JP2006341434A - 光学フィルム、光学フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、セルロースエステル樹脂の熱劣化を抑え、加熱成形性を向上させ、かつ、優れた透光性を有する光学フィルム、及び該光学フィルムの製造方法を得ることを目的とする。更に、この光学フィルムを用いた、視認性に優れた偏光板、液晶表示装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤を加熱溶融させてフィルム状に流延製膜する光学フィルムの製造方法において、前記加熱溶融より前の段階で、ポリアルキレングリコールを0.1〜4質量%添加することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【選択図】 なし
【解決手段】 少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤を加熱溶融させてフィルム状に流延製膜する光学フィルムの製造方法において、前記加熱溶融より前の段階で、ポリアルキレングリコールを0.1〜4質量%添加することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【選択図】 なし
Description
本発明は、光学フィルム、光学フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置に関し、特に透光性の高い偏光板保護フィルムに関する。
光学フィルムは、液晶ディスプレイの偏光板の保護フィルム、反射防止層、防眩層、ハードコート層を設けて、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の最表面に使用されている。
光学フィルムは、高い透明性、平面性、透湿防止性、ブリードアウト耐性、寸法安定性(温湿度や経時で変動しない)、偏光板に使用されるPVA偏光膜との密着性、などの各種性能が要求されている。光学用のセルロースエステルフィルムは、特に偏光板に使用されるPVA偏光膜との密着性と適度な透湿防止性から、偏光板保護フィムルとして使用されているが、セルロースエステルフィルムは、一般にハロゲン系有機溶剤を使用した溶液流延製膜法によって製造されている。しかしながら、ハロゲン系有機溶剤は、環境面、安全面からその使用が制限されつつある。
このため、有機溶剤を使用しないセルロースエステルフィルムの製造方法が求められており、溶融流延法などの加熱溶融によりフィルムを得る方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、セルロースエステル樹脂は、一般的に熱により劣化しやすい材料のため、上記の光学フィルムに求められる諸性能を完全に満足できていない。
一方で、セルロースエステル樹脂を繊維として使用するために、溶融紡糸用の加熱溶融させる技術として、ポリエーテル化合物を可塑剤として5〜20質量%含有させることで溶融紡糸性に優れ、強伸度特性のみならず繊度の均一性にも優れた繊維を得る方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この技術をセルロースエステル光学フィルムに使用することが考えられるが、本発明者らの検討によれば、ポリエーテル化合物を可塑剤として5〜20質量%含有させた場合、透湿防止性、ブリードアウト耐性、寸法安定性の問題で実用に供し得ないことが分かった。
特開2000−352620号公報
特開2004−182979号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、有機溶剤を使用しない加熱溶融法にて光学フィルム、特に偏光板保護用セルロースエステルフィルムを得る方法において、セルロースエステル樹脂の熱劣化を抑え、加熱成形性を向上させ、かつ、優れた透光性を有する光学フィルム、及び該光学フィルムの製造方法を得ることを目的とする。更に、この光学フィルムを用いた、視認性に優れた偏光板、液晶表示装置を得ることを目的とする。
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
(請求項1)
少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤を加熱溶融させてフィルム状に流延製膜する光学フィルムの製造方法において、前記加熱溶融より前の段階で、ポリアルキレングリコールを0.1〜4質量%添加することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤を加熱溶融させてフィルム状に流延製膜する光学フィルムの製造方法において、前記加熱溶融より前の段階で、ポリアルキレングリコールを0.1〜4質量%添加することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
(請求項2)
前記ポリアルキレングリコールの分子量が1000〜4000の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
前記ポリアルキレングリコールの分子量が1000〜4000の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
(請求項3)
前記ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法。
前記ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法。
(請求項4)
前記可塑剤の量が5〜15質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
前記可塑剤の量が5〜15質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
(請求項5)
前記流延製膜後に光学フィルムを水洗することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
前記流延製膜後に光学フィルムを水洗することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
(請求項6)
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法で得られることを特徴とする光学フィルム。
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法で得られることを特徴とする光学フィルム。
(請求項7)
請求項6に記載の光学フィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
請求項6に記載の光学フィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
(請求項8)
請求項7に記載の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項7に記載の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
本発明により、加熱溶融法にて光学フィルム、特に偏光板保護用セルロースエステルフィルムを得る方法において、セルロースエステル樹脂の熱劣化を抑え、加熱成形性を向上させ、かつ、優れた透光性を有する光学フィルム、及び該光学フィルムの製造方法を得ることが出来る。更に、この光学フィルムを用いた、視認性に優れた偏光板、液晶表示装置を得ることが出来る。
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明は加熱溶融されることによって得られる光学フィルムに関し、該光学フィルムは、少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤を加熱溶融させてフィルム状に流延製膜する光学フィルムの製造方法において、前記加熱溶融より前の段階で、ポリアルキレングリコールを0.1〜4質量%添加することを特徴とする光学フィルムの製造方法によって得られる。
更に、前記ポリアルキレングリコールは、重量平均分子量(Mw)が1000〜4000の範囲であるポリアルキレングリコールであることが好ましく、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであることが好ましいことを見出した。
本発明者らは、上記課題についてセルロースエステル樹脂の加熱成形性を向上させる目的で、熱可塑性合成樹脂を鋭意検討した結果、低融点の合成樹脂を選択することで、セルロースエステル樹脂の融点より低い温度で加熱溶融が可能となり、加熱成形性の向上、即ち着色がなく熱劣化を抑えることが出来ることを見出した。
一般的にセルロースエステル樹脂は、合成樹脂との相溶性が悪く、相分離、白濁などが発生し、光学フィルムとして必要な透明性が十分に確保され難い。本発明者らは鋭意検討した結果、合成樹脂の中でも、ポリアルキレングリコール、特にポリエチレングリコール、またはポリプロピレングリコールの分子量と添加量を調整することで光学フィルムとして十分な透明性を確保出来ることを見出したものである。
また、ポリエチレングリコール、またはポリプロピレングリコールなどのOH基を有する化合物を選択すると、その末端のOH基が加熱溶融時、残留有機酸とエステル反応したり、加水分解によって生成した有機酸とエステル交換反応を起こし、主鎖の分解が抑制され酸捕捉剤的な役割になるものと考えられる。
以下、本発明を詳細に説明する。
(ポリアルキレングリコール)
本発明のポリアルキレングリコールは重量平均分子量(Mw)が1000〜4000の範囲にあることが好ましく、更に下記一般式(i)で表されるポリエチレングリコールまたは一般式(ii)で表されるポリプロピレングリコールであることが好ましい。
本発明のポリアルキレングリコールは重量平均分子量(Mw)が1000〜4000の範囲にあることが好ましく、更に下記一般式(i)で表されるポリエチレングリコールまたは一般式(ii)で表されるポリプロピレングリコールであることが好ましい。
一般式(i) H(OCH2CH2)nOH (nは繰り返し単位を表す)
一般式(ii) H[OCH(CH3)CH2]nOH (nは繰り返し単位を表す)
上記ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの平均分子量は1000〜4000の範囲であり、より好ましくは1000〜2000である。平均分子量が1000より小さいと、沸点が低下方向となるため揮発し易くなり、工程汚染などが発生する。また、分解温度も低下し、例えば、分子量が600のタイプのものは、200℃において約10質量%質量が減少し、耐熱性に問題があることが分かっている。加熱溶融工程における加熱温度は、200℃〜250℃のため、この温度においても劣化し難いものが求められる。即ち、分子量としては1000以上が好ましい。
一般式(ii) H[OCH(CH3)CH2]nOH (nは繰り返し単位を表す)
上記ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの平均分子量は1000〜4000の範囲であり、より好ましくは1000〜2000である。平均分子量が1000より小さいと、沸点が低下方向となるため揮発し易くなり、工程汚染などが発生する。また、分解温度も低下し、例えば、分子量が600のタイプのものは、200℃において約10質量%質量が減少し、耐熱性に問題があることが分かっている。加熱溶融工程における加熱温度は、200℃〜250℃のため、この温度においても劣化し難いものが求められる。即ち、分子量としては1000以上が好ましい。
また平均分子量が4000より大きいと、セルロースエステル樹脂との相溶性が低下し、白濁が発生し、透過率が低下する。分子量が大きくなると、本発明の効果(熱劣化防止効果)を発現させるには、添加量も多くなる傾向となる。しかし、高分子量タイプのものは、セルロースエステル樹脂との相溶性が低下するため、添加量が多くなると白濁し、透過率が低下する傾向を示す。本発明者らの検討によれば、平均分子量が4000を超える場合、例えば、平均分子量が4600のものは、本発明の効果を発現させるためには、3質量%以上必要となるが、この場合、白濁が発生し透過率の低下も観察される。
本発明に係るポリアルキレングリコールの分子量分布はシャープなほど好適と考えられる。分子量分布が広すぎる場合、融点、分解温度も広くなり、揮発しやすくなったり、耐熱性が低下する可能性が容易に考えられるからである。その幅は、Mw/Mnが1〜1.2の範囲が好ましい。
分子量の測定は、例えばGPC(Waters社製 Separations Module2695/RI Detector2414)により、得られたサンプルの分子量を測定出来る。
本発明に係るポリアルキレングリコール、特にポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールの添加量は、0.1〜4質量%の範囲であり、より好ましくは0.5〜2質量%の範囲にあると加熱溶融しても分子量低下(熱劣化)することなく、良好なフィルムを得ることが出来る。0.1質量%未満では本発明の効果が得られない。
上述のポリアルキレングリコールは水溶性のため、加熱溶融によってフィルムを得た後、水洗をすることで除去することが出来る。例えば、添加量が上限の4質量%の場合、熱可塑性はかなり向上するが、反面、ブリードアウト性が低下することがある。このように、フィルム製造時には必要であるが、製膜後のフィルム品質において過剰量の場合、該フィルムを水洗することで、含有量を低下させ品質を向上させることも出来る。
例えば、水洗工程とは、得られた光学フィルムを40〜60℃の純水に0.5hr〜2hr程度浸漬した後、25℃の純水を適当量オーバーフローさせながら、更に0.5hr〜2hr程度水洗し、その後一晩程度ドラフト中で風乾した後、50〜80℃に昇温したオーブンにて数時間乾燥させる方法等をいうが、これに限られるものではない。
上述のポリアルキレングリコールの添加量が好ましい範囲である2質量%以下の場合は、元々ブリードアウト性も比較的良好のため、特に水洗は必要としない。
(セルロースエステル樹脂)
本発明に係るセルロースエステル樹脂は、セルロースエステルの構造を示し、脂肪酸アシル基、置換もしくは無置換の芳香族アシル基の中から少なくともいずれかの構造を含む、セルロースの前記単独または混合酸エステルであることが好ましい。
本発明に係るセルロースエステル樹脂は、セルロースエステルの構造を示し、脂肪酸アシル基、置換もしくは無置換の芳香族アシル基の中から少なくともいずれかの構造を含む、セルロースの前記単独または混合酸エステルであることが好ましい。
以下、本発明の目的を満たす上で有用なセルロースエステルについて例示するがこれらに限定されるものではない。
芳香族アシル基において、芳香族環がベンゼン環であるとき、ベンゼン環の置換基の例としてハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、ウレイド基、アラルキル基、ニトロ、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルファモイル基、アシルオキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、アルキルスルホニルオキシ基及びアリールオキシスルホニル基、−S−R、−NH−CO−OR、−PH−R、−P(−R)2、−PH−O−R、−P(−R)(−O−R)、−P(−O−R)2、−PH(=O)−R−P(=O)(−R)2、−PH(=O)−O−R、−P(=O)(−R)(−O−R)、−P(=O)(−O−R)2、−O−PH(=O)−R、−O−P(=O)(−R)2−O−PH(=O)−O−R、−O−P(=O)(−R)(−O−R)、−O−P(=O)(−O−R)2、−NH−PH(=O)−R、−NH−P(=O)(−R)(−O−R)、−NH−P(=O)(−O−R)2、−SiH2−R、−SiH(−R)2、−Si(−R)3、−O−SiH2−R、−O−SiH(−R)2及び−O−Si(−R)3が含まれる。上記Rは脂肪族基、芳香族基またはヘテロ環基である。置換基の数は、一個〜五個であることが好ましく、一個〜四個であることがより好ましく、一個〜三個であることが更に好ましく、一個または二個であることが最も好ましい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、カルボンアミド基、スルホンアミド基及びウレイド基が好ましく、ハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基及びカルボンアミド基がより好ましく、ハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルコキシ基及びアリールオキシ基が更に好ましく、ハロゲン原子、アルキル基及びアルコキシ基が最も好ましい。
上記ハロゲン原子には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が含まれる。上記アルキル基は、環状構造或いは分岐を有していてもよい。アルキル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜6であることが更に好ましく、1〜4であることが最も好ましい。アルキル基の例には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル及び2−エチルヘキシルが含まれる。上記アルコキシ基は、環状構造或いは分岐を有していてもよい。アルコキシ基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜6であることが更に好ましく、1〜4であることが最も好ましい。アルコキシ基は、更に別のアルコキシ基で置換されていてもよい。アルコキシ基の例には、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、2−メトキシ−2−エトキシエトキシ、ブチルオキシ、ヘキシルオキシ及びオクチルオキシが含まれる。
上記アリール基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることが更に好ましい。アリール基の例には、フェニル及びナフチルが含まれる。上記アリールオキシ基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることが更に好ましい。アリールオキシ基の例には、フェノキシ及びナフトキシが含まれる。上記アシル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。アシル基の例には、ホルミル、アセチル及びベンゾイルが含まれる。上記カルボンアミド基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。カルボンアミド基の例には、アセトアミド及びベンズアミドが含まれる。上記スルホンアミド基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。スルホンアミド基の例には、メタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド及びp−トルエンスルホンアミドが含まれる。上記ウレイド基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。ウレイド基の例には、(無置換)ウレイドが含まれる。
上記アラルキル基の炭素原子数は、7〜20であることが好ましく、7〜12であることが更に好ましい。アラルキル基の例には、ベンジル、フェネチル及びナフチルメチルが含まれる。上記アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、2〜12であることが更に好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニルが含まれる。上記アリールオキシカルボニル基の炭素原子数は、7〜20であることが好ましく、7〜12であることが更に好ましい。アリールオキシカルボニル基の例には、フェノキシカルボニルが含まれる。上記アラルキルオキシカルボニル基の炭素原子数は、8〜20であることが好ましく、8〜12であることが更に好ましい。アラルキルオキシカルボニル基の例には、ベンジルオキシカルボニルが含まれる。上記カルバモイル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。カルバモイル基の例には、(無置換)カルバモイル及びN−メチルカルバモイルが含まれる。上記スルファモイル基の炭素原子数は、20以下であることが好ましく、12以下であることが更に好ましい。スルファモイル基の例には、(無置換)スルファモイル及びN−メチルスルファモイルが含まれる。上記アシルオキシ基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、2〜12であることが更に好ましい。アシルオキシ基の例には、アセトキシ及びベンゾイルオキシが含まれる。
上記アルケニル基の炭素原子数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であることが更に好ましい。アルケニル基の例には、ビニル、アリル及びイソプロペニルが含まれる。上記アルキニル基の炭素原子数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であることが更に好ましい。アルキニル基の例には、チエニルが含まれる。上記アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。上記アリールスルホニル基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることが更に好ましい。上記アルキルオキシスルホニル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることが更に好ましい。上記アルキルスルホニルオキシ基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることが更に好ましい。上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることが更に好ましい。
本発明のセルロースエステルにおいて、セルロースの水酸基部分の水素原子が脂肪族アシル基との脂肪酸エステルであるとき、脂肪族アシル基は炭素原子数が2〜20で具体的にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、オクタノイル、ラウロイル、ステアロイル等が挙げられる。
本発明において前記脂肪族アシル基とは更に置換基を有するものも包含する意味であり、置換基としては上述の芳香族アシル基において、芳香族環がベンゼン環であるとき、ベンゼン環の置換基として例示したものが挙げられる。
また、上記セルロースエステルのエステル化された置換基が芳香環であるとき、芳香族環に置換する置換基Xの数は0または1〜5個であり、好ましくは1〜3個で、特に好ましいのは1又は2個である。更に、芳香族環に置換する置換基の数が2個以上の時、互いに同じでも異なっていてもよいが、また、互いに連結して縮合多環化合物(例えばナフタレン、インデン、インダン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、クロメン、クロマン、フタラジン、アクリジン、インドール、インドリンなど)を形成してもよい。
上記セルロースエステルにおいて置換もしくは無置換の脂肪族アシル基、置換もしくは無置換の芳香族アシル基の少なくともいずれか1種選択された構造を有する構造を有することが本発明のセルロースエステルに用いる構造として用いられ、これらは、セルロースの単独または混合酸エステルでもよく、2種以上のセルロースエステルを混合して用いてもよい。
本発明の光学フィルムを構成する前記セルロースエステルにおいて、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、及びセルロースフタレートから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
これらの中で特に好ましいセルロースエステルは、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートが挙げられる。
混合脂肪酸エステルの置換度として、更に好ましいセルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートの低級脂肪酸エステルは、炭素原子数2〜4のアシル基を置換基として有し、アセチル基の置換度をXとし、プロピオニル基又はブチリル基の置換度をYとした時、下記式(I)及び(II)を同時に満たすセルロースエステルを含むセルロース樹脂であることが好ましい。
式(I) 2.6≦X+Y≦3.0
式(II) 1.0≦X≦2.5
この内特にセルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられ、中でも1.9≦X≦2.5であり、0.1≦Y≦0.9であることが好ましい。上記アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在しているのものである。これらは公知の方法で合成することが出来る。
式(II) 1.0≦X≦2.5
この内特にセルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられ、中でも1.9≦X≦2.5であり、0.1≦Y≦0.9であることが好ましい。上記アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在しているのものである。これらは公知の方法で合成することが出来る。
更に、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、更に好ましくは2.5〜5.0であり、更に好ましくは3.0〜5.0のセルロースエステルが好ましく用いられる。
本発明で用いられるセルロースエステルの原料セルロースは、木材パルプでも綿花リンターでもよく、木材パルプは針葉樹でも広葉樹でもよいが、針葉樹の方がより好ましい。製膜の際の剥離性の点からは綿花リンターが好ましく用いられる。これらから作られたセルロースエステルは適宜混合して、或いは単独で使用することが出来る。
例えば、綿花リンター由来セルロースエステル:木材パルプ(針葉樹)由来セルロースエステル:木材パルプ(広葉樹)由来セルロースエステルの比率が100:0:0、90:10:0、85:15:0、50:50:0、20:80:0、10:90:0、0:100:0、0:0:100、80:10:10、85:0:15、40:30:30で用いることが出来る。
本発明に係るセルロースエステル樹脂は、20mlの純水(電気伝導度0.1μS/cm以下、pH6.8)に1g投入し、25℃、1hr、窒素雰囲気下にて攪拌した時のpHが6〜7、電気伝導度が1〜100μS/cmであることが好ましい。pHが6未満の場合、残留有機酸が加熱溶融時にセルロースの劣化を促進させる恐れがあり、pHが7より高い場合、加水分解が促進する恐れがある。また、電気伝導度が100μS/cm以上の場合、残留イオンが比較的多く存在するため、加熱溶融時にセルロースを劣化させる要因になると考えられる。
(可塑剤)
本発明の光学フィルムは、少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤と上述のポリアルキレングリコールとを併用するものである。
本発明の光学フィルムは、少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤と上述のポリアルキレングリコールとを併用するものである。
また、本発明の光学フィルムに可塑剤として知られる化合物を添加することは、本発明の効果を得る以外にも、機械的性質向上、柔軟性を付与、耐吸水性付与、水分透過率の低減等のフィルムの改質の観点において好ましい。また本発明で行う溶融流延法においては、用いるセルロースエステル単独のガラス転移温度よりも、可塑剤の添加によりフィルム構成材料の溶融温度を低下させる目的、または同じ加熱温度においてセルロースエステルよりも可塑剤を含むフィルム構成材料の粘度が低下出来る点で好ましい。
ここで、本発明において、フィルム構成材料の溶融温度とは、該材料が加熱され流動性が発現された状態において、材料が加熱された温度を意味する。
セルロースエステル単独では、ガラス転移温度よりも低いとフィルム化するための流動性は発現されない。しかしながらセルロースエステルは、ガラス転移温度以上において、熱量の吸収により弾性率或いは粘度が低下し、流動性が発現される。フィルム構成材料を溶融させるためには、添加する可塑剤がセルロースエステルのガラス転移温度よりも低い融点またはガラス転移温度をもつことが上記目的を満たすために好ましい。
本発明に用いる可塑剤としては、例えばリン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。また、特開2003−12859号に記載の重量平均分子量が500以上10000以下であるエチレン性不飽和モノマーを重合して得られるポリマー、アクリル系ポリマー、芳香環を側鎖に有するアクリル系ポリマーまたはシクロヘキシル基を側鎖に有するアクリル系ポリマーなども好ましく用いられる。
リン酸エステル誘導体としては、例えば、可塑剤としては、リン酸エステル系可塑剤、エチレングリコールエステル系可塑剤、グリセリンエステル系可塑剤、ジグリセリンエステル系可塑剤(脂肪酸エステル)、多価アルコールエステル系可塑剤、ジカルボン酸エステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、ポリマー可塑剤等が挙げられる。この中でも多価アルコールエステル系可塑剤、ジカルボン酸エステル系可塑剤及び多価カルボン酸エステル系可塑剤が好ましい。また、可塑剤は液体であっても固体であっても良く、組成物の制約上無色であることが好ましい。熱的にはより高温において安定であることが好ましく、分解開始温度が150℃以上、更に200℃以上が好ましい。添加量は前記の光学フィルムに求められる諸性能の為に調整出来、その配合量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択され、セルロースエステル樹脂100質量部に対して好ましくは1〜50質量部、より好ましくは3〜30質量部である。特に5〜15質量%が好ましい。
以下、本発明に用いられる可塑剤について更に説明する。具体例はこれらに限定されるものではない。
リン酸エステル系の可塑剤:具体的には、トリアセチルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸アルキルエステル、トリシクロベンチルホスフェート、シクロヘキシルホスフェート等のリン酸シクロアルキルエステル、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、トリナフチルホスフェート、トリキシリルオスフェート、トリスオルト−ビフェニルホスフェート等のリン酸アリールエステルが挙げられる。これらの置換基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキル基、シクロアルキル基、アリール基のミックスでも良く、また置換基同志が共有結合で結合していても良い。
またエチレンビス(ジメチルホスフェート)、ブチレンビス(ジエチルホスフェート)等のアルキレンビス(ジアルキルホスフェート)、エチレンビス(ジフェニルホスフェート)、プロピレンビス(ジナフチルホスフェート)等のアルキレンビス(ジアリールホスフェート)、フェニレンビス(ジブチルホスフェート)、ビフェニレンビス(ジオクチルホスフェート)等のアリーレンビス(ジアルキルホスフェート)、フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)、ナフチレンビス(ジトルイルホスフェート)等のアリーレンビス(ジアリールホスフェート)等のリン酸エステルが挙げられる。これらの置換基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキル基、シクロアルキル基、アリール基のミックスでも良く、また置換基同志が共有結合で結合していても良い。
更にリン酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。上記化合物の中では、リン酸アリールエステル、アリーレンビス(ジアリールホスフェート)が好ましく、具体的にはトリフェニルホスフェート、フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)が好ましい。
エチレングリコールエステル系の可塑剤:具体的には、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジブチレート等のエチレングリコールアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジシクロプロピルカルボキシレート、エチレングリコールジシクロヘキルカルボキシレート等のエチレングリコールシクロアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジベンゾエート、エチレングリコールジ4−メチルベンゾエート等のエチレングリコールアリールエステル系の可塑剤が挙げられる。これらアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基のミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更にエチレングリコール部も置換されていても良く、エチレングリコールエステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。
グリセリンエステル系の可塑剤:具体的にはトリアセチン、トリブチリン、グリセリンジアセテートカプリレート、グリセリンオレートプロピオネート等のグリセリンアルキルエステル、グリセリントリシクロプロピルカルボキシレート、グリセリントリシクロヘキシルカルボキシレート等のグリセリンシクロアルキルエステル、グリセリントリベンゾエート、グリセリン4−メチルベンゾエート等のグリセリンアリールエステル、ジグリセリンテトラアセチレート、ジグリセリンテトラプロピオネート、ジグリセリンアセテートトリカプリレート、ジグリセリンテトララウレート、等のジグリセリンアルキルエステル、ジグリセリンテトラシクロブチルカルボキシレート、ジグリセリンテトラシクロペンチルカルボキシレート等のジグリセリンシクロアルキルエステル、ジグリセリンテトラベンゾエート、ジグリセリン3−メチルベンゾエート等のジグリセリンアリールエステル等が挙げられる。これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更にグリセリン、ジグリセリン部も置換されていても良く、グリセリンエステル、ジグリセリンエステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。
多価アルコールエステル系の可塑剤:具体的には、特開2003−12823号公報の段落30〜33記載の多価アルコールエステル系可塑剤が挙げられる。
これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更に多価アルコール部も置換されていても良く、多価アルコールの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。
ジカルボン酸エステル系の可塑剤:具体的には、ジドデシルマロネート(C1)、ジオクチルアジペート(C4)、ジブチルセバケート(C8)等のアルキルジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロペンチルサクシネート、ジシクロヘキシルアジーペート等のアルキルジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニルサクシネート、ジ4−メチルフェニルグルタレート等のアルキルジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤、ジヘキシル−1,4−シクロヘキサンジカルボキシレート、ジデシルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロヘキシル−1,2−シクロブタンジカルボキシレート、ジシクロプロピル−1,2−シクロヘキシルジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニル−1,1−シクロプロピルジカルボキシレート、ジ2−ナフチル−1,4−シクロヘキサンジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤、ジエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート等のアリールジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロプロピルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等のアリールジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニルフタレート、ジ4−メチルフェニルフタレート等のアリールジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤が挙げられる。これらアルコキシ基、シクロアルコキシ基は、同一でもあっても異なっていてもよく、また一置換でも良く、これらの置換基は更に置換されていても良い。アルキル基、シクロアルキル基はミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更にフタル酸の芳香環も置換されていて良く、ダイマー、トリマー、テトラマー等の多量体でも良い。またフタル酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にポリマーへペンダントされていても良く、酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。
多価カルボン酸エステル系の可塑剤:具体的には、トリドデシルトリカルバレート、トリブチル−meso−ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート等のアルキル多価カルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、トリシクロヘキシルトリカルバレート、トリシクロプロピル−2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボキシレート等のアルキル多価カルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、トリフェニル2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボキシレート、テトラ3−メチルフェニルテトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボキシレート等のアルキル多価カルボン酸アリールエステル系の可塑剤、テトラヘキシル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボキシレート、テトラブチル−1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボキシレート等のシクロアルキル多価カルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、テトラシクロプロピル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボキシレート、トリシクロヘキシル−1,3,5−シクロヘキシルトリカルボキシレート等のシクロアルキル多価カルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、トリフェニル−1,3,5−シクロヘキシルトリカルボキシレート、ヘキサ4−メチルフェニル−1,2,3,4,5,6−シクロヘキシルヘキサカルボキシレート等のシクロアルキル多価カルボン酸アリールエステル系の可塑剤、トリドデシルベンゼン−1,2,4−トリカルボキシレート、テトラオクチルベンゼン−1,2,4,5−テトラカルボキシレート等のアリール多価カルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、トリシクロペンチルベンゼン−1,3,5−トリカルボキシレート、テトラシクロヘキシルベンゼン−1,2,3,5−テトラカルボキシレート等のアリール多価カルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤トリフェニルベンゼン−1,3,5−テトラカルトキシレート、ヘキサ4−メチルフェニルベンゼン−1,2,3,4,5,6−ヘキサカルボキシレート等のアリール多価カルボン酸アリールエステル系の可塑剤が挙げられる。これらアルコキシ基、シクロアルコキシ基は、同一でもあっても異なっていてもよく、また一置換でも良く、これらの置換基は更に置換されていても良い。アルキル基、シクロアルキル基はミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更にフタル酸の芳香環も置換されていて良く、ダイマー、トリマー、テトラマー等の多量体でも良い。またフタル酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にポリマーへペンダントされていても良く、酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。
ポリマー可塑剤:具体的には、脂肪族炭化水素系ポリマー、脂環式炭化水素系ポリマー、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系ポリマー、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリN−ビニルピロリドン等のビニル系ポリマー、ポリスチレン、ポリ4−ヒドロキシスチレン等のスチレン系ポリマー、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア等が挙げられる。数平均分子量は、1000〜500000程度が好ましく、特に好ましくは、5000〜200000である。1000以下では揮発性に問題が生じ、500000を超えると可塑化能力が低下し、セルロースエステル誘導体組成物の機械的性質に悪影響を及ぼす。これらポリマー可塑剤は1種の繰り返し単位からなる単独重合体でも、複数の繰り返し構造体を有する共重合体でも良い。また、上記ポリマーを2種以上併用して用いても良く、他の可塑剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤、滑り剤及びマット剤等を含有させても良い。
上記可塑剤の中でも熱溶融時に揮発成分を生成しないことが一般的には好ましい。具体的には特表平6−501040号に記載されている不揮発性燐酸エステルが挙げられ、例えばアリーレンビス(ジアリールホスフェート)エステルや上記例示化合物の中ではトリメチロールプロパントリベンゾエート等が好ましいがこれらに限定されるものではない。揮発成分が上記可塑剤の熱分解によるとき、上記可塑剤の熱分解温度Td(1.0)は、1.0質量%減少したときの温度と定義すると、フィルム形成材料の溶融温度よりも高いことが求められる。可塑剤は、上記目的のために、セルロースエステルに対する添加量が他のフィルム構成材料よりも多く、揮発成分の存在は得られるフィルムの品質に与える劣位となる影響が大きいためである。熱分解温度Td(1.0)は、市販の示差熱重量分析(TG−DTA)装置で測定することが出来る。
(有機系添加剤)
本発明に係る光学フィルムには、セルロースエステル樹脂、可塑剤とポリアルキレングリコールの他に、有機系添加剤を含有させることが好ましい。有機系添加剤には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、リターデーション制御剤、高分子材料等がある。
(有機系添加剤)
本発明に係る光学フィルムには、セルロースエステル樹脂、可塑剤とポリアルキレングリコールの他に、有機系添加剤を含有させることが好ましい。有機系添加剤には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、リターデーション制御剤、高分子材料等がある。
以下、添加剤について、更に詳述する。
(酸化防止剤)
本発明に用いられる酸化防止剤について説明する。
本発明に用いられる酸化防止剤について説明する。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、耐熱加工安定剤、酸素スカベンジャー等が挙げられ、これらの中でもフェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換フェノール系酸化防止剤が好ましい。これらの酸化防止剤を配合することにより、透明性、耐熱性等を低下させることなく、成型時の熱や酸化劣化等による成形体の着色や強度低下を防止出来る。これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることが出来、その配合量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択されるが、セルロースエステル樹脂100質量部に対して好ましくは0.001〜5質量部、より好ましくは0.01〜1質量部である。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール酸化防止剤化合物は既知の化合物であり、例えば、米国特許第4,839,405号明細書の第12〜14欄に記載されているものなどの、2,6−ジアルキルフェノール誘導体化合物が含まれる。このような化合物には、以下の一般式(1)のものが含まれる。
上式中、R1、R2及びR3は、更に置換されているかまたは置換されていないアルキル置換基を表す。ヒンダードフェノール化合物の具体例には、n−オクタデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−オクタデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−アセテート、n−オクタデシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、n−ヘキシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルベンゾエート、n−ドデシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルベンゾエート、ネオ−ドデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ドデシルβ(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチルα−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシルα−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシルα−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−(n−オクチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンゾエート、2−(n−オクチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンゾエート、2−(2−ヒドロキシエチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ジエチルグリコールビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ステアルアミドN,N−ビス−[エチレン3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、n−ブチルイミノN,N−ビス−[エチレン3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,2−プロピレングリコールビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコールビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ネオペンチルグリコールビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコールビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート)、グリセリン−l−n−オクタデカノエート−2,3−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート)、ペンタエリトリトール−テトラキス−[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,1,1−トリメチロールエタン−トリス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ソルビトールヘキサ−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−ヒドロキシエチル7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−ステアロイルオキシエチル7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,6−n−ヘキサンジオール−ビス[(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリトリトール−テトラキス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)が含まれる。上記タイプのヒンダードフェノール系酸化防止剤化合物は、例えば、Ciba Specialty Chemicalsから、“Irganox1076”及び“Irganox1010”という商品名で市販されている。
その他の酸化防止剤としては、具体的には、トリスノニルフェニルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト等のリン系酸化防止剤、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)等のイオウ系酸化防止剤、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3、5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート等の耐熱加工安定剤、特公平08−27508記載の3,4−ジヒドロ−2H−1−ベンゾピラン系化合物、3,3’−スピロジクロマン系化合物、1,1−スピロインダン系化合物、モルホリン、チオモルホリン、チオモルホリンオキシド、チオモルホリンジオキシド、ピペラジン骨格を部分構造に有する化合物、特開平03−174150記載のジアルコキシベンゼン系化合物等の酸素スカベンジャー等が挙げられる。これら酸化防止剤の部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にポリマーへペンダントされていても良く、可塑剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。
(酸捕捉剤)
酸捕捉剤としては、米国特許第4,137,201号明細書に記載されている酸捕捉剤としてのエポキシ化合物を含んでなるのが好ましい。このような酸捕捉剤としてのエポキシ化合物は当該技術分野において既知であり、種々のポリグリコールのジグリシジルエーテル、特にポリグリコール1モル当たりに約8〜40モルのエチレンオキシドなどの縮合によって誘導されるポリグリコール、グリセロールのジグリシジルエーテルなど、金属エポキシ化合物(例えば、塩化ビニルポリマー組成物において、及び塩化ビニルポリマー組成物と共に、従来から利用されているもの)、エポキシ化エーテル縮合生成物、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル(即ち、4,4’−ジヒドロキシジフェニルジメチルメタン)、エポキシ化不飽和脂肪酸エステル(特に、2〜22この炭素原子の脂肪酸の4〜2個程度の炭素原子のアルキルのエステル(例えば、ブチルエポキシステアレート)など)、及び種々のエポキシ化長鎖脂肪酸トリグリセリドなど(例えば、エポキシ化大豆油などの組成物によって代表され、例示され得る、エポキシ化植物油及び他の不飽和天然油(これらは時としてエポキシ化天然グリセリドまたは不飽和脂肪酸と称され、これらの脂肪酸は一般に12〜22個の炭素原子を含有している))が含まれる。特に好ましいのは、市販のエポキシ基含有エポキシド樹脂化合物 EPON 815c、及び一般式(2)の他のエポキシ化エーテルオリゴマー縮合生成物である。
酸捕捉剤としては、米国特許第4,137,201号明細書に記載されている酸捕捉剤としてのエポキシ化合物を含んでなるのが好ましい。このような酸捕捉剤としてのエポキシ化合物は当該技術分野において既知であり、種々のポリグリコールのジグリシジルエーテル、特にポリグリコール1モル当たりに約8〜40モルのエチレンオキシドなどの縮合によって誘導されるポリグリコール、グリセロールのジグリシジルエーテルなど、金属エポキシ化合物(例えば、塩化ビニルポリマー組成物において、及び塩化ビニルポリマー組成物と共に、従来から利用されているもの)、エポキシ化エーテル縮合生成物、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル(即ち、4,4’−ジヒドロキシジフェニルジメチルメタン)、エポキシ化不飽和脂肪酸エステル(特に、2〜22この炭素原子の脂肪酸の4〜2個程度の炭素原子のアルキルのエステル(例えば、ブチルエポキシステアレート)など)、及び種々のエポキシ化長鎖脂肪酸トリグリセリドなど(例えば、エポキシ化大豆油などの組成物によって代表され、例示され得る、エポキシ化植物油及び他の不飽和天然油(これらは時としてエポキシ化天然グリセリドまたは不飽和脂肪酸と称され、これらの脂肪酸は一般に12〜22個の炭素原子を含有している))が含まれる。特に好ましいのは、市販のエポキシ基含有エポキシド樹脂化合物 EPON 815c、及び一般式(2)の他のエポキシ化エーテルオリゴマー縮合生成物である。
上式中、nは0〜12に等しい。用いることが出来る更に可能な酸捕捉剤としては、特開平5−194788号公報の段落87〜105に記載されているものが含まれる。
(光安定剤)
光安定剤としては、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)化合物が挙げられ、これは既知の化合物であり、例えば、米国特許第4,619,956号明細書の第5〜11欄及び米国特許第4,839,405号明細書の第3〜5欄に記載されているように、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン化合物、またはそれらの酸付加塩もしくはそれらと金属化合物との錯体が含まれる。このような化合物には、以下の一般式(3)のものが含まれる。
光安定剤としては、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)化合物が挙げられ、これは既知の化合物であり、例えば、米国特許第4,619,956号明細書の第5〜11欄及び米国特許第4,839,405号明細書の第3〜5欄に記載されているように、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン化合物、またはそれらの酸付加塩もしくはそれらと金属化合物との錯体が含まれる。このような化合物には、以下の一般式(3)のものが含まれる。
上式中、R1及びR2は、Hまたは置換基である。ヒンダードアミン光安定剤化合物の具体例には、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−アリル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ベンジル−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(4−t−ブチル−2−ブテニル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−エチル−4−サリチロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル−β(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、1−ベンジル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニルマレイネート(maleinate)、(ジ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−アジペート、(ジ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−セバケート、(ジ−1,2,3,6−テトラメチル−2,6−ジエチル−ピペリジン−4−イル)−セバケート、(ジ−1−アリル−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−イル)−フタレート、1−アセチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル−アセテート、トリメリト酸−トリ−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)エステル、1−アクリロイル−4−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ジブチル−マロン酸−ジ−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−ピペリジン−4−イル)−エステル、ジベンジル−マロン酸−ジ−(1,2,3,6−テトラメチル−2,6−ジエチル−ピペリジン−4−イル)−エステル、ジメチル−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オキシ)−シラン,トリス−(1−プロピル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ホスフィット、トリス−(1−プロピル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ホスフェート,N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ヘキサメチレン−1,6−ジアミン、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ヘキサメチレン−1,6−ジアセトアミド、1−アセチル−4−(N−シクロヘキシルアセトアミド)−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン、4−ベンジルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−N,N’−ジブチル−アジパミド、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−N,N’−ジシクロヘキシル−(2−ヒドロキシプロピレン)、N,N’−ビス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−p−キシリレン−ジアミン、4−(ビス−2−ヒドロキシエチル)−アミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−メタクリルアミド−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、α−シアノ−β−メチル−β−[N−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)]−アミノ−アクリル酸メチルエステル。好ましいヒンダードアミン光安定剤の例には、以下のHALS−1及びHALS−2が含まれる。
これらのヒンダードアミン系耐光安定剤は、それぞれ単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることが出来、またこれらヒンダードアミン系耐光安定剤と可塑剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤と併用しても、添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。その配合量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択されるが、セルロースエステル樹脂100質量部に対して好ましくは0.01〜20質量部、より好ましくは0.02〜15質量部、特に好ましくは0.05〜10質量部である。
(紫外線吸収剤)
紫外線吸収剤としては、偏光子や表示装置の紫外線に対する劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れており、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等を挙げることが出来るが、ベンゾフェノン系化合物や着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、特開平10−182621号公報、特開平8−337574号公報記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号公報記載の高分子紫外線吸収剤を用いてもよい。
紫外線吸収剤としては、偏光子や表示装置の紫外線に対する劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れており、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等を挙げることが出来るが、ベンゾフェノン系化合物や着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、特開平10−182621号公報、特開平8−337574号公報記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号公報記載の高分子紫外線吸収剤を用いてもよい。
有用なベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例として、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、オクチル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートの混合物等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。
また、市販品として、チヌビン(TINUVIN)109、チヌビン(TINUVIN)171、チヌビン(TINUVIN)360(いずれもチバ−スペシャルティ−ケミカルズ社製)を用いることも出来る。
ベンゾフェノン系化合物の具体例として、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニルメタン)等を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。
本発明においては、紫外線吸収剤は0.1〜20質量%添加することが好ましく、更に0.5〜10質量%添加することが好ましく、更に1〜5質量%添加することが好ましい。これらは2種以上を併用してもよい。
(リターデーション制御剤)
本発明の光学フィルムにおいて配向膜を形成して液晶層を設け、偏光板保護フィルムと液晶層由来のリターデーションを複合化して光学補償能を付与して、液晶表示品質の向上するような偏光板加工を行ってもよい。リターデーションを調節するために添加する化合物は、欧州特許911,656A2号明細書に記載されているような、二つ以上の芳香族環を有する芳香族化合物をリターデーション制御剤として使用することも出来る。また二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。該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。芳香族性ヘテロ環であることが特に好ましく、芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。中でも1,3,5−トリアジン環が特に好ましい。
本発明の光学フィルムにおいて配向膜を形成して液晶層を設け、偏光板保護フィルムと液晶層由来のリターデーションを複合化して光学補償能を付与して、液晶表示品質の向上するような偏光板加工を行ってもよい。リターデーションを調節するために添加する化合物は、欧州特許911,656A2号明細書に記載されているような、二つ以上の芳香族環を有する芳香族化合物をリターデーション制御剤として使用することも出来る。また二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。該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。芳香族性ヘテロ環であることが特に好ましく、芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。中でも1,3,5−トリアジン環が特に好ましい。
(高分子材料)
本発明の光学フィルムはセルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーを適宜選択して混合してもよい。前述の高分子材料やオリゴマー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、更に好ましくは90%以上、更に好ましくは92%以上であることが好ましい。セルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーの少なくとも1種以上を混合する目的は、加熱溶融時の粘度制御やフィルム加工後のフィルム物性を向上するために行う意味を含んでいる。この場合は、上述のその他添加剤として含むことが出来る。
本発明の光学フィルムはセルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーを適宜選択して混合してもよい。前述の高分子材料やオリゴマー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、更に好ましくは90%以上、更に好ましくは92%以上であることが好ましい。セルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーの少なくとも1種以上を混合する目的は、加熱溶融時の粘度制御やフィルム加工後のフィルム物性を向上するために行う意味を含んでいる。この場合は、上述のその他添加剤として含むことが出来る。
(マット剤)
本発明の光学フィルムは、滑り性を付与するためにマット剤等の微粒子を添加することが出来、微粒子としては、無機化合物の微粒子又は有機化合物の微粒子が挙げられる。マット剤はできるだけ微粒子のものが好ましく、微粒子としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム等の無機微粒子や架橋高分子微粒子を挙げることが出来る。中でも、二酸化ケイ素がフィルムのヘイズを低く出来るので好ましい。二酸化ケイ素のような微粒子は有機物により表面処理されている場合が多いが、このようなものはフィルムのヘイズを低下出来るため好ましい。
本発明の光学フィルムは、滑り性を付与するためにマット剤等の微粒子を添加することが出来、微粒子としては、無機化合物の微粒子又は有機化合物の微粒子が挙げられる。マット剤はできるだけ微粒子のものが好ましく、微粒子としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム等の無機微粒子や架橋高分子微粒子を挙げることが出来る。中でも、二酸化ケイ素がフィルムのヘイズを低く出来るので好ましい。二酸化ケイ素のような微粒子は有機物により表面処理されている場合が多いが、このようなものはフィルムのヘイズを低下出来るため好ましい。
表面処理で好ましい有機物としては、ハロシラン類、アルコキシシラン類、シラザン、シロキサンなどが挙げられる。微粒子の平均粒径が大きい方が滑り性効果は大きく、反対に平均粒径の小さい方は透明性に優れる。また、微粒子の二次粒子の平均粒径は0.05〜1.0μmの範囲である。好ましい微粒子の二次粒子の平均粒径は5〜50nmが好ましく、更に好ましくは、7〜14nmである。これらの微粒子はセルロースエステルフィルム中では、セルロースエステルフィルム表面に0.01〜1.0μmの凹凸を生成させる為に好ましく用いられる。微粒子のセルロースエステル中の含有量はセルロースエステルに対して0.005〜0.3質量%が好ましい。
二酸化ケイ素の微粒子としては、日本アエロジル(株)製のアエロジル(AEROSIL)200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600等を挙げることが出来、好ましくはアエロジル200V、R972、R972V、R974、R202、R812である。これらの微粒子は2種以上併用してもよい。2種以上併用する場合、任意の割合で混合して使用することが出来る。この場合、平均粒径や材質の異なる微粒子、例えば、アエロジル200VとR972Vを質量比で0.1:99.9〜99.9:0.1の範囲で使用出来る。
上記マット剤として用いられるフィルム中の微粒子の存在は、別の目的としてフィルムの強度向上のために用いることも出来る。また、フィルム中の上記微粒子の存在は、本発明の光学フィルムを構成するセルロースエステル自身の配向性を向上することも可能である。
(溶融流延法による製膜)
本発明の光学フィルムは溶融流延法によって形成されることが特徴である。
本発明の光学フィルムは溶融流延法によって形成されることが特徴である。
溶液流延法において用いられる溶媒(例えば塩化メチレン等)を用いずに、加熱溶融する溶融流延による成形法は、更に詳細には、溶融押出成形法、プレス成形法、インフレーション法、射出成形法、ブロー成形法、延伸成形法等に分類出来る。これらの中で、機械的強度及び表面精度等に優れる偏光板保護フィルムを得るためには、溶融押出し法が優れている。
本発明の光学フィルムの巻きの長さとしては、500〜5000mが好ましく、1000〜5000mがより好ましい。幅手両端部には膜厚の0〜25%の高さのナーリングを設けて巻き取ることも好ましい。
このような非常に長大なフィルムを安定して生産するためには、溶融製膜中に分子量をいかに低下させないかが重要である。分子量が低下すると、フィルムが脆くなり、破断が発生しやすくなり、上記のような長さのフィルムを得ることは難しい。分子量の低下を防ぐためには、前述のような安定化剤を添加するのみならず、材料の購入前または合成時に混入している溶媒や不純物や、酸素・水分などを、溶融プロセス前になるべく除去しておくことが重要である。溶融流延法による製膜は、溶液流延法と比べるとその製膜時の温度が著しく高いため、酸素や水分、或いは化学的に活性な不純物が混入していると、セルロースエステルの分解が促進されてしまうためである。また、セルロースエステルの分解を助長するような不純物・混入物ではなくても、流延する材料に揮発成分が存在すると、製膜時にそれらの添加剤が揮発して製膜装置に付着し、製膜されるフィルムの膜厚の変動を引き起こしたり、各種の故障を引き起こすため、フィルムや偏光板保護フィルムとしての機能を活用するためのフィルムの平面性及び透明性確保の点から好ましくない。特にダイに付着した場合には、フィルム表面に筋が入る要因となり平面性劣化を誘発することがある。従って、フィルム構成材料を製膜加工する場合、加熱溶融時に揮発成分の発生を回避する観点から、製膜するための溶融温度よりも低い温度で揮発する成分が存在することは好ましくない。本発明の光学フィルムに添加する材料は、いずれも熱による1%質量減少温度Td(1.0)が250℃以上である材料を用いることが好ましい。
前記水分や不純物等の揮発成分は、製膜する前に、または溶融前に除去されていることが好ましい。この除去する方法は、乾燥による方法が適用出来、加熱法、減圧法、加熱減圧法等の方法で行うことが出来る。乾燥は空気中または不活性ガスとして窒素或いはアルゴン等の不活性ガスを選択した雰囲気下で行ってもよい。これらの不活性ガスは水や酸素の含有量が低いことが好ましい。酸素濃度は0.1%以下であることが好ましく、ガスの露点は−30℃以下であることが好ましい。最も好ましくは、実質的に含有しないことである。これらの公知の乾燥方法を行うとき、フィルム構成材料が分解しない温度領域で行うことがフィルムの品質上好ましい。例えば、前記乾燥工程で除去した後の残存する水分または不純物は、各々フィルム構成材料の全体に質量に対して1質量%以下とすることが好ましく、更に好ましくは0.5質量%以下にすることである。
特にセルロースエステル樹脂の水分は、0.3質量%未満のものが好ましく用いられる。これらの特性値はASTM−D817−96により測定することが出来る。セルロースエステルは、更に熱処理することで水分を低減させて0.1〜1000ppmとして用いることが好ましい。
また残留有機不純物量は、ヘッドスペースガスクロ法により測定出来る。即ち、既知量のセルロースエステルフィルムを密閉容器内で120℃で20分間加熱し、その密閉容器内の気相に含まれる有機溶媒をガスクロマトグラフにより定量する。この結果から残留有機溶媒量(%)を算出することが出来る。
フィルム構成材料は、製膜前に乾燥することにより、揮発成分の発生を削減することが出来、樹脂単独、または樹脂とフィルム構成材料の内、樹脂以外の少なくとも1種以上の混合物または相溶物に分割して乾燥することが出来る。好ましい乾燥温度は80℃以上、かつ乾燥する材料のTgまたは融点以下であることが好ましい。材料同士の融着を回避する観点を含めると、乾燥温度は、より好ましくは100〜(Tg−5)℃、更に好ましくは110〜(Tg−20)℃である。好ましい乾燥時間は0.5〜24時間、より好ましくは1〜18時間、更に好ましくは1.5〜12時間である。これらの範囲よりも低いと揮発成分の除去率が低いか、または乾燥に時間がかかり過ぎることがあり、また乾燥する材料にTgが存在するときには、Tgよりも高い乾燥温度に加熱すると、材料が融着して取り扱いが困難になることがある。乾燥は1気圧以下で行うことが好ましく、特に真空〜1/2気圧に減圧しながら行うことが好ましい。乾燥は、樹脂等の材料は適度に撹拌しながら行うことが好ましく、乾燥容器内で下部より乾燥空気若しくは乾燥窒素を送り込みながら乾燥させる流動床方式が、より短時間で必要な乾燥を行うことが出来るため好ましい。
乾燥工程は2段階以上に分離してもよく、例えば予備乾燥工程による材料の保管と、製膜する直前〜1週間前の間に行う直前乾燥を行った素材を用いて製膜してもよい。
乾燥工程によって、フィルム形成材料中の水分・不純物等の揮発性成分を除去した後、フィルム形成材料は個別に、或いは事前に混合/ペレット化されて、加熱されたバレルに送られ、溶融・流動化したのち、Tダイによってシート状に押出され、例えば、静電印加法等により冷却ドラム或いはエンドレスベルト等に密着させ、冷却固化されてシート状に固化し、未延伸シートを得る。これらの工程は、流延工程と呼ばれる。
得られる光学フィルムの物性を鑑みると、溶融温度(バレル内の温度)は150〜250℃の範囲であることが好ましく、180℃〜230℃であることがより好ましく、更に好ましくは190℃〜220℃である。冷却ドラムの温度は、90〜150℃に維持されていることが好ましい。ドラムの温度が90℃以下であると、ダイから押出されたシートが急冷されてフィルム内の構造が膜厚方向に不均一となったり、もろくなったりすることがあるため、90℃以上であることが好ましい。他方、150℃以上であると、未延伸シートの冷却速度が遅くなり、生産性が低下するために好ましくない。
本発明の光学フィルムを偏光板保護フィルムとした場合、該保護フィルムの厚さは10〜500μmが好ましい。特に10〜100μmが好ましく、20〜80μmが好ましく、特に好ましくは30〜60μmである。上記領域よりも光学フィルムが厚いと、例えば、偏光板保護フィルムとして用いる場合、偏光板加工後の偏光板が厚くなり過ぎ、ノート型パソコンやモバイル型電子機器に用いる液晶表示においては、特に薄型軽量の目的には適さない。一方、上記領域よりも薄いとフィルムの透湿性が高くなり偏光子に対して湿度から保護する能力が低下してしまうために好ましくない。また、位相差フィルムにおいてはリターデーションの発現が困難となるため、好ましくない。
尚、溶液流延法ではフィルムの厚みが増えると乾燥(溶剤除去)負荷が著しく増加してしまうが、本発明では乾燥(溶剤除去)工程が不要なため、膜厚が厚いフィルムを生産性よく製造することが出来る。そのため、必要な位相差の付与や透湿性の低減等の目的に応じてフィルムの厚みを増やすことが今まで以上にやりやすくなるという利点がある。また、膜厚の薄いフィルムであっても、このような厚手のフィルムを延伸することで高い生産性で生産することが出来ると言う効果を有する。尚、延伸した際のフィルムの膜厚は、延伸倍率と反比例して薄くなる。例えば、未延伸シートが200μであった場合、2倍に延伸すると100μのフィルムが得られる。
また、光学フィルム支持体の膜厚変動は、±3%、更に±1%、更に好ましくは±0.1%の範囲とすることが好ましい。これらの膜厚変動は、延伸することによって低減することが出来る。
近年の液晶ディスプレイの大型化を鑑みると、偏光板保護フィルムの幅は1m以上が好ましい。他方で、4mを超えると装置が大型化し、また搬送が困難となるため、本発明の光学フィルムの幅は1〜4mが好ましく、特に好ましくは1.4〜2mである。バレルから流動してきたセルロースエステルを、1.4m以上の幅手に均一にダイから押出すことは困難であるため、1.4m以上の幅を有するフィルムは、横延伸しなければ得ることは困難である。
(延伸工程)
次に延伸工程について説明する。
次に延伸工程について説明する。
本発明のセルロースエステルを用いた光学フィルムは、溶融温度を低くすることが出来、溶融押出し後のセルロースエステルの分子量低下を抑えることが出来るため、搬送時の破断が起こりにくく、高収率かつ高速に製造出来る。また、溶解時の粘度が低いためか未延伸であっても平面性の良好なフィルムが得られ、更に高倍率延伸が可能なため、より平面性に優れた光学フィルムを得ることが出来る。更に光学フィルムを生産性よく製造することが出来る。
バレルから押出され、冷却ドラムに密着させられた後、冷却ドラムから剥離されたフィルムは、横延伸や縦延伸、或いは特開2004−226465号公報に開示されているような、斜め方向の延伸を行うことによって、平面性を向上させ、かつ生産速度を向上させることが出来る。これらの延伸は、複数回行っても良く、複数回行う際には、同時であっても逐次であっても良い。複数回の延伸を行った際には、全ての延伸倍率の積が、最終延伸倍率となる。例えば、2倍の延伸を2回行えば、最終延伸倍率は4倍となる。
尚セルロースエステルは、延伸された方向に対して屈折率が上昇し、遅相軸が形成される。従って、最終的に得られるフィルムが満たすべき光学特性の範囲内で延伸倍率は決定される。
フィルム面内の位相差をなるべく低減したい場合には、2軸延伸することが好ましい。1回目の延伸軸と直交する方向に、同倍率程度の延伸を行うにより、1回目の延伸による複屈折の発生がキャンセルされ、等方性のフィルムを得ることが出来る。
他方で、液晶ディスプレイの視野角を拡大する効果のあるような位相差フィルムを得る場合には、1回目の延伸と2回目の延伸の比率を変化させ、どちらか一方の延伸倍率が他方の延伸倍率よりも大きくなるように延伸することで光学異方性のフィルムを得ることが出来る。その際の幅手方向と長手方向との延伸倍率比は1.1〜2.0が好ましく、より好ましくは1.2〜1.5である。
複数回の延伸を行う際には、長手方向から延伸しても、幅手方向から延伸しても良いが、幅手方向の延伸工程を経たのちにはフィルムの搬送幅が大きくなり、搬送装置の大型化を招くため、長手方向の延伸の後に幅手方向の延伸を行うことが好ましい。
また、光学フィルムの最終延伸倍率は1.5〜4.0倍であることが好ましい。1.5倍未満では、得られるフィルムの平面性に劣ることがある。他方、4.0倍よりも大きく延伸することは、本発明のセルロースエステルを用いても困難であり、延伸工程中で破断が起きる可能性が高くなるため好ましくない。より好ましくは2.0〜3.0倍に延伸されたものである。
最初に、長手方向(MD)の延伸方法について説明する。
バレルから押出され、冷却ドラムに密着させられた後、冷却ドラムから剥離されたフィルムは、1つまたは複数のロール群及び/または赤外線ヒーター等の加熱装置を介して、再度加熱して長手方向に一段または多段MD延伸してもよい。
延伸する際は、本発明のフィルムのガラス転移温度をTgとすると(Tg−30)〜(Tg+100)℃、より好ましくは(Tg−20)〜(Tg+80)℃の範囲内で加熱して搬送方向(長手方向;MD)或いは幅手方向(TD)に延伸することが好ましい。(Tg−20)〜(Tg+20)℃の温度範囲内で横延伸し次いで熱固定することが好ましい。また延伸工程の後、緩和処理を行うことも好ましい。
光学フィルムのTgは、フィルムを構成する材料種及び構成する材料の比率によって制御することが出来る。本発明の用途においてはフィルムの乾燥時のTgは110℃以上が好ましく、更に120℃以上が好ましい。これは液晶表示装置に本発明の光学フィルムを用いた場合、該フィルムのTgが上記よりも低いと、使用環境の温度や湿度、バックライトの熱による影響によって、フィルム内部に固定された分子の配向状態に影響を与え、リターデーション値及びフィルムとしての寸法安定性や形状に大きな変化を与える可能性が高くなる。また、フィルムの形状を保持出来なくなることがある。逆に該フィルムのTgが高過ぎると、フィルム構成材料の分解温度に近づくため製造しにくくなり、フィルム化するときに用いる材料自身の分解によって揮発成分の存在や着色を呈することがある。従ってガラス転移温度は180℃以下、より好ましくは150℃以下であることが好ましい。このとき、フィルムのTgはJIS K7121に記載の方法などによって求めることが出来る。
次に、幅手方向(TD)の延伸方法について説明する。
TD延伸する場合、2つ以上に分割された延伸領域で温度差を1〜50℃の範囲で順次昇温しながら横延伸すると幅方向の物性の分布が低減でき好ましい。更に横延伸後、フィルムをその最終TD延伸温度以下でTg−40℃以上の範囲に0.01〜5分間保持すると幅方向の物性の分布が更に低減でき好ましい。
熱固定は、その最終TD延伸温度より高温で、Tg−20℃以下の温度範囲内で通常0.5〜300秒間熱固定する。この際、2つ以上に分割された領域で温度差が1〜100℃となる範囲で順次昇温しながら熱固定することが好ましい。
熱固定されたフィルムは通常Tg以下まで冷却され、フィルム両端のクリップ把持部分をカットし巻き取られる。この際、最終熱固定温度以下、Tg以上の温度範囲内で、横方向及び/または縦方向に0.1〜10%弛緩処理することが好ましい。また冷却は、最終熱固定温度からTgまでを、毎秒100℃以下の冷却速度で徐冷することが好ましい。冷却、弛緩処理する手段は特に限定はなく、従来公知の手段で行えるが、特に複数の温度領域で順次冷却しながらこれらの処理を行うことがフィルムの寸法安定性向上の点で好ましい。尚、冷却速度は、最終熱固定温度をT1、フィルムが最終熱固定温度からTgに達するまでの時間をtとした時、(T1−Tg)/tで求めた値である。
これら熱固定条件、冷却、弛緩処理条件のより最適な条件は、フィルムを構成するセルロースエステルや可塑剤等の添加剤種により異なるので、得られた二軸延伸フィルムの物性を測定し、好ましい特性を有するように適宜調整することにより決定すればよい。
本発明に係る光学フィルムの面内リターデーション値(Ro)および厚さ方向のリターデーション値(Rth)は、偏光板保護フィルムとして用いる場合には0≦Ro、Rth≦70nmであることが好ましい。より好ましくは0≦Ro≦20nmかつ0≦Rth≦50nmであリ、より好ましくは0≦Ro≦10nmかつ0≦Rth≦30nmである。位相差フィルムとして用いる場合には、30≦Ro≦100nmかつ70≦Rth≦400nmであリ、より好ましくは35≦Ro≦65nmかつ90≦Rth≦180nmである。また、Rthの変動や分布の幅は±10%未満であることが好ましく、より好ましくは±5%未満である。更に好ましくは±1%未満であることが好ましく、最も好ましくはRthの変動がないことである。
尚リターデーション値Ro、Rthは以下の式によって求めることが出来る。
Ro=(nx−ny)×d
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d
ここにおいて、dはフィルムの厚み(nm)、屈折率nx(フィルムの面内の最大の屈折率、遅相軸方向の屈折率ともいう)、ny(フィルム面内で遅相軸に直角な方向の屈折率)、nz(厚み方向におけるフィルムの屈折率)である。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d
ここにおいて、dはフィルムの厚み(nm)、屈折率nx(フィルムの面内の最大の屈折率、遅相軸方向の屈折率ともいう)、ny(フィルム面内で遅相軸に直角な方向の屈折率)、nz(厚み方向におけるフィルムの屈折率)である。
尚、リターデーション値(Ro)、(Rth)は自動複屈折率計を用いて測定することが出来る。例えば、KOBRA−21ADH(王子計測機器(株))を用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長590nmで求めることが出来る。
また、遅相軸はフィルムの幅手方向±1°若しくは長手方向±1°にあることが好ましい。より好ましくは幅手方向または長手方向に対してに±0.7°、更に好ましくは幅手方向または長手方向に対して±0.5°である。このような範囲とすることで、得られる液晶ディスプレイのコントラストを高めることが出来る。
本発明の光学フィルムは製膜工程で実質的に溶媒を使用することがないため、製膜後巻き取られた光学フィルムに含まれる残留有機溶媒量は安定して0.1質量%未満であり、これによって従来以上に安定した平面性とRthをもつ光学フィルムを提供することが可能である。特に100m以上の長尺の巻物においても安定した平面性とRthを持つ光学フィルムを提供することが可能となる。該光学フィルムは巻きの長さについては特に制限はなく、1500m、2500m、5000mであっても好ましく用いられる。
溶液流延法で作製された光学フィルムの残留有機溶媒量(%)を0.1質量%以下とすることは困難であり、そのためには長い乾燥工程が必要であるが、この方法によれば安いコストで極めて低い残留有機溶媒含有量の光学フィルムを得ることが出来、光学フィルムとして優れた特性を持つセルロースエステルフィルムを得ることが出来る。
また、製膜工程において、カットされたフィルム両端のクリップ把持部分は、粉砕処理された後、或いは必要に応じて造粒処理を行った後、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。
(機能性層)
本発明の光学フィルム製造に際し、延伸の前及び/又は後で帯電防止層、ハードコート層、反射防止層、易滑性層、易接着層、防眩層、バリアー層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。特に、帯電防止層、ハードコート層、反射防止層、易接着層、防眩層及び光学補償層から選ばれる少なくとも1層を設けることが好ましい。この際、コロナ放電処理、プラズマ処理、薬液処理等の各種表面処理を必要に応じて施すことが出来る。
本発明の光学フィルム製造に際し、延伸の前及び/又は後で帯電防止層、ハードコート層、反射防止層、易滑性層、易接着層、防眩層、バリアー層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。特に、帯電防止層、ハードコート層、反射防止層、易接着層、防眩層及び光学補償層から選ばれる少なくとも1層を設けることが好ましい。この際、コロナ放電処理、プラズマ処理、薬液処理等の各種表面処理を必要に応じて施すことが出来る。
また、前述の可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤等の添加物濃度が異なるセルロース樹脂を含む組成物を共押出しして、積層構造のセルロースエステルフィルムを作製することも出来る。例えば、スキン層/コア層/スキン層といった構成のセルロースエステルフィルムを作ることが出来る。例えば、マット剤は、スキン層に多く、又はスキン層のみに入れることが出来る。可塑剤、紫外線吸収剤はスキン層よりもコア層に多く入れることが出来、コア層のみに入れてもよい。又、コア層とスキン層で可塑剤、紫外線吸収剤の種類を変更することも出来、例えば、スキン層に低揮発性の可塑剤及び/又は紫外線吸収剤を含ませ、コア層に可塑性に優れた可塑剤、或いは紫外線吸収性に優れた紫外線吸収剤を添加することも出来る。スキン層とコア層のTgが異なっていても良く、スキン層のTgよりコア層のTgが低いことが好ましい。又、溶融流延時のセルロースエステルを含む溶融物の粘度もスキン層とコア層で異なっていても良く、スキン層の粘度>コア層の粘度でも、コア層の粘度≧スキン層の粘度でもよい。
(偏光板)
本発明の光学フィルムを用いた偏光板の作製方法は特に限定されず、一般的な方法で作製することが出来る。得られた光学フィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に完全鹸化ポリビニルアルコール水溶液を用いて本発明の光学フィルムを貼合する。偏光子の両面に本発明の光学フィルムを偏光板保護フィルムとして貼り合わせてもよい。
本発明の光学フィルムを用いた偏光板の作製方法は特に限定されず、一般的な方法で作製することが出来る。得られた光学フィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に完全鹸化ポリビニルアルコール水溶液を用いて本発明の光学フィルムを貼合する。偏光子の両面に本発明の光学フィルムを偏光板保護フィルムとして貼り合わせてもよい。
また、上記アルカリ処理の代わりに特開平6−94915号、同6−118232号に記載されているような易接着加工を施して偏光板加工を行ってもよい。
偏光板は偏光子及びその両面を保護する保護フィルムで構成されており、更に該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成することが出来る。プロテクトフィルム及びセパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。この場合、プロテクトフィルムは、偏光板の表面を保護する目的で貼合され、偏光板を液晶板へ貼合する面の反対面側に用いられる。又、セパレートフィルムは液晶板へ貼合する接着層をカバーする目的で用いられ、偏光板を液晶セルへ貼合する面側に用いられる。
(液晶表示装置)
液晶表示装置には通常2枚の偏光板の間に液晶を含む基板が配置されているが、本発明の光学フィルムを適用した偏光板保護フィルムは平面性・リターデーションの均一性が高いため、どの部位に配置しても優れた表示性が得られる。液晶表示装置の表示側最表面の偏光板保護フィルムには、クリアハードコート層、防眩層、反射防止層等が設けられた偏光板保護フィルムをこの部分に用いることが好ましい。また光学補償層を設けた偏光板保護フィルムや、延伸操作等によりそれ自身に適切な光学補償能を付与した偏光板保護フィルムの場合には、液晶セルと接する部位に配置することで、優れた表示性が得られる。特にマルチドメイン型の液晶表示装置、より好ましくは複屈折モードによってマルチドメイン型の液晶表示装置に使用することが本発明の効果をより発揮することが出来る。
液晶表示装置には通常2枚の偏光板の間に液晶を含む基板が配置されているが、本発明の光学フィルムを適用した偏光板保護フィルムは平面性・リターデーションの均一性が高いため、どの部位に配置しても優れた表示性が得られる。液晶表示装置の表示側最表面の偏光板保護フィルムには、クリアハードコート層、防眩層、反射防止層等が設けられた偏光板保護フィルムをこの部分に用いることが好ましい。また光学補償層を設けた偏光板保護フィルムや、延伸操作等によりそれ自身に適切な光学補償能を付与した偏光板保護フィルムの場合には、液晶セルと接する部位に配置することで、優れた表示性が得られる。特にマルチドメイン型の液晶表示装置、より好ましくは複屈折モードによってマルチドメイン型の液晶表示装置に使用することが本発明の効果をより発揮することが出来る。
マルチドメイン化とは、1画素を構成する液晶セルを更に複数に分割する方式であり、視野角依存性の改善・画像表示の対称性の向上にも適しており、種々の方式が報告されている「置田、山内:液晶,6(3),303(2002)」。該液晶表示セルは、「山田、山原:液晶,7(2),184(2003)」にも示されており、これらに限定される訳ではない。
表示セルの表示品質は、人の観察において左右対称であることが好ましい。従って、表示セルが液晶表示セルである場合、実質的に観察側の対称性を優先してドメインをマルチ化することが出来る。ドメインの分割は、公知の方法を採用することが出来、2分割法、より好ましくは4分割法によって、公知の液晶モードの性質を考慮して決定出来る。
本発明の偏光板は垂直配向モードに代表されるMVA(Multi−domein Vertical Alignment)モード、特に4分割されたMVAモード、電極配置によってマルチドメイン化された公知のPVA(Patterned Vertical Alignment)モード、電極配置とカイラル能を融合したCPA(Continuous Pinwheel Alignment)モードに効果的に用いることが出来る。また、OCB(Optical Compensated Bend)モードへの適合においても光学的に二軸性を有するフィルムの提案が開示されており「T.Miyashita,T.Uchida:J.SID,3(1),29(1995)」、本発明の偏光板によって表示品質において、本発明の効果を発現することも出来る。本発明の偏光板を用いることによって本発明の効果が発現出来れば、液晶モード、偏光板の配置は限定されるものではない。
該液晶表示装置はカラー化及び動画表示用の装置としても高性能であるため、本発明の光学フィルムを用いた液晶表示装置、特に大型の液晶表示装置の表示品質は、疲れにくく忠実な動画像表示が可能となる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
《光学フィルムの作製》
実施例1
セルロースアセテートプロピオネート(重量平均分子量;200000、アセチル基置換度;1.95、プロピル基置換度;0.75)500gを真空乾燥機(yamato社製DP41)にて真空ポンプを引きながら、パージ口から露点−40℃のN2ガスを注入し、ドライN2雰囲気下、130℃、3hrの条件で乾燥を行った。合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)10g、可塑剤としてトリメチロールプロパントリベンゾエート40gを露点管理下のグローブボックス内(−40℃のN2ガスを注入し露点管理し、露点を−30〜−40℃の範囲に制御)にて添加し、ハンドシェイクにて十分に混合した。このPEGを添加したセルロースアセテートプロピオネート試料をTダイを具備した2軸成形機に投入し、スクリュ回転数は100rpmとし、バレル内の温度(溶融温度)は230℃に設定し、溶融し流動化したセルロースエステル組成物を、130℃に保持された冷却ドラム上にキャスティングした後、流れ方向(MD)に25%、幅手方向(TD)に25%延伸を行い(最終延伸倍率は1.56倍)、膜厚約100μmの光学ィルムを作製した。
実施例1
セルロースアセテートプロピオネート(重量平均分子量;200000、アセチル基置換度;1.95、プロピル基置換度;0.75)500gを真空乾燥機(yamato社製DP41)にて真空ポンプを引きながら、パージ口から露点−40℃のN2ガスを注入し、ドライN2雰囲気下、130℃、3hrの条件で乾燥を行った。合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)10g、可塑剤としてトリメチロールプロパントリベンゾエート40gを露点管理下のグローブボックス内(−40℃のN2ガスを注入し露点管理し、露点を−30〜−40℃の範囲に制御)にて添加し、ハンドシェイクにて十分に混合した。このPEGを添加したセルロースアセテートプロピオネート試料をTダイを具備した2軸成形機に投入し、スクリュ回転数は100rpmとし、バレル内の温度(溶融温度)は230℃に設定し、溶融し流動化したセルロースエステル組成物を、130℃に保持された冷却ドラム上にキャスティングした後、流れ方向(MD)に25%、幅手方向(TD)に25%延伸を行い(最終延伸倍率は1.56倍)、膜厚約100μmの光学ィルムを作製した。
成形条件;(投入部温度)180℃
(バレル温度)230℃
(Tダイ温度)240℃
(スクリュー回転数)200rpm
(押出し量)3kg/hr
(滞留時間)1分
(Tダイリップ)250μm
巻取り条件;巻取りローラーにて巻取り、ローラーニップ、ローラー周速を調整することで100μmのフィルムを作製した。
(バレル温度)230℃
(Tダイ温度)240℃
(スクリュー回転数)200rpm
(押出し量)3kg/hr
(滞留時間)1分
(Tダイリップ)250μm
巻取り条件;巻取りローラーにて巻取り、ローラーニップ、ローラー周速を調整することで100μmのフィルムを作製した。
(ローラーニップ)250μm
(ローラー温度)130℃
(ローラー周速)2000mm/min
実施例2
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)20gにした以外は、実施例1と同様に光学フィルムを作製した。
(ローラー温度)130℃
(ローラー周速)2000mm/min
実施例2
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)20gにした以外は、実施例1と同様に光学フィルムを作製した。
実施例3
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)20gにし、更に下記水洗工程を加えた以外は実施例1と同様に光学フィルムを作製した。
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)20gにし、更に下記水洗工程を加えた以外は実施例1と同様に光学フィルムを作製した。
(水洗工程)
得られた光学フィルムを60℃の純水に1hr浸漬した後、25℃の純水をオーバーフロー(100ml/min)させながら、1hr洗った。水洗後、一晩、ドラフト中で風乾した後、70℃のオーブンにて2hr乾燥させた。
得られた光学フィルムを60℃の純水に1hr浸漬した後、25℃の純水をオーバーフロー(100ml/min)させながら、1hr洗った。水洗後、一晩、ドラフト中で風乾した後、70℃のオーブンにて2hr乾燥させた。
実施例4
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1000)2.5gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1000)2.5gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例5
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1000)0.5gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1000)0.5gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例6
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)10gにし、可塑剤としてトリメチロールプロパントリベンゾエートの替わりにペンタエリスリトールテトラベンゾエートを40g、更に下記化合物を添加した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)10gにし、可塑剤としてトリメチロールプロパントリベンゾエートの替わりにペンタエリスリトールテトラベンゾエートを40g、更に下記化合物を添加した以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製した。
・I1010:チバスペシャルティケミカルズ社製イルガノックス1010(ヒンダードフェノール系酸化防止剤)5g
・T144:チバスペシャルティケミカルズ社製チヌビン144(ヒンダードフェノール−ヒンダードアミン複合型酸化防止剤)5g
・V7190:アトフィナ社製 バイコフレックス7190(エポキシ系酸捕捉剤)5g
・T360:チバスペシャルティケミカルズ製 チヌビン360(ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤)10g
実施例7
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:1000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
・T144:チバスペシャルティケミカルズ社製チヌビン144(ヒンダードフェノール−ヒンダードアミン複合型酸化防止剤)5g
・V7190:アトフィナ社製 バイコフレックス7190(エポキシ系酸捕捉剤)5g
・T360:チバスペシャルティケミカルズ製 チヌビン360(ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤)10g
実施例7
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:1000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例8
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:2000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:2000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例9
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:3000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:3000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例10
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:4000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:4000)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例11
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:600)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:600)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例12
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:4500)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:4500)10gにする以外は、実施例1と同様に行った。
実施例13
実施例1のセルロースアセテートプロピオネート(CAP)10g(500ccのサンプル管に秤量)を真空乾燥機(yamato社製DP41)にて真空ポンプを引きながら、パージ口から露点−40℃のN2ガスを注入し、ドライN2雰囲気下、130℃、3hrの条件で乾燥を行った。合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)0.2g、可塑剤としてトリメチロールプロパントリベンゾエート0.8gを露点管理下のグローブボックス内(−40℃のN2ガスを注入し露点管理し、露点を−30〜−40℃の範囲に制御)にて投入し、更に酢酸エチル90gを投入した。グローブボックスからサンプル管を取り出し、スリーワンモーターにて無色透明になるまで攪拌を行い約10%ドープ液を作製した。
実施例1のセルロースアセテートプロピオネート(CAP)10g(500ccのサンプル管に秤量)を真空乾燥機(yamato社製DP41)にて真空ポンプを引きながら、パージ口から露点−40℃のN2ガスを注入し、ドライN2雰囲気下、130℃、3hrの条件で乾燥を行った。合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)0.2g、可塑剤としてトリメチロールプロパントリベンゾエート0.8gを露点管理下のグローブボックス内(−40℃のN2ガスを注入し露点管理し、露点を−30〜−40℃の範囲に制御)にて投入し、更に酢酸エチル90gを投入した。グローブボックスからサンプル管を取り出し、スリーワンモーターにて無色透明になるまで攪拌を行い約10%ドープ液を作製した。
得られたドープ液5gをシャーレ−に流し込み、一晩、ドラフト中で風乾した後、70℃のオーブンにて2hr溶剤を蒸発させ、合成樹脂添加セルロースアセテートプロピオネート膜を作製した。得られた膜を、100μmのSUS製スペーサーで間隙を調整された2枚のSUS板で挟み、ホットプレス機にて230℃、圧力1.47×107Pa、10分にて加熱プレスを行い、膜厚約100μmの光学フィルムを得た。
比較例1
合成樹脂を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。
比較例2
可塑剤を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。
可塑剤を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。
比較例3
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)25gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリエチレングリコール(PEG、平均分子量:1500)25gにする以外は、実施例1と同様に行った。
比較例4
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:1500)30gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリプロピレングリコール(PPG、平均分子量:1500)30gにする以外は、実施例1と同様に行った。
比較例5
合成樹脂としてポリスチレン(PS、平均分子量:3400)50gにし、可塑剤を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリスチレン(PS、平均分子量:3400)50gにし、可塑剤を添加しない以外は、実施例1と同様に行った。
比較例6
合成樹脂としてポリビニルピロリドン(PVP、平均分子量:10000)15gにする以外は、実施例1と同様に行った。
合成樹脂としてポリビニルピロリドン(PVP、平均分子量:10000)15gにする以外は、実施例1と同様に行った。
《評価》
作製した実施例1〜13、比較例1〜6の光学フィルムを用いて以下の評価を実施した。
作製した実施例1〜13、比較例1〜6の光学フィルムを用いて以下の評価を実施した。
(分子量保持率)
分子量保持率:溶融押出し機に供給する前のセルロースエステルの重量平均分子量Mw0と、溶融押出しした後のセルロースエステルの重量平均分子量Mw1をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、Mw1/Mw0×100(%)を分子量保持率と定義した。100%に近い程、熱劣化が小さく優れていると判断する。
分子量保持率:溶融押出し機に供給する前のセルロースエステルの重量平均分子量Mw0と、溶融押出しした後のセルロースエステルの重量平均分子量Mw1をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、Mw1/Mw0×100(%)を分子量保持率と定義した。100%に近い程、熱劣化が小さく優れていると判断する。
(色目)
目視にて、光学フィルムの白濁の程度を評価する。無色透明であることが光学フィルムとしては必須である。
目視にて、光学フィルムの白濁の程度を評価する。無色透明であることが光学フィルムとしては必須である。
(透過率)
分光光度計(東京電色社製TC−H3DPK)により、得られたサンプルの全光線透過率を測定した。
分光光度計(東京電色社製TC−H3DPK)により、得られたサンプルの全光線透過率を測定した。
(240℃の加熱減量率)
セイコー電子社製TG−DTA6200を用い、窒素雰囲気下、室温から400℃まで昇温速度10℃/分にてサンプルを加熱した時の240℃における質量減少率を加熱減量率とした。
セイコー電子社製TG−DTA6200を用い、窒素雰囲気下、室温から400℃まで昇温速度10℃/分にてサンプルを加熱した時の240℃における質量減少率を加熱減量率とした。
(ブリードアウトの評価)
得られたサンプルを80℃、90%RHの恒温恒湿環境下に300hr置いた後の添加剤の溶出状態を目視にて評価した。
得られたサンプルを80℃、90%RHの恒温恒湿環境下に300hr置いた後の添加剤の溶出状態を目視にて評価した。
○;初期状態と同等(変化なし)
△;添加剤の溶出(にじみ)が部分的に見られる
×;添加剤の溶出(にじみ)が全体に見られる
実施例1〜13のすべてのサンプルにおいて、○(初期状態と同等)であった。
△;添加剤の溶出(にじみ)が部分的に見られる
×;添加剤の溶出(にじみ)が全体に見られる
実施例1〜13のすべてのサンプルにおいて、○(初期状態と同等)であった。
(透湿度評価)
JIS Z0208に記載の方法に従い、透湿度を測定した。なお測定時の条件は40℃、90%RHである。
JIS Z0208に記載の方法に従い、透湿度を測定した。なお測定時の条件は40℃、90%RHである。
実施例1〜13のすべてのサンプルにおいて、実用レベルの透湿度(500〜700g/m2・24hr)であった。
以上の評価結果を下記表1に示す。
本発明に係るポリアルキレングリコールであり、かつ添加量が本発明の範囲である0.1〜4質量%にあるポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールを添加した実施例1〜12の光学フィルムは比較例の光学フィルムに対し熱劣化、着色(色目)が小さく、透過率が優れていることが分かる。また、実施例6〜12を比較することにより、重量平均分子量が1000〜4000の範囲にあるポリアルキレングリコール(ポリプロピレングリコール)を添加することが、本発明の効果である熱劣化、着色(色目)、透過率の点で好ましいことが分かる。また、溶融流延法ではなく、加熱プレス法で作製した実施例13の光学フィルムも同様に前記特性が優れていた。更に、実施例2、3の比較から、ポリアルキレングリコールを上限量まで添加し、かつ得られた光学フィルムに対し水洗を行った実施例3の光学フィルムは優れた分子量保持率と透過率を有し、且つ水洗を行うことでブリードアウト性は実施例1と同様であった。
また、可塑剤、各種添加剤を添加した実施例6は熱劣化、着色(色目)、透過率が顕著に優れており好ましいことが分かった。
《偏光板の作製》
厚さ、50μmのポリビニルアルコールフィルムを、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gの比率からなる水溶液に60秒間浸漬し、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gの比率からなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。
厚さ、50μmのポリビニルアルコールフィルムを、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gの比率からなる水溶液に60秒間浸漬し、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gの比率からなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。
次いで、下記工程1〜5に従って偏光子と上記作製した実施例1〜13、比較例1〜6の光学フィルムを各々両面に用いて偏光板を作製した。
工程1:60℃の2モル/Lの水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬し、次いで水洗し乾燥して、偏光子と貼合する側を鹸化した前記光学フィルムを得た。
工程2:前記偏光子を固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤槽中に1〜2秒浸漬した。
工程3:工程2で偏光子に付着した過剰の接着剤を軽く拭き除き、これを工程1で処理した各々の光学フィルムの上にのせて積層した。
工程4:工程3で積層した光学フィルムと偏光子を圧力20〜30N/cm2、搬送スピードは約2m/分で貼合した。
工程5:80℃の乾燥機中に工程4で作製した光学フィルムと偏光子とを貼り合わせた試料を2分間乾燥し、偏光板を作製した。
《液晶表示装置の作製》
視認性評価を行う液晶パネルを以下のようにして作製し、偏光板及び液晶表示装置としての特性を評価した。
視認性評価を行う液晶パネルを以下のようにして作製し、偏光板及び液晶表示装置としての特性を評価した。
〈MVAモード型液晶表示装置の視野角評価〉
富士通製15型液晶ディスプレイVL−1530Sにおいて、該液晶テレビに予め貼合されていた偏光板を剥がし、MVAモード型液晶セルに上記作製した偏光板をそれぞれ液晶セルのガラス面に貼合した。
富士通製15型液晶ディスプレイVL−1530Sにおいて、該液晶テレビに予め貼合されていた偏光板を剥がし、MVAモード型液晶セルに上記作製した偏光板をそれぞれ液晶セルのガラス面に貼合した。
その際、液晶セルを挟むようにして、前記作製した各々の偏光板2枚を偏光板の偏光軸がもとと変わらないように互いに直交するように貼り付け、偏光板、液晶表示装置の特性を評価したところ、本発明の実施例1〜13の光学フィルムを用いた偏光板、液晶表示装置は、コントラストも高く、優れた表示性を示した。これにより、液晶ディスプレイなどの画像表示装置用の偏光板として有用であり、液晶表示装置としても優れた視認性を提供出来ることが確認された。
Claims (8)
- 少なくともセルロースエステル樹脂と可塑剤を加熱溶融させてフィルム状に流延製膜する光学フィルムの製造方法において、前記加熱溶融より前の段階で、ポリアルキレングリコールを0.1〜4質量%添加することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
- 前記ポリアルキレングリコールの分子量が1000〜4000の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記可塑剤の量が5〜15質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記流延製膜後に光学フィルムを水洗することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法で得られることを特徴とする光学フィルム。
- 請求項6に記載の光学フィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
- 請求項7に記載の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
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KR100908044B1 (ko) | 2007-09-05 | 2009-07-20 | 조선대학교산학협력단 | 향기물질을 함유한 생분해성 셀룰로오스 필름의 제조방법 |
WO2012073689A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 富士フイルム株式会社 | 成形材料、成形体、及びその製造方法、並びに電気電子機器用筐体 |
JP2017218529A (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | ダイセルポリマー株式会社 | セルロースエステル組成物 |
-
2005
- 2005-06-08 JP JP2005168003A patent/JP2006341434A/ja active Pending
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WO2012073689A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 富士フイルム株式会社 | 成形材料、成形体、及びその製造方法、並びに電気電子機器用筐体 |
JP2012116901A (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Fujifilm Corp | 成形材料、成形体、及びその製造方法、並びに電気電子機器用筐体 |
JP2017218529A (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | ダイセルポリマー株式会社 | セルロースエステル組成物 |
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