JP2012111794A - ポリカーボネート樹脂、それを用いた光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂、それを用いた光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板 Download PDF

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Abstract

【課題】光弾性係数が低く、耐熱性、水蒸気透過率および溶液安定性に優れるポリカーボネート樹脂、それを用いたフィルム、光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板を提供する。
【解決手段】
下記一般式(A1)および一般式(B)で表される構成単位を有し、一般式(A1)で表される構成単位が全構成単位中45〜80mol%であるポリカーボネート樹脂である。このポリカーボネート樹脂を用いて光学フィルム、位相差フィルム、および偏光板が提供可能となる。
Figure 2012111794

【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂に係り、更に詳細には植物由来である特定の構造を含み、耐熱性、透明性、溶液特性、水蒸気透過率、機械特性に優れたポリカーボネート樹脂、それを用いた光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板に関する。
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)をホスゲンあるいは炭酸エステルと反応させて得られる芳香族ポリカーボネート樹脂は、耐熱性、透明性に優れ、しかも耐衝撃性等の機械的特性に優れていることから、構造材料はもとより、光学材料として光ディスク基板、各種レンズ、プリズム、光ファイバー等に幅広く利用されている。
しかし、芳香族ポリカーボネート樹脂は、耐熱性、機械強度は有しているものの、光学フィルムとして使用した場合、光弾性係数が大きいといった問題があった。例えば、液晶表示装置に用いられる位相差フィルムのうち、偏光板と貼りあわせて用いる場合、偏光板の熱収縮または熱膨張等により、位相差フィルムに応力がかかり、その結果、位相差斑が発生し画質の均一性が保てなくなるといった問題が生じていた。
このような問題を解決するために、ポリカーボネート樹脂の光弾性係数を低下させる方法が提案されており、例えば、ビスフェノールAをトリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカンジメタノールと共重合させる方法や(特許文献1)、側鎖にフルオレン構造を有するビスフェノール類を他のビスフェノール類と共重合させる方法が提案されている(特許文献2および特許文献3)。
しかし、前者の方法では、耐熱性の低下をもたらし、また、光弾性係数を低減する上で十分な効果は得られていないという問題があった。
また、後者の方法では、光弾性定数を低くするためにフルオレン構造含有ビスフェノール類を高い比率で使用しており、ガラス転移温度が高くなるという問題があった。そのため、位相差フィルム製造時のフィルム溶融成形加工、フィルム延伸加工などのプロセス温度が高くなり、着色問題だけではなく、膜厚、位相差などを精度よく制御し製造することが困難であった。
一方、偏光板の保護フィルムとしては、主にトリアセチルセルロース(TAC)が透明性、平滑性、厚み精度、接着性、水分透過率が高いといった特性を生かし、特に液晶表示装置において使用されている。
しかし、耐久性の向上、偏光保護フィルムに位相差フィルム機能を付与する等の高機能化が要望されており、この目的を達成するために、偏光保護フィルムとして、環状ポリオレフィンからなるフィルムが提案されているが、水蒸気透過率が低く、気泡の発生及び偏光フィルムがカール、反りなどの変形が発生する問題があった。
湿式成形によるフィルム成形は、薄膜を得やすいことや無配向のフィルムが得られる利点に加え、高温溶融時の着色やゲルの発生がなく高品質のフィルムが得られる。そのため特に高いガラス転移温度の材料のフィルムの製造に用いられている。湿式成形において必要とされる材料の性質は、溶媒に対する良溶解性、溶液安定性が求められると共に、溶媒除去後、フィルム機械的特性等の性質が満足いくものでなければならない。
このため、例えば、バイオマス資源を原料とした脂肪族環状ジオールとしてイソソルビドを原料としたポリカーボネート樹脂を湿式成形した光学フィルムが提案されている(特許文献4)。
しかし、この光学フィルムは、溶媒溶解性や溶液安定性が十分でなく、特に非ハロゲン系溶媒に溶解しづらく、長期間溶液を保存した場合白濁、ゲル化等が発生する場合があるという問題があった。
このように、光弾性係数が小さく、耐熱性、水蒸気透過率および溶液安定性に優れるポリカーボネート樹脂(ポリカーボネート共重合体)の提供が望まれていた。
特開昭64−66234号公報 特開平6−25398号公報 特開平7−109342号公報 特開2006−28441号公報
本発明は、前記諸問題に鑑みなされたものであって、光弾性係数が低く、耐熱性、水蒸気透過率および溶液安定性に優れるポリカーボネート樹脂(ポリカーボネート共重合体)、それを用いたフィルム、光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討した結果、下記一般式(A1)および一般式(B)で表される構成単位を有し、一般式(A1)で表される構成単位が全構成単位中45〜80mol%とすることで、従前では達成が困難であった、光弾性係数が低く、耐熱性、水蒸気透過率に優れ、さらに溶液安定性に優れるポリカーボネート樹脂、それを用いたフィルム、光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板を安定的に製造できるとの知見を得、本発明を完成するに至った。
即ち、前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
[1] 下記一般式(A1)および一般式(B)で表される構成単位を有し、一般式(A)で表される構成単位が全構成単位中45〜80mol%であるポリカーボネート樹脂。
Figure 2012111794
Figure 2012111794
[2] 前記一般式(A1)は、下記一般式(A2)で表される[1]のポリカーボネート樹脂。
Figure 2012111794
[3] 前記一般式(A2)で表される構成単位が全構成単位中60〜80mol%である[2]のポリカーボネート樹脂。
[4] 前記一般式(A1)は、下記一般式(A3)で表される[1]のポリカーボネート樹脂。
Figure 2012111794
[5] 前記一般式(A3)で表される構成単位が全構成単位中45〜75mol%である[4]のポリカーボネート樹脂。
[6] [1]〜[5]のいずれかのポリカーボネート樹脂を含む光学フィルム。
[7] 湿式成形法により成形された[6]の光学フィルム。
[8] 光弾性係数が30×10-122/N以下であり、水蒸気透過率が100g/m2/day/25μm以上である[6]又は[7]の光学フィルム。
[9] [6]〜[8]の光学フィルムを延伸した位相差フィルム。
[10] [6]〜[8]の光学フィルムを保護層とした偏光板。
本発明によれば、光弾性係数が低く、耐熱性、水蒸気透過率および溶液安定性に優れるポリカーボネート樹脂、それを用いたフィルム、光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板を提供することができる。
以下において、本発明のポリカーボネート樹脂、それを用いたフィルム、光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
本発明のポリカーボネート樹脂は、下記一般式(A1)および一般式(B)で表される構成単位を有し、一般式(A1)で表される構成単位が全構成単位中45〜80mol%である。
Figure 2012111794
Figure 2012111794
前記一般式(A1)は、下記一般式(1)で表されるエーテルジオールに由来する構成単位である。
Figure 2012111794
前記一般式(1)で表されるエーテルジオールには、下記一般式(2)〜(4)で表される3種類の立体異性体があることが知られている。下記一般式(2)で表されるエーテルジオールをイソソルビド、下記一般式(3)で表されるエーテルジオールをイソマンニド、および下記一般式(4)で表されるエーテルジオールをイソイディッドという。
Figure 2012111794
Figure 2012111794
Figure 2012111794
これらのエーテルジオールは糖質由来であり、自然界のバイオマスからも得られる物質であり、再生可能資源と呼ばれるものの1つである。イソソルビドは、でんぷんから得られるD−グルコースを水添した後、脱水することにより得られる。その他のエーテルジオールについても、対応する出発物質を用いて、同様の反応により得られる。イソソルビドあるいはイソマンニドは、でんぷんなどから容易に調製することができるエーテルジオールであり資源として豊富に入手することができ、また製造の容易さにおいても優れている。
一般式(1)には、上記3種類の立体異性体が存在するので、一般式(A1)で表される構成単位は、一般式(A2)で表されるイソソルビド残基に由来する構成単位、一般式(A3)で表されるイソマンニド残基に由来する構成単位、および一般式(A4)で表されるイソイディッド残基に由来する構成単位に分類することができる。
Figure 2012111794
Figure 2012111794
Figure 2012111794
本発明のポリカーボネート樹脂は、上記いずれの構成単位を含んでいてもよいが、イソソルビド残基又はイソマンニド残基、即ち、一般式(A2)又は(A3)で表される構成単位、を含むポリカーボネート樹脂であるのが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂において、一般式(A1)で表される構成単位は、全構成単位中45〜80mol%である。45mol%未満であると、相対的に式(B)の構成単位の割合が高まり、ガラス転移点が降下し、耐熱性が低下する。一方、80mol%を超えると、結晶性が高くなり、透明性が低下して、用途によっては適さなくなる。上記範囲であると、かかる弊害がなく、種々の用途に利用可能なポリカーボネート樹脂が得られる。
一般式(A1)で表される構成単位が一般式(A2)で表される構成単位のみからなる場合、イソソルビド残基が全構成単位中、好ましくは60〜80mol%占め、より好ましくは65〜80mol%占め、特に好ましくは、70〜80mol%占める。
前記構成単位(A1)が、上記範囲であると、高耐熱性、低光弾性率、適度な水蒸気透過率を示し、溶液安定性にも優れ、湿式成形法にも適するポリカーボネート樹脂がより安定的に得られる。
一般式(A1)で表される構成単位が一般式(A3)で表される構成単位のみからなる場合、イソマンニド残基が全構成単位中、好ましくは45〜79mol%占め、より好ましくは45〜75mol%占め、特に好ましくは、50〜75mol%占める。
前記構成単位(A2)が、上記範囲であると、高耐熱性、低光弾性率、適度な水蒸気透過率を示し、溶液安定性にも優れ、湿式成形法にも適するポリカーボネート樹脂がより安定的に得られる。
一般式(B)は、2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン(以下、「DOG」ともいう。)に由来する構成単位である。
一般式(B)で表される構成単位としては、全構成単位中、好ましくは20〜55mol%占めることであり、より好ましくは、20〜45mol%占め、特に好ましくは、
20〜40mol%占める。20mol%未満であると、溶媒への溶解性が低くなり、溶液安定性が悪くなる。その結果、フィルムの強度や透明性が低下する。55mol%を超えると、得られる樹脂のガラス転移温度(Tg)が下がり、好ましくない。
なお、一般式(A1)で表される構成単位が一般式(A2)で表される構成単位のみからなる場合、一般式(B)で表される構成単位としては、全構成単位中、好ましくは20〜40mol%占めることであり、より好ましくは、20〜35mol%占めることであり、特に好ましくは、20〜30mol%占めることである。20mol%未満であると、溶媒への溶解性が低くなり、溶液安定性が悪くなる。その結果、フィルムの強度や透明性が低下する。40mol%を超えると、得られる樹脂のガラス転移温度(Tg)が下がり、好ましくない。
なお、一般式(A1)で表される構成単位が一般式(A3)で表される構成単位のみからなる場合、一般式(B)で表される構成単位としては、全構成単位中、好ましくは21〜55mol%占めることであり、より好ましくは、25〜55mol%占めることであり、特に好ましくは、25〜50mol%占めることである。21mol%未満であると、溶媒への溶解性が低くなり、溶液安定性が悪くなる。その結果、フィルムの強度や透明性が低下する。55mol%を超えると、得られる樹脂のガラス転移温度(Tg)が下がり、好ましくない。
また、本発明では、上記一般式(A1)、一般式(B)で表されるジオール残基の他に、光学的な物性を損なわない範囲でその他のジオール残基を含んでもよい。かかるその他のジオール残基としては、例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなど脂環式アルキレンジオール類、ジメタノールベンゼン、ジエタノールベンゼンなどの芳香族ジオール、ビスフェノールAなどのビスフェノール類などが挙げられる。その場合、上記式(A1)の構成単位100重量部に対し、その他の構成単位は合計で50重量部以下であることが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の製造方法の一例としては、一般式(2)〜(4)で表されるエーテルジオールのうち少なくともいずれかと、2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン、および炭酸ジエステルとを、溶融重合法により重合する方法が挙げられる。塩基性化合物触媒もしくはエステル交換触媒の存在下、溶融重合を進行させる方法が好ましい。
前記溶融重合法の際に用いる炭酸ジエステルとしては、具体的には、ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、反応性、コスト面からジフェニルカーボネートが好ましい。
ジフェニルカーボネートは、ジヒドロキシ化合物の合計1モルに対して1.02以上1.07以下あるいは0.93以上0.97以下となる反応比率で用いられる。1.07以上あるいは0.97以下では分子量が低く強度が足りなくなる。1.02より小さい反応モル比あるいは0.97より大きい反応モル比では、適度の分子量の樹脂を得るためには所定の時間で重合を停止する必要があり、重合終期にフェノールなどの揮発成分を除去するための真空脱気を行うことができなくなる。もし真空脱気を行うと分子量が増大し、樹脂溶融粘度が高くなりすぎ成形に不適となる。
塩基性化合物触媒としては、特にアルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物、含窒素化合物等があげられる。
このような化合物としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属化合物等の有機酸塩、無機塩、酸化物、水酸化物、水素化物あるいはアルコキシド、4級アンモニウムヒドロキシドおよびそれらの塩、アミン類等が好ましく用いられ、これらの化合物は単独もしくは組み合わせて用いることができる。
アルカリ金属化合物としては、具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、フェニルリン酸2ナトリウム、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2セシウム塩、2リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩、リチウム塩等が用いられる。
アルカリ土類金属化合物としては、具体的には、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸水素バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、フェニルリン酸マグネシウム等が用いられる。
含窒素化合物としては、具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド等のアルキル、アリール基等を有する4級アンモニウムヒドロキシド類、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミン等の3級アミン類、ジエチルアミン、ジブチルアミン等の2級アミン類、プロピルアミン、ブチルアミン等の1級アミン類、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール等のイミダゾール類、あるいは、アンモニア、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルアンモニウムテトラフェニルボレート等の塩基あるいは塩基性塩等が用いられる。
エステル交換触媒としては、亜鉛、スズ、ジルコニウム、鉛の塩が好ましく用いられ、これらは単独もしくは組み合わせて用いることができる。
エステル交換触媒としては、具体的には、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛、塩化スズ(II)、塩化スズ(IV)、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズジメトキシド、ジルコニウムアセチルアセトナート、オキシ酢酸ジルコニウム、ジルコニウムテトラブトキシド、酢酸鉛(II)、酢酸鉛(IV)等が用いられる。
これらの触媒は、ジヒドロキシ化合物の合計1モルに対して、10-9〜10-3モルの比率で、好ましくは10-7〜10-4モルの比率で用いられる。
溶融重合法は、前記の原料、および触媒を用いて、加熱下に常圧または減圧下にエステル交換反応により副生成物を除去しながら溶融重縮合を行うものである。反応は、一般には二段以上の多段工程で実施される。
具体的には、第一段目の反応を120〜220℃、好ましくは160〜200℃の温度で0.1〜5時間、好ましくは0.5〜3時間、常圧〜200Torrの圧力で反応させる。次いで、1〜3時間かけて温度を最終温度である230〜260℃まで徐々に上昇させると共に圧力を徐々に最終圧力である1Torr以下まで減圧し、反応を継続する。最後に1Torr以下の減圧下、230〜260℃の温度で重縮合反応を進め、所定の粘度に達したところで窒素で復圧し、反応を終了する。1Torr以下の反応時間は0.1〜2時間であり、全体の反応時間は1〜6時間、通常2〜5時間である。
上記の反応を行うに際して用いられる反応装置は、錨型攪拌翼、マックスブレンド攪拌翼、ヘリカルリボン型攪拌翼等を装備した縦型であっても、パドル翼、格子翼、メガネ翼等を装備した横型であってもスクリューを装備した押出機型であってもよく、また、これらを重合物の粘度を勘案して適宜組み合わせた反応装置を使用することが好適に実施される。
触媒失活後、ポリマー中の低沸点化合物を0.1〜1mmHgの圧力、200〜350℃の温度で脱揮除去する工程を設けてもよく、このためには、パドル翼、格子翼、メガネ翼等、表面更新能の優れた攪拌翼を備えた横型装置、あるいは薄膜蒸発器が好適に用いられる。
本発明のポリカーボネート樹脂を溶融重合法で製造する際に、着色を防止する目的で、リン酸化合物や亜リン酸化合物又はこれらの金属塩を重合時に添加することができる。
リン酸化合物としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等のリン酸トリアルキルの1種又は2種以上が好適に用いられる。これらは、反応に用いる全ジヒドロキシ化合物に対して、好ましくは0.0001mol%以上0.005mol%以下添加することであり、さらに好ましくは0.0003mol%以上0.003mol%以下添加することである。
前記添加量が、0.0001mol%未満であると、着色防止効果が小さくなり、0.005mol%を超えると、ヘイズが高くなる原因となったり、逆に着色を促進させたり、耐熱性を低下させたりする。
亜リン酸化合物を添加する場合は、下記に示す熱安定剤を任意に選択して使用できる。特に、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトの1種又は2種以上が好適に使用できる。
これらの亜リン酸化合物は、反応に用いる全ジヒドロキシ化合物に対して、好ましくは0.0001mol%以上0.005mol%以下添加することであり、さらに好ましくは0.0003mol%以上0.003mol%以下添加することである。
前記添加量が、0.0001mol%未満であると、着色防止効果が小さくなり、0.005mol%を超えると、ヘイズが高くなる原因となったり、逆に着色を促進させたり、耐熱性を低下させたりすることもある。
リン酸化合物と亜リン酸化合物又はこれらの金属塩は併用して添加することができるが、その場合の添加量はリン酸化合物と亜リン酸化合物又はこれらの金属塩の総量で、先に記載した、全ジヒドロキシ化合物に対して、好ましくは0.0001mol%以上0.005mol%以下であり、さらに好ましくは0.0003mol%以上0.003mol%以下である。
前記添加量が、0.0001mol%未満又は0.005mol%を超えると、着色防止効果が小さく、上記上限より多いと、ヘイズが高くなる原因となったり、逆に着色を促進させたり、耐熱性を低下させたりすることもある。
なお、リン酸化合物、亜リン酸化合物の金属塩としては、これらのアルカリ金属塩や亜鉛塩が好ましく、特に好ましくは亜鉛塩である。また、このリン酸亜鉛塩の中でも、長鎖アルキルリン酸亜鉛塩が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂の重合度は、ジクロロメタン溶媒中、濃度1.2g/dL、30℃で測定した極限粘度(ηsp/c)で0.1〜10dL/gの範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.45〜8dL/g、さらに好ましくは0.65〜5dL/gである。
極限粘度が、0.1dL/g未満であると、フィルムの靭性が保たれず、10dL/gを超えると、ポリマーおよびフィルムの製造面で困難となる。
本発明のポリカーボネート樹脂は、溶液流延法やキャスト法等公知の湿式成形法で成形が可能で、成形に好適なポリカーボネート樹脂の極限粘度[η]は0.3〜2.0dL/gである。好ましくは、0.5〜1.8dL/gであり、より好ましくは、0.6〜1.5dL/gである。
極限粘度[η]が0.3dL/g未満であると、湿式成形によって得られるフィルムの強度が低下し、2.0dL/gを超えると、湿式成形による生産性が低下する場合が多く、また重合後の処理が困難な場合が多い。
本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、好ましくは、80〜180℃であり、より好ましくは、85〜170℃であり、特に好ましくは、90〜170℃である。
ガラス転移温度が、80℃未満であると、耐熱性が低下し、180℃を超えると、脆くなることがある。
本発明のポリカーボネート樹脂、及び本発明のポリカーボネート及び1種以上の添加剤を含有するポリカーボネート組成物は、フィルム、シート、ディスク、レンズ、プリズム等、種々の成形体の原料として用いることができる。
以下、使用可能な添加剤について説明する。
また、本発明のポリカーボネート樹脂には、成形時等における分子量の低下や色相の悪化を防止するために熱安定剤を配合することができる。
かかる熱安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸及びこれらのエステル等が挙げられ、具体的には、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリブチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート、4,4'−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。中でも、トリスノニルフェニルホスファイト、トリメチルホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、及びベンゼンホスホン酸ジメチルが好ましく使用される。これらの熱安定剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
かかる熱安定剤は、溶融重合時に添加した添加量に加えて更に追加で配合することができる。即ち、適当量の亜リン酸化合物やリン酸化合物を配合して、ポリカーボネート樹脂を得た後に、後に記載する配合方法で、さらに亜リン酸化合物を配合すると、重合時のヘイズの上昇、着色、及び耐熱性の低下を回避して、さらに多くの熱安定剤を配合でき、色相の悪化の防止が可能となる。
これらの熱安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、0.0001〜1重量部が好ましく、0.0005〜0.5重量部がより好ましく、0.001〜0.2重量部が更に好ましい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂には、酸化防止の目的で通常知られた酸化防止剤を配合することもできる。
かかる酸化防止剤としては、具体的には、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、グリセロール−3−ステアリルチオプロピオネート、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトール−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4'−ビフェニレンジホスフィン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これら酸化防止剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、0.0001〜0.5重量部が好ましい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂には、溶融成形時の金型からの離型性をより向上させるために、本発明の目的を損なわない範囲で離型剤を配合することも可能である。
かかる離型剤としては、一価又は多価アルコールの高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸、パラフィンワックス、蜜蝋、オレフィン系ワックス、カルボキシ基及び/又はカルボン酸無水物基を含有するオレフィン系ワックス、シリコーンオイル、オルガノポリシロキサン等が挙げられる。
高級脂肪酸エステルとしては、炭素原子数1〜20の一価又は多価アルコールと炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルが好ましい。かかる一価又は多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステル又は全エステルとしては、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸モノグリセリド、ベヘニン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネ−ト、ソルビタンモノステアレート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられる。
中でも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ベヘニン酸ベヘニルが好ましく用いられる。
高級脂肪酸としては、炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸が好ましい。かかる脂肪酸としては、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸などが挙げられる。
これらの離型剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
かかる離型剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、0.01〜5重量部が好ましい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、光安定剤を配合することができる。
かかる光安定剤としては、例えば2−(2'−ヒドロキシ−5'−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2,2'−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2'−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)等が挙げられる。これらの光安定剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
かかる光安定剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、0.01〜2重量部が好ましい。
また、本発明のポリカーボネート樹脂には、本発明のポリカーボネート樹脂や紫外線吸収剤に基づく黄色味を打ち消すためにブルーイング剤を配合することができる。ブルーイング剤としては、従来、ポリカーボネート樹脂に使用されるものであれば、特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。
具体的なブルーイング剤としては、例えば一般名Solvent Violet13[CA.No(カラーインデックスNo)60725]、一般名Solvent Violet31[CA.No 68210、一般名Solvent Violet33[CA.No 60725;、一般名Solvent Blue94[CA.No 61500]、一般名Solvent Violet36[CA.No 68210]、一般名Solvent Blue97[バイエル社製「マクロレックスバイオレットRR」]及び一般名Solvent Blue45[CA.No61110]等が挙げられる。これらのブルーイング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらブルーイング剤は、通常、ポリカーボネート樹脂を100重量部とした場合、0.1×10-4〜2×10-4重量部の割合で配合される。
本発明のポリカーボネート樹脂は例えば、芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル、アモルファスポリオレフィン、ABS、ASなどの合成樹脂、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネートなどの生分解性樹脂、ゴムなどの1種又は2種以上と混練して、ポリマーアロイとしても用いることもできる。
本発明のポリカーボネート樹脂と上述のような各種の添加剤との配合は、例えばタンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等で混合する方法、あるいは上記各成分を例えば塩化メチレンなどの共通の良溶媒に溶解させた状態で混合する溶液ブレンド方法などがあるが、これは特に限定されるものではなく、通常用いられるポリマーブレンド方法であればどのような方法を用いてもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂、又はそれを含む樹脂組成物は、種々の方法により成形することができる。本発明のポリカーボネート樹脂は、特に、溶液安定性に優れているので、溶液流延法やキャスト法等の湿式成形により、成形するのに適する。特に、湿式形成による光学フィルム等のフィルムの原料として適している。
溶液流延法やキャスト法等の湿式成形では、本発明のポリカーボネート樹脂の溶液を用いる。溶液の調製に用いる溶剤は、本発明のポリカーボネート樹脂を溶解し、適度の揮発性を有するものであればいずれも使用可能である。例えばクロロベンゼン、塩化メチレンなどのハロゲン系溶剤を使用できる。湿式成形の際の安全衛生を考慮すれば、非ハロゲン系の溶剤、特にトルエン、キシレン、エチルベンゼンなどで例示される炭化水素系溶剤やテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等の環状エーテル系溶剤が好ましい。溶液の濃度は通常1〜30重量%、好ましくは5〜20重量%である。
従来、イソソルビドから誘導される繰り返し単位を有するポリカーボネートは溶解性が低く、THFなどの非ハロゲン系溶媒には溶解しないものがほとんどである。そのため湿式成形を行うことが困難であった。しかし、本発明のポリカーボネート樹脂は、トルエンなどの非ハロゲン系溶剤に対しても高い溶解性を示し、溶液の安定性が高いという利点を有する。
また、本発明のポリカーボネート樹脂又はそれを含む樹脂組成物は、公知の溶融押出し法やカレンダー法による成形体の原料として用いることもできる。
本発明のポリカーボネート樹脂の混和性を高めて安定した離型性や各物性を得るためには、溶融押出において単軸押出機、二軸押出機を使用するのが好ましい。単軸押出機、二軸押出機を用いる方法は、溶剤等を用いることがなく、環境への負荷が小さく、生産性の点からも好適に用いることができる。
単軸押出機又は二軸押出機(押出機)の溶融混練温度は、本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度に依存するが、本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が90℃より低い場合は、押出機の溶融混練温度は通常130℃から250℃、好ましくは150から240℃である。
溶融混練温度が130℃より低い温度であると、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度が高く、押出機への負荷が大きくなり、生産性が低下する。250℃より高いと、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度が低くなり、ペレットを得にくくなり、生産性が低下する。
また、本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が90℃以上の場合は、押出機の溶融混練温度は通常200から300℃、好ましくは220℃から260℃である。
溶融混練温度が200℃より低い温度であると、ポリカーボネート樹脂の溶融粘度が高く、押出機への負荷が大きくなり、生産性が低下する。300℃より高いと、ポリカーボネート樹脂の劣化が起こりやすくなり、ポリカーボネート樹脂の色が黄変したり、分子量が低下するため強度が劣化したりする。
押出機を使用する場合、押出時にポリカーボネート樹脂の焼け、異物の混入を防止するため、フィルターを設置することが好ましい。フィルターの異物除去の大きさ(目開き)は、求められる光学的な精度依存するが、100μm以下が好ましい。特に、異物の混入を嫌う場合は、40μm以下、さらには10μm以下が好ましい。
ポリカーボネート樹脂の押出は、押出後の異物混入を防止するために、クリーンルーム中で実施することが好ましい。
また、押出されたポリカーボネート樹脂を冷却しチップ化する際は、空冷、水冷等の冷却方法を使用するのが好ましい。空冷の際に使用する空気は、ヘパフィルター等で空気中の異物を事前に取り除いた空気を使用し、空気中の異物の再付着を防ぐことが好ましい。水冷を使用する際は、イオン交換樹脂等で水中の金属分を取り除き、さらにフィルターにて、水中の異物を取り除いた水を使用することが好ましい。用いるフィルターの大きさ(目開き)は種々あるが、10〜0.45μmのフィルターのものが好ましい。
本発明は、本発明のポリカーボネート樹脂を用いた光学フィルム、位相差フィルムおよび偏光板にも関する。
本発明の光学フィルムの製造方法としては、厚みの均一性に優れ、ゲル、フィッシュアイ、スクラッチ等が生じない方法および異物の含有量が少ない方法が好ましく、例えば公知の溶液キャスト法、溶融押出し法、カレンダー法等が挙げられる。フィルムの延伸方法としても公知の方法が使用可能であり、縦一軸、横一軸、多段延伸同時二軸延伸等を用いてもよい。
本発明の光学フィルムとしては、透明であることが好ましく、ヘイズ値は3%以下、全光線透過率は85%以上が好ましい。
延伸加工における延伸倍率は、任意の条件が可能であるが、好ましくは1.1〜5倍、より好ましくは1.2〜3倍である。延伸温度は、ガラス転移温度(Tg)に対し、好ましくはTg−30℃〜Tg+50℃の範囲、より好ましくはTg−20℃〜Tg+30℃である。
光学フィルムの厚みは、好ましくは1〜200μm、より好ましくは10〜150μm、さらに好ましくは15〜100μmである。
本発明の光学フィルムを位相差フィルムとして使用する場合、一軸延伸、二軸延伸加工等により、X軸、Y軸、Z軸方向の屈折率を制御する事で、視野角の改善が可能である。また、複数枚用いて所望の光学特性を得ることも可能である。例えば2分の1波長板と4分の1波長板を作製し、適当な角度で貼り合わせることにより、広帯域4分の1波長フィルムを形成することが可能である。その際の位相差波長分散は、0.99<Re(450)/Re(550)<1.05かつ0.95<Re(650)/Re(550)<1.10が好ましく、さらに好ましくは0.99<Re(450)/Re(550)<1.03かつ0.98<Re(650)/Re(550)<1.01の範囲内である。同様に、2分の1波長板同士を適当な角度で貼りあわせることにより、広帯域2分の1波長板を形成することも可能である。
本発明の光学フィルムは、粘着層、接着層を介して偏光板と貼り合わせて円偏光板または楕円偏光板とすることができるが、さらに偏光板の偏光層であるPVAフィルムと直接貼りあわせることが可能である。偏光層の代表的なものは、一軸延伸PVA系フィルムにヨウ素や二色性染料を吸着固定させたものがある。このPVAフィルムは薄く強度が低いため、両面を光学特性のよいTACフィルムで保護されている。TACフィルムを使用せず、本発明の光学フィルムを直接PVAフィルムと貼り合せることで、偏光板の部材低減、薄肉化が可能となる。
本発明の光学フィルムの光弾性係数としては、好ましくは30×10-122/N以下であり、より好ましくは、20×10-122/N以下であり、特に好ましくは、15×10-122/N以下である。
光弾性係数が、30×10-122/Nを超えると、光学フィルムの外観不良がおこることがある。
本発明の光学フィルムの水蒸気透過率としては、好ましくは、100g/m2/day/25μm以上であり、より好ましくは、150g/m2/day/25μm以上であり、特に好ましくは、200g/m2/day/25μm以上である。
水蒸気透過率が、100g/m2/day/25μm未満であると、フィルムの反りや発泡が起こる ことがある。
本発明の光学フィルムの引張り降伏強さとしては、好ましくは、55〜95MPaであり、より好ましくは、60〜90MPaであり、特に好ましくは、65〜85MPaである。
引張り降伏強さが、55Mpa未満であると、変形しやすくなることがあり、95MPaを超えると、脆くなることがある。
本発明の光学フィルムの引張り伸度としては、好ましくは、10%以上であり、より好ましくは、15%以上であり、特に好ましくは、20%以上である。
引張り伸度が、10%未満であると、脆くなることがある。
本発明の光学フィルムとPVAフィルムとの接着剤としては、水溶性PVA樹脂が主に使用され、PVA系樹脂の重合度は特に制限はないが、通常100〜5000の範囲が選ばれ、特に500〜3500が好ましい。ケン化度としては、水溶性であれば制限はないが、70〜100mol%の範囲から選ばれ、90〜100mol%が好ましい。
また、水溶性接着剤以外を使用する場合は、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合、エーテル結合の中から選択された少なくとも1種の結合基により高分子化された高分子であって、数平均分子量が600〜200,000までの物が適しており、好ましくは5,000〜100,000までの数平均分子量である。
さらに本発明の光学フィルムを使用し、「Society for Information Display 2001 International Symposium Digest of Technical Papers」の頁906〜909に記載されているような配置にて、視野角及び広帯域性を有する積層フィルムを作製することは可能である。また、本発明の光学フィルムとは異なる他の位相差フィルム、偏光板、例えば、高分子液晶からなる光学補償フィルムや、ディスコチック液晶を配向硬化させた視野角拡大フィルム等と一緒に液晶表示装置中にて使用してもよい。
本発明の光学フィルムの利用用途については、その特性を生かせる分野であれば特に制約はなく、例えば、液晶表示装置、有機または無機のエレクトロルミネッセンス素子、プラズマディスプレイ、CRT、液晶プロジェクター、光記録再生装置における光ピックアップ光学系、タッチパネル、反射防止フィルム等の光学装置において好適に用いられる。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
極限粘度、ガラス転移温度、溶液安定性、光弾性係数、引張り降伏試験、引張り伸度試験および水蒸気透過率は、特に断りがない限り、以下のように測定した。
1)極限粘度(η):ポリカーボネート樹脂のメチレンクロライド1.00g/dl溶液をウベローデ粘度計を用いて、20.0±0.1℃で測定した。
溶媒の通過時間t0、溶液の通過時間tから下記式により相対粘度ηrelを求めた。

ηrel=t/t0(g・cm-1・sec-1

上記式から求めた相対粘度ηrelから下記式により比粘度ηspを求めた。

ηsp=(η−η0)/η0=ηrel−1

比粘度ηspを濃度c(g/dL)で除して、下記式より極限粘度ηredを求めた。

ηred=ηsp/c

2)ガラス転移温度(Tg):セイコーインスツルメンツ(株)製・示差走査熱量分析計(DSC)により測定した。
3)溶液安定性:THF溶媒にて5wt%/vol%の溶液を作成し、常温にて密閉し1ヶ月放置後ゲル発生の有無を確認した(A:ゲル発生なし、B:ゲル発生、C:初期溶解せず)。
4)光弾性係数:エリプソメーターにより、厚さ100μmのキャストフィルムを用い、波長633nmで荷重変化に対する複屈折測定から算出した。
5)引張り降伏試験:厚さ100μmのキャストフィルムを用い、JIS−K7127に準じ測定した。
6)引張り伸度試験:ASTM D882−61Tに準拠して、島津製作所島津オートグラフAGS−100Gを用いて測定した。
7)水蒸気透過率:LYSSY AG ZLLIKON社製・L80−4000Lを使用し、40℃/90%RH条件でJIS−K7209のA法に準じ測定した。
(実施例1)
イソソルビド(ISB)(一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物) 4.721kg(32.32mol)とDOG(2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン) 1.763kg(8.08mol)、ジフェニルカーボネート(DPC)(炭酸ジエステル)8.862kg(41.4mol)、および炭酸水素ナトリウム0.00123g(1.46×10-5mol)を攪拌機および留出装置付きの50リットル反応器に入れ(イソソルビドとDOGとのモル比は80:20)、窒素雰囲気760Torrの下1時間かけて215℃に加熱し撹拌した。その後、30分かけて減圧度を150Torrに調整し、215℃、150Torrの条件下で40分間保持しエステル交換反応を行った。さらに37.5℃/hrの速度で240℃まで昇温し、240℃、150Torrで10分間保持した。その後、10分かけて120Torrに調整し、240℃、120Torrで70分間保持した。その後、10分かけて100Torrに調整し、240℃、100Torrで10分間保持した。更に40分かけて1Torr以下とし、240℃、1Torr以下の条件下で30分間撹拌下重合反応を行った。反応終了後、反応器内に窒素を吹き込み加圧にし、生成したポリカーボネート樹脂をペレタイズしながら抜き出した。
得られたポリカーボネート樹脂を用い、溶液キャスト法にて厚さ約100μmの光学フィルムを作製した。具体的には、樹脂をTHFに5重量%濃度で溶解し、水平を確認したキャスト板に流延した。次にキャスト溶液からの溶媒の蒸発量を調整しながら揮発させ、厚さ約100μmの透明な光学フィルムを得た。得られたフィルムは、真空乾燥器を使用しガラス転移温度以下の温度で、十分に乾燥を行った。フィルムの延伸は、溶液キャスト法により得られた光学フィルムから5cm×5cmのサンプルを切り出し、一軸延伸機にて一定の温度下、延伸速度15mm/分、延伸倍率1.5倍の条件で延伸加工を行った。物性測定結果を表1に示す。
(実施例2)
実施例1において、イソソルビド 4.721kg(32.32mol)を4.131kg(28.28mol)とし、DOG 1.763kg(8.08mol)を2.644kg(12.12mol)とした以外は実施例1と同様にポリカーボネート樹脂を作製し(イソソルビドとDOGとのモル比は70:30)、実施例1と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表1に示す。
(実施例3)
実施例1において、イソソルビド 4.721kg(32.32mol)を3.541kg(24.24mol)とし、DOG 1.763kg(8.08mol)を16.16kg(16.16mol)とした以外は実施例1と同様にポリカーボネート樹脂を作製し(イソソルビドとDOGとのモル比は60:40)、実施例1と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表1に示す。
(比較例1)
実施例1において、DOGを含有させなかった以外は実施例1と同様にポリカーボネート樹脂を作製し(イソソルビドとDOGとのモル比は100:0)、実施例1と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表1に示す。
(比較例2)
実施例1において、イソソルビド 4.721kg(32.32mol)を5.311kg(36.36mol)とし、DOG 1.763kg(8.08mol)を0.882kg(4.04mol)とした以外は実施例1と同様にポリカーボネート樹脂を作製し(イソソルビドとDOGとのモル比は90:10)、実施例1と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表1に示す。
(比較例3)
ポリカーボネート「ユーピロンE2000」のキャストフィルムを用いて、実施例1と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表1に示す。
Figure 2012111794
表1から、実施例1〜実施例3は、光弾性係数が低く、溶液安定性および水蒸気透過率に優れていることがわかる。また、引張り試験の降伏点、伸度などの機械強度にも優れていることから、湿式成形にてフィルムを作製することに対して有用であることがわかる。
一方、比較例1では、光弾性係数、機械強度および水蒸気透過率に優れているが、THFに溶解しないことから、湿式成形にてフィルムを作製することができないことがわかる。
(実施例4)
イソマンニド(IMA)(一般式(3)で表されるジヒドロキシ化合物)4.382kg(30mol)、DOG(2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン) 2.182kg(10.0mol)、DPC(炭酸ジエステル) 8.862kg(41.4mol)、および炭酸水素ナトリウム 0.00123g(1.46×10-5mol)を攪拌機および留出装置付きの50リットル反応器に入れ、窒素雰囲気760Torrの下1時間かけて215℃に加熱し撹拌した。その後、30分かけて減圧度を150Torrに調整し、215℃、150Torrの条件下で40分間保持しエステル交換反応を行った。さらに37.5℃/hrの速度で240℃まで昇温し、240℃、150Torrで10分間保持した。その後、10分かけて120Torrに調整し、240℃、120Torrで70分間保持した。その後、10分かけて100Torrに調整し、240℃、100Torrで10分間保持した。更に40分かけて1Torr以下とし、240℃、1Torr以下の条件下で30分間撹拌下重合反応を行った。反応終了後、反応器内に窒素を吹き込み加圧にし、生成したポリカーボネート樹脂をペレタイズしながら抜き出した。
得られたポリカーボネート樹脂を用い、溶液キャスト法にて厚さ約100μmの光学フィルムを作製した。具体的には、樹脂をTHFに5重量%濃度で溶解し、水平を確認したキャスト板に流延した。次にキャスト溶液からの溶媒の蒸発量を調整しながら揮発させ、厚さ約100μmの透明な光学フィルムを得た。得られたフィルムは、真空乾燥器を使用しガラス転移温度以下の温度で、十分に乾燥を行った。フィルムの延伸は、溶液キャスト法により得られた光学フィルムから5cm×5cmのサンプルを切り出し、一軸延伸機にて一定の温度下、延伸速度15mm/分、延伸倍率1.5倍の条件で延伸加工を行った。物性測定結果を表2に示す。
(実施例5)
実施例4において、イソマンニド 4.382kg(30mol)を4.363kg(20mol)とし、DOG 2.182kg(10.0mol)を2.921kg(20mol)とした以外は実施例4と同様に行い、ポリカーボネート樹脂を作製し(イソマンニドとDOGとのモル比は75:25)、実施例4と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表2に示す。
(実施例6)
実施例4において、イソマンニド 4.382kg(30mol)を2.337kg(16モル)、DOG 2.182kg(10.0mol)を5.236kg(24.0mol)とした以外は実施例4と同様に行い、ポリカーボネート樹脂を作製し(イソマンニドとDOGとのモル比は40:60)、実施例4と同様に厚さ100μmの光学フィルムを得た。物性測定結果を表2に示す。
(比較例4)
実施例4において、イソマンニド 4.382kg(30mol)を5.842kg(40.00mol)とし、DOGを含有させなかった以外は実施例4と同様にポリカーボネート樹脂の作製を試みたが(イソマンニドとDOGとのモル比は100:0)、全体が固体となり溶媒に不溶、280℃に加熱しても溶融せず光学フィルムを作製することができなかった。
(比較例5)
実施例4において、イソマンニド 4.382kg(30mol)を5.258kg(36.00mol)とし、DOG 2.182kg(10.0mol)を0.873kg(4mol)とした以外は実施例4と同様に行い、ポリカーボネート樹脂の作製を試みたが(イソマンニドとDOGとのモル比は90:10)、全体が固体となり溶媒に不溶、280℃に加熱しても溶融せず光学フィルムを作製することができなかった。
Figure 2012111794
表2から、実施例4〜実施例6は、光弾性係数が低く、溶液安定性および水蒸気透過率に優れていることがわかる。また、引張り試験の降伏点、伸度などの機械強度にも優れていることから、湿式成形にてフィルムを作製することに対して有用であることがわかる。
一方、比較例4〜比較例5では、溶媒に不溶であり光学フィルムに成形することができなかった。
本発明のポリカーボネート樹脂は、光弾性係数が低く、特に非ハロゲン系溶剤に対する溶解度が高く、非ハロゲン系溶剤溶液として湿式成形に用いることが可能なので、成形時の安全衛生上の問題を低減することができる。また、ポリカーボネート樹脂溶液の溶液安定性が優れているので、湿式成形によるフィルムの生産性が改良される。
本発明の光学フィルムの利用用途については、その特性を生かせる分野であれば特に制約はなく、例えば、液晶表示装置、有機または無機のエレクトロルミネッセンス素子、プラズマディスプレイ、CRT、液晶プロジェクター、光記録再生装置における光ピックアップ光学系、タッチパネル、反射防止フィルム等の光学装置において好適に用いられる。

Claims (10)

  1. 下記一般式(A1)および一般式(B)で表される構成単位を有し、一般式(A)で表される構成単位が全構成単位中45〜80mol%であるポリカーボネート樹脂。
    Figure 2012111794
    Figure 2012111794
  2. 前記一般式(A1)は、下記一般式(A2)で表される請求項1に記載のポリカーボネート樹脂。
    Figure 2012111794
  3. 前記一般式(A2)で表される構成単位が全構成単位中60〜80mol%である請求項2に記載のポリカーボネート樹脂。
  4. 前記一般式(A1)は、下記一般式(A3)で表される請求項1に記載のポリカーボネート樹脂。
    Figure 2012111794
  5. 前記一般式(A3)で表される構成単位が全構成単位中45〜75mol%である請求項4に記載のポリカーボネート樹脂。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂を含む光学フィルム。
  7. 湿式成形法により成形された請求項6に記載の光学フィルム。
  8. 光弾性係数が30×10-122/N以下であり、水蒸気透過率が100g/m2/day/25μm以上である請求項6又は7に記載の光学フィルム。
  9. 請求項6〜8のいずれか1項に記載の光学フィルムを延伸した位相差フィルム。
  10. 請求項6〜8のいずれか1項に記載のフィルムを保護層とした偏光板。
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