JP6783542B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
前記延伸工程が、搬送方向の延伸及び前記搬送方向と直交する方向の延伸を含み、
前記搬送方向に延伸する時の前記光学フィルム最端部の温度Te[℃]及び前記光学フィルム中央部の温度Tc[℃]が、それぞれ下記式(1)及び(2)で示される関係を満たす、光学フィルムの製造方法に関する。
Te>Tg+25 (1)
Tg−10≦Tc≦Tg+25 (2)
Tg=前記樹脂組成物のガラス転移温度
Te>Tg+25 (1)
Tg−10≦Tc≦Tg+25 (2)
Tg=前記樹脂組成物のガラス転移温度
光学フィルムの延伸工程としては、主に、フィルムの搬送方向、搬送方向と直交する方向、並びにフィルムの搬送方向および当該搬送方向と直交する方向に延伸する場合等が挙げられる。以下、光学フィルムを単にフィルムと称する場合がある。
フィルムの搬送方向に延伸する方法について詳述する。フィルムをその搬送方向に延伸する方法として、ロール延伸がある。ロール延伸は、フィルムを近接した低周速ロール及び高周速ロールによって所定の温度に加熱しながらフィルムの搬送方向に延伸する方法である。延伸中のフィルムを安定して搬送するために、ニップロールのついたロールで延伸することが好ましい。なお、搬送方向の延伸を縦延伸ともいう。
Te>Tg+25 (1)
Tg=前記樹脂組成物のガラス転移温度
Tg−10≦Tc≦Tg+25 (2)
Tg=前記樹脂組成物のガラス転移温度
フィルムをその搬送方向と直交する方向に延伸する方法について詳述する。フィルムをその搬送方向と直交する方向に延伸する方法として、テンター法がある。テンター法は、クリップでフィルムを把持してフィルムの横端部をクリップで保持して搬送しながら、両側のクリップの距離を広げることで、フィルムを幅方向に引き延ばす方法である。なお、クリップでフィルムを把持する代わりにテンターピンでフィルムを固定する場合もある。
Te>Tg+25 (1)
Tg−10≦Tc≦Tg+25 (2)
Tg=前記樹脂組成物のガラス転移温度
フィルムの搬送方向の延伸倍率=(最下流側の延伸ロールの周速)/(最上流側の延伸ロールの周速)
上述した光学フィルムの延伸工程の前においては、ゴム質含有共重合体及び非晶性の熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物からなるフィルムを成形する成形工程を有することが好ましい。この成形工程において、成形の方法については、特に制限は無く、従来公知の任意の方法が可能である。例えば、特開2002−212312に記載する方法を用いることが好ましい。
上述した光学フィルムの延伸工程の後においては、このフィルムを巻き取る工程を有してもよい。フィルムを巻き取る速度は、5m/分〜50m/分であることが好ましく、10m/分〜45m/分であることがより好ましく、15m/分〜40m/分であることがさらに好ましい。
本発明の光学フィルムの製造方法においては、その光学フィルムを構成する樹脂組成物がゴム質含有共重合体を含むことにより、得られる光学フィルムの靱性を高め、柔軟性に優れたものとすることができ、延伸工程後の破断を抑制することができる。
ゴム質含有共重合体としては、ゴム含有グラフト共重合体であることが好ましい。ゴム含有グラフト共重合体は、ゴム状重合体の存在下に、ビニル単量体などからなる単量体混合物を一段以上重合させることによって得ることができる。ゴム含有グラフト共重合体としては、1以上のゴム質重合体を含む層と、それとは異種の重合体から構成される1以上の層から構成され、かつ、内部に1層以上のゴム質重合体を含む層を有する構造の、いわゆるコアシェル型と呼ばれる多層構造重合体を製造してもよい。
非晶性の熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、マレイミド・オレフィン系樹脂、グルタルイミド系樹脂などの単独樹脂、あるいはこれらを混合してなる樹脂組成物が挙げられる。
る。
[メチルメタクリレート単位の含有量A(mol%)]=100×a/(a+b)
[グルタルイミド単位の含有量B(mol%)]=100×b/(a+b)
[グルタルイミド単位の含有量(重量%)]=100×(B×(グルタルイミド単位の分子量))/(A×(メチルメタクリレート単位の分子量)+B×(グルタルイミド単位の分子量))
非晶性の熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物からなるペレットの製造における溶融樹脂の温度としては、ダイス吐出口での溶融樹脂の温度を非接触放射温度計(TMC50、ジャパンセンサー(株)製)により測定した。同様に、フィルムの製造における溶融樹脂の温度は、押出機出口での溶融樹脂の温度を非接触放射温度計(TMC50、ジャパンセンサー(株)製)により測定した。
セイコーインスツルメンツ製の示差走査熱量分析装置(DSC)SSC−5200を用い、試料を一旦200℃まで25℃/分の速度で昇温した後10分間ホールドし、25℃/分の速度で50℃まで温度を下げる予備調整を経て、10℃/分の昇温速度で200℃まで昇温する間の測定を行い、得られたDSC曲線から積分値を求め(DDSC)、その極大点からガラス転移温度を求めた。
重合において得られた重合体の重合転化率を以下の方法で求めた。
重合系から重合体を含む約2gの試料(重合体ラテックス)を採取・精秤し、それを熱風乾燥機中で120℃、1時間乾燥し、その乾燥後の重量を固形分量として精秤した。次に、乾燥前後の精秤結果の比率を試料中の固形分比率として求めた。最後に、この固形分比率を用いて、以下の計算式により重合転化率を計算した。なお、この計算式において、多官能性単量体および連鎖移動剤は仕込み単量体として取り扱った。
重合転化率(%)={(仕込み原料総重量×固形分比率−水および単量体以外の原料総重量)/仕込み単量体重量}×100
ゴム状重合体の平均粒子径は、ラテックスの状態で測定した。測定装置として、株式会社 日立ハイテクノロジーズのU−5100形レシオビーム分光光度計を用いて、546nmの波長の光散乱を用いて求めた。
ゴム含有グラフト共重合体の平均粒子径はラテックスの状態で測定し、ゴム状重合体の平均粒子径と同様の方法で求めた。
ロール表面温度は、ロールの表面の温度を非接触放射温度計(TMC50、ジャパンセンサー(株)製)を用いて測定した。
搬送方向の延伸時のフィルムの温度のうち、光学フィルム中央部の温度Tcは、加熱炉内に設置する熱電対により測定した。また、光学フィルム最端部Teの温度は、端より20mmの位置でエッジヒーターの直後に設置した非接触放射温度計(TMC50、ジャパンセンサー(株)製)により測定した。
図5に示すように、フィルムの搬送方向(MD方向)に延伸した後、搬送方向と直交する方向(TD方向)に延伸する前のフィルム5において、端部より長さ120mm、幅15mmのフィルムサンプル53を切り出した。フィルムサンプル53について、搬送方向(MD方向)の曲強度をMIT-D(TOYOSEIKI)を用いてフィルムサンプル53が破断するまでの曲げ回数を測定することにより行った。
ヘイズの評価は、フィルムの幅方向の中央部について、ヘイズメーター(MDH2000、Nippon Denshoku)を用いてヘイズ値を測定することにより行った。
搬送されてテンター延伸機から出たフィルムの最端部の破断が生じたか否か、目視により判断した。
<非晶性の熱可塑性樹脂の製造>
原料樹脂としてポリメタクリル酸メチル、イミド化剤としてモノメチルアミンを用いて、非晶性の熱可塑性樹脂としてグルタルイミドアクリル系樹脂(A1)を製造した。
<ゴム質含有共重合体の製造>
(a)架橋メタクリル系重合体(最内層)の重合
以下の組成の混合物をガラス製反応器に仕込み、窒素気流中で撹拌しながら80℃に昇温したのち、メタクリル酸メチル25重量部、メタクリル酸アリル重量0.1重量部、t−ドデシルメルカプタン0.1重量部からなる最内層モノマー成分とt−ブチルハイドロパーオキサイド(BHPO)0.1重量部との混合液のうち25%を一括して仕込み、45分間の重合を行なった。
イオン交換水 220
ホウ酸 0.3
炭酸ナトリウム 0.03
N−ラウロイルサルコシン酸ナトリウム 0.09
ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム 0.09
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム 0.006
硫酸第一鉄七水和物 0.002
前記(a)により得た架橋メタクリル系重合体ラテックスを窒素気流中で80℃に保ち、過硫酸カリウム0.1重量部を添加したのち、アクリル酸n−ブチル41重量部、スチレン9重量部、メタクリル酸アリル1重量部からなるモノマー混合液を5時間にわたって連続添加した。この間にオレイン酸カリウム0.1重量部を3回に分けて添加した。モノマー混合液の添加終了後、重合を完結させるためにさらに過硫酸カリウムを0.05重量部添加し2時間保持した。得られたゴム状重合体の平均粒子径は2300Åであり、重合転化率は99%であった。
前記(b)により得られたゴム状重合体ラテックスを80℃に保ち、過硫酸カリウム0.02重量部を添加したのちメタクリル酸メチル24重量部、アクリル酸n−ブチル1重量部、t−ドデシルメルカプタン0.1重量部のモノマー混合液を1時間にわたって連続添加した。モノマー混合液の追加終了後1時間保持しゴム含有グラフト共重合体水性ラテックスを得た。ラテックス中のゴム含有グラフト共重合体の平均粒子径は2530Åであり、重合転化率は99%であった。得られたゴム含有グラフト共重合体ラテックスは公知の方法で塩析凝固、熱処理、乾燥を行ないゴム含有グラフト共重合体を得た。
<樹脂組成物ペレット(C1)の製造>
製造例1で得られたグルタルイミドアクリル系樹脂(A1)95重量部、および製造例2で得られたゴム含有グラフト共重合体5重量部の混合物を58mmφベント付二軸押出機(東芝機械(株)製)に供給した。押出機スクリューの回転数を210rpm、吐出量を180kg/hr、押出機のヘッド温度を250℃に設定し、溶融混練を行った。ギアポンプを経由してダイスからストランドとして出てきた樹脂を水槽で冷却し、ペレタイザでペレット化した樹脂組成物(C1)を得た。ダイス吐出口での溶融樹脂の温度は、260℃であった。得られた樹脂組成物ペレット(C1)は、ガラス転移温度が122℃であった。
<樹脂組成物ペレット(C2)の製造>
製造例1で得られたグルタルイミドアクリル系樹脂(A1)85重量部、および製造例2で得られたゴム含有グラフト共重合体15重量部の混合物を使用するようにした以外は、製造例3と同様にして、ペレット化した樹脂組成物(C2)を得た。ダイス吐出口での溶融樹脂の温度は、260℃であった。得られた樹脂組成物ペレット(C2)は、ガラス転移温度が122℃であった。
<樹脂組成物ペレット(C3)の製造>
製造例1で得られたグルタルイミドアクリル系樹脂(A1)70重量部、および製造例2で得られたゴム含有グラフト共重合体30重量部の混合物を使用するようにした以外は、製造例3と同様にして、ペレット化した樹脂組成物(C3)を得た。ダイス吐出口での溶融樹脂の温度は、260℃であった。得られた樹脂組成物ペレット(C3)は、ガラス転移温度が120℃であった。
製造例4で得られた樹脂組成物ペレット(C2)を、乾燥機にて90℃で4時間乾燥させた後、φ65mm単軸押出機に供給した。押出機出口で樹脂温度が270℃となるよう加熱溶融し、ギアポンプを介し、Tダイへと溶融樹脂を押し出した。これを冷却固化することによりフィルムを得た。
製造例3で得られた樹脂組成物ペレット(C1)を用い、第1延伸ロールおよび第2延伸ロールのロール表面温度を測定して、光学フィルム中央部の温度Tc[℃]を132℃、つまりTg+10(℃)とし、エッジヒーターを通過した直後のフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]を172℃、つまりTg+50(℃)とした以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
製造例3で得られた樹脂組成物ペレット(C1)を用い、第1延伸ロールおよび第2延伸ロールのロール表面温度を測定して、光学フィルム中央部の温度Tc[℃]を132℃、つまりTg+10(℃)とし、エッジヒーターを通過した直後のフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]を152℃、つまりTg+30(℃)とした以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
製造例5で得られた樹脂組成物ペレット(C3)を用い、第1延伸ロールおよび第2延伸ロールのロール表面温度を測定して、光学フィルム中央部の温度Tc[℃]を135℃、つまりTg+15(℃)とし、エッジヒーターを通過した直後のフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]を150℃、つまりTg+30(℃)とした以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
製造例5で得られた樹脂組成物ペレット(C3)を用い、第1延伸ロールおよび第2延伸ロールのロール表面温度を測定して、光学フィルム中央部の温度Tc[℃]を147℃、つまりTg+25(℃)とし、エッジヒーターを通過した直後のフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]を172℃、つまりTg+50(℃)とした以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
製造例3で得られた樹脂組成物ペレット(C1)を用い、第1延伸ロールおよび第2延伸ロールのロール表面温度を測定して、光学フィルム中央部の温度Tc[℃]を122℃、つまりTg−5(℃)とし、エッジヒーターを通過した直後ののフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]を152℃、つまりTg+30(℃)とした以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
製造例4で得られた樹脂組成物ペレット(C2)に代えて、製造例1で得られたグルタルイミドアクリル系樹脂(A1)を用た以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
第1延伸ロールおよび第2延伸ロールのロール表面温度を測定して、光学フィルム中央部の温度Tc[℃]を147℃、つまりTg+25(℃)とし、エッジヒーターを通過した直後のフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]も147℃、つまりTg+25(℃)とした以外は、実施例2と同様にして、光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
エッジヒーターを通過した直後のフィルムの温度を測定して、フィルム最端部温度Te[℃]を140℃、つまりTg+18(℃)とした以外は、実施例2と同様にして、延伸フィルムを得た。得られた光学フィルムの最端部について曲強度の評価、搬送方向と直交する方向の延伸後の破断の有無、得られた光学フィルムのヘイズの評価を行った。結果は表1に示す。
Claims (5)
- ゴム質含有共重合体及び非晶性の熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物からなる光学フィルムの延伸工程において、
前記延伸工程が、搬送方向の延伸及び前記搬送方向と直交する方向の延伸を含み、
前記搬送方向に延伸する時の前記光学フィルム最端部の温度Te[℃]及び前記光学フィルム中央部の温度Tc[℃]が、それぞれ下記式(1)及び(2)で示される関係を満たす、光学フィルムの製造方法。
Tg+50≦Te≦Tg+70 (1)
Tg−10≦Tc≦Tg+25 (2)
Tg=前記樹脂組成物のガラス転移温度 - 前記延伸工程が、前記搬送方向の延伸の後に、前記搬送方向と直交する方向の延伸を含む、請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記樹脂組成物が、前記非晶性の熱可塑性樹脂100重量部に対し、前記ゴム質含有共重合体を5重量部以上40重量部以下含む、請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記搬送方向の延伸の延伸倍率が1.8以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記非晶性の熱可塑性樹脂は、アクリル系樹脂である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
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