JP4693094B2 - 位相差フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の位相差フィルムの製造方法は、下記一般式(I)で表される構造を含むポリビニルアセタール系樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融押出法によりシート状に成形して高分子フィルムを得る工程、および該高分子フィルムを延伸する工程を含む:
本発明に用いられる樹脂組成物は、上述した通り、上記一般式(I)で表される構造を含むポリビニルアセタール系樹脂を主成分とする。上記ポリビニルアセタール系樹脂は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂とアルデヒドまたはケトンとの縮合反応(アセタール化ともいう)によって得ることができる。上記ポリビニルアセタール系樹脂を主成分とする高分子フィルムは、光弾性係数が小さく、また、延伸することによって逆波長分散特性を示す位相差フィルムとすることができる。
上記ポリビニルアセタール系樹脂を主成分とする高分子フィルムを得る方法としては、溶融押出法が用いられる。平滑性、光学均一性(例えば、位相差値が面内にも厚み方向にも均一なフィルム)が良好な高分子フィルムが得られ、また、経済性、量産性にも優れるからである。本明細書において、「溶融押出法」とは、樹脂を押出機中で加熱して流動状態にし、それをダイから連続的に押し出して成形する方法をいう。
本発明に用いられる高分子フィルムの延伸方法としては、目的に応じて、任意の適切な延伸方法が採用され得る。具体例としては、縦一軸延伸法、横一軸延伸法、縦横同時二軸延伸法、縦横逐次二軸延伸法等の他、高分子フィルムの両面に収縮性フィルムを貼り合せて、ロール延伸機にて縦一軸延伸法により、加熱延伸する方法などが挙げられる。延伸手段としては、ロール延伸機、テンター延伸機や二軸延伸機等の任意の適切な延伸機が用いられ得る。好ましくは、上記延伸機は、温度制御手段を備える。加熱して延伸を行う場合には、延伸機の内部の温度を連続的に変化させてもよく、段階的に変化させてもよい。また、延伸工程は、2回以上に分割してもよい。延伸方向は、フィルム長手方向(MD方向)であってもよく、幅方向(TD方向)であってもよい。また、特開2003−262721号公報の図1に記載の延伸法を用いて、斜め方向に延伸(斜め延伸)してもよい。
本発明の製造方法によって得られる位相差フィルムの23℃における波長550nmの光で測定した透過率は、好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90%以上である。また、前述した高分子フィルムも同様の透過率を有することが好ましい。
Re=(nx−ny)×d …(i)
R40=(nx−ny’)×d/cos(φ) …(ii)
(nx+ny+nz)/3=n0 …(iii)
Rth=(nx−nz)×d …(iv)
φ =sin-1[sin(40°)/n0] …(v)
ny’=ny×nz[ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)]1/2 …(vi)
核磁気共鳴スペクトルメーター[日本電子(株)製 製品名「LA400」](測定溶媒;重DMSO溶媒、周波数;400MHz、観測核;1H、測定温度;25℃)を用い、0.83ppm、0.95−2.0ppm、3.5−5.0ppm、6.76ppmのピークより求めた。
(2)ガラス転移温度の測定:
示差走査熱量計[セイコー(株)製 製品名「DSC−6200」]を用いて、JIS K 7121(:1987)(プラスチックの転移温度測定方法)に準じた方法により求めた。具体的には、10mgの粉末サンプルを、窒素雰囲気下(ガスの流量;50ml/分)で昇温(加熱速度;10℃/分)させて2回測定し、2回目のデータを採用した。熱量計は、標準物質(インジウム)を用いて温度補正を行った。
(3)厚みの測定方法:
厚みが10μm未満の場合、薄膜用分光光度計[大塚電子(株)製 製品名「瞬間マルチ測光システム MCPD−2000」]を用いて測定した。厚みが10μm以上の場合、アンリツ製デジタルマイクロメーター「KC−351C型」を使用して測定した。
(4)位相差値(Re、Rth)の測定方法:
分光エリプソメーター[日本分光(株)製 製品名「M−220」]を用いて、23℃における波長550nmの光で測定した。なお、波長分散測定については、波長450nmおよび650nmの光も用いた。
(5)フィルムの平均屈折率の測定方法:
アッベ屈折率計[アタゴ(株)製 製品名「DR−M4」]を用いて、23℃における波長589nmの光で測定した屈折率より求めた。
(6)透過率の測定方法:
紫外可視分光光度計[日本分光(株)製 製品名「V−560」]を用いて、23℃における波長550nmの光で測定した。
(7)光弾性係数の測定方法:
分光エリプソメーター[日本分光(株)製 製品名「M−220」]を用いて、サンプル(サイズ2cm×10cm)の両端を挟持して応力(5N〜15N)をかけながら、サンプル中央の位相差値(23℃/波長550nm)を測定し、応力と位相差値の関数の傾きから算出した。
(8)吸水率の測定:
JIS K 7209(:2000)(プラスチックの吸水率および沸騰吸水率試験方法)に準じた方法により測定した。試験サンプルは50mm×50mmで、厚みが40μm〜100μmで行った。
5.0gのポリビニルアルコール系樹脂[日本合成化学(株)製 商品名「NH−18」(重合度;1800、ケン化度;99.0%)]を105℃で2時間乾燥させた後、95mlのジメチルスルホシキド(DMSO)に溶解した。ここに、3.78gの2,4,6−トリメチルベンズアルデヒド(メシトアルデヒド)、1.81gのプロピオンアルデヒド、および1.77gのp−トルエンスルホン酸・1水和物を加えて、40℃で4時間攪拌した。得られた反応生成物を、2.35gの炭酸水素ナトリウムを溶解させた2/1(体積/体積)の水/エタノール溶液に滴下し、再沈殿を行った。これをろ過して得られたポリマーをテトラヒドロフランに溶解して、ジエチルエーテル中に滴下し、再沈殿を行った。これをろ過して得られたポリマーを乾燥させて、7.89gの白色ポリマーを得た。上記白色ポリマーは、1H−NMRにより測定したところ、下記式(III)に示す構造(l:m:n=22:46:32)のポリビニルアセタール系樹脂であった。また、示差走査熱量計により、該白色ポリマーのガラス転移温度を測定したところ、102℃であった。
参考例1で得られたポリビニルアセタール系樹脂を80℃±1℃の空気循環式乾燥オーブン内で5時間乾燥させた後、該ポリビニルアセタール系樹脂を、40mm単軸押出機を用いて210℃で溶融し、400mm幅のTダイを用いてシート状に押出した。次いで、シート状に成形された溶融樹脂を、図2(a)に示す冷却用ロール(表面温度;98℃、90℃、80℃)で高温から低温へ徐々に冷却し、2m/分の引き取り速度で剥離して、幅300mm、厚み80μmの高分子フィルムを得た。この高分子フィルムの透過率は91%、吸水率は3%であった。この高分子フィルム(平均屈折率=1.50、Re[550]=2.0nm、Rth[550]=2.0nm)を、115℃±1℃の空気循環式乾燥オーブン内で、ロール延伸機を用いてフィルム長手方向に1.7倍、縦一軸延伸した。得られた位相差フィルムAの特性を、以下実施例2〜3のフィルム特性と併せて下記表1に示す。また、上記位相差フィルムAの一部を80℃±1℃の空気循環式乾燥オーブン内で放置し、100時間後のRe[550]を測定したところ、Re[550]の変化は2%未満であり、上記位相差フィルムAは、優れた位相差値の安定性を示した。
参考例1で得られたポリビニルアセタール系樹脂を80℃±1℃の空気循環式乾燥オーブン内で5時間乾燥させた後、該ポリビニルアセタール系樹脂100重量部に、液晶化合物[BASF社製 商品名「Paliocolor LC242」]5重量部を混合した樹脂組成物を調製した。該樹脂組成物を、40mm単軸押出機を用いて200℃で溶融し、400mm幅のTダイを用いてシート状に押出した。次いで、シート状に成形された溶融樹脂を、図2(a)に示す冷却用ロール(表面温度;98℃、90℃、80℃)で高温から低温へ徐々に冷却し、2m/分の引き取り速度で剥離して、幅300mm、厚み93μmの高分子フィルムを得た。この高分子フィルムの透過率は90%、吸水率は2%であった。この高分子フィルム(平均屈折率=1.51、Re[550]=2.2nm、Rth[550]=2.4nm)を、115℃±1℃の空気循環式乾燥オーブン内で、ロール延伸機を用いてフィルム長手方向に1.5倍、縦一軸延伸した。得られた位相差フィルムBの特性を、表1に示す。
実施例1と同様の方法により得られた、厚み180μmの高分子フィルム(平均屈折率=1.50、Re[550]=4.5nm、Rth[550]=4.6nm)の両側に、二軸延伸ポリプロピレンフィルム[東レ(株)製 商品名「トレファンE60−高収縮タイプ」(厚み60μm)]をアクリル系粘着剤(厚み15μm)を介して貼り合せた。その後、131℃±1℃の空気循環式乾燥オーブン内で、ロール延伸機を用いてフィルム長手方向に1.5倍、縦一軸延伸した。得られた位相差フィルムCの特性を、表1に示す。
ポリビニルアルコール系樹脂[日本合成化学(株)製 商品名「NH−18」(重合度;1800、ケン化度;99.0%)]を実施例1と同様の方法で、高分子フィルムを作製した。得られたフィルムは着色、白濁しており、透明なフィルムは得られなかった。
実施例1〜3に示すように、本発明の製造方法によって得られた位相差フィルムは、光弾性係数の絶対値が小さく、且つ、短波長ほど位相差値が小さい逆波長分散特性を示した。実施例2に示すように、特定構造を含むポリビニルアセタール系樹脂に、液晶化合物を添加した樹脂組成物を用いた場合は、延伸配向性がさらに向上し、従来の位相差フィルムに比べ、格段に薄い厚みで、λ/2やλ/4の位相差値を達成できた。また、実施例3に示すように、特定構造を含むポリビニルアセタール系樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融押出法によりシート状に成形して得られた高分子フィルムは、成形加工性に優れるため、nx>nz>ny(0nm<Rth[550]<Re[550])を満たす位相差フィルムに加工することができた。
201 ホッパ
202 シリンダ
203 スクリュ
204 加熱手段
210 押出機駆動装置
220 ブレーカプレート
230 押出ダイ
300 高分子フィルム
301 溶融樹脂
302、303、304、305、306、307 冷却用ロール
310 剥離用ロール
320 冷却用ベルト
321、322、323 保持用ロール
330 金属ドラム
401 第1の繰り出し部
402 高分子フィルム
403 第2の繰り出し部
404、406、415、417 収縮性フィルム
407、408 ラミネートロール
409 温度制御手段
410、411、412、413 ロール
418 位相差フィルム
Claims (5)
- 下記一般式(I)で表される構造を含むポリビニルアセタール系樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融押出法によりシート状に成形して高分子フィルムを得る工程、および該高分子フィルムを延伸倍率1.1倍〜2.5倍で延伸することにより、短波長ほど位相差値が小さい位相差フィルムを得る工程を含む、位相差フィルムの製造方法:
- 前記ポリビニルアセタール系樹脂が、下記一般式(II)で表される構造である、請求項1に記載の位相差フィルムの製造方法:
- 前記樹脂組成物が、前記ポリビニルアセタール系樹脂100に対し、液晶化合物を0を超え20(重量比)以下含む、請求項1または2に記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記樹脂組成物を溶融する温度が170℃〜250℃である、請求項1から3のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記高分子フィルムの厚みが20μm〜300μmである、請求項1から4のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。
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