JP7211363B2 - 多層積層フィルム - Google Patents
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Description
1.第1の樹脂を含む第1層と第2の樹脂を含む第2層とが交互に積層した多層積層構造と、それに接した厚膜層とを有しており、
前記多層積層構造は、1つの第1層と1つの第2層とを有する繰返し単位の物理厚みでの層厚みプロファイルを有し、当該層厚みプロファイルは厚み単調増加領域と薄層領域とを有し、
前記薄層領域は、少なくとも3つの繰り返し単位を有し、薄層領域における繰り返し単位の最大厚みをL2として、厚み単調増加領域における繰り返し単位の最大厚みL1との比L2/L1が0.85以下であり、且つ、薄層領域の平均厚みをA2として、厚み単調増加領域における繰り返し単位の最大厚みL1との比A2/L1が0.70以下である領域であり、
前記薄層領域が厚み単調増加領域の厚みが厚い側にあり、そして厚膜層と接するように存在する、多層積層フィルム。
2.上記薄層領域の最大厚みL2と上記厚み単調増加領域の最小厚みS1との比L2/S1が1.0を超える、上記1に記載の多層積層フィルム。
3.上記第1層は複屈折性であり、上記第2層は等方性であり、これら層の光学干渉により波長380~780nmにある光を反射可能である、上記1または2に記載の多層積層フィルム。
4.上記1~3のいずれか1に記載の多層積層フィルムを用いた輝度向上部材。
5.上記1~3のいずれか1に記載の多層積層フィルムを用いた液晶ディスプレイ用偏光板。
本発明の一実施形態の多層積層フィルムは、第1の樹脂から主になる第1層と第2の樹脂から主になる第2層とが交互に積層した多層積層構造を有する。本開示において、「主になる」とは、各層において樹脂を含むことを意味する。具体的には、樹脂が各層の全質量に対し70質量%以上を占めることをいい、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
上式中、λは反射波長(nm)、n1、n2はそれぞれ第1層、第2層の屈折率、d1、d2はそれぞれ第1層、第2層の物理厚み(nm)を表わす。
本発明の一実施形態においては、多層積層構造の層厚みプロファイルを特定の態様とすることにより、層間密着性を改善することができる。
本開示において繰り返し単位の物理厚みは、下記(式2)で表される。
上式中、dpは繰り返し単位の物理厚み、d1、d2はそれぞれ当該繰り返し単位を構成する第1層、第2層の物理厚み(nm)を表す。
本発明の一実施形態において「厚み単調増加領域」は、厚み単調増加領域の全てにおいてより厚い側の繰り返し単位がより薄い側の繰り返し単位よりも厚くなっていることが好ましいが、それに限定されず、全体を見て厚みがより薄い側からより厚い側に厚みが増加している傾向が見られればよい。より具体的には、繰り返し単位の物理厚みがより薄い側からより厚い側に向かって繰り返し単位に番号を付し、それを横軸として、各繰り返し単位の物理厚みでの膜厚を縦軸にプロットしたときに、膜厚が増加傾向を示す範囲内での繰り返し単位数を5等分し、膜厚が厚くなる方向に、等分された各エリアでの膜厚の平均値が単調に増加している場合は単調増加であるとし、そうでない場合は単調増加でないとした。
本発明の一実施形態において「薄層領域」は、厚み単調増加領域に属さない厚みプロファイルの部分であって、厚み単調増加領域の厚みが厚い側に存在する、少なくとも3つの繰り返し単位から構成される領域である。
・繰り返し単位の数が3であり、かかる範囲において、上記L2/L1、A2/L1、好ましくはL2/S1、A2/S1を満たす態様。
・繰り返し単位の数が4であり、かかる範囲において、上記L2/L1、A2/L1、好ましくはL2/S1、A2/S1を満たす態様。
・繰り返し単位の数が5であり、かかる範囲において、上記L2/L1、A2/L1、好ましくはL2/S1、A2/S1を満たす態様。
・繰り返し単位の数が6であり、かかる範囲において、上記L2/L1、A2/L1、好ましくはL2/S1、A2/S1を満たす態様。
本発明の一実施形態による層間密着性改善の効果は、多層積層構造とそれに接した厚膜層とを有する多層積層フィルムであれば、用途によらず奏されるものである。
本発明の一実施形態の多層積層フィルムを構成する第1層は、複屈折性の層であることができ、この場合これを構成する樹脂(本開示において、第1の樹脂ともいう)は、複屈折性の層を形成し得るものである。従い、第1層を構成する樹脂としては配向結晶性の樹脂が好ましく、かかる配向結晶性の樹脂として特にポリエステルが好ましい。該ポリエステルは、それを構成する繰り返し単位を基準として好ましくはエチレンテレフタレート単位および/またはエチレンナフタレート単位を、より好ましくはエチレンナフタレート単位を、80モル%以上、100モル%以下の範囲で含有することが、より高い屈折率の層とし易く、それにより第2層との屈折率差を大きくしやすいことから好ましい。ここで樹脂の併用の場合は、合計の含有量である。
第1層の好ましいポリエステルとして、ジカルボン酸成分としてナフタレンジカルボン酸成分を含有し、その含有量は該ポリエステルを構成するジカルボン酸成分を基準として80モル%以上、100モル%以下であることが好ましい。かかるナフタレンジカルボン酸成分としては、2,6-ナフタレンジカルボン酸成分、2,7-ナフタレンジカルボン酸成分、またはこれらの組み合わせから誘導される成分、もしくはそれらの誘導体成分が挙げられ、特に2,6-ナフタレンジカルボン酸成分もしくはその誘導体成分が好ましく例示される。ナフタレンジカルボン酸成分の含有量は、好ましくは85モル%以上、より好ましくは90モル%以上であり、また、好ましくは100モル%未満、より好ましくは98モル%以下、さらに好ましくは95モル%以下である。
第1層に用いられるポリエステルの融点は、好ましくは220~290℃の範囲、より好ましくは230~280℃の範囲、さらに好ましくは240~270℃の範囲である。融点は示差走査熱量計(DSC)で測定して求めることができる。該ポリエステルの融点が上限値を越えると、溶融押出して成形する際に流動性が劣り、吐出などが不均一化しやすくなることがある。一方、融点が下限値に満たないと、製膜性は優れるものの、ポリエステルの持つ機械的特性などが損なわれやすくなり、また液晶ディスプレイの輝度向上部材や反射型偏光板として使用される際の屈折率特性が発現し難い傾向にある。
本発明の一実施形態の多層積層フィルムを構成する第2層は、等方性の層であることができ、この場合これを構成する樹脂(本開示において、第2の樹脂ともいう)は、等方性の層を形成し得るものである。従い、第2層を構成する樹脂としては非晶性の樹脂が好ましい。中でも非晶性であるポリエステルが好ましい。なおここで「非晶性」とは、僅かな結晶性を有することを排除するものではなく、本発明の一実施形態の多層積層フィルムが目的とする機能を奏する程度に第2層を等方性にできればよい。
第2層を構成する樹脂としては、共重合ポリエステルが好ましく、特に、ナフタレンジカルボン酸成分、エチレングリコール成分およびトリメチレングリコール成分を共重合成分として含む共重合ポリエステルを用いることが好ましい。なお、かかるナフタレンジカルボン酸成分としては、2,6-ナフタレンジカルボン酸成分、2,7-ナフタレンジカルボン酸成分、またはこれらの組み合わせから誘導される成分、もしくはそれらの誘導体成分が挙げられ、特に2,6-ナフタレンジカルボン酸成分もしくはその誘導体成分が好ましく例示される。なお、本開示における共重合成分とは、ポリエステルを構成するいずれかの成分であることを意味しており、従たる成分(共重合量として全酸成分または全ジオール成分に対して50モル%未満である成分)としての共重合成分に限定されず、主たる成分(共重合量として全酸成分または全ジオール成分に対して50モル%以上である成分)も含めて用いられる。
本発明の一実施形態において、上述する第2層の共重合ポリエステルは、85℃以上のガラス転移温度を有することが好ましく、より好ましくは90℃以上、150℃以下、さらに好ましくは90℃以上、120℃以下、特に好ましくは93℃以上、110℃以下である。これにより耐熱性により優れる。また、第1層との屈折率差を発現し易くなる傾向にある。第2層の共重合ポリエステルのガラス転移温度が下限に満たない場合、耐熱性が十分に得られないことがあり、例えば90℃近辺での熱処理などの工程を含むときに第2層の結晶化や脆化によってヘーズが上昇し、輝度向上部材や反射型偏光板として使用される際の偏光度の低下を伴うことがある。また、第2層の共重合ポリエステルのガラス転移温度が高すぎる場合には、延伸時に第2層のポリエステルも延伸による複屈折性が生じることがあり、それに伴い延伸方向において第1層との屈折率差が小さくなり、反射性能が低下することがある。
本発明の一実施形態における厚膜層としては、下記に記載する最外層や中間層が挙げられる。
(塗布層)
本発明の一実施形態の多層積層フィルムは、少なくとも一方の表面に塗布層を有することができる。かかる塗布層としては、滑り性を付与するための易滑層や、プリズム層や拡散層等との接着性を付与するためのプライマー層などが挙げられる。塗布層は、バインダー成分を含み、滑り性を付与するためにはたとえば粒子を含有させるとよい。接着性を付与するためには、用いるバインダー成分を、接着したい層の成分と化学的に近いものとすることが挙げられる。また、塗布層を形成するための塗布液は、環境の観点から水を溶媒とする水系塗布液であることが好ましいが、特にそのような場合等において、多層積層フィルムに対する塗布液の濡れ性を向上させる目的で、界面活性剤を含有することができる。その他、塗布層の強度を高めるために架橋剤を添加したりなど、機能剤を添加してもよい。
本発明の一実施形態の多層積層フィルムの製造方法について詳述する。なお、ここで以下に示す製造方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。また、異なる態様についても、以下を参照して得ることができる。
多層積層フィルムをフィルム長手方向2mm、幅方向2cmに切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂(リファインテック(株)製エポマウント)にて包埋した。包埋されたサンプルをミクロトーム(LEICA製ULTRACUT UCT)で幅方向に垂直に切断し、50nm厚の薄膜切片にした。透過型電子顕微鏡(日立S-4300)を用いて加速電圧100kVにて観察撮影し、写真から各層の厚み(物理厚み)を測定した。
上記の方法で各層の厚みを算出し、下記の式(2)に従い、繰り返し単位の物理厚みを求めた。各繰り返し単位の物理厚みを縦軸に入力し、横軸に繰り返し単位の番号を入力した際の層厚みプロファイルの任意の領域において、膜厚が増加傾向を示す範囲内での層数を5等分し、膜厚が厚くなる方向に、等分された各エリアでの膜厚の平均値が単調に増加している場合は単調増加であるとし、そうでない場合は単調増加でないとした。
上式中、dpは繰り返し単位の物理厚み、d1、d2はそれぞれかかる繰り返し単位を構成する第1層、第2層の物理厚み(nm)を表す。
多層積層フィルムの端面部に針等で衝撃を与える等して、部分的に層間剥離したサンプルを作成した。その後、測定のばらつきを小さくするために、該サンプルを温度23℃、相対湿度50~60%RHの条件下で1日放置し、その後、幅25mm、長さ100mmの短冊状に切り取った。表面がきれいな厚み3mmのアクリル板に、両面テープでサンプルを貼り付け、直接ゴムローラーで押さえつけて密着させた。このとき、層間剥離したときに厚みの厚い側をアクリル板に貼り付けた。これを、引張試験機(東洋精機(株)製ストログラフ)にセットし、層間剥離したときに厚みの薄い側をチャックに固定し、引張速度300mm/分で90°剥離をして強度を測定した。この方法で多層積層フィルムのMD方向、TD方向における、それぞれの強度を測定し、その平均値を層間密着力とした。
第1層用ポリエステルとして、2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチル、テレフタル酸ジメチル、そしてエチレングリコールを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、酸成分の95モル%が2,6-ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の5モル%がテレフタル酸成分、グリコール成分がエチレングリコール成分である共重合ポリエステル(固有粘度0.64dl/g)(o―クロロフェノール、35℃、以下同様)を準備した。
第2層用ポリエステルとして、2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチル、テレフタル酸ジメチル、そしてエチレングリコールとトリメチレングリコールを、チタンテトラブトキシドの存在下でエステル交換反応を行い、さらに引き続いて重縮合反応を行って、酸成分の50モル%が2,6-ナフタレンジカルボン酸成分、酸成分の50モル%がテレフタル酸成分、グリコール成分の85モル%がエチレングリコール成分、グリコール成分の15モル%がトリメチレングリコール成分である共重合ポリエステル(固有粘度0.63dl/g)を準備した。
第1層用にポリエステルAを170℃で5時間乾燥した後、第2層用にポリエステルBを85℃で8時間乾燥した後、それぞれ第1、第2の押し出し機に供給し、300℃まで加熱して溶融状態とし、第1層用ポリエステルを139層、第2層用ポリエステルを138層に分岐させた後、第1層と第2層が交互に積層され、かつ表1に示すような層厚みプロファイルとなるような櫛歯を備える多層フィードブロック装置を使用して、総数277層の積層状態の溶融体とし、その積層状態を保持したまま、その両側に第3の押し出し機から第2層用ポリエステルと同じポリエステルを3層フィードブロックへと導き、層数277層の積層状態(両表層は第1層である)の溶融体の積層方向の両側にバッファ層をさらに積層した。両側のバッファ層の合計が全体の47%となるよう第3の押し出し機の供給量を調整した。その積層状態をさらにレイヤーダブリングブロックにて、2分岐して1:1の比率で積層し、内部に中間層、最表層に2つの最外層を含む全層数557層の未延伸多層積層フィルムを作製した。
表1、2に示す層厚みプロファイルとなるように用いる多層フィードブロック装置を変更した以外は実施例1と同様にして、1軸延伸多層積層フィルムを得た。
2 厚膜層(中間層)
3 多層積層構造
Claims (5)
- 第1の樹脂を含み厚みが10~1000nmの第1層と第2の樹脂を含み厚みが10~1000nmの第2層とが交互に積層した多層積層構造と、それに接した厚膜層とを有しており、
前記多層積層構造は、1つの第1層と1つの第2層とを有する繰返し単位の物理厚みでの層厚みプロファイルを有し、当該層厚みプロファイルは厚み単調増加領域と薄層領域とを有し、
前記薄層領域は、少なくとも3つの繰り返し単位を有し、薄層領域における繰り返し単位の最大厚みをL2として、厚み単調増加領域における繰り返し単位の最大厚みL1との比L2/L1が0.85以下であり、且つ、薄層領域の平均厚みをA2として、厚み単調増加領域における繰り返し単位の最大厚みL1との比A2/L1が0.70以下である領域であり、
前記薄層領域が厚み単調増加領域の厚みが厚い側にあり、そして厚膜層と接するように存在し、
前記厚膜層は、最外層および/または中間層であり、最外層の厚みは1μmを越える範囲であり、中間層の厚みは5μm以上である、
多層積層フィルム。 - 上記薄層領域の最大厚みL2と上記厚み単調増加領域の最小厚みS1との比L2/S1が1.0を超える、請求項1に記載の多層積層フィルム。
- 上記第1層は複屈折性であり、上記第2層は等方性であり、これら層の光学干渉により波長380~780nmにある光を反射可能である、請求項1または2に記載の多層積層フィルム。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の多層積層フィルムを用いた輝度向上部材。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の多層積層フィルムを用いた液晶ディスプレイ用偏光板。
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