JP4892319B2

JP4892319B2 - トリアセチルセルロースフィルム及びその製造方法

Info

Publication number: JP4892319B2
Application number: JP2006310223A
Authority: JP
Inventors: 秀史北野; 博文湯浅; 智成旅田; 浩隆中北
Original assignee: Okura Kogyo KK
Current assignee: Okura Kogyo KK
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: JP2008127401A

Description

本発明は、偏光板保護フィルムに好適に用いられるトリアセチルセルロースフィルム及びそれの製造方法に関する。

偏光板は、偏光子の両面に保護フィルムが設けられた構成になっている。これは、偏光子として、延伸配向したポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略称することがある。）フィルムにヨウ素もしくは二色染料を吸着させたものが用いられており、偏光子は延伸されていることから薄く、強度が弱くなっていることによるものである。したがって、偏光子を支える役目を果たすために保護フィルムには機械的強度があり、耐熱性、耐湿性に優れ、しかもＰＶＡフィルムに対する十分な接着性を有していることが要求されている。また、光学的特性としても透明性、光学等方性が優れていることが要求されており、それらの条件を満たすものとしてトリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣと略称することがある。）フィルムが多用されている。

近年、液晶ディスプレイの大型化に伴い、関連部材の大型化が進んでいる。偏光板に使用する保護フィルムについても大型化が求められており、大型液晶ディスプレイ用に使用しうる、すなわち広幅のＴＡＣフィルムを供給することが求められている。しかしながら現状では、ＴＡＣフィルムは主に１３３５ｍｍの膜幅で溶液流延製膜法を用いて作製され、これを用いて４２インチ以上の画面に適応させた場合、著しく収率が悪化する問題があり、収率を考慮した場合には継ぎはぎが必要となり、継ぎ目ができることによる問題が生じる。もちろん、溶液流延製膜法を用いて大型液晶ディスプレイ用の広幅のＴＡＣフィルムを作製することも可能であるが、設備投資に多額の費用がかかるばかりでなく、設備が完成するまでに時間がかかるという問題がある。

ＴＡＣフィルム等を延伸することについては、例えば、特許文献１には、ＴＡＣフィルムでは目的とする高いレターデーション値を付与ができないという問題を解決する方法として、ＴＡＣに代えて特別に処理したセルロースエステルを使用して溶液流延製膜法で製膜し、インラインで幅方向にテンター延伸して位相差フィルムが得られることが記載されている。また、特許文献２には、レターデーション値が３０ｎｍ乃至７０ｎｍの範囲であるＴＡＣフィルムが、溶液流延製膜法で製膜したＴＡＣフィルムを１４０℃で３０％延伸することで得られる旨が記載されている。しかしながら、これらの特許文献は、何れも光学異方性のフィルムを得ることが目的であって、拡幅することによって広幅の光学等方性を有するＴＡＣフィルムを得ることについては何等記載されていない。
特開２００５−４２０３９特開平７−２１８７２４

本発明は、大型液晶ディスプレイにも使用可能なトリアセチルセルロースフィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討を行った結果、特定の条件下で幅方向に延伸した場合に、延伸しているにも拘わらず未延伸ＴＡＣフィルムとほぼ同等の光学的特性を示すＴＡＣフィルムが得られることを見出し本発明に到った。

すなわち本発明は、
（１）幅方向に延伸してなる面内レターデーション値Ｒｅが１０ｎｍ以下、ヘイズ値（ＪＩＳＫ７１０５）が１．０％以下であるトリアセチルセルロースフィルムの製造方法において、未延伸のトリアセチルセルロースフィルムを、下記に示す（１）及び（２）式に示す条件で幅方向に延伸することを特徴とするトリアセチルセルロースフィルムの製造方法。
１．２≦Ｎ≦１．６・・・（１）
８７．５×Ｎ＋４８≦Ｔ≦１９５・・・（２）
ただし、Ｎ：延伸倍率、Ｔ：延伸温度（℃）を示す。

本発明のＴＡＣフィルムは、幅方向に延伸して、拡幅しているにも関わらず光学的特性において従来使用されていた偏光板保護フィルム用ＴＡＣフィルムとほぼ同等である。したがって、１３３５ｍｍ幅のＴＡＣフィルムから、大型液晶ディスプレイに使用する際に継ぎはぎをする必要がない広幅のＴＡＣフィルムを容易に提供することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムは、幅方向に延伸して得られるものであって、その面内レターデーション値Ｒｅが１０ｎｍ以下、ヘイズ値（ＪＩＳＫ７１０５）が１．０％以下である。

まず、本発明のＴＡＣフィルムは未延伸ＴＡＣフィルムを幅方向に未延伸ＴＡＣフィルムを延伸したものである。ここで使用する未延伸ＴＡＣフィルムとしては、市販されているＴＡＣフィルムが用いられ、通常、面内レターデーション値Ｒｅは２〜３ｎｍ、厚み方向レターデーション値Ｒｔｈは５０ｎｍ前後、膜厚は約８０μｍ、膜幅は１３３５ｎｍである。

本発明のＴＡＣフィルムは上記未延伸ＴＡＣフィルムを幅方向に延伸したものであるが、通常、延伸には横延伸機を用いて、下記に示す（１）及び（２）式に示す条件を満たす延伸倍率及び延伸温度で延伸するのが好ましい。横延伸機としてはクリップテンター方式が好ましく、応力が加われば、加わる程クリップ力が増す構造になっている。
１．２０≦Ｎ≦１．６０・・・（１）
８７．５×Ｎ＋４８≦Ｔ≦１９５・・・（２）
ただし、Ｎ：延伸倍率、Ｔ：延伸温度（℃）を示す。

延伸倍率（Ｎ）が１．２０未満では、ＴＡＣフィルムの拡幅という本発明の趣旨を達成できないので好ましくなく、１．６０を超えると白化や破断が起こりやすくなるので好ましくない。また、延伸温度（Ｔ）は所望する延伸倍率（Ｎ）に応じて、（２）式に基づき延伸温度（Ｔ）を設定するのであるが、上限の延伸温度を１９５℃以下、さらに１９０℃以下にするのが延伸の際の白化や破断が起こらないので好ましい。

得られるＴＡＣフィルムの膜幅は、未延伸ＴＡＣフィルムの膜幅と延伸倍率に起因するが、例えば１３３５ｍｍ幅の未延伸ＴＡＣフィルムを使用した場合、１．２倍の延伸で１５６２ｍｍ幅、１．６倍の延伸で２０９６ｍｍ幅のＴＡＣフィルムを得ることができる。

本発明の拡幅されたトリアセチルセルロースフィルムの膜厚は、５０〜７０μｍが好ましく、さらに５０〜６０μｍの範囲であることが好ましい。

このようにして得られる本発明のＴＡＣフィルムの光学的特性は、未延伸ＴＡＣフィルムの光学的特性とほぼ同等、すなわち波長５６８ｎｍにおける面内レターデーション値Ｒｅは１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下である。また、厚さ方向レターデーション値Ｒｔｈは２５〜５５ｎｍ、特に３０〜５０ｎｍであることが好ましい。
なお、フィルムの面内レターデーション値Ｒｅ及び厚み方向レターデーション値Ｒｔｈは、以下の式で定義される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
ただし、
ｎｘ：フィルムの遅相軸方向の屈折率
ｎｙ：進相軸方向の屈折率
ｎｚ：厚み方向の屈折率
ｄ：フィルムの膜厚（ｎｍ）とする。

さらに、本発明のトリアセチルセルロースフィルムのヘイズ値（ＪＩＳＫ７１０５）は１．０％以下、好ましくは０．５％以下である。ヘイズとは、曇り度を示しており数値が小さいほど透明性に優れている。また光線透過率（ＪＩＳＫ７１０５）は、９０％以上であることが好ましく、特に９３％以上であることが好ましい。

なお、本発明の拡幅されたＴＡＣフィルムの機械的特性は、未延伸ＴＡＣフィルムに比べると延伸方向（幅方向）の引張強度及びヤング率が上昇し、幅方向の引張伸びが減少することが認められた。

実施例及び比較例において、測定及びフィルムの特性評価は、下記の方法により行った。
＜レターデーション値（Ｒｅ，Ｒｔｈ）の測定＞
自動複屈折計ＫＯＢＲＡ−ＷＲ（王子計測機器(株)製）を用いて波長５６８ｎｍにおいて３次元屈折率測定を行い、遅相軸の横方向とのなす角度および遅相軸方向の屈折率ｎｘ、進相軸方向の屈折率ｎｙ、厚み方向の屈折率ｎｚを求める。面内方向のレターデーション値（Ｒｅ）及び厚み方向のレターデーション値（Ｒｔｈ）は前述のレターデーションの式から算出する。
＜ヘイズ及び光線透過率の測定＞
ＪＩＳＫ７１０５を準用して、ヘーズメーター（村上色彩研究所製）を用いて測定した。
＜引張強度及び引張伸びの測定＞
ＡＳＴＭＤ８８２−９５を準用して、オートグラフ（（株）島津製作所製）を用いて測定した。
＜ヤング率の測定＞
ＡＳＴＭＤ８８２−９５ａを準用して、オートグラフ（（株）島津製作所製）を用いて測定した。
＜引裂荷重の測定＞
ＪＩＳＫ７１２８−２を準用して、エルメンドルフ引裂試験機（（株）東洋精機製作所製）を用いて測定した。

実施例１−１１、比較例１−５
面内レターデーション値Ｒｅが２．４ｎｍ、厚み方向レターデーション値Ｒｔｈが４９．７ｎｍ、膜厚が７９μｍ、膜幅が１３３５ｎｍである未延伸ＴＡＣフィルムの両端をテンター延伸装置のクリップに把持させて、未延伸ＴＡＣフィルムを幅方向に表１に示す延伸温度、延伸倍率の延伸条件で一軸延伸して拡幅し、両端を２０ｍｍずつ切り落として拡幅したＴＡＣフィルムを得た。
得られたＴＡＣフィルムの幅、膜厚、光学的特性及び機械的特性を同じく表１に示す。ただし、ＭＤはフィルムの機械方向、ＴＤはフィルムの幅方向を示す。

表１から明らかなように、本発明にかかる実施例１〜１１のＴＡＣフィルムは何れも１５００ｍｍ以上の膜幅に拡幅されているのにも関わらず、面内レターデーション値Ｒｅが最大で６．６ｎｍと１０ｎｍ以下であり、ヘイズ値が０．５％以下、光学透過率が９３％以上であるのに対して、比較例１〜５は、面内レターデーション値Ｒｅが１０ｎｍ以下のものもあるが、ヘイズ値が最小で４．７３％もあり光学用途には使用できないものである。

また、未延伸ＴＡＣフィルムと本発明のＴＡＣフィルムの機械的特性を比較すると、未延伸ＴＡＣフィルムの幅（ＴＤ）方向の引張強度は１２２ＭＰａ、ヤング率は２４８０ＭＰａ、引張伸びは３９％に対して、本発明の拡幅されたＴＡＣフィルムの幅（ＴＤ）方向の引張強度は１４５〜１９１ＭＰａに、ヤング率は２９５０〜３６８０ＭＰａに上昇し、引張伸びは１４〜２７％に減少していた。

本発明によれば、１３３５ｍｍ幅のＴＡＣフィルムを幅方向に延伸することにより、広幅のＴＡＣフィルムの求められる分野、例えば、大型液晶ディスプレイなどに好適に利用することができる。

延伸倍率と延伸温度の関係を示す図である。

Claims

幅方向に延伸してなる面内レターデーション値Ｒｅが１０ｎｍ以下、ヘイズ値（ＪＩＳＫ７１０５）が１．０％以下であるトリアセチルセルロースフィルムの製造方法において、未延伸のトリアセチルセルロースフィルムを、下記に示す（１）及び（２）式に示す条件で幅方向に延伸することを特徴とするトリアセチルセルロースフィルムの製造方法。
１．２≦Ｎ≦１．６・・・（１）
８７．５×Ｎ＋４８≦Ｔ≦１９５・・・（２）
ただし、Ｎ：延伸倍率、Ｔ：延伸温度（℃）を示す。