JPWO2006073102A1 - 熱可塑性樹脂組成物、光学フィルムおよびフィルム製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物、光学フィルムおよびフィルム製造方法 Download PDF

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Abstract

[要約]本発明は、相分離を抑え、容易に透明性に優れた光学用フィルムが得られる熱可塑性樹脂組成物、この組成物を主成分とする光学用フィルム、その延伸フィルムであり正の波長依存性を示し、光弾性係数が小さく、透明度のある位相差フィルムおよびその製造方法を提供しようとするものであって、熱可塑性樹脂組成物は、(A)環状オレフィン系重合体と、(B)下記一般式(II)で表される単位を有するビニル系重合体とを含有する。(式(II)中、R1〜R4の少なくとも1つは、一般式(III)に示す基であり、R1〜R4に残余の基が存在する場合のR1〜R4およびR5、R6は、水素原子、ハロゲン原子、異原子を含む連結基を有していてもよい(置換)炭化水素基、極性基を表す。R5、R6は、互いに結合して異原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。また、Yは、2価の炭化水素基を示す。)。

Description

本発明は、環状オレフィン系樹脂と、アミド基を有する構造単位を含むビニル系重合体を含有する熱可塑性樹脂組成物、該熱可塑性樹脂組成物を主成分とした光学用フィルムおよびその製造方法に関する。より詳しくは、他材料との密着性や接着性が良好で、高透明であり、透過光に与える位相差(本発明において、位相差とはレターデーション(Retardation)を意味する。)の均一性が高く、位相差の絶対値が透過光の波長が長波長になるほど大きくなるという特性(以下「正の波長依存性」ともいう。)を有する光学用フィルムおよびその製造方法に関する。
従来から光学用フィルムとして使用されているポリカーボネート、ポリエステル等のフィルムは、光弾性係数が大きいために微小な応力の変化などにより透過光に位相差が発現したりして位相差が変化する問題がある。また、トリアセチルアセテート等アセテートフィルムは、耐熱性が低く吸水変形等の問題がある。
熱可塑性ノルボルネン系樹脂(環状オレフィン系樹脂)は、ガラス転移温度、光線透過率が高く、しかも屈折率の異方性が小さいことによる従来の光学フィルムに比べ低複屈折性を示すなどの特長を有しており、耐熱性、透明性、光学特性に優れた透明熱可塑性樹脂として注目されており、例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6等に記載されている。
また、上記の特徴を利用して、例えば、光ディスク、光学レンズ、光ファイバー、透明プラスチック基盤、低誘電材料などの電子・光学材料、光半導体封止などの封止材料などの分野において、環状オレフィン系樹脂を応用することが検討されている。
上記の環状オレフィン系樹脂の特性は、光学用フィルム用の樹脂としてみても、前記従来の樹脂の問題点を改善できるものであり、このため、環状オレフィン系樹脂からなるフィルムが光学用の各種フィルムとして提案されている。
例えば、特許文献7、特許文献8および特許文献9には、環状オレフィン系樹脂のフィルムを用いた位相差板が記載されている。また、特許文献10、特許文献11および特許文献12には、環状オレフィン系樹脂のフィルムを、偏光板の保護フィルムに使用することが記載されている。さらに、特許文献13には、環状オレフィン系樹脂のフィルムからなる液晶表示素子用基板が記載されている。
一般的に位相差フィルムは、延伸配向させて得られる透過光に位相差(複屈折)を与える機能が、透過光の波長が長波長になるにつれて透過光の位相差(複屈折)の絶対値が小さくなるという特性(負の波長依存性)を有するため、可視光領域(400〜800nm)全てにおいて、例えば1/4波長等の特定の位相差を透過光に与えることが非常に困難であった。実際に位相差が広範囲な波長領域(400〜800nm)において1/4波長としての機能が反射型や半透過型の液晶ディスプレイや光ディスク用ピックアップなどに必要とされている。また、液晶プロジェクターでは、1/2λの位相差が必要であり、従来の環状オレフィン系樹脂からなる光学用フィルムでは、フィルムを積層化させる以外困難であった。フィルムの積層化では、フィルムの貼り合わせ、切り出し、接着などの工程が複雑化するだけでなく、得られる光学フィルムの厚みも低減させることが困難になる。
一方、透過型液晶ディスプレイ(特にVA(vertically aligned)モード)を用いた液晶テレビは、ディスプレイの大型化に伴い、広視野角で高輝度といった高精細な表示がこれまで以上に要求されている。二枚の偏光板をクロスニコル状態(偏光板の透過軸が互いに直交している状態)で使用する透過型液晶ディスプレイにおいては、ディスプレイを観察する位置を、ディスプレイ正面から斜め方向に変化させると、見かけ上二枚の偏光板の透過軸が90度からずれるため、黒表示時の光漏れや色抜け(着色)といった問題が生じる。このような問題を解消するため、液晶セルと各偏光板との間に種々の位相差フィルムを介在させて、偏光板の視野角依存の補償を行っているが十分な品質にいたっていない。
これらの課題を解決するためには、波長が長波長になるにつれて透過光の位相差の絶対値が大きくなる特性、すなわち、正の波長依存性を示す光学用フィルムが必要である。この正の波長依存性を示す光学用フィルムとしては、特許文献14、15、16において、特定のセルロースアセテート系樹脂からなる位相差フィルム、ポリカーボネート系樹脂やスチレン系樹脂のブレンドが提案されている。しかしながら、セルロース系樹脂からなるフィルムでは、吸水による特性変化や耐熱性等の点において問題点があり、ポリカーボネート系では、ガラス転移温度が高く、高温での延伸加工が必要になるだけでなく、フィルムの光弾性係数が大きいために応力による光学ひずみが生じる。また、スチレン系樹脂では、フィルム化の際に製膜性の良い塩化メチレンなどの揮発性の高い溶媒は、ほとんどの場合相分離が生じるために使用できず、特定な溶剤を選定しなければならない。そのために溶剤の乾燥時間がかかり、生産性が極端に低下し、透明度の高いフィルムを容易に得ることが困難である問題があった。
このため、相分離を抑え、透明な光学フィルムを容易に得ることができる樹脂組成物およびその樹脂組成物を主成分とする正の波長依存性を示し、光弾性係数が小さく、透明度のある位相差フィルムの出現が強く望まれていた。
特開平1−132625号公報 特開平1−132626号公報 特開昭63−218726号公報 特開平2−133413号公報 特開昭61−120816号公報 特開昭61−115912号公報 特開平4−245202号公報 特開平5−2108号公報 特開平5−64865号公報 特開平5−212828号公報 特開平6−51117号公報 特開平7−77608号公報 特開平5−61026号公報 特開2000−137116号公報 特開2000−337222号公報 高分子論文集、Vol.61、No1、89-94(2004).
本発明の課題は、相分離を抑え、容易にフィルム化が可能で透明性に優れた光学用フィルムが得られる熱可塑性樹脂組成物を提供し、この樹脂組成物を主成分とする400〜800nmの波長領域全てにおいて正の波長依存性を示し、1枚で前記波長範囲において透過光に特定の位相差を与えることができ、かつ低吸水性で低光弾性係数を有する光学用フィルムおよびその製造方法を提供することにある。
本発明によれば、下記の熱可塑性樹脂組成物、該熱可塑性樹脂組成物を主成分とした光学用フィルムおよびその製造方法が提供されて、本発明の上記課題が解決される。
(1)(A)環状オレフィン系重合体と、
(B)下記一般式(II)で表される単位を有するビニル系重合体と
を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物;
Figure 2006073102
(式(II)中、R1、R2、R3、およびR4の少なくとも1つは、下記一般式(III)に示すアミド部位を有する基であり、R1、R2、R3、およびR4に残余の基が存在する場合には、それらは、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;または、極性基を表す。)
Figure 2006073102
(式(III)中、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;または、極性基を表す。また、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。Yは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基、2価の芳香環を表す。)。
(2)前記環状オレフィン系重合体(A)が、下記一般式(I)で表される単量体から得られる重合体であることを特徴とする上記(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物;
Figure 2006073102
(式(I)中、m、n、sおよびtは、それぞれ独立に0〜2の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表す。R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、R7とR8、または、R9とR10は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。R7またはR8と、R9またはR10とは、相互に結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環または複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。))。
(3)環状オレフィン系重合体(A)が下記一般式(IV)で表される構造単位を有すことを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
Figure 2006073102
(式(IV)中、m、n、sおよびtは、それぞれ独立に0〜2の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表す。R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、R7とR8、または、R9とR10は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。R7またはR8と、R9またはR10とは、相互に結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環または複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。)。Xは式:−CH=CH−で表される基または式:−CH2CH2−で表される基であり、複数存在するXは同一または異なる。)
(4)前記ビニル系重合体(B)が、極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から得られるビニル系重合体(C)と、下記一般式(V)で表される化合物とを混合することにより得られることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
Figure 2006073102
(式中、R5およびR6は、上記(1)に記載の一般式(III)におけるR5およびR6と同義である。)。
(5)前記極性基含有単量体が酸無水物含有単量体であることを特徴とする上記(4)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
(6)前記環状ポリオレフィン系重合体(A)100重量部に対して、ビニル系重合体(B)を20〜200重量部の割合で含有することを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を主成分とすることを特徴とする光学フィルム。
(8)透過光に位相差を与えることを特徴とする上記(7)に記載の光学用フィルム。
(9)波長550nmにおける位相差Re(550)と、波長400nmにおける位相差Re(400)との比Re(400)/Re(550)が1.0〜0.1の範囲にあり、波長550nmにおける位相差Re(550)と、波長800nmにおける位相差Re(800)との比Re(800)/Re(550)が1.5〜1.0の範囲にあることを特徴とする上記(8)に記載の光学用フィルム。
(10)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を用い溶剤キャスト法によりフィルムを成膜することを特徴とする光学用フィルムの製造方法。
(11)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を用い溶融押出し法によりフィルムを成膜することを特徴とする光学用フィルムの製造方法。
本発明によれば、良好な相溶性、透明性を有し、組成比をコントロールすることで低複屈折性を示すことができる樹脂組成物が得られ、かつ製膜したフィルムを延伸配向した場合に正の波長分散性を示し、他材料との密着性や接着性が良好である光学フィルムを提供することができる。したがって、本発明の光学用フィルムを位相差フィルムとして使用すると、400〜800nmの波長領域において一定の位相差を示すλ板を一枚の位相差フィルムで実現できる。また、本発明の光学用フィルムは、透明導電性、反射防止機能等の機能を有する光学用フィルムとしても有用である。
図1は、重合体合成例1で得た樹脂P1のIRスペクトルを示す。 図2は、重合体合成例1で得た樹脂P1のH1−NMRスペクトルを示す。 図3は、重合体合成例3で得た樹脂P3のIRスペクトルを示す。 図4は、重合体合成例3で得た樹脂P3のH1−NMRスペクトルを示す。 図5は、実施例1、3、5で製造した位相差フィルムの波長分散性を示す。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、環状オレフィン系重合体(A)と、アミド基を有する構造単位を含むビニル系重合体(B)とを含有している。以下、これらについて説明する。
[環状オレフィン系重合体(A)]
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物に含有される環状オレフィン系重合体(A)として、下記(1)〜(4)に示す重合体を挙げることができる。
(1)下記一般式(I)で表される単量体(以下「特定単量体」という)の開環重合体
(2)特定単量体と共重合性単量体との開環共重合体
(3)上記(1)または(2)の開環重合体の水素添加物
(4)特定単量体とビニル系化合物との付加型重合体
Figure 2006073102
(式(I)中、m、n、sおよびtは、それぞれ独立に0〜2の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表す。R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、R7とR8、または、R9とR10は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。R7またはR8と、R9またはR10とは、相互に結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環または複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。))。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。
炭素原子数1〜30の炭化水素基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基などが挙げられる。
また、上記の置換または非置換の炭化水素基は直接環構造に結合していてもよいし、あるいは連結基(linkage)を介して結合していてもよい。連結基としては、たとえば、炭素原子数1〜10の2価の炭化水素基(たとえば、−(CH2)m−(式中、mは1〜10の整数)で表されるアルキレン基);酸素、窒素、イオウまたはケイ素を含む連結基(たとえば、カルボニル基(−CO−)、オキシカルボニル基(−O(CO)−)、スルホン基(−SO2−)、エーテル結合(−O−)、チオエーテル結合(−S−)、イミノ基(−NH−)、アミド結合(−NHCO−、−CONH−)、シロキサン結合(−OSi(R)−(式中、Rはメチル、エチル等のアルキル基))等が挙げられ、これらを複数含む連結基であってもよい。
極性基としては、例えば、水酸基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、カルボニルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、シアノ基、アミド基、イミド基、トリオルガノシロキシ基、トリオルガノシリル基、アミノ基、アシル基、アルコキシシリル基、スルホニル基、およびカルボキシル基など挙げられる。さらに具体的には、上記アルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基等;カルボニルオキシ基としては、たとえば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基等のアルキルカルボニルオキシ基、およびベンゾイルオキシ基等のアリールカルボニルオキシ基;アルコキシカルボニル基としては、たとえば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等;アリーロキシカルボニル基としては、たとえば、フェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基、フルオレニルオキシカルボニル基、ビフェニリルオキシカルボニル基等;トリオルガノシロキシ基としては、たとえば、トリメチルシロキシ基、トリエチルシロキシ基等;トリオルガノシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基等;アミノ基としては、第1級アミノ基;アルコキシシリル基としては、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等が挙げられる。
上記一般式(I)で表わされる特定単量体の具体例としては、次のような化合物が挙げられる。
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
トリシクロ[4.3.0.12,5]−3−デセン、
トリシクロ[4.4.0.12,5]−3−ウンデセン、
テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]−4−ペンタデセン、
ペンタシクロ[7.4.0.12,5.19,12.08,13]−3−ペンタデセン、
5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−メトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−メチル−5−メトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−シアノビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−n−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン
8−イソプロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン
8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン

8−フェノキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−(1−ナフトキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−(2−ナフトキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−〈4−フェニルフェノキシ〉カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−n−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−イソプロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−フェノキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−(1−ナフトキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−(2−ナフトキシ)カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−メチル−8−〈4−フェニルフェノキシ〉カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
ペンタシクロ[8.4.0.12,5.19,12.08,13]−3−ヘキサデセン、
ヘプタシクロ[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]−4−エイコセン、
ヘプタシクロ[8.8.0.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]−5−ヘンエイコセン、
5−エチリデンビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
5−フェニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−フェニル−5―メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
8−フェニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
5−n−ブチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−n−ヘキシルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−シクロヘキシルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−(2−シクロヘキセニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−n−オクチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−n−デシルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−イソプロピルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−(1−ナフチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−(2−ナフチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−(2−ナフチル)−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−(4−ビフェニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−(4−ビフェニル)−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−アミノメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−トリメトキシシリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−トリエトキシシリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−トリn-プロポキシシリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−トリn-ブトキシシリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−クロロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−シクロヘセニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−フルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−フルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5,5−ジフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5,6−ジフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5,5−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−メチル−5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5,5,6−トリフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5,5,6,6−テトラフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
8−フルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−フルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8−トリフルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、
8,8−ジフルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン
などを挙げることができる。
これらの化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせてノルボルネン系単量体(I)として用いることができる。
これらの特定単量体のうち、上記式(I)におけるR7〜R10のうちの少なくとも1つが、下記式(VI)
−(CH2nCOOR11 (VI)
(式中、nは通常、0または1〜5の整数、R11は炭素数1〜15の炭化水素基である。)で表される特定の極性基である上記特定単量体が、得られる熱可塑性樹脂組成物および光学フィルムの耐熱性と耐湿(水)性とが良好なバランスを保つ点で好ましい。
上記式(VI)において、nの値が小さいほど、また、R11の炭素数が小さいほど、得られる熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度が高くなり、耐熱性が向上する点で好ましい。すなわち、nは通常、0または1〜5の整数であるが、好ましくは0または1であり、また、R11は通常、炭素数1〜15の炭化水素基であるが、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基が望ましい。
さらに、上記式(I)において、上記式(VI)で表される極性基が結合した炭素原子にさらにアルキル基が結合している上記特定単量体は、得られる熱可塑性樹脂組成物および光学フィルムの耐熱性と耐湿(水)性とが良好なバランスを保つ点で好ましい。このアルキル基の炭素数は1〜5であることが好ましく、さらに好ましくは1〜2、特に好ましくは1である。
このような特定単量体のうち、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ〔4.4.0.12,5.17,10〕−3−ドデセン、8−メチル−8−エトキシカルボニルテトラシクロ〔4.4.0.12,5.17,10〕−3−ドデセン、8−メチル−8−ブトキシカルボニルテトラシクロ〔4.4.0.12,5.17,10〕−3−ドデセンおよび8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ〔4.4.0.12,5.17,10〕−3−ドデセンと5−メチル−5−メトキシカルボニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンとの併用は、得られる熱可塑性樹脂組成物および光学フィルムが耐熱性に優れる点で好ましく、特に、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ〔4.4.0.12,5.17,10〕−3−ドデセンおよび8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ〔4.4.0.12,5.17,10〕−3−ドデセンと5−メチル−5−メトキシカルボニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンとの併用は、ビニル系重合体(B)との相溶性に優れた環状オレフィン系重合体が得られる点で好ましい。
このような特定単量体を開環重合して環状オレフィン系重合体としては、例えば下記一般式(IV)で表される構造単位を有する重合体が挙げられる。
Figure 2006073102
(式(IV)中、m、n、s、tおよびR1〜R10は、それぞれ上記式(I)におけるm、n、s、tおよびR1〜R10の定義と同義である。Xは式:−CH=CH−で表される基または式:−CH2CH2−で表される基であり、複数存在するXは同一または異なる。)。
<共重合性単量体>
上記特定単量体は単独で開環重合してもよいが、さらに、上記特定単量体と他の共重合性単量体と開環共重合させてもよい。
上記共重合性単量体として、具体的には、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどのシクロオレフィンを挙げることができる。シクロオレフィンの炭素数は、4〜20が好ましく、さらに好ましくは5〜12である。また、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−非共役ジエン共重合体、ポリノルボルネンなどの、主鎖に炭素−炭素間二重結合を含む不飽和炭化水素系ポリマーなどの存在下で、上記特定単量体を開環重合させてもよい。この場合、得られる開環共重合体およびその水素添加共重合体は、耐衝撃性の大きい熱可塑性樹脂組成物の原料として有用である。
〈開環重合体〉
上記開環重合体(一般式IV)は、開環重合触媒の存在下、必要に応じて分子量調節剤および開環重合用溶媒を用いて、上記特定単量体、および必要に応じて共重合性単量体を、従来公知の方法で開環重合させることにより得ることができる。
また、上記特定単量体と上記共重合性単量体とを共重合させる場合、上記特定単量体と上記共重合性単量体との合計100重量%に対して、上記特定単量体を通常50重量%以上、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上、かつ100重量%未満、上記共重合性単量体を、0重量%を超えて、通常50重量%以下、好ましくは40重量%以下、より好ましくは30重量%以下の割合で共重合させることが望ましい。
本発明で用いる開環重合体としては、特定単量体の単独重合体、または2種以上の特定単量体の共重合体が最も好ましい。
〈開環重合触媒〉
本発明に用いられる開環重合用の触媒としては、Olefin Metathesis and Metathesis Polymerization(K.J.IVIN,J.C.MOL, Academic Press 1997)に記載されている触媒が好ましく用いられる。
このような触媒としては、たとえば、(a)W、Mo、Re、VおよびTiの化合物から選ばれた少なくとも1種と、(b)Li、Na、K、Mg、Ca、Zn、Cd、Hg、B、Al、Si、Sn、Pbなどの化合物であって、少なくとも1つの当該元素−炭素結合あるいは当該元素−水素結合を有するものから選ばれた少なくとも1種との組合せからなるメタセシス重合触媒が挙げられる。この触媒は、触媒の活性を高めるために、後述の添加剤(c)が添加されたものであってもよい。また、その他の触媒として(d)助触媒を用いない周期表第4族〜8族遷移金属−カルベン錯体やメタラシクロブタン錯体などからなるメタセシス触媒が挙げられる。
上記(a)成分として適当なW、Mo、Re、VおよびTiの化合物の代表例としては、WCl6、MoCl5、ReOCl3、VOCl3、TiCl4など特開平1−240517号公報に記載の化合物を挙げることができる。
上記(b)成分としては、n−C49Li、(C253Al、(C252AlCl、(C251.5AlCl1.5、(C25)AlCl2、メチルアルモキサン、LiHなど特
開平1−240517号公報に記載の化合物を挙げることができる。
添加剤である(c)成分の代表例としては、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類などが好適に用いることができ、さらに特開平1−240517号公報に示される化合物を使用することができる。
上記触媒(d)の代表例としては、W(=N−2,6−C63 iPr2)(=CH tBu)(O tBu)2、Mo(=N−2,6−C63 iPr2)(=CH tBu)(O tBu)2、Ru(=CHCH=CPh2)(PPh3)2Cl2、Ru(=CHPh)(PC611)2Cl2などが挙げられる。
メタセシス触媒の使用量としては、上記(a)成分と、全単量体(ノルボルネン系単量体(Im)、(IIm)および他の共重合可能な単量体。以下、同じ)とのモル比で「(a)成分:全単量体」が、通常1:500〜1:500,000となる範囲、好ましくは1:1,000〜1:100,000となる範囲であるのが望ましい。(a)成分と(b)成分との割合は、金属原子比で「(a):(b)」が1:1〜1:100、好ましくは1:2〜1:50の範囲であるのが望ましい。また、このメタセシス触媒に上記(c)添加剤を添加する場合、(a)成分と(c)成分との割合は、モル比で「(c):(a)」が0.005:1〜15:1、好ましくは0.05:1〜7:1の範囲であるのが望ましい。また、触媒(d)の使用量は、(d)成分と全単量体とのモル比で「(d)成分:全単量体」が、通常1:50〜1:100,000となる範囲、好ましくは1:100〜1:50,000となる範囲であるのが望ましい。
〈分子量調節剤〉
開環(共)重合体の分子量の調節は重合温度、触媒の種類、溶媒の種類によっても行うことができるが、本発明においては、分子量調節剤を反応系に共存させることにより調節することが好ましい。ここに、好適な分子量調節剤としては、たとえば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセンなどのα−オレフィン類、スチレン、ビニルトルエンなどのスチレン類、アリル酢酸、アリルベンゼンなどアリル化合物類を挙げることができ、これらのうち、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンが特に好ましい。これらの分子量調節剤は、単独であるいは2種以上を混合して用いることができる。分子量調節剤の使用量としては、開環(共)重合反応に供される全単量体1モルに対して0.001〜0.6モル、好ましくは0.02〜0.5モルであるのが望ましい。
〈開環(共)重合反応用溶媒〉
開環(共)重合反応において用いられる溶媒、すなわち、ノルボルネン系単量体、メタセシス触媒および分子量調節剤を溶解する溶媒としては、たとえば、石油エーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなどの炭化水素類;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナンなどの環状炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、クロロホルム、テトラクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、プロピオン酸メチルなどのエステル類;ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサンなどのエーテル類;N,N−11ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどを挙げることができ、これらは単独であるいは混合して用いることができる。本発明では、これらのうち、芳香族炭化水素が好ましい。
溶媒の使用量としては、「溶媒:全単量体(重量比)」が、通常0.5:1〜20:1となる量とされ、好ましくは0.5:1〜10:1となる量であるのが望ましい。
・水素添加
本発明では、上記の開環重合のみにより(A)環状オレフィン系開環重合体を製造してもよいが、開環重合で得た開環重合体をさらに水素添加することが好ましい。開環重合のみでは、得られる環状オレフィン系開環重合体は、上述の一般式(IV)で表される構造単位(IV)中のXが、いずれも、式:−CH=CH−で表されるオレフィン性不飽和基の状態である。かかる開環重合体は、そのまま使用することもできるが、耐熱安定性の観点から、上記のオレフィン性不飽和基が水素添加されて前記Xが−CH2−CH2−で表される基に転換された水素添加物であることが好ましい。ただし、本発明でいう水素添加物とは、上記のオレフィン性不飽和基が水素添加されたものであり、環状オレフィン系単量体に基づく側鎖の芳香環は実質的に水素添加されていないものである。
なお、水素添加する割合としては、上記構造単位(IV)におけるXの90モル%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上であるのが望ましい。水素添加する割合が高いほど、熱による着色や劣化が抑制することができるため好ましい。
この製造方法では、水素添加反応は、単量体(I)に基づく側鎖の芳香環が実質的に水素添加されない条件で行われる必要がある。このため通常は、開環重合体の溶液に水素添加触媒を添加し、これに常圧〜30MPa、好ましくは2〜20MPa、更に好ましくは3〜18MPaで水素を作用させることによって行うのが望ましい。
水素添加触媒としては、通常のオレフィン性化合物の水素添加反応に用いられるものを使用することができる。この水素添加触媒としては、公知の不均一系触媒および均一系触媒をいずれも用いることができる。不均一系触媒としては、パラジウム、白金、ニッケル、ロジウム、ルテニウムなどの貴金属触媒物質を、カーボン、シリカ、アルミナ、チタニアなどの担体に担持させた固体触媒を挙げることができる。また、均一系触媒としては、ナフテン酸ニッケル/トリエチルアルミニウム、ビス(アセチルアセトナト)ニッケル(II)/トリエチルアルミニウム、オクテン酸コバルト/n−ブチルリチウム、チタノセンジクロリド/ジエチルアルミニウムモノクロリド、酢酸ロジウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、クロロヒドロカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジクロロカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウムなどを挙げることができる。触媒の形態は粉末でも粒状でもよい。また、この水素添加反応触媒は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
これらの水素添加触媒は、特定単量体(I)もしくは他の単量体に基づく側鎖の芳香環が実質的に水素添加されないようにするために、その添加量を調整する必要があるが、通常は、「開環(共)重合体:水素添加触媒(重量比)」が、1:1×10-6〜1:2となる割合で使用するのが望ましい。
<付加型重合体(飽和重合体)>
本発明では、環状オレフィン系重合体(A)として、上記開環重合体およびその水素添加重合体の他に、上記特定単量体と不飽和二重結合含有化合物との飽和共重合体を使用することができる。上記特定単量体と不飽和二重結合含有化合物とは、これらの合計量100重量%に対して、上記特定単量体を通常50〜90重量%、好ましくは60〜90重量%、より好ましくは70〜90重量%、不飽和二重結合含有化合物を通常10〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%の割合で共重合させることが望ましい。
上記不飽和二重結合含有化合物としては、たとえば、エチレン、プロピレン、ブテンなどの炭素数2〜12、好ましくは2〜8のオレフィン系化合物を挙げることができる。
上記特定単量体と不飽和二重結合含有化合物との共重合反応に用いられる触媒としては、バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒が挙げられる。バナジウム化合物としては、VO(OR)abまたはV(OR)cd(ただし、Rは炭化水素基、0≦a≦3、0≦b≦3、2≦a+b≦3、0≦c≦4、0≦d≦4、3≦c+d≦4)で表されるバナジウム化合物、あるいはこれらの電子供与体付加物が挙げられる。電子供与体としてはアルコール、フェノール類、ケトン、アルデヒド、カルボン酸、有機酸または無機酸のエステル、エーテル、酸アミド、酸無水物、アルコキシシラン等の含酸素電子供与体、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアナート等の含窒素電子供与体などが挙げられる。上記有機アルミニウム化合物としては、アルミニウム−炭素結合またはアルミニウム−水素結合を少なくとも1つ有する化合物から選ばれた少なくとも1種の有機アルミニウム化合物が挙げられる。上記触媒におけるバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物との割合は、バナジウム原子に対するアルミニウム原子の比(Al/V)で、通常2以上、好ましくは2〜50、特に好ましくは3〜20である。
上記共重合反応に用いられる溶媒としては、たとえば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の環状炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素およびそのハロゲン誘導体を挙げることができる。これらのうち、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンが好ましい。
<環状オレフィン系重合体>
本発明に用いられる(A)環状オレフィン系重合体は、30℃のクロロベンゼン溶液(濃度0.5g/100ml)中で測定した固有粘度(ηinh)が0.2〜5.0dl/gであることが好ましい。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、通常8000〜1,000,000、好ましくは10,000〜800,000、さらに好ましくは20,000〜500,000であり、重量平均分子量(Mw)は、通常10,000〜3,000,000、好ましくは20,000〜2,000,000、さらに好ましくは30,000〜1,000,000であることが望ましい。
分子量が小さすぎると、得られる成形品やフィルムの強度が低くなることがある。分子量が大きすぎると、溶液粘度が高くなりすぎて本発明に用いる可塑性樹脂組成物の生産性や加工性が悪化することがある。
また、(A)環状オレフィン系重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、通常1.5〜10、好ましくは2〜8、さらに好ましくは2〜5であることが望ましい。
(A)環状オレフィン系重合体のガラス転移温度(Tg)は、通常100〜250℃であり、好ましくは110〜220℃、さらに好ましくは115〜200℃である。Tgが低すぎると、熱変形温度が低くなるため、耐熱性に問題が生じるおそれがあり、また、得られる成形品やフィルムの温度による光学特性の変化が大きくなるという問題が生じることがある。一方、Tgが高すぎると、加工温度を高くする必要があり、これにより熱可塑性樹脂組成物が熱劣化することがある。
[ビニル系重合体(B)]
本発明に用いられるビニル系重合体(B)は、アミド基を有することを特徴とし、下記式(II)で表される構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)を有する重合体である。
Figure 2006073102
(式(II)中、R1、R2、R3、およびR4の少なくとも1つは、下記一般式(III)に示すアミド部位を有する基であり、R1、R2、R3、およびR4に残余の基が存在する場合には、それらは、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;または、極性基を表す。)
Figure 2006073102
(式(III)中、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;または、極性基を表す。また、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。また、Yは、炭素数が1〜10の2価の炭化水素基(たとえば、−(CH2k−(但し、kは1〜10の整数)で表されるアルキレン基など)や2価の芳香環でもよい。)。
上記ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、硫黄原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基、および極性基としては、上記式(I)中のR1〜R6と同様の原子もしくは基が挙げられる。
ビニル系重合体(B)としては、芳香族ビニル系重合体が好ましく、ビニル系単量体は、2種以上同時に使用しても良い。ビニル系重合体(B)は、下記のいずれかの製法により得ることができる。
(1)アミド基を有するビニル系単量体(以下、「特定ビニル系単量体(a)」ともいう)と他のビニル系単量体(以下、「ビニル系単量体(b)」ともいう)とを共重合させる方法。
(2)極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から得られるビニル系重合体(C)と、下記一般式(V)で表される化合物(以下、「特定アミン化合物」ともいう)とを混合する方法。
Figure 2006073102
(式中、R5およびR6は、上記(1)に記載の一般式(III)におけるR5およびR6と同義である。)。
上記の方法のうち、原料の入手のし易さと方法の簡便さから、(2)の方法が好ましく用いられる。
<特定ビニル系単量体(a)>
特定ビニル系単量体の具体例としては、
アクリルアミド;メタクリルアミド;
N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド等のN−アルキル(メタ)アクリルアミド;
N−ベンジルアクリルアミド、N−ベンジルメタクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−フェニルメタクリルアミド、N−(4−ヒドロキシメチルフェニル)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシメチルフェニル)メタクリルアミド、N−(2−ヒドロキシメチルフェニル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシメチルフェニル)メタクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N−(3−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N−(2−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N−(2−メチルフェニル)アクリルアミド、N−(2−メチルフェニル)メタクリルアミド、N−(4−メチルフェニル)アクリルアミド、N−(4−メチルフェニル)メタクリルアミド、N−(2,4−ジメチルフェニル)アクリルアミド、N−(2,4−ジメチルフェニル)メタクリルアミド、N,N−ジフェニルアクリルアミド、N,N−ジフェニルアクリルアミド、N,N−ジ(4−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N,N−ジ(4−ヒドロキシフェニル)フェニルアクリルアミド、N,N−ジ(3−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N,N−ジ(3−ヒドロキシフェニル)フェニルアクリルアミドなどの芳香環含有(メタ)アクリルアミド;
N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド等のN,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド等を挙げることができる。
中でも、アミド基を構成するNに水素原子がひとつ結合されているアクリルアミドが好ましい。
<ビニル系単量体(b)>
ビニル系単量体(b)の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸などのビニルカルボン酸系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート系単量体;N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系単量体;下記に示す芳香族ビニル単量体が挙げられる。これらのうち、相溶性の向上の点からビニルカルボン酸系が好ましい。
<芳香族ビニル系単量体(c)>
芳香族ビニル系単量体の具体例としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどのアルキル置換スチレン類;4−クロロスチレン、4−ブロモスチレンなどのハロゲン置換スチレン類;p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、2−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレンなどのヒドロキシスチレン類;ビニルベンジルアルコール類;p−メトキシスチレン、p−t−ブトキシスチレン、m−t−ブトキシスチレンなどのアルコキシ置換スチレン類;3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸などのビニル安息香酸類;メチル−4−ビニルベンゾエート、エチル−4−ビニルベンゾエートなどのビニル安息香酸エステル類;4−ビニルベンジルアセテート;4−アセトキシスチレン;2−ブチルアミドスチレン、4−メチルアミドスチレン、p−スルホンアミドスチレンなどのアミドスチレン類;3−アミノスチレン、4−アミノスチレン、2−イソプロペニルアニリン、ビニルベンジルジメチルアミンなどのアミノスチレン類;3−ニトロスチレン、4−ニトロスチレンなどのニトロスチレン類;3−シアノスチレン、4−シアノスチレンなどのシアノスチレン類;ビニルフェニルアセトニトリル;フェニルスチレンなどのアリールスチレン類などが挙げられる。これらの単量体は、二種以上を共重合成分として用いてもよい。これらのうち、工業的に入手が容易で、かつ安価な点で、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
<ラジカル重合開始剤>
本発明に用いられる(B)ビニル系重合体をラジカル重合で合成する場合、フリーラジカルを発生する公知の有機過酸化物、またはアゾビス系のラジカル重合開始剤を用いることができる。
有機過酸化物としては、ジアセチルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジイソブチロイルパーオキサイド、ジ(2,4−ジクロロベンゾイル)パーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジオクタノイルパーオキサオド、ジラウロイルパーオキサイド、ジステアロイルパーオキサイド、ビス{4−(m−トルオイル)ベンゾイル}パーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド類;
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類;
過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、α−クメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類;
ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などのジアルキルパーオキサイド類;
t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレエート、t−ブチルパーオキシ3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、α,α’−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエ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ネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオドデカノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシm−トルオイルベンゾエート、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのパーオキシエステル類;
1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ピバレート、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパンなどのパーオキシケタール類;
t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネートなどのパーオキシモノカーボネート類;
ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−2−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート類;
その他、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイドなどが挙げられるが、本発明に用いられる有機過酸化物はこれらの例示化合物に限定されるものではない。
アゾビス系ラジカル重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、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(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−{1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル}プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−{2−(1−ヒドロキシブチル)}プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジサルフェート・ジハイドレート、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−{1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル}プロパン]ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミドキシム)、ジメチル2,2’−アゾビスブチレート、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタノイックアシッド)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)などが挙げられるが、本発明に用いられるアゾビス系ラジカル重合開始剤はこれらの例示化合物に限定されるものではない。
<触媒>
ビニル系単量体の共重合反応には、触媒が用いられてもよい。この触媒は、特に限定されず、たとえば、公知のアニオン重合触媒、配位アニオン重合触媒、カチオン重合触媒などが挙げられる。
<ビニル系重合体(B)>
本発明に用いられる(B)ビニル系重合体は、上記重合開始剤や触媒の存在下で、上記ビニル系単量体を、塊状重合法、溶液重合法、沈殿重合法、乳化重合法、懸濁重合法または塊状−懸濁重合法などの従来公知の方法で共重合させることによって得られる。
このようにして得られる(B)ビニル系重合体のうち、上述した特定ビニル系重合体において、全構造単位の合計100重量%に対して、構造単位(II)の割合は、通常0.5〜90重量%、好ましくは0.5〜60重量%、より好ましくは1〜30重量%であり、芳香族ビニル系単量体(c)から誘導される芳香族ビニル重合体構造単位の合計割合は、通常10〜99.5重量%、好ましくは40〜99.5重量%、より好ましくは70〜99重量%である。環状オレフィン系重合体とのブレンドにより得られる樹脂組成物の延伸位相差フィルムの光学特性(波長分散性、および位相差発現性の調整)や環状オレフィン系重合体とのブレンド時の相溶性、耐熱性(ガラス転移温度)という点で好ましい。
(B)ビニル系重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が、通常3,000〜500,000、好ましくは5,000〜400,000、さらに好ましくは10,000〜250,000であり、重量平均分子量(Mw)は、通常500〜1,000,000、好ましくは5,000〜800,000、さらに好ましくは20,000〜500,000である。分子量が小さすぎると、得られるフィルムの強度が低くなることがあり、分子量が大きすぎると、溶液粘度が高くなりすぎて本発明に係る熱可塑性樹脂組成物の生産性や加工性が悪化することがある。
また、(B)ビニル系重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、通常1.0〜10、好ましくは1.2〜5、さらに好ましくは1.2〜4である。
<ビニル系重合体(C)>
ビニル系重合体(C)は、下記極性基含有単量体および上述した芳香族ビニル系単量体(上記芳香族ビニル系単量体(c))から誘導される。
(極性基含有単量体)
無水マレイン酸、無水シトラコン酸、シス−1−シクロヘキセン−1,2−無水ジカルボン酸、3−メチル−シス−1−シクロヘキセン−1,2−無水ジカルボン酸、4−メチル−シス−1−シクロヘキセン−1,2−無水ジカルボン酸などの酸無水物系単量体、アクリロイルクロライド、メタクロイルクロライドなどの酸クロライド系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、カルボン酸系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどのアクリル、メタクリル系単量体などが挙げられる。
ビニル系重合体(C)としては、特に、酸無水物系単量体と芳香族ビニル系単量体の共重合体を用いるのが好ましく、具体的には、酸無水物単量体とスチレンとの共重合体が、相溶性、耐熱性、工業的な入手性、価格の点で好ましい。
極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から誘導されるビニル重合体(C)をラジカル重合で合成する場合、ビニル系重合体(B)の合成に用いられるフリーラジカルを発生する公知の有機化酸化物、または、アゾビス系ラジカル重合開始剤を用いることができる。
また、その他の触媒としてビニル系重合体(B)の合成に用いられる触媒を用いてもよい。
本発明に用いられる(C)ビニル系重合体は、上記重合開始剤や触媒の存在下で、上記ビニル系単量体を、塊状重合法、溶液重合法、沈殿重合法、乳化重合法、懸濁重合法または塊状−懸濁重合法などの従来公知の方法で共重合させることによって得られる。
このようにして得られる(C)ビニル系重合体のうち、全構造単位の合計100重量%に対して、極性基含有単量体から誘導されるビニル重合体の割合は、通常0.5〜50重量%、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜20重量%であり、芳香族ビニル系単量体(c)から誘導される芳香族ビニル重合体構造単位の合計割合は、通常50〜99.5重量%、好ましくは70〜99.5重量%、より好ましくは80〜99重量%である。アミン系添加剤(V)の添加効果が上記の範囲外にあると、相溶効果が著しく低下し、透明なフィルムが得られなくなる可能性が生じる。
ビニル系重合体(C)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が、通常3,000〜500,000、好ましくは5,000〜400,000、さらに好ましくは10,000〜250,000であり、重量平均分子量(Mw)は、通常500〜1,000,000、好ましくは5,000〜800,000、さらに好ましくは20,000〜500,000である。分子量が小さすぎると、得られるフィルムの強度が低くなることがあり、分子量が大きすぎると、溶液粘度が高くなりすぎて本発明に係る熱可塑性樹脂組成物の生産性や加工性が悪化することがある。
また、ビニル系重合体(C)の分子量分布(Mw/Mn)は、通常1.0〜10、好ましくは1.2〜5、さらに好ましくは1.2〜4である。
<特定アミン化合物>
上記一般式(V)で表される化合物としては、以下のような化合物が挙げられる。
メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、2−ヒドロキシエチルアミン、ベンジルアミンなどの第一級脂肪族アミン;
アニリン、2-メチルアニリン、4-メチルアニリン、2,4-ジメチルアニリン、2,6-ジメチルアニリン、2-エチルアニリン、2,4-ジエチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアミン、2-メトキシアニリン、4-メトキシアニリン、2-エトキシアニリン、4-エトキシアニリン、4−エトキシカルボニルアニリン、2−エトキシカルボニルアニリン、3、5−ジメトキシアニリン、4−ヒドロキシアニリン、3−ヒドロキシアニリン、2−ヒドロキシアニリン、4−ヒドロキシメチルアニリン、2−ヒドロキシメチルアニリン、3−ヒドロキシメチルアニリン、4−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、2−アミノ安息香酸、4−クロロアニリン、3−クロロアニリン、2−クロロアニリン、2-メチル−5−メトキシアニリン、2,4−ジメトキシアニリン、2,5−ジメトキシアニリン、2,4−ジエトキシアニリン、2,5−ジエトキシアニリン、α−ナフチルアミン、5−エトキシカルボニル−2−メチルアニリン、3−エトキシカルボニル−2−メチルアニリン、4−エトキシカルボニル−2−メチルアニリン、5−エトキシカルボニル−2−メトキシアニリン、3−エトキシカルボニル−2−メトキシアニリン、4−エトキシカルボニル−2−メトキシアニリン、5−エトキシカルボニル−2−クロロアニリン、3−エトキシカルボニル−2−クロロアニリン、4−エトキシカルボニル−2−クロロアニリン、3−アミノ−4−メチル安息香酸、3−アミノ−4−メトキシ安息香酸、3−アミノ−4−クロロ安息香酸、3−アミノ−2−メチル安息香酸、3−アミノ−2−メトキシ安息香酸、3−アミノ−2−クロロ安息香酸、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸、4−アミノ−3−メチル安息香酸、3,4−ジアミノ安息香酸、5−アミノイソフタル酸等の第一級芳香族アミン;
ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ピロリジン、ピペリジン、4−ピペリジンカルボン酸、モルホリン、ジ(ヒドロキシエチル)アミンなどの第二級脂肪族アミン;
N−メチルアニリン、N−エチルルアニリン、N−プロピルアニリン、2−アミノピリジン、ジフェニルアミンなどの第二級芳香族アミン;
これらのうち、環状オレフィン系重合体(A)およびビニル系重合体(C)との相溶性の点から、用いるアミンは第1級アミンが好ましく、特に第1級芳香族アミンが好ましい。
アミンの添加量は、ビニル系重合体(C)に含まれる極性基含有単量体から誘導される構造に対して、通常10mol%〜200mol%、好ましくは、20mol%〜150mol%、さらに好ましくは、30mol%〜140mol%である。この範囲外にある場合は、環状オレフィン(A)とビニル重合体(B)との相溶性改善効果が不十分であり、透明性フィルムが得られにくくなる。
<熱可塑性樹脂組成物および光学フィルム>
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物および光学フィルムは、上記環状オレフィン系重合体(A)とビニル系重合体(B)とを、環状オレフィン系重合体(A)100重量部に対して、ビニル系重合体(B)が通常10〜300重量部、好ましくは20〜200重量部、より好ましくは40〜100重量部の割合で含有する。ビニル系重合体(B)の配合量が上記範囲にあると、製膜後、延伸することにより正の波長分散性を有する位相差フィルムを得ることができる。また、フィルムの強度も向上する。ビニル系重合体(B)の配合量が上記下限未満になると、熱可塑性樹脂組成物から得られる延伸フィルムが正の波長分散性を示さないことがある。また、ビニル系重合体(B)の配合量が上記上限を超えると、得られる熱可塑性樹脂組成物や光学フィルムの耐熱性が低下したり、光学フィルムの強度が低下したりすることがある。
上記熱可塑性樹脂組成物および光学フィルムは、さらに炭化水素樹脂を含有していてもよい。この炭化水素樹脂としては、C5系樹脂、C9系樹脂、C5系/C9系混合樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、オレフィン/ビニル置換芳香族系化合物の共重合体系樹脂、シクロペンタジエン系化合物/ビニル置換芳香族系化合物の共重合体系樹脂、これらの樹脂の水素添加物およびビニル置換芳香族系樹脂の水素添加物などを挙げることができる。炭化水素樹脂の含有量は、環状オレフィン系重合体(A)100重量部に対して、通常0.01〜50重量部、好ましくは0.1〜25重量部である。
上記熱可塑性樹脂組成物は、耐熱劣化性や耐光性の改良のために下記に示す酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加しても良い。
酸化防止剤:
2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2'−ジオキシ−3,3'−ジ−t−ブチル−5,5'−ジメチルジフェニルメタン、テトラキス[メチレン−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]メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、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、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2'−ジオキシ−3,3'−ジ−t−ブチル−5,5'−ジエチルフェニルメタン、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−(β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)エチル]、2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイトが挙げられる。
紫外線吸収剤:
2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−(2H−ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ジ-tert-ペンチルフェノール、2-ベンゾトリアゾール-2-イル4,6-ジ-tert-ブチルフェノール、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]〕などが挙げられる
これらの添加剤の添加量は、本樹脂組成物100重量部に対して、通常、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜4重量部である。
さらに、加工性を向上させる目的で滑剤などの添加剤を添加することもできる。
<熱可塑性樹脂組成物の製造方法>
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、たとえば、
(i)環状オレフィン系重合体(A)とビニル系重合体(B)と任意成分とを、二軸押出機またはロール混練機などを用いて混合する方法、
(ii)環状オレフィン系重合体(A)を適当な溶媒に溶解した溶液に、ビニル系重合体(B)を添加、混合する方法
(iii)前記環状オレフィン系重合体(A)と、上述したビニル系重合体(C)と、特定アミン化合物とを混合する方法
により製造することができる。上記(iii)の方法においては、ビニル系重合体(C)と特定アミン化合物とを混合することにより、ビニル系重合体(B)が形成される。
オレフィン系重合体(A)とビニル系重合体(C)とのブレンド重量比は、オレフィン系重合体(A)とビニル系重合体(B)とのブレンド重量比と同様である。
上記(iii)の方法による熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、より具体的には以下のように行われる。
・環状オレフィン重合体(A)を適当な溶剤に溶解(濃度5〜50wt%)した後に、一般式(V)で表される化合物を添加し、さらに極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から得られるビニル共重合体(C)を添加し、3〜24時間攪拌して樹脂組成物を得る方法
・極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から得られるビニル共重合体(C)を適当な溶剤に溶解(濃度5〜50wt%)した後に、一般式(V)で表される化合物を添加し、3時間から24時間攪拌後、さらに環状オレフィン重合体(A)を添加し、3〜12時間攪拌して樹脂組成物を得る方法、
・環状オレフィン重合体(A)と極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から得られるビニル共重合体(C)を適当な溶剤に溶解(濃度5〜50wt%)した後に、一般式(V)で表される化合物を添加し、3〜24時間攪拌して樹脂組成物を得る方法、
など添加方法・添加順番は、特に得られる樹脂組成物には、影響を及ぼさず、いずれの場合においても目的とする樹脂組成物が得られる。
この際に使用する溶剤としては、光学フィルムの溶剤キャスト法で用いる一般的な溶剤を用いることができる。溶解性を考慮すると塩化メチレンが好ましい。
<光学用フィルムの製造方法>
本発明の光学用フィルムは、上述の熱可塑性樹脂組成物を溶融成形法、溶液流延法(溶剤キャスト法)などによりフィルムまたはシートに成形することにより得ることができる。
溶剤キャスト法としては、たとえば、上述した本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散させて適度の濃度の液にし、適当なキャリヤー上に注ぐか又は塗布し、これを乾燥した後、キャリヤーから剥離させる方法が挙げられる。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散させる際には、該樹脂組成物の濃度を、通常は1〜90重量%、好ましくは5〜50重量%、さらに好ましくは10〜35重量%にする。該樹脂の濃度を上記未満にすると、フィルムの厚みを確保することが困難になる、また、溶媒蒸発にともなう発泡等によりフィルムの表面平滑性が得にくくなる等の問題が生じる。一方、上記を超えた濃度にすると溶液粘度が高くなりすぎて得られる光学用フィルムの厚みや表面が均一になりにくくなるために好ましくない。
また、室温での上記溶液の粘度は、通常は1〜1,000,000(mPa・s)、好ましくは10〜500,000(mPa・s)、さらに好ましくは100〜200,000(mPa・s)、特に好ましくは1,000〜100,000(mPa・s)である。
ここで使用する溶媒としては、シクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、1−メトキシ−2−プロパノール等のセロソルブ系溶媒、ジアセトンアルコール、アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、乳酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン含有溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、1,3−ジオキソラン等のエーテル系溶媒、1−ブタノール、1−ペンタノール等のアルコール系溶媒を挙げることができる。
また、上記以外でも、SP値(溶解度パラメーター)が通常10〜30(MPa1/2)、好ましくは10〜25(MPa1/2)、さらに好ましくは15〜25(MPa1/2)、特に好ましくは17〜20(MPa1/2)の範囲の溶媒を使用すれば、表面均一性と光学特性の良好な光学用フィルムを得ることができる。
上記溶媒は単独であるいは2種以上併用して使用することができる。溶媒を2種以上併用する場合には、混合物としてのSP値の範囲を上記範囲内とすることが好ましい。このとき、混合物としてのSP値は、その重量比から求めることができ、例えば二種の混合物の場合は、各溶媒の重量分率をW1、W2、また、SP値をSP1,SP2とすると混合溶媒のSP値は下記式:
SP値=W1・SP1+W2・SP2
により計算した値として求めることができる。
樹脂溶液の調製において、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を溶媒で溶解する場合の温度は、室温でも高温でもよい。十分に撹拌することにより均一な溶液が得られる。なお、必要に応じて着色する場合には、溶液に染料、顔料等の着色剤を適宜添加することもできる。
また、光学用フィルムの表面平滑性を向上させるためにレベリング剤を添加してもよい。一般的なレベリング剤であれば何れも使用できるが、たとえば、フッ素系ノニオン界面活性剤、特殊アクリル樹脂系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤などが使用できる。
本発明の光学用フィルムを溶剤キャスト法により製造する方法としては、上記溶液をダイスやコーターを使用して金属ドラム、スチールベルト、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレン製ベルトなどの基材の上に塗布し、その後溶剤を乾燥・除去して基材よりフィルムを剥離する方法が一般に挙げられる。また、スプレー、ハケ、ロールスピンコート、ディッピングなどの手段を用いて,樹脂組成物溶液を基材に塗布し、その後溶剤を乾燥・除去して基材よりフィルムを剥離することにより製造することもできる。なお、塗布の繰り返しにより厚みや表面平滑性等を制御してもよい。
また、基材としてポリエステルフィルムを使用する場合には、表面処理されたフィルムを使用してもよい。表面処理の方法としては、一般的に行われている親水化処理方法、例えばアクリル系樹脂やスルホン酸塩基含有樹脂をコーティングやラミネートにより積層する方法、あるいは、コロナ放電処理等によりフィルム表面の親水性を向上させる方法等が挙げられる。
上記溶剤キャスト法の乾燥(溶剤除去)工程については、特に制限はなく一般的に用いられる方法、例えば多数のローラーを介して乾燥炉中を通過させる方法等で実施できるが、乾燥工程において溶媒の蒸発に伴い気泡が発生すると、フィルムの特性を著しく低下させるので、これを避けるために、乾燥工程を2段以上の複数工程とし、各工程での温度あるいは風量を制御することが好ましい。
また、光学用フィルム中の残留溶媒量は、通常は10重量%以下、好ましくは5重量%以下、さらに好ましくは2重量%以下、特に好ましくは1重量%以下である。ここで、残留溶媒量が10重量%以上であると、実際に該光学用フィルムを使用したときに経時による寸法変化が大きくなり好ましくない。また、残留溶媒によりTgが低くなり、耐熱性も低下することから好ましくない。
なお、後述する延伸工程を好適に行うためには、上記残留溶媒量を上記範囲内で適宜調節する必要がある場合がある。具体的には、延伸配向時の位相差を安定して均一に発現させるために、残留溶媒量を通常は10〜0.1重量%、好ましくは5〜0.1重量%、さらに好ましくは1〜0.1重量%にすることがある。溶媒を微量残留させることで、延伸加工が容易になる、あるいは位相差の制御が容易になる場合がある。
本発明の光学用フィルムの厚さは、通常は0.1〜3,000μm、好ましくは0.1〜1,000μm、さらに好ましくは1〜500μm、最も好ましくは5〜300μmである。0.1μm未満の厚みの場合実質的にハンドリングが困難となる。一方、3,000μm以上の場合、ロール状に巻き取ることが困難になる。
本発明の光学用フィルムの厚み分布は、通常は平均値に対して±20%以内、好ましくは±10%以内、さらに好ましくは±5%以内、特に好ましくは±3%以内である。また、1cmあたりの厚みの変動は、通常は10%以下、好ましくは5%以下、さらに好ましくは1%以下、特に好ましくは0.5%以下であることが望ましい。かかる厚み制御を実施することにより、均質な光学フィルムとすることができるとともに、延伸配向した際の透過光の位相差ムラを防ぐことができる。
押出成形法としては、押出機により、樹脂を溶融し、ギアポンプにより定量供給し、これを金属フィルターでろ過により不純物を除去して、ダイにてフィルム形状に賦型し、引き取り機を用いてフィルムを冷却し、巻き取り機を用いて巻き取る方法が一般的に使用される。
押出成形に使用される押出機としては、単軸、二軸、遊星式、コニーダー、バンバリーミキサータイプなど、いずれを用いても良いが、好ましくは単軸押出機が用いられる。また、押出機のスクリュウ形状としては、ベント型、先端ダルメージ型、ダブルフライト型、フルフライト型などがあり、圧縮タイプとしては、緩圧縮タイプ、急圧縮タイプなどがあるが、フルフライト型緩圧縮タイプが好ましい。
計量に使用するギアポンプに関しては、ギアの間で下流側より戻される樹脂が、系内に入る内部潤滑方式と、外部に排出される外部潤滑方式があるが、熱安定性が良好でない熱可塑性環状オレフィン系重合体の場合には、外部潤滑方式が好ましい。ギアポンプのギア歯の切り方は、軸に対して、平行な方向よりも、ヘリカルタイプの方が、計量の安定化の点から好ましい。
異物のろ過に使用するフィルターに関しては、リーフディスクタイプ、キャンドルフィルタータイプ、リーフタイプ、スクリーンメッシュなどが挙げられるが、比較的滞留時間分布が小さく、ろ過面積を大きくすることが可能な、リーフディスクタイプのものが好ましい。フィルターエレメントとしては、金属繊維焼結タイプ、金属粉末焼結タイプ、金属繊維/粉末積層タイプなどが挙げられる。
フィルターのセンターポールの形状には、外流タイプ、六角柱内部流動タイプ、円柱内部流動タイプなどが挙げられるが、滞留部が小さい形状であれば、いずれの形状を選択することも可能であるが、好ましくは、外流タイプである。
溶融された熱可塑性オレフィン系樹脂は、ダイから吐出され、冷却ドラムに密着固化されて目的とするフィルムに成形される。ダイ形状に関しては、ダイ内部の樹脂流動を均一にすることが必須であり、フィルムの厚みの均一性を保つためには、ダイ出口近傍でのダイ内部の圧力分布が幅方向で一定であることが必須である。また、幅方向での樹脂の流量がほぼ一定であり、ダイの出口での流量の微調整をリップ開度により調整可能な範囲で一定であることが厚みの均一性を得るために必須用件である。上記、条件を満たすためにはマニホールド形状は、コートハンガータイプが好ましく、ストレートマニホールド、フィッシュテールタイプなどは、幅方向での流量分布などが発生しやすくなるために好ましくない。
また、上記のフィルムの厚み分布を均一にするためには、ダイ出口での温度分布を幅方向において一定にすることが重要であり、温度分布は好ましくは±1℃以下であり、さらに好ましくは±0.5℃以下である。±1℃を超えて幅方向に温度ムラが生じていると、樹脂の溶融粘度差が生じ、厚みムラ、応力分布ムラなどが生じるため、延伸操作を実施する過程において、位相差ムラが発生しやすくなり好ましくない。
さらに、ダイ出口のリップ開き量(以下、「リップギャップ」という。)は、通常、0.05〜1mmであり、好ましくは0.3〜0.8mmであり、さらに好ましくは0.35〜0.7mmである。リップギャップが0.05mm未満であると、ダイ内部の樹脂圧力が高くなり過ぎて、樹脂がダイのリップ以外の場所から樹脂漏れを起こしやすくなるため好ましくない。一方、リップギャップが1mmを超えると、ダイの樹脂圧力が上がりにくくなるため、フィルムの幅方向の厚みの均一性が悪くなり好ましくない。
ダイから押出されたフィルムを密着固化させる方法としては、ニップロール方式、静電印加方式、エアーナイフ方式、バキュームチャンバー方式、カレンダー方式などが挙げられ、フィルムの厚さ、用途に従って、適切な方式が選択される。
ダイから押出されたフィルムを固化するための冷却ロール表面についても、押出機シリンダー、ダイスの内面などと同様に、各種の表面処理が行われることが好ましい。
押出機(シリンダー・スクリューなど)、ダイスの材質としては、SCM系の鋼鉄、SUSなどのステンレス材などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、押出機シリンダー、ダイスの内面ならびに押出機スクリュー表面には、クロム、ニッケル、チタンなどのメッキが施されたもの、PVD(Physical Vapor Deposition)法などにより、TiN、TiAlN、TiCN、CrN、DLC(ダイアモンド状カーボン)などの被膜が形成されたもの、WCなどのタングステン系物質、サーメットなどのセラミックが溶射されたもの、表面が窒化処理されたものなどを用いることが好ましい。このような表面処理は、樹脂との摩擦係数が小さいため、均一な樹脂の溶融状態が得られる点で好ましい。
本発明の溶融押出フィルムを製造する際の樹脂温度(押出機シリンダー温度)としては、通常、200〜350℃、好ましくは220〜320℃である。樹脂温度が200℃未満では、樹脂組成物を均一に溶融させることができず、一方、350℃を超えると、溶融時に樹脂組成物が熱劣化して表面性に優れた高品質なフィルムの製造が困難になる。さらに、上記温度範囲内であって、樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)に対して、Tg+120℃〜Tg+160℃の範囲内の温度であることが特に好ましい。例えば、樹脂組成物のTgが130℃であれば、フィルム製造にとって特に好ましい温度範囲は250℃〜290℃である。
また、溶融押出時のせん断速度としては、通常、1〜500(1/sec)、好ましくは2〜350(1/sec)、より好ましくは5〜200(1/sec)である。押出時のせん断速度が1(1/sec)未満では、樹脂組成物を均一に溶融させることができないため厚み斑が小さい押出フィルムを得ることができず、一方、500(1/sec)を超えると、せん断力が大きすぎて樹脂および添加物が分解・劣化し、押出フィルムの表面に発泡、ダイライン、付着物などの欠陥が生じてしまうことがある。
本発明の溶融押出フィルムの厚みは、通常、10〜800μm、好ましくは、20〜500μm、より好ましくは40〜500μmである。10μm未満の厚みの場合、機械的強度不足などにより延伸加工などの後加工する場合に難があることがあり、一方、800μmを超える厚みの場合、厚みや表面性などが均一なフィルムを製造することが難しいばかりか、得られたフィルムを巻き取ることが困難になることがある。
本発明の原反フィルムの厚み分布は、通常、平均値に対して±5%以内、好ましくは±3%以内、より好ましくは±1%以内である。厚み分布が±5%を超えると、延伸処理を行って位相差フィルムとした場合に位相差ムラが発生しやすくなることがある。
<透過光に位相差を与える光学用フィルム>
本発明の光学用フィルムは、透過光に位相差を与える光学用フィルム(以下、「位相差フィルム」という)であることも好ましい。本発明に係る位相差フィルムは、上記方法によって得た本発明の光学用フィルムをさらに延伸加工することにより得ることができ、具体的には、公知の一軸延伸法、二軸延伸法、Z軸延伸法により製造することができる。すなわち、テンター法による横一軸延伸法、ロール間圧縮延伸法、円周の速度の異なるロールを利用する縦一軸延伸法等あるいは横一軸と縦一軸を組み合わせた二軸延伸法、インフレーション法による延伸法等を用いることができる。
一軸延伸法の場合、延伸速度は通常は1〜5,000%/分であり、好ましくは50〜1,000%/分であり、さらに好ましくは100〜1,000%/分である。
二軸延伸法の場合、同時2方向に延伸を行う場合や一軸延伸後に最初の延伸方向と異なる方向に延伸処理する場合がある。この時、屈折率楕円体の形状を制御するための2つの延伸軸の交わり角度は、所望する特性により決定されるため特に限定はされないが、通常は120〜60度の範囲である。また、延伸速度は各延伸方向で同じであってもよく、異なっていてもよく、通常は1〜5,000%/分であり、好ましくは50〜1,000%/分であり、さらに好ましくは100〜1,000%/分であり、特に好ましくは100〜500%/分である。
延伸加工温度は、特に限定されるものではないが、環状オレフィン系重合体(A)のガラス転移温度Tgを基準として、通常はTg±30℃、好ましくはTg±15℃、さらに好ましくはTg−5〜Tg+15℃の範囲である。前記範囲内とすることで、位相差ムラの発生を抑えることが可能となる。
延伸倍率は、所望する特性により決定されるため特に限定はされないが、通常は1.01〜10倍、好ましくは1.03〜5倍、さらに好ましくは1.03〜3倍である。延伸倍率が10倍以上の場合、位相差の制御が困難になる場合がある。
延伸したフィルムは、そのまま冷却してもよいが、Tg−20℃〜Tgの温度雰囲気下に少なくとも10秒以上、好ましくは30秒〜60分間、さらに好ましくは1分〜60分間保持してヒートセットすることが好ましい。これにより、透過光の位相差の経時変化が少なく安定した位相差フィルムが得られる。
延伸加工を施さない本発明の光学用フィルムの加熱による寸法収縮率は、100℃における加熱を500時間行った場合に、通常5%以下、好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下、特に好ましくは0.5%以下である。
また、本発明の位相差フィルムの加熱による寸法収縮率は、100℃における加熱を500時間行った場合に、通常10%以下、好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。
寸法収縮率を上記範囲内にするためには、本発明中の特定単量体の選択やその他の共重合性単量体の選択に加え、キャスト方法や延伸方法の条件を調整することも有力な手段である。
上記のようにして延伸したフィルムは、延伸により分子が配向し透過光に位相差を与えるようになるが、この位相差は、延伸倍率、延伸温度あるいはフィルムの厚さ等により制御することができる。例えば、延伸前のフィルムの厚さが同じである場合、延伸倍率が大きいフィルムほど透過光の位相差の絶対値が大きくなる傾向があるので、延伸倍率を変更することによって所望の位相差を透過光に与える位相差フィルムを得ることができる。一方、延伸倍率が同じである場合、延伸前のフィルムの厚さが厚いほど透過光の位相差の絶対値が大きくなる傾向があるので、延伸前のフィルムの厚さを変更することによって所望の位相差を透過光に与える位相差フィルムを得ることができる。また、上記延伸加工温度範囲においては、延伸温度が低いほど透過光の位相差の絶対値が大きくなる傾向があるので、延伸温度を変更することによって所望の位相差を透過光に与える位相差フィルムを得ることができる。
上記のように延伸して得た位相差フィルムが透過光に与える位相差の値は、その用途により決定されるものであり特に限定はされないが、液晶表示素子やエレクトロルミネッセンス表示素子あるいはレーザー光学系の波長板に使用する場合は、通常は1〜10,000nm、好ましくは10〜2,000nm、さらに好ましくは15〜1,000nmである。
また、位相差フィルムを透過した光の位相差は均一性が高いことが好ましく、波長550nmにおける位相差のバラツキは、通常±20%以下であり、好ましくは10%以下、さらに好ましくは±5%以下である。すなわち、波長550nmにおける位相差は、通常平均値に対して±20%以下であり、好ましくは10%以下、さらに好ましくは±5%以下の範囲内にある。位相差のバラツキが±20%を超えると、液晶表示素子等に用いた場合、色ムラ等が発生し、ディスプレイ本体の性能が悪化する場合がある。
さらに、本発明に係る位相差フィルムは、波長550nmでの位相差Re(550)と波長400nmでの位相差Re(400)との比:Re(400)/Re(550)が1.0〜0.1、好ましくは0.9〜0.3、さらに好ましくは0.9〜0.5の範囲にあり、かつ、前記位相差Re(550)と波長800nmでの位相差Re(800)の比:Re(800)/Re(550)が1.5〜1.0、好ましくは1.5〜1.1、さらに好ましくは1.4〜1.2の範囲にあることが望ましい。このような条件を満たす位相差フィルムでは、ある波長λでの位相差をRe(λ)としたとき、400〜800nmの全波長領域で、Re(λ)/λの値をほぼ一定とすることが可能となる。
このRe(λ)/λの値を、400〜800nmの全波長領域で、その平均値に対して±30%以内、好ましくは±20%以内、さらに好ましくは±10%以内に制御すると、たとえば、当該波長領域全てにおいて位相差が1/4λあるいは1/2λであるような広帯域のλ板を得ることができる。すなわち、上記Re(λ)/λの値が、400〜800nmの全波長領域で、0.15〜0.40、好ましくは0.16〜0.35、さらに好ましくは0.16〜0.30である場合、当該波長領域全域で、円偏光と直線偏光とを相互変換する1/4λ板としての機能を有することになり、また、同様に上記Re(λ)/λの値が、0.35〜0.65、好ましくは0.45〜0.60、さらに好ましくは0.45〜0.55である場合、当該波長領域全域で、直線偏光の偏光面を90度回転させる1/2λ板としての機能を有することになり、非常に有用である。
本発明の位相差フィルムは単独でまたは透明基板等に貼り合わせて、位相差フィルムあるいは位相差板として用いることができる。また、上記位相差フィルムあるいは位相差板を他のフィルム、シート、基板に積層して使用することができる。積層する場合には、粘着剤や接着剤を用いることができる。これらの粘着剤、接着剤としては、透明性に優れたものが好ましく、具体例としては天然ゴム、合成ゴム、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、ポリビニルエーテル、アクリル系、変性ポリオレフィン系、及びこれらにイソシアナートなどの硬化剤を添加した硬化型粘着剤、ポリウレタン系樹脂溶液とポリイソシアナート系樹脂溶液を混合するドライラミネート用接着剤、合成ゴム系接着剤、エポキシ系接着剤などが挙げられる。
また、上記の位相差フィルム及び位相差板は、他のフィルムシート、基板などとの積層の作業性を向上させるために、あらかじめ、粘着剤層、又は接着剤層を積層することができる。積層する場合には、粘着剤や接着剤としては前述のような粘着剤あるいは接着剤を用いることができる。
<透明導電層を有する光学用フィルム>
本発明の光学用フィルムは、その少なくとも片面に透明導電層を積層した、透明導電層を有する光学用フィルムであることも好ましい。透明導電層を形成するための材料としては、Sn、In、Ti、Pb、Au、Pt、Ag等の金属、またはそれらの酸化物が一般的に使用され、金属単体を基板上に形成したときは、必要に応じてその後酸化することもできる。当初から酸化物層として付着形成させる方法もあるが、最初は金属単体または低級酸化物の形態で被膜を形成し、しかるのち、加熱酸化、陽極酸化あるいは液相酸化等の酸化処理を施して透明化することもできる。これらの透明導電層は、他の透明導電層を有するシート、フィルムなどを接着したり、プラズマ重合法、スパッタリング法、真空蒸着法、メッキ、イオンプレーティング法、スプレー法、電解析出法などによって本発明の光学用フィルム上に直接形成される。これらの透明導電膜の厚さは、所望する特性により決定され特に限定はされないが、通常は10〜10,000オングストローム、好ましくは
50〜5,000オングストロームである。
本発明の光学用フィルムに直接透明導電層を形成する場合、当該フィルムと透明導電層との間に必要に応じて接着層及びアンカーコート層を形成してもよい。この接着層としては、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリブタジエン、フェノール樹脂、ポリエーテルエーテルケトンなどの耐熱樹脂を例示することができる。またアンカーコート層としては、エポキシジアクリレート、ウレタンジアクリレート、ポリエステルジアクリレート等のいわゆるアクリルプレポリマーなどを成分として含むものが用いられる。硬化の方法は公知の手法を用いることができ、例えばUV硬化や熱硬化などが用いられる。
透明導電層を有する本発明の光学用フィルムは、偏光フィルムと組み合わせて、積層体とすることができる。透明導電層を有する本発明の光学用フィルムと、偏光フィルムとの組み合わせ方法は、特に限定されず、偏光膜の両面に保護フィルムが積層されてなる偏光フィルムの少なくとも片面に、透明導電層を有する本発明の光学用フィルムを、その透明導電性層形成面と反対側面上に適当な接着剤あるいは粘着剤を介して積層してもよいし、偏光膜の保護フィルムの代わりに、透明導電層を有する本発明の光学用フィルムを使用し、その透明導電性層形成面と反対側面上に適当な接着剤あるいは粘着剤を介して偏光膜に積層してもよい。もちろん、透明導電層を有さない本発明の光学用フィルムを、偏光フィルムの保護フィルムとして用いることも可能である。この場合、上述した本発明に係る位相差フィルムを保護フィルムとして用いると、保護フィルムが位相差フィルムとしての機能を有するため、偏光フィルムにあらためて位相差フィルムを貼り合わせる必要が無くなる利点がある。
また、透明導電層を有する本発明の光学用フィルムには、必要に応じて酸素や水蒸気の透過を小さくする目的のために、ポリビニリデンクロリド、ポリビニルアルコール等のガスバリア性材料を、少なくともフィルムの一方の面に積層することもできる。さらにフィルムの耐傷性及び耐熱性を向上させる目的で、ガスバリア層の上にハードコート層が積層されていてもよい。ハードコート剤としては、有機シリコン系樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの有機ハードコート材料、又は二酸化ケイ素などの無機系ハードコート材料を用いることができる。このうち、有機シリコン系樹脂、アクリル樹脂などのハードコート材料が好ましい。有機シリコン系樹脂の中には、各種官能基を持ったものが使用されるが、エポキシ基を持ったものが好ましい。
<反射防止層を有する光学用フィルム>
本発明の光学用フィルムは、反射防止層を有する光学用フィルムであることも好ましい。すなわち、本発明の光学用フィルムには、少なくともその片面に反射防止層を積層することができる。反射防止層の形成方法としては、たとえば、フッ素系共重合体を含む組成物の溶液をバーコーターやグラビアコーターなどを用いてコーティングする方法がある。反射防止層の厚みは、通常は0.01〜50μm、好ましくは0.1〜30μm、さらに好ましくは0.5〜20μmである。0.01μm未満であると反射防止効果が発揮できず、50μmを超えると塗膜の厚みにムラが生じやすくなり外観などが悪化する場合があり好ましくない。
また、反射防止層を有する本発明の光学用フィルムには、公知のハードコート層や防汚層が積層されていてもよい。また、上記の透明導電層が積層されていてもよい。さらに、透過光に位相差を与える機能を有していてもよく、光拡散機能を有していてもよい。
反射防止層を有する本発明の光学用フィルムは、上記のように複数の機能を有することにより、たとえば液晶表示素子に用いた場合、反射防止フィルムが位相差フィルム、光拡散フィルム、偏光板保護フィルムあるいは電極基板(透明導電層)の幾つかを兼用することとなり、従来よりもその部品点数を低減することが可能となる。
<光学用フィルムの用途>
本発明の光学用フィルムは、たとえば、携帯電話、ディジタル情報端末、ポケットベル、ナビゲーション、車載用液晶ディスプレイ、液晶モニター、調光パネル、OA機器用ディスプレイ、AV機器用ディスプレイ等の各種液晶表示素子やエレクトロルミネッセンス表示素子あるいはタッチパネルなどに用いることができる。また、CD、CD−R、MD、MO、DVD等の光ディスクの記録・再生装置に使用される波長板としても有用である。
[実施例]
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、「部」および「%」は、特に断りのない限り、「重量部」および「重量%」を意味する。
以下の実施例、比較例において、各種測定および評価は以下のようにして行った。
[重量平均分子量、分子量分布測定(Mw、Mw/Mn)]
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC、東ソー株式会社製、商品名:HLC−8020/カラム4本:東ソー株式会社製、商品名:TSK gel G7000HxL、TSK gel GMHxL、TSK gel GMHxL、TSK gel G2000xL)を用い、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用いて、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を測定した。なお、前記Mnは、数平均分子量である。
[重合体分子構造確認]
超伝導核磁気共鳴吸収装置(NMR、Bruker社製、商品名:AVANCE500)を用い、重水素化クロロホルム中で1H−NMRを測定した。さらに、赤外分光光度計(IR、日本分光社製、商品名:FT/IR−420)を用いて赤外線吸収(IR)スペクトルを測定した。
[ガラス転移温度(Tg)]
セイコーインスツルメンツ社製、示差走査熱量計(DSC)を用いて、窒素雰囲気、昇温速度:20℃/分の条件で測定した。
[残留溶媒量]
サンプルを塩化メチレンに溶解し、得られた溶液を島津製作所製:GC−7Aガスクロマトグラフィー装置を用いて分析した。
[全光線透過率、ヘイズ]
スガ試験機社製ヘイズメーター:HGM−2DP型を使用して測定した。
[透過光の位相差]
王子計測機器社製KOBRA−21ADH、並びにKOBRA−CCDを用いて、透過光の位相差測定を行った。
<重合体合成例1>
スチレン−無水マレイン酸共重合体(ダイラークD232、0.699g)に塩化メチレン8.02gに溶解した後に、アニリンを0.0438g添加し、室温で1時間攪拌する。反応溶液をメタノールに凝固沈殿させることにより、樹脂(P1)を得た。得られたIRスペクトル、1H−NMRを図1、2に示す。
Figure 2006073102
<重合体合成例2>
上記式(Im)で表される8−メトキシカルボニル−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン50g、分子量調節剤の1−へキセン2.3gおよびトルエン100gを、窒素置換した反応容器に仕込み、80℃に加熱した。これにトリエチルアルミニウム(0.6モル/L)のトルエン溶液0.09ml、メタノール変性WCl6のトルエン溶液(0.025モル/L)0.29mlを加え、80℃で3時間反応させることにより重合体を得た。次いで、得られた開環共重合体溶液をオートクレーブに入れ、さらにトルエンを100g加えた。水添触媒であるRuHCl(CO)[P(C65)]3をモノマー仕込み量に対して2500ppm添加し、水素ガス圧を9〜10MPaとし、160〜165℃にて3時間の反応を行った。反応終了後、多量のメタノール溶液に沈殿させることにより水素添加物を得た。得られた開環重合体の水素添加物(樹脂(P2))は、ガラス転移温度(Tg)=167℃、重量平均分子量(Mw)=13.5×104、分子量分布(Mw/Mn)=3.06であった。
Figure 2006073102
<重合体合成例3>
重合体合成例2で表される8−メトキシカルボニル−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン20g、上記化学式(IIm)で表される5−メトキシカルボニル−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン5.0g、分子量調節剤の1−へキセン1.2gおよびトルエン86.3mlを、窒素置換した反応容器に仕込み、80℃に加熱した。これにトリエチルアルミニウム(0.61モル/L)のトルエン溶液0.15ml、メタノール変性WCl6のトルエン溶液(0.025モル/L)0.47mlを加え、80℃で3時間反応させることにより重合体を得た。次いで、得られた開環共重合体溶液をオートクレーブに入れ、さらにトルエンを86.3ml加えた。水添触媒であるRuHCl(CO)[P(C65)]3をモノマー仕込み量に対して2500ppm添加し、水素ガス圧を9〜10MPaとし、160〜165℃にて3時間の反応を行った。反応終了後、多量のメタノール溶液に沈殿させることにより水素添加物を得た。得られた開環重合体の水素添加物(樹脂(P3))は、ガラス転移温度(Tg)=147℃、重量平均分子量(Mw)=11.5×104、分子量分布(Mw/Mn)=3.21であった。
得られた樹脂P3のH1−NMRおよびIRスペクトルを図3、4に示す。
上記の重合体合成例1で得た樹脂(P1)35重量部に対して重合体合成例2で得た樹脂(P2)65重量部を塩化メチレンに溶解させ、濃度20w%溶液を調整した。溶剤キャスト法により厚さ63μm、溶媒残留量0.2%以下、ガラス転移温度が単峰性であり、相互のポリマーが相溶した透明なキャストフィルム(PF1)を得た。
スチレン-無水マレイン酸共重合体(ダイラークD232、0.70g)に塩化メチレン8.07gに溶解した後に、アニリンを0.044g添加し、重合体合成例2で得た樹脂(P2)を1.30gを加え、室温で6時間攪拌する。キャスト法により溶媒残留量0.2%以下の厚さ250μm、ガラス転移温度が単峰性であり、相互のポリマーが相溶した透明なキャストフィルム(PF2)を得た。
スチレン−無水マレイン酸共重合体(ダイラークD232、0.699g)に塩化メチレン8.02gに溶解した後に、m−ヒドロキシアニリンを0.042g添加し、重合体合成例2で得た樹脂(P2)を1.30g加え、室温で6時間攪拌する。キャスト法により厚さ214μm、溶媒残留量0.2%以下、ガラス転移温度が単峰性であり、相互のポリマーが相溶した透明なキャストフィルム(PF3)を得た。
スチレン-無水マレイン酸共重合体(ダイラークD232、0.70g)に塩化メチレン8.07gに溶解した後に、m−ヒドキシアニリンを0.1g添加し、重合体合成例2で得た樹脂(P2)を1.30g加え、室温で6時間攪拌する。キャスト法により溶媒残留量0.2%以下の厚さ215μm、ガラス転移温度が単峰性であり、相互のポリマーが相溶した透明なキャストフィルム(PF4)を得た。
スチレン−無水マレイン酸共重合体(ダイラークD232、0.64g)に塩化メチレン8.07gに溶解した後に、アニリンを0.064g添加し、重合体合成例3で得た樹脂(P3)1.20gを加え、室温で6時間攪拌する。キャスト法により厚さ102μm、溶媒残留量0.2%以下、ガラス転移温度が単峰性であり、相互のポリマーが相溶した透明なキャストフィルム(PF5)を得た。
[比較例1]
スチレン−無水マレイン酸共重合体(ダイラークD232、0.70g)に塩化メチレン8.07gに溶解した後に重合体合成例2で得た樹脂(P2)1.30gを加え、室温で6時間攪拌する。キャスト法により厚さ200μm溶媒残留量0.2%以下、ガラス転移温度が二峰性であり、相分離した不透明なキャストフィルム(PF6)を得た。
[位相差フィルムの製造]
実施例1〜5で得られたフィルムを恒温槽内で、Tg10℃に加熱し、延伸速度220%/分で2.0倍に延伸した後、冷却して取り出し位相差フィルム(PR1、PR2、PR3,PR4、PR5)を得た。
上記重合体合成例1〜3で合成した樹脂のMw、Mw/Mnおよびガラス転移温度を表1に、得られた樹脂フィルム(PF1〜6)および位相差フィルム(PR1〜5)の膜厚、全光線透過率、ヘイズ、透過光の位相差を表2、3にそれぞれ示した。
表2からアミド基含有のビニル共重合体と環状オレフィン重合水添体とのブレンドで得られる塩化メチレンによる溶液キャストフィルムは、完全に相溶しており、比較例に比べて格段に透明性が改良できることがわかった。また、アミン類を添加し、系内でアミド基を生成した場合においても同様に相溶性を有し、透明性が向上することを確認できた。
上記実施例1、3、5で得た位相差フィルム(PR1)、(PR3)、(PR5)について、波長550nmを基準とした透過光の位相差の波長依存性(Re(λ)/Re(550))を測定した結果を図5に示した。波長分散性の傾きが正である得意な光学特性を示していることがわかった。
また、ASV方式低反射ブラックTFT液晶を採用しているシャープ株式会社製液晶テレビ(LC−13B1−S)の液晶パネルの観察者側の前面に貼付している偏光板および位相差フィルムを剥離し、この剥離した箇所に元々貼付されていた偏光板の透過軸と同一にして、剥離した偏光板および実施例1で得た位相差フィルム(PR1)と同等の位相差の波長依存性を有したRe(550)が137nm±5nmの延伸フィルムを液晶セル側になるように貼付した。
この位相差フィルム(PR1)を有する液晶テレビの方位角45度で極角60度方向での黒表示における着色、コントラストが良好で視認性に優れることが確認できた。
Figure 2006073102
Figure 2006073102
Figure 2006073102


Claims (11)

  1. (A)環状オレフィン系重合体と、
    (B)下記一般式(II)で表される構造単位を有するビニル系重合体と
    を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物;
    Figure 2006073102
    (式(II)中、R1、R2、R3、およびR4の少なくとも1つは、下記一般式(III)に示すアミド部位を有する基であり、R1、R2、R3、およびR4に残余の基が存在する場合には、それらは、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;または、極性基を表す。)
    Figure 2006073102
    (式(III)中、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;または、極性基を表す。また、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。Yは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基、2価の芳香環を表す。)。
  2. 前記環状オレフィン系重合体(A)が、下記一般式(I)で表される単量体から得られる重合体であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物;
    Figure 2006073102
    (式(I)中、m、n、sおよびtは、それぞれ独立に0〜2の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表す。R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、R7とR8、または、R9とR10は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。R7またはR8と、R9またはR10とは、相互に結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環または複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。))。
  3. 環状オレフィン系重合体(A)が下記一般式(IV)で表される構造単位を有すことを特徴とする、請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物;
    Figure 2006073102
    (式(IV)中、m、n、sおよびtは、それぞれ独立に0〜2の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表す。R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;および極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環または多環の基を形成してもよく、R7とR8、または、R9とR10は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。R7またはR8と、R9またはR10とは、相互に結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環または複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。)。Xは式:−CH=CH−で表される基または式:−CH2CH2−で表される基であり、複数存在するXは同一または異なる。)
  4. 前記ビニル系重合体(B)が、極性基含有単量体および芳香族ビニル系単量体から得られるビニル系重合体(C)と、下記一般式(V)で表される化合物とを混合することにより得られることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物;
    Figure 2006073102
    (式中、R5およびR6は、請求項1に記載の一般式(III)におけるR5およびR6と同義である。)。
  5. 前記極性基含有単量体が酸無水物含有単量体であることを特徴とする請求項4に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 前記環状ポリオレフィン系重合体(A)100重量部に対して、ビニル系重合体(B)を20〜200重量部の割合で含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を主成分とすることを特徴とする光学フィルム。
  8. 透過光に位相差を与えることを特徴とする請求項7に記載の光学用フィルム。
  9. 波長550nmにおける位相差Re(550)と、波長400nmにおける位相差Re(400)との比Re(400)/Re(550)が1.0〜0.1の範囲にあり、波長550nmにおける位相差Re(550)と、波長800nmにおける位相差Re(800)との比Re(800)/Re(550)が1.5〜1.0の範囲にあることを特徴とする請求項8に記載の光学用フィルム。
  10. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を用い溶剤キャスト法によりフィルムを成膜することを特徴とする光学用フィルムの製造方法。
  11. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を用い溶融押出し法によりフィルムを成膜することを特徴とする光学用フィルムの製造方法。


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