JP5631241B2 - 樹脂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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Description
一般式(1)
X−L−(R1)n
(一般式(1)中、Xは酸解離定数が5.5以下の酸性基を表し、Lは単結合または2価以上の連結基を表し、R1は水素原子、炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアルキニル基、炭素数6〜30のアリール基または環員数6〜30の複素環基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nはLが単結合の場合は1であり、Lが2価以上の連結基の場合は(Lの価数−1)である。)
[2] 前記一般式(1)におけるXが、カルボキシル基、スルフォン酸基、スルフィン酸基、リン酸基、スルフォンイミド基、アスコルビン酸基を有することを特徴とする[1]に記載の樹脂フィルム。
[3] 一般式(1)におけるLが単結合、あるいは、下記群から得られるユニットまたはこれらのユニットを組み合わせて得られる2価以上の連結基であることを特徴とする[1]または[2]に記載の樹脂フィルム。
ユニット:−O−、−CO−、−N−(R2)−(但し、前記R2は炭素数1〜5のアルキル基)、−CH(OH)−、−CH2−、−CH=CH−、−SO2−。
[4] 前記一般式(1)で表される有機酸が、下記一般式(2)で表されるカルボン酸誘導体であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか一項の樹脂フィルム。
[5] 前記一般式(1)で表される有機酸が、多価アルコール1分子に脂肪酸1分子と多価カルボン酸1分子がエステル結合した構造を有しており、多価カルボン酸由来の無置換のカルボキシル基を少なくとも1つ有することを特徴とする[1]〜[4]のいずれか一項の樹脂フィルム。[6] 前記樹脂としてセルロースアシレートを5〜99質量%含むことを特徴とする[1]〜[5]のいずれか一項に記載の樹脂フィルム。
[7] 前記セルロースアシレートの全アシル置換度が1.0以上2.6未満であることを特徴とする[6]に記載の樹脂フィルム。
[8] 前記樹脂としてアクリル樹脂を1〜95質量%含むことを特徴とする[1]〜[7]のいずれか一項に記載の樹脂フィルム。
[9] 一方のフィルム表面から深さ5μmの領域における前記一般式(1)で表される有機酸の濃度と、反対側のフィルム表面から深さ5μmまでの領域における前記一般式(1)で表される有機酸の濃度が、下記式(2)の関係を満たすことを特徴とする[1]〜[8]のいずれか一項に記載の樹脂フィルム。
式(2)
1.2≦(有機酸の濃度が高い側のフィルム表面における表面から深さ5μmまでの領域の有機酸の平均濃度)/(有機酸の濃度が低い側のフィルム表面における表面から深さ5μmまでの領域の有機酸の平均濃度)≦5.0
[10] 樹脂と、該樹脂に対して0.1質量%〜20質量%の下記一般式(1)で表される有機酸とを含有するドープを金属支持体上に流涎して、ドープ膜を形成する工程と、前記ドープ膜を前記金属支持体から剥ぎ取る工程とを含むことを特徴とする樹脂フィルムの製造方法。
一般式(1)
X−L−(R1)n
(一般式(1)中、Xは酸解離定数が5.5以下の酸性基を表し、Lは単結合または2価以上の連結基を表し、R1は水素原子、炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアルキニル基、炭素数6〜30のアリール基または環員数6〜30の複素環基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nはLが単結合の場合は1であり、Lが2価以上の連結基の場合は(Lの価数−1)である。)
[11] 前記一般式(1)におけるXが、カルボキシル基、スルフォン酸基、スルフィン酸基、リン酸基、スルフォンイミド基、アスコルビン酸基を有することを特徴とする[10]に記載の樹脂フィルムの製造方法。
[12] 一般式(1)におけるLが単結合または2価以上の連結基を表し、下記群から得られるユニットを組み合わせて得られる連結基であることを特徴とする[10]または[11]に記載の樹脂フィルムの製造方法。
ユニット:−O−、−CO−、−N−(R2)−(但し、前記R2は炭素数1〜5のアルキル基)、−CH(OH)−、−CH2−、−CH=CH−、−SO2−。
[13] 前記一般式(1)で表される有機酸が、多価アルコール1分子に脂肪酸1分子と多価カルボン酸1分子がエステル結合した構造を有しており、多価カルボン酸由来の無置換のカルボキシル基を少なくとも1つ有することを特徴とする[10]〜[12]のいずれか一項の樹脂フィルムの製造方法。
[14] 前記樹脂としてセルロースアシレートを5〜99質量%含むことを特徴とする[10]〜[13]のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
[15] 前記セルロースアシレートの全アシル置換度が1.0以上2.6未満であることを特徴とする[14]に記載の樹脂フィルム。
[16] 前記樹脂としてアクリル樹脂を1〜95質量%含むことを特徴とする[10]〜[15]のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
[17] 少なくとも2層以上のドープを前記金属支持体上に共流延し、前記一般式(1)で表される有機酸を前記金属支持体面に接する層用のドープまたは空気界面の層用のドープのいずれか一方にのみ添加することを特徴とする[10]〜[16]のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
[18] [10]〜[17]のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法で製造されたことを特徴とする樹脂フィルム。
[19] [1]〜[9]および[18]のいずれか一項に記載の樹脂フィルムを含む偏光板保護フィルム。
[20] [19]に記載の偏光板保護フィルムを少なくとも1枚含むことを特徴とする偏光板。
[21] [19]の記載の偏光板保護フィルムまたは[20]に記載の偏光板を少なくとも1枚含むことを特徴とする液晶表示装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の樹脂フィルム(以下、本発明のフィルムとも言う)は、樹脂と、該樹脂に対して0.1質量%〜20質量%の下記一般式(1)で表される有機酸とを含有することを特徴とする。
一般式(1)
X−L−(R1)n
(一般式(1)中、Xは酸解離定数が5.5以下の酸性基を表し、Lは単結合または2価以上の連結基を表し、R1は水素原子、炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアルキニル基、炭素数6〜30のアリール基または環員数6〜30の複素環基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nはLが単結合の場合は1であり、Lが2価以上の連結基の場合は(Lの価数−1)である。)
以下、本発明のフィルムの好ましい態様を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
本発明のフィルムに用いられる樹脂については、特に制限はなく、公知の偏光板保護フィルム用に用いられる樹脂などを用いることができる。その中でも、本発明ではセルロースアシレートまたはアクリル樹脂が好ましい。本発明によれば、従来金属支持体からの剥ぎ取り性が悪いため、安価であっても用いられていなかった樹脂を溶液製膜することができるため、セルロースアシレートまたはアクリル樹脂の中でも安価な樹脂を用いることがより好ましい。
以下、本発明のフィルムに用いられる樹脂について説明する。
アシレート原料のセルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ(広葉樹パルプ,針葉樹パルプ)などがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースアシレートでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細な記載は、例えば、丸澤、宇田著、「プラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂」日刊工業新聞社(1970年発行)や発明協会公開技報公技番号2001−1745号(7頁〜8頁)に記載のセルロースを用いることができる。
本発明に用いられるアクリル樹脂としては、国際公開特許2009/084295号公報に記載のアクリル樹脂を用いることができる。その中でも、国際公開特許2009/084295号の[0067]−[0075]に記載の態様のアクリル樹脂を用いることが好ましい。
本発明のフィルム中、アクリル樹脂とセルロースアシレート樹脂は、95:5〜5:95の質量比で含有されることが好ましく、さらに好ましくは90:10〜10:90であり、最も好ましくは80:20〜20:80である。
(一般式(1)で表される有機酸)
本発明のフィルムは、前記一般式(1)で表される有機酸を、剥離促進剤として含む。
一般式(1)
X−L−(R1)n
(式中、Xは酸解離定数が5.5以下の酸性基を表し、Lは単結合または2価以上の連結基を表し、R1は炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアルキニル基、炭素数6〜30のアリール基または環員数6〜30の複素環基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nはLが単結合の場合は1であり、Lが2価以上の連結基の場合は(Lの価数−1)である。)
さらに、酸性基である前記X部分が支持体の金属表面に付着し、特定の構造の疎水性基である前記R1部分が支持体の金属表面を酸素等の酸化剤からブロックすることにより、前記R1の範囲から外れる疎水性基を有する有機酸に比べて、金属の腐食を防止することができる。
以下、本発明のフィルムに用いることができる剥離促進剤について説明する。
本明細書中、酸解離定数としては、化学便覧、丸善株式会社刊に記載の値を採用する。
R1はさらに好ましくは、炭素数6〜24のアリール基、環員数6〜24の複素環基、炭素数8〜24のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基であり、最も好ましくは炭素数6〜20のアリール基、環員数6〜20の複素環基、炭素数10〜24の直鎖のアルキル基、アルケニル基である。
ユニット:−O−、−CO−、−N(R2)−(前記R2は炭素数1〜5のアルキル基)、−CH=CH−、−CH(OH)−、−CH2−、−SO2−。
一般式(1)におけるLは、単結合、エステル基由来の連結基(−COO−、−OCO−)、またはアミド基由来の連結基(−CON(R2)−、−N(R2)CO−)を部分構造として有することが特に好ましい。
また、前記Lは、さらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限はなく前記R1が有していてもよい置換基を挙げることができるが、その中でも−OH基またはアルキル基(より好ましくはカルボキシル基で置換されたアルキル基)が好ましい。
また、前記R2はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限はなく前記R1が有していてもよい置換基を挙げることができるが、その中でもカルボキシル基が好ましい。
これらの中でも、前記Lはグリセリン由来の基またはイミノジ酢酸(−N(CH2COOH)(CH2COOH))由来の基を含む連結基であることがより好ましい。
前記Lとしては、具体的に以下の構造であることが好ましい。但し、以下においてp、q、rはそれぞれ1〜40の整数を表し、1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜6であることが特に好ましい。また、qは2〜4であることがより特に好ましい。
L2: −(CH2)p−CO−O−(CH2)q−(CH(OH))−(CH2)r−O−;
L3: −(CH2)p−CO−O−(CH2)q−(CH(OCO−R3))−(CH2)r−O−;
L4: −(CH2)p−CO−O−(CH2)q−(CH(OH))−(CH2)r−O−CO−;
−(CH2)p−CO−O−(CH2)q−(CH(OCO−R3))−(CH2)r−O−CO−;
L5:−(CH2)p−N(CH2COOH)−;
L6: −(CH2)p−N(CH2COOH)−(CH2)q−;
L7: −(CH2)p−N(CH2COOH)−(CH2)q−O−;
L8: −(CH2)p−N(CH2COOH)−(CH2)q−CONH−;
L9: −(CH2)p−N(CH2COOH)−(CH2)q−CONH−(CH2)r−;
L10: −(CH2)p−N(CH2COOH)−CO−;
L11: −(CH2)p−N(CH2COOH)−CO−CH(CH2COOH)−;
L12: −(CH2)p−N(CH2COOH)−SO2−。
前記Lと前記Xはエステル結合またはアミド結合で結合していることが好ましく、エステル結合で結合していることがより好ましい。また、前記Xにはエステル結合やアミド結合が存在しない方が好ましい。
前記Lと前記R1はエステル結合、エーテル結合またはアミド結合で結合していることが好ましく、エステル結合またはアミド結合で結合していることがより好ましく、エステル結合で結合していることが特に好ましい。また、前記R1にはエステル結合やエーテル結合やアミド結合が存在しない方が好ましい。
《脂肪酸》
ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレン酸、ウンデカン酸。
《アルキル硫酸》
ミリスチル硫酸、セチル硫酸、オレイル硫酸。
《アルキルベンゼンスルフォン酸》
ドデシルベンゼンスルフォン酸、ペンタデシルベンゼンスルフォン酸。
《アルキルナフタレンスルフォン酸》
セスキブチルナフタレンスルフォン酸、ジイソブチルナフタレンスルフォン酸。
《ジアルキルスルフォコハク酸》
ジオクチルスルフォコハク酸、ジヘキシルスルフォコハク酸、ジシクロヘキシルコハク酸、ジアミルスルフォコハク酸、ジトリデシルシクロコハク酸。
前記一般式(1)で表される有機酸は、下記一般式(2)で表される多価カルボン酸であることが好ましい。
一般式(2)
R4が表す基の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、水酸基、アシルオキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホニル基、スルファモイル基、スルフォンアミド基、カルボキシル基等が挙げられる。R4が表す基の置換基として、より好ましくは、アルキル基、アシル基、アリール基、カルバモイル基、であり、さらに好ましくは、アリール基、カルバモイル基である。
R4が表す基の置換基は、さらに置換基を有していてもよく、該置換基の好ましい範囲は前記R4が表す基の置換基の好ましい範囲と同様である。
また、R4として最も好ましいのは、アリール基を置換基として有する炭素数1〜24のアルキル基、または、カルバモイル基を置換基として有する炭素数1〜24のアルキル基であり、該カルバモイル基はアリール基で置換されていることが好ましい。さらに該アリール基は炭素数1〜10のアルキル基で置換されていることが好ましく、炭素数1〜8のアルキル基で置換されていることが最も好ましい。
前記一般式(1)で表される有機酸は、多価有機酸の一部誘導体であることが好ましい。本明細書中、多価有機酸の一部誘導体とは、多価アルコール1分子に脂肪酸1分子と多価有機酸がエステル結合した構造を有しており、多価カルボン酸由来の無置換の酸性基を少なくとも1つ有する化合物のことを言う。なお、本明細書中、脂肪酸とは、脂肪族モノカルボン酸を意味する。すなわち、本明細書中における脂肪酸は、いわゆる高級脂肪酸に限定されるものではなく、酢酸やプロピオン酸などの炭素数12以下の低級脂肪酸も含まれる。
前記多価有機酸の一部誘導体は、多価カルボン酸の一部誘導体であることが好ましい。すなわち、前記一般式(1)で表される有機酸は、多価アルコール1分子に脂肪酸1分子と多価カルボン酸1分子がエステル結合した構造を有しており、多価カルボン酸由来の無置換のカルボキシル基を少なくとも1つ有することが好ましい。前記多価カルボン酸の一部誘導体に用いられる多価カルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、コハク酸、クエン酸、酒石酸、ジアセチル酒石酸、リンゴ酸、アジピン酸が好ましい。
その中でも、有機酸モノグリセリドまたは有機酸ジグリセリドがより好ましく、有機酸モノグリセリドがより特に好ましい。本明細書中における有機酸モノグリセリドとは、グリセリンの3個の水酸基のうち1個が脂肪酸とエステル結合を作っており、残りの水酸基のうち1個または2個が多価有機酸とエステル結合を作っており、該多価有機酸由来の酸性基を有する構造の化合物のことを言う。本明細書中における有機酸ジグリセリドとは、グリセリンの3個の水酸基のうち2個が脂肪酸とエステル結合を作っており、残りの水酸基1個が多価有機酸とエステル結合を作っており、該多価有機酸由来の酸性基を有する構造の化合物のことを言う。
前記有機酸モノグリセリドの中でも、グリセリンの3個の水酸基のうち1個が脂肪酸とエステル結合を作っており、残りの水酸基のうち1個が無置換の水酸基であり、残りの水酸基1個が多価有機酸とエステル結合を作っており、該多価有機酸由来の酸性基を有する構造の化合物であることがより特に好ましい。前記有機酸モノグリセリドの脂肪酸とエステル結合している水酸基は非対称の位置(いわゆるαモノグリセリドの位置)であることが好ましく、前記有機酸モノグリセリドの多価有機酸とエステル結合している水酸基は同様に非対称の位置(いわゆるαモノグリセリドの位置)であることが好ましい。すなわち、前記有機酸モノグリセリドの中でも、無置換の水酸基を有し、かつ脂肪酸とエステル結合している水酸基の直結する炭素原子と、多価有機酸とエステル結合している水酸基の直結する炭素原子とが隣り合わない構造の化合物であることが好ましい。
前記多価カルボン酸のモノグリセリドに用いられる前記脂肪酸は限定されないが、炭素数8〜22の飽和または不飽和の脂肪酸が好ましく、具体的には、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸等があげられる。
反応は、通常、無溶媒条件下で行われ、例えば無水コハク酸と炭素数18の脂肪酸モノグリセリドの反応では、温度120℃前後においえて90分程度で反応が完了する。かくして得られた有機酸モノグリセリドは、通常、有機酸、未反応モノグリセリド、ジグリセリド、及びその他オリゴマーを含む混合物となっている。本発明においては、このような混合物のまま使用してもよい。
前記カルボキシル基含有有機酸モノグリセリドの純度を高めたい場合は、上記のような混合物中のカルボキシル基含有有機酸モノグリセリドを蒸留等により精製すればよく、また、純度の高いカルボキシル基含有有機酸モノグリセリドとしては、蒸留モノグリセリドとして市販されているものを使用できる。前記カルボキシル基含有有機酸モノグリセリドの市販品としては、例えば、理研ビタミン(株)社製ポエムK−37V(グリセリンクエン酸オレイン酸エステル)、花王社製ステップSS(グリセリンステアリン酸/パルミチン酸コハク酸エステル)等があげられる。
本発明のフィルムに含まれる前記一般式(1)で表される有機酸の添加量は、前記樹脂に対して0.1質量%〜20質量%の割合であり、0.5質量%〜10質量%であることが特に好ましく、0.6質量%〜5質量%であることがより特に好ましく、1.5質量%〜5質量%であることがより特に好ましい。
添加量が0.1%以上であれば偏光子耐久性改良効果および剥離性改良効果が十分となる。また、20質量%以下の添加量であれば、高温高湿経時において有機酸がブリードアウトし難く、偏光板の直交透過率が上昇しにくく、好ましい。
本発明のフィルムに含まれる前記一般式(1)で表される有機酸の濃度は、フィルム100gあたり0.2〜40mmolであることが好ましく、0.5〜5mmolであることがより好ましく、0.6〜4.5mmolであることが特に好ましく、0.8〜4.0mmolであることがより特に好ましい。
本発明のフィルムは、一方のフィルム表面から深さ5μmの領域における前記一般式(1)で表される有機酸の濃度と、反対側のフィルム表面から深さ5μmまでの領域における前記一般式(1)で表される有機酸の濃度が、下記式(2)の関係を満たすことが、前記樹脂の分子量の低下を改善する観点から、好ましい。
式(2)
1.2≦(有機酸の濃度が高い側のフィルム表面における表面から深さ5μmまでの領域の有機酸の平均濃度)/(有機酸の濃度が低い側のフィルム表面における表面から深さ5μmまでの領域の有機酸の平均濃度)≦5.0
前記不等式(2)の下限値は、1.5であることがより好ましく、2.0であることが特に好ましい。前記不等式(2)の上限値は、4.5であることがより好ましく、4.0であることが特に好ましい。
前記一般式(1)で表される有機酸に加え、本発明のフィルムに公知の剥離促進剤を添加してもよい。前記公知の剥離促進剤としては、例えば特開2006−45497号公報の段落番号0048〜0069に記載の化合物を好ましく用いることができる。
多価カルボン酸エステルとしては、特開2006−45497号公報の段落番号0049に記載の化合物を好ましく用いることができる。
前記界面活性剤としては、特開2006−45497号公報の段落番号0050〜0051に記載の化合物を好ましく用いることができる。
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、前記キレート剤としては、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、特開2005―68246、特開2006−306969の公報または明細書に記載の化合物を用いることができる。
本発明のフィルムに含まれる全ての剥離促進剤の合計添加量は、前記樹脂に対して0.001質量%(10ppm)〜20質量%(200000ppm)の割合が好ましく、0.005質量%(50ppm)〜15質量%(150000ppm)であることがより好ましく、0.01質量%(100ppm)〜10質量%(100000ppm)であることが特に好ましく、0.03質量%(300ppm)〜10質量%(100000ppm)であることが特により好ましく、0.1質量%(1000ppm)〜5質量%(50000ppm)であることがさらにより特に好ましい。
本発明のフィルム中には、前記剥離促進剤以外の添加剤として、重縮合ポリマー、レターデーション調整剤(レターデーション発現剤およびレターデーション低減剤);フタル酸エステル、リン酸エステルなどの可塑剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤;マット剤などの添加剤を加えることもできる。
本発明のフィルムは、重縮合ポリマーを含むことが、ヘイズ低減の観点から好ましい。
以下、本発明に用いられる重縮合ポリマーである高分子量添加剤について、その具体例を挙げながら詳細に説明するが、重縮合ポリマーである高分子量添加剤がこれらのものに限定されるわけでないことは言うまでもない。
また、前記重縮合ポリマーは、非リン酸エステル系のエステル系化合物であることが好ましい。但し、前記「非リン酸エステル系のエステル系化合物」は、リン酸エステルを含まず、エステル系である、化合物を意味する。
前記高分子量添加剤添加剤の両末端がカルボン酸やOH基とならないように、モノアルコール残基やモノカルボン酸残基で保護することが好ましい。
この場合、モノアルコールとしては炭素数1〜30の置換、無置換のモノアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、デカノール、ドデカノール、ドデカヘキサノール、ドデカオクタノール、アリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコール、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどの置換アルコールなどが挙げられる。
炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,8−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等がある。これらの中でも好ましい芳香族ジカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、である。
本発明ではレターデーション低減剤として、リン酸系であるエステル系の化合物や、セルロースアシレートフィルムの添加剤として公知の非リン酸エステル系の化合物以外の化合物を広く採用することができる。
該公報一般式(1)の化合物は、スルホニルクロリド誘導体とアミン誘導体との縮合反応により得ることができる。
上記添加量を30質量%以下とすることにより、セルロース系樹脂との相溶性を向上させることができ、白化を抑制させることができる。2種類以上のレターデーション低減剤を用いる場合、その合計量が、上記範囲内であることが好ましい。
本発明のフィルムは、レターデーション値を発現するために、前記低置換度層に少なくとも1種のレターデーション発現剤を含有することが好ましい。前記レターデーション発現剤としては、特に制限はないが、棒状または円盤状化合物からなるものや、前記非リン酸エステル系の化合物のうちレターデーション発現性を示す化合物を挙げることができる。上記棒状または円盤状化合物としては、少なくとも二つの芳香族環を有する化合物をレターデーション発現剤として好ましく用いることができる。
棒状化合物からなるレターデーション発現剤の添加量は、セルロースアシレートを含むポリマー成分100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、0.5〜20質量部であることがさらに好ましい。前記レターデーション発現剤中に含まれる円盤状化合物が、前記セルロースアシレート100質量部に対して3質量部未満であることが好ましく、2質量部未満であることがより好ましく、1質量部未満であることが特に好ましい。
円盤状化合物はRthレターデーション発現性において棒状化合物よりも優れているため、特に大きなRthレターデーションを必要とする場合には好ましく使用される。2種類以上のレターデーション発現剤を併用してもよい。
レターデーション発現剤は、250〜400nmの波長領域に最大吸収を有することが好ましく、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。
本発明に用いられる可塑剤としては、セルロースアシレートの可塑剤として知られる多くの化合物も有用に使用することができる。可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DEPおよびDPPが特に好ましい。
本発明においてはセルロースアシレート溶液に公知の劣化(酸化)防止剤、例えば、2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4、4'−チオビス−(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、1、1'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2、2'−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2、5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などのフェノール系あるいはヒドロキノン系酸化防止剤を添加することができる。さらに、トリス(4−メトキシ−3、5−ジフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、ビス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系酸化防止剤をすることが好ましい。劣化防止剤の添加量は、セルロース系樹脂100質量部に対して、0.05〜5.0質量部を添加する。
本発明においてはセルロースアシレート溶液に、偏光板または液晶等の劣化防止の観点から、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な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く用いられる。本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロ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などが挙げられる。ヒンダードフェノール系化合物の例としては、2、6−ジ−tert−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−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイトなどが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、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−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、4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3、5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1、3、5−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、(2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2、6−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕などが挙げられる。これらの紫外線防止剤の添加量は、光学フィルム全体中に質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
本発明のフィルムは、前記高置換度層の少なくとも一層がマット剤を含有することが、フィルムすべり性、および安定製造の観点から好ましい。前記マット剤は、無機化合物のマット剤であっても、有機化合物のマット剤であってもよい。
前記無機化合物のマット剤の好ましい具体例としては、ケイ素を含む無機化合物(例えば、二酸化ケイ素、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など)、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化ストロングチウム、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化スズ・アンチモン、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン及びリン酸カルシウム等が好ましく、更に好ましくはケイ素を含む無機化合物や酸化ジルコニウムであるが、セルロースアシレートフィルムの濁度を低減できるので、二酸化ケイ素が特に好ましく用いられる。前記二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、アエロジルR972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。前記酸化ジルコニウムの微粒子としては、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)等の商品名で市販されているものが使用できる。
前記有機化合物のマット剤の好ましい具体例としては、例えば、シリコーン樹脂、弗素樹脂及びアクリル樹脂等のポリマーが好ましく、中でも、シリコーン樹脂が好ましく用いられる。シリコーン樹脂の中でも、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、トスパール105、トスパール108、トスパール120、トスパール145、トスパール3120及びトスパール240(以上東芝シリコーン(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。
本発明のフィルムは、単層であっても、2層以上の積層体であってもよい。
本発明のフィルムが2層以上の積層体である場合は、2層構造または3層構造であることがより好ましく、3層構造であることが好ましい。3層構造の場合は、本発明のフィルムが溶液製膜で製造する際に前記金属支持体と接する層(以下、支持体面や、スキンB層とも言う)と、前記金属支持体とは逆側の空気界面の層(以下、空気面や、スキンA層とも言う)と、その間に挟まれた1層のコア層を有することが好ましい。すなわち、本発明のフィルムはスキンB層/コア層/スキンA層の3層構造であることが好ましい。
本発明のフィルムは、ヘイズが0.20%未満であることが好ましく、0.15%未満であることがより好ましく、0.10%未満であることが特に好ましい。ヘイズを0.2%未満とすることにより、液晶表示装置に組み込んだ際のコントラスト比を改善することができる。また、フィルムの透明性がより高くなり、光学フィルムとしてより用いやすくなるという利点もある。
本発明のフィルムは前記低置換度層の平均膜厚が30〜100μmであることが好ましく、30〜80μmであることがより好ましく、30〜70μmであることがさらに好ましい。30μm以上とすることにより、ウェブ状のフィルムを作製する際のハンドリング性が向上し好ましい。また、70μm以下とすることにより、湿度変化に対応しやすく、光学特性を維持しやすい。
また、本発明のフィルムが3層以上の積層構造を有する場合、前記コア層の膜厚は30〜70μmであることが好ましく、30〜60μmであることがより好ましく、30〜50μmであることが特に好ましい。本発明のフィルムが3層以上の積層構造を有する場合、フィルム両面の表面層(スキンA層およびスキンB層)の膜厚がともに0.5〜20μmであることがより好ましく、0.5〜10μmであることが特に好ましく、0.5〜3μmであることがより特に好ましい。
本発明のフィルムは、フィルム幅が700〜3000mmであることが好ましく、1000〜2800mmであることがより好ましく、1500〜2500mmであることが特に好ましい。
また、本発明のフィルムは、フィルム幅が700〜3000mmであり、かつΔReが10nm以下であることが好ましい。
本発明の樹脂フィルムの製造方法(以下、本発明の製造方法とも言う)は、樹脂と、該樹脂に対して0.001質量%〜20質量%の下記一般式(1)で表される有機酸とを含有するドープを金属支持体上に流涎してドープ膜を形成する工程と、前記ドープ膜を前記金属支持体から剥ぎ取る工程とを含むことを特徴とする。
一般式(1)
X−L−(R1)n
(一般式(1)中、Xは酸解離定数が5.5以下の酸性基を表し、Lは単結合または2価以上の連結基を表し、R1は水素原子、炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアルキニル基、炭素数6〜30のアリール基または環員数6〜30の複素環基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nはLが単結合の場合は1であり、Lが2価以上の連結基の場合は(Lの価数−1)である。)
以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。
溶液の流延方法としては、調製されたドープを加圧ダイから金属支持体上に均一に押し出す方法、一旦金属支持体上に流延されたドープをブレードで膜厚を調節するドクターブレードによる方法、逆回転するロールで調節するリバースロールコーターによる方法等があるが、加圧ダイによる方法が好ましい。加圧ダイにはコートハンガータイプやTダイタイプ等があるが、いずれも好ましく用いることができる。またここで挙げた方法以外にも、従来知られているセルローストリアセテート溶液を流延製膜する種々の方法で実施することができ、用いる溶媒の沸点等の違いを考慮して各条件を設定することにより、それぞれの公報に記載の内容と同様の効果が得られる。
本発明のフィルムの形成においては共流延法、逐次流延法、塗布法などの積層流延法を用いることが好ましく、特に同時共流延法を用いることが、安定製造および生産コスト低減の観点から特に好ましい。
共流延法および逐次流延法により製造する場合には、先ず、各層用のセルロースアセテート溶液(ドープ)を調製する。共流延法(重層同時流延)は、流延用支持体(バンドまたはドラム)の上に、各層(3層あるいはそれ以上でも良い)各々の流延用ドープを別のスリットなどから同時に押出す流延用ギーサからドープを押出して、各層同時に流延し、適当な時期に支持体から剥ぎ取って、乾燥しフィルムを成形する流延法である。図2に、共流延ギーサ3を用い、流延用支持体4の上に表層用ドープ1とコア層用ドープ2を3層同時に押出して流延する状態を断面図で示した。
すなわち、前記一般式(1)で表される有機酸を片方のフィルム表面側に偏在させる場合、本発明の製造方法は、少なくとも2層以上のドープを前記金属支持体上に共流延し、前記一般式(1)で表される有機酸を前記金属支持体面に接する層用のドープまたは空気界面の層用のドープのいずれか一方にのみ添加することが好ましい。
また、前記金属支持体の材質については特に制限はないが、SUS製(例えば、SUS 316)であることがより好ましい。
本発明の製造方法では、製膜されたフィルムを延伸する工程を含むことが好ましい。前述の通り、本発明のフィルムは光学性能も改善されていることが好ましいが、延伸処理によってこのような光学性能を付与することが可能となり、さらに本発明の樹脂フィルムに所望のレターデーションを付与することが可能である。本発明の樹脂フィルムの延伸方向はフィルム搬送方向と搬送方向に直交する方向(巾方向)のいずれでも好ましいが、フィルム搬送方向に直交する方向(幅方向)であることが、後に続く該フィルムを用いた偏光板加工プロセスの観点から特に好ましい。
本発明の製造方法では、本発明の樹脂フィルムを乾燥する工程と、乾燥後の本発明の樹脂フィルムをTg−10℃以上の温度で延伸する工程とを含むことが、レターデーション発現性の観点から好ましい。
本発明の製造方法は、前記ドープ膜を前記金属支持体から剥ぎ取る工程を含む。本発明の製造方法における剥離の方法については特に制限はなく、公知の方法を用いた場合に剥離性を改善することができる。
また、本発明は、本発明のフィルムを少なくとも一枚用いることを特徴とする偏光板にも関する。
本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の片面に本発明のフィルムを有することが好ましい。本発明の光学補償フィルムと同様、本発明の偏光板の態様は、液晶表示装置にそのまま組み込むことが可能な大きさに切断されたフィルム片の態様の偏光板のみならず、連続生産により、長尺状に作製され、ロール状に巻き上げられた態様(例えば、ロール長2500m以上や3900m以上の態様)の偏光板も含まれる。大画面液晶表示装置用とするためには、上記した通り、偏光板の幅は1470mm以上とすることが好ましい。
本発明の偏光板の具体的な構成については、特に制限はなく公知の構成を採用できるが、例えば、特開2008−262161号公報の図6に記載の構成を採用することができる。
本発明は本発明の偏光板を有する液晶表示装置にも関する。
本発明の液晶表示装置は液晶セルと該液晶セルの両側に配置された一対の偏光板を有する液晶表示装置であって、前記偏光板の少なくとも一方が本発明の偏光板であることを特徴とするIPS、OCBまたはVAモードの液晶表示装置であることが好ましい。
本発明の液晶表示装置の具体的な構成としては特に制限はなく公知の構成を採用できるが、例えば図1に記載の構成とした例を採用することができる。また、特開2008−262161号公報の図2に記載の構成も好ましく採用することができる。
〔偏光板保護フィルムの作製〕
(セルロースアシレート溶液の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液1を調製した。
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セルロースアシレート溶液1の組成
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アセチル置換度2.45、重合度370のセルロースアセテート
100.0質量部
重量平均分子量1200の重縮合ポリエステルA 17.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
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下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液2を調製した。
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マット剤溶液2の組成
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平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、
日本アエロジル(株)製) 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 75.0質量部
メタノール(第2溶媒) 12.7質量部
前記セルロースアシレート溶液1 10.3質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、有機酸溶液3を調製した。
有機酸溶液3の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
理研ビタミン製ポエムK−37V 20.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 67.2質量部
メタノール(第2溶媒) 10.0質量部
前記セルロースアシレート溶液1 12.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
作製した実施例101の偏光板保護フィルムを、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で3分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、実施例101の偏光板保護フィルムについて表面の鹸化処理を行った。
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光子を作製した。
鹸化処理した実施例101の偏光板保護フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の片側に貼り付けた。市販のセルローストリアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)に同様の鹸化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作成した実施例101の偏光板保護フィルムを貼り付けてある側とは反対側の偏光子の面に鹸化処理後のセルローストリアセテートフィルムを貼り付けた。
この際、偏光子の透過軸と作成した実施例101の偏光板保護フィルムの遅相軸とは平行になるように配置した。また、偏光子の透過軸と市販のセルローストリアセテートフィルムの遅相軸とは、直交するように配置した。
このようにして実施例101の偏光板を作製した。
〔実施例102〜113、115〜123および比較例201〜205の偏光板保護フィルムの作製〕
実施例101においてセルロースアシレートの置換度、重縮合ポリエステルAの添加量、有機酸の種類および添加量、フィルム厚みを下記表1および表2に記載したとおりに変更した以外は同様にして、実施例102〜113および比較例201〜205の偏光板保護フィルムを製造した。
なお、下記表1および表2中、有機酸の添加量は、セルロースアシレート樹脂100質量部に対する質量部を表す。表1および表2中、グリセリンステアリン酸/パルミチン酸コハク酸エステルとあるのは、花王社製ステップSSを表す。また、オレイン酸、ウンデカン酸、クエン酸および吉草酸はいずれも東京化成製のものを用いた。また、比較例201で用いたクエン酸は特許4136054号に記載の例示化合物であり、同文献の化合物の効果を追試したものである。
[実施例114]
(ドープ組成)
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アクリル樹脂含有ドープの組成
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アクリル樹脂ダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製) 68質量部
CAP482−20(アシル基総置換度2.75、
アセチル基置換度0.19、プロピオニル置換度2.56、
数平均分子量20,000 イーストマンケミカル(株)製) 30質量部
クエン酸モノグリセリド ポエムK37V(理研ビタミン社製) 2質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記で作製したドープ液を、温度22℃で、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステレンスバンド支持体上で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、支持体から剥ぎ取った。
剥離したアクリル樹脂含有フィルムを35℃で溶媒を蒸発させ、1.6m幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。テンターで、延伸後130℃で5分間緩和を行った後、120℃、130℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1.5m幅にスリットし、フィルム両端に幅10mm高さ5μmのナーリング加工を施し、初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチに巻き取り、アクリル樹脂含有フィルムを得た。ステンレスバンド支持体上の回転速度とテンターの運転速度から算出されるMD方向の延伸倍率は1.1倍であった。これを、実施例114の偏光板保護フィルムとした。
本明細書におけるRe(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。本願明細書においては、特に記載がないときは、波長λは550nmとする。Re(λ)はKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rth(λ)は前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHが算出する。尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式(31)及び式(32)よりRthを算出することもできる。ここで平均屈折率の仮定値はポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、ny、nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d ・・・式(32)
なおこの際、パラメータとして平均屈折率nが必要になるが、これはアッベ屈折計((株)アタゴ社製の「アッベ屈折計2−T」)により測定した値を用いた。
本発明の樹脂フィルムは、Reが0〜200nmであることが好ましく、0〜150nmであることがより好ましく、0〜100nmであることが特に好ましい。
本発明の樹脂フィルムは、Rthが−10〜400nmであることが好ましく、−10〜350nmであることがより好ましく、−10〜300nmであることが特に好ましい。
実施例102〜114の偏光板保護フィルムおよび比較例201〜205の偏光板保護フィルムについても、それぞれ実施例101と同様にしてけん化処理および偏光板作製を行い、各実施例および比較例の偏光板を作製した。
上記で作製した各実施例および比較例の偏光板について、波長410nmにおける偏光子の直交透過率を本明細書に記載した方法で測定した。
その後、60℃、相対湿度95%の環境下で300時間保存した後について同様の手法で直交透過率を測定した。経時前後の直交透過率の変化を求め、これを偏光子耐久性として下記表1および表2にその結果を記載した。なお、調湿なしの環境下での相対湿度は、0%〜20%の範囲であった。
オートクレーブ中に、実施例1で作製した有機酸溶液20gを秤量し、そのなかに幅2cm×長さ3cm切り出した厚み0.5cmのSUS316の試験片を浸漬した。オートクレーブを密閉し、90℃で72時間経時させたのちに、オートクレーブのふたを開け、SUS316の試験片の腐食およびこれに起因する有機酸溶液の変化を観察し、以下の基準により評価した。
1:試験片表面の平滑性に変化がなく、有機酸溶液は無色透明。
2:試験片表面の平滑性の変化は小さいが、有機酸溶液は黄色に着色。
3:試験片表面がざらざらしており、有機酸溶液は茶褐色で濁りあり。
実施例101で作製した、インライン混合後のドープ液を、平滑なステンレススチール板(支持体)上に厚み1mm程度に流延した後、室温で4分放置し、支持体からの剥離性を以下の基準で評価した。
1:引き剥がし抵抗がなく、円滑に剥離でき、フィルム表面が平滑である。
2:引き剥がし時に抵抗があるが、円滑に剥離でき、フィルム表面が平滑である。
3:引き剥がし抵抗が大きく、円滑に剥離できない。
またはステンレススチール上にフィルムからの剥離物が付着する。
表1および表2に評価結果を示す。
なお、下記表1および表2中、b)はセルロースアシレート100質量部に対する酸添加量(mmol)を表し、c)は該セルロースアシレートが米国特許2009/0096962号公報の方法により調製したことを表す。
なお、実施例114の樹脂フィルムおよび偏光板からも、同様の傾向を読み取ることができた。
〔液晶表示装置の作製〕
市販の液晶テレビ(SONY(株)のブラビアJ5000)の2枚の偏光板をはがし、視認者側およびバックライト側に本発明の偏光板として、実施例101の偏光板保護フィルムを用いた本発明の偏光板を、実施例101の偏光板保護フィルムがそれぞれ液晶セル側となるように、粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。このようにして作製した本発明の液晶表示装置は市販の液晶テレビに対して、環境湿度を変えても斜めから観察した場合のコントラスト変化および色味変化が小さく、かつ高温高湿下で長時間使用してもコントラストの低下が小さく好ましかった。
(セルロースアシレートの調製)
特開平10−45804号公報、同08−231761号公報に記載の方法で、セルロースアシレートを合成し、その置換度を測定した。具体的には、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することでアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後に40℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、固形分濃度が22質量%のセルロースアシレート溶液を調製した。なお、セルロースアシレート溶液の粘度は60Pa・sであった。
・セルロースアセテート(置換度2.45) 100.0質量部
・重縮合ポリエステルD 19.0質量部
・理研ビタミン製ポエムK−37V 3.0質量部
・メチレンクロライド 365.5質量部
・メタノール 54.6質量部
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が下記表3に記載の値となるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
・セルロースアセテート(置換度2.79) 100.0質量部
・重縮合ポリエステルD 19.0質量部
・シリカ微粒子 R972(日本エアロジル製) 0.15質量部
・メチレンクロライド 395.0質量部
・メタノール 59.0質量部
得られた高置換度層用セルロースアシレート溶液S01の固形分濃度は20.0質量%、粘度を30Pa・sであった。
前記低置換度層用セルロースアシレート溶液C01を膜厚56μmになるように、また前記高置換度層用セルロースアシレート溶液S01を膜厚が各2μmのスキンA層(空気界面側の最外層)およびスキンB層(金属支持体側の最外層)になるように、それぞれ流延した。得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、フィルム全体の質量に対する残留溶媒量が20〜5%の状態のときにテンターを用いて140℃で1.08倍横延伸した。その後にフィルムからクリップを外して130℃で20分間乾燥させた後、更にテンターを用いて180℃で1.2倍再度横延伸し、本発明の偏光板保護フィルム401を作製した。
なお、残留溶媒量は下記の式にしたがって求めた。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、NはMを測定したウェブを120℃で2時間乾燥させた時の質量である。
(低置換度層用セルロースアシレート溶液C02の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、固形分濃度が22質量%のセルロースアシレート溶液を調製した。なお、セルロースアシレート溶液の粘度は60Pa・sであった。
・セルロースアセテート(置換度2.45) 100.0質量部
・重縮合ポリエステルD 19.0質量部
・理研ビタミン製ポエムK−37V 3.0質量部
・I−2 2.0質量部
・メチレンクロライド 365.5質量部
・メタノール 54.6質量部
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が下記表3に記載の値となるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
・セルロースアセテート(置換度2.79) 100.0質量部
・重縮合ポリエステルD 11.0質量部
・シリカ微粒子 R972(日本エアロジル製) 0.15質量部
・メチレンクロライド 395.0質量部
・メタノール 59.0質量部
得られた高置換度層用セルロースアシレート溶液S02の固形分濃度は19.7質量%、粘度は40Pa・sであった。
前記低置換度層用セルロースアシレート溶液C02を膜厚56μmになるように、前記高置換度層用セルロースアシレート溶液S02を膜厚が各2μmのスキンA層およびスキンB層になるように、それぞれ流延した。得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、フィルム全体の質量に対する残留溶媒量が20〜5%の状態のときにテンターを用いて140℃で1.08倍横延伸した。その後にフィルムからクリップを外して130℃で20分間乾燥させた後、更にテンターを用いて180℃で1.2倍再度横延伸し、本発明の偏光板保護フィルム402を作製した。
なお、残留溶媒量は下記の式にしたがって求めた。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、NはMを測定したウェブを120℃で2時間乾燥させた時の質量である。
実施例402において、低置換度層用セルロースアシレート溶液に加える化合物I−2を化合物I−1に変更した以外は実施例と同様にして本発明の偏光板保護フィルム403を作製した。
なお、化合物I−1は下記の構造の化合物である。
〔液晶表示装置の作製〕
このようにして作製した実施例401〜403の偏光板保護フィルムを実施例101と同様にして、けん化処理を行った後、実施例101と同様にして偏光板を作製した。さらに、実施例301と同様にして市販の液晶テレビの偏光板保護フィルムを実施例401〜403の偏光板保護フィルムにはりかえて、実施例501〜503の液晶表示装置を作製した。実施例501〜503の液晶表示装置は市販の液晶テレビに対して、環境湿度を変えても斜めから観察した場合のコントラスト変化および色味変化が小さく、かつ高温高湿下で長時間使用してもコントラストの低下が小さく好ましかった。
〔偏光板保護フィルムの作製〕
<支持体面表層用ドープ601液の調製>
(セルロースアシレート溶液の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液1を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート溶液1の組成
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アセチル置換度2.45、重合度370のセルロースアセテート
100.0質量部
重量平均分子量1200の重縮合ポリエステルG 17.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液2を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤溶液2の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、
日本アエロジル(株)製) 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 75.0質量部
メタノール(第2溶媒) 12.7質量部
前記セルロースアシレート溶液1 10.3質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、有機酸溶液3を調製した。
有機酸溶液3の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
理研ビタミン製ポエムK−37V 20.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 67.2質量部
メタノール(第2溶媒) 10.0質量部
前記セルロースアシレート溶液1 12.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート溶液1を基層ドープとして用いた。
上記マット剤溶液2の1.3質量部とセルロースアシレート溶液1を98.7質量部加えて、インラインミキサーを用いて混合し、空気面側表層用溶液601を調製した。
上述の支持体面側表層用ドープ601、基層用ドープ601、空気側表層用ドープ601を支持体上にこの順に積層して流延した。得られたウェブをバンドから剥離した。剥離したフィルム中に残存する揮発分はフィルムの固形分に対して、40質量%であった。剥離したフィルムを150℃の条件でテンターを用いて延伸倍率30%で横延伸した後にクリップを外して135℃で20分間乾燥させ、延伸後の膜厚が、基層が54μm、支持体面側表層および空気面側表層がそれぞれ3μmになるように、偏光板保護フィルム601を作製した。それぞれの組成は下記表3に示した。
〔実施例602〜607、611、613、615、702、703、比較例701および704の偏光板保護フィルムの作製〕
実施例601においてセルロースアシレートの置換度、有機酸の種類および添加量、フィルム厚みを下記表3に記載したとおりに変更した以外は同様にして、実施例602〜607、611、613、615、702、703、比較例701および704の偏光板保護フィルムを製造した。
なお、下記表3中、有機酸の添加量a)は、セルロースアシレート樹脂100質量部に対する添加量(質量部)を表す。有機酸の添加量b)は、セルロースアシレート樹脂100質量部に対する添加量(mmol)を表す。また、比較例701で用いたクエン酸は特許4136054号に記載の例示化合物であり、同文献の化合物の効果を追試したものである。
〔偏光板保護フィルムの作製〕
<空気面表層用ドープ608液の調製
(セルロースアシレート溶液の調製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液11を調製した。
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セルロースアシレート溶液11の組成
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アセチル置換度2.85、重合度430のセルロースアセテート
100.0質量部
スクロースベンゾエート(アルドリッチ社製) 9.0質量部
スクロースアセテートイソブチレート
(イーストマンケミカル社製) 3.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 316.0質量部
メタノール(第2溶媒) 80.0質量部
n−ブタノール(第3溶媒) 4.0質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液12を調製した。
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マット剤溶液12の組成
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平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、
日本アエロジル(株)製) 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 69.3質量部
メタノール(第2溶媒) 17.5質量部
n−ブタノール(第3溶媒) 0.9質量部
前記セルロースアシレート溶液11 0.9質量部
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下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、有機酸溶液13を調製した。
有機酸溶液13の組成
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理研ビタミン製ポエムK−37V 20.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 61.0質量部
メタノール(第2溶媒) 15.5質量部
前記セルロースアシレート溶液11 0.8質量部
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セルロースアシレート溶液11を基層ドープとして用いた。
上記マット剤溶液12の1.3質量部とセルロースアシレート溶液11を98.7質量部加えて、インラインミキサーを用いて混合し、支持体面側表層用溶液608を調製した。
上述の支持体面側表層用ドープ608、基層用ドープ608、空気側表層用ドープ608をドラム支持体上にこの順に積層して流延した。得られたウェブをドラムから剥離した。剥離したフィルム中に残存する揮発分はフィルムの固形分に対して、80質量%であった。剥離したフィルムをピンテンターで把持しながら100℃の条件で10分間乾燥した後、ピンテンターから外して140℃で20分間乾燥させた。
〔実施例609、610、612、614、616および比較例705〜707の偏光板保護フィルムの作製〕
実施例608において有機酸の種類および添加量、フィルム厚みを下記表3に記載したとおりに変更した以外は同様にして、実施例609、610、612、614、616および比較例705〜707の偏光板保護フィルムを製造した。
なお、下記表3中、有機酸の添加量は、セルロースアシレート樹脂100質量部に対する質量部を表す。
本発明の一般式(1)で表される有機酸の偏在比Aは以下の方法により測定した。
フィルムをフィルム面に対して1°の角度で斜めに切削し、生成したフィルム断面を飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF−SIMS)でマッピング測定した。ポジ測定における分子+H+イオンの、支持体面側表面から深さ5μm以内に相当する部分のピーク強度の平均値と、空気面側表面から5μmの分子+H+イオンのピーク強度の平均値を測定し、以下の式により有機酸の偏在比Aを算出した。
有機酸の偏在比A=(有機酸濃度が高い側のピーク強度の平均値)/(有機酸濃度が低い側のピーク強度の平均値)
各実施例および比較例で作製したセルロースアシレートフィルムについて下記の条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、セルロースアシレートの重量平均分子量を測定した。
溶媒 :テトラヒドロフラン(実施例601〜607、611、613、615および実施例701〜704のフィルム)、あるいはメチレンクロライド(実施例608〜610、612、614、616および実施例705〜707のフィルム)
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℃試料温度: 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/1min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=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。
さらに、前記セルロースアシレートフィルムを3cm×12cmに切り出し、80℃相対湿度90%の環境下に150時間放置した後、前記方法により分子量分布を測定し、以下の式によりMw変化率を算出した。
Mw変化率=(80℃相対湿度90%150時間放置後のフィルム中のセルロースアシレートの重量平均分子量)/(経時前のセルロースアシレートの重量平均分子量)×100%
作製した実施例601の偏光板保護フィルムを、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で3分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、実施例601の偏光板保護フィルムについて表面の鹸化処理を行った。
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光子を作製した。
鹸化処理した実施例601の偏光板保護フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の片側に貼り付けた。市販のセルローストリアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)に同様の鹸化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作成した実施例601の偏光板保護フィルムを貼り付けてある側とは反対側の偏光子の面に鹸化処理後のセルローストリアセテートフィルムを貼り付けた。
この際、偏光子の透過軸と作成した実施例601の偏光板保護フィルムの遅相軸とは平行になるように配置した。また、偏光子の透過軸と市販のセルローストリアセテートフィルムの遅相軸とは、直交するように配置した。
このようにして実施例601の偏光板を作製した。
実施例602〜616、702および703の偏光板保護フィルム並びに比較例701および704〜707の偏光板保護フィルムについても、それぞれ実施601と同様にしてけん化処理および偏光板作製を行い、各実施例および比較例の偏光板を作製した。
上記で作製した各実施例および比較例の偏光板について、波長410nmにおける偏光子の直交透過率を本明細書に記載した方法で測定した。
その後、60℃、相対湿度95%の環境下で300時間保存した後について同様の手法で直交透過率を測定した。経時前後の直交透過率の変化を求め、これを偏光子耐久性として下記表3にその結果を記載した。なお、調湿なしの環境下での相対湿度は、0%〜20%の範囲であった。
上記で作製した各実施例および比較例の偏光板について、実施例101と同様に、剥離性評価を行った。その結果を下記表3に示す。
上記で作製した各実施例および比較例の偏光板について、実施例101と同様に、有機酸の腐食性評価を行った。その結果を下記表3に示す。
12 偏光子
13 液晶セル
14 各実施例および比較例のセルロースアシレートフィルム
15 各実施例および比較例のセルロースアシレートフィルム
Claims (14)
- 総アシル置換度が1.0〜2.97のセルロースアシレート樹脂と、該セルロースアシレート樹脂に対して0.1質量%〜20質量%の下記一般式(1)で表され、かつ、多価アルコール1分子に脂肪酸1分子と多価カルボン酸1分子がエステル結合した構造を有しており、多価カルボン酸由来の無置換のカルボキシル基を少なくとも1つ有する有機酸とを含有することを特徴とするか、
樹脂と、該樹脂に対して0.1質量%〜20質量%の下記一般式(2)で表される有機酸とを含有することを特徴とする偏光板保護フィルム。
一般式(1)
X−L−(R1)n
(一般式(1)中、Xはカルボキシル基を表し、Lは−(CH 2 ) p −CO−O−(CH 2 ) q −(CH(OH))−(CH 2 ) r −O−CO−または−(CH 2 ) p −CO−O−(CH 2 ) q −(CH(OCO−R 3 ))−(CH 2 ) r −O−CO−を表し、R1 およびR 3 はそれぞれ独立に水素原子、炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基または炭素数6〜30のアルキニル基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nは(Lの価数−1)である。p、q、rはそれぞれ1〜40の整数を表す。)
一般式(2)
- 前記樹脂としてセルロースアシレートを5〜99質量%含むことを特徴とする請求項1に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記セルロースアシレートの全アシル置換度が1.0以上2.6未満であることを特徴とする請求項1または2に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記樹脂としてアクリル樹脂を1〜95質量%含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
- 一方のフィルム表面から深さ5μmの領域における前記一般式(1)で表される有機酸の濃度と、反対側のフィルム表面から深さ5μmまでの領域における前記一般式(1)で表される有機酸の濃度が、下記式(2)の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
式(2)
1.2≦(有機酸の濃度が高い側のフィルム表面における表面から深さ5μmまでの領域の有機酸の平均濃度)/(有機酸の濃度が低い側のフィルム表面における表面から深さ5μmまでの領域の有機酸の平均濃度)≦5.0 - 樹脂と、
該樹脂に対して0.1質量%〜20質量%の下記一般式(1)で表され、かつ、多価アルコール1分子に脂肪酸1分子と多価カルボン酸1分子がエステル結合した構造を有しており、多価カルボン酸由来の無置換のカルボキシル基を少なくとも1つ有する有機酸、または、下記一般式(2)で表される有機酸とを含有するドープを金属支持体上に流延してドープ膜を形成する工程と、
前記ドープ膜を前記金属支持体から剥ぎ取る工程とを含むことを特徴とする樹脂フィルムの製造方法。
一般式(1)
X−L−(R1)n
(一般式(1)中、Xはカルボキシル基を表し、Lは−(CH 2 ) p −CO−O−(CH 2 ) q −(CH(OH))−(CH 2 ) r −O−CO−または−(CH 2 ) p −CO−O−(CH 2 ) q −(CH(OCO−R 3 ))−(CH 2 ) r −O−CO−を表し、R1 およびR 3 はそれぞれ独立に水素原子、炭素数6〜30のアルキル基、炭素数6〜30のアルケニル基または炭素数6〜30のアルキニル基を表し、さらに置換基を有していてもよい。nは(Lの価数−1)である。p、q、rはそれぞれ1〜40の整数を表す。)
一般式(2)
- 前記樹脂としてセルロースアシレートを5〜99質量%含むことを特徴とする請求項6に記載の樹脂フィルムの製造方法。
- 前記セルロースアシレートの全アシル置換度が1.0以上2.6未満であることを特徴とする請求項7に記載の樹脂フィルムの製造方法。
- 前記樹脂としてアクリル樹脂を1〜95質量%含むことを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
- 少なくとも2層以上のドープを前記金属支持体上に共流延し、
前記一般式(1)で表される有機酸を前記金属支持体面に接する層用のドープまたは空気界面の層用のドープのいずれか一方にのみ添加することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法。 - 請求項6〜10のいずれか一項に記載の樹脂フィルムの製造方法で製造されたことを特徴とする樹脂フィルム。
- 請求項11に記載の樹脂フィルムを含む偏光板保護フィルム。
- 請求項1〜5および12のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムを少なくとも1枚含むことを特徴とする偏光板。
- 請求項1〜5および12のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムまたは請求項13に記載の偏光板を少なくとも1枚含むことを特徴とする液晶表示装置。
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