JP2013123886A - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学フィルムのどちらの面にハードコート層を設けても黒いむら模様の故障が発生しないようにするため、光学フィルムの両面で可塑剤の比率を均一にした光学フィルムの製造方法を提供することである。
【解決手段】セルロースエステルと溶媒と可塑剤とを含むドープを流延ダイ３から支持体６上に流延してウェブ９を形成することで光学フィルムＦを製造する光学フィルムの製造方法において、支持体６上に流延していない状態で、支持体６表面から流延直後のウェブ９の膜厚分だけ離れた位置の温度を支持体６の表面温度より５℃以上３０℃以下の範囲で低く制御し、該条件下で製膜する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）、その中でも特にタッチパネル用途などの中小型の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各種機能フィルムとして利用することができる光学フィルムの製造方法に関する。

従来から位相差フィルムや偏光板の保護フィルム等、液晶表示装置の部材としてセルロースエステルフィルムが採用されている。このセルロースエステルフィルムの製造方法には主に溶融製膜法と溶液製膜法とがある。何れの方法においても製造適性を改善する点等から、フィルム原料中に可塑剤を添加することがしばしば行われる。例えば、セルロースエステルフィルムの可塑剤としては、フタル酸エステルやリン酸エステル系のトリフェニルフォスフェートが従来から知られている。

また近年では、液晶表示装置の使用環境の多様化に伴い、様々な湿熱環境下において寸法変動が小さく、耐久性の高い光学フィルムが求められている。これに対し、一般的にはフィルム原料中にジオールとジカルボン酸とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を添加したセルロースエステルフィルムは高温高湿下での寸法安定性に優れており、例えば特許文献１には高温高湿下で耐久試験を行っても特性の変動が小さいエステル化合物が示されている。

また、溶液製膜法（溶液流延製膜法）によりセルロースエステルフィルムを製造する場合には、一般的に、流延ダイからセルロースエステルの樹脂溶液（ドープ）を、エンドレスに走行する支持体上に流延し、この支持体が約一周したところの剥離点でウェブ（流延膜）を剥離し、ロール群を引き回しながら乾燥装置で乾燥し、巻き取ることによってセルロースエステルフィルムを製造している。

この溶液流延製膜法において、膜厚むらを抑制するためや厚み方向に光学異方性を付与するために、支持体の温度を制御する手法が提案されている。例えば、特許文献２には、流延膜の厚みむらを抑制するために、単一のドープを支持体に向けて流延し、前記ドープからなる流延膜を前記支持体の表面上に形成する膜形成工程と、前記支持体の加熱により前記流延膜を裏面側から加熱する膜加熱工程と、前記加熱中の流延膜の表面に冷風をあてることにより、液状の前記ドープからなる内層及びゲル化した前記ドープからなる表層を備えた前記流延膜を得るゲル化層形成工程と、前記膜加熱工程及び前記ゲル化層形成工程の後に行われ前記流延膜の感想を行う乾燥工程と、前記乾燥後の流延膜を前記支持体から剥ぎ取る剥離工程とを備えた溶液製膜方法が開示されている。

また特許文献３には、流延膜の厚みむらを抑制するために、支持体の温度を１０℃〜４０℃の範囲に調整し、前記支持体の走行速度を１０ｍ／ｍｉｎ〜１５０ｍ／ｍｉｎの範囲とし、前記膜を前記支持体上で０．５ｍｉｎ〜１０ｍｉｎの間走行させ、前記支持体から剥ぎ取った直後の膜を支持する剥取ローラを用い、剥離位置と前記剥取ローラの前記膜の接触位置との距離Ｌを０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲とし、前記膜を剥ぎ取る際の膜の温度を１０℃〜５０℃の範囲とし、前記フィルムの厚さが６０μｍ以下のものを製膜する場合であって、前記膜の剥離荷重が最も大きくなる値を基準値とし、５重量％以上（前記基準値−５）重量％以下の残留揮発分（乾量基準重量％）を含む膜として剥ぎ取り、前記基準値は１５重量％以上３５重量％以下の範囲内であることを特徴とする溶液製膜方法が開示されている。

また特許文献４には、厚み方向に光学異方性を付与するために、熱可塑性樹脂および溶媒を含む熱可塑性樹脂溶液をダイによりキャスティングドラムに流延することにより、製膜する製膜工程と、該製膜工程で製膜された未延伸熱可塑性樹脂フィルムを延伸する延伸工程と、を有し、前記延伸工程において、前記未延伸熱可塑性樹脂フィルムの一方の面側と他方の面側とで、異なる温度を付与することを特徴とする光学フィルムの製造方法が開示されている。

特開２０１０−５３２５４号公報 特許第４７６９６１２号公報 特許第４１７３３９５号公報 特開２０１１−４７９８３号公報

ところで、近年タッチパネル用途などの中小型の液晶表示装置が増え、使用環境の多様化が進んでいる。そのため、従来よりも過酷な耐久試験で故障のないことが求められており、例えば、高温高湿下で長時間紫外線に曝露しても問題がないことが求められている。

また、液晶表示装置には擦傷防止のためにセルロースエステルフィルムにハードコート層塗布したハードコートフィルムが用いられることが多いが、ハードコートフィルムを備えた液晶表示装置を高温高湿下で長時間紫外線に曝露する試験において、ある一定の確率で液晶画面に黒いむら模様が発生することがわかった。

これについて液晶表示装置の各部を詳細に調査した結果、セルロースエステルフィルムにハードコート層を塗布する際に、フィルムのどちらの面に塗布するかで黒いむら模様が発生するかしないかが決まることがわかった。よって、ハードコート層を塗布する面を選択すれば黒いむら模様の故障を防ぐことができるが、塗布面を随時選択する必要があり、また、偏光板の両面にハードコート層を塗布したフィルムが使われる場合もあり、これらに対応するためには設備面でのコストが増大してしまうことは明らかである。

さらに鋭意検討を続けた結果、黒いむら模様が発生するかしないかはハードコート層を塗布する側のフィルム表面の可塑剤量に関係することをつきとめた。

そこで本発明は、光学フィルムのどちらの面にハードコート層を設けても黒いむら模様の故障が発生しないようにするため、光学フィルムの両面で可塑剤の比率を均一にした光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、セルロースエステルと溶媒と可塑剤とを含むドープを流延ダイから支持体上に流延してウェブを形成することで光学フィルムを製造する光学フィルムの製造方法において、前記支持体上に流延していない状態で、前記支持体表面から流延直後のウェブの膜厚分だけ離れた位置の温度を前記支持体の表面温度より５℃以上３０℃以下の範囲で低く制御し、該条件下で製膜することを特徴とする。

上記の光学フィルムの製造方法において、第１温度調節手段により前記支持体を裏面側から温度調節し、第２温度調節手段により前記支持体の表面側に所定温度で送風することが好ましい。

また上記の光学フィルムの製造方法において、前記支持体表面から流延直後のウェブの膜厚分だけ離れた位置の温度が、−５℃以上５５℃以下であることが好ましい。

また上記の光学フィルムの製造方法において、前記支持体の表面温度が、５℃以上６５℃以下であることが好ましい。

また上記の光学フィルムの製造方法において、前記条件下へ搬送された時点でのウェブの残留溶媒量が２５０重量％以上であることが好ましい。

また上記の光学フィルムの製造方法において、前記ウェブを前記支持体から剥ぎ取る際のウェブの残留溶媒量が１５０重量％以下であることが好ましい。

また上記の光学フィルムの製造方法において、前記添加剤がエステル系化合物であることが好ましい。

本発明によると、支持体上でのウェブの表面側の温度を裏面側の温度より５℃以上３０℃以下の範囲で低く制御することにより、光学フィルムの両面で可塑剤の比率が均一になり、光学フィルムのどちらの面にハードコート層を設けても黒いむら模様の故障が抑制される。したがって、光学品質の劣化を抑制できる。

本発明で用いる光学フィルムの製造装置の一例を示す模式図である。 本発明で用いる光学フィルムの製造装置の他の一例を示す模式図である。 実施例１〜２７及び比較例１〜８の製膜条件と可塑剤量と黒いむら模様の評価結果とを示す図である。

本明細書において、前方とはフィルムの搬送方向をいい、左右とは前方に向かっていうものとする。また、上流や下流とは製造装置の動作方向（フィルムの搬送方向）に対していうものとする。

図１は、本発明で用いる光学フィルムの製造装置の一例を示す模式図である。この装置は溶液流延製膜法を用いた溶液流延製膜装置である。図１において、まず溶解釜１で、例えばセルロースエステル等の樹脂を、良溶媒及び貧溶媒の混合溶媒に溶解し、これに可塑剤や紫外線吸収剤等の添加剤を添加してドープを調製する。

ついで、溶解釜１で調整されたドープを、加圧型定量ギヤポンプ２を通して、導管によって流延ダイ３に送液し、無限に移送する回転駆動ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなるエンドレスベルト支持体６上の流延位置に、流延ダイ３からドープを流延し、これにより形成された流延膜（ウェブ）９を、エンドレスベルト支持体６上に接触させる。エンドレスベルト支持体６は、前後一対のドラム５、５及び中間の複数のロール（不図示）により保持されており、エンドレスベルト支持体６の両端巻回部のドラム５、５の一方又は両方に、エンドレスベルト支持体６に張力を付与する駆動装置（不図示）が設けられ、これによってエンドレスベルト支持体６は張力が掛けられて張った状態で使用される。

流延ダイ３によるドープの流延には、流延されたウェブをブレードで膜厚調節するドクターブレード法、流延されたウェブを逆回転するロールで膜厚調節するリバースロールコーターによる方法、加圧ダイを用いる方法等がある。その中でも、口金部分のスリット形状を調整でき、膜厚を均一にしやすい等の理由から加圧ダイを用いる方法が好ましい。加圧ダイにはコートハンガーダイやＴダイ等があり、何れも好ましく用いることができる。

流延ダイ３の上流側には減圧チャンバー４が設けられている。減圧チャンバー４の減圧力は例えば−１０００〜−１００Ｐａとすることができる。流延ダイ３の上流側を減圧することにより、支持体６の走行によって生じる同伴空気がある程度除去され、同伴空気による泡の巻き込みが抑制されるので、ウェブ９が支持体６上に密着しやすくなる。

ドラム５、５の間には、支持体６を裏面側から温度調節する２つの第１温度調節手段１４、１４が支持体６の裏面側（内側）に沿ってそれぞれ設けられている。第１温度調節手段１４としては、設定温度に応じて加熱装置又は冷却装置を用いればよい。支持体６を加熱又は冷却する方法としては、例えば、所定温度の風を支持体６に送風する方法、所定温度の液体により伝熱する方法、輻射熱により伝熱する方法等を用いることができ、適宜、単独であるいは組み合わせて用いればよい。そして、支持体６の表面温度を５℃以上６５℃以下の第１所定温度に保つことが好ましく、１５℃以上５５℃以下の第１所定温度に保つことがより好ましい。なお、必ずしも支持体６の全体を第１所定温度に保つ必要はなく、支持体６の一部を第１所定温度に保つようにしてもよい。例えば、上述した一方の第１温度調節手段１４だけを設けてもよい。また、第１所定温度は複数の異なる温度であってもよく、その場合、支持体６の位置によって異なる温度となる。

流延ダイ３の下流側に隣接した位置から下流方向に剥離ロール８の手前まで、支持体６の表面側と所定距離を保ちつつ支持体６の表面側（外側）に沿って第２温度調節手段１５が設けられている。第２温度調節手段１５は支持体６の表面側に所定温度で送風する装置であり、設定温度に応じて加熱装置又は冷却装置を用いればよい。支持体６を加熱又は冷却する方法としては、例えば、所定温度の風を支持体６に送風する方法、所定温度の液体により伝熱する方法、輻射熱により伝熱する方法等を用いることができ、適宜、単独であるいは組み合わせて用いればよい。

そして、支持体上にドープを流延していない状態で、支持体表面から流延直後のウェブ９の膜厚分だけ離れた位置の温度を−５℃以上５５℃以下の第２所定温度に保つことが好ましく、５℃以上４５℃以下の第２所定温度に保つことがより好ましい。なお、第１温度調節手段１４で支持体６が第１所定温度に保たれている範囲に対向する範囲を第２温度調節手段１５で第２所定温度に保つようにする。また、第２所定温度は複数の異なる温度であってもよく、その場合、支持体上の位置によって異なる温度となる。

ところで、本発明の課題の原因として、我々は以下の推定をしている。支持体上においてはウェブ９の表面側から溶媒が揮発して乾燥するが、沸点の異なる混合溶媒を用いている場合、揮発しやすい溶媒から揮発していくので乾燥するに伴って溶媒の組成が変化する。このとき、ドープ中の添加剤がより相溶性の高い溶媒側へ移動し、ウェブ９の表面側と裏面側（支持体側）で添加剤の比率が異なってしまう。このような状態で光学フィルムが作製されると、添加剤に含まれる可塑剤の量がフィルムの両面で異なり、ハードコート層を塗布した場合に少なくとも一方の面でハードコート層の密着性が悪くなる。このようなハードコートフィルムを液晶表示装置に用いた場合、高温高湿下で紫外線が照射されるような環境において使用すると、液晶画面にハードコート層の剥離によるものと考えられる黒いむら模様が発生することがある。

そこで、第２所定温度が第１所定温度より５℃以上３０℃以下、より好ましくは１０℃以上２５℃以下の範囲で低くなるように制御し、該条件下で製膜する。ウェブ９の表面側は気化熱によって冷却されるが、それに加えて第２所定温度を第１所定温度より低くすることにより、ウェブ９内で裏面側から表面側への熱の移動が活発になり、それによるドープの対流が促進される。これにより添加剤も対流するので、ウェブ９内で添加剤が均一に分布し、このような状態で作製された光学フィルムは表裏面で可塑剤の比率が均一となる。よって、ハードコート層を塗布した場合に設計通りの密着性が得られると考えている。

第１所定温度から第２所定温度を引いた差分が５℃未満の場合は、上記の対流が起きにくく所望の効果は得られない。一方、第１所定温度から第２所定温度を引いた差分が３０℃より大きい場合も所望の効果は得られない。この原因については、おそらくドープの対流が大きいため、微細レベルでのフィルムの面状が変化してしまうことに起因しているのではないかと考えている。

また、支持体には他の形態のものが用いられる場合もある。図２は、本発明で用いる光学フィルムの製造装置の他の一例を示す模式図である。この溶液流延製膜装置は、流延支持体として、表面にハードクロムメッキ処理を施したステンレス鋼製の回転駆動ドラム７を用いている点で図１の装置と異なる。また、回転駆動ドラム７の形状に合わせて、第１及び第２温度調節手段１４、１５の形態も図１の装置と異なり、第１温度調節手段１４は回転駆動ドラム７内に設けられた円柱状の形態であり、第２温度調節手段１５は回転駆動ドラム７の外周に沿って所定距離離れて設けられた円筒状の一部が切り取られた形態である。その他の構成は図１と同様であるので、同様の構成には同符号を付している。

次に、溶液流延製膜法について、さらに詳しく説明する。

溶液流延製膜法において、流延ダイ３から図１に示す回転駆動エンドレスベルト６又は図２に示す回転駆動ドラム７よりなる支持体上に流延するセルロースエステル等のドープの固形分濃度は、１５〜３０重量％であることが好ましい。ドープの固形分濃度が、１５重量％未満であれば、支持体６、７上で十分な乾燥ができず、剥離時にウェブの一部が支持体６、７上に残り、ベルト汚染につながるため、好ましくない。また固形分濃度が３０％を超えると、ドープ粘度が高くなり、ドープ調整工程でフィルター詰まりが早くなったり、支持体６、７上への流延時に圧力が高くなり、押し出せなくなるため、好ましくない。

また、支持体上で第１及び第２所定温度に調節された条件下へ搬送された時点でのウェブ９の残留溶媒量が２５０重量％以上であることが好ましい。残留溶媒量が２５０重量％未満ではウェブ９内での対流が弱く、効果が小さい。

ここで、残留溶媒量は、下記の式で表わせる。
残留溶媒量（重量％）＝｛（Ｍ−Ｎ）／Ｎ｝×１００
式中、Ｍはウェブの任意時点での重量、Ｎは重量Ｍのものを温度１１０℃で、３時間乾燥させたときの重量である。

また、支持体６、７の幅は１７００〜２５００ｍｍ、ドープの流延幅は１６００〜２４００ｍｍ、巻き取り後のフィルムの幅は１４００〜２４００ｍｍであるのが好ましい。これにより、金属支持体方式によって幅の広い液晶表示装置用光学フィルムを製造することができる。

そして、支持体上でウェブ９は上述した第１及び第２所定温度で乾燥される。なお、支持体６、７の周速度は４０〜２００ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。

このようにして支持体６、７表面に流延されたドープは、剥ぎ取りまでの間で乾燥が促進されることによってもゲル膜の強度（フィルム強度）が増加する。

回転駆動エンドレスベルトまたは回転駆動ドラムよりなる支持体６、７上では、ウェブ９が支持体６、７から剥離ロール８によって剥離可能な膜強度となるまで乾燥固化させるため、ウェブ９中の残留溶媒量が１５０重量％以下まで乾燥させるのが好ましく、２０〜４０又は６０〜１２０重量％がより好ましい。特に好ましくは、２０〜３０又は７０〜１１５重量％である。ウェブ９の膜厚にもよるが、剥離時の残留溶媒量が大きすぎると剥離し難かったり、逆に残留溶媒量が小さすぎると剥離点までに一部が剥がれたりする。

製膜速度を上げる方法としては、残留溶媒量が大きくても剥離可能なゲル流延法（ゲルキャスティング）がある。これには、ドープ中にセルロースエステルに対する貧溶媒を加え、ドープを流延後にゲル化する方法や、支持体の温度を低くしてゲル化する方法や、ドープ中に金属塩を加える方法等があり、何れも支持体上でゲル化させて膜を強くすることによって残留溶媒量が大きくても剥離可能となる。なお、残留溶媒量が大きい状態で剥離する場合、ウェブが柔らかすぎると平面性が損なわれたり、剥離張力によってツレや縦スジが発生しやすくなるので、経済速度と品質との兼ね合いで残留溶媒量を設計する必要がある。

支持体６、７からウェブ９を剥離するときのウェブ温度は、０〜３０℃が好ましい。また、ウェブ９は、支持体６、７からの剥離直後に、支持体６、７密着面側からの溶媒蒸発で温度が一旦急速に下がり、雰囲気中の水蒸気や溶媒蒸気など揮発性成分がコンデンスしやすいため、剥離時のウェブ温度は５〜３０℃がさらに好ましい。

支持体６、７とウェブ９を剥離ロール８によって剥離する際の剥離張力は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７のような剥離力測定で得られる剥離力より大きな張力で剥がしているが、これは高速製膜時に、剥離張力をＪＩＳ測定法で得られた剥離力同等にすると剥離位置が下流側に持っていかれたりする場合があるため、安定化のため高めで行なっている。但し、工程で同じ剥離張力で製膜していても、ＪＩＳ測定方法による剥離力が下がると、フィルムのクロスニコル透過率（ＣＮＴ）のバラツキが大きく低減することも確かめられている。

工程での剥離張力値としては、通常、５０〜２５０Ｎ／ｍで剥離が行なわれるが、従来よりも薄膜化されている本発明の方法により作製された光学フィルムでは、剥離の際にウェブ９の残留溶媒量が多く、搬送方向に伸びやすいために、幅手方向にフィルムは縮みやすく、乾燥と縮みが重なると、端部がカールし、折れ込むことにより、シワが入りやすいため、剥離できる最低張力〜１７０Ｎ／ｍで剥離することが好ましく、さらに好ましくは、最低張力〜１４０Ｎ／ｍで剥離することである。

支持体６、７上でウェブ９が剥離可能な膜強度となるまで乾燥固化させた後に、ウェブ９を剥離ロール８によって剥離し、ついで、延伸工程のテンター１０においてウェブ９を延伸する。

延伸工程では、液晶表示装置用フィルムとしては、ウェブ９の両側縁部をクリップ等で固定して延伸するテンター方式が、フィルムの平面性や寸法安定性を向上させるために好ましい。

延伸工程のテンター１０に入る直前のウェブ９の残留溶媒量は、１０〜３５重量％であることが好ましい。また、延伸工程のテンター１０におけるウェブの延伸率が３〜１００％であり、５〜８０％であることが好ましく、さらに５〜６０％であることが望ましい。

またテンター１０における温風吹出しスリット口から吹き出す温風の温度が１００〜２００℃であり、１１０〜１９０℃であることが好ましく、さらに１１５〜１８５℃であることが望ましい。

延伸工程のテンター１０の後には、乾燥装置１１を設けることが好ましい。乾燥装置１１内では、側面から見て千鳥状に配置された複数の搬送ロールによってウェブ９が蛇行させられ、その間にウェブ９が乾燥されるものである。また、乾燥装置１１でのフィルム搬送張力は、ドープの物性、剥離時及びフィルム搬送工程での残留溶媒量、乾燥温度等に影響を受けるが、乾燥時のフィルム搬送張力は、１０〜３００Ｎ／ｍ幅であり、２０〜２７０Ｎ／ｍ幅が、より好ましい。

なお、ウェブ（フィルム）９を乾燥させる手段は、特に制限はなく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行なう。簡便さの点から熱風で乾燥するのが好ましく、例えば乾燥装置１１の温風入口から吹込まれる乾燥風１２によって乾燥され、乾燥装置１１の天井の後寄り部分の出口から排気風が排出されることによって乾燥される。乾燥風１２の温度は４０〜１６０℃が好ましく、５０〜１６０℃が平面性、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。この場合、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勿論のことである。

搬送乾燥工程を終えた光学フィルムＦに対し、巻取工程に導入する前に、光学フィルムＦの端部に多数の凹凸を有するエンボス部を形成するのが好ましい。

つぎに、エンボス部の形成加工が終了したフィルムを、巻取り装置１３によって巻き取り、光学フィルムの元巻を得るものである。乾燥を終了するフィルムの残留溶媒量は、０．５重量％以下、好ましくは０．１重量％以下と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。

フィルムの巻き取り方法は、一般に使用されているワインダーを用いればよく、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の張力をコントロールする方法があり、それらを使い分ければよい。巻取りコア（巻芯）への、フィルムの接合は、両面接着テープでも、片面接着テープでもどちらでもよい。光学フィルムＦは、巻き取り後のフィルムの幅が、１４００〜２４００ｍｍであることが好ましい。

セルロースエステル等の樹脂フィルムの乾燥後の膜厚は、液晶表示装置の薄型化の観点から、仕上がりフィルムとして、２０〜１５０μｍの範囲が好ましい。ここで、乾燥後のフィルム膜厚とは、フィルム中の残留溶媒量が０．５重量％以下の状態のフィルムを言うものである。

ここで、巻取り後の光学フィルムの膜厚が薄過ぎると、例えば偏光板用保護フィルムとしての必要な強度が得られない場合がある。一方、フィルムの膜厚が厚過ぎると、従来のセルロースエステル等の樹脂フィルムに対して薄膜化の優位性がなくなる。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、流延ダイ３の口金のスリット間隙、流延ダイ３の押し出し圧力、支持体６、７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。

溶液流延製膜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、もちろんである。

ところで、溶液流延製膜法による光学フィルムの製造方法においては、主材としてセルロースエステル等の樹脂を含むドープに、可塑剤、リタデーション調整剤、紫外線吸収剤、微粒子、及び低分子量物質のうちの少なくとも１種以上の物質及び溶媒が含まれている。以下、これらについて説明する。

溶液流延製膜法による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、その中でもセルロースエステルを用いるのが好ましい。

セルロースエステルは、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、セルローストリアセテート、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。本発明で用いられるセルロースエステルには、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２．０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。

セルロースエステル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は、それぞれ任意の割合で混合使用することができる。

セルロースエステルの数平均分子量は、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。さらには７００００〜２０００００が好ましい。

本発明のセルロースエステルフィルムは、本発明の効果を得る上で必要に応じて可塑剤を含有することができる。可塑剤は特に限定されないが、好ましくは、多価カルボン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤及び多価アルコールエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、アクリル系可塑剤等から選択される。そのうち、可塑剤を２種以上用いる場合は、少なくとも１種は多価カルボン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤及び多価アルコールエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤などのエステル系可塑剤であることが好ましい。

溶液流延製膜法による光学フィルムの製造方法において、上記セルロース誘導体に対して良好な溶解性を有する有機溶媒を良溶媒といい、また溶解に主たる効果を示し、その中で大量に使用する有機溶媒を主（有機）溶媒または主たる（有機）溶媒という。

良溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル類、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、γ−ブチロラクトン等のエステル類の他、メチルセロソルブ、ジメチルイミダゾリノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルフォキシド、スルホラン、ニトロエタン、塩化メチレン、アセト酢酸メチルなどが挙げられるが、１，３−ジオキソラン、ＴＨＦ、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸メチル及び塩化メチレンが好ましい。

ドープには、上記有機溶媒の他に、１〜４０重量％の炭素原子数１〜４のアルコールを含有させることが好ましい。これらは、ドープを支持体に流延した後、溶媒が蒸発し始めてアルコールの比率が多くなることで、ウェブをゲル化させ、ウェブを丈夫にして、支持体から剥離することを容易にするゲル化溶媒として用いられたり、これらの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒のセルロース誘導体の溶解を促進したりする役割もある。

炭素原子数１〜４のアルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。これらのうち、ドープの安定性に優れ、沸点も比較的低く、乾燥性も良く、かつ毒性がないことなどからエタノールが好ましい。これらの有機溶媒は、単独ではセルロース誘導体に対して溶解性を有しておらず、貧溶媒という。

このような条件を満たす好ましい高分子化合物であるセルロース誘導体を高濃度に溶解する溶媒として最も好ましいのは、塩化メチレン：エチルアルコールの比が９５：５〜８０：２０の混合溶媒である。あるいは、酢酸メチル：エチルアルコール６０：４０〜９５：５の混合溶媒も好ましく用いられる。

溶液流延製膜法により製造される光学フィルムには、フィルムに加工性・柔軟性・防湿性を付与する可塑剤、フィルムに滑り性を付与する微粒子（マット剤）、紫外線吸収機能を付与する紫外線吸収剤、フィルムの劣化を防止する酸化防止剤等を含有させても良い。

溶液流延製膜法において使用する可塑剤としては、特に限定はないが、フィルムにヘイズを発生させたり、フィルムからブリードアウトあるいは揮発しないように、セルロース誘導体や加水分解重縮合が可能な反応性金属化合物の重縮合物と、水素結合などによって相互作用可能である官能基を有していることが好ましい。

このような官能基としては、水酸基、エーテル基、カルボニル基、エステル基、カルボン酸残基、アミノ基、イミノ基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基、スルホン酸残基、ホスホニル基、ホスホン酸残基等が挙げられるが、好ましくはカルボニル基、エステル基、ホスホニル基である。

このような可塑剤の例として、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、カルボン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、アクリル系可塑剤などを好ましく用いることができるが、エステル系の可塑剤を使用することが望ましい。

多価アルコールエステルは、２価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなり、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有することが好ましい。

溶液流延製膜法に用いられる多価アルコールは、つぎの一般式（１）で表される。

一般式（１） Ｒ１−（ＯＨ）ｎ
（ただし、Ｒ１はｎ価の有機基、ｎは２以上の正の整数を表す）
好ましい多価アルコールの例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

好ましい多価アルコールの例としては、アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、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、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジブチレングリコール、１，２，４−ブタントリオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ガラクチトール、マンニトール、３−メチルペンタン−１，３，５−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、キシリトール等を挙げることができる。特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトールが好ましい。

多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては、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、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。

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、これに限定されるものではない。

脂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有する脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数は１〜２０であることがさらに好ましく、１〜１０であることが特に好ましい。酢酸を含有させると、セルロース誘導体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酸を混合して用いることも好ましい。

好ましい脂肪族モノカルボン酸の例としては、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、ウンデシレン酸、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。

好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。

好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を２個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができるが、特に安息香酸が好ましい。

多価アルコールエステルの分子量は、特に制限はないが、３００〜１５００であることが好ましく、３５０〜７５０であることが、さらに好ましい。分子量が大きい方が揮発し難くなるため好ましく、透湿性、セルロース誘導体との相溶性の点では、小さい方が好ましい。

多価アルコールエステルに用いられるカルボン酸は１種類でもよいし、２種以上の混合であってもよい。また、多価アルコール中のＯＨ基は、全てエステル化してもよいし、一部をＯＨ基のままで残してもよい。

グリコレート系可塑剤は、特に限定されないが、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有するグリコレート系可塑剤を、好ましく用いることができる。好ましいグリコレート系可塑剤としては、例えば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等を用いることができる。

リン酸エステル系可塑剤では、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可塑剤では、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、ジシクロヘキシルフタレート等を用いることができる。

ポリエステル系可塑剤として、例えば、次の一般式（２）または（３）で表わされる化合物が挙げられる。

一般式（２） Ｂ１−（Ｇ−Ａ−）ｍＧ−Ｂ１
一般式（３） 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、及びＡは、何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、これらに限定されるものではない。

脂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（２）または（３）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よい。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調節できるし、反応温度をコントロールしても調節できる。

これらの可塑剤は、単独あるいは２種以上混合して用いることができる。

可塑剤の使用量は、１〜２０重量％が好ましい。６〜１６重量％がさらに好ましく、特に好ましくは８〜１３重量％である。可塑剤の使用量が、セルロース誘導体に対して１重量％未満では、フィルムの透湿度を低減させる効果が少ないため、好ましくなく、２０重量％を越えると、フィルムから可塑剤がブリードアウトし、フィルムの物性が劣化するため、好ましくない。

溶液流延製膜法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１００μｍ^２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。

ここで、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、微粒子と溶媒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。溶液流延製膜法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／ｃｍ^２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／ｃｍ^２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。

溶液流延製膜法において、微粒子は、低級アルコール類を２５〜１００重量％含有する溶媒中で分散した後、セルロースエステル（セルロース誘導体）を溶媒に溶解したドープと混合する。

ここで、低級アルコールの含有比率としては、好ましくは５０〜１００重量％、さらに好ましくは７５〜１００重量％である。

また、低級アルコール類の例としては、好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられる。

低級アルコール以外の溶媒としては、特に限定されないが、セルロースエステルの製膜時に用いられる溶媒を用いることが好ましい。

微粒子は、溶媒中で１〜３０重量％の濃度で分散される。これ以上の濃度で分散すると、粘度が急激に上昇し、好ましくない。分散液中の微粒子の濃度としては、好ましくは５〜２５重量％、さらに好ましくは、１０〜２０重量％である。

フィルムの紫外線吸収機能は、液晶の劣化防止の観点から、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムなどの各種光学フィルムに付与されていることが好ましい。このような紫外線吸収機能は、紫外線を吸収する材料をセルロース誘導体中に含ませてもよく、セルロース誘導体からなるフィルム上に紫外線吸収機能のある層を設けてもよい。

溶液流延製膜法において、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号公報に記載の紫外線吸収剤、特開平６−１４８４３０号公報に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。

有用な紫外線吸収剤の具体例としては、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、紫外線吸収剤の市販品として、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）１０９、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）１７１、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）３２６、チヌビン（ＴＩＮＵＶＩＮ）９２８（何れもＢＡＳＦジャパン（株）製）を好ましく使用できる。

また、溶液流延製膜法において使用し得る紫外線吸収剤であ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（セルロース誘導体）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。紫外線吸収剤の使用量が少なすぎると、紫外線吸収効果が不充分の場合があり、紫外線吸収剤の使用量が多すぎると、フィルムの透明性が劣化する場合があるので、好ましくない。紫外線吸収剤は熱安定性の高いものが好ましい。

また、溶液流延製膜法の光学フィルムに用いることのできる紫外線吸収剤は、特開平６−１４８４３０号公報及び特開２００２−４７３５７号公報に記載の高分子紫外線吸収剤（または紫外線吸収性ポリマー）を好ましく用いることができる。とりわけ特開平６−１４８４３０号公報に記載の一般式（１）、あるいは一般式（２）、あるいは特開２００２−４７３５７号公報に記載の一般式（３）（６）（７）で表される高分子紫外線吸収剤が、好ましく用いられる。

酸化防止剤は、一般に、劣化防止剤ともいわれるが、光学フィルムとしてのセルロースエステルフィルム中に含有させるのが好ましい。すなわち、液晶画像表示装置などが高湿高温の状態に置かれた場合には、光学フィルムとしてのセルロースエステルフィルムの劣化が起こる場合がある。酸化防止剤は、例えばフィルム中の残留溶媒中のハロゲンやリン酸系可塑剤のリン酸などによりフィルムが分解するのを遅らせたり、防いだりする役割を有するので、フィルム中に含有させるのが好ましい。

このような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、例えば、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を挙げることができる。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。

これらの化合物の添加量は、セルロース誘導体に対して重量割合で１ｐｐｍ〜１．０重量％が好ましく、１０〜１０００ｐｐｍがさらに好ましい。

本発明による光学フィルムは、上記の光学フィルムの製造方法で製造されたものであり、フィルムの膜厚は、液晶表示装置の薄型化の観点から、仕上がりフィルムとして、２０〜１５０μｍの範囲が好ましい。

本発明が対象とする光学フィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の各種ディスプレイ、特に液晶ディスプレイに用いられる機能フィルムのことであり、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム、視野角拡大等の光学補償フィルムを含むものである。

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。

ところで、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ような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エステルフィルムを接着して偏光板としている。

上記偏光板には、本発明の方法により製造された光学フィルムを位相差フィルムとして貼り合わせて作製してもよいし、また本発明の方法により製造された光学フィルムを位相差フィルムと保護フィルムとを兼ねて、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、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方法により製造された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。

このようにして得られた偏光板は、種々の表示装置に使用できる。特に電圧無印加時に液晶性分子が実質的に垂直配向しているＶＡモードや、電圧無印加時に液晶性分子が実質的に水平かつねじれ配向しているＴＮモードの液晶セルを用いた液晶表示装置が好ましい。

ところで、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。

本発明の方法により製造された光学フィルムには、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、常圧プラズマ照射処理等の方法で設けることができる。

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。

ここでいう液晶表示装置は、棒状の液晶分子が一対のガラス基板に挟持された液晶セルと、液晶セルを挾むように配置された偏光膜及びその両側に配置された透明保護層からなる２枚の偏光板を持つものである。

なお、ここでいう偏光板は、平面性に優れた光学フィルムを、少なくとも一方の面に用いるものであるから、偏光板を液晶パネルに組み込んだ際、液晶パネルのコントラスト低下や濃淡ムラを生じることがなく、視認性に優れている。

また、ここでいう表示装置は、この平面性に優れた光学フィルムを具備する偏光板を用いているものであるから、液晶パネルのコントラスト低下や濃淡ムラを生じることがなく、視認性に優れているものである。

本発明の方法により製造された光学フィルムは、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。

次に、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

（ドープの調製）
下記の材料を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、濾過して、ドープを調製した。

（ドープ組成）
メチレンクロライド ３４０重量部
エタノール ６４重量部
セルローストリアセテート（アセチル置換度２．９） １００重量部
可塑剤（アジピン酸：フタル酸＝７０：３０）と１，２−エタンジオールとをエステル化反応させて得られるエステル化合物（末端基アセチル基） １０重量部
微粒子添加液（下記参照） １０重量部
チヌビン９２８ ２．５重量部

（微粒子添加液）
メチレンクロライド ９０重量部
セルローストリアセテート（アセチル置換度２．９） ５重量部
微粒子分散液（下記参照） ５重量部

（微粒子分散液）
Ｒ９７２Ｖ １６重量部
エタノール ８０重量部

次に、図１に示す溶液流延製膜装置によりセルローストリアセテートフィルムを製造した。すなわち、上記のドープを流延する支持体６としては、ＳＵＳ３１６製、走査型原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による３次元表面粗さ（Ｒａ）が、平均１．０ｎｍの超鏡面に研磨したエンドレスベルトを用いた。

上記のように濾過したドープを、第１所定温度（各実施例で異なる）のエンドレスベルト支持体６上にコートハンガーダイよりなる流延ダイ３により均一に流延した。

こうして、支持体６上に形成されたウェブ９を、支持体６上で搬送しながら第２所定温度（各実施例で異なる）とした乾燥風により乾燥した。乾燥開始時のウェブ９の残留溶媒量は各実施例で異なる。その後、残留溶媒量が１１０％の状態で支持体６から剥離ロール８によって剥離し、テンター１０により１４０℃の雰囲気内で幅方向に延伸率３２％まで延伸した後、幅保持を解放して延伸率が３０％となるように１４０で６０秒間緩和した。そして、ロール搬送しながら１２０〜１５０℃の乾燥装置１１で乾燥を終了させ、巻き取り装置１３により１００Ｎ／ｍで巻き取った。

得られたセルローストリアセテートフィルムの膜厚は４０μｍであり、フィルム幅は２０００ｍｍ、およびフィルムの巻取り長は３０００ｍであった。

そして、セルローストリアセテートフィルムにハードコート層塗布してハードコートフィルムを作製し、このハードコートフィルムを用い、液晶セルやバックライトを組み付けてタッチパネルモニターを作製した。

各実施例及び比較例では、第１及び第２所定温度と、支持体上で第１及び第２所定温度に調節された条件下へ搬送された時点（乾燥開始時）でのウェブ９の残留溶媒量と、支持体６から剥離する時点（剥離時）でのウェブ９の残留溶媒量と、ハードコート層を塗布する面とを変えて製膜した。

そして、実施例及び比較例として作製したセルローストリアセテートフィルムについて後述する可塑剤量の定量を行い、タッチパネルモニターについて後述する黒いむら模様の故障を評価した。

図３に実施例１〜２７及び比較例１〜８の製膜条件と可塑剤量と黒いむら模様の評価結果とを示す。実施例１は、第１所定温度２５℃、第２所定温度２０℃、乾燥開始時の残留溶媒量３００重量％、剥離時の残留溶媒量１１０重量％で製膜した。実施例２〜１７及び比較例１〜８は、実施例１と同じ残留溶媒量（乾燥開始時の残留溶媒量３００重量％、剥離時の残留溶媒量１１０重量％）とし、実施例１と異なる第１及び第２所定温度で製膜した。実施例１８〜２７は、実施例１と同じ第１及び第２所定温度（２５℃及び２０℃）とし、実施例１と異なる残留溶媒量（乾燥開始時の残留溶媒量及び剥離時の残留溶媒量）で製膜した。乾燥開始時の残留溶媒量の調整は第１及び第２温度調節手段１４、１５の位置を変えることで行った。また、剥離時の残留溶媒量の調整はウェブ９の搬送速度を変えることで行った。

可塑剤量の定量は、ハードコート層を設ける前のセルローストリアセテートフィルムについて、フィルム表層の可塑剤量をＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Time of Flight - Secondary Ion Mass Spectrometry）により行った。ＴＯＦ−ＳＩＭＳの測定は、例えばPhi Evans社製TRIFTII型ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用い、フィルム表層に存在する可塑剤に起因するフラグメントを検出することで観察することができる。ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法については、日本表面科学会編「表面分析技術選書 二次イオン質量分析法」丸善株式会社（１９９９年発行）に詳しく記載されている。例えば、ポリエステル系添加剤を用いたフィルムについては、ポリエステル系添加剤の添加量が１０重量部であるフィルムと０重量部であるフィルムの表層から検出されるポリエステル系添加剤のジオール末端に由来する二次イオンの強度から検量線を作成し、表層の添加剤含有量を算出する。

黒いむら模様の故障の評価は以下のようにして行った。ハードコート層を設けたセルローストリアセテートフィルム（ハードコートフィルム）を組み付けたタッチパネルモニターについて、スガ試験機株式会社製のスーパーキセノンメーターＳＸ７５を用い、４０℃、相対湿度９０％下でＸｅを４８時間照射した。その後タッチパンルモニターを２５℃相対湿度６０％の部屋で２時間以上調湿し、タッチパネルモニターを起動させ、暗室下の目視で表示部の黒いむら模様の有無を調べた。そして、セルローストリアセテートフィルムのどちらの面にハードコート層を設けた場合でも黒いむら模様が見られなかったものを◎、どちらの面にハードコート層を設けた場合でもほとんどの場合黒いむら模様が見られないが、稀にわずかな黒いむら模様が見られたものを○、どちらか一方の面にハードコート層を設けた場合に黒いむら模様が見られたものを×と評価した。×の場合は不良が多く生産性が悪いため製造に適さない条件である。

その結果、黒いむら模様の故障の評価は実施例１〜２７では◎、○の何れかであり、比較例１〜８では×であった。この結果から、比較例１、５では第１所定温度と第２所定温度とに温度差がないため十分な対流が起こらず、比較例２、６では第１所定温度よりも第２所定温度が高いため十分な対流が起こらず、比較例３、４、７、８では第１所定温度と第２所定温度との温度差が大き過ぎるため微細レベルでのフィルムの面状が変化してしまうことに起因していると推測され、比較例５では第１所定温度と第２所定温度との温度差が小さ過ぎるため十分な対流が起こらなかったものと推測される。そのため、比較例１〜８ではフィルムの表裏で可塑剤量の差が大きくなり、ハードコート層の密着性が悪くなったため、黒いむら模様の故障が生じたものと推測される。

よって、比較例１〜８の条件は不適切であり、実施例１〜２７の条件は適切であることを考慮すると、第２所定温度を第１所定温度より５℃以上３０℃以下の範囲で低く制御することが製造に適した条件であるといえる。

次に、実施例１〜２７で黒いむら模様の故障の評価が◎と○に分かれていることについて考察する。黒いむら模様の故障の評価が○となっているのは、実施例１１、１４、１６、１７、２１、２２、２６、２７である。ここで、実施例１１では第２所定温度が６０℃とやや高く、実施例１４では第２所定温度が−１０℃とやや低い。よって、第２所定温度は−５℃以上５５℃以下であることがより好ましいといえる。

また、実施例１６では第１所定温度が７０℃とやや高く、実施例１７では第１所定温度が０℃とやや低い。よって、第１所定温度は５℃以上６５℃以下であることがより好ましいといえる。

また、実施例２１、２２では乾燥開始時の残留溶媒量がそれぞれ２３０、２１０重量％とやや低い。よって、乾燥開始時の残留溶媒量は２５０重量％以上であることがより好ましいといえる。また、実施例２６、２７では剥離時の残留溶媒量がそれぞれ１６０、１７０重量％とやや高い。よって、剥離時の残留溶媒量は１５０重量％以下であることがより好ましいといえる。

３ 流延ダイ
６、７ 支持体
９ ウェブ
１４ 第１温度調節手段
１５ 第２温度調節手段

Claims (7)

1. セルロースエステルと溶媒と可塑剤とを含むドープを流延ダイから支持体上に流延してウェブを形成することで光学フィルムを製造する光学フィルムの製造方法において、
   前記支持体上に流延していない状態で、前記支持体表面から流延直後のウェブの膜厚分だけ離れた位置の温度を前記支持体の表面温度より５℃以上３０℃以下の範囲で低く制御し、該条件下で製膜することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
2. 第１温度調節手段により前記支持体を裏面側から温度調節し、
   第２温度調節手段により前記支持体の表面側に所定温度で送風することを特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
3. 前記支持体表面から流延直後のウェブの膜厚分だけ離れた位置の温度が、−５℃以上５５℃以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学フィルムの製造方法。
4. 前記支持体の表面温度が、５℃以上６５℃以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。
5. 前記条件下へ搬送された時点でのウェブの残留溶媒量が２５０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。
6. 前記ウェブを前記支持体から剥ぎ取る際のウェブの残留溶媒量が１５０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。
7. 前記添加剤がエステル系化合物であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光学フィルムの製造方法。

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