JP5637498B2 - 積層体及び光学部材 - Google Patents

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Description

本発明は積層体及び光学部材に関する。
アクリル樹脂フィルムは透明性や耐候性に優れていることから、液晶表示装置等の光学部品、自動車の内装部品、看板、建材等の各種用途に使用されている。また、近年需要が拡大している液晶表示装置やプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイにおいては、高い透明性を持つアクリル樹脂フィルムが求められている。
高い透明性を持つアクリル樹脂フィルムとしては、例えば、特許文献1にはメタクリル樹脂中にゴム粒子を分散させた導光フィルム及びそれを用いたバックライトが提案されている。
しかしながら、特許文献1のアクリル樹脂フィルムを使用した場合、アクリル樹脂フィルムの加工時に割れは発生しないものの、打ち抜き加工で得られたフィルム端面にゴム粒子に起因した白化が発生する場合がある。
特開2010−18,792号公報
本発明の目的とするところは、打ち抜き加工によっても割れや白化が無く、透明性及び耐熱性に優れた積層体並びに透明性及び耐熱性に優れた光学部材を提供することである。
本発明は、下式(1)で表されるジ(メタ)アクリレート(A)単位30〜70質量%とモノ(メタ)アクリレート(B)単位を含む重合体(C)を含有する基材フィルムの少なくとも片面に樹脂層が積層された50〜500μmの厚みを有する積層体(以下、「本積層体」という)を第1の発明の要旨とする。
(Xはポリアルキレングリコール残基、ポリエステルジオール残基及びポリカーボネートジオール残基から選ばれる少なくとも1種の数平均分子量(以下、「Mn」という)500以上のジオール残基を示し、RはH又はCHを示す。)
また本発明は、本積層体を使用した光学部材を第2の発明の要旨とする。
本積層体は打ち抜き加工によっても割れや白化が無く、透明性及び耐熱性に優れていることから、各種光学部材として好適に使用でき、得られる光学部材は光学性能に優れている。
本発明の1実施形態を示す光学部材の断面図

ジ(メタ)アクリレート(A)単位

本発明において、ジ(メタ)アクリレート(A)単位は式(1)で示され、基材フィルムを構成する重合体(C)の構成単位の1つである。
尚、本発明において、「(メタ)アクリ」は「アクリ」及び「メタクリ」から選ばれる少なくとも1種を示す。
ジ(メタ)アクリレート(A)単位は重合体(C)中に長鎖分子の架橋構造を導入することにより本積層体の打ち抜き加工性及び透明性を向上させるためのものである。
式(1)中のXはポリアルキレングリコール残基、ポリエステルジオール残基及びポリカーボネートジオール残基から選ばれる少なくとも1種のジオール残基を示す。
また、上記のジオール残基のMnは500以上で、500〜10,000が好ましく、600〜3,000がより好ましく、600〜1,400が特に好ましい。ジオール残基のMnを500以上とすることにより本積層体の柔軟性を良好とすることができる。また、本積層体の透明性の点でジオール残基のMnとしては10,000以下が好ましい。
Xの形態としては単独の繰返し構造単位を有するジオール単位又は複数の繰返し構造単位を有するジオール単位のいずれでも良い。また、複数の繰返し構造単位を有するジオール単位の場合、繰返し構造単位としてはランダム構造単位、ブロック構造単位又は交互繰返し構造単位のいずれでも良い。
ジ(メタ)アクリレート(A)単位を構成するための原料であるジ(メタ)アクリレート(A)としては、例えば、ドデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の繰り返し単位数が12以上のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ノナプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ウンデカプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ドデカプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリデカプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の繰り返し単位数が9以上のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート;及びヘプタブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、オクタブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ウンデカブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の繰り返し単位数が7以上のポリブチレングリコールジメタクリレートが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。
これらの中でXとしては、本積層体の柔軟性の点で、ポリアルキレングリコール残基が好ましく、本積層体の疎水性の点で、オクタブチレングリコール、ノナブチレングリコール、デカブチレングリコール、ウンデカブチレングリコール等の繰り返し単位数が7以上のポリブチレングリコール残基がより好ましい。
ジ(メタ)アクリレート(A)の具体例としては、三菱レイヨン(株)製のアクリエステルPBOM(ポリブチレングリコールジメタクリレート、XのMn:648)、日油(株)製のブレンマーPDE−600(ポリエチレングリコールジメタクリレート、XのMn:616)、ブレンマーPDP−700(ポリプロピレングリコールジメタクリレート、XのMn:696)、ブレンマーPDT−650(ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート、XのMn:648)、ブレンマー40PDC1700B(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールのランダム共重合体ジメタクリレート、XのMn:1704)及びブレンマーADE−600(ポリエチレングリコールジアクリレート、XのMn:616)並びに新中村化学工業(株)製のNKエステルA−600(ポリエチレングリコールジアクリレート、XのMn:616)、NKエステルA−1000(ポリエチレングリコールジアクリレート、XのMn:1012)、NKエステルAPG−700(ポリプロピレングリコールジアクリレート、XのMn:696)、NKエステル14G(ポリエチレングリコールジメタクリレート、XのMn:616)及びNKエステル23G(ポリエチレングリコールジメタクリレート、XのMn:1012)(いずれも商品名)が挙げられる。

モノ(メタ)アクリレート(B)単位

本発明において、モノ(メタ)アクリレート(B)単位は基材フィルムに透明性及び弾性率を付与するために用いられる。
モノ(メタ)アクリレート(B)単位を構成するための原料であるモノ(メタ)アクリレート(B)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソ−プロピル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族メタクリレート;及びイソボルニル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2アダマンチル(メタ)アクレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等の脂環式メタクリレートが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。これらの中で、本積層体の透明性の点でメチルメタクリレートが好ましい。

重合体(C)

本発明において、重合体(C)はジ(メタ)アクリレート(A)単位及びモノ(メタ)アクリレート(B)単位を含む重合体であり、本積層体の透明性及び柔軟性を付与するための成分である。
重合体(C)中のジ(メタ)アクリレート(A)単位の含有量としては、本積層体の柔軟性の観点で、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%がより好ましく、30〜70質量%が特に好ましい。ジ(メタ)アクリレート(A)単位の含有量が10質量%以上で本積層体の柔軟性が良好となり、加工性に優れた積層体が得られる傾向にある。また、ジ(メタ)アクリレート(A)単位の含有量が90質量%以下で本積層体の強度低下を抑制できる傾向にある。
本発明においては、重合体(C)中には必要に応じてジ(メタ)クリレート(A)単位及びモノ(メタ)アクリレート(B)単位以外のその他のビニル単量体単位を含むことができる。
その他のビニル単量体単位を構成するための原料であるその他のビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル単量体等のモノビニル単量体;及びエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)クリレート(A)以外のポリビニル単量体が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。
重合体(C)を得る方法としては、例えば、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法及び懸濁重合法が挙げられる。
重合体(C)の重合手段としては、活性エネルギー線重合法、熱重合法及び活性エネルギー線重合法と熱重合法の併用が挙げられる。
重合体(C)を得るための単量体原料(以下、「単量体原料(c)」という)の重合に用いられる重合開始剤としては、例えば、活性エネルギー線重合で使用される光重合開始剤及び熱重合で使用される熱重合開始剤が挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、メチルフェニルグリオキシレート、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−フェニル−1,2−プロパン−ジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、2−メチル[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパノン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−メチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド及びベンゾイルジメトキシフォスフィンオキサイドが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。
熱重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物系重合開始剤及び2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。
単量体原料(c)中の重合開始剤の添加量としては単量体原料(c)100質量部に対して0.005〜5質量部が好ましく、0.01〜1質量部がより好ましく、0.05〜0.5質量部が特に好ましい。重合開始剤の添加量が5質量部以下で重合体(C)の着色を抑制することができる傾向にある。また、重合開始剤の添加量が0.005質量部以上で重合時間が長すぎない適正な重合時間とすることができる傾向にある。
本発明においては、単量体原料(c)としてジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)から選ばれる少なくとも1種の単量体を含有する第一の単量体混合物中にジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)から選ばれる少なくとも1種の単量体を含有する第二の単量体混合物の共重合体が溶解したシラップ状物(c’)を使用することができる。
上記の第一の単量体混合物と第二の単量体混合物の組成は同一でも異なっていてもよい。
また、シラップ状物(c’)としてジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)を含有する単量体混合物の一部が重合したものを使用することもできる。
シラップ状物(c’)の粘度としては25℃において10〜10,000mPa・sが好ましく、100〜8,000mPa・sがより好ましく、300〜6,000mPa・sが特に好ましい。なお、本明細書において、粘度は25℃における値である。シラップ状物(c’)の粘度が10〜10,000mPa・sの場合、PETフィルムやステンレス板等のベルトに連続的にシラップ状物(c’)を供給して本積層体を製造する際に厚み精度に優れるフィルムが得られる傾向にある。
シラップ状物(c’)の重合に使用される重合開始剤としては、例えば、単量体原料(c)の重合に用いられるの重合開始剤と同様のものが挙げられる。
また、シラップ状物(c’)の製造に使用される重合開始剤の添加量としては、例えば、シラップ状物(c’)中のジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)を含有する単量体混合物の合計量100質量部に対して0.01〜0.5質量部が好ましい。
シラップ状物(c’)を得る際には、ジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)を含有する単量体混合物の部分重合におけるゲル化を防ぐ目的で必要に応じて連鎖移動剤を添加することができる。
連鎖移動剤としては、例えば、n−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタンが挙げられる。
連鎖移動剤の添加量としては、ジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)を含有する単量体混合物の合計量100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましく、0.05〜5質量部がより好ましい。連鎖移動剤の添加量が0.01質量部以上でシラップ状物(c’)のゲル化が抑制される傾向にあり、10質量部以下でシラップ状物(c’)の粘度が適正なレベルとなる傾向にある。
本発明においては、シラップ状物(c’)の着色や自然硬化を避けるために必要に応じて重合禁止剤を添加することができる。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール及び2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノールが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。
シラップ状物(c’)の製造方法としては、例えば、冷却管、温度計及び攪拌機を備えた反応器にジ(メタ)アクリレート(A)、モノ(メタ)アクリレート(B)並びに必要に応じてその他の単量体及び連鎖移動剤を仕込み、撹拌しながら加熱を開始し、所定温度になった時点で重合開始剤を添加し、反応器内の温度を一定にして所定時間保持した後、減圧冷却等によって室温付近まで急冷して重合を停止させる方法が挙げられる(以下、方法Aという)。
また、方法A以外のシラップ状物(c’)の製造方法として、ジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)を含有する単量体混合物に溶解又は膨潤可能な(メタ)アクリレート重合体をジ(メタ)アクリレート(A)及びモノ(メタ)アクリレート(B)から選ばれる少なくとも1種の単量体に溶解又は膨潤させてシラップ状物(d’)を得る方法が挙げられる。重合中の相分離を抑制し、高い透明性が得られる点で方法Aが好ましい
上記の(メタ)アクリレート重合体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i―ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートを重合して得られるポリアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を併せて使用できる。
(メタ)アクリレート重合体には、必要に応じてアルキル(メタ)アクリレート単位以外の単量体単位を含むことができる。

基材フィルム

本発明において、基材フィルムは重合体(C)を含有するフィルムである。
基材フィルムとしては光の吸収、散乱又は反射による透過損失が少ないものが好まし、基材フィルムの全光線透過率としては85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上が特に好ましい。
また、基材フィルムとしては長光路での光の透過損失が少ないことが好ましい。
本発明においては、基材フィルム中に必要に応じて離型剤を配合することができる。
離型剤の配合量としては重合体(C)100質量部に対して0.005〜0.5質量部が好ましい。離型剤の配合量が0.005質量部以上で本積層体をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムやステンレス板等の鋳型から剥離する際の離型性が良好となる傾向にある。また、離型剤の配合量が0.5質量部以下で本積層体の吸水性や表面状態が良好となる傾向にある。
離型剤としては、例えば、日本サイテックインダストリーズ(株)製のSOLUSOL(登録商標)100% Cosmetic Grade Surfactant(商品名、スルホ琥珀酸ジ(2−エチルヘキシル)ナトリウム)及び城北化学工業(株)製のJP−502(商品名、リン酸ジエチルエステルとリン酸モノエチルエステルの混合物)が挙げられる。
また、本発明においては、基材フィルム中に必要に応じて滑剤、可塑剤、抗菌剤、防カビ剤、光安定剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、染料、帯電防止剤、熱安定剤等の各種添加剤を添加することができる。
基材フィルムの製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、PETフィルム等の有機重合体フィルム、ステンレス板、ガラス板等の表面が鏡面を有する板状体を型として使用し、2枚の型を対向させる。
次いで、2枚の型の間に軟質ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合物、ポリエチレン、エチレン−メタクリル酸メチル共重合物等の重合体で形成された中空形状物をガスケットとして型の端部にはさみ込み、クランプで固定して鋳型を形成する。
更に、得られた鋳型の中に単量体原料(c)としてシラップ状物(c’)又はシラップ状物(d’)を注入した後に単量体原料(c)を注型重合する。
単量体原料(c)の注型重合後に鋳型から重合物を取り出して基材フィルムを得る。
また、基材フィルムの別の製造方法として以下の連続注型重合による方法が挙げられる。
対向して走行する2枚のPETフィルム等のフィルムを型として、それらのフィルム間に単量体原料(c)としてシラップ状物(c’)又はシラップ状物(d’)を注入した後に注型重合して得られた重合物を型から剥離して基材フィルムを得る。

樹脂層

本発明においては、樹脂層は基材フィルムの少なくとも片面に積層された層である。
樹脂層を形成する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂及びモノ(メタ)アクリレートと分子内に2つ以上のラジカル重合性不飽和基を有する単量体との共重合体等の架橋樹脂が挙げられる。
樹脂層を形成する樹脂としては、透明性の点で、アクリル系樹脂が好ましい。
樹脂層を形成する樹脂のガラス転移温度(以下、「Tg」という)は、基材フィルムのTgよりも高いことが好ましい。
樹脂層を形成する樹脂のTgとしては、本積層体の耐熱性の点で、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。また、上限は120℃以下が好ましい。
樹脂層を形成する樹脂としては、樹脂層の透明性及び本積層体の耐熱性の点で、Tgが80℃以上、好ましくは90℃以上のアクリル系樹脂が好ましい。
樹脂層を形成する樹脂がアクリル系樹脂の場合、アクリル系樹脂の具体例としては、炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位50〜100質量%及びこれと共重合可能な他のビニル単量体単位0〜50質量%を含有する重合体が挙げられる。
炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートとしてはメチルメタクリレートが好ましい。
炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートと共重合可能な他のビニル単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、プロピルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート;スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルシアン化合物;及びイソボルニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、トリシクロデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート等の脂環式メタクリレートが挙げられる。
これらアクリル系樹脂は三菱レイヨン(株)製ダイヤナール(登録商標)BRシリーズ及び三菱レイヨン(株)製アクリペット(登録商標)等として工業的に入手可能である。
本発明においては、樹脂層を形成するための原料となる樹脂層形成材料として樹脂層形成用単量体中に樹脂層形成用樹脂が溶解したシラップ状物(e’)を使用することができる。
また、シラップ状物(e’)として樹脂層形成用単量体の一部が重合したものを使用することもできる。

本積層体

本積層体は基材フィルムの少なくとも片面に樹脂層が積層されたものである。
本積層体の厚みは50〜500μmである。本積層体の厚みが50〜500μmで各種光学部材として好適に使用できる。
本積層体は長光路での光の透過量が多いものであることが好ましい。
本積層体の長光路での光の透過量の評価方法としては、例えば、図1に示すように、長さ(L)200mmの本積層体の両表面を反射シートで遮光し、本積層体の一方の端面から光を入射させ、もう一方の端面から出射した光の側面輝度を測定する方法が挙げられる。
本積層体としては、上記評価方法による本積層体における側面輝度が高いものが好ましい。
また、本積層体としては、上記評価方法による本積層体における入射前の光と出射後の光との色度変化を小さくすることが好ましい。
本積層体においては樹脂層を形成する樹脂の組成と基材フィルムを形成する重合体の組成は樹脂層と基材フィルムとの屈折率差が小さくなるように設定することが好ましい。樹脂層と基材フィルムとの屈折率差が0.01以下、好ましくは0.005以下であると本積層体における側面輝度が良好となり、本積層体における入射前の光と出射後の光との色度変化を小さくできる傾向にある。
本発明においては、本積層体の打ち抜き加工性の点で、本積層体としては基材フィルムの両面に樹脂層が積層されたものが好ましい。
本積層体における基材フィルムと樹脂層との厚みの比率としては、基材フィルムの両面に樹脂層が積層された本積層体の場合、本積層体の打ち抜き加工性の点で、基材フィルムと樹脂層との厚みの比率(樹脂層/基材フィルム/樹脂層)が15/70/15〜1/98/1が好ましく、10/80/10〜1/98/1がより好ましく、5/90/5〜1/98/1が特に好ましい。
本発明においては、本積層体は、本積層体の樹脂層の表面に微細な凹凸形状を有していてもよい。
微細な凹凸形状としては、例えば、ピッチ30μm程度及び高さ30μm程度のプリズム形状が挙げられる。
樹脂層を基材フィルム上に積層する方法としては、例えば、予め作製した基材フィルムの上に樹脂層形成材料を溶媒に溶解させた溶液を直接塗布した後に加熱により溶媒を蒸発させて樹脂層を積層させた積層体を得る方法及び基材フィルムを得るための原料を塗布して得られた塗膜の上に樹脂層形成材料を塗布した後に基材フィルムを得るための原料と樹脂層形成材料を同時に重合して積層体を得る方法が挙げられる。
本積層体の樹脂層の表面に微細な凹凸形状を付与する方法としては、例えば、熱転写法による方法が挙げられる。
熱転写法の具体例としては、熱プレス法及びロール熱転写法が挙げられる。
熱プレス法においては、プレス装置内に本積層体と表面に微細形状を有する金型とを本積層体の樹脂層の表面と金型が接触するように重ねて置き、加熱しながら加圧することにより金型面の微細形状が積層体の樹脂層の表面に転写される。熱プレス後、冷却し、積層体を金型から剥がすことで、本積層体の樹脂層の表面に微細な凹凸形状が付与された積層体が得られる。
熱プレス法における加熱温度は樹脂層が軟化する温度であれば良く、一般的には樹脂層のTgより高い温度にする。
また、熱プレス法における加圧力は高いほど、より精密に金型表面の形状を本積層体の樹脂層の表面に転写することができる。
ロール熱転写方法においては、本積層体を、回転する賦型ロールとタッチロールとの間に挿入して、両ロールで挟みこんで賦型成形することにより賦型ロールの表面の微細形状が積層体の樹脂層の表面に転写される。
タッチロールは本積層体を賦型ロールに押し付けるためのロールであり、鏡面ロールであっても、表面に微細な凹凸形状が付与されたロールであっても良い。
タッチロールとして鏡面ロールを用いた場合には、基材フィルムの片面に樹脂層が積層された本積層体の樹脂層の表面に微細な凹凸形状が付与された積層体が得られる。
また、タッチロールとして表面に微細な凹凸形状が付与されたロールを用いた場合には、基材フィルムの両面に樹脂層が積層された本積層体の樹脂層の表面に微細な凹凸形状が付与された積層体が得られる。

光学部材

本発明の光学部材は本積層体を使用して得られるものである。
本発明の光学部材としては、例えば、偏光板用保護フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、拡散フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、プリズムシート、マイクロレンズアレイ、タッチパネル用導電フィルム等の液晶表示装置(LCD)等に用いられる各種機能性フィルム;道路標識等に用いられる反射材;太陽電池用フィルム;携帯電話前面保護フィルム;携帯電話コントラスト向上用フィルム;並びに薄型の液晶表示装置(LCD)、携帯電話ディスプレイ、携帯電話キーパッド照明、パソコンキーボード照明及び看板に用いられるサイドライト型導光板が挙げられる。
以下、本発明を実施例により説明する。尚、基材フィルム、樹脂層又は積層体の評価は以下の方法により実施した。また、以下において、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」をそれぞれ表す。
(1)Tg
動的粘弾性測定装置(商品名:EXSTAR DMS6100、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)を使用し、周波数1Hz、温度範囲30〜150℃及び昇温速度2℃/分の測定条件で測定して得られた温度−tanδ曲線の極大値を示すときの温度をTgとし、基材フィルム及び樹脂層のTgを求めた。
(2)全光線透過率及びヘーズ
ヘーズメーター(商品名:NDH2000、日本電色工業(株)製)を用いてJIS K7361−1に示される測定法に準拠して積層体又は基材フィルムの全光線透過率及びヘ−ズを測定した。
(3)側面輝度
長さ200mm及び幅100mmの方形の積層体、ノートパソコン液晶パネル用LEDパックライト光源(商品名:LTN141AT05、Samsung社製)及び膜厚50μmの反射シート(商品名:ルイルミラー、(株)麗光製)を図1に示すように設置した状態で積層体又は基材フィルムの側面輝度を測定した。
尚、積層体の端面(イ)から端面(ロ)までの距離は200mmである。また、積層体としては端面(イ)と端面(ロ)の表面を端面処理装置(商品名:PB−500、メガロテクニカ(株)製)を用いて、送り速度17.5mm/秒及び回転速度4,000rpmの条件で端面処理したものを使用した。
側面輝度の測定に際しては、端面(ロ)から1m離れた位置に輝度計(商品名:CS−100A、コニカミノルタセンシング(株)製)を設置して、端面(イ)から入射させた光が端面(ロ)から出射したときの出射光の輝度を測定し、側面輝度を得た。
(4)側面色度差
上記側面輝度の測定方法と同様の方法で端面(ロ)から出射した光の色度を測定し、端面(ロ)から出射した光の色度が、用いた光源の色度に対してどの程度の差(△x及び△y)を有するかを求めた。
(5)打ち抜き加工性
3辺がトムソン刃(7cm及び5cm)で1辺(5cm)が彫刻刀で形成された、高さ23.6mm、縦7cm及び横5cmの打ち抜き型を作製した。
上記で得られた打ち抜き型の上に積層体又は基材フィルムを置き、その上に厚み188μmのPETフィルム及び厚み5mmのポリカーボネート板を順次重ね、電動駆動タイプのプレス機(商品名:PAC−SBP−07、(株)ダイテックス製)を用いて、プレス圧力5t及び10mm/秒の速度で積層体又は基材フィルム、PETフィルム及びポリカーボネート板をそれぞれ打ち抜いた。
打ち抜いて得られた積層体又は基材フィルムの打ち抜き部の割れ又は欠けの有無及び白化の有無について光学顕微鏡(商品名:デジタルマイクロスコープVHX、(株)キーエンス製)を使用して目視により下記基準で評価し、打ち抜き加工性を判断した。
<割れ又は欠けの有無>
◎:割れ及び欠けは認められない。
○:割れ又は欠けが1〜10箇所未満認められる。
×:割れ又は欠けが10箇所以上認められる。
<白化の有無>
○:白化は認められない。
×:白化が認められる。
(6)破断伸度
JIS K6251に準拠して、スーパーダンベルカッター(商品名:SDK−100D、(株)ダンベル製)を用いてダンベル状1号型の積層体又は基材フィルムの試験片を5枚作製した。
得られた試験片について、引張試験機(商品名:ストログラフT、(株)東洋精機製作所製)を使用して室温23℃及び引張速度500mm/分の条件で5回の引張試験を実施して切断時の伸びを測定し、5つの測定値の平均値を破断伸度とした。
(7)鉛筆硬度
JIS K5400に準拠して積層体の樹脂層の面又は基材フィルムの表面の鉛筆硬度を測定した。
(8)耐熱性
A4サイズの積層体又は基材フィルムをPETフィルムとピッチ30μm及び高さ30μmのプリズム形状が連続的に付与されている転写用型部材との間に挟みこみ、プレス成形機(商品名:油圧成型機、庄司鉄工(株)製)を用いて温度120℃及びプレス圧1MPaの条件でプレスして積層体の樹脂層又は基材フィルムの一表面に微細なプリズム形状を付与した。
得られたプリズム形状の高低差をレーザー顕微鏡(商品名:VK−8510、(株)キーエンス製)を使用して測定し、その値を100とした。
次いで、積層体の樹脂層又は基材フィルムの一表面に微細なプリズム形状が付与された積層体を熱風循環式乾燥機中に温度80℃で24時間保管の加熱処理を行った。
加熱処理後、積層体を熱風循環式乾燥機から取り出し、室温まで冷却した。
冷却後のプリズム形状の高低差を測定し、加熱処理前のプリズム形状の高低差に対する冷却後のプリズム形状の高低差の維持率を求め、積層体又は基材フィルムの耐熱性を判断した。
[実施例1]
(1)単量体原料(c−1)の調製
冷却管、温度計及び攪拌機を備えた反応器にジ(メタ)アクリレート(A)としてポリブチレングリコールジメタクリレート(A−1)(商品名:アクリエステルPBOM、三菱レイヨン(株)製、(X)のMn:648)10部、モノ(メタ)アクリレート(B)としてメチルメタクリレート(B−1)90部及び連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタン(商品名:NOM、エルフアトケムジャパン(株)製)0.4部を仕込み、撹拌しながら加熱を開始した。
反応器内の温度が70℃になった時点で熱重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(商品名:V65、和光純薬工業(株)製)0.026部を添加した。
次いで、反応器内の温度を80℃に昇温して60分間保持した後、多量の氷水で室温まで急冷して、シラップ状物(c’−1)を得た。シラップ状物(c’−1)の25℃での粘度は185cpsであった。
得られたシラップ状物(c’−1)77.8部にポリブチレングリコールジメタクリレート(A−1)22.2部を追加し、更に光重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・ジャパン(株)製)0.3部及び離型剤として日本サイテックインダストリーズ(株)製SOLUSOL(登録商標)100% Cosmetic Grade Surfactant0.05部を添加した後、減圧下で脱気処理を行い、単量体原料(c−1)を調製した。
(2)樹脂層が積層されたPETフィルムの作製
メチルメタクリレート単位99%及びメチルアクリレート単位1%を含有し、質量平均分子量が約95,000であるアクリル共重合体20部並びに離型剤としてSOLUSOL(登録商標)100% Cosmetic Grade Surfactant(商品名、日本サイテックインダストリーズ(株)製スルホ琥珀酸ジ(2−エチルヘキシル)ナトリウム)0.1部及びJP502(商品名、城北化学工業(株)製、リン酸ジエチルエステルとリン酸モノエチルエステルの混合物)0.1部をテトラヒドロフラン(THF)80部の溶媒に溶解し、樹脂層形成材料の溶液を作製した。
この溶液をPETフィルム上に塗布して樹脂層形成材料の塗布膜を形成した後に、熱風乾燥機を用いて160℃で樹脂層形成材料の塗布膜を乾燥させて、厚さ10μmの樹脂層が積層されたPETフィルムを作製した。
(3)積層体の作製
縦300mm及び横300mmのガラス板上に、樹脂層が積層されたPETフィルムを、樹脂層が上面となるように貼り付けて積層ガラス板を作製した。
得られた2枚の積層ガラス板を、積層ガラス板の端部にポリ塩化ビニル製ガスケットを挟んで0.5mm間隔で相対させて鋳型を形成し、形成された鋳型内に単量体原料(c−1)を注入した。
次いで、ケミカルランプ(商品名:FL20SBL、東芝ライテック(株)製)を使用して照度2mW/cm及び光量3,600mJ/cmの条件で鋳型内の単量体原料(c−1)に活性エネルギー線を照射し、更に130℃の空気炉で30分加熱して重合を完了させた。
更に、鋳型を室温まで冷却し、型枠を脱枠した後に、得られた積層物からPETフィルムを剥がして基材フィルムの両面に樹脂層が積層された平均厚さ約500μmの積層体を得た。得られた積層体の評価結果を表1に示す。
表1中の略号は以下の化合物を示す。
PBOM:ポリブチレングリコールジメタクリレート(商品名:アクリエステルPBOM、三菱レイヨン(株)製、(X)のMn:648)
MMA:メチルメタクリレート
MA:メチルアクリレート
[実施例2]
(1)単量体原料(c−2)の調製
冷却管、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、ジ(メタ)アクリレート(A)としてポリブチレングリコールジメタクリレート(A−1)(商品名:アクリエステルPBOM、三菱レイヨン(株)製、(X)のMn:648)10部、モノ(メタ)アクリレート(B)としてメチルメタクリレート(B−1)90部及び連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタン(商品名:NOM、エルフアトケムジャパン(株)製)2部を仕込み、撹拌しながら加熱を開始した。
反応器内の温度が80℃になった時点で熱重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(商品名:V65、和光純薬工業(株)製)0.3部を添加した。
次いで、反応器内の温度を90℃に昇温して90分間保持した後、多量の氷水で室温まで急冷して、シラップ状物(c’−2)を得た。シラップ状物(c’−2)の25℃での粘度は3,900cpsであった。
得られたシラップ状物(c’−2)77.8部にポリブチレングリコールジメタクリレート(A−1)22.2部を追加し、更に光重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・ジャパン(株)製)0.3部及び離型剤として日本サイテックインダストリーズ(株)製SOLUSOL(登録商標)100% Cosmetic Grade Surfactant0.05部を添加した後、減圧下で脱気処理を行って単量体原料(c−2)を調製した。
(2)樹脂層形成材料(あ)の調製
冷却管、温度計及び攪拌機を備えた反応器にメチルメタクリレート100部を仕込み、撹拌しながら−90kPaで10分間減圧した。
次いで、反応器内の圧力を窒素ガスで大気圧に戻し、加熱を開始した。
内温が80℃になった時点で、反応器内にラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.05部を添加し、更に内温100℃まで加熱して9分間保持した。
次いで、反応器内の温度を減圧冷却により室温まで冷却し、重合禁止剤として2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール0.003部及び離型剤として日本サイテックインダストリーズ(株)製SOLUSOL(登録商標)100% Cosmetic Grade Surfactant0.05部を添加した後に減圧下で脱気処理を行ってシラップ状物(e’−1)を得た。シラップ状物(e’−1)の重合率は約20%であった。シラップ状物(e’−1)の25℃での粘度は1,100cpsであった。
得られたシラップ状物(e’−1)100部に光重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・ジャパン(株)製)0.3部を添加した後、減圧下で脱気処理を行って樹脂層形成材料(あ)を調製した。
(3)積層体の作製
PETフィルム上に樹脂層形成材料(あ)を塗布した直後に、単量体原料(c−2)を塗布し、その上に樹脂層形成材料(あ)を塗布し、最後にPETフィルムで挟み込んで5層の積層物を形成した。
次いで、ケミカルランプを使用して照度2mW/cm及び光量3,600mJ/cmの条件で得られた積層物に活性エネルギー線を照射し、更に130℃の空気炉で30分加熱して重合を完了させた。
その後、積層物を室温まで冷却し、PETフィルムを剥がして、基材フィルムの両面に樹脂層が積層された平均厚さ約500μmの積層体を得た。得られた積層体の評価結果を表1に示す。
[比較例1]
(1)基材フィルムの作製
2枚の縦300mm及び横300mmのガラス板を、ガラス板の端部にポリ塩化ビニル製ガスケットを挟んで0.4mm間隔で相対させて鋳型を形成し、形成された鋳型内に実施例1で作製したものと同様の単量体原料(c−1)を注入した。
次いで、ケミカルランプ(商品名:FL20SBL、東芝ライテック(株)製)を使用して照度2mW/cm及び光量3,600mJ/cmの条件で鋳型内の単量体原料(c−1)に活性エネルギー線を照射し、更に130℃の空気炉で30分加熱して重合を完了させた。
更に、鋳型を室温まで冷却し、型枠を脱枠した後に、得られた積層物からPETフィルムを剥がして平均厚さ約400μmの基材フィルムを得た。得られた基材フィルムの評価結果を表1に示す。
[比較例2]
メチルメタクリレート単位99%及びメチルアクリレート単位1%を含有し、質量平均分子量が約95,000であるアクリル共重合体を80℃で一昼夜乾燥した。
上記の乾燥したアクリル共重合体を300mm幅のTダイを取り付けた40mmφのノンベントスクリュー型押出機(L/D=26)に供給して、厚み500μmの基材フィルムを得た。その際の押出条件はシリンダー温度200〜240℃、Tダイ温度250℃及び冷却ロール温度85℃であった。得られた基材フィルムの評価結果を表1に示す。
比較例1及び2から明らかなように、基材フィルムに樹脂層が積層されていない基材フィルムだけでは打ち抜き性と耐熱性の両方を満足することができなかった。
1;積層体
2;反射フィルム
3;LED光源
イ;光源側
ロ;輝度測定側
L;積層体の長さ

Claims (4)

  1. 下式(1)で表されるジ(メタ)アクリレート(A)単位30〜70質量%とモノ(メタ)アクリレート(B)単位を含む重合体(C)を含有する基材フィルムの少なくとも片面に樹脂層が積層された50〜500μmの厚みを有する積層体。

    (Xはポリアルキレングリコール残基、ポリエステルジオール残基及びポリカーボネートジオール残基から選ばれる少なくとも1種の数平均分子量500以上のジオール残基を示し、RはH又はCHを示す。)
  2. 樹脂層がアクリル樹脂層である請求項1に記載の積層体。
  3. 積層体の樹脂層の表面が熱転写によって形成された微細構造を有する請求項1又は2に記載の積層体。
  4. 請求項1〜3のいずれかの積層体を使用した光学部材。
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