JPWO2007046228A1 - 光学フィルムの製造方法、光学フィルムの製造装置、及び光学フィルム - Google Patents
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Abstract
液晶表示装置(光学フィルムのLCD)等に用いられる光学フィルムの製造方法であって、搬送フィルムに微小な膜厚ムラがある場合や、製膜設備の幅手方向に不均一性があった場合にも、それらの不均一性を改善することができ、面内位相差の大きい位相差フィルムについて、位相差の遅相軸(配向軸)の方向(配向角)が高精度である良好な品質を有する光学フィルムを製造し得る方法を提供する。本発明の溶液流延製膜法による光学フィルムの製造方法は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルム幅手方向に異なる温度の温風を吹き出すヘッダと、フィルム幅手方向の厚みを測定する手段とを具備し、該測定手段によるフィルム幅手方向の厚みの偏差に応じて、フィルム幅手方向の温風の温度を変更することを特徴とする。
Description
本発明は、液晶表示装置(LCD)あるいは有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレー等の各種の表示装置に用いられる光学フィルム、特にこれら表示装置に用いられる偏光板用保護フィルム、および位相差フィルムとして用いることのできる複屈折性を有する光学フィルムの製造方法、光学フィルムの製造装置、及び光学フィルムに関するものである。
一般に、液晶表示装置の基本的な構成は、液晶セルの両側に偏光板を設けたものである。偏光板は、一定方向の偏波面の光だけを通すので、液晶表示装置においては、電界による液晶の配向の変化を可視化させる重要な役割を担っており、偏光板の性能によって液晶表示装置の性能が大きく左右される。
近年、薄膜の液晶表示装置の表示品質に対する要求が高まっており、VA、OCB、IPS等種々の液晶表示方式が提案されている。視野角を広くした液晶表示装置には、位相差補正用フィルムを用いることが一般的である。大画面化・高精細化により位相差フィルムに要求される品質は厳しくなっており、フィルム位相差値の幅手方向・長手方向の均一性が要求されている。
フィルム位相差の絶対値以外にも、特に、面内位相差の大きい位相差フィルムでは、位相差の遅相軸(配向軸)の方向(配向角)に対する要求も厳しく、フィルム内全域にわたって精度±1°以下、望ましくは精度±0.3〜±0.5°程度が要求される。
従来の光学フィルムの製造においては、熱可塑性樹脂フィルム原料を溶媒に溶解したドープ(溶液)を、流延ダイから回転駆動金属製エンドレスベルトまたはドラム(支持体)上に流延し、支持体上で溶媒を蒸発させ、ドープ膜(ウェブ)を形成した後、これを剥離ロールで剥離し、ウェブを搬送ロールで搬送し、さらにウェブ(フィルム)を乾燥ゾーンにおいて乾燥させて巻き取り、光学フィルムを製造していた。
そして、従来の乾燥ゾーンにおける一般的な乾燥風吹付け装置は、例えば図9と図10に示すように、搬送するフィルム21に対して、フィルム幅手方向に広がりかつ温風供給管23が接続されたヘッダチャンバ22のフィルム側の先端スリットより、フィルム幅手方向に略均一な温風をフィルム21に吹き付けて、フィルム21を乾燥させる構造となっていた。
このような光学フィルムの製造においては、搬送ラインの機械精度、加熱/乾燥設備における温度/風量、流延時の膜厚分布等を、可能な限りフィルムの幅手方向に均一になるように留意されるが、製造設備の均一性には限界があり、上記の位相差値/配向角精度の要求は、機械精度の限界に近くなっており、上記要求を満たすことは非常に困難であった。
また、光学フィルムの製造設備に加わる繰り返し熱ひずみや、摺動部の摩耗などにより生産ラインの機械的な左右の不均一性は、経時劣化する要素を含み、長期間において精度を維持することは、さらに困難であった。
そこで、巻き取り工程の直前でフィルムの膜厚分布を測定し、その結果に基づいて膜厚分布が均一になるように流延ダイのスリット幅を調整することにより、膜厚分布を均一にする方法が知られている。しかし、位相差値の要求精度が高まるにつれ、この従来の方法でも精度を満たすことが困難になってきた。
また、巻き取り工程直前での膜厚が均一であったとしても、巻き取り工程以前の工程ではフィルムの膜厚が均一でない場合もある。左右不均一な搬送ラインを通り、フィルムに不均一な力が加わることで、不均一な膜厚分布が矯正される場合もあるからである。
また、溶液流延製膜法で作製したフィルム(ウェブ)をインラインで延伸し、光学フィルムを製造する場合には、搬送されるフィルム(ウェブ)が溶媒を含んで柔らかいため、搬送ラインの左右不均一性の影響をより強く受け、フィルムに位相差値/配向角の幅手方向分布を生じやすい。残留溶媒量が大きい(10%以上)場合には、搬送ラインの左右不均一性がフィルムの光学特性に特に大きく影響する。さらに、支持体から剥離した後のフィルムは、膜厚ムラや乾燥の幅手方向ムラによっても、光学特性の幅手方向分布を生じる。その結果、最終製品の膜厚は均一であっても、光学特性の幅手方向分布は要求精度以下となることがあった。これらの幅手方向分布は、特に光学フィルムの生産性向上のために製膜速度を大きくすると、顕著である。
ここで、従来、溶液流延製膜法による光学フィルムの製造方法に関わる特許文献には、つぎのようなものがある。
特許文献1には、ポリカーボネートを溶液キャスト製膜法によりキャストフィルムとし、ついで未延伸の該キャストフィルム(未延伸フィルム)をキャスト方向(縦方向)に対して直交する方向(横方向)に延伸する工程を含む位相差フィルムの製造方法で、面内の膜厚のバラツキが5μm以下であり、かつ残留溶媒量が1〜5質量%である未延伸フィルムまたは縦一軸延伸フィルムを、横方向に延伸する位相差フィルムの製造方法が開示されている。この特許文献1に記載されている方法は、フィルムの膜厚のバラツキを小さくし、フィルムの位相差値を均一にするものである。
特許文献2には、非晶性熱可塑性樹脂からなる透明フィルムの幅手方向において、フィルム中心部のリタデーション値を規定するとともに、(1)フィルム中心部のリタデーション値とフィルム端部のリタデーション値との差の絶対値を規定するか、(2)幅手方向におけるフィルム端部からフィルム中心部へのリタデーションの傾きの絶対値を規定するか、または(3)幅手方向におけるリタデーションの標準偏差を規定した透明フィルムが開示されている。この特許文献2に記載されている方法は、フィルムの位相差のバラツキを小さくするものである。
特許文献3には、溶液キャスト法により製膜した熱可塑性樹脂フィルムを延伸してなる位相差フィルムの製造方法において、製膜されたフィルムを所定温度の条件下で一次延伸した後、これより低い所定温度の条件下で二次延伸する位相差フィルムの製造方法が開示されている。この特許文献3に記載されている方法は、フィルムの位相差のバラツキを小さくするものである。
特開2004−145062号公報
特開2002−293956号公報
特開平11−64632号公報
上記特許文献1〜3には、位相差ムラの小さい光学フィルムの製造方法が開示されているが、これらの特許文献においては、基本的に均一な設備および/または均一なフィルム膜厚を前提にした場合における光学フィルムの位相差ムラの低減方法であり、フィルムに微小な膜厚ムラや、製膜設備の幅手方向の不均一性があった場合には、それらの不均一性を改善するには、不充分であるという問題があった。
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、搬送フィルムに微小な膜厚ムラがある場合や、製膜設備の幅手方向に不均一性があった場合にも、それらに起因する位相差値の不均一性を改善することができ、フィルムの幅手方向の面内および厚み方向の位相差値の偏差が±2%以下、望ましくは±1%以下の良好な品質を有する光学フィルム、及びその製造方法を提供しようとすることにある。
本発明者は、上記の従来技術の問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、溶液流延製膜法において、製膜プロセス中のフィルムの幅手方向の厚みムラ/搬送張力/リタデーション値の幅手方向の偏差をオンラインで測定し、これらの偏差を減少させるように製膜プロセスの幅手方向の乾燥風の温度や風速あるいは風量を調節することにより、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質の光学フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記の目的を達成するために、請求の範囲第1項の発明は、熱可塑性樹脂を溶媒に溶解したドープ溶液を支持体上に流延してウェブを形成し、支持体上から前記ウェブを剥離して搬送し、搬送されるウェブの幅手方向の複数位置で、ウェブの物性値を計測して、複数位置間の前記物性値の偏差を得て、複数位置間の物性値の前記偏差に応じて、ウェブの幅手方向の前記複数位置間の乾燥条件を異ならせることを特徴とする光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第2項の発明は、ウェブの前記物性値として、厚み、張力、及びリタデーション値の少なくとも一つを計測することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第3項の発明は、乾燥後のウェブの複数位置間のリタデーション値の偏差が少なくなるよう前記複数位置間の乾燥条件を異ならせることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第4項の発明は、前記乾燥条件は複数位置間で温風の温度、風速および風量の少なくとも一つを異ならせることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第5項の発明は、温風の温度を、厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0℃変化せることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第6項の発明は、温風の温度を、張力の偏差1N/m当たり0.2から0.8℃変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第7項の発明は、温風の温度を、リタデーション値の偏差1nm当たり0.5から2.5℃変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第8項の発明は、面内位相差の遅相軸の向きが幅手方向と略同一の場合には、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも高く設定することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第9項の発明は、面内位相差の遅相軸の向きが搬送方向と略同一の場合には、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも低く設定することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第10項の発明は、温風の風速あるいは風量を、厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0%変化せることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第11項の発明は、温風の風速あるいは風量を、張力の偏差1N/m当たり0.3から0.8%変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第12項の発明は、温風の風速あるいは風量を、リタデーション値の偏差1nm当たり0.5から3%変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第13項の発明は、幅手方向の複数位置で厚みおよび張力の少なくとも一つを計測して、その偏差に応じて幅手方向の複数位置間での乾燥条件を異ならせる第一の乾燥工程と、幅手方向の複数位置でリタデーション値を計測して、その偏差に応じて幅手方向の複数位置間での乾燥条件を異ならせる第二の乾燥工程を前記第一の乾燥工程より搬送方向下流に有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光学フィルムの製造方法である。
請求の範囲第14項の発明は、
回転駆動される支持体と、
樹脂フィルム原料を溶媒に溶解したドープを前記支持体上に流延させる流延ダイと、
前記支持体上から剥離されて搬送されるウェブの物性値を、当該ウェブの幅手方向の複数位置で測定する測定手段と、
該測定手段による測定値に応じて、前記複数位置をそれぞれ異なる乾燥力で乾燥させる乾燥手段と、
を備えたことを特徴とする、光学フィルムの製造装置である。
回転駆動される支持体と、
樹脂フィルム原料を溶媒に溶解したドープを前記支持体上に流延させる流延ダイと、
前記支持体上から剥離されて搬送されるウェブの物性値を、当該ウェブの幅手方向の複数位置で測定する測定手段と、
該測定手段による測定値に応じて、前記複数位置をそれぞれ異なる乾燥力で乾燥させる乾燥手段と、
を備えたことを特徴とする、光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第15項の発明は、前記乾燥手段は風を吹き付けることによりウェブを乾燥させるものであることを特徴とする、請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第16項の発明は、前記乾燥手段は吹き付ける風の温度、風速および風量の少なくとも一つを変えることにより乾燥力を異ならせるものであることを特徴とする、請求の範囲第15項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第17項の発明は、前記測定手段はウェブの物性値として厚みを測定するものであることを特徴とする、請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第18項の発明は、前記乾燥手段は、前記測定手段によって測定された厚みが厚い部分ほど、その部分に対する乾燥力を強くすることを特徴とする、請求の範囲第17項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第19項の発明は、前記測定手段はウェブの物性値として張力を測定するものであることを特徴とする、請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第20項の発明は、前記乾燥手段は、前記測定手段によって測定された張力が小さい部分ほど、その部分に対する乾燥力を強くすることを特徴とする、請求の範囲第19項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第21項の発明は、前記測定手段はウェブの物性値としてリタデーション値を測定するものであることを特徴とする、請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第22項の発明は、前記乾燥手段は、前記測定手段によって測定されたリタデーション値が小さい部分ほど、その部分に対する乾燥力を強くすることを特徴とする、請求の範囲第21項に記載の光学フィルムの製造装置である。
請求の範囲第23項の発明は、前記乾燥手段は、前記ウェブの搬送方向に関して前記測定手段の下流側に設けられていることを特徴とする、請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
請求の範囲第24項の発明は、前記測定手段による測定値の測定箇所による不均一性を解消するように、前記乾燥手段が乾燥力を調整することを特徴とする、請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
請求の範囲第25項の発明は、請求の範囲第1項乃至第13項のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする光学フィルムである。
上記請求の範囲第1項に記載の光学フィルムの製造方法および請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置によれば、流延製膜により製膜プロセス中のウェブの幅手方向の厚み、張力、リタデーション値等のウェブの物性値の少なく一つの偏差をオンラインで測定し、その偏差を減少させるように製膜プロセスの幅手方向の乾燥風の温度、風速および風量の少なくとも一つを調節することにより、光学フィルムに要求されるリタデーション値等の光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができるという効果を奏する。
請求の範囲第2項〜第12項に記載の光学フィルムの製造方法および請求の範囲第15項〜第24項に記載の光学フィルムの製造装置によれば、流延製膜により製膜すべき熱可塑性樹脂フィルム原料の種類・特性が変化したり、あるいは、乾燥部の環境が変動しても、ウェブの幅手方向で、ウェブ物性値の少なく一つの偏差をオンラインで測定し、偏差に応じて、幅手方向の乾燥条件が所定の範囲で異なるよう調節することにより、光学フィルムに要求されるリタデーション値等の光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができるという効果を奏する。
さらに、請求の範囲第13項に記載の光学フィルムの製造方法によれば、流延製膜により製膜すべき熱可塑性樹脂フィルム原料の種類・特性が大きく変化したり、あるいは、乾燥部の環境が大きく変動しても、ウェブの幅手方向で、ウェブ物性値の複数の偏差をオンラインで測定し、この複数の偏差と幅手方向の複数の乾燥条件を組み合わせることにより、より効果的に、光学フィルムに要求されるリタデーション値等の光学値の均一性を高精度に達成することができる。特に、第一の乾燥工程で幅手方向の複数位置で厚みおよび張力の少なくとも一つの偏差に応じて、乾燥条件を異ならせ、その後、さらにリタデーション値の偏差に応じて、乾燥条件を異ならせることにより、幅手方向の位相差を高精度に均一にできる。
請求の範囲第25項の発明による光学フィルムは、上記請求の範囲第1項乃至第13項のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたものであるから、フィルムの幅手方向の面内および厚み方向の位相差値の偏差が±2%以下、望ましくは±1%以下の良好な品質を有するものであるという効果を有する。
1 搬送フィルム(ウェブ)
2 温風吹付けヘッダ(乾燥風吹付けヘッダ)
3 温風吹付けヘッダ(乾燥風吹付けヘッダ)
8 膜厚測定センサ(張力測定センサまたは位相差測定センサ)
9 外部のデータ処理装置
10 乾燥ボックス
11 搬送ロール
12 風速あるいは風量調整用邪魔板
2 温風吹付けヘッダ(乾燥風吹付けヘッダ)
3 温風吹付けヘッダ(乾燥風吹付けヘッダ)
8 膜厚測定センサ(張力測定センサまたは位相差測定センサ)
9 外部のデータ処理装置
10 乾燥ボックス
11 搬送ロール
12 風速あるいは風量調整用邪魔板
本発明を実施するための最良の形態について以下説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
本発明の光学フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂フィルム原料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから支持体上に流延し、支持体上で溶媒を蒸発させ、ウェブを形成した後、これを剥離し、ウェブを搬送ロールで搬送し、さらにウェブを乾燥ゾーンにおいて乾燥させて、光学フィルムを製造する方法で、乾燥ゾーンにおいて搬送ウェブに係る特性の不均一性(例えば、微小な膜厚ムラや製膜設備の幅手方向に不均一性)があった場合に、それらの不均一性を改善する方法である。
本発明では、溶液流延製膜法において、製膜プロセス中のウェブに係る特性(厚み/搬送張力/リタデーション値)の幅手方向の不均一性をオンラインで測定し、これらの不均一性を減少させるように乾燥手段の幅手方向の乾燥力(乾燥風の温度や風速あるいは風量など)を調節することにより、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成するものである。
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明の方法により製造する光学フィルムとしては、製造が容易であること、活性線硬化型樹脂層との接着性が良好であること、光学的に透明であること等が好ましい要件として挙げられる。
ここで、光学フィルムについて、透明とは、可視光の透過率が60%以上であることをさし、好ましくは可視光の透過率が80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。
上記の性質を有していれば特に限定はないが、本発明において好ましく用いられる樹脂としては、エチレン性不飽和単量体単位を有する単独重合体または共重合体を挙げることができる。より好ましくは、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸プロピル、ポリアクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸アルキルの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸アルキルエステル共重合体等のアクリル酸またはメタクリル酸エステルの単独重合体または共重合体が挙げられる。さらにアクリル酸またはメタクリル酸のエステルは、透明性、相溶性に優れるので、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル単位を有する単独重合体または共重合体、特に、アクリル酸またはメタクリル酸メチル単位を有する単独重合体または共重合体が好ましい。具体的にはポリメタクリル酸メチルが好ましい。ポリアクリル酸またはポリメタクリル酸シクロヘキサンのようなアクリル酸またはメタクリル酸の脂環式アルキルエステルは、耐熱性が高く、吸湿性が低い、複屈折が低い等の利点を有しているものが、好ましい。
本発明において好ましく用いられるその他の樹脂としては、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のアシル基の置換度が1.8〜2.80のセルロースエステル系樹脂、またセルロースメチルエーテル、セルロースエチルエーテル、セルロースプロピルエーテル等のアルキル基置換度2.0〜2.80のセルロースエーテル樹脂、シクロオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、またアルキレンジカルボン酸とジアミンとの重合物のポリアミド樹脂、またアルキレンジカルボン酸とジオールとの重合物、アルキレンジオールとジカルボン酸との重合物、シクロヘキサンジカルボン酸とジオールとの重合物、シクロヘキサンジオールとジカルボン酸との重合物、芳香族ジカルボン酸とジオールとの重合物等のポリエステル樹脂、またポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル樹脂、またポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール樹脂、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、アルキレンジイソシアナートとアルキレンジオールの線状重合物等のポリウレタン樹脂等を挙げることができ、これらから選ばれる少なくとも一つを含有することが好ましい。
中でも、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースエステル系樹脂、シクロオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート樹脂が特に好ましい。また、相溶性のあるポリマーを2種類以上ブレンドして後で述べるドープ溶解を行なっても良いが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の光学フィルムの製造方法は、溶液流延製膜法により実施されるものであり、これを詳しく説明する。
(ドープを形成する材料)
以下、セルロースエステルを例に挙げて、本発明を説明する。
(ドープを形成する材料)
以下、セルロースエステルを例に挙げて、本発明を説明する。
本発明において、セルロースエステル及び有機溶媒を含有するセルロースエステル溶液をドープといい、これをもって溶液流延製膜し、セルロースエステルフィルムを形成せしめるものである。
(セルロースエステル)
本発明に用いられるセルロースエステルの原料のセルロースとしては、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ、ケナフ等を挙げることができる。またそれらから得られたセルロースエステルはそれぞれ単独で、または任意の割合で混合して使用することができる。
(セルロースエステル)
本発明に用いられるセルロースエステルの原料のセルロースとしては、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ、ケナフ等を挙げることができる。またそれらから得られたセルロースエステルはそれぞれ単独で、または任意の割合で混合して使用することができる。
本発明において、セルロースエステルは、セルロース原料のアシル化剤が酸無水物(無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸)である場合には、酢酸のような有機酸やメチレンクロライド等の有機溶媒を用い、硫酸のようなプロトン性触媒を用いて反応が行なわれる。アシル化剤が酸クロライド(CH3COCl、C2H5COCl、C3H7COCl等)の場合には、触媒としてアミンのような塩基性化合物を用いて反応が行なわれる。具体的には、特開平10−45804号公報に記載の方法で合成することができる。
セルロースエステルは、アシル基がセルロース分子の水酸基に反応する。セルロース分子はグルコースユニットが多数連結したものからなっており、グルコースユニットあたり3個の水酸基がある。この3個の水酸基にアシル基が誘導された数を置換度という。例えば、セルローストリアセテートはグルコースユニットの3個の水酸基全てにアセチル基が結合している。
セルロースエステルフィルムに用いることができるセルロースエステルとしては、総アシル基置換度が2.4〜2.8であることが好ましい。
本発明に用いられるセルロースエステルの分子量は、数平均分子量(Mn)で50,000〜200,000のものが用いられる。60,000〜200,000のものがさらに好ましく、80,000〜200,000が特に好ましい。
本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比、Mw/Mnが、前記のように1.4〜3.0であることが好ましく、さらに好ましくは1.7〜2.2の範囲である。
セルロースエステルの平均分子量及び分子量分布は、高速液体クロマトグラフィーを用いて公知の方法で測定することができる。これを用いて数平均分子量、重量平均分子量を算出し、その比(Mw/Mn)を計算することができる。
測定条件は以下の通りである。
溶媒:メチレンクロライド
カラム:Shodex−K806、K805、K803G
(昭和電工株式会社製カラムを3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ:L6000(日立製作所株式会社製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー株式会社製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
カラム:Shodex−K806、K805、K803G
(昭和電工株式会社製カラムを3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ:L6000(日立製作所株式会社製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー株式会社製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
本発明に用いられるセルロースエステルは、炭素数2〜22程度のカルボン酸エステルであり、特にセルロースの低級脂肪酸エステルであることが好ましい。
セルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味し、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートフタレート等や、特開平10−45804号公報、特開平8−231761号公報、及び米国特許第2,319,052号公報等に記載されているようなセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等の混合脂肪酸エステルを用いることができる。あるいは、特開2002−179701号公報、特開2002−265639号公報、及び特開2002−265638号公報に記載の芳香族カルボン酸とセルロースとのエステル、セルロースアシレートも好ましく用いられる。
上記の中でも、特に好ましく用いられるセルロースの低級脂肪酸エステルは、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートである。これらのセルロースエステルは混合して用いることもできる。
セルローストリアセテート以外で好ましいセルロースエステルは、炭素原子数2〜4のアシル基を置換基として有し、アセチル基の置換度をXとし、プロピオニル基もしくはブチリル基の置換度をYとした時、下記式(a)及び(b)を同時に満たすセルロースエステルである。
式(a) 2.4≦X+Y≦2.8
式(b) 0≦X≦2.5
アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。これらは公知の方法で合成することができる。
式(b) 0≦X≦2.5
アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。これらは公知の方法で合成することができる。
これらアシル基置換度は、ASTM−D817−96に規定の方法に準じて測定することができる。
アセチルセルロースの場合、酢化率を上げようとすれば、酢化反応の時間を延長する必要がある。ただし、反応時間を余り長くとると分解が同時に進行し、ポリマー鎖の切断やアセチル基の分解等が起こり、好ましくない結果をもたらす。従って、酢化度を上げ、分解をある程度抑えるためには、反応時間はある範囲に設定することが必要である。反応時間で規定することは反応条件がさまざまであり、反応装置や設備その他の条件で大きく変わるので適切でない。ポリマーの分解は進むにつれ、分子量分布が広くなっていくので、セルロースエステルの場合にも、分解の度合いは通常用いられる重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の値で規定できる。すなわち、セルローストリアセテートの酢化の過程で、余り長過ぎて分解が進み過ぎることがなく、かつ酢化には十分な時間酢化反応を行うための反応度合いの一つの指標として、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の値を用いることができる。
セルロースエステルの製造法の一例を以下に示すと、セルロース原料として綿化リンター100質量部を解砕し、40質量部の酢酸を添加し、36℃で20分間前処理活性化をした。その後、硫酸8質量部、無水酢酸260質量部、酢酸350質量部を添加し、36℃で120分間エステル化を行なった。24質量%酢酸マグネシウム水溶液11質量部で中和した後、63℃で35分間ケン化熟成し、アセチルセルロースを得た。これを10倍の酢酸水溶液(酢酸:水=1:1(質量比))を用いて、室温で160分間攪拌した後、濾過、乾燥させてアセチル置換度2.75の精製アセチルセルロースを得た。このアセチルセルロースはMnが92,000、Mwが156,000、Mw/Mnは1.7であった。同様にセルロースエステルのエステル化条件(温度、時間、攪拌)、加水分解条件を調整することによって置換度、Mw/Mn比の異なるセルロースエステルを合成することができる。
なお、合成されたセルロースエステルは、精製して低分子量成分を除去したり、未酢化の成分を濾過で取り除くことも好ましく行なわれる。
また、混酸セルロースエステルの場合には、特開平10−45804号公報に記載の方法によって得ることができる。アシル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96の規定に準じて測定することができる。
また、セルロースエステルは、セルロースエステル中の微量金属成分によっても影響を受ける。これらは製造工程で使われる水に関係していると考えられるが、不溶性の核となり得るような成分は少ない方が好ましく、鉄、カルシウム、マグネシウム等の金属イオンは、有機の酸性基を含んでいる可能性のあるポリマー分解物等と塩形成することにより不溶物を形成する場合があり、少ないことが好ましい。鉄(Fe)成分については、1ppm以下であることが好ましい。カルシウム(Ca)成分については、地下水や河川の水等に多く含まれ、これが多いと硬水となり、飲料水としても不適当であるが、カルボン酸や、スルホン酸等の酸性成分と、また多くの配位子と配位化合物、すなわち、錯体を形成しやすく、多くの不溶なカルシウムに由来するスカム(不溶性の澱、濁り)を形成する。
カルシウム(Ca)成分は60ppm以下、好ましくは0〜30ppmである。マグネシウム(Mg)成分については、やはり多過ぎると不溶分を生ずるため、0〜70ppmであることが好ましく、特に0〜20ppmであることが好ましい。鉄(Fe)分の含量、カルシウム(Ca)分含量、マグネシウム(Mg)分含量等の金属成分は、絶乾したセルロースエステルをマイクロダイジェスト湿式分解装置(硫硝酸分解)、アルカリ溶融で前処理を行なった後、ICP−AES(誘導結合プラズマ発光分光分析装置)を用いて分析を行なうことによって求めることができる。
(有機溶媒)
セルロースエステルを溶解してドープ(溶液)の形成に有用な有機溶媒としては、塩素系有機溶媒と非塩素系有機溶媒がある。塩素系の有機溶媒としてメチレンクロライド(塩化メチレン)を挙げることができ、セルロースエステル、特にセルローストリアセテートの溶解に適している。
(有機溶媒)
セルロースエステルを溶解してドープ(溶液)の形成に有用な有機溶媒としては、塩素系有機溶媒と非塩素系有機溶媒がある。塩素系の有機溶媒としてメチレンクロライド(塩化メチレン)を挙げることができ、セルロースエステル、特にセルローストリアセテートの溶解に適している。
昨今の環境問題から非塩素系有機溶媒の使用が検討されている。非塩素系有機溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−ヘキサフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタン等を挙げることができる。
これらの有機溶媒をセルローストリアセテートに対して使用する場合には、常温での溶解方法も使用可能であるが、高温溶解方法、冷却溶解方法、高圧溶解方法等の溶解方法を用いることにより不溶解物を少なくすることができるので好ましい。セルローストリアセテート以外のセルロースエステルに対しては、メチレンクロライドを用いることはできるが、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトンが好ましく使用される。特に酢酸メチルが好ましい。本発明において、上記セルロースエステルに対して良好な溶解性を有する有機溶媒を良溶媒といい、また溶解に主たる効果を示し、その中で大量に使用する有機溶媒を主(有機)溶媒または主たる(有機)溶媒という。
本発明において、ドープには、上記有機溶媒の他に、1〜40質量%の炭素原子数1〜4のアルコールを含有させることが好ましい。これらはドープを支持体に流延後溶媒が蒸発をし始めアルコールの比率が多くなるとドープ膜(ウェブ)がゲル化し、ウェブを丈夫にし、金属持体から剥離することを容易にするゲル化溶媒として用いられたり、これらの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒のセルロースエステルの溶解を促進する役割もある。炭素原子数1〜4のアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノールを挙げることができる。これらのうちドープの安定性に優れ、沸点も比較的低く、乾燥性もよいこと等からエタノールが好ましい。これらの有機溶媒は単独ではセルロースエステルに対して溶解性を有していないので貧溶媒という。
ドープ中のセルロースエステルの濃度は15〜30質量%、ドープ粘度は100〜500Pa・sの範囲に調製されることが良好なフィルム面品質を得る上で好ましい。
ドープ中に添加される添加剤としては、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、マット剤などの微粒子がある。本発明において、これらの添加剤はセルロースエステル溶液の調製の際に添加してもよいし、マット剤などの微粒子分散液の調製の際に添加してもよい。
液晶画像表示装置に使用する偏光板には、耐熱・耐湿性を付与する可塑剤、酸化防止剤や紫外線吸収剤等を添加することが好ましい。下記に添加剤について説明する。
(可塑剤)
本発明において、セルロースエステル溶液またはドープには、いわゆる可塑剤として知られる化合物を、機械的性質向上、柔軟性を付与、耐吸水性付与、水蒸気透過率低減、リタデーション調整等の目的で添加することが好ましく、例えばリン酸エステルやカルボン酸エステルが好ましく用いられる。
(可塑剤)
本発明において、セルロースエステル溶液またはドープには、いわゆる可塑剤として知られる化合物を、機械的性質向上、柔軟性を付与、耐吸水性付与、水蒸気透過率低減、リタデーション調整等の目的で添加することが好ましく、例えばリン酸エステルやカルボン酸エステルが好ましく用いられる。
リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、フェニルジフェニルホスフェート等を挙げることができる。
カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステル及びクエン酸エステル等、フタル酸エステルとしては、例えば、ジメチルフタレート、ジエチルホスフェート、ジオクチルフタレート及びジエチルヘキシルフタレート等、またクエン酸エステルとしてはクエン酸アセチルトリエチル及びクエン酸アセチルトリブチルを挙げることができる。また、その他、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバチン酸ジブチル、トリアセチン等も挙げられる。アルキルフタリルアルキルグリコレートもこの目的で好ましく用いられる。アルキルフタリルアルキルグリコレートのアルキルは炭素原子数1〜8のアルキル基である。アルキルフタリルアルキルグリコレートとしてはメチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、プロピルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等を挙げることができ、メチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレートが好ましく用いられる。またこれらアルキルフタリルアルキルグリコレートを2種以上混合して使用してもよい。
また、多価アルコールエステルも好ましく用いられる。
本発明において用いられる多価アルコールは、次の一般式で表される。
R1−(OH)n
ただし、式中、R1はn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。
ただし、式中、R1はn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。
多価アルコールエステル系可塑剤は2価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなる可塑剤であり、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有することが好ましい。好ましくは2〜20価の脂肪族多価アルコールエステルである。
好ましい多価アルコールの例としては、以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ガラクチトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、キシリトール等を挙げることができる。特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトールが好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。
好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を有する脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数は1〜20であることがさらに好ましく、1〜10であることが特に好ましい。酢酸を含有させるとセルロースエステルとの相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタレンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に安息香酸が好ましい。
多価アルコールエステルの分子量は特に制限はないが、300〜1500であることが好ましく、350〜750であることがさらに好ましい。分子量が大きい方が揮発し難くなるため好ましく、また、透湿性、セルロースエステルとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるカルボン酸は1種類でもよいし、2種以上の混合であってもよい。また、多価アルコール中のOH基は、全てエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。
これらの化合物は、セルロースエステルに対して1〜30質量%、好ましくは1〜20質量%となるように含まれていることが好ましい。また、延伸及び乾燥中のブリードアウト等を抑制させるため、200℃における蒸気圧が1400Pa以下の化合物であることが好ましい。
これらの化合物は、セルロースエステル溶液の調製の際に、セルロースエステルや溶媒と共に添加してもよいし、溶液調製中や調製後に添加してもよい。
この他の添加剤として、特開2002−22956号公報に記載のポリエステル、ポリエステルエーテル、特開2003−171499号公報に記載のウレタン樹脂、特開2002−146044号公報に記載のロジン及びロジン誘導体、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、トルエンスルホンアミド樹脂、特開2003−96236号公報に記載の多価アルコールとカルボン酸とのエステル、特開2003−165868号公報に記載の一般式(1)で示される化合物、特開2004−292696号公報に記載のポリエステル重合体またはポリウレタン重合体等が挙げられる。これらの添加剤は、ドープもしくは微粒子分散液に含有させることができる。
(紫外線吸収剤)
本発明において、セルロースエステルフィルムには、紫外線吸収剤を含有させることができる。
本発明において、セルロースエステルフィルムには、紫外線吸収剤を含有させることができる。
使用し得る紫外線吸収剤としては、例えば、オ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、トリアジン系化合物等を挙げることができるが、着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、特開平10−182621号公報、特開平8−337574号公報、特開2001−72782号公報に記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号公報、特開2002−31715号公報、特開2002−169020号公報、特開2002−47357号公報、特開2002−363420号公報、特開2003−113317号公報に記載の高分子紫外線吸収剤も好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、偏光子や液晶の劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れており、かつ、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い。
本発明に有用な紫外線吸収剤の具体例として、例えば、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′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−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−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、オクチル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートの混合物等を挙げることができるが、これらに限定されない。また、市販品として、チヌビン(TINUVIN)109、チヌビン(TINUVIN)171、チヌビン(TINUVIN)326(何れもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)を好ましく使用できる。高分子紫外線吸収剤としては、大塚化学社製の反応型紫外線吸収剤RUVA−93を例として挙げることができる。
ベンゾフェノン系化合物の具体例として、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニルメタン)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
本発明で好ましく用いられる上記記載の紫外線吸収剤は、透明性が高く、偏光板や液晶素子の劣化を防ぐ効果に優れたベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく、不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましく用いられる。
紫外線吸収剤のドープへの添加方法は、ドープ中で紫外線吸収剤が溶解するようなものであれば制限なく使用できるが、本発明においては紫外線吸収剤をメチレンクロライド、酢酸メチル、ジオキソラン等のセルロースエステルに対する良溶媒、または良溶媒と低級脂肪族アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等)のような貧溶媒との混合有機溶媒に溶解し紫外線吸収剤溶液としてセルロースエステル溶液に添加するかまたは直接ドープ組成中に添加してもよい。無機粉体のように有機溶剤に溶解しないものは、有機溶剤とポリマー中にデゾルバーやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。
紫外線吸収剤の含有量は0.01〜5質量%、特に0.5〜3質量%である。
本発明においては、これら紫外線吸収剤を単独で用いても良いし、異なる2種以上の混合で用いても良い。
(酸化防止剤)
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられ、例えば、2,6−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等が挙げられる。特に2,6−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が好ましい。また、例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。これらの化合物の添加量は、セルロースエステルに対して質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
(酸化防止剤)
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられ、例えば、2,6−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等が挙げられる。特に2,6−ジ−t−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−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が好ましい。また、例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。これらの化合物の添加量は、セルロースエステルに対して質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
(微粒子)
本発明の光学フィルムには、滑り性を付与するため、あるいは物性を改善するために、マット剤等の微粒子を添加することができる。微粒子としては、無機化合物の微粒子または有機化合物の微粒子が挙げられ、その形状としては、球状、平板状、棒状、針状、層状、不定形状等が用いられる。
本発明の光学フィルムには、滑り性を付与するため、あるいは物性を改善するために、マット剤等の微粒子を添加することができる。微粒子としては、無機化合物の微粒子または有機化合物の微粒子が挙げられ、その形状としては、球状、平板状、棒状、針状、層状、不定形状等が用いられる。
無機化合物の微粒子の例としては、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレイ、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、及びリン酸カルシウム等の金属酸化物、水酸化物、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸酸塩を挙げることができる。
有機化合物の微粒子の例としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等の微粒子が挙げことができ、シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元網状状構造を有するものが好ましい。例えばトスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120及び同240(東芝シリコーン株式会社製)を挙げることができる。
中でも、二酸化ケイ素がフィルムのヘイズを低くできるので、好ましい。二酸化ケイ素のような微粒子は、有機物によって表面処理されていることが多いが、このようなものはフィルムのヘイズを低下できるため好ましい。表面処理で好ましい有機物としては、ハロシラン類、アルコキシシラン類、シラザン、シロキサンなどがあげられる。
微粒子の平均粒径は大きい方が、滑り性効果は大きく、反対に、平均粒径が小さい方は透明性に優れる。また、微粒子の平均粒径は、0.005〜1.0μmの範囲である。これらの一次粒子であっても、凝集によってできた二次粒子であっても良い。微粒子の含有量は、樹脂に対して1m2あたり0.01〜20g含有させることが好ましい。
二酸化ケイ素微粒子としては、例えば、アエロジル株式会社製のアエロジル(AEROSIL)200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812,R805、OX50、TT600などを挙げることができ、好ましくはアエロジル200V、R972、R972V、R974、R202、R812である。これらの微粒子は2種以上併用してもよい。2種以上併用する場合は、任意の割合で混合して使用することができる。この場合、平均粒径や材質の異なる微粒子、例えばアエロジル200VとR972Vを質量比で、0.1:99.9〜99.9:0.1の範囲で使用できる。
上記マット剤として用いられるフィルム中の微粒子の存在は、別の目的として、フィルムの強度向上のために用いることができる。
(界面活性剤)
本発明で用いられるドープあるいは微粒子分散液には、界面活性剤を含有することが好ましく、リン酸系、スルフォン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系等特に限定されない。これらは、例えば特開昭61−243837号公報等に記載されている。界面活性剤の添加量は、セルロースアシレートに対して0.002〜2質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。添加量が0.001質量%未満であれば添加効果を十分に発揮することができず、添加量が2質量%を超えると、析出したり、不溶解物を生じたりすることがある。
(界面活性剤)
本発明で用いられるドープあるいは微粒子分散液には、界面活性剤を含有することが好ましく、リン酸系、スルフォン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系等特に限定されない。これらは、例えば特開昭61−243837号公報等に記載されている。界面活性剤の添加量は、セルロースアシレートに対して0.002〜2質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。添加量が0.001質量%未満であれば添加効果を十分に発揮することができず、添加量が2質量%を超えると、析出したり、不溶解物を生じたりすることがある。
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリグリシジルやソルビタンをノニオン性親水性基とする界面活性剤であり、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニールエーテル、ポリオキシエチレンーポリオキシプロピレングリコール、多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステルを挙げることができる。
アニオン系界面活性剤としてはカルボン酸塩、硫酸塩、スルフォン酸塩、リン酸エステル塩であり、代表的なものとしては脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、アルキルスルフォン酸塩、α−オレフィンスルフォン酸塩、ジアルキルスルフォコハク酸塩、α−スルフォン化脂肪酸塩、N−メチル−Nオレイルタウリン、石油スルフォン酸塩、アルキル硫酸塩、硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニールエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンスチレン化フェニールエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ナフタレンスルフォン酸塩ホルムアルデヒド縮合物等である。
カチオン系界面活性剤としてはアミン塩、4級アンモニウム塩、ピリジウム塩等を挙げることができ、第1〜第3脂肪アミン塩、第4級アンモニウム塩(テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジウム塩、アルキルイミダゾリウム塩等)を挙げることができる。両性系界面活性剤としてはカルボキシベタイン、スルフォベタイン等であり、N−トリアルキル−N−カルボキシメチルアンモニウムベタイン、N−トリアルキル−N−スルフォアルキレンアンモニウムベタイン等である。
フッ素系界面活性剤は、フルオロカーボン鎖を疎水基とする界面活性剤である。
(剥離促進剤)
さらに、剥離時の荷重を小さくするための剥離促進剤も、ドープに添加してもよい。それらは、界面活性剤が有効であり、リン酸系、スルフォン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系等があるが、これらに特に限定されない。これらの剥離促進剤は、例えば、特開昭61−243837号公報等に記載されている。特開昭57−500833号公報にはポリエトキシル化リン酸エステルが剥離促進剤として開示されている。特開昭61−69845号公報には非エステル化ヒドロキシ基が遊離酸の形であるモノまたはジリン酸アルキルエステルをセルロースエステルに添加することにより迅速に剥離できることが開示されている。また、特開平1−299847号公報には非エステル化ヒドロキシル基及びプロピレンオキシド鎖を含むリン酸エステル化合物と無機物粒子を添加することにより剥離荷重が低減できることが開示されている。
(その他の添加剤)
この他、カオリン、タルク、ケイソウ土、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ等の無機微粒子、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩等の熱安定剤を加えてもよい。さらに帯電防止剤、難燃剤、滑剤、油剤等も加える場合がある。
(剥離促進剤)
さらに、剥離時の荷重を小さくするための剥離促進剤も、ドープに添加してもよい。それらは、界面活性剤が有効であり、リン酸系、スルフォン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系等があるが、これらに特に限定されない。これらの剥離促進剤は、例えば、特開昭61−243837号公報等に記載されている。特開昭57−500833号公報にはポリエトキシル化リン酸エステルが剥離促進剤として開示されている。特開昭61−69845号公報には非エステル化ヒドロキシ基が遊離酸の形であるモノまたはジリン酸アルキルエステルをセルロースエステルに添加することにより迅速に剥離できることが開示されている。また、特開平1−299847号公報には非エステル化ヒドロキシル基及びプロピレンオキシド鎖を含むリン酸エステル化合物と無機物粒子を添加することにより剥離荷重が低減できることが開示されている。
(その他の添加剤)
この他、カオリン、タルク、ケイソウ土、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ等の無機微粒子、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩等の熱安定剤を加えてもよい。さらに帯電防止剤、難燃剤、滑剤、油剤等も加える場合がある。
次いで、本発明の光学フィルムの製造装置について、図を用いて説明する。
図8は本発明の光学フィルムの製造装置の一例で、回転駆動される支持体41と、前記支持体上に樹脂フィルム原料を溶媒に溶解したドープを流延させる流延ダイ40と、支持体41からウェブを剥離する剥離ローラー42と、剥離されて搬送されるウェブ1を乾燥させる前乾燥部(乾燥手段)50と、ウェブ1を延伸する延伸部60と、延伸されたウェブ1をさらに乾燥する後乾燥部70と、乾燥されたウェブ1を巻き取る巻き取りローラー80とを少なくとも有す。
上記光学フィルムの製造装置に対応して、本発明による光学フィルムの製造方法は、溶液流延製膜法によるもので、ドープ調製工程、流延工程、乾燥工程、延伸工程及び巻取り工程を具備するものである。
(ドープ調製工程)
まず、熱可塑性樹脂フィルム原料(高分子材料)の例としてセルロースエステルについて説明すると、セルロースエステルの溶解は、溶解釜中での撹拌溶解方法、加熱溶解方法、超音波溶解方法等の手段が、通常用いられ、加圧下で、溶剤の常圧での沸点以上でかつ溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱し、攪拌しながら溶解する方法が、ゲルやママコと呼ばれる塊状未溶解物の発生を防止するため、より好ましい。また、特開平9−95538号公報記載の冷却溶解方法、あるいはまた特開平11−21379号公報記載の高圧下で溶解する方法なども用いてもよい。
まず、熱可塑性樹脂フィルム原料(高分子材料)の例としてセルロースエステルについて説明すると、セルロースエステルの溶解は、溶解釜中での撹拌溶解方法、加熱溶解方法、超音波溶解方法等の手段が、通常用いられ、加圧下で、溶剤の常圧での沸点以上でかつ溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱し、攪拌しながら溶解する方法が、ゲルやママコと呼ばれる塊状未溶解物の発生を防止するため、より好ましい。また、特開平9−95538号公報記載の冷却溶解方法、あるいはまた特開平11−21379号公報記載の高圧下で溶解する方法なども用いてもよい。
セルロースエステルを貧溶媒と混合して湿潤、あるいは膨潤させた後、さらに良溶媒と混合して溶解する方法も好ましく用いられる。このとき、セルロースエステルを貧溶媒と混合して湿潤あるいは膨潤させる装置と、良溶媒と混合して溶解する装置を別々に分けても良い。
本発明において、セルロースエステルの溶解に用いる溶解釜(加圧容器)の種類は、特に問うところではなく、所定の圧力に耐えることができ、加圧下で加熱、攪拌ができればよい。溶解釜(加圧容器)には、その他、圧力計、温度計などの計器類を適宜配設する。加圧は窒素ガスなどの不活性気体を圧入する方法や、加熱による溶剤の蒸気圧の上昇によって行なってもよい。加熱は外部から行なうことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易であるので、好ましい。
溶剤を添加しての加熱温度は、使用する溶剤の沸点以上で、2種類以上の混合溶剤の場合は、沸点が低い方の溶剤の沸点以上の温度に加温しかつ該溶剤が沸騰しない範囲の温度が好ましい。加熱温度が高すぎると、必要とされる圧力が大きくなり、生産性が悪くなる。好ましい加熱温度の範囲は20〜120℃であり、30〜100℃が、より好ましく、40〜80℃の範囲がさらに好ましい。また圧力は、設定温度で、溶剤が沸騰しないように調整される。
セルロースエステルと溶剤の他に、必要な可塑剤、紫外線吸収剤等の添加剤は、予め溶剤と混合し、溶解または分散してからセルロースエステル溶解前の溶剤に投入しても、セルロースエステル溶解後のドープへ投入しても良い。
セルロースエステルの溶解後は、冷却しながら容器から取り出すか、または容器からポンプ等で抜き出して、熱交換器などで冷却し、得られたセルロースエステルのドープを製膜に供するが、このときの冷却温度は、常温まで冷却してもよい。
本発明の方法において、セルロースエステルドープは、これを濾過することによって、異物、特に液晶表示装置において、画像と認識し間違う異物は、これを除去しなければならない。光学フィルムとしての品質は、この濾過によって決まるといってもよい。
(流延工程)
溶解釜で調整されたドープを、導管によって流延ダイに送液し、無限に移送する無端の支持体すなわち例えば回転駆動ステンレス鋼製エンドレスベルト(または回転駆動ステンレス鋼製ドラム)よりなる支持体上の流延位置に、流延ダイからドープを流延する工程である。支持体の表面は鏡面となっている。
溶解釜で調整されたドープを、導管によって流延ダイに送液し、無限に移送する無端の支持体すなわち例えば回転駆動ステンレス鋼製エンドレスベルト(または回転駆動ステンレス鋼製ドラム)よりなる支持体上の流延位置に、流延ダイからドープを流延する工程である。支持体の表面は鏡面となっている。
前後一対のドラムに巻き掛けられたエンドレスベルトよりなる支持体の上部移行部の表面(キャスト面)上に、フィルムの原料溶液であるドープを流延するドープ流延ダイが具備されている。ここで、エンドレスベルト支持体が巻き掛けられている前側ドラムは、例えば温水ドラムであり、後側ドラムは冷水ドラムである。
流延ダイ(例えば加圧型ダイス)は口金部分のスリット形状を調整でき、膜厚を均一にしやすいため好ましい。流延ダイには、コートハンガーダイスやTダイス等があるが、何れも好ましく用いられる。製膜速度を上げるために流延ダイを支持体上に2基以上設け、ドープ量を分割して重層してもよい。そして、ドープ粘度が1〜200ポイズになるように調整されたドープを、流延ダイから支持体上にほぼ均一な膜厚になるよう流延する。
本発明においては、セルロースエステル系樹脂を溶媒に溶解したドープ(溶液)を流延ダイから、走行する回転駆動金属製エンドレスベルト(支持体)上に流延して、製膜する。
(溶媒蒸発工程)
エンドレスベルト支持体上に流延されたドープにより形成されたドープ膜(ウェブ)を、支持体上で加熱し、支持体からウェブが剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる工程である。
エンドレスベルト支持体上に流延されたドープにより形成されたドープ膜(ウェブ)を、支持体上で加熱し、支持体からウェブが剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる工程である。
溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法、及び/または支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等がある。
(剥離工程)
支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離ロールで剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。剥離する時点でのウェブの残留溶媒量(後述の式)があまり大き過ぎると、ウェブが剥離し難かったり、逆に、支持体上で充分に乾燥させてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりする。本発明において、薄手のウェブを支持体から剥離する際、平面性の劣化や、ツレがないように行なうには、剥離張力として剥離できる最低張力から170N/m以内の力で剥離することが好ましく、140N/m以内の力がより好ましい。
支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離ロールで剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。剥離する時点でのウェブの残留溶媒量(後述の式)があまり大き過ぎると、ウェブが剥離し難かったり、逆に、支持体上で充分に乾燥させてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりする。本発明において、薄手のウェブを支持体から剥離する際、平面性の劣化や、ツレがないように行なうには、剥離張力として剥離できる最低張力から170N/m以内の力で剥離することが好ましく、140N/m以内の力がより好ましい。
製膜速度を上げる方法(残留溶媒量ができるだけ多いうちに剥離するため製膜速度を上げることができる)としてゲル流延法(ゲルキャスティング)がある。それは、ドープ中にセルロースエステルに対する貧溶媒を加えて、ドープ流延後、ゲル化する方法、支持体の温度を低めてゲル化する方法等がある。支持体上でゲル化させ剥離時の膜の強度を上げておくことによって、剥離を早め製膜速度を上げることができるのである。支持体上でウェブを乾燥させる条件の強弱や、支持体の長さ等により残留溶媒量は変化するが、残留溶媒量が5〜150質量%の範囲でウェブを支持体から剥離することができる。残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、ウェブが柔らか過ぎると剥離時平面性を損なったり、剥離張力によるツレや、縦スジが発生しやすく、経済速度と品質との兼ね合いで剥離の際の残留溶媒量が決められる。従って、本発明においては、該支持体上の剥離位置における温度を10〜40℃、好ましくは15〜30℃とすることが好ましい。
製造時のセルロースエステルフィルムが良好な平面性を維持するために、支持体から剥離する際の残留溶媒量は10〜150質量%とすることが好ましく、より好ましくは70〜150質量%であり、さらに好ましくは100〜130質量%である。残留溶媒中に含まれる良溶媒の比率は50〜90質量%が好ましく、さらに好ましくは、60〜90質量%であり、特に好ましくは、70〜80質量%である。
本発明において、残留溶媒量は下記の式で表すことができる。
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であり、Nはウェブを110℃で前記任意時点から3時間乾燥させた時の質量である。これらの質量の測定は、例えばヒューレット・パッカード社製ガスクロマトグラフィー5890型SERIS IIと、ヘッドスペースサンプラーHP7694型を使用して行なうことができる。
ここで、Mはウェブの任意時点での質量であり、Nはウェブを110℃で前記任意時点から3時間乾燥させた時の質量である。これらの質量の測定は、例えばヒューレット・パッカード社製ガスクロマトグラフィー5890型SERIS IIと、ヘッドスペースサンプラーHP7694型を使用して行なうことができる。
(乾燥工程)
支持体からの剥離後、一般的には、ウェブを複数の搬送ロールに交互に通して搬送するロール乾燥装置(前乾燥部50に対応する)、及びウェブの両端を把持して搬送するテンター装置を用いてウェブを乾燥する。ウェブ(フィルム)乾燥手段としては、ウェブ(フィルム)の表面に温風を吹き付けるのが一般的である。
支持体からの剥離後、一般的には、ウェブを複数の搬送ロールに交互に通して搬送するロール乾燥装置(前乾燥部50に対応する)、及びウェブの両端を把持して搬送するテンター装置を用いてウェブを乾燥する。ウェブ(フィルム)乾燥手段としては、ウェブ(フィルム)の表面に温風を吹き付けるのが一般的である。
本発明による光学フィルムの製造方法の第1実施形態は、図1と図2に示すように、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3を乾燥手段として具備し、該ヘッダ2、3の上流側近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設けられて搬送フィルム1の厚みを測定する膜厚測定センサ8を測定手段として具備している。
ここで、膜厚測定センサ8としては、一般の接触式でも、光学式や超音波式等の非接触式いずれの形式も使用できるが、搬送フィルム1に変形をおこさない非接触式を用いるのが望ましい。なお、温風吹付けヘッダ2、3には、異なる温度を有する2種の温風を温風機(図示略)から供給する温風供給管4,5がそれぞれ接続されている。
なお、温風吹付けヘッダ2、3は、搬送フィルム1側の先端に設けられたスリット、あるいはパンチ板より温風を、搬送フィルム1に向けて吹き出す構造となっている。
そして、本発明においては、搬送フィルム(ウェブ)1の左右の膜厚を、それぞれ左右膜厚測定センサ8で、オンラインでリアルタイムに検出する。つぎに、検出した左右の膜厚データを信号化して、左右膜厚測定センサ8から外部のデータ処理装置9にデータ送信する。外部データ処理装置9では検出データを受信し、受信データに基づいて搬送フィルム1の左右の膜厚の実測値を求め、その実測値を相互に比較し、その比較結果の偏差に基づいて、温風吹付けヘッダ2、3から吹き出される温風の温度を変更するものである。
この場合、搬送フィルム1の膜厚が大きい部分は、乾燥が遅くなり、膜厚が小さい部分よりも残留溶媒量が大きく、フィルム1の搬送方向に伸びやすくなり、その結果、フィルム幅手方向の位相差値が異なる。そこで、フィルムの厚みが厚い部分の乾燥温度を上げるものである。乾燥風の温度をあげることで厚い部分の乾燥が促進され、フィルム幅手方向の位相差値がより均一になる。
具体的には、左右膜厚測定センサ8により測定された搬送フィルム幅手方向の厚みの測定値に応じて、フィルム厚みが厚い部分の温風の温度を、フィルム厚みが薄い部分の温風の温度よりも厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0℃の範囲で高くするのが、望ましい。
このように、本発明によれば、製膜プロセス中の搬送フィルム1の厚みムラの幅手方向の不均一性をオンラインで測定し、その不均一性を減少させるように温風吹付けヘッダ2、3から吹き出される乾燥風の温度を調節することにより、搬送フィルムに微小な膜厚ムラがある場合にも、その不均一性を改善することができ、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができる。
図3は、フィルム乾燥ゾーンにおける温風吹付けヘッダの変形例を示すもので、温風吹付けヘッダ2、3、6は、搬送フィルム幅手方向に異なる温度を有する3種の温風(乾燥風)を吹き付けることができる3つに分割された構造を有し、温風吹付けヘッダ2、3、6には、異なる温度を有する2種の温風を温風機(図示略)から供給する温風供給管4、5、7がそれぞれ接続されている。
図4と図5は、本発明の光学フィルムの製造方法を実施する溶液流延製膜装置のフィルム乾燥ゾーンの第2実施形態を示すものである。
同図において、支持体からの剥離後のフィルム(ウェブ)1を乾燥チャンバ10内において、多数の搬送ロール11に交互に通して搬送しながら、温風を吹き付けてフィルム(ウェブ)を乾燥するものである。
この第2実施形態においては乾燥手段として、上記の第1実施形態の場合におけるようなフィルム1に近接した温風ヘッダを使用せずに、乾燥ボックス10全体の雰囲気温度で搬送中のフィルム1を加熱乾燥させるもので、第1実施形態の場合と同様に、乾燥ボックス10内の雰囲気のフィルム幅手方向の温度差をつけている。
すなわち、乾燥ボックス10の搬送フィルム幅手方向に異なる温度を有する2種の温風(乾燥風)を吹き付けることができる2つに分割された構造を有する温風吹付けヘッダ(温風吹出しヘッダ)2,3が、乾燥ボックス10の天井の内側に設けられ、乾燥ボックス10の下部において搬送フィルム1に近接してかつフィルム幅手方向の2箇所に膜厚測定センサ8が設けられている。
図6と図7は、本発明の光学フィルムの製造方法を実施する溶液流延製膜装置のフィルム乾燥ゾーンの第3実施形態を示すものである。
この第3実施形態においては、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速あるいは風量のみを調整する場合を例示しており、同図に示すように、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、温風吹付けヘッダ2、3から吹き出される乾燥風の風速あるいは風量を調整するものである。
このように、本発明によれば、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルム幅手方向に並設され、風速あるいは風量分布を調整可能とした温風を吹き出す左右ヘッダ2、3(一方の図示は省略)と、搬送フィルムの厚みを測定する2つの膜厚測定センサ8(図1参照)とを具備し、該膜厚測定センサ8による搬送フィルム幅手方向の厚み分布の測定値に応じて、乾燥風の風速あるいは風量を変更するものである。
具体的には、左右の膜厚測定センサ8により測定された搬送フィルム幅手方向の厚みの測定値に応じて、フィルム厚みが厚い部分に吹き付ける温風の風速あるいは風量を、フィルム厚みが薄い部分に吹き付ける温風の風速あるいは風量よりも厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0%の範囲で大きくするのが、望ましい。
このように、本発明によれば、製膜プロセス中の搬送フィルム1の厚みムラを、幅手方向の不均一性としてオンラインで測定し、その不均一性を減少させるように製膜プロセスの乾燥手段から吹き付ける温風の風速あるいは風量を調節することにより、搬送フィルムに微小な膜厚ムラがある場合にも、その不均一性を改善することができ、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができる。
つぎに、本発明の第4実施形態を、図1と図2を参照して説明する。同図に示すように、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3と、該ヘッダ2、3の近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の張力を左右独立に測定する張力測定センサ(図1の符号「8」に対応する)を測定手段として具備している。
ここで、張力測定センサ(8に対応する)としては、ロール搬送制御で一般的に用いられる、ロール両端のベアリング下部の変位を測定するテンションセンサが使用可能である。一般的な搬送では、ロール両端に設置したセンサの出力の合計を搬送張力とするが、本発明では、左右両者の差を検出できるようにしてある。
そして、本発明においては、搬送フィルム(ウェブ)1の左右の張力を、それぞれ左右張力測定センサ(8に対応する)で、オンラインでリアルタイムに検出する。つぎに、検出した左右の張力データを信号化して、左右張力測定センサ(8に対応する)から外部のデータ処理装置9にデータ送信する。外部データ処理装置9では検出データを受信し、受信データに基づいて搬送フィルム1の左右の張力の実測値を求め、その実測値を相互に比較し、その比較結果に基づいて、温風吹付けヘッダ2、3が吹き付ける温風の温度を変更するものである。
この場合、搬送中のフィルム1における左右の搬送張力が均一でない場合には、張力の大きい方のフィルムが搬送方向に伸ばされやすく、フィルム幅手方向において位相差値が均一でなくなる。そこで張力の小さい方のサイドに吹き付ける乾燥風の温度や風速あるいは風量をあげて、乾燥を促進させ、その結果、位相差値が均一になる。
具体的には、左右張力測定センサ(8に対応する)により測定された搬送フィルム1の幅手方向の左右張力の測定値に応じて、張力が小さい方のサイドに吹き付ける温風の温度を、張力が大きい方のサイドに吹き付ける温風の温度よりも張力の偏差1N/m当たり0.2から0.8℃の範囲で高くするのが、望ましい。
このように、本発明によれば、製膜プロセス中の搬送フィルム1における搬送張力の幅手方向の不均一性をオンラインで測定し、その不均一性を減少させるように製膜プロセスの乾燥手段から吹き付ける乾燥風の温度を調節することにより、搬送張力に不均一性がある場合にも、その不均一性を改善することができ、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができる。
また、本発明の第5実施形態を、図6と図7を参照して説明する。同図において、温風(乾燥風)の温度ではなく、風(乾燥風)の風速あるいは風量のみを調整する場合に、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、吹き出し口2aから吹き出される乾燥風の風速あるいは風量を調整するものである。
本発明の第5実施形態においては、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルム1の幅手方向に並設された、風速あるいは風量を変えることを可能とした温風を吹き出すヘッダ2、3(一方の図示は省略)と、該ヘッダ2、3の近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の張力を左右独立に測定する張力測定センサ(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)とを具備している。
そして、本発明の第5実施形態においては、搬送フィルム(ウェブ)1の左右の張力を、それぞれ左右張力測定センサ(8に対応する)で、オンラインでリアルタイムに検出し、上記第4実施形態の場合と同様に、該左右張力測定センサ(8に対応する)による搬送中フィルム1の左右張力の測定値に応じて、ヘッダ2、3から吹き出される温風の風速あるいは風量を変更するものである。
具体的には、左右張力測定センサ(8に対応する)により測定された搬送フィルム1の幅手方向の左右張力の測定値に応じて、張力が小さい方のサイドに吹き付ける温風の風速あるいは風量を、張力が大きい方のサイドに吹き付ける温風の風速あるいは風量よりも張力の偏差1N/m当たり0.3から0.8%の範囲で大きくするのが、望ましい。
このように、本発明によれば、製膜プロセス中の搬送フィルム1における搬送張力の幅手方向の不均一性をオンラインで測定し、その不均一性を減少させるように製膜プロセスの乾燥手段から吹き付ける乾燥風の風速あるいは風量を調節することにより、搬送張力に不均一性がある場合にも、その不均一性を改善することができ、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができる。
つぎに、本発明の第6実施形態を、図1と図2を参照して説明する。同図に示すように、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3を乾燥手段として有し、該ヘッダ2、3の上流側近傍でのフィルム1の幅手方向の2箇所に設られ、搬送中のフィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(図1の2つの符号「8」に対応する)を測定手段として具備している。
ここで、搬送中のフィルム1における位相差の測定には、例えば王子計測機器株式会社製のオンライン位相差計(KOBRA−WI)を使用することができる。
このように、本発明の第6実施形態によれば、搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(図1の符号「8,8」に対応する)による搬送中フィルムの左右位相差の測定値が2%以上違うとき、温風の温度を、フィルム幅手方向でリタデーション値の偏差1nm当たり0.5から2.5℃の範囲で変更するものである。
具体的には、例えば搬送フィルム1の面内位相差の遅相軸の向きが幅手方向(TD方向)と略同一の場合には、搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(図1の2つの符号「8」に対応する)により測定された搬送フィルム幅手方向の左右位相差の測定値が2%以上違うとき、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりもリタデーション値の偏差1nm当たり0.5から2.5℃の範囲で高く設定する。
これに対し、搬送フィルム1の遅相軸の向きが搬送方向(MD方向)と略同一の場合には、位相差の小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりもリタデーション値の偏差1nm当たり0.5から2.5℃の範囲で低く設定すれば、同様の効果が得られる。
このように、本発明によれば、製膜プロセス中の搬送フィルム1における左右位相差の幅手方向の不均一性をオンラインで測定し、その不均一性を減少させるように製膜プロセスの乾燥手段から吹き付ける温風の温度を調節することにより、搬送フィルムに微小な位相差ムラがある場合にも、その不均一性を改善することができ、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができる。
つぎに、本発明の第7実施形態を、図6と図7を参照して説明する。同図において、温風(乾燥風)の温度ではなく、風(乾燥風)の風速あるいは風量のみを調整する場合に、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速あるいは風量を調整するものである。
本発明の第7実施形態においては、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルム1に近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる風速あるいは風量の温風を吹き出すことができるヘッダ2、3(一方の図示は省略)を乾燥手段として具備し、該ヘッダ2、3の上流側近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送中のフィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)を測定手段として具備している。
そして、本発明の第7実施形態によれば、搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)による搬送中フィルムの左右位相差の測定値が、2%以上違うとき、温風の風速あるいは風量を、フィルム幅手方向でリタデーション値の偏差1nm当たり0.5から3%の範囲で変更するものである。
具体的には、例えば、搬送フィルム1の面内位相差の遅相軸の向きが幅手方向(TD方向)と略同一の場合には、搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(図1の符号「8,8」に対応する)により測定された搬送フィルム幅手方向の左右位相差の測定値が2%以上違うとき、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の風速あるいは風量を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の風速あるいは風量よりもフィルム幅手方向でリタデーション値の偏差1nm当たり0.5から3%の範囲で高く設定する。
これに対し、搬送フィルム1の遅相軸の向きが搬送方向(MD方向)と略同一の場合には、位相差の小さいサイドに吹き付ける温風の風速あるいは風量を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の風速あるいは風量よりもフィルム幅手方向でリタデーション値の偏差1nm当たり.5から3%の範囲で低く設定すれば、同様の効果が得られる。
このように、本発明によれば、製膜プロセス中の搬送フィルム1における左右位相差の幅手方向の不均一性をオンラインで測定し、その不均一性を減少させるように製膜プロセスの乾燥手段から吹き付ける温風の風速あるいは風量を調節することにより、搬送フィルムに微小な位相差ムラがある場合にも、その不均一性を改善することができ、光学フィルムに要求される光学値の均一性を高精度に達成することができて、良好な品質を有する光学フィルムを製造することができる。
本発明の第8実施形態は上記した第1実施形態から第7実施形態の中から複数の実施形態を組み合わせた実施形態である。種々の組み合わせ及び配置が想定できるが、好ましい実施形態は第一の乾燥工程として、幅手方向の複数位置で厚みおよび張力の少なくとも一つを計測して、その偏差に応じて幅手方向の複数位置間での乾燥条件を異ならせることにより、流延ムラ等に起因する位相差ムラを是正し、さらに第一の乾燥工程より下流に第二の乾燥工程を設け、幅手方向の複数位置で位相差を計測して、その偏差に応じて幅手方向の複数位置間での乾燥条件を異ならせて位相差ムラを是正することにより、光学フィルムに要求される光学値の均一性をより高精度に達成することができる。
本発明による光学フィルムは、上記のうちのいずれかの製造方法で製造されたものであるから、フィルムの幅手方向の面内および厚み方向の位相差値の偏差が±2%以下、望ましくは±1%以下の良好な品質を有するものである。
なお、上記において、乾燥ゾーンにおける温風(乾燥風)の温度、風速、風量の調整は、図に示すようなフィルム幅手方向に2分割、あるいは3分割でも、さらに、図示は省略したが、フィルム幅手方向により多くの分割を行ってもよい。また、センサについても同様で、フィルム幅手方向に2箇所以上設置したセンサにより測定を行なってもよい。
また、図示は省略したが、実際に吹き出される温風の温度や風速を測定しながら製膜を行なってもよい。
本発明の上記第6実施形態および第7実施形態においては、搬送中のフィルムの位相差値を直接測定して、温風(乾燥風)の温度、風速、または風量を調整している。一般に、位相差補正フィルムは、使用される液晶の種類に応じて、位相差の遅相軸の向きがフィルムの搬送方向と平行あるいは垂直になるが、このフィルムの遅相軸の方向に応じて、温風(乾燥風)の温度、風速、または風量をフィルム幅手方向で調整することで、フィルム幅手方向に均一な位相差値をもつフィルムが得ることができる。また、本発明においては、フィルムの遅相軸の向き(搬送方向に対する角度)の左右の差を見て、温風の温度、風速、または風量を調整することで、配向角の微調整も可能である。
なお、全体を通して、通常、乾燥温度は40〜250℃の範囲で行なわれる。使用する溶媒によって、乾燥温度、乾燥風量及び乾燥時間が異なり、使用溶媒の種類、組合せに応じて乾燥条件を適宜選べばよい。
(延伸工程)
テンター装置による延伸工程においては、例えばセルロースエステルフィルムを製造する際の延伸倍率は、製膜方向もしくは幅手方向に対して、1.01〜3倍であり、好ましくは1.5〜3倍である。2軸方向に延伸する場合、高倍率で延伸する側が、1.01〜3倍であり、好ましくは1.5〜3倍であり、もう一方の方向の延伸倍率は0.8〜1.5倍、好ましくは0.9〜1.2倍に延伸することができる。
テンター装置による延伸工程においては、例えばセルロースエステルフィルムを製造する際の延伸倍率は、製膜方向もしくは幅手方向に対して、1.01〜3倍であり、好ましくは1.5〜3倍である。2軸方向に延伸する場合、高倍率で延伸する側が、1.01〜3倍であり、好ましくは1.5〜3倍であり、もう一方の方向の延伸倍率は0.8〜1.5倍、好ましくは0.9〜1.2倍に延伸することができる。
製膜工程のこれらの幅保持あるいは横方向の延伸は、テンター装置によって行なうことが好ましく、ピンテンターでもクリップテンターでもよい。
テンター装置による延伸工程の後に、後乾燥工程(後乾燥部70)を設けることが、好ましい。後乾燥工程でのフィルム搬送張力は、ドープの物性、剥離時及びフィルム搬送工程での残留溶媒量、後乾燥工程での温度等に影響を受けるが、30〜250N/mが好ましく、60〜150N/mがさらに好ましい。80〜120N/mが最も好ましい。
後乾燥工程での搬送方向へフィルムの伸びを防止する目的で、テンションカットロールを設けることが好ましい。乾燥終了後、巻き取り前にスリッターを設けて端部を切り落とすことが良好な巻姿を得るため好ましい。
(巻き取り工程)
乾燥が終了したウェブを、フィルムとして巻取り装置によって巻き取り、光学フィルムの元巻を得る工程である。乾燥を終了するフィルム14の残留溶媒量は、0.5質量%以下、好ましくは0.1質量%以下とすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。
乾燥が終了したウェブを、フィルムとして巻取り装置によって巻き取り、光学フィルムの元巻を得る工程である。乾燥を終了するフィルム14の残留溶媒量は、0.5質量%以下、好ましくは0.1質量%以下とすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。
フィルムの巻き取り方法は、一般に使用されているワインダーを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等の張力をコントロールする方法があり、それらを使い分ければよい。
本発明による光学フィルムの膜厚は、使用目的によって異なるが、液晶表示装置の薄型化の観点から、仕上がりフィルムとして10〜150μmの範囲が好ましく、さらに30〜100μmの範囲がより好ましく、特に40〜80μmの範囲が好ましい。
フィルムの膜厚が薄過ぎると、例えば、偏光板用保護フィルムとしての必要な強度が得られない場合がある。フィルムの膜厚が厚過ぎると、従来のセルロースエステルフィルムに対して薄膜化の優位性がなくなる。膜厚の調節には、所望の厚さになるように、ドープ濃度、ポンプの送液量、流延ダイの口金のスリット間隙、流延ダイの押し出し圧力、支持体の速度等をコントロールするのがよい。また、膜厚を均一にする手段として、膜厚検出手段を用いて、プログラムされたフィードバック情報を上記各装置にフィードバックさせて調節するのが好ましい。
溶液流延製膜法を通しての流延直後からの乾燥までの工程において、乾燥装置内の雰囲気を、空気とするのもよいが、窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガス雰囲気で行なってもよい。ただ、乾燥雰囲気中においては、蒸発溶媒の爆発限界の危険性を常に考慮されなければならないことはもちろんである。
本発明による光学フィルムは、良好な透湿性、寸法安定性等から液晶表示用部材、詳しくは偏光板用保護フィルムに用いられるのが好ましい。特に、透湿度と寸法安定性に対して共に厳しい要求のある偏光板用保護フィルムにおいて、本発明による光学フィルムは好ましく用いられる。
一般的に、セルロ−スエステルフィルムを偏光板保護フィルムとして使用する場合、偏光子との接着性を良好なものにするため、アルカリ鹸化処理が行なわれる。アルカリ鹸化処理後のフィルムと偏光子とをポリビニルアルコール水溶液を接着剤として接着するため、セルロ−スエステルフィルムのアルカリ鹸化処理後の水との接触角が高いとポリビニルアルコールでの接着ができず偏光板保護フィルムとしては問題となる。
本発明の方法により製造されたセルロ−スエステルフィルムをLCD用部材として使用する際、フィルムの光漏れを低減するため高い平面性が要求されるが、光学フィルムの中心線平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601に規定されており、測定方法としては、例えば、触針法もしくは光学的方法等が挙げられる。
本発明において、セルロ−スエステルフィルムの中心線平均粗さ(Ra)としては、20nm以下が好ましく、さらに好ましくは、10nm以下であり、特に好ましくは、4nm以下である。
つぎに、本発明の方法により製造されたセルロ−スエステルフィルムを偏光板用保護フィルムとして使用した偏光板、および該偏光板を用いた液晶表示装置について説明する。
偏光板は一般的な方法で作製することができる。アルカリ鹸化処理した本発明によるセルロ−スエステルフィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。もう一方の面にも本発明によるセルロ−スエステルフィルムを用いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。本発明によるセルロ−スエステルフィルムに対して、もう一方の面に用いられる偏光板保護フィルムは市販のセルロースエステルフィルムを用いることができる。例えば、市販のセルロースエステルフィルムとして、KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC8UY−HA、KC8UX−RHA、KC8UX−RHA−N(以上、コニカミノルタオプト株式会社製)等が好ましく用いられる。あるいは、セルロースエステルフィルム以外の環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート等のフィルムをもう一方の面の偏光板保護フィルムとして用いてもよい。この場合は、ケン化適性が低いため、適当な接着層を介して偏光板に接着加工することが好ましい。
本発明による偏光板は、本発明によるセルロ−スエステルフィルムを偏光子の少なくとも片側に偏光板保護フィルムとして使用したものである。その際、該セルロ−スエステルフィルムの遅相軸が偏光子の吸収軸に実質的に平行または直交するように配置されていることが好ましい。
この偏光板が、横電界スイッチングモード型である液晶セルを挟んで配置される一方の偏光板として、本発明によるセルロースエステルフィルムが液晶表示セル側に配置されることが好ましい。
本発明による偏光板に好ましく用いられる偏光子としては、ポリビニルアルコール系偏光フィルムが挙げられ、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがある。ポリビニルアルコール系フィルムとしては、エチレンで変性された変性ポリビニルアルコール系フィルムが好ましく用いられる。偏光子は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行なったものが用いられている。
偏光子の膜厚は5〜40μm、好ましくは5〜30μmであり、特に好ましくは5〜20μmである。該偏光子の面上に、本発明によるセルロ−スエステルフィルムの片面を貼り合わせて偏光板を形成する。好ましくは完全鹸化ポリビニルアルコール等を主成分とする水系の接着剤によって貼り合わせる。また、セルロースエステルフィルム以外の樹脂フィルムの場合は、適当な粘着層を介して偏光板に接着加工することができる。
偏光子は一軸方向(通常は長手方向)に延伸されているため、偏光板を高温高湿の環境下に置くと、延伸方向(通常は長手方向)は縮み、延伸に対して直交する方向(通常は幅方向)には伸びる。偏光板保護フィルムの膜厚が薄くなるほど偏光板の伸縮率は大きくなり、特に偏光子の延伸方向の収縮量が大きい。通常、偏光子の延伸方向は偏光板保護フィルムの流延方向(MD方向)と貼り合わせるため、偏光板保護フィルムを薄膜化する場合は、特に流延方向の伸縮率を抑えることが重要である。本発明によるセルロ−スエステルフィルムは寸法安定に優れるため、このような偏光板保護フィルムとして好適に使用される。
偏光板は、さらに該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成することができる。プロテクトフィルム及びセパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。
本発明により作製された光学フィルムを用いた液晶表示装置は、画面上にムラ等のない優れた品質を有する。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
実施例1
本発明の光学フィルムの製造方法に係る溶液流延製膜法による目標ドライ膜厚80μmのセルロースアセテートプロピオネートフィルムを製造するにあたり、まずドープを調製した。
(ドープの調製)
セルローストリアセテートプロピオネートのドープを、以下のように調製した。
本発明の光学フィルムの製造方法に係る溶液流延製膜法による目標ドライ膜厚80μmのセルロースアセテートプロピオネートフィルムを製造するにあたり、まずドープを調製した。
(ドープの調製)
セルローストリアセテートプロピオネートのドープを、以下のように調製した。
セルローストリアセテートプロピオネート 100質量部
(アセチル基置換度1.95、プロピオニル基置換度0.7)
トリフェニルホスフェート 10質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
チヌビン326(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 1質量部
AEROSIL 200V(日本アエロジル社製) 0.1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
上記の材料を、順次密閉容器中に投入し、容器内温度を20℃から80℃まで昇温した後、温度を80℃に保ったままで3時間攪拌を行なって、セルローストリアセテートプロピオネートを完全に溶解した。その後、攪拌を停止し、液温を43℃まで下げた。このドープを濾過器に送液して、濾紙(安積濾紙株式会社製、安積濾紙No.244)を使用して濾過し、流延用ドープを得た。
(アセチル基置換度1.95、プロピオニル基置換度0.7)
トリフェニルホスフェート 10質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部
チヌビン326(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 1質量部
AEROSIL 200V(日本アエロジル社製) 0.1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
上記の材料を、順次密閉容器中に投入し、容器内温度を20℃から80℃まで昇温した後、温度を80℃に保ったままで3時間攪拌を行なって、セルローストリアセテートプロピオネートを完全に溶解した。その後、攪拌を停止し、液温を43℃まで下げた。このドープを濾過器に送液して、濾紙(安積濾紙株式会社製、安積濾紙No.244)を使用して濾過し、流延用ドープを得た。
上記のように調製したドープを、35℃に保温した流延ダイを通して、ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなる支持体上に流延して膜(ウェブ)を形成し、ウェブ中の残留溶媒量が80質量%になるまで支持体上で乾燥させた後、剥離ロールによりフィルムを支持体から剥離し、その後、ロール搬送しつつ乾燥し、巻取り機により巻き取って、セルローストリアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
この実施例1では、図1と図2に示すように、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3と、該ヘッダ2、3の近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に、搬送フィルム1の厚みを測定する2つの膜厚測定センサ8とを具備している。
ここで、膜厚測定センサ8としては、レーザフォーカス型変位センサ(株式会社キーエンス製、LT−8010)を使用した。
そして、この実施例1においては、搬送フィルム(ウェブ)1の左右の膜厚を、それぞれ左右の膜厚測定センサ8で、オンラインでリアルタイムに検出した。つぎに、検出した左右の膜厚データを信号化して、左右の膜厚測定センサ8から外部のデータ処理装置9にデータ送信した。外部データ処理装置9では検出データを受信し、受信データに基づいて搬送フィルム1における左右の膜厚の実測値を求め、その実測値を相互に比較したところ、左右の膜厚差は、2μmであった。
そこで、フィルム厚みが厚い部分の温風の温度を、フィルム厚みが薄い部分の温風の温度よりも3℃高く設定した。
なお、このときの左右のヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は、2%以下であった。
実施例2
実施例2は、フィルム厚みが厚い部分の温風の温度を、フィルム厚みが薄い部分の温風の温度より5℃と実施例1より高めに設定した以外は実施例1と同様に行なった。
実施例2は、フィルム厚みが厚い部分の温風の温度を、フィルム厚みが薄い部分の温風の温度より5℃と実施例1より高めに設定した以外は実施例1と同様に行なった。
こうして作製した実施例1及び2のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、位相差測定機(王子計測機器株式会社製、KOBRA−WX)を用いて50mmおきにフィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表1に示した。
比較例1
比較のために、上記実施例1の場合と同様に実施するが、下記の表1に示すように、比較例1では、搬送フィルムの左右膜厚差は、それぞれ2μmであったが、フィルム厚みが厚い部分の温風の温度と、フィルム厚みが薄い部分の温風の温度との差を異ならせる本発明による調整は行なわなかった。
比較のために、上記実施例1の場合と同様に実施するが、下記の表1に示すように、比較例1では、搬送フィルムの左右膜厚差は、それぞれ2μmであったが、フィルム厚みが厚い部分の温風の温度と、フィルム厚みが薄い部分の温風の温度との差を異ならせる本発明による調整は行なわなかった。
なお、このときの左右ヘッダ2,3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は、いずれも2%以下であった。
こうして作製した比較例1のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表1にあわせて示した。
実施例3
この実施例3では、実施例1の場合とほぼ同様にセルローストリアセテートプロピオネートフィルムを製造するが、実施例1の場合と異なる点は、図6と図7に示す装置を使用して、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速を調整するもので、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速を調整した点にある。
この実施例3では、実施例1の場合とほぼ同様にセルローストリアセテートプロピオネートフィルムを製造するが、実施例1の場合と異なる点は、図6と図7に示す装置を使用して、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速を調整するもので、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速を調整した点にある。
このように、本発明の実施例3によれば、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルム幅手方向に並設され、異なる風速の温風を吹き出す左右ヘッダ2,3と、搬送フィルムの厚みを測定する2つの膜厚測定センサ8(図1参照)とを具備し、該膜厚測定センサ8による搬送フィルム幅手方向の厚み分布の測定値に応じて、温風の風速を変更するものであり、搬送フィルム1の左右の膜厚の実測値を求め、その実測値を相互に比較したところ、左右膜厚差は、2μmであった。
そこで、フィルム厚みが厚い部分の温風の風速を、フィルム厚みが薄い部分の温風の風速よりも3%高く設定した。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の温度の差は、1℃未満であった。
実施例4
実施例4は、フィルム厚みが厚い部分の温風の風速を、フィルム厚みが薄い部分の温風の風速よりも5%と実施例3より高めに設定した以外は実施例3と同様に行なった。
実施例4は、フィルム厚みが厚い部分の温風の風速を、フィルム厚みが薄い部分の温風の風速よりも5%と実施例3より高めに設定した以外は実施例3と同様に行なった。
こうして作製した実施例3および4のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表2に併せて示した。
比較例2
比較のために、上記実施例3の場合と同様に実施するが、下記の表2に示すように、搬送フィルムの左右膜厚差は、2μmであった。そして、フィルム厚みが厚い部分の温風の風速と、フィルム厚みが薄い部分の温風の風速との差を異ならせる制御は行なわなかった。
比較のために、上記実施例3の場合と同様に実施するが、下記の表2に示すように、搬送フィルムの左右膜厚差は、2μmであった。そして、フィルム厚みが厚い部分の温風の風速と、フィルム厚みが薄い部分の温風の風速との差を異ならせる制御は行なわなかった。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の温度の差は、1℃未満であった。
こうして作製した比較例2のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表2に併せて示した。
上記表1および表2の結果から明らかなように、本発明の実施例1と3のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムでは、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差が、1.2nm、1.0nmと非常に少ないものであり、リタデーション特性に優れ、良好な品質を有するものであった。従って、実施例1と2のセルロースアセテートプロピオネートフィルムは、液晶表示装置(LCD)用の光学フィルムとしての使用に充分に適するものであった。
これに対し、比較例1および2のセルロースアセテートプロピオネートフィルムでは、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差が、3.2nm、3.3nmと大きいものであり、良好な品質を有するものとはいえず、比較例1および2のセルロースアセテートプロピオネートフィルムは、LCD用の光学フィルムとしての使用に適さないものであった。
ところで、実施例1より温度差を高めに設定した実施例2、および実施例3より風速差を高めに設定した実施例3では、使用上は問題ない程度ではあるが、位相差の差が少し大きくなる傾向が認められた。従って、厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0℃の範囲で温度差を調整すること、あるいは、厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0%の範囲で風速差を調整することが好ましい。
実施例5
この実施例5では、図1と図2に示すように、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3と、該ヘッダ2、3近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の張力を左右独立に測定する張力測定センサ(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)とを具備している。
この実施例5では、図1と図2に示すように、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して、フィルムの幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3と、該ヘッダ2、3近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の張力を左右独立に測定する張力測定センサ(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)とを具備している。
ここで、張力測定センサ(8に対応する)としては、張力測定機{株式会社ニレコ(Nireco)製、MB05A}を使用した。
そして、この実施例5においては、搬送フィルム(ウェブ)1の左右の張力を、それぞれ左右に設置した張力測定センサ8で、オンラインでリアルタイムに検出した。つぎに、検出した左右の張力データを信号化して、左右の張力測定センサ8から外部のデータ処理装置9にデータ送信した。外部データ処理装置9では検出データを受信し、受信データに基づいて搬送フィルム1における左右の張力の実測値を求め、その実測値を相互に比較したところ、左右の張力差は8N/mであった。
そこで、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも3.5℃高く設定した。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は、2%以下であった。
実施例6
実施例6は、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも5℃と実施例5より高めに設定した以外は実施例5と同様に行なった。
実施例6は、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも5℃と実施例5より高めに設定した以外は実施例5と同様に行なった。
こうして作製した実施例5および6のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表3に示した。
比較例3
比較のために、上記実施例5の場合と同様に実施するが、下記の表3に示すように、比較例3では、搬送フィルムの左右張力差は、それぞれ8N/mであったが、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の温度と、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の温度との差を異ならせる制御は行なわなかった。
比較のために、上記実施例5の場合と同様に実施するが、下記の表3に示すように、比較例3では、搬送フィルムの左右張力差は、それぞれ8N/mであったが、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の温度と、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の温度との差を異ならせる制御は行なわなかった。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は、いずれも2%以下であった。
こうして作製した比較例3のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表3にあわせて示した。
実施例7
この実施例7は、実施例5の場合とほぼ同様にセルローストリアセテートプロピオネートフィルムを製造するが、実施例5の場合と異なる点は、図6と図7に示す装置を使用して、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速を調整するもので、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速を調整した点にある。
この実施例7は、実施例5の場合とほぼ同様にセルローストリアセテートプロピオネートフィルムを製造するが、実施例5の場合と異なる点は、図6と図7に示す装置を使用して、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速を調整するもので、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速を調整した点にある。
このように、本発明の実施例7によれば、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムの幅手方向に並設され、異なる風速の温風を吹き出すことができる左右ヘッダ2,3と、搬送フィルムの張力を測定する2つの張力測定センサ8(図1参照)とを具備し、2つの該張力測定センサ8による搬送フィルム幅手方向の張力分布の測定値に応じて、温風の風速を変更するものであり、搬送フィルム1の左右の張力の実測値を求め、その実測値を相互に比較したところ、左右張力差は、8N/mであった。
そこで、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の風速よりも4.5%高く設定した。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の温度の差は、1℃未満であった。
実施例8
実施例8は、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の風速よりも6%と実施例7より高めに設定した以外は実施例7と同様に行なった。
実施例8は、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の風速よりも6%と実施例7より高めに設定した以外は実施例7と同様に行なった。
こうして作製した実施例7および8のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表4に併せて示した。
比較例4
比較のために、上記実施例7の場合と同様に実施するが、下記の表4に示すように、搬送フィルムの左右張力差は、8N/mであった。そして、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の風速と異ならせる制御は行なわなかった。
比較のために、上記実施例7の場合と同様に実施するが、下記の表4に示すように、搬送フィルムの左右張力差は、8N/mであった。そして、張力が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、張力が大きいサイドに吹き付ける温風の風速と異ならせる制御は行なわなかった。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の温度の差は、1℃未満であった。
こうして作製した比較例4のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例7の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表4に併せて示した。
上記表3及び4の結果から明らかなように、本発明の実施例5と7のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムでは、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差が、0.9nm、0.8nmと非常に少ないものであり、リタデーション特性に優れ、良好な品質を有するものであった。従って、実施例5と7のセルロースアセテートプロピオネートフィルムは、LCD用の光学フィルムとしての使用に充分に適するものであった。
これに対し、比較例3および4のセルロースアセテートプロピオネートフィルムでは、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差が、2.8nm、2.9nmと大きいものであり、良好な品質を有するものとはいえず、比較例3および4のセルロースアセテートプロピオネートフィルムは、LCD用の光学フィルムとしての使用に適さないものであった。
ところで、実施例5より温度差を高めに設定した実施例6、および実施例7より風速差を高めに設定した実施例8では、使用上は問題ない程度ではあるが、位相差の差が少し大きくなる傾向が認められた。従って、張力の偏差1N/m当たり0.2から0.8℃の範囲で温度差を調整すること、あるいは、張力の偏差1N/m当たり0.3から0.8%の範囲で風速差を調整することが好ましい。
実施例9
この実施例9では、図1と図2に示すように、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3と、該ヘッダ2、3の近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(位相差計)(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)とを具備している。
この実施例9では、図1と図2に示すように、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルムに近接して幅手方向に並設され、異なる温度を有する温風(乾燥風)を吹き付けることができる温風吹付けヘッダ2、3と、該ヘッダ2、3の近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(位相差計)(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)とを具備している。
ここで、搬送中のフィルム1における左右の位相差の測定には、王子計測機器株式会社製のオンライン位相差計(KOBRA−WI)を使用した。
そして、この実施例9においては、搬送フィルム(ウェブ)1の左右の位相差を、それぞれ左右の位相差測定センサ8で、オンラインでリアルタイムに検出した。つぎに、検出した左右の位相差データを信号化して、左右の位相差測定センサ8から外部のデータ処理装置9にデータ送信した。外部データ処理装置9では検出データを受信し、受信データに基づいて搬送フィルム1の左右の位相差の実測値を求め、その実測値を相互に比較したところ、位相差の左右差は、2.5nmであった。このときの遅相軸の向きは、フィルムの幅手方向と略同一であった。
そこで、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも2.5℃高く設定した。
実施例10
実施例10は、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも4℃と実施例9より高めに設定した以外は実施例9と同様に行なった。
実施例10は、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも4℃と実施例9より高めに設定した以外は実施例9と同様に行なった。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は、2%以下であった。
こうして作製した実施例9および10のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、フィルム幅手方向の位相差の最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表5に示した。
比較例5
比較のために、上記実施例9の場合と同様に実施するが、下記の表5に示すように、比較例5では、搬送フィルムの位相差の左右差は2.5nmであったが、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度と、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度との差との差を異ならせる制御は行なわなかった。
比較のために、上記実施例9の場合と同様に実施するが、下記の表5に示すように、比較例5では、搬送フィルムの位相差の左右差は2.5nmであったが、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度と、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度との差との差を異ならせる制御は行なわなかった。
なお、このときの左右ヘッダ2、3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は2%以下であった。
こうして作製した比較例5のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、位相差のフィルム幅手方向における最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表5に併せて示した。
実施例11
この実施例11は、実施例9の場合とほぼ同様にセルローストリアセテートプロピオネートフィルムを製造するが、実施例9の場合と異なる点は、図6と図7に示す装置を使用して、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速を調整するもので、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速を調整した点にある。
この実施例11は、実施例9の場合とほぼ同様にセルローストリアセテートプロピオネートフィルムを製造するが、実施例9の場合と異なる点は、図6と図7に示す装置を使用して、温風(乾燥風)の温度ではなく、温風(乾燥風)の風速を調整するもので、温風吹付けヘッダ2の吹き出し口2a付近に、位置可変の邪魔板12を設置し、乾燥風の風速を調整した点にある。
このように、本発明の実施例11によれば、本発明の方法を実施する溶液流延製膜装置は、乾燥ゾーンにおいて搬送フィルム幅手方向に並設され、異なる風速の温風を吹き出すことができる左右ヘッダ2,3と、該ヘッダ2,3の近傍のフィルム1の幅手方向の2箇所に設られて搬送フィルム1の位相差を左右独立に測定するセンサ(位相差計)(図1に記載の2つの符号「8」に対応する)とを具備し、2つの該位相差測定センサ8による搬送フィルム幅手方向の位相差の測定値に応じて、乾燥風の風速を変更するものであり、搬送フィルム1の左右の位相差の実測値を求め、その実測値を相互に比較したところ、位相差の左右差は、2.5nmであった。このときの遅相軸の向きは、フィルムの幅手方向と略同一であった。
そこで、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の風速よりも3.5%高く設定した。
なお、このときの左右ヘッダ2,3から吹き出す温風(乾燥風)の温度の差は、1℃未満であった。
実施例12
実施例12は、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、位相差が大きいサイドに吹き付ける風速よりも5%と実施例11より高めに設定した以外は実施例11と同様に行なった。
実施例12は、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の風速を、位相差が大きいサイドに吹き付ける風速よりも5%と実施例11より高めに設定した以外は実施例11と同様に行なった。
こうして作製した実施例11および12のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルムの位相差を測定し、位相差のフィルム幅手方向における最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表6に併せて示した。
比較例6
比較のために、上記実施例11の場合と同様に実施するが、下記の表6に示すように、比較例6では、搬送フィルムの位相差の左右差は2.5nmであったが、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度と、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度との差との差を異ならせる制御は行なわなかった。なお、このときの左右ヘッダ2,3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は2%以下であった。こうして作製した比較例6のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、位相差のフィルム幅手方向における最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表6に併せて示した
比較のために、上記実施例11の場合と同様に実施するが、下記の表6に示すように、比較例6では、搬送フィルムの位相差の左右差は2.5nmであったが、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度と、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度との差との差を異ならせる制御は行なわなかった。なお、このときの左右ヘッダ2,3から吹き出す温風(乾燥風)の風速の差は2%以下であった。こうして作製した比較例6のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムについて、上記実施例1の場合と同様に、フィルム幅手方向の位相差を測定し、位相差のフィルム幅手方向における最大値と最小値の差を計測し、得られた結果を、下記の表6に併せて示した
上記表5及び6の結果から明らかなように、本発明の実施例9と11のセルローストリアセテートプロピオネートフィルムでは、位相差の最大値と最小値の差が、0.5nm、0.6 nmと少ないものであり、リタデーション特性に優れ、良好な品質を有するものであった。従って、実施例9と11のセルロースアセテートプロピオネートフィルムは、LCD用の光学フィルムとしての使用に充分に適するものであった。
これに対し、比較例5及び6のセルロースアセテートプロピオネートフィルムでは、位相差のフィルム幅手方向における最大値と最小値の差が、2.5nmと大きいものであり、良好な品質を有するものとはいえず、比較例5及び6のセルロースアセテートプロピオネートフィルムは、LCD用の光学フィルムとしての使用に適さないものであった。
ところで、実施例9より温度差を高めに設定した実施例10、および実施例11より風速差を高めに設定した実施例12では、使用上は問題ない程度ではあるが、位相差の差が少し大きくなる傾向が認められた。従って、リタデーションの偏差1nm当たり0.5から2.5℃の範囲で温度差を調整すること、あるいは、リタデーションの偏差1nm当たり0.5から3%の範囲で風速差を調整することが好ましい。
なお、実施例9乃至11は位相差の遅相軸の向きがフィルムの幅手方向と略同一であったが、遅相軸の向きがフィルムの搬送方向と略同一の場合には、位相差の大きいサイドに吹き付ける温風の温度、風速、あるいは風量を大きくすることで、同様の効果が得られる。
Claims (25)
- 熱可塑性樹脂を溶媒に溶解したドープを支持体上に流延してウェブを形成し、
支持体上からウェブを剥離して搬送し、
搬送されるウェブの幅手方向の複数位置の物性値を計測して、複数位置間の物性値の偏差を得て、
複数位置間の物性値の偏差に応じて、複数位置間の乾燥条件を異なるよう調整して、ウェブを乾燥することを特徴とする光学フィルムの製造方法。 - ウェブの物性値として、厚み、張力、及びリタデーション値の少なくとも一つを計測することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 乾燥後のウェブの複数位置間のリタデーション値の偏差が少なくなるよう複数位置間の乾燥条件を異なるよう調整して乾燥することを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 乾燥条件は複数位置間で温風の温度、風速および風量の少なくとも一つを異ならせることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 温風の温度を、厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0℃変化せることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 温風の温度を、張力の偏差1N/m当たり0.2から0.8℃変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 温風の温度を、リタデーション値の偏差1nm当たり0.5から2.5℃変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 面内位相差の遅相軸の向きが幅手方向と略同一の場合には、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも高く設定することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 面内位相差の遅相軸の向きが搬送方向と略同一の場合には、位相差が小さいサイドに吹き付ける温風の温度を、位相差が大きいサイドに吹き付ける温風の温度よりも低く設定することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 温風の風速あるいは風量を、厚みの偏差1μm当たり0.5から3.0%変化せることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 温風の風速あるいは風量を、張力の偏差1N/m当たり0.3から0.8%変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 温風の風速あるいは風量を、リタデーション値の偏差1nm当たり0.5から3%変化させることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 幅手方向の複数位置で厚みおよび張力の少なくとも一つを計測して、その偏差に応じて幅手方向の複数位置間での乾燥条件を異ならせて乾燥する第一の乾燥工程と、幅手方向の複数位置でリタデーション値を計測して、その偏差に応じて幅手方向の複数位置間での乾燥条件を異ならせて乾燥する第二の乾燥工程を前記第一の乾燥工程より搬送方向下流に有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 回転駆動される支持体と、
樹脂フィルム原料を溶媒に溶解したドープを前記支持体上に流延させる流延ダイと、
前記支持体上から剥離されて搬送されるウェブの物性値を、当該ウェブの幅手方向の複数位置で測定する測定手段と、
該測定手段による測定値に応じて、前記複数位置をそれぞれ異なる乾燥力で乾燥させる乾燥手段と、
を備えたことを特徴とする光学フィルムの製造装置。 - 前記乾燥手段は、風を吹き付けることによりウェブを乾燥させることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記乾燥手段は、吹き付ける風の温度、風速および風量の少なくとも一つを変えることにより乾燥力を異ならせて乾燥させることを特徴とする、請求の範囲第15項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記測定手段は、ウェブの物性値として厚みを測定するものであることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記乾燥手段は、前記測定手段によって測定された厚みが厚い部分ほど、その部分に対する乾燥力を強くすることを特徴とする請求の範囲第17項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記測定手段は、ウェブの物性値として張力を測定するものであることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記乾燥手段は、前記測定手段によって測定された張力が小さい部分ほど、その部分に対する乾燥力を強くすることを特徴とする請求の範囲第19項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記測定手段は、ウェブの物性値としてリタデーション値を測定するものであることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記乾燥手段は、前記測定手段によって測定されたリタデーション値が小さい部分ほど、その部分に対する乾燥力を強くすることを特徴とする請求の範囲第21項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記乾燥手段は、前記ウェブの搬送方向に関して前記測定手段の下流側に設けられていることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 前記測定手段による測定値の測定箇所による不均一性を解消するように、前記乾燥手段が乾燥力を調整することを特徴とする請求の範囲第14項に記載の光学フィルムの製造装置。
- 請求の範囲第1項乃至第13項のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法で製造されたことを特徴とする光学フィルム。
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