JP2009161660A - アクリル樹脂フィルム - Google Patents
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Abstract
透明性、光学等方性に優れ、かつ耐熱性が高く、高温高湿下においても位相差変化が少ないフィルムを提供する。
【解決手段】
アクリル樹脂を含み、かつ波数753cm−1における赤外二色比が1.00以上1.08以下であるアクリル樹脂フィルムとする。
【選択図】なし
Description
しかし、芳香族ビニルを含有するために特に厚み方向の光学等方性が十分でなく、偏光板保護フィルムとして使用する場合に問題があった。
赤外二色比を1.00以上1.08以下とするためには、溶融製膜法において未延伸フィルムを得る場合、アクリル樹脂が分解しない程度に押出温度を高くしたり、リップ間隙とフィルム厚みの比を小さくしたり、リップ間隙を広げる等の方法が有効である。また、延伸フィルムの場合、1軸延伸、逐次二軸延伸または同時二軸延伸において延伸するとき、延伸倍率のみならず、延伸温度、延伸速度を調整することで達成することができる。例えば、配向を大きくしたい場合は延伸温度を上げるか、延伸速度を速めることで達成することができる。
面内位相差Reおよび厚み方向の位相差Rthが小さいアクリル樹脂フィルムを得るためには、機械的に配向した状態でも光学異方性を生じにくいようなアクリル樹脂とすることで達成できる。
かかる構造のグルタル酸無水物単位を含有することにより、耐熱性を向上できるだけでなく、延伸などにより機械的に配向した状態でも光学的に等方なフィルムを得ることができる。
不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の好ましい具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸2−クロロエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシルおよび(メタ)アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどが挙げられる。不飽和カルボン酸アルキルエステル単位としては、上述した具体例のうち1種を単独で含んでいてもよいし、2種以上併存してもよいが、(メタ)アクリル酸メチル単位を含むことが、耐熱性の高いアクリル樹脂が得られやすいため好ましい。
ただしT1は試料を通過した光の強度、T0は試料を通過しない以外は同一の距離の空気中を通過した光の強度である。
波長:380nm
測定速度:120nm/分
測定モード:透過
本発明のアクリル樹脂フィルムはその残存溶媒量が0.5質量%未満であることが好ましい。0.5質量%以上であると、製品として使用したときに表面硬度が低い場合があり、ユーザーでの加工工程においてフィルム表面にキズがつく場合がある。
(1)各成分組成
熱可塑性樹脂フィルムにアセトンを加え、4時間還流し、この溶液を9,000rpmで30分間、遠心分離し、アセトン可溶成分とアセトン不溶成分とに分離した。アセトン可溶成分を60℃で5時間減圧乾燥し、各成分単位定量を行って、アクリル樹脂(A)の各成分組成とした。
ジメチルホルムアミドを溶媒として、DAWN−DSP型多角度光散乱光度計(Wyatt Technology社製)を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフ(ポンプ:515型,Waters社製、カラム:TSK−gel−GMHXL,東ソー社製)を用いて測定した。測定は各水準の異なる部分について5回測定を行い、平均値を用いた。
示差走査熱量計(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用い、窒素雰囲気下、20℃/minの昇温速度で測定した。ガラス転移温度の求め方は、JIS−K7121(1987)の9.3項の中間点ガラス転移温度の求め方に従い、測定チャートの各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度とした。測定は各水準の異なる部分について5回測定を行い、平均値を用いた。
エトー(株)社製の複屈折位相差測定装置(AD−175SI)を用い、波長590nmの光線に対する面内位相差および厚み方向の位相差を測定した。測定回数は5回測定しその平均値を用いた。
JIS K 7361−1(1997)に準じ、東洋精機(株)製直読ヘイズメーターを用いて、23℃での全光線透過率(%)を測定した。測定は各水準の異なる部分についてそれぞれ10回行い、平均値を用いた。
Bio−RadDiglab製のフーリエ変換型赤外分光光度計FTS−60A/896に偏光子をセットしバックグラウンドを測定した後に、偏光方向に対しフィルムの長手方向を起点として15°づつ回転させてフィルムをセットし、測定モード:Abs、分解能:2cm−1、スキャン回数:64回の条件で透過吸収スペクトルを測定した。15°毎に全方位の得られたそれぞれのスペクトルのベースラインを波数710cm−1から800cm−1の範囲において設定したときの波数753cm−1の吸収ピーク高さの最大値と最小値の比を赤外二色比とした。
60℃/90%RHの雰囲気下で、500時間放置する前と後の面内位相差の差を面内位相差の変化量(nm)とした。サンプル数は5とし、各面内位相差の変化量の平均値を求め、変化量が5nmより大きい場合を×、3nmより大きく5nm以下を○、3nm以下を◎とし、5nm以下を合格とした。
フィルムを20cm四方にサンプリングし、フィルムの質量w1を秤量した。次にこのフィルムを温度200℃の熱風オーブン中で10分保持した後のフィルム質量w2を秤量し、下記式よりフィルム中の残存溶媒量(質量%)を求めた。なお、測定は2回行い、平均値を求めた。
HEIDON(新東科学株式会社製)を用いて、下記条件で鉛筆引掻試験を行った。引掻傷が測定回数5回中、2回以上傷つくときの鉛筆の硬さを鉛筆硬度とした。また、傷の観察は倍率3倍の照明拡大鏡(アズワン株式会社製)を用いて観察した。
鉛筆速度:30mm/分
引掻距離:30mm
錘:500g
<参考例1>
アクリル樹脂(A1)
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤0.05質量部をイオン交換水165質量部に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。なお、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤には、以下の方法で調整したものを用いたすなわち、メタクリル酸メチル20質量部、アクリルアミド80質量部、過硫酸カリウム0.3質量部、イオン交換水1,500質量部を反応器中に仕込み、反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保ち、単量体が完全に重合体に転化するまで反応させ、得られたアクリル酸メチルとアクリルアミドとの共重合体の水溶液を懸濁剤として使用した
次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−1)を得た。この共重合体(a−1)の重合率は98%であり、質量平均分子量は6.8万であった。
メタクリル酸メチル :67質量部
t−ドデシルメルカプタン : 1.2質量部
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル: 0.4質量部
これに添加剤(NaOCH3)を配合し、2軸押出機(TEX30(日本製鋼社製、L/D=44.5)を用いて、ホッパーを10L/分の量の窒素でパージしながら、スクリュー回転数100rpm、原料供給量5kg/h、シリンダ温度290℃で分子内環化反応を行い、ペレット状のアクリル樹脂(A1)を得た。このアクリル樹脂(A1)100質量部中のグルタル酸無水物単位の組成比は33質量部、質量平均分子量は10万であった。
コア・シェル型アクリル弾性体粒子(B)
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に、初期調整溶液として、脱イオン水120質量部、炭酸カリウム0.5質量部、スルホコハク酸ジオクチル0.5質量部、過硫酸カリウム0.005質量部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、アクリル酸ブチル53質量部、スチレン17質量部、メタクリル酸アリル(架橋剤)1質量部を仕込んだ。これら混合物を70℃で30分間反応させて、ゴム質重合体を得た。次いで、メタクリル酸メチル21質量部、メタクリル酸9質量部、過硫酸カリウム0.005質量部の混合物を引き続き70℃で90分かけて連続的に添加し、更に90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、コア・シェル型のアクリル弾性体粒子(B)を得た。電子顕微鏡で測定したアクリル弾性体粒子のゴム質重合体部分の平均粒子径は140nmであった。
アクリル樹脂組成物(C)
前記アクリル樹脂(A)を80質量部とアクリル弾性体粒子(B)を20質量部を配合し2軸押出機(TEX30(日本製鋼社製、L/D=44.5))を用いて、ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数100rpm、原料供給量5kg/h、シリンダ温度290℃で混練し、ペレット状のアクリル樹脂組成物(C)を得た。
参考例1で得られたアクリル樹脂(A)を100℃で3時間乾燥し、45mmφの一軸押出機(設定温度250℃)を用いてリップ間隙1.2mmに設定したTダイ(設定温度250℃)を介してシート状に押出した。
参考例3で得られたアクリル樹脂生成物(C)を100℃で3時間乾燥し、65mmφの1軸押出機(設定温度260℃)を用いて、リップ間隙0.8mmに設定したTダイ(設定温度250℃、リップ部分の設定温度260℃)を介してシート状に押出した。冷却ロールの温度125℃、冷却ロールの速度16.6m/分に調整し、厚み40μmの未延伸のアクリル樹脂フィルムを得た。このとき、(Tダイのリップ間隙/フィルム厚み)=20であった。
冷却ロールの速度を20m/分にした他は、実施例2と同様にして、厚み40μmの未延伸アクリルフィルムを得た。
参考例1で得られたアクリル樹脂(A)を80℃で8時間減圧乾燥した後に、メチルエチルケトンに固形分濃度30質量%となるように溶解させ、1μmカットフィルターを用いてろ過を行い、ホッパーにて24時間静置して溶液中の泡を除去してポリマー溶液aを得た。このポリマー溶液aを、バーコーターでPETフィルム上に流延し、5分静置した後に熱風オーブンにて50℃で5分間加熱して溶媒を蒸発させ、自己支持性を発現したフィルムを支持体から剥離した。続いて剥離したフィルムを枠張りし、100℃で5分、170℃で10分過熱して溶媒をさらに蒸発させ、厚み40μmの最終フィルムを得た。得られたフィルムの特性、評価結果を表1に示す。
参考例1で得られたアクリル樹脂(A)を100℃で3時間乾燥し、45mmφの一軸押出機(設定温度250℃)を用いてリップ間隙1.2mmに設定したTダイ(設定温度250℃)を介してシート状に押出した。
かくして得られたアクリル樹脂フィルムは耐久性が悪く、光学フィルムとして適さないものであった。フィルムの特性は表1の通りであった。
参考例1で得られたアクリル樹脂(A)を100℃で3時間乾燥し、45mmφの一軸押出機(設定温度250℃)を用いてリップ間隙1.2mmに設定したTダイ(設定温度250℃)を介してシート状に押出した。
リップ間隙を調整し、(Tダイのリップ間隙/フィルム厚み)=25とした以外は実施例3と同様にして、厚み40μmの未延伸のアクリル樹脂フィルムを得た。
ートなどの平面ディスプレイ用部材シートの基材、偏光子保護フィルム等の光学フィルム
として用いることができる。
2:測定サンプル
3:測定するそれぞれの偏光方向
4:ベースライン
5:吸収ピーク高さ
6:最大ピーク高さ
7:最小ピーク高さ
Claims (8)
- アクリル樹脂を含み、かつ波数753cm−1における赤外二色比が1.00以上1.08以下であるアクリル樹脂フィルム。
- 温度60℃、湿度90%RHの雰囲気下に500時間放置した後の面内位相差の変化が、放置する前と比較して5nm以下である、請求項1に記載のアクリル樹脂フィルム。
- 下記式(1)および(2)を同時に満足する、請求項1または2に記載のアクリル樹脂フィルム。
0≦Re≦2 ・・・(1)
−10≦Rth≦10 ・・・(2)
(上記式中、Reはフィルムの面内位相差(nm)、Rthはフィルムの厚み方向の位相差(nm)を示す。) - グルタル酸無水物単位を10〜40質量%含有するアクリル樹脂(A)単体からなる層と、このアクリル樹脂(A)に紫外線吸収剤を含有せしめた層と、前記アクリル樹脂(A)単体からなる層とが順に積層されてなる、請求項1〜4のいずれかに記載のアクリル樹脂フィルム。
- 残存溶媒量が0.5質量%未満である、請求項1〜5のいずれかに記載のアクリル樹脂フィルム。
- 長手方向および/または幅方向に延伸されている、請求項1〜6のいずれかに記載のアクリル樹脂フィルム。
- 表層にハードコート層が設けられている、請求項1〜7のいずれかに記載のアクリル樹脂フィルム。
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