JP2006137909A - セルロースアシレートフィルムの製造方法 - Google Patents

セルロースアシレートフィルムの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 実質的に光学的等方性であり、さらには光学的異方性の波長分散が小さいセルロースアシレートフィルムを安定かつ迅速に製造する方法を提供する。
【解決手段】 下記式(I)および(II)を満たすセルロースアシレートフィルムの製造方法であって、原料であるセルロースアシレートを溶媒に粗溶解させる第1の工程と、前記第1の工程で粗溶解させた液を送液しながら溶解を促進させてドープを調製する第2の工程とを含むことを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製造方法。
(I)0≦Re(630)≦10かつ|Rth(630)|≦25
(II)|Re(400)−Re(700)|≦10かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦35
[式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。]
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示装置に有用なセルロースアシレートフィルムを製造するための製造方法に関する。
従来、セルロースアシレートフィルムはその強靭性と難燃性から写真用支持体や各種光学材料に用いられてきた。特に、近年は液晶表示装置用の光学透明フィルムとして多く用いられている。セルロースアシレートフィルムは、光学的に透明性が高いことと、光学的に等方性が高いことから、液晶表示装置のように偏光を取り扱う装置用の光学材料として優れており、これまで偏光子の保護フィルムや、斜め方向からの見た表示を良化(視野角補償)できる光学補償フィルムの支持体として用いられてきた。
液晶表示装置用の部材のひとつである偏光板は、偏光子の少なくとも片側に偏光子の保護フィルムが貼合されたものである。一般的な偏光子は、延伸されたポリビニルアルコール(PVA)系フィルムをヨウ素または二色性色素で染色することにより得られる。多くの場合、偏光子の保護フィルムとしてはPVAに対して直接貼り合わせることができる、セルロースアシレートフィルム、なかでもトリアセチルセルロースフィルムが用いられている。この偏光子の保護フィルムは、光学的等方性に優れることが重要であり、偏光子の保護フィルムの光学特性が偏光板の特性を大きく左右する。
最近の液晶表示装置においては、視野角特性の改善がより強く要求されるようになっており、偏光子の保護フィルムや光学補償フィルムの支持体などの光学透明フィルムは、より光学的に等方性であることが求められている。光学的に等方性であるためには、光学フィルムの複屈折と厚みの積で表されるレターデーション値が小さいことが重要である。とりわけ、斜め方向からの表示良化のためには、正面方向のレターデーション(Re)だけでなく、膜厚方向のレターデーション(Rth)を小さくする必要がある。具体的には光学透明フィルムの光学特性を評価した際に、フィルム正面から測定したReが小さく、角度を変えて測定してもそのReが変化しないことが要求される。
これまでに、正面のReを小さくしたセルロースアシレートフィルムはあったが、角度によるRe変化が小さい、すなわちRthが小さいセルロースアシレートフィルムは作製が難しかった。そこで、セルロースアシレートフィルムの代わりにポリカーボネート系フィルムや熱可塑性シクロオレフィンフィルムを用いた、Reの角度変化の小さい光学透明フィルムが提案されている(例えば、特許文献1,2,製品としてはZEONOR(日本ゼオン社製)や、ARTON(JSR社製)など)。しかし、これらの光学透明フィルムは、偏光子の保護フィルムとして使用する場合、フィルムが疎水的なためにPVAとの貼合性に問題がある。またフィルム面内全体の光学特性が不均一である問題も残っている。
この解決法として、PVAへの貼合適正に優れるセルロースアシレートフィルムを、より光学的異方性を低下させて改良することが強く望まれている。具体的には、セルロースアシレートフィルムの正面のReをほぼゼロとし、またレターデーションの角度変化も小さい、すなわちRthもほぼゼロとした、光学的に等方性である光学透明フィルムである。
セルロースアシレートフィルムの製造において、一般的に製膜性能を良化するため可塑剤と呼ばれる化合物が添加される。可塑剤の種類としては、リン酸トリフェニル、リン酸ビフェニルジフェニルのようなリン酸トリエステル、フタル酸エステル類などが開示されている(例えば、非特許文献1参照)。これら可塑剤の中で、特定の脂肪酸エステル類がセルロースアシレートフィルムの光学的異方性を低下させる効果を有することが報告されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、これらの化合物を用いたセルロースアシレートフィルムの光学的異方性を低下させる効果は十分とはいえない。
また、最近の液晶表示装置においては、表示色味の改善も要求されるようになっている。そのため、偏光子の保護フィルムや光学補償フィルムの支持体などの光学透明フィルムは、波長400〜800nmの可視領域でReやRthを小さくするだけでなく、波長によるReやRthの変化、すなわち波長分散を小さくする必要がある。
一方、セルロースアシレートフィルムは通常、溶液製膜法によって製造される。具体的には、セルロースアシレートのドープを調製し、このドープを無端状の支持体(例えば流延バンドや流延ドラム)上に流延し、ある程度乾燥させた後に支持体から剥がし取り、これをさらに乾燥させてセルロースアシレートフィルムを製造している。
ドープは、溶剤にセルロースアセテートと各種の添加剤を溶解して調製される。その際、セルロースアセテートの溶解速度は極めて遅く、完溶するまでに時間がかかるという問題がある。また、セルロースアセテートの溶解が不十分である場合には、未溶解物が異物としてフィルム製品に残り、製品の価値が著しく低下するという問題がある。これに対し、ドープの調製を短時間で行いながら未溶解物を除去する方法として、ドープの濾過精度を高めて未溶解物を除去する方法が考えられる。しかし、この方法では、濾材の目詰まりが早まって濾材の交換頻度が多くなり、作業量や廃濾材量が増加するなどの問題が発生する。
従来セルロースアシレートドープを迅速且つ完全に溶解させる方法に関して、粗溶解を目的とした工程と送液しながら溶解を促進させる工程を有することを特徴とするドープ溶解方法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。しかし、この方法では溶解性の悪いドープを溶解させる場合に、溶解性の良し悪しがReやRthにどの程度影響するかがわからず、ReやRthが面内で均一なセルロースアシレートフィルムを安定して作製できる方法についての情報が得られなかった。また、さらに迅速な加熱条件(加熱温度、加熱時間等など)で溶解を行った場合に、溶解が完了するかどうかについての情報が得られなかった。
特開2001−318233号公報 特開2002−328233号公報 特開2001−247717号公報 特開2003−221449号公報 プラスチック材料講座、第17巻、日刊工業新聞社、「繊維素系樹脂」、121頁(昭和45年)
本発明の目的は、光学的異方性(Re、Rth)が小さく実質的に光学的等方性であり、さらには光学的異方性(Re、Rth)の波長分散が小さいセルロースアシレートフィルムを安定かつ迅速に製造する方法を提供することである。
本発明の製造方法によれば、原材料(セルロースアシレート及び溶媒)を投入するタンクでは、溶解時間短縮のため、ゲル状のセルロースアシレートの未溶解物を含む粗溶解液までの混合撹拌にとどめ、送液工程で溶解を促進させて、ろ過フィルタ以前で完全溶解させドープを調製することにより、効率よくドープを製造することができ、かつドープの調製時間を短縮できる。
また、セルロースアシレートフィルム内での面内および膜厚方向の配向を抑制する化合物を用い、かつ酢化度61.0〜62.5の高酢化度セルロースアシレートを用いることにより、フィルムの光学的異方性を低下させることができるとともに、高酢化度のセルロースアシレート原料綿を用いた場合にも、ドープの溶解性が悪化することなく、フィルムを製造する段階で迅速かつ安定してドープを溶解させることができる。
また、本発明者らによる鋭意検討の結果、ドープ溶解条件に関してドープ温度と加熱溶解時間の関係式を導出し、より迅速な加熱条件を行う場合に必要な加熱時間、温度についての情報、判断基準を得ることができた。従って、この関係式を用いることにより、簡単に最適な溶解条件を確立することができるため、ドープの溶解をきちんと完了させつつ、加熱しすぎることがなく迅速で安定した加熱溶解を行うことができる。
さらに、本発明の製造方法により製造された光学的異方性が小さく波長分散が小さいセルロースアシレートフィルムを用いることにより、視野角特性に優れた光学補償フィルム、偏光板などの光学材料、およびこれらを用いた液晶表示装置を提供できる。
以下に記載するセルロースアシレートフィルムの製造方法により、本発明の課題が達成された。
1. 下記式(I)および(II)を満たすセルロースアシレートフィルムの製造方法であって、
原料であるセルロースアシレートを溶媒に粗溶解させる第1の工程と、
前記第1の工程で粗溶解させた液を送液しながら溶解を促進させてドープを調製する第2の工程とを含むことを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製造方法。
(I)0≦Re(630)≦10かつ|Rth(630)|≦25
(II)|Re(400)−Re(700)|≦10かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦35
[式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。]
2. 前記セルロースアシレートが、平均酢化度61.0〜62.5のセルロースアシレートであることを特徴とする上記1に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
3. 前記第2の工程において、前記第1の工程で粗溶解させた液を加熱して、溶解を促進させることを特徴とする上記1または2に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
4. 前記粗溶解させた液の加熱方法が、多管式熱交換器を用いる方法であることを特徴とする上記3に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
5. 前記粗溶解させた液の加熱方法が、スパイラル式熱交換器を用いる方法であることを特徴とする上記3に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
6. 前記送液しながら溶解させる第2の工程において、下記式(III)で定義される熱仕事量が、下記式(IV)を満たす方法により加熱溶解を行うことで、前記ドープを製造することを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
(III)Σ(ΔT・t)=[(ΔT+ΔT)/2]×(t−t)+[(ΔT+ΔT)/2]×(t−t)+・・・+[(ΔT+ΔTx−1)/2]×(t−tx−1)+・・・+[(ΔT+ΔTm−1)/2]×(t−tm−1)
(IV)Σ(ΔT・t)>250
[式中、ΔTは第2の工程に入ってx(分)後におけるドープ温度から粗溶解液の温度Tp(℃)を引いた温度差(単位:℃)、tは第2の工程にドープが入ってからx(分)後の時間(単位:分)、Σは各時間での[(ΔT+ΔTx−1)/2]×(t−tx−1)を0〜m(分)まで総和した熱仕事量(単位:℃・分)、mは第2の工程終了時の時間(単位:分)である。]
7. 調製されたドープ中に含まれるセルロースアシレートの50〜95質量%が、前記第1の工程の際に前記溶媒に溶解されたものであることを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
8. 調製されたドープ中に含まれるセルロースアシレート濃度が1〜30質量%であることを特徴とする上記1〜7のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
9. 前記第2の工程の後に、前記ドープ中に含まれている不純物を除去する工程を含むことを特徴とする上記1〜8のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
10. 前記不純物を除去する工程の後に、添加剤を添加する工程を含むことを特徴とする上記9に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
本発明によれば、セルロースアシレートを溶媒に粗溶解させる第1の工程と、第1の工程で粗溶解させた液を送液しながら溶解を促進させて前記ドープを調整する第2の工程とをともに含むことにより、従来溶解性に問題があった高酢化度セルロースアシレートを原料に用いる場合でも、安定かつ迅速にドープを溶解させることができるため、光学的異方性が小さく、Re、Rthの波長分散が小さいセルロースアシレートフィルムを安定かつ迅速に製造することが可能になった。
また、本発明によれば、迅速で安定した溶解条件を簡単に確立することができるので、ドープの溶解をきちんと完了させつつ、ドープを加熱しすぎることなく効率よくセルロースアシレートを溶解させてセルロースアシレートフィルムを製造することができる。
さらに、本発明の製造方法を用いて製造された光学的に等方的なセルロースアシレートフィルムを用いることにより、視野角特性に優れる光学補償フィルム、偏光板などの光学材料、及びこれらを用いた液晶表示装置を提供することが可能になった。
以下、本発明に係るセルロースアシレートフィルムの製造方法の実施形態について説明する。本実施形態に係るセルロースアシレートフィルムにおいては、まず、セルロースアシレートを溶解してドープを製造する。この工程について図面に基づいて説明する。
[ドープの調製]
図1は、本実施形態に係るドープの製造に好適に用いられるドープ調製ライン10を示している。ドープ調製ライン10は、後述する溶媒(混合溶媒を用いるときも以下の説明においては、単に溶媒と称する場合もある)が投入される溶媒タンク11と、セルロースアシレートが投入される計量器14と、セルロースアシレートを溶媒に粗溶解させる溶解タンク12とを備えている。溶解タンク11及び計量器14は、それぞれ配管を介して溶解タンク12に接続されている。
このドープ調製ライン10を用いてドープの調製するには、まず、溶解タンク12にてセルロースアシレートを溶媒に粗溶解させ(第1の工程)、次に、第1の工程で粗溶解させた液を送液しながら溶解を促進させてドープを調製する(第2の工程)。以下、これらの工程を含むドープの製造方法について詳述する。
(溶解工程)
まず、溶媒タンク11から必要な量の溶媒を溶解タンク12に送液する。この溶媒は、溶媒タンク11と溶解タンク12との配管上に取り付けられている溶媒タンク開閉バルブ13により、送液量を調整しながら送液される。
次に、計量器14に仕込まれているセルロースアシレートを溶解タンク12に計量しながら送り込む。セルロースアシレートは、前述した溶媒に対して15.0〜25.0質量%仕込むことが好ましく、これにより調製されたドープを製膜して得られるフィルムの品質が良好なものが得られる。しかしながら、本発明において溶媒に仕込むセルロースアシレートの量は前述した範囲に限定されるものではない。
また、上記の説明においては、溶解タンク12に仕込む順番が、溶媒、セルロースアシレートの順であったが、本発明は必ずしもこの順に限定されるものではない。例えば、セルロースアシレートを計量し、溶解タンク12に送り込んだ後に、好ましい量の溶媒を送液することも可能である。
溶解タンク12には、モータ17により回転する撹拌翼18が備えられている。撹拌翼18が回転することにより、溶解タンク12内に送り込まれていた溶媒、セルロースアシレート、必要に応じて送り込まれていた可塑剤及びその他の添加剤を撹拌することで、溶媒にセルロースアシレート等の溶質を粗溶解させる。ここで、粗溶解とは、溶質が完全に溶媒に溶解していない状態を意味している。以下の説明においてこの粗溶解した液を粗溶解液19と称する。
粗溶解液19を調製する際、溶解タンク12中で撹拌翼18により撹拌する時間は、特に限定されず、セルロースアシレート濃度や溶媒の種類等によって適宜設定することができるが、20〜120分であることが好ましく、30〜90分であることがより好ましい。20分未満であると、セルロースアシレートなどの溶質の溶解量があまりに少なすぎて、後述する加熱による溶解によっても完全に溶解することができず、ドープを調製できないおそれがある。また、120分を超えて、溶解タンク12によりドープを調製すると、より短時間で良好な品質のドープを得るという本発明の目的が得られないおそれがある。
なお、貯蔵タンク20に一旦粗溶解液19を送り込み、溶解タンク12内を空にして、粗溶解液19を形成する工程を繰り返す連続バッチ式を採用することが、コストの点から好ましい。貯蔵タンク20にも、モータ21で回転する撹拌翼22が備えられており、送り込まれた粗溶解液19を撹拌し、均一にすることができる。
さらに、貯蔵タンク20内の粗溶解液19を粗ろ過フィルタ23を通過させ、ドープ調製に必要でないゴミなどの不純物を取り除くことが好ましいが、この粗ろ過フィルタ23によるろ過工程は必ずしも必要ではない。
さらに、粗溶解液19をポンプ24により配管25を介して加熱器26に送液する。ポンプ24から加熱器26へ粗溶解液19を送液する際に、配管25を保温あるいは加熱することが好ましい。配管25を保温あるいは加熱することで、粗溶解液19が配管25内を通過する際にも保温あるいは加熱され、ドープの粘度を小さく保つことができる。
次に、加熱器26により粗溶解液19を加熱することで、セルロースアシレート等の溶質の溶解を促進させて、ドープを調製することができる。加熱条件は特に限定されないが、加熱時間は5〜30分、加熱温度は50〜120℃であることが好ましい。加熱時間が5分未満であると、ドープの調製が完全に行なわれないおそれが生じ、30分を超えて加熱しても、完全に必要な溶質成分が溶媒に溶解しているために時間の無駄であるとともに、調製されたドープの変質を招くおそれがある。また、加熱温度が50℃未満であると、ドープの調製が完全に行なわれないおそれが生じ、120℃を超えると必要な溶質成分の変性を招くおそれがあるからである。
加熱器26としては、送液しながら粗溶解液19を加熱することができるものであればいずれのものを用いてもよいが、ドープを効率良く調製するために多管式熱交換器(シェル&チューブ方式)や、2重管以上の管を備え加熱手段を有する静的混合撹拌器(スタチックミキサーとも称する)などのインラインミキサーを用いることが、ドープ調製時間を短縮するために好ましい。特に、熱交換効率の観点から、スパイラル式熱交換器を用いることがより好ましい。スパイラル式熱交換器は、2枚の板を中心部から渦巻状に巻きあげ、2つの流路から構成されている。この構造は、プロセス液の流路断面積に対して、伝熱面積を広くとれるために、熱交換効率に極めて優れた機器である。
また、加熱器26の材質は、耐食性の高いものを用いることが好ましく、具体的にはステンレス、チタン、ハステロイ(商品名)などから形成されたものを用いることがより好ましい。これにより、溶解タンク12の容量を変更することなく、ドープの量産のためのスピードアップが可能となる。
加熱器26により調製されたドープを冷却器27に送り、ドープを構成している主要溶媒の沸点以下まで冷却することが好ましい。このようにドープをある程度まで冷却することにより、良好な品質のフィルムを製膜するためのドープを調製することができる。例えば、ドープを構成している主要溶媒に塩化メチレン(メチレンクロライド)を用いた場合、ドープを30〜38℃の範囲まで冷却することが好ましい。しかしながら、本発明において、調製されたドープを冷却器27により冷却することは必ずしも行う必要はない。
なお、上記においては、第2工程における粗溶解液19の溶解促進手段の一例として、加熱器26による加熱方法を挙げたが、本発明の第2工程における溶解促進手段はこれに限定されず、例えば、超音波、加圧、撹拌等の手段を用いることも可能である。
以上説明したドープの調製工程において、調製されたドープ中に含まれているセルロースアシレートを100質量%とした場合に、前述した粗溶解液19中には、その50〜90質量%の範囲のセルロースアシレートを予め溶解させておくことが好ましい。粗溶解液19中におけるセルロースアシレートの溶解量をこの範囲とすることにより、良好な品質のドープをより短時間で製造することができる。
(不純物を除去する工程)
上記の方法で調製されたドープは、ろ過フィルタ28を通すことにより、製膜に不必要な不純物を除去することが望ましい。ろ過フィルタ28を通過して、不純物が除去されたドープは、均一なドープとなる。なお、この不純物をろ過するろ過フィルタ28を通す直前のドープは、フィルム製膜に必要な成分がほぼ完全に溶解していることが望ましい。ろ過フィルタ28を通す前に、ドープ中に未溶解の溶質成分が存在していると、ろ過フィルタ28でその成分が除去されてしまい、溶解タンク12に送り込んだ溶媒とセルロースアシレート等の溶質との成分比が異なり、目的とする成分比のドープが得られなくなるからである。
なお、図1では、ろ過フィルタ28を4個並列に取り付けた例を図示したが、ろ過フィルタ28の数はこの形態に限定されない。
また、上記実施形態においては省略したが、ろ過フィルタ28を切り替える前に、新たに用いるフィルタに予め調製されたドープを流しておくことが、ドープ調製ライン10で連続運転するためにより好ましい操作方法である。
(添加剤の添加工程)
不純物の除去後、ドープには添加剤(例えば、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、マット剤微粒子、光学特性調整剤等)を添加してもよい。添加剤をドープに添加するには、添加剤を適当な溶媒に溶解させて添加剤タンク15に入れておき、添加剤タンク15からドープを製膜工程へ送液する配管に添加剤溶液を送り込むことにより行うことができる。添加剤タンク15とこの配管との間には、添加剤タンク開閉バルブ16が取り付けられており、これにより必要量の添加剤を配管に送り込むことができる。なお、複数の種類の添加剤をドープに添加する場合は、添加剤の種類ごとに複数の添加剤タンク15を設けることができる。
また、本実施形態では、添加剤を溶媒に溶解させて配管に送り込んだ例を示したが、本発明はこの方法に限定されない。添加剤が常温で液体の場合には、液体の状態で添加剤タンク15から配管に送り込むことも可能である。また、添加剤が固体の場合には、計量器を用いて溶解タンク12に送り込むことも可能である。なお、添加剤の添加量は、ドープ中のセルロースアシレートに対して5.0〜15.0質量%であることが好ましい。添加剤の添加量をこの範囲とすることにより、ドープから製膜されたフィルムが製品として最も好ましい特性(例えば、柔軟性)を持つものが得られる。しかしながら、添加剤の量は前述した範囲に限定されるものではない。
(リサイクル工程)
ろ過フィルタ28を洗浄した後の廃液を、セルロースアシレート溶液の溶媒として再利用してもよい。ろ過フィルタ28を洗浄した後の廃液を再利用するには、配管(図示せず)によりフィルタ洗浄後溶媒タンク41に送り込む。この廃液を、溶液処理装置(図示せず)により処理した後に、ポンプ42によりリサイクル溶液タンク43に送液する。このリサイクルされた廃液を、ドープ調製用の溶媒として、溶解タンク12へ送り込んで再使用する。
このリサイクルされた溶媒を用いた溶液には、溶媒に対して0.1〜25.0質量%のセルロースアシレートを含有させることが均一なドープを調製するために好ましい。また、この溶液には、ドープ中のセルロースアシレートに対して0.1〜20.0質量%の添加剤を含有させることが好ましい。
(ドープの透明度)
上記のようにして調製されたドープは、ドープにセルロースアシレートや各種の添加剤等が十分に溶解していることが望ましい。ドープの透明度は、85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。具体的なドープ透明度の算出方法としては、まず、ドープ溶液を1cm角のガラスセルに注入し、分光光度計(UV−3150、島津製作所)で550nmの吸光度を測定する。そして、溶媒のみをあらかじめブランクとして測定しておき、ブランクの吸光度との比からセルロースアシレートのドープ溶液の透明度を算出することができる。
(熱仕事量)
本発明における熱仕事量とは、ドープを加熱溶解する際の加温温度(℃)と加熱時間(分)の関係で得られる値であり、下記式(III)により以下のように定義される値である。
(III)Σ(ΔT・t)=[(ΔT+ΔT)/2]×(t−t)+[(ΔT+ΔT)/2]×(t−t)+・・・+[(ΔT+ΔTx−1)/2]×(t−tx−1)+・・・+[(ΔT+ΔTm−1)/2]×(t−tm−1)
[式中、ΔTは第2の工程に入ってx(分)後におけるドープ温度から粗溶解液の温度Tp(℃)を引いた温度差(単位:℃)、tは第2の工程にドープが入ってからx(分)後の時間(単位:分)、Σは各時間での[(ΔT+ΔTx−1)/2]×(t−tx−1)を0〜m(分)まで総和した熱仕事量(単位:℃・分)、mは第2の工程終了時の時間(単位:分)である。]
なお、上記ΔTmを求めるために、ドープの温度を測定するには、例えば図1に示すドープ調製ライン10を用いた場合、第2の工程における加熱器26の配管内に、配管中心部のドープ温度を測定できる温度センサーを設置することにより求めることが可能である。より具体的には、加熱器26の入り口から出口までを10分割するように温度センサーを配置しドープが流れる方向の温度測定を行うことができる。
また、粗溶解液の温度Tpについては溶解タンク12内に温度センサーを設置することにより測定可能である。粗溶解液の温度Tpの温度としては、粗溶解液の通常の温度である30℃としてもよい。
本発明において、第2の工程(上記実施形態では、加熱器26による加熱)における熱仕事量Σ(ΔT・t)は下記式(IV)を満たすことが好ましい。
(IV)Σ(ΔT・t)>250
溶解性の悪いドープを加熱溶解する際には加熱温度をできるだけ高くし、かつ加熱時間をできるだけ長くすることで溶解性が確保される。しかし過度に加熱を行った場合には、ドープが変性したり、得られたフィルムの経時安定性が悪化するなどの諸問題が発生するばかりでなく、製造コストが高くなるという問題がある。これに対し、上記のように、熱仕事量がΣ(ΔT・t)>250であることにより、過度に加熱を行うことを防ぐことができ、前記の問題を防止することができる。
熱仕事量は、より好ましくは、Σ(ΔT・t)>300であり、特に好ましくはΣ(ΔT・t)>400である。
[セルロースアシレートフィルムの製造方法]
次に、上記のようにして調製したドープからセルロースアシレートフィルムを製造する方法について説明する。
(流延、乾燥、巻き取り工程)
セルロースアシレートフィルムを製造するには、従来セルローストリアセテートフィルム製造に供する溶液流延製膜装置を用いて通常の方法に従って行うことができる。
まず、図1のドープ調製ライン10にて調製されたドープを貯蔵釜で一旦貯蔵し、ドープに含まれている泡を脱泡して最終調製をする。このドープを、例えば回転数によって高精度に定量送液できる加圧型定量ギヤポンプを通して加圧型ダイに送り、加圧型ダイの口金(スリット)からエンドレスに走行している流延部の金属支持体の上に均一に流延して、金属支持体がほぼ一周した剥離点で、生乾きのドープ膜(ウェブとも呼ぶ)を金属支持体から剥離する。
そして、剥離したウェブの両端をクリップで挟み、幅保持しながらテンターで搬送して乾燥し、続いて乾燥装置のロール群で搬送し乾燥を終了して、巻き取り機で所定の長さに巻き取る。テンターとロール群の乾燥装置との組み合わせはその目的により変更することができる。
上記のようにして製造されたセルロースアシレートフィルムの厚さは10〜120μmが好ましく、20〜100μmがより好ましく、30〜90μmがさらに好ましい。
セルロースアシレートフィルムの主な用途である、電子ディスプレイ用の光学部材である機能性保護膜やハロゲン化銀写真感光材料に用いる溶液流延製膜方法においては、溶液流延製膜装置の他に、下引層、帯電防止層、ハレーション防止層、保護層等のフィルムへの表面加工のために、塗布装置が付加されることが多い。これらについては、発明協会公開技報(公技番号 2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて25頁〜30頁に詳細に記載されており、流延(共流延を含む),金属支持体,乾燥,剥離などに分類され、本発明において好ましく用いることができる。
[セルロースアシレートフィルムの評価方法]
本発明に係る製造方法により製造したセルロースアシレートフィルムの評価に当たっては、以下の方法を用いることができる。
(セルロースアシレートフィルムのレターデーション(Re(λ)、Rth(λ)))
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は各々、波長λnmにおける正面レターデーション値(以下、「面内レターデーション」ということもある。)および厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)は、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定することができる。Rth(λ)は、前記Re(λ)、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値をもとにKOBRA 21ADHにより算出することができる。
ここで平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)等の各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。
本発明の製造方法によるセルロースアシレートフィルムの光学的異方性、特に面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションは、下記式(I)を満たす範囲である。
(I)0≦Re(630)≦10かつ|Rth(630)|≦25
上記式(I)は
(I)0≦Re(630)≦5かつ|Rth(630)|≦10
であることがより好ましく、
(I)0≦Re(630)≦3かつ|Rth(630)|≦5
であることが特に好ましい。
(レターデーション波長分散(|Re(400)−Re(700)|、|Rth(400)−Rth(700)|))
本発明においてレターデーションの波長分散とは、波長400nm、及び700nmにおけるRe、及びRthのそれぞれの差の絶対値により求めた値である。レターデーション波長分散が小さいフィルムほど、斜め方向から見たときのディスプレイの色味変化が小さく、視認性に優れた表示装置を作製することができる。
セルロースアシレートフィルムの光学的異方性、特に波長400nm、及び700nmにおける面内のリターデーションおよび厚さ方向のリターデーションを、下記式(II)をみたす範囲である。
(II)|Re(400)−Re(700)|≦10かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦35
より好ましくは、
(II)|Re(400)−Re(700)|≦7かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦25
特に好ましくは、
(II)|Re(400)−Re(700)|≦5かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦15
である。
(セルロースアシレートフィルムの輝点異物数)
セルロースアシレートフィルムの不純物の残留量は、輝点異物数を測定することにより評価することができる。セルロースアシレートフィルムの輝点異物数を測定するには、まず、直交状態(クロスニコル)に2枚の偏光板を配置して透過光を遮断し、セルロースアシレートフィルム試料をこの2枚の偏光板の間に挟む。この際、偏光板はガラス製保護板のもの等を使用することができる。そして、片側から光を照射し、反対側から光学顕微鏡(50倍)で1cm当たりの直径0.01mm以上の輝点数をカウントすることで、輝点異物数を測定する。
本発明に係るセルロースアシレートの輝点異物数は、好ましくは、直径が0.01mm以上である輝点異物の数が200個/cm以下であり、より好ましくは、該輝点異物の数が100個/cm以上、200個/cm未満であり、特に好ましくは、該輝点異物の数が50個/cm以下である。
[セルロースアシレートフィルムの原料]
次に、本発明の製造方法に用いることができる各原料(セルロースアシレート、溶媒、添加剤等)について説明する。
(セルロースアシレート)
本発明に用いられるセルロースアシレート原料のセルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ(広葉樹パルプ,針葉樹パルプ)などがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースアシレートでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細な記載は、例えばプラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂(丸澤、宇田著、日刊工業新聞社、1970年発行)や発明協会公開技報2001−1745(7頁〜8頁)に記載のセルロースを用いることができる。
上述のセルロースを原料に製造されるセルロースアシレートは、セルロースの水酸基がアシル化されたものであり、その置換基はアシル基の炭素原子数が2のアセチル基から炭素原子数が22のものまでいずれも用いることができる。また、セルロースの水酸基への酢化度については、セルロースの水酸基に置換する酢酸の結合度を測定し、計算によって平均酢化度を得ることができる。測定方法としては、ASTMのD−817−91に準じて実施することができる。
平均酢化度の高いセルロースアシレートを用いることで、面内及び膜厚方向のレターデーションが小さいセルロースアシレートフィルムを得ることが可能となる。従って、本発明に係るセルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基への平均酢化度が61.0〜62.5であることが好ましい。平均酢化度は61.5〜62.5であることがより好ましく、62.0〜62.5であることがさらに好ましい。
セルロースの水酸基に置換する酢酸及び/又は炭素原子数3〜22の脂肪酸のうち、炭素数2〜22のアシル基としては、脂肪族基でもアリル基でもよく特に限定されず、単一でも2種類以上の混合物でもよい。それらは、例えばセルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどであり、それぞれさらに置換された基を有していてもよい。 これらの好ましいアシル基としては、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、へプタノイル、ヘキサノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、テトラデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイル、iso−ブタノイル、t−ブタノイル、シクロヘキサンカルボニル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、シンナモイル基などを挙げることが出来る。これらの中でも、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、ドデカノイル、オクタデカノイル、t−ブタノイル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、シンナモイルなどが好ましく、アセチル、プロピオニル、ブタノイルがより好ましい。
上述のセルロースの水酸基に置換するアシル置換基のうちで、実質的にアセチル基/プロピオニル基/ブタノイル基の少なくとも2種類からなる場合においては、その全置換度が2.50〜3.00の範囲であることが好ましい。アシル置換度をこの範囲とすることにより、セルロースアシレートフィルムの光学的異方性をより低下させることができる。 より好ましいアシル置換度は2.60〜3.00であり、さらに好ましくは2.65〜3.00である。
本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの重合度は、粘度平均重合度で180〜700であり、セルロースアシレートにおいては、180〜550がより好ましく、180〜400が更に好ましく、180〜350が特に好ましい。重合度が高すぎるとセルロースアシレートのドープ溶液の粘度が高くなり、流延によりフィルム作製が困難になる。重合度が低すぎると作製したフィルムの強度が低下してしまう。平均重合度は、宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)により測定できる。特開平9−95538に詳細に記載されている。
また、本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの分子量分布はゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって評価され、その多分散性指数Mw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)が小さく、分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値としては、1.0〜3.0であることが好ましく、1.0〜2.0であることがさらに好ましく、1.0〜1.6であることが最も好ましい。
セルロースアシレートの低分子成分は少ないことが好ましい。低分子成分が少ないと、平均分子量(重合度)が高くなるが、粘度は通常のセルロースアシレートよりも低くなるため有用である。低分子成分の少ないセルロースアシレートは、通常の方法で合成したセルロースアシレートから低分子成分を除去することにより得ることができる。低分子成分の除去は、セルロースアシレートを適当な有機溶媒で洗浄することにより実施できる。なお、低分子成分の少ないセルロースアシレートを製造する場合、酢化反応における硫酸触媒量を、セルロース100質量部に対して0.5〜20質量部に調整することが好ましい。硫酸触媒量は、より好ましくは0.5〜17.5質量部で、さらに好ましくは0.5〜15質量部である。硫酸触媒の量を上記範囲にすると、分子量部分布の点でも好ましい(分子量分布の均一な)セルロースアシレートを合成することができる。
セルロースアシレートの含水率は、2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.7質量%以下であることがさらに好ましい。一般に、セルロースアシレートは、水を含有しており、その含水量は2.5〜5質量%であることが知られている。セルロースアシレートの含水率を上記のように1質量%以下とするためには、乾燥することが必要であり、その方法は目的とする含水率になれば特に限定されない。本発明に用いられるセルロースアシレートの原料綿や合成方法については、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて7頁〜12頁に詳細に記載されている。
また、本発明において、セルロースアシレートは置換基、置換度、重合度、分子量分布など前述した範囲のものを、単一あるいは異なる2種類以上のセルロースアシレートを混合して用いることができる。
(溶媒)
主溶媒として好ましく用いられる溶媒は、炭素原子数が3〜12のエステル、ケトン、エーテル、及び炭素原子数が1〜7のハロゲン化炭化水素から選ばれる溶媒が好ましい。 エステル、ケトンおよび、エーテルは、環状構造を有していてもよい。エステル、ケトンおよびエーテルの官能基(すなわち、−O−、−CO−および−COO−)のいずれかを二つ以上有する化合物も、主溶媒として用いることができ、たとえばアルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。二種類以上の官能基を有する主溶媒の場合、その炭素原子数はいずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
また、主溶媒としては、塩素系のハロゲン化炭化水素を用いてもよいし、発明協会公開技報2001−1745(12頁〜16頁)に記載されているように、非塩素系溶媒を用いてもよく、特に限定されるものではない。
その他、本発明に用いることができる溶媒は、その溶解方法も含め以下の特許に開示されており、好ましい態様である。それらは、例えば、特開2000−95876号、特開平12−95877号、特開平10−324774号、特開平8−152514号、特開平10−330538号、特開平9−95538号、特開平9−95557号、特開平10−235664号、特開平12−63534号、特開平11−21379号、特開平10−182853号、特開平10−278056号、特開平10−279702号、特開平10−323853号、特開平10−237186号、特開平11−60807号、特開平11−152342号、特開平11−292988号、特開平11−60752号、特開平11−60752号公報などに記載されている。これらの特許によると本発明に好ましい溶媒だけでなく、その溶液物性や共存させる共存物質についても記載があり、本発明においても好ましい態様である。
(添加剤)
本発明の製造方法によるドープ(セルロースアシレート溶液)には、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、マット剤微粒子、光学特性調整剤など)を加えることができる。またその添加する時期はドープ作製工程において何れでも添加しても良いが、前述したようにドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。
〈セルロースアシレートフィルムの光学的異方性を調整する化合物〉
まず、セルロースアシレートフィルムの光学的異方性を調整する化合物について説明する。光学的異方性を調整する化合物とは、レターデーションの絶対値を増加させる化合物と低下させる化合物とを総称するものである。
本発明者らの検討によれば、フィルム中のセルロースアシレートが面内および膜厚方向に配向するのを抑制する化合物を用いて光学的異方性を十分に低下させ、ReがゼロかつRthがゼロに近くすることができる。以下、この光学的異方性を低下させる化合物について説明する。光学的異方性を低下させる化合物は、セルロースアシレートに十分に相溶し、かつ、化合物自身が棒状の構造や平面性の構造を持たないことが有利である。具体的には、芳香族基のような平面性の官能基を複数持っている場合、それらの官能基を同一平面ではなく、非平面に持つような構造が有利である。
〈オクタノール−水分配係数(logP値)〉
上述のようにフィルム中のセルロースアシレートが面内および膜厚方向に配向するのを抑制して光学的異方性を低下させる化合物のうち、オクタノール−水分配係数(logP値)が0ないし7である化合物が好ましい。logP値が7を超える化合物は、セルロースアシレートとの相溶性に乏しく、フィルムの白濁や粉吹きを生じやすい。また、logP値が0よりも小さな化合物は親水性が高いために、セルロースアシレートフィルムの耐水性を悪化させる場合がある。logP値としてさらに好ましい範囲は1ないし6であり、特に好ましい範囲は1.5ないし5である。
オクタノール−水分配係数(logP値)の測定は、JIS日本工業規格Z7260−107(2000)に記載のフラスコ浸とう法により実施することができる。また、オクタノール−水分配係数(logP値)は実測に代わって、計算化学的手法あるいは経験的方法により見積もることも可能である。計算方法としては、Crippen's fragmentation法( J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987).)、Viswanadhan's fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,29,163(1989).)、Broto's fragmentation法(Eur.J.Med.Chem.- Chim.Theor.,19,71(1984).)などが好ましく用いられるが、Crippen's fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987).)がより好ましい。ある化合物のlogP値が測定方法あるいは計算方法により異なる場合に、該化合物が本発明の範囲内であるかどうかは、Crippen's fragmentation法により判断することが好ましい。
(光学的異方性を低下させる化合物の物性)
光学的異方性を低下させる化合物は、芳香族基を含有しても良いし、含有しなくても良い。また光学的異方性を低下させる化合物は、分子量が150以上3000以下であることが好ましく、170以上2000以下であることが好ましく、200以上1000以下であることが特に好ましい。これらの分子量の範囲であれば、特定のモノマー構造であっても良いし、そのモノマーユニットが複数結合したオリゴマー構造、ポリマー構造でも良い。
光学的異方性を低下させる化合物は、好ましくは、25℃で液体であるか、融点が25〜250℃の固体であり、さらに好ましくは、25℃で液体であるか、融点が25〜200℃の固体である。また、光学的異方性を低下させる化合物は、セルロースアシレートフィルム作製におけるドープ流延、乾燥の過程で揮散しないことが好ましい。
本発明における光学的異方性を低下させる化合物の添加量は、セルロースアシレートの0.01〜20質量%の範囲であることが好ましく、1〜17.5質量%の範囲であることがより好ましく、5〜15質量%の範囲であることが特に好ましい。
光学的異方性を低下させる化合物は、単独で用いても、2種以上化合物を任意の比で混合して用いてもよい。
光学的異方性を低下させる化合物を添加する時期はドープ作製工程中の何れであってもよく、ドープ調製工程の最後に行ってもよい。
光学的異方性を低下させる化合物は、少なくとも一方の側の表面から全膜厚の10%までの部分における該化合物の平均含有率が、該セルロースアシレートフィルムの中央部における該化合物の平均含有率の80〜99%であることが好ましい。光学的異方性を低下させる化合物の存在量は、例えば、特開平8−57879号公報に記載の赤外吸収スペクトルを用いる方法などにより表面および中心部の化合物量を測定して求めることができる。
本発明で好ましく用いられる、セルロースアシレートフィルムの光学的異方性を低下させる化合物の具体例としては、以下の一般式(1)〜(17)の化合物が挙げられるが、本発明はこれら化合物に限定されない。
一般式(1)の化合物について説明する。
Figure 2006137909
一般式(1)において、R11、R12、及びR13はそれぞれ独立に、炭素数が1ないし20の脂肪族基を表す。R11、R12、及びR13は互いに連結して環を形成してもよい。
11、R12、及びR13は、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12である脂肪族基である。ここで、脂肪族基とは、好ましくは脂肪族炭化水素基であり、さらに好ましくは、アルキル基(鎖状、分岐状および環状のアルキル基を含む。)、アルケニル基またはアルキニル基である。例として、アルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、t−アミル、n−ヘキシル、n−オクチル、デシル、ドデシル、エイコシル、2−エチルヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、2,6−ジメチルシクロヘキシル、4−t−ブチルシクロヘキシル、シクロペンチル、1−アダマンチル、2−アダマンチル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−3−イルなどが挙げられ、アルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イルなどが挙げられ、アルキニル基としては、例えば、エチニル、プロパルギルなどが挙げられる。
炭素数が1ないし20の脂肪族基は置換されていてもよく、置換基の例としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子)、アルキル基(直鎖、分岐、環状のアルキル基で、ビシクロアルキル基、活性メチン基を含む)、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基(置換する位置は問わない)、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アシルカルバモイル基、N−スルホニルカルバモイル基、N−カルバモイルカルバモイル基、N−スルファモイルカルバモイル基、カルバゾイル基、カルボキシ基またはその塩、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、カルボンイミドイル基(Carbonimidoyl基)、ホルミル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、(アルコキシもしくはアリールオキシ)カルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、(アルキル、アリールまたはヘテロ環)アミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、イミド基、(アルコキシもしくはアリールオキシ)カルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、N−(アルキルもしくはアリール)スルホニルウレイド基、N−アシルウレイド基、N−アシルスルファモイルアミノ基、4級化された窒素原子を含むヘテロ環基(例えばピリジニオ基、イミダゾリオ基、キノリニオ基、イソキノリニオ基)、イソシアノ基、イミノ基、(アルキルまたはアリール)スルホニル基、(アルキルまたはアリール)スルフィニル基、スルホ基またはその塩、スルファモイル基、N−アシルスルファモイル基、N−スルホニルスルファモイル基またはその塩、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基等が挙げられる。
これらの基はさらに組み合わされて複合置換基を形成してもよく、このような置換基の例としては、エトキシエトキシエチル基、ヒドロキシエトキシエチル基、エトキシカルボニルエチル基などを挙げることができる。また、R11、R12、及びR13は、置換基としてリン酸エステル基を含有することもでき、一般式(1)の化合物は同一分子中に複数のリン酸エステル基を有することも可能である。
次に、一般式(2)および(3)の化合物について説明する。
Figure 2006137909
一般式(2)および(3)において、Zは炭素原子、酸素原子、硫黄原子、又は−NR25−を表し、R25は水素原子またはアルキル基を表す。Zを含んで構成される5または6員環は置換基を有していても良く、複数の置換基が互いに結合して環を形成していてもよい。Zを含んで構成される5または6員環の例としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオフェン、チアン、ピロリジン、ピペリジン、インドリン、イソインドリン、クロマン、イソクロマン、テトラヒドロ−2−フラノン、テトラヒドロ−2−ピロン、4−ブタンラクタム、6−ヘキサノラクタムなどを挙げることができる。
また、Zを含んで構成される5または6員環は、ラクトン構造またはラクタム構造、すなわち、Zの隣接炭素にオキソ基を有する環状エステルまたは環状アミド構造を含む。このような環状エステルまたは環状アミド構造の例としては、2−ピロリドン、2−ピペリドン、5−ペンタノリド、6−ヘキサノリドを挙げることができる。
25は水素原子または、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であるアルキル基(鎖状、分岐状および環状のアルキル基を含む。)を表す。R25で表されるアルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、t−アミル、n−ヘキシル、n−オクチル、デシル、ドデシル、エイコシル、2−エチルヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、2,6−ジメチルシクロヘキシル、4−t−ブチルシクロヘキシル、シクロペンチル、1−アダマンチル、2−アダマンチル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−3−イルなどを挙げることができる。R25で表されるアルキル基はさらに置換基を有していてもよく、置換基の例としては前記のR11〜R13に置換していても良い基を挙げることができる。
21及びY22はそれぞれ独立に、エステル基、アルコキシカルボニル基、アミド基またはカルバモイル基を表す。エステル基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、アセトキシ、エチルカルボニルオキシ、プロピルカルボニルオキシ、n−ブチルカルボニルオキシ、iso−ブチルカルボニルオキシ、t−ブチルカルボニルオキシ、sec−ブチルカルボニルオキシ、n−ペンチルカルボニルオキシ、t−アミルカルボニルオキシ、n−ヘキシルカルボニルオキシ、シクロヘキシルカルボニルオキシ、1−エチルペンチルカルボニルオキシ、n−ヘプチルカルボニルオキシ、n−ノニルカルボニルオキシ、n−ウンデシルカルボニルオキシ、ベンジルカルボニルオキシ、1−ナフタレンカルボニルオキシ、2−ナフタレンカルボニルオキシ、1−アダマンタンカルボニルオキシなどが例示できる。アルコキシカルボニル基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−プロピルオキシカルボニル、イソプロピルオキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、iso−ブチルオキシカルボニル、sec−ブチルオキシカルボニル、n−ペンチルオキシカルボニル、t−アミルオキシカルボニル、n−ヘキシルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニル、1−エチルプロピルオキシカルボニル、n−オクチルオキシカルボニル、3,7−ジメチル−3−オクチルオキシカルボニル、3,5,5−トリメチルヘキシルオキシカルボニル、4−t−ブチルシクロヘキシルオキシカルボニル、2,4−ジメチルペンチル−3−オキシカルボニル、1−アダマンタンオキシカルボニル、2−アダマンタンオキシカルボニル、ジシクロペンタジエニルオキシカルボニル、n−デシルオキシカルボニル、n−ドデシルオキシカルボニル、n−テトラデシルオキシカルボニル、n−ヘキサデシルオキシカルボニルなどが例示できる。アミド基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、アセタミド、エチルカルボキサミド、n−プロピルカルボキサミド、イソプロピルカルボキサミド、n−ブチルカルボキサミド、t−ブチルカルボキサミド、iso−ブチルカルボキサミド、sec−ブチルカルボキサミド、n−ペンチルカルボキサミド、t−アミルカルボキサミド、n−ヘキシルカルボキサミド、シクロヘキシルカルボキサミド、1−エチルペンチルカルボキサミド、1−エチルプロピルカルボキサミド、n−ヘプチルカルボキサミド、n−オクチルカルボキサミド、1−アダマンタンカルボキサミド、2−アダマンタンカルボキサミド、n−ノニルカルボキサミド、n−ドデシルカルボキサミド、n−ペンタカルボキサミド、n−ヘキサデシルカルボキサミドなどが例示できる。カルバモイル基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、メチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、n−プロピルカルバモイル、イソプロピルカルバモイル、n−ブチルカルバモイル、t−ブチルカルバモイル、iso−ブチルカルバモイル、sec−ブチルカルバモイル、n−ペンチルカルバモイル、t−アミルカルバモイル、n−ヘキシルカルバモイル、シクロヘキシルカルバモイル、2−エチルヘキシルカルバモイル、2−エチルブチルカルバモイル、t−オクチルカルバモイル、n−ヘプチルカルバモイル、n−オクチルカルバモイル、1−アダマンタンカルバモイル、2−アダマンタンカルバモイル、n−デシルカルバモイル、n−ドデシルカルバモイル、n−テトラデシルカルバモイル、n−ヘキサデシルカルバモイルなどが例示できる。Y21及びY22は互いに連結して環を形成してもよい。Y21及びY22はさらに置換基を有していてもよく、例としては前記のR11〜R13に置換していても良い基を挙げることができる。
次に、一般式(4)〜(12)の化合物について説明する。
Figure 2006137909
一般式(4)〜(12)において、Y31〜Y70は、それぞれ独立に、エステル基、アルコキシカルボニル基、アミド基、カルバモイル基またはヒドロキシ基を表す。エステル基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、アセトキシ、エチルカルボニルオキシ、プロピルカルボニルオキシ、n−ブチルカルボニルオキシ、iso−ブチルカルボニルオキシ、t−ブチルカルボニルオキシ、sec−ブチルカルボニルオキシ、n−ペンチルカルボニルオキシ、t−アミルカルボニルオキシ、n−ヘキシルカルボニルオキシ、シクロヘキシルカルボニルオキシ、1−エチルペンチルカルボニルオキシ、n−ヘプチルカルボニルオキシ、n−ノニルカルボニルオキシ、n−ウンデシルカルボニルオキシ、ベンジルカルボニルオキシ、1−ナフタレンカルボニルオキシ、2−ナフタレンカルボニルオキシ、1−アダマンタンカルボニルオキシなどが挙げられる。アルコキシカルボニル基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−プロピルオキシカルボニル、イソプロピルオキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、iso−ブチルオキシカルボニル、sec−ブチルオキシカルボニル、n−ペンチルオキシカルボニル、t−アミルオキシカルボニル、n−ヘキシルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニルなど、1−エチルプロピルオキシカルボニル、n−オクチルオキシカルボニル、3,7−ジメチル−3−オクチルオキシカルボニル、3,5,5−トリメチルヘキシルオキシカルボニル、4−t−ブチルシクロヘキシルオキシカルボニル、2,4−ジメチルペンチル−3−オキシカルボニル、1−アダマンタンオキシカルボニル、2−アダマンタンオキシカルボニル、ジシクロペンタジエニルオキシカルボニル、n−デシルオキシカルボニル、n−ドデシルオキシカルボニル、n−テトラデシルオキシカルボニル、n−ヘキサデシルオキシカルボニルなどが挙げられる。アミド基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、アセタミド、エチルカルボキサミド、n−プロピルカルボキサミド、イソプロピルカルボキサミド、n−ブチルカルボキサミド、t−ブチルカルボキサミド、iso−ブチルカルボキサミド、sec−ブチルカルボキサミド、n−ペンチルカルボキサミド、t−アミルカルボキサミド、n−ヘキシルカルボキサミド、シクロヘキシルカルボキサミド、1−エチルペンチルカルボキサミド、1−エチルプロピルカルボキサミド、n−ヘプチルカルボキサミド、n−オクチルカルボキサミド、1−アダマンタンカルボキサミド、2−アダマンタンカルボキサミド、n−ノニルカルボキサミド、n−ドデシルカルボキサミド、n−ペンタカルボキサミド、n−ヘキサデシルカルボキサミドなどが挙げられる。カルバモイル基としては、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12であり、例えば、メチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、n−プロピルカルバモイル、イソプロピルカルバモイル、n−ブチルカルバモイル、t−ブチルカルバモイル、iso−ブチルカルバモイル、sec−ブチルカルバモイル、n−ペンチルカルバモイル、t−アミルカルバモイル、n−ヘキシルカルバモイル、シクロヘキシルカルバモイル、2−エチルヘキシルカルバモイル、2−エチルブチルカルバモイル、t−オクチルカルバモイル、n−ヘプチルカルバモイル、n−オクチルカルバモイル、1−アダマンタンカルバモイル、2−アダマンタンカルバモイル、n−デシルカルバモイル、n−ドデシルカルバモイル、n−テトラデシルカルバモイル、n−ヘキサデシルカルバモイルなどが挙げられる。Y31〜Y70はさらに置換基を有していてもよく、例としては前記のR11〜R13に置換していても良い基を挙げることができる。
31〜V43はそれぞれ独立に水素原子または、好ましくは炭素数が1ないし20、さらに好ましくは炭素数が1ないし16、特に好ましくは、炭素数が1ないし12である脂肪族基を表す。ここで、脂肪族基とは、好ましくは脂肪族炭化水素基であり、さらに好ましくは、アルキル基(鎖状、分岐状および環状のアルキル基を含む。)、アルケニル基またはアルキニル基である。アルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、t−アミル、n−ヘキシル、n−オクチル、デシル、ドデシル、エイコシル、2−エチルヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、2,6−ジメチルシクロヘキシル、4−t−ブチルシクロヘキシル、シクロペンチル、1−アダマンチル、2−アダマンチル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−3−イルなどが挙げられ、アルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イルなどが挙げられ、アルキニル基としては、例えば、エチニル、プロパルギルなどを挙げることができる。V31〜V43はさらに置換基を有していてもよく、例としては前記のR11〜R13に置換していても良い基を挙げることができる。
31〜L80はそれぞれ独立に、原子数0ないし40かつ、炭素数0ないし20の2価の飽和の連結基を表す。ここで、L31〜L80の原子数が0であるということは、連結基の両端にある基が直接に単結合を形成していることを意味する。L31〜L80の好ましい例としては、アルキレン基(例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、メチルエチレン、エチルエチレンなど)、環式の2価の基(例えば、cis−1,4−シクロヘキシレン、trans−1,4−シクロヘキシレン、1,3−シクロペンチリデンなど)、エーテル、チオエーテル、エステル、アミド、スルホン、スルホキシド、スルフィド、スルホンアミド、ウレイレン、チオウレイレンなどを挙げることができる。これらの2価の基は互いに結合して二価の複合基を形成してもよく、複合置換基の例としては、−(CH22O(CH22−、−(CH22O(CH22O(CH2)−、−(CH22S(CH22−、−(CH222C(CH22−などを挙げることができる。L31〜L80は、さらに置換基を有していてもよく、置換基の例としては、前記のR11〜R13に置換していても良い基を挙げることができる。
一般式(4)〜(12)においてY31〜Y70、V31〜V43およびL31〜L80の組み合わせにより形成される化合物の好ましい例としては、クエン酸エステル(例えば、O−アセチルクエン酸トリエチル、O−アセチルクエン酸トリブチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、O−アセチルクエン酸トリ(エチルオキシカルボニルメチレン)エステルなど)、オレイン酸エステル(例えば、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチル、オレイン酸2−エチルヘキシル、オレイン酸フェニル、オレイン酸シクロヘキシル、オレイン酸オクチルなど)、リシノール酸エステル(例えばリシノール酸メチルアセチルなど)、セバシン酸エステル(例えばセバシン酸ジブチルなど)、グリセリンのカルボン酸エステル(例えば、トリアセチン、トリブチリンなど)、グリコール酸エステル(例えば、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、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、メチルフタリルメチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレートなど)、ペンタエリスリトールのカルボン酸エステル(例えば、ペンタエリスリトールテトラアセテート、ペンタエリスリトールテトラブチレートなど)、ジペンタエリスリトールのカルボン酸エステル(例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアセテート、ジペンタエリスリトールヘキサブチレート、ジペンタエリスリトールテトラアセテートなど)、トリメチロールプロパンのカルボン酸エステル類(トリメチロールプロパントリアセテート、トリメチロールプロパンジアセテートモノプロピオネート、トリメチロールプロパントリプロピオネート、トリメチロールプロパントリブチレート、トリメチロールプロパントリピバロエート、トリメチロールプロパントリ(t−ブチルアセテート)、トリメチロールプロパンジ2−エチルヘキサネート、トリメチロールプロパンテトラ2−エチルヘキサネート、トリメチロールプロパンジアセテートモノオクタネート、トリメチロールプロパントリオクタネート、トリメチロールプロパントリ(シクロヘキサンカルボキシレート)など)、特開平11−246704公報に記載のグリセロールエステル類、特開2000−63560号公報に記載のジグリセロールエステル類、特開平11−92574号公報に記載のクエン酸エステル類、ピロリドンカルボン酸エステル類(2−ピロリドン−5−カルボン酸メチル、2−ピロリドン−5−カルボン酸エチル、2−ピロリドン−5−カルボン酸ブチル、2−ピロリドン−5−カルボン酸2−エチルヘキシル)、シクロヘキサンジカルボン酸エステル(cis−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチル、trans−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチル、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチル、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチルなど)、キシリトールカルボン酸エステル(キシリトールペンタアセテート、キシリトールテトラアセテート、キシリトールペンタプロピオネートなど)などが挙げられる。
以下に本発明の一般式(1)ないし(12)で表される化合物の例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、一般式(1)については化合物(C-1〜C-76)を例示し、一般式(2)〜(12)については化合物(C-201〜C-203、C-401〜C-448)を例示した。表記載あるいは括弧内に記載のlogP値は、Crippen's fragmentation法( J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987).)により求めたものである。
Figure 2006137909
(式中、R〜Rは前記一般式(1)のR11〜R13と同義であり、下記のC-1〜C-76で具体例を例示する。)
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
次に、一般式(13)および(14)の化合物について説明する。
Figure 2006137909
上記一般式(13)において、R1はアルキル基またはアリール基を表し、R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。また、R1、R2およびR3の炭素原子数の総和が10以上であることが特に好ましい。
また、一般式(14)中、R4およびR5は、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基を表す。また、R4およびR5の炭素原子数の総和は10以上であることが好ましく、各々、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。置換基としてはフッ素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、スルホン基およびスルホンアミド基が好ましく、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、スルホン基およびスルホンアミド基が特に好ましい。また、アルキル基は直鎖であっても、分岐であっても、環状であってもよく、炭素原子数1乃至25のものが好ましく、6乃至25のものがより好ましく、6乃至20のもの(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t-ブチル、アミル、イソアミル、t-アミル、ヘキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ビシクロオクチル、ノニル、アダマンチル、デシル、t-オクチル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、ジデシル)が特に好ましい。アリール基としては炭素原子数が6乃至30のものが好ましく、6乃至24のもの(例えば、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、ナフチル、ビナフチル、トリフェニルフェニル)が特に好ましい。一般式(13)または一般式(14)で表される化合物の好ましい例を下記に示すが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
次に、一般式(15)の化合物について説明する。
Figure 2006137909
上記一般式(15)において、R1、R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数が1乃至5のアルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、アミル、イソアミル)であることが好ましく、R1、R2およびR3の少なくとも1つ以上が炭素原子数1乃至3のアルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル)であることが特に好ましい。Xは、単結合、−O−、−CO−、アルキレン基(好ましくは炭素原子数1〜6、より好ましくは1〜3のもの、例えばメチレン、エチレン、プロピレン)またはアリーレン基(好ましくは炭素原子数6〜24、より好ましくは6〜12のもの。例えば、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン)から選ばれる1種以上の基から形成される2価の連結基であることが好ましく、−O−、アルキレン基またはアリーレン基から選ばれる1種以上の基から形成される2価の連結基であることが特に好ましい。Yは、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素原子数2〜25、より好ましくは2〜20のもの。例えば、エチル、イソプロピル、t−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、t−オクチル、ドデシル、シクロヘキシル、ジシクロヘキシル、アダマンチル)、アリール基(好ましくは炭素原子数6〜24、より好ましくは6〜18のもの。例えば、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、ナフチル)またはアラルキル基(好ましくは炭素原子数7〜30、より好ましくは7〜20のもの。例えば、ベンジル、クレジル、t-ブチルフェニル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル)であることが好ましく、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特に好ましい。−X−Yの組み合わせとしては、−X−Yの総炭素数が0乃至40であることが好ましく、1乃至30であることがさらに好ましく、1乃至25であることが最も好ましい。これら一般式(14)で表される化合物の好ましい例を下記に示すが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
一般式(16)の化合物について説明する。
Figure 2006137909
Q1、Q2およびQ3はそれぞれ独立に5ないし6員環を表し、炭化水素環でもヘテロ環でもよく、また、これらは単環であってもよいし、更に他の環と縮合環を形成してもよい。炭化水素環として好ましくは、置換または無置換のシクロヘキサン環、置換または無置換のシクロペンタン環、芳香族炭化水素環であり、より好ましくは芳香族炭化水素環である。へテロ環として好ましくは5ないし6員環の酸素原子、窒素原子あるいは硫黄原子のうち少なくとも1つを含む環である。へテロ環としてより好ましくは酸素原子、窒素原子あるいは硫黄原子のうち少なくとも1つを含む芳香族ヘテロ環である。
Q1、Q2およびQ3として好ましくは芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環である。芳香族炭化水素環として好ましくは(好ましくは炭素数6〜30の単環または二環の芳香族炭化水素環(例えばベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。)であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素環、更に好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環である。)更に好ましくはベンゼン環である。
芳香族ヘテロ環として好ましくは酸素原子、窒素原子あるいは硫黄原子を含む芳香族ヘテロ環である。ヘテロ環の具体例としては、例えば、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデンなどが挙げられる。芳香族ヘテロ環として好ましくは、ピリジン、トリアジン、キノリンである。Q1、Q2およびQ3としてより好ましくは好ましくは芳香族炭化水素環であり、より好ましくはベンゼン環である。またQ1、Q2およびQ3は置換基を有してもよく、置換基としては後述の置換基Tが挙げられる。
XはB、C-R(Rは水素原子または置換基を表す。)、N、P、P=Oを表し、Xとして好ましくはB、C-R(Rとして好ましくはアリール基、置換又は未置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、カルボキシル基であり、より好ましくはアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくはアルコキシ基、ヒドロキシ基であり、特に好ましくはヒドロキシ基である。)、Nであり、Xとしてより好ましくはC-R、Nであり、特に好ましくはC-Rである。
一般式(16)として好ましくは下記一般式(17)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、X2はB、C−R(Rは水素原子または置換基を表す。)、Nを表す。R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34ないしR35は水素原子または置換基を表す。)
X2はB、C-R(Rは水素原子または置換基を表す。)、N、P、P=Oを表しX2として好ましくはB、C-R(Rとして好ましくはアリール基、置換又は未置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、カルボキシル基であり、より好ましくはアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくはアルコキシ基、ヒドロキシ基であり、特に好ましくはヒドロキシ基である。)、N、P=Oであり、更に好ましくはC-R、Nであり、特に好ましくはC-Rである。
R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34ないしR35は水素原子または置換基を表し、置換基としては後述の置換基Tが適用できる。R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34ないしR35として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換又は未置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基であり、更に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基である。
これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに連結して環を形成してもよい。
以下に前述の置換基Tについて説明する。置換基Tとしては例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。)、置換又は未置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24であり、例えば、トリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに連結して環を形成してもよい。
以下に一般式(16)で表される化合物に関して具体例をあげて詳細に説明するが、本発明は以下の具体例によって何ら限定されることはない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
光学的異方性を低下させる化合物として、オクタノール−水分配係数(LogP値)が0〜7である、多価アルコールエステル化合物、カルボン酸エステル化合物、多環カルボン酸化合物、ビスフェノール誘導体を用いることも好ましい。
オクタノール−水分配係数(LogP値)が0〜7である、多価アルコールエステル化合物、カルボン酸エステル化合物、多環カルボン酸化合物、ビスフェノール誘導体の具体例を以下に示す。
〈多価アルコールエステル化合物〉
多価アルコールエステルは、2価以上の多価アルコールと1種以上のモノカルボン酸とのエステルである。多価アルコールエステル化合物としては以下のものが例としてあげられるが、本発明はこれらに限定されない。
好ましい多価アルコールの例としては、例えばアドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ガラクチトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、キシリトール等を挙げることができる。特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトールが好ましい。
多価アルコールエステルにおけるモノカルボン酸としては、特に制限はなく公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いるとセルロースアシレートフィルムの透湿度、含水率、保留性を向上させる点で好ましい。
好ましいモノカルボン酸の例としては、以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を有する脂肪酸が好ましい。炭素数は1〜20であることが更に好ましく、1〜10であることが特に好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。これらは更に置換基を有しても良い。
上記の中でも、脂肪族モノカルボン酸として酢酸を用いると、セルロースアシレートとの相溶性が増すため好ましい。酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に安息香酸が好ましい。
本発明の多価アルコールエステルにおけるカルボン酸は一種類でも、二種以上の混合でもよい。また、多価アルコール中のOH基は全てエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。多価アルコールの分子内に芳香環もしくはシクロアルキル環を3つ以上有することが好ましい。
多価アルコールエステル化合物としては、以下の化合物を例としてあげることができるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
〈カルボン酸エステル化合物〉
カルボン酸エステル化合物としては、以下の化合物を例としてあげることができるが、本発明はこれらに限定されない。具体的には、フタル酸エステル及びクエン酸エステル等、フタル酸エステルとしては、例えばジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート及びジエチルヘキシルフタレート等、またクエン酸エステルとしてはクエン酸アセチルトリエチル及びクエン酸アセチルトリブチルを挙げることができる。またその他、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバチン酸ジブチル、トリアセチン、トリメチロールプロパントリベンゾエート等も挙げられる。アルキルフタリルアルキルグリコレートもこの目的で好ましく用いられる。アルキルフタリルアルキルグリコレートのアルキルは炭素原子数1〜8のアルキル基である。アルキルフタリルアルキルグリコレートとしてはメチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、プロピルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等を挙げることが出来、メチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレートが好ましく、特にエチルフタリルエチルグリコレートが好ましく用いられる。またこれらアルキルフタリルアルキルグリコレート等を2種以上混合して使用してもよい。
カルボン酸エステル化合物としては、以下の化合物を例としてあげることができるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
〈多環カルボン酸化合物〉
多環カルボン酸化合物は分子量が3000以下の化合物であることが好ましく、特に250〜2000以下の化合物であることが好ましい。環状構造に関して、環の大きさについて特に制限はないが、3〜8個の原子から構成されていることが好ましく、特に6員環及び/又は5員環であることが好ましい。これらが炭素、酸素、窒素、珪素あるいは他の原子を含んでいてもよく、環の結合の一部が不飽和結合であってもよく、例えば6員環がベンゼン環、シクロヘキサン環でもよい。光学的異方性を低下させる化合物は、このような環状構造が複数含まれているものでもよく、例えば、ベンゼン環とシクロヘキサン環をどちらも分子内に有していたり、2個のシクロヘキサン環を有していたり、ナフタレンの誘導体あるいはアントラセン等の誘導体であってもよい。より好ましくはこのような環状構造を分子内に3個以上含んでいる化合物であることが好ましい。また、少なくとも環状構造の1つの結合が不飽和結合を含まないものであることが好ましい。具体的には、アビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、パラストリン酸などのアビエチン酸誘導体が代表的であり、以下にこれら化合物の化学式を示すが、特にこれらに限定されるものではない。
Figure 2006137909
〈ビスフェノール誘導体〉
ビスフェノール誘導体は分子量が10000以下であることが好ましく、この範囲であれば単量体でも良いし、オリゴマー、ポリマーでも良い。また他のポリマーとの共重合体でも良いし、末端に反応性置換基が修飾されていても良い。以下にこれら化合物の化学式を示すが、特にこれらに限定されるものではない。
Figure 2006137909
なお、ビスフェノール誘導体の上記具体例中で、R〜Rは水素原子、または炭素数1〜10のアルキル基を表す。l、m、nは繰り返し単位を表し、特に限定はしないが、1〜100の整数が好ましく、1〜20の整数がさらに好ましい。
〈波長分散調整剤〉
セルロースアシレートフィルムの波長分散を低下させる化合物(「波長分散調整剤」とも言う。)について説明する。本発明者らの検討によれば、200〜400nmの紫外領域に吸収を持ち、フィルムの|Re(400)−Re(700)|および|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる化合物を少なくとも1種、セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30質量%含むことによってセルロースアシレートフィルムのRe(λ)、Rth(λ)の波長分散を調整できる。
セルロースアシレートフィルムのRe(λ)、Rth(λ)の値は一般に短波長側よりも長波長側が大きい波長分散特性となる。したがって相対的に小さい短波長側のRe(λ)、Rth(λ)を大きくすることによって波長分散を平滑にすることが要求される。一方、200〜400nmの紫外領域に吸収を持つ化合物は短波長側よりも長波長側の吸光度が大きい波長分散特性をもつ。この化合物自身がセルロースアシレートフィルム内部で等方的に存在していれば、化合物自身の複屈折性、ひいてはRe(λ)、Rth(λ)の波長分散は吸光度の波長分散と同様に短波長側が大きいと想定される。
したがって上述したような、200〜400nmの紫外領域に吸収を持ち、化合物自身のRe(λ)、Rth(λ)の波長分散が短波長側が大きいと想定されるものを用いることによって、セルロースアシレートフィルムのRe(λ)、Rth(λ)の波長分散を調製することができる。このためには波長分散を調整する化合物はセルロースアシレートに十分均一に相溶することが好ましい。このような化合物の紫外領域の吸収帯範囲は200〜400nmが好ましいが、220〜395nmがより好ましく、240〜390nmがさらに好ましい。
また、近年テレビやノートパソコン、モバイル型携帯端末などの液晶表示装置ではより少ない電力で輝度を高めるために、液晶表示装置に用いられる光学部材の透過率が優れたものが要求されている。その点においては、200〜400nmの紫外領域に吸収を持ち、フィルムの|Re(400)−Re(700)|および|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる化合物をセルロースアシレートフィルムに添加する場合、分光透過率が優れていることが要求される。本発明に係るセルロースアシレートフィルムにおいては、波長380nmにおける分光透過率が45%以上95%以下であり、かつ波長350nmにおける分光透過率が10%以下であることがのぞましい。
上述のような、本発明で好ましく用いられる波長分散調整剤は、セルロースアシレートフィルム作製のドープ流延、乾燥の過程で揮散しないことが好ましい。このためには、分子量が250〜1000であることが好ましい。より好ましくは260〜800であり、更に好ましくは270〜800であり、特に好ましくは300〜800である。これらの分子量の範囲であれば、特定のモノマー構造であっても良いし、そのモノマーユニットが複数結合したオリゴマー構造、ポリマー構造でも良い。
波長分散調整剤の添加量は、セルロースアシレートの0.01ないし30質量%であることが好ましく、0.1ないし20質量%であることがより好ましく、0.2ないし10質量%であることが特に好ましい。
また、波長分散調整剤を添加する時期はドープ作製工程中の何れであってもよく、ドープ調製工程の最後に行ってもよい。
本発明に好ましく用いられる波長分散調整剤の具体例としては、例えばベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノ基を含む化合物、オキシベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられるが、本発明はこれら化合物だけに限定されるものではない。これら波長分散調整剤は、単独で用いても、2種以上化合物を任意の比で混合して用いてもよい。
ベンゾトリアゾール系化合物としては一般式(101)で示されるものが本発明の波長分散調整剤として好ましく用いられる。
一般式(101) Q1−Q2−OH
(式中、Q1は含窒素芳香族ヘテロ環、Q2は芳香族環を表す。)
1は含窒素方向芳香族へテロ環を表し、好ましくは5乃至7員の含窒素芳香族ヘテロ環であり、より好ましくは5ないし6員の含窒素芳香族ヘテロ環であり、例えば、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、チアゾール、オキサゾール、セレナゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、ベンズオキサゾール、ベンゾセレナゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、ナフトチアゾール、ナフトオキサゾール、アザベンズイミダゾール、プリン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、トリアザインデン、テトラザインデン等があげられる。Q1は、更に好ましくは、5員の含窒素芳香族ヘテロ環であり、具体的にはイミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、チアゾール、オキサゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、ベンズオキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾールが好ましく、特に好ましくは、ベンゾトリアゾールである。
1で表される含窒素芳香族ヘテロ環は更に置換基を有してもよく、置換基としては前述の置換基Tが適用できる。また、置換基が複数ある場合にはそれぞれが縮環して更に環を形成してもよい。
2で表される芳香族環は芳香族炭化水素環でも芳香族ヘテロ環でもよい。また、これらは単環であってもよいし、更に他の環と縮合環を形成してもよい。
芳香族炭化水素環として好ましくは(好ましくは炭素数6〜30の単環または二環の芳香族炭化水素環(例えばベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。)であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素環、更に好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環である。)更に好ましくはベンゼン環である。
芳香族ヘテロ環として好ましくは窒素原子あるいは硫黄原子を含む芳香族ヘテロ環である。ヘテロ環の具体例としては、例えば、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデンなどが挙げられる。芳香族ヘテロ環として好ましくは、ピリジン、トリアジン、キノリンである。
2であらわされる芳香族環として好ましくは芳香族炭化水素環であり、より好ましくはナフタレン環、ベンゼン環であり、特に好ましくはベンゼン環である。Q2は更に置換基を有してもよく、前述の置換基Tが好ましい。
一般式(101)として好ましくは下記一般式(101−A)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、およびR8はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。)
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、およびR8はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、置換基ととしては前述の置換基Tが適用できる。またこれらの置換基は更に別の置換基によって置換されてもよく、置換基同士が縮環して環構造を形成してもよい。
1およびR3として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、炭素1〜12アルキル基であり、特に好ましくは炭素数1〜12のアルキル基(好ましくは炭素数4〜12)である。
2、およびR4として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、炭素1〜12アルキル基であり、特に好ましくは水素原子、メチル基であり、最も好ましくは水素原子である。
5およびR8として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、炭素1〜12アルキル基であり、特に好ましくは水素原子、メチル基であり、最も好ましくは水素原子である。
6およびR7として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、ハロゲン原子であり、特に好ましくは水素原子、塩素原子である。
一般式(101)としてより好ましくは下記一般式(101−B)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R1、R3、R6およびR7は一般式(101−A)におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。)
以下に一般式(101)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明は下記具体例に何ら限定されるものではない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
以上例にあげたベンゾトリアゾール系化合物の中でも、分子量が320以下のものを含まずにセルロースアシレートフィルムを作製すると、保留性の点で有利であるため好ましい。
また本発明に用いられる波長分散調整剤のひとつであるベンゾフェノン系化合物としては一般式(102)で示されるものが好ましく用いられる。
Figure 2006137909
(式中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に芳香族環を表す。XはNR(Rは水素原子または置換基を表す。)、酸素原子または硫黄原子を表す。)
1およびQ2で表される芳香族環は芳香族炭化水素環でも芳香族ヘテロ環でもよい。また、これらは単環であってもよいし、更に他の環と縮合環を形成してもよい。
1およびQ2で表される芳香族炭化水素環として好ましくは(好ましくは炭素数6〜30の単環または二環の芳香族炭化水素環(例えばベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。)であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素環、更に好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環である。)更に好ましくはベンゼン環である。
1およびQ2で表される芳香族ヘテロ環として好ましくは酸素原子、窒素原子あるいは硫黄原子のどれかひとつを少なくとも1つ含む芳香族ヘテロ環である。ヘテロ環の具体例としては、例えば、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデンなどが挙げられる。芳香族ヘテロ環として好ましくは、ピリジン、トリアジン、キノリンである。
1およびQ2であらわされる芳香族環として好ましくは芳香族炭化水素環であり、より好ましくは炭素数6〜10の芳香族炭化水素環であり、更に好ましくは置換または無置換のベンゼン環である。
1およびQ2は更に置換基を有してもよく、前述の置換基Tが好ましいが、置換基にカルボン酸やスルホン酸、4級アンモニウム塩を含むことはない。また、可能な場合には置換基同士が連結して環構造を形成してもよい。
XはNR(Rは水素原子または置換基を表す。置換基としては前述の置換基Tが適用できる。)、酸素原子または硫黄原子を表し、Xとして好ましくは、NR(Rとして好ましくはアシル基、スルホニル基であり、これらの置換基は更に置換してもよい。)、またはOであり、特に好ましくはOである。
一般式(102)として好ましくは下記一般式(102−A)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、およびR9はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。)
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、およびR9はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、置換基ととしては前述の置換基Tが適用できる。またこれらの置換基は更に別の置換基によって置換されてもよく、置換基同士が縮環して環構造を形成してもよい。
1、R3、R4、R5、R6、R8およびR9として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、炭素1〜12アルキル基であり、特に好ましくは水素原子、メチル基であり、最も好ましくは水素原子である。
2として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、より好ましくは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数0〜20のアミノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12アリールオキシ基、ヒドロキシ基であり、更に好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基であり、特に好ましくは炭素数1〜12のアルコキシ基である。
7として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、より好ましくは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数0〜20のアミノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12アリールオキシ基、ヒドロキシ基であり、更に好ましくは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基(好ましくは炭素数1〜12、より好ましくは炭素数1〜8、更に好ましくはメチル基)であり、特に好ましくはメチル基、水素原子である。
一般式(102)としてより好ましくは下記一般式(102−B)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R10は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルケニル基、置換または無置換のアルキニル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
10は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルケニル基、置換または無置換のアルキニル基、置換または無置換のアリール基を表し、置換基としては前述の置換基Tが適用できる。
10として好ましくは置換または無置換のアルキル基であり、より好ましくは炭素数5〜20の置換または無置換のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数5〜12の置換または無置換のアルキル基(n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n-ドデシル基、ベンジル基、などが挙げられる。)であり、特に好ましくは、炭素数6〜12の置換または無置換のアルキル基(2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、ベンジル基)である。
一般式(102)で表される化合物は、特開平11−12219号公報記載の公知の方法により合成できる。
以下に一般式(102)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明は下記具体例に何ら限定されるものではない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
また、本発明に用いられる波長分散調整剤のひとつであるシアノ基を含む化合物としては一般式(103)で示されるものが好ましく用いられる。
Figure 2006137909
(式中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に芳香族環を表す。X1およびX2は水素原子または置換基を表し、少なくともどちらか1つはシアノ基、カルボニル基、スルホニル基、芳香族ヘテロ環を表す。)
1およびQ2であらわされる芳香族環は芳香族炭化水素環でも芳香族ヘテロ環でもよい。また、これらは単環であってもよいし、更に他の環と縮合環を形成してもよい。
芳香族炭化水素環として好ましくは(好ましくは炭素数6〜30の単環または二環の芳香族炭化水素環(例えばベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。)であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素環、更に好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環である。)更に好ましくはベンゼン環である。
芳香族ヘテロ環として好ましくは窒素原子あるいは硫黄原子を含む芳香族ヘテロ環である。ヘテロ環の具体例としては、例えば、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデンなどが挙げられる。芳香族ヘテロ環として好ましくは、ピリジン、トリアジン、キノリンである。
1およびQ2であらわされる芳香族環として好ましくは芳香族炭化水素環であり、より好ましくはベンゼン環である。
1およびQ2は更に置換基を有してもよく、前述の置換基Tが好ましい。
1およびX2は水素原子または置換基を表し、少なくともどちらか1つはシアノ基、カルボニル基、スルホニル基、芳香族ヘテロ環を表す。X1およびX2で表される置換基は前述の置換基Tを適用することができる。また、X1およびX2はで表される置換基は更に他の置換基によって置換されてもよく、X1およびX2はそれぞれが縮環して環構造を形成してもよい。
1およびX2として好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、スルホニル基、芳香族ヘテロ環であり、より好ましくは、シアノ基、カルボニル基、スルホニル基、芳香族ヘテロ環であり、更に好ましくはシアノ基、カルボニル基であり、特に好ましくはシアノ基、アルコキシカルボニル基(-C(=O)OR(Rは:炭素数1〜20アルキル基、炭素数6〜12のアリール基およびこれらを組み合わせたもの)である。
一般式(103)として好ましくは下記一般式(103-A)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。X1およびX2は一般式(20)におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。)
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、置換基ととしては前述の置換基Tが適用できる。またこれらの置換基は更に別の置換基によって置換されてもよく、置換基同士が縮環して環構造を形成してもよい。
1、R2、R4、R5、R6、R7、R9、およびR10として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、炭素1〜12アルキル基であり、特に好ましくは水素原子、メチル基であり、最も好ましくは水素原子である。
3、およびR8として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、より好ましくは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数0〜20のアミノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12アリールオキシ基、ヒドロキシ基であり、更に好ましくは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12アルコキシ基であり、特に好ましくは水素原子である。
一般式(103)としてより好ましくは下記一般式(103-B)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R3およびR8は一般式(103-A)におけるそれらと同義であり、また、好ましい範囲も同様である。X3は水素原子、または置換基を表す。)
3は水素原子、または置換基を表し、置換基としては前述の置換基Tが適用でき、また、可能な場合は更に他の置換基で置換されてもよい。X3として好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、スルホニル基、芳香族ヘテロ環であり、より好ましくは、シアノ基、カルボニル基、スルホニル基、芳香族ヘテロ環であり、更に好ましくはシアノ基、カルボニル基であり、特に好ましくはシアノ基、アルコキシカルボニル基(−C(=O)OR(Rは:炭素数1〜20アルキル基、炭素数6〜12のアリール基およびこれらを組み合わせたもの)である。
一般式(103)として更に好ましくは一般式(103-C)で表される化合物である。
Figure 2006137909
(式中、R3およびR8は一般式(103-A)におけるそれらと同義であり、また、好ましい範囲も同様である。R21は炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
21として好ましくはR3およびR8が両方水素の場合には、炭素数2〜12のアルキル基であり、より好ましくは炭素数4〜12のアルキル基であり、更に好ましくは、炭素数6〜12のアルキル基であり、特に好ましくは、n−オクチル基、tert-オクチル基、2−エチルへキシル基、n-デシル基、n-ドデシル基であり、最も好ましくは2−エチルへキシル基である。
21として好ましくはR3およびR8が水素以外の場合には、一般式(103-C)で表される化合物の分子量が300以上になり、かつ炭素数20以下の炭素数のアルキル基が好ましい。
本発明一般式(103)で表される化合物はJounal of American Chemical Society 63巻 3452頁(1941)記載の方法によって合成できる。
以下に一般式(103)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明は下記具体例に何ら限定されるものではない。
Figure 2006137909
Figure 2006137909
Figure 2006137909
〈マット剤微粒子〉
本発明に係るドープには、添加剤としてマット剤微粒子を添加することが好ましい。マット剤微粒子としては、二酸化珪素、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、焼成珪酸カルシウム、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。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、特に二酸化珪素が好ましい。二酸化珪素の微粒子は、1次平均粒子径が20nm以下であり、かつ見かけ比重が70g/リットル以上であるものが好ましい。1次粒子の平均径が5〜16nmと小さいものがフィルムのヘイズを下げることができより好ましい。見かけ比重は90〜200g/リットル以上が好ましく、100〜200g/リットル以上がさらに好ましい。見かけ比重が大きい程、高濃度の分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。
これらの微粒子は、通常平均粒子径が0.1〜3.0μmの2次粒子を形成し、これらの微粒子はフィルム中では、1次粒子の凝集体として存在し、フィルム表面に0.1〜3.0μmの凹凸を形成することができる。2次平均粒子径は0.2μm以上1.5μm以下が好ましく、0.4μm以上1.2μm以下がさらに好ましく、0.6μm以上1.1μm以下が最も好ましい。1次、2次粒子径は、フィルム中の粒子を走査型電子顕微鏡で観察し、粒子に外接する円の直径をもって粒径とした。また、場所を変えて粒子200個を観察し、その平均値をもって平均粒子径とした。
二酸化珪素の微粒子は、例えば、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)製)などの市販品を使用することができる。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)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
これらの中でアエロジル200V、アエロジルR972Vが1次平均粒子径が20nm以下であり、かつ見かけ比重が70g/リットル以上である二酸化珪素の微粒子であり、光学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。
2次平均粒子径の小さな粒子を有するセルロースアシレートフィルムを得るために、微粒子の分散液を調製する際にいくつかの手法が考えられる。例えば、溶剤と微粒子を撹拌混合した微粒子分散液をあらかじめ作製し、この微粒子分散液を別途用意した少量のセルロースアシレート溶液に加えて撹拌溶解し、さらにメインのセルロースアシレートドープ液と混合する方法がある。この方法は二酸化珪素微粒子の分散性がよく、二酸化珪素微粒子が更に再凝集しにくい点で好ましい調製方法である。ほかにも、溶剤に少量のセルロースエステルを加え、撹拌溶解した後、これに微粒子を加えて分散機で分散を行いこれを微粒子添加液とし、この微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する方法もある。
上記のように二酸化珪素微粒子を溶剤などと混合して分散する場合、二酸化珪素の濃度は5〜30質量%が好ましく、10〜25質量%が更に好ましく、15〜20質量%が最も好ましい。分散濃度が高い方が添加量に対する液濁度は低くなり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。最終的なセルロースアシレートのドープ溶液中でのマット剤の添加量は1m2あたり0.01〜1.0gが好ましく、0.03〜0.3gが更に好ましく、0.08〜0.16gが最も好ましい。
微粒子の分散に用いる溶剤としては、低級アルコール類が好ましい。低級アルコール類としては、好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられる。低級アルコール以外の溶媒としては特に限定されないが、セルロースエステルの製膜時に用いられる溶剤を用いることが好ましい。
〈可塑剤、劣化防止剤、剥離剤〉
上記の光学的に異方性を低下する化合物、波長分散調整剤の他に、本発明に係るセルロースアシレートフィルムには、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、可塑剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、剥離剤、赤外吸収剤、など)を加えることができる。なお、添加剤として可塑剤を用いる場合には、トリフェニルホスフェートを用いることが好ましいが、これに限定されない。
その他の添加剤としては、それらは固体でもよく油状物でもよい。すなわち、その融点や沸点において特に限定されるものではない。例えば20℃以下と20℃以上の紫外線吸収材料の混合や、同様に可塑剤の混合等を用いることができ、これらは、例えば特開2001−151901号などに記載されている。また、赤外吸収染料としては例えば特開2001−194522号に記載されているものを用いることができる。
添加剤を添加する時期については、ドープ作製工程において何れで添加しても良いが、前述したようにドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。また、各素材の添加量は機能が発現する限りにおいて特に限定されない。 また、セルロースアシレートフィルムが多層から形成される場合、各層の添加物の種類や添加量が異なってもよい。例えば特開2001−151902号などに記載されているが、これらは従来から知られている技術である。これらの詳細は、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて16頁〜22頁に詳細に記載されている素材が好ましく用いられる。
[分子量が3000以下の化合物添加の比率]
本発明に係るセルロースアシレートフィルムにおいては、分子量が3000以下の化合物の総量は、セルロースアシレートに対して5〜45質量%であることがのぞましい。より好ましくは10〜40質量%であり、さらにのぞましくは15〜30質量%である。これら化合物の総量が5質量%以下であると、セルロースアシレート単体の性質が出やすくなり、例えば、温度や湿度の変化に対して光学性能や物理的強度が変動しやすくなるなどの問題がある。またこれら化合物の総量が45%以上であると、セルロースアシレートフィルム中に化合物が相溶する限界を超え、フィルム表面に析出してフィルムが白濁する(フィルムからの泣き出し)などの問題が生じやすくなる。
これらの化合物としては上述したように、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、微粒子、剥離剤、赤外吸収剤などであり、分子量としては3000以下が好ましく、2000以下がより好ましく、1000以下がさらに好ましい。
[セルロースアシレートフィルムの用途(偏光板)]
本発明の製造方法によって製造されるセルロースアシレートフィルムの用途について説明する。
本発明によって製造される光学フィルムは特に偏光板保護フィルム用として有用である。偏光板保護フィルムとして用いる場合、偏光板の作製方法は特に限定されず、一般的な方法で作製することができる。得られたセルロースアシレートフィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の両面に完全ケン化ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる方法がある。アルカリ処理の代わりに特開平6−94915号、特開平6−118232号に記載されているような易接着加工を施してもよい。
保護フィルム処理面と偏光子を貼り合わせるのに使用される接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系接着剤や、ブチルアクリレート等のビニル系ラテックス等が挙げられる。
偏光板は偏光子及びその両面を保護する保護フィルムで構成されており、更に該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成される。プロテクトフィルム及びセパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。この場合、プロテクトフィルムは、偏光板の表面を保護する目的で貼合され、偏光板を液晶板へ貼合する面の反対面側に用いられる。又、セパレートフィルムは液晶板へ貼合する接着層をカバーする目的で用いられ、偏光板を液晶板へ貼合する面側に用いられる。
液晶表示装置には通常2枚の偏光板の間に液晶を含む基板が配置されているが、本発明の光学フィルムを適用した偏光板保護フィルムはどの部位に配置しても優れた表示性が得られる。特に液晶表示装置の表示側最表面の偏光板保護フィルムには透明ハードコート層、防眩層、反射防止層等が設けられるため、該偏光板保護フィルムをこの部分に用いることが得に好ましい。
[セルロースアシレートフィルムの用途(光学補償フィルム)]
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、様々な用途で用いることができ、液晶表示装置の光学補償フィルムとして用いると特に効果がある。なお、光学補償フィルムとは、一般に液晶表示装置に用いられ、位相差を補償する光学材料のことを指し、位相差板、光学補償シートなどと同義である。光学補償フィルムは複屈折性を有し、液晶表示装置の表示画面の着色を取り除いたり、視野角特性を改善したりする目的で用いられる。本発明に係るセルロースアシレートフィルムはReおよびRthが0≦Re≦10nmかつ|Rth|≦25nmと光学的異方性が小さく、|Re(400)−Re(700)|≦10かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦35と波長分散が小さいため、余計な異方性を生じず、複屈折を持つ光学的異方性層を併用すると光学的異方性層の光学性能のみを発現することができる。
したがって本発明に係るセルロースアシレートフィルムを液晶表示装置の光学補償フィルムとして用いる場合、併用する光学的異方性層のReおよびRthはRe=0〜200nmかつ|Rth|=0〜400nmであることが好ましく、この範囲であればどのような光学的異方性層でも良い。セルロースアシレートフィルムが使用される液晶表示装置の液晶セルの光学性能や駆動方式に制限されず、光学補償フィルムとして要求される、どのような光学的異方性層も併用することができる。併用される光学的異方性層としては、液晶性化合物を含有する組成物から形成しても良いし、複屈折を持つポリマーフィルムから形成しても良い。
前記液晶性化合物としては、ディスコティック液晶性化合物または棒状液晶性化合物が好ましい。
(ディスコティック液晶性化合物)
本発明に使用可能なディスコティック液晶性化合物の例には、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))に記載の化合物が含まれる。
光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子は配向状態で固定されているのが好ましく、重合反応により固定されているのが最も好ましい。ディスコティック液晶性分子の重合については、特開平8−27284公報に記載がある。ディスコティック液晶性分子を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。重合性基を有するディスコティック液晶性分子について、特開2001−4387号公報に開示されている。
(棒状液晶性化合物)
本発明において、使用可能な棒状液晶性化合物の例には、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が含まれる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。
光学的異方性層において、棒状液晶性分子は配向状態で固定されているのが好ましく、重合反応により固定されているのが最も好ましい。本発明に使用可能な重合性棒状液晶性化合物の例には、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許4683327号、同5622648号、同5770107号、世界特許(WO)95/22586号、同95/24455号、同97/00600号、同98/23580号、同98/52905号、特開平1−272551号、同6−16616号、同7−110469号、同11−80081号、および特開2001−328973号などに記載の化合物が含まれる。
(ポリマーフィルムからなる光学的異方性層)
上記した様に、光学的異方性層はポリマーフィルムから形成してもよい。ポリマーフィルムは、光学的異方性を発現し得るポリマーから形成する。そのようなポリマーの例には、ポリオレフィン(例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー)、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルおよびセルロースエステル(例、セルローストリアセーテート、セルロースジアセテート)が含まれる。また、これらのポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いてもよい。
ポリマーフィルムの光学的異方性は、延伸により得ることが好ましい。延伸は一軸延伸または二軸延伸であることが好ましい。具体的には、2つ以上のロールの周速差を利用した縦一軸延伸、またはポリマーフィルムの両サイドを掴んで幅方向に延伸するテンター延伸、これらを組み合わせての二軸延伸が好ましい。なお、二枚以上のポリマーフィルムを用いて、二枚以上のフィルム全体の光学的性質が前記の条件を満足してもよい。ポリマーフィルムは、複屈折のムラを少なくするためにソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ポリマーフィルムの厚さは、20〜500μmであることが好ましく、40〜100μmであることが最も好ましい。
(一般的な液晶表示装置の構成)
セルロースアシレートフィルムを光学補償フィルムとして用いる場合は、偏光素子の透過軸と、セルロースアシレートフィルムからなる光学補償フィルムの遅相軸とをどのような角度で配置しても構わない。液晶表示装置は、二枚の電極基板の間に液晶を担持してなる液晶セル、その両側に配置された二枚の偏光素子、および該液晶セルと該偏光素子との間に少なくとも一枚の光学補償フィルムを配置した構成を有している。
液晶セルの液晶層は、通常は、二枚の基板の間にスペーサーを挟み込んで形成した空間に液晶を封入して形成する。透明電極層は、導電性物質を含む透明な膜として基板上に形成する。液晶セルには、さらにガスバリアー層、ハードコート層あるいは(透明電極層の接着に用いる)アンダーコート層(下塗り層)を設けてもよい。これらの層は、通常、基板上に設けられる。液晶セルの基板は、一般に50μm〜2mmの厚さを有する。
(液晶表示装置の種類)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、様々な表示モードの液晶セルに用いることができる。TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、AFLC(Anti−ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、およびHAN(Hybrid Aligned Nematic)のような様々な表示モードが提案されている。また、上記表示モードを配向分割した表示モードも提案されている。本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、いずれの表示モードの液晶表示装置においても有効である。また、透過型、反射型、半透過型のいずれの液晶表示装置においても有効である。
(TN型液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムを、TNモードの液晶セルを有するTN型液晶表示装置の光学補償シートの支持体として用いてもよい。TNモードの液晶セルとTN型液晶表示装置については、古くから良く知られている。TN型液晶表示装置に用いる光学補償シートについては、特開平3−9325号、特開平6−148429号、特開平8−50206号、特開平9−26572号の各公報に記載がある。また、モリ(Mori)他の論文(Jpn. J. Appl. Phys. Vol.36(1997)p.143や、Jpn. J. Appl. Phys. Vol.36(1997)p.1068)に記載がある。
(STN型液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムを、STNモードの液晶セルを有するSTN型液晶表示装置の光学補償シートの支持体として用いてもよい。一般的にSTN型液晶表示装置では、液晶セル中の棒状液晶性分子が90〜360度の範囲にねじられており、棒状液晶性分子の屈折率異方性(Δn)とセルギャップ(d)との積(Δnd)が300〜1500nmの範囲にある。STN型液晶表示装置に用いる光学補償シートについては、特開2000−105316号公報に記載がある。
(VA型液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、VAモードの液晶セルを有するVA型液晶表示装置の光学補償シートの支持体として特に有利に用いられる。VA型液晶表示装置に用いる光学補償シートのReレターデーション値を0乃至150nmとし、Rthレターデーション値を70乃至400nmとすることが好ましい。Reレターデーション値は、20乃至70nmであることが更に好ましい。VA型液晶表示装置に二枚の光学的異方性ポリマーフィルムを使用する場合、フィルムのRthレターデーション値は70乃至250nmであることが好ましい。VA型液晶表示装置に一枚の光学的異方性ポリマーフィルムを使用する場合、フィルムのRthレターデーション値は150乃至400nmであることが好ましい。VA型液晶表示装置は、例えば特開平10−123576号公報に記載されているような配向分割された方式であっても構わない。
(IPS型液晶表示装置およびECB型液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、IPSモードおよびECBモードの液晶セルを有するIPS型液晶表示装置およびECB型液晶表示装置の光学補償シートの支持体、または偏光板の保護膜としても特に有利に用いられる。これらのモードは黒表示時に液晶材料が略平行に配向する態様であり、電圧無印加状態で液晶分子を基板面に対して平行配向させて、黒表示する。これらの態様において本発明に係るセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板は視野角拡大、コントラストの良化に寄与する。この態様においては、前記偏光板の保護膜と保護膜と液晶セルの間に配置された光学的異方性層のリターデーションの値は、液晶層のΔn・dの値の2倍以下に設定するのが好ましい。またRth値の絶対値|Rth|は、25nm以下、より好ましくは20nm以下、さらに好ましくは15nm以下に設定するのが好ましいため、本発明に係るセルロースアシレートフィルムが有利に用いられる。
(OCB型液晶表示装置およびHAN型液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、OCBモードの液晶セルを有するOCB型液晶表示装置あるいはHANモードの液晶セルを有するHAN型液晶表示装置の光学補償シートの支持体としても有利に用いられる。OCB型液晶表示装置あるいはHAN型液晶表示装置に用いる光学補償シートには、レターデーションの絶対値が最小となる方向が光学補償シートの面内にも法線方向にも存在しないことが好ましい。OCB型液晶表示装置あるいはHAN型液晶表示装置に用いる光学補償シートの光学的性質も、光学的異方性層の光学的性質、支持体の光学的性質および光学的異方性層と支持体との配置により決定される。OCB型液晶表示装置あるいはHAN型液晶表示装置に用いる光学補償シートについては、特開平9−197397号公報に記載がある。また、モリ(Mori)他の論文(Jpn. J. Appl. Phys. Vol.38(1999)p.2837)に記載がある。
(反射型液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、TN型、STN型、HAN型、GH(Guest−Host)型の反射型液晶表示装置の光学補償シートとしても有利に用いられる。これらの表示モードは古くから良く知られている。TN型反射型液晶表示装置については、特開平10−123478号、WO9848320号、特許第3022477号の各公報に記載がある。反射型液晶表示装置に用いる光学補償シートについては、WO00−65384号に記載がある。
(その他の液晶表示装置)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell )モードの液晶セルを有するASM型液晶表示装置の光学補償シートの支持体としても有利に用いられる。ASMモードの液晶セルは、セルの厚さが位置調整可能な樹脂スペーサーにより維持されているとの特徴がある。その他の性質は、TNモードの液晶セルと同様である。ASMモードの液晶セルとASM型液晶表示装置については、クメ(Kume)他の論文(Kume et al., SID 98 Digest 1089 (1998))に記載がある。
(ハードコートフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルム)
本発明に係るセルロースアシレートフィルムは、またハードコートフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルムへの適用が好ましく実施できる。LCD、PDP、CRT、EL等のフラットパネルディスプレイの視認性を向上する目的で、本発明に係るセルロースアシレートフィルムの片面または両面にハードコート層、防眩層、反射防止層の何れかあるいは全てを付与することができる。このような防眩フィルム、反射防止フィルムとしての望ましい実施態様は、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の54頁〜57頁に詳細に記載されており、本発明に係るセルロースアシレートフィルムを好ましく用いることができる。
以下に本発明の実施例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
[実施例1]
〔セルロースアセテート溶液Iの調製〕
ドープ調製用の溶媒としてメチレンクロライドとメタノールの混合溶媒を、図1に示したドープ調製ライン10の溶媒タンク11に入れ、溶解タンク12に送液した。この混合溶媒に対して、21.4質量%のセルロースアセテートを計量器14により溶解タンク12に送り込んだ。これらの混合物を出力45kWのモータ17により攪拌翼18を80rpmの速さで30分攪拌して粗溶解液19を作製した。この粗溶解液19を貯蔵タンク20に送り貯蔵した後、加熱器26に送液して60℃までインライン昇温し、20分間保持して各成分を溶解し、下記組成のセルロースアセテート溶液Iを調製した。なお、加熱器26として多管式熱交換器を用いた。
(セルロースアセテート溶液Iの組成)
平均酢化度60.2のセルロースアセテート 100.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 418.0質量部
メタノール(第2溶媒) 73.7質量部
〔添加剤溶液Aの調製〕
マット剤として、平均粒径16nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)を20質量部、メタノール80質量部を30分間よく攪拌混合してシリカ粒子分散液とした。この分散液をメチレンクロライド、メタノール、セルロースアセテート溶液Iとともに分散機に投入し、さらに30分以上攪拌して各成分を溶解し、下記組成の添加剤溶液Aを調製した。
(添加剤溶液Aの組成)
平均粒径16nmのシリカ粒子分散液 12.1質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 78.6質量部
メタノール(第2溶媒) 3.9質量部
セルロースアセテート溶液I 12.3質量部
〔添加剤溶液Bの調製〕
光学的異方性を低下する化合物および波長分散調整剤については下記に示すものを用いて、下記組成の添加剤溶液Bを調製した。
(添加剤溶液の組成)
光学的異方性を低下する化合物(A−19) 49.7質量部
波長分散調整剤(UV−102) 7.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 57.8質量部
メタノール(第2溶媒) 8.2質量部
セルロースアセテート溶液I 12.8質量部
〔ドープ001の作製〕
添加剤タンク15を2つ設けて、それぞれに上記の添加剤溶液Aと添加剤溶液Bとを入れ、上記セルロースアセテート溶液Iに対してセルロースアセテート溶液Iを95.4質量部に対して、添加剤溶液Aを1.8質量部、添加剤溶液Bを4.8質量部混合し、セルロースアシレートドープ001を得た。なお、ろ過フィルタ28による不純物の除去工程を行わなかった。
〔セルロースアセテートフィルム001の作製〕
上記のドープ001を30℃に調整し、裏面から29℃(T2)の温風で加熱したエンドレスステンレスベルト上に均一に流延した。流延後、ただちにベルト上のドープ膜(ウェブ)に20℃(T1)の温風をあてて乾燥させた後、流延から35秒後にベルトの裏面から45℃(T4)の温風で加熱すると共に、ウェブ表面に45℃(T3)の温風をあてて乾燥させ、流延から80秒後に、剥離張力160N/mで剥離し、多数のロールで搬送張力110N/mで搬送させながら乾燥させた。剥離部のエンドレスステンレスベルトの温度は15℃とした。剥離時の残留溶媒量は15質量%であった。
剥離されたフィルムを、45℃に設定された第1乾燥ゾーンで1分間搬送した後、80℃に設定された第2乾燥ゾーンで30秒間搬送し、さらに130℃に設定された第3乾燥ゾーンで10分間搬送して、乾燥を行った。第2乾燥ゾーン内ではテンターにて幅手方向に1.00倍に保持し延伸を行わなかった。乾燥後、ロール状に巻き取り、巻長30m、膜厚80μmのセルロースアセテートフィルム001を得た。巻き取り時の残留溶媒量は0.4質量%であった。
[実施例2]
〔セルロースアセテートフィルム002の作製〕
平均酢化度60.6のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って60℃で20分間加熱溶解を行ってドープ002を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmのセルロースアセテートフィルム002を得た。
[実施例3]
〔セルロースアセテートフィルム003の作製〕
平均酢化度61.2のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って60℃で20分間加熱溶解を行ってドープ003を作製した。なお、加熱器26として多管式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmのセルロースアセテートフィルム003を得た。
[実施例4]
〔セルロースアセテートフィルム004の作製〕
平均酢化度61.3のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って60℃で20分間加熱溶解を行ってドープ004を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚80μmの本発明のセルロースアセテートフィルム004を得た。
[実施例5]
〔セルロースアセテートフィルム005の作製〕
平均酢化度61.3のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って60℃で20分間加熱溶解を行った後に、得られたセルロースアセテート溶液をろ過フィルタ28に通し、原料に含まれていた不純物を除去してドープ005を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmの本発明のセルロースアセテートフィルム005を得た。
[実施例6]
〔セルロースアセテートフィルム006の作製〕
平均酢化度61.6のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って75℃で10分間加熱溶解を行った後に、得られたセルロースアセテート溶液をろ過フィルタ28に通し、原料に含まれていた不純物を除去してドープ006を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmの本発明のセルロースアセテートフィルム006を得た。
[実施例7]
〔セルロースアセテートフィルム007の作製〕
平均酢化度62.0のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って75℃で10分間加熱溶解を行い、得られたセルロースアセテート溶液をろ過フィルタ28に通し、原料に含まれていた不純物を除去してドープ007を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmの本発明のセルロースアセテートフィルム007を得た。
[実施例8]
〔セルロースアセテートフィルム008の作製〕
平均酢化度62.1のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って95℃で10分間加熱溶解を行い、得られたセルロースアセテート溶液をろ過フィルタ28に通し、原料に含まれていた不純物を除去してドープ008を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmの本発明のセルロースアセテートフィルム008を得た。
[実施例9]
〔セルロースアセテートフィルム009の作製〕
平均酢化度62.2のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って95℃で5分間加熱溶解を行い、得られたセルロースアセテート溶液をろ過フィルタ28に通し、原料に含まれていた不純物を除去してドープ009を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmの本発明のセルロースアセテートフィルム009を得た。
[実施例10]
〔セルロースアセテートフィルム010の作製〕
平均酢化度62.2のセルロースアセテートを用いて、実施例1と同様の方法によりセルロースアセテート溶液を調製した後、インライン昇温を行って95℃で3分間加熱溶解を行い、得られたセルロースアセテート溶液をろ過フィルタ28に通し、原料に含まれていた不純物を除去してドープ009を作製した。なお、加熱器26としてスパイラル式熱交換器を用いた。さらに、実施例1と同様の方法により、表1に示す諸物性を有する膜厚81μmの本発明のセルロースアセテートフィルム010を得た。
[比較例1]
(セルロースセルロースアセテートフィルム011の作製)
ドープ調製ライン10において送液ポンプ24からポンプ29に接続して(図1中、破線で示す)、加熱器26及びろ過フィルタ28を通過させない構成のドープ調製ラインを作製した。
平均酢化度58.7のセルロースアセテート、メチレンクロライド、及びメタノールを、上記のドープ調製ラインの溶解タンク12に入れ、溶解タンク12にて完全に溶解するまで撹拌した。なお、撹拌条件については、溶解タンク12においてモータ17の出力を45kWとし、撹拌翼18の回転を80rpmとした。その結果、セルロースアセテートが完全に溶解するまで3時間を要した。
(セルロースアセテート溶液II組成)
平均酢化度58.7のセルロースアセテート 100.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 418.0質量部
メタノール(第2溶媒) 73.7質量部
撹拌後、貯蔵タンク20に貯蔵した後に、加熱器26による加熱溶解工程、及び、ろ過フィルタ28による不純物除去工程を介さず、実施例1と同様の方法により添加剤溶液の混合工程を行って、ドープ011を作製し、表1に示す諸物性を有する膜厚80μmのセルロースアセテートフィルム011を得た。
[比較例2]
(セルロースアセテートフィルム012の作製)
平均酢化度59.2のセルロースアセテート、メチレンクロライド、及びメタノールを、比較例1と同様のドープ調製ラインを用いて、溶解タンク12にて混合した。なお、撹拌条件については、モータ17の出力を45kWとし、攪拌翼18の回転を80rpmとして、30分間混合物を攪拌した。その後、さらに溶解タンク12を加熱して混合物を45℃に昇温し、120rpmで30分間撹拌した。
撹拌後、比較例1と同様にして、ドープ012を作製し、表1に示す諸物性を有する膜厚80μmのセルロースアセテートフィルム012を得た。
[比較例3]
(セルロースアセテートフィルム013の作製)
平均酢化度61.0のセルロースアセテートを用いて、比較例1と同様のドープ調製ラインを用いて、溶解タンク12において完全に溶解するまで混合物を撹拌した。その結果、セルロースアセテートが完全に溶解するまで5時間を要した。
撹拌後、比較例1と同様にして、ドープ013を作製し、表1に示す諸物性を有する膜厚80μmのセルロースアセテートフィルム013を得た。
[比較例4]
(セルロースアセテートフィルム014の作製)
平均酢化度61.2のセルロースアセテートを、撹拌条件を比較例2と同様にして溶解させた。その後、さらに溶解タンク12を加熱して混合物を45℃に昇温し120rpmで120分間混合物を攪拌した。
撹拌後、比較例1と同様にして、ドープ014を作製し、表1に示す諸物性を有する膜厚80μmのセルロースアセテートフィルム014を得た。
[比較例5]
(セルロースアセテートフィルム015の作製)
平均酢化度62.0のセルロースアセテートを、撹拌条件を比較例2と同様にして溶解させた。この混合物を貯蔵タンク20に送り、貯蔵タンク20を加熱して、混合物を50℃に昇温し、120rpmで100分間攪拌した。
撹拌後、比較例1と同様にして、ドープ015を作製し、表1に示す諸物性を有する膜厚80μmの本発明のセルロースアセテートフィルム015を得た。
以上の実施例、及び比較例の効果を表1に示す。
なお、本実施例においては、セルロースアシレート溶液中の不純物を除去する工程の効果を検証する目的で、除去工程を使用した例については、除去工程前に採取したドープを実験室にて製膜したセルロースアシレートフィルムと、ろ過後に作製したセルロースアシレートフィルムの両方について、輝点の測定を行った。不純物除去工程を行わない実施例及び比較例については、除去工程前に採取したドープを実験室にて製膜したセルロースアシレートフィルムのみについて、輝点の測定を行った。
また、粗溶解液の温度Tpを30℃として熱仕事量の算出を行った。
Figure 2006137909
本発明の製造方法を用いた実施例1〜10では、セルロースアシレートを溶解してドープを作製する際に、セルロースアシレートを粗溶解させる工程(第1の工程)と、粗溶解させた液を送液しながら溶解を促進させる工程(第2の工程)とにより行ったことで、高酢化度セルロースアシレートを用いた場合でも、第1工程及び第2工程を通すことで溶解性が改良され、厚さ方向のレターデーションが小さいフィルムが得られることがわかる。
また、実施例1〜10は、比較例1〜6に比べて、効率よく良好な全加熱工程での溶解に要する加熱時間を大幅に短縮することができ、生産性が大幅に向上することが示された。
特に、セルロースアシレートの酢化度が62.0と特に高いフィルムを用いた場合に、95℃で5分間加熱での溶解性が良好であることが確認され、かつ熱仕事量からも溶解性が良好であることが示唆された。
また本発明に示す熱仕事量が、今後インライン加熱器での溶解性を判断する指標として十分に利用できることを確認した。
[実施例11]
(偏光板の作製)
実施例1で得たセルロースアセテートフィルム001を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で2分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、セルロースアセテートフィルムの表面をケン化した。
続いて、厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコール(クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、アルカリケン化処理したセルロースアセテートフィルム001を2枚用意して偏光膜を間にして貼り合わせ、両面がセルロースアセテートフィルム001によって保護された偏光板を作製した。この際、両側のセルロースアセテートフィルム001の遅相軸が偏光膜の透過軸と平行になるように貼り付けた。
同様にして、実施例2〜10の試料002〜010および比較試料011〜015についても偏光板を作製した。セルロースアセテートフィルム試料001〜010、比較試料011〜015はいずれも延伸したポリビニルアルコールとの貼合性は十分であり、優れた偏光板加工適性を有していた。
[比較例6]
(偏光板の作製)
実施例11において、偏光膜の保護をセルロースアセテートフィルム001の代わりに、市販のポリカーボネートフィルム「パンライトC1400」(帝人化成製)2枚を用いて同様の操作で偏光板を作製した。しかし、延伸したポリビニルアルコールとの貼合性が不十分であり、ポリカーボネートフィルムは偏光膜の保護フィルムとして機能できず、偏光板加工適性に問題があった。
[比較例7]
(偏光板の作製)
実施例11において、偏光膜の保護をセルロースアセテートフィルム001の代わりに、厚さ80μmのアートンフィルム(JSR製)2枚を用いて同様の操作で偏光板を作製した。しかし延伸したポリビニルアルコールとの貼合性が不十分であり、アートンフィルムは偏光膜の保護フィルムとして機能できず、偏光板加工適性に問題があった。
[偏光板耐久性の評価]
実施例11で作製したセルロースアセテートフィルム試料001〜010および比較試料011〜015を用いた偏光板を60℃95%RHの条件で500時間放置した後、その偏光度を評価したところ、試料001〜010を用いた偏光板、及び比較試料011〜015を用いた偏光板はいずれも耐久性に優れており、偏光板加工した際の耐久性は問題がないことを確認した。
[実施例12]
以下、IPS型液晶セル、VA型、OCB型液晶セルを用いた液晶表示装置の実施例を示すが、本発明によって製造されたセルロースアセテートフィルムを用いた偏光板または光学補償フィルムの用途は、液晶表示装置の動作モードに限定されることはない。
(IPS型液晶表示装置への実装評価)
実施例1〜10で得たセルロースアセテートフィルムおよび実施例11で得た偏光板を用いて、液晶表示装置へ実装評価してその光学性能が十分であるか確認したところ、いずれの場合においてもコントラスト視野角が良好な性能が得られた。
(VA型、OCB型液晶表示装置への実装評価)
実施例1〜10で得たセルロースアセテートフィルム試料を用いて、特開平10−48420号公報の実施例1に記載の液晶表示装置、特開平9−26572号公報の実施例1に記載のディスコティック液晶分子を含む光学的異方性層、ポリビニルアルコールを塗布した配向膜、特開2000−154261号公報の図2〜9に記載のVA型液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図10〜15に記載のOCB型液晶表示装置での評価をしたところ、いずれの場合においてもコントラスト視野角が良好な性能が得られた。
[実施例13]
(光学補償フィルム性能)
実施例1〜10で得た本発明のセルロースアセテートフィルム試料を用いて、特開平7−333433号公報の実施例1に記載の方法により光学補償フィルム試料を作製した。 得られたフィルターフィルムは左右上下に優れた視野角を有するものであった。したがって、本発明のセルローストリアセテートフィルムが、光学的用途として優れたものであることが判った。
本発明に係るセルロースアシレートドープ製造方法の実施に用いられる装置の一実施形態を示す模式図である。
符号の説明
10 ドープ調製ライン
12 溶解タンク
15 添加剤タンク
19 粗溶解液
26 加熱器
28 ろ過フィルタ

Claims (10)

  1. 下記式(I)および(II)を満たすセルロースアシレートフィルムの製造方法であって、
    原料であるセルロースアシレートを溶媒に粗溶解させる第1の工程と、
    前記第1の工程で粗溶解させた液を送液しながら溶解を促進させてドープを調製する第2の工程とを含むことを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製造方法。
    (I)0≦Re(630)≦10かつ|Rth(630)|≦25
    (II)|Re(400)−Re(700)|≦10かつ|Rth(400)−Rth(700)|≦35
    [式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。]
  2. 前記セルロースアシレートが、平均酢化度61.0〜62.5のセルロースアシレートであることを特徴とする請求項1に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  3. 前記第2の工程において、前記第1の工程で粗溶解させた液を加熱して、溶解を促進させることを特徴とする請求項1または2に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  4. 前記粗溶解させた液の加熱方法が、多管式熱交換器を用いる方法であることを特徴とする請求項3に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  5. 前記粗溶解させた液の加熱方法が、スパイラル式熱交換器を用いる方法であることを特徴とする請求項3に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  6. 前記送液しながら溶解させる第2の工程において、下記式(III)で定義される熱仕事量が、下記式(IV)を満たす方法により加熱溶解を行うことで、前記ドープを製造することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
    (III)Σ(ΔT・t)=[(ΔT+ΔT)/2]×(t−t)+[(ΔT+ΔT)/2]×(t−t)+・・・+[(ΔT+ΔTx−1)/2]×(t−tx−1)+・・・+[(ΔT+ΔTm−1)/2]×(t−tm−1)
    (IV)Σ(ΔT・t)>250
    [式中、ΔTは第2の工程に入ってx(分)後におけるドープ温度から粗溶解液の温度Tp(℃)を引いた温度差(単位:℃)、tは第2の工程にドープが入ってからx(分)後の時間(単位:分)、Σは各時間での[(ΔT+ΔTx−1)/2]×(t−tx−1)を0〜m(分)まで総和した熱仕事量(単位:℃・分)、mは第2の工程終了時の時間(単位:分)である。]
  7. 調製されたドープ中に含まれるセルロースアシレートの50〜95質量%が、前記第1の工程の際に前記溶媒に溶解されたものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  8. 調製されたドープ中に含まれるセルロースアシレート濃度が1〜30質量%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  9. 前記第2の工程の後に、前記ドープ中に含まれている不純物を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
  10. 前記不純物を除去する工程の後に、添加剤を添加する工程を含むことを特徴とする請求項9に記載のセルロースアシレートフィルムの製造方法。
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