JP5373557B2 - 光学用二軸延伸ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

本発明は、光学用二軸延伸ポリエステルフィルムに関する。

光学用二軸延伸ポリエステルフィルムには高度な透明性が要求される。二軸延伸ポリエステルフィルムは、未延伸フィルムを延伸して得られるが、フィルムの取り扱い性や強度を確保するためにフィルムの厚みを厚くしていくと、溶融ポリエステルをダイからキャスティングドラムの上に押出して未延伸フィルムを得る際に、未延伸フィルムの冷却が不足し、未延伸フィルム中に結晶が生成し、得られる二軸延伸フィルムは透明性の低いものになってしまう。

未延伸フィルム中の結晶の生成を抑制するためには、原料ポリエステルとして、共重合ポリエステルを用いればよく、この場合には未延伸フィルム中での結晶の生成は抑制され、得られる二軸延伸ポリエステルフィルムの結晶化を抑制することができる。

特開平１０−１３０４０４号公報 特開平１０−１６６４４０号公報

しかし、二軸延伸ポリエステルフィルムの結晶化を抑制するだけでは、近年の高精細な表示装置に用いることに適した高度な透明性を達成するためには不十分である。
本発明は、光学用途に適した高度な透明性を有する、光学用二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することを課題とする。

すなわち本発明は、エチレンテレフタレート単位が８２〜９２モル％を占め、ガラス転移温度が８０〜８５℃である共重合ポリエチレンテレフタレートからなり、該共重合ポリエチレンテレフタレート中に粒径５０ｎｍ以上の粒子を含有しないか、または含有するにしても該共重合ポリエチレンテレフタレートの重量を基準として３００ｐｐｍ以下で含有し、フィルムの厚みが２０〜４００μｍである光学用二軸延伸ポリエステルフィルムである。

本発明によれば、光学用途に適した高度な透明性を有する、光学用二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
［共重合ポリエチレンテレフタレート］
本発明における共重合ポリエチレンテレフタレートは、エチレンテレフタレート単位が８２〜９２モル％を占める共重合ポリエチレンテレフタレートである。

この共重合ポリエチレンテレフタレートの共重合成分としては、例えばナフタレンジカルボン酸、フェニル基上にバルキーな置換基を有するイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノールを用いることができ、さらに好ましくは２、６−ナフタレンジカルボン酸、ターシャリーブチルイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノール、特に好ましくは２、６−ナフタレンジカルボン酸を用いる。

これらの共重合成分の共重合量は合計で、全ジカルボン酸成分または全ジオール成分あたり８〜１８モル％、好ましくは１０〜１３モル％である。この範囲で上述の共重合成分を共重合することによって、フィルムのガラス転移温度が８０℃〜８５℃である共重合ポリエチレンテレフタレートフィルムを得ることができる。

［滑剤］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムは、滑剤を実質的に含まない共重合ポリエチレンテレフタレートからなることが好ましい。「滑剤を実質的に含まない」とは、滑剤として添加された不活性粒子を実質的に含有しないことを意味する。これは、換言すれば、滑剤としての不活性粒子を、製造工程のいかなる段階においても共重合ポリエチレンテレフタレートに添加しないことを意味し、また、触媒の残渣を積極的に共重合ポリエチレンテレフタレート中に析出させないことを意味する。

より定量的に表わせば、フィルムの共重合ポリエチレンテレフタレート中に、粒経５０ｎｍ以上の粒子を含有しないか、または含有するにしても共重合ポリエチレンテレフタレートの重量を基準として、高々３００ｐｐｍしか含有しないことを意味する。滑剤を実質的に含むと、フィルム表面に粗大突起が発生し、それにより光が散乱され、フィルムの透明性が低下する。

［ガラス転移温度］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムは、示差走査熱量計で測定したフィルムのガラス転移温度が８０℃〜８５℃である。８０℃未満であると透明性を向上する効果が十分に得られず、８５℃を超えると結晶性が低下し、耐熱性が劣る。

［固有粘度］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムのポリエステルの固有粘度は、好ましくは０．５５〜０．８６ｄｌ／ｇである。この範囲の固有粘度であることによって製膜時に装置にかかる押出負荷が小さく、厚み斑の小さいフィルムを得ることができる。

［色相］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムの透過カラーｂ^＊値は、好ましくは０．１０〜１．５０である。この範囲の透過カラーｂ＊値であることによって、良好な色相を得ることができ、着色がなく光学用途に好適である。

［フィルムの厚み］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムの厚みは２０〜４００μｍ、好ましくは５０〜３５０μｍ、さらに好ましくは１２５〜３００μｍである。２０μｍ未満であると機械的強度が不足し、４００μｍを超えるとフィルムの生産性が劣る。

［塗布層］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムは、その少なくとも片面に、高分子樹脂および微粒子からなる塗布層を有することが好ましい。塗布層を設け、塗布層に微細な滑剤を含有させることで、フィルムに適度な滑り性を付与することができる。
高分子樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂を用いることができ、好ましくはポリエステル樹脂を用いる。微粒子としては、好ましくは平均粒子径２０〜１５０ｎｍの無機もしくは有機微粒子を用いる。

［製造方法］
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムに用いる共重合ポリエチレンテレフタレートは、公知の方法を用いて製造することができる。
本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムは、例えば次のようにして製造することができる。共重合ポリエチレンテレフタレートを１４０〜１８０℃で２〜５時間乾燥後、押出機ホッパーに投入し、溶融温度２５０〜３００℃で溶融混練して押出し、キャスティングドラム上で急冷して未延伸フィルムを得る。この未延伸フィルムを、７７〜８５℃で予熱し、さらにＩＲヒーターにて加熱して縦方向に３．０〜３．６倍に延伸する。続いてテンターに供給し、１３０〜１４０℃にて横方向に３．０〜３．７倍に延伸する。得られた二軸延伸フィルムを２００〜２５０℃の温度で５秒間から１０分間熱固定することで得ることができる。

二軸延伸の方法としては、未延伸フィルムを、長手方向あるいは幅方向に延伸し、続いて先の延伸方向と直行する方向の延伸を行う逐次二軸延伸や、長手方向と幅方向に一度に延伸する同時二軸延伸などの方法を用いることができる。

以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。なお、物性の測定方法および評価方法は以下のとおりである。

（１）ヘーズ
サンプルフィルムのヘーズを、ＪＩＳ Ｋ７３６１に準じ、ヘーズ測定器（日本電色工業社製の商品名 ＮＤＨ―２０００）を用いて測定した。二軸延伸ポリエステルフィルムの任意の３点について全光線透過率（％）と散乱光透過率（％）を求めた。これら３点の平均値をそれぞれ全光線透過率Ｔｔ（％）と散乱光透過率Ｔｄ（％）とした。これらの数値から、へーズ（Ｔｄ／Ｔｔ×１００（％））を算出した。

（２）ガラス転移温度
示差走査熱量計（以下「ＤＳＣ」ということがある）の測定用のパンに２０ｍｇのフィルム試料を入れ、２９０℃の加熱ステージ上で５分間加熱溶融後、すばやく試料パンを氷の上に敷いたアルミ箔上で急冷固化し、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＤＳＣ Ｑ１００型示差走査熱量計を用い、昇温速度２０℃／分でガラス転移温度を測定し、これを、フィルムのポリエステルのガラス転移温度とした。

（３）機械的強度（Ｆ−５値）
サンプルフィルムを幅１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの長方形に切り出し、チャック間１００ｍｍにサンプルフィルムを装着し、ＪＩＳ−Ｃ２１５１に従って引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張試験を行い、５％伸張時の荷伸曲線の荷重を読み取った。測定は３回行い、平均値を結果とした。Ｆ−５値（Ｎ／ｍｍ^２）は、荷重を引張前のサンプル断面積で割って算出した。測定は温度２３±２℃、湿度５０±５％に調節された室内において行った。

［実施例１］
共重合成分として２，６−ジナフタレンカルボン酸成分を１２モル％含む共重合ポリエチレンテレフタレートを、１６０℃で４時間乾燥後、押出機ホッパーに投入し、溶融温度２７０℃で溶融し、溶融押出し、キャスティングドラム上で急冷して未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを、８２〜８４℃にて予熱し、さらに低速、高速のロール間で１５ｍｍ上方より８５０℃のＩＲヒーターにて加熱して縦方向に３．２倍に延伸した。続いて、テンターに供給し、１３８℃にて横方向に３．５倍に延伸して二軸延伸フィルムを得て、これを２４２℃の温度で５秒間熱固定し、厚み１８８μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。このフィルムの評価結果を表１にまとめる。

［比較例１］
実施例１において共重合成分を２，６−ナフタレンジカルボン酸成分１２モル％からイソフタル酸成分１１モル％に変えた以外は実施例１と同様にして、厚み１８８μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。このフィルムの評価結果を表１にまとめる。

［比較例２］
実施例１において共重合成分の２，６−ナフタレンジカルボン酸成分の量を１２モル％から１モル％に変えた以外は実施例１と同様にして、溶融押出、二軸延伸および熱固定して、厚み１８８μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。このフィルムの評価結果を表１にまとめる。

本発明の光学用二軸延伸ポリエステルフィルムは、光学用フィルムや光学用フィルムの表面保護フィルムとして好適に用いることができる。光学用フィルムとして、フラットパネルディスプレイのプリズムシートに例えば用いることができ、光学用フィルムの表面保護材として、フラットパネルディスプレイの偏光板保護フィルムとして例えば用いることができる。

Claims (4)

1. エチレンテレフタレート単位が８２〜９２モル％を占め、ガラス転移温度が８０〜８５℃である共重合ポリエチレンテレフタレートからなり、該共重合ポリエチレンテレフタレート中に粒径５０ｎｍ以上の粒子を含有しないか、または含有するにしても該共重合ポリエチレンテレフタレートの重量を基準として３００ｐｐｍ以下で含有し、フィルムの厚みが２０〜４００μｍである光学用二軸延伸ポリエステルフィルム。
2. 共重合ポリエチレンテレフタレートの共重合成分が、２、６−ナフタレンジカルボン酸、ターシャリーブチルイソフタル酸またはシクロヘキサンジメタノールである、請求項１記載の光学用二軸延伸ポリエステルフィルム。
3. フィルムの固有粘度が０．５５〜０．８６ｄｌ／ｇである、請求項１記載の光学用二軸延伸ポリエステルフィルム。
4. フィルムの少なくとも片面に、高分子樹脂および微粒子からなる塗布層が設けられた、請求項１記載の光学用二軸延伸ポリエステルフィルム。