JP7216717B2 - 積層シートとその製造方法、及び保護カバー付きディスプレイ - Google Patents
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入力操作等による表面の擦傷等を防止するために、液晶ディスプレイ及びタッチパネル等の表面には、好ましくは透明な保護カバーが設置される。保護カバーの材質としては従来強化ガラスが主に使用されているが、近年では加工性及び軽量化の観点から、透明樹脂の使用が増えてきている。
本発明はまた、単位面積あたりに存在する有色異物欠点の個数が低減された上記積層シートを提供することを目的とする。
[1] ポリカーボネート樹脂を含有する基材層の少なくとも片面に、メタクリル樹脂を含有する表面層が積層された積層シートであって、
幅900mmの試験サンプルについて、点灯状態の三波長型蛍光灯を備え、照度が2300~2600ルクスとなっている室内で目視検査を行ったとき、積層界面に存在する幅0.3mm以上のダイラインの本数が5本以下である、積層シート。
0.01mm2以上0.30mm2未満のサイズの有色異物欠点の個数が50個以下であり、
0.30mm2以上のサイズの有色異物欠点の個数が0個である、[1]の積層シート。
[4] 前記共重合体は、芳香族ビニル化合物単位50~84質量%、無水マレイン酸単位15~49質量%、及びメタクリル酸エステル単位1~35質量%を含む、[3]の積層シート。
[5] 少なくとも幅方向の一部において面内のレターデーション値が50~330nmである、[1]~[4]のいずれかの積層シート。
[6] 前記表面層上に、耐擦傷性層、眩光防止層、又は反射防止層を有する、[1]~[5]のいずれかの積層シート。
[7] 液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイの保護カバー用である、[1]~[6]のいずれかの積層シート。
[8] 液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイと、[1]~[6]のいずれかの積層シートからなる保護カバーとを含む、保護カバー付きディスプレイ。
前記Tダイとして、内壁面にメッキ処理が施され、基材層用流路の壁面の算術平均高さ(Ra)が50nm以下であるTダイを用いる、[1]~[6]のいずれかの積層シートの製造方法。
[10] 溶融状態の前記基材層用樹脂材料と溶融状態の前記表面層用樹脂材料とを積層する前に、ポリマーフィルターを用いて前記溶融状態の基材層用樹脂材料を濾過する工程を有し、
前記ポリマーフィルターの各部、及び、前記ポリマーフィルターと前記Tダイとの間に配設された単管の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼及び/又はNi-Cr-Mo合金を選択する、[9]の積層シートの製造方法。
本発明によればまた、製造方法を工夫することで、単位面積あたりに存在する有色異物欠点の個数が低減された上記積層シートを提供することができる。
本発明の積層シートは、ポリカーボネート樹脂(PC)を含有する基材層の少なくとも片面に、メタクリル樹脂(PM)を含有する表面層が積層された構造を有する。
図1、図2は、本発明に係る第1、第2実施形態の積層シートの模式断面図である。これらの図において、同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。
図1に示す第1実施形態の積層シート10Xは、ポリカーボネート樹脂(PC)を含有する基材層11の両面にそれぞれ、メタクリル樹脂(PM)を含有する表面層12A、12Bが積層された構造を有している。表面層12Aと表面層12Bは、組成と厚みが同一でも非同一でもよい。
図2に示す第2実施形態の積層シート10Yは、ポリカーボネート樹脂(PC)を含有する基材層11の片面にメタクリル樹脂(PM)を含有する表面層12が積層された構造を有している。
積層シート10X、10Yにおいて、各層の厚みは適宜設計することができる。積層シート10X、10Yは、上記以外の任意の層を有していてもよい。
基材層は、1種以上のポリカーボネート樹脂(PC)を含有する。本明細書において、ポリカーボネート樹脂は、特に明記しない限り、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂等の一般的な非変性ポリカーボネート樹脂である。
ポリカーボネート樹脂(PC)は、好適には1種以上の二価フェノールと1種以上のカーボネート前駆体とを共重合して得られる。二価フェノールとしては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)サルファイド、及びビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン等が挙げられ、中でもビスフェノールAが好ましい。カーボネート前駆体としては、ホスゲン等のカルボニルハライド;ジフェニルカーボネート等のカーボネートエステル;二価フェノールのジハロホルメート等のハロホルメート等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂(PC)の製造方法としては、二価フェノールの水溶液とカーボネート前駆体の有機溶媒溶液とを界面で反応させる界面重合法、及び、二価フェノールとカーボネート前駆体とを高温、減圧、無溶媒条件下で反応させるエステル交換法等が挙げられる。
基材層に他の重合体及び/又は添加剤を添加させる場合、添加タイミングは、ポリカーボネート樹脂(PC)の重合時でも重合後でもよい。
表面層は、1種以上のメタクリル樹脂(PM)を含有するメタクリル樹脂含有層である。メタクリル樹脂(PM)は、光沢、透明性、及び表面硬度等に優れる樹脂である。表面層中のメタクリル樹脂(PM)の含有量は、好ましくは20~100質量%である。
加熱溶融成形の安定性の観点から、1種以上のメタクリル樹脂(PM)を含むメタクリル樹脂含有層の構成樹脂のメルトフローレイト(MFR)は、好ましくは1~10g/10分、より好ましくは1.5~7g/10分、特に好ましくは2~4g/10分である。本明細書において、メタクリル樹脂含有層の構成樹脂のMFRは、特に明記しない限り、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定される値である。
メタクリル樹脂含有層(MLA)~(MLC)に含まれるメタクリル樹脂(PM)は、好ましくはメタクリル酸メチル(MMA)を含む1種以上のメタクリル酸炭化水素エステル(以下、単にメタクリル酸エステルとも言う)に由来する構造単位を含む単独重合体又は共重合体である。メタクリル酸エステル中の炭化水素基は、メチル基、エチル基、及びプロピル基等の非環状脂肪族炭化水素基であっても、脂環式炭化水素基であっても、フェニル基等の芳香族炭化水素基であってもよい。透明性の観点から、メタクリル樹脂(PM)中のメタクリル酸エステル単量体単位の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
メタクリル樹脂組成物(MR1)は、上記のメタクリル樹脂(PM)及びSMA樹脂(S)を含み、さらに及び必要に応じて1種以上の他の重合体を含むことができる。樹脂組成物(MR1)中のメタクリル樹脂(PM)の含有量は、好ましくは5~80質量%、より好ましくは5~55質量%、特に好ましくは10~50質量%である。樹脂組成物(MR1)中のSMA樹脂(S)の含有量は、好ましくは95~20質量%、より好ましくは95~45質量%、特に好ましくは90~50質量%である。これらの樹脂の含有量が上記の範囲であると、表面層の耐熱性が向上し、硬化被膜を形成する工程において、積層シートが加熱された際、積層シートの面状が荒れることを抑制することができる。また、基材層に用いられるポリカーボネート樹脂(PC)とのガラス転移温度差を小さくすることができ、シート成形における積層シートの反りを低減することができる。
メタクリル樹脂組成物(MR2)は、上記のメタクリル樹脂(PM)及び多層構造ゴム粒子(RP)を含み、さらに必要に応じて1種以上の他の重合体を含むことができる。樹脂組成物(MR2)中のメタクリル樹脂(PM)の含有量は、好ましくは80~99質量%、より好ましくは85~95質量%である。樹脂組成物(MR2)中の多層構造ゴム粒子(RP)の含有量は、好ましくは20~1質量%、より好ましくは15~5質量%である。表面層が多層構造ゴム粒子(RP)を含むことで、積層シートの耐割れ性等を向上することができる。多層構造ゴム粒子(RP)の含有量が過少では、打ち抜き加工時の条件によっては端部に割れが生じる恐れがある。一方、多層構造ゴム粒子の含有量が過多では、成形時及び折り曲げ時等に積層シートに白化が生じる、表面層の表面硬度が低下して傷が付き易くなる、形状転写後の製品外観が悪くなる等の恐れがある。
多層構造ゴム粒子(RP)の層数は特に制限されず、2層でも3層以上でもよい。好ましくは、多層構造ゴム粒子(RP)は、最内層(RP-a)と1層以上の中間層(RP-b)と最外層(RP-c)とを含む3層以上のコアシェル多層構造粒子である。
メタクリル樹脂含有層(MLA)~(MLC)は必要に応じて、各種添加剤を含むことができる。添加剤としては、基材層の説明において上述したものと同様のものを用いることができる。添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設定できる。メタクリル樹脂含有層(MLA)~(MLC)の構成樹脂100質量部に対して、例えば、酸化防止剤の含有量は0.01~1質量部、紫外線吸収剤の含有量は0.01~3質量部、光安定剤の含有量は0.01~3質量部、滑剤の含有量は0.01~3質量部、染料・顔料の含有量は0.01~3質量部が好ましい。
メタクリル樹脂含有層(MLA)~(MLC)に他の重合体及び/又は添加剤を含有させる場合、添加タイミングは、メタクリル樹脂(PM)、SMA樹脂(S)、及び多層構造ゴム粒子(RP)等の樹脂の重合時でもよいし、メタクリル樹脂(PM)を含む複数種の樹脂の混合時又は混合後でもよい。
本発明の積層シートの総厚み(TT)及び表面層の厚み(ST)は、積層シートの用途及び積層シートに対する要求性能により適宜設計される。
本発明の積層シートの総厚み(TT)は、好ましくは0.5~6.0mm、より好ましくは1.0~5.0mm、特に好ましくは1.0~4.0mmである。TTが上記の範囲内であると、本発明の積層シートを保護カバーとして用いたタッチパネルディスプレイの画面操作時の画像の歪み及び滲みが抑制される。
表面層の厚み(ST)は、好ましくは0.03~0.40mm、より好ましくは0.05~0.30mm、特に好ましくは0.06~0.30mmである。なお、基材層の両面にそれぞれ表面層が積層された積層シートの場合、STは2つの表面層の厚みの合計とする。STが上記の範囲内であると、本発明の積層シートは充分な剛性を有し、本発明の積層シートは打ち抜き加工性に優れ、本発明の積層シートを保護カバーとして用いたタッチパネルディスプレイの画面操作時の画像の歪み及び滲みが抑制される。
本発明の積層シートは、基材層の少なくとも片面に表面層が積層されたものであれば、他の樹脂層を有していてもよい。
本発明の積層シートは必要に応じて、表面層上に硬化被膜を有することができる。硬化被膜は耐擦傷性層又は視認性向上効果のための低反射性層として機能することができる。硬化被膜は公知方法にて形成することができる(特開2004-299199号公報及び特開2006-103169号公報等を参照されたい。)。耐擦傷性(ハードコート性)硬化被膜(耐擦傷性層、ハードコート層)の厚みは、好ましくは2~30μm、より好ましくは5~20μmである。薄すぎると表面硬度が不充分となり、厚すぎると製造工程中の折り曲げにより割れが発生する恐れがある。低反射性硬化被膜(低反射性層)の厚みは、好ましくは80~200nm、より好ましくは100~150nmである。薄すぎても厚すぎても低反射性能が不充分となる恐れがある。
本発明の積層シートは必要に応じて、表面層上に公知の眩光防止(アンチグレア)層及び/又は反射防止(アンチリフレクション)層を有することができる。
以下、本発明の積層シートの製造方法の好ましい態様について説明する。本発明の積層シートは公知方法により製造することができ、好ましくは共押出成形を含む製造方法により製造される。
図3に示す製造装置30は、基材層用単管32を介して接続された、基材層用押出機31と基材層用定量ポンプ33と基材層用濾過手段34とを備える。基材層用樹脂材料は、基材層用押出機31を用いて溶融可塑化され、基材層用単管32内に押出される。基材層用単管32内に押出された溶融状態の基材層用樹脂材料は、ギアポンプ等の定量ポンプ33を用いて下流に送られる。定量ポンプ33の後段には、ポリマーフィルター等の基材層用濾過手段34が配置され、積層前に樹脂劣化物及び他の異物が除去される。
製造装置30はまた、表面層用単管42を介して接続された、表面層用押出機41と表面層用定量ポンプ43と表面層用濾過手段44とを備える。表面層用樹脂材料は、表面層用押出機41を用いて溶融可塑化され、表面層用単管42内に押出される。表面層用単管42内に押出された溶融状態の表面層用樹脂材料は、ギアポンプ等の定量ポンプ43を用いて下流に送られる。定量ポンプ43の後段には、ポリマーフィルター等の表面層用濾過手段44が配置され、積層前に樹脂劣化物及び他の異物が除去される。
基材層用濾過手段34を通過後の溶融状態の基材層用樹脂材料と、表面層用濾過手段44を通過後の溶融状態の表面層用樹脂材料は、基材層の少なくとも一方の面に表面層が積層された熱可塑性樹脂積層体の形態で、幅広の吐出口を有するTダイ51から溶融状態で共押出される。積層方式としては、Tダイ流入前に積層するフィードブロック方式、及びTダイ内部で積層するマルチマニホールド方式等が挙げられる。積層シートの層間の界面平滑性を高める観点から、マルチマニホールド方式が好ましい。
冷却ロールとしては、金属ロール及び外周部に金属製薄膜を備えた弾性ロール(以下、金属弾性ロールとも言う)等が挙げられる。金属ロールとしては、ドリルドロール及びスパイラルロール等が挙げられる。金属ロールの表面は、鏡面であってもよいし、模様又は凹凸等を有していてもよい。金属弾性ロールは例えば、ステンレス鋼等からなる軸ロールと、この軸ロールの外周面を覆うステンレス鋼等からなる金属製薄膜と、これら軸ロール及び金属製薄膜の間に封入された流体とからなり、流体の存在により弾性を示すことができる。金属製薄膜の厚みは好ましくは2~5mm程度である。金属製薄膜は、屈曲性及び可撓性等を有することが好ましく、溶接継ぎ部のないシームレス構造であるのが好ましい。このような金属製薄膜を備えた金属弾性ロールは、耐久性に優れると共に、金属製薄膜を鏡面化すれば通常の鏡面ロールと同様の取り扱いができ、金属製薄膜に模様及び凹凸等を付与すればその形状を転写できるロールになるので、使い勝手がよい。
製造装置の構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更が可能である。
従来の共押出成形ではまた、ポリマーフィルター等の濾過手段の下流で発生した樹脂劣化物、あるいは、ポリマーフィルター等の濾過手段でいったん捕捉されたものの、上流から受ける圧力によって、形状を変えて濾過手段をすり抜けた樹脂劣化物が、最終製品中に混入し、有色異物欠点を形成する場合がある。
本発明では、製造方法を工夫することで、ダイラインの発生を抑制することができる。本発明ではまた、製造方法を工夫することで、有色異物欠点の発生を抑制することができる。
溶融状態の基材層用樹脂材料及び溶融状態の表面層用樹脂材料はそれぞれ、積層前にフィルター等の濾過手段を用いて濾過することが好ましい。各溶融樹脂材料に含まれる樹脂劣化物及び他の異物をフィルターで捕捉してから多層成形を行うことにより、Tダイ内の金属壁面及びTダイのリップ部に樹脂劣化物が付着することを抑制し、ダイラインの発生を抑制することができる。
フィルターとしては、ポリマーフィルターが好ましい。ポリマーフィルターは、一端が閉塞され他端が開放された筒状のコア部、この周囲に取り付けられたフィルター部、及びこれらを収納するハウジングを含むことができる。ポリマーフィルターの設置箇所は押出機とTダイとの間であればよく、ギアポンプ等の定量ポンプとTダイとの間が好ましい。フィルターの濾過精度は特に制限されず、好ましくは30μm以下、より好ましくは15μm以下、特に好ましくは5μm以下である。
基材層用ポリマーフィルターと表面層用ポリマーフィルターのうち、少なくとも基材層用ポリマーフィルターの各部(コア部、フィルター部、及びハウジング部)の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼及び/又はNi-Cr-Mo合金を選択することが好ましい。かかる材料の具体例としては、SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L、SUS309S、SUS310S、SUS317、SUS317L、ハステロイC、ハステロイC-276、ハステロイC-22、及びハステロイX等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上用いることができる。少なくとも基材層用ポリマーフィルターの各部の材質として上記材質を用いることで、ポリマーフィルター内での溶融樹脂の滞留時間を短縮化して樹脂の劣化を効果的に抑制することができ、その結果、ダイライン及び有色異物欠点の発生を効果的に抑制することができる。
基材層用単管と表面層用単管のうち、少なくとも基材層用単管の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼及び/又はNi-Cr-Mo合金を選択することが好ましい。かかる材料の具体例は、上記と同様である。少なくとも基材層用単管の材質として上記材質を用いることで、溶融樹脂の流速が理論上ゼロとなる単管内壁面での溶融樹脂の滞留時間を短縮化して樹脂の劣化を効果的に抑制することができ、その結果、ダイライン及び有色異物欠点の発生を効果的に抑制することができる。
ポリマーフィルターの下流にある単管内で生成される樹脂劣化物は、ポリマーフィルターで捕捉することができない。そのため、特に、基材層用樹脂材料が流下するポリマーフィルターの下流側の単管について、樹脂劣化を効果的に抑制できる上記材質を選択することは、ダイライン及び有色異物欠点の抑制に有用である。
Tダイの内壁面は、メッキ処理が施されていることが好ましい。メッキの種類は特に制限されず、ハードクロムメッキ及びタングステンカーバイドメッキ等が好ましい。メッキ処理が施されたTダイ内の基材層用流路の壁面の表面粗さRaは、好ましくは50nm以下、より好ましくは25nm以下、特に好ましくは10nm以下である。かかる態様では、Tダイ内の基材層用流路の壁面及び基材層用流路と表面層用流路とが合流する合流部への樹脂劣化物の付着を効果的に抑制することができ、その結果、ダイライン及び有色異物欠点の発生を効果的に抑制することができる。
本明細書において、特に明記しない限り、「表面粗さRa」は、算術平均高さを意味する。
上記したように、樹脂劣化は、ポリカーボネート樹脂を含有する基材層用樹脂材料でより生じやすい傾向がある。
製造装置(共押出成形設備)の運転立上げ時は流路内に大気が充満しているため、酸化による樹脂劣化が相対的に起きやすい。酸化による樹脂劣化を抑制するために、基材層用材料として、運転立上げ時には実際の製品用のポリカーボネート樹脂含有材料よりも高濃度の酸化防止剤が添加された運転立上げ用のポリカーボネート樹脂含有材料を用いることができる。実際の製品用の基材層用材料の酸化防止剤の濃度は、好ましくは0.005~0.1質量%である。これに対して、運転立上げ用の基材層用材料の酸化防止剤の濃度は、好ましくは0.05~3.00質量%、より好ましくは0.10~2.00質量%、特に好ましくは0.50~1.00質量%である。
酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、及び硫黄系が好ましく、フェノール系とリン系を併用することがより好ましい。かかる態様では、運転立上げ時のポリカーボネート樹脂(PC)の酸化劣化を効果的に抑制することができ、ダイライン及び有色異物欠点の発生を効果的に抑制することができる。
上記したように、樹脂劣化は、ポリカーボネート樹脂を含有する基材層用樹脂材料でより生じやすい傾向がある。
製造装置(共押出成形設備)の運転立上げ時の酸化による樹脂劣化を抑制するために、樹脂の滞留時間を短縮することが、樹脂劣化及びダイライン発生の抑制に効果的である。基材層用材料として、運転立上げ時には実際の製品用のポリカーボネート樹脂含有材料よりも低粘度の運転立上げ用のポリカーボネート樹脂含有材料を用いることができる。運転立上げ時の基材層用樹脂材料のMFRは、好ましくは10~30g/10分、より好ましくは10~20g/10分である。かかる態様では、運転立上げ時にポリカーボネート樹脂(PC)の滞留時間を短縮化して樹脂の酸化劣化を効果的に抑制することができ、その結果、ダイライン及び有色異物欠点の発生を効果的に抑制することができる。
上記中でも、積層界面のダイラインの低減に対する寄与が大きいことから、Tダイとして、内壁面にメッキ処理が施され、基材層用流路の壁面の表面粗さRaが50nm以下であるTダイを用いることが好ましい。
また、有色異物欠点の低減に対する寄与が大きいことから、少なくとも、基材層用ポリマーフィルターの各部、及び、基材層用ポリマーフィルターとTダイとの間に配設された基材層用単管の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼及び/又はNi-Cr-Mo合金を選択することが好ましい。
本発明によればまた、500mm四方の試験サンプルについて、点灯状態の三波長型蛍光灯を備え、照度が2300~2600ルクスとなっている室内で目視検査を行ったとき、0.01mm2以上0.30mm2未満のサイズの有色異物欠点の個数が50個以下であり、0.30mm2以上のサイズの有色異物欠点の個数が0個である積層シートを提供することができる。
「レターデーション(Re)」とは、分子主鎖方向の光とそれに垂直な方向の光との位相差である。一般的に高分子は加熱溶融成形されることで任意の形状を得ることができるが、加熱及び冷却の過程において発生する応力によって分子が配向してレターデーションが発生することが知られている。したがって、レターデーションを制御するためには分子の配向を制御する必要がある。分子の配向は例えば、高分子のガラス転移温度近傍での成形時の応力により発生する。なお、本明細書において、「レターデーション」は特に明記しない限り、面内のレターデーションを示すものとする。
共押出成形後に得られた積層シートの表面に、熱硬化性化合物又は活性エネルギー線硬化性化合物を含む、好ましくは液状の硬化性組成物を塗布し、加熱又は活性エネルギー線照射によって塗膜を硬化することで、硬化被膜を形成することができる。活性エネルギー線硬化性化合物とは、電子線及び紫外線等の活性エネルギー線を照射されることにより硬化する性質を有する化合物である。熱硬化性組成物としては、ポリオルガノシロキサン系及び架橋型アクリル系等が挙げられる。活性エネルギー線硬化性組成物としては、1官能又は多官能のアクリレート系のモノマー又はオリゴマー等の硬化性化合物と光重合開始剤とを含むものが挙げられる。硬化被膜は、市販のハードコート剤を用いて形成することができる。
共押出成形後に得られた積層シートの少なくとも一方の面(好ましくは表面層の面)に必要に応じて、公知方法にて眩光防止(アンチグレア)層及び/又は反射防止(アンチリフレクション)層を形成してもよい。
本発明によればまた、単位面積あたりに存在する有色異物欠点の個数が低減された上記積層シートを提供することができる。
本発明の積層シートは例えば、銀行等の金融機関のATM;自動販売機;テレビ;携帯電話(スマートフォンを含む)、パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末(PDA)、デジタルオーディオプレーヤー、携帯ゲーム機、コピー機、ファックス、及びカーナビゲーションシステム等のデジタル情報機器等に使用される、液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイの保護カバーとして好適である。
[評価項目及び評価方法]
評価項目及び評価方法は、以下の通りである。
(SMA樹脂(S)の共重合組成)
SMA樹脂(S)の共重合組成は、核磁気共鳴装置(日本電子社製「GX-270」)を用い、下記の手順で13C-NMR法により求めた。
SMA樹脂(S)1.5gを重水素化クロロホルム1.5mlに溶解させて試料溶液を調製し、室温環境下、積算回数4000~5000回の条件にて13C-NMRスペクトルを測定し、以下の値を求めた。
・[スチレン単位中のベンゼン環(炭素数6)のカーボンピーク(127、134,143ppm付近)の積分強度]/6
・[無水マレイン酸単位中のカルボニル部位(炭素数2)のカーボンピーク(170ppm付近)の積分強度]/2
・[MMA単位中のカルボニル部位(炭素数1)のカーボンピーク(175ppm付近)の積分強度]/1
以上の値の面積比から、試料中のスチレン単位、無水マレイン酸単位、MMA単位のモル比を求めた。得られたモル比とそれぞれの単量体単位の質量比(スチレン単位:無水マレイン酸単位:MMA単位=104:98:100)から、SMA樹脂(S)中の各単量体単位の質量組成を求めた。
樹脂のMwは、下記の手順でGPC法により求めた。溶離液としてテトラヒドロフラン、カラムとして東ソー株式会社製の「TSKgel SuperMultipore HZM-M」の2本と「SuperHZ4000」とを直列に繋いだものを用いた。GPC装置として、示差屈折率検出器(RI検出器)を備えた東ソー株式会社製のHLC-8320(品番)を使用した。樹脂4mgをテトラヒドロフラン5mlに溶解させて試料溶液を調製した。カラムオーブンの温度を40℃に設定し、溶離液流量0.35ml/分で、試料溶液20μlを注入して、クロマトグラムを測定した。分子量が400~5,000,000の範囲内にある標準ポリスチレン10点をGPCで測定し、保持時間と分子量との関係を示す検量線を作成した。この検量線に基づいてMwを決定した。
樹脂(組成物)のガラス転移温度は、樹脂(組成物)10mgをアルミパンに入れ、示差走査熱量計(「DSC-50」、株式会社リガク製)を用いて、測定を実施した。30分以上窒素置換を行った後、10ml/分の窒素気流中、一旦25℃から200℃まで20℃/分の速度で昇温し、10分間保持し、25℃まで冷却した(1次走査)。次いで、10℃/分の速度で200℃まで昇温し(2次走査)、2次走査で得られた結果から、中点法でガラス転移温度を算出した。なお、2種以上の樹脂を含有する樹脂組成物において複数のTgデータが得られる場合は、主成分の樹脂に由来する値をTgデータとして採用した。
株式会社ミツトヨ製SJ-210を用いて、Tダイ内の基材層用流路のマニホールドから表面層用流路との合流部までの間の壁面の表面粗さ(算術平均高さ)Raを測定した。
幅900mmの積層シートに対して、点灯状態の三波長型蛍光灯を備え、照度が2300~2600ルクスとなっている室内で、目視検査を行った。押出時の流れ方向に沿った筋状欠陥のうち、積層界面に存在する幅0.3mm以上のダイラインの本数をカウントした。なお、各ダイラインの形成位置(表面又は積層界面)は、焦点の位置を表面及び積層界面に合わせた状態でそれぞれ光学顕微鏡観察を行うことで、確認した。
500mm×500mmサイズの積層シートに対して、点灯状態の三波長型蛍光灯を備え、照度が2300~2600ルクスとなっている室内で、目視検査を行った。有色異物欠点の個数を、0.01mm2以上0.30mm2未満、0.30mm2以上の光学顕微鏡観察によるサイズ別にカウントした。なお、有色異物欠点は核となっている有色異物の周囲が盛り上がるため、実際の有色異物のサイズに対し、視認される有色異物欠点のサイズは数倍から数十倍大きく観察される。
ランニングソーを用いて、積層シートから100mm四方の試験片を切り出した。この試験片を23℃±3℃の環境下に10分以上放置した後、株式会社フォトニックラティス製「WPA-100(-L)」を用いて、Re値を測定した。測定箇所は、試験片の中央部とした。
用いた材料は、以下の通りである。
<ポリカーボネート樹脂(PC)>
(PC1-1)
住化スタイロンポリカーボネート株式会社製「SDポリカ(登録商標)」(温度300℃、1.2kg荷重下でのMFR=6.7g/10分)。
(PC1-2)上記ポリカーボネート樹脂(PC1-1)に対して酸化防止剤であるアデカスタブAO-50((株)ADEKA製)を1.0phr添加し、単軸押出機で溶融混練することで、ポリカーボネート樹脂(PC1-2)(温度300℃、1.2kg荷重下でのMFR=7.0g/10分)を得た。
(PC2-1)
住化スタイロンポリカーボネート株式会社製「SDポリカ(登録商標)」(温度300℃、1.2kg荷重下でのMFR=15.0g/10分)。
(PC2-2)
上記ポリカーボネート樹脂(PC2-1)に対して酸化防止剤であるアデカスタブAO-50((株)ADEKA製)を1.0phr添加し、単軸押出機で溶融混練することで、ポリカーボネート樹脂(PC2-2)(温度300℃、1.2kg荷重下でのMFR=15.5g/10分)を得た。
(PM1)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、株式会社クラレ製「パラペット(登録商標) HR」(温度230℃、3.8kg荷重下でのMFR=2.0g/10分、Tg=115℃)。
(S1) 国際公開第2010/013557号に記載の方法に準拠して、SMA樹脂(スチレン-無水マレイン酸-MMA共重合体、スチレン単位/無水マレイン酸単位/MMA単位(質量比)=56/18/26、Mw=150,000、Tg=138℃)を得た。
(MR1-1)メタクリル樹脂(PM1)とSMA樹脂(S1)とを質量比30:70で混合して、メタクリル樹脂含有樹脂組成物(MR1-1)を得た。
(RP1)以下の組成の共重合体からなる最内層(RP-a1)、中間層(RP-b1)、及び最外層(RP-c1)を順次形成して、3層構造のアクリル系多層構造ゴム粒子(RP1)を製造した。粒子径は0.23μmであった。
最内層(RP-a1):メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=32.91/2.09/0.07、
中間層(RP-b1):アクリル酸ブチル単位/スチレン単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=37.00/8.00/0.90、
最外層(RP-c1):メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位(質量比)=18.80/1.20。
(D1)メタクリル系共重合体粒子、メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル単位(質量比)=90/10、粒子径:0.11μm。
多層構造ゴム粒子(RP1)を含むラテックスと分散用粒子(D1)を含むラテックスとを固形分質量比67対33の割合で混合した。得られた混合ラテックスを-30℃で4時間かけて凍結させた。凍結したラテックスの2倍量の90℃温水に凍結ラテックスを投入し、溶解してスラリーとした後、20分間90℃に保持して脱水し、80℃で乾燥して多層構造ゴム粒子含有粉体(RD1)を得た。
(MR2-1)メタクリル樹脂(PM1)と多層構造ゴム粒子含有粉体(RD1)とを質量比88対12で溶融混練して、メタクリル樹脂含有樹脂組成物(MR2-1)を得た。
図3に示したような製造装置を用いて積層シートを成形した。
基材層用及び表面層用のポリマーフィルター34、44は、筒状コア部の材質をSUS304、筒状コア部に取り付けられたフィルター部の材質をSUS316、これらを収納するハウジングの材質をSUS304とした。基材層用及び表面層用の単管32、42の材質は、SUS304とした。Tダイ51として、内表面にハードクロムメッキを施したマルチマニホールドダイを用いた。Tダイ内の基材層用流路の壁面の表面粗さRaは10nmであった。
基材層用押出機31として150mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、基材層用樹脂材料(ポリカーボネート樹脂含有材料)を溶融押出した。表面層用押出機41として65mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、表面層用樹脂材料(メタクリル樹脂含有材料)を溶融押出した。溶融状態のこれらの樹脂をマルチマニホールド型ダイスを介して積層し、Tダイ51から溶融状態の2層構造の熱可塑性樹脂積層体を共押出した。溶融状態の熱可塑性樹脂積層体を、互いに隣接する第1冷却ロール52と第2冷却ロール53との間に挟み込み、第2冷却ロール53に巻き掛け、第2冷却ロール53と第3冷却ロール54との間に挟み込み、第3冷却ロール54に巻き掛けることにより冷却した。冷却後に得られた積層シート56を一対の引取りロール55によって引き取った。なお、第3冷却ロール54にポリカーボネート樹脂含有層が接するようにした。
表面層用樹脂材料としては、終始一貫して、メタクリル樹脂含有樹脂組成物(MR1-1)を用いた。基材層用樹脂材料としては、運転立上げ時には比較的低粘度の運転立上げ用のポリカーボネート樹脂(PC2-2)を用い、運転開始から2時間後に製品用のポリカーボネート樹脂(PC1-1)に切り替えた。製品用のポリカーボネート樹脂(PC1-1)に切り替えてから10時間経過後に、評価用の積層シートを採取した。
積層構造、主な製造条件、及び評価結果を、表1~表3に示す。
図3に示したような製造装置を用いて積層シートを成形した。ポリマーフィルター、単管、及びTダイは、実施例1と同じものを用いた。
第1の表面層用押出機41として65mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、第1の表面層用樹脂材料(メタクリル樹脂含有材料)を溶融押出した。基材層用押出機31として150mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、基材層用樹脂材料(ポリカーボネート樹脂含有材料)を溶融押出した。第2の表面層用押出機41として65mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、第2の表面層用樹脂材料(メタクリル樹脂含有材料)を溶融押出した。溶融状態のこれらの樹脂をマルチマニホールド型ダイスを介して積層し、Tダイ51から溶融状態の3層構造の熱可塑性樹脂積層体を共押出した。冷却ロール52~54を用いて溶融状態の熱可塑性樹脂積層体を冷却し、冷却後に得られた積層シート56を一対の引取りロール55によって引き取った。
実施例1と同様、第1の表面層用樹脂材料及び第2の表面層用樹脂材料としては、終始一貫して、メタクリル樹脂含有樹脂組成物(MR1-1)を用いた。
実施例1と同様、基材層用樹脂材料としては、運転立上げ時には比較的低粘度の運転立上げ用のポリカーボネート樹脂(PC2-2)を用い、運転立上げ開始から2時間後に、製品用のポリカーボネート樹脂(PC1-1)に切り替えた。製品用のポリカーボネート樹脂(PC1-1)に切り替えてから10時間経過後に、評価用の積層シートを採取した。
積層構造、主な製造条件、及び評価結果を、表1~表3に示す。
各層の材料又は厚み、又は製造条件を変更した以外は実施例1又は実施例2と同様にして、2層構造又は3層構造の積層シートを製造した。積層構造、主な製造条件、及び評価結果を、表1~表3に示す。
実施例1~13では、以下に記載の条件1~条件3のうち少なくとも1つを充足する方法で製造を実施したことで、ダイラインの本数が5本以下である積層シートを製造することができた。特に、実施例1~6では、以下に記載の条件1~条件3のすべてを充足する方法で製造を実施したことで、ダイラインの本数が1本以下である積層シートを製造することができた。
実施例1~10では、条件1~条件3のうち2つ以上と条件4を充足する方法で製造を実施したところ、ダイラインの本数が5本以下又は1本以下であり、さらに有色異物欠点の少ない積層シートを製造することができた。なお、実施例11~13において、ポリマーフィルター又は単管の材質として用いたSUS420J2は、マルテンサイト系ステンレス鋼である。
実施例1~13では、充足する条件が多い程、ダイライン及び有色異物欠点の少ない高品質な積層シートを製造することができた。
実施例1~13ではいずれも、レターデーション値が50~330nmであり、液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイの保護カバー用として好適な積層シートを製造することができた。
(条件2)運転立上げ時には、基材層用樹脂材料として、製品用のポリカーボネート樹脂よりも低粘度のポリカーボネート樹脂を用いる。
(条件3)運転立上げ時には、基材層用樹脂材料として、ポリカーボネート樹脂に酸化防止剤を比較的高濃度で添加した材料を用いる。
(条件4)ポリマーフィルターの各部及び単管の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304又はSUS316を用いる。
比較例3では、条件1~条件3を充足しない方法で製造を実施したため、得られた積層シートのダイラインの本数が5本を超え、有色異物欠点も多く見られた。
11 基材層
12、12A、12B 表面層
30 積層シートの製造装置
31 基材層用押出機
32 基材層用単管
33 基材層用定量ポンプ
34 基材層用濾過手段
41 表面層用押出機
42 表面層用単管
43 表面層用定量ポンプ
44 表面層用濾過手段
51 Tダイ
52 第1冷却ロール
53 第2冷却ロール
54 第3冷却ロール
55 引取りロール
56 積層シート
Claims (8)
- ポリカーボネート樹脂を含有する基材層の少なくとも片面に、メタクリル樹脂を含有する表面層が積層された積層シートであって、
少なくとも幅方向の一部において面内のレターデーション値が50~330nmであり、
幅900mmの試験サンプルについて、点灯状態の三波長型蛍光灯を備え、照度が2300~2600ルクスとなっている室内で目視検査を行ったとき、積層界面に存在する幅0.3mm以上のダイラインの本数が5本以下であり、
500mm四方の試験サンプルについて、点灯状態の三波長型蛍光灯を備え、照度が2300~2600ルクスとなっている室内で目視検査を行ったとき、0.01mm 2 以上0.30mm 2 未満のサイズの有色異物欠点の個数が50個以下であり、0.30mm 2 以上のサイズの有色異物欠点の個数が0個である、積層シート。 - 前記表面層は、メタクリル樹脂5~90質量%と、芳香族ビニル化合物単位及び無水マレイン酸単位を含む共重合体95~10質量%とを含む、請求項1に記載の積層シート。
- 前記共重合体は、芳香族ビニル化合物単位50~84質量%、無水マレイン酸単位15~49質量%、及びメタクリル酸エステル単位1~35質量%を含む、請求項2に記載の積層シート。
- 前記表面層上に、耐擦傷性層、眩光防止層、又は反射防止層を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の積層シート。
- 液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイの保護カバー用である、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層シート。
- 液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイと、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層シートからなる保護カバーとを含む、保護カバー付きディスプレイ。
- 前記ポリカーボネート樹脂を含有する前記基材層の少なくとも片面に前記メタクリル樹脂を含有する前記表面層が積層された熱可塑性樹脂積層体を溶融状態でTダイから共押出する工程を有し、
前記工程における積層方式が、前記Tダイの内部で積層を行うマルチマニホールド方式であり、
前記Tダイとして、内壁面にメッキ処理が施され、基材層用流路の壁面の算術平均高さ(Ra)が50nm以下であるTダイを用いる、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層シートの製造方法。 - 溶融状態の前記基材層用樹脂材料と溶融状態の前記表面層用樹脂材料とを積層する前に、ポリマーフィルターを用いて前記溶融状態の基材層用樹脂材料を濾過する工程を有し、
前記ポリマーフィルターの各部、及び、前記ポリマーフィルターと前記Tダイとの間に配設された単管の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼及び/又はNi-Cr-Mo合金を選択する、請求項7に記載の積層シートの製造方法。
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