JP2007062065A - 光学フィルム、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高温度下や高湿度下においても剥離することが無く、安定した位相差値を確保できる優れた品質を有する光学フィルムと、その製造方法を提供する。特に、上記光学フィルムを用いた広範囲にわたり高コントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な画像表示装置、特にIPSモードで動作する液晶表示装置(LCD)を提供する。
【解決手段】 溶液流延製膜法による光学フィルムの製造方法で、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とする。光学フィルムは、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤を含有し、最終的に、面内方向リタデーション(Ro)=0〜5nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=−10〜10nmを有している。
【選択図】 なし
【解決手段】 溶液流延製膜法による光学フィルムの製造方法で、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とする。光学フィルムは、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤を含有し、最終的に、面内方向リタデーション(Ro)=0〜5nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=−10〜10nmを有している。
【選択図】 なし
Description
本発明は、液晶表示装置(LCD)に用いられる偏光板用保護フィルム、位相差フィルム、視野角拡大フィルム、プラズマディスプレイに用いられる反射防止フィルムなどの各種機能フィルム等にも利用することができる光学フィルム、及びその製造方法に関するものである。
近年、液晶表示装置(LCD)の薄型軽量化、大型画面化、高精細化の開発が進んでいる。それに伴って、偏光板用の保護フィルムもますます薄膜化、広幅化、高品質化の要求が強くなり、液晶表示装置の高画質化に伴って光学フィルム品質の要求レベルも厳しくなってきている。
偏光板用保護フィルムには、一般的にセルロースエステル系樹脂フィルムが広く使用されているが、最近の大画面化に伴って、フィルム幅が広く、長い巻長のフィルム原反が要望されている。
従来、このようなセルロースエステル系樹脂フィルムを製造する装置に関わる特許文献には、つぎのようなものがある。
特開2003−211467号公報 特許文献1には、セルロースエステル系樹脂フィルムを製造する装置として、支持体上にフィルムの原料溶液であるドープを流延するドープ流延手段と、このドープ流延手段によって支持体上に形成されたウェブを、支持体から剥離させる剥離ロールと、剥離ロールによって支持体から剥離させられたウェブを、複数の搬送ロールを経由させて搬送しながら乾燥させる乾燥させる前及び後乾燥ゾーンと、後乾燥ゾーンに続いて、かつウェブの乾燥により得られるフィルムを少なくとも1つの搬送ロールを経由させて巻取りロールにより巻き取るとともに、フィルムの含水率を平衡含水率にするための調湿ゾーンとを具備したものが開示されている。
しかし、上記の従来のセルロースエステル系樹脂フィルムの製造装置では、例えば剥離もしくは搬送中のウェブまたはフィルムの張力を上げると、ウェブまたはフィルムが搬送方向に延びてしまう。また、後乾燥時のフィルムの搬送において、ベース(フィルム)にいわゆるのバタツキが生じると、搬送時のフィルムにシワが発生したり、ベース(フィルム)のバタツキが大きくなると、リタデーション値(R値)の局所ばらつきが大となるという問題があった。特に、LCD用保護フィルムの用途として使用する場合、フィルムの延びや、搬送時のフィルムのシワ、リタデーション値(R値)の局所ばらつきなどが光学物性の劣化や各物性挙動に悪影響を与えてしまう。特に85μm以下の薄膜フィルムの場合に、この傾向は顕著となる。
上記特許文献1に記載のセルロースエステル系樹脂フィルムの製造装置では、まず、支持体の剥離側端部から剥離ロールにより剥離されたウェブは、前乾燥ゾーンの第1ハウジング内を、全ての搬送ロールを経由して搬送され、その搬送中に乾燥風吹き込み口から吹き込まれる乾燥風により乾燥させられた後、後乾燥ゾーンに送られる。そして、前乾燥ゾーンから送られてきたウェブは、後乾燥ゾーンのハウジング内を、全ての搬送ロールを経由して搬送され、その搬送中に、乾燥風吹き込み口から吹き込まれる乾燥風により乾燥させられてフィルムとされた後、調湿ゾーンに送られる。後乾燥ゾーンから送られてきたフィルムは、調湿ゾーンのハウジング内を全ての搬送ロールを経由して搬送され、巻取りロールに巻き取られるとともに、フィルムの含水率が適度に調節される。上記の前乾燥及び後乾燥ゾーン、並びに調湿ゾーン内の雰囲気温度は、例えば5〜200℃、好ましくは20〜150℃であった。
ここで、光学フィルムにおいては、フィルムの厚み方向リタデーション(Rt)を低減することが、IPSモードで動作する液晶表示装置の視野角拡大の意味において重要であるが、従来技術には、このような厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤を含有する光学フィルム素材について、後乾燥時のフィルムのバタツキから生じる問題の解決策を明確に規定した記載がなく、従来の問題を解決するための明確な指標や対応がなされずにいた。
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、画像表示装置に適用した場合に広範囲に渡り高いコントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な光学フィルムであって、高温度下や高湿度下においても剥離することが無く、安定した位相差値を確保できる光学フィルムを提供することにある。
具体的には、面内方向リタデーション(Ro)=0〜5nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=−10〜10nmを有する光学フィルムを提供することを目的とする。
さらに、本発明の目的は、特に、本発明の光学フィルムを用いた広範囲にわたり高コントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な画像表示装置、特にIPS(In-Plan Switching)モードで動作する液晶表示装置を提供することにある。
本発明者は、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤を含有するドープを用いる溶液流延製膜方法において、後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速条件を規定することにより、幅手厚み方向リタデーション(Rt)のばらつきが抑制され、平面性に優れたフィルムを得ることができて、上記の従来の問題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて溶液流延製膜方法により膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、金属製回転ドラムまたは金属製回転エンドレスベルト(以下、支持体という)上に流延し、剥離後、乾燥、及びテンター装置で延伸し、後乾燥後にフィルムを巻き取る、光学フィルムの製造方法であって、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とすることを特徴としている。
請求項2の発明は、請求項1に記載の光学フィルムの製造方法において、後乾燥時の温度を100〜150℃、搬送張力を50〜220N/m、後乾燥時間を6〜30分とすることを特徴としている。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法において、後乾燥後に巻き取るフィルムの幅を、1330〜1700mmとすることを特徴としている。
請求項4の発明は、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の光学フィルムの製造方法において、ドープ組成物が、セルロースエステル系樹脂と、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としての重量平均分子量500以上3000以下のアクリル系ポリマーとを含有することを特徴としている。
請求項5の発明は、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の光学フィルムの製造方法において、ドープ組成物が、セルロースエステル系樹脂と、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としての重量平均分子量5000以上30000以下のアクリル系ポリマーとを含有することを特徴としている。
請求項6の光学フィルムの発明は、請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の光学フィルムの製造方法により製造されたことを特徴としている。
本発明による光学フィルムの製造方法は、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて溶液流延製膜方法により膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、金属製回転ドラムまたは金属製回転エンドレスベルト(支持体)上に流延し、剥離後、乾燥、及びテンター装置で延伸し、後乾燥後にフィルムを巻き取る、光学フィルムの製造方法であって、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とするもので、本発明の光学フィルムの製造方法によれば、特に、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて光学フィルムを製造するにあたり、フィルムの後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速条件を規定することにより、幅手厚み方向リタデーション(Rt)のばらつきが抑制され、平面性に優れたフィルムを得ることができて、画像表示装置に適用した場合に広範囲に渡り高いコントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な光学フィルムを得ることができ、しかも高温度下や高湿度下においても剥離することが無く、安定した位相差値を確保できる光学フィルムを得ることができるという効果を奏する。
具体的には、面内方向リタデーション(Ro)=0〜5nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=−10〜10nmを有する光学フィルムを得ることができる。
本発明の光学フィルムからなる偏光板用保護フィルムを用いることにより、薄膜化とともに、耐久性及び寸法安定性、光学的等方性に優れた偏光板を提供することができる。
さらに、この偏光板を用いた液晶表示装置は、長期間に亘って安定した表示性能を維持することができるものである。
また本発明は、特に、本発明の光学フィルムを用いた広範囲にわたり高コントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な画像表示装置、特にIPSモードで動作する液晶表示装置を提供することができるものである。
つぎに、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明による光学フィルムの製造方法は、後述する厚み方向リタデーション(Rt)低減添加剤処方を用いて、フィルムの製造条件である後乾燥後のフィルムに当たる乾燥風の風速条件を規定することで、所望の厚み方向リタデーション(Rt)を得ることができるものである。
本発明による光学フィルムの製造方法は、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて溶液流延製膜方法により膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、金属製回転ドラムまたは金属製回転エンドレスベルト(支持体)上に流延し、剥離後、乾燥、及びテンター装置で延伸し、後乾燥後にフィルムを巻き取る、光学フィルムの製造方法であって、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とするものである。
本発明の光学フィルムの製造方法においては、フィルム材料として、種々の樹脂を用いることができるが、中でもセルロースエステル系樹脂が好ましい。
セルロースエステル系樹脂は、セルロース由来の水酸基がアシル基などで置換されたセルロースエステルである。例えば、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、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プロピオネートブチレートなどのセルロースアシレートや、脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有するセルロースアセテートなどが挙げられる。中でも、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有するセルロースアセテートが好ましい。本発明の効果を阻害しない範囲であれば、その他の置換基が含まれていてもよい。
セルローストリアセテートの例としては、アセチル基の置換度が1.4以上3.0以下であることが好ましい。置換度をこの範囲にすることで、良好な成形性が得られ、かつ所望の面内方向リタデーション(Ro)、及び厚み方向リタデーション(Rt)を得ることができるのである。アセチル基の置換度が、この範囲より低いと、位相差フィルムとしての耐湿熱性、特に湿熱下での寸法安定性に劣る場合があり、置換度が大きすぎると、必要なリタデーション特性が発現しなくなる場合がある。
本発明に用いられるセルロースエステル系樹脂の原料のセルロースとしては、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ、ケナフなどを挙げることができる。また、それらから得られたセルロースエステル系樹脂は、それぞれ任意の割合で混合使用することができる。
本発明において、セルロースエステル系樹脂は、セルロース原料をアシル化剤が酸無水物(無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸)である場合には、酢酸のような有機酸やメチレンクロライド等の有機溶媒を用い、硫酸のようなプロトン性触媒を用いて反応される。
アシル化剤が酸クロライド(CH3COCl、C2H5COCl、C3H7COCl)の場合には、触媒としてアミンのような塩基性化合物を用いて反応が行なわれる。具体的には、特開平10−45804号公報に記載の方法で合成することができる。
アシル基の置換度の測定方法は、ASTM−D817−96に準じて測定することができる。
脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有するセルロースアセテートとしては、乳酸を主たる繰り返し単位とする脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有するセルロースアセテートが挙げられる。乳酸を主たる繰り返し単位とする脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有するセルロースアセテートのアセチル置換度は、グルコース単位あたり2.5〜3.0であることが好ましい。アセチル置換度がこの範囲である脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有する熱可塑性セルロースアセテートは、可塑化効果が顕著に現われ、得られるポリマーの脆性が問題とならない。アセチル置換度が2.5未満では、セルロースアセテート内の残存水酸基による水素結合のため、側鎖に脂肪族ポリエステルをグラフトさせても可塑化効果が小さく、成形性が不良となる場合がある。アセチル置換度は、2.7〜3.0であることが好ましく、2.7〜2.9であることが最も好ましい。乳酸を主たる繰り返し単位とするポリ乳酸は、脂肪族ポリエステルの中でも特に熱的安定性が高いとの特徴を有している。
本発明において、脂肪族ポリエステルグラフト側鎖の分子量は、1000〜10000であることが好ましい。この分子量を1000〜10000の範囲にすることで、良好な成形性が得られる。分子量は、より好ましくは2000〜9000、最も好ましくは3000〜8000である。
本発明において、脂肪族ポリエステルグラフト側鎖を有するセルロースアセテートを得るためには、ラクチドをモノマーとしてセルロースアセテートへの開環グラフト重合を行なう方法等公知の方法によって合成できる。開環グラフト反応を行なう場合には、公知の開環重合触媒を用いることができる。例えば、錫、亜鉛、チタン、ビスマス、ジルコニウム、ゲルマニウム、アンチモン、ナトリウム、カリウム、アルミニウムなどの金属およびその誘導体が挙げられ、特に誘導体については金属有機化合物、炭酸塩、酸化物、ハロゲン化物が好ましい。具体的には、オクタン酸錫、塩化錫、塩化亜鉛、アルコキシチタン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、アルキルアルミニウムなどを例示できる。 本発明において、セルロースエステル系樹脂の数平均分子量は、60000〜300000の範囲が、得られるフィルムの機械的強度が強く好ましい。さらに70000〜200000が好ましい。
本発明において、セルロースエステル系樹脂には、種々の添加剤を配合することができる。
本発明による光学フィルムの製造方法では、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いるものである。
本発明において、光学フィルムの厚み方向リタデーション(Rt)を低減することが、IPSモードで動作する液晶表示装置の視野角拡大の意味において重要であるが、本発明において、このような厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としては、下記のものが挙げられる。
一般に、セルロースエステル系樹脂フィルムのリタデーションは、セルロースエステル系樹脂由来のリタデーションと、添加剤由来のリタデーションの和として現れる。従って、セルロースエステル系樹脂のリタデーションを低減させるための添加剤とは、セルロースエステル系樹脂の配向を乱し、かつ自身が配向しにくいおよび/または分極率異方性が小さい添加剤が厚み方向リタデーション(Rt)を効果的に低下させる化合物である。従って、セルロースエステル系樹脂の配向を乱すための添加剤としては、芳香族系化合物より、脂肪族系化合物が好ましい。
ここで、具体的なリタデーション低減剤として、例えば、つぎの一般式(1)または(2)で表わされるポリエステルが挙げられる。
一般式(1) B1−(G−A−)mG−B1
一般式(2) B2−(G−A−)nG−B2
上記式中、B1はモノカルボン酸成分を表わし、B2はモノアルコール成分を表わし、Gは2価のアルコール成分を表わし、Aは2塩基酸成分を表わし、これらによって合成されたことを表わす。B1、B2、G、およびAは、いずれも芳香環を含まないことが特徴である。m、nは、繰り返し数を表わす。
一般式(2) B2−(G−A−)nG−B2
上記式中、B1はモノカルボン酸成分を表わし、B2はモノアルコール成分を表わし、Gは2価のアルコール成分を表わし、Aは2塩基酸成分を表わし、これらによって合成されたことを表わす。B1、B2、G、およびAは、いずれも芳香環を含まないことが特徴である。m、nは、繰り返し数を表わす。
B1で表わされるモノカルボン酸成分としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸等を用いることができる。
好ましいモノカルボン酸の例としては、以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪肪酸を好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることがさらに好ましく、炭素数1〜12であることが特に好ましい。酢酸を含有させると、セルロースエステル系樹脂との相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボンル酸を混合して用いることも好ましい。
好ましいモノカルボンル酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
B2で表わされるモノアルコール成分としては、、特に制限はなく、公知のアルコール類を用いることができる。例えば炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪族飽和アルコールまたは脂肪族不飽和アルコールを好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることがさらに好ましく、炭素数1〜12であることが特に好ましい。
Gで表わされる2価のアルコール成分としては、以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ペンチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等を挙げることができるが、これらのうち、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールが好ましく、さらに、1,3−プロピレングリコール、、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールが好ましく用いられる。
Aで表わされる2塩基酸(ジカルボン酸)成分としては、脂肪族2塩基酸、脂環式2塩基酸が好ましく、例えば脂肪族2塩基酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等、特に、脂肪族カルボン酸としては、炭素数4〜12を有するもの、これらから選ばれる少なくとも1つのものを使用する。つまり、2種以上の2塩基酸を組み合わせて使用してよい。
上記の一般式(1)または(2)における繰り返し数m、nは、1以上で170以下が好ましい。
ポリエステルの重量平均分子量は、20000以下が好ましく、10000以下であることがさらに好ましい。特に重量平均分子量が500〜10000のポリエステルは、セルロースエステル系樹脂との相溶性が良好で、製膜において蒸発も揮発も起こらない。
ポリエステルの重縮合は常法によって行なわれる。例えば上記2塩基酸とグリコールの直接反応、上記の2塩基酸またはこれらのアルキルエステル類、例えば2塩基酸のメチルエステルとグリコール類とのポリエステル化反応またはエステル交換反応により熱溶融縮合法か、あるいはこれらの酸の酸クロライドとグリコールとの脱ハロゲン化水素反応の何れかの方法により用意に合成し得るが、重量平均分子量がさほど大きくないポリエステルは直接反応によるのが、好ましい。低分子量側に分布が高くあるポリエステルは、セルロースエステル系樹脂との相溶性が非常によく、フィルム形成後、透湿度も小さく、しかも透明性に富んだセルロースエステル系樹脂フィルムを得ることができる。
分子量の調節方法は、特に制限がなく、従来の方法を使用できる。例えば、重合条件にもよるが、1価の酸または1価のアルコールで分子末端を封鎖する方法により、これらの1価のものの添加する量によりコントロールできる。この場合、1価の酸がポリマーの安定性から好ましい。例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸等を挙げることができるが、重縮合反応中には系外に溜去せず、停止して、このような1価の酸を反応系外に除去するときに溜去しやすいものが選ばれる。これらを混合使用しても良い。また、直接反応の場合には、反応中に溜去してくる水の量により反応を停止するタイミングを計ることよっても重量平均分子量を調節できる。その他、仕込むグリコールまたは2塩基酸のモル数を偏らせることよってもできるし、反応温度をコントロールしても調節できる。
上記一般式(1)または(2)で表わされるポリエステルは、セルロースエステル系樹脂に対し、1〜40重量%含有するとが好ましい。特に5〜15重量%含有するとが好ましい。
本発明において、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としては、さらに下記のものが挙げられる。
本発明の光学フィルムの製造に使用するドープは、主に、セルロースエステル系樹脂、リタデーション(Rt)を低減する添加剤としてのポリマー(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)、及び有機溶媒を含有する。
本発明において、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としてのポリマーを合成するには、通常の重合では分子量のコントロールが難しく、分子量をあまり大きくしない方法でできるだけ分子量を揃えることのできる方法を用いることが望ましい。かかる重合方法としては、クメンペルオキシドやt−ブチルヒドロペルオキシドのような過酸化物重合開始剤を使用する方法、重合開始剤を通常の重合より多量に使用する方法、重合開始剤の他にメルカプト化合物や四塩化炭素等の連鎖移動剤を使用する方法、重合開始剤の他にベンゾキノンやジニトロベンゼンのような重合停止剤を使用する方法、さらに特開2000−128911号公報または特開2000−344823号公報にあるような一つのチオール基と2級の水酸基とを有する化合物、あるいは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等を挙げることができ、何れも本発明において好ましく用いられるが、特に、該公報に記載の方法が好ましい。
本発明において、有用な厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としてのポリマーを構成するモノマー単位としてのモノマーを下記に挙げるがこれに限定されない。
エチレン性不飽和モノマーを重合して得られる厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としてのポリマーを構成するエチレン性不飽和モノマー単位としては、まず、ビニルエステルとして、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、オクチル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等が挙げられる。
つぎに、アクリル酸エステルとして、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、t−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェネチル、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸−p−ヒドロキシメチルフェニル、アクリル酸−p−(2−ヒドロキシエチル)フェニル等;メタクリル酸エステルとして、上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものが挙げられる。
さらに、不飽和酸として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸等を挙げることができる。
上記モノマーで構成されるポリマーはコポリマーでもホモポリマーでもよく、ビニルエステルのホモポリマー、ビニルエステルのコポリマー、ビニルエステルとアクリル酸またはメタクリル酸エステルとのコポリマーが好ましい。
本発明において、アクリル系ポリマーという(単にアクリル系ポリマーという)のは、芳香環あるいはシクロヘキシル基を有するモノマー単位を有しないアクリル酸またはメタクリル酸アルキルエステルのホモポリマーまたはコポリマーを指す。
芳香環及びシクロヘキシル基を有さないアクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、t−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−メトキシエチル)、アクリル酸(2−エトキシエチル)等、または上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものを挙げることができる。
アクリル系ポリマーは、上記モノマーのホモポリマーまたはコポリマーであるが、アクリル酸メチルエステルモノマー単位が30重量%以上を有していることが好ましく、また、メタクリル酸メチルエステルモノマー単位が40重量%以上有することが好ましい。特にアクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルのホモポリマーが好ましい。
上述の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は、いずれもセルロースエステル系樹脂との相溶性に優れ、蒸発や揮発もなく生産性に優れ、偏光板用保護フィルムとしての保留性がよく、透湿度が小さく、寸法安定性に優れている。
本発明において、水酸基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマーの場合はホモポリマーではなく、コポリマーの構成単位である。この場合、好ましくは、水酸基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位がアクリル系ポリマー中2〜20重量%含有することが好ましい。
本発明の光学フィルムの製造方法においては、ドープ組成物が、セルロースエステル系樹脂と、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としての重量平均分子量500以上3000以下のアクリル系ポリマーとを含有することが好ましい。
また、本発明の光学フィルムの製造方法においては、ドープ組成物が、セルロースエステル系樹脂と、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としての重量平均分子量5000以上30000以下のアクリル系ポリマーとを含有するが好ましい。
本発明において、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としてのポリマーの重量平均分子量が500以上3000以下、あるいはまたポリマーの重量平均分子量が5000以上30000以下のものであれば、セルロースエステル系樹脂との相溶性が良好で、製膜中において蒸発も揮発も起こらない。また、製膜後のセルロースエステル系樹脂フィルムの透明性が優れ、透湿度も極めて低く、偏光板用保護フィルムとして優れた性能を示す。
本発明において、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤として、側鎖に水酸基を有するポリマーも好ましく用いることができる。水酸基を有するモノマー単位としては、前記したモノマーと同様であるが、アクリル酸またはメタクリル酸エステルが好ましく、例えば、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸−p−ヒドロキシメチルフェニル、アクリル酸−p−(2−ヒドロキシエチル)フェニル、またはこれらアクリル酸をメタクリル酸に置き換えたものを挙げることができ、好ましくは、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル及びメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルである。ポリマー中に水酸基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー単位はポリマー中2〜20重量%含有することが好ましく、より好ましくは2〜10重量%である。
前記のようなポリマーが上記の水酸基を有するモノマー単位を2〜20重量%含有したものは、勿論、セルロースエステル系樹脂との相溶性、保留性、寸法安定性が優れ、透湿度が小さいばかりでなく、偏光板用保護フィルムとしての偏光子との接着性に特に優れ、偏光板の耐久性が向上する効果を有している。
また、本発明においては、上記ポリマーの主鎖の少なくとも一方の末端に水酸基を有することが好ましい。主鎖末端に水酸基を有するようにする方法は、特に主鎖の末端に水酸基を有するようにする方法であれば限定ないが、アゾビス(2−ヒドロキシエチルブチレート)のような水酸基を有するラジカル重合開始剤を使用する方法、2−メルカプトエタノールのような水酸基を有する連鎖移動剤を使用する方法、水酸基を有する重合停止剤を使用する方法、リビングイオン重合により水酸基を末端に有するようにする方法、特開2000−128911号公報または特開2000−344823号公報にあるような一つのチオール基と2級の水酸基とを有する化合物、あるいは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等により得ることができ、特に該公報に記載の方法が好ましい。この公報記載に関連する方法で作られたポリマーは、綜研化学社製のアクトフロー・シリーズとして市販されており、好ましく用いることができる。
上記の末端に水酸基を有するポリマー及び/または側鎖に水酸基を有するポリマーは、本発明において、セルロースエステル系樹脂に対するポリマーの相溶性、透明性を著しく向上する効果を有する。
本発明において、有用な厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としては、上記のほかにも、例えば特開2000−63560号公報記載のジグリセリン系多価アルコールと脂肪酸とのエステル化合物、特開2001−247717号公報記載のヘキソースの糖アルコールのエステルまたはエーテル化合物、特開2004−315613号公報記載のリン酸トリ脂肪族アルコールエステル化合物、特開2005−41911号公報記載の一般式(1)で表わされる化合物、特開2004−315605号公報記載のリン酸エステル化合物、特開2005−105139号公報記載のスチレンオリゴマー、および特開2005−105140号公報記載のスチレン系モノマーの重合体が挙げられる。
また、本発明において、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤は、以下の方法によっても見出すことができる。
セルロースエステル系樹脂を塩化メチレンに溶解したドープ処方をガラス板上に製膜し、120℃/15minで乾燥して膜厚80μmのセルロースエステル系樹脂フィルムを作成する。このセルロースエステル系樹脂フィルムの厚み方向のリターデーションを測定して、これをRt1とする。
つぎに、セルロースエステル系樹脂に、上記ポリマー添加剤を10重量%添加し、塩化メチレンで溶解して、ドープ処方を作成する。このドープ処方を、上記と同様にして、膜厚80μmのセルロースエステル系樹脂フィルムを作成する。このセルロースエステル系樹脂フィルムの厚み方向のリターデーションを測定して、これをRt2とする。
そして、上記の2つのセルロースエステル系樹脂フィルムの厚み方向のリターデーションの関係が
Rt2<Rt1
であれば、セルロースエステル系樹脂に添加したポリマー添加剤は、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤であると言える。
Rt2<Rt1
であれば、セルロースエステル系樹脂に添加したポリマー添加剤は、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤であると言える。
本発明では、湿熱下での寸法安定性向上のために、いわゆる可塑剤を配合することが好ましい。可塑剤に湿熱下での寸法安定性改良効果があることは、これまで知られていなかった。可塑剤としては、従来公知のセルロースエステル系樹脂用の可塑剤が好ましく使用できる。特に相溶性に優れたものが好ましく、例えばリン酸エステルやカルボン酸エステルが好ましい。リン酸エステルとしては、例えばトリフェニルホスフェイト、トリクレジルホスフェート、フェニルジフェニルホスフェート等を挙げることができる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステル及びクエン酸エステル等、フタル酸エステルとしては、例えばジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジオクチルフタレート及びジエチルヘキシルフタレート等、またクエン酸エステルとしてはクエン酸アセチルトリエチル及びクエン酸アセチルトリブチルを挙げることができる。またその他、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバチン酸ジブチル、トリアセチン、等も挙げられる。アルキルフタリルアルキルグリコレートもこの目的で好ましく用いられる。アルキルフタリルアルキルグリコレートのアルキルは炭素原子数1〜8のアルキル基である。アルキルフタリルアルキルグリコレートとしてはメチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、プロピルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等を挙げることができ、メチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレートが好ましく、特にエチルフタリルエチルグリコレートが好ましく用いられる。分子量の大きい可塑剤は、押し出し成形の際の揮発が抑制でき好ましい。これらの例としては、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートなどのグリコールと二塩基酸とからなる脂肪族ポリエステル類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのオキシカルボン酸からなる脂肪族ポリエステル類、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン、ポリバレロラクトンなどのラクトンからなる脂肪族ポリエステル類、ポリビニルピロリドンなどのビニルポリマー類などが挙げられる。上記可塑剤は、これらを単独もしくは併用して使用することができる。
上述した可塑剤の含有量は、セルロースエステル系樹脂に対して1〜30重量%含有させることが好ましい。可塑剤をこの範囲含有させることで、セルロースエステル系樹脂フィルムの湿熱下での寸法安定性を向上することができる。
本発明において、使用し得る紫外線吸収剤としては、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できるが、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も好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、偏光子や液晶の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。
本発明に有用な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できるが、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)326(何れもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を好ましく使用できる。
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)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
これらの紫外線吸収剤の配合量は、セルロースエステル系樹脂に対して、0.01〜10重量%の範囲が好ましく、さらに0.1〜5重量%が好ましい。使用量が少なすぎると、紫外線吸収効果が不十分の場合があり、多すぎると、フィルムの透明性が劣化する場合がある。紫外線吸収剤は熱安定性の高いものが好ましい。
セルロースエステル系樹脂のアセチル基の置換度が低いと、耐熱性が低下する場合がある。この場合、酸化防止剤を配合することが有効である。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられ、2,6−ジ−t−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−t−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−t−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−t−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−t−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−t−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−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等が挙げられる。特に2,6−ジ−t−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−t−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−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が好ましい。また例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。
本発明におけるセルロース誘導体には、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のが好ましい。微粒子としては、無機化合物の微粒子または有機化合物の微粒子が挙げられる。
無機化合物の微粒子の例としては、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、酸化錫等の微粒子が挙げられる。この中では、ケイ素原子を含有する化合物の微粒子であることが好ましく、特に二酸化ケイ素微粒子が好ましい。二酸化ケイ素微粒子としては、例えばアエロジル株式会社製のAEROSIL 200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812,R805、OX50、TT600などが挙げられる。
有機化合物の微粒子の例としては、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素化合物樹脂、ウレタン樹脂等の微粒子が挙げられる。
微粒子の1次粒径は、特に限定されないが、最終的にフィルム中での平均粒径は、0.05〜5.0μm程度が好ましい。さらに好ましくは、0.1〜1.0μmである。
微粒子の平均粒径は、セルロースエステルフィルムを電子顕微鏡や光学顕微鏡で観察した際に、フィルムの観察場所における、粒子の長軸方向の長さの平均値を指す。フィルム中で観察される粒子であれば、1次粒子であっても、1次粒子が凝集した2次粒子であってもよいが、通常観察される多くは2次粒子である。
測定方法の一例としては、1つのフィルムにつき、ランダムに10箇所の垂直断面写真を撮影し、各断面写真について、長軸長さが、0.05〜5μmの範囲にある100μm2中の粒子個数をカウントする。このときカウントした粒子の長軸長さの平均値を求め、10箇所の平均値を平均した値を平均粒径とする。
微粒子の場合は、1次粒径、溶媒に分散した後の粒径、フィルムに添加されたの粒径が変化する場合が多く、重要なのは、最終的にフィルム中で微粒子がセルロースエステルと複合し凝集して形成される粒径をコントロールすることである。
上記微粒子の平均粒径が、5μmを超えた場合は、ヘイズの劣化等が見られたり、異物として巻状態での故障を発生する原因にもなる。また、微粒子の平均粒径が、0.05μm未満の場合は、フィルムに滑り性を付与するのが難しくなる。
上記の微粒子は、セルロースエステルに対して、0.04〜0.5重量%添加して使用される。好ましくは、0.05〜0.3重量%、さらに好ましくは0.05〜0.25重量%添加して使用される。微粒子の添加量が0.04重量%以下では、フィルム表面粗さが平滑になりすぎて、摩擦係数の上昇によりブロッキングを発生する。微粒子の添加量が0.5重量%を超えると、フィルム表面の摩擦係数が下がりすぎて、巻き取り時に巻きズレが発生したり、フィルムの透明度が低く、ヘイズが高くなるため、液晶表示装置用フィルムとしての価値を持たなくなるので、上記の範囲が必須である。
微粒子の分散は、微粒子と溶剤を混合した組成物を高圧分散装置で処理することが好ましい。本発明で用いる高圧分散装置は、微粒子と溶媒を混合した組成物を、細管中に高速通過させることで、高剪断や高圧状態など特殊な条件を作りだす装置である。
高圧分散装置で処理することにより、例えば、管径1〜2000μmの細管中で装置内部の最大圧力条件が980N/cm2以上であることが好ましい。さらに好ましくは、装置内部の最大圧力条件が1960N/cm2以上である。またその際、最高到達速度が100m/sec以上に達するもの、伝熱速度が100kcal/hr以上に達するものが、好ましい。
上記のような高圧分散装置としては、例えばMicrofluidics Corporation社製の超高圧ホモジナイザー(商品名マイクロフルイダイザー)あるいはナノマイザー社製ナノマイザーが挙げられ、他にもマントンゴーリン型高圧分散装置、例えばイズミフードマシナリ製ホモゲナイザーなどが挙げられる。
本発明において、溶液流延製膜方法により光学フィルムを成形する場合、公知の方法で製膜することができる。
上記の方法で作製した光学フィルムのリタデーションを合目的の値に修正する場合、フィルムを長さ方向や幅手方向に延伸または収縮させてもよい。長さ方向に収縮するには、例えば、幅延伸を一時クリップアウトさせて長さ方向に弛緩させる、または横延伸機の隣り合うクリップの間隔を徐々に狭くすることによりフィルムを収縮させるという方法がある。後者の方法は一般の同時二軸延伸機を用いて、縦方向の隣り合うクリップの間隔を、例えばパンタグラフ方式やリニアドライブ方式でクリップ部分を駆動して滑らかに徐々に狭くする方法によって行なうことができる。なお、フィルム両端部のクリップの把持部分は、通常、フィルムが変形しており、製品として使用できないので、切除されて、原料として再利用される。
得られた光学フィルムの巻取り工程において、巻き取り方法は、一般に使用されているものを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等があり、それらを使いわければよい。
本発明において、光学フィルムの膜厚は、使用目的によって異なるが、仕上がりのフィルムとして、本発明において使用される膜厚範囲は、最近の薄手傾向にとっては35〜85μmの範囲が好ましく、特に40〜80μmの範囲が好ましい。
本発明は、上記の溶液流延製膜方法で、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて溶液流延製膜方法により膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、金属製回転ドラムまたは金属製回転エンドレスベルト(支持体)上に流延し、剥離後、乾燥、及びテンター装置で延伸し、後乾燥後にフィルムを巻き取る、光学フィルムの製造方法において、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とするものである。
ここで、後乾燥時のフィルム搬送における搬送速度が25m/分未満であれば、生産性が悪いので、好ましくない。また搬送速度が120m/分を超えると、フィルム破断の危険度が急激に増すので、好ましくない。
また、後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速が0.3m/秒未満であれば、フィルムの乾燥速度が遅くなりすぎるので、好ましくない。後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速が5m/秒を超えると、ベース(フィルム)のバタツキが大きくなりすぎて搬送時にシワが発生するので、好ましくない。
また、本発明においては、上記の光学フィルムの製造方法において、後乾燥時の温度を100〜150℃、搬送張力を50〜220N/m、後乾燥時間を6〜30分とするものである。
ここで、後乾燥時の温度が100℃未満であれば、フィルムのリタデーション値(R値)が所望の値に低下しないので、好ましくない。また後乾燥時の温度が150℃を超えると、ベース(フィルム)が伸びて、リタデーション値(R値)が上昇してしまうので、好ましくない。
また、後乾燥時の搬送張力が50N/m未満であれば、ベース(フィルム)のバタツキが大きくなって、ベース(フィルム)のリタデーション値(R値)の局所ばらつきが大となるので、好ましくない。また搬送張力が220N/mを超えると、ベース(フィルム)が伸びて、リタデーション値(R値)が上昇してしまうので、好ましくない。
また、本発明においては、後乾燥時のフィルム搬送における後乾燥時間が6分未満であれば、残留溶剤が飛散しきらず、経時でリタデーション値(R値)が変化するので、好ましくない。また後乾燥時間が30分を超えると、リタデーション値(R値)に対する効果が得られず、エネルギーや装置コストの無駄となるので、好ましくない。
本発明の光学フィルムの製造方法においては、後乾燥後に巻き取るフィルムの幅を、1330〜1700mmとするのが、好ましい。
ここで、後乾燥後に巻き取るフィルムの幅が1330mm未満であれば、フィルムのリタデーション値(R値)に対する乾燥風の風速条件の規定の効果が得られないので、好ましくない。後乾燥後に巻き取るフィルムの幅が1700mmを超えると、ベース(フィルム)のバタツキが大きくなり、幅手方向リタデーション値(R値)の偏差が大きくなるので、好ましくない。
本発明による光学フィルムの製造にあたり、溶液流延製膜方法では、ドープ調製工程、流延工程、乾燥工程、表面加工工程、及び巻取り工程を、順に実施していく。
図示は省略したが、まず、フィルム材料樹脂として例えばセルロースエステル系樹脂と溶剤とをドープ溶解釜に導入して混合・溶解し、セルロースエステル系樹脂溶液(ドープ)を作製する。その後、ドープを1次濾過器に導いて1次濾過する。1次濾過後のドープは、一旦、ドープストック釜に貯える。ついで、ドープを2次濾過器に導いて2次濾過する。
一方、添加液溶解釜で作成した紫外線吸収剤等の添加液を事前に濾過した後、ドープに紫外線吸収剤等添加液をインライン添加する。添加後のドープを流延ダイに導入し、溶液流延製膜方法によりセルロースエステルフィルムを作製する。
溶液流延製膜方法の流延工程においては、上記のようにして得られたドープを加圧型定量ギヤポンプを通して加圧ダイに送液し、流延位置において、無限に移送する無端の金属ベルトあるいは回転する金属ドラムの流延用支持体上に加圧ダイからドープを流延する工程である。流延用支持体の表面は鏡面となっている。
その他の流延方法としては、流延されたドープ膜をブレードで膜厚を調節するドクターブレード法、あるいは逆回転するロールで調節するリバースロールコーターによる方法等があるが、口金部分のスリット形状を調製でき、膜厚を均一にしやすい加圧ダイが好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやTダイ等があるが、いずれも好ましく用いられる。
製膜速度を上げるために加圧ダイを流延用支持体上に2基以上設け、ドープ量を分割して重層してもよい。あるいはダイの内部をスリットで分割し、組成の異なる複数のドープ液を同時に流延(共流延とも言う)して、積層構造のセルロースエステルフィルムを得ることもできる。
このように、得られたドープをベルトまたはドラム等の支持体上に流延し、製膜するが、本発明は特にベルトを用いた溶液流延製膜方法で特に有効である。これは後述のように支持体上での乾燥条件を細かく調整することが容易だからである。
溶媒蒸発工程では、ウェブ(本発明においては、流延用支持体上にドープを流延し、形成されたドープ膜をウェブと呼ぶ)を流延用支持体上で加熱し溶媒を蒸発させる工程である。溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法及び/または支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があるが、裏面液体伝熱の方法が乾燥効率が好ましい。またそれらを組み合わせる方法も好ましい。流延後の支持体上のウェブを温度20〜100℃の雰囲気下、支持体上で乾燥させることが好ましい。温度20〜100℃の雰囲気下に維持するには、この温度の温風をウェブ上面に当てるか、赤外線等の手段により加熱することが好ましい。
特に、本発明においては、流延から30〜90秒以内で該ウェブを支持体から剥離することが望ましい。ここで、30秒未満で剥離すると、フィルムの面品質が低下するだけでなく、透湿性の点でも好ましくない。90秒を越えて乾燥させると、剥離性が悪化することなどによる面品質の低下や、フィルムに強いカールが発生するため、好ましくない。
剥離工程では、支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で支持体から剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。剥離する時点でのウェブの残留溶媒量(下記式)があまり大き過ぎると、剥離し難かったり、逆に支持体上で充分に乾燥させてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりする。
支持体上の剥離位置における温度は、好ましくは10〜40℃であり、さらに好ましくは11〜30℃である。該剥離位置におけるウェブの残留溶媒量は、60〜125重量%が好ましい。
本発明において、ウェブの残留溶媒量は、下記式で定義される。
残留溶媒量=(ウェブの加熱処理前重量−ウェブの加熱処理後重量)/(ウェブの加熱処理後重量)×100%
なお、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、温度115℃で、1時間の加熱処理を行なうことを表わす。
なお、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、温度115℃で、1時間の加熱処理を行なうことを表わす。
上記のように剥離時の残留溶媒量を調整するには、流延後の流延用支持体の表面温度を制御し、ウェブからの有機溶媒の蒸発を効率的に行なえるように、流延用支持体上の剥離位置における温度を上記の温度範囲に設定することが、好ましい。支持体温度を制御するには、伝熱効率のよい伝熱方法を使用するのがよく、例えば、液体による裏面伝熱方法が、好ましい。
輻射熱や熱風等による伝熱方法は支持体温度のコントロールが難しく、好ましい方法とはいえないが、ベルト(支持体)マシンにおいて、移送するベルトが下側に来た所の温度制御には、緩やかな風でベルト温度を調節することができる。
支持体の温度は、加熱手段を分割することによって、部分的に支持体温度を変えることができ、流延用支持体の流延位置、乾燥部、剥離位置等異なる温度とすることができる。
製膜速度を上げる方法(残留溶媒量ができるだけ多いうちに剥離するため、製膜速度を上げることができる)として、残留溶媒が多くとも剥離できるゲル流延法(ゲルキャスティング)がある。
それは、ドープ中にセルロースエステル系樹脂に対する貧溶媒を加えて、ドープ流延後、ゲル化する方法、支持体の温度を低めてゲル化する方法等がある。また、ドープ中に金属塩を加える方法もある。支持体上でゲル化させ膜を強くすることによって、剥離を早め製膜速度を上げることもできる。
本発明による光学フィルムは、製膜した後、残留溶剤量が40重量%以上であるときに該フィルムをMD方向に延伸を開始し、かつ残留溶剤量が40重量%未満であるとき、TD方向に延伸することが好ましい。残留溶剤量が40重量%以上であるときに該フィルムをMD方向に延伸し、かつ残留溶剤量が40重量%未満であるとき、TD方向に延伸するのは、剥離後のフィルムを高残留溶剤状態でMD方向とTD方向の両方に延伸してしまうと、MD方向に延伸し、セルロースエステル系樹脂の配向性を高めても、TD方向の延伸によってその配向性が乱れてしまい、弾性率向上の効果が低くなってしまうためである。本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムは、セルロースエステル系樹脂の配向性を乱すことなく、弾性率の向上を維持できるものである。残留溶剤量が60〜125重量%であるときに該フィルムをMD方向に延伸を開始することがさらに好ましく、90〜110重量%が最も好ましい。残留溶剤量が1〜30重量%未満であるとき、TD方向に延伸することがさらに好ましく、5〜20重量%が最も好ましい。
MD方向に延伸するために、剥離張力を80N/m以上で剥離することが好ましく、特に好ましくは80〜200N/mである。剥離後のウェブも高残留溶剤状態であるため、剥離張力と同様の張力を維持することで、MD方向への延伸を行なうことができる。ウェブが乾燥し、残留溶剤量が減少するに従って、MD方向への延伸率は低下する。
本発明では、セルロースエステル系樹脂フィルムをMD方向に延伸する延伸ゾーンのロールスパンが1.0m以下であることが、好ましい。本発明において、上記のような分子量分布のセルロースエステル系樹脂フィルムを高残留溶剤量の状態でMD方向に延伸する場合、MD方向へのツレが発生しやすく、ロールスパンが1.0m以下であると、ツレを防止することができる。また、MD方向へ延伸しているときのフィルム温度は10〜40℃が好ましく、この範囲にすることで、フィルムの平面性が良くなるからである。
本発明において、MD方向の延伸倍率は、ベルト支持体の回転速度とテンター運転速度から算出した。
TD方向に延伸するには、例えば、特開昭62−46625号公報に示されているような乾燥全工程あるいは一部の工程を幅方向にクリップまたはピンでウェブの幅両端を幅保持しつつ乾燥させる方法(テンター方式と呼ばれる)、中でも、クリップを用いるテンター方式、ピンを用いるピンテンター方式が、好ましく用いられる。
テンターを行なう場合の乾燥温度は、110〜160℃が好ましい。乾燥温度の低い方が紫外線吸収剤、可塑剤などの蒸散が少なく、工程汚染に優れ、乾燥温度の高い方がフィルムの平面性、弾性率に優れる。セルロースエステル系樹脂フィルムを延伸すると、異物が表面に突出しやすく、通常よりも異物故障が多く発生する。そのため、本発明は延伸するプロセスを有するセルロースエステル系樹脂フィルムにおいて特に効果を発揮するものである。
本発明において、フィルムのリタデーション値は自動複屈折率計KOBRA−21ADH(王子計測機器株式会社製)を用いて、590nmの波長において、三次元屈折率測定を行ない、得られた屈折率Nx、Ny、Nzから算出することができる。
面内方向リタデーション(Ro)は20〜200nmであることが好ましく、かつ厚み方向リタデーション(Rt)が70〜400nmの範囲であることが好ましい。
Ro=(Nx−Ny)×d
Rt=((Nx+Ny)/2−Nz)×d
(式中、Nx、Ny、Nzはそれぞれ屈折率楕円体の主軸x、y、z方向の屈折率を表わし、かつ、Nx、Nyはフィルム面内方向の屈折率を、Nzはフィルムの厚み方向の屈折率を表わす。また、Nx≧Nyであり、dはフィルムの厚み(nm)を表わす。)
本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムは、遅相軸方向と製膜方向とのなす角度θ(ラジアン)と面内方向のリタデーション値(Ro)が下記の関係にあり、特に偏光板用保護フィルム等の光学フィルムとして好ましく用いられる。
Rt=((Nx+Ny)/2−Nz)×d
(式中、Nx、Ny、Nzはそれぞれ屈折率楕円体の主軸x、y、z方向の屈折率を表わし、かつ、Nx、Nyはフィルム面内方向の屈折率を、Nzはフィルムの厚み方向の屈折率を表わす。また、Nx≧Nyであり、dはフィルムの厚み(nm)を表わす。)
本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムは、遅相軸方向と製膜方向とのなす角度θ(ラジアン)と面内方向のリタデーション値(Ro)が下記の関係にあり、特に偏光板用保護フィルム等の光学フィルムとして好ましく用いられる。
P≦1−sin2(2θ)sin2(πRo/λ)
ここで、Pは0.9999以下である。
ここで、Pは0.9999以下である。
θはフィルム面内の遅相軸方向と製膜方向(フィルムの直尺方向)とのなす角度(°ラジアン)、λは上記Nx、Ny、Nz、θを求める三次元屈折率測定の際の光の波長590nm、πは円周率である。
乾燥工程では、ウェブを千鳥状に配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置及び/またはクリップまたはピンでウェブの両端を保持して搬送するテンター装置を用いて幅保持しながら、ウェブを乾燥する工程である。乾燥工程における搬送張力も可能な範囲で低めに維持することが、リタデーション値(Ro)が低く維持できるために好ましく、190N/m以下であることが好ましい。さらに170N/m以下であることが好ましく、さらに140N/m以下であることが好ましく、60〜130N/mであることが特に好ましい。特に、フィルム中の残留溶媒量が少なくとも5重量%以下となるまで、上記搬送張力範囲に維持することが効果的である。
乾燥の手段はウェブの両面に熱風を吹かせるのが一般的であるが、風の代わりにマイクロウェーブを当てて加熱する手段もある。あまり急激な乾燥はでき上がりのフィルムの平面性を損ねやすい。高温による乾燥は残留溶媒が8重量%以下くらいから行なうのがよい。全体を通し、乾燥温度は、請求項2に示されるように、100〜150℃で行なわれる。
流延用支持体面から剥離した後の乾燥工程では、溶媒の蒸発によってウェブは幅方向に収縮しようとする。高温度で急激に乾燥するほど、収縮が大きくなる。
この収縮を可能な限り抑制しながら乾燥することが、でき上がったフィルムの平面性を良好にする上で好ましい。
この観点から、例えば、特開昭62−46625号公報に示されているような乾燥全工程あるいは一部の工程を幅方向にクリップまたはピンでウェブの幅両端を幅保持しつつ乾燥させる方法(テンター方式と呼ばれる)、中でも、クリップを用いるテンター方式、ピンを用いるピンテンター方式が好ましく用いられる。
このとき、幅手方向の延伸倍率は、本発明のIPSモードで動作する液晶表示装置の視野角拡大の目的で用いられる場合は、1〜12%が好ましい。延伸倍率によってリタデーション値(Ro)をコントロールすることが可能である。
テンターを行なう場合のウェブの残留溶媒量は、テンター開始時に40〜100重量%であるのが好ましく、かつ、ウェブの残留溶媒量が10重量%以下になるまでテンターをかけながら乾燥を行なうことが好ましく、さらに好ましくは5重量%以下である。
テンターを行なう場合の乾燥温度は、110〜160℃が好ましい。乾燥温度の低い方が紫外線吸収剤、可塑剤などの蒸散が少なく、工程汚染に優れ、乾燥温度の高い方がフィルムの平面性に優れる。なお、乾燥温度が高い場合でも蒸散しにくい紫外線吸収剤を使用することにより、テンター乾燥温度が高く、延伸倍率の高い製造条件のときに、その効果が顕著に発揮される。
また、フィルムの後乾燥工程においては、支持体より剥離したフィルムをさらに乾燥し、残留溶媒量を0.5重量%以下にすることが好ましく、さらに好ましくは0.1重量%以下であり、さらに好ましくは0〜0.01重量%以下とすることである。
そして、本発明においては、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とするものである。
また、後乾燥時の温度を100〜150℃、搬送張力を50〜220N/m、後乾燥時間を6〜30分とする。
本発明の光学フィルムの製造方法においては、後乾燥後に巻き取るフィルムの幅を、1330〜1700mmとする。
溶液流延製膜方法を通しての流延直後から乾燥までの工程において、乾燥装置内の雰囲気を、空気とするのもよいが、窒素ガスや炭酸ガス、アルゴン等の不活性ガス雰囲気で行なってもよい。
ただ、乾燥雰囲気中の蒸発溶媒の爆発限界の危険性は常に考慮されなければならないことは勿論のことである。
巻き取り工程では、ウェブ中の残留溶媒量が2重量%以下となってからセルロースエステル系樹脂フィルムとして巻き取る工程であり、残留溶媒量を0.4重量%以下にすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。
巻き取り方法は、一般に使用されているものを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等があり、それらを使いわければよい。
また、本発明による光学フィルムの製造方法において、溶液流延製膜方法で膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、フィルムの樹脂材料としてセルロースアシレート樹脂を使用するのが、好ましい。
膜厚の調節には、所望の厚さになるように、ドープ濃度、ポンプの送液量、ダイの口金のスリット間隙、ダイの押し出し圧力、流延用支持体の速度等をコントロールするのがよい。
また、膜厚を均一にする手段として、膜厚検出手段を用いて、プログラムされたフィードバック情報を上記各装置にフィードバックさせて調節するのが、好ましい。
セルロースエステル系樹脂フィルムの膜厚は、使用目的によって異なるが、仕上がりフィルムとして、通常35〜85μmの範囲が好ましく、特に液晶画像表示装置用フィルムとしては40〜80μmの範囲が用いられる。
本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムは抗張力がMD方向、TD方向共に90〜170N/mm2であることが好ましく、特に120〜160N/mm2であることが好ましい。
含水率としては0.1〜5%が好ましく、0.3〜4%がより好ましく、0.5〜2%であることがさらに好ましい。
本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムは、透過率が90%以上であることが望ましく、さらに好ましくは92%以上であり、さらに好ましくは93%以上である。また、ヘイズは0.5%以下であることが好ましく、特に0.1%以下であることが好ましく、0%であることがさらに好ましい。
本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムにおいては、カール値は絶対値が小さい方が好ましく、変形方向は、+方向でも、−方向でもよい。カール値の絶対値は30以下であることが好ましく、さらに好ましくは20以下であり、10以下であることが特に好ましい。なお、カール値は、曲率半径(1/m)で表わされる。
本発明においては、上述したいずれの溶液流延製膜方法による形態でセルロースエステル系樹脂フィルムを製造しても構わない。
本発明による光学フィルムの製造方法は、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて溶液流延製膜方法により膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とするもので、本発明の光学フィルムの製造方法によれば、特に、セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて光学フィルムを製造するにあたり、フィルムの後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速条件を規定することにより、幅手厚み方向リタデーション(Rt)のばらつきが抑制され、平面性に優れたフィルムを得ることができて、画像表示装置に適用した場合に広範囲に渡り高いコントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な光学フィルムを得ることができ、しかも高温度下や高湿度下においても剥離することが無く、安定した位相差値を確保できる光学フィルムを得ることができる。
具体的には、面内方向リタデーション(Ro)=0〜5nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=−10〜10nmを有する光学フィルムを得ることができる。
本発明の光学フィルムからなる偏光板用保護フィルムを用いることにより、薄膜化とともに、耐久性及び寸法安定性、光学的等方性に優れた偏光板を提供することができる。
ここで、偏光フィルムは、従来から使用されている、例えば、ポリビニルアルコールフィルムの如きの延伸配向可能なフィルムを、沃素のような二色性染料で処理して縦延伸したものである。偏光フィルム自身では、十分な強度、耐久性がないので、一般的にはその両面に保護フィルムとしての異方性のないセルローストリアセテートフィルムを接着して偏光板としている。
上記において、偏光板は、上記偏光板に、本発明の位相差フィルムを貼り合わせて作製してもよいし、また本発明の位相差フィルムを保護フィルムも兼ねて、直接偏光フィルムと貼り合わせて作製してもよい。貼り合わせる方法は、特に限定はないが、水溶性ポリマーの水溶液からなる接着剤により行なうことができる。この水溶性ポリマー接着剤は完全鹸化型のポリビニルアルコール水溶液が好ましく用いられる。さらに、若干前述したが、長手方向に延伸し、二色性染料処理した長尺の偏光フィルムと長尺の本発明の位相差フィルムとを貼り合わせることによって長尺の偏光板を得ることができる。偏光板はその片面または両面に感圧性接着剤層(例えば、アクリル系感圧性接着剤層など)を介して剥離性シートを積層した貼着型のもの(剥離性シートを剥すことにより、液晶セルなどに容易に貼着することができる)としてもよい。
上記の偏光板は、一般的な方法で作製することができる。例えば、光学フィルムあるいはセルロースエステルフィルムをアルカリケン化処理し、ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素溶液中に浸漬、延伸して作製した偏光膜の両面に、完全ケン化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる方法がある。アルカリケン化処理とは、水系接着剤の濡れを良くし、接着性を向上させるために、セルロースエステルフィルムを高温の強アルカリ液中に漬ける処理のことをいう。
本発明において、セルロースエステル系樹脂フィルムには、ハードコート層、防眩層、反射防止層、防汚層、帯電防止層、導電層、光学異方層、液晶層、配向層、粘着層、接着層、下引き層等の各種機能層を付与することができる。これらの機能層は塗布あるいは蒸着、スパッタ、プラズマCVD、大気圧プラズマ処理等の方法で設けることができる。
また偏光板は、上記の光学フィルムが、偏光フィルムの両側に配置された2枚の偏光板保護フィルムのうちの少なくともいずれか一方を構成するもので、このようにして得られた偏光板が、液晶セルの片面または両面に設けられ、これを用いて、液晶表示装置が得られる。
本発明の光学フィルムからなる偏光板用保護フィルムを用いることにより、薄膜化とともに、耐久性及び寸法安定性、光学的等方性に優れた偏光板を提供することができる。
さらに、この偏光板を用いた液晶表示装置は、長期間に亘って安定した表示性能を維持することができるものである。
また本発明は、特に、本発明の光学フィルムを用いた広範囲にわたり高コントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な画像表示装置、特にIPSモードで動作する液晶表示装置を提供するものである。
なお、本発明による光学フィルムは、その他、反射防止用フィルムあるいは光学補償フィルムの基材としても使用できる。
以下、実施例により本発明をさらに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。
実施例1〜4
溶液流延製膜方法により、目標ドライ膜厚80μmの本発明の光学フィルムとしてのセルローストリアセテートフィルムを製造するにあたり、まずドープを調製した。
溶液流延製膜方法により、目標ドライ膜厚80μmの本発明の光学フィルムとしてのセルローストリアセテートフィルムを製造するにあたり、まずドープを調製した。
(ドープ組成)
セルローストリアセテート 85重量部
(アセチル置換度2.88)
厚み方向リタデーション(Rt)低減剤
メチルアクリレート重合体(Mw=1000) 5重量部
メチルメタクリレート−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体 10重量部
(重量比80/20 Mw=8000)
紫外線吸収剤
2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチル
フェニル)ベンゾトリアゾール 1.5重量部
溶剤
メチレンクロライド 475重量部
エタノール 50重量部
上記の材料を密閉したドープ溶解釜に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解した。なお、上記材料のうち、紫外線吸収剤は、後述する紫外線吸収剤添加液の作製のために添加液溶解釜の方に投入した。その後、溶解釜中のドープを1次濾過器に導き、ドープを1次濾過した。1次濾過器では、ドープ液を日本精線株式会社製のファインメットNFで濾過した。
セルローストリアセテート 85重量部
(アセチル置換度2.88)
厚み方向リタデーション(Rt)低減剤
メチルアクリレート重合体(Mw=1000) 5重量部
メチルメタクリレート−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体 10重量部
(重量比80/20 Mw=8000)
紫外線吸収剤
2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチル
フェニル)ベンゾトリアゾール 1.5重量部
溶剤
メチレンクロライド 475重量部
エタノール 50重量部
上記の材料を密閉したドープ溶解釜に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解した。なお、上記材料のうち、紫外線吸収剤は、後述する紫外線吸収剤添加液の作製のために添加液溶解釜の方に投入した。その後、溶解釜中のドープを1次濾過器に導き、ドープを1次濾過した。1次濾過器では、ドープ液を日本精線株式会社製のファインメットNFで濾過した。
1次濾過後のドープは、一旦、ドープストック釜に貯え、ついで、ドープストック釜からドープを、金属焼結フィルターをセットした2次濾過器に導き、2次濾過した。
一方、添加液溶解釜で作成した紫外線吸収剤添加液を濾過器に導き、事前に濾過する。そして、上記2次濾過後のドープを、スタティックミキサーに導入するとともに、スタティックミキサーの手前において事前濾過後の紫外線吸収剤添加液を導入して、ドープに紫外線吸収剤添加液をインライン添加した。
紫外線吸収剤添加液を添加後のドープは、溶液流延製膜方法の流延ダイに導入し、流延ダイから、30℃のステンレス鋼製エンドレスベルト支持体上に均一に流延した。ベルト支持体で、残留溶剤量が100重量%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離ロールによって、剥離張力162N/mでベルト支持体上から剥離した。剥離したセルローストリアセテートのウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、所定幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で、乾燥させた。
ついで、後乾燥工程においてフィルムを多数の搬送ロールで搬送させながら、下記の表1に示す条件で、後乾燥を行なった。
こうして、表1に示す最終製品幅、及び表1に示す膜厚を有するセルローストリアセテートフィルムを得、巻取り機により巻き取った。
そして、得られたセルローストリアセテートフィルムの面内方向リタデーション(Ro)および厚み方向リタデーション(Rt)を測定した。
実施例1〜4におけるセルローストリアセテートフィルムの製造条件、すなわち、乾燥後の膜厚(μm)、後乾燥時の搬送速度(m/分)、後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速(m/秒)、後乾燥温度(℃)、後乾燥時の搬送張力(N/m)、後乾燥時間(分)、フィルム幅を下記の表1に記載した。また、得られたセルローストリアセテートフィルムのリタデーション(Ro)および(Rt)の測定結果を、下記の表1にまとめて示した。
比較例
比較のために、上記実施例1の場合と同様に実施するが、実施例1の場合と異なる点は、セルローストリアセテートフィルムの製造条件のうち、後乾燥時の搬送速度(m/分)、後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速(m/秒)、後乾燥温度(℃)、及び後乾燥時間(分)、フィルム幅を本発明の範囲外ものとした点にある。また、得られたセルローストリアセテートフィルムのリタデーション(Ro)および(Rt)を測定し、その測定結果を、下記の表1にあわせて示した。
比較のために、上記実施例1の場合と同様に実施するが、実施例1の場合と異なる点は、セルローストリアセテートフィルムの製造条件のうち、後乾燥時の搬送速度(m/分)、後乾燥時のフィルムに当たる乾燥風の風速(m/秒)、後乾燥温度(℃)、及び後乾燥時間(分)、フィルム幅を本発明の範囲外ものとした点にある。また、得られたセルローストリアセテートフィルムのリタデーション(Ro)および(Rt)を測定し、その測定結果を、下記の表1にあわせて示した。
上記表1の結果から明らかなように、本発明による実施例1〜4では、いずれも、面内方向リタデーション(Ro)=0〜5nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=−10〜10nmを有するセルローストリアセテートフィルムを得ることができた。従って本発明による光学フィルムとしてのセルローストリアセテートフィルムを、画像表示装置に適用した場合に広範囲に渡り高いコントラスト比を有する見やすい表示が実現可能であり、また光学フィルムは、高温度下や高湿度下においても剥離することが無く、安定した位相差値を確保できるものである。また特に、本発明の光学フィルムを用いることにより、広範囲にわたり高コントラスト比を有する見やすい表示を実現可能な画像表示装置、特にIPSモードで動作する液晶表示装置を提供するものである。
これに対し、比較例では、セルローストリアセテートフィルムの面内方向リタデーション(Ro)=7nm、かつ厚み方向リタデーション(Rt)=12nmと大きいものであり、従って、比較例のフィルムを画像表示装置に適用した場合には、広範囲に渡り高いコントラスト比を有する見やすい表示を実現することは不可能である。
Claims (6)
- セルロースエステル系樹脂と厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤とを含有するドープ組成物を用いて溶液流延製膜方法により膜厚35〜85μmの光学フィルムを製膜するにあたり、金属製回転ドラムまたは金属製回転エンドレスベルト(以下、支持体という)上に流延し、剥離後、乾燥、及びテンター装置で延伸し、後乾燥後にフィルムを巻き取る、光学フィルムの製造方法であって、搬送速度25〜120m/分における後乾燥時のフィルムへ当たる乾燥風の風速を0.3〜5m/秒とすることを特徴とする、光学フィルムの製造方法。
- 後乾燥時の温度を100〜150℃、搬送張力を50〜220N/m、後乾燥時間を6〜30分とす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。
- 後乾燥後に巻き取るフィルムの幅を、1330〜1700mmとす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。
- ドープ組成物が、セルロースエステル系樹脂と、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としての重量平均分子量500以上3000以下のアクリル系ポリマーとを含有することを特徴とする、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の光学フィルムの製造方法。
- ドープ組成物が、セルロースエステル系樹脂と、厚み方向リタデーション(Rt)を低減する添加剤としての重量平均分子量5000以上30000以下のアクリル系ポリマーとを含有することを特徴とする、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の光学フィルムの製造方法により製造されたことを特徴とする、光学フィルム。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2009262533A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-11-12 | Konica Minolta Opto Inc | 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、偏光板、及び表示装置 |
JP2009271510A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-19 | Konica Minolta Opto Inc | セルロースエステルフィルム、光学フィルム、偏光板、液晶表示装置およびセルロースエステルフィルムの溶融流延製膜方法 |
JP2016018021A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | コニカミノルタ株式会社 | 円偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び円偏光板の製造方法 |
-
2005
- 2005-08-30 JP JP2005248869A patent/JP2007062065A/ja not_active Withdrawn
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