JP2012032768A - 光学フィルムとその製造方法、光学部材および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面に易接着層が形成されたアクリル樹脂フィルムから構成され、前記易接着層が微粒子を含み、前記易接着層に含まれる微粒子の平均一次粒子径が200nmを超え、粒度分布が1.0〜1.4である光学フィルムとする。本発明の光学フィルムは、液晶表示装置(LCD)などの画像表示装置に用いられる、偏光子保護フィルムなどの各種の保護フィルム、位相差フィルム、偏光フィルムへの使用に好適である。
【選択図】図1
Description
アクリル樹脂フィルムは、(メタ)アクリル重合体を含むアクリル樹脂から構成されるフィルムである。アクリル樹脂フィルムは、アクリル樹脂の成形により得られる。アクリル樹脂における(メタ)アクリル重合体の含有率は、通常、30重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上、最も好ましくは95重量%以上である。(メタ)アクリル重合体は、光線透過率が高く、屈折率の波長依存性が低いなどの優れた光学特性を有している。このため、(メタ)アクリル重合体を含むアクリル樹脂は、光学フィルムへの使用に好適である。
本発明の光学フィルムでは、アクリル樹脂フィルムの表面に易接着層が形成されている。易接着層は微粒子を含む。易接着層に含まれる微粒子の平均一次粒子径は200nmを超え、当該微粒子の粒度分布は1.0〜1.4である。本発明の光学フィルムでは、この易接着層により、機能性フィルムのような他の部材への接着性が向上する効果が得られながら、その耐ブロッキング性と透明性とが両立する。従来、光学フィルムの耐ブロッキング性を改善することを目的として易接着層に微粒子を加える場合、微粒子の粒子径が小さい方がよいとされてきた。特許文献2(特開2010-55062号公報)は、易接着層に加える微粒子の平均一次粒子径について、10〜200nmが好ましく、20〜60nmがより好ましいことを開示する。しかし、本発明者らの検討によれば、このような小さい粒子径の微粒子による耐ブロッキング性の確保は、現実には難しい。一方、光学フィルムの易接着層において、当該層に含まれる微粒子の粒子径を単純に大きくすることはできない。微粒子の粒径が大きくなれば、可視光域における散乱現象が生じ、フィルムが白濁して、光学フィルムとして使用できなくなるからである。本発明者らは、微粒子の平均一次粒子径に加え、その粒度分布を特定の範囲とすることによって、耐ブロッキング性と透明性とが両立した光学フィルムを実現した。
図1に、本発明の光学フィルムの一例を示す。図1に示す光学フィルム1は、アクリル樹脂フィルム2の一方の表面に易接着層3が形成された構造を有する。アクリル樹脂フィルム2および易接着層3の具体的な構成は、上述のとおりである。
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムおよび/または本発明の光学部材を備える。画像表示装置は、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)、LCDである。
本発明の製造方法は、アクリル樹脂フィルムの表面に、微粒子を含む易接着組成物を塗布して当該組成物の塗布膜を形成する工程(塗布工程)と、形成した塗布膜を乾燥させて、上記微粒子を含む易接着層を上記表面に形成する工程(乾燥工程)とを含む。易接着組成物に含まれる微粒子の平均一次粒子径は200nmを超え、その粒度分布は1.0〜1.4である。本発明の製造方法では、表面に当該微粒子を含む易接着層が形成されたアクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルム(本発明の光学フィルム)が形成される。易接着層は、易接着組成物に含まれていた樹脂を含む。
重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置および測定条件は以下の通りである。
システム:東ソー製GPCシステム HLC−8220
測定側カラム構成
・ガードカラム:東ソー製、TSKguardcolumn SuperHZ-L
・分離カラム:東ソー製、TSKgel SuperHZM-M 2本直列接続
リファレンス側カラム構成
・リファレンスカラム:東ソー製、TSKgel SuperH-RC
展開溶媒:クロロホルム(和光純薬工業製、特級)
展開溶媒の流量:0.6mL/分
標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー製、PS−オリゴマーキット)
カラム温度:40℃
重合体のTgは、JIS K7121の規定に準拠して、始点法により求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク製、DSC−8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から200℃まで昇温(昇温速度20℃/分)して得られたDSC曲線から評価した。リファレンスには、α−アルミナを用いた。
フィルムの厚さは、デジマチックマイクロメーター(ミツトヨ社製)を用いて測定した。以降に評価方法を示す物性を含め、フィルムの物性を測定、評価するためのサンプルは、フィルムの幅方向の中央部から取得した。
微粒子の平均粒子径および粒度分布は、粒度分布測定装置(Particle Sizing Systems製、Submicron Particle Sizer NICOMP380)を用いて評価した。具体的には、水に分散した状態にある微粒子に対して、上記測定装置により、一次粒子径にして100nm以上の範囲における等価球形分布を測定し、得られた分布における、大粒子側から積算した積算体積分率50%の粒子の粒径を求め、これを微粒子の平均一次粒子径(d50)とした。これとは別に、当該分布における、大粒子側から積算した積算体積分率25%の粒子の粒径(d25)および75%の粒子の粒径(d75)を求め、その比(d25/d75)を微粒子の粒度分布とした。
作製した光学フィルムのヘイズ率は、ヘイズメーター(日本電色工業製、NDH−1001DP)により評価した。
作製した光学フィルムの耐ブロッキング性は、以下のように評価した。作製した光学フィルムをロールに巻き取ってフィルムロールを形成した後、これを24時間放置した。放置後、フィルムロールを目視により確認するとともに、フィルムロールから光学フィルムを繰り出しながら、フィルムの長手方向の全てにわたって表面を目視により確認して、耐ブロッキング性を評価した。評価基準は、次のとおりである。
○:フィルムロールの変形およびフィルムのシワが見られなかった。
×:フィルムロールの変形またはフィルムのシワが確認された。
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた内容積1000Lの反応釜に、メタクリル酸メチル(MMA)40重量部、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)10重量部、重合溶媒としてトルエン50重量部および酸化防止剤(アデカスタブ2112、ADEKA製)0.025重量部を仕込み、これに窒素を通じつつ、105℃まで昇温させた。昇温に伴う還流が始まったところで、重合開始剤としてt−アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、商品名:ルペロックス570)0.05重量部を添加するとともに、上記t−アミルパーオキシイソノナノエート0.10重量部を3時間かけて滴下しながら、約105〜110℃の還流下で溶液重合を進行させ、さらに4時間の熟成を行った。
液下槽および攪拌装置を備えた内容積100Lのステンレス製重合槽に、MMA42.5重量部、N−フェニルマレイミド(PMI)5重量部、スチレン(St)0.5重量部、重合溶媒としてトルエン50重量部、有機酸として無水酢酸0.2重量部、および連鎖移動剤としてn−ドデシルメルカプタン0.06重量部を仕込み、これを回転速度100rpmで攪拌しながら、窒素ガスを10分間バブリングさせた。次に、槽内を窒素雰囲気に保ったまま昇温し、槽内の温度が100℃に達した時点で0.075重量部のt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートを加え、これと同時に、液下槽にて窒素のバブリングを開始した。次に、スチレン2重量部とt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート0.075重量部との混合液を、槽内に5時間かけて等速度で添加しながら、重合温度105〜110℃の還流下で15時間、重合反応を進行させた。
グルタルイミド構造を主鎖に有する(メタ)アクリル重合体を主成分とするアクリル樹脂(ロームアンドハース製、KAMAX T−240)を単軸押出機(φ=20mm、L/D=25)およびコートハンガータイプTダイ(幅150mm)を用いて280℃で溶融押出して、厚さ100μmのアクリル樹脂フィルムを形成した。溶融押出の際には、Tダイから、110℃に保持した冷却ロールに樹脂フィルムを吐出した。
KAMAX T−240の代わりに、無水グルタル酸構造を主鎖に有する(メタ)アクリル重合体を主成分とするアクリル樹脂(住友化学製、スミペックスB−TR)を用いた以外は製造例3と同様にして、延伸アクリル樹脂フィルム(F4)を得た。
KAMAX T−240の代わりに、無水マレイン酸構造を主鎖に有する(メタ)アクリル重合体を主成分とするアクリル樹脂(旭化成ケミカルズ製、デルペット980N)を用いた以外は製造例3と同様にして、延伸アクリル樹脂フィルム(F5)を得た。
攪拌機を備えた耐圧反応容器に、脱イオン水70重量部、ピロリン酸ナトリウム0.5重量部、オレイン酸カリウム0.2重量部、硫酸第一鉄0.005重量部、デキストロース0.2重量部、p−メンタンハイドロパーオキシド0.1重量部および1,3−ブタジエン28重量部からなる反応混合物を仕込み、これを65℃に昇温して、重合反応を進行させた。重合開始から2時間経過した時点で、当該混合物に、p−ハイドロパーオキシド0.2重量部をさらに加えるとともに、1,3−ブタジエン72重量部、オレイン酸カリウム1.33重量部および脱イオン水75重量部を2時間かけて連続滴下した。その後、重合反応を続行させ、重合開始から21時間の重合により、平均粒子径が0.240μmであるブタジエン系ゴム重合体のラテックスを得た。
ウレタン樹脂(第一工業製薬製、スーパーフレックス210、固形分35重量%)20重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W30、平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.1、固形分20重量%)0.09重量部および純水80重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(1B)を得た。
ウレタン樹脂(三井化学ポリウレタン製、タケラックW−5030、固形分30重量%)18重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W30、平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.1、固形分20重量%)0.08重量部および純水72重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(2B)を得た。
ウレタン樹脂(DIC製、ハイドランCP−7020、固形分40重量%)14重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W30、平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.1、固形分20重量%)0.07重量部および純水66重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(3B)を得た。
ウレタン樹脂(第一工業製薬製、スーパーフレックス620、固形分30重量%)20重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W30、平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.1、固形分20重量%)0.30重量部および純水66重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(4B)を得た。
ウレタン樹脂(第一工業製薬製、スーパーフレックス210、固形分35重量%)20重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.7、固形分19重量%)0.09重量部および純水80重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(5B)を得た。
ウレタン樹脂(第一工業製薬製、スーパーフレックス210、固形分35重量%)20重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W10、平均粒径(一次粒子径)0.11μm、粒度分布1.1、固形分15重量%)0.12重量部および純水80重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(6B)を得た。
ウレタン樹脂(第一工業製薬製、スーパーフレックス210、固形分35重量%)19重量部、架橋剤(日本触媒製、エポクロスWS−700、固形分25重量%)1.3重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W30、平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.1、固形分20重量%)0.09重量部および純水79重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(7B)を得た。
ウレタン樹脂(DIC製、ハイドランAP−40N、固形分35重量%)19重量部、架橋剤(日本触媒製、エポクロスWS−700、固形分25重量%)1.3重量部、アモルファスシリカ微粒子を含むエマルジョン(日本触媒製、シーホスターKE−W30、平均粒径(一次粒子径)0.28μm、粒度分布1.1、固形分20重量%)0.09重量部および純水79重量部を混合して、エマルジョン状の分散体である易接着組成物(8B)を得た。
製造例1で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の一方の主面に、製造例7で作製した易接着組成物(1B)を、乾燥後の塗布膜の厚さが270nmとなるように塗工試験機を用いて塗布した後、全体を100℃で2分間乾燥した。このようにして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。形成した易接着層に含まれる微粒子は、易接着組成物(1B)中の形状を保持していた。
易接着組成物(1B)の代わりに、製造例8で作製した易接着組成物(2B)を用いた以外は実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の代わりに、製造例2で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F2)を用いた以外は実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の代わりに、製造例3で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F3)を用いた以外は実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の代わりに、製造例4で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F4)を用いるとともに、易接着組成物(1B)の代わりに、製造例9で作製した易接着組成物(3B)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の代わりに、製造例5で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F5)を用いるとともに、易接着組成物(1B)の代わりに、製造例10で作製した易接着組成物(4B)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
製造例1で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の一方の主面に、製造例7で作製した易接着組成物(1B)を、乾燥後の塗布膜の厚さが600nmとなるように塗工試験機を用いて塗布した後、全体を100℃で2分間乾燥した。次に、このようにして得たフィルムを、二軸延伸機(東洋精機製作所製、TYPE EX4)を用いてTD方向(フィルム面内におけるMD方向とは直交する方向、押出成形時の幅方向)に延伸倍率1.5倍、延伸温度140℃で自由端一軸延伸して、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、二軸延伸フィルムであるアクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
延伸アクリル樹脂フィルム(F1)の代わりに、製造例6で作製した延伸アクリル樹脂フィルム(F6)を用いた以外は実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
易接着組成物(1B)の代わりに、製造例11で作製した易接着組成物(5B)を用いた以外は実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
易接着組成物(1B)の代わりに、製造例12で作製した易接着組成物(6B)を用いた以外は実施例1と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、アクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
製造例1で作製したアクリル樹脂のペレット(1A)を、先端部にポリマーフィルタ(濾過精度5μm)およびTダイを備えた単軸押出機(φ=90.0mm、L/D=32)を用いて、処理速度200kg/時(樹脂量換算)および温度270℃で溶融押出して、厚さ220μmの帯状のフィルムを製膜した。次に、製膜したフィルムを、溶融押出に続いて連続的にオーブン縦延伸機に供給し、当該延伸機にて当該フィルムの縦方向(溶融押出時の流れ方向、MD方向)に延伸温度142℃、延伸倍率1.5倍で延伸(縦延伸)した。
アクリル樹脂のペレット(1A)の代わりに、製造例2で作製したアクリル樹脂のペレット(2A)を用いた以外は実施例9と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、二軸延伸フィルムであるアクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
アクリル樹脂のペレット(1A)の代わりに、グルタルイミド構造を主鎖に有する(メタ)アクリル重合体を主成分とするアクリル樹脂(ロームアンドハース製、KAMAX T−240)を用いた以外は、実施例9と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、二軸延伸フィルムであるアクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
製造例1で作製したアクリル樹脂のペレット(1A)を、先端部にポリマーフィルタ(濾過精度5μm)およびTダイを備えた単軸押出機(φ=90.0mm、L/D=32)を用いて、処理速度200kg/時(樹脂量換算)および温度270℃で溶融押出して、厚さ220μmの帯状のフィルムを製膜した。次に、製膜したフィルムを、溶融押出に続いて連続的にオーブン縦延伸機に供給し、当該延伸機にて当該フィルムの縦方向(溶融押出時の流れ方向、MD方向)に延伸温度142℃、延伸倍率1.5倍で延伸(縦延伸)した。
易接着組成物(7B)の代わりに、製造例14で作製した易接着組成物(8B)を用いた以外は実施例12と同様にして、ウレタン樹脂および微粒子を含む易接着層が一方の主面に形成された、二軸延伸フィルムであるアクリル樹脂フィルムから構成される光学フィルムを得た。
2 アクリル樹脂フィルム
3 易接着層
4 液晶セル
5a、5b、5c、5d 偏光子保護フィルム
6a、6b 偏光子
8 バックライト
9a、9b 偏光板
11 画像表示部
Claims (6)
- 表面に易接着層が形成されたアクリル樹脂フィルムから構成され、
前記易接着層が微粒子を含み、
前記易接着層に含まれる微粒子の平均一次粒子径が200nmを超え、粒度分布が1.0〜1.4である、光学フィルム。 - 前記易接着層がウレタン樹脂層である請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記アクリル樹脂フィルムが、主鎖に環構造を有する(メタ)アクリル重合体を含む請求項1または2に記載の光学フィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルムを備える光学部材。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルムを備える画像表示装置。
- 請求項1に記載の光学フィルムの製造方法であって、
アクリル樹脂フィルムの表面に、微粒子を含む易接着組成物を塗布して前記組成物の塗布膜を形成し、
前記塗布膜を乾燥させて、前記微粒子を含む易接着層を前記表面に形成し、
前記組成物に含まれる微粒子の平均一次粒子径が200nmを超え、粒度分布が1.0〜1.4である、光学フィルムの製造方法。
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