(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-28
(45)【発行日】2022-07-06
(54)【発明の名称】フィルム
(51)【国際特許分類】
C08J 5/18 20060101AFI20220629BHJP
G02B 1/04 20060101ALI20220629BHJP
C08F 287/00 20060101ALI20220629BHJP
C08F 8/16 20060101ALI20220629BHJP
【FI】
C08J5/18 CER
C08J5/18 CEZ
G02B1/04
C08F287/00
C08F8/16
(21)【出願番号】P 2018132648
(22)【出願日】2018-07-12
【審査請求日】2021-04-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】110002837
【氏名又は名称】特許業務法人アスフィ国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075409
【氏名又は名称】植木 久一
(74)【代理人】
【識別番号】100129757
【氏名又は名称】植木 久彦
(74)【代理人】
【識別番号】100115082
【氏名又は名称】菅河 忠志
(74)【代理人】
【識別番号】100125243
【氏名又は名称】伊藤 浩彰
(74)【代理人】
【識別番号】100177596
【氏名又は名称】山野 寛明
(72)【発明者】
【氏名】北村 倫明
(72)【発明者】
【氏名】井本 慎也
(72)【発明者】
【氏名】山西 眸
【審査官】加賀 直人
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/079694(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08J 5/18
G02B 1/04
C08F 287/00
C08F 8/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリックス内に相分離部分が形成されているフィルムであり、前記相分離構造に基づく正の形態複屈折を有し、マトリックスに負の配向複屈折が導入され、形態複屈折と配向複屈折とが打ち消し合って
おり、
前記フィルムは、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)を有するポリマー鎖を含むフィルム。
【請求項2】
マトリックス内に相分離部分が形成されているフィルムであり、前記相分離構造に基づく正の形態複屈折を有し、マトリックスに負の配向複屈折が導入され、形態複屈折と配向複屈折とが打ち消し合っており、
前記フィルムは、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)と芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有するポリマー鎖(A)を有する共重合体を含むフィルム。
【請求項3】
マトリックス内に相分離構造が形成されており、かつ、マトリックスに負の配向複屈折を有する樹脂(R)が含まれているフィルムであり、
前記フィルムの波長589nmの光に対する面内位相差Reが10nm以下であり、波長589nmの光に対する厚さ方向の位相差Rthが-10~10nmであ
り、
前記フィルムは、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)を有するポリマー鎖を含むことを特徴とするフィルム。
【請求項4】
マトリックス内に相分離構造が形成されており、かつ、マトリックスに負の配向複屈折を有する樹脂(R)が含まれているフィルムであり、
前記フィルムの波長589nmの光に対する面内位相差Reが10nm以下であり、波長589nmの光に対する厚さ方向の位相差Rthが-10~10nmであり、
前記フィルムは、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)と芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有するポリマー鎖(A)を有する共重合体を含むことを特徴とするフィルム。
【請求項5】
前記樹脂(R)の応力光学係数Crが-30.0×10
-9Pa
-1以上-0.1×10
-9Pa
-1以下である請求項
3又は4に記載のフィルム。
【請求項6】
前記樹脂(R)が(メタ)アクリル系重合体(Q)を含む請求項
3~5のいずれか1項に記載のフィルム。
【請求項7】
前記フィルム中に前記ポリマー鎖(A)が0.1~20質量%含まれる
請求項2又は4に記載のフィルム。
【請求項8】
115℃以上にガラス転移温度を有する請求項1~7のいずれか1項に記載のフィルム。
【請求項9】
内部ヘイズが1.0%以下である請求項1~8のいずれか1項に記載のフィルム。
【請求項10】
前記フィルムが厚さ60μm以下の二軸延伸フィルムである請求項1~9のいずれか1項に記載のフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、画像表示装置には、画像の鮮明度の向上の要望により、高度な光学特性を有する光学材料の使用が求められている。高度な光学特性の1つとして複屈折が小さいことが要求されている。一般に、光学材料に用いられる高分子化合物は、その分子の主鎖方向の屈折率と当該主鎖方向に対して垂直方向の屈折率とが異なるため、複屈折が生じる。複屈折を小さくする手法、すなわち、位相差を小さくする手法として、例えば、特許文献1には、正の位相差を与えるラクトン環構造と負の位相差を与える構造単位とを有するアクリル系共重合体であって、位相差を20nm以下としたアクリル系共重合体が開示されている。また、特許文献2には、主鎖に環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂にガラス転移温度が低い柔軟性樹脂を配合した樹脂組成物から形成したフィルムが開示されている。特許文献3には、正の配向複屈折を持つラクトン環に、負の配向複屈折を持つコアシェルゴムを含む樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2007-63541号公報
【文献】特開2007-100044号公報
【文献】特開2007-254726号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1では、共重合体における位相差制御が記載されているに過ぎず、強度付与を目的としてゴム成分を添加した場合における位相差制御については何ら考慮されていない。特許文献2では、二軸延伸で強度を付与する場合、延伸倍率等により強度の異方性が生じる問題があった。また、柔軟性樹脂の位相差については考慮されていなかった。特許文献3では、正の複屈折及び負の複屈折共に配向性に依存しており、両者の値は連動するためにそれぞれを個別に制御することは難しく、このような樹脂組成物から得られるフィルム全体の位相差を低減するには成分面からの厳密な制御が不可欠であり、煩雑であった。
【0005】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、簡便な手段で位相差が非常に小さいフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、相分離構造を有し、かつ、マトリックスに負の配向複屈折を導入したフィルムとすることにより、本発明を完成した。
【0007】
すなわち、本発明は、以下の発明を含む。
【0008】
1.マトリックス内に相分離部分が形成されているフィルムであり、前記相分離構造に基づく正の形態複屈折を有し、マトリックスに負の配向複屈折が導入され、形態複屈折と配向複屈折とが打ち消し合っているフィルム。
【0009】
2.マトリックス内に相分離構造が形成されており、かつ、マトリックスに負の配向複屈折を有する樹脂(R)が含まれているフィルムであり、前記フィルムの波長589nmの光に対する面内位相差Reが10nm以下であり、波長589nmの光に対する厚さ方向の位相差Rthが-10~10nmであることを特徴とするフィルム。
【0010】
3.前記樹脂(R)の応力光学係数Crが-30.0×10-9Pa-1以上-0.1×10-9Pa-1以下である上記2.に記載のフィルム。
【0011】
4.前記樹脂(R)が(メタ)アクリル系重合体(Q)を含む上記2.又は上記3.に記載のフィルム。
【0012】
5.前記フィルムは、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)を有するポリマー鎖を含む上記1.~4.のいずれかに記載のフィルム。
【0013】
6.前記フィルムは、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)と芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有するポリマー鎖(A)を有する共重合体を含む上記1.~4.のいずれかに記載のフィルム。
【0014】
7.前記フィルム中に前記ポリマー鎖(A)が0.1~20質量%含まれる上記6.に記載のフィルム。
【0015】
8.115℃以上にガラス転移温度を有する上記1.~7.のいずれかに記載のフィルム。
【0016】
9.内部ヘイズが1.0%以下である上記1.~8.のいずれかに記載のフィルム。
【0017】
10.前記フィルムが厚さ60μm以下の二軸延伸フィルムである上記1.~9.のいずれかに記載のフィルム。
【発明の効果】
【0018】
本発明のフィルムは、相分離構造によって位相差が制御されているため、簡便に位相差の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】実施例1におけるフィルムの海島構造を表す走査電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明は、マトリックスに負の配向複屈折が導入されている(マトリックスに負の配向複屈折を有する樹脂(R)が含まれている)フィルムに関する。そしてフィルムのマトリックス内には相分離構造が形成されており、この相分離構造が正の形態複屈折を示すことで配向複屈折と形態複屈折とが打ち消し合うことなり、簡便にフィルムの位相差を非常に小さくできる。以下、「位相差が非常に小さい」、「配向複屈折」、「形態複屈折」、「相分離構造」について説明する。
【0021】
本発明のフィルムにおける波長589nmの光に対する面内位相差Reが10nm以下であり、波長589nmの光に対する厚さ方向の位相差Rthが-10~10nmであることが好ましく、本明細書において「位相差が非常に小さい」という文言は上記の条件を満たすフィルムのことを指す。面内位相差Reが0nm以上5.0nm以下、厚み方向位相差Rthは-5.0nm以上10nm以下であることがより好ましく、面内位相差Reが0nm以上2.0nm以下、厚み方向位相差Rthは0nm以上7.0nm以下であることがさらに好ましい。このような面内位相差Reおよび厚さ方向の位相差Rthを示すフィルムは、良好な視野角特性やコントラスト特性を有するものとなり、液晶ディスプレイをはじめとする画像表示装置へ好適に適用できるものとなる。なお、面内位相差Re、厚さ方向の位相差Rthは実施例に記載の方法により求める。
【0022】
配向複屈折とは、一般に鎖状のポリマー(ポリマー鎖)の主鎖が配向することにより発現する複屈折のことであり、所定の樹脂の応力光学係数Crが負となる場合、上記所定の樹脂を負の配向複屈折を有する樹脂という。樹脂(R)の応力光学係数Crが-30.0×10-9Pa-1以上-0.1×10-9Pa-1以下であることが好ましく、-22.0×10-9Pa-1以上-1.0×10-9Pa-1以下であることがより好ましく、-10.0×10-9Pa-1以上-2.0×10-9Pa-1以下であることがさらに好ましい。樹脂(R)の応力光学係数Crを-30.0×10-9Pa-1以上とすることにより、正の形態複屈折と負の配向複屈折とが打ち消し合うことができるため、フィルムの位相差を非常に小さくすることができる。樹脂(R)の応力光学係数は実施例に記載の方法により求める。
【0023】
フィルムマトリックス自体の位相差は、相分離がない(すなわち形態複屈折に関与する成分が存在しない)状態で作成されたフィルムの位相差、例えば、負の配向複屈折を有する樹脂のみで作成したフィルム(以下、マトリックス相当フィルムという場合がある)の位相差によって定義でき、該マトリックス相当フィルムの厚み方向位相差Rthは0nm未満となる。また、該マトリックス相当フィルムの面内位相差Reは10nm以下、厚み方向位相差Rthは-30nm以上0nm未満であることが好ましく、面内位相差Reが0nm以上5.0nm以下、厚み方向位相差Rthは-20nm以上0nm未満であることがより好ましく、面内位相差Reが0nm以上3.0nm以下、厚み方向位相差Rthは-10.0nm以上0nm未満であることがさらに好ましく、面内位相差Reが0nm以上1.0nm以下、厚み方向位相差Rthは-5.0nm以上0nm未満であることが特に好ましい。厚み方向位相差Rthを-30nm以上0nm未満とすることにより、この負の配向複屈折を正の形態複屈折で打ち消すことができ、フィルムの位相差を簡便に小さくできる。なお、マトリックス相当フィルムの面内位相差Re、厚さ方向の位相差Rthは実施例に記載の方法により求める。
【0024】
形態複屈折とは、分子よりはるかに大きく、光の波長より小さいサイズの構造が周期的にあるいは集団的にあるような材料が示す複屈折性のことであり、該複屈折性を有する場合、形態複屈折は必ず正の値となる。フィルム中の形態複屈折によって修正される位相差の程度は、厚み方向位相差Rthで0nmより大きい。形態複屈折によって修正される位相差の程度は、該フィルムの面内位相差Reで-5.0nm以上0nm以下、厚み方向位相差Rthで0nmより大きく30nm以下であることが好ましく、面内位相差Reで-2.0nm以上0nm以下、厚み方向位相差Rthで0nmより大きく15nm以下であることがより好ましく、面内位相差Reで-0.5nm以上0nm以下、厚み方向位相差Rthで0nmより大きく10nm以下であることがさらに好ましい。なお、本発明のフィルムの面内位相差Re又は厚さ方向位相差Rthからマトリックス相当フィルムの面内位相差Re又は厚さ方向位相差Rthを引いた値を、それぞれ、形態複屈折によって修正される面内位相差Re又は厚さ方向の位相差Rthと定義する。
【0025】
本明細書において「相分離構造」とはフィルムを走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したときに、2つ以上の相を形成している状態のことを指す。相分離構造は、負の配向複屈折を示す樹脂(R)と共に、この樹脂(R)と相溶しない部分を有する樹脂(S)を用い、この樹脂混合物からフィルムを成形することによって形成することができる。
【0026】
相分離構造としては、例えば、海島構造、連続球状構造、複合分散相構造、共連続相構造などの構造が挙げられる。海島構造とは、体積の小さい分散相(島構造)が連続相(海構造)に分散された構造をいい、粒子状や球状の分散相(島構造)が連続相(海構造)の中に散在する構造である。連続球状構造は、略球状の分散相が連結し、連続相中に分散した構造である。複合分散構造は、分散相が連続相の中に散在し、さらに分散相中に連続相を構成する樹脂が散在している構造である。共連続構造は、連続相と分散相とが複雑な三次元の網目状を形成している構造である。
本発明のフィルムは相分離構造を有することにより、負の配向複屈折を有する樹脂(R)を含む連続相と、正の形態複屈折を有する分散相とによって、配向複屈折と形態複屈折とが打ち消しあうことになり、簡便にフィルムの位相差を非常に小さくできる。
【0027】
本発明のフィルムは海島構造であることが好ましく、当該構造中の島サイズが450nm以下であることが好ましく、400nm以下がより好ましく、350nm以下がさらに好ましく、300nm以下が特に好ましい。海島構造を示すフィルムは透明性が高くなりやすい。海島構造の島サイズの下限値は特に限定されず、例えば10nm以上であってもよく、50nm以上であってもよく、100nm以上であってもよい。フィルムの海島構造の観察は走査電子顕微鏡(STEM)により行い、具体的な測定方法は実施例に記載の方法が参照される。
【0028】
1.樹脂(S)
樹脂(S)は、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)を有するポリマー鎖を含むことが好ましい。本発明のフィルムは海島構造である場合、島構造は、重合体ブロック(a1)を有するポリマー鎖に起因する。樹脂(S)はジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)と芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有するポリマー鎖(A)を有する共重合体を含むことがより好ましく、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)と芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有するポリマー鎖(A)と、(メタ)アクリル系単量体由来の単位を有するポリマー鎖(B)とを有する共重合体(P)を含むことがさらに好ましい。上記共重合体(P)は、ソフト成分として機能する重合体ブロック(a1)及びハード成分として機能する重合体ブロック(a2)を有するポリマー鎖(A)を含むことによって機械的強度が高められ、こうした共重合体(P)を含む樹脂組成物は、高い機械的強度(例えば、耐折性(MIT強度))を有する。また、ポリマー鎖(B)を含むことによって透明性と耐熱性が高められており、こうした共重合体(P)を含む樹脂組成物は、高透明性と高い機械的強度(例えば、耐折性(MIT強度))を両立できる。
【0029】
共重合体(P)中にポリマー鎖(A)が2~30質量%含まれることが好ましく、3~20質量%含まれることがより好ましく、5~10質量%含まれることがさらに好ましい。2質量%より少ないとソフト成分として期待される機械的強度の向上効果が十分でない可能性があり好ましくない。30質量%より多いと分散相の凝集が生じやすく透明性が低下するおそれがある。こうした共重合体(P)を含む樹脂組成物は、高透明性と高い機械的強度を両立でき、相分離構造が形成されたフィルム中において樹脂(R)に由来する負の配向複屈折を打ち消しあう正の形態複屈折を発現することができる。
【0030】
重合体ブロック(a1)のジエン由来の単位を形成するジエンとしては、1,3-ブタジエン(別名:ブタジエン)、2-メチル-1,3-ブタジエン(別名:イソプレン)、1,3-ペンタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、2,5-ジメチル-1,5-ヘキサジエン(別名:ジイソブテン)等のアルカジエンが好ましく用いられ、なかでも1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン等の共役ジエンがより好ましい。
重合体ブロック(a1)のオレフィン由来の単位を形成するオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテン、2-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、1-テトラデセン、1-オクタデセン等のモノオレフィン(アルケンともいう)が好ましく用いられ、なかでも炭素-炭素二重結合がα位にあるアルケンであるα-オレフィンがより好ましい。これらジエンおよびオレフィンの炭素数は、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、また20以下が好ましく、10以下がより好ましく、6以下がさらに好ましい。
【0031】
ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位は、ジエンおよび/またはオレフィンが重合することにより形成される単位として規定される。オレフィン由来の単位は、同じ構造が形成される限り、オレフィンの単独重合又は共重合によって実際に形成されるものに限らず、ジエン由来の単位が水素化されることによって形成されてもよい(なお、本明細書において、「単独重合又は共重合」であることを「単独/共重合」と表記し、「単独重合体又は共重合体」であることを「(単独/共)重合体」と表記することがある)。重合体ブロック(a1)には、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位として、ブタジエン由来の単位、イソプレン由来の単位、エチレン由来の単位、プロピレン由来の単位、1-ブテン由来の単位、およびイソブテン由来の単位から選ばれる少なくとも1種が含まれることが好ましい。
【0032】
重合体ブロック(a1)としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブテン共重合体等のオレフィン(単独/共)重合体;ポリイソプレン、ポリブタジエン、イソプレン-ブタジエン共重合体等のジエン(単独/共)重合体;エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、イソブテン-イソプレン共重合体等のオレフィンとジエンの共重合体等が挙げられる。オレフィン(単独/共)重合体としてはα-オレフィン(単独/共)重合体が好ましく、ジエン(単独/共)重合体としては共役ジエン(単独/共)重合体が好ましく、オレフィンとジエンの共重合体としてはα-オレフィンと共役ジエンの共重合体が好ましい。これらの中でもポリイソプレン、イソブテン-イソプレン共重合体等のα-オレフィンと共役ジエンの共重合体や、ポリエチレン、ポリプロピレンがより好ましい。
【0033】
重合体ブロック(a1)は、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位に加え、さらに他の不飽和単量体由来の単位を有していてもよい。他の不飽和単量体は、重合性二重結合を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の不飽和カルボン酸およびそのエステル;ビニルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメトキシシラン等のビニルシラン等;及び芳香族ビニル単量体等が挙げられる。
【0034】
芳香族ビニル単量体は、芳香環にビニル基が結合した化合物であれば特に限定されず、例えば、スチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、α-メチルスチレン、α-ヒドロキシメチルスチレン、α-ヒドロキシエチルスチレン等のスチレン系単量体;2-ビニルナフタレン等の多環芳香族炭化水素環ビニル単量体;N-ビニルカルバゾール、2-ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルチオフェン等の芳香族複素環ビニル単量体等が挙げられる。これらの中でも、スチレン系単量体が好ましい。スチレン系単量体には、スチレンのみならず、スチレンの重合性二重結合炭素またはベンゼン環に任意の置換基が結合したスチレン誘導体も含まれ、当該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基等が挙げられる。スチレンに結合したアルキル基とアルコキシ基は、炭素数1~4が好ましく、炭素数1~2がより好ましく、スチレンに結合したアルキル基とアルコキシ基は、水素原子の少なくとも一部がヒドロキシ基またはハロゲン基で置換されていてもよい。なお、共重合体(P)の着色を低減する観点から、スチレン系単量体はアミノ基を有しないものが好ましい。さらに、スチレン系単量体は、スチレンの重合性二重結合炭素またはベンゼン環に置換基が結合していない無置換のスチレンであることが好ましい。
【0035】
重合体ブロック(a1)は、これら他の不飽和単量体とジエンおよび/またはオレフィンとの共重合体であってもよい。該他の不飽和単量体としては、芳香族ビニル単量体が好ましい。芳香族ビニル単量体とジエンおよび/またはオレフィンとの共重合体を重合体ブロック(a1)にすると、共重合体(P)の透明性を高めやすくなる。例えば、共重合体(P)のポリマー鎖(A)とポリマー鎖(B)の屈折率差が大きい場合でも、共重合体(P)の透明性を高めることが容易になる。
【0036】
重合体ブロック(a1)が芳香族ビニル単量体由来の単位を有する場合、芳香族ビニル単量体由来の単位の含有割合は、重合体ブロック(a1)中、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましく、また40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましい。この場合、重合体ブロック(a1)中、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位と芳香族ビニル単量体由来の単位の合計の含有割合は、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。重合体ブロック(a1)は、実質的にジエンおよび/またはオレフィン由来の単位と芳香族ビニル単量体由来の単位のみから構成されていてもよく、例えばこれらの単位の合計含有割合が99質量%以上であってもよい。
【0037】
重合体ブロック(a1)が、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位に加えて他の不飽和単量体由来の単位を有するものである場合は、重合体ブロック(a1)は、これらの単量体のランダム共重合体であることが好ましい。
【0038】
なお、重合体ブロック(a1)はジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を主成分として含むことが好ましく、重合体ブロック(a1)100質量%中、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位の含有割合が50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。重合体ブロック(a1)は、実質的にジエンおよび/またはオレフィン由来の単位のみから構成されていてもよく、例えばジエンおよび/またはオレフィン由来の単位が99質量%以上であってもよい。
【0039】
ポリマー鎖(A)は、芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有していてもよい。該重合体ブロック(a2)を形成する芳香族ビニル単量体としては、上記の重合体ブロック(a1)で例示の芳香族ビニル単量体が挙げられる。
【0040】
重合体ブロック(a2)は、芳香族ビニル単量体由来の単位に加え、さらに他の不飽和単量体由来の単位を有していてもよい。他の不飽和単量体は、重合性二重結合を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の不飽和カルボン酸およびそのエステル;ビニルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメトキシシラン等のビニルシラン等が挙げられる。重合体ブロック(a2)は、これら他の不飽和単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体(特にランダム共重合体)であってもよい。なお、重合体ブロック(a2)中のジエンおよび/またはオレフィン由来の単位の含有割合は1質量%以下であることが好ましく、重合体ブロック(a2)は、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有しないことが好ましい。
【0041】
重合体ブロック(a2)は芳香族ビニル単量体由来の単位を主成分として含むことが好ましい。具体的には、重合体ブロック(a2)中、芳香族ビニル単量体由来の単位の含有割合が70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。重合体ブロック(a2)は、実質的に芳香族ビニル単量体由来の単位のみから構成されていてもよく、例えば芳香族ビニル単量体由来の単位の含有割合が99質量%以上であってもよい。
【0042】
前記重合体ブロック(a1)と重合体ブロック(a2)から構成されるポリマー鎖(A)としては、例えば、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体の水添物(例えば、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-ブタジエン/ブチレン-スチレンブロック共重合体)、スチレン-イソプレンブロック共重合体、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体の水添物(例えば、スチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS))等が挙げられる。また、これらのブロック共重合体において、ブタジエンブロックがブタジエン/スチレンブロックになったものや、イソプレンブロックがイソプレン/スチレンブロックになったものが挙げられる。なお、前記表記において、各ブロックは「-」で区分され、各ブロック中の「/」の表記は、当該ブロック中を構成する単量体単位を表す。
【0043】
ポリマー鎖(A)は、重合体ブロック(a1)の両側に重合体ブロック(a2)が結合したものであることが好ましい。これによりポリマー鎖(A)がエラストマーとして機能し、共重合体(P)の機械的強度をより高めることができる。この場合、ポリマー鎖(A)は、トリブロック共重合体であってもよく、マルチブロック共重合体であってもよく、ラジアルブロック共重合体であってもよいが、ポリマー鎖(A)の特性制御が容易であり、また共重合体(P)中へのポリマー鎖(B)の導入が容易な点から、トリブロック共重合体であることが好ましい。このような共重合体としては、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体およびその水添物、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体およびその水添物等が挙げられる。
【0044】
ポリマー鎖(A)中、重合体ブロック(a2)の含有割合は0質量%でもよい(重合体ブロック(a1)のみからなる)が、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、また55質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、45質量%以下がさらに好ましく、35質量%以下が特に好ましく、25質量%以下が最も好ましい。これにより、ポリマー鎖(A)がソフト成分とハード成分をバランス良く有するものとなり、共重合体(P)の機械的強度を高めることが容易になる。同様の観点から、ポリマー鎖(A)中、重合体ブロック(a1)の含有割合は45質量%以上であることが好ましく、50質量%以上がより好ましく、55質量%以上がさらに好ましく、65質量%以上が特に好ましく、75質量%以上が最も好ましく、また95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下がさらに好ましい。また、ポリマー鎖(A)中、芳香族ビニル単量体由来の単位の含有割合は、0質量%でもよいが、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、また55質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、45質量%以下がさらに好ましく、35質量%以下が特に好ましく、25質量%以下が最も好ましい。
【0045】
ポリマー鎖(A)の重量平均分子量は、0.1万以上が好ましく、0.5万以上がより好ましく、1万以上がさらに好ましく、3万以上がさらにより好ましく、また30万以下が好ましく、25万以下がより好ましく、20万以下がさらに好ましい。ポリマー鎖(A)の重量平均分子量をこのような範囲とすることで、共重合体(P)の機械的強度を確保し、共重合体(P)の成形加工性を高めることが容易になる。
【0046】
共重合体(P)は、前記ポリマー鎖(B)を有していてもよい。ポリマー鎖(B)は、(メタ)アクリル系単量体由来の単位(以下、「(メタ)アクリル単位」と称する場合がある)を少なくとも有する。ポリマー鎖(B)を有することで共重合体(P)の透明性を高めることができる。
【0047】
本明細書において(メタ)アクリル系単量体は、α位及び/またはβ位に水素原子かアルキル基(好ましくは、炭素数1~4のアルキル基)が結合したアクリル基を含む単量体の意味で使用し、該アルキル基は、水素原子の少なくとも一部が、ヒドロキシ基またはハロゲン基で置換されていてもよい。(メタ)アクリル系単量体は、好ましくはアクリル基又はメタクリル基を有する単量体を意味する。また(メタ)アクリル系単量体には(メタ)アクリル酸(すなわち遊離酸)およびその誘導体が含まれ、該誘導体には、エステル、塩、酸アミド等が含まれる。
【0048】
前記(メタ)アクリル系単量体としては、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸のエステル結合の酸素原子に直鎖状、分岐状または環状の脂肪族炭化水素基や芳香族炭化水素基が結合した(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
【0049】
直鎖状または分岐状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸へプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルのアルキル基は、C1-18アルキル基が好ましく、C1-12アルキル基がより好ましく、C1-6アルキル基がさらに好ましい。なお本明細書において、「C1-18」や「C1-12」との記載は、それぞれ「炭素数1~18」、「炭素数1~12」を意味する。
【0050】
環状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロブチル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキル;(メタ)アクリル酸イソボルニル等の架橋環式(メタ)アクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸シクロアルキルのシクロアルキル基は、C3-20シクロアルキル基が好ましく、C4-12シクロアルキル基がより好ましく、C5-10シクロアルキル基がさらに好ましい。
【0051】
芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トリル、(メタ)アクリル酸キシリル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(メタ)アクリル酸ビナフチル、(メタ)アクリル酸アントリル等の(メタ)アクリル酸アリール;(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸アラルキル;(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等の(メタ)アクリル酸アリールオキシアルキル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アリールのアリール基は、C6-20アリール基が好ましく、C6-14アリール基がより好ましい。(メタ)アクリル酸アラルキルのアラルキル基は、C6-10アリールC1-4アルキル基が好ましい。(メタ)アクリル酸アリールオキシアルキルのアリールオキシアルキル基は、C6-10アリールオキシC1-4アルキル基が好ましく、フェノキシC1-4アルキル基がより好ましい。
【0052】
前記(メタ)アクリル酸エステルは、ヒドロキシ基、アミノ基、ハロゲン基、アルコキシ基、エポキシ基等の置換基を有していてもよい。特に直鎖状または分岐状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルにおいて、脂肪族炭化水素基がヒドロキシ基、アミノ基、ハロゲン基、アルコキシ基、エポキシ基等を有することが好ましい。このような(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル;(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル等の(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキル;(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル;(メタ)アクリル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エポキシアルキル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと(メタ)アクリル酸エポキシアルキルのアルキル基は、C1-12アルキル基が好ましく、C1-6アルキル基がより好ましい。(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルのアルコキシアルキル基は、C1-12アルコキシC1-12アルキル基が好ましく、当該アルコキシ基はC1-6がより好ましく、当該アルキル基はC1-6がより好ましい。
【0053】
(メタ)アクリル系単量体としては、後述するプロトン性水素原子含有基を有する(メタ)アクリル系単量体A、(メタ)アクリル系単量体Bなどで例示する単量体も含まれる。
【0054】
ポリマー鎖(B)は主鎖に環構造を有することが好ましい。すなわち、ポリマー鎖(B)は、ポリマー鎖(B)の主鎖に環構造を有する単位(以下、「環構造単位」と称する場合がある)を有することが好ましい。ポリマー鎖(B)が主鎖に環構造を有することで、共重合体(P)を含む樹脂組成物の透明性や耐熱性を高めることができる。また、耐溶剤性、寸法安定性、表面硬度、接着性、酸素や水蒸気のバリヤ性、各種の光学特性の向上も期待できる。さらに前記樹脂組成物から延伸フィルムを得る場合は、延伸条件に応じて、ポリマー鎖(B)の環構造に由来して位相差を発現させることも可能となる。
【0055】
ポリマー鎖(B)の主鎖の環構造は、(メタ)アクリル系単量体の一部または全部を環構造内に含んでいてもよく、(メタ)アクリル系単量体とは別に導入された環構造であってもよい。このようにポリマー鎖の主鎖に環構造を形成するのに必要な成分(環構造形成用単量体ともいう)を(メタ)アクリル系単量体の一部または全部を環構造内に含ませる場合には、例えば、隣接する(メタ)アクリル系単量体由来の単位の2個のカルボン酸基を酸無水物化、イミド化などによって連結すればよい。また隣接する(メタ)アクリル系単量体由来の単位のうち一方がヒドロキシ基やアミノ基などのプロトン性水素原子含有基を有する場合には、この一方の(メタ)アクリル系単量体由来の単位のプロトン性水素原子含有基と他方の(メタ)アクリル系単量体由来の単位のカルボン酸基とが縮合することでも、環構造を形成できる。環構造を(メタ)アクリル系単量体由来の単位とは別に導入する場合は、例えば、(メタ)アクリル系単量体と、環構造内に重合性二重結合を有する単量体とを共重合すればよい。
【0056】
環構造は、4員環構造、5員環構造、6員環構造、7員環構造、8員環構造等のいずれでもよく、好ましくは5員環構造または6員環構造である。
【0057】
環構造としては、共重合体(P)の耐熱性の観点から、ラクトン環構造、ラクタム環構造、環状イミド構造(例えば、スクシンイミド構造、グルタルイミド構造等)、環状無水物構造(例えば、無水コハク酸構造、無水グルタル酸構造等)等が好ましく挙げられる。これらの環構造は、ポリマー鎖(B)の主鎖に1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。これらの中でも、ラクトン環構造、スクシンイミド構造、無水コハク酸構造、グルタルイミド構造、および無水グルタル酸構造から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ラクトン環構造であることがより好ましい。
【0058】
ポリマー鎖(B)が主鎖の環構造としてラクトン環構造又はラクタム環構造を有する場合、ラクトン環構造又はラクタム環構造の環員数は特に限定されず、例えば4員環から8員環のいずれかであればよい。なお、環構造の安定性に優れる点から、ラクトン環構造又はラクタム環構造は5員環または6員環であることが好ましく、6員環であることがより好ましい。
【0059】
ラクトン環構造としては、例えば特開2004-168882号公報に開示される構造等が挙げられるが、ラクトン環構造の導入が容易であること、具体的には、前駆体(ラクトン環化前の重合体)の重合収率が高いこと、前駆体の環化縮合反応におけるラクトン環含有率を高めることができること、(メタ)アクリレート由来の単位を有する重合体を前駆体にできることなどの理由から、下記式(1a)で表される構造が好ましく示される。またラクタム環構造としては、下記式(1b)で表される構造が好ましく示される。下記式(1a)又は下記式(1b)において、R1、R2およびR3は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。
【0060】
【0061】
式(1a)、式(1b)のR1、R2およびR3の置換基としては、炭化水素基等の有機残基が挙げられ、例えば、置換基を有していてもよいC1-20の炭化水素基等が挙げられる。当該炭化水素基としては、飽和または不飽和の直鎖状、分岐状または環状の脂肪族炭化水素基や芳香族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等のC1-20アルキル基(好ましくはC1-10のアルキル基であり、より好ましくはC1-6のアルキル基);エテニル基、プロペニル基等のC2-20アルケニル基(好ましくはC2-10のアルケニル基であり、より好ましくはC2-6のアルケニル基);シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のC3-20シクロアルキル基(好ましくはC4-12のシクロアルキル基であり、より好ましくはC5-8のシクロアルキル基)等が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のC6-20アリール基(好ましくはC6-14のアリール基であり、より好ましくはC6-10のアリール基);ベンジル基、フェニルエチル基等のC7-20アラルキル基(好ましくはC7-15のアラルキル基であり、より好ましくはC7-11のアラルキル基)等が挙げられる。これらの炭化水素基は酸素原子やハロゲン原子を含んでいてもよく、具体的には、炭化水素基の有する水素原子の1つ以上が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、エーテル基およびエステル基から選ばれる少なくとも1種類の基により置換されていてもよい。
【0062】
式(1a)のラクトン環構造又は式(1b)のラクタム環構造において、耐熱性に優れ、複屈折率が小さい共重合体(P)を得ることが容易な点から、R1およびR2はそれぞれ独立して水素原子またはC1-20アルキル基であり、R3は水素原子またはメチル基であることが好ましく、R1およびR2はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、R3は水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
【0063】
ヒドロキシ基やアミノ基などのプロトン性水素原子含有基を有する(メタ)アクリル系単量体A由来の単位のプロトン性水素原子含有基と、該(メタ)アクリル系単量体A由来の単位に隣接する(メタ)アクリル酸エステル由来の単位のエステル基とを環化縮合することにより、ラクトン環構造及び/又はラクタム環構造をポリマー鎖(B)に導入することができる。重合成分として、ヒドロキシ基又はアミノ基などのプロトン性水素原子含有基を有する(メタ)アクリル系単量体Aは必須であり、(メタ)アクリル系単量体Bは前記単量体Aを包含する。単量体Bは単量体Aと一致していてもよいし、一致しなくてもよい。単量体Bが単量体Aと一致するときには、単量体Aの単独重合となる。
【0064】
ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリル系単量体A1としては、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキル(例えば、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸イソプロピル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸n-ブチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸t-ブチル)、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸アルキル(例えば、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸エチル)等が挙げられ、好ましくは、ヒドロキシアリル部位を有する単量体である2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸や2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキルが挙げられる。特に好ましくは2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルが示される。
【0065】
アミノ基を有する(メタ)アクリル系単量体A2としては、前記単量体A1のヒドロキシ基がアミノ基に変わった化合物が例示できる。ポリマー鎖(B)がラクトン環構造及び/またはラクタム環構造である場合、(メタ)アクリル系単量体Aが環構造形成用単量体となる。
【0066】
(メタ)アクリル系単量体Bとしては、ビニル基とエステル基またはカルボキシ基とを有する単量体が好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等)、(メタ)アクリル酸アリール(例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等)、2-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキル(例えば、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル等の2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸アルキル、2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸メチル等の2-(ヒドロキシエチル)アクリル酸アルキル)等が挙げられる。
【0067】
ポリマー鎖(B)は、式(1a)又は式(1b)で表されるラクトン環構造又はラクタム構造を1種のみ有していてもよく、2種以上有していてもよい。
【0068】
ポリマー鎖(B)が主鎖の環構造として無水コハク酸構造(すなわち無水マレイン酸単量体に由来する構造)またはスクシンイミド構造(すなわちマレイミド単量体に由来する構造)を有する場合、無水コハク酸構造またはスクシンイミド構造としては、下記式(2)で表される構造が好ましく示される。下記式(2)において、R4およびR5は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、R6は水素原子または置換基を表し、X1は酸素原子または窒素原子を表し、X1が酸素原子のときn1=0であり、X1が窒素原子のときn1=1である。
【0069】
【0070】
式(2)のR6の置換基としては、炭化水素基等の有機残基が挙げられ、例えば、置換基を有していてもよいC1-20の炭化水素基が挙げられる。当該炭化水素基としては、飽和または不飽和の直鎖状、分岐状または環状の脂肪族炭化水素基や芳香族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等のC1-20アルキル基(好ましくはC1-10のアルキル基であり、より好ましくはC1-6のアルキル基);エテニル基、プロペニル基等のC2-20アルケニル基(好ましくはC2-10のアルケニル基であり、より好ましくはC2-6のアルケニル基);シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のC3-20シクロアルキル基(好ましくはC4-12のシクロアルキル基であり、より好ましくはC5-8のシクロアルキル基)等が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のC6-20アリール基(好ましくはC6-14のアリール基であり、より好ましくはC6-10のアリール基);ベンジル基、フェニルエチル基等のC7-20アラルキル基(好ましくはC7-15のアラルキル基であり、より好ましくはC7-11のアラルキル基)等が挙げられる。これらの炭化水素基は、ハロゲン等の置換基を有していてもよい。
【0071】
X1が酸素原子のとき、式(2)により示される環構造は無水コハク酸構造となる。無水コハク酸構造は、例えば、無水マレイン酸と(メタ)アクリル系単量体(例えば、(メタ)アクリル酸エステル等)とを共重合することによって、ポリマー鎖(B)に導入することができる。ポリマー鎖(B)が無水コハク酸構造を有する場合、無水マレイン酸が環構造形成用単量体となる。
【0072】
X1が窒素原子のとき、式(2)により示される環構造はスクシンイミド構造となる。スクシンイミド構造は、例えば、N-置換マレイミドと(メタ)アクリル系単量体(例えば、(メタ)アクリル酸エステル)とを共重合することによって、ポリマー鎖(B)に導入することができる。スクシンイミド構造としては、例えば、N位が無置換のスクシンイミド構造、N-メチルスクシンイミド構造、N-エチルスクシンイミド構造、N-シクロヘキシルスクシンイミド構造、N-フェニルスクシンイミド構造、N-ナフチルスクシンイミド構造、N-ベンジルスクシンイミド構造等が挙げられる。また、スクシンイミド構造を与えるマレイミドとしては、N位が無置換のマレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-ナフチルマレイミド、N-ベンジルマレイミド等を用いることができる。ポリマー鎖(B)がスクシンイミド構造を有する場合、N-置換マレイミドが環構造形成用単量体となる。
【0073】
X1が窒素原子であるスクシンイミド構造をポリマー鎖(B)が有する場合、耐熱性に優れ、複屈折率が小さい共重合体(P)を得ることが容易な点から、R4およびR5は水素原子であり、R6はC3-20シクロアルキル基またはC6-20芳香族基(アリール基、アラルキル基等)であることが好ましく、R4およびR5は水素原子であり、R6はシクロヘキシル基またはフェニル基であることがより好ましい。
【0074】
ポリマー鎖(B)は、式(2)で表される環構造を1種のみ有していてもよく、2種以上有していてもよい。
【0075】
ポリマー鎖(B)が主鎖の環構造としてグルタルイミド構造または無水グルタル酸構造を有する場合、グルタルイミド構造または無水グルタル酸構造としては、下記式(3)で表される構造が好ましく示される。下記式(3)において、R7およびR8は、それぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、R9は水素原子または置換基を表し、X2は酸素原子または窒素原子を表し、X2が酸素原子のときn2=0であり、X2が窒素原子のときn2=1である。
【0076】
【0077】
式(3)中、R7およびR8のアルキル基としては、直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、n-ヘキシル基、イソへキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基等のC1-8アルキル基等が挙げられる。なお、耐熱性に優れ、複屈折率が小さい共重合体(P)を得ることが容易な点から、R7およびR8は、それぞれ独立して水素原子またはC1-4アルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。
【0078】
式(3)のR9の置換基としては、炭化水素基等の有機残基が挙げられ、例えば、置換基を有していてもよいC1-20の炭化水素基が挙げられる。当該炭化水素基としては、飽和または不飽和の直鎖状、分岐状または環状の脂肪族炭化水素基や芳香族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等のC1-20アルキル基(好ましくはC1-10のアルキル基であり、より好ましくはC1-6のアルキル基);エテニル基、プロペニル基等のC2-20アルケニル基(好ましくはC2-10のアルケニル基であり、より好ましくはC2-6のアルケニル基);シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のC3-20シクロアルキル基(好ましくはC4-12のシクロアルキル基であり、より好ましくはC5-8のシクロアルキル基)等が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のC6-20アリール基(好ましくはC6-14のアリール基であり、より好ましくはC6-10のアリール基);ベンジル基、フェニルエチル基等のC7-20アラルキル基(好ましくはC7-15のアラルキル基であり、より好ましくはC7-11のアラルキル基)等が挙げられる。これらの炭化水素基は、ハロゲン等の置換基を有していてもよい。これらの中でも、耐熱性に優れ、複屈折率が小さい共重合体(P)を得ることが容易な点から、R9は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはアラルキル基であることが好ましく、メチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、またはトリル基がより好ましい。
【0079】
X2が酸素原子のとき、式(3)により示される環構造は無水グルタル酸構造となる。無水グルタル酸構造は、例えば、隣接する(メタ)アクリル系単量体由来の単位の2個のカルボン酸基を酸無水物化することにより、ポリマー鎖(B)に導入することができる。
【0080】
X2が窒素原子のとき、式(3)により示される環構造はグルタルイミド構造となる。グルタルイミド構造は、例えば、隣接する(メタ)アクリル系単量体由来の単位の2個のカルボン酸基をイミド化したり、隣接する(メタ)アクリル酸アミド由来の単位のアミド基と(メタ)アクリル酸エステル由来の単位のエステル基とを環化縮合することにより、ポリマー鎖(B)に導入することができる。ポリマー鎖(B)がグルタルイミド構造を有する場合、(メタ)アクリル系単量体が環構造形成用単量体となる。
【0081】
式(3)の環構造において、X2が窒素原子であるグルタルイミド構造を有する場合、耐熱性に優れ、複屈折率が小さい共重合体(P)を得ることが容易な点から、R7およびR8はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、R9は、メチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、またはトリル基であることがさらに好ましく、R7およびR8はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、R9はシクロヘキシル基またはフェニル基であることが特に好ましい。
【0082】
ポリマー鎖(B)は、式(3)で表される環構造を1種のみ有していてもよく、2種以上有していてもよい。
【0083】
上記に説明した環構造のうち、共重合体(P)を含む樹脂組成物に良好な表面硬度、耐溶剤性、接着性、バリヤ特性、光学特性が付与される観点から、ポリマー鎖(B)の環構造単位は、ラクトン環構造および/またはスクシンイミド構造(マレイミド単量体由来の構造)を含むことが好ましく、ラクトン環構造であることがより好ましい。
【0084】
ポリマー鎖(B)中の主鎖の環構造単位の含有割合は特に限定されないが、ポリマー鎖(B)中、環構造単位の含有割合は3質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、また50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。このように主鎖の環構造単位の含有割合を調整することにより、共重合体(P)を含む樹脂組成物に耐熱性と機械的強度の両方をバランス良く付与することができる。前記樹脂組成物により高い耐熱性や機械的強度を付与する場合は、ポリマー鎖(B)中の構造単位の含有割合が10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましい。なお、ここで説明した環構造単位の含有割合は、ポリマー鎖(B)の主鎖に含まれる環構造を有する単位の含有率を意味し、例えば上記式(1)~(3)で表される構造の含有割合を意味する。
【0085】
ポリマー鎖(B)は、前記(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体由来の単位をさらに有していてもよい。(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体は、重合性二重結合を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;スチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、α-メチルスチレン、2-ビニルピリジン等の芳香族ビニル化合物;ビニルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメトキシシラン等のビニルシラン等が挙げられる。例えば、ポリマー鎖(B)が芳香族ビニル単量体由来の単位を有していれば、共重合体(P)の屈折率や位相差特性を調整することが容易になる。芳香族ビニル単量体の詳細は、ポリマー鎖(A)の芳香族ビニル単量体の説明が参照される。なお、ポリマー鎖(B)が2種以上の単量体成分から形成されるものである場合、ポリマー鎖(B)はランダム共重合体であることが好ましい。
【0086】
前記(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体由来の単位は、ポリマー鎖(B)100質量部中、例えば、0.1質量部以上、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、例えば、30質量部以下、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
【0087】
共重合体(P)は、ポリマー鎖(B)がポリマー鎖(A)にグラフトしているグラフト共重合体であることが好ましい。なお、国際純正応用化学連合(IUPAC)高分子命名法委員会による高分子科学の基本的術語の用語集によると、グラフト高分子とは、「ある高分子中に側鎖として主鎖に結合した1種または数種のブロックがあり、しかもこれらの側鎖が主鎖とは異なる構成(化学構造)上または配置上の特徴をもつ場合、この高分子をグラフト高分子という。」と説明されている。グラフト共重合体は、連鎖移動反応法、高分子開始剤法、カップリング法、マクロモノマー法、表面グラフト法等の公知の製造方法により得ることができ、これらの方法から1つのみを採用してもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。これらの方法の詳細は、日本化学会編、化学便覧(応用化学編)第6版を参考にできる。
【0088】
共重合体(P)において、ポリマー鎖(B)は、ポリマー鎖(A)の重合体ブロック(a1)にグラフトしていることがより好ましく、ポリマー鎖(B)が、重合体ブロック(a1)のジエンおよび/またはオレフィン由来の単位に結合していることが最も好ましい。この最も好ましい場合、ポリマー鎖(B)は、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位の主鎖の炭素原子に結合していてもよく、当該主鎖に置換基(側鎖)として結合した炭化水素基の炭素原子に結合していてもよい。ポリマー鎖(B)は、例えば、共重合体ブロック(a1)の主鎖のジエン由来の二重結合に結合してもよく、当該二重結合の隣接炭素原子に結合してもよい。あるいは、ポリマー鎖(B)は、共重合体ブロック(a1)の主鎖に置換基(側鎖)として結合したジエン由来の二重結合に結合したり、当該二重結合の隣接炭素原子に結合していてもよい。
【0089】
2.樹脂(S)の製造方法(共重合体(P)の製造方法)
上述のとおり、樹脂(S)は共重合体(P)を含むことが好ましく、前記共重合体(P)は、ジエンおよび/またはオレフィン由来の単位を有する重合体ブロック(a1)と芳香族ビニル単量体由来の単位を有する重合体ブロック(a2)を有する共重合体(P1)(以下、「原料共重合体(P1)」と称する場合がある)の存在下、(メタ)アクリル系単量体(以下、「原料(メタ)アクリル系単量体」と称する場合がある)を含む単量体成分を重合することによって製造できる。前記原料共重合体(P1)が前記ポリマー鎖(A)に相当し、前記原料(メタ)アクリル系単量体の重合物がポリマー鎖(B)を構成する。以下では、重合体ブロック(a1)、重合体ブロック(a2)、ポリマー鎖(B)が全て含まれている共重合体(P)の製造方法を説明する。なお、樹脂(S)が、重合体ブロック(a2)及び/又はポリマー鎖(B)を含まない(共)重合体である場合も、以下に記載の製造方法を参照に製造することができる。
【0090】
2.1 製造原料、試剤
原料共重合体(P1)の製造方法は特に限定されず、例えば、重合体ブロック(a1)を構成する単量体成分を重合して重合体ブロック(a1)を形成した後、重合体ブロック(a1)の存在下で重合体ブロック(a2)を構成する単量体成分を重合することにより、得ることができる。原料共重合体(P1)は、水添されていてもよい。また1種又は2種以上を組み合わせてもよい。2種以上を組み合わせる場合、樹脂組成物としての平均分子量や二重結合量を調整することが容易となる。
【0091】
原料共重合体(P1)中のオレフィン性二重結合量が0.2mmol/g以上2.0mmol/g以下であることが好ましい。オレフィン性二重結合量が0.2mmol/g以上の原料共重合体(P1)を用いることにより、透明性が高い共重合体(P)を得やすくなる。一方、オレフィン性二重結合量が2.0mmol/g以下の原料共重合体(P1)を用いることにより、ゲル化物の発生が少ない共重合体(P)を得やすくなる。原料共重合体(P1)中のオレフィン性二重結合量は、0.4mmol/g以上がより好ましく、0.6mmol/g以上がさらに好ましく、また1.5mmol/g以下がより好ましく、1.2mmol/g以下がさらに好ましく、1.0mmol/g以下が特に好ましい。原料共重合体(P1)には、オレフィン性二重結合量が異なる複数の樹脂を含んでいてもよく、一部の樹脂のオレフィン性二重結合量が2.0mmol/gを超えていてもよいが、原料共重合体(P1)全体におけるオレフィン性二重結合量が2.0mmol/g以下となるようにすることが好ましい。原料共重合体(P1)中のオレフィン性二重結合量はヨウ素滴定法により求めることができる。
【0092】
原料(メタ)アクリル系単量体としては、ポリマー鎖(B)で説明した(メタ)アクリル系単量体が適宜使用できる。また原料(メタ)アクリル系単量体と共に、該(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体を存在させ、これらを共重合してもよい。またポリマー鎖(B)の主鎖に環構造を形成するのに必要な成分(環構造形成用単量体)、例えば、ラクトン環構造又はラクタム環構造を形成するためのプロトン性水素原子含有基を有する(メタ)アクリル系単量体A及び(メタ)アクリル系単量体B、環構造内に重合性二重結合を有する単量体(無水コハク酸構造を形成するための無水マレイン酸、スクシンイミド構造を形成するためのマレイミドなど)、及び無水グルタル酸構造又はグルタルイミド構造を形成する為の(メタ)アクリル酸から選ばれる少なくとも1種を前記原料(メタ)アクリル系単量体として、又は原料(メタ)アクリル系単量体の共重合成分として使用することも可能である。
【0093】
重合の際の原料共重合体(P1)の使用量は、原料共重合体(P1)と単量体成分(原料(メタ)アクリル系単量体、原料(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体、環構造形成用単量体など)の合計100質量部に対して、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、5質量部以上がさらに好ましく、7質量部以上がさらにより好ましく、9質量部以上が特に好ましく、また50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましく、20質量部以下が特に好ましい。単量体成分の使用量は、原料共重合体(P1)と単量体成分の合計100質量部に対して、50質量部以上が好ましく、60質量部以上がより好ましく、70質量部以上がさらに好ましく、80質量部以上が特に好ましく、また99質量部以下が好ましく、97質量部以下がより好ましく、95質量部以下がさらに好ましく、93質量部以下がさらにより好ましい。
【0094】
前記ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)・二塩酸塩、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)等のアゾ化合物;過硫酸カリウム等の過硫酸塩類;クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(TBIC)、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシオクトエート、t-アミルパーオキシイソノナノエート(TAIN)、t-アミルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-アミルパーオキシ2-エチルヘキシルカーボネート等の有機過酸化物等を用いることができる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物は、原料共重合体(P1)が水添物であるときに特に有用である。有機過酸化物によれば、オレフィン由来の単位が有する二重結合(オレフィン性二重結合)のビニル位、アリル位等活性が高い水素を引き抜いて当該箇所でラジカルを生成でき、ポリマー鎖(B)を形成する単量体成分を付加重合させるのに有用である。ラジカル重合開始剤の使用量は、例えば、単量体成分100質量部に対して0.01~1質量部とすることが好ましい。
【0095】
前記重合は、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の重合法を用いて行うことができるが、溶液重合法を用いることが好ましい。溶液重合法を用いれば、共重合体(P)への微小な異物の混入を抑えることができ、共重合体(P)を光学材料用途等に好適に適用しやすくなる。
【0096】
溶液重合に用いる溶媒は、単量体成分の組成に応じて適宜選択でき、通常のラジカル重合反応で使用される有機溶媒を用いることができる。具体的には、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール等のアルコール類;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;クロロホルム;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0097】
2.2 添加手順
本発明で用いられる樹脂組成物の製造方法としては、前記原料共重合体(P1)と前記原料(メタ)アクリル系単量体とラジカル重合開始剤を共存させてラジカル重合反応を開始する工程と、ラジカル重合反応開始後に反応液にラジカル重合開始剤を添加する工程とを行うことが好ましい。ラジカル重合反応開始後にラジカル重合開始剤を追加添加することで、ポリマー鎖(B)の組成分布を小さくすることや、原料共重合体(P1)と(メタ)アクリル系単量体との反応率を向上させ、得られた共重合体(P)の凝集現象を低減でき、共重合体(P)を含む樹脂組成物の加熱条件下での透明性の低下を防止できる。以下、ラジカル重合反応が開始するまでの原料共重合体(P1)、原料(メタ)アクリル系単量体、ラジカル重合開始剤の混合物を「初期混合物」といい、ラジカル重合反応が開始した後の反応混合物(反応液)を「反応継続液」という場合がある。
【0098】
初期混合物の調製手順は特に制限されず、原料共重合体(P1)に原料(メタ)アクリル系単量体とラジカル重合開始剤とを添加してもよく、原料共重合体(P1)と原料(メタ)アクリル系単量体との混合物にラジカル重合開始剤を添加してもよい。またラジカル重合が開始するまでの温度制御も適宜設定でき、例えば、原料共重合体(P1)と原料(メタ)アクリル系単量体との混合物を重合開始可能な温度に昇温した後、該混合物にラジカル重合開始剤を添加してラジカル重合反応を開始させてもよい。
【0099】
ラジカル重合反応が開始した後の反応液(反応継続液)へのラジカル重合開始剤の添加は、前記初期混合物を調製するためのラジカル重合開始剤の添加から途切れることなく連続しておこなってもよいが、初期混合物の調製のためにラジカル重合開始剤を添加した後、その添加を一旦停止し、ラジカル重合反応が開始してからラジカル重合開始剤の添加を再開することが好ましい。添加を一旦停止することで、ラジカル重合反応の開始を確認してからの再添加が可能となり、ラジカル反応を安全に行うことができる。ラジカル重合反応の開始は、サンプリング等による成分確認、液性や液温の変化などによって確認できる。
【0100】
反応継続液へのラジカル重合開始剤の添加は、分割添加及び滴下(連続滴下を含む)のいずれでもよい。また分割添加する時の添加回数は2回以上であれば特に制限されず、各回の添加を滴下で行ってもよい。単量体成分の転化率を向上させるために好ましくはラジカル重合開始剤を、滴下、より好ましくは連続滴下する。滴下速度は、反応終了時までに使用するラジカル重合開始剤の全量を100質量部とした時、例えば、0.1~1.0質量部/分程度、好ましくは0.1~0.8質量部/分程度である。反応の終了は転化率を測定することで確認でき、全単量体の転化率が85%以上となった時点とする。
【0101】
反応継続液へのラジカル重合開始剤の添加量は、初期混合物に添加したラジカル重合開始剤の添加量100質量部に対して、例えば、30~500質量部であり、好ましくは100~450質量部であり、より好ましくは150~350質量部である。
【0102】
原料共重合体(P1)を反応継続液に添加(分割添加、滴下等)してもよいが、添加しない方が好ましい。添加しない方が、原料共重合体(P1)と(メタ)アクリル系単量体の反応率を高めることができる。反応継続液への原料共重合体(P1)の添加量は、初期混合物に添加した原料共重合体(P1)の添加量100質量部に対して、例えば、0~100質量部であり、好ましくは0~50質量部であり、より好ましくは0質量部である。
【0103】
原料(メタ)アクリル系単量体を反応継続液に添加(分割添加、滴下等)してもよく、添加しなくてもよい。反応継続液への添加の有無は、共重合成分との反応性を比較して決定できる。共重合成分が芳香族ビニル単量体の場合、原料(メタ)アクリル系単量体の反応継続液の添加の量を少なくする(特に添加しない)方が、原料(メタ)アクリル系単量体の転化率を高めることができる。また芳香族ビニル単量体を共重合させる時のポリマー鎖(B)の組成分布を小さくでき、共重合体(P)の分散安定性を高めることができ、加熱条件下での透明性低下をより防止できる。共重合成分が芳香族ビニル単量体の場合、反応継続液への原料(メタ)アクリル系単量体の添加量は、初期混合物に添加した原料(メタ)アクリル系単量体の添加量100質量部に対して、例えば、0~50質量部であり、好ましくは0~30質量部であり、より好ましくは0~10質量部である。
【0104】
この重合反応では、前述のプロトン性水素原子含有基を有する(メタ)アクリル系単量体A、(メタ)アクリル系単量体B、環構造内に重合性二重結合を有する単量体(無水マレイン酸、マレイミドなど)、(メタ)アクリル酸などの環構造形成用単量体を重合させることも可能である。これら環構造形成用単量体は初期混合物に添加してもよく、反応継続液に添加(分割添加、滴下等)してもよい。初期混合物への添加量と反応継続液への添加量の比は、共重合成分との反応性を比較して決定できる。例えば共重合成分が芳香族ビニル単量体であり、その使用量が全単量体100質量部中、15質量部以下の場合、環構造形成用単量体を初期混合物に添加し、反応継続液には添加しないか添加量を少なくする方が好ましい。共重合成分が芳香族ビニル単量体であり、その使用量が全単量体100質量部中、15質量部を超える場合、環形成用成分は初期混合物及び反応継続液に添加することが好ましい。このように初期混合物への添加量と反応継続液への添加量の比を調整することで、環構造形成用単量体の転化率を高めたり、前述する様に(メタ)アクリル系単量体と芳香族ビニル単量体を反応させるときのポリマー鎖(B)の組成分布を小さくでき、(メタ)アクリル系ブロック共重合体(P)の分散安定性を高めることができ、加熱条件下での透明性低下をより防止できる。芳香族ビニル単量体を反応させる時の初期混合物への環構造形成用単量体の添加量は、環構造形成用単量体の全添加量100質量部に対して、例えば、20質量部以上であり、好ましくは30質量部以上であり、より好ましくは40質量部以上であり、100質量部であることが最も好ましい。
【0105】
この重合反応では、ビニル単量体(ただし、環構造形成用単量体を含むことはない)を前記原料(メタ)アクリル系単量体と共重合させてもよい。該ビニル単量体は、初期混合物に添加してもよく、反応継続液に添加(分割添加、滴下等)してもよい。初期混合物への添加量と反応継続液への添加量の比は、原料(メタ)アクリル系単量体とビニル単量体の反応性を比較して決定できる。ビニル単量体が芳香族ビニル単量体の場合、初期混合物への添加をしないか添加量を少なくする一方で、反応継続液に添加することが好ましい。反応継続液での添加量を多くすることで、芳香族ビニル単量体を共重合させる時のポリマー鎖(B)の組成分布を小さくでき、共重合体(P)の分散安定性を高めることができ、加熱条件下での透明性低下をより防止できる。反応継続液へのビニル単量体の添加量は、ビニル単量体の全添加量100質量部に対して、例えば、70質量部以上であり、好ましくは80質量部以上であり、より好ましくは90質量部以上であり、100質量部であることが最も好ましい。
【0106】
前記重合反応では、初期混合物及び反応継続液の少なくとも一方、好ましくは初期混合物に連鎖移動剤を添加してもよい。連鎖移動剤を使用することで分子量分布を小さくできる。連鎖移動剤としては、ブタンチオール、オクタンチオール、オクタデカンチオール、ドデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、2-メルカプトプロピオン酸オクチル、3-メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシルエステル、オクタン酸2-メルカプトエチルエステル、1,8-ジメルカプト-3,6-ジオキサオクタン、n-ドデシルメルカプタン、エチレングリコールビスチオグリコレート等のメルカプタン;四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等のハロゲン化合物;α-メチルスチレンダイマー等が挙げられる。連鎖移動剤の使用量は、例えば、初期混合物及び反応継続液で使用する全単量体成分100質量部に対して、0.01~3質量部とすることが好ましい。
【0107】
2.3 反応条件
初期混合物において原料共重合体(P1)と単量体(原料(メタ)アクリル系単量体、環構造形成用単量体、ビニル単量体など、特に原料(メタ)アクリル系単量体、環構造形成用単量体)は前記溶媒に溶解又は分散していてもよく、原料共重合体(P1)と単量体の合計の濃度は、例えば、10~80質量%、好ましくは30~70質量%、より好ましくは40~60質量%である。
また反応継続液に添加するラジカル重合開始剤は、前記溶媒に溶解又は分散していてもよく、反応継続液に添加するラジカル重合開始剤濃度は、例えば、1~50質量%、好ましくは2~30質量%、より好ましくは3~25質量%である。
反応継続液に添加する単量体(原料(メタ)アクリル系単量体、環構造形成用単量体、ビニル単量体など、特に芳香族ビニル単量体)は、前記溶媒に溶解又は分散していてもよく、また液体である場合は溶媒と混合せずにそのまま添加してもよい。
反応継続液に添加するラジカル重合開始剤と単量体は、別々に反応継続液に添加してもよく、両者を先に混合してから反応継続液に添加してもよい。
【0108】
反応は、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気または気流下で行うのが好ましい。反応温度は、例えば、50~200℃、好ましくは70~150℃、より好ましくは90~120℃である。反応時間は、例えば1時間~20時間反応を行うことが好ましい。また、初期混合物に添加したラジカル重合開始剤の添加後、または反応継続液へのラジカル重合開始剤の添加後に熟成させる工程を含んでもよく、重合反応の進行度合や、ゲル化物の生成の程度を見ながら適宜調整すればよい。また、熟成温度はラジカル重合開始剤添加時の重合温度と同じ温度でもよく、添加時の重合温度より高い温度に保持して熟成してもよい。
【0109】
前記重合反応での重合転化率は85%以上であり、すなわち、前記重合反応での各単量体(原料(メタ)アクリル系単量体、原料(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体、環構造形成用単量体など)の転化率がいずれも85%以上である。重合転化率を調整することによって、樹脂組成物のオレフィン性二重結合量を調整できる。各単量体の転化率が85%より低い場合、単量体の回収を別途行う設備が新たに必要となったり、残存単量体が次工程などで望まない反応を引き起こしゲルが発生するなど生産性を著しく損なう可能性がある。前記重合反応での各単量体の転化率は以下の通りであることが好ましい。
原料(メタ)アクリル系単量体の転化率:好ましくは90%以上
原料(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なビニル単量体(環構造形成用単量体を除く)の転化率:好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上
環構造形成用単量体の転化率:好ましくは90%以上、より好ましくは94%以上
【0110】
2.4 脱揮工程
ポリマー鎖(B)に環構造を導入しない場合、上記重合工程の後、必要に応じて脱揮工程を含む後処理工程を行う。また環構造内に重合性二重結合を有する単量体(好ましくは、無水マレイン酸及びマレイミドから選ばれる少なくとも1種)を環構造形成用単量体として用いてポリマー鎖(B)に環構造を導入する場合にも、特段の環化工程は不要であり、重合工程後、必要に応じて脱揮工程を含む後処理工程を行う。
【0111】
脱揮工程では、重合溶媒を含む重合反応液を加熱及び/又は減圧して溶媒を除去する。脱揮工程では、オートクレーブ、釜型反応器、熱交換器と脱揮槽とからなる装置、ベント付押出機等が使用でき、乾燥機を使用してもよい。
【0112】
ベント付押出機を用いる場合、押出機は、シリンダと、シリンダ内に設けられたスクリューとを有し、加熱手段を備えていることが好ましい。シリンダには、ベントが1つまたは複数設けられる。ベントは、押出機内の移送方向に対して、少なくとも原料投入部の下流側に設けられることが好ましく、原料投入部の上流側にも設けられてもよい。
【0113】
押出機内に供給された重合反応物を、スクリューで混練しながら押出機の上流側から下流側へ移送される過程で脱揮が進み、押出機の下流側から共重合体(P)が排出される。押出機の下流側にはダイスが設けられていることが好ましく、ダイスから共重合体(P)を吐出することにより、所定の形状(フィルム状や棒状)に成形することができる。例えば、棒状に成形された共重合体を細かく切断すれば、ペレットを製造することができる。
【0114】
2.5 環化工程(環構造形成工程)と脱揮工程
一方、プロトン性水素原子含有基を有する(メタ)アクリル系単量体A、(メタ)アクリル系単量体B、(メタ)アクリル酸などを環構造形成用単量体として用いてポリマー鎖(B)の共重合を行う場合、該共重合反応の後に環化反応(環構造形成工程)を行うことで、ポリマー鎖(B)の主鎖に環構造を導入できる。具体的には、重合工程で形成されたポリマー鎖(B)の隣接する単量体単位が有する反応性基(エステル基、-COOH基、-OH基、-NH2基)の間で縮合反応させて、ポリマー鎖(B)の主鎖に環構造を形成する。環化縮合反応には、エステル化反応、アミド化反応、酸無水物化反応、イミド化反応等が含まれる。例えば、隣接する(メタ)アクリル単位の2個のカルボン酸基を酸無水物化することによって、無水グルタル酸構造を形成することができ、イミド化することによってグルタルイミド構造を形成することができる。また隣接する(メタ)アクリル単位のうち一方がヒドロキシ基やアミノ基などのプロトン性水素原子含有基を有する場合には、この一方の(メタ)アクリル単位のプロトン性水素原子含有基と他方の(メタ)アクリル単位のカルボン酸基とを縮合することによって、ラクトン環構造又はラクタム環構造を形成することができる。
【0115】
環構造形成工程において、隣接する単量体単位の反応性基間の縮合反応は、触媒(環化触媒)の存在下で行うことが好ましい。環化触媒としては、酸、塩基およびそれらの塩からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。酸、塩基およびそれらの塩は有機物であっても無機物であってもよく、特に限定されない。なかでも、環化反応の触媒としては、有機リン化合物を用いることが好ましい。有機リン化合物を環化触媒として用いることにより、環化縮合反応を効率的に行うことができるとともに、得られる共重合体(P)の着色を低減することができる。
【0116】
環化触媒として用いることができる有機リン化合物としては、例えば、アルキル(アリール)亜ホスホン酸およびこれらのモノエステルまたはジエステル;ジアルキル(アリール)ホスフィン酸およびこれらのエステル;アルキル(アリール)ホスホン酸およびこれらのモノエステルまたはジエステル;アルキル(アリール)亜ホスフィン酸およびこれらのエステル;亜リン酸モノエステル、ジエステルまたはトリエステル;リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸2-エチルヘキシル、リン酸オクチル、リン酸イソデシル、リン酸ラウリル、リン酸ステアリル、リン酸イソステアリル、リン酸フェニル、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジ-2-エチルヘキシル、リン酸ジイソデシル、リン酸ジラウリル、リン酸ジステアリル、リン酸ジイソステアリル、リン酸ジフェニル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリイソデシル、リン酸トリラウリル、リン酸トリステアリル、リン酸トリイソステアリル、リン酸トリフェニル等のリン酸モノエステル、ジエステルまたはトリエステル;モノ-、ジ-またはトリ-アルキル(アリール)ホスフィン;アルキル(アリール)ハロゲンホスフィン;酸化モノ-、ジ-またはトリ-アルキル(アリール)ホスフィン;ハロゲン化テトラアルキル(アリール)ホスホニウム等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、触媒活性が高く、着色性が低いことから、リン酸モノエステルまたはジエステルが特に好ましい。環化触媒の使用量は、例えば、重合工程で得られた共重合体100質量部に対して0.001~1質量部とすることが好ましい。
【0117】
環構造形成工程における反応温度は、50℃~300℃が好ましい。反応時間は、環化縮合反応の進行度合を見ながら適宜調整すればよく、例えば5分~6時間行うことが好ましい。
【0118】
環構造形成工程は、加熱下で行うことが好ましい。この際、重合工程で得られた重合溶媒を含む重合溶液をそのまま加熱してもよいし、重合溶媒を脱揮した後に加熱してもよいし、これらの両方を組み合わせて行ってもよい。環化縮合反応に用いる反応器としては、例えば、オートクレーブ、釜型反応器、熱交換器と脱揮槽とからなる装置、ベント付押出機等が挙げられる。
【0119】
環構造形成工程では、脱揮を行うことが好ましい。脱揮は、反応器内を真空ポンプ等で減圧することにより行うことができる。またオートクレーブで加熱した後に真空乾燥することでも脱揮できる。脱揮により、重合工程で用いられ環構造形成工程に持ち込まれた重合溶媒や、環化縮合反応により副生したアルコール等が除去され、得られる共重合体(P)中の残存揮発分を少なくすることができる。また、環化縮合反応で副生したアルコール等が除去されるため、反応平衡が生成側に傾き有利となる。
【0120】
脱揮をしながら環化縮合反応を行う場合、効率的に脱揮を行う点から、環化縮合反応を減圧下で行うことが好ましい。環化縮合反応での減圧は、例えば、絶対圧として90kPa以下とすることが好ましく、80kPa以下がより好ましく、70kPa以下がさらに好ましい。一方、減圧状態を実現するための設備が過剰仕様とならず、設備費を低く抑える点から、減圧する際の絶対圧は0.1kPa以上が好ましく、1kPa以上がより好ましい。なお、脱揮をせずに環化縮合反応を行う場合は、環化縮合反応は常圧下または加圧下で行ってもよい。
【0121】
脱揮しながら環化をする場合、ベント付押出機を用いることが好ましい。ベント付押出機の構造は、上記脱揮工程で使用するベント付押出機と同様である。押出機内に供給された重合反応物を、スクリューで混練しながら押出機の上流側から下流側へ移送される過程で環化縮合反応が進み、押出機の下流側から共重合体(P)が排出される。押出機の下流側にはダイスが設けられていることが好ましく、ダイスから共重合体(P)を吐出することにより、所定の形状(フィルム状や棒状)に成形することができる。例えば、棒状に成形された共重合体(P)を細かく切断すれば、ペレットを製造することができる。
【0122】
環構造形成工程において環化縮合反応を環化触媒の存在下で行う場合、環化縮合反応の後またはその途中で失活剤を加えることが好ましい。例えば、共重合体(P)を含む樹脂組成物をペレット化したりフィルム化する際、当該樹脂組成物中に環化触媒が残存していると、環化縮合反応が起こることによってアルコール等が発生して、所望しない発泡が起こる可能性がある。しかし、環化縮合反応の後またはその途中で失活剤を加えることにより、このような発泡が防ぐことができる。
【0123】
失活剤としては、環化触媒を中和できる物質が好適に用いられる。例えば環化触媒が酸性物質である場合、失活剤としては塩基性物質を用いることができ、逆に環化触媒が塩基性物質である場合、失活剤としては酸性物質を用いることができる。なお上記に説明したように、環化触媒として有機リン化合物が好適に用いられ、当該化合物は酸性物質であることが多いことから、失活剤としては塩基性物質を用いることが好ましい。塩基性物質としては、環化縮合反応を停止する機能を有し得るものであれば特に限定されないが、例えば金属カルボン酸塩、金属錯体、金属酸化物などが用いられる。逆に、環化触媒として塩基性物質を用いる場合は、失活剤としては、上記に説明した環化触媒に使用可能な酸性物質を用いることができる。
【0124】
失活剤を加えるタイミングは、環化縮合反応の途中か、当該反応より後であって共重合体(P)を含む樹脂組成物をペレット化したりフィルム化する前であることが好ましい。例えば、溶融状態の樹脂組成物に失活剤を加えてもよく、溶媒に溶解した樹脂組成物に失活剤を加えてもよい。上記に説明したように押出機を用いて環化縮合反応を行う場合は、当該押出機において環化縮合反応が十分行われた後の位置に失活剤を添加するようにしてもよい。
【0125】
3.樹脂組成物
本発明で用いられる樹脂組成物は、上述のとおり、樹脂(S)を含むことが好ましく、樹脂(S)は上述の共重合体(P)を含むことがより好ましい。また、本発明で用いられる樹脂組成物は、負の配向複屈折を有する樹脂(R)を樹脂成分(マトリックス樹脂)として含むことが好ましい。樹脂(R)は、(メタ)アクリル系重合体(Q)を含むことが好ましく、(メタ)アクリル系重合体(Q)は、共重合体(P)との相溶性に優れていることが好ましい。(メタ)アクリル系重合体(Q)を含むことにより、フィルムの透明性や耐熱性を高めることが容易になる。
【0126】
(メタ)アクリル系重合体(Q)は、上記のポリマー鎖(B)で説明した(メタ)アクリル系単量体由来の単位を有するものであればよく、好ましくは、上記のポリマー鎖(B)で説明した(メタ)アクリル酸エステル由来の単位を有する。(メタ)アクリル系重合体(Q)は、上記のポリマー鎖(B)で説明した他の不飽和単量体由来の単位を有していてもよい。(メタ)アクリル系重合体(Q)の構成単位は、共重合体(P)との相溶性を高める観点から、ポリマー鎖(B)の構成単位と同じであることが好ましい。
【0127】
(メタ)アクリル系重合体(Q)は、環構造を有するものであることが好ましく、主鎖に環構造を有するものであることがより好ましい。これにより、フィルムの透明性や耐熱性を高めることができる。(メタ)アクリル系重合体(Q)の主鎖の環構造としては、ラクトン環構造、ラクタム環構造、環状イミド構造(例えば、スクシンイミド構造、グルタルイミド構造等)、環状無水物構造(例えば、無水コハク酸構造、無水グルタル酸構造等)等が好ましく挙げられ、これらの環構造の詳細は、上記のポリマー鎖(B)の環構造に関する説明が参照される。なかでも、(メタ)アクリル系重合体(Q)は、共重合体(P)のポリマー鎖(B)が有する環構造と同じ環構造を主鎖に有することが好ましい。
【0128】
(メタ)アクリル系重合体(Q)は、共重合体(P)のポリマー鎖(B)が有する(メタ)アクリル単位と同じ(メタ)アクリル単位を有するとともに、ポリマー鎖(B)が有する環構造単位と同じ環構造単位を有することが好ましい。これにより(メタ)アクリル系重合体(Q)と共重合体(P)との相溶性が高まり、フィルムの透明性や耐熱性を高めることが容易になる。
【0129】
このような(メタ)アクリル系重合体(Q)は、共重合体(P)を重合生成する際に、ポリマー鎖(B)形成用単量体を原料共重合体(P1)とは別に重合させることで、同じ重合反応系内で一緒に重合生成することが簡便である。上記に説明した共重合体(P)の製造方法では、共重合体(P)とともに、共重合体(P)のポリマー鎖(B)に対応した(メタ)アクリル系重合体(Q)も同時に生成させ、この際、共重合体(P)と(メタ)アクリル系重合体(Q)を分離しないことにより、共重合体(P)と(メタ)アクリル系重合体(Q)を含む樹脂組成物を得ることができる。なおこの様にして得られた、実質的に(メタ)アクリル系共重合体(Q)と共重合体(P)のみを重合体として含む樹脂組成物を、以下、「2成分混合物」という場合がある。樹脂組成物に(メタ)アクリル系重合体(Q)以外の重合体を含有させるには、共重合体(P)を単離して、あるいは単離せずに、他の重合体を配合すればよい。
【0130】
樹脂組成物中の共重合体(P)の含有割合は、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、15質量%以上がさらにより好ましく、これにより樹脂成形体の機械的強度を高めやすくなる。樹脂組成物中の共重合体(P)の含有割合の上限は特に限定されず、樹脂組成物が共重合体(P)のみから構成されていてもよく、樹脂組成物中の共重合体(P)の含有割合が90質量%以下であってもよく、70質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、または30質量%以下であってもよい。
【0131】
樹脂組成物中の共重合体(P)のポリマー鎖(A)の含有割合は、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、また50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましい。樹脂組成物中のポリマー鎖(A)の含有割合が1質量%以上であれば、樹脂成形体の機械的強度を高めやすくなる。樹脂組成物中のポリマー鎖(A)の含有割合が50質量%以下であれば、樹脂成形体の透明性や耐熱性を高めやすくなる。また、樹脂組成物中のポリマー鎖(A)の含有割合が50質量%以下であれば、相分離構造が形成されたフィルム中において樹脂(R)に由来する負の配向複屈折を打ち消しあう正の形態複屈折を発現することができる。
【0132】
樹脂組成物の固形分100質量%中の環構造単位の含有割合は特に限定されないが、3質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、また50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。環構造単位の含有割合を上記範囲内に調整することにより、樹脂組成物の耐熱性と機械的強度の両方をバランス良く高めることが容易になる。なお、ここで説明した環構造単位の含有割合は、共重合体(P)のポリマー鎖(B)の主鎖に含まれる環構造を有する単位の含有率と、(メタ)アクリル系重合体(Q)の主鎖に含まれる環構造を意味し、例えば、上述の式(1)~(3)で表される構造の含有割合を意味する。
【0133】
樹脂組成物中の(メタ)アクリル系重合体(Q)の含有割合は、1質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましく、30質量%以上がさらにより好ましく、また99質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下がさらに好ましい。また樹脂組成物中の(メタ)アクリル系重合体(Q)とポリマー鎖(B)の合計の含有割合は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、99質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、93質量%以下がさらに好ましい。
【0134】
樹脂組成物中の共重合体(P)と(メタ)アクリル系重合体(Q)の合計含有割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上がさらにより好ましい。フィルム中の共重合体(P)と(メタ)アクリル系重合体(Q)の含有割合の上限は特に限定されず、フィルムは実質的に共重合体(P)と(メタ)アクリル系重合体(Q)のみから構成されていてもよい。
【0135】
本発明で用いられる樹脂組成物は、上記に説明した(メタ)アクリル系重合体(Q)以外の重合体を含有していてもよく、そのような重合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)等のオレフィン系重合体;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂等の含ハロゲン系重合体;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体等のスチレン系重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシペンジレン;ポリアミドイミド;シクロオレフィンポリマー;セルロース誘導体;ポリブタジエン系ゴム、(メタ)アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂等のゴム質重合体;等が挙げられる。
【0136】
前記樹脂組成物(好ましくは2成分混合物)の重量平均分子量は、0.2万以上が好ましく、0.5万以上がより好ましく、3万以上がさらに好ましく、5万以上がさらにより好ましく、10万以上が特に好ましく、また60万以下が好ましく、40万以下がより好ましく、30万以下がさらに好ましく、20万以下がさらにより好ましく、15万以下が特に好ましい。樹脂組成物の重量平均分子量をこのような範囲とすることで、共重合体(P)の成形加工性が向上する。
【0137】
前記樹脂組成物(好ましくは2成分混合物)の分子量分布(=重量平均分子量/数平均分子量)は、例えば、1.5以上、好ましくは1.8以上、より好ましくは2.0以上であり、例えば、5.0以下、好ましくは4.0以下、より好ましくは3.0以下である。
【0138】
樹脂組成物(好ましくは2成分混合物)の重量平均分子量は、ポリマー鎖(A)の重量平均分子量の1.1倍以上が好ましく、1.2倍以上がより好ましく、1.3倍以上がさらに好ましく、また10倍以下が好ましく、7倍以下がより好ましく、5倍以下がさらに好ましい。これにより、共重合体(P)に、透明性と機械的強度の各特性をバランス良く付与することが容易になる。
【0139】
樹脂組成物の屈折率は共重合体(P)のポリマー鎖(A)の屈折率と近い値であることが好ましく、これにより樹脂組成物の透明性を確保しやすくなる。具体的には、樹脂組成物の屈折率と共重合体(P)のポリマー鎖(A)の屈折率との差が0.1未満であることが好ましく、0.05以下がより好ましく、0.02以下がさらに好ましい。
【0140】
樹脂組成物はクロロホルムに対する不溶分が10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。この場合、樹脂組成物は含まれる異物の量が少ないものとなり、例えば樹脂組成物からフィルムを形成する際に、表面凹凸や欠点が少なく、透明性の高いフィルムを容易に得ることができる。また、樹脂組成物から異物を取り除く際、異物除去用フィルタにかかる負荷が低減し、製造効率が向上する。樹脂組成物のクロロホルムに対する不溶分は、樹脂組成物1gをクロロホルム20gに加え、これを孔径0.5μmのテフロン(登録商標)製メンブレンフィルタで濾過し、メンブレンフィルタに捕集された不溶分の量を測定することにより求めることができる。
【0141】
未延伸フィルムとしたときの厚さ100μmあたりの内部ヘイズが2.0%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがより好ましく、0.50%以下がさらに好ましく、0.30%以下が特に好ましく、0.18%以下が最も好ましい。内部ヘイズの下限は特に限定されないが、例えば0.01%以上である。内部ヘイズは実施例に記載の方法により求める。
【0142】
厚さ160μmの未延伸フィルムとしたときの破壊エネルギー(衝撃強さ)が30mJ以上であることが好ましく、40mJ以上がより好ましい。破壊エネルギーを30mJ以上のフィルムとすることにより、機械的強度の高いフィルムとなる。破壊エネルギーは実施例に記載の方法により求める。
【0143】
樹脂組成物は、種々の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤;ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;耐光安定剤、耐候安定剤、熱安定剤等の安定剤;ガラス繊維、炭素繊維等の補強材;近赤外線吸収剤;トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、トリアリルホスフェート、酸化アンチモン等の難燃剤;位相差上昇剤、位相差低減剤、位相差安定剤等の位相差調整剤;アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤を含む帯電防止剤;無機顔料、有機顔料、染料等の着色剤;有機フィラーや無機フィラー;樹脂改質剤;有機充填剤や無機充填剤;等が挙げられる。樹脂組成物中の各添加剤の含有割合は、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~2質量%の範囲内である。
【0144】
樹脂組成物は、115℃以上にガラス転移温度を有することが好ましく、115℃以上および115℃未満にそれぞれガラス転移温度を有することがより好ましい。なお、115℃以上のガラス転移温度を「高温側のガラス転移温度」と称し、115℃未満のガラス転移温度を「低温側のガラス転移温度」と称する。樹脂組成物は、高温側のガラス転移温度を複数有するものであってもよく、低温側のガラス転移温度を複数有するものであってもよい。樹脂組成物が高温側のガラス転移温度を有することにより、樹脂組成物の耐熱性が高まり、また樹脂組成物をフィルムなどに成形する際に、高温下でも軟化せず、成形加工性を高めることができる。樹脂組成物が低温側のガラス転移温度を有することにより、樹脂組成物の機械的強度や耐衝撃性を高めることができる。樹脂組成物の高温側のガラス転移温度は115℃以上であり、好ましくは120℃以上であり、また樹脂組成物の加工性を高める点から、300℃未満が好ましく、200℃未満がより好ましく、180℃未満がさらに好ましく、150℃以下が特に好ましく、140℃以下が最も好ましい。樹脂組成物の低温側のガラス転移温度は、-100℃以上が好ましく、-70℃以上がより好ましく、50℃未満が好ましく、30℃未満がより好ましく、10℃未満がさらに好ましく、-20℃未満が特に好ましく、-50℃未満が最も好ましい。
【0145】
4.フィルム
前記樹脂組成物は、公知の手法に従って成形することでフィルムを成形にできる。フィルムの成形方法は後述する。
【0146】
フィルムの厚さは、フィルムの強度を高める点から、5μm以上が好ましく、15μm以上がより好ましく、20μm以上がさらに好ましい。一方、フィルムの薄型化の観点から、フィルムの厚さは350μm以下が好ましく、200μm以下がより好ましく、150μm以下がさらに好ましく、60μm以下が特に好ましい。フィルムの厚さは、例えば、ミツトヨ社製のデジマチックマイクロメーターを用いて測定することができる。
【0147】
本発明のフィルムは、一軸又は二軸延伸フィルムとすることが好ましい。一軸又は二軸延伸フィルムとすることで、配向複屈折の程度を調整できる。形態複屈折と独立して配向複屈折を調整できるため、簡便にフィルムの位相差を小さくできる。
また一軸又は二軸延伸フィルムとすることで、高い機械的強度を備えるフィルムとすることも可能である。具体的には、本発明のフィルムは、JIS P 8115(2001)に基づくMIT試験による耐折回数が1000回以上となる。一方、例えば、ポリメチルメタクリレートや特開2008-191426号公報に開示されるような主鎖にラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系重合体の場合、これを延伸フィルム化しても、このような高い機械的強度を付与することは難しく、MIT試験による耐折回数はせいぜい数百回程度に留まる。本発明のフィルムは、耐折回数が2000回以上であることが好ましく、3000回以上がより好ましい。耐折回数はまた、5000回以上であってもよく、7000回以上であってもよく、9000回以上であってもよい。耐折回数の上限は特に限定されない。MIT試験による耐折回数は実施例に記載の方法により求める。
【0148】
本発明のフィルムは、内部ヘイズが1.0%以下であることが好ましく、0.50%以下がさらに好ましく、0.30%以下が特に好ましく、0.10%以下が最も好ましい。内部ヘイズの下限は特に限定されないが、例えば0.01%以上である。内部ヘイズは実施例に記載の方法により求める。
【0149】
本発明のフィルムは、厚さ100μmあたりの内部ヘイズが2.0%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがより好ましく、0.50%以下がさらに好ましく、0.30%以下が特に好ましく、0.18%以下が最も好ましい。内部ヘイズの下限は特に限定されないが、例えば0.01%以上である。内部ヘイズは実施例に記載の方法により求める。
【0150】
本発明のフィルムは、破壊エネルギー(衝撃強さ)が30mJ以上であることが好ましく、40mJ以上がより好ましい。破壊エネルギーを30mJ以上のフィルムとすることにより、機械的強度の高いフィルムとなる。破壊エネルギーは実施例に記載の方法により求める。
【0151】
本発明のフィルムは、耐熱性を高める観点から、115℃以上の温度範囲にガラス転移温度を有することが好ましい。前記ガラス転移温度は、好ましくは120℃以上であり、さらに好ましくは130℃以上である。また、フィルム形成の際の加工性を高める観点から、前記ガラス転移温度は300℃未満が好ましく、200℃未満がより好ましく、180℃未満がさらに好ましく、150℃以下が特に好ましく、140℃以下が最も好ましい。
上記に説明したガラス転移温度を高温側のガラス転移温度とした場合、本発明のフィルムは、115℃未満の温度範囲に低温側のガラス転移温度を有することが好ましい。フィルムが、このような低温側のガラス転移温度を有していれば、フィルムの機械的強度や耐衝撃性を高めることができる。低温側のガラス転移温度は、50℃未満が好ましく、30℃未満がより好ましく、10℃未満がさらに好ましく、-20℃未満が特に好ましく、-50℃未満が最も好ましく、また-100℃以上が好ましく、-90℃以上がより好ましく、-80℃以上がさらに好ましい。
【0152】
5.フィルムの成形方法
フィルムの成形方法としては、溶液キャスト法(溶液流延法)、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法等、公知の方法を使用することができる。これらの中でも、溶液キャスト法、溶融押出法が好ましい。
【0153】
溶液キャスト法を行うための装置としては、例えば、ドラム式キャスティングマシン、バンド式キャスティングマシン、スピンコーター等が挙げられる。
【0154】
溶融押出法としては、Tダイ法、インフレーション法等が挙げられる。溶融押出法によりフィルムを成形する場合は、延伸することにより延伸フィルムとしてもよい。延伸することで、フィルムの機械的強度をさらに向上させることができる。延伸フィルムを得るための延伸方法としては、従来公知の延伸方法が適用できる。例えば、自由幅一軸延伸、定幅一軸延伸等の一軸延伸;逐次二軸延伸、同時二軸延伸等の二軸延伸;フィルムの延伸時にその片面または両面に収縮性フィルムを接着して積層体を形成し、その積層体を加熱延伸処理してフィルムに延伸方向と直交する方向の収縮力を付与することにより、延伸方向と厚さ方向とにそれぞれ配向した分子群が混在する複屈折性フィルムを得る延伸等が挙げられる。フィルムの耐折性等の機械的強度が向上する観点からは、二軸延伸が好ましく用いられる。なお、延伸倍率、延伸温度、延伸速度等の延伸条件は、所望の機械的強度や位相差値に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。
【0155】
延伸装置としては、例えば、ロール延伸機、テンター型延伸機、小型の実験用延伸装置として引張試験機、一軸延伸機、逐次二軸延伸機、同時二軸延伸機等が挙げられ、これらいずれの装置を用いることができる。
【0156】
6.光学フィルム
本発明のフィルムは、位相差が非常に小さいことから、光学フィルムとして好適に用いることができる。光学フィルムは、一軸又は二軸延伸フィルムであってもよく、未延伸フィルムであってもよいが、一軸又は二軸延伸フィルムであることが好ましく、二軸延伸フィルムであることがより好ましい。延伸フィルムを光学フィルムに適用する場合は、光学フィルムの光学特性および機械的特性を安定させるために、延伸後、必要に応じて熱処理(アニーリング)を施してもよい。
【0157】
光学フィルムとしては、例えば、光学用保護フィルム(具体的には、各種の光ディスク(VD、CD、DVD、MD、LDなど)の基板の保護フィルム)、液晶ディスプレイなどの画像表示装置が備える偏光板に用いる偏光子保護フィルム、視野角補償フィルム、光拡散フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、タッチパネル用導電フィルム、光変換用フィルム等が挙げられる。
【0158】
本発明の光学フィルムは、偏光子の片面または両面に積層することで偏光子保護フィルムとしても使用できる。また表面に透明導電層を形成することで透明導電フィルムとしても使用できる。
【0159】
本発明の光学フィルム(例えば、偏光子保護フィルム、透明導電フィルム)は、画像表示装置に好適に用いることができる。画像表示装置としては、例えば、液晶表示装置等が挙げられる。例えば液晶表示装置の場合、画像表示部が、液晶セル、偏光板、バックライト等の部材とともに、本発明の光学フィルムを有するように構成することができる。液晶表示装置以外の画像表示装置としては、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)、電界放出ディスプレイ(FED)、QLED、マイクロLED等が挙げられる。
【実施例】
【0160】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下の説明では特に断らない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を表す。
【0161】
(1)分析方法
(1-1)重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)
重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置および測定条件は以下の通りである。
-測定システム:東ソー社製、GPCシステムHLC-8220
-測定側カラム構成
ガードカラム:東ソー社製、TSKguardcolumn SuperHZ-L
分離カラム:東ソー社製、TSKgel SuperHZM-M 2本直列接続
-リファレンス側カラム構成
リファレンスカラム:東ソー製、TSKgel SuperH-RC
-展開溶媒:クロロホルム(和光純薬工業社製、特級)
-溶媒流量:0.6mL/分
-標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー社製、PS-オリゴマーキット)
【0162】
(1-2)ガラス転移温度(Tg)
ガラス転移温度は、JIS K 7121(2012)に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク社製、Thermo plus EVO DSC-8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、サンプルを常温から200℃まで昇温(昇温速度20℃/分)して得られたDSC曲線から、始点法により評価した。リファレンスにはα-アルミナを用いた。40℃未満のガラス転移温度は示差走査熱量計(ネッチ社製、DSC-3500)を用い、窒素ガス雰囲気下、サンプルを-100℃から60℃まで昇温(昇温速度10℃/分)して得られたDSC曲線から、始点法により評価した。リファレンスには空の容器を用いた。
【0163】
(1-3)モノマーの転化率および樹脂組成物組成
モノマーの転化率(反応率)および樹脂組成物組成は、ガスクロマトグラフィー(島津製作所社製、GC-2014)を用いて、重合液中の残存単量体量を測定することにより求めた。ガスクロマトグラフィーの測定装置および測定条件は、以下のとおりである。
カラム:信和加工製、ULBON HR-1、長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm
カラム昇温条件:60℃で5分保持した後、昇温速度5℃/分で235℃まで35分かけて昇温し、さらに昇温速度25℃/分で315℃まで3.2分かけて昇温し、そのまま10分間保持した。
気化室温度:250℃
検出器(FID)温度:320℃
キャリアーガス:ヘリウム(250kPa)
全流量:19.2mL/分
カラム流量:2.69mL/分
スプリット比:5.0
【0164】
(1-4)破壊エネルギー(衝撃強さ)
樹脂組成物を250℃で熱プレス成形して、厚さ160μmのフィルム(未延伸フィルム)を作製した。このフィルムの上に、ある高さから質量0.0054kgの球を落とす試験を10回実施し、フィルムが破壊されたときの高さ(破壊高さ)の平均値を求めた。具体的には、高さを何段階かに設定して、低い高さから順に球を落としていったときに、フィルムが割れた高さを求めて、これを10回繰り返してフィルムが割れた高さを10回分求めて、これを平均した値を破壊高さとして求めた。フィルムが破壊されたか否かは、フィルムへの落球後、当該フィルムに変形が見られたか否かを目視により確認して判断した。変形が見られた場合、フィルムが破壊されたとした。次式に従って破壊エネルギー(E)を求めた:破壊エネルギーE(mJ)=球の質量(kg)×破壊高さ平均値(mm)×9.8(m/s2)。
【0165】
(1-5)分散状態(STEMによる海島構造サイズの観察)
樹脂組成物を250℃で熱プレス成形して、厚さ約160μmのフィルム(未延伸フィルム)を作製した。このフィルムを、走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、FE-SEM S-4800)により、フィルムの相分離による分散状態(海島構造)を観察した。測定条件は、加速電圧20kV、エミッション電流5μAまたは10μA、W.D.=8mmで行った。島サイズは任意の10点の島部の最大長を測定し、その平均値として算出した。
【0166】
(1-6)MIT試験による耐折回数
樹脂組成物を250℃で熱プレス成形して、厚さ約160μmのフィルム(未延伸フィルム)を作製した。得られた未延伸フィルムを96mm×96mmの大きさに切り出し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所社製、X6-S)を用いて、樹脂組成物のTg+24℃の温度にて240mm/分の延伸速度で縦方向(MD方向)および横方向(TD方向)の順にそれぞれ延伸倍率が2倍となるように逐次二軸延伸を行い、冷却することにより、厚さ40μmの延伸フィルムを得た。得られた延伸フィルムを90mm(MD方向)×15mm(TD方向)の大きさに切り出して試験片とし、MIT耐折度試験機(テスター産業社製、BE-201)を用いて、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気中で荷重200gを加え、JIS P 8115(2001)に基づきMIT耐折度試験を行い耐折回数を測定した。
【0167】
(1-7)内部ヘイズ
石英セルに1,2,3,4-テトラヒドロナフタリン(テトラリン)を満たし、その中に上記(1-6)に記載の方法で作製した厚さ40μmの延伸フィルムを浸漬し、ヘイズメーター(日本電色工業社製、NDH-5000)を用いてヘイズを測定した。さらに次式に従って厚さ100μmあたりの内部ヘイズを算出した:厚さ100μmあたりの内部ヘイズ(%)=得られた測定値(%)×(100μm/フィルムの厚さ(μm))。なお、測定は3枚のフィルムを用いて行い、その平均値から厚さ100μmあたりの内部ヘイズを算出した。
【0168】
(1-8)位相差
上記(1-6)に記載の方法と同様の方法で作製した延伸フィルムを、全自動複屈折計(王子計測機器社製、KOBRA-WR)を用いて、入射角40°の条件で、波長589nmの光に対する面内位相差Reと厚み方向位相差Rthを測定した。フィルムの面内における遅相軸方向の屈折率をnx、フィルムの面内における進相軸方向の屈折率をny、フィルムの厚さ方向の屈折率をnz、フィルムの厚さをdとして、下記式から面内位相差Reと厚み方向位相差Rthをそれぞれ求めた。
面内位相差Re=(nx-ny)×d
厚み方向位相差Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d
【0169】
(1-9)応力光学係数Cr
樹脂組成物の応力光学係数Crは、測定波長を589nmとし、以下のようにして求めた。
【0170】
最初に、作製した樹脂組成物を250℃の熱プレスにより熱プレス成形して、当該重合体の未延伸フィルム(厚さ190μm)を得た。次に、作製した未延伸フィルムをサイズ20mm×60mmで切り出して、Cr評価用の試験片を得た。次に、試験片の一方の短辺に、延伸の際、当該試験片に1N/mm2以下の応力が加わる重量の錘を選択して取り付けた後、評価対象である重合体のTg+20℃に保持した定温乾燥機(アズワン製、DOV-450A)に収容し、1時間放置した。試験片を定温乾燥機に収容する際には、試験片の他方の短辺をチャックにより固定し、錘により試験片に加わった応力によって試験片がその長辺方向(鉛直方向)に自由端一軸延伸されるようにした。また、収容する際、試験片におけるチャック-錘間の距離を40mmとした。1時間の加熱延伸後、乾燥機のヒーターを切り、そのまま試験片を乾燥機内で自然に冷却した。オーブン内の温度が重合体のTg-40℃に達した時点で試験片(一軸延伸フィルム)を取り出し、取り出した試験片の厚さおよび波長589nmの光に対する面内位相差Reを測定して、当該試験片の面内複屈折Δnを算出した。これとは別に、錘の荷重によって延伸された後の試験片の断面積を求め、当該断面積と錘の荷重とから、フィルムに印加された応力σ(Pa)を計算した。錘の重量を変化させながら、それぞれの荷重についてΔnおよびσを求め、得られたσに対するΔnの傾きを最小二乗法により求めて、これを応力光学係数Cr(Pa-1)とした。面内位相差Reを測定する際の配向角が延伸方向(荷重印加方向)に対して0°近傍の場合、応力光学係数Crの符号は正となる。この場合、評価対象である重合体の配向複屈折は正である。一方、配向角が延伸方向に対して90°近傍の場合、応力光学係数Crの符号は負となる。この場合、評価対象である重合体の配向複屈折は負である。Crの絶対値が大きいほど、延伸による複屈折の発現性(位相差の発現性)が高い重合体である。
【0171】
<実施例1>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応器に、第1のSEBSトリブロック共重合体(旭化成社製、タフテック(登録商標)P1083、オレフィン性二重結合量2.01mmol/g、スチレン単位含有量18.3質量%、屈折率1.500、重量平均分子量9.4万、数平均分子量6.4万)を3部、第2のSEBSトリブロック共重合体(旭化成社製、タフテック(登録商標)H1052、オレフィン性二重結合量0.27mmol/g、スチレン単位含有量15.7質量%、屈折率1.500、重量平均分子量9.4万、数平均分子量6.9万)を7部、メタクリル酸メチル(MMA)を73.8部、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)を10.8部、n-ドデシルメルカプタン(nDM)を0.025部、重合溶媒としてトルエンを100部仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(化薬アクゾ社製、カヤカルボン(登録商標)Bic75)を0.06部加えた。重合溶液温の上昇により重合反応の開始を確認した後、スチレン(St)とt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの添加を開始した。スチレン(St)5.4部を3時間かけて一定速度で添加し、0.185部のt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートを1部のトルエンに希釈したものを4時間かけて一定速度で滴下しながら105~110℃で溶液重合を行い、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート添加終了後、さらに2時間熟成を行った。ここに環化触媒としてリン酸ステアリル0.075部を加え、90~110℃の還流下で2時間、ラクトン環構造を形成するための環化縮合反応を行った。得られた反応液に、イオウ系酸化防止剤(ADEKA社製、アデカスタブ(登録商標)AO-412S)とヒンダードフェノール系酸化防止剤(ADEKA社製、アデカスタブ(登録商標)AO-60)をそれぞれ0.05部加えた。これにより、MMAとMHMAとStから重合形成され、主鎖にラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系共重合体と、当該共重合体鎖がSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体とを含む樹脂組成物が得られた。反応終了時の重合溶液中の残存単量体量より算出したMMAの転化率は94%、MHMAの転化率は94%、Stの転化率は99%であった。転化率から計算したSEBSトリブロック共重合体鎖に結合している(メタ)アクリル系共重合体鎖と、(メタ)アクリル系共重合体の組成比(質量基準)は、MMA:MHMA:St=82.6:11.9:5.5であり、環構造単位の含有率は22.0質量%であった。
次に、得られた重合溶液を、240℃に加熱した多管式熱交換器に通して環化縮合反応を完結させた。その後、環化縮合させた重合体を、バレル温度が250℃であり、1個のリアベント、4個のフォアベント(上流側から第1、第2、第3、第4ベントと称する)および第3ベントと第4ベントとの間にサイドフィーダーを備え、先端部にリーフディスク型のポリマーフィルタ(濾過精度5μm)が配置されたベントタイプスクリュー二軸押出機(L/D=52)に、33.7部/時(樹脂量換算)の処理速度で導入した。その際、イオン交換水を0.50部/時の投入速度で第2ベントの後ろから投入し、紫外線吸収剤(ADEKA社製、アデカスタブ(登録商標)LA-F70)0.66部をトルエン1.23部に溶解させた溶液を0.64部/時の投入速度で第3ベントの後ろから投入し、さらにイオン交換水を0.50部/時の投入速度で第4ベントの後ろから投入し、脱揮を行った。
脱揮完了後、押出機内に残された熱溶融状態にある樹脂組成物を当該押出機の先端からポリマーフィルタで濾過しながら排出し、備えたダイスを通過後、孔径1μmのフィルタ(オルガノ社製、製品名:ミクロポアフィルタ1EU)で濾過され、30±10℃の範囲内の温度に保持した冷却水を満たした水槽により、ストランドを冷却し、切断機(ペレタイザ)に導入することで、ラクトン環構造を主鎖に有するラクトン環系重合体と当該共重合体鎖がSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体、並びに紫外線吸収剤(UV吸収剤)を含む樹脂組成物(P-1)からなるペレットを得た。
得られた樹脂組成物(P-1)の重量平均分子量は13.8万、数平均分子量は5.2万、高温側のガラス転移温度は121℃、低温側のガラス転移温度は-54℃、屈折率は1.500であった。得られた重合組成物をプレスフィルム化したときの海島構造のサイズは140nmであった。
図1に示される分散状態から相分離状態を有していると判断した。破壊エネルギーは40mJ以上であった。樹脂組成物(P-1)のフィルムをTg+24℃に延伸した際の厚さ40μmの延伸フィルムにおけるMIT回数は10000回以上であり強靭な強度を有していた。厚さ40μmの前記延伸フィルムの内部ヘイズは0.06%(厚さ100μmあたり0.14%)であった。また、厚さ40μmの前記延伸フィルムのReは0.1nm、Rthは+6.3nmであり、低位相差フィルムであることを確認した。
【0172】
<実施例2>
重合溶液は実施例1と同一であり、二軸押し出し機の投入条件において、重合溶液を33.7部/時(樹脂量換算)の処理速度で導入し、第2、第3、第4ベントの後ろから其々イオン交換水を0.50部/時の投入速度で投入し、脱揮を行った以外は実施例1と同様に押出し機での処理を実施し、ラクトン環構造を主鎖に有するラクトン環系重合体と当該共重合体鎖がSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体とを含む樹脂組成物(P-2)からなるペレットを得た。
得られた樹脂組成物(P-2)の重量平均分子量は13.7万、数平均分子量は5.1万、高温側のガラス転移温度は122℃、低温側のガラス転移温度は-54℃、屈折率は1.500であった。得られた重合組成物をプレスフィルム化したときの海島構造のサイズは120nmであり実施例1同様に相分離構造を有していると判断した。破壊エネルギーは40mJ以上であった。樹脂組成物(P-2)のフィルムをTg+24℃に延伸した際の厚さ40μmの延伸フィルムにおけるMIT回数は10000回以上であり強靭な強度を有していた。厚さ40μmの前記延伸フィルムの内部ヘイズは0.07%(厚さ100μmあたり0.18%)であった。また、厚さ40μmの前記延伸フィルムのReは0.1nm、Rthは+3.0nmであり、低位相差フィルムであることを確認した。
【0173】
<実施例3>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応器に、第3のSEBSトリブロック共重合体(Kraton社製、A1536、オレフィン性二重結合量0.08mmol/g、スチレン単位含有量38.8質量%、屈折率1.519)を15部、メタクリル酸メチル(MMA)を65.7部、フェニルマレイミド(PMI)を15.7部、n-ドデシルメルカプタン(nDM)を0.07部、重合溶媒としてトルエンを100部仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(化薬アクゾ社製、カヤカルボン(登録商標)Bic75)を0.058部加えた。重合溶液温の上昇により重合反応の開始を確認した後、スチレン(St)とt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの添加を開始した。スチレン(St)3.6部と、0.115部のt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートを1部のトルエンに希釈したものとを4時間かけて一定速度で滴下しながら105~110℃で溶液重合を行い、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート添加終了後、さらに3時間熟成を行った。これにより、MMAとPMIとStから重合形成された(メタ)アクリル系共重合体と、当該共重合体鎖がSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体とを含む樹脂組成物が得られた。反応終了時の重合溶液中の残存単量体量より算出したMMAの転化率は94%、PMIの転化率は98%、Stの転化率は99%であった。転化率から計算したSEBSトリブロック共重合体鎖に結合している(メタ)アクリル系共重合体鎖と、(メタ)アクリル系共重合体の組成比(質量基準)は、MMA:PMI:St=78:17.8:4.8であり、環構造単位の含有率は17.8質量%であった。
次に得られた重合液を、リアベント数が1個、フォアベント数が2個のベントタイプスクリュー二軸押出機(孔径:15mm、L/D:45)内に樹脂換算で600g/hの処理速度で導入し、この押出機内で脱揮を行い、押し出すことにより、透明な樹脂組成物(P-3)のペレットを得た。なお、二軸押出機の運転条件は、バレル温度260℃、回転数300rpm、減圧度13.3~400hPa(10~300mmHg)であった。得られた樹脂組成物の重量平均分子量は13.9万、数平均分子量は5.8万、高温側のガラス転移温度は138℃、低温側のガラス転移温度は-68℃、屈折率は1.517であった。得られた樹脂組成物(P-3)をプレスフィルム化したときの海島構造のサイズは260nmであり、実施例1同様に相分離構造を有していると判断した。破壊エネルギーは40mJ以上であった。樹脂組成物(P-3)のフィルムをTg+24℃に延伸した際の40μmの延伸フィルムにおけるMIT回数は3000回以上であり強靭な強度を有していた。厚さ40μmの前記延伸フィルムの内部ヘイズは0.03%(厚さ100μmあたり0.08%)であった。また、厚さ40μmの前記延伸フィルムのReは0.6nm、Rthは+3.2nmであり、低位相差フィルムであることを確認した。
【0174】
<比較例1>
市販のPMMA樹脂(住友化学製、スミペックスEX重量平均分子量14.6万、数平均分子量7.3万、以下、樹脂組成物(P-4)ということがある)のガラス転移温度を測定すると107℃であった。また応力光学係数Crは-15×10-9Pa-1であり負の配向複屈折を有していた。また樹脂組成物(P-4)を250℃で熱プレス成形して、厚さ160μmの未延伸フィルムを作成し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所社製、X-6S)を用いてTg+24℃の温度で延伸を行い、40μmの延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムのMIT回数は700回であり十分な強度を有していなかった。厚さ40μmの前記延伸フィルムの内部ヘイズは0.02%(厚さ100μmあたり0.05%)であった。また、厚さ40μmの前記延伸フィルムのReは1.8nm、Rthは-12.0nmであった。すなわちPMMA樹脂は負の配向複屈折を有することを確認した。
【0175】
<参考例1>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応器に、第1のSEBSトリブロック共重合体及び第2のSEBSトリブロック共重合体を加えない以外は、実施例1と同様の方法で、ラクトン環構造を主鎖に有するラクトン環系重合体と紫外線吸収剤(UV吸収剤)とを含む樹脂組成物からなるペレットを得た。以下、参考例1で得られた樹脂組成物を樹脂組成物(P-1-0)ということがある。樹脂組成物(P-1-0)の応力光学係数Crは-3×10-9Pa-1であり負の配向複屈折を有していた。また、樹脂組成物(P-1-0)を250℃で熱プレス成形して、厚さ160μmの未延伸フィルムを作成し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所社製、X-6S)を用いてTg+24℃の温度で延伸を行い、40μmの延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムのReは0.4nm、Rthは-1.5nmであった。すなわち樹脂組成物(P-1)においてSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体を含まないマトリックス樹脂は負の配向複屈折を有することを確認した。
【0176】
<参考例2>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応器に、第1のSEBSトリブロック共重合体及び第2のSEBSトリブロック共重合体を加えない以外は、実施例2と同様の方法で、ラクトン環構造を主鎖に有するラクトン環系重合体を含む樹脂組成物からなるペレットを得た。以下、参考例2で得られた樹脂組成物を樹脂組成物(P-2-0)ということがある。樹脂組成物(P-2-0)の応力光学係数Crは-5×10-9Pa-1であり負の配向複屈折を有していた。また樹脂組成物(P-2-0)を250℃で熱プレス成形して、厚さ160μmの未延伸フィルムを作成し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所社製、X-6S)を用いてTg+24℃の温度で延伸を行い、40μmの延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムのReは0.6nm、Rthは-2.5nmであった。すなわち樹脂組成物(P-2)においてSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体を含まないマトリックス樹脂は負の配向複屈折を有することを確認した。
【0177】
<参考例3>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応器に、第3のSEBSトリブロック共重合体を加えない以外は、実施例1と同様の方法で、MMAとPMIとStから重合形成された(メタ)アクリル系共重合体からなるペレットを得た。以下、参考例3で得られた樹脂組成物を樹脂組成物(P-3-0)ということがある。樹脂組成物(P-3-0)の応力光学係数Crは-22×10-9Pa-1であり負の配向複屈折を有していた。また樹脂組成物(P-3-0)を250℃で熱プレス成形して、厚さ160μmの未延伸フィルムを作成し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所社製、X-6S)を用いてTg+24℃の温度で延伸を行い、40μmの延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムのReは2.0nm、Rthは-11.1nmであった。すなわち樹脂組成物(P-3)においてSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体を含まないマトリックス樹脂は負の配向複屈折を有することを確認した。
【0178】
<参考例4>
耐圧チューブに第4のSEBSトリブロック共重合体(Kraton社製、G1652、オレフィン性二重結合量0.10mmol/g、スチレン単位含有量25.9質量%、屈折率1.510、量平均分子量8.0万、数平均分子量6.8万)、メタクリル酸メチル(MMA)79.2部、スチレン(St)を10.8部、n-ドデシルメルカプタン(nDM)を0.1部、開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(化薬アクゾ社製、カヤカルボン(登録商標)Bic75)を0.5部、重合溶媒としてトルエン100部を仕込み、これに窒素を通じ封をした。115℃のオイルバス中で6時間反応を行った。重合液中の残存単量体量より算出したMMAの転化率は76%、Stの転化率は98%であった。転化率から計算したSEBSトリブロック共重合体鎖に結合している(メタ)アクリル系共重合体鎖と、(メタ)アクリル系共重合体の組成比(質量基準)は、MMA:St=85.0:15.0であり、得られた重合溶液をクロロホルムで希釈し、メタノール中に滴下することで生成したポリマーを沈殿させた。その後、吸引ろ過を行い、100℃の真空乾燥機にて1時間乾燥させ、次いで240℃の真空乾燥機で1時間乾燥することにより未反応モノマーを取り除くことで主鎖に環構造を持たないアクリル共重合体と当該共重合体鎖がSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体とを含む樹脂組成物(P-5)を得た。
得られた樹脂組成物(P-5)の重量平均分子量は13.5万、数平均分子量は6.1万、高温側のガラス転移温度は114℃、低温側のガラス転移温度は-54℃、屈折率は1.505であった。得られた重合組成物をプレスフィルム化したときの海島構造サイズを確認したところ190nmであり実施例1同様に相分離構造を有していると判断した。破壊エネルギーは40mJ以上であった。樹脂組成物(P-5)のフィルムをTg+24℃の温度で延伸を行い、40μmの延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムにおけるMIT回数は3000回以上であり強靭な強度を有していた。厚さ40μmの前記延伸フィルムの内部ヘイズは0.08%(厚さ100μmあたり0.20%)であった。また、厚さ40μmの前記延伸フィルムのReは0.4nm、Rthは-15.5nmであり、負の位相差フィルムであった。後述する参考例5の結果の通り、マトリックス樹脂の配向複屈折が大きすぎるとSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体からなる島構造に起因する形態複屈折により負の配向複屈折を相殺し低位相差フィルムとすることは難しいと考えられる。
【0179】
<参考例5>
耐圧チューブに第4のSEBSトリブロック共重合体を加えない以外は、参考例4と同様の方法で樹脂組成物からなるペレットを得た。以下、参考例5で得られた樹脂組成物を樹脂組成物(P-5-0)ということがある。樹脂組成物(P-5-0)の応力光学係数Crは-70×10-9Pa-1であり大きな負の配向複屈折を有していた。また樹脂組成物(P-5-0)を250℃で熱プレス成形して、厚さ160μmの未延伸フィルムを作成し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所社製、X-6S)を用いてTg+24℃の温度で延伸を行い、40μmの延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムのReは4.9nm、Rthは-35.5nmであった。すなわち樹脂組成物(P-5)においてSEBSトリブロック共重合体鎖のジエン/オレフィン由来の単位に結合したグラフト共重合体を含まないマトリックス樹脂は大きな負の配向複屈折を有することを確認した。
【0180】