JP2006249418A - Cellulose acylate film and polarizing plate, retardation film, optical compensation film, antireflection film using the same, and image displaying device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、額縁ムラが少なくて光学性能が良好なセルロースアシレートフィルム、ならびに該セルロースアシレートフィルムを用いた、高品位な偏光板、位相差フィルム、光学補償フィルム、反射防止フィルムおよび画像表示装置に関する。 The present invention relates to a cellulose acylate film with little frame unevenness and good optical performance, and a high-quality polarizing plate, retardation film, optical compensation film, antireflection film and image display device using the cellulose acylate film About.
セルロースエステルフィルムは、その透明性、強靭性および光学的等方性から、写真感光材料の支持体として用いられているほか、液晶表示装置や有機EL表示装置をはじめとする画像表示装置用の光学フィルムとしてその用途を拡大してきている。液晶表示装置用の光学フィルムとしては、偏光板の保護フィルムとして用いられたり、延伸して面内のレターデーション(Re)、厚み方向のレターデーション(Rth)を発現させたうえでSTN(Super Twisted Nematic)方式などの液晶表示装置の位相差膜として用いられたり
している。
Cellulose ester films are used as a support for photographic photosensitive materials because of their transparency, toughness and optical isotropy, and are also suitable for image display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices. Its application has been expanded as a film. As an optical film for a liquid crystal display device, STN (Super Twisted) is used after being used as a protective film for a polarizing plate or by stretching to develop in-plane retardation (Re) and thickness direction retardation (Rth). Nematic) is used as a retardation film for liquid crystal display devices.
一方、近年では、STN型に比べてより高いRe,Rthの位相差が要求される、VA(Vertical Alignment)方式やOCB(Optical Compensated Bend)方式の表示素子が開発されたことに伴って、レターデーション発現性に優れた光学フィルム材料が要求されるようになっている。 On the other hand, with the recent development of VA (Vertical Alignment) type and OCB (Optical Compensated Bend) type display elements that require higher Re and Rth phase differences than STN type, letter An optical film material excellent in development of the foundation has been required.
このような要求に対応するための新規な光学フィルム用材料として、セルロースのアセチル基とプロピオニル基の混合エステル(セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロース混合アシレート)溶液を支持体上へ流延し、溶媒の一部を蒸発させた後、支持体上から剥離する溶液製膜法により製造したセルロースアシレートフィルムが提案されている(特許文献1)。
セルロースアシレートは溶融温度がセルロースアセテートに比べて低いことから、セルロースアセテートブチレートおよびセルロースアセテートプロピオネートを溶融製膜して光学フィルムとして用いることも提案されている(特許文献2)。溶融製膜は製膜の際に有機溶媒を使わないことから、溶液製膜に比べて溶解や乾燥の工程を省略できるほか、環境への負荷も少ないという利点を有する。
As a novel optical film material to meet such demands, a mixed ester solution of cellulose acetyl group and propionyl group (cellulose mixed acylate such as cellulose acetate propionate) is cast on a support, A cellulose acylate film produced by a solution casting method in which a part of the film is evaporated and then peeled off from the support is proposed (Patent Document 1).
Since cellulose acylate has a lower melting temperature than cellulose acetate, it has also been proposed to melt-form cellulose acetate butyrate and cellulose acetate propionate and use them as an optical film (Patent Document 2). Melt film formation does not use an organic solvent during film formation, and therefore has the advantage that the steps of dissolution and drying can be omitted and the burden on the environment is less than that of solution film formation.
このようなセルロースアシレートフィルムは適度な透湿度を有することから、アルカリ水溶液に浸漬処理して表面を鹸化し親水化することにより、ポリビニルアルコールを主成分とする偏光膜と直接貼り合せて偏光板の保護フィルム兼位相差フィルムとして使用することができる。このような偏光板の保護フィルムは、液晶表示装置において偏光膜と液晶セルとの間に配置される。このため、保護フィルムの光学特性は液晶表示装置の視認性に大きな影響を及ぼす。近年の液晶表示装置の広視野角化や高画質化に伴って、位相差の補償性向上が求められており、さらに、温度や湿度変化に対する光学特性への影響を小さくすることも求められている。 Since such a cellulose acylate film has an appropriate water vapor transmission rate, it is directly bonded to a polarizing film mainly composed of polyvinyl alcohol by immersing it in an alkaline aqueous solution to saponify and hydrophilize the surface. It can be used as a protective film and retardation film. Such a protective film for the polarizing plate is disposed between the polarizing film and the liquid crystal cell in the liquid crystal display device. For this reason, the optical characteristic of a protective film has big influence on the visibility of a liquid crystal display device. With the recent widening of the viewing angle and higher image quality of liquid crystal display devices, there is a need for improved compensation for phase difference, and there is also a need to reduce the effect on optical properties with respect to temperature and humidity changes. Yes.
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示される方法では、ReとRthの発現範囲が狭く、Re値とRth値をそれぞれ好ましい範囲内に制御することができず、VA、OCBなどの液晶表示装置において十分な光学補償をすることができないという問題があることが判明した。また、特許文献1および特許文献2に開示される方法により作成したセルロースアシレートフィルムを偏光膜と貼り合せた偏光板を組み込んだ液晶表示装置においては、コーナー部の縁に光学的なムラが発生する現象(通称、額縁又は額縁ムラ)が生じ、近年の液晶表示装置の大画面化に伴い、この光学的なムラが大きな問題となっていた。
本発明の第1の目的は、光学特性であるReとRthの発現領域が広く、且つOCB、VA等の液晶モードに応じてRe値とRth値をそれぞれ好ましい範囲内に制御することができるセルロースアシレートフィルムを提供することにある。
本発明の第2の目的は、液晶表示装置のコーナー部の縁に光学的なムラ(額縁、または額縁ムラとも称する)が発生しないようにすることができる、偏光板の保護フィルム兼位相差フィルムに用いられるセルロースアシレートフィルムを提供することにある。さらに、該セルロースアシレートフィルムを用いた、高品位な位相差フィルム、偏光板、光学補償フィルム、反射防止フィルムならびに画像表示装置を提供することにある。
The first object of the present invention is to produce cellulose having a wide range of optical characteristics of Re and Rth, and capable of controlling the Re value and the Rth value within a preferable range according to the liquid crystal mode such as OCB and VA. It is to provide an acylate film.
A second object of the present invention is to provide a protective film and retardation film for a polarizing plate that can prevent optical unevenness (also referred to as frame or frame unevenness) from occurring at the edge of the corner portion of a liquid crystal display device. It is in providing the cellulose acylate film used for this. Another object of the present invention is to provide a high-quality retardation film, polarizing plate, optical compensation film, antireflection film and image display device using the cellulose acylate film.
本発明の上記目的は以下の構成を有する本発明により達成された。
[1] 溶液流延または溶融流延によって形成されるセルロースアシレート膜状物を縦方向と横方向のうちの少なくとも一方向に10%〜250%延伸したセルロースアシレートフィルムであって、
該フィルムの乾燥状態におけるガラス転移温度が100℃〜150℃であり、且つ、
該フィルムを25℃純水中に24時間浸漬した後のガラス転移温度が60℃〜110℃であるセルロースアシレートフィルム。
[2] 25℃から80℃における線熱膨張係数が5〜150ppm/℃であることを特徴とする[1]に記載のセルロースアシレートフィルム。
[3] 60℃・相対湿度90%の環境にフィルムを500時間放置した前後の寸法変化率の絶対値が、フィルムの縦方向と横方向でともに0%〜0.5%であり、かつ遅相軸方向の寸法変化率の絶対値が進相軸方向の寸法変化率の絶対値より小さいことを特徴とする[1]または[2]に記載のセルロースアシレートフィルム。
[4] 光弾性係数が1×10-7〜25×10-7cm2/kgfであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
[5] 前記セルロースアシレートが炭素数2〜6のアシレート基を2種類以上有し、下記式(A)〜(C)を満足することを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
式(A): 2.5≦X+Y≦3.0
式(B): 0≦X≦2.5
式(C): 0.3≦Y<3
(上式において、Xはアセチル基の置換度を表し、Yは炭素数3〜6のアシル基の置換度の総和を表す。)
[6] 芳香環を2つ以上含み分子量が200〜3000でありかつ融点が50℃〜250℃である化合物の少なくとも1種を、セルロースアシレートに対して0.1質量%〜20質量%含有することを特徴とする[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。
[7] 下記式(1)〜(3)を満足することを特徴とする[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。
式(1): 0≦Re≦300
式(2): 10≦Rth≦500
式(3): 1≦Rth/Re≦10
(上式において、Reは波長590nmにおけるフィルム面内のレターデーションであり、Rthは波長590nmにおけるフィルムの厚み方向のレターデーションである)
[8] 25℃・相対湿度10%のReと25℃・相対湿度80%のReとの差が15nm以下であり、25℃・相対湿度10%のRthと25℃・相対湿度80%のRthとの差が25nm以下である(ここにおいて、Reは波長590nmにおけるフィルム面内のレターデーションであり、Rthは波長590nmにおけるフィルムの厚み方向のレターデーションである)ことを特徴とする[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。
[9] タッチロールを用いて溶融製膜されたことを特徴とする[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。
[10] 前記セルロースアシレート膜状物を残存溶媒量が1質量%以下の状態で縦方向と横方向のうちの少なくとも一方向に10%〜250%延伸し、さらに該延伸の倍率に対して1%〜40%の比率で延伸方向に緩和して得たことを特徴とする[1]〜[9]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
The above object of the present invention has been achieved by the present invention having the following constitution.
[1] A cellulose acylate film in which a cellulose acylate film formed by solution casting or melt casting is stretched by 10% to 250% in at least one of a longitudinal direction and a transverse direction,
The glass transition temperature in the dry state of the film is 100 ° C to 150 ° C, and
A cellulose acylate film having a glass transition temperature of 60 ° C to 110 ° C after the film is immersed in pure water at 25 ° C for 24 hours.
[2] The cellulose acylate film according to [1], wherein a linear thermal expansion coefficient at 25 to 80 ° C. is 5 to 150 ppm / ° C.
[3] The absolute value of the dimensional change rate before and after leaving the film in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours is 0% to 0.5% in both the vertical and horizontal directions of the film, and is slow. The cellulose acylate film according to [1] or [2], wherein the absolute value of the dimensional change rate in the phase axis direction is smaller than the absolute value of the dimensional change rate in the fast axis direction.
[4] The cellulose acylate film according to any one of [1] to [3], which has a photoelastic coefficient of 1 × 10 −7 to 25 × 10 −7 cm 2 / kgf.
[5] Any one of [1] to [4], wherein the cellulose acylate has two or more acylate groups having 2 to 6 carbon atoms and satisfies the following formulas (A) to (C): The cellulose acylate film described in 1.
Formula (A): 2.5 ≦ X + Y ≦ 3.0
Formula (B): 0 ≦ X ≦ 2.5
Formula (C): 0.3 ≦ Y <3
(In the above formula, X represents the substitution degree of the acetyl group, and Y represents the total substitution degree of the acyl group having 3 to 6 carbon atoms.)
[6] Contains at least one compound having two or more aromatic rings and a molecular weight of 200 to 3000 and a melting point of 50 ° C. to 250 ° C. in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass with respect to cellulose acylate. The cellulose acylate film according to any one of [1] to [5], wherein:
[7] The cellulose acylate film according to any one of [1] to [6], wherein the following formulas (1) to (3) are satisfied.
Formula (1): 0 ≦ Re ≦ 300
Formula (2): 10 ≦ Rth ≦ 500
Formula (3): 1 ≦ Rth / Re ≦ 10
(In the above formula, Re is the retardation in the film plane at a wavelength of 590 nm, and Rth is the retardation in the thickness direction of the film at a wavelength of 590 nm)
[8] The difference between Re at 25 ° C./relative humidity 10% and Re at 25 ° C./relative humidity 80% is 15 nm or less, Rth at 25 ° C./relative humidity 10% and Rth at 25 ° C./relative humidity 80% [1] to 25 nm or less (where Re is retardation in the film surface at a wavelength of 590 nm, and Rth is retardation in the thickness direction of the film at a wavelength of 590 nm). [7] The cellulose acylate film according to any one of [7].
[9] The cellulose acylate film according to any one of [1] to [8], wherein the cellulose acylate film is melt-formed using a touch roll.
[10] The cellulose acylate film-like material is stretched by 10% to 250% in at least one of the longitudinal direction and the transverse direction in a state where the residual solvent amount is 1% by mass or less, and further with respect to the stretching ratio. The cellulose acylate film according to any one of [1] to [9], which is obtained by relaxing in the stretching direction at a ratio of 1% to 40%.
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを1枚以上用いた偏光板。
[12] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを1枚以上用いた位相差フィルム。
[13] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを1枚以上用いた光学補償フィルム。
[14] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを1枚以上用いた反射防止フィルム。
[15] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム、[11]に記載の偏光板、[12]に記載の位相差フィルム、[13]に記載の光学補償フィルムおよび[14]に記載の反射防止フィルムからなる群より選択される1枚以上のフィルムを用いて形成した画像表示装置。
[11] A polarizing plate using one or more cellulose acylate films according to any one of [1] to [10].
[12] A retardation film using one or more cellulose acylate films according to any one of [1] to [10].
[13] An optical compensation film using one or more cellulose acylate films according to any one of [1] to [10].
[14] An antireflection film using one or more cellulose acylate films according to any one of [1] to [10].
[15] The cellulose acylate film according to any one of [1] to [10], the polarizing plate according to [11], the retardation film according to [12], the optical compensation film according to [13], and An image display device formed by using one or more films selected from the group consisting of the antireflection films according to [14].
[16] 前記セルロースアシレート膜状物を前記延伸後に熱固定処理し、さらにテンションが掛かった状態で徐冷速度1℃/分〜50℃/分で徐冷して得たことを特徴とする[1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
[17] 偏光膜と該偏光膜を挟持する2枚の保護フィルムとからなる偏光板であって、2枚の保護フィルムの少なくとも一方が、[1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムまたは[12]に記載の位相差フィルムであることを特徴とする偏光板。
[18] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムまたは[12]に記載の位相差フィルム上に、液晶性化合物を配向させて形成した光学異方性層を有することを特徴とする光学補償フィルム。
[19] [1]〜[10]のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムまたは[12]に記載の位相差フィルム上に、反射防止層を有してなることを特徴とする反射防止フィルム。
[16] The cellulose acylate film-like product is obtained by heat-setting after stretching and further cooling at a slow cooling rate of 1 ° C./min to 50 ° C./min in a state where tension is applied. The cellulose acylate film according to any one of [1] to [10].
[17] A polarizing plate comprising a polarizing film and two protective films sandwiching the polarizing film, wherein at least one of the two protective films is the cellulose according to any one of [1] to [10] A polarizing plate, which is an acylate film or the retardation film according to [12].
[18] An optically anisotropic layer formed by aligning a liquid crystalline compound on the cellulose acylate film according to any one of [1] to [10] or the retardation film according to [12] An optical compensation film characterized by
[19] An antireflection film comprising an antireflection layer on the cellulose acylate film according to any one of [1] to [10] or the retardation film according to [12].
本発明のセルロースアシレートフィルムは、光学特性であるReとRthの発現領域が広くて、Re値とRth値をそれぞれ好ましい範囲内に制御することができる。このため、本発明を用いれば、OCBやVA等の液晶モードに応じてRe値とRth値を同時に好ましい範囲に制御して、光学性能に優れたフィルムを提供することができる。該フィルムは、偏光板の保護フィルム兼位相差フィルムなどとして用いることができ、温度や湿度の変動に伴って液晶表示装置のコーナー部に発生する額縁ムラを解消することができる。また、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いて、高品位な位相差フィルムや偏光板の他にも、光学補償フィルム、反射防止フィルムも提供することができ、さらにこれらを用いた画像表示装置を提供することができる。特に、偏光膜の片面に位相差板を有し、他方の面に保護フィルムを有する楕円偏光板を用いれば、液晶表示装置を厚くすることなく、正面および左右上下広視野角のコントラストを高くすることができる。 The cellulose acylate film of the present invention has a wide expression range of Re and Rth, which are optical characteristics, and can control the Re value and the Rth value within preferable ranges, respectively. For this reason, if this invention is used, according to liquid crystal modes, such as OCB and VA, Re value and Rth value are simultaneously controlled to a preferable range, and the film excellent in optical performance can be provided. The film can be used as a protective film / retardation film for a polarizing plate, etc., and can eliminate frame unevenness that occurs in a corner portion of a liquid crystal display device due to variations in temperature and humidity. In addition to the high-quality retardation film and polarizing plate, an optical compensation film and an antireflection film can be provided using the cellulose acylate film of the present invention, and an image display device using these films can be provided. Can be provided. In particular, if an elliptically polarizing plate having a retardation plate on one side of the polarizing film and a protective film on the other side is used, the contrast of the front and left, right, left, top, bottom, wide viewing angles is increased without increasing the thickness of the liquid crystal display device. be able to.
以下において、本発明のセルロースアシレートフィルム等について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。 Hereinafter, the cellulose acylate film of the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
(額縁ムラの抑制)
本発明の特徴の1つは、液晶表示装置のコーナー部に発生する額縁ムラを解消することができる点にある。本明細書において「額縁ムラ」とは、位相差板を液晶表示装置(LCD)に貼り付けて全面黒表示とした際に、電源投入直後に額縁状に液晶表示装置の周辺部が白っぽく光漏れする現象をいう。本発明者らが額縁ムラの発生メカニズムを解析した結果、使用環境の変化や熱電源投入等によって位相差板が昇温し、膨張または収縮による寸法歪を生じて位相差板に応力が加わり、特に液晶表示装置のコーナー部により大きな応力が発生してレターデーションが変化することが原因となって、黒表示する際にコーナー部の光漏れが発生することが判明した。特に位相差フィルム(光学補償シート)は耐久性に問題があり、熱等の歪みにより位相差が発生しやすく、この位相差によっても液晶表示装置に額縁状の光漏れ(透過率の上昇)が生じ、液晶表示装置の表示品位が低下することが判明した。
(Control of frame unevenness)
One of the features of the present invention is that it is possible to eliminate frame unevenness that occurs in a corner portion of a liquid crystal display device. In this specification, “frame unevenness” means that when the phase difference plate is attached to a liquid crystal display (LCD) to display the entire screen in black, immediately after the power is turned on, the periphery of the liquid crystal display has a whitish light leak. Refers to the phenomenon. As a result of the analysis of the occurrence mechanism of the frame unevenness by the present inventors, the phase difference plate rises in temperature due to changes in the use environment, turning on the thermal power, etc., causing dimensional distortion due to expansion or contraction, and stress is applied to the phase difference plate, In particular, it has been found that light leakage at the corner portion occurs during black display due to a change in retardation caused by a large stress generated at the corner portion of the liquid crystal display device. In particular, a retardation film (optical compensation sheet) has a problem in durability, and a phase difference is likely to occur due to distortion such as heat, and this phase difference also causes frame-shaped light leakage (increased transmittance) in the liquid crystal display device. It has been found that the display quality of the liquid crystal display device is lowered.
本発明者らは、このような歪みによるレターデーションや位相差の発生を抑えるために鋭意検討を重ねた結果、フィルムの乾燥状態(平衡含水率が1%以下の状態をいう)におけるガラス転移温度が100℃〜150℃であり、且つ、フィルムを25℃純水中に24時間浸漬した後のガラス転移温度が60℃〜110℃である延伸セルロースアシレートフィルムであれば、耐久性が高くて、熱等の歪みによる額縁ムラを抑えることができることを見出した。即ち、本発明のように、乾燥状態のガラス転移温度や吸水状態のガラス転移温度を高めたセルロースアシレートフィルムは、線熱膨張係数や光弾性が小さくて、寸法変化しにくいため、LCD板上で動かなくなる。このようにして一方向の寸法が固定されると、他方向の熱寸法変化や湿熱寸法変化も抑制され、その結果、額縁ムラが軽減されるものと考えられる。このような額縁ムラの抑制効果は、以下に記載するように、温度や湿度変化に対するセルロースアシレートの寸法変化率、線熱膨張係数、光弾性を制御することによって、さらに大きくすることができる。 As a result of intensive studies to suppress the occurrence of retardation and retardation due to such distortion, the present inventors have determined that the glass transition temperature in the dry state of the film (meaning that the equilibrium moisture content is 1% or less). Is a stretched cellulose acylate film having a glass transition temperature of 60 ° C. to 110 ° C. after being immersed in pure water at 25 ° C. for 24 hours, the durability is high. The present inventors have found that frame unevenness due to heat and other distortions can be suppressed. That is, as in the present invention, a cellulose acylate film having a high glass transition temperature in a dry state or a glass transition temperature in a water absorption state has a low linear thermal expansion coefficient and photoelasticity and is difficult to change in dimensions. Will stop working. When the dimension in one direction is fixed in this manner, the thermal dimension change and wet heat dimension change in the other direction are also suppressed, and as a result, the frame unevenness is considered to be reduced. As described below, the effect of suppressing such frame unevenness can be further increased by controlling the dimensional change rate, linear thermal expansion coefficient, and photoelasticity of cellulose acylate with respect to temperature and humidity changes.
<本発明のセルロースアシレートフィルムの特性>
本発明のセルロースアシレートフィルムの乾燥状態におけるガラス転移温度(Tg)は100℃〜150℃であり、好ましくは105℃〜145℃であり、より好ましくは110℃〜145℃であり、特に好ましくは115℃〜140℃である。Tgが100℃より低い場合は、耐熱性および寸法安定性が低下し、額縁ムラが発生しやすくなる。一方、Tgが150℃よりも高い場合は、フィルムのガラス転移温度が高すぎて溶融流動性および延伸性が低下するため好ましくない。
また、本発明のセルロースアシレートフィルムを25℃純水中に24時間浸漬した後、吸水した状態で測定したTgは60℃〜110℃であり、65℃〜110℃が好ましく、70℃〜110℃が最も好ましい。
本発明の乾燥状態及び吸水状態におけるTgをそれぞれ前記の範囲にするためには、セルロースアシレートの処方や製膜延伸条件などを適宜調整することが好ましい。具体的には、セルロースアシレートの処方の調整として、置換度と置換基の比率の制御、添加剤種類の選択、添加総量のコントロールなどを挙げることができる。また、製膜延伸条件の調整として、残存溶媒量、延伸倍率、緩和率、熱固定処理、冷却速度等の制御などを挙げることができる。
<Characteristics of cellulose acylate film of the present invention>
The glass transition temperature (Tg) in the dry state of the cellulose acylate film of the present invention is 100 ° C. to 150 ° C., preferably 105 ° C. to 145 ° C., more preferably 110 ° C. to 145 ° C., and particularly preferably. 115 ° C to 140 ° C. When Tg is lower than 100 ° C., heat resistance and dimensional stability are lowered, and frame unevenness is likely to occur. On the other hand, a Tg higher than 150 ° C. is not preferable because the glass transition temperature of the film is too high and the melt flowability and stretchability are lowered.
Moreover, after immersing the cellulose acylate film of this invention for 24 hours in 25 degreeC pure water, Tg measured in the state which absorbed water is 60 to 110 degreeC, 65 to 110 degreeC is preferable, and 70 to 110 degreeC is preferable. C. is most preferred.
In order to make Tg in the dry state and water absorption state of the present invention within the above ranges, it is preferable to appropriately adjust the prescription of cellulose acylate, film-forming stretching conditions, and the like. Specifically, adjustment of the prescription of cellulose acylate includes control of the degree of substitution and the ratio of substituents, selection of additive types, control of the total amount added, and the like. Examples of the adjustment of the film-forming stretching condition include control of the residual solvent amount, stretching ratio, relaxation rate, heat setting treatment, cooling rate, and the like.
本発明のセルロースアシレートフィルムは、60℃・相対湿度90%の環境に500時間放置した前後の寸法変化率の絶対値が、フィルムの縦方向と横方向でともに0%〜0.5%であることが好ましく、0%〜0.4%であることがより好ましく、0%〜0.3%であることがさらに好ましく、0%〜0.2%であることが最も好ましい。寸法変化率の絶対値を0%〜0.5%にするためには、セルロースアシレートフィルム(膜状物)の処方、後述の製膜条件及び延伸条件などを適宜コントロールすることが好ましい。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、遅相軸方向の寸法変化率の絶対値が進相軸方向の寸法変化率の絶対値より小さいことが好ましい。遅相軸方向の寸法変化率の絶対値と進相軸方向の寸法変化率の絶対値の比率は0.5〜0.99であることが好ましく、より好ましくは0.70〜0.98であり、さらに好ましくは0.75〜0.95である。比率を0.5〜0.99に調整することにより額縁ムラをより効果的に低減することができる。比率を0.5〜0.99に調整するためには、後述のセルロースアシレートフィルム(膜状物)の延伸条件、縦方向と横方向の延伸比率などを適宜コントロールすることが好ましい。
In the cellulose acylate film of the present invention, the absolute value of the dimensional change rate before and after being left in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours is 0% to 0.5% in both the vertical and horizontal directions of the film. Preferably, it is 0% to 0.4%, more preferably 0% to 0.3%, and most preferably 0% to 0.2%. In order to set the absolute value of the dimensional change rate to 0% to 0.5%, it is preferable to appropriately control the prescription of the cellulose acylate film (film-like material), the film forming conditions described below, and the stretching conditions.
In the cellulose acylate film of the present invention, the absolute value of the dimensional change rate in the slow axis direction is preferably smaller than the absolute value of the dimensional change rate in the fast axis direction. The ratio of the absolute value of the dimensional change rate in the slow axis direction and the absolute value of the dimensional change rate in the fast axis direction is preferably 0.5 to 0.99, more preferably 0.70 to 0.98. Yes, more preferably from 0.75 to 0.95. By adjusting the ratio to 0.5 to 0.99, the frame unevenness can be more effectively reduced. In order to adjust the ratio to 0.5 to 0.99, it is preferable to appropriately control the stretching conditions of the cellulose acylate film (film-like product) described later, the stretching ratio in the longitudinal direction and the transverse direction, and the like.
本発明のセルロースアシレートフィルムは、25℃から80℃における熱膨張係数が5〜150ppm/℃であることが好ましく、5〜140ppm/℃であることがより好ましく、5〜130ppm/℃であることがさらに好ましい。 The cellulose acylate film of the present invention preferably has a thermal expansion coefficient of 5 to 150 ppm / ° C. at 25 to 80 ° C., more preferably 5 to 140 ppm / ° C., and 5 to 130 ppm / ° C. Is more preferable.
本発明のセルロースアシレートフィルムの光弾性係数は1×10-7〜25×10-7cm2/kgfであることが好ましく、1×10-7〜20×10-7cm2/kgfであることがより好ましく、1×10-7〜18×10-7cm2/kgfであることがさらに好ましく、1×10-7〜15×10-7cm2/kgfであることが最も好ましい。
本発明のセルロースアシレートフィルムの線熱膨張係数及び光弾性をそれぞれ前記の範囲にするには、セルロースアシレートの処方、後述の製膜条件及び延伸条件などを適宜コントロールすることが好ましい。
The photoelastic coefficient of the cellulose acylate film of the present invention is preferably 1 × 10 −7 to 25 × 10 −7 cm 2 / kgf, and is preferably 1 × 10 −7 to 20 × 10 −7 cm 2 / kgf. More preferred is 1 × 10 −7 to 18 × 10 −7 cm 2 / kgf, still more preferred is 1 × 10 −7 to 15 × 10 −7 cm 2 / kgf.
In order to bring the linear thermal expansion coefficient and the photoelasticity of the cellulose acylate film of the present invention into the above ranges, it is preferable to appropriately control the prescription of cellulose acylate, the film forming conditions and the stretching conditions described later, and the like.
<セルロースアシレートの構造>
まず、本発明に用いるセルロースアシレート(以下、本発明のセルロースアシレートという)について詳細に記載する。
セルロースを構成する、β−1,4結合しているグルコース単位は、2位、3位および6位に遊離の水酸基を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部または全部をエステル化した重合体(ポリマー)である。水酸基のエステル化の割合を示すために、本願では置換度を用いる。置換度は、2位、3位および6位のそれぞれについてセルロースがエステル化している割合(100%エステル化しているときは置換度1)を合計したものであり、100%エステル化しているときの置換度は3となる。
本発明のセルロースアシレートにおいては、セルロースの2位、3位および6位のそれぞれの水酸基の置換度は特に限定されない。もっとも、6位の置換度が好ましくは0.8以上であり、さらに好ましくは0.85以上であり、特に好ましくは0.90以上であるセルロースアシレートは溶解性が高いため、このような6位が高置換度であるセルロースアシレートを用いれば、特に非塩素系有機溶媒に対する良好な溶液を作製することができる。
<Structure of cellulose acylate>
First, the cellulose acylate used in the present invention (hereinafter referred to as the cellulose acylate of the present invention) will be described in detail.
The glucose unit which constitutes cellulose and has β-1,4 bonds has free hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions. Cellulose acylate is a polymer obtained by esterifying some or all of these hydroxyl groups. In this application, the degree of substitution is used to indicate the esterification rate of the hydroxyl group. The degree of substitution is the sum of the proportions of esterification of cellulose for each of the 2nd, 3rd and 6th positions (degree of substitution 1 when 100% esterified). The degree of substitution is 3.
In the cellulose acylate of the present invention, the substitution degree of each hydroxyl group at the 2-position, 3-position and 6-position of cellulose is not particularly limited. However, since the degree of substitution at the 6-position is preferably 0.8 or more, more preferably 0.85 or more, and particularly preferably 0.90 or more, cellulose acylate having such a high solubility has a high solubility. If cellulose acylate having a high degree of substitution is used, a particularly good solution for a non-chlorine organic solvent can be prepared.
本発明のセルロースアシレートは2種類以上のアシル基を有していることが好ましい。アシル基の炭素数は2〜6であることが好ましく、かつ、アシル基による置換度(アシル置換度という)が2.5以上3.0未満であることが好ましい。また、アシル基はさらに置換基を有していてもよい。 The cellulose acylate of the present invention preferably has two or more types of acyl groups. The acyl group preferably has 2 to 6 carbon atoms, and the substitution degree by the acyl group (referred to as acyl substitution degree) is preferably 2.5 or more and less than 3.0. The acyl group may further have a substituent.
本発明のセルロースアシレートは、アシル置換度が、下記式を満足することが好ましい。ここで、Xはアセチル基の置換度、Yはプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基の置換度の総和を示す。
2.5≦X+Y≦3.0
0≦X≦2.5
0.3≦Y≦3
より好ましくは、
2.5≦X+Y≦2.99
0≦X≦2.0
0.5≦Y≦2.95
さらに好ましくは
2.5≦X+Y≦2.95
0≦X≦1.5
0.8≦Y≦2.95
The cellulose acylate of the present invention preferably has an acyl substitution degree satisfying the following formula. Here, X represents the substitution degree of the acetyl group, and Y represents the total substitution degree of the propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, and hexanoyl group.
2.5 ≦ X + Y ≦ 3.0
0 ≦ X ≦ 2.5
0.3 ≦ Y ≦ 3
More preferably,
2.5 ≦ X + Y ≦ 2.99
0 ≦ X ≦ 2.0
0.5 ≦ Y ≦ 2.95
More preferably, 2.5 ≦ X + Y ≦ 2.95
0 ≦ X ≦ 1.5
0.8 ≦ Y ≦ 2.95
上記式のように、アセチル基の置換度を少なくし、炭素数3〜6のアシル基の置換度の総和を多くすることにより、結晶融解温度(Tm)を下げることができるので好ましい。すなわち、溶融製膜に適したセルロースアシレートとなる。 As in the above formula, it is preferable to reduce the degree of substitution of the acetyl group and increase the total degree of substitution of the acyl group having 3 to 6 carbon atoms because the crystal melting temperature (Tm) can be lowered. That is, it becomes a cellulose acylate suitable for melt film formation.
アシル置換度は、ASTM D−817−91に準じた方法、セルロースアシレートを完全に加水分解して遊離したカルボン酸またはその塩をガスクロマトグラフィーあるいは高速液体クロマトグラフィーで定量する方法、1H−NMRあるいは13C−NMRによる方法などを単独または組み合わせて用いることにより決定することができる。 The degree of acyl substitution is determined by a method according to ASTM D-817-91, a method of quantifying the carboxylic acid or its salt liberated by complete hydrolysis of cellulose acylate by gas chromatography or high-performance liquid chromatography, 1 H- It can be determined by using NMR or 13 C-NMR methods alone or in combination.
本発明においては異なる2種類以上のセルロースアシレートを混合して用いてもよいし、あるいは層を分けて用いても良い。 In the present invention, two or more different cellulose acylates may be mixed and used, or the layers may be used separately.
<セルロースアシレートの製法>
次に、本発明のセルロースアシレートの製造方法について詳細に説明する。本発明の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)7頁〜12頁にも詳細に記載されている。
<Production method of cellulose acylate>
Next, the manufacturing method of the cellulose acylate of this invention is demonstrated in detail. The raw material cotton and the synthetic method of the cellulose acylate of the present invention are also described in detail in
(原料および前処理)
セルロースアシレートの原料として用いられるセルロース原料としては、広葉樹パルプ、針葉樹パルプ、綿花リンター由来のセルロース原料が好ましく用いられる。前記セルロース原料としては、α−セルロース含量が92質量%〜99.9質量%の高純度のものを用いることが好ましい。
前記セルロース原料がフィルム状や塊状である場合は、あらかじめ解砕しておくことが好ましい。また、セルロース原料の形態は微細粉末−羽毛状になるまで解砕が進行していることが好ましい。
(Raw material and pretreatment)
As a cellulose raw material used as a raw material for cellulose acylate, a cellulose raw material derived from hardwood pulp, softwood pulp, or cotton linter is preferably used. As the cellulose raw material, it is preferable to use a high-purity material having an α-cellulose content of 92 mass% to 99.9 mass%.
In the case where the cellulose raw material is in the form of a film or a lump, it is preferably pulverized in advance. Moreover, it is preferable that crushing is progressing until the form of the cellulose raw material becomes a fine powder-feather shape.
(活性化)
セルロース原料はアシル化に先立って、活性化剤と接触させる処理(活性化)を行うことが好ましい。活性化剤としては、カルボン酸または水を用いることができるが、水を用いる場合には、活性化の後に酸無水物を過剰に添加して脱水を行ったり、水を置換するためにカルボン酸で洗浄したり、アシル化の条件を調節したりする工程を含むことが好ましい。活性化剤はいかなる温度に調節して添加してもよく、添加方法は噴霧、滴下、浸漬などの方法から選択することができる。
(activation)
Prior to acylation, the cellulose raw material is preferably subjected to a treatment (activation) in contact with an activator. As the activator, carboxylic acid or water can be used, but when water is used, carboxylic acid is used to perform dehydration by adding excess acid anhydride after activation or to replace water. And a step of adjusting the acylation conditions. The activator may be added by adjusting to any temperature, and the addition method can be selected from methods such as spraying, dropping and dipping.
活性化剤として好ましいカルボン酸は、炭素数2〜7のカルボン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、2−メチルプロピオン酸、吉草酸、3−メチル酪酸、2−メチル酪酸、2,2−ジメチルプロピオン酸(ピバル酸)、ヘキサン酸、2−メチル吉草酸、3−メチル吉草酸、4−メチル吉草酸、2,2−ジメチル酪酸、2,3−ジメチル酪酸、3,3−ジメチル酪酸、シクロペンタンカルボン酸、ヘプタン酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸など)であり、より好ましくは、酢酸、プロピオン酸、または酪酸であり、特に好ましくは酢酸である。 Preferred carboxylic acids as activators are carboxylic acids having 2 to 7 carbon atoms (for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid, 2-methylpropionic acid, valeric acid, 3-methylbutyric acid, 2-methylbutyric acid, 2,2- Dimethylpropionic acid (pivalic acid), hexanoic acid, 2-methylvaleric acid, 3-methylvaleric acid, 4-methylvaleric acid, 2,2-dimethylbutyric acid, 2,3-dimethylbutyric acid, 3,3-dimethylbutyric acid, Cyclopentanecarboxylic acid, heptanoic acid, cyclohexanecarboxylic acid, benzoic acid, etc.), more preferably acetic acid, propionic acid, or butyric acid, and particularly preferably acetic acid.
活性化の際は、必要に応じてさらに硫酸などのアシル化の触媒を加えることもできる。しかし、硫酸のような強酸を添加すると、解重合が促進されることがあるため、その添加量はセルロースに対して0.1質量%〜10質量%程度に留めることが好ましい。また、2種類以上の活性化剤を併用したり、炭素数2〜7のカルボン酸の酸無水物を添加したりしてもよい。 At the time of activation, an acylation catalyst such as sulfuric acid can be further added as necessary. However, when a strong acid such as sulfuric acid is added, depolymerization may be promoted. Therefore, the addition amount is preferably limited to about 0.1% by mass to 10% by mass with respect to cellulose. Two or more kinds of activators may be used in combination, or an acid anhydride of a carboxylic acid having 2 to 7 carbon atoms may be added.
活性化剤の添加量は、セルロースに対して5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。活性化剤の量が該下限値以上であれば、セルロースの活性化の程度が低下するなどの不具合が生じないので好ましい。活性化剤の添加量の上限は生産性を低下させない限りにおいて特に制限はないが、セルロースに対して質量で100倍以下であることが好ましく、20倍以下であることがより好ましく、10倍以下であることが特に好ましい。活性化剤をセルロースに対して大過剰加えて活性化を行い、その後、ろ過、送風乾燥、加熱乾燥、減圧留去、溶媒置換などの操作を行って活性剤の量を減少させてもよい。 The addition amount of the activator is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more based on cellulose. It is preferable that the amount of the activator is equal to or more than the lower limit value because problems such as a decrease in the degree of activation of cellulose do not occur. The upper limit of the addition amount of the activator is not particularly limited as long as productivity is not lowered, but it is preferably 100 times or less, more preferably 20 times or less, and 10 times or less by mass with respect to cellulose. It is particularly preferred that Activation may be carried out by adding a large excess of activator to cellulose, and then the amount of the activator may be reduced by performing operations such as filtration, air drying, heat drying, distillation under reduced pressure, and solvent substitution.
活性化の時間は20分以上であることが好ましく、上限については生産性に影響を及ぼさない範囲内であれば特に制限はないが、好ましくは72時間以下、さらに好ましくは24時間以下、特に好ましくは12時間以下である。また、活性化の温度は0℃〜90℃が好ましく、15℃〜80℃がさらに好ましく、20℃〜60℃が特に好ましい。セルロースの活性化の工程は加圧または減圧条件下で行うこともできる。また、加熱の手段として、マイクロ波や赤外線などの電磁波を用いてもよい。 The activation time is preferably 20 minutes or more, and the upper limit is not particularly limited as long as it does not affect the productivity, but is preferably 72 hours or less, more preferably 24 hours or less, particularly preferably. Is 12 hours or less. The activation temperature is preferably 0 ° C to 90 ° C, more preferably 15 ° C to 80 ° C, and particularly preferably 20 ° C to 60 ° C. The step of activating cellulose can also be performed under pressure or reduced pressure. Moreover, you may use electromagnetic waves, such as a microwave and infrared rays, as a heating means.
(アシル化)
セルロースアシレートを製造する際には、セルロースにカルボン酸の酸無水物を加え、ブレンステッド酸またはルイス酸を触媒として反応させることで、セルロースの水酸基をアシル化することが好ましい。
6位置換度の大きいセルロースアシレートの合成については、特開平11−5851号、特開2002−212338号や特開2002−338601号各公報などに記載がある。
セルロースアシレートの他の合成法としては、塩基(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、ピリジン、トリエチルアミン、tert−ブトキシカリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなど)の存在下に、カルボン酸無水物やカルボン酸ハライドと反応させる方法、アシル化剤として混合酸無水物(カルボン酸・トリフルオロ酢酸混合無水物、カルボン酸・メタンスルホン酸混合無水物など)を用いる方法も用いることができ、特に後者の方法は、炭素数の多いアシル基や、カルボン酸無水物−酢酸−硫酸触媒によるアシル化法が困難なアシル基を導入する際には有効である。
セルロース混合アシレートを得る方法としては、アシル化剤として2種のカルボン酸無水物を混合または逐次添加により反応させる方法、2種のカルボン酸の混合酸無水物(例えば、酢酸・プロピオン酸混合酸無水物)を用いる方法、カルボン酸と別のカルボン酸の酸無水物(例えば、酢酸とプロピオン酸無水物)を原料として反応系内で混合酸無水物(例えば、酢酸・プロピオン酸混合酸無水物)を合成してセルロースと反応させる方法、置換度が3に満たないセルロースアシレートを一旦合成し、酸無水物や酸ハライドを用いて、残存する水酸基をさらにアシル化する方法などを用いることができる。
(Acylation)
When cellulose acylate is produced, it is preferable to acylate the hydroxyl group of cellulose by adding an acid anhydride of carboxylic acid to cellulose and reacting with Bronsted acid or Lewis acid as a catalyst.
The synthesis of cellulose acylate having a high degree of substitution at the 6-position is described in JP-A Nos. 11-5851, 2002-212338, 2002-338601, and the like.
Other synthetic methods of cellulose acylate include the presence of a base (sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, pyridine, triethylamine, tert-butoxy potassium, sodium methoxide, sodium ethoxide, etc.). , A method of reacting with a carboxylic acid anhydride or a carboxylic acid halide, a method using a mixed acid anhydride (such as a mixed anhydride of carboxylic acid / trifluoroacetic acid, a mixed anhydride of carboxylic acid / methanesulfonic acid, etc.) as an acylating agent In particular, the latter method is effective when an acyl group having a large number of carbon atoms or an acyl group that is difficult to be acylated by a carboxylic acid anhydride-acetic acid-sulfuric acid catalyst is introduced.
As a method for obtaining a cellulose mixed acylate, a method of reacting two carboxylic acid anhydrides as an acylating agent by mixing or sequentially adding them, a mixed acid anhydride of two carboxylic acids (for example, acetic acid / propionic acid mixed acid anhydride) Product), mixed acid anhydride (for example, acetic acid / propionic acid mixed acid anhydride) in the reaction system using carboxylic acid and another carboxylic acid anhydride (for example, acetic acid and propionic acid anhydride) as raw materials And a method in which cellulose acylate having a degree of substitution of less than 3 is synthesized once, and a remaining hydroxyl group is further acylated using an acid anhydride or an acid halide. .
(酸無水物)
カルボン酸の酸無水物として好ましいものは、カルボン酸としての炭素数が2〜7であるものであり、例えば、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、2−メチルプロピオン酸無水物、吉草酸無水物、3−メチル酪酸無水物、2−メチル酪酸無水物、2,2−ジメチルプロピオン酸無水物(ピバル酸無水物)、ヘキサン酸無水物、2−メチル吉草酸無水物、3−メチル吉草酸無水物、4−メチル吉草酸無水物、2,2−ジメチル酪酸無水物、2,3−ジメチル酪酸無水物、3,3−ジメチル酪酸無水物、シクロペンタンカルボン酸無水物、ヘプタン酸無水物、シクロヘキサンカルボン酸無水物、安息香酸無水物などを挙げることができる。より好ましくは、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、吉草酸無水物、ヘキサン酸無水物、ヘプタン酸無水物などの無水物であり、特に好ましくは、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物である。
(Acid anhydride)
Preferred as the carboxylic acid anhydride are those having 2 to 7 carbon atoms as the carboxylic acid. For example, acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, 2-methylpropionic anhydride, Herbic anhydride, 3-methylbutyric anhydride, 2-methylbutyric anhydride, 2,2-dimethylpropionic anhydride (pivalic anhydride), hexanoic anhydride, 2-methylvaleric anhydride, 3-methyl Valeric anhydride, 4-methylvaleric anhydride, 2,2-dimethylbutyric anhydride, 2,3-dimethylbutyric anhydride, 3,3-dimethylbutyric anhydride, cyclopentanecarboxylic anhydride, heptanoic anhydride Product, cyclohexanecarboxylic acid anhydride, benzoic acid anhydride, and the like. More preferred are acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, hexanoic anhydride, heptanoic anhydride and the like, and particularly preferred are acetic anhydride, propionic anhydride, butyric acid. Anhydrous.
混合エステルを調製する目的で、これらの酸無水物を併用して使用することが好ましく行われる。その混合比は目的とする混合エステルの置換比に応じて決定することが好ましい。酸無水物は、セルロースに対して、通常は過剰当量添加する。すなわち、セルロースの水酸基に対して1.2〜50当量添加することが好ましく、1.5〜30当量添加することがより好ましく、2〜10当量添加することが特に好ましい。 For the purpose of preparing a mixed ester, it is preferable to use these acid anhydrides in combination. The mixing ratio is preferably determined according to the substitution ratio of the target mixed ester. The acid anhydride is usually added in excess equivalent to the cellulose. That is, it is preferable to add 1.2-50 equivalent with respect to the hydroxyl group of a cellulose, It is more preferable to add 1.5-30 equivalent, It is especially preferable to add 2-10 equivalent.
(触媒)
セルロースアシレートの製造に用いるアシル化の触媒には、ブレンステッド酸またはルイス酸を使用することが好ましい。ブレンステッド酸およびルイス酸の定義については、例えば、「理化学辞典」第五版(2000年)に記載されている。好ましいブレンステッド酸の例としては、硫酸、過塩素酸、リン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などを挙げることができる。好ましいルイス酸の例としては、塩化亜鉛、塩化スズ、塩化アンチモン、塩化マグネシウムなどを挙げることができる。
触媒としては、硫酸または過塩素酸がより好ましく、硫酸が特に好ましい。触媒の好ましい添加量は、セルロースに対して0.1〜30質量%であり、より好ましくは1〜15質量%であり、特に好ましくは3〜12質量%である。
(catalyst)
It is preferable to use a Bronsted acid or a Lewis acid as the acylation catalyst used in the production of cellulose acylate. The definitions of Bronsted acid and Lewis acid are described in, for example, “Physical and Chemical Dictionary”, 5th edition (2000). Examples of preferable Bronsted acid include sulfuric acid, perchloric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and the like. Examples of preferred Lewis acids include zinc chloride, tin chloride, antimony chloride, magnesium chloride and the like.
As the catalyst, sulfuric acid or perchloric acid is more preferable, and sulfuric acid is particularly preferable. The preferable addition amount of a catalyst is 0.1-30 mass% with respect to a cellulose, More preferably, it is 1-15 mass%, Most preferably, it is 3-12 mass%.
(溶媒)
アシル化を行う際には、粘度、反応速度、攪拌性、アシル置換比などを調整する目的で、溶媒を添加してもよい。このような溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、カルボン酸、アセトン、エチルメチルケトン、トルエン、ジメチルスルホキシド、スルホランなどを用いることもできるが、好ましくはカルボン酸であり、例えば、炭素数2〜7のカルボン酸{例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、2−メチルプロピオン酸、吉草酸、3−メチル酪酸、2−メチル酪酸、2,2−ジメチルプロピオン酸(ピバル酸)、ヘキサン酸、2−メチル吉草酸、3−メチル吉草酸、4−メチル吉草酸、2,2−ジメチル酪酸、2,3−ジメチル酪酸、3,3−ジメチル酪酸、シクロペンタンカルボン酸}などを挙げることができる。さらに好ましくは、酢酸、プロピオン酸、酪酸などを挙げることができる。これらの溶媒は混合して用いてもよい。
(solvent)
In carrying out acylation, a solvent may be added for the purpose of adjusting viscosity, reaction rate, stirring property, acyl substitution ratio, and the like. As such a solvent, dichloromethane, chloroform, carboxylic acid, acetone, ethyl methyl ketone, toluene, dimethyl sulfoxide, sulfolane and the like can be used, but carboxylic acid is preferable, for example, a carboxylic acid having 2 to 7 carbon atoms. Acids {eg acetic acid, propionic acid, butyric acid, 2-methylpropionic acid, valeric acid, 3-methylbutyric acid, 2-methylbutyric acid, 2,2-dimethylpropionic acid (pivalic acid), hexanoic acid, 2-methylvaleric acid , 3-methylvaleric acid, 4-methylvaleric acid, 2,2-dimethylbutyric acid, 2,3-dimethylbutyric acid, 3,3-dimethylbutyric acid, cyclopentanecarboxylic acid} and the like. More preferably, acetic acid, propionic acid, butyric acid and the like can be mentioned. These solvents may be used as a mixture.
(アシル化の条件)
アシル化を行う際には、酸無水物と触媒、さらに、必要に応じて溶媒を混合してからセルロースと混合してもよく、またこれらを別々に逐次セルロースと混合してもよいが、通常は、酸無水物と触媒との混合物、または、酸無水物と触媒と溶媒との混合物をアシル化剤として調製してからセルロースと反応させることが好ましい。アシル化の際の反応熱による反応容器内の温度上昇を抑制するために、アシル化剤は予め冷却しておくことが好ましい。冷却温度としては、−50℃〜20℃が好ましく、−35℃〜10℃がより好ましく、−25℃〜5℃が特に好ましい。アシル化剤は液状で添加しても、凍結させて結晶、フレーク、またはブロック状の固体として添加してもよい。
(Conditions for acylation)
When acylation is performed, an acid anhydride and a catalyst, and further, if necessary, a solvent may be mixed and then mixed with cellulose, or these may be separately mixed with cellulose. It is preferable to prepare a mixture of an acid anhydride and a catalyst or a mixture of an acid anhydride, a catalyst and a solvent as an acylating agent and then react with cellulose. In order to suppress a temperature rise in the reaction vessel due to heat of reaction during acylation, the acylating agent is preferably cooled in advance. The cooling temperature is preferably −50 ° C. to 20 ° C., more preferably −35 ° C. to 10 ° C., and particularly preferably −25 ° C. to 5 ° C. The acylating agent may be added in a liquid state or may be frozen and added as a crystal, flake or block solid.
アシル化剤はさらに、セルロースに対して一度に添加しても、分割して添加してもよい。また、アシル化剤に対してセルロースを一度に添加しても、分割して添加してもよい。アシル化剤を複数回に分けて添加する場合は、それぞれ同一組成のアシル化剤を添加してもよいし、複数の組成の異なるアシル化剤をそれぞれ添加してもよい。好ましい例として、1)酸無水物と溶媒の混合物をまず添加し、次いで、触媒を添加する、2)酸無水物、溶媒と触媒の一部の混合物をまず添加し、次いで、触媒の残りと溶媒の混合物を添加する、3)酸無水物と溶媒の混合物をまず添加し、次いで、触媒と溶媒の混合物を添加する、4)溶媒をまず添加し、酸無水物と触媒との混合物あるいは酸無水物と触媒と溶媒との混合物を添加する、などを挙げることができる。 Further, the acylating agent may be added to the cellulose at once or dividedly. In addition, cellulose may be added to the acylating agent all at once or in divided portions. When the acylating agent is added in a plurality of times, an acylating agent having the same composition may be added, or a plurality of acylating agents having different compositions may be added. As a preferred example, 1) a mixture of acid anhydride and solvent is added first, then the catalyst is added, and 2) a mixture of part of acid anhydride, solvent and catalyst is added first, then the rest of the catalyst and Add solvent mixture 3) Add acid anhydride and solvent mixture first, then add catalyst and solvent mixture 4) Add solvent first, acid anhydride and catalyst mixture or acid For example, a mixture of an anhydride, a catalyst, and a solvent may be added.
セルロースのアシル化は発熱反応であるが、本発明のセルロースアシレートを製造する方法においては、アシル化の際の最高到達温度を50℃以下にすることが好ましい。反応温度がこの温度以下であれば、解重合が進行して本発明の用途に適した重合度のセルロースアシレートを得難くなるなどの不都合が生じないため好ましい。アシル化の際の最高到達温度は、好ましくは45℃以下であり、より好ましくは40℃以下であり、特に好ましくは35℃以下である。反応温度は温度調節装置を用いて制御しても、アシル化剤の初期温度で制御してもよい。反応容器を減圧して、反応系中の液体成分の気化熱で反応温度を制御することもできる。アシル化の際の発熱は反応初期が大きいため、反応初期には冷却し、その後は加熱するなどの制御を行うこともできる。アシル化の終点は、光線透過率、溶液粘度、反応系の温度変化、反応物の有機溶媒に対する溶解性、偏光顕微鏡観察などの手段により決定することができる。 Although acylation of cellulose is an exothermic reaction, in the method for producing the cellulose acylate of the present invention, it is preferable that the maximum temperature reached during acylation is 50 ° C. or lower. If the reaction temperature is lower than this temperature, depolymerization proceeds and it is preferable because there is no inconvenience such as difficulty in obtaining a cellulose acylate having a polymerization degree suitable for the use of the present invention. The maximum temperature reached during acylation is preferably 45 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or lower, and particularly preferably 35 ° C. or lower. The reaction temperature may be controlled using a temperature control device or may be controlled by the initial temperature of the acylating agent. The reaction temperature can also be controlled by reducing the pressure of the reaction vessel and the heat of vaporization of the liquid component in the reaction system. Since the exotherm during the acylation is large in the initial stage of the reaction, it is possible to control such as cooling in the initial stage of the reaction and heating thereafter. The end point of acylation can be determined by means such as light transmittance, solution viscosity, temperature change of the reaction system, solubility of the reaction product in an organic solvent, and observation with a polarizing microscope.
反応の最低温度は−50℃以上が好ましく、−30℃以上がより好ましく、−20℃以上が特に好ましい。好ましいアシル化時間は0.5時間〜24時間であり、1時間〜12時間がより好ましく、1.5時間〜6時間が特に好ましい。0.5時間以上であれば反応が十分に進行しやすく、24時間以内であれば工業的に利用しやすい。 The minimum reaction temperature is preferably −50 ° C. or higher, more preferably −30 ° C. or higher, and particularly preferably −20 ° C. or higher. A preferable acylation time is 0.5 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours, and particularly preferably 1.5 to 6 hours. If it is 0.5 hours or more, the reaction is likely to proceed sufficiently, and if it is within 24 hours, it is industrially easy to use.
(反応停止剤)
本発明に用いられるセルロースアシレートを製造する方法においては、アシル化反応の後に、反応停止剤を加えることが好ましい。
反応停止剤としては、酸無水物を分解するものであればいかなるものであってもよく、好ましい例として、水、アルコール(例えばエタノール、メタノール、プロパノール、イソプロピルアルコールなど)またはこれらを含有する組成物などを挙げることができる。また、反応停止剤は、後述の中和剤を含んでいてもよい。反応停止剤の添加に際しては、反応装置の冷却能力を超える大きな発熱が生じて、セルロースアシレートの重合度を低下させる原因となったり、セルロースアシレートが望まない形態で沈殿したりする場合があるなどの不都合を避けるため、水やアルコールを直接添加するよりも、酢酸、プロピオン酸、酪酸等のカルボン酸と水との混合物を添加することが好ましく、カルボン酸としては酢酸が特に好ましい。カルボン酸と水の組成比は任意の割合にすることができるが、水の含有量が5質量%〜80質量%、さらには10質量%〜60質量%、特には15質量%〜50質量%の範囲内であることが好ましい。
(Reaction terminator)
In the method for producing cellulose acylate used in the present invention, it is preferable to add a reaction terminator after the acylation reaction.
The reaction terminator may be any as long as it decomposes the acid anhydride, and preferred examples include water, alcohol (eg, ethanol, methanol, propanol, isopropyl alcohol, etc.) or a composition containing these. And so on. Moreover, the reaction terminator may contain the below-mentioned neutralizing agent. Upon addition of the reaction terminator, a large exotherm exceeding the cooling capacity of the reactor may occur, which may cause the degree of polymerization of the cellulose acylate to decrease, or the cellulose acylate may precipitate in an undesired form. In order to avoid such inconveniences, it is preferable to add a mixture of carboxylic acid such as acetic acid, propionic acid, butyric acid and water rather than directly adding water or alcohol, and acetic acid is particularly preferable as the carboxylic acid. The composition ratio of the carboxylic acid and water can be set to an arbitrary ratio, but the water content is 5% by mass to 80% by mass, further 10% by mass to 60% by mass, particularly 15% by mass to 50% by mass. It is preferable to be within the range.
反応停止剤の添加方法は特に制限されない。反応停止剤は、アシル化の反応容器に添加してもよいし、反応停止剤の容器に反応物を添加してもよい。反応停止剤は3分〜3時間かけて添加することが好ましい。反応停止剤の添加時間が3分以上であれば、発熱が大きくなりすぎて重合度低下の原因となったり、酸無水物の加水分解が不十分になったり、セルロースアシレートの安定性を低下させたりするなどの不都合が生じないので好ましい。また反応停止剤の添加時間が3時間以下であれば、工業的な生産性の低下などの問題も生じないので好ましい。反応停止剤の添加時間として、好ましくは4分〜2時間であり、より好ましくは5分〜1時間であり、特に好ましくは10分〜45分である。反応停止剤を添加する際には反応容器を冷却しても冷却しなくてもよいが、解重合を抑制する目的から、反応容器を冷却して温度上昇を抑制することが好ましい。また、反応停止剤を冷却しておくことも好ましい。 The method for adding the reaction terminator is not particularly limited. The reaction terminator may be added to the acylation reaction vessel, or the reactant may be added to the reaction terminator vessel. The reaction terminator is preferably added over 3 minutes to 3 hours. If the addition time of the reaction terminator is 3 minutes or more, the exotherm becomes too large, causing a decrease in the degree of polymerization, insufficient hydrolysis of the acid anhydride, and reducing the stability of cellulose acylate. This is preferable because there is no inconvenience. Moreover, it is preferable that the addition time of the reaction terminator is 3 hours or less because problems such as industrial productivity decrease do not occur. The addition time of the reaction terminator is preferably 4 minutes to 2 hours, more preferably 5 minutes to 1 hour, and particularly preferably 10 minutes to 45 minutes. When adding the reaction terminator, the reaction vessel may or may not be cooled, but for the purpose of suppressing depolymerization, it is preferable to cool the reaction vessel to suppress the temperature rise. It is also preferable to cool the reaction terminator.
(中和剤)
アシル化の反応停止工程あるいはアシル化の反応停止工程後に、系内に残存している過剰の無水カルボン酸の加水分解、カルボン酸及びエステル化触媒の一部または全部の中和、残留硫酸根量と残留金属量の調整などのために、中和剤またはその溶液を添加してもよい。
中和剤の好ましい例としては、アンモニウム、有機4級アンモニウム(例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ジイソプロピルジエチルアンモニウムなど)、アルカリ金属(好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、更に好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、特に好ましくは、ナトリウム、カリウム)、2族の元素(好ましくは、ベリリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、特に好ましくは、カルシウム、マグネシウム)、3〜12族の金属(例えば、鉄、クロム、ニッケル、銅、鉛、亜鉛、モリブデン、ニオブ、チタンなど)または13〜15族の元素(例えば、アルミニウム、スズ、アンチモンなど)の、炭酸塩、炭酸水素塩、有機酸塩(例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩、クエン酸塩、酒石酸塩など)、リン酸塩、水酸化物又は酸化物などを挙げることができる。これら中和剤は混合して用いても良く、混合塩(例えば、酢酸プロピオン酸マグネシウム、酒石酸カリウムナトリウムなど)を形成していても良い。また、これらの中和剤のアニオンが2価以上の場合は、水素塩(例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸2水素ナトリウム、リン酸水素マグネシウムなど)を形成していても良い。
中和剤として更に好ましくは、アルカリ金属または2族元素の炭酸塩、炭酸水素塩、有機酸塩、水酸化物又は酸化物などであり、特に好ましくは、ナトリウム、カリウム、マグネシウムまたはカルシウムの、炭酸塩、炭酸水素塩、酢酸塩または水酸化物である。
中和剤の溶媒としては、水、アルコール(例えばエタノール、メタノール、プロパノール、イソプロピルアルコールなど)、有機酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸など)、ケトン(例えば、アセトン、エチルメチルケトンなど)、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒、および、これらの混合溶媒を好ましい例として挙げることができる。
(Neutralizer)
Hydrolysis of excess carboxylic anhydride remaining in the system after the acylation reaction stopping step or acylation reaction stopping step, neutralization of some or all of the carboxylic acid and esterification catalyst, residual sulfate radical amount In order to adjust the amount of residual metal and the like, a neutralizing agent or a solution thereof may be added.
Preferred examples of the neutralizing agent include ammonium, organic quaternary ammonium (eg, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, diisopropyldiethylammonium, etc.), alkali metals (preferably lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium) More preferably lithium, sodium, potassium, particularly preferably sodium, potassium), group 2 elements (preferably beryllium, calcium, magnesium, strontium, barium, particularly preferably calcium, magnesium), 3-12 Carbonates of group metals (eg, iron, chromium, nickel, copper, lead, zinc, molybdenum, niobium, titanium, etc.) or elements of group 13-15 (eg, aluminum, tin, antimony, etc.) Bicarbonate, organic acid salt (eg acetate, propionate, butyrate, benzoate, phthalate, hydrogen phthalate, citrate, tartrate, etc.), phosphate, hydroxide or An oxide etc. can be mentioned. These neutralizing agents may be used in combination, and may form mixed salts (for example, magnesium acetate propionate, potassium sodium tartrate, etc.). Further, when the anion of these neutralizing agents is divalent or higher, a hydrogen salt (for example, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium dihydrogen phosphate, magnesium hydrogen phosphate, etc.) may be formed.
More preferably, the neutralizing agent is a carbonate, hydrogen carbonate, organic acid salt, hydroxide or oxide of an alkali metal or a group 2 element, and particularly preferably sodium, potassium, magnesium or calcium carbonate. Salt, bicarbonate, acetate or hydroxide.
As a solvent for the neutralizing agent, water, alcohol (eg, ethanol, methanol, propanol, isopropyl alcohol, etc.), organic acid (eg, acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.), ketone (eg, acetone, ethyl methyl ketone, etc.), Preferable examples include polar solvents such as dimethyl sulfoxide and mixed solvents thereof.
(部分加水分解)
このようにして得られたセルロースアシレートは、全置換度がほぼ3に近いものであるが、所望の置換度のものを得る目的で、少量の触媒(一般には、残存する硫酸などのアシル化触媒)と水との存在下で、20〜90℃に数分〜数日間保つことによりエステル結合を部分的に加水分解し、セルロースアシレートの全置換度を所望の程度まで減少させること(いわゆる熟成)が一般的に行われる。部分加水分解の過程でセルロースの硫酸エステルも加水分解されることから、加水分解の条件を調節することにより、セルロースに結合した硫酸エステルの量を削減することができる。
(Partial hydrolysis)
The cellulose acylate thus obtained has a total degree of substitution close to 3. However, for the purpose of obtaining a desired degree of substitution, a small amount of catalyst (generally, acylation of remaining sulfuric acid or the like) is performed. (Catalyst) and water in the presence of 20 to 90 ° C. for several minutes to several days to partially hydrolyze the ester bond and reduce the total degree of substitution of cellulose acylate to the desired degree (so-called Aging) is generally performed. Since the cellulose sulfate ester is also hydrolyzed during the partial hydrolysis, the amount of sulfate ester bound to the cellulose can be reduced by adjusting the hydrolysis conditions.
(部分加水分解の停止)
所望のセルロースアシレートが得られた時点で、系内に残存している触媒を、前記のような中和剤またはその溶液を用いて完全に中和し、部分加水分解を停止させることが好ましい。反応溶液に対して溶解性が低い塩を生成する中和剤(例えば、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウムなど)を添加することにより、溶液中あるいはセルロースに結合した触媒(例えば、硫酸エステル)を効果的に除去することも好ましい。
(Stop partial hydrolysis)
When the desired cellulose acylate is obtained, it is preferable to completely neutralize the catalyst remaining in the system using the neutralizing agent as described above or a solution thereof to stop partial hydrolysis. . By adding a neutralizing agent (for example, magnesium carbonate, magnesium acetate, etc.) that generates a salt that is poorly soluble in the reaction solution, a catalyst (for example, sulfate ester) bound to the solution or to cellulose is effectively removed. It is also preferable to remove.
(ろ過)
セルロースアシレート中の未反応物、難溶解性塩、その他の異物などを除去または削減する目的で、反応混合物(ドープ)をろ過することが好ましい。ろ過は、アシル化の完了から再沈殿までの間のいかなる段階において行ってもよい。ろ過圧や取り扱い性の制御の目的から、ろ過に先立って適切な溶媒で希釈することも好ましい。
(Filtration)
It is preferable to filter the reaction mixture (dope) for the purpose of removing or reducing unreacted substances, hardly soluble salts, and other foreign matters in cellulose acylate. Filtration may be performed at any stage between the completion of acylation and reprecipitation. For the purpose of controlling filtration pressure and handleability, it is also preferable to dilute with an appropriate solvent prior to filtration.
(再沈殿)
このようにして得られたセルロースアシレート溶液を、水またはカルボン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸など)水溶液のような貧溶媒中に混合するか、セルロースアシレート溶液中に、貧溶媒を混合することにより、セルロースアシレートを再沈殿させ、洗浄および安定化処理により目的のセルロースアシレートを得ることができる。再沈殿は連続的に行っても、一定量ずつバッチ式で行ってもよい。セルロースアシレート溶液の濃度および貧溶媒の組成をセルロースアシレートの置換様式あるいは重合度により調整することで、再沈殿したセルロースアシレートの形態や分子量分布を制御することも好ましい。
また、精製効果の向上、分子量分布や見かけ密度の調節などの目的から、一旦再沈殿させたセルロースアシレートをその良溶媒(例えば、酢酸やアセトンなど)に再度溶解し、これに貧溶媒(例えば、水など)を作用させることにより再沈殿を行う操作を、必要に応じて1回ないし複数回行ってもよい。
(Reprecipitation)
The cellulose acylate solution thus obtained is mixed in a poor solvent such as water or an aqueous solution of carboxylic acid (for example, acetic acid, propionic acid, etc.), or the poor solvent is mixed in the cellulose acylate solution. As a result, the cellulose acylate can be re-precipitated and the desired cellulose acylate can be obtained by washing and stabilizing treatment. Reprecipitation may be carried out continuously or batchwise by a fixed amount. It is also preferable to control the form and molecular weight distribution of the re-precipitated cellulose acylate by adjusting the concentration of the cellulose acylate solution and the composition of the poor solvent according to the substitution mode of the cellulose acylate or the degree of polymerization.
In addition, for the purpose of improving the purification effect, adjusting the molecular weight distribution and the apparent density, the cellulose acylate once re-precipitated is dissolved again in the good solvent (for example, acetic acid or acetone), and the poor solvent (for example, , Water, etc.) may be performed once or a plurality of times as necessary.
(洗浄)
生成したセルロースアシレートは洗浄処理することが好ましい。洗浄溶媒はセルロースアシレートの溶解性が低く、かつ、不純物を除去することができるものであればいかなるものであってもよいが、通常は水または温水が用いられる。洗浄水の温度は、好ましくは25℃〜100℃であり、さらに好ましくは30℃〜90℃であり、特に好ましくは40℃〜80℃である。洗浄処理はろ過と洗浄液の交換を繰り返すいわゆるバッチ式で行っても、連続洗浄装置を用いて行ってもよい。再沈殿および洗浄の工程で発生した廃液を再沈殿工程の貧溶媒として再利用したり、蒸留などの手段によりカルボン酸などの溶媒を回収して再利用することも好ましい。
洗浄の進行はいかなる手段で追跡を行ってよいが、水素イオン濃度、イオンクロマトグラフィー、電気伝導度、ICP、元素分析、原子吸光スペクトルなどの方法を好ましい例として挙げることができる。
このような処理により、セルロースアシレート中の触媒(硫酸、過塩素酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、塩化亜鉛など)、中和剤(例えば、カルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウムまたは亜鉛の炭酸塩、酢酸塩、水酸化物または酸化物など)、中和剤と触媒との反応物、カルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸など)、中和剤とカルボン酸との反応物などを除去することができ、このことはセルロースアシレートの安定性を高めるために有効である。
(Washing)
The produced cellulose acylate is preferably washed. The washing solvent is not particularly limited as long as it has low cellulose acylate solubility and can remove impurities, but water or warm water is usually used. The temperature of the washing water is preferably 25 ° C to 100 ° C, more preferably 30 ° C to 90 ° C, and particularly preferably 40 ° C to 80 ° C. The washing treatment may be performed in a so-called batch system in which filtration and replacement of the washing liquid are repeated, or may be carried out using a continuous washing apparatus. It is also preferable to reuse the waste liquid generated in the reprecipitation and washing steps as a poor solvent in the reprecipitation step, or to recover and reuse a solvent such as carboxylic acid by means such as distillation.
The progress of washing may be traced by any means, but preferred examples include methods such as hydrogen ion concentration, ion chromatography, electrical conductivity, ICP, elemental analysis, and atomic absorption spectrum.
By such treatment, the catalyst (sulfuric acid, perchloric acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, zinc chloride, etc.) in the cellulose acylate, neutralizer (for example, calcium, magnesium, iron, Aluminum or zinc carbonates, acetates, hydroxides or oxides), reaction products of neutralizing agents with catalysts, carboxylic acids (eg acetic acid, propionic acid, butyric acid), reactions of neutralizing agents with carboxylic acids Can be removed, which is effective to increase the stability of cellulose acylate.
(安定化)
温水処理による洗浄後のセルロースアシレートは、安定性をさらに向上させたり、カルボン酸臭を低下させるために、弱アルカリ(例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウムなどの炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、酸化物など)の水溶液などで処理することも好ましい。
残存不純物の量は、使用する水の金属含有量(洗浄水などに使用する水に微量成分として含有される金属イオンの量)、洗浄液の量、洗浄の温度、時間、攪拌方法、洗浄容器の形態、安定化剤の組成や濃度により制御できる。本発明においては、残留硫酸根量(硫黄原子の含有量として)が0〜500ppmになるようにアシル化、部分加水分解、中和および洗浄の条件を設定する。部分加水分解、中和および洗浄の条件により残留アルカリ金属量ならびに2族元素量についても調節することができる。
(Stabilization)
Cellulose acylate after washing with hot water treatment is weakly alkaline (for example, carbonates, bicarbonates such as sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum, etc.) in order to further improve the stability or reduce the carboxylic acid odor. It is also preferable to treat with an aqueous solution of hydroxide, oxide, etc.).
The amount of residual impurities is the metal content of the water used (the amount of metal ions contained as trace components in the water used for the washing water, etc.), the amount of the washing liquid, the washing temperature, the time, the stirring method, the washing container It can be controlled by the form and the composition and concentration of the stabilizer. In the present invention, conditions for acylation, partial hydrolysis, neutralization and washing are set so that the amount of residual sulfate radical (as the sulfur atom content) is 0 to 500 ppm. The amount of residual alkali metal and the amount of group 2 elements can be adjusted according to the conditions of partial hydrolysis, neutralization and washing.
(乾燥)
本発明においてセルロースアシレートの含水率を好ましい量に調整するためには、セルロースアシレートを乾燥することが好ましい。乾燥の方法については、目的とする含水率が得られるのであれば特に限定されないが、加熱、送風、減圧、攪拌などの手段を単独または組み合わせで用いることで効率的に行うことが好ましい。乾燥温度として好ましくは0〜200℃であり、さらに好ましくは40〜180℃であり、特に好ましくは50〜160℃である。本発明のセルロースアシレートは、その含水率が2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましく、0.7質量%以下であることが特には好ましい。
(Dry)
In the present invention, in order to adjust the water content of the cellulose acylate to a preferable amount, it is preferable to dry the cellulose acylate. The drying method is not particularly limited as long as the desired moisture content can be obtained, but it is preferable that the drying method be performed efficiently by using means such as heating, air blowing, decompression, and stirring alone or in combination. The drying temperature is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 40 to 180 ° C, and particularly preferably 50 to 160 ° C. The cellulose acylate of the present invention has a water content of preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.7% by mass or less.
(形態)
本発明におけるセルロースアシレートは粒子状、粉末状、繊維状、塊状など種々の形状を取ることができるが、フィルム製造の原料としては粒子状または粉末状であることが好ましいことから、乾燥後のセルロースアシレートは、粒子サイズの均一化や取り扱い性の改善のために、粉砕や篩がけを行っても良い。セルロースアシレートが粒子状であるとき、使用する粒子の90質量%以上は、0.5〜5mmの粒子サイズを有することが好ましい。また、使用する粒子の50質量%以上が1〜4mmの粒子サイズを有することが好ましい。セルロースアシレート粒子は、なるべく球形に近い形状を有することが好ましい。また、本発明のセルロースアシレート粒子は、見かけ密度が好ましくは0.5〜1.3、さらに好ましくは0.7〜1.2、特に好ましくは0.8〜1.15である。見かけ密度の測定法に関しては、JIS K−7365に規定されている。
本発明におけるセルロースアシレート粒子は安息角が10〜70度であることが好ましく、15〜60度であることがさらに好ましく、20〜50度であることが特に好ましい。
(Form)
The cellulose acylate in the present invention can take various shapes such as particles, powders, fibers and lumps, but it is preferable that the raw materials for film production are particles or powders. Cellulose acylate may be pulverized or sieved for uniform particle size and improved handling. When the cellulose acylate is in the form of particles, 90% by mass or more of the particles used preferably have a particle size of 0.5 to 5 mm. Moreover, it is preferable that 50 mass% or more of the particle | grains to be used have a particle size of 1-4 mm. The cellulose acylate particles preferably have a shape as close to a sphere as possible. Moreover, the cellulose acylate particles of the present invention preferably have an apparent density of 0.5 to 1.3, more preferably 0.7 to 1.2, and particularly preferably 0.8 to 1.15. The method for measuring the apparent density is defined in JIS K-7365.
The cellulose acylate particles in the present invention preferably have an angle of repose of 10 to 70 degrees, more preferably 15 to 60 degrees, and particularly preferably 20 to 50 degrees.
(重合度)
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、平均重合度100〜700、好ましくは120〜550、さらに好ましくは120〜500であり、特に好ましくは平均重合度130〜400である。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)に記載されるように、ゲル浸透クロマトグラフィー (GPC)による分子量分布測定などの方法により測定できる。さらに、平均重合度の測定方法については、特開平9−95538号公報に詳細に記載されている。
本発明においては、セルロースアシレートのGPCによる重量平均重合度/数平均重合度の比が1.5〜5.5であることが好ましく、1.5〜5.0であることがさらに好ましく、1.8〜4.5であることが特に好ましい。
(Degree of polymerization)
The degree of polymerization of the cellulose acylate preferably used in the present invention is an average degree of polymerization of 100 to 700, preferably 120 to 550, more preferably 120 to 500, and particularly preferably an average degree of polymerization of 130 to 400. The average degree of polymerization is determined by gel permeation chromatography (GPC) as described in Uda et al.'S intrinsic viscosity method (Kazuo Uda, Hideo Saito, Journal of Textile Science, Vol. 18, No. 1, pages 105-120, 1962). ) To measure the molecular weight distribution. Furthermore, the method for measuring the average degree of polymerization is described in detail in JP-A-9-95538.
In the present invention, the ratio of the weight average polymerization degree / number average polymerization degree by GPC of cellulose acylate is preferably 1.5 to 5.5, more preferably 1.5 to 5.0, It is especially preferable that it is 1.8-4.5.
(セルロースアシレート中の微細異物)
セルロースアシレート中の微細異物とは、未反応のセルロース繊維に由来するものである。この微細異物が光学フィルム中に残存すると、2枚の偏光板をクロスニコルにして、この光学フィルムを挟んだとき、輝点として見える。この輝点は、液晶表示装置において光漏れの原因となる。従って、セルロースアシレートに含まれる微細異物はできるだけ少ないほうが好ましい。具体的には、以下のように、微細異物の数を見積もる。
(Fine foreign matter in cellulose acylate)
The fine foreign matters in cellulose acylate are derived from unreacted cellulose fibers. When this fine foreign matter remains in the optical film, it appears as a bright spot when the two polarizing plates are crossed Nicol and the optical film is sandwiched. This bright spot causes light leakage in the liquid crystal display device. Accordingly, it is preferable that the amount of fine foreign matter contained in the cellulose acylate is as small as possible. Specifically, the number of fine foreign matters is estimated as follows.
サンプル約10mgを、大きさ1cm2厚み150μmのスライドガラス2枚に挟み、
これを溶融させて、スライドガラスの間のセルロースアシレートの透明な薄膜を、厚み約50μmとする。このセルロースアシレートの薄膜の厚みは、セルロースアシレート薄膜をはさんだ2枚のスライドガラスの厚みから、もとのスライドガラスの厚みを差し引けばよい。なお、厚みが50μmと大きく異なる場合は、後で換算すればよい。このようにして作製した、スライドガラスにはさんだままのセルロースアシレート薄膜を、顕微鏡で任意の1mm2の部位を観察し、1mm2×50μm=5×10-2mm3当たりの微細異物数をカウントする。このときに観察される長さ10μm以下の微細異物は、5×10-2mm3当たり10個以下、好ましくは5個以下、さらに好ましくは2個以下、もっとも好ましくは0である。なお、長さ10μm以上の微細異物も含まれることがあるが、その数は10μm以下の微細異物の数とほぼ比例することから、本発明では、長さ10μm以下の微細異物を基準としている。
About 10 mg of sample is sandwiched between two glass slides with a size of 1 cm 2 and a thickness of 150 μm.
This is melted so that a transparent thin film of cellulose acylate between the slide glasses has a thickness of about 50 μm. The thickness of the thin film of cellulose acylate may be obtained by subtracting the thickness of the original slide glass from the thickness of the two glass slides sandwiching the cellulose acylate thin film. In addition, what is necessary is just to convert later, when thickness differs greatly with 50 micrometers. The cellulose acylate thin film thus produced, which is sandwiched between the slide glasses, is observed with a microscope at an arbitrary 1 mm 2 site, and the number of fine foreign matters per 1 mm 2 × 50 μm = 5 × 10 −2 mm 3 is determined. Count. The number of fine foreign matters having a length of 10 μm or less observed at this time is 10 or less per 5 × 10 −2 mm 3 , preferably 5 or less, more preferably 2 or less, and most preferably 0. Although fine foreign matters having a length of 10 μm or more may be included, the number thereof is substantially proportional to the number of fine foreign matters having a length of 10 μm or less. Therefore, in the present invention, the fine foreign matters having a length of 10 μm or less are used as a reference.
(セルロースアシレート中の残留硫黄分)
上記のセルロースアシレート製法において、触媒に硫酸を用いた場合、最終的に得られるセルロースアシレート中に硫酸エステルが残存することがある。これによって、セルロースアシレートの熱安定性が左右されることがある。本発明における、硫黄分は、セルロースアシレートに対して、硫黄原子換算で、0〜100ppmが好ましく、10〜80ppmであることが好ましく、10〜60ppmであることがさらに好ましい。
(Residual sulfur content in cellulose acylate)
In the above cellulose acylate production method, when sulfuric acid is used as a catalyst, a sulfate ester may remain in the finally obtained cellulose acylate. This may affect the thermal stability of the cellulose acylate. In the present invention, the sulfur content is preferably from 0 to 100 ppm, preferably from 10 to 80 ppm, and more preferably from 10 to 60 ppm in terms of sulfur atom with respect to cellulose acylate.
(セルロースアシレートの融点)
本発明のセルロースアシレートを用いて溶融製膜により製膜する場合は、実用に適した融点を有することが必要である。融点が高すぎると、溶融前に分解が進行する。また、低すぎると、実用上の光学フィルムとして、使用ができなくなる。したがって、融点は160℃〜260℃が好ましく、160℃〜250℃がさらに好ましく、170℃〜240℃がもっとも好ましい。
(Melting point of cellulose acylate)
When forming a film by melt film formation using the cellulose acylate of the present invention, it is necessary to have a melting point suitable for practical use. If the melting point is too high, decomposition proceeds before melting. If it is too low, it cannot be used as a practical optical film. Accordingly, the melting point is preferably 160 ° C to 260 ° C, more preferably 160 ° C to 250 ° C, and most preferably 170 ° C to 240 ° C.
これらのセルロースアシレートは1種類のみを用いてもよく、2種以上混合してもよい。また、セルロースアシレート以外の高分子成分を適宜混合したものでもよい。また、混合される高分子成分はセルロースエステルと相溶性に優れるものが好ましい。本発明におけるセルロースアシレートはフィルムにしたときの透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがさらに好ましく、92%以上であることが特に好ましい。 These cellulose acylates may be used alone or in combination of two or more. Further, a polymer component other than cellulose acylate may be appropriately mixed. Moreover, the polymer component to be mixed is preferably one having excellent compatibility with the cellulose ester. The cellulose acylate in the present invention preferably has a transmittance of 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 92% or more when formed into a film.
(セルロースアシレートの添加剤)
以下に本発明のセルロースアシレートに使用される添加剤について詳細に説明するが、本発明で用いることができる添加剤はこれらに限定されるものではない。
(Additive for cellulose acylate)
Although the additive used for the cellulose acylate of this invention is demonstrated in detail below, the additive which can be used by this invention is not limited to these.
1)レターデーション上昇剤
本発明のセルロースアセテートフィルムのレターデーションを調整するため、レターデーション上昇剤を含有させることが好ましい。レターデーション上昇剤は、該レターデーション上昇剤をフィルムに含有させることによって該フィルムのレターデーションを上昇させることができるものを意味する。
レターデーション上昇剤の種類は特に制限されないが、少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として使用することが好ましい。該芳香族化合物は、分子量が200〜3000であり、融点が55℃〜250℃であるものが好ましい。使用量は、セルロースアセテート100質量部に対して、0.1質量%〜20質量%であることが好ましく、0.1質量%〜20質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜15質量%であることがさらに好ましく、1質量%〜10質量%であることが特に好ましい。
これらのレターデーション上昇剤の化合物を添加することによって、セルロースアシレートのRe、Rthの発現領域を大幅に向上させ、少ない延伸倍率で所望の光学特性を達成し、額縁ムラを抑制する効果を発現させることができる。
1) Retardation increasing agent In order to adjust the retardation of the cellulose acetate film of the present invention, it is preferable to contain a retardation increasing agent. The retardation increasing agent means one that can increase the retardation of the film by containing the retardation increasing agent in the film.
The type of the retardation increasing agent is not particularly limited, but it is preferable to use an aromatic compound having at least two aromatic rings as the retardation increasing agent. The aromatic compound preferably has a molecular weight of 200 to 3000 and a melting point of 55 ° C to 250 ° C. The amount used is preferably 0.1% by mass to 20% by mass, more preferably 0.1% by mass to 20% by mass, and 0.5% by mass to 100% by mass of cellulose acetate. The content is more preferably 15% by mass, and particularly preferably 1% by mass to 10% by mass.
By adding these retardation increasing compounds, the Re and Rth expression areas of cellulose acylate are greatly improved, achieving the desired optical characteristics with a low draw ratio, and exhibiting the effect of suppressing frame unevenness. Can be made.
上記の少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物として、2種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。ここでいう芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環も含む。
芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含まれる。芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が好ましく、ベンゼン環および1,3,5−トリアジン環がさらに好ましい。
Two or more types of aromatic compounds may be used in combination as the aromatic compound having at least two aromatic rings. The aromatic ring of the aromatic compound here includes an aromatic hetero ring in addition to the aromatic hydrocarbon ring.
The aromatic hydrocarbon ring is particularly preferably a 6-membered ring (that is, a benzene ring). The aromatic heterocycle is generally an unsaturated heterocycle. The aromatic heterocycle is preferably a 5-membered ring, 6-membered ring or 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or 6-membered ring. Aromatic heterocycles generally have the most double bonds. As the hetero atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable, and a nitrogen atom is particularly preferable. Examples of aromatic heterocycles include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, furazane ring, triazole ring, pyran ring, pyridine ring , Pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring and 1,3,5-triazine ring. As the aromatic ring, benzene ring, furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, thiazole ring, imidazole ring, triazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring and 1,3,5-triazine ring are preferable, More preferred are a benzene ring and a 1,3,5-triazine ring.
芳香族化合物が有する芳香族環の数は、2〜20であることが好ましく、2〜18であることがより好ましく、2〜15であることが最も好ましい。二つの芳香族環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれでもよい。 The number of aromatic rings contained in the aromatic compound is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 18, and most preferably 2 to 15. The bonding relationship between two aromatic rings can be classified into (a) when a condensed ring is formed, (b) when directly linked by a single bond, and (c) when linked via a linking group (for aromatic rings). , Spiro bonds cannot be formed). The connection relationship may be any of (a) to (c).
レターデーション上昇剤として好ましい化合物の具体例としては、特開2001−166144号公報の段落番号[0016]〜[0107]に記載の化合物、特開2002−296421号公報の段落番号[0007]〜[0043]に記載の化合物を挙げることができる。また、2つの芳香環の間を−COO−で連結した以下ような化合物を好ましく用いることもできる。 Specific examples of preferable compounds as the retardation increasing agent include compounds described in paragraph numbers [0016] to [0107] of JP-A No. 2001-166144 and paragraph numbers [0007] to [0007] of JP-A No. 2002-296421. 0043] can be mentioned. Further, the following compounds in which two aromatic rings are connected by —COO— can also be preferably used.
また、3つの芳香環を−COO−や−CONR’−で連結した以下ような化合物を好ましく用いることもできる。 In addition, the following compounds in which three aromatic rings are connected by —COO— or —CONR′— can also be preferably used.
また、以下のようなトリアジン誘導体に3つのアリールアミノ基が置換した化合物も好ましく用いることができる。 In addition, compounds in which three arylamino groups are substituted on the following triazine derivatives can be preferably used.
さらに、以下のように多数の芳香環が線状に連結された化合物を例示することができる。 Furthermore, the compound in which many aromatic rings were connected linearly as follows can be illustrated.
これらの化合物は、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。 These compounds may be used alone or in combination.
これらの化合物は特異的にセルロースアシレートに対し上記効果を発現する。これらの化合物は単独で用いても良く、混合して用いても良い。2種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。ただし、可塑剤(例えば、リン酸エステル系化合物、フタル酸エステル系化合物、グリコール酸エステル系化合物)やUV吸収剤(例えば、ベンゾフェノン系化合物やベンゾトリアゾール系化合物)ではこのような効果が得られない。 These compounds specifically exhibit the above effect on cellulose acylate. These compounds may be used alone or in combination. Two or more aromatic compounds may be used in combination. However, plasticizers (eg, phosphate ester compounds, phthalate ester compounds, glycolate ester compounds) and UV absorbers (eg, benzophenone compounds and benzotriazole compounds) do not provide such effects. .
2)その他の添加剤
本発明のセルロースアシレート組成物には、セルロースアシレートおよび前記レターデーション上昇剤のほかに、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、酸化防止剤、劣化防止剤、マット剤、紫外線防止剤、波長分散調整剤、赤外吸収剤、界面活性剤、帯電防止剤など)を加えることができる。これらの添加剤は、固体でもよいし油状でもよい。すなわち、その融点や沸点は特に限定されない。例えば20℃以下と20℃以上の各紫外線吸収剤や可塑剤などを混合して用いてもよい。このような例は、特開2001−151901号公報などに記載されている。また、赤外吸収剤としては例えば特開2001−194522号公報に記載されているものを使用することができる。また、添加剤として好ましいものは、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)17頁〜22頁に詳細に記載されている。
2) Other additives In addition to cellulose acylate and the above-mentioned retardation increasing agent, the cellulose acylate composition of the present invention includes various additives (for example, antioxidant, deterioration) depending on the use in each preparation step. For example, an inhibitor, a matting agent, an ultraviolet ray inhibitor, a wavelength dispersion adjusting agent, an infrared absorber, a surfactant, and an antistatic agent. These additives may be solid or oily. That is, the melting point and boiling point are not particularly limited. For example, you may mix and use each ultraviolet absorber, a plasticizer, etc. of 20 degrees C or less and 20 degrees C or more. Such an example is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-151901. Moreover, as an infrared absorber, what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-194522 can be used, for example. In addition, preferable ones as additives are described in detail on pages 17 to 22 of the Japan Institute of Invention and Technology (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention).
これらの各添加剤を添加する時期は、セルロースアシレートの合成終了後でも良いし、合成終了前でもよい。また、セルロースアシレートのペレット作製工程において添加しても良いし、さらにセルロースアシレートの製膜工程中に添加してもよい。 The timing for adding each of these additives may be after the synthesis of cellulose acylate or before the synthesis is completed. Moreover, you may add in the pellet preparation process of a cellulose acylate, and also may add during the film formation process of a cellulose acylate.
各添加剤の添加量は、機能が発現する限りにおいて特に限定されない。また、本発明の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。本発明のセルロースアシレートフィルムにおいては、分子量が200以上の各添加剤化合物の総量は、セルロースアシレート重量に対して1〜35%であることが望ましい。より好ましくは1〜25%であり、さらに望ましくは2〜20%である。これらの化合物としては上述したように、光学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る。
これらの添加剤の分子量は、熱揮発性とセルロースアシレートの相溶性の観点から、熱揮発蒸散を防止するために大きいほうが好ましい。一方で、分子量が大きすぎるとセルロースアシレートとの相溶性が低下し、またセルロースアシレート中の移動性が低下する。このため分子量は、好ましくは200〜3000であり、さらに好ましくは300〜3000であり、特に好ましくは500〜3000である。
The amount of each additive added is not particularly limited as long as the function is exhibited. Moreover, when the cellulose acylate film of this invention is formed from a multilayer, the kind and addition amount of the additive of each layer may differ. In the cellulose acylate film of the present invention, the total amount of each additive compound having a molecular weight of 200 or more is preferably 1 to 35% based on the weight of the cellulose acylate. More preferably, it is 1 to 25%, and further desirably 2 to 20%. As described above, these compounds include compounds that reduce optical anisotropy, wavelength dispersion adjusters, ultraviolet inhibitors, plasticizers, deterioration inhibitors, fine particles, release agents, infrared absorbers, and the like.
The molecular weight of these additives is preferably large in order to prevent thermal volatile evaporation from the viewpoint of thermal volatility and compatibility of cellulose acylate. On the other hand, if the molecular weight is too large, the compatibility with cellulose acylate is reduced, and the mobility in cellulose acylate is reduced. For this reason, molecular weight becomes like this. Preferably it is 200-3000, More preferably, it is 300-3000, Most preferably, it is 500-3000.
上記の添加剤のうち可塑剤を添加すれば、湿度変化に伴うセルロースアシレートフィルムのRe、Rthの変化を効果的に抑制することができる。可塑剤としては、例えば、アルキルフタリルアルキルグリコレート類、リン酸エステルやカルボン酸エステル等が挙げられる。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。 If a plasticizer is added among the above additives, changes in Re and Rth of the cellulose acylate film accompanying a change in humidity can be effectively suppressed. Examples of the plasticizer include alkyl phthalyl alkyl glycolates, phosphoric acid esters and carboxylic acid esters. They may be solid or oily. That is, the melting point and boiling point are not particularly limited.
アルキルフタリルアルキルグリコレート類として、例えば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、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が挙げられる。 Examples of alkyl phthalyl alkyl glycolates include methyl phthalyl methyl glycolate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, propyl phthalyl propyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate, octyl phthalyl octyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycol Rate, ethyl phthalyl methyl glycolate, ethyl phthalyl propyl glycolate, methyl phthalyl butyl glycolate, ethyl phthalyl butyl glycolate, butyl phthalyl methyl glycolate, butyl phthalyl ethyl glycolate, propyl phthalyl butyl glycolate , Butyl phthalyl propyl glycolate, methyl phthalyl octyl glycolate, ethyl phthalyl octyl glycolate, octyl phthalyl methyl glycolate, octyl phthalyl Chill glycolate, and the like.
リン酸エステルとしては、例えばトリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ビフェニルジフェニルホスフェート等を挙げることができる。さらに特表平6−501040号公報の請求項3〜7に記載のリン酸エステル系可塑剤を用いることが好ましい。 Examples of phosphate esters include triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, biphenyl diphenyl phosphate, and the like. Furthermore, it is preferable to use the phosphate ester plasticizer described in claims 3 to 7 of JP-T-6-501040.
カルボン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、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートおよびジエチルヘキシルフタレート等のフタル酸エステル類、およびクエン酸アセチルトリメチル、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等のクエン酸エステル類、ジメチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ビス(2−エチルヘキシル)アジペート、ジイソデシルアジペート、ビス(ブチルジグリコールアジペート)等のアジピン酸エステ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、セバシン酸ジブチル、トリアセチン等を単独あるいは併用するのが好ましい。 Examples of carboxylic acid esters include phthalic acid esters such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate and diethyl hexyl phthalate, and citrate esters such as acetyl trimethyl citrate, acetyl triethyl citrate and acetyl tributyl citrate. And adipic acid esters such as dimethyl adipate, dibutyl adipate, diisobutyl adipate, bis (2-ethylhexyl) adipate, diisodecyl adipate, and bis (butyl diglycol adipate). In addition, butyl oleate, methylacetyl ricinoleate, dibutyl sebacate, triacetin and the like are preferably used alone or in combination.
溶融製膜を行う場合は、不揮発性を有するものを特に好ましく使用することができる。例えば、特表平6−501040号公報の6〜7頁に記載される1,4−フェニレンーテトラフェニル燐酸エステル、トリナフチルホスフェート、トリスオルトービフェニルホスフェートなどを使用することができる。 When performing melt film formation, those having non-volatility can be particularly preferably used. For example, 1,4-phenylene-tetraphenyl phosphate, trinaphthyl phosphate, trisorthobiphenyl phosphate and the like described on pages 6 to 7 of JP-A-6-501040 can be used.
これらの可塑剤は、セルロースアシレートに対して0質量%〜10質量%で使用することが好ましく、より好ましくは1質量%〜8質量%、さらに好ましくは1質量%〜6質量%である。これらの可塑剤は必要に応じて、2種類以上を併用してもよい。 These plasticizers are preferably used at 0% by mass to 10% by mass with respect to cellulose acylate, more preferably 1% by mass to 8% by mass, and further preferably 1% by mass to 6% by mass. These plasticizers may be used in combination of two or more as required.
上記の添加剤のうち、劣化防止剤を添加することも好ましい。フェノール系化合物を添加し、必要に応じてチオエーテル系化合物もしくはリン系化合物も添加することで、劣化防止に相乗効果が現れる。その他の劣化防止剤として、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)17頁〜22頁に詳細に記載されている素材を好ましく用いることができる。 Of the above-mentioned additives, it is also preferable to add a deterioration preventing agent. By adding a phenol compound and adding a thioether compound or a phosphorus compound as necessary, a synergistic effect appears in preventing deterioration. As other deterioration inhibitors, materials described in detail on pages 17 to 22 of the Japan Society of Invention Public Technical Report (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention) can be preferably used. .
本発明のセルロースアシレートフィルムには、マット剤として微粒子を加えることも好ましい。本発明に使用される微粒子としては、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およ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次平均粒子サイズが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るため、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。 It is also preferable to add fine particles as a matting agent to the cellulose acylate film of the present invention. The fine particles used in the present invention include silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, calcium carbonate, talc, clay, calcined kaolin, calcined calcium silicate, hydrated calcium silicate, aluminum silicate, silica Mention may be made of magnesium and calcium phosphates. Fine particles containing silicon are preferable in terms of low turbidity, and silicon dioxide is particularly preferable. The fine particles of silicon dioxide preferably have a primary average particle size of 20 nm or less and an apparent specific gravity of 70 g / liter or more. A primary particle having an average diameter as small as 5 to 16 nm is more preferable because the haze of the film can be lowered. The apparent specific gravity is preferably 90 to 200 g / liter or more, and more preferably 100 to 200 g / liter or more. A larger apparent specific gravity is preferable because a high-concentration dispersion can be produced, and haze and aggregates are improved.
これらの微粒子は、通常平均粒子サイズが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の凹凸を形成させる。2次平均粒子サイズは0.2μm〜1.5μmが好ましく、0.4μm〜1.2μmがさらに好ましく、0.6μm〜1.1μmが最も好ましい。1次、2次粒子サイズ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子サイズとした。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サイズとした。 These fine particles usually form secondary particles having an average particle size of 0.1 to 3.0 μm, and these fine particles exist in the film as aggregates of primary particles, and 0.1 to 0.1 μm on the film surface. An unevenness of 3.0 μm is formed. The secondary average particle size is preferably 0.2 μm to 1.5 μm, more preferably 0.4 μm to 1.2 μm, and most preferably 0.6 μm to 1.1 μm. For the primary and secondary particle sizes, the particles in the film were observed with a scanning electron microscope, and the diameter of a circle circumscribing the particles was defined as the particle size. In addition, 200 particles were observed at different locations, and the average value was taken as the average particle size.
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および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。 As fine particles of silicon dioxide, for example, commercially available products such as Aerosil R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600 (above Nippon Aerosil Co., Ltd.) can be used. Zirconium oxide fine particles are commercially available, for example, under the trade names Aerosil R976 and R811 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), and can be used.
これらの中でアエロジル200V、アエロジルR972Vが1次平均粒子サイズが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。 Among these, Aerosil 200V and Aerosil R972V are fine particles of silicon dioxide having a primary average particle size of 20 nm or less and an apparent specific gravity of 70 g / liter or more, and the coefficient of friction is maintained while keeping the turbidity of the optical film low. It is particularly preferable because it has a great effect of reducing the effect.
<セルロースアシレートフィルム>
次に、本発明のセルロースアシレートフィルムについて説明する。本発明のセルロースアシレートフィルムは、以下に説明する溶融製膜法または溶液製膜法により製造する。
<Cellulose acylate film>
Next, the cellulose acylate film of the present invention will be described. The cellulose acylate film of the present invention is produced by a melt film forming method or a solution film forming method described below.
(溶融製膜)
本発明において、セルロースアシレートは1種類のみを用いてもよく、2種類以上を混合しても良い。また、本発明のセルロースアシレート以外の高分子成分を適宜混合することもできる。混合される高分子成分はセルロースアシレートと相溶性に優れるものが好ましく、フィルムにしたときの透過率が80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは92%以上であることが好ましい。
(Melting film formation)
In the present invention, only one type of cellulose acylate may be used, or two or more types may be mixed. Moreover, polymer components other than the cellulose acylate of the present invention can be appropriately mixed. The polymer component to be mixed is preferably one having excellent compatibility with cellulose acylate, and the transmittance when formed into a film is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 92% or more.
(溶融製膜の具体的方法)
以下に、溶融製膜の具体的な方法について説明する。
[1]乾燥
本発明のセルロースアシレートフィルムを製膜する原料として、セルロースアシレートをペレット化したものを用いるのが好ましい。すなわち、溶融製膜に先立ちペレット中の含水率を1%以下、より好ましくは0.5%以下にした後、溶融押出し機のホッパーに投入する。このときホッパーの温度をセルロースアシレートの(Tg−50℃)〜(Tg+30℃)とすることが好ましく、(Tg−40℃)〜(Tg+10℃)にすることがより好ましく、(Tg−30℃)〜Tgにすることが特に好ましい。これによりホッパー内での水分の再吸着を抑制し、上記乾燥の効率をより発現し易くできる。
(Specific method of melt film formation)
Below, the specific method of melt film forming is demonstrated.
[1] Drying As a raw material for forming the cellulose acylate film of the present invention, it is preferable to use a material obtained by pelletizing cellulose acylate. That is, prior to melt film formation, the moisture content in the pellets is set to 1% or less, more preferably 0.5% or less, and then charged into a hopper of a melt extruder. At this time, the temperature of the hopper is preferably (Tg-50 ° C) to (Tg + 30 ° C) of cellulose acylate, more preferably (Tg-40 ° C) to (Tg + 10 ° C), and (Tg-30 ° C). ) To Tg is particularly preferable. Thereby, the re-adsorption of the water | moisture content in a hopper can be suppressed, and the said drying efficiency can be expressed more easily.
[2]混練押出し
混練溶融は140℃〜250℃で行うことが好ましく、150℃〜240℃で行うことがさらに好ましく、160℃〜235℃で混練溶融することが特に好ましい。この時、溶融温度は一定温度で行ってもよく、いくつかに分割して制御しても良い。好ましい混練時間は2分〜60分であり、より好ましくは3分〜40分であり、特に好ましくは3分〜30分である。さらに、溶融押出し機内を不活性(窒素等)気流中、またはベント付き押出し機を用い真空排気しながら実施するのも好ましい。
[2] Kneading extrusion Kneading and melting are preferably performed at 140 to 250 ° C, more preferably 150 to 240 ° C, and particularly preferably 160 to 235 ° C. At this time, the melting temperature may be a constant temperature, or may be divided into several parts and controlled. A preferable kneading time is 2 minutes to 60 minutes, more preferably 3 minutes to 40 minutes, and particularly preferably 3 minutes to 30 minutes. Furthermore, it is also preferable to carry out the inside of the melt extruder in an inert (nitrogen or the like) air stream or while evacuating using a vented extruder.
[3]製膜
溶融した樹脂をギヤポンプに通し、押し出し機の脈動を除去した後、金属メッシュフィルター等で濾過を行い、この後ろに取り付けたT型のダイから冷却ドラム上にシート状に押し出す。押出しは単層で行ってもよく、マルチマニホールドダイやフィードブロックダイを用いて複数層押出しても良い。この時、ダイのリップの間隔を調整することで幅方向の厚みムラを調整することができる。
[3] Film formation The melted resin is passed through a gear pump, and after removing the pulsation of the extruder, it is filtered with a metal mesh filter or the like, and extruded from a T-shaped die attached behind it onto a cooling drum in the form of a sheet. Extrusion may be performed in a single layer, or multiple layers may be extruded using a multi-manifold die or a feed block die. At this time, the thickness unevenness in the width direction can be adjusted by adjusting the distance between the lips of the die.
この後キャスティングドラム上に押出す。この時、静電印加法、エアナイフ法、エアーチャンバー法、バキュームノズル法、タッチロール法等の方法を用い、キャスティングドラムと溶融押出ししたシートの密着を上げることが好ましい。このような密着向上法は、溶融押出しシートの全面に実施してもよく、一部に実施しても良い。 Thereafter, it is extruded onto a casting drum. At this time, it is preferable to use a method such as an electrostatic application method, an air knife method, an air chamber method, a vacuum nozzle method, or a touch roll method to increase the adhesion between the casting drum and the melt-extruded sheet. Such an adhesion improving method may be performed on the entire surface of the melt-extruded sheet or a part thereof.
本発明では溶融後ダイから押出した後、キャスティングドラム上でタッチロールを用いて製膜することがより好ましい。この方法はダイから出たメルトをキャスティングドラムとタッチロールで挟み込んで冷却固化するものである。このようなタッチロールは、ダイから出たメルトをロール間で挟む時に生じる残留歪を低減するために、弾性を有するものが好ましい。ロールに弾性を付与するためには、ロールの外筒厚みを通常のロールよりも薄くすることが必要であり、外筒の肉厚Zは、0.05mm〜7.0mmが好ましく、より好ましくは0.2mm〜5.0mm、更に好ましくは0.3mm〜2.0mm以下である。例えば、外筒厚みを薄くすることにより、弾性を付与したタイプや、金属シャフトの上に弾性体層を設け、その上に外筒を被せ、弾性体層と外筒の間に液状媒体層を満たすことにより極薄の外筒によりタッチロール製膜を可能にしたものが挙げられる。キャスティングロール、タッチロールは、表面が鏡面であることが好ましく、算術平均高さRaが100nm以下、好ましくは50nm以下、さらに好ましくは25nm以下である。具体的には例えば特開平11−314263号、特開2002−36332号、特開平11−235747号、国際公開第97/28950号、特開2004−216717号、特開2003−145609号各公報記載のものを利用できる。
このようにタッチロールは薄い外筒の内側を流体が満たされているため、キャスティングロールに接触させるとその押圧で凹状に弾性変形する。従って、タッチロールとキャスティングロールは冷却ロールと面接触するため押圧が分散され、低い面圧を達成できる。このためこの間に挟まれたフィルムに残留歪を残すことなく、表面の微細凹凸を矯正できる。好ましいタッチロールの線圧は3kg/cm〜100kg/cm、より好ましくは5kg/cm〜80kg/cm、さらに好ましくは7kg/cm〜60kg/cmである。ここで言う線圧とはタッチロールに加える力をダイの吐出口の幅で割った値である。このような線圧を調整することで、Rthを調整することができ(線圧アップでRthが向上)、よりRthの発現領域を広げられる。これは、タッチロールの面圧によるセルロースアシレートフィルムの面配向を促進し、Rthを増加させる効果がある。また、全体的に面圧が均一に掛けられるため、面内のRe、Rthムラを一段と低減することができ、コーナームラがより出にくくなる。さらに、タチロールを用いることで、フィルムに形成された微細凹凸(ダイライン)及び厚みムラを一段と低減する効果が得られる。
In the present invention, it is more preferable to form a film using a touch roll on a casting drum after extrusion from a die after melting. In this method, the melt discharged from the die is sandwiched between a casting drum and a touch roll to be cooled and solidified. Such a touch roll preferably has elasticity in order to reduce residual strain generated when the melt from the die is sandwiched between the rolls. In order to give elasticity to the roll, it is necessary to make the outer cylinder thickness of the roll thinner than a normal roll, and the outer wall thickness Z is preferably 0.05 mm to 7.0 mm, more preferably It is 0.2 mm-5.0 mm, More preferably, it is 0.3 mm-2.0 mm or less. For example, by reducing the thickness of the outer cylinder, an elastic body layer is provided on a metal shaft or an elastic body layer, and the outer cylinder is placed on the elastic body layer, and a liquid medium layer is provided between the elastic body layer and the outer cylinder. The thing which enabled the touch roll film formation by the ultra-thin outer cylinder by satisfy | filling is mentioned. The casting roll and the touch roll preferably have a mirror surface, and the arithmetic average height Ra is 100 nm or less, preferably 50 nm or less, more preferably 25 nm or less. Specifically, for example, JP-A No. 11-314263, JP-A No. 2002-36332, JP-A No. 11-235747, WO 97/28950, JP-A No. 2004-216717, JP-A No. 2003-145609 are described. Can be used.
Thus, since the touch roll is filled with the fluid inside the thin outer cylinder, when the touch roll is brought into contact with the casting roll, it is elastically deformed into a concave shape by the pressing. Therefore, since the touch roll and the casting roll are in surface contact with the cooling roll, the pressure is dispersed and a low surface pressure can be achieved. For this reason, the fine unevenness | corrugation of the surface can be corrected, without leaving a residual distortion in the film pinched | interposed between these. The linear pressure of the preferred touch roll is 3 kg / cm to 100 kg / cm, more preferably 5 kg / cm to 80 kg / cm, and still more preferably 7 kg / cm to 60 kg / cm. The linear pressure referred to here is a value obtained by dividing the force applied to the touch roll by the width of the die outlet. By adjusting such a linear pressure, Rth can be adjusted (Rth is improved by increasing the linear pressure), and the Rth expression region can be further expanded. This promotes the surface orientation of the cellulose acylate film due to the surface pressure of the touch roll, and has the effect of increasing Rth. Further, since the surface pressure is uniformly applied as a whole, in-plane Re and Rth unevenness can be further reduced, and corner unevenness is more difficult to occur. Furthermore, the effect of further reducing fine unevenness (die line) and thickness unevenness formed on the film can be obtained by using Tachiroll.
タッチロールは好ましくは60℃〜160℃、より好ましくは70℃〜150℃、さらに好ましくは80℃〜140℃に設定する。このような温度制御はこれらのロール内部に温調した液体、気体を通すことで達成できる。
キャスティングドラムは60℃〜160℃が好ましく、より好ましくは70℃〜150℃、特に好ましくは80℃〜150℃である。この後、キャスティングドラムから剥ぎ取り、ニップロールを経た後巻き取る。巻き取り速度は10m/分〜100m/分が好ましく、より好ましくは15m/分〜80m/分、特に好ましくは20m/分〜70m/分である。
The touch roll is preferably set to 60 ° C to 160 ° C, more preferably 70 ° C to 150 ° C, and still more preferably 80 ° C to 140 ° C. Such temperature control can be achieved by passing a temperature-controlled liquid or gas through these rolls.
The casting drum is preferably 60 ° C to 160 ° C, more preferably 70 ° C to 150 ° C, and particularly preferably 80 ° C to 150 ° C. Then, it peels off from a casting drum, winds up after passing through a nip roll. The winding speed is preferably 10 m / min to 100 m / min, more preferably 15 m / min to 80 m / min, and particularly preferably 20 m / min to 70 m / min.
製膜幅は1m〜5mが好ましく、より好ましくは1.2m〜4m、特に好ましくは1.3m〜3mである。このようにして得られる未延伸の膜状物の厚みは30μm〜400μmが好ましく、より好ましくは40μm〜300μm、特に好ましくは50μm〜200μmである。未延伸の膜状物の厚みムラは、厚み方向と幅方向のいずれも0%〜2%が好ましく、より好ましくは0%〜1.5%、さらに好ましくは0%〜1%である。
このようにして得たシートは両端をトリミングし、巻き取ることが好ましい。トリミングされた部分は、粉砕処理された後、或いは必要に応じて造粒処理や解重合・再重合等の処理を行った後、同じ品種のフィルム用原料としてまたは異なる品種のフィルム用原料として再利用してもよい。また、巻き取り前に、少なくとも片面にラミネートフィルムを付けることも、傷防止の観点から好ましい。
The film forming width is preferably 1 m to 5 m, more preferably 1.2 m to 4 m, and particularly preferably 1.3 m to 3 m. The thickness of the unstretched film thus obtained is preferably 30 μm to 400 μm, more preferably 40 μm to 300 μm, and particularly preferably 50 μm to 200 μm. The thickness unevenness of the unstretched film is preferably 0% to 2% in both the thickness direction and the width direction, more preferably 0% to 1.5%, and still more preferably 0% to 1%.
The sheet thus obtained is preferably trimmed at both ends and wound up. The trimmed portion is recycled as a film raw material of the same type or as a film raw material of a different type after being pulverized or after being subjected to a granulation process or a depolymerization / repolymerization process as necessary. May be used. Moreover, it is also preferable from the viewpoint of scratch prevention to attach a laminate film on at least one side before winding.
(溶液製膜)
次に、本発明のセルロースアシレートの溶液製膜の好ましい形態について説明する。
本発明においては、セルロースアシレートが溶解し流延,製膜できる範囲において、その目的が達成できる限りは、セルロースアシレートの溶媒は特に限定されない。好ましい溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、テトラクロロエチレンなどの塩素系有機溶剤、ならびに非塩素系有機溶媒を挙げることができる。
本発明で用いられる非塩素系有機溶媒は、炭素原子数が3〜12のエステル、ケトン、エーテル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2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。2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。炭素原子数が3〜12のエステル類の例としては、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチルおよび酢酸ペンチルが挙げられる。炭素原子数が3〜12のケトン類の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが挙げられる。炭素原子数が3〜12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトールが挙げられる。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例としては、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが挙げられる。
(Solution casting)
Next, the preferable form of the solution-casting of the cellulose acylate of the present invention will be described.
In the present invention, the cellulose acylate solvent is not particularly limited as long as the object can be achieved within a range in which the cellulose acylate can be dissolved and cast and formed. Preferred solvents include chlorinated organic solvents such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, tetrachloroethylene, and non-chlorinated organic solvents.
The non-chlorine organic solvent used in the present invention is preferably a solvent selected from esters, ketones and ethers having 3 to 12 carbon atoms. Esters, ketones and ethers may have a cyclic structure. A compound having two or more functional groups of esters, ketones and ethers (that is, —O—, —CO—, and —COO—) can also be used as a main solvent, such as an alcoholic hydroxyl group. It may have a functional group of In the case of the main solvent having two or more kinds of functional groups, the number of carbon atoms may be within the specified range of the compound having any functional group. Examples of esters having 3 to 12 carbon atoms include ethyl formate, propyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate and pentyl acetate. Examples of ketones having 3 to 12 carbon atoms include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, and methylcyclohexanone. Examples of ethers having 3 to 12 carbon atoms include diisopropyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, anisole and phenetole. Examples of the organic solvent having two or more kinds of functional groups include 2-ethoxyethyl acetate, 2-methoxyethanol and 2-butoxyethanol.
本発明で用いられる非塩素系有機溶媒は、セルロースアシレートが溶解し流延、製膜できる範囲において、その目的が達成できる限りは、その塩素系有機溶媒は特に限定されない。これらの塩素系有機溶媒は、好ましくはジクロロメタン、クロロホルムである。特にジクロロメタンが好ましい。また、塩素系有機溶媒以外の有機溶媒を混合することも特に問題ない。その場合は、ジクロロメタンは少なくとも50質量%使用することが必要である。本発明の併用される非塩素系有機溶媒について以下に記す。すなわち、好ましい非塩素系有機溶媒としては、炭素原子数が3〜12のエステル、ケトン、エーテル、アルコール、炭化水素などから選ばれる溶媒が好ましい。エステル、ケトン、エーテルおよびアルコールは、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同時に有していてもよい。2種類以上の官能基を有する溶媒の場合、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。炭素原子数が3〜12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが挙げられる。炭素原子数が3〜12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが挙げられる。炭素原子数が3〜12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトールが挙げられる。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが挙げられる。 The non-chlorine organic solvent used in the present invention is not particularly limited as long as the object can be achieved as long as the cellulose acylate can be dissolved and cast and formed into a film. These chlorinated organic solvents are preferably dichloromethane and chloroform. Particularly preferred is dichloromethane. In addition, there is no particular problem in mixing an organic solvent other than the chlorinated organic solvent. In that case, it is necessary to use at least 50% by mass of dichloromethane. The non-chlorine organic solvent used in combination with the present invention is described below. That is, as a preferable non-chlorine organic solvent, a solvent selected from esters, ketones, ethers, alcohols, hydrocarbons and the like having 3 to 12 carbon atoms is preferable. Esters, ketones, ethers and alcohols may have a cyclic structure. A compound having two or more functional groups of esters, ketones and ethers (that is, —O—, —CO— and —COO—) can also be used as a solvent. For example, other functional groups such as alcoholic hydroxyl groups can be used. You may have group simultaneously. In the case of a solvent having two or more types of functional groups, the number of carbon atoms may be within the specified range of the compound having any functional group. Examples of esters having 3 to 12 carbon atoms include ethyl formate, propyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate and pentyl acetate. Examples of ketones having 3 to 12 carbon atoms include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone and methylcyclohexanone. Examples of ethers having 3 to 12 carbon atoms include diisopropyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, anisole and phenetole. Examples of the organic solvent having two or more kinds of functional groups include 2-ethoxyethyl acetate, 2-methoxyethanol and 2-butoxyethanol.
また塩素系有機溶媒と併用されるアルコールとしては、好ましくは直鎖であっても分枝を有していても環状であってもよく、その中でも飽和脂肪族炭化水素であることが好ましい。アルコールの水酸基は、第一級〜第三級のいずれであってもよい。アルコールの例には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノールおよびシクロヘキサノールが含まれる。なおアルコールとしては、フッ素系アルコールも用いられる。例えば、2−フルオロエタノール、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールなども挙げられる。さらに炭化水素は、直鎖であっても分岐を有していても環状であってもよい。芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素のいずれも用いることができる。脂肪族炭化水素は、飽和であっても不飽和であってもよい。炭化水素の例には、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレンが含まれる。 The alcohol used in combination with the chlorinated organic solvent may be linear, branched or cyclic, and among them, saturated aliphatic hydrocarbon is preferable. The hydroxyl group of the alcohol may be any of primary to tertiary. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, 2-methyl-2-butanol and cyclohexanol. As the alcohol, fluorine-based alcohol is also used. Examples thereof include 2-fluoroethanol, 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol and the like. Furthermore, the hydrocarbon may be linear, branched or cyclic. Either aromatic hydrocarbons or aliphatic hydrocarbons can be used. The aliphatic hydrocarbon may be saturated or unsaturated. Examples of hydrocarbons include cyclohexane, hexane, benzene, toluene and xylene.
以上のセルロースアシレートに用いられる主溶媒である塩素系有機溶媒と併用される非塩素系有機溶媒については、特に限定されないが、酢酸メチル、酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、アセトン、ジオキソラン、ジオキサン、炭素原子数が4〜7のケトン類またはアセト酢酸エステル、炭素数が1〜10のアルコールまたは炭化水素から選ばれる。なお好ましい併用される非塩素系有機溶媒は、酢酸メチル、アセトン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセチル酢酸メチル、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、およびシクロヘキサノール、シクロヘキサン、ヘキサンを挙げることができる。 The chlorine-free organic solvent used in combination with the chlorine-based organic solvent that is the main solvent used in the cellulose acylate is not particularly limited, but methyl acetate, ethyl acetate, methyl formate, ethyl formate, acetone, dioxolane, dioxane , A ketone having 4 to 7 carbon atoms or an acetoacetate ester, an alcohol or hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms. Preferred non-chlorine organic solvents used in combination are methyl acetate, acetone, methyl formate, ethyl formate, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl acetyl acetate, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 1-butanol. , 2-butanol, and cyclohexanol, cyclohexane, and hexane.
本発明のセルロースアシレートは、有機溶媒に10〜35質量%溶解させることが好ましい。より好ましくは13〜30質量%であり、特には15〜28質量%溶解しているセルロースアシレート溶液であることが好ましい。これらの濃度にセルロースアシレートを実施する方法は、溶解する段階で所定の濃度になるように実施してもよく、また予め低濃度溶液(例えば9〜14質量%)として作製した後に後述する濃縮工程で所定の高濃度溶液に調整してもよい。さらに、予め高濃度のセルロースアシレート溶液として後に、種々の添加物を添加することで所定の低濃度のセルロースアシレート溶液としてもよく、いずれの方法で本発明のセルロースアシレート溶液濃度になるように実施されれば特に問題ない。 The cellulose acylate of the present invention is preferably dissolved in an organic solvent in an amount of 10 to 35% by mass. More preferably, it is 13-30 mass%, and it is especially preferable that it is the cellulose acylate solution which melt | dissolved 15-28 mass%. The method for carrying out the cellulose acylate at these concentrations may be carried out so as to obtain a predetermined concentration at the stage of dissolution, or it is prepared as a low-concentration solution (for example, 9 to 14% by mass) and then concentrated as described later. You may adjust to a predetermined high concentration solution by a process. In addition, a cellulose acylate solution having a high concentration may be added to the cellulose acylate solution at a predetermined low concentration by adding various additives, and the cellulose acylate solution concentration of the present invention may be obtained by any method. There is no particular problem if it is implemented.
本発明のセルロースアシレート溶液(ドープ)の調製については、その溶解方法は特に限定されず、室温でもよくさらには冷却溶解法あるいは高温溶解方法、さらにはこれらの組み合わせで実施される。これらに関しては、例えば特開平5−163301号、特開昭61−106628号、特開昭58−127737号、特開平9−95544号、特開平10−95854号、特開平10−45950号、特開2000−53784号、特開平11−322946号、さらに特開平11−322947号、特開平2−276830号、特開2000−273239号、特開平11−71463号、特開平04−259511号、特開2000−273184号、特開平11−323017号、特開平11−302388号公報などにセルロースアシレート溶液の調製法、が記載されている。以上記載したこれらのセルロースアシレートの有機溶媒への溶解方法は、本発明においても適宜本発明の範囲であればこれらの技術を適用できるものである。これらの詳細は、特に非塩素系溶媒系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)22頁〜25頁に詳細に記載されている方法で実施される。さらに本発明のセルロースアシレートのドープ溶液は、溶液濃縮,ろ過が通常実施され、同様に発明協会公開技報(公技番号 2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)25頁に詳細に記載されている。なお、高温度で溶解する場合は、使用する有機溶媒の沸点以上の場合がほとんどであり、その場合は加圧状態で用いられる。 Regarding the preparation of the cellulose acylate solution (dope) of the present invention, the dissolution method is not particularly limited, and it may be room temperature, or a cooling dissolution method or a high temperature dissolution method, or a combination thereof. With respect to these, for example, JP-A-5-163301, JP-A-61-106628, JP-A-58-127737, JP-A-9-95544, JP-A-10-95854, JP-A-10-45950, JP 2000-53784, JP 11-322946, JP 11-322947, JP 2-276830, JP 2000-273239, JP 11-71463, JP 04-259511, Special JP-A-2000-273184, JP-A-11-323017, JP-A-11-302388 and the like describe a method for preparing a cellulose acylate solution. The above-described method for dissolving cellulose acylate in an organic solvent is applicable to the present invention as long as it is within the scope of the present invention. The details of these methods, particularly for non-chlorine-based solvent systems, are described in detail on pages 22 to 25 of the Japan Institute of Invention Technology (Publication No. 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention). Will be implemented. Further, the cellulose acylate dope solution of the present invention is usually subjected to solution concentration and filtration. Similarly, on the 25th page of the Japan Institute of Invention and Technology (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention) It is described in detail. In addition, when it melt | dissolves at high temperature, it is the case where it is more than the boiling point of the organic solvent to be used, and in that case, it uses in a pressurized state.
本発明のセルロースアシレート溶液は、その溶液の粘度と動的貯蔵弾性率がある範囲であることが好ましい。試料溶液1mLをレオメーター(CLS 500)に直径 4cm/2°のSteel Cone(共にTA Instrumennts社製)を用いて測定した。測定条件はOscillation Step/Temperature Rampで 40℃〜−10℃の範囲を2℃/分で可変して測定し、40℃の静的非ニュートン粘度n*(Pa・s)および−5℃の貯蔵弾性率G’(Pa)を求めた。尚、試料溶液は予め測定開始温度にて液温一定となるまで保温した後に測定を開始した。本発明では、40℃での粘度が1〜400Pa・sであり、15℃での動的貯蔵弾性率が500Pa以上が好ましく、より好ましくは40℃での粘度が10〜200Pa・sであり、15℃での動的貯蔵弾性率が100〜100万が好ましい。さらには低温での動的貯蔵弾性率が大きいほど好ましく、例えば流延支持体が−5℃の場合は動的貯蔵弾性率が−5℃で1万〜100万Paであることが好ましく、支持体が−50℃の場合は−50℃での動的貯蔵弾性率が1万〜500万Paであることが好ましい。 The cellulose acylate solution of the present invention preferably has a viscosity and dynamic storage modulus within the range. 1 mL of the sample solution was measured with a rheometer (CLS 500) using a Steel Cone having a diameter of 4 cm / 2 ° (both manufactured by TA Instruments). Measurement conditions were measured using an Oscillation Step / Temperature Ramp with a range of 40 ° C. to −10 ° C. being varied at 2 ° C./min, static non-Newtonian viscosity n * (Pa · s) at 40 ° C. and storage at −5 ° C. The elastic modulus G ′ (Pa) was determined. The measurement was started after the sample solution was kept warm at the measurement start temperature until the liquid temperature became constant. In the present invention, the viscosity at 40 ° C. is 1 to 400 Pa · s, the dynamic storage elastic modulus at 15 ° C. is preferably 500 Pa or more, more preferably the viscosity at 40 ° C. is 10 to 200 Pa · s, The dynamic storage elastic modulus at 15 ° C. is preferably 1 to 1,000,000. Furthermore, it is preferable that the dynamic storage elastic modulus at a low temperature is large. For example, when the casting support is −5 ° C., the dynamic storage elastic modulus is preferably 10,000 to 1,000,000 Pa at −5 ° C. When a body is -50 degreeC, it is preferable that the dynamic storage elastic modulus in -50 degreeC is 10,000-5 million Pa.
(溶液製膜の具体的方法)
次に、溶液製膜法について具体的に説明する。本発明のセルロースアシレートフィルムを製造する方法および設備は、従来セルロースアシレートフィルム製造に供する溶液流延製膜方法および溶液流延製膜装置が用いられる。溶解機(釜)から調製されたドープ(セルロースアシレート溶液)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。ドープをドープ排出口から、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、ドープを加圧型ダイの口金(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され、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。得られる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わる。ハロゲン化銀写真感光材料や電子ディスプレイ用機能性保護膜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。これらの各製造工程については、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)25頁〜30頁に詳細に記載され、流延(共流延を含む),金属支持体,乾燥,剥離,延伸などに分類される。
(Specific method of solution casting)
Next, the solution casting method will be specifically described. As a method and equipment for producing the cellulose acylate film of the present invention, a solution casting film forming method and a solution casting film forming apparatus conventionally used for producing a cellulose acylate film are used. The dope (cellulose acylate solution) prepared from the dissolving machine (kettle) is temporarily stored in a storage kettle, and the foam contained in the dope is defoamed for final preparation. The dope is fed from the dope discharge port to the pressure die through a pressure metering gear pump capable of delivering a constant amount of liquid with high accuracy, for example, by the number of rotations. The dry-dried dope film (also referred to as a web) is peeled off from the metal support at the peeling point which is uniformly cast on the metal support and the metal support has almost gone around. Both ends of the obtained web are sandwiched between clips, transported by a tenter while keeping the width, dried, then transported by a roll group of a drying device, dried, and wound up to a predetermined length by a winder. The combination of the tenter and the roll group dryer varies depending on the purpose. In the solution casting film forming method used for silver halide photographic light-sensitive materials and functional protective films for electronic displays, in addition to the solution casting film forming apparatus, an undercoat layer, an antistatic layer, an antihalation layer, a protective layer, etc. In many cases, a coating device is added to the surface processing of the film. Each of these manufacturing processes is described in detail on pages 25 to 30 of the Japan Society of Invention Public Technical Report (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention). Including), metal support, drying, peeling, stretching, etc.
ここで、本発明においては流延部の空間温度は特に限定されないが、−50〜50℃であることが好ましい。さらには−30〜40℃であることが好ましく、特には−20〜30℃であることが好ましい。特に低温での空間温度により流延されたセルロースアシレート溶液は、支持体の上で瞬時に冷却されゲル強度アップすることでその有機溶媒を含んだフィルムを保持することができる。これにより、セルロースアシレートから有機溶媒を蒸発させることなく、支持体から短時間で剥ぎ取りことが可能となり、高速流延が達成できるものである。なお、空間を冷却する手段としては通常の空気でもよいし窒素やアルゴン、ヘリウムなどでもよく特に限定されない。またその場合の相対湿度は0〜70%が好ましく、さらには0〜50%が好ましい。また、本発明ではセルロースアシレート溶液を流延する流延部の支持体の温度が−50〜130℃であり、好ましくは−30〜25℃であり、さらには−20〜15℃である。流延部を本発明の温度に保つためには、流延部に冷却した気体を導入して達成してもよく、あるいは冷却装置を流延部に配置して空間を冷却してもよい。この時、水が付着しないように注意することが重要であり、乾燥した気体を利用するなどの方法で実施できる。 Here, although the space temperature of a casting part is not specifically limited in this invention, It is preferable that it is -50-50 degreeC. Furthermore, it is preferable that it is -30-40 degreeC, and it is especially preferable that it is -20-30 degreeC. In particular, the cellulose acylate solution cast at a low space temperature can be cooled on the support instantly to increase the gel strength, thereby holding the film containing the organic solvent. Thereby, without evaporating the organic solvent from the cellulose acylate, it can be peeled off from the support in a short time, and high-speed casting can be achieved. The means for cooling the space may be normal air, nitrogen, argon, helium or the like, and is not particularly limited. In that case, the relative humidity is preferably 0 to 70%, more preferably 0 to 50%. Moreover, in this invention, the temperature of the support body of the casting part which casts a cellulose acylate solution is -50-130 degreeC, Preferably it is -30-25 degreeC, Furthermore, it is -20-15 degreeC. In order to keep the casting part at the temperature of the present invention, it may be achieved by introducing a cooled gas into the casting part, or a cooling device may be arranged in the casting part to cool the space. At this time, it is important to take care not to attach water, and it can be carried out by a method such as using dry gas.
本発明においてその各層の内容と流延については、特に以下の構成が好ましい。すなわち、セルロースアシレート溶液が、25℃において、少なくとも1種の液体または固体の可塑剤をセルロースアシレートに対して0.1〜20質量%含有しているセルロースアシレート溶液であること、および/または少なくとも1種の液体または固体の紫外線吸収剤をセルロースアシレートに対して0.001〜5質量%含有しているセルロースアシレート溶液であること、および/または少なくとも1種の固体でその平均粒子サイズが5〜3000nmである微粒子粉体をセルロースアシレートに対して0.001〜5質量%含有しているセルロースアシレート溶液であること、および/または少なくとも1種のフッ素系界面活性剤をセルロースアシレートに対して0.001〜2質量%含有しているセルロースアシレート溶液であること、および/または少なくとも1種の剥離剤をセルロースアシレートに対して0.0001〜2質量%含有しているセルロースアシレート溶液であること、および/または少なくとも1種の劣化防止剤をセルロースアシレートに対して0.0001〜2質量%含有しているセルロースアシレート溶液であること、および/または少なくとも1種の光学異方性コントロール剤をセルロースアシレートに対して0.1〜15質量%含有していること、および/または少なくとも1種の赤外吸収剤をセルロースアシレートに対して0.1〜5質量%含有しているセルロースアシレート溶液であることが好ましい。 In the present invention, the following configurations are particularly preferred for the contents and casting of each layer. That is, the cellulose acylate solution is a cellulose acylate solution containing 0.1 to 20% by mass of at least one liquid or solid plasticizer with respect to the cellulose acylate at 25 ° C. and / or Or a cellulose acylate solution containing 0.001 to 5% by mass of at least one liquid or solid UV absorber with respect to cellulose acylate, and / or the average particle of at least one solid It is a cellulose acylate solution containing 0.001 to 5% by mass of fine particle powder having a size of 5 to 3000 nm with respect to cellulose acylate, and / or at least one fluorine-based surfactant is cellulose. A cellulose acylate solution containing 0.001 to 2% by mass with respect to the acylate. And / or a cellulose acylate solution containing 0.0001 to 2% by mass of at least one release agent with respect to cellulose acylate, and / or at least one degradation inhibitor It is a cellulose acylate solution containing 0.0001 to 2% by mass with respect to acylate, and / or 0.1 to 15% by mass of at least one optical anisotropy control agent with respect to cellulose acylate. % And / or a cellulose acylate solution containing 0.1 to 5% by mass of at least one infrared absorber with respect to cellulose acylate.
流延工程では1種類のセルロースアシレート溶液を単層流延してもよいし、2種類以上のセルロースアシレート溶液を同時およびまたは逐次共流延しても良い。2層以上からなる流延工程を有する場合は、作製されるセルロースアシレート溶液およびセルロースアシレートフィルムにおいて、各層の塩素系溶媒の組成が同一であるか異なる組成のどちらか一方であること、各層の添加剤が1種類であるかあるいは2種類以上の混合物のどちらか
一方であること、各層への添加剤の添加位置が同一層であるか異なる層のどちらか一方であること、添加剤の溶液中の濃度が各層とも同一濃度であるかあるいは異なる濃度のどちらか一方であること、各層の会合体分子量が同一であるかあるいは異なる会合体分子量のどちらか一方であること、各層の溶液の温度が同一であるか異なる温度のどちらか一方であること、また各層の塗布量が同一か異なる塗布量のどちらか一方であること、各層の粘度が同一であるか異なる粘度のどちらか一方であること、各層の乾燥後の膜厚が同一であるか異なる厚さのどちらか一方であること、さらに各層に存在する素材が同一状態あるいは分布であるか異なる状態あるいは分布であること、各層の物性が同一であるかあるいは異なる物性のどちらか一方であること、各層の物性が均一であるか異なる物性の分布のどちらか一方であること、を特徴とするセルロースアシレート溶液およびその溶液から作製されるセルロースアシレートフィルムであることも好ましい。ここで、物性と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6頁〜7頁に詳細に記載されている物性を含むものであり、例えばヘイズ、透過率、分光特性、レターゼーションRe、同Rth、分子配向軸、軸ズレ、引裂強度、耐折強度、引張強度、巻き内外Rt差、キシミ、動摩擦、アルカリ加水分解、カール値、含水率、残留溶剤量、熱収縮率、高湿寸度評価、透湿度、ベースの平面性、寸法安定性、熱収縮開始温度、弾性率、および輝点異物の測定などであり、さらにはベースの評価に用いられるインピーダンス、面状も含まれるものである。また、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11頁に詳細に記載されているセルロースアシレートのイエローインデックス、透明度、熱物性(Tg、結晶化熱)なども挙げることができる。
In the casting step, one type of cellulose acylate solution may be cast in a single layer, or two or more types of cellulose acylate solutions may be cast simultaneously and / or sequentially. In the case of having a casting process comprising two or more layers, the composition of the chlorinated solvent in each layer is either the same or different in the cellulose acylate solution and the cellulose acylate film to be produced, each layer The additive is one type or a mixture of two or more types, the addition position of the additive to each layer is either the same layer or a different layer, The concentration in the solution is either the same or different in each layer, the aggregate molecular weight of each layer is either the same or a different aggregate molecular weight, Either the temperature is the same or a different temperature, the coating amount of each layer is the same or different, and the viscosity of each layer is the same Or whether the layer thickness after drying of each layer is the same or different, and the materials present in each layer are the same or different Or a distribution, a physical property of each layer being the same or a different physical property, and a physical property of each layer being either a uniform physical property or a different physical property distribution An acylate solution and a cellulose acylate film prepared from the solution are also preferable. Here, the physical properties include the physical properties described in detail on pages 6 to 7 of the Japan Society for Invention and Innovation Technical Report (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention). For example, haze, transmittance, spectral characteristics, retardation Re, the same Rth, molecular orientation axis, axial misalignment, tear strength, folding strength, tensile strength, winding inner / outer Rt difference, creaking, dynamic friction, alkaline hydrolysis, curl value, water content Rate, residual solvent amount, heat shrinkage rate, high humidity dimensional evaluation, moisture permeability, base flatness, dimensional stability, heat shrinkage starting temperature, elastic modulus, and measurement of bright spot foreign matter, etc. Impedance and surface shape used for evaluation are also included. In addition, the Yellow Index, Transparency, Thermophysical Properties (Tg) of Cellulose Acylate described in detail on page 11 in the Japan Society for Invention and Innovation Technical Report (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Invention Association) , Heat of crystallization) and the like.
乾燥工程においては、剥離して得られる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わる。ハロゲン化銀写真感光材料や電子ディスプレイ用機能性保護膜に用いる溶液流延製膜法においては、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。 In the drying process, both ends of the web obtained by peeling are sandwiched between clips, transported by a tenter while holding the width, dried, then transported by a roll group of a drying apparatus, dried and finished with a winder. Take up to the length of. The combination of the tenter and the roll group dryer varies depending on the purpose. In the solution casting film forming method used for silver halide photographic light-sensitive materials and functional protective films for electronic displays, in addition to the solution casting film forming apparatus, an undercoat layer, an antistatic layer, an antihalation layer, a protective layer, etc. In many cases, a coating device is added to the surface processing of the film.
本発明における溶液製膜における乾燥方法は特に限定しないが、フィルムの光弾性を確保する観点で、溶剤を含んだ状態から徐々にフィルムの温度を上げる徐昇温乾燥がより好ましい。本発明のようなセルロースアシレートフィルムからなる位相差板は、液晶表示装置内で偏光層と貼り合わせて使用されることが多い。偏光層はPVAにヨウ素を含浸し1軸延伸したものが多く、PVAが親水性のため湿度変化に伴い伸張、収縮を繰り返す。このため、偏光層と共に貼り合わせられたセルロースアシレートフィルムは収縮、伸張応力を受け、この結果セルロースアシレート分子の配向に変化が生じ、ReおよびRthが変化する。このような応力に伴うReおよびRthの変化は光弾性として測定でき、これが1〜25×10-7(cm2/kgf)が好ましく、より好ましくは1〜20×10-7(cm2/kgf)が好ましく、さらに好ましくは1〜18×10-7(cm2/kgf)である。 The drying method in the solution casting in the present invention is not particularly limited. However, from the viewpoint of ensuring the photoelasticity of the film, a gradual temperature rising drying in which the temperature of the film is gradually increased from the state containing the solvent is more preferable. A retardation plate made of a cellulose acylate film as in the present invention is often used by being bonded to a polarizing layer in a liquid crystal display device. Many polarizing layers are obtained by impregnating PVA with iodine and uniaxially stretching. Since PVA is hydrophilic, it repeatedly expands and contracts with changes in humidity. For this reason, the cellulose acylate film bonded together with the polarizing layer is subjected to shrinkage and extension stress, and as a result, the orientation of the cellulose acylate molecule changes, and Re and Rth change. Such changes in Re and Rth associated with stress can be measured as photoelasticity, which is preferably 1 to 25 × 10 −7 (cm 2 / kgf), more preferably 1 to 20 × 10 −7 (cm 2 / kgf). ), More preferably 1 to 18 × 10 −7 (cm 2 / kgf).
巻き取り工程は、ウェブを乾燥工程において上述の方法で乾燥させた後、両端をトリミングし、型押し加工(ナーリング付与)した後、巻き取る。このようにして乾燥の終了したフィルム中の残留溶剤は0質量%〜1質量%が好ましく、より好ましくは0質量%〜0.5質量%である。乾燥終了後、両端をトリミングして巻き取る。好ましい幅は0.5m〜5mであり、より好ましくは0.7m〜3mであり、さらに好ましくは1m〜2mである。また、好ましい巻長は300m〜30000mであり、より好ましくは500m〜10000mであり、さらに好ましくは1000m〜7000mである。また、巻き取り前に、少なくとも片面にラミフィルムを付けることも、傷防止の観点から好ましい。 In the winding process, after the web is dried by the above-described method in the drying process, both ends are trimmed, and after embossing (knurling), the web is wound. The residual solvent in the film thus dried is preferably 0% by mass to 1% by mass, more preferably 0% by mass to 0.5% by mass. After drying, trim both ends and wind up. A preferable width is 0.5 m to 5 m, more preferably 0.7 m to 3 m, and still more preferably 1 m to 2 m. Moreover, preferable winding length is 300m-30000m, More preferably, it is 500m-10000m, More preferably, it is 1000m-7000m. Moreover, it is also preferable from a viewpoint of scratch prevention to attach a lami film to at least one surface before winding.
このようにして乾燥した後の膜厚は30〜200μmが好ましく、35μm〜180μmがより好ましく、40μm〜150μmが特に好ましい。未延伸原反膜の厚みムラは厚み方向、幅方向いずれも0%〜2%が好ましく、より好ましくは0%〜1.5%、さらに好ましくは0%〜1%である。 The film thickness after drying in this manner is preferably 30 to 200 μm, more preferably 35 μm to 180 μm, and particularly preferably 40 μm to 150 μm. The thickness unevenness of the unstretched raw fabric film is preferably 0% to 2% in both the thickness direction and the width direction, more preferably 0% to 1.5%, and still more preferably 0% to 1%.
<延伸>
以上のようにして、溶融製膜あるいは溶液製膜によって製造したセルロースアシレート膜状物は、縦方向または横方向のうちの少なくとも一方向に10%〜250%延伸する。ここにおいて、縦方向とはセルロースアシレート膜状物の製膜流れの方向(長手方向)を意味し、横方向とはそれに直交する方向を意味する。
延伸条件を適切に制御することによって、得られるセルロースアシレートフィルムの面状を改善し、Re、Rthを所望の範囲内に制御し、フィルムを巻取った後の幅方向の残留応力を抑え、湿熱による寸法変化や光弾性を小さくし、応力に対する光学特性(Re、Rth)の変化を抑えることができる。その結果、液晶装置に組み込んだときに、額縁ムラの発生を効果的に抑制することができるようになる。具体的には、以下に記載する好ましい条件下で延伸を行うことが好ましい。特に、延伸時のセルロースアシレート膜状物中に残存する溶媒量、延伸後の緩和率、冷却速度を制御することにより、延伸後に得られるセルロースアシレートフィルムの寸法変化や光弾性を安定化させることができ、使用環境における額縁ムラを効果的に抑制することができる。
<Extension>
As described above, the cellulose acylate film produced by melt film formation or solution film formation is stretched by 10% to 250% in at least one of the longitudinal direction and the transverse direction. Here, the vertical direction means the direction of film formation (longitudinal direction) of the cellulose acylate film, and the horizontal direction means a direction perpendicular to it.
By appropriately controlling the stretching conditions, the surface shape of the resulting cellulose acylate film is improved, Re and Rth are controlled within a desired range, and the residual stress in the width direction after winding the film is suppressed, It is possible to reduce dimensional changes and photoelasticity due to wet heat, and to suppress changes in optical characteristics (Re, Rth) with respect to stress. As a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of frame unevenness when incorporated in a liquid crystal device. Specifically, the stretching is preferably performed under the preferable conditions described below. In particular, by controlling the amount of solvent remaining in the cellulose acylate film during stretching, the relaxation rate after stretching, and the cooling rate, the dimensional change and photoelasticity of the cellulose acylate film obtained after stretching are stabilized. And frame unevenness in the use environment can be effectively suppressed.
本発明のセルロースアシレートフィルムを製造する際には、溶液流延または溶融流延により製膜したセルロースアシレート膜状物を、残留溶媒量が1質量%以下の状態でドライ延伸することが特に好ましい。
延伸は製膜工程中、オン−ラインで実施しても良く、製膜完了後、一度巻き取った後にオフ−ラインで実施しても良い。すなわち、溶融製膜の場合、延伸は製膜工程における冷却が完了しない段階で実施しても良いし、冷却終了後に実施しても良い。
これらの延伸は1段で実施しても、多段で実施しても良い。延伸温度はTg〜(Tg+40℃)が好ましく、より好ましくは(Tg+1℃)〜(Tg+30℃)、特に好ましくは(Tg+2℃)〜(Tg+25℃)である。好ましい延伸倍率は10%〜300%、さらに好ましくは10%〜250%、特に好ましくは20%〜200%である。これらの延伸は1段で実施しても、多段で実施しても良い。ここで言う延伸倍率は、延伸方向の緩和率を除いた、最終(実質)延伸倍率を指す。以下の式を用いて求めたものである。
When producing the cellulose acylate film of the present invention, it is particularly preferable to dry-stretch the cellulose acylate film formed by solution casting or melt casting in a state where the residual solvent amount is 1% by mass or less. preferable.
Stretching may be performed on-line during the film forming process, or may be performed off-line after winding up once after film formation is completed. That is, in the case of melt film formation, the stretching may be performed at a stage where the cooling in the film forming process is not completed, or may be performed after the cooling is completed.
These stretching operations may be performed in one stage or in multiple stages. The stretching temperature is preferably Tg to (Tg + 40 ° C.), more preferably (Tg + 1 ° C.) to (Tg + 30 ° C.), and particularly preferably (Tg + 2 ° C.) to (Tg + 25 ° C.). A preferable draw ratio is 10% to 300%, more preferably 10% to 250%, and particularly preferably 20% to 200%. These stretching operations may be performed in one stage or in multiple stages. The draw ratio here refers to the final (substantially) draw ratio excluding the relaxation rate in the drawing direction. It is obtained using the following formula.
最終延伸倍率(%)=100×{(実質な延伸後の長さ)−(延伸前の長さ)}/延伸前の長さ Final stretch ratio (%) = 100 × {(substantially length after stretching) − (length before stretching)} / length before stretching
延伸は、縦延伸、横延伸、またはこれらの組み合わせによって実施される。縦延伸を行う際には、ロール延伸(出口側の周速を速くした2対以上のニップロールを用いて長手方向に延伸するもの)や固定端延伸(フィルムの両端を把持し、これを長手方向に次第に早く搬送して長手方向に延伸するもの)等を用いることができる。さらに横延伸を行う際には、テンター延伸(フィルムの両端をチャックで把持しこれを横方向(長手方向と直角方向)に広げて延伸するもの)等を用いることができる。これらの縦延伸と横延伸は、それぞれ単独で行っても良く(1軸延伸)、組み合わせて行っても良い(2軸延伸)。2軸延伸の場合、縦方向と横方向に逐次延伸しても良いし(逐次延伸)、同時に延伸しても良い(同時延伸)。
Re、Rthの比を所望の値にするためには、縦延伸の場合、ニップロール間をフィルム幅で割った値(縦横比)を制御する。即ち縦横比を小さくすることで、Rth/Re比を大きくすることができる。横延伸の場合、直交方向に延伸すると同時に縦方向にも延伸したり、逆に緩和させたりすることで制御することができる。即ち縦方向に延伸することでRth/Re比を大きくすることができ、逆に縦方向に緩和することでRth/Re比を小さくすることができる。さらに縦延伸と横延伸を組み合わせることで、Reを小さくしながら(縦と横の延伸倍率を近づける)、Rthを大きくする(面積倍率(縦倍率×横倍率)を上げる)ことで、Re,Rthを制御できる。本発明では縦方向と横方向の延伸倍率の差を10%〜100%にすることが好ましく、より好ましくは20%〜80%、さらに好ましくは25%〜60%にする。延伸は縦横非対称で行うことが好ましい。この時、横方向の延伸倍率を高くすることがさらに好ましい。
縦延伸、横延伸の延伸速度は10%/分〜10000%/分が好ましく、より好ましくは20%/分〜1000%/分、特に好ましくは30%/分〜800%/分である。多段延伸の場合、各段の延伸速度の平均値を指す。
Stretching is performed by longitudinal stretching, lateral stretching, or a combination thereof. When performing longitudinal stretching, roll stretching (stretching in the longitudinal direction using two or more pairs of nip rolls with increased peripheral speed on the outlet side) or fixed end stretching (holding both ends of the film, and stretching it in the longitudinal direction) And the like which are gradually conveyed and stretched in the longitudinal direction) can be used. Further, when performing transverse stretching, tenter stretching (a film in which both ends of the film are gripped with a chuck and then stretched in the transverse direction (perpendicular to the longitudinal direction)) can be used. These longitudinal stretching and lateral stretching may be performed independently (uniaxial stretching) or may be performed in combination (biaxial stretching). In the case of biaxial stretching, it may be sequentially stretched in the longitudinal direction and the transverse direction (sequential stretching), or may be simultaneously stretched (simultaneous stretching).
In order to set the ratio of Re and Rth to a desired value, in the case of longitudinal stretching, the value obtained by dividing the space between nip rolls by the film width (aspect ratio) is controlled. That is, the Rth / Re ratio can be increased by reducing the aspect ratio. In the case of transverse stretching, it can be controlled by stretching in the orthogonal direction and simultaneously stretching in the longitudinal direction or conversely relaxing. That is, the Rth / Re ratio can be increased by stretching in the vertical direction, and the Rth / Re ratio can be decreased by relaxing in the vertical direction. Further, by combining longitudinal stretching and lateral stretching, Re and Rth are reduced by increasing Rth (increasing area magnification (longitudinal magnification x lateral magnification)) while reducing Re (making the longitudinal and lateral stretching ratios closer). Can be controlled. In the present invention, the difference in the draw ratio between the machine direction and the transverse direction is preferably 10% to 100%, more preferably 20% to 80%, and even more preferably 25% to 60%. Stretching is preferably performed in a longitudinal and lateral asymmetric manner. At this time, it is more preferable to increase the stretching ratio in the transverse direction.
The stretching speed of longitudinal stretching and lateral stretching is preferably 10% / min to 10000% / min, more preferably 20% / min to 1000% / min, particularly preferably 30% / min to 800% / min. In the case of multistage stretching, the average value of the stretching speed of each stage is indicated.
延伸を行った後には、延伸方向に対してある程度の緩和を行うことが好ましい。緩和を行うことによって、延伸したフィルムの寸法安定性を向上することができ、延伸する際に中央部と端部に生じたストレス(応力)の不平衡を解消させ、温度および湿熱の変動に伴うフィルムの寸法安定性の向上を促進し、使用環境における額縁ムラを効果的に抑制することができる。緩和は、延伸時の延伸率(最大延伸率)に対して1%〜40%の比率、より好ましくは1%〜30%の比率、さらに好ましくは2%〜25%の比率で延伸方向に実施する。 After stretching, it is preferable to relax to some extent in the stretching direction. By performing relaxation, the dimensional stability of the stretched film can be improved, and the stress (stress) generated at the center and the edge during stretching can be eliminated, resulting in fluctuations in temperature and wet heat. Improvement of the dimensional stability of the film can be promoted, and frame unevenness in the use environment can be effectively suppressed. The relaxation is performed in the stretching direction at a ratio of 1% to 40%, more preferably 1% to 30%, and even more preferably 2% to 25% with respect to the stretching ratio (maximum stretching ratio) during stretching. To do.
このような延伸に引き続き、(Tg−30℃)〜(Tg+30℃)の温度で1秒〜3分熱固定することも好ましい。(Tg−20℃)〜(Tg+20℃)の温度で5秒〜2分熱固定することがより好ましい。 Subsequent to such stretching, it is also preferable to heat fix at a temperature of (Tg-30 ° C) to (Tg + 30 ° C) for 1 second to 3 minutes. It is more preferable to heat-set at a temperature of (Tg−20 ° C.) to (Tg + 20 ° C.) for 5 seconds to 2 minutes.
延伸し、熱固定した後のセルロースアシレートフィルムは、テンションが掛かった状態で徐冷することが好ましい。徐冷速度は1℃/分〜50℃/分が好ましく、より好ましくは2℃/分〜30℃/分、さらに好ましくは3℃/分〜20℃/分である。 The cellulose acylate film after being stretched and heat-fixed is preferably slowly cooled in a tensioned state. The slow cooling rate is preferably 1 ° C / min to 50 ° C / min, more preferably 2 ° C / min to 30 ° C / min, and even more preferably 3 ° C / min to 20 ° C / min.
上記のような延伸を経て製造される本発明のセルロースアシレートフィルムのReとRthは下式を満足することが好ましい。
0≦Re≦300
10≦Rth≦500
1≦Rth/Re≦10
より好ましくは
10≦Re≦200
50≦Rth≦400
1.1≦Rth/Re≦10
さらに好ましくは
20≦Re≦150
80≦Rth≦350
1.2≦Rth/Re≦10
It is preferable that Re and Rth of the cellulose acylate film of the present invention produced through the stretching as described above satisfy the following formula.
0 ≦ Re ≦ 300
10 ≦ Rth ≦ 500
1 ≦ Rth / Re ≦ 10
More preferably, 10 ≦ Re ≦ 200
50 ≦ Rth ≦ 400
1.1 ≦ Rth / Re ≦ 10
More preferably, 20 ≦ Re ≦ 150
80 ≦ Rth ≦ 350
1.2 ≦ Rth / Re ≦ 10
本明細書において、Re、Rthは各々、波長λ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表す。ReとRthの測定は、フィルムを25℃・相対湿度60%にて24時間調湿後、自動複屈折計(KOBRA−21ADH:王子計測機器(株)製)を用いて25℃・相対湿度60%において行う。Re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。Rthは前記Re、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角度を変えて、傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定した複数のレターデーション値を基にKOBRA−21ADHが算出する。本明細書においては、特に断らない限りλとして590±5nmを使用している。 In this specification, Re and Rth respectively represent in-plane retardation and retardation in the thickness direction at a wavelength λ. Re and Rth are measured at 25 ° C. and 60% relative humidity for 24 hours after humidity conditioning using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH: manufactured by Oji Scientific Instruments) at 25 ° C. and 60% relative humidity. %. Re is measured by making light having a wavelength of λ nm incident in the normal direction of the film in KOBRA-21ADH (manufactured by Oji Scientific Instruments). Rth is Re, the slow axis in the plane (determined by KOBRA-21ADH) is used as the tilt axis (rotary axis), and the angle is changed with respect to the normal direction of the film, and light having a wavelength of λ nm is incident from the tilted direction. KOBRA-21ADH is calculated based on the plurality of retardation values measured. In this specification, 590 ± 5 nm is used as λ unless otherwise specified.
本発明のセルロースアシレートフィルムの波長590nmにおける25℃・相対湿度10%におけるReと25℃・相対湿度80%におけるReの差は15nm以下が好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
また、波長590nmにおける25℃・相対湿度10%におけるRthと25℃・相対湿度80%におけるRthの差は25nm以下が好ましく、15nm以下がさらに好ましい。
In the cellulose acylate film of the present invention, the difference between Re at 25 ° C. and relative humidity of 10% at a wavelength of 590 nm and Re at 25 ° C. and relative humidity of 80% is preferably 15 nm or less, and more preferably 10 nm or less.
The difference between Rth at 25 ° C. and relative humidity of 10% at a wavelength of 590 nm and Rth at 25 ° C. and relative humidity of 80% is preferably 25 nm or less, and more preferably 15 nm or less.
このようにして延伸した後の膜厚は10〜200μmが好ましく、20μm〜200μmがより好ましく、25μm〜150μmが特に好ましい。厚みムラは、厚み方向と幅方向のいずれも0%〜2%が好ましく、より好ましくは0%〜1.5%、さらに好ましくは0%〜1%である。 The film thickness after stretching in this manner is preferably 10 to 200 μm, more preferably 20 μm to 200 μm, and particularly preferably 25 μm to 150 μm. The thickness unevenness is preferably 0% to 2% in both the thickness direction and the width direction, more preferably 0% to 1.5%, and still more preferably 0% to 1%.
このようにして得たセルロースアシレートフィルムの弾性率は、1.5kN/mm2〜
2.9kN/mm2が好ましく、より好ましくは1.7kN/mm2〜2.8kN/mm2
、さらに好ましくは1.8kN/mm2〜2.6kN/mm2である。
The elastic modulus of the cellulose acylate film thus obtained is 1.5 kN / mm 2 to
2.9 kN / mm 2 is preferable, more preferably 1.7 kN / mm 2 to 2.8 kN / mm 2.
More preferably, it is 1.8 kN / mm 2 to 2.6 kN / mm 2 .
また製膜方向(長手方向)と、フィルムのReの遅相軸とのなす角度θは0°、+90°もしくは−90°に近いほど好ましい。即ち、縦延伸の場合は0°に近いほどよく、0±3°が好ましく、より好ましくは0±2°、特に好ましくは0±1°である。横延伸の場合は、90±3°または−90±3°が好ましく、より好ましくは90±2°または−90±2°、特に好ましくは90±1°または−90±1°である。 The angle θ formed by the film forming direction (longitudinal direction) and the slow axis of Re of the film is preferably as close to 0 °, + 90 °, or −90 °. That is, in the case of longitudinal stretching, the closer to 0 °, the better, preferably 0 ± 3 °, more preferably 0 ± 2 °, and particularly preferably 0 ± 1 °. In the case of transverse stretching, 90 ± 3 ° or −90 ± 3 ° is preferable, 90 ± 2 ° or −90 ± 2 ° is more preferable, and 90 ± 1 ° or −90 ± 1 ° is particularly preferable.
本発明のセルロースアシレートフィルムは単独で使用してもよく、これらと偏光板を組み合わせて使用してもよく、これらの上に液晶層や屈折率を制御した層(低反射層)やハードコート層を設けて使用しても良い。 The cellulose acylate film of the present invention may be used alone, or may be used in combination with a polarizing plate, and a liquid crystal layer or a layer with a controlled refractive index (low reflection layer) or hard coat on these. A layer may be provided and used.
本発明のセルロースアシレートフィルムは、偏光板保護フィルム、または位相差板として使用することが好ましい。偏光板保護フィルム、または位相差板として使用した場合には、吸湿による伸張、収縮による応力により複屈折(Re,Rth)が変化する場合がある。このような応力に伴う複屈折の変化は光弾性係数として測定できるが、その範囲は、1〜25×10-7(cm2/kgf)が好ましく、1〜20×10-7(cm2/kgf)がより好ましく、1〜18×10-7(cm2/kgf)であることが特に好ましい。 The cellulose acylate film of the present invention is preferably used as a polarizing plate protective film or a retardation plate. When used as a polarizing plate protective film or a retardation plate, the birefringence (Re, Rth) may change due to the stress due to expansion and contraction due to moisture absorption. The change in birefringence due to such stress can be measured as a photoelastic coefficient, and the range is preferably 1 to 25 × 10 −7 (cm 2 / kgf), and 1 to 20 × 10 −7 (cm 2 / kgf). kgf) is more preferable, and 1 to 18 × 10 −7 (cm 2 / kgf) is particularly preferable.
<表面処理>
延伸して製造した本発明のセルロースアシレートフィルムは、場合により表面処理を行うことによって、セルロースアシレートフィルムと各機能層(例えば、下塗層およびバック層)との接着の向上を達成することができる。例えばグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸またはアルカリ処理を用いることができる。ここでいうグロー放電処理とは、10-3〜20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、さらにまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンの様なフロン類およびそれらの混合物などが挙げられる。これらについては、詳細が発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)30頁〜32頁に詳細に記載されている。なお、近年注目されている大気圧でのプラズマ処理は、例えば10〜1000Kev下で20〜500Kgyの照射エネルギーが用いられ、より好ましくは30〜500Kev下で20〜300Kgyの照射エネルギーが用いられる。これらの中でも特に好ましくは、アルカリ鹸化処理でありセルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。
<Surface treatment>
The cellulose acylate film of the present invention produced by stretching may achieve improved adhesion between the cellulose acylate film and each functional layer (for example, an undercoat layer and a back layer) by optionally performing a surface treatment. Can do. For example, glow discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, flame treatment, acid or alkali treatment can be used. The glow discharge treatment here may be low-temperature plasma that occurs in a low-pressure gas of 10 −3 to 20 Torr, and plasma treatment under atmospheric pressure is also preferable. A plasma-excitable gas is a gas that is plasma-excited under the above-mentioned conditions, and examples thereof include chlorofluorocarbons such as argon, helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide, tetrafluoromethane, and mixtures thereof. It is done. Details of these are described in detail on pages 30 to 32 of the Japan Society of Invention Disclosure Technical Bulletin (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention). Note that, in the plasma treatment at atmospheric pressure which has been attracting attention in recent years, for example, irradiation energy of 20 to 500 Kgy is used under 10 to 1000 Kev, and more preferably irradiation energy of 20 to 300 Kgy is used under 30 to 500 Kev. Among these, an alkali saponification treatment is particularly preferable, and it is extremely effective as a surface treatment of a cellulose acylate film.
アルカリ鹸化処理は、鹸化液に浸漬しても良く、鹸化液を塗布しても良い。浸漬法の場合は、NaOHやKOH等のpH10〜14の水溶液を20℃〜80℃に加温した槽を0.1分から10分通過させたあと、中和、水洗、乾燥することで達成できる。 The alkali saponification treatment may be immersed in a saponification solution or coated with a saponification solution. In the case of the dipping method, it can be achieved by passing an aqueous solution of pH 10 to 14 such as NaOH or KOH through a bath heated to 20 ° C. to 80 ° C. for 0.1 to 10 minutes, and then neutralizing, washing with water and drying. .
塗布方法の場合、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、バーコーティング法およびE型塗布法を用いることができる。アルカリ鹸化処理塗布液の溶媒は、鹸化液の透明支持体に対して塗布するために濡れ性が良く、また鹸化液溶媒によって透明支持体表面に凹凸を形成させずに、面状を良好なまま保つ溶媒を選択することが好ましい。具体的には、アルコール系溶媒が好ましく、イソプロピルアルコールが特に好ましい。また、界面活性剤の水溶液を溶媒として使用することもできる。アルカリ鹸化塗布液のアルカリは、上記溶媒に溶解するアルカリが好ましく、KOH、NaOHがより好ましい。鹸化塗布液のpHは10以上が好ましく、12以上がさらに好ましい。アルカリ鹸化時の反応条件は、室温で1秒〜5分が好ましく、5秒〜5分がより好ましく、20秒〜3分が特に好ましい。アルカリ鹸化反応後、鹸化液塗布面を水洗または酸で洗浄したあと水洗することが好ましい。また、塗布式鹸化処理と後述の配向膜解塗設を、連続して行うことができ、工程数を減少できる。これらの鹸化方法は、具体的には、例えば、特開2002−82226公報、国際公開第02/46809号パンフレットに内容の記載が挙げられる。 In the case of the coating method, a dip coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a bar coating method, and an E-type coating method can be used. The solvent of the alkali saponification coating solution has good wettability because it is applied to the transparent support of the saponification solution, and the surface state remains good without forming irregularities on the surface of the transparent support by the saponification solution solvent. It is preferred to select a solvent to keep. Specifically, an alcohol solvent is preferable, and isopropyl alcohol is particularly preferable. An aqueous solution of a surfactant can also be used as a solvent. The alkali of the alkali saponification coating solution is preferably an alkali that dissolves in the above solvent, and more preferably KOH or NaOH. The pH of the saponification coating solution is preferably 10 or more, more preferably 12 or more. The reaction conditions during the alkali saponification are preferably 1 second to 5 minutes at room temperature, more preferably 5 seconds to 5 minutes, and particularly preferably 20 seconds to 3 minutes. After the alkali saponification reaction, it is preferable to wash the surface on which the saponification solution is applied with water or acid, and then with water. Further, the coating-type saponification treatment and the alignment film uncoating described later can be performed continuously, and the number of steps can be reduced. Specific examples of these saponification methods are described in JP 2002-82226 A and WO 02/46809 pamphlet.
機能層との接着のため下塗り層を設けることも好ましい。この層は上記表面処理をした後、塗設しても良く、表面処理なしで塗設しても良い。下塗層についての詳細は、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)32頁に記載されている。
これらの表面処理、下塗り工程は、製膜工程の最後に組み込むこともでき、単独で実施することもでき、後述の機能層付与工程の中で実施することもできる。
It is also preferable to provide an undercoat layer for adhesion to the functional layer. This layer may be applied after the above surface treatment or may be applied without the surface treatment. The details of the undercoat layer are described on page 32 of the Japan Society for Invention and Innovation (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention).
These surface treatment and undercoating processes can be incorporated at the end of the film forming process, can be performed alone, or can be performed in the functional layer application process described later.
<機能層との組み合わせ>
本発明のセルロースアシレートフィルムに、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)32頁〜45頁に詳細に記載されている機能性層を組み合わせることが好ましい。中でも好ましいのが、偏光膜の付与(偏光板の形成)、光学補償層の付与(光学補償シート)、反射防止層の付与(反射防止フィルム)である。
<Combination with functional layer>
The cellulose acylate film of the present invention is combined with the functional layer described in detail on pages 32 to 45 of the Japan Institute of Invention (Technical No. 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Institute of Invention). It is preferable. Among these, application of a polarizing film (formation of a polarizing plate), application of an optical compensation layer (optical compensation sheet), and application of an antireflection layer (antireflection film) are preferable.
[偏光膜]
(偏光膜の素材)
現在、市販の偏光膜は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素を浸透させることで作製されるのが一般的である。偏光膜は、Optiva Inc.に代表される塗布型偏光膜も利用できる。
偏光膜におけるヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏光性能を発現する。二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素またはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基(例えば、スルホ、アミノ、ヒドロキシル)を有することが好ましい。例えば、発明協会公開技法(公技番号2001−1745号、2001年3月15日発行、発明協会)58頁に記載の化合物が挙げられる。
[Polarizing film]
(Polarized film material)
Currently, a commercially available polarizing film is generally produced by immersing a stretched polymer in a solution of iodine or dichroic dye in a bath and allowing the iodine or dichroic dye to penetrate into the binder. It is. The polarizing film is manufactured by Optiva Inc. A coating type polarizing film typified by can also be used.
The iodine and the dichroic dye in the polarizing film develop polarizing performance by being oriented in the binder. As the dichroic dye, an azo dye, stilbene dye, pyrazolone dye, triphenylmethane dye, quinoline dye, oxazine dye, thiazine dye or anthraquinone dye is used. The dichroic dye is preferably water-soluble. The dichroic dye preferably has a hydrophilic substituent (for example, sulfo, amino, hydroxyl). For example, the compounds described in page 58 of the Japan Society of Invention Disclosure Technique (Public Technical No. 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society of Invention).
偏光膜のバインダーは、それ自体架橋可能なポリマーまたは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することができる。バインダーには、例えば特開8−338913号公報の段落番号[0022]に記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。 As the binder of the polarizing film, either a polymer that can be crosslinked by itself or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent can be used, and a plurality of combinations thereof can be used. Examples of the binder include a methacrylate copolymer, a styrene copolymer, polyolefin, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol, poly (N-methylolacrylamide) described in paragraph [0022] of JP-A-8-338913, Polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethyl cellulose, polycarbonate and the like are included. Silane coupling agents can be used as the polymer.
なかでも水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがより好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがさらに好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールを2種類併用することが特に好ましい。ポリビニルアルコールの鹸化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がより好ましい。
ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。
Of these, water-soluble polymers (for example, poly (N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, and modified polyvinyl alcohol) are preferable, gelatin, polyvinyl alcohol, and modified polyvinyl alcohol are more preferable, and polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are preferable. Further preferred. It is particularly preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%.
It is preferable that the polymerization degree of polyvinyl alcohol is 100-5000.
変性ポリビニルアルコールについては、特開平8−338913号、同9−152509号および同9−316127号の各公報に記載されている。ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールは、2種以上を併用してもよい。
バインダー厚みの下限は、10μmであることが好ましい。厚みの上限は、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よい。現在市販の偏光板(約30μm)以下であることが好ましく、25μm以下がより好ましく、20μm以下が特に好ましい。
The modified polyvinyl alcohol is described in JP-A-8-338913, JP-A-9-152509 and JP-A-9-316127. Two or more kinds of polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol may be used in combination.
The lower limit of the binder thickness is preferably 10 μm. The upper limit of the thickness is preferably as thin as possible from the viewpoint of light leakage of the liquid crystal display device. It is preferably not more than a commercially available polarizing plate (about 30 μm), more preferably 25 μm or less, and particularly preferably 20 μm or less.
偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。架橋性の官能基を有するポリマー、モノマーをバインダー中に混合しても良く、バインダーポリマー自身に架橋性官能基を付与しても良い。架橋は、光、熱またはpH変化により行うことができ、架橋構造をもったバインダーを形成することができる。架橋剤については、米国再発行特許第23297号明細書に記載がある。また、ホウ素化合物(例えば、ホウ酸、硼砂)も、架橋剤として用いることができる。バインダーの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、0.1〜20質量%が好ましい。偏光素子の配向性、偏光膜の耐湿熱性が良好となる。 The binder of the polarizing film may be cross-linked. A polymer or monomer having a crosslinkable functional group may be mixed in the binder, or a crosslinkable functional group may be imparted to the binder polymer itself. Crosslinking can be performed by light, heat, or pH change, and a binder having a crosslinked structure can be formed. The crosslinking agent is described in US Reissue Patent 23297. Boron compounds (for example, boric acid and borax) can also be used as a crosslinking agent. The addition amount of the crosslinking agent in the binder is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to the binder. The orientation of the polarizing element and the wet heat resistance of the polarizing film are improved.
架橋反応が終了後でも、未反応の架橋剤は1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。このようにすることで、耐候性が向上する。 Even after the crosslinking reaction is completed, the unreacted crosslinking agent is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less. By doing in this way, a weather resistance improves.
(偏光膜の延伸)
偏光膜は、偏光膜を延伸するか(延伸法)、もしくはラビングした(ラビング法)後に、ヨウ素、二色性染料で染色することが好ましい。
延伸法の場合、延伸倍率は2.5〜30.0倍が好ましく、3.0〜10.0倍がより好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸により実施することができる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸により実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、2.5〜5.0倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、3.0〜10.0倍が好ましい。延伸はMD方向に平行に行っても良く(平行延伸)、斜め方向におこなっても良い(斜め延伸)。これらの延伸は、1回で行っても、数回に分けて行ってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。より好ましいのが斜め方向に10度から80度の傾きを付けて延伸する斜め延伸である。
(Stretching of polarizing film)
The polarizing film is preferably dyed with iodine or a dichroic dye after the polarizing film is stretched (stretching method) or rubbed (rubbing method).
In the case of the stretching method, the stretching ratio is preferably 2.5 to 30.0 times, and more preferably 3.0 to 10.0 times. Stretching can be performed by dry stretching in air. Moreover, you may implement by the wet extending | stretching in the state immersed in water. The stretch ratio of dry stretching is preferably 2.5 to 5.0 times, and the stretch ratio of wet stretching is preferably 3.0 to 10.0 times. Stretching may be performed in parallel to the MD direction (parallel stretching) or may be performed in an oblique direction (oblique stretching). These stretching operations may be performed once or divided into several times. By dividing into several times, it can be stretched more uniformly even at high magnification. More preferred is oblique stretching in which the film is stretched with an inclination of 10 to 80 degrees in the oblique direction.
(イ)平行延伸法
延伸に先立ち、PVAフィルムを膨潤させる。膨潤度は通常1.2〜2.0倍(膨潤前と膨潤後の質量比)である。この後、ガイドロール等を介して連続搬送しつつ、水系媒体浴内や二色性物質溶解の染色浴内で、通常15〜50℃、好ましくは17〜40℃の浴温で延伸する。延伸は2対のニップロールで把持し、後段のニップロールの搬送速度を前段のそれより大きくして行うことができる。前記作用効果の点より好ましい延伸倍率(延伸後/初期状態の長さ比:以下同じ)は1.2〜3.5倍、より好ましくは1.5〜3.0倍である。この後、50℃〜90℃において乾燥させて偏光膜を得る。
(A) Parallel stretching method Prior to stretching, the PVA film is swollen. The degree of swelling is usually 1.2 to 2.0 times (mass ratio before swelling and after swelling). Thereafter, the film is stretched at a bath temperature of usually 15 to 50 ° C., preferably 17 to 40 ° C. in an aqueous medium bath or a dye bath for dissolving a dichroic substance while being continuously conveyed through a guide roll or the like. Stretching can be performed by gripping with two pairs of nip rolls and increasing the conveyance speed of the subsequent nip rolls to be higher than that of the preceding nip rolls. The stretching ratio (after stretching / the length ratio in the initial state: the same hereinafter) is 1.2 to 3.5 times, more preferably 1.5 to 3.0 times from the viewpoint of the above-mentioned effects. Thereafter, the film is dried at 50 ° C. to 90 ° C. to obtain a polarizing film.
(ロ)斜め延伸法
斜め延伸法は、特開2002−86554号公報に記載されているように、傾斜め方向に張り出したテンターを用いて延伸することにより実施することができる。この延伸は空気中で行うため、事前に含水させて延伸しやすくすることが必用である。好ましい含水率は5%〜100%、より好ましくは10%〜100%である。
延伸時の温度は40℃〜90℃が好ましく、より好ましくは50℃〜80℃である。相対湿度は50%〜100%が好ましく、より好ましくは70%〜100%、特に好ましくは80%〜100%である。長手方向の進行速度は、1m/分以上が好ましく、より好ましくは3m/分以上である。
(B) Diagonal stretching method The oblique stretching method can be carried out by stretching using a tenter projecting in the tilting direction, as described in JP-A-2002-86554. Since this stretching is performed in the air, it is necessary to make it easy to stretch by adding water in advance. The preferred water content is 5% to 100%, more preferably 10% to 100%.
The temperature during stretching is preferably 40 ° C to 90 ° C, more preferably 50 ° C to 80 ° C. The relative humidity is preferably 50% to 100%, more preferably 70% to 100%, and particularly preferably 80% to 100%. The traveling speed in the longitudinal direction is preferably 1 m / min or more, more preferably 3 m / min or more.
延伸の終了後、好ましくは50℃〜100℃、より好ましくは60℃〜90℃で、好ましくは0.5分〜10分、より好ましくは1分〜5分乾燥する。
このようにして得られる偏光膜の吸収軸は10°〜80°が好ましく、より好ましくは30°〜60°であり、特に好ましくは実質的に45°(40°〜50°)である。
After the end of stretching, the film is preferably dried at 50 to 100 ° C., more preferably 60 to 90 ° C., preferably 0.5 to 10 minutes, more preferably 1 to 5 minutes.
The absorption axis of the polarizing film thus obtained is preferably 10 ° to 80 °, more preferably 30 ° to 60 °, and particularly preferably 45 ° (40 ° to 50 °).
(貼り合せ)
上記鹸化後のセルロースアシレートフィルムと、延伸して調製した偏光膜を貼り合わせ偏光板を調製する。張り合わせる方向は、セルロースアシレートフィルムの流延軸方向と偏光板の延伸軸方向が45°になるように行うのが好ましい。
貼り合わせの接着剤は特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に0.01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmが特に好ましい。
(Lamination)
The saponified cellulose acylate film and a polarizing film prepared by stretching are bonded to prepare a polarizing plate. The laminating direction is preferably such that the casting axis direction of the cellulose acylate film and the stretching axis direction of the polarizing plate are 45 °.
The bonding adhesive is not particularly limited, and examples thereof include PVA resins (including modified PVA such as acetoacetyl group, sulfonic acid group, carboxyl group, oxyalkylene group) and boron compound aqueous solution. preferable. The thickness of the adhesive layer is preferably 0.01 to 10 μm, and particularly preferably 0.05 to 5 μm after drying.
このようにして得た偏光板の光線透過率は高い方が好ましく、偏光度も高い方が好ましい。偏光板の透過率は、波長550nmの光において、30〜50%の範囲にあることが好ましく、35〜50%の範囲にあることがより好ましく、40〜50%の範囲にあることが特に好ましい。偏光度は、波長550nmの光において、90〜100%の範囲にあることが好ましく、95〜100%の範囲にあることがより好ましく、99〜100%の範囲にあることが特に好ましい。 The polarizing plate thus obtained preferably has a higher light transmittance, and preferably has a higher degree of polarization. The transmittance of the polarizing plate is preferably in the range of 30 to 50%, more preferably in the range of 35 to 50%, and particularly preferably in the range of 40 to 50% in the light with a wavelength of 550 nm. . The degree of polarization is preferably in the range of 90 to 100%, more preferably in the range of 95 to 100%, and particularly preferably in the range of 99 to 100% in light having a wavelength of 550 nm.
さらに、このようにして得た偏光板はλ/4板と積層し、円偏光板を作成することができる。この場合λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸を45度になるように積層する。この時、λ/4板は特に限定されないが、より好ましくは低波長ほどレターデーションが小さくなるような波長依存性を有するものがより好ましい。さらには長手方向に対し20度〜70度傾いた吸収軸を有する偏光膜、および液晶性化合物からなる光学異方性層から成るλ/4板を用いることが好ましい。 Furthermore, the polarizing plate thus obtained can be laminated with a λ / 4 plate to produce a circularly polarizing plate. In this case, lamination is performed so that the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate are 45 degrees. At this time, the λ / 4 plate is not particularly limited, but more preferably has a wavelength dependency such that the retardation becomes smaller as the wavelength becomes lower. Furthermore, it is preferable to use a polarizing film having an absorption axis inclined by 20 ° to 70 ° with respect to the longitudinal direction and a λ / 4 plate made of an optically anisotropic layer made of a liquid crystalline compound.
[光学補償層の付与(光学補償シートの作成)]
光学異方性層は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶化合物を補償するためのものであり、セルロースアシレートフィルムの上に配向膜を形成し、さらに光学異方性層を付与することで形成される。
[Addition of optical compensation layer (creation of optical compensation sheet)]
The optically anisotropic layer is for compensating the liquid crystal compound in the liquid crystal cell in the black display of the liquid crystal display device, and forms an alignment film on the cellulose acylate film, and further provides an optically anisotropic layer. It is formed by doing.
(配向膜)
上記表面処理したセルロースアシレートフィルム上に配向膜を設ける。この膜は、液晶性分子の配向方向を規定する機能を有する。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して本発明のセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板を作製することも可能である。
(Alignment film)
An alignment film is provided on the surface-treated cellulose acylate film. This film has a function of defining the alignment direction of liquid crystalline molecules. However, if the alignment state is fixed after the alignment of the liquid crystalline compound, the alignment film plays the role and is not necessarily an essential component. That is, it is possible to produce a polarizing plate using the cellulose acylate film of the present invention by transferring only the optically anisotropic layer on the alignment film in which the alignment state is fixed onto the polarizer.
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。 The alignment film is an organic compound (for example, ω-tricosanoic acid) formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroove, or Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearylate). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known.
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。配向膜に使用するポリマーは、原則として、液晶性分子を配向させる機能のある分子構造を有する。
本発明では、液晶性分子を配向させる機能に加えて、架橋性官能基(例えば、二重結合)を有する側鎖を主鎖に結合させるか、または液晶性分子を配向させる機能を有する架橋性官能基を側鎖に導入することが好ましい。
The alignment film is preferably formed by polymer rubbing treatment. In principle, the polymer used for the alignment film has a molecular structure having a function of aligning liquid crystal molecules.
In the present invention, in addition to the function of aligning liquid crystalline molecules, the crosslinkability of bonding side chains having a crosslinkable functional group (for example, a double bond) to the main chain or aligning liquid crystalline molecules. It is preferable to introduce a functional group into the side chain.
配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーまたは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することができる。ポリマーの例には、例えば特開平8−338913号公報の段落番号[0022]に記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー(例えば、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがより好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールを2種類併用することが特に好ましい。ポリビニルアルコールの鹸化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がより好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。 As the polymer used for the alignment film, either a polymer that can be crosslinked by itself or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent can be used, and a plurality of combinations thereof can be used. Examples of the polymer include methacrylate copolymers, styrene copolymers, polyolefins, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol, poly (N-methylolacrylamide) described in paragraph No. [0022] of JP-A-8-338913, for example. ), Polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethyl cellulose, polycarbonate and the like. Silane coupling agents can be used as the polymer. Water-soluble polymers (for example, poly (N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, and modified polyvinyl alcohol) are preferable, gelatin, polyvinyl alcohol, and modified polyvinyl alcohol are more preferable, and polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are particularly preferable. . It is particularly preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%. It is preferable that the polymerization degree of polyvinyl alcohol is 100-5000.
液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有する。具体的な官能基の種類は、液晶性分子の種類および必要とする配向状態に応じて決定する。 A side chain having a function of aligning liquid crystal molecules generally has a hydrophobic group as a functional group. The specific type of functional group is determined according to the type of liquid crystal molecule and the required alignment state.
例えば、変性ポリビニルアルコールの変性基としては、共重合変性、連鎖移動変性またはブロック重合変性により導入できる。変性基の例には、親水性基(カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、チオール基等)、炭素数10〜100個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基(不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等)、アルコキシシリル基(トリアルコキシ基、ジアルコキシ基、モノアルコキシ基)等が挙げられる。これらの変性ポリビニルアルコール化合物の具体例として、例えば特開2000−155216号公報の段落番号[0022]〜[0145]、同2002−62426号公報の段落番号[0018]〜[0022]に記載のもの等が挙げられる。 For example, the modifying group of the modified polyvinyl alcohol can be introduced by copolymerization modification, chain transfer modification or block polymerization modification. Examples of modifying groups include hydrophilic groups (carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, amino groups, ammonium groups, amide groups, thiol groups, etc.), hydrocarbon groups having 10 to 100 carbon atoms, fluorine atoms Examples include substituted hydrocarbon groups, thioether groups, polymerizable groups (unsaturated polymerizable groups, epoxy groups, azirinidyl groups, etc.), alkoxysilyl groups (trialkoxy groups, dialkoxy groups, monoalkoxy groups), and the like. Specific examples of these modified polyvinyl alcohol compounds include those described in, for example, paragraph numbers [0022] to [0145] of JP-A No. 2000-155216 and paragraph numbers [0018] to [0022] of JP-A No. 2002-62426. Etc.
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、または液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。 When the side chain having a crosslinkable functional group is bonded to the main chain of the alignment film polymer or the crosslinkable functional group is introduced into the side chain having the function of aligning liquid crystal molecules, the alignment film polymer and optical anisotropy are obtained. The polyfunctional monomer contained in the layer can be copolymerized. As a result, not only between the polyfunctional monomer and the polyfunctional monomer, but also between the alignment film polymer and the alignment film polymer and between the polyfunctional monomer and the alignment film polymer is firmly bonded by a covalent bond. Therefore, the strength of the optical compensation sheet can be remarkably improved by introducing the crosslinkable functional group into the alignment film polymer.
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開2000−155216号公報の段落番号[0080]〜[0100]に記載のもの等が挙げられる。配向膜ポリマーは、上記の架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。 The crosslinkable functional group of the alignment film polymer preferably contains a polymerizable group in the same manner as the polyfunctional monomer. Specific examples include those described in paragraphs [0080] to [0100] of JP-A No. 2000-155216. Apart from the crosslinkable functional group, the alignment film polymer can also be crosslinked using a crosslinking agent.
架橋剤としては、アルデヒド、N−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾールおよびジアルデヒド澱粉が含まれる。2種類以上の架橋剤を併用してもよい。具体的には、例えば特開2002−62426号公報の段落番号[0023]〜[0024]に記載の化合物等が挙げられる。反応活性の高いアルデヒド、特にグルタルアルデヒドが好ましい。 Examples of the crosslinking agent include aldehydes, N-methylol compounds, dioxane derivatives, compounds that act by activating carboxyl groups, active vinyl compounds, active halogen compounds, isoxazole, and dialdehyde starch. Two or more kinds of crosslinking agents may be used in combination. Specific examples include compounds described in paragraphs [0023] to [0024] of JP-A No. 2002-62426. Aldehydes having high reaction activity, particularly glutaraldehyde are preferred.
架橋剤の添加量は、ポリマーに対して0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。このように調節することで、配向膜を液晶表示装置に長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。が発生することがある。 0.1-20 mass% is preferable with respect to a polymer, and, as for the addition amount of a crosslinking agent, 0.5-15 mass% is more preferable. The amount of the unreacted crosslinking agent remaining in the alignment film is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. By adjusting in this way, even if the alignment film is used for a long time in a liquid crystal display device or left in a high temperature and high humidity atmosphere for a long time, sufficient durability without reticulation can be obtained. May occur.
配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー、架橋剤を含む透明支持体上に塗布した後、加熱乾燥(架橋させ)し、ラビング処理することにより形成することができる。架橋反応は、前記のように、透明支持体上に塗布した後、任意の時期に行って良い。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶媒(例えば、メタノール)と水の混合溶媒とすることが好ましい。その比率は質量比で水:メタノールが0:100〜99:1が好ましく、0:100〜91:9であることがより好ましい。これにより、泡の発生が抑えられ、配向膜、さらには光学異方性層の層表面の欠陥が著しく減少する。 The alignment film can be basically formed by applying the polymer on the transparent support containing the alignment film forming material and the crosslinking agent, followed by drying by heating (crosslinking) and rubbing treatment. As described above, the crosslinking reaction may be performed at any time after coating on the transparent support. When a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol is used as the alignment film forming material, the coating solution is preferably a mixed solvent of an organic solvent (for example, methanol) having a defoaming action and water. The ratio of water: methanol is preferably 0: 100 to 99: 1, and more preferably 0: 100 to 91: 9. Thereby, generation | occurrence | production of a bubble is suppressed and the defect of the layer surface of an alignment film and also an optically anisotropic layer reduces remarkably.
配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法またはロールコーティング法が好ましい。特にロッドコーティング法が好ましい。また、乾燥後の膜厚は0.1〜10μmが好ましい。加熱乾燥は、通常20℃〜110℃で行なうことができる。充分な架橋を形成するためには60℃〜100℃が好ましく、80℃〜100℃がより好ましい。乾燥時間は通常1分〜36時間にすることができるが、好ましくは1分〜30分である。pHも、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましく、グルタルアルデヒドを使用した場合は、通常pH4.5〜5.5で、特に5が好ましい。 The alignment film is preferably applied by spin coating, dip coating, curtain coating, extrusion coating, rod coating, or roll coating. A rod coating method is particularly preferable. The film thickness after drying is preferably 0.1 to 10 μm. Heat drying can be normally performed at 20 degreeC-110 degreeC. In order to form sufficient cross-linking, 60 ° C to 100 ° C is preferable, and 80 ° C to 100 ° C is more preferable. The drying time can usually be 1 minute to 36 hours, but is preferably 1 minute to 30 minutes. The pH is also preferably set to an optimum value for the crosslinking agent to be used. When glutaraldehyde is used, the pH is usually 4.5 to 5.5, and 5 is particularly preferable.
配向膜は、透明支持体上または上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、表面をラビング処理することにより得ることができる。
前記ラビング処理は、液晶表示装置を製造する際に行う液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムまたはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さおよび太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。
The alignment film is provided on the transparent support or the undercoat layer. The alignment film can be obtained by rubbing the surface after crosslinking the polymer layer as described above.
For the rubbing treatment, a treatment method widely adopted as a liquid crystal alignment treatment step performed when manufacturing a liquid crystal display device can be applied. That is, a method of obtaining alignment by rubbing the surface of the alignment film in a certain direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, polyester fiber, or the like can be used. Generally, it is carried out by rubbing several times using a cloth or the like in which fibers having a uniform length and thickness are planted on average.
工業的に実施する場合、搬送している偏光膜のついたフィルムに対し、回転するラビングロールを接触させることで達成するが、ラビングロールの真円度、円筒度、振れ(偏芯)はいずれも30μm以下であることが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、0.1〜90°が好ましい。ただし、特開平8−160430号公報に記載されているように、360°以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。フィルムの搬送速度は1〜100m/minが好ましい。ラビング角は0〜60°の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、40〜50°が好ましい。45°が特に好ましい。
このようにして得た配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
In industrial implementation, this is achieved by bringing the rotating rubbing roll into contact with the film with the polarizing film being transported. Is preferably 30 μm or less. The film wrap angle on the rubbing roll is preferably 0.1 to 90 °. However, as described in JP-A-8-160430, a stable rubbing treatment can be obtained by winding 360 ° or more. As for the conveyance speed of a film, 1-100 m / min is preferable. It is preferable to select an appropriate rubbing angle in the range of 0 to 60 °. When used in a liquid crystal display device, 40 to 50 ° is preferable. 45 ° is particularly preferred.
The thickness of the alignment film thus obtained is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.
(光学異方性層)
次に、配向膜の上に光学異方性層の液晶性分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向膜ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、または架橋剤を用いて配向膜ポリマーを架橋させる。
光学異方性層に用いる液晶性分子には、棒状液晶性分子および円盤状液晶性分子が含まれる。棒状液晶性分子および円盤状液晶性分子は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。
(Optically anisotropic layer)
Next, the liquid crystalline molecules of the optically anisotropic layer are aligned on the alignment film. Thereafter, if necessary, the alignment film polymer is reacted with the polyfunctional monomer contained in the optically anisotropic layer, or the alignment film polymer is crosslinked using a crosslinking agent.
The liquid crystalline molecules used in the optically anisotropic layer include rod-like liquid crystalline molecules and discotic liquid crystalline molecules. The rod-like liquid crystal molecules and the disk-like liquid crystal molecules may be high-molecular liquid crystals or low-molecular liquid crystals, and further include those in which low-molecular liquid crystals are cross-linked and no longer exhibit liquid crystallinity.
1)棒状液晶性分子
棒状液晶性分子としては、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好ましく用いられる。
1) Rod-like liquid crystalline molecules As rod-like liquid crystalline molecules, azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines Alkoxy-substituted phenylpyrimidines, phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used.
なお、棒状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状液晶性分子として用いることができる。言い換えると、棒状液晶性分子は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
棒状液晶性分子については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章および第11章、および液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章に記載がある。
棒状液晶性分子の複屈折率は、0.001〜0.7の範囲にあることが好ましい。
The rod-like liquid crystalline molecule includes a metal complex. In addition, a liquid crystal polymer containing a rod-like liquid crystalline molecule in a repeating unit can also be used as the rod-like liquid crystalline molecule. In other words, the rod-like liquid crystal molecule may be bonded to a (liquid crystal) polymer.
For rod-like liquid crystalline molecules, see Chapter 4,
The birefringence of the rod-like liquid crystal molecule is preferably in the range of 0.001 to 0.7.
棒状液晶性分子は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、ラジカル重合性不飽基或はカチオン重合性基が好ましく、具体的には、例えば特開2002−62427号公報の段落番号[0064]〜[0086]に記載の重合性基、重合性液晶化合物が挙げられる。 The rod-like liquid crystalline molecule preferably has a polymerizable group in order to fix its alignment state. The polymerizable group is preferably a radically polymerizable unsaturated group or a cationically polymerizable group. Specifically, for example, the polymerizable group described in paragraphs [0064] to [0086] of JP-A No. 2002-62427, A polymerizable liquid crystal compound is mentioned.
2)円盤状液晶性分子
円盤状(ディスコティック)液晶性分子には、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physics lett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体およびJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
2) Discotic liquid crystalline molecules Discotic liquid crystalline molecules include C.I. Destrade et al., Mol. Cryst. 71, 111 (1981), benzene derivatives described in C.I. Destrade et al., Mol. Cryst. 122, 141 (1985), Physics lett, A, 78, 82 (1990); Kohne et al., Angew. Chem. 96, page 70 (1984) and the cyclohexane derivatives described in J. Am. M.M. Lehn et al. Chem. Commun. , 1794 (1985), J. Am. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 116, 2655 (1994), azacrown type and phenylacetylene type macrocycles are included.
円盤状液晶性分子としては、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造である液晶性を示す化合物も含まれる。分子または分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。円盤状液晶性分子から形成する光学異方性層は、最終的に光学異方性層に含まれる化合物が円盤状液晶性分子である必要はなく、例えば、低分子の円盤状液晶性分子が熱や光で反応する基を有しており、結果的に熱、光で反応により重合または架橋し、高分子量化し液晶性を失った化合物も含まれる。円盤状液晶性分子の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載されている。また、円盤状液晶性分子の重合については、特開平8−27284号公報に記載されている。 As a discotic liquid crystalline molecule, a compound having liquid crystallinity having a structure in which a linear alkyl group, an alkoxy group, and a substituted benzoyloxy group are radially substituted as a side chain of the mother nucleus with respect to the mother nucleus at the center of the molecule Is also included. The molecule or the assembly of molecules is preferably a compound having rotational symmetry and imparting a certain orientation. In the optically anisotropic layer formed from the discotic liquid crystalline molecules, the compound finally contained in the optically anisotropic layer does not need to be a discotic liquid crystalline molecule. Also included are compounds having a group that reacts with heat or light and, as a result, polymerized or cross-linked by reaction with heat or light, resulting in a high molecular weight and loss of liquid crystallinity. Preferred examples of the discotic liquid crystalline molecules are described in JP-A-8-50206. The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284.
円盤状液晶性分子を重合により固定するためには、円盤状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。円盤状コアと重合性基は、連結基を介して結合する化合物が好ましく、これにより重合反応においても配向状態を保つことができる。例えば、特開2000−155216号公報の段落番号[0151]〜[0168]に記載の化合物等が挙げられる。 In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline molecules. A compound in which the discotic core and the polymerizable group are bonded via a linking group is preferable, whereby the orientation state can be maintained even in the polymerization reaction. Examples thereof include compounds described in paragraph numbers [0151] to [0168] of JP-A No. 2000-155216.
ハイブリッド配向では、円盤状液晶性分子の長軸(円盤面)と偏光膜の面との角度が、光学異方性層の深さ方向でかつ偏光膜の面からの距離の増加と共に増加または減少している。角度は、距離の増加と共に減少することが好ましい。さらに、角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、または増加および減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。 In the hybrid alignment, the angle between the major axis (disk surface) of the discotic liquid crystalline molecule and the surface of the polarizing film increases or decreases in the depth direction of the optically anisotropic layer and with increasing distance from the surface of the polarizing film. is doing. The angle preferably decreases with increasing distance. Further, the change in angle can be a continuous increase, a continuous decrease, an intermittent increase, an intermittent decrease, a change including a continuous increase and a continuous decrease, or an intermittent change including an increase and a decrease. The intermittent change includes a region where the inclination angle does not change in the middle of the thickness direction. Even if the angle includes a region where the angle does not change, the angle only needs to increase or decrease as a whole. Furthermore, it is preferable that the angle changes continuously.
偏光膜側の円盤状液晶性分子の長軸の平均方向は、一般に円盤状液晶性分子または配向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理方法の選択することにより、調整することができる。また、表面側(空気側)の円盤状液晶性分子の長軸(円盤面)方向は、一般に円盤状液晶性分子または円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマーおよびポリマーなどを挙げることができる。長軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性分子と添加剤との選択により調整できる。 The average direction of the major axis of the discotic liquid crystalline molecules on the polarizing film side can be generally adjusted by selecting the discotic liquid crystalline molecules or the material of the alignment film, or by selecting the rubbing treatment method. In addition, the major axis (disk surface) direction of the surface-side (air-side) discotic liquid crystalline molecules is generally adjusted by selecting the type of additive used together with the discotic liquid crystalline molecules or discotic liquid crystalline molecules. be able to. Examples of the additive used together with the discotic liquid crystalline molecule include a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer and a polymer. The degree of change in the orientation direction of the major axis can also be adjusted by selecting liquid crystalline molecules and additives as described above.
(光学異方性層の他の組成物)
上記の液晶性分子と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶分子の配向性等を向上することができる。液晶性分子と相溶性を有し、液晶性分子の傾斜角の変化を与えられるか、または配向を阻害しないことが好ましい。
重合性モノマーとしては、ラジカル重合性またはカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基を有する液晶化合物に対して共重合性を示すものが好ましい。例えば、特開2002−296423号公報の段落番号[0018]〜[0020]に記載のものが挙げられる。上記化合物の添加量は、円盤状液晶性分子に対して一般に1質量%〜50質量%の範囲にあり、5質量%〜30質量%の範囲にあることが好ましい。
(Other composition of optically anisotropic layer)
Along with the liquid crystal molecules, a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer, etc. can be used in combination to improve the uniformity of the coating film, the strength of the film, the orientation of the liquid crystal molecules, and the like. It is preferable that the liquid crystal molecules have compatibility with the liquid crystal molecules and can change the tilt angle of the liquid crystal molecules or do not inhibit the alignment.
Examples of the polymerizable monomer include radically polymerizable or cationically polymerizable compounds. Preferably, it is a polyfunctional radically polymerizable monomer, and the thing which shows copolymerizability with respect to the liquid crystal compound which has said polymeric group is preferable. Examples thereof include those described in paragraph numbers [0018] to [0020] of JP-A No. 2002-296423. The amount of the compound added is generally in the range of 1% by mass to 50% by mass and preferably in the range of 5% by mass to 30% by mass with respect to the discotic liquid crystalline molecules.
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報の段落番号[0028]〜[0056]に記載の化合物が挙げられる。
円盤状液晶性分子とともに使用するポリマーは、円盤状液晶性分子に傾斜角の変化を与えられることが好ましい。
Examples of the surfactant include conventionally known compounds, and fluorine compounds are particularly preferable. Specific examples include the compounds described in paragraph numbers [0028] to [0056] of JP-A No. 2001-330725.
The polymer used together with the discotic liquid crystalline molecule is preferably capable of changing the tilt angle of the discotic liquid crystalline molecule.
ポリマーの例としては、セルロースアシレートを挙げることができる。セルロースアシレートの好ましい例としては、特開2000−155216号公報の段落番号[0178]に記載のものが挙げられる。液晶性分子の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、液晶性分子に対して0.1質量%〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.1質量%〜8質量%の範囲にあることがより好ましい。
円盤状液晶性分子のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃が好ましく、70℃〜170℃がより好ましい。
A cellulose acylate can be mentioned as an example of a polymer. Preferable examples of cellulose acylate include those described in paragraph [0178] of JP-A No. 2000-155216. The addition amount of the polymer is preferably in the range of 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the liquid crystalline molecule so as not to inhibit the alignment of the liquid crystal molecules. More preferably, it is in the range.
The discotic nematic liquid crystal phase-solid phase transition temperature of the discotic liquid crystalline molecules is preferably 70 to 300 ° C, more preferably 70 to 170 ° C.
(光学異方性層の形成)
光学異方性層は、液晶性分子および必要に応じて後述の重合性開始剤や任意の成分を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成できる。
塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン)、炭化水素(例えば、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエタン)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例えば、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
(Formation of optically anisotropic layer)
The optically anisotropic layer can be formed by applying a coating liquid containing liquid crystalline molecules and, if necessary, a polymerization initiator described later and optional components on the alignment film.
As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg pyridine), hydrocarbons (eg benzene, hexane), alkyl halides (eg , Chloroform, dichloromethane, tetrachloroethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.
塗布液の塗布は、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
光学異方性層の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜15μmであることがより好ましく、1〜10μmであることが特に好ましい。
The coating liquid can be applied by a known method (for example, a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, or a die coating method).
The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm.
(液晶性分子の配向状態の固定)
配向させた液晶性分子を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。
(Fixing the alignment state of liquid crystalline molecules)
The aligned liquid crystal molecules can be fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferred.
光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2,367,661号、同2,367,670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2,448,828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2,722,512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3,046,127号、同2,951,758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3,549,367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4,239,850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4,212,970号明細書記載)が含まれる。 Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (US Pat. No. 2,448,828). Description), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin compounds (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compounds (US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758). ), A combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (described in US Pat. No. 3,549,367), acridine and phenazine compound (Japanese Patent Laid-Open No. 60-105667), U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (described in U.S. Pat. No. 4,212,970).
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%の範囲にあることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲にあることがより好ましい。
液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。
照射エネルギーは、20mJ/cm2 〜50J/cm2 の範囲にあることが好ましく、20〜5000mJ/cm2 の範囲にあることがより好ましく、100〜800mJ/cm2 の範囲にあることが特に好ましい。また、光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
保護層を、光学異方性層の上に設けてもよい。
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution.
It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation for polymerization of liquid crystalline molecules.
The irradiation energy is preferably in the range of 20mJ / cm 2 ~50J / cm 2 , more preferably in the range of 20~5000mJ / cm 2, and particularly preferably in the range of 100 to 800 mJ / cm 2 . In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
A protective layer may be provided on the optically anisotropic layer.
(偏光膜との組み合わせ)
この光学補償フィルムと偏光膜を組み合わせることも好ましい。具体的には、上記のような光学異方性層用塗布液を偏光膜の表面に塗布することにより光学異方性層を形成する。その結果、偏光膜と光学異方性層との間にポリマーフィルムを使用することなく、偏光膜の寸度変化にともなう応力(歪み×断面積×弾性率)が小さい薄い偏光板が作成される。本発明のセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板を大型の液晶表示装置に取り付けると、光漏れなどの問題を生じることなく、表示品位の高い画像を表示することができる。
(Combination with polarizing film)
It is also preferable to combine this optical compensation film and a polarizing film. Specifically, the optically anisotropic layer is formed by applying the coating liquid for the optically anisotropic layer as described above to the surface of the polarizing film. As a result, without using a polymer film between the polarizing film and the optically anisotropic layer, a thin polarizing plate with a small stress (strain × cross-sectional area × elastic modulus) associated with the dimensional change of the polarizing film is created. . When a polarizing plate using the cellulose acylate film of the present invention is attached to a large liquid crystal display device, an image with high display quality can be displayed without causing problems such as light leakage.
偏光膜と光学補償層の傾斜角度は、液晶表示装置を構成する液晶セルの両側に貼り合わされる2枚の偏光板の透過軸と液晶セルの縦または横方向のなす角度にあわせるように延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は45°である。しかし、最近は、透過型、反射型および半透過型の液晶表示装置において必ずしも45°でない装置が開発されており、延伸方向は液晶表示装置の設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。 The inclination angle of the polarizing film and the optical compensation layer is stretched so as to match the angle formed by the transmission axis of the two polarizing plates bonded to both sides of the liquid crystal cell constituting the liquid crystal display device and the vertical or horizontal direction of the liquid crystal cell. It is preferable. A normal inclination angle is 45 °. However, recently, transmissive, reflective, and transflective liquid crystal display devices have been developed that are not necessarily 45 °, and it is preferable that the stretching direction can be arbitrarily adjusted in accordance with the design of the liquid crystal display device.
<液晶表示装置>
このような光学補償フィルムが用いられる各液晶モードについて説明する。
(TNモード液晶表示装置)
カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。TNモードの黒表示における液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性分子が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性分子が寝た配向状態にある。
<Liquid crystal display device>
Each liquid crystal mode in which such an optical compensation film is used will be described.
(TN mode liquid crystal display)
It is most frequently used as a color TFT liquid crystal display device and is described in many documents. The alignment state in the liquid crystal cell in the TN mode black display is an alignment state in which the rod-like liquid crystalline molecules rise at the center of the cell and the rod-like liquid crystalline molecules lie in the vicinity of the cell substrate.
(OCBモード液晶表示装置)
棒状液晶性分子を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させるベンド配向モードの液晶セルである。ベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置は、米国特許第4,583,825号、同5,410,422号の各明細書に開示されている。棒状液晶性分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend) 液晶モードとも呼ばれる。
(OCB mode liquid crystal display)
This is a bend alignment mode liquid crystal cell in which rod-like liquid crystal molecules are aligned in a substantially opposite direction (symmetrically) between the upper and lower portions of the liquid crystal cell. A liquid crystal display device using a bend alignment mode liquid crystal cell is disclosed in US Pat. Nos. 4,583,825 and 5,410,422. Since the rod-like liquid crystal molecules are symmetrically aligned at the upper and lower portions of the liquid crystal cell, the bend alignment mode liquid crystal cell has a self-optical compensation function. Therefore, this liquid crystal mode is also called an OCB (Optically Compensatory Bend) liquid crystal mode.
OCBモードの液晶セルもTNモード同様、黒表示においては、液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性分子が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性分子が寝た配向状態にある。 Similarly to the TN mode, the liquid crystal cell in the OCB mode is in a black display, and the alignment state in the liquid crystal cell is such that the rod-like liquid crystal molecules rise in the center of the cell and the rod-like liquid crystal molecules lie in the vicinity of the cell substrate. .
(VAモード液晶表示装置)
電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向しているのが特徴であり、VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech. Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)および(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。
(VA mode liquid crystal display device)
The feature is that the rod-like liquid crystalline molecules are oriented substantially vertically when no voltage is applied. In the VA mode liquid crystal cell, (1) the rod-like liquid crystalline molecules are oriented substantially vertically when no voltage is applied. In addition to a narrowly defined VA mode liquid crystal cell (described in JP-A-2-176625) that is aligned substantially horizontally when a voltage is applied, (2) the VA mode is multi-domained to expand the viewing angle ( Liquid crystal cell (in MVA mode) (SID97, described in Digest of tech. Papers 28 (1997) 845), (3) A rod-like liquid crystal molecule is substantially vertically aligned when no voltage is applied, and twisted Liquid crystal cell in domain alignment mode (n-ASM mode) (described in the proceedings 58-59 (1998) of the Japanese Liquid Crystal Society) and (4) SURVAVAL mode liquid crystal cell (LCD interface) Presented at the National 98) are included.
(IPSモード液晶表示装置)
電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に面内に水平に配向しているのが特徴であり、これが電圧印加の有無で液晶の配向方向を変えることでスイッチングするのが特徴である。具体的には特開2004−365941号、特開2004−12731号、特開2004−215620号、特開2002−221726号、特開2002−55341号、特開2003−195333号各公報に記載のものなどを使用できる。
(IPS mode liquid crystal display)
The feature is that the rod-like liquid crystalline molecules are aligned substantially horizontally in the plane when no voltage is applied, and this is characterized by switching by changing the orientation direction of the liquid crystal with or without voltage application. Specifically, as described in JP-A No. 2004-365941, JP-A No. 2004-12731, JP-A No. 2004-215620, JP-A No. 2002-221726, JP-A No. 2002-55341, and JP-A No. 2003-195333. Things can be used.
(その他液晶表示装置)
ECBモードおよびSTNモードに対しても、上記と同様の考え方で光学的に補償することができる。
(Other liquid crystal display devices)
The ECB mode and the STN mode can be optically compensated based on the same concept as described above.
<反射防止層の付与(反射防止フィルムの作製)>
反射防止フィルムは、一般に、防汚性層でもある低屈折率層、および低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層(即ち屈折率層、中屈折率層)を透明支持体上に設けてなる。
屈折率の異なる無機化合物(金属酸化物等)の透明薄膜を積層させた多層膜の形成方法として、化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、金属アルコキシド等の金属化合物のゾルゲル方法でコロイド状金属酸化物粒子皮膜を形成後に後処理(紫外線照射:特開平9−157855号公報、プラズマ処理:特開2002−327310号公報)して薄膜を形成する方法等が挙げられる。
<Application of antireflection layer (production of antireflection film)>
The antireflection film generally has a low refractive index layer which is also an antifouling layer, and at least one layer having a higher refractive index than that of the low refractive index layer (ie, a refractive index layer and a medium refractive index layer) on a transparent support. It is provided.
As a method of forming a multilayer film in which transparent thin films of inorganic compounds (metal oxides, etc.) having different refractive indexes are laminated, a chemical vapor deposition (CVD) method, a physical vapor deposition (PVD) method, or a sol-gel method of a metal compound such as a metal alkoxide. Examples thereof include a method of forming a thin film by forming a colloidal metal oxide particle film after post-treatment (ultraviolet irradiation: JP-A-9-157855, plasma treatment: JP-A-2002-327310).
一方、生産性が高い反射防止フィルムとして、無機粒子をマトリックスに分散した分散物を塗布することにより薄膜を積層した反射防止フィルムも各種提案されている。塗布による反射防止フィルムとして、表面に微細な凹凸の形状を有する防眩性を付与した層を最上層に形成した反射防止フィルムも挙げられる。
本発明のセルロースアシレートフィルムは上記いずれの方式で製造する反射防止フィルムにも適用できるが、塗布による方式(塗布型)で製造する反射防止フィルムに適用することが特に好ましい。
On the other hand, various antireflection films in which thin films are laminated by applying a dispersion in which inorganic particles are dispersed in a matrix have been proposed as antireflection films having high productivity. Examples of the antireflection film by application include an antireflection film in which a layer provided with an antiglare property having fine irregularities on the surface is formed as the uppermost layer.
The cellulose acylate film of the present invention can be applied to the antireflection film produced by any of the above methods, but is particularly preferably applied to the antireflection film produced by a coating method (coating type).
(塗布型反射防止フィルムの層構成)
透明支持体上に少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)を順に形成した層構成からなる反射防止フィルムは、屈折率が以下の関係を満足するように設計される。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率
また、透明支持体と中屈折率層の間には、ハードコート層を設けてもよい。さらには、中屈折率ハードコート層、高屈折率層および低屈折率層からなるものであってもよい。例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載されているものが挙げられる。
(Layer structure of coating type antireflection film)
An antireflection film consisting of a layer structure in which at least a middle refractive index layer, a high refractive index layer, and a low refractive index layer (outermost layer) are sequentially formed on a transparent support is designed so that the refractive index satisfies the following relationship: The
The refractive index of the high refractive index layer> The refractive index of the medium refractive index layer> The refractive index of the transparent support> The refractive index of the low refractive index layer Further, a hard coat layer is provided between the transparent support and the medium refractive index layer. May be. Further, it may be composed of a medium refractive index hard coat layer, a high refractive index layer and a low refractive index layer. Examples thereof include those described in JP-A-8-122504, JP-A-8-110401, JP-A-10-300902, JP-A-2002-243906, JP-A-2000-11706, and the like.
また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例えば、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等に記載されるもの)等が挙げられる。
反射防止フィルムのヘイズは、5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましい。また、膜の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがより好ましく、3H以上であることが特に好ましい。
Other functions may be imparted to each layer, for example, an antifouling low refractive index layer or an antistatic high refractive index layer (for example, JP-A-10-206603, JP-A-2002). -243906 etc.) etc. are mentioned.
The haze of the antireflection film is preferably 5% or less, and more preferably 3% or less. Further, the strength of the film is preferably H or more, more preferably 2H or more, and particularly preferably 3H or more in a pencil hardness test according to JIS K5400.
(高屈折率層および中屈折率層)
反射防止フィルムの高い屈折率を有する層は、平均粒子サイズ100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子およびマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化性膜からなる。
高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上の無機化合物が挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。
(High refractive index layer and medium refractive index layer)
The layer having a high refractive index of the antireflection film is composed of a curable film containing at least an inorganic compound ultrafine particle having a high refractive index having an average particle size of 100 nm or less and a matrix binder.
The inorganic compound fine particles having a high refractive index include inorganic compounds having a refractive index of 1.65 or more, preferably inorganic compounds having a refractive index of 1.9 or more. Examples thereof include oxides such as Ti, Zn, Sb, Sn, Zr, Ce, Ta, La, and In, and composite oxides containing these metal atoms.
このような超微粒子とするためには、粒子表面を表面処理剤で処理する技術(例えば、特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908号公報に記載されるシランカップリング剤で処理する技術や、特開2001−310432号公報等に記載されるアニオン性化合物或は有機金属カップリング剤で処理する技術)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とする技術(例えば、特開2001−166104等に記載される技術)、特定の分散剤を併用する技術(例えば、特開平11−153703号公報、米国特許第6,210,858B1号明細書、特開2002−2776069号公報等に記載される技術)等を利用することができる。マトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。 In order to obtain such ultrafine particles, a technique for treating the surface of the particles with a surface treatment agent (for example, described in JP-A Nos. 11-295503, 11-153703, and 2000-9908). A technique of treating with a silane coupling agent, a technique of treating with an anionic compound or an organometallic coupling agent described in JP-A-2001-310432, etc.), and a core-shell structure with high refractive index particles as a core. Technology (for example, technology described in JP 2001-166104 A), technology using a specific dispersant (for example, JP 11-153703 A, US Pat. No. 6,210,858 B1, JP Technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-27776069 and the like can be used. Examples of the material forming the matrix include conventionally known thermoplastic resins and curable resin films.
さらに、ラジカル重合性および/またはカチオン重合性の重合性基を少なくとも2個以上有する多官能性化合物を含有する組成物、加水分解性基を有する有機金属化合物およびその部分縮合体の組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が好ましい。これらの組成物に用いる化合物として、例えば、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。
また、金属アルコキドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜も好ましい。例えば、特開2001−293818号公報等に記載される硬化性膜を挙げることができる。
Further, the composition is selected from a composition containing a polyfunctional compound having at least two radically polymerizable and / or cationically polymerizable groups, an organometallic compound having a hydrolyzable group, and a composition of a partial condensate thereof. At least one composition is preferred. Examples of the compounds used in these compositions include compounds described in JP-A Nos. 2000-47004, 2001-315242, 2001-31871, and 2001-296401.
A curable film obtained from a colloidal metal oxide obtained from a hydrolyzed condensate of metal alkoxide and a metal alkoxide composition is also preferred. For example, a curable film described in JP 2001-293818 A can be exemplified.
高屈折率層の屈折率は、一般に1.70〜2.20である。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがより好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。
The refractive index of the high refractive index layer is generally 1.70 to 2.20. The thickness of the high refractive index layer is preferably 5 nm to 10 μm, and more preferably 10 nm to 1 μm.
The refractive index of the middle refractive index layer is adjusted to be a value between the refractive index of the low refractive index layer and the refractive index of the high refractive index layer. The refractive index of the middle refractive index layer is preferably 1.50 to 1.70.
(低屈折率層)
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなる層である。低屈折率層の屈折率は一般に1.20〜1.55である。好ましくは1.30〜1.50である。
低屈折率層は、耐擦傷性や防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させるためには表面に滑り性を付与することが有効であり、具体的には従来公知のシリコーン化合物や含フッ素化合物を導入した薄膜層の形成法を適用することができる。
(Low refractive index layer)
The low refractive index layer is a layer formed by sequentially laminating on the high refractive index layer. The refractive index of the low refractive index layer is generally 1.20 to 1.55. Preferably it is 1.30-1.50.
The low refractive index layer is preferably constructed as an outermost layer having scratch resistance and antifouling properties. In order to greatly improve the scratch resistance, it is effective to impart slipperiness to the surface. Specifically, a conventionally known method for forming a thin film layer into which a silicone compound or a fluorine-containing compound is introduced can be applied. .
含フッ素化合物の屈折率は1.35〜1.50であることが好ましい。より好ましくは1.36〜1.47である。また、含フッ素化合物はフッ素原子を35〜80質量%の範囲で含む架橋性もしくは重合性の官能基を含む化合物であることが好ましい。 The refractive index of the fluorine-containing compound is preferably 1.35 to 1.50. More preferably, it is 1.36-1.47. Moreover, it is preferable that a fluorine-containing compound is a compound containing the crosslinkable or polymerizable functional group which contains a fluorine atom in 35-80 mass%.
例えば、特開平9−222503号公報の段落番号[0018]〜[0026]、同11−38202号公報の段落番号[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報の段落番号[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報等に記載の化合物が挙げられる。
シリコーン化合物はポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基または重合性官能基を有し、膜中で橋かけ構造を形成しているものが好ましい。例えば、反応性シリコーン(例えば、サイラプレーン(チッソ(株)製等)、両末端にシラノール基を有するポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)等が挙げられる。
For example, paragraph numbers [0018] to [0026] of JP-A-9-222503, paragraph numbers [0019] to [0030] of JP-A-11-38202, and paragraph number [0027] of JP-A-2001-40284. To [0028], and compounds described in JP-A No. 2000-284102.
The silicone compound is a compound having a polysiloxane structure, and preferably has a curable functional group or a polymerizable functional group in the polymer chain and forms a crosslinked structure in the film. For example, reactive silicone (for example, Silaplane (manufactured by Chisso Corporation), polysiloxane having silanol groups at both ends (JP-A-11-258403, etc.) and the like can be mentioned.
架橋または重合性基を有する含フッ素および/またはシロキサンのポリマーの架橋または重合反応は、重合開始剤や増感剤等を含有する最外層形成用の塗布組成物を塗布と同時または塗布後に光照射や加熱することにより実施することが好ましい。
また、シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基を有するシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応させて硬化したゾルゲル硬化膜も好ましい。
The crosslinking or polymerization reaction of the fluorine-containing and / or siloxane polymer having a crosslinking or polymerizable group is carried out by light irradiation at the same time as or after coating the coating composition for forming the outermost layer containing a polymerization initiator or a sensitizer. It is preferable to carry out by heating.
A sol-gel cured film obtained by curing a condensation reaction between an organometallic compound such as a silane coupling agent and a silane coupling agent having a specific fluorine-containing hydrocarbon group in the presence of a catalyst is also preferable.
例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物またはその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報記載等記載の化合物)、フッ素含有長鎖基であるポリ(パーフルオロアルキルエーテル)基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報に記載の化合物等)等が挙げられる。 For example, a polyfluoroalkyl group-containing silane compound or a partially hydrolyzed condensate thereof (Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-142958, 58-147483, 58-147484, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-157582, 11) -106704), silyl compounds containing a poly (perfluoroalkyl ether) group which is a fluorine-containing long chain group (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-117902, 2001-48590, 2002). And the like described in JP-A-53804).
低屈折率層は、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム,フッ化カルシウム,フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820公報の段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等)、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有することができる。
低屈折率層が最外層の下層に位置する場合、低屈折率層は気相法(真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成してもよい。安価に製造できる点で、塗布法が好ましい。
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがより好ましく、60〜120nmであることが特に好ましい。
The low refractive index layer has an average primary particle diameter of 1 to 150 nm such as a filler (for example, silicon dioxide (silica), fluorine-containing particles (magnesium fluoride, calcium fluoride, barium fluoride)) as an additive other than the above. A low refractive index inorganic compound, organic fine particles described in paragraphs [0020] to [0038] of JP-A-11-3820), silane coupling agents, slip agents, surfactants, and the like.
When the low refractive index layer is located below the outermost layer, the low refractive index layer may be formed by a vapor phase method (vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, plasma CVD method, etc.). The coating method is preferable because it can be manufactured at a low cost.
The film thickness of the low refractive index layer is preferably 30 to 200 nm, more preferably 50 to 150 nm, and particularly preferably 60 to 120 nm.
(ハードコート層)
ハードコート層は、反射防止フィルムに物理強度を付与するために、透明支持体の表面に設けることができる。特に、透明支持体と前記高屈折率層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層は、光および/または熱の硬化性化合物の架橋反応、または、重合反応により形成することが好ましい。硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、また加水分解性官能基を有する有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物であることが好ましい。
これらの化合物の具体例としては、高屈折率層で例示したものと同様のものが挙げられる。
(Hard coat layer)
The hard coat layer can be provided on the surface of the transparent support in order to impart physical strength to the antireflection film. In particular, it is preferably provided between the transparent support and the high refractive index layer.
The hard coat layer is preferably formed by a crosslinking reaction or a polymerization reaction of a light and / or heat curable compound. The curable functional group is preferably a photopolymerizable functional group, and the organometallic compound having a hydrolyzable functional group is preferably an organic alkoxysilyl compound.
Specific examples of these compounds are the same as those exemplified for the high refractive index layer.
ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、国際公開第O0/46617号パンフレット等に記載されるものが挙げられる。
高屈折率層はハードコート層を兼ねることができる。このような場合、高屈折率層の説明で記載した手法を用いて微粒子を微細に分散してハードコート層に含有させて形成することが好ましい。
ハードコート層は、平均粒子サイズ0.2〜10μmの粒子を含有させて防眩機能(アンチグレア機能)を付与した防眩層(後述)を兼ねることもできる。
ハードコート層の膜厚は用途により適切に設計することができる。ハードコート層の膜厚は、0.2〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜7μmである。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがより好ましく、3H以上であることが特に好ましい。又、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
Specific examples of the constituent composition of the hard coat layer include those described in JP-A Nos. 2002-144913, 2000-9908, and WO0 / 46617.
The high refractive index layer can also serve as a hard coat layer. In such a case, it is preferable to form fine particles dispersed in the hard coat layer using the method described in the description of the high refractive index layer.
The hard coat layer can also serve as an antiglare layer (described later) provided with particles having an average particle size of 0.2 to 10 μm to provide an antiglare function (antiglare function).
The film thickness of the hard coat layer can be appropriately designed depending on the application. The film thickness of the hard coat layer is preferably 0.2 to 10 μm, more preferably 0.5 to 7 μm.
The strength of the hard coat layer is preferably H or higher, more preferably 2H or higher, and particularly preferably 3H or higher, in a pencil hardness test according to JIS K5400. Further, in the Taber test according to JIS K5400, the smaller the wear amount of the test piece before and after the test, the better.
(前方散乱層)
前方散乱層は、液晶表示装置に適用した場合の、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良効果を付与するために設ける。上記ハードコート層中に屈折率の異なる微粒子を分散することで、ハードコート機能と兼ねることもできる。
(Forward scattering layer)
The forward scattering layer is provided in order to give a viewing angle improvement effect when the viewing angle is inclined in the vertical and horizontal directions when applied to a liquid crystal display device. By dispersing fine particles having different refractive indexes in the hard coat layer, it can also serve as a hard coat function.
例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等に記載される技術を用いることができる。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-38208 specifying a forward scattering coefficient, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-199809 having a relative refractive index of a transparent resin and fine particles in a specific range, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002 specifying a haze value of 40% or more. The technique described in -107512 gazette etc. can be used.
(その他の層)
上記の層以外に、プライマー層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けてもよい。
(Other layers)
In addition to the above layers, a primer layer, an antistatic layer, an undercoat layer, a protective layer, and the like may be provided.
(塗布方法)
反射防止フィルムの各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法(米国特許第2,681,294号明細書)により、塗布により形成することができる。
(Application method)
Each layer of the antireflection film is formed by dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, micro gravure method or extrusion coating method (US Pat. No. 2,681,294). According to the specification, it can be formed by coating.
(アンチグレア機能)
反射防止フィルムは、外光を散乱させるアンチグレア機能を有していてもよい。アンチグレア機能は、反射防止フィルムの表面に凹凸を形成することにより得られる。反射防止フィルムがアンチグレア機能を有する場合、反射防止フィルムのヘイズは、3〜30%であることが好ましく、5〜20%であることがより好ましく、7〜20%であることが最も好ましい。
(Anti-glare function)
The antireflection film may have an antiglare function that scatters external light. The antiglare function is obtained by forming irregularities on the surface of the antireflection film. When the antireflection film has an antiglare function, the haze of the antireflection film is preferably 3 to 30%, more preferably 5 to 20%, and most preferably 7 to 20%.
反射防止フィルムの表面に凹凸を形成する方法は、これらの表面形状を充分に保持できる方法であればいずれの方法でも適用できる。例えば、低屈折率層中に微粒子を使用して膜表面に凹凸を形成する方法(例えば、特開2000−271878号公報等)、低屈折率層の下層(高屈折率層、中屈折率層またはハードコート層)に比較的大きな粒子(粒子サイズ0.05〜2μm)を少量(0.1〜50質量%)添加して表面凹凸膜を形成し、その上にこれらの形状を維持して低屈折率層を設ける方法(例えば、特開2000−281410号公報、同2000−95893号公報、同2001−100004号公報、同2001−281407号公報等)、最上層(防汚性層)を塗設後の表面に物理的に凹凸形状を転写する方法(例えば、エンボス加工方法として、特開昭63−278839号公報、特開平11−183710号公報、特開2000−275401号公報等記載)等が挙げられる。 As a method for forming irregularities on the surface of the antireflection film, any method can be applied as long as these surface shapes can be sufficiently retained. For example, a method of forming irregularities on the film surface using fine particles in the low refractive index layer (for example, JP 2000-271878 A), a lower layer of the low refractive index layer (high refractive index layer, medium refractive index layer) Alternatively, a small amount (0.1 to 50% by mass) of relatively large particles (particle size 0.05 to 2 μm) is added to the hard coat layer to form a surface uneven film, and these shapes are maintained thereon. A method of providing a low refractive index layer (for example, JP 2000-281410 A, JP 2000-95893 A, JP 2001-100004 A, 2001-281407, etc.), an uppermost layer (antifouling layer) A method of physically transferring an uneven shape onto the surface after coating (for example, as an embossing method, JP-A-63-278839, JP-A-11-183710, JP-A-2000-275401) Wherein) and the like.
<測定法>
以下に本発明で使用した測定法について記載する。
<Measurement method>
The measurement method used in the present invention is described below.
(1)サンプリング
サンプルフィルムの幅方向5点(中央1個所、端部2箇所(両端から全幅の5%の位置)、中央部と端部の中間部2箇所)を長手方向に10mごとに3回サンプリングし、3×3cmの大きさのサンプル片を15枚取り出した。以下に示すReおよびRthの値は15箇所を測定した値の平均値である。
(1) Sampling 5 points in the width direction of the sample film (one center, two ends (5% of the total width from both ends), and two intermediate portions between the center and the end) 3 in every 10 m in the longitudinal direction The sample was sampled 15 times, and 15 sample pieces each having a size of 3 × 3 cm were taken out. The values of Re and Rth shown below are average values obtained by measuring 15 locations.
(2)ReおよびRth
サンプルフィルムを25℃、相対湿度60%にて24時間調湿後、自動複屈折計(KOBRA−21ADH:王子計測機器(株)製)を用いて、25℃、相対湿度60%において、サンプルフィルム表面に対し垂直方向および遅相軸を回転軸としてフィルム面法線から+50°から−50°まで10°刻みで傾斜させた方向から波長590nmにおける位相差値を測定し、面内レターデーション値(Re)と膜厚方向のレターデーション値(Rth)とを算出した。25℃・相対湿度60%におけるReおよびRthを、Re(60%RH)およびRth(60%RH)とし、特に断らない場合には、ReおよびRthは、この値をさす。
(2) Re and Rth
After the sample film was conditioned for 24 hours at 25 ° C. and 60% relative humidity, it was sampled at 25 ° C. and 60% relative humidity using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH: manufactured by Oji Scientific Instruments). A retardation value at a wavelength of 590 nm was measured from a direction inclined in increments of 10 ° from + 50 ° to −50 ° from the normal to the film surface with the vertical direction and the slow axis as the rotation axis, and an in-plane retardation value ( Re) and the retardation value (Rth) in the film thickness direction were calculated. Re and Rth at 25 ° C. and 60% relative humidity are Re (60% RH) and Rth (60% RH), and Re and Rth refer to these values unless otherwise specified.
(3)ReおよびRthの湿度変動値の測定
各サンプルフィルムのReおよびRthの湿度変動値(ΔRe、ΔRth)は、上記(2)のサンプルを用いて以下の方法で測定した。
セルロースアシレートフィルムを25℃・相対湿度10%に24時間以上調湿後、自動複屈折計(KOBRA−21ADH/PR:王子計測器(株)製)を用いて、Re及びRthを算出した。これらをRe(10%RH)、Rth(10%RH)とする。次いで、同じセルロースアシレートフィルムを25℃・相対湿度80%に24時間以上調湿後、自動複屈折計(KOBRA−21ADH/PR:王子計測器(株)製)を用いて、Re及びRthを算出した。これらをRe(80%RH)、Rth(80%RH)とする。これらの測定値と各セルロースアシレートフィルムのReとRthの値[これらはRe(60%RH)、Rth(60%RH)に相当する]を用いて、下記式に従いΔRe、ΔRthを求めた。各15点の測定点の平均を求めて、セルロースアシレートフィルムのΔRe、ΔRthとした。
ΔRe湿度変動値(nm)=|Re(10%RH)−Re(80%RH)|
ΔRth湿度変動値(nm)=|Rth(10%RH)−Rth(80%RH)|
(3) Measurement of humidity fluctuation values of Re and Rth The humidity fluctuation values (ΔRe, ΔRth) of Re and Rth of each sample film were measured by the following method using the sample of (2) above.
After adjusting the humidity of the cellulose acylate film at 25 ° C. and 10% relative humidity for 24 hours or more, Re and Rth were calculated using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH / PR: manufactured by Oji Scientific Instruments). These are designated as Re (10% RH) and Rth (10% RH). Next, after adjusting the same cellulose acylate film to 25 ° C. and 80% relative humidity for 24 hours or longer, using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH / PR: manufactured by Oji Scientific Instruments), Re and Rth were Calculated. These are designated as Re (80% RH) and Rth (80% RH). Using these measured values and Re and Rth values of each cellulose acylate film [these correspond to Re (60% RH) and Rth (60% RH)], ΔRe and ΔRth were obtained according to the following formulas. The average of 15 measurement points was obtained and used as ΔRe and ΔRth of the cellulose acylate film.
ΔRe humidity fluctuation value (nm) = | Re (10% RH) −Re (80% RH) |
ΔRth humidity fluctuation value (nm) = | Rth (10% RH) −Rth (80% RH) |
(4)線熱膨張係数(CTE)
サンプルフィルムの流延方向(MD)および横方向(TD)に、5mm幅×20mm長さのサンプル片を採取した。線熱膨張係数はTMA(Thermomechanical Analysis)(理
学電械(株)製、TMA8310)を用いて、100ml/min窒素雰囲気中に、フィルムの厚みに応じて20mN〜200mNの範囲内で定引張荷重法にて測定を行った。測定温度は20℃〜140℃の温度範囲、昇温速度は3℃/minとした。線熱膨張係数(C
TE)は下式に示すように25℃〜80℃の間の平均膨張係数として求めた。
CTE=(L80−L25)/(L25×(T80−T25)) (ppm/℃)
(式中、L80は80℃におけるサンプル片の長さ、L25は25℃におけるサンプル片の長さ、T80は80℃の測定温度、T25が25℃の測定温度を表す。)
(4) Coefficient of linear thermal expansion (CTE)
Sample pieces of 5 mm width × 20 mm length were collected in the casting direction (MD) and the transverse direction (TD) of the sample film. The linear thermal expansion coefficient is a constant tensile load method using TMA (Thermomechanical Analysis) (manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd., TMA8310) in a nitrogen atmosphere of 100 ml / min in a range of 20 mN to 200 mN depending on the thickness of the film. Measurements were made at The measurement temperature was 20 ° C. to 140 ° C., and the temperature increase rate was 3 ° C./min. Linear thermal expansion coefficient (C
TE) was determined as an average expansion coefficient between 25 ° C. and 80 ° C. as shown in the following equation.
CTE = (L 80 -L 25) / (L 25 × (T 80 -T 25)) (ppm / ℃)
(In the formula, L 80 represents the length of the sample piece at 80 ° C., L 25 represents the length of the sample piece at 25 ° C., T 80 represents the measurement temperature of 80 ° C., and T 25 represents the measurement temperature of 25 ° C.)
(5)光弾性係数
(ア)1cm幅×10cm長のサンプル片を、サンプルの長手方向がそれぞれMD方向とTD方向になるように2種類切り出した。
(イ)これをエリプソ測定装置(日本分光製 M−150)にセットし、長手方向(10cm長)に沿って100g、300g、500g、800g、1000g、1200g、1500g、1800g、2100gの荷重を掛けながら、順次25℃・相対湿度60%において632.8nmの光でReを測定した。
(ウ)横軸に応力(荷重をフィルム断面積で割った値(kgf/cm2))、縦軸にRe
変化(nm)をプロットし、この傾きからそれぞれMD方向、TD方向の光弾性(cm2
/kgf)を求めた。
(5) Photoelastic coefficient (a) Two types of sample pieces having a width of 1 cm and a length of 10 cm were cut out so that the longitudinal direction of the sample was the MD direction and the TD direction, respectively.
(A) This is set in an ellipsometer (M-150 manufactured by JASCO), and a load of 100 g, 300 g, 500 g, 800 g, 1000 g, 1200 g, 1500 g, 1800 g, 2100 g is applied along the longitudinal direction (10 cm length). However, Re was sequentially measured with light of 632.8 nm at 25 ° C. and 60% relative humidity.
(C) Stress on the horizontal axis (value obtained by dividing the load by the film cross-sectional area (kgf / cm 2 )), and Re on the vertical axis
The change (nm) is plotted, and the photoelasticity (cm 2 ) in the MD direction and TD direction, respectively, from this slope
/ Kgf).
(6)乾燥状態のTgの測定
乾燥状態(平衡含水率が1%以下)のサンプルフィルムを10mgサンプリングし、DSCの測定パンに入れる。これを窒素気流中で、10℃/分で30℃から250℃まで昇温した後、30℃まで−20℃/分で冷却した。その後、再度30℃から250℃まで10℃/分で昇温し、ベースラインが低温側から偏奇し始める温度をDSC曲線からで求めて乾燥状態のTgとした。
前述の延伸温度は、乾燥状態のTgより、1〜30℃高い温度範囲で設定した。
(6) Measurement of Tg in Dry State 10 mg of a sample film in a dry state (equilibrium water content is 1% or less) is sampled and placed in a DSC measurement pan. This was heated from 30 ° C. to 250 ° C. at 10 ° C./min in a nitrogen stream, and then cooled to 30 ° C. at −20 ° C./min. Thereafter, the temperature was raised again from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and the temperature at which the baseline began to deviate from the low temperature side was determined from the DSC curve and was defined as Tg in the dry state.
The aforementioned stretching temperature was set in a temperature range 1 to 30 ° C. higher than the dry Tg.
(7)吸水状態のTgの測定
DSC測定用密閉型パン(液体含有サンプル測定用完全密閉型容器)に、25℃の純水中に24時間浸漬した含水状態のサンプルフィルムを20mg入れた。測定は、精度良く検出できるModulated DSCモードにて、窒素気流中、下記の条件で、一回スキャン(first−run)で行った。1st−runのベースラインが低温側から偏奇し始める温度を吸水状態のTgとした。
DSC条件
容器 :ステンレス製密封パン 70μl
測定モード:ModulatedDSC
走査温度域:−50〜200℃
昇温速度 :2℃/min
降温速度 :20℃/min
昇温時振幅:±1℃
昇温時振幅周期 :80sec
(7) Measurement of water-absorbed Tg 20 mg of a water-containing sample film immersed in pure water at 25 ° C. for 24 hours was placed in a DSC-measuring sealed pan (a completely sealed container for liquid-containing sample measurement). The measurement was performed by a first-run scan under the following conditions in a nitrogen stream in the Modulated DSC mode that can be detected with high accuracy. The temperature at which the 1st-run baseline begins to deviate from the low temperature side was defined as the Tg of water absorption.
DSC condition Container: Stainless steel sealing pan 70 μl
Measurement mode: Modulated DSC
Scanning temperature range: -50 to 200 ° C
Temperature increase rate: 2 ° C / min
Temperature drop rate: 20 ° C / min
Amplitude during temperature rise: ± 1 ° C
Amplitude period during temperature rise: 80 sec
(8)フィルムの寸法変化率
サンプルフィルムの流延方向(MD)および横方向(TD)より、50mm幅×150mm長さのサンプル片を各3枚採取した。サンプル片の両端に6mmφの穴をパンチで100mm間隔に開けた。これを、25℃、相対湿度60%の室内で24時間以上調湿した。自動ピンゲージ(新東科学(株)製)を用いて、パンチ間隔の原寸(L1)を最小目盛り1/1000mmまで測定した。次にサンプル片を60℃、相対湿度90%の恒温器に吊して500時間熱処理し、その後25℃相対湿度60%の室内で24時間以上調湿した後、自動ピンゲージで熱処理後のパンチ間隔の寸法(L2)を測定した。次式により湿熱寸法変化率を算出した。ここに言う寸法変化率はn=3の平均値である。
寸法変化率 (%)=|(L1 −L2)|/L1×100
(8) Dimensional change rate of film Three sample pieces each having a width of 50 mm and a length of 150 mm were collected from the casting direction (MD) and the transverse direction (TD) of the sample film. Holes of 6 mmφ were punched at 100 mm intervals on both ends of the sample piece. This was conditioned for 24 hours or more in a room at 25 ° C. and a relative humidity of 60%. Using an automatic pin gauge (manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), the original size (L1) of the punch interval was measured to a minimum scale of 1/1000 mm. Next, the sample piece was suspended in a thermostat at 60 ° C. and a relative humidity of 90% and heat-treated for 500 hours, and then the humidity was adjusted for 24 hours or more in a room at 25 ° C. and a relative humidity of 60%. The dimension (L2) of was measured. The wet heat dimensional change rate was calculated by the following equation. The dimensional change rate here is an average value of n = 3.
Dimensional change rate (%) = | (L1−L2) | / L1 × 100
(9)延伸前の膜状物の残存溶媒量
延伸前の膜状物の残存溶媒量はガスクロマトグラフィー(GC−18A島津製作所株式会社)により求めた。
延伸前の膜状物300mgを溶解溶剤30mlに溶解した(塩素系溶剤で溶液製膜した場合は酢酸メチルに溶解し、非塩素系溶剤で溶液製膜した場合、溶融製膜した場合はジクロロメタンに溶解した)。
これを下記条件でガスクロマトグラフィー(GC)を用いて測定し、溶解溶剤以外のピークの面積から、検量線を用い定量し、この総和を残留溶媒量とした。
・カラム:DB−WAX(0.25mmφ×30m、膜厚0.25μm)
・カラム温度:50℃
・キャリアーガス:窒素
・分析時間:15分間
・サンプル注入量:1μl
(9) Residual solvent amount of membrane before stretching The amount of residual solvent of the membrane before stretching was determined by gas chromatography (GC-18A Shimadzu Corporation).
300 mg of the unstretched film was dissolved in 30 ml of a dissolving solvent (dissolved in methyl acetate when the solution was formed with a chlorinated solvent, dissolved in methyl acetate when dissolved with a non-chlorine solvent, or dissolved in dichloromethane when formed with a melt. Dissolved).
This was measured using gas chromatography (GC) under the following conditions, and quantified from the area of the peak other than the dissolved solvent using a calibration curve, and this sum was taken as the residual solvent amount.
Column: DB-WAX (0.25 mmφ × 30 m, film thickness 0.25 μm)
-Column temperature: 50 ° C
Carrier gas: Nitrogen Analysis time: 15 minutes Sample injection volume: 1 μl
(10)フィルムの平衡水分率
温度25℃、相対湿度60%の条件以下でサンプルフィルムを24時間放置した後、平衡に達した試料の水分量をカールフィッシャー法で測定した。得られた水分量(g)を試料重量(g)で除して、平衡水分率を算出した。測定装置としては、三菱化学(株)製の水分測定装置CA−03、同試料乾燥装置VA−05を用いた。カールフィッシャー試薬としては、同社製のAKS、CKSを用いた。
(10) Equilibrium moisture content of film The sample film was allowed to stand for 24 hours under conditions of a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 60%, and then the moisture content of the sample that reached equilibrium was measured by the Karl Fischer method. The obtained moisture content (g) was divided by the sample weight (g) to calculate the equilibrium moisture content. As a measuring device, a moisture measuring device CA-03 and a sample drying device VA-05 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation were used. As the Karl Fischer reagent, AKS and CKS manufactured by the same company were used.
(11)額縁ムラの評価
VA型液晶セルを使用した22インチおよび26インチの液晶表示装置(シャープ(株)製)に設けられている観察者側の偏光板を剥がし、代わりに評価対象となる偏光板をサンプルフィルムが液晶セル側となるように粘着剤を介して観察者側に貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸とバックライト側の偏光板との透過軸が直交するように配置して、液晶表示装置を作製した。
さらに、60℃・相対湿度90%にて500時間保持したパネルと25℃・相対湿度60%にて500時間保持したパネルとを並べ、シャーカステン上に載せ、黒表示状態のVA液晶装置のコーナー部の縁に発生する光漏れムラ(額縁ムラ)を目視にて評価した。また、額縁発生の面積の比率(額縁率)を下式により求めた。
額縁率(%)=額縁発生の面積/液晶装置の全面積×100
額縁は以下のように4段階のランクで評価した。
◎ 液晶装置のコーナー部の縁に光漏れムラはなかった。
額縁率が0%であり、最高画質なパネルであった。
○ 液晶装置四辺の縁に僅かに光漏れがあった。
額縁率が4%以下であり、画質が良好なパネルであった。
△ 液晶装置四辺の縁に光漏れがハッキリ観察された。
額縁率が4%〜15%であり、商品用途が限定されるパネルであった。
× 液晶装置四辺の縁に光漏れが全面的に観察され、液晶装置の中央付近まで
発生していた。
額縁率が15%以上であり、商品としては好ましくないレベルであった。
(11) Evaluation of frame unevenness The polarizing plate on the observer side provided in the 22-inch and 26-inch liquid crystal display devices (manufactured by Sharp Corporation) using VA type liquid crystal cells is peeled off, and it becomes an evaluation object instead. The polarizing plate was affixed to the observer side via an adhesive so that the sample film was on the liquid crystal cell side. A liquid crystal display device was manufactured by arranging the transmission axis of the polarizing plate on the observer side and the transmission axis of the polarizing plate on the backlight side to be orthogonal to each other.
Further, a panel held at 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours and a panel held at 25 ° C. and 60% relative humidity for 500 hours are arranged side by side and placed on the Schaukasten, and the corner portion of the VA liquid crystal device in the black display state The light leakage unevenness (frame unevenness) generated at the edge of the film was visually evaluated. Further, the ratio of the area of the frame generation (frame ratio) was obtained by the following formula.
Frame rate (%) = area of frame generation / total area of liquid crystal device × 100
The frame was evaluated in four ranks as follows.
◎ There was no light leakage unevenness at the edge of the corner of the liquid crystal device.
The frame rate was 0%, which was the highest image quality panel.
○ There was a slight light leak at the edges of the liquid crystal device.
The frame rate was 4% or less, and the panel had good image quality.
Δ: Light leakage was clearly observed at the edges of the four sides of the liquid crystal device.
The frame rate was 4% to 15%, and the product application was limited.
× Light leakage was observed entirely on the edges of the four sides of the liquid crystal device, and it occurred up to the center of the liquid crystal device.
The frame rate was 15% or more, which was an unfavorable level as a product.
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
<合成例1> セルロースアセテートプロピオネートの合成
セルロース(広葉樹パルプ)150質量部、酢酸75質量部を、還流装置を付けた反応容器に入れ、内温40℃で2時間攪拌した。このような前処理を行ったセルロースは膨潤、解砕されて、微細粉末−羽毛状を呈した。
<Synthesis Example 1> Synthesis of Cellulose Acetate Propionate 150 parts by mass of cellulose (hardwood pulp) and 75 parts by mass of acetic acid were placed in a reaction vessel equipped with a reflux apparatus and stirred at an internal temperature of 40 ° C for 2 hours. The cellulose subjected to such pretreatment was swollen and crushed to exhibit a fine powder-feather shape.
別途、アシル化剤としてプロピオン酸無水物1545質量部、硫酸10.5質量部の混
合物を作製し、−30℃に冷却した後に、上記の前処理を行ったセルロースを収容する反応容器に加えた。アシル化剤の添加から0.5時間後に内温が10℃、2時間後に内温が23℃になるように調節し、内温を23℃に保ってさらに3時間攪拌した。その後、内温を5℃まで冷却し、5℃に冷却した25質量%含水酢酸120質量部を1時間かけて添加した。内温を40℃に上昇させ、1.5時間攪拌した。硫酸触媒の2倍モル相当の酢酸マグネシウム4水和物に、等重量の水と、等重量の酢酸を加えて溶解した混合溶液を作成し、反応容器に添加して、30分間攪拌した。25質量%含水酢酸1000質量部、33質量%含水酢酸500質量部、50質量%含水酢酸1000質量部、水1000質量部をこの順に加え、セルロースアセテートプロピオネートを沈殿させた。得られたセルロースアセテートプロピオネートは温水にて十分に洗浄した。洗浄後、20℃の0.005質量%水酸化カルシウム水溶液中で0.5時間攪拌し、洗浄液のpHが7になるまで、さらに水で洗浄を行った後、70℃で真空乾燥させた。
Separately, a mixture of 1545 parts by mass of propionic anhydride and 10.5 parts by mass of sulfuric acid was prepared as an acylating agent, cooled to −30 ° C., and then added to the reaction vessel containing the above-treated cellulose. . 0.5 hours after the addition of the acylating agent, the internal temperature was adjusted to 10 ° C., and 2 hours later, the internal temperature was adjusted to 23 ° C., and the internal temperature was maintained at 23 ° C. and further stirred for 3 hours. Thereafter, the internal temperature was cooled to 5 ° C, and 120 parts by mass of 25% by mass hydrous acetic acid cooled to 5 ° C was added over 1 hour. The internal temperature was raised to 40 ° C. and stirred for 1.5 hours. A mixed solution was prepared by adding an equal weight of water and an equal weight of acetic acid to magnesium acetate tetrahydrate equivalent to twice the molar amount of the sulfuric acid catalyst, added to the reaction vessel, and stirred for 30 minutes. 25 parts by mass of hydrous acetic acid 1000 parts by mass, 33% by mass hydrous acetic acid 500 parts by mass, 50% by mass hydrous acetic acid 1000 parts by mass and water 1000 parts by mass were added in this order to precipitate cellulose acetate propionate. The obtained cellulose acetate propionate was thoroughly washed with warm water. After washing, the mixture was stirred in a 0.005 mass% calcium hydroxide aqueous solution at 20 ° C. for 0.5 hour, further washed with water until the pH of the washing solution became 7, and then vacuum dried at 70 ° C.
1H−NMRおよび、GPC測定によれば、得られたセルロースアセテートプロピオネートは、アセチル化度0.35、プロピオニル化度2.55、重合度190であった。残存硫酸量76ppm、マグネシウム含有量3ppm、カルシウム含有量37ppmであった。本試料のジクロロメタン溶液からキャストしたフィルムを偏光顕微鏡で観察した結果、不溶解物はほとんど認められなかった。 According to 1 H-NMR and GPC measurement, the obtained cellulose acetate propionate had an acetylation degree of 0.35, a propionylation degree of 2.55, and a polymerization degree of 190. The residual sulfuric acid content was 76 ppm, the magnesium content was 3 ppm, and the calcium content was 37 ppm. As a result of observing the film cast from the dichloromethane solution of this sample with a polarizing microscope, almost no insoluble matter was observed.
<合成例2> セルロースアセテートブチレートの合成
セルロース(広葉樹パルプ)100質量部、酢酸135質量部を、還流装置を付けた反応容器に入れ、内温40℃で2時間攪拌した。このような前処理を行ったセルロースは膨潤、解砕されて、微細粉末−羽毛状を呈した。
<Synthesis Example 2> Synthesis of Cellulose Acetate Butyrate 100 parts by mass of cellulose (hardwood pulp) and 135 parts by mass of acetic acid were placed in a reaction vessel equipped with a reflux apparatus and stirred at an internal temperature of 40 ° C for 2 hours. The cellulose subjected to such pretreatment was swollen and crushed to exhibit a fine powder-feather shape.
別途、アシル化剤として酪酸無水物1080質量部、硫酸10質量部の混合物を作製し、−20℃に冷却した後に、前処理を行ったセルロースを収容する反応容器に加えた。30分経過後、内温を20℃まで上昇させ、5時間反応させた。その後、内温を5℃まで冷却し、約5℃に冷却した12.5質量%含水酢酸2400質量部を1時間かけて添加した。内温を30℃に上昇させ、1時間攪拌した。硫酸触媒の2倍モル相当の酢酸マグネシウム4水和物に等重量の水と、等重量の酢酸を加えて溶解した混合溶液を作成し、反応容器に添加して、30分間攪拌した。酢酸1000質量部、50質量%含水酢酸2500質量部を徐々に加え、セルロースアセテートブチレートを沈殿させた。得られたセルロースアセテートブチレートの沈殿は温水にて十分に洗浄を行った。洗浄後、0.005質量%水酸化カルシウム水溶液中で0.5時間攪拌し、さらに、洗浄液のpHが7になるまで水で洗浄を行った後、70℃で乾燥させた。得られたセルロースアセテートブチレートはアセチル化度0.84、ブチリル化度2.02、重合度168であった。残存硫酸量92ppm、マグネシウム含有量2ppm、カルシウム含有量50ppmであった。本試料のジクロロメタン溶液からキャストしたフィルムを偏光顕微鏡で観察した結果、不溶解物はほとんど認められなかった。 Separately, a mixture of 1080 parts by weight of butyric anhydride and 10 parts by weight of sulfuric acid was prepared as an acylating agent, and after cooling to −20 ° C., it was added to a reaction vessel containing pretreated cellulose. After 30 minutes, the internal temperature was raised to 20 ° C. and reacted for 5 hours. Thereafter, the internal temperature was cooled to 5 ° C., and 2400 parts by mass of 12.5 mass% hydrous acetic acid cooled to about 5 ° C. was added over 1 hour. The internal temperature was raised to 30 ° C. and stirred for 1 hour. A mixed solution was prepared by adding an equal weight of water and an equal weight of acetic acid to magnesium acetate tetrahydrate equivalent to twice the molar amount of the sulfuric acid catalyst, added to the reaction vessel, and stirred for 30 minutes. 1000 parts by mass of acetic acid and 2500 parts by mass of 50% by mass hydrous acetic acid were gradually added to precipitate cellulose acetate butyrate. The obtained cellulose acetate butyrate precipitate was thoroughly washed with warm water. After washing, the mixture was stirred in a 0.005 mass% calcium hydroxide aqueous solution for 0.5 hour, further washed with water until the pH of the washing solution became 7, and then dried at 70 ° C. The obtained cellulose acetate butyrate had a degree of acetylation of 0.84, a degree of butyrylation of 2.02, and a degree of polymerization of 168. The residual sulfuric acid content was 92 ppm, the magnesium content was 2 ppm, and the calcium content was 50 ppm. As a result of observing the film cast from the dichloromethane solution of this sample with a polarizing microscope, almost no insoluble matter was observed.
<製造例1> 溶液製膜によるセルロースアシレートフィルムの製造
(1)セルロースアシレートの調製
前述のセルロースアシレート合成例1、2の方法から、アシル化剤の組成、アシル化の反応温度および時間、部分加水分解の温度および時間を変化させることにより、表1に記載される種々のセルロースアシレートを同様に合成した。目的とするアシル置換度に応じて、セルロースにアシル化剤(酢酸、無水酢酸、プロピオン酸、プロピオン酸無水物、酪酸、酪酸無水物から単独または複数を組み合わせて選択される)、ならびに触媒としての硫酸を混合し、反応温度を40℃以下に保ちながらアシル化を実施した。原料となるセルロースが消失してアシル化が完了した後、さらに40℃以下で加熱を続けて、所望の重合度となるように調整した。酢酸水溶液を添加して残存する酸無水物を加水分解した後、60℃以下で加熱を行うことで部分加水分解を行い、所望の全置換度に調整した。残存する硫酸を過剰量の酢酸マグネシウムにより中和した。酢酸水溶液から再沈殿を行い、さらに、水での洗浄を繰り返すことにより、表1に記載のアシル基の種類、置換度、重合度の異なるセルロースアシレートを得た。これらのセルロースアシレートの分子量分布(Mw/Mn)はいずれも2.5〜4.5であった。重合度は、絶乾したセルロースアシレート約0.2gを精秤し、メチレンクロリド:エタノール=9:1(質量比)の混合溶剤100mlに溶解した後に、オストワルド粘度計にて25℃で落下秒数を測定し、以下の式により求めたものである。
ηrel =T/T0
[η]=(1nηrel )/C
DP=[η]/Km
[式中、Tは測定試料の落下秒数、T0は溶剤単独の落下秒数、lnは自然対数、Cは濃
度(g/l)、Kmは6×10-4である]
<Manufacture example 1> Manufacture of a cellulose acylate film by solution casting (1) Preparation of cellulose acylate From the method of the above-mentioned cellulose acylate synthesis examples 1 and 2, composition of acylating agent, reaction temperature and time of acylation Various cellulose acylates described in Table 1 were synthesized in the same manner by changing the temperature and time of partial hydrolysis. Depending on the desired degree of acyl substitution, cellulose may be acylated (selected from acetic acid, acetic anhydride, propionic acid, propionic anhydride, butyric acid, butyric anhydride, alone or in combination), and as a catalyst Sulfuric acid was mixed and acylation was carried out while maintaining the reaction temperature at 40 ° C. or lower. After the cellulose as a raw material disappeared and acylation was completed, the heating was further continued at 40 ° C. or lower to adjust to a desired degree of polymerization. After adding an acetic acid aqueous solution to hydrolyze the remaining acid anhydride, partial hydrolysis was performed by heating at 60 ° C. or lower, and the desired total substitution degree was adjusted. The remaining sulfuric acid was neutralized with an excess amount of magnesium acetate. Reprecipitation was performed from an aqueous acetic acid solution, and further, washing with water was repeated to obtain cellulose acylates having different acyl group types, substitution degrees, and polymerization degrees shown in Table 1. The molecular weight distribution (Mw / Mn) of these cellulose acylates was 2.5 to 4.5. The degree of polymerization was precisely weighed about 0.2 g of completely dried cellulose acylate, dissolved in 100 ml of a mixed solvent of methylene chloride: ethanol = 9: 1 (mass ratio), and then dropped at 25 ° C. with an Ostwald viscometer. The number was measured and determined by the following formula.
ηrel = T / T0
[Η] = (1nηrel) / C
DP = [η] / Km
[Wherein T is the number of seconds that the sample is dropped, T0 is the number of seconds that the solvent is dropped, ln is the natural logarithm, C is the concentration (g / l), and Km is 6 × 10 −4 ]
(2)セルロースアシレートの溶解(ドープの作成)
1)溶剤
表1に記載されるものを選択した。略号は下記の溶剤を示す。
「非塩素系」 酢酸メチル/アセトン/メタノール/エタノール/ブタノール (80/5/7/5/3:質量比)
「塩素系−1」ジクロロメタン/メタノール/ブタノール
(81.4/14.8/3.6:質量比)
「塩素系−2」ジクロロメタン/ブタノール
(94/6:質量比)
(2) Dissolution of cellulose acylate (preparation of dope)
1) Solvents Those listed in Table 1 were selected. The abbreviations indicate the following solvents.
“Non-chlorine” methyl acetate / acetone / methanol / ethanol / butanol (80/5/7/5/3: mass ratio)
“Chlorine-based” dichloromethane / methanol / butanol
(81.4 / 14.8 / 3.6: mass ratio)
“Chlorine-2” dichloromethane / butanol
(94/6: mass ratio)
2)レターデーション上昇剤
表1に記載されるレターデーション上昇剤を選択した。略号は下記の化合物を示す。
2) Retardation increasing agent The retardation increasing agent described in Table 1 was selected. The abbreviations indicate the following compounds.
3)添加剤
さらに以下に示す各添加剤を用いた。添加量(質量%)は全てセルロースアシレート100質量に対する質量割合である。
「可塑剤A」 ビフェニルジフェニルフォスフェート(1質量%)
「UV剤a」 2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン(0.2質量%)
「UV剤b」 2(2’−ヒドロキシ−3’,5‘−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール(0.2質量%)
「UV剤c」 2(2’−ヒドロキシ−3’,5‘−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール(0.1質量%)
「微粒子」 二酸化ケイ素(粒子サイズ20nm)、モース硬度 約7(0.25質量%)
「クエン酸エチルエステル」 (モノエステルとジエステルが1:1混合、0.2質量%)
4)膨潤・溶解
上記のセルロースアシレート、レターデーション上昇剤、添加剤を溶剤中に撹拌しながら投入した。入れ終わった時点で撹拌を停止し、25℃で3時間膨潤させスラリーを作成した。これを再度撹拌し、完全にセルロースアシレートを溶解した。
5)ろ過・濃縮
この後、絶対濾過精度0.01mmの濾紙(東洋濾紙(株)製、#63)でろ過し、さらに絶対濾過精度2.5μmの濾紙(ポール社製、FH025)にて濾過した。
3) Additives Further, the following additives were used. All the addition amounts (mass%) are the mass ratio with respect to 100 mass of cellulose acylates.
"Plasticizer A" Biphenyl diphenyl phosphate (1% by mass)
"UV agent a" 2,4-bis- (n-octylthio) -6- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylanilino) -1,3,5-triazine (0.2% by mass)
“UV agent b” 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole (0.2% by mass)
“UV agent c” 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-amylphenyl) -5-chlorobenzotriazole (0.1% by mass)
“Fine particles” Silicon dioxide (particle size 20 nm), Mohs hardness of about 7 (0.25 mass%)
"Citric acid ethyl ester" (monoester and diester mixed 1: 1, 0.2% by mass)
4) Swelling / Dissolution The above cellulose acylate, retardation increasing agent and additive were added to the solvent while stirring. When the addition was completed, stirring was stopped and the slurry was swelled at 25 ° C. for 3 hours to prepare a slurry. This was stirred again to completely dissolve the cellulose acylate.
5) Filtration / concentration Thereafter, the solution is filtered with a filter paper having absolute filtration accuracy of 0.01 mm (manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd., # 63), and further filtered with a filter paper having absolute filtration accuracy of 2.5 μm (manufactured by Pall, FH025). did.
(3)製膜
得られたドープを表1に記載の方法を用いて流延製膜した。溶液バンド法と溶液ドラム法の手順は以下のとおりである。
1)バンド法
ギーサーを通して、15℃に設定したバンド長60mの鏡面ステンレス支持体上に流延した。使用したギーサーは、特開平11−314233号公報に記載の形態に類似するものを用いた。なお流延スピードは60m/分でその流延幅は250cmとした。
残留溶剤量が100質量%の状態で剥ぎ取った後、40℃から110℃の間を表1に示す速度で昇温(除昇温)した後、115℃で5分、さらに120℃で20分乾燥した後、フィルム状のセルローストリアシレート膜状物を得た。得られた膜状物の両端を3cmトリミングした後、両端から2〜10mmの部分に高さ100μmのナーリングを付与しロール状に巻き取った。
2)ドラム法
ギーサーを通して、−15℃に設定した直径3mの鏡面ステンレスのドラムに流延した。使用したギーサーは、特開平11−314233号公報に記載の形態に類似するものを用いた。なお流延スピードは100m/分でその流延幅は250cmとした。
残留溶剤が200質量%で剥ぎ取った後、40℃から110℃の間を表1に示す速度で昇温(除昇温)した後、115℃で5分、さらに120℃で20分乾燥した後、フィルム状のセルローストリアシレート膜状物を得た。得られた膜状物は両端を3cmトリミングした後、両端から2〜10mmの部分に高さ100μmのナーリングを付与しロール状に2000mを巻き取った。
(3) Film formation The obtained dope was cast and formed using the method described in Table 1. The procedures of the solution band method and the solution drum method are as follows.
1) Band method It was cast on a mirror surface stainless steel support with a band length of 60 m set at 15 ° C through a Giesser. The Gieseer used was similar to that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-314233. The casting speed was 60 m / min and the casting width was 250 cm.
After peeling off in a state where the residual solvent amount is 100% by mass, the temperature was raised (excluded) between 40 ° C. and 110 ° C. at the rate shown in Table 1, then at 115 ° C. for 5 minutes and further at 120 ° C. for 20 minutes. After partial drying, a film-like cellulose triacylate film was obtained. After trimming both ends of the obtained film-like material by 3 cm, a knurling having a height of 100 μm was applied to a portion of 2 to 10 mm from both ends and wound into a roll.
2) Drum method It was cast on a mirror surface stainless steel drum having a diameter of 3 m set at −15 ° C. through a Giesser. The Gieseer used was similar to that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-314233. The casting speed was 100 m / min and the casting width was 250 cm.
After peeling off the residual solvent at 200% by mass, the temperature was raised between 40 ° C. and 110 ° C. at the rate shown in Table 1 (removed temperature), and then dried at 115 ° C. for 5 minutes and further at 120 ° C. for 20 minutes. Thereafter, a film-like cellulose triacylate film was obtained. The obtained film-like material was trimmed at both ends by 3 cm, and then knurled with a height of 100 μm was applied to a portion 2 to 10 mm from both ends, and 2000 m was wound up in a roll shape.
<製造例2> 溶融製膜によるセルロースアシレートフィルムの製造
(1)セルロースアシレートの調製
製造例1に記載の方法と同様にして、スケールを変更して評価に必要な量のセルロースアシレートを調製した。
Production Example 2 Production of Cellulose Acylate Film by Melt Film Formation (1) Preparation of Cellulose Acylate In the same manner as in Production Example 1, the amount of cellulose acylate required for evaluation was changed by changing the scale. Prepared.
(2)セルロースアシレートのペレット化
上記セルロースアシレートを120℃で3時間送風乾燥して、カールフィッシャー法による含水率を0.1質量%にした。これに、表1に記載されるレターデーション上昇剤を加え、さらに全水準に可塑剤(フェニルジフェニルホスフェート)を1質量%、二酸化珪素部粒子(アエロジルR972V)0.05質量%を添加して、混合物を2軸混練押出し機のホッパーに入れて混練した。なお、この2軸混練押出し機には真空ベントを設け、真空排気(0.3気圧に設定)を行った。
このようにして融解した後、水浴中に直径3mmのストランド状に押出し1分間浸漬した後(ストランド固化)、10℃の水中を30秒通過させて温度を下げ、長さ5mmに裁断した。このようにして調製したペレットを100℃で10分乾燥した後、袋詰した。
(2) Pelletization of cellulose acylate The cellulose acylate was blown and dried at 120 ° C. for 3 hours to adjust the water content by the Karl Fischer method to 0.1 mass%. To this, the retardation increasing agent described in Table 1 was added, and further, 1% by mass of plasticizer (phenyldiphenyl phosphate) and 0.05% by mass of silicon dioxide particles (Aerosil R972V) were added to all levels, The mixture was kneaded in a hopper of a twin-screw kneading extruder. The biaxial kneading extruder was provided with a vacuum vent and evacuated (set to 0.3 atm).
After melting in this manner, it was extruded into a strand having a diameter of 3 mm in a water bath and immersed for 1 minute (strand solidification). The temperature was lowered by passing water at 10 ° C. for 30 seconds, and the product was cut to a length of 5 mm. The pellets thus prepared were dried at 100 ° C. for 10 minutes and then packaged.
(3)溶融製膜
上記方法で調製したセルロースアシレートペレットを、110℃の真空乾燥機で3時間乾燥した。これをTg−10℃になるように調整したホッパーに投入し、単軸押出機を用いて、下記の通りに記載のスクリュー条件でセルロースアシレートを溶融押出した。
スクリュー圧縮比: 3
スクリューL/D(長さ/直径)比: 35 (出口側の直径60mm)
スクリュー温度パターン: 上流供給部(180〜195℃)
中間圧縮部(200〜210℃)
下流計量部(220〜235℃)
回転数: 80rpm(通す時間3分)
次に、溶融したセルロースアシレートをギヤポンプに通し、押出機の脈動を除去した後、金属3μm金属メッシュフィルター濾過した。ろ過したメルトを、230℃に設定したダイリップを通してキャストドラムに流延した。Tg−5℃、Tg、Tg−10℃に設定した直径60cmのキャスティングドラム(CD)を3本連続して通し固化させ、フィルム状のセルロースアシレート膜状物を得た。なお、ダイリップ先端から出たメルトがCD上に接地するまでの距離は5cmとなるようにし、この間に3kVの電極をメルトから5cm離した所に設置し、両端5cmずつ静電印加処理を行った。両端5cmトリミングした後、両端に幅10mm、高さ50μmの厚みだし加工(ナーリング)をつけ巻き取った。各水準とも、幅は1.5mで30m/分で2000m巻き取った。
(3) Melt Film Formation Cellulose acylate pellets prepared by the above method were dried with a vacuum dryer at 110 ° C. for 3 hours. This was put into a hopper adjusted to Tg-10 ° C., and cellulose acylate was melt-extruded using a single screw extruder under the screw conditions described below.
Screw compression ratio: 3
Screw L / D (length / diameter) ratio: 35 (exit side diameter 60 mm)
Screw temperature pattern: Upstream supply section (180-195 ° C)
Intermediate compression section (200-210 ° C)
Downstream metering section (220-235 ° C)
Rotation speed: 80 rpm (passing time 3 minutes)
Next, the melted cellulose acylate was passed through a gear pump to remove the pulsation of the extruder, followed by filtration with a metal 3 μm metal mesh filter. The filtered melt was cast onto a cast drum through a die lip set at 230 ° C. Three casting drums (CD) having a diameter of 60 cm set at Tg-5 ° C., Tg, and Tg-10 ° C. were continuously passed through and solidified to obtain a film-like cellulose acylate film. The distance from the tip of the die lip to the ground on the CD was set to 5 cm, and a 3 kV electrode was placed at a distance of 5 cm from the melt during this time, and both ends were subjected to electrostatic application treatment at 5 cm. . After trimming 5 cm at both ends, the both ends were subjected to thicknessing (knurling) with a width of 10 mm and a height of 50 μm. In each level, the width was 1.5 m, and 2000 m was wound at 30 m / min.
<実施例1> セルロースアシレートフィルムの製造
(延伸)
上記溶液製膜または溶融製膜で得たフィルム状のセルロースアシレート膜状物を数本の予熱ロールを用いて予熱したあと、ニップロールとクリップ横延伸テンターを用い、表2に記載の縦方向(MD)と横方向(TD)の延伸倍率で延伸した。なお、延伸温度は、いずれも各水準の樹脂のTg(乾燥状態のTg)より15℃高い温度(Tg+15℃)に設定した。延伸速度は、縦MD方向に600%/分、横TD方向に120%/分となるように設定した。延伸後、テンタークリップにてフィルムを把持しつつ、横TD方向に設定の最大延伸倍率に対し、表2に記載の緩和率でフィルムを緩和させた(表2に記載の最終延伸倍率が緩和率を除く後の実質的に延伸された倍率であった)。その後、テンションを保持したまま、Tg−2℃の熱固定処理ゾーンを通過させ、1分間熱固定処理した後、冷却ゾーンを経由し30℃/分の速度でフィルムを室温までに徐冷してから巻き取り、セルローストリアシレート延伸フィルムを得た。
<Example 1> Production of cellulose acylate film (stretching)
After preheating the film-like cellulose acylate film obtained by solution casting or melt casting using several preheating rolls, using a nip roll and a clip transverse stretching tenter, the longitudinal direction described in Table 2 ( MD) and transverse direction (TD) stretch ratio. The stretching temperature was set to a temperature (Tg + 15 ° C.) 15 ° C. higher than the Tg of each level of resin (Tg in the dry state). The stretching speed was set to 600% / min in the longitudinal MD direction and 120% / min in the transverse TD direction. After stretching, while holding the film with a tenter clip, the film was relaxed at the relaxation rate described in Table 2 with respect to the maximum stretch ratio set in the transverse TD direction (the final stretch ratio described in Table 2 is the relaxation rate). The magnification was substantially stretched after the removal of. Thereafter, while maintaining the tension, the film was passed through a Tg-2 ° C. heat setting treatment zone, heat-fixed for 1 minute, and then slowly cooled to room temperature at a rate of 30 ° C./min via the cooling zone. Was wound up to obtain a stretched cellulose triacylate film.
(物性評価)
表1に得られた各セルロースアシレートフィルムの物性を記載した。本明細書に記載する物性測定方法に基づく、面内レターデーション値Reおよび厚み方向レターデーション値Rth、ReとRth湿度変動値、Tg、吸水した状態のTg、線熱膨張係数、寸法安定性、光弾性、額縁の実装評価を行い、表2に記載した。得られた測定結果を総合判断し、3段階の基準で評価して表2に記載した。「○」は商品として好ましいレベルであり、「△」は用途が限定されるレベルであり、「×」は商品としては好ましくないレベルである。
(Evaluation of the physical properties)
Table 1 shows the physical properties of each cellulose acylate film obtained. In-plane retardation value Re and thickness direction retardation value Rth, Re and Rth humidity fluctuation value, Tg, absorbed Tg, linear thermal expansion coefficient, dimensional stability, based on the physical property measurement method described in this specification Photoelasticity and frame mounting evaluation were performed and are shown in Table 2. The obtained measurement results were comprehensively judged and evaluated according to three levels of criteria, and are shown in Table 2. “◯” is a level preferable for a product, “Δ” is a level where the use is limited, and “x” is a level not preferable for a product.
表1、表2から分かるように、本発明のNo.1〜No.13およびNo.17〜No.20のフィルムは、乾燥状態のTg及び吸水状態のTgが高く、広い範囲のRe、Rthの発現性を有し、ΔRe、ΔRthの湿度変動が少なく、且つ寸法変化率、線熱膨張係数、光弾性係数が全て本発明範囲に満たし、額縁ムラの少ない光学フィルムが得られた。
一方、本発明外のNo.14〜No.16フィルムは本発明のNo.1〜No.13及びNo.17〜No.20のフィルムと比べ、乾燥状態のTg及び吸水状態のTgが低く、且つ寸法変化率、線熱膨張係数、光弾性係数が大きく、額縁が明らかに悪かった。また、レターデーション上昇剤を含有しないフィルムNo.15〜No.16は本発明のNo.1〜No.13及びNo.17〜No.20のフィルムと比べ、Re、Rthの発現性が低く、VA液晶セルに要求される高いRe値を満たすのは困難であることが分かった。さらに、延伸工程中、延伸後の緩和を実施しなかったNo.16のフィルムは同じ組成のNo.15フィルムと比べ、寸法変化率、線熱膨張係数、光弾 性係数が大きく、額縁ムラがさらに悪化する傾向があった。
As can be seen from Tables 1 and 2, the No. of the present invention. 1-No. 13 and no. 17-No. The film No. 20 has a high Tg in a dry state and a Tg in a water absorption state, has a wide range of expression of Re and Rth, has little humidity fluctuation of ΔRe and ΔRth, and has a dimensional change rate, linear thermal expansion coefficient, light An optical film having all the elastic modulus within the range of the present invention and having little frame unevenness was obtained.
On the other hand, no. 14-No. No. 16 film is No. 1 of the present invention. 1-No. 13 and no. 17-No. Compared to film No. 20, the Tg in the dry state and the Tg in the water absorption state were low, the dimensional change rate, the linear thermal expansion coefficient, and the photoelastic coefficient were large, and the frame was clearly bad. Also, film No. containing no retardation increasing agent. 15-No. No. 16 of the present invention. 1-No. 13 and no. 17-No. As compared with the 20 film, it was found that the expression of Re and Rth is low, and it is difficult to satisfy the high Re value required for the VA liquid crystal cell. Furthermore, No. which did not carry out relaxation after stretching during the stretching process. No. 16 film has the same composition No. 16. Compared with 15 film, the dimensional change rate, linear thermal expansion coefficient, and photoelastic coefficient were large, and the frame unevenness tended to be further deteriorated.
<実施例2> セルロースアシレートフィルムの応用
1、偏光板の作製
(1)セルロースアシレートフィルムの鹸化
鹸化液である2.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を60℃に調温し、上述の本発明のセルロースアシレートフィルムを2分間浸漬した。この後、0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴を通した。
Example 2 Application of Cellulose Acylate Film 1. Preparation of Polarizing Plate (1) Saponification of Cellulose Acylate Film A 2.5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution as a saponification solution was adjusted to 60 ° C. The cellulose acylate film of the present invention was immersed for 2 minutes. Then, after being immersed in a 0.05 mol / L sulfuric acid aqueous solution for 30 seconds, it was passed through a water-washing bath.
(2)偏光膜の作製
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、2対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸し、厚み20μmの偏光膜を作製した。
(2) Production of Polarizing Film According to Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-141926, a circumferential speed difference was given between two pairs of nip rolls, and the film was stretched in the longitudinal direction to produce a polarizing film having a thickness of 20 μm.
(3)貼り合わせ
このようにして得た偏光層と、上記鹸化処理したセルロースアシレートフィルムおよび鹸化処理した未延伸トリアセテートフィルム(富士写真フイルム(株)製、フジタック)を、PVA((株)クラレ製、PVA−117H)の3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向が0°、45°、90°のいずれかの角度となるように下記組み合わせで貼り合わせた。
(i)偏光板Aタイプ:表2の各延伸セルロースアシレートNo.1〜20のフィルム/偏光層/表1の未延伸セルロースアシレートNo.2のフィルム
(ii)偏光板Bタイプ:表2の各延伸セルロースアシレートNo.1〜20のフィルム/偏光層/フジタック
(3) Bonding The polarizing layer thus obtained, the saponified cellulose acylate film, and the saponified unstretched triacetate film (Fuji Photo Film Co., Ltd., Fujitac) were combined with PVA (Kuraray Co., Ltd.). The PVA-117H) 3% aqueous solution was used as an adhesive, and bonded in the following combinations so that the longitudinal direction of the polarizing axis and the cellulose acylate film was at an angle of 0 °, 45 °, or 90 °.
(I) Polarizing plate A type: Each stretched cellulose acylate No. 1-20 film / polarizing layer / unstretched cellulose acylate No. 1 in Table 1. 2 (ii) Polarizing plate B type: Each stretched cellulose acylate No. 1 in Table 2 1-20 film / polarizing layer / Fujitac
2.液晶表示素子の作成
VA型液晶セルを使用した22インチおよび26インチの液晶表示装置(シャープ(株)製)に設けられている観察者側の片面の偏光板を剥がし、代わりに上記各種の偏光板AまたはBタイプを、セルロースアシレートフィルムが液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側に貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸とバックライト側の偏光板の透過軸が直交するように配置して、液晶表示装置を作成した。
得られた液晶表示装置の60℃90%RH経時における額縁表示ムラは本発明に開示する方法にて評価した。60℃・相対湿度90%にて500時間保持したパネルと25℃・相対湿度60%にて500時間保持したパネルとを並べ、シャーカステン上に載せ、黒表示状態のVA液晶装置のコーナー部に発生する光漏れ(額縁ムラ)と額縁面積率を求め、結果を表2に記載した。
得られた液晶表示装置の25℃湿度の変動における視認性(色味の変化)は、常温25℃の相対湿度10%にて2週間保持したパネルと相対湿度80%にて2週間保持したパネルとを並べ、色味の違いを目視にて評価した。本発明におけるレターデーションの湿度依存性の小さいNo.1〜No.13およびNo.17〜No.20のフィルムを用いた液晶表示装置は、色味変化が小さく、信頼性の高いものであることが分かった。一方、No.14〜No.16のフィルムを用いた液晶表示装置は、液晶セルの光学補償を十分にできず、または色味ムラの発生が多く、性能の劣るパネルであった。
また、特開2002−86554号公報の実施例1に従い、テンターを用い延伸軸が斜め45°となるように延伸した偏光板についても同様に、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いて作製したものは、上記同様に良好な結果が得られた。
2. Creation of liquid crystal display element The polarizing plate on one side of the viewer provided on the 22-inch and 26-inch liquid crystal display devices (manufactured by Sharp Corporation) using VA type liquid crystal cells is peeled off, and the above-mentioned various polarizations are used instead. The plate A or B type was attached to the observer side via an adhesive so that the cellulose acylate film was on the liquid crystal cell side. A liquid crystal display device was prepared by arranging so that the transmission axis of the polarizing plate on the observer side and the transmission axis of the polarizing plate on the backlight side were orthogonal to each other.
The frame display unevenness of the obtained liquid crystal display device at 60 ° C. and 90% RH was evaluated by the method disclosed in the present invention. A panel that has been held at 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours and a panel that has been held at 25 ° C. and 60% relative humidity for 500 hours are placed side by side on the Schacus Ten and generated at the corner of the VA liquid crystal device in the black display state. The light leakage (frame unevenness) and the frame area ratio were determined, and the results are shown in Table 2.
Visibility (change in color) of the obtained liquid crystal display device at 25 ° C. humidity change is a panel held for 2 weeks at a relative humidity of 10% at room temperature of 25 ° C. and a panel held at a relative humidity of 80% for 2 weeks. And the difference in color was visually evaluated. In the present invention, no. 1-No. 13 and no. 17-No. The liquid crystal display device using the 20 film was found to have a small change in color and high reliability. On the other hand, no. 14-No. The liquid crystal display device using the film No. 16 was a panel with inferior performance due to insufficient optical compensation of the liquid crystal cell or occurrence of uneven coloring.
In addition, according to Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-86554, a polarizing plate stretched using a tenter so that the stretching axis is inclined at 45 ° is similarly produced using the cellulose acylate film of the present invention. As with the above, good results were obtained.
3、光学補償フィルムの作製
特開平11−316378号公報の実施例1の液晶層を塗布したセルロースアセテートフィルムの代わりに、上述鹸化済みの本発明の延伸セルロースアシレートNo.1〜No.13及びNo.17〜No.20フィルムを使用し、これを、特開2002−62431号公報の実施例9に記載のベンド配向液晶セルに25℃・相対湿度60%下で取り付け、これを25℃・相対湿度10%と相対湿度80%中に持ち込んだ。本発明のセルロースアシレートフィルムを使用したものはコントラストの変化の小さい良好な表示性能が得られた。
3. Preparation of optical compensation film Instead of the cellulose acetate film coated with the liquid crystal layer of Example 1 of JP-A-11-316378, the above-described saponified stretched cellulose acylate No. 1 of the present invention was used. 1-No. 13 and no. 17-No. 20 film was used, and this was attached to the bend-aligned liquid crystal cell described in Example 9 of JP-A-2002-62431 at 25 ° C. and 60% relative humidity, which was relative to 25 ° C. and 10% relative humidity. Brought into the humidity 80%. When the cellulose acylate film of the present invention was used, good display performance with a small change in contrast was obtained.
さらに特開平7−333433号公報の実施例1の液晶層を塗布したセルロースアセテートフィルムに代わって、本発明の延伸セルロースアシレートフィルムに変更し光学補償フィルターフィルムを作製した。この場合も同様に、良好な光学補償フィルムを作製できた。
また、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板、位相差偏光板を、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20インチVA型液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図10〜15に記載の20インチOCB型液晶表示装置、特開2004−12731号公報の図11に記載のIPS型液晶表示装置に用いたところ、良好な液晶表示装置を得た。
Furthermore, in place of the cellulose acetate film coated with the liquid crystal layer of Example 1 of JP-A-7-333433, an optical compensation filter film was produced by changing to the stretched cellulose acylate film of the present invention. In this case as well, a good optical compensation film could be produced.
Further, a polarizing plate and a retardation polarizing plate using the cellulose acylate film of the present invention are the liquid crystal display device described in Example 1 of JP-A No. 10-48420 and Example 1 of JP-A No. 9-26572. An optically anisotropic layer containing the discotic liquid crystal molecules described in 1., an alignment film coated with polyvinyl alcohol, a 20-inch VA liquid crystal display device described in FIGS. 2 to 9 of JP-A-2000-154261, and JP-A-2000 When used in the 20-inch OCB type liquid crystal display device described in FIGS. 10 to 15 of JP-A-154261 and the IPS type liquid crystal display device shown in FIG. 11 of JP-A-2004-12731, a good liquid crystal display device is obtained. It was.
4.低反射フィルムの作製
発明協会公開技報(公技番号2001−1745)の実施例47に従い、上述の延伸セルロースアシレートフィルムを用いて低反射フィルムを作製したところ、本発明のセルロースアシレートフィルムを使用したものは、良好な光学性能が得られた。
さらに上記低反射フィルムを、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2000−154261号公報の図2〜9に記載の20インチVA型液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図10〜15に記載の20インチOCB型液晶表示装置液晶表示装置の最表層に貼り評価を行ったところ、良好な液晶表示装置を得た。
4). Production of Low Reflective Film A low reflective film was produced using the above-mentioned stretched cellulose acylate film according to Example 47 of the Japan Institute of Invention and Innovation (public technical number 2001-1745). As a result, the cellulose acylate film of the present invention was produced. Good optical performance was obtained when used.
Further, the low reflection film is formed by using a liquid crystal display device described in Example 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 10-48420, a 20-inch VA liquid crystal display device described in FIGS. When a 20-inch OCB type liquid crystal display device described in FIGS. 10-15 of 2000-154261 was applied to the outermost layer of the liquid crystal display device, evaluation was made to obtain a good liquid crystal display device.
<実施例3> タッチロール法による溶融製膜
本発明のNo.5、No.10及びNo.17〜No.20に対し、特開平11−235747の実施例1に記載のタッチロール(二重抑えロールと記載のあるもの)を用い(但し薄肉金属外筒厚みは3mmとした)、表3記載の条件でタッチロール製膜を実施した(タッチロール製膜を実施したこと以外は全て同じ条件で実施)。
このようにして得た未延伸セルロースアシレートフィルムの面状(厚みムラ及び微細凸凹)を下記の方法で測定して評価した。
Example 3 Melt Film Formation by Touch Roll Method For No. 5, No. 10, and No. 17 to No. 20 of the present invention, the touch roll described in Example 1 of JP-A-11-235747 (double (Thin metal outer cylinder thickness was set to 3 mm) using touch rolls, and touch roll film formation was carried out under the conditions shown in Table 3 (except that touch roll film formation was performed) Implemented).
The planar shape (thickness unevenness and fine unevenness) of the unstretched cellulose acylate film thus obtained was measured and evaluated by the following method.
(厚みムラ測定)
セルロースアシレートフィルムの全幅に亘り35mm幅でサンプリングした(TDサンプル)。幅方向中央部を35mm幅で2m長サンプリングした(MDサンプル)。TDサンプル、MDサンプルを連続厚み計(FILM THICKNESS TESTER KG601A、ANRITSU(アンリツ電気(株))製)で測定し、(最大値−平均値)、(平均値−最小値)の平均を厚みムラとした。
(Thickness unevenness measurement)
Sampling was performed at a width of 35 mm over the entire width of the cellulose acylate film (TD sample). The central part in the width direction was sampled 2 mm long with a width of 35 mm (MD sample). TD sample and MD sample were measured with a continuous thickness meter (FILM THICKNESS TESTER KG601A, manufactured by ANRITSU (Anritsu Electric Co., Ltd.)), and the average of (maximum value−average value) and (average value−minimum value) did.
(微細凹凸(ダイライン)測定)
3次元表面構造解析顕微鏡(Zygo社製New View5022)を用いて下記条件でセルロースアシレートフィルムを測定した。
対物レンズ:2.5倍
イメージズーム:1倍
測定視野:幅方向(TD)2.8mm、長手方向(MD)2.1mm
この中で0.01μm〜30μmの高さの山(凸部)、0.01μm〜30μmの深さの谷(凹部)の本数を数えた。ただし、凸部、凹部はいずれもMD方向に連続して1mm以上連続しているものを指す。この凸部、凹部の本数を測定幅(2.8mm)で割った後100倍し、10cm当りの凸部、凹部の数とした。上記測定を、製膜したサンプルフィルム全幅にわたって等間隔で30点測定して平均化することにより、幅10cm当りの凸部と凹部の数を求めた。
(Fine unevenness (die line) measurement)
The cellulose acylate film was measured under the following conditions using a three-dimensional surface structure analysis microscope (New View 5022 manufactured by Zygo).
Objective lens: 2.5 times Image zoom: 1 time Measurement field of view: 2.8 mm in the width direction (TD), 2.1 mm in the longitudinal direction (MD)
Among them, the number of peaks (convex portions) having a height of 0.01 μm to 30 μm and valleys (concave portions) having a depth of 0.01 μm to 30 μm were counted. However, a convex part and a recessed part point out what is continuously 1 mm or more continuously in MD direction. The number of the convex portions and concave portions was divided by the measurement width (2.8 mm) and then multiplied by 100 to obtain the number of convex portions and concave portions per 10 cm. The above measurement was performed by measuring 30 points at equal intervals over the entire width of the formed sample film and averaging it, thereby obtaining the number of convex portions and concave portions per 10 cm width.
表3に示すように、タッチロール法を用いて溶融製膜したフィルムに形成された微細凹凸(ダイライン)及び厚みムラはさらに良好になることが確認された。また、タッチロール法を用いて製膜したフィルムのRthが向上し、光学特性の発現領域が広がることが確認された。さらに、額縁の実装評価により、額縁ムラ発生面積率を低減することが確認された。未延伸及び延伸セルロースアシレートフィルムのその他物性は表1、2とほぼ近い特性値を示すものであった。
さらに、国際公開第97/28950号パンフレットの第1の実施例と同様のタッチロール(シート成形用ロールと記載のあるもの)を用い(但し金属製外筒に用いた冷却水は温度18℃から120℃のオイルに変更)、表3記載の条件でタッチロールを実施したところ、表3と同様の結果を得た。
As shown in Table 3, it was confirmed that the fine unevenness (die line) and thickness unevenness formed on the film formed by melt film formation using the touch roll method were further improved. Moreover, it was confirmed that Rth of the film formed using the touch roll method is improved, and the optical property expression area is widened. Furthermore, it was confirmed by the frame mounting evaluation that the frame unevenness occurrence area ratio was reduced. Other physical properties of the unstretched and stretched cellulose acylate films showed characteristic values almost similar to those in Tables 1 and 2.
Furthermore, a touch roll similar to that of the first example of the pamphlet of WO 97/28950 (with a sheet forming roll) is used (however, the cooling water used for the metal outer cylinder starts at a temperature of 18 ° C. The oil was changed to 120 ° C.), and the touch roll was carried out under the conditions shown in Table 3, and the same results as in Table 3 were obtained.
本発明のセルロースアシレートフィルムは、光学特性であるReとRthの発現領域が広くて、Re値とRth値をそれぞれ好ましい範囲内に制御することができる。このため、本発明を用いれば、OCBやVA等の液晶モードに応じてRe値とRth値を同時に好ましい範囲に制御して、光学性能に優れたフィルムを提供することができる。該フィルムは、偏光板の保護フィルム兼位相差フィルムなどとして用いることができ、温度や湿度の変動に伴って液晶表示装置のコーナー部に発生する額縁ムラを解消することができる。また、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いて、高品位な位相差フィルムや偏光板の他にも、光学補償フィルム、反射防止フィルムも提供することができ、さらにこれらを用いた画像表示装置を提供することができる。したがって本発明は、産業上の利用可能性が高い有用な発明である。 The cellulose acylate film of the present invention has a wide expression range of Re and Rth, which are optical characteristics, and can control the Re value and the Rth value within preferable ranges, respectively. For this reason, if this invention is used, according to liquid crystal modes, such as OCB and VA, Re value and Rth value are simultaneously controlled to a preferable range, and the film excellent in optical performance can be provided. The film can be used as a protective film and a retardation film for a polarizing plate, and can eliminate frame unevenness that occurs in the corner portion of the liquid crystal display device with changes in temperature and humidity. In addition to the high-quality retardation film and polarizing plate, an optical compensation film and an antireflection film can be provided using the cellulose acylate film of the present invention, and an image display device using these films can be provided. Can be provided. Therefore, the present invention is a useful invention with high industrial applicability.
101 押出機
102 ギアポンプ
103 濾過部
104 ダイ
105 タッチロール
106 キャスティング冷却ドラム
107 セルロースアシレート
108 縦延伸工程部
109 横延伸工程部
110 巻取工程部
DESCRIPTION OF
Claims (15)
該フィルムの乾燥状態におけるガラス転移温度が100℃〜150℃であり、且つ、
該フィルムを25℃純水中に24時間浸漬した後のガラス転移温度が60℃〜110℃であるセルロースアシレートフィルム。 A cellulose acylate film obtained by stretching a cellulose acylate film formed by solution casting or melt casting in 10% to 250% in at least one of a longitudinal direction and a transverse direction,
The glass transition temperature in the dry state of the film is 100 ° C to 150 ° C, and
A cellulose acylate film having a glass transition temperature of 60 ° C to 110 ° C after the film is immersed in pure water at 25 ° C for 24 hours.
1〜3のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。 The cellulose acylate film according to claim 1, which has a photoelastic coefficient of 1 × 10 −7 to 25 × 10 −7 cm 2 / kgf.
式(A): 2.5≦X+Y≦3.0
式(B): 0≦X≦2.5
式(C): 0.3≦Y<3
(上式において、Xはアセチル基の置換度を表し、Yは炭素数3〜6のアシル基の置換度の総和を表す。) The cellulose acylate according to any one of claims 1 to 4, wherein the cellulose acylate has two or more acylate groups having 2 to 6 carbon atoms and satisfies the following formulas (A) to (C). Rate film.
Formula (A): 2.5 ≦ X + Y ≦ 3.0
Formula (B): 0 ≦ X ≦ 2.5
Formula (C): 0.3 ≦ Y <3
(In the above formula, X represents the substitution degree of the acetyl group, and Y represents the total substitution degree of the acyl group having 3 to 6 carbon atoms.)
式(1): 0≦Re≦300
式(2): 10≦Rth≦500
式(3): 1≦Rth/Re≦10
(上式において、Reは波長590nmにおけるフィルム面内のレターデーションであり、Rthは波長590nmにおけるフィルムの厚み方向のレターデーションである) The cellulose acylate film according to any one of claims 1 to 6, wherein the following formulas (1) to (3) are satisfied.
Formula (1): 0 ≦ Re ≦ 300
Formula (2): 10 ≦ Rth ≦ 500
Formula (3): 1 ≦ Rth / Re ≦ 10
(In the above formula, Re is the retardation in the film plane at a wavelength of 590 nm, and Rth is the retardation in the thickness direction of the film at a wavelength of 590 nm)
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