JP5789292B2 - アクリル系樹脂フィルム - Google Patents
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Description
アクリル酸アルキルエステル、及びこれと共重合可能な他のビニル単量体を共重合させて得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子の存在下に、ビニル基含有化合物を重合させて得られる(メタ)アクリル系樹脂(F)。
本発明では、前記樹脂組成物100重量%において、前記アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子が5〜40重量%含まれることが好ましい。
アクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、およびメタクリル酸アルキルエステル50〜0重量%を含む単量体混合物100重量部と、1分子あたり2個以上の非共役二重結合を有する多官能性単量体0.5〜5重量部とを共重合して得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の存在下、
メタクリル酸アルキルエステル60〜100重量%、およびアクリル酸アルキルエステル0〜40重量を含む単量体混合物(E)を重合することにより得られることが好ましい。
アクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、およびメタクリル酸アルキルエステル50〜0重量%を含む単量体混合物100重量部と、1分子あたり2個以上の非共役二重結合を有する多官能性単量体0.5〜5重量部とを共重合して得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の存在下、
不飽和カルボン酸10重量%を超えて35重量%以下、メタクリル酸アルキルエステル50重量%以上90重量%未満、およびアクリル酸アルキルエステル0重量%以上40重量%未満を含む単量体混合物(E)を重合することにより得られ、
(メタ)アクリル系樹脂(F)中のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の含有率が30重量%を超えて60重量%以下であることが好ましい。
グルタルイミドアクリル系樹脂(G)は、ガラス転移温度が120℃以上であり、下記一般式(1)で表される単位と、下記一般式(2)で表される単位とを含むものである。
[メチルメタクリレート単位の含有量A(mol%)]=100×a/(a+b)
[グルタルイミド単位の含有量B(mol%)]=100×b/(a+b)
[グルタルイミド単位の含有量(重量%)]=100×(b×(グルタルイミド単位の分子量))/(a×(メチルメタクリレート単位の分子量)+b×(グルタルイミド単位の分子量))
なお、モノマー単位として上記以外の単位を含む場合においても、樹脂中の各モノマー単位の含有量(mol%)と分子量から、同様にグルタルイミド単位の含有量(重量%)を求めることができる。
グルタルイミドアクリル系樹脂(G)を製造するにあたっては、上記イミド化工程に加えて、エステル化剤で処理するエステル化工程を含むことができる。このエステル化工程によって、イミド化工程にて副生した、樹脂中に含まれるカルボキシル基を、エステル基に変換することができる。これにより、グルタルイミドアクリル系樹脂(G)の酸価を所望の範囲内に調整することができる。
((メタ)アクリル系樹脂(F))
(メタ)アクリル系樹脂(F)は、複層構造を持つもので、アクリル酸アルキルエステル、及びこれと共重合可能な他のビニル単量体を共重合させて得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の存在下に、単量体混合物(E)を重合させて得られる。
これら配向複屈折、および光弾性複屈折に基づく光弾性定数が十分に小さい樹脂が、光学用途として適した材料といえる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d
上記式中において、nx、ny、およびnzは、それぞれ、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率を表す。また、dはフィルムの厚さを表し、nx−nyは配向複屈折を表す。
アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の平均粒子径は、粒子径分析装置(LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS社のMICROTRAC UPA150)を用いて、光散乱法により体積平均粒子径を測定した。
イミド化率の算出は、IRを用いて下記の通り行った。生成物のペレットを塩化メチレンに溶解し、その溶液について、SensIR Tecnologies社製TravelIRを用いて、室温にてIRスペクトルを測定した。得られたIRスペクトルより、1720cm−1のエステルカルボニル基に帰属する吸収強度(Absester)と、1660cm−1のイミドカルボニル基に帰属する吸収強度(Absimide)との比からイミド化率(Im%(IR))を求めた。ここで、「イミド化率」とは、全カルボニル基中のイミドカルボニル基の占める割合をいう。
1H−NMR BRUKER AvanceIII(400MHz)を用いて、樹脂の1H−NMR測定を行い、樹脂中のグルタルイミド単位またはエステル単位などの各モノマー単位それぞれの含有量(mol%)を求め、当該含有量(mol%)を、各モノマー単位の分子量を使用して含有量(重量%)に換算した。
特開2005−23272号公報に記載の滴定法により算出した。
各組成物の屈折率は、それぞれの組成物をシート状に加工し、(株)アタゴ 精密アッベ屈折計を用いて測定した。
各組成物のガラス転移温度は、(株)島津製作所 示差走査熱量計DSC−50型を用い、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。
フィルムのヘーズ値は、(株)日本電色工業 NDH−300Aを用い、JIS K7105に記載の方法にて測定した。
フィルムの耐折り曲げ性は、23℃の雰囲気下で、フィルムを2cm×2cmに切って、中央部で、MD方向に垂直に1秒で180度に折り曲げた時のフィルムの破壊状態を観察することで評価した。
○:割れない、△:亀裂有り、×:割れる
(MIT強度)
下記条件にて二軸延伸フィルムを作成し、延伸可能なサンプルに関して、(株)東洋精機製作所 MIT耐折疲労試験機を用い、JIS C5016の方法に従ってMIT強度を測定した。測定条件は、R=0.38、荷重100gとした。
フィルムの延伸性は、(株)井元製作所 二軸延伸装置 11A7を用い、評価サンプルのガラス転移温度から5℃高い温度雰囲気下で縦1.8倍、横1.8倍にてフィルムの延伸を試みることで評価した。
○:延伸可能、×:延伸不可能
(膜厚)
延伸フィルムの膜厚は、デジマティックインジケーター(株式会社ミツトヨ製)を用いて測定した。
(面内位相差Reおよび厚み方向位相差Rth〕
フィルムから、40mm×40mmの試験片を切り出した。この試験片の面内位相差Reを、自動複屈折計(王子計測株式会社製 KOBRA−WR)を用いて、温度23±2℃、湿度50±5%において、波長590nm、入射角0゜で測定した。
フィルム表面温度が150℃になった時点で、長さ10cm、幅10cm、高さ5cmの金型でフィルムの真空成形を実施した。同じ操作を5回繰り返し、得られた各成形品において割れ発生の有無を確認した。
○:5回全て割れ無し、△:1回割れ有り、×:5回全て割れ有り
(フィッシュアイ)
A4サイズのフィルムサンプルの表面において、大蔵省発行のぎょう雑物検査表を使用し、0.5平方ミリメートル以上の異物(フィッシュアイ)をカウントした。
○:5個以下、△:6個〜10個、×:11個以上
(配向複屈折)
フィルムから試験片を切り出し、自動複屈折計(王子計測株式会社製 KOBRA−WR)を用いて、温度23±2℃、湿度50±5%において、波長590nmにて測定した。
フィルムからTD方向に15mm×70mmの短冊状に試験片を切断した。自動複屈折計(王子計測株式会社製 KOBRA−WR)を用いて、温度23±2℃、湿度50±5%において、波長590nmにて測定した。測定は、フィルムの一端を固定し、他端は無荷重から4kgfまで0.5kgfずつ荷重をかけた状態で複屈折率を測定し、得られた結果から、横軸に応力、縦軸に複屈折をプロットし、最小自乗法により求め得られた直線の傾きを光弾性定数とした。
原料樹脂としてポリメタクリル酸メチル、イミド化剤としてモノメチルアミンを用いて、グルタルイミドアクリル系樹脂(G)を製造した。
原料樹脂としてメタクリル酸メチル−スチレン共重合体(スチレン量11モル%)、イミド化剤としてモノメチルアミンを用いて、グルタルイミドアクリル系樹脂(G)を製造した。
攪拌機付き8L重合装置に、以下の物質を仕込んだ。
脱イオン水 200部
ジオクチルスルフォコハク酸ナトリウム 0.25部
ソジウムホルムアルデヒドスルフォキシレート 0.15部
エチレンジアミン四酢酸−2−ナトリウム 0.005部
硫酸第一鉄 0.0015部
重合機内を窒素ガスで充分に置換し実質的に酸素のない状態とした後、内温を60℃にし、表1に示したアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の単量体混合物45部(アクリル酸ブチル90%、メタクリル酸メチル10重量%)とメタクリル酸アリル3.1部とキュメンハイドロパーオキサイド0.2部とを、10部/時間の割合で連続的に添加した。添加終了後、さらに0.5時間重合を継続し、アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)を得た。重合転化率は99.5%であり、粒子(B)の平均粒子径は75nmであった。
表1に示したアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)および単量体混合物(E)の組成により製造例3と同様に重合を行い、凝固、水洗、乾燥をして(メタ)アクリル系樹脂(F)の樹脂粉末F1−2を得た。ただし、アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の平均粒子径は40nmに調整した。
表1に示したアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)および単量体混合物(E)の組成により製造例3と同様に重合を行い、凝固、水洗、乾燥をして(メタ)アクリル系樹脂(F)の樹脂粉末F1−4を得た。アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の平均粒子径は製造例3と同様に75nmに調整した。
表1に示したアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)および単量体混合物(E)の組成により製造例3と同様に重合を行い、凝固、水洗、乾燥をして(メタ)アクリル系樹脂(F)の樹脂粉末F1−3を得た。ただし、アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の平均粒子径は120nmに調整した。
表1に示したアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)および単量体混合物(E)の組成により製造例3と同様に重合を行い、凝固、水洗、乾燥をして(メタ)アクリル系樹脂(F)の樹脂粉末F1−5を得た。ただし、アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の平均粒子径は120nmに調整した。
口径30mmの噛合い型同方向回転式二軸押出機を用い、押出機の温度調整ゾーンの設定温度を240℃、スクリュー回転数を250rpmとし、表2に示すグルタルイミドアクリル系樹脂(G1)または(G2)、および(メタ)アクリル系樹脂(F)の混合物を、10kg/hrの割合で供給した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂を水槽で冷却し、ペレタイザでペレット化した。
表3に示すグルタルイミドアクリル系樹脂(G1)もしくは(G2)またはアクリル系樹脂(住友化学工業社製、ポリメチルメタクリレート、商品名:スミペックスLG)、および、(メタ)アクリル系樹脂(F)の混合物から、実施例1〜12と同様の手順で、表3に示す膜厚のフィルムを得た。これらフィルムについて各種物性を評価した。
実施例1で得られたフィルムをそのガラス転移温度から5度高い温度で、縦1.8倍、横1.8倍に延伸し、各種物性を測定した。
実施例2で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
実施例3で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
実施例4で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
実施例8で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
実施例9で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
実施例10で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
口径30mmの噛合い型同方向回転式二軸押出機を用い、押出機の温度調整ゾーンの設定温度を240℃、スクリュー回転数を250rpmとし、表5に示すグルタルイミドアクリル系樹脂(G1)および(メタ)アクリル系樹脂(F)の混合物を、10kg/hrの割合で供給した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂を水槽で冷却し、ペレタイザでペレット化した。
比較例1で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
比較例2で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
比較例3で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
比較例8で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
比較例9で得られたフィルムを実施例13と同様に延伸し、各種物性を測定した。
表5に示すグルタルイミドアクリル系樹脂(G1)またはアクリル系樹脂(住友化学工業社製、ポリメチルメタクリレート、商品名:スミペックスEX)、および、(メタ)アクリル系樹脂(F)の混合物から、実施例1〜12と同様の手順で、表5に示す膜厚のフィルムを得た。これらフィルムについて各種物性を評価した。
Claims (8)
- 以下の成分(G)、及び(F)を含有する樹脂組成物を成形して得られるアクリル系樹脂フィルム。
下記一般式(1)で表される単位と、下記一般式(2)で表される単位とを有し、ガラス転移温度が120℃以上であるグルタルイミドアクリル系樹脂(G)。
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、R3は、水素、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、または、芳香環を含む炭素数5〜15の置換基である。)
(式中、R4およびR5は、それぞれ独立して、水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、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、または、芳香環を含む炭素数5〜15の置換基である。)
アクリル酸アルキルエステル、及びこれと共重合可能な他のビニル単量体を共重合させて得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子の存在下に、ビニル基含有化合物を重合させて得られる(メタ)アクリル系樹脂(F)。 - 前記樹脂組成物100重量%において、前記アクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子が5〜40重量%含まれる、請求項1又は2に記載のアクリル系樹脂フィルム。
- 前記樹脂組成物100重量%において、グルタルイミドアクリル系樹脂(G)40〜90重量%と(メタ)アクリル系樹脂(F)60〜10重量%を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルム。
- (メタ)アクリル系樹脂(F)が、
アクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、およびメタクリル酸アルキルエステル50〜0重量%を含む単量体混合物100重量部と、1分子あたり2個以上の非共役二重結合を有する多官能性単量体0.5〜5重量部とを共重合して得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の存在下、
メタクリル酸アルキルエステル60〜100重量%、およびアクリル酸アルキルエステル0〜40重量を含む単量体混合物(E)を重合することにより得られる、請求項1〜4のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルム。 - (メタ)アクリル系樹脂(F)が、
アクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、およびメタクリル酸アルキルエステル50〜0重量%を含む単量体混合物100重量部と、1分子あたり2個以上の非共役二重結合を有する多官能性単量体0.5〜5重量部とを共重合して得られる平均粒子径が80nm未満のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の存在下、
不飽和カルボン酸10重量%を超えて35重量%以下、メタクリル酸アルキルエステル50重量%以上90重量%未満、およびアクリル酸アルキルエステル0重量%以上40重量%未満を含む単量体混合物(E)を重合することにより得られ、
(メタ)アクリル系樹脂(F)中のアクリル酸アルキルエステル系架橋弾性体粒子(B)の含有率が30重量%を超えて60重量%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルム。 - 前記アクリル系樹脂フィルムは、ガラス転移温度が115℃以上、ヘーズ値が1.0%以下、厚みが300μm以下である、請求項1〜6のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルム。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のアクリル系樹脂フィルムからなる光学フィルム。
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