光学フィルムの製造方法
【課題】本発明は、点状欠陥が少なく、光学特性に優れた光学用フィルムの製造方法を提供する事にある。
【解決手段】非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことで上記課題を解決できる。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
【解決手段】非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことで上記課題を解決できる。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明性等の光学特性に優れ、且つ、外観欠陥の少ない光学用フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器はますます小型化し、ノートパソコン、携帯電話、携帯情報端末に代表されるように、軽量・コンパクトという特徴を生かした液晶表示装置が多く用いられるようになってきている。これら液晶表示装置は、偏光フィルムに始まり、その表示品位を保つ為に各種フィルムが用いられている。又、携帯情報端末や携帯電話向けに液晶表示装置を更に軽量化する目的で、ガラス基板の代わりに樹脂フィルムを用いたプラスチック液晶表示装置も実用化されている。
【０００３】
液晶表示装置のように、偏光を取り扱う場合、用いる樹脂フィルムは光学的に透明である事の他に、光学的に均質である事、着色や変色が少ない事、点状或いはスジ状等の外観欠陥が少ない事が求められる。
【０００４】
フィルムの製膜方法としては、溶液流延製膜法、溶融押出法が挙げられるが、設備費、生産性、溶剤を用いる事による環境上の問題等から、近年、溶融押出法が注目されている。
【０００５】
しかし、溶融押出法でフィルムを製膜する場合、押出機内に投入された樹脂が、押出機内のせん断応力によって、樹脂が発熱して劣化し、フィルムが着色や変色する、或いは、樹脂が架橋し、点状欠陥が発生するといった問題がある。
【０００６】
更に、押出量が不安定であると押出機内で樹脂が劣化し、フィルムが着色や変色する、或いは、押出機内の混錬不良に起因する未溶融物や、焼け樹脂に起因する褐色或いは黒い点状の欠陥が発生するといった問題がある。
【０００７】
一般的には異物除去の目的で各種フィルターが使用されるが、上記未溶融物及び褐色の焼け樹脂等点状欠陥の原因、或いは非常に小さな異物はフィルターで完全に除去する事は難しいという問題がある。
【０００８】
これに対して、特許文献１には、押出機内での樹脂の架橋抑制の為に、全長に於けるスクリュー温度を一度に制御する光学フィルムの製造方法が開示されている。このような方法では、スクリュー各部に於ける温度制御が困難であり、上記押出機内のせん断応力による樹脂発熱抑制と、押出安定性を両立する事が出来なかった。
【特許文献１】特開２００６−３２７１１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決する為になされたものであり、点状欠陥が少なく、光学特性に優れた光学用フィルムの製造方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する為、本発明者等は鋭意検討を行った。その結果、非晶性の熱可塑性樹脂を、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度、及び樹脂計量部スクリュー温度をある範囲内に制御する事によって、上記課題を解決する事を見出し、本発明を完成した。
【００１１】
即ち、本発明によれば、以下の光学フィルムの製造方法が提供される。
【００１２】
（ｉ）非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下。
【００１３】
（ｉｉ）非晶性の熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂である事を特徴とする（ｉ）記載の光学フィルムの製造方法。
【００１４】
（ｉｉｉ）アクリル系樹脂が下記一般式（１）で表される単位と、下記一般式（２）で表される単位及び／又は下記一般式（３）で表される単位とを有するイミド樹脂である事を特徴とする（ｉ）または（ｉｉ）に記載の光学フィルムの製造方法。
【００１５】
【化１】
（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００１６】
【化２】
（但し、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ６は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００１７】
【化３】
（但し、Ｒ７は、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ８は、炭素数６〜１０のアリール基を示す。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、非晶性の熱可塑性樹脂を、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度、及び樹脂計量部スクリュー温度をある範囲内に制御する事により、点状欠陥が少なく、光学特性に優れた光学用フィルムの製造方法を提供出来る。又、この方法により形成した光学フィルムは、液晶表示装置等に用いられる光学用フィルムに要求される点状欠陥の少なさを満足出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る光学フィルムの製造方法は、非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことを特徴とする。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
【００２０】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於いて用いられる単軸押出機のスクリューの一例を図１に示す。ここで、本発明で用いられるスクリューは、このような具体例に限定されるものではない。図１に示すスクリュー１は、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、及び計量部Ｃから構成される。詳しくは、供給部Ａによって安定的に原料樹脂を圧縮部Ｂに供給し、圧縮部Ｂ、及び計量部Ｃによって均一溶融混練される。
【００２１】
更に詳しくは、原料樹脂は、押出機シリンダー２ａ表面とスクリュー供給部Ａ表面に於ける樹脂の摩擦差によって推進し、圧縮部Ｂに供給される。これにより、スクリュー供給部に於ける押出機シリンダー温度、及びスクリュー供給部温度は、押出量安定性に大きな影響を及ぼし、上記押出機シリンダー温度、及びスクリュー供給部温度条件によっては押出量変動が大きくなり、未溶融物が生成されて、結果、点状欠陥が発生し、好ましくない場合がある。
【００２２】
又、安定供給された原料樹脂は、圧縮部Ｂ、及び計量部Ｃによって均一混練が施される。ここで、特に、スクリュー計量部Ｃの過剰なせん断応力によって樹脂が架橋して点状欠陥が発生し、好ましくない場合がある。
【００２３】
これに対して、本発明は、スクリュー各部に於ける温度をそれぞれ制御する事を特徴とする。
【００２４】
詳しくは、樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃未満の場合、押出機シリンダー温度制御に大きな影響を及ぼし、押出機内温度にバラツキが生じて押出量変動が大きくなる為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度は、ガラス転移温度−７０℃以上である事が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度−６０℃以上、特に好ましくはガラス転移温度−５０℃以上である。
【００２５】
又、樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度＋１０℃より高い場合、スクリュー樹脂供給部に溶融した樹脂が巻き付き、押出量変動が大きくなる為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度は、ガラス転移温度＋１０℃以下である事が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度以下、特に好ましくはガラス転移温度−１０℃以下である。
【００２６】
樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃未満の場合、過剰な樹脂冷却により、樹脂の均一混練性を阻害して押出機内で樹脂の粘度バラツキが生じ、押出量変動が大きくなる為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂計量部スクリュー温度は、ガラス転移温度−３０℃以上が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度−２０℃以上、特に好ましくはガラス転移温度−１０℃以上である。
【００２７】
又、樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度＋５０℃より高い場合、押出機内でのせん断応力による樹脂発熱に対する除熱効果が小さく、樹脂が架橋して、点状欠陥が発生する為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂計量部スクリュー温度は、ガラス転移温度＋５０℃以下が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度＋４０℃以下、特に好ましくはガラス転移温度＋３０℃以下である。
【００２８】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於いて、押出機各部に於けるシリンダー温度は、上記押出量安定性を確保し、且つ、樹脂の架橋が生じない範囲内で適宜調整される。詳しくは、スクリュー供給部に相当するシリンダーの好ましい温度はガラス転移温度＋７０℃で、更に好ましくはガラス転移温度＋６０℃である。又、スクリュー計量部に相当するシリンダーの好ましい温度はガラス転移温度＋１５０℃で、更に好ましくはガラス転移温度＋１４０℃である。
【００２９】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於けるスクリュー温度を調整する方法としては特に限定されず、前記のようにシリンダー温度を調整する方法と、例えば、加熱油、又は水をスクリュー内部で循環させて温度制御する方法や、スクリュー内部に電気ヒーターを設置して温度制御する方法等を組み合わせる方法が挙げられるが、シリンダー温度を調整する方法と加熱油、又は水をスクリュー内部で循環させて温度制御する方法を組み合わせることが好ましい。
【００３０】
本発明に係わる光学フィルムの製造方法に於けるスクリューは、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ異なる温度制御可能な機構を有する。スクリューに於いて、樹脂供給部、樹脂圧縮部、樹脂計量部を同時に温度制御すると、押出量変動が生じる為、好ましくない。
【００３１】
本発明の光学フィルムの製造方法に於けるスクリューは、図１に示すフルフライトスクリューの他に、ベント付き押出機用スクリュー、ミキシング機構付きスクリュー、及びダムフライトスクリュー等にも適用出来る。この中でも、樹脂の均一混練性の観点から、上記スクリューとしては、ミキシング機構付きスクリューが好ましい。
【００３２】
又、スクリュー表面に於ける材質としては、特に限定されないが、スクリュー表面に対する樹脂の固着滞留に起因した樹脂の架橋の観点から、メッキ、又はセラミックコーティング処理等が施されている事が好ましい。この中でも、上記スクリューとしては、メッキ処理が施されている事が好ましく、クロムメッキ処理が施されている事が好ましい。
【００３３】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於ける成形方法としては、溶融押出法による成形が可能であれば特に限定されないが、Ｔダイ押出法、及びインフレーション押出法等が挙げられる。
【００３４】
本発明に係る光学フィルムに用いられる非晶性の熱可塑性樹脂とは、結晶構造をとりえない無定形状態を保つ高分子であり、そのガラス転移温度は、樹脂によって異なる為、特に限定されるものではないが、総じて１００℃以上のものである。上記非晶性熱可塑性樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、マレイミド・オレフィン系樹脂、ラクトン系樹脂、グルタルイミド系樹脂等の単独樹脂又はこれらを混合してなる樹脂組成物が挙げられる。この中でも、本発明に於いては、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ラクトン系樹脂、及びイミド系樹脂等のアクリル系樹脂が好ましく、イミド系樹脂が特に好ましい。以下イミド系樹脂について説明する。（本発明においてアクリル系樹脂とは、アクリル系モノマーを主原料とする重合体、及び、それらを変性及び／又は反応させて得られる樹脂をいう。）
【００３５】
イミド系樹脂としては、下記一般式（１）で表される単位と、下記一般式（２）で表される単位及び／又は下記一般式（３）で表される単位とを有するイミド樹脂が好ましい。
【００３６】
【化４】
（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００３７】
【化５】
（但し、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ６は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００３８】
【化６】
（但し、Ｒ７は、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ８は、炭素数６〜１０のアリール基を示す。）
【００３９】
前記イミド樹脂を構成する、第一の構成単位は、一般式（１）で表されるものであり、一般的にグルタルイミド単位と呼ばれる事が多い（以下、一般式（１）をグルタルイミド単位と省略して示す事がある。）。
【００４０】
好ましいグルタルイミド単位としては、Ｒ１、Ｒ２が水素又はメチル基であり、Ｒ３が水素、メチル基、ブチル基、またはシクロヘキシル基である。Ｒ１がメチル基であり、Ｒ２が水素であり、Ｒ３がメチル基である場合が、特に好ましい。
【００４１】
該グルタルイミド単位は、単一の種類でもよく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が異なる複数の種類を含んでいても構わない。
【００４２】
尚、グルタルイミド単位は、以下に説明する第二の構成単位をイミド化する事により形成することが可能である。また、無水マレイン酸等の酸無水物、又はそれらと炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルコールとのハーフエステル；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸等もイミド化可能であり、グルタルイミド単位の形成に用いる事が出来る。
【００４３】
前記イミド樹脂を構成する、第二の構成単位は、一般式（２）で表されるものであり、一般的には（メタ）アクリル酸エステル単位と呼ばれる事が多い（ここで、（メタ）アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを示す。以下、一般式（２）を（メタ）アクリル酸エステル単位と省略して示す事がある。）。
【００４４】
前記イミド樹脂を製造する際に、先ず（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、または（メタ）アクリル酸エステル重合体を重合し、これを後イミド化して形成する場合、具体的に（メタ）アクリル酸エステル単位を残基として与える原料としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの中で、メタクリル酸メチルが特に好ましい。
【００４５】
これら第二の構成単位は、単一の種類でもよく、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６が異なる複数の種類を含んでいても構わない。同様に、前記（メタ）アクリル酸エステル単位を残基として与える原料も複数の種類を混合して用いても構わない。
【００４６】
本発明のイミド樹脂に必要に応じて含有させる第三の構成単位は、一般式（３）で表されるものであり、一般的には芳香族ビニル単位と呼ばれる事が多い（以下、一般式（３）を芳香族ビニル単位と省略して示す事がある。）
【００４７】
好ましい芳香族ビニル構成単位としては、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。これらの中でスチレンが特に好ましい。
【００４８】
これら第三の構成単位は、単一の種類でもよく、Ｒ７、Ｒ８が異なる複数の種類を含んでいても構わない。
【００４９】
前記イミド樹脂中の、一般式（１）で表されるグルタルイミド単位の含有量は、例えばＲ３の構造にも依存するが、イミド樹脂の２０重量％以上が好ましい。グルタルイミド単位の、好ましい含有量は、２０重量％から９５重量％であり、より好ましくは４０〜９０重量％、更に好ましくは、５０〜８０重量％である。グルタルイミド単位の割合がこの範囲より小さい場合、得られるイミド樹脂の耐熱性が不足し、又、透明性が損なわれる事がある。又、この範囲を超えると不必要に耐熱性、溶融粘度が上がり、成形加工性が悪くなる他、得られるフィルムの機械的強度は極端に脆くなり、又、透明性が損なわれる事がある。
【００５０】
前記イミド樹脂中の、一般式（３）で表される芳香族ビニル単位の含有量は、イミド樹脂の総繰り返し単位を基準として、１重量％以上が好ましい。芳香族ビニル単位の、好ましい含有量は、１重量％から４０重量％であり、より好ましくは１〜３０重量％、更に好ましくは、１〜２５重量％である。芳香族ビニル単位がこの範囲より大きい場合、得られるイミド樹脂の耐熱性が不足する。この範囲より小さい場合、得られるフィルムの機械的強度が低下することがある。
【００５１】
一般式（１）、（２）、（３）の割合を調整することで、各種要求される物性に調整する事が可能である。例えば、前記イミド樹脂を、先ずメチルメタクリレート−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体を重合した後に後イミド化して形成する場合、例えば（メタ）アクリル酸エステルと芳香族ビニルの重合割合を調整することで一般式（３）の割合を決め（一般式（３）の割合を０とする事も可）、更に後イミド化時の一級アミンの添加割合を調整する事で、更に一般式（１）、（２）の割合を調整する事ができる。
【００５２】
本発明のイミド樹脂には、必要に応じ、更に、第四の構成単位が共重合されていてもかまわない。第四の構成単位として、アクリロニトリルやメタクリロニトリル等のニトリル系単量体、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体を共重合してなる構成単位を用いる事ができる。これらは熱可塑性樹脂中に、直接共重合してあっても良く、グラフト共重合してあっても構わない。
【００５３】
本発明のイミド樹脂を製造する際に、先ずメチルメタクリレート−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、又はメタクリル酸メチル重合体等の（メタ）アクリル酸エステル重合体を重合し、これをイミド樹脂化する場合、本発明で用いる事ができる（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル重合体は、イミド化反応が可能であれば、リニアー（線状）ポリマーであっても、またブロックポリマー、コアシェルポリマー、分岐ポリマー、ラダーポリマー、架橋ポリマーであっても構わない。ブロックポリマーはＡ−Ｂ型、Ａ−Ｂ−Ｃ型、Ａ−Ｂ−Ａ型、又はこれら以外のいずれのタイプのブロックポリマーであっても構わない。コアシェルポリマーはただ一層のコア及びただ一層のシェルのみからなるものであっても、それぞれが多層になっていても構わない。
【００５４】
又、イミド樹脂は、１×１０4ないし５×１０5の重量平均分子量を有する事が好ましい。重量平均分子量が１×１０4を下回る場合には、フィルムにした場合の機械的強度が不足し、５×１０5を上回る場合には、溶融押出時の粘度が高く、成形加工性が低下し、成形品の生産性が低下する事がある。
【００５５】
前記イミド樹脂は、メチルメタクリレート−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、又はメタクリル酸メチル重合体等の（メタ）アクリル酸エステル重合体にイミド化剤を処理する方法であれば各種方法で製造する事ができ、押出機等を用いてもよく、バッチ式反応槽（圧力容器）等を用いてもよい。
【００５６】
前記イミド樹脂の製造方法を押出機にて行う場合には、各種押出機が使用可能であるが、例えば単軸押出機、二軸押出機或いは多軸押出機等が使用可能である。特に、原料ポリマーに対するイミド化剤或いは閉環促進剤の混合を促進できる押出機として二軸押出機が好ましい。二軸押出機には非噛合い型同方向回転式、噛合い型同方向回転式、非噛合い型異方向回転式、噛合い型異方向回転式等があるが、二軸押出機の中では噛合い型同方向回転式が高速回転可能であり、原料ポリマーに対するイミド化剤或いは必要によって使用する閉環促進剤の混合を促進できるので好ましい。これらの押出機は単独で用いても、直列につないでも構わない。
【００５７】
又、押出機には未反応のイミド化剤或いはメタノール等の副生物やモノマー類を除去する為に、大気圧以下に減圧可能なベント口を装着する事が好ましい。
【００５８】
イミド樹脂の製造を押出機の代わりに、例えば住友重機械（株）製のバイボラックのような横型二軸反応装置やスーパーブレンドのような竪型二軸攪拌槽などの高粘度対応の反応装置も好適に使用できる。
【００５９】
前記イミド樹脂の製造方法をバッチ式反応槽（圧力容器）で行う際には、原料ポリマーを加熱により溶融させ、攪拌でき、イミド化剤或いは閉環促進剤を添加できる構造であれば特に制限ないが、反応の進行によりポリマー粘度が上昇する事もあり、攪拌効率が良好なものがよい。例えば、住友重機械（株）製の攪拌槽マックスブレンド等を例示する事ができる。
【００６０】
非晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１１０℃以上である事が好ましく、１２０℃以上である事がより好ましい。ガラス転移温度が上記の値を下回ると、耐熱性が要求される用途においては適用範囲が制限される。
【００６１】
本発明に係る非晶性の熱可塑性樹脂は、本発明の効果を阻害しない範囲内に於いて、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を含有してもよい。尚、上記添加剤は、単独でもよく、２種以上を併用しても構わない。
【００６２】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於ける原料樹脂の形状としては、粉状、フレーク形状、ペレット形状等が挙げられる。好ましくは、ペレット形状である。
【００６３】
本発明の光学フィルムの製造方法を用いて製造される光学フィルム表面の点状欠陥は５０個／ｍ2以下である。点状欠陥が５０個／ｍ2を超えると、光学フィルムとして液晶表示装置等に用いられる際に、表示品質を低下させる。
【００６４】
ここで、本明細書に於ける点状欠陥とは、樹脂の架橋、及び未溶融物等樹脂由来欠陥の事を言う。詳しくは、マイクロスコープに於いて観察された最大長さ２０μｍ以上の大きさで、且つ、フィルム正常部分と同じ屈折率を有する欠陥である。
【００６５】
本発明の光学フィルムの製造方法を用いて製造される光学フィルムの好ましい厚みは２０μｍ以上、３５０μｍ以下である。更に好ましくは５０μｍ以上、３００μｍ以下で、特に好ましくは８０μｍ以上、２００μｍ以下である。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。実施例の具体的な内容を説明する前に、まず、各実験結果として示される物性及び評価値の測定方法を以下に示す。
【００６７】
（１）ガラス転移温度
樹脂１０ｍｇを用いて、示差走査熱量計（ＤＳＣ、（株）島津製作所製ＤＳＣ−５０型）を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度２０℃／ｍｉｎで測定し、中点法により決定した。
（２）押出量変動
樹脂吐出口に於いて、１分毎に３０分間、押出量を測定して平均押出量に対するバラツキを算出した。
（３）樹脂温度
樹脂吐出口に於いて、接触型樹脂温度計を用いて測定した。
（４）点状欠陥数
暗室で１ｍ2のフィルムを目視で観察し、株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープ（ＶＨ−Ｚ７５）で、最大長さ２０μｍ以上で、且つ、フィルム正常部分と同じ屈折率を有する欠陥の数をカウントした。
【００６８】
（実施例１）
樹脂は、市販のメタクリル酸メチル−スチレン共重合体（新日鐵化学（株）製ＭＳ−８００）を、イミド化剤としてモノメチルアミンを用いてイミド化したイミド樹脂を使用した。具体的には、直径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（押出機の長さＬと直径Ｄの比）が６０の同方向噛合型二軸押出機を用いて、押出機各バレル温度を２５０℃、スクリュー回転数は１５０ｒｐｍ、原料樹脂供給量は２０ｋｇ／時間、モノメチルアミンの添加量は原料樹脂１００部に対して２０部の条件で作製された樹脂である。このイミド樹脂のガラス転移温度は１３０℃である。
【００６９】
次いで、上記イミド樹脂を１００℃で５時間乾燥後、４０ｍｍ単軸押出機と４００ｍｍ幅のＴダイを用いてシート状に押出し、金属製の冷却ロールで該シートを冷却して、幅３５０ｍｍ、厚み１５０μｍのフィルムを得た。ここで、上記単軸押出機に用いたスクリューは、供給部、圧縮部、計量部、及び計量部後にミキシング機構（ダルメージ）から構成されるダルメージスクリューを用いた。更に、上記スクリューは、スクリュー供給部、及び計量部以降がそれぞれ温度制御可能な構造となっており、加熱油をスクリュー内部で循環させて、スクリュー温度制御を行った。詳しくは、スクリュー供給部温度を９０℃、計量部以降温度を１５０℃とした。又、上記単軸押出機のヒーターは、スクリュー供給部に相当するＣ１、圧縮部に相当するＣ２、計量部に相当するＣ３、及びミキシング機構に相当するＣ４の４ゾーンから構成されており、Ｃ１を２００℃、Ｃ２を２４０℃、Ｃ３を２７０℃、Ｃ４を２７０℃とした。
【００７０】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２７０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は５個／ｍ2であった。
【００７１】
（実施例２）
スクリュー供給部温度が６０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７２】
この際の押出量変動は１６．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２７０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は５個／ｍ2であった。
【００７３】
（実施例３）
スクリュー供給部温度が１４０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７４】
この際の押出量変動は１４．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２７１℃であり、フィルム表面の点状欠陥は５個／ｍ2であった。
【００７５】
（実施例４）
スクリュー計量部以降温度が１００℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７６】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２６５℃であり、フィルム表面の点状欠陥は３個／ｍ2であった。
【００７７】
（実施例５）
スクリュー計量部以降温度が１８０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７８】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２８０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は１０個／ｍ2であった。
【００７９】
（比較例１）
スクリュー供給部温度が５０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８０】
この際の押出量変動は２０．０±２．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２６５℃であり、フィルム表面の点状欠陥は６０個／ｍ2であった。
【００８１】
（比較例２）
スクリュー供給部温度が１５０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８２】
この際の押出量変動は１０．０±５．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２７０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は７０個／ｍ2であった。
【００８３】
（比較例３）
スクリュー計量部以降温度が９０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８４】
この際の押出量変動は１５．０±３．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２６０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は６５個／ｍ2であった。
【００８５】
（比較例４）
スクリュー計量部以降温度が１９０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８６】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２９０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は１００個／ｍ2であった。
【００８７】
（比較例５）
スクリュー供給部、及び計量部以降の温度制御を行わなかった事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８８】
この際の押出量変動は１５．０±５．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２８５℃であり、フィルム表面の点状欠陥は１００個／ｍ2であった。
【００８９】
以下の表に、上記各実験結果を整理して示す。
【００９０】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明で用いられるスクリューの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ スクリュー
２ 押出機シリンダー
Ａ スクリュー供給部
Ｂ スクリュー圧縮部
Ｃ スクリュー計量部
２ａ スクリュー供給部に相当する押出機シリンダー
２ｂ スクリュー圧縮部に相当する押出機シリンダー
２ｃ スクリュー計量部に相当する押出機シリンダー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明性等の光学特性に優れ、且つ、外観欠陥の少ない光学用フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器はますます小型化し、ノートパソコン、携帯電話、携帯情報端末に代表されるように、軽量・コンパクトという特徴を生かした液晶表示装置が多く用いられるようになってきている。これら液晶表示装置は、偏光フィルムに始まり、その表示品位を保つ為に各種フィルムが用いられている。又、携帯情報端末や携帯電話向けに液晶表示装置を更に軽量化する目的で、ガラス基板の代わりに樹脂フィルムを用いたプラスチック液晶表示装置も実用化されている。
【０００３】
液晶表示装置のように、偏光を取り扱う場合、用いる樹脂フィルムは光学的に透明である事の他に、光学的に均質である事、着色や変色が少ない事、点状或いはスジ状等の外観欠陥が少ない事が求められる。
【０００４】
フィルムの製膜方法としては、溶液流延製膜法、溶融押出法が挙げられるが、設備費、生産性、溶剤を用いる事による環境上の問題等から、近年、溶融押出法が注目されている。
【０００５】
しかし、溶融押出法でフィルムを製膜する場合、押出機内に投入された樹脂が、押出機内のせん断応力によって、樹脂が発熱して劣化し、フィルムが着色や変色する、或いは、樹脂が架橋し、点状欠陥が発生するといった問題がある。
【０００６】
更に、押出量が不安定であると押出機内で樹脂が劣化し、フィルムが着色や変色する、或いは、押出機内の混錬不良に起因する未溶融物や、焼け樹脂に起因する褐色或いは黒い点状の欠陥が発生するといった問題がある。
【０００７】
一般的には異物除去の目的で各種フィルターが使用されるが、上記未溶融物及び褐色の焼け樹脂等点状欠陥の原因、或いは非常に小さな異物はフィルターで完全に除去する事は難しいという問題がある。
【０００８】
これに対して、特許文献１には、押出機内での樹脂の架橋抑制の為に、全長に於けるスクリュー温度を一度に制御する光学フィルムの製造方法が開示されている。このような方法では、スクリュー各部に於ける温度制御が困難であり、上記押出機内のせん断応力による樹脂発熱抑制と、押出安定性を両立する事が出来なかった。
【特許文献１】特開２００６−３２７１１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決する為になされたものであり、点状欠陥が少なく、光学特性に優れた光学用フィルムの製造方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する為、本発明者等は鋭意検討を行った。その結果、非晶性の熱可塑性樹脂を、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度、及び樹脂計量部スクリュー温度をある範囲内に制御する事によって、上記課題を解決する事を見出し、本発明を完成した。
【００１１】
即ち、本発明によれば、以下の光学フィルムの製造方法が提供される。
【００１２】
（ｉ）非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下。
【００１３】
（ｉｉ）非晶性の熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂である事を特徴とする（ｉ）記載の光学フィルムの製造方法。
【００１４】
（ｉｉｉ）アクリル系樹脂が下記一般式（１）で表される単位と、下記一般式（２）で表される単位及び／又は下記一般式（３）で表される単位とを有するイミド樹脂である事を特徴とする（ｉ）または（ｉｉ）に記載の光学フィルムの製造方法。
【００１５】
【化１】
（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００１６】
【化２】
（但し、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ６は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００１７】
【化３】
（但し、Ｒ７は、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ８は、炭素数６〜１０のアリール基を示す。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、非晶性の熱可塑性樹脂を、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度、及び樹脂計量部スクリュー温度をある範囲内に制御する事により、点状欠陥が少なく、光学特性に優れた光学用フィルムの製造方法を提供出来る。又、この方法により形成した光学フィルムは、液晶表示装置等に用いられる光学用フィルムに要求される点状欠陥の少なさを満足出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る光学フィルムの製造方法は、非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことを特徴とする。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
【００２０】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於いて用いられる単軸押出機のスクリューの一例を図１に示す。ここで、本発明で用いられるスクリューは、このような具体例に限定されるものではない。図１に示すスクリュー１は、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、及び計量部Ｃから構成される。詳しくは、供給部Ａによって安定的に原料樹脂を圧縮部Ｂに供給し、圧縮部Ｂ、及び計量部Ｃによって均一溶融混練される。
【００２１】
更に詳しくは、原料樹脂は、押出機シリンダー２ａ表面とスクリュー供給部Ａ表面に於ける樹脂の摩擦差によって推進し、圧縮部Ｂに供給される。これにより、スクリュー供給部に於ける押出機シリンダー温度、及びスクリュー供給部温度は、押出量安定性に大きな影響を及ぼし、上記押出機シリンダー温度、及びスクリュー供給部温度条件によっては押出量変動が大きくなり、未溶融物が生成されて、結果、点状欠陥が発生し、好ましくない場合がある。
【００２２】
又、安定供給された原料樹脂は、圧縮部Ｂ、及び計量部Ｃによって均一混練が施される。ここで、特に、スクリュー計量部Ｃの過剰なせん断応力によって樹脂が架橋して点状欠陥が発生し、好ましくない場合がある。
【００２３】
これに対して、本発明は、スクリュー各部に於ける温度をそれぞれ制御する事を特徴とする。
【００２４】
詳しくは、樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃未満の場合、押出機シリンダー温度制御に大きな影響を及ぼし、押出機内温度にバラツキが生じて押出量変動が大きくなる為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度は、ガラス転移温度−７０℃以上である事が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度−６０℃以上、特に好ましくはガラス転移温度−５０℃以上である。
【００２５】
又、樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度＋１０℃より高い場合、スクリュー樹脂供給部に溶融した樹脂が巻き付き、押出量変動が大きくなる為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度は、ガラス転移温度＋１０℃以下である事が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度以下、特に好ましくはガラス転移温度−１０℃以下である。
【００２６】
樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃未満の場合、過剰な樹脂冷却により、樹脂の均一混練性を阻害して押出機内で樹脂の粘度バラツキが生じ、押出量変動が大きくなる為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂計量部スクリュー温度は、ガラス転移温度−３０℃以上が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度−２０℃以上、特に好ましくはガラス転移温度−１０℃以上である。
【００２７】
又、樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度＋５０℃より高い場合、押出機内でのせん断応力による樹脂発熱に対する除熱効果が小さく、樹脂が架橋して、点状欠陥が発生する為、好ましくない。従って、単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する際の該単軸押出機内の樹脂計量部スクリュー温度は、ガラス転移温度＋５０℃以下が好ましく、更に好ましくはガラス転移温度＋４０℃以下、特に好ましくはガラス転移温度＋３０℃以下である。
【００２８】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於いて、押出機各部に於けるシリンダー温度は、上記押出量安定性を確保し、且つ、樹脂の架橋が生じない範囲内で適宜調整される。詳しくは、スクリュー供給部に相当するシリンダーの好ましい温度はガラス転移温度＋７０℃で、更に好ましくはガラス転移温度＋６０℃である。又、スクリュー計量部に相当するシリンダーの好ましい温度はガラス転移温度＋１５０℃で、更に好ましくはガラス転移温度＋１４０℃である。
【００２９】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於けるスクリュー温度を調整する方法としては特に限定されず、前記のようにシリンダー温度を調整する方法と、例えば、加熱油、又は水をスクリュー内部で循環させて温度制御する方法や、スクリュー内部に電気ヒーターを設置して温度制御する方法等を組み合わせる方法が挙げられるが、シリンダー温度を調整する方法と加熱油、又は水をスクリュー内部で循環させて温度制御する方法を組み合わせることが好ましい。
【００３０】
本発明に係わる光学フィルムの製造方法に於けるスクリューは、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ異なる温度制御可能な機構を有する。スクリューに於いて、樹脂供給部、樹脂圧縮部、樹脂計量部を同時に温度制御すると、押出量変動が生じる為、好ましくない。
【００３１】
本発明の光学フィルムの製造方法に於けるスクリューは、図１に示すフルフライトスクリューの他に、ベント付き押出機用スクリュー、ミキシング機構付きスクリュー、及びダムフライトスクリュー等にも適用出来る。この中でも、樹脂の均一混練性の観点から、上記スクリューとしては、ミキシング機構付きスクリューが好ましい。
【００３２】
又、スクリュー表面に於ける材質としては、特に限定されないが、スクリュー表面に対する樹脂の固着滞留に起因した樹脂の架橋の観点から、メッキ、又はセラミックコーティング処理等が施されている事が好ましい。この中でも、上記スクリューとしては、メッキ処理が施されている事が好ましく、クロムメッキ処理が施されている事が好ましい。
【００３３】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於ける成形方法としては、溶融押出法による成形が可能であれば特に限定されないが、Ｔダイ押出法、及びインフレーション押出法等が挙げられる。
【００３４】
本発明に係る光学フィルムに用いられる非晶性の熱可塑性樹脂とは、結晶構造をとりえない無定形状態を保つ高分子であり、そのガラス転移温度は、樹脂によって異なる為、特に限定されるものではないが、総じて１００℃以上のものである。上記非晶性熱可塑性樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、マレイミド・オレフィン系樹脂、ラクトン系樹脂、グルタルイミド系樹脂等の単独樹脂又はこれらを混合してなる樹脂組成物が挙げられる。この中でも、本発明に於いては、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ラクトン系樹脂、及びイミド系樹脂等のアクリル系樹脂が好ましく、イミド系樹脂が特に好ましい。以下イミド系樹脂について説明する。（本発明においてアクリル系樹脂とは、アクリル系モノマーを主原料とする重合体、及び、それらを変性及び／又は反応させて得られる樹脂をいう。）
【００３５】
イミド系樹脂としては、下記一般式（１）で表される単位と、下記一般式（２）で表される単位及び／又は下記一般式（３）で表される単位とを有するイミド樹脂が好ましい。
【００３６】
【化４】
（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００３７】
【化５】
（但し、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ６は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【００３８】
【化６】
（但し、Ｒ７は、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ８は、炭素数６〜１０のアリール基を示す。）
【００３９】
前記イミド樹脂を構成する、第一の構成単位は、一般式（１）で表されるものであり、一般的にグルタルイミド単位と呼ばれる事が多い（以下、一般式（１）をグルタルイミド単位と省略して示す事がある。）。
【００４０】
好ましいグルタルイミド単位としては、Ｒ１、Ｒ２が水素又はメチル基であり、Ｒ３が水素、メチル基、ブチル基、またはシクロヘキシル基である。Ｒ１がメチル基であり、Ｒ２が水素であり、Ｒ３がメチル基である場合が、特に好ましい。
【００４１】
該グルタルイミド単位は、単一の種類でもよく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が異なる複数の種類を含んでいても構わない。
【００４２】
尚、グルタルイミド単位は、以下に説明する第二の構成単位をイミド化する事により形成することが可能である。また、無水マレイン酸等の酸無水物、又はそれらと炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルコールとのハーフエステル；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸等もイミド化可能であり、グルタルイミド単位の形成に用いる事が出来る。
【００４３】
前記イミド樹脂を構成する、第二の構成単位は、一般式（２）で表されるものであり、一般的には（メタ）アクリル酸エステル単位と呼ばれる事が多い（ここで、（メタ）アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを示す。以下、一般式（２）を（メタ）アクリル酸エステル単位と省略して示す事がある。）。
【００４４】
前記イミド樹脂を製造する際に、先ず（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、または（メタ）アクリル酸エステル重合体を重合し、これを後イミド化して形成する場合、具体的に（メタ）アクリル酸エステル単位を残基として与える原料としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの中で、メタクリル酸メチルが特に好ましい。
【００４５】
これら第二の構成単位は、単一の種類でもよく、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６が異なる複数の種類を含んでいても構わない。同様に、前記（メタ）アクリル酸エステル単位を残基として与える原料も複数の種類を混合して用いても構わない。
【００４６】
本発明のイミド樹脂に必要に応じて含有させる第三の構成単位は、一般式（３）で表されるものであり、一般的には芳香族ビニル単位と呼ばれる事が多い（以下、一般式（３）を芳香族ビニル単位と省略して示す事がある。）
【００４７】
好ましい芳香族ビニル構成単位としては、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。これらの中でスチレンが特に好ましい。
【００４８】
これら第三の構成単位は、単一の種類でもよく、Ｒ７、Ｒ８が異なる複数の種類を含んでいても構わない。
【００４９】
前記イミド樹脂中の、一般式（１）で表されるグルタルイミド単位の含有量は、例えばＲ３の構造にも依存するが、イミド樹脂の２０重量％以上が好ましい。グルタルイミド単位の、好ましい含有量は、２０重量％から９５重量％であり、より好ましくは４０〜９０重量％、更に好ましくは、５０〜８０重量％である。グルタルイミド単位の割合がこの範囲より小さい場合、得られるイミド樹脂の耐熱性が不足し、又、透明性が損なわれる事がある。又、この範囲を超えると不必要に耐熱性、溶融粘度が上がり、成形加工性が悪くなる他、得られるフィルムの機械的強度は極端に脆くなり、又、透明性が損なわれる事がある。
【００５０】
前記イミド樹脂中の、一般式（３）で表される芳香族ビニル単位の含有量は、イミド樹脂の総繰り返し単位を基準として、１重量％以上が好ましい。芳香族ビニル単位の、好ましい含有量は、１重量％から４０重量％であり、より好ましくは１〜３０重量％、更に好ましくは、１〜２５重量％である。芳香族ビニル単位がこの範囲より大きい場合、得られるイミド樹脂の耐熱性が不足する。この範囲より小さい場合、得られるフィルムの機械的強度が低下することがある。
【００５１】
一般式（１）、（２）、（３）の割合を調整することで、各種要求される物性に調整する事が可能である。例えば、前記イミド樹脂を、先ずメチルメタクリレート−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体を重合した後に後イミド化して形成する場合、例えば（メタ）アクリル酸エステルと芳香族ビニルの重合割合を調整することで一般式（３）の割合を決め（一般式（３）の割合を０とする事も可）、更に後イミド化時の一級アミンの添加割合を調整する事で、更に一般式（１）、（２）の割合を調整する事ができる。
【００５２】
本発明のイミド樹脂には、必要に応じ、更に、第四の構成単位が共重合されていてもかまわない。第四の構成単位として、アクリロニトリルやメタクリロニトリル等のニトリル系単量体、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体を共重合してなる構成単位を用いる事ができる。これらは熱可塑性樹脂中に、直接共重合してあっても良く、グラフト共重合してあっても構わない。
【００５３】
本発明のイミド樹脂を製造する際に、先ずメチルメタクリレート−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、又はメタクリル酸メチル重合体等の（メタ）アクリル酸エステル重合体を重合し、これをイミド樹脂化する場合、本発明で用いる事ができる（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル重合体は、イミド化反応が可能であれば、リニアー（線状）ポリマーであっても、またブロックポリマー、コアシェルポリマー、分岐ポリマー、ラダーポリマー、架橋ポリマーであっても構わない。ブロックポリマーはＡ−Ｂ型、Ａ−Ｂ−Ｃ型、Ａ−Ｂ−Ａ型、又はこれら以外のいずれのタイプのブロックポリマーであっても構わない。コアシェルポリマーはただ一層のコア及びただ一層のシェルのみからなるものであっても、それぞれが多層になっていても構わない。
【００５４】
又、イミド樹脂は、１×１０4ないし５×１０5の重量平均分子量を有する事が好ましい。重量平均分子量が１×１０4を下回る場合には、フィルムにした場合の機械的強度が不足し、５×１０5を上回る場合には、溶融押出時の粘度が高く、成形加工性が低下し、成形品の生産性が低下する事がある。
【００５５】
前記イミド樹脂は、メチルメタクリレート−スチレン共重合体等の（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル共重合体、又はメタクリル酸メチル重合体等の（メタ）アクリル酸エステル重合体にイミド化剤を処理する方法であれば各種方法で製造する事ができ、押出機等を用いてもよく、バッチ式反応槽（圧力容器）等を用いてもよい。
【００５６】
前記イミド樹脂の製造方法を押出機にて行う場合には、各種押出機が使用可能であるが、例えば単軸押出機、二軸押出機或いは多軸押出機等が使用可能である。特に、原料ポリマーに対するイミド化剤或いは閉環促進剤の混合を促進できる押出機として二軸押出機が好ましい。二軸押出機には非噛合い型同方向回転式、噛合い型同方向回転式、非噛合い型異方向回転式、噛合い型異方向回転式等があるが、二軸押出機の中では噛合い型同方向回転式が高速回転可能であり、原料ポリマーに対するイミド化剤或いは必要によって使用する閉環促進剤の混合を促進できるので好ましい。これらの押出機は単独で用いても、直列につないでも構わない。
【００５７】
又、押出機には未反応のイミド化剤或いはメタノール等の副生物やモノマー類を除去する為に、大気圧以下に減圧可能なベント口を装着する事が好ましい。
【００５８】
イミド樹脂の製造を押出機の代わりに、例えば住友重機械（株）製のバイボラックのような横型二軸反応装置やスーパーブレンドのような竪型二軸攪拌槽などの高粘度対応の反応装置も好適に使用できる。
【００５９】
前記イミド樹脂の製造方法をバッチ式反応槽（圧力容器）で行う際には、原料ポリマーを加熱により溶融させ、攪拌でき、イミド化剤或いは閉環促進剤を添加できる構造であれば特に制限ないが、反応の進行によりポリマー粘度が上昇する事もあり、攪拌効率が良好なものがよい。例えば、住友重機械（株）製の攪拌槽マックスブレンド等を例示する事ができる。
【００６０】
非晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１１０℃以上である事が好ましく、１２０℃以上である事がより好ましい。ガラス転移温度が上記の値を下回ると、耐熱性が要求される用途においては適用範囲が制限される。
【００６１】
本発明に係る非晶性の熱可塑性樹脂は、本発明の効果を阻害しない範囲内に於いて、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を含有してもよい。尚、上記添加剤は、単独でもよく、２種以上を併用しても構わない。
【００６２】
本発明に係る光学フィルムの製造方法に於ける原料樹脂の形状としては、粉状、フレーク形状、ペレット形状等が挙げられる。好ましくは、ペレット形状である。
【００６３】
本発明の光学フィルムの製造方法を用いて製造される光学フィルム表面の点状欠陥は５０個／ｍ2以下である。点状欠陥が５０個／ｍ2を超えると、光学フィルムとして液晶表示装置等に用いられる際に、表示品質を低下させる。
【００６４】
ここで、本明細書に於ける点状欠陥とは、樹脂の架橋、及び未溶融物等樹脂由来欠陥の事を言う。詳しくは、マイクロスコープに於いて観察された最大長さ２０μｍ以上の大きさで、且つ、フィルム正常部分と同じ屈折率を有する欠陥である。
【００６５】
本発明の光学フィルムの製造方法を用いて製造される光学フィルムの好ましい厚みは２０μｍ以上、３５０μｍ以下である。更に好ましくは５０μｍ以上、３００μｍ以下で、特に好ましくは８０μｍ以上、２００μｍ以下である。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。実施例の具体的な内容を説明する前に、まず、各実験結果として示される物性及び評価値の測定方法を以下に示す。
【００６７】
（１）ガラス転移温度
樹脂１０ｍｇを用いて、示差走査熱量計（ＤＳＣ、（株）島津製作所製ＤＳＣ−５０型）を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度２０℃／ｍｉｎで測定し、中点法により決定した。
（２）押出量変動
樹脂吐出口に於いて、１分毎に３０分間、押出量を測定して平均押出量に対するバラツキを算出した。
（３）樹脂温度
樹脂吐出口に於いて、接触型樹脂温度計を用いて測定した。
（４）点状欠陥数
暗室で１ｍ2のフィルムを目視で観察し、株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープ（ＶＨ−Ｚ７５）で、最大長さ２０μｍ以上で、且つ、フィルム正常部分と同じ屈折率を有する欠陥の数をカウントした。
【００６８】
（実施例１）
樹脂は、市販のメタクリル酸メチル−スチレン共重合体（新日鐵化学（株）製ＭＳ−８００）を、イミド化剤としてモノメチルアミンを用いてイミド化したイミド樹脂を使用した。具体的には、直径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（押出機の長さＬと直径Ｄの比）が６０の同方向噛合型二軸押出機を用いて、押出機各バレル温度を２５０℃、スクリュー回転数は１５０ｒｐｍ、原料樹脂供給量は２０ｋｇ／時間、モノメチルアミンの添加量は原料樹脂１００部に対して２０部の条件で作製された樹脂である。このイミド樹脂のガラス転移温度は１３０℃である。
【００６９】
次いで、上記イミド樹脂を１００℃で５時間乾燥後、４０ｍｍ単軸押出機と４００ｍｍ幅のＴダイを用いてシート状に押出し、金属製の冷却ロールで該シートを冷却して、幅３５０ｍｍ、厚み１５０μｍのフィルムを得た。ここで、上記単軸押出機に用いたスクリューは、供給部、圧縮部、計量部、及び計量部後にミキシング機構（ダルメージ）から構成されるダルメージスクリューを用いた。更に、上記スクリューは、スクリュー供給部、及び計量部以降がそれぞれ温度制御可能な構造となっており、加熱油をスクリュー内部で循環させて、スクリュー温度制御を行った。詳しくは、スクリュー供給部温度を９０℃、計量部以降温度を１５０℃とした。又、上記単軸押出機のヒーターは、スクリュー供給部に相当するＣ１、圧縮部に相当するＣ２、計量部に相当するＣ３、及びミキシング機構に相当するＣ４の４ゾーンから構成されており、Ｃ１を２００℃、Ｃ２を２４０℃、Ｃ３を２７０℃、Ｃ４を２７０℃とした。
【００７０】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２７０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は５個／ｍ2であった。
【００７１】
（実施例２）
スクリュー供給部温度が６０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７２】
この際の押出量変動は１６．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２７０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は５個／ｍ2であった。
【００７３】
（実施例３）
スクリュー供給部温度が１４０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７４】
この際の押出量変動は１４．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２７１℃であり、フィルム表面の点状欠陥は５個／ｍ2であった。
【００７５】
（実施例４）
スクリュー計量部以降温度が１００℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７６】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２６５℃であり、フィルム表面の点状欠陥は３個／ｍ2であった。
【００７７】
（実施例５）
スクリュー計量部以降温度が１８０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００７８】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２８０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は１０個／ｍ2であった。
【００７９】
（比較例１）
スクリュー供給部温度が５０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８０】
この際の押出量変動は２０．０±２．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２６５℃であり、フィルム表面の点状欠陥は６０個／ｍ2であった。
【００８１】
（比較例２）
スクリュー供給部温度が１５０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８２】
この際の押出量変動は１０．０±５．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２７０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は７０個／ｍ2であった。
【００８３】
（比較例３）
スクリュー計量部以降温度が９０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８４】
この際の押出量変動は１５．０±３．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２６０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は６５個／ｍ2であった。
【００８５】
（比較例４）
スクリュー計量部以降温度が１９０℃である事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８６】
この際の押出量変動は１５．０±０．１ｋｇ／時間、樹脂温度は２９０℃であり、フィルム表面の点状欠陥は１００個／ｍ2であった。
【００８７】
（比較例５）
スクリュー供給部、及び計量部以降の温度制御を行わなかった事以外は、実施例１と同様の方法でフィルムを得た。
【００８８】
この際の押出量変動は１５．０±５．０ｋｇ／時間、樹脂温度は２８５℃であり、フィルム表面の点状欠陥は１００個／ｍ2であった。
【００８９】
以下の表に、上記各実験結果を整理して示す。
【００９０】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明で用いられるスクリューの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ スクリュー
２ 押出機シリンダー
Ａ スクリュー供給部
Ｂ スクリュー圧縮部
Ｃ スクリュー計量部
２ａ スクリュー供給部に相当する押出機シリンダー
２ｂ スクリュー圧縮部に相当する押出機シリンダー
２ｃ スクリュー計量部に相当する押出機シリンダー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
【請求項２】
非晶性の熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂である事を特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
アクリル系樹脂が下記一般式（１）で表される単位と、下記一般式（２）で表される単位及び／又は下記一般式（３）で表される単位とを有するイミド樹脂である事を特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルムの製造方法。
【化１】
（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【化２】
（但し、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ６は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【化３】
（但し、Ｒ７は、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ８は、炭素数６〜１０のアリール基を示す。）
【請求項１】
非晶性の熱可塑性樹脂を、樹脂供給部スクリューと、樹脂計量部スクリューでそれぞれ温度制御可能な機構を有する単軸押出機を用いた溶融押出法により製膜する光学フィルムの製造方法に於いて、下記（１）及び（２）を満たすことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
（１）該単軸押出機内の樹脂供給部スクリュー温度がガラス転移温度−７０℃以上、ガラス転移温度＋１０℃以下
（２）樹脂計量部スクリュー温度がガラス転移温度−３０℃以上、ガラス転移温度＋５０℃以下
【請求項２】
非晶性の熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂である事を特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
アクリル系樹脂が下記一般式（１）で表される単位と、下記一般式（２）で表される単位及び／又は下記一般式（３）で表される単位とを有するイミド樹脂である事を特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルムの製造方法。
【化１】
（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【化２】
（但し、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ６は、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は炭素数５〜１５の芳香環を含む置換基を示す。）
【化３】
（但し、Ｒ７は、水素又は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ８は、炭素数６〜１０のアリール基を示す。）
【図１】
【公開番号】特開２０１０−６９６７６（Ｐ２０１０−６９６７６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３８１２７（Ｐ２００８−２３８１２７）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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