WO2015147114A1 - (メタ)アクリル系樹脂組成物、フィルム、偏光板保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the problem to be solved by the present invention is to provide a (meth) acrylic resin composition capable of producing a film having high Tg, excellent heat resistance, low haze, low moisture permeability, and high drying speed. is there.
- Another object of the present invention is to provide a film formed using the (meth) acrylic resin composition, a polarizing plate having the film, and a liquid crystal display device.
- the content of structural units derived from methyl methacrylate is 95% by mass or more, and the content of structural units derived from alkyl (meth) acrylates other than methyl methacrylate is less than 5% by mass.
- a (meth) acrylic resin is preferred.
- the (meth) acrylic resin contains a structural unit derived from an alkyl (meth) acrylate other than methyl methacrylate
- examples of the structural unit derived from the alkyl (meth) acrylate include the following.
- R 6 to R 12 , R 1n and R 2n each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
- a halogen atom a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom is preferable, and a chlorine atom is more preferable.
- the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group, with an alkyl group being preferred and a methyl group being more preferred.
- an ultraviolet absorber In the (meth) acrylic resin composition of the present invention, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a brittleness improving agent, an optical expression agent, and the like can be added as additives.
- the ultraviolet absorber include benzotriazole, 2-hydroxybenzophenone, and salicylic acid phenyl ester.
- the casting process is a process of casting the above-mentioned dope composition on a metal support to form a cast film.
- the dope is fed to a pressure die through a liquid feed pump (e.g., a pressurized metering gear pump) and transferred to an endless metal belt such as an endless metal belt such as a stainless steel belt or a rotating metal drum.
- a liquid feed pump e.g., a pressurized metering gear pump
- an endless metal belt such as an endless metal belt such as a stainless steel belt or a rotating metal drum.
- the dope composition 22 is sent to the filtration device 30 by a pump (for example, a pressurized metering gear pump) 62 and filtered there, and then cast from the casting die 31 onto the metal support 34.
- the surface temperature T1 of the film at this time is to stretch without breaking the film
- the following range is preferable.
- A1 is a residual solvent amount of the web when stretching to MD, and is preferably 10 to 30% by mass, and more preferably 10 to 20% by mass.
- the surface temperature T1 of the film is preferably in the following range. T1 ⁇ 170 ° C. ⁇ 2.8A1
- the stretching ratio in stretching in the direction TD perpendicular to the film conveying direction is preferably 30 to 80%, particularly preferably 40 to 60%.
- stretch using a tenter apparatus as a method of extending
- the surface temperature T2 of the film is preferably in the following range in order to stretch without breaking the film.
- A2 is the residual solvent amount of the web when stretching to TD, and is preferably 0 to 10% by mass, and more preferably 0 to 5% by mass.
- the surface temperature T2 of the film is preferably in the following range. T2 ⁇ 170 ° C. ⁇ 2.8A2
- a polymerizable polyfunctional monomer more preferably a photopolymerizable polyfunctional monomer, and particularly preferably a coating solution containing a monomer having two or more (meth) acryloyl groups.
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Abstract
(メタ)アクリル系樹脂と、環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーとを含む(メタ)アクリル系樹脂組成物この(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて形成されたフィルム、このフィルムを有する偏光板及び液晶表示装置。
Description
本発明は、(メタ)アクリル系樹脂組成物、フィルム、偏光板保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、液晶テレビやパソコンの液晶ディスプレイ等の用途で、需要が拡大している。通常、液晶表示装置は、透明電極、液晶層、カラーフィルター等をガラス板で挟み込んだ液晶セルと、その両側に設けられた2枚の偏光板で構成されており、偏光板は偏光子と少なくとも1枚の偏光板保護フィルムとを有する構成となっている。
一方、近年の技術の進歩により、液晶表示装置の大型化が加速するとともに、液晶表示装置の用途が多様化し、様々な環境下での使用も想定されている。例えば、屋外で液晶表示装置を使用する場合、偏光子の吸湿による劣化が問題になり、偏光板保護フィルムとして用いられるフィルムには、透湿度が低いという性質が求められている。透湿度の低いフィルムとして、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の(メタ)アクリル系樹脂から形成されたフィルム((メタ)アクリル系樹脂フィルム)が知られている。
偏光板保護フィルムとして使用するに際して、(メタ)アクリル系樹脂フィルムを更に機能化することが知られている。例えば、特許文献1には、特殊な構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用い、特定の紫外線吸収剤と組み合わせることで、(メタ)アクリル系樹脂フィルムのガラス転移温度(Tg)を大きくは低下させずに紫外線吸収能を付加する技術が記載されている。また、特許文献2には、(メタ)アクリル系樹脂フィルムにゴム粒子を添加することで、Tgを下げることなく耐衝撃性などを改良する技術が記載されている。
特許文献1の技術では(メタ)アクリル系樹脂自体を変性させることでTgを下げにくくしており、特許文献2の技術ではゴム粒子を非相溶系で分散することでTgを下げにくくしているものであるが、前者は、樹脂自体を改質することで、硬化かつ脆化しやすいという懸念があり、後者は非相溶系であることからヘイズが高くなりやすいという懸念がある。そこで、Tgを下げることなく、ヘイズが低く、かつ透湿度が低い(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得ることができる添加剤の開発が望まれていた。
また、(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて溶液製膜法によりフィルムを作製する場合に、乾燥速度の速い(メタ)アクリル系樹脂組成物が望まれていた。
また、(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて溶液製膜法によりフィルムを作製する場合に、乾燥速度の速い(メタ)アクリル系樹脂組成物が望まれていた。
本発明の解決しようとする課題は、Tgが高く耐熱性に優れ、ヘイズが低く、透湿度が低く、かつ乾燥速度が速いフィルムを製造し得る(メタ)アクリル系樹脂組成物を提供することである。また、本発明の別の目的は、この(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて形成されたフィルム、このフィルムを有する偏光板及び液晶表示装置を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の環状構造を有するエステルオリゴマーを用いることによって上記目的が達成されることを見出した。
即ち、本発明は以下の通りである。
即ち、本発明は以下の通りである。
[1]
(メタ)アクリル系樹脂と、
環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーとを含む(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[2]
上記二塩基酸に由来する構造単位が下記一般式(1)で表される構造単位であり、上記ジオールに由来する構造単位が下記一般式(2)で表される構造単位である[1]に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
一般式(1)
(メタ)アクリル系樹脂と、
環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーとを含む(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[2]
上記二塩基酸に由来する構造単位が下記一般式(1)で表される構造単位であり、上記ジオールに由来する構造単位が下記一般式(2)で表される構造単位である[1]に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
一般式(1)
R1~R3、R1m及びR2mはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。R1~R3、R1m及びR2mのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成してもよい。mは1~4の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1m及びR2mはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。ただし、R1~R3、R1m及びR2mのうちの1つは一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
一般式(2)
一般式(2)
R6~R12、R1n及びR2nはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。R6~R12、R1n及びR2nのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成していてもよい。nは1~4の整数を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1n及びR2nはそれぞれ同じでも異なってもよい。ただし、R6~R12、R1n及びR2nのうちの1つは一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
[3]
上記一般式(1)で表される二塩基酸に由来する構造単位の炭素数が6~12であり、上記一般式(2)で表されるジオールに由来する構造単位の炭素数が5~12である[2]に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[4]
上記一般式(1)で表される二塩基酸に由来する構造単位の炭素数が8~12であり、上記一般式(2)で表されるジオールに由来する構造単位の炭素数が6~10である[2]又は[3]に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[5]
上記二塩基酸に由来する構造単位が下記一般式(3)で表される構造単位であり、上記ジオールに由来する構造単位が下記一般式(4)で表される構造単位である[1]~[4]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
一般式(3)
[3]
上記一般式(1)で表される二塩基酸に由来する構造単位の炭素数が6~12であり、上記一般式(2)で表されるジオールに由来する構造単位の炭素数が5~12である[2]に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[4]
上記一般式(1)で表される二塩基酸に由来する構造単位の炭素数が8~12であり、上記一般式(2)で表されるジオールに由来する構造単位の炭素数が6~10である[2]又は[3]に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[5]
上記二塩基酸に由来する構造単位が下記一般式(3)で表される構造単位であり、上記ジオールに由来する構造単位が下記一般式(4)で表される構造単位である[1]~[4]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
一般式(3)
一般式(3)中、R30~R40はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表す。R30~R40のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成してもよい。ただし、R30~R40のうちの1つは一般式(3)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
一般式(4)
一般式(4)
一般式(4)中、R41~R51はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。R41~R51のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成してもよい。ただし、R41~R51のうちの1つは一般式(4)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
[6]
上記エステルオリゴマーの重量平均分子量が500~10000である[1]~[5]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[7]
上記エステルオリゴマーの重量平均分子量が500~5000である[1]~[6]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[8]
上記エステルオリゴマーの重量平均分子量が1000~3000である[1]~[7]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[9]
上記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が8万~250万である[1]~[8]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[10]
上記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が25万~200万である[1]~[9]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[11]
上記(メタ)アクリル系樹脂が、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率が95質量%以上であり、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満である(メタ)アクリル系樹脂である[1]~[10]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[12]
[1]~[11]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルム。
[13]
[12]に記載のフィルムを有する偏光板保護フィルム。
[14]
[13]に記載の偏光板保護フィルムを有する偏光板。
[15]
[14]に記載の偏光板を備えた液晶表示装置。
[6]
上記エステルオリゴマーの重量平均分子量が500~10000である[1]~[5]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[7]
上記エステルオリゴマーの重量平均分子量が500~5000である[1]~[6]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[8]
上記エステルオリゴマーの重量平均分子量が1000~3000である[1]~[7]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[9]
上記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が8万~250万である[1]~[8]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[10]
上記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が25万~200万である[1]~[9]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[11]
上記(メタ)アクリル系樹脂が、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率が95質量%以上であり、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満である(メタ)アクリル系樹脂である[1]~[10]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
[12]
[1]~[11]のいずれかに記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルム。
[13]
[12]に記載のフィルムを有する偏光板保護フィルム。
[14]
[13]に記載の偏光板保護フィルムを有する偏光板。
[15]
[14]に記載の偏光板を備えた液晶表示装置。
本発明によれば、Tgが高く耐熱性に優れ、ヘイズが低く、透湿度が低く、かつ乾燥速度が速いフィルムを製造し得る(メタ)アクリル系樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によればこの(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて形成されたフィルム、このフィルムを有する偏光板及び液晶表示装置を提供することができる。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、(メタ)アクリルとは、メタクリル又はアクリルを表す。
<(メタ)アクリル系樹脂組成物>
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物は、(メタ)アクリル系樹脂と、環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーとを含む。
以下、(メタ)アクリル系樹脂組成物の各成分について説明する。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物は、(メタ)アクリル系樹脂と、環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーとを含む。
以下、(メタ)アクリル系樹脂組成物の各成分について説明する。
[(メタ)アクリル系樹脂]
本発明における「(メタ)アクリル系樹脂」は、「アクリル系樹脂」、「メタクリル系樹脂」のいずれでもよく、「アクリル系樹脂」と「メタクリル系樹脂」の共重合体であってもよく、後述するように他の構造単位を含んでいてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂としては、メチルメタクリレートに由来する構造単位を含むことが好ましく、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂は、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率が95質量%以上であり、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満である(メタ)アクリル系樹脂であることが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂がメチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含む場合、そのアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位としては、以下のものを挙げることができる。
本発明における「(メタ)アクリル系樹脂」は、「アクリル系樹脂」、「メタクリル系樹脂」のいずれでもよく、「アクリル系樹脂」と「メタクリル系樹脂」の共重合体であってもよく、後述するように他の構造単位を含んでいてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂としては、メチルメタクリレートに由来する構造単位を含むことが好ましく、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂は、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率が95質量%以上であり、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満である(メタ)アクリル系樹脂であることが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂がメチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含む場合、そのアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位としては、以下のものを挙げることができる。
(メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位)
メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジルなどのアクリル酸エステル(好ましくはアルキル基の炭素数が1~18のアルキルアクリレート);メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸エステル(好ましくはアルキル基の炭素数が2~18のアルキルメタクリレート);などが挙げられ、これらは1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジルなどのアクリル酸エステル(好ましくはアルキル基の炭素数が1~18のアルキルアクリレート);メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸エステル(好ましくはアルキル基の炭素数が2~18のアルキルメタクリレート);などが挙げられ、これらは1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(他の構成単位)
本発明に用いられる(メタ)アクリル系樹脂には、上記した以外の構成単位も含んでいてもよい。そのような構成単位としては、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。これらの構成単位は、1種類単独で(メタ)アクリル系樹脂に導入されていてもよいし、2種類以上が組み合わされて(メタ)アクリル系樹脂に導入されていてもよい。
本発明に用いられる(メタ)アクリル系樹脂には、上記した以外の構成単位も含んでいてもよい。そのような構成単位としては、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。これらの構成単位は、1種類単独で(メタ)アクリル系樹脂に導入されていてもよいし、2種類以上が組み合わされて(メタ)アクリル系樹脂に導入されていてもよい。
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く用いられる。
(メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率)
(メタ)アクリル系樹脂中、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率は、本発明の効果を十分に発揮させる上で、好ましくは95~100質量%、より好ましくは97~100質量%、更に好ましくは100質量%である。
メチルメタクリレートに由来する構造単位の割合を95質量%以上とすることで、耐熱性の高い(メタ)アクリル系樹脂を得ることができる。
また、(メタ)アクリル系樹脂は、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満であることが好ましく、3質量%未満であることがより好ましく、0質量%である(すなわちメチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含まない)ことが特に好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂中、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率は、本発明の効果を十分に発揮させる上で、好ましくは95~100質量%、より好ましくは97~100質量%、更に好ましくは100質量%である。
メチルメタクリレートに由来する構造単位の割合を95質量%以上とすることで、耐熱性の高い(メタ)アクリル系樹脂を得ることができる。
また、(メタ)アクリル系樹脂は、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満であることが好ましく、3質量%未満であることがより好ましく、0質量%である(すなわちメチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含まない)ことが特に好ましい。
((メタ)アクリル系樹脂の製造方法)
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物に用いることができる(メタ)アクリル系樹脂は市販品や公知の合成方法により入手可能である。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物に用いることができる(メタ)アクリル系樹脂の製造方法としては、乳化重合、溶液重合、塊状重合及び懸濁重合が適用できる。これらの内、本発明の高分子量体を製造する上で、乳化重合及び懸濁重合がより好ましい。
懸濁重合の開始剤としては通常の懸濁重合に使用されるものを用いることができ、有機過酸化物、アゾ化合物を挙げることができる。
懸濁安定剤としては通常用いられる公知のものを使用することができ、有機コロイド性高分子物質、無機コロイド性高分子物質、無機微粒子及びこれらと界面活性剤との組み合わせを挙げることができる。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物に用いることができる(メタ)アクリル系樹脂は市販品や公知の合成方法により入手可能である。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物に用いることができる(メタ)アクリル系樹脂の製造方法としては、乳化重合、溶液重合、塊状重合及び懸濁重合が適用できる。これらの内、本発明の高分子量体を製造する上で、乳化重合及び懸濁重合がより好ましい。
懸濁重合の開始剤としては通常の懸濁重合に使用されるものを用いることができ、有機過酸化物、アゾ化合物を挙げることができる。
懸濁安定剤としては通常用いられる公知のものを使用することができ、有機コロイド性高分子物質、無機コロイド性高分子物質、無機微粒子及びこれらと界面活性剤との組み合わせを挙げることができる。
((メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量)
本発明において「重量平均分子量」とは、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量である。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、本発明の効果を十分に発揮させるためには、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は8万~300万であることが好ましく、8~250万であることがより好ましく、25万~200万であることが更に好ましい。このような重量平均分子量の範囲の(メタ)アクリル系樹脂は、溶融製膜に用いられる(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量よりも高いものであり、溶液製膜に適するものである。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が8万以上であれば、(メタ)アクリル系樹脂組成物中の(メタ)アクリル系樹脂濃度が(たとえば10質量%といった)低い場合であっても、(メタ)アクリル系樹脂組成物の粘度を高くすることができ、流延ダイからの吐出時に流延膜にスジが入ることを抑えることができる。また、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量Mwが8万以上であると、この(メタ)アクリル系樹脂フィルムの未延伸時の破断伸度が伸び、フィルム製造時のハンドリング適性に優れる。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が300万以下であれば重合プロセスの観点で好ましい。
本発明において「重量平均分子量(Mw)」とは、ゲル浸透クロマトグラフィーにより下記の条件で測定される重量平均分子量である。
溶媒 テトラヒドロフラン
装置名 TOSOH HLC-8220GPC
カラム TOSOH TSKgel Super HZM-H(4.6mm×15cm)を3本接続して使用。
カラム温度 25℃
試料濃度 0.1質量%
流速 0.35ml/min
校正曲線 TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=3840000~453までの9サンプルによる校正曲線を使用。
本発明において「重量平均分子量」とは、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量である。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、本発明の効果を十分に発揮させるためには、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は8万~300万であることが好ましく、8~250万であることがより好ましく、25万~200万であることが更に好ましい。このような重量平均分子量の範囲の(メタ)アクリル系樹脂は、溶融製膜に用いられる(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量よりも高いものであり、溶液製膜に適するものである。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が8万以上であれば、(メタ)アクリル系樹脂組成物中の(メタ)アクリル系樹脂濃度が(たとえば10質量%といった)低い場合であっても、(メタ)アクリル系樹脂組成物の粘度を高くすることができ、流延ダイからの吐出時に流延膜にスジが入ることを抑えることができる。また、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量Mwが8万以上であると、この(メタ)アクリル系樹脂フィルムの未延伸時の破断伸度が伸び、フィルム製造時のハンドリング適性に優れる。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が300万以下であれば重合プロセスの観点で好ましい。
本発明において「重量平均分子量(Mw)」とは、ゲル浸透クロマトグラフィーにより下記の条件で測定される重量平均分子量である。
溶媒 テトラヒドロフラン
装置名 TOSOH HLC-8220GPC
カラム TOSOH TSKgel Super HZM-H(4.6mm×15cm)を3本接続して使用。
カラム温度 25℃
試料濃度 0.1質量%
流速 0.35ml/min
校正曲線 TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=3840000~453までの9サンプルによる校正曲線を使用。
((メタ)アクリル系樹脂のTg)
本発明では、(メタ)アクリル系樹脂のTgは、製造適性と耐熱性との観点から、110℃以上であることが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は110~200℃であることが好ましく、115~150℃であることがより好ましい。
本明細書中においてガラス転移温度Tgは、以下の動的粘弾性測定装置を用いて求める。本発明のフィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、25℃、相対湿度60%で2時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御(株)製))で、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30℃~250℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度(℃)をとった時に、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に見受けられる貯蔵弾性率の急激な減少を固体領域で直線1を引き、ガラス転移領域で直線2を引いたときの直線1と直線2の交点を、昇温時に貯蔵弾性率が急激に減少しフィルムが軟化し始める温度であり、ガラス転移領域に移行し始める温度であるため、ガラス転移温度Tg(動的粘弾性)とする。
本発明では、(メタ)アクリル系樹脂のTgは、製造適性と耐熱性との観点から、110℃以上であることが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は110~200℃であることが好ましく、115~150℃であることがより好ましい。
本明細書中においてガラス転移温度Tgは、以下の動的粘弾性測定装置を用いて求める。本発明のフィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、25℃、相対湿度60%で2時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御(株)製))で、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30℃~250℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度(℃)をとった時に、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に見受けられる貯蔵弾性率の急激な減少を固体領域で直線1を引き、ガラス転移領域で直線2を引いたときの直線1と直線2の交点を、昇温時に貯蔵弾性率が急激に減少しフィルムが軟化し始める温度であり、ガラス転移領域に移行し始める温度であるため、ガラス転移温度Tg(動的粘弾性)とする。
((メタ)アクリル系樹脂の濃度)
(メタ)アクリル系樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂の濃度は、形成しようとするフィルムの厚さによっても異なるが、10~40質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましく、15~25質量%であることが更に好ましい。これにより、適度な粘度のドープ組成物を得ることができ、表面形状の良好なフィルムを所望の厚さで得ることができる。
(メタ)アクリル系樹脂組成物における(メタ)アクリル系樹脂の濃度は、形成しようとするフィルムの厚さによっても異なるが、10~40質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましく、15~25質量%であることが更に好ましい。これにより、適度な粘度のドープ組成物を得ることができ、表面形状の良好なフィルムを所望の厚さで得ることができる。
[他の樹脂]
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物は、本発明による効果を損なわない範囲で、上記の(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂を含有しても良い。
そのような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)等のオレフィン系熱可塑性樹脂;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂等の含ハロゲン系熱可塑性樹脂;ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系熱可塑性;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体等のスチレン系熱可塑性樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴム、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂等のゴム質重合体等を挙げることができる。本発明において、(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂として、セルロースアシレート等のセルロース樹脂は含まれない。
(メタ)アクリル系樹脂組成物に(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂を添加する場合、添加する樹脂は相溶状態であっても、溶解せずに混合されていてもよい。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物は、本発明による効果を損なわない範囲で、上記の(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂を含有しても良い。
そのような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)等のオレフィン系熱可塑性樹脂;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂等の含ハロゲン系熱可塑性樹脂;ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系熱可塑性;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体等のスチレン系熱可塑性樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴム、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂等のゴム質重合体等を挙げることができる。本発明において、(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂として、セルロースアシレート等のセルロース樹脂は含まれない。
(メタ)アクリル系樹脂組成物に(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂を添加する場合、添加する樹脂は相溶状態であっても、溶解せずに混合されていてもよい。
[エステルオリゴマー]
本発明におけるエステルオリゴマーは、環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーである。
本発明におけるエステルオリゴマーは、環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーである。
(環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位)
二塩基酸に由来する構造単位が有する環状構造は、脂肪族環であっても、芳香族環であってもよい。また、脂肪族環としては、不飽和結合を有する脂肪族環であってもよい。芳香族環としてはベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。
環状構造を有する二塩基酸に由来する構造単位の炭素数は5~20であり、6~12が好ましく、8~12がより好ましい。
二塩基酸に由来する構造単位が有する環状構造は、脂肪族環であっても、芳香族環であってもよい。また、脂肪族環としては、不飽和結合を有する脂肪族環であってもよい。芳香族環としてはベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。
環状構造を有する二塩基酸に由来する構造単位の炭素数は5~20であり、6~12が好ましく、8~12がより好ましい。
二塩基酸に由来する構造単位は、下記一般式(1)で表される構造単位であることが好ましい。
一般式(1)
一般式(1)
R1~R3、R1m及びR2mはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。R1~R3、R1m及びR2mのうちの少なくとも2つが互いに連結して脂肪族環を形成してもよい。mは1~4の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1m及びR2mはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。ただし、R1~R3、R1m及びR2mのうちの1つは一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
一般式(1)中、R1~R3、R1m及びR2mはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。炭素数1~4の脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられ、アルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
また、R1~R3、R1m及びR2mのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成してもよい。形成される環としては脂肪族環でも芳香族環でもよいが、脂肪族環が好ましい。R1~R3、R1m及びR2mのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成する場合、一般式(1)で表される構造単位が有する環状構造としては、ノルボルナン環、ノルボルネン環、又はアダマンタン環となることが好ましい。
mは1~4の整数を表し、2~4の整数を表すことが好ましく、3又は4を表すことがより好ましく、4を表すことが特に好ましい。mが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1m及びR2mはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
R1~R3、R1m及びR2mのうちの1つは一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
なお、R1m又はR2mが一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す場合で、かつmが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1m及びR2mのうちの1つが一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
なお、R1m又はR2mが一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す場合で、かつmが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1m及びR2mのうちの1つが一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
一般式(1)で表される構造単位は、下記一般式(3)で表されることが好ましい。
一般式(3)
一般式(3)
一般式(3)中、R30~R40はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表す。R30~R40のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成してもよい。ただし、R30~R40のうちの1つは一般式(3)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
R30~R40のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成する場合の脂肪族環としてはシクロペンタン環、シクロペンテン環、シクロヘキサン環が好ましい。R30~R40のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成する場合、一般式(3)で表される構造単位が有する環状構造としては、ノルボルナン環、ノルボルネン環、又はアダマンタン環となることが好ましい。
環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位)
ジオールに由来する構造単位が有する環状構造は、脂肪族環であっても、芳香族環であってもよい。また、脂肪族環としては、不飽和結合を有する脂肪族環であってもよい。芳香族環としてはベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。
環状構造を有する二塩基酸に由来する構造単位の炭素数は5~20であり、5~12が好ましく、6~10がより好ましい。
ジオールに由来する構造単位が有する環状構造は、脂肪族環であっても、芳香族環であってもよい。また、脂肪族環としては、不飽和結合を有する脂肪族環であってもよい。芳香族環としてはベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。
環状構造を有する二塩基酸に由来する構造単位の炭素数は5~20であり、5~12が好ましく、6~10がより好ましい。
ジオールに由来する構造単位は、下記一般式(2)で表される構造単位であることが好ましい。
一般式(2)
一般式(2)
R6~R12、R1n及びR2nはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。R6~R12、R1n及びR2nのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成していてもよい。nは1~4の整数を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1n及びR2nはそれぞれ同じでも異なってもよい。ただし、R6~R12、R1n及びR2nのうちの1つは一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
一般式(2)中、R6~R12、R1n及びR2nはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。炭素数1~4の脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられ、アルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
また、R6~R12、R1n及びR2nのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成してもよい。形成される環としては脂肪族環でも芳香族環でもよいが、脂肪族環が好ましい。R6~R12、R1n及びR2nのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成する場合、一般式(2)で表される構造単位が有する環状構造としては、ノルボルナン環、ノルボルネン環、又はアダマンタン環となることが好ましい。
nは1~4の整数を表し、1~3の整数を表すことが好ましく、1又は2を表すことがより好ましく、2を表すことが特に好ましい。nが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1n及びR2nはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
R6~R12、R1n及びR2nのうちの1つは一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
なお、R1n又はR2nが一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す場合で、かつnが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1n及びR2nのうちの1つが一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
なお、R1n又はR2nが一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す場合で、かつnが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1n及びR2nのうちの1つが一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
一般式(2)で表される構造単位は、下記一般式(4)で表されることが好ましい。
一般式(4)
一般式(4)
一般式(4)中、R41~R51はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。R41~R51のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成してもよい。ただし、R41~R51のうちの1つは一般式(4)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。
R41~R51のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成する場合の脂肪族環としてはシクロペンタン環、シクロペンテン環、シクロヘキサン環が好ましい。R41~R51のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成する場合、一般式(4)で表される構造単位が有する環状構造としては、ノルボルナン環、ノルボルネン環、又はアダマンタン環となることが好ましい。
環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明におけるエステルオリゴマーは、二塩基酸に由来する構造単位が一般式(1)で表される構造単位であり、ジオールに由来する構造単位が一般式(2)で表される構造単位であることが好ましく、二塩基酸に由来する構造単位が一般式(3)で表される構造単位であり、ジオールに由来する構造単位が一般式(4)で表される構造単位であることがより好ましい。
(エステルオリゴマーの重量平均分子量)
エステルオリゴマーの重量平均分子量は、相溶性及び耐熱性の観点から、500~10000であることが好ましく、500~5000であることがより好ましく、1000~3000であることが更に好ましい。重量平均分子量の測定方法については前述の((メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量)に記載したとおりである。
エステルオリゴマーの重量平均分子量は、相溶性及び耐熱性の観点から、500~10000であることが好ましく、500~5000であることがより好ましく、1000~3000であることが更に好ましい。重量平均分子量の測定方法については前述の((メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量)に記載したとおりである。
(エステルオリゴマーの製造方法)
本発明におけるエステルオリゴマーは、ジカルボン酸とジオールの脱水縮合反応、又はジオールへの無水ジカルボン酸の付加反応及び脱水縮合反応など公知の方法により得ることができる。この際、得られるエステルオリゴマーに、意図せず混入しうる微量(たとえば、質量比率で0.5質量%未満)の不純物を含む場合も、本発明の範囲に含まれる。
本発明におけるエステルオリゴマーは、ジカルボン酸とジオールの脱水縮合反応、又はジオールへの無水ジカルボン酸の付加反応及び脱水縮合反応など公知の方法により得ることができる。この際、得られるエステルオリゴマーに、意図せず混入しうる微量(たとえば、質量比率で0.5質量%未満)の不純物を含む場合も、本発明の範囲に含まれる。
(エステルオリゴマーの含有量)
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物におけるエステルオリゴマーの含有量は、透湿度の観点から、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。また、相溶性及び耐熱性の観点から、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物におけるエステルオリゴマーの含有量は、透湿度の観点から、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。また、相溶性及び耐熱性の観点から、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。
(添加剤)
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物には、添加剤として、紫外線吸収剤、酸化防止剤、脆性改良剤、光学発現剤等を添加することができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、2-ヒドロキシベンゾフェノン系又はサリチル酸フェニルエステル系のもの等が挙げられる。例えば、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクト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等のベンゾフェノン類を例示することができる。
更に、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物には、成形加工時の熱分解性や熱着色性を改良するために各種の酸化防止剤や、脆性改良剤、光学発現剤等も添加剤として添加することができる。
以上の添加剤は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物には、添加剤として、紫外線吸収剤、酸化防止剤、脆性改良剤、光学発現剤等を添加することができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、2-ヒドロキシベンゾフェノン系又はサリチル酸フェニルエステル系のもの等が挙げられる。例えば、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクト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等のベンゾフェノン類を例示することができる。
更に、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物には、成形加工時の熱分解性や熱着色性を改良するために各種の酸化防止剤や、脆性改良剤、光学発現剤等も添加剤として添加することができる。
以上の添加剤は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
[(メタ)アクリル系樹脂組成物における固形分の濃度]
(メタ)アクリル系樹脂組成物における固形分の濃度は、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。これにより、膜厚ムラが抑えられた品質の高いフィルムを得ることができる。また、(メタ)アクリル系樹脂組成物における固形分の濃度は、25質量%以下であることが好ましく、22質量%以下であることがより好ましい。これにより、後述のアルコールによる膜剥離を容易にする効果を確実に得ることができる。
(メタ)アクリル系樹脂組成物における固形分の濃度は、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。これにより、膜厚ムラが抑えられた品質の高いフィルムを得ることができる。また、(メタ)アクリル系樹脂組成物における固形分の濃度は、25質量%以下であることが好ましく、22質量%以下であることがより好ましい。これにより、後述のアルコールによる膜剥離を容易にする効果を確実に得ることができる。
[溶媒]
(メタ)アクリル系樹脂組成物は溶媒を含有してもよい。
(メタ)アクリル系樹脂組成物の溶媒としては、(メタ)アクリル系樹脂、エステルオリゴマー、必要に応じて添加されるこの他の添加剤を溶解するものであればよく、特に制限されない。本発明においては、有機溶媒として、塩素系有機溶媒を主溶媒とする塩素系溶媒と塩素系有機溶媒を含まない非塩素系溶媒とのいずれをも用いることができる。2種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂組成物は溶媒を含有してもよい。
(メタ)アクリル系樹脂組成物の溶媒としては、(メタ)アクリル系樹脂、エステルオリゴマー、必要に応じて添加されるこの他の添加剤を溶解するものであればよく、特に制限されない。本発明においては、有機溶媒として、塩素系有機溶媒を主溶媒とする塩素系溶媒と塩素系有機溶媒を含まない非塩素系溶媒とのいずれをも用いることができる。2種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製するに際しては、主溶媒として塩素系有機溶媒が好ましく用いられる。本発明においては、(メタ)アクリル系樹脂組成物に含まれる(メタ)アクリル系樹脂及び添加剤が溶解し流延、製膜できる範囲において、その目的が達成できる限りはその塩素系有機溶媒の種類は特に限定されない。これらの塩素系有機溶媒は、好ましくはジクロロメタン、クロロホルムである。特にジクロロメタンが好ましい。また、塩素系有機溶媒以外の有機溶媒を混合することも特に問題ない。その場合は、ジクロロメタンは有機溶媒全体量中少なくとも50質量%使用することが必要である。本発明で塩素系有機溶剤と併用される他の有機溶媒について以下に記す。即ち、好ましい他の有機溶媒としては、炭素原子数が3~12のエステル、ケトン、エーテル、アルコール、炭化水素などから選ばれる溶媒が好ましい。エステル、ケトン、エーテル及びアルコールは、環状構造を有していてもよい。エステル、ケトン及びエーテルの官能基(すなわち、-O-、-CO-及び-COO-)のいずれかを二つ以上有する化合物も溶媒として用いることができ、たとえばアルコール性水酸基のような他の官能基を同時に有していてもよい。二種類以上の官能基を有する溶媒の場合、その炭素原子数はいずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
炭素原子数が3~12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテート及びペンチルアセテート等が挙げられる。炭素原子数が3~12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びメチルシクロヘキサノン等が挙げられる。炭素原子数が3~12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソール及びフェネトール等が挙げられる。二種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2-エトキシエチルアセテート、2-メトキシエタノール及び2-ブトキシエタノール等が挙げられる。
また塩素系有機溶媒と併用されるアルコールとしては、好ましくは直鎖であっても分岐を有していても環状であってもよく、その中でも飽和脂肪族炭化水素であることが好ましい。アルコールの水酸基は、第一級~第三級のいずれであってもよい。アルコールの例には、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノール、1-ペンタノール、2-メチル-2-ブタノール及びシクロヘキサノールが含まれる。なおアルコールとしては、フッ素系アルコールも用いられる。例えば、2-フルオロエタノール、2,2,2-トリフルオロエタノール、2,2,3,3-テトラフルオロ-1-プロパノールなども挙げられる。更に炭化水素は、直鎖であっても分岐を有していても環状であってもよい。芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素のいずれも用いることができる。脂肪族炭化水素は、飽和であっても不飽和であってもよい。炭化水素の例には、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン及びキシレンが含まれる。
その他の溶媒としては、例えば特開2007-140497号公報に記載の溶媒を用いることができる。
その他の溶媒としては、例えば特開2007-140497号公報に記載の溶媒を用いることができる。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物は、溶媒として(A)メチレンクロライドと(B)炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒を含み、(A)メチレンクロライドと(B)炭素数1~4のアルコールとの質量比率(A:B)は85:15~50:50であることが好ましい。なお、以下の説明では、メチレンクロライドを溶媒(A)、炭素数1~4のアルコールを溶媒(B)ということがある。
このような溶媒組成であることにより、この(メタ)アクリル系樹脂組成物では、その流延膜を乾燥して得た高分子膜を支持体から容易に剥離することができる
このような溶媒組成であることにより、この(メタ)アクリル系樹脂組成物では、その流延膜を乾燥して得た高分子膜を支持体から容易に剥離することができる
(炭素数1~4のアルコール)
混合溶媒に用いられる(B)炭素数1~4のアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノールを用いることが好ましく、メタノール、エタノールを用いることがより好ましく、メタノールのみを用いるのがもっとも好ましい。
混合溶媒に用いられる(B)炭素数1~4のアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノールを用いることが好ましく、メタノール、エタノールを用いることがより好ましく、メタノールのみを用いるのがもっとも好ましい。
(混合比率A:B)
溶媒における(A)メチレンクロライドと(B)炭素数1~4のアルコールの混合比率(A:B)は(A)メチレンクロライドと(B)炭素数1~4のアルコールの混合比率がA:B=85:15~50:50である。A:Bの比率について、好ましくは85:15~60:40であり、より好ましくは85:15~70:30であり、更に好ましくは85:15~75:25である。混合比率(A:B)をこのような範囲にすることにより、上記のような膜剥離を容易にする効果を確実に得ることができる。
溶媒における(A)メチレンクロライドと(B)炭素数1~4のアルコールの混合比率(A:B)は(A)メチレンクロライドと(B)炭素数1~4のアルコールの混合比率がA:B=85:15~50:50である。A:Bの比率について、好ましくは85:15~60:40であり、より好ましくは85:15~70:30であり、更に好ましくは85:15~75:25である。混合比率(A:B)をこのような範囲にすることにより、上記のような膜剥離を容易にする効果を確実に得ることができる。
[(メタ)アクリル系樹脂組成物の特性]
((メタ)アクリル系樹脂組成物の乾燥速度)
本発明における(メタ)アクリル系樹脂組成物の乾燥速度は以下の手順で測定される。
(1)(メタ)アクリル系樹脂の濃度が16質量%になるように(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製し、この(メタ)アクリル系樹脂組成物を金属支持体上に56μmの厚みになるように流延を行う。
(2)(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点で、その(メタ)アクリル系樹脂組成物によって形成された高分子膜を金属支持体から剥離する。
(3)剥離した高分子膜を金属枠に四辺を固定し、140℃のセルコ内で乾燥を行う。
(4)5分間放置した後、高分子膜をセルコから取り出し、高分子膜の一部をサンプルとして採取する。
(5)採取したサンプルをクロロホルム溶液に溶解させ、ガスクロマトグラフィーでサンプルに残留している溶剤量の定量行う。
その後、(4)、(5)を繰り返すことによって5分ごとにサンプリングし、検量線を引くことによって、残留溶剤量が0.1質量%以下となる時間を確認する。
((メタ)アクリル系樹脂組成物の乾燥速度)
本発明における(メタ)アクリル系樹脂組成物の乾燥速度は以下の手順で測定される。
(1)(メタ)アクリル系樹脂の濃度が16質量%になるように(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製し、この(メタ)アクリル系樹脂組成物を金属支持体上に56μmの厚みになるように流延を行う。
(2)(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点で、その(メタ)アクリル系樹脂組成物によって形成された高分子膜を金属支持体から剥離する。
(3)剥離した高分子膜を金属枠に四辺を固定し、140℃のセルコ内で乾燥を行う。
(4)5分間放置した後、高分子膜をセルコから取り出し、高分子膜の一部をサンプルとして採取する。
(5)採取したサンプルをクロロホルム溶液に溶解させ、ガスクロマトグラフィーでサンプルに残留している溶剤量の定量行う。
その後、(4)、(5)を繰り返すことによって5分ごとにサンプリングし、検量線を引くことによって、残留溶剤量が0.1質量%以下となる時間を確認する。
(メタ)アクリル系樹脂組成物の乾燥時間は、フィルムの製造効率を上げる観点から、40分未満であることが好ましく、35分以下であることがより好ましく、30分以下であることが更に好ましい。本発明のドープ組成物は、重量平均分子量が5万未満の添加剤が流延膜の乾燥を促進する作用を有することにより、乾燥時間を確実に40分未満に抑えることができる。
<(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルム>
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、耐熱性に優れ、効率よく製造することができるため、様々な用途に有用である。また、このフィルムは、耐熱性に優れると共にヘイズが低いため、偏光板保護フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルムとして好適に用いることができる。
以下、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムの好適な用途として、偏光板保護フィルムと光学補償フィルムについて説明する。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、耐熱性に優れ、効率よく製造することができるため、様々な用途に有用である。また、このフィルムは、耐熱性に優れると共にヘイズが低いため、偏光板保護フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルムとして好適に用いることができる。
以下、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムの好適な用途として、偏光板保護フィルムと光学補償フィルムについて説明する。
[偏光板保護フィルム]
本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを少なくとも1層有するものであり、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを1層のみ有する構成であってもよいし、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを2層以上有する構成であってもよいが、1層のみを有する構成であることが好ましい。
また、本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルム以外の層を有する多層構成であってもよい。本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを2層以上有する多層構成である場合、各フィルムは同じ(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたものであってもよいし、異なる(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたものであってもよい。また、偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムの表面に後述する表面処理や機能層が設けられていてもよい。本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを少なくとも一方の最外層(空気界面を有する層)として有する構成であることが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂組成物の構成については、上記の<(メタ)アクリル系樹脂組成物>の欄の記載を参照することができる。また、(メタ)アクリル系樹脂組成物の製膜方法については、後述の<偏光保護板フィルムの製造方法>の欄で説明する。
ここでは、本発明の偏光板保護フィルムの特性について詳述する。
本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを少なくとも1層有するものであり、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを1層のみ有する構成であってもよいし、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを2層以上有する構成であってもよいが、1層のみを有する構成であることが好ましい。
また、本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルム以外の層を有する多層構成であってもよい。本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを2層以上有する多層構成である場合、各フィルムは同じ(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたものであってもよいし、異なる(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたものであってもよい。また、偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムの表面に後述する表面処理や機能層が設けられていてもよい。本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜することによって得られたフィルムを少なくとも一方の最外層(空気界面を有する層)として有する構成であることが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂組成物の構成については、上記の<(メタ)アクリル系樹脂組成物>の欄の記載を参照することができる。また、(メタ)アクリル系樹脂組成物の製膜方法については、後述の<偏光保護板フィルムの製造方法>の欄で説明する。
ここでは、本発明の偏光板保護フィルムの特性について詳述する。
(偏光板保護フィルムの40μm換算の透湿度)
本明細書中において偏光板保護フィルムの「40μm換算の透湿度」とは、JIS Z-0208に規定された方法に準拠して、温度40℃相対湿度90%の条件において測定されるフィルムの透湿度を、フィルムの膜厚が40μmであるとして換算した標準値である。膜厚の異なるサンプルでは、基準を40μmに設けて換算する必要がある。
ここで、本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムの膜厚が10~60μmであることが好ましく、10~50μmであることがより好ましく、20~50μmであることが更に好ましい。
膜厚の換算は、下記数式に従って行うこととする。
数式:40μm換算の透湿度=実測の透湿度×実測の膜厚(μm)/40(μm)
本発明の偏光板保護フィルムの40μm換算の透湿度は、偏光板保護フィルムを適用した液晶表示装置において、常温、高湿及び高温高湿環境経時後の、液晶セルの反りや、黒表示時の表示ムラを抑制できるため、80g/m2/day以下であることが好ましく、75g/m2/day以下であることがより好ましく、70g/m2/day以下であることが更に好ましい。
本明細書中において偏光板保護フィルムの「40μm換算の透湿度」とは、JIS Z-0208に規定された方法に準拠して、温度40℃相対湿度90%の条件において測定されるフィルムの透湿度を、フィルムの膜厚が40μmであるとして換算した標準値である。膜厚の異なるサンプルでは、基準を40μmに設けて換算する必要がある。
ここで、本発明の偏光板保護フィルムは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムの膜厚が10~60μmであることが好ましく、10~50μmであることがより好ましく、20~50μmであることが更に好ましい。
膜厚の換算は、下記数式に従って行うこととする。
数式:40μm換算の透湿度=実測の透湿度×実測の膜厚(μm)/40(μm)
本発明の偏光板保護フィルムの40μm換算の透湿度は、偏光板保護フィルムを適用した液晶表示装置において、常温、高湿及び高温高湿環境経時後の、液晶セルの反りや、黒表示時の表示ムラを抑制できるため、80g/m2/day以下であることが好ましく、75g/m2/day以下であることがより好ましく、70g/m2/day以下であることが更に好ましい。
(偏光板保護フィルムのヘイズ値)
本明細中において偏光板保護フィルムの「ヘイズ値」とは、偏光板保護フィルムから切り出した40mm×80mmのフィルム試料について、JIS K-6714に規定される方法に準拠して、温度25℃相対湿度60%の条件で測定される全ヘイズ値及び内部ヘイズ値である。これらのヘイズ値は、ヘイズメーター(スガ試験機社製、商品名HGM-2DP)を用いて測定することができる。
本発明の偏光板保護フィルムは、全ヘイズ値が2.00%以下であることが好ましい。全ヘイズ値が2.00%以下であると、フィルムの透明性が高く、液晶表示装置のコントラスト比や輝度向上に効果がある。全ヘイズ値は、1.00%以下がより好ましく、0.50%以下であることが更に好ましく、0.30%以下が特に好ましく、0.20%以下が最も好ましい。全ヘイズ値は低いほど光学的性能が優れるが原料選択や製造管理やロールフィルムのハンドリング性も考慮すると0.01%以上であることが好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムの内部ヘイズ値は、1.00%以下であることが好ましい。内部ヘイズ値を1.00%以下とすることで、液晶表示装置のコントラスト比を向上させ、優れた表示特性を実現することができる。内部ヘイズ値は、0.50%以下がより好ましく、0.20%以下が更に好ましく、0.10%以下が特に好ましく、0.05%以下が最も好ましい。原料選択や製造管理等の観点からは0.01%以上であることが好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムとしては、特に、全ヘイズ値が0.30%以下であり、内部ヘイズ値が0.10%以下であることが好ましい。
全ヘイズ値及び内部ヘイズ値は、(メタ)アクリル系樹脂組成物の(メタ)アクリル系樹脂やエステルオリゴマー、その他の添加剤の種類や添加量、エステルオリゴマー又は添加剤の選択(特に、重量平均分子量、添加量)や、更にはフィルム製造条件(延伸時の温度や延伸倍率など)により調整することができる。
本明細中において偏光板保護フィルムの「ヘイズ値」とは、偏光板保護フィルムから切り出した40mm×80mmのフィルム試料について、JIS K-6714に規定される方法に準拠して、温度25℃相対湿度60%の条件で測定される全ヘイズ値及び内部ヘイズ値である。これらのヘイズ値は、ヘイズメーター(スガ試験機社製、商品名HGM-2DP)を用いて測定することができる。
本発明の偏光板保護フィルムは、全ヘイズ値が2.00%以下であることが好ましい。全ヘイズ値が2.00%以下であると、フィルムの透明性が高く、液晶表示装置のコントラスト比や輝度向上に効果がある。全ヘイズ値は、1.00%以下がより好ましく、0.50%以下であることが更に好ましく、0.30%以下が特に好ましく、0.20%以下が最も好ましい。全ヘイズ値は低いほど光学的性能が優れるが原料選択や製造管理やロールフィルムのハンドリング性も考慮すると0.01%以上であることが好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムの内部ヘイズ値は、1.00%以下であることが好ましい。内部ヘイズ値を1.00%以下とすることで、液晶表示装置のコントラスト比を向上させ、優れた表示特性を実現することができる。内部ヘイズ値は、0.50%以下がより好ましく、0.20%以下が更に好ましく、0.10%以下が特に好ましく、0.05%以下が最も好ましい。原料選択や製造管理等の観点からは0.01%以上であることが好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムとしては、特に、全ヘイズ値が0.30%以下であり、内部ヘイズ値が0.10%以下であることが好ましい。
全ヘイズ値及び内部ヘイズ値は、(メタ)アクリル系樹脂組成物の(メタ)アクリル系樹脂やエステルオリゴマー、その他の添加剤の種類や添加量、エステルオリゴマー又は添加剤の選択(特に、重量平均分子量、添加量)や、更にはフィルム製造条件(延伸時の温度や延伸倍率など)により調整することができる。
[偏光板保護フィルムの製造方法]
次に、本発明の偏光板保護フィルムの製造方法について説明する。
本発明の偏光板保護フィルムの製造方法は、溶液製膜法によって偏光板保護フィルムを製造する方法であり、(メタ)アクリル系樹脂を始めとする素材を溶媒に溶解して本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物(ドープ組成物)を調製する溶解工程と、前述のドープ組成物を支持体上に流延して流延膜を形成する流延工程と、前述の流延膜を乾燥させてから前述の支持体から剥離してフィルムを得る剥離工程とを少なくとも有する。
必要に応じて、剥離工程の後に、剥離したフィルムを更に乾燥させて残留溶剤(揮発分)をなくす乾燥工程を更に行ってもよい。
必要に応じて、剥離工程の後に、剥離工程の後、必要に応じてフィルムを少なくとも一軸方向、必要に応じてニ軸方向に延伸する延伸工程を行ってもよい。
以下、各工程について説明する。
次に、本発明の偏光板保護フィルムの製造方法について説明する。
本発明の偏光板保護フィルムの製造方法は、溶液製膜法によって偏光板保護フィルムを製造する方法であり、(メタ)アクリル系樹脂を始めとする素材を溶媒に溶解して本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物(ドープ組成物)を調製する溶解工程と、前述のドープ組成物を支持体上に流延して流延膜を形成する流延工程と、前述の流延膜を乾燥させてから前述の支持体から剥離してフィルムを得る剥離工程とを少なくとも有する。
必要に応じて、剥離工程の後に、剥離したフィルムを更に乾燥させて残留溶剤(揮発分)をなくす乾燥工程を更に行ってもよい。
必要に応じて、剥離工程の後に、剥離工程の後、必要に応じてフィルムを少なくとも一軸方向、必要に応じてニ軸方向に延伸する延伸工程を行ってもよい。
以下、各工程について説明する。
これらの工程は、例えば図1に示すフィルム製造ラインによって連続的に行うことができる。ただし、本発明の製造方法で用いるフィルム製造ラインは、図1に示すものに限定されるものではない。なお、このフィルムの製造ラインでは、ラインの途中で「浸潤フィルム」、この浸潤フィルムを乾燥した「乾燥フィルム」及びこの乾燥フィルムを延伸した「延伸フィルム」が得られるが、本発明における流延膜は流延した後から剥離工程前までのこれらフィルムの全て(「浸潤フィルム」、「乾燥フィルム」及び「延伸フィルム」)を含むこととし、本発明におけるフィルムは剥離工程後の支持体から剥離されたこれらフィルムの全て(「浸潤フィルム」、「乾燥フィルム」及び「延伸フィルム」)を含むこととする。
図1に示すフィルム製造ライン20には、ストックタンク21、濾過装置30、流延ダイ31、回転ローラ32,33に掛け渡された金属支持体34及びテンタ式乾燥機35などが備えられている。更に耳切装置40、乾燥室41、冷却室42及び巻取室43などが配されている。
図1に示すフィルム製造ライン20には、ストックタンク21、濾過装置30、流延ダイ31、回転ローラ32,33に掛け渡された金属支持体34及びテンタ式乾燥機35などが備えられている。更に耳切装置40、乾燥室41、冷却室42及び巻取室43などが配されている。
ストックタンク21には、モータ60で回転する攪拌機61が取り付けられている。そして、ストックタンク21は、ポンプ62及び濾過装置30を介して流延ダイ31と接続している。
流延ダイ31の幅は、最終製品となるフィルムの幅の1.1倍~2.0倍であることが好ましい。
流延ダイ31の下方には、回転ローラ32,33に掛け渡された金属支持体34が設けられている。回転ローラ32,33は図示しない駆動装置により回転し、この回転に伴い金属支持体34は無端で走行する。
金属支持体34の表面温度を所定の値にするために、回転ローラ32,33に伝熱媒体循環装置63が取り付けられていることが好ましい。金属支持体34は、その表面温度が-20℃~40℃に調整可能なものであることが好ましい。
金属支持体34の幅は、ドープ組成物22の流延幅の1.1倍~2.0倍の範囲のものを用いることが好ましい。また、長さは20m~200m、膜厚は0.5mm~2.5mmであり、表面粗さは0.05μm以下となるように研磨されていることが好ましい。金属支持体34は、ステンレス製であることが好ましく、十分な耐腐食性と強度とを有するようにSUS316製であることがより好ましい。また、金属支持体34の全体の膜厚ムラは0.5%以下のものを用いることが好ましい。
なお、回転ローラ32,33を直接支持体として用いることも可能である。
なお、回転ローラ32,33を直接支持体として用いることも可能である。
流延ダイ31、金属支持体34などは流延室64に収められている。流延室64には、その内部温度を所定の値に保つための温調設備65と、揮発している有機溶媒を凝縮回収するための凝縮器(コンデンサ)66とが設けられている。そして、凝縮液化した有機溶媒を回収するための回収装置67が流延室64の外部に設けられている。また、流延ダイ31から金属支持体34にかけて形成される流延ビードの背面部を圧力制御するための減圧チャンバ68が配されていることが好ましく、本実施形態においてもこれを使用している。
流延膜69中の溶媒を蒸発させるため送風口70,71,72が金属支持体34の周面近くに設けられている。
渡り部80には、送風機81が備えられ、テンタ式乾燥機35の下流の耳切装置40には、切り取られたフィルム82の側端部(耳と称される)の屑を細かく切断処理するためのクラッシャ90が接続されている。
乾燥室41には、多数のローラ91が備えられており、蒸発して発生した溶媒ガスを吸着回収するための吸着回収装置92が取り付けられている。冷却室42の下流には、フィルム82の帯電圧を所定の範囲(例えば、-3kV~+3kV)となるように調整するための強制除電装置(除電バー)93が設けられている。更に、本実施形態においては、フィルム82の両縁にエンボス加工でナーリングを付与するためのナーリング付与ローラ94が強制除電装置93の下流に適宜設けられる。また、巻取室43の内部には、フィルム82を巻き取るための巻取ローラ95と、その巻き取り時のテンションを制御するためのプレスローラ96とが備えられている。
次に、以上のようなフィルム製造ライン(バンド製造装置という)20を使用してフィルム82を製造する方法の一例を以下に説明する。
ドープ組成物22は、攪拌機61の回転により常に均一化されている。ドープ組成物22には、この攪拌の際にもレターデーション発現剤、可塑剤、紫外線吸収剤などの添加剤を混合させることもできる。
ドープ組成物22は、攪拌機61の回転により常に均一化されている。ドープ組成物22には、この攪拌の際にもレターデーション発現剤、可塑剤、紫外線吸収剤などの添加剤を混合させることもできる。
(1)溶解工程
溶解工程は、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物(ドープ組成物)を調製する工程である。本発明における溶解工程は、ポリマーに対する良溶媒を主とする有機溶媒に、溶解釜中でポリマー、添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程、あるいはポリマー溶液に添加剤溶液を混合してドープ組成物を形成する工程であることが好ましい。
ドープ組成物の材料については、上記の<(メタ)アクリル系樹脂組成物>の欄の記載を参照することができる。
溶解工程は、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物(ドープ組成物)を調製する工程である。本発明における溶解工程は、ポリマーに対する良溶媒を主とする有機溶媒に、溶解釜中でポリマー、添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程、あるいはポリマー溶液に添加剤溶液を混合してドープ組成物を形成する工程であることが好ましい。
ドープ組成物の材料については、上記の<(メタ)アクリル系樹脂組成物>の欄の記載を参照することができる。
ドープ組成物は、0℃以上の温度(常温又は高温)で調整することが好ましい。本発明のドープ組成物の調製は、通常のソルベントキャスト法におけるドープの調製方法及び装置を用いて実施することができる。
ポリマーの溶解には、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法、特開平9-95544号公報、特開平9-95557号公報、又は特開平9-95538号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平11-21379号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法を用いることができる。溶解効率の観点から、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。この場合、(メタ)アクリル系樹脂と、溶媒(A)及び溶媒(B)とを加圧容器に入れて密閉し、加圧下で溶媒の常温における沸点以上、かつ溶媒が沸騰しない範囲の温度に加熱しながら攪拌する。
加熱する場合の温度は、通常は40℃以上であり、好ましくは60~200℃であり、更に好ましくは80~110℃である。
ドープ組成物中の(メタ)アクリル系樹脂の濃度は10~40質量%が好ましい。溶解中又は溶解後のドープ組成物に添加剤を加えて溶解及び分散した後、濾材で濾過し、脱泡して送液ポンプで次工程に送ることが好ましい。
ポリマーの溶解には、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法、特開平9-95544号公報、特開平9-95557号公報、又は特開平9-95538号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平11-21379号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法を用いることができる。溶解効率の観点から、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。この場合、(メタ)アクリル系樹脂と、溶媒(A)及び溶媒(B)とを加圧容器に入れて密閉し、加圧下で溶媒の常温における沸点以上、かつ溶媒が沸騰しない範囲の温度に加熱しながら攪拌する。
加熱する場合の温度は、通常は40℃以上であり、好ましくは60~200℃であり、更に好ましくは80~110℃である。
ドープ組成物中の(メタ)アクリル系樹脂の濃度は10~40質量%が好ましい。溶解中又は溶解後のドープ組成物に添加剤を加えて溶解及び分散した後、濾材で濾過し、脱泡して送液ポンプで次工程に送ることが好ましい。
(2)流延工程
流延工程は、前述のドープ組成物を金属支持体上に流延して流延膜を形成する工程である。流延工程は、ドープを、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイに送液し、無限に移送する無端の金属ベルト、例えばステンレスベルト、あるいは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープ組成物を流延する工程であることが好ましい。ドープ組成物22は、ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)62により濾過装置30に送られてここで濾過された後に、流延ダイ31から金属支持体34上に流延される。
流延ダイ31から金属支持体34にかけては流延ビードが形成され、金属支持体34上には流延膜69が形成される。流延時のドープ組成物22の温度は、-10℃~57℃であることが好ましい。
流延膜69は金属支持体34の移動に伴い移動する。ダイの口金部分のスリット形状を調整出来、膜厚を均一にし易い加圧ダイが好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやTダイ等があり、何れも好ましく用いられる。金属支持体の表面は鏡面となっている。製膜速度を上げるために加圧ダイを金属支持体上に2基以上設け、ドープ組成物を分割して重層としてもよい。あるいは複数のドープ組成物を同時に流延する共流延法によって積層構造のフィルムを得ることも好ましい。
流延工程は、前述のドープ組成物を金属支持体上に流延して流延膜を形成する工程である。流延工程は、ドープを、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイに送液し、無限に移送する無端の金属ベルト、例えばステンレスベルト、あるいは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープ組成物を流延する工程であることが好ましい。ドープ組成物22は、ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)62により濾過装置30に送られてここで濾過された後に、流延ダイ31から金属支持体34上に流延される。
流延ダイ31から金属支持体34にかけては流延ビードが形成され、金属支持体34上には流延膜69が形成される。流延時のドープ組成物22の温度は、-10℃~57℃であることが好ましい。
流延膜69は金属支持体34の移動に伴い移動する。ダイの口金部分のスリット形状を調整出来、膜厚を均一にし易い加圧ダイが好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやTダイ等があり、何れも好ましく用いられる。金属支持体の表面は鏡面となっている。製膜速度を上げるために加圧ダイを金属支持体上に2基以上設け、ドープ組成物を分割して重層としてもよい。あるいは複数のドープ組成物を同時に流延する共流延法によって積層構造のフィルムを得ることも好ましい。
(3)溶媒蒸発工程
次に、流延膜69は送風口73が上部に配置されている箇所まで連続的に搬送される。送風口73のノズルから乾燥風が流延膜69に向けて送風される。流延工程から剥離工程の間に、溶媒蒸発工程を含むことが好ましい。溶媒蒸発工程は、流延膜(ウェブともいう:ポリマーフィルムの完成品となる前の状態であって、まだ溶媒を多く含むものをこう呼ぶ)を金属支持体上で加熱し、金属支持体からウェブが剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる工程である。
溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法及び/又は金属支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があるが、裏面液体伝熱の方法が、乾燥効率がよく好ましい。またそれらを組み合わせる方法も好ましい。裏面液体伝熱の場合は、ドープ組成物使用有機溶媒の主溶媒又は最も低い沸点を有する有機溶媒の沸点以下で加熱するのが好ましい。
次に、流延膜69は送風口73が上部に配置されている箇所まで連続的に搬送される。送風口73のノズルから乾燥風が流延膜69に向けて送風される。流延工程から剥離工程の間に、溶媒蒸発工程を含むことが好ましい。溶媒蒸発工程は、流延膜(ウェブともいう:ポリマーフィルムの完成品となる前の状態であって、まだ溶媒を多く含むものをこう呼ぶ)を金属支持体上で加熱し、金属支持体からウェブが剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる工程である。
溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法及び/又は金属支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があるが、裏面液体伝熱の方法が、乾燥効率がよく好ましい。またそれらを組み合わせる方法も好ましい。裏面液体伝熱の場合は、ドープ組成物使用有機溶媒の主溶媒又は最も低い沸点を有する有機溶媒の沸点以下で加熱するのが好ましい。
(4)剥離工程
剥離工程は、前述の流延膜を乾燥させてから前述の支持体から剥離してフィルムを得る工程である。流延膜69は、乾燥により溶媒が蒸発した結果、自己支持性を有する高分子膜となった後に、高分子膜74として剥取ローラ75で支持されながら金属支持体34から剥ぎ取られる。剥離工程は、金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程であることが好ましい。剥離されたウェブは次工程に送られる。なお、剥離する時点でのウェブの残留溶媒量(下記式)があまり大き過ぎると剥離し難かったり、逆に金属支持体上で充分に乾燥させ過ぎてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりする。
金属支持体上でのウェブの剥離時残留溶媒量は、乾燥の条件の強弱、金属支持体の長さ等により5~150質量%の範囲で剥離することが好ましいが、残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、経済速度と品質との兼ね合いで剥離時の残留溶媒量が決められる。本発明においては、この金属支持体上の剥離位置における温度を-50~40℃とするのが好ましく、10~40℃がより好ましく、15~30℃とするのが最も好ましい。
また、剥離位置におけるウェブの残留溶媒量を10~150質量%とすることが好ましく、更に10~120質量%とすることが好ましい。
残留溶媒量は下記の式で表すことができる。
残留溶媒量(質量%)=[(M-N)/N]×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、Nは質量Mのものを110℃で3時間乾燥させた時の質量である。
剥離工程は、前述の流延膜を乾燥させてから前述の支持体から剥離してフィルムを得る工程である。流延膜69は、乾燥により溶媒が蒸発した結果、自己支持性を有する高分子膜となった後に、高分子膜74として剥取ローラ75で支持されながら金属支持体34から剥ぎ取られる。剥離工程は、金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程であることが好ましい。剥離されたウェブは次工程に送られる。なお、剥離する時点でのウェブの残留溶媒量(下記式)があまり大き過ぎると剥離し難かったり、逆に金属支持体上で充分に乾燥させ過ぎてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりする。
金属支持体上でのウェブの剥離時残留溶媒量は、乾燥の条件の強弱、金属支持体の長さ等により5~150質量%の範囲で剥離することが好ましいが、残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、経済速度と品質との兼ね合いで剥離時の残留溶媒量が決められる。本発明においては、この金属支持体上の剥離位置における温度を-50~40℃とするのが好ましく、10~40℃がより好ましく、15~30℃とするのが最も好ましい。
また、剥離位置におけるウェブの残留溶媒量を10~150質量%とすることが好ましく、更に10~120質量%とすることが好ましい。
残留溶媒量は下記の式で表すことができる。
残留溶媒量(質量%)=[(M-N)/N]×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、Nは質量Mのものを110℃で3時間乾燥させた時の質量である。
以上のような条件で剥離された浸潤フィルム74を、その後に多数のローラが設けられている渡り部80を搬送させて、テンタ式乾燥機35に高分子膜74を送り込む。渡り部80では、送風機81から所望の温度の乾燥風を送風することで高分子膜74の乾燥を進行させる。このとき乾燥風の温度が、20℃~250℃であることが好ましい。
高分子膜74は、搬送方向(MD方向)に直交する、幅方向(TD方向)に延伸することが好ましい。幅方向への延伸により、支持体での乾燥時及び剥ぎ取り時に発生したムラを軽減しフィルム面内で良好な面状を得ることが出来る。幅方向への延伸倍率は、10%以上が好ましく、20%以上がより好ましく、30%以上が更に好ましい。
(5)乾燥又は熱処理工程、延伸工程
前述の剥離工程後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置、及び/又はクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いて、ウェブを乾燥することが好ましい。
テンタ式乾燥機35に送られている高分子膜74は、その両端部がクリップで把持されて搬送されながら乾燥される。幅方向への延伸は、この際、テンタ式乾燥機35を用いて行うことができる。
なお、テンタ式乾燥機35の内部を温度ゾーンに区画分割して、その区画毎に乾燥条件を適宜調整することが好ましい。
このように、渡り部80及び/又はテンタ式乾燥機35で高分子膜74を幅方向に延伸することができる。
搬送方向への延伸を行ってもよく、渡り部80で下流側のローラの回転速度を上流側のローラの回転速度より速くすることにより高分子膜74に搬送方向にドローテンションを付与させて行うことができる。
ここで、渡り部80及び/又はテンタ式乾燥機35において、高分子膜74を未延伸のまま乾燥し、フィルム中の残留溶剤量が3.0%質量以下、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下、特に好ましくは0.2質量%以下とした後に、延伸を行っても良い。
なお、残留溶媒量を3.0%質量以下とした高分子膜を延伸する場合、未延伸のまま一度巻き取った後、延伸を行っても良い。
乾燥及び熱処理の手段はウェブの両面に熱風を吹かせるのが一般的であるが、風の代わりにマイクロウエーブを当てて加熱する手段もある。使用する溶媒によって、温度、風量及び時間が異なり、使用溶媒の種類、組合せに応じて条件を適宜選べばよい。
延伸をする高分子膜は乾燥フィルムでも湿潤フィルムでも良いが、湿潤フィルムであることがより好ましい。
延伸処理は、MD及びTDのいずれか一方向に行ってもよく、双方の方向に2軸延伸してもよい。MD及びTDそれぞれの方向の延伸は1段で実施しても、多段で実施してもよい。2軸延伸する場合には、MD、TDの順に延伸処理を行うのが好ましい。
まず、フィルム搬送方向MDへの延伸について説明する。
フィルム搬送方向MDへの延伸における延伸倍率は、30~80%であることが好ましく、40~60%であることが特に好ましい。延伸の際のウェブの延伸倍率(伸び)は、金属支持体速度と剥ぎ取り速度(剥ぎ取りロールドロー)との周速差により達成することができる。例えば、2つのニップロールを有する装置を用いた場合、入口側のニップロールの回転速度よりも、出口側のニップロールの回転速度を速くすることにより、搬送方向(縦方向)にフィルムを好ましく延伸することができる。
なお、ここでいう「延伸倍率(%)」とは、以下の式により求められるものを意味する。
延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)-(延伸前の長さ)}/延伸前の長さ
このときにフィルムの表面温度T1は、フィルムを破断させずに延伸するために、以下の範囲であることが好ましい。
T1≦100℃-3.2A1
ここでA1は、MDへの延伸を行う際のウェブの残留溶剤量であり10~30質量%であることが好ましく、10~20質量%とすることが更に好ましい。
一方、フィルムの耐折回数を改善するために、フィルムの表面温度T1は以下の範囲であることが好ましい。
T1≦170℃-2.8A1
前述の剥離工程後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置、及び/又はクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いて、ウェブを乾燥することが好ましい。
テンタ式乾燥機35に送られている高分子膜74は、その両端部がクリップで把持されて搬送されながら乾燥される。幅方向への延伸は、この際、テンタ式乾燥機35を用いて行うことができる。
なお、テンタ式乾燥機35の内部を温度ゾーンに区画分割して、その区画毎に乾燥条件を適宜調整することが好ましい。
このように、渡り部80及び/又はテンタ式乾燥機35で高分子膜74を幅方向に延伸することができる。
搬送方向への延伸を行ってもよく、渡り部80で下流側のローラの回転速度を上流側のローラの回転速度より速くすることにより高分子膜74に搬送方向にドローテンションを付与させて行うことができる。
ここで、渡り部80及び/又はテンタ式乾燥機35において、高分子膜74を未延伸のまま乾燥し、フィルム中の残留溶剤量が3.0%質量以下、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下、特に好ましくは0.2質量%以下とした後に、延伸を行っても良い。
なお、残留溶媒量を3.0%質量以下とした高分子膜を延伸する場合、未延伸のまま一度巻き取った後、延伸を行っても良い。
乾燥及び熱処理の手段はウェブの両面に熱風を吹かせるのが一般的であるが、風の代わりにマイクロウエーブを当てて加熱する手段もある。使用する溶媒によって、温度、風量及び時間が異なり、使用溶媒の種類、組合せに応じて条件を適宜選べばよい。
延伸をする高分子膜は乾燥フィルムでも湿潤フィルムでも良いが、湿潤フィルムであることがより好ましい。
延伸処理は、MD及びTDのいずれか一方向に行ってもよく、双方の方向に2軸延伸してもよい。MD及びTDそれぞれの方向の延伸は1段で実施しても、多段で実施してもよい。2軸延伸する場合には、MD、TDの順に延伸処理を行うのが好ましい。
まず、フィルム搬送方向MDへの延伸について説明する。
フィルム搬送方向MDへの延伸における延伸倍率は、30~80%であることが好ましく、40~60%であることが特に好ましい。延伸の際のウェブの延伸倍率(伸び)は、金属支持体速度と剥ぎ取り速度(剥ぎ取りロールドロー)との周速差により達成することができる。例えば、2つのニップロールを有する装置を用いた場合、入口側のニップロールの回転速度よりも、出口側のニップロールの回転速度を速くすることにより、搬送方向(縦方向)にフィルムを好ましく延伸することができる。
なお、ここでいう「延伸倍率(%)」とは、以下の式により求められるものを意味する。
延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)-(延伸前の長さ)}/延伸前の長さ
このときにフィルムの表面温度T1は、フィルムを破断させずに延伸するために、以下の範囲であることが好ましい。
T1≦100℃-3.2A1
ここでA1は、MDへの延伸を行う際のウェブの残留溶剤量であり10~30質量%であることが好ましく、10~20質量%とすることが更に好ましい。
一方、フィルムの耐折回数を改善するために、フィルムの表面温度T1は以下の範囲であることが好ましい。
T1≦170℃-2.8A1
次にフィルム搬送方向に直交する方向TDへの延伸について説明する。
フィルム搬送方向に直交する方向TDへの延伸における延伸倍率は、30~80%であることが好ましく、40~60%であることが特に好ましい。
なお、本発明においては、フィルム搬送方向に直交する方向TDに延伸する方法として、テンター装置を用いて延伸することが好ましい。
このときにフィルムの表面温度T2は、フィルムを破断させずに延伸するために、以下の範囲であることが好ましい。
T2≦100℃-3.2A2
ここで、A2はTDへの延伸を行う際のウェブの残留溶剤量であり、0~10質量%であることが好ましく、0~5質量%とすることが更に好ましい。一方、フィルムの耐折回数を改善するために、フィルムの表面温度T2は以下の範囲であることが好ましい。
T2≦170℃-2.8A2
フィルム搬送方向に直交する方向TDへの延伸における延伸倍率は、30~80%であることが好ましく、40~60%であることが特に好ましい。
なお、本発明においては、フィルム搬送方向に直交する方向TDに延伸する方法として、テンター装置を用いて延伸することが好ましい。
このときにフィルムの表面温度T2は、フィルムを破断させずに延伸するために、以下の範囲であることが好ましい。
T2≦100℃-3.2A2
ここで、A2はTDへの延伸を行う際のウェブの残留溶剤量であり、0~10質量%であることが好ましく、0~5質量%とすることが更に好ましい。一方、フィルムの耐折回数を改善するために、フィルムの表面温度T2は以下の範囲であることが好ましい。
T2≦170℃-2.8A2
なお、ウェブを延伸工程後に乾燥してもよい。ウェブを延伸工程後に乾燥する場合、使用する溶媒によって、乾燥温度、乾燥風量及び乾燥時間が異なり、使用溶媒の種類、組合せに応じて乾燥条件を適宜選べばよい。
このように延伸処理は高分子膜74を製膜後、渡り部80及びテンタ式乾燥機35を経る乾燥工程で行ってもよいし、高分子膜74を乾燥後巻き取った後に行ってもよい。本発明の流延条件は、未延伸でフィルムを作製した場合に、フィルムの膜厚が10~200μmとなるような条件で行うことが好ましく、10~150μmがより好ましく、10~100μmが更に好ましく、10~60μmとなるような条件とすることが最も好ましい。
高分子膜74は、テンタ式乾燥機35で所定の残留溶剤量(揮発分)まで乾燥された後、フィルム82として下流側に送り出される。フィルム82の両側端部は、耳切装置40によりその両縁が切断される。切断された側端部は、図示しないカッターブロワによりクラッシャ90に送られる。クラッシャ90により、フィルム側端部は粉砕されてチップとなる。このチップはドープ組成物調製用に再利用されるので、この方法はコストの点において有効である。なお、このフィルム両側端部の切断工程については省略することもできるが、前述の流延工程から前述のフィルムを巻き取る工程までのいずれかで行うことが好ましい。
両側端部を切断除去されたフィルム82は、乾燥室41に送られ、更に乾燥される。乾燥室41内の温度は、50℃~160℃の範囲であることが好ましい。乾燥室41においては、フィルム82は、ローラ91に巻き掛けられながら搬送されており、ここで蒸発により発生した溶媒ガスは、吸着回収装置92により吸着回収される。溶媒成分が除去された空気は、乾燥室41の内部に乾燥風として再度送風される。なお、乾燥室41は、乾燥温度を変えるために複数の区画に分割されていることがより好ましい。
フィルム82は、冷却室42で略室温まで冷却される。なお、乾燥室41と冷却室42との間に調湿室(図示しない)を設けても良い。この調湿室を設ける場合は、フィルム82に対して、所望の湿度及び温度に調整された空気を吹き付けられることが好ましい。これにより、フィルム82のカールの発生や巻き取る際の巻き取り不良の発生を抑制することができる。
更に、本発明においてはナーリング付与ローラ94を設けて、フィルム82の少なくとも片端にエンボス加工でナーリングを付与することが好ましい。ナーリングの幅は3mm~50mmが好ましく、より好ましくは5mm~30mm、高さは0.5~500μmが好ましく、より好ましくは1~200μmである。これは片面のみにナーリング付与するものであっても両面にナーリング付与するものであってもよい。
(6)巻き取り
最後に、フィルム82を巻取室43内の巻取ローラ95で巻き取る。この際には、プレスローラ96で所望のテンションを付与しつつ巻き取ることが好ましい。なお、テンションは巻取開始時から終了時まで徐々に変化させることがより好ましい。以上のようにして得られた、フィルムの長さは、1ロール当たり100~10000mで巻き取るのが好ましく、より好ましくは500~7000mであり、更に好ましくは1000~6000mである。フィルムの幅は、0.5~5.0mが好ましく、より好ましくは1.0~3.0mであり、更に好ましくは1.0~2.5mである。巻き取る際、少なくとも片端にナーリングを付与するのが好ましく、ナーリングの幅は3mm~50mmが好ましく、より好ましくは5mm~30mm、高さは0.5~500μmが好ましく、より好ましくは1~200μmである。これは片押しであっても両押しであってもよい。
最後に、フィルム82を巻取室43内の巻取ローラ95で巻き取る。この際には、プレスローラ96で所望のテンションを付与しつつ巻き取ることが好ましい。なお、テンションは巻取開始時から終了時まで徐々に変化させることがより好ましい。以上のようにして得られた、フィルムの長さは、1ロール当たり100~10000mで巻き取るのが好ましく、より好ましくは500~7000mであり、更に好ましくは1000~6000mである。フィルムの幅は、0.5~5.0mが好ましく、より好ましくは1.0~3.0mであり、更に好ましくは1.0~2.5mである。巻き取る際、少なくとも片端にナーリングを付与するのが好ましく、ナーリングの幅は3mm~50mmが好ましく、より好ましくは5mm~30mm、高さは0.5~500μmが好ましく、より好ましくは1~200μmである。これは片押しであっても両押しであってもよい。
このようにして得られたウェブを巻き取り、本発明の偏光板保護フィルムを得ることができる。
溶液製膜方法において、ドープ組成物を流延する際に、2種類以上のドープ組成物を同時積層共流延又は逐次積層共流延させることもできる。更に両共流延を組み合わせても良い。同時積層共流延を行う際には、フィードブロックを取り付けた流延ダイを用いても良いし、マルチマニホールド型流延ダイを用いても良い。共流延により多層からなるフィルムを得ることが出来る。この多層フィルムは、空気面側の層の厚さと支持体側の層の厚さとの少なくともいずれか一方が、フィルム全体の膜厚の0.5%~30%であることが好ましい。更に、同時積層共流延を行う場合には、ダイスリットから金属支持体にドープ組成物を流延する際に、高粘度ドープ組成物が低粘度ドープ組成物により包み込まれることが好ましい。
流延ダイ、減圧チャンバ、金属支持体などの構造、共流延、剥離法、延伸、各工程の乾燥条件、ハンドリング方法、カール、平面性矯正後の巻取方法から、溶媒回収方法、フィルム回収方法まで、特開2005-104148号公報の[0617]段落から[0889]段落に詳しく記述されている。
また、上記では、本発明の偏光板保護フィルムの製造方法の一例を、流延工程においてドープ組成物をバンド上に流延させた例で説明したが、流延工程においてドープ組成物をドラム上に流延させた場合にも同様のメカニズムで成立する。この場合は特開2013-82192号公報に記載の装置や製造条件が好ましく用いられる。
また、上記では、本発明の偏光板保護フィルムの製造方法の一例を、流延工程においてドープ組成物をバンド上に流延させた例で説明したが、流延工程においてドープ組成物をドラム上に流延させた場合にも同様のメカニズムで成立する。この場合は特開2013-82192号公報に記載の装置や製造条件が好ましく用いられる。
[光学補償フィルム]
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、以上のような偏光板保護フィルムの他にも様々な用途で用いることができる。例えば、液晶表示装置の光学補償フィルムとしても好ましく用いることができる。なお、光学補償フィルムとは、一般に液晶表示装置に用いられ、位相差を補償する光学材料のことを指し、位相差板、光学補償シートなどと同義である。光学補償フィルムは複屈折性を有し、液晶表示装置の表示画面の着色を取り除いたり、視野角特性を改善したりする目的で用いられる。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、以上のような偏光板保護フィルムの他にも様々な用途で用いることができる。例えば、液晶表示装置の光学補償フィルムとしても好ましく用いることができる。なお、光学補償フィルムとは、一般に液晶表示装置に用いられ、位相差を補償する光学材料のことを指し、位相差板、光学補償シートなどと同義である。光学補償フィルムは複屈折性を有し、液晶表示装置の表示画面の着色を取り除いたり、視野角特性を改善したりする目的で用いられる。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、それ自体を光学補償フィルムとしてもよいし、光学補償フィルムの支持体として用いて、その上に光学異方性層を設けてもよい。光学異方性層は、本発明の光学フィルムが使用される液晶表示装置の液晶セルの光学性能や駆動方式に制限されず、光学補償フィルムとして要求される、どのような光学異方性層も併用することができる。併用される光学異方性層としては、液晶性化合物を含有する組成物から形成しても良いし、複屈折を持つ熱可塑性フィルムから形成しても良い。
[フィルムに付加される構成]
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、その用途に応じて付加的な構成を有していてもよい。そのような構成としては、フィルムの表面に施される表面処理やフィルムの表面に設けられる機能層等を挙げることができる。以下、この表面処理及び機能層について説明する。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、その用途に応じて付加的な構成を有していてもよい。そのような構成としては、フィルムの表面に施される表面処理やフィルムの表面に設けられる機能層等を挙げることができる。以下、この表面処理及び機能層について説明する。
(表面処理)
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、場合により表面処理を行うことによって、フィルムと他の層(例えば、偏光子、下塗層及びバック層)との接着の向上を達成することができる。例えばグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸又はアルカリ処理を用いることができる。ここでいうグロー放電処理とは、10-3~20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、更にまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンの様なフロン類及びそれらの混合物などがあげられる。これらについては、詳細が発明協会公開技報(公技番号 2001-1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて30頁~32頁に詳細に記載されており、本発明において好ましく用いることができる。
本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルムは、場合により表面処理を行うことによって、フィルムと他の層(例えば、偏光子、下塗層及びバック層)との接着の向上を達成することができる。例えばグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸又はアルカリ処理を用いることができる。ここでいうグロー放電処理とは、10-3~20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、更にまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンの様なフロン類及びそれらの混合物などがあげられる。これらについては、詳細が発明協会公開技報(公技番号 2001-1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて30頁~32頁に詳細に記載されており、本発明において好ましく用いることができる。
(機能層)
また本発明の偏光板保護フィルムは、前述のフィルムの少なくとも一方の表面に、膜厚0.1~20μmの機能層を積層してもよい。この機能層の種類は特に限定されないが、ハードコート層、反射防止層(低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層など屈折率を調整した層)、防眩層、帯電防止層、紫外線吸収層、透湿度低減層などが挙げられる。
機能層は、1層であっても良いし、複数層設けても良い。機能層の積層方法は特に限定されないが、前述のフィルムを形成するための本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物との共流涎、あるいは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて形成されてなる前述のフィルム上に塗設して設けることが好ましい。
機能層を塗布・乾燥にて形成する場合には、バインダーとしてエチレン性不飽和基をもつモノマーを用いることが好ましい。このモノマーは、単官能であっても多官能であっても良い。なかでも重合性の多官能モノマーを用いることが好ましく、光重合性多官能モノマーを用いることがより好ましく、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを含有した塗布液を用いることが特に好ましい。
また本発明の偏光板保護フィルムは、前述のフィルムの少なくとも一方の表面に、膜厚0.1~20μmの機能層を積層してもよい。この機能層の種類は特に限定されないが、ハードコート層、反射防止層(低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層など屈折率を調整した層)、防眩層、帯電防止層、紫外線吸収層、透湿度低減層などが挙げられる。
機能層は、1層であっても良いし、複数層設けても良い。機能層の積層方法は特に限定されないが、前述のフィルムを形成するための本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物との共流涎、あるいは、本発明の(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて形成されてなる前述のフィルム上に塗設して設けることが好ましい。
機能層を塗布・乾燥にて形成する場合には、バインダーとしてエチレン性不飽和基をもつモノマーを用いることが好ましい。このモノマーは、単官能であっても多官能であっても良い。なかでも重合性の多官能モノマーを用いることが好ましく、光重合性多官能モノマーを用いることがより好ましく、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを含有した塗布液を用いることが特に好ましい。
この2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーの具体例としては、ネオペンチルグリコールアクリレート、1,6-ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
2,2-ビス{4-(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル}プロパン、2-2-ビス{4-(アクリロキシ・ポリプロポキシ)フェニル}プロパン等のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類;等を挙げることができる。
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
2,2-ビス{4-(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル}プロパン、2-2-ビス{4-(アクリロキシ・ポリプロポキシ)フェニル}プロパン等のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類;等を挙げることができる。
更にはエポキシ(メタ)アクリレート類、ウレタン(メタ)アクリレート類、ポリエステル(メタ)アクリレート類も、光重合性多官能モノマーとして、好ましく用いられる。
中でも、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類が好ましい。多価アルコールとは、2価以上のアルコールをいう。
更に好ましくは、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマーが好ましい。例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3-シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。
更に好ましくは、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマーが好ましい。例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3-シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。
更に、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する樹脂、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物などのオリゴマー又はプレポリマー等もあげられる。
その他の多官能モノマーとしては、例えば特開2005-76005号公報、同2005-36105号公報に記載されたデンドリマーを用いることもできる。
また、多官能モノマーとしては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類、多価アルコールと複数の(メタ)アクリロイル基を含有するイソシアネートとのアミド類も好ましく用いられる。
多価アルコールとしては、脂肪族アルコールが好ましく、なかでも環状脂肪族炭化水素基を持つアルコールがより好ましい。単環式の脂環式アルコールの脂肪族基としては、炭素数3~8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。
多環式の脂環式アルコールの脂肪族基としては、炭素数5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、炭素数6~20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、特開2006-215096号公報の特許請求の範囲記載の化合物の中心骨格、特開2001-10999号公報記載の化合物の中心骨格等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
なかでも、多環式のアルコールとしては、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、特開2006-215096号公報の特許請求の範囲記載の化合物の中心骨格、特開2001-10999号公報記載の化合物の中心骨格を持つ多価アルコール類が、透湿度を低下させる観点から特に好ましい。
多価アルコールとしては、脂肪族アルコールが好ましく、なかでも環状脂肪族炭化水素基を持つアルコールがより好ましい。単環式の脂環式アルコールの脂肪族基としては、炭素数3~8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。
多環式の脂環式アルコールの脂肪族基としては、炭素数5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、炭素数6~20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、特開2006-215096号公報の特許請求の範囲記載の化合物の中心骨格、特開2001-10999号公報記載の化合物の中心骨格等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
なかでも、多環式のアルコールとしては、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、特開2006-215096号公報の特許請求の範囲記載の化合物の中心骨格、特開2001-10999号公報記載の化合物の中心骨格を持つ多価アルコール類が、透湿度を低下させる観点から特に好ましい。
重合性多官能モノマーは、二種類以上を併用してもよい。これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル開始剤あるいは熱ラジカル開始剤の存在下、電離放射線の照射又は加熱により行うことができる。
光重合性多官能モノマーの重合反応には、光重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤が好ましく、特に好ましいのは光ラジカル重合開始剤である。
また、前述の重合性多官能モノマーと、単官能モノマーを併用することも好ましい。
単官能モノマーとしては、(メタ)アクリロイル基を1個有するモノマーが好ましく、通常(メタ)アクリロイル基を1個有するモノマーは、1価のアルコールとアクリル酸から得られる。
前述の1価のアルコールは、芳香族アルコールであっても、脂肪族アルコールであってもよい。
1価のアルコールとしては、メチルアルコール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、n-アミルアルコール、ジアセトンアルコール、1-メトキシ-2-プロパノール、フルフリルアルコール、2-オクタノール、2-エチルヘキサノール、ノナノール、n-デカノール、ウンデカノール、n-ドデカノール、トリメチルノニルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテルが挙げられる。
また、脂肪族アルコールの脂肪族部分については、環状脂肪族であってもよい。環状脂肪族としては単環型でもよく、多環型でもよく、多環型の場合は有橋式であってもよい。単環型としては、炭素数3~8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、炭素数6~20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、特開2006-215096号公報の特許請求の範囲記載の化合物の中心骨格、特開2001-10999号公報記載の化合物の中心骨格等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
1価のアルコールとしては、メチルアルコール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、n-アミルアルコール、ジアセトンアルコール、1-メトキシ-2-プロパノール、フルフリルアルコール、2-オクタノール、2-エチルヘキサノール、ノナノール、n-デカノール、ウンデカノール、n-ドデカノール、トリメチルノニルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテルが挙げられる。
また、脂肪族アルコールの脂肪族部分については、環状脂肪族であってもよい。環状脂肪族としては単環型でもよく、多環型でもよく、多環型の場合は有橋式であってもよい。単環型としては、炭素数3~8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、炭素数6~20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、特開2006-215096号公報の特許請求の範囲記載の化合物の中心骨格、特開2001-10999号公報記載の化合物の中心骨格等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
1価のアルコールは、芳香族アルコールであっても脂肪族アルコールであっても、炭素数6以上が好ましい。
(メタ)アクリル酸としては、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
また、機能層として反射防止層(低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層など屈折率を調整した層)、防眩層、帯電防止層、紫外線吸収層、透湿度低減層とするために、各種添加物を添加しても良い。
機能層の厚みは、0.01~100μmであることがより好ましく、0.02~50μmであることが特に好ましい。更に、透湿度を低減する機能層としては、厚み0.1~20μmであることがより特に好ましい。
機能層を透湿度を低減する機能層とする場合、機能層を積層した光学フィルムの透湿度(C)と、積層なしの光学フィルムの透湿度(D)とが、C/Dが0.9以下となることがのぞましい。0.85以下であることがよりのぞましく、0.8以下であることが更にのぞましい。
<偏光板>
次に、本発明の偏光板について説明する。
本発明の偏光板は、本発明の偏光板保護フィルムを有することを特徴とする。本発明の偏光板保護フィルムの構成については、上記の[偏光板保護フィルム]の欄の記載を参照することができる。
偏光板の作製方法は、一般的な方法で作製することができる。本発明の偏光板保護フィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の両面に完全ケン化ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる方法がある。アルカリ処理の代わりに特開平6-94915号、特開平6-118232号に記載されているような易接着加工を施してもよい。また前述した表面処理を行ってもよい。
偏光板保護フィルム処理面と偏光子を貼り合わせるのに使用される接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系接着剤や、ブチルアクリレート等のビニル系ラテックス等が挙げられる。
偏光板保護フィルムと偏光子は、その他の接着剤や粘着剤で貼り合わされていてもよいし、接着剤や粘着剤を介さずに直接積層されていてもよい。
次に、本発明の偏光板について説明する。
本発明の偏光板は、本発明の偏光板保護フィルムを有することを特徴とする。本発明の偏光板保護フィルムの構成については、上記の[偏光板保護フィルム]の欄の記載を参照することができる。
偏光板の作製方法は、一般的な方法で作製することができる。本発明の偏光板保護フィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の両面に完全ケン化ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる方法がある。アルカリ処理の代わりに特開平6-94915号、特開平6-118232号に記載されているような易接着加工を施してもよい。また前述した表面処理を行ってもよい。
偏光板保護フィルム処理面と偏光子を貼り合わせるのに使用される接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系接着剤や、ブチルアクリレート等のビニル系ラテックス等が挙げられる。
偏光板保護フィルムと偏光子は、その他の接着剤や粘着剤で貼り合わされていてもよいし、接着剤や粘着剤を介さずに直接積層されていてもよい。
<液晶表示装置>
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を備えることを特徴とし、液晶セルと、この液晶セルの少なくとも一方に配置された本発明の偏光板とを含むことが好ましく、前述の偏光板中に含まれる本発明の偏光板保護フィルムが最表層となるように配置されたことがより好ましい。
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を備えることを特徴とし、液晶セルと、この液晶セルの少なくとも一方に配置された本発明の偏光板とを含むことが好ましく、前述の偏光板中に含まれる本発明の偏光板保護フィルムが最表層となるように配置されたことがより好ましい。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明は以下の実施例に限定され制限されるものではない。
<エステルオリゴマーの調製>
(合成例1)
攪拌機、冷却管、温度計を備えた500mLの三口フラスコに4-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物84.1g、1,2-シクロヘキサンジオール58.1g、オルトチタン酸テトラエチル1.14gを仕込み、1時間かけて室温から220℃まで加熱した。220℃で1時間反応させた後、220℃に保持しながら、系内を17.3kPaに減圧し、1時間攪拌しながら反応で生じる水を留去した。更に250℃130torrで1時間、250℃10torrで1時間反応させた。反応終了後、反応液が流動性を有しているうちに金属製バットへ内容物を移し、放冷することで、構造単位A-10と構造単位B-3からなるエステルオリゴマーを得た(84g、淡黄色アモルファス状)。
(合成例1)
攪拌機、冷却管、温度計を備えた500mLの三口フラスコに4-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物84.1g、1,2-シクロヘキサンジオール58.1g、オルトチタン酸テトラエチル1.14gを仕込み、1時間かけて室温から220℃まで加熱した。220℃で1時間反応させた後、220℃に保持しながら、系内を17.3kPaに減圧し、1時間攪拌しながら反応で生じる水を留去した。更に250℃130torrで1時間、250℃10torrで1時間反応させた。反応終了後、反応液が流動性を有しているうちに金属製バットへ内容物を移し、放冷することで、構造単位A-10と構造単位B-3からなるエステルオリゴマーを得た(84g、淡黄色アモルファス状)。
合成例1において反応時間を変更することで、同じ構造で分子量の異なるエステルオリゴマーを得た。
また、合成例1において、用いる二塩基酸、ジオールを下記表1の構造単位に対応するものに変更し、反応時間を調節することで、その他のエステルオリゴマーを得た。
また、合成例1において、用いる二塩基酸、ジオールを下記表1の構造単位に対応するものに変更し、反応時間を調節することで、その他のエステルオリゴマーを得た。
<実施例1>
[フィルムの作製]
(溶解工程:(メタ)アクリル系樹脂組成物の調製)
下記に記載の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製した。
[フィルムの作製]
(溶解工程:(メタ)アクリル系樹脂組成物の調製)
下記に記載の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製した。
((メタ)アクリル系樹脂組成物の組成)
樹脂A 100質量部
エステルオリゴマー 10質量部
ジクロロメタン 534質量部
メタノール 46質量部
樹脂A 100質量部
エステルオリゴマー 10質量部
ジクロロメタン 534質量部
メタノール 46質量部
<フィルムの製膜>
(流延工程)
図1に示したようなフィルム製造ラインを用い、調製した(メタ)アクリル系樹脂組成物を2000mm幅でステンレス製のエンドレスバンド(流延支持体)に流延ダイから均一に流延し、流延膜を形成した。
(流延工程)
図1に示したようなフィルム製造ラインを用い、調製した(メタ)アクリル系樹脂組成物を2000mm幅でステンレス製のエンドレスバンド(流延支持体)に流延ダイから均一に流延し、流延膜を形成した。
(剥離工程)
流延膜を、(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点で流延支持体からフィルムとして剥離した。
テンターにて積極的に延伸をせずに搬送し、乾燥ゾーンで140℃で乾燥を行った。
以上の工程で厚み40μmのフィルムを作製した。このようにして得られたフィルムの単層膜を実施例1の偏光板保護フィルムとした。
流延膜を、(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点で流延支持体からフィルムとして剥離した。
テンターにて積極的に延伸をせずに搬送し、乾燥ゾーンで140℃で乾燥を行った。
以上の工程で厚み40μmのフィルムを作製した。このようにして得られたフィルムの単層膜を実施例1の偏光板保護フィルムとした。
(メタ)アクリル系樹脂組成物中の(メタ)アクリル系樹脂、エステルオリゴマー、及びエステルオリゴマーの添加量を表1に示したように変更した以外は実施例1と同様にして実施例2~12、比較例1~3の偏光板保護フィルムを得た。なお、すべての実施例及び比較例において、「樹脂」の含有量は100質量部である。
得られた偏光板保護フィルムのヘイズ、Tg及び透湿度を下記の方法で測定し、得られた結果を下記表1に記載した。
得られた偏光板保護フィルムのヘイズ、Tg及び透湿度を下記の方法で測定し、得られた結果を下記表1に記載した。
[偏光板保護フィルムの評価]
(ヘイズ)
ヘイズの測定は、偏光板保護フィルムから切り出したフィルム試料40mm×80mmを、25℃、相対湿度60%でヘイズメーター“HGM-2DP”{スガ試験機(株)製}を用いJIS K-6714に従って測定した。
A:ヘイズが1.0%以下である。
B:ヘイズが1.0%を超える。
C:フィルムが白化しており、ヘイズを測定不能。
(ヘイズ)
ヘイズの測定は、偏光板保護フィルムから切り出したフィルム試料40mm×80mmを、25℃、相対湿度60%でヘイズメーター“HGM-2DP”{スガ試験機(株)製}を用いJIS K-6714に従って測定した。
A:ヘイズが1.0%以下である。
B:ヘイズが1.0%を超える。
C:フィルムが白化しており、ヘイズを測定不能。
(Tg)
前述の測定方法に従い動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御(株)製))を用いて測定・算出した。
具体的には、フィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、25℃、相対湿度60%で2時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御(株)製))で、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30℃~250℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度(℃)をとった時に、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に見受けられる貯蔵弾性率の急激な減少を固体領域で直線1を引き、ガラス転移領域で直線2を引いたときの直線1と直線2の交点を、昇温時に貯蔵弾性率が急激に減少しフィルムが軟化し始める温度であり、ガラス転移領域に移行し始める温度であるため、ガラス転移温度Tg(動的粘弾性)とした。
前述の測定方法に従い動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御(株)製))を用いて測定・算出した。
具体的には、フィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、25℃、相対湿度60%で2時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御(株)製))で、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30℃~250℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度(℃)をとった時に、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に見受けられる貯蔵弾性率の急激な減少を固体領域で直線1を引き、ガラス転移領域で直線2を引いたときの直線1と直線2の交点を、昇温時に貯蔵弾性率が急激に減少しフィルムが軟化し始める温度であり、ガラス転移領域に移行し始める温度であるため、ガラス転移温度Tg(動的粘弾性)とした。
(透湿度)
偏光板保護フィルムについて、温度40℃相対湿度90%の条件でJIS Z-0208(1976)に規定された方法に従って透湿度を測定した。
偏光板保護フィルムについて、温度40℃相対湿度90%の条件でJIS Z-0208(1976)に規定された方法に従って透湿度を測定した。
(乾燥時間)
前述の方法に従い、残留溶剤量が0.1質量%以下となる時間を測定した。
具体的には、
(1)(メタ)アクリル系樹脂の濃度が16質量%になるように(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製し、この(メタ)アクリル系樹脂組成物を金属支持体上に56μmの厚みになるように流延を行う。
(2)(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点で、その(メタ)アクリル系樹脂組成物によって形成された高分子膜を金属支持体から剥離する。
(3)剥離した高分子膜を金属枠に四辺を固定し、140℃のセルコ内で乾燥を行う。
(4)5分間放置した後、高分子膜をセルコから取り出し、高分子膜の一部をサンプルとして採取する。
(5)採取したサンプルをクロロホルム溶液に溶解させ、ガスクロマトグラフィーでサンプルに残留している溶剤量の定量行う。
その後、(4)、(5)を繰り返すことによって5分ごとにサンプリングし、検量線を引くことによって、残留溶剤量が0.1質量%以下となる時間を確認した。
以下の基準で評価した。
A:乾燥時間が30分未満である。
B:乾燥時間が30分以上35分未満である。
C:乾燥時間が35分以上40分未満である。
D:乾燥時間が40分以上である。
前述の方法に従い、残留溶剤量が0.1質量%以下となる時間を測定した。
具体的には、
(1)(メタ)アクリル系樹脂の濃度が16質量%になるように(メタ)アクリル系樹脂組成物を調製し、この(メタ)アクリル系樹脂組成物を金属支持体上に56μmの厚みになるように流延を行う。
(2)(メタ)アクリル系樹脂組成物中の残留溶媒量が20質量%になった時点で、その(メタ)アクリル系樹脂組成物によって形成された高分子膜を金属支持体から剥離する。
(3)剥離した高分子膜を金属枠に四辺を固定し、140℃のセルコ内で乾燥を行う。
(4)5分間放置した後、高分子膜をセルコから取り出し、高分子膜の一部をサンプルとして採取する。
(5)採取したサンプルをクロロホルム溶液に溶解させ、ガスクロマトグラフィーでサンプルに残留している溶剤量の定量行う。
その後、(4)、(5)を繰り返すことによって5分ごとにサンプリングし、検量線を引くことによって、残留溶剤量が0.1質量%以下となる時間を確認した。
以下の基準で評価した。
A:乾燥時間が30分未満である。
B:乾燥時間が30分以上35分未満である。
C:乾燥時間が35分以上40分未満である。
D:乾燥時間が40分以上である。
表1中、「添加量」は(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対するエステルオリゴマーの添加量(質量部)を表す。
上記表1において、樹脂A~Cは、以下の通りである。MMAはメチルメタクリレートに由来する構造単位、MAはメチルアクリレートに由来する構造単位を表す。
・樹脂A・・デルペット80N、旭化成社製、
重量平均分子量Mw=10万、構造単位の組成比 MMA/MA=95/5(質量比)
・樹脂B・・ダイヤナールBR85、三菱レイヨン社製、
重量平均分子量Mw=40万、構造単位 MMA=100(質量%)
・樹脂C・・ダイヤナールBR88、三菱レイヨン社製、
重量平均分子量MW=100万、構造単位 MMA=100(質量%)
・樹脂A・・デルペット80N、旭化成社製、
重量平均分子量Mw=10万、構造単位の組成比 MMA/MA=95/5(質量比)
・樹脂B・・ダイヤナールBR85、三菱レイヨン社製、
重量平均分子量Mw=40万、構造単位 MMA=100(質量%)
・樹脂C・・ダイヤナールBR88、三菱レイヨン社製、
重量平均分子量MW=100万、構造単位 MMA=100(質量%)
上記表1より、各実施例の偏光板保護フィルムは、Tgの大幅な低下を伴わずに、ヘイズ値が低く、透湿性に優れることが分かった。
これに対して、本発明で用いられるエステルオリゴマー以外のエステルオリゴマーを添加して得られた偏光板保護フィルムは、Tgが大きく低下し、耐熱性に劣るものであった。
これに対して、本発明で用いられるエステルオリゴマー以外のエステルオリゴマーを添加して得られた偏光板保護フィルムは、Tgが大きく低下し、耐熱性に劣るものであった。
本発明によれば、Tgが高く耐熱性に優れ、ヘイズが低く、透湿度が低く、かつ乾燥速度が速いフィルムを製造し得る(メタ)アクリル系樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によればこの(メタ)アクリル系樹脂組成物を用いて形成されたフィルム、このフィルムを有する偏光板及び液晶表示装置を提供することができる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2014年3月28日出願の日本特許出願(特願2014-070532)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、2014年3月28日出願の日本特許出願(特願2014-070532)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
20 フィルム製造ライン
21 ストックタンク
22 ドープ組成物
30 濾過装置
31 流延ダイ
32、33 回転ローラ
34 金属支持体
35 テンタ式乾燥機
40 耳切装置
41 乾燥室
42 冷却室
43 巻取室
60 モータ
61 攪拌機
63 熱媒体循環装置
64 流延質
65 温調設備
66 凝縮器(コンデンサ)
67 回収装置
68 減圧チャンバ
69 流延膜
70、71、72、73 送風口
74 湿潤フィルム
80 渡り部
81 送風機
82 フィルム
90 クラッシャ
91 ローラ
92 吸着回収装置
93 強制除電装置(除電バー)
94 ナーリング付与ローラ
95 巻取ローラ
96 プレスローラ
21 ストックタンク
22 ドープ組成物
30 濾過装置
31 流延ダイ
32、33 回転ローラ
34 金属支持体
35 テンタ式乾燥機
40 耳切装置
41 乾燥室
42 冷却室
43 巻取室
60 モータ
61 攪拌機
63 熱媒体循環装置
64 流延質
65 温調設備
66 凝縮器(コンデンサ)
67 回収装置
68 減圧チャンバ
69 流延膜
70、71、72、73 送風口
74 湿潤フィルム
80 渡り部
81 送風機
82 フィルム
90 クラッシャ
91 ローラ
92 吸着回収装置
93 強制除電装置(除電バー)
94 ナーリング付与ローラ
95 巻取ローラ
96 プレスローラ
Claims (15)
- (メタ)アクリル系樹脂と、
環状構造を有する炭素数5~20の二塩基酸に由来する構造単位及び環状構造を有する炭素数5~20のジオールに由来する構造単位からなるエステルオリゴマーとを含む(メタ)アクリル系樹脂組成物。 - 前記二塩基酸に由来する構造単位が下記一般式(1)で表される構造単位であり、前記ジオールに由来する構造単位が下記一般式(2)で表される構造単位である請求項1に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
一般式(1)
R1~R3、R1m及びR2mはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。R1~R3、R1m及びR2mのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成してもよい。mは1~4の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1m及びR2mはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。ただし、R1~R3、R1m及びR2mのうちの1つは一般式(1)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
一般式(2)
R6~R12、R1n及びR2nはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。R6~R12、R1n及びR2nのうちの少なくとも2つが互いに連結して環を形成していてもよい。nは1~4の整数を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数存在するR1n及びR2nはそれぞれ同じでも異なってもよい。ただし、R6~R12、R1n及びR2nのうちの1つは一般式(2)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。 - 前記一般式(1)で表される二塩基酸に由来する構造単位の炭素数が6~12であり、前記一般式(2)で表されるジオールに由来する構造単位の炭素数が5~12である請求項2に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記一般式(1)で表される二塩基酸に由来する構造単位の炭素数が8~12であり、前記一般式(2)で表されるジオールに由来する構造単位の炭素数が6~10である請求項2又は3に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記二塩基酸に由来する構造単位が下記一般式(3)で表される構造単位であり、前記ジオールに由来する構造単位が下記一般式(4)で表される構造単位である請求項1~4のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
一般式(3)
一般式(3)中、R30~R40はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表す。R30~R40のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成してもよい。ただし、R30~R40のうちの1つは一般式(3)中に*で示した炭素原子に結合する単結合を表す。
一般式(4)
一般式(4)中、R41~R51はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。R41~R51のうちの少なくとも2つが互いに連結して炭素数3~6の脂肪族環を形成してもよい。ただし、R41~R51のうちの1つは一般式(4)中に*で示した酸素原子に結合する単結合を表す。 - 前記エステルオリゴマーの重量平均分子量が500~10000である請求項1~5のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記エステルオリゴマーの重量平均分子量が500~5000である請求項1~6のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記エステルオリゴマーの重量平均分子量が1000~3000である請求項1~7のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が8万~250万である請求項1~8のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が25万~200万である請求項1~9のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系樹脂が、メチルメタクリレートに由来する構造単位の含有率が95質量%以上であり、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率が5質量%未満である(メタ)アクリル系樹脂である請求項1~10のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系樹脂組成物を製膜して得られたフィルム。
- 請求項12に記載のフィルムを有する偏光板保護フィルム。
- 請求項13に記載の偏光板保護フィルムを有する偏光板。
- 請求項14に記載の偏光板を備えた液晶表示装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014070532 | 2014-03-28 | ||
JP2014-070532 | 2014-03-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015147114A1 true WO2015147114A1 (ja) | 2015-10-01 |
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ID=54195622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/059267 WO2015147114A1 (ja) | 2014-03-28 | 2015-03-25 | (メタ)アクリル系樹脂組成物、フィルム、偏光板保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2015147114A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11477861B2 (en) | 2017-05-10 | 2022-10-18 | Philip Morris Products S.A. | Aerosol-generating article, device and system for use with a plurality of aerosol-forming substrates |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009299014A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-12-24 | Fujifilm Corp | ポリマーフィルム、位相差フィルム、偏光板、および液晶表示装置 |
-
2015
- 2015-03-25 WO PCT/JP2015/059267 patent/WO2015147114A1/ja active Application Filing
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