JP2004323607A - セルロースエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑える。異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいセルロースエステルフィルムを提供する。
【解決手段】紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板用保護フィルムに用いられるセルロースエステルフィルム、さらに詳しくは、異物析出が抑えられたセルロースエステルフィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置(LCD)は種々のところに使用されるに伴って、LCDに使用される液晶表示素子すなわち偏光板についても高生産性化(生産量増大)が求められている。しかも、液晶表示装置(LCD)については薄型化が進んでおり、LCDに使用される偏光板についても薄膜化が要望されている。
【0003】
ところで、現在、LCDの偏光板用の保護フィルムとしては、主にセルローストリアセテート(TAC)フィルムが用いられているが、偏光板の高生産性化に伴い、このようなLCD用セルロースエステルフィルムの高生産性化が進むと、セルロースエステルフィルム品質に負荷が増大し、製造時にフィルムに異物析出が生じることあり、この異物が原因で傷状になることもあった。そして、このような傷によりセルロースエステルフィルムの外観を損なうと、偏光板用保護フィルムとしての使用に耐えないことは勿論であるが、異物の析出によりフィルムの外観が損なわれ、フィルムの元巻き状態の外観が劣化し、ひいては偏光板の外観不良、さらには、液晶ディスプレイの視認性の劣化につながるという問題があった。
【0004】
さらに従来より、フィルムの保管中にもフィルムに異物発生が促進するものと考えられており、セルロースエステルフィルムを、防湿性を有する包装材で包装する方法が行なわれた。このようなセルロースエステルフィルムの保管や包装に関わる先行特許文献には、例えば、つぎのようなものがある。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−106435号公報
この特許文献1に記載の発明は、包装材の巻きの強さにかかわらず塵や埃、湿気等が侵入し難く信頼性の高い元巻包装体及び元巻きの包装方法を提供することを目的としており、コアの周りに該コアの両側端部を残して長尺のフィルム部材が巻回されてなるフィルムロールと、該フィルムロールを多重に包装する複数の包装部材とを有するフィルムロール包装体であって、前記フィルムロールを包装する前記複数の包装部材のうちの少なくとも一対の隣接する包装部材同士は周回方向に沿った巻始位置または巻終位置が、例えば30°以上の所定の角度ずれていることを特徴とするものであった。また、一対の隣接する包装部材同士は巻回方向が互いに逆であることを特徴とするものであった。
【0006】
【特許文献2】
特開2001−315885号公報
この特許文献2に記載の発明は、幅広の偏光フィルムの製造原料として有用な偏光フィルム用のポリビニルアルコール系重合体フィルムの保管または輸送方法を提供することを目的としており、フィルムと接触する部分の材質が金属またはプラスチックからなりかつフィルム幅より長い筒状のコアに、ポリビニルアルコール系重合体フィルムを巻き付けてフィルムロールと成し、該フィルムロールを所定の透湿度を有する包装用フィルムで包装して、保管または輸送を行なうことを特徴とするものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載の発明のように、包装材料そのものや、感光材料の包装に利用する包装材料についての出願は以前から多いものであるが、液晶表示装置(LCD)の偏光板用の保護フィルムとして用いられるセルローストリアセテート(TAC)フィルムは、感光材料や他のフィルムに比べ、より厳しい品質が求められるものであり、上記の従来法によれば、ある程度の効果はあるが、セルロースエステルフィルムの薄膜品については、その効果は不充分であるという問題があった。
【0008】
このように、従来の既存のセルロースエステルフィルムでは、偏光板用保護フィルムに用いられるために、薄膜での高生産性化が進んだ場合に、フィルム自体の異物析出や傷発生による劣化に対処することができないという問題があり、セルロースエステルフィルムそのものの性状を変える必要性が考えられた。
【0009】
また、従来の偏光板用保護フィルムに用いられるセルロースエステルフィルムのブリードアウトの改善に関わる先行特許文献には、つぎのようなものがある。
【0010】
【特許文献3】
特開2001−54936号公報
この特許文献3に記載のセルロースエステルフィルムの発明は、可塑剤、紫外線吸収剤等のブリードアウト性添加剤の含有量を下げず、また高温加熱処理を行わなくても、可塑剤、紫外線吸収剤等の析出(ブリードアウト)を防止することができるセルロースエステルフィルムを提供することを目的としており、基層と基層に積層された表層とを有し、表層におけるブリードアウト性添加剤の含有量が基層におけるブリードアウト性添加剤の含有量より少ないことを特徴とするものであった。
【0011】
しかしながら、上記特許文献3に記載の発明では、セルロースエステルフィルムの基層にブリードアウト性添加剤の含有量が少ない別の表層を塗設、積層しており、フィルム自体での発明内容ではない。
【0012】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいセルロースエステルフィルムを提供しようとすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1記載のセルロースエステルフィルムの発明は、紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴としている。
【0014】
また、本発明の請求項2記載の発明は、上記請求項1記載のセルロースエステルフィルムにおいて、セルロースエステルフィルムのマグネシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でマグネシウム原子として30ppm以下であり、かつセルロースエステルフィルムのカルシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でカルシウム原子として30ppm以下であることを特徴としている。
【0015】
本発明の請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載のセルロースエステルフィルムにおいて、フィルムの主成分であるセルロースエステルの重量平均分子量をMw、同じく数平均分子量をMnとする時、重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnが1.0〜5.0であることを特徴としており、セルロースエステルの重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnは、1.7〜3.0であることが好ましい。
【0016】
本発明の上記セルロースエステルフィルムによれば、液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいものである。
【0017】
そして、本発明のセルロースエステルフィルムによれば、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいことから、予想外にも、セルロースエステルフィルムの透明性、フィルムの元巻き状態の外観に優れていて、高品質の偏光板用保護フィルムの高生産性化が可能である。
【0018】
さらに、本発明のセルロースエステルフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて作製した偏光板の外観良化を果たし得るとともに、この偏光板を用いて作製した液晶ディスプレイ(液晶表示装置)の視認性を向上することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、具体的に説明する。
【0020】
本発明のセルロースエステルフィルムの主成分であるセルロースエステルとしては、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。セルローストリアセテートの場合は、特に重合度250〜400、結合酢酸量が54〜62.5%のセルローストリアセテートが好ましく、結合酢酸量が58〜62.5%のベース強度が強くより好ましい。セルローストリアセテートは綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートと木材パルプから合成されたセルローストリアセテートのどちらかを単独あるいは混合して用いることができる。
【0021】
セルロースエステルの溶剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどの低級アルコール類、シクロヘキサン、ジオキサン類、メチレンクロライドのような低級脂肪族塩化炭化水素類などを用いることができる。
【0022】
溶剤比率としては、例えばメチレンクロライド70〜95重量%、その他の溶剤は5〜30重量%が好ましい。またセルロースエステルの濃度は10〜50重量%が好ましい。溶剤を添加しての加熱温度は、使用溶剤の沸点以上で、かつ該溶剤が沸騰しない範囲の温度が好ましく例えば60℃以上、80〜110℃の範囲に設定するのが好適である。また、圧力は設定温度において、溶剤が沸騰しないように定められる。
【0023】
溶解後は冷却しながら容器から取り出すか、または容器からポンプ等で抜き出して熱交換器などで冷却し、これを製膜に供する。
【0024】
セルロースエステルと溶剤のほかに必要な可塑剤、紫外線吸収剤等の添加剤は、予め溶剤と混合し、溶解または分散してからセルロースエステル溶解前の溶剤に投入しても、セルロースエステル溶解後のドープへ投入しても良い。
【0025】
本発明で用いることのできる可塑剤としては特に限定しないが、リン酸エステル系では、トリフェニルホスフェート(TPP)、ビフェニルジフェニルホスフェート(BDP)、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート等、グリコール酸エステル系では、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート(EPEG)、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等を単独あるいは併用するのが好ましい。上記の可塑剤は必要に応じて、2種類以上を併用して用いてもよい。これらの可塑剤を含有することにより、寸法安定性、耐水性に優れたフィルムが得られるため、特に好ましい。
【0026】
本発明において、好ましい可塑剤の添加量としては、セルロースエステルに対する重量%で、12重量%以下である。可塑剤を2種類以上併用して用いる場合には、これらの可塑剤の合計量が12重量%以下であれば、良い。
【0027】
これらの可塑剤は単独あるいは2種以上併用して用いることができる。
【0028】
本発明において、セルロースエステルフィルムには、液晶材料の保護などのために紫外線吸収剤を用いる。すなわち、本発明によるセルロースエステルフィルムは、25℃において液状の紫外線吸収剤を含有する。液状の紫外線吸収剤は、いわゆる常温で液体の紫外線吸収剤である。ここで、「常温で液体」とは25℃において「化学大事典(1963)共立出版」等に定義される如く、一定の形を持たず、流動性があり、ほぼ一定の体積を有するものを示す。従って、上記性質を有するものであれば融点は限定されないが、融点30℃以下、特に好ましくは15℃以下である化合物が好ましい。
【0029】
液状の紫外線吸収剤は単一化合物であっても混合物であってもよく、混合物としては構造異性体群から構成されるものを好ましく用いることができる。
【0030】
液状の紫外線吸収剤は上記の条件を満足すればいかなる構造をとることもできるが、紫外線吸収剤自体の光堅牢性の点から下記一般式(1)で表される2−(2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。
【0031】
【化1】
上記式中、R1 、R2 及びR3 はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、ニトロ基、又は水酸基を表わす。
【0032】
ハロゲン原子は、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、特に塩素原子が好ましい。
【0033】
アルキル基、アルコキシ基としては、炭素数1〜30のものが好ましく、又アルケニル基としては、炭素数2〜30のものが好ましく、これらの基は直鎖でも分岐でもよい。これらアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基はさらに置換基を有していても良い。アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、sec−ブチル基、n−ブチル基、n−アミル基、sec−アミル基、t−アミル基、オクチル基、ノニル基、ドデシル基、エイコシル基、α,α−ジメチルベンジル基、オクチルオキシカルボニルエチル基、メトキシ基、エトキシ基、オクチルオキシ基、アリル基等が挙げられる。アリールオキシ基、アリール基としては、例えばフェニル基、フェニルオキシ基が特に好ましく、置換基を有していてもよい。具体的には、例えばフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、2,4−ジ−t−アミルフェニル基等が挙げられる。
【0034】
R1 及びR2 で表される基のうち、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、及びアリール基が好ましく、特に水素原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましい。
【0035】
R3 で表される基のうち、特に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましいが、さらに水素原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましい。
【0036】
R1 、R2 及びR3 で表される基のうち、常温で液体となるためには、少なくとも1つはアルキル基であることが好ましく、さらに好ましくは少なくとも2つはアルキル基である。
【0037】
アルキル基は如何なるものをとることもできるが、少なくとも1つは第3級アルキル基、又は第2級アルキル基であることが好ましい。特にR1 、R2 で表されるアルキル基の少なくとも一方が第3級アルキル基、又は第2級アルキル基であることが好ましい。
【0038】
以下に、本発明に好ましく用いられる液状の紫外線吸収剤の代表的な具体例を示す。
【0039】
【表1】
本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量は、紫外線の吸収効果、透明性の観点からセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%である。
【0040】
また本発明のセルロースエステルフィルムに滑り性の向上、巻取り後のブロッキング防止等の目的でマット剤として加える微粒子は、主ドープに添加してもよいが、添加液に加えるのが生産性の上からは好ましい。添加液に添加し、フィルムに含有せしめる。また、主ドープに含有せしめてもよいが、微粒子としてはいかなるものも用いることができる。
【0041】
本発明に使用される微粒子としては無機化合物の例として、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976及びR811(以上、日本アエロジル株式会社製)の商品名で市販されており、使用することができる。その中でも、微粒子はケイ素を含むものが濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化ケイ素が好ましい。これらの例としては、アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上、日本アエロジル株式会社製)の商品名で市販されているものがあり、使用することができる。さらに、二酸化ケイ素微粒子の1次平均粒子径が20nm以下であり、かつ見掛比重が70g/リットル以上の二酸化ケイ素微粒子であることが好ましい。これらを満足する二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、アエロジル200V、アエロジルR972Vがあり、フィルムの濁度を低く保ちながら、摩擦係数をさげる効果が大きいため特に好ましい。
【0042】
本発明において、上記微粒子はセルロースエステルに対して、0.04〜0.4重量%添加して使用される。好ましくは、0.05〜0.3重量%、さらに好ましくは0.05〜0.2重量%である。
【0043】
本発明においては、セルロースエステルを溶解して得られるドープを支持体上に流延(キャスト工程)した後、加熱して溶剤の一部を除去(支持体上乾燥工程)した後、支持体から剥離し、剥離したフィルムを乾燥(フィルム乾燥工程)して、セルロースエステルフィルムを得る。
【0044】
キャスト工程における支持体はベルト状もしくはドラム状のステンレス鋼を鏡面仕上げした支持体が使用される。キャスト工程の支持体の温度は一般的な温度範囲0℃から溶剤の沸点未満の温度で、流延することができるが、5〜30℃の支持体上に流延する方が、ドープをゲル化させ剥離限界時間をあげられるため、好ましく、5〜15℃の支持体上に流延することがさらに好ましい。
【0045】
支持体上乾燥工程ではドープを流延し、一旦ゲル化させた後、流延から剥離するまでの時間を100%としたとき、流延から30%以内にドープ温度を40〜70℃にすることで、溶剤の蒸発を促進し、それだけ早く支持体上から剥離することができ、さらに剥離強度が増すため好ましく、30%以内にドープ温度を55〜70℃にすることがより好ましい。この温度を20%以上維持することが好ましく、40%以上がさらに好ましい。
【0046】
支持体上での乾燥は残留溶媒量60〜150%で支持体から剥離することが、支持体からの剥離強度が小さくなるため好ましく、80〜120%がより好ましい。剥離するときのドープの温度は0〜30℃にすることが剥離時のベース強度をあげることができ、剥離時のベース破断を防止できるため好ましく、5〜20℃がより好ましい。
【0047】
フィルム乾燥工程においては支持体より剥離したフィルムをさらに乾燥し、残留溶媒量を3重量%以下、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下であることが、寸法安定性が良好なフィルムを得る上で好ましい。フィルム乾燥工程では一般にロール懸垂方式か、ピンテンター方式または、クリップテンター方式でフィルムを搬送しながら乾燥する方式が採られる。液晶表示用部材用としては、テンター方式で幅を保持しながら乾燥させることが、寸法安定性を向上させるために好ましい。
【0048】
フィルムを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行なう。簡便さの点で熱風で行なうのが好ましい。乾燥温度は40〜150℃の範囲で3〜5段階の温度に分けて、段々高くしていくことが好ましく、80〜140℃の範囲で行なうことが寸法安定性を良くするためさらに好ましい。これら流延から後乾燥までの工程は、空気雰囲気下でもよいし窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でもよい。
【0049】
本発明のセルロースエステルフィルムの製造に係わる巻き取り機は、一般的に使用されているものでよく、定テンション法、定トルク法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法などの巻き取り方法で巻き取ることができる。
【0050】
本発明によるセルロースエステルフィルムの厚さは、特に限定されないが、LCDに使用される液晶表示素子すなわち偏光板用の保護フィルムに用いられることから、通常、100μm以下であることが好ましく、中でも、厚さ50μm以下のセルロースエステルフィルムが好ましい。その理由は、厚さ50μm以下のセルロースエステルフィルムは、例えば偏光板用保護フィルムとして用いられる際に、より品質に対して厳しい性能が求められるためである。
【0051】
本発明の請求項1記載の発明において、紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%である。
【0052】
また、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴としている。
【0053】
ここで、分光透過率とは、スペクトロフォトメーターU−3200(日立製作所製)を用い、セルロースエステルフィルムの分光吸収スペクトルを測定し、セルロースエステルフィルムの波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率である。
【0054】
また、本発明の請求項2記載の発明は、上記請求項1記載のセルロースエステルフィルムにおいて、セルロースエステルフィルムのマグネシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でマグネシウム原子として30ppm以下であり、かつセルロースエステルフィルムのカルシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でカルシウム原子として30ppm以下であることを特徴としている。
【0055】
この場合、セルロースエステルフィルムを飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)で測定したときに検出されるカルシウム原子の検出確率が、全成分に対する検出数比で30ppm以下、及びマグネシウム原子の検出確率が、全成分に対する検出数比で30ppm以下である。
【0056】
本発明の請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載のセルロースエステルフィルムにおいて、フィルムの主成分であるセルロースエステルの重量平均分子量をMw、同じく数平均分子量をMnとする時、重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnが1.0〜5.0であることを特徴としており、セルロースエステルの重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnは、1.7〜3.0であることが好ましい。
【0057】
セルロースエステルは、実質的にセルローストリアセテートであるのが、好ましく、セルローストリアセテートの平均分子量については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定できるので、これを用いて数平均分子量(Mn)、及び重量平均分子量(Mw)を算出することができる。
【0058】
平均分子量の測定条件は、以下の通りである。
【0059】
下記に示す装置、材料を用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によりセルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)および平均分子量(Mn)を測定し、分子量分布Mw/Mnを算出する。
【0060】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
溶媒(溶離液):ジクロロメタン
カラム名:昭和電工製 GPCk806−GPCk805−GPCk803 (3本)
試料濃度:0.1(重量%)
流量:1.0(ml/分)
試料注入量:100(μl)
標準試料:ポリスチレン(Mw:5,000,000〜6,700,000)
温度:25℃
検出:RI(示唆屈折率計)
上記セルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mnが1.0未満であれば、フィルムの引き裂き強度が劣化するので、好ましくない。また比:Mw/Mnが5.0を超えると、セルローストリアセテートの配向が乱れやすくなり、それに伴い、可塑剤、マット剤の配置状態に変化が生じ、存在の安定性が損なわれるため、可塑剤、マット剤の脱落が生じる。このため、フィルムの寸法安定性、滑り性が劣化するので、好ましくない。
【0061】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0062】
実施例1〜4及び比較例1〜4
(ドープ液の調製)
セルローストリアセテートのドープ液を、以下のように調製した。
【0063】
セルローストリアセテート(TAC):100kg
紫外線吸収剤(UV−23L,UV−28L):表1に記載
エチルフタリルエチルグリコレート(EPEG):2.8kg
トリフェニルホスフェート(TPP):9.7kg
アエロジル200V(日本アエロジル社製):0.09kg
メチレンクロライド:320kg
エタノール:20kg
これらを密閉容器に投入し、加圧下で80℃に保温・攪拌しながら完全に溶解させた。なお、紫外線吸収剤としては、上記表1に例示されたUV−23L、及びUV−28Lを単独又は併用して使用し、その配合量は、下記の表2に記載した。
【0064】
(フィルム試料の作製)
上記のドープ液を濾過した後、図示しないベルト流延装置を用い、ドープ温度33℃にてダイスより、ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなる支持体上に流延した。支持体上で60秒間保持した後に支持体上から剥離し、多数のロールで搬送させながら乾燥させた。この際、クリップテンターを用いて、フィルムを幅手方向に1.07倍に延伸しながら乾燥を行なった。乾燥後、ロール状に巻き取ることで膜厚41μmのセルローストリアセテート(TAC)フィルムを得た。
【0065】
なお、実施例1では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.75重量%+0.75重量%とした。実施例2では、紫外線吸収剤として、UV−23Lのみを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.5重量%とした。実施例3では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.0重量%+1.0重量%とした。実施例4では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.25重量%+0.25重量%とした。一方、比較例1では、紫外線吸収剤として、チヌビン326(チバスペシャルティケミカルズ社製)を使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.5重量%とした。
【0066】
比較例2では、紫外線吸収剤として、チヌビン326+UV−23Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.75重量%+0.75重量%とした。比較例3では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.5重量%+1.5重量%とした。比較例4では、紫外線吸収剤として、UV−23Lのみを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.25重量%とした。
【0067】
つぎに、これら実施例1〜4及び比較例1〜4で得られたセルローストリアセテート(TAC)フィルムについて、スペクトロフォトメーターU−3200(日立製作所製)を用いて、分光吸収スペクトルを測定し、各フィルムの波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率を測定し、得られた結果を、下記の表2にまとめて示した。
【0068】
【表2】
実施例5
上記実施例1で得られたセルローストリアセテートフィルムについて、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)でカルシウム原子及びマグネシウム原子の検出確率を測定した。
【0069】
比較例5
また比較として、カルシウム原子及びマグネシウム原子の検出確率、並びに波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率の検出確率が下記の表3に示すように異なるセルローストリアセテートフィルムを作製した。
【0070】
【表3】
実施例6〜8
上記実施例1で得られたセルローストリアセテートフィルムについて、フィルムの主成分であるセルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mnが、下記の表4に示すように異なるセルローストリアセテートフィルムを作製した。ここで、セルローストリアセテートの平均分子量については、上記のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定し、これを用いて数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を算出するとともに、セルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mnを算出した。
【0071】
なお、実施例6〜8のセルローストリアセテートフィルムの波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率は、上記実施例1で得られたセルローストリアセテートフィルムの場合と同様であった。
【0072】
【表4】
つぎに、本発明による実施例1〜8、及び比較例1〜5の各セルローストリアセテートフィルムについて、フィルムの異物析出、フィルムの透明性、元巻きフィルムの着色(外観)、及び液晶表示視認性を測定し、得られた結果を表5にあわせて示した。
【0073】
(異物析出の評価)
セルローストリアセテートフィルムの異物析出試験は、製造後の各セルローストリアセテートフィルムの元巻きを、40℃、湿度90%RHで1ヶ月間放置した後、偏光顕微鏡を用いて、各セルローストリアセテートフィルムにおけるフィルムサイズ100mm×100mmの範囲をクロスニコル下で倍率30倍で観察し、異物の個数を数え、下記の評価基準で評価した。
【0074】
○:異物の個数0〜10個
△:異物の個数11〜100個
×:異物の個数101個以上
(透明性の評価)
また、セルローストリアセテートフィルムの透明性は、枚葉フィルムの状態で観察した。すなわち、枚葉の乾燥フィルムの400nm、及び500nmの分光透過率を指標とした。下記の評価基準で評価した。
【0075】
波長500nm 波長400nm
○:93.5%以上 70.0%以上
×:93.5%未満 70.0%未満
(元巻き着色の評価)
セルローストリアセテートフィルムの元巻き着色は、通常の元巻き状態で外観観察を行ない、着色の程度を、下記の評価基準で評価した。
【0076】
○:殆ど着色なし
△:若干黄色の着色が見られる
×:黄色の着色が見られる
(視認性の評価)
上記の各セルローストリアセテートフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて偏光板を作製した。作製した各偏光板を液晶パネルに張り付けて評価した。このとき、反射防止層が外側を向くように配置した。
【0077】
カラー液晶ディスプレイ(富士通株式会社製 MODEL VL−1530S)の表裏両面の偏光板を剥離して、上記作製した各偏光板を吸収軸をもとの偏光板と同一となるように張り付けた。これを40℃、湿度90%RHで1ヶ月間放置した後、画面のコントラストを目視で評価し、下記の基準に則り、視認性の判定を行なった。
【0078】
◎:コントラスト低下は認められない
○:画面周辺部でわずかにコントラスト低下が認められる
△:画面周辺部でコントラスト低下が認められる
×:著しいコントラストの低下が認められる
【表5】
表5の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜8のセルローストリアセテートフィルムによれば、各セルローストリアセテートフィルムについて異物の析出が無く、フィルムの透明性が良好であるとともに、元巻きフィルムの着色も無かった。さらに、本発明によるセルローストリアセテートフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて偏光板を作製し、この作製した偏光板を液晶パネルに張り付けて評価した場合にも、液晶表示の視認性が優れていることが判る。なお、本発明の実施例6で用いたMw/Mn=1.5のセルローストリアセテートは、品質は良好であるが、セルローストリアセテートフィルムのコストアップにつながり、実用的ではない。
【0079】
これに対し、比較例1〜3のセルローストリアセテートフィルムでは、各セルローストリアセテートフィルムについて異物の析出が見られ、フィルムの外観が悪く、元巻きフィルムの外観劣化が見られ、さらに、比較例のセルローストリアセテートフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて偏光板を作製し、この作製した偏光板を液晶パネルに張り付けて評価した場合の液晶表示の視認性が劣っていた。
【0080】
一方、比較例4のセルローストリアセテートフィルムでは、異物の析出が無く、外観が良好であるとともに、元巻きフィルムの着色も無いが、液晶表示の視認性が劣っていた。比較例5のセルローストリアセテートフィルムでは、セルローストリアセテートフィルムについて異物の析出が若干見られたが、透明性は良好であるとともに、元巻きフィルムの着色も無いが、液晶表示の視認性は劣るものであった。
【0081】
なお、上記実施例1〜8では、膜厚41μmのセルローストリアセテートフィルムを作製して、それぞれテストを行なったが、上記実施例1〜8の場合と同様にして、膜厚80μmのセルローストリアセテートフィルムを作製し、これらのセルローストリアセテートフィルムについて、フィルムの異物析出、フィルムの透明性、元巻きフィルムの着色(外観)、及び液晶表示視認性を同様に測定したところ、膜厚80μmのセルローストリアセテートフィルムについても、膜厚41μmのセルローストリアセテートフィルムについての上記実施例1〜8の場合と、全く同様の結果が得られた。
【0082】
【発明の効果】
本発明の請求項1記載のセルロースエステルフィルムの発明は、上述のように、紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴とするもので、本発明のセルロースエステルフィルムによれば、液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいという効果を奏する。
【0083】
そして、本発明のセルロースエステルフィルムによれば、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいことから、予想外にも、セルロースエステルフィルムの透明性、フィルムの元巻き状態の外観に優れていて、高品質の偏光板用保護フィルムの高生産性化が可能である。
【0084】
さらに、本発明のセルロースエステルフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて作製した偏光板の外観良化を果たし得るとともに、この偏光板を用いて作製した液晶ディスプレイ(液晶表示装置)の視認性を向上することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板用保護フィルムに用いられるセルロースエステルフィルム、さらに詳しくは、異物析出が抑えられたセルロースエステルフィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置(LCD)は種々のところに使用されるに伴って、LCDに使用される液晶表示素子すなわち偏光板についても高生産性化(生産量増大)が求められている。しかも、液晶表示装置(LCD)については薄型化が進んでおり、LCDに使用される偏光板についても薄膜化が要望されている。
【0003】
ところで、現在、LCDの偏光板用の保護フィルムとしては、主にセルローストリアセテート(TAC)フィルムが用いられているが、偏光板の高生産性化に伴い、このようなLCD用セルロースエステルフィルムの高生産性化が進むと、セルロースエステルフィルム品質に負荷が増大し、製造時にフィルムに異物析出が生じることあり、この異物が原因で傷状になることもあった。そして、このような傷によりセルロースエステルフィルムの外観を損なうと、偏光板用保護フィルムとしての使用に耐えないことは勿論であるが、異物の析出によりフィルムの外観が損なわれ、フィルムの元巻き状態の外観が劣化し、ひいては偏光板の外観不良、さらには、液晶ディスプレイの視認性の劣化につながるという問題があった。
【0004】
さらに従来より、フィルムの保管中にもフィルムに異物発生が促進するものと考えられており、セルロースエステルフィルムを、防湿性を有する包装材で包装する方法が行なわれた。このようなセルロースエステルフィルムの保管や包装に関わる先行特許文献には、例えば、つぎのようなものがある。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−106435号公報
この特許文献1に記載の発明は、包装材の巻きの強さにかかわらず塵や埃、湿気等が侵入し難く信頼性の高い元巻包装体及び元巻きの包装方法を提供することを目的としており、コアの周りに該コアの両側端部を残して長尺のフィルム部材が巻回されてなるフィルムロールと、該フィルムロールを多重に包装する複数の包装部材とを有するフィルムロール包装体であって、前記フィルムロールを包装する前記複数の包装部材のうちの少なくとも一対の隣接する包装部材同士は周回方向に沿った巻始位置または巻終位置が、例えば30°以上の所定の角度ずれていることを特徴とするものであった。また、一対の隣接する包装部材同士は巻回方向が互いに逆であることを特徴とするものであった。
【0006】
【特許文献2】
特開2001−315885号公報
この特許文献2に記載の発明は、幅広の偏光フィルムの製造原料として有用な偏光フィルム用のポリビニルアルコール系重合体フィルムの保管または輸送方法を提供することを目的としており、フィルムと接触する部分の材質が金属またはプラスチックからなりかつフィルム幅より長い筒状のコアに、ポリビニルアルコール系重合体フィルムを巻き付けてフィルムロールと成し、該フィルムロールを所定の透湿度を有する包装用フィルムで包装して、保管または輸送を行なうことを特徴とするものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載の発明のように、包装材料そのものや、感光材料の包装に利用する包装材料についての出願は以前から多いものであるが、液晶表示装置(LCD)の偏光板用の保護フィルムとして用いられるセルローストリアセテート(TAC)フィルムは、感光材料や他のフィルムに比べ、より厳しい品質が求められるものであり、上記の従来法によれば、ある程度の効果はあるが、セルロースエステルフィルムの薄膜品については、その効果は不充分であるという問題があった。
【0008】
このように、従来の既存のセルロースエステルフィルムでは、偏光板用保護フィルムに用いられるために、薄膜での高生産性化が進んだ場合に、フィルム自体の異物析出や傷発生による劣化に対処することができないという問題があり、セルロースエステルフィルムそのものの性状を変える必要性が考えられた。
【0009】
また、従来の偏光板用保護フィルムに用いられるセルロースエステルフィルムのブリードアウトの改善に関わる先行特許文献には、つぎのようなものがある。
【0010】
【特許文献3】
特開2001−54936号公報
この特許文献3に記載のセルロースエステルフィルムの発明は、可塑剤、紫外線吸収剤等のブリードアウト性添加剤の含有量を下げず、また高温加熱処理を行わなくても、可塑剤、紫外線吸収剤等の析出(ブリードアウト)を防止することができるセルロースエステルフィルムを提供することを目的としており、基層と基層に積層された表層とを有し、表層におけるブリードアウト性添加剤の含有量が基層におけるブリードアウト性添加剤の含有量より少ないことを特徴とするものであった。
【0011】
しかしながら、上記特許文献3に記載の発明では、セルロースエステルフィルムの基層にブリードアウト性添加剤の含有量が少ない別の表層を塗設、積層しており、フィルム自体での発明内容ではない。
【0012】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいセルロースエステルフィルムを提供しようとすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1記載のセルロースエステルフィルムの発明は、紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴としている。
【0014】
また、本発明の請求項2記載の発明は、上記請求項1記載のセルロースエステルフィルムにおいて、セルロースエステルフィルムのマグネシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でマグネシウム原子として30ppm以下であり、かつセルロースエステルフィルムのカルシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でカルシウム原子として30ppm以下であることを特徴としている。
【0015】
本発明の請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載のセルロースエステルフィルムにおいて、フィルムの主成分であるセルロースエステルの重量平均分子量をMw、同じく数平均分子量をMnとする時、重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnが1.0〜5.0であることを特徴としており、セルロースエステルの重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnは、1.7〜3.0であることが好ましい。
【0016】
本発明の上記セルロースエステルフィルムによれば、液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいものである。
【0017】
そして、本発明のセルロースエステルフィルムによれば、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいことから、予想外にも、セルロースエステルフィルムの透明性、フィルムの元巻き状態の外観に優れていて、高品質の偏光板用保護フィルムの高生産性化が可能である。
【0018】
さらに、本発明のセルロースエステルフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて作製した偏光板の外観良化を果たし得るとともに、この偏光板を用いて作製した液晶ディスプレイ(液晶表示装置)の視認性を向上することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、具体的に説明する。
【0020】
本発明のセルロースエステルフィルムの主成分であるセルロースエステルとしては、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。セルローストリアセテートの場合は、特に重合度250〜400、結合酢酸量が54〜62.5%のセルローストリアセテートが好ましく、結合酢酸量が58〜62.5%のベース強度が強くより好ましい。セルローストリアセテートは綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートと木材パルプから合成されたセルローストリアセテートのどちらかを単独あるいは混合して用いることができる。
【0021】
セルロースエステルの溶剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどの低級アルコール類、シクロヘキサン、ジオキサン類、メチレンクロライドのような低級脂肪族塩化炭化水素類などを用いることができる。
【0022】
溶剤比率としては、例えばメチレンクロライド70〜95重量%、その他の溶剤は5〜30重量%が好ましい。またセルロースエステルの濃度は10〜50重量%が好ましい。溶剤を添加しての加熱温度は、使用溶剤の沸点以上で、かつ該溶剤が沸騰しない範囲の温度が好ましく例えば60℃以上、80〜110℃の範囲に設定するのが好適である。また、圧力は設定温度において、溶剤が沸騰しないように定められる。
【0023】
溶解後は冷却しながら容器から取り出すか、または容器からポンプ等で抜き出して熱交換器などで冷却し、これを製膜に供する。
【0024】
セルロースエステルと溶剤のほかに必要な可塑剤、紫外線吸収剤等の添加剤は、予め溶剤と混合し、溶解または分散してからセルロースエステル溶解前の溶剤に投入しても、セルロースエステル溶解後のドープへ投入しても良い。
【0025】
本発明で用いることのできる可塑剤としては特に限定しないが、リン酸エステル系では、トリフェニルホスフェート(TPP)、ビフェニルジフェニルホスフェート(BDP)、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート等、グリコール酸エステル系では、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート(EPEG)、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等を単独あるいは併用するのが好ましい。上記の可塑剤は必要に応じて、2種類以上を併用して用いてもよい。これらの可塑剤を含有することにより、寸法安定性、耐水性に優れたフィルムが得られるため、特に好ましい。
【0026】
本発明において、好ましい可塑剤の添加量としては、セルロースエステルに対する重量%で、12重量%以下である。可塑剤を2種類以上併用して用いる場合には、これらの可塑剤の合計量が12重量%以下であれば、良い。
【0027】
これらの可塑剤は単独あるいは2種以上併用して用いることができる。
【0028】
本発明において、セルロースエステルフィルムには、液晶材料の保護などのために紫外線吸収剤を用いる。すなわち、本発明によるセルロースエステルフィルムは、25℃において液状の紫外線吸収剤を含有する。液状の紫外線吸収剤は、いわゆる常温で液体の紫外線吸収剤である。ここで、「常温で液体」とは25℃において「化学大事典(1963)共立出版」等に定義される如く、一定の形を持たず、流動性があり、ほぼ一定の体積を有するものを示す。従って、上記性質を有するものであれば融点は限定されないが、融点30℃以下、特に好ましくは15℃以下である化合物が好ましい。
【0029】
液状の紫外線吸収剤は単一化合物であっても混合物であってもよく、混合物としては構造異性体群から構成されるものを好ましく用いることができる。
【0030】
液状の紫外線吸収剤は上記の条件を満足すればいかなる構造をとることもできるが、紫外線吸収剤自体の光堅牢性の点から下記一般式(1)で表される2−(2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。
【0031】
【化1】
上記式中、R1 、R2 及びR3 はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、ニトロ基、又は水酸基を表わす。
【0032】
ハロゲン原子は、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、特に塩素原子が好ましい。
【0033】
アルキル基、アルコキシ基としては、炭素数1〜30のものが好ましく、又アルケニル基としては、炭素数2〜30のものが好ましく、これらの基は直鎖でも分岐でもよい。これらアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基はさらに置換基を有していても良い。アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、sec−ブチル基、n−ブチル基、n−アミル基、sec−アミル基、t−アミル基、オクチル基、ノニル基、ドデシル基、エイコシル基、α,α−ジメチルベンジル基、オクチルオキシカルボニルエチル基、メトキシ基、エトキシ基、オクチルオキシ基、アリル基等が挙げられる。アリールオキシ基、アリール基としては、例えばフェニル基、フェニルオキシ基が特に好ましく、置換基を有していてもよい。具体的には、例えばフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、2,4−ジ−t−アミルフェニル基等が挙げられる。
【0034】
R1 及びR2 で表される基のうち、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、及びアリール基が好ましく、特に水素原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましい。
【0035】
R3 で表される基のうち、特に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましいが、さらに水素原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましい。
【0036】
R1 、R2 及びR3 で表される基のうち、常温で液体となるためには、少なくとも1つはアルキル基であることが好ましく、さらに好ましくは少なくとも2つはアルキル基である。
【0037】
アルキル基は如何なるものをとることもできるが、少なくとも1つは第3級アルキル基、又は第2級アルキル基であることが好ましい。特にR1 、R2 で表されるアルキル基の少なくとも一方が第3級アルキル基、又は第2級アルキル基であることが好ましい。
【0038】
以下に、本発明に好ましく用いられる液状の紫外線吸収剤の代表的な具体例を示す。
【0039】
【表1】
本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量は、紫外線の吸収効果、透明性の観点からセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%である。
【0040】
また本発明のセルロースエステルフィルムに滑り性の向上、巻取り後のブロッキング防止等の目的でマット剤として加える微粒子は、主ドープに添加してもよいが、添加液に加えるのが生産性の上からは好ましい。添加液に添加し、フィルムに含有せしめる。また、主ドープに含有せしめてもよいが、微粒子としてはいかなるものも用いることができる。
【0041】
本発明に使用される微粒子としては無機化合物の例として、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976及びR811(以上、日本アエロジル株式会社製)の商品名で市販されており、使用することができる。その中でも、微粒子はケイ素を含むものが濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化ケイ素が好ましい。これらの例としては、アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上、日本アエロジル株式会社製)の商品名で市販されているものがあり、使用することができる。さらに、二酸化ケイ素微粒子の1次平均粒子径が20nm以下であり、かつ見掛比重が70g/リットル以上の二酸化ケイ素微粒子であることが好ましい。これらを満足する二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、アエロジル200V、アエロジルR972Vがあり、フィルムの濁度を低く保ちながら、摩擦係数をさげる効果が大きいため特に好ましい。
【0042】
本発明において、上記微粒子はセルロースエステルに対して、0.04〜0.4重量%添加して使用される。好ましくは、0.05〜0.3重量%、さらに好ましくは0.05〜0.2重量%である。
【0043】
本発明においては、セルロースエステルを溶解して得られるドープを支持体上に流延(キャスト工程)した後、加熱して溶剤の一部を除去(支持体上乾燥工程)した後、支持体から剥離し、剥離したフィルムを乾燥(フィルム乾燥工程)して、セルロースエステルフィルムを得る。
【0044】
キャスト工程における支持体はベルト状もしくはドラム状のステンレス鋼を鏡面仕上げした支持体が使用される。キャスト工程の支持体の温度は一般的な温度範囲0℃から溶剤の沸点未満の温度で、流延することができるが、5〜30℃の支持体上に流延する方が、ドープをゲル化させ剥離限界時間をあげられるため、好ましく、5〜15℃の支持体上に流延することがさらに好ましい。
【0045】
支持体上乾燥工程ではドープを流延し、一旦ゲル化させた後、流延から剥離するまでの時間を100%としたとき、流延から30%以内にドープ温度を40〜70℃にすることで、溶剤の蒸発を促進し、それだけ早く支持体上から剥離することができ、さらに剥離強度が増すため好ましく、30%以内にドープ温度を55〜70℃にすることがより好ましい。この温度を20%以上維持することが好ましく、40%以上がさらに好ましい。
【0046】
支持体上での乾燥は残留溶媒量60〜150%で支持体から剥離することが、支持体からの剥離強度が小さくなるため好ましく、80〜120%がより好ましい。剥離するときのドープの温度は0〜30℃にすることが剥離時のベース強度をあげることができ、剥離時のベース破断を防止できるため好ましく、5〜20℃がより好ましい。
【0047】
フィルム乾燥工程においては支持体より剥離したフィルムをさらに乾燥し、残留溶媒量を3重量%以下、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下であることが、寸法安定性が良好なフィルムを得る上で好ましい。フィルム乾燥工程では一般にロール懸垂方式か、ピンテンター方式または、クリップテンター方式でフィルムを搬送しながら乾燥する方式が採られる。液晶表示用部材用としては、テンター方式で幅を保持しながら乾燥させることが、寸法安定性を向上させるために好ましい。
【0048】
フィルムを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行なう。簡便さの点で熱風で行なうのが好ましい。乾燥温度は40〜150℃の範囲で3〜5段階の温度に分けて、段々高くしていくことが好ましく、80〜140℃の範囲で行なうことが寸法安定性を良くするためさらに好ましい。これら流延から後乾燥までの工程は、空気雰囲気下でもよいし窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でもよい。
【0049】
本発明のセルロースエステルフィルムの製造に係わる巻き取り機は、一般的に使用されているものでよく、定テンション法、定トルク法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法などの巻き取り方法で巻き取ることができる。
【0050】
本発明によるセルロースエステルフィルムの厚さは、特に限定されないが、LCDに使用される液晶表示素子すなわち偏光板用の保護フィルムに用いられることから、通常、100μm以下であることが好ましく、中でも、厚さ50μm以下のセルロースエステルフィルムが好ましい。その理由は、厚さ50μm以下のセルロースエステルフィルムは、例えば偏光板用保護フィルムとして用いられる際に、より品質に対して厳しい性能が求められるためである。
【0051】
本発明の請求項1記載の発明において、紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%である。
【0052】
また、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴としている。
【0053】
ここで、分光透過率とは、スペクトロフォトメーターU−3200(日立製作所製)を用い、セルロースエステルフィルムの分光吸収スペクトルを測定し、セルロースエステルフィルムの波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率である。
【0054】
また、本発明の請求項2記載の発明は、上記請求項1記載のセルロースエステルフィルムにおいて、セルロースエステルフィルムのマグネシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でマグネシウム原子として30ppm以下であり、かつセルロースエステルフィルムのカルシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でカルシウム原子として30ppm以下であることを特徴としている。
【0055】
この場合、セルロースエステルフィルムを飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)で測定したときに検出されるカルシウム原子の検出確率が、全成分に対する検出数比で30ppm以下、及びマグネシウム原子の検出確率が、全成分に対する検出数比で30ppm以下である。
【0056】
本発明の請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載のセルロースエステルフィルムにおいて、フィルムの主成分であるセルロースエステルの重量平均分子量をMw、同じく数平均分子量をMnとする時、重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnが1.0〜5.0であることを特徴としており、セルロースエステルの重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnは、1.7〜3.0であることが好ましい。
【0057】
セルロースエステルは、実質的にセルローストリアセテートであるのが、好ましく、セルローストリアセテートの平均分子量については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定できるので、これを用いて数平均分子量(Mn)、及び重量平均分子量(Mw)を算出することができる。
【0058】
平均分子量の測定条件は、以下の通りである。
【0059】
下記に示す装置、材料を用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によりセルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)および平均分子量(Mn)を測定し、分子量分布Mw/Mnを算出する。
【0060】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
溶媒(溶離液):ジクロロメタン
カラム名:昭和電工製 GPCk806−GPCk805−GPCk803 (3本)
試料濃度:0.1(重量%)
流量:1.0(ml/分)
試料注入量:100(μl)
標準試料:ポリスチレン(Mw:5,000,000〜6,700,000)
温度:25℃
検出:RI(示唆屈折率計)
上記セルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mnが1.0未満であれば、フィルムの引き裂き強度が劣化するので、好ましくない。また比:Mw/Mnが5.0を超えると、セルローストリアセテートの配向が乱れやすくなり、それに伴い、可塑剤、マット剤の配置状態に変化が生じ、存在の安定性が損なわれるため、可塑剤、マット剤の脱落が生じる。このため、フィルムの寸法安定性、滑り性が劣化するので、好ましくない。
【0061】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0062】
実施例1〜4及び比較例1〜4
(ドープ液の調製)
セルローストリアセテートのドープ液を、以下のように調製した。
【0063】
セルローストリアセテート(TAC):100kg
紫外線吸収剤(UV−23L,UV−28L):表1に記載
エチルフタリルエチルグリコレート(EPEG):2.8kg
トリフェニルホスフェート(TPP):9.7kg
アエロジル200V(日本アエロジル社製):0.09kg
メチレンクロライド:320kg
エタノール:20kg
これらを密閉容器に投入し、加圧下で80℃に保温・攪拌しながら完全に溶解させた。なお、紫外線吸収剤としては、上記表1に例示されたUV−23L、及びUV−28Lを単独又は併用して使用し、その配合量は、下記の表2に記載した。
【0064】
(フィルム試料の作製)
上記のドープ液を濾過した後、図示しないベルト流延装置を用い、ドープ温度33℃にてダイスより、ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなる支持体上に流延した。支持体上で60秒間保持した後に支持体上から剥離し、多数のロールで搬送させながら乾燥させた。この際、クリップテンターを用いて、フィルムを幅手方向に1.07倍に延伸しながら乾燥を行なった。乾燥後、ロール状に巻き取ることで膜厚41μmのセルローストリアセテート(TAC)フィルムを得た。
【0065】
なお、実施例1では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.75重量%+0.75重量%とした。実施例2では、紫外線吸収剤として、UV−23Lのみを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.5重量%とした。実施例3では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.0重量%+1.0重量%とした。実施例4では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.25重量%+0.25重量%とした。一方、比較例1では、紫外線吸収剤として、チヌビン326(チバスペシャルティケミカルズ社製)を使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.5重量%とした。
【0066】
比較例2では、紫外線吸収剤として、チヌビン326+UV−23Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.75重量%+0.75重量%とした。比較例3では、紫外線吸収剤として、UV−23L+UV−28Lを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して1.5重量%+1.5重量%とした。比較例4では、紫外線吸収剤として、UV−23Lのみを使用し、その配合量は、セルロースエステルの重量に対して0.25重量%とした。
【0067】
つぎに、これら実施例1〜4及び比較例1〜4で得られたセルローストリアセテート(TAC)フィルムについて、スペクトロフォトメーターU−3200(日立製作所製)を用いて、分光吸収スペクトルを測定し、各フィルムの波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率を測定し、得られた結果を、下記の表2にまとめて示した。
【0068】
【表2】
実施例5
上記実施例1で得られたセルローストリアセテートフィルムについて、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)でカルシウム原子及びマグネシウム原子の検出確率を測定した。
【0069】
比較例5
また比較として、カルシウム原子及びマグネシウム原子の検出確率、並びに波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率の検出確率が下記の表3に示すように異なるセルローストリアセテートフィルムを作製した。
【0070】
【表3】
実施例6〜8
上記実施例1で得られたセルローストリアセテートフィルムについて、フィルムの主成分であるセルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mnが、下記の表4に示すように異なるセルローストリアセテートフィルムを作製した。ここで、セルローストリアセテートの平均分子量については、上記のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定し、これを用いて数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を算出するとともに、セルローストリアセテートの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比:Mw/Mnを算出した。
【0071】
なお、実施例6〜8のセルローストリアセテートフィルムの波長500nm、及び波長400nmにおける分光透過率は、上記実施例1で得られたセルローストリアセテートフィルムの場合と同様であった。
【0072】
【表4】
つぎに、本発明による実施例1〜8、及び比較例1〜5の各セルローストリアセテートフィルムについて、フィルムの異物析出、フィルムの透明性、元巻きフィルムの着色(外観)、及び液晶表示視認性を測定し、得られた結果を表5にあわせて示した。
【0073】
(異物析出の評価)
セルローストリアセテートフィルムの異物析出試験は、製造後の各セルローストリアセテートフィルムの元巻きを、40℃、湿度90%RHで1ヶ月間放置した後、偏光顕微鏡を用いて、各セルローストリアセテートフィルムにおけるフィルムサイズ100mm×100mmの範囲をクロスニコル下で倍率30倍で観察し、異物の個数を数え、下記の評価基準で評価した。
【0074】
○:異物の個数0〜10個
△:異物の個数11〜100個
×:異物の個数101個以上
(透明性の評価)
また、セルローストリアセテートフィルムの透明性は、枚葉フィルムの状態で観察した。すなわち、枚葉の乾燥フィルムの400nm、及び500nmの分光透過率を指標とした。下記の評価基準で評価した。
【0075】
波長500nm 波長400nm
○:93.5%以上 70.0%以上
×:93.5%未満 70.0%未満
(元巻き着色の評価)
セルローストリアセテートフィルムの元巻き着色は、通常の元巻き状態で外観観察を行ない、着色の程度を、下記の評価基準で評価した。
【0076】
○:殆ど着色なし
△:若干黄色の着色が見られる
×:黄色の着色が見られる
(視認性の評価)
上記の各セルローストリアセテートフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて偏光板を作製した。作製した各偏光板を液晶パネルに張り付けて評価した。このとき、反射防止層が外側を向くように配置した。
【0077】
カラー液晶ディスプレイ(富士通株式会社製 MODEL VL−1530S)の表裏両面の偏光板を剥離して、上記作製した各偏光板を吸収軸をもとの偏光板と同一となるように張り付けた。これを40℃、湿度90%RHで1ヶ月間放置した後、画面のコントラストを目視で評価し、下記の基準に則り、視認性の判定を行なった。
【0078】
◎:コントラスト低下は認められない
○:画面周辺部でわずかにコントラスト低下が認められる
△:画面周辺部でコントラスト低下が認められる
×:著しいコントラストの低下が認められる
【表5】
表5の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜8のセルローストリアセテートフィルムによれば、各セルローストリアセテートフィルムについて異物の析出が無く、フィルムの透明性が良好であるとともに、元巻きフィルムの着色も無かった。さらに、本発明によるセルローストリアセテートフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて偏光板を作製し、この作製した偏光板を液晶パネルに張り付けて評価した場合にも、液晶表示の視認性が優れていることが判る。なお、本発明の実施例6で用いたMw/Mn=1.5のセルローストリアセテートは、品質は良好であるが、セルローストリアセテートフィルムのコストアップにつながり、実用的ではない。
【0079】
これに対し、比較例1〜3のセルローストリアセテートフィルムでは、各セルローストリアセテートフィルムについて異物の析出が見られ、フィルムの外観が悪く、元巻きフィルムの外観劣化が見られ、さらに、比較例のセルローストリアセテートフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて偏光板を作製し、この作製した偏光板を液晶パネルに張り付けて評価した場合の液晶表示の視認性が劣っていた。
【0080】
一方、比較例4のセルローストリアセテートフィルムでは、異物の析出が無く、外観が良好であるとともに、元巻きフィルムの着色も無いが、液晶表示の視認性が劣っていた。比較例5のセルローストリアセテートフィルムでは、セルローストリアセテートフィルムについて異物の析出が若干見られたが、透明性は良好であるとともに、元巻きフィルムの着色も無いが、液晶表示の視認性は劣るものであった。
【0081】
なお、上記実施例1〜8では、膜厚41μmのセルローストリアセテートフィルムを作製して、それぞれテストを行なったが、上記実施例1〜8の場合と同様にして、膜厚80μmのセルローストリアセテートフィルムを作製し、これらのセルローストリアセテートフィルムについて、フィルムの異物析出、フィルムの透明性、元巻きフィルムの着色(外観)、及び液晶表示視認性を同様に測定したところ、膜厚80μmのセルローストリアセテートフィルムについても、膜厚41μmのセルローストリアセテートフィルムについての上記実施例1〜8の場合と、全く同様の結果が得られた。
【0082】
【発明の効果】
本発明の請求項1記載のセルロースエステルフィルムの発明は、上述のように、紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴とするもので、本発明のセルロースエステルフィルムによれば、液晶表示素子すなわち偏光板の高生産性化(生産量増大)に伴い、偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムの薄膜品について、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいという効果を奏する。
【0083】
そして、本発明のセルロースエステルフィルムによれば、フィルムの異物析出を抑えることができて、異物析出や傷発生などの劣化に対する改善効果が大きいことから、予想外にも、セルロースエステルフィルムの透明性、フィルムの元巻き状態の外観に優れていて、高品質の偏光板用保護フィルムの高生産性化が可能である。
【0084】
さらに、本発明のセルロースエステルフィルムを偏光板用保護フィルムとして用いて作製した偏光板の外観良化を果たし得るとともに、この偏光板を用いて作製した液晶ディスプレイ(液晶表示装置)の視認性を向上することができる。
Claims (4)
- 紫外線吸収剤を含有するセルロースエステルフィルムであって、該紫外線吸収剤は25℃において液状であり、かつその含有量はセルロースエステルの重量に対して0.5〜2.5重量%であり、セルロースエステルフィルムの波長500nmにおける分光透過率が93.5%以上、及び波長400nmにおける分光透過率が70.0%以上であることを特徴とするセルロースエステルフィルム。
- セルロースエステルフィルムのマグネシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でマグネシウム原子として30ppm以下であり、かつセルロースエステルフィルムのカルシウム化合物の含有量が、フィルム重量に対する重量比でカルシウム原子として30ppm以下であることを特徴とする請求項1記載のセルロースエステルフィルム。
- セルロースエステルフィルムの主成分であるセルロースエステルの重量平均分子量をMw、同じく数平均分子量をMnとする時、重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnが1.0〜5.0であることを特徴とする請求項1または2記載のセルロースエステルフィルム。
- セルロースエステルの重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mnが、1.7〜3.0であることを特徴とする請求項3記載のセルロースエステルフィルム。
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JP2009062551A (ja) * | 2008-12-12 | 2009-03-26 | Konica Minolta Opto Inc | セルロースエステルフィルムの製造方法、セルロースエステルフィルムの砂目状異物の判定方法 |
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2003
- 2003-04-23 JP JP2003117844A patent/JP2004323607A/ja active Pending
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