JP4770176B2

JP4770176B2 - 樹脂多層フィルムからなる位相差フィルム

Info

Publication number: JP4770176B2
Application number: JP2005004961A
Authority: JP
Inventors: 圭一水口
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP2006192637A

Description

本発明は、スチレン系樹脂を一つの層とする樹脂多層フィルムを用いた位相差フィルムに関するものである。

スチレン系樹脂フィルムは、負に分極するため、厚さ方向の屈折率が大きい負の位相差フィルムとして検討されている。しかし、スチレン系樹脂フィルムには、耐熱性、機械強度及び耐薬品性に課題があり、実用化には至っていない。なお、厚さ方向の屈折率が大きい負の位相差フィルムとは、面内の最大屈折率方向（遅相軸方向）の屈折率をｎ_x 、面内でそれと直交する方向（進相軸方向）の屈折率をｎ_y、厚さ方向の屈折率をｎ_zとしたときに、ｎ_z≒ｎ_x＞ｎ_y の関係を有し、 (ｎ_x−ｎ_z)／(ｎ_x−ｎ_y) で定義されるＮｚ係数が概ねゼロのフィルムである。

スチレン系樹脂の耐熱性については、ガラス転位温度（以下、Ｔｇと略すことがある）の高い樹脂を形成するモノマー、例えば、ノルボルネンや無水マレイン酸を共重合させることで、改善されることが提案されているが、機械強度や耐薬品性は十分でない。

スチレンに他のモノマーを共重合させたり、あるいはスチレン系フィルムに他の樹脂層を積層したりする技術も多数提案されている。例えば、特表 2002-517583号公報（特許文献１）には、スチレンを代表例とする芳香族ビニルモノマーとα−オレフィンとの本質的にランダムな共重合体をフィルムにすることが記載されており、そのフィルムと他のポリマー層との多層構造にすることも示唆されている。また、特開 2003-50316 号公報（特許文献２）や特開 2003-207640号公報（特許文献３）には、スチレンを代表例とする芳香族ビニルモノマーに非環状オレフィンモノマー及び環状オレフィンモノマーを共重合させた三元共重合体を位相差フィルムにすることが記載されている。さらに、特開 2003-90912 号公報（特許文献４）には、ノルボルネン系樹脂からなる配向フィルムとスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂からなる配向フィルムを接着層を介して積層し、位相差フィルムにすることが記載されており、特開 2004-167823号公報（特許文献５）には、ポリオレフィン系の多層フィルムにポリスチレン系のシートを積層することが記載されている。このように多くの提案があるものの、特にスチレン系樹脂フィルムは他の樹脂層との接着性に乏しいため、これまでのスチレン系多層フィルムでは接着層が必要であった。

特表２００２−５１７５８３号公報（＝WO99/64500）（請求項１〜４及び公表公報の段落０１１７）特開２００３−５０３１６号公報（請求項１）特開２００３−２０７６４０号公報（請求項１）特開２００３−９０９１２号公報（請求項１及び３）特開２００４−１６７８２３号公報（請求項２）

本発明者は、位相差フィルムとして有用なスチレン系樹脂フィルムを開発するべく、鋭意研究を行った結果、耐熱性スチレン系樹脂からなる第１層と、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層とが積層された樹脂多層フィルムは、それぞれの層のＴｇ差及び配向複屈折差から、スチレン系樹脂の配向を維持しながらも機械強度や耐薬品性が改善されるとともに、層間の接着性にも優れたものとなることを見出し、本発明に至った。

そこで、本発明の目的は、スチレン系樹脂を一つの層とし、位相差フィルムとして有用で、接着層を用いなくても接着性が良好な、樹脂多層フィルムを提供し、この樹脂多層フィルムを延伸して面内レターデーションを付与し、機械強度や耐薬品性に優れた負の位相差フィルムを提供することにある。

すなわち本発明は、１２０℃以上のガラス転位温度を有するスチレン系樹脂からなり、厚みが１０〜１００μm である第１層の両面に、ゴム粒子が配合された１２０℃以下のガラス転位温度を有するアクリル系樹脂組成物からなり、厚みが１０〜１００μm である第２層が共押出によって積層されている樹脂多層フィルムが、延伸されて面内レターデーションが付与されている位相差フィルムを提供するものである。

この位相差フィルムにおいては、スチレン系樹脂からなる第１層のほうが、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層よりも高いガラス転位温度を有するようにすることが好ましい。また、スチレン系樹脂からなる第１層の両面に配置される第２層は、通常ほぼ同じ厚みとなる。

本発明の位相差フィルムは、透明性、機械強度及び耐久性に優れており、また接着層なしで層間の良好な接着性を示すものとなる。この位相差フィルムは、負の位相差フィルムとして有用である。

本発明の位相差フィルムの原料となる樹脂多層フィルムにおいて、第１層はスチレン系樹脂からなる層である。スチレン系樹脂は、スチレン又はその誘導体の単独重合体であることができるほか、スチレン若しくはその誘導体と他の共重合性モノマーとの、二元又はそれ以上の共重合体であることもできる。ここでスチレン誘導体とは、スチレンに他の基が結合した化合物であって、例えば、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｏ−エチルスチレン、ｐ−エチルスチレンのようなアルキルスチレンや、ヒドロキシスチレン、tert−ブトキシスチレン、ビニル安息香酸、ｏ−クロロスチレン、ｐ−クロロスチレンのような、スチレンのベンゼン核に水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、ハロゲンなどが導入された置換スチレンなどが挙げられる。前記特許文献２や特許文献３に開示されるような三元共重合体も用いることができる。スチレン系樹脂は、スチレン又はスチレン誘導体と、アクリロニトリル、無水マレイン酸、メチルメタクリレート及びブタジエンから選ばれる少なくとも１種のモノマーとの共重合体であるのが好ましい。第１層のスチレン系樹脂は、１２０℃以上のＴｇを有する耐熱性のもので構成される。

スチレン系樹脂からなる第１層は、その厚みが１０〜１００μm となるようにする。厚みが１０μm 未満では、延伸後に十分なレターデーション値が発現しにくい。一方、厚みが１００μm を越えると、フィルムの衝撃強度が弱くなりやすいとともに、外部応力によるレターデーション変化が大きくなる傾向にある。

第２層は、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる層である。アクリル系樹脂としては、例えば、メタクリル酸アルキルエステルの単独重合体や、これとアクリル酸アルキルエステルとの共重合体などが挙げられる。メタクリル酸アルキルエステルとして具体的には、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピルなど、またアクリル酸アルキルエステルとして具体的には、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などが挙げられる。かかるアクリル系樹脂には、汎用のアクリル系樹脂として市販されているものが使用できる。なお、この中には耐衝撃アクリル樹脂と呼ばれるものも包含される。

アクリル系樹脂に配合されるゴム粒子は、アクリル系のものが好ましい。アクリル系ゴム粒子とは、アクリル酸ブチルやアクリル酸２−エチルヘキシルのようなアクリル酸アルキルエステルを主成分とし、多官能モノマーの存在下に重合させて得られるゴム弾性を有する粒子である。このようなゴム弾性を有する粒子が単層で形成されたものでもよいし、ゴム弾性層を少なくとも一層有する多層構造体であってもよい。多層構造のアクリル系ゴム粒子としては、上記の如きゴム弾性を有する粒子を核とし、その周りを硬質のメタクリル酸アルキルエステル系重合体で覆ったもの、硬質のメタクリル酸アルキルエステル系重合体を核とし、その周りを前記の如きゴム弾性を有するアクリル系重合体で覆ったもの、また硬質の核の周りをゴム弾性のアクリル系重合体で覆い、さらにその周りを硬質のメタクリル酸アルキルエステル系重合体で覆ったものなどが挙げられる。かかるゴム粒子は、弾性層で形成される粒子の平均直径が通常５０〜４００nm程度の範囲にある。

第２層におけるゴム粒子の含有量は、アクリル系樹脂１００重量部あたり、通常は５〜５０重量部程度である。アクリル系樹脂及びアクリル系ゴム粒子は、それらを混合した状態で市販されているので、その市販品を用いることができる。かかるアクリル系ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂の市販品の例として、住化ハース（有）から過去に販売されていた“オログラス DR”、住友化学（株）から現在販売されている“HT55X”や“テクノロイ S001 ”などが挙げられる。このようなアクリル系樹脂組成物は、一般に１２０℃以下、さらには１１０℃以下のＴｇを有する。

ゴム粒子、好ましくはアクリル系ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層は、その厚みが１０〜１００μm となるようにする。厚みを１０μm 未満にしようとすると、製膜が難しくなる傾向にある。一方、厚みが１００μm を越えると、この第２層のレターデーションが無視できなくなる傾向にある。

本発明においては上述のとおり、スチレン系樹脂からなる第１層は、そのＴｇが１２０℃以上であり、一方、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層は、そのＴｇが１２０℃以下であり、好ましくは１１０℃以下である。両者のＴｇが重なることはなく、スチレン系樹脂からなる第１層のほうが、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層よりも高いＴｇを有するようにするのが好ましい。

かかる樹脂多層フィルムを製造するには、スチレン系樹脂と、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物とをそれぞれ共押出すればよい。

この樹脂多層フィルムは、スチレン系樹脂からなる第１層の両面に、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層が形成された３層構造とされる。このような３層構造とする場合、両面に配置される第２層は通常ほぼ同じ厚みとされる。このように３層構造とすることにより、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層が保護層として働き、機械強度や耐薬品性に優れたものとなる。

以上のように構成される樹脂多層フィルムは、延伸により面内レターデーションを付与して、位相差フィルムとされる。延伸は、公知の縦一軸延伸やテンター横一軸延伸、同時二軸延伸、逐次二軸延伸などで行うことができ、所望とするレターデーション値が得られるように延伸すればよい。なお、本発明においては、樹脂多層フィルムを構成する第１層及び第２層の厚みを規定しているが、これは延伸前の値であって、延伸後の位相差フィルムにおいては、各層の厚みの下限が上記した値をやや下回ってもよい。ただ、延伸後も上記範囲の厚みを有するようにするのが一層好ましい。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

実施例１
スチレン−無水マレイン酸系共重合樹脂〔ノヴァケミカル社製の“ダイラーク D332 ”（Ｔｇ＝１３１℃）〕を第１層とし、平均粒径２００nmのアクリル系ゴム粒子が約２０重量％配合されているアクリル系樹脂〔住友化学（株）製の“テクノロイ S001 ”に使用されている樹脂（Ｔｇ＝１０５℃）〕を第２層として、３層共押出を行い、第１層の厚みが８０μm で、その両面に各々厚みが４０μm の第２層が形成された樹脂多層フィルムを得た。この樹脂多層フィルムを１４２℃で２倍に延伸して、総厚みが８０μm 、面内レターデーションが１４０nm 、Ｎｚ係数が０.０である負の位相差フィルムを得た。

この位相差フィルムと、住友化学（株）製の偏光板“SRW842AP1 ”とを用い、位相差フィルムの遅相軸は長辺に平行、そして偏光板の吸収軸は短辺に平行になるように、対角寸法２６インチ（６６cm）の大きさで貼合した。延伸から貼合に至る各工程において、ハンドリング上の問題はなかった。また、この貼合品を位相差フィルム側で感圧接着剤を介してガラスに貼合し、６０℃で３０分保持と２０℃で３０分保持とを繰り返すヒートショック試験に供したところ、２００サイクル繰り返しても、樹脂多層フィルムが割れることはなかった。

比較例１
実施例１で用いたスチレン−無水マレイン酸系共重合樹脂“ダイラーク D332 ”を単層で押し出して、厚みが１００μm のスチレン系樹脂フィルムを得た。この樹脂フィルムを１４０℃で１.５倍に延伸して、面内レターデーションが１４０nm、Ｎｚ係数が０.０である負の位相差フィルムを得た。ただし、延伸時にクラックが随所に発生し、ハンドリング上問題があった。また、この位相差フィルムを実施例１と同様に偏光板と貼合し、さらにガラスに貼合して、同様のヒートショック試験を行ったところ、５０サイクルでフィルムが割れてしまった。

Claims

１２０℃以上のガラス転位温度を有するスチレン系樹脂からなり、厚みが１０〜１００μm である第１層の両面に、ゴム粒子が配合された１２０℃以下のガラス転位温度を有するアクリル系樹脂組成物からなり、厚みが１０〜１００μm である第２層が共押出によって積層されている樹脂多層フィルムが、
延伸されて面内レターデーションが付与されていることを特徴とする位相差フィルム。
スチレン系樹脂からなる第１層は、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層よりも高いガラス転位温度を有する請求項１記載の位相差フィルム。
スチレン系樹脂からなる第１層の両面に、ゴム粒子が配合されたアクリル系樹脂組成物からなる第２層がそれぞれほぼ同じ厚みで積層されている請求項１又は２記載の位相差フィルム。