JP2008038107A - ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロースエステルフィルム - Google Patents
ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロースエステルフィルム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008038107A JP2008038107A JP2006217904A JP2006217904A JP2008038107A JP 2008038107 A JP2008038107 A JP 2008038107A JP 2006217904 A JP2006217904 A JP 2006217904A JP 2006217904 A JP2006217904 A JP 2006217904A JP 2008038107 A JP2008038107 A JP 2008038107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dope
- film
- solvent
- disperser
- cellulose ester
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
【課題】本発明の目的は、十分に未溶解物の発生を抑えたドープの製造方法、ドープの製造装置及びそのドープを用いて作製したセルロースエステルフィルムを提供することにある。
【解決手段】溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒に樹脂を溶解する工程と、前記溶解釜の溶解途中のドープを分散機で分散する工程と、前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒に樹脂を溶解する工程と、前記溶解釜の溶解途中のドープを分散機で分散する工程と、前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、樹脂を溶媒に溶解させてドープを得るドープの製造方法、ドープの製造装置及びそのドープを用いて作製したセルロースエステルフィルムに関する。
近年、液晶表示装置は、従来のCRT表示装置に比べて、省スペース、省エネルギーであることからモニターとして広く使用されている。さらにTV用としても普及が進んできている。このような液晶表示装置には、偏光フィルムや位相差フィルムなどの種々の光学フィルムが使用され、その需要が急増してきている。
ところで、液晶表示装置に用いられる偏光板の偏光フィルムは、延伸ポリビニルアルコールフィルムから成る偏光子の片面または両面にセルロースエステルフィルムが保護膜として積層されている。また、位相差フィルムは視野角の拡大やコントラストの向上などの目的で用いられており、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン樹脂、セルロースエステルなどのフィルムを延伸するなどしてレタデーションが付与されたものである。光学補償フィルムとも呼ばれることがある。
これらの光学フィルムでは、光学的な欠陥がなく、レタデーションが均一であること、特に位相軸のばらつきがないことが要求される。特に、モニターやTVの大型化や高精細化が進み、これらの要求品質は、ますます厳しくなってきている。
光学フィルムの製造方法には、大別して溶融流延製膜法と溶液流延製膜法とがある。前者は、ポリマーを加熱溶解して支持体上に流延し、冷却固化し、さらに必要に応じて延伸してフィルムにする方法であり、後者は、ポリマーを溶媒に溶かして、その溶液を支持体上に流延し、溶媒を蒸発し、さらに必要に応じて延伸してフィルムにする方法である。
いずれの製膜法であっても、溶融したポリマーやポリマー溶液は支持体上で冷却固化や乾燥固化される。そして、支持体から剥離された後、ポリマーフィルムは、複数の搬送ロールを用いて搬送されながら、乾燥や延伸などの処理がなされる。
溶液流延製膜法では、樹脂を溶媒に溶かしたドープを作製し、このドープを用いてフィルムを作製しているため、ドープ中に未溶解物が存在すると、フィルムの品質に悪影響を及ぼし、特に延伸処理をした後のレタデーションの発現不良が起こる。また、未溶解物を十分に溶解させるためには、溶解時間を長くするなどの処置が必要になり、生産性が低下する。さらに、未溶解物をそのままにして濾過を行うと濾過材の寿命を短くしたり、濾過材の交換による作業がコストアップの要因となる。
このためドープ中の樹脂の溶解性を高めるために改良されたドープの製造方法が提案されている。
特許文献1では、攪拌機でドープ溶液にせん断力を与えて溶解する方法及び装置が提案されている。
特許文献2では、セルロースアシレートと溶媒を連続的に第1の混合容器に供給し、容器内に1分以上滞留させて混合と膨潤を行った後、それを第2の混合容器に供給し、溶解性を向上させる方法が提案されている。
特許文献3では、ポリマーと溶媒を粗溶解させて、そのドープを送液しながら加熱して溶解を促進させる方法が提案されている。
特許文献4では、特殊な攪拌機を用いて溶解する方法が提案されている。
特許文献5では、セルロースアシレートと溶媒を連続的に分散機に供給し滞留時間を1分未満で溶媒中にセルロースアシレートを分散する方法が提案されている。これは樹脂が溶解を開始する際に均一に溶媒中に分散されていることにより、その後の溶解がスムーズに行われることを目的としたものである。
特開2000−273184号公報
特開2000−273239号公報
特開2003−221449号公報
特開2003−221450号公報
特開2005−97378号公報
しかしながら上記の特許文献1〜5の手段によっても、未溶解物の発生を完全には抑えることができなかった。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、十分に未溶解物の発生を抑えたドープの製造方法、ドープの製造装置及びそのドープを用いて作製したセルロースエステルフィルムを提供することにある。
本発明では、ドープを製造する溶解工程において、単に攪拌・混合を強化するだけではなく、途中にある程度滞留させる工程を設けることが、最終的な未溶解物の発生が抑えられることを見いだした。そして、そのためには装置として循環工程を設けることが有益であることを見いだしたものである。
上記の本発明の目的は以下の手段によって達成することができる。
1.
溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒にセルロースエステル樹脂を溶解しドープを製造する工程と、
前記溶解する工程に連結する前記ドープを分散機で分散する工程と、
前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、
を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とするドープの製造方法。
溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒にセルロースエステル樹脂を溶解しドープを製造する工程と、
前記溶解する工程に連結する前記ドープを分散機で分散する工程と、
前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、
を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とするドープの製造方法。
2.
前記溶解する工程での前記ドープの最高温度が、溶媒の沸点より20℃〜50℃高い温度であることを特徴とする1に記載のドープの製造方法。
前記溶解する工程での前記ドープの最高温度が、溶媒の沸点より20℃〜50℃高い温度であることを特徴とする1に記載のドープの製造方法。
3.
前記分散する工程での前記ドープの最高温度が、溶媒の沸点以上から溶媒の沸点より50℃高い温度以下で行われることを特徴とする1又は2に記載のドープの製造方法。
前記分散する工程での前記ドープの最高温度が、溶媒の沸点以上から溶媒の沸点より50℃高い温度以下で行われることを特徴とする1又は2に記載のドープの製造方法。
4.
前記分散機が、メディアレス分散機であることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載のドープの製造方法。
前記分散機が、メディアレス分散機であることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載のドープの製造方法。
5.
1乃至4の何れか1項に記載のドープの製造工程を有することを特徴とするドープの製造装置。
1乃至4の何れか1項に記載のドープの製造工程を有することを特徴とするドープの製造装置。
6.
1乃至3の何れか1項の方法で製造されたドープを用い、溶液製膜法にて作製したことを特徴とするセルロースエステルフィルム。
1乃至3の何れか1項の方法で製造されたドープを用い、溶液製膜法にて作製したことを特徴とするセルロースエステルフィルム。
7.
前記セルロースエステルフィルムを直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光板の間に置き、透過型顕微鏡にて一方の偏光板の外側から光を当てて、他方の偏光板の外側を50倍の倍率で観察し、光って見える10μm以上の異物(輝点異物)の数が10個/cm2以下であることを特徴とする6に記載のセルロースエステルフィルム。
前記セルロースエステルフィルムを直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光板の間に置き、透過型顕微鏡にて一方の偏光板の外側から光を当てて、他方の偏光板の外側を50倍の倍率で観察し、光って見える10μm以上の異物(輝点異物)の数が10個/cm2以下であることを特徴とする6に記載のセルロースエステルフィルム。
本発明によれば、ドープの送液ポンプの出口側に熱交換器を設け、送液ポンプ入り口と熱交換器出口の温度を適切な範囲に調節することにより、生産スピードを速くしても、ドープ中の未溶解物の発生を抑えることができる。そのため、ドープ液の製造時間の短縮と、それに伴い本発明のドープ製造装置を用いたフィルム製造装置における生産性向上、及び生産したフィルムの性能向上という効果がある。
以下、本発明について、具体的に説明する。
<ドープ製造方法及び製造装置の概要説明>
本発明によるドープの製造方法は、溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒に樹脂を溶解する工程と、前記溶解釜の溶解途中のドープを分散機で分散する工程と、前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とするものである。
<ドープ製造方法及び製造装置の概要説明>
本発明によるドープの製造方法は、溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒に樹脂を溶解する工程と、前記溶解釜の溶解途中のドープを分散機で分散する工程と、前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とするものである。
図1に本発明のドープの製造方法を用いたセルロースエステルフィルムの製造ラインのフローシートを示す。
ドープの製造装置Aには、溶解釜としての主ドープ仕込み釜1とドープ送液ポンプ2と分散機20を備えている。
主ドープ仕込み釜1では、セルロース樹脂とセルロース樹脂を溶解する溶媒と可塑剤や難燃剤、微粒子などを所定量混合しながらセルロース樹脂を溶解し、ドープを調製している。
主ドープ仕込み釜1で溶解途中のドープは、ドープ送液ポンプ2により分散機20に送られ、分散機20で分散された後、切替弁6により図中矢印のように再度主ドープ仕込み釜1に戻され、溶解釜と分散機を循環して、セルロース樹脂が十分に溶解したドープを調整する。溶解したドープは、切替弁6の切り替えにより、次の工程としてドープ静置釜3に送液され、次に濾過工程として主濾過器4とドープ濾過器5を通過する。次にこのドープを製膜工程として、流延ダイ11からステンレスバンド支持体101上に均一に流延(キャスト工程)し、流延した混合液は、ステンレスバンド支持体101上で溶媒の一部が蒸発(キャスト工程)し、フィルム状となり剥離ロール102で剥離され、次にテンター・乾燥装置104、ロール搬送・乾燥装置105を経て(フィルム乾燥工程)、フィルム巻き取り装置106に巻き取られる。このようにしてセルロースエステルフィルムを製造する。
<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としては、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、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などが挙げられる。セルローストリアセテートの場合は、特に重合度250〜400、結合酢酸量が54〜62.5%のセルローストリアセテートが好ましく、結合酢酸量が58〜62.5%のベース強度が強くより好ましい。セルローストリアセテートは綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートと木材パルプから合成されたセルローストリアセテートのどちらかを単独あるいは混合して用いることができる。
<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としては、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、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などが挙げられる。セルローストリアセテートの場合は、特に重合度250〜400、結合酢酸量が54〜62.5%のセルローストリアセテートが好ましく、結合酢酸量が58〜62.5%のベース強度が強くより好ましい。セルローストリアセテートは綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートと木材パルプから合成されたセルローストリアセテートのどちらかを単独あるいは混合して用いることができる。
ベルトやドラムからの剥離性が良い綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートを多く使用した方が生産性効率が高く好ましい。綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートの比率が60質量%以上で、剥離性の効果が顕著になるため60質量%以上が好ましく、より好ましくは85質量%以上、更には、単独で使用することが最も好ましい。
<溶媒>
本発明に係るセルロース樹脂の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブタノールなどの低級アルコール類、シクロヘキサンジオキサン類、メチレンクロライドのような低級脂肪族炭化水素塩化物類などを用いることができる。溶媒比率としては例えば、メチレンクロライド70〜95質量%、その他の溶媒は5〜30質量%が好ましい。又セルロース樹脂の濃度は10〜50質量%が好ましい。
<添加剤>
製膜したフィルムの特性を良くするために、ドープ中に添加剤を添加しても良い。添加剤としては、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤としての微粒子、増粘剤、オイルゲル化剤、レタデーション制御剤などが挙げられるが、これらに限定される物ではない。添加剤は樹脂を溶媒に溶解させるときに添加しても良いし、調製されたドープにインラインで混合させても良い。また、添加剤を添加するときは、添加剤のみを添加しても良いし、添加剤を溶媒に溶解させた添加剤溶液を添加しても良い。
<溶媒>
本発明に係るセルロース樹脂の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブタノールなどの低級アルコール類、シクロヘキサンジオキサン類、メチレンクロライドのような低級脂肪族炭化水素塩化物類などを用いることができる。溶媒比率としては例えば、メチレンクロライド70〜95質量%、その他の溶媒は5〜30質量%が好ましい。又セルロース樹脂の濃度は10〜50質量%が好ましい。
<添加剤>
製膜したフィルムの特性を良くするために、ドープ中に添加剤を添加しても良い。添加剤としては、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤としての微粒子、増粘剤、オイルゲル化剤、レタデーション制御剤などが挙げられるが、これらに限定される物ではない。添加剤は樹脂を溶媒に溶解させるときに添加しても良いし、調製されたドープにインラインで混合させても良い。また、添加剤を添加するときは、添加剤のみを添加しても良いし、添加剤を溶媒に溶解させた添加剤溶液を添加しても良い。
セルロースエステルフィルムにおけるマット剤としての微粒子の種類としては、無機化合物でも有機化合物でもよく、無機化合物の例としては、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)製のAEROSIL200、200V、300、R972、R972V、R974、R976、R976S、R202、R812,R805、OX50、TT600、RY50、RX50、NY50、NAX50、NA50H、NA50Y、NX90、RY200S、RY200、RX200、R8200、RA200H、RA200HS、NA200Y、R816、R104、RY300、RX300、R106などがあげられる。分散性や粒径を制御する点では、AEROSIL200V、R972Vが好ましい。
微粒子の粒径は、一次粒径、溶媒に分散した後の粒径、フィルム中での粒径がそれぞれ異なっている。この中で最終的なフィルム中での微粒子の粒径は、フィルム原反の保存時おけるハリツキ故障や異物発生による凸状故障、またヘイズに影響する。よってフィルム中での微粒子の粒径をコントロールすることが重要である。
最終的にフィルム中での微粒子の平均二次粒径は100nm〜500nmである必要がある。好ましくは、150nm〜400nm、更に好ましくは、200nm〜350nmである。フィルム中での平均二次粒径は断面写真を撮影し観察することで確認できる。上記粒径が、500nm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、100nmより小さい場合は、充分な巻き取り性の改善効果が見られず、特に、セルロースエステルフィルムの膜厚が20〜65μmの場合は顕著である。
フィルムのヘイズは、例えばASTM−D1003−52に従って測定できる。ヘイズは0〜0.6%であることが好ましく、より好ましくは0〜0.4%、更に好ましくは、0.1〜0.2%である。
微粒子の添加量はフィルム状態において、0.02〜0.1質量%添加するのが、フィルム原反の保存時おけるハリツキ故障や異物発生による凸状故障、またヘイズの面より好ましい。より好ましくは、0.04〜0.08質量%である。
可塑剤としては特に限定しないが、リン酸エステル系では、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、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等、フタル酸エステル系では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、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、グリコール酸エステル系では、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等を単独あるいは併用するのが好ましい。
可塑剤は必要に応じて、2種類以上を併用して用いてもよい、この場合、リン酸エステル系の可塑剤の使用比率は50%以下が、セルロースエステルフィルムの加水分解を引き起こしにくく、耐久性に優れるため好ましい。
リン酸エステル系の可塑剤比率は少ない方がさらに好ましく、フタル酸エステル系やグリコール酸エステル系の可塑剤だけを使用することが特に好ましい。
セルロースエステルフィルムには、紫外線吸収剤を用いることが好ましく、紫外線吸収剤としては、液晶の劣化防止の点より波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の点より波長400nm以上の可視光の吸収が可及的に少ないものが好ましく用いられる。特に、波長370nmでの透過率が、10%以下である必要があり、好ましくは5%以下、より好ましくは2%以下である。
一般に用いられるものとしては、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などがあげられるが、これらに限定されない。
これら紫外線吸収剤の1種以上用いていることが好ましく、異なる2種以上の紫外線吸収剤を含有してもよい。
好ましく用いられる紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤等である。不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤をセルロースエステルフィルムに添加するという態様が特に好ましい。
紫外線吸収剤の添加方法はアルコールやメチレンクロライド、ジオキソランなどの有機溶媒に紫外線吸収剤を溶解してからドープに添加するか、または直接ドープ組成中に添加してもよい。無機粉体のように有機溶媒に溶解しないものは、有機溶媒とセルロース樹脂中にデゾルバーやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。
本発明における紫外線吸収剤の使用量はセルロース樹脂に対する質量%で、0.1質量%〜2.5質量%、好ましくは、0.5質量%〜2.0質量%、より好ましくは0.8質量%〜2.0質量%である。紫外線吸収剤の使用量が2.5質量%より多いと透明性が悪くなる傾向があり好ましくない。
本発明に於けるセルロースエステルフィルムの製膜工程は特に制限はなく、当業界で一般に用いられている方法でよく、例えば米国特許2,492,978号、同2,739,070号、同2,739,069号、同2,492,977号、同2,336,310号、同2,367,603号、同2,607,704号、英国特許64,071号、同735,892号、特公昭45−9074号、同49−4554号、同49−5614号、同60−27562号、同61−39890号、同62−4208号等に記載の方法を参考にすることができる。
<ドープの製造方法>
本発明では、ドープの製造方法として、溶解釜としての主ドープ仕込み釜1で溶解させる溶解途中のドープを分散機20に送液し、分散機20で分散させた後、再度主ドープ仕込み釜1に戻し、分散機20と主ドープ仕込み釜1を循環させることで、十分に溶解したドープを短時間に調整するものである。この点について、以下に詳述する。
<ドープの製造方法>
本発明では、ドープの製造方法として、溶解釜としての主ドープ仕込み釜1で溶解させる溶解途中のドープを分散機20に送液し、分散機20で分散させた後、再度主ドープ仕込み釜1に戻し、分散機20と主ドープ仕込み釜1を循環させることで、十分に溶解したドープを短時間に調整するものである。この点について、以下に詳述する。
ドープの調製において、溶解釜の種類は特に問うところではなく、所定の温度に加熱、攪拌ができればよい。
溶解釜は一定の圧力をかけられるものでも良く、圧力計、温度計などの計器類を適宜配設しても良い。加圧は窒素ガスなどの不活性気体を圧入する方法や、加熱による溶媒の蒸気圧の上昇によって行ってもよい。加熱は外部から行うことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易で好ましい。
セルロースエステル樹脂は熔解釜で溶媒と混合・膨潤され、ドープとされる。このドープはまだ、未溶解物を含んでいる。その後このドープは分散工程を通過し、再び溶解釜に戻ってくる。戻ってきたドープは溶解釜で攪拌されながら滞留し、再度分散工程を通される。この循環工程を、未溶解物が十分に溶解するまで繰り返し通す。循環工程では、ドープが連続的に分散機に供給・通過させることができる。
溶解後は主ドープ仕込み釜1から送液ポンプ2で次の工程に送液する。また、分散機を経て、次の工程に送液するようにしても良い。異物抑制の観点から少なくとも濾過工程を1工程以上通過させた後これを製膜に供するのが好ましい。
また、主ドープ仕込み釜1(溶解釜)で樹脂の溶解を行うときの最高温度は、溶媒の沸点より20℃〜50℃高い温度であることが好ましい。20℃未満では、溶解する時間が長時間必要になり、又は50℃を越える場合には、沸騰による気泡が発生しやすくなり、良くない。
また、分散機20で分散する工程でのドープの最高温度は、溶媒の沸点以上から溶媒の沸点より50℃高い温度以下で行われることが好ましい。溶媒の沸点未満だと未溶解物が発生しやすくなり、50℃を越えると沸騰し、ドープ中に気泡が混入し、好ましくない。
分散機20としては、メディアレス分散機であることが好ましい。特に高温で低沸点溶媒を含有するドープを処理するので密閉型が好ましい。密閉型のメディアレス分散機としては、例えば、プライミクス株式会社製の連続式乳化分散機が用いられる。特に、TK・ホモミックラインミルが好ましい。また配管に超音波分散機を挿入するタイプでもよい。
<セルロースエステルフィルムの製造方法>
本発明の製膜工程は、送液ポンプ2から送液され、熱交換器20で冷却した後のドープを支持体上に流延(キャスト工程)した後、加熱して溶媒の一部を除去(支持体上乾燥工程)した後、支持体から剥離し、剥離したフィルムを乾燥(フィルム乾燥工程)して、セルロースエステルフィルムを得る。熱交換器20で冷却した後のドープをドープ静置釜3に静置し、その後濾過器4で濾過した後に流延しても良い。
<セルロースエステルフィルムの製造方法>
本発明の製膜工程は、送液ポンプ2から送液され、熱交換器20で冷却した後のドープを支持体上に流延(キャスト工程)した後、加熱して溶媒の一部を除去(支持体上乾燥工程)した後、支持体から剥離し、剥離したフィルムを乾燥(フィルム乾燥工程)して、セルロースエステルフィルムを得る。熱交換器20で冷却した後のドープをドープ静置釜3に静置し、その後濾過器4で濾過した後に流延しても良い。
キャスト工程における支持体はベルト状もしくはドラム状のステンレスを鏡面仕上げした支持体が使用される。キャスト工程の支持体の温度は一般的な温度範囲0℃〜溶媒の沸点未満の温度で、流延することができるが、5℃〜30℃の支持体上に流延するほうが、ドープをゲル化させ剥離限界時間をあげられるため好ましく、5℃〜15℃の支持体上に流延することがさらに好ましい。剥離限界時間とは透明で平面性の良好なフィルムを連続的に得られる流延速度の限界において、流延されたドープが支持体上にある時間をいう。剥離限界時間は短い方が生産性に優れていて好ましい。
支持体上での乾燥工程ではドープを流延し、ゲル化させた後、流延から剥離するまでの時間を100%としたとき、流延から30%以内にドープ温度を40℃〜70℃にすることで、溶媒の蒸発を促進し、それだけ早く支持体上から剥離することができ、さらに剥離強度が増すため好ましく、30%以内にドープ温度を55℃〜70℃にすることがより好ましい。この温度を20%以上維持することが好ましく、40%以上がさらに好ましい。
支持体上での乾燥は残留溶媒量60%〜150%で支持体から剥離することが、支持体からの剥離強度が小さくなるため好ましく、80〜120%がより好ましい。剥離するときのドープの温度は0℃〜30℃にすることが剥離時のベース強度をあげることができ、剥離時のベース破断を防止できるため好ましく、5℃〜20℃がより好ましい。
フィルム中の残留溶媒量は次式で表される。
残留溶媒量(質量%)=残存揮発分質量/加熱処理後フィルム質量×100
なお残存揮発分質量はフィルムを115℃で1時間加熱処理したとき、加熱処理前のフィルム質量から加熱処理後のフィルム質量を引いた値である。
なお残存揮発分質量はフィルムを115℃で1時間加熱処理したとき、加熱処理前のフィルム質量から加熱処理後のフィルム質量を引いた値である。
フィルム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3質量%以下、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下であることが、寸法安定性が良好なフィルムを得る上で好ましい。フィルム乾燥工程では一般にロール懸垂方式か、ピンテンター方式または、クリップテンター方式でフィルムを搬送しながら乾燥する方式が採られる。液晶表示用部材用としては、テンター方式で幅を保持しながら乾燥させることが、寸法安定性を向上させるために好ましい。特に支持体より剥離した直後の残留溶媒量の多いところで幅保持を行うことが、寸法安定性向上効果をより発揮する。特に、支持体から剥離した後の乾燥工程では、溶媒の蒸発によってフィルムは巾方向に収縮しようとするため、高温度で乾燥するほど収縮が大きくなる。この収縮は可能な限り抑制しながら乾燥することが、出来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巾方向にクリップでウェブの巾両端を巾保持しつつ乾燥させる方法(テンター方式)が好ましい。
フィルムを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行う。簡便さの点で熱風で行うのが好ましい。乾燥温度は40℃〜150℃の範囲で3〜5段階の温度に分けて、段々高くしていくことが好ましく、80℃〜140℃の範囲で行うことが寸法安定性を良くするためさらに好ましい。
これら流延から後乾燥までの工程は、空気雰囲気下でもよいし窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でもよい。
乾燥雰囲気を溶媒の爆発限界濃度を考慮して実施することはもちろんのことである。
本発明のセルロースエステルフィルムの製造に係わる巻き取り機は一般的に使用されているものでよく、定テンション法、定トルク法、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などの巻き取り方法で巻き取ることができる。
本発明に係るセルロースエステルフィルムの厚さは、一般的には、20〜200μmの厚みで使用されるが、液晶表示装置に使用される偏光板の薄肉化、軽量化の要望から、20〜65μmであることが好ましく、より好ましくは、30〜60μm、更に好ましくは35〜50μmである。これ以上、薄い場合は、フィルムの腰の強さが低下するため、偏光板作成工程上でシワ等の発生によるトラブルが発生しやすく、また、これ以上厚い場合は、偏光板の薄肉化に対する寄与が少ない。
巻き取り性を安定させるためにセルロースエステルフィルムの幅方向の両端に凹凸を付与して端部を嵩高くするいわゆるナーリング加工を施しても良い。
ナーリング高さ(a:μm)のフィルム膜厚(d:μm)に対する比率X(%)=(a/d)×100としたとき、X=1〜25%の範囲が巻き取り性を安定させるために良い。好ましくは、1〜15%、より好ましくは、1〜10%である。この範囲より、ナーリング高さ比率が大きいと巻形状の変形が起こりやすく、また、同比率が小さいと巻き取り性が劣化するので好ましくない。
本発明に係るセルロースエステルフィルム中に含まれる異物は少ない方が好ましい。異物には偏光クロスニコル状態で認識される異物と、フィルム表面に突出する微粒子の凝集物による異物などがある。
偏光クロスニコル状態で認識される異物とは、2枚の偏光板を直行(クロスニコル)状態にし、その間にセルロースエステルフィルムを置いて測定されるものをいう。このような異物は、偏光クロスニコル状態では、暗視野中で、異物の箇所のみ光って観察されるので、容易にその大きさと個数を識別することができる。
本発明による方法で作製したフィルムを直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光板の間に置き、透過型顕微鏡にて一方の偏光板の外側から光を当てて、他方の偏光板の外側を50倍の倍率で観察し、光って見える10μm以上の異物(輝点異物)の数が10個/cm2以下であるセルロースエステルフィルムを液晶表示装置に用いることが、表示性能の観点から好ましい。
(実施例1)
図1に実施例1に用いたセルロースエステルフィルムの製造装置のフローシートを示す。
〈ドープの組成〉
(ドープ組成1)
セルローストリアセテート 100質量部
(Mn=148000、Mw=310000、Mw/Mn=2.1)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 440質量部
エタノール 40質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 0.2質量部
(ドープ組成2)
セルロースアセテートプロピオネート 100質量部
(Mn=70000、Mw=220000、Mw/Mn=3.14)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 60質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 0.2質量部
(ドープ組成3)
セルロースアセテートプロピオネート 100質量部
(Mn=70000、Mw=220000、Mw/Mn=3.14)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 260質量部
エタノール 52質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 0.2質量部
〈ドープの調製〉
ドープ組成1〜3は、それぞれを溶解釜に投入し、加熱し、攪拌した。溶解釜はジャケット式の温水循環装置が備えられているもので、95℃温水及び15℃冷水により加熱、冷却を行う。攪拌は高速で回転するディゾルバーと低速で回転するアンカーを併設したものにより行う。表1の溶解温度まで昇温した状態で、それぞれ表1に記載の分散機で循環して溶解した。尚、比較例では分散機を用いていない。濾過は、フィルタープレス濾過の後、金属焼結フィルター(捕捉粒子径=10ミクロン)を通過させベルト流延装置を用い、温度35℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したフィルムを途中テンターにて延伸を行い、残留溶媒量が0.1%になるまで乾燥し、セルロースエステルフィルムを得た。尚、テンターでの延伸率は、ドープ1組成では5%、ドープ組成2,3では25%とした。
〈評価方法〉
1.10μm以上の輝点異物の数(個/cm2)
直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光板の間に、サンプルを置き、透過型顕微鏡にて一方の偏光板の外側から光を当てて、他方の偏光板の外側を50倍の倍率で観察し、25cm2の面積で光って見える異物(輝点異物)の数をカウントし1cm2あたりに換算した。上記観察を、1サンプル当り10箇所測定し、その平均値とした。
2.異物数(個/100m)
搬送しているフィルムを複数のCCDカメラで撮影し、その画像により直径100μm以上の変形を異物としてカウントした。
3.Ro(nm)、Rt(nm)
RoおよびRtは下記式から算出した値を、フィルムの幅手方向に10点均等に測定し、その平均値とした。
図1に実施例1に用いたセルロースエステルフィルムの製造装置のフローシートを示す。
〈ドープの組成〉
(ドープ組成1)
セルローストリアセテート 100質量部
(Mn=148000、Mw=310000、Mw/Mn=2.1)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 440質量部
エタノール 40質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 0.2質量部
(ドープ組成2)
セルロースアセテートプロピオネート 100質量部
(Mn=70000、Mw=220000、Mw/Mn=3.14)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 60質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 0.2質量部
(ドープ組成3)
セルロースアセテートプロピオネート 100質量部
(Mn=70000、Mw=220000、Mw/Mn=3.14)
トリフェニルフォスフェート 8質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
メチレンクロライド 260質量部
エタノール 52質量部
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ(株)製) 0.5質量部
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 0.2質量部
〈ドープの調製〉
ドープ組成1〜3は、それぞれを溶解釜に投入し、加熱し、攪拌した。溶解釜はジャケット式の温水循環装置が備えられているもので、95℃温水及び15℃冷水により加熱、冷却を行う。攪拌は高速で回転するディゾルバーと低速で回転するアンカーを併設したものにより行う。表1の溶解温度まで昇温した状態で、それぞれ表1に記載の分散機で循環して溶解した。尚、比較例では分散機を用いていない。濾過は、フィルタープレス濾過の後、金属焼結フィルター(捕捉粒子径=10ミクロン)を通過させベルト流延装置を用い、温度35℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したフィルムを途中テンターにて延伸を行い、残留溶媒量が0.1%になるまで乾燥し、セルロースエステルフィルムを得た。尚、テンターでの延伸率は、ドープ1組成では5%、ドープ組成2,3では25%とした。
〈評価方法〉
1.10μm以上の輝点異物の数(個/cm2)
直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光板の間に、サンプルを置き、透過型顕微鏡にて一方の偏光板の外側から光を当てて、他方の偏光板の外側を50倍の倍率で観察し、25cm2の面積で光って見える異物(輝点異物)の数をカウントし1cm2あたりに換算した。上記観察を、1サンプル当り10箇所測定し、その平均値とした。
2.異物数(個/100m)
搬送しているフィルムを複数のCCDカメラで撮影し、その画像により直径100μm以上の変形を異物としてカウントした。
3.Ro(nm)、Rt(nm)
RoおよびRtは下記式から算出した値を、フィルムの幅手方向に10点均等に測定し、その平均値とした。
Ro=(Nx−Ny)×d
Rt=((Nx+Ny)/2−Nz)×d
但し、
Nx:遅相軸方向の屈折率、
Ny:進相軸方向の屈折率、
Nz:厚み方向の屈折率、
d:フィルムの厚み(nm)、
である。
Rt=((Nx+Ny)/2−Nz)×d
但し、
Nx:遅相軸方向の屈折率、
Ny:進相軸方向の屈折率、
Nz:厚み方向の屈折率、
d:フィルムの厚み(nm)、
である。
Nx、Ny、Nzは、23℃55%RHの雰囲気下で590nmの波長について自動複屈折率計KOBRA−21ADH(王子計測機器(株)製)を用いて測定した。
評価結果を表1に示す。また、比較例6として、特開2005−97378号(特許文献5)の実験1の試料を再現した。
上記表1の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜14では、10μm以上の輝点異物の数、異物数がともに非常に少ないことが分かる。また、濾紙による濾過量も多く、生産性が向上していることが分かる。さらに、実施例8〜14と比較例2〜5を比較すると、本実施例によるフィルムのレタデーションの発現性が良くなっていることが分かる。
このように本発明によれば、フィルムの生産性向上と高品質化の要求に答えることが可能となる。
1 主ドープ仕込み釜
2 ドープ送液ポンプ
20 分散機
3 ドープ静置釜
4 主濾過器
5 ドープ濾過器
6 切替弁
11 流延ダイ
101 ステンレスバンド支持体
102 剥離ロール
103 フィルム
104 テンター・乾燥装置
105 ロール搬送・乾燥装置
106 フィルム巻き取り装置
2 ドープ送液ポンプ
20 分散機
3 ドープ静置釜
4 主濾過器
5 ドープ濾過器
6 切替弁
11 流延ダイ
101 ステンレスバンド支持体
102 剥離ロール
103 フィルム
104 テンター・乾燥装置
105 ロール搬送・乾燥装置
106 フィルム巻き取り装置
Claims (7)
- 溶解釜にて加熱と攪拌により溶媒にセルロースエステル樹脂を溶解しドープを製造する工程と、
前記溶解する工程に連結する前記ドープを分散機で分散する工程と、
前記分散機で分散したドープを前記溶解釜に戻す工程と、
を有し、前記ドープが前記溶解釜と前記分散機とを循環することを特徴とするドープの製造方法。 - 前記溶解する工程での前記ドープの最高温度が、溶媒の沸点より20℃〜50℃高い温度であることを特徴とする請求項1に記載のドープの製造方法。
- 前記分散する工程での前記ドープの最高温度が、溶媒の沸点以上から溶媒の沸点より50℃高い温度以下で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載のドープの製造方法。
- 前記分散機が、メディアレス分散機であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のドープの製造方法。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載のドープの製造工程を有することを特徴とするドープの製造装置。
- 請求項1乃至3の何れか1項の方法で製造されたドープを用い、溶液製膜法にて作製したことを特徴とするセルロースエステルフィルム。
- 前記セルロースエステルフィルムを直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光板の間に置き、透過型顕微鏡にて一方の偏光板の外側から光を当てて、他方の偏光板の外側を50倍の倍率で観察し、光って見える10μm以上の異物(輝点異物)の数が10個/cm2以下であることを特徴とする請求項6に記載のセルロースエステルフィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006217904A JP2008038107A (ja) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロースエステルフィルム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006217904A JP2008038107A (ja) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロースエステルフィルム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008038107A true JP2008038107A (ja) | 2008-02-21 |
Family
ID=39173498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006217904A Pending JP2008038107A (ja) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロースエステルフィルム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008038107A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102206354A (zh) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | 富士胶片株式会社 | 溶液制膜方法 |
-
2006
- 2006-08-10 JP JP2006217904A patent/JP2008038107A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102206354A (zh) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | 富士胶片株式会社 | 溶液制膜方法 |
JP2011208011A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fujifilm Corp | 溶液製膜方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3807167B2 (ja) | セルロースエステルフィルム、偏光板保護フィルム及びセルロースエステルフィルムの製造方法 | |
JP2005181747A (ja) | 光学フィルム及びその製造方法 | |
JP2001072799A (ja) | セルロースエステルフィルム、その製造方法、これを用いた偏光板及び表示装置 | |
JP4905350B2 (ja) | 光学フィルムの製造方法 | |
CN101405119A (zh) | 纤维素酯薄膜及其制造方法 | |
JP2001002799A (ja) | セルロースエステルフィルム、その製造方法及びそれを用いる偏光板用保護フィルム | |
JP2009192681A (ja) | 位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置 | |
JP2008038107A (ja) | ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロースエステルフィルム | |
JP4730503B2 (ja) | セルロースエステルフィルムの製造方法 | |
JP4766043B2 (ja) | セルロースエステルフィルムの製造方法 | |
JP2008038106A (ja) | ドープの製造方法、ドープの製造装置及びセルロース樹脂フィルム | |
JP2003300248A (ja) | セルロースエステルフィルム及びその製造方法 | |
JP4691918B2 (ja) | セルロースエステルフィルム及びその製造方法、並びにセルロースエステルフィルムを用いた偏光板及び表示装置 | |
JP2011246538A (ja) | セルロースエステルフィルムの製造方法、セルロースエステルフィルム、偏光板、及び液晶表示装置 | |
JP2006057109A (ja) | セルロースエステルフィルム、その製造方法及びそれを用いる偏光板用保護フィルム | |
JP2003315549A (ja) | 光学フィルム、偏光板及び表示装置 | |
JP2006299057A (ja) | セルロース樹脂フィルムの製造方法及びセルロース樹脂フィルム | |
JP2005008697A (ja) | セルロースエステルフィルム及びその製造方法 | |
JP2002194106A (ja) | セルロースエステルフィルム、偏光板保護フィルム及セルロースエステルフィルムの製造方法 | |
JP2005103815A (ja) | 透明樹脂フィルム及びその製造方法 | |
JP4300736B2 (ja) | セルロースエステルフィルム及びその製造方法 | |
JP2003119297A (ja) | セルロースエステルフィルム及びその製造方法 | |
JP4013568B2 (ja) | セルロースエステルフィルム及びその製造方法 | |
JP2005239916A (ja) | セルロースエステルフィルム、該フィルムの製造方法、及び該フィルムを用いた偏光板、並びに該偏光板を用いた液晶表示装置 | |
JP2006077260A (ja) | セルロースエステルフィルム |