JP2015049331A - 偏光板保護フィルムとその製造方法、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを有する積層フィルムであって、十分な層間密着性を有する偏光板保護フィルムを提供する。
【解決手段】芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位と環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位とを含む共重合体(I)を含むコア層と、前記コア層の少なくとも一方の面に積層された、セルロースエステルを含むスキン層とを有する、偏光板保護フィルム。
【選択図】図1

Description

本発明は、偏光板保護フィルムとその製造方法、偏光板および液晶表示装置に関する。
近年、液晶表示装置には、薄型化が求められている。それに伴い、液晶表示装置の構成部材である偏光板の薄型化が求められている。偏光板は、通常、偏光子と、それを挟持する一対の偏光板保護フィルムとで構成されていることから、偏光板を薄型化するためには、偏光板保護フィルムの厚みを小さくすることが有効である。
偏光板保護フィルムとしては、透明性が高く、アルカリ水溶液で鹸化処理することで偏光子との良好な接着性が得られやすいことから、セルロースエステルフィルムが用いられている。しかしながら、セルロースエステルフィルムは透湿性が高く、厚みを薄くするには限度があった。そのため、厚みが小さくても水分の透過が少ない偏光板保護フィルム;即ち、耐水性が高い偏光板保護フィルムが求められている。
耐水性が高い偏光板保護フィルムとして、スチレン系樹脂や(メタ)アクリル樹脂を主成分とするフィルムが検討されている。例えば、(メタ)アクリル樹脂とスチレン系樹脂としてスチレン/マレイン酸共重合体とを含む偏光板保護フィルムなどが知られている(例えば特許文献1)。しかしながら、スチレン系樹脂や(メタ)アクリル樹脂を主成分とするフィルムは、セルロースエステルフィルムと比べて、偏光子との接着性が低いという問題があった。
偏光子との接着性を改善するために、スチレン系樹脂や(メタ)アクリル樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層との積層フィルムが提案されている。具体的には、ポリスチレンを主成分とするコア層と、それを挟持する一対のセルロースアセテートプロピオネートを主成分とするスキン層とを有する3層構造の剥離性積層フィルムなどが提案されている(例えば特許文献2および3)。
また、(メタ)アクリル樹脂を主成分とするコア層と、第1のセルロースエステルと炭素原子数3以上のアシル基を有する第2のセルロースエステルとを含むスキン層との積層フィルムなども提案されている(例えば特許文献4)。スキン層が、炭素原子数3以上のアシル基を有する第2のセルロースエステルをさらに含むことで、スキン層の疎水性が適度に調整され、コア層とスキン層との層間密着性が改善できるとされている。
特開2008−225452号公報 特開2013−035141号公報 特開2013−046992号公報 特開2012−215688号公報
しかしながら、特許文献4に示される積層フィルムの層間密着性は、十分なものではなかった。具体的には、フィルムを延伸する際に、コア層とスキン層の間で剥離(層間剥離)が生じて、均一に延伸できないことがあった。また、フィルムを所定の幅にスリットする際に、層間剥離が生じて切り粉が発生し、切り粉がフィルム面に付着して異物故障を生じることがあった。さらに、液晶セルに貼り付けた偏光板を剥がすリワーク時に、フィルムの層間剥離が生じて、液晶セルの表面に剥離残りが生じることがあった。
特に、(メタ)アクリル樹脂よりも高い耐水性を有するスチレン系樹脂などの芳香族ビニル系樹脂は、セルロースエステルとの密着性が一層低い傾向がある。従って、芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層との積層フィルムでは、層間密着性を一層高めることが求められる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを有する積層フィルムであって、十分な層間密着性を有する偏光板保護フィルムを提供することを目的とする。
[1] 芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位と環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位とを含む共重合体(I)を含むコア層と、前記コア層の少なくとも一方の面に積層された、セルロースエステルを含むスキン層とを有する、偏光板保護フィルム。
[2] 前記共重合体(I)が、2以上の前記環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有する、[1]に記載の偏光板保護フィルム。
[3] 前記共重合体(I)の重量平均分子量が、30万以上100万以下である、[1]または[2]に記載の偏光板保護フィルム。
[4] 前記コア層が、(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の偏光板保護フィルム。
[5] 前記(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量が、30万以上150万以下である、[4]に記載の偏光板保護フィルム。
[6] 前記(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量が、前記共重合体(I)の重量平均分子量よりも大きい、[4]または[5]に記載の偏光板保護フィルム。
[7] 前記スキン層は、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を含む重合体(III)をさらに含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の偏光板保護フィルム。
[8] 前記重合体(III)は、環状酸無水物単量体由来の構造単位をさらに含む、[7]に記載の偏光板保護フィルム。
[9] 芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位と環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位とを含む共重合体(I)を含むコア層用ドープとセルロースエステルを含むスキン層用ドープとを準備する工程と、前記コア層用ドープと前記スキン層用ドープを、支持体上に共流延した後、乾燥させて膜状物を得る工程と、前記膜状物を延伸する工程とを含む、偏光板保護フィルムの製造方法。
[10] 偏光子と、[1]〜[8]のいずれかに記載の偏光板保護フィルムとを含む、偏光板。
[11] 前記偏光子の厚みが5〜15μmである、[10]に記載の偏光板。
[12] 液晶セルと、前記液晶セルを挟持する第一の偏光板および第二の偏光板とを含む液晶表示装置であって、前記第一の偏光板は、第一の偏光子と、前記第一の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置された偏光板保護フィルムF1とを含み、前記第二の偏光板は、第二の偏光子と、前記第二の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置された偏光板保護フィルムF4とを含み、前記偏光板保護フィルムF1と偏光板保護フィルムF4の少なくとも一方が、[1]〜[8]のいずれかに記載の偏光板保護フィルムである、液晶表示装置。
本発明によれば、芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを有する積層フィルムであって、十分な層間密着性を有する偏光板保護フィルムを提供することができる。
偏光板保護フィルムの構成の一例を示す模式図である。 液晶表示装置の基本的な構成の一例を示す模式図である。
本発明者らは、芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを有する積層フィルムにおいて、コア層に含まれる芳香族ビニル系重合体に(B)環状酸無水物由来の構成単位をさらに導入することで、コア層とスキン層との層間密着性を高められることを見出した。これは、コア層に含まれる芳香族ビニル系重合体の(B)環状酸無水物由来の構造単位が、スキン層に含まれるセルロースエステルとの高い親和性を示すためであると考えられる。
また、芳香族ビニル系樹脂中の(B)環状酸無水物単位を、2以上の(B)環状酸無水物が互いに直接結合した構造とすることで、セルロースエステルとの親和性をより高めることができる。
このように、芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを有する積層フィルムの層間密着性を十分に高めることができる。それにより、耐水性が高く、かつ延伸時、スリット時またはリワーク時における層間剥離が抑制された偏光板保護フィルムを得ることができる。
1.偏光板保護フィルム
本発明の偏光板保護フィルムは、共重合体(I)を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを含む。
1−1.コア層について
コア層は、共重合体(I)を含み、必要に応じて(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含む。
<共重合体(I)>
共重合体(I)は、前述の通り、芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位と、環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位とを含む。
芳香族ビニル単量体(A)は、共重合体(I)の耐水性を高めうる。芳香族ビニル単量体(A)は、スチレン系化合物であることが好ましい。スチレン系化合物の具体例には、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、エチルスチレン、p−t−ブチルスチレンなどの炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されたアルキル置換スチレン類;クロロスチレン、ブロモスチレンなどのハロゲン置換スチレン類等が含まれる。なかでも、後述する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(II)と良好に相溶しうることなどから、スチレンやα−メチルスチレンが好ましく、スチレンが特に好ましい。芳香族ビニル単量体(A)は、一種類で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。
環状酸無水物単量体(B)は、共重合体(I)の、スキン層に含まれるセルロースエステルとの親和性を高めうる。環状酸無水物単量体(B)は、炭素原子数4〜10、好ましくは4〜5の環状酸無水物でありうる。
環状酸無水物単量体(B)の例には、マレイン酸無水物、コハク酸無水物、イタコン酸無水物、グルタル酸無水物、シトラコン酸無水物、アコニット酸無水物、フタル酸無水物などが含まれる。なかでも、(メタ)アクリル酸エステル樹脂(II)と良好に相溶しうる点などから、マレイン酸無水物が好ましい。環状酸無水物単量体(B)は、一種類で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。
共重合体(I)は、必要に応じて上記以外の他の単量体(C)由来の構造単位をさらに含んでいてもよい。他の単量体(C)の例には、(メタ)アクリル酸エステル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリルなどのシアン化ビニル化合物;酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピオビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物が含まれる。なかでも、共重合体の分子量を高めやすく、後述する(メタ)アクリル樹脂(II)とも相溶しやすいことなどから、(メタ)アクリル酸エステル化合物が好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル化合物の例には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートなどの炭素原子数4〜18のアクリル酸アルキルエステルや;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレートなどの炭素原子数5〜18のメタクリル酸アルキルエステルが含まれる。なかでも、重合しやすいことなどから、好ましくはメチルメタクリレートである。他の単量体は、一種類で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
共重合体(I)における芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位の含有割合は、共重合体(I)の全構成単位に対して40〜90モル%であることが好ましく、50〜85モル%であることがより好ましい。芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位の含有割合が一定以上であれば、共重合体(I)が一定以上の耐水性を有しうる。一方、芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位の含有割合が一定以下であれば、コア層に含まれる共重合体(I)とスキン層に含まれるセルロースエステルとの親和性が損なわれにくい。
共重合体(I)における環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位の含有割合は、共重合体(I)の全構成単位に対して10〜50モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましい。環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位の含有割合が一定以上であれば、コア層に含まれる共重合体(I)とスキン層に含まれるセルロースエステルとの親和性を十分に高めうる。一方、環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位の含有割合が一定以下であれば、耐水性が損なわれにくい。
共重合体(I)における他の単量体(C)由来の構造単位の含有割合は、共重合体(I)の全構成単位に対して50モル%以下であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましい。
前述の通り、共重合体(I)は、2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有することが好ましい。共重合体(I)が、2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有していると、環状酸無水物単量体(B)の特性が発現しやすいことから、例えばスキン層に含まれるセルロースエステルとの高い親和性が得られやすい。
「2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造」を有する共重合体(I)の構造の例には、下記のものが含まれる。
-A-B-B-A-B-A-B-A-
-A-B-B-A-A-A-B-A-
-A-B-B-B-A-B-A-B-
-A-A-A-B-B-A-A-B-
芳香族ビニル単量体(A)、環状酸無水物単量体(B)のほかに、他の単量体(C)をさらに含む共重合体(I)においても同様である。
共重合体(I)が2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有するかどうかは、例えばGC/MS測定によって確認することができる。具体的には、以下の手順で測定することができる。
1)2以上の環状酸無水物単量体(B)が直接結合した多量体のMSスペクトルαを予め得ておく。MSスペクトルαは、多量体を質量分析して得てもよいし;外部から入手してもよい。
2)測定対象の重合体について、GC/MS測定を行う。測定条件は、以下の通りとしうる。
(測定条件)
測定装置:SHIMADZU GC/MS−QP2010
熱分解炉温度:550℃、0.5min
カラム:Ultra ALLOY+ −5(0.25mmID×30m)
カラムオーブン温度:40℃−(2℃/min)−60℃−(20℃/min)−320℃(5min)
キャリアガス:ヘリウムガス
キャリアガス流量:1.0ml/min
3)GC/MS測定で得られた複数のMSスペクトルのうち、前記1)のMSスペクトルαと一致するものを特定する。そして、GC測定で得られるトータルイオンクロマトグラムにおいて、MSスペクトルαに対応するピークβがあれば、共重合体(I)が2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有すると判断できる。
「2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有する」とは、具体的には、トータルイオンクロマトグラムにおいて、「測定対象となる重合体から検出される全ピークの面積の和」に対する「2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した多量体に由来するピークβの面積の和」の割合が0.01%以上、好ましくは0.05%以上であることを意味する。環状酸無水物単量体(B)−環状酸無水物単量体(B)の構造に由来するピークの面積比率の上限は、概ね0.5%程度でありうる。
共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)は、8万以上であることが好ましく、10万以上であることがより好ましく、15万以上であることがさらに好ましく、20万以上であることがさらに好ましく、30万以上であることが特に好ましい。共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が一定以上であれば、得られるフィルムの脆さを十分に改善しうる。一方、共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)は、通常、150万以下、好ましくは100万以下としうる。共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が一定以下であれば、フィルムへの成形加工性が良好となりやすい。
共重合体(I)の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)にて、下記条件にて測定されうる。
(測定条件)
溶媒:ジクロロメタン
カラム:Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ:L6000(日立製作所(株)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=500〜2800000迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、分子量がほぼ等間隔となるように選択することが好ましい。
共重合体(I)は、任意の重合方法、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状−懸濁重合法、乳化重合法等などの公知の方法で合成されうる。なかでも、重合液の取り扱いが容易である点などから、溶液重合法が好ましい。
溶液重合法に用いられる溶剤の例には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素;N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドンなどが含まれ、なかでも脱揮回収時に溶剤を除去しやすいことなどから、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが好ましい。これらの溶剤の添加量は、単量体の合計100質量部に対して20〜200質量部の範囲、好ましくは80〜140質量部の範囲としうる。
溶液重合は、ラジカル重合開始剤と、必要に応じて連鎖移動剤との存在下で行うラジカル重合でありうる。ラジカル重合開始剤の例には、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスメチルプロピオニトリル、アゾビスメチルブチロニトリルなどのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、エチル−3,3−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブチレートなどの有機過酸化物が含まれる。なかでも、反応速度や重合率を制御しやすくする観点からは、従来のスチレン系樹脂の合成に常用されているものが好ましく、具体的には10時間半減期温度が70〜120℃であるアゾ化合物や有機過酸化物が好ましい。ラジカル重合開始剤は、一種類で用いてもよいが、2種以上を併用してもよい。
ラジカル重合開始剤の添加量は、前述の単量体の合計量100質量部に対して0.1〜1.5質量部とすることが好ましく、0.1〜1.0質量部とすることがより好ましい。ラジカル重合開始剤の添加量が一定以上であれば、十分な重合速度が得られやすい。ラジカル重合開始剤の添加量が一定以下であれば、重合速度が過剰に高まるのを抑制でき、共重合体(I)の分子量を一定以上としやすい。
連鎖移動剤の例には、共重合体(I)の分子量を制御しやすいなどの点から、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンや2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンなどが含まれる。連鎖移動剤は、一種類で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
連鎖移動剤の添加量は、所望の分子量の共重合体(I)が得られればよく、単量体の合計量100質量部に対して0.1〜0.8質量部とすることが好ましく、0.15〜0.5質量部とすることがより好ましい。連鎖移動剤の添加量が上記範囲内であれば、共重合体(I)の分子量を調整しやすい。
2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有する共重合体(I)を得るためには、芳香族ビニル単量体(A)と環状酸無水物単量体(B)の一部とを重合初期に仕込んでおき;環状酸無水物単量体(B)の残部を、分割して添加しながら、あるいは連続的に添加しながら重合反応を行うことが好ましい。
即ち、芳香族ビニル単量体(A)と環状酸無水物単量体(B)とを重合初期にそれぞれ全量仕込んで重合反応を行うと、芳香族ビニル単量体(A)と環状酸無水物単量体(B)が交互に共重合しやすく、芳香族ビニル単量体(A)−環状酸無水物単量体(B)−芳香族ビニル単量体(A)−環状酸無水物単量体(B)・・・の構造を有する共重合体が得られやすい。これに対して、芳香族ビニル単量体(A)と環状酸無水物単量体(B)の一部とを重合初期に仕込んでおき;環状酸無水物単量体(B)の残部を、分割して添加しながら、あるいは連続的に添加しながら重合反応を行うと、先に芳香族ビニル単量体(A)をある程度重合させた後;環状酸無水物単量体(B)同士を重合させやすいため、2以上の環状酸無水物単量体が互いに直接結合した構造を有する共重合体(I)が得られやすい。2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有する共重合体(I)を得る方法は、この方法に限定されず、一般的なブロック共重合体の製造方法によっても得ることができる。
共重合体(I)の重合初期の重合温度は、80〜110℃であることが好ましく;重合後期の重合温度は、重合率を向上させるためなどから、110℃〜150℃であることが好ましい。
次いで、重合反応終了後に得られる反応生成物から、重合に用いた溶剤や未反応の単量体成分などの揮発成分を除去して共重合体(I)を得ることができる。揮発成分を除去する方法は、ベントタイプスクリュー式押出機で脱揮処理する方法でありうる。ベントタイプスクリュー式押出機を用いた脱揮処理における脱揮条件は、樹脂温度を310〜340℃とし、かつ−92kPaG以下の減圧下で脱揮することが好ましい。真空減圧下で樹脂温度を高くすることで、非重合性の溶剤や未反応の単量体を揮発させやすく;樹脂温度を一定以下とすることで、共重合体(I)の熱劣化による解重合を抑制しやすい。樹脂温度の調整は、例えば押出機のスクリュー回転数やシリンダー温度の調整によって行うことができる。
コア層における共重合体(I)の含有量は、コア層全体に対して50〜100質量%であることが好ましく、50〜95質量%であることがより好ましい。共重合体(I)の含有量を一定以上とすることで、スキン層に含まれるセルロースエステルとの相溶性を高めうるので、十分な層間密着性が得られやすい。
<(メタ)アクリル樹脂(II)>
コア層は、(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含むことが好ましい。共重合体(I)よりも分子量を大きくしやすい(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含むことで、フィルムの脆性をより改善しうる。
(メタ)アクリル樹脂(II)は、(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位を含む。(メタ)アクリル樹脂(II)における(メタ)アクリル酸エステルは、前述の共重合体(I)における(メタ)アクリル酸エステルと同様に定義されうる。
(メタ)アクリル樹脂(II)は、必要に応じて他の単量体由来の構造単位をさらに含んでいてもよい。他の単量体の例には、アクリル酸、メタクリル酸などのα,β−不飽和酸;マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、グルタル酸無水物、シトラコン酸無水物、アコニット酸無水物などの環状酸無水物単量体;スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどの芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリルなどのシアン化ビニル化合物;酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピオビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物;N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミドのようなN−置換マレイミド系単量体などが含まれる。なかでも、樹脂の耐水性を高めるためなどから、芳香族ビニル単量体が好ましい。他の単量体は、一種類で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル樹脂(II)における(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位の含有割合は、(メタ)アクリル樹脂(II)を構成する全構成単位に対して50モル%以上、好ましくは70モル%以上としうる。(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位の含有割合が一定以上であると、樹脂の分子量を高めやすい。一方、(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位の含有割合は、100モル%以下、好ましくは95モル%以下としうる。
(メタ)アクリル樹脂(II)における他の単量体由来の構造単位の含有割合は、(メタ)アクリル樹脂(II)を構成する全構成単位に対して50モル%以下、好ましくは30モル%以下としうる。他の単量体由来の構造単位の含有割合は、0モル%以上、好ましくは5モル%以上としうる。例えば、芳香族ビニル単量体由来の構造単位の含有割合が一定以上であると、(メタ)アクリル樹脂(II)の耐水性が高まりやすい。
(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量は、得られるフィルムの脆性をより改善しやすくするためには、共重合体(I)の重量平均分子量よりも大きいことが好ましく、例えば5万以上、好ましくは10万以上大きいことが好ましい。
(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量(Mw)は、10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは20万以上、特に好ましくは30万以上としうる。(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量(Mw)が一定以上であると、それを含むフィルムの脆さを良好に改善しうる。(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量(Mw)の上限は、160万、好ましくは150万程度としうる。(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量(Mw)が一定以下であれば、フィルムの成形加工性を良好にしうる。(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量(Mw)は、前述と同様にして測定されうる。
(メタ)アクリル樹脂(II)は、通常、原料となる単量体の全量を一度に仕込み、ラジカル重合開始剤の存在下で重合反応させて得られる。そのため、(メタ)アクリル樹脂(II)はランダム共重合体となりやすい。したがって、(メタ)アクリル樹脂(II)が環状酸無水物単量体由来の構造単位を含んでいても、前述のような2以上の環状酸無水物単量体が互いに直接結合した構造は有しないことが好ましく、前述の2以上の環状酸無水物単量体が互いに直接結合した構造の含有割合は0.02%以下であることが好ましい。
共重合体(I)と(メタ)アクリル樹脂(II)の含有比率は、共重合体(I):(メタ)アクリル樹脂(II)=5:95〜95:5(質量比)であることが好ましく、50:50〜95:5(質量比)であることがより好ましく、60:40〜95:5(質量比)であることがさらに好ましい。共重合体(I)の含有割合が低すぎると、得られるフィルムの耐水性が十分でないだけでなく、コア層とスキン層との層間密着性が十分でないおそれがある。一方、共重合体(I)の含有割合が高すぎると、得られるフィルムの脆さを十分には改善できないおそれがある。
コア層は、必要に応じて可塑剤や、後述する紫外線吸収剤などの各種添加剤をさらに含みうる。
<可塑剤>
可塑剤の例には、糖エステル化合物、ポリエステル化合物、フタル酸エステル化合物、リン酸エステル化合物などが含まれる。これらは単独で用いても、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(糖エステル化合物)
糖エステル化合物は、糖に含まれる水酸基とモノカルボン酸とを反応させて得られる化合物である。即ち、糖エステル化合物は、糖由来の構造と、(糖に含まれる)水酸基とモノカルボン酸との反応物由来のアシル基とを含む。
糖エステル化合物に含まれる糖由来の構造は、フラノース構造とピラノース構造の一方または両方が1〜12個結合した構造であることが好ましく;フラノース構造とピラノース構造の一方または両方が1〜3個、好ましくは2個結合した構造であることが好ましい。なかでも、ピラノース構造とフラノース構造の両方を含むものが好ましい。
糖由来の構造の例には、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロースおよびアラビノースなどの単糖;ラクトース、スクロース、マルチトール、セロビオース、マルトースなどの二糖;セロトリオース、ラフィノースなどの三糖などに由来する構造が含まれる。
糖エステル化合物に含まれるアシル基は、脂肪族アシル基であっても、芳香族基アシル基であってもよい。
脂肪族アシル基の炭素原子数は1〜22、より好ましくは2〜12、特に好ましくは2〜8でありうる。脂肪族アシル基の例には、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基などが含まれる。芳香族アシル基の例には、ベンゾイル基、トルイル基、フタリル基が含まれる。
中でも、糖エステル化合物に含まれるアシル基は、ベンゾイル基を含むことが好ましい。糖エステル化合物に含まれる複数のアシル基は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
糖エステル化合物において、アシル基で置換されていない未反応の水酸基は、通常、そのまま水酸基として残っていてもよい。
糖エステル化合物は、アシル基の種類が同一で、かつ置換度が異なる複数の糖エステル化合物の混合物でありうる。そのような混合物は、無置換体が含まれていてもよい。上記混合物における平均エステル置換率は、62〜94%であることが好ましい。上記混合物における平均エステル置換率は、下記式で定義されうる。
Figure 2015049331
糖エステル化合物の具体例には、以下のものが含まれる。
Figure 2015049331
Figure 2015049331
Figure 2015049331
ポリエステル化合物は、ジカルボン酸とジオールとの縮合物に由来する繰り返し単位を含む。
ジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸でありうる。脂肪族ジカルボン酸の炭素原子数は、好ましくは4〜20であり、より好ましくは4〜12である。脂肪族ジカルボン酸の例には、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が含まれる。
芳香族ジカルボン酸の炭素原子数は、好ましくは8〜20であり、より好ましくは8〜12である。芳香族ジカルボン酸の例には、1,2-ベンゼンジカルボン酸(フタル酸)、1,3-ベンゼンジカルボン酸(イソフタル酸)、1,4-ベンゼンジカルボン酸(テレフタル酸)、1,5-ナフタレンジカルボン酸、1,4−キシリデンジカルボン酸等が含まれ、好ましくは1,4-ベンゼンジカルボン酸(テレフタル酸)である。
脂環式ジカルボン酸の炭素原子数は、好ましくは6〜20であり、より好ましくは6〜12である。脂環式ジカルボン酸の例には、1,3−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジ酢酸等が含まれる。
ポリエステル化合物を得るためのジカルボン酸は、一種類であっても、二種類以上あってもよい。ポリエステル化合物を得るためのジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸を含むことが好ましく、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸の両方を含むことがより好ましい。
ジオールは、脂肪族ジオール、アルキルエーテルジオール、脂環式ジオールまたは芳香族ジオールでありうる。
脂肪族ジオールの炭素数は、好ましくは2〜20であり、より好ましくは2〜12である。脂肪族ジオールの例には、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-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-プロパンジオールなどが含まれる。アルキルエーテルジオールの炭素原子数は、好ましくは4〜20であり、より好ましくは4〜12である。アルキルエーテルジオールの例には、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレンエーテルグリコールおよびポリプロピレンエーテルグリコールなどが含まれる。
脂環式ジオールの炭素原子数は、好ましくは4〜20であり、より好ましくは4〜12である。脂環式ジオールの例には、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが含まれる。
芳香族ジオールの炭素原子数は、好ましくは6〜20であり、より好ましくは6〜12である。芳香族ジオールの例には、1,2-ジヒドロキシベンゼン(カテコール)、1,3-ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール)、1,4-ジヒドロキシベンゼン(ヒドロキノン)などが含まれる。ポリエステル化合物を得るためのジオールは、一種類であっても、二種類以上あってもよい。ポリエステル化合物を得るためのジオールは、脂肪族ジオールを含むことが好ましい。
なかでも、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸とを含むジカルボン酸と、脂肪族ジオールとの縮合物に由来する繰り返し単位を含むポリエステル化合物が、それを含むフィルムの透明性が良好である点から、好ましい。
ポリエステル化合物の分子末端は、必要に応じてモノカルボン酸またはモノアルコールで封止されていてもよい。
モノカルボン酸は、脂肪族モノカルボン酸、脂環式モノカルボン酸または芳香族モノカルボン酸でありうる。脂肪族モノカルボン酸の炭素原子数は、好ましくは2〜30、より好ましくは2〜4でありうる。脂肪族カルボン酸の例には、酢酸、プロピオン酸などが含まれる。脂環式モノカルボン酸の例には、シクロヘキシルモノカルボン酸などが含まれる。芳香族モノカルボン酸の例には、安息香酸、パラターシャリブチル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸、フェニル酢酸、3−フェニルプロピオン酸などが含まれる。
モノアルコールは、脂肪族モノアルコール、脂環式モノアルコールまたは芳香族モノアルコールでありうる。脂肪族モノアルコールの炭素原子数は1〜30であり、好ましくは1〜3でありうる。脂肪族モノアルコールの例には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどが含まれる。脂環式モノアルコールの例には、シクロヘキシルアルコールなどが含まれる。芳香族モノアルコールの例には、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどが含まれる。
ポリエステル化合物の具体例には、以下のものが含まれる。表1において、TPA:テレフタル酸、PA:フタル酸、SA:コハク酸、AA:アジピン酸を示す。
Figure 2015049331
フタル酸エステル化合物の例には、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、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジシクロヘキシルテレフタレート等が含まれる。
リン酸エステル化合物の例には、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、およびトリブチルホスフェート等が含まれる。
コア層における可塑剤の含有量は、コア層における共重合体(I)と(メタ)アクリル樹脂(II)の合計に対して5〜30質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましい。可塑剤の含有量が一定以上であると、十分な可塑化効果が得られやすい。一方、可塑剤の含有量が一定以下であると、延伸後のフィルム表面への析出を高度に抑制しやすい。
<紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物、2−ヒドロキシベンゾフェノン系化合物またはサリチル酸フェニルエステル系化合物などでありうる。具体的には、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクト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等のベンゾフェノン類が挙げられる。
紫外線吸収剤は、市販品であってもよく、その例にはBASFジャパン社製のチヌビン109、チヌビン171、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン928等のチヌビンシリーズ、あるいは2,2′−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール](分子量659;市販品の例としては、株式会社ADEKA製のLA31)などが含まれる。
紫外線防止剤の含有量は、コア層に含まれる樹脂などの固形分に対して質量割合で1ppm〜5.0%であることが好ましく、10〜3.0%であることがさらに好ましい。
コア層の厚みは、偏光子への水分の透過を十分に抑制するためなどから、20〜60μmであることが好ましく、好ましくは25〜50μm、より好ましくは25〜40μmとしうる。
1−2.スキン層について
スキン層は、コア層の少なくとも一方の面に配置され、偏光子との接着性を高める機能を有しうる。スキン層は、セルロースエステルを主成分として含み、必要に応じて重合体(III)などをさらに含む。
<セルロースエステル>
セルロースエステルは、セルロースと、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸の少なくとも一方とをエステル化反応させて得られる化合物である。即ち、セルロースエステルは、脂肪族アシル基と芳香族アシル基の少なくとも一方を含み、好ましくは脂肪族アシル基を含む。
脂肪族アシル基の炭素原子数は、2〜7であることが好ましく、2〜4であることがより好ましい。脂肪族アシル基の例には、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基などが含まれる。脂肪族アシル基は、1種類であっても、2種類以上の組み合わせであってもよい。
セルロースエステルの例には、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、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレートなどが含まれ、好ましくはセルロースアセテートである。
セルロースエステルのアシル基の総置換度は、1.5以上、好ましくは2.2以上、さらに好ましくは2.5以上、さらに好ましくは2.6以上、特に好ましくは2.8以上としうる。アシル基の総置換度を高めることで、位相差を発現させにくくしたり、疎水性を高めたりしうる。アシル基の総置換度は、3以下、好ましくは2.99以下、より好ましくは2.94以下としうる。
セルロースエステルのアシル基は、少なくともアセチル基を含むことが好ましく;セルロースエステルのアシル基の全てがアセチル基であることがより好ましい。
アシル基の総置換度をTA全、アセチル基の置換度をTA2、炭素原子数3以上のアシル基の置換度をTA3としたとき、セルロースエステルは、下記の条件を満たすことが好ましい。
2.2≦TA全≦3.0
1.5≦TA2≦3.0
0.0≦TA3≦0.7
また、セルロースエステルは、下記の条件を満たすことがより好ましい。
2.5≦TA全≦3.0
2.4≦TA2≦3.0
0.0≦TA3≦0.1
セルロースエステルのアシル基の置換度は、ASTM−D817−96に規定の方法で測定することができる。
セルロースエステルの重量平均分子量Mwは、スキン層の機械的強度を一定以上とするためには、好ましくは9万以上、より好ましくは15万以上としうる。一方、後述する重合体(III)との相溶性などを損なわないためには、セルロースエステルの重量平均分子量Mwは、好ましくは100万以下、より好ましくは50万以下としうる。
セルロースエステルの重量平均分子量は、前述と同様に、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されうる。
スキン層におけるセルロースエステルの含有量は、スキン層全体に対して50質量%以上、好ましくは70質量%以上としうる。セルロースエステルの含有量が一定以上であれば、アルカリ鹸化処理によって偏光子との良好な接着性が得られやすい。
<重合体(III)>
スキン層は、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を含む重合体(III)をさらに含むことが好ましい。重合体(III)は、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を含むことから、コア層に含まれる芳香族ビニル単量体由来の構造単位を含む共重合体(I)と相溶しやすく、スキン層とコア層の層間密着性を一層高めうる。
重合体(III)を得るための芳香族ビニル単量体の例には、
スチレン;
α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどのアルキル置換スチレン類;
4−クロロスチレン、4−ブロモスチレンなどのハロゲン置換スチレン類;
o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、2−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレンなどのヒドロキシスチレン類;
ビニルベンジルアルコール類;
p−メトキシスチレン、p−tert−ブトキシスチレン、m−tert−ブトキシスチレンなどのアルコキシ置換スチレン類;
3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸などのビニル安息香酸類;
メチル−4−ビニルベンゾエート、エチル−4−ビニルベンゾエートなどのビニル安息香酸エステル類;
4−ビニルベンジルアセテート;
4−アセトキシスチレン;
2−ブチルアミドスチレン、4−メチルアミドスチレン、p−スルホンアミドスチレンなどのアミドスチレン類;
3−アミノスチレン、4−アミノスチレン、2−イソプロペニルアニリン、ビニルベンジルジメチルアミンなどのアミノスチレン類;
3−ニトロスチレン、4−ニトロスチレンなどのニトロスチレン類;
3−シアノスチレン、4−シアノスチレンなどのシアノスチレン類;
ビニルフェニルアセトニトリル;
フェニルスチレンなどのアリールスチレン類などが含まれる。
なかでも、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレンなどが好ましく、スチレンがより好ましい。芳香族ビニル単量体は、一種類であっても、二種類以上であってもよい。
重合体(III)は、他の単量体由来の構造単位をさらに含んでもよい。他の単量体の例には、
マレイン酸無水物、コハク酸無水物、イタコン酸無水物、グルタル酸無水物、シトラコン酸無水物、アコニット酸無水物、フタル酸無水物などの環状酸無水物、
アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル、
ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アミノアルキルエステル、
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸とグリコールとのモノエステル、
(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩、(メタ)アクリル酸のアンモニウム塩、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルの第4級アンモニウム誘導体、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルスルホン酸のアルカリ金属塩、ビニルスルホン酸のアンモニウム塩、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸塩、アリルスルホン酸、アリルスルホン酸塩、メタリルスルホン酸、メタリルスルホン酸塩、グリコールジアクリレート、グリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、グリコールジアリルエーテル、
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基含有ラジカル重合性化合物、
アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド結合含有ラジカル重合性化合物、
酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニル化合物、
塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有ラジカル重合性化合物、
1,3−ブタジエン、イソプレン、1,4−ジメチルブタジエン等の共役ジオレフィン類などが含まれる。これらのなかでも、偏光子との接着性を一層高めたり、スキン層に含まれる重合体(III)とコア層に含まれる共重合体(I)との相溶性を高めたりするためには、極性基を有する化合物が好ましく、環状酸無水物がより好ましく、マレイン酸無水物がさらに好ましい。
重合体(III)に含まれうる環状酸無水物由来の構造単位の少なくとも一部は、開環していてもよい。例えば、マレイン酸無水物由来の構造単位の開環物は、以下で表される。
Figure 2015049331
一般式(3)のR31およびR32は、それぞれ独立に水素原子または炭化水素基を示す。炭化水素基は、炭素原子数3〜12のアルケニル基または炭素原子数1〜8のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基であることがより好ましく、メチル基、プロピル基またはブチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
炭化水素基は、さらに置換基を有していてもよく、その例には、ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有しうる置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基;極性基などが含まれる。なかでも、R31とR32の一方が水素原子であり、他方が炭素原子数1〜3のアルキル基であることが好ましい。
重合体(III)が環状酸無水物由来の構造単位を含む場合、下記式で示される開環率(%)は、0〜95%程度とすることができ、好ましくは0〜75%としうる。
Figure 2015049331
開環した環状酸無水物由来の構造単位を含む重合体(III)は、芳香族ビニル単量体と環状酸無水物単量体の共重合体を得た後;共重合体における環状酸無水物単量体由来の構造単位を、開環させるための成分と反応させて得ることができる。
開環させるための成分の例には、アルコール性ヒドロキシル基を有する化合物、フェノール性ヒドロキシル基を有する化合物、水、無機酸、有機酸などが含まれ、好ましくはアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物である。アルコール性ヒドロキシル基を有する化合物は、好ましくは炭素数1〜12の脂肪族アルコールであり、好ましくはメタノールでありうる。
重合体(III)における芳香族ビニル単量体由来の構造単位の含有割合は、重合体(III)の全構成単位に対して30〜100モル%であることが好ましく、50〜80モル%であることがより好ましい。芳香族ビニル単量体由来の構造単位の含有割合が一定以上であれば、重合体(III)とコア層に含まれる共重合体(I)との相溶性が高まりやすく、コア層とスキン層の層間密着性を高めうる。
重合体(III)における他の単量体(好ましくは環状酸無水物単量体)由来の構造単位の含有割合は、重合体(III)の全構成単位に対して70モル%以下であることが好ましく、20〜50モル%であることがより好ましい。環状酸無水物単量体由来の構造単位の含有割合が一定以上であれば、スキン層に含まれる重合体(III)とコア層に含まれる共重合体(I)との相溶性が高まりやすく、コア層とスキン層の層間密着性が高まりやすい。一方、環状酸無水物単量体由来の構造単位の含有割合が一定以下であれば、耐水性が損なわれにくい。
重合体(III)の重量平均分子量Mwは、500以上20000未満であることが好ましく、1000以上10000以下であることがより好ましい。重量平均分子量Mwが500以上であると、揮散を抑制しやすい。重量平均分子量が100000以下であると、セルロースエステルとの相溶性が損なわれにくい。
スキン層における重合体(III)の含有量は、スキン層に含まれるセルロースエステルに対して5〜45質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましく、5〜20質量%であることがさらに好ましい。重合体(III)の含有量が一定以上であると、スキン層に含まれる重合体(III)とコア層に含まれる共重合体(I)との相溶性が高いので、スキン層とコア層の層間密着性が高まりやすい。一方、重合体(III)の含有量が一定以下であると、セルロースエステルの特性が損なわれにくい。
スキン層は、必要に応じて剥離助剤、紫外線吸収剤、滑り性を付与するための微粒子(マット剤)、可塑剤などの各種添加剤をさらに含みうる。紫外線吸収剤や可塑剤は、前述と同様のものを用いることができる。
<剥離助剤>
剥離助剤または帯電防止剤の一部は、膜状物の金属支持体側の面に凝集しやすいことから、膜状物の金属支持体からの剥離性を高めうる。剥離助剤または帯電防止剤は、有機または無機の酸性化合物、界面活性剤、キレート剤などでありうる。
酸性化合物の例には、有機酸、多価カルボン酸(例えば蓚酸やクエン酸など)の部分アルコールエステルなどが含まれる。多価カルボン酸の部分アルコールエステルの具体例には、特開2006−45497号公報の段落(0049)に記載の化合物が含まれる。
界面活性剤の例には、燐酸エステル系の界面活性剤、カルボン酸あるいはカルボン酸塩系の界面活性剤、スルホン酸あるいはスルホン酸塩系の界面活性剤、硫酸エステル系の界面活性剤などが含まれる。燐酸エステル系界面活性剤の例には、特開2006−45497号公報の段落(0050)に記載の化合物が含まれる。
キレート剤は、鉄イオンなど金属イオンやカルシウムイオンなどのアルカリ土類金属イオンなどの多価イオンを配位(キレート)できる化合物であり、前記キレート剤の例には、特公平6−8956号、特開平11−190892号、特開2000−18038号、特開2010−158640号、特開2006−328203号、特開2005―68246号、特開2006−306969号の各公報に記載の化合物が含まれる。
剥離助剤または帯電防止剤の市販品の例には、クラリアントジャパン(株)製ホスタスタットHS−1、竹本油脂(株)製エレカットS−412−2、エレカットS−418、花王(株)製ネオペレックスG65等が含まれる。
スキン層における剥離助剤または帯電防止剤の含有量は、スキン層に含まれるセルロースエステルと重合体(III)の合計量に対して好ましくは0.005〜1質量%であり、より好ましくは0.05〜0.5質量%である。
<マット剤>
マット剤は、スキン層に滑り性を付与しうる。マット剤は、得られるフィルムの透明性を損なうことがなく、製膜工程においての耐熱性を有する無機化合物または有機化合物からなる微粒子でありうる。
マット剤を構成する無機化合物の例には、二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムおよびリン酸カルシウムなどが含まれる。なかでも、二酸化珪素や酸化ジルコニウムが好ましく、得られるフィルムのヘイズの増大を少なくするためには、より好ましくは二酸化珪素である。
二酸化ケイ素の具体例には、アエロジル200V、アエロジルR972V、アエロジルR972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上、日本アエロジル(株)製)、シーホスターKEP−10、シーホスターKEP−30、シーホスターKEP−50(以上、株式会社日本触媒製)、サイロホービック100(富士シリシア製)、ニップシールE220A(日本シリカ工業製)、アドマファインSO(アドマテックス製)などが含まれる。
マット剤の粒子形状は、不定形、針状、扁平または球状であり、得られるフィルムの透明性が良好にしやすい点などから、好ましくは球状でありうる。
マット剤の粒子の大きさは、当該大きさが可視光の波長に近いと、光が散乱して透明性が低下するので、可視光の波長より小さいことが好ましく、更に可視光の波長の1/2以下であることが好ましい。ただし、粒子の大きさが小さすぎると、滑り性の改善効果が発現しない場合があるので、粒子の大きさは、80〜180nmの範囲であることが好ましい。
粒子の大きさとは、粒子が一次粒子の凝集体の場合は凝集体の大きさを意味する。粒子が球状でない場合、粒子の大きさは、その投影面積に相当する円の直径を意味する。
スキン層におけるマット剤の含有量は、スキン層に含まれるセルロースエステルと重合体(III)の合計量に対して0.05〜1.0質量%程度とすることができ、好ましくは0.1〜0.8質量%としうる。
スキン層の厚みは、偏光子との十分な接着性が得られる程度であればよく、1〜10μm程度であることが好ましく、1〜8μmであることが好ましく、1〜5μmであることがより好ましい。スキン層の合計厚みは、偏光板保護フィルムの総厚みの40%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは5〜20%程度としうる。
<積層構造>
偏光板保護フィルムに含まれるコア層とスキン層は、それぞれ一層であっても、二層以上であってもよい。スキン層は、コア層を保護したり、コア層に偏光子との接着性を付与したりするためなどから、コア層の外層(表層)に配置されうる。
偏光板保護フィルムは、環境温度や湿度の変化によるフィルムの変形などを抑制するためなどから、対称な積層構造を有することが好ましい。偏光板保護フィルムの積層構造の好ましい例には、コア層/スキン層の2層構造や、スキン層/コア層/スキン層の3層構造などが含まれ、好ましくはスキン層/コア層/スキン層の3層構造でありうる。
図1は、本発明の偏光板保護フィルムの構成の一例を示す模式図である。図1に示されるように、本発明の偏光板保護フィルム10は、コア層11と、それを挟持する一対のスキン層13および15とを有しうる。
コア層11は、前述のコア層としうる。スキン層13および15は、それぞれ前述のスキン層としうる。スキン層13と15の組成や厚みは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
<偏光板保護フィルムの物性>
(厚み)
偏光板保護フィルムの厚みは、偏光板を薄型化するためなどから、好ましくは10〜70μm、より好ましくは20〜60μm、さらに好ましくは20〜50μmでありうる。
(透湿度)
偏光板保護フィルムの40℃90%RHにおける透湿度は、300g/m・day以下であることが好ましく、200g/m・day以下であることがより好ましい。高温高湿環境下において、透過した水分による偏光子の寸法変化を抑制するためである。
偏光板保護フィルムの透湿度は、例えばコア層に含まれる共重合体(I)や(メタ)アクリル樹脂(II)における芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位の含有割合などによって調整されうる。透湿度を低くするためには、例えばこれらの重合体中の芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位の含有割合を多くしたりすればよい。
(引き裂き強度)
偏光板保護フィルムは、後述するようにリワーク時に、液晶セルへの剥離残りを抑制するためなどから、一定以上の引き裂き強度を有することが好ましい。具体的には、偏光板保護フィルムの23℃55%RH下における引き裂き強度は、30mN以上であることが好ましく、50mN以上であることがより好ましい。
偏光板保護フィルムの引き裂き強度は、以下の方法で測定されうる。即ち、偏光板保護フィルムを切り取って、幅50mm×長さ64mmのサンプルフィルムを得る。該サンプルフィルムを、23℃55%RH下で24時間調湿した後、ISO6383/2−1983に準拠してエルメンドルフ引き裂き強度を測定する。エルメンドルフ引き裂き強度は、東洋精機(株)F9経過重差だし引裂き試験機を用いて測定されうる。引き裂き強度は、23℃55%RH下で、フィルムの長さ方向(MD方向)に引き裂いた場合と、フィルムの幅方向(TD方向)に引き裂いた場合のそれぞれについて行い、それらの平均値として求められる。
偏光板保護フィルムの引き裂き強度は、例えばコア層に含まれる樹脂(共重合体(I)や(メタ)アクリル樹脂(II))の分子量を大きくすることで、高めることができる。
(レターデーション)
偏光板保護フィルムの、測定波長590nm、23℃55%RHの条件下で測定される面内方向のレターデーションRは、-20nm以上20nm以下であることが好ましく、-10nm以上10nm以下であることがより好ましい。偏光板保護フィルムの、測定波長590nm、23℃55%RHの条件下で測定される厚み方向のレターデーションRthは、-80nm以上80nm以下であることが好ましく、-50nm以上50nm以下であることがより好ましい。このようなレターデーション値を有する偏光板保護フィルムは、後述するように、液晶表示装置の偏光板保護フィルム(F1またはF4)として好ましく用いられる。
レターデーションRおよびRthは、それぞれ以下の式で定義される。
式(I):R=(nx−ny)×d(nm)
式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d(nm)
(式(I)および(II)において、
nxは、フィルムの面内方向において屈折率が最大になる遅相軸方向xにおける屈折率を表し;
nyは、フィルムの面内方向において前記遅相軸方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し;
nzは、フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し;
d(nm)は、フィルムの厚みを表す)
レターデーションRおよびRthは、例えば以下の方法によって求めることができる。
1)偏光板保護フィルムを、23℃55%RHで調湿する。調湿後の光学補償フィルムの平均屈折率をアッベ屈折計などで測定する。
2)調湿後の偏光板保護フィルムに、当該フィルム表面の法線に平行に測定波長590nmの光を入射させたときのRを、KOBRA21DH、王子計測(株)にて測定する。
3)KOBRA21ADHにより、偏光板保護フィルムの面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)として、偏光板保護フィルムの表面の法線に対してθの角度(入射角(θ))から測定波長590nmの光を入射させたときのレターデーション値R(θ)を測定する。レターデーション値R(θ)の測定は、θが0°〜50°の範囲で、10°毎に6点行うことができる。偏光板保護フィルムの面内の遅相軸は、KOBRA21ADHにより確認することができる。
4)測定されたRおよびR(θ)と、前述の平均屈折率と膜厚とから、KOBRA21ADHにより、nx、nyおよびnzを算出して、測定波長590nmでのRthを算出する。レターデーションの測定は、23℃55%RH条件下で行うことができる。
偏光板保護フィルムの面内遅相軸と偏光板フィルムの幅方向とのなす角θ1(配向角)は、好ましくは−1°〜+1°であり、さらに好ましくは−0.5°〜+0.5°である。偏光板保護フィルムの配向角θ1の測定は、自動複屈折計KOBRA−WR(王子計測機器)を用いて測定することができる。
(ヘイズ)
偏光板保護フィルムのヘイズは、1.0%以下であることが好ましく、0.5%以下であることがさらに好ましい。偏光板保護フィルムのヘイズは、JIS K−7136に準拠して、ヘイズメーター(濁度計)(型式:NDH 2000、日本電色(株)製)にて測定されうる。
(全光線透過率)
偏光板保護フィルムの全光線透過率は、好ましくは90%以上であり、より好ましくは93%以上である。
本発明の偏光板保護フィルムは、位相差調整機能を有しない偏光板保護フィルムとして用いられてもよいし、位相差調整機能を有する位相差フィルムとして用いられてもよい。
2.偏光板保護フィルムの製造方法
本発明の偏光板保護フィルムは、溶液流延製膜法で製造されても、溶融流延製膜法で製造されてもよい。高温での溶融が不要であり、比較的分子量の大きな樹脂でも製膜しやすいことから、本発明の偏光板保護フィルムは、溶液流延製膜法で製造されることが好ましい。
即ち、本発明の偏光板保護フィルムを溶液流延製膜法で製造する方法は、1)コア層用ドープとスキン層用ドープとを準備する工程、2)コア層用ドープとスキン層用ドープを金属支持体上に共流延した後、乾燥させて膜状物を得る工程、3)得られた膜状物を金属支持体から剥離する工程を含み、必要に応じて4)剥離した膜状物を延伸する工程をさらに含みうる。
1)溶解工程
有機溶媒に、前述の各成分を添加しながら攪拌および溶解させてコア層用ドープと、スキン層用ドープをそれぞれ調製する。
ドープの調製に用いられる有機溶媒は、主成分となる共重合体(I)やセルロースエステルなどの樹脂を溶解するものであれば、制限なく用いることができる。そのような有機溶媒の例には、ジクロロメタンなどの塩素系有機溶媒や;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−ヘキサフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタンなどの非塩素系有機溶媒などが含まれる。なかでも、ジクロロメタン、酢酸メチル、酢酸エチルおよびアセトンが好ましい。
有機溶媒には、1〜40質量%の炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールがさらに含まれてもよい。これらの脂肪族アルコールをドープ中に含有させることで、膜状物がゲル化し、金属支持体からの剥離を容易にしやすい。
炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールの例には、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、s−ブタノール、t−ブタノール等が含まれる。なかでも、ドープの安定性に寄与し、沸点も比較的低く、乾燥性が高いことなどから、エタノールやブタノールが好ましい。
有機溶媒は、ジクロロメタンと炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールとの混合物であることが好ましい。
樹脂成分の溶解は、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上の温度で加圧して行う方法、特開平9−95544号公報、特開平9−95557号公報、または特開平9−95538号公報に記載されている冷却溶解法を適用して行う方法、特開平11−21379号公報に記載されている高圧で行う方法等種々の溶解方法で行うことができ、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。
ドープ中の樹脂成分の合計濃度は、ドープ全質量に対し15〜45質量%の範囲としうる。ドープ中の樹脂成分とは、コア層用ドープにおいては、共重合体(I)と(メタ)アクリル樹脂(II)を示し;スキン層用ドープにおいては、セルロースエステルと重合体(III)を示す。
ドープ中に添加剤をさらに加えて溶解および分散させる。例えば、後述の共流延工程において、金属支持体と接するスキン層用ドープには、金属支持体からの膜状物の剥離性を高めるために、剥離助剤を含有させることが好ましい。
得られたドープを濾材で濾過する。次いで、濾過したドープを脱泡した後、送液ポンプで送液する。用いられる濾材は、捕集粒子径が0.5〜5μmで、かつ濾水時間が10〜25sec/100mlであるものが好ましい。そのような濾材を用いることで、ドープ分散時に残存する凝集物やドープ調製時に生じる凝集物を、効率的に除去できる。
2)流延工程
得られたコア層用ドープとスキン層用ドープを、金属支持体上に共流延する。共流延は、コア層用ドープとスキン層用ドープを逐次的に流延して積層する逐次共流延であってもよいし;コア層用ドープとスキン層用ドープを同時に流延して積層する同時積層共流延であってもよい。
逐次積層共流延の例には、特開昭61−158414号、特開平1−122419号、特開平11−198285号に記載の方法がある。同時積層共流延の例には、特公昭60−27562号、特開昭61−94724号、特開昭61−947245号、特開昭61−104813号、特開昭61−158413号、特開平6−134933号に記載の方法などがある。
金属支持体は、例えばステンレスベルトなどの金属ベルトであってもよいし;回転する金属ドラムなどであってもよい。金属支持体の表面は鏡面であることが好ましい。
次いで、共流延されたドープを金属支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させて膜状物を得る。
溶媒を蒸発させる方法は、ドープの表面に風を吹かせる方法、金属支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱によりドープの表裏から伝熱する方法等がある。なかでも、乾燥効率が高いことから、金属支持体の裏面から液体により伝熱する方法が好ましい。
金属支持体上でのドープの乾燥は、40〜100℃の雰囲気下で行うことが好ましい。40〜100℃の雰囲気とするには、この温度の温風を、ドープ膜の表面に当てるか、赤外線を当てるなどによりドープを加熱することが好ましい。
3)剥離工程
金属支持体上で溶媒を蒸発させて得られた膜状物を、剥離位置で剥離する。得られる膜状物の面品質や剥離性を高める観点などから、流延後30〜120秒以内で膜状物を金属支持体から剥離することが好ましい。
金属支持体上から剥離する際の膜状物の残留溶媒量は、乾燥の条件の強弱、金属支持体の長さなどにもよるが、概ね50〜120質量%であることが好ましい。残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、膜状物が柔らか過ぎると、剥離時に不均一に伸びるなどして平面性を損ないやすく、剥離張力によるツレや縦スジが発生し易い。従って、平面性を損なわない範囲で剥離時の残留溶媒量が決められうる。
膜状物の残留溶媒量は、下式で定義される。
残留溶媒量(%)=(膜状物の加熱処理前質量−膜状物の加熱処理後質量)/(膜状物の加熱処理後質量)×100
なお、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、140℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
金属支持体から膜状物を剥離する際の剥離張力は、通常、196〜245N/mであることが好ましい。剥離の際に皺が入り易い場合、剥離張力は、190N/m以下とすることが好ましい。
金属支持体の剥離位置における膜状物の温度は、−50〜40℃であることが好ましく、10〜40℃であることがより好ましく、15〜30℃であることがさらに好ましい。
4)乾燥および延伸工程
剥離された膜状物を、テンター延伸装置内を搬送させながら乾燥させるか、あるいは乾燥装置内に複数配置したローラーで搬送させながら乾燥させる。乾燥方法は、特に制限されないが、膜状物の両面に熱風を吹かせる方法が一般的である。
急激な乾燥は、得られるフィルムの平面性を損ない易いことから、高温による乾燥は、残留溶媒が8質量%以下となった条件で行うのが好ましい。乾燥工程全体を通して、乾燥温度は、好ましくは40〜250℃の範囲、より好ましくは40〜200℃の範囲である。
乾燥後に得られた膜状物を、必要に応じて延伸してもよい。
延伸は、少なくとも一方向に行えばよく、二方向に行うことが好ましい。二方向への延伸(二軸延伸)は、流延方向(MD方向)と幅手方向(TD方向)にそれぞれ行うことが好ましい。二軸延伸は、同時二軸延伸であってもよいし、段階的な二軸延伸(逐次二軸延伸)であってもよい。
段階的な二軸延伸には、延伸方向の異なる延伸を順次行うことや;同一方向の延伸を多段階に分割して行うことが含まれる。段階的な二軸延伸の例には、次のようなものが含まれる。
a)流延方向に延伸→幅手方向に延伸→流延方向に延伸→流延方向に延伸
b)幅手方向に延伸→幅手方向に延伸→流延方向に延伸→流延方向に延伸
延伸倍率は、流延方向(MD方向)と幅手方向(TD方向)の合計で、好ましくは110%〜400%の範囲であり、より好ましくは120〜300%の範囲であり、さらに好ましくは130〜250%の範囲である。延伸倍率を高くすることで、得られるフィルムの引張弾性率を高くしやすく;CHE/CTEを低くしやすい。
延伸温度は、偏光板保護フィルムのTg〜(Tg+50)℃であることが好ましく、Tg〜(Tg+40)℃であることがより好ましい。具体的な延伸温度は、例えば100〜200℃程度としうる。
延伸される膜状物は、コア層とスキン層の層間接着性が高められている。そのため、膜状物を延伸する際に、コア層とスキン層との間で剥離が生じるのを抑制できる。それにより、膜状物全体を均一に延伸することができ、得られる偏光板保護フィルムの光学特性のムラを少なくすることができる。
テンター延伸装置で延伸を行う場合、テンター延伸開始時の膜状物の残留溶媒量は、20〜100質量%であることが好ましい。さらに、膜状物の残留溶媒量が10質量%以下になるまで、好ましくは5質量%以下になるまで乾燥を行うことが好ましい。乾燥温度は、30〜160℃の範囲が好ましく、50〜150℃の範囲がより好ましい。
5)巻き取り工程
延伸後の膜状物を、必要に応じてスリッタなどで所定の幅にスリットした後、得られる偏光板保護フィルムを巻き取り機で巻き取る。
本発明の偏光板保護フィルムは、前述の通り、コア層とスキン層の層間接着性が高められている。そのため、偏光板保護フィルムを所定の幅にスリットする際も、コア層とスキン層との間で剥離が生じにくく、切り粉を発生しにくい。それにより、切り粉が偏光板保護フィルムに付着して生じる異物故障を抑制できる。
3.偏光板
本発明の偏光板は、偏光子と、前述の偏光板保護フィルムとを含む。
<偏光子>
偏光子は、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光子は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムである。ポリビニルアルコール系偏光フィルムには、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと、二色性染料を染色させたものとがある。
ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムを一軸延伸した後、ヨウ素または二色性染料で染色したフィルム(好ましくはさらにホウ素化合物で耐久性処理を施したフィルム)であってもよいし;ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素または二色性染料で染色した後、一軸延伸したフィルム(好ましくは、さらにホウ素化合物で耐久性処理を施したフィルム)であってもよい。
偏光子の厚みは、2〜30μmであることが好ましく、偏光板を薄型化するためなどから、2〜15μmであることがより好ましい。
<位相差フィルム>
偏光子の一方の面には、位相差フィルムがさらに配置されうる。
位相差フィルムは、特に制限されず、本発明の偏光板保護フィルム、シクロオレフィンフィルム、またはセルロースエステルフィルムなどであり、好ましくはセルロースエステルフィルムである。セルロースエステルフィルムに含まれるセルロースエステルの例には、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ベンゾエート、セルロースアセテートプロピオネートベンゾエート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートビフェニレート、セルロースアセテートプロピオネートビフェニレートなどが含まれる。
セルロースエステルは、総アシル基置換度が1.5以上2.5以下であることが好ましく、下記式(a)と(b)とを同時に満たすことがより好ましい。
式(a) 2.0≦X+Y≦2.5
式(b) 0≦Y≦1.5
(式中、Xはアセチル基の置換度を示し、Yはプロピオニル基またはブチリル基、もしくはそれらの混合物の置換度を示す)
セルロースエステルの重量平均分子量(Mw)は、フィルム強度と製膜時の適正粘度との観点から、7.5万以上であることが好ましく、10万〜100万であることがより好ましく、10万〜50万であることが特に好ましい。
セルロースエステルフィルムは、単層フィルムであってもよいし;積層フィルムであってもよい。セルロースエステルフィルムが積層フィルムである場合、低置換度のセルロースエステルを主成分とするコア層と、その両面に配置され、高置換度のセルロースエステルを主成分とするスキン層との積層物であることが好ましい。低置換度のセルロースエステルは、上記式(a)と(b)を満たすことが好ましく、高置換度のセルロースエステルは、総アシル基置換度が2.5超であることが好ましく、2.7以上2.98以下であることが好ましく、セルロースエステルに含まれるアシル基はすべてアセチル基であることが好ましい。
位相差フィルムは、市販品であってもよい。例えば、バーティカルアライメント(VA)用位相差フィルムとしては、コニカミノルタタック KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC4FR、KC4KR、KC4DR、KC4SR(以上、コニカミノルタ(株)製)等が挙げられる。その他、VA用位相差フィルム以外で使用できるフィルムとしては、KC4UE、KC8UE、KC8UX、KC5UX、KC8UY、KC4UY、KC4CZ、KC6UA、KC4UA、KC2UA(以上、コニカミノルタ(株)製)等を用いることができる。
位相差フィルムのレターデーションは、組み合わされる液晶セルの種類に応じて設定されうる。例えば、位相差フィルムの、23℃RH55%下、波長590nmで測定される面内方向のレターデーションRo(590)は30〜150nmであることが好ましく、厚さ方向のレターデーションRt(590)は70〜300nmであることが好ましい。レターデーションが上記範囲である位相差フィルムは、例えばVA型液晶セルなどの位相差フィルムとして好ましく用いることができる。
式(I):Ro(590)=(nx−ny)×d
式(II):Rt(590)={(nx+ny)/2−nz}×d
(上記式(I)及び式(II)において、nxは、フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表し;nyは、フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し;nzは、フィルムの厚さ方向zにおける屈折率を表し;dは、フィルムの厚さ(nm)を表す)
各リターデーション値は、前述と同様の方法で測定されうる。
位相差フィルムの厚みは、特に限定はないが、10〜250μmであることが好ましく、10〜100μmであることがより好ましく、30〜60μmであることが特に好ましい。
偏光板は、偏光板保護フィルムと偏光子とを貼り合わせるステップを経て得ることができる。偏光板保護フィルムと偏光子との貼り合わせは、完全鹸化型のポリビニルアルコ−ル系接着剤、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール系接着剤や、活性エネルギー線硬化性接着剤などを用いて行うことができる。
本発明の偏光板保護フィルムは、セルロースエステルを主成分とするスキン層を有する。それにより、本発明の偏光板保護フィルムは、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を有する共重合体(I)を主成分とするコア層を有するにも係らず、アルカリ鹸化処理による偏光子と良好な接着性を有しうる。
本発明の偏光板は、液晶表示装置に好ましく用いられる。本発明の偏光板は、前述の偏光板保護フィルムが、液晶セルとは反対側(液晶セルと接着されない側)となるように配置して用いられうる。
4.液晶表示装置
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、それを挟持する一対の偏光板とを含む。そして、一対の偏光板の少なくとも一方を本発明の偏光板としうる。
図2は、液晶表示装置の基本的な構成の一例を示す模式図である。図2に示されるように、本発明の液晶表示装置20は、液晶セル30と、それを挟持する第一の偏光板40および第二の偏光板50と、バックライト60とを含む。
液晶セル30の表示モードは、例えばSTN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS等の種々の表示モードであってよく、高いコントラストを得るためにはVA(MVA、PVA)モードであることが好ましい。
例えば、VA方式の液晶セルは、一対の透明基板と、それらの間に挟持された液晶層とを有する。一対の透明基板のうち一方には、液晶分子に電圧を印加するための画素電極が配置される。対向電極は、(画素電極が配置された)前記一方の透明基板に配置されてもよいし、他方の透明基板に配置されてもよい。
液晶層は、負または正の誘電率異方性を有する液晶分子を含む。液晶分子は、透明基板の液晶層側の面に設けられた配向膜の配向規制力により、電圧無印加時(画素電極と対向電極との間に電界が生じていない時)には、液晶分子の長軸が、透明基板の表面に対して略垂直となるように配向している。
このように構成されたVA方式の液晶セルでは、画素電極に画像信号(電圧)を印加することで、画素電極と対向電極との間に電界を生じさせる。これにより、透明基板の表面に対して垂直に初期配向している液晶分子を、その長軸が基板面に対して水平方向となるように配向させる。このように、液晶層を駆動し、各副画素の透過率および反射率を変化させて画像表示を行う。
第一の偏光板40は、液晶セル30の視認側の面に配置されうる。第一の偏光板40は、第一の偏光子41と、第一の偏光子41の液晶セル30とは反対側の面に配置された偏光板保護フィルム43(F1)と、第一の偏光子41の液晶セル30側の面に配置された位相差フィルム45(F2)とを含む。
第二の偏光板50は、液晶セル30のバックライト側の面に配置されうる。第二の偏光板50は、第二の偏光子51と、第二の偏光子51の液晶セル30側の面に配置された位相差フィルム53(F3)と、第二の偏光子51の液晶セル30とは反対側の面に配置された偏光板保護フィルム55(F4)とを含む。
そして、第一の偏光板40と第二の偏光板50の少なくとも一方または両方を、本発明の偏光板としうる。さらに、偏光板保護フィルム43(F1)と偏光板保護フィルム55(F4)の少なくとも一方を、本発明の偏光板保護フィルムとすることが好ましい。
液晶表示装置20は、第一の偏光板40や第二の偏光板50を、液晶セル30の表面に粘着剤を介して貼り付けるステップを経て製造されうる。偏光板の貼り付けに失敗した場合には、偏光板を一旦剥がして再び貼り直す(リワークする)ことがある。本発明の偏光板保護フィルムは層間密着性が良好であることから、液晶セルに貼り付けられた偏光板を液晶セルから剥離する際に、偏光板保護フィルムの層間剥離が生じにくい。それにより、剥離残りを生じることなく、偏光板を液晶セルから剥離することができ、リワーク性を高めることができる。
また、本発明の偏光板保護フィルムは、延伸時の層間剥離が抑制され、均一に延伸されていることから、光学特性のムラも低減されうる。それにより、液晶表示装置の表示ムラも低減することができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.偏光板保護フィルムの材料
<コア層>
1)樹脂1
共重合体(I):下記合成した共重合体(I−1)〜(I−11)
共重合体(I−1)
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中に、スチレン88.53質量部、マレイン酸無水物1.47質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.05質量部、n−ドデシルメルカプタン0.05質量部、およびメチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。
次に、マレイン酸無水物13.24質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.2質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液を、ベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去して、ペレット状の共重合体(I−1)を得た。
得られた共重合体(I−1)の構成単位の含有比率は、H−NMRにより測定した。
H−NMR)
得られた共重合体を重クロロホルムに溶解し、日本電子製H−NMR(JNM ECA−500)を用い、周波数500MHz、室温にてNMR測定を行なった。測定結果において、スチレン単位中のベンゼン環のプロトンピーク(7ppm付近)とマレイン酸無水物単位中のアルキル基のプロトンピーク(1〜3ppm付近)の面積比から、スチレン単位とマレイン酸無水物単位のモル比を求めた。
その結果、共重合体(I−1)の構成単位の含有比率は、スチレン単位:85モル%、マレイン酸無水物単位:15モル%であった。また、共重合体(I−1)の重量平均分子量MwをGPCで測定した結果、20万であった。
共重合体(I−2)
攪拌機を備えた容約25リットルのオートクレーブ中に、スチレン52.08質量部、メチルメタクリレート30.04質量部、マレイン酸無水物1.47質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、およびメチルエチルケトン21.6質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。
次に、マレイン酸無水物18.14質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.20質量部をメチルエチルケトン50.4質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液を、ベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の共重合体(I−2)を得た。
得られた共重合体(I−2)の構成単位の含有比率は、H−NMRにより測定した。測定条件は以下の通りとした。
H−NMR)
得られた共重合体を重クロロホルムに溶解し、日本電子製H−NMR(JNM ECA−500)を用い、周波数500MHz、室温にてNMR測定を行なった。測定結果における、スチレン単位中のベンゼン環のプロトンピーク(7ppm付近)とマレイン酸無水物単位中のアルキル基のプロトンピーク(1〜3ppm付近)とメチルメタクリレート単位中のメチル基のプロトンピーク(0.5〜1ppm付近)の面積比から、共重合体中のスチレン単位とマレイン酸無水物単位とメチルメタクリレート単位のモル比を求めた。
その結果、得られた共重合体(I−2)の組成は、スチレン単位:50モル%、マレイン酸無水物単位:20モル%、メチルメタクリレート単位:30モル%であった。また、共重合体(I−2)の重量平均分子量MwをGPCで測定した結果、20万であった。
共重合体(I−3)
スチレン52.08質量部、マレイン酸無水物19.61質量部、メチルメタクリレート30.04質量部をそれぞれ準備した(ただし、混合はしなかった)。そして、スチレン52.08質量部、メチルメタクリレート30.04質量部、1,1−tert−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.03質量部、およびメチルアルコール5質量部を仕込んだ。次いで、70℃に加熱したマレイン酸無水物19.61質量部をさらに加えて、110℃で重合させて、ペレット状の共重合体(I−3)を得た。
得られた共重合体(I−3)の構成単位の含有比率は、H−NMRで測定した結果、スチレン単位:50モル%、マレイン酸無水物単位:20モル%、メチルメタクリレート単位:30モル%であった。また、共重合体(I−3)の重量平均分子量MwをGPCで測定した結果、20万であった。
共重合体(I−4)
各モノマーの仕込み量を表2に示されるように変更し、かつ重量平均分子量Mwが表2に示される値となるように合成条件を調整した以外は共重合体(I−3)と同様にして共重合体(I−4)を得た。
共重合体(I−5)〜(I−7)
環状酸無水物単量体(B)の種類を、表2に示される化合物に変更した以外は共重合体(I−2)と同様にして共重合体(I−5)〜(I−7)を得た。
共重合体(I−8)および(I−9)
共重合体の組成を表2に示されるように変更した以外は共重合体(I−2)と同様にして共重合体(I−8)および(I−9)を得た。
共重合体(I−10)〜(I−12)
合成条件を調整して、共重合体の重量平均分子量Mwを表2に示されるように変更した以外は共重合体(I−2)と同様にして共重合体(I−10)〜(I−12)を得た。
得られた共重合体(I−1)〜(I−11)について、2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有するかどうかを、以下の手順で評価した。
1)2以上の環状酸無水物単量体(B)が直接結合した多量体を質量分析してMSスペクトルαを得た。
2)測定対象の重合体について、GC/MS測定を行った。測定条件は、以下の通りとした。
(測定条件)
測定装置:SHIMADZU GC/MS−QP2010
熱分解炉温度:550℃、0.5min
カラム:Ultra ALLOY+ −5(0.25mmID×30m)
カラムオーブン温度:40℃−(2℃/min)−60℃−(20℃/min)−320℃(5min)
キャリアガス:ヘリウム
キャリアガス流量:1.0ml/min
3)GC/MS測定で得られた複数のMSスペクトルのうち、前記1)のMSスペクトルαと一致するものを特定した。そして、GC測定で得られるトータルイオンクロマトグラムにおいて、MSスペクトルαに対応するピークβがあれば、共重合体(I)が2以上の環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有すると判断した。
共重合体(I−1)〜(I−12)の組成と構造を表2にまとめた。表2中、Stはスチレンを示し;MMAはメチルメタクリレートを示す。また、環状酸無水物同士の結合((B)−(B)構造)を有する場合は「○」、有しない場合は「×」とした。
Figure 2015049331
表2に示されるように、共重合体(I−1)〜(I−2)および(I−5)〜(I−12)は、いずれも2つの環状酸無水物同士の結合((B)−(B)構造)に由来するピークが確認されたのに対し;共重合体(I−3)および(I−4)は、いずれも上記ピークが確認されなかった。
さらに、共重合体(I−2)と共重合体(I−4)について、トータルイオンクロマトグラムにおいて、「測定対象の重合体から検出される全ピークの面積の和」に対する「St−MMA」、「MAH−MAH」(2つの環状酸無水物同士の結合)、「St−MAH」および「St−St」に由来するピークの面積の割合をそれぞれ求めた。
その結果を表3に示す。表3において、Rtはリテンションタイム(min)を示す。
Figure 2015049331
表3に示されるように、共重合体(I−2)は、2つの環状酸無水物同士の結合((B)−(B)構造)に由来するピークの面積比率が0.21area%であるのに対し;共重合体(I−4)は、0area%であることがわかる。
2)樹脂2
(メタ)アクリル樹脂(II):下記表4に示される重合体(II−1)〜(II−7)
比較用重合体:下記表4に示される重合体(Y−1)
表4中のStはスチレンを示し;MMAは、メタクリル酸メチル、MAはアクリル酸メチルを示す。
Figure 2015049331
<スキン層>
1)樹脂1
セルロースエステル:アセチル基置換度2.86、重量平均分子量20万のセルローストリアセテート(TAC)
2)樹脂2
芳香族ビニル単量体単位を含む重合体(III):下記表5の重合体(III-1)〜重合体(III-7)
表5中のStはスチレンを示し;H−Stはヒドロキシスチレンを示し;MAHEは無水マレイン酸ハーフエステルを示し;MAHはマレイン酸無水物を示し;MMAはメチルメタクリレートを示す。
Figure 2015049331
2.偏光板保護フィルムの作製
(実施例1−1)
1)コア層用ドープの調製
下記成分を、ミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解させた。得られた溶液を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、コア層用ドープを得た。
(コア層用ドープの組成)
重合体(I−1)(スチレン/マレイン酸無水物/メチルメタクリレート=85/15/0、重量平均分子量20万):100質量部
紫外線吸収剤 2,2′−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール](株式会社ADEKA製のLA31、分子量659):3.0質量部
ジクロロメタン:406質量部
メタノール:61質量部
2)スキンA層用ドープの調製
下記成分をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解させた。得られた溶液を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、スキンA層用ドープを得た。
(スキン層A用ドープの組成)
セルローストリアセテート TAC(総置換度2.86、アセチル基置換度2.86、重量平均分子量20万):100質量部
重合体(III−1)(スチレン/無水マレイン酸ハーフエステル=50/50、重量平均分子量7000):20質量部
アエロジルR972(日本エアロジル(株)製、二酸化ケイ素微粒子(平均粒径15nm、マット剤):0.12重量部
クエン酸ハーフエチルエステル(扶桑化学工業(株)製、剥離促進剤):2質量部
ジクロロメタン:406質量部
メタノール:61質量部
3)スキンB層用ドープの調製
クエン酸の部分エチルエステル化合物(剥離促進剤)を含有させなかった以外は上記スキンA層用ドープの組成と同様にしてスキンB層用ドープを得た。
得られたコア層用ドープ、スキンA層用ドープおよびスキンB層用ドープを、走行する流延バンド上に、流延ダイから共流延(同時多層流延)した。共流延は、スキンA層用ドープが流延バンドに接するように行った。流延されたドープを、流延バンド上で乾燥させた後、剥ぎ取って膜状物を得た。剥ぎ取った直後の膜状物の残留溶剤量は約30質量%であった。得られた膜状物を、テンターでさらに乾燥させた。膜状物を、テンターにて延伸率30%まで延伸した後、140℃で60秒間緩和させた。それにより、スキンA層/コア層/スキンB層の3層構造を有する、膜厚40μmの長尺状の偏光板保護フィルム101を得た。
(実施例1−2、1−4)
コア層に含まれる樹脂1の種類を表6に示されるように変更した以外は実施例1−1と同様にして偏光板保護フィルム102および104を得た。
(実施例1−3)
コア層に含まれる樹脂1の種類を表6に示されるように変更し、かつ共重合体(II−1)をさらに添加した以外は実施例1−1と同様にして偏光板保護フィルム103を得た。
(実施例1−5〜1−8、1−10)
コア層に含まれる樹脂1の種類を表6に示されるように変更した以外は実施例1−3と同様にして偏光板保護フィルム105〜108および110を得た。
(実施例1−9)
コア層に含まれる樹脂1と樹脂2の比率(樹脂1/樹脂2)を表6に示されるように変更した以外は実施例1−5と同様にして偏光板保護フィルム109を得た。
(実施例1−11〜1−14)
コア層に含まれる樹脂2の種類および樹脂1と樹脂2の比率(樹脂1/樹脂2)を、表6に示されるように変更した以外は実施例1−5と同様にして偏光板保護フィルム111〜114を得た。このうち、実施例1−11では、さらにスキン層に含まれる重合体(III)の量を30質量%とした。
(実施例1−15〜1−18、比較例1−1〜1−2)
コア層の組成を、表6に示されるように変更した以外は実施例1−5と同様にして偏光板保護フィルム115〜120を得た。
(実施例1−19〜1−25)
スキン層に含まれる樹脂2の種類を、表6に示されるように変更した以外は実施例1−5と同様にして偏光板保護フィルム121〜127を得た。このうち、実施例1−25では、さらにコア層に含まれる樹脂2の種類を共重合体(II−3)とした。
(実施例1−26)
スキン層に含まれる樹脂2の量を、表6に示されるように変更した以外は実施例1−5と同様にして偏光板保護フィルム128を得た。
得られた偏光板保護フィルムのスリット時の切り粉の有無および引き裂き強度を、以下の方法で評価した。
(スリット時の切り粉)
得られた長尺状のフィルム両端部を、該フィルムの左右両端部にそれぞれ配置された2基のスリット装置にてスリットした。スリット装置は、円盤状の回転上刃と、ロール状の回転下刃とで構成されたものを用いた。回転上刃の材質は超鋼鋼材であり;回転上刃の直径は200mmであり;切断箇所の刃の厚みは0.5mmであった。ロール状の回転下刃の材質は超鋼鋼材であり;回転下刃のロール径は100mmであった。スリットされたフィルム断面を観察した。
◎:フィルム断面が平滑であり、切り粉の発生はなかった。
○:フィルム断面が比較的平滑であり、少量の切り粉の発生があったが、ほとんど問題ないレベルであった。
○△:フィルム断面が比較的平滑であり、一定量の切り粉の発生があったが、問題のないレベルであった。
△:フィルム断面に凹凸がみられ、切り粉の発生がみられた。
×:切り粉が発生し、フィルム断面の一部が剥がれかけていた。
(引き裂き強度)
得られた偏光板保護フィルムを切り取って、幅50mm×長さ64mmのサンプルフィルムを得た。得られたサンプルフィルムを、23℃55%RH下で24時間調湿した後、ISO6383/2−1983に準拠したエルメンドルフ引き裂き強度を測定した。
エルメンドルフ引き裂き強度は、東洋精機(株)F9経過重差だし引裂き試験機を用いて測定した。引き裂き強度は、23℃55%RH下で、フィルムの長さ方向(MD方向)に引き裂いた場合と、フィルムの幅方向(TD方向)に引き裂いた場合のそれぞれについて行い、それらの平均値を「引き裂き強度」とした。そして、引き裂き強度を、以下の基準に基づいて評価した。
◎:引き裂き強度が50mN以上
○:引き裂き強度が30mN以上50mN未満
△:引き裂き強度が20mN以上30mN未満
×:引き裂き強度が20mN未満
実施例1−1〜1−26および比較例1−1〜1−2の評価結果を表6に示す。各実施例/比較例において、樹脂1と樹脂2の合計量は100質量部とした。
Figure 2015049331
実施例1−1〜1−26の偏光板保護フィルムは、比較例1−1〜1−2の偏光板保護フィルムよりも、スリット時の切り粉が発生しにくいことがわかった。これは、実施例1−1〜1−26の偏光板保護フィルムは、スキン層/コア層間の密着性(層間密着性)が優れるためであると考えられる。
具体的には、コア層に含まれる共重合体(I)が2以上の環状酸無水物が互いに直接結合した構造を有する実施例1−5のフィルムは、共重合体(I)が2以上の環状酸無水物が互いに直接結合した構造を有しない実施例1−3のフィルムよりもスリット時に切り粉が発生しにくいことがわかる。これは、コア層に含まれる共重合体(I)が2以上の環状酸無水物が互いに直接結合した構造を有することで、環状酸無水物の特性が効果的に得られやすく、コア層とスキン層との間の層間密着性を高められたためと考えられる。
コア層に含まれる共重合体(I)の分子量が30万以上である実施例1−16と1−17のフィルムは、共重合体(I)の分子量が20万以上である実施例1−2のフィルムよりも引き裂き強度が高いことがわかる。これは、コア層に含まれる共重合体(I)の分子量を高くすることで、フィルムの脆さが低減され、引き裂き強度が高められたためと考えられる。
コア層が、(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含む実施例1−5のフィルムは、(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含まない実施例1−2のフィルムよりも引き裂き強度が高いことがわかる。これは、コア層が分子量の高い(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含むことで、フィルムの脆さが低減され、引き裂き強度が高められたためと考えられる。
コア層に含まれる(メタ)アクリル樹脂(II)の分子量が30万以上である実施例1−13のフィルムは、(メタ)アクリル樹脂(II)の分子量が20万である実施例1−12のフィルムよりも引き裂き強度が高いことがわかる。コア層に含まれる(メタ)アクリル樹脂(II)の分子量を高くすることで、フィルムの脆さが低減され、引き裂き強度が高められたためと考えられる。
スキン層が、スチレン単位を含む重合体(III)をさらに含む実施例1−19〜1−20のフィルムは、スチレン単位を含む重合体(III)を含まない実施例1−21のフィルムよりも、スリット時の切り粉が発生しにくいことがわかる。これは、スキン層がスチレン単位を含む重合体(III)をさらに含むことで、コア層とスキン層の相溶性が高まり、層間密着性が高められたためと考えられる。
スキン層に含まれる重合体(III)が、環状酸無水物単位をさらに含む実施例1−24のフィルムは、重合体(III)が環状酸無水物単位をさらに含まない実施例1−19のフィルムよりも、スリット時に切り粉が発生しにくいことがわかる。これは、重合体(III)が環状酸無水物単位をさらに含むことで、コア層とスキン層との相溶性が高まり、層間密着性が高められたためと考えられる。
3.位相差フィルムの作製
(位相差フィルムA)
下記成分を、ミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解させた後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、下記組成のコア層用ドープ、スキンB層用ドープおよびスキンA層用ドープをそれぞれ調製した。
(コア層用ドープの組成)
セルロースアセテート(総置換度2.45、アセチル基置換度2.45、重量平均分子量18万):100質量部
化合物C(リターデーション上昇剤):3質量部
化合物D(テレフタル酸/コハク酸/エタンジオール/プロパンジオール(80/20/50/50モル比)の縮合物の両末端をアセチルエステル基で封止したもの):10質量部
ジクロロメタン:406質量部
メタノール:61質量部
Figure 2015049331
(スキンB層用ドープの組成)
セルロースアセテート(総置換度2.93、アセチル基置換度2.93、重量平均分子量28万):100質量部
化合物E(テレフタル酸/コハク酸/エチレングリコール共重合体(50/50/100モル比)、分子量2000、リターデーション発現剤):4質量部
アエロジルR972(日本エアロジル(株)製、二酸化ケイ素微粒子(平均粒径15nm、マット剤):0.12重量部
クエン酸ハーフエチルエステル(扶桑化学工業(株)製、剥離促進剤):2質量部
ジクロロメタン:406質量部
メタノール:61質量部
(スキンA層用ドープの組成)
クエン酸の部分エチルエステル化合物(剥離促進剤)を含有させなかった以外は上記スキンB層用ドープの組成と同様とした。
得られたコア層用ドープ、スキンA層用ドープおよびスキンB層用ドープを、走行する流延バンド上に、流延ダイから共流延(同時多層流延)した。共流延は、スキンB層用ドープが流延バンドに接するように行った。流延したドープを、流延バンド上で乾燥させた後、剥ぎ取って膜状物を得た。剥ぎ取った直後の膜状物の残留溶剤量は約30質量%であった。得られた膜状物を、テンターでさらに乾燥させた。膜状物を、テンターにて延伸率30%まで延伸した後、140℃で60秒間緩和させて、スキンB層/コア層/スキンA層の3層構造を有する、膜厚40μmの位相差フィルムAを得た。
(位相差フィルムB)
得られた各ドープを、ミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解させた後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、下記組成のコア層用ドープ、スキンB層用ドープおよびスキンA層用ドープを、それぞれ調製した。
(コア層用ドープ)
セルロースアセテート(総置換度2.45、アセチル基置換度2.45、重量平均分子量18万):100質量部
化合物F(リターデーション上昇剤):3質量部
化合物G(コハク酸/アジピン酸/エチレングリコール共重合体(共重合比=3:2:5、分子量2000)、リターデーション低減剤):10質量部
ジクロロメタン:406質量部
メタノール:61質量部
Figure 2015049331
(スキンB層用ドープ)
セルロースアセテート(総置換度2.93、アセチル基置換度2.93、重量平均分子量28万):100質量部
化合物E(テレフタル酸/コハク酸/エチレングリコール共重合体(50/50/100モル比)、分子量2000、リターデーション発現剤):4質量部
アエロジルR972(日本エアロジル(株)製、二酸化ケイ素微粒子(平均粒径15nm、マット剤):0.12重量部
N−(2,6−ジエチルフェニルカルバモイルメチル)イミノジ酢酸:2質量部
ジクロロメタン:406質量部
メタノール:61質量部
(スキンA層用ドープ)
上記スキンB層用ドープの調製において、クエン酸の部分エチルエステル化合物(剥離促進剤)を含有させなかった以外は同様にして調製して、スキンA層用ドープを得た。
得られたコア層用ドープ、スキンA層用ドープ、スキンB層用ドープを用いた以外は前述の位相差フィルムAの作製と同様にして、スキンB層/コア層/スキンA層の3層構造を有する、膜厚40μmの位相差フィルムBを得た。
(位相差フィルムC)
位相差フィルムCとして、膜厚が40μmのシクロオレフィン樹脂フィルム(特開2006−235085号公報の実施例1に記載のフィルム)を準備した。
4.偏光板の作製
(実施例2−1)
1)偏光子の作製
厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルムを、35℃の水で膨潤させた。得られたフィルムを、ヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5gおよび水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、更にヨウ化カリウム3g、ホウ酸7.5gおよび水100gからなる45℃の水溶液に浸漬した。得られたフィルムを、延伸温度55℃、延伸倍率3倍の条件で一軸延伸した。この一軸延伸フィルムを、水洗した後、乾燥させて、厚さ10μmの偏光子を得た。
得られた偏光板保護フィルム101と位相差フィルムBを、それぞれ37℃に調温した4.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に1分間浸漬した後、水洗した。次いで、0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒間浸漬した後、さらに水洗した。そして、エアナイフによる水切りを数回行って水を落とした後、70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理した。
2)偏光板の作製
そして、上記作製した偏光子の一方の面に、アルカリケン化処理した前述の偏光板保護フィルム101を、PVA3%水溶液(クラレ社製、PVA−117H)を接着剤として貼り合わせた。同様に、偏光子の他方の面に、アルカリケン化処理した位相差フィルムBを、PVA3%水溶液(クラレ社製、PVA−117H)を接着剤として貼り合わせた。貼り合わせは、偏光子の透過軸と偏光板保護フィルム101の面内遅相軸とが平行になるように行った。貼り合わせた積層物を60℃で乾燥させて、偏光板201を得た。
(実施例2−2〜2−26、比較例2−1〜2−2)
保護フィルムと位相差フィルムの一方または両方の種類を表6に示されるように変更した以外は実施例2−1と同様にして偏光板202〜228を得た。
得られた偏光板のリワーク性を、以下の方法で評価した。
(リワーク性)
得られた偏光板を、吸収軸と平行に4cm角の大きさで切り取り、綜研化学社製粘着剤SK−2057を用いて、上記作製した偏光板保護フィルムがガラス板と接するように、ガラス板に貼り合わせた。この偏光板を、吸収軸に対して45°方向に剥離し、偏光板保護フィルムのスキン層とコア層の間の剥離の程度を、以下の基準で評価した。ランク○および◎が実用上好ましいレベルである。
◎:ガラス側に、偏光板保護フィルムのスキン層の剥げ残りが発生しない。
○:ガラス側に剥げ残った偏光板保護フィルムのスキン層の面積が貼り合わせ面積の1/4以下。
△:ガラス側に剥げ残った偏光板保護フィルムのスキン層の面積が貼り合わせ面積の1/4を超え、1/2以下。
×:ガラス側に剥げ残った偏光板保護フィルムのスキン層の面積が貼り合わせ面積の1/2を超える。
実施例2−1〜2−26、比較例2−1〜2−2の評価結果を表7に示す。
Figure 2015049331
実施例2−1〜2−26の偏光板は、比較例2−1および2−2の偏光板よりもリワーク性が高いことがわかる。
具体的には、偏光板保護フィルムにおいて層間密着性とフィルムの引き裂き強度の少なくとも一方が良好であるものは、偏光板のリワーク性が良好であることがわかる。特に、層間密着性とフィルムの引き裂き強度の両方が良好であった実施例2−11、2−16および2−17の偏光板のリワーク性は特に良好であることがわかる。
本発明によれば、芳香族ビニル系樹脂を主成分とするコア層と、セルロースエステルを主成分とするスキン層とを有する積層フィルムであって、十分な層間密着性を有する偏光板保護フィルムを提供することができる。
10 偏光板保護フィルム
11 コア層
13、15 スキン層
20 液晶表示装置
30 液晶セル
40 第一の偏光板
41 第一の偏光子
43 保護フィルム(F1)
45 保護フィルム(F2)
50 第二の偏光板
51 第二の偏光子と、
53 保護フィルム(F3)
55 保護フィルム(F4)
60 バックライト

Claims (12)

  1. 芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位と環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位とを含む共重合体(I)を含むコア層と、
    前記コア層の少なくとも一方の面に積層された、セルロースエステルを含むスキン層とを有する、偏光板保護フィルム。
  2. 前記共重合体(I)が、2以上の前記環状酸無水物単量体(B)が互いに直接結合した構造を有する、請求項1に記載の偏光板保護フィルム。
  3. 前記共重合体(I)の重量平均分子量が、30万以上100万以下である、請求項1または2に記載の偏光板保護フィルム。
  4. 前記コア層が、(メタ)アクリル樹脂(II)をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
  5. 前記(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量が、30万以上150万以下である、請求項4に記載の偏光板保護フィルム。
  6. 前記(メタ)アクリル樹脂(II)の重量平均分子量が、前記共重合体(I)の重量平均分子量よりも大きい、請求項4に記載の偏光板保護フィルム。
  7. 前記スキン層は、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を含む重合体(III)をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
  8. 前記重合体(III)は、環状酸無水物単量体由来の構造単位をさらに含む、請求項7に記載の偏光板保護フィルム。
  9. 芳香族ビニル単量体(A)由来の構造単位と環状酸無水物単量体(B)由来の構造単位とを含む共重合体(I)を含むコア層用ドープと、セルロースエステルを含むスキン層用ドープとを準備する工程と、
    前記コア層用ドープと前記スキン層用ドープを、支持体上に共流延した後、乾燥させて膜状物を得る工程と、
    前記膜状物を延伸する工程と、
    を含む、偏光板保護フィルムの製造方法。
  10. 偏光子と、請求項1〜8のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムとを含む、偏光板。
  11. 前記偏光子の厚みが5〜15μmである、請求項10に記載の偏光板。
  12. 液晶セルと、前記液晶セルを挟持する第一の偏光板および第二の偏光板とを含む液晶表示装置であって、
    前記第一の偏光板は、第一の偏光子と、前記第一の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置された偏光板保護フィルムF1とを含み、
    前記第二の偏光板は、第二の偏光子と、前記第二の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置された偏光板保護フィルムF4とを含み、
    前記偏光板保護フィルムF1と偏光板保護フィルムF4の少なくとも一方が、請求項1〜8のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムである、液晶表示装置。
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