JP2006257204A - Cellulose ester film, method for producing the same, polarizing plate, retardation plate and optical display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融製膜によるセルロースエステルフィルムの製造方法に関する。また、本発明は光学特性に優れたセルロースエステルフィルムとそれを利用した偏光板、位相差板および光学用表示装置にも関する。 The present invention relates to a method for producing a cellulose ester film by melt film formation. The present invention also relates to a cellulose ester film excellent in optical properties, a polarizing plate, a retardation plate and an optical display device using the same.
従来から、液晶画像表示装置に使用されるセルロースエステルフィルムを製造する際に、ジクロロメタンのような塩素系有機溶剤にセルロースエステルを溶解し、これを基材上に流延、乾燥して製膜する溶液流延法が主に実施されている。塩素系有機溶剤の中でもジクロロメタンは、セルロースアシレートの良溶媒であるとともに、沸点が低くて(約40℃)製膜工程や乾燥工程において乾燥させ易いという利点を有することから好ましく使用されている。
一方、近年では環境保全の観点から、塩素系有機溶媒を始めとする有機溶媒の排出を抑えることが強く求められるようになっている。このため、より厳密なクローズドシステムを採用して系から有機溶媒が漏れ出さないように努めたり、系から万が一漏れても外気に出す前にガス吸収塔を通して有機溶媒を吸着させたり、火力により燃焼させたり、電子線ビームにより分解させたりするなどの処理を行って、殆ど有機溶媒を排出することがないように対策が講じられた。しかしながら、これらの対策を行っても完全な非排出には至っていないため、さらなる改良が必要とされていた。
Conventionally, when producing a cellulose ester film used in a liquid crystal image display device, the cellulose ester is dissolved in a chlorinated organic solvent such as dichloromethane, and this is cast on a substrate and dried to form a film. The solution casting method is mainly implemented. Among the chlorinated organic solvents, dichloromethane is preferably used because it is a good solvent for cellulose acylate and has a low boiling point (about 40 ° C.), which makes it easy to dry in a film forming process and a drying process.
On the other hand, in recent years, from the viewpoint of environmental conservation, it has been strongly demanded to suppress discharge of organic solvents including chlorinated organic solvents. For this reason, a more strict closed system is adopted to prevent the organic solvent from leaking from the system, or even if it leaks from the system, the organic solvent is adsorbed through the gas absorption tower before being released to the outside air, or burned by thermal power Measures were taken so that almost no organic solvent was discharged by processing such as decomposing or decomposing with an electron beam. However, even if these measures were taken, no further non-emission was achieved, so further improvements were required.
この対策として、有機溶剤を用いない製膜法として、セルロースエステルを溶融製膜する方法が開発された(特許文献1)。これは、セルロースエステルのエステル基の炭素鎖を長くすることで融点を下げ溶融製膜しやすくしたものである。具体的には、従来から用いられていたセルロースアセテートを、セルロースプロピオネートやセルロースプロピオネート等に変えることで溶融製膜を可能にしている。また、従来のセルロースエステルフィルムを基板として位相差フィルムを作製すると、湿度変化に伴い視野特性が変動し易くなるという問題もあった。
しかしながら、この方法で溶融製膜したものを用いて偏光板を作成し液晶表示装置に組み込むと、著しい表示ムラが発生してしまうという問題がある。特に長手方向の表示ムラが大きくて、幅方向の表示ムラも改良が必要なレベルであった。このような故障は、15インチ以上の大型液晶表示板に組み込んだ際に特に顕著であり、大きな課題であった。これは、溶融混練機から溶融物をT−ダイ(スリット)を通してキャスティングドラム上に押出し冷却固化して製膜する過程において、T−ダイのところで発現するダイ筋が幅方向(TD)の厚みムラを引き起こし、キャスティングドラム上への密着条件により長手方向(MD)の厚みムラ(横ダン)を引き起こすことが原因である。
これらの従来技術の課題に鑑みて、本発明は、液晶表示装置に組み込んだときに発生する表示ムラや湿度による視認性の変化を改善することができるセルロースエステルフィルムを提供することを目的とする。更に本発明は、従来セルロースエステルフィルムの作製において、有機溶媒を用いたが、作業時の環境対応や有機溶媒の回収などに多大の時間と管理を必要とするのに対して、これらの問題を大幅に改善することを目的とする。
However, when a polarizing plate is prepared by using the film formed by this method and incorporated in a liquid crystal display device, there is a problem that significant display unevenness occurs. In particular, the display unevenness in the longitudinal direction is large, and the display unevenness in the width direction is a level that needs to be improved. Such a failure is particularly prominent when incorporated in a large-sized liquid crystal display panel of 15 inches or more, and has been a big problem. This is because, in the process of forming a film by extruding a melt from a melt-kneader through a T-die (slit) onto a casting drum and solidifying by cooling, the die streaks appearing at the T-die are uneven in thickness in the width direction (TD). This is caused by unevenness in thickness in the longitudinal direction (MD) (horizontal dan) due to the close contact condition on the casting drum.
In view of these problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a cellulose ester film that can improve display unevenness and visibility change due to humidity that occur when incorporated in a liquid crystal display device. . Furthermore, the present invention has conventionally used an organic solvent in the production of a cellulose ester film. However, it requires a great deal of time and management to cope with the environment at the time of operation and to recover the organic solvent. The goal is to improve significantly.
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。
(態様1)
下記式(S−1)〜(S−3)を満足するセルロースエステルと該セルロースエステルの固形分に対して下記一般式(2A)、(2B)、(2C)および(2D)のいずれかで表されるフッ素系界面活性剤0.01〜5質量%との混合物を溶融製膜する工程を含むことを特徴とする、セルロースエステルフィルムの製造方法。
式(S−1) 2.5≦A+B≦3.0
式(S−2) 0≦A≦2.2
式(S−3) 0.8≦B≦3.0
(式中、Aはセルロースの水酸基に対するアセチル基の置換度を表し、Bはセルロースの水酸基に対する炭素数3〜22のアシル基の置換度を表す。)
The above object of the present invention has been achieved by the present invention having the following constitution.
(Aspect 1)
The following general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) with respect to the cellulose ester satisfying the following formulas (S-1) to (S-3) and the solid content of the cellulose ester: A method for producing a cellulose ester film comprising a step of melt-forming a mixture of 0.01 to 5% by mass of a fluorosurfactant represented.
Formula (S-1) 2.5 <= A + B <= 3.0
Formula (S-2) 0 ≦ A ≦ 2.2
Formula (S-3) 0.8 ≦ B ≦ 3.0
(In the formula, A represents the substitution degree of the acetyl group to the hydroxyl group of cellulose, and B represents the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms to the hydroxyl group of cellulose.)
一般式(2A)
式中、RA1およびRA2はそれぞれ置換もしくは無置換のアルキル基を表すが、RA1およびRA2の少なくとも1つはフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。RA3、RA4およびRA5はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、LA1、LA2およびLA3はそれぞれ独立に単結合または2価の連結基を表し、X+はカチオン性の置換基を表す。Y-は対アニオンを表すが、分子内で荷電が0になる場合にはY-はなくてもよい。mAは0または1である。 In the formula, R A1 and R A2 each represent a substituted or unsubstituted alkyl group, and at least one of R A1 and R A2 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom. R A3 , R A4 and R A5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, L A1 , L A2 and L A3 each independently represent a single bond or a divalent linking group, and X + represents a cationic substituent. Represents a group. Y − represents a counter anion, but Y − may not be present when the charge is 0 in the molecule. m A is 0 or 1.
一般式(2B)
一般式(2C)
一般式(2D)
[RfD−(LD)nD]mD−W
式中、RfDはパーフルオロアルキル基を表し、LDはアルキレン基、Wは界面活性を持たせるために必要なアニオン性基、カチオン性基、ベタイン性基またはノニオン性極性基を有する基を表す。nDは0または1を表し、mDは1〜3のいずれかの整数を表す。
General formula (2D)
[Rf D- (L D ) nD ] mD -W
In the formula, Rf D represents a perfluoroalkyl group, L D represents an alkylene group, W represents a group having an anionic group, a cationic group, a betaine group or a nonionic polar group necessary for imparting surface activity. To express. n D represents 0 or 1, and m D represents any integer of 1 to 3.
(態様2)
セルロースエステルと一般式(2A)、(2B)、(2C)および(2D)のいずれかで表されるフッ素系界面活性剤との溶融混合物(メルト)をキャスティングドラム上で固化させ、キャスティングドラム上に形成されたセルロースエステルフィルムを剥離し、ニップロールで張力カットし、さらに巻き取り時の張力が0.01kg/cm2〜10kg/cm2で巻き取ることを特徴とする(態様1)に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
(態様3)
溶融混合物をキャスティングドラム上で固化する際、(Tg+30℃)からTgの間(ここでTgはセルロースエステルフィルムのガラス転移温度)の冷却を10℃/秒〜100℃/秒の速度(固化速度)で行うことを特徴とする(態様1)または(態様9)に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
(Aspect 2)
A molten mixture (melt) of the cellulose ester and the fluorosurfactant represented by any one of the general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) is solidified on the casting drum, and then on the casting drum The cellulose ester film formed in 1 is peeled, the tension is cut with a nip roll, and the tension at the time of winding is 0.01 kg / cm 2 to 10 kg / cm 2 , and the film is wound (Aspect 1). A method for producing a cellulose ester film.
(Aspect 3)
When the molten mixture is solidified on the casting drum, cooling between (Tg + 30 ° C.) and Tg (where Tg is the glass transition temperature of the cellulose ester film) is performed at a rate of 10 ° C./second to 100 ° C./second (solidification rate). The method for producing a cellulose ester film according to (Aspect 1) or (Aspect 9), wherein
(態様4)
セルロースエステルと一般式(2A)、(2B)、(2C)および(2D)のいずれかで表されるフッ素系界面活性剤との混合物を、圧縮比2〜15のスクリューを用いて180℃〜250℃で溶融した後、T−ダイからキャスティングドラム上に押し出すことを特徴とする(態様2)または(態様3)に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
(態様5)
T−ダイから押し出した後、Tgから(Tg−20℃)の間の冷却を0.1℃/秒〜20℃/秒の速度で行うことを特徴とする(態様4)に記載のセルロースエステルフィルムの製膜法。
(Aspect 4)
A mixture of a cellulose ester and a fluorosurfactant represented by any one of the general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) is 180 ° C. to After melt | dissolving at 250 degreeC, it extrudes on a casting drum from T-die, The manufacturing method of the cellulose-ester film as described in (aspect 2) or (aspect 3) characterized by the above-mentioned.
(Aspect 5)
After extruding from the T-die, cooling between Tg and (Tg-20 ° C) is performed at a rate of 0.1 ° C / second to 20 ° C / second, and the cellulose ester according to (Aspect 4) Film production method.
(態様6)
溶融製膜後に、少なくとも1方向(好ましくは流延方向または流延方向に直交する方向)に1%〜500%延伸する工程を有することを特徴とする(態様1)〜(態様5)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
(態様7)
(態様1)〜(態様6)のいずれか一項に記載の製造方法により製造したセルロースエステルフィルム。
(Aspect 6)
Any one of (Aspect 1) to (Aspect 5) is characterized by having a step of extending 1% to 500% in at least one direction (preferably in a casting direction or a direction orthogonal to the casting direction) after melt film formation. The method for producing a cellulose ester film according to claim 1.
(Aspect 7)
A cellulose ester film produced by the production method according to any one of (Aspect 1) to (Aspect 6).
(態様8)
下記式(S−1)〜(S−3)を満足するセルロースエステルと、該セルロースエステルの固形分に対してフ一般式(2A)、(2B)、(2C)および(2D)のいずれかで表されるフッ素系界面活性剤を0.01〜5質量%含有することを特徴とするセルロースエステルフィルム。
式(S−1) 2.5≦A+B≦3.0
式(S−2) 0≦A≦2.2
式(S−3) 0.8≦B≦3.0
(式中、Aはセルロースの水酸基に対するアセチル基の置換度を表し、Bはセルロースの水酸基に対する炭素数3〜22のアシル基の置換度を表す。)
(Aspect 8)
One of the general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) for the cellulose ester satisfying the following formulas (S-1) to (S-3) and the solid content of the cellulose ester A cellulose ester film comprising 0.01 to 5% by mass of a fluorine-based surfactant represented by the formula:
Formula (S-1) 2.5 <= A + B <= 3.0
Formula (S-2) 0 ≦ A ≦ 2.2
Formula (S-3) 0.8 ≦ B ≦ 3.0
(In the formula, A represents the substitution degree of the acetyl group to the hydroxyl group of cellulose, and B represents the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms to the hydroxyl group of cellulose.)
一般式(2A)
一般式(2B)
一般式(2C)
一般式(2D)
[RfD−(LD)nD]mD−W
式中、RfDはパーフルオロアルキル基を表し、LDはアルキレン基、Wは界面活性を持たせるために必要なアニオン性基、カチオン性基、ベタイン性基またはノニオン性極性基を有する基を表す。nDは0または1を表し、mDは1〜3のいずれかの整数を表す。
General formula (2D)
[Rf D- (L D ) nD ] mD -W
In the formula, Rf D represents a perfluoroalkyl group, L D represents an alkylene group, W represents a group having an anionic group, a cationic group, a betaine group or a nonionic polar group necessary for imparting surface activity. To express. n D represents 0 or 1, and m D represents any integer of 1 to 3.
(態様9)
セルロースの水酸基に対して置換している炭素数3〜22のアシル基が、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基およびヘキサノイル基からなる群より選択される1以上のアシル基であることを特徴とする(態様7)〜(態様8)に記載のセルロースエステルフィルム。
(態様10)
面内のレターデーション(Re)が0≦Re≦200nmであり、厚み方向のレターデーション(Rth)が−200≦Rth≦500nmであることを特徴とする(態様7)〜(態様9)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルム。
(Aspect 9)
The acyl group having 3 to 22 carbon atoms substituted for the hydroxyl group of cellulose is one or more acyl groups selected from the group consisting of propionyl group, butyryl group, pentanoyl group and hexanoyl group. The cellulose ester film according to any one of (Aspect 7) to (Aspect 8).
(Aspect 10)
In any one of (Aspect 7) to (Aspect 9), the in-plane retardation (Re) is 0 ≦ Re ≦ 200 nm, and the thickness direction retardation (Rth) is −200 ≦ Rth ≦ 500 nm. The cellulose ester film according to claim 1.
(態様11)
セルロースエステルフィルムの厚みムラが0%〜2%であることを特徴とする(態様7)〜(態様10)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルム。
(態様12)
フィルム表面の水の接触角が45°以下(25℃/相対湿度60%)であることを特徴とする(態様7)〜(態様11)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルム。
(Aspect 11)
The cellulose ester film according to any one of (Aspect 7) to (Aspect 10), wherein the thickness unevenness of the cellulose ester film is 0% to 2%.
(Aspect 12)
The cellulose ester film according to any one of (Aspect 7) to (Aspect 11), wherein the contact angle of water on the film surface is 45 ° or less (25 ° C./relative humidity 60%).
(態様13)
セルロースエステルが下記式(S−4)〜(S−6)を満足する(態様7)〜(態様12)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルム。
式(S−4) 2.6≦A+B’≦3.0
式(S−5) 0≦A≦1.8
式(S−6) 1.2≦B’≦3.0
(式中、Aはセルロースの水酸基に対するアセチル基の置換度を表し、B’はセルロースの水酸基に対するプロピオニル基、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表す。)
(Aspect 13)
The cellulose ester film according to any one of (Aspect 7) to (Aspect 12), wherein the cellulose ester satisfies the following formulas (S-4) to (S-6).
Formula (S-4) 2.6 ≦ A + B ′ ≦ 3.0
Formula (S-5) 0 ≦ A ≦ 1.8
Formula (S-6) 1.2 ≦ B ′ ≦ 3.0
(In the formula, A represents the degree of substitution of the acetyl group with respect to the hydroxyl group of cellulose, and B ′ represents the total degree of substitution of the propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, and hexanoyl group with respect to the hydroxyl group of cellulose.)
(態様14)
偏光膜に(態様7)〜(態様13)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルムを少なくとも1層積層したことを特徴とする光学用偏光板(本明細書中では単に偏光板ということがある)。
(態様15)
該偏光膜が長手方向に対して実質的に45°の方向にテンター延伸されたことを特徴とする(態様14)に記載の光学用偏光板。
(Aspect 14)
An optical polarizing plate characterized by laminating at least one layer of the cellulose ester film according to any one of (Aspect 7) to (Aspect 13) on a polarizing film (in the present specification, simply referred to as a polarizing plate). is there).
(Aspect 15)
The optical polarizing plate according to (Aspect 14), wherein the polarizing film is tenter-stretched in a direction substantially 45 ° with respect to the longitudinal direction.
(態様16)
(態様7)〜(態様15)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルムを基材に用いたことを特徴とする光学補償フィルム(位相差板)。
(態様17)
(態様7)〜(態様16)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルムを基材に用いたことを特徴とする反射防止フィルム。
(態様18)
(態様7)〜(態様13)のいずれか一項に記載のセルロースエステルフィルムを用いて作製された光学用表示装置。
(態様19)
(態様14)たは(態様15)に記載の光学用偏光板、(態様16)に記載の光学補償フィルム、または(態様17)に記載の反射防止フィルムを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
(Aspect 16)
An optical compensation film (retardation plate), wherein the cellulose ester film according to any one of (Aspect 7) to (Aspect 15) is used as a base material.
(Aspect 17)
(Aspect 7) -An antireflection film characterized by using the cellulose ester film according to any one of (Aspect 16) as a substrate.
(Aspect 18)
(Aspect 7) An optical display device produced using the cellulose ester film according to any one of (Aspect 13).
(Aspect 19)
(Aspect 14) A liquid crystal display using the optical polarizing plate according to (Aspect 15), the optical compensation film according to (Aspect 16), or the antireflection film according to (Aspect 17). apparatus.
本発明の製造方法によれば、厚さムラおよび光学特性ムラを大幅に軽減したセルロースエステルフィルムを提供することができる。また、耐傷性とゴミ付き防止の改善が見られ、予想外の効果をうることができた。さらにまた、本発明のセルロースエステルフィルムを組み込んで液晶表示装置を製造すれば、表示ムラや湿度による光学特性の変化を抑制することができる。更に本発明は、セルロースエステルフィルムの作製において、作業時の環境対応を大幅に改善することができた。 According to the production method of the present invention, it is possible to provide a cellulose ester film in which thickness unevenness and optical property unevenness are greatly reduced. In addition, improvements in scratch resistance and dust prevention were seen, and unexpected effects could be obtained. Furthermore, if a liquid crystal display device is manufactured by incorporating the cellulose ester film of the present invention, changes in optical properties due to display unevenness and humidity can be suppressed. Furthermore, the present invention was able to greatly improve the environmental response during work in the production of a cellulose ester film.
以下において、本発明のセルロースエステルフィルムおよびその製造方法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。 Below, the cellulose-ester film of this invention and its manufacturing method are demonstrated 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.
<セルロースエステル>
(セルロースエステル)
本発明で用いられるセルロースエステルは下記式(S−1)〜(S−3)を満足する。
式(S−1) 2.5≦A+B≦3.0
式(S−2) 0≦A≦2.2
式(S−3) 0.8≦B≦3.0
(式中、Aはセルロースの水酸基に対するアセチル基の置換度を表し、Bはセルロースの水酸基に対する炭素数3〜22のアシル基の置換度を表す。)
<Cellulose ester>
(Cellulose ester)
The cellulose ester used in the present invention satisfies the following formulas (S-1) to (S-3).
Formula (S-1) 2.5 <= A + B <= 3.0
Formula (S-2) 0 ≦ A ≦ 2.2
Formula (S-3) 0.8 ≦ B ≦ 3.0
(In the formula, A represents the substitution degree of the acetyl group to the hydroxyl group of cellulose, and B represents the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms to the hydroxyl group of cellulose.)
セルロースを構成する、ベータ(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。セルロースエステルは、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。アシル置換度は、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%のエステル化は置換度1)の合計を意味する。本発明では、より好ましくは2.6≦A+B≦3.0であり、さらに好ましくは2.67≦A+B≦2.97である。また好ましくは、Aは0≦A≦1.4であり、Bは1.3≦B≦2.97が好ましく、さらには1.4≦B≦2.97が好ましい。本発明においては、セルロースの2位、3位および6位の水酸基の置換度は特に限定されないが、セルロースエステルの6位の置換度が好ましくは0.7以上であり、さらに好ましくは0.8以上であり、特に好ましくは0.85以上である。これらによりセルロースエステルの溶解性、耐熱性を向上させることができる。 The glucose unit which comprises cellulose and has a beta (β) -1,4 bond has free hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions. The cellulose ester is a polymer (polymer) obtained by esterifying some or all of these hydroxyl groups. The degree of acyl substitution means the sum of the ratios of esterification of cellulose for each of the 2-position, 3-position and 6-position (100% esterification has a substitution degree of 1). In the present invention, 2.6 ≦ A + B ≦ 3.0 is more preferable, and 2.67 ≦ A + B ≦ 2.97 is more preferable. Preferably, A is 0 ≦ A ≦ 1.4, B is preferably 1.3 ≦ B ≦ 2.97, and more preferably 1.4 ≦ B ≦ 2.97. In the present invention, the substitution degree of the hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions of the cellulose is not particularly limited, but the substitution degree at the 6th position of the cellulose ester is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8. It is above, Especially preferably, it is 0.85 or more. By these, the solubility and heat resistance of cellulose ester can be improved.
次に本発明のセルロースエステルの置換基Bで表される炭素数3〜22のアシル基は、脂肪族アシル基でも芳香族アシル基のいずれであってもよい。本発明のセルロースエステルのアシル基が脂肪族アシル基である場合、炭素数は3〜18であることが好ましく、炭素数は3〜12であることがさらに好ましく、炭素数は3〜8であることが特に好ましい。これらの脂肪族アシル基の例としては、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、あるいはアルキニルカルボニル基などを挙げることができる。アシル基が芳香族アシル基である場合、炭素数は6〜22であることが好ましく、炭素数は6〜18であることがさらに好ましく、炭素数は6〜12であることが特に好ましい。これらのアシル基は、それぞれさらに置換基を有していてもよい。 Next, the C3-C22 acyl group represented by the substituent B of the cellulose ester of the present invention may be either an aliphatic acyl group or an aromatic acyl group. When the acyl group of the cellulose ester of the present invention is an aliphatic acyl group, the number of carbon atoms is preferably 3-18, more preferably 3-12, and the number of carbons is 3-8. It is particularly preferred. Examples of these aliphatic acyl groups include an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, and an alkynylcarbonyl group. When the acyl group is an aromatic acyl group, the carbon number is preferably 6-22, more preferably 6-18, and particularly preferably 6-12. Each of these acyl groups may further have a substituent.
好ましいアシル基の例としては、プロピオニル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基、イソブチリル基、ピバロイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフタレンカルボニル基、フタロイル基、シンナモイル基などを挙げることができる。 Examples of preferred acyl groups include propionyl, butanoyl, pentanoyl, hexanoyl, heptanoyl, octanoyl, decanoyl, dodecanoyl, tridecanoyl, tetradecanoyl, hexadecanoyl, octadecanoyl, Examples thereof include an isobutyryl group, a pivaloyl group, a cyclohexanecarbonyl group, an oleoyl group, a benzoyl group, a naphthalenecarbonyl group, a phthaloyl group, and a cinnamoyl group.
本発明のセルロースエステルのエステルを構成するアシル基は、より好ましくは炭素原子数が6以下の脂肪族アシル基であり、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基およびヘキサノイル基からなる群より選択される1以上のアシル基が好ましい。より好ましいのは、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基およびペンタノイル基からなる群より選択される1以上のアシル基であり、さらに好ましいのはアセリル基、プロピオニル基およびブチリル基からなる群より選択される1以上のアシル基である。本発明のセルロースエステルのエステルを構成するアシル基は、単一種であってもよいし、複数種であってもよい。 The acyl group constituting the ester of the cellulose ester of the present invention is more preferably an aliphatic acyl group having 6 or less carbon atoms, selected from the group consisting of an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a pentanoyl group, and a hexanoyl group. One or more acyl groups are preferred. More preferred is one or more acyl groups selected from the group consisting of an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group and a pentanoyl group, and even more preferred is a group selected from the group consisting of an acetyl group, a propionyl group and a butyryl group. One or more acyl groups. The acyl group constituting the ester of the cellulose ester of the present invention may be a single species or a plurality of species.
さらに、本発明で使用するセルロースエステルは、2.6≦A+B’≦3.0、0≦A≦1.8、および1.0≦B’≦3を満足することが好ましい(ここでAはアセチル基の置換度、B’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)。またより好ましくは、本発明で使用するセルロースエステルが、2.6≦A+B’≦3.0、0≦A≦1.4、および1.2≦B’≦3を満足することが好ましい。特に、本発明で使用するセルロースエステルが、2.7≦A+B’≦3.0、0≦A≦1.0および1.7≦B’≦3を満足することが好ましい。このようにアセチル基の含率を低くし、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基の含率を多くすることによって、フィルム化したときの湿度に対するRe、Rth変化を抑制することができる。 Further, the cellulose ester used in the present invention preferably satisfies 2.6 ≦ A + B ′ ≦ 3.0, 0 ≦ A ≦ 1.8, and 1.0 ≦ B ′ ≦ 3 (where A is Substitution degree of acetyl group, B ′ represents the sum of substitution degree of propionyl group, butyryl group, pentanoyl group and hexanoyl group). More preferably, the cellulose ester used in the present invention satisfies 2.6 ≦ A + B ′ ≦ 3.0, 0 ≦ A ≦ 1.4, and 1.2 ≦ B ′ ≦ 3. In particular, the cellulose ester used in the present invention preferably satisfies 2.7 ≦ A + B ′ ≦ 3.0, 0 ≦ A ≦ 1.0, and 1.7 ≦ B ′ ≦ 3. Thus, by reducing the content of acetyl groups and increasing the content of propionyl, butyryl, pentanoyl, and hexanoyl groups, it is possible to suppress changes in Re and Rth with respect to humidity when filmed.
(セルロースエステルの製造方法)
次に、本発明のセルロースエステルの製造方法について説明する。本発明のセルロースエステルのさらに詳細な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)7〜12頁に記載されている。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ものが好ましく用いられる。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。セルロース原料がシート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く、セルロースの形態は微細粉末から羽毛状になるまで解砕が進行していることが好ましい。
(Method for producing cellulose ester)
Next, the manufacturing method of the cellulose ester of this invention is demonstrated. The more detailed raw material cotton and the synthesis method of the cellulose ester of the present invention are described in Invention Technical Journal (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Invention Society), pages 7-12. . As the cellulose raw material, those derived from hardwood pulp, softwood pulp, and cotton linter are preferably used. As a cellulose raw material, it is preferable to use a high-purity material having an α-cellulose content of 92 mass% to 99.9 mass%. When the cellulose raw material is in the form of a sheet or a lump, it is preferable to pulverize in advance, and it is preferable that the pulverization of the cellulose form proceeds from a fine powder to a feather shape.
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)を行っておくことが好ましい。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、水を用いた場合には、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といった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、添加方法としては噴霧、滴下、浸漬などの方法から選択することができる。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、または酪酸である。活性化の際はさらに硫酸などをセルロースに対して0.1質量%〜10質量%添加してもよい。 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. However, when water is used, an excess of acid anhydride is added after activation to perform dehydration or to replace water. It is preferable to include a step of washing with an acid or adjusting acylation conditions. The activator may be added by adjusting to any temperature, and the addition method can be selected from spraying, dropping, dipping and the like. 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. In the activation, sulfuric acid or the like may be further added in an amount of 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the cellulose.
活性化剤の添加量は、セルロース質量に対して0.05〜100質量倍であることが好ましく、0.1〜20質量倍であることがさらに好ましく、0.3〜20質量倍であることが特に好ましい。活性化の時間は20分〜72時間が好ましく、さらに好ましくは30分〜24時間、特に好ましくは30分〜12時間である。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 addition amount of the activator is preferably 0.05 to 100 times by mass, more preferably 0.1 to 20 times by mass, and 0.3 to 20 times by mass with respect to the mass of cellulose. Is particularly preferred. The activation time is preferably 20 minutes to 72 hours, more preferably 30 minutes to 24 hours, and particularly preferably 30 minutes to 12 hours. 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.
本発明におけるセルロースエステルを製造する方法においては、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。本発明のセルロースエステル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エステルを一旦合成し、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。 In the method for producing a cellulose ester in the present invention, it is preferable to acylate a 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. As a method of obtaining the cellulose ester of the present invention, 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 mixing) Acid anhydrides), mixed acid anhydrides (for example, acetic acid / propionic acid mixed acid anhydrides) in the reaction system using carboxylic acid and another carboxylic acid anhydride (for example, acetic acid and propionic acid anhydride) as raw materials Product) and a method of reacting with cellulose, a method of once synthesizing a cellulose ester having a degree of substitution of less than 3, and further acylating the remaining hydroxyl group using an acid anhydride or acid halide. .
カルボン酸の酸無水物として、好ましくはカルボン酸としての炭素数が2〜7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。 The acid anhydride of the carboxylic acid preferably has 2 to 7 carbon atoms as the carboxylic acid. For example, acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, 2-methylpropionic anhydride, valeric anhydride, 3-methylbutyric anhydride, 2-methylbutyric anhydride, 2,2-dimethylpropionic anhydride (pivalic anhydride), hexanoic anhydride, 2-methylvaleric anhydride, 3-methylvaleric anhydride 4-methylvaleric anhydride, 2,2-dimethylbutyric anhydride, 2,3-dimethylbutyric anhydride, 3,3-dimethylbutyric anhydride, cyclopentanecarboxylic anhydride, heptanoic anhydride, cyclohexanecarboxylic acid An acid anhydride, a benzoic acid anhydride, etc. can be mentioned.
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。セルロース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セルロース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、通常は過剰当量を添加することが好ましく、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。 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. For the purpose of preparing a cellulose 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 cellulose ester. The acid anhydride is usually preferably added in an excess equivalent to the cellulose, more preferably 1.2 to 50 equivalents, and more preferably 1.5 to 30 equivalents to the hydroxyl group of the cellulose. Addition of 2 to 10 equivalents is particularly preferable.
本発明におけるセルロースエステル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。 As the acylation catalyst used in the production of the cellulose ester in the present invention, it is preferable to use Bronsted acid or Lewis acid. 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%.
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。 In carrying out acylation, a solvent may be added for the purpose of adjusting viscosity, reaction rate, stirring ability, 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整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。 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 an increase in temperature in the reaction vessel due to reaction heat 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。アシル化剤を分割して添加する場合は、同一組成のアシル化剤を用いても、複数の組成の異なるアシル化剤を用いても良い。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 portions, the same acylating agent or a plurality of different acylating agents may be used. 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エステル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が−50℃〜50℃であることが好ましく重合度のコントロールが容易であり、好ましくは−30℃〜45℃であり、より好ましくは−20℃〜40℃であり、特に好ましくは−20℃〜35℃である。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。 Although acylation of cellulose is an exothermic reaction, in the method for producing a cellulose ester of the present invention, the maximum temperature reached during acylation is preferably -50 ° C to 50 ° C, and the degree of polymerization can be easily controlled. Yes, preferably -30 ° C to 45 ° C, more preferably -20 ° C to 40 ° C, particularly preferably -20 ° C to 35 ° C. A preferable acylation time is 0.5 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours, and particularly preferably 1.5 to 6 hours.
本発明に用いられるセルロースエステル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。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、セルロースエステルの重合度を低下させる原因となったり、セルロースエステル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で用いることができるが、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%の範囲であることが好ましい。 In the method for producing the cellulose ester 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. be able to. When adding a reaction terminator, a large exotherm that exceeds the cooling capacity of the reactor may occur, which may cause the degree of polymerization of the cellulose ester to decrease, or the cellulose ester may precipitate in an undesired form. In order to avoid inconvenience, it is preferable to add a mixture of a 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 carboxylic acid and water can be used at any ratio, but the water content is 5% by mass to 80% by mass, further 10% by mass to 60% by mass, and particularly 15% by mass to 50% by mass. It is preferable that it is the range of these.
反応停止剤は、アシル化の反応容器に添加しても、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く、より好ましくは4分〜2時間であり、さらに好ましくは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 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, more preferably 4 minutes to 2 hours, still 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.
アシル化の停止後に、系内に残存している過剰の無水カルボン酸の加水分解およびエステル化触媒の一部または全部の中和のために、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)またはその溶液を添加してもよい。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)、カルボン酸(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。 After the acylation is stopped, neutralizing agents (for example, calcium, magnesium, iron, aluminum) are used for hydrolysis of excess carboxylic anhydride remaining in the system and for neutralization of some or all of the esterification catalyst. Alternatively, zinc carbonate, acetate, hydroxide or oxide) or a solution thereof may be added. As a solvent for the neutralizing agent, water, alcohol (eg, ethanol, methanol, propanol, isopropyl alcohol, etc.), carboxylic acid (eg, acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.), ketone (eg, acetone, ethyl methyl ketone, etc.), Preferred examples include polar solvents such as dimethyl sulfoxide and mixed solvents thereof.
このようにして得られるセルロースエステルは、セルロース水酸基の全置換度がほぼ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、所望のアシル置換度を有するセルロースエステルまで変化させること(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。 The cellulose ester thus obtained has a total degree of substitution of cellulose hydroxyl groups close to about 3. However, for the purpose of obtaining a desired degree of substitution, a small amount of catalyst (generally, a residual acyl such as sulfuric acid) is obtained. The ester bond is partially hydrolyzed by keeping it at 20 to 90 ° C. for several minutes to several days in the presence of water and a catalyst, so that the cellulose ester has a desired degree of acyl substitution (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.
所望のセルロースエステルが得られた時点で、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。 When the desired cellulose ester is obtained, it is preferable to completely neutralize the catalyst remaining in the system using the neutralizing agent or a solution thereof as described above to stop the 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.
セルロースエステル中の未反応物、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として、アシル化後の反応混合物のろ過を行うことが好ましい。ろ過は、エステル化の完了から再沈殿までの間のいかなる工程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。ろ過の際には、そのろ材は特に限定されず、布、ガラスフィルター、セルロース系ろ紙、セルロース系布フィルター、金属フィルター、ポリマー系フィルター(例えば、ポリプロピレン製フィルター、ポリエチレンフィルター、ポリアミド系フィルター、フッ素系フィルターなど)を挙げることができる。そのフィルター口径サイズは、0.1〜500μmが好ましく、より好ましくは2〜200μmであり、さらには3〜60μmである。 For the purpose of removing or reducing unreacted substances, hardly soluble salts, and other foreign matters in the cellulose ester, it is preferable to filter the reaction mixture after acylation. Filtration may be performed in any step from completion of esterification to reprecipitation. For the purpose of controlling filtration pressure and handleability, it is also preferable to dilute with an appropriate solvent prior to filtration. In the case of filtration, the filter medium is not particularly limited, and cloth, glass filter, cellulose filter paper, cellulose cloth filter, metal filter, polymer filter (for example, polypropylene filter, polyethylene filter, polyamide filter, fluorine filter) Filter). The filter aperture size is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 2 to 200 μm, and further 3 to 60 μm.
得られたセルロースエステル溶液を、水もしくはカルボン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸など)水溶液のような貧溶媒中に混合するか、セルロースエステル反応溶液中に、貧溶媒を混合することにより、セルロースエステルを再沈殿させ、洗浄および安定化処理により目的のセルロースエステルを得ることができる。再沈殿によって、精製効率の向上、分子量分布や見かけ密度の調節を図ることができる。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。セルロースエステル溶液の濃度および貧溶媒の組成をセルロースエステル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エステルの形態や分子量分布を制御することも好ましい。 By mixing the obtained cellulose ester solution in a poor solvent such as water or an aqueous solution of carboxylic acid (for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.) or by mixing the poor solvent in the cellulose ester reaction solution, The cellulose ester can be reprecipitated, and the desired cellulose ester can be obtained by washing and stabilizing treatment. By reprecipitation, the purification efficiency can be improved, and the molecular weight distribution and apparent density can be adjusted. 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 ester by adjusting the concentration of the cellulose ester solution and the composition of the poor solvent depending on the substitution pattern or degree of polymerization of the cellulose ester.
生成したセルロースエステルは洗浄処理することが好ましい。洗浄には、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も良いが、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5℃〜100℃であり、さらに好ましくは15℃〜90℃であり、特に好ましくは30℃〜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。処理により、セルロースエステル中のブレンステッド酸(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)、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、セルロースエステルの安定性(特に高温高湿度によるエステル結合の分解)を高めるために有効である。 The produced cellulose ester is preferably washed. The cleaning may be any one that can remove impurities, but usually water or warm water is used. The temperature of the washing water is preferably 5 ° C to 100 ° C, more preferably 15 ° C to 90 ° C, and particularly preferably 30 ° C to 80 ° C. The washing treatment may be performed by a so-called batch method 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 for reprecipitation, 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 treatment, Bronsted acid (sulfuric acid, perchloric acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, etc.) in cellulose ester, neutralizing agent (for example, calcium, magnesium, iron, aluminum or zinc carbonate) Salt, acetate, hydroxide or oxide), reaction product of neutralizing agent and catalyst, carboxylic acid (acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.), reaction product of neutralizing agent and carboxylic acid, etc. It is effective for enhancing the stability of the cellulose ester (particularly, the decomposition of the ester bond due to high temperature and high humidity).
温水処理による洗浄後のセルロースエステルは、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、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。 The cellulose ester after washing by hot water treatment is weakly alkaline (for example, carbonates such as sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum, hydrogen carbonate, It is also preferable to treat with an aqueous solution of hydroxide, oxide, etc.). The amount of residual impurities can be controlled by the amount of cleaning liquid, cleaning temperature, time, stirring method, shape of cleaning container, composition and concentration of stabilizer.
本発明においてセルロースエステルの含水率を好ましい量に調整するためには、セルロースエステル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。この時、セルロースエステルのガラス転移点(Tg)よりも低い温度で乾燥することが好ましく、Tgより10℃以上低い温度で乾燥することがさらに好ましい。乾燥によって得られる本発明のセルロースエステルは、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、0.5質量%以下であることが特に好ましい。 In the present invention, in order to adjust the water content of the cellulose ester to a preferable amount, it is preferable to dry the cellulose ester. The drying method is not particularly limited as long as the desired moisture content can be obtained. However, 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. At this time, drying at a temperature lower than the glass transition point (Tg) of the cellulose ester is preferable, and drying at a temperature lower by 10 ° C. or more than Tg is more preferable. The moisture content of the cellulose ester of the present invention obtained by drying is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass or less.
セルロースエステルをフィルム製造の原料として用いる場合、粒子状または粉末状であることが好ましい。乾燥後のセルロースエステルは、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。セルロースエステル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。セルロースエステル粒子は、なるべく球形に近い形状を有することが好ましい。 When cellulose ester is used as a raw material for film production, it is preferably in the form of particles or powder. The cellulose ester after drying may be pulverized or sieved to make the particle size uniform and improve the handleability. When the cellulose ester 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 ester particles preferably have a shape as close to a sphere as possible.
本発明で好ましく用いられるセルロースエステルの重合度は、平均重合度150〜700、好ましくは180〜550、さらに好ましくは180〜400であり、特に好ましくは平均重合度200〜350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)、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。さらに特開平9−95538号公報に詳細に記載されている。これらのセルロースエステルは1種類のみを用いてもよく、2種以上混合しても良い。このような重合度の調整には低分子量成分を除去することでも達成できる。低分子成分が除去されると、平均分子量(重合度)が高くなるが、粘度は通常のセルロースエステルよりも低くなるため有用である。低分子成分の除去は、セルロースエステルを適当な有機溶媒で洗浄することにより実施できる。また、セルロースエステル以外の高分子成分を適宜混合したものでもよい。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く、フィルムにしたときの透過率が80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは92%以上であることが好ましい。 The polymerization degree of the cellulose ester preferably used in the present invention is an average polymerization degree of 150 to 700, preferably 180 to 550, more preferably 180 to 400, and particularly preferably an average polymerization degree of 200 to 350. The average degree of polymerization is determined by Uda et al.'S intrinsic viscosity method (Kazuo Uda, Hideo Saito, Journal of Textile Society, Vol. 18, No. 1, pages 105-120, 1962), molecular weight distribution measurement by gel permeation chromatography (GPC), etc. It can be measured by this method. Further details are described in JP-A-9-95538. These cellulose esters may use only 1 type and may mix 2 or more types. Such adjustment of the degree of polymerization can also be achieved by removing low molecular weight components. When the low molecular component is removed, the average molecular weight (degree of polymerization) increases, but the viscosity becomes lower than that of a normal cellulose ester, which is useful. The removal of low molecular components can be carried out by washing the cellulose ester with a suitable organic solvent. Moreover, what mixed suitably polymer components other than a cellulose ester may be used. The polymer component to be mixed is preferably one having excellent compatibility with the cellulose ester, and the transmittance when formed into a film is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 92% or more.
本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn比が1.5〜5.5のものが好ましく用いられ、特に好ましくは2.0〜5.0であり、さらに好ましくは2.5〜5.0であり、さらに好ましくは3.0〜5.0のセルロースエステルが好ましく用いられる。これらのセルロースエステルは1種類のみを用いてもよく、2種以上混合しても良い。また、セルロースエステル以外の高分子成分を適宜混合したものでもよい。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く、フィルムにしたときの透過率が80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは92%以上であることが好ましい。セルロースエステルはペレット化することが好ましく、好ましいペレットの大きさは1mm3〜10cm3であり、より好ましくは5mm3〜5cm3、さらに好ましくは10mm3〜3cm3である。この後、上述の条件で乾燥する。得られたセルロースエステルは、その保存は環境による影響を受けにくくするために、低温暗所で保存することが望ましい。さらに、保管用としてアルミニウムなどの防止素材で作製された防湿袋や、SUS製ドラムあるいはコンテナに保存することがさらに好ましい。 The cellulose ester used in the present invention preferably has a weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn ratio of 1.5 to 5.5, particularly preferably 2.0 to 5.0, more preferably. The cellulose ester is preferably 2.5 to 5.0, more preferably 3.0 to 5.0. These cellulose esters may use only 1 type and may mix 2 or more types. Moreover, what mixed suitably polymer components other than a cellulose ester may be used. The polymer component to be mixed is preferably one having excellent compatibility with the cellulose ester, and the transmittance when formed into a film is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 92% or more. The cellulose ester is preferably pelletized, and the preferred pellet size is 1 mm 3 to 10 cm 3 , more preferably 5 mm 3 to 5 cm 3 , and even more preferably 10 mm 3 to 3 cm 3 . Then, it dries on the above-mentioned conditions. It is desirable to store the obtained cellulose ester in a low-temperature dark place so that the storage is less affected by the environment. Furthermore, it is more preferable to store in a moisture-proof bag made of a prevention material such as aluminum, a SUS drum, or a container for storage.
その他、6位置換度の大きいセルロースエステルの合成については、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。セルロースエステル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−硫酸触媒による液相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。 In addition, the synthesis of cellulose esters 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 for cellulose esters 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, or a method using a mixed acid anhydride (such as a mixed anhydride of carboxylic acid / trifluoroacetic acid or a mixed anhydride of carboxylic acid / methanesulfonic acid) as an acylating agent may be used. In particular, the latter method is effective when introducing an acyl group having a large number of carbon atoms or an acyl group that is difficult to be subjected to liquid phase acylation using a carboxylic acid anhydride-acetic acid-sulfuric acid catalyst.
<フッ素系界面活性剤>
次に、本発明の一般式(2A)、(2B)、(2C)および(2D)のいずれかで表されるフッ素系界面活性剤について記述する。
<Fluorosurfactant>
Next, the fluorosurfactant represented by any one of the general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) of the present invention will be described.
一般式(2A)
式中、RA1およびRA2はそれぞれ置換または無置換のアルキル基を表すが、RA1およびRA2の少なくとも1つはフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。RA3、RA4およびRA5はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、LA1、LA2およびLA3はそれぞれ独立に単結合または2価の連結基を表し、X+はカチオン性の置換基を表す。Y-は対アニオンを表すが、分子内で荷電が0になる場合にはY-はなくてもよい。mAは0または1である。 In the formula, R A1 and R A2 each represent a substituted or unsubstituted alkyl group, and at least one of R A1 and R A2 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom. R A3 , R A4 and R A5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, L A1 , L A2 and L A3 each independently represent a single bond or a divalent linking group, and X + represents a cationic substituent. Represents a group. Y − represents a counter anion, but Y − may not be present when the charge is 0 in the molecule. m A is 0 or 1.
前記一般式(2A)中、RA1およびRA2はそれぞれ置換または無置換のアルキル基を表す。前記アルキル基は、炭素数1以上であって、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。前記置換基としては、ハロゲン原子、アルケニル基、アリール基、アルコキシル基、フッ素以外のハロゲン原子、カルボン酸エステル基、カルボンアミド基、カルバモイル基、オキシカルボニル基、燐酸エステル基等が挙げられる。但し、RA1およびRA2の少なくとも1つはフッ素原子で置換されたアルキル基(以下、フッ素原子で置換されたアルキル基を「Rf」という)を表す。 In the general formula (2A), R A1 and R A2 each represent a substituted or unsubstituted alkyl group. The alkyl group has 1 or more carbon atoms and may be linear, branched or cyclic. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkenyl group, an aryl group, an alkoxyl group, a halogen atom other than fluorine, a carboxylic acid ester group, a carbonamido group, a carbamoyl group, an oxycarbonyl group, and a phosphoric acid ester group. However, at least one of R A1 and R A2 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom (hereinafter, the alkyl group substituted with a fluorine atom is referred to as “Rf”).
Rfは、炭素数1以上の少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基である。Rfは少なくとも1つのフッ素原子で置換されていればよく、直鎖状、分岐状および環状のいずれの構造であってもよい。また、フッ素原子以外の置換基でさらに置換されていてもよいし、フッ素原子のみで置換されていてもよい。Rfのフッ素原子以外の置換基としては、アルケニル基、アリール基、アルコキシル基、フッ素以外のハロゲン原子、カルボン酸エステル基、カルボンアミド基、カルバモイル基、オキシカルボニル基、燐酸エステル基等が挙げられる。 Rf is an alkyl group substituted with at least one fluorine atom having 1 or more carbon atoms. Rf only needs to be substituted with at least one fluorine atom, and may have any of linear, branched and cyclic structures. Further, it may be further substituted with a substituent other than a fluorine atom, or may be substituted only with a fluorine atom. Examples of the substituent other than the fluorine atom of Rf include an alkenyl group, an aryl group, an alkoxyl group, a halogen atom other than fluorine, a carboxylic acid ester group, a carbonamido group, a carbamoyl group, an oxycarbonyl group, and a phosphoric acid ester group.
Rfとしては、炭素数1〜16のフッ素置換アルキル基が好ましく、炭素数1〜12がより好ましく、炭素数4〜10がさらに好ましい。Rfの好ましい例としては、
−(CH2)2−(CF2)4F、
−(CH2)2−(CF2)6F、
−(CH2)2−(CF2)8F、
−(CH2)−(CF2)4H、
−(CH2)−(CF2)6H、
−(CH2)−(CF2)8H、
−(CH2)3−(CF2)4F、
−(CH2)6−(CF2)4F、
−CH(CF3)CF3、
などが挙げられる。
Rf is preferably a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 4 to 10 carbon atoms. As a preferable example of Rf,
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 4 F,
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 6 F,
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 8 F,
- (CH 2) - (CF 2) 4 H,
- (CH 2) - (CF 2) 6 H,
- (CH 2) - (CF 2) 8 H,
- (CH 2) 3 - ( CF 2) 4 F,
- (CH 2) 6 - ( CF 2) 4 F,
-CH (CF 3) CF 3,
Etc.
Rfとしてさらに好ましくは、末端がトリフルオロメチル基で置換された炭素数4〜10のアルキル基であり、特に好ましくは−(CH2)α−(CF2)βFで表される炭素数3〜10のアルキル基である(αは1〜6の整数を表す。βは3〜8の整数を表す)。具体的には、
−CH2−(CF2)2F、
−(CH2)6−(CF2)4F、
−(CH2)3−(CF2)4F、
−CH2−(CF2)3F、
−(CH2)2−(CF2)4F、
−(CH2)3−(CF2)4F、
−(CH2)6−(CF2)4F、
−(CH2)2−(CF2)6F、
−(CH2)3−(CF2)6F、
−(CH2)2−(CF2)6F、
等が挙げられる。これらの中でも、特に、
−(CH2)2−(CF2)4Fおよび−(CH2)2−(CF2)6Fが最も好ましい。
Rf is more preferably an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, the terminal of which is substituted with a trifluoromethyl group, and particularly preferably 3 to 3 carbon atoms represented by — (CH 2 ) α- (CF 2 ) βF. 10 represents an alkyl group (α represents an integer of 1 to 6; β represents an integer of 3 to 8). In particular,
-CH 2 - (CF 2) 2 F,
- (CH 2) 6 - ( CF 2) 4 F,
- (CH 2) 3 - ( CF 2) 4 F,
-CH 2 - (CF 2) 3 F,
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 4 F,
- (CH 2) 3 - ( CF 2) 4 F,
- (CH 2) 6 - ( CF 2) 4 F,
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 6 F,
- (CH 2) 3 - ( CF 2) 6 F,
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 6 F,
Etc. Among these, especially
- (CH 2) 2 - ( CF 2) 4 F and - (CH 2) 2 - ( CF 2) 6 F is most preferred.
前記一般式(2A)中、RA1およびRA2の双方がRfを表すのが好ましい。
RA1およびRA2がそれぞれRf以外のアルキル基、即ち、フッ素原子で置換されていないアルキル基を表す場合、該アルキル基としては、炭素数1〜24の置換または無置換のアルキル基が好ましく、炭素数6〜24の置換または無置換のアルキル基がより好ましい。炭素数6〜24の無置換アルキル基の好ましい例としては、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、セチル基、ヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、2−オクチルドデシル基、ドコシル基、テトラコシル基、2−デシルテトラデシル基、トリコシル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。また、置換基を有する総炭素数が6〜24のアルキル基の好ましい例としては、2−ヘキセニル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基、ベンジル基、β−フェネチル基、2−メトキシエチル基、4−フェニルブチル基、4−アセトキシエチル基、6−フェノキシヘキシル基、12−フェニルドデシル基、18−フェニルオクタデシル基、12−(p−クロロフェニル)ドデシル基、2−(燐酸ジフェニル)エチル基等を挙げることができる。
In the general formula (2A), both R A1 and R A2 preferably represent Rf.
When R A1 and R A2 each represents an alkyl group other than Rf, that is, an alkyl group not substituted with a fluorine atom, the alkyl group is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 6 to 24 carbon atoms is more preferable. Preferred examples of the unsubstituted alkyl group having 6 to 24 carbon atoms include n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, 1,1, 3-trimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, cetyl group, hexadecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, eicosyl group, 2-octyldodecyl group, docosyl group, tetracosyl group, 2-decyltetra A decyl group, a tricosyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, etc. are mentioned. Preferred examples of the alkyl group having 6 to 24 carbon atoms having a substituent include 2-hexenyl group, oleyl group, linoleyl group, linolenyl group, benzyl group, β-phenethyl group, 2-methoxyethyl group, 4-phenylbutyl group, 4-acetoxyethyl group, 6-phenoxyhexyl group, 12-phenyldodecyl group, 18-phenyloctadecyl group, 12- (p-chlorophenyl) dodecyl group, 2- (diphenyl phosphate) ethyl group, etc. Can be mentioned.
RA1およびRA2でそれぞれ表されるRf以外のアルキル基としては、更に好ましくは炭素数6〜18の置換もしくは無置換のアルキル基である。炭素数6〜18の無置換アルキル基の好ましい例としては、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、セチル基、ヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基等が挙げられる。また、置換基を有する総炭素数が6〜18の置換アルキル基の好ましい例としては、フェネチル基、6−フェノキシヘキシル基、12−フェニルドデシル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基等が挙げられる。 The alkyl group other than Rf represented by R A1 and R A2 is more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms. Preferred examples of the unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms include n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, 1,1,3- Examples include trimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, cetyl group, hexadecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, 4-tert-butylcyclohexyl group and the like. Preferable examples of the substituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms having a substituent include phenethyl group, 6-phenoxyhexyl group, 12-phenyldodecyl group, oleyl group, linoleyl group, and linolenyl group. .
RA1およびRA2でそれぞれ表されるRf以外のアルキル基としては、特に好ましくは、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、セチル基、ヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基であり、最も好ましくは炭素数8〜16の直鎖状、環状または分岐状の無置換アルキル基である。 The alkyl group other than Rf represented by R A1 and R A2 is particularly preferably an n-hexyl group, a cyclohexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, a 2-ethylhexyl group, an n-nonyl group, 1,1,3-trimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, cetyl group, hexadecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, oleyl group, linoleyl group, linolenyl group, most preferably carbon It is a linear, cyclic or branched unsubstituted alkyl group of formula 8-16.
前記一般式(2A)中、RA3、RA4およびRA5はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。該置換基として後述の置換基Tが適用できる。 RA3、RA4およびRA5は、アルキル基または水素原子を表すのが好ましく、炭素数1〜12のアルキル基または水素原子を表すのがより好ましく、メチル基または水素原子を表すのが更に好ましく、水素原子を表すのが特に好ましい。 In the general formula (2A), R A3 , R A4 and R A5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Substituent T described later can be applied as the substituent. R A3 , R A4 and R A5 preferably represent an alkyl group or a hydrogen atom, more preferably represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a hydrogen atom, and more preferably represent a methyl group or a hydrogen atom. And particularly preferably represents a hydrogen atom.
前記一般式(2A)中、LA2およびLA3はそれぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。単結合または2価の連結基であれば特に制約はないが、好ましくはアリーレン基、−O−、−S−または−NRA100−(RA100は水素原子または置換基を表す。置換基としては後述の置換基Tと同様である。RA100として好ましくは、アルキル基、前述のRfまたは水素原子であり、更に好ましくは水素原子である)を単独またはそれらを組み合わせて得られる基であり、より好ましくは−O−、−S−または−NRA100−である。LA2およびLA3としてより好ましくは、−O−または−NRA100−であり、更に好ましくは−O−または−NH−であり、特に好ましくは−O−である。 In the general formula (2A), L A2 and L A3 each independently represent a single bond or a divalent linking group. There is no particular limitation as long as it is a single bond or a divalent linking group, but preferably an arylene group, —O—, —S— or —NR A100 — (R A100 represents a hydrogen atom or a substituent. R A100 is the same as the substituent T described later, preferably an alkyl group, the aforementioned Rf or hydrogen atom, more preferably a hydrogen atom), or a group obtained by combining them alone. Preferred is —O—, —S— or —NR A100 —. L A2 and L A3 are more preferably —O— or —NR A100 —, still more preferably —O— or —NH—, and particularly preferably —O—.
前記一般式(2A)中、LA1は2価の連結基を表す。2価の連結基であれば特に制約はないが、好ましくはアルキレン基、アリーレン基、−C(=O)−、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−または−NRA100−(RA100は水素原子または置換基を表し、置換基としては後述の置換基Tと同様である。RA100として好ましくはアルキル基または水素原子であり、更に好ましくは水素原子である)を単独またはそれらを組み合わせて得られる基であり、より好ましくは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、−C(=O)−、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−または−NRA100−を単独またはそれらを組み合わせて得られる基である。Zとして更に好ましくは、炭素数1〜8のアルキレン基、−C(=O)−、−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)2−または−NRA100−を単独またはそれらを組み合わせて得られる基であり、例えば、 In the general formula (2A), L A1 represents a divalent linking group. The divalent linking group is not particularly limited, but is preferably an alkylene group, an arylene group, -C (= O)-, -O-, -S-, -S (= O)-, -S (= O) 2 — or —NR A100 — (R A100 represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is the same as the substituent T described later. R A100 is preferably an alkyl group or a hydrogen atom, and more preferably. Is a hydrogen atom), or a group obtained by combining them, more preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, -C (= O)-, -O. —, —S—, —S (═O) —, —S (═O) 2 — or —NR A100 — is a group obtained alone or in combination. More preferably, Z is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, —C (═O) —, —O—, —S—, —S (═O) —, —S (═O) 2 — or —NR. A100 − is a group obtained alone or in combination thereof, for example,
−(CH2)2S−、
−(CH2)2NH−、
−(CH2)3NH−、
−(CH2)2C(=O)NH−、
−(CH2)2SCH2−、
−(CH2)2NHCH2−、
−(CH2)3NHCH2−、
等が挙げられる。
- (CH 2) 2 S-,
- (CH 2) 2 NH-,
- (CH 2) 3 NH-,
- (CH 2) 2 C ( = O) NH-,
- (CH 2) 2 SCH 2 -,
- (CH 2) 2 NHCH 2 -,
- (CH 2) 3 NHCH 2 -,
Etc.
前記一般式(2A)中、X+はカチオン性の置換基を表し、X+として好ましくは、有機のカチオン性置換基であり、より好ましくは窒素または燐のカチオン性基である。さらに好ましくはピリジニウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、より好ましくは下記一般式(3)で表されるトリアルキルアンモニウムカチオンである。 In the general formula (2A), X + represents a cationic substituent, and X + is preferably an organic cationic substituent, and more preferably a nitrogen or phosphorus cationic group. More preferred is a pyridinium cation or an ammonium cation, and more preferred is a trialkylammonium cation represented by the following general formula (3).
一般式(3)
前記一般式(3)中、RA13、RA14およびRA15はそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基を表す。該置換基としては後述の置換基Tとして挙げたものが適用できる。また、RA13、RA14およびRA15は可能な場合にはお互いが結合して環を形成してもよい。RA13、RA14およびRA15として好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、メチルカルボキシル基であり、特に好ましくはメチル基である。 In the general formula (3), R A13 , R A14 and R A15 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group. As the substituent, those exemplified as the substituent T described later can be applied. R A13 , R A14 and R A15 may combine with each other to form a ring, if possible. R A13 , R A14 and R A15 are preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group, an ethyl group or a methyl carboxyl group. And particularly preferably a methyl group.
前記一般式(3)中、Y-は対アニオンを表し、無機アニオンでも有機アニオンでもよい。また、分子内で荷電が0になる場合にはY-はなくてもよい。無機アニオンとして好ましくは、ヨードイオン、臭素イオン、塩素イオン等が挙げられ、有機アニオンとして好ましくは、p−トルエンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン等が挙げられる。Y-としてより好ましくは、ヨードイオン、p−トルエンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオンであり、更に好ましくはp−トルエンスルホン酸である。 In the general formula (3), Y − represents a counter anion and may be an inorganic anion or an organic anion. Further, when the charge becomes 0 in the molecule, Y − may not be present. Preferred examples of the inorganic anion include iodo ion, bromine ion and chlorine ion, and preferred examples of the organic anion include p-toluenesulfonate ion and benzenesulfonate ion. Y - is more preferably iodo ion, p-toluenesulfonic acid ion or benzenesulfonic acid ion, and still more preferably p-toluenesulfonic acid.
前記一般式(2A)中、mAは0または1を表し、好ましくは0である。
上記一般式(2A)で表される化合物の中でも、下記一般式(2A−1)で表される化合物が好ましい。
In the general formula (2A), m A represents 0 or 1, preferably 0.
Among the compounds represented by the general formula (2A), a compound represented by the following general formula (2A-1) is preferable.
一般式(2A−1)
一般式(2A−1)中、RA11およびRA12はそれぞれ置換または無置換のアルキル基を表すが、RA11およびRA12の少なくとも1つはフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、RA11およびRA12の炭素数の総計は19以下である。LA2およびLA3はそれぞれ独立に−O−、−S−または−NR100−を表し、R100は水素原子または置換基を表し、LA1は単結合または2価の連結基を表す。LA1およびY-はそれぞれ上記一般式(2A)におけるそれらと同義であり、好ましい範囲も同様である。RA13、RA14およびRA15については、それぞれ上記一般式(3)におけるそれらと同義であり、好ましい範囲も同様である。 In General Formula (2A-1), R A11 and R A12 each represent a substituted or unsubstituted alkyl group, and at least one of R A11 and R A12 represents an alkyl group substituted with a fluorine atom, and R A11 And the total number of carbon atoms of R A12 is 19 or less. L A2 and L A3 each independently represent —O—, —S—, or —NR 100 —, R 100 represents a hydrogen atom or a substituent, and L A1 represents a single bond or a divalent linking group. L A1 and Y − have the same meanings as those in the general formula (2A), and preferred ranges thereof are also the same. R A13 , R A14 and R A15 have the same meanings as those in the general formula (3), and preferred ranges thereof are also the same.
前記一般式(2A−1)中、LA2およびLA3はそれぞれ−O−、−S−または−NR100−(R100は水素原子または置換基を表し、該置換基としては後述の置換基Tとして挙げたものが適用できる。R100として好ましくはアルキル基、前述のRf、または水素原子であり、更に好ましくは水素原子である)である。LA2およびLA3としてより好ましくは−O−、−NH−であり、更に好ましくは−O−である。 In the general formula (2A-1), L A2 and L A3 are each —O—, —S—, or —NR 100 — (R 100 represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is a substituent described later. Those listed as T can be applied, and R 100 is preferably an alkyl group, the aforementioned Rf, or a hydrogen atom, and more preferably a hydrogen atom. L A2 and L A3 are more preferably —O— or —NH—, and still more preferably —O—.
前記一般式(2A−1)中、RA11およびRA12はそれぞれ一般式(2A)におけるRA1およびRA2と同義であり、好ましい範囲も同様である。ただし、RA11およびRA12の炭素数の総計は19以下である。
上記一般式(2)で表される化合物の中でも、下記一般式(2A−2)で表される化合物がより好ましい。
In the general formula (2A-1), R A11 and R A12 have the same meanings as R A1 and R A2 in the general formula (2A), respectively, and preferred ranges thereof are also the same. However, the total number of carbon atoms of R A11 and R A12 is 19 or less.
Among the compounds represented by the general formula (2), a compound represented by the following general formula (2A-2) is more preferable.
一般式(2A−2)
前記一般式(2A−2)中、RA13、RA14、RA15、LA1およびY-はそれぞれ上記一般式(2A)および上記一般式(3)におけるそれらと同義であり、好ましい範囲も同様である。AおよびBはそれぞれ独立にフッ素原子または水素原子を表す。AおよびBは共にフッ素原子または水素原子を表すのが好ましく、共にフッ素原子を表すのが好ましい。前記一般式(2A−2)中、nA1は1〜6の整数を表し、nA2は3〜8の整数を表す。上記一般式(2A)で表される化合物の中でも、下記一般式(2A−3)で表される化合物が更に好ましい。 In the general formula (2A-2), R A13 , R A14 , R A15 , L A1 and Y − have the same meanings as those in the general formula (2A) and the general formula (3), respectively, and preferred ranges thereof are also the same. It is. A and B each independently represent a fluorine atom or a hydrogen atom. A and B both preferably represent a fluorine atom or a hydrogen atom, and preferably both represent a fluorine atom. In the general formula (2A-2), n A1 represents an integer of 1 to 6, and n A2 represents an integer of 3 to 8. Among the compounds represented by the general formula (2A), a compound represented by the following general formula (2A-3) is more preferable.
一般式(2A−3)
前記一般式(2A−3)中、nA1は1〜6のいずれかの整数を、nA2は3〜8のいずれかの整数を表すが、2(nA1+nA2)は19以下である。RA13、RA14、RA15、LA1およびY-はそれぞれ上記一般式(2A)および上記一般式(3)におけるそれらと同義であり、好ましい範囲も同様である。
nA1は1〜6のいずれかの整数を表し、好ましくは1〜3の整数を表し、更に好ましくは2または3を表し、最も好ましくは2である。nA2は3〜8のいずれかの整数を表し、より好ましくは、3〜6であり、更に好ましくは4〜6である。nA1およびnA2の好ましい組み合わせとしては、nA1が2または3で、且つnA2は4または6であるのが好ましい。
In the general formula (2A-3), n A1 represents any integer of 1 to 6, n A2 represents any integer of 3 to 8, but 2 (n A1 + n A2 ) is 19 or less. . R A13 , R A14 , R A15 , L A1 and Y − have the same meanings as those in the general formula (2A) and the general formula (3), respectively, and preferred ranges thereof are also the same.
n A1 represents an integer of 1 to 6, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 2 or 3, and most preferably 2. n A2 represents an integer of 3 to 8, more preferably 3 to 6, and still more preferably 4 to 6. As a preferable combination of n A1 and n A2 , n A1 is preferably 2 or 3, and n A2 is preferably 4 or 6.
以下に、上記一般式(2A)で表される化合物の具体例を示すが、本発明は以下の具体例によってなんら限定されるものではない。下記例示化合物の構造表記の中で特に断りのない限り、アルキル基、パーフルアロアルキル基は直鎖の構造を意味する。また、表記中の略号の内2EHは、2−ethylhexyl、2BOは2−Butyloctylを意味する。 Specific examples of the compound represented by the general formula (2A) are shown below, but the present invention is not limited to the following specific examples. Unless otherwise specified, the alkyl group and the perfluroalkyl group mean a straight chain structure in the structure notation of the exemplified compounds below. Of the abbreviations in the notation, 2EH means 2-ethylhexyl, and 2BO means 2-Butyllocyl.
次に下記一般式(2B)で表される化合物について詳細に説明する。 Next, the compound represented by the following general formula (2B) will be described in detail.
一般式(2B)
前記一般式(2B)中、RB3、RB4およびRB5はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。AおよびBはそれぞれ独立にフッ素原子または水素原子を表す。nB3およびnB4はそれぞれ独立に4〜8のいずれかの整数を表す。LB1およびLB2は各々独立に、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンオキシ基またはこれらを組み合わせてできる2価の連結基を表す。mBは0または1を表す。Mはカチオンを表す。 In the general formula (2B), R B3 , R B4 and R B5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. A and B each independently represent a fluorine atom or a hydrogen atom. n B3 and n B4 each independently represents an integer of 4 to 8. L B1 and L B2 each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkyleneoxy group, or a divalent linking group formed by combining these. m B represents 0 or 1. M represents a cation.
前記一般式(2B)中、RB3、RB4およびRB5はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。該置換基として後述の置換基Tが適用できる。
RB3、RB4およびRB5としては、好ましくはアルキル基または水素原子であり、より好ましくは炭素数1〜12のアルキル基または水素原子であり、更に好ましくはメチル基または水素原子であり、特に好ましくは水素原子である。前記一般式(2B)中、AおよびBはそれぞれ独立にフッ素原子またま水素原子を表す。AおよびBとして好ましくは共にフッ素原子または共に水素原子であり、より好ましくは共にフッ素原子である。前記一般式(2B)中、nB3およびnB4はそれぞれ独立に4〜8のいずれかの整数を表す。
In the general formula (2B), R B3 , R B4 and R B5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Substituent T described later can be applied as the substituent.
R B3 , R B4 and R B5 are preferably an alkyl group or a hydrogen atom, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a hydrogen atom, still more preferably a methyl group or a hydrogen atom, Preferably it is a hydrogen atom. In the general formula (2B), A and B each independently represent a fluorine atom or a hydrogen atom. A and B are preferably both fluorine atoms or both hydrogen atoms, more preferably both fluorine atoms. In the general formula (2B), n B3 and n B4 each independently represents an integer of 4 to 8.
nB3およびnB4として好ましくは4〜6のいずれかの整数で、かつnB3=nB4であり、より好ましくは、4または6の整数で、かつnB3=nB4であり、更に好ましくはnB3=nB4=4である。 前記一般式(2B)中、mBは0または1を表し、どちらも同様に好ましい。
前記一般式(2B)中、LB1およびLB2は各々独立に、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンオキシ基またはこれらを組み合わせてできる2価基を表す。置換基は後述の置換基Tの置換基が適用できる。LB1およびLB2はそれぞれ、炭素数が4以下であるのが好ましく、また、無置換アルキレンであるのが好ましい。
Preferably as n B3 and n B4 in integer of 4-6, and a n B3 = n B4, more preferably an integer of 4 or 6, and an n B3 = n B4, more preferably n B3 = n B4 = 4. In the general formula (2B), m B represents 0 or 1, both of which are likewise preferred.
In the general formula (2B), L B1 and L B2 each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkyleneoxy group, or a divalent group formed by combining these. As the substituent, a substituent of the substituent T described later can be applied. L B1 and L B2 each preferably have 4 or less carbon atoms, and are preferably unsubstituted alkylene.
Mはカチオンを表し、上記一般式(1)におけるMと同義である。Mとして好ましくはリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオンであり、より好ましくは、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンである。更に好ましくはナトリウムイオンである。上記一般式(2B)で表される化合物の中でも、下記一般式(2B−1)で表される化合物が好ましい。 M represents a cation and has the same meaning as M in the general formula (1). M is preferably lithium ion, sodium ion, potassium ion or ammonium ion, and more preferably lithium ion, sodium ion or potassium ion. More preferred is sodium ion. Among the compounds represented by the general formula (2B), compounds represented by the following general formula (2B-1) are preferable.
一般式(2B−1)
上記一般式(2B)で表される化合物の中でも、下記一般式(2B−2)で表される化合物がより好ましい。
General formula (2B-1)
Among the compounds represented by the general formula (2B), a compound represented by the following general formula (2B-2) is more preferable.
一般式(2B−2)
上記一般式(2B)で表される化合物としては、より好ましくは下記一般式(2B−3)で表される化合物である。
General formula (2B-2)
The compound represented by the general formula (2B) is more preferably a compound represented by the following general formula (2B-3).
一般式(2B−3)
一般式(2C)
前記一般式(2C)中、RC1は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。RC1で表される置換もしくは無置換のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、また環状構造を有していてもよい。前記置換基としては後述の置換基Tが適用できる。前記置換基として好ましくはアルケニル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン原子(好ましくはCl)、カルボン酸エステル基、カルボンアミド基、カルバモイル基、オキシカルボニル基、燐酸エステル基等が挙げられる。RC1として好ましくは、無置換アルキル基であり、RC1としてより好ましくは、炭素数が2〜24の無置換アルキル基であり、更に好ましくは4〜20の無置換アルキル基であり、特に好ましくは炭素数6〜24の無置換アルキル基である。 In the general formula (2C), R C1 represents a substituted or unsubstituted alkyl group. The substituted or unsubstituted alkyl group represented by R C1 may be linear, branched, or have a cyclic structure. Substituent T described later can be applied as the substituent. Preferred examples of the substituent include alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, halogen atoms (preferably Cl), carboxylic acid ester groups, carbonamido groups, carbamoyl groups, oxycarbonyl groups, and phosphoric acid ester groups. R C1 is preferably an unsubstituted alkyl group, R C1 is more preferably an unsubstituted alkyl group having 2 to 24 carbon atoms, still more preferably an unsubstituted alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and particularly preferably Is an unsubstituted alkyl group having 6 to 24 carbon atoms.
RCFはパーフルオロアルキレン基を表す。ここで、パーフルオロアルキレン基とは、アルキレン基の水素原子が全てフッ素置換された基をいう。前記パーフルオロアルキレン基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよく、また環状構造を有していてもよい。RCFは、炭素数1〜10であるのが好ましく、1〜8であるのがより好ましい。
Aは、水素原子またはフッ素原子を表すが、フッ素原子であることが好ましい。
LC1は、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンオキシ基またはこれらを組み合わせてできる2価基を表す。置換基はRC1で挙げた置換基の好ましい範囲と同様である。LC1は、炭素数が4以下であるのが好ましく、また無置換アルキレンであるのが好ましい。
R CF represents a perfluoroalkylene group. Here, the perfluoroalkylene group refers to a group in which all hydrogen atoms of the alkylene group are fluorine-substituted. The perfluoroalkylene group may be linear or branched, and may have a cyclic structure. R CF preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 8 carbon atoms.
A represents a hydrogen atom or a fluorine atom, and is preferably a fluorine atom.
L C1 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkyleneoxy group, or a divalent group formed by combining these. The substituent is the same as the preferred range of the substituent mentioned for R C1 . L C1 preferably has 4 or less carbon atoms, and is preferably unsubstituted alkylene.
YC1およびYC2は一方が水素原子を、もう一方が−LC2−SO3Mを表し、Mはカチオンを表す。ここで、Mで表されるカチオンとしては、例えばアルカリ金属イオン(リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等)、アルカリ土類金属イオン(バリウムイオン、カルシウムイオン等)、アンモニウムイオン等が好ましく例示される。これらのうち、より好ましくはリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンまたはアンモニウムイオンであり、更に好ましくはリチウムイオン、ナトリウムイオンまたはカリウムイオンであり、前記一般式(2C)の化合物の総炭素数や置換基、アルキル基の分岐の程度等により適切に選択することができる。 One of Y C1 and Y C2 represents a hydrogen atom, the other represents -L C2 -SO 3 M, and M represents a cation. Here, preferred examples of the cation represented by M include alkali metal ions (lithium ions, sodium ions, potassium ions, etc.), alkaline earth metal ions (barium ions, calcium ions, etc.), ammonium ions, and the like. . Of these, more preferred are lithium ion, sodium ion, potassium ion or ammonium ion, still more preferred are lithium ion, sodium ion or potassium ion, and the total number of carbon atoms and substituents of the compound of the general formula (2C). The alkyl group can be appropriately selected depending on the degree of branching of the alkyl group.
RC1、RCFおよびLC1の炭素数の合計が16以上の場合、リチウムイオンであることが溶解性(特に水に対して)と帯電防止能または塗布均一性の両立の観点で優れている。 LC2は、単結合または置換もしくは無置換のアルキレン基を表す。置換基はRC1で挙げた置換基の好ましい範囲と同様である。
LC2として好ましくは単結合または炭素数は2以下のアルキレン基であり、より好ましくは単結合または無置換でアルキレン基であり、更に好ましくは単結合またはメチレン基である。LC2として特に好ましくは単結合である。
前記一般式(2C)で表される化合物の中でも、下記一般式(2C−1)で表される化合物が好ましい。
When the total number of carbon atoms of R C1 , R CF and L C1 is 16 or more, lithium ions are excellent in terms of compatibility between solubility (particularly against water) and antistatic ability or coating uniformity. . L C2 represents a single bond or a substituted or unsubstituted alkylene group. The substituent is the same as the preferred range of the substituent mentioned for R C1 .
L C2 is preferably a single bond or an alkylene group having 2 or less carbon atoms, more preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group, and still more preferably a single bond or a methylene group. L C2 is particularly preferably a single bond.
Among the compounds represented by the general formula (2C), a compound represented by the following general formula (2C-1) is preferable.
一般式(2C−1)
前記一般式(2C−1)中、RC11は総炭素数6以上の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。RCF1は炭素数6以下のパーフルオロアルキル基を表す。YC11およびYC12は、一方が水素原子を、もう一方がSO3MCを表し、MCはカチオンを表す。nC1は1以上の整数を表す。 In the general formula (2C-1), R C11 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having a total carbon number of 6 or more. R CF1 represents a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms. One of Y C11 and Y C12 represents a hydrogen atom, the other represents SO 3 M C , and M C represents a cation. n C1 represents an integer of 1 or more.
前記一般式(2C−1)中、RC11は総炭素数6以上の置換または無置換のアルキル基を表す。但し、RC11はフッ素原子で置換されたアルキル基になることはない。RC11で表される置換もしくは無置換のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、また環状構造を有していてもよい。前記置換基としては、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、フッ素以外のハロゲン原子、カルボン酸エステル基、カルボンアミド基、カルバモイル基、オキシカルボニル基、燐酸エステル基等が挙げられる。 In the general formula (2C-1), R C11 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 6 or more carbon atoms in total. However, R C11 does not become an alkyl group substituted with a fluorine atom. The substituted or unsubstituted alkyl group represented by R C11 may be linear, branched, or have a cyclic structure. Examples of the substituent include alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, halogen atoms other than fluorine, carboxylic acid ester groups, carbonamido groups, carbamoyl groups, oxycarbonyl groups, and phosphoric acid ester groups.
RC11で表される置換もしくは無置換のアルキル基は、総炭素数が6〜24であるのが好ましい。炭素数6〜24の無置換アルキル基の好ましい例としては、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、セチル基、ヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、2−オクチルドデシル基、ドコシル基、テトラコシル基、2−デシルテトラデシル基、トリコシル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。また、置換基の炭素も含めた総炭素数が6〜24の置換アルキル基の好ましい例としては、2−ヘキセニル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基、ベンジル基、β−フェネチル基、2−メトキシエチル基、4−フェニルブチル基、4−アセトキシエチル基、6−フェノキシヘキシル基、12−フェニルドデシル基、18−フェニルオクタデシル基、12−(p−クロロフェニル)ドデシル基、2−(燐酸ジフェニル)エチル基等を挙げることができる。 The substituted or unsubstituted alkyl group represented by R C11 preferably has 6 to 24 carbon atoms in total. Preferred examples of the unsubstituted alkyl group having 6 to 24 carbon atoms include n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, 1,1, 3-trimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, cetyl group, hexadecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, eicosyl group, 2-octyldodecyl group, docosyl group, tetracosyl group, 2-decyltetra A decyl group, a tricosyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, etc. are mentioned. In addition, preferred examples of the substituted alkyl group having 6 to 24 carbon atoms including the carbon atoms of the substituent include 2-hexenyl group, oleyl group, linoleyl group, linolenyl group, benzyl group, β-phenethyl group, 2- Methoxyethyl group, 4-phenylbutyl group, 4-acetoxyethyl group, 6-phenoxyhexyl group, 12-phenyldodecyl group, 18-phenyloctadecyl group, 12- (p-chlorophenyl) dodecyl group, 2- (diphenyl phosphate) An ethyl group etc. can be mentioned.
RC11で表される置換もしくは無置換のアルキル基は、総炭素数が6〜18であるのがより好ましい。炭素数6〜18の無置換アルキル基の好ましい例としては、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、セチル基、ヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基等が挙げられる。また、置換基の炭素数を含む総炭素数が6〜18の置換アルキル基の好ましい例としては、フェネチル基、6−フェノキシヘキシル基、12−フェニルドデシル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基等が挙げられる。中でも、RC11としては、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、セチル基、ヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基であるのがさらに好ましく、炭素数8〜16の直鎖、環状または分岐の無置換アルキル基であるのが特に好ましい。 The substituted or unsubstituted alkyl group represented by R C11 preferably has a total carbon number of 6 to 18. Preferred examples of the unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms include n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, 1,1,3- Examples include trimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, cetyl group, hexadecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, 4-tert-butylcyclohexyl group and the like. In addition, preferable examples of the substituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms in total including the carbon number of the substituent include phenethyl group, 6-phenoxyhexyl group, 12-phenyldodecyl group, oleyl group, linoleyl group, linolenyl group, and the like. Is mentioned. Among them, as R C11 , n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, 1,1,3-trimethylhexyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, cetyl group, hexadecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, oleyl group, linoleyl group, and linolenyl group are more preferable, linear, cyclic or branched unsubstituted having 8 to 16 carbon atoms. Particularly preferred is an alkyl group.
前記一般式(2C−1)中、RCF1は炭素数6以下のパーフルオロアルキル基を表す。ここで、パーフルオロアルキル基とは、アルキル基の水素原子が全てフッ素置換された基をいう。前記パーフルオロアルキル基中のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよく、また環状構造を有していてもよい。RCF1で表されるパーフルオロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基、ウンデカフルオロ−n−ペンチル基、トリデカフルオロ−n−ヘキシル基、ウンデカフルオロシクロヘキシル基等が挙げられる。中でも、炭素数2〜4のパーフルオロアルキル基(例えば、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基等)が好ましく、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基が特に好ましい。 In the general formula (2C-1), R CF1 represents a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms. Here, the perfluoroalkyl group refers to a group in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine. The alkyl group in the perfluoroalkyl group may be linear or branched, and may have a cyclic structure. Examples of the perfluoroalkyl group represented by R CF1 include trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoro-n-propyl group, heptafluoroisopropyl group, nonafluoro-n-butyl group, undecafluoro-n. -Pentyl group, tridecafluoro-n-hexyl group, undecafluorocyclohexyl group and the like. Of these, a perfluoroalkyl group having 2 to 4 carbon atoms (for example, a pentafluoroethyl group, a heptafluoro-n-propyl group, a heptafluoroisopropyl group, a nonafluoro-n-butyl group, etc.) is preferable, and heptafluoro-n-propyl. The group, nonafluoro-n-butyl group is particularly preferred.
前記一般式(2C−1)中、nC1は1以上の整数を表す。好ましくは1〜4のいずれかの整数であり、特に好ましくは1または2である。
また、nC1とRCF1の組み合わせとして、nC1=1の場合にはRCF1がヘプタフルオロ−n−プロピル基またはノナフルオロ−n−ブチル基;nC1=2の場合にはRCF1がノナフルオロ−n−ブチル基であるのがより好ましい。
In the general formula (2C-1), n C1 represents an integer of 1 or more. Preferably, it is an integer of 1 to 4, and particularly preferably 1 or 2.
Further, as a combination of n C1 and R CF1 , when n C1 = 1, R CF1 is a heptafluoro-n-propyl group or a nonafluoro-n-butyl group; when n C1 = 2, R CF1 is nonafluoro- More preferably, it is an n-butyl group.
前記一般式(2C−1)中、YC11およびYC12は、一方が水素原子を、もう一方がSO3MCを表し、MCはカチオンを表す。ここで、MCで表されるカチオンとしては、例えばアルカリ金属イオン(リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等)、アルカリ土類金属イオン(バリウムイオン、カルシウムイオン等)、アンモニウムイオン等が好ましく例示される。これらのうち、特に好ましくはリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンまたはアンモニウムイオンであり、最も好ましくはナトリウムイオンである。
以下に、上記一般式(2C)にで表される化合物の具体例を示すが、本発明は以下の具体例によってなんら限定されるものではない。
In the general formula (2C-1), Y C11 and Y C12 is a hydrogen atom while the other represents SO 3 M C, M C represents a cation. Examples of the cation represented by M C, for example, an alkali metal ion (lithium ion, sodium ion, potassium ion), alkaline earth metal ions (barium ion, calcium ion, etc.), an ammonium ion and the like are preferably exemplified The Of these, lithium ion, sodium ion, potassium ion or ammonium ion is particularly preferable, and sodium ion is most preferable.
Specific examples of the compound represented by the general formula (2C) are shown below, but the present invention is not limited to the following specific examples.
次に一般式(2D)について詳細に説明する。
一般式(2D)
[RfD−(LD)nD]mD−W
式中、RfDはパーフルオロアルキル基を表し、LDはアルキレン基を表し、Wは界面活性を持たせるために必要なアニオン性基、カチオン性基、ベタイン性基またはノニオン性極性基を有する基を表す。nDは0または1の整数を表し、mDは1〜3のいずれかの整数を表す。
Next, the general formula (2D) will be described in detail.
General formula (2D)
[Rf D- (L D ) nD ] mD -W
In the formula, Rf D represents a perfluoroalkyl group, L D represents an alkylene group, and W has an anionic group, a cationic group, a betaine group, or a nonionic polar group necessary for imparting surface activity. Represents a group. n D represents an integer of 0 or 1, m D represents an integer of 1-3.
RfDは炭素数3〜20のパーフルオロアルキル基を表し、具体例としては、C3F7−基、C4F9−基、C6F13−基、C8H17−基、C12F25−基、C16F33−基などが挙げられる。 Rf D represents a C 3-20 perfluoroalkyl group, and specific examples thereof include C 3 F 7 -group, C 4 F 9 -group, C 6 F 13 -group, C 8 H 17 -group, C 8 And 12 F 25 -group, C 16 F 33 -group, and the like.
LD基はアルキレン基を表す。アルキレン基の炭素数は1以上であるが、2以上であることが好ましく、20以下であることが好ましい。具体的にはメチレン基、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,4−ブチレン基、1,6−ヘキシレン基、1,2−オクチレン基などが挙げられる。 The L D group represents an alkylene group. The alkylene group has 1 or more carbon atoms, preferably 2 or more, and preferably 20 or less. Specifically, methylene group, ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, 1,2-butylene group, 1,4-butylene group, 1,6-hexylene group, 1,2-octylene. Groups and the like.
本発明では、RfDが互いに異なる鎖長のパーフルオロアルキル基である複数の化合物の混合物を用いてもよいし、単一のパーフルオロアルキル基を有する化合物のみを用いてもよい。また、RfDが同一でLDが互いに異なる複数の化合物の混合物を用いてもよい。 本発明において、RfDが互いに異なる鎖長のパーフルオロアルキル基である複数の化合物の混合物を用いる場合、そのパーフルオロアルキル基の鎖長の平均値は炭素数として4〜10であることが好ましく、4〜9であることが特に好ましい。 In the present invention, a mixture of a plurality of compounds in which Rf D is a perfluoroalkyl group having a chain length different from each other may be used, or only a compound having a single perfluoroalkyl group may be used. Also, a mixture of a plurality of compounds having the same Rf D and different L D may be used. In the present invention, when using a mixture of a plurality of compounds in which Rf D is a perfluoroalkyl group having a chain length different from each other, the average chain length of the perfluoroalkyl group is preferably 4 to 10 carbon atoms. 4 to 9 is particularly preferable.
nDは0または1の整数を表し、1であることが好ましい。mDは1〜3のいずれかの整数を表し、mDが2または3のとき、[RfD−(LD)nD]は互いに同一でも異なっていてもよい。Wがリン酸エステル基でない場合はmD=1が好ましく、Wがリン酸エステル基を表す場合はmD=1〜3のいずれでもよく、mD=1〜3の混合物である場合は、その平均値は0.5〜2が好ましい。 n D represents an integer of 0 or 1, and is preferably 1. m D represents an integer of 1 to 3, and when m D is 2 or 3, [Rf D- (L D ) n D ] may be the same as or different from each other. When W is not a phosphate ester group, m D = 1 is preferable. When W represents a phosphate ester group, any of m D = 1 to 3 may be used, and when m D = 1 to 3 is a mixture, The average value is preferably 0.5-2.
Wは、界面活性を持たせるために必要な、カチオン性基、アニオン性基、ベタイン性基、または極性のノニオン性基を有する基を表す。これらの基が含まれていればRcとの連結の仕方は問わない。界面活性を持たせるために必要なアニオン基の例としては、スルホン酸基およびそのアンモニウムまたは金属塩、カルボン酸基およびそのアンモニウムまたは金属塩、ホスホン酸基およびそのアンモニウムまたは金属塩、硫酸エステル基およびそのアンモニウムまたは金属塩、リン酸エステル基およびそのアンモニウムまたは金属塩が挙げられる。 W represents a group having a cationic group, an anionic group, a betaine group, or a polar nonionic group necessary for imparting surface activity. As long as these groups are included, the connection method with Rc is not limited. Examples of anionic groups necessary for imparting surface activity include sulfonic acid groups and their ammonium or metal salts, carboxylic acid groups and their ammonium or metal salts, phosphonic acid groups and their ammonium or metal salts, sulfate ester groups and Examples thereof include ammonium or metal salts thereof, phosphate ester groups and ammonium or metal salts thereof.
界面活性を持たせるために必要なカチオン性基の例としては、トリメチルアンモニウムエチル基、トリメチルアンモニウムプロピル基などの4級アルキルアンモニウム基;ジメチルフェニルアンモニウムアルキル基、N−メチルピリジニウム基などの芳香族アンモニウム基が挙げられる。これらの基には適当な対イオンが存在しており、ハロゲン原子、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオンなどが挙げられ、トルエンスルホン酸アニオンが好ましい。界面活性を持たせるために必要なベタイン性基としては、−N+(CH3)2CH2COO-、−N+(CH3)2CH2CH2COO-などのベタイン構造を有する基などが挙げられる。 界面活性を持たせるために必要なノニオン性基の例としてはポリオキシアルキレン基、多価アルコール基などが挙げられ、好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリオキシアルキレン基である。但し、これらの基の末端は水素原子以外の基、例えばアルキル基であってもよい。 Examples of cationic groups necessary for imparting surface activity include quaternary alkylammonium groups such as trimethylammoniumethyl group and trimethylammoniumpropyl group; aromatic ammonium such as dimethylphenylammoniumalkyl group and N-methylpyridinium group Groups. An appropriate counter ion exists in these groups, and examples thereof include a halogen atom, a benzenesulfonate anion, a toluenesulfonate anion, and the like, and a toluenesulfonate anion is preferable. Examples of the betaine group necessary for imparting surface activity include a group having a betaine structure such as —N + (CH 3 ) 2 CH 2 COO − and —N + (CH 3 ) 2 CH 2 CH 2 COO −. Is mentioned. Examples of nonionic groups necessary for imparting surface activity include polyoxyalkylene groups and polyhydric alcohol groups, with polyoxyalkylene groups such as polyethylene glycol and polypropylene glycol being preferred. However, the terminal of these groups may be a group other than a hydrogen atom, for example, an alkyl group.
前記一般式(2D)においてRfDは好ましくは炭素数4〜16のパーフルオロアルキル基で、より好ましくは炭素数6〜16のパーフルオロアルキル基である。LDは好ましくは炭素数2〜16のアルキレン基を表し、より好ましくは炭素数2〜8のアルキレン基を表し、特に好ましくはエチレン基を表す。nDは好ましくは1である。LDと界面活性付与に必要な基との間はどのように結合されていてもよく、例えばアルキレン鎖、アリーレン等で結合することができ、これらの基は置換基を有していてもよい。これらの基は主鎖または側鎖にオキシ基、チオ基、スルホニル基、スルホキシド基、スルホンアミド基、アミド基、アミノ基などが含まれていてもよい。 In the general formula (2D), Rf D is preferably a perfluoroalkyl group having 4 to 16 carbon atoms, and more preferably a perfluoroalkyl group having 6 to 16 carbon atoms. L D preferably represents an alkylene group having 2 to 16 carbon atoms, more preferably represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and particularly preferably represents an ethylene group. n D is preferably 1. L D and the group necessary for imparting surface activity may be bonded in any manner, for example, they can be bonded by an alkylene chain, arylene, etc., and these groups may have a substituent. . These groups may contain an oxy group, a thio group, a sulfonyl group, a sulfoxide group, a sulfonamide group, an amide group, an amino group or the like in the main chain or side chain.
以下に、上記一般式(2D)で表される化合物の具体例を示すが、本発明は以下の具体例によってなんら限定されるものではない。 Specific examples of the compound represented by the general formula (2D) are shown below, but the present invention is not limited to the following specific examples.
上記一般式(2D)で表される化合物は、通常の合成方法により製造することができ、また、いわゆるテロマー型のパーフルオロアルキル基含有界面活性剤として広く市販されているものを用いることができる。その例としては、DUPONT(株)製のZonyl FSP、FSE、FSJ、NF、TBS、FS−62、FSA、FSK(以上イオン性)、Zonyl 9075、FSO、FSN、FSN−100、FS−300、FS−310(以上非イオン性)、旭硝子(株)製のS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132(以上イオン性)、S−141、S−145(以上非イオン性)、ダイキン工業(株)製のユニダインDS−101、DS−102、DS−202、DS−301(以上イオン性)、DS−401、DS−403(以上非イオン性)等を挙げることができる。 The compound represented by the above general formula (2D) can be produced by a usual synthesis method, and those widely marketed as so-called telomer type perfluoroalkyl group-containing surfactants can be used. . Examples include ZONYL FSP, FSE, FSJ, NF, TBS, FS-62, FSA, FSK (more ionic), ZONYL 9075, FSO, FSN, FSN-100, FS-300, manufactured by DUPONT Corporation. FS-310 (more non-ionic), S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132 (more ionic), S-141, S manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. -145 (more nonionic), Unidyne DS-101, DS-102, DS-202, DS-301 (more ionic), DS-401, DS-403 (more nonionic) manufactured by Daikin Industries, Ltd. And the like.
また、上記の種々の化合物のうち、イオン性の界面活性剤はその使用目的、必要とされる諸特性等によってイオン交換もしくは中和等の手段で種々の異なる塩の形で、または1種もしくは2種以上の対イオン存在下で用いることができる。 Of the various compounds described above, ionic surfactants are used in various different salt forms by means of ion exchange or neutralization, etc., depending on the purpose of use, various properties required, etc. It can be used in the presence of two or more counter ions.
以下に上記一般式中の置換可能な基が有していてもよい置換基の例、置換基Tについて説明する。 置換基Tとしては、例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられる)、置換もしくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基などが挙げられる)、 Hereinafter, examples of the substituent which the substitutable group in the above general formula may have and the substituent T will be described. Examples of the substituent T include an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 8 carbon atoms. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and isopropyl. Group, tert-butyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-hexadecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, alkenyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably). Is an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a 2-butenyl group, and a 3-pentenyl group, and an alkynyl group (preferably a carbon atom). An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably 2 to 8 carbon atoms, such as a propargyl group, 3 A pentynyl group), an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as a phenyl group and p-methyl group). A phenyl group, a naphthyl group, etc.), a substituted or unsubstituted amino group (preferably a carbon number of 0-20, more preferably a carbon number of 0-10, particularly preferably a carbon number of 0-6, For example, an unsubstituted amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibenzylamino group, etc.)
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられる)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールオキシ基であり、例えば、フェニルオキシ基、2−ナフチルオキシ基などが挙げられる)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12アシル基であり、例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基などが挙げられる)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10のアリールオキシカルボニル基であり、例えば、フェニルオキシカルボニル基などが挙げられる)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10のアシルオキシ基であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などが挙げられる)、 An alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, particularly preferably 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group). An aryloxy group (preferably an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 16 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a phenyloxy group and a 2-naphthyloxy group. An acyl group (preferably having a carbon number of 1-20, more preferably a carbon number of 1-16, particularly preferably a carbon number of 1-12, such as an acetyl group, a benzoyl group, a formyl group, a pivaloyl group, etc. An alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 2 carbon atoms). 2 alkoxycarbonyl groups, for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group and the like, and aryloxycarbonyl groups (preferably having 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 16 carbon atoms, and particularly preferably carbon numbers). An aryloxycarbonyl group having 7 to 10 carbon atoms, such as a phenyloxycarbonyl group, an acyloxy group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 2 carbon atoms). 10 acyloxy groups such as an acetoxy group and a benzoyloxy group)
アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10のアシルアミノ基であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12のアリールオキシカルボニルアミノ基であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のスルホニルアミノ基であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12のスルファモイル基であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のカルバモイル基であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる)、 An acylamino group (preferably an acylamino group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, particularly preferably 2 to 10 carbon atoms, such as an acetylamino group and a benzoylamino group), alkoxycarbonyl An amino group (preferably an alkoxycarbonylamino group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, particularly preferably 2 to 12 carbon atoms, such as a methoxycarbonylamino group), aryloxy Carbonylamino group (preferably an aryloxycarbonylamino group having 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 16 carbon atoms, particularly preferably 7 to 12 carbon atoms, such as a phenyloxycarbonylamino group) Sulfonylamino group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, more preferred Or a sulfonylamino group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a methanesulfonylamino group and a benzenesulfonylamino group, and a sulfamoyl group (preferably having a carbon number of 0 to 20). More preferably, it is a sulfamoyl group having 0 to 16 carbon atoms, particularly preferably 0 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a sulfamoyl group, a methylsulfamoyl group, a dimethylsulfamoyl group, and a phenylsulfamoyl group. ), A carbamoyl group (preferably a carbamoyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 12 carbon atoms. For example, an unsubstituted carbamoyl group, a methylcarbamoyl group, diethylcarbamoyl group Group, phenylcarbamoyl group, etc.),
アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールチオ基であり、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のスルホニル基であり、例えば、メシル基、トシル基などが挙げられる)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のスルフィニル基であり、例えば、メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のウレイド基であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基などが挙げられる)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のリン酸アミド基であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12のヘテロ環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有するヘテロ環基であり、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基などが挙げられる)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。 An alkylthio group (preferably an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylthio group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as a methylthio group and an ethylthio group), an arylthio group ( Preferably it is C6-C20, More preferably, it is C6-C16, Most preferably, it is C6-C12 arylthio group, for example, a phenylthio group etc. are mentioned, A sulfonyl group (preferably C1-C1). 20, more preferably a sulfonyl group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably a sulfonyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as a mesyl group and a tosyl group, and a sulfinyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20, more A sulfinyl group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms is preferable. Zensulfinyl group and the like), ureido group (preferably a ureido group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, for example, an unsubstituted ureido group , Methylureido group, phenylureido group, etc.), phosphoric acid amide group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, more preferably having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably having 1 to 12 carbon atoms). Yes, for example, diethyl phosphoric acid amide group, phenyl phosphoric acid amide group, etc.), hydroxy group, mercapto group, halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), cyano group, sulfo group, Carboxyl group, nitro group, hydroxamic acid group, sulfino group, hydrazino group, imino group, heterocyclic group (preferably having a carbon number of 1 to 0, more preferably a heterocyclic group of 1 to 12, for example, a heterocyclic group having a heteroatom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, such as an imidazolyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, a furyl group , Piperidyl group, morpholino group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzthiazolyl group, etc.), silyl group (preferably having 3 to 40 carbon atoms, more preferably 3 to 30 carbon atoms, particularly preferably A silyl group having 3 to 24 carbon atoms, and examples thereof include a trimethylsilyl group and a triphenylsilyl group). These substituents may be further substituted. Moreover, when there are two or more substituents, they may be the same or different. If possible, they may be bonded to each other to form a ring.
本発明における上記フッ素系界面活性剤の使用量は、セルロースエステル固形分に対して0.01〜5質量%であるが、好ましくは0.02〜3質量%、より好ましくは0.05〜2質量%であり、特に好ましくは0.05〜1質量%である。
本発明のフッ素系界面活性剤は、その形態は特に限定されず、常温(25℃)で固定でも液体でも問題ない。その添加方法は特に規定されず、フッ素系界面活性剤のみを有機溶媒中に混合し、しかる後にセルロースエステル粉体を添加してもよい。また、セルロースエステルを有機溶媒に溶解した後に、フッ素系界面活性剤を添加してもよい。フッ素系界面活性剤は、その液体あるいは固体状態のまま添加してもよいし、予め有機溶媒の一部を利用して溶解し作製したフッ素系界面活性剤溶液を、有機溶媒あるいはセルロースエステル溶液に添加してもよい。特に、フッ素系界面活性剤が固体の場合は、一貫製造性を持たせるためには予め有機溶媒に溶解し、専用タンクに収納しておき必要に応じて配管などでセルロースエステル溶解設備に搬送される。
The amount of the fluorosurfactant used in the present invention is 0.01 to 5% by mass, preferably 0.02 to 3% by mass, more preferably 0.05 to 2%, based on the solid content of the cellulose ester. It is mass%, Most preferably, it is 0.05-1 mass%.
The form of the fluorosurfactant of the present invention is not particularly limited, and there is no problem whether it is fixed or liquid at room temperature (25 ° C.). The addition method is not particularly limited, and only the fluorosurfactant may be mixed in an organic solvent, and then the cellulose ester powder may be added. Moreover, you may add a fluorine-type surfactant, after melt | dissolving a cellulose ester in the organic solvent. The fluorosurfactant may be added in its liquid or solid state, or a fluorosurfactant solution prepared by dissolving a part of the organic solvent in advance is added to the organic solvent or cellulose ester solution. It may be added. In particular, when the fluorosurfactant is solid, it is dissolved in an organic solvent in advance to provide consistent productivity, and is stored in a dedicated tank and transported to a cellulose ester dissolution facility via piping as necessary. The
<セルロースエステルフィルムの製造方法>
本発明のセルロースエステルには、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、可塑剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、微粒子、光学特性調整剤など)を加えることができる。またその添加する時期は溶融物(ドープ)作製工程において何れでも添加しても良いが、ドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。好ましく添加される可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェートが含まれる。
<Method for producing cellulose ester film>
Various additives (for example, a plasticizer, an ultraviolet inhibitor, a deterioration inhibitor, fine particles, an optical property modifier, etc.) according to the application can be added to the cellulose ester of the present invention in each preparation step. Moreover, the addition time may be added at any time in the melt (dope) production process, but may be performed by adding an additive to the final preparation process of the dope preparation process. As a plasticizer to be preferably added, phosphate ester or carboxylic acid ester is used. Examples of phosphate esters include triphenyl phosphate (TPP) and tricresyl phosphate (TCP), cresyl diphenyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, diphenyl biphenyl phosphate, trioctyl phosphate, tributyl phosphate.
カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)、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、が含まれる。 Representative examples of the carboxylic acid ester include phthalic acid esters and citric acid esters. Examples of phthalic acid esters include dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), diphenyl phthalate (DPP) and diethyl hexyl phthalate (DEHP). Examples of citrate esters include triethyl O-acetyl citrate (OACTE) and tributyl O-acetyl citrate (OACTB), acetyl triethyl citrate, acetyl tributyl citrate.
その他のカルボン酸エステルの例には、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、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。グリコール酸エステルの例としては、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなどがある。さらにトリメチロールプロパントリベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、ジトリメチロールプロパンテトラアセテート、ジトリメチロールプロパンテトラプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラアセテート、ソルビトールヘキサアセテート、ソルビトールヘキサプロピオネート、ソルビトールトリアセテートトリプロピオネート、イノシトールペンタアセテート、ソルビタンテトラブチレート等も好ましく利用される。 Examples of other carboxylic acid esters include butyl oleate, methylacetyl ricinoleate, dibutyl sebacate, and various trimellitic acid esters. Examples of glycolic acid esters include triacetin, tributyrin, butyl phthalyl butyl glycolate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, and butyl phthalyl butyl glycolate. Further trimethylolpropane tribenzoate, pentaerythritol tetrabenzoate, ditrimethylolpropane tetraacetate, ditrimethylolpropane tetrapropionate, pentaerythritol tetraacetate, sorbitol hexaacetate, sorbitol hexapropionate, sorbitol triacetate tripropionate, inositol pentaacetate Sorbitan tetrabutyrate is also preferably used.
中でもトリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、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、ジエチルヘキシルフタレート、トリアセチン、エチルフタリルエチルグリコレート、トリメチロールプロパントリベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、ジトリメチロールプロパンテトラアセテート、ペンタエリスリトールテトラアセテート、ソルビトールヘキサアセテート、ソルビトールヘキサプロピオネート、ソルビトールトリアセテートトリプロピオネート等が好ましい。特にトリフェニルホスフェート、ジエチルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート、トリメチロールプロパントリベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、ジトリメチロールプロパンテトラアセテート、ソルビトールヘキサアセテート、ソルビトールヘキサプロピオネート、ソルビトールトリアセテートトリプロピオネートが好ましい。これらの可塑剤は1種でもよいし2種以上併用してもよい。可塑剤の添加量はセルロースエステルに対して5〜30質量%、特に5〜16質量%が好ましい。これらの可塑剤として、特開平11−124445号公報記載の(ジ)ペンタエリスリトールエステル類、特開平11−246704号公報記載のグリセロールエステル類、特開2000−63560号公報記載のジグリセロールエステル類、特開平11−92574号公報記載のクエン酸エステル類、特開平11−90946号公報記載の置換フェニルリン酸エステル類などが挙げられる。 Among them, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, tributyl phosphate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, diethyl hexyl phthalate, triacetin, ethyl phthalyl ethyl glycolate, trimethylol propane tribenzoate, penta Erythritol tetrabenzoate, ditrimethylolpropane tetraacetate, pentaerythritol tetraacetate, sorbitol hexaacetate, sorbitol hexapropionate, sorbitol triacetate tripropionate and the like are preferable. In particular, triphenyl phosphate, diethyl phthalate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, trimethylolpropane tribenzoate, pentaerythritol tetrabenzoate, ditrimethylolpropane tetraacetate, sorbitol hexaacetate, sorbitol hexapropionate, and sorbitol triacetate tripropionate are preferable. These plasticizers may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the plasticizer is preferably 5 to 30% by mass, particularly preferably 5 to 16% by mass with respect to the cellulose ester. As these plasticizers, (di) pentaerythritol esters described in JP-A No. 11-124445, glycerol esters described in JP-A No. 11-246704, diglycerol esters described in JP-A No. 2000-63560, Examples thereof include citrate esters described in JP-A No. 11-92574, substituted phenyl phosphate esters described in JP-A No. 11-90946, and the like.
セルロースエステルフィルムには、劣化防止剤(例えば、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)や紫外線防止剤を添加してもよい。これらの劣化防止剤や紫外線防止剤については、特開昭60−235852号、特開平3−199201号、同5−1907073号、同5−194789号、同5−271471号、同6−107854号、同6−118233号、同6−148430号、同7−11056号、同7−11055号、同7−11056号、同8−29619号、同8−239509号、特開2000−204173号の各公報に記載がある。これらの添加量は、調製する溶融物(ドープ)の0.01〜1質量%であることが好ましく、0.01〜0.2質量%であることがさらに好ましい。添加量が0.01質量%未満であると、劣化防止剤の効果がほとんど認められない。添加量が1質量%を越えると、フィルム表面への劣化防止剤のブリードアウト(滲み出し)が認められる場合がある。特に好ましい劣化防止剤の例としては、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を挙げることができる。 A degradation inhibitor (for example, an antioxidant, a peroxide decomposer, a radical inhibitor, a metal deactivator, an acid scavenger, an amine) or an ultraviolet ray inhibitor may be added to the cellulose ester film. As for these deterioration preventing agents and ultraviolet ray preventing agents, JP-A-60-235852, JP-A-3-199201, JP-A-51907073, JP-A-5-194789, JP-A-5-271471, JP-A-6-107854. 6-118233, 6-148430, 7-11056, 7-11055, 7-11056, 8-29619, 8-239509, JP-A-2000-204173. There are descriptions in each publication. These addition amounts are preferably 0.01 to 1% by mass, and more preferably 0.01 to 0.2% by mass of the melt (dope) to be prepared. When the addition amount is less than 0.01% by mass, the effect of the deterioration preventing agent is hardly recognized. When the addition amount exceeds 1% by mass, bleed-out (bleeding) of the deterioration preventing agent to the film surface may be observed. As a particularly preferred example of the deterioration preventing agent, butylated hydroxytoluene (BHT) can be mentioned.
特に好ましくは、1種または2種以上の紫外線吸収剤を含有させることである。液晶用紫外線吸収剤は、液晶の劣化防止の観点から、波長380nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ、液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。特に好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物である。中でも、ベンゾトリアゾール系化合物は、セルロースエステルに対する不要な着色が少ないことから、好ましい。 Particularly preferably, one or more ultraviolet absorbers are contained. From the viewpoint of preventing deterioration of the liquid crystal, the ultraviolet absorbent for liquid crystal is preferably excellent in the ability to absorb ultraviolet light having a wavelength of 380 nm or less, and has little absorption of visible light having a wavelength of 400 nm or more from the viewpoint of liquid crystal display properties. Examples include oxybenzophenone compounds, benzotriazole compounds, salicylic acid ester compounds, benzophenone compounds, cyanoacrylate compounds, nickel complex compounds, and the like. Particularly preferred ultraviolet absorbers are benzotriazole compounds and benzophenone compounds. Among these, a benzotriazole-based compound is preferable because unnecessary coloring with respect to the cellulose ester is small.
好ましい紫外線防止剤として、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、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、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイトなどが挙げられる。特に2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が最も好ましい。また例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジンなどのヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)フォスファイトなどの燐系加工安定剤を併用してもよい。これらの化合物の添加量は、セルロースエステルに対して質量割合で1ppm〜3.0%が好ましく、10ppm〜2%がさらに好ましい。 Preferred UV inhibitors include 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], triethylene glycol -Bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) ) Propionate], 2,4-bis- (n-octylthio) -6- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylanilino) -1,3,5-triazine, 2,2-thio-diethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, N, N′-hexamethylenebis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamide), 1,3,5-trimethyl-2,4,6 -Tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -isocyanurate and the like. In particular, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate] is most preferred. Further, for example, hydrazine-based metal deactivators such as N, N′-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyl] hydrazine and tris (2,4-di-tert A phosphorus processing stabilizer such as -butylphenyl) phosphite may be used in combination. The addition amount of these compounds is preferably 1 ppm to 3.0%, more preferably 10 ppm to 2% in terms of mass ratio with respect to the cellulose ester.
また光学異方性をコントロールするためのレターデーション上昇剤が、場合により添加される。これらは、セルロースエステルフィルムのレターデーションを調整するため、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。芳香族化合物は、セルロースエステル100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲で使用する。芳香族化合物は、セルロースアセレート100質量部に対して、0.05〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1〜10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。2種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。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、芳香族性ヘテロ環を含む。 A retardation increasing agent for controlling the optical anisotropy is optionally added. In order to adjust the retardation of the cellulose ester film, it is preferable to use an aromatic compound having at least two aromatic rings as a retardation increasing agent. An aromatic compound is used in 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts of cellulose esters. The aromatic compound is preferably used in the range of 0.05 to 15 parts by mass, and more preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose acylate. Two or more aromatic compounds may be used in combination. The aromatic ring of the aromatic compound includes an aromatic hetero ring in addition to the aromatic hydrocarbon ring.
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。 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.
レターデーション上昇剤を適宜使用することにより、Reレターデーション値およびRthレターデーション値を調整することができる。本明細書において、Reレターデーション値およびRthレターデーション値は、以下に基づき算出するものとする。Re(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rth(λ)は前記Re(λ)、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。この時、平均屈折率の仮定値および膜厚を入力することが必要である。 By appropriately using a retardation increasing agent, the Re retardation value and the Rth retardation value can be adjusted. In this specification, the Re retardation value and the Rth retardation value are calculated based on the following. Re (λ) and Rth (λ) respectively represent in-plane retardation and retardation in the thickness direction at wavelength λ. Re (λ) 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 (λ) is measured by making light of wavelength λnm incident from the direction inclined with respect to the normal direction of the film, using Re (λ) and the slow axis (determined by KOBRA 21ADH) as the tilt axis (rotation axis). KOBRA 21ADH is calculated based on the plurality of retardation values. At this time, it is necessary to input an assumed value of average refractive index and a film thickness.
KOBRA 21ADHはRth(λ)に加えてnx、ny、nzも算出する。平均屈折率は、セルロースアセテートでは1.48を使用するが、セルロースアセテート以外の代表的な光学用途のポリマーフィルムの値としては、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)、等の値を用いることができる。その他の既存ポリマー材料の平均屈折率値はポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)やポリマーフィルムのカタログ値を使用することができる。た、平均屈折率が不明な材料の場合は、アッベ屈折計を用いて測定することができる。本明細書におけるλは、特に記載がなければ550±5nmまたは590±5nmを指す。 KOBRA 21ADH calculates nx, ny, and nz in addition to Rth (λ). The average refractive index of 1.48 is used for cellulose acetate, but values of polymer films for typical optical applications other than cellulose acetate include cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), poly Values such as methyl methacrylate (1.49) and polystyrene (1.59) can be used. As the average refractive index value of other existing polymer materials, a polymer handbook (John Wiley & Sons, Inc.) or a catalog value of a polymer film can be used. In the case of a material whose average refractive index is unknown, it can be measured using an Abbe refractometer. In this specification, λ refers to 550 ± 5 nm or 590 ± 5 nm unless otherwise specified.
一般には、本発明のセルロースエステルフィルムのRthは100μm当たり、−200nm〜500nmであり、さらには−100nm〜400nmで用いられる。特に−70nm〜250nmで用いることが好ましい。また、Reは、100μm当たり、0nm〜200nmであり、特に0nm〜150nmで用いることが好ましい。この時Reは、流延方法でも幅方向のどちらでもよく特に限定されない。
また、本発明のセルロースエステルには、必要に応じてさらに種々の添加剤を溶融液の調製前から調製後のいずれの段階で添加してもよい。添加剤としては、紫外線吸収剤、シリカ、カオリン、タルク、ケイソウ土、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナなどの無機微粒子、カルシウム、マグネシウムなど2族金属の塩などの熱安定剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、油剤などである。
Generally, the Rth of the cellulose ester film of the present invention is −200 nm to 500 nm per 100 μm, and further used at −100 nm to 400 nm. It is particularly preferable to use at −70 nm to 250 nm. Further, Re is 0 nm to 200 nm per 100 μm, and it is particularly preferable to use 0 nm to 150 nm. At this time, Re may be either a casting method or a width direction and is not particularly limited.
In addition, various additives may be added to the cellulose ester of the present invention as needed at any stage after preparation of the melt. Additives include heat stabilizers such as ultraviolet absorbers, silica, kaolin, talc, diatomaceous earth, quartz, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, inorganic particles such as alumina, and group 2 metal salts such as calcium and magnesium, Antistatic agents, flame retardants, lubricants, oils, etc.
次の本発明の溶融製膜工程とその条件などについて記載する。
一般に、溶融製膜はセルロースエステルを予め所定の温度に予熱し、添加物などを混合する混練・押し出し工程、キャスト工程、延伸工程、緩和工程、冷却工程、巻き取り工程、加工工程を通じて、所望のセルロースエステルフィルムを得るものである。以下にそれらについて、本発明の溶融製膜技術を説明する。本発明では液晶表示装置の表示ムラを改良するために、セルロースエステルにフッ素系界面活性剤を含有させることを特徴とするが、これにより剥ぎ取り時のダイスジ発生が抑制され、厚みムラ、光学ムラを極力小さくすることが可能となったものである。溶融製膜条件の最適化について、以下に詳細に記述する。
Next, the melt film-forming process of the present invention and its conditions will be described.
In general, melt film formation is carried out through a kneading / extrusion process, a casting process, a stretching process, a relaxation process, a cooling process, a winding process, and a processing process in which cellulose ester is preheated to a predetermined temperature and mixed with additives. A cellulose ester film is obtained. In the following, the melt film-forming technique of the present invention will be described. In the present invention, in order to improve the display unevenness of the liquid crystal display device, the cellulose ester is characterized by containing a fluorosurfactant. Can be made as small as possible. The optimization of melt film forming conditions is described in detail below.
1)セルロースエステルの予熱
セルロースエステルは予め十分に乾燥した後に、溶融押出し機のホッパーに投入される。好ましい乾燥としては、セルロースエステル中の水分量が0.5質量%以下であり、より好ましくは0.2質量%であり、特には0.1質量%以下である。これにより溶融中に発現するセルロースエステルの加水分解を抑制し、これに伴う異物の発生を抑止できる。このような乾燥は、セルロースエステルを好ましくは80℃〜180℃で好ましくは0.1時間〜100時間乾燥することで達成できる。なお、この処理は、空気雰囲気下で行っても、不活性気体(例えば窒素)雰囲気下で行っても、真空中で行っても良い。該前処理により製膜中に発生する異物も軽減することができる。これは異物の発生源がセルロースエステルの分解物に起因しているためである。本発明で好ましく使用されるホッパーの加熱温度は、セルロースエステルの好ましくは(Tg−50℃)〜(Tg+30℃)、より好ましくは(Tg−40℃)〜(Tg+10℃)、さらに好ましくは(Tg−30℃)〜Tgに加熱しておくことが推奨される。これによりホッパー内でのセルロースエステルへの空気中からの水分再吸着が抑制できる。
1) Preheating of cellulose ester After sufficiently drying cellulose ester in advance, it is put into a hopper of a melt extruder. As preferable drying, the water content in the cellulose ester is 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass, and particularly 0.1% by mass or less. Thereby, the hydrolysis of the cellulose ester which develops during melting can be suppressed, and the generation of foreign substances associated therewith can be suppressed. Such drying can be achieved by drying the cellulose ester preferably at 80 to 180 ° C., preferably for 0.1 to 100 hours. This treatment may be performed in an air atmosphere, in an inert gas (for example, nitrogen) atmosphere, or in a vacuum. Foreign substances generated during film formation can be reduced by the pretreatment. This is because the generation source of the foreign matter is derived from the decomposition product of cellulose ester. The heating temperature of the hopper that is preferably used in the present invention is preferably (Tg-50 ° C) to (Tg + 30 ° C), more preferably (Tg-40 ° C) to (Tg + 10 ° C), and more preferably (Tg). It is recommended to heat to −30 ° C.) to Tg. Thereby, moisture re-adsorption from the air to the cellulose ester in the hopper can be suppressed.
2)混練押出し
溶融押し出し機に設置されている2〜15の圧縮比を有する混練スクリューを用い、予熱過程で加熱された所望の溶融温度で、セルロースエステルを混練する。すなわち、本発明ではダイスジを解消するために、本発明のセルロースエステルの溶融温度を好ましくは180℃〜250℃、より好ましくは190℃〜240℃、さらに好ましくは200℃〜230℃に設定する。260℃以上の高い温度で溶融した場合は、本発明のセルロースエステルは分解が生じ、該分解物がダイ内に残留することで発生するダイラインが引き起こす厚みムラを軽減できる。しかし、このように溶融温度を低下させると、溶融不良が発生し、これがブツを発生する原因となりやすい。即ち本発明では、低温でも不溶解を発生させないために、高圧縮比のスクリューを用いていることも推奨される。好ましい圧縮比は3〜15、より好ましくは4〜12、より好ましくは5〜10である。通常は3未満の圧縮比で溶融するのが一般的である。
2) Kneading and Extruding The cellulose ester is kneaded at a desired melting temperature heated in the preheating process using a kneading screw having a compression ratio of 2 to 15 installed in a melt extruder. That is, in the present invention, the melting temperature of the cellulose ester of the present invention is preferably set to 180 ° C. to 250 ° C., more preferably 190 ° C. to 240 ° C., and further preferably 200 ° C. to 230 ° C. in order to eliminate die lines. When melted at a high temperature of 260 ° C. or higher, the cellulose ester of the present invention is decomposed, and thickness unevenness caused by a die line generated by the decomposition product remaining in the die can be reduced. However, when the melting temperature is lowered in this way, poor melting occurs, and this tends to cause shakiness. That is, in the present invention, it is also recommended to use a screw with a high compression ratio so as not to cause insolubility even at low temperatures. A preferable compression ratio is 3 to 15, more preferably 4 to 12, and more preferably 5 to 10. It is common to melt at a compression ratio of less than 3.
この際には、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得られた溶融温度で実施しても良い。より好ましくは上流側(ホッパー側)の温度を下流側(T−ダイ側)の温度より1℃〜50℃、より好ましくは2℃〜30℃、さらに好ましくは3℃〜20℃高くするほうが、セルロースエステルの分解をより抑制できて好ましい。好ましくは溶融を効率よく実施するために送液上流部をより高温にし、溶融された後はセルロースエステルの分解を抑制するために、温度を低めにするものである。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、さらに好ましくは4分〜30分である。さらに、溶融押出し機内を不活性(窒素等)気流中で実施するのも好ましい。 In this case, the melting temperature may be a constant temperature, or may be carried out at a melting temperature obtained by being divided and controlled. More preferably, the temperature on the upstream side (hopper side) is higher by 1 ° C. to 50 ° C. than the temperature on the downstream side (T-die side), more preferably 2 ° C. to 30 ° C., and even more preferably 3 ° C. to 20 ° C. It is preferable because decomposition of the cellulose ester can be further suppressed. Preferably, in order to efficiently perform the melting, the temperature of the upstream portion of the liquid feeding is set higher, and after the melting, the temperature is lowered in order to suppress the decomposition of the cellulose ester. The kneading time is preferably 2 minutes to 60 minutes, more preferably 3 minutes to 40 minutes, and further preferably 4 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) stream.
3)キャスト
溶融したセルロースエステルは、ギヤポンプに通して押し出し機の脈動を除去される。その後に続いて、金属メッシュフィルター等でろ過を行う。メッシュの目の大きさは2〜30μmが好ましく、より好ましくは2〜20μm、さらに好ましくは2〜10μmである。この時、加圧を行い、ろ過に要する時間をできるだけ短縮することが好ましい。ろ過圧は、0.5MPa以上15MPa以下が好ましく、2Pa以上15MPaがさらに好ましく、10Pa以上15MPaがもっとも好ましい。ろ過圧は、高いほうが濾過時間を短くすることができるので好ましいが、フィルターの破損が起こらない範囲の高圧を用いることが好ましい。ろ過の時の温度は180℃〜230℃が好ましく、180℃〜220℃がさらに好ましく、190〜220℃がさらに好ましい。ろ過時の温度が該上限値以下であれば、熱劣化が進行するなどの問題が生じにくいので好ましく、該下限値以上であれば、ろ過に時間がかかりすぎて熱劣化が進行するなどの不都合が生じにくいので好ましい。ろ過に要する時間はできるだけ短くして、フィルムの黄変を防止するのがよい。フィルター1cm2当たり1分間のろ過量は、0.05〜100cm3が好ましく、0.1〜100cm3がさらに好ましく、0.5〜100cm3がもっとも好ましい。
3) Cast Melted cellulose ester is passed through a gear pump to remove the pulsation of the extruder. Subsequently, filtration is performed with a metal mesh filter or the like. The mesh size is preferably 2 to 30 μm, more preferably 2 to 20 μm, and still more preferably 2 to 10 μm. At this time, it is preferable to pressurize and shorten the time required for filtration as much as possible. The filtration pressure is preferably 0.5 MPa to 15 MPa, more preferably 2 Pa to 15 MPa, and most preferably 10 Pa to 15 MPa. A higher filtration pressure is preferable because the filtration time can be shortened, but it is preferable to use a high pressure within a range in which the filter is not damaged. The temperature during filtration is preferably 180 ° C to 230 ° C, more preferably 180 ° C to 220 ° C, and further preferably 190 ° C to 220 ° C. If the temperature during filtration is less than or equal to the upper limit value, it is preferable because problems such as thermal degradation hardly occur. If the temperature is greater than or equal to the lower limit value, it takes too much time for filtration and inconvenience such as thermal degradation proceeds. Is preferable because it is difficult to cause. The time required for filtration should be as short as possible to prevent yellowing of the film. The amount of filtration per 1 cm 2 of filter is preferably 0.05 to 100 cm 3 , more preferably 0.1 to 100 cm 3 , and most preferably 0.5 to 100 cm 3 .
次に、製膜ダイ(T型)から搬送する冷却ドラム上にシート状に押し出すが、前述のように溶融温度より低い温度に制御したT−ダイから押出すことが好ましい。なお、溶融温度が溶融押出し機内で複数に分割し異なる温度にすることも可能であるが、その場合はT−ダイに最も近いところの溶融温度を基準にする。この後、上述のようにT−ダイとキャスティングドラムの間を一定の距離(1〜50cmが好ましい)に保つ。この時、この間の温度変動が少ないよう、ケーシング内に入れることが好ましい。さらに本発明では、T−ダイの温度を溶融温度より5℃〜30℃低くすることが好ましい。これは、T−ダイ上で滞留しセルロースエステルが分解し焦げつき、これがダイラインを引き起こすのを防ぐため、T−ダイの温度を下げたことが特徴である。通常の製膜では溶融混練機からT−ダイまで同じ温度あるいはそれ以上にし、溶融粘度を低くすることで、発生したダイラインをレベリング化するのが一般的であるが、熱分解しやすいセルロースエステルを溶融製膜する場合は上記のように温度を下げることが有効である。 Next, the sheet is extruded in a sheet form onto a cooling drum conveyed from a film forming die (T-type), but it is preferable to extrude from a T-die controlled to a temperature lower than the melting temperature as described above. It is possible to divide the melt temperature into a plurality of different temperatures in the melt extruder, and in this case, the melt temperature closest to the T-die is used as a reference. Thereafter, as described above, a constant distance (preferably 1 to 50 cm) is maintained between the T-die and the casting drum. At this time, it is preferable to put in the casing so that the temperature fluctuation during this period is small. Furthermore, in the present invention, it is preferable that the temperature of the T-die is lower by 5 ° C. to 30 ° C. than the melting temperature. This is characterized in that the temperature of the T-die is lowered in order to prevent it from staying on the T-die and decomposing and burning the cellulose ester, which causes die line. In ordinary film formation, it is common to level the generated die line by setting the melt die to the same temperature or higher from the melt-kneader to the T-die, and lowering the melt viscosity. In the case of melt film formation, it is effective to lower the temperature as described above.
また、セルロースエステルフィルムの横ダン(幅方向に発生する段々状のムラ)を解消するために、本発明ではT−ダイとキャスティングドラムの間を2cm〜50cm離すことが好ましい。より好ましくは5cm〜40cm、さらに好ましくは7cm〜35cmである。通常はネックインを防ぐためにT−ダイとキャスティングドラムの間はなるべく近づけるのが一般的であり、本発明では1〜3cmに近づけることが好ましい。本発明ではセルロースエステルがネックインしにくいため、上記のようにキャスティングドラムとT−ダイの間を広くとることが好ましい。この時のキャスティングドラムの温度は(Tg−30℃)〜Tgが好ましく、より好ましくは(Tg−20℃)〜(Tg−1℃)、さらに好ましくは(Tg−15℃)〜(Tg−2℃)である。さらにこのようにT−ダイ、キャスティングドラム間の距離を長くすることは、上記ダイ筋をレベリング化させ軽減させる効果も有する。なお、本発明のセルロースエステルのTgは70℃〜180℃が好ましく、より好ましくは80℃〜160℃、さらに好ましくは90℃〜150℃である。 Moreover, in order to eliminate the horizontal dan (stepwise unevenness generated in the width direction) of the cellulose ester film, it is preferable in the present invention that the distance between the T-die and the casting drum be 2 cm to 50 cm. More preferably, they are 5 cm-40 cm, More preferably, they are 7 cm-35 cm. Usually, in order to prevent neck-in, the T-die and the casting drum are generally as close as possible. In the present invention, it is preferably close to 1 to 3 cm. In the present invention, since the cellulose ester is difficult to neck-in, it is preferable to widen the space between the casting drum and the T-die as described above. The temperature of the casting drum at this time is preferably (Tg-30 ° C) to Tg, more preferably (Tg-20 ° C) to (Tg-1 ° C), and still more preferably (Tg-15 ° C) to (Tg-2). ° C). Further, increasing the distance between the T-die and the casting drum in this manner also has an effect of leveling and reducing the die streaks. The Tg of the cellulose ester of the present invention is preferably 70 ° C to 180 ° C, more preferably 80 ° C to 160 ° C, and still more preferably 90 ° C to 150 ° C.
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ルドブロックダイを用いて複数層押出しても良い。この後、適宜選ばれた直径(10〜200cmが好ましい)、本数(2〜20本が好ましい)、温度(Tg−30℃が好ましい)の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前面に実施してもよく、一部に実施しても良い。 Extrusion may be performed in a single layer, or multiple layers may be extruded using a multi-manifold die or a field block die. Thereafter, the resin is extruded onto a casting drum having an appropriately selected diameter (preferably 10 to 200 cm), number (preferably 2 to 20) and temperature (preferably Tg-30 ° C.). 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 front surface of the melt-extruded sheet or a part thereof.
次にT−ダイから押出された溶融されたセルロースエステル(メルト)は、キャスティングドラム上で冷却固化する時間をできるだけ長くすることが好ましい。即ち、T−ダイからTg以上で押出されたメルトがキャスティングドラム上でTg近傍以下になり収縮する。この時、面内方向の収縮はメルトとキャスティングドラムとの摩擦で抑制されるため、厚み方向の収縮が支配的になる。即ちここで面配向が形成されRthが発現する。この収縮が急激であると、Rthのムラを発現し易く、上記のようにゆっくり冷却することがポイントである。即ち(Tg+30℃)からTgの間を10℃/秒〜100℃/秒の速度(固化速度)で冷却し固化するのが好ましく、より好ましい固化速度は15℃/秒〜80℃/秒、さらに好ましくは20℃/秒〜60℃/秒で冷却するのが好ましい。通常の樹脂の場合は、300℃/秒以上で固化させるため、本発明の冷却における上記範囲は十分に遅い冷却速度である。そのために、キャスティングドラムとT−ダイの間を温調するのが好ましく、好ましい温度は(Tg−30℃)〜(Tg+50℃)、より好ましくは(Tg−20℃)〜(Tg+40℃)、さらに好ましくは(Tg−10℃)〜(Tg+30℃)である。 Next, it is preferable that the molten cellulose ester (melt) extruded from the T-die is as long as possible to cool and solidify on the casting drum. That is, the melt extruded at Tg or more from the T-die becomes below Tg and shrinks on the casting drum. At this time, since shrinkage in the in-plane direction is suppressed by friction between the melt and the casting drum, shrinkage in the thickness direction becomes dominant. That is, a plane orientation is formed here and Rth is expressed. If this contraction is abrupt, unevenness of Rth is likely to occur, and the point is to cool slowly as described above. That is, it is preferable to cool and solidify between (Tg + 30 ° C.) and Tg at a rate (solidification rate) of 10 ° C./second to 100 ° C./second, more preferable solidification rate is 15 ° C./second to 80 ° C./second, It is preferable to cool at 20 ° C./second to 60 ° C./second. In the case of a normal resin, it is solidified at 300 ° C./second or more, so the above range in the cooling of the present invention is a sufficiently slow cooling rate. Therefore, it is preferable to control the temperature between the casting drum and the T-die, and the preferable temperature is (Tg-30 ° C) to (Tg + 50 ° C), more preferably (Tg-20 ° C) to (Tg + 40 ° C), Preferably, it is (Tg-10 ° C) to (Tg + 30 ° C).
本発明では、好ましいキャスティングドラムの本数は2本〜10本、より好ましくは2本〜6本、さらに好ましくは3本〜5本である。これらのキャスティングドラムの温度は同じであってもよく、異なっていても良い。最上流のキャスティングドラムの温度を最下流のキャスティングドラムより低くすることがより好ましい。3本以上配置する場合は、これらの間のキャスティングドラム温度を、その前段のロールの温度より高くても低くても構わない。即ち、最上流とり最下流の温度を低くすればよく、その間のロール温度は任意に設定してよい。これらのキャスティングドラムの直径は通常20cm〜200cmである。これらの製膜速度は、15m/分〜300m/分の速度で製膜することが好ましい。より好ましくは20m/分〜200m/分、さらに好ましくは30m/分〜100m/分である。 In the present invention, the number of preferable casting drums is 2 to 10, more preferably 2 to 6, and further preferably 3 to 5. The temperatures of these casting drums may be the same or different. More preferably, the temperature of the most upstream casting drum is lower than that of the most downstream casting drum. When three or more are arranged, the casting drum temperature between them may be higher or lower than the temperature of the preceding roll. That is, the temperature at the uppermost stream and the most downstream position may be lowered, and the roll temperature therebetween may be set arbitrarily. The diameter of these casting drums is usually 20 cm to 200 cm. These film forming speeds are preferably formed at a speed of 15 m / min to 300 m / min. More preferably, it is 20 m / min-200 m / min, More preferably, it is 30 m / min-100 m / min.
冷却した後、セルロースエステルフィルムは、キャスティングドラムから剥ぎ取られ、ニップロールを経て、ニップロールで張力カットした後、巻き取り時の張力が0.01kg/cm2〜10kg/cm2で巻き取るのが好ましく、より好ましくは0.10kg/cm2〜9kg/cm2、さらに好ましくは0.10kg/cm2〜9kg/cm2である。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、さらに好ましくは20m/分〜70m/分である。製膜幅は好ましくは1.5m〜5m、より好ましくは1.6m〜4m、さらに好ましくは1.7m〜3mである。キャスティングドラムから剥ぎ取った直後のシートはTgに近い温度のため、巻き取り張力により延伸されRe、Rthが発現し、これは中央部より端部において顕著になる。 After cooling, it is preferable that the cellulose ester film is peeled off from the casting drum, passed through a nip roll, cut with a nip roll, and then wound up at a winding tension of 0.01 kg / cm 2 to 10 kg / cm 2. , more preferably 0.10kg / cm 2 ~9kg / cm 2 , more preferably from 0.10kg / cm 2 ~9kg / cm 2 . The winding speed is preferably 10 m / min to 100 m / min, more preferably 15 m / min to 80 m / min, still more preferably 20 m / min to 70 m / min. The film forming width is preferably 1.5 m to 5 m, more preferably 1.6 m to 4 m, and still more preferably 1.7 m to 3 m. Since the sheet immediately after being peeled off from the casting drum has a temperature close to Tg, it is stretched by the winding tension to express Re and Rth, and this becomes more prominent at the end than at the center.
このため、Re,Rthが放物線状のムラを発現する。キャスティングドラムの後にニップロールを設置し、巻き取り張力のカットする方法が挙げられるが、完全にはカットできず僅かに張力がキャスティングドラム剥ぎ取り後のシートまで伝播する。これがRe,Rthムラを引き起こす。このようなムラは、幅方向全域に渡っておこるため、小さなサイズでは検知し難く、大きなサイズを切り出したときに、問題となる。このため、上記のような弱い張力で巻き取ることがポイントである(通常は20kg/cm2以上で巻かれる)。このような低張力で巻くことで巻きズレが発生し易くなるが、これには両端にナーリング(厚みだし)加工を付与することで対策できる。このようにして得られた未延伸フィルムの厚みは30μm〜400μmが好ましく、より好ましくは40μm〜200μm、さらに好ましくは50μm〜150μmである。また、Re、Rthは0nm〜100nmが好ましく、より好ましくは0nm〜50nm、さらに好ましくは0nm〜25nmである。
このようにして得られる未延伸のフィルムの厚みムラは、本発明にしたがって一般式(2A)、(2B)、(2C)および(2D)のいずれかで表されるフッ素系界面活性剤を用いることによって著しく改善される。フッ素系界面活性剤を用いて製造した未延伸のフィルムの厚みムラは、通常は3.5%以下にすることができ、好ましくは3%以下、さらに好ましくは2%以下、さらにより好ましくは1.5%以下、特に好ましくは1%以下にすることができる。
For this reason, Re and Rth develop parabolic unevenness. There is a method in which a nip roll is installed after the casting drum to cut the winding tension. However, the cutting cannot be completely cut, and the tension is slightly propagated to the sheet after the casting drum is peeled off. This causes Re and Rth unevenness. Such unevenness occurs over the entire width direction, so it is difficult to detect with a small size, and becomes a problem when a large size is cut out. For this reason, it is a point to wind up with the above weak tensions (normally, it winds at 20 kg / cm < 2 > or more). Winding misalignment is likely to occur by winding at such a low tension, but this can be countered by applying knurling (thickening) processing to both ends. The thickness of the unstretched film thus obtained is preferably 30 μm to 400 μm, more preferably 40 μm to 200 μm, still more preferably 50 μm to 150 μm. Further, Re and Rth are preferably 0 nm to 100 nm, more preferably 0 nm to 50 nm, and still more preferably 0 nm to 25 nm.
The thickness unevenness of the unstretched film thus obtained uses a fluorine-based surfactant represented by any one of the general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) according to the present invention. Is significantly improved. The thickness unevenness of an unstretched film produced using a fluorosurfactant can usually be 3.5% or less, preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and even more preferably 1 .5% or less, particularly preferably 1% or less.
以上は未延伸のフィルムに対し、実施した本発明の改良策であるが、このようにして得た未延伸フィルムを延伸することで、同様に厚みムラ、Reムラ、Rthムラ、Re,Rthの湿度変動のさらに小さな延伸フィルムを得ることができる。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 above is an improvement measure of the present invention performed on an unstretched film, but by stretching the unstretched film obtained in this way, thickness unevenness, Re unevenness, Rth unevenness, Re, Rth A stretched film having a smaller humidity fluctuation can be obtained. The sheet thus obtained is preferably trimmed at both ends and wound up. The trimmed portion is re-processed as a raw material for the same type of film or as a raw material for a film of a different type after being pulverized or subjected to processing such as granulation or depolymerization / repolymerization as necessary. May be used. In addition, it is also preferable from the viewpoint of scratch prevention to attach a laminate film on at least one surface before winding.
4)延伸
延伸はTg〜(Tg+50℃)で実施するのが好ましく、より好ましくは(Tg+1℃)〜(Tg+30℃)、さらに好ましくは(Tg+2℃)〜(Tg+20℃)である。好ましい延伸倍率は1%〜500%、より好ましくは3%〜400%、さらに好ましくは5%〜300%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。ここで云う延伸倍率は、以下の式を用いて求めたものである。
延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)−(延伸前の長さ)}/延伸前の長さ
このような延伸は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、長手方向に延伸してもよく(縦延伸)、フィルムの両端をチャックで把持しこれを直交方向(長手方向と直角方向)に広げても良い(横延伸)。一般にいずれの場合も、延伸倍率を大きくすると、Re,Rthとも大きくすることができる。さらにRe、Rthの比を自由に制御するには、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)を制御することで達成できる。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。このような延伸速度は10%/分〜10000%/分が好ましく、より好ましくは20%/分〜1000%/分、さらに好ましくは30%/分〜800%/分である。
4) Stretching Stretching is preferably performed at Tg to (Tg + 50 ° C.), more preferably (Tg + 1 ° C.) to (Tg + 30 ° C.), and further preferably (Tg + 2 ° C.) to (Tg + 20 ° C.). A preferable draw ratio is 1% to 500%, more preferably 3% to 400%, and still more preferably 5% to 300%. These stretching operations may be performed in one stage or in multiple stages. The draw ratio here is determined using the following equation.
Stretch ratio (%) = 100 × {(Length after stretching) − (Length before stretching)} / Length before stretching Such stretching is performed by using two or more pairs of nip rolls having a higher peripheral speed on the outlet side. The film may be stretched in the longitudinal direction (longitudinal stretching), or both ends of the film may be held by a chuck and spread in the orthogonal direction (perpendicular to the longitudinal direction) (lateral stretching). Generally, in either case, when the draw ratio is increased, both Re and Rth can be increased. Further, the ratio of Re and Rth can be freely controlled by controlling the value (aspect ratio) obtained by dividing the space between nip rolls by the film width in the case of longitudinal stretching. That is, the Rth / Re ratio can be increased by reducing the aspect ratio. In the case of lateral 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. Such stretching speed is preferably 10% / min to 10000% / min, more preferably 20% / min to 1000% / min, and further preferably 30% / min to 800% / min.
本発明においては、好ましくは面内のレターデーション(Re)が0≦Re≦200nmであり、厚み方向のレターデーション(Rth)が−200≦Rth≦500nmであり、そのフィルム厚が40〜150μmである。さらに好ましくは、面内のレターデーション(Re)が0≦Re≦150nmであり、厚み方向のレターデーション(Rth)が−100≦Rth≦350nmであり、そのフィルム厚が40〜120μmである。さらに、Re,Rth、厚みのムラをより小さくするために、上述のようなムラの少ない原反を用いることに加えて、延伸温度に幅方向に勾配を持たせるのが好ましい。即ち縦延伸の場合でも、横延伸の場合でも両端部の延伸が進みやすくRe,Rthが発現し易いため、中央部より端部の温度を高くすることが好ましい。端部とは、全幅に対し10%の領域を指し、ここを中央部より6℃〜40℃、より好ましくは7℃〜30℃、さらに好ましくは8℃〜25℃高くすることで達成できる。このように両端の温度を上げるには、両端部に熱源(パネルヒーター、赤外線ヒーター等)を増設してもよく、熱風の噴出し口を増設しても良い。このように敢えて温度分布を付与することで、一定の温度で延伸するより一層均一な延伸が達成できる。このような減少はセルロースエステルフィルム特有の現象である。 In the present invention, the in-plane retardation (Re) is preferably 0 ≦ Re ≦ 200 nm, the thickness direction retardation (Rth) is −200 ≦ Rth ≦ 500 nm, and the film thickness is 40 to 150 μm. is there. More preferably, the in-plane retardation (Re) is 0 ≦ Re ≦ 150 nm, the thickness direction retardation (Rth) is −100 ≦ Rth ≦ 350 nm, and the film thickness is 40 to 120 μm. Further, in order to make the unevenness of Re, Rth, and thickness smaller, it is preferable to give a stretching gradient in the width direction in addition to using the raw material with less unevenness as described above. That is, in both the case of longitudinal stretching and the case of lateral stretching, stretching at both ends is likely to proceed, and Re and Rth are likely to be expressed. An edge part refers to the area | region of 10% with respect to a full width, and it can achieve this by making it 6 to 40 degreeC higher than a center part, More preferably 7 to 30 degreeC, More preferably, it makes 8 to 25 degreeC higher. In order to increase the temperature at both ends in this way, heat sources (panel heaters, infrared heaters, etc.) may be added to both ends, or hot air outlets may be added. By giving a temperature distribution in this way, more uniform stretching can be achieved than stretching at a constant temperature. Such a decrease is a phenomenon peculiar to a cellulose ester film.
延伸後の膜厚は10〜300μmが好ましく、より好ましくは20μm〜200μm、さらに好ましくは30μm〜100μmが好ましい。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が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°に近いほど好ましく、0±3°が好ましく、より好ましくは0±1.5°、さらに好ましくは0±0.5°である。横延伸の場合は、90±3°あるいは−90±3°が好ましく、より好ましくは90±1.5°あるいは−90±1.5°、さらに好ましくは90±0.5°あるいは−90±0.5°である。 The film thickness after stretching is preferably 10 to 300 μm, more preferably 20 μm to 200 μm, and still more preferably 30 μm to 100 μm. The angle θ formed by the film forming direction (longitudinal direction) and the slow axis of Re of the film is preferably closer to 0 °, + 90 °, or −90 °. That is, in the case of longitudinal stretching, it is preferably as close to 0 °, preferably 0 ± 3 °, more preferably 0 ± 1.5 °, and further preferably 0 ± 0.5 °. In the case of transverse stretching, 90 ± 3 ° or −90 ± 3 ° is preferable, more preferably 90 ± 1.5 ° or −90 ± 1.5 °, and still more preferably 90 ± 0.5 ° or −90 ± 0. 5 °.
ここで、熱処理後の冷却温度は、熱処理温度やフィルム厚みによって異なるが、通常、−40℃〜(Tg−10)℃の温度範囲において空冷する。好ましくは、0〜40℃である。この際、フィルムの表面と裏面を冷却する空気等の冷却媒体の温度差が、得られる(二軸)延伸フィルムの非熱変形性に影響を及ぼす。冷却気体の温度差が大き過ぎると、得られる(二軸)延伸フィルムの表裏両面の熱収縮率差が大きくなり、加熱時にフィルムが歪み、ソリが生じ易くなり、変形が大きくなる。かかる点を考慮すると、フィルムの表面と裏面を冷却する空気等の冷却媒体の温度差は小さい方が好ましいが、本発明の目的を達成するためには、該温度差を5℃以内に調整することが重要である。 Here, the cooling temperature after the heat treatment varies depending on the heat treatment temperature and the film thickness, but is usually air-cooled in a temperature range of −40 ° C. to (Tg−10) ° C. Preferably, it is 0-40 degreeC. Under the present circumstances, the temperature difference of cooling media, such as air which cools the surface of a film, and a back surface, affects the non-thermal deformation property of the obtained (biaxial) stretched film. When the temperature difference of the cooling gas is too large, the difference in thermal shrinkage between the front and back surfaces of the obtained (biaxial) stretched film is increased, the film is easily distorted during heating, warping is likely, and deformation is increased. Considering such points, it is preferable that the temperature difference between the cooling medium such as air for cooling the front and back surfaces of the film is small. However, in order to achieve the object of the present invention, the temperature difference is adjusted within 5 ° C. This is very important.
これらの延伸前、延伸後のセルロースエステルフィルムは、105℃、5時間での縦および横の寸法収縮率は±0.1%以下であることが好ましく、80℃・相対湿度90%における寸法収縮率が縦および横とも±0.5%未満であることが好ましく、ヘイズは0.6%以下であることが好ましく、引き裂き強度は縦、横とも10g以上であることが好ましく、引っ張り強度が縦、横とも50N/mm2以上であることが好ましく、弾性率が縦、横とも3kN/mm2以上であることが好ましい。
これらの未延伸、延伸セルロースエステルフィルムは単独で使用してもよく、これらと偏光板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。
These stretched cellulose ester films before and after stretching preferably have a vertical and horizontal dimensional shrinkage of ± 0.1% or less at 105 ° C. for 5 hours, and dimensional shrinkage at 80 ° C. and 90% relative humidity. The rate is preferably less than ± 0.5% both vertically and horizontally, the haze is preferably 0.6% or less, the tear strength is preferably 10 g or more both vertically and horizontally, and the tensile strength is longitudinal. The width is preferably 50 N / mm 2 or more, and the elastic modulus is preferably 3 kN / mm 2 or more for both length and width.
These unstretched and stretched cellulose ester films may be used alone or in combination with a polarizing plate, and a liquid crystal layer or a layer with a controlled refractive index (low reflection layer) or hard A coat layer may be provided for use.
延伸後のセルロースエステルフィルム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%であり、好ましいRthムラは0%〜10%が好ましく、より好ましくは0%〜7%、さらに好ましくは0%〜5%であり、好ましいReムラは0%〜10%が好ましく、より好ましくは0%〜7%、さらに好ましくは0%〜5%であり、湿度に伴うRe、Rth変動は0%/相対湿度%〜1.5%/相対湿度%が好ましく、より好ましくは0%/相対湿度%〜1.2%/相対湿度%、さらに好ましくは0%/相対湿度%〜1%/相対湿度%である。このような延伸フィルムは、上記特性を有する上記未延伸フィルムを延伸することで達成できる。即ちReムラの小さな未延伸フィルム(原反)を延伸することでReムラの小さな延伸フィルムを達成でき、Rthムラ、厚みムラ、Re,Rthの温度変化に対しても同様である。
本発明では、上述のように厚みムラを小さくしたフィルムを用いることで、厚みもレターデーションも均一な延伸を行うことができる(本発明のような手法を実施していない前述の特開2000−352620号公報記載のような厚みムラの存在するフィルムを延伸すると、力学的に弱い薄いところから延伸されるため、厚みムラが増幅され易い。延伸により厚みムラが軽減されるような印象をもたれる場合があるが、このようなセルロースエステルフィルムの場合はこの逆である)。
The thickness unevenness of the cellulose ester film after stretching is preferably 0% to 2% in both the thickness direction and the width direction, more preferably 0% to 1.5%, still more preferably 0% to 1%, and preferable Rth unevenness. Is preferably 0% to 10%, more preferably 0% to 7%, still more preferably 0% to 5%, and the preferred Re unevenness is preferably 0% to 10%, more preferably 0% to 7%. More preferably, it is 0% to 5%, and Re and Rth fluctuations with humidity are preferably 0% / relative humidity% to 1.5% / relative humidity%, more preferably 0% / relative humidity% to 1.2%. % / Relative humidity%, more preferably 0% / relative humidity% to 1% / relative humidity%. Such a stretched film can be achieved by stretching the unstretched film having the above properties. That is, a stretched film with small Re unevenness can be achieved by stretching an unstretched film (raw fabric) with small Re unevenness, and the same applies to Rth unevenness, thickness unevenness, and Re and Rth temperature changes.
In the present invention, by using a film with reduced thickness unevenness as described above, it is possible to perform uniform stretching in both thickness and retardation (the above-mentioned JP-A 2000-2000 in which the method of the present invention is not implemented). When a film having thickness unevenness as described in Japanese Patent No. 352620 is stretched, the thickness unevenness is easily amplified because the film is stretched from a mechanically weak thin area. The reverse is the case with such cellulose ester films).
<セルロースエステルフィルムの改質>
次に本発明のセルロースエステルフィルムについて、さらに機能を付与する場合の好ましい態様を記述する。まずセルロースエステルフィルムの表面処理方法について記述する。
セルロースエステルフィルムは、場合により表面処理を行うことによって、セルロースエステル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。グロー放電処理とは、10-3〜20Torrの低圧ガス下でおこる、いわゆる低温プラズマのことも示すが、大気圧下でのグロー放電処理でもよい。
<Modification of cellulose ester film>
Next, about the cellulose ester film of this invention, the preferable aspect in the case of providing a function further is described. First, a surface treatment method for a cellulose ester film will be described.
The cellulose ester film can achieve improved adhesion between the cellulose ester film and each functional layer (for example, the undercoat layer and the back layer) by optionally performing a surface treatment. For example, glow discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, flame treatment, acid or alkali treatment can be used. The glow discharge treatment also indicates so-called low temperature plasma that occurs under a low pressure gas of 10 −3 to 20 Torr, but may be a glow discharge treatment under atmospheric pressure.
まず、低圧下でのグロー放電処理は、米国特許第3,462,335号、同3,761,299号、同4,072,769号および英国特許第891,469号各明細書に記載されている。また不活性ガス、酸化窒素類、有機化合物ガス等の特定のガス等を導入することも行われる。ポリマーの表面をグロー放電処理する際には大気圧でもよいし減圧下で実施されてもよい。グロー放電処理の雰囲気に酸素、窒素、ヘリウムあるいはアルゴンのような種々のガスや水を導入しながら実施してもよい。グロー放電処理時の真空度は0.005〜20Torrが好ましく、より好ましくは0.02〜2Torrである。また、電圧は500〜5000Vの間が好ましく、より好ましくは500〜3000Vである。使用する放電周波数は、直流から数千MHz、より好ましくは50Hz〜20MHz、さらに好ましくは1KHz〜1MHzである。放電処理強度は、0.01KV・A・分/m2〜5KV・A・分/m2が好ましく、より好ましくは0.15KV・A・分/m2〜1KV・A・分/m2である。 First, glow discharge treatment under low pressure is described in U.S. Pat. Nos. 3,462,335, 3,761,299, 4,072,769 and British Patent 891,469. ing. In addition, a specific gas such as an inert gas, nitrogen oxides, or an organic compound gas is also introduced. When the surface of the polymer is subjected to a glow discharge treatment, it may be performed at atmospheric pressure or under reduced pressure. It may be carried out while introducing various gases and water such as oxygen, nitrogen, helium or argon into the atmosphere of the glow discharge treatment. The degree of vacuum during the glow discharge treatment is preferably 0.005 to 20 Torr, more preferably 0.02 to 2 Torr. The voltage is preferably between 500 and 5000V, more preferably between 500 and 3000V. The discharge frequency to be used is from DC to several thousand MHz, more preferably 50 Hz to 20 MHz, and further preferably 1 KHz to 1 MHz. The discharge treatment intensity is preferably 0.01 KV · A · min / m 2 to 5 KV · A · min / m 2 , more preferably 0.15 KV · A · min / m 2 to 1 KV · A · min / m 2 . is there.
次に紫外線照射法も本発明では好ましく用いられる。使用される水銀灯は石英管からなる高圧水銀灯で、紫外線の波長が180〜380nmの間であるものが好ましい。紫外線照射の方法については、光源はセルロースエステルフィルムの表面温度が150℃前後にまで上昇することが支持体性能上問題なければ、主波長が365nmの高圧水銀灯ランプを使用することができる。低温処理が必要とされる場合には主波長が254nmの低圧水銀灯が好ましい。またオゾンレスタイプの高圧水銀ランプ、および低圧水銀ランプを使用する事も可能である。処理光量に関しては処理光量が多いほどセルロースエステルフィルムと被接着層との接着力は向上するが、光量の増加に伴い支持体が着色し、また支持体が脆くなるという問題が発生する。従って、365nmを主波長とする高圧水銀ランプで、照射光量20〜10000(mJ/cm2)がよく、より好ましくは50〜2000(mJ/cm2)である。254nmを主波長とする低圧水銀ランプの場合には、照射光量100〜10000(mJ/cm2)がよく、より好ましくは300〜1500(mJ/cm2)である。 Next, an ultraviolet irradiation method is also preferably used in the present invention. The mercury lamp used is a high-pressure mercury lamp made of a quartz tube and preferably has an ultraviolet wavelength of 180 to 380 nm. As for the method of ultraviolet irradiation, a high pressure mercury lamp with a dominant wavelength of 365 nm can be used as long as the surface temperature of the cellulose ester film rises to around 150 ° C. in terms of support performance. When low-temperature treatment is required, a low-pressure mercury lamp having a dominant wavelength of 254 nm is preferable. Ozone-less high-pressure mercury lamps and low-pressure mercury lamps can also be used. With regard to the amount of processed light, the greater the amount of processed light, the better the adhesion between the cellulose ester film and the adherend layer, but the problem arises that the support becomes colored and the support becomes brittle as the amount of light increases. Therefore, a high-pressure mercury lamp having a main wavelength of 365 nm has a good irradiation light quantity of 20 to 10000 (mJ / cm 2 ), more preferably 50 to 2000 (mJ / cm 2 ). In the case of low-pressure mercury lamp for a 254nm main wavelength, the irradiation light amount 100~10000 (mJ / cm 2) C., more preferably 300~1500 (mJ / cm 2).
次にセルロースエステルフィルムの表面処理としてコロナ放電処理も好ましく、コロナ放電処理装置は、Pillar社製ソリッドステートコロナ処理機、LEPEL型表面処理機、VETAPHON型処理機等を用いることができる。処理は空気中、常圧で行うことができる。処理時の放電周波数は、5〜40KV、より好ましくは10〜30KVであり、波形は交流正弦波が好ましい。電極と誘電体ロールのギャップクリアランスは0.1〜10mm、より好ましくは1.0〜2.0mmである。放電は、放電帯域に設けられた誘電サポートローラーの上方で処理し、処理量は、0.3〜0.4KV・A・分/m2、より好ましくは0.34〜0.38KV・A・分/m2である。 Next, corona discharge treatment is also preferable as the surface treatment of the cellulose ester film. As the corona discharge treatment apparatus, a solid state corona treatment machine manufactured by Pillar, a LEPEL type surface treatment machine, a VETAPHON type treatment machine, or the like can be used. The treatment can be performed in air at normal pressure. The discharge frequency during the treatment is 5 to 40 KV, more preferably 10 to 30 KV, and the waveform is preferably an AC sine wave. The gap clearance between the electrode and the dielectric roll is 0.1 to 10 mm, more preferably 1.0 to 2.0 mm. The discharge is processed above a dielectric support roller provided in the discharge zone, and the treatment amount is 0.3 to 0.4 KV · A · min / m 2 , more preferably 0.34 to 0.38 KV · A ·. Min / m 2 .
次に火炎処理について記述すると、用いるガスは天然ガス、液化プロパンガス、都市ガスのいずれでもかまわないが、空気との混合比が重要である。天然ガス/空気の好ましい混合比は容積比で1/6〜1/10、好ましくは1/7〜1/9である。また、液化プロパンガス/空気の場合は1/14〜1/22、好ましくは1/16〜1/19、都市ガス/空気の場合は1/2〜1/8、好ましくは1/3〜1/7である。
また、火炎処理量は1〜50Kcal/m2、より好ましくは3〜20Kcal/m2の範囲で行うとよい。
Next, the flame treatment will be described. The gas used may be natural gas, liquefied propane gas, or city gas, but the mixing ratio with air is important. A preferable mixing ratio of natural gas / air is 1/6 to 1/10, preferably 1/7 to 1/9 by volume. In the case of liquefied propane gas / air, 1/14 to 1/22, preferably 1/16 to 1/19, and in the case of city gas / air, 1/2 to 1/8, preferably 1/3 to 1. / 7.
Further, the flame treatment amount is 1 to 50 Kcal / m 2 , more preferably 3 to 20 Kcal / m 2 .
また、セルロースエステルフィルムの表面処理として好ましく用いられるアルカリケン化処理を具体的に説明する。セルロースエステルフィルム表面をアルカリ溶液に浸漬した後、酸性溶液で中和し、水洗して乾燥するサイクルで行われることが好ましい。アルカリ溶液としては、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液が挙げられ、水酸化イオンの濃度は0.1mol/L〜4.0mol/Lであることが好ましく、0.5mol/L〜3.5mol/Lであることがさらに好ましい。アルカリ溶液温度は、室温〜90℃の範囲が好ましく、40℃〜70℃がさらに好ましい。次に一般には水洗され、しかる後に酸性水溶液を通過させた後に、水洗して表面処理したセルロースエステルフィルムを得る。 Moreover, the alkali saponification process preferably used as the surface treatment of the cellulose ester film will be specifically described. It is preferable that the cellulose ester film surface is immersed in an alkaline solution, then neutralized with an acidic solution, washed with water and dried. Examples of the alkaline solution include a potassium hydroxide solution and a sodium hydroxide solution, and the concentration of hydroxide ions is preferably 0.1 mol / L to 4.0 mol / L, preferably 0.5 mol / L to 3.5 mol. More preferably, it is / L. The alkaline solution temperature is preferably in the range of room temperature to 90 ° C, more preferably 40 ° C to 70 ° C. Next, it is generally washed with water, and then an acidic aqueous solution is passed through, followed by washing with water to obtain a surface-treated cellulose ester film.
この時、酸としては塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、蟻酸、クロロ酢酸、シュウ酸などであり、その濃度は0.01mol/L〜3.0mol/Lであることが好ましく、0.05mol/L〜2.0mol/Lであることがさらに好ましい。アルカリケン化時間は、20〜600秒で実施されるがことが好ましくは、さらには30〜300秒が好ましく、特には40〜210秒であることが好ましい。また中和は、20〜600秒で実施されることが好ましく、より好ましくは30〜250秒、特には40〜180秒であるであることが好ましい。さらに水洗については、20〜400秒で実施されることが好ましく、より好ましくは30〜300秒、特には40〜210秒であるであることが好ましい。 At this time, the acid is hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, formic acid, chloroacetic acid, oxalic acid, etc., and its concentration is preferably 0.01 mol / L to 3.0 mol / L, 0.05 mol / L More preferably, it is -2.0 mol / L. The alkali saponification time is preferably 20 to 600 seconds, more preferably 30 to 300 seconds, and particularly preferably 40 to 210 seconds. The neutralization is preferably carried out in 20 to 600 seconds, more preferably 30 to 250 seconds, and particularly preferably 40 to 180 seconds. Further, the washing with water is preferably performed in 20 to 400 seconds, more preferably 30 to 300 seconds, and particularly preferably 40 to 210 seconds.
これらの方法で得られた固体の表面エネルギーは、「ぬれの基礎と応用」(リアライズ社 1989.12.10発行)に記載のように接触角法、湿潤熱法、および吸着法により求めることができ、接触角法を用いることが好ましく、水の接触角が10〜45°、更には10〜40°が好ましく、特には10〜30°が好ましい。セルロースエステルフィルムと機能性層を接着するために、表面活性化処理をしたのち、直接セルロースエステルフィルム上に機能層を塗布して接着力を得る方法と、一旦何がしかの表面処理をした後、あるいは表面処理なしで、下塗層(接着層)を設けこの上に機能層を塗布する方法とがある。
下塗層の構成としても種々の工夫が行われており、第1層として支持体によく隣接する層(以下、下塗第1層と略す)を設け、その上に第2層として機能層とよく接着する下塗り第2層を塗布する所謂重層法がある。
The surface energy of the solid obtained by these methods can be determined by the contact angle method, the wet heat method, and the adsorption method as described in “Basics and Applications of Wetting” (issued by Realize 1989.12.10). The contact angle method is preferably used, and the contact angle of water is preferably 10 to 45 °, more preferably 10 to 40 °, and particularly preferably 10 to 30 °. In order to bond the cellulose ester film and the functional layer, after surface activation treatment, directly apply the functional layer on the cellulose ester film to obtain adhesive strength, and after some surface treatment Alternatively, there is a method in which an undercoat layer (adhesive layer) is provided and a functional layer is applied thereon without surface treatment.
Various contrivances have also been made for the constitution of the undercoat layer, and a layer that is often adjacent to the support (hereinafter abbreviated as the undercoat first layer) is provided as the first layer, and a functional layer is provided as the second layer thereon. There is a so-called multi-layer method in which an undercoat second layer that adheres well is applied.
単層法においては、セルロースエステルフィルムを膨張させ、下塗層素材と界面混合させることによって良好な接着性を達成している場合が多い。本発明に使用する下塗ポリマーとしては、水溶性ポリマー、セルロースエステル、ラテックスポリマー、水溶性ポリエステルなどが例示される。水溶性ポリマーとしては、ゼラチン、ゼラチン誘導体、カゼイン、寒天、アルギン酸ナトリウム、でんぷん、ポリビニールアルコール、ポリアクリル酸共重合体、無水マレイン酸共重合体などであり、セルロースエステルとしてはカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどである。ラテックスポリマーとしては塩化ビニル含有共重合体、塩化ビニリデン含有共重合体、アクリル酸エステル含有共重合体、酢酸ビニル含有共重合体、ブタジエン含有共重合体などである。重層法における下塗第1層では、例えば塩化ビニル、塩化ビニリデン、ブタジエン、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸などの中から選ばれた単量体を出発原料とする共重合体を始めとして、ポリエチレンイミン、エポキシ樹脂、グラフト化ゼラチン、ニトロセルロース、等のオリゴマーもしくはポリマーなどがある。 In the single layer method, good adhesion is often achieved by expanding the cellulose ester film and interfacial mixing with the undercoat layer material. Examples of the primer polymer used in the present invention include water-soluble polymers, cellulose esters, latex polymers, and water-soluble polyesters. Examples of water-soluble polymers include gelatin, gelatin derivatives, casein, agar, sodium alginate, starch, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid copolymer, maleic anhydride copolymer, and cellulose esters such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose. Etc. Examples of the latex polymer include a vinyl chloride-containing copolymer, a vinylidene chloride-containing copolymer, an acrylate ester-containing copolymer, a vinyl acetate-containing copolymer, and a butadiene-containing copolymer. In the first subbing layer in the multi-layer method, for example, a copolymer starting from a monomer selected from vinyl chloride, vinylidene chloride, butadiene, methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride and the like is used. As oligomers or polymers of polyethyleneimine, epoxy resin, grafted gelatin, nitrocellulose and the like.
また本発明のセルロースエステルフィルムには好ましい態様としては、偏光子と接着するための親水性バインダー層が設けられることである。例えば、−COOM基含有の酢酸ビニル−マレイン酸共重合体化合物、または親水性セルロース誘導体(例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース等)、ポリビニールアルコール誘導体(例えば酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポリビニルベンザール等)天然高分子化合物(例えばゼラチン、カゼインアラビアゴム等)、親水基含有ポリエステル誘導体(例えばスルホン基含有ポリエステル共重合体)が挙げられる。 Moreover, as a preferable aspect, the cellulose-ester film of this invention is providing the hydrophilic binder layer for adhere | attaching with a polarizer. For example, a vinyl acetate-maleic acid copolymer compound containing -COOM group, or a hydrophilic cellulose derivative (for example, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, etc.), a polyvinyl alcohol derivative (for example, vinyl acetate-vinyl alcohol copolymer, Polyvinyl acetal, polyvinyl formal, polyvinyl benzal, etc.) natural polymer compounds (for example, gelatin, casein gum arabic, etc.), hydrophilic group-containing polyester derivatives (for example, sulfone group-containing polyester copolymers).
本発明セルロースエステルフィルムに場合により施される下塗り層には、機能層の透明性などを実質的に損なわない程度に無機または、有機の微粒子をマット剤として含有させることができる。無機の微粒子のマット剤としてはシリカ(SiO2),二酸化チタン(TiO2),炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを使用することができる。有機の微粒子マット剤としては、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテ−トプロピオネート、ポリスチレン、米国特許第4,142,894号明細書に記載されている処理液可溶性のもの、米国特許第4,396,706号明細書に記載されているポリマ−などを用いることができる。これらの微粒子マット剤の平均粒子サイズは0.01〜10μmのものが好ましい。より好ましくは、0.05〜5μmである。また、その含有量は0.5〜600mg/m2が好ましく、更に好ましくは、1〜400mg/m2である。 下塗液は、一般に良く知られた塗布方法、例えばディップコート法、エア−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、グラビアコート法、スライドコート法、或いは、米国特許第2,681,294号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストルージョンコート法により塗布することができる。 The undercoat layer optionally applied to the cellulose ester film of the present invention can contain inorganic or organic fine particles as a matting agent to such an extent that the transparency of the functional layer is not substantially impaired. Silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), calcium carbonate, magnesium carbonate and the like can be used as the inorganic fine particle matting agent. Examples of the organic fine particle matting agent include polymethyl methacrylate, cellulose acetate propionate, polystyrene, a treatment solution-soluble one described in US Pat. No. 4,142,894, and US Pat. No. 4,396,706. Polymers described in the specification can be used. These fine particle matting agents preferably have an average particle size of 0.01 to 10 μm. More preferably, it is 0.05-5 micrometers. Further, the content thereof is preferably 0.5~600mg / m 2, is more preferably from 1 to 400 mg / m 2. The undercoating liquid is generally a well-known coating method such as dip coating, air-knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, slide coating, or US Pat. , 681,294 specification, and can be applied by an extrusion coating method using a hopper.
本発明のセルロースエステルフィルムが利用される偏光板用保護膜の構成においては、フィルムの少なくとも一層に帯電防止層を設けたり、偏光子と接着するための親水性バインダー層が設けられることが好ましい。まず、本発明の導電層について以下に記す。導電性素材としては、導電性金属酸化物や導電性ポリマーが好ましい。なお、蒸着やスパッタリングによる透明導電性膜でもよい。金属酸化物の例としては、 ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO2、V2O5等、或いはこれらの複合酸化物が好ましく、特にZnO、SnO2あるいはV2O5が好ましい。複合酸化物の異種原子例としては、Al、In、Ta、Sb、Nb、ハロゲン、Agの添加が効果的であり、添加量は0.01mol%〜25mol%の範囲が好ましい。また、これらの導電性を有する金属酸化物粉体の体積抵抗率は107Ω−cm特に105Ω−cm以下であって、1次粒子サイズが100Å〜0.2μmで、これら凝集体の高次構造の長径が300Å〜6μmである特定の構造を有する粉体を導電層に体積分率で0.01%〜20%含んでいることが好ましい。この導電性微粒子の使用量は0.01〜5.0g/m2が好ましく、特に0.005〜1g/m2が好ましい。 In the configuration of the protective film for polarizing plate in which the cellulose ester film of the present invention is used, it is preferable that an antistatic layer is provided on at least one layer of the film or a hydrophilic binder layer for adhering to the polarizer is provided. First, the conductive layer of the present invention will be described below. As the conductive material, a conductive metal oxide or a conductive polymer is preferable. A transparent conductive film by vapor deposition or sputtering may be used. Examples of metal oxides are preferably ZnO, TiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , SiO 2 , MgO, BaO, MoO 2 , V 2 O 5 , or a composite oxide thereof. In particular, ZnO, SnO 2 or V 2 O 5 is preferable. As examples of the hetero atoms of the composite oxide, addition of Al, In, Ta, Sb, Nb, halogen, and Ag is effective, and the addition amount is preferably in the range of 0.01 mol% to 25 mol%. The volume resistivity of these conductive metal oxide powders is 10 7 Ω-cm, particularly 10 5 Ω-cm or less, and the primary particle size is 100 to 0.2 μm. It is preferable that the conductive layer contains 0.01% to 20% by volume fraction of powder having a specific structure with a major structure having a major axis of 300 to 6 μm. The amount of the conductive fine particles is preferably 0.01~5.0g / m 2, in particular 0.005~1g / m 2 is preferred.
導電性微粒子の分散用バインダーは、フィルム形成能を有する物であれば特に限定されるものではないが、例えばゼラチン、カゼイン等のタンパク質、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース化合物、デキストラン、寒天、アルギン酸ナトリウム、デンプン誘導体等の糖類、ポリビニールアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリ−N−ビニルピロリドン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸等の合成ポリマー等を挙げることができる。 The binder for dispersing the conductive fine particles is not particularly limited as long as it has a film-forming ability. For example, proteins such as gelatin and casein, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, acetyl cellulose, diacetyl cellulose, and triacetyl cellulose. Cellulose compounds such as dextran, agar, sodium alginate, starch derivatives, etc., polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyacrylate ester, polymethacrylate ester, polystyrene, polyacrylamide, poly-N-vinylpyrrolidone, polyester, Examples thereof include synthetic polymers such as polyvinyl chloride and polyacrylic acid.
次にイオン導電性物質とは、電気伝導性を示し、電気を選ぶ担体であるイオンを含有する物質のことである。この例としては、イオン性高分子化合物と電解質を含む金属酸化物ゾルを挙げることができる。これらの導電性層の電気抵抗は1012Ω(25℃・相対湿度10%)以下が好ましく、より好ましくは1010Ω以下、特に好ましくは109Ω以下である。さらに導電性材料として、有機電子伝導性材料もこのましく、例えばポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリアセチレン誘導体などを挙げることができる。 The ion conductive substance is a substance containing ions that are carriers that show electric conductivity and select electricity. As an example, a metal oxide sol containing an ionic polymer compound and an electrolyte can be given. The electrical resistance of these conductive layers is preferably 10 12 Ω (25 ° C., relative humidity 10%) or less, more preferably 10 10 Ω or less, and particularly preferably 10 9 Ω or less. Further, as the conductive material, an organic electron conductive material is also preferable, and examples thereof include a polyaniline derivative, a polythiophene derivative, a polypyrrole derivative, and a polyacetylene derivative.
本発明のセルロースエステルフィルムの利用においては界面活性剤が好ましく用いられる。本発明の機能層には界面活性剤はその使用目的によって、分散剤、塗布剤、濡れ剤、帯電防止剤などに分類されるが、以下に述べる界面活性剤を適宜使用することで、それらの目的は達成できる。本発明で使用される界面活性剤は、ノニオン性、イオン性(アニオン、カチオン、ベタイン)いずれも使用できる。さらにフッ素系低分子界面活性剤も有機溶媒中での塗布剤としたり、帯電防止剤として好ましく用いられる。使用される層としてはセルロースエステルからなる層中でもよいし、その他の機能層のいずれでもよい。光学用途で利用される場合は、機能層の例としては下塗り層、中間層、配向制御層、屈折率制御層、保護層、防汚層、粘着層、バック下塗り層、バック層などである。その使用量は目的を達成するために必要な量であれば特に限定されないがしいが、一般には添加する層の質量に対して、0.0001〜5質量%が好ましく、更には0.0005〜2質量%が好ましい。その場合の塗設量は、1m2当り0.02〜1000mgが好ましく、0.05〜200mgが好ましい。 In the use of the cellulose ester film of the present invention, a surfactant is preferably used. In the functional layer of the present invention, the surfactant is classified into a dispersant, a coating agent, a wetting agent, an antistatic agent, etc. depending on the purpose of use, but by appropriately using the surfactant described below, The goal can be achieved. As the surfactant used in the present invention, either nonionic or ionic (anion, cation, betaine) can be used. Further, a fluorine-based low molecular surfactant is preferably used as a coating agent in an organic solvent or as an antistatic agent. The layer used may be a layer made of cellulose ester, or any other functional layer. When used in optical applications, examples of the functional layer include an undercoat layer, an intermediate layer, an orientation control layer, a refractive index control layer, a protective layer, an antifouling layer, an adhesive layer, a back undercoat layer, and a back layer. Although the amount used is not particularly limited as long as it is an amount necessary to achieve the purpose, it is generally preferably 0.0001 to 5% by mass, more preferably 0.0005 to the mass of the layer to be added. 2% by mass is preferred. In this case, the coating amount is preferably 0.02 to 1000 mg, more preferably 0.05 to 200 mg per 1 m 2 .
また、セルロースエステルフィルムの上のいずれかの層に滑り剤を含有させてもよく、その場合は特に最外層が好ましい。用いられる滑り剤としては、例えば、特公昭53−292号公報に開示されているようなポリオルガノシロキサン、米国特許第4,275,146号明細書に開示されているような高級脂肪酸アミド、特公昭58−33541号公報、英国特許第927、446号明細書或いは特開昭55−126238号および同58−90633号公報に開示されているような高級脂肪酸エステル(炭素数10〜24の脂肪酸と炭素数10〜24のアルコールのエステル)、そして、米国特許第3,933,516号明細書に開示されているような高級脂肪酸金属塩、また、特開昭58−50534号公報に開示されているような、直鎖高級脂肪酸と直鎖高級アルコールのエステル、世界公開90108115.8に開示されているような分岐アルキル基を含む高級脂肪酸−高級アルコールエステル等が知られている。 Further, a slip agent may be contained in any layer on the cellulose ester film, and in that case, the outermost layer is particularly preferable. Examples of the slip agent used include polyorganosiloxanes disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-292, higher fatty acid amides disclosed in US Pat. No. 4,275,146, Higher fatty acid esters (such as those having 10 to 24 carbon atoms and fatty acids such as those disclosed in JP-A-58-33541, British Patent No. 927,446 or JP-A-55-126238 and 58-90633). Esters of alcohols having 10 to 24 carbon atoms), and higher fatty acid metal salts as disclosed in US Pat. No. 3,933,516, and also disclosed in JP-A-58-50534 Esters of linear higher fatty acids and linear higher alcohols, branched alkyl groups as disclosed in WO 90108115.8 Higher alcohol esters and the like are known - higher fatty acids containing.
このうちポリオルガノシロキサンとしては、一般的に知られている、ポリジメチルシロキサンポリジエチルシロキサン等のポリアルキルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン等のポリアリールシロキサンのほかに、特公昭53−292号,特公昭55−49294号、特開昭60−140341号各公報等に示されるような、C5 以上のアルキル基を持つオルガノポリシロキサン、側鎖にポリオキシアルキレン基を有するアルキルポリシロキサン、側鎖にアルコキシ、ヒドロキシ、水素、カルボキシル、アミノ、メルカプト基を有するようなオルガノポリシロキサン等の変性ポリシロキサンを用いることもできるし、シロキサンユニットを有するブロックコポリマーや、特開昭60−191240号公報に示されるようなシロキサンユニットを側鎖に持つグラフトコポリマーを用いることもできる。上記滑り剤の塗設にあたっては,皮膜形成能のあるバインダーと共に用いることもできる。このようなポリマーとしては,公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂、反応性樹脂、およびこれらの混合物、ゼラチンなどの親水性バインダーを使用することができる。滑り性能は静摩擦係数0.25以下が好ましく、試料を温度25℃・相対湿度60%で2時間調湿した後、HEIDON−10静摩擦係数測定機により、5mmφのステンレス鋼球を用いて測定した値であり、数値が小さい程滑り性は良い。 Among these, as polyorganosiloxane, in addition to polyalkylsiloxanes such as polydimethylsiloxane polydiethylsiloxane and polyarylsiloxanes such as polydiphenylsiloxane and polymethylphenylsiloxane, which are generally known, JP-B 53-292 No., JP-B-55-49294, JP-A-60-140341, etc., an organopolysiloxane having an alkyl group of C 5 or more, an alkylpolysiloxane having a polyoxyalkylene group in the side chain, A modified polysiloxane such as an organopolysiloxane having an alkoxy, hydroxy, hydrogen, carboxyl, amino, or mercapto group in the side chain can be used, a block copolymer having a siloxane unit, or JP-A-60-191240. In Siloxane units as may be used graft polymer having a side chain. In coating the slip agent, it can be used together with a binder having a film forming ability. As such a polymer, known thermoplastic resins, thermosetting resins, radiation curable resins, reactive resins, mixtures thereof, and hydrophilic binders such as gelatin can be used. The sliding performance preferably has a coefficient of static friction of 0.25 or less, and the sample was conditioned at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 2 hours and then measured with a HEIDON-10 static friction coefficient measuring machine using a 5 mmφ stainless steel ball. The smaller the value, the better the slipperiness.
本発明のセルロースエステルフィルムの機能層において、フィルムの易滑性や高湿度下での耐接着性の改良のためにマット剤を使用することが好ましい。その場合、表面の突起物の平均高さ0.005〜10μmが好ましく、より好ましくは0.01〜5μmである。又、その突起物は表面に多数ある程良いが、必要以上に多いとへイズとなり問題である。好ましい突起物は突起物の平均高さを有する範囲であれば、例えば球形、不定形マット剤で突起物を形成する場合はその含有量が0.5〜600mg/m2であり、より好ましいのは1〜400mg/m2である。この時、使用されるマット剤としてはその組成において特に限定されず、無機物でも有機物でもよく2種類以上の混合物でもよい。
マット剤の無機化合物、有機化合物は、例えば、硫酸バリウム、マンガンコロイド、二酸化チタン、硫酸ストロンチウムバリウム、二酸化ケイ素、などの無機物の微粉末があるが、さらに例えば湿式法やケイ酸のゲル化より得られる合成シリカ等の二酸化ケイ素やチタンスラッグと硫酸により生成する二酸化チタン(ルチル型やアナタース型)等が挙げられる。また、粒子サイズの比較的大きい、例えば20μm以上の無機物から粉砕した後、分級(振動ろ過、風力分級など)することによっても得られる。その他、ポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプピルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレンカーボネート、澱粉等の有機高分子化合物の粉砕分級物もあげられる。あるいは又懸濁重合法で合成した高分子化合物、スプレードライ法あるいは分散法等により球型にした高分子化合物、または無機化合物を用いることができる。
In the functional layer of the cellulose ester film of the present invention, it is preferable to use a matting agent for improving the slipperiness of the film and the adhesion resistance under high humidity. In that case, the average height of the protrusions on the surface is preferably 0.005 to 10 μm, more preferably 0.01 to 5 μm. Further, it is better that there are a large number of protrusions on the surface. A preferable protrusion is within a range having an average height of the protrusion, for example, when the protrusion is formed with a spherical or irregular matting agent, the content is 0.5 to 600 mg / m 2 , and more preferable. Is 1 to 400 mg / m 2 . At this time, the matting agent to be used is not particularly limited in its composition, and may be inorganic or organic, or a mixture of two or more.
Inorganic and organic compounds of matting agents include fine powders of inorganic substances such as barium sulfate, manganese colloid, titanium dioxide, strontium barium sulfate, and silicon dioxide. Examples thereof include silicon dioxide such as synthetic silica and titanium dioxide (rutile type and anatase type) produced by titanium slug and sulfuric acid. It can also be obtained by pulverizing from an inorganic substance having a relatively large particle size, for example, 20 μm or more, followed by classification (vibration filtration, wind classification, etc.). Other examples include pulverized and classified products of organic polymer compounds such as polytetrafluoroethylene, cellulose acetate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethylene carbonate, and starch. Alternatively, a polymer compound synthesized by a suspension polymerization method, a polymer compound made spherical by a spray drying method or a dispersion method, or an inorganic compound can be used.
本発明のフィルムには、透明ハードコート層を設けることができる。透明ハードコート層としては活性線硬化性樹脂或いは熱硬化樹脂が好ましく用いられる。活性線硬化性樹脂層とは紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応などを経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。活性線硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂などが代表的なものとして挙げられるが、紫外線や電子線以外の活性線照射によって硬化する樹脂でもよい。紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることができる。なお、特開2003−039014号公報には、塗布されたフィルムを巻き回しや幅方向に把持して乾燥し、活性線硬化物質を含む塗布液を硬化処理等することにより、高い平面性を有する発明が記載されており、この発明は本発明にも適応できる。 The film of the present invention can be provided with a transparent hard coat layer. An actinic ray curable resin or a thermosetting resin is preferably used as the transparent hard coat layer. The actinic radiation curable resin layer refers to a layer mainly composed of a resin that is cured through a crosslinking reaction or the like by irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays or electron beams. Typical examples of the actinic radiation curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable resin, but a resin that is cured by irradiation with an actinic ray other than ultraviolet rays and electron beams may be used. Examples of the ultraviolet curable resin include an ultraviolet curable acrylic urethane resin, an ultraviolet curable polyester acrylate resin, an ultraviolet curable epoxy acrylate resin, an ultraviolet curable polyol acrylate resin, and an ultraviolet curable epoxy resin. be able to. In JP-A-2003-039014, the coated film is rolled and gripped in the width direction and dried, and a coating solution containing an actinic radiation curable substance is cured, and thus has high flatness. The invention has been described and is applicable to the present invention.
本発明のフィルムには、反射防止層を設けることもできる。反射防止層の構成としては、単層、多層等各種知られているが、多層のものとしては高屈折率層、低屈折率層を交互に積層した構造のものが一般的である。構成の例としては、透明基材側から高屈折率層/低屈折率層の2層の順から構成されたものや、屈折率の異なる3層を、中屈折率層(透明基材或いはハードコート層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層)/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性などから、ハードコート層を有する基材上に、高屈折率層/中屈折率層/低屈折率層の順に塗布することが好ましい構成である。 The film of the present invention can be provided with an antireflection layer. Various configurations such as a single layer and a multilayer are known as the configuration of the antireflection layer, but a multilayer structure having a structure in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated is generally used. Examples of the configuration include those composed of two layers of a high refractive index layer / low refractive index layer from the transparent substrate side, or three layers having different refractive indexes, a medium refractive index layer (transparent substrate or hard Layers with higher refractive index than coat layer and lower refractive index than high refractive index layer) / high refractive index layer / low refractive index layer, etc. Something to do is also proposed. Among these, from the viewpoint of durability, optical characteristics, cost, productivity, and the like, it is preferable to apply a high refractive index layer / medium refractive index layer / low refractive index layer in this order on a substrate having a hard coat layer.
本発明の光学フィルムは防眩層を設けることもできる。防眩層は表面に凹凸を有する構造をもたせることにより、防眩層表面または防眩層内部において光を散乱させることにより防眩機能発現させる為、微粒子物質を層中に含有した構成をとっている。これらの層として好ましい構成は以下に示される様なものである。これは膜厚0.5〜5.0μmであって、平均粒子サイズ0.25〜10μmの1種以上の微粒子を含む層であり、平均粒子サイズが当該膜厚の1.1から2倍の二酸化ケイ素粒子と平均粒子サイズ0.005〜0.1μmの二酸化ケイ素微粒子を例えばジアセチルセルロースのようなバインダー中に含有する層であって、これによって防眩機能を発揮することができる。この「粒子」としては、無機粒子および有機粒子が挙げられる。 The optical film of the present invention can also be provided with an antiglare layer. The antiglare layer has a structure containing fine particles in the layer in order to have an antiglare function by scattering the light on the surface of the antiglare layer or inside the antiglare layer by giving the surface an uneven structure. Yes. Preferred configurations for these layers are as shown below. This is a layer having a film thickness of 0.5 to 5.0 μm and containing one or more kinds of fine particles having an average particle size of 0.25 to 10 μm. The average particle size is 1.1 to 2 times the film thickness. It is a layer containing silicon dioxide particles and silicon dioxide fine particles having an average particle size of 0.005 to 0.1 μm in a binder such as diacetyl cellulose, and can thereby exhibit an antiglare function. Examples of the “particles” include inorganic particles and organic particles.
本発明の光学フィルムには、カール防止加工を施すこともできる。カール防止加工とは、これを施した面を内側にして丸まろうとする機能を付与するものであるが、この加工を施すことによって、透明樹脂フィルムの片面に何らかの表面加工をして、両面に異なる程度・種類の表面加工を施した際に、その面を内側にしてカールしようとするのを防止する働きをするものである。カール防止層は基材の防眩層または反射防止層を有する側と反対側に設ける態様或いは、例えば透明樹脂フィルムの片面に易接着層を塗設する場合もあり、又逆面にカール防止加工を塗設するような態様が挙げられる。 The optical film of the present invention can be subjected to anti-curl processing. Anti-curl processing gives the function of trying to curl with the surface to which it is applied inside, but by applying this processing, some surface processing is performed on one side of the transparent resin film, It works to prevent curling with the surface facing inward when different degrees and types of surface treatment are applied. The anti-curl layer may be provided on the side opposite to the side having the anti-glare layer or anti-reflection layer of the substrate, or, for example, an easy-adhesion layer may be coated on one side of the transparent resin film, and the anti-curl processing is performed on the opposite side. The mode which coats is mentioned.
<本発明のセルロースエステルフィルムの利用>
本発明のセルロースエステルフィルムに、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)、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。
<Utilization of cellulose ester film of the present invention>
Combining the cellulose ester film of the present invention with the functional layer described in detail on pages 32 to 45 of the Japan Institute of Invention Disclosure Technical Report (public technical number 2001-1745, issued March 15, 2001, Japan Society of Invention). Is preferred. Among these, application of a polarizing film (polarizing plate), application of an optical compensation layer (optical compensation sheet), and application of an antireflection layer (antireflection film) are preferable.
(1)偏光膜の付与(偏光板の作成)
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。
(1) Application of polarizing film (preparation of polarizing plate)
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 iodine and the dichroic dye in the polarizing film develop polarizing performance by being oriented in the binder. 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あるい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、例えば特開平8−338913号公報の段落番号[0022]に記載の水溶性ポリマー(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、ポリビニールアルコール、変性ポリビニールアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニールアルコールおよび変性ポリビニールアルコールがさらに好ましく、ポリビニールアルコールおよび変性ポリビニールアルコールが最も好ましい。変性ポリビニー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号の各公報に記載がある。バインダー厚みは、1〜50μmであることが好ましく、より好ましくは2〜50μmであり、さらには5〜30μである。 偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。架橋性のホウ素化合物(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。 As the binder for the polarizing film, either a polymer that can be crosslinked per se 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 water-soluble polymer (for example, poly (N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol) described in paragraph No. [0022] of JP-A-8-338913. Preferably, gelatin, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are more preferable, and polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are most preferable. The modified polyvinyl alcohol is described in JP-A-8-338913, JP-A-9-152509, and JP-A-9-316127. The binder thickness is preferably 1 to 50 μm, more preferably 2 to 50 μm, and further 5 to 30 μm. The binder of the polarizing film may be cross-linked. Crosslinkable 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.
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倍がさらに好ましい。延伸は平行延伸法、特開2002−86554号公報に記載の斜め方向に傾斜め方向に張り出したテンターを用い延伸する方法を用いることができる。上記ケン化後のセルロースエステルフィルムと、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、セルロースエステルフィルムの流延軸方向と偏光板の延伸軸方向が45度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。
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 stretching method, the stretching ratio is preferably 2.5 to 30.0 times, and more preferably 3.0 to 10.0 times. For the stretching, a parallel stretching method, or a method of stretching using a tenter projecting in an oblique direction as described in JP-A-2002-86554 can be used. The saponified cellulose ester film and a polarizing film prepared by stretching are bonded to prepare a polarizing plate. The laminating direction is preferably performed so that the casting axis direction of the cellulose ester film and the stretching axis direction of the polarizing plate are 45 degrees. 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.
(2)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、セルロースエステル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。上記表面処理したセルロースエステル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、本発明の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偏光板を作製することも可能である。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、あるいはラングミュア・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、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
(2) Application 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, forms an alignment film on the cellulose ester film, and further provides an optically anisotropic layer. Is formed. An alignment film is provided on the surface-treated cellulose ester film. This film has a function of defining the alignment direction of liquid crystalline molecules. However, if the alignment state is fixed after aligning the liquid crystalline compound, the alignment film plays the role, and thus is not necessarily an essential component of the present invention. That is, it is possible to produce the polarizing plate 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. 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、20℃〜110℃で行うことができる。充分な架橋を形成するためには60℃〜100℃が好ましく、特に80℃〜100℃が好ましい。乾燥時間は1分〜36時間で行うことができるが、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、pH4.5〜5.5で、特に5が好ましい。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。 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. Heating and drying can be performed at 20 ° C to 110 ° C. In order to form sufficient cross-linking, 60 ° C to 100 ° C is preferable, and 80 ° C to 100 ° C is particularly preferable. The drying time can be 1 minute to 36 hours, preferably 1 minute to 30 minutes. The pH is preferably set to an optimum value for the crosslinking agent to be used. When glutaraldehyde is used, the pH is 4.5 to 5.5, and 5 is particularly preferable. The thickness of the alignment film thus obtained is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.
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、あるいは、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。
(棒状液晶性分子)
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。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。
Next, the liquid crystalline molecules of the optically anisotropic layer are aligned on the alignment film. Thereafter, as necessary, the alignment film polymer and the polyfunctional monomer contained in the optically anisotropic layer are reacted, 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.
(Rod-like liquid crystalline molecules)
The rod-like liquid crystal molecule may be bonded to a (liquid crystal) polymer.
For rod-like liquid crystalline molecules, see Chapter 4, Chapter 7 and Chapter 11 of the Chemical Chemistry of the Quarterly Chemical Review Vol. 22, Liquid Crystal Chemistry (1994), and the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science. Described in Chapter 3. The birefringence of the rod-like liquid crystal molecule is preferably in the range of 0.001 to 0.7. 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-2002-62427, A polymerizable liquid crystal compound is mentioned.
(円盤状液晶性分子)
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公報に記載がある。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。
(Discotic liquid crystalline molecules)
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 that has rotational symmetry and can give 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 that have a group that reacts with heat or light, and that eventually polymerize or cross-link by reaction with heat or light to increase the molecular weight and lose 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. 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. For example, compounds described in paragraph numbers [0151] to [0168] of JP-A No. 2000-155216 are exemplified.
(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、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。
(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.
(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。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であることがさらに好ましく、1〜10μmであることが最も好ましい。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。
(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. The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and most preferably 1 to 10 μm. 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.
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。本発明に従う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。偏光膜と光学補償層の傾斜角度は、LCD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LCD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LCDの設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。 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 having a small stress (strain × cross-sectional area × elastic modulus) associated with the dimensional change of the polarizing film is produced. . When the polarizing plate according to 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. The tilt angle of the polarizing film and the optical compensation layer may be 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 LCD and the vertical or horizontal direction of the liquid crystal cell. preferable. A normal inclination angle is 45 °. Recently, however, devices that are not necessarily 45 ° have been developed for transmissive, reflective, and transflective LCDs, and it is preferable that the stretching direction can be arbitrarily adjusted in accordance with the design of the LCD.
<液晶表示装置への利用>
(一般的な液晶表示装置の構成)
セルロースエステルフィルムは、様々な用途で用いることができる。本発明のセルロースエステルフィルムは、液晶表示装置の光学補償シートとして用いると有効である。なお、フィルムそのものを光学補償シートとして用いる場合は、偏光素子(後述)の透過軸と、セルロースエステルフィルムからなる光学補償シートの遅相軸とを実質的に平行または垂直になるように配置することが好ましい。このような偏光素子と光学補償シートとの配置については、特開平10−48420号公報に記載がある。液晶表示装置は、二枚の電極基板の間に液晶を担持してなる液晶セル、その両側に配置された二枚の偏光素子、および該液晶セルと該偏光素子との間に少なくとも一枚の光学補償シートを配置した構成を有している。
<Use in liquid crystal display>
(General liquid crystal display device configuration)
The cellulose ester film can be used in various applications. The cellulose ester film of the present invention is effective when used as an optical compensation sheet for liquid crystal display devices. When the film itself is used as an optical compensation sheet, the transmission axis of the polarizing element (described later) and the slow axis of the optical compensation sheet made of a cellulose ester film are arranged so as to be substantially parallel or perpendicular. Is preferred. Such an arrangement of the polarizing element and the optical compensation sheet is described in JP-A-10-48420. The liquid crystal display device includes a liquid crystal cell having a liquid crystal supported between two electrode substrates, two polarizing elements disposed on both sides thereof, and at least one sheet between the liquid crystal cell and the polarizing element. An optical compensation sheet is arranged.
液晶セルの液晶層は、通常は、二枚の基板の間にスペーサーを挟み込んで形成した空間に液晶を封入して形成する。透明電極層は、導電性物質を含む透明な膜として基板上に形成する。液晶セルには、さらにガスバリアー層、ハードコート層あるいは(透明電極層の接着に用いる)アンダーコート層を設けてもよい。これらの層は、通常、基板上に設けられる。液晶セルの基板は、一般に80〜500μmの厚さを有する。
光学補償シートは、液晶画面の着色を取り除くための複屈折率フィルムである。本発明のセルロースエステルフィルムそのものを、光学補償シートとして用いることができる。さらに反射防止層、防眩性層、λ/4層や2軸延伸セルロースエステルフィルムとして機能を付与してもよい。また、液晶表示装置の視野角を改良するため、本発明のセルロースエステルフィルムと、それとは(正/負の関係が)逆の複屈折を示すフィルムを重ねて光学補償シートとして用いてもよい。光学補償シートの厚さの範囲は、前述した本発明のフィルムの好ましい厚さと同じである。
The liquid crystal layer of the liquid crystal cell is usually formed by sealing liquid crystal in a space formed by sandwiching a spacer between two substrates. The transparent electrode layer is formed on the substrate as a transparent film containing a conductive substance. The liquid crystal cell may further be provided with a gas barrier layer, a hard coat layer, or an undercoat layer (used for adhesion of the transparent electrode layer). These layers are usually provided on the substrate. The substrate of the liquid crystal cell generally has a thickness of 80 to 500 μm.
The optical compensation sheet is a birefringent film for removing the coloration of the liquid crystal screen. The cellulose ester film itself of the present invention can be used as an optical compensation sheet. Further, the function may be imparted as an antireflection layer, an antiglare layer, a λ / 4 layer or a biaxially stretched cellulose ester film. In addition, in order to improve the viewing angle of the liquid crystal display device, the cellulose ester film of the present invention and a film exhibiting birefringence opposite to that (positive / negative relationship) may be used as an optical compensation sheet. The thickness range of the optical compensation sheet is the same as the preferable thickness of the film of the present invention described above.
偏光素子の偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。いずれの偏光膜も、一般にポリビニールアルコール系フィルムを用いて製造する。偏光板の保護膜は、25〜350μmの厚さを有することが好ましく、40〜200μmの厚さを有することがさらに好ましい。液晶表示装置には、表面処理膜を設けてもよい。表面処理膜の機能には、ハードコート、防曇処理、防眩処理および反射防止処理が含まれる。
前述したように、支持体の上に液晶(特にディスコティック液晶性分子)を含む光学的異方性層を設けた光学補償シートも提案されている(特開平3−9325号、同6−148429号、同8−50206号、同9−26572号の各公報記載)。本発明のセルロースエステルフィルムは、そのような光学補償シートの支持体としても用いることができる。
Examples of the polarizing film of the polarizing element include an iodine polarizing film, a dye polarizing film using a dichroic dye, and a polyene polarizing film. Any polarizing film is generally manufactured using a polyvinyl alcohol film. The protective film of the polarizing plate preferably has a thickness of 25 to 350 μm, and more preferably 40 to 200 μm. The liquid crystal display device may be provided with a surface treatment film. The functions of the surface treatment film include hard coat, anti-fogging treatment, anti-glare treatment and antireflection treatment.
As described above, there has also been proposed an optical compensation sheet in which an optically anisotropic layer containing a liquid crystal (particularly a discotic liquid crystal molecule) is provided on a support (Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-9325 and 6-148429). Nos. 8-50206 and 9-26572). The cellulose ester film of the present invention can also be used as a support for such an optical compensation sheet.
(ディスコティック液晶性分子を含む光学的異方性層)
光学的異方性層は、傾斜配向したディスコティック液晶性分子を含む層であることが好ましい。ディスコティック液晶性分子の円盤面と支持体面とのなす角は、光学的異方性層の深さ方向において変化している(ハイブリッド配向している)ことが好ましい。ディスコティック液晶性分子の光軸は、円盤面の法線方向に存在する。ディスコティック液晶性分子は、円盤面の法線方向の屈折率よりも円盤面方向の屈折率が大きな複屈折性を有する。ディスコティック液晶性分子は、支持体表面に対して実質的に水平に配向させてもよい。
(Optically anisotropic layer containing discotic liquid crystalline molecules)
The optically anisotropic layer is preferably a layer containing discotic liquid crystal molecules that are tilted and aligned. The angle formed by the disc surface of the discotic liquid crystal molecule and the support surface is preferably changed (hybrid alignment) in the depth direction of the optically anisotropic layer. The optical axis of the discotic liquid crystalline molecule exists in the normal direction of the disk surface. The discotic liquid crystalline molecule has birefringence in which the refractive index in the disc surface direction is larger than the refractive index in the normal direction of the disc surface. The discotic liquid crystalline molecules may be aligned substantially horizontally with respect to the support surface.
(VA型液晶表示装置)
本発明のセルロースエステルフィルムは、VAモードの液晶セルを有するVA型液晶表示装置の光学補償シートの支持体としても有効に用いられる。VA型液晶表示装置に用いる光学補償シートには、レターデーションの絶対値が最小となる方向が光学補償シートの面内にも法線方向にも存在しないことが好ましい。VA型液晶表示装置に用いる光学補償シートの光学的性質は、光学的異方性層の光学的性質、支持体の光学的性質および光学的異方性層と支持体との配置により決定される。VA型液晶表示装置に光学補償シートを二枚使用する場合は、光学補償シートの面内レターデーションを、−5nm〜5nmの範囲内にすることが好ましい。従って、二枚の光学補償シートのそれぞれの面内レターデーションの絶対値は、0〜5とすることが好ましい。
(VA type liquid crystal display device)
The cellulose ester film of the present invention is also effectively used as a support for an optical compensation sheet of a VA liquid crystal display device having a VA mode liquid crystal cell. In the optical compensation sheet used for the VA liquid crystal display device, it is preferable that the direction in which the absolute value of retardation is minimum does not exist in the plane of the optical compensation sheet or in the normal direction. The optical properties of the optical compensation sheet used in the VA liquid crystal display device are determined by the optical properties of the optically anisotropic layer, the optical properties of the support, and the arrangement of the optically anisotropic layer and the support. . When two optical compensation sheets are used in the VA liquid crystal display device, the in-plane retardation of the optical compensation sheet is preferably in the range of −5 nm to 5 nm. Therefore, the absolute value of the in-plane retardation of each of the two optical compensation sheets is preferably 0 to 5.
VA型液晶表示装置に光学補償シートを一枚使用する場合は、光学補償シートの面内レターデーションを、−10nm〜10nmの範囲内にすることが好ましい。このような光学特性範囲になるように、本発明のセルロースエステルフィルムは各種VAセルに対応した光学特性を付与すればよい。その範囲は、セルギャップに対応して一枚型セルロースエステルフィルムでは、Reが40〜120nmであり、好ましくはReが50〜100nmであり、特には50〜90nmである。また、Rthが160〜300nmであり、好ましくはRthが170〜260nmであり、特には180〜240nmである。また、VA型液晶表示装置に光学補償シートをニ枚使用する場合は、本発明のセルロースエステルフィルムは各種VAセルに対応した光学特性を付与すればよい。その範囲は、セルギャップに対応して二枚型セルロースエステルフィルムでは、Reが20〜80nmであり、好ましくはReが30〜70nmであり、特には30〜60nmである。また、Rthが80〜200nmであり、好ましくはRthが90〜180nmであり、特には95〜165nmである。 When one optical compensation sheet is used in the VA liquid crystal display device, it is preferable that the in-plane retardation of the optical compensation sheet be in the range of −10 nm to 10 nm. What is necessary is just to provide the optical characteristic corresponding to various VA cells so that it may become such an optical characteristic range. The range corresponds to the cell gap, and in the single-sheet cellulose ester film, Re is 40 to 120 nm, preferably Re is 50 to 100 nm, and particularly 50 to 90 nm. Further, Rth is 160 to 300 nm, preferably Rth is 170 to 260 nm, particularly 180 to 240 nm. Further, when two optical compensation sheets are used in the VA liquid crystal display device, the cellulose ester film of the present invention may be provided with optical characteristics corresponding to various VA cells. The range corresponds to the cell gap, and in the double-type cellulose ester film, Re is 20 to 80 nm, preferably Re is 30 to 70 nm, and particularly 30 to 60 nm. Rth is 80 to 200 nm, preferably Rth is 90 to 180 nm, and particularly 95 to 165 nm.
(OCB型液晶表示装置およびHAN型液晶表示装置)
本発明のセルロースエステルフィルムは、OCBモードの液晶セルを有するOCB型液晶表示装置あるいはHANモードの液晶セルを有するHAN型液晶表示装置の光学補償シートの支持体としても有利に用いられる。OCB型液晶表示装置あるいはHAN型液晶表示装置に用いる光学補償シートには、レターデーションの絶対値が最小となる方向が光学補償シートの面内にも法線方向にも存在しないことが好ましい。OCB型液晶表示装置あるいはHAN型液晶表示装置に用いる光学補償シートの光学的性質も、光学的異方性層の光学的性質、支持体の光学的性質および光学的異方性層と支持体との配置により決定される。本発明のセルロースエステルフィルムは各種OCBモードの液晶セルに対応した光学特性を付与すればよい。その範囲は、Reが20〜100nmであり、好ましくはReが30〜80nmであり、特には30〜60nmである。また、Rthが150〜300nmであり、好ましくはRthが160〜260nmであり、特には170〜250nmである。
(OCB type liquid crystal display device and HAN type liquid crystal display device)
The cellulose ester film of the present invention is also advantageously used as a support for an optical compensation sheet of an OCB type liquid crystal display device having an OCB mode liquid crystal cell or a HAN type liquid crystal display device having a HAN mode liquid crystal cell. In the optical compensation sheet used for the OCB type liquid crystal display device or the HAN type liquid crystal display device, it is preferable that the direction in which the absolute value of retardation is minimum does not exist in the plane of the optical compensation sheet or in the normal direction. The optical properties of the optical compensation sheet used in the OCB type liquid crystal display device or the HAN type liquid crystal display device are also the optical properties of the optical anisotropic layer, the optical properties of the support, and the optical anisotropic layer and the support. Is determined by the arrangement of The cellulose ester film of the present invention may have optical properties corresponding to various OCB mode liquid crystal cells. The range is that Re is 20 to 100 nm, preferably Re is 30 to 80 nm, and particularly 30 to 60 nm. Further, Rth is 150 to 300 nm, preferably Rth is 160 to 260 nm, particularly 170 to 250 nm.
(その他の液晶表示装置)
本発明のセルロースエステルフィルムは、ASM(Axially Symmetric Alligned Microcell )モードの液晶セルを有するASM型液晶表示装置の光学補償シートの支持体としても有利に用いられる。ASMモードの液晶セルは、セルの厚さが位置調整可能な樹脂スペーサーにより維持されているとの特徴がある。その他の性質は、TNモードの液晶セルと同様である。ASMモードの液晶セルとASM型液晶表示装置については、クメ(Kume)外の論文(Kume et al., SID 98 Digest 1089 (1998))に記載がある。本発明のセルロースエステルフィルムを、TNモードの液晶セルを有するTN型液晶表示装置の光学補償シートの支持体として用いてもよい。TNモードの液晶セルとTN型液晶表示装置については、古くから良く知られている。TN型液晶表示装置に用いる光学補償シートについては、特開平3−9325号、同6−148429号、同8−50206号、同9−26572号の各公報に記載がある。これらの各種液晶表示装置に対する光学補償シート用として、本発明のセルロースエステルはその光学特性を所望の範囲の付与すればよい。
(Other liquid crystal display devices)
The cellulose ester film of the present invention is also advantageously used as a support for an optical compensation sheet of an ASM type liquid crystal display device having an ASM (Axially Symmetric Alligned Microcell) mode liquid crystal cell. The ASM mode liquid crystal cell is characterized in that the thickness of the cell is maintained by a resin spacer whose position can be adjusted. Other properties are the same as those of the TN mode liquid crystal cell. The ASM mode liquid crystal cell and the ASM type liquid crystal display device are described in a paper by Kume et al. (Kume et al., SID 98 Digest 1089 (1998)). The cellulose ester film of the present invention may be used as a support for an optical compensation sheet of a TN type liquid crystal display device having a TN mode liquid crystal cell. TN mode liquid crystal cells and TN type liquid crystal display devices have been well known for a long time. The optical compensation sheet used for the TN liquid crystal display device is described in JP-A-3-9325, JP-A-6-148429, JP-A-8-50206, and JP-A-9-26572. For the optical compensation sheet for these various liquid crystal display devices, the cellulose ester of the present invention may have a desired range of optical properties.
<測定方法および評価方法>
以下にセルロースエステルフィルムに関する測定方法と評価方法ついて記載する。更に追加の特性評価方法は、別途後述した。
<Measurement method and evaluation method>
The measurement method and evaluation method regarding the cellulose ester film are described below. Further, an additional characteristic evaluation method will be described later.
(ReおよびRth並びに、湿度に伴うReおよびRth変動)
セルロースエステルフィルムを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、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することにより、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)とを算出させた。特に断らない場合ReおよびRthは、この値をさす。
(Re and Rth and Re and Rth fluctuations with humidity)
After the cellulose ester film was conditioned for 24 hours at 25 ° C. and 60% relative humidity, the film was measured at 25 ° C. and 60% relative humidity using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH: manufactured by Oji Scientific Instruments). In-plane retardation is measured by measuring the phase difference value at a wavelength of 590 nm from the direction normal to the surface and the tilt direction in increments of 10 ° from + 50 ° to −50 ° from the film normal with the slow axis as the rotation axis. The value (Re) and the retardation value (Rth) in the film thickness direction were calculated. Unless otherwise specified, Re and Rth refer to this value.
さらに、これらの試料を、25℃・相対湿度10%で同様に測定しRe(10%RH)、Rth(10%RH)を求めた。さらにこれらの試料を25℃・相対湿度80%で同様に測定し、Re(80%RH)、Rth(80%RH)を求めた。各試料について、下記式に従い湿度Re変動、湿度Rth変動を求めた。
・湿度Re変動(%/相対湿度%)=[100×{Re(80%RH)とRe(10%RH)の差の絶対値}/Re(60%RH)]/70
・湿度Rth変動(%/相対湿度%)=[100×{Rth(80%RH)とRth(10%RH)の差の絶対値}/Rth(60%RH)]/70
Further, these samples were similarly measured at 25 ° C. and 10% relative humidity, and Re (10% RH) and Rth (10% RH) were obtained. Further, these samples were similarly measured at 25 ° C. and a relative humidity of 80%, and Re (80% RH) and Rth (80% RH) were obtained. For each sample, humidity Re fluctuation and humidity Rth fluctuation were determined according to the following formula.
Humidity Re variation (% / relative humidity%) = [100 × {absolute value of difference between Re (80% RH) and Re (10% RH)} / Re (60% RH)] / 70
Humidity Rth variation (% / relative humidity%) = [100 × {absolute value of difference between Rth (80% RH) and Rth (10% RH)} / Rth (60% RH)] / 70
(Reムラ、Rthムラ、厚みムラ)
MD方向サンプリングは、長手方向に1m間隔で100点、1cm四方の大きさにサンプリングした。また、TD方向サンプリングは製膜全幅にわたり、1cm四方の大きさに5cm等間隔でサンプルングした。
それぞれ得られたサンプルの各最大値と最小値の差を、各平均値で割り、百分率で示したものをReムラ、Rthムラとした。また、厚みムラも各サンプルの厚みを測定し、MD方向、TD方向の各最大値と最小値の差を、各平均値で割り、百分率で示したものを厚みムラとした。
(Re unevenness, Rth unevenness, uneven thickness)
In the MD direction sampling, sampling was performed at a size of 100 points and 1 cm square at 1 m intervals in the longitudinal direction. The sampling in the TD direction was sampled at an equal interval of 5 cm in a size of 1 cm square over the entire width of the film formation.
The difference between each maximum value and the minimum value of each sample obtained was divided by each average value, and those expressed as percentages were defined as Re unevenness and Rth unevenness. The thickness unevenness was also measured by measuring the thickness of each sample, and the difference between the maximum value and the minimum value in the MD direction and the TD direction was divided by each average value, and the percentage was determined as the thickness unevenness.
(光弾性係数)
(ア)1cm幅×10cm長のフィルムを、長手方向が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、200g、300g、400g、500g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、この傾きから光弾性(cm2/kgf)を求めた。
(エ)2種類の試料の測定値を平均して光弾性(cm2/kgf)とした。
(Photoelastic coefficient)
(A) Two types of 1 cm wide × 10 cm long films were cut so that the longitudinal direction was the MD direction and the TD direction.
(B) Set this on an ellipsometer (M-150 manufactured by JASCO Corporation) and apply a load of 100 g, 200 g, 300 g, 400 g, and 500 g along the longitudinal direction (10 cm length) in sequence at 25 ° C. and relative humidity. Re was measured with 632.8 nm light at 60%.
(C) The stress (value divided by the film cross-sectional area (kgf / cm 2 )) is plotted on the horizontal axis, and the Re change (nm) is plotted on the vertical axis, and the photoelasticity (cm 2 / kgf) is obtained from this slope. It was.
(D) The measured values of the two types of samples were averaged to obtain photoelasticity (cm 2 / kgf).
(セルロースエステルの置換度)
セルロースの水酸基に対するアシル基の置換度は、Carbohydr.Res.273(1995)83−91(手塚他)に記載の方法で13C−NMRにより求めた。
(セルロースエステルの重合度)
絶乾したセルロースエステル約0.2gを精秤して、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。これをオストワルド粘度計にて25℃で落下秒数を測定し、重合度を以下の式により求めた。
ηrel =T/T0 T :測定試料の落下秒数
[η]=(1nηrel )/C T0 :溶剤単独の落下秒数
DP=[η]/Km C :濃度(g/l)
Km:6×10-4
(Substitution degree of cellulose ester)
The degree of substitution of the acyl group with respect to the hydroxyl group of cellulose is described in Carbohydr. Res. Was determined by 13 C-NMR according to the method described in 273 (1995) 83-91 (Tezuka et al.).
(Degree of polymerization of cellulose ester)
About 0.2 g of completely dried cellulose ester was precisely weighed and dissolved in 100 ml of a mixed solvent of methylene chloride: ethanol = 9: 1 (mass ratio). This was measured with an Ostwald viscometer for the number of seconds dropped at 25 ° C., and the degree of polymerization was determined by the following equation.
ηrel = T / T0 T: The number of seconds of dropping of the measurement sample [η] = (1 nηrel) / C T0: The number of seconds of dropping of the solvent alone
DP = [η] / Km C: concentration (g / l)
Km: 6 × 10 -4
(ヘイズ)
試料40mm×80mmを、25℃・相対湿度60%でヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)を用いてJIS K−6714に従って測定した。
(透明度)
試料20mm×70mmについて、25℃・相対湿度60%で透明度測定器(AKA光電管比色計、KOTAKI製作所)を用いて可視光(615nm)の透明度を測定した。
(分子配向軸)
試料70mm×100mmを、25℃・相対湿度65%で2時間調湿し、自動複屈折計(KOBRA21DH、 王子計測(株))を用いて垂直入射における入射角を変化させた時の位相差を測定して分子配向軸を算出した。
(Haze)
A sample of 40 mm × 80 mm was measured according to JIS K-6714 using a haze meter (HGM-2DP, Suga Test Instruments) at 25 ° C. and a relative humidity of 60%.
(Transparency)
The transparency of visible light (615 nm) was measured for a sample of 20 mm × 70 mm at 25 ° C. and a relative humidity of 60% using a transparency measuring device (AKA photoelectric tube colorimeter, KOTAKI Corporation).
(Molecular orientation axis)
Sample 70mm x 100mm was conditioned for 2 hours at 25 ° C and relative humidity 65%, and the phase difference when the incident angle at normal incidence was changed using an automatic birefringence meter (KOBRA21DH, Oji Scientific Co., Ltd.) The molecular orientation axis was calculated by measurement.
(軸ズレ)
自動複屈折計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株))を用いて、試料70mm×100mmの軸ズレ角度を測定した。幅方向に全幅にわたって等間隔で20点測定し、絶対値の平均値を求めた。また、遅相軸角度(軸ズレ)のレンジとは、幅方向全域にわたって等間隔に20点測定し、軸ズレの絶対値の大きいほうから4点の平均と小さいほうから4点の平均の差をとったものである。
(引裂強度)
試料50mm×64mmを、23℃・相対湿度65%で2時間調湿し、軽荷重引裂強度試験器(東洋精機製作所)を用いてISO6383/2−1983に従って引裂に要する加重を測定し、MD,TD方向で平均化して評価した。
(Axis misalignment)
Using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH, Oji Scientific Instruments Co., Ltd.), a sample misalignment angle of 70 mm × 100 mm was measured. Twenty points were measured at equal intervals over the entire width in the width direction, and the average absolute value was determined. The range of the slow axis angle (axis deviation) is the measurement of 20 points at equal intervals over the entire width direction, and the difference between the average of the absolute value of the axis deviation and the average of the four points from the smaller absolute value. Is taken.
(Tear strength)
A sample 50 mm × 64 mm was conditioned at 23 ° C. and relative humidity 65% for 2 hours, and the load required for tearing was measured according to ISO 6383 / 2-1983 using a light load tear strength tester (Toyo Seiki Seisakusho). Evaluation was performed by averaging in the TD direction.
(耐折強度)
試料120mm×120mmを、23℃・相対湿度65%で2時間調湿し、ISO8776−1988に従って折り曲げによって切断するまでの往復回数を測定した。
(キシミ)
試料100mm×200mmおよび75mm×100mmを、23℃・相対湿度65%で2時間調湿し、テンシロン引張試験機(RTA−100,オリエンテック(株))を用いて、大きいフィルムを台の上に固定し、200gのおもりをつけた小さいフィルムを載せた。おもりを水平方向に引っ張り、動き出した時の力、動いているときの力を測定した。そして、静摩擦係数、動摩擦係数をそれぞれ次式に従い算出した。
F=μ×W (W:おもりの重さ(kgf))
(動摩擦(鋼球法))
試料35mm×100mmを、23℃・相対湿度65%で2時間調湿し、動摩擦係数測定器(東洋ボールドウィン)を用いて、測定面を上にして試料を台に固定し、鋼球を試料上におろし、台を送り測定した。
(Folding strength)
A sample 120 mm × 120 mm was conditioned for 2 hours at 23 ° C. and a relative humidity of 65%, and the number of reciprocations until it was cut by bending according to ISO8776-1988 was measured.
(Kisimi)
Samples 100 mm × 200 mm and 75 mm × 100 mm were conditioned at 23 ° C. and 65% relative humidity for 2 hours, and a large film was placed on the table using a Tensilon tensile tester (RTA-100, Orientec Co., Ltd.). A small film with a 200 g weight was fixed. We pulled the weight horizontally and measured the force when moving and the force when moving. Then, the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient were calculated according to the following equations, respectively.
F = μ × W (W: weight of weight (kgf))
(Dynamic friction (steel ball method))
A 35mm x 100mm sample was conditioned for 2 hours at 23 ° C and 65% relative humidity. Using a dynamic friction coefficient measuring instrument (Toyo Baldwin), the sample was fixed on the table with the measurement surface facing up, and the steel ball was placed on the sample. Grated and measured the feed.
(アルカリ加水分解性)
試料100mm×100mmを、自動アルカリケン化処理装置(新東科学(株))にて、60℃,
2mol/L水酸化ナトリウム水溶液にて3分間ケン化し、4分間水洗した後、30℃,0.01mol/L希硝酸にて4分間中和し、4分間水洗した。その後、100℃で3分間乾燥し、さらに自然乾燥を1時間行って、下記の目視基準とケン化処理前後のヘイズ値からアルカリ加水分解性を評価した(25℃・相対湿度60%)。
A: 白化は全く認められなかった。
B: 白化がわずかに認められた。
C: 白化がかなり認められた。
D: 白化が著しく認められた。
(Alkaline hydrolyzable)
A sample 100 mm × 100 mm was measured at 60 ° C. with an automatic alkali saponification treatment apparatus (Shinto Kagaku Co., Ltd.)
The mixture was saponified with a 2 mol / L aqueous sodium hydroxide solution for 3 minutes, washed with water for 4 minutes, neutralized with 30 mol, 0.01 mol / L dilute nitric acid for 4 minutes, and washed with water for 4 minutes. Then, it dried at 100 degreeC for 3 minutes, and also performed natural drying for 1 hour, and evaluated alkali hydrolyzability from the following visual reference | standard and the haze value before and behind a saponification process (25 degreeC and 60% of relative humidity).
A: No whitening was observed.
B: Slight whitening was observed.
C: Fair whitening was observed.
D: Remarkable whitening was observed.
(カール値)
試料35mm×3mmを、カール調湿槽(HEIDON(No.YG53−168)、新東科学(株))で相対湿度25%、55%、85%で24時間調湿し、曲率半径をカール板で測定した。またウェットでのカールは、水温25℃の水中に30分静置した後に、そのカール値を測定した。
(耐湿熱性)
試料35mm×25mmを、85℃・相対湿度90%で200,500,1000時間それぞれ経時させて、プラチナスレインボー(PR−1G、タバイ エスペック(株))にて、2枚の試料を接着剤にて張り合わせて調湿し、試料の状態を目視で観察し、色の変化を測定して以下の基準で評価した。
A: 特に異常が認められない。
B: 分解臭または分解による形状変化が認められる。
(Curl value)
Sample 35mm x 3mm was conditioned for 24 hours at 25%, 55% and 85% relative humidity in a curl humidity control tank (HEIDON (No. YG53-168), Shinto Kagaku Co., Ltd.), and the radius of curvature was curled. Measured with In addition, curling with wet was measured after standing for 30 minutes in water having a water temperature of 25 ° C.
(Moisture and heat resistance)
A sample of 35 mm x 25 mm was aged for 200, 500, and 1000 hours at 85 ° C and 90% relative humidity, respectively, and two samples were bonded with an adhesive using Platinum Rainbow (PR-1G, Tabai Espec). The humidity was adjusted by pasting, the state of the sample was visually observed, the change in color was measured, and the following criteria were evaluated.
A: No particular abnormality is observed.
B: Decomposition odor or shape change due to decomposition is observed.
(含水率)
試料7mm×35mmを水分測定器と試料乾燥装置(CA−03、VA−05、共に三菱化学(株))を用いてカールフィッシャー法で測定した。水分量(g)を試料質量(g)で除して算出した。
(残留溶剤量)
ガスクロマトグラフィー(GC−18A、島津製作所(株))を用いて、試料7mm×35mmのベース残留溶剤量を測定した。
(Moisture content)
A 7 mm × 35 mm sample was measured by a Karl Fischer method using a moisture measuring device and a sample drying apparatus (CA-03, VA-05, both Mitsubishi Chemical Corporation). The moisture content (g) was calculated by dividing by the sample mass (g).
(Residual solvent amount)
Using a gas chromatography (GC-18A, Shimadzu Corporation), the amount of base residual solvent of a sample 7 mm × 35 mm was measured.
(熱収縮率)
試料30mm×120mmを90℃・相対湿度5%で24時間、120時間経時させ、自動ピンゲージ(新東科学(株))にて、両端に6mmφの穴を100mm間隔に開けて、間隔の原寸(L1)を最小目盛り1/1000mmまで測定した。さらに90℃・相対湿度5%にて24時間、120時間熱処理してパンチ間隔の寸法(L2)を測定した。熱収縮率を{(L1−L2)/L1}×100により求めた。
(Heat shrinkage)
Sample 30 mm x 120 mm was aged for 24 hours and 120 hours at 90 ° C and 5% relative humidity, and automatic pin gauges (Shinto Kagaku Co., Ltd.) were used to open 6mmφ holes at both ends at 100mm intervals. L1) was measured to a minimum scale of 1/1000 mm. Further, heat treatment was performed at 90 ° C. and 5% relative humidity for 24 hours and 120 hours, and the dimension (L2) of the punch interval was measured. The thermal contraction rate was determined by {(L1-L2) / L1} × 100.
(透湿度、透湿係数)
試料70mmφを25℃・相対湿度90%および40℃・相対湿度90%でそれぞれ24時間調湿し、透湿試験装置(KK−709007、東洋精機(株))にて、JIS Z−0208に従って、単位面積あたりの水分量(g/m2)を算出した。そして、透湿度を調湿後質量−調湿前質量により求めた。更に強制的評価として、60℃・相対湿度95%にて24時間調室後に測定し、透湿係数とした。
(異物検査)
試料の全幅×1mの範囲に反射光をあて、膜中異物を目視にて検出した後、偏光顕微鏡で異物(リント)を確認して評価した。
(Moisture permeability, moisture permeability coefficient)
A 70 mmφ sample was conditioned at 25 ° C./90% relative humidity and 40 ° C./90% relative humidity for 24 hours, respectively, with a moisture permeation tester (KK-70907, Toyo Seiki Co., Ltd.) according to JIS Z-0208 The amount of water (g / m 2 ) per unit area was calculated. And the water vapor transmission rate was calculated | required by the mass before humidity-mass before humidity control. Further, as a compulsory evaluation, the moisture permeability coefficient was measured after conditioning for 24 hours at 60 ° C. and 95% relative humidity.
(Foreign substance inspection)
Reflected light was applied to a range of the entire width of the sample × 1 m to visually detect foreign matter in the film, and then the foreign matter (lint) was confirmed and evaluated with a polarizing microscope.
(寸法安定性)
寸法安定性は熱収縮率で評価した。試料の縦方向および横方向より30mm幅×120mm長さの試験片を各3枚採取した。試験片の両端に6mmφの穴をパンチで100mm間隔に開けた。これを23±3℃、相対温度65±5%の室内で3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/1000mmまで測定した。次に試験片を80℃±1℃の恒温器に吊して3時間熱処理し、23± 3℃、相対湿度65±5%の室内で3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。そして以下の式により熱収縮率を算出した。
熱収縮率=(L1−L2/L1)×100
(Dimensional stability)
The dimensional stability was evaluated by the heat shrinkage rate. Three test pieces each having a width of 30 mm and a length of 120 mm were collected from the vertical and horizontal directions of the sample. Holes of 6 mmφ were punched at both ends of the test piece at 100 mm intervals. This was conditioned for 3 hours or more in a room at 23 ± 3 ° C. and a relative temperature of 65 ± 5%. Using an automatic pin gauge (manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), the original size (L1) of the punch interval was measured to the minimum scale / 1000 mm. Next, the test piece was suspended in a thermostat at 80 ° C. ± 1 ° C. and heat-treated for 3 hours, adjusted to a humidity of 23 ± 3 ° C. and a relative humidity of 65 ± 5% for 3 hours or more, and then subjected to heat treatment with an automatic pin gauge. The dimension (L2) of the punch interval was measured. And the thermal contraction rate was computed by the following formula | equation.
Thermal contraction rate = (L1-L2 / L1) × 100
(弾性率)
東洋ボールドウィン製万能引っ張り試験機STM T50BPを用いて、23℃、70%雰囲気中、引っ張り速度10%/分で0.5%伸びにおける応力を測定し、弾性率を求めた。
(輝点異物の測定)
直交状態(クロスニコル)に二枚の偏光板を配置して透過光を遮断し、二枚の偏光板の間に各試料を置いた。偏光板はガラス製保護板のものを使用した。片側から光を照射し、反対側から光学顕微鏡(50倍)で1cm2当たりの直径0.01mm以上の輝点数をカウントした。
(Tgの測定)
DSCの測定パンに試料を20mg入れた。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−10℃/分で冷却した。この後、再度30℃から250℃まで昇温してベースラインが低温側から偏奇し始める温度をTgとした。
(Elastic modulus)
Using Toyo Baldwin Universal Tensile Tester STM T50BP, the stress at 0.5% elongation was measured at 23%, 70% atmosphere at a pulling rate of 10% / min, to determine the elastic modulus.
(Measurement of bright spot foreign matter)
Two polarizing plates were placed in an orthogonal state (crossed Nicols) to block transmitted light, and each sample was placed between the two polarizing plates. The polarizing plate used was a glass protective plate. Light was irradiated from one side, and the number of bright spots having a diameter of 0.01 mm or more per 1 cm 2 was counted with an optical microscope (50 times) from the opposite side.
(Measurement of Tg)
20 mg of a sample was 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 −10 ° C./min. Thereafter, the temperature was raised again from 30 ° C. to 250 ° C., and the temperature at which the baseline started to deviate from the low temperature side was defined as Tg.
以下に実施例と比較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 examples and comparative 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.
(実施例1)
(1−1)未延伸セルロースエステルフィルムの製膜
(1)セルロースエステルペレットの調製
セルロースエステルとして、セルロースエステルA(アセチル置換度1.00、ブチリル置換度1.70、トータル置換度2.70、粘度平均重合度220、含水率0.2質量%、ジクロロメタン溶液中6質量%の粘度190mPa・s、平均粒子サイズ1.5mmであって標準偏差0.5mmである粉体)を用いた。なお、セルロースエステルAは、残存酢酸量が0.1質量%以下、残留ブタン酸が0.1質量%以下であり、Ca含有量が80ppm、Mg含有量が22ppm、Fe含有量が0.5ppmであり、さらに硫酸基としてのイオウ量を105ppm含むものであった。
Example 1
(1-1) Film formation of unstretched cellulose ester film (1) Preparation of cellulose ester pellet As a cellulose ester, cellulose ester A (acetyl substitution degree 1.00, butyryl substitution degree 1.70, total substitution degree 2.70, A powder having a viscosity average degree of polymerization of 220, a water content of 0.2% by mass, a viscosity of 190% by weight of 6% by mass in a dichloromethane solution, and an average particle size of 1.5 mm and a standard deviation of 0.5 mm was used. Cellulose ester A has a residual acetic acid content of 0.1% by mass or less, a residual butanoic acid content of 0.1% by mass or less, a Ca content of 80 ppm, a Mg content of 22 ppm, and a Fe content of 0.5 ppm. Furthermore, it contained 105 ppm of sulfur as sulfate groups.
また6位アセチル基の置換度は0.33、6位ブチリル基の置換度は0.57であり全アセチル中の33%であった。また、メタノール抽出分は5質量%以下、重量平均分子量/数平均分子量比は2.8であった。得られたセルロースエステルAを、メチレンクロライド/メタノール=90/10(質量比)を用いてガラス板上に溶液製膜して、80μmの厚さのフィルムを得た。このセルロースエステルAのみからなるフィルムのイエローインデックスは1.6であり、ヘイズは0.07、透明度は92.9%であり、Tg(ガラス転移温度;DSCにより測定)は128℃であった。このセルロースエステルAは、綿から採取したセルロースを原料として合成した。 The substitution degree of the 6-position acetyl group was 0.33, and the substitution degree of the 6-position butyryl group was 0.57, which was 33% of the total acetyl. The methanol extract was 5% by mass or less, and the weight average molecular weight / number average molecular weight ratio was 2.8. The obtained cellulose ester A was formed into a solution on a glass plate using methylene chloride / methanol = 90/10 (mass ratio) to obtain a film having a thickness of 80 μm. The film consisting of cellulose ester A alone had a yellow index of 1.6, a haze of 0.07, a transparency of 92.9%, and a Tg (glass transition temperature; measured by DSC) of 128 ° C. This cellulose ester A was synthesized using cellulose collected from cotton as a raw material.
このセルロースエステルAを120℃、3時間乾燥し、含水率を0.1質量%以下にした後に、本発明のフッ素系界面活性剤または比較用の化合物(比較A〜D)を表1に記載したごとく添加し(添加量は、セルロースエステル固形分に対する質量部)、さらに二酸化珪素部粒子(アエロジルR972V)0.05質量%(対セルロースエステルに対して)、およびN,N’,N’’−トリ−m−トルイル−1,3,5ートリアジン−2,4,6−トリアミンを対セルロースエステルに対して4質量%添加した。これらを混合して2軸混練押し出し機のホッパーに投入し、さらに200℃でスクリュー回転数200rpm、滞留時間20秒で混練して融解した。さらに、水浴中で直径3mmのストランド状に押し出し、1分間浸漬した後(ストランド固化)、10℃の水中を30秒間通過させて温度を下げ、長さ5mmに裁断してペレットを得た。得られたセルロースエステルAからなるペレットを、100℃で10分間乾燥し、しかる後にアルミニウムを有するラミネートフィルムからなる防湿袋に袋詰めして保管した。 After the cellulose ester A was dried at 120 ° C. for 3 hours and the water content was adjusted to 0.1% by mass or less, the fluorosurfactant of the present invention or comparative compounds (Comparative AD) are shown in Table 1. Add as it is (addition amount is part by mass with respect to the solid content of cellulose ester), 0.05 part by mass of silicon dioxide part particles (Aerosil R972V) (with respect to cellulose ester), and N, N ′, N ″ -Tri-m-toluyl-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine was added in an amount of 4% by weight based on the cellulose ester. These were mixed and put into a hopper of a twin-screw kneading extruder, and further kneaded and melted at 200 ° C. with a screw rotation speed of 200 rpm and a residence time of 20 seconds. Furthermore, it was extruded into a strand having a diameter of 3 mm in a water bath, immersed for 1 minute (strand solidification), passed through 10 ° C. water for 30 seconds, lowered in temperature, and cut into a length of 5 mm to obtain a pellet. The obtained pellets made of cellulose ester A were dried at 100 ° C. for 10 minutes, and then stored in a moisture-proof bag made of a laminate film having aluminum.
(2)ろ過
上記セルロースエステルを直径3mm長さ5mmの円柱状のペレットに成形したものを、110℃の真空乾燥機で3時間乾燥した。これをホッパーに投入し200℃で溶融した後、口径5μmの焼結金属フィルターを用いて、10MPaで速度0.1m/分にて加圧ろ過した。得られたろ過物は、透明かつ均質な組成であることを確認した。
(2) Filtration The cellulose ester formed into a cylindrical pellet having a diameter of 3 mm and a length of 5 mm was dried with a vacuum dryer at 110 ° C. for 3 hours. This was put into a hopper and melted at 200 ° C., followed by pressure filtration at a rate of 0.1 m / min at 10 MPa using a sintered metal filter having a diameter of 5 μm. It was confirmed that the obtained filtrate had a transparent and homogeneous composition.
(3)溶融製膜
これを118℃(Tg−10℃)になるように調整したホッパーに投入し、上流側溶融温度180℃、中間溶融温度180℃、下流側溶融温度180℃、圧縮比14、T−ダイ温度がTg−7℃、T−ダイとキャスティングドラム間距離8cm、固化速度30℃/秒、キャスティングドラム温度は第一ロール(上流)(Tg−10)℃で第ニロール(上流)(Tg−11)℃でかつ第三ロール(上流)(Tg−12)℃であり、冷却速度は−15℃/秒であった。そして10分間かけてメルトを溶融押出しした。この時、各水準静電印加法(10kVのワイヤーをメルトのキャスティングドラムへの着地点から10cmのところに設置)を用いた。固化したメルトを剥ぎ取り、ニップロールを介して、巻き取り張力6kg/cm2で巻き取った。なお、巻き取り直前に両端(全幅の各3%)をトリミングした後、両端に幅10mm、高さ50μmの厚みだし加工(ナーリング)をつけた後、巻き取った。各水準とも、幅は1.5mで30m/分で500m巻き取った。得られたフィルムの膜厚は、100μmとした。
(3) Melt film formation This is put into a hopper adjusted to be 118 ° C. (Tg−10 ° C.), and has an upstream melting temperature of 180 ° C., an intermediate melting temperature of 180 ° C., a downstream melting temperature of 180 ° C., and a compression ratio of 14 The T-die temperature is Tg-7 ° C, the distance between the T-die and the casting drum is 8cm, the solidification speed is 30 ° C / sec, the casting drum temperature is the first roll (upstream) (Tg-10) ° C, and the second roll (upstream). It was (Tg-11) ° C. and the third roll (upstream) (Tg-12) ° C., and the cooling rate was −15 ° C./second. The melt was melt extruded over 10 minutes. At this time, each level electrostatic application method (a 10 kV wire was placed 10 cm from the point where the melt was attached to the casting drum) was used. The solidified melt was peeled off and wound with a winding tension of 6 kg / cm 2 via a nip roll. In addition, after trimming both ends (each 3% of the total width) immediately before winding, the both ends were subjected to thicknessing processing (knurling) having a width of 10 mm and a height of 50 μm, and then wound. For each level, the width was 1.5 m, and 500 m was wound at 30 m / min. The film thickness of the obtained film was 100 μm.
このようにして得た未延伸セルロースエステルフィルムの物性を、前述および下記の方法で測定し表1に記載した。本発明のフッ素系界面活性剤を含有した試料は優れた面状を有し、Re、Rthおよび厚みムラも小さく、光学特性の湿度変化依存性も小さく、耐傷性やゴミ付きの全ての点で優れたものであった。各評価は以下に従って実施した。 The physical properties of the unstretched cellulose ester film thus obtained were measured by the methods described above and below and are shown in Table 1. The sample containing the fluorosurfactant of the present invention has an excellent surface shape, small Re, Rth and thickness unevenness, small dependency of optical characteristics on humidity change, and all points of scratch resistance and dust. It was excellent. Each evaluation was performed according to the following.
(ダイスジ)
ダイスジの評価は、反射光源のもとで目視観察し以下に従って実施した。
A: ダイスジは見られなかった。
B: ダイスジが微かに見られた。
C: ダイスジがはっきりと認められた。
D: ダイスジが全面に著しく発生した。
(Daisy)
The evaluation of the die stripe was carried out in accordance with the following by visual observation under a reflected light source.
A: Dice lines were not seen.
B: Dice lines were slightly seen.
C: Dice lines were clearly recognized.
D: Dice lines were remarkably generated on the entire surface.
(フィルムの耐傷性)
試料を5cmX30cm(長手方向を流延方向とした)に裁断し、25℃,60%相対湿度で2時間調湿した後に、先端が0.025mmRのダイア針を垂直に設置し、連続荷重をかけて速度60cm/分で引っ掻いた。引き掻き後の試料を透過光を当てて、傷が見え始める荷重(g)を耐傷性の評価とした。大きいほど優れた耐傷性を有する。
(Scratch resistance of film)
The sample was cut to 5 cm x 30 cm (longitudinal direction was the casting direction), conditioned for 2 hours at 25 ° C and 60% relative humidity, then a diamond needle with a tip of 0.025 mmR was installed vertically and a continuous load was applied. Scratching at a speed of 60 cm / min. The scratched sample was subjected to transmitted light and the load (g) at which scratches began to appear was evaluated as scratch resistance. The larger it is, the better the scratch resistance.
(ゴミ付き)
20cm×20cmの試料を作製し、25℃/相対湿度25%環境下にて3日間調湿した。この調湿済みの試料の導電性の付与した面に、ナイロン布(5cm×5cm)に全体で1kgの分銅を掛け、試料表面(10cm×5cm)を10回擦って静電荷を付与した。得られた試料を5秒後に、予め採集したタバコの灰の上に1cmの距離に擦った面を置いて、タバコの灰の付着状態を目視で確認し、以下のA〜Dの4段階で評価した。A、B,C、Dの順に帯電防止特性が優れていることを示す。
A: 特にタバコの付着は認められなかった。
B: かすかにタバコの付着が認められた。
C: かなりなタバコの付着が認められた。
D: タバコの付着が著しく認められた。
(With trash)
A sample of 20 cm × 20 cm was prepared and conditioned for 3 days in an environment of 25 ° C./25% relative humidity. A 1 kg weight was applied to a nylon cloth (5 cm × 5 cm) as a whole on the surface of the conditioned sample to which conductivity was imparted, and the sample surface (10 cm × 5 cm) was rubbed 10 times to impart an electrostatic charge. 5 seconds later, a surface rubbed at a distance of 1 cm is placed on a pre-collected tobacco ash after 5 seconds, and the attached state of the tobacco ash is visually confirmed, and the following four stages A to D are performed. evaluated. It shows that the antistatic property is excellent in the order of A, B, C, and D.
A: Adherence of tobacco was not particularly recognized.
B: Faint tobacco was observed.
C: A considerable amount of tobacco was observed.
D: Significant adhesion of tobacco was observed.
すなわち、本発明のセルロースエステルフィルム試料1−3〜試料1−8は、ダイスジが大幅に改善されていることがわかる。それに伴いReムラ、Rthムラ、厚みムラも非常に小さくて優れたものであった。また、ReおよびRthの湿度依存性は小さくて優れたものであることを確認した。耐傷性やゴミ付きの全ての点で優れたものであり、これは本発明のフッ素系界面活性剤を用いることによる予想されない優れた効果である。これに対して、本発明のフッ素系界面活性剤を含有しない比較試料1−1、あるいはフッ素系界面活性剤が少ない比較試料1−2、さらには他の素材を剥離剤として使用した比較試料1−10〜比較試料1−15はダイスジが悪く、Reムラ、Rthムラ、厚みムラも悪く、耐傷性やゴミ付きも不十分なものであった。また、本発明のフッ素系界面活性剤を含有するがその含有量が多すぎる比較試料1−9はフィルム膜が白化して白濁が見られて問題であった。以上から本発明のセルロースエステルにおいて本発明のフッ素系界面活性剤を含有させることで、優れたセルロースエステルフィルムを作製することができた。
なお、本発明の溶融製膜における製造方法は、従来の有機溶媒に溶解して溶液製膜する方法に比べ、有機溶媒の火災危険性や素材安全性に対する対策を必要とせず、かつ有機溶媒の回収も実施する必要がない点で優れている。
That is, it can be seen that in the cellulose ester film samples 1-3 to 1-8 of the present invention, the die lines are greatly improved. Accordingly, Re unevenness, Rth unevenness and thickness unevenness were very small and excellent. It was also confirmed that the humidity dependence of Re and Rth was small and excellent. This is excellent in all respects such as scratch resistance and dust, and this is an unexpected and excellent effect by using the fluorine-based surfactant of the present invention. In contrast, Comparative Sample 1-1 that does not contain the fluorosurfactant of the present invention, Comparative Sample 1-2 that contains a small amount of fluorosurfactant, and Comparative Sample 1 that uses another material as a release agent. -10 to Comparative Sample 1-15 had poor die streaking, poor Re unevenness, Rth unevenness, and uneven thickness, and also had insufficient scratch resistance and dust. Further, Comparative Sample 1-9 containing the fluorosurfactant of the present invention but having too much content was problematic because the film film was whitened and white turbidity was observed. From the above, it was possible to produce an excellent cellulose ester film by including the fluorosurfactant of the present invention in the cellulose ester of the present invention.
In addition, the manufacturing method in the melt film forming of the present invention does not require measures for the fire risk and material safety of the organic solvent, compared with the conventional method of dissolving in an organic solvent and forming a solution film, It is excellent in that there is no need to carry out recovery.
なお、本発明の試料1−3〜試料1−8は、残存酢酸量が0.01質量%未満であり、Ca含有量が0.05質量%未満、Mg含有量が0.01質量%未満であった。また、フィルムの縦横平均熱収縮(80℃/相対湿度90%/48時間)は−0.1%であり、熱収縮が生じ難いフィルムが得られた。
ここで本発明のフィルム試料の代表として試料1−3は、ヘイズが0.2%、透明度(透明性)が93.3%、傾斜幅は19.4nm、限界波長は393.3nm、吸収端は375.5nm、380nmの吸収は1.7%であり、Reは1.1nm、Rthは140nmであり、軸ズレ(分子配向軸)は0.2°、分子配向軸は0.3°、弾性率は長手方向が3.23GPa,幅方向が3.06GPa、抗張力は長手方向が126MPa、幅方向が122MPa、伸長率は長手方向が67%,幅方向が61%であり、キシミ値(静止摩擦係数)は0.53、キシミ値(動摩擦係数)は0.42、アルカリ加水分解性はAであり、カール値は相対湿度25%で−0.2,ウェットでは1.3であった。
In Samples 1-3 to 1-8 of the present invention, the amount of residual acetic acid is less than 0.01% by mass, the Ca content is less than 0.05% by mass, and the Mg content is less than 0.01% by mass. Met. In addition, the longitudinal and transverse average heat shrinkage (80 ° C./relative humidity 90% / 48 hours) of the film was −0.1%, and a film that hardly caused heat shrinkage was obtained.
Here, as a representative film sample of the present invention, Sample 1-3 has a haze of 0.2%, a transparency (transparency) of 93.3%, a slope width of 19.4 nm, a limit wavelength of 393.3 nm, and an absorption edge. The absorption at 375.5 nm and 380 nm is 1.7%, Re is 1.1 nm, Rth is 140 nm, the axis deviation (molecular alignment axis) is 0.2 °, the molecular alignment axis is 0.3 °, The elastic modulus is 3.23 GPa in the longitudinal direction and 3.06 GPa in the width direction, the tensile strength is 126 MPa in the longitudinal direction and 122 MPa in the width direction, and the elongation is 67% in the longitudinal direction and 61% in the width direction. Friction coefficient) was 0.53, the kishimi value (dynamic friction coefficient) was 0.42, the alkali hydrolyzability was A, the curl value was -0.2 at 25% relative humidity, and 1.3 at wet.
また、含水率は1.9質量%であり、熱収縮率は長手方向が−0.12%であり幅方向が−0.09%であった。異物はリントが5個/m未満であった。また、輝点は、0.02mm〜0.05mmが10個/3m未満、0.05〜0.1mmが4個/3m未満、0.1mm以上はなかった。これらは、光学用途に対しては優れた特性を有するものであった。また、塗布後の接着も見られず(○)、透湿度も良好(○)であった。その他の本発明の試料も試料1−3とほぼ同等の特性値を示すものであった。 The moisture content was 1.9% by mass, and the thermal shrinkage was −0.12% in the longitudinal direction and −0.09% in the width direction. The foreign matter had a lint of less than 5 pieces / m. Further, the bright spots were 0.02 mm to 0.05 mm less than 10/3 m, 0.05 to 0.1 mm less than 4/3 m, and 0.1 mm or more. These had excellent properties for optical applications. Moreover, adhesion after application was not observed (◯), and the moisture permeability was good (◯). Other samples of the present invention also showed characteristic values almost equivalent to those of Sample 1-3.
(実施例2)
実施例1の本発明の試料1−5におけるセルロースエステルAをセルロースエステルB(アセチル置換度0.65、ブチリル置換度2.30、トータル置換度2.95、粘度平均重合度180、含水率0.2質量%、ジクロロメタン溶液中6質量%の粘度80mPa・s、平均粒子サイズ1.5mmであって標準偏差0.5mmである粉体)に変更する以外は、実施例1の試料1−5と全く同様にして本発明の試料2−1を作製した。さらに、セルロースエステルAをセルロースエステルC(アセチル置換度1.30、プロピオニル置換度1.60、トータル置換度2.90、粘度平均重合度360、含水率0.2質量%、ジクロロメタン溶液中6質量%の粘度265mPa・s、平均粒子サイズ1.4mmであって標準偏差0.5mmである粉体)に変更する以外は、実施例1の試料1−5と全く同様にして本発明の試料2−2を作製した。本発明の好ましいセルロースエステルの重合度が少し低目のセルロースエステルBでも、ダイスジは良好であり、Reムラ、Rthムラ、厚みムラも非常に小さくて優れたものであった。また、セルロースエステルがセルロースアセチルプロピオネートであり重合度が高めであるセルロースエステルCを用いた本発明の試料2−2も、ダイスジ、Reムラ、Rthムラ、厚みムラも非常に小さくて優れたものであった。さらに、耐傷性やゴミ付きの全ての点で優れたものであった。以上から本発明においてはセルロースエステルの重合度は、その許容幅は広い事を確認した。
(Example 2)
Cellulose ester A in Sample 1-5 of the present invention of Example 1 was changed to cellulose ester B (acetyl substitution degree 0.65, butyryl substitution degree 2.30, total substitution degree 2.95, viscosity average polymerization degree 180, water content 0 Sample 1-5 of Example 1 except that the viscosity is 80 mPa · s, 2% by mass, 6% by mass in dichloromethane solution, and the average particle size is 1.5 mm and the standard deviation is 0.5 mm. Sample 2-1 of the present invention was produced in exactly the same manner as in Example 1. Further, cellulose ester A was converted to cellulose ester C (acetyl substitution degree 1.30, propionyl substitution degree 1.60, total substitution degree 2.90, viscosity average polymerization degree 360, water content 0.2 mass%, 6 mass in dichloromethane solution. Sample 2 of the present invention in exactly the same manner as Sample 1-5 of Example 1, except that the viscosity is 265 mPa · s, the average particle size is 1.4 mm, and the standard deviation is 0.5 mm. -2 was produced. Even with the cellulose ester B having a slightly low degree of polymerization of the cellulose ester of the present invention, the die streak was good and the Re unevenness, Rth unevenness and thickness unevenness were very small and excellent. Further, the sample 2-2 of the present invention using the cellulose ester C whose cellulose ester is cellulose acetylpropionate and has a high degree of polymerization is also excellent with very small die lines, Re unevenness, Rth unevenness, and uneven thickness. It was a thing. Furthermore, it was excellent in all points including scratch resistance and dust. From the above, it was confirmed that the permissible range of the degree of polymerization of the cellulose ester was wide in the present invention.
(実施例3)
実施例1において本発明の試料1−5を、下記の条件でアルカリケン化処理を実施した。3mol/LのNaOH水溶液を60℃に加温した液中でフィルムを2分間浸漬した後、25℃の水で30秒間洗浄し、しかる後に0.5mol/Lの硫酸水溶液(25℃)で1分間処理し、再度25℃の水で水洗した。得られたアルカリケン化済みフィルムの接触角(対純水)を測定したところ、32°であり濡れ性は良好のものであった。なお、アルカリケン化処理前の接触角は61°であり、本発明の試料は優れた表面処理性を有することが判る。これらのフィルム上にPVA/グルタルアルデヒド(5質量%/0.2質量%))水溶液を10ml/m2塗布し、さらに市販の偏光膜HLC2−5618(サンリッツ社製)を貼り付けて、70℃/1時間処理し、さらに30℃で6日放置した。得られたセルロースエステルフィルム付の偏光膜をセルロースエステルフィルム側にカッターナイフで45°の角度で深さ200μmの碁盤目状の切り傷を11本ずつ直角に付与した。この傷跡部にニチバン製セロテープNo.405(セロテープ:登録商標)および日東テープ(PETテープ)を全面に強く付着し30分放置して、その端部を直角に勢いよく剥離した。その結果、未ケン化処理セルロースエステルフィルムは、すべての碁盤目状セルロースエステルフィルムが剥離したが、ケン化処理したセルロースエステルフィルムを付与した偏光膜は、セルロースエステルフィルムの剥離はいずれのテープに対しても全く見られなかった。以上から、本発明のセルロースエステルフィルムは優れた偏光膜特性を有することがわかる。
(Example 3)
In Example 1, sample 1-5 of the present invention was subjected to alkali saponification treatment under the following conditions. The film was immersed in a solution of 3 mol / L NaOH aqueous solution at 60 ° C. for 2 minutes, washed with water at 25 ° C. for 30 seconds, and then washed with 0.5 mol / L sulfuric acid aqueous solution (25 ° C.). Treated for a minute and washed again with water at 25 ° C. When the contact angle (vs. pure water) of the obtained alkali saponified film was measured, it was 32 ° and the wettability was good. The contact angle before the alkali saponification treatment is 61 °, and it can be seen that the sample of the present invention has excellent surface treatment properties. A 10 ml / m 2 aqueous solution of PVA / glutaraldehyde (5% by mass / 0.2% by mass)) was applied onto these films, and a commercially available polarizing film HLC2-5618 (manufactured by Sanritz) was attached to the film at 70 ° C. For 1 hour and left at 30 ° C. for 6 days. The obtained polarizing film with a cellulose ester film was provided with 11 grid cuts at an angle of 45 ° and a depth of 200 μm at a right angle to the cellulose ester film side by a cutter knife. Nichiban cello tape No. 405 (cello tape: registered trademark) and Nitto tape (PET tape) were firmly attached to the entire surface of the scar and left for 30 minutes, and the edges were peeled off at right angles. As a result, all the saponified cellulose ester films were peeled off from the unsaponified cellulose ester film, but the polarizing film provided with the saponified cellulose ester film was peeled off from any tape. But it was not seen at all. From the above, it can be seen that the cellulose ester film of the present invention has excellent polarizing film properties.
(実施例3−2)
実施例1で得られた本発明の試料1−5を、延伸温度は158℃、延伸倍率は縦(MD方向)109%、横(TD方向)145%で実施し、本発明の試料3−1(延伸フィルム)を得た。延伸速度は、1m/分で実施した。得られた延伸フィルム試料3−1についてその特性を表1にて評価したところ、延伸によりダイスジが一段と改善されていることがわかる。また、Reムラ、Rthムラ、厚みムラもさらに小さくなり優れたものであった。また、ReおよびRthの湿度依存性は小さくて優れたものであることを確認した。なお、Reは62nmであり、Rthは203nmであった。
(Example 3-2)
Sample 1-5 of the present invention obtained in Example 1 was carried out at a stretching temperature of 158 ° C., stretching ratios of 109% in the longitudinal direction (MD direction) and 145% in the lateral direction (TD direction). 1 (stretched film) was obtained. The stretching speed was 1 m / min. When the characteristic was evaluated in Table 1 about the obtained stretched film sample 3-1, it turns out that die lines are further improved by extending | stretching. In addition, Re unevenness, Rth unevenness, and unevenness in thickness were further reduced and excellent. It was also confirmed that the humidity dependence of Re and Rth was small and excellent. Re was 62 nm and Rth was 203 nm.
(実施例4)
次に、セルロースエステルフィルムを偏光板等に応用した実施例を記載する。
(4−1)偏光板の作成
(1)セルロースエステルフィルムのケン化
未延伸セルローストリアセテートフィルム1−5、および延伸セルロースエステルフィルム3−1を以下の方法でケン化を実施した。すなわち、イソプロパノール80質量部に水20質量部を加え、これにKOHを1.5mol/Lとなるように溶解した後に、60℃に調温したものをケン化液として用いた。そして、60℃のセルロースエステルフィルム上に10g/m2塗布し、1分間ケン化した。この後、50℃の温水をスプレーにより、10リットル/m2・分で1分間吹きかけ洗浄した。その後、110℃の乾燥風を風速15m/秒で送り、5分間で乾燥した。これらのケン化は、ロール状のフィルムを速度45m/分で実施した。
Example 4
Next, examples in which the cellulose ester film is applied to a polarizing plate and the like will be described.
(4-1) Preparation of polarizing plate (1) Saponification of cellulose ester film Unstretched cellulose triacetate film 1-5 and stretched cellulose ester film 3-1 were saponified by the following method. That is, 20 parts by mass of water was added to 80 parts by mass of isopropanol, and KOH was dissolved to 1.5 mol / L, and then the temperature was adjusted to 60 ° C. was used as a saponification solution. And 10 g / m < 2 > was apply | coated on the 60 degreeC cellulose-ester film, and it saponified for 1 minute. Thereafter, hot water at 50 ° C. was sprayed at 10 liter / m 2 · min for 1 minute to perform washing. Thereafter, drying air of 110 ° C. was sent at a wind speed of 15 m / sec and dried for 5 minutes. These saponifications were performed on a roll film at a speed of 45 m / min.
(2)偏光層の作成
特開平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の偏光層を調製した。
(2) Creation of Polarizing Layer According to Example 1 of JP-A-2001-141926, a peripheral speed difference was given between two pairs of nip rolls, and the film was stretched in the longitudinal direction to prepare a polarizing layer 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、上記ケン化処理した未延伸セルローストリアセテートフィルム1−10、および延伸セルロースエステルフィルム3−1を、これらで上記偏光層を挟んだ後、PVA((株)クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースエステルフィルムの長手方向が90度となるように張り合わせた。このうち未延伸、延伸セルロースエステルフィルムを特開2000−154261号公報の図2〜9に記載の20インチVA型液晶表示装置液晶表示装置に25℃・相対湿度60%下で取り付けた後、これを25℃・相対湿度10%の中に持ち込み、目視で色調変化の大小を10段階評価(大きいものほど変化が大きい)で評価し、表示ムラの発生している領域を目視で評価し、それが発生している割合(%)を求めたところ、本発明のセルロースエステルフィルムの色調変化は1であり、非常に優れたものであった。
また、特開平2002−86554号公報の実施例1に従い、テンターを用い延伸軸が吸収軸に対して45°の角度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エステルフィルムを用い作製したが、上記同様良好な結果が得られた。
(3) Bonding The polarizing layer obtained in this way, the saponified unstretched cellulose triacetate film 1-10, and the stretched cellulose ester film 3-1, sandwiching the polarizing layer between them, and then PVA (Puraray Co., Ltd. PVA-117H) 3% aqueous solution was used as an adhesive, and the polarizing axis and the cellulose ester film were laminated so that the longitudinal direction was 90 degrees. Among these, after attaching an unstretched and stretched cellulose ester film to a 20-inch VA liquid crystal display device described in FIGS. 2 to 9 of JP-A-2000-154261 at 25 ° C. and a relative humidity of 60%, Is brought into 25 ° C and 10% relative humidity, and the color change is visually evaluated on a 10-point scale (the larger the change, the greater the change), and the area where display unevenness occurs is visually evaluated. When the ratio (%) in which the occurrence of odor occurred was determined, the change in color tone of the cellulose ester film of the present invention was 1, which was very excellent.
Further, according to Example 1 of JP-A-2002-86554, the cellulose ester film of the present invention is similarly used for a polarizing plate stretched using a tenter so that the stretching axis is at an angle of 45 ° with respect to the absorption axis. Although it was fabricated, good results were obtained as described above.
(4−2)光学補償フィルムの作成
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、本発明のケン化済みの延伸セルロースエステルフィルム3−1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%下で取り付けた後、これを25℃・相対湿度10%の中に持ち込み、コントラストの変化を目視評価し、色変化の大小を10段階評価(大きいものほど変化が大きい)して2のマークを得た。本発明を実施したことにより良好な性能が得られた。
(4-2) 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 saponified stretched cellulose ester film 3-1 of the present invention is used. And after attaching this to the bend alignment liquid crystal cell described in Example 9 of JP-A-2002-62431 at 25 ° C. and 60% relative humidity, it is brought into 25 ° C. and 10% relative humidity. The change in contrast was visually evaluated, and the color change was evaluated on a 10-point scale (the larger the change, the greater the change), and a mark 2 was obtained. Good performance was obtained by carrying out the present invention.
(4−3)低反射フィルムの作成
本発明のセルロースエステルフィルムを発明協会公開技報(公技番号2001−1745)の実施例47に従い本発明の延伸、未延伸セルロースエステルフィルム試料1−8を用いて低反射フィルムを作成したところ、良好な光学性能が得られた。
(4-3) Preparation of low-reflection film The stretched and unstretched cellulose ester film sample 1-8 of the present invention was applied to the cellulose ester film of the present invention in accordance with Example 47 of the Japan Institute of Invention and Technology (Publication No. 2001-1745). When a low-reflection film was produced using it, good optical performance was obtained.
(実施例5)
実施例3において作製した本発明の延伸フィルム3−1を、特開2002−265636号公報記載の実施例13において、セルローストリアセテートフィルム試料1301の代わりに用いた。そして、特開2002−265636号公報記載の実施例13と全く同様にして、光学異方性層、偏光板試料の作製によりベンド配向液晶セルを作製した。得られた液晶セルは、優れた視野角特性を有するものであった。
(Example 5)
The stretched film 3-1 of the present invention produced in Example 3 was used in place of the cellulose triacetate film sample 1301 in Example 13 described in JP-A-2002-265636. A bend-aligned liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 13 described in JP-A-2002-265636 by preparing an optically anisotropic layer and a polarizing plate sample. The obtained liquid crystal cell had excellent viewing angle characteristics.
(実施例6)
実施例1において作製した本発明のセルロースエステルフィルム試料1−8用いて、作製したフィルムはReが3nm、Rthは81nmであった。このフィルムを特開2002−265636号公報記載の実施例14において、セルローストリアセテートフィルム試料1401の代わりに用いた。そして、特開2002−265636号公報記載の実施例14と全く同様にして、光学異方性層、偏光板試料の作製によりTN型液晶セルを作製した。得られた液晶セルは、優れた視野角特性を有するものであった。
(Example 6)
Using the cellulose ester film sample 1-8 of the present invention produced in Example 1, the produced film had Re of 3 nm and Rth of 81 nm. This film was used in place of the cellulose triacetate film sample 1401 in Example 14 described in JP-A No. 2002-265636. Then, a TN type liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 14 described in JP-A No. 2002-265636 by producing an optically anisotropic layer and a polarizing plate sample. The obtained liquid crystal cell had excellent viewing angle characteristics.
(実施例7)
(1)VAパネルへの実装
本発明の実施例4で作製した偏光板を、視認側偏光板は26’’ワイドのサイズで偏光子の吸収軸が長辺となるように、バックライト側偏光板は偏光子の吸収軸が短辺となるように長方形に打抜いた。VAモードの液晶TV(ソニー(株)製、KDL−L26RX2)の、表裏の偏光板および位相差板を剥し、表と裏側に本発明の実施例4で作製した偏光板を組み合わせで貼り付け、液晶表示装置を作製した。偏光板貼り付け後、50℃、5kg/cm2で20分間保持し、接着させた。この際、視認側の偏光板の吸収軸をパネル水平方向に、バックライト側の偏光板の吸収軸をパネル鉛直方向となり、粘着材面が液晶セル側となるように配置した。プロテクトフィルムを剥した後、測定機(ELDIM社製、EZ−Contrast 160D)を用いて、黒表示および白表示の輝度測定から視野角(コントラスト比が10以上の範囲)を算出した。いずれの偏光板を使用した場合も、全方位で極角80°以上の良好な視野角特性が得られた。
(Example 7)
(1) Mounting on VA panel The polarizing plate produced in Example 4 of the present invention is a polarizing plate on the backlight side so that the polarizing plate on the viewing side is 26 ″ wide and the absorption axis of the polarizer is long. The plate was punched into a rectangle so that the absorption axis of the polarizer was short. VA mode liquid crystal TV (manufactured by Sony Corporation, KDL-L26RX2), peel off the front and back polarizing plates and retardation plate, and paste the polarizing plate produced in Example 4 of the present invention on the front and back sides in combination, A liquid crystal display device was produced. After attaching the polarizing plate, it was held at 50 ° C. and 5 kg / cm 2 for 20 minutes for adhesion. In this case, the absorption axis of the polarizing plate on the viewing side is in the horizontal direction of the panel, the absorption axis of the polarizing plate on the backlight side is in the vertical direction of the panel, and the adhesive material surface is on the liquid crystal cell side. After removing the protective film, the viewing angle (range of contrast ratio of 10 or more) was calculated from the luminance measurement of black display and white display using a measuring device (EZ-Contrast 160D manufactured by ELDIM). When any polarizing plate was used, good viewing angle characteristics with polar angles of 80 ° or more were obtained in all directions.
さらに、耐久試験による光漏れおよび偏光板剥がれテストを実施し問題ないことを確認した。耐久性テスト条件は以下の通りである。
1)60℃・相対湿度90%の環境に200時間保持し、25℃・相対湿度60%環境に取り出し24時間後に液晶表示装置を黒表示させ、光漏れ強度および偏光板の液晶パネルからの剥がれの有無を評価した。
2)80℃dryの環境に200時間保持し、25℃・相対湿度60%環境に取り出し1時間後に液晶表示装置を黒表示させ、光漏れ強度および偏光板の液晶パネルからの剥がれの有無を評価した。
Furthermore, light leakage and polarizing plate peeling tests were carried out by an endurance test, and it was confirmed that there was no problem. The durability test conditions are as follows.
1) Hold in an environment of 60 ° C and 90% relative humidity for 200 hours, take out in an environment of 25 ° C and 60% relative humidity, and display the liquid crystal display device in black 24 hours later, light leakage strength and peeling of the polarizing plate from the liquid crystal panel The presence or absence of was evaluated.
2) Hold at 80 ° C. dry for 200 hours, take out to 25 ° C. and 60% relative humidity environment, display the liquid crystal display device black one hour later, and evaluate the light leakage strength and whether the polarizing plate is peeled off from the liquid crystal panel did.
(実施例8)
本発明の試料を所望の光学特性を示す光学異方性性フィルムに作製し、以下の異なる液晶モードの市販モニターあるいはテレビの位相差膜を剥ぎ取り、本発明の位相差膜を貼り付けてその視野角特性を調べたところ、優れた広い視野角特性と色味を得て、本発明のセルロースエステルが有用であることを確認した。
(Example 8)
The sample of the present invention is prepared on an optical anisotropic film exhibiting desired optical characteristics, the following different liquid crystal mode commercial monitors or television retardation films are peeled off, and the retardation film of the present invention is applied thereto. When viewing angle characteristics were examined, excellent wide viewing angle characteristics and colors were obtained, and it was confirmed that the cellulose ester of the present invention was useful.
(TNモード)
視認側偏光板、バックライト側偏光板共に、17’’のサイズで打抜き後の偏光板の長辺に対して吸収軸が45°長辺となるように、長方形に打抜いた。TNモードの液晶モニター(サムソン社製、SyncMaster 172X)の表裏の偏光板および位相差板を剥し、表と裏側に、本発明のセルロースエステルからなる偏光板を組み合わせで貼り付け、液晶表示装置を作製した。偏光板貼り付け後、50℃、5kg/cm2で20分間保持し、接着させた。この際、偏光板の光学異方性層がセル基板に対面し、液晶セルのラビング方向とそれに対面する光学異方性層のラビング方向とが反平行となるように配置した。
(TN mode)
Both the viewing-side polarizing plate and the backlight-side polarizing plate were punched into a rectangular shape so that the absorption axis was 45 ° long with respect to the long side of the polarizing plate after punching at a size of 17 ″. A polarizing plate made of the cellulose ester of the present invention is bonded to the front and back sides of the TN mode liquid crystal monitor (manufactured by Samsung, SyncMaster 172X). did. After attaching the polarizing plate, it was held at 50 ° C. and 5 kg / cm 2 for 20 minutes for adhesion. At this time, the optically anisotropic layer of the polarizing plate faced the cell substrate, and the rubbing direction of the liquid crystal cell and the rubbing direction of the optically anisotropic layer facing the liquid crystal cell were arranged to be antiparallel.
(IPSパネル)
本発明の偏光板を、視認側偏光板は32’’ワイドのサイズで偏光子の吸収軸が長辺となるように、バックライト側偏光板は偏光子の吸収軸が短辺となるように長方形に打抜いた。IPSモードの液晶TV(日立製作所(株)製、W32−L5000)の表裏の偏光板および位相差板を剥し、表と裏側に本発明のセルロースエステルから作製された偏光板を組み合わせで貼り付け、液晶表示装置を作製した。偏光板貼り付け後、50℃、5kg/cm2で20分間保持し、接着させた。この際、視認側の偏光板の吸収軸をパネル水平方向に、バックライト側の偏光板の吸収軸をパネル鉛直方向となり、粘着層表面が液晶セル側となるように配置した。
(IPS panel)
The polarizing plate of the present invention is such that the viewing side polarizing plate is 32 ″ wide and the absorption axis of the polarizer is long, and the backlight side polarizing plate is such that the absorption axis of the polarizer is short. Punched into a rectangle. The front and back polarizing plates and retardation plates of the IPS mode liquid crystal TV (manufactured by Hitachi, Ltd., W32-L5000) are peeled off, and the polarizing plates made from the cellulose ester of the present invention are attached to the front and back sides in combination. A liquid crystal display device was produced. After attaching the polarizing plate, it was held at 50 ° C. and 5 kg / cm 2 for 20 minutes for adhesion. In this case, the absorption axis of the polarizing plate on the viewing side is in the horizontal direction of the panel, the absorption axis of the polarizing plate on the backlight side is in the vertical direction of the panel, and the adhesive layer surface is on the liquid crystal cell side.
本発明の製造方法によれば、ダイスジ、厚さムラおよび光学特性のムラを大幅に軽減し、耐傷性とゴミ付き防止性が改善されたセルロースエステルフィルムを提供することができる。本発明のセルロースエステルフィルムを液晶表示装置などの光学用表示装置に組み込めば、従来から問題になっていた表示ムラや湿度による視認性の変化を大幅に抑えることができる。したがって、本発明のセルロースエステルフィルムは産業上の利用可能性が高い。 According to the production method of the present invention, it is possible to provide a cellulose ester film that greatly reduces die streaks, thickness unevenness and optical property unevenness, and has improved scratch resistance and dust prevention. If the cellulose ester film of the present invention is incorporated in an optical display device such as a liquid crystal display device, it is possible to greatly suppress changes in visibility due to display unevenness and humidity, which have been problems in the past. Therefore, the cellulose ester film of the present invention has high industrial applicability.
Claims (11)
式(S−1) 2.5≦A+B≦3.0
式(S−2) 0≦A≦2.2
式(S−3) 0.8≦B≦3.0
(式中、Aはセルロースの水酸基に対するアセチル基の置換度を表し、Bはセルロースの水酸基に対する炭素数3〜22のアシル基の置換度を表す。)
一般式(2A)
一般式(2B)
一般式(2C)
一般式(2D)
[RfD−(LD)nD]mD−W
(式中、RfDはパーフルオロアルキル基を表し、LDはアルキレン基、Wは界面活性を持たせるために必要なアニオン性基、カチオン性基、ベタイン性基またはノニオン性極性基を有する基を表す。nDは0または1を表し、mDは1〜3のいずれかの整数を表す。) Any of the following general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) with respect to the cellulose ester satisfying the following formulas (S-1) to (S-3) and the solid content of the cellulose ester The manufacturing method of the cellulose-ester film characterized by including the process of melt-casting the mixture with 0.01-5 mass% of fluorine-type surfactant represented by these.
Formula (S-1) 2.5 <= A + B <= 3.0
Formula (S-2) 0 ≦ A ≦ 2.2
Formula (S-3) 0.8 ≦ B ≦ 3.0
(In the formula, A represents the substitution degree of the acetyl group to the hydroxyl group of cellulose, and B represents the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms to the hydroxyl group of cellulose.)
General formula (2A)
General formula (2B)
General formula (2C)
General formula (2D)
[Rf D- (L D ) nD ] mD -W
(In the formula, Rf D represents a perfluoroalkyl group, L D is an alkylene group, W is a group having an anionic group, a cationic group, a betaine group or a nonionic polar group necessary for imparting surface activity. N D represents 0 or 1, and m D represents any integer of 1 to 3.)
式(S−1) 2.5≦A+B≦3.0
式(S−2) 0≦A≦2.2
式(S−3) 0.8≦B≦3.0
(式中、Aはセルロースの水酸基に対するアセチル基の置換度を表し、Bはセルロースの水酸基に対する炭素数3〜22のアシル基の置換度を表す。)
一般式(2A)
一般式(2B)
一般式(2C)
一般式(2D)
[RfD−(LD)nD]mD−W
(式中、RfDはパーフルオロアルキル基を表し、LDはアルキレン基、Wは界面活性を持たせるために必要なアニオン性基、カチオン性基、ベタイン性基またはノニオン性極性基を有する基を表す。nDは0または1を表し、mDは1〜3のいずれかの整数を表す。) Any of the following general formulas (2A), (2B), (2C) and (2D) with respect to the cellulose ester satisfying the following formulas (S-1) to (S-3) and the solid content of the cellulose ester A cellulose ester film comprising 0.01 to 5% by mass of a fluorine-based interface represented by:
Formula (S-1) 2.5 <= A + B <= 3.0
Formula (S-2) 0 ≦ A ≦ 2.2
Formula (S-3) 0.8 ≦ B ≦ 3.0
(In the formula, A represents the substitution degree of the acetyl group to the hydroxyl group of cellulose, and B represents the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms to the hydroxyl group of cellulose.)
General formula (2A)
General formula (2B)
General formula (2C)
General formula (2D)
[Rf D- (L D ) nD ] mD -W
(In the formula, Rf D represents a perfluoroalkyl group, L D is an alkylene group, W is a group having an anionic group, a cationic group, a betaine group or a nonionic polar group necessary for imparting surface activity. N D represents 0 or 1, and m D represents any integer of 1 to 3.)
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
WO2011114764A1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | コニカミノルタオプト株式会社 | Retardation film and polarizing plate equipped with same |
JP2011227508A (en) * | 2011-06-06 | 2011-11-10 | Fujifilm Corp | Transparent protective film, optical compensation film, polarizing plate, and liquid crystal display device |
WO2014142465A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | (주)효성 | Viewing angle-compensating optical film for vertical alignment lcd (va lcd) utilizing cellulose ester film having acetyl group and butyryl group |
JP2017128630A (en) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 旭化成株式会社 | Cellulose formulation |
-
2005
- 2005-03-16 JP JP2005074948A patent/JP2006257204A/en active Pending
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