JP2017226816A - メタクリル系樹脂組成物、光学フィルム、光学部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性が高く、高度に複屈折性が制御され、積層された機能層に対して良好な密着特性を備える光学フィルムを調製することを可能にするメタクリル系樹脂組成物を提供する。【解決課題】N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種である主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と、紫外線吸収剤とを含み、ガラス転移温度が120℃超160℃以下であり、前記紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であり、メタノール可溶分の量が、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量との合計量100質量%に対して5質量%以下であることを特徴とする、メタクリル系樹脂組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、耐熱性が高く、複屈折性等の光学特性に優れ、積層された機能層に対して良好な密着特性を備える光学フィルムを調製することを可能にするメタクリル系樹脂組成物、該メタクリル系樹脂組成物で構成されている光学フィルム、該光学フィルムに機能層が積層されている光学部品に関する。
近年、メタクリル系樹脂は、その透明性、表面硬度等が優れていることに加え、光学特性である複屈折が小さいことから、例えば、光学フィルムを中心に種々の光学素材向け光学樹脂として注目され、その市場が大きく拡大しつつある。
特に、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む組成物は、耐熱性と光学特性との両方に優れた性能を有していることが知られており、画像表示装置の偏光子保護フィルムあるいは位相差フィルム等の用途にて、その需要が急速に拡大してきている。
また、例えば、偏光板の最表層に用いられる偏光子保護フィルムの場合には、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光散乱層、帯電防止層などの各種機能層をフィルム表面に形成させて用いられることも多い。
更に、これら機能層が付与された光学フィルムを最外層の偏光子保護フィルムとして用いる場合には、基材フィルムとして、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂に比較的高濃度の紫外線吸収剤を配合した組成物を用いて調製されたフィルムを用いることも増加している。
しかしながら、アクリル系樹脂を含むフィルムを基材フィルムとして用いる場合には、機能層との密着特性が十分ではないことから、幾つかの改良技術が提案されている。
この現状に加え、上述のようにその組成に比較的高濃度の紫外線吸収剤を含有するアクリル系樹脂を含むフィルムでは、偏光板等製品化後の温度や湿度等の環境変化の影響により、更に機能層の密着性を低下させてしまうという課題も出てきている。
その原因としては、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂自体が有する原因、例えば使用する紫外線吸収剤との相溶性が低いこと、あるいは、オリゴマーや各種添加剤等の低分子量成分の存在が、組成中の紫外線防止剤のフィルム表面へのブリードを促進し、機能層との密着性を低下させているのではないかとされている。
この現状に加え、上述のようにその組成に比較的高濃度の紫外線吸収剤を含有するアクリル系樹脂を含むフィルムでは、偏光板等製品化後の温度や湿度等の環境変化の影響により、更に機能層の密着性を低下させてしまうという課題も出てきている。
その原因としては、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂自体が有する原因、例えば使用する紫外線吸収剤との相溶性が低いこと、あるいは、オリゴマーや各種添加剤等の低分子量成分の存在が、組成中の紫外線防止剤のフィルム表面へのブリードを促進し、機能層との密着性を低下させているのではないかとされている。
そこで、機能層との密着性を改善する方法として、例えば、特許文献1では、300℃での熱重量減少割合が小さい紫外線吸収剤を用い、スチレン単量体由来の構造単位を特定割合含むアクリル系樹脂からなる成形材料を使用することが提案されている。この組成物を用いることにより、溶融加工時の揮発やブリードを抑制することができるとされる。
また、特許文献2では、主鎖に環構造を有するアクリル系樹脂と、特定構造を有する分子量が700以上の紫外線防止剤とを含む組成物を用いることにより、溶融加工によりフィルムを調製した際、得られたフィルムは、長時間の高温条件下に放置後も、その濁度が変化しにくいフィルムを得ることができることが提案されている。
また、特許文献3、および特許文献4では、その組成に紫外線吸収剤を含むアクリル系樹脂より得られるフィルムの表面に機能層を付与する際に、特定組成を有する易接着層を予め設けることにより耐久性ある機能層付与フィルムが得られることが提案されている。
これら特許文献のうち、特許文献1及び特許文献2においては、有機溶剤を含む塗布液を用いて調製されるような機能層付与フィルムについては特に言及されていない。
また、特許文献3及び4では、基材フィルムと機能層との密着性を高めるために、基材フィルムと機能層との間に新たに接着層を存在させる場合に関する提案がなされているが、近年のフィルムの更なる薄膜化には対応し難く、さらに基材フィルムを形成している主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む組成物自体の改良に関しては全く言及されていない。
また、特許文献3及び4では、基材フィルムと機能層との密着性を高めるために、基材フィルムと機能層との間に新たに接着層を存在させる場合に関する提案がなされているが、近年のフィルムの更なる薄膜化には対応し難く、さらに基材フィルムを形成している主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む組成物自体の改良に関しては全く言及されていない。
上記現状にもかかわらず、機能層が付与された光学フィルムは、その使用用途の拡大や薄膜化が進んでおり、それらは今後も一層進むことが予想される。そのような状況に伴い、過酷な使用環境、例えば高温、あるいは、高温高湿下のような厳しい使用環境下での使用においても、良好な密着特性を維持できる、機能層が付与された光学フィルムの提案が切望されている。
本発明者らは、上述の課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、比較的高濃度の紫外線吸収剤を含むメタクリル系樹脂組成物を用いて調製された光学フィルムであっても、付与された機能層との密着性を高め、加えて過酷な使用環境下で当該密着性を維持するためには、該メタクリル系樹脂組成物や溶融加工後のフィルムにおいて、紫外線吸収剤のブリードを促進するような成分を極力少なくすることが重要であると考えた。そして、更に鋭意検討を重ねた結果、特定の組成分布特性を有するメタクリル系樹脂組成物を用いて光学フィルムを調製することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と、紫外線吸収剤とを含み、
ガラス転移温度が120℃超160℃以下であり、
紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であり、
メタノール可溶分の量が、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量との合計量100質量%に対して、5質量%以下である
ことを特徴とする、メタクリル系樹脂組成物。
[2]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下である、[1]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[3]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が5%以下である、[1]又は[2]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[4]
前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種である、[1]乃至[3]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[5]
前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を含み、
前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[4]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[6]
前記(X)構造単位が、ラクトン環構造単位を含み、
前記ラクトン環構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[4]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[7]
光弾性係数の絶対値が、3.0×10−12Pa−1以下である、[1]乃至[6]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[8]
光弾性係数の絶対値が、2.0×10−12Pa−1以下である、[7]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[1]
主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と、紫外線吸収剤とを含み、
ガラス転移温度が120℃超160℃以下であり、
紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であり、
メタノール可溶分の量が、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量との合計量100質量%に対して、5質量%以下である
ことを特徴とする、メタクリル系樹脂組成物。
[2]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下である、[1]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[3]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が5%以下である、[1]又は[2]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[4]
前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種である、[1]乃至[3]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[5]
前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を含み、
前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[4]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[6]
前記(X)構造単位が、ラクトン環構造単位を含み、
前記ラクトン環構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[4]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[7]
光弾性係数の絶対値が、3.0×10−12Pa−1以下である、[1]乃至[6]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[8]
光弾性係数の絶対値が、2.0×10−12Pa−1以下である、[7]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[9]
[1]〜[8]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物を含むことを特徴とする、光学フィルム。
[10]
前記光学フィルムが位相差フィルムである、[9]に記載の光学フィルム。
[11]
[8]又は[9]に記載の光学フィルムの表裏面の少なくとも一面に機能層が積層されていることを特徴とする、光学部品。
[12]
前記機能層が、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光拡散層、および帯電防止層からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[11]に記載の光学部品。
[1]〜[8]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物を含むことを特徴とする、光学フィルム。
[10]
前記光学フィルムが位相差フィルムである、[9]に記載の光学フィルム。
[11]
[8]又は[9]に記載の光学フィルムの表裏面の少なくとも一面に機能層が積層されていることを特徴とする、光学部品。
[12]
前記機能層が、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光拡散層、および帯電防止層からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[11]に記載の光学部品。
本発明によれば、紫外線防止剤を高濃度で含有するメタクリル系樹脂組成物から調製された場合であっても、複屈折性等光学特性に優れ、過酷な使用環境下においても、表面に積層されたハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層などの各種機能層との良好な密着性を維持できる光学フィルムを調製可能なメタクリル系樹脂組成物、当該光学フィルム、及び当該光学フィルムを含む光学部品を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について、詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
(メタクリル系樹脂組成物)
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系樹脂と紫外線防止剤とを含み、必要に応じて、他の熱可塑性樹脂、添加剤を含む。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系樹脂と紫外線防止剤とを含み、必要に応じて、他の熱可塑性樹脂、添加剤を含む。
−メタクリル系樹脂−
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物に含まれるメタクリル系樹脂は、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の環構造を主鎖に有する構造単位(X)を含み、メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位も含む。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物に含まれるメタクリル系樹脂は、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の環構造を主鎖に有する構造単位(X)を含み、メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位も含む。
主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂の製造方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、沈殿重合法、乳化重合法のいずれの重合方法が挙げられる。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ重合法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態における製造方法では、ラジカル重合により単量体(詳細は後述)を重合することが好ましい。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ重合法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態における製造方法では、ラジカル重合により単量体(詳細は後述)を重合することが好ましい。
以下に、特に、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂における各構造単位について説明すると共に、当該構造単位を有するメタクリル系樹脂及びその製造方法についても記載する。
−−メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位−−
まず、メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位について説明する。
メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位は、例えば、以下に示すメタクリル酸エステル類から選ばれる単量体から形成される。メタクリル酸エステルとしては、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n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−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ペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロオクチル、メタクリル酸トリシクロデシル、メタクリル酸ジシクロオクチル、メタクリル酸トリシクロドデシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸1−フェニルエチル、メタクリル酸2−フェノキシエチル、メタクリル酸3−フェニルプロピル、メタクリル酸2,4,6−トリブロモフェニル等が挙げられる。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用する場合もある。
上記メタクリル酸エステルのうち、得られるメタクリル系樹脂の透明性や耐候性が優れる点で、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸ベンジルが好ましい。
メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位は、一種のみ含有していても、二種以上含有していてもよい。
まず、メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位について説明する。
メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位は、例えば、以下に示すメタクリル酸エステル類から選ばれる単量体から形成される。メタクリル酸エステルとしては、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n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−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ペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロオクチル、メタクリル酸トリシクロデシル、メタクリル酸ジシクロオクチル、メタクリル酸トリシクロドデシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸1−フェニルエチル、メタクリル酸2−フェノキシエチル、メタクリル酸3−フェニルプロピル、メタクリル酸2,4,6−トリブロモフェニル等が挙げられる。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用する場合もある。
上記メタクリル酸エステルのうち、得られるメタクリル系樹脂の透明性や耐候性が優れる点で、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸ベンジルが好ましい。
メタクリル酸エステル単量体由来の構造単位は、一種のみ含有していても、二種以上含有していてもよい。
−−主鎖に環構造を有する構造単位(X)−−
以下に、特に、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂における構造単位(X)について説明すると共に、当該構造単位(X)を有するメタクリル系樹脂及びその製造方法についても記載する。
以下に、特に、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂における構造単位(X)について説明すると共に、当該構造単位(X)を有するメタクリル系樹脂及びその製造方法についても記載する。
−−−N−置換マレイミド単量体由来の構造単位−−−
次に、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位について説明する。
N−置換マレイミド単量体由来の構造単位は、下記式(1)で表される単量体及び/又は下記式(2)で表される単量体から選ばれた少なくとも一つとしてよく、好ましくは、下記式(1)及び下記式(2)で表される単量体の両方から形成される。
式(1)中、R1は、炭素数7〜14のアリールアルキル基、炭素数6〜14のアリール基のいずれかを示し、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基のいずれかを示す。
また、R2がアリール基の場合には、R2は置換基としてハロゲンを含んでいてもよい。
また、R1は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ニトロ基、ベンジル基等の置換基で置換されていてもよい。
式(2)中、R4は、水素原子、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12のアルキル基のいずれかを示し、R5及びR6はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基のいずれかを示す。
次に、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位について説明する。
N−置換マレイミド単量体由来の構造単位は、下記式(1)で表される単量体及び/又は下記式(2)で表される単量体から選ばれた少なくとも一つとしてよく、好ましくは、下記式(1)及び下記式(2)で表される単量体の両方から形成される。
また、R2がアリール基の場合には、R2は置換基としてハロゲンを含んでいてもよい。
また、R1は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ニトロ基、ベンジル基等の置換基で置換されていてもよい。
以下、具体的な例を示す。
式(1)で表される単量体としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド、N−(4−クロロフェニル)マレイミド、N−(4−ブロモフェニル)マレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(2−エチルフェニル)マレイミド、N−(2−メトキシフェニル)マレイミド、N−(2−ニトロフェニル)マレイミド、N−(2、4、6−トリメチルフェニル)マレイミド、N−(4−ベンジルフェニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリブロモフェニル)マレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−アントラセニルマレイミド、3−メチル−1−フェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、3,4−ジメチル−1−フェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1,3−ジフェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1,3,4−トリフェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン等が挙げられる。
これらの単量体のうち、得られるメタクリル系樹脂の耐熱性、及び複屈折等の光学的特性が優れる点から、N−フェニルマレイミド及びN−ベンジルマレイミドが好ましい。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用して用いる場合もある。
式(1)で表される単量体としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド、N−(4−クロロフェニル)マレイミド、N−(4−ブロモフェニル)マレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(2−エチルフェニル)マレイミド、N−(2−メトキシフェニル)マレイミド、N−(2−ニトロフェニル)マレイミド、N−(2、4、6−トリメチルフェニル)マレイミド、N−(4−ベンジルフェニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリブロモフェニル)マレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−アントラセニルマレイミド、3−メチル−1−フェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、3,4−ジメチル−1−フェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1,3−ジフェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1,3,4−トリフェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン等が挙げられる。
これらの単量体のうち、得られるメタクリル系樹脂の耐熱性、及び複屈折等の光学的特性が優れる点から、N−フェニルマレイミド及びN−ベンジルマレイミドが好ましい。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用して用いる場合もある。
式(2)で表される単量体としては、例えば、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−n−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−n−ブチルマレイミド、N−イソブチルマレイミド、N−s−ブチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−n−ペンチルマレイミド、N−n−ヘキシルマレイミド、N−n−ヘプチルマレイミド、N−n−オクチルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−シクロペンチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、1−シクロヘキシル−3−メチル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1−シクロヘキシル−3,4−ジメチル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1−シクロヘキシル−3−フェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン、1−シクロヘキシル−3,4−ジフェニル−1H−ピロール−2,5−ジオン等が挙げられる。
これらの単量体のうち、メタクリル系樹脂の耐候性が優れる点から、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドが好ましく、近年光学材料に求められている低吸湿性に優れることから、N−シクロヘキシルマレイミドが特に好ましい。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用して用いることもできる。
これらの単量体のうち、メタクリル系樹脂の耐候性が優れる点から、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドが好ましく、近年光学材料に求められている低吸湿性に優れることから、N−シクロヘキシルマレイミドが特に好ましい。
これらの単量体は、単独で用いる場合も2種以上を併用して用いることもできる。
本実施形態のメタクリル系樹脂において、式(1)で表される単量体と式(2)で表される単量体とを併用して用いることが、高度に制御された複屈折特性を発現させ得る上で特に好ましい。
式(1)で表される単量体由来の構造単位の含有量(B1)の、式(2)で表される単量体由来の構造単位の含有量(B2)に対するモル割合、(B1/B2)は、好ましくは0超15以下、より好ましくは0超10以下である。モル割合(B1/B2)がこの範囲にあるとき、本実施形態のメタクリル系樹脂は透明性を維持し、黄変を伴わず、また耐環境性を損なうことなく、良好な耐熱性と良好な光弾性特性を発現する。
式(1)で表される単量体由来の構造単位の含有量(B1)の、式(2)で表される単量体由来の構造単位の含有量(B2)に対するモル割合、(B1/B2)は、好ましくは0超15以下、より好ましくは0超10以下である。モル割合(B1/B2)がこの範囲にあるとき、本実施形態のメタクリル系樹脂は透明性を維持し、黄変を伴わず、また耐環境性を損なうことなく、良好な耐熱性と良好な光弾性特性を発現する。
N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量としては、得られる組成物が本実施形態のガラス転移温度の範囲を満たすものであれば特に限定されないが、メタクリル系樹脂を100質量%として、好ましくは5〜40質量%の範囲、より好ましくは5〜35質量%の範囲である。
この範囲内にあるとき、メタクリル系樹脂はより十分な耐熱性改良効果が得られ、また、耐候性、低吸水性、光学特性についてより好ましい改良効果が得られる。なお、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が40質量%以下とすることが、重合反応時に単量体成分の反応性が低下し未反応で残存する単量体量が多くなることによるメタクリル系樹脂の物性低下を防ぐのに有効である。
この範囲内にあるとき、メタクリル系樹脂はより十分な耐熱性改良効果が得られ、また、耐候性、低吸水性、光学特性についてより好ましい改良効果が得られる。なお、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が40質量%以下とすることが、重合反応時に単量体成分の反応性が低下し未反応で残存する単量体量が多くなることによるメタクリル系樹脂の物性低下を防ぐのに有効である。
本実施形態におけるN−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、メタクリル酸エステル単量体及びN−置換マレイミド単量体と共重合可能な他の単量体由来の構造単位を含有していてもよい。
例えば、共重合可能な他の単量体としては、芳香族ビニル;不飽和ニトリル;シクロヘキシル基、ベンジル基、又は炭素数1〜18のアルキル基を有するアクリル酸エステル;グリシジル化合物;不飽和カルボン酸類を挙げることができる。上記芳香族ビニルとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。上記不飽和ニトリルとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、等が挙げられる。また、上記アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル等が挙げられる。また、グリシジル化合物としては、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、及びこれらの半エステル化物又は無水物等が挙げられる。
上記共重合可能な他の単量体由来の構造単位は、一種のみ有していてもよく、二種以上を有していてもよい。
例えば、共重合可能な他の単量体としては、芳香族ビニル;不飽和ニトリル;シクロヘキシル基、ベンジル基、又は炭素数1〜18のアルキル基を有するアクリル酸エステル;グリシジル化合物;不飽和カルボン酸類を挙げることができる。上記芳香族ビニルとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。上記不飽和ニトリルとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、等が挙げられる。また、上記アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル等が挙げられる。また、グリシジル化合物としては、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、及びこれらの半エステル化物又は無水物等が挙げられる。
上記共重合可能な他の単量体由来の構造単位は、一種のみ有していてもよく、二種以上を有していてもよい。
これら共重合可能な他の単量体由来の構造単位の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量%として、0〜10質量%であることが好ましく、0〜9質量%であることがより好ましく、0〜8質量%であることがさらに好ましい。
他の単量体由来の構造単位の含有量がこの範囲にあると、主鎖に環構造を導入する本来の効果を損なわずに、樹脂の成形加工性や機械的特性を改善できるため好ましい。
他の単量体由来の構造単位の含有量がこの範囲にあると、主鎖に環構造を導入する本来の効果を損なわずに、樹脂の成形加工性や機械的特性を改善できるため好ましい。
主鎖にN−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、沈殿重合法、乳化重合法のいずれの重合方法が挙げられ、好ましくは懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法であり、さらに好ましくは溶液重合法である。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態における製造方法では、ラジカル重合により単量体を重合することが好ましい。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態における製造方法では、ラジカル重合により単量体を重合することが好ましい。
以下、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル系樹脂(以下、「マレイミド共重合体」と記す場合がある)の製造方法の一例として、溶液重合法を用いてラジカル重合で製造する場合について、具体的に説明する。
本実施形態においては、単量体の一部を重合開始前に反応器内に仕込み、重合開始剤を添加することによって重合を開始した後に、単量体の残部を供給する方法、いわゆるセミバッチ重合法(半回分法とも称される)を好ましく用いることができる。この方法を採用することにより、得られる重合物の分子量分布や組成分布を制御しやすくなる傾向にある。
本実施形態においては、単量体の一部を重合開始前に反応器内に仕込み、重合開始剤を添加することによって重合を開始した後に、単量体の残部を供給する方法、いわゆるセミバッチ重合法(半回分法とも称される)を好ましく用いることができる。この方法を採用することにより、得られる重合物の分子量分布や組成分布を制御しやすくなる傾向にある。
初期仕込において用いられる(重合開始時における)単量体の量と重合開始後に添加する単量体の量と比は、質量比で、好ましくは1:9〜8:2の範囲であり、より好ましくは2:8〜7.5:2.5の範囲であり、さらに好ましくは3:7〜5:5の範囲である。
単量体の量比を上記範囲とすれば、共重合時に利用する各単量体の共重合反応性を考慮し、初期仕込における単量体の混合組成を適宜選択することが可能となり、得られる重合物の組成分布をより制御しやすくなる傾向にある。
単量体の量比を上記範囲とすれば、共重合時に利用する各単量体の共重合反応性を考慮し、初期仕込における単量体の混合組成を適宜選択することが可能となり、得られる重合物の組成分布をより制御しやすくなる傾向にある。
用いる重合溶媒としては、重合により得られるマレイミド共重合体の溶解度を高め、ゲル化防止等の目的から反応液の粘度を適切に保てるものであれば、特に制限はない。
具体的な重合溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素;メチルイソブチルケトン、ブチルセロソルブ、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン;ジメチルホルムアミド、2−メチルピロリドンなどの極性溶媒を用いることができる。
また、重合時における重合生成物の溶解を阻害しない範囲で、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールを重合溶媒として併用してもよい。
具体的な重合溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素;メチルイソブチルケトン、ブチルセロソルブ、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン;ジメチルホルムアミド、2−メチルピロリドンなどの極性溶媒を用いることができる。
また、重合時における重合生成物の溶解を阻害しない範囲で、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールを重合溶媒として併用してもよい。
重合時の溶媒量としては、重合が進行し、生産時に共重合体や使用モノマーの析出等が起こらず、容易に除去できる量であれば、特に制限はないが、例えば、配合する単量体の総量を100質量部とした場合に、10〜200質量部とすることが好ましい。より好ましくは25〜200質量部、さらに好ましくは50〜200質量部、さらにより好ましくは50〜150質量部である。
重合温度としては、重合が進行する温度であれば特に制限はないが、生産性の観点から50〜200℃であることが好ましく、より好ましくは80〜200℃である。さらに好ましくは90〜150℃、 さらにより好ましくは100〜140℃、よりさらに好ましくは100〜130℃である。
また、重合時間については、必要な転化率にて、必要な重合度を得ることができる時間であれば特に限定はないが、生産性等の観点から0.5〜10時間であることが好ましく、より好ましくは1〜8時間である。
重合反応時には、必要に応じて、重合開始剤や連鎖移動剤を添加して重合してもよい。
重合開始剤としては、一般にラジカル重合において用いられる任意の開始剤を使用することができ、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、t−アミルパーオキシイソノナノエート、1,1−ジt−ブチルパーオキシシクロヘキサン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;等を挙げることができる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
重合開始剤の添加量としては、重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.01〜1質量部としてよく、好ましくは0.05〜0.5質量部の範囲である。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
重合開始剤の添加量としては、重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.01〜1質量部としてよく、好ましくは0.05〜0.5質量部の範囲である。
これらの重合開始剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよい。
本実施形態では、反応系内に残存する未反応モノマー総量に対する重合開始剤より発生するラジカル総量の割合が、常時一定値以下となるように、開始剤の種類、開始剤量、及び重合温度等を適宜選択することが好ましい。
特に、本実施形態では、特に重合開始剤の添加開始から添加終了までの時間(重合開始剤添加時間)の前半に、少なくとも一度、重合開始剤の単位時間当たりの添加量を、添加開始時の単位時間当たりの添加量よりも小さくすることが好ましい。
この方法を採用することにより、重合後期におけるオリゴマーや低分子量体の生成量を抑制したり、重合時の過熱を抑制して重合の安定性を図ったりすることができる。
本実施形態では、反応系内に残存する未反応モノマー総量に対する重合開始剤より発生するラジカル総量の割合が、常時一定値以下となるように、開始剤の種類、開始剤量、及び重合温度等を適宜選択することが好ましい。
特に、本実施形態では、特に重合開始剤の添加開始から添加終了までの時間(重合開始剤添加時間)の前半に、少なくとも一度、重合開始剤の単位時間当たりの添加量を、添加開始時の単位時間当たりの添加量よりも小さくすることが好ましい。
この方法を採用することにより、重合後期におけるオリゴマーや低分子量体の生成量を抑制したり、重合時の過熱を抑制して重合の安定性を図ったりすることができる。
連鎖移動剤としては、一般的なラジカル重合において用いる連鎖移動剤が使用でき、例えば、n−ブチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸2−エチルヘキシル等のメルカプタン化合物;四塩化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム等のハロゲン化合物;α−メチルスチレンダイマー、α−テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物;が挙げられる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の添加量としては、重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.01〜1質量部としてよく、好ましくは0.05〜0.5質量部である。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の添加量としては、重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.01〜1質量部としてよく、好ましくは0.05〜0.5質量部である。
溶液重合においては、重合溶液中の溶存酸素濃度を出来る限り低減させておくことが重要であり、例えば、溶存酸素濃度は、10ppm以下の濃度であることが好ましい。溶存酸素濃度は、例えば、溶存酸素計 DOメーターB−505(飯島電子工業株式会社製)を用いて測定することができる。溶存酸素濃度を低下する方法としては、重合溶液中に不活性ガスをバブリングする方法、重合前に重合溶液を含む容器中を不活性ガスで0.2MPa程度まで加圧した後に放圧する操作を繰り返す方法、重合溶液を含む容器中に不活性ガスを通ずる方法等の方法を適宜選択することができる。
溶液重合により得られる重合液から重合物を回収する方法としては、特に制限はないが、例えば、重合により得られた重合生成物が溶解しないような炭化水素系溶媒やアルコール系溶媒などの貧溶媒が過剰量存在する中に重合液を添加した後、ホモジナイザーによる処理(乳化分散)を行い、未反応単量体について、液−液抽出、固−液抽出するなどの前処理を施すことで、重合液から分離する方法;あるいは、脱揮工程と呼ばれる工程を経由して重合溶媒や未反応の単量体を分離し、重合生成物を回収する方法;等が挙げられる。
ここで、脱揮工程とは、重合溶媒、残存単量体、反応副生成物等の揮発分を、加熱・減圧条件下で、除去する工程をいう。
脱揮工程に用いる装置としては、例えば、管状熱交換器と脱揮槽とからなる脱揮装置;神鋼環境ソリューション社製ワイプレン(登録商標)、及びエクセバ(登録商標)、日立製作所製コントラ及び傾斜翼コントラ等の薄膜蒸発機;脱揮性能を発揮するに十分な滞留時間と表面積とを有するベント付き押出機;等を挙げることができる。
これらの中からいずれか2つ以上の装置を組み合わせた脱揮装置を用いた脱揮工程なども利用することができる。
脱揮工程に用いる装置としては、例えば、管状熱交換器と脱揮槽とからなる脱揮装置;神鋼環境ソリューション社製ワイプレン(登録商標)、及びエクセバ(登録商標)、日立製作所製コントラ及び傾斜翼コントラ等の薄膜蒸発機;脱揮性能を発揮するに十分な滞留時間と表面積とを有するベント付き押出機;等を挙げることができる。
これらの中からいずれか2つ以上の装置を組み合わせた脱揮装置を用いた脱揮工程なども利用することができる。
脱揮装置での処理温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは170〜300℃、さらに好ましくは200〜280℃である。この温度が150℃以上であると、残存揮発分が多くなることを防ぐのに有効である。逆に、この温度が350℃以下であると、得られるメタクリル系樹脂の着色や分解が起こる恐れが少ない。
脱揮装置内における真空度としては、10〜500Torrの範囲としてよく、中でも、10〜300Torrの範囲が好ましい。この真空度が500Torr以下であると、揮発分が残存しにくい傾向にあり、真空度が10Torr以上であると、工業的な実施がより容易である。
処理時間としては、残存揮発分の量により適宜選択されるが、得られるメタクリル系樹脂の着色や分解を抑えるためには、短いほど好ましい。
脱揮装置内における真空度としては、10〜500Torrの範囲としてよく、中でも、10〜300Torrの範囲が好ましい。この真空度が500Torr以下であると、揮発分が残存しにくい傾向にあり、真空度が10Torr以上であると、工業的な実施がより容易である。
処理時間としては、残存揮発分の量により適宜選択されるが、得られるメタクリル系樹脂の着色や分解を抑えるためには、短いほど好ましい。
脱揮工程を経て回収された重合物は、造粒工程と呼ばれる工程にて、ペレット状に加工される。
造粒工程では、溶融状態の樹脂を多孔ダイよりストランド状に押出し、コールドカット方式、空中ホットカット方式、水中ストランドカット方式、及びアンダーウオーターカット方式にて、ペレット状に加工する。
なお、脱揮装置としてベント付押出機を採用した場合には、脱揮工程と造粒工程とを兼ねてもよい。
本実施形態においては、組成物を調製する前に、その骨格として、少なくとも前述の式(1)で表される単量体由来の構造と前述の式(2)で表される単量体由来の構造とを含み、異なる重量平均分子量及び分子量分布を有するメタクリル系樹脂を2種以上混合して調製することが好ましい。
本実施形態においては、組成物を調製する前に、その骨格として、少なくとも前述の式(1)で表される単量体由来の構造と前述の式(2)で表される単量体由来の構造とを含み、異なる重量平均分子量及び分子量分布を有するメタクリル系樹脂を2種以上混合して調製することが好ましい。
本実施形態において、2種以上混合し調製する際に用いるメタクリル系樹脂の示差屈折率検出器を用い測定した重量平均分子量(Mw)の範囲としては、それぞれ、70,000〜800,000の範囲から任意に選択してよい。
重量平均分子量(Mw)が低いもの(以下、「低分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、70,000〜150,000の範囲であることが好ましく、なかでも100,000〜150,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、1.5〜2.5の範囲にあることが好ましい。
重量平均分子量(Mw)が高いもの(以下、「高分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、220,000〜800,000の範囲であることが好ましく、なかでも220,000〜600,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、2.5〜4.0の範囲にあることが好ましい。
本実施形態における低分子量成分と高分子量成分との混合比率としては、特に制限はないが、低分子量成分5〜95質量部、高分子量成分95〜5質量部の範囲から適宜選択することができる。
重量平均分子量(Mw)が低いもの(以下、「低分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、70,000〜150,000の範囲であることが好ましく、なかでも100,000〜150,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、1.5〜2.5の範囲にあることが好ましい。
重量平均分子量(Mw)が高いもの(以下、「高分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、220,000〜800,000の範囲であることが好ましく、なかでも220,000〜600,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、2.5〜4.0の範囲にあることが好ましい。
本実施形態における低分子量成分と高分子量成分との混合比率としては、特に制限はないが、低分子量成分5〜95質量部、高分子量成分95〜5質量部の範囲から適宜選択することができる。
上述の通りメタクリル系樹脂を2種以上混合することにより、機能層を有する光学フィルム向けに好適な樹脂組成物を提供できるようになる。
本実施形態において、重量平均分子量(Mw)の異なるメタクリル系樹脂を2種以上混合する方法としては、特に制限はないが、前述の重合反応により得られた異なる重量平均分子量を有する重合物を2種以上含む溶液を液相にて混合し、その後、脱揮工程の処理や貧溶媒の添加による析出処理を行う方法;押出機等溶融混練装置を用いて混合する法;等を採用することができる。 特に高い分子量を有するメタクリル系樹脂を用いる場合には、重合反応により得られた重合物を2種以上含む溶液を液相にて混合し、その後、脱揮工程の処理や貧溶媒の添加による析出処理を行う方法を用いることが好ましい。
−−−グルタルイミド系構造単位−−−
本実施形態におけるグルタルイミド系構造単位は、下記一般式(3)で表されるものとしてよい。
上記一般式(3)において、好ましくはR7,及び R8は、それぞれ独立して、水素又はメチル基であり 、R9は、水素、メチル基、ブチル基、シクロヘキシル基のいずれかであり、より好ましくは 、R7は、メチル基であり、R8は、水素であり、R9は、メチル基である。
本実施形態におけるグルタルイミド系構造単位は、下記一般式(3)で表されるものとしてよい。
グルタルイミド系構造単位は、単一の種類のみを含んでいてもよいし、複数の種類を含んでいてもよい。
グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂において、グルタルイミド系構造単位の含有量については、本実施形態の組成物として好ましいガラス転移温度の範囲を満たすものであれば特に制限はないが、メタクリル系樹脂を100質量%として、好ましくは5〜70質量%の範囲、より好ましくは5〜60質量%の範囲である。
グルタルイミド系構造単位の含有量が上記範囲にあると、成形加工性、耐熱性、及び光学特性の良好な樹脂が得られることから好ましい。
グルタルイミド系構造単位の含有量が上記範囲にあると、成形加工性、耐熱性、及び光学特性の良好な樹脂が得られることから好ましい。
グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂は、必要に応じて 、芳香族ビニル単量体単位をさらに含んでいてもよい。
芳香族ビニル単量体としては特に限定されないが、スチレン、α−メチルスチレンが挙げられ、スチレンが好ましい。
芳香族ビニル単量体としては特に限定されないが、スチレン、α−メチルスチレンが挙げられ、スチレンが好ましい。
グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂における芳香族ビニル単位の含有量としては、特に限定されないが、メタクリル系樹脂を100質量%として、0〜10質量%の範囲であることが好ましく、0〜9質量%であることがより好ましく、0〜8質量%であることが更に好ましい。
芳香族ビニル単位の含有量が上記範囲にあると、耐熱性と優れた光弾性特性との両立が可能となり好ましい。
芳香族ビニル単位の含有量が上記範囲にあると、耐熱性と優れた光弾性特性との両立が可能となり好ましい。
主鎖にグルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂は、例えば、特開2006−249202号公報、特開2007−009182号公報、特開2007−009191号公報、特開2011−186482号公報、再公表特許2012/114718号公報等に記載されている、グルタルイミド系構造単位を有するメタクリル系樹脂であり、当該公報に記載されている方法により形成することができる。
−−−ラクトン環構造単位−−−
本実施形態におけるラクトン環構造単位としては、環構造の安定性に優れることから6員環であることが好ましい。
6員環であるラクトン環構造単位としては、例えば、下記一般式(4)に示される構造が特に好ましい。
上記一般式(4)において、R10、R11及びR12は、互いに独立して、水素原子、又は炭素数1〜20の有機残基である。
有機残基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜20の飽和脂肪族炭化水素基(アルキル基等);エテニル基、プロペニル基などの炭素数2〜20の不飽和脂肪族炭化水素基(アルケニル基等);フェニル基、ナフチル基などの炭素数6〜20の芳香族炭化水素基(アリール基等);、これら飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基における水素原子の一つ以上が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、エステル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基により置換された基;等が挙げられる。
本実施形態におけるラクトン環構造単位としては、環構造の安定性に優れることから6員環であることが好ましい。
6員環であるラクトン環構造単位としては、例えば、下記一般式(4)に示される構造が特に好ましい。
有機残基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜20の飽和脂肪族炭化水素基(アルキル基等);エテニル基、プロペニル基などの炭素数2〜20の不飽和脂肪族炭化水素基(アルケニル基等);フェニル基、ナフチル基などの炭素数6〜20の芳香族炭化水素基(アリール基等);、これら飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基における水素原子の一つ以上が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エーテル基、エステル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基により置換された基;等が挙げられる。
ラクトン環構造は、例えば、ヒドロキシ基を有するアクリル酸系単量体と、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル単量体とを共重合して、分子鎖にヒドロキシ基とエステル基又はカルボキシル基とを導入した後、これらヒドロキシ基とエステル基又はカルボキシル基との間で、脱アルコール(エステル化)又は脱水縮合(以下、「環化縮合反応」ともいう)を生じさせることにより形成することができる。
重合に用いるヒドロキシ基を有するアクリル酸系単量体としては、例えば、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、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキル(例えば、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸イソプロピル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸n−ブチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸t−ブチル)、2−(ヒドロキシエチル)アクリル酸アルキル等が挙げられ、好ましくは、ヒドロキシアリル部位を有する単量体である2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸や2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキルであり、特に好ましくは2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルである。
主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂におけるラクトン環構造単位の含有量は、本実施形態の組成物として好ましいガラス転移温度の範囲を満たすものであれば特に制限はないが、メタクリル系樹脂100質量%に対して、5〜40質量%であることが好ましく、より好ましくは5〜35質量%の範囲である。
ラクトン環構造単位の含有量がこの範囲にあると、成形加工性を維持しつつ、耐溶剤性向上や表面硬度向上等の環構造導入効果が発現できる。
なお、メタクリル系樹脂におけるラクトン環構造の含有率は、前述の、特許文献記載の方法を用いて決定できる。
ラクトン環構造単位の含有量がこの範囲にあると、成形加工性を維持しつつ、耐溶剤性向上や表面硬度向上等の環構造導入効果が発現できる。
なお、メタクリル系樹脂におけるラクトン環構造の含有率は、前述の、特許文献記載の方法を用いて決定できる。
ラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、上述したメタクリル酸エステル単量体及びヒドロキシ基を有するアクリル酸系単量体と共重合可能な他の単量体由来の構成単位を有していてもよい。
このような共重合可能な他の単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、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、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、N−ビニルカルバゾールなどの重合性二重結合を有する単量体等が挙げられる。
これら他のモノマー(構成単位)は、1種のみを有していてもよいし2種以上有していてもよい。
このような共重合可能な他の単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、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、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、N−ビニルカルバゾールなどの重合性二重結合を有する単量体等が挙げられる。
これら他のモノマー(構成単位)は、1種のみを有していてもよいし2種以上有していてもよい。
これら共重合可能な他の単量体由来の構造単位の含有量としては、メタクリル系樹脂100質量%に対して、0〜10質量%の範囲であることが好ましく、0〜9質量%の範囲であることがより好ましく、0〜8質量%であることがさらに好ましい。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂は、上記の共重合可能な他の単量体由来の構造単位を一種のみ有していてもよく、二種以上を有していてもよい。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂は、上記の共重合可能な他の単量体由来の構造単位を一種のみ有していてもよく、二種以上を有していてもよい。
主鎖にラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、例えば、特開2001−151814号公報、特開2004−168882号公報、特開2005−146084号公報、特開2006−96960号公報、特開2006−171464号公報、特開2007−63541号公報、特開2007−297620号公報、特開2010−180305号公報等に記載されている方法により形成することができる。
ラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂の製造方法としては、重合後に環化反応によりラクトン環構造を形成させる方法が用いられるが、環化反応を促進させる上で、溶媒を使用する溶液重合法にてラジカル重合により単量体を重合するが好ましい。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
本実施形態における製造方法では、重合形式として、例えば、バッチ重合法、セミバッチ法、連続重合法のいずれも用いることができる。
以下、製法方法の一例として、溶液重合法を用いてラジカル重合で製造する場合について、具体的に説明する。
本実施形態においては、単量体の一部を重合開始前に反応器内に仕込み、重合開始剤を添加することによって重合を開始した後に、単量体の残部を供給する方法、いわゆるセミバッチ重合法(半回分法とも称される)が好ましく用いることができる。この方法を採用することにより、得られる重合物の分子量分布や組成分布を制御しやすくなる傾向にある。
本実施形態においては、単量体の一部を重合開始前に反応器内に仕込み、重合開始剤を添加することによって重合を開始した後に、単量体の残部を供給する方法、いわゆるセミバッチ重合法(半回分法とも称される)が好ましく用いることができる。この方法を採用することにより、得られる重合物の分子量分布や組成分布を制御しやすくなる傾向にある。
ここで、初期仕込において用いられる(重合開始時における)単量体の量と重合開始後に添加する単量体の量と比は、質量比で、好ましくは1:9〜8:2の範囲であり、より好ましくは2:8〜7.5:2.5の範囲であり、さらに好ましくは3:7〜5:5の範囲である。
単量体の量比を上記範囲とすれば、共重合時に利用する各単量体の共重合反応性を考慮して、初期仕込における単量体の混合組成を適宜選択することが可能となり、得られる重合物の組成分布をより制御しやすくなる傾向にある。
単量体の量比を上記範囲とすれば、共重合時に利用する各単量体の共重合反応性を考慮して、初期仕込における単量体の混合組成を適宜選択することが可能となり、得られる重合物の組成分布をより制御しやすくなる傾向にある。
重合に用いる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;等が挙げられる。
これらの溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合時の溶媒量としては、重合が進行し、ゲル化を抑制できる条件であれば特に制限はないが、例えば、配合する単量体の総量を100質量部とした場合に、50〜200質量部とすることが好ましく、より好ましくは100〜200質量部である。
重合液のゲル化を充分に抑制し、重合後の環化反応を促進するためには、重合後に得られる反応混合物中における生成した重合体の濃度が50質量%以下になるように重合を行うことが好ましく、重合溶媒を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。
重合溶媒を反応混合物に適宜添加する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、連続的に重合溶媒を添加してもよいし、間欠的に重合溶媒を添加してもよい。
添加する重合溶媒は、1種のみの単一溶媒であっても2種以上の混合溶媒であってもよい。
重合溶媒を反応混合物に適宜添加する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、連続的に重合溶媒を添加してもよいし、間欠的に重合溶媒を添加してもよい。
添加する重合溶媒は、1種のみの単一溶媒であっても2種以上の混合溶媒であってもよい。
重合温度としては、重合が進行する温度であれば特に制限はないが、生産性の観点から50〜200℃であることが好ましく、より好ましくは、80〜150℃、更に好ましくは90〜130℃である。
重合時間としては、目的の転化率が満たされれば、特に制限されないが、生産性等の観点から、0.5〜10時間であることが好ましく、より好ましくは1〜8時間である。
重合反応時には、必要に応じて、重合開始剤や連鎖移動剤を添加して重合してもよい。
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、前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル樹脂の調製方法に開示した重合開始剤等が利用できる。
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が、重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.05〜1質量部としてよい。
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が、重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.05〜1質量部としてよい。
これらの重合開始剤は、重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよい。
本実施形態では、反応系内に残存する未反応モノマー総量に対する重合開始剤より発生するラジカル総量の割合が、常時一定値以下となるように、開始剤の種類、開始剤量、及び重合温度等を適宜選択することが好ましい。
特に、本実施形態では、特に重合開始剤の添加開始から添加終了までの時間(重合開始剤添加時間)の前半に、少なくとも一度、重合開始剤の単位時間当たりの添加量を、添加開始時の単位時間当たりの添加量よりも小さくすることが好ましい。
この方法を採用することにより、重合後期におけるオリゴマーや低分子量成分の生成を抑制できたり、重合時の過熱抑制による重合の安定性を図ったりすることできる。
本実施形態では、反応系内に残存する未反応モノマー総量に対する重合開始剤より発生するラジカル総量の割合が、常時一定値以下となるように、開始剤の種類、開始剤量、及び重合温度等を適宜選択することが好ましい。
特に、本実施形態では、特に重合開始剤の添加開始から添加終了までの時間(重合開始剤添加時間)の前半に、少なくとも一度、重合開始剤の単位時間当たりの添加量を、添加開始時の単位時間当たりの添加量よりも小さくすることが好ましい。
この方法を採用することにより、重合後期におけるオリゴマーや低分子量成分の生成を抑制できたり、重合時の過熱抑制による重合の安定性を図ったりすることできる。
連鎖移動剤としては、一般的なラジカル重合において用いる連鎖移動剤が使用でき、例えば、前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有するメタクリル樹脂の調製方法に開示した連鎖移動剤等が利用できる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の使用量については、使用する重合条件において所望の重合度が得られる範囲であれば、特に限定されるものではないが、好ましくは重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.05〜1質量部の範囲としてよい。
これらは、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。
これらの連鎖移動剤は重合反応が進行中であれば、いずれの段階に添加してもよく、特に限定されるものではない。
連鎖移動剤の使用量については、使用する重合条件において所望の重合度が得られる範囲であれば、特に限定されるものではないが、好ましくは重合に用いる単量体の総量を100質量部とした場合に、0.05〜1質量部の範囲としてよい。
本実施形態におけるラクトン環構造単位を有するメタクリル系樹脂は、上記重合反応終了後、環化反応を行うことにより得ることができる。そのため、重合反応液から重合溶媒を除去することなく、溶媒を含んだ状態で、ラクトン環化反応に供することが好ましい。
重合により得られた共重合体は、加熱処理されることにより、共重合体の分子鎖中に存在するヒドロキシル基(水酸基)とエステル基との間での環化縮合反応を起こし、ラクトン環構造を形成する。
重合により得られた共重合体は、加熱処理されることにより、共重合体の分子鎖中に存在するヒドロキシル基(水酸基)とエステル基との間での環化縮合反応を起こし、ラクトン環構造を形成する。
ラクトン環構造形成の加熱処理の際、環化縮合によって副生し得るアルコールを除去するための真空装置あるいは脱揮装置を備えた反応装置、脱揮装置を備えた押出機等を用いることもできる。
ラクトン環構造形成の際、必要に応じて、環化縮合反応を促進するために、環化縮合触媒を用いて加熱処理してもよい。
環化縮合触媒の具体的な例としては、例えば、亜リン酸メチル、亜リン酸エチル、亜リン酸フェニル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸トリメチル、 亜リン酸トリエチル、などの亜リン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリエステル;リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸2−エチルヘキシル、リン酸オクチル、リン酸イソデシル、リン酸ラウリル、リン酸ステアリル、リン酸イソステアリル、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジ−2−エチルヘキシル、リン酸ジイソデシル、リン酸ジラウリル、リン酸ジステアリル、リン酸ジイソステアリル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリイソデシル、リン酸トリラウリル、リン酸トリステアリル、リン酸トリイソステアリル等のリン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリアルキルエステル;等が挙げられる。
ラクトン環構造形成の際、必要に応じて、環化縮合反応を促進するために、環化縮合触媒を用いて加熱処理してもよい。
環化縮合触媒の具体的な例としては、例えば、亜リン酸メチル、亜リン酸エチル、亜リン酸フェニル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸トリメチル、 亜リン酸トリエチル、などの亜リン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリエステル;リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸2−エチルヘキシル、リン酸オクチル、リン酸イソデシル、リン酸ラウリル、リン酸ステアリル、リン酸イソステアリル、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジ−2−エチルヘキシル、リン酸ジイソデシル、リン酸ジラウリル、リン酸ジステアリル、リン酸ジイソステアリル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリイソデシル、リン酸トリラウリル、リン酸トリステアリル、リン酸トリイソステアリル等のリン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリアルキルエステル;等が挙げられる。
これらは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
環化縮合触媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、例えば、メタクリル系樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01〜3質量部であり、より好ましくは0.05〜1質量部である。
触媒の使用量が0.01質量部以上であると、環化縮合反応の反応率の向上に有効であり、触媒の使用量が3質量部以下であると、得られた重合体が着色することや、重合体が架橋して、溶融成形が困難になることを防ぐのに有効である。
環化縮合触媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、例えば、メタクリル系樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01〜3質量部であり、より好ましくは0.05〜1質量部である。
触媒の使用量が0.01質量部以上であると、環化縮合反応の反応率の向上に有効であり、触媒の使用量が3質量部以下であると、得られた重合体が着色することや、重合体が架橋して、溶融成形が困難になることを防ぐのに有効である。
環化縮合触媒の添加時期としては、特に限定されるものではなく、例えば、環化縮合反応初期に添加してもよいし、反応途中に添加してもよいし、その両方で添加してもよい。
溶媒の存在下に環化縮合反応を行う際に、同時に脱揮を行うことも好ましく用いられる。
環化縮合反応と脱揮工程とを同時に行う場合に用いる装置については、特に限定されるものではないが、熱交換器と脱揮槽からなる脱揮装置やベント付き押出機、また、脱揮装置と押出機を直列に配置したものが好ましく、ベント付き二軸押出機がより好ましい。
溶媒の存在下に環化縮合反応を行う際に、同時に脱揮を行うことも好ましく用いられる。
環化縮合反応と脱揮工程とを同時に行う場合に用いる装置については、特に限定されるものではないが、熱交換器と脱揮槽からなる脱揮装置やベント付き押出機、また、脱揮装置と押出機を直列に配置したものが好ましく、ベント付き二軸押出機がより好ましい。
用いるベント付き二軸押出機としては、複数のベント口を有するベント付き押出機が好ましい。
ベント付き押出機を用いる場合の反応処理温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。反応処理温度が150℃以上であると、環化縮合反応が不充分となって残存揮発分が多くなることを防ぐのに有効であり、反応処理温度が350℃以下であると、得られた重合体の着色や分解を抑制するのに有効である。
ベント付き押出機を用いる場合の真空度としては、好ましくは10〜500Torr、より好ましくは10〜300Torrである。真空度が500Torr以下であると、揮発分が残存しにくい傾向にある。逆に、真空度が10Torr以上であると、工業的な実施が比較的容易である。
ベント付き押出機を用いる場合の反応処理温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。反応処理温度が150℃以上であると、環化縮合反応が不充分となって残存揮発分が多くなることを防ぐのに有効であり、反応処理温度が350℃以下であると、得られた重合体の着色や分解を抑制するのに有効である。
ベント付き押出機を用いる場合の真空度としては、好ましくは10〜500Torr、より好ましくは10〜300Torrである。真空度が500Torr以下であると、揮発分が残存しにくい傾向にある。逆に、真空度が10Torr以上であると、工業的な実施が比較的容易である。
上記の環化縮合反応を行う際に、残存する環化縮合触媒を失活させる目的で、造粒時に有機酸のアルカリ土類金属及び/又は両性金属塩を添加することも好ましい。
有機酸のアルカリ土類金属及び/又は両性金属塩としては、例えば、カルシウムアセチルアセテート、ステアリン酸カルシウム、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、2−エチルヘキシル酸亜鉛等を用いることができる。
環化縮合反応工程を経た後、メタクリル系樹脂は、多孔ダイを附帯した押出機からストランド状に溶融し押出し、コールドカット方式、空中ホットカット方式、水中ストランドカット方式、及びアンダーウオーターカット方式にてペレット状に加工する。
有機酸のアルカリ土類金属及び/又は両性金属塩としては、例えば、カルシウムアセチルアセテート、ステアリン酸カルシウム、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、2−エチルヘキシル酸亜鉛等を用いることができる。
環化縮合反応工程を経た後、メタクリル系樹脂は、多孔ダイを附帯した押出機からストランド状に溶融し押出し、コールドカット方式、空中ホットカット方式、水中ストランドカット方式、及びアンダーウオーターカット方式にてペレット状に加工する。
ここで、本実施形態における好適なメタクリル系樹脂について述べる。
本実施形態では、樹脂組成物において好適な組成分布特性を得る観点から、主鎖に同種の環構造を有し、異なる重量平均分子量及び分子量分布を有するメタクリル系樹脂を2種以上用いて、本実施形態で規定する特性を満足する限りにおいて、それぞれの単量体由来の構造単位割合、重量平均分子量及び分子量分布、並びにそれらの混合割合を適宜選択することが好ましい。
そして、本実施形態においては、組成物を調製する前に、その骨格として、少なくとも前述の式(4)で表される構造単位を有し、且つ、異なる重量平均分子量及び分子量分布を有するメタクリル系樹脂を2種以上混合して調製することが好ましい。
そして、本実施形態においては、組成物を調製する前に、その骨格として、少なくとも前述の式(4)で表される構造単位を有し、且つ、異なる重量平均分子量及び分子量分布を有するメタクリル系樹脂を2種以上混合して調製することが好ましい。
本実施形態において、2種以上混合し調製する際に用いるメタクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)の範囲としては、それぞれ、70,000〜800,000の範囲から任意に選択してよい。
重量平均分子量(Mw)が低いもの(以下、「低分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、70,000〜150,000の範囲であることが好ましく、なかでも100,000〜150,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、1.5〜2.5の範囲にあることが好ましい。
重量平均分子量(Mw)が高いもの(以下、「高分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、220,000〜800,000の範囲であることが好ましく、なかでも220,000〜600,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、2.5〜4.0の範囲にあることが好ましい。
本実施形態における低分子量成分と高分子量成分との混合比率としては、特に制限はないが、低分子量成分5〜95質量部、高分子量成分95〜5質量部の範囲から適宜選択することができる。
重量平均分子量(Mw)が低いもの(以下、「低分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、70,000〜150,000の範囲であることが好ましく、なかでも100,000〜150,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、1.5〜2.5の範囲にあることが好ましい。
重量平均分子量(Mw)が高いもの(以下、「高分子量成分」と記す)の場合、その重量平均分子量は、220,000〜800,000の範囲であることが好ましく、なかでも220,000〜600,000の範囲であることが更に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)としては、2.5〜4.0の範囲にあることが好ましい。
本実施形態における低分子量成分と高分子量成分との混合比率としては、特に制限はないが、低分子量成分5〜95質量部、高分子量成分95〜5質量部の範囲から適宜選択することができる。
上述の通りメタクリル系樹脂を2種以上混合することにより、機能層を有する光学フィルム向けに好適な樹脂組成物を提供できるようになる。
本実施形態において、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)の異なるメタクリル系樹脂を2種以上混合する方法としては、特に制限はないが、前述の重合反応により得られた異なる重量平均分子量を有する重合物を2種以上含む溶液を液相にて混合し、その後、脱揮工程の処理や貧溶媒の添加による析出処理を行う方法;押出機等溶融混練装置を用いて混合する法;等を採用することができる。特に高い分子量を有するメタクリル系樹脂を用いる場合には、重合反応により得られた重合物を2種以上含む溶液を液相にて混合し、その後、脱揮工程の処理や貧溶媒の添加による析出処理を行う方法を用いることが好ましい。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂は、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、ラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の環構造単位を有することが好ましく、その中でも、特に、他の熱可塑性樹脂をブレンドすること無く、光弾性係数等の光学特性を高度に制御しやすい点から、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有することが特に好ましい。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂は、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、ラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の環構造単位を有することが好ましく、その中でも、特に、他の熱可塑性樹脂をブレンドすること無く、光弾性係数等の光学特性を高度に制御しやすい点から、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を有することが特に好ましい。
−他の熱可塑性樹脂−
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物を調製する際には、本実施形態の目的を損なわず、複屈折率の調整や可撓性を向上させる目的で、他の熱可塑性樹脂を配合することもできる。
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリブチルアクリレート等のポリアクリレート類;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−ブチルアクリレート共重合体、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等のスチレン系ポリマー等の芳香族ビニル系樹脂;更には、例えば、特開昭59−202213号公報、特開昭63−27516号公報、特開昭51−129449号公報、特開昭52−56150号公報等に記載の、3〜4層構造のアクリル系ゴム粒子;特公昭60−17406号公報、特開平8−245854公報に開示されているゴム質重合体;国際公開第2014−002491号に記載の、多段重合で得られるメタクリル系ゴム含有グラフ卜共重合体粒子;等が挙げられる。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物を調製する際には、本実施形態の目的を損なわず、複屈折率の調整や可撓性を向上させる目的で、他の熱可塑性樹脂を配合することもできる。
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリブチルアクリレート等のポリアクリレート類;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−ブチルアクリレート共重合体、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等のスチレン系ポリマー等の芳香族ビニル系樹脂;更には、例えば、特開昭59−202213号公報、特開昭63−27516号公報、特開昭51−129449号公報、特開昭52−56150号公報等に記載の、3〜4層構造のアクリル系ゴム粒子;特公昭60−17406号公報、特開平8−245854公報に開示されているゴム質重合体;国際公開第2014−002491号に記載の、多段重合で得られるメタクリル系ゴム含有グラフ卜共重合体粒子;等が挙げられる。
この中でも、良好な光学特性と機械的特性とを得る観点からは、スチレン−アクリロニトリル共重合体や、主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と相溶し得る組成からなるグラフト部をその表面層に有するゴム含有グラフト共重合体粒子が好ましい。
前述のアクリル系ゴム粒子、メタクリル系ゴム含有グラフ卜共重合体粒子、及びゴム質重合体の平均粒子径としては、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物より得られるフィルムの衝撃強度及び光学特性等を高める観点から、0.03〜1μmであることが好ましく、より好ましくは0.05μm〜0.5μmである。
他の熱可塑性樹脂の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量部とした場合に、好ましくは0〜50質量部、より好ましくは0〜25質量部の範囲である。
前述のアクリル系ゴム粒子、メタクリル系ゴム含有グラフ卜共重合体粒子、及びゴム質重合体の平均粒子径としては、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物より得られるフィルムの衝撃強度及び光学特性等を高める観点から、0.03〜1μmであることが好ましく、より好ましくは0.05μm〜0.5μmである。
他の熱可塑性樹脂の含有量としては、メタクリル系樹脂を100質量部とした場合に、好ましくは0〜50質量部、より好ましくは0〜25質量部の範囲である。
−紫外線吸収剤−
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系樹脂100質量部に対して紫外線吸収剤0.1〜5質量部を含む。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系樹脂100質量部に対して紫外線吸収剤0.1〜5質量部を含む。
紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、その極大吸収波長を280〜380nmに有する紫外線吸収剤であることが好ましく、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾトリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾエート系化合物、フェノール系化合物、オキサゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンズオキサジノン系化合物等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系化合物としては、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−ベンゾトリアゾール−2−イル−4,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−t−ブチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−t−ブチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、メチル3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、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、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ−C7−9側鎖及び直鎖アルキルエステルが挙げられる。
これらの中でも、分子量が400以上のベンゾトリアゾール系化合物が好ましく、例えば、市販品の場合、Kemisorb(登録商標)2792(ケミプロ化成製)、アデカスタブ(登録商標)LA31(株式会社ADEKA製)、チヌビン(登録商標)234(BASF社製)などが挙げられる。
これらの中でも、分子量が400以上のベンゾトリアゾール系化合物が好ましく、例えば、市販品の場合、Kemisorb(登録商標)2792(ケミプロ化成製)、アデカスタブ(登録商標)LA31(株式会社ADEKA製)、チヌビン(登録商標)234(BASF社製)などが挙げられる。
ベンゾトリアジン系化合物としては、2−モノ(ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン化合物、2,4−ビス(ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン化合物、2,4,6−トリス(ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン化合物が挙げられ、具体的には、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシエトキシ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−6−(2,4−ジブトキシフェニル)−1,3−5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−エトキシエトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ブトキシエトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−プロポキシエトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−メトキシカルボニルプロピルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−エトキシカルボニルエチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−(1−(2−エトキシヘキシルオキシ)−1−オキソプロパン−2−イルオキシ)フェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−エトキシエトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ブトキシエトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−プロポキシエトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−メトキシカルボニルプロピルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−エトキシカルボニルエチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−(1−(2−エトキシヘキシルオキシ)−1−オキソプロパン−2−イルオキシ)フェニル)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
ベンゾトリアジン系化合物としては、市販品を使用してもよく、例えばKemisorb102(ケミプロ化成社製)、LA−F70(株式会社ADEKA製)、LA−46(株式会社ADEKA製)、チヌビン405(BASF社製)、チヌビン460(BASF社製)、チヌビン479(BASF社製)、チヌビン1577FF(BASF社製)などを用いることができる。
その中でも、アクリル系樹脂との相溶性が高く紫外線吸収特性が優れている点から、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(3−アルキルオキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)−5−α−クミルフェニル]−s−トリアジン骨格(「アルキルオキシ」は、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ等の長鎖アルキルオキシ基を意味する)を有する紫外線吸収剤がさらに好ましく用いることができる。
ベンゾトリアジン系化合物としては、市販品を使用してもよく、例えばKemisorb102(ケミプロ化成社製)、LA−F70(株式会社ADEKA製)、LA−46(株式会社ADEKA製)、チヌビン405(BASF社製)、チヌビン460(BASF社製)、チヌビン479(BASF社製)、チヌビン1577FF(BASF社製)などを用いることができる。
その中でも、アクリル系樹脂との相溶性が高く紫外線吸収特性が優れている点から、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(3−アルキルオキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)−5−α−クミルフェニル]−s−トリアジン骨格(「アルキルオキシ」は、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ等の長鎖アルキルオキシ基を意味する)を有する紫外線吸収剤がさらに好ましく用いることができる。
紫外線吸収剤としては、特に、樹脂との相溶性、加熱時の揮散性の観点から、分子量400以上のベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾトリアジン系化合物が好ましく、また、紫外線吸収剤自体の押出加工時加熱による分解抑制の観点から、ベンゾトリアジン系化合物が特に好ましい。
また、前記紫外線吸収剤の融点(Tm)は、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、130℃以上であることがさらに好ましく、160℃以上であることがさらにより好ましい。
前記紫外線吸収剤は、23℃から260℃まで20℃/分の速度で昇温した場合の重量減少率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがさらにより好ましく、5%以下であることがよりさらに好ましい。
前記紫外線吸収剤は、23℃から260℃まで20℃/分の速度で昇温した場合の重量減少率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがさらにより好ましく、5%以下であることがよりさらに好ましい。
これら紫外線吸収剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
2種類の構造の異なる紫外線吸収剤を併用することにより、広い波長領域の紫外線を吸収することができる。
2種類の構造の異なる紫外線吸収剤を併用することにより、広い波長領域の紫外線を吸収することができる。
前記紫外線吸収剤の配合量は、耐熱性、耐湿熱性、熱安定性、及び成形加工性を阻害せず、本発明の効果を発揮する量であれば特に制限はないが、メタクリル系樹脂100質量部に対して、0.1〜5質量部であることが好ましく、好ましくは0.2〜4質量部以下、より好ましくは0.25〜3質量部であり、さらにより好ましくは0.3〜3質量部である。この範囲にあると、紫外線吸収性能、フィルム成形性、薄膜フィルム対応性等のバランスに優れる。
−酸化防止剤−
本実施形態に係るメタクリル系樹脂組成物には、本実施形態のメタクリル系樹脂が有する熱重量減少特性を発揮させる上で、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤等から選ばれる少なくとも一種の酸化防止剤を添加することが好ましい。これらは1種でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本実施形態に係るメタクリル系樹脂組成物には、本実施形態のメタクリル系樹脂が有する熱重量減少特性を発揮させる上で、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤等から選ばれる少なくとも一種の酸化防止剤を添加することが好ましい。これらは1種でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の具体例としては、以下に限定されるものではないが、例えば、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]、チオジエチレンビス[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]、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、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、4,6−ビス(ドデシルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[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]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1,3,5−トリス[(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−キシリン)メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミン)フェノール、アクリル酸2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニル、アクリル酸2−tert−ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルベンジル)フェニル等が挙げられる。
特に、ペンタエリスリトールテラキス[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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、アクリル酸2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルが好ましい。
特に、ペンタエリスリトールテラキス[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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、アクリル酸2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルが好ましい。
また、前記ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、市販のフェノール系酸化防止剤を使用してもよく、このような市販のフェノール系酸化防止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、イルガノックス(登録商標)1010(Irganox 1010:ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、BASF社製)、イルガノックス1076(Irganox 1076:オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、BASF社製)、イルガノックス1330(Irganox 1330:3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−t−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、BASF社製)、イルガノックス3114(Irganox3114:1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、BASF社製)、イルガノックス3125(Irganox 3125、BASF社製)、アデカスタブAO−60(ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ADEKA社製)、アデカスタブAO−80(3、9−ビス{2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルキシオキシ]−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、ADEKA社製)、スミライザー(登録商標)BHT(Sumilizer BHT、住友化学製)、シアノックス1790(Cyanox(登録商標)1790、サイテック製)、スミライザーGA−80(Sumilizer GA−80、住友化学製)、スミライザーGS(Sumilizer GS:アクリル酸2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニル、住友化学製)、スミライザーGM(Sumilizer GM:アクリル酸2−tert−ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルベンジル)フェニル、住友化学製)、ビタミンE(エーザイ製)等が挙げられる。
これらの市販のフェノール系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果の観点から、イルガノックス1010、イルガノックス1076、アデカスタブAO−60、アデカスタブAO−80、スミライザーGS等が好ましい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
これらの市販のフェノール系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果の観点から、イルガノックス1010、イルガノックス1076、アデカスタブAO−60、アデカスタブAO−80、スミライザーGS等が好ましい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
リン系酸化防止剤としては、例えば、ホスファイト類、ホスホナイト類に分類されるものが挙げられる。
ホスファイト類のリン系酸化防止剤の具体例としては、以下に限定されるものではないが、例えば、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、等が挙げられる。
市販のリン系酸化防止剤であってもよく、例えば、イルガフォス168(Irgafos168:トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、BASF製)、イルガフォス12(Irgafos12:トリス[2−[[2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル]オキシ]エチル]アミン、BASF製)、イルガフォス38(Irgafos38:ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、BASF製)、アデカスタブHP−10(ADKSTAB HP−10:2,2’−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:株式会社ADEKA製)、アデカスタブPEP24G(ADEKASTAB PEP24G:サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト:株式会社ADEKA製)、 アデカスタブPEP36(ADKSTAB PEP36:ビス(2,6−ジ−t−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:株式会社ADEKA製)、アデカスタブPEP36A(ADKSTAB PEP36A:ビス(2,6−ジ−t−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:株式会社ADEKA製)、アデカスタブPEP−8(ADKSTAB PEP−8:サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニルホスファイト:株式会社ADEKA製)、スミライザーGP(SumilizerGP:(6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]− 2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学製)等が挙げられる。
ホスホナイト類のリン系酸化防止剤としては、例えば、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジホスホナイトやテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチル−5−メチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、特に市販品としては、Hostanox(登録商標)P−EPQ(登録商標)(P−EPQ:テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジホスホナイト:クラリアントCo.Ltd製)、GSY P101(テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジホスホナイト:堺化学製)等が挙げられる。
前述の市販のリン系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果の観点から、アデカスタブPEP−36、アデカスタブPEP−36A、スミライザーGP、GSYP101等が好ましい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
また、硫黄系酸化防止剤の具体例としては、以下に限定されるものではないが、例えば、2、4−ビス(ドデシルチオメチル)−6−メチルフェノール(イルガノックス1726、BASF社製)、イルガノックス1520L、BASF社製)、2,2−ビス{〔3−(ドデシルチオ)−1−オキソプロポキシ〕メチル}プロパン−1,3−ジイルビス〔3−ドデシルチオ〕プロピオネート〕(アデカスタブAO−412S、ADEKA社製)、2,2−ビス{〔3−(ドデシルチオ)−1−オキソプロポキシ〕メチル}プロパン−1,3−ジイルビス〔3−ドデシルチオ〕プロピオネート〕(ケミノックス(登録商標)PLS、ケミプロ化成株式会社製)、ジ(トリデシル)3,3’−チオジプロピオネート(AO−503、ADEKA社製)等が挙げられる。
これらの市販の硫黄系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果の観点から、アデカスタブAO−412S、ケミノックスPLS等を用いることが好ましい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
これらの市販の硫黄系酸化防止剤の中でも、当該樹脂での熱安定性付与効果の観点から、アデカスタブAO−412S、ケミノックスPLS等を用いることが好ましい。
これらは1種のみを単独で用いても、2種以上併用してもよい。
酸化防止剤の含有量としては、熱安定性を向上させる効果が得られる量であればよく、含有量が過剰である場合、加工時にブリードアウトする等の問題が発生するおそれがあることから、メタクリル系樹脂100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下、さらにより好ましくは0.8質量部以下であり、よりさらに好ましくは0.01〜0.8質量部、特に好ましくは0.01〜0.5質量部である。
−その他の添加剤−
本実施形態に係るメタクリル系樹脂組成物には、本実施形態の効果を著しく損なわない範囲内で、その他の添加剤を含有させてもよい。
その他の添加剤としては、特に制限はないが、例えば、無機充填剤;酸化鉄等の顔料;ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エチレンビスステアロアミド等の滑剤・離型剤;パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の軟化剤・可塑剤;セチルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール;ステアリン酸モノグリセライド、ステアリン酸ジグリセライド等のグリセリン高級脂肪酸エステル等の離型剤;難燃剤;帯電防止剤;有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属ウィスカ等の補強剤;着色剤;その他添加剤;あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
本実施形態に係るメタクリル系樹脂組成物には、本実施形態の効果を著しく損なわない範囲内で、その他の添加剤を含有させてもよい。
その他の添加剤としては、特に制限はないが、例えば、無機充填剤;酸化鉄等の顔料;ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エチレンビスステアロアミド等の滑剤・離型剤;パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の軟化剤・可塑剤;セチルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール;ステアリン酸モノグリセライド、ステアリン酸ジグリセライド等のグリセリン高級脂肪酸エステル等の離型剤;難燃剤;帯電防止剤;有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属ウィスカ等の補強剤;着色剤;その他添加剤;あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
以下、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の特性について詳細に記載する。
−重量平均分子量(Mw)−
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される示差屈折率検出器を用いて求めたポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、80,000〜200,000の範囲であることが好ましく、より好ましくは80,000〜170,000、さらに好ましくは100,000〜150,000である。重量平均分子量(Mw)がこの範囲にあると、機械的強度と成形加工性とのバランスに優れるため好ましい。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される示差屈折率検出器を用いて求めたポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、80,000〜200,000の範囲であることが好ましく、より好ましくは80,000〜170,000、さらに好ましくは100,000〜150,000である。重量平均分子量(Mw)がこの範囲にあると、機械的強度と成形加工性とのバランスに優れるため好ましい。
−ガラス転移温度−
本実施形態におけるメタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)は、120℃超160℃以下である。
メタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が120℃を超えていれば、近年のレンズ成形体、液晶ディスプレイ用フィルム成形体光学フィルムとして必要十分な耐熱性をより容易に得ることができる。
ガラス転移温度(Tg)は、使用環境温度下での寸法安定性や耐久性の観点から、より好ましくは125℃以上、さらに好ましくは130℃以上である。
一方、メタクリル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が160℃を超える場合には、溶融加工時の温度をかなり高い温度としなくてはならず、樹脂等の熱分解を招きやすく、溶融加工にて良好な製品を得ることが難しくなる可能性がある。
ガラス転移温度(Tg)は、上述の理由から、好ましくは150℃以下である。
ガラス転移温度(Tg)は、JIS−K7121に準拠して測定することにより決定できる。具体的には、後述する実施例に記載する方法を用いて測定することができる。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)は、120℃超160℃以下である。
メタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が120℃を超えていれば、近年のレンズ成形体、液晶ディスプレイ用フィルム成形体光学フィルムとして必要十分な耐熱性をより容易に得ることができる。
ガラス転移温度(Tg)は、使用環境温度下での寸法安定性や耐久性の観点から、より好ましくは125℃以上、さらに好ましくは130℃以上である。
一方、メタクリル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が160℃を超える場合には、溶融加工時の温度をかなり高い温度としなくてはならず、樹脂等の熱分解を招きやすく、溶融加工にて良好な製品を得ることが難しくなる可能性がある。
ガラス転移温度(Tg)は、上述の理由から、好ましくは150℃以下である。
ガラス転移温度(Tg)は、JIS−K7121に準拠して測定することにより決定できる。具体的には、後述する実施例に記載する方法を用いて測定することができる。
−メタノール可溶分−
本実施形態におけるメタクリル系樹脂組成物のメタノール可溶分の量の、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量の合計量100質量%に対する割合は、5質量%以下であり、好ましくは4.5質量%以下であり、さらに好ましくは4質量%以下であり、よりさらに好ましくは3.5質量%以下であり、好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは2.5質量%以下である。
可溶分の量の割合を5質量%以下とすることで、この組成物を用いて調製されたフィルム表面(表裏面の少なくとも一面)に機能層を形成する際に、より密着性を向上させることが可能となる。そして、その組成中に紫外線防止剤を比較的高濃度で含有し且つ過酷な環境下での使用においても、安定した密着性を維持できる基材フィルムを提供することができる。
なお、メタノール可溶分及びメタノール不溶分は、メタクリル系樹脂組成物をクロロホルム溶液とした後に溶液を大過剰量のメタノール中に滴下することによって再沈殿を行い、濾液及び濾物を分別し、その後に各々を乾燥させることによって得られたものをいい、具体的には、後述の実施例記載の方法にて得ることができる。
本実施形態におけるメタクリル系樹脂組成物のメタノール可溶分の量の、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量の合計量100質量%に対する割合は、5質量%以下であり、好ましくは4.5質量%以下であり、さらに好ましくは4質量%以下であり、よりさらに好ましくは3.5質量%以下であり、好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは2.5質量%以下である。
可溶分の量の割合を5質量%以下とすることで、この組成物を用いて調製されたフィルム表面(表裏面の少なくとも一面)に機能層を形成する際に、より密着性を向上させることが可能となる。そして、その組成中に紫外線防止剤を比較的高濃度で含有し且つ過酷な環境下での使用においても、安定した密着性を維持できる基材フィルムを提供することができる。
なお、メタノール可溶分及びメタノール不溶分は、メタクリル系樹脂組成物をクロロホルム溶液とした後に溶液を大過剰量のメタノール中に滴下することによって再沈殿を行い、濾液及び濾物を分別し、その後に各々を乾燥させることによって得られたものをいい、具体的には、後述の実施例記載の方法にて得ることができる。
ここで、本発明の作用効果について記載する。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物のメタノール可溶分には、例えば、未反応の単量体成分に加えて、その二量体、三量体等のオリゴマー成分、更には重量平均分子量としては1,000〜15,000程度の低分子量成分で常温のメタノールに可溶な組成を有するもの等が含まれる。
これらの成分は、機能層が付与された光学フィルムの使用条件下では、その運動性の高さから、比較的容易に基材フィルムの表面へ移行しやすい挙動が予想される。その結果として、樹脂組成物中に含まれる紫外線吸収剤のブリードを助長する可能性が高くなるとともに、その運動性の高さから、基材フィルム自体での応力緩和等による寸法変化をも助長する可能性が高くなることが推定できる。そのため、メタクリル系樹脂組成物中に含まれるメタノール可溶分の割合を特定範囲に抑制することにより、機能層との密着性を長期に安定化させることができるという本願発明の目的が初めて達成されることを見出したものである。
なお、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物中の紫外線吸収剤は、極微量のみがメタノール可溶分に含まれ、大部分がメタノール不溶分に含まれる。
これらの成分は、機能層が付与された光学フィルムの使用条件下では、その運動性の高さから、比較的容易に基材フィルムの表面へ移行しやすい挙動が予想される。その結果として、樹脂組成物中に含まれる紫外線吸収剤のブリードを助長する可能性が高くなるとともに、その運動性の高さから、基材フィルム自体での応力緩和等による寸法変化をも助長する可能性が高くなることが推定できる。そのため、メタクリル系樹脂組成物中に含まれるメタノール可溶分の割合を特定範囲に抑制することにより、機能層との密着性を長期に安定化させることができるという本願発明の目的が初めて達成されることを見出したものである。
なお、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物中の紫外線吸収剤は、極微量のみがメタノール可溶分に含まれ、大部分がメタノール不溶分に含まれる。
−熱重量減少割合−
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の熱重量測定(TGA)により測定される重量減少割合は、空気雰囲気下、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下であり、更に好ましくは4%以下であり、特に好ましくは3%以下である。
上記、重量減少割合が5%以下であることにより、溶融加工時の組成物の熱劣化が抑制され、得られるフィルム中に紫外線防止剤のブリードを助長するような成分;例えば上述のメタノール可溶分等の増加を抑制できるので好ましい。
以上のように、本発明の実施形態においては、比較的過酷な環境下での使用においても、機能層との密着性に優れた光学フィルムを調製するためには、用いるメタクリル系樹脂組成物として、紫外線吸収剤のブリードを助長するような成分の存在を極力少なくすることが重要であると考えられる。そして、上記メタノール可溶分の含有割合に加え、高温溶融時の熱的特性を特定範囲に抑制することにより、本願発明の目的が一層効果的に達成されることを見出したものである。
なお、熱重量測定により測定される重量減少割合は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。具体的な熱重量測定条件としては、後述の実施例記載の条件を使用することができる。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の熱重量測定(TGA)により測定される重量減少割合は、空気雰囲気下、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下であり、更に好ましくは4%以下であり、特に好ましくは3%以下である。
上記、重量減少割合が5%以下であることにより、溶融加工時の組成物の熱劣化が抑制され、得られるフィルム中に紫外線防止剤のブリードを助長するような成分;例えば上述のメタノール可溶分等の増加を抑制できるので好ましい。
以上のように、本発明の実施形態においては、比較的過酷な環境下での使用においても、機能層との密着性に優れた光学フィルムを調製するためには、用いるメタクリル系樹脂組成物として、紫外線吸収剤のブリードを助長するような成分の存在を極力少なくすることが重要であると考えられる。そして、上記メタノール可溶分の含有割合に加え、高温溶融時の熱的特性を特定範囲に抑制することにより、本願発明の目的が一層効果的に達成されることを見出したものである。
なお、熱重量測定により測定される重量減少割合は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。具体的な熱重量測定条件としては、後述の実施例記載の条件を使用することができる。
−光弾性係数−
本実施形態の主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値は、3.0×10−12Pa−1以下であることが好ましく、2.0×10−12Pa−1以下であることがより好ましく、1.0×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましい。
光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり(例えば、化学総説,No.39,1998(学会出版センター発行)参照)、下記式(i−a)及び(i−b)により定義されるものである。光弾性係数CRの値がゼロに近いほど、外力による複屈折変化が小さいことがわかる。
CR=|Δn|/σR ・・・(i−a)
|Δn|=nx−ny ・・・(i−b)
(式中、CRは、光弾性係数、σRは、伸張応力、|Δn|は複屈折の絶対値、nxは、伸張方向の屈折率、nyは、面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、をそれぞれ示す。)
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値が3.0×10−12Pa−1以下であれば、フィルム化して液晶表示装置に用いても、位相差ムラが発生したり、表示画面周辺部のコントラストが低下したり、光漏れが発生したりすることを抑制ないし防止することができる。
なお、光弾性係数CRは、具体的には、後述の実施例記載の方法にて求めることができる。
本実施形態の主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値は、3.0×10−12Pa−1以下であることが好ましく、2.0×10−12Pa−1以下であることがより好ましく、1.0×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましい。
光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり(例えば、化学総説,No.39,1998(学会出版センター発行)参照)、下記式(i−a)及び(i−b)により定義されるものである。光弾性係数CRの値がゼロに近いほど、外力による複屈折変化が小さいことがわかる。
CR=|Δn|/σR ・・・(i−a)
|Δn|=nx−ny ・・・(i−b)
(式中、CRは、光弾性係数、σRは、伸張応力、|Δn|は複屈折の絶対値、nxは、伸張方向の屈折率、nyは、面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、をそれぞれ示す。)
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値が3.0×10−12Pa−1以下であれば、フィルム化して液晶表示装置に用いても、位相差ムラが発生したり、表示画面周辺部のコントラストが低下したり、光漏れが発生したりすることを抑制ないし防止することができる。
なお、光弾性係数CRは、具体的には、後述の実施例記載の方法にて求めることができる。
(メタクリル系樹脂組成物の製造方法)
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物を製造する方法としては、本発明の要件を満たす組成物を得ることができれば、特に限定されるものではない。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の調製法として溶融押出法を採用する場合においては、ベント付押出機を用い、残留する揮発成分を出来る限り除去しながら組成物を調製する方法を採用することが好ましい。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物を製造する方法としては、本発明の要件を満たす組成物を得ることができれば、特に限定されるものではない。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の調製法として溶融押出法を採用する場合においては、ベント付押出機を用い、残留する揮発成分を出来る限り除去しながら組成物を調製する方法を採用することが好ましい。
また、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物をフィルム用途等に用いる場合には、異物を減少させる目的で、重合反応工程、液−液分離工程、液−固分離工程、脱揮工程、造粒工程、及び、成形工程のいずれか又は複数の工程において、例えば、濾過精度1.5〜20μmの焼結フィルター、プリーツフィルター、及びリーフディスク型ポリマーフィルター等を濾過装置に付加して用いて、調製することも好ましい方法である。
いずれの方法を選択した場合においても、メタクリル系樹脂組成物を製造する際には、酸素及び水分を可能な限り低減させた上で行うことが好ましい。
例えば、溶液重合での重合溶液中の溶存酸素濃度としては、重合工程においては、300ppm未満の濃度が、押出機等を利用した調製法においては、押出機内の酸素濃度としては、1体積%未満とすることが好ましく、0.8体積%未満とすることがさらに好ましい。
メタクリル系樹脂の水分量としては、好ましくは1000質量ppm以下、より好ましくは500質量ppm以下に調整することが推奨される。
いずれの方法を選択した場合においても、メタクリル系樹脂組成物を製造する際には、酸素及び水分を可能な限り低減させた上で行うことが好ましい。
例えば、溶液重合での重合溶液中の溶存酸素濃度としては、重合工程においては、300ppm未満の濃度が、押出機等を利用した調製法においては、押出機内の酸素濃度としては、1体積%未満とすることが好ましく、0.8体積%未満とすることがさらに好ましい。
メタクリル系樹脂の水分量としては、好ましくは1000質量ppm以下、より好ましくは500質量ppm以下に調整することが推奨される。
例えば、押出機を用いた製造方法を採用した場合、原料であるペレット化されたメタクリル系樹脂は、減圧下又は除湿空気下で加温し、予め十分に乾燥させることで、水分を出来る限り除去して用いることが好ましい。
その際、後述する各種酸化防止剤や添加剤を配合する場合においては、これら各種酸化防止剤や添加剤自体も、含まれる水分量を十分に低減してから配合することが好ましい。
さらに、押出機内に酸素が混入することを極力低減し、溶融状態にある組成物の酸化を防止するため、押出機内に不活性ガス、例えば、窒素ガス等を流入させ、ベント付押出機を用い、減圧排気しながら実施することが好ましい。
その際の原料等の乾燥温度としては、40〜120℃が好ましく、より好ましくは、70〜100℃の範囲である。
減圧度に関しては、特に制限はなく、減圧度を適宜選択すればよい。
その際、後述する各種酸化防止剤や添加剤を配合する場合においては、これら各種酸化防止剤や添加剤自体も、含まれる水分量を十分に低減してから配合することが好ましい。
さらに、押出機内に酸素が混入することを極力低減し、溶融状態にある組成物の酸化を防止するため、押出機内に不活性ガス、例えば、窒素ガス等を流入させ、ベント付押出機を用い、減圧排気しながら実施することが好ましい。
その際の原料等の乾燥温度としては、40〜120℃が好ましく、より好ましくは、70〜100℃の範囲である。
減圧度に関しては、特に制限はなく、減圧度を適宜選択すればよい。
押出機を用い、溶融混練され溶融状態となったメタクリル系樹脂組成物は、多孔ダイから溶融押出しされペレット化される。
その際、用いることのできる造粒方式としては、例えば、空中ホットカット方式、ウォータリングホットカット方式、コールドカット方式、水中ストランドカット方式、アンダーウオーターカット方式等が挙げられる。
その際、用いることのできる造粒方式としては、例えば、空中ホットカット方式、ウォータリングホットカット方式、コールドカット方式、水中ストランドカット方式、アンダーウオーターカット方式等が挙げられる。
これらの中でも、生産性及び造粒装置コストの面から、一般的には水中ストランドカット方式がより好ましい。
その場合には、溶融樹脂温度を可能な範囲で低くし、且つ多孔ダイ出口から冷却水面までの滞留時間を極力少なくし、冷却水の温度も可能な範囲で高い温度にて、実施できる条件にて造粒を行うことがより好ましい。
例えば、溶融樹脂温度としては、240〜300℃が好ましく、より好ましくは250〜290℃であり、多孔ダイ出口から冷却水面までの滞留時間は5秒以内が好ましく、より好ましくは3秒以内であり、冷却水の温度としては、30〜80℃が好ましく、より好ましくは40〜60℃の範囲である。
その場合には、溶融樹脂温度を可能な範囲で低くし、且つ多孔ダイ出口から冷却水面までの滞留時間を極力少なくし、冷却水の温度も可能な範囲で高い温度にて、実施できる条件にて造粒を行うことがより好ましい。
例えば、溶融樹脂温度としては、240〜300℃が好ましく、より好ましくは250〜290℃であり、多孔ダイ出口から冷却水面までの滞留時間は5秒以内が好ましく、より好ましくは3秒以内であり、冷却水の温度としては、30〜80℃が好ましく、より好ましくは40〜60℃の範囲である。
前述の通り、本実施形態では、樹脂組成物において好適な組成分布特性を得る観点から、主鎖に同種の環構造を有し、異なる重量平均分子量及び分子量分布を有するメタクリル系樹脂を2種以上用いて、本実施形態で規定する特性を満足する限りにおいて、それぞれの単量体由来の構造単位割合、重量平均分子量及び分子量分布、並びにそれらの混合割合を適宜選択することが好ましい。
本実施形態において、主鎖の環構造単位が同種であり、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)が異なるメタクリル系樹脂を2種以上混合して、樹脂組成物を調製する方法としては、特に制限はないが、押出機を用いて溶融混練する方法等が採用できる。
本実施形態において、主鎖の環構造単位が同種であり、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)が異なるメタクリル系樹脂を2種以上混合して、樹脂組成物を調製する方法としては、特に制限はないが、押出機を用いて溶融混練する方法等が採用できる。
また、2種のメタクリル系樹脂の詳細、並びに、2種のメタクリル系樹脂のうち、高分子量成分と低分子量成分に関する、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、混合比率の詳細については、前述の通りとしてよい。
特に、高分子量成分の分子量分布(Mw/Mn)が低分子量成分の分子量分布(Mw/Mn)より大きい場合、樹脂組成物の均質性がより高まり、品質の優れた樹脂組成物を安定して生産できるため、好ましい。
特に、高分子量成分の分子量分布(Mw/Mn)が低分子量成分の分子量分布(Mw/Mn)より大きい場合、樹脂組成物の均質性がより高まり、品質の優れた樹脂組成物を安定して生産できるため、好ましい。
前述の通り、2種以上のメタクリル系樹脂を混合する方法としては、特に制限されることなく、重合物を2種以上含む溶液を液相にて混合し後処理を行う方法や、造粒後に押出機等の溶融混練装置を用いて混合する方法;等を採用することができ、特に高い分子量を有するメタクリル系樹脂を用いる場合には、重合物を2種以上含む溶液を液相にて混合し後処理を行う方法が好ましい。
(光学フィルム)
本実施形態の樹脂組成物は、射出成形、シート成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形、インフレーションフィルム成形、Tダイフィルム成形、プレス成形、押出成形、発泡成形、キャスト成形等、公知の方法、更に、圧空成形、真空成形等の二次加工成形法を適用することにより成形体とすることができる。
中でも、シート成形、インフレーションフィルム成形、Tダイフィルム成形、押出成形を用い、シートやフィルムを形成させ、光学シートや光学フィルムとすることが好適である。
本実施形態の樹脂組成物は、射出成形、シート成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形、インフレーションフィルム成形、Tダイフィルム成形、プレス成形、押出成形、発泡成形、キャスト成形等、公知の方法、更に、圧空成形、真空成形等の二次加工成形法を適用することにより成形体とすることができる。
中でも、シート成形、インフレーションフィルム成形、Tダイフィルム成形、押出成形を用い、シートやフィルムを形成させ、光学シートや光学フィルムとすることが好適である。
例えば、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物を用いて延伸前フィルム(未延伸フィルム)及び延伸フィルムを製造する方法について以下に説明する。
かかる方法としては、例えば、例えば、単軸又は二軸押出機に、原料樹脂を供給して、溶融混練し、次いで、Tダイより押し出したシートをキャストロール上に導いて、固化する。続いて、周速度の異なる一対のロールを用いて機械的流れ方向に延伸する縦一軸延伸を行ったり、あるいは機械的流れ方向に直交する方向(TD方向)に延伸する横一軸延伸を行ったりする一軸延伸、並びに、ロール延伸とテンター延伸とを用いた逐次二軸延伸、テンター延伸による同時二軸延伸、チューブラー延伸による二軸延伸、インフレーション延伸、テンター法逐次二軸延伸等の二軸延伸;が例示できる。その中でも、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の特徴を最も発現することができるため、ロール延伸とテンター延伸とからなる逐次二軸延伸が好ましい。
かかる方法としては、例えば、例えば、単軸又は二軸押出機に、原料樹脂を供給して、溶融混練し、次いで、Tダイより押し出したシートをキャストロール上に導いて、固化する。続いて、周速度の異なる一対のロールを用いて機械的流れ方向に延伸する縦一軸延伸を行ったり、あるいは機械的流れ方向に直交する方向(TD方向)に延伸する横一軸延伸を行ったりする一軸延伸、並びに、ロール延伸とテンター延伸とを用いた逐次二軸延伸、テンター延伸による同時二軸延伸、チューブラー延伸による二軸延伸、インフレーション延伸、テンター法逐次二軸延伸等の二軸延伸;が例示できる。その中でも、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の特徴を最も発現することができるため、ロール延伸とテンター延伸とからなる逐次二軸延伸が好ましい。
最終的な延伸倍率は、得られた成形・延伸体の熱収縮率より判断することができる。延伸倍率は、少なくともどちらか一方向に、0.1〜400%であることが好ましく、10〜400%であることがより好ましく、50〜350%であることがさらに好ましい。下限未満の場合、耐折強度が不足する傾向にあり、上限超の場合、フィルム作製過程で破断や断裂が頻発し、連続的に安定的にフィルムが作製できない傾向にある。この範囲に設計することにより、複屈折、耐熱性、強度の観点で好ましい延伸成形体を得ることができる。
延伸温度としては、Tg−30℃〜Tg+50℃であることが好ましい。ここで、Tg(ガラス転移温度)とは、フィルムを調製するために用いる樹脂組成物についての値をいう。
得られるフィルムにおいて、良好な膜厚均一性を得るためには、延伸温度の下限が、好ましくは(Tg−20℃)以上であり、より好ましく(Tg−10℃)以上、さらに好ましくはTg以上、とりわけ好ましくは(Tg+5℃)以上、特に好ましくは(Tg+7℃)以上である。また、延伸温度の上限は、好ましくは(Tg+45℃)以下、さらに好ましくは(Tg+40℃)以下である。
なお、本実施形態のフィルムを光学フィルムとして用いる場合、その光学的等方性や機械的特性を安定化させるために、延伸処理後に熱処理(アニーリング)等を行うことが好ましい。熱処理の条件は、従来公知の延伸フィルムに対して行われる熱処理の条件と同様に適宜選択されてよく、特に限定されるものではないが、例えば、(Tg−30)℃〜(Tg+30)℃、より好ましくは(Tg−30)℃〜(Tg+20)℃、更に好ましくは(Tg−15)℃〜(Tg+10)℃で、1秒〜10分、より好ましくは5秒〜4分、張力としては、0.1kg/m〜20kg/mの範囲で行うことがこのましい。
得られるフィルムにおいて、良好な膜厚均一性を得るためには、延伸温度の下限が、好ましくは(Tg−20℃)以上であり、より好ましく(Tg−10℃)以上、さらに好ましくはTg以上、とりわけ好ましくは(Tg+5℃)以上、特に好ましくは(Tg+7℃)以上である。また、延伸温度の上限は、好ましくは(Tg+45℃)以下、さらに好ましくは(Tg+40℃)以下である。
なお、本実施形態のフィルムを光学フィルムとして用いる場合、その光学的等方性や機械的特性を安定化させるために、延伸処理後に熱処理(アニーリング)等を行うことが好ましい。熱処理の条件は、従来公知の延伸フィルムに対して行われる熱処理の条件と同様に適宜選択されてよく、特に限定されるものではないが、例えば、(Tg−30)℃〜(Tg+30)℃、より好ましくは(Tg−30)℃〜(Tg+20)℃、更に好ましくは(Tg−15)℃〜(Tg+10)℃で、1秒〜10分、より好ましくは5秒〜4分、張力としては、0.1kg/m〜20kg/mの範囲で行うことがこのましい。
光学フィルムとしての厚さは、特に制限はないが、例えば、1〜250μmであり、10〜100μmが好ましい。
フィルム並びにシート等成形体の用途としては、特に制限はないが、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のディスプレイに用いられる導光板、拡散板、1/4波長板、1/2波長板、偏光子保護フィルム、視野角補償フィルム、液晶光学補償フィルム等の位相差フィルム、ディスプレイ前面板、ディスプレイ基盤、レンズ、タッチパネル、光導波路等が挙げられ、また、太陽電池に用いられる透明基盤等に好適に用いることができる。
なかでも、その表面に機能層を付与し用いることが多い、光学フィルム並びに光学シートに用いることが好ましく、なかでも偏光子保護フィルム、視野角補償フィルム、液晶光学補償フィルム等の位相差フィルムに好ましく用いることができる。
なかでも、その表面に機能層を付与し用いることが多い、光学フィルム並びに光学シートに用いることが好ましく、なかでも偏光子保護フィルム、視野角補償フィルム、液晶光学補償フィルム等の位相差フィルムに好ましく用いることができる。
(光学部品)
その表面に付与する機能層としては、特に制限はないが、例えば、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光散乱層、帯電防止層などが挙げられ、これらを組み合わせて積層して用いることもできる。
これら機能層の厚さとしては特に制限はないが、通常、0.01〜10μmの範囲で用いられる。
その表面に付与するハードコート層としては、例えば、シリコーン系硬化性樹脂、有機ポリマー複合無機微粒子含有硬化性樹脂、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、多官能アクリレート等のアクリレートと光重合開始剤とを有機溶剤に溶解あるいは分散させた塗布液を従来より公知の塗布方法で、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物より得られるフィルム又はシート上に、塗布し、乾燥させ、光硬化させることにより形成される。
また、ハードコート層を塗布するまえに、接着性を改良するために、例えば、無機微粒子をその組成に含む易接着層やプライマー層、アンカー層などを予め設けたのちにハードコート層を形成させる方法も用いることができる。
その表面に付与する防眩層としては、シリカ、メラミン樹脂、アクリル樹脂等の微粒子をインキ化し、従来より公知の塗布方法で、他の機能層上に塗布し、熱あるいは光硬化させることにより形成させる。
その表面に付与する反射防止層としては、金属酸化物、フッ化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、硫化物等の無機物の薄膜からなるもの、アクリル樹脂、フッ素樹脂などの屈折率の異なる樹脂を単層あるいは多層に積層させたもの等が例示でき、また、無機系化合物と有機系化合物との複合微粒子を含む薄層を積層させたものも利用できる。
その表面に付与する機能層としては、特に制限はないが、例えば、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光散乱層、帯電防止層などが挙げられ、これらを組み合わせて積層して用いることもできる。
これら機能層の厚さとしては特に制限はないが、通常、0.01〜10μmの範囲で用いられる。
その表面に付与するハードコート層としては、例えば、シリコーン系硬化性樹脂、有機ポリマー複合無機微粒子含有硬化性樹脂、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、多官能アクリレート等のアクリレートと光重合開始剤とを有機溶剤に溶解あるいは分散させた塗布液を従来より公知の塗布方法で、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物より得られるフィルム又はシート上に、塗布し、乾燥させ、光硬化させることにより形成される。
また、ハードコート層を塗布するまえに、接着性を改良するために、例えば、無機微粒子をその組成に含む易接着層やプライマー層、アンカー層などを予め設けたのちにハードコート層を形成させる方法も用いることができる。
その表面に付与する防眩層としては、シリカ、メラミン樹脂、アクリル樹脂等の微粒子をインキ化し、従来より公知の塗布方法で、他の機能層上に塗布し、熱あるいは光硬化させることにより形成させる。
その表面に付与する反射防止層としては、金属酸化物、フッ化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、硫化物等の無機物の薄膜からなるもの、アクリル樹脂、フッ素樹脂などの屈折率の異なる樹脂を単層あるいは多層に積層させたもの等が例示でき、また、無機系化合物と有機系化合物との複合微粒子を含む薄層を積層させたものも利用できる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容を具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
(1.構造単位の解析)
後述の製造例で製造したメタクリル系樹脂、並びに後述の実施例及び比較例で製造したメタクリル系樹脂組成物中の各構造単位は、特に断りのない限り1H−NMR測定及び13C−NMR測定により、メタクリル系樹脂及びメタクリル系樹脂組成物について各構造単位を同定し、その存在量を算出した。1H−NMR測定及び13C−NMR測定の測定条件は、以下の通りである。
・測定機器:ブルーカー株式会社製 DPX−400
・測定溶媒:CDCl3、又は、d6−DMSO
・測定温度:40℃
なお、メタクリル系樹脂の環構造がラクトン環構造である場合には、特開2001−151814号公報記載の方法にて確認し、メタクリル系樹脂の環構造がグルタルイミド環構造である場合には、国際公開第2012/114718号に記載の方法にて確認した。
後述の製造例で製造したメタクリル系樹脂、並びに後述の実施例及び比較例で製造したメタクリル系樹脂組成物中の各構造単位は、特に断りのない限り1H−NMR測定及び13C−NMR測定により、メタクリル系樹脂及びメタクリル系樹脂組成物について各構造単位を同定し、その存在量を算出した。1H−NMR測定及び13C−NMR測定の測定条件は、以下の通りである。
・測定機器:ブルーカー株式会社製 DPX−400
・測定溶媒:CDCl3、又は、d6−DMSO
・測定温度:40℃
なお、メタクリル系樹脂の環構造がラクトン環構造である場合には、特開2001−151814号公報記載の方法にて確認し、メタクリル系樹脂の環構造がグルタルイミド環構造である場合には、国際公開第2012/114718号に記載の方法にて確認した。
(2.分子量及び分子量分布)
後述の製造例で製造したメタクリル系樹脂、並びに後述の実施例及び比較例で製造したメタクリル系樹脂組成物の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、下記の装置、及び条件で測定した。
・測定装置:東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(HLC−8320GPC)
・測定条件:
カラム:TSKguardcolumn SuperH−H 1本、TSKgel SuperHM−M 2本、TSKgel SuperH2500 1本、を順に直列接続して使用した。
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.6mL/min、内部標準として、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)を、0.1g/Lで添加した。
検出器:RI(示差屈折)検出器 検出感度:3.0mV/分
サンプル:0.02gのメタクリル系樹脂又はメタクリル系樹脂組成物のテトラヒドロフラン20mL溶液
注入量:10μL
検量線用標準サンプル:単分散の重量ピーク分子量が既知で分子量が異なる、以下の10種のポリメチルメタクリレート(PolymerLaboratories製;PMMA Calibration Kit M−M−10)を用いた。
重量ピーク分子量(Mp)
標準試料1 1,916,000
標準試料2 625,500
標準試料3 298,900
標準試料4 138,600
標準試料5 60,150
標準試料6 27,600
標準試料7 10,290
標準試料8 5,000
標準試料9 2,810
標準試料10 850
上記の条件で、メタクリル系樹脂又はメタクリル系樹脂組成物の溶出時間に対する、RI検出強度を測定した。
上記、検量線用標準サンプルの測定により得られた各検量線を基に、メタクリル系樹脂及びメタクリル系樹脂組成物の重量平均分子量(Mw)、並びに数平均分子量(Mn)を求め、その値を用い、分子量分布(Mw/Mn)を決定した。
後述の製造例で製造したメタクリル系樹脂、並びに後述の実施例及び比較例で製造したメタクリル系樹脂組成物の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、下記の装置、及び条件で測定した。
・測定装置:東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(HLC−8320GPC)
・測定条件:
カラム:TSKguardcolumn SuperH−H 1本、TSKgel SuperHM−M 2本、TSKgel SuperH2500 1本、を順に直列接続して使用した。
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.6mL/min、内部標準として、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)を、0.1g/Lで添加した。
検出器:RI(示差屈折)検出器 検出感度:3.0mV/分
サンプル:0.02gのメタクリル系樹脂又はメタクリル系樹脂組成物のテトラヒドロフラン20mL溶液
注入量:10μL
検量線用標準サンプル:単分散の重量ピーク分子量が既知で分子量が異なる、以下の10種のポリメチルメタクリレート(PolymerLaboratories製;PMMA Calibration Kit M−M−10)を用いた。
重量ピーク分子量(Mp)
標準試料1 1,916,000
標準試料2 625,500
標準試料3 298,900
標準試料4 138,600
標準試料5 60,150
標準試料6 27,600
標準試料7 10,290
標準試料8 5,000
標準試料9 2,810
標準試料10 850
上記の条件で、メタクリル系樹脂又はメタクリル系樹脂組成物の溶出時間に対する、RI検出強度を測定した。
上記、検量線用標準サンプルの測定により得られた各検量線を基に、メタクリル系樹脂及びメタクリル系樹脂組成物の重量平均分子量(Mw)、並びに数平均分子量(Mn)を求め、その値を用い、分子量分布(Mw/Mn)を決定した。
(3.ガラス転移温度)
JIS−K7121に準拠して、メタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)(℃)を測定した。
まず、標準状態(23℃、65%RH)で状態調節(23℃で1週間放置)した試料から、試験片として4点(4箇所)、それぞれ約10mgを切り出した。
次に、示差走査熱量計(パーキンエルマージャパン(株)製 Diamond DSC)を窒素ガス流量25mL/分の条件下で用いて、ここで、10℃/分で室温(23℃)から200℃まで昇温(1次昇温)し、200℃で5分間保持して、試料を完全に融解させた後、10℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持し、さらに、上記昇温条件で再び昇温(2次昇温)する間に描かれるDSC曲線のうち、2次昇温時の階段状変化部分曲線と各ベースライン延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)(℃)として測定した。1試料当たり4点の測定を行い、4点の算術平均(小数点以下四捨五入)を測定値とした。
JIS−K7121に準拠して、メタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)(℃)を測定した。
まず、標準状態(23℃、65%RH)で状態調節(23℃で1週間放置)した試料から、試験片として4点(4箇所)、それぞれ約10mgを切り出した。
次に、示差走査熱量計(パーキンエルマージャパン(株)製 Diamond DSC)を窒素ガス流量25mL/分の条件下で用いて、ここで、10℃/分で室温(23℃)から200℃まで昇温(1次昇温)し、200℃で5分間保持して、試料を完全に融解させた後、10℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持し、さらに、上記昇温条件で再び昇温(2次昇温)する間に描かれるDSC曲線のうち、2次昇温時の階段状変化部分曲線と各ベースライン延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)(℃)として測定した。1試料当たり4点の測定を行い、4点の算術平均(小数点以下四捨五入)を測定値とした。
(4.メタノール可溶分率)
後述の実施例及び比較例にて得られたメタクリル系樹脂組成物5gをクロロホルム100mLに溶解させた後、溶液を滴下漏斗に入れ、撹拌子を用いて撹拌している1Lのメタノール中に約1時間かけて滴下して、再沈殿を行った。全量滴下後、1時間静置した後に、メンブランフィルター(アドバンテック東洋株式会社製 T05A090C)をフィルターとして用いて、吸引濾過を行った。
濾物は60℃で16時間真空乾燥してメタノール不溶分とした。また、濾液はロータリーエバポレーターを、バス温度を40℃として、真空度を初期設定の390Torrから徐々に下げて最終的に30Torrとして、用いて溶媒を除去した後、ナス形フラスコに残存している可溶分を回収し、メタノール可溶分とした。
メタノール不溶分の質量及びメタノール可溶分の質量の各々を秤量し、メタノール可溶分の量の、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量の合計量(100質量%)に対する割合(質量%)(メタノール可溶分率)を算出した。
後述の実施例及び比較例にて得られたメタクリル系樹脂組成物5gをクロロホルム100mLに溶解させた後、溶液を滴下漏斗に入れ、撹拌子を用いて撹拌している1Lのメタノール中に約1時間かけて滴下して、再沈殿を行った。全量滴下後、1時間静置した後に、メンブランフィルター(アドバンテック東洋株式会社製 T05A090C)をフィルターとして用いて、吸引濾過を行った。
濾物は60℃で16時間真空乾燥してメタノール不溶分とした。また、濾液はロータリーエバポレーターを、バス温度を40℃として、真空度を初期設定の390Torrから徐々に下げて最終的に30Torrとして、用いて溶媒を除去した後、ナス形フラスコに残存している可溶分を回収し、メタノール可溶分とした。
メタノール不溶分の質量及びメタノール可溶分の質量の各々を秤量し、メタノール可溶分の量の、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量の合計量(100質量%)に対する割合(質量%)(メタノール可溶分率)を算出した。
(5.熱重量減少割合)
後述の実施例及び比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物を用いて、下記装置及び条件で測定を行った。そして、保持開始から30分間経過後の重量減少割合(%)を算出した。
測定装置:差動型示差熱天秤 Thermo plus EVO II TG8120
株式会社リガク製
サンプル量:約10mg
測定雰囲気:(空気(100mL/分)
測定条件:50℃で2分保持し、20℃/分で200℃まで昇温し、10℃/分で250℃まで昇温、更に10℃/分で設定温度280℃まで昇温する。その後280℃で30分保持し、保持開始から30分経過後の重量減少割合(%)を算出した。
後述の実施例及び比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物を用いて、下記装置及び条件で測定を行った。そして、保持開始から30分間経過後の重量減少割合(%)を算出した。
測定装置:差動型示差熱天秤 Thermo plus EVO II TG8120
株式会社リガク製
サンプル量:約10mg
測定雰囲気:(空気(100mL/分)
測定条件:50℃で2分保持し、20℃/分で200℃まで昇温し、10℃/分で250℃まで昇温、更に10℃/分で設定温度280℃まで昇温する。その後280℃で30分保持し、保持開始から30分経過後の重量減少割合(%)を算出した。
(6.光弾性係数CRの測定)
実施例及び比較例にて得られたメタクリル系樹脂組成物を、真空圧縮成形機を用いてプレスフィルムとすることで、測定用試料とした。具体的な試料調製条件としては、真空圧縮成形機(神藤金属工業所製 SFV−30型)を用い、260℃、減圧下(約10kPa)、10分間予熱した後、樹脂組成物を、260℃、約10MPaで5分間圧縮し、減圧及びプレス圧を解除した後、冷却用圧縮成形機に移して冷却固化させた。得られたプレスフィルムを、23℃、湿度60%に調整した恒温恒湿室内で24時間以上養生を行った上で、測定用試験片(厚み約150μm、幅6mm)を切り出した。
Polymer Engineering and Science 1999,39,2349−2357に詳細な記載のある複屈折測定装置を用いて、光弾性係数CR(Pa−1)を測定した。
フィルム状の試験片を、同様に恒温恒湿室に設置したフィルムの引張り装置(井元製作所製)にチャック間50mmになるように配置した。次いで、複屈折測定装置(大塚電子製、RETS−100)のレーザー光経路がフィルムの中心部に位置するように装置を配置し、歪速度50%/分(チャック間:50mm、チャック移動速度:5mm/分)で伸張応力をかけながら、試験片の複屈折を測定した。
測定より得られた複屈折の絶対値(|Δn|)と伸張応力(σR)の関係から、最小二乗近似によりその直線の傾きを求め、光弾性係数(CR)(Pa−1)を計算した。計算には、伸張応力が2.5MPa≦σR≦10MPaの間のデータを用いた。
CR=|Δn|/σR
ここで、複屈折の絶対値(|Δn|)は、以下に示す値である。
|Δn|=|nx−ny|
(nx:伸張方向の屈折率、ny:面内で伸張方向と垂直な屈折率)
実施例及び比較例にて得られたメタクリル系樹脂組成物を、真空圧縮成形機を用いてプレスフィルムとすることで、測定用試料とした。具体的な試料調製条件としては、真空圧縮成形機(神藤金属工業所製 SFV−30型)を用い、260℃、減圧下(約10kPa)、10分間予熱した後、樹脂組成物を、260℃、約10MPaで5分間圧縮し、減圧及びプレス圧を解除した後、冷却用圧縮成形機に移して冷却固化させた。得られたプレスフィルムを、23℃、湿度60%に調整した恒温恒湿室内で24時間以上養生を行った上で、測定用試験片(厚み約150μm、幅6mm)を切り出した。
Polymer Engineering and Science 1999,39,2349−2357に詳細な記載のある複屈折測定装置を用いて、光弾性係数CR(Pa−1)を測定した。
フィルム状の試験片を、同様に恒温恒湿室に設置したフィルムの引張り装置(井元製作所製)にチャック間50mmになるように配置した。次いで、複屈折測定装置(大塚電子製、RETS−100)のレーザー光経路がフィルムの中心部に位置するように装置を配置し、歪速度50%/分(チャック間:50mm、チャック移動速度:5mm/分)で伸張応力をかけながら、試験片の複屈折を測定した。
測定より得られた複屈折の絶対値(|Δn|)と伸張応力(σR)の関係から、最小二乗近似によりその直線の傾きを求め、光弾性係数(CR)(Pa−1)を計算した。計算には、伸張応力が2.5MPa≦σR≦10MPaの間のデータを用いた。
CR=|Δn|/σR
ここで、複屈折の絶対値(|Δn|)は、以下に示す値である。
|Δn|=|nx−ny|
(nx:伸張方向の屈折率、ny:面内で伸張方向と垂直な屈折率)
(7.密着性評価)
((延伸フィルムの調製))
後述の実施例及び比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物から、押出機先端部に樹脂濾過用のフィルター(長瀬産業製リーフフィルター)と480mm幅のTダイを設置した50mmφ単軸押出機を用いて、フィルムを調製した。
その際の製膜条件としては、押出機設定温度:260℃、Tダイ温度設定:255℃、吐出量:8kg/時、冷却ロール設定温度:(ガラス転移温度−10℃)とし、膜厚250μの未延伸フィルムを得た。
((延伸フィルムの調製))
後述の実施例及び比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物から、押出機先端部に樹脂濾過用のフィルター(長瀬産業製リーフフィルター)と480mm幅のTダイを設置した50mmφ単軸押出機を用いて、フィルムを調製した。
その際の製膜条件としては、押出機設定温度:260℃、Tダイ温度設定:255℃、吐出量:8kg/時、冷却ロール設定温度:(ガラス転移温度−10℃)とし、膜厚250μの未延伸フィルムを得た。
これに連続して、予熱ロール1対、延伸ロール1対、延伸ロール間に設置した赤外線ヒーター、及び搬送ロール1対をこの順に備えたロール延伸装置を用いて、未延伸フィルムについて縦延伸を行った。
その際、各ロールの温度としては、評価に用いる樹脂組成物のガラス転移温度を基準にして、予熱ロール温度:(ガラス転移温度+10℃)、低速側延伸ロール温度:(ガラス転移温度+30℃)、高速側延伸ロール温度:(ガラス転移温度+10℃)、搬送ロール温度:(ガラス転移温度−10℃)とした。また、1対の延伸ロール間の距離は200mmとした。この温度条件下にて、高速側・低速側延伸ロールの周速差は2.5倍とした。
その際、各ロールの温度としては、評価に用いる樹脂組成物のガラス転移温度を基準にして、予熱ロール温度:(ガラス転移温度+10℃)、低速側延伸ロール温度:(ガラス転移温度+30℃)、高速側延伸ロール温度:(ガラス転移温度+10℃)、搬送ロール温度:(ガラス転移温度−10℃)とした。また、1対の延伸ロール間の距離は200mmとした。この温度条件下にて、高速側・低速側延伸ロールの周速差は2.5倍とした。
上述の縦延伸に連続して、テンター式横延伸機を用いて、縦延伸されたフィルムについて横延伸を行った。テンター装置の内部の各部の温度は、それぞれ、評価に用いる樹脂組成物のガラス転移温度を基準として、予熱部:ガラス転移温度、延伸部:(ガラス転移温度+10℃)、熱処理部:ガラス転移温度とした。
この条件にて、横延伸にて2.5倍に延伸し、平均厚さ40ミクロンの二軸延伸フィルムを得た。
この条件にて、横延伸にて2.5倍に延伸し、平均厚さ40ミクロンの二軸延伸フィルムを得た。
((機能層の例としてハードコート層を付与した延伸フィルムの調製))
−−ハードコート液の調製−−
メチルイソブチルケトン70質量部とイソプロピルアルコール30質量部とからなる混合溶剤に、ウレタンアクリレート系樹脂(日本化薬製、DPHA−40H)30質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱ガス化学製)5質量部、光ラジカル重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184)1.75質量部を加え、溶解させ、ハードコート用溶液を調製した。
−−ハードコート層の形成−−
各実施例並びに比較例にて得られた延伸フィルムを、A4サイズにカットし、その表面上に、上記にて調製したハードコート用溶液を、バーコーター♯6を用いて塗布した。塗布したフィルムを、80℃で2分間保持した後、110℃で0.5分間乾燥し、その後、フィルムに、高圧水銀ランプにて、積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射して、塗膜を硬化させ、厚み6ミクロンのハードコート層を形成した。
−−ハードコート液の調製−−
メチルイソブチルケトン70質量部とイソプロピルアルコール30質量部とからなる混合溶剤に、ウレタンアクリレート系樹脂(日本化薬製、DPHA−40H)30質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱ガス化学製)5質量部、光ラジカル重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184)1.75質量部を加え、溶解させ、ハードコート用溶液を調製した。
−−ハードコート層の形成−−
各実施例並びに比較例にて得られた延伸フィルムを、A4サイズにカットし、その表面上に、上記にて調製したハードコート用溶液を、バーコーター♯6を用いて塗布した。塗布したフィルムを、80℃で2分間保持した後、110℃で0.5分間乾燥し、その後、フィルムに、高圧水銀ランプにて、積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射して、塗膜を硬化させ、厚み6ミクロンのハードコート層を形成した。
((7−1.性能評価1(初期密着性)))
上記の通り得られた表面にハードコート層を付与したフィルムを、温度23℃、相対湿度50%の条件下で、6時間調湿した後に、以下に示す密着性試験を実施して、フィルムのハードコート層に対する密着性を評価した。
JIS K5400 3.5に準拠して碁盤目試験を行った。具体的にはハードコート層面に、鋭利な刃物で1mm角の碁盤目状の切れ込みを入れた後、JIS Z1522に準拠した25mm幅のセロハンテープを木へらで密着させた後、セロハンテープを剥がした。そして、残ったマス目数を目視にて数えた。
上記手順を同様に合計で5回繰り返し、残ったマス目数の平均値を計算し、この平均値にて、フィルムのハードコート層に対する密着性を評価した。
80〜100個のマス目が残った場合には、「○」、40〜79個のマス目が残った場合には、「△」、39個以下しか残らなかった場合には、「×」、として評価した。
上記の通り得られた表面にハードコート層を付与したフィルムを、温度23℃、相対湿度50%の条件下で、6時間調湿した後に、以下に示す密着性試験を実施して、フィルムのハードコート層に対する密着性を評価した。
JIS K5400 3.5に準拠して碁盤目試験を行った。具体的にはハードコート層面に、鋭利な刃物で1mm角の碁盤目状の切れ込みを入れた後、JIS Z1522に準拠した25mm幅のセロハンテープを木へらで密着させた後、セロハンテープを剥がした。そして、残ったマス目数を目視にて数えた。
上記手順を同様に合計で5回繰り返し、残ったマス目数の平均値を計算し、この平均値にて、フィルムのハードコート層に対する密着性を評価した。
80〜100個のマス目が残った場合には、「○」、40〜79個のマス目が残った場合には、「△」、39個以下しか残らなかった場合には、「×」、として評価した。
((7−2.性能評価2(高温耐久性)))
上記の通り得られた表面にハードコート層を付与したフィルムを、試験温度95℃の環境下で1000時間放置し、その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で、6時間調湿した後に、性能評価1にて示した方法にて密着性試験を実施し、同様に評価した。
上記の通り得られた表面にハードコート層を付与したフィルムを、試験温度95℃の環境下で1000時間放置し、その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で、6時間調湿した後に、性能評価1にて示した方法にて密着性試験を実施し、同様に評価した。
((7−3.性能評価3(高温・高湿耐久性)))
上記の通り得られた表面にハードコート層を付与したフィルムを、試験温度80℃、相対湿度90%の環境下で1000時間放置し、その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で、6時間調湿した後に、性能評価1にて示した方法にて密着性試験を実施し、同様に評価した。
上記の通り得られた表面にハードコート層を付与したフィルムを、試験温度80℃、相対湿度90%の環境下で1000時間放置し、その後、温度23℃、相対湿度50%の条件下で、6時間調湿した後に、性能評価1にて示した方法にて密着性試験を実施し、同様に評価した。
[原料]
後述する実施例及び比較例において使用した原料について以下に示す。
[単量体]
・メチルメタクリレート:旭化成ケミカルズ株式会社製
・N−フェニルマレイミド(phMI):株式会社日本触媒製
・N−シクロヘキシルマレイミド(chMI):株式会社日本触媒製
・2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA):Combi Block社製
[酸化防止剤]
・イルガノックス1010(BASF社製)、
・アデカスタブPEP36(ADEKA製)、
・アデカスタブAO−412S(ADEKA社製)
[紫外線吸収剤]
・LA−F70(株式会社ADEKA社製)
・LA−46(株式会社ADEKA社製)
・TINUVIN405(BASF社製)
後述する実施例及び比較例において使用した原料について以下に示す。
[単量体]
・メチルメタクリレート:旭化成ケミカルズ株式会社製
・N−フェニルマレイミド(phMI):株式会社日本触媒製
・N−シクロヘキシルマレイミド(chMI):株式会社日本触媒製
・2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA):Combi Block社製
[酸化防止剤]
・イルガノックス1010(BASF社製)、
・アデカスタブPEP36(ADEKA製)、
・アデカスタブAO−412S(ADEKA社製)
[紫外線吸収剤]
・LA−F70(株式会社ADEKA社製)
・LA−46(株式会社ADEKA社製)
・TINUVIN405(BASF社製)
[製造例1−1]
メチルメタクリレート(以下、「MMA」と記す)146.0kg、N−フェニルマレイミド4.0kg(以下、「phMI」と記す)、N−シクロヘキシルマレイミド(以下、「chMI」と記す)32.5kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.80kg、メタキシレン(以下、「mXy」と記す)147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA271.4kg、phMI7.5kg、chMI60.3kg、mXy273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を95℃に上昇させ、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.35kgをmXy4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で124±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらにタンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後にタンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽からなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−1)を得た。
得られたペレット状の組成物(1−1)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.3質量%、1.9質量%、17.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は95,000、分子量分布(Mw/Mn)は1.85であった。
メチルメタクリレート(以下、「MMA」と記す)146.0kg、N−フェニルマレイミド4.0kg(以下、「phMI」と記す)、N−シクロヘキシルマレイミド(以下、「chMI」と記す)32.5kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.80kg、メタキシレン(以下、「mXy」と記す)147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA271.4kg、phMI7.5kg、chMI60.3kg、mXy273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を95℃に上昇させ、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.35kgをmXy4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で124±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらにタンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後にタンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽からなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−1)を得た。
得られたペレット状の組成物(1−1)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.3質量%、1.9質量%、17.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は95,000、分子量分布(Mw/Mn)は1.85であった。
[製造例1−2]
MMA146.0kg、phMI28.5kg、chMI8.0kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、メチルイソブチルケトン(以下MIBKと記す)147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA271.4kg、phMI52.9kg、chMI14.9kg、MIBK273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を100℃に上昇させ、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.54kgをMIBK4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で110±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−2)を得た。
得られた組成物(1−2)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、82.0質量%、14.1質量%、3.9質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は237,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.3であった。
MMA146.0kg、phMI28.5kg、chMI8.0kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、メチルイソブチルケトン(以下MIBKと記す)147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA271.4kg、phMI52.9kg、chMI14.9kg、MIBK273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を100℃に上昇させ、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.54kgをMIBK4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で110±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−2)を得た。
得られた組成物(1−2)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、82.0質量%、14.1質量%、3.9質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は237,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.3であった。
[製造例1−3]
MMA146.0kg、phMI14.6kg、chMI22.0kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、mXy147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA276.5kg、phMI21.8kg、chMI40.9kg、mXy265.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液(1)を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを用意した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を124℃に上昇させ、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.35kgをmXy4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で124±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液(1)を添加した。
次いで、重合開始から2時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−3)を得た。
得られた組成物(1−3)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、82.9質量%、6.3質量%、10.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は139,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
MMA146.0kg、phMI14.6kg、chMI22.0kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、mXy147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA276.5kg、phMI21.8kg、chMI40.9kg、mXy265.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液(1)を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを用意した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を124℃に上昇させ、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.35kgをmXy4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で124±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液(1)を添加した。
次いで、重合開始から2時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−3)を得た。
得られた組成物(1−3)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、82.9質量%、6.3質量%、10.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は139,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
[製造例1−4]
MMA163.0kg、phMI8.1kg、chMI11.6kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、メチルイソブチルケトン(以下MIBKと記す)147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA302.6kg、phMI15.1kg、chMI21.5kg、MIBK273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を100℃に上昇させ、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.54kgをMIBK4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で110±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−4)を得た。
得られた組成物(1−4)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、90.3質量%、4.0質量%、5.7質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は225,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.8であった。
MMA163.0kg、phMI8.1kg、chMI11.6kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、メチルイソブチルケトン(以下MIBKと記す)147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA302.6kg、phMI15.1kg、chMI21.5kg、MIBK273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を100℃に上昇させ、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.54kgをMIBK4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で110±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−4)を得た。
得られた組成物(1−4)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、90.3質量%、4.0質量%、5.7質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は225,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.8であった。
[製造例1−5]
MMA108.1kg、phMI32.1kg、chMI42.4kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、MIBK147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA201kg、phMI59.5kg、chMI78.8kg、MIBK273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を100℃に上昇させ、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.54kgをMIBK4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で110±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−5)を得た。
得られた組成物(1−5)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、63.3質量%、15.8質量%、20.9質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は229,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.3であった。
MMA108.1kg、phMI32.1kg、chMI42.4kg、連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを0.21kg、MIBK147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3の反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA201kg、phMI59.5kg、chMI78.8kg、MIBK273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、50rpmで撹拌しながら反応器内温を100℃に上昇させ、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.54kgをMIBK4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を(1)〜(5)のプロファイルにて添加し、重合を行った。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜3.5時間:フィード速度1.0kg/時
(3)3.5〜4.5時間:フィード速度0.5kg/時
(4)4.5〜6.0時間:フィード速度0.25kg/時
(5)6.0〜7.0時間:フィード速度0.125kg/時
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で110±2℃で制御した。
重合開始から30分後、さらに、タンク1から306kg/時の添加速度で追添用混合単量体溶液を添加した。
次いで、重合開始から3時間後に、タンク2からMMAを116kg/時の添加速度で30分間かけて全量添加した。
その後、3時間重合反応を継続し、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
その後、予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(1−5)を得た。
得られた組成物(1−5)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、63.3質量%、15.8質量%、20.9質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は229,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.3であった。
[製造例2]
MMA146.0kg、phMI14.6kg、chMI22.0kg、連鎖移動剤であるN−オクチルメルカプタンを0.17kg、mXy147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA271.2kg、phMI27.1kg、chMI40.9kg、mXy273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を124℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.35kgをmXy4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を、2kg/時間の速度で添加することで重合を開始した。
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で124±2℃で制御した。
重合開始から30分後、開始剤溶液の添加速度を1kg/時間に下げ、さらに、タンク1から306.2kg/時間で2時間の間追添用混合単量体溶液を添加した。次いで、重合開始から2時間45分後に、タンク2からMMAを116kg/時間の速度で30分間かけて全量添加した。さらに、開始剤溶液は重合開始3.5時間後に、0.5kg/時間、4.5時間後に0.25kg/時間、6時間後に0.125kg/時間にそれぞれ添加速度を下げ、重合開始7時間後に添加を停止した。重合開始から10時間経過した後、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
この重合溶液を予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(2)を得た。
得られた組成物(2)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は147,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
MMA146.0kg、phMI14.6kg、chMI22.0kg、連鎖移動剤であるN−オクチルメルカプタンを0.17kg、mXy147.0kgを計量し、ジャケットによる温度調節装置と撹拌翼を具備した1.25m3反応器に加え撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、MMA271.2kg、phMI27.1kg、chMI40.9kg、mXy273.0kgを計量して、タンク1に加え、撹拌し、追添用混合単量体溶液を得た。さらに、タンク2にMMA58.0kgを計量した。
反応器、タンク1、タンク2のそれぞれについて10L/分の速度で窒素によるバブリングを30分間実施し、溶存酸素を除去した。
その後、ジャケット内にスチームを吹き込んで反応器内の溶液温度を124℃に上昇させ、50rpmで撹拌しながら、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.35kgをmXy4.65kgに溶解させた重合開始剤溶液を、2kg/時間の速度で添加することで重合を開始した。
なお、重合中は反応器内の溶液温度をジャケットによる温度調節で124±2℃で制御した。
重合開始から30分後、開始剤溶液の添加速度を1kg/時間に下げ、さらに、タンク1から306.2kg/時間で2時間の間追添用混合単量体溶液を添加した。次いで、重合開始から2時間45分後に、タンク2からMMAを116kg/時間の速度で30分間かけて全量添加した。さらに、開始剤溶液は重合開始3.5時間後に、0.5kg/時間、4.5時間後に0.25kg/時間、6時間後に0.125kg/時間にそれぞれ添加速度を下げ、重合開始7時間後に添加を停止した。重合開始から10時間経過した後、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
この重合溶液を予め170℃に加熱された管状熱交換器と気化槽とからなる濃縮装置に供給し、溶液中に含まれる重合体の濃度を70質量%まで高めた。
得られた重合溶液は、伝熱面積が0.2m2である薄膜蒸発機に供給し、脱揮を行った。この際、装置内温度:280℃、供給量:30L/hr、回転数:400rpm、真空度:30Torrで脱揮を実施した。脱揮後の重合物を、ギアポンプで昇圧し、ストランドダイから押し出し、水冷した後、ペレット化して、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(2)を得た。
得られた組成物(2)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は147,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
[製造例3]
MMA450.7kg、phМI39.8kg、chMI59.7kg、連鎖移動剤であるN−オクチルメルカプタン0.41kg、メタキシレン450kgを計量し、予め窒素置換した1.25m3反応器に加え、これらを撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、混合単量体溶液に、100mL/分の速度で窒素によるバブリングを6時間実施し、溶存酸素を除去し、温度を124℃に上昇させた。
次いで、重合開始剤であるt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.30kgをメタキシレン3.85kgに溶解させた重合開始剤溶液を、1kg/時間の速度で追添することで重合をした。
重合開始から10時間経過した後、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
この重合溶液を用いて、製造例1と同様に、濃縮、脱揮、並びに造粒を行い、ペレット状の、N−置換マレイミド構造単位を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(3)を得た。
得られた組成物(3)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は145,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.9であった。
MMA450.7kg、phМI39.8kg、chMI59.7kg、連鎖移動剤であるN−オクチルメルカプタン0.41kg、メタキシレン450kgを計量し、予め窒素置換した1.25m3反応器に加え、これらを撹拌し、混合単量体溶液を得た。
次いで、混合単量体溶液に、100mL/分の速度で窒素によるバブリングを6時間実施し、溶存酸素を除去し、温度を124℃に上昇させた。
次いで、重合開始剤であるt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.30kgをメタキシレン3.85kgに溶解させた重合開始剤溶液を、1kg/時間の速度で追添することで重合をした。
重合開始から10時間経過した後、主鎖に環構造を有するメタクリル系樹脂を含む重合溶液を得た。
この重合溶液に、溶液中に含まれる重合体100質量部に対して、0.1質量部のイルガノックス1010を、撹拌下に添加した。
この重合溶液を用いて、製造例1と同様に、濃縮、脱揮、並びに造粒を行い、ペレット状の、N−置換マレイミド構造単位を有するメタクリル系樹脂重合物を含む組成物(3)を得た。
得られた組成物(3)における組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。また、重量平均分子量(Mw)は145,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.9であった。
[製造例4−1]
予め内部を窒素にて置換した、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素ガス導入管を備えた1m3の反応器に、149.6kgのメタクリル酸メチル、37.4kgの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、0.04kgトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、149.0kgのトルエン、n−ドデシルメルカプタン125gを仕込み、原料溶液を調製した。これに窒素を通じつつ、撹拌し、反応器内温を100℃まで昇温した。
別途、重合開始剤として、t−アミルパーオキシイソノナノエート0.56kgと3.6kgのトルエンとを混合した開始剤溶液を調製した。
原料溶液温度が100℃に到達したところで、開始剤溶液を(1)〜(6)のプロファイルにて添加し、重合を開始した。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜1.0時間:フィード速度1.0kg/時
(3)1.0〜2.0時間:フィード速度0.8kg/時
(4)2.0〜3.0時間:フィード速度0.7kg/時
(5)3.0〜4.0時間:フィード速度0.35kg/時
(6)4.0〜7.0時間:フィード速度0.27kg/時
開始剤の添加が完了した後、さらに2時間反応させて重合反応を完結させた。
重合反応中、内温は105〜110℃で制御した。
得られた重合体溶液に、トルエンを85kgと環化触媒として有機リン化合物であるリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物170gとを添加し、還流下、約95〜100℃で2時間、環化縮合反応を行った。
次に得られた重合体溶液を、多管式熱交換機からなる加熱機にて240℃に加熱したのち、リアベント数1個、フォアベント数4個を有するベント付二軸押出機に導入することにより、脱揮を行いつつ環化反応を進行させた。
二軸押出機では、樹脂換算で15kg/時となるように、得られた共重合体溶液を供給し、バレル温度260℃、回転数100rpm、真空度10〜300Torrの条件とした。その際、二軸押出機の後半部分に備え付けられた2つのサイドフィードより、触媒失活剤(2−エチルヘキシル酸亜鉛、日本化学産業株式会社製、製品名ニッカオクチックス亜鉛18%)及びイルガノックス1010を投入した。尚、失活剤は30g/時の供給速度にて、イルガノックス1010は15g/時の供給速度にて、トルエン溶液として添加した。
二軸押出機で環化・脱揮処理を行った環化重合物を、ストランドダイから押出し、水冷後ペレット化し、メタクリル系樹脂重合物を含む組成物(4−1)を得た。
得られた組成物(4−1)における組成を確認したところ、ラクトン環構造単位の含有量は28.3質量%であった。ラクトン環構造単位の含有量については、特開2007−297620号公報に記載の方法に従い求めた。また、得られた組成物(4−1)の重量平均分子量(Mw)は109,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
予め内部を窒素にて置換した、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素ガス導入管を備えた1m3の反応器に、149.6kgのメタクリル酸メチル、37.4kgの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、0.04kgトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、149.0kgのトルエン、n−ドデシルメルカプタン125gを仕込み、原料溶液を調製した。これに窒素を通じつつ、撹拌し、反応器内温を100℃まで昇温した。
別途、重合開始剤として、t−アミルパーオキシイソノナノエート0.56kgと3.6kgのトルエンとを混合した開始剤溶液を調製した。
原料溶液温度が100℃に到達したところで、開始剤溶液を(1)〜(6)のプロファイルにて添加し、重合を開始した。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜1.0時間:フィード速度1.0kg/時
(3)1.0〜2.0時間:フィード速度0.8kg/時
(4)2.0〜3.0時間:フィード速度0.7kg/時
(5)3.0〜4.0時間:フィード速度0.35kg/時
(6)4.0〜7.0時間:フィード速度0.27kg/時
開始剤の添加が完了した後、さらに2時間反応させて重合反応を完結させた。
重合反応中、内温は105〜110℃で制御した。
得られた重合体溶液に、トルエンを85kgと環化触媒として有機リン化合物であるリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物170gとを添加し、還流下、約95〜100℃で2時間、環化縮合反応を行った。
次に得られた重合体溶液を、多管式熱交換機からなる加熱機にて240℃に加熱したのち、リアベント数1個、フォアベント数4個を有するベント付二軸押出機に導入することにより、脱揮を行いつつ環化反応を進行させた。
二軸押出機では、樹脂換算で15kg/時となるように、得られた共重合体溶液を供給し、バレル温度260℃、回転数100rpm、真空度10〜300Torrの条件とした。その際、二軸押出機の後半部分に備え付けられた2つのサイドフィードより、触媒失活剤(2−エチルヘキシル酸亜鉛、日本化学産業株式会社製、製品名ニッカオクチックス亜鉛18%)及びイルガノックス1010を投入した。尚、失活剤は30g/時の供給速度にて、イルガノックス1010は15g/時の供給速度にて、トルエン溶液として添加した。
二軸押出機で環化・脱揮処理を行った環化重合物を、ストランドダイから押出し、水冷後ペレット化し、メタクリル系樹脂重合物を含む組成物(4−1)を得た。
得られた組成物(4−1)における組成を確認したところ、ラクトン環構造単位の含有量は28.3質量%であった。ラクトン環構造単位の含有量については、特開2007−297620号公報に記載の方法に従い求めた。また、得られた組成物(4−1)の重量平均分子量(Mw)は109,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
[製造例4−2]
予め内部を窒素にて置換した、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素ガス導入管を備えた1m3の反応器に、136.6kgのメタクリル酸メチル、37.4kgの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、13.0kgのスチレン、0.04kgのトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、149.0kgのメチルイソブチルケトンを仕込み、原料溶液を調製した。これに窒素を通じつつ、撹拌し、反応器内温を100℃まで昇温した。
別途、重合開始剤として、t−アミルパーオキシイソノナノエート0.56kgとスチレン6.5kgとを混合した別添用溶液を調製した。
原料溶液温度が100℃に到達したところで、別添用溶液を(1)〜(6)のプロファイルにて添加し重合を開始した。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜1.0時間:フィード速度1.0kg/時
(3)1.0〜2.0時間:フィード速度0.8kg/時
(4)2.0〜3.0時間:フィード速度0.7kg/時
(5)3.0〜4.0時間:フィード速度0.35kg/時
(6)4.0〜7.0時間:フィード速度0.27kg/時
開始剤の添加が完了した後、さらに2時間反応させて重合反応を完結させた。
重合反応中、内温は105〜110℃で制御した。
得られた重合体溶液に、メチルイソブチルケトンを85kgと環化触媒として有機リン化合物であるリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物170gとを添加し、還流下、約95〜100℃で2時間、環化縮合反応を行った。
次に得られた重合体溶液を、多管式熱交換機からなる加熱機にて240℃に加熱した後、リアベント数1個、フォアベント数4個を有するベント付二軸押出機に導入することにより、脱揮を行いつつ環化反応を進行させた。
二軸押出機では、樹脂換算で15kg/時となるように、得られた共重合体溶液を供給し、バレル温度260℃、回転数100rpm、真空度10〜300Torrの条件とした。
その際、二軸押出機の後半部分に備え付けられた2つのサイドフィードより、触媒失活剤(2−エチルヘキシル酸亜鉛、日本化学産業株式会社製、製品名ニッカオクチックス亜鉛18%)及びイルガノックス1010を投入した。尚、失活剤は、30g/時の供給速度にて、イルガノックス1010は15g/時の供給速度にて、トルエン溶液として添加した。
二軸押出機で環化及び脱揮処理を行った環化重合物を、ストランドダイから押出し、水冷後ペレット化し、メタクリル系樹脂重合物を含む組成物(4−2)を得た。
得られた組成物(4−2)における組成を確認したところ、ラクトン環構造単位の含有量は28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位が6.8質量%であった。ラクトン環構造単位の含有量については、特開2007−297620号公報に記載の方法に従い求めた。また、得られた組成物(4−2)の重量平均分子量(Mw)は232,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.9であった。
予め内部を窒素にて置換した、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素ガス導入管を備えた1m3の反応器に、136.6kgのメタクリル酸メチル、37.4kgの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、13.0kgのスチレン、0.04kgのトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、149.0kgのメチルイソブチルケトンを仕込み、原料溶液を調製した。これに窒素を通じつつ、撹拌し、反応器内温を100℃まで昇温した。
別途、重合開始剤として、t−アミルパーオキシイソノナノエート0.56kgとスチレン6.5kgとを混合した別添用溶液を調製した。
原料溶液温度が100℃に到達したところで、別添用溶液を(1)〜(6)のプロファイルにて添加し重合を開始した。
(1)0.0〜0.5時間:フィード速度2.0kg/時
(2)0.5〜1.0時間:フィード速度1.0kg/時
(3)1.0〜2.0時間:フィード速度0.8kg/時
(4)2.0〜3.0時間:フィード速度0.7kg/時
(5)3.0〜4.0時間:フィード速度0.35kg/時
(6)4.0〜7.0時間:フィード速度0.27kg/時
開始剤の添加が完了した後、さらに2時間反応させて重合反応を完結させた。
重合反応中、内温は105〜110℃で制御した。
得られた重合体溶液に、メチルイソブチルケトンを85kgと環化触媒として有機リン化合物であるリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物170gとを添加し、還流下、約95〜100℃で2時間、環化縮合反応を行った。
次に得られた重合体溶液を、多管式熱交換機からなる加熱機にて240℃に加熱した後、リアベント数1個、フォアベント数4個を有するベント付二軸押出機に導入することにより、脱揮を行いつつ環化反応を進行させた。
二軸押出機では、樹脂換算で15kg/時となるように、得られた共重合体溶液を供給し、バレル温度260℃、回転数100rpm、真空度10〜300Torrの条件とした。
その際、二軸押出機の後半部分に備え付けられた2つのサイドフィードより、触媒失活剤(2−エチルヘキシル酸亜鉛、日本化学産業株式会社製、製品名ニッカオクチックス亜鉛18%)及びイルガノックス1010を投入した。尚、失活剤は、30g/時の供給速度にて、イルガノックス1010は15g/時の供給速度にて、トルエン溶液として添加した。
二軸押出機で環化及び脱揮処理を行った環化重合物を、ストランドダイから押出し、水冷後ペレット化し、メタクリル系樹脂重合物を含む組成物(4−2)を得た。
得られた組成物(4−2)における組成を確認したところ、ラクトン環構造単位の含有量は28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位が6.8質量%であった。ラクトン環構造単位の含有量については、特開2007−297620号公報に記載の方法に従い求めた。また、得られた組成物(4−2)の重量平均分子量(Mw)は232,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.9であった。
[製造例4−3]
製造例4−2において、使用する重合溶媒をメチルイソブチルケトンからトルエンに変更した以外は製造例4−2と同様にして、メタクリル系樹脂重合物を含む組成物(4−3)を得た。
得られた組成物(4−3)における組成を確認したところ、ラクトン環構造単位の含有量は28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位は6.5質量%であった。ラクトン環構造単位の含有量については、特開2007−297620号公報に記載の方法に従い求めた。
また、得られた組成物(4−3)の重量平均分子量(Mw)は135,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.4であった。
製造例4−2において、使用する重合溶媒をメチルイソブチルケトンからトルエンに変更した以外は製造例4−2と同様にして、メタクリル系樹脂重合物を含む組成物(4−3)を得た。
得られた組成物(4−3)における組成を確認したところ、ラクトン環構造単位の含有量は28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位は6.5質量%であった。ラクトン環構造単位の含有量については、特開2007−297620号公報に記載の方法に従い求めた。
また、得られた組成物(4−3)の重量平均分子量(Mw)は135,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.4であった。
[実施例1]
(メタクリル系樹脂組成物の調製)
製造例1−1にて得られた組成物(1−1)及び製造例1−2にて得られた組成物(1−2)を90℃、5時間真空乾燥し、窒素雰囲気下にて30℃まで冷却し、組成物の調製に用いた。
予め窒素置換されたタンブラー型ミキサーを用いて、組成物(1−1)を50質量部と組成物(1−2)50質量部、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を0.1質量部、紫外線防止剤としてのアデカスタブLA−F70を2.0質量部及びTINUVIN405を1.0質量部とからなる混合物を調製した。
露点を−30℃に、且つ温度を80℃に調整した除湿空気を利用し、得られた混合物を58mmφベント付二軸押出機に供給し溶融混練を行った。その際、二軸押出機に附帯する原料ポッパーの下部には、窒素導入ラインを設けて、押出機内に窒素を導入しながら行った。原料ホッパー下での酸素濃度を測定したところ、約1体積%であった。
運転条件としては、押出機下部及びダイ設定温度270℃、回転数200rpm、ベント部での真空度は200Torr、吐出量20kg/時の条件にて実施した。
溶融混練された樹脂組成物は、多孔ダイを通じてストランド状に押出され、予め50℃に加温された冷却水が満たされた冷却バスに導入し冷却固化させ、カッターにより裁断され、ペレット状の組成物を得た。
得られたペレット状の組成物(1)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.2質量%、8.0%質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
(メタクリル系樹脂組成物の調製)
製造例1−1にて得られた組成物(1−1)及び製造例1−2にて得られた組成物(1−2)を90℃、5時間真空乾燥し、窒素雰囲気下にて30℃まで冷却し、組成物の調製に用いた。
予め窒素置換されたタンブラー型ミキサーを用いて、組成物(1−1)を50質量部と組成物(1−2)50質量部、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を0.1質量部、紫外線防止剤としてのアデカスタブLA−F70を2.0質量部及びTINUVIN405を1.0質量部とからなる混合物を調製した。
露点を−30℃に、且つ温度を80℃に調整した除湿空気を利用し、得られた混合物を58mmφベント付二軸押出機に供給し溶融混練を行った。その際、二軸押出機に附帯する原料ポッパーの下部には、窒素導入ラインを設けて、押出機内に窒素を導入しながら行った。原料ホッパー下での酸素濃度を測定したところ、約1体積%であった。
運転条件としては、押出機下部及びダイ設定温度270℃、回転数200rpm、ベント部での真空度は200Torr、吐出量20kg/時の条件にて実施した。
溶融混練された樹脂組成物は、多孔ダイを通じてストランド状に押出され、予め50℃に加温された冷却水が満たされた冷却バスに導入し冷却固化させ、カッターにより裁断され、ペレット状の組成物を得た。
得られたペレット状の組成物(1)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.2質量%、8.0%質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例2]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)50質量部及び製造例1−4で得られた組成物(1−4)50質量部に変更し、紫外線吸収剤を1.5質量部のアデカスタブLA−F70に変更した以外は実施例1と同様にして組成物(2)を調製した。
得られたペレット状の組成物(2)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、85.2質量%、3.0質量%、11.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)50質量部及び製造例1−4で得られた組成物(1−4)50質量部に変更し、紫外線吸収剤を1.5質量部のアデカスタブLA−F70に変更した以外は実施例1と同様にして組成物(2)を調製した。
得られたペレット状の組成物(2)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、85.2質量%、3.0質量%、11.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例3]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)50質量部及び製造例1−5で得られた組成物(1−5)50質量部に変更し、紫外線吸収剤を3.0質量部のアデカスタブLA−F70に変更した以外は実施例1と同様にしてペレット状の組成物(3)を調製した。
得られたペレット状の組成物(3)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、71.8質量%、8.9質量%、19.3質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)50質量部及び製造例1−5で得られた組成物(1−5)50質量部に変更し、紫外線吸収剤を3.0質量部のアデカスタブLA−F70に変更した以外は実施例1と同様にしてペレット状の組成物(3)を調製した。
得られたペレット状の組成物(3)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、71.8質量%、8.9質量%、19.3質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例4]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)30質量部及び製造例1−2で得られた組成物(1−2)70質量部に変更し、紫外線吸収剤を2.5質量部のアデカスタブLA−F70に変更した以外は実施例1と同様にして組成物(4)を調製した。
得られたペレット状の組成物(4)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.5質量%、10.4質量%、8.1質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)30質量部及び製造例1−2で得られた組成物(1−2)70質量部に変更し、紫外線吸収剤を2.5質量部のアデカスタブLA−F70に変更した以外は実施例1と同様にして組成物(4)を調製した。
得られたペレット状の組成物(4)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.5質量%、10.4質量%、8.1質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例5]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)70質量部及び製造例1−2で得られた組成物(1−2)30質量部に変更し、紫外線吸収剤を3.0質量部のアデカスタブLA−46に変更した以外は実施例1と同様にして組成物(5)を調製した。
得られたペレット状の組成物(5)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.8質量%、5.6質量%、13.6質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−1で得られた組成物(1−1)70質量部及び製造例1−2で得られた組成物(1−2)30質量部に変更し、紫外線吸収剤を3.0質量部のアデカスタブLA−46に変更した以外は実施例1と同様にして組成物(5)を調製した。
得られたペレット状の組成物(5)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、80.8質量%、5.6質量%、13.6質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例6]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例4−1で得られた組成物(4−1)50質量部及び製造例4−2で得られた組成物(4−2)50質量部に変更し、紫外線吸収剤を3.0質量部のアデカスタブLA−F70とし、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を0.1質量部添加して、実施例1と同様にして組成物(6)を調製した。
得られたペレット状の組成物(6)の組成を確認したところ、ラクトン環構造単位は、28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位は3.4質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例4−1で得られた組成物(4−1)50質量部及び製造例4−2で得られた組成物(4−2)50質量部に変更し、紫外線吸収剤を3.0質量部のアデカスタブLA−F70とし、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を0.1質量部添加して、実施例1と同様にして組成物(6)を調製した。
得られたペレット状の組成物(6)の組成を確認したところ、ラクトン環構造単位は、28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位は3.4質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例7]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例2で得られた組成物(2)100質量部に変更し、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を添加しなかった以外は実施例3と同様にして組成物(7)を調製した。
得られたペレット状の組成物(7)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例2で得られた組成物(2)100質量部に変更し、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を添加しなかった以外は実施例3と同様にして組成物(7)を調製した。
得られたペレット状の組成物(7)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[実施例8]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−3で得られた組成物(1−3)100質量部に変更した以外は実施例3と同様にして組成物(8)を調製した。
得られたペレット状の組成物(8)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、82.9質量%、6.3質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例1−3で得られた組成物(1−3)100質量部に変更した以外は実施例3と同様にして組成物(8)を調製した。
得られたペレット状の組成物(8)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、82.9質量%、6.3質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[比較例1]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例3で得られた組成物(3)100質量部に変更し、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を添加しなかった以外は実施例1と同様にして組成物(比1)を調製した。
得られたペレット状の組成物(比1)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例3で得られた組成物(3)100質量部に変更し、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を添加しなかった以外は実施例1と同様にして組成物(比1)を調製した。
得られたペレット状の組成物(比1)の組成を確認したところ、MMA、phMI、chMI各単量体由来の構造単位は、それぞれ、81.3質量%、7.9質量%、10.8質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
[比較例2]
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例4−3で得られた組成物(4−3)100質量部に変更し、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を添加しなかった以外は実施例3と同様にして組成物(比2)を調製した。
得られたペレット状の組成物(比2)の組成を確認したところ、ラクトン環構造単位は、28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位は6.5質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
用いるメタクリル系樹脂の組成物を、製造例4−3で得られた組成物(4−3)100質量部に変更し、酸化防止剤としてのアデカスタブPEP36を添加しなかった以外は実施例3と同様にして組成物(比2)を調製した。
得られたペレット状の組成物(比2)の組成を確認したところ、ラクトン環構造単位は、28.3質量%、スチレン単量体由来の構造単位は6.5質量%であった。
その他の評価結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本実施形態のメタクリル系樹脂組成物で構成された実施例のフィルムは、機能層との密着性に優れる。また、空気中での熱重量減少割合が小さい程、高温耐久性や高温・高湿耐久性に優れることも分かる。
一方、比較例のフィルムの様にメタノール可溶分が本発明の範囲を超える場合には、機能層の密着性が劣ることが判る。
一方、比較例のフィルムの様にメタノール可溶分が本発明の範囲を超える場合には、機能層の密着性が劣ることが判る。
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物は、透明性に優れ、且つ、耐熱性、耐候性が良好であり、さらにその複屈折性が高度に制御されていることから、光学材料として、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のディスプレイに用いられる偏光板保護フィルム、1/4波長板、1/2波長板等の位相差板、視野角制御フィルム等の液晶光学補償フィルム、ディスプレイ前面板、ディスプレイ基板、レンズ等、また、太陽電池に用いられる透明基板、タッチパネル等の透明導電性基板、更には光通信システム、光交換システム、光計測システムの分野において、導波路、レンズ、レンズアレイ、光ファイバー、光ファイバーの被覆材料、LEDのレンズ、レンズカバーなどにも好適に用いることができる。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種である主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と、紫外線吸収剤とを含み、
ガラス転移温度が120℃超160℃以下であり、
前記紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であり、
メタノール可溶分の量が、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量との合計量100質量%に対して5質量%以下である
ことを特徴とする、メタクリル系樹脂組成物。
[2]
前記紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜3質量部である、請求項1に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[3]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下である、[1]又は[2]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[4]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が5%以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[5]
前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を含み、
前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[6]
前記(X)構造単位が、ラクトン環構造単位を含み、
前記ラクトン環構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[7]
光弾性係数の絶対値が、3.0×10−12Pa−1以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[8]
光弾性係数の絶対値が、2.0×10−12Pa−1以下である、[7]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[1]
N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種である主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と、紫外線吸収剤とを含み、
ガラス転移温度が120℃超160℃以下であり、
前記紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であり、
メタノール可溶分の量が、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量との合計量100質量%に対して5質量%以下である
ことを特徴とする、メタクリル系樹脂組成物。
[2]
前記紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜3質量部である、請求項1に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[3]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下である、[1]又は[2]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[4]
熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が5%以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[5]
前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を含み、
前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[6]
前記(X)構造単位が、ラクトン環構造単位を含み、
前記ラクトン環構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[7]
光弾性係数の絶対値が、3.0×10−12Pa−1以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物。
[8]
光弾性係数の絶対値が、2.0×10−12Pa−1以下である、[7]に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[9]
[1]〜[8]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物を含むことを特徴とする、光学フィルム。
[10]
前記光学フィルムが位相差フィルムである、[9]に記載の光学フィルム。
[11]
[9]又は[10]に記載の光学フィルムの表裏面の少なくとも一面に機能層が積層されていることを特徴とする、光学部品。
[12]
前記機能層が、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光拡散層、帯電防止層、および紫外線遮蔽層からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[11]に記載の光学部品。
[1]〜[8]のいずれかに記載のメタクリル系樹脂組成物を含むことを特徴とする、光学フィルム。
[10]
前記光学フィルムが位相差フィルムである、[9]に記載の光学フィルム。
[11]
[9]又は[10]に記載の光学フィルムの表裏面の少なくとも一面に機能層が積層されていることを特徴とする、光学部品。
[12]
前記機能層が、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光拡散層、帯電防止層、および紫外線遮蔽層からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[11]に記載の光学部品。
−光弾性係数−
本実施形態の主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値は、3.0×10−12Pa−1以下であることが好ましく、2.0×10−12Pa−1以下であることがより好ましく、1.0×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましい。
光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり(例えば、化学総説,No.39,1998(学会出版センター発行)参照)、下記式(i−a)及び(i−b)により定義されるものである。光弾性係数CRの値がゼロに近いほど、外力による複屈折変化が小さいことがわかる。
CR=|Δn|/σR ・・・(i−a)
|Δn|=|nx−ny| ・・・(i−b)
(式中、CRは、光弾性係数、σRは、伸張応力、|Δn|は複屈折の絶対値、nxは、伸張方向の屈折率、nyは、面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、をそれぞれ示す。)
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値が3.0×10−12Pa−1以下であれば、フィルム化して液晶表示装置に用いても、位相差ムラが発生したり、表示画面周辺部のコントラストが低下したり、光漏れが発生したりすることを抑制ないし防止することができる。
なお、光弾性係数CRは、具体的には、後述の実施例記載の方法にて求めることができる。
本実施形態の主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値は、3.0×10−12Pa−1以下であることが好ましく、2.0×10−12Pa−1以下であることがより好ましく、1.0×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましい。
光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり(例えば、化学総説,No.39,1998(学会出版センター発行)参照)、下記式(i−a)及び(i−b)により定義されるものである。光弾性係数CRの値がゼロに近いほど、外力による複屈折変化が小さいことがわかる。
CR=|Δn|/σR ・・・(i−a)
|Δn|=|nx−ny| ・・・(i−b)
(式中、CRは、光弾性係数、σRは、伸張応力、|Δn|は複屈折の絶対値、nxは、伸張方向の屈折率、nyは、面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率、をそれぞれ示す。)
本実施形態のメタクリル系樹脂組成物の光弾性係数CRの絶対値が3.0×10−12Pa−1以下であれば、フィルム化して液晶表示装置に用いても、位相差ムラが発生したり、表示画面周辺部のコントラストが低下したり、光漏れが発生したりすることを抑制ないし防止することができる。
なお、光弾性係数CRは、具体的には、後述の実施例記載の方法にて求めることができる。
Claims (12)
- 主鎖に環構造を有する構造単位(X)を含むメタクリル系樹脂と、紫外線吸収剤とを含み、
ガラス転移温度が120℃超160℃以下であり、
前記紫外線吸収剤の含有量がメタクリル系樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であり、
メタノール可溶分の量が、メタノール可溶分の量とメタノール不溶分の量との合計量100質量%に対して5質量%以下であることを特徴とする、
メタクリル系樹脂組成物。 - 熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が10%以下である、請求項1記載のメタクリル系樹脂組成物。
- 熱重量測定(TGA)により測定される、空気中、280℃で0.5時間加熱した際の重量減少割合が5%以下である、請求項1又は2に記載のメタクリル系樹脂組成物。
- 前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位、グルタルイミド系構造単位、及びラクトン環構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のメタクリル系樹脂組成物。
- 前記(X)構造単位が、N−置換マレイミド単量体由来の構造単位を含み、
前記N−置換マレイミド単量体由来の構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、請求項4に記載のメタクリル系樹脂組成物。 - 前記(X)構造単位が、ラクトン環構造単位を含み、
前記ラクトン環構造単位の含有量が、前記メタクリル系樹脂を100質量%として、5〜40質量%である、請求項4に記載のメタクリル系樹脂組成物。 - 光弾性係数の絶対値が、3.0×10−12Pa−1以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のメタクリル系樹脂組成物。
- 光弾性係数の絶対値が、2.0×10−12Pa−1以下である、請求項7に記載のメタクリル系樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載されたメタクリル系樹脂組成物を含むことを特徴とする、光学フィルム。
- 前記光学フィルムが位相差フィルムである、請求項9に記載の光学フィルム。
- 請求項9又は10に記載の光学フィルムの表裏面の少なくとも一面に機能層が積層されていることを特徴とする、光学部品。
- 前記機能層が、ハードコート層、防眩(ノングレア)層、反射防止層、光拡散層、帯電防止層、および紫外線遮蔽層からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項11に記載の光学部品。
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