JP5716748B2 - 樹脂フィルム、樹脂フィルムの製造方法、偏光板、及び液晶表示装置 - Google Patents

樹脂フィルム、樹脂フィルムの製造方法、偏光板、及び液晶表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂フィルム、樹脂フィルムの製造方法、前記樹脂フィルムを透明保護フィルムとして用いた偏光板、及び前記偏光板を備えた液晶表示装置に関する。
樹脂フィルムは、その化学的特性、機械的特性及び電気的特性等に鑑み、様々な分野、例えば、光学フィルムとして液晶表示装置等に用いられている。具体的には、液晶表示装置の画像表示領域には、種々の樹脂フィルム、例えば、偏光板の偏光素子を保護するための透明保護フィルム等が配置されている。このような液晶表示装置において光学フィルムとして用いられる樹脂フィルムは、透明性に優れた樹脂フィルムが用いられている。そして、このような樹脂フィルムは、原料樹脂である透明性樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液(ドープ)を用いて製造することができる。このようなドープを用いた樹脂フィルムの製造方法としては、具体的には、例えば、溶液流延製膜法等が挙げられる。溶液流延製膜法とは、走行する支持体上にドープを流延して流延膜を形成し、剥離可能な程度まで乾燥させた後、フィルムとして前記支持体から剥離し、そして、剥離したフィルムを搬送ローラで搬送しながら、乾燥や延伸等を施すことによって、長尺状の樹脂フィルムを製造する方法である。
また、液晶表示装置において光学フィルムとして用いられる樹脂フィルムは、一般的に、長尺状であり、巻取コアにロール状に巻き取られたフィルムロールとして、保存及び輸送に供されている。そして、樹脂フィルムを使用する際には、フィルムロールから樹脂フィルムを順次繰り出して用いられる。
このようなロール状に巻き取られた樹脂フィルムは、樹脂フィルムや巻取コアによる荷重により、樹脂フィルム同士が圧接されて、貼着される、いわゆるブロッキングが発生することがあった。このように樹脂フィルム同士が貼着されると、フィルムロールから樹脂フィルムを繰り出す際、樹脂フィルムの貼着されていた部分の表面が粗化されてしまうという問題があった。例えば、このような樹脂フィルムを偏光板保護フィルムとして用いると、その粗化された部分が原因で画像むらが発生することになる。また、樹脂フィルムを巻回したフィルムロールは、樹脂フィルムを使用する際に、フィルムロールの交換頻度を減らして、作業効率を高めるために、巻取コアに巻き取られた樹脂フィルムの長さ、いわゆる巻長が長い長尺化が求められている。このような長尺化された樹脂フィルムをロール状に巻き取った場合、樹脂フィルムや巻取コアによる荷重がより大きくなり、ブロッキングの発生が顕著になる傾向があった。このため、液晶表示装置において光学フィルムとして用いられる樹脂フィルムには、ブロッキングの発生を抑制するために、アンチブロッキング剤として、シリカ粒子等の微粒子を含有させて、樹脂フィルムの滑り性を高めることが知られている。
このような微粒子を含有した樹脂フィルムとしては、例えば、特許文献1に記載のものが挙げられる。特許文献1には、フィルム中に微粒子をセルロースエステルに対して、0.04〜0.3質量%含有するセルロースエステルが記載されている。
また、アンチブロッキング剤としては、例えば、特許文献2に記載のものが挙げられる。特許文献2には、シリカ、ゼオライト、アルミナ又は酸化鉄から選ばれる無機粒子の表面をオルガノポリシロキサンで被覆してなる表面処理無機粒子からなるアンチブロッキング剤が記載されている。
また、液晶表示装置は、その使用分野が多様化しており、屋内での利用にとどまらず、屋外で利用されることも増えてきている。具体的には、例えば、液晶表示装置に映像や情報を表示することによって、ポスター等の代わりに広告媒体として働く、すなわち、デジタルサイネージ装置として使用される場合や、街頭や店頭等に大型ディスプレイ装置として設置される場合等が挙げられる。このような場合、液晶表示装置は、例えば、高温高湿下等で使用されることもあり、液晶表示装置に備えられている樹脂フィルムの吸湿による変質が問題となる場合があった。そこで、使用される樹脂フィルムとしては、吸湿による変質を抑制できるような高い耐湿性を有することが求められる。
一方、吸湿性が低い光学用材料として知られている、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)等のアクリル系樹脂は、吸湿性が低いことに加え、耐熱性、透明性及び寸法安定性等にも優れており、光学フィルムとしての使用が検討されている。しかしながら、アクリル系樹脂を含有する樹脂フィルムは、光学フィルムとして用いられている他の樹脂フィルム、例えば、セルロースエステルフィルム等と比較して、割れやすく脆いという性質があった。このため、取扱が困難であり、特に大画面化された液晶表示装置用の光学フィルムを安定して製造することが困難であった。具体的には、フィルムの端部を裁断する際に割れる等の問題が発生する場合があった。
このようなアクリル系樹脂を含有する樹脂フィルムとしては、例えば、特許文献3に記載のものが挙げられる。特許文献3には、メチルメタクリレート50〜70重量部、無水マレイン酸10〜20重量部及びスチレン20〜35重量部からなるアクリル系樹脂と強靱性改良剤とからなり、前記アクリル系樹脂/強靱性改良剤の重量比が60〜90/40〜10である組成物からなる偏光膜保護用フィルムが記載されている。
特開2002−194106号公報 特開2002−173580号公報 特開平5−119217号公報
特許文献1によれば、取扱性に優れたセルロースエステルフィルムが得られることが開示されている。このことから、特許文献1に記載のセルロースエステルフィルムは、セルロースエステルフィルムとしての取扱性に優れていても、構成する樹脂がセルロースエステル樹脂であり、耐湿性の向上を図るために、アクリル系樹脂を含有させたものではない。よって、アクリル系樹脂を含有する樹脂フィルムの取扱性等を向上させたものではない。
また、液晶表示装置、特にテレビジョン受信装置として用いられる液晶表示装置は、大画面化及び高画質化等が求められている。このため、液晶表示装置に備えられる樹脂フィルム、例えば、偏光板用保護フィルム等は、視認性の向上だけではなく、大画面化に対応するため、広幅化の要求も高まっている。この要求を満たすためには、例えば、延伸、特に樹脂フィルムの長手方向に直交する方向の延伸を、樹脂フィルムに施すことが考えられる。
上記の要求を満たすために、アンチブロッキング剤として、シリカ粒子を含有した場合には、特許文献1に記載の樹脂フィルムでは、延伸することによって、シリカ粒子が脱落するおそれがあった。
特許文献2によれば、無機粒子の樹脂への分散性やぬれ性が向上するため、加工成型時に気泡のような空隙、特にフィルム成型時に発泡やボイド、粒子脱落等の発生が改善されることが開示されている。
しかしながら、特許文献2に記載のアンチブロッキング剤は、メチル水素ポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンで被覆することによって、樹脂、特にポリエステル樹脂と粒子との親和性を高めただけのものである。よって、特許文献2に記載のアンチブロッキング剤を、アクリル系樹脂を含む樹脂フィルムに含有させた場合、延伸時のアンチブロッキング剤の脱落を充分に抑制できるものではなかった。また、アクリル系樹脂を含む樹脂フィルムにアンチブロッキング剤を含有させた樹脂フィルムを延伸すると、均一に延伸させず、配向むらが発生する傾向があった。よって、アクリル系樹脂を含む樹脂フィルムにおいて、アンチブロッキング剤の脱落や配向ムラ等の、延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できるものではなかった。
また、特許文献3によれば、耐衝撃性アクリルゴム−メチルメタクリレートグラフト共重合体やブチル変性アセチルセルロース等の強靱性改良剤を含有させることによって、透明性、複屈折性、及び耐湿性を低下させることなく、強靱性を付与・向上させることができることが開示されている。
しかしながら、特許文献3に記載の強靱性改良剤は、ブロッキングを抑制するものではなく、アンチブロッキング剤としてシリカ粒子を含有させた場合に、シリカ粒子の脱落を抑制するものではなかった。また、アクリル系樹脂を含む樹脂フィルムにアンチブロッキング剤であるシリカ粒子を含有させた樹脂フィルムを延伸する際に発生しうる配向むらを抑制できるものでもなかった。よって、アクリル系樹脂を含む樹脂フィルムにおいて、シリカ粒子の脱落や配向ムラ等の、延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できるものではなかった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、耐湿性及び耐熱性に優れ、さらに、シリカ粒子の脱落や配向むら等の延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できる樹脂フィルムを提供することを目的とする。また、前記樹脂フィルムの製造方法、前記樹脂フィルムを透明保護フィルムとして用いた偏光板、及び前記偏光板を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明者は、延伸時に、シリカ粒子の脱落や配向むらが発生する理由としては、以下のことによると推察した。
まず、本発明者は、シリカ粒子を含む樹脂フィルムを延伸すると、樹脂フィルムを構成する樹脂は、その延伸に伴って変形するのに対して、シリカ粒子は、ほとんど変形しないと考えた。このことから、シリカ粒子の周辺の樹脂は、シリカ粒子から離反する方向に力が働くと考えられる。また、樹脂フィルムに含まれるアクリル系樹脂は、その力に抵抗して、シリカ粒子との接触状態を維持できるほど、シリカ粒子との親和性が高くなく、樹脂とシリカ粒子との間に隙間が発生すると考えられる。この隙間が原因で、樹脂フィルムからシリカ粒子が脱落すると考えられる。
また、樹脂とシリカ粒子との間に発生する隙間は、樹脂の変形の度合の差によってむらを発生させると考えられる。具体的には、シリカ粒子の周辺に存在する樹脂が、その隙間の発生により、シリカ粒子から離脱して変形するので、その他の部分の樹脂より変形しやすくなると考えられる。このような変形の度合の差によって、配向むらが発生すると考えられる。
本発明者は、延伸時に発生する不具合に着目して、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。
本発明の一態様に係る樹脂フィルムは、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有することを特徴とするものである。
このような構成によれば、耐湿性及び耐熱性に優れ、さらに、シリカ粒子の脱落や配向むら等の延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できる樹脂フィルムを提供することができる。
このことは、以下のことによると考えられる。
まず、樹脂フィルムを構成する樹脂として、アクリル系樹脂を含有させることによって、耐湿性及び耐熱性に優れた樹脂フィルムが得られると考えられる。
また、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(以下、「有機ケイ素化合物」と称する場合もある。)を含有させることによって、シリカ粒子に有機ケイ素化合物が被覆されると考えられる。そして、このシリカ粒子に被覆された有機ケイ素化合物は、シリカ粒子との親和性が高いだけではなく、アクリル系樹脂との親和性が高いと考えられる。
これらのことから、樹脂フィルムを延伸すると、シリカ粒子は、ほとんど変形しないものの、シリカ粒子に被覆された有機ケイ素化合物が、樹脂の変形に追従して変形すると考えられる。よって、シリカ粒子に被覆された有機ケイ素化合物の存在によって、シリカ粒子と樹脂との間の隙間の発生が抑制されると考えられる。
さらに、有機ケイ素化合物は、アクリル系樹脂同士の結合も強固なものとすると考えられる。
以上のことから、シリカ粒子の脱落や配向むらの発生等が抑制されると考えられる。
また、前記樹脂フィルムにおいて、前記シランカップリング剤が、下記式(1)で表される化合物であることが好ましい。
Si(OR(4−m−n) (1)
(式(1)中、Yは、反応性有機官能基を示し、Rは、アルキル基を示し、ORは、アルコキシ基を示し、mは、1又は2を示し、nは、0又は1を示し、m+nは、1〜3を示す。)
このような構成によれば、延伸時に発生しうる不具合の発生をより抑制できる。このことは、前記有機ケイ素化合物のシランカップリング剤が、上記構成のシランカップリング剤であると、シリカ粒子との親和性がより高く、シリカ粒子と樹脂との間の隙間の発生を抑制するという有機ケイ素化合物の効果を好適に発揮することができることによると考えられる。
また、前記シランカップリング剤における、前記反応性有機官能基が、アミノ基及びフェニル基の少なくとも一方を含む官能基であることが好ましい。
このような構成によれば、延伸時に発生しうる不具合の発生をより抑制できる。このことは、アミノ基及びフェニル基の少なくとも一方を含む官能基が、アクリル系樹脂との親和性をより高め、上記構成のシランカップリング剤を用いることによって、シリカ粒子と樹脂との間の隙間の発生を抑制するというシランカップリング剤の効果をより好適に発揮することができることによると考えられる。
また、前記樹脂フィルムにおいて、前記シランカップリング剤が、下記式(2)で表される化合物であることが好ましい。
(R Si(OR4−q (2)
(式(2)中、Rは、アルキレン基を示し、ORは、アルコキシ基を示し、pは、1〜5を示し、qは、1〜3を示す。)
このような構成によれば、延伸時に発生しうる不具合の発生をより抑制できる。このことは、前記有機ケイ素化合物のシランカップリング剤が、上記構成のシランカップリング剤であると、シリカ粒子との親和性がより高く、シリカ粒子と樹脂との間の隙間の発生を抑制するという有機ケイ素化合物の効果を好適に発揮することができることによると考えられる。さらに、シリカ粒子との親和性を高めるアルコキシ基が結合されている、2つのケイ素間を、ポリスルフィド結合(S)を含む連結基で連結しているので、シリカ粒子との親和性がより高く、シリカ粒子と樹脂との間の隙間の発生を抑制するという有機ケイ素化合物の効果をより好適に発揮することができることによると考えられる。
また、前記樹脂フィルムにおいて、セルロースエステル系樹脂をさらに含むことが好ましい。
このような構成によれば、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、靭性等に優れ、加工性に優れた樹脂フィルムが得られる。得られた樹脂フィルムは、加工性に優れているので、例えば、樹脂フィルムの端部を裁断する際、樹脂フィルムに割れが発生することを抑制できる。さらに、セルロースエステル系樹脂を含有させることによって、セルロースエステル系樹脂が有する性質、例えば、位相差発現性等も発現できる。
また、前記樹脂フィルムにおいて、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の屈折率が、1.45〜1.5であることが好ましい。
このような構成によれば、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、透明性により優れた樹脂フィルムが得られる。このことは、樹脂フィルムを構成する樹脂の屈折率と、有機ケイ素化合物の屈折率とが近似することによると考えられる。
また、前記樹脂フィルムにおいて、アクリル系粒子をさらに含むことが好ましい。
このような構成によれば、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、靭性等に優れ、加工性に優れた樹脂フィルムが得られる。得られた樹脂フィルムは、加工性に優れているので、例えば、樹脂フィルムの端部を裁断する際、樹脂フィルムに割れが発生することを抑制できる。
また、前記樹脂フィルムにおいて、少なくとも一方向に、下記式(3)で求められる延伸率が10〜200%となるように延伸されたことが好ましい。
延伸率(%)={(延伸後の長さ−延伸前の長さ)/延伸前の長さ}×100 (3)
このような構成によれば、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制でき、さらに幅の広い樹脂フィルムが得られる。このような高い延伸率で、シリカ粒子を含有した樹脂フィルムを延伸した場合、一般的に、シリカ粒子の脱落や配向むら等の不具合が発生しやすい傾向があるが、上記樹脂フィルムであれば、このような不具合の発生を抑制できる。
また、本発明の他の一態様に係る樹脂フィルムの製造方法は、アクリル系樹脂、シリカ粒子、及びシランカップリング剤を含有する樹脂溶液を、走行する支持体上に流延して流延膜を形成する流延工程と、前記流延膜をフィルムとして前記支持体から剥離する剥離工程と、剥離したフィルムを、前記フィルムの搬送方向に垂直な方向に延伸する延伸工程とを備えることを特徴とするものである。
このような構成によれば、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制でき、さらに幅の広い樹脂フィルムが得られる。
また、本発明の他の一態様に係る偏光板は、偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも一方の表面上に配置された透明保護フィルムとを備え、前記透明保護フィルムが、前記樹脂フィルムであることを特徴とするものである。
このような構成によれば、偏光板の透明保護フィルムとして、耐湿性及び耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生が抑制された樹脂フィルムであるので、例えば、大画面化した液晶表示装置用として好適に使用可能な偏光板が得られる。具体的には、大画面化して液晶表示装置用の偏光板であっても、吸湿による変形等が抑制される。
また、本発明の他の一態様に係る液晶表示装置は、液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された2枚の偏光板とを備え、前記2枚の偏光板のうち少なくとも一方が、前記偏光板であることを特徴とするものである。
このような構成によれば、耐湿性及び耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生が抑制された樹脂フィルムを備えた偏光板を用いるので、大画面化したものであっても、画像表示領域に配置している樹脂フィルムの不具合の発生が抑制された液晶表示装置を提供することができる。具体的には、例えば、大画面化した液晶表示装置であっても、画像表示領域に配置している樹脂フィルムの、吸湿による変形の発生等を抑制することができる。
本発明によれば、耐湿性及び耐熱性に優れ、さらに、シリカ粒子の脱落や配向むら等の延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できる樹脂フィルムを提供することができる。また、前記樹脂フィルムの製造方法、前記樹脂フィルムを透明保護フィルムとして用いた偏光板、及び前記偏光板を備えた液晶表示装置が提供される。
本実施形態に係る樹脂フィルムを製造するための樹脂フィルムの製造装置の基本的な構成の一例を示す概略図である。
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
本実施形態に係る樹脂フィルムは、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有するものである。このような樹脂フィルムは、耐湿性及び耐熱性に優れ、さらに、シリカ粒子の脱落や配向むら等の延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できる。このことは、以下のことによると考えられる。
まず、樹脂フィルムを構成する樹脂として、アクリル系樹脂を含有させることによって、耐湿性及び耐熱性に優れた樹脂フィルムが得られると考えられる。また、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(以下、「有機ケイ素化合物」と称する場合もある。)を含有させることによって、シリカ粒子に有機ケイ素化合物が被覆されると考えられる。そして、このシリカ粒子に被覆された有機ケイ素化合物は、シリカ粒子との親和性が高いだけではなく、アクリル系樹脂との親和性が高いと考えられる。これらのことから、樹脂フィルムを延伸すると、シリカ粒子は、ほとんど変形しないものの、シリカ粒子に被覆された有機ケイ素化合物が、樹脂の変形に追従して変形すると考えられる。よって、シリカ粒子に被覆された有機ケイ素化合物の存在によって、シリカ粒子と樹脂との間の隙間の発生が抑制されると考えられる。さらに、有機ケイ素化合物は、アクリル系樹脂同士の結合も強固なものとすると考えられる。以上のことから、耐湿性及び耐熱性に優れ、さらに、シリカ粒子の脱落や配向むら等の延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できると考えられる。
[樹脂]
前記樹脂フィルムを構成する樹脂としては、アクリル系樹脂を含有していれば、アクリル系樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。
(アクリル系樹脂)
前記アクリル系樹脂は、フィルム状に成形して得られた樹脂フィルムに透明性を発揮しうる樹脂であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、アクリル酸エステル、及びメチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等のアクリル系単量体を含む単量体を重合して得られた樹脂等が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレート等のメタクリル樹脂等が挙げられる。また、前記単量体としては、メチルメタクリレート50〜99質量%と、メチルメタクリレートと共重合可能な他の単量体1〜50質量%とを含むことが好ましい。よって、前記アクリル系樹脂としては、メチルメタクリレート50〜99質量%と、メチルメタクリレートと共重合可能な他の単量体1〜50質量%とを含む単量体を重合させて得られた樹脂が好ましい。
前記メチルメタクリレートと共重合可能な他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、アルキル基の炭素数が2〜18のアルキルメタクリレート、アルキル基の炭素数が1〜18のアルキルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のα,β−不飽和酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和基含有二価カルボン酸、スチレン、α−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α,β−不飽和ニトリル、無水マレイン酸、マレイミド、N−置換マレイミド、グルタル酸無水物等が挙げられる。また、これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの中でも、共重合体の耐熱分解性や流動性の観点から、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が好ましく、メチルアクリレートやn−ブチルアクリレートが特に好ましい。
また、前記アクリル系樹脂としては、市販のものも使用することができる。具体的には、例えば、旭化成ケミカルズ株式会社製のデルペット60N、旭化成ケミカルズ株式会社製のデルペット80N、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR52、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR80、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR83、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR85、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR88、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR100、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールMB−2539、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR64、三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR75、及び電気化学工業株式会社製のKT75等が挙げられる。
また、前記アクリル系樹脂は、上述したアクリル系樹脂のうち、1種で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、前記樹脂フィルムにアクリル系樹脂以外の樹脂が含有される場合であっても、前記アクリル系樹脂としては、アクリル系樹脂以外の樹脂とともにフィルム状に成形して得られた樹脂フィルムに透明性を発揮しうる樹脂であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、アクリル系樹脂以外の樹脂と相溶状態で得られた樹脂フィルムに含有することができるアクリル系樹脂であり、その相溶性が高いことが好ましい。相溶性が高い前記アクリル系樹脂と前記アクリル系樹脂以外の樹脂とを組み合わせて用いることによって、各樹脂が有する性状を相互に補い、得られた樹脂フィルムに光学フィルムとして必要とされる物性や品質を付与することができる。なお、ここで、前記アクリル系樹脂と前記アクリル系樹脂以外の樹脂とを相溶状態で含有するとは、各々の樹脂(ポリマー)を混合することで、結果として相溶された状態となることを意味している。
また、前記アクリル系樹脂と前記アクリル系樹脂以外の樹脂とが相溶状態になっているか否かは、具体的には、例えば、ガラス転移温度Tgを測定することにより判断することが可能である。より具体的には、例えば、以下のことから判断することができる。両者の樹脂のガラス転移温度が異なる場合であっても、両者の樹脂の相溶性が高いときは、ガラス転移温度が1つ測定される。すなわち、各々の樹脂固有のガラス転移温度が消失し、1つのガラス転移温度となって測定される。これに対して、両者の樹脂の相溶性が低いときは、各々の樹脂のガラス転移温度が存在するため、混合物のガラス転移温度は2つ以上測定される。なお、ここでのガラス転移温度とは、示差走査熱量測定器(Perkin Elmer社製のDSC−7型)を用いて、昇温速度20℃/分で測定し、JIS K7121(1987)に従い求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)とする。
また、前記アクリル系樹脂は、特に液晶偏光板用保護フィルムとしての脆性の改善及び前記アクリル系樹脂以外の樹脂と相溶した際の透明性の改善の観点から、重量平均分子量(Mw)が、70,000〜1,000,000であることが好ましく、150,000〜400,000であることがより好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定することができる。測定条件としては、例えば、以下のような条件が挙げられる。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: 昭和電工株式会社製のShodex K806、昭和電工株式会社製のShodex K805、及び昭和電工株式会社製のShodex K803Gを3本接続して使用
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: ジーエルサイエンス株式会社製の、RI Model 504
ポンプ: 株式会社日立製作所製のL6000
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 東ソー株式会社製の、標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(Mw=2,800,000〜500迄)を13サンプル用いて作成した校正曲線(13サンプル:Mwがほぼ等間隔に異なるものの使用が好適)
前記アクリル系樹脂の製造方法としては、上述のアクリル系樹脂が得られれば、特に限定されない。具体的には、例えば、上述したような、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル等のアクリル系単量体を含む単量体を公知の重合方法で重合するによって製造できる。前記重合方法としては、特に限定されないが、例えば、懸濁重合、乳化重合、塊状重合、及び溶液重合等が挙げられる。ここで、前記重合方法において用いられる重合開始剤としては、重合反応を開始させることができれば、特に限定されないが、例えば、パーオキサイド系重合開始剤、アゾ系重合開始剤及びレドックス系重合開始剤等が挙げられる。また、前記重合方法における重合温度としては、重合反応を進行させることができる温度であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、懸濁重合や乳化重合の場合は、30〜100℃であることが好ましく、塊状重合や溶液重合の場合は、80〜160℃であることが好ましい。また、得られた共重合体の還元粘度を制御するために、アルキルメルカプタン等を連鎖移動剤として用いて重合してもよい。
(アクリル系樹脂以外の樹脂)
前記樹脂フィルムは、上述したように、前記アクリル系樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。前記アクリル系樹脂以外の樹脂としては、透明性樹脂が挙げられ、具体的には、アクリル系樹脂とともに含有させてフィルム状に成形しても、透明性に優れた樹脂フィルムが得られるものが挙げられる。より具体的には、例えば、セルロースジアセテート樹脂、セルローストリアセテート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂等のセルロースエステル系樹脂;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、セロファン、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、シンジオタクティックポリスチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等のビニル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリエーテルケトン樹脂;ポリエーテルケトンイミド樹脂;ポリアミド系樹脂;フッ素系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、セルロースエステル系樹脂が好ましい。また、前記アクリル系樹脂以外の樹脂は、上記例示した透明性樹脂を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
(セルロースエステル系樹脂)
次に、前記セルロースエステル系樹脂について説明する。
前記セルロースエステル系樹脂は、前記アクリル系樹脂とともに含有させてフィルム状に成形して得られた樹脂フィルムに透明性を発揮しうるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、特に脆性の改善やアクリル系樹脂と相溶させたときの透明性の観点から、アシル基の総置換度(T)が2〜3であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3であるセルロースエステル系樹脂であることが好ましい。さらに、炭素数3〜7のアシル基の置換度としては、2〜3であることがより好ましい。すなわち、炭素数3〜7のアシル基により置換されたセルロースエステル系樹脂であって、その置換度が2〜3であるものが特に好ましい。また、前記アシル基としては、具体的には、例えば、プロピオニル基、及びブチリル基等が挙げられ、プロピオニル基が好ましく用いられる。
前記セルロースエステル系樹脂のアシル基の総置換度(T)が低すぎる場合、すなわち、セルロースエステル分子の2,3,6位の水酸基の残度が高すぎる場合、前記アクリル系樹脂との相溶性が不充分となり、得られた樹脂フィルムのヘイズが高まる傾向がある。また、アシル基の総置換度(T)が高くても、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が低すぎる場合は、前記アクリル系樹脂との相溶性が不充分となるか、得られた樹脂フィルムの脆性が低下する傾向がある。具体的には、例えば、アシル基の総置換度が2以上の場合であっても、炭素数2のアシル基、例えば、アセチル基の置換度が高く、炭素数3〜7のアシル基の置換度が1.2を下回る場合は、相溶性が低下し、ヘイズが上昇する傾向がある。また、アシル基の総置換度が2以上の場合であっても、炭素数8以上のアシル基の置換度が高く、炭素数3〜7のアシル基の置換度が1.2を下回る場合は、脆性が劣化し、所望の特性が得られない傾向がある。
また、前記セルロースエステル系樹脂としては、上述したように、総置換度(T)が2〜3であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3であることが好ましいが、炭素数が3〜7以外のアシル基、すなわち、アセチル基や炭素数が8以上のアシル基の置換度の総計が1.3以下であることがより好ましい。
また、前記セルロースエステル系樹脂のアシル基の総置換度(T)は、2.5〜3の範囲内であることがさらに好ましい。
前記アシル基は、特に限定されず、脂肪族アシル基であっても、芳香族アシル基であってもよい。脂肪族アシル基の場合は、直鎖であっても分岐していてもよく、さらに置換基を有してもよい。また、前記アシル基の炭素数は、アシル基の置換基の炭素数を含むものである。
また、前記セルロースエステル系樹脂が、芳香族アシル基を置換基として有する場合、芳香族環に置換する置換基Xの数は、0〜5個であることが好ましい。この場合も、置換基の炭素数を含めた炭素数が3〜7であるアシル基の置換度が、1.2〜3であることが好ましい。なお、例えば、ベンゾイル基は炭素数が7であるため、炭素を含む置換基を有する場合は、ベンゾイル基としての炭素数は8以上となり、炭素数が3〜7のアシル基には含まれないこととなる。
さらに、芳香族環に置換する置換基の数が2個以上のとき、互いに同じでも異なっていてもよい。また、互いに連結して、例えばナフタレン、インデン、インダン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、クロメン、クロマン、フタラジン、アクリジン、インドール、インドリン等の縮合多環化合物を形成してもよい。
また、前記セルロースエステル系樹脂としては、上述のようなセルロースエステル系樹脂であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、セルロースアセテートベンゾエート樹脂、セルロースプロピオネート樹脂、及びセルロースブチレート樹脂等が好ましく用いられる。すなわち、炭素数が3又は4のアシル基を置換基として有するセルロースエステル系樹脂が好ましい。これらの中でも、セルロースアセテートプロピオネート樹脂やセルロースプロピオネート樹脂が特に好ましい。また、アシル基で置換されていない部分は、通常、水酸基として存在している。
前記セルロースエステル系樹脂は、公知の方法で合成することができる。なお、アセチル基の置換度や他のアシル基の置換度は、ASTM−D817−96の規定に準じた方法により測定した値である。
前記セルロースエステル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特にアクリル系樹脂との相溶性、脆性の改善の観点から75000以上であることが好ましく、75000〜350000であることがより好ましく、100000〜240000であることがさらに好ましく、160000〜240000であることが特に好ましい。また、前記セルロースエステル系樹脂は、2種以上のセルロースエステル系樹脂を組み合わせて用いてもよい。なお、前記セルロースエステル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、前記アクリル系樹脂と同様に測定することができる。
また、前記セルロースエステル系樹脂を含有させる場合の、前記アクリル系樹脂と前記セルロースエステル系樹脂との含有比は、質量比で95:5〜30:70であることが好ましく、95:5〜50:50であることがより好ましく、90:10〜60:40であることがさらに好ましい。前記アクリル系樹脂の含有量が前記セルロースエステル系樹脂に対して多くなりすぎると、前記セルロースエステル系樹脂による効果が充分に発揮できない傾向がある。また、前記アクリル系樹脂の含有量が前記セルロースエステル系樹脂に対して少なくなりすぎると、前記アクリル系樹脂による効果が充分に発揮できず、例えば、得られた樹脂フィルムの耐湿性等が不充分になる傾向がある。
(シリカ粒子)
前記シリカ粒子としては、樹脂フィルムに含有して、ブロッキングの発生を抑制する効果を発揮できるもの、すなわち、アンチブロッキング剤として作用するものであれば、特に限定されない。また、前記シリカ粒子の粒子径は、アンチブロッキング剤として作用するものであれば、特に限定されず、具体的には、例えば、体積平均1次粒子径で、10〜1000nmであることが好ましい。なお、体積平均1次粒子径は、一般的な粒度計等を用いて測定することができる。
また、前記シリカ粒子の具体例としては、例えば、日本アエロジル株式会社製のアエロジル−200、200V、300、R972、R972V、R974、R976、R976S、R202、R812,R805、OX50、TT600、RY50、RX50、NY50、NAX50、NA50H、NA50Y、NX90、RY200S、RY200、RX200、R8200、RA200H、RA200HS、NA200Y、R816、R104、RY300、RX300、R106等が挙げられる。
また、前記シリカ粒子は、上記例示したシリカ粒子を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。具体的には、粒子径の異なるシリカ粒子を組み合わせて用いてもよい。
また、前記シリカ粒子の含有量は、前記樹脂フィルムに含有される樹脂の総量100質量部に対して、0.1〜2質量部であることが好ましい。前記シリカ粒子の含有量が少なすぎると、樹脂フィルムをロール状に巻き取って保存する際、ブロッキングを充分に抑制することができない傾向がある。このことは、樹脂フィルムに含有されているシリカ粒子が少なすぎて、樹脂フィルムの滑り性を充分に高めることができないことによると考えられる。また、前記シリカ粒子の含有量が多すぎると、樹脂フィルムをロール状に巻き取って保存しようとする際、巻きずれが発生する傾向がある。このことは、樹脂フィルムに含有されているシリカ粒子が多すぎて、樹脂フィルムの滑り性が高まりすぎることによると考えられる。また、前記シリカ粒子の含有量が多すぎると、得られた樹脂フィルムのヘイズが高くなる傾向もある。
(シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物)
また、前記樹脂フィルムには、上述したように、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種が含有されている。
(シランカップリング剤)
前記シランカップリング剤としては、特に限定されない。具体的には、前記シリカ粒子と反応して、反応性有機官能基やポリスルフィド基等の、樹脂と親和性の高い官能基を前記シリカ粒子表面に付与することができるものであることが好ましい。
前記シランカップリング剤としては、例えば、下記式(1)で表される化合物、及び下記式(2)で表される化合物が好ましい。
Si(OR(4−m−n) (1)
式(1)中、Yは、反応性有機官能基を示し、Rは、アルキル基を示し、ORは、アルコキシ基を示し、mは、1又は2を示し、nは、0又は1を示し、m+nは、1〜3を示す。
(R Si(OR4−q (2)
式(2)中、Rは、アルキレン基を示し、ORは、アルコキシ基を示し、pは、1〜5を示し、qは、1〜3を示す。
また、上記式(1)で表される化合物における、前記反応性有機官能基としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、ハロゲン基、メルカプト基、イソシアネート基等を含む官能基が挙げられる。この中でも、アミノ基及びフェニル基の少なくとも一方を含む官能基であることが好ましい。より具体的には、例えば、−CNHCNH基、−CNHPh基、及び−Ph基等が挙げられる。なお、Phは、フェニル基を示す。
また、上記式(1)で表される化合物における、前記アルコキシ基は、特に限定されず、炭素数1〜5のアルコキシ基が挙げられる。具体的には、例えば、メトキシ基やエトキシ基等が挙げられる。
そして、上記式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば、信越化学工業株式会社製のKBM603[(CHO)SiCNHCNH、屈折率1.44]、信越化学工業株式会社製のKBM602[(CHO)(CH)SiCNHCNH、屈折率1.45]、信越化学工業株式会社製のKBM573[(CHO)SiCNHPh、屈折率1.5]、及び東レ・ダウコーニング株式会社製のZ−6047[PhSi(OCH、屈折率1.54]等が挙げられる。
また、上記式(2)で表される化合物における、前記アルキレン基は、特に限定されず、炭素数1〜5のアルキレン基が挙げられる。
また、上記式(2)で表される化合物における、前記アルコキシ基は、特に限定されず、炭素数1〜5のアルコキシ基が挙げられる。具体的には、例えば、メトキシ基やエトキシ基等が挙げられる。
そして、上記式(2)で表される化合物の具体例としては、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製のZ−6940[(CO)SiC−S−CSi(OC、屈折率1.49]等が挙げられる。
(シランカップリング剤の加水分解物)
前記シランカップリング剤の加水分解物は、前記シランカップリング剤を加水分解して得られたものであれば、特に限定されない。具体的には、樹脂フィルムを製造する際に用いるドープに前記シランカップリング剤を含有し、樹脂フィルムの製造時にそれが加水分解して得られたものであってもよい。よって、樹脂フィルムには、前記シランカップリング剤とその加水分解物との両方が含有されていてもよい。
(シランカップリング剤の加水分解物の重縮合物)
前記シランカップリング剤の加水分解物の重縮合物は、前記加水分解物が重縮合されて得られたものであれば、特に限定されない。具体的には、樹脂フィルムを製造する際に用いるドープに前記シランカップリング剤を含有し、樹脂フィルムの製造時にそれが加水分解し、さらにその加水分解物が重縮合して得られたものであってもよい。よって、樹脂フィルムには、前記シランカップリング剤とその加水分解物とだけではなく、前記加水分解物の重縮合物も含有されていてもよい。
また、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物、すなわち有機ケイ素化合物としては、その屈折率が、1.45〜1.5であるものが好ましい。具体的には、例えば、信越化学工業株式会社製のKBM602[(CHO)(CH)SiCNHCNH、屈折率1.45]、東レ・ダウコーニング株式会社製のZ−6940[(CO)SiC−S−CSi(OC、屈折率1.49]、及び信越化学工業株式会社製のKBM573[(CHO)SiCNHPh、屈折率1.5]等が好ましく用いられる。樹脂フィルムに含有させる有機ケイ素化合物として、このような有機ケイ素化合物を用いることによって、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、透明性により優れた樹脂フィルムを得ることができる。このことは、樹脂フィルムを構成する樹脂の屈折率と、有機ケイ素化合物の屈折率とが近似することによると考えられる。すなわち、屈折率が小さすぎる有機ケイ素化合物や屈折率が大きすぎる有機ケイ素化合物を用いると、それらの屈折率と樹脂フィルムを構成する樹脂の屈折率との差が大きくなり、透明性が低下する傾向がある。
また、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物、すなわち有機ケイ素化合物としては、その屈折率が、1.45〜1.5であるものが好ましい。樹脂フィルムに含有させる有機ケイ素化合物として、このような有機ケイ素化合物を用いることによって、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、透明性により優れた樹脂フィルムを得ることができる。このことは、樹脂フィルムを構成する樹脂の屈折率と、有機ケイ素化合物の屈折率とが近似することによると考えられる。すなわち、屈折率が小さすぎる有機ケイ素化合物や屈折率が大きすぎる有機ケイ素化合物を用いると、それらの屈折率と樹脂フィルムを構成する樹脂の屈折率との差が大きくなり、透明性が低下する傾向がある。
また、シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物の合計含有量、すなわち有機ケイ素化合物の含有量は、前記樹脂フィルムに含有される樹脂の総量100質量部に対して、0.01〜0.2質量部であることが好ましい。前記有機ケイ素化合物の含有量が少なすぎると、前記有機ケイ素化合物を含有させた効果が少なくなり、シリカ粒子の脱落や配向むら等の延伸時に発生しうる不具合の発生を充分に抑制できない傾向がある。また、前記有機ケイ素化合物の含有量が多すぎると、得られた樹脂フィルムのヘイズが高くなる傾向がある。このことは、前記有機ケイ素化合物の含有量が多すぎると、樹脂フィルムの他の成分、例えば、樹脂との相溶性が低下することによると考えられる。
(添加剤)
また、前記樹脂フィルムには、その化学的特性、機械的特性及び電気的特性等を調整するために、各種添加剤を適宜配合してもよい。前記添加剤としては、例えば、アクリル系粒子、可塑剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤等が挙げられる。この中でも、アクリル系粒子を含有させることが好ましい。アクリル系粒子を含有させることによって、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、靭性等に優れ、加工性に優れた樹脂フィルムを得ることができる。また、得られた樹脂フィルムは、加工性に優れているので、例えば、樹脂フィルムの端部を裁断する際、樹脂フィルムに割れが発生することを抑制できる。
(アクリル系粒子)
前記アクリル系粒子は、前記アクリル系樹脂とは異なり、樹脂フィルムを製造する際に用いるドープを構成する溶媒に溶解しないものであれば、特に限定されない。また、前記アクリル系粒子は、前記アクリル系樹脂を溶解させた樹脂溶液(ドープ)にも溶解しないものである。具体的には、例えば、前記アクリル系樹脂を含有する樹脂フィルム中に、粒子の状態、すなわち非相溶状態で存在するアクリル系樹脂を含む粒子であることが好ましい。より具体的には、例えば、得られた樹脂フィルムを所定量採取し、溶媒に攪拌させ、前記溶媒に溶解する成分を充分に溶解させた溶液を、前記アクリル系粒子の体積平均粒子径未満の孔径を有するPTFE製のメンブレンフィルターを用いて濾過し、濾過捕集された不溶物の重さが、樹脂フィルムに添加したアクリル系粒子の90質量%以上あることが好ましい。
前記アクリル系粒子は、上述のようなアクリル系粒子であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、2層以上の層構造が形成されたアクリル系粒子であることが好ましく、特に後述するような多層構造アクリル系粒状複合体であることが好ましい。
前記多層構造アクリル系粒状複合体とは、中心部から外周部に向かって最内硬質層重合体、ゴム弾性を示す架橋軟質層重合体、及び最外硬質層重合体が、層状に重ね合わされてなる構造が形成された粒子状のアクリル系重合体のことである。すなわち、多層構造アクリル系粒状複合体とは、中心部から外周部に向かって最内硬質層、架橋軟質層、及び最外硬質層からなる多層構造アクリル系粒状複合体である。このような3層コアシェル構造の多層構造アクリル系粒状複合体が好ましく用いられる。
前記多層構造アクリル系粒状複合体の好ましい態様としては、以下のようなものが挙げられる。すなわち、各層が以下のようにして形成されたものを備えるもの等が挙げられる。
前記最内硬質層重合体としては、例えば、メチルメタクリレート80〜98.9質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート1〜20質量%、及び多官能性グラフト剤0.01〜0.3質量%からなる単量体の混合物を重合して得られるもの等が挙げられる。
また、前記架橋軟質層重合体としては、例えば、前記最内硬質層重合体の存在下で、アルキル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレート75〜98.5質量%、多官能性架橋剤0.01〜5質量%、及び多官能性グラフト剤0.5〜5質量%からなる単量体の混合物を重合して得られるもの等が挙げられる。
また、前記最外硬層重合体としては、例えば、前記最内硬質層及び前記架橋軟質層からなる重合体の存在下で、メチルメタクリレート80〜99質量%、及びアルキル基の炭素数が1〜8であるアルキルアクリレート1〜20質量%からなる単量体の混合物を重合して得られるもの等が挙げられる。
そして、各層の含有比率が、前記最内硬質層重合体が5〜40質量%、前記軟質層重合体30〜60質量%、及び前記最外硬質層重合体が20〜50質量%である多層構造アクリル系粒状複合体が好ましい。さらに、アセトンで分別したときに不溶部があり、その不溶部のメチルエチルケトン膨潤度が1.5〜4である多層構造アクリル系粒状複合体がより好ましい。
なお、特公昭60−17406号公報又は特公平3−39095号公報において開示されているように、多層構造アクリル系粒状複合体の各層の組成や粒子径を規定しただけでなく、多層構造アクリル系粒状複合体の引張り弾性率やアセトン不溶部のメチルエチルケトン膨潤度を特定範囲内に設定することにより、さらに充分な耐衝撃性と耐応力白化性のバランスを実現することが可能となる。
前記最内硬質層重合体としては、例えば、メチルメタクリレート80〜98.9質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート1〜20質量%、及び多官能性グラフト剤0.01〜0.3質量%からなる単量体の混合物を重合して得られるものがより好ましい。ここで、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、メチルアクリレートやn−ブチルアクリレートが好ましく用いられる。
また、前記最内硬質層重合体における、前記アルキルアクリレートの含有比率が低すぎると、得られた最内硬質層重合体の熱分解性が大きくなる傾向がある。また、前記アルキルアクリレートの含有比率が高すぎると、前記最内硬質層重合体のガラス転移温度が低くなり、3層構造アクリル系粒状複合体の耐衝撃性付与効果が低下する傾向がある。
また、前記多官能性グラフト剤としては、異なる重合可能な官能基を有する多官能性単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸のアリルエステル等が挙げられ、アリルメタクリレートが好ましく用いられる。前記多官能性グラフト剤は、最内硬質層重合体と軟質層重合体を化学的に結合するために用いられる。前記最内硬質層重合時に用いる際の前記多官能性グラフト剤の配合割合としては、例えば、0.01〜0.3質量%であることが好ましい。
前記架橋軟質層重合体としては、例えば、前記最内硬質層重合体の存在下で、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート75〜98.5質量%、多官能性架橋剤0.01〜5質量%、及び多官能性グラフト剤0.5〜5質量%からなる単量体の混合物を重合して得られるものが好ましい。
ここで、アルキル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレートとしては、n−ブチルアクリレートや2−エチルヘキシルアクリレートが好ましく用いられる。
また、これらの重合性単量体と共に、25質量%以下の共重合可能な他の単官能性単量体を共重合させることも可能である。
共重合可能な他の単官能性単量体としては、スチレンおよび置換スチレン誘導体が挙げられる。アルキル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレートとスチレンとの比率は、前者が多いほど前記架橋軟質層重合体のガラス転移温度が低下し、即ち軟質化できるのである。
一方、樹脂組生物の透明性の観点からは、前記軟質層重合体の常温での屈折率を、前記最内硬質層重合体、前記最外硬質層重合体、及び前記アクリル系樹脂に近づける方が有利であり、これらを勘案して両者の比率を選定する。
ここでの多官能性グラフト剤としては、前記最内層硬質重合体を製造する際に用いる多官能性グラフト剤と同様のものが挙げられる。ここで用いる多官能性グラフト剤は、前記軟質層重合体と前記最外硬質層重合体を化学的に結合するために用いられる。その最内硬質層重合時に用いる前記多官能性グラフト剤の配合割合は、耐衝撃性付与効果の観点から、0.5〜5質量%であることが好ましい。
前記多官能性架橋剤としては、ジビニル化合物、ジアリル化合物、ジアクリル化合物、ジメタクリル化合物などの一般に知られている架橋剤が使用できるが、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量200〜600)が好ましく用いられる。
ここで用いる多官能性架橋剤は、前記架橋軟質層重合体の重合時に架橋構造を生成し、耐衝撃性付与の効果を発現させるために用いられる。ただし、先の多官能性グラフト剤を前記架橋軟質層重合体の重合時に用いれば、ある程度は前記架橋軟質層重合体の架橋構造を生成するので、多官能性架橋剤は必須成分ではない。前記多官能性架橋剤を用いる場合は、前記架橋軟質層重合体重合時に用いる前記多官能性架橋剤の配合割合は、耐衝撃性付与効果の観点から、0.01〜5質量%であることが好ましい。
前記最外硬質層重合体は、前記最内硬質層重合体及び前記軟質層重合体の存在下で、メチルメタクリレート80〜99質量%およびアルキル基の炭素数が1〜8であるアルキルアクリレート1〜20質量%からなる単量体の混合物を重合して得られるものが好ましい。
前記アクリルアルキレートとしては、前述したものが用いられるが、メチルアクリレートやエチルアクリレートが好ましく用いられる。前記最外硬質層重合体におけるアルキルアクリレート単位の割合は、1〜20質量%が好ましい。
また、前記最外硬質層重合体の重合時に、アクリル系樹脂との相溶性向上を目的として、分子量を調節するためアルキルメルカプタン等を連鎖移動剤として用い、実施することも可能である。
とりわけ、最外硬質層に、分子量が内側から外側へ向かって次第に小さくなるような勾配を設けることは、伸びと耐衝撃性のバランスを改良するうえで好ましい。具体的な方法としては、最外硬質層を形成するための単量体の混合物を2つ以上に分割し、各回ごとに添加する連鎖移動剤量を順次増加するような手法によって、最外硬質層を形成する重合体の分子量を多層構造アクリル系粒状複合体の内側から外側へ向かって小さくすることが可能である。
この際に形成される分子量は、各回に用いられる単量体の混合物をそれ単独で同条件にて重合し、得られた重合体の分子量を測定することによって調べることもできる。
前記多層構造アクリル系粒状複合体において、コアとシェルの質量比は、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、前記多層構造アクリル系粒状複合体全体を100質量部としたときに、コア層が50質量部以上90質量部以下であることが好ましく、60質量部以上80質量部以下であることがより好ましい。なお、ここでいうコア層とは、前記最内硬質層のことである。
このような多層構造アクリル系粒状複合体の市販品の例としては、具体的には、例えば、三菱レイヨン株式会社製のメタブレン、株式会社カネカ製のカネエース、株式会社クレハ製のパラロイド、ローム・アンド・ハース社製のアクリロイド、ガンツ化成株式会社製のスタフィロイド、及び株式会社クラレ製のパラペットSA等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、前記アクリル系粒子としては、グラフト共重合体粒子も好適に用いられる。前記グラフト共重合体粒子は、具体的には、例えば、ゴム質重合体の存在下で、不飽和カルボン酸エステル系単量体、不飽和カルボン酸系単量体、芳香族ビニル系単量体、および必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル系単量体を含む単量体の混合物を共重合させることにより得られたグラフト共重合体粒子等が挙げられる。
前記ゴム質重合体としては、具体的には、例えば、ジエン系ゴム、アクリル系ゴムおよびエチレン系ゴム等を含む粒子等が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンのブロック共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ブタジエン−メチルメタクリレート共重合体、アクリル酸ブチル−メチルメタクリレート共重合体、ブタジエン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン系共重合体、エチレン−イソプレン共重合体、及びエチレン−アクリル酸メチル共重合体等を含む粒子等が挙げられる。これらのゴム質重合体は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、前記アクリル系粒子としては、市販のものも使用することができる。具体的には、例えば、三菱レイヨン株式会社製のメタブレンW−341、綜研化学株式会社製のケミスノーMR−2G、綜研化学株式会社製のケミスノーMS−300X等が挙げられる。
前記アクリル系粒子の粒子径については、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、体積平均粒子径で、10nm以上1000nm以下であることが好ましく、20nm以上500nm以下であることがより好ましく、50nm以上400nm以下であることがさらに好ましい。なお、体積平均粒子径は、一般的な粒度計で測定することができる。
また、前記アクリル系粒子の屈折率が、前記アクリル系樹脂の屈折率や前記アクリル系樹脂と前記セルロースエステル系樹脂との混合物の屈折率と近いことが、透明性が高いフィルムを得る点では好ましい。具体的には、例えば、前記アクリル系粒子と前記アクリル系樹脂との屈折率の差が、0.05以下であることが好ましく、0.02以下であることがより好ましく、0.01以下であることがさらに好ましい。
上記のような屈折率の条件を満たすためには、前記アクリル系樹脂の各単量体単位組成比を調整する方法、及びアクリル系粒子に使用されるゴム質重合体あるいは単量体の組成比を調製する方法等が挙げられる。そうすることによって、前記屈折率差を小さくすることができ、透明性に優れた液晶偏光板用保護フィルムを得ることができる。
なお、ここで言う屈折率差とは、アクリル系樹脂が可溶な溶媒に、本発明に係る液晶偏光板用保護フィルムを適当な条件で十分に溶解させ白濁溶液とし、これを遠心分離等の操作により、溶媒可溶部分と不溶部分に分離し、この可溶部分(アクリル系樹脂)と不溶部分(アクリル系粒子)をそれぞれ精製した後、測定した屈折率(23℃、測定波長:550nm)の差を示す。
また、前記アクリル系粒子の含有量は、前記樹脂フィルムに含有される樹脂の総量100質量部に対して、0.5〜30質量部であることが好ましく、1〜15質量部であることがより好ましい。前記アクリル系粒子の含有量が少なすぎると、前記アクリル系粒子を含有させた効果が少なくなり、靭性等を高め、加工性を高めるという作用を充分に発揮できない傾向がある。また、前記アクリル系粒子の含有量が多すぎると、延伸時等にアクリル系粒子の脱落が発生する傾向がある。
(可塑剤)
前記可塑剤としては、特に限定されないが、得られた樹脂フィルムに適切な柔軟性を付与するため等に添加されるものが挙げられる。具体的には、例えば、エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコール酸エステル系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、及び前記グリコール系可塑剤等が挙げられる。
前記エステル系可塑剤としては、具体的には、例えば、脂肪族二塩基酸、脂環式二塩基酸、及び芳香族二塩基酸等の多価塩基酸とグリコール等の多価アルコールとから形成されるもの等が挙げられる。また、前記脂肪族二塩基酸としては、特に限定なく使用できるが、具体的には、例えば、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸等が挙げられる。
前記リン酸エステル系可塑剤としては、具体的には、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等が挙げられる。
前記フタル酸エステル系可塑剤としては、具体的には、例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート等が挙げられる。
前記トリメリット酸系可塑剤としては、具体的には、例えば、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等が挙げられる。
前記ピロメリット酸エステル系可塑剤としては、具体的には、例えば、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等が挙げられる。
前記グリコール酸エステル系可塑剤としては、具体的には、例えば、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等が挙げられる。
前記クエン酸エステル系可塑剤としては、具体的には、例えば、トリエチルシトレート、トリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリ−n−(2−エチルヘキシル)シトレート等が挙げられる。
前記グリコール系可塑剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコール等が挙げられる。
前記可塑剤は、上記各可塑剤を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(酸化防止剤)
前記酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられる。具体的には、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−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〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔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〕、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔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〕、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、N,N′−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等が挙げられる。特に、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−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〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕等が挙げられる。また、例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。
(紫外線吸収剤)
前記紫外線吸収剤は、例えば、得られた樹脂フィルムを偏光板用保護フィルムとして用いた場合に、偏光板や液晶セル等の劣化を防止する作用を有するもの等が挙げられる。具体的には、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、且つ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。具体的には380nmの透過率が10%未満であることが好ましく、特に5%未満であることがより好ましい。
前記紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物(ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤)、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物(ベンゾフェノン系紫外線吸収剤)、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。
上記の紫外線吸収剤の中では、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましい。以下に、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、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−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−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)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール(TINUVIN171、BASFジャパン(株)製)、オクチル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートとの混合物(TINUVIN109、BASFジャパン(株)製)等が挙げられる。
前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニルメタン)等が挙げられる。
次に、前記樹脂フィルムの製造方法について説明する。
前記樹脂フィルムの製造方法としては、前記アクリル系樹脂と、前記シリカ粒子と、前記有機ケイ素化合物を含有する樹脂フィルムを製造することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、前記アクリル系樹脂と、前記シリカ粒子と、前記有機ケイ素化合物を含有する樹脂溶液(ドープ)を用いて、溶液流延製膜法等によって、樹脂フィルムを製造することができる。また、樹脂フィルムに含有される有機ケイ素化合物は、上述したように、前記シランカップリング剤がフィルムの製造時に加水分解した加水分解物やその加水分解物の重縮合物であってもよい。また、前記シランカップリング剤が、加水分解物や重縮合物と比較して、前記ドープ内で均一に分散しやすい。これらのことから、前記ドープに含有させる有機ケイ素化合物としては、前記シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物のいずれであってもよいが、前記シランカップリング剤が好ましい。これらのことから、前記樹脂フィルムの製造方法としては、例えば、前記アクリル系樹脂、前記シリカ粒子、及び前記シランカップリング剤を含有する樹脂溶液(ドープ)を、走行する支持体上に流延して流延膜を形成する流延工程と、前記流延膜をフィルムとして前記支持体から剥離する剥離工程と、剥離したフィルムを、前記フィルムの搬送方向に垂直な方向に延伸する延伸工程とを備える樹脂フィルムの製造方法等が挙げられる。例えば、図1に示すような溶液流延製膜法による樹脂フィルムの製造装置によって行われる。なお、樹脂フィルムの製造装置としては、図1に示すものに限定されず、他の構成のものであってもよい。ここで、フィルムとは、支持体上に流延された樹脂溶液(ドープ)からなる流延膜(ウェブ)が支持体上で乾燥され、前記支持体から剥離しうる状態となった以後のものを言い、樹脂フィルムとは、前記製造方法等によって最終的に得られたものを言う。
図1は、本実施形態に係る樹脂フィルムを製造するための樹脂フィルムの製造装置11の基本的な構成の一例を示す概略図である。前記樹脂フィルムの製造装置11は、ドープ製造装置21と、ドープろ過装置22と、製膜装置23とを備える。前記ドープ製造装置21は、ドープを製造する。前記ドープろ過装置22は、製造されたドープを濾過する。前記製膜装置23は、濾過されたドープを用いて樹脂フィルムを製造する。
(ドープ製造装置)
前記ドープ製造装置21は、図1に示すように、ドープ仕込み釜1、排出用バルブ6、及びドープ送液ポンプ2等を備える。前記ドープ仕込み釜1は、樹脂等の樹脂フィルムの原料と溶媒とを含むドープ原料を混合して、ドープを調製するための容器である。ここで用いる樹脂フィルムの原料としては、前記アクリル系樹脂、前記シリカ粒子及び前記シランカップリング剤等の上述した原料を用いる。また、ここで用いる溶媒は、前記アクリル系樹脂を溶解させることができる溶媒であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、塩化メチレン等の塩素系有機溶媒、及び酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−ヘキサフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタン等の非塩素系有機溶媒等が挙げられる。この中でも、塩化メチレン、酢酸メチル、酢酸エチル、及びアセトン等が好ましい。
さらに、前記溶媒には、炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールを含有させることが好ましい。その含有量としては、前記溶媒全体に対して、1〜40質量%であることが好ましい。ドープ中の前記アルコールの含有比率が高くなると、ウェブがゲル化し、金属支持体からの剥離が容易になり、また、前記アルコールの含有比率が低いと、非塩素系有機溶媒系でのアクリル系樹脂やセルロースエステル系樹脂の溶解を促進する役割がある。
また、メチレンクロライド、及び炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールを含有する溶媒に、前記アクリル系樹脂、前記シリカ粒子、及び前記有機ケイ素化合物等の樹脂フィルムの原料を15〜45質量%溶解させたドープであることが好ましい。
また、炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等が挙げられる。
また、前記ドープ仕込み釜1は、前記排出用バルブ6を介して、ドープを流通させて、他の装置、例えば、前記ドープろ過装置22等に送液させるための配管7が接続されている。なお、前記配管7は、例えば、前記ドープろ過装置22等を経由して、前記製膜装置23の流延ダイ13まで接続されている。そして、その配管7には、前記排出用バルブ6の直下等に、配管7内をドープが効率的に流通できるようにするためのドープ送液ポンプ2が備えられている。前記ドープ送液ポンプ2は、前記排出用バルブ6の直下だけではなく、配管7内のドープの流通を円滑にするために、適宜配置されていてもよい。
前記ドープ仕込み釜1は、ドープの仕込み釜として用いられている釜等を限定なく使用できる。また、前記ドープ仕込み釜1としては、内部に投入した液体を、所定の温度まで加熱して、加熱した状態で攪拌することができるものが好ましい。具体的には、例えば、攪拌羽根や加熱装置等を備えたもの等が挙げられる。前記ドープ仕込み釜1内の液体を加熱する加熱装置としては、特に限定されないが、外部から行うものが好ましく、例えば、ジャケットタイプのものが、温度コントロールが容易な点から好ましい。また、前記ドープ仕込み釜1内に投入する液体を加熱した状態で攪拌する場合、溶媒の減量を抑制するために、前記ドープ仕込み釜1は、密閉された容器であることが好ましい。このような場合、前記ドープ仕込み釜1としては、所定の圧力、具体的には、前記溶媒の、攪拌時の温度における蒸気圧以上の圧力に耐えられる容器であることが好ましい。また、前記ドープ仕込み釜1内の加圧は、上記のような加熱による溶媒の蒸気圧の上昇によって行ってもよいが、窒素ガス等の不活性気体を圧入する方法等を用いてもよい。なお、前記ドープ仕込み釜1には、圧力計、温度計及び粘度計等の計器類を適宜配設してもよい。
次に、前記ドープ製造装置21によるドープの製造方法について説明する。
前記ドープ仕込み釜1に、樹脂及び溶媒等のドープ原料を投入し、攪拌する。その際、樹脂及び溶媒以外のドープ原料は、攪拌前に投入してもよいし、攪拌中に投入してもよい。そうすることによって、前記樹脂が前記溶媒に徐々に溶解する。このように前記樹脂が前記溶媒に溶解されることによって、ドープが調製される。また、前記ドープ仕込み釜1内の液体の粘度は、前記ドープ仕込み釜1に配置した粘度計、例えば、CBC株式会社製のFVM−80A−EXHTを用いて測定することができる。
また、前記ドープ仕込み釜1内の液体の温度は、特に制限されないが、前記樹脂の溶解性を高める点からも、前記溶媒中の主溶媒、例えば、塩素系溶媒の沸点以上であることが好ましく、その沸点よりも20〜50℃高い温度であることがより好ましい。この攪拌時の液体の温度が低すぎると、前記樹脂が溶解するのに必要な時間が長時間化し、ドープの生産性が低下する傾向がある。また、攪拌時の液体の温度が高すぎると、前記溶媒の沸騰により発生した気泡が得られたドープに残存しやすくなり、得られた樹脂フィルムに気泡による異物が発生しやすくなる傾向がある。なお、前記ドープ仕込み釜1内の液体の温度は、前記ドープ仕込み釜1に配置した温度計等を用いて測定することができる。また、例えば、上記の粘度計の例示として挙げたCBC株式会社製のFVM−80A−EXHTを用いて、前記ドープ仕込み釜1内の液体の温度を測定してもよい。
また、前記ドープ仕込み釜1の容量としては、2〜50mであることが好ましく、5〜20mであることがより好ましい。容量が小さすぎると、ドープの製造量によっては、ドープ仕込み釜の設置数を増やすか、処理回数を増やすことが必要になるおそれがある。また、大きすぎると、前記樹脂を溶媒に溶解させるために必要な時間が長時間化し、ドープの生産性が低下する傾向がある。
前記ドープ仕込み釜1で調製されたドープは、前記排出用バルブ6が開放されることによって、前記ドープ仕込み釜1に接続された配管7内を前記ドープろ過装置22まで送液され、その後、前記製膜装置23、具体的には、前記製膜装置23の流延ダイ13まで送液される。
(ドープろ過装置)
前記ドープろ過装置22は、図1に示すように、ドープ静置釜3、ろ過器4、及びドープ送液ポンプ2等を備える。前記ドープ製造装置21で製造されたドープに、未溶解物や析出物等がほとんど発生しない場合等は、前記ドープろ過装置22を設置しなくてもよいが、得られる樹脂フィルムにおける異物発生を低減させるために、前記ドープろ過装置22を設置するのが好ましい。
前記ドープ静置釜3は、ドープを一旦貯留するための容器である。また、前記ドープ静置釜3内の液体、例えば、前記ドープ仕込み釜1で調製され、前記製膜装置23に送液する前のドープ等の粘度は、前記ドープ静置釜3に配置した粘度計、例えば、CBC株式会社製のFVM−80A−EXHTを用いて測定することができる。ここで、ドープの粘度は、30℃における粘度を示す。前記ろ過器は、前記ドープ静置釜3に貯留されていたドープから未溶解物や析出物をろ別するためのろ過器である。前記ドープろ過装置22に備えられているろ過器は、図1に示すように、1つであってもよいし、2つ以上のろ過器を直列又は並列に接続したものであってもよい。また、前記ドープろ過装置22に備えられているろ過器に用いられるろ過材の材質は、特に制限はなく、通常のろ過材を使用することができる。例えば、ポリプロピレン等のプラスチック製のろ過材や、セルロースやレーヨンを用いたろ紙、ステンレス鋼等の金属製の濾過材が繊維の脱落等がなく好ましい。ろ過により、原料の樹脂の溶液に含まれていた不純物、特に輝点異物を除去、低減する点から好ましい。ろ過精度は、0.03mm以下が好ましく、0.001〜0.015mmがより好ましい。また、上述のように複数のろ過器を用いる場合、0.002〜0.005mmのろ過器を一箇所設けることが好ましい。
そして、前記ドープ送液ポンプ2は、前記ドープ静置釜3と前記ろ過器とを接続する配管7等に、配管7内のドープの送液を円滑にするために、適宜配置されていてもよい。特に、前記ろ過器4等のろ過器の直前には、ろ圧を高めるために、前記ドープ送液ポンプ2が配置されていることが好ましい。
したがって、前記ドープ製造装置21で調製されたドープは、前記ドープろ過装置22でろ過された後、前記製膜装置23、具体的には、前記製膜装置23の流延ダイ13まで送液される。
(製膜装置)
前記製膜装置23は、図1に示すように、無端ベルト支持体12、流延ダイ13、剥離ローラ14、延伸装置15、乾燥装置17及び巻取装置18等を備える。前記流延ダイ13は、ドープ19を無端ベルト支持体12の表面上に流延する。前記無端ベルト支持体12は、前記流延ダイ13から流延されたドープ19からなるウェブを形成し、搬送させながら乾燥させることによってフィルムとする。前記剥離ローラ14は、フィルムを無端ベルト支持体12から剥離する。前記延伸装置15は、剥離されたフィルムを延伸する。前記乾燥装置17は、延伸されたフィルムを搬送ローラで搬送させながら、乾燥させる。前記巻取装置18は、乾燥したフィルムをロール状に巻き取って、フィルムロールとする。ここで、前記ドープ19として、前記ドープ製造装置21で調製され、必要に応じて、前記ドープろ過装置22でろ過され、前記製膜装置23まで送液されたドープを用いる。
前記流延ダイ13は、図1に示すように、前記流延ダイ13の上端部に接続されたドープ供給管からドープ19が供給される。そして、その供給されたドープが前記流延ダイ13から前記無端ベルト支持体12に吐出され、前記無端ベルト支持体12上にウェブが形成される。
前記無端ベルト支持体12は、図1に示すように、表面が鏡面の、無限に走行する金属製の無端ベルトである。前記ベルトとしては、フィルムの剥離性の点から、例えば、ステンレス鋼等からなるベルトが好ましく用いられる。前記流延ダイ13によって流延する流延膜の幅は、特に限定されないが、無端ベルト支持体12の幅を有効活用する観点から、無端ベルト支持体12の幅に対して、80〜99%とすることが好ましい。また、無端ベルト支持体の代わりに、表面が鏡面の、回転する金属製のドラム(無端ドラム支持体)を用いてもよい。
そして、前記無端ベルト支持体12は、その表面上に形成された流延膜(ウェブ)を搬送しながら、ドープ中の溶媒を乾燥させる。前記乾燥は、例えば、無端ベルト支持体12を加熱したり、加熱風をウェブに吹き付けたりすることによって行う。ウェブの温度は、高いほど溶媒の乾燥速度を速くできるので好ましいが、高すぎると、発泡したり、平面性が劣化したりする傾向がある。
無端ベルト支持体12を加熱する場合、例えば、無端ベルト支持体12上のウェブを赤外線ヒータで加熱する方法、無端ベルト支持体12の裏面を赤外線ヒータで加熱する方法、無端ベルト支持体12の裏面に加熱風を吹き付けて加熱する方法等が挙げられ、必要に応じて適宜選択することが可能である。
また、加熱風を吹き付ける場合、その加熱風の風圧は、溶媒蒸発の均一性等を考慮し、50〜5000Paであることが好ましい。加熱風の温度は、一定の温度で乾燥してもよいし、無端ベルト支持体12の走行方向で数段階の温度に分けて供給してもよい。
無端ベルト支持体12の上にドープを流延した後、無端ベルト支持体12からウェブを剥離するまでの間での時間は、作製する樹脂フィルムの膜厚、使用する溶媒によっても異なるが、無端ベルト支持体12からの剥離性を考慮し、0.5〜5分間の範囲であることが好ましい。
前記無端ベルト支持体12の走行速度は、特に限定されないが、生産性の観点等から、例えば、50〜200m/分程度であることが好ましい。また、前記流延ダイ13から吐出されるドープの流速に対する、前記無端ベルト支持体12の走行速度の比(ドラフト比)は、0.8〜2程度であることが好ましい。前記ドラフト比がこの範囲内であると、安定して流延膜を形成させることができる。例えば、ドラフト比が大きすぎると、流延膜が幅方向に縮小されるネックインという現象を発生させる傾向があり、そうなると、広幅のフィルムを形成できなくなる。
前記剥離ローラ14は、無端ベルト支持体12のドープ19が流延される側の表面近傍に配置されており、前記無端ベルト支持体12と前記剥離ローラ14との距離は、1〜100mmであることが好ましい。前記剥離ローラ14を支点として、乾燥されたウェブ(フィルム)に張力をかけて引っ張ることによって、乾燥されたウェブ(フィルム)が剥離される。無端ベルト支持体12からフィルムを剥離する際に、剥離張力及びその後の搬送張力によってフィルムは、フィルムの搬送方向(Machine Direction:MD方向)に延伸する。このため、無端ベルト支持体12からフィルムを剥離する際の剥離張力及び搬送張力は、例えば、50〜400N/mにすることが好ましい。
また、フィルムを無端ベルト支持体12から剥離する時のフィルムの残留溶媒率は、無端ベルト支持体12からの剥離性、剥離時の残留溶媒率、剥離後の搬送性、搬送・乾燥後にできあがる光学フィルムの物理特性等を考慮し、30〜200質量%であることが好ましい。なお、フィルムの残留溶媒率は、下記式(I)で定義される。
残留溶媒率(質量%)={(M−M)/M}×100 (I)
ここで、Mは、フィルムの任意時点での質量を示し、Mは、Mを測定したフィルムを115℃で1時間乾燥させた後の質量を示す。
前記延伸装置15は、無端ベルト支持体12から剥離されたフィルムを、ウェブの搬送方向と直交する方向(Transverse Direction:TD方向)に延伸させる。具体的には、フィルムの搬送方向に垂直な方向の両端部をクリップ等で把持して、対向するクリップ間の距離を大きくすることによって、TD方向に延伸する。なお、第1実施形態では、延伸装置15を備えていたが、備えていなくてもよい。その際、下記式(II)で求められる延伸率が10〜200%となるように延伸することが好ましい。すなわち、最終的に得られた樹脂フィルムが、下記式(II)となるように延伸されたものであることが好ましい。
延伸率(%)={(延伸後の幅方向の長さ−延伸前の幅方向の長さ)/延伸前の幅方向の長さ}×100 (II)
延伸率が低すぎると、所望の位相差が得られにくい傾向がある。このことは、延伸率が低すぎると、樹脂フィルムを構成する分子の配向が不足することによると考えられる。また、延伸率が高すぎると、ウェブの膜厚むらが顕著となる傾向がある。このことにより、得られた樹脂フィルムに位相差むらが発生するおそれがある。また、フィルムのヘイズが高くなり、透明性が低下する傾向もある。このため、得られた光学フィルムを液晶パネル等の液晶表示装置に備えられる位相差フィルムとして用いた場合、コントラストが低下する傾向があり、好ましくない。また、場合によっては、把持手段(クリップ)で把持した箇所から、フィルムが裂けて破断するおそれがある。よって、上記範囲内となるように延伸することによって、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制でき、さらに幅の広い樹脂フィルムが得られる。このような高い延伸率で、シリカ粒子を含有した樹脂フィルムを延伸した場合、一般的に、シリカ粒子の脱落や配向むら等の不具合が発生しやすい傾向があるが、本実施形態に係る樹脂フィルムであれば、このような不具合の発生を抑制できる。
また、フィルムを延伸させる際、通常、フィルムを加熱して行う。このフィルムの加熱は、例えば、加熱風をフィルムに吹きつけることによって行ってもよいし、赤外線ヒータ等の加熱装置で加熱してもよい。また、その延伸をさせる際の温度(延伸温度)としては、100〜200℃であることが好ましく、120〜180℃であることがより好ましい。延伸温度が低すぎると、フィルムに余分な応力がかかるため、フィルムのヘイズが高くなり、透明性が低下する傾向がある。このため、得られた樹脂フィルムを液晶パネル等の液晶表示装置に備えられる位相差フィルムとして用いた場合、コントラストが低下する傾向があり、好ましくない。また、場合によっては、把持手段(クリップ)で把持した箇所から、フィルムが裂けて破断するおそれがある。また、延伸温度が高すぎると、所望のリタデーション値が得られなかったり、フィルムが溶融したりして、フィルムの表面状態や膜厚等が不均一になる傾向がある。
そして、前記延伸装置15は、クリップを把持していた領域を切断する装置を備えていてもよい。また、本実施形態では、延伸装置15を備えていたが、備えていなくてもよい。
また、前記延伸装置15により延伸されたフィルムの全残留溶媒率は、特に限定されないが、前記乾燥装置17による作業性の観点等から、例えば、1〜20質量%であることが好ましい。なお、前記延伸装置15を備えない場合は、前記乾燥装置17にフィルムを供給するまでに、フィルムの全残留溶媒率が1〜20質量%となっていることが好ましい。
前記乾燥装置17は、複数の搬送ローラを備え、そのローラ間を、フィルムを搬送させる間にフィルムを乾燥させる。本実施形態では、後述するように、組成の異なる複数のドープの各ドープに対応するフィルムが、前記無端ベルト支持体12から剥離され、それぞれ所定の残留溶媒率となるように乾燥条件を変更させて、前記樹脂フィルムを乾燥させる工程を備えることが好ましい。そうすることによって、各ドープに対応する樹脂フィルムが好適に製造される。具体的には、残留溶媒率が、後述する0.01〜15質量%となるように乾燥させることが好ましい。そして、乾燥の際、加熱空気、赤外線等を単独で用いて乾燥してもよいし、加熱空気と赤外線とを併用して乾燥してもよい。簡便さの点から加熱空気を用いることが好ましい。乾燥温度としては、フィルムの残留溶媒率により、好適温度が異なるが、乾燥時間、収縮ムラ、伸縮量の安定性等を考慮し、30〜180℃の範囲で残留溶媒率により適宜選択して決めればよい。また、一定の温度で乾燥してもよいし、2〜4段階の温度に分けて、数段階の温度に分けて乾燥してもよい。また、乾燥装置17内を搬送される間に、フィルムを、MD方向に延伸させることもできる。前記乾燥装置17での乾燥処理後のフィルムの残留溶媒率は、乾燥工程の負荷、保存時の寸法安定性伸縮率等を考慮し、0.01〜15質量%が好ましい。
前記巻取装置18は、前記乾燥装置17で所定の残留溶媒率となったフィルムを、その幅方向両端部にホットエンボス機構によりエンボス加工を施した後、巻き芯に巻き取る。なお、巻き取る際の温度は、巻き取り後の収縮によるスリキズ、巻き緩み等を防止するために室温まで冷却することが好ましい。使用する巻き取り機は、特に限定なく使用でき、一般的に使用されているものでよく、定テンション法、定トルク法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等の巻き取り方法で巻き取ることができる。
また、前記製膜装置23では、前記延伸装置15及び前記乾燥装置17を備えているが、備えていなくてもよく、また、それぞれが2箇所以上に備えられていてもよい。
このようにして得られた樹脂フィルムは、上述したように、延伸しても、シリカ粒子の脱落や配向むら等の不具合の発生を充分に抑制できる。よって、前記樹脂フィルムは、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制でき、さらに幅の広い樹脂フィルムが得られる。また、上記のような高い延伸率で、シリカ粒子を含有した樹脂フィルムを延伸した場合、一般的に、シリカ粒子の脱落や配向むら等の不具合が発生しやすい傾向があるが、本実施形態に係る樹脂フィルムであれば、このような不具合の発生を抑制できる。
(偏光板)
また、前記樹脂フィルムは、その組成等によって、偏光板の偏光素子を保護するための偏光板用の透明保護フィルムとして用いることができる。偏光板は、具体的には、例えば、偏光素子と、前記偏光素子の表面上に配置された透明保護フィルムとを備えるものである。そして、その透明保護フィルムとして、前記樹脂フィルムを用いることができる。前記偏光素子とは、入射光を偏光に変えて射出する光学素子である。
前記偏光板としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素溶液中に浸漬して延伸することによって作製される偏光素子の少なくとも一方の表面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて、前記樹脂フィルムを貼り合わせたものが好ましい。また、前記偏光素子のもう一方の表面にも、前記樹脂フィルムを積層させてもよいし、別の偏光板用の透明保護フィルムを積層させてもよい。この偏光板用の透明保護フィルムとしては、例えば、市販のセルロースエステルフィルムとして、KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC8UY−HA、KC8UX−RHA(以上、コニカミノルタオプト株式会社製)等が好ましく用いられる。あるいは、セルロースエステルフィルム以外の環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを用いてもよい。この場合は、ケン化適性が低いため、適当な接着層を介して偏光板に接着加工することが好ましい。
前記偏光板は、上述のように、偏光素子の少なくとも一方の表面側に積層する透明保護フィルムとして、前記樹脂フィルムを使用したものである。その際、前記樹脂フィルムが位相差フィルムとして働く場合、樹脂フィルムの遅相軸が偏光素子の吸収軸に実質的に平行または直交するように配置されていることが好ましい。
また、前記偏光素子の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール系偏光フィルムが挙げられる。ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものとがある。前記ポリビニルアルコール系フィルムとしては、エチレンで変性された変性ポリビニルアルコール系フィルムが好ましく用いられる。
前記偏光素子は、例えば、以下のようにして得られる。まず、ポリビニルアルコール水溶液を用いて製膜する。得られたポリビニルアルコール系フィルムを一軸延伸させた後染色するか、染色した後一軸延伸する。そして、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を施す。
前記偏光素子の膜厚は、5〜40μmであることが好ましく、5〜30μmであることがより好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。
該偏光素子の表面上に、セルロースエステル系樹脂フィルムを張り合わせる場合、完全鹸化ポリビニルアルコール等を主成分とする水系の接着剤によって貼り合わせることが好ましい。また、セルロースエステル系樹脂フィルム以外の樹脂フィルムの場合は、適当な粘着層を介して偏光板に接着加工することが好ましい。
上述のような偏光板は、透明保護フィルムとして、本実施形態に係る樹脂フィルムを用いることによって、前記樹脂フィルムが、耐湿性及び耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生が抑制されたものであるので、例えば、大画面化した液晶表示装置用として好適に使用可能な偏光板が得られる。具体的には、大画面化して液晶表示装置用の偏光板であっても、吸湿による変形等が抑制される。
(液晶表示装置)
また、前記樹脂フィルムを備えた偏光板は、液晶表示装置に備えられる偏光板として用いることができる。液晶表示装置は、具体的には、例えば、液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された2枚の偏光板とを備えるものである。そして、前記2枚の偏光板のうちの少なくとも一方の偏光板として、前記偏光板を用いることができる。なお、液晶セルとは、一対の電極間に液晶物質が充填されたものであり、この電極に電圧を印加することで、液晶の配向状態が変化され、透過光量が制御される。このような液晶表示装置は、前記偏光板として、耐湿性及び耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生が抑制された樹脂フィルムを備えた偏光板を用いるので、大画面化したものであっても、画像表示領域に配置している樹脂フィルムの不具合の発生が抑制された液晶表示装置を提供することができる。具体的には、例えば、大画面化した液晶表示装置であっても、画像表示領域に配置している樹脂フィルムの、吸湿による変形の発生等を抑制することができる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例A]
まず、アクリル系樹脂とシリカ粒子とを含有する樹脂フィルムにおける有機ケイ素化合物の効果について検討した。
(実施例1)
まず、図1に示すような樹脂フィルムの製造装置の容器(溶解タンク)に、溶媒として、メチルクロライド300質量部及びメタノール52質量部と、透明性樹脂としてアクリル系樹脂(メチルメタクリレート樹脂:三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR100、重量平均分子量Mw120000)100質量部とを添加して、攪拌した。さらに、攪拌中の液体に対して、シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製のアエロジル972V、体積平均1次粒子径16nm)0.5質量部(樹脂100質量部に対して0.5質量部)、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製のKBM602、(CHO)(CH)SiCNHCNH、屈折率1.45)0.05質量部(樹脂100質量部に対して0.05質量部)を添加した。そして、前記透明性樹脂が溶解するまで、攪拌することによって、ドープ(樹脂溶液)が得られた。得られたドープを、35℃まで冷却した後、濾過した。
このようにして得られたドープを使用して、以下のように、樹脂フィルムを製造した。
まず、前記ドープを、配管を介して流延ダイ(コートハンガーダイ)に送液して、流延ダイ(コートハンガーダイ)から、ステンレス鋼製かつ超鏡面に研磨したエンドレスベルトからなる無端ベルト支持体にドープを流延した。そうすることによって、無端ベルト支持体上にウェブを形成し、乾燥させながら搬送した。そして、無端ベルト支持体からウェブをフィルムとして剥離した。その際、剥離した際のウェブの残留溶媒率が100%となるように乾燥させた。
そして、剥離したフィルムを、35℃の雰囲気でロール搬送しながら乾燥させた。その後、フィルムを延伸装置(テンター)を用いて、135℃の雰囲気内でフィルムの両端をクリップで把持しながら幅手方向に1.1倍延伸した。そして、延伸したフィルムを130℃で5分間緩和させた後、120℃や140℃の雰囲気でロール搬送しながら乾燥させた。
その後、裁断装置を用いて、クリップで把持されていた領域を裁断して、幅1.5mのフィルムを得た。そして、得られたフィルムを巻取装置で巻き取ることによって、ロール状の樹脂フィルムが得られた。
(比較例1)
ドープにシランカップリング剤を含有させないこと以外、実施例1と同様である。
上記実施例1及び比較例1におけるドープ組成をまとめたものを表1に示す。
上述のようにして得られた樹脂フィルムは、以下のように評価した。
(シリカ粒子の脱落性)
まず、得られた樹脂フィルム上に黒い布を押し当てた。そして、その布を押し当てた状態のままで樹脂フィルムを擦るように、20回往復させた。その後、布の樹脂フィルムに押し当てた面を目視で確認した。その際、シリカ粒子に由来する白点が確認できなければ、「○」と評価し、白点が確認できれば、「×」と評価した。
(配向むら)
得られた樹脂フィルムを、2枚の偏光板を直交(クロスニコル)状態にしたものの間に配置して、一方の偏光板側からシャーカステンで光を当てて、他方の偏光板側から目視で観察した。その結果、むらが確認されなければ、「◎」と評価し、むらが端部周辺等にわずかに確認されるが、中央部等には確認されず、光学フィルムとして使用可能なものであれば、「○」と評価し、むらが全面的に確認されれば、「△」と評価し、ひどいむらが確認されれば、「×」と評価した。
(耐湿性)
得られた樹脂フィルムの流延方向(長手方向)に並ぶ2箇所の目印として、十字の印を2箇所付した。その2箇所の目印間の距離を、光学顕微鏡を用いて測定した。
そして、この印を付した樹脂フィルムを、60℃、相対湿度90%RHの雰囲気下に1000時間放置することによって、熱処理した。その後、再び、2箇所の目印間の距離を、光学顕微鏡を用いて測定した。
上記のように測定した目印間の距離を用いて、下記式(3)から、その距離の変化率(寸法変化率)を算出した。
寸法変化率(%)=[(L1−L2)/L1]×100 (3)
式中、L1は、熱処理前の距離を示し、L2は、熱処理後の距離を示す。
そして、その寸法変化率が、0.3%未満であれば、「○」と評価し、0.3%以上0.5%未満であれば、「△」と評価し、0.5%以上であれば、「×」と評価した。
(耐熱性)
まず、得られた樹脂フィルムを10cm×10cmの大きさになるように切断した。そして、切断された樹脂フィルムを試験片とした。その試験片を、90℃、乾燥状態(相対湿度5%RH以下)の雰囲気下に1000時間放置した。その後、そのフィルムの変形を目視で確認した。そして、フィルムの変形が確認できなければ、「○」と評価し、フィルムの変形が1ヶ所確認されれば、「△」と評価し、フィルムの変形が2ヶ所以上確認されれば、「×」と評価した。
評価結果を表2に示す。
表1及び表2から分かるように、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、有機ケイ素化合物とを含有する樹脂フィルム(実施例1)は、有機ケイ素化合物を含有しない樹脂フィルム(比較例1)と比較して、延伸しても、シリカ粒子の脱落が抑制され、さらに、配向むらの発生が抑制された。このことから、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、有機ケイ素化合物とを含有することによって、耐湿性や耐熱性に優れるだけではなく、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できることが分かった。
[実施例B]
次に、セルロースエステル系樹脂を含有した場合について検討した。
(実施例2〜25)
実施例2〜25は、透明性樹脂として、前記アクリル系樹脂の代わりに、表3に示す比率(組成比)での、表3に示すアクリル系樹脂と表3に示すセルロースエステル樹脂との混合物を用いること以外、実施例1と同様である。
なお、表3中、Tは、アシル基総置換度を示し、acは、アセチル基置換度を示し、prは、プロピオニル基置換度を示し、buは、ブチリル基置換度を示し、penは、ペンタノイル基置換度を示し、hepは、ヘキサノイル基置換度を示し、bzは、ベンゾイル基置換度を示し、octは、オクタノイル基置換度を示す。そして、組成比は、アクリル系樹脂/セルロースエステル系樹脂(質量比)を示す。具体的には、例えば、実施例2は、透明性樹脂として、前記アクリル系樹脂100質量部の代わりに、前記アクリル系樹脂98質量部と、セルロースエステル系樹脂(重量平均分子量Mw2000000、アシル基総置換度:2.75、アセチル基置換度:0.19、プロピオニル基置換度:2.56)2質量部とを用いたこと以外、実施例1と同様である。
また、表3中、BR75は、アクリル系樹脂(メチルメタクリレート樹脂:三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR75、重量平均分子量Mw85000)を示し、BR64は、アクリル系樹脂(メチルメタクリレート樹脂:三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールBR64、重量平均分子量Mw65000)を示し、MB−2539は、アクリル系樹脂(メチルメタクリレート樹脂:三菱レイヨン株式会社製のダイヤナールMB−2539、重量平均分子量Mw80000)を示す。また、A1は、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(MA)との質量比が、98:2のモノマー混合物を重合して得られたアクリル系樹脂(重量平均分子量Mw1000000)を示し、A2は、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(MA)との質量比が、97:3のモノマー混合物を重合して得られたアクリル系樹脂(重量平均分子量Mw1100000)を示す。
(比較例2)
ドープにシランカップリング剤を含有させないこと以外、実施例4と同様である。
(比較例3)
ドープにアクリル系樹脂を含有させないこと以外、実施例4と同様である。
上記実施例2〜25及び比較例2、3におけるドープ組成をまとめたものを表3に示す。
上述のようにして得られた樹脂フィルムは、上記評価に加え、以下に示す評価方法により評価した。
(延伸割れ)
まず、得られた樹脂フィルムを、延伸率40%で延伸させた。その延伸した樹脂フィルムの表面を目視で確認した。表面が平滑であると確認できれば、「◎」と評価し、表面の平滑性が多少低下しているものの、表面にひび割れが確認できなければ、「○」と評価し、表面のひび割れが端部周辺等にわずかに確認されるが、中央部等には確認されなければ、「△」と評価し、表面のひび割れが全面的に確認されれば、「×」と評価した。
(脆性:延性破壊)
まず、得られた樹脂フィルムから、100mm×10mmの大きさの試験体を切り取った。その切り取った試験体を、長手方向の中央部に折り目が形成されるように、谷折り及び山折りを1回ずつ行い、折られた試験体が割れるか否かを確認した。そして、これと同様の操作を3回行った。なお、ここで割れるとは、試験体が2つの部分に分割されることを指す。
この結果、一回も割れなかったら、「○」と評価し、一回でも割れたら、「×」と評価した。なお、この評価から、光学フィルムの脆性が評価できる。
評価結果を表4に示す。
表3及び表4から分かるように、透明性樹脂として、アクリル系樹脂とセルロースエステル系樹脂とを併用した場合であっても、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、有機ケイ素化合物とを含有する樹脂フィルム(実施例2〜25)は、有機ケイ素化合物を含有しない樹脂フィルム(比較例2)やアクリル系樹脂を含有しない樹脂フィルム(比較例3)と比較して、延伸しても、シリカ粒子の脱落が抑制され、さらに、配向むらの発生が抑制された。このことから、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、有機ケイ素化合物とを含有することによって、耐湿性や耐熱性に優れるだけではなく、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できることが分かった。また、アクリル系樹脂を含有しない樹脂フィルム(比較例3)は、実施例2〜25と比較して、耐湿性が低下するだけではなく、延伸時の不具合の発生の抑制効果も低下することが分かった。
さらに、前記アクリル系樹脂と前記セルロースエステル系樹脂との含有比が、質量比で95:5〜30:70である場合(実施例3〜6)は、耐熱性及び耐湿性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、前記範囲から外れる場合(実施例2や実施例7)と比較して、延伸時にひび割れの発生を抑制し、さらに、延性に優れた加工性に優れたものであった。
また、セルロースエステル系樹脂として、アシル基の総置換度(T)が2〜3であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3であるものを含有させた場合(実施例8〜13、及び実施例15)は、耐熱性及び耐湿性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、その他のセルロースエステル系樹脂を含有させた場合(実施例14、実施例16、及び実施例17)と比較して、延伸時にひび割れの発生を抑制し、さらに、延性に優れた加工性に優れたものであった。
また、セルロースエステル系樹脂として、その重量平均分子量が75000〜350000であるものを含有させた場合(実施例19、及び実施例20)は、耐熱性及び耐湿性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、重量平均分子量が前記範囲外であるセルロースエステル系樹脂を含有させた場合(実施例18、及び実施例21)と比較して、延性に優れた加工性に優れたものであった。
また、アクリル系樹脂として、その重量平均分子量が70000〜1000000であるものを含有させた場合(実施例23、及び実施例24)は、耐熱性及び耐湿性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できるだけではなく、重量平均分子量が前記範囲外であるアクリル系樹脂を含有させた場合(実施例22、及び実施例25)と比較して、延性に優れた加工性に優れたものであった。
[実施例C]
次に有機ケイ素化合物の種類について検討した。
(実施例26)
有機ケイ素化合物として、信越化学工業株式会社製のKBM603[(CHO)SiCNHCNH、屈折率1.44]を用いたこと以外、実施例4と同様である。
(実施例27)
有機ケイ素化合物として、東レ・ダウコーニング株式会社製のZ−6047[PhSi(OCH、屈折率1.54]を用いたこと以外、実施例4と同様である。
(実施例28)
有機ケイ素化合物として、東レ・ダウコーニング株式会社製のZ−6940[(CO)SiC−S−CSi(OC、屈折率1.49]を用いたこと以外、実施例4と同様である。
(実施例29)
有機ケイ素化合物として、信越化学工業株式会社製のKBM573[(CHO)SiCNHPh、屈折率1.5]を用いたこと以外、実施例4と同様である。
上述のようにして得られた樹脂フィルムは、上記評価に加え、以下に示す評価方法により評価した。
(ヘイズ)
まず、得られた樹脂フィルムのヘイズを、JIS K 7136に準じて測定した。具体的には、得られた樹脂フィルムのヘイズを、ヘイズメータ(日本電色工業株式会社製のNDH2000型)を用いて測定した。測定されたヘイズが、0.5%未満であれば、「◎」と評価し、0.5%以上1%未満であれば、「○」と評価し、1%以上1.5%未満であれば「△」と評価し、1.5%以上であれば、「×」と評価した。
評価結果を表5に示す。
表5から、有機ケイ素化合物として、屈折率が1.45〜1.5のものを用いた場合(実施例4、実施例28、及び実施例29)は、耐熱性、耐湿性、及び加工性に優れ、延伸時の不具合の発生を抑制できるだけではなく、屈折率が上記範囲外のものを用いた場合(実施例26、及び実施例27)と比較して、ヘイズの低い透明性に優れたものであった。
[実施例D]
最後に、アクリル系粒子を含有させた場合について検討した。
(実施例30)
ドープに、体積平均粒子径が0.1μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、0.3質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例31)
ドープに、体積平均粒子径が0.1μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、50質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例32)
ドープに、体積平均粒子径が0.1μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、0.5質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例33)
ドープに、体積平均粒子径が0.1μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、10質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例34)
ドープに、体積平均粒子径が0.1μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、20質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例35)
ドープに、体積平均粒子径が0.5μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、20質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例36)
ドープに、体積平均粒子径が1μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、20質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
(実施例37)
ドープに、体積平均粒子径が2μmのアクリル粒子を、透明性樹脂100質量部に対して、20質量部含有させること以外、実施例4と同様である。
上述のようにして得られた樹脂フィルムは、上記評価に加え、以下に示す評価方法により評価した。
(加工性:裁断性)
株式会社東洋精機製作所製の軽荷重引き裂き試験機を用いて、得られた樹脂フィルムを引き裂き、引き裂き面等を目視で確認した。その際、引き裂き面が非常に滑らかで、まっすぐ裂けていれば、「○」と評価し、引き裂き面にばりが多少確認できるものの、まっすぐに裂けていれば、「△」と評価し、まっすぐに裂けていなければ、「×」と評価した。
(切子)
得られた樹脂フィルムの、前記軽荷重引き裂き試験機を用いた引き裂きを、粘着シートの上方で、10回行った。その後、粘着シート上に付着した切子の数を数えた。そして、切子の数を1mあたりの個数(単位面積当たりの個数)として算出し、その算出結果に基づき、次のように評価した評価した。単位面積当たりの個数が、10個未満であれば、「◎」と評価し、10個以上30個未満であれば、「○」と評価し、30個以上50個未満であれば、「△」と評価し、50個以上であれば、「×」と評価した。
評価結果を、表6に示す。
表6から分かるように、アクリル系粒子を含有しても、アクリル系樹脂と、シリカ粒子と、有機ケイ素化合物とを含有していれば、耐湿性や耐熱性に優れ、延伸時の不具合の発生を充分に抑制できることが分かった。さらに、アクリル系粒子を含有することによって、裁断性や切り子の発生を抑制できることが分かった。また、その効果は、アクリル系粒子の粒子径や含有量に影響されることが分かった。
1 ドープ仕込み釜
2 ドープ送液ポンプ
3 ドープ静置釜
4 ろ過器
6 排出用バルブ
7 配管
11 樹脂フィルムの製造装置
12 無端ベルト支持体
13 流延ダイ
14 剥離ローラ
15 延伸装置
17 乾燥装置
18 巻取装置
19 ドープ
21 ドープ製造装置
22 ろ過装置
23 製膜装置

Claims (18)

  1. アクリル系樹脂と、
    セルロースエステル系樹脂と、
    シリカ粒子と、
    シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有し、
    前記シランカップリング剤が、下記式(1)で表される化合物であることを特徴とする樹脂フィルム。
    Si(OR (4−m−n) (1)
    (式(1)中、Yは、反応性有機官能基を示し、R は、アルキル基を示し、OR は、アルコキシ基を示し、mは、1又は2を示し、nは、0又は1を示し、m+nは、1〜3を示す。)
  2. アクリル系粒子をさらに含む請求項に記載の樹脂フィルム。
  3. アクリル系樹脂と、
    アクリル系粒子と、
    シリカ粒子と、
    シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有し、
    前記シランカップリング剤が、下記式(1)で表される化合物であることを特徴とする樹脂フィルム。
    Si(OR (4−m−n) (1)
    (式(1)中、Yは、反応性有機官能基を示し、R は、アルキル基を示し、OR は、アルコキシ基を示し、mは、1又は2を示し、nは、0又は1を示し、m+nは、1〜3を示す。)
  4. 少なくとも一方向に、下記式(3)で求められる延伸率が10〜200%となるように延伸された請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂フィルム。
    延伸率(%)={(延伸後の長さ−延伸前の長さ)/延伸前の長さ}×100 (3)
  5. アクリル系樹脂と、
    シリカ粒子と、
    シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有し、
    前記シランカップリング剤が、下記式(1)で表される化合物であり、
    少なくとも一方向に延伸されたことを特徴とする樹脂フィルム。
    Si(OR (4−m−n) (1)
    (式(1)中、Yは、反応性有機官能基を示し、R は、アルキル基を示し、OR は、アルコキシ基を示し、mは、1又は2を示し、nは、0又は1を示し、m+nは、1〜3を示す。)
  6. セルロースエステル系樹脂をさらに含む請求項に記載の樹脂フィルム。
  7. アクリル系粒子をさらに含む請求項5又は請求項6に記載の樹脂フィルム。
  8. 下記式(3)で求められる延伸率が10〜200%である請求項5に記載の樹脂フィルム。
    延伸率(%)={(延伸後の長さ−延伸前の長さ)/延伸前の長さ}×100 (3)
  9. 前記反応性有機官能基が、アミノ基及びフェニル基の少なくとも一方を含む官能基である請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂フィルム。
  10. アクリル系樹脂と、
    シリカ粒子と、
    シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有し、
    前記シランカップリング剤が、下記式(2)で表される化合物であることを特徴とする樹脂フィルム。
    (R Si(OR 4−q (2)
    (式(2)中、R は、アルキレン基を示し、OR は、アルコキシ基を示し、pは、1〜5を示し、qは、1〜3を示す。)
  11. セルロースエステル系樹脂をさらに含む請求項10に記載の樹脂フィルム。
  12. アクリル系粒子をさらに含む請求項10又は請求項11に記載の樹脂フィルム。
  13. 少なくとも一方向に、下記式(3)で求められる延伸率が10〜200%となるように延伸された請求項10〜12のいずれか1項に記載の樹脂フィルム。
    延伸率(%)={(延伸後の長さ−延伸前の長さ)/延伸前の長さ}×100 (3)
  14. シランカップリング剤、前記シランカップリング剤の加水分解物、及び前記加水分解物の重縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の屈折率が、1.45〜1.5である請求項1〜13のいずれか1項に記載の樹脂フィルム。
  15. アクリル系樹脂、シリカ粒子、及びシランカップリング剤を含有する樹脂溶液を、走行する支持体上に流延して流延膜を形成する流延工程と、
    前記流延膜をフィルムとして前記支持体から剥離する剥離工程と、
    剥離したフィルムを、前記フィルムの搬送方向に垂直な方向に延伸する延伸工程とを備え
    前記シランカップリング剤が、下記式(1)で表される化合物であることを特徴とする樹脂フィルムの製造方法。
    Si(OR (4−m−n) (1)
    (式(1)中、Yは、反応性有機官能基を示し、R は、アルキル基を示し、OR は、アルコキシ基を示し、mは、1又は2を示し、nは、0又は1を示し、m+nは、1〜3を示す。)
  16. アクリル系樹脂、シリカ粒子、及びシランカップリング剤を含有する樹脂溶液を、走行する支持体上に流延して流延膜を形成する流延工程と、
    前記流延膜をフィルムとして前記支持体から剥離する剥離工程と、
    剥離したフィルムを、前記フィルムの搬送方向に垂直な方向に延伸する延伸工程とを備え
    前記シランカップリング剤が、下記式(2)で表される化合物であることを特徴とする樹脂フィルムの製造方法。
    (R Si(OR 4−q (2)
    (式(2)中、R は、アルキレン基を示し、OR は、アルコキシ基を示し、pは、1〜5を示し、qは、1〜3を示す。)
  17. 偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも一方の表面上に配置された透明保護フィルムとを備え、
    前記透明保護フィルムが、請求項1〜14のいずれか1項に記載の樹脂フィルムであることを特徴とする偏光板。
  18. 液晶セルと、
    前記液晶セルを挟むように配置された2枚の偏光板とを備え、
    前記2枚の偏光板のうち少なくとも一方が、請求項17に記載の偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。
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