JP6266556B2 - 積層フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、レターデーションの逆波長分散性に優れ、層間の接着性に優れた積層フィルム及びその製造方法を提供することである。
<1> 環状オレフィン系樹脂を含有する組成物から形成された第一層と、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂を含有する組成物から形成された第二層と、を有することを特徴とする、積層フィルム、
<2> 上記共重合樹脂のスチレン化合物に由来する構成単位の含有量が50〜85モル%であり、シトラコン酸無水物に由来する構成単位の含有量が10〜25モル%である、<1>に記載の積層フィルム、
<3> 上記環状オレフィン系樹脂が、下記式I〜式IIIのいずれかで表される構成単位を有する、<1>又は<2>に記載の積層フィルム、
<5> 上記積層フィルムが、光学フィルム用である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の積層フィルム、
<6> 上記積層フィルムが、位相差フィルムである、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の積層フィルム、
<7> 第一の組成物と、第二の組成物を共押し出しする工程、及び、共押し出しされた組成物を、挟圧装置を構成する第一挟圧面と、第二挟圧面との間を通過させて連続的に挟圧する工程を含み、第一の組成物が、環状オレフィン系樹脂を含み、第二の組成物が、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位と、を含む共重合樹脂を含むことを特徴とする、積層フィルムの製造方法。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
また、本発明において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本発明において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本発明では、ポリマー成分の分子量については、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とした場合のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量又は数平均分子量である。
本発明の積層フィルムは、環状オレフィン系樹脂を含有する組成物から形成された第一層と、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂(以下、特定共重合樹脂ともいう。)を含有する組成物から形成された第二層と、を有することを特徴とする。
以下の説明において、第一層を形成するための、環状オレフィン系樹脂を含有する組成物を、第一の組成物(以下、本発明の第一の組成物ともいう。)という。また、第二層を形成するための、特定共重合樹脂を含有する組成物を、第二の組成物(以下、本発明の第二の組成物ともいう。)という。
本発明者は鋭意検討した結果、環状オレフィン系樹脂を含有する第一層と、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂を含有する第二層とを含む積層フィルムとすることにより、逆波長分散性に優れ、かつ、高い層間接着性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。ここで、逆波長分散性とは、波長が大きくなるほど、複屈折が大きくなることを意味する。
詳細な発明の効果の発現機構は不明であるが、第二層が含有する共重合樹脂が、シトラコン酸無水物に由来する構成単位を含むことにより、環状オレフィン系樹脂を含有する第一層との接着性が向上したものと推定している。
以下、本発明の積層フィルムの第一層を形成するための第一の組成物、及び、第二層を形成するための第二の組成物について説明する。
本発明において、第一層を形成するための第一の組成物は、環状オレフィン系樹脂を含有する。なお、本発明において、第一の組成物が、環状オレフィン系樹脂のみからなる場合を排除するものではない。
<環状オレフィン系樹脂>
本発明の積層フィルムは、環状オレフィン系樹脂を含有する組成物から形成された第一層を有する。環状オレフィン系樹脂は、固有複屈折率が正である。
環状オレフィン系樹脂としては、例えば、付加重合型環状オレフィン樹脂(COC)、及び、開環重合型環状オレフィン樹脂(COP)等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの環状オレフィン系樹脂のTgは100〜200℃が好ましく、120〜190℃であることがより好ましく、125〜185℃であることが更に好ましい。なお、環状オレフィン系樹脂は重合した後、ペレット化して使用することが好ましい。
樹脂のガラス転移温度は、TA Instruments製2920型DSC(Differential scanning calorimetry、示差走査熱量計)を使用し、JIS K−7121−1987に従って測定される。以下の説明においても同様である。
付加重合型シクロオレフィン樹脂(COC)としては、例えば、特許第3723616号公報の段落0014〜0060に記載のものや、特許第3683631号公報の段落0015〜0062に記載のもの、特許第3377833号公報の段落0008〜0093に記載のものを使用することができる。
これらの飽和ノルボルネン樹脂は、いずれも後述する溶液製膜法、溶融製膜法により製膜することができるが、飽和ノルボルネン樹脂−Aは溶融製膜法により製膜することが好ましく、飽和ノルボルネン樹脂−Bは、溶液製膜法及び溶融製膜法により製膜することが好ましい。
飽和ノルボルネン樹脂−Aとして、(1)ノルボルネン系モノマーの開環(共)重合体に対して、必要に応じてマレイン酸付加、シクロペンタジエン付加のようなポリマー変性を行い、その後更に水素添加して得られた樹脂、(2)ノルボルネン系モノマーを付加型重合させて得られた樹脂、(3)ノルボルネン系モノマーとエチレンやα−オレフィンなどのオレフィン系モノマーとを付加型共重合させて得られた樹脂などを挙げることができる。重合方法及び水素添加方法は、常法により行うことができる。
飽和ノルボルネン樹脂−Bとして、下記式I〜式IIIで表されるものが挙げられる。これらのうち、下記式Iで表されるものが特に好ましい。
上記の置換基としては、特許第5009512号公報の段落0036に記載されたものを例示することができる。これらの中でも、1価の置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シリル基、アリール基、アルコキシ基及びアリールオキシ基が好ましく、メチル基、トリメチルシリル基、フェニル基、又は、メトキシ基がより好ましい。
極性基としては、カルボキシル基、水酸基、アルコキシカルボニル基、アリロキシカルボニル基、アミノ基、アミド基、シアノ基などが挙げられ、これら極性基はメチレン基などの連結基を介して結合していてもよい。また、カルボニル基、エーテル基、シリルエーテル基、チオエーテル基、イミノ基など極性を有する2価の有機基が連結基となって結合している炭化水素基なども極性基として挙げられる。また、上記極性基としては、特許第5009512号公報の段落0037に記載されたものを例示することができる。
中でも、極性基として、カルボキシ基、カルボキシアルキル基(アルキル基の炭素数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜6であることが更に好ましい。)、カルボキシアリール基(アリール基の炭素数は6〜20であることが好ましく、6〜14であることがより好ましく、6〜10であることが更に好ましい。)が好ましい。
これらの飽和ノルボルネン樹脂の重量平均分子量は、5,000〜1,000,000であることが好ましく、8,000〜200,000であることがより好ましい。
これらの樹脂の中でも、ノルボルネン系モノマーの開環重合体を水素添加して得られる水添重合体が特に好ましい。
上記式IVで表されるテトラシクロドデセン誘導体において、Rb13〜Rb16のうち少なくとも1つが極性基であることにより、後述するフェノール系熱安定剤やチオール系熱安定剤との相溶性に優れ、ダイラインの発生がより抑制されるので好ましい。更に、この極性基が−(CH2)nCOOR(ここで、Rは水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基、nは0〜10の整数を示す。)で表される基であることが、最終的に得られる水添重合体(偏光フィルムの基材)が高いガラス転移温度を有するものとなるので好ましい。特に、この−(CH2)nCOORで表される極性置換基は、式IVのテトラシクロドデセン誘導体の1分子あたりに1個含有されることが吸水率を低下させる点から好ましい。上記極性置換基において、Rで示される炭化水素基の炭素数が多くなるほど得られる水添重合体の吸湿性が小さくなる点では好ましいが、得られる水添重合体のガラス転移温度とのバランスの点から、当該炭化水素基は、炭素数1〜4の鎖状アルキル基又は炭素数5以上の(多)環状アルキル基であることが好ましく、特にメチル基、エチル基、シクロヘキシル基であることが好ましい。
これらのノルボルネン系樹脂は、クロロホルム中、30℃で測定される固有粘度(ηinh)が、0.1〜1.5dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.4〜1.2dl/gである。また、水添重合体の水素添加率は、60MHz、1H−NMRで測定した値が50%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上、更に好ましくは98%以上である。水素添加率が高いほど、得られる飽和ノルボルネンフィルムは、熱や光に対する安定性が優れたものとなる。上記水添重合体中に含まれるゲル含有量は5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは1質量%以下である。
本発明においては、開環重合可能な他のシクロオレフィン類を併用することができる。このようなシクロオレフィンの具体例としては、例えば、シクロペンテン、シクロオクテン、5,6−ジヒドロジシクロペンタジエンなどのごとき反応性の二重結合を1個有する化合物が例示される。これらの開環重合可能なシクロオレフィン類の含有量は、上記ノルボルネン系モノマーに対して0モル%〜50モル%であることが好ましく、0.1モル%〜30モル%であることがより好ましく、0.3モル%〜10モル%であることが更に好ましい。
本発明の積層フィルムは、第一層が上記環状オレフィン系樹脂以外の材料を含有していてもよいが、上記環状オレフィン系樹脂の1種又は2種以上を主成分(組成物中の全材料中、最も含有割合の高い材料を意味し、当該樹脂を2種以上含有する態様では、それらの合計の含有割合が、他の材料それぞれの含有割合より高いことを意味する。)として含有していることが好ましい。上記環状オレフィン系樹脂以外の材料としては、種々の添加剤が挙げられ、その例には、安定化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、可塑剤、微粒子、及び光学調整剤が含まれる。
以下、それぞれの添加剤について説明する。
本発明において、第一層及び第一の組成物は、安定化剤の少なくとも1種を含有していてもよい。安定化剤は、上記環状オレフィン系樹脂を加熱溶融する前に、又は、加熱溶融時に添加することが好ましい。安定化剤は、フィルム構成材料の酸化防止、分解して発生した酸の捕捉、光又は熱によるラジカル種基因の分解反応を抑制又は禁止する等の作用がある。安定化剤は、解明されていない分解反応などを含む種々の分解反応によって、着色や分子量低下等の変質及び揮発成分の生成等が引き起こされるのを抑制するのに有用である。樹脂を製膜するための溶融温度においても安定化剤自身が分解せずに機能することが求められる。安定化剤の代表的な例には、フェノール系安定化剤、亜リン酸系安定化剤(フォスファイト系)、チオエーテル系安定化剤、アミン系安定化剤、エポキシ系安定化剤、ラクトン系安定化剤、アミン系安定化剤、金属不活性化剤(スズ系安定化剤)などが含まれる。これらは、特開平3−199201号公報、特開平5−1907073号公報、特開平5−194789号公報、特開平5−271471号公報、特開平6−107854号公報などに記載があり、本発明ではフェノール系や亜リン酸系安定化剤の少なくとも一方以上を用いることが好ましい。フェノール系安定化剤の中でも、特に分子量500以上のフェノール系安定化剤を添加することが好ましい。好ましいフェノール系安定化剤としては、ヒンダードフェノール系安定化剤が挙げられる。
本発明の積層フィルムにおいて、第一層及び第一の組成物、1種又は2種以上の紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤は、劣化防止の観点から、波長380nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ、透明性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。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、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。特に好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物である。中でも、ベンゾトリアゾール系化合物は、セルロース混合エステルに対する不要な着色が少ないことから好ましい。これらは、特開昭60−235852号、特開平3−199201号、同5−1907073号、同5−194789号、同5−271471号、同6−107854号、同6−118233号、同6−148430号、同7−11056号、同7−11055号、同7−11056号、同8−29619号、同8−239509号、特開2000−204173号の各公報に記載がある。
紫外線吸収剤の添加量は、環状オレフィン系樹脂に対して0.01〜2質量%であることが好ましく、0.01〜1.5質量%であることがより好ましい。
本発明の積層フィルムにおいて、第一層及び第一の組成物は、1種又は2種以上の光安定化剤を含有していてもよい。光安定化剤としては、ヒンダードアミン光安定化剤(HALS)化合物が挙げられ、より具体的には、米国特許第4、619、956号明細書の第5〜11欄及び米国特許第4、839、405号明細書の第3〜5欄に記載されているように、2、2、6、6−テトラアルキルピペリジン化合物、又はそれらの酸付加塩もしくはそれらと金属化合物との錯体が含まれる。これらは、旭電化工業(株)からアデカスタブLA−57、同LA−52、同LA−67、同LA−62、同LA−77として、また、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社からTINUVIN 765、同144として市販されている。
本発明の積層フィルムにおいて、第一層及び第一の組成物は、可塑剤を含有していてもよい。可塑剤の添加は、機械的性質向上、柔軟性を付与、耐吸水性付与、水分透過率低減等のフィルム改質の観点において好ましい。また、本発明の積層フィルムを溶融製膜法で製造する場合は、用いる環状オレフィン系樹のガラス転移温度よりも、可塑剤の添加によりフィルム構成材料の溶融温度を低下させることを目的として、又は、無添加の環状オレフィン系樹脂よりも同じ加熱温度において粘度を低下させることを目的として、添加されるであろう。本発明の積層フィルムには、例えばリン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体から選択される可塑剤が好ましく用いられる。また、特開2003−12859号に記載の重量平均分子量が500〜10,000であるエチレン性不飽和モノマーを重合して得られるポリマー、アクリル系ポリマー、芳香環を側鎖に有するアクリル系ポリマー又はシクロヘキシル基を側鎖に有するアクリル系ポリマーなども好ましく用いられる。
可塑剤の含有量は特に限定されないが、環状オレフィン系樹脂100質量部に対して、1〜20質量部であることが好ましく、5〜20質量部であることがより好ましく、5〜15質量部であることが更に好ましい。
本発明の積層フィルムにおいて、第一層及び第一の組成物は、微粒子を含有していてもよい。微粒子としては、無機化合物の微粒子や有機化合物の微粒子が挙げられ、いずれでもよい。本発明において、微粒子の平均一次粒子サイズは、ヘイズを低く抑えるという観点から5nm〜3μmであることが好ましく、5nm〜2.5μmであることがより好ましく、10nm〜2.0μmであることが更に好ましい。ここで、微粒子の平均一次粒子サイズは、透過型電子顕微鏡(倍率50万〜100万倍)で観察し、粒子100個の一次粒子サイズの平均値を求めることにより決定する。微粒子の添加量は、第一の組成物の全固形分に対して0.005〜1.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.8質量%であり、更に好ましくは0.02〜0.4質量%である。
本発明の積層フィルムにおいて、第一層及び第一の組成物は、光学調整剤を含有していてもよい。光学調整剤としてはレターデーション調整剤を挙げることができ、例えば、特開2001−166144号、特開2003−344655号、特開2003−248117号、特開2003−66230号各公報記載のものを使用することができる。光学調整剤を添加することによって、面内のレターデーション(Re)、厚み方向のレターデーション(Rth)を制御することができる。好ましい添加量は第一の組成物の全固形分に対して0〜10質量%であり、より好ましくは0〜8質量%であり、更に好ましくは0〜6質量%である。
本発明において、第二層を形成するための第二の組成物は、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂(特定共重合樹脂)を含有する。なお、本発明において、第二の組成物が、特定共重合樹脂のみからなる場合を排除するものではない。
<特定共重合樹脂>
本発明の積層フィルムは、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂(特定共重合樹脂)を含有する組成物(第二の組成物)から形成された第二層を有する。すなわち、本発明の第二の組成物は、特定共重合樹脂を含有する。特定共重合樹脂は、固有複屈折率が負である。
スチレン化合物としては、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、α,p−ジメチルスチレン、p−エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、1,1−ジフェニルエチレンが例示される。これらの中でも、スチレン化合物としては、スチレン、α−メチルスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。なお、スチレン化合物は1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
特定共重合樹脂におけるスチレン化合物に由来する構成単位の含有量は、全構成単位の50〜85モル%であることが好ましく、50〜80モル%であることがより好ましく、60〜80モル%であることが更に好ましく、70〜80モル%であることが特に好ましい。スチレン化合物に由来する構成単位の含有量が上記範囲内であると、逆波長分散性に優れるので好ましい。
シトラコン酸無水物に由来する構成単位の含有量が上記範囲内であると、環状オレフィン系樹脂との密着性に優れるので好ましい。
その他の構成単位は、エチレン性不飽和化合物に由来する構成単位であれば特に限定されないが、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸の誘導体が好ましい。上記(メタ)アクリル酸の誘導体としては、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステルを挙げることができる。上記メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、メタクリル酸メチル等を挙げることができる。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、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸2−エチルヘキシル等を挙げることができる。
その他の(メタ)アクリル酸の誘導体として、例えば、下記式B−1で表される化合物を挙げることができる。
具体的には、フロンティア・ラボ(株)製PY−2020D(ダブルショット・パイロライザ(熱分解装置))、及び、(株)島津製作所製GC−2010/GCMS−Q2010Plusにて、樹脂に含まれる成分を定性分析した。次に、Bruker BioSpin社製AVANCE III 400HD(核磁気共鳴装置)を用いて、1H NMR法及び13C NMR法にて、組成比を定量分析した。
また、第一層の含有する環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度をTg1、第二層が含有する特定共重合樹脂のガラス転移温度をTg2としたとき、Tg1とTg2との差の絶対値(|Tg1−Tg2|)は、0〜20℃であることが好ましく、0〜15℃であることがより好ましく、0〜10℃であることが更に好ましい。ガラス転移温度の差が少ないと、第一層と第二層の接着性がより優れた積層フィルムが得られるので好ましい。
特定共重合樹脂の含有量は、第二層及び第二の組成物の固形分全量に対して、50〜100質量%であることが好ましく、60〜100質量%であることがより好ましく、70〜100質量%であることが更に好ましい。
本発明の積層フィルムは、第二層が上記特定共重合樹脂以外の材料を含有していてもよいが、上記特定共重合樹脂の1種又は2種以上を主成分(組成物中の全材料中、最も含有割合の高い材料を意味し、当該樹脂を2種以上含有する態様では、それらの合計の含有割合が、他の材料それぞれの含有割合より高いことを意味する。)として含有していることが好ましい。上記特定共重合樹脂以外の材料としては、種々の添加剤が挙げられ、その例には、安定化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、可塑剤、微粒子、及び光学調整剤が含まれる。これらの添加剤としては、第一層及び第一の組成物で上述した各種の添加剤が例示され、その好ましい態様も同様である。なお、上記の第一層及び第一の組成物で記載した各種の添加剤において「環状オレフィン系樹脂」は、「特定共重合樹脂」に読み替えるものとする。
本発明の積層フィルムは、環状オレフィン系樹脂を含有する組成物から形成された第一層と、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂を含有する組成物から形成された第二層とを少なくとも有する。本発明の積層フィルムは、第一層と第二層とを一層ずつ有する態様に限定されるものではなく、第一層、第二層、第一層を積層した三層構成としてもよく、第二層、第一層、第二層を積層した三層構成にしてもよい。更に、第一層、第二層、第一層、第二層を積層した四層構成としてもよい。
積層フィルムの膜厚は、適宜選択すればよく、特に限定されないが、例えば、光学フィルム用途では、電子部材の薄手化の観点から、1〜300μmであることが好ましく、1〜150μmであることがより好ましく、1〜80μmであることが更に好ましい。
積層フィルムにおける、第一層と第二層との膜厚の比は、第一層:第二層=1:0.01〜1:100であることが好ましく、1:0.1〜1:10であることがより好ましく、1:0.2〜1:5であることが更に好ましい。
なお、積層フィルムが三層以上の構成である場合、第一層の合計膜厚と、第二層の合計膜厚との膜厚の比が、上記の範囲となることが好ましい。
円偏光板は、パソコン、AV(Audio/Visual、音響映像)機器、携帯型情報通信機器、ゲームやシミュレーション機器、車載用のナビゲーションシステム等、種々の分野の表示装置に用いられ、反射型液晶表示装置に利用可能である。
また、λ/2板は、プロジェクター用のPBS(Polarizing Beam Splitter、偏光ビームスプリッター)等に利用可能である。
上記偏光板としては、特に制限はなく、従来公知のものを好適に使用することができ、例えば、ヨウ素系偏光板、二色性染料を用いる染料系偏光板、ポリエン系偏光板などが好適に挙げられる。これらの偏光板のうち、上記ヨウ素系偏光板及び上記染料系偏光板は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを延伸し、これにヨウ素あるいは二色性染料を吸着することによって製造できる。この場合、上記偏光板の偏光軸は、フィルムの延伸方向に垂直な方向となる。
上記偏光板は、保護層を有していてもよい。上記保護層は、光学的等方性が高い材料からなることが好ましく、そのような材料としては、例えば、セルロースエスエル、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
反射型液晶表示装置は、反射板、液晶セル及び偏光板をこの順に積層してなり、上記反射板と上記偏光板との間に本発明の積層フィルムを有することが好ましい。反射板と、液層セルと、本発明の積層フィルムと、偏光板とをこの順で積層していていもよく、反射板と、本発明の積層フィルムと、液層セルと、偏光板とをこの順で積層していてもよい。また、反射型液晶表示装置は、必要に応じて更にその他の部材等を有していてもよい。なお、上記反射型液晶表示装置において、上記積層フィルムと、上記偏光板とが積層されている場合、この積層物が円偏光板に相当する。
上記反射板としては、特に制限はなく、従来公知のものを好適に使用することができる。上記反射板は、一般に後述する液晶セルの裏側透明基板の外側に配置される。
液晶セルとしては、特に制限はなく、従来公知のものを好適に使用することができ、例えば、表側透明基板と裏側透明基板との間に、TN型液晶層が充填されて構成されているものが好適に挙げられる。この場合、上記表側透明基板の内側と、上記裏側透明基板の内側とには、ITO(インジウム錫酸化物)の導電膜からなる電極層が形成されている。なお、本発明においては、液晶層として上記TN型液晶層のみならず、STN型液晶層を採用してもよい。
液晶セルの駆動は、マトリックス駆動であっても、セグメント駆動であってもよく、マトリックス駆動の場合、単純マトリックス駆動方式であってもよいし、アクティブマトリックス駆動方式であってもよい。
偏光板としては、特に制限はなく、従来公知のものを好適に使用することができ、上述したものが挙げられる。偏光板は、本発明の積層フィルムと共に、上記液晶セルの表側透明基板の外側に配置されることが好ましい。
すなわち、本発明の積層フィルムは、波長λnmにおけるレターデーションをRe(λ)としたとき、可視光波長の全域にわたって、Re(λ)/λを一定とし、広帯域にわたって均一な位相差特性を有する積層フィルムであることが好ましい。なお、後述する延伸条件を制御することで、積層フィルムの特性を制御することができる。
また、本発明の積層フィルムを、λ/2板の位相差フィルムとして使用する場合には、波長450nm〜650nmの範囲において、Re(λ)/λが0.40〜0.60であることが好ましく、0.46〜0.54であることがより好ましく、0.48〜0.52であることが更に好ましい。
また、本発明の積層フィルムは、波長450nmにおけるレターデーションをRe(450)、波長550nmにおけるレターデーションをRe(550)としたとき、Re(450)/Re(550)が0.95以下であることが好ましく、0.90以下であることがより好ましく、0.85以下であることが更に好ましい。
ここで、表面粗さRaは、フィルムを10×10cmにサンプリングし、レーザー干渉計F601(フジノン(株)製)を用い、JIS B 0601−2013に従って、Ra値を求めた。
表面粗さRaは、0.2μm以下であることがより好ましく、0.1μm以下であることが更に好ましい。
後述する挟圧する工程を行うことによって、表面粗さRaの小さな積層フィルムが得られる。
本発明の積層フィルムの製造方法は特に限定されず、種々の方法で製造することができる。例えば、環状オレフィン系樹脂を溶媒に溶解した塗布液として、第一の組成物を調製し、同様に、特定共重合樹脂を溶媒に溶解した塗布液として、第二の組成物を調製し、上記塗布液を支持体(又は、仮支持体)上に順次塗布(又は、同時に重層塗布)し、その後、乾燥することによって製膜化して作製してもよい。また、共押し出しを利用して作製することもできる。
これらの中でも、本発明の積層フィルムの製造方法は、第一の組成物と、第二の組成物を共押し出しする工程を含むことが好ましく、共押し出しされた組成物を、挟圧装置を構成する第一挟圧面と、第二挟圧面との間を通過させて連続的に挟圧する工程を更に含むことがより好ましい。
また、共押し出しされた組成物、又は、共押し出し後、更に挟圧された組成物を、延伸する工程を有することが好ましい。
上記の共押し出しする工程では、例えば、押し出し機中に、第一の組成物及び第2の組成物をそれぞれ格納し、加熱及び加圧して、それぞれ流動状態とし、ダイからそれぞれ連続的に押し出す方法が例示される。
引き続き、共押し出しされた組成物を、ニップロールのニップ部に連続的に挿通させて、圧着させることが好ましい。
なお、三層構成の積層フィルムを形成する場合には、押し出し機中に、三層目を構成するための第一の組成物又は第二の組成物を格納し、共押し出しにより三層構造とすることが好ましい。
本発明においては、固形粒状物の量を調節する手段の一つとして、フィルターを用いてもよい。固形粒状物は軟らかく、変形可能なため、固形粒状物の直径よりも小さいフィルター濾過精度のものを使用してもある一定量通り抜ける。そのため一般的に用いられる濾過精度3〜15μmのものを用いることができる。
図1に示す共押し出し機20のダイス22には、押し出し機24、26の2台が取り付けられ、押し出し機24及び押し出し機26に格納された樹脂ホッパーが、ダイス22内部で合流する構造となっている。押し出し機26には、2つの開口部があり、ダイス22内部では、押し出し機24から押し出された樹脂ホッパー1を中心として、押し出し機26の2つの開口部から押し出された樹脂ホッパー2が樹脂ホッパー1の両側から合流する構造となっている。ダイス22の内部構造を図2に示した。また、ダイス22の下部には、ロール28、30、32が配置され、ダイス22から押し出された積層フィルム34の厚みを調整可能に構成されている。
なお、図1及び図2では、3層の積層フィルムが得られるが、押し出し機26の開口部を1つにすることによって、2層の積層フィルムが得られる。
キャスティングドラムは複数本用いて徐冷することがより好ましい。特に一般的には3本の冷却ロールを用いることが比較的よく行われているが、この限りではない。ロールの直径は50mm〜5,000mmが好ましく、複数本あるロールの間隔は、面間で0.3mm〜1000mmが好ましい。
キャスティングドラムの温度は、本発明の積層フィルムの表層に用いられた、環状オレフィン系樹脂及び特定共重合樹脂が有するガラス転移温度のうち、最低のガラス転移温度をTgminとしたとき、Tgmin−70℃〜Tgmin+20℃が好ましく、Tgmin−50℃〜Tgmin+10℃がより好ましく、Tgmin−30℃〜Tgmin+5℃が更に好ましい。
また、挟圧装置を構成する第一の挟圧面と、第二の挟圧面との間を通過させて連続的に挟圧する、いわゆるタッチロール法を用いる場合、タッチロール表面は、ゴム、テフロン(登録商標)等の樹脂でもよく、金属ロールでもよい。更に、金属ロールの厚みを薄くすることでタッチしたときの圧力によりロール表面が若干くぼみ、圧着面積が広くなるフレキシブルロールと呼ばれるようなロールを用いてもよい。タッチロール法については、特開平11−235747号公報の記載が参照される。
本発明の積層フィルムの製造方法は、挟圧する工程を有することが好ましく、上記工程を有することにより、第一層と第二層との接着性をより高めることができ、更に、表面粗さRaの小さな積層フィルムが得られるので好ましい。
通過する溶融樹脂にかける圧力が0.1〜500MPaであることが好ましく、より好ましくは0.25〜250MPaであり、更に好ましくは0.5〜100MPaである。ここで規定する圧力とは、挟圧面を押付けている力をフィルムと挟圧面間の接触面積で割った値である。ロール間の圧力は、圧力測定フィルム(富士フイルム(株)製、中圧用プレスケール等)を常温で5m/分の速度で、2つのロールに通すことで測定することができる。
タッチロール温度は、本発明の積層フィルムの表層に用いられた、環状オレフィン系樹脂及び特定共重合樹脂が有するガラス転移温度のうち、最低のガラス転移温度をTgminとしたとき、Tgmin−70℃〜Tgmin+20℃が好ましく、Tgmin−50℃〜Tgmin+10℃がより好ましく、Tgmin−30℃〜Tgmin+5℃が更に好ましい。
本発明では、必要に応じて延伸処理を行ってもよく、具体的には、キャストドラム上に押し出されたキャストフィルム(未延伸原反)を機械的流れ方向に延伸する縦(MD)一軸延伸、又は、機械流れ方向に直行する方向に延伸する横(TD)一軸延伸(テンター延伸)が好ましい。なお、若干であれば、厚み方向制御のため、二軸延伸を行ってもよい。
延伸処理により、レターデーションを所望の範囲に調整することが好ましい。なお、延伸処理を経ることなく、レターデーションが所望の範囲であれば、延伸処理を施すことなく、そのままで使用してもよい。
また、縦延伸の前に原反を予熱することが好ましい。環状オレフィン系樹脂及び特定共重合樹脂が有するガラス転移温度のうち、最高のガラス転移温度をTgmaxとしたとき、予熱温度はTgmax−50℃〜Tgmax+30℃が好ましく、Tgmax−40℃〜Tgmax+15℃がより好ましく、Tgmax−30℃〜Tgmax℃が更に好ましい。このような予熱は、加熱ロールと接触させてもよく、放射熱源(赤外線(IR)ヒーター、ハロゲンヒーター等)を用いてもよく、熱風を吹き込んでもよい。
縦延伸はTgmax−10℃〜Tgmax+50℃で行うことが好ましく、Tgmax℃〜Tgmax+40℃がより好ましく、Tgmax℃〜Tgmax+30℃が更に好ましい。延伸倍率は所望の位相差板を得られるように調整すればよい。
縦延伸後、冷却することが好ましく、冷却温度は、Tgmax−50℃〜Tgmax℃が好ましく、Tgmax−45℃〜Tgmax−5℃がより好ましく、Tgmax−40℃〜Tgmax−10℃が更に好ましい。このような冷却は、冷却ロールに接触させてもよく、冷風を吹き付けてもよい。
好ましい延伸温度はTgmax−10℃〜Tgmax+50℃であり、より好ましくはTgmax℃〜Tgmax+40℃、更に好ましくはTgmax℃〜Tgmax+30℃である。延伸倍率は1.1〜5.5倍が好ましく、より好ましくは1.3〜3倍である。
熱処理とは、好ましくはTgmax+10℃〜Tgmax+50℃程度(より好ましくはTgmax+15℃〜Tgmax+30℃)で、好ましくは1〜60秒間(より好ましくは2〜30秒間)の熱処理をフィルムに施すことをいう。熱固定は、横延伸に引き続き、テンター内でチャックに把持した状態で行うことが好ましく、この際チャック間隔は横延伸終了時の幅で行っても、更に拡げても、あるいは幅を縮めて行ってもよい。
コロナ放電処理の放電周波数は50Hz〜5,000kHzが好ましく、5kHz〜数100kHzがより好ましい。被処理物の処理強度に関しては、通常のポリエステル、ポリオレフィン等のプラスチックフィルムに対する濡れ性改良の観点では、0.001KV・A・分/m2〜5KV・A・分/m2が好ましく、0.01KV・A・分/m2〜1KV・A・分/m2がより好ましい。電極と誘電体ロールのギャップクリアランスは0.5〜2.5mmが好ましく、1.0〜2.0mmがより好ましい。
紫外線処理としては、従来知られている方法、例えば、特公昭43−2603号公報、特公昭43−2604号公報、特公昭45−3828号公報、特開平6−82961号公報等に記載された方法を用いることができる。
その他の処理等の詳細は、特許第3123872号、特許第4958824号等の各公報に記載された方法を用いることができる。
また、巻き取り前に、少なくとも片面にラミフィルム(ラミネートフィルム)を付けることも、傷防止の観点から好ましい。好ましい巻き取り張力は1kg/m幅〜50kg/m幅であり、より好ましくは2kg/m幅〜40kg/m幅であり、更に好ましくは3kg/m幅〜20kg/m幅である。巻き取り張力が1kg/m幅以上であれば、フィルムを均一に巻き取りやすく、巻き取り張力が50kg/m幅以下であれば、フィルムが堅巻きになることがなく、巻き外観を美しく保つことができる。
(環状オレフィン系樹脂)
・R−5000:ARTON R−5000、JSR(株)製、環状オレフィン樹脂(有機基を有する。)、Tg=136℃
・Zeonor 1420R:日本ゼオン(株)製、環状オレフィン樹脂(有機基を有さない。)、Tg=136℃
・レジスファイR−100:電気化学工業(株)製、変性スチレン樹脂、Tg=128℃、スチレンユニット:シトラコン酸無水物ユニット:メタクリル酸ユニット=65:16:19(モル比)
・レジスファイR−200:電気化学工業(株)製、変性スチレン樹脂、Tg=132℃、スチレンユニット:シトラコン酸無水物ユニット:メタクリル酸ユニット=57:18:25(モル比)
・レジスファイR−300:電気化学工業(株)製、変性スチレン樹脂、Tg=130℃、スチレンユニット:シトラコン酸無水物ユニット:メタクリル酸ユニット=77:15:10(モル比)
・ダイラークD332:ノバケミカル社製、変性スチレン樹脂、Tg=131℃、スチレンユニット:無水マレイン酸ユニット=75:25(モル比)
・HF77:エーアンドエムスチレン社、スチレン樹脂、Tg=90℃
・デルペット80N:旭化成(株)製、メタクリル樹脂、Tg=100℃
<フィルムの作製>
第一の樹脂(第一の組成物)として、極性基を有する環状オレフィン樹脂ARTON R5000(Tg=136℃)のペレットを用い、第二の樹脂(第二の組成物)として、シトラコン酸無水物に由来する構成単位を含む、変性スチレン樹脂 レジスファイR−100(Tg=128℃)のペレットを用い、100℃において2時間以上乾燥し、260℃で溶融し、各々2軸混練押し出し機を用い混練し押し出しした。このとき押し出し機とダイの間にスクリーンフィルター、ギアポンプ、リーフディスクフィルターをこの順に配置し、これらをメルト配管で連結し、幅450mm、リップギャップ1mmの2種2層の共押し出しダイから、第一の樹脂と第二の樹脂の厚みが1:1となるように、共押し出しした。
また、レジスファイR−100のペレットを、熱分解GC−MS、1H NMR法及び13C NMR法にて、その組成比を分析し、表1に載せた。
〔層間剥離強度〕
実施例1で得られた積層フィルムを100mm巾×150mm長にカットして、サンプル片を1枚準備した。このサンプル片を、100mm巾×150mm長にカットしたEVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)シート(Hangzhou First PV Material Co., Ltd製のEVAシート:F806)、100mm巾×150mm長にカットしたPEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム(帝人(株)製、テオネックスQ51)の順に配置した。真空ラミネータ(日清紡(株)製の真空ラミネート機PVL0505S)を用いて、120℃で5分間の真空引き後、10分間加圧して、サンプル片の一端から100mmの部分はEVAシートと未接着で、残りの50mmの部分にEVAシートが接着された接着評価用試料を得た。なお、サンプル片のEVAシートと貼り合わせる側(EVAシートと接触する側)は、サンプル片のうち、環状オレフィン系樹脂を含有する組成物から形成された第一層側とした。
得られた接着評価用試料を巾15mmにカットした後、PENフィルム側のEVA未接着部分を180度に曲げ、テンシロン(ORIENTEC製、RTC−1210A)の上クリップに、積層フィルム側を下クリップに挟み、剥離角度180°、引っ張り速度30mm/分で引っ張り試験を行い、接着力を測定した。EVAシートと接着層界面で剥離する等して、積層フィルムと接着層間の剥離力が測定できない場合は、積層フィルムにカッターで切れ込みを入れることにより、積層フィルムの第一の樹脂層と第二の樹脂層で層間剥離が起こるようにし、層間の接着力を測定し、結果を表1に示した。
なお、層間剥離強度は、0.5N/cm以上であることが好ましく、1N/cm以上であることがより好ましく、5N/cm以上であることが更に好ましい。
得られた実施例1の延伸フィルム中央部の互いに2mm以上離れた任意の10点の位置でサンプリングを行い、25℃・相対湿度60%に5時間以上調湿後、自動複屈折計(KOBRA−21ADH:王子計測器(株)製)を用いて、25℃・相対湿度60%において、波長450nm及び550nmにおける正面レターデーション値Re(450)とRe(550)を測定し、表1に載せた。
Re(450)/Re(550)は、0.95以下が好ましく、0.90以下がより好ましく、0.85以下が更に好ましい。
フィルムを10×10cmにサンプリングし、レーザー干渉計F601(フジノン(株)製)を用いて、JIS B 0601−2013に従って、Ra値を求め、結果を表1に示した。フィルムの表面粗さが小さいことが好ましく、0.4μm以下であることがより好ましく、0.2μm以下であることが更に好ましく、0.1μm以下であることが特に好ましい。表面粗さが小さいと、表面のヘイズが下がり、透明性がより向上するので好ましい。
なお、得られた積層フィルムは、両面で同じ表面粗さRaを示した。
第二の樹脂として、シトラコン酸無水物を含む、変性スチレン樹脂を、表1記載の樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層フィルムを作製し、評価した。
第二の樹脂として、シトラコン酸無水物を含む、変性スチレン樹脂を、表1記載の樹脂に変更し、また、ダイ吐出後に、最上流側のキャストロールに、特開平11−235747の実施例1に記載の、128℃に調温したタッチロールを接触させて製膜した以外は、実施例1と同様にして、積層フィルムを作製した。なお、フィルムにかかるタッチロールの圧力は、プレスケール(富士フイルム(株)製)をメルトのない状態で、2つのロールに挟みこむことで測定し、表1に示した。
第一の樹脂及び第二の樹脂を、表1記載の樹脂に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層フィルムを作製し、評価した。
作製した実施例1のフィルムを用いて偏光板を作製した。具体的には、まず、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光フィルムを作製した。この偏光フィルムを用いて、80μmのTACフィルム(富士フイルム(株)製)と、実施例1のフィルムで貼合わせた。得られた偏光板は、優れた広帯域円偏光板としての性能を確認することができた。
特開平9−127885号公報に従って、実施例1のフィルムと直線偏光板を、遅相軸と吸収軸の角度が45度になるように張り合わせ、反射防止フィルムを作成した。その反射防止フィルムを、有機EL表示装置に組み込み、左右上下の特性に優れた反射防止機能を確認した。
実施例1において、2種3層の共押し出しダイを用いて、第一の樹脂/第二の樹脂/第一の樹脂が厚みの比が1:2:1となるように、共押し出しした。実施例1のフィルムと、同等の層間剥離強度、Re(450)/Re(550)、表面粗さが得られ、更に、積層フィルムのソリが少ないことが確認できた。また、偏光板、有機EL用反射防止フィルムとして応用すると、優れた性能を示すことを確認した。
22 ダイス
24、26 押し出し機
28、30、32 ロール
34 積層フィルム
Claims (7)
- 環状オレフィン系樹脂を含有する組成物から形成された第一層と、
スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位とを含む共重合樹脂を含有する組成物から形成された第二層と、を有することを特徴とする、
積層フィルム。 - 前記共重合樹脂のスチレン化合物に由来する構成単位の含有量が50〜85モル%であり、シトラコン酸無水物に由来する構成単位の含有量が10〜25モル%である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記積層フィルムの表面粗さRaが0.4μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層フィルム。
- 前記積層フィルムが、光学フィルム用である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層フィルム。
- 前記積層フィルムが、位相差フィルムである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層フィルム。
- 第一の組成物と、第二の組成物を共押し出しする工程、及び、
共押し出しされた組成物を、挟圧装置を構成する第一挟圧面と、第二挟圧面との間を通過させて連続的に挟圧する工程を含み、
第一の組成物が、環状オレフィン系樹脂を含み、
第二の組成物が、スチレン化合物に由来する構成単位と、シトラコン酸無水物に由来する構成単位と、を含む共重合樹脂を含むことを特徴とする、
積層フィルムの製造方法。
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