JP6199399B2 - ポリエステルフィルムおよびポリエステルフィルムの製造方法、偏光板ならびに画像表示装置 - Google Patents
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Description
近年、従来の二軸配向ポリエステル樹脂フィルムにかわり、一軸配向ポリエステルフィルムが液晶ディスプレイの基材(偏光板の保護フィルム等)として用いられることが増えている。例えば、虹ムラを改善した偏光板保護フィルムとして、Re=3000〜30000nm、Re/Rth≧0.2の一軸配向または二軸配向ポリエステルフィルムを偏光子保護膜に使用することで、虹むらを視認できない程度に目立たなくして、虹ムラを解消している例が知られている(特許文献1参照)。なお、特許文献1には、完全な1軸性(1軸対称)フィルムでは配向方向と直交する方向の機械的強度が著しく低下することも記載されている。
上記のような光学特性を有する一軸配向または二軸配向ポリエステル樹脂フィルムは、少なくとも未延伸のフィルムをテンター式延伸装置を用いてクリップで把持しながら横一軸延伸することで製造される。
例えば特許文献2には、可塑剤が多量に添加された二軸延伸ポリ乳酸フィルムを製造するときに、縦延伸後のポリ乳酸フィルムを横延伸するときにテンタークリップでフィルムを把持するときのクリップ温度を70℃以下にすることで、クリップによるフィルムの把持不良を解決してフィルムの耳部のカールを改良する方法が記載されている。ただし、特許文献2ではクリップからフィルムを開放するときのクリップ温度については検討されていなかった。
特許文献3には、未延伸PETフィルムを横一軸延伸して一軸配向ポリエステルフィルムを製造する場合、フィルムの搬送方向と直交の方向のみに延伸しているためにフィルムの配向方向に沿って裂けやすいことに着目して、クリップからフィルムを開放する際のテンターレール幅を、熱固定ゾーン以降の最小レール幅に対し、0.1〜10%の範囲で拡げることで、クリップからのフィルム開放時の破断を抑制する方法が記載されている。
特に未延伸のポリエステルフィルムを横延伸する場合、特許文献3に記載のようにテンターレール幅を拡げるだけではクリップ離脱時の離脱不良は解消できないことがわかった。
本発明の解決しようとする課題は、未延伸のポリエステルフィルムをテンターにより横延伸するときにクリップ開放時のフィルム離脱不良およびクリップ近傍の延伸ムラを改善できるポリエステルフィルムの製造方法を提供することである。
これに対し、クリップ温度をテンター把持時及び離脱時に80℃以下に制御することで、未延伸のポリエステルフィルムをテンターにより横延伸するときにクリップ開放時のフィルム離脱不良およびクリップ近傍の延伸ムラを改善できることを見出し、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、上記課題は、以下の構成の本発明によって解決される。
前述のクリップから前述の横延伸後のポリエステルフィルムを開放する工程とを含み、
前述のクリップで前述の未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップの温度および前述のクリップから前述の横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップの温度をいずれも80℃以下に制御するポリエステルフィルムの製造方法。
[2] [1]に記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述の横延伸を開始する際の前述の未延伸のポリエステルフィルムの膜面温度を、前述のクリップで前述の未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度よりも高温にすることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述のクリップから前述の横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときの一対のレール間の距離を、前述の横延伸ゾーンより下流側の最短の一対のレール間距離に対し、0.1〜5%の範囲で広くすることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述の横延伸後のポリエステルフィルムを前述のクリップから開放する前に、前述の横延伸後のポリエステルフィルムをテンター内の最高温度まで加熱する熱固定工程を含むことが好ましい。
[5] [4]に記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述の熱固定後のポリエステルフィルムを前述のクリップから開放する前に、前述の熱固定後のポリエステルフィルムを冷却する工程を含むことが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述の未延伸のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率が1.590以下であり、かつ、
前述の未延伸のポリエステルフィルムの結晶化度が5%以下であることが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述のテンターが、40℃以下の冷風が50m3/min以上の風量で供給されるリターンレールを含み、
前述のリターンレールに沿ってフィルムを把持していない前述のクリップを走行させることが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述のクリップを、風を遮るカバーで覆うことが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムの製造方法は、前述の未延伸のポリエステルフィルムが、ポリエチレンテレフタレート樹脂を主成分とすることが好ましい。
[10] [1]〜[9]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムの製造方法で製造されたポリエステルフィルム。
[11] [10]に記載のポリエステルフィルムは、前述のポリエステルフィルムが前述のクリップで把持されていたクリップ把持部を含み、
前述のクリップ把持部から幅方向に200mm以上離れた位置の長手方向の厚みムラが、10%以下であることが好ましい。
[12] [10]または[11]に記載のポリエステルフィルムは、前述のポリエステルフィルムの端部から幅方向に50mm以上離れた位置の長手方向の厚みムラが、10%以下であることが好ましい。
[13] [10]〜[12]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムは、フィルム厚みが20〜150μmであり、
フィルム面内方向のレターデーションReが3000〜30000nmであり、
厚み方向のレターデーションRthが3000〜30000nmであり、
Re/Rthが0.5〜2.5であることが好ましい。
[14] [10]〜[13]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムは、一軸配向であることが好ましい。
[15] [14]に記載のポリエステルフィルムは、前述のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率が1.590以下であり、かつ、
前述のポリエステルフィルムの結晶化度が5%を超えることが好ましい。
[16] 偏光子と、[10]〜[15]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルムとを含む偏光板。
[17] [10]〜[15]のいずれか一つに記載のポリエステルフィルム、または、[16]に記載の偏光板を備える画像表示装置。
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。
本発明のポリエステルフィルムの製造方法(以下、本発明の製造方法とも言う)は、フィルム搬送路の両側に設置された一対の無端のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置を用いて、未延伸のポリエステルフィルムをクリップで把持しながら150μm以下の厚みとなるまで横延伸する工程と、クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放する工程とを含み、クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップの温度およびクリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップの温度をいずれも80℃以下に制御する。
このような構成により、未延伸のポリエステルフィルムをテンターにより横延伸するときにクリップ開放時のフィルム離脱不良およびクリップ近傍の延伸ムラを改善できる。
以下、本発明の製造方法の好ましい態様を説明する。
(1)ポリエステル樹脂:
未延伸のポリエステルフィルムは主成分としてポリエステル樹脂を含み、ポリエチレンテレフタレート樹脂を主成分とすることが好ましい。主成分とは、フィルムの50質量%以上を占める成分のことを言う。ポリエステル樹脂としては、WO2012/157662号公報の[0042]の組成のものが好ましく用いられる。
ポリエステルとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレヒタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)等を使用できるが、コスト、耐熱性からPET、PENがより好ましく、さらに好ましくはPETである(PENはややRe/Rthが小さくなりやすい)。
ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートが最も好ましいが、ポリエチレンナフタレートも好ましく用いることができ、例えば特開2008−39803号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
ポリエステル樹脂の固有粘度IVは0.5以上0.9以下が好ましく、より好ましくは0.52以上0.8以下、さらに好ましくは0.54以上0.7以下である。このようなIVにするには、ポリエステル樹脂を合成するときに、後述の溶融重合に加えて、固相重合を併用しても構わない。
ポリエステル樹脂のアセトアルデヒド含有量は50ppm以下であることが好ましい。さらに好ましくは40ppm以下、特に好ましくは30ppm以下である。アセトアルデヒドはアセトアルデヒド同士で縮合反応を容易に起こし、副反応物として水が生成し、この水により、ポリエステルの加水分解が進む場合がある。アセトアルデヒド含有量の下限は現実的には1ppm程度である。アセトアルデヒド含有量を上記範囲にするためには、樹脂の製造時の溶融重合、固相重合など各工程での酸素濃度を低く保つ、樹脂保管時、乾燥時の酸素濃度を低く保つ、フィルム製造時に押出機、メルト配管、ダイ等で樹脂にかかる熱履歴を低くする、溶融させる際の押出機のスクリュー構成等で局所的に強い剪断がかからないようにするなどの方法を採用することが出来る。
ポリエステル樹脂の重合には、Sb、Ge、Ti、Al系触媒が用いられ、好ましくはSb、Ti、Al系触媒、さらに好ましくはAl系触媒である。
すなわち、原料樹脂として用いられるポリエステル樹脂がアルミニウム触媒を用い重合したものであることが好ましい。
Al系触媒を用いることで、他の触媒(例えばSb、Ti)を用いた場合より、Reが発現し易くなり、PETの薄手化が可能になる。即ちAl系触媒のほうが配向し易いことを意味している。これは以下の理由によると推察される。
Al系触媒はSb,Tiにくらべ反応性(重合活性)が低い分、反応がマイルドであり、副生成物(ジエチレングリコールユニット:DEG)が生成し難い。
この結果、PETの規則性が高まり、配向し易くReを発現し易い。
(1−3−1)Al系触媒
Al系触媒としては、WO2011/040161号公報の[0013]〜[0148](US2012/0183761号公報の[0021]〜[0123])に記載のものを援用して使用でき、これらの公報に記載された内容は本願明細書に組み込まれる。
Al系触媒を用いてポリエステル樹脂を重合する方法としては特に制限はないが、具体的には、WO2012/008488号公報の[0091]〜[0094](US2013/0112271号公報の[0144]〜[0153])を援用して、これらの公報に従い重合でき、これらの公報に記載された内容は本願明細書に組み込まれる。
このようなAl系触媒は、例えば特開2012−122051号公報の[0052]〜[0054]、[0099]〜[0104](WO2012/029725号公報の[0045]〜[0047]、[0091]〜[0096])を援用して、これらの公報に従い調製でき、これらの公報に記載された内容は本願明細書に組み込まれる。Al系触媒量は、ポリエステル樹脂の質量に対するAl元素の量として3〜80ppmが好ましく、より好ましくは5〜60ppm、さらに好ましくは5〜40ppmである。
Sb系触媒としては、特開2012−41519号公報の[0050]、[0052]〜[0054]の記載のものを使用できる。
Sb系触媒を用いてポリエステル樹脂を重合する方法としては特に制限はないが、具体的には、WO2012/157662号公報の[0086]〜[0087]に従い重合できる。
本発明のポリエステルフィルムに用いられる未延伸のポリエステルフィルムには、液晶ディスプレイの液晶等が紫外線により劣化することを防止するために、紫外線吸収剤を含有させることも可能である。紫外線吸収剤は、紫外線吸収能を有する化合物で、ポリエステルフィルムの製造工程で付加される熱に耐えうるものであれば特に限定されない。
紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤と無機系紫外線吸収剤があるが、透明性の観点からは有機系紫外線吸収剤が好ましい。WO2012/157662号公報の[0057]に記載のものや、後述の環状イミノエステル系の紫外線吸収剤を使用できる。
本発明のポリエステルフィルムに用いられる未延伸のポリエステルフィルムには、その他添加剤を用いてもよく、例えばWO2012/157662号公報の[0058]に記載のものを援用して使用でき、これらの公報に記載された内容は本願明細書に組み込まれる。
未延伸のポリエステルフィルムは、ポリエステル樹脂を溶融押出ししてフィルム状に成形されてなることが好ましい。
ポリエステル樹脂、または上述のマスターバッチ法で製造したポリエステル樹脂と添加剤のマスターバッチを含水率200ppm以下に乾燥した後、単軸あるいは2軸の押出し機に導入し溶融させることが好ましい。この時、ポリエステルの分解を抑制するために、窒素中あるいは真空中で溶融することも好ましい。詳細な条件は、特許4962661号の[0051]〜[0052](US2013/0100378号公報の[0085]〜[0086])を援用して、これらの公報に従い実施でき、これらの公報に記載された内容は本願明細書に組み込まれる。さらに、溶融樹脂(メルト)の送り出し精度を上げるためギアポンプを使用することも好ましい。また、異物除去のための3μm〜20μmの濾過機を用いることも好ましい。
溶融混練したポリエステル樹脂を含むメルトをダイから押出すことが好ましいが、単層で押出しても、多層で押出しても良い。多層で押出す場合は、例えば、紫外線級取剤(UV剤)を含む層と含まない層を積層しても良く、より好ましくはUV剤を内層にした3層構成が、紫外線による偏光子の劣化を抑える上、UV剤のブリードアウトを抑制し好ましい。
ブリードアウトしたUV剤は工製膜工程のパスロールに転写、フィルムとロールの摩擦係数を増加しスリキズが発生し易く好ましくない。
ポリエステルフィルムが多層で押出されて製造されてなる場合、得られるポリエステルフィルムの好ましい内層の厚み(全層に対する比率)は50%以上95%以下が好ましく、より好ましくは60%以上90%以下、さらに好ましくは70%以上85%以下である。このような積層は、フィードブロックダイやマルチマニホールドダイを用いることで実施できる。
特開2009−269301号公報の[0059]に従い、ダイから押出したメルトをキャスティングドラム上に押出し、冷却固化し未延伸のポリエステルフィルム(原反)を得ることが好ましい。
本発明の製造方法では、未延伸のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率が1.590以下であることが好ましく、1.585以下がより好ましく、1.580以下が更に好ましい。
本発明の製造方法では、未延伸のポリエステルフィルムの結晶化度が5%以下であることが好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下が更に好ましい。なお、ここでいう未延伸のポリエステルフィルムの結晶化度とは、フィルム幅方向の中央部の結晶化度を意味する。
結晶化度を調整する時、キャスティングドラムの端部の温度を低めにしたり、キャストドラム上に送風したりしてもよい。
なお、結晶化度については、フィルムの密度から算出することができる。すなわち、フィルムの密度X(g/cm3)、結晶化度0%での密度Y=1.335g/cm3、結晶化度100%での密度Z=1.501g/cm3を用いて下記計算式より結晶化度(%)を導出することができる。
結晶化度={Z × (X−Y)}/{X × (Z−Y)}×100
なお、密度の測定は、JIS K7112に準じて測定を行うことができる。
溶融押出しされた未延伸のポリエステルフィルムには、後述する延伸の前あるいは後にポリマー層(好ましくは易接着層)を塗布により形成してもよい。
ポリマー層としては、一般に偏光板が有していてもよい機能層を挙げることができ、その中でもポリマー層として易接着層を形成することが好ましい。易接着層はWO2012/157662号公報の[0062]〜[0070]に記載の方法で塗設することができる。
本発明の製造方法は、フィルム搬送路の両側に設置された一対の無端のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置を用いて、未延伸のポリエステルフィルムをクリップで把持しながら150μm以下の厚みとなるまで横延伸する工程を含み、クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップの温度を80℃以下に制御する。
フィルム搬送路の両側に設置された一対の無端のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置としては特に制限はないが、図1に記載のアウターリターン式のテンター式延伸装置や、図2に記載のインナーリターン式のテンター式延伸装置を挙げることができる。
図1に記載のアウターリターン式のテンター式延伸装置の一例において、41はフィルムの進行方向を示す。42はテンターオーブンであり、43は、リターンレールを冷却するクリップ冷却槽を示す。44は、テンター入のクリップを支持するクリップホイールである。図1のように、アウターリターンでは、オーブンの外側に、リターンクリップ冷却槽を設置できるが、構造上テンター入のホイールをフィルム幅に追従させることができない。
図2に記載のインナーリターン式のテンター式延伸装置の一例において、45はフィルムの進行方向を示す。46はテンターオーブンであり、47はリターンクリップを冷却するクリップ冷却槽を示す。48は、テンター入のクリップを支持するクリップホイールである。図2のように、インナーリターン式では、フィルムの幅変動にあわせて、ホイール間距離を追従させることが可能である。しかしながら、加熱されたテンターオーブン内にリターンレールの冷却槽を設置する必要がある。
これらのクリップはフィルム搬送路の両側に設置された一対の無端のレールに沿って走行し、フィルムを把持した後でレールに沿って、予熱ゾーン、延伸ゾーン、熱固定ゾーン、冷却ゾーンを通過し、フィルムを開放してからリターンレール沿ってフィルムを把持していないクリップを走行させてクリップ自体を冷却することが好ましい。テンター入口で両端をクリップで把持されたフィルムは、予熱ゾーンであらかじめ熱風などで加熱されることが好ましい。延伸ゾーンでは、両端のクリップ間隔が広げられ、幅方向に延伸される。その後、延伸された幅、若しくは、延伸された幅よりも狭い幅にて、延伸温度よりも高い温度で熱固定処理がされることが好ましい。延伸温度と熱固定温度が大きく異なる場合、相互に熱風が干渉しないようにニュートラルゾーンが設けられることが多い。熱固定ゾーンにて、フィルムの結晶化を完了したのち、冷却ゾーンで冷風により冷却されることが好ましい。その後、クリップからフィルムが取り外され、巻取機へ移行する。
本発明の製造方法では、クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップの温度を80℃以下に制御する。
クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度は80℃以下が好ましく、75℃以下がより好ましく、70℃以下が更に好ましく、65℃以下が最も好ましい。クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度が80℃以下であると、クリップ周辺でのフィルム搬送方向における厚みムラやフィルムの穴あき等の延伸不良を改善することができる。
クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度は低ければ低いほどよいが、30℃以下に制御するのは、設備的に困難である。
テンター式延伸機では、クリップ付の無端チェーンが前後のホイールを周回している際、フィルムを把持していない流れ方向と逆方向に進行するいわゆるリターンサイドが、テンターオーブンに収納されていない方式と収納されている方式がある。前者をアウターリターン式、後者をインナーリターン式と呼ぶ。図1で示すようにアウターリターン式では、リターンレールが大気中に開放されている。この場合、クリップがリターンレール上にある時に、冷風を循環した槽を通過させることにより、クリップを冷却する。また、クリップを目標の温度まで冷却するために、槽の長さと冷風温度を決定する。
しかし、横延伸機フィルム導入部分のクリップ幅を縦延伸フィルムの幅変動にあわせて、自動的に変化させるEdge Positioning Control(EPC)が生産装置ではよく用いられている。このEPCは、フィルムエッジを検出し、その変動にあわせてテンター入側のホイールを幅方向に動かすシステムである。
図2で示すように、この場合、ホイールは幅方向の可動域を確保するため、テンターオーブン内に収納され、リターンレールもオーブン内に置かれる。このインナーリターン式は、生産装置では広く使用されている。このインナーリターン式でクリップを冷却する場合は、テンターオーブン内に、リターンレール部分を隔離する断熱部屋を作製する。さらに、この部屋に外部から冷風を供給し、リターンレール上のクリップを冷却する。断熱室に供給した冷風は、テンターオーブン内に排出されると延伸温度や熱固定温度の均一化を阻害することがあるため、排出することが好ましい。排出する冷風の体積比率は、好ましくは、供給した冷風風量に対して0.9以上である。断熱室から冷風による延伸室及び熱固定室の温度班の発生を防ぎ易くなるためである。また、排出する冷風の体積比率は、好ましくは供給した冷風風量に対して1.1以下である。テンターオーブン内の熱風が断熱室へ流入しにくくなり、速やかなクリップの冷却を達成し易いためである。
図3に好ましい風を遮るカバーの一例の構成を示した。以下、図3に示したクリップのカバーについて説明する。
図3のように、クリップ上部2aとクリップ下部2bに予熱、延伸、熱固定、熱緩和工程などでノズルからの熱風が直接当たらないように、クリップ2を覆うように金属製の板状のカバー3でクリップ2を囲う。フィルム1を把持するために、フィルム1とカバー3の間にクリアランス4を設ける必要があり、フィルム1とカバー3の間のクリアランス4は60mm以下が好ましく、40mm以下がより好ましく、20mm以下が更に好ましい。
本発明の製造方法では、横延伸を開始する際の未延伸のポリエステルフィルムの膜面温度を、クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度よりも高温にすることが好ましい。延伸開始膜面温度がクリップ温度よりも高温にすると、クリップ周辺でのフィルム搬送方向における厚みムラやフィルムの穴あき等の延伸不良を改善しやすくすることができる。
横延伸を開始する際の未延伸のポリエステルフィルムの膜面温度を、クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度よりも5℃以上高温にすることが好ましく、10℃以上高温にすることが更に好ましく、15℃以上高温にすることが最も好ましい。
本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、押出し後のフィルムを横延伸する。横延伸は、未延伸のポリエステルフィルムをフィルム搬送路に沿って搬送しながら、フィルム搬送方向に直交する方向に行われる。
延伸することにより、フィルム面内方向のレターデーションReを大きく発現させることができる。特に後述のRe、Rth、Re/Rthの範囲を満たすポリエステルフィルムを達成するには、少なくとも横延伸を行う。縦延伸をその後に行う場合は縦、横の延伸倍率のうち横延伸の延伸倍率を大きくしアンバランスに延伸してもよい。
本発明の製造方法は、横延伸後のポリエステルフィルムをクリップから開放する前に、横延伸後のポリエステルフィルムをテンター内の最高温度まで加熱する熱固定工程を含むことが好ましい。
延伸したあとに結晶化を促すために「熱固定」とよばれる熱処理を行うことが好ましい。これは延伸温度を超える温度で行うことで結晶化を促進し、フィルムの強度を上げることができる。
熱固定では結晶化のために体積収縮する。
熱固定の方法としては、延伸部に熱風を送り出すスリットを、幅方向に平行に数本設ける。このスリットから吹き出す気体の温度を、延伸部より高くすることで達成できる。また、延伸(部)出口付近に熱源(IRヒーター、ハロゲンヒーター等)を設置し、昇温しても良い。
このような緩和は、例えばテンターにパンタグラフ状のチャックを使用し、パンタグラフの間隔を縮めても良く、クリックを電磁石上で駆動させ、この速度を低下させることでも達成できる。
縦緩和は120℃以上230以下、より好ましくは130℃以上220℃以下、さらに好ましくは140℃以上210℃以下で行うことが上記スリキズ抑制の観点から好ましい。縦緩和により、幅方向延伸においてRe/Rthを上昇させる効果もある。これは横延伸中に縦方向を緩めることで、横配向を促しReを大きくし易いためである。緩和量は、縦緩和は、1%以上10%以下の緩和であることがポリエステルフィルムにスリキズの発生を抑制する観点から好ましく、より好ましくは2%以上8%以下、さらに好ましくは3%以上7%以下である。この好ましい範囲の下限値以上であれば上記効果が出難く易く、スリキズが発生し難くなる。一方、この好ましい範囲の上限値以下であれば弛みが発生し難くなり、延伸機と接触し難くなり、スリキズが発生し難くなる。
横緩和量も縦緩和量と同じ範囲が好ましい。横緩和は拡幅したクリックの幅を縮めることで達成できる。
本発明の製造方法は、熱固定後のポリエステルフィルムをクリップから開放する前に、熱固定後のポリエステルフィルムを冷却する工程を含むことが好ましい。延伸後、好ましくは熱固定後のポリエステルフィルムは、クリップから開放される前に冷却されることが、クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップの温度を低下しやすくする観点から、好ましい。
熱固定後のポリエステルフィルムの冷却温度としては、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、60℃以下が特に好ましい。
熱固定後のポリエステルフィルムを冷却する方法としては、具体的には冷風をポリエステルフィルムに当てる方法が挙げることができる。
本発明の製造方法は、クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放する工程を含み、クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップの温度を80℃以下に制御する。
クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップ温度は80℃以下が好ましく、75℃以下がより好ましく、70℃以下が更に好ましく、65℃以下が最も好ましい。クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップの温度が80℃以下であると、クリップ離脱部でクリップからの開放時のフィルムの耳部の破断などの離脱不良を改善することができ、クリップ周辺でのフィルム搬送方向における厚みムラやフィルムの穴あき等の延伸不良を改善することができる。
クリップ温度は低ければ低いほどよいが、30℃以下に制御するのは、設備的に困難である。
クリップから横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときの一対のレール間の距離を、横延伸ゾーンより下流側の最短の一対のレール間距離に対し、0.2%〜4%の範囲で広くすることがより好ましく、0.3%〜3.5%の範囲で広くすることが更に好ましく、0.3%〜3%の範囲で広くすることが最も好ましい。
上記横延伸およびクリップからの開放工程が終わった後、フィルムを必要に応じてトリミング、厚み出し加工して、回収のために巻き取る。
両端に厚み出し加工(ナーリング付与)することが好ましい。
巻取りは直径70mm以上600mm以下の巻き芯に1000m以上10000m以下巻きつけることが好ましい。フィルムの断面積あたりの巻取り張力は、3〜30kgf/cm2が好ましく、より好ましくは5〜25kgf/cm2、さらに好ましくは7〜20kgf/cm2である。また、巻き取ったフィルムの厚みは特許4962661号の[0049]と同様である。また、巻き取る前にマスキングフィルムを貼り合せることも好ましい。
本発明のポリエステルフィルムは、本発明のポリエステルフィルムの製造方法で製造される。
本発明のポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムがクリップで把持されていたクリップ把持部を含み、クリップ把持部から幅方向に200mm以上離れた位置の長手方向の厚みムラが、10%以下であることが好ましく、8%以下がより好ましく、6%以下が更に好ましく、5%以下が最も好ましい。10%以下であると光学フィルム用途として使用できる。
本発明のポリエステルフィルムは、面内方向のレターデーションReは3000〜30000nmが好ましく、3500〜25000nmがより好ましく、4000〜20000nm以下が更に好ましい。Reが3000nmを下回るとパネルにしたときに画面に色むらが生じ難くなり、好ましい。30000nmを越えるフィルムを作るのは原理的に難しい。ポリエステルフィルムのReが30000nmを超えても虹むら低減効果は飽和するだけであり、本発明の効果は得られる。
虹むらは、大きな複屈折、具体的にはReが500nm以上3000nm未満のポリマーフィルムを保護フィルムとして有する偏光板にバックライト光源から斜め方向に入射した光を視認側から観察した際に現われ、特に輝線スペクトルを含む、例えば冷陰極管のような光源をバックライトとする液晶表示装置において顕著である。
ここで、連続的な発光スペクトルを有する白色光源をバックライト光源として使用する場合、本発明のポリエステルフィルムのReは上記範囲であることが、虹むらが視認されにくくなるため好ましい。
虹状ムラは入射光により発生する為、通常は白表示時で観察される。
本発明のポリエステルフィルムの面内位相差値Reは、下記式(4)で表される。
ここで、nxはポリエステルフィルムの面内遅相軸方向の屈折率であり、nyはポリエステルフィルムの面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率であり、y1はポリエステルフィルムの厚みである。
ここでnzはポリエステルフィルムの厚み方向の屈折率である。
二枚の偏光板を用いて、ポリエステルフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(Nx,Ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求め、二軸の屈折率差の絶対値(|Nx−Ny|)を屈折率の異方性(△Nxy)とした。ポリエステルフィルムの厚みy1(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。測定したNx、Ny、Nz、y1の値からRe、Rth、Nzをそれぞれ算出した。
本発明のポリエステルフィルムを上記のRe、Rthの範囲に制御する方法は特に制限はないが、例えば延伸法によって達成できる。
本発明のポリエステルフィルムの厚みは、150μm以下であり、20〜150μmが好ましく、30〜130μmがより好ましく、35〜110μm以下が更に好ましい。20μmを下回るとパネルにしたときに画面に色むらが生じる。150μmを越えるとコストが高く採算性が合わなくなる。
本発明のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率の好ましい範囲は、未延伸のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率の好ましい範囲と同様である。
本発明のポリエステルフィルムの結晶化度は、20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。
本発明のポリエステルフィルムは、ポリエステル樹脂を含む。
本発明のポリエステルフィルムは、ポリエステル樹脂を主成分とする層の単層フィルムであってもよいし、ポリエステル樹脂を主成分とする層を少なくとも1層有する多層フィルムであってもよい。また、これら単層フィルム又は多層フィルムの両面又は片面に表面処理が施されたものであってもよく、この表面処理は、コロナ処理、ケン化処理、熱処理、紫外線照射、電子線照射等による表面改質であってもよいし、高分子や金属等の塗布や蒸着等による薄膜形成であってもよい。フィルム全体に占めるポリエステル樹脂の質量割合は、通常50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
本発明のポリエステルフィルムは偏光板保護フィルムとして用いることができる。
本発明の偏光板は、偏光性能を有する偏光子と、本発明のポリエステルフィルムを含む。本発明の偏光板は、本発明のポリエステルフィルム以外にセルロースアシレートフィルムなどの偏光板保護フィルムをさらに含んでいてもよい。
本発明のポリエステルフィルムは、画像表示装置に用いることができ、本発明のポリエステルフィルムを含む偏光板を画像表示装置の偏光板として用いることができる。
本発明の画像表示装置は、本発明のポリエステルフィルム、または、本発明の偏光板を備える。
画像表示装置としては、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(OELD又はIELD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、タッチパネル、電子ペーパー等を挙げることができる。これらの画像表示装置は、画像表示パネルの表示画面側に本発明の偏光板を備えることが好ましい。
これはWO2011/162198号公報の[0019]〜[0020]記載のように虹ムラを解消し易くなるためである。
画像表示装置に用いられる光源としては、WO2011/162198号公報の[0013]記載のものが使用される。一方、WO2011/162198号公報の[0014]〜[0015]記載の光源は連続光源ではなく、好ましくない。
画像表示装置がLCDである場合、液晶表示装置(LCD)は、WO2011/162198号公報の[0011]〜[0012]に記載の構成を使用できる。
本発明のポリエステルフィルムおよび/または本発明の偏光板を用いる液晶表示装置は連続的な発光スペクトルを有する白色光源を用いたものであることが好ましく、これにより不連続(輝線)光源を用いた場合より効果的に虹むらを低減できる。これは特許4888853号の[0015]〜[0027](US2012/0229732号公報の[0029]〜[0041])に記載の理由を援用して、この理由と同様の理由に因るものであり、これらの公報に記載された内容は本願明細書に組み込まれる。
液晶表示装置は、本発明の偏光板と、液晶表示素子とを備えるものであることが好ましい。ここで、液晶表示素子は、上下基板間に液晶が封入された液晶セルを備え、電圧印加により液晶の配向状態を変化させて画像の表示を行う液晶パネルが代表的であるが、その他、プラズマディスプレイパネル、CRTディスプレイ、有機ELディスプレイ等、公知の各種ディスプレイに対しても、本発明の偏光板を適用することができる。このように、レターデーションが高い本発明のポリエステルフィルムを有する偏光板を液晶表示素子に適用した場合には、液晶表示素子の反りを防止することができる。
上記態様により虹状の色斑の発生が抑制される機構としては国際公開WO2011/162198号に記載があり、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
面内方向のレターデーションが高い本発明のポリエステルフィルムの配置は特に限定されないが、入射光側(光源側)に配される偏光板と、液晶セルと、出射光側(視認側)に配される偏光板とを配された液晶表示装置の場合、入射光側に配される偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム、もしくは出射光側に配される偏光板の射出光側の偏光子保護フィルムが面内方向のレターデーションが高い本発明のポリエステルフィルムであることが好ましい。特に好ましい態様は、出射光側に配される偏光板の射出光側の偏光子保護フィルムを面内方向のレターデーションが高い本発明のポリエステルフィルムとする態様である。上記以外の位置に面内方向のレターデーションが高いポリエステルフィルムを配する場合は、液晶セルの偏光特性を変化させてしまう場合がある。偏光特性が必要とされない場所に、面内方向のレターデーションが高い本発明のポリエステルフィルムは用いられることが好ましいため、このような特定の位置の偏光板の保護フィルムとして使用されることが好ましい。
液晶表示装置の液晶セルはIPSモード、VAモード、FFSモードであることが好ましい。
なお、実施例6は参考例である。
<原料ポリエステルの合成>
(原料ポリエステル1)
以下に示すように、テレフタル酸及びエチレングリコールを直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行う直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル1(Sb触媒系PET)を得た。
第一エステル化反応槽に、高純度テレフタル酸4.7トンとエチレングリコール1.8トンを90分かけて混合してスラリー形成させ、3800kg/hの流量で連続的に第一エステル化反応槽に供給した。更に三酸化アンチモンのエチレングリコール溶液を連続的に供給し、反応槽内温度250℃、攪拌下、平均滞留時間約4.3時間で反応を行なった。このとき、三酸化アンチモンはSb添加量が元素換算値で150ppmとなるように連続的に添加した。
上記で得られたエステル化反応生成物を連続的に第一重縮合反応槽に供給し、攪拌下、反応温度270℃、反応槽内圧力20torr(2.67×10−3MPa)で、平均滞留時間約1.8時間で重縮合させた。
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’−(1,4−フェニレン)ビス(4H−3,1−ベンゾオキサジン−4−オン))10質量部、PET1(IV=0.63)90質量部を混合し、混練押出機を用い、PET1の作製と同様にしてペレット化して、紫外線吸収剤を含有する原料ポリエステル2を得た(以降、PET2と略す)。
−フィルム成形工程−
原料ポリエステル1(PET1)を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入した。原料ポリエステル1は、300℃に溶融し、下記押出条件により、ギアポンプ、濾過器(孔径20μm)を介し、ダイから押出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。
ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム1を得た。
未延伸ポリエステルフィルムの屈折率は以下の方法で測定した。
二枚の偏光板を用いて、未延伸ポリエステルフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(Nx,Ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求めた。
未延伸ポリエステルフィルムの結晶化度は以下の方法で測定した。
結晶化度については、フィルムの密度から算出することができる。すなわち、フィルムの密度X(g/cm3)、結晶化度0%での密度Y=1.335g/cm3、結晶化度100%での密度Z=1.501g/cm3を用いて下記計算式より結晶化度(%)を導出することができる。
結晶化度={Z × (X−Y)}/{X × (Z−Y)}×100
なお、密度の測定は、JIS K7112に準じて測定を行った。
未延伸ポリエステルフィルム1をテンター(横延伸機)に導き、フィルムの両端部から幅方向に15mm離れた位置をクリップで把持しながら、下記の方法、条件にて横延伸した。
予熱温度を90℃とし、熱風ノズルから吹き出す熱風により、延伸可能な温度まで加熱した。
予熱された未延伸ポリエステルフィルム1を、幅方向に下記の条件にてテンターを用いTD方向に横延伸した。
このテンターは、WO2008/035762号公報と同様のインナーリターン式である。両サイドの無端レール上のクリップが、フィルム解放後にリターンレール室を通過し、その後再びフィルムを把持する。22℃の冷風が250m3/minで供給されるリターンレール室中に、フィルムを把持しないリターンレール側のクリップを走行させ、同時に各サイドで供給量と同量(250m3/min)にてリターンレール室の排気を行った。クリップには、熱風ノズルから噴き出す熱風が当たらないよう、図3に記載する構造であり、フィルムとカバーの間のクリアランスが15mmの風を遮るカバーを設けた。なお、風を遮るカバーがあっても、リターンレール室自体が十分に冷却されているため、リターンレールを走行するクリップにカバーが設けられてクリップに直接的に冷風が当たらない場合であっても、十分にクリップは冷却される。以上により、フィルムを把持時のクリップの温度は、下記表1に記載したように56℃となった。ここで、フィルムを把持時のクリップの温度は以下の方法で測定した。
フィルムを把持時のクリップの温度は、走行中のクリップを非常停止し、停止後30秒以内に直接熱電対を把持寸前のクリップに挟み込むことで測定した。
また、延伸開始時のフィルム膜面温度を、表1に延伸開始時膜面温度または延伸膜温として記載したように制御した。これは横の延伸ゾーンを搬送方向に十等分した点にパネルヒーターを設置し、この出力の調整で実施した。延伸開始時のフィルム膜面温度は、熱電対を用いて直接フィルム表面の温度を測定した。その結果、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、32℃となるように制御された。
・横延伸温度(横延伸中の平均温度):90℃
・横延伸倍率:4.3倍
次いで、ポリエステルフィルムの膜面温度を下記範囲に制御しながら、熱固定処理を行った。
<条件>
・熱固定温度:180℃
・熱固定時間:15秒
熱固定後のポリエステルフィルムを下記の温度に加熱し、フィルムを緩和した。
・熱緩和温度:170℃
・熱緩和率:TD方向(フィルム幅方向)2%
次に、熱緩和後のポリエステルフィルムを50℃の冷却温度にて冷却した。冷却温度は、フィルムの膜面温度を意味し、実際には50℃の冷風をポリエステルフィルムに当てることにより冷却を行った。
テンター内の横延伸工程より下流側の工程における1対のレール間距離の最も短い部分に対して、クリップがフィルムを開放するときの1対のレール間距離を1.5%広げた。
また、上述のリターンレール室における冷却により、フィルムを開放時のクリップの温度は、下記表1に記載したように59℃に制御した。ここで、フィルムを開放時のクリップの温度は以下の方法で測定した。
フィルムを開放時のクリップの温度は、走行中のクリップを非常停止し、停止後30秒以内に直接熱電対を開放直後のクリップに挟み込むことで測定した。
フィルムの開放の後、ポリエステルフィルムの両端を165mmずつトリミングした。なお、クリップがフィルムを把持していた部分(クリップ把持部)はトリミング後のポリエステルフィルムには残っていなかった。トリミング後のフィルム端部からクリップ把持部までの距離は150mmであった。なお、回収されたフィルムから、クリップ把持部は、目視で、クリップ把持時に生じるフィルムの凹凸跡がある部分として判別することができる。
その後、両端に幅10mmで押出し加工(ナーリング)を行なった後、張力18kg/mで3000m巻き取った。
以上のようにして、厚さ65μmの実施例1のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、熱固定部における加熱温度を変更して、ポリエステルフィルムの膜面温度、すなわち熱固定温度を225℃に変更した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度は64℃となり、フィルムを開放時のクリップ温度は65℃となり、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は24℃となった。
その他は実施例1と同様にして、実施例2のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、リターンレール室においてクリップにあてる冷風の温度および風量を下記表1に記載のように変更し、クリップカバーを外した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度、フィルムを開放時のクリップ温度、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、それぞれ下記表1に記載のとおりとなった。
その他は実施例1と同様にして、実施例3および4のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、延伸開始時の膜面温度と、リターンレール室においてクリップにあてる冷風の温度および風量を下記表1に記載のように変更し、クリップカバーを外した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度、フィルムを開放時のクリップ温度、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、それぞれ下記表1に記載のとおりとなった。
その他は実施例1と同様にして、実施例5のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、テンター内の横延伸工程より下流側の各工程における1対のレール間距離の最も短い部分に対して、クリップがフィルムを開放するときの1対のレール間距離を下記表1に記載のように変更した。
その他は実施例1と同様にして、実施例6および7のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、リターンレール室においてクリップにあてる冷風の温度および風量を下記表1に記載のように変更した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度、フィルムを開放時のクリップ温度、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、それぞれ下記表1に記載のとおりとなった。
その他は実施例1と同様にして、実施例8のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、横延伸倍率を変更せずに、横延伸後のフィルム厚みが下記表1に記載のとおりになるよう、未延伸ポリエステルフィルムの厚みをそれぞれ調整した。
その他は実施例1と同様にして、実施例9および10のポリエステルフィルムを製造した。
−フィルム成形工程−
原料ポリエステル1(PET1)90質量部と、紫外線吸収剤を含有した原料ポリエステル2(PET2)10質量部を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入し、押出機1で300℃に溶融した。下記押出条件により、ギアポンプ、濾過器(孔径20μm)を介し、ダイから押出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。
ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム2を得た。
得られた未延伸ポリエステルフィルム2は、固有粘度IV=0.61、長手方向の屈折率が1.574、結晶化度が0.1%であった。
−フィルム成形工程−
原料ポリエステル1(PET1)90質量部と、紫外線吸収剤を含有した原料ポリエステル2(PET2)10質量部を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入し、押出機1で300℃に溶融した(中間層II層)。またPET1を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径30mmの1軸混練押出機2のホッパー2に投入し、押出機2で300℃に溶融した(外層I層、外層III層)。この2種のポリマーをそれぞれギアポンプ、濾過器(孔径20μm)に介した後、2種3層合流ブロックにて、押出機1から押出されたポリマーが中間層(II層)に、押出機2から押出されたポリマーが外層(I層及びIII層)になるように積層し、ダイよりシート状に押し出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。
ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム3を得た。このとき、I層、II層、III層の厚さの比は10:80:10となるように各押出機の吐出量を調整した。
得られた未延伸ポリエステルフィルム3は、固有粘度IV=0.61、長手方向の屈折率が1.574、結晶化度が0.2%であった。なお、3層積層体である未延伸ポリエステルフィルム3の固有粘度、長手方向の屈折率および結晶化度も実施例1と同様の方法で測定できる。
実施例1において、延伸開始時の膜面温度を下記表1に記載のように変更し、リターンレール室においてクリップに冷風をあてずにリターンレール室におけるクリップの温度を下記表1に記載のように変更し、クリップカバーを外した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度、フィルムを開放時のクリップ温度、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、それぞれ下記表1に記載のとおりとなった。
さらにテンター内の横延伸工程より下流側の各工程における1対のレール間距離の最も短い部分に対して、クリップがフィルムを開放するときの1対のレール間距離を拡張しないようにした。
その他は実施例1と同様にして、比較例1のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、延伸開始時の膜面温度を下記表1に記載のように変更し、リターンレール室においてクリップに冷風をあてず、リターンレール室におけるクリップの温度を下記表1に記載のように変更し、クリップカバーを外した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度、フィルムを開放時のクリップ温度、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、それぞれ下記表1に記載のとおりとなった。
その他は実施例1と同様にして、比較例2のポリエステルフィルムを製造した。
実施例1において、延伸開始時の膜面温度と、リターンレール室においてクリップにあてる冷風の温度および風量を下記表1に記載のように変更し、クリップカバーを外した。これにより、フィルムを把持時のクリップの温度、フィルムを開放時のクリップ温度、延伸開始時膜面温度と把持時クリップ温度との差は、それぞれ下記表1に記載のとおりとなった。
その他は実施例1と同様にして、比較例3のポリエステルフィルムを製造した。
(Re、Rth、Re/Rth)
各実施例および比較例のフィルムに対し、特開2012−256057号公報の[0054]〜[0055]に記載の方法でReおよびRthを測定し、Reと、Rthと、Re/Rthの値を表1に記載した。
各実施例および比較例のポリエステルフィルムについて、クリップで把持されていた位置(クリップ把持部)から200mmフィルム幅方向に内側における厚みを1mmおきに10m測定した。なお、フィルム厚みを測定したクリップ把持部から200mmの位置は、各実施例および比較例のポリエステルフィルムの端部から50mmの位置に相当する。
MD方向厚みムラを以下の式にしたがって求めた。
(MD方向厚みムラ)={(厚み最大値)−(厚み最小値)}/(厚み平均値)×100%
以下の基準で評価した結果を、下記表1に記載した。
クリップから200mm位置のMD方向厚みムラが10%以下であることが実用上必要であり、クリップから200mm位置のMD方向厚みムラが8%以下であることが好ましく、クリップから200mm位置のMD方向厚みムラ5%以下であることがより好ましい。
各実施例および比較例のフィルムを1000m以上製膜し、クリップ開放部におけるフィルムの耳(フィルムの端部から165mm以内の位置)の破断の回数を測定した。
破断とは、50mm以上の長さであり、フィルム厚み方向に貫通する傷とした。
以下の基準で評価した結果を、下記表1に記載した。
A:1000m以上耳破断なし。
B:1000mに1〜5回耳破断あり。
C:1000mに6〜10回耳破断あり。
D:1000mに11回以上耳破断あり。
一方、比較例1および2より、クリップで未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップの温度およびクリップから横延伸後のフィルムを開放するときのクリップの温度がいずれも本発明の範囲を上回る場合、クリップ近傍でのフィルム搬送方向における厚みムラが多くなり、クリップからの開放時のフィルムの耳部の破断が起こりやすいことがわかった。
比較例3より、クリップから横延伸後のフィルムを開放するときのクリップの温度がいずれも本発明の範囲を上回る場合、クリップからの開放時のフィルムの耳部の破断が起こりやすいことがわかった。
なお、本発明のポリエステルフィルムの製造方法で製造されたポリエステルフィルムの長手方向の屈折率はいずれも1.590以下であり、結晶化度はいずれも5%を超えることを未延伸ポリエステルフィルム1〜3と同様の方法で確認した。
また、本発明のポリエステルフィルムの製造方法で製造されたポリエステルフィルムが一軸配向していることを、以下の方法で確認した。
すなわち、長手方向、幅方向、厚さ方向の屈折率をアッベ屈折率計で測定し、長手方向の屈折率が1.590以下であり、幅方向の屈折率がそれに比べて十分大きく、厚さ方向の屈折率がそれに比べて十分小さいことを確認することで、ポリエステルフィルムが一軸配向していることを確認した。
(偏光板および液晶表示装置の作製と虹ムラの評価)
各実施例および比較例のポリエステルフィルムを用いて、各実施例および比較例の偏光板ならびに各実施例および比較例の液晶表示装置を作製し、評価を行った。
得られた偏光板を、各実施例および比較例の偏光板とした。
得られた液晶表示装置を、各実施例および比較例の画像表示装置とした。
各実施例の画像表示装置は、常湿である25度、相対湿度50%では、虹むらが発生しなかった。
なお、虹むらの評価は、偏光板の法線方向からと斜め方向(法線から45°)の両方から観察した。
2 クリップ
2a クリップ上部
2b クリップ下部
3 カバー
4 クリアランス
41 フィルムの進行方向
42 テンターオーブン
43 クリップ冷却槽
44 クリップホイール
45 フィルムの進行方向
46 テンターオーブン
47 クリップ冷却槽
48 クリップホイール
Claims (13)
- フィルム搬送路の両側に設置された一対の無端のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置を用いて、未延伸のポリエステルフィルムを前記クリップで把持しながら横延伸ゾーンを通過して150μm以下の厚みとなるまで横延伸する工程と、
前記クリップから前記横延伸後のポリエステルフィルムを開放する工程とを含み、
前記クリップで前記未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップの温度および前記クリップから前記横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときのクリップの温度をいずれも80℃以下に制御し、
前記クリップから前記横延伸後のポリエステルフィルムを開放するときの一対のレール間の距離を、前記横延伸ゾーンより下流側の最短の一対のレール間距離に対し、0.1〜5%の範囲で広くし、
前記ポリエステルフィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムであるポリエステルフィルムの製造方法。 - 前記横延伸を開始する際の前記未延伸のポリエステルフィルムの膜面温度を、前記クリップで前記未延伸のポリエステルフィルムを把持するときのクリップ温度よりも高温にする請求項1に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
- 前記横延伸後のポリエステルフィルムを前記クリップから開放する前に、前記横延伸後のポリエステルフィルムをテンター内の最高温度まで加熱する熱固定工程を含む請求項1または2のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
- 前記熱固定後のポリエステルフィルムを前記クリップから開放する前に、前記熱固定後のポリエステルフィルムを冷却する工程を含む請求項3に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
- 前記未延伸のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率が1.590以下であり、かつ、
前記未延伸のポリエステルフィルムの結晶化度が5%以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムの製造方法。 - 前記テンターが、40℃以下の冷風が50m3/min以上の風量で供給されるリターンレールを含み、
前記リターンレールに沿ってフィルムを把持していない前記クリップを走行させる請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムの製造方法。 - 前記クリップを、風を遮るカバーで覆う請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
- クリップ把持部を含み、
前記クリップ把持部から幅方向に200mm以上離れた任意の点を通り、かつ、ポリエステルフィルムの端部に平行な線分上の長手方向の厚みムラが、9%以下であり、
ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、
フィルム厚みが20〜150μmであり、
フィルム面内方向のレターデーションReが3000〜30000nmであり、
厚み方向のレターデーションRthが3000〜30000nmであり、
Re/Rthが0.5〜2.5であるポリエステルフィルム。 - ポリエステルフィルムの端部から幅方向に50mm以上離れた任意の点を通り、かつ、前記ポリエステルフィルムの端部に平行な線分上の長手方向の厚みムラが、9%以下であり、
ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、
フィルム厚みが20〜150μmであり、
フィルム面内方向のレターデーションReが3000〜30000nmであり、
厚み方向のレターデーションRthが3000〜30000nmであり、
Re/Rthが0.5〜2.5であるポリエステルフィルム。 - 一軸配向である請求項8または9に記載のポリエステルフィルム。
- 前記ポリエステルフィルムの長手方向の屈折率が1.590以下であり、かつ、
前記ポリエステルフィルムの結晶化度が5%を超える請求項10に記載のポリエステルフィルム。 - 偏光子と、請求項8〜11のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムとを含む偏光板。
- 請求項8〜11のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム、または、請求項12に記載の偏光板を備える画像表示装置。
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