JP2012203328A - 光学フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】低位相差で耐熱性や強度および可とう性に優れたアクリル系重合体を有する光学フィルムを提供する。
【解決手段】Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）および（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）を構成単位として含むアクリル系重合体（Ａ）を有する光学フィルムであって、二軸延伸により面内位相差Ｒｅを０〜５ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈを−５ｎｍ〜５ｎｍとした光学フィルムである。
【選択図】なし

Description

本発明は、Ｎ−ベンジルマレイミド単位および（メタ）アクリル酸エステル単位を構成単位として含むアクリル系重合体を有する光学フィルムに関する。

近年、ディスプレイ市場の拡大に伴い、より画像を鮮明にみたいという要求が高まっており、単なる透明材料ではなく、より高度な光学特性が付与された光学材料が求められている。このような高度な光学特性の一つに複屈折性がある。一般に、高分子は分子主鎖方向とそれに垂直方向とで屈折率が異なるために複屈折を生じる。用途によっては、この複屈折を厳密にコントロールすることが求められている。例えば、液晶表示装置の偏光板に用いられる保護フィルムの場合は、全光線透過率が同じであっても複屈折がより小さい高分子材料成形体が必要とされ、トリアセチルセルロースが代表的な材料として用いられている。しかしながら、セルロース系樹脂フィルムは斜め方向の入射光に対して位相差を生じる。かかる位相差は、近年、液晶ディスプレイの大型化が進むにしたがって、顕著に視野角特性に影響を及ぼすようになっている。

一方、成形加工性や表面硬度などのバランスが良く、高い光線透過率や低複屈折、低波長依存性などの光学特性に優れているポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は光学材料として広く使用されており、例えば、特許文献１にはＰＭＭＡフィルムを延伸した偏光子保護フィルム開示されている。

また、透明性と耐熱性とを兼ね備えたアクリル樹脂として、主鎖に環構造を有する樹脂が知られている。主鎖に環構造を有する樹脂は、主鎖に環構造を有さないアクリル樹脂に比べてガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、例えば、画像表示装置において光源などの発熱部に近接した配置が容易となるなど、実用上の様々な利点を有しており、例えば、特許文献２には環構造としてＮ−置換マレイミド構造を主鎖に有するアクリル樹脂からなる位相差フィルムが開示されている。

特開２０００−２０６３３３号公報 特開２００７−０３１５３７号公報

しかしながら、ＰＭＭＡはわずかながらも固有複屈折を有しており、フィルムの延伸により、厚さ方向に位相差が生じてしまうために、視野角特性に影響が出るおそれがある。さらに、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃程度と低く、より高い耐熱性が求められる用途への使用、例えば、画像表示装置への使用が困難であった。また、Ｎ−置換マレイミド構造を有するアクリル樹脂からなるフィルムは、硬く、可とう性に乏しいために、未延伸のまま使用することは困難であった。フィルムを延伸することにより、強度や可とう性を付与することできるが、Ｎ−置換マレイミド構造に由来する複屈折が発現するために、耐熱性を付与しながら、低位相差の光学フィルムとすることは困難であった。

本発明の目的は、低位相差で耐熱性や強度および可とう性に優れた光学フィルムを提供することである。

本発明の光学フィルムは、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上５０質量％以下および（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９５質量％以下を構成単位として含み、ガラス転移温度が１１０℃以上である、アクリル系重合体（Ａ）を有し、波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅが０〜５ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−５ｎｍ〜５ｎｍである、二軸延伸光学フィルムである。
［フィルムの面内における遅相軸方向の屈折率をｎｘ、フィルムの面内における進相軸方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚さをｄとしたときに、面内位相差Ｒｅは、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで定義される値であり、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄで定義される値である。］
本発明の光学フィルムは、前記アクリル系重合体（Ａ）が、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上４５質量％未満、（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９０質量％未満および芳香族ビニル単量体単位（ｃ）５質量％を越えて２０質量％以下を構成単位として含むアクリル系重合体（Ａ）であることが好ましい。

本発明の光学フィルムは、波長４００ｎｍおよび７５０ｎｍの光における、面内位相差Ｒｅが５ｎｍ以下、Ｒｔｈが−５〜５ｎｍであることが好ましい。

本発明により、可視光領域全体で面内位相差Ｒｅと厚さ方向の位相差Ｒｔｈが小さく、耐熱性と強度を兼ね備えた光学フィルムを提供することができる。本発明の光学フィルムは、画像表示装置用の光学フィルム、特に偏光子保護フィルムとして好適に用いることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

本明細書における「樹脂」は「重合体」よりも広い概念である。樹脂は、例えば１種類または２種類以上の重合体からなってもよいし、必要に応じて、重合体以外の材料、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、フィラーなどの添加剤、相溶化剤、安定化剤などを含んでいてもよい。

これ以降の説明において特に記載がない限り、「％」は「質量％」を、「部」は「質量部」を、それぞれ意味する。また、範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下であることを示す。
［アクリル系重合体（Ａ）］
本発明の光学フィルムに用いられるアクリル系重合体（Ａ）は、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上５０質量％以下および（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９５質量％以下を構成単位として含む。Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）の含有量は５質量％以上４５質量％未満がより好ましく、５質量％以上３５質量％以下がさらに好ましい。（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）の含有量は、５０質量％以上９０質量％以下がより好ましく、６５質量％以上９０質量％以下がさらに好ましい。Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）の含有量が５質量％以下であると、耐熱性が不十分となるおそれがあり、５０質量％より多いと、重合体中に残存するモノマーが多くなり、成形加工時の作業環境の安全性が懸念される。

本発明の光学フィルムに用いられるアクリル系重合体（Ａ）は、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上４５質量％未満、（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９０質量％未満および芳香族ビニル単量体単位（ｃ）５質量％を越えて２０質量％以下を構成単位として含むことが好ましい。より好ましくは、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）１０質量％以上３５質量％未満、（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）６０質量％以上８５質量％未満および芳香族ビニル単量体単位（ｃ）５質量％を越えて１５質量％以下である。

Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）において、ベンジル基は、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子やメチル基、エチル基などの炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などの炭素数１〜４のアルコキシ基、ヒドロキシ基などの置換基を有していてもよく、置換基の数は制限されない。

（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）は、例えば、（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）アクリル酸イソプロピル、（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２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニルオキシエチル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル、（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、（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の単量体に由来する構成単位が挙げられ、これらの（メタ）アクリル酸エステル単位の構成単位のうち１種類を単独で含んでいてもよいし、２種類以上併存してもよい。中でも、熱安定性や光学特性に優れる点で（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましく、メタクリル酸メチルを含むことが特に好ましい。

芳香族ビニル単量体単位（ｃ）としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、メトキシスチレン、ビニルトルエン、ハロゲン化スチレン、α−ヒドロキシメチルスチレン、α−ヒドロキシエチルスチレンなどの各単量体に由来する構成単位が挙げられ、これらのうち１種類を単独で含んでいてもよいし、２種類以上併存してもよい。

本発明の芳香族ビニル単量体単位（ｃ）は、複素芳香族ビニル化合物単位であってもよく、例えば、ビニルカルバゾール、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルチオフェンの各単量体により形成される構成単位であってもよい。

本発明において、例えば、ベンジルマレイミド単位（ａ）は正の複屈折性を有し、（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）および／または、芳香族ビニル単量体単位（ｃ）は、負の複屈折性を有することにより、延伸により発現する位相差を打ち消しあうためにアクリル系重合体（Ａ）における位相差の発現性が小さくなることから、面内位相差Ｒｅ、厚さ方向位相差Ｒｔｈが小さい二軸延伸光学フィルムとすることができる。

アクリル系重合体（Ａ）のＴｇは、１１０℃以上が好ましく、１１５℃以上がより好ましく、１２０℃以上がさらに好ましい。アクリル系重合体（Ａ）のＴｇが高いことにより、本発明の光学フィルムは、画像表示装置における光源などの発熱部近傍への配置が容易となるなど、光学用途に好適である。Ｔｇの上限については特に制限されないが、成形が容易になることから２００℃以下が好ましい。

アクリル系重合体（Ａ）の重量平均分子量は、２,０００〜１,０００,０００の範囲が好ましく、１０，０００〜５００,０００の範囲がより好ましく、５０,０００〜３００，０００の範囲がさらに好ましい。

アクリル系重合体（Ａ）はその他の共重合可能な構成単位を含んでいてもよく、その含有量は０〜１０質量％が好ましく、０〜５質量％がより好ましく、０〜２質量％がさらに好ましく。０〜１質量％が特に好ましい。

その他の共重合可能な構成単位としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、無水マレイン酸、２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸、２−（ヒドロキシエチル）アクリル酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタリルアルコール、アリルアルコール、エチレン、プロピレン、４−メチル−１−ペンテン、酢酸ビニル、２−ヒドロキシメチル−１−ブテン、メチルビニルケトン、Ｎ−ビニルピロリドンなどの単量体に由来する構成単位である。これらその他の共重合可能な構成単位のうち、１種類を単独で含んでいてもよいし、２種類以上を併存してもよく、本発明の光学フィルムの面内位相差Ｒｅおよび厚さ方向の位相差Ｒｔｈを満たす限り、特に制限はない。

アクリル系重合体（Ａ）の重合方法は、特に限定されないが、溶剤を使用する重合形態であることが好ましく、溶液重合が特に好ましい。

重合温度や重合時間は、使用する単量体の種類や割合などに応じて変化するが、例えば、好ましくは、重合温度が０〜１５０℃、重合時間が０．５〜２０時間であり、より好ましくは、重合温度が８０〜１４０℃、重合時間が１〜１０時間である。

溶剤を使用する重合形態の場合、重合溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤；テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤；などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、溶剤の沸点が高すぎると、最終的に得られるアクリル系共重合体の残存揮発分が多くなることから、沸点が５０〜２００℃である溶剤が好ましい。

重合反応時には、必要に応じて、重合開始剤を添加してもよい。重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートなどの有機過酸化物；２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレートなどのアゾ化合物；などが挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。重合開始剤の使用量は、単量体の組合せや反応条件などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。

重合を行う際には、反応液のゲル化を抑制するために、重合反応混合物中に生成したアクリル系重合体の濃度が５０質量％以下となるように制御することが好ましい。具体的には、重合反応混合物中に生成したアクリル系共重合体の濃度が５０質量％を超える場合には、重合溶剤を重合反応混合物に適宜添加して５０質量％以下となるように制御することが好ましい。重合反応混合物中に生成したアクリル系重合体の濃度は、より好ましくは４５質量％以下、さらに好ましくは４０質量％以下である。なお、重合反応混合物中に生成したアクリル系重合体の濃度が低すぎると生産性が低下するので、重合反応混合物中に生成したアクリル系重合体の濃度は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。

重合溶剤を重合反応混合物に適宜添加する形態としては、特に限定されるものではなく、例えば、連続的に重合溶剤を添加してもよいし、間欠的に重合溶剤を添加してもよい。このように重合反応混合物中に生成したアクリル系重合体の濃度を制御することによって、反応液のゲル化をより充分に抑制することができる。添加する重合溶剤としては、例えば、重合反応の初期仕込み時に使用した溶剤と同じ種類の溶剤であってもよいし、異なる種類の溶剤であってもよいが、重合反応の初期仕込み時に使用した溶剤と同じ種類の溶剤を用いることが好ましい。また、添加する重合溶剤は、１種のみの単一溶剤であっても２種以上の混合溶剤であってもよい。

重合反応における単量体の重合転化率は９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましく、９８％以上であることがさらに好ましい。重合転化率が９０％未満であると、得られた重合体を加熱加工する際に、溶融した樹脂から未反応のＮ−置換マレイミド単量体が多量に揮散することになるため、Ｎ−置換マレイミド単量体が有する毒性により、人体および環境へ及ぼす影響が懸念されることから好ましくない。このことから、Ｎ−置換マレイミド単量体の重合転化率を向上させるため、交互共重合性のある芳香族ビニル単量体を共重合させることがより好ましい。
［光学フィルム］
本発明の光学フィルムは、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上５０質量％以下および（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９５質量％以下を構成単位として含むアクリル系重合体（Ａ）を有し、波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅが０〜５ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−５ｎｍ〜５ｎｍである、二軸延伸光学フィルムである限り特に制限は無い。

本発明の光学フィルムは、波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅは０〜５ｎｍであり、０〜３ｎｍがより好ましく、０〜２ｎｍであることがさらに好ましい。

本発明の光学フィルムは、波長５８９ｎｍの光における厚さ方向の位相差Ｒｔｈは−５ｎｍ〜５ｎｍであり、−３〜３ｎｍがより好ましく、−２〜２ｎｍであることがさらに好ましい。

本発明の光学フィルムは、波長４００ｎｍおよび７５０ｎｍの光における、面内位相差Ｒｅが５ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以下がより好ましく、２ｎｍ以下がさらに好ましい。

本発明の光学フィルムは、波長４００ｎｍおよび７５０ｎｍの光における、厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−５〜５ｎｍであることが好ましく、−３〜３ｎｍがより好ましく、−２〜２ｎｍであることがさらに好ましい。

可視光領域における面内位相差や厚さ方向の位相差が上記の範囲を外れると、光学フィルムの屈折率の異方性が上昇し、当該フィルムを液晶表示装置に用いた場合に、視野角が狭くなる、コントラストが低下する等、低複屈折を要求される用途には適さないおそれがある。

本発明の光学フィルムは、Ｒｔｈ／ｄで表わされる厚さ方向の複屈折が−２×１０^−４〜２×１０^−４であることが好ましく、−１×１０^−４〜１×１０^−４であることがより好ましく、−０．５×１０^−４〜０．５×１０^−４であることがさらに好ましい。厚さ方向の複屈折が小さいことにより、フィルムの厚さの自由度が増すことから、光学フィルムとしての強度、可とう性を向上することができる。上記の範囲を外れると、光学フィルムの厚さを必要以上に薄くする必要があり、フィルムとしての強度が保てなくなるおそれがある。

本発明の光学フィルムは、Ｎ−置換マレイミド単位を構成単位として含むアクリル系重合体（Ａ）を有するため、耐熱性に優れる。当該フィルムのＴｇは、例えば１１０℃以上であり、アクリル系重合体（Ａ）の組成および光学フィルムにおけるアクリル系重合体（Ａ）の含有率によっては、１１５℃以上、１２０℃以上、さらには１３０℃以上となる。このような高いＴｇを有する光学フィルムは、画像表示装置における光源などの発熱部近傍への配置が容易となるなど、光学用途に好適である。Ｔｇの上限については特に制限されないが、成形が容易になることから２００℃以下が好ましく、１８０℃以下がさらに好ましい。

本発明の光学フィルムにおけるアクリル系重合体（Ａ）の含有量は６０〜１００質量％が好ましく、７０〜１００質量％がより好ましく、８０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％が特に好ましい。

本発明の光学フィルムは、アクリル系重合体（Ａ）以外の成分を、当該組成物に占める割合にして４０質量％未満、より好ましくは２０質量％未満、さらに好ましくは１０質量％未満の範囲で含んでいてもよい。

その他の熱可塑性樹脂を含む場合、その他の熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）などのオレフィンポリマー；塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂などのハロゲン含有ポリマー；ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体などのスチレンポリマー；ポリメタクリル酸メチルなどの（メタ）アクリルポリマー；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル；トリアセチルセルロースなどのセルロースエステル；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０などのポリアミド；ポリアセタール：ポリカーボネート；ポリフェニレンオキシド；ポリフェニレンスルフィド：ポリエーテルエーテルケトン；ポリエーテルニトリル；ポリサルホン；ポリエーテルサルホン；ポリオキシペンジレン；ポリアミドイミド；などである。

その他の添加剤を含む場合、その他の添加剤は、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシケート系、ベンゾエート系、トリアジン系などの紫外線吸収剤；フェノール系、リン酸系、チオエーテル系などの酸化防止剤；位相差上昇剤、位相差低減剤などの位相差調整剤；位相差安定剤、耐光安定剤、耐候安定剤、熱安定剤などの安定剤；ガラス繊維、炭素繊維などの補強材；近赤外線吸収剤；トリス（ジブロモプロピル）ホスフェート、トリアリルホスフェート、酸化アンチモンなどの難燃剤；アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤に代表される帯電防止剤；無機顔料、有機顔料、染料などの着色剤；有機フィラー、無機フィラー；樹脂改質剤；可塑剤；滑剤；難燃剤；ＡＳＡやＡＢＳなどのゴム質量体などである。本発明のアクリル樹脂における、前記その他の添加剤の添加量は、例えば０〜５％であり、好ましくは０〜２％であり、より好ましくは０〜０．５％である。過度に多いとブリードアウトやシルバーストリークが生じるために好ましくない。

本発明の光学フィルムは、二軸延伸してなることが好ましく、逐次二軸延伸、同時二軸延伸いずれの手法でもかまわない。本発明の光学フィルムにおける二軸延伸は、面内位相差Ｒｅが０〜５ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−５ｎｍ〜５ｎｍである限り、縦延伸−横延伸の２段延伸であっても、縦延伸−横延伸−縦延伸や横延伸−縦延伸−横延伸の３段延伸などの多段延伸であってもよい。本発明の光学フィルムは、二軸延伸フィルムであることにより、強度が高く、膜厚の均一性に優れる。未延伸フィルムの場合、位相差が小さく光学特性を満たすフィルムが得られやすいが、フィルムの強度が十分ではなく、単軸延伸フィルムの場合は、光学特性や強度に異方性が生じやすく、位相差特性を満たさなくなるおそれがある。

本発明の光学フィルムの延伸温度は特に限定されず、アクリル系重合体（Ａ）を含む樹脂組成物のＴｇ近傍の温度が好ましく、例えば、（Ｔｇ−２０）〜（Ｔｇ＋５０）の範囲であり、より好ましくは（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋３０）の範囲である。（Ｔｇ−２０）度以下であると延伸の際にフィルムが延伸に追随できずに破断しやすく、（Ｔｇ＋５０）度以上では延伸による効果が不十分となることがある。延伸速度は特に限定されず、例えば１０〜２００００％／分の範囲であり、より好ましくは１００〜１００００％／分の範囲内である。延伸速度が１０％／分よりも遅いと、延伸を行うまでに時間がかかるため製造コストが高くなる。延伸速度が２００００％／分よりも速いと、フィルムの破断等が起こるおそれがある。

本発明の光学フィルムは、未延伸フィルムに対して面積比で１．２倍〜２５倍に延伸してなることが好ましく、１．５倍〜１５倍がより好ましく、２倍〜１０倍がさらに好ましい。倍率が１．２倍以下であるとフィルムの強度や可とう性が得られ難く、２５倍以上であると、延伸倍率を上げるだけの効果が認められず、また延伸中にフィルムの破断が起こる場合があり好ましくない。

本発明の光学フィルムの厚さは、５〜２５０μｍであり、好ましくは１０〜１５０μｍであり、より好ましくは２０〜８０μｍである。５μｍよりも薄いとフィルムとしての強度が不足するために好ましくなく、２５０μｍよりも厚いと、フィルムの複屈折が大きくなることから好ましくない。

本発明の光学フィルムを形成する方法は特に限定されず、例えば、キャスト成形、溶融押出成形、プレス成形などの公知の手法を用いればよい。

本発明の光学フィルムを形成する方法として、押出成形法がある。具体的な例としては、アクリル系重合体（Ａ）を含む光学フィルムを構成する各成分をオムニミキサーなどの混合機でプレブレンドした後、得られた混合物を混練機から押出混練してもよい。押出混練に用いる混練機は特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機などの押出機、あるいは加圧ニーダーなどの公知の混練機を用いることができる。

また、別途形成したアクリル系重合体（Ａ）を含む樹脂を溶融押出成形してもよい。溶融押出法には、例えば、Ｔダイ法、インフレーション法などがあり、その際の成形温度は、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２５０〜３００℃、さらに好ましくは２５５℃〜３００℃、特に好ましくは２６０℃〜３００℃である。

Ｔダイ法を用いる場合、押出機の先端部にＴダイを取り付け、このＴダイから押し出したフィルムを巻き取ることで、ロール状に巻回させた樹脂フィルムを得ることができる。このとき、巻き取りの温度および速度を制御して、フィルムの押し出し方向に延伸（一軸延伸）を加えることも可能である。

押出成形に押出機を用いる場合、その種類は特に限定されず、単軸であっても二軸であっても多軸であってもよいが、そのＬ／Ｄ値は（Ｌは押出機のシリンダーの長さ、Ｄはシリンダー内径）、アクリル樹脂を十分に可塑化して良好な混練状態を得るために、好ましくは１０以上１００以下であり、より好ましくは１５以上８０以下であり、さらに好ましくは２０以上６０以下である。Ｌ／Ｄ値が１０未満の場合、樹脂を十分に可塑化できず、良好な混練状態が得られないことがある。一方、Ｌ／Ｄ値が１００を超えると樹脂に対して過度に剪断発熱が加わることで、組成物中の樹脂が熱分解する可能性がある。

またこの場合、シリンダーの設定温度は、好ましくは２００℃以上３５０℃以下であり、より好ましくは２５０℃以上３２０℃以下である。設定温度が２００℃未満では、樹脂の溶融粘度が過度に高くなって、樹脂フィルムの生産性が低下する。一方、設定温度が３５０℃を超えると、樹脂が熱分解する可能性がある。

押出成形に押出機を用いる場合、その形状は特に限定されないが、押出機が１個以上の開放ベント部を有することが好ましい。このような押出機を用いることによって、開放ベント部から分解ガスを吸引することができ、得られた樹脂フィルムに残存する揮発成分の量を低減できる。開放ベント部から分解ガスを吸引するためには、例えば、開放ベント部を減圧状態にすればよく、その減圧度は、開放ベント部の圧力にして、９３１〜１．３ｈＰａの範囲が好ましく、７９８〜１３．３ｈＰａの範囲がより好ましい。開放ベント部の圧力が９３１ｈＰａより高い場合、揮発成分、あるいは樹脂の分解により発生する単量体成分などが、樹脂中に残存しやすい。一方、開放ベント部の圧力を１．３ｈＰａより低く保つことは工業的に困難である。

本発明の光学フィルムは、ポリマーフィルターで濾過した樹脂を成形してフィルムとすることが好ましい。ポリマーフィルターにより、樹脂中に存在する異物を除去できるため、得られたフィルムの外観上の欠点を低減できる。なお、ポリマーフィルターによる濾過時には、樹脂は高温の溶融状態となる。このため、ポリマーフィルターを通過する際に樹脂が劣化し、劣化により形成されたガス成分や着色劣化物が組成物中に流れだして、得られたフィルムに、穴あき、流れ模様、流れスジなどの欠点が観察されることがある。この欠点は、特に樹脂フィルムの連続成形時に観察されやすい。このため、ポリマーフィルターで濾過した樹脂を成形する際には、その成形温度は、樹脂の溶融粘度を低下させ、ポリマーフィルターにおける樹脂の滞留時間を短くするために、例えば２００〜３５０℃であり、２５０〜３２０℃が好ましい。

ポリマーフィルターの構成は特に限定されないが、ハウジング内に多数枚のリーフディスク型フィルターを配したポリマーフィルターを好適に用いることができる。リーフディスク型フィルターの濾材は、金属繊維不織布を焼結したタイプ、金属粉末を焼結したタイプ、金網を数枚積層したタイプ、あるいはそれらを組み合わせたハイブリッドタイプのいずれでもよいが、金属繊維不織布を焼結したタイプが最も好ましい。

ポリマーフィルターによる濾過精度は特に限定されないが、通常１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。濾過精度が１μｍ以下になると、樹脂の滞留時間が長くなることで当該組成物の熱劣化が大きくなる他、樹脂フィルムの生産性が低下する。一方、濾過精度が１５μｍを超えると、樹脂中の異物を除去することが難しくなる。

ポリマーフィルターの形状は特に限定されず、例えば、複数の樹脂流通口を有し、センターポール内に樹脂の流路を有する内流型；断面が複数の頂点もしくは面においてリーフディスクフィルタの内周面に接し、センターポールの外面に樹脂の流路がある外流型；などがある。特に、樹脂の滞留箇所の少ない外流型を用いることが好ましい。

ポリマーフィルターにおける樹脂の滞留時間に特に制限はないが、好ましくは２０分以下であり、より好ましくは１０分以下であり、さらに好ましくは５分以下である。また、濾過時におけるフィルター入口圧およびフィルター出口圧は、例えば、それぞれ、３〜１５ＭＰａおよび０．３〜１０ＭＰａであり、圧力損失（フィルターの入口圧と出口圧の圧力差）は、１ＭＰａ〜１５ＭＰａの範囲が好ましい。圧力損失が１ＭＰａ以下になると、樹脂がフィルターを通過する流路に偏りが生じやすく、得られた樹脂フィルムの品質が低下する傾向がある。一方、圧力損失が１５ＭＰａを超えると、ポリマーフィルターの破損が起こり易くなる。

ポリマーフィルターに導入される樹脂の温度は、その溶融粘度に応じて適宜設定すればよく、例えば２５０〜３５０℃であり、好ましくは２５５〜３２０℃であり、さらに好ましくは２６０〜３００℃である。

ポリマーフィルターを用いた濾過処理により、異物、着色物の少ない光学フィルムを得る具体的な工程は、特に限定されない。例えば、（１）クリーン環境下で樹脂の形成および濾過処理を行い、引き続いてクリーン環境下で樹脂の成形を行うプロセス、（２）異物または着色物を有する樹脂を、クリーン環境下で濾過処理した後、引き続いてクリーン環境下で樹脂の成形を行うプロセス、（３）異物または着色物を有する樹脂を、クリーン環境下で濾過処理すると同時に成形を行うプロセス、などが挙げられる。それぞれの工程毎に、複数回、ポリマーフィルターによる樹脂の濾過処理を行ってもよい。

ポリマーフィルターによって樹脂を濾過する際には、押出機とポリマーフィルターとの間にギアポンプを設置して、フィルター内の樹脂の圧力を安定化することが好ましい。

光学フィルムの光学特性および機械的特性を安定させるために、延伸後、必要に応じて熱処理（アニーリング）を実施してもよい。

本発明の光学フィルムの表面には、必要に応じて、各種の機能性コーティング層が形成されていてもよい。機能性コーティング層は、例えば、帯電防止層、粘接着剤層、接着層、易接着層、防眩（ノングレア）層、光触媒層などの防汚層、反射防止層、ハードコート層、紫外線遮蔽層、熱線遮蔽層、電磁波遮蔽層、ガスバリヤー層などである。

本発明の光学フィルムの用途は特に限定されないが、その高い透明性、耐熱性により、光学部材として好適に用いることができる。光学部材は、例えば、光学用保護フィルム、具体的には、各種の光ディスク（ＶＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ、ＬＤなど）基板の保護フィルム、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの画像表示装置が備える偏光板に用いる偏光子保護フィルムである。位相差フィルム、視野角補償フィルム、光拡散フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、タッチパネル用導電フィルムなどの光学フィルムとして、本発明の光学フィルムを用いてもよい。特に、偏光子保護フィルムとして好適に用いられる。

以下に、実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の説明では、便宜上、「質量部」を単に「部」と、「リットル」を単に「Ｌ」と記すことがある。フィルム物性の測定用サンプルは、幅方向の中央部からサンプルを取得した。

＜ガラス転移温度＞
各サンプルのガラス転移温度（Ｔｇ）はＪＩＳ Ｋ７１２１の規定に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計（リガク製、ＤＳＣ−８２３０）を用い、窒素ガス雰囲気下、約１０ｍｇのサンプルを常温から２００℃まで昇温速度２０℃／分で昇温して得られたＤＳＣ曲線から始点法により算出した。リファレンスには、α−アルミナを用いた。

＜重量平均分子量＞
重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により以下の条件で求めた。

システム：東ソー社製ＧＰＣシステム ＨＬＣ−８２２０
展開溶媒：クロロホルム（和光純薬工業製、特級）、流量：０．６ｍｌ／分
標準試料：ＴＳＫ標準ポリスチレン（東ソー社製、ＰＳ−オリゴマーキット）
測定側カラム構成：ガードカラム（東ソー社製、ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ ＳｕｐｅｒＨＺ−Ｌ）、分離カラム（東ソー社製、ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＺＭ−Ｍ）２本直列接続
リファレンス側カラム構成：リファレンスカラム（東ソー社製、ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ−ＲＣ）
＜重合転化率＞
各単量体の重合転化率は、ガスクロマトグラフを用いて、重合溶液中の単量体成分を定量し、単量体成分の重合転化率を求めた。

システム：島津製作所製 ＧＣ１４Ｂ
カラム：信和化工製 キャピラリーカラム ＨＲ−１
＜屈折率異方性＞
波長４００ｎｍ、５８９ｎｍ、７５０ｎｍの各波長における、フィルムの面内位相差Ｒｅ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、大塚電子社製ＲＥＴＳ−１００を用いて測定した。

また、厚さ方向の位相差値Ｒｔｈは、アッベ屈折率計で測定したフィルムの平均屈折率、フィルムの厚さｄ、４０°傾斜させて測定した位相差値（Ｒｅ（４０°））、三次元屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚの値を得た後、下記式から求めた。なお、フィルムの面内における遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進相軸方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚとした。

厚さ方向位相差Ｒｔｈ（ｎｍ）＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
＜フィルムの厚さ＞
フィルムの厚さｄは、デジマチックマイクロメーター（（株）ミツトヨ製）を用いて測定した。

＜発泡性試験＞
発泡性試験は、乾燥処理したアクリル系重合体を、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定されるメルトインデクサーのシリンダー内に装填し、２８０℃で２０分間保持した後、ストランド状に押出し、得られたストランドの上部標線と下部標線との間に存在する長径０．５ｍｍ以上の泡の発生個数を計数し、アクリル系重合体１ｇあたりの個数で評価した。

◎：１個以下
○：５個以下
△：１０個未満
×：１０個以上
（製造例１）
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を付した反応釜に、メタクリル酸メチル３５部、Ｎ−ベンジルマレイミド１０部、トルエン４５部を仕込み、これに窒素を通じつつ、１０５℃まで昇温し、還流したところで、開始剤としてターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート（アトフィナ吉富製、商品名：ルペロックス５７０）０．０４部を添加した。添加と同時に、メタクリル酸メチル２部、スチレン３部、トルエン５部を２時間かけて滴下し、これとは別にターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート０．１６部を４時間かけて滴下しながら、約１０５〜１１０℃の還流下で溶液重合を行い、さらに５時間かけて熟成を行った。各単量体の重合転化率は、メタクリル酸メチルが９８％、Ｎ−ベンジルマレイミドが９９％、スチレンが９７％であった。得られた重合体溶液を減圧下２２０℃で１時間乾燥し、アクリル系重合体の透明な固体（Ａ−１）を得た。重合体（Ａ−１）の重量平均分子量は２２万であり、ガラス転移温度は１２１℃であった。
（製造例２）
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を付した反応釜に、メタクリル酸メチル３０部、Ｎ−ベンジルマレイミド１５部、トルエン４５部を仕込み、これに窒素を通じつつ、１０５℃まで昇温し、還流したところで、開始剤としてターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート（アトフィナ吉富製、商品名：ルペロックス５７０）０．０４部を添加した。添加と同時に、メタクリル酸メチル０．５部、スチレン４．５部、トルエン５部を２時間、ターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート０．１６部を４時間かけて滴下しながら、約１０５〜１１０℃の還流下で溶液重合を行い、さらに５時間かけて熟成を行った。各単量体の重合転化率は、メタクリル酸メチルが９８％、Ｎ−ベンジルマレイミドが９９％、スチレンが９７％であった。得られた重合体溶液を減圧下２２０℃で１時間乾燥し、アクリル系重合体の透明な固体（Ａ−２）を得た。重合体（Ａ−２）の重量平均分子量は２３万であり、ガラス転移温度は１２４℃であった。
（製造例３）
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を付した反応釜に、メタクリル酸メチル４５．５部、Ｎ−ベンジルマレイミド４．５部、トルエン５０部を仕込み、これに窒素を通じつつ、１０５℃まで昇温し、還流したところで、開始剤としてターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート（アトフィナ吉富製、商品名：ルペロックス５７０）０．０４部を添加すると同時に、ターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート０．１６部を４時間かけて滴下しながら、約１０５〜１１０℃の還流下で溶液重合を行い、さらに５時間かけて熟成を行った。各単量体の重合転化率は、メタクリル酸メチルが９７％、Ｎ−ベンジルマレイミドが９６％であった。得られた重合体溶液を減圧下２００℃で１時間乾燥し、アクリル系重合体の透明な固体（Ａ−３）を得た。重合体（Ａ−３）の重量平均分子量は１５万であり、ガラス転移温度は１１０℃であった。
（実施例１）
製造例１で得られた重合体（Ａ−１）をプレス成形機により、２５０℃でプレスして厚さ１３２μｍのフィルム（Ｂ−１）とした。次に、作製したＢ−１フィルムを、二軸延伸試験装置（東洋精機製作所社製、Ｘ−６Ｓ）を用いて、１４１℃、１０００％／分の速度で縦方向に２倍、横方向に１．５倍の順に逐次二軸延伸を行った。延伸後、速やかに試験装置からフィルムを取り出して冷却し、厚さ３９μｍの二軸延伸フィルム（Ｃ−１）を得た。得られた延伸フィルムＣ−１の波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅは０．５ｎｍ、厚さ方向位相差Ｒｔｈは１．４ｎｍ、ガラス転移温度は１２１℃であった。
（実施例２）
製造例２で得られた重合体（Ａ−２）をプレス成形機により、２５５℃でプレスして厚さ１３８μｍのフィルム（Ｂ−２）とした。次に、作製したＢ−２フィルムを、二軸延伸試験装置（東洋精機製作所社製、Ｘ−６Ｓ）を用いて、１４４℃、１０００％／分の速度で縦方向に２倍、横方向に１．５倍の順に逐次二軸延伸を行った。延伸後、速やかに試験装置からフィルムを取り出して冷却し、厚さ４０μｍの二軸延伸フィルム（Ｃ−２）を得た。得られた延伸フィルムＣ−２の波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅは１．５ｎｍ、厚さ方向位相差Ｒｔｈは２．８ｎｍ、ガラス転移温度は１２４℃であった。
（実施例３）
製造例３で得られた重合体（Ａ−３）をプレス成形機により、２４５℃でプレスして厚さ１３８μｍのフィルム（Ｂ−３）とした。次に、作製したＢ−３フィルムを、二軸延伸試験装置（東洋精機製作所社製、Ｘ−６Ｓ）を用いて、１３０℃、１０００％／分の速度で縦方向に２倍、横方向に１．５倍の順に逐次二軸延伸を行った。延伸後、速やかに試験装置からフィルムを取り出して冷却し、厚さ４１μｍの二軸延伸フィルム（Ｃ−３）を得た。得られた延伸フィルムＣ−３の波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅは０．６ｎｍ、厚さ方向位相差Ｒｔｈは２．４ｎｍ、ガラス転移温度は１１０℃であった。
（比較例１）
ポリメタクリル酸メチル（住友化学製、商品名：スミペックスＥＸ）をプレス成形機により、２３０℃でプレスして厚さ１４６μｍのフィルム（Ｂ−４）とした。次に、作製したＢ−３フィルムを、二軸延伸試験装置（東洋精機製作所社製、Ｘ−６Ｓ）を用いて、１２９℃、１０００％／分の速度で縦方向に２倍、横方向に１．５倍の順に逐次二軸延伸を行った。延伸後、速やかに試験装置からフィルムを取り出して冷却し、厚さ５１μｍの二軸延伸フィルム（Ｃ−４）を得た。得られた延伸フィルムＣ−３の面内位相差Ｒｅは６．１ｎｍ、厚さ方向位相差Ｒｔｈは−１１．１ｎｍ、ガラス転移温度は１０９℃であった。

実施例と比較例の評価結果を表１に示す。

本発明によれば、Ｎ−ベンジルマレイミド単位と（メタ）アクリル酸エステル単位を構造単位として含むアクリル系重合体を有する二軸延伸光学フィルムとすることにより、可視光領域全体で面内位相差Ｒｅおよび厚さ方向の位相差Ｒｔｈの発現が小さく、低位相差で耐熱性や強度および可とう性に優れた光学フィルムを提供することができる。また、本発明の光学フィルムは、各種画像表示装置（液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰ等）に好適に用いることができる。

Claims (7)

1. Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上５０質量％以下および（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９５質量％以下を構成単位として含み、ガラス転移温度が１１０℃以上である、アクリル系重合体（Ａ）を有する光学フィルムであって、波長５８９ｎｍの光における面内位相差Ｒｅが０〜５ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−５ｎｍ〜５ｎｍである、２軸延伸光学フィルム。
   ［フィルムの面内における遅相軸方向の屈折率をｎｘ、フィルムの面内における進相軸方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚さをｄとしたときに、面内位相差Ｒｅは、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで定義される値であり、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄで定義される値である。］
2. 前記アクリル系重合体（Ａ）が、Ｎ−ベンジルマレイミド単位（ａ）５質量％以上４５質量％未満、（メタ）アクリル酸エステル単位（ｂ）５０質量％以上９０質量％未満および芳香族ビニル単量体単位（ｃ）５質量％を越えて２０質量％以下を構成単位として含むアクリル系重合体（Ａ）である、請求項１記載の２軸延伸光学フィルム。
3. 波長４００ｎｍおよび７５０ｎｍの光における、面内位相差Ｒｅが５ｎｍ以下、厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−５〜５ｎｍである請求項１または２に記載の光学フィルム。
4. ガラス転移温度が１１５℃以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の光学フィルム。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光学フィルムを用いた偏光子保護フィルム。
6. 請求項５に記載の偏光子保護フィルムを用いた偏光板。
7. 請求項６に記載の偏光板を用いた液晶表示装置。