説明

光学フィルム、偏光板及び表示装置

【課題】本発明の目的は内部ヘイズが低く、ハードコート層や反射防止層等の機能性層と基材の耐光密着性に優れる光学フィルムを提供することにある。
【解決手段】少なくとも樹脂を2種以上含有し、さらにその1種がアクリル樹脂であり、かつ下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする光学フィルム。
【化1】


(式中、A21及びA22は、水素原子及び炭素原子以外の原子を表す。Y21及びY22は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y21又はY22の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y21及びY22は、互いに結合して環を形成しても良い。(B)はA21、A22および炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学フィルム、偏光板及び表示装置に関し、より詳しくは内部ヘイズが低く、ハードコート層や反射防止層等の機能性層と基材フィルムとの耐光密着性に優れる光学フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
偏光板用保護フィルムに使用される光学フィルムには、偏光子や液晶を紫外線から守る目的で、紫外線吸収剤が使用されている。特に液晶パネルの視認側の保護用フィルムとバックライト側の保護用フィルムには必須である。
【0003】
アクリル樹脂フィルムは、透明性が優れていて光学フィルムとして適しているが、薄膜化の要求に応じて単純に薄膜化してしまうと、十分に紫外線をカットすることができず、薄膜化された分だけ、紫外線吸収剤を増量しなければならない。しかしながら、紫外線吸収剤を増量したときにはヘイズが高くなり、光学フィルムとして透明性を損なうだけでなく、該光学フィルムの基材フィルム上にハードコート層、反射防止層、防汚層、帯電防止層等の機能性層を塗布すると、基材フィルムと機能性層の間の耐光密着性が劣化してしまうという課題があった。
【0004】
一方、紫外線吸収剤の析出や長期使用によるブリードアウトが生じることの少ない紫外線吸収剤の技術が開示されているが(例えば、特許文献1参照。)、該紫外線吸収剤を含有する薄膜化されたアクリル樹脂フィルムには依然として上記課題があることが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−96971号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って本発明の目的は内部ヘイズが低く、ハードコート層や反射防止層等の機能性層と基材フィルムとの耐光密着性に優れる光学フィルムを提供することにある。また該光学フィルムを用いた色ムラなどのない視認性に優れる偏光板及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
【0008】
1.少なくとも樹脂を2種以上含有し、さらにその1種がアクリル樹脂であり、かつ下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする光学フィルム。
【0009】
【化1】

【0010】
(式中、A21及びA22は、水素原子及び炭素原子以外の原子を表す。Y21及びY22は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y21又はY22の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y21及びY22は、互いに結合して環を形成しても良い。(B)はA21、A22および炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)
2.前記アクリル樹脂以外の樹脂がセルロースエステル樹脂であり、該アクリル樹脂と該セルロースエステル樹脂の混合質量比率が95:5〜55:45の範囲であることを特徴とする前記1に記載の光学フィルム。
【0011】
3.前記アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が100000〜1000000であり、前記セルロースエステル樹脂のアシル基の総置換度が2.0〜3.0であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度の総和が1.2〜3.0であり、当該セルロースエステル樹脂の重量平均分子量Mwが75000〜300000であることを特徴とする前記1または2に記載の光学フィルム。
【0012】
4.前記一般式(1)で表される化合物のオクタノール/水分配係数(以下logP)が、下記式を満足する化合物であることを特徴とする前記2に記載の光学フィルム。
【0013】
式(1) A×0.01+7.0≦logP≦A×0.01+14.5
(式中、Aは前記アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の総量に対する、該セルロースエステル樹脂の混合質量比率(A%)を表す。)
5.前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする前記1に記載の光学フィルム。
【0014】
【化2】

【0015】
(式中、A31及びA32は、各々独立に、酸素原子、窒素原子およびイオウ原子からなる群から選択されるヘテロ原子を表す。Y31及びY32は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y31又はY32の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y31及びY32は、互いに結合して環を形成しても良い。(D)は炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)
6.前記一般式(2)で表される化合物が下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする前記5に記載の光学フィルム。
【0016】
【化3】

【0017】
(式中、Y41及びY42は各々独立して1価の置換基を表す。ただし、Y41又はY42の少なくとも一方はシアノ基であり、他方は置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、置換もしくは無置換のヘテロ環カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、又は置換もしくは無置換のアリールスルホニル基である。V41及びV42は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。)
7.前記一般式(3)で表される化合物が下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする前記6に記載の光学フィルム。
【0018】
【化4】

【0019】
(R51及びR52は、各々独立して炭素数1〜18の無置換アルキル基または炭素数2〜18の無置換アルキルカルボニル基を表す。R53は炭素数2〜18の無置換アルキル基または炭素数6〜10の無置換アリール基を表す。)
8.前記1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層を有することを特徴とする光学フィルム。
【0020】
9.前記1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
【0021】
10.前記1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルム、または前記9に記載の偏光板を用いたことを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、内部ヘイズが低く、ハードコート層や反射防止層等の機能性層と基材フィルムとの耐光密着性に優れる光学フィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】スライドガラス上にグリセリンを滴下した状態を示す模式図である。
【図2】グリセリン上に試料フィルムを置いた状態を示す模式図である。
【図3】試料フィルム上にグリセリンを滴下した状態を示す模式図である。
【図4】グリセリン上にカバーガラスを置いた状態を示す模式図である。
【図5】本発明に用いられる溶液流延製膜方法のドープ調製工程、流延工程及び乾燥工程を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0025】
本発明の光学フィルムは、少なくとも樹脂を2種以上含有し、さらにその1種がアクリル樹脂であり、かつ前記一般式(1)で表される化合物である紫外線吸収剤を含有することを特徴とし、光学フィルム用樹脂としてアクリル樹脂を単独で用いた場合の紫外線吸収剤との相溶性をアクリル樹脂とアクリル樹脂以外の樹脂とを併用することで顕著に改善し、内部ヘイズを抑え、更に相溶性向上により基材フィルム表面における紫外線吸収剤の析出を抑制することから、基材フィルムとその表面に設けた機能性層との耐光密着性を改善するものである。
【0026】
更に本発明の光学フィルムは樹脂と紫外線吸収剤の相溶性に優れることから平面性にも優れ、偏光板保護フィルムとして用いた場合に色ムラ等のない良好な視認性を有する偏光板、及び表示装置を提供するものである。
【0027】
<内部ヘイズ>
本発明の光学フィルムは、偏光板保護フィルムとして用いる場合は、内部ヘイズが0.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.03以下、更に好ましくは0.01以下である。
【0028】
ヘイズはフィルム内部のものと表面のものに分離できるが、内部ヘイズとは、フィルムの内部の散乱因子により発生するヘイズであり、内部とは、フィルム表面から5μm以上の部分をいう。偏光板保護フィルムとしては、液晶パネルのコントラストを高める上で内部ヘイズが低いことが要求されている。
【0029】
この内部ヘイズは、フィルム屈折率±0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面に滴下して、フィルム表面のヘイズをできるだけ無視できる状態にして、ヘイズメーターにより測定される。
【0030】
〈内部ヘイズ測定装置〉
ヘイズメーター(濁度計)(型式:NDH 2000、日本電色(株)製)
光源は、5V9Wハロゲン球、受光部は、シリコンフォトセル(比視感度フィルター付き)を用いている。
【0031】
本発明においては、この装置にてフィルム屈折率±0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面とした場合のフィルムのヘイズ測定において、その値が0.05以下であることを特徴とする。測定はJIS K−7136に準じて測定した。
【0032】
内部ヘイズ測定は以下のように行う。図1〜4を持って説明する。
【0033】
まず、フィルム以外の測定器具のブランクヘイズ1を測定する。
1.きれいにしたスライドガラスの上にグリセリンを一滴(0.05ml)たらす。このとき液滴に気泡が入らないように注意する。ガラスは見た目がきれいでも汚れていることがあるので必ず洗剤で洗浄したものを使用する。(図1参照)
2.その上にカバーガラスを乗せる。カバーガラスは押さえなくてもグリセリンは広がる。
3.ヘイズメーターにセットしブランクヘイズ1を測定する。
【0034】
次いで以下の手順で、試料を含めたヘイズ2を測定する。
4.スライドガラス上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)(図1参照)
5.その上に測定する試料フィルムを気泡が入らないように乗せる。(図2参照)
6.試料フィルム上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)(図3参照)
7.その上にカバーガラスを載せる。(図4参照)
8.上記のように作成した積層体(上から、カバーガラス/グリセリン/試料フィルム/グリセリン/スライドガラス)をヘイズメーターにセットしヘイズ2を測定する。
9.(ヘイズ2)−(ヘイズ1)=(本発明の光学フィルムの内部ヘイズ)を算出する。
【0035】
なお、光学フィルムは23℃55%RHにて5時間以上調湿された後に試料作成され、また上記ヘイズの測定はすべて23℃55%RHにて行われた。
【0036】
また、上記測定にて使用したガラス、グリセリンを以下の通りである。
【0037】
ガラス:MICRO SLIDE GLASS S9213 MATSUNAMI
グリセリン: 関東化学製 鹿特級(純度>99.0%) 屈折率1.47
<一般式(1)で表される化合物>
本発明に係る下記一般式(1)で表される化合物は紫外線吸収剤として好適である。
【0038】
【化5】

【0039】
(式中、A21及びA22は、水素原子及び炭素原子以外の原子を表す。Y21及びY22は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y21又はY22の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y21及びY22は、互いに結合して環を形成しても良い。(B)はA21、A22および炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)
21及びA22は、互いに独立して、水素原子及び炭素原子以外の原子を表す。A21及びA22の例としては、ホウ素、窒素、酸素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、セレン原子などが挙げられる。
【0040】
21及びA22の例として好ましくは、窒素、酸素、硫黄が挙げられる。特に好ましくは硫黄原子である。好ましい組み合わせとしては、酸素−窒素、窒素−硫黄、窒素−窒素、硫黄−硫黄の組み合わせであり、特に好ましい組み合わせは硫黄−硫黄の組み合わせである。
【0041】
21及びY22は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。1価の置換基としては、シアノ基、置換もしくは無置換のカルバモイル基、置換もしくは無置換のスルファモイル基、ニトロ基、置換もしくは無置換のアシル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは無置換のアリールスルホニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは無置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基などが挙げられる。置換基は更に置換されていても良く、置換基が複数ある場合は、同じでも異なっても良い。この場合の置換基は上記の1価の置換基である。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。
【0042】
21及びY22の例として詳しくは、シアノ基、炭素数1〜10、好ましくは炭素数2〜8、さらに好ましくは炭素数2〜5のカルバモイル基(例えばメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、モルホリノカルボニル)、炭素数0〜10、好ましくは炭素数2〜8、さらに好ましくは炭素数2〜5のスルファモイル基(例えばメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、ピペリジノスルホニル)、ニトロ基、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12、さらに好ましくは炭素数1〜8のアシル基(例えばホルミル、アセチル、ベンゾイル、トリクロロアセチル)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキルスルホニル基、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜10のアリールスルホニル基(例えばメタンスルホニル、エタンスルホニル、ベンゼンスルホニルなど)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキルスルフィニル基、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜10のアリールスルフィニル基(例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル)、炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜12、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル)、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12、さらに好ましくは炭素数6〜8のアリールオキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル)、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜5の無置換アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル)、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜5の置換アルキル基(ヒドロキシメチル、トリフルオロメチル、ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチルアミノメチル)、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15、さらに好ましくは炭素数6〜10の置換または無置換のアリール基(例えばフェニル、ナフチル、p−カルボキシフェニル、p−ニトロフェニル、3,5−ジクロロフェニル、p−シアノフェニル、m−フルオロフェニル、p−トリル、p−ブロモフェニル)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数4〜6の置換されていてもよい複素環基(例えばピリジル、5−メチルピリジル、チエニル、フリル、モルホリノ、テトラヒドロフルフリル)が挙げられる。置換基は更に置換されていても良く、置換基が複数ある場合は、同じでも異なっても良い。この場合の置換基は上記で記した置換基である。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。
【0043】
21、Y22として好ましくはY21、Y22のうち少なくとも一方がハメットのσp値が0.2以上の置換基を有するときである。
【0044】
ハメットの置換基定数σ値について説明する。ハメット則は、ベンゼン誘導体の反応又は平衡に及ぼす置換基の影響を定量的に論ずるために1935年L.P.Hammettにより提唱された経験則であるが、これは今日広く妥当性が認められている。ハメット則に求められた置換基定数にはσp値とσm値があり、これらの値は多くの一般的な成書に見出すことができる。例えば、J.A.Dean編、「Lange’s Handbook of Chemistry」第12版,1979年(Mc Graw−Hill)や「化学の領域」増刊,122号,96〜103頁,1979年(南光堂)、Chem.Rev.,1991年,91巻,165〜195ページなどに詳しい。本発明におけるハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基とは電子求引性基であることを示している。σp値として好ましくは0.25以上であり、より好ましくは0.3以上であり、特に好ましくは0.35以上である。
【0045】
具体例としては、シアノ基(0.66)、カルボキシル基(−COOH:0.45)、アルコキシカルボニル基(−COOMe:0.45)、アリールオキシカルボニル基(−COOPh:0.44)、カルバモイル基(−CONH2:0.36)、アルキルカルボニル基(−COMe:0.50)、アリールカルボニル基(−COPh:0.43)、アルキルスルホニル基(−SO2Me:0.72)、またはアリールスルホニル基(−SO2Ph:0.68)などが挙げられる。本明細書において、Meはメチル基を、Phはフェニル基を表す。なお、括弧内の値は代表的な置換基のσp値をChem.Rev.,1991年,91巻,165〜195ページから抜粋したものである。
【0046】
また、Y21及びY22は互いに結合して環を形成してもよい。なお、環を形成する場合にはY21、Y22のσp値を規定することができないが、本発明においてはY21、Y22にそれぞれ環の部分構造が置換しているとみなして、環形成の場合のσp値を定義することとする。例えば1,3−インダンジオン環を形成している場合、Y21、Y22にそれぞれベンゾイル基が置換したものとして考える。
【0047】
21及びY22の好ましい例として各々独立して、シアノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルフィニル基、スルホニル基、またはスルファモイル基等が挙げられる。特に好ましくはY21及びY22の少なくとも一方がシアノ基であり、他方はアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基である場合である。Y21及びY22は互いに結合して環を形成しないことが好ましい。
【0048】
(B)はA21、A22と炭素原子とが一緒になって形成する環を表す。
【0049】
(B)としてA21、A22および炭素原子と一緒になって形成する環としては、5または6員環が好ましい。詳述すると、例えば、ピリミジン環、イミダゾリジン環、イミダゾリン環、オキサゾリン環、チアゾリン環、ジチオール環などが挙げられる。これらの環は1価の置換基を有していてもよい。また、芳香環などと共に縮環構造を形成してもよい。
【0050】
環(B)として好ましくはイミダゾリン環、オキサゾリン環、チアゾリン環、ジチオール環、またはこれらのベンゾ縮環体であり、更に好ましくはベンゾジチオール環、ベンゾオキサゾリン環、ベンゾチアゾリン環、ベンゾイミダゾリン環であり、特に好ましくはベンゾジチオール環である。
【0051】
前記一般式(1)における好ましい置換基の組み合わせは、Y21及びY22の少なくとも一方がシアノ基であり、他方がアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基であり、A21及びA22がともに硫黄原子であり、(B)がベンゾジチオール環を形成している組み合わせである。
【0052】
上記一般式(1)で表される化合物は下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。続いて一般式(2)について詳述する。
【0053】
【化6】

【0054】
(式中、A31及びA32は、各々独立に、酸素原子、窒素原子およびイオウ原子からなる群から選択されるヘテロ原子を表す。Y31及びY32は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y31又はY32の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y31及びY32は、互いに結合して環を形成しても良い。(D)は炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)
31及びA32は、各々独立に、酸素原子、窒素原子およびイオウ原子からなる群から選択されるヘテロ原子を表し、好ましくは硫黄原子である。好ましい組み合わせとしては、酸素−窒素、窒素−硫黄、窒素−窒素、硫黄−硫黄の組み合わせであり、特に好ましい組み合わせは硫黄−硫黄の組み合わせである。
【0055】
31及びY32は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。1価の置換基の例としては、シアノ基、置換もしくは無置換のカルバモイル基、置換もしくは無置換のスルファモイル基、ニトロ基、置換もしくは無置換のアシル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、置換もしくは無置換のアリールスルホニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルフィニル基、置換もしくは無置換のアリールスルフィニル基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基が挙げられる。ただし、Y31又はY32の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基の例としてはシアノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルフィニル基、スルホニル基、またはスルファモイル基が挙げられる。
【0056】
31及びY32のうち好ましくは、Y31及びY32の少なくとも一方がシアノ基であり、他方は置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、置換もしくは無置換のヘテロ環カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、又は置換もしくは無置換のアリールスルホニル基である場合である。
【0057】
環(D)は炭素原子を含む5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。
【0058】
環(D)の具体例としては例えば、シクロヘキサン、シクロペンタン等のシクロアルカン類、ベンゼン環などのアリール類、ピリジン環、ピロール環、チオフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、ピラゾール環、またはこれらのベンゾ縮環体等のヘテロ環類があげられるが、より好ましくはベンゼン環である。
【0059】
前記一般式(2)における好ましい組み合わせは、Y31、Y32の少なくとも一方がシアノ基であり、他方が置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、置換もしくは無置換のヘテロ環カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、又は置換もしくは無置換のアリールスルホニル基であり、A31及びA32がともに硫黄原子であり、環(D)がベンゼン環であり、A31、A32と共にベンゾジチオール環を形成している組み合わせである。
【0060】
上記一般式(2)で表される化合物は下記一般式(3)で表される化合物であることが好ましい。続いて一般式(3)について詳述する。
【0061】
【化7】

【0062】
(式中、Y41及びY42は各々独立して1価の置換基を表す。ただし、Y41又はY42の少なくとも一方はシアノ基であり、他方は置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、置換もしくは無置換のヘテロ環カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、又は置換もしくは無置換のアリールスルホニル基である。)
41及びY42として好ましくは、Y41又はY42の少なくとも一方がシアノ基であり、他方が置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、又は置換もしくは無置換のヘテロ環カルボニル基であるときである。特に好ましくは一方がシアノ基であり他方が、置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、又は置換もしくは無置換のアリールカルボニル基であるときである。また、Y41及びY42が他の原子をともなって環を形成しないことが好ましい。更に好ましくは、Y41又はY42の少なくとも一方がシアノ基であり、他方が炭素数3〜18の置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、又は炭素数7〜18の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基であるときである。
【0063】
41及びV42は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。1価の置換基の例としては、ハロゲン原子、メルカプト基、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、スルファモイル基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニル基、スルフィニル基、スルホニルアミノ基、アミノ基、置換アミノ基、アンモニウム基、ヒドラジノ基、ウレイド基、イミド基、アルキルもしくはアリールチオ基、無置換もしくは置換アルケニルチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、無置換アルキル基、置換アルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基が挙げられる。これらの置換基の具体例についてはY41、Y42で挙げたものが例としてあげられる。置換基は更に置換されていても良く、置換基が複数ある場合は、同じでも異なっても良い。この場合の置換基は上記で記した置換基である。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。
【0064】
41及びV42として好ましくは各々独立にシアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基であり、特に好ましくはアルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基である。
【0065】
前記一般式(3)における好ましい組み合わせは、Y41及びY42の少なくとも一方がシアノ基であり、他方が炭素数3〜18の置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、又は炭素数7〜18の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基であり、V41及びV42がともにアルコキシ基、アリールオキシ基、又はアシルオキシ基である組み合わせである。
【0066】
続いて下記一般式(4)で表される化合物について詳述する。
【0067】
【化8】

【0068】
(R51及びR52は、各々独立して炭素数1〜18の無置換アルキル基または炭素数2〜18の無置換アルキルカルボニル基を表す。R53は炭素数2〜18の無置換アルキル基または炭素数6〜10の無置換アリール基を表す。)
51及びR52は、各々独立して炭素数1〜18の無置換アルキル基または炭素数2〜18の無置換アルキルカルボニル基を表す。中でもメチル基、アセチル基、2−エチルヘキシル基、又は2−エチルヘキサノイル基が好ましく、2−エチルヘキシル基、又は2−エチルヘキサノイル基が特に好ましい。
【0069】
53は、炭素数2〜18の無置換アルキル基または炭素数6〜10の無置換アリール基を表す。無置換アルキル基としてはエチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基が好ましく、tert−ブチル基が特に好ましい。無置換アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
【0070】
前記一般式(4)における好ましい組み合わせは、R51及びR52がともに2−エチルヘキシル基または2−エチルヘキサノイル基であり、R53がtert−ブチル基またはフェニル基である組合せである。
【0071】
前記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される化合物について合成参考例を示す。ジャーナル オブ ケミカル クリスタログラフィー(Journal of Chemical Crystallography)27・997・516ページ右段3行目〜520ページ右段15行目、リービッグス アナレン デル ケミー(Liebigs Annalen der Chemie)726・106ページ15行目〜109ページ37行目、特開昭49−1115号公報3ページ左段7行目〜5ページ左段8行目、バイオオーガニック アンド メディシナル ケミストリー レターズ(Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters)7・1997・652ページ9行目〜19行目、ジャーナル オブ オーガニックケミストリー(Journal of Organic Chemistry)43・1978・2153ページ左段2行目〜12行目、特開平4−338759号公報4ページ左段2行目〜5ページ左段2行目、特開平3−54566号公報7ページ左段6行目〜8ページ左段10行目、シンセシス(Synthesis)1986・968ページ左段1行目〜22行目等に記載、引用もしくはこれらに準じる合成法により製造できる。
【0072】
以下に、前記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される化合物の好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらに限られるものではない。
【0073】
【化9】

【0074】
【化10】

【0075】
【化11】

【0076】
【化12】

【0077】
<オクタノール−水分配係数(logP)>
本発明に係る一般式(1)で表される化合物のオクタノール/水分配係数(以下logP)が、下記式を満足する化合物であることが好ましい。
【0078】
式(1) A×0.01+7.0≦logP≦A×0.01+14.5
(式中、Aは後述するアクリル樹脂とセルロースエステル樹脂にの総量に対する、該セルロースエステル樹脂の混合質量比率(A%)を表す。)
式(1)はより好ましくは、以下の式(2)である。
【0079】
式(2) A×0.01+11.0≦logP≦A×0.01+14.5
本発明者らの検討によれば、logP値が低い化合物はアクリル樹脂との相溶性が低く、高密度にフィルムに充填した場合に白濁、析出を引き起こしやすくなる。一方、logP値が高い化合物は白濁は生じにくくなるが、同様に高密度にフィルムに充填した場合には塗布性や密着性が劣ることが分かった。また、本願発明の好ましい実施態様であるアクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の混合系の場合は、アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の総量に対する、該セルロースエステル樹脂の混合質量比率により一般式(1)で表される化合物と樹脂との相溶性が変化し、塗布性、密着性がlogP値の高い化合物側にアローワンスが拡大する為、白濁の観点で有利なよりlogP値が高い化合物を用いることができることが分かった。
【0080】
オクタノール−水分配係数(logP値)の測定は、JIS Z−7260−107(2000)に記載のフラスコ浸とう法により実施することができる。また、オクタノール−水分配係数(logP値)は実測に代わって、計算化学的手法または経験的方法により見積もることも可能である。
【0081】
計算方法としては、Crippen’s fragmentation法(“J.Chem.Inf.Comput.Sci.”,27巻、p21(1987年))、Viswanadhan’s fragmentation法(“J.Chem.Inf.Comput.Sci.”,29巻、p163(1989年))、Broto’s fragmentation法(“Eur.J.Med.Chem.−Chim.Theor.”,19巻、p71(1984年))、CLogP法(参考文献Leo,A.,Jow,P.Y.C.,Silipo,C.,Hansch,C.,J.Med.Chem.,18,865 1975年)などが好ましく用いられるが、Crippen’s fragmentation法(“J.Chem.Inf.Comput.Sci.”,27巻、p21(1987年))がより好ましい。
【0082】
下記表1は、一般式(1)で表される上記例示化合物のLogP値を一覧にしたものである。
【0083】
【表1】

【0084】
<樹脂>
本発明の光学フィルムは少なくとも樹脂を2種以上含有し、さらにその1種がアクリル樹脂である。前記アクリル樹脂以外で併用される樹脂は特に限られるものではなく、本発明の目的を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルイミド、セルロースエステル樹脂など)、熱硬化性樹脂(例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)の一種以上をさらに含有させることができる。この中で、セルロースエステル樹脂が一般式(1)で表される化合物との相溶性の観点で好ましく、また透明性、等方性、延伸適性、鹸化処理適性の観点でも好ましい。
【0085】
本発明の光学フィルムは、アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂とを95:5〜55:45の混合質量比率で相溶状態で含有し、前記アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が100000〜1000000であり、前記セルロースエステル樹脂のアシル基の総置換度が2.0〜3.0であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3.0であり、当該セルロースエステル樹脂の重量平均分子量Mwが75000〜300000以上であることが好ましい。
【0086】
以下、本発明に用いられる樹脂について詳細な説明をする。
【0087】
〈アクリル樹脂〉
本発明に用いられるアクリル樹脂には、メタクリル樹脂も含まれる。樹脂としては特に制限されるものではないが、メチルメタクリレート単位50〜99質量%、およびこれと共重合可能な他の単量体単位1〜50質量%からなるものが好ましい。
【0088】
共重合可能な他の単量体としては、アルキル数の炭素数が2〜18のアルキルメタクリレート、アルキル数の炭素数が1〜18のアルキルアクリレート、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、核置換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、これらは単独で、あるいは2種以上を併用して用いることができる。
【0089】
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。
【0090】
本発明の光学フィルムに用いられるアクリル樹脂は、一般式(1)で表される化合物との相溶性、フィルムとしての機械的強度、フィルムを生産する際の流動性の点から、重量平均分子量(Mw)が100000〜1000000であることが好ましく、より好ましくは、150000〜500000の範囲内である。
【0091】
本発明のアクリル樹脂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により測定することができる。測定条件は以下の通りである。
【0092】
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=2800000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
【0093】
本発明におけるアクリル樹脂の製造方法としては、特に制限は無く、懸濁重合、乳化重合、塊状重合、あるいは溶液重合等の公知の方法のいずれを用いても良い。ここで、重合開始剤としては、通常のパーオキサイド系およびアゾ系のものを用いることができ、また、レドックス系とすることもできる。重合温度については、懸濁または乳化重合では30〜100℃、塊状または溶液重合では80〜160℃で実施しうる。さらに、生成共重合体の還元粘度を制御するために、アルキルメルカプタン等を連鎖移動剤として用いて重合を実施することもできる。
【0094】
本発明のアクリル樹脂としては、市販のものも使用することができる。例えば、デルペット60N、80N(旭化成ケミカルズ(株)製)、ダイヤナールBR52、BR80、BR83、BR85、BR88(三菱レイヨン(株)製)、KT75(電気化学工業(株)製)等が挙げられる。
【0095】
アクリル樹脂と後述するセルロースエステル樹脂の混合質量比率は、90:10〜60:40の範囲内であることがより好ましい。
【0096】
〈セルロースエステル樹脂〉
本発明に用いられるセルロースエステル樹脂は、一般式(1)で表される化合物との相溶性改善以外に、アクリル樹脂の脆性の改善やアクリル樹脂と混合された場合の透明性の改善を同時に達成することから、アシル基の総置換度(T)が2.0〜3.0、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3.0であることが好ましい。即ち、セルロースエステル樹脂は炭素数が3〜7のアシル基により置換されたセルロースエステル樹脂であり、具体的には、プロピオニル、ブチリル等が好ましく用いられるが、特にプロピオニル基が好ましく用いられる。
【0097】
セルロースエステル樹脂のアシル基の総置換度が2.0を下回る場合、即ち、セルロースエステル分子の2,3,6位の水酸基の残度が1.0を上回る場合には、アクリル樹脂と十分に相溶せずヘイズが問題となる。また、アシル基の総置換度が2.0以上であっても、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2を下回る場合は、やはり十分な相溶性が得られないか、脆性が低下することとなる。例えば、アシル基の総置換度が2.0以上の場合であっても、炭素数2のアシル基、即ちアセチル基の置換度が高く、炭素数3〜7のアシル基の置換度が1.2を下回る場合は、相溶性が低下しヘイズが上昇する。また、アシル基の総置換度が2.0以上の場合であっても、炭素数8以上のアシル基の置換度が高く、炭素数3〜7のアシル基の置換度が1.2を下回る場合は、脆性が低下し、所望の特性が得られなにくい。
【0098】
本発明のセルロースエステル樹脂のアシル置換度は、総置換度(T)が2.0〜3.0であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3.0であれば問題ないが、炭素数が3〜7以外のアシル基、即ち、アセチル基や炭素数が8以上のアシル基の置換度の総計が1.3以下とされることが好ましい。
【0099】
本願において、「アシル基」とは、さらに置換基を有するものも包含する意味である。但し、アシル基の炭素数は、アシル基の置換基を包含するものである。
【0100】
本発明に係るセルロースエステル樹脂としては、特にセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートベンゾエート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレートから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【0101】
これらの中で特に好ましいセルロースエステル樹脂は、セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートであり、炭素原子数3または4のアシル基を置換基として有するものが好ましい。
【0102】
アシル基で置換されていない部分は、通常水酸基として存在しているものである。これらは公知の方法で合成することが出来る。
【0103】
なお、アセチル基の置換度や他のアシル基の置換度は、ASTM−D817−96に規定の方法により求めたものである。
【0104】
本発明のセルロースエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特にアクリル樹脂との相溶性、脆性の改善の観点から75000以上であり、75000〜300000の範囲であることが好ましく、100000〜240000の範囲内であることが更に好ましく、160000〜240000のものが特に好ましい。重量平均分子量は前述のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定することができる。
【0105】
本発明の光学フィルムにおいては、アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂は相溶状態で含有されることが好ましい。光学フィルムとして必要とされる物性や品質を、異なる樹脂を相溶させることで相互に補うことにより達成している。
【0106】
アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂が相溶状態となっているかどうかは、例えばガラス転移温度Tgにより判断することが可能である。
【0107】
例えば、両者の樹脂のガラス転移温度が異なる場合、両者の樹脂を混合したときは、各々の樹脂のガラス転移温度が存在するため混合物のガラス転移温度は2つ以上存在するが、一方、両者の樹脂が相溶したときは、各々の樹脂固有のガラス転移温度が消失し、1つのガラス転移温度となって相溶した樹脂のガラス転移温度とする特性となる。
【0108】
尚、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量測定器(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用いて、昇温速度20℃/分で測定し、JIS K7121(1987)に従い求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)とする。
【0109】
アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂は、それぞれ非結晶性樹脂であることが好ましく、いずれか一方が結晶性高分子、あるいは部分的に結晶性を有する高分子であってもよいが、本発明においてアクリル樹脂とセルロースエステル樹脂が相溶することで、非結晶性樹脂となることが好ましい。
【0110】
本発明の光学フィルムにおけるアクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)やセルロースエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)や置換度は、両者の樹脂の溶媒に対して溶解性の差を用いて、分別した後に、それぞれ測定することにより得られる。樹脂を分別する際には、いずれか一方にのみ溶解する溶媒中に相溶された樹脂を添加することで、溶解する樹脂を抽出して分別することができ、このとき加熱操作や環流を行ってもよい。これらの溶媒の組み合わせを2工程以上組み合わせて、樹脂を分別してもよい。溶解した樹脂と、不溶物として残った樹脂を濾別し、抽出物を含む溶液については、溶媒を蒸発させて乾燥させる操作によって樹脂を分別することができる。これらの分別した樹脂は、高分子の一般の構造解析によって特定することができる。本発明の光学フィルムが、アクリル樹脂やセルロースエステル樹脂以外の樹脂を含有する場合も同様の方法で分別することができる。
【0111】
また、相溶された樹脂の重量平均分子量(Mw)がそれぞれ異なる場合は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、高分子量物は早期に溶離され、低分子量物であるほど長い時間を経て溶離されるために、容易に分別可能であるとともに分子量を測定することも可能である。
【0112】
また、相溶した樹脂をGPCによって分子量測定を行うと同時に時間毎に溶離された樹脂溶液を分取して溶媒を留去し乾燥した樹脂の構造解析を定量的に行うことで、異なる分子量の分画毎の樹脂組成を検出することで、相溶されている樹脂をそれぞれ特定することができる。事前に溶媒への溶解性の差で分取した樹脂を、各々GPCによって分子量分布を測定することで、相溶されていた樹脂をそれぞれ検出することもできる。
【0113】
本発明の光学フィルムは、光学フィルムとしての機能を損なわない限りは、アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂以外の樹脂や添加剤を含有して構成されていても良い。
【0114】
アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂以外の樹脂を含有する場合、添加される樹脂が相溶状態であっても、溶解せずに混合されていてもよい。
【0115】
本発明の光学フィルムにおけるアクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の総質量は、光学フィルムの55質量%以上であることが好ましく、更に好ましくは60質量%以上であり、特に好ましくは、70質量%以上である。
【0116】
アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂以外の樹脂や添加剤を用いる際には、本発明の光学フィルムの機能を損なわない範囲で添加量を調整することが好ましい。
【0117】
<その他の紫外線吸収剤>
また、本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で従来公知の紫外線吸収剤も単独または併用で用いることができる。
【0118】
従来公知の紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば、サリチル酸系紫外線吸収剤(フェニルサリシレート、p−tert−ブチルサリシレート等)あるいはベンゾフェノン系紫外線吸収剤(2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメト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−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)、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−アミル−フェニル)ベンゾトリアゾール、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)、シアノアクリレート系紫外線吸収剤(2′−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、エチル−2−シアノ−3−(3′,4′−メチレンジオキシフェニル)−アクリレート等)、トリアジン系紫外線吸収剤、あるいは特開昭58−185677号、同59−149350号記載の化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。
【0119】
ここで、紫外線吸収剤のうちでも、分子量が400以上の紫外線吸収剤は、高沸点で揮発しにくく、高温成形時にも飛散しにくいため性能の安定性の観点で好ましい。
【0120】
分子量が400以上の紫外線吸収剤としては、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]−2−ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]等のベンゾトリアゾール系、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート等のヒンダードアミン系、さらには2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の分子内にヒンダードフェノールとヒンダードアミンの構造を共に有するハイブリッド系のものが挙げられ、これらは単独で、あるいは2種以上を併用して使用することができる。これらのうちでも、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]−2−ベンゾトリアゾールや2,2−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]が特に好ましい。
【0121】
本発明に係る一般式(1)で表される化合物と共に用いられる従来公知の紫外線吸収剤としては、透明性が高く、偏光板や液晶素子の劣化を防ぐ効果に優れたベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく、不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましい。
【0122】
また、本発明においては、従来公知の紫外線吸収性ポリマーを用いることもできる。従来公知の紫外線吸収性ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、RUVA−93(大塚化学製)を単独重合させたポリマー及びRUVA−93と他のモノマーとを共重合させたポリマー等が挙げられる。
【0123】
具体的には、RUVA−93とメチルメタクリレートを3:7の比(質量比)で共重合させたPUVA−30M、5:5の比(質量比)で共重合させたPUVA−50M等が挙げられる。
【0124】
<アクリル粒子>
本発明に係る光学フィルムにアクリル粒子を含有させてもよい。
【0125】
アクリル粒子は、前記アクリル樹脂及びセルロースエステル樹脂と光学フィルム中で粒子の状態で存在すること(非相溶状態ともいう。)が特徴である。
【0126】
上記アクリル粒子は、例えば、作製した光学フィルムを所定量採取し、溶媒に溶解させて攪拌し、充分に溶解・分散させたところで、アクリル粒子の平均粒子径未満の孔径を有するPTFE製のメンブレンフィルターを用いて濾過し、濾過捕集された不溶物の重さが、光学フィルムに添加したアクリル粒子の90質量%以上あることが好ましい。
【0127】
本発明に用いられるアクリル粒子は特に限定されるものではないが、2層以上の層構造を有するアクリル粒子であることが好ましく、特に下記多層構造アクリル系粒状複合体であることが好ましい。
【0128】
多層構造アクリル系粒状複合体とは、中心部から外周部に向かって最内硬質層重合体、ゴム弾性を示す架橋軟質層重合体、および最外硬質層重合体が、層状に重ね合わされてなる構造を有する粒子状のアクリル系重合体を言う。
【0129】
本発明のアクリル系樹脂組成物に用いられる多層構造アクリル系粒状複合体の好ましい態様としては、以下の様なものが挙げられる。(a)メチルメタクリレート80〜98.9質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート1〜20質量%、および多官能性グラフト剤0.01〜0.3質量%からなる単量体混合物を重合して得られる最内硬質層重合体、(b)上記最内硬質層重合体の存在下に、アルキル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレート75〜98.5質量%、多官能性架橋剤0.01〜5質量%および多官能性グラフト剤0.5〜5質量%からなる単量体混合物を重合して得られる架橋軟質層重合体、(c)上記最内硬質層および架橋軟質層からなる重合体の存在下に、メチルメタクリレート80〜99質量%とアルキル基の炭素数が1〜8であるアルキルアクリレート1〜20質量%とからなる単量体混合物を重合して得られる最外硬層重合体、よりなる3層構造を有し、かつ得られた3層構造重合体が最内硬質層重合体(a)5〜40質量%、軟質層重合体(b)30〜60質量%、および最外硬質層重合体(c)20〜50質量%からなり、アセトンで分別したときに不溶部があり、その不溶部のメチルエチルケトン膨潤度が1.5〜4.0であるアクリル系粒状複合体、が挙げられる。
【0130】
なお、特公昭60−17406号あるいは特公平3−39095号において開示されている様に、多層構造アクリル系粒状複合体の各層の組成や粒子径を規定しただけでなく、多層構造アクリル系粒状複合体の引張り弾性率やアセトン不溶部のメチルエチルケトン膨潤度を特定範囲内に設定することにより、さらに充分な耐衝撃性と耐応力白化性のバランスを実現することが可能となる。
【0131】
ここで、多層構造アクリル系粒状複合体を構成する最内硬質層重合体(a)は、メチルメタクリレート80〜98.9質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート1〜20質量%および多官能性グラフト剤0.01〜0.3質量%からなる単量体混合物を重合して得られるものが好ましい。
【0132】
ここで、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートとしては、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挙げられ、メチルアクリレートやn−ブチルアクリレートが好ましく用いられる。
【0133】
最内硬質層重合体(a)におけるアルキルアクリレート単位の割合は1〜20質量%であり、該単位が1質量%未満では、重合体の熱分解性が大きくなり、一方、該単位が20質量%を越えると、最内硬質層重合体(c)のガラス転移温度が低くなり、3層構造アクリル系粒状複合体の耐衝撃性付与効果が低下するので、いずれも好ましくない。
【0134】
多官能性グラフト剤としては、異なる重合可能な官能基を有する多官能性単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸のアリルエステル等が挙げられ、アリルメタクリレートが好ましく用いられる。多官能性グラフト剤は、最内硬質層重合体と軟質層重合体を化学的に結合するために用いられ、その最内硬質層重合時に用いる割合は0.01〜0.3質量%である。
【0135】
アクリル系粒状複合体を構成する架橋軟質層重合体(b)は、上記最内硬質層重合体(a)の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート75〜98.5質量%、多官能性架橋剤0.01〜5質量%および多官能性グラフト剤0.5〜5質量%からなる単量体混合物を重合して得られるものが好ましい。
【0136】
ここで、アルキル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレートとしては、n−ブチルアクリレートや2−エチルヘキシルアクリレートが好ましく用いられる。
【0137】
また、これらの重合性単量体と共に、25質量%以下の共重合可能な他の単官能性単量体を共重合させることも可能である。
【0138】
共重合可能な他の単官能性単量体としては、スチレンおよび置換スチレン誘導体が挙げられる。アルキル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレートとスチレンとの比率は、前者が多いほど生成重合体(b)のガラス転移温度が低下し、即ち軟質化できるのである。
【0139】
一方、樹脂組生物の透明性の観点からは、軟質層重合体(b)の常温での屈折率を最内硬質層重合体(a)、最外硬質層重合体(c)、および硬質熱可塑性アクリル樹脂に近づけるほうが有利であり、これらを勘案して両者の比率を選定する。
【0140】
例えば、被覆層厚みの小さな用途においては、必ずしもスチレンを共重合しなくとも良い。
【0141】
多官能性グラフト剤としては、前記の最内層硬質重合体(a)の項で挙げたものを用いることができる。ここで用いる多官能性グラフト剤は、軟質層重合体(b)と最外硬質層重合体(c)を化学的に結合するために用いられ、その最内硬質層重合時に用いる割合は耐衝撃性付与効果の観点から0.5〜5質量%が好ましい。
【0142】
多官能性架橋剤としては、ジビニル化合物、ジアリル化合物、ジアクリル化合物、ジメタクリル化合物などの一般に知られている架橋剤が使用できるが、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量200〜600)が好ましく用いられる。
【0143】
ここで用いる多官能性架橋剤は、軟質層(b)の重合時に架橋構造を生成し、耐衝撃性付与の効果を発現させるために用いられる。ただし、先の多官能性グラフト剤を軟質層の重合時に用いれば、ある程度は軟質層(b)の架橋構造を生成するので、多官能性架橋剤は必須成分ではないが、多官能性架橋剤を軟質層重合時に用いる割合は耐衝撃性付与効果の観点から0.01〜5質量%が好ましい。
【0144】
多層構造アクリル系粒状複合体を構成する最外硬質層重合体(c)は、上記最内硬質層重合体(a)および軟質層重合体(b)の存在下に、メチルメタクリレート80〜99質量%およびアルキル基の炭素数が1〜8であるアルキルアクリレート1〜20質量%からなる単量体混合物を重合して得られるものが好ましい。
【0145】
ここで、アクリルアルキレートとしては、前述したものが用いられるが、メチルアクリレートやエチルアクリレートが好ましく用いられる。最外硬質層(c)におけるアルキルアクリレート単位の割合は、1〜20質量%が好ましい。
【0146】
また、最外硬質層(c)の重合時に、アクリル樹脂との相溶性向上を目的として、分子量を調節するためアルキルメルカプタン等を連鎖移動剤として用い、実施することも可能である。
【0147】
とりわけ、最外硬質層に、分子量が内側から外側へ向かって次第に小さくなるような勾配を設けることは、伸びと耐衝撃性のバランスを改良するうえで好ましい。具体的な方法としては、最外硬質層を形成するための単量体混合物を2つ以上に分割し、各回ごとに添加する連鎖移動剤量を順次増加するような手法によって、分子量を内側から外側へ向かって小さくすることが可能である。
【0148】
この際に形成される分子量は、各回に用いられる単量体混合物をそれ単独で同条件にて重合し、得られた重合体の分子量を測定することによって調べることもできる。
【0149】
本発明に好ましく用いられる多層構造重合体であるアクリル系粒状複合体の粒子径については、特に限定されるものではないが、10nm以上、1000nm以下であることが好ましく、さらに、20nm以上、500nm以下であることがより好ましく、特に50nm以上、400nm以下であることが最も好ましい。
【0150】
本発明に好ましく用いられる多層構造重合体であるアクリル系粒状複合体において、コアとシェルの質量比は、特に限定されるものではないが、多層構造重合体全体を100質量部としたときに、コア層が50質量部以上、90質量部以下であることが好ましく、さらに、60質量部以上、80質量部以下であることがより好ましい。
【0151】
このような多層構造アクリル系粒状複合体の市販品の例としては、例えば、三菱レイヨン社製“メタブレン”、鐘淵化学工業社製“カネエース”、呉羽化学工業社製“パラロイド”、ロームアンドハース社製“アクリロイド”、ガンツ化成工業社製“スタフィロイド”およびクラレ社製“パラペットSA”などが挙げられ、これらは、単独ないし2種以上を用いることができる。
【0152】
また、本発明に好ましく用いられるアクリル粒子として好適に使用されるグラフト共重合体であるアクリル粒子の具体例としては、ゴム質重合体の存在下に、不飽和カルボン酸エステル系単量体、不飽和カルボン酸系単量体、芳香族ビニル系単量体、および必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル系単量体からなる単量体混合物を共重合せしめたグラフト共重合体が挙げられる。
【0153】
グラフト共重合体であるアクリル粒子に用いられるゴム質重合体には特に制限はないが、ジエン系ゴム、アクリル系ゴムおよびエチレン系ゴムなどが使用できる。具体例としては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンのブロック共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体、アクリル酸ブチル−メタクリル酸メチル共重合体、ブタジエン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン系共重合体、エチレン−イソプレン共重合体、およびエチレン−アクリル酸メチル共重合体などが挙げられる。これらのゴム質重合体は、1種または2種以上の混合物で使用することが可能である。
【0154】
また、アクリル樹脂およびアクリル粒子のそれぞれの屈折率が近似している場合、本発明の光学フィルムの透明性を得ることができるため、好ましい。具体的には、アクリル粒子とアクリル樹脂の屈折率差が0.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.02以下、とりわけ0.01以下であることが好ましい。
【0155】
このような屈折率条件を満たすためには、アクリル樹脂の各単量体単位組成比を調整する方法、および/またはアクリル粒子に使用されるゴム質重合体あるいは単量体の組成比を調製する方法などにより、屈折率差を小さくすることができ、透明性に優れた光学フィルムを得ることができる。
【0156】
尚、ここで言う屈折率差とは、アクリル樹脂が可溶な溶媒に、本発明の光学フィルムを適当な条件で十分に溶解させ白濁溶液とし、これを遠心分離等の操作により、溶媒可溶部分と不溶部分に分離し、この可溶部分(アクリル樹脂)と不溶部分(アクリル粒子)をそれぞれ精製した後、測定した屈折率(23℃、測定波長:550nm)の差を示す。
【0157】
本発明においてアクリル樹脂に、アクリル粒子を配合する方法には、特に制限はなく、アクリル樹脂とその他の任意成分を予めブレンドした後、通常200〜350℃において、アクリル粒子を添加しながら一軸または二軸押出機により均一に溶融混練する方法が好ましく用いられる。
【0158】
また、アクリル粒子を予め分散した溶液を、アクリル樹脂、及びセルロースエステル樹脂を溶解した溶液(ドープ液)に添加して混合する方法や、アクリル粒子及びその他の任意の添加剤を溶解、混合した溶液をインライン添加する等の方法を用いることができる。
【0159】
本発明のアクリル粒子としては、市販のものも使用することができる。例えば、メタブレンW−341(C2)(三菱レイヨン(株)製)を、ケミスノーMR−2G(C3)、MS−300X(C4)(綜研化学(株)製)等を挙げることができる。
【0160】
本発明に係る光学フィルムにおいて、該フィルムを構成する樹脂の総質量に対して、0.5〜45質量%のアクリル粒子を含有することが好ましい。
【0161】
<可塑剤>
本発明に係る光学フィルムは可塑剤を含有させることもでき、用いることのできる可塑剤としては特に限定されないが、例えば、多価アルコールエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、3価以上の芳香族多価カルボン酸エステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、糖エステル系化合物、アクリル系ポリマーなどを用いることができる。特に好ましくは、多価アルコールエステル系可塑剤である。また、リン酸エステル系可塑剤の添加量は偏光度の耐久性の観点から6質量%以下とすることが好ましい。
【0162】
可塑剤の含有量は、光学フィルム中に1〜20質量%含有することが好ましく、特に3〜11質量%含有することが好ましい。
【0163】
多価アルコールエステルは、2価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなり、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有することが好ましい。
【0164】
多価アルコールエステルに用いられる多価アルコールは、次の一般式(i)で表される。
【0165】
一般式(i):R1−(OH)n
式中、R1はn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性水酸基またはフェノール性水酸基を表す。
【0166】
好ましい多価アルコールの例としては、以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0167】
アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,3−ヘキサントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン、ジグリセリン、ガラクチトール、イノシトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、キシリトールなどを挙げることができる。中でもグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましい。
【0168】
多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸などを用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると、透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。好ましいモノカルボン酸の例としては、以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0169】
脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることがさらに好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。酢酸を用いるとセルロースエステルとの相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。
【0170】
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸などを挙げることができる。
【0171】
好ましい脂環族モノカルボン酸としては炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、具体的にはシクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸などが挙げられる。
【0172】
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸などの安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸などのベンゼン環を2個以上持つ芳香族モノカルボン酸を挙げることができる。特に、安息香酸が好ましい。
【0173】
これらの脂環族モノカルボン酸および芳香族モノカルボン酸は置換されていてもよく、好ましい置換基としては、ハロゲン原子、例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アラルキル基(このフェニル基にはアルキル基またはハロゲン原子等によってさらに置換されていてもよい)、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基(このフェニル基にはアルキル基またはハロゲン原子等によってさらに置換されていてもよい。)、フェノキシ基(このフェニル基にはアルキル基またはハロゲン原子等によってさらに置換されていてもよい。)、アセチル基、プロピオニル基等の炭素数2〜8のアシル基、またアセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等の炭素数2〜8の無置換のカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【0174】
多価アルコールエステルの分子量は特に制限はないが、揮発性、相溶性等の観点から、分子量300〜1500の範囲であることが好ましく、400〜1000の範囲であることがさらに好ましい。
【0175】
多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸は一種類でもよいし、二種以上の混合であってもよい。また、多価アルコール中のOH基は全てエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。
【0176】
多価アルコールエステルは、公知の方法により合成できる。前記モノカルボン酸と、前記多価アルコールを例えば、酸の存在下縮合させエステル化する方法、また、有機酸を予め酸クロライドあるいは酸無水物としておき、多価アルコールと反応させる方法、有機酸のフェニルエステルと多価アルコールを反応させる方法等があり、目的とするエステル化合物により、適宜、収率のよい方法を選択することが好ましい。
【0177】
可塑剤としての多価アルコールエステルは、前記多価アルコール脂肪酸エステルを兼ねても良い。
【0178】
ポリエステル系可塑剤としては、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有するポリエステル系可塑剤を用いることが好ましい。好ましいポリエステル系可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(ii)で表させる。
【0179】
一般式(ii):B−(G−A)n1−G−B
(式中、Bはベンゼンモノカルボン酸残基、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基または炭素数6〜12のアリールグリコール残基または炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基、Aは炭素数2〜12のアルキレンジカルボン酸残基または炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基を表し、またn1は1以上の整数を表す。)
一般式(ii)中、Bで示されるベンゼンモノカルボン酸残基とGで示されるアルキレングリコール残基またはオキシアルキレングリコール残基またはアリールグリコール残基、Aで示されるアルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基とから構成されるものであり、通常のポリエステル系可塑剤と同様の反応により得られる。
【0180】
本発明で使用されるポリエステル系可塑剤のベンゼンモノカルボン酸成分としては、例えば、安息香酸、パラターシャリブチル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ一種または二種以上の混合物として使用することができる。
【0181】
ポリエステル系可塑剤の炭素数2〜12のアルキレングリコール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロ−ルペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル1,3−ペンタンジオール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール、2−メチル1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、一種または二種以上の混合物として使用される。
【0182】
また、芳香族末端エステルの炭素数4〜12のオキシアルキレングリコール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
【0183】
芳香族末端エステルの炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ一種または二種以上の混合物として使用される。炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等がある。
【0184】
本発明で使用されるポリエステル系可塑剤は数平均分子量が400〜2000であることが好ましく、より好ましくは500〜1500である。また、その酸価は0.5mgKOH/g以下、かつ水酸基価は25mgKOH/g以下であることが好ましく、より好ましくは酸価0.3mgKOH/g以下、かつ水酸基価は15mgKOH/g以下のものが好適である。
【0185】
3価以上の芳香族多価カルボン酸エステル系可塑剤としてはトリメシン酸エステル、トリメリット酸エステルまたはピロメリット酸エステルであることが好ましい。芳香族多価カルボン酸とエステルを形成するアルコールは炭素数1〜8のアルコールであることが好ましい。
【0186】
特に好ましい3価以上の芳香族多価カルボン酸エステル系可塑剤の例としては、トリメシン酸トリブチル、トリメシン酸トリヘキシル、トリメシン酸トリ2−エチル−ヘキシル、トリメシン酸トリシクロヘキシル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリヘキシル、トリメリット酸トリ2−エチル−ヘキシル、トリメリット酸トリシクロヘキシル、ピロメリット酸テトラブチル、ピロメリット酸テトラヘキシル、ピロメリット酸テトラ2−エチルヘキシル、ピロメリット酸テトラシクロヘキシル、などが上げられるが本発明はこれらに限定されるものではない。
【0187】
グリコレート系可塑剤としては、エチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、リン酸エステル系可塑剤では、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート、1,3−フェニレンビス(ジキシレニルホスフェート)、1,3−フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)等、フタル酸エステル系可塑剤では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート等を用いることができる。この他、アセチルトリブチルシトレートなどのクエン酸エステル系可塑剤、エポキシ化オイル系可塑剤なども使用することができる。
【0188】
糖エステル系化合物は、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、アラビノース、ラクトース、スクロース、セロビオース、セロトリオース、マルトトリオース、ラフィノース等の糖類の水酸基を一価の有機酸で全てまたは部分的にエステル化した化合物である。
【0189】
有機酸の例としては酢酸、プロピオン酸等のアルキルカルボン酸、安息香酸等の芳香族カルボン酸、その他シクロアルキルカルボン酸等が挙げられ、それらの混合エステルでもよい。特に好ましい糖エステル系可塑剤はスクロースベンゾエートである。市販品としては、例えばモノペットSB(第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
【0190】
<酸化防止剤、熱劣化防止剤>
本発明では、酸化防止剤、熱劣化防止剤としては、通常知られている劣化防止剤(酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミンなど)を使用することができる。特に、ラクトン系、イオウ系、フェノール系、二重結合系、ヒンダードアミン系、リン系化合物のものを好ましく用いることができる。劣化防止剤については、特開平3−199201号公報、特開平5−194789号公報、特開平5−271471号公報、特開平6−107854号公報に記載がある。
【0191】
上記フェノール系化合物としては、2,6−ジアルキルフェノール構造を有するものが好ましく、例えば、チバ・ジャパン(株)から、Irganox1076、Irganox1010という商品名で市販されているものが好ましい。
【0192】
上記リン系化合物は、例えば、住友化学(株)から、Sumilizer−GP、ADEKA(株)からADK STAB PEP−24G、ADK STAB PEP−36およびADK STAB 3010、チバ・ジャパン(株)からIRGAFOS P−EPQ、堺化学(株)からGSY−P101という商品名で市販されているものが好ましい。
【0193】
上記ヒンダードアミン系化合物は、例えば、チバ・ジャパン(株)から、Tinuvin144およびTinuvin770、ADEKA(株)からADK STAB LA−52という商品名で市販されているものが好ましい。
【0194】
上記イオウ系化合物は、例えば、住友化学(株)から、Sumilizer TPL−RおよびSumilizer TP−Dという商品名で市販されているものが好ましい。
【0195】
上記二重結合系化合物は、住友化学(株)から、Sumilizer−GMおよびSumilizer−GSという商品名で市販されているものが好ましい。
【0196】
さらに、酸捕捉剤として米国特許第4,137,201号明細書に記載されているようなエポキシ基を有する化合物を含有させることも可能である。
【0197】
これらの酸化防止剤等は、再生使用される際の工程に合わせて適宜添加する量が決められるが、一般には、フィルムの主原料である樹脂に対して、0.05〜5質量%の範囲で添加される。
【0198】
これらの酸化防止剤、熱劣化防止剤は、一種のみを用いるよりも数種の異なった系の化合物を併用することで相乗効果を得ることができる。例えば、ラクトン系、リン系、フェノール系および二重結合系化合物の併用は好ましい。
【0199】
<着色剤>
本発明においては、着色剤を使用しても良い。通常、着色剤とは染料や顔料を意味するが、本発明では、液晶画面の色調を青色調にする効果またはイエローインデックス(黄色度)の調整、ヘイズの低減効果を有するものを指す。
【0200】
着色剤としては各種の染料、顔料が使用可能だが、アントラキノン染料、アゾ染料、フタロシアニン顔料などが有効である。
【0201】
<光学フィルムの製膜>
光学フィルムの製膜方法の例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0202】
本発明の光学フィルムの製膜方法としては、インフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルジョン法、ホットプレス法等の製造法が使用できるが、着色抑制、異物欠点の抑制、ダイラインなどの光学欠点の抑制などの観点から流延法による溶液製膜が好ましい。
【0203】
〈有機溶媒〉
本発明の光学フィルムを溶液流延法で製造する場合のドープを形成するのに有用な有機溶媒は、アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂、その他の添加剤を同時に溶解するものであれば制限なく用いることが出来る。
【0204】
例えば、塩素系有機溶媒としては、塩化メチレン、非塩素系有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−ヘキサフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタン等を挙げることが出来、塩化メチレン、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトンを好ましく使用し得る。
【0205】
ドープには、上記有機溶媒の他に、1〜40質量%の炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールを含有させることが好ましい。ドープ中のアルコールの比率が高くなるとウェブがゲル化し、金属支持体からの剥離が容易になり、また、アルコールの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒系でのアクリル樹脂、セルロースエステル樹脂の溶解を促進する役割もある。
【0206】
特に、メチレンクロライド、及び炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールを含有する溶媒に、アクリル樹脂と、セルロースエステル樹脂と、アクリル粒子の3種を、少なくとも計15〜45質量%溶解させたドープ組成物であることが好ましい。
【0207】
炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノールを挙げることが出来る。これらの内ドープの安定性、沸点も比較的低く、乾燥性もよいこと等からエタノールが好ましい。
【0208】
以下、本発明の光学フィルムの好ましい製膜方法について説明する。
【0209】
1)溶解工程
アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂に対する良溶媒を主とする有機溶に、溶解釜中で該アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂、場合によってアクリル粒子、その他の添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程、或いは該アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂溶液に、場合によってアクリル粒子溶液、その他の添加剤溶液を混合して主溶解液であるドープを形成する工程である。
【0210】
アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂の溶解には、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、または特開平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出来るが、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。
【0211】
ドープ中のアクリル樹脂と、セルロースエステル樹脂は、計15〜45質量%の範囲であることが好ましい。溶解中または後のドープ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。
【0212】
濾過は捕集粒子径0.5〜5μmでかつ濾水時間10〜25sec/100mlの濾材を用いることが好ましい。
【0213】
この方法では、粒子分散時に残存する凝集物や主ドープ添加時発生する凝集物を、捕集粒子径0.5〜5μmでかつ濾水時間10〜25sec/100mlの濾材を用いることで凝集物だけ除去出来る。主ドープでは粒子の濃度も添加液に比べ十分に薄いため、濾過時に凝集物同士がくっついて急激な濾圧上昇することもない。
【0214】
図1は本発明に好ましい溶液流延製膜方法のドープ調製工程、流延工程及び乾燥工程を模式的に示した図である。
【0215】
必要な場合は、アクリル粒子仕込釜41より濾過器44で大きな凝集物を除去し、ストック釜42へ送液する。その後、ストック釜42より主ドープ溶解釜1へアクリル粒子添加液を添加する。
【0216】
その後主ドープ液は主濾過器3にて濾過され、これに紫外線吸収剤添加液が16よりインライン添加される。
【0217】
多くの場合、主ドープには返材が10〜50質量%程度含まれることがある。返材にはアクリル粒子が含まれることがある、その場合には返材の添加量に合わせてアクリル粒子添加液の添加量をコントロールすることが好ましい。
【0218】
アクリル粒子を含有する添加液には、アクリル粒子を0.5〜10質量%含有していることが好ましく、1〜10質量%含有していることが更に好ましく、1〜5質量%含有していることが最も好ましい。
【0219】
アクリル粒子の含有量の少ない方が、低粘度で取り扱い易く、アクリル粒子の含有量の多い方が、添加量が少なく、主ドープへの添加が容易になるため、上記の範囲が好ましい。
【0220】
返材とは、光学フィルムを細かく粉砕した物で、光学フィルムを製膜するときに発生する、フィルムの両サイド部分を切り落とした物や、擦り傷などでスペックアウトした光学フィルム原反が使用される。
【0221】
また、予めアクリル樹脂、セルロースエステル樹脂、場合によってアクリル粒子を混練してペレット化したものも、好ましく用いることができる。
【0222】
2)流延工程
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30に送液し、無限に移送する無端の金属ベルト31、例えばステンレスベルト、或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を流延する工程である。
【0223】
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、ドープ量を分割して重層してもよい。或いは複数のドープ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。
【0224】
3)溶媒蒸発工程
ウェブ(流延用支持体上にドープを流延し、形成されたドープ膜をウェブと呼ぶ)を流延用支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる工程である。
【0225】
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、裏面液体伝熱方法が乾燥効率が良く好ましい。又、それらを組み合わせる方法も好ましく用いられる。流延後の支持体上のウェブを40〜100℃の雰囲気下、支持体上で乾燥させることが好ましい。40〜100℃の雰囲気下に維持するには、この温度の温風をウェブ上面に当てるか赤外線等の手段により加熱することが好ましい。
【0226】
面品質、透湿性、剥離性の観点から、30〜120秒以内で該ウェブを支持体から剥離することが好ましい。
【0227】
4)剥離工程
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。剥離されたウェブは次工程に送られる。
【0228】
金属支持体上の剥離位置における温度は好ましくは10〜40℃であり、更に好ましくは11〜30℃である。
【0229】
尚、剥離する時点での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50〜120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、ウェブが柔らか過ぎると剥離時平面性を損なったり、剥離張力によるツレや縦スジが発生し易いため、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。
【0230】
ウェブの残留溶媒量は下記式で定義される。
【0231】
残留溶媒量(%)=(ウェブの加熱処理前質量−ウェブの加熱処理後質量)/(ウェブの加熱処理後質量)×100
尚、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、115℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
【0232】
金属支持体とフィルムを剥離する際の剥離張力は、通常、196〜245N/mであるが、剥離の際に皺が入り易い場合、190N/m以下の張力で剥離することが好ましく、更には、剥離できる最低張力〜166.6N/m、次いで、最低張力〜137.2N/mで剥離することが好ましいが、特に好ましくは最低張力〜100N/mで剥離することである。
【0233】
本発明においては、該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。
【0234】
5)乾燥及び延伸工程
剥離後、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35、及び/また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延伸装置34を用いて、ウェブを乾燥する。
【0235】
乾燥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ェーブを当てて加熱する手段もある。余り急激な乾燥は出来上がりのフィルムの平面性を損ね易い。高温による乾燥は残留溶媒が8質量%以下くらいから行うのがよい。全体を通し、乾燥は概ね40〜250℃で行われる。特に40〜160℃で乾燥させることが好ましい。
【0236】
テンター延伸装置を用いる場合は、テンターの左右把持手段によってフィルムの把持長(把持開始から把持終了までの距離)を左右で独立に制御出来る装置を用いることが好ましい。また、テンター工程において、平面性を改善するため意図的に異なる温度を持つ区画を作ることも好ましい。
【0237】
また、異なる温度区画の間にそれぞれの区画が干渉を起こさないように、ニュートラルゾーンを設けることも好ましい。
【0238】
尚、延伸操作は多段階に分割して実施してもよく、流延方向、幅手方向に二軸延伸を実施することも好ましい。また、二軸延伸を行う場合には同時二軸延伸を行ってもよいし、段階的に実施してもよい。
【0239】
この場合、段階的とは、例えば、延伸方向の異なる延伸を順次行うことも可能であるし、同一方向の延伸を多段階に分割し、かつ異なる方向の延伸をそのいずれかの段階に加えることも可能である。即ち、例えば、次のような延伸ステップも可能である。
【0240】
・流延方向に延伸−幅手方向に延伸−流延方向に延伸−流延方向に延伸
・幅手方向に延伸−幅手方向に延伸−流延方向に延伸−流延方向に延伸
また、同時2軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方を張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。同時2軸延伸の好ましい延伸倍率は幅手方向、長手方向ともに×1.01倍〜×1.5倍の範囲でとることができる。
【0241】
テンターを行う場合のウェブの残留溶媒量は、テンター開始時に20〜100質量%であるのが好ましく、かつウェブの残留溶媒量が10質量%以下になる迄テンターを掛けながら乾燥を行うことが好ましく、更に好ましくは5質量%以下である。
【0242】
テンターを行う場合の乾燥温度は、30〜150℃が好ましく、50〜120℃が更に好ましく、70〜100℃が最も好ましい。
【0243】
テンター工程において、雰囲気の幅手方向の温度分布が少ないことが、フィルムの均一性を高める観点から好ましく、テンター工程での幅手方向の温度分布は、±5℃以内が好ましく、±2℃以内がより好ましく、±1℃以内が最も好ましい。
【0244】
6)巻き取り工程
ウェブ中の残留溶媒量が2質量%以下となってから光学フィルムとして巻き取り機37により巻き取る工程であり、残留溶媒量を0.4質量%以下にすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることが出来る。
【0245】
巻き取り方法は、一般に使用されているものを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等があり、それらを使いわければよい。
【0246】
本発明の光学フィルムは、長尺フィルムであることが好ましく、具体的には、100m〜5000m程度のものを示し、通常、ロール状で提供される形態のものである。また、フィルムの幅は1.3〜4mであることが好ましく、1.4〜2mであることがより好ましい。
【0247】
本発明の光学フィルムの膜厚に特に制限はないが、後述する偏光板保護フィルムに使用する場合は20〜200μmであることが好ましく、25〜100μmであることがより好ましく、30〜80μmであることが特に好ましい。
【0248】
<機能性層>
次いで、本発明の光学フィルムに設けることのできる機能性層について説明する。
【0249】
該機能性層は特に限定されるものではなく、ハードコート層、反射防止層、防汚層、バックコート層、アンチカール層、導電性層(帯電防止層ともいう)、下引き層、光散乱層、接着層等が挙げられるが、本発明では基材フィルムと上記機能性層との耐光密着性が改善されるという優れた効果を有する。
【0250】
機能性層の中で、光学フィルムにおいては特に有用なハードコート層について詳細を述べる。
【0251】
〈ハードコート層〉
本発明の光学フィルムは基材フィルムと機能性層の耐光密着性が改善されることから、基材フィルム上にハードコート層を設けるか、または基材フィルムと反射防止層の間にハードコート層として活性線硬化樹脂を含有する層を設けることが好ましい。
【0252】
「活性線硬化樹脂」とは、紫外線や電子線のような活性線(「活性エネルギー線」ともいう。)照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂をいう。活性線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させて活性線硬化樹脂層が形成される。活性線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、紫外線照射によって硬化する樹脂が好ましい。
【0253】
紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。中でも紫外線硬化型アクリレート系樹脂が好ましい。
【0254】
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、またはプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。例えば、特開昭59−151110号に記載のものを用いることができる。
【0255】
例えば、ユニディック17−806(大日本インキ(株)製)100部とコロネートL(日本ポリウレタン(株)製)1部との混合物等が好ましく用いられる。
【0256】
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成されるものを挙げることができ、特開昭59−151112号に記載のものを用いることができる。
【0257】
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光重合開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平1−105738号に記載のものを用いることができる。
【0258】
紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。
【0259】
これら紫外線硬化性樹脂の光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾイン及びその誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることができる。光増感剤と共に使用してもよい。上記光重合開始剤も光増感剤として使用できる。また、エポキシアクリレート系の光重合開始剤の使用の際、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることができる。紫外線硬化性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤また光増感剤は該組成物100質量部に対して0.1〜15質量部であり、好ましくは1〜10質量部である。
【0260】
樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、酢酸ビニル、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることができる。また不飽和二重結合を二つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。
【0261】
本発明において使用し得る紫外線硬化性樹脂の市販品としては、アデカオプトマーKR・BYシリーズ:KR−400、KR−410、KR−550、KR−566、KR−567、BY−320B(旭電化(株)製);コーエイハードA−101−KK、A−101−WS、C−302、C−401−N、C−501、M−101、M−102、T−102、D−102、NS−101、FT−102Q8、MAG−1−P20、AG−106、M−101−C(広栄化学(株)製);セイカビームPHC2210(S)、PHC X−9(K−3)、PHC2213、DP−10、DP−20、DP−30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(大日精化工業(株)製);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(ダイセル・ユーシービー(株)製);RC−5015、RC−5016、RC−5020、RC−5031、RC−5100、RC−5102、RC−5120、RC−5122、RC−5152、RC−5171、RC−5180、RC−5181(大日本インキ化学工業(株)製);オーレックスNo.340クリヤ(中国塗料(株)製);サンラッドH−601、RC−750、RC−700、RC−600、RC−500、RC−611、RC−612(三洋化成工業(株)製);SP−1509、SP−1507(昭和高分子(株)製);RCC−15C(グレース・ジャパン(株)製)、アロニックスM−6100、M−8030、M−8060(東亞合成(株)製)等を適宜選択して利用できる。
【0262】
また、具体的化合物例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。
【0263】
こうして得たハードコート層には耐傷性、滑り性や屈折率を調整するために無機化合物または有機化合物の微粒子を含んでもよい。
【0264】
ハードコート層に使用される無機微粒子としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、ITO、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。特に、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等が好ましく用いられる。
【0265】
また有機粒子としては、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリルスチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ベンゾグアナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、またはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等紫外線硬化性樹脂組成物に加えることができる。特に好ましくは、架橋ポリスチレン粒子(例えば、綜研化学製SX−130H、SX−200H、SX−350H)、ポリメチルメタクリレート系粒子(例えば、綜研化学製MX150、MX300)が挙げられる。
【0266】
これらの微粒子粉末の平均粒径としては、0.01〜5μmが好ましく0.1〜5.0μm、更に、0.1〜4.0μmであることが特に好ましい。また、粒径の異なる2種以上の微粒子を含有することが好ましい。紫外線硬化性樹脂組成物と微粒子の割合は、樹脂組成物100質量部に対して、0.1〜30質量部となるように配合することが望ましい。
【0267】
これらのハードコート層はグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、インクジェット法等公知の方法で塗設することができる。塗布後、加熱乾燥し、UV硬化処理を行う。
【0268】
紫外線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化させ、ハードコート層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性線の照射量は、通常5〜500mJ/cm、好ましくは5〜150mJ/cmであるが、特に好ましくは20〜100mJ/cmである。
【0269】
また、活性線を照射する際には、フィルムの搬送方向に張力を付与しながら行うことが好ましく、更に好ましくは幅方向にも張力を付与しながら行うことである。付与する張力は30〜300N/mが好ましい。張力を付与する方法は特に限定されず、バックロール上で搬送方向に張力を付与してもよく、テンターにて幅方向、または2軸方向に張力を付与してもよい。これによって更に平面性に優れたフィルムを得ることができる。
【0270】
ハードコート層塗布液には溶媒が含まれていてもよく、必要に応じて適宜含有し、希釈されたものであってもよい。塗布液に含有される有機溶媒としては、例えば、炭化水素類(トルエン、キシレン、)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸メチル)、グリコールエーテル類、その他の有機溶媒の中から適宜選択し、またはこれらを混合し利用できる。プロピレングリコールモノアルキルエーテル(アルキル基の炭素原子数として1〜4)またはプロピレングリコールモノアルキルエーテル酢酸エステル(アルキル基の炭素原子数として1〜4)等を5質量%以上、より好ましくは5〜80質量%以上含有する上記有機溶媒を用いるのが好ましい。
【0271】
ハードコート層は、JIS B 0601で規定される中心線平均粗さ(Ra)が0.001〜0.1μmのクリアハードコート層、または微粒子等を添加しRaが0.1〜1μmに調整された防眩性ハードコート層であることが好ましい。中心線平均粗さ(Ra)は光干渉式の表面粗さ測定器で測定することが好ましく、例えばWYKO社製非接触表面微細形状計測装置WYKO NT−2000を用いて測定することができる。
【0272】
更にハードコート層には、シリコーン系界面活性剤或いはポリオキシエーテル化合物を含有させることが好ましい。これらは塗布性を高め、これらの成分は、塗布液中の固形分成分に対し、0.01〜3質量%の範囲で添加することが好ましい。
【0273】
また、ハードコート層は、2層以上の重層構造を有していてもよい。その中の1層は例えば導電性微粒子、または、イオン性ポリマーを含有する所謂導電性層としてもよいし、また、種々の表示素子に対する色補正用フィルターとして色調調整機能を有する色調調整剤(染料もしくは顔料等)を含有させてもよいし、また電磁波遮断剤または赤外線吸収剤等を含有させそれぞれの機能を有するようにすることは好ましい。
【0274】
ハードコート層塗布液の塗布方法としては、前述のものを用いることができる。塗布量はウェット膜厚として0.1〜40μmが適当で、好ましくは、0.5〜30μmである。また、ドライ膜厚としては平均膜厚0.1〜30μm、好ましくは1〜20μmである。
【0275】
ハードコート層は塗布乾燥後に、紫外線を照射するのがよく、必要な活性線の照射量を得るための照射時間としては、0.1秒〜1分程度がよく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率または作業効率の観点から0.1〜10秒がより好ましい。
【0276】
また、これら活性線照射部の照度は0.05〜0.2W/mであることが好ましい。
【0277】
<偏光板>
本発明に係る偏光板は、一般的な方法で作製することが出来る。本発明の光学フィルムの裏面側に粘着層を設け、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、貼り合わせることが好ましい。
【0278】
もう一方の面には該フィルムを用いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。例えば、市販のセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック KC8UX、KC4UX、KC5UX、KC8UY、KC4UY、KC12UR、KC8UCR−3、KC8UCR−4、KC8UCR−5、KV8UY−HA、KV8UX−RHA、以上コニカミノルタオプト(株)製)等が好ましく用いられる。
【0279】
偏光板の主たる構成要素である偏光子とは、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光膜は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがある。
【0280】
偏光子は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。
【0281】
上記粘着層に用いられる粘着剤としては、粘着層の少なくとも一部分において25℃での貯蔵弾性率が1.0×10Pa〜1.0×10Paの範囲である粘着剤が用いられていることが好ましく、粘着剤を塗布し、貼り合わせた後に種々の化学反応により高分子量体または架橋構造を形成する硬化型粘着剤が好適に用いられる。
【0282】
具体例としては、例えば、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、水性高分子−イソシアネート系粘着剤、熱硬化型アクリル粘着剤等の硬化型粘着剤、湿気硬化ウレタン粘着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間粘着剤、アクリレートとペルオキシド系の2液型瞬間粘着剤等が挙げられる。
【0283】
上記粘着剤としては1液型であっても良いし、使用前に2液以上を混合して使用する型であっても良い。
【0284】
また上記粘着剤は有機溶剤を媒体とする溶剤系であってもよいし、水を主成分とする媒体であるエマルジョン型、コロイド分散液型、水溶液型などの水系であってもよいし、無溶剤型であってもよい。上記粘着剤液の濃度は、粘着後の膜厚、塗布方法、塗布条件等により適宜決定されれば良く、通常は0.1〜50質量%である。
【0285】
<表示装置>
本発明の光学フィルムを貼合した偏光板を少なくとも液晶セルの一方の面に用いて液晶表示装置に組み込むことによって、種々の耐久性に優れた液晶表示装置を作製することができる。本発明に係る偏光板は、前記粘着層等を介して液晶セルに貼合する。
【0286】
本発明に係る偏光板は反射型、透過型、半透過型LCDまたはTN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型、MVA型)、IPS型等の各種駆動方式のLCDで好ましく用いられる。
【0287】
また、本発明の光学フィルムは平面性に優れ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、有機ELディスプレイ、無機ELディスプレイ、電子ペーパー等の各種表示装置にも好ましく用いられる。
【実施例】
【0288】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0289】
実施例1
用いる素材の種類、合成法、特性について以下に記す。
【0290】
・アクリル樹脂:ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製、Mw280000)
・環状ポリオレフィン重合体(COP):精製トルエン220質量部とノルボルネンカルボン酸メチルエステル100質量部及びノルボルネン27質量部を反応釜に投入した。次いでトルエン30質量部中に溶解したパラジウム(II)アセチルアセトネート0.03質量部、トリシクロヘキシルフォスフィン0.04質量部、及び12質量部のメチレンクロライドに溶解したジメチルアルミニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩0.15質量部を反応釜に投入した。90℃で攪拌しながら18時間反応させた。反応終了後、過剰のエタノール中に反応混合物を投入し、重合物沈殿を生成させた。沈殿を精製し得られた重合体(COP)を真空乾燥で65℃24時間乾燥した。Mw=51000
・ポリスチレン:日本ポリスチレン株式会社製G899
・ポリプロピレン:(株)グランドポリマー製FO−50F
・ポリイミド:ダイセル(株)製ダイアミド430
・セルロースエステル:セルロースアセテートプロピオネート(アシル基総置換度2.75、アセチル基置換度0.19、プロピオニル基置換度2.56、Mw=200000)
<光学フィルム101の作製>
(ドープ液組成)
ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製) 70質量部
環状ポリオレフィン重合体(COP) 30質量部
一般式(1)で表される化合物(例示化合物S−34、logP14.1)
10質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
上記組成物を、加熱しながら十分に溶解し、ドープ液を作製した。
【0291】
尚、上記一般式(1)で表される化合物のオクタノール−水分配係数(logP値)の測定は、JIS Z−7260−107(2000)に記載のフラスコ浸とう法により実施して求めた。
【0292】
(フィルム製膜)
上記作製したドープ液を、ベルト流延装置を用い、温度22℃、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力162N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。
【0293】
剥離した光学フィルムのウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1.6m幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は10%であった。
【0294】
テンターで延伸後、130℃で5分間緩和を行った後、120℃、140℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1.5m幅にスリットし、フィルム両端に幅10mm高さ5μmのナーリング加工を施し、初期張力220N/m、終張力110N/mで内径15.24cmコアに巻き取り、光学フィルム101を得た。
【0295】
ステンレスバンド支持体の回転速度とテンターの運転速度から算出されるMD方向の延伸倍率は1.1倍であった。光学フィルム101の残留溶剤量は0.1%であり、膜厚は60μm、巻長は4000mであった。
【0296】
<光学フィルム102〜106の作製>
表2に記載のように、ダイヤナールBR85に混合する樹脂をポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、セルロースエステルに、溶媒であるメチレンクロライド、エタノールを換えた以外は光学フィルム101と同様にして、光学フィルム102〜106を作製した。尚、光学フィルム106はアクリル樹脂単独使用である。
【0297】
《評価》
(内部ヘイズ値)
作製した光学フィルムを、23℃55%RHの環境にて5時間以上調湿した後、下記方法により内部ヘイズ値を評価した。
【0298】
まず、フィルム以外の測定器具のブランクヘイズ1を測定する。
1.きれいにしたスライドガラスの上にグリセリンを一滴(0.05ml)たらす。このとき液滴に気泡が入らないように注意する。ガラスは見た目がきれいでも汚れていることがあるので必ず洗剤で洗浄したものを使用する。(図1参照)
2.その上にカバーガラスを乗せる。カバーガラスは押さえなくてもグリセリンは広がる。
3.ヘイズメーターにセットしブランクヘイズ1を測定する。
【0299】
次いで以下の手順で、試料を含めたヘイズ2を測定する。
4.スライドガラス上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)(図1参照)
5.その上に測定する試料フィルムを気泡が入らないように乗せる。(図2参照)
6.試料フィルム上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)(図3参照)
7.その上にカバーガラスを載せる。(図4参照)
8.上記のように作成した積層体(上から、カバーガラス/グリセリン/試料フィルム/グリセリン/スライドガラス)をヘイズメーターにセットしヘイズ2を測定する。
9.(ヘイズ2)−(ヘイズ1)=(本発明の光学フィルムの内部ヘイズ)を算出する。
【0300】
上記測定にて使用したガラス、グリセリンを以下の通りである。
【0301】
ガラス:MICRO SLIDE GLASS S9213 MATSUNAMI
グリセリン: 関東化学製 鹿特級(純度>99.0%) 屈折率1.47
また、ヘイズ値は、日本電色工業株式会社製NDH2000を用いて測定した。
【0302】
測定したヘイズ値によって下記ランク分けを行った。
【0303】
A:0.04未満
B:0.04以上0.08未満
C:0.08以上0.12未満
D:0.12以上
(ハードコート層との耐光密着性)
〈ハードコート層の塗設〉
作製した光学フィルム101〜106に下記要領でハードコート層を塗設した。
【0304】
〈ハードコート層の作製〉
上記の光学フィルム上に、下記のハードコート層形成用樹脂組成物を孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過してハードコート層塗布液を調製し、押出しコータを用いて塗布し、80℃で1分間乾燥後、紫外線ランプを用い照射部の照度が100mW/cm、照射量を0.2J/cmと条件で硬化させ、ドライ膜厚10μmのハードコート層を形成し、50℃で乾燥させロール状に巻き取った。
【0305】
〈ハードコート層形成用樹脂組成物〉
ペンタエリスリトールトリアクリレート 20質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 50質量部
ウレタンアクリレート(U−4HA:新中村化学工業社製) 50質量部
ラジカル重合開始剤(イルガキュア184:チバ・ジャパン社製) 5質量部
ポリエーテル変成シリコーン(KF352A:信越化学工業社製) 1.8質量部
上記組成物に、酢酸エチル/プロピレングリコールモノメチルエーテル=50質量部/50質量部の混合溶媒を添加して、固形分50質量%とし、ハードコート層形成用樹脂組成物を得た。
【0306】
〈耐光密着性〉
作製したハードコート層付き光学フィルムを用いて以下の試験を実施した。
【0307】
耐光性試験は、光学フィルムにメタルハライドランプ、紫外線照射照度(295−450nm)1KW/m、光源試料間距離240mm、試験温度63±2℃、300Hr照射後に行った。
【0308】
JIS D 0202−1988の規格に従い、碁盤目テープ剥離試験により、セロハンテープ(ニチバン株式会社製)を用いて、指の腹でフィルムに密着させた後、剥離した。判定は下記ランク分けにして目視で行った。
◎:膜剥がれなし
○:ごく少量の膜剥がれがある
△:少量の膜剥がれがある
×:大きく膜剥がれがある
【0309】
【表2】

【0310】
表2の結果より、アクリル樹脂に他の樹脂を混合して使用した本発明の光学フィルム101〜105は比較例に対し、内部ヘイズ、耐光密着性に優れる結果であった。
【0311】
実施例2
<光学フィルム201の作製>
以下のドープ液を用いて、実施例1の光学フィルム101の作製と同様にして、膜厚40μm、巻長は5000mの光学フィルム201を作製した。
【0312】
(ドープ液組成)
ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製) 70質量部
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アシル基総置換度2.75、アセチル基置換度0.20、プロピオニル基置換度2.75、Mw=200000)
30質量部
一般式(1)で表される化合物(例示化合物S−34、logP14.1)
5質量部
メタブレンW−341(アクリル粒子 三菱レイヨン(株)製) 15質量部
Tinuvin144(チバ・ジャパン(株)製) 2質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
<光学フィルム202〜233の作製>
表3、4記載のように、アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂、一般式(1)で表される化合物の添加量を2質量部として、更にその種類を変化させた以外は光学フィルム201と同様にして、光学フィルム202〜233を作製した。
【0313】
尚、一般式(1)で表される化合物以外の紫外線吸収剤として以下の比較化合物を用いた。
【0314】
【化13】

【0315】
《評価》
作製した光学フィルム201〜233を用いて、実施例1と同様にして、内部ヘイズ値、ハードコート層との耐光密着性を評価し、表3、4に示した。
【0316】
【表3】

【0317】
【表4】

【0318】
表3、4の結果より、一般式(1)で表される化合物以外の紫外線吸収剤(比較化合物)を用いた比較例に対し、本発明の光学フィルムは内部ヘイズ、耐光密着性に優れることが明かである。
【0319】
実施例3
実施例2で作製したハードコート層付き光学フィルム201〜233を用いて、液晶表示装置としての特性を評価した。
【0320】
〈偏光板の作製〉
各光学フィルムを偏光板保護フィルムとした偏光板を、以下のようにして作製した。
【0321】
厚さ120μmの長尺ロールポリビニルアルコールフィルムを、沃素1質量部、ホウ酸4質量部を含む水溶液100質量部に浸漬し、50℃で5倍に搬送方向に延伸して偏光子を作製した。
【0322】
次に、この偏光子の片面にアクリル接着剤を用いて、実施例2で作製したハードコート層付き光学フィルム201にコロナ処理を施したのち貼合した。
【0323】
更に偏光子のもう一方の面にアルカリケン化処理した位相差フィルムであるコニカミノルタオプト社製KC8UCR−5を貼り合わせ、乾燥して偏光板P201を作製した。同様にして光学フィルム202〜233を用いて偏光板P202〜P233を作製した。
【0324】
本発明の光学フィルムを用いた偏光板は、フィルムカッティング性に優れ、加工がし易かった。
【0325】
〈液晶表示装置の作製〉
上記作製した各偏光板を使用して、液晶表示装置の表示特性評価を行った。
【0326】
シャープ(株)製32型テレビAQ−32AD5の予め貼合されていた両面の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板をそれぞれKC8UCR−5が液晶セルのガラス面側になるように、かつ、予め貼合されていた偏光板と同一の方向に吸収軸が向くように貼合し、液晶表示装置201〜233を各々作製した。
【0327】
《評価》
(カラーシフト:偏光板保護フィルムとしての耐熱・耐湿性評価)
上記作製した液晶表示装置201〜233に関して、23℃、55%RHの環境でディスプレイを黒表示にし、正面及び斜め45°の角度から観察し、色ムラを下記基準で評価し結果を表5に示した。
【0328】
◎:色ムラが全くない
○:色ムラが僅かに認められる
△:色ムラがあるが実用上は問題ない
×:色ムラが大きく実用上問題がある
【0329】
【表5】

【0330】
表5の結果から、本発明の光学フィルムを用いた偏光板、液晶表示装置は、色ムラの発生が極めて小さく、視認性に優れることが分かった。
【符号の説明】
【0331】
1 溶解釜
3、6、12、15 濾過器
4、13 ストックタンク
5、14 送液ポンプ
8、16 導管
10 紫外線吸収剤仕込釜
20 合流管
21 混合機
30 ダイ
31 金属支持体
32 ウェブ
33 剥離位置
34 テンター装置
35 ロール乾燥装置
41 粒子仕込釜
42 ストックタンク
43 ポンプ
44 濾過器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも樹脂を2種以上含有し、さらにその1種がアクリル樹脂であり、かつ下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする光学フィルム。
【化1】

(式中、A21及びA22は、水素原子及び炭素原子以外の原子を表す。Y21及びY22は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y21又はY22の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y21及びY22は、互いに結合して環を形成しても良い。(B)はA21、A22および炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)
【請求項2】
前記アクリル樹脂以外の樹脂がセルロースエステル樹脂であり、該アクリル樹脂と該セルロースエステル樹脂の混合質量比率が95:5〜55:45の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が100000〜1000000であり、前記セルロースエステル樹脂のアシル基の総置換度が2.0〜3.0であり、炭素数が3〜7のアシル基の置換度の総和が1.2〜3.0であり、当該セルロースエステル樹脂の重量平均分子量Mwが75000〜300000であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルム。
【請求項4】
前記一般式(1)で表される化合物のオクタノール/水分配係数(以下logP)が、下記式を満足する化合物であることを特徴とする請求項2に記載の光学フィルム。
式(1) A×0.01+7.0≦logP≦A×0.01+14.5
(式中、Aは前記アクリル樹脂とセルロースエステル樹脂の総量に対する、該セルロースエステル樹脂の混合質量比率(A%)を表す。)
【請求項5】
前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
【化2】

(式中、A31及びA32は、各々独立に、酸素原子、窒素原子およびイオウ原子からなる群から選択されるヘテロ原子を表す。Y31及びY32は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。ただし、Y31又はY32の少なくとも一方は、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の置換基を表す。また、Y31及びY32は、互いに結合して環を形成しても良い。(D)は炭素原子と一緒になって5または6員環を形成するのに必要な原子群を表す。)
【請求項6】
前記一般式(2)で表される化合物が下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項5に記載の光学フィルム。
【化3】

(式中、Y41及びY42は各々独立して1価の置換基を表す。ただし、Y41又はY42の少なくとも一方はシアノ基であり、他方は置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、置換もしくは無置換のヘテロ環カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、又は置換もしくは無置換のアリールスルホニル基である。V41及びV42は各々独立して水素原子または1価の置換基を表す。)
【請求項7】
前記一般式(3)で表される化合物が下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする請求項6に記載の光学フィルム。
【化4】

(R51及びR52は、各々独立して炭素数1〜18の無置換アルキル基または炭素数2〜18の無置換アルキルカルボニル基を表す。R53は炭素数2〜18の無置換アルキル基または炭素数6〜10の無置換アリール基を表す。)
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層を有することを特徴とする光学フィルム。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
【請求項10】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルム、または請求項9に記載の偏光板を用いたことを特徴とする表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−53596(P2011−53596A)
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−204560(P2009−204560)
【出願日】平成21年9月4日(2009.9.4)
【出願人】(303000408)コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Fターム(参考)】