JPWO2016042823A1 - セルロースエステルフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

セルロースエステルフィルムおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016042823A1
JPWO2016042823A1 JP2016548574A JP2016548574A JPWO2016042823A1 JP WO2016042823 A1 JPWO2016042823 A1 JP WO2016042823A1 JP 2016548574 A JP2016548574 A JP 2016548574A JP 2016548574 A JP2016548574 A JP 2016548574A JP WO2016042823 A1 JPWO2016042823 A1 JP WO2016042823A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
cellulose ester
acid
web
ester film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016548574A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6583277B2 (ja
Inventor
亮太 久木
亮太 久木
章 二宮
章 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of JPWO2016042823A1 publication Critical patent/JPWO2016042823A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6583277B2 publication Critical patent/JP6583277B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/10Esters of organic acids, i.e. acylates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/24Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C41/28Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length by depositing flowable material on an endless belt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

溶液流延製膜法によって製膜される光学フィルム(F)としてのセルロースエステルフィルムは、ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を含む。長手方向のフィルム弾性率をGm(MPa)とし、前記長手方向と直交する幅手方向のフィルム弾性率をGt(MPa)としたとき、Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPaを満足する。また、セルロースエステルフィルムの表面と裏面とを30mm/secで擦ったときの摩擦帯電圧が±300V以内である。

Description

本発明は、溶液流延製膜法によって製膜されるセルロースエステルフィルムと、その製造方法とに関するものである。
従来、セルロースエステルフィルムは、位相差フィルムや偏光板の保護フィルムなど、液晶表示装置の部材として広く採用されている。近年、TV用途等において、多くの液晶表示装置の使用環境が多様化してきており、それに伴って高温高湿環境下でのフィルムの耐久性に対する要求品質が厳しくなってきている。
高温高湿環境下でのフィルムの耐久性を向上させるためには、フィルムを疎水化、低透湿化する方法がある。例えば特許文献1では、疎水性の高い添加剤として、ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を添加したフィルムが提案されている。
特開2012−144627号公報(請求項1、2等参照)
しかしながら、上記エステル化合物を添加したフィルムを液晶表示装置に組み込み、液晶表示装置を黒表示にしたときに、明るさが変化するムラがしばしば発生することがわかった。これは、上記エステル化合物を添加したフィルムは帯電しやすく、この帯電のしやすさが、黒表示のときのムラを引き起こす原因となっているためと考えられる。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、フィルムが疎水性の高いエステル化合物を含んでいても、フィルムの帯電を抑え、これによって液晶表示装置に適用したときでも、明るさが変化するムラが発生するのを抑えることができるセルロースエステルフィルムと、その製造方法とを提供することにある。
本発明の一側面に係るセルロースエステルフィルムは、溶液流延製膜法によって製膜されるセルロースエステルフィルムであって、
ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を含み、
長手方向のフィルム弾性率をGm(MPa)とし、前記長手方向と直交する幅手方向のフィルム弾性率をGt(MPa)としたとき、
Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPa
を満足し、
該セルロースエステルフィルムの表面と裏面とを30mm/secで擦ったときの摩擦帯電圧が±300V以内である。
セルロースエステルフィルムが疎水性の高いエステル化合物を含んでいる構成において、該フィルムの摩擦帯電圧が±300V以内である。この構成は、長手方向のフィルム弾性率Gmと、幅手方向のフィルム弾性率Gtとが所定の関係(Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPa)を満足することで実現することができる。すなわち、フィルムの幅手方向にある程度の硬さを付与することで、フィルムを巻いて保管する場合に、保管されている間のフィルムの変形が少なくなって、フィルムの表面と裏面とが擦れる度合いが減り、これによって上記の摩擦帯電圧(±300V以内)を実現することができる。
このように、フィルムが疎水性の高いエステル化合物を含んでいる場合でも、フィルムの弾性率を適切に設定することでフィルムの帯電量を小さくできる。これにより、該フィルムを液晶表示装置に適用したときでも、明るさが変化するムラが発生するのを抑えることができる。
本発明の実施の形態に係るセルロースエステルフィルムの製造装置の概略の構成を示す断面図である。 上記セルロースエステルの摩擦帯電圧の測定方法を示す説明図である。
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本明細書において、数値範囲をA〜Bと表記した場合、その数値範囲に下限Aおよび上限Bの値は含まれるものとする。また、本発明は、以下の内容に限定されるものではない。
〔フィルムの帯電と黒表示時のムラの発生について〕
本願発明者は、調査を進めた結果、疎水性の高い添加剤として、ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を含有するフィルムが帯電しやすいことに着目し、セルロースエステルフィルムの表面と裏面とを擦ったときの帯電のしやすさが、液晶表示装置を黒表示にしたときのムラの発生頻度と関係していることをつきとめ、本発明を完成するに至った。
セルロースエステルフィルムの帯電のしやすさが、ムラの発生を引き起こす理由は、以下のように推定している。セルロースエステルフィルムは、長尺方向に巻いて保管、出荷される。巻いて保管されている間に、セルロースエステルフィルムは自重により変形するが、その際にフィルム同士が擦れ、摩擦帯電が発生する。上記のエステル化合物を入れたセルロースエステルフィルムは特に高い摩擦帯電が発生すると考えられる。
その後、セルロースエステルフィルムは、偏光子と貼り合わせる偏光板加工の工程へ移るが、その貼り合わせの際に、高い摩擦帯電を内包したセルロースエステルフィルムは接着剤を局所的に弾いてしまうのではないかと考えている。そして、接着剤が局所的に弾かれた箇所は厚みムラとなり、黒表示のときにムラが目立って見えてしまうのではないかと考えている。
また、巻いて保管されている間にフィルム同士が擦れて発生する摩擦帯電は、摩擦するフィルムの表面側と裏面側とでの内部構造の違い(特にフィルム厚み方向における添加剤の偏り)が大きいと、大きくなることがわかった。本願発明者は、フィルム厚み方向の内部構造の違いは、ベルト製膜(溶液流延製膜法)におけるフィルムの両表面(金属支持体側の面/大気側の面)で乾燥のしやすさが異なることで生じると考え、より乾燥しやすい大気側の面の乾燥プロセスを制御して上記内部構造の違いを無くすことで、摩擦帯電を抑える方法を見出した。
以下、本実施形態のセルロースエステルフィルムおよびその製造方法について詳細に説明する。
〔セルロースエステルフィルム〕
本実施形態のセルロースエステルフィルムは、溶液流延製膜法によって製膜されるものであり、ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を含む。そして、長手方向のフィルム弾性率をGm(MPa)とし、長手方向と直交する幅手方向のフィルム弾性率をGt(MPa)としたとき、
Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPa
を満足する。また、セルロースエステルフィルムの表面と裏面とを30mm/secで擦ったときの摩擦帯電圧が±300V以内である。なお、摩擦帯電圧の測定方法については、後述する実施例にて説明する。
セルロースエステルフィルムが疎水性の高い上記のエステル化合物を含んでいても、フィルムの帯電量が小さいため、偏光板加工の際に用いる接着剤が局所的にはじかれて、偏光板に厚みムラが生じるのを抑えることができる。その結果、液晶表示装置において、黒表示のときに明るさが変化するムラが発生するのを抑えることができる。また、フィルム弾性率Gm・Gtが上記の関係を満足することにより、フィルムの長手方向に巻き取りのための弾性を付与しつつ、フィルムの幅手方向にある程度の硬さを付与することができ、フィルムを巻いて保管する場合でも、保管されている間のフィルムの変形が少なくなる。これにより、巻いたフィルムの表面と裏面とが擦れる度合いが減り、摩擦帯電圧を上記の±300V以内に抑えることが可能となる。なお、フィルムの弾性率Gm・Gtは、後述する溶液流延製膜法における延伸工程での延伸倍率や乾燥温度等の制御により調整することができる。
ここで、セルロースエステルフィルムとしては、例えば、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルムが挙げられる。
セルロースエステルフィルムの市販品としては、例えばコニカミノルタタックKC8UX、KC4UX、KC8UY、KC4UY、KC6UA、KC4UA、KC2UA、KC4UE及びKC4UZ(以上、コニカミノルタ(株)製)が挙げられる。セルロースエステルフィルムの屈折率は1.45〜1.55であることが好ましい。屈折率は、JIS K7142−2008に準じて測定することができる。
(セルロースエステル樹脂)
セルロースエステルフィルムに含まれるセルロースエステル樹脂(以下、セルロースエステル、セルロース系樹脂ともいう)は、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。低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味する。セルロースの低級脂肪酸エステルとしては、例えば、セルロースアセテート、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等や、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。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、セルロースジアセテート、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単独或いは混合して用いることができる。
セルロースジアセテートは、平均酢化度(結合酢酸量)51.0%〜56.0%のものが好ましく用いられる。市販品としては、(株)ダイセル製のL20、L30、L40、L50、イーストマンケミカルジャパン(株)製のCa398−3、Ca398−6、Ca398−10、Ca398−30、Ca394−60Sが挙げられる。
セルローストリアセテートは、平均酢化度(結合酢酸量)54.0〜62.5%のものが好ましく用いられ、更に好ましいのは、平均酢化度が58.0〜62.5%のセルローストリアセテートである。
セルローストリアセテートは、セルローストリアセテートAと、セルローストリアセテートBとを含有することが好ましい。セルローストリアセテートAは、数平均分子量(Mn)が125000以上155000未満であり、重量平均分子量(Mw)が265000以上310000未満であり、Mw/Mnが1.9〜2.1であるセルローストリアセテートである。セルローストリアセテートBは、アセチル基置換度が2.75〜2.90であり、Mnが155000以上180000未満であり、Mwが290000以上360000未満であり、Mw/Mnが1.8〜2.0であるセルローストリアセテートである。
セルロースアセテートプロピオネートは、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、プロピオニル基又はブチリル基の置換度をYとしたとき、下記式(I)及び(II)を同時に満たすものであることが好ましい。
式(I) 2.6≦X+Y≦3.0
式(II) 0≦X≦2.5
中でも、1.9≦X≦2.5、0.1≦Y≦0.9であることが好ましい。
上記アシル基の置換度の測定方法は、ASTM−D817−96に準じて測定することができる。セルロースエステルの数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw)は、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定できる。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)製を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)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)
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。
(ジオールとジカルボン酸化合物との反応によるエステル化合物)
本実施形態のエステル化合物(以下、ポリエステル系ポリマーとも称する。)は、ジオールとジカルボン酸化合物とのエステル化反応によるエステル化合物である。このようなエステル化合物は特に限定されるものではないが、炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸、またはその混合物と、炭素数2〜12の脂肪族ジオール、炭素数4〜20のアルキルエーテルジオール及び炭素数6〜20の芳香族ジオールから選ばれる少なくとも一種類以上のジオールとの反応によって得られるものであることが好ましく、かつ反応物の両末端は反応物のままでもよいが、さらにモノカルボン酸類やモノアルコール類又はフェノール類を反応させて、所謂末端の封止を実施してもよい。この末端封止は、特にフリーなカルボン酸類を含有させないために実施されることが、保存性などの点で有効である。
本実施形態のポリエステル系ポリマーに使用されるジカルボン酸は、炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸又は炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸であることが好ましく、該ジカルボン酸が脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸を含有する場合は、脂肪族ジカルボン酸の割合が55質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。
本実施形態では、ジカルボン酸が脂肪族カルボン酸であることが特に好ましい。
本実施形態で好ましく用いられる炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸及び1,4−シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。
また、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,8−ナフタレンジカルボン酸及び2,6−ナフタレンジカルボン酸等がある。
これらの中でも好ましい脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸であり、芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸である。特に好ましくは、脂肪族ジカルボン酸成分としてはコハク酸、グルタル酸、アジピン酸であり、芳香族ジカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸である。
本実施形態では、前述の脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸のそれぞれの少なくとも一種類が組み合わせて用いられる場合は、その組み合わせは特に限定されるものではなく、それぞれの成分を数種類組み合わせても問題ない。
ポリエステル系ポリマーに利用されるジオール又は芳香族環含有ジオールは、例えば、炭素数2〜20の脂肪族ジオール、炭素数4〜20のアルキルエーテルジオール及び炭素数6〜20の芳香族環含有ジオールから選ばれるものである。
炭素原子2〜20の脂肪族ジオールとしては、アルキルジオール及び脂環式ジオール類を挙げることができ、例えば、エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロ−ルペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等がある。これらのグリコールは、一種又は二種以上の混合物として使用される。
好ましい脂肪族ジオールとしては、エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールであり、特に好ましくはエタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールである。
炭素数4〜20のアルキルエーテルジオールとしては、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレンエーテルグリコール及びポリプロピレンエーテルグリコールならびにこれらの組み合わせが挙げられる。その平均重合度は、特に限定されないが、好ましくは2〜20であり、より好ましくは2〜10であり、さらには2〜5であり、特に好ましくは2〜4である。これらの例としては、典型的に有用な市販のポリエーテルグリコール類としては、カーボワックス(Carbowax)レジン、プルロニックス(Pluronics)レジン及びニアックス(Niax)レジンが挙げられる。
炭素数6〜20の芳香族ジオールとしては、特に限定されないが、ビスフェノールA、1,2−ヒドロキシベンゼン、1,3−ヒドロキシベンゼン、1,4−ヒドロキシベンゼン、1,4−ベンゼンジメタノールが挙げられ、好ましくはビスフェノールA、1,4−ヒドロキシベンゼン、1,4−ベンゼンジメタノールである。
本実施形態においては、特に末端がアルキル基あるいは芳香族基で封止されたポリエステル系ポリマーであることが好ましい。これは、末端を疎水性官能基で保護することにより、高温高湿での経時劣化に対して有効であり、エステル基の加水分解を遅延させることができるからである。
本実施形態においては、ポリエステル系ポリマーの両末端がカルボン酸やOH基とならないように、モノアルコール残基やモノカルボン酸残基で保護することが好ましい。
この場合、モノアルコールとしては、炭素数1〜30の置換、無置換のモノアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、デカノール、ドデカノール、ドデカヘキサノール、ドデカオクタノール、アリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコール、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどの置換アルコールなどが挙げられる。
好ましく使用され得る末端封止用アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、イソノニルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコールであり、特にはメタノール、エタノール、プロパノール、イソブタノール、シクロヘキシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、イソノニルアルコール、ベンジルアルコールである。
また、モノカルボン酸残基で封止する場合、モノカルボン酸残基として使用されるモノカルボン酸は、炭素数1〜30の置換、無置換のモノカルボン酸が好ましい。これらは、脂肪族モノカルボン酸でも芳香族環含有カルボン酸でもよい。好ましい脂肪族モノカルボン酸について記述すると、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、カプリル酸、カプロン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸が挙げられ、芳香族環含有モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、p−tert−アミル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ一種又は二種以上を使用することができる。
本実施形態のエステル化合物の合成は、常法により上記ジカルボン酸とジオール及び/又は末端封止用のモノカルボン酸又はモノアルコール、とのポリエステル化反応又はエステル交換反応による熱溶融縮合法か、あるいはこれら酸の酸クロライドとグリコール類との界面縮合法のいずれかの方法によっても容易に合成し得るものである。これらのポリエステル系ポリマーについては、村井孝一編者「添加剤 その理論と応用」(株式会社幸書房、昭和48年3月1日初版第1版発行)に詳細な記載がある。また、特開平05−155809号、特開平05−155810号、特開平5−197073号、特開2006−259494号、特開平07−330670号、特開2006−342227号、特開2007−003679号の各公報などに記載されている素材を利用することもできる。
上記ポリエステル系ポリマーの数平均分子量は、500〜2000の範囲であることが、本実施形態の効果を得る上で好ましい。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定できる。
本実施形態のセルロースエステルフィルムにおけるエステル化合物の含有量は、1〜35質量%であることが好ましく、特に5〜30質量%であることが好ましい。この範囲内であれば、ブリードアウトなどもなく好ましい。
エステル化合物の添加方法は、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコールやメチレンクロライド、酢酸メチル、アセトン、ジオキソラン等の有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒にエステル化合物を溶解してからドープに添加するか、又は直接ドープ組成中に添加してもよい。
(可塑剤)
セルロースエステルフィルムは、必要に応じて可塑剤を含有しても良い。可塑剤としては、特に限定されないが、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、カルボン酸エステル系可塑剤、ポリエステルオリゴマー系可塑剤、糖エステル系可塑剤、含窒素芳香族化合物系可塑剤、エチレン性不飽和モノマー共重合体系可塑剤などが挙げられる。
好ましくは、フタル酸エステル系化合物、多価アルコールエステル系可塑剤、ポリエステルオリゴマー系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、糖エステル系可塑剤、含窒素芳香族化合物系可塑剤であり、より好ましくは、ポリエステルオリゴマー系可塑剤である。
特に、ポリエステルオリゴマー系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、糖エステル系可塑剤は、セルロースアシレートとの相溶性が高く、ブリードアウト低減、低ヘイズ及び低透湿度の効果が高く、また温湿度変化や経時による可塑剤の分解及びフィルムの変質や変形が生じ難いため、好ましい。同様な観点で、更には、ポリエステルオリゴマー系可塑剤及び糖エステル系可塑剤が好ましい。可塑剤は1種のみで用いてもよいし、2種以上を混合して使用することもできる。
上記の糖エステル系可塑剤で好ましいものとしては、下記一般式(1)中のフラノース構造(F)又はピラノース構造(P)を1個以上12個以下有する化合物中の水酸基の少なくとも1つをエステル化したエステル化合物が挙げられる。
Figure 2016042823
フラノース構造又はピラノース構造を1個以上12個以下有する化合物中の水酸基の少なくとも1つをエステル化したエステル化合物としては、以下の(i)(ii)のものが挙げられる。
(i)フラノース構造又はピラノース構造を1個有する化合物(化合物(A1))中の水酸基の全て若しくは一部をエステル化したエステル化化合物。
(ii)フラノース構造又はピラノース構造の少なくとも1種を2個以上12個以下結合した化合物(化合物(B1))中の水酸基の全て若しくは一部をエステル化したエステル化化合物。
以下、化合物(A1)のエステル化化合物、及び化合物(B1)のエステル化化合物を総称して、糖エステル化合物とも称す。
また、上記エステル化化合物が単糖類(α−グルコース、β−フルクトース)の安息香酸エステル、若しくは一般式(1)で表される単糖類の−OR、−OR、−OR12、−OR15の任意の2つ以上が脱水縮合して生成したm+n=2〜12の多糖類の安息香酸エステルであることが好ましい。なお、mはピラノース構造の個数を示し、nはフラノース構造の個数を示す。
一般式(1)中の安息香酸は、更に置換基を有していてもよく、例えばアルキル基、アルケニル基、アルコキシル基、フェニル基が挙げられ、更にこれらのアルキル基、アルケニル基、フェニル基は置換基を有していてもよい。
好ましい化合物(A1)及び化合物(B1)の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。
化合物(A1)の例としては、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、或いはアラビノースが挙げられる。
化合物(B1)の例としては、ラクトース、スクロース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオース、マルチトール、ラクチトール、ラクチュロース、セロビオース、マルトース、セロトリオース、マルトトリオース、ラフィノース或いはケストース挙げられる。このほか、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオース、ゲンチオテトラオース、キシロトリオース、ガラクトシルスクロースなども挙げられる。
これらの化合物(A1)及び化合物(B1)の中で、特にフラノース構造とピラノース構造を両方有する化合物が好ましい。例としてはスクロース、ケストース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオースなどが好ましく、更に好ましくは、スクロースである。また、化合物(B1)において、フラノース構造若しくはピラノース構造の少なくとも1種を2個以上3個以下結合した化合物であることも、好ましい態様の1つである。
化合物(A1)及び化合物(B1)中の水酸基の全て若しくは一部をエステル化するの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。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。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、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−ヘキサンカルボン酸、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、オクテ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、又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、アルコキシ基を導入した芳香族モノカルボン酸、ケイ皮酸、ベンジル酸、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、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、又はそれらの誘導体を挙げることができ、より、具体的には、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、γ−イソジュリル酸、ジュリル酸、メシト酸、α−イソジュリル酸、クミン酸、α−トルイル酸、ヒドロアトロパ酸、アトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、サリチル酸、o−アニス酸、m−アニス酸、p−アニス酸、クレオソート酸、o−ホモサリチル酸、m−ホモサリチル酸、p−ホモサリチル酸、o−ピロカテク酸、β−レソルシル酸、バニリン酸、イソバニリン酸、ベラトルム酸、o−ベラトルム酸、没食子酸、アサロン酸、マンデル酸、ホモアニス酸、ホモバニリン酸、ホモベラトルム酸、o−ホモベラトルム酸、フタロン酸、p−クマル酸を挙げることができるが、特に安息香酸が好ましい。
上記化合物(A1)及び化合物(B1)をエステル化したエステル化化合物の中では、エステル化によりアセチル基が導入されたアセチル化化合物が好ましい。
これらアセチル化化合物の製造方法としては、例えば、特開平8−245678号公報に記載されている方法を用いることができる。
上記化合物(A1)及び化合物(B1)のエステル化化合物に加えて、オリゴ糖のエステル化化合物を、フラノース構造若しくはピラノース構造の少なくとも1種を3〜12個結合した化合物として適用できる。
オリゴ糖は、澱粉、ショ糖等にアミラーゼ等の酵素を作用させて製造されるもので、本実施形態に適用できるオリゴ糖としては、例えば、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖が挙げられる。オリゴ糖も上記化合物(A1)及び化合物(B1)と同様な方法でアセチル化できる。
(偏光子耐久性改良剤)
本実施形態のセルロースエステルフィルムは、偏光板保護フィルムに適用したときに高温高湿下での偏光子の偏光子の劣化を抑制し、その耐久性を改良する観点から、下記一般式(2)で表される化合物を含むことが望ましい。
Figure 2016042823
一般式(2)において、R31はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、R32及びR33はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、R34は水素原子を表す。R31、R32、及びR33はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい。ただし、R31、R32及びR33のいずれか少なくとも1つは芳香環を含む。
前記R31は炭素数1〜20のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜20のアルケニル基又は炭素数6〜20のアリール基であることが好ましく、炭素数1〜12のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜20のアルケニル基又は炭素数6〜20のアリール基であることがより好ましく、炭素数が1〜12のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜10のアルケニル基又は炭素数6〜18のアリール基であることが更に好ましく、炭素数が1〜8のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜5のアルケニル基又は炭素数6〜12のアリール基であることが特に好ましく、炭素数が1〜6であるアルキル基(シクロアルキル基も含む)、又は炭素数6〜12のアリール基であることが最も好ましい。
中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基又はナフチル基であることが更に好ましく、メチル基、シクロヘキシル基又はフェニル基であることが最も好ましい。
前記R32及びR33はそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜20のアルケニル基または炭素数6〜20のアリール基又は炭素数6〜20のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素数1〜12のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜20のアルケニル基または炭素数6〜20のアリール基がより好ましく、炭素数が1〜12のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜10のアルケニル基又は炭素数6〜18のアリール基であることが更に好ましく、炭素数が1〜8のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数2〜5のアルケニル基又は炭素数6〜12のアリール基であることが特に好ましく、炭素数が1〜6であるアルキル基(シクロアルキル基も含む)、又は炭素数6〜12のアリール基であることが最も好ましい。
中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基またはフェニル基、ナフチル基であることが最も好ましく、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基又はフェニル基であることが特に好ましい。
前記R31が有していてもよい置換基としては、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、ハロゲン原子、アルキル基、又はアリール基であることが好ましく、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数6〜12のアリール基であることがより好ましく、塩素原子、メチル基、又はフェニル基であることが特に好ましい。
前記R32及びR33が有していてもよい置換基としては、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、炭素数6〜12のアリール基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
上記一般式(2)で表される化合物として、下記一般式(2−a)で表される化合物を用いることができる。一般式(2−a)で表される化合物は、製膜時の揮散抑制の観点で好ましい。
Figure 2016042823
上記一般式(2−a)中、L〜Lは、各々独立に、単結合又はアルキレン基を表し、Ar〜Arは、各々独立に、炭素数6〜20のアリール基を表す。
〜Lは、単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基であることがより好ましく、単結合、メチレン基又はエチレン基であることが更に好ましく、単結合又はメチレン基であることが特に好ましい。前記2価の連結基は置換基を有していてもよく、当該置換基は、後述するAr、Ar、及びArが有しうる置換基と同義である。
Ar〜Arは、好ましくはフェニル基、ナフチル基であり、更に好ましくはフェニル基である。Ar〜Arは置換基を有していてもよく、置換基を有していなくてもよい。置換基を有する場合、当該置換基は環構造を有さないことが好ましい。
Ar、Ar、及びArが有する置換基としては、特に制限はなく、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10で、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、ペンチル、ヘプチル、1−エチルペンチル、ベンジル、2−エトキシエチル、1−カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20で、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20で、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20で、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル等)、アリール基(好ましくは炭素数6〜26で、例えば、フェニル、1−ナフチル、4−メトキシフェニル、2−クロロフェニル、3−メチルフェニル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数0〜20のヘテロ環基で、環構成ヘテロ原子が酸素原子、窒素原子、硫黄原子が好ましく、5または6員環でベンゼン環やヘテロ環で縮環していてもよく、該環が飽和環、不飽和環、芳香環であってもよく、例えば、2−ピリジル、4−ピリジル、2−イミダゾリル、2−ベンゾイミダゾリル、2−チアゾリル、2−オキサゾリル等)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20で、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜26で、例えば、フェノキシ、1−ナフチルオキシ、3−メチルフェノキシ、4−メトキシフェノキシ等)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20で、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜26で、例えば、フェニルチオ、1−ナフチルチオ、3−メチルフェニルチオ、4−メトキシフェニルチオ等)、アシル基(アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基を含み、炭素数は20以下が好ましく、例えば、アセチル、ピバロイル、アクリロイル、メタクロロイル、ベンゾイル、ニコチノイル等)、アリーロイルアルキル基、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20で、例えば、エトキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20で、例えば、フェニルオキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル等)、アミノ基(アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含み、好ましくは炭素数0〜20で、例えば、アミノ、N,N−ジメチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N−エチルアミノ、アニリノ、1−ピロリジニル、ピペリジノ、モルホニル等)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数0〜20で、例えば、N,N−ジメチルスルホンアミド、N−フェニルスルホンアミド等)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20で、例えば、N,N−ジメチルスルファモイル、N−フェニルスルファモイル等)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数1〜20で、例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイル、N−フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20で、例えば、アセチルアミノ、アクリロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、ニコチンアミド等)、シアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基またはハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)が挙げられる。
Ar、Ar、及びArが有しうる上記置換基は、さらに上記置換基を有していてもよい。
ここで、Ar、Ar、及びArの各基が有してもよい上記の置換基のうち、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基が好ましい。
前記一般式(2)又は(2−a)で表される化合物の分子量は250〜1200であることが好ましく、300〜800であることがより好ましい。分子量が250以上であれば、フィルムからの揮散が抑制され、1200以下であれば、セルロースアシレートとの相溶性に優れるため、フィルムの透明性が良好となる。
以下に、前記一般式(2)又は(2−a)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。下記例示化合物中、Meはメチル基を表す。
Figure 2016042823
Figure 2016042823
Figure 2016042823
Figure 2016042823
Figure 2016042823
Figure 2016042823
上記一般式(2)で表される化合物は、尿素誘導体とマロン酸誘導体とを縮合させるバルビツール酸の合成法を用いて合成できることが知られている。N上に置換基を2つ有するバルビツール酸は、N,N’二置換型尿素とマロン酸クロリドを加熱するか、マロン酸と無水酢酸などの活性化剤とを組み合わせて加熱することにより得られ、例えば、Journal of the American Chemical Society、第61巻、1015頁(1939年)、Journal of Medicinal Chemistry、第54巻、2409頁(2011年)、Tetrahedron Letters、第40巻、8029頁(1999年)、WO2007/150011号公報などに記載の方法を好ましく用いることができる。
また、縮合に用いるマロン酸は、無置換のものでも置換基を有するものでもよく、Rに相当する置換基を有するマロン酸を用いれば、バルビツール酸を構築することにより、一般式(2)で表される化合物を合成することができる。また、無置換のマロン酸と尿素誘導体を縮合させると5位が無置換のバルビツール酸が得られるので、これを修飾することにより、一般式(2)で表される化合物を合成してもよい。
なお、一般式(2)で表される化合物の合成法は、上記の方法に限定されるものではない。
一般式(2)で表される化合物は、商業的に入手してもよく、公知の方法によって合成してもよい。
(偏光子耐久性改良剤の含有量)
保護フィルムにおける偏光子耐久性改良剤の含有量は、セルロースアシレート100質量部に対して1質量部以上20質量部であることが好ましい。1質量部以上であれば、偏光子耐久性改良効果が得られやすく、また20質量部以下であれば、偏光板保護フィルムを製膜した場合にブリードアウトや染み出しも発生しにくい。
偏光子耐久性改良剤の含有量は、セルロースアシレート100質量部に対して1〜15質量部であることがより好ましく、1〜10質量部であることが特に好ましい。
(マット剤)
セルロースエステルフィルムには、マット剤として微粒子を含有させることができる。これにより、フィルムが長尺の場合、搬送や巻き取りをしやすくすることができる。マット剤の粒径は10nm〜0.1μmの1次粒子もしくは2次粒子であることが好ましい。1次粒子の針状比が1.1以下の略球状のマット剤が好ましく用いられる。微粒子としては、ケイ素を含むものが好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。本実施形態に好ましい二酸化珪素の微粒子としては、例えば、日本アエロジル(株)製のアエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されているものを挙げることができ、アエロジル200V、R972、R972V、R974、R202、R812を好ましく用いることができる。ポリマーの微粒子の例として、シリコーン樹脂、弗素樹脂およびアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120および同240(東芝シリコーン(株)製)を挙げることができる。
(その他)
セルロースエステルフィルムには、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、剥離促進剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、油剤等を添加するようにしてもよい。
〔セルロースエステルフィルムの製造方法〕
図1は、セルロースエステルフィルムの製造装置の概略の構成を示す断面図である。本実施形態のセルロースエステルフィルムは、上記製造装置を用い、溶液流延製膜法によって製造することが可能である。溶液流延製膜法とは、ポリマーと溶媒とを含むドープを、走行する支持体上に流延ダイから流延して支持体上で乾燥させ、流延膜(ウェブ)を支持体から剥離した後、ウェブを延伸、乾燥させてフィルムを得る手法のことである。以下、セルロースエステルフィルムの製造方法の詳細について説明する。
(ドープ調製工程)
図1において、まず、溶解釜1で、セルロースエステル樹脂を、良溶媒および貧溶媒の混合溶媒に溶解し、これに可塑剤やマット剤等の添加剤を添加して樹脂溶液(ドープ)を調製する。
ここで、良溶媒とは、セルロースエステル樹脂を溶解させる性質(溶解性)を有する有機溶媒を言う。良溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,2−ジメトキシエタンなどのエーテル類、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、γ−ブチロラクトン等のエステル類の他、メチルセロソルブ、ジメチルイミダゾリノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルフォキシド、スルホラン、ニトロエタン、塩化メチレン、アセト酢酸メチルなどが挙げられるが、1,3−ジオキソラン、THF、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸メチルおよび塩化メチレンが好ましい。
ドープには、上記有機溶媒の他に、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、ドープを金属支持体6上に流延した後、溶媒が蒸発し始めてアルコールの比率が多くなることで、ドープをゲル化させ、ウェブを丈夫にして、金属支持体6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ときは、非塩素系有機溶媒に対するセルロースエステル樹脂の溶解を促進したりする役割もある。
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、プロピレングリコールモノメチルエーテ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、乾燥性も良く、かつ毒性がないことなど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樹脂を溶解させる性質を有しておらず、貧溶媒という。
ドープ中の良溶媒に対する貧溶媒の比率は、8質量%以上13質量%以下であることが好ましい。上記比率が8質量%以上であると、ドープがゲル化しやすくなり、ウェブが丈夫になって高い弾性率が得られやすいため、フィルムの摩擦帯電圧を抑える本実施形態の効果が大きくなる。しかし、上記比率が13質量%を超えると、ドープが必要以上にゲル化してしまい、平面性が劣化したり、設備トラブルが発生する恐れがある。
また、ドープの固形分濃度は、13質量%以上18質量%以下であることが好ましい。この範囲にすることによって、後述する乾燥温度の調整による、フィルムの表面側および裏面側での内部構造の差を無くす効果が大きくなり、フィルムの摩擦帯電圧を抑える効果が大きくなる。
(流延、乾燥、剥離工程)
この工程では、セルロースエステル樹脂を含む上述のドープを、金属支持体6上に流延し、金属支持体6で搬送しながら乾燥させて形成した流延膜としてのウェブ9を金属支持体6から剥離する。より具体的には、以下の通りである。
まず、溶解釜1で調整されたドープを、加圧型定量ギヤポンプ2を通して、導管によって流延ダイ3に送液する。そして、無限に移送する回転駆動ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなる金属支持体6上の流延位置に、流延ダイ3からドープを流延し、これによって金属支持体6上にウェブ9を形成する。このとき、流延ダイ3に対して、走行する金属支持体6の移動方向の上流側には減圧チャンバ4が配置されており、減圧チャンバ4によって流延ダイ3の上流側の空間を減圧しながら、流延ダイ3から金属支持体6上にドープを流延する。
流延ダイ3によるドープの流延には、流延されたドープ(ウェブ)をブレードで膜厚調節するドクターブレード法、流延されたウェブを逆回転するロールで膜厚調節するリバースロールコーターによる方法、加圧ダイを用いる方法等がある。その中でも、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等の理由から、加圧ダイを用いる方法が好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやTダイ等があり、何れも好ましく用いることができる。
金属支持体6は、前後一対のドラム5・5および中間の複数のロール(不図示)により保持されている。ドラム5・5の一方または両方に、金属支持体6に張力を付与する駆動装置(不図示)が設けられており、これによって金属支持体6は張力が掛けられて張った状態で使用される。
金属支持体6の幅は1000〜3000mm、後述する巻き取り装置13での巻き取り後のフィルムの幅は1000〜2500mmであることが好ましい。これにより、金属支持体方式によって幅の広い液晶表示装置用の光学フィルム(セルロースエステルフィルム)を製造することができる。
金属支持体6上に流延されたドープにより形成されたウェブ9を、金属支持体6上で加熱し、金属支持体6から剥離ロール8によってウェブが剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる。
溶媒を蒸発させるには、ウェブの表面(大気側)から乾燥風を吹き付ける方法、ウェブの表面から赤外線または遠赤外線を照射する方法や、金属支持体6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り、適宜、単独であるいは組み合わせて用いればよい。
金属支持体6としてエンドレスベルトを用いる場合の製膜時のベルト温度は、一般的な温度範囲では0℃〜溶媒の沸点未満の温度であるが、混合溶媒では最も沸点の低い溶媒の沸点未満の温度であることが好ましく、さらには5℃〜溶媒沸点−5℃の範囲がより好ましい。このとき、周囲の雰囲気湿度は露点以上に制御する必要がある。
このようにして金属支持体6上に流延されたドープは、剥ぎ取りまでの間で乾燥が促進されることによってもゲル膜の強度(フィルム強度)が増加する。
金属支持体6上にドープを流延してからウェブ9を剥離するまでの時間は、30秒以上100秒以下であることが望ましい。30秒より短い乾燥時間では、高温乾燥が必要になり、ウェブ9における添加剤の膜厚方向(特に金属支持体6方向)への移動が促進されてしまう。また、100秒より長い乾燥時間では、膜厚方向の添加剤の移動が進み、ウェブ9における金属支持体6側とそれとは反対側(大気に接する側)とで、添加剤量の差が大きくなり、得られるフィルムの帯電量が大きくなってしまうものと考えられる。
また、ドープを流延してからウェブ9を剥離するまでの間に、金属支持体6上のウェブ9の表面上からウェブ9に与える温度を、後半ほど低くすることが好ましい。このように乾燥温度(ウェブ9の加熱温度)を制御することにより、フィルムの表面側と裏面側とでの内部構造の違いを小さくして、フィルムの摩擦帯電を抑えることができる。その理由は、以下のように考えている。
乾燥の前半は、乾燥温度を高くすることによってドープ(ウェブ9)を一気に乾燥させることにより、ウェブ9の大気側の表層を固化させて、添加剤の移動を抑えることができる。一方、乾燥の後半は、温度を低くして緩慢に乾燥させることにより、膜の中央から金属支持体6側の面にかけてドープの流れを循環させて添加剤の分布を膜厚方向に均一化することができる。それにより、結果として、フィルムの厚み方向における内部構造の違いを小さくできると推定している。
また、温度変更については、乾燥初期から少なくとも2つ以上の段階を経て下げることが好ましい。急激な温度変更を1つの段階で行うと、添加剤の膜厚方向の移動が起きやすくなるため、フィルムの摩擦帯電を抑える本実施形態の効果が乏しくなる。このときの温度変更における温度の下げ幅は、1段階ごとに、3℃以上15℃以下とすることが好ましい。
以上より、ドープを流延してからウェブ9を剥離するまでの間に、金属支持体6上のウェブ9の表面上からウェブ9に与える温度を、乾燥初期から少なくとも2回(温度変化は前半、中間、後半の少なくとも3回)、ウェブ9の乾燥が進むにつれて段階的に順次下げることが好ましいと言える。
本実施形態では、上記のようにウェブ9の表面上からウェブ9に与える温度を制御するため、金属支持体6の温度を、ウェブ9の表面上からウェブ9に与える温度の変化に対応して、搬送方向下流側に向かうにつれて段階的に順次下げることが望ましい。本実施形態では、金属支持体6の温度は、ウェブ9の表面上からウェブ9に与える温度よりも低く、かつ、ウェブ9の表面上からウェブ9に与える温度との差が一定(例えば5℃)となるように制御される。
金属支持体6上では、金属支持体6から剥離ロール8によって剥離可能な膜強度となるまでウェブ9を乾燥固化させるため、ウェブ9中の残留溶媒量は200質量%以下であることが好ましい。特に、金属支持体6からウェブを剥離するときの残留溶媒量は、90質量%以上130質量%以下であることが好ましい。この範囲にすることによって、上記した乾燥温度の調整による、フィルムの厚さ方向の内部構造の差を無くす効果が大きくなる。
ここで、残留溶媒量は、下記の式で表される。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ただし、式中、Mはウェブの任意時点での質量、Nは質量Mのものを温度110℃で、3時間乾燥させたときの質量である。
金属支持体6からウェブ9を剥離ロール8によって剥離する際の剥離張力は、JIS Z 0237のような剥離力測定で得られる剥離力よりも大きいが、これは高速製膜時に、剥離張力をJIS測定法で得られた剥離力と同等にすると、剥離位置が下流側に持っていかれたりする場合があるため、安定化のため高めで行っている。なお、工程で同じ剥離張力で製膜していても、JIS測定方法による剥離力が下がると、フィルムのクロスニコル透過率(CNT)のバラツキが大きく低減することも確かめられている。
工程での剥離張力値としては、通常、20〜400N/mであるが、従来よりも薄膜化して作製する光学フィルムでは、剥離の際にウェブ9の残留溶媒量が多く、搬送方向に伸びやすいために、幅手方向にフィルムは縮みやすく、乾燥と縮みが重なると、端部がカールし、折れ込むことにより、シワが入りやすい。このため、剥離張力は、剥離できる最低張力〜300N/mであることが好ましく、さらに好ましくは、最低張力〜200N/mである。
(延伸工程)
この工程では、金属支持体6から剥離されたウェブ9を、テンター10によって延伸する。なお、テンター10内では、延伸に加えて乾燥を行ってもよい。
延伸工程では、液晶表示装置用フィルムの製膜においては、ウェブ9の両側縁部をクリップ等で固定して延伸するテンター方式が、フィルムの平面性や寸法安定性を向上させるために好ましい。
延伸工程のテンター10に入る直前のウェブ9の残留溶媒量、すなわち、延伸開始時のウェブ9の残留溶媒量は、15質量%以上30質量%以下であることが好ましい。延伸時にもウェブ9の膜内で添加剤の膜厚方向の移動が起こることがわかっているが、上記残留溶媒量が15質量%以上であれば、添加剤の移動が促進されやすい。金属支持体6上でのウェブ9の乾燥時とは異なり、延伸時においては、ウェブ9の両表面は同じ伝熱条件であるため(ウェブ9の表面および裏面はどちらも大気と接しているため)、上記の添加剤の移動によって、フィルムの厚さ方向の内部構造の差が解消される。しかしながら、上記残留溶媒量が30質量%を超えてしまうと、ウェブ9の両端をクリップ部が把持していることから、ウェブ9の変形が起きやすくなり、平面性が悪化してしまう恐れがある。
(乾燥工程)
延伸工程のテンター10の後には、乾燥装置11を設けることが好ましい。乾燥装置11内では、側面から見て千鳥状に配置された複数の搬送ロールによってウェブ9が蛇行させられ、その間にウェブ9が乾燥される。ウェブ9を乾燥させる手段は、特に制限はなく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行う。簡便さの点から熱風で乾燥するのが好ましい。例えば、乾燥装置11の温風入口から乾燥風12を吹き込み、乾燥装置11の出口から排気風を排出することでウェブ9を乾燥させ、光学フィルムF(セルロースエステルフィルム)とすることができる。乾燥風12の温度は40〜160℃であることが好ましく、50〜160℃であることが、平面性、寸法安定性を良くするためさらに好ましい。
これら流延から搬送乾燥までの工程は、空気雰囲気下でもよいし、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でもよい。この場合、乾燥雰囲気を溶媒の爆発限界濃度を考慮して実施することは勿論のことである。
延伸後のフィルム(光学フィルムF)の少なくとも片面の表面粗さは、2.3nm以上3.0nm以下であることが好ましい。上記表面粗さが2.3nm以上の場合、摩擦の時の表面接触面積が小さいため、摩擦帯電が小さくなる。ただし、上記表面粗さが3.0nmを超えると、フィルムが白濁して見えるため、好ましくない。上記表面粗さは、テンター10での延伸倍率と温度とを制御することによって調整することができる。
上記表面粗さは、光干渉式の表面粗さ測定器で測定することが好ましく、例えばWYKO社製NT3300を用いて測定することができる。WYKO社製NT3300を用いた場合、例えば対物レンズ50倍、イメージズーム1.0倍で120μm×90μmの領域の表面を測定することによって求めることができる。本明細書において、表面粗さとは、JIS B 0601:2001において定義される算術平均粗さ(Ra)パラメータである。
乾燥工程を終えた光学フィルムFに対し、次の巻取工程に導入する前に、巻取工程での巻きずれやブロッキング(フィルム同士の貼り付き)を防止するために、光学フィルムFの端部に多数の凹凸を有するエンボス部を形成するのが好ましい。
(巻取工程)
最後に、延伸後のフィルムを巻き取り装置13によって巻き取り、元巻を得る。フィルムの巻き取り長さが5000m以上10000m未満であると、巻いて保管されている間にフィルムが自重により変形しやすく、その際にフィルム同士が擦れて摩擦帯電が発生やすくなる。したがって、フィルムの摩擦帯電を抑えるべく、上述のように金属支持体6上でのウェブ9の乾燥温度を制御する本実施形態の手法は、フィルムの巻き取り長さが5000m以上10000m未満である場合に特に有効となる。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて本発明を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。
[酸化ケイ素分散液の調製]
アエロジルR812 1kg
エタノール 7kg
以上をディゾルバで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリン型高圧分散装置を用いて分散を行い、酸化ケイ素分散液を調製した。
[マット剤微粒子分散液Aの調製]
上記酸化ケイ素分散液に、メチレンクロライド7kgを撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌し、マット剤微粒子分散液Aを調製した。
[ドープ原液の調製]
メチレンクロライド(BP=40.4℃) 549kg
エタノール 54kg
トリアセチルセルロース(アセチル置換度2.85) 100kg
添加剤(エステル化合物A) 11.5kg
チヌビン928 2.8kg
マット剤微粒子分散液A 5.2kg
上記の有機溶媒を密閉容器に投入し、攪拌しながら残りの素材を投入し、加熱、撹拌しながら、加圧状態にして完全に溶解し、ドープ原液を調製した。なお、エステル化合物Aは、ジカルボン酸としてアジピン酸/テレフタル酸=7/3、ジオールとしてエチレングリコールを用いた重縮合エステル(両末端:アセチル基封止、数平均分子量:Mw=1000)を用いた。
[ドープAの調製]
流延温度まで、上記ドープ原液の温度を下げて一晩静置し、脱泡操作を施した後、溶液を安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープAを調製した。ドープAの固形分濃度は、16.0質量%であり、ドープ中の良溶媒に対する貧溶媒の比率は、9.0質量%であった。
[セルロースエステルフィルム1の作製]
次に、図1で示した製造装置を用い、セルロースエステルフィルム1を製造した。具体的には、ドープAを35℃で、ステンレスベルトからなる金属支持体6上に流延ダイ3から乾燥膜厚が60μmになるように均一に押出し、流延した。ここで、金属支持体6上での流延から剥離までの乾燥ゾーンを、搬送方向に沿って、前半の乾燥ゾーン、中間の乾燥ゾーン、鋼板の乾燥ゾーンの3つに分ける。前半、中間、後半の各乾燥ゾーンにおける、金属支持体6上のウェブ9に与える乾燥風温度、金属支持体6の温度、加熱時間を、表1に示す温度および時間に制御して、金属支持体6上のウェブ9を加熱乾燥させた。
その後、剥離付近の金属支持体6の温度を10℃とし、表1に示した流延から剥離までの時間及び剥離時の残留溶媒量でウェブ9を剥離した。そして、剥離したウェブ9を、140℃に維持されたテンター10内で両端を把持しながら搬送し、延伸開始時の残留溶媒量が20質量%で、幅手方向の延伸倍率が1.2倍となるようにウェブ9を延伸し、残留溶媒量が5質量%となるまでウェブ9を乾燥させた。
次いで、130℃に維持された乾燥装置11内で、ウェブ9をロール搬送して残留溶媒量が0.1質量%となるまで乾燥させて、光学フィルムAとして、乾燥膜厚60μmのセルロースエステルフィルム1を作製し、巻き取り装置13で巻き取った。セルロースエステルフィルム1の巻き長さは、5200mであった。また、巻き取り直前のセルロースエステルフィルム1の平均表面粗さは、エア面(金属支持体6への流延時に大気と接触していた側の面)で2.7nmであり、金属支持体面(流延時に金属支持体6と接触していた側の面)で2.6nmであった。
[セルロースエステルフィルム2〜47の作製]
金属支持体6上のウェブ9に与える乾燥風温度等を表1および表2に示す条件に変更した以外は、上記したセルロースエステルフィルム1の作製と同様にして、セルロースエステルフィルム2〜47を作製した。
なお、セルロースエステルフィルム20〜30に含まれるエステル化合物Bは、ジカルボン酸としてアジピン酸/フタル酸=5/5、ジオールとして1,2プロパンジオールを用いた重縮合エステル(両末端:安息香酸封止、数平均分子量:Mw=1000)を用いた。
また、セルロースエステルフィルム39に含まれる化合物1としては、化5のA−4で示される化合物を用い、セルロースエステルフィルム40に含まれる化合物2としては、糖エステルのスクロースベンゾエート(平均エステル置換度5.5)を用いた。また、セルロースエステルフィルム41〜47の弾性率は、テンター10内の温度と延伸倍率とを変更することによって変化させた。
フィルムの弾性率は、25℃60%RH下で24時間調湿した後、JIS K7127に記載の方法に従って測定した。引張り試験機は、(株)オリエンテック製テンシロンを用いて測定した。
Figure 2016042823
Figure 2016042823
[セルロースエステルフィルム48〜55の作製]
ドープ原液の調製において、メチレンクロライドとエタノールの量を変更することにより、固形分濃度、または良溶媒と貧溶媒の比率を表3のように変更した以外は、セルロースエステルフィルム1の作製と同様にして、セルロースエステルフィルム48〜55を作製した。
[セルロースエステルフィルム56〜61の作製]
延伸開始までの乾燥時間を調整することにより、延伸開始時の残留溶媒量を表3のように変更した以外は、セルロースエステルフィルム1の作製と同様にして、セルロースエステルフィルム56〜61を作製した。
[セルロースエステルフィルム62〜69の作製]
テンター10内の温度と延伸倍率を変更することにより、表3のように表面粗さを変更した以外は、セルロースエステルフィルム1の作製と同様にして、セルロースエステルフィルム62〜69を作製した。
Figure 2016042823
[偏光板101の作製]
セルロースエステルフィルム1を偏光膜の一方の面に貼り付け、市販品の光学フィルムであるKC4UZ(コニカミノルタ社製)を偏光膜の他方の面に貼り付けて、偏光板101を作製した。より詳しくは、以下の通りである。
(a)偏光膜の作製
けん化度99.95モル%、重合度2400のポリビニルアルコール(以下、PVAと略記する)100質量部に、グリセリン10質量部、及び水170質量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから金属ロール上に溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理してPVAフィルムを得た。得られたPVAフィルムは、平均厚みが15μm、水分率が2.4%、フィルム幅が3mであった。
次に、得られたPVAフィルムを、予備膨潤、染色、湿式法による一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で、連続的に処理して、偏光膜を作製した。すなわち、PVAフィルムを温度30℃の水中に30秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度0.4g/リットル、ヨウ化カリウム濃度40g/リットルの温度35℃の水溶液中に3分間浸した。続いて、ホウ酸濃度4%の50℃の水溶液中でフィルムにかかる張力が700N/mの条件下で、6倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度40g/リットル、ホウ酸濃度40g/リットル、塩化亜鉛濃度10g/リットルの温度30℃の水溶液中に5分間浸漬して固定処理を行った。その後、PVAフィルムを取り出し、温度40℃で熱風乾燥し、更に温度100℃で5分間熱処理を行った。得られた偏光膜は、平均厚みが5μm、偏光性能は透過率が43.0%、偏光度が99.5%、2色性比が40.1であった。
(b)偏光板の作製
下記工程1〜5に従って偏光板を作製した。
工程1:前述の偏光膜を、固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤溶液の貯留槽中に1〜2秒間浸漬した。
工程2:セルロースエステルフィルム1及びKC4UZに対して、下記条件でアルカリ鹸化処理を実施した。次いで、工程1でポリビニルアルコール接着剤溶液に浸漬した偏光膜に付着した過剰の接着剤を軽く取り除き、この偏光膜をセルロースエステルフィルム1とKC4UZとで挟み込んで積層配置した。
(アルカリ鹸化処理)
ケン化工程 4M−KOH 50℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 60秒
中和工程 10質量部HCl 30℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 60秒
ケン化処理後、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで100℃で乾燥する。
工程3:上記の積層物を、2つの回転するローラにて挟み込み、20〜30N/cmの圧力で約2m/minの速度で貼り合わせた。このとき、気泡が入らないように注意して実施した。
工程4:工程3で作製した試料を、温度100℃の乾燥機中にて5分間乾燥処理し、偏光板を作製した。
工程5:工程4で作製した偏光板のセルロースエステルフィルム1側に市販のアクリル系粘着剤を乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布し、110℃のオーブンで5分間乾燥して粘着層を形成し、粘着層に剥離性の保護フィルムを貼り付けた。この偏光板を裁断(打ち抜き)し、偏光板101を作製した。
[偏光板102〜169の作製]
セルロースエステルフィルム1をセルロースエステルフィルム2〜69に変更した以外は、偏光板101の作製と同様にして、偏光板102〜169を作製した。
[液晶表示装置201の作製]
IPSモードの液晶表示装置(LGD製 42LS5600)の上側偏光板を剥し、粘着層の保護フィルムを剥離して、偏光板101を上側偏光板として液晶セルに貼り合わせた。このとき、上側偏光板(偏光板101)の透過軸が上下方向に、そして下側偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置した。
[液晶表示装置202〜269の作製]
偏光板101を偏光板102〜169に変更した以外は、液晶表示装置201の作製と同様にして、液晶表示装置269を作製した。
≪評価≫
(摩擦帯電圧の測定)
作製したセルロースエステルフィルム1〜69について、以下の手法で摩擦帯電圧を測定した。すなわち、測定サンプル(セルロースエステルフィルム1〜69)を、予め25℃55%RHの環境下で6時間以上放置し、その後、それぞれの測定サンプルを2つのフィルム片F1・F2に分けた。そして、図2のように、一方のフィルム片F1を直径5cmの絶縁体のロールR1の周面全体に巻き付けた。このとき、フィルム片F1のエア面が外側となるように(金属支持体面がロールR1の周面と接触するように)した。そして、もう一方のフィルム片F2(幅手の長さ10cm)もロールR1の周面に被せて、フィルム片F2が地面と水平から垂直に垂れ下がるようにする。このとき、フィルム片F2のエア面が外側となるように(フィルム片F2の金属支持体面がロールR1に巻かれたフィルム片F1のエア面と接触するように)する。なお、フィルム片F1・F2のエア面とは、金属支持体へのドープの流延時に大気と接触していた側の面(金属支持体との接触側とは反対側の面)を指し、金属支持体面とは、同じく流延時に金属支持体と接触していた側の面を指す。
この状態で、ロールR1に被せたフィルム片F2の地面と水平な部分の端部を固定し、地面と垂直な側の端部には、垂直下向きに0.75Nの荷重をかけた。そして、ロールR1を周面の速度が30mm/secとなるように回転させ、10分間放置した後のフィルムF2の帯電圧を帯電圧計Mによって測定した。
(ムラの発生頻度)
作製した液晶表示装置201〜269を25℃60%RHの環境下で黒表示し、そのときのムラの程度を目視で観測し、以下の基準により評価した。
〈評価基準〉
◎:表示面の全面でムラが観測されなかった。
○:表示面の1/100以下の面積でムラが観測された。
△:表示面の1/100を超えて1/10以下の面積でムラが観測された。
×:表面積の1/10を超える面積でムラが観測された。
摩擦帯電圧およびムラの発生頻度についての評価の結果を表4および表5に示す。なお、表中の摩擦帯電圧は絶対値で示す。
Figure 2016042823
Figure 2016042823
表4および表5より、実施例のセルロースエステルフィルムを用いた液晶表示装置では、ムラの発生頻度が少ない(評価が◎、○、△のいずれかである)ことがわかる。これは、実施例のセルロースエステルフィルムは、疎水性の高いエステル化合物Aまたはエステル化合物Bを含んでいるにもかかわらず、摩擦帯電圧が±300V以内であり、フィルムの帯電量が小さいため、偏光板の作製工程において、フィルムを偏光膜に貼り合わせる際に用いる接着剤が局所的にはじかれて、偏光板に厚みムラが生じるのを抑えることができているためと考えられる。
また、実施例のセルロースエステルフィルムでは、フィルム弾性率Gm・Gtが所定の関係(Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPa)を満足しているため、フィルムの長手方向に巻き取りのための弾性を付与しつつ、フィルムの幅手方向にある程度の硬さが付与される。これにより、フィルムを巻いて保管する場合でも、保管されている間のフィルムの変形が少なくなり、巻いたフィルムの表面と裏面とが擦れる度合いが減るため、摩擦帯電圧を上記の±300V以内に抑えることができているものと考えられる。
また、添加剤として糖エステル化合物や偏光子耐久性改良剤を含むセルロースフィルム39・40では、摩擦帯電圧を150V程度に抑えることができていることから、これらの添加剤は、フィルムの低透湿化や、保護フィルムとして用いた場合の偏光子の劣化の抑制のみならず、摩擦帯電圧の低減にも大きく寄与するものであると言える。
また、セルロースエステルフィルム1・6・10、セルロースエステルフィルム16〜19、セルロースエステルフィルム31・32の製膜条件の比較および各フィルムを用いた液晶表示装置の評価結果より、セルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法で製膜する際に、金属支持体上にドープを流延してからウェブを剥離するまでの時間が、30秒以上100秒以下であり、ドープを流延してからウェブを剥離するまでの間に、金属支持体上のウェブに与える温度(乾燥風の温度)を、乾燥初期から少なくとも2回、搬送方向下流側に向かうにつれて段階的に順次下げることで、フィルムの摩擦帯電圧を300V以下に抑えることができ、上記フィルムを用いた液晶表示装置において、黒表示時のムラの発生頻度を小さく抑えることができると言える。
また、セルロースエステルフィルム3・5、セルロースエステルフィルム37・38の製膜条件の比較および各フィルムを用いた液晶表示装置の評価結果より、セルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法で製膜する際に、金属支持体からウェブを剥離するときの残留溶媒量が、90質量%以上130質量%以下であれば、フィルムの摩擦帯電圧を小さく抑えて、黒表示時のムラの発生頻度を小さく抑える効果が高いと言える。
また、セルロースエステルフィルム48〜51の製膜条件の比較および各フィルムを用いた液晶表示装置の評価結果より、セルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法で製膜する際に、ドープの固形分濃度が、13質量%以上18質量%以下であれば、フィルムの摩擦帯電圧を小さく抑えて、黒表示時のムラの発生頻度を小さく抑える効果が高いと言える。
また、セルロースエステルフィルム52〜55の製膜条件の比較および各フィルムを用いた液晶表示装置の評価結果より、セルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法で製膜する際に、ドープに含まれる良溶媒に対する貧溶媒の比率が、8質量%以上13質量%以下であれば、フィルムの摩擦帯電圧を小さく抑えて、黒表示時のムラの発生頻度を小さく抑える効果が高いと言える。なお、セルロースエステルフィルム55のように、上記比率が13質量%を超えて製膜されるフィルムでは、貧溶媒が多すぎるためにドープが必要以上にゲル化してしまい、平面性が劣化したり、設備トラブルが発生する原因となるため、上記比率は13質量%以下であることが望ましい。
また、セルロースエステルフィルム56〜61の製膜条件の比較および各フィルムを用いた液晶表示装置の評価結果より、セルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法で製膜する際に、延伸開始時のウェブの残留溶媒量が15質量%以上30質量%以下であれば、フィルムの摩擦帯電圧を小さく抑えて、黒表示時のムラの発生頻度を小さく抑える効果が高いと言える。
また、セルロースエステルフィルム62〜69の製膜条件の比較および各フィルムを用いた液晶表示装置の評価結果より、セルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法で製膜する際に、延伸後のフィルムの少なくとも片面の表面粗さが、2.3nm以上3.0nm以下であれば、フィルムの摩擦帯電圧を小さく抑えて、黒表示時のムラの発生頻度を小さく抑える効果が高いと言える。なお、セルロースエステルフィルム69のように、上記表面粗さが3.0nmを超えると、フィルムが白濁して見えるため、3.0nm以下であることが望ましい。
以上で説明した本実施形態のセルロースエステルフィルムおよびその製造方法は、以下のように表現することができる。
1.溶液流延製膜法によって製膜されるセルロースエステルフィルムであって、
ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を含み、
長手方向のフィルム弾性率をGm(MPa)とし、前記長手方向と直交する幅手方向のフィルム弾性率をGt(MPa)としたとき、
Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPa
を満足し、
該セルロースエステルフィルムの表面と裏面とを30mm/secで擦ったときの摩擦帯電圧が±300V以内であることを特徴とするセルロースエステルフィルム。
2.下記一般式(1)中のフラノース構造(F)又はピラノース構造(P)を1個以上12個以下有する化合物中の水酸基の少なくとも1つをエステル化したエステル化合物を含むことを特徴とする前記1に記載のセルロースエステルフィルム。
Figure 2016042823
3.下記一般式(2)で表される化合物を含むことを特徴とする前記1または2に記載のセルロースエステルフィルム。
Figure 2016042823
一般式(2)において、R31はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、R32及びR33はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、R34は水素原子を表す。R31、R32、及びR33はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい。ただし、R31、R32及びR33のいずれか少なくとも1つは芳香環を含む。
4.前記1から3のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法によって製膜するセルロースエステルフィルムの製造方法であって、
セルロースエステル樹脂を含むドープを金属支持体上に流延し、前記金属支持体で搬送しながら乾燥させて形成したウェブを前記金属支持体から剥離する工程を有し、
前記工程において、
前記ドープを流延してから前記ウェブを剥離するまでの時間が、30秒以上100秒以下であり、
前記ドープを流延してから前記ウェブを剥離するまでの間に、前記金属支持体上の前記ウェブの表面上から該ウェブに与える温度を、乾燥初期から少なくとも2回、搬送方向下流側に向かうにつれて段階的に順次下げることを特徴とするセルロースエステルフィルムの製造方法。
5.前記温度の1段階ごとの下げ幅が、3℃以上15℃以下であることを特徴とする前記4に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
6.前記金属支持体から前記ウェブを剥離するときの残留溶媒量が、90質量%以上130質量%以下であることを特徴とする前記4または5に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
7.前記ドープの固形分濃度が、13質量%以上18質量%以下であることを特徴とする前記4から6のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
8.前記ドープに含まれる良溶媒に対する貧溶媒の比率が、8質量%以上13質量%以下であることを特徴とする前記4から7のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
9.前記金属支持体から剥離された前記ウェブを延伸する工程をさらに有し、
延伸開始時の前記ウェブの残留溶媒量が、15質量%以上30質量%以下であることを特徴とする前記4から8のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
10.延伸後のフィルムの少なくとも片面の表面粗さが、2.3nm以上3.0nm以下であることを特徴とする前記9に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
11.延伸後のフィルムを巻き取る工程をさらに有し、
前記フィルムの巻き取り長さが、5000m以上10000m未満であることを特徴とする前記9または10に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
本発明のセルロースエステルフィルムは、偏光板や、液晶表示装置などの画像表示装置に利用可能である。
6 金属支持体
9 ウェブ
F 光学フィルム(セルロースエステルフィルム)

Claims (11)

  1. 溶液流延製膜法によって製膜されるセルロースエステルフィルムであって、
    ジオールとジカルボン酸化合物とをエステル化反応させて重合したエステル化合物を含み、
    長手方向のフィルム弾性率をGm(MPa)とし、前記長手方向と直交する幅手方向のフィルム弾性率をGt(MPa)としたとき、
    Gm+200MPa<Gt<Gm+2500MPa
    を満足し、
    該セルロースエステルフィルムの表面と裏面とを30mm/secで擦ったときの摩擦帯電圧が±300V以内であることを特徴とするセルロースエステルフィルム。
  2. 下記一般式(1)中のフラノース構造(F)又はピラノース構造(P)を1個以上12個以下有する化合物中の水酸基の少なくとも1つをエステル化したエステル化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のセルロースエステルフィルム。
    Figure 2016042823
  3. 下記一般式(2)で表される化合物を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のセルロースエステルフィルム。
    Figure 2016042823
    一般式(2)において、R31はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、R32及びR33はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、R34は水素原子を表す。R31、R32、及びR33はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい。ただし、R31、R32及びR33のいずれか少なくとも1つは芳香環を含む。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムを溶液流延製膜法によって製膜するセルロースエステルフィルムの製造方法であって、
    セルロースエステル樹脂を含むドープを金属支持体上に流延し、前記金属支持体で搬送しながら乾燥させて形成したウェブを前記金属支持体から剥離する工程を有し、
    前記工程において、
    前記ドープを流延してから前記ウェブを剥離するまでの時間が、30秒以上100秒以下であり、
    前記ドープを流延してから前記ウェブを剥離するまでの間に、前記金属支持体上の前記ウェブの表面上から該ウェブに与える温度を、乾燥初期から少なくとも2回、搬送方向下流側に向かうにつれて段階的に順次下げることを特徴とするセルロースエステルフィルムの製造方法。
  5. 前記温度の1段階ごとの下げ幅が、3℃以上15℃以下であることを特徴とする請求項4に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
  6. 前記金属支持体から前記ウェブを剥離するときの残留溶媒量が、90質量%以上130質量%以下であることを特徴とする請求項4または5に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
  7. 前記ドープの固形分濃度が、13質量%以上18質量%以下であることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
  8. 前記ドープに含まれる良溶媒に対する貧溶媒の比率が、8質量%以上13質量%以下であることを特徴とする請求項4から7のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
  9. 前記金属支持体から剥離された前記ウェブを延伸する工程をさらに有し、
    延伸開始時の前記ウェブの残留溶媒量が、15質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項4から8のいずれかに記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
  10. 延伸後のフィルムの少なくとも片面の表面粗さが、2.3nm以上3.0nm以下であることを特徴とする請求項9に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
  11. 延伸後のフィルムを巻き取る工程をさらに有し、
    前記フィルムの巻き取り長さが、5000m以上10000m未満であることを特徴とする請求項9または10に記載のセルロースエステルフィルムの製造方法。
JP2016548574A 2014-09-17 2015-04-15 セルロースエステルフィルムおよびその製造方法 Active JP6583277B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014188935 2014-09-17
JP2014188935 2014-09-17
PCT/JP2015/061601 WO2016042823A1 (ja) 2014-09-17 2015-04-15 セルロースエステルフィルムおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016042823A1 true JPWO2016042823A1 (ja) 2017-07-06
JP6583277B2 JP6583277B2 (ja) 2019-10-02

Family

ID=55532871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016548574A Active JP6583277B2 (ja) 2014-09-17 2015-04-15 セルロースエステルフィルムおよびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6583277B2 (ja)
KR (1) KR101878111B1 (ja)
CN (1) CN107075148B (ja)
WO (1) WO2016042823A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI715908B (zh) * 2019-01-02 2021-01-11 國立清華大學 生物可分解膜之製法
KR20210112584A (ko) 2020-03-05 2021-09-15 동우 화인켐 주식회사 편광판

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3931514B2 (ja) * 2000-01-18 2007-06-20 コニカミノルタホールディングス株式会社 セルロースアシレートフィルムの製造方法
JP2003300248A (ja) * 2002-02-05 2003-10-21 Konica Minolta Holdings Inc セルロースエステルフィルム及びその製造方法
JP4687162B2 (ja) * 2004-06-07 2011-05-25 コニカミノルタオプト株式会社 セルロースエステルフィルム及びその製造方法、光学フィルム、偏光板、液晶表示装置
JP2006206695A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Fuji Photo Film Co Ltd セルロースエステルフィルムおよびその製造方法
JP5109783B2 (ja) * 2008-04-25 2012-12-26 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 偏光板、及び液晶表示装置
JP5428045B2 (ja) * 2009-03-19 2014-02-26 コニカミノルタ株式会社 液晶表示装置
JP2011154360A (ja) * 2009-12-28 2011-08-11 Fujifilm Corp 光学フィルム及びその製造方法
KR20110114472A (ko) * 2010-04-13 2011-10-19 후지필름 가부시키가이샤 셀룰로오스아실레이트 필름, 편광판 및 액정 표시 장치
JPWO2012063559A1 (ja) * 2010-11-10 2014-05-12 コニカミノルタ株式会社 斜め延伸用原反フィルム
US8747540B2 (en) * 2011-02-10 2014-06-10 Fujifilm Corporation Cellulose ester film, polarizing plate, liquid crystal display device, and method for manufacturing the cellulose ester film
CN102749668B (zh) * 2011-04-21 2016-02-24 富士胶片株式会社 偏振片及液晶显示装置
CN104246541B (zh) * 2012-04-27 2016-02-10 柯尼卡美能达株式会社 硬涂膜及具备该硬涂膜的触摸面板显示装置
JP2014210905A (ja) * 2012-08-30 2014-11-13 富士フイルム株式会社 セルロースアシレートフィルム、それを用いた偏光板および液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170043570A (ko) 2017-04-21
WO2016042823A1 (ja) 2016-03-24
JP6583277B2 (ja) 2019-10-02
KR101878111B1 (ko) 2018-07-12
CN107075148A (zh) 2017-08-18
CN107075148B (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6015469B2 (ja) 光学フィルムのロール体、偏光板及び液晶表示装置
JP5299270B2 (ja) 位相差フィルム、偏光板、液晶表示装置および位相差フィルムの製造方法
WO2007125764A1 (ja) 位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置
JP5569437B2 (ja) 光学フィルム及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5914434B2 (ja) 光学フィルム、偏光板、及び液晶表示装置
JP2012018341A (ja) 偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置
WO2011114483A1 (ja) セルロースエステルフィルム、その製造方法、それを備えられた偏光板及び液晶表示装置
JP6583277B2 (ja) セルロースエステルフィルムおよびその製造方法
JP5428045B2 (ja) 液晶表示装置
JP2013125180A (ja) 光学フィルム、偏光板、及び液晶表示装置
JP2016218479A (ja) 位相差フィルム、その製造方法、偏光板、及び液晶表示装置
JP5233935B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置並びにリターデーション発現剤
WO2013125419A1 (ja) 光学フィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP2011246538A (ja) セルロースエステルフィルムの製造方法、セルロースエステルフィルム、偏光板、及び液晶表示装置
JP5794096B2 (ja) 光学フィルム、偏光板、および液晶表示装置
JP6028792B2 (ja) 光学フィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP5381938B2 (ja) リターデーション発現性の化合物、光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2012072223A (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2011076031A (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
WO2011046027A1 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
WO2011148869A1 (ja) ロール状偏光板、枚葉状偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置
JP2013126727A (ja) 光学フィルムの製造方法
JP2013126728A (ja) 光学フィルムの製造方法
JP2012111602A (ja) 光学フィルムの製造装置及び製造方法、光学フィルム、偏光板、並びに、液晶表示装置
JP2010222433A (ja) セルロースエステルフィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180313

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190507

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190603

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6583277

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150