation in der Ebene dieses gestreckten Films bei einer Wellenlänge von 590 nm wurde gemessen und betrug 146 nm.
Der in Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Film wurde auf das 1,3fache bei 140°C bei einer Streckungsgeschwindigkeit von 0,1 m/min unter Verwendung eines Biaxialstrecktesters (erhältlich von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) uniaxial gestreckt, um einen gestreckten Film mit einer Dicke von 85 μm zu erhalten. Die Retardation in der Ebene dieses gestreckten Films bei einer Wellenlänge von 590 nm wurde gemessen und betrug 297 nm.
Die beiden erhaltenen gestreckten Filme wurden übereinander gelegt, so daß sich die optischen Achsen dieser beiden Filme bei einem Winkel von 45° kreuzten, um so einen Sichtwinkelkompensationsfilm zu erhalten.
«Beispiel 10»
Zunächst wurden 8 g Dipentaerythritolhexaethylacrylat, 2 g Pentaerythritoltriethylacrylat und 0,5 g Photoinitiator (Irgacure 907, erhältlich von Nihon Ciba-Geigy K.K.) in 40 g Xylol gelöst, um ein UV-härtbares Hartschichtharz herzustellen, das dann unter Verwendung eines Aufzugsrakels auf den in Beispiel 6 erhaltenen gestreckten Film aufgetragen wurde. Nachdem das Lösungsmittel durch Trocknen entfernt war, wurden UV-Strahlen aus einer Hochdruckquecksilberlampe auf das Harz aufgebracht, um so eine Hartdeckschicht mit einer Dicke von 5 μm zu bilden. Ein Antireflexionsmittel (Cytop, erhältlich von Asahi Glass Co., Ltd.) wurde auf die Hartdeckschicht aufgebracht, um so eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex mit einer Dicke von 0,1 μm zu bilden, wodurch ein Antireflexionsfilm erhalten wurde.
Das Reflexionsvermögen des erhaltenen Antireflexionsfilms betrug 0,80% bei einer Wellenlänge von 550 nm.
«Beispiel 11»
Auf eine Oberfläche des in Beispiel 1 erhaltenen Films wurde eine UV-Schutzschicht mit der folgenden Zusammensetzung in einer Trockendicke von 3 μm aufgebracht und bei 120°C 1 Minute getrocknet. Eine Haftmittelschicht mit der folgenden Zusammensetzung wurde auf die Oberfläche des Films gegenüber der UV-Schutzschicht aufgebracht, so daß die Trockendicke 20 μm betrug, und bei 120°C 1 Minute getrocknet. Die Oberflächenhärte des erhaltenen Laminats betrug 4H. Überdies betrug die Durchlässigkeit des Films bei einer Wellenlänge von 350 nm 0%. Die Durchlässigkeit wurde mit einem Spektrophotometer (UV-3100, Shimadzu Corporation) gemessen.
<Zusammensetzung der UV-Schutzschicht>

UV-Schutz-Acrylharz (HALSHYBRID UV-G13, erhältlich von Nippon Shokubai Co., Ltd.): 100 Teile
Isocyanat-Härtungsmittel (Desmodule N3200, erhältlich von Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.): 3 Teile
Butylacetat: 37 Teile

<Zusammensetzung der Haftmittelschicht>

Copolymer von n-Butylacrylat, Acrylsäure und 2-Hydroxyethylmethacrylat bei einem Verhältnis von 93 : 6 : 1 (Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) 800.000; Glasübergangstemperatur etwa –48°C; Ethylacetatlösung mit einem Gehalt an nicht flüchtigen Bestandteilen von etwa 40%): 100 Teile
Isocyanat-Härtungsmittel (Coronate L, erhältlich von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.): 1 Teil
Butylacetat: 100 Teile

«Beispiel 12»
Auf eine Oberfläche des in Beispiel 1 erhaltenen Films wurde eine Wärmestrahlschutzschicht mit der folgenden Zusammensetzung in einer Trockendicke von 10 μm aufgebracht und bei 120°C 3 Minuten getrocknet. Die Oberflächenhärte des erhaltenen Laminats betrug 5H. Überdies betrug die Durchlässigkeit des Films bei einer Wellenlänge von 871 nm 34%, und die Durchlässigkeit des Films bei einer Wellenlänge von 1090 nm 30%. Die Durchlässigkeit wurde mit einem Spektrophotometer (UV-3100, erhältlich von Shimadzu Corporation) gemessen.
<Zusammensetzung der Wärmestrahlschutzschicht>

Acrylbindemittel (HALSHYBRID IR-G205, erhältlich von Nippon Shokubai Co., Ltd.): 100 Teile
Phthalocyaninfarbstoff (EXCOLOR IR-12, erhältlich von Nippon Shokubai Co., Ltd.): 0,3 Teile
Diimoniumfarbstoff (IRG-022, erhältlich von Nippon Kayaku Co., Ltd.): 0,3 Teile Methylisobutylketon: 50 Teile

«Beispiel 13»
Auf eine Oberfläche des in Beispiel 1 erhaltenen Films wurde eine Hartdeckschicht mit der folgenden Zusammensetzung in einer Trockendicke von 3 μm aufgetragen und bei 130°C für 2 Minuten getrocknet. Die Feuchtigkeit des erhaltenen Laminats wurde bei 25°C unter einer Feuchtigkeit von 60% r. F. für 2 Stunden konditioniert. Dann wurde die beschichtete Oberfläche unter einer Last von 250 g/cm² unter Verwendung von Stahlwolle (Modell Nummer: #0000) abgerieben. Es war jedoch kein Zerkratzen zu beobachten.
<Zusammensetzung der Hartdeckschicht>

Hartbeschichtungsmittel auf der Basis von wärmehärtbarem Silicium (SOLGUARD NP730, erhältlich von Nippon Dacro Shamlock Co., Ltd.): 100 Teile
Isopropylalkohol: 100 Teile

«Beispiel 14»
Auf eine Oberfläche des in Beispiel 1 erhaltenen Films wurden eine Hartdeckschicht und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex mit der folgenden Zusammensetzung in dieser Reihenfolge laminiert. Genauer gesagt wurde das folgende Hartbeschichtungsmittel aufgetragen und bei 100°C 1 Minute getrocknet. Dann wurde die Beschichtungsschicht durch Bestrahlung der Beschichtungsschicht mit UV-Strahlen aus einer Hochdruckquecksilberlampe bei einer Intensität von 200 mJ/cm² gehärtet, um eine Hartdeckschicht mit einer Dicke von 5 μm zu bilden. Dann wurde ein Besichtungsmittel mit niedrigem Brechungsindex mit der folgenden Zusammensetzung auf die Oberfläche der Hartdeckschicht aufgetragen und bei 100°C eine Stunde gehärtet, um so eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex mit einer Dicke von 0,1 μm zu bilden. Das Reflexionsvermögen des erhaltenen Films betrug 0,25% bei einer Wellenlänge von 550 nm. Die Biegbarkeit, Naßwärmebeständigkeit, Wärmebeständigkeit und das Reflexionsvermögen des erhaltenen Films wurden bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
<Herstellung des Hartbeschichtungsmittels>
Zunächst wurden 8 g Dipentaerythritolhexaacrylat (Light Acrylate DPE-6A, erhältlich von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) und 2 g Pentaerythritoltriacrylat (Light Acrylate PE-3A, erhältlich von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) gemischt und in 40 g Methylethylketon gelöst, um eine Lösung herzustellen, zu der eine Lösung, hergestellt durch das Auflösen von 0,5 g eines Photoinitiators (Irgacure 907, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals K.K.) in 2 g Methylisobutylketon, zugegeben wurde, um so ein Hartbeschichtungsmittel herzustellen.
<Herstellung eines Beschichtungsmittels mit niedrigem Brechungsindex>
Ein 300 ml-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Kondensationsrohr, wurde mit 144,5 g Tetramethoxysilan, 23,6 g γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 19,0 g Wasser, 30,0 g Methanol und 5,0 g Amberlist 15 (Kationenaustauscherharz, erhältlich von Organo Corporation) beladen, und das Gemisch wurde bei 65°C 2 Stunden gerührt, um eine Reaktion herbeizuführen. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde der Kolben anstelle des Kondensationsrohrs mit einem Destillationsturm, einem mit dem Destillationsturm verbundenen Kondensatorrohr und einem Entladungsauslaß ausgestattet. Die Temperatur des Gemisches in dem Kolben wurde auf etwa 80°C unter notmalem Druck über 2 Stunden erhöht, und das Gemisch wurde bei derselben Temperatur gehalten, bis kein Methanol mehr ausdestillierte. Dann wurde das Gemisch bei 90°C unter einem Druck von 2,67 × 10 kPa gehalten, bis kein Methanol mehr ausdestillierte, damit die Reaktion weiterlaufen konnte. Das Reaktionsgemisch wurde erneut auf Raumtemperatur abgekühlt, und dann wurde Amberlist 15 durch Filtration entfernt, wodurch polymerisierbares Polysiloxan mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1.800 erhalten wurde.
Dann wurde ein 1 l-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer, einer Tropföffnung, einem Thermometer, einem Kondensationsrohr und einer Stickstoffzufuhrleitung, mit 260 g n-Butylacetat als ein organisches Lösungsmittel beladen. Stickstoffgas wurde in den Kolben eingeführt, und der Inhalt des Kolbens wurde unter Rühren auf 110°C erhitzt. Dann wurde eine Lösung, erhalten durch das Mischen von 12 g des oben erhaltenen polymerisierbaren Polysiloxans, 19 g t-Butylmethacrylat, 94 g Butylacrylat, 67 g 2-Hydroxyethylmethacrylat, 48 g Perfluoroctylethylmethacrylat (Light Ester FM-108, erhältlich von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) und 2,5 g 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril), tropfenweise aus der Tropföffnung zugegeben. Nach der tropfenweisen Zugabe wurde das Gemisch bei derselben Temperatur für eine Stunde gerührt, und dann wurden 0,1 g t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat zweimal in Intervallen von 30 Minuten zugegeben. Das Gemisch wurde für weitere 2 Stunden erhitzt, um die Copolymerisation herbeizuführen, wodurch eine Lösung, enthaltend ein organisches Polymer mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 12.000 und einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 27.000, gelöst in n-Butylacetat erhalten wurde. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Lösung betrug 48,2%.
Dann wurde ein 500 ml-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Rührer, zwei Tropföffnungen („a" und „b") und einem Thermometer, mit 200 g n-Butylacetat und 50 g Methanol beladen, und die Innentemperatur wurde auf 40°C eingestellt. Dann wurde eine Mischlösung (Rohmateriallösung (A)), enthaltend 10 g der oben erhaltenen n-Butylacetatlösung aus dem organischen Polymer, 30 g Tetramethoxysilan und 5 g n-Butylacetat, tropfenweise aus der Tropföffnung „a" zugegeben und eine Mischlösung (Rohmateriallösung (B)), enthaltend 5 g wässerigen 25%igen Ammoniak, 10 g deionisiertes Wasser und 15 g Methanol, wurde tropfenweise aus der Tropföffnung „b" über 2 Stunden zugegeben. Nach der tropfenweisen Zugabe wurde der Kolben anstelle des Kondensationsrohrs mit einem Destillationsturm, einem mit dem Destillationsturm verbundenen Kondensationsrohr und einem Entladungsauslaß ausgestattet. Die Temperatur des Gemisches in dem Kolben wurde auf 100°C unter einem Druck von 40 kPa erhöht, um Ammoniak, Methanol und n-Butylacetat abzudestillieren, bis der Feststoffgehalt 30% betrug, wodurch ein Gemisch erhalten wurde, das anorganische Feinteilchen und ein organisches Polymer in einem Verhältnis von 70 : 30 enthielt. Der mittlere Teilchendurchmesser der anorganischen Feinteilchen in diesem Gemisch betrug 23,9 nm. Der mittlere Teilchendurchmesser wurde durch das folgende Verfahren gemessen.
Dann wurden 9 g des oben erhaltenen Gemisches, das anorganische Feinteilchen und ein organisches Polymer enthält, 0,3 g Desmojule N3200 (erhältlich von Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), 0,003 g Di-n-butylzinndilaurat und 110 g Methylisobutylketon zur Herstellung eines Beschichtungsmittels mit niedrigem Brechungsindex gemischt.
<Verhältnis der anorganischen Feinteilchen und des organischen Polymers in dem Beschichtungsmittel mit niedrigem Brechungsindex>
Das Beschichtungsmittel mit niedrigem Brechungsindex, das bei 130°C unter einem Druck von 1,33 × 10 kPa 24 Stunden getrocknet wurde, wurde einer Elementaranalyse unterzogen und der Aschegehalt wurde als der Gehalt an anorganischen Feinteilchen in dem Beschichtungsmittel mit niedrigem Brechungsindex definiert.
<Mittlerer Teilchendurchmesser>
Unter Verwendung einer Lösung, erhalten durch die Verdünnung von 1 g eines Gemisches aus anorganischen Feinteilchen und einem organischen Polymer mit 99 g b-Butylacetat, wurde eine Photographie der Teilchen mit einem Transmissionselektronenmikroskop gemacht und jeder Durchmesser von beliebigen 100 Teilchen wurde abgelesen, um das Mittel dieser Durchmesser als einen mittleren Teilchendurchmesser zu berechnen.
<Naßwärmebeständigkeit>
Die Verbundfolie verlieb 1.000 Stunden in einer Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsatmosphäre von 80°C und einer relativen Feuchtigkeit von 95% r. F., und die Durchlässigkeit des Films bei der maximalen Absorptionswellenlänge (1.090 nm) des verwendeten Diimoniumfarbstoffes wurde, bevor und nachdem die Folie stehengelassen wurde, durch ein Spektrophotometer auf die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben gemessen. Dann wurde die Differenz zwischen den Durchlässigkeiten, bevor und nachdem die Folie stehengelassen wurde, zur Bewertung der Stabilität des Farbstoffes in dem Beschichtungsfilm gemäß den folgenden Kriterien ermit telt. Überdies wurde zur Bewertung der Haftung des Beschichtungsfilms an ein Substrat Gitterschnittbandablösetest aus JIS K5400 durchgeführt, um den Zustand des Beschichtungsfilms nach der Schälprüfung gemäß den folgenden Kriterien zu bewerten.
Farbstoffstabilität:

O: Die Veränderung der Durchlässigkeit bei der maximalen Absorptionswellenlänge des Farbstoffes vor und nach dem Test war niedriger als 1%.
Δ: Die Veränderung der Durchlässigkeit bei der maximalen Absorptionswellenlänge des Farbstoffes vor und nach dem Test war nicht niedriger als 1% und niedriger als 3%.
x: Die Veränderung der Durchlässigkeit bei der maximalen Absorptionswellenlänge des Farbstoffes vor und nach dem Test war niedriger als 3%.

Haftung an ein Substrat:

O: nicht besonders
x: abgelöst

<Wärmebeständigkeit>
Der Beschichtungsfilm wurde 1.000 Stunden in einer Atmosphäre von 100°C stehengelassen, und die Durchlässigkeiten des Films bei der maximalen Absorptionswellenlänge (1.090 nm) des verwendeten Diimoniumfarbstoffes, bevor und nachdem der Film gestanden hat, wurden durch ein Spektrophotometer auf die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben gemessen. Dann wurde die Differenz zwischen den Durchlässigkeiten, bevor und nachdem der Film gestanden hat, zur Bewertung der Stabilität des Farbstoffes in dem Beschichtungsfilm gemäß den folgenden Kriterien ermittelt.
Farbstoffstabilität:

<Biegbarkeit>
Der Beschichtungsfilm wurde einem Biegetest gemäß JIS K5600 (Auflage von 2004) unterzogen, um den Wellendurchmesser bei Defekten wie Rissen oder Abblättern an den Biegeteilen des Beschichtungsfilms zu messen, wobei nach den folgenden Kriterien bewertet wurde:

O: gut (der Wellendurchmesser beträgt 6 mm oder weniger);
Δ: weniger gut (der Wellendurchmesser ist kleiner als 8 mm und nicht größer als 10 mm) und
x: schlecht (der Wellendurchmesser ist kleiner als 12 mm)

<Reflexionsvermögen>
Die Oberfläche des Films gegenüber der des Antireflexionsfilms wurde unter Verwendung von Stahlwolle aufgerauht, schwarze Tinte wurde aufgetragen und ein Spiegelreflexionsspektrum der Antireflexionsfilmseite bei einem Einfallswinkel von 5° wurde durch ein Spektrophotometer (UV-3100, erhältlich von Shimadzu Corporation) gemessen und die Wellenlänge beim minimalen Reflexionsvermögen wurde angezeigt und das minimale Reflexionsvermögen wurde bestimmt.
TABELLE 3
«Beispiel 15»
Eine Hartdeckschicht und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex wurden in dieser Reihenfolge auf den in Beispiel 12 erhaltenen Film auf die der Wärmestrahlschutzschicht gegenüberliegende Seite auf die gleichen Art und Weise wie in Beispiel 14 beschrieben laminiert. Auf diese Weise wurde eine Verbundfolie mit Antireflexionseigenschaft und Wärmestrahlschutzeigenschaft hergestellt. Die erhaltene Verbundfolie hatte ein Reflexionsvermögen von 0,25% bei einer Wellenlänge von 550 nm, eine Durchlässigkeit von 34% bei einer Wellenlänge von 871 nm und eine Durchlässigkeit von 30% bei einer Wellenlänge von 1090 nm. Die Durchlässigkeit wurde durch ein Spektrophotometer (UV-3100, erhältlich von Shimadzu Corporation) gemessen.
«Beispiel 16»
Eine Beschichtungszusammensetzung, erhalten durch das Mischen und Rühren durch einen Rührer in der folgenden Art und Weise, wurde auf eine Oberfläche des in Beispiel 1 erhaltenen Films so aufgetragen, daß die Trockendicke der erhaltenen Lichtstreuschicht 15 μm betrug, und gehärtet. Der erhaltene Diffusionsfilm wurde in eine Gegenlichteinheit (gezeigt in 2) als eine Lichtstreuschicht gegenüber der Lichtleiterplatte eingeführt. Die Gegenlichteinheit wurde in einer Thermokammer bei 60°C 72 Stunden stehengelassen, und dann wurde beobachtet, ob sich die Lichtstreufolie zusammenzog oder nicht: es war jedoch kein Zusammenziehen zu beo bachten. In 2 kennzeichnet „11" die Lichtleiterplatte, „12" kennzeichnet eine Diffusionsfolie (oder einen Diffusionsfilm), „13" kennzeichnet eine Reflexionsfolie, „14" kennzeichnet eine Leuchtstoffröhre und „15" kennzeichnet einen Reflektor.
Ob sich die Folie zusammengezogen hat oder nicht, wurde basierend darauf, ob Lumineszenzungleichmäßigkeit auf der Oberfläche der Lichtstreufolie durch das Anschalten einer Lampe der Gegenlichteinheit auftrat, festgelegt.
<Zusammensetzung der Lichtstreuschicht>

Acrylbindemittel (RUB Medium Clear, erhältlich von Dainichi Seika Industry Corporation): 100 Teile
Acrylharzkügelchen (NT-2, erhältlich von NOF Corporation): 14 Teile
Kolloides Siliciumdioxid (Snowtex, erhältlich von Nissan Chemical Industries, Ltd.; mittlerer Teilchendurchmesser, 0,015 μm): 20 Teile

«Beispiel 17»
Die in Herstellungsbeispiel 3 erhaltenen Pellets aus dem Lactonring-enthaltenden Polymer wurden zur Herstellung eines folienförmigen Gegenstandes mit einer Größe von 150 mm × 150 mm × 3 mm spritzgegossen.
Der erhaltene folienförmige Gegenstand hatte eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 92%, eine Trübung von 0,3% und eine Retardation von 8 nm bei einer Wellenlänge von 590 nm.
«Beispiel 18»
Die in Herstellungsbeispiel 3 erhaltenen Pellets aus dem Lactonring-enthaltenden Polymer wurden zur Herstellung einer keilförmigen Lichtleiterplatte mit einer Größe von 200 mm × 200 mm, einer maximalen Dicke von 5 mm und einer Mindestdicke von 2 mm spritzgegossen.
Die erhaltene keilförmige Lichtleiterplatte wurde zur Herstellung einer Gegenlichteinheit wie in 2 gezeigt verwendet. Im Ergebnis war keine Lumineszenzungleichmäßigkeit zu erkennen. In 2 kennzeichnet „11" die Lichtleiterplatte, „12" kenn zeichnet eine Diffusionsfolie (oder einen Diffusionsfilm), „13" kennzeichnet eine Reflexionsfolie, „14" kennzeichnet eine Leuchtstoffröhre und „15" kennzeichnet einen Reflektor.
«Beispiel 19»
Zunächst wurden 20 Teile von Acrylfeinteilchen (Epostar MA, erhältlich von Nippon Shokubai Co., Ltd.) mit 80 Teilen der Lactonring-enthaltenden Polymerpellets, erhalten in Herstellungsbeispiel 3, schmelzgeknetet und dann wurde das Gemisch zur Herstellung eines folienförmigen Gegenstandes mit einer Größe von 150 mm × 150 mm × 3 mm spritzgegossen.
Der erhaltene folienförmige Gegenstand hatte eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% und eine Trübung von 75%, was ein Anzeichen dafür ist, daß er die für eine Streuplatte erforderlichen Merkmale ausreichend vorwies.
«Beispiel 20»
Die Lactonring-enthaltenden Polymerpellets, erhalten in Herstellungsbeispiel 5, und ein Acrylnitril-Styrol-Harz (AS-Harz) (TOYOAS AS20, erhältlich von Toyo-Styrene Co., Ltd.) wurden in einem Masseverhältnis von 90 : 10 (d. h., Lactonring-enthaltendes Polymer : AS-Harz = 90 : 10) unter Verwendung eines Einschneckenextruders (φ = 30 mm) zum Erhalt transparenter Pellets aus einer Harzzusammensetzung geknetet. Die erhaltene thermoplastische Harzzusammensetzung hatte eine Glasübergangstemperatur von 127°C.
Diese thermoplastische Harzzusammensetzung wurde zur Herstellung eines nicht-gestreckten Films mit einer Dicke von 60 μm durch ein Lösungsgießverfahren in Methylethylketon gelöst. Überdies wurde dieser Film auf das 1,5fache bei einer Streckungsgeschwindigkeit von 0,1 m/min zum Erhalt eines gestreckten Films mit einer Dicke von 50 μm uniaxial gestreckt. Die optischen Merkmale dieses nicht-gestreckten Films und gestreckten Films wurden bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
«Beispiel 21»
Das Lactonring-enthaltende Polymer und ein AS-Harz wurden in einem Masseverhältnis von 80 : 20 unter Verwendung eines Einschneckenextruders auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 20 beschrieben geknetet, um so transparente Pellets aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung zu erhalten. Die erhaltene thermoplastische Harzzusammensetzung hatte eine Glasübergangstemperatur von 125°C.
Diese thermoplastische Harzzusammensetzung wurde zur Herstellung eines nicht-gestreckten Films mit einer Dicke von 50 μm auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 20 beschrieben verwendet. Überdies wurde dieser Film genau wie in Beispiel 20 auf das 1,5fache uniaxial gestreckt, um so einen gestreckten Film mit einer Dicke von 45 μm zu erhalten. Die optischen Merkmale dieses nicht-gestreckten Films und gestreckten Films wurden bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
«Beispiel 22»
Die Lactonring-enthaltenden Polymerpellets, erhalten in Herstellungsbeispiel 6, und ein Acrylnitril-Styrol-Harz (AS-Harz) (Stylac (R)-AS783, erhältlich von Asahi Kasei Corporation) wurden in einem Masseverhältnis von 90 : 10 (d. h., Lactonring-enthaltendes Polymer : AS-Harz = 90 : 10) unter Verwendung eines Einschneckenextruders geknetet, um so transparente Pellets aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung zu erhalten. Die erhaltene thermoplastische Harzzusammensetzung hatte eine Glasübergangstemperatur von 128°C.
Diese thermoplastische Harzzusammensetzung wurde zur Herstellung eines nicht-gestreckten Films mit einer Dicke von 72 μm auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 20 beschrieben verwendet. Überdies wurde dieser Film genau wie in Beispiel 20 auf das 1,5fache uniaxial gestreckt, um so einen gestreckten Film mit einer Dicke von 55 μm zu erhalten. Die optischen Merkmale dieses nicht-gestreckten Films und gestreckten Films wurden bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
«Vergleichsbeispiel 3»
Es wurden nur die Pellets aus dem Lactonring-enthaltenden Polymer, erhalten in Herstellungsbeispiel 5, zur Herstellung eines nicht-gestreckten Films mit einer Dicke von 50 μm durch ein Lösungsgießverfahren verwendet. Dieser Film wurde genau wie in Beispiel 20 uniaxial auf das 1,5fache gestreckt, um einen gestreckten Film mit einer Dicke von 40 μm zu erhalten. Die optischen Merkmale dieses nicht-gestreckten Films und gestreckten Films wurden bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Wie aus der Tabelle 4 ersichtlich, wurden die Filme der Beispiele 20, 21 und 22 aus einem Lactonring-enthaltenden Polymer herstellt, dem ein Acrylnitril-Styrol-Harz (AS-Harz) zugegeben wurde, und so änderte sich die Retardation in der Ebene vor und nach der Streckbehandlung nicht wesentlich und lag innerhalb eines spezifischen Bereiches (d. h. 20 nm oder weniger). Überdies änderten sich auch, selbst wenn ein AS-Harz zugegeben wurde, die Glasübergangstemperatur und die Gesamtlichtdurchlässigkeit nicht wesentlich und die Transparenz und Wärmebeständigkeit, die ein Lactonring-enthaltendes Polymer ursprünglich hat, verschlechterten sich nicht.
Wurde andererseits kein AS-Harz zugegeben, hatte der Film eine hervorragende Transparenz und Wärmebeständigkeit; wenn jedoch gestreckt, wies der Film eine enorme Retardation in der Ebene auf, so daß der Film nicht für optische Anwendungen geeignet war.
Es ist anzunehmen, daß die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung (B), umfassend als eine Hauptkomponente ein Lactonring-enthaltendes Polymer und ein thermoplastisches Harz, das thermodynamisch mit dem Polymer kompatibel ist, zusätzlich zu einer hervorragenden Transparenz und Wärmebeständigkeit hervorragende optische Isotropie aufweist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann als optisch transparente Polymermaterialien, die für Flachbildschirme wie Flüssigkristallanzeigen, Plasmabildschirme und organische EL-Anzeigen geeignet sind, Infrarotsensoren, optische Hohlleiter und dergleichen verwendet werden. Insbesondere ist die optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung für optische Anwendungen wie optische Schutzfilme, optische Filme und optische Folien geeignet.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine optisch ebene thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon, oder umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz, offenbart. Die optisch ebene thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat eine hohe Transparenz, hohe Wärmebeständigkeit und hohe optische Isotropie und kann daher die Merkmale für verschiedenste optische Anwendungen zufriedenstellend vorweisen.

Claims

Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer als eine Hauptkomponente davon.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Lactonring-enthaltende Polymer eine Lactonringstruktur, dargestellt durch folgende Formel (1)
aufweist, worin R¹, R² und R³ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen; mit der Maßgabe, daß der organische Rest gegebenenfalls ein Sauerstoffatom enthält.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, welche ein optischer Schutzfilm ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der optische Schutzfilm ein Schutzfilm ist, der in einer Polarisationsplatte verwendet wird.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der optische Schutzfilm ein gestreckter Film ist und eine Retardation in der Ebene von 20 bis 500 nm aufweist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei der optische Schutzfilm ein gestreckter Film ist und eine Retardation in der Ebene von 20 bis 500 nm.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der gestreckte Film auch als ein Verzögerungsfilm fungiert.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei der gestreckte Film auch als ein Verzögerungsfilm fungiert.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, welche ein optischer Film ist und eine Retardation in der Ebene von 20 bis 500 nm aufweist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei der optische Film ein Verzögerungsfilm ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei der optische Film ein Sichtwinkelkompensationsfilm ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei der optische Film ein gestreckter Film ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der optische Film ein gestreckter Film ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, welche eine optische Folie ist und eine Retardation in der Ebene von kleiner als 10 nm aufweist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 14, wobei die optische Folie eine Streuplatte ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 14, wobei die optische Folie eine Lichtleiterplatte ist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend ein Lactonring-enthaltendes Polymer und mindestens ein anderes thermoplastisches Harz, wobei die Zusammensetzung eine Glasübergangstemperatur von 120°C oder höher, eine Retardation in der Ebene von 20 nm oder kleiner pro 100 μm Dicke und eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 85% oder höher aufweist.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 17, wobei das Lactonring-enthaltende Polymer eine Lactonringstruktur, dargestellt durch folgende Formel (1)
aufweist, worin R¹, R² und R³ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen; mit der Maßgabe, daß der organische Rest gegebenenfalls ein Sauerstoffatom enthält.
Optische ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 17 oder 18, wobei das andere thermoplastische Harz ein Copolymer, enthaltend eine Monomereinheit vom Vinylcyanat-Typ und eine Monomereinheit vom aromatischen Vinyl-Typ, umfaßt.
Optisch ebene thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 19, wobei das andere thermoplastische Harz ein Acrylnitril-Styrol-Copolymer umfaßt.