JP5636200B2 - Method for producing cellulose triacetate film - Google Patents
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Description
本発明は、セルローストリアセテートフィルムの製造方法に関し、特に光学補償フィルムとして用いるセルローストリアセテートフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a cellulose triacetate film, and more particularly to a method for producing a cellulose triacetate film used as an optical compensation film.
セルロースアシレートフィルムは、液晶ディスプレイにおける液晶層の位相差と合わせることにより、液晶層を通過した後の楕円偏光を直線偏光に近い状態へ変換する位相差フィルム等の光学補償フィルムとして用いられている。このような光学補償フィルムは、偏光板において偏光膜の保護フィルムとしても用いられることがある。 The cellulose acylate film is used as an optical compensation film such as a retardation film that converts elliptically polarized light after passing through the liquid crystal layer into a state close to linearly polarized light by matching with the retardation of the liquid crystal layer in the liquid crystal display. . Such an optical compensation film may be used as a protective film for a polarizing film in a polarizing plate.
ポリマーフィルムの製造方法としては、周知の通り溶融製膜方法と溶液製膜方法とがあるが、セルロースアシレートフィルムは、主に溶液製膜方法により製造される。光学補償フィルムには優れた光学特性が求められ、溶液製膜による方が溶融製膜によるよりも優れた光学特性をもつセルロースアシレートフィルムを製造することができるからである。 As known in the art, there are a melt film forming method and a solution film forming method as methods for producing a polymer film. Cellulose acylate films are mainly produced by a solution film forming method. This is because the optical compensation film is required to have excellent optical properties, and the cellulose acylate film having optical properties superior to those obtained by solution casting can be produced.
光学特性の中にはレタデーションがあり、フィルムのレタデーションには、面内レタデーションReと厚み方向レタデーションRthとがある。Reは、フィルムの厚み方向に直交する方向、すなわちフィルム面に沿う方向におけるレタデーションであり、下記式(1)により求める。また、Rthは、フィルムの厚み方向におけるレタデーションであり、下記式(2)により求める。なお、複屈折を示すフィルムに光を入射したときには、遅相軸と進相軸とがあり、下記式(1)、(2)においては、nxはフィルム面内の遅相軸方向における屈折率、nyは進相軸方向における屈折率、nzはフィルムの厚み方向における屈折率、dはフィルムの厚み(nm)である。
Re=(nx−ny)×d・・・(1)
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d・・・(2)
Among the optical properties, there is retardation, and the retardation of the film includes in-plane retardation Re and thickness direction retardation Rth. Re is retardation in a direction perpendicular to the thickness direction of the film, that is, in a direction along the film surface, and is obtained by the following formula (1). Rth is retardation in the thickness direction of the film, and is obtained from the following formula (2). When light is incident on a film exhibiting birefringence, there are a slow axis and a fast axis. In the following formulas (1) and (2), nx is the refractive index in the slow axis direction in the film plane. , Ny is the refractive index in the fast axis direction, nz is the refractive index in the film thickness direction, and d is the film thickness (nm).
Re = (nx−ny) × d (1)
Rth = {(nx + ny) / 2−nz} × d (2)
光学補償フィルムの用途では、光学特性の中でもRthが重視されるようになってきている。例えば、光学補償フィルムとともに用いる他のフィルムの光学特性や液晶化合物の種類に応じて、光学補償フィルムをRthに基づいて選択することができるように、Rthが異なる種々のフィルムが望まれる。 In the use of an optical compensation film, Rth is increasingly regarded as an optical characteristic. For example, various films having different Rth are desired so that the optical compensation film can be selected based on Rth according to the optical properties of other films used together with the optical compensation film and the type of liquid crystal compound.
しかし、光学特性の中でもRthは制御しにくいという問題がある。例えば、長尺のフィルムを製造するにあたり、Reについては、張力付与による搬送方向や幅方向での延伸処理により制御することができるが、Rthはこのような延伸処理での張力調整では制御しきれず上昇させることができない。仮に延伸処理での張力調整でRthを上昇させることができるとしても、張力調整に伴いReも変動してしまうので、所期のReが発現しなくなる。 However, there is a problem that Rth is difficult to control among optical characteristics. For example, when manufacturing a long film, Re can be controlled by a stretching process in the transport direction and the width direction by applying a tension, but Rth cannot be controlled by adjusting the tension in such a stretching process. It cannot be raised. Even if Rth can be increased by adjusting the tension in the stretching process, Re also fluctuates with the tension adjustment, so that the desired Re does not appear.
そこで、所定構造の化合物をレタデーション上昇剤としてフィルム中に含有させることによりRthを上昇させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、セルロースアシレートの中でもセルロースアセテートに限ると、酢化度を上げることによりRthをある程度上げることができる(例えば、特許文献2参照)。さらにまた、高いRthを発現させる方法として、フィルムを所定温度に加熱することにより0.9〜1.8という所定範囲の結晶化度をもつフィルムにする方法が提案されている(特許文献3参照)。この特許文献3の方法では、溶液製膜過程で、流延方向または幅方向にフィルムを10%以上延伸する。 Therefore, a method for increasing Rth by incorporating a compound having a predetermined structure into a film as a retardation increasing agent has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Moreover, when cellulose acetate is limited to cellulose acetate, Rth can be increased to some extent by increasing the degree of acetylation (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, as a method of developing a high Rth, a method of forming a film having a crystallinity in a predetermined range of 0.9 to 1.8 by heating the film to a predetermined temperature has been proposed (see Patent Document 3). ). In the method of Patent Document 3, the film is stretched by 10% or more in the casting direction or the width direction in the solution casting process.
しかし、特許文献1に提案されるような従来のレタデーション上昇剤を用いると、ReとRthとが併せて変化してしまい、Rthを選択的に制御したい場合には適さない。また、溶液製膜における乾燥工程等でRth上昇剤がフィルム上に析出したり、気化して装置に付着して固まるなどの問題もある。さらに、このようなレタデーション上昇剤は、高価であり、ドープにおけるセルロースアシレートと添加剤との相分離を招くこともある。このような相分離は、フィルムにおける光学特性のムラの原因となる。したがって、従来のレタデーション上昇剤は、できるだけ使用量を抑えることが好ましい。 However, if a conventional retardation increasing agent as proposed in Patent Document 1 is used, Re and Rth change together, which is not suitable when Rth is to be controlled selectively. In addition, there is a problem that the Rth increasing agent is deposited on the film in the drying step in solution casting or the like, or vaporizes and adheres to the apparatus and hardens. Furthermore, such a retardation increasing agent is expensive and may cause phase separation between the cellulose acylate and the additive in the dope. Such phase separation causes unevenness of optical properties in the film. Therefore, it is preferable to suppress the amount of the conventional retardation increasing agent as much as possible.
また、酢化度は、セルロースアシレートの中でもアシル基がアセチル基であるものに限定されるファクタである。このため、特許文献2の方法では、アセチル基とは異なるアシル基をもつセルロースアシレートについてのRthの制御はできない。さらに、セルロースアセテートについては、酢化度とRthとの間にはある程度の相関性はあるものの、互いに同じ酢化度をもつセルロースアシレートであっても、それぞれから得られるフィルムが、互いに異なるRthを発現することが多い。したがって、酢化度のみでRthを制御することはできない。 The degree of acetylation is a factor that is limited to cellulose acylate in which the acyl group is an acetyl group. For this reason, the method of Patent Document 2 cannot control Rth for cellulose acylate having an acyl group different from the acetyl group. Furthermore, for cellulose acetate, although there is a certain degree of correlation between the degree of acetylation and Rth, even if the cellulose acylates have the same degree of acetylation, the films obtained from each have different Rths. Is often expressed. Therefore, Rth cannot be controlled only by the degree of acetylation.
一方、Reは、従来、その値の制御が重要とされており、フィルム製品の分類の指標にされることがある。そして、溶液製膜過程における延伸工程での延伸倍率は、Reに大きく影響する因子であり、延伸倍率を変えるとReが変わる。また、延伸工程では、フィルムを加熱して昇温させるが、この温度もReに大きく影響を及ぼす因子である。このように延伸工程では所期のReを発現させるために延伸倍率やフィルムの温度が設定されるにもかかわらず、Reに加えてRthをもこれらの因子で制御しようとすると、延伸工程での条件設定は困難を極める。したがって、特許文献3の方法によると、Rthを高めることはできても、製造しようとするフィルムの品種が多くなるほど、各品種に応じて延伸工程での条件を見いだすことには困難が伴う。 On the other hand, control of the value of Re has hitherto been important and may be used as an index for classification of film products. The stretching ratio in the stretching process in the solution film forming process is a factor that greatly affects Re, and Re changes when the stretching ratio is changed. In the stretching step, the film is heated to raise the temperature, and this temperature is a factor that greatly affects Re. As described above, in order to control Rth in addition to Re by these factors in spite of the fact that the draw ratio and the film temperature are set in order to express the desired Re in the drawing process, Setting conditions is extremely difficult. Therefore, according to the method of Patent Document 3, although the Rth can be increased, the more film types to be manufactured, the more difficult it is to find the conditions in the stretching process according to each type.
そこで本発明は、これまで使用されてきたレタデーション上昇剤の使用量を抑えることでReの上昇を抑え、Rthが選択的に制御されたセルローストリアセテートフィルムを製造する方法を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the method of suppressing the raise of Re by suppressing the usage-amount of the retardation increasing agent used until now, and manufacturing the cellulose triacetate film by which Rth was controlled selectively. .
上記課題を解決するために、本発明のセルローストリアセテートフィルムの製造方法は、セルローストリアセテートとポリエステルジオールとを含み、マンナンまたはグルコマンナンにおけるヒドロキシ基の水素が他の原子団に置換されている置換体がセルローストリアセテートの質量に対して1%以上加えられている固形成分を、溶媒に溶解することにより溶液を調製する調製工程と、溶液を支持体に流延して、溶剤を含んだ湿潤フィルムとして前記支持体から剥がす流延工程と、前記湿潤フィルムを乾燥することによりセルローストリアセテートフィルムとする乾燥工程とを有し、この乾燥工程で溶媒含有率が100質量%から4質量%に減少する間の前記湿潤フィルムを70℃以上150℃以下の範囲の温度となるように加熱し、ポリエステルジオールは、アジピン酸と、エチレングリコールまたはプロピレングリコールとから生成したことを特徴として構成されている。 In order to solve the above problems, a method for producing a cellulose triacetate film according to the present invention includes a cellulose triacetate and a polyester diol, wherein a substituent in which hydrogen of a hydroxy group in mannan or glucomannan is substituted with another atomic group. the solid components are added at least 1% relative to the weight of the cellulose triacetate, the preparation step of preparing a solution by dissolving in a solvent, the solution was cast supporting lifting body, as a wet film containing the solvent A casting step of peeling from the support, and a drying step of drying the wet film to obtain a cellulose triacetate film, during which the solvent content decreases from 100% by mass to 4% by mass. the wet film was heated so that the temperature in the range of 70 ° C. or higher 0.99 ° C. or less, poly Ester diol, and adipic acid, and is configured as a feature that it has produced from ethylene glycol or propylene glycol.
置換体は、セルローストリアセテートの質量に対して2%以上加えられていることが好ましい。セルロースアシレートフィルムのフィルム面内の遅相軸方向における屈折率をnx、進相軸方向における屈折率をny、フィルムの厚み方向における屈折率をnz、フィルムの厚みをd(nm)とするときに、前記セルロースアシレート溶液における前記置換体は、製造するフィルムの{(nx+ny)/2−nz}×dで求める厚み方向レタデーションRthに応じて量が調整されてあることが好ましい。前記乾燥工程を一定の条件で行った場合の厚み方向レタデーションRthと前記置換体の量との関係を予め求め、求めた関係に基づきドープにおける前記置換体の量を決定することが好ましい。 Substituents are preferably applied more than 2% relative to the weight of cellulose triacetate. When the refractive index in the slow axis direction in the film plane of the cellulose acylate film is nx, the refractive index in the fast axis direction is ny, the refractive index in the film thickness direction is nz, and the film thickness is d (nm) In addition, the amount of the substitution product in the cellulose acylate solution is preferably adjusted according to the thickness direction retardation Rth obtained by {(nx + ny) / 2-nz} × d of the film to be produced. It is preferable to obtain in advance a relationship between the thickness direction retardation Rth when the drying step is performed under a certain condition and the amount of the substitution product, and to determine the amount of the substitution product in the dope based on the obtained relationship.
原子団は、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、2−エチルヘキシル基、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基、カルボキシメチル基、スルホン基、ニトロ基、アミノ基、N−アゼチル基、炭素数が8以上30以下の長鎖脂肪酸エステル基の少なくともいずれかひとつであることが好ましい。 The atomic group includes an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a 2-ethylhexyl group, a methyl group, an ethyl group, a hydroxyethyl group, a carboxymethyl group, a sulfone group, a nitro group, an amino group, an N-azetyl group, and 8 carbon atoms. It is preferably at least any one of 30 or less long-chain fatty acid ester groups.
マンナンまたはグルコマンナンが加えられたセルロースをアセチル化することにより、置換体が所定量含まれるセルローストリアセテートとし、このトリアセテートを溶剤に溶解して溶液をつくることが好ましい。 Ri by the acetylation of cellulose to mannan or glucomannan is added, and cellulose triacetate location recombinants is contained a predetermined amount, it is preferable to make a solution by dissolving the triacetate in Solvent.
本発明によると、これまで使用されてきたレタデーション上昇剤の使用量を抑えることでReの上昇を抑え、Rthが選択的に制御されたセルローストリアセテートフィルムを簡易に製造することができる。 According to the present invention, it is possible to easily produce a cellulose triacetate film in which Rth is suppressed by suppressing the amount of the retardation increasing agent that has been used so far, and Rth is selectively controlled.
図1の溶液製膜設備10は、ドープ11からフィルム22を製造する。ドープ11はセルロースアシレートが溶媒に溶解したものである。溶液製膜設備10は、ドープ11から湿潤フィルム12を形成する流延装置15、湿潤フィルム12の各側部をピン(図示せず)で保持して湿潤フィルム12を乾燥するピンテンタ16、湿潤フィルム12の各側部をクリップ67(図5参照)で把持し、湿潤フィルム12を幅方向に延伸するクリップテンタ20、湿潤フィルム12をさらに乾燥してフィルム22とする乾燥室25、フィルム22を冷却する冷却室26、及びフィルム22をロール状に巻き取る巻取装置27を、上流側から順に備える。
The solution casting apparatus 10 in FIG. 1 manufactures a film 22 from the
湿潤フィルム12の変形した各側部を切除する切除装置を、流延装置15とピンテンタ16との間に設けてもよい。さらに、ピンテンタ16とクリップテンタ20との間や、クリップテンタ20よりも下流にも、切除装置をそれぞれ配し、ピンテンタ16でのピンの保持跡がある各側部を切除したり、クリップテンタ20でのクリップの把持跡がある各側部を切除してもよい。
A cutting device for cutting each deformed side portion of the wet film 12 may be provided between the casting
流延装置15は、流延支持体としてのドラム30と、ドラム30の周面に向けてドープ11を流出する流延ダイ31と、ドラム30の周面に形成された流延膜32を剥ぎ取るために湿潤フィルム12を支持する剥取ローラ35とを、外部空間と仕切るチャンバ36の中に備える。
The
ドラム30は駆動部(図示無し)を有し、この駆動部によって、断面円形の中央に設けられた軸30aを中心に矢線A1で示す周方向に回転する。回転しているドラム30の周面に向けて、流延ダイ31からドープ11が流出すると、ドラム30の周面に流延膜32が形成する。流延ダイ31からドラム30にかけては、ドープ11からなるビードが形成される。ドラム30の回転方向A1におけるビードの上流には、空気を吸引することによりビードの上流側エリアを減圧するチャンバ(図示無し)が備えてある。
The
ドラム30は、温調機37により、周面の温度が制御される。ドラム30の内部には、伝熱媒体が流れる流路が形成されており、温調機37は、伝熱媒体の温度を調整し、ドラム30との間で、伝熱媒体を循環させる。例えば、流延膜32を冷却することにより固化(ゲル化)させるいわゆる冷却流延の場合には、温調機37は伝熱媒体を冷却し、冷却された伝熱媒体をドラム30に送り込む。この送り込みを連続的に行うことにより、伝熱媒体は、ドラム30の内部の流路を巡り、温調機37に戻る。
The temperature of the peripheral surface of the
なお、流延支持体は、ドラム30に限定されない。例えば、ドラム30に代えて、バックアップローラ対に掛け渡された無端のバンドを用いてもよい。無端のバンドを流延支持体として用いる場合には、各バックアップローラの内部に伝熱媒体を通過させることにより、バックアップローラを通じてバンドの温度を調整する。流延膜を乾燥して固化させるいわゆる乾燥流延の場合には、ドラム30に代えてバンドを用いることが多い。
The casting support is not limited to the
剥取ローラ35は、長手方向がドラム30の長手方向と平行になるように配される。湿潤フィルム12が搬送方向Z1に引っ張られ、この湿潤フィルム12を剥取ローラ35が周面で支持することにより、流延膜32は所定の位置でドラム30から剥がされる。流延膜32のドラム30からの剥ぎ取りは、冷却流延の場合には、流延膜32の溶媒含有率が概ね200〜300質量%のときに行う。乾燥流延の場合には、流延膜32の溶媒含有率が概ね15〜50質量%のときに行う。
The stripping
流延装置15の内部には、ドープ11、流延膜32、湿潤フィルム12のそれぞれから蒸発して気体となった溶媒を凝縮させる凝縮器(コンデンサ)が備えられる。この凝縮器で液化した溶媒は、チャンバ36の外部に配された回収装置へ案内され、この回収装置で回収される。なお、凝縮器と回収装置との図示は略す。
Inside the
湿潤フィルム12は、ローラ40により、流延装置15からピンテンタ16へ案内される。ピンテンタ16は、湿潤フィルム12の側部に複数のピンを貫通して保持するピンプレート(図示無し)を有し、このピンプレートが所定軌道を走行する。ピンプレートの走行により湿潤フィルム12は搬送される。湿潤フィルム12の搬送路の上方には、乾燥空気を流出するダクト(図示無し)が備えられる。ダクトの下部には、湿潤フィルム12の幅方向に長いスリット状の空気流出口が形成されており、この空気流出口から乾燥空気が出ることにより、搬送されている湿潤フィルム12は徐々に乾燥する。このピンテンタ12では、湿潤フィルム12の溶媒含有率が4質量%以上100質量%以下の範囲となるように、乾燥をすすめることが好ましい。なお、本明細書における溶媒含有率とは、湿潤フィルム12の質量をX、この湿潤フィルム12を乾燥した後の質量をYとするときに、{(X−Y)/Y}×100で求めるいわゆる乾量基準の値である。
The wet film 12 is guided from the
本実施形態では、湿潤フィルム12をピンテンタ16で乾燥してからクリップテンタ20に案内する。しかし、乾燥流延の場合にはピンテンタ16を用いずともよい。すなわち、乾燥流延の場合には、ピンテンタ16を設けずに、流延装置15からの湿潤フィルム12をクリップテンタ20へ案内してもよい。クリップテンタ20の構成及び作用については、別の図面を用いて後述する。
In this embodiment, the wet film 12 is dried by the
乾燥室25は、湿潤フィルム12を周面で支持するローラ41を複数備える。これら複数のローラ41の中には、周方向に回転する駆動ローラがあり、この駆動ローラの回転により湿潤フィルム12が搬送される。乾燥室25には、加熱された乾燥空気が供給されている。この乾燥室25を通過することにより湿潤フィルム12は乾燥する。冷却室26には、略室温の乾燥空気が供給されている。この冷却室26を通過させることにより、得られたフィルム22を降温させる。温度が低下したフィルム22は、冷却室26から巻取装置27に案内されて巻芯42に巻き取られる。
The drying
ドープ11は、セルロースアシレートを溶剤に溶解したセルロースアシレート溶液である。このドープ11は、フィルム22となる固形成分として、セルロースアシレートの他に、所定構造をもつ置換体を含む。この所定構造の置換体の量を調整することによりRthを制御する。 The dope 11 is a cellulose acylate solution in which cellulose acylate is dissolved in a solvent. The dope 11 includes a substitution product having a predetermined structure in addition to cellulose acylate as a solid component to be the film 22. Rth is controlled by adjusting the amount of the substitution product having the predetermined structure.
所定構造とは、糖がグリコシド結合で重合した重合体において、ヒドロキシ基(−OH)の水素が他の原子団に置換された構造をもついわゆる置換体である。また、糖がグリコシド結合で重合した重合体において、カルボキシル基やアルデヒド基がある場合には、所定構造とは、ヒドロキシ基(−OH)が他の原子団に置換された構造をもついわゆる置換体である。なお、この置換体は、ドープ11の中で上記構造に有していればよく、糖の重合とヒドロキシ基の水素の置換との両過程を経たものであるか否かは問わない。また、上記重合体は、基本単位の繰り返し構造をもつものであればよく、オリゴマーとポリマーとのいずれでもよい。したがって、置換体も、オリゴマーとポリマーとのいずれでもよい。なお、グリコシド結合は、α−グルコシド結合とβ−グルコシド結合とのいずれであってもよい。 The predetermined structure is a so-called substitution product having a structure in which a hydrogen of a hydroxy group (—OH) is substituted with another atomic group in a polymer obtained by polymerizing a sugar with a glycosidic bond. In addition, in a polymer in which sugar is polymerized by a glycosidic bond, when there is a carboxyl group or an aldehyde group, the predetermined structure is a so-called substituted product having a structure in which a hydroxy group (—OH) is substituted with another atomic group. It is. It is sufficient that this substitution product has the above structure in the dope 11, and it does not matter whether the substitution product has undergone both processes of sugar polymerization and hydrogen substitution of the hydroxy group. Moreover, the said polymer should just have a repeating structure of a basic unit, and any of an oligomer and a polymer may be sufficient as it. Therefore, the substitution product may be either an oligomer or a polymer. The glycosidic bond may be either an α-glucoside bond or a β-glucoside bond.
上記所定構造の置換体をドープ11の固形成分として用い、後述のように湿潤フィルム12の昇温を行うことにより、従来用いられてきたレタデーション上昇剤を用いずともセルロースアシレートフィルムのRthを上昇させることができる。この置換体は、フィルム22上に析出することがない。また、この置換体は、溶液製膜過程では湿潤フィルム12及びフィルム22から気化しないので、溶液製膜設備10を汚染することもない。これらの効果は、従来のレタデーション上昇剤はモノマーであるのに対し、上記置換体はオリゴマーもしくはポリマーだからである。 By using the substitution product having the predetermined structure as a solid component of the dope 11 and raising the temperature of the wet film 12 as described later, the Rth of the cellulose acylate film is increased without using a conventionally used retardation increasing agent. Can be made. This substitution product does not deposit on the film 22. Moreover, since this substitution body does not vaporize from the wet film 12 and the film 22 in the solution casting process, the solution casting apparatus 10 is not contaminated. These effects are because the conventional retardation increasing agent is a monomer, whereas the substituted product is an oligomer or a polymer.
この置換体は、従来のレタデーション上昇剤と併用することができる。これにより、従来のレタデーション上昇剤の使用量を従来の使用量よりも非常に低く抑えることができる。この結果、従来のレタデーション上昇剤によるフィルムと溶液製膜設備との各汚染が低減する。 This substitution product can be used in combination with a conventional retardation increasing agent. Thereby, the usage-amount of the conventional retardation raising agent can be restrained very much lower than the conventional usage-amount. As a result, each contamination of the film and solution casting equipment by the conventional retardation raising agent is reduced.
上記所定構造の置換体をドープ11に含ませても、ドープ11で油相と水相との相分離が起こらない。したがって、Re、Rthをはじめとする光学特性にムラが無いフィルム22を製造することができる。 Even if the substitution product having the predetermined structure is included in the dope 11, the dope 11 does not cause phase separation between the oil phase and the aqueous phase. Accordingly, it is possible to produce a film 22 having no unevenness in optical characteristics such as Re and Rth.
また、セルロースアシレートがセルローストリアセテート(TAC)である場合には、溶液製膜過程で結晶化が起きる。上記構造の置換体を用いることにより、TACの結晶化を促進することができる。したがって、結晶化度向上に起因するRth上昇が、より確実になるとともに、結晶化を図るために湿潤フィルム12を加熱する場合には加熱時間をより短くしてTACの劣化をより確実に防止することができる。 Further, when the cellulose acylate is cellulose triacetate (TAC), crystallization occurs in the solution film forming process. By using the substitution product having the above structure, crystallization of TAC can be promoted. Accordingly, an increase in Rth due to the improvement in crystallinity becomes more certain, and when the wet film 12 is heated for crystallization, the heating time is shortened to prevent the deterioration of TAC more reliably. be able to.
さらに、冷却流延の場合には、上記置換体を用いることにより、流延膜32のゲル化が促進する。したがって、冷却流延における製造効率をさらに高めることができるという効果もある。
Further, in the case of cooling casting, gelation of the
グリコシド結合で重合している糖の骨格は、環状であることがより好ましい。ただし、この所定構造は、セルロースアシレートとは異なる構造である。 The sugar skeleton polymerized by glycosidic bonds is more preferably cyclic. However, this predetermined structure is a structure different from cellulose acylate.
上記の糖は、単糖であり、アルドースとケトースとのいずれであってもよい。また、糖は、トリオース(炭素数は3)、テトロース(炭素数は4)、ペントース(炭素数は5)、ヘキソース(炭素数は6)等のいずれでもよいが、中でも、炭素数が6であるヘキソースが好ましく、前述の通り環状骨格をもつものがさらに好ましい。これは、セルロースアシレートのアシル基を除く単位構造と、他の糖に比べて最も近い構造だからである。セルロースアシレートの単位構造と近い構造であるほど、Rthを向上させる効果が大きい。 The sugar is a monosaccharide and may be either aldose or ketose. The sugar may be any of triose (3 carbon atoms), tetrose (4 carbon atoms), pentose (5 carbon atoms), hexose (6 carbon atoms), etc. Some hexoses are preferable, and those having a cyclic skeleton as described above are more preferable. This is because the unit structure excluding the acyl group of cellulose acylate is the closest structure compared to other sugars. The closer to the unit structure of cellulose acylate, the greater the effect of improving Rth.
ヘキソースとしては、グルコース(Glc)、マンノース(Man)、ガラクトース(Gal)、フルクトース(Fru)、N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)、グルコサミン(GlcN)等が上げられる。 Examples of hexose include glucose (Glc), mannose (Man), galactose (Gal), fructose (Fru), N-acetylglucosamine (GlcNAc), and glucosamine (GlcN).
糖がグリコシド結合で重合した構造をもつ重合体が、ポリマーである場合には、好ましいポリマーとしては、マンナン、グルコマンナン、グアガム、でんぷん(アミロース、アミロペクチン)、グリコーゲン、ペクチン、キシラン、キチン、アガロース等がある。しかし、ポリマーはこれらに限定されない。中でも特に好ましいものは、マンナン、グルコマンナン、でんぷんである。これらの重合体は非常に安価かつ入手しやすく、ヒドロキシ基における水素の置換も容易かつ低コストで実施することができる。したがって、得られる置換体も従来のレタデーション上昇剤に比べて非常に安価かつ容易に得られる。 When the polymer having a structure in which sugar is polymerized by glycosidic bonds is a polymer, preferred polymers include mannan, glucomannan, guar gum, starch (amylose, amylopectin), glycogen, pectin, xylan, chitin, agarose, etc. There is. However, the polymer is not limited to these. Of these, mannan, glucomannan and starch are particularly preferred. These polymers are very inexpensive and readily available, and replacement of hydrogen in the hydroxy group can be carried out easily and at low cost. Therefore, the obtained substitution product can be obtained very cheaply and easily as compared with the conventional retardation increasing agent.
上記重合体のヒドロキシ基の水素を置換する原子団としての置換基は、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、2−エチルヘキシル基、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基、カルボキシメチル基、スルホン基、ニトロ基、アミノ基、N−アセチル基、アルキルを含み炭素数が8以上30以下であるカルボキシル基、等が好ましい。アルキルを含み炭素数が8以上30以下のカルボキシル基としては、炭素数が8以上30以下の長鎖脂肪酸エステル基がより好ましい。なお、この長鎖脂肪酸エステル基とは、水酸基が脂肪酸とエステルを形成したものである。 Substituents as atomic groups for substituting hydrogen of the hydroxy group of the polymer are acetyl group, propionyl group, butyryl group, 2-ethylhexyl group, methyl group, ethyl group, hydroxyethyl group, carboxymethyl group, sulfone group, A nitro group, an amino group, an N-acetyl group, a carboxyl group containing alkyl and having 8 to 30 carbon atoms, and the like are preferable. The carboxyl group containing alkyl and having 8 to 30 carbon atoms is more preferably a long-chain fatty acid ester group having 8 to 30 carbon atoms. The long chain fatty acid ester group is a group in which a hydroxyl group forms an ester with a fatty acid.
なお、置換体は、すべてのヒドロキシ基が上記の原子団で置換されていなくでもよい。例えば、一部のヒドロキシ基が、カルボキシル基やアルデヒド基になっていてもよい。 In the substituted product, not all hydroxy groups may be substituted with the above-mentioned atomic groups. For example, some hydroxy groups may be carboxyl groups or aldehyde groups.
第1の実施形態では、セルロースアシレートと、置換基がアセチル基等のアシル基である置換体とをドープ11の固形成分として用いる。セルロースアシレート51におけるアシル基と置換体52におけるアシル基とを同じものにする場合には、図2のように、セルロース55と重合体56とを併せてアシル化57するとよい。つまり、アシル化対象物54を、セルロース55と重合体56との混合物とする。これにより、固形成分58は、セルロースアシレート51と置換体52との混合物として得られる。
In the first embodiment, cellulose acylate and a substituted product whose substituent is an acyl group such as an acetyl group are used as solid components of the dope 11. In the case where the acyl group in the
針葉樹から得られるセルロースには、精製しても通常は上記重合体が含まれている。この含有量は、広葉樹や綿花リンタから得られるセルロースに比べて多い。例えば、マンナンは、針葉樹から得られるセルロースには1%以上の含有量で含まれるが、これに対して広葉樹から得られるセルロースには多くても0.5%程度であり、綿花リンタから得られるセルロースには含まれていない。 Even if it refine | purifies, the said polymer is normally contained in the cellulose obtained from a conifer. This content is higher than cellulose obtained from hardwood or cotton linter. For example, mannan is contained in cellulose obtained from conifers at a content of 1% or more, whereas cellulose obtained from hardwoods is at most about 0.5% and is obtained from cotton linter. It is not contained in cellulose.
従来は、セルロースに含まれるマンナン等のヘミセルロースは、位相差フィルムや偏光板保護フィルム等を用途とするセルロースアシレートフィルムを製造するにあたり、含まれていることが好ましくないとされており、これらのヘミセルロースをセルロースから出来る限り除去するようにセルロースの合成及び精製が為されてきた。これに対し、本発明では、マンナン等の上記重合体を積極的に利用し、この重合体から得られる置換体をドープ11の固形成分とする。したがって、針葉樹から得られるセルロースを用いると、新たに加える重合体56ないし置換体52の使用量を低減できるので、コスト等の点からより好ましい。
Conventionally, hemicellulose such as mannan contained in cellulose is considered to be undesirably contained in the production of a cellulose acylate film for use as a retardation film or a polarizing plate protective film. Cellulose has been synthesized and purified to remove hemicellulose from cellulose as much as possible. On the other hand, in the present invention, the polymer such as mannan is positively used, and the substitution product obtained from this polymer is used as the solid component of the dope 11. Therefore, the use of cellulose obtained from coniferous trees is more preferable from the viewpoint of cost and the like because the amount of the
乾燥流延の場合には、流延支持体からの流延膜32の剥ぎ取り力を低く抑える観点により、針葉樹や広葉樹から得られるセルロースを原料とするよりも、綿花リンタから得られるセルロースを用いる方が好ましい。このように綿花リンタから得られるセルロースを原料とする場合であっても、本発明は有効である。針葉樹からのセルロースを原料とすると、Rthの上昇の効果のみならず、より小さい剥ぎ取り力で流延膜32を剥ぎ取ることができる効果もあるので、特に好ましい。
In the case of dry casting, cellulose obtained from cotton linter is used rather than using cellulose obtained from softwood or hardwood from the viewpoint of keeping the peeling force of the
図3の線分L1,L2,L3は、互いに異なる置換体52をフィルム22中に含有させた場合である。図3に示すように、フィルム22のRth(単位;nm)と、セルロースアシレート51に対する置換体52の割合(以降、単に「置換体割合」と称する)CS(単位;質量%)とは比例関係にある。したがって、置換体割合CSが多いほど、Rthが高いフィルム22が得られる。そこで、目的とするRthに対応する置換体割合CSを求め、求めた置換体割合CSに基づき、ドープ11における置換体52の量を調整する。このようにして、目的とするRthに応じて、ドープ11における置換体52の量を調整する。
Line segments L1, L2, and L3 in FIG. 3 are cases where
線分L1,L2,L3に示すように、置換体52の構造が異なると、置換体割合CSが互いに同じであっても発現するRthの値は異なる。そこで、用いる置換体52毎に、Rthと置換体割合CSとの関係を予め求めておくとよい。これにより、Rthとドープ11における置換体52の量との関係も予め求められる。例えば、目的とするRthをRth(P)とする。Rth(P)を発現する置換体は、線分L1と線分L3との置換体52であるので、これらのいずれも固形成分58に用いることができる。なお、置換体52の使用量を抑えたい場合には、これらのうち、置換体割合CSがより小さい、線分L1の置換体52を選択するとよい。図3には、線分L1の置換体52を選択する場合に、Rth(P)を発現する置換体割合CSにつき、CS(P)を図示してある。
As shown by line segments L1, L2, and L3, when the structure of the
原料として用いるセルロースの中に予め重合体が含まれている場合には、この原料をアシル化し、得られたセルロースアシレートにおける置換体割合CSと所定の置換体割合CS(P)との差にあたる分量の置換体を、得られたセルロースアシレートに加えるとよい。 When a polymer is previously contained in cellulose used as a raw material, this raw material is acylated, which corresponds to the difference between the substitution rate CS and the predetermined substitution rate CS (P) in the obtained cellulose acylate. An amount of the substitution product may be added to the obtained cellulose acylate.
所定の置換体につき、図3のようなRthと置換体割合CSとの関係を求める場合には、湿潤フィルム12がフィルム22となるまでの一連の乾燥工程における条件を一定にしてある。図1の溶液製膜設備10でフィルム22を製造する場合には、一連の乾燥工程とは、ピンテンタ16、クリップテンタ20、乾燥室25における各工程であるが、ドラム30からの剥ぎ取りの工程や、各装置間の渡りをも乾燥工程とみなすことがより好ましい。ただし、一連の乾燥工程の中でも、クリップテンタ20における所定工程の条件のみを一定にして、Rthと置換体割合CSとの関係を求めてもよい。置換体52を使用した場合には、一連の乾燥工程の中でもクリップテンタ20における所定工程の条件が、Rthを最も大きく左右するからである。
When obtaining the relationship between Rth and the substitutional substance ratio CS as shown in FIG. 3 for a predetermined substitution product, the conditions in a series of drying steps until the wet film 12 becomes the film 22 are made constant. When the film 22 is manufactured by the solution casting apparatus 10 of FIG. 1, a series of drying processes are the processes in the
一定量の置換体52をドープ11に含ませた場合の流延膜32は、昇温することによって、高いRthを示すフィルム22となる。ただし、この昇温のタイミングによっては、Rthの上昇幅が小さくなる。図4の横軸である溶媒含有率(単位;質量%)は、湿潤フィルム12を昇温させて所定の温度に達したタイミング、すなわち所定温度到達時に対応する。図4では、横軸の溶媒含有率のタイミングで所定の温度に達した湿潤フィルム12につき、その温度を1分間保持し、得られたフィルム22のRth(単位;nm)を縦軸としている。
The
所定温度に保持する時間を1分間とした場合において、湿潤フィルム12を昇温させて所定温度に達したタイミングが100質量%よりも大きいとき、及び4質量%未満のときには、図4に示すように、Rthは小さな上昇幅にとどまる。これに対して、湿潤フィルム12を昇温させて所定温度に達したタイミングが4質量%以上100質量%以下の範囲であるときには、Rthは大きく上昇する。湿潤フィルム12は、溶媒含有率が4質量%以上100質量%以下の範囲のときには、クリップテンタ20の内部を搬送されているときにあたる。したがって、Rthと置換体割合CSとの関係を求める際には、クリップテンタ20において溶媒含有率が4質量%以上100質量%以下の範囲にある湿潤フィルム12の温度を所定温度にし、この条件を一定にするとよい。 When the time for maintaining the predetermined temperature is 1 minute, when the timing at which the wet film 12 is heated to reach the predetermined temperature is greater than 100 mass% and less than 4 mass%, as shown in FIG. On the other hand, Rth remains small. On the other hand, when the timing at which the wet film 12 is heated to reach the predetermined temperature is in the range of 4% by mass or more and 100% by mass or less, Rth greatly increases. When the solvent content is in the range of 4% by mass or more and 100% by mass or less, the wet film 12 corresponds to when the inside of the clip tenter 20 is conveyed. Therefore, when determining the relationship between Rth and the substitution product ratio CS, the temperature of the wet film 12 in the clip tenter 20 in which the solvent content is in the range of 4% by mass to 100% by mass is set to a predetermined temperature. It should be constant.
図4に示すように、湿潤フィルム12を昇温させて所定温度に達したタイミングが40質量%以上50質量%以下の範囲である場合には、Rthは特に大きく上昇する。また、湿潤フィルム12を昇温させて所定温度に達したタイミングが20質量%以上40質量%以下の範囲や50質量%以上70質量%以下である場合には、40質量%以上50質量%以下の範囲である場合の少なくとも80%のRthになる。したがって、Rthと置換体割合CSとの関係を求める際には、クリップテンタ20において溶媒含有率が20質量%以上70質量%以下の範囲の湿潤フィルム12の温度を所定温度にし、この条件を一定にすることがより好ましく、溶媒含有率が40質量%以上50質量%以下の範囲の湿潤フィルム12の温度を所定温度にし、この条件を一定にすることがさらに好ましく、溶媒含有率が40質量%である湿潤フィルム12の温度を所定温度にし、この条件を一定にすることが特に好ましい。 As shown in FIG. 4, when the timing at which the wet film 12 is heated to reach a predetermined temperature is in the range of 40% by mass or more and 50% by mass or less, Rth increases particularly significantly. In addition, when the temperature at which the wet film 12 is heated to reach a predetermined temperature is in the range of 20% by mass or more and 40% by mass or less or 50% by mass or more and 70% by mass or less, it is 40% by mass or more and 50% by mass or less. Rth of at least 80% in the case of this range. Therefore, when obtaining the relationship between Rth and the substitution product ratio CS, the temperature of the wet film 12 in the clip tenter 20 having a solvent content in the range of 20 mass% or more and 70 mass% or less is set to a predetermined temperature, and this condition is kept constant. More preferably, the temperature of the wet film 12 having a solvent content in the range of 40% by mass or more and 50% by mass or less is set to a predetermined temperature, and this condition is more preferably constant, and the solvent content is 40% by mass. It is particularly preferable that the temperature of the wet film 12 is a predetermined temperature and this condition is kept constant.
なお、上記所定温度とは、セルロースアシレートと置換体との種類によって異なる。例えば、セルロースアシレートがTACであり、置換体がマンナンアセテートである場合には、所定温度は90℃以上140℃以下の範囲である。また、セルロースアシレートがセルロースダイアセテート(DAC)であり、置換体がキシランアセテートとマンナンアセテートとの質量比1:1の混合物である場合には、所定温度は100℃以上150℃以下の範囲である。上記いずれの場合でも、より好ましい所定温度は90℃以上130℃以下の範囲である。 The predetermined temperature differs depending on the type of cellulose acylate and substituted product. For example, when the cellulose acylate is TAC and the substitution product is mannan acetate, the predetermined temperature is in the range of 90 ° C to 140 ° C. Further, when the cellulose acylate is cellulose diacetate (DAC) and the substitution product is a mixture of xylan acetate and mannan acetate in a mass ratio of 1: 1, the predetermined temperature is in the range of 100 ° C. or more and 150 ° C. or less. is there. In any of the above cases, a more preferable predetermined temperature is in the range of 90 ° C. or higher and 130 ° C. or lower.
セルロースアシレートがTACである場合には、TACはDACに比べて大きな結晶化度をもつ。したがって、図4の縦軸をTACの結晶化度に置き換えたグラフ(図示無し)は、図4と同様の形状をもつ。このように、TACをセルロースアシレートとして用いた場合には、流延膜32を昇温させて所定温度に達したタイミングが4質量%以上100質量%以下の範囲であるときには、結晶化度は大きく上昇する。そこで、Rthと置換体割合CSとの関係を求める際には、所定温度に達するタイミングをTACの結晶化度を基にして求めてもよい。
When the cellulose acylate is TAC, TAC has a higher degree of crystallinity than DAC. Therefore, a graph (not shown) in which the vertical axis of FIG. 4 is replaced with the TAC crystallinity has the same shape as FIG. As described above, when TAC is used as cellulose acylate, when the temperature at which the
クリップテンタ20は、図5に示すように、湿潤フィルム12の搬送路を囲むようにしてこの搬送路及び周辺を外部空間と仕切るチャンバ60を備える。チャンバ60は、搬送方向Z1の上流側から順に、予熱エリア61、延伸エリア62、緩和エリア63及び冷却エリア64を有する。ただし、チャンバ60は、各エリア61〜64がそれぞれ独立した空間となるように区画する仕切り部材が内部に設けてあるものではない。各エリア61〜64は、後述のように、クリップ67の走行軌道と、第1〜第4給気室71a〜71d(図6参照)のそれぞれから流出する乾燥空気とにより形成される。
As shown in FIG. 5, the clip tenter 20 includes a
クリップテンタ20は、湿潤フィルム12の側部を把持する複数のクリップ67と、クリップ67の走行軌道を成すレール68,69と、乾燥空気を流出するダクト71と、ダクト71に所定条件の乾燥空気を送り込むエア供給部72とを備える。レール68,69は湿潤フィルム12の搬送路の両側に設置される。
The
レール68とレール69とは、所定のレール幅で互いに離間している。レール幅は、予熱エリア61では幅W1と一定であり、延伸エリア62では方向Z1に向かうに従って幅W1から幅W2へと次第に広くなり、緩和エリア63では方向Z1に向かうに従って幅W2から幅W3へと次第に狭くなり、冷却エリア64では幅W3と一定である。このように各レール幅を設定することにより、予熱エリア61では、湿潤フィルム12は一定の幅を保持するように、幅を規制された状態で搬送され、延伸エリア62では、搬送されている湿潤フィルム12は幅方向へ拡げるように延伸される。また、緩和エリア63では、湿潤フィルム12は、幅が小さくされながらも幅を規制された状態で搬送され、冷却エリア64では、幅を一定に保持された状態で搬送される。
The
ただし、予熱エリア61及び冷却エリア64におけるレール幅に関する上記「一定」とは、厳密である必要はない。つまり、予熱エリア61と冷却エリア64とのそれぞれにおいて、上流から下流にかけて幅W1、幅W3でそれぞれ略一定と言える程度にレール幅を若干変化させる態様でもよい。また、緩和エリア63におけるレール幅についても、必ずしも上流から下流にかけて次第に狭くする必要はない。例えば、緩和エリア63では、レール幅が上流から下流にかけて幅W2で略一定といえる程度に若干変化する態様でもよい。
However, the above “constant” regarding the rail width in the preheating
複数のクリップ67は、所定の間隔をもってチェーン(図示せず)に取り付けられている。このチェーンは、レール68とレール69とにそれぞれ取り付けられており、レール68,69に沿って移動自在とされている。チェーンは、予熱エリア61よりも上流側に配されるターンホイール73と、冷却エリア64の下流端に配されるスプロケット74とに噛み合っている。スプロケット74が回転することにより、チェーンは連続走行する。チェーンの走行により、クリップ67はレール68,69に沿って移動する。
The plurality of
予熱エリア61よりも上流には、クリップ67による湿潤フィルム12の側部の把持を開始する把持開始手段(図示無し)が設けられ、冷却エリア64の下流側には、クリップ67による湿潤フィルム12の側部の把持を解除する把持解除手段(図示無し)が設けられる。これにより、湿潤フィルム12は、予熱エリア61よりも上流でクリップ67に把持され、クリップ67がレール68,69に沿って移動することでZ1方向へ搬送され、各エリア36〜39を順次通過し、各エリア36〜39において所定の処理が施され、冷却エリア64の下流端で把持を解除される。
Upstream from the preheating
図6に示すように、ダクト71は、湿潤フィルム12の搬送路との間隔が略一定となるように、搬送路の上方に設けられる。ダクト71の下部には、湿潤フィルム12の幅方向Z2に延びたスリット77が形成されており、スリット77はZ1方向に複数設けられている。なお、搬送路の下方にも、搬送路との間隔が略一定となるように、ダクト71と同様の構成をもつダクト(図示無し)を設けてもよく、このダクトでは、各スリットは、上部に形成される。なお、搬送方向Z1と幅方向Z2とは直交するものとする。
As shown in FIG. 6, the
ダクト71の内部は、複数の仕切り板78により第1〜第4給気室71a〜71dに区画されている。なお、図6では、第1及び第2給気室71a、71bのスリット77はそれぞれ複数であり、第3及び第4給気室71c、71dのスリット77はそれぞれひとつである。しかし、各給気室71a〜71dにおける各スリット77の数はこれに限られない。つまり、第1給気室71aや第2給気室71bに1つのスリット77を設け、第3給気室71cや第4給気室71dに複数のスリット77を設けてもよい。
The inside of the
エア供給部72は、ダクト71の第1〜第4給気室71a〜71dに乾燥空気を供給する。エア供給部72は、第1〜第4給気室71a〜71dにそれぞれ供給する各乾燥空気の温度を独立して制御する温調機(図示無し)を備える。この温調機により、所定温度に調節された乾燥空気が、それぞれ第1〜第4給気室71a〜71dを介して各エリア61〜64へ供給される。
The
第2給気室71bからの乾燥空気の供給により、延伸エリア62では、湿潤フィルム12が、所定の温度となるように加熱される。
Due to the supply of dry air from the second
また、第1給気室71aからの乾燥空気の供給により、延伸エリア62へ入る前の湿潤フィルム12を予め加熱する。この予熱エリア61による加熱により、延伸エリア62での延伸が迅速に開始されるようになるとともに、延伸エリア62での延伸の際に、幅方向Z2でより均一な張力が付与されるようになる。
Further, the wet film 12 before entering the stretching
緩和エリア63では、両側部の把持による幅の規制に加え、第3給気室71cからの乾燥空気による加熱により、内部に残留した応力(残留応力)が適切に緩和される。この緩和工程では、湿潤フィルム12中の分子配向を所期の状態にする。
In the
冷却エリア64では、緩和工程で所期の分子配向となった湿潤フィルム12を、乾燥空気により冷却する。この冷却により、分子が所期の配向状態で固定する。なお、図6では、煩雑さを避けるために、クリップ67やターンホイール73、スプロケット74の図示を略す。
In the
目的とするRthをフィルム22に発現させるためには、ピンテンタ16またはクリップテンタ20で湿潤フィルム12の温度を所定温度となるように保持する。所定温度に湿潤フィルム12の温度を保持する保持時間は、おおよそ1分間という短時間でよい。このように、目的とするRthを発現させるための温度保持は、極短い時間で足りるので、Reの変動が抑えられる。したがって、所期のReを発現させるようにクリップテンタ20での諸条件を決定した上で、上記のタイミングでの短時間の温度保持を所期のRth発現のために実施するだけでよい。なお、乾燥室25で湿潤フィルム12を155℃以上200℃以下の範囲とすることで結晶化を促進することは可能ではあるが、これらの場合には、湿潤フィルム12に含まれる添加剤の気化が著しく、さらに、ローラ41の周面で湿潤フィルム12に傷がつきやすく、必ずしも好ましいとはいえない。
In order to express the target Rth in the film 22, the temperature of the wet film 12 is held at a predetermined temperature by the pin tenter 16 or the
上記第1の実施形態では、固形成分58は、セルロース55と重合体56とを併せてアシル化57を行い、セルロースアシレート51と置換体52との混合物として得る。しかし、固形成分58を得る方法は、以下の第2の実施形態でもよい。セルロースアシレートと置換基が同じアシル基である置換体とをドープ11の固形成分として用いる場合を例にすると、図7に示すように、セルロース55をアシル化する第1のアシル化61と、重合体56をアシル化する第2のアシル化62とをそれぞれ独立して実施する。第1のアシル化61で得られたセルロースアシレート51と、第2のアシル化62で得られた置換体52とを併せて固形成分58とすることができる。この方法は、置換基がセルロースアシレートとは異なるアシル基である置換体52を用いる場合に適用することができる。
In the first embodiment, the
第1及び第2の実施形態では、置換体割合とRthとの関係を予め求めるが、この態様に代えて、以下の第3実施形態としてもよい。第3の実施形態では、Rthと、セルロース55に対する重合体56の割合(以下、重合体割合と称する)CPとの関係を予め求める。図8に示す線分L4,L5,L6は、それぞれ互いに異なる重合体56をセルロース55と併せてアシル化57し、得られた各固形成分58を用いてフィルム22を製造した場合の各Rth(単位;nm)のグラフである。横軸は、重合体割合(単位;質量%)である。L4において用いた固形成分58は、図3のL1において用いた固形成分58と同じである。また、L5、L6においてそれぞれ用いた固形成分58は、図3のL2、L3において用いた固形成分58と同じである。
In the first and second embodiments, the relationship between the substitution product ratio and Rth is obtained in advance, but instead of this aspect, the following third embodiment may be used. In the third embodiment, the relationship between Rth and the ratio of
図8に示すように、フィルム22のRthと重合体割合CPとは比例関係にある。さらに、L4とL5とL6とは、それぞれ図3のL1とL2とL3と同じ関係にある。このように、重合体割合CPと置換体割合CSとは、Rthとの間で同様の関係をもつ。そこで、目的とするRth(図8におけるRth(P))に対応する重合体割合CPを求め、求めた重合体割合CP(P)に基づき、アシル化対象物54における重合体56の量を調整することにより、ドープ11における置換体52の量を調整してもよい。
As shown in FIG. 8, the Rth of the film 22 and the polymer ratio CP are in a proportional relationship. Furthermore, L4, L5, and L6 have the same relationship as L1, L2, and L3 in FIG. 3, respectively. Thus, the polymer ratio CP and the substituent ratio CS have the same relationship with Rth. Therefore, the polymer ratio CP corresponding to the target Rth (Rth (P) in FIG. 8) is obtained, and the amount of the
第1〜第3の実施形態では、いずれも固形成分58として、セルロースアシレートと置換体とを用いる場合である。しかし、ドープ11には、その他の物をさらに加えてもよい。例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤等が挙げられる。
In the first to third embodiments, all are cases where cellulose acylate and a substitute are used as the
本発明は、高いRthを要求される位相差フィルム等の光学補償フィルムを製造する場合に、特に有効である。 The present invention is particularly effective when manufacturing an optical compensation film such as a retardation film that requires a high Rth.
[実験1]〜[実験16]
[セルロースアシレートドープの作製]
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、各成分を溶解または分散しドープ11を調製した。調製したドープ11は、表1に示すサンプル番号A−1〜A−11の11種類である。なお、A−1〜A−11の各ドープ11の溶媒組成は次の通りである。A−1〜A−11の各ドープ11は、表1に示す固形成分58の濃度が20質量%となるよう濃度を調整して調液した。表1に示す固形成分58とはすなわち、セルロースアシレートと、Re上昇剤と、Rth上昇剤と、ポリエステルジオールと、マット剤分散液中のマット剤とである。なお、A−1〜A−11では、Re上昇剤を用いていないので表1では0(ゼロ)と記載している。表1の中で、「CA」はセルロースアシレート、「AA」はアジピン酸(C6)、「EG」はエチレングリコール(C2)、「PG」は1,2−プロピングリコール(C3)をそれぞれ示す。
メチレンクロライド(第1の溶媒成分) 100質量部
メタノール(第2の溶媒成分) 19質量部
1−ブタノール 1質量部
[Experiment 1] to [Experiment 16]
[Preparation of cellulose acylate dope]
The following composition was put into a mixing tank and stirred while heating to dissolve or disperse each component to prepare a dope 11. The
Methylene chloride (first solvent component) 100 parts by mass Methanol (second solvent component) 19 parts by mass 1-butanol 1 part by mass
[マット剤分散液の調製]
表1の各ドープを調製するために、予めマット剤分散液を調製した。表1のマット剤分散液は、下記の組成物を分散機(図示せず)に投入し、攪拌して各成分を分散して調製した。
[Preparation of matting agent dispersion]
In order to prepare each dope in Table 1, a matting agent dispersion was prepared in advance. The matting agent dispersion in Table 1 was prepared by charging the following composition into a disperser (not shown) and stirring to disperse each component.
マット剤分散液の組成
・シリカ粒子分散液(平均粒径16nm) 10.0質量部
“AEROSIL R972”、日本アエロジル(株)製
・メチレンクロライド 72.8質量部
・メタノール 3.9質量部
・ブタノール 0.5質量部
・セルロースアシレートの溶液 10.3質量部
なお、マット剤分散液の組成としての上記「セルロースアシレートの溶液」には、調製すべきA−1〜A−11に用いる表1の各セルロースアシレートと同じセルロースアシレートをそれぞれ用いた。すなわち、A−1〜A−11の各ドープの表1における「CA」と「マット剤分散液」に用いるセルロースアシレートとは、互いに同じものである。
Composition of matting agent dispersion ・ Silica particle dispersion (
マット剤分散液の性としての上記「セルロースアシレートの溶液」の処方は以下である。
・セルロースアシレート 100質量部
・メチレンクロライド(第1の溶媒成分) 100質量部
・メタノール(第2の溶媒成分) 19質量部
・1−ブタノール 1質量部
The prescription of the above-mentioned “cellulose acylate solution” as the property of the matting agent dispersion is as follows.
Re上昇剤として以下の化合物を使用した。 The following compounds were used as Re raising agents.
ドープ11を用いてセルロースアシレートフィルムを溶液製膜設備10により以下のように製造した。ドープ11を流延ダイ31の流延口から、−5℃に冷却したドラム30上に流延した。溶媒含有率が略70質量%の状態で流延膜32を剥ぎ取り、湿潤フィルム12の幅方向の両側端をピンテンタ(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンタ)16で保持し、溶媒含有率が4〜100質量%での湿潤フィルム12の温度を、表2に示す温度に保持した状態で、横方向(搬送方向Z1に垂直な方向)の延伸倍率が約3%となるように一方の側端部を保持するピンと他方の側端部を保持するピンとの間隔を保ちつつ湿潤フィルム12を乾燥した。その後、乾燥室25のロール41間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚みが約60μmのフィルム22をそれぞれ作製した。
A cellulose acylate film was produced using the dope 11 by the solution casting apparatus 10 as follows. The dope 11 was cast from the casting port of the casting die 31 onto the
[セルロースアシレートフィルム22の光学特性評価方法]
得られたフィルム22の光学特性の評価を、以下の方法で実施した。
[Method for evaluating optical properties of cellulose acylate film 22]
The optical properties of the obtained film 22 were evaluated by the following method.
[面内のレタデーションRe、厚み方向のレタデーションRth]
得られた各フィルム22から、30mm×40mmの試料をサンプリングした。試料を、25℃、60%RH(相対湿度)で2時間調湿し、Re(λ)は、自動複屈折計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した。また、Rth(λ)は、前記Re(λ)と、面内の遅相軸を傾斜軸としてフィルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレタデーション値と、および面内の遅相軸を傾斜軸としてフィルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレタデーション値との計3つの方向で測定したレタデーション値を基に、平均屈折率の仮定値1.48および厚みを自動複屈折計KOBRA 21ADHに入力し算出した。
[In-plane retardation Re, thickness direction retardation Rth]
From each film 22 obtained, a sample of 30 mm × 40 mm was sampled. The sample was conditioned at 25 ° C. and 60% RH (relative humidity) for 2 hours, and Re (λ) was measured by using an automatic birefringence meter KOBRA 21ADH (manufactured by Oji Scientific Instruments) with light having a wavelength of λ nm as a film normal. Measured by making it incident in the direction. Rth (λ) is the retardation value measured by making light of wavelength λnm incident from the direction inclined by + 40 ° with respect to the film normal direction with the in-plane slow axis as the tilt axis. And a retardation value measured in three directions: a retardation value measured by making light of wavelength λ nm incident from a direction inclined by −40 ° with respect to the film normal direction with the in-plane slow axis as the tilt axis Based on the above, the assumed average refractive index of 1.48 and the thickness were input to the automatic birefringence meter KOBRA 21ADH and calculated.
表2の「CA単体を基準としたときのRe(nm)の上昇割合%」、及び「CA単体を基準としたときのRth(nm)の上昇割合%」は、ポリエステルジオール、マット剤を表1の割合で含有し、Re上昇剤、Rth上昇剤を含有しないセルロースアシレート単体のRe(nm)とRth(nm)を基準に算出した。 In Table 2, “R (nm) increase rate% based on CA alone” and “Rth (nm) increase rate% based on CA alone” indicate polyester diol and matting agent. It was calculated on the basis of Re (nm) and Rth (nm) of cellulose acylate alone contained at a ratio of 1 and containing no Re raising agent or Rth raising agent.
(フィルムの面状)
得られたフィルムの面状をヘイズ測定により評価した。ヘイズ測定を行った。各ヘイズの測定は、試料400mm×80mmをフィルム両面に流動パラフィンを塗布してガラス板で挟み込んだ後に、25℃相対湿度60%でヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)を用いてJIS K−6714に従って測定した。フィルムを挟み込まない流動パラフィンのみとガラス板の測定値をブランクとした。その結果を下記の基準に従って評価し、その結果を表2に記載する。
◎:ヘイズが1.0以下
○:ヘイズが1.0より大きく1.3以下
△:ヘイズが1.3より大きく1.5以下
×:ヘイズが1.5以上
(Film surface)
The surface shape of the obtained film was evaluated by haze measurement. A haze measurement was performed. Each haze is measured by applying liquid paraffin on both sides of a sample of 400 mm x 80 mm and sandwiching it between glass plates, and then using a haze meter (HGM-2DP, Suga Test Instruments) at 25 ° C and 60% relative humidity. Measured according to -6714. Only liquid paraffin with no film sandwiched between them and the measured value of the glass plate were used as blanks. The results were evaluated according to the following criteria and the results are listed in Table 2.
◎: Haze is 1.0 or less ○: Haze is greater than 1.0 and 1.3 or less Δ: Haze is greater than 1.3 and 1.5 or less ×: Haze is 1.5 or more
[比較実験1]〜[比較実験6]
本発明に対する比較の実験として、比較実験1〜比較実験6を実施した。まず、セルロースアシレートとその他の固形成分と溶媒とを用いてサンプル番号がA−12,A−13のドープを実験1〜実験16と同様の方法で調製した。なお、A−12,A−13の溶媒組成と固形成分の濃度とは実験1〜実験16における溶媒組成と同じである。A−12,A−13のマット剤分散液において用いた各セルロースアシレートは、表1のA−12,A−13の「CA」と同じものである。
[Comparative Experiment 1] to [Comparative Experiment 6]
As comparative experiments for the present invention, Comparative Experiments 1 to 6 were performed. First, a dope having sample numbers A-12 and A-13 was prepared in the same manner as in Experiments 1 to 16, using cellulose acylate, other solid components, and a solvent. In addition, the solvent composition of A-12 and A-13 and the density | concentration of a solid component are the same as the solvent composition in Experiment 1-
溶媒含有率が4〜100質量%の湿潤フィルム12の温度を、表2の比較実験1〜比較実験4に示す温度に保持した他は、実験1〜実験16と同様にしてフィルムを製造した。また、A−1のドープ11を流延して、溶媒含有率が4〜100質量%の湿潤フィルムの温度を、表2の比較実験5,比較実験6に示す温度に保持した他は、実験1〜16と同様にしてフィルムを製造した。
A film was produced in the same manner as in Experiment 1 to Experiment 16 except that the temperature of the wet film 12 having a solvent content of 4 to 100% by mass was maintained at the temperature shown in Comparative Experiment 1 to Comparative Experiment 4 in Table 2. The experiment was conducted except that the
比較実験1〜比較実験6でそれぞれ得られたフィルムについて、実験1〜実験16と同様の評価を実施した。評価結果は、表2に示す通りである。 The films obtained in Comparative Experiments 1 to 6 were evaluated in the same manner as in Experiments 1 to 16, respectively. The evaluation results are as shown in Table 2.
表2に示すように、本発明により、Reの上昇を抑え、Rthを選択的に上昇させることができ、さらに、置換体52の含有量を調整することで良好な面状を備えたフィルム22を得ることができた。
As shown in Table 2, according to the present invention, the increase in Re can be suppressed, Rth can be selectively increased, and the film 22 having a good surface shape can be obtained by adjusting the content of the
10 溶液製膜設備
11 ドープ
15 流延装置
20 クリップテンタ
22 フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (6)
前記溶液を支持体に流延して、溶剤を含んだ湿潤フィルムとして前記支持体から剥がす流延工程と、
前記湿潤フィルムを乾燥することによりセルローストリアセテートフィルムとする乾燥工程とを有し、
前記乾燥工程で溶媒含有率が100質量%から4質量%に減少する間の前記湿潤フィルムを70℃以上150℃以下の範囲の温度となるように加熱し、
前記ポリエステルジオールは、アジピン酸と、エチレングリコールまたはプロピレングリコールとから生成したことを特徴とするセルローストリアセテートフィルムの製造方法。 A solid component containing cellulose triacetate and polyester diol, wherein a substituent in which hydrogen of hydroxy group in mannan or glucomannan is substituted with another atomic group is added by 1% or more based on the mass of the cellulose triacetate, A preparation step of preparing a solution by dissolving in a solvent;
A casting step of peeling the solution was cast supporting lifting member, from the support as a wet film containing the solvent,
And drying step to make a cellulose triacetate film by drying the wet film,
The drying step in solvent content is heated so that the temperature of the wet film range of 70 ° C. or higher 0.99 ° C. or less while decreasing a 4 wt% to 100 wt%,
The method for producing a cellulose triacetate film, wherein the polyester diol is produced from adipic acid and ethylene glycol or propylene glycol .
前記溶液における前記置換体は、製造するフィルムの{(nx+ny)/2−nz}×dで求める厚み方向レタデーションRthに応じて量が調整されてあることを特徴とする請求項1または2記載のセルローストリアセテートフィルムの製造方法。 Nx a refractive index in the slow axis direction in the film plane of the cellulose triacetate film, ny a refractive index in the fast axis direction, a refractive index in the thickness direction of the cellulose triacetate film nz, the thickness of the cellulose triacetate film d (nm) And when
The said substituents before Ki溶 solution, manufacturing a film {(nx + ny) / 2 -nz} claim 1 or 2 an amount depending on the thickness direction retardation Rth is characterized in that are adjusted for obtaining at × d The manufacturing method of the cellulose triacetate film of description.
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