JP2012180422A - アクリル系樹脂フィルム及びこれを用いた偏光板並びにアクリル系樹脂フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクリル系樹脂にゴム弾性体粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなるシート状のアクリル系樹脂フィルム25であって、シート状のうち一方の面は滑面25aであり、この滑面25aと反対側の面は粗面25bである。粗面25b側は、フィルム表面から突出するゴム弾性体粒子の表面積が滑面25aよりも大きいため、凹凸に起因するアンカー効果により偏光フィルム21との接着強度が高くなる。一方で滑面25a側は、フィルム表面から突出するゴム弾性体粒子の表面積が滑面25aよりも小さいため、凹凸が少なく、このため機能性層26を形成する際に凹凸形状に起因する問題が生じにくい。
【選択図】図1
Description
図2に示すように、アクリル系樹脂フィルム25は、偏光板20を構成するフィルムとして使用可能である。この図では、アクリル系樹脂フィルム25を偏光フィルム21の外側保護フィルムとして用いた例を示している。偏光板20は、アクリル系樹脂フィルム25と、偏光フィルム21と、内側樹脂フィルム23と、粘着剤層27と、がこの順で積層された層構成を備えている。アクリル系樹脂フィルム25と偏光フィルム21の間、偏光フィルム21と内側樹脂フィルム23の間は、いずれも接着剤層28により接着されている。
次に、アクリル系樹脂フィルム25について説明する。アクリル系樹脂フィルム25は、アクリル系樹脂からなるフィルムであり、偏光板20の保護フィルムなどの用途に用いることができる。ここで、アクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル系樹脂を意味し、アクリル系樹脂とメタクリル系樹脂の両方を含む概念である。以下、アクリル系樹脂について説明する。
アクリル系樹脂は、上述したように(メタ)アクリル系樹脂であり、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体を意味する。メタクリル酸エステルの重合体としては、例えば、メタクリル酸アルキルを主体とする重合体からなるものが好ましい。メタクリル酸アルキルの単量体組成は、全単量体の合計100重量%を基準として、メタクリル酸アルキルが、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、更に好ましくは90重量%以上であり、かつメタクリル酸アルキルが99重量%以下である。なお、アクリル系樹脂としては、メタクリル酸アルキルの単独重合体であってもよいし、メタクリル酸アルキル50重量%以上とメタクリル酸アルキル以外の単量体50重量%以下との共重合体であってもよい。メタクリル酸アルキルとしては、通常、そのアルキル基の炭素数が1〜4のものが用いられ、中でもメタクリル酸メチルが好ましく用いられる。
柔軟性を向上させてハンドリング性を高めるため、アクリル系樹脂にはゴム弾性体粒子を配合している。ゴム弾性体粒子は、ゴム弾性体を含有する粒子であり、ゴム弾性体のみからなる粒子であってもよいし、ゴム弾性体の層を有する多層構造の粒子であってもよい。ゴム弾性体としては、例えば、オレフィン系弾性重合体、ジエン系弾性重合体、スチレン−ジエン系弾性共重合体、アクリル系弾性重合体が挙げられる。中でも、アクリル系樹脂フィルム25の表面硬度や耐光性、透明性の点からは、アクリル系弾性重合体が好ましい。
アクリル系樹脂フィルム25の表面には、機能性層26を形成することができる。機能性層26としては、例えばハードコート層、防眩層、反射防止・低反射層、防塵・帯電防止層などが挙げられる。上述したように、これらの機能性層26は、アクリル系樹脂フィルム25のうち滑面25aの表面に形成することが好ましい。
ハードコート層は、アクリル系樹脂フィルム25の表面に耐傷性、耐薬品性などを付与してアクリル系樹脂フィルム25を保護するための層である。ハードコート層としては、公知のものを適宜採用することができるが、例えば、活性エネルギー線硬化性化合物を含有する層を硬化したものを使用することができる。活性エネルギー線硬化性化合物は、電子線、紫外線などの活性エネルギー線を照射することにより硬化する性質を有する化合物である。このような活性エネルギー線硬化性化合物としては、例えば、電子線を照射することにより硬化する電子線硬化性化合物や、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化性化合物などが挙げられる。これらの化合物は、通常のハードコート層の形成に用いられるハードコート剤の主成分と同様の化合物であり、(メタ)アクリル系樹脂を例示することができる。特に、(メタ)アクリル系樹脂のうち、多官能アクリレート系化合物を主成分とするものが好ましい。
防眩層は、光を散乱して反射させることで、外光の映り込みを防止するための層である。防眩層としては、公知の物を適宜採用することができる。本実施形態では、防眩層として、表面に微細凹凸形状を有しており、透光性樹脂中に1種類以上の透光性微粒子を含む樹脂組成物を用いて形成している。より具体的には、このような防眩層は、例えば、フィラーとしての透光性微粒子を分散させた透光性樹脂溶液をアクリル系樹脂フィルム25の上に塗布し、塗布膜厚を調整することで透光性微粒子の部分が凸となるようにすることで形成する。なお、本発明において、「透光性」とは、物質内部での散乱の有無を問わず、光がほぼ透過できることを意味する。
透光性微粒子は、その粒径が0.5〜5μm、透光性樹脂との屈折率の差が0.02〜0.2であることが好ましい。また、透光性微粒子は、透光性樹脂100重量部に対して、3重量部以上30重量部以下の割合で配合されることが好ましい。防眩層のヘイズは、5〜50%が好ましい。なお、防眩層のヘイズは、JIS K 7361に準じた方法により測定される。
透光性微粒子を分散させる透光性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などを用いることができるが、生産性の観点から紫外線硬化性樹脂が好ましく使用される。紫外線硬化性樹脂は市販されているものを用いることができる。例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の多官能アクリレート系化合物の単独又は2種以上と、「イルガキュアー907」、「イルガキュアー 184」(以上、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)、「ルシリン TPO」(BASF社製)等の光重合開始剤との混合物を紫外線硬化性樹脂とすることができる。このような紫外線硬化性樹脂に透光性微粒子を分散した後、この樹脂組成物を樹脂基材フィルム上に塗布し、紫外線を照射することにより、透光性樹脂中に透光性微粒子が分散された、防眩層を形成することができる。
反射防止層は、一般に、防汚性層でもある低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一つの層(すなわち、高屈折率層又は中屈折率層)を、アクリル系樹脂フィルム25の表面に設けることで形成される。
防汚性、耐水性、耐薬品性、滑り性等の特性を付与する目的で、上述したハードコート層を形成する樹脂組成物に公知のシリコーン系あるいはフッ素系の防汚剤、滑り剤等を適宜添加することもできる。これらの添加剤を添加する場合には低n層全固形分の0.01〜20質量%の範囲で添加されることが好ましく、より好ましくは0.05〜10質量%の範囲で添加される場合であり、特に好ましくは0.1〜5質量%の場合である。
防塵性、帯電防止性を付与する目的で、上述したハードコート層を形成する樹脂組成物に公知のカチオン系界面活性剤あるいはポリオキシアルキレン系化合物のような防塵剤、帯電防止剤等を適宜添加することもできる。これら防塵剤や帯電防止剤は、前述したシリコーン系化合物やフッ素系化合物にその構造単位が機能の一部として含まれていてもよい。これらを添加剤として添加する場合には、低n層全固形分の0.01〜20質量%の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.05〜10質量%の範囲であり、特に好ましくは0.1〜5質量%である。
続いて、偏光板20を構成する他の層について説明する。偏光フィルム21は、自然光を直線偏光に変換する機能を有する部材である。偏光フィルム21としては、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものを用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができ、ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
偏光フィルム21への内側樹脂フィルム23とアクリル系樹脂フィルム25の貼合は、通常、接着剤層28を介してなされる。偏光フィルム21の両面に設けられる接着剤層28を形成する接着剤は、同種であってもよく、異種であってもよい。
内側樹脂フィルム23は、偏光フィルム21の表面に貼合されるフィルムであり、液晶パネルや液晶表示装置に要求される特性に応じて種々の性質を有するフィルムを採用することができる。内側樹脂フィルム23の例としては、偏光板20が楕円偏光板として使用される場合には、例えば1/4波長板を備える位相差層が挙げられる。また、偏光板20が直線偏光板として使用される場合には、例えば光学補償機能を有する二軸性位相差フィルムや、表面保護機能を有する無配向性フィルムなどを挙げることができる。
粘着剤層27は、偏光板20又はこれから所定形状に裁断された偏光板20を液晶セルに貼合するために用いられる。粘着剤層27を形成する粘着剤としては、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテルなどをベースポリマーとするものが挙げられる。なかでも、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤は、光学的な透明性に優れ、適度の濡れ性や凝集力を保持し、更に耐候性や耐熱性などに優れ、加熱や加湿の条件下でも、浮きや剥がれなどのセパレート問題が生じにくいため、好ましく用いられる。
次に、アクリル系樹脂フィルム25やこれを用いた偏光板20を使用した液晶パネルと液晶表示装置について説明する。図4は、偏光板20を使用した液晶パネル2及びこれを適用した液晶表示装置1の基本的な層構成の一例を示す概略断面図である。この図に示すように、偏光板20は、液晶セル40に貼合され、液晶パネル2の構成部品として用いられる。液晶パネル2は、液晶表示装置1の構成部材となる。液晶パネル2は、液晶セル40と、液晶セル40の視認側に貼合された偏光板20と、液晶セル40の背面側に貼合された偏光板30とにより構成されている。液晶表示装置1は、液晶パネル2と、バックライト10と、光拡散板50とにより構成される。液晶表示装置1において、液晶パネル2は、偏光板30がバックライト10側となるように配置される。偏光板20と偏光板30は、それぞれ粘着剤層を介して液晶セル40に貼合されている。ここで、背面側とは、液晶パネル2を液晶表示装置1に搭載した際のバックライト10側を意味する。また、視認側とは、液晶パネル2を液晶表示装置1に搭載した際のバックライト10とは反対側を意味する。
(a)アクリル系樹脂フィルムの作製;
(アクリル系樹脂とアクリル系弾性重合体粒子)
アクリル系樹脂として、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチルの重量比96/4の共重合体を使用した。また、ゴム弾性体粒子として、最内層、中間層、最外層からなる3層構造のアクリル系弾性重合体粒子を使用した。このアクリル系弾性重合体粒子は、最内層は、メタクリル酸メチルに少量のメタクリル酸アリルを用いて重合された硬質の重合体、中間層は、アクリル酸ブチルを主成分とし、さらにスチレン及び少量のメタクリル酸アリルを用いて重合された軟質の弾性体、最外層は、メタクリル酸メチルに少量のアクリル酸エチルを用いて重合された硬質の重合体からなり、中間層である弾性体までの平均粒径が240nmである。
上記のアクリル系樹脂と上記のアクリル系弾性重合体粒子が前者/後者=70/30の重量比で配合されているペレットを二軸押出機で溶融混練しつつ、アクリル系樹脂組成物のペレットとした。このペレットを65mmφの一軸押出機に投入し、設定温度275℃のT型ダイを介して押し出し、押し出されたフィルム状溶融樹脂の両面を、45℃に温度設定された鏡面を有するポリシングロール(冷却ロール)と、表面が金属材料で形成され内部に流体が充填された弾性率の高い金属弾性ロール(弾性ロール)とで挟み込んで冷却し、アクリル系樹脂フィルムを作製した。
ジャパンエポキシレジン(株)製の水素化エポキシ樹脂である商品名「エピコート(登録商標)YX8000」(核水添ビスフェノールAのジグリシジルエーテルであって、約205g/当量のエポキシ当量を有するもの)10部、日本曹達(株)製の光増感剤である商品名「CS7001」1.0部を混合・脱泡して、エポキシ樹脂を含有する紫外線硬化性樹脂組成物からなる接着剤を調製した。
環状オレフィン(COP)系樹脂からなる位相差フィルムとして、日本ゼオン(株)から入手した"ZB・55124"を使用した。
アクリル系樹脂フィルムの接着性を評価するために、T型ピール試験用のサンプルを調製した。試験用サンプルは、図5に示す層構成のものを用いた。サンプルは、環状オレフィンポリマー系樹脂(COP)からなるフィルム(COP)、接着剤層、ポリビニルアルコール(PVA)からなる偏光フィルム、接着剤層、アクリル系樹脂フィルム(PMMA)を順次積層させた層構成を有している。
上記で得られたサンプルに対して、T型ピール試験を行い、アクリル系樹脂フィルム(PMMA)と偏光フィルム(PVA)の接着力を評価した。T型ピール試験では、図5の矢印で示す180°の方向にフィルムを引っ張り、アクリル系樹脂フィルムと偏光フィルムとが剥離したときの剥離力を測定した。剥離力の測定には、AGS−50NX、((株)島津製作所製)を使用した。剥離力の値は、上記のサンプルを3つ作製し(N数=3)、それぞれの剥離力の平均値を採用した。アクリル系樹脂フィルムと偏光フィルムの間の剥離は、アクリル系樹脂フィルムと接着剤層との間と、偏光フィルムと接着剤層との間のいずれかで発生するが、本実験では剥離状態を目視で観察し、アクリル系樹脂フィルムと接着剤層との間で剥離が生じたときの剥離力を採用した。この結果を表1に示す。なお、表中の「N.D」は、アクリル系樹脂フィルムと接着剤層との間の界面で剥離が生じなかったため、剥離力を測定できなかったことを示している。
比較例1では、アクリル系樹脂フィルムのうち冷却ロールとの接地側(滑面側)を偏光フィルムとの接着面とした。その他の条件は実施例1と同様である。上述した接着力の評価方法と同じT型ピール試験を行い、剥離力を測定した。サンプル数は3つ(N数=3)であり、評価方法も実施例1と同様である。この結果を表1に示す。
次に、実施例1のアクリル系樹脂フィルムの表面を走査プローブ顕微鏡で観察した。走査プローブ顕微鏡としてSPM−9500((株)島津製作所製)を使用した。図7は、アクリル系樹脂フィルムの表面の顕微鏡写真を示しており、(a)が粗面、(b)が滑面の写真である。また、図8は、アクリル系樹脂フィルムの表面にコロナ処理を施した後の顕微鏡写真であり、(a)が粗面、(b)が滑面の写真である。これらの写真の白色の大きな丸として写っているものが、ゴム弾性体粒子がフィルム表面から突出した突起を示している。
Claims (8)
- アクリル系樹脂にゴム弾性体粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなるシート状のアクリル系樹脂フィルムであって、
前記シート状のうち一方の面は滑面であり、
前記シート状のうち前記滑面と反対側の面は、フィルム表面から突出する前記ゴム弾性体粒子の表面積が前記滑面よりも大きい粗面であることを特徴とするアクリル系樹脂フィルム。 - 前記ゴム弾性体粒子は、数平均粒径が10〜300nmの範囲内であり、前記アクリル系樹脂に対して25〜45重量%配合されている、請求項1に記載のアクリル系樹脂フィルム。
- 前記粗面と前記滑面との算術平均粗さの差が5〜100nmである、請求項1又は2に記載のアクリル系樹脂フィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルムと偏光フィルムとを備えた偏光板であって、前記粗面には、接着剤層を介して前記偏光フィルムが積層されることを特徴とする偏光板。
- 前記粗面は、前記接着剤層が積層される前に表面活性化処理が施される、請求項4に記載の偏光板。
- 前記滑面は、表面に機能性層を備える、請求項4又は5に記載の偏光板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルムの製造方法であって、
前記アクリル系樹脂組成物を溶融押出しする押出し工程と、
前記溶融押出しされた前記アクリル系樹脂組成物に第1のロール及び前記第1のロールよりも弾性率の高い第2のロールを接地させてシート状に製膜する工程と、を備え、
前記アクリル系樹脂フィルムのうち前記第1のロールに接地する面は前記滑面であり、
前記アクリル系樹脂フィルムのうち前記第2のロールに接地する面は前記粗面であることを特徴とするアクリル系樹脂フィルムの製造方法。 - 前記第1のロールは冷却ロールである、請求項7に記載のアクリル系樹脂フィルムの製造方法。
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