JP2006091847A - レンズ基材用アクリルフィルム並びにこれを用いてなるレンズフィルム及びレンズシート - Google Patents

レンズ基材用アクリルフィルム並びにこれを用いてなるレンズフィルム及びレンズシート Download PDF

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Abstract

【課題】耐光性に優れ、樹脂シートに貼合しても反りやたわみ等の変形を起こし難いレンズフィルムを提供する。
【解決手段】レンズフィルムの基材として、メタクリル樹脂中にゴム粒子が分散してなる樹脂組成物からなり、４００μｍ以下の厚みを有するアクリルフィルムを使用する。このアクリルフィルムの表面に、紫外線硬化型樹脂によりレンズ層を形成することにより、レンズフィルムを得る。さらに、樹脂シートの表面に、このレンズフィルムを貼合することにより、レンズシートを得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、レンズフィルムの基材として用いられるアクリルフィルムに関するものである。また、本発明は、このアクリルフィルムを基材とするレンズフィルム、さらには、このレンズフィルムを樹脂シートに貼合してなるレンズシートにも関係している。
プロジェクションテレビやマイクロリーダー等の画面に使用される透過型スクリーンは、通常、フレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシートのようなレンズシートから構成されている。かかるレンズシートとしては、フィルム基材上に紫外線硬化型樹脂によりレンズ層を形成してレンズフィルムとし、これを支持体の樹脂シートに貼合したものが、ファインピッチ化や生産性の点から有利であり、例えば、特開平１１−２６２９５８号公報（特許文献１）には、ポリエステルやポリカーボネートのフィルムを基材として上記レンズフィルムを得ることが記載されている。
特開平１１−２６２９５８号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載のレンズフィルムは、耐光性が必ずしも十分でないため、変色し易く、また、これを樹脂シートに貼合すると、環境変化により、反りやたわみ等の変形を起こし易いという問題がある。
そこで、本発明者は、耐光性に優れ、樹脂シートに貼合しても反りやたわみ等の変形を起こし難いレンズフィルムを開発すべく鋭意研究を行った結果、レンズフィルムの基材として、所定の厚みを有するゴム含有アクリルフィルムを採用することにより、目的のレンズフィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、メタクリル樹脂中にゴム粒子が分散してなる樹脂組成物からなり、４００μｍ以下の厚みを有するレンズ基材用アクリルフィルムを提供するものである。また、本発明によれば、このアクリルフィルムの表面に、紫外線硬化型樹脂によるレンズ層が形成されてなるレンズフィルムも提供され、さらに、樹脂シートの表面に、このレンズフィルムが貼合されてなるレンズシートも提供される。
本発明のレンズ基材用アクリルフィルムは、その表面にレンズ層が形成されることにより、耐光性に優れるレンズフィルムとなる。そして、このレンズフィルムを樹脂シートの表面に貼合することにより、反りやたわみ等の変形を起こし難いレンズシートが得られる。
本発明のレンズ基材用アクリルフィルムは、メタクリル樹脂中にゴム粒子が分散してなる樹脂組成物からなるものである。
このメタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルを主体とする重合体であり、より具体的には、炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル５０〜１００重量％と、アクリル酸エステル０〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体の重合により得られる熱可塑性重合体であるのが好ましい。ここで、アクリル酸エステルは、より好ましくは０．１〜５０重量％の範囲、さらに好ましくは０．５〜５０重量％の範囲で用いられ、したがって、メタクリル酸アルキルのより好ましい共重合割合は５０〜９９．９重量％の範囲、さらに好ましい共重合割合は５０〜９９．５重量％の範囲である。なお、本明細書において単に「単量体」というときは、ある単量体１種からなる場合のみならず、複数の単量体が混合された状態、いわゆる単量体混合物も包含するものとする。
上記の熱可塑性重合体を構成するメタクリル酸アルキルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどが挙げられるが、特にメタクリル酸メチルが好ましく用いられる。アクリル酸エステルとしては、通常アクリル酸のアルキルエステルが用いられ、そのアルキル基は、炭素数１〜８程度でよい。例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどが挙げられる。また、メタクリル酸アルキル及び／又はアクリル酸エステルに共重合可能な他のビニル単量体としては、従来からメタクリル樹脂の分野で知られている各種単量体が使用でき、例えば、スチレンのような芳香族ビニル化合物や、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物などが挙げられる。
メタクリル樹脂は前述のとおり、メタクリル酸エステルを主体とする重合体であり、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル５０〜１００重量％と、アクリル酸エステル０〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体の重合により得られる熱可塑性重合体であり、より好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル５０〜９９．９重量％と、アクリル酸エステル０．１〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体の重合により得られる熱可塑性重合体であり、かかる重合体を単独で又は２種以上の重合体の混合物として用いることができる。そして、このメタクリル樹脂として、２種以上の重合体の混合物を用い、その一部としてガラス転移温度が比較的低い重合体、具体的には単独でのガラス転移温度が６０℃以下、好ましくは４０℃以下、より好ましくは２０℃以下の重合体を用いることにより、得られるフィルムとその表面に形成される紫外線硬化型樹脂によるレンズ層との密着性を向上させることができる。ただし、この低ガラス転移温度の重合体が多すぎると、得られるフィルムの耐熱性が低くなるため、実用上好ましくない。そこで、この低ガラス転移温度の重合体の含有量は、複数種用いる場合はその合計として、メタクリル樹脂全体を基準に、好ましくは５〜８０重量％、より好ましくは１０〜７０重量％であり、またその際、残部の重合体のガラス転移温度は、複数種用いる場合はその混合物が示す値として、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上である。
メタクリル樹脂の重合方法は特に限定されず、通常の懸濁重合、乳化重合、塊状重合等の方法で行うことができる。これらのなかでも特に塊状重合法が、好ましく採用される。また、好適なガラス転移温度を得るため、又は好適なフィルムへの成形性を示す粘度を得るために、重合時に連鎖移動剤を使用することが好ましい。連鎖移動剤の量は、単量体の種類及び組成に応じて、適宜決定すればよい。
このようなメタクリル樹脂にゴム粒子を分散させるのであるが、このゴム粒子は、その平均粒子径が０．１５μｍ以上０．３５μｍ以下の範囲にあるのが好ましい。ゴム粒子の平均粒子径がこの範囲にあると、耐衝撃性が高く、表面硬度に優れ、表面平滑なフィルムを得ることができる。さらに好ましいゴム粒子の平均粒子径は、０．２μｍ以上、また０．３μｍ以下である。ゴム粒子の平均粒子径があまり小さいと、フィルムの表面硬度が低下し、またフィルムが脆くなる。一方、その平均粒子径があまり大きいと、フィルムの表面平滑性を損なうために、好ましくない。
また、このゴム粒子は、耐光性の観点から、アクリル酸エステルを主体とする弾性重合体をゴム成分とするアクリル系のものが好ましく、より具体的には、アクリル酸アルキル５０〜９９．９重量％と、これに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９．９重量％と、共重合性の架橋性単量体０．１〜１０重量％とからなる単量体の重合で得られる弾性共重合体の層を有する重合体１００重量部の存在下に、メタクリル酸エステル５０〜１００重量％と、アクリル酸エステル０〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体１０〜４００重量部を重合させることにより、後者の単量体からの重合層を前記弾性共重合体の表面に少なくとも１層結合してなるゴム含有重合体が有利に用いられる。この重合の際、反応条件を調節して、弾性共重合体層の平均粒子径が０．１５μｍ以上０．３５μｍ以下の前記好ましい範囲とするのがよい。
このゴム粒子は、例えば、弾性共重合体用の上記成分を乳化重合法等により、少なくとも一段の反応で重合させて弾性共重合体を得、この弾性共重合体の存在下、上記したメタクリル酸エステルを含む単量体を乳化重合法等により、少なくとも一段の反応で重合させて製造することができる。このような複数段階の重合により、後段で用いるメタクリル酸エステルを含む単量体は弾性共重合体にグラフト共重合され、グラフト鎖を有する架橋弾性共重合体が生成する。すなわち、このゴム粒子は、アクリル酸アルキルをゴムの主成分として含む多層構造を有するグラフト共重合体となる。なお、弾性共重合体の重合を二段以上で行う場合、又はその後のメタクリル酸エステルを主成分とする単量体の重合を二段以上で行う場合には、いずれも、各段の単量体組成ではなく、全体としての単量体組成が上記範囲内にあればよい。
上記のゴム粒子において、弾性共重合体を構成するために用いるアクリル酸アルキルとしては、例えば、アルキル基の炭素数が１〜８のものが挙げられる。なかでも、アクリル酸ブチルやアクリル酸２−エチルヘキシルのような、アルキル基の炭素数４〜８のものが好ましい。
弾性共重合体を構成するために所望に応じて用いられ、アクリル酸アルキルに共重合可能な他のビニル単量体は、１分子内に重合性炭素−炭素二重結合を１個有する単官能の化合物であり、具体的には、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシルのようなメタクリル酸エステル、スチレンのような芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物などが、好適なものとして挙げられる。
弾性共重合体を構成するために用いる共重合性の架橋性単量体は、１分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個有するものであればよく、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレートのようなグリコール類の不飽和カルボン酸ジエステル、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、ケイ皮酸アリルのような不飽和カルボン酸のアルケニルエステル、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートのような多塩基酸のポリアルケニルエステル、トリメチロールプロパントリアクリレートのような多価アルコールの不飽和カルボン酸エステル、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。なかでも、不飽和カルボン酸のアルケニルエステルや多塩基酸のポリアルケニルエステルが好ましい。これらの架橋性単量体は、それぞれ単独で、又は必要により２種以上組み合わせて使用することができる。
以上のような、アクリル酸アルキルを主体とする単量体の重合により得られる弾性共重合体には、メタクリル酸エステル５０〜１００重量％と、アクリル酸エステル０〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体をグラフトさせる。弾性共重合体にグラフトさせる単量体の主成分であるメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸のアルキルエステルが好ましく、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられる。任意に用いられるアクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシルのような、アクリル酸のアルキルエステルが挙げられ、またメタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルに共重合可能で、任意に用いられる他のビニル単量体としては、例えば、スチレンのような芳香族ビニル化合物や、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物などが挙げられる。
グラフトさせる単量体は、前記弾性共重合体の層が表面となった重合体１００重量部に対して、好ましくは１０〜４００重量部、より好ましくは２０重量部以上、またより好ましくは２００重量部以下の割合で使用し、一段以上の反応で重合することができる。ここで、グラフトさせる単量体の使用量を１０重量部以上とすることにより、弾性共重合体の凝集が生じにくく、フィルムとした際に表面の凹凸不良を生じにくくする。また、グラフトさせる単量体の量があまり多くなると、ゴム粒子を分散させた樹脂全体の流動性の低下が起こり、フィルム成膜が困難となりやすいことから、前記弾性共重合体の層が表面となった重合体１００重量部あたり、好ましくは４００重量部以下、より好ましくは２００重量部以下とする。
前記弾性共重合体層の内側に、メタクリル酸エステルを主体とする硬質重合体層を設けて、少なくとも３層からなる多層構造のゴム粒子とすることもできる。この場合には、最内層を構成する硬質層の単量体を最初に重合させ、得られる硬質重合体の存在下で、上記の弾性共重合体を構成する単量体を重合させ、さらに得られる弾性共重合体の存在下で、上記のメタクリル酸エステルを主体とし、グラフトされる単量体を重合させればよい。このような最内層を硬質重合体層とする少なくとも３層構造のゴム粒子は、フィルムとしたときの表面硬度の点で、より好ましいものである。
ここで、最内層となる硬質重合体層は、メタクリル酸エステル７０〜１００重量％と、それに共重合可能な他のビニル単量体０〜３０重量％とからなる単量体を重合させたものが好ましい。メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸のアルキルエステル、特にメタクリル酸メチルが有利である。任意に用いられる他のビニル単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシルのようなアクリル酸エステル、スチレンのような芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物などが挙げられる。また他のビニル単量体の一つとして、共重合性の架橋性単量体を用いるのも有効である。架橋性単量体としては、先に弾性共重合体を構成する成分として例示したのと同様の、１分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個有する化合物を用いることができる。このような３層構造のゴム粒子は、例えば、特公昭５５−２７５７６号公報（＝ USP 3,793,402）に開示されている。特に同公報の実施例３に記載のものは、好ましい組成の一つである。
このような少なくとも３層からなる多層構造のゴム粒子とする場合、最外層としてグラフトさせるメタクリル酸エステル主体の単量体の量１０〜４００重量部は、最内層となる硬質重合体及び中間層となる弾性共重合体の合計１００重量部を基準とすればよい。
本発明において、ゴム粒子の平均粒子径は、乳化重合における乳化剤の添加量や、単量体の仕込み量などを調節することによって、好ましくは０．１５μｍ以上０．３５μｍ以下の範囲内で適当な値に設定すればよい。なお、ゴム粒子の平均粒子径は、そのゴム粒子をメタクリル樹脂と混合してフィルム化し、その断面において、酸化ルテニウムによるゴム成分の染色を施し、電子顕微鏡で観察して、染色された粒子外層部の直径から求めることができる。すなわち、アクリル酸アルキルを主成分とする弾性共重合体層を含むゴム粒子をメタクリル樹脂に混合し、その断面を酸化ルテニウムで染色すると、母相のメタクリル樹脂は染色されず、ゴム粒子の最外層にメタクリル酸エステル主体の硬質層がある場合はその硬質層も母体樹脂と混和して染色されず、アクリル酸アルキルを主成分とする弾性共重合体層のみが染色されるので、こうして染色され、電子顕微鏡でほぼ円形状に観察される部分の直径から、粒子径を求めることができる。弾性共重合体層の内側に硬質重合体層が存在する場合は、最内層の硬質重合体も染色されず、その外側の弾性重合体層が染色された２層構造の状態で観察されることになるが、この場合のゴム粒子の平均粒子径は、２層構造の外側、すなわち弾性共重合体層の外径で考えればよい。
メタクリル樹脂中にゴム粒子を分散させることにより、フィルムを構成する樹脂組成物が得られるが、両者の割合は、メタクリル樹脂を５０〜９５重量部、そしてゴム粒子を５〜５０重量部の範囲で用いるのが好ましい。ゴム粒子の量が少なすぎると、耐衝撃性が低下して脆くなる為にフィルム化するのが困難になり、またその量が多すぎると、柔軟性が高くなりすぎる結果、弾性率が低下し適当な表面硬度が得られにくくなる。
このゴム粒子は、その中に占める前記したアクリル酸エステル主体の弾性共重合体が、メタクリル樹脂及びゴム粒子の合計１００重量部を基準に、３〜３５重量部となるようにするのが好ましい。さらには、この弾性共重合体は、メタクリル樹脂及びゴム粒子の合計１００重量部を基準に５重量部以上、また２５重量部以下となるようにするのがより好ましい。メタクリル樹脂とゴム粒子の合計１００重量部あたり、弾性共重合体の量が３重量部以上となるようにすれば、フィルムが脆くなることなく、製膜性を向上させることができる。一方、弾性共重合体の量があまり多くなると、フィルムの透明性や表面硬度が失われる傾向となる。
また、上記樹脂組成物は、フィルム加工時の製膜性やフィルム表面へのレンズ加工時の取り扱い性の点から、ＪＩＳ Ｋ ７１１０に従って測定されるノッチ付きアイゾット衝撃強度が、３．５ｋＪ／ｍ2以上であるのが好ましく、より好ましくは４ｋＪ／ｍ2以上、さらに好ましくは５．５ｋＪ／ｍ2以上である。
なお、上記樹脂組成物は、必要に応じて、通常の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、有機系染料、顔料、無機系色素、酸化防止剤、帯電防止剤、光拡散剤などを含有してもよい。
以上説明したメタクリル樹脂及びゴム粒子を含有し、必要に応じてその他の添加剤を含有する樹脂組成物をフィルム化することにより、本発明のレンズ基材用アクリルフィルムが製造される。その際、フィルムの厚みは４００μｍ以下となるようにする。フィルムの厚みがあまり大きいと、レンズ層を形成してレンズフィルムを得る際や、そのレンズフィルムをシートに貼合してレンズシートを得る際に連続加工性が低下し、ファインピッチ化も困難となる。フィルムの厚みは好ましくは３００μｍ以下であり、さらに好ましくは２００μｍ以下である。また、フィルムの厚みの下限は特に限定されないが、通常５０μｍ以上である。
本発明のレンズ基材用アクリルフィルムは、上記樹脂組成物からなる単層のフィルムである他、上記樹脂組成物を複数種使用して、各樹脂組成物からなる層を有する積層フィルムであることもできる。積層フィルムとする場合、その表面にレンズ層が形成される層を構成する樹脂組成物は、メタクリル樹脂として、先に述べた如く、２種以上の重合体の混合物を含有し、その一部としてガラス転移温度が比較的低い重合体、具体的には単独でのガラス転移温度が６０℃以下、好ましくは４０℃以下、より好ましくは２０℃以下の重合体を含有するものであるのが、レンズ層との密着性の点で好ましい。ここで、この低ガラス転移温度の重合体の含有量は、先に述べた如く、メタクリル樹脂全体を基準に、好ましくは５〜８０重量％、より好ましくは１０〜７０重量％であり、またその際、残部の重合体のガラス転移温度は、先に述べた如く、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上である。
一方、その表面にレンズ層が形成されない層の少なくとも１層を、メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を実質的に含有しない樹脂組成物で構成することにより、積層フィルムの耐熱性を高めることができる。ここで、このメタクリル樹脂のガラス転移温度は、重合体を複数種使用する場合はその混合物が示す値として、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上である。
積層フィルムの好ましい層構成としては、メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を含有する樹脂組成物層と、メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を実質的に含有しない樹脂組成物層との２層構成や、メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を実質的に含有しない樹脂組成物層を中間層とし、その両面に、メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を含有する樹脂組成物層を有する３層構成を挙げることができる。メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を含有する樹脂組成物層の厚みは、メタクリル樹脂として上記低ガラス転移温度の重合体を実質的に含有しない樹脂組成物層の厚みに対し、それぞれ複数層存在する場合はその合計厚みで考えて、通常１倍以下、好ましくは０．０５〜０．５倍である。
フィルムの製造法としては、溶融流延法、Ｔダイ法やインフレーション法のような溶融押出法、カレンダー法など、いずれの方法を用いてもよい。なかでも、上記樹脂組成物を、例えばＴダイから溶融押出しし、得られるフィルム状物の少なくとも片面をロール又はベルトに接触させて製膜する方法は、表面性状の良好なフィルムが得られる点で好ましい。とりわけ、フィルムの表面平滑性及び表面光沢性を向上させる観点からは、上記樹脂組成物を溶融押出成形して得られるフィルム状物の両面をロール表面又はベルト表面に接触させてフィルム化する方法が好ましい。この際に用いるロール又はベルトは、いずれも金属製であるのが好ましい。またロールは、その表面が鏡面となっているものが好ましい。したがって、好ましい形態として、上記メタクリル樹脂及びゴム粒子を含有する樹脂組成物をＴダイから溶融押出しした後、少なくとも１本の鏡面ロールに接触させて、より好ましくは２本の鏡面ロールに接触させて挟み込んだ状態で、製膜する方法が挙げられる。
また、フィルムが積層フィルムである場合は、それぞれの層を構成する樹脂組成物を個別に、予め上記の如き方法でフィルム状に加工しておき、加熱ロール間で連続的にラミネートする方法、プレスで熱圧着する方法、圧空成形又は真空成形すると同時に積層する方法、接着剤層を介在させてラミネートする方法などによって、製造することができる。また、それぞれの樹脂組成物を溶融共押出しする方法や、予めフィルム状に成形された一方の樹脂組成物とＴダイから溶融押出しされたもう一方の樹脂組成物とをラミネートする方法などによっても、製造することができる。
こうして得られる本発明のレンズ基材用アクリルフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１１３に従って測定される２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率が、１０００〜３０００ＭＰａであるのが好ましい。この引っ張り弾性率があまり小さいと、フィルム表面へのレンズ加工を行う際などに、フィルムを保持する為の張力によりフィルムの伸びや変形が発生し易くなり、精密なレンズ賦形が行い難くなる傾向にある。一方、この引っ張り弾性率があまり大きいと、環境変化によりフィルムの含水率が変化した際などに、フィルムの寸法変化により発生する応力が大きくなり、反りやたわみが発生し易くなる傾向にある。この引っ張り弾性率は、より好ましくは１３００〜２７００ＭＰａであり、さらに好ましくは１５００〜２５００ＭＰａである。
本発明のレンズ基材用アクリルフィルムは、その表面にレンズ層が形成されることにより、レンズフィルムとなる。このレンズフィルムは、耐光性に優れ、透過型スクリーンの構成部材として好適に用いられる。このレンズ層の形状は、フレネルレンズ形状であってもよいし、レンチキュラーレンズ形状であってもよいし、プリズムレンズ形状であってもよい。
フィルム表面へのレンズ層の形成は、紫外線硬化型樹脂を用いる公知の方法を採用することができ、例えば、所望のレンズ形状をキャビティに有する金型（スタンパ）を用い、フィルム表面及び金型キャビティ面の少なくとも一方に、紫外線硬化型樹脂を展延した後、フィルム表面を金型キャビティ面に密着させ、次いで、フィルム側から紫外線を照射することにより、フィルム表面に紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ層を形成させる方法がある。この金型は、平面状のものを用いてもよいが、一連の工程を連続的に行うには、ロール状の用いるのが好ましい。また、紫外線硬化型樹脂としては、通常、アクリル系のもの、具体的には、分子内に少なくとも１個のアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有するアクリレート化合物又はメタクリレート化合物が好ましく用いられ、この化合物に紫外線照射によりラジカル種を発生する光重合開始剤を添加して使用するのがよい。
なお、フィルムとレンズ層の密着性を向上させるために、フィルムには事前に、例えばダイレクトフレームプラズマ、コロナ放電、グロー放電プラズマ、紫外線、オゾン等による表面改質を行っておいてもよい。また、公知のアンカーコート剤を塗布しておいてもよい。
こうして得られるレンズフィルムは、それ単独で使用してもよいが、剛性を持たせたり、光拡散性、帯電防止性、反射防止性等の各種機能を付加したりする必要がある場合は、支持体となる樹脂シートの表面に貼合して使用するのがよい。この支持体となる樹脂シートの厚さは、通常０．５〜５ｍｍである。こうして得られるレンズシートは、反りやたわみ等の変形を起こし難く、透過型スクリーンの構成部材として好適に用いられる。
レンズフィルムを樹脂シートに貼合する場合には、レンズフィルムとして、レンズ基材用フィルムの片面にレンズ層を形成させたものを用い、レンズ層が形成されていない面を、公知の接着剤乃至粘着剤を用いて、樹脂シートに貼合すればよい。また、上記の各種機能を付加する場合は、レンズ層の形成前又は形成後に、樹脂シートに対して表面処理等を行えばよい。
上記樹脂シートととしては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の透明樹脂からなるものが挙げられ、ここで、アクリル樹脂は、メタクリル酸メチルの単独重合体であってもよいし、メタクリル酸メチルと他の単量体との共重合体であってもよい。中でも、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体シートを用いると、得られるレンズシートが一層、反りやたわみ等の変形を起こし難いものとなって、好ましい。
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、含有量ないし使用量を表す％及び部は、特記ないかぎり重量基準である。
（Ａ）メタクリル樹脂
メタクリル樹脂としては、以下のものを使用した。なお、ガラス転位温度は、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に従って、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により加熱速度１０℃／分で求めた補外ガラス転移開始温度である。
メタクリル樹脂（Ａ１）：
メタクリル酸メチル９７．８％及びアクリル酸メチル２．２％のモノマー組成から、バルク重合法により得られた樹脂のペレット（ガラス転移温度１０３℃）。
メタクリル樹脂（Ａ２）：
メタクリル酸メチル９０％及びアクリル酸メチル１０％のモノマー組成から、バルク重合法により得られた樹脂のペレット（ガラス転移温度９２℃）。
メタクリル樹脂（Ａ３）：
メタクリル酸メチル８０％及びアクリル酸メチル２０％のモノマー組成から、懸濁重合法により得られた樹脂のビーズ（ガラス転移温度５６℃）。
メタクリル樹脂（Ａ４）：
メタクリル酸メチル６０％及びアクリル酸メチル４０％のモノマー組成から、懸濁重合法により得られた樹脂のビーズ（ガラス転移温度１９℃）。
（Ｂ）ゴム粒子の調製
反応容器に、以下に示す媒体原料（ａ）の全量と最内層硬質体原料（ｂ）の半分の量を仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら８０℃で６０分間重合を行った。その後、最内層硬質体原料（ｂ）の残り半分を同温度で９０分間にわたって連続的に添加し、さらに攪拌しながら同温度で３０分間熟成を行い、硬質重合体ラテックスを得た。この硬質重合体ラテックスに、以下に示す追加開始剤原料（ｃ）を添加して攪拌し、その後、以下に示す中間層弾性体原料（ｄ）を８０℃で９０分間にわたって連続的に添加し、引き続き攪拌しながら同温度で９０分間熟成を行い、硬質層を内層とし、その外側にゴム弾性層を有する構造のラテックスを得た。このラテックスに、以下に示す追加開始剤原料（ｅ）を添加して攪拌し、その後、以下に示す最外層硬質体原料（ｆ）を８０℃で６０分間にわたって連続的に添加し、引き続き攪拌しながら同温度で３０分間熟成を行った。
［媒体原料（ａ）］
イオン交換水 １５０部
炭酸ナトリウム ０．１部
［最内層硬質体原料（ｂ）］
メタクリル酸メチル ６２部
アクリル酸メチル ４部
メタクリル酸アリル ０．１部
イオン交換水 １５部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム ０．３２部
過硫酸カリウム ０．０３部
［追加開始剤原料（ｃ）］
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム ０．３部
イオン交換水 ５部
過硫酸カリウム ０．１部
［中間層弾性体原料（ｄ）］
アクリル酸ブチル ７０部
スチレン １５部
メタクリル酸アリル ２部
［追加開始剤原料（ｅ）］
イオン交換水 ５部
過硫酸カリウム ０．０５部
［最外層硬質体原料（ｆ）］
メタクリル酸メチル ３０部
アクリル酸メチル ２部
こうして、最内層がメタクリル酸メチル／アクリル酸メチル／メタクリル酸アリル硬質架橋重合体、中間層がアクリル酸ブチル／スチレン／メタクリル酸アリル軟質弾性共重合体、最外層がメタクリル酸メチル／アクリル酸メチル硬質重合体からなる球形３層構造体のラテックスを得た。このラテックスについて、レーザー光散乱回折法により測定した平均粒子径は数平均で０．２２μｍであった。
このラテックスに１．５重量倍のイオン交換水を加えて攪拌し、８０℃に加熱した後、強く攪拌した状態で、ラテックス中の固形分に対して２％に相当する量の硫酸マグネシウムを添加し、ポリマー粒子を凝析させた。次いで濾過して、ポリマー粒子を単離した。このポリマー粒子を２０重量倍の８０℃に加熱したイオン交換水に投入し、攪拌後、濾過することで、洗浄を行った。この洗浄操作を合計５回繰り返した後、８０℃設定の真空乾燥機で乾燥し、ゴム粒子を得た。このゴム粒子における弾性共重合体層の平均粒子径を以下の方法で測定したところ、０．２０μｍであった。
〔ゴム粒子弾性共重合体層の平均粒子径の測定〕
ゴム粒子をメタクリル樹脂と混合してフィルム化し、得られたフィルムを適当な大きさに切り出し、切片を０．５％ 四酸化ルテニウム水溶液に室温で１５時間浸漬し、ゴム粒子部分（弾性共重合体部分）を染色する。さらに、ミクロトームを用いて約８０ｎｍの厚さにサンプルを切断した後、透過型電子顕微鏡で写真撮影を行う。この写真から無作為に１００個の染色されたゴム粒子部を選択し、その各々の粒子径を算出した後、その数平均値を平均粒子径とする。
実施例１
（１）基材フィルムの製造
上記（Ａ）に示したメタクリル樹脂（Ａ１）６０部と、上記（Ｂ）で得たゴム粒子４０部とを、スーパーミキサーで混合し、二軸押出機で溶融混錬して、樹脂組成物ペレットとした。このペレットから射出成形により試験片を調製し、ＪＩＳ Ｋ ７１１０に従って、ノッチ付きアイゾット衝撃強度を測定した結果、６．５ｋＪ／ｍ2であった。
次いでこのペレットを、東芝機械（株）製の６５ｍｍφ一軸押出機で溶融混練し、設定温度２７５℃のＴ型ダイを介して押し出し、２本のポリシングロールに両面が完全に接するようにして冷却し、厚さ７５μｍのアクリルフィルムを得た。このフィルムから、上記押し出し方向に平行な方向（ＭＤ方向）と垂直な方向（ＴＤ方向）の２方向の試片を切り出し、ＪＩＳ Ｋ ７１１３に従って、２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率を測定した結果、ＭＤ方向で１６４４ＭＰａ、ＴＤ方向で１７０１ＭＰａであった。得られたフィルムの表面硬度を、ＪＩＳ Ｋ ５４００に従って鉛筆引っかき値で評価し、結果を表１に示した。
（２）レンズフィルムの製造
上記（１）で得た基材フィルムと、レンチキュラーレンズ金型との間に、ウレタンアクリレート（新中村化学工業（株）のＮＫオリゴＵ−１０８Ａ）９５部に光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカル（株）のイルガキュアー１８４）５部を添加してなる紫外線硬化型樹脂を介在させ、基材フィルム側から紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、基材フィルムの表面に、９０μｍピッチのレンチキュラーレンズ層を形成させた。得られたレンズフィルムの耐光性、及び基材フィルムとレンズ層との密着性を以下の方法で評価し、結果を表１に示した。
〔耐光性〕
レンズフィルムに、促進耐候試験機（岩崎電気（株）製のアイスーパーＵＶテスター ＳＵＶ−Ｆ１）を用いて、紫外線を１００ｍＷ／ｃｍ2の強度で８０時間照射した。この紫外線照射後のレンズフィルムを観察し、着色しなかったものを○、着色（黄変）したものを×と判定した。
〔密着性〕
レンズフィルムを１０ｃｍ四方に切り出して試片とし、そのレンズ層を有しない側の面を、両面粘着テープで金属製固定台に接着した状態で、レンズ層に一辺１ｃｍの正三角形の切り込みを入れた。ここにセロハンテープ（ニチバン製）を指の腹を使って均一に圧着させた後、セロハンテープの一端を持ち、試片の垂直方向に急激に引っ張ってセロハンテープを剥がした。上記切り込み部分において、全く剥がれが起こらなかったものを◎、剥がれた面積の割合が０％を超え２０％未満であったものを○、剥がれた面積の割合が２０％以上で５０％未満であったものを△、剥がれた面積の割合が５０％以上であったものを×と判定した。
（３）レンズシートの製造
上記（２）で得たレンズフィルムのレンズ層を有しない側の面に、粘着剤を塗布し、厚さ２ｍｍ、対角寸法５０インチのメタクリル酸メチル−スチレン共重合体シート（新日鉄化学（株）製のＭＳ６００）に貼合した。得られたレンズシートの耐環境安定性を以下の方法で評価し、結果を表１に示した。
〔耐環境安定性〕
レンズシートを、温度６５℃、湿度９０％ＲＨの条件下に１６８時間曝した後、常温で７日間放置した。この放置後のレンズシートを観察し、反りが見られなかったものを○、反りが見られたものを×と判定した。
実施例２
実施例１（１）において、メタクリル樹脂（Ａ１）の量を８０部、ゴム粒子の量を２０部に変更した以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られた樹脂組成物ペレットのノッチ付きアイゾット衝撃強度は、４．３ｋＪ／ｍ2であり、基材フィルムの２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率は、ＭＤ方向で２４３２ＭＰａ、ＴＤ方向で２３６８ＭＰａであった。また、得られた基材フィルム、レンズフィルム及びレンズシートを実施例１と同様に評価し、結果を表１に示した。
実施例３
実施例１（１）において、メタクリル樹脂（Ａ１）６０部に代えて、メタクリル樹脂（Ａ２）３５部及びメタクリル樹脂（Ａ３）２５部を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られた樹脂組成物ペレットのノッチ付きアイゾット衝撃強度は、６．１ｋＪ／ｍ2であり、基材フィルムの２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率は、ＭＤ方向で１８２７ＭＰａ、ＴＤ方向で１７９１ＭＰａであった。また、得られた基材フィルム、レンズフィルム及びレンズシートを実施例１と同様に評価し、結果を表１に示した。
実施例４
実施例１（１）において、メタクリル樹脂（Ａ１）６０部に代えて、メタクリル樹脂（Ａ２）４７．５部及びメタクリル樹脂（Ａ４）１２．５部を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られた樹脂組成物ペレットのノッチ付きアイゾット衝撃強度は、６．０ｋＪ／ｍ2であり、基材フィルムの２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率は、ＭＤ方向で１７９６ＭＰａ、ＴＤ方向で１７１８ＭＰａであった。また、得られた基材フィルム、レンズフィルム及びレンズシートを実施例１と同様に評価し、結果を表１に示した。
実施例５
実施例１（１）において、メタクリル樹脂（Ａ１）６０部に代えて、メタクリル樹脂（Ａ２）２６部及びメタクリル樹脂（Ａ４）３４部を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られた樹脂組成物ペレットのノッチ付きアイゾット衝撃強度は、５．９ｋＪ／ｍ2であり、基材フィルムの２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率は、ＭＤ方向で１５２０ＭＰａ、ＴＤ方向で１４６９ＭＰａであった。また、得られた基材フィルム、レンズフィルム及びレンズシートを実施例１と同様に評価し、結果を表１に示した。
実施例６
実施例１と同様に、メタクリル樹脂（Ａ１）６０部とゴム粒子４０部とから樹脂組成物ペレットを調製した。また、実施例４と同様に、メタクリル樹脂（Ａ２）４７．５部とメタクリル樹脂（Ａ４）１２．５部とゴム粒子４０部とから樹脂組成物ペレットを調製した。前者のペレットを東芝機械（株）製の６５ｍｍφ一軸押出機で溶融混練すると共に、後者のペレットを東芝機械（株）製の４５ｍｍφ一軸押出機で溶融混練し、両者を設定温度２６０℃のフォードブロック方式多層ダイスを介して共押出しし、２本のポリシングロールに両面が完全に接するようにして冷却し、前者の樹脂組成物からなる厚さ６２．５μｍの層と、後者の樹脂組成物からなる厚さ１２．５μｍの層とを有する、総厚さ７５μｍのアクリル積層フィルムを得た。この積層フィルムの２３℃雰囲気下での引っ張り弾性率は、ＭＤ方向で１７０８ＭＰａ、ＴＤ方向で１６６７ＭＰａであった。次いで、この積層フィルムを基材フィルムとして用い、後者の樹脂組成物層側の表面硬度を実施例１と同様に評価し、また、後者の樹脂組成物層側をレンズ層形成面として、実施例１と同様にレンズフィルム及びレンズシートを製造して評価し、結果を表１に示した。
比較例１
基材フィルムとして、厚さ７５μｍのポリエステルフィルム（東レ（株）製のルミラー１００）を用い、実施例１と同様にレンズフィルム及びレンズシートを製造し、評価した。結果を表１に示す。
Figure 2006091847

Claims (11)

  1. メタクリル樹脂中にゴム粒子が分散してなる樹脂組成物からなり、４００μｍ以下の厚みを有することを特徴とするレンズ基材用アクリルフィルム。
  2. メタクリル樹脂は、炭素数１〜４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル５０〜１００重量％と、アクリル酸エステル０〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体の重合により得られる熱可塑性重合体である請求項１に記載のアクリルフィルム。
  3. メタクリル樹脂は、単独でのガラス転位温度が６０℃以下である重合体をメタクリル樹脂全体の５〜７０重量％含有する請求項１又は２に記載のアクリルフィルム。
  4. ゴム粒子は、０．１５μｍ以上０．３５μｍ以下の平均粒子径を有する請求項１〜３のいずれかに記載のアクリルフィルム。
  5. ゴム粒子は、アクリル酸アルキル５０〜９９．９重量％と、これに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９．９重量％と、共重合性の架橋性単量体０．１〜１０重量％とからなる単量体の重合で得られる弾性共重合体の層を有する重合体１００重量部の存在下に、メタクリル酸エステル５０〜１００重量％と、アクリル酸エステル０〜５０重量％と、これらに共重合可能な他のビニル単量体の少なくとも１種０〜４９重量％とからなる単量体１０〜４００重量部を重合させることにより、後者の単量体からの重合層を前記弾性共重合体の表面に少なくとも１層結合してなるゴム含有重合体である請求項１〜４のいずれかに記載のアクリルフィルム。
  6. ゴム粒子は、弾性共重合体層の内側に硬質重合体層を含む多層構造のものである請求項５に記載のアクリルフィルム。
  7. メタクリル樹脂５０〜９５重量部及びゴム粒子５〜５０重量部を含有し、ゴム粒子中の前記弾性共重合体の量は、メタクリル樹脂及びゴム粒子の合計１００重量部あたり３〜３５重量部である請求項５又は６に記載のアクリルフィルム。
  8. メタクリル樹脂として単独でのガラス転位温度が６０℃以下である重合体をメタクリル樹脂全体の５〜７０重量％含有する前記樹脂組成物からなる層と、メタクリル樹脂として単独でのガラス転位温度が６０℃以下である重合体を実質的に含有しない前記樹脂組成物からなる層とを有する請求項１、２及び４〜７のいずれかに記載のアクリルフィルム。
  9. 請求項１〜８のいずれかに記載のアクリルフィルムの表面に、紫外線硬化型樹脂によりレンズ層が形成されてなるレンズフィルム。
  10. レンズ層は、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ又はフレネルレンズの形状を有する請求項９に記載のレンズフィルム。
  11. 樹脂シートの表面に、請求項９又は１０に記載のレンズフィルムが貼合されてなるレンズシート。

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