JP2010001422A - アルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法、アルカリ鹸化ポリマーフィルム、およびそれを用いた光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法であって、アルカリ水溶液をポリマーフィルムに塗布する塗布工程と、前記塗布工程で塗布されたアルカリ水溶液で前記ポリマーフィルムを鹸化処理する鹸化反応工程と、を含み、前記鹸化反応工程の{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25を超え0.75以下の範囲では、前記ポリマーフィルムの膜面温度が45℃以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
ポリマーフィルムは、光透過率が80%以上であるポリマーフィルムを用いることが好ましい。ポリマーフィルムとしては、外力により複屈折が発現しにくいものが好ましい。ポリマーフィルムは、エステル結合あるいはアミド結合のような加水分解できる結合(鹸化処理の対象となる結合)を含む。エステル結合が好ましく、エステル結合がポリマーの側鎖に存在していることがさらに好ましい。エステル結合が側鎖に存在しているポリマーとしては、セルロースエステルが代表的である。セルロースの低級脂肪酸エステルがより好ましく、セルロースアセテートがさらに好ましく、酢化度が59.0〜61.5%であるセルロースアセテートが最も好ましい。酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算に従う。
(II)Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
式(I)および(II)において、nxは、フィルム面内の遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)の屈折率、nyは、フィルム面内の進相軸方向(屈折率が最小となる方向)の屈折率、nzは、フィルムの厚み方向の屈折率、dは、単位をnmとするフィルムの厚みである。ポリマーフィルムのReレターデーション値は1〜200nmであり、そして、Rthレターデーション値は70〜400nmであることが好ましい。具体的な値は、測定光の入射方向をフィルム膜面の鉛直方向に対して傾斜させた測定結果より外挿して求める。測定は、エリプソメーター(例えば、M−150、日本分光(株)製)を用いて実施できる。測定波長としては、632.8nm(He−Neレーザー)を採用する。
ポリマーフィルムには、機械的物性を改良するため、または乾燥速度を向上するために、可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。具体的には、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の16頁に詳細の化合物等が挙げられる。可塑剤の添加量は、セルロースエステルの量の0.1〜25質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがさらに好ましく、3〜15質量%であることが最も好ましい。
ポリマーフィルムのレターデーションを調整するためには延伸のような外力を与える方法が一般的である。光学異方性を調節するためのレターデーション上昇剤が場合により添加される。セルロースアシレートフィルムのレターデーションを調整するには、芳香族環を少なくとも二つ有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として使用することが好ましい。芳香族化合物は、セルロースアシレート100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲で使用することが好ましい。また、二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。例えば、欧州特許0911656A2号明細書、特開2000−111914号、同2000−275434号公報等記載の化合物が挙げられる。レターデーション上昇剤の分子量は、300〜800であることが好ましい。レターデーション上昇剤としては、特開2005−104148号公報に記載の化合物が挙げられる。
劣化防止剤(例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)や紫外線防止剤を添加しても良い。紫外線防止剤、劣化防止剤としては、特開2005−104148号公報に記載の化合物が挙げられる。
本発明のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法は、アルカリ水溶液をポリマーフィルムに塗布する塗布工程と、塗布工程で塗布されたアルカリ水溶液でポリマーフィルムを鹸化処理する鹸化反応工程と、を含んでいる。また、塗布工程の前に、ポリマーフィルムを予め室温以上に加熱する工程を実施してもよい。また、鹸化反応工程の次に、鹸化反応工程を停止させる反応停止工程、アルカリ水溶液をポリマーフィルムから洗い落とす工程により行うことができる。また、鹸化反応工程は、アルカリ水溶液の有機溶媒と水の比率により、所定の温度範囲に含まれるように、温度調節をしながら行われる。これらの工程およびその前後の工程はポリマーフィルムを搬送しながら実施することが好ましい。
本発明のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法に用いられるアルカリ水溶液について説明する。本発明に用いられるアルカリ水溶液は、有機溶剤と水との混合液にアルカリを溶解して調整できる。好ましい有機溶媒は、炭素原子数8以下のアルコール、炭素原子数が6以下のケトン、炭素原子数が6以下のエステル、炭素原子数が6以下の多価アルコールから選ばれる1種または2種以上の有機溶媒である。
本発明のアルカリ水溶液の溶媒は、水及び有機溶媒の混合溶液からなる。有機溶媒としては、水と混和可能な有機溶媒であればいずれも用いることができる。その中でも好ましい有機溶媒は、無機性/有機性値(I/O値)が0.5以上、且つ溶解度パラメーターが16〜40[mJ/m3]1/2の範囲のものが好ましい。より好ましくは、I/O値が0.6〜10、且つ溶解度パラメーターが18〜31[mJ/m3]1/2である。I/O値がこの範囲よりも無機性が強いか、又は溶解度パラメーターが低いと、アルカリ鹸化速度が低下し、また鹸化度の全面均一性も不満足となる。一方、I/O値が上記範囲よりも有機性の側であるか、又は溶解度パラメーターが高溶解性の側では、鹸化速度は速いが、ヘイズを生じ易く、したがって全面均一性の点では同様に不満足となる。溶解度パラメーター及びI/O値が上記の範囲にあって本発明に好ましく用いることができる有機溶媒の例には下記の溶媒が挙げられる。
アルカリ水溶液のアルカリ剤は、無機塩基および有機塩基のいずれも使用できる。低い濃度で鹸化反応をおこすためには強塩基が好ましい。アルカリ金属の水酸化物(例、NaOH、KOH、LiOH)、アミン(例、パーフルオロトリブチルアミン、トリエチルアミン、ジアザビシクロノネン、ジアザビシクロウンデセン等)、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド(アルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、および錯塩の遊離塩基(例、[Pt(NH3)6](OH)4)が好ましく、アルカリ金属の水酸化物がさらに好ましく、NaOHおよびKOHが最も好ましい。
本発明のアルカリ水溶液は、界面活性剤を含有することもできる。界面活性剤を添加することによって、たとえ有機溶媒がフィルム含有物質を抽出したとしてもアルカリ水溶液中に安定に存在させ、後の水洗工程においても抽出物質を析出、固体化することを抑制することができる。界面活性剤の濃度は、ポリマーフィルムからアルカリ水溶液中に抽出された疎水性添加物を安定に分散できる濃度を設定する。アルカリ水溶液に使用する有機溶剤がポリマーフィルムを溶解したり膨潤したりしないとすると、フィルムより抽出される添加物はフィルム表面近傍からのみである。疎水性添加物の抽出量は、本発明で塗布する1〜50cc/m2のアルカリ水溶液塗布量中に、最大でも1質量%と見積もれる。界面活性剤の濃度は、この抽出量の10倍である10質量%添加すれば、十分な分散特性が得られることが分かった。一方、界面活性剤の種類によっては、水洗工程で十分洗い落とされずに残留すると、後にポリマーフィルム上に配向膜を塗布する際に、フィルムと配向膜との結合(密着)に支障をきたす場合がある。また、液晶性分子を塗布する際にも液晶性分子の配向を妨げることがあるため、必要以上に添加することは好ましくない。界面活性剤の添加濃度は、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜5質量%がさらに好ましい。本発明のアルカリ鹸化方法に好ましく用いられる界面活性剤については、本発明のアルカリ鹸化液に溶解または分散可能なものであれば特に制限はない。ノニオン界面活性剤、イオン性界面活性剤(アニオン、カチオン、両性界面活性剤)等のいずれをも好適に用いることができる。界面活性剤の中でも、ノニオン界面活性剤とアニオン界面活性剤が溶解性と鹸化性能の観点から好ましく用いられる。
ノニオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、グリセリン脂肪酸部分エステル類、ソルビタン脂肪酸部分エステル類、ペンタエリスリトール脂肪酸部分エステル類、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル類、しょ糖脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸部分エステル類、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリグリセリン脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレン化ひまし油類、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸部分エステル類、脂肪酸ジエタノールアミド類、N,N−ビス−2−ヒドロキシアルキルアミン類、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸エステル、トリアルキルアミンオキシド等が挙げられる。
式中、R1は炭素数8以上の直鎖または分岐のアルキル基(置換基を有していても良い)を表し、単素数8〜22のアルキル基が好ましく、特に好ましいのは炭素数10〜18のアルキル基である。該アルキル基は、適当な置換基を有していても良い。該置換基としては、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、ヒドロキシル基、アシルオキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホニル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、スルホリル基、カルボキシル基などが挙げられる。L1はRIとQ1を連結する基を表し、直接結合または2価の連結基を表し、好ましくは、単結合、−O−、−CO−、−NR11−、−S−、−SO2−、−PO(OR12)−、アルキレン基、アリーレン基またはこれらを組み合わせて形成される2価の連結基である。ここでR11は、水素原子、アルキル基、アリール基、またはアラルキル基を表す。R12はアルキル基、アリール基、またはアラルキル基を表す。L1としては、直接結合、−O−、−CO−、−NR11−、−S−、−SO2−、アルキレン基、アリーレン基を含むことが好ましく、−CO−、−O−、−NR11−、アルキレン基、またはアリーレン基を含んでいることが特に好ましい。L1が、アルキレン基を含む場合、アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜8、特に好ましくは1〜6である。特に好ましいアルキレン基の具体例として、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラブチレン、ヘキサメチレン基等が挙げられる。L1が、アリーレン基を含む場合、アリーレン基の炭素数は、好ましくは6〜24、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜12である。特に好ましいアリーレン基の具体例として、フェニレン、ナフタレン基等が挙げられる。L1が、アルキレン基とアリーレン基を組み合わせて得られる2価の連結基(即ちアラルキレン基)を含む場合、アラルキレン基の炭素数は、好ましくは7〜34、より好ましくは7〜26、特に好ましくは7〜16である。特に好ましいアラルキレン基の具体例として、フェニレンメチレン基、フェニレンエチレン基、メチレンフェニレン基等が挙げられる。L1として挙げられた基は、適当な置換基を有していても良い。このような置換基としては先にR11における置換基として挙げた置換基と同様なものを挙げることができる。Q1はノニオン親水性基を表す。
式中R2、L2は、各々式(1)中のR1、L1と同一の内容を表す。Q2は、ポリオキシエチレンユニット(重合度5〜150)、ポリグリセリンユニット(重合度3〜30)、親水性糖鎖ユニットから選ばれるノニオン親水性基が好ましく用いられる。特に重合度10〜50のポリオキシエチレンユニット、重合度5〜15のポリグリセリンユニットに加え、グルコース、アラビノース、フルクトース、ソルビトール、マンノース等の親水性糖鎖ユニットが好ましい。
アニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩類、アビエチン酸塩類、ヒドロキシアルカンスルホン酸塩類、アルカンスルホン酸塩類、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル塩類、αオレフィンスルホン酸塩類、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩類、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルフェノキシポリオキシエチレンプロピルスルホン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルスルホフェニルエーテル塩類、N−メチル−N−オレイルタウリンナトリウム塩、N−アルキルスルホ琥珀酸モノアミド二ナトリウム塩、石油スルホン酸塩類、硫酸化牛脂油、脂肪酸アルキルエステルの硫酸エステル塩類、アルキル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類、脂肪酸モノグリセリド硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル硫酸エステル塩類、アルキルリン酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル塩類、スチレン/無水マレイン酸共重合物の部分鹸化物類、オレフィン/無水マレイン酸共重合物の部分鹸化物類、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物類等が好適に挙げられる。
式中、R3は炭素数8以上の直鎖または分岐のアルキル基(置換基を有していても良い)を表し、単素数8〜22のアルキル基が好ましく、特に好ましいのは単素数10〜18のアルキル基である。該アルキル基は、適当な置換基を有していても良い。該置換基としては、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、ヒドロキシル基、アシルオキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホニル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、スルホリル基、カルボキシル基などが挙げられる。L3は2価の連結基を表し、好ましくは、下記群から選ばれるユニットを組み合わせて得られる極性部分構造を有する2価の連結基である。
ユニット:−O−、−CO−、−NR5−(R5は炭素数1〜5のアルキル基)、−OH、−CH=CH−、−SO2−
具体的には、上記一般式(3)中のL3において、必ず、上記ユニットの少なくとも1つを含む様に構造を選択すればよい。特に好ましいのは、極性部分構造としてエステル基(−COO−、−OCO−)、アミド基(−CONR5−、−NR5CO−)、水酸基(−OH)、−CH=CH−を有する場合である。Q3はアニオン親水性基を表し、好ましくは−COOM、−OSO3M、−P(=O)(OR21)OM、−SO3Mで表される基(ここでMはカチオンを、R21はMまたは単素数1〜3のアルキル基を表す)であり、特に好ましいのは−SO3Mである。Mはアニオン性基の対カチオンを表し、水素イオン、アルカリ金属イオン(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)、アンモニウムイオンが好ましい。特に好ましいのは、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオンである。
カチオン界面活性剤として、例えば、アルキルアミン塩類、テトラブチルアンモニウムブロミドなどの第四級アンモニウム塩類、ポリオキシエチレンアルキルアミン塩類、ポリエチレンポリアミン誘導体などが挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタイン類、アルキルアミノカルボン酸類、スルホベタイン類、アミノ硫酸エステル類、イミダゾリン類などが挙げられる。
さらに、本発明に用いられるアルカリ水溶液には消泡剤を含有させることが好ましい。この添加剤は、アルカリ水溶液中に、好ましくは0.001〜5質量%、特に好ましくは0.005〜3質量%の濃度で含有させることができる。この範囲において、フィルム表面への微小な気泡の付着も無くなり、アルカリ処理による鹸化がムラ無く均一に進行する。特に、長尺フィルムを連続して迅速に処理するのに有効である。
本発明に用いるアルカリ水溶液には、さらに、防黴剤及び/または防菌剤を含有させることが好ましい。本発明において使用される防黴剤及び防菌剤は、アルカリ鹸化に悪影響を及ぼさないものであれば何でもよい。具体的には、L.E.West,"Water Quality Criteria"Phot.Sci.and Eng.,Vol9 No.6(1965)記載の殺菌剤、特開昭57−8542号、同58−105145号、同59−126533号、同55−111942号、同57−157244号公報記載の各種防黴剤、「防菌防黴の化学」堀口博著・三共出版(昭57)、「防菌防黴技術ハンドブック」日本防菌防黴学会・技報堂(昭61)に記載されているような物質などを用いることができる。これら防黴剤及び/または防菌剤の添加量は、アルカリ水溶液中に0.01〜50g/Lであることが好ましく、より好ましくは0.05〜20g/Lである。
なお、本発明に用いるアルカリ水溶液には、他の添加剤を併用しても良い。例えば、アルカリ安定化剤、(酸化防止剤など)、水溶性化合物(ポリアルキレングリコール類、天然水溶性樹脂など)が挙げられる。なお、本発明においてアルカリ水溶液の添加剤は、これらに限定されるものではない。
また、アルカリ水溶液に用いる水としては、日本国水道法(昭和32年法律第177号)及びそれに基づく水質基準に関する省令(昭和53年8月31日厚生省令第56号)、同国温泉法(昭和23年7月10日法律第125号及びその別表)、及び、WHO規定水道水基準によって規定される水中の混入の状態に於ける各元素やミネラル等への影響、等に基づくものが好ましい。
本発明に供されるアルカリ水溶液は上記で説明の組成物から構成されるが、以下に記載の液体物性の範囲になるように調整されることが好ましい。アルカリ水溶液は、その表面張力が45mN/m以下であリ、且つ粘度が0.8〜20mPa・sであることが好ましい。より好ましくは、表面張力が20〜40mN/mであり、且つ粘度が1〜15mPa・sである。この範囲で、アルカリ水溶液の塗布が搬送速度に応じて安定な塗布操作が容易に行える様になり、且つフィルム表面への液の濡れ性、フィルム表面に塗布した溶液の保持性、鹸化処理後のフィルム表面からのアルカリ液の除去性が充分に行われる。また、アルカリ水溶液の密度は、0.65〜1.05g/cm3であることが好ましい。より好ましくは、0.70〜1.00g/cm3であり、さらには0.75〜0.95g/cm3であることが特に好ましい。この粘度範囲において、搬送での風圧による風ムラ、自重により搬送方向に平行な塗布スジ等を生じることなく鹸化処理が均一に行われる。さらには、本発明のアルカリ水溶液の電気伝導度は、1mS/cm〜100mS/cmであることが好ましく、2mS/cm〜50mS/cmであることがより好ましく、3mS/cm〜50mS/cmであることが特に好ましい。この電気伝導度の範囲において、鹸化反応が均一に進行し、且つ鹸化反応後の鹸化液のフィルム表面からの除去も容易となる。電気伝導度が1mS/cmよりも小さいと、鹸化処理後のフィルム表面に残存する不純物のために輝点故障が多く発生したり、光学補償層の密着不良が生じやすくなり好ましくない。また、アルカリ鹸化溶液の液特性として、測定波長400nmにおける液の吸光度は2.0未満であることが好ましい。
洗浄液に用いる水としては、アルカリ水溶液と同様に、日本国水道法(昭和32年法律第177号)及びそれに基づく水質基準に関する省令(昭和53年8月31日厚生省令第56号)、同国温泉法(昭和23年7月10日法律第125号及びその別表)、及び、WHO規定水道水基準によって規定される水中の混入の状態に於ける各元素やミネラル等への影響、等に基づくものが好ましい。そして、洗浄液は、界面活性剤を含有する。好ましく用いられる界面活性剤については、フィルムへの添加物である疎水性成分を洗浄することが可能なものであれば特に制限はない。ノニオン界面活性剤、イオン性界面活性剤(アニオン、カチオン、両性界面活性剤)などのいずれも好適に用いることができる。これらの界面活性剤は、1種類を単独で添加しても、異なる陰イオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤を1種類以上、または陰イオン性とノニオン性を組み合わせて添加してもよい。
塗布による鹸化を行うことで「輝点故障」や「表示ムラ」を改善できるが、「輝点故障」を確実に改善するには、鹸化後のフィルムの表面特性を調節することが必要であることがわかった。また逆に鹸化後のフィルムの表面特性を調節しないと塗布による鹸化処理を行っても輝点故障が発生し、さらには液晶表示装置を長期にわたり使用した後に「雲状故障」を生じる場合があることがわかった。
セルロースエステルフィルムの表面特性(1)〜(5)の評価方法については、WO02/46809号公報明細書の27頁〜30頁に記載の方法で行うことが出来る。表面特性の表面エネルギー(評価項目(6))の評価方法は、「ぬれの基礎と応用」(リアライズ社、1989年刊行)に記載の接触角法、湿潤熱法、及び吸着法により求めることが出来る。本発明のセルロースエステルフィルムの場合、接触角法を用いることが好ましい。具体的には、表面エネルギーが既知の溶媒をセルロースエステルフィルムに滴下し、液滴表面とフィルム表面との交点において、液滴に引いた接線とフィルム表面のなす角で、液滴を含む方の角を接触角と定義し、計算によりフィルムの表面エネルギーを算出できる。
鹸化処理したポリマーフィルムは、光学補償シートの透明支持体として好ましく用いられる。光学補償シートは、アルカリ水溶液を塗布することにより鹸化したポリマーフィルム、配向膜形成用樹脂層、および液晶性分子の配向を固定化した光学異方性層が、この順に積層された層構成を有する。配向膜の形成においては、ポリマーフィルムを加熱する工程、ポリマーフィルムの配向膜側の表面にアルカリ水溶液を塗布する工程、アルカリ水溶液でポリマーフィルムを鹸化処理する工程、反応を停止する工程、アルカリ水溶液を洗浄してフィルムの表面から除去する工程に次いで、配向膜を塗布して乾燥する工程を付加することもできる。さらに、配向膜を塗布、乾燥後に配向膜表面をラビング処理し、液晶性分子層を塗布、乾燥して、最終的な光学補償シートまで完成することもできる。ポリマーフィルムの鹸化処理のみならず、配向膜、液晶性分子層を一貫して形成することにより、高い生産性が得られる。さらに、鹸化処理〜配向膜塗布までの時間経過がない、活性化した鹸化面の劣化が少ない、鹸化処理の水洗工程が湿式の除塵と兼ねられる、複数回の送り出し、巻取りに伴うロール末端部のロスが発生しないことが、利点として挙げられる。
光学異方層の配向膜は、架橋されたポリマーからなる膜をラビング処理して形成することが好ましい。配向膜は、架橋された2種のポリマーからなることがさらに好ましい。2種のポリマーの一方は、それ自体架橋可能なポリマーまたは架橋剤により架橋されるポリマーである。配向膜は、官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入したものを、光、熱あるいはpH変化により、ポリマー間で反応させて形成するか、あるいは、反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてポリマー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、ポリマー間を架橋することにより形成することができる。
光学補償シートの光学異方層は、配向膜上に形成される。光学異方層は、円盤状構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層であることが好ましい。光学異方層は、低分子量の液晶性円盤状化合物(モノマー)の層または重合性の液晶性円盤状化合物の重合(硬化)により得られるポリマーの層である。円盤状(ディスコティック)化合物には、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physics lett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体およびJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。ディスコティック(円盤状)化合物は、一般的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基がその直鎖として放射線状に置換された構造である。円盤状化合物には、液晶性を示すディスコティック液晶が含まれる。円盤状化合物から形成した光学異方層には、熱や光で反応する基を有する低分子ディスコティック液晶を反応させて重合または架橋することにより、高分子量化して液晶性を失ったものも含まれる。円盤状化合物については、特開平8−50206号公報に記載がある。
偏光板は、ポリマーフィルム上に配向膜および液晶性分子の配向を固定化した光学異方層を設けた光学補償シート、偏光膜、透明保護膜がこの順に積層された層構成を有する。透明保護膜には、通常のセルロースアセテートフィルムを用いてもよい。偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、2色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。ポリマーフィルムの遅相軸と偏光膜の透過軸の関係は、適用される液晶表示装置の種類により異なる。TN、MVAまたはOCBの場合は、実質的に平行になるように配置する。反射型液晶表示装置の場合は、実質的に45度となるように配置することが好ましい。
光学補償シートまたは偏光板は、液晶表示装置に好適に用いられる。TN、MVA、およびOCBモードの液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に配置された2枚の偏光板からなる。液晶セルは、2枚の電極基板の間に液晶を担持している。光学補償シートは、液晶セルと一方の偏光板との間に、1枚配置するか、あるいは液晶セルと双方の偏光板との間に2枚配置する。OCBモードの液晶表示装置の場合、光学補償シートは、ポリマーフィルム上に円盤状化合物、もしくは棒状液晶化合物を含む光学異方層を有していても良い。光学異方層は、円盤状化合物(もしくは棒状液晶化合物)を配向させ、その配向状態を固定することにより形成する。円盤状化合物は、一般に大きな複屈折率を有する。また、円盤状化合物には、多様な配向形態がある。従って、円盤状化合物を用いることで、従来の延伸複屈折フィルムでは得ることができない光学的性質を有する光学補償シートを製造することができる。円盤状化合物を用いた光学補償シートについては、特開平6−214116号公報、米国特許5583679号、同5646703号、西独特許公報3911620A1号の各明細書に記載がある。
(鹸化反応不足による配向膜との密着性悪化判定)
配向膜との密着性を水との接触角で判定した。
○・・・・・30°以上
△・・・・・35°以上
×・・・・・40°以上
(フィルムからの抽出物による配向不良判定)
(抽出物の分解不足による配向不良判定)
1×1m2のサンプルを顕微鏡にて観察したときの70μm以上の光漏れ故障(=配向欠陥故障)の数で判定した。
○・・・・・0.8個以下
△・・・・・1個以下
×・・・・・1.3個以下
(その他故障)
○・・・・・表面性・生産性などの不具合が無いもの
△・・・・・表面に軽度なムラが発生するなどで生産得率に軽微な影響のあるもの
×・・・・・表面に品質上問題となるムラが発生したり、処理時間の増大によって生産得率を大きく劣化させたりするもの
(総合判定)
接触角、配向欠陥故障、その他故障の判定を合わせた評価とした。
◎・・・・・接触角・配向欠陥故障・その他故障のすべてがともに○の評価であるもの
○・・・・・接触角・配向欠陥故障・その他故障のうち1つでも△があるもの
△・・・・・接触角・配向欠陥故障・その他故障のうち1つでも×があるもの
×・・・・・接触角・配向欠陥故障・その他故障のうち2以上で×があるもの
実施例1〜3は、{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25を超え0.75以下の範囲において、膜面温度を30℃から50℃の間で変化させた。膜面温度が30℃である実施例1においては、良好なフィルムが得られたが、実施例2、3においては、温度が高くなるにつれ抽出物による配向欠陥故障がみられた。
Claims (10)
- アルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法であって、
アルカリ水溶液をポリマーフィルムに塗布する塗布工程と、前記塗布工程で塗布されたアルカリ水溶液で前記ポリマーフィルムを鹸化処理する鹸化反応工程と、を含み
前記鹸化反応工程の{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25を超え0.75以下の範囲では、前記ポリマーフィルムの膜面温度が45℃以下であることを特徴とするアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。 - アルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法であって、
アルカリ水溶液をポリマーフィルムに塗布する塗布工程と、前記塗布工程で塗布されたアルカリ水溶液で前記ポリマーフィルムを鹸化処理する鹸化反応工程と、を含み、
前記鹸化反応工程の{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25以下の範囲では、前記ポリマーフィルムの膜面温度が40℃以上70℃以下であり、かつ、前記{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25以下の範囲で、1秒以上20秒以下維持することを特徴とするアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。 - 前記鹸化反応工程の{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.75を超え0.95以下の範囲では、前記ポリマーフィルムの膜面温度が40℃以上60℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。
- 前記鹸化反応工程の{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25以下の範囲では、前記ポリマーフィルムの膜面温度が40℃以上70℃以下であり、かつ、前記{有機溶媒/(有機溶媒と水の合計量)}の比率が0.25以下の範囲で、1秒以上20秒以下維持することを特徴とする請求項1または3に記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。
- 前記アルカリ水溶液の塗布量が8g/m2以上12g/m2以下であることを特徴とする請求項1から4いずれかに記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。
- 前記鹸化反応工程中の露点が10℃(DP)以上25℃(DP)以下であることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。
- 前記鹸化反応工程中のポリマーフィルムへ乾燥風の風速が0.3m/秒以上1.0m/秒以下であることを特徴とする請求項1から6いずれかに記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。
- 前記ポリマーフィルムは、前記鹸化反応工程を10秒以上30秒以下で通過することを特徴とする請求項1から7いずれかに記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法。
- 請求項1から8いずれかに記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムの製造方法により得られたことを特徴とするアルカリ鹸化ポリマーフィルム。
- 請求項9に記載のアルカリ鹸化ポリマーフィルムを用いたことを特徴とする光学フィルム。
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