KR101435975B1 - Thermoplastic resin film and process for producing the same - Google Patents
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Abstract
압출기(22)로 용융한 열가소성 수지를 다이(24)로부터 회전하는 냉각 롤러(28) 상에 시트 형상으로 압출하여 냉각 고화함으로써 필름을 제막하는 열가소성 수지 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 열가소성 수지를 질소분위기 중에 1시간 방치했을 경우에 있어서 그 열감량이 0.3wt%로 되는 온도를 T0라고 했을 때, 용융된 상기 열가소성 수지를 상기 압출기(22)로부터 압출할 때의 압출 온도(T1)를 T0-40℃∼T0+30℃로 해서 압출하는 압출 공정과, 압출된 열가소성 수지가 냉각 롤러(28)에 착지하기까지의 동안에, 압출 온도와 같거나 또는 압출 온도보다 높은 착지 온도가 되도록 가열하는 가열 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.A process for producing a thermoplastic resin film by extruding a thermoplastic resin melted by an extruder (22) into a sheet form on a cooling roller (28) rotating from a die (24) and cooling and solidifying the thermoplastic resin film, when the temperature is the heat loss is to 0.3wt% in the case when allowed to stand for one hour in the atmosphere when said T 0, the extrusion temperature (T 1) at the time of extruding the melt of the thermoplastic resin from said extruder (22) T 0 to -40 ° C to T 0 + 30 ° C; and a step of extruding the extruded thermoplastic resin to a temperature equal to or higher than the extrusion temperature until the extruded thermoplastic resin land on the cooling roller 28 And a heating step of heating the substrate.
열가소성 수지 필름 Thermoplastic resin film
Description
본 발명은 열가소성 수지 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 특히 액정표시장치에 사용하기 위한 바람직한 품질을 갖는 셀룰로오스계 수지 필름 등의 열가소성 수지 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래, 셀룰로오스계 수지 필름을 연신하고, 면내의 리타데이션(Re), 두께 방향의 리타데이션(Rth)을 발현시켜 액정표시소자의 위상차막으로서 사용하여 시야각 확대를 꾀하는 것이 실시되어 있다.Conventionally, a cellulose resin film is stretched so as to expose a retardation (Re) in a plane and a retardation (Rth) in a thickness direction so as to be used as a retardation film of a liquid crystal display element to enlarge a viewing angle.
이러한 셀룰로오스계 수지 필름을 연신하는 방법으로서, 필름의 세로(길이) 방향으로 연신하는 방법(종연신)이나, 필름의 가로(폭) 방향으로 연신하는 방법(횡연신), 또는 종연신과 횡연신을 동시에 행하는 방법(동시 연신)을 들 수 있다. 이들 중, 종연신은 설비가 콤팩트하기 때문에 종래부터 많이 사용되어 왔다. 통상, 종연신은 2쌍 이상의 닙 롤러 사이에서 필름을 유리전이온도(Tg) 이상으로 가열하고, 입구측의 닙 롤러의 반송 속도보다 출구측의 반송 속도를 빨리함으로써 세로 방향으로 연신하는 방법이다.As a method of stretching such a cellulose-based resin film, a method of stretching the film in the longitudinal (length) direction (longitudinal stretching), a method of stretching the film in the transverse (width) direction (transverse stretching), or longitudinal stretching and transverse stretching (Simultaneous stretching) can be mentioned. Among them, the longitudinal running has been widely used since the facility is compact. Normally, longitudinal stretching is a method in which a film is heated to a glass transition temperature (Tg) or more between two or more pairs of nip rollers, and the film is stretched in the longitudinal direction by accelerating the conveying speed on the exit side from the conveying speed of the nip roller on the entrance side.
특허문헌 1에는, 셀룰로오스에스테르를 종연신하는 방법이 기재되어 있다. 이 특허문헌 1은 종연신하는 방향을 유연제막 방향과 반대로 함으로써 지상축의 각도 편차를 개량한 것이다. 또한 특허문헌 2에는, 종횡비(L/W)가 0.3 이상, 2 이하인 단스팬 사이에 설치한 닙 롤러를 연신 존 중에 설치해서 연신하는 방법이 기재되어 있다. 이 특허문헌 2에 의하면 두께 방향의 배향(Rth)을 개량할 수 있다. 여기에서 말하는 종횡비란, 연신에 사용하는 닙 롤러의 간격(L)을 연신하는 필름의 폭(W)으로 나눈 값을 가리킨다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2002-311240호 공보Patent Document 1: JP-A-2002-311240
특허문헌 2 : 일본 특허공개 2003-315551호 공보Patent Document 2: JP-A-2003-315551
그런데, 연신 전(미연신)의 셀룰로오스계 수지 필름을 용융 제막법으로 제막하는 경우, 셀룰로오스계 수지는 용융 점도가 높기 때문에 레벨링 작용이 생기기 어렵고, 필름의 폭 방향 및 길이 방향(다이로부터 토출된 시트 형상 수지의 흐름 방향)으로 두께 편차가 발현되기 쉽다. 또한 용융 점도가 높으면 다이로부터 압출된 후에 줄무늬 고장이 발현되거나, 용융 점도가 높은 상태에서 냉각 드럼에 의해 수지가 잡아당겨질 때의 잔류 변형에 의해 리타데이션이 발현되거나 하는 원인이 된다.However, when the cellulose based resin film before stretching (unstretched) is formed by the melt film forming method, since the cellulose resin has a high melt viscosity, the leveling action hardly occurs and the film is stretched in the width direction and in the longitudinal direction The flow direction of the shape resin). If the melt viscosity is high, a stripe failure occurs after being extruded from the die, or the retardation is caused by the residual deformation when the resin is pulled by the cooling drum in a state where the melt viscosity is high.
이러한 두께 편차, 줄무늬 고장, 및 리타데이션 발현의 방지 대책으로서는, 다이로부터 압출하는 압출 온도를 높게 해서 압출되는 수지의 점도를 낮추는 것이 효과적이지만, 압출 온도를 높게 하기 위해서는 압출기로부터 다이까지의 긴 시간동안 높은 온도에 노출되게 되므로, 제막된 필름이 착색되거나, 수지 분해에 의해 강도가 저하되거나 한다고 하는 문제가 새롭게 생긴다. 이와 같이, 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현을 억제하는 과제와, 착색 및 강도 저하를 억제하는 과제는 상반되는 과제이며, 종래의 용융제막 기술에서는 해결할 수 없었다. 특히, 셀룰로오스계 수지는 통상의 열가소성 수지에 비해서 분해 온도나 착색 온도가 낮아, 제막시의 가열 조건이 어렵다.As measures for preventing the thickness deviation, the stripe failure, and the retardation development, it is effective to lower the viscosity of the extruded resin by increasing the extrusion temperature to be extruded from the die. However, in order to increase the extrusion temperature, The film is exposed to a high temperature, resulting in a problem that the formed film is colored or the strength is lowered due to decomposition of the resin. As described above, the problem of suppressing the thickness deviation, the stripe breakdown and the retardation development, and the problem of suppressing the coloration and the strength reduction are contradictory and can not be solved by the conventional melt film forming technology. Particularly, the cellulose-based resin has lower decomposition temperature and coloring temperature than ordinary thermoplastic resins, and therefore, heating conditions at the time of film formation are difficult.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현을 억제하는 과제와, 착색 및 강도 저하를 억제하는 과제의 상반되는 과제를 한번에 해결할 수 있으므로, 제품 품질의 향상과 생산 득율의 향상을 꾀할 수 있는 셀룰로오스계 수지 필름의 제조 방법 및 그 방법으로 제막된 셀룰로오스계 수지 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to solve the problems of suppressing the thickness deviation, the stripe failure and the retardation development, A method for producing a cellulose based resin film capable of improving the yield and a method for producing the cellulose based resin film.
본 발명의 제 1 실시형태는, 상기 목적을 달성하기 위하여 압출기에서 용융된 열가소성 수지를 다이로부터 회전하는 냉각 롤러 상에 시트 형상으로 압출하여 냉각 고화함으로써 필름을 제막하는 열가소성 수지 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 열가소성 수지를 질소 분위기 중에 1시간 방치했을 경우에 있어서 그 열감량이 0.30wt%가 되는 온도를 T0라고 했을 때에, 용융된 상기 열가소성 수지를 상기 압출기로부터 압출할 때의 압출 온도(T1)를 T0-40℃∼T0+30℃로 해서 압출하는 압출 공정과, 상기 압출된 열가소성 수지가 상기 냉각 롤러에 착지하기까지의 사이에, 상기 압출 온도와 같거나 또는 상기 압출 온도보다 높은 착지 온도가 되도록 가열하는 가열 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 필름의 제조 방법을 제공한다.In a first aspect of the present invention, there is provided a method of producing a thermoplastic resin film by extruding a thermoplastic resin melted in an extruder into a sheet form on a rotating cooling roller from a die, (T 1) when the molten thermoplastic resin is extruded from the extruder, and a temperature at which the heat loss becomes 0.30 wt% when the thermoplastic resin is allowed to stand in a nitrogen atmosphere for 1 hour is T 0 . ) for T 0 -40 ℃ ~T the extrusion process by extruding a 0 + 30 ℃, the extruded thermoplastic resin is in the interval up to the landing on the cooling roller, such as the extrusion temperature or higher than the extrusion temperature And a heating step of heating the thermoplastic resin film so as to reach the landing temperature.
제 1 실시형태에 의하면, 용융된 상기 열가소성 수지를 상기 압출기로부터 압출할 때의 압출 온도(T1)를 T0-40℃∼T0+30℃로 해서 압출함으로써 압출기에서 용융되고나서 다이로부터 압출될 때까지 열가소성 수지에 가해지는 열온도를 종래보다 낮출 수 있으므로, 수지 자체가 분해를 일으켜서 강도가 저하하거나, 수지 자체가 변색되거나 해버릴 경우가 없다.According to the first embodiment, the molten thermoplastic resin is extruded at an extrusion temperature (T 1 ) at the time of extruding the thermoplastic resin from the extruder at a temperature of T 0 -40 ° C to T 0 + 30 ° C, It is possible to lower the heat temperature applied to the thermoplastic resin until it is lowered compared with the conventional one, and therefore the resin itself is decomposed and the strength is lowered, and the resin itself is not discolored or removed.
또한, 다이로부터 압출되어 냉각 롤러에 착지하는 착지 온도를 압출 온도와 같거나 또는 상기 압출 온도보다 높은 착지 온도가 되도록 가열해서 착지시에 있어서의 수지의 점도를 나춤으로써, 냉각 롤러에 착지한 열가소성 수지의 성형성이나 레벨링성이 향상되므로 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현을 억제할 수 있다. 이것에 의해 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현을 억제하는 과제와, 착색 및 강도 저하를 억제하는 과제의 상반되는 과제를 한번에 해결할 수 있으므로, 제품 품질의 향상과 생산 득율의 향상을 꾀할 수 있다.Further, by heating the landing temperature at which the resin is extruded from the die and landed on the cooling roller so that the landing temperature is equal to or higher than the extrusion temperature, and the viscosity of the resin at landing is changed, The moldability and the leveling property of the film can be improved, so that the thickness variation, the stripe failure, and the retardation development can be suppressed. As a result, it is possible to solve the problem of suppressing the thickness deviation, the stripe failure and the retardation development, and the problem of suppressing the coloring and the strength reduction at once, so that it is possible to improve the product quality and the production rate.
즉, 제 1 실시형태는 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현에 영향을 끼치는 열가소성 수지의 성형성이나 레벨링성은 열가소성 수지가 냉각 롤러에 착지하는 착지 시점에 있어서 만족하고 있으면 되는 것에 착안하여, 다이로부터의 압출 온도를 낮게 하고, 다이로부터 냉각 드럼까지의 단시간에 있어서의 가열에 의해 착지 온도를 높게 함으로써 높은 온도에 노출되어 있는 시간을 최대한 짧게 하고, 또한 성형성이나 레벨링성을 만족할 수 있게 한 것이다.In other words, in the first embodiment, the moldability and leveling property of the thermoplastic resin influencing the thickness deviation, the stripe failure, and the retardation development are satisfied only when the thermoplastic resin is satisfied at the landing point at which the thermoplastic resin is landed on the cooling roller, The temperature at which the sheet is exposed to a high temperature is shortened as much as possible by increasing the landing temperature by heating in a short time from the die to the cooling drum and the moldability and leveling property can be satisfied.
본 발명의 제 2 실시형태는, 제 1 실시형태에 있어서 상기 착지 온도의 상한은 상기 T1+40℃인 것을 특징으로 한다.The second embodiment of the present invention is characterized in that, in the first embodiment, the upper limit of the landing temperature is T 1 + 40 ° C.
제 2 실시형태는, 착지 온도의 상한을 T1+40℃로 한 것이며, T1+40℃보다 높게 해도 고온에 노출되어 있는 시간이 짧으므로 수지 자체가 분해되어 수지의 강도가 저하하거나 수지에 착색이 생기거나 해버릴 경우가 없다.In the second embodiment, the upper limit of the landing temperature is set to T 1 + 40 ° C. Even if the temperature is higher than T 1 + 40 ° C, the time during which the resin is exposed to a high temperature is short, No discoloration or discoloration occurs.
본 발명의 제 3 실시형태는, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태에 있어서 상기 열가소성 수지는 셀룰로오스계 수지이며, 상기 T1이 210℃∼240℃인 것을 특징으로 한다.A third embodiment of the present invention is characterized in that, in the first or second embodiment, the thermoplastic resin is a cellulose resin, and T 1 is 210 ° C to 240 ° C.
제 3 실시형태는 열가소성 수지를 셀룰로오스계 수지로 했을 경우에 관한 것이다. 셀룰로오스계 수지는 통상의 열가소성 수지에 비해서 분해 온도나 착색 온도가 낮고, 제막시의 가열 조건이 어려우므로 본 발명이 특히 유효하다. T1이 210℃∼240℃로 폭이 있는 것은 셀룰로오스계 수지의 종류 또는 첨가제 등에 따라 T1이 다르기 때문이다.The third embodiment relates to the case where the thermoplastic resin is a cellulose resin. The cellulose-based resin has lower decomposition temperature and coloring temperature than ordinary thermoplastic resins, and heating conditions at the time of film formation are difficult, so that the present invention is particularly effective. The reason why T 1 has a width ranging from 210 ° C to 240 ° C is because T 1 differs depending on the type of cellulose resin or additive.
본 발명의 제 4 실시형태는, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태에 있어서 상기 열가소성 수지는 환상 올레핀계 수지(예를 들면, 환상 올레핀계 코폴리머:COC)인 것을 특징으로 한다.A fourth embodiment of the present invention is characterized in that, in the first or second embodiment, the thermoplastic resin is a cyclic olefin resin (for example, cyclic olefin copolymer: COC).
본 발명의 제 5 실시형태는, 제 3 실시형태 또는 제 4 실시형태에 있어서 상기 압출로부터 상기 착지까지의 상기 열가소성 수지를 2.1㎛∼3.7㎛에 중심 파장을 갖는 원적외선 히터로 가열하는 것을 특징으로 한다.A fifth embodiment of the present invention is characterized in that in the third or fourth embodiment, the thermoplastic resin from the extrusion to the landing is heated with a far infrared heater having a center wavelength of 2.1 to 3.7 m .
제 5 실시형태에 의하면, 셀룰로오스계 수지는 2.1㎛∼3.7㎛에 중심 파장을 갖는 열을 흡수하기 쉬우므로, 다이로부터 압출되어 냉각 롤러에 착지할 때까지의 짧은 시간에서 열가소성 수지의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있다.According to the fifth embodiment, since the cellulose-based resin is easy to absorb heat having a center wavelength in the range of 2.1 mu m to 3.7 mu m, the temperature of the thermoplastic resin can be efficiently reduced in a short time until it is pushed out from the die and landed on the cooling roller .
본 발명의 제 6 실시형태는, 제 1 실시형태 내지 제 5 실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 다이로부터 압출되어 상기 냉각 롤러에 착지하는 열가소성 수지를 상기 냉각 롤러와 터치 롤러로 닙핑(nipping)하는 것을 특징으로 한다.In a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth embodiments, the thermoplastic resin extruded from the die and landed on the cooling roller is nipped by the cooling roller and the touch roller .
제 6 실시형태는, 다이로부터 압출되어 냉각 롤러에 착지하는 열가소성 수지를 상기 냉각 롤러와 터치 롤러로 닙핑하는 터치 롤러 방식에 적용했을 경우에 관한 것이다. 이 경우, 이 터치 롤러 방식을 채용함으로써 두께 편차, 줄무늬 고장을 한층더 억제할 수 있다.The sixth embodiment relates to a case where the thermoplastic resin extruded from a die and landed on a cooling roller is applied to a touch roller system in which the cooling roller and the touch roller nip the thermoplastic resin. In this case, the thickness variation and the streak defect can be further suppressed by adopting the touch roller method.
본 발명의 제 7 실시형태는, 제 6 실시형태에 있어서 상기 터치 롤러는 탄성 롤러인 것을 특징으로 한다.According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the touch roller is an elastic roller.
터치 롤러 방식에 사용하는 터치 롤러로서, 통상의 강성이 높은 롤러를 적용하는 것도 가능하지만, 탄성 롤러를 사용함으로써 리타데이션의 발현을 한층더 억제할 수 있다.As the touch roller used in the touch roller method, it is possible to apply a roller having high ordinary rigidity, but the use of the elastic roller can further suppress the occurrence of retardation.
본 발명의 제 8 실시형태는, 제 6 실시형태 또는 제 7 실시형태에 있어서 상기 냉각 롤러와 상기 터치 롤러가 상기 시트 형상의 열가소성 수지를 닙핑하는 선압을, 0.05㎫∼1.5㎫로 하는 것을 특징으로 한다.The eighth embodiment of the present invention is characterized in that in the sixth or seventh embodiment, the linear pressure at which the cooling roller and the touch roller nip the sheet-shaped thermoplastic resin is 0.05 to 1.5 MPa do.
제 8 실시형태는 닙핑하는 선압의 바람직한 범위를 규정한 것이며, 착지 온도를 높임으로써 열가소성 수지의 두께 편차나 줄무늬 고장을 비교적 작은 선압으로 연속적으로 소실시킬 수 있고, 선압을 작게 함으로써 리타데이션도 발현되기 어려워진다.The eighth embodiment defines a preferable range of the line pressure to be nipped. By increasing the landing temperature, the thickness deviation and the streak defect of the thermoplastic resin can be continuously lost at a relatively low line pressure, and retardation is also expressed It gets harder.
본 발명의 제 9 실시형태는, 제 1 실시형태 내지 제 8 실시형태 중 어느 하나의 형태에 따른 제조 방법에 의해 제조된 열가소성 수지 필름이다.A ninth embodiment of the present invention is a thermoplastic resin film produced by the manufacturing method according to any one of the first to eighth embodiments.
제 9 실시형태에 의하면 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현이 억제되고, 또한 착색이나 강도 저하도 억제된 열가소성 수지 필름을 얻을 수 있다.According to the ninth embodiment, it is possible to obtain a thermoplastic resin film which is suppressed in thickness variation, stripe failure and retardation development, and in which coloration and strength reduction are suppressed.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 의하면, 압출기로부터 다이에 이르는 공정에 있어서 셀룰로오스계 수지의 열화에 기인하는 강도한 저하 및 착색이 없고, 또한 다이의 토출구로부터 토출된 후의 공정에 있어서 줄무늬 고장의 저감과 두께 편차의 저감과 잔류 변형의 억제에 기초한 리타데이션의 저감을 실현하여 제품 품질이 우수한 셀룰로오스계 수지 필름을 제공할 수 있다. 또한 이러한 셀룰로오스계 수지 필름을 높은 생산 득율로 제조할 수 있다.According to the present invention, there is no decrease in strength and coloring due to deterioration of the cellulose-based resin in the process from the extruder to the die, and also the reduction in the streak defect and the thickness deviation in the process after the discharge from the discharge port of the die The retardation based on the suppression of the residual strain can be reduced and a cellulose-based resin film excellent in product quality can be provided. In addition, such a cellulose resin film can be produced at a high production yield.
도 1은 본 발명이 적용되는 필름 제조 장치의 구성을 나타내는 구성도이며,1 is a configuration diagram showing a configuration of a film production apparatus to which the present invention is applied,
도 2는 압출기의 구성을 도시한 개략도이며,2 is a schematic view showing a configuration of an extruder,
도 3은 제막 공정부를 나타내는 사시도이며,3 is a perspective view showing a film-forming unit,
도 4는 제막 공정부의 금속제의 한쌍의 롤러를 도시한 개략도이며,4 is a schematic view showing a pair of metal rollers of a film-forming process unit,
도 5는 다른 실시형태에 따른 제막 공정부를 도시한 개략도이며,5 is a schematic view showing a film-forming unit according to another embodiment,
도 6은 본 발명이 적용되는 다른 실시형태에 따른 필름 제조 장치의 구성을 나타내는 구성도이며,6 is a configuration diagram showing a configuration of a film production apparatus according to another embodiment to which the present invention is applied,
도 7은 다른 실시형태에 따른 제막 공정부를 도시한 개략도이며,7 is a schematic view showing a film-forming unit according to another embodiment,
도 8은 다른 실시형태인 제막 공정부를 나타내는 사시도이며,8 is a perspective view showing a film-forming unit according to another embodiment,
도 9는 선압 0.5㎫로 터치 롤법을 행한 결과를 나타내는 표이며,9 is a table showing the results of the touch roll method with a line pressure of 0.5 MPa,
도 10은 선압을 바꾸어서 터치 롤법을 행한 결과를 나타내는 표이다.10 is a table showing the results of the touch roll method in which the line pressure is changed.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
10, 10' : 필름 제조 장치 12 : 시트 형상 수지10, 10 ': Film production apparatus 12: Sheet-shaped resin
12' : 셀룰로오스아실레이트 필름 14 : 제막 공정부12 ': cellulose acylate film 14: film forming unit
20 : 권취 공정부 22 : 압출기20: winding means 22: extruder
24 : 다이(die) 24a : 다이 립(die lip)24: die 24a: die lip
25 : 히터 가열 유닛 26 : 롤러(탄성 롤러)25: heater heating unit 26: roller (elastic roller)
27 : 커버 28 : 롤러(냉각 롤러)27: cover 28: roller (cooling roller)
28' : 캐스팅 롤러 44 : 금속통(외통)28 ': casting roller 44: metal tube (outer tube)
46 : 액상 매체층 48 : 탄성체층(내통)46: Liquid medium layer 48: Elastic body layer (inner tube)
50 : 금속 샤프트 E : 히터 가열 유닛의 거리50: metal shaft E: distance of heater heating unit
F : 용융 수지의 흐름 방향의 길이 Q : 접촉하고 있는 길이F: Length of the molten resin in the flow direction Q: Length in contact
Y : 제막 속도 Z : 외통의 두께Y: film forming speed Z: thickness of outer tube
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명에 따른 셀룰로오스계 수지 필름 및 그 제조 방법의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다. 또, 본 실시형태에서는 셀룰로오스아실레이트 필름을 제조하는 예를 나타내지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 셀룰로오스아실레이트 필름 이외의 열가소성 수지 필름의 제조에도 적용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 다이로부터 압출된 수지를 한쌍의 롤러로 끼우면서 냉각하는 터치 롤러 방식으로 필름을 제막했을 경우이고, 압압 롤러가 금속제의 탄성 롤러일 경우에 대하여 설명하지만 이것에 한정되는 것은 아니다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of a cellulose resin film and a method for producing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, an example of producing a cellulose acylate film is shown, but the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to the production of a thermoplastic resin film other than a cellulose acylate film. In the present embodiment, a film is formed by a touch roller method in which a resin extruded from a die is sandwiched by a pair of rollers, and the pressing roller is a metal elastic roller. However, the present invention is not limited to this .
도 1은 셀룰로오스아실레이트 필름 제조 장치의 개략적인 구성의 일예를 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이 제조 장치(10)는 주로 연신 전의 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 제조하는 제막 공정부(14)와, 제막 공정부(14)에서 제조된 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 종연신하는 종연신 공정부(16)와, 횡연신하는 횡연신 공정부(18)와, 연신된 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 권취하는 권취 공정부(20)로 구성된다.Fig. 1 shows an example of a schematic configuration of a cellulose acylate film producing apparatus. 1, the
제막 공정부(14)에서는 압출기(22)에서 용융된 셀룰로오스아실레이트 수지가 다이(24)로부터 시트 형상으로 토출되어, 회전하는 한쌍의 롤러(26, 28) 사이에 공급된다. 그리고, 롤러(28) 상에서 냉각되어서 고화된 셀룰로오스아실레이트 필름(12')이 롤러(28)로부터 박리된 후, 종연신 공정부(16), 횡연신 공정부(18)에 순차적으로 보내져서 연신되고, 권취 공정부(20)에서 롤 형상으로 권취된다. 이것에 의해 연신 셀룰로오스아실레이트 필름(12')이 제조된다. 이하, 각 공정부의 상세에 대하여 설명한다.In the film-forming
도 2에 제막 공정부(14)의 단축 스크류의 압출기(22)를 나타낸다. 도 2에 나 타나 있는 바와 같이, 실린더(32) 내에는 스크류 축(34)에 플라이트(36)를 갖는 단축 스크류(38)가 설치되어, 도면에 나타나 있지 않은 호퍼로부터 셀룰로오스아실레이트 수지가 공급구(40)를 통해서 실린더(32) 내에 공급된다. 실린더(32) 내는 공급구(40)측으로부터 순차적으로, 공급구(40)로부터 공급된 셀룰로오스아실레이트 수지를 정량 수송하는 공급부(A로 나타내는 영역)와, 셀룰로오스아실레이트 수지를 혼련·압축하는 압축부(B로 나타내는 영역)와, 혼련·압축된 셀룰로오스아실레이트 수지를 계량하는 계량부(C로 나타내는 영역)로 구성된다. 압출기(22)에서 용융된 셀룰로오스아실레이트 수지는 토출구(42)로부터 다이(24)에 연속적으로 보내진다.2 shows a
압출기(22)의 스크류 압축비는 2.5∼4.5로 설정되고, L/D는 20∼50으로 설정되어 있다. 여기에서, 스크류 압축비란 공급부(A)와 계량부(C)의 용적비, 즉 공급부(A)의 단위길이당의 용적÷계량부(C)의 단위길이당의 용적으로 나타내어지고, 공급부(A)의 스크류 축(34)의 외경(d1), 계량부(C)의 스크류 축(34)의 외경(d2), 공급부(A)의 홈부 지름(a1), 및 계량부(C)의 홈부 지름(a2)을 사용해서 산출된다. 또한 L/D란 도 2의 실린더 내경(D)에 대한 실린더 길이(L)의 비이다. 또한 압출 온도는 190∼240℃로 설정된다. 압출기(22) 내에서의 온도가 240℃를 넘을 경우에는 압출기(22)와 다이(24) 사이에 냉각기(도시 생략)를 설치하도록 하면 좋다.The screw compression ratio of the
또한, 압출기(22)는 1축 압출기여도 2축 압출기여도 좋지만, 스크류 압축비가 2.5를 밑돌아서 지나치게 작으면 충분하게 혼련되지 않고, 미용해 부분이 발생하거나, 전단 발열이 작고 결정의 융해가 불충분하게 되어, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 미세한 결정이 잔존하기 쉬워지고, 또한 기포가 혼입하기 쉬워 진다. 이것에 의해, 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 연신했을 때에 잔존한 결정이 연신성을 저해하여 배향을 충분하게 높일 수 없어진다. 반대로, 스크류 압축비가 4.5를 상회해서 지나치게 크면, 전단 응력이 지나치게 걸려서 발열에 의해 수지가 열화하기 쉬워지므로, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 출현하기 쉬워진다. 또한 전단 응력이 지나치게 걸리면 분자의 절단이 일어나 분자량이 저하해서 필름의 기계적 강도가 저하한다. 따라서, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 나오기 어렵게 또한 연신 파단하기 어렵게 하기 위해서는, 스크류 압축비는 2.5∼4.5의 범위가 좋고, 보다 바람직하게는 2.8∼4.2의 범위, 특히 바람직하게는 3.0∼4.0의 범위이다.If the screw compression ratio is lower than 2.5 and the screw compression ratio is too small, the
또한 L/D가 20을 밑돌아서 지나치게 작으면 용융 부족이나 혼련 부족이 되고, 압축비가 작을 경우와 마찬가지로 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 미세한 결정이 잔존하기 쉬워진다. 반대로, L/D가 50을 상회해서 지나치게 크면 압출기(22) 내에서의 셀룰로오스아실레이트 수지의 체류 시간이 지나치게 길어져 수지의 열화를 일으키기 쉬워진다. 또한 체류 시간이 길어지면 분자의 절단이 일어나 분자량이 저하해서 필름의 기계적 강도가 저하된다. 따라서, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 나오기 어렵게 또한 연신 파단하기 어렵게 하기 위해서는, L/D는 20∼50의 범위가 좋고, 바람직하게는 22∼45의 범위, 특히 바람직하게는 24∼40의 범위이다.In addition, if L / D is lower than 20 and too small, insufficient melting or insufficient kneading will occur, and similarly to the case where the compression ratio is small, fine crystals tend to remain in the produced cellulose acylate film. On the other hand, if the L / D exceeds 50 and is excessively large, the retention time of the cellulose acylate resin in the
또한, 다이로부터 압출되는 셀룰로오스아실레이트 수지의 압출 온도는 셀룰로오스아실레이트 수지를 질소 분위기 중에 1시간 방치했을 경우에 있어서 그 열감 량이 0.30wt%가 되는 온도를 T0라고 했을 때, T0-40℃∼T0+30℃로 한다. 여기에서, 열감량의 측정 방법으로서는 셀룰로오스아실레이트 수지에 질소 분위기 하에서 소정 온도로 60분 열을 가한 상태에 있어서 그 열분해에 의해 발생하는 휘발성 저분자량 성분의 감소량으로서 측정한다. 구체적으로는, 열 천칭으로 대기압의 조건 하에서 25℃∼소정 온도까지 매분 50℃의 조건으로 승온하고, 그 후에 소정 온도에서 60분간 유지한다. 이 소정 온도에서 60분간 유지한 동안에 있어서의 열분해에 의해 감소하는 셀룰로오스아실레이트 수지의 중량의 합계((소정 온도 유지 0분의 셀룰로오스아실레이트 수지의 중량)-(소정 온도 유지 60분 후의 셀룰로오스아실레이트 수지의 중량))을 구하고, 가열 전의 상태에 있어서의 셀룰로오스아실레이트 수지의 중량으로부터의 감소율을 하기 식에 의해 산출한다.The extrusion temperature of the cellulose acylate resin extruded from the die is T 0 -40 캜 when the temperature at which the heat sensitivity of the cellulose acylate resin is 0.30 wt% when the cellulose acylate resin is left in the nitrogen atmosphere for 1 hour is T 0 ~ T 0 + 30 캜. Here, the method of measuring the amount of heat loss is measured as a reduction amount of the volatile low molecular weight component generated by the thermal decomposition of the cellulose acylate resin in a state where heat is applied for 60 minutes at a predetermined temperature in a nitrogen atmosphere. More specifically, the temperature is elevated under a condition of atmospheric pressure under a condition of atmospheric pressure at 25 ° C to a predetermined temperature at a rate of 50 ° C per minute, and then the temperature is maintained at a predetermined temperature for 60 minutes. (Weight of the cellulose acylate resin at a predetermined temperature of 0 minutes) - (weight of the cellulose acylate resin at a predetermined temperature for 60 minutes) of the cellulose acylate resin decreased by pyrolysis during 60 minutes at the predetermined temperature The weight of the resin) is determined, and the reduction rate from the weight of the cellulose acylate resin in the state before heating is calculated by the following formula.
(식)(expression)
(열감량wt%)=(Heat loss wt%) =
(((소정 온도 유지 0분의 중량)-(소정 온도 유지 60분 후의 중량))/(가열 전의 중량))×100(((Weight after holding of
셀룰로오스아실레이트 수지의 경우, 다이로부터 압출될 때의 온도가 200℃를 하회하여 지나치게 낮으면 결정의 융해가 불충분하게 되고, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 미세한 결정이 잔존하기 쉬워져, 셀룰로오스아실레이트 필름을 연신했을 때에 연신성을 저해하여 배향을 충분하게 높일 수 없어진다. 반대로, 다이로부터 압출될 때의 온도가 260℃를 넘어서 지나치게 높으면 셀룰로오스아실레이트 수지가 열화되고, 황색미(YI값)의 정도가 악화되어 버린다. 따라서, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 나오기 어렵게 또한 연신 파단하기 어렵게 하는 관점으로부터는, T1은 200℃∼260℃의 범위이며, 바람직하게는 210℃∼250℃의 범위, 특히 바람직하게는 220℃∼240℃의 범위이다.In the case of the cellulose acylate resin, if the temperature at which the cellulose acylate resin is extruded from the die is lower than 200 캜 and too low, the crystal becomes insufficiently melted and fine crystals are likely to remain in the cellulose acylate film after the production, The stretchability is deteriorated and the orientation can not be sufficiently increased. On the other hand, if the temperature when extruded from the die exceeds 260 占 폚 and is excessively high, the cellulose acylate resin deteriorates and the degree of yellowishness (YI value) deteriorates. Therefore, from the viewpoint that the yellow color is hardly produced in the cellulose acylate film after production and that it is difficult to break the stretch, T 1 is in the range of 200 ° C to 260 ° C, preferably in the range of 210 ° C to 250 ° C, 220 < 0 > C to 240 < 0 > C.
상기와 같이 구성된 압출기(22)를 이용하여 셀룰로오스아실레이트 수지가 용융되고, 이 용융 수지가 다이(24)에 연속적으로 공급되어 다이(24)의 선단(하단)으로부터 시트 형상으로 토출된다. 토출되었을 때의 셀룰로오스아실레이트 수지의 제로 전단 점도가 2000Pa·sec 이하인 것이 바람직하다. 제로 전단 점도가 2000Pa·sec를 넘어버리면 다이로부터 토출된 용융 수지가 토출 직후에 크게 퍼져서 다이의 선단부에 부착되기 쉽고, 이것이 오염이 되어서 줄무늬 고장을 발생하기 쉬워져 버린다. 토출된 시트 형상 수지(12)는 한쌍의 롤러(26, 28)(도 1 참조)의 사이에 공급되어 닙핑된다.The cellulose acylate resin is melted using the
도 3 및 도 4는 본 발명에 있어서의 터치 롤러 방식의 일실시형태를 나타낸 것이다. 한쌍의 롤러(26, 28)는 한쪽의 롤러가 금속제의 탄성 롤러(26), 다른쪽의 롤러가 냉각 롤러(28)에 의해 구성되어 있다. 각 롤러(26, 28)는 표면이 경면, 또는 경면에 가까운 상태로 되어 있고, 산술 평균 높이(Ra)가 100㎚ 이하, 바람직하게는 50㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 25㎚ 이하로 경면화된다. 또한 롤러(26, 28)는 그 표면 온도를 제어 할 수 있게 구성되어 있고, 예를 들면 롤러(26, 28)의 내부에 물 등의 액상 매체를 순환시킴으로써 표면 온도를 제어할 수 있게 되어 있다. 또한 한쌍의 롤러(26, 28) 중, 롤러(26)는 다른 한쪽의 롤러(28)보다 작은 지름으로 형성되어 있고, 표면이 금속재로 이루어지고, 그 표면 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있게 되어 있다. 그리고, 한쌍의 롤러(26, 28)는 같은 표면 속도로 회전하게 되어 있다.Figs. 3 and 4 show one embodiment of the touch roller system in the present invention. One pair of
또한, 다이(24)로부터 압출되는 셀룰로오스아실레이트 수지의 시트 형상 수지(12)가 회전하는 한쌍의 롤러(26, 28) 사이에 공급되고, 이들 롤러(26, 28)의 닙 개시부 상에 착지할 때의 온도는 압출 온도와 같거나 또는 압출 온도보다 높은 착지 온도가 되도록 한다. 그 이유로서는, 이러한 온도 범위에서 셀룰로오스아실레이트 필름을 제막함으로써 필름의 두께 편차의 발현, 특히 필름의 흐름 방향의 두께 편차의 발현을 억제시킴과 아울러 리타데이션을 저감시킬 수 있기 때문이다. 그래서, 다이(24)로부터 압출되는 셀룰로오스아실레이트 필름이 탄성 롤러(26)와 냉각 롤러(28)의 교차부 상에 착지할 때의 온도는, T1∼T1+40℃의 온도 범위인 것이 바람직하다. 그 이유로서는, 탄성 롤러(26)와 냉각 롤러(28)의 교차부 상에 착지할 때의 시트 형상 수지(12)의 온도가 압출 온도에 대하여 지나치게 높으면, 점도가 지나치게 낮게 되어 시트 형상 수지(12) 자체가 느슨해져 버려 불안정해지기 때문이다. 이 때, 시트 형상 수지(12)의 온도는 T1+30℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, T1+20℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.The sheet-
이와 같이 시트 형상 수지(12)의 온도를 상기 범위로 해서 필름을 제막하기 위해서는, 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 다이(24)로부터 냉각 롤러(28) 상에 착지할 때까지의 시트 형상 수지(12)를 히터 가열 유닛(25, 25)으로 가열한다. 또한, 히터 가열 유닛의 폭 치수는 다이(24)의 립(24a) 폭의 1.0배 이상, 바람직하게는 1.2배 이상이며, 냉각 롤러(28)의 롤러 길이를 상한으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 히터 가열 유닛(25)의 시트 형상 수지(12)의 흐름 방향에 대한 거리(히터 가열 유닛(25)의 최상부와 최하부의 거리)를 E, 시트 형상 수지(12)의 흐름 방향의 길이를 F로 나타냈을 때, E/F는 시트 형상 수지(12)를 효율적으로 가열하는 관점으로부터 10%∼90%로 하는 것이 바람직하다. 또한 시트 형상 수지(12)의 흐름 방향의 길이(F)는 시트 형상 수지(12)를 효율적으로 가열하는 관점으로부터 100㎜∼900㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 히터 가열 유닛(25)은 셀룰로오스아실레이트 수지가 시트 형상 수지(12)로서 다이(24)로부터 압출되어 탄성 롤러(26)와 냉각 롤러(28)의 교차부 상에 착지할 때까지의 짧은 시간 내에 시트 형상 수지(12)의 온도를 효율적으로 상승시키는 관점으로부터, 2.1㎛∼3.7㎛의 범위에 중심 파장을 갖는 원적외 히터를 사용하는 것이 바람직하다.In order to form the film with the temperature of the sheet-
도 4는 한쌍의 롤러(26, 28)의 일실시형태를 나타낸 것이다. 탄성 롤러(26)는 외층으로부터 외각(外殼)을 형성하는 금속통(외통)(44), 액상 매체층(46), 탄성체층(내통)(48), 금속 샤프트(50)의 순으로 구성되어 있다. 시트 형상의 용융 수지를 통해서 접촉하는 냉각 롤(28)의 회전에 의해 탄성 롤(26)의 외통(44)과 내통(48)은 회전한다. 이에 따라 한쌍의 롤러(26, 28)로 시트 형상의 용융 수지를 협지하면 탄성 롤러(26)가 시트를 통해서 냉각 롤러(28)로부터의 반력을 받고, 냉각 롤러(28)의 면을 따라서 오목형상으로 탄성 변형된다. 따라서, 탄성 롤러(26)와 냉 각 롤러(28)는 시트에 대하여 면접촉함과 아울러, 탄성 변형한 탄성 롤러(26)의 형상이 원래로 돌아가는 북원력에 의해 협지된 시트는 면 형상으로 압박되면서 냉각 롤러(28)에서 냉각된다. 금속통(44)은 금속 박막으로 만들어져 있고, 용접 이음부가 없는 심리스 구조인 것이 바람직하다. 또한 금속통(44)의 두께(Z)는 0.05㎜<Z<7.0㎜의 범위인 것이 바람직하다. 여기에서, 탄성 롤러의 외통 두께(Z)는 0.05㎜ 이하이면 상기 북원력이 작고 면질 개선 효과가 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 롤러 강도가 약해지기 때문이다. 또한 7.0㎜ 이상이면 탄성이 얻어지지 않고 잔류 변형의 해소 효과가 안나오기 때문이다. 또한, 금속통(44)의 두께(Z)는 0.05㎜<Z<7.0㎜를 만족시키면 문제 없지만, 0.2㎜<Z<5.0㎜인 것이 보다 바람직하다.Fig. 4 shows an embodiment of a pair of
또한 셀룰로오스아실레이트 수지의 유리전이온도[Tg(℃)]-탄성 롤러(26)의 온도(℃)를 X(℃), 제막 속도를 Y(m/min)라고 했을 때, 0.0043X2+0.12X+1.1<Y<0.019X2+0.73X+24를 만족시키도록 제막 속도(Y)와 롤러(탄성 롤러)(26)의 온도를 설정하는 것이 바람직하다. 제막 속도(Y)가 0.0043X2+0.12X+1.1 이하로 되면 압박하는 시간이 지나치게 길어서 필름에 잔류 변형이 발현되어버리고, 제막 속도(Y)가 0.019X2+0.73X+24 이상으로 되면 냉각하는 시간이 지나치게 짧아서 필름을 서냉할 수 없어져 탄성 롤러(26)에 붙어버리기 때문이다. 또한, 냉각 롤러(28)의 온도는 탄성 롤러(26)의 온도에 대하여 ±20℃ 이내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 ±15℃ 이내, 더욱 바람직하게는 ±10℃이다.In addition, the glass transition temperature of the cellulose acylate resin [Tg (℃)] - When called X (℃) the temperature (℃) of the elastic roller (26), Y the film-forming rate (m / min), 0.0043X 2 +0.12 The film forming speed Y and the temperature of the roller (elastic roller) 26 are preferably set so as to satisfy X + 1.1 < Y < 0.019X 2 + 0.73X + 24. When the film forming speed Y is 0.0043X 2 + 0.12X + 1.1 or less, the pressing time is excessively long and residual strain is developed in the film. When the film forming speed Y is 0.019X 2 + 0.73X + 24 or more, The film can not be slowly cooled and stuck to the
또한, 한쌍의 롤러(26, 28)의 탄성 롤러(26)와 냉각 롤러(28)가 시트 형상의 셀룰로오스아실레이트 수지를 끼우는 선압을 P(㎫)라고 했을 때, 선압[P(㎫)]은 특별히 한정되는 것은 아니지만 0.05㎫∼1.5㎫인 것이 바람직하다. 그 이유로서는, 선압[P(㎫)]이 0.05㎫ 미만이면 수지를 면 형상으로 압박하는 압박력이 지나치게 작아서 면 형상 개선 효과가 없고, P(㎫)가 1.5㎫ 초과이면 압박력이 지나치게 커서 필름의 잔류 변형이 발생해버려 리타데이션이 발현되기 때문이다.The line pressure P (MPa) is represented by P (MPa) when the
상기와 같이 구성된 제막 공정부(14)에 의하면, 다이(24)로부터 셀룰로오스아실레이트 수지를 토출함으로써 토출된 셀룰로오스아실레이트 수지가 한쌍의 롤러(26, 28) 사이에서 약간의 액고임(뱅크)을 형성하고, 이 셀룰로오스아실레이트 수지가 한쌍의 롤러(26, 28)에 의해 협압되어서 두께가 조정되면서 시트 형상으로 된다. 그 때, 탄성 롤러(26)가 셀룰로오스아실레이트 수지를 통해서 냉각 롤러(28)로부터의 반력을 받고, 냉각 롤러(28)의 면을 따라서 오목형상으로 탄성 변형하고, 셀룰로오스아실레이트 수지는 탄성 롤러(26)와 냉각 롤러(28)에 의해 면 형상으로 압박된다. 그리고, 상기한 조건을 만족시키는 외통의 두께(Z), 온도, 선압, 냉각 길이를 만족시키는 롤러(26, 28)에 의해 협압하여 필름(12')을 제막하면, 줄무늬 고장이 없고, 두께 정밀도가 높고, 또한 잔류 변형이 억제되어 리타데이션이 작은 광학 필름에 알맞은 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 제조할 수 있다. 또한 상기한 바와 같이 구성된 제막 공정부(14)에 의하면, 필름 두께가 20∼300㎛, 면내의 리타데이션(Re)이 20㎚ 이하, 두께 방향의 리타데이션(Rth)이 20㎚ 이하인 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 제조할 수 있다.The cellulose acylate resin discharged by discharging the cellulose acylate resin from the
여기에서, 리타데이션(Re, Rth)은 이하의 식으로 구해진다.Here, the retardation (Re, Rth) is determined by the following equation.
Re(㎚)=|n(MD)-n(TD)|×T(㎚)Re (nm) = n (MD) -n (TD) x T (nm)
Rth(㎚)=|{(n(MD)+n(TD))/2}-n(TH)|×T(㎚)R (nm) = (n (MD) + n (TD)) / 2} -n (TH)
식 중의 n(MD), n(TD), n(TH)는 길이(흐름) 방향, 폭 방향, 두께 방향의 굴절율을 나타내고, T는 ㎚단위로 나타낸 두께를 나타낸다.In the formulas, n (MD), n (TD) and n (TH) represent the refractive index in the length (flow) direction, the width direction and the thickness direction, and T represents the thickness in nm.
한쌍의 롤러(26, 28)에 의해 협압된 필름(12')은 금속제의 롤러(28)에 감겨서 냉각된 후, 롤러(28)의 표면으로부터 박리되어 후단의 종연신 공정부(16)에 보내진다.The film 12 'squeezed by the pair of
또한 도 5에 나타내는 바와 같이, 시트 형상 수지(12) 및 히터 가열 유닛(25)을 단열 기능 및/또는 열반사 기능을 가지는 커버(27)로 덮는 것도 고려된다. 이와 같이, 다이(24)로부터 냉각 롤러(26) 상에 접촉할 때까지의 시트 형상 수지(12), 및 히터 가열 유닛(25)을 단열 기능 및/또는 열반사 기능을 가지는 커버(27)로 덮음으로써 효과적으로 시트 형상 수지의 폭 방향의 온도 분포를 억제할 수 있고, 필름의 두께 편차의 발현을 억제할 수 있다.It is also conceivable to cover the sheet-
그리고, 본 발명은 다이로부터 압출된 수지를 한쌍의 롤러에 의해 끼우면서 냉각하는 터치 롤러 방식으로 필름을 제막했을 경우(도 1 참조) 뿐만 아니라, 예를 들면 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 다이로부터 압출된 수지를 캐스팅 롤러(28')로 냉각하는 캐스팅 드럼법으로 필름을 제막했을 경우에 있어서도 마찬가지로 성립된다.In addition, the present invention can be applied not only to a case where a film is formed by a touch roller method in which a resin extruded from a die is sandwiched by a pair of rollers (see Fig. 1) The film is formed by a casting drum method in which a resin extruded from a casting
또한, 본 발명에 있어서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 히터 가열 유닛(25)을 시트 형상 수지(12)의 한면에만 설치하여 시트 형상 수지(12)의 적어도 한쪽 면 을 가열함으로써 시트 형상 수지(12)가 캐스팅 롤러(28')에 접할 때의 온도를 열화점 온도에 40℃를 더한 온도 이내로 할 수 있으므로, 필름(12')의 두께 편차를 억제하는 것이 가능하다.8, the
이하에, 제막 공정부(14)에서 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 연신하고, 연신 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 제조할 때까지의 연신 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, the stretching process up to the time of stretching the cellulose acylate film 12 'produced by the
셀룰로오스아실레이트 필름(12')의 연신은 셀룰로오스아실레이트 필름(12') 중의 분자를 배향시켜, 면내의 리타데이션(Re)과 두께 방향의 리타데이션(Rth)을 발현시키기 위해서 행하여진다.Stretching of the cellulose acylate film 12 'is carried out in order to orient molecules in the cellulose acylate film 12' and to express in-plane retardation (Re) and thickness-direction retardation (Rth).
도 1 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 셀룰로오스아실레이트 필름(12')은 우선, 종연신 공정부(16)에서 길이 방향으로 종연신된다. 종연신 공정부(16)에서는 셀룰로오스아실레이트 필름(12')이 예열된 후, 셀룰로오스아실레이트 필름(12')이 가열된 상태에서 2개의 닙 롤(30, 31)에 감아 걸린다. 출구측의 닙 롤(31)은 입구측의 닙 롤(30)보다 빠른 반송 속도로 셀룰로오스아실레이트 필름(12')을 반송하고 있고, 이것에 의해 셀룰로오스아실레이트 필름(12')이 세로 방향으로 연신된다.As shown in Fig. 1 or 6, the cellulose acylate film 12 'is longitudinally stretched in the longitudinal direction in the
종연신 공정부(16)에 있어서의 예열 온도는 Tg-40℃ 이상, Tg+60℃ 이하가 바람직하고, Tg-20℃ 이상, Tg+40℃ 이하가 보다 바람직하며, Tg 이상, Tg+30℃ 이하가 더욱 바람직하다. 또한 종연신 공정부(16)의 연신 온도는 Tg 이상, Tg+60℃ 이하가 바람직하고, Tg+2℃ 이상, Tg+40℃ 이하가 보다 바람직하며, Tg+5℃ 이상, Tg+30℃ 이하가 더욱 바람직하다. 세로 방향의 연신 배율은 1.0배 이상 2.5배 이하 가 바람직하고, 1.1배 이상, 2배 이하가 더욱 바람직하다.The preheating temperature in the
종연신된 셀룰로오스아실레이트 필름(12')은 횡연신 공정부(18)에 보내져 폭 방향으로 횡연신된다. 횡연신 공정부(18)에서는 예를 들면 텐터를 적합하게 사용할 수 있고, 이 텐터에 의해 셀룰로오스아실레이트 필름(12')의 폭 방향의 양단부를 클립으로 파지하여 가로 방향으로 연신한다. 이 횡연신에 의해 리타데이션(Rth)을 한층더 크게 할 수 있다.The longitudinally stretched cellulose acylate film 12 'is sent to the
횡연신은 텐터를 이용하여 실시하는 것이 바람직하고, 바람직한 연신 온도는 Tg 이상, Tg+60℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 Tg+2℃ 이상, Tg+40℃ 이하, 더욱 바람직하게는 Tg+4℃ 이상, Tg+30℃ 이하이다. 연신 배율은 1.0배 이상, 2.5배 이하가 바람직하고, 1.1배 이상 2.0배 이하가 더욱 바람직하다. 횡연신의 후에 세로, 가로 중 어느 한쪽, 또는 양쪽으로 완화시키는 것도 바람직하다. 이것에 의해 폭 방향의 지상축의 분포를 작게 할 수 있다.The transverse stretching is preferably carried out using a tenter, and a preferable stretching temperature is not less than Tg and not more than Tg + 60 占 폚, more preferably not less than Tg + 2 占 폚 and not more than Tg + 40 占 폚, + 4 ° C or higher, and Tg + 30 ° C or lower. The draw ratio is preferably 1.0 or more and 2.5 or less, more preferably 1.1 or more and 2.0 or less. After transverse stretching, it is preferable to alleviate the stretching in either the longitudinal or transverse direction or both. This makes it possible to reduce the distribution of the slow axis in the width direction.
이러한 연신에 의해 Re가 0㎚ 이상, 500㎚ 이하, 보다 바람직하게는 10㎚ 이상, 400㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 15㎚ 이상, 300㎚ 이하, Rth이 0㎚ 이상, 500㎚ 이하, 보다 바람직하게는 50㎚ 이상, 400㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 70㎚ 이상, 350㎚ 이하이다.By such stretching, Re is preferably 0 nm or more and 500 nm or less, more preferably 10 nm or more and 400 nm or less, still more preferably 15 nm or more and 300 nm or less, Rth is 0 nm or more and 500 nm or less Is not less than 50 nm and not more than 400 nm, and more preferably not less than 70 nm and not more than 350 nm.
이 중 Re≤Rth를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Re×2≤Rth를 만족하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 고Rth, 저Re를 실현하기 위해서는, 상술한 바와 같이 종연신한 것을, 가로(폭) 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 즉 세로 방향과 가로 방향의 배향의 차가 면내의 리타데이션의 차(Re)가 되지 만, 세로 방향에 추가로 그 직교 방향인 가로 방향으로도 연신함으로써 종횡의 배향의 차를 작게 해 면 배향(Re)을 작게 할 수 있다. 한편, 세로에 추가로 가로로도 연신함으로써 면적 배율은 증가하기 때문에, 두께의 감소에 따라 두께 방향의 배향은 증가하여 Rth을 증가시킬 수 있기 때문이다.Among these, Re? Rth is more preferable, and still more preferable that Re? 2? Rth is satisfied. In order to realize such high Rth and low Re, it is preferable to stretch the stretched film in the transverse (width) direction as described above. That is, the difference in the orientation in the longitudinal direction and in the transverse direction becomes the retardation difference Re in the plane, but when the difference in the vertical and horizontal orientations is further reduced by stretching in the transverse direction which is orthogonal to the longitudinal direction, Can be made smaller. On the other hand, since the area magnification increases by stretching in the transverse direction in addition to the longitudinal direction, the orientation in the thickness direction increases with decreasing thickness, and Rth can be increased.
또한, Re, Rth의 폭 방향, 길이 방향의 장소에 의한 변동을 어느 것이나 5% 이하, 보다 바람직하게는 4% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the variation in the width direction of Re and Rth by the place in the longitudinal direction is 5% or less, more preferably 4% or less, further preferably 3% or less.
상술한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 셀룰로오스아실레이트 수지의 열화를 야기하는 온도인 열화점 온도보다 낮은 압출 온도에서 다이(24)로부터 상기 수지를 시트 형상으로 압출할 수 있으므로, 수지 자체가 분해를 일으켜서 강도가 저하하거나, 변색될 일이 없다.As described above, according to the present embodiment, since the resin can be extruded from the die 24 into a sheet at an extrusion temperature lower than the degradation point temperature, which is the temperature causing the deterioration of the cellulose acylate resin, It does not cause the strength to drop or discolor.
또한, 본 실시형태에 의하면 다이(24)로부터 압출되어 냉각 롤러(26)에 착지하는 착지 온도를 압출 온도와 같거나 또는 상기 압출 온도보다 높은 온도가 되도록 해서 착지시에 있어서의 셀룰로오스아실레이트 수지의 점도를 낮추고, 상기 수지의 성형성이나 레벨링성을 향상시키고 있으므로, 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현을 억제할 수 있다. 이 결과, 두께 편차, 줄무늬 고장, 리타데이션 발현을 억제함과 아울러 착색 및 강도 저하를 억제할 수 있고, 제품 품질의 향상과 생산 득율의 향상을 동시에 꾀할 수 있다.According to the present embodiment, the landing temperature at which the sheet is extruded from the
이하에, 본 발명에 알맞은 셀룰로오스아실레이트 수지, 셀룰로오스아실레이트 필름의 가공 방법 등에 대해서 순서에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, the cellulose acylate resin and the processing method of the cellulose acylate film suitable for the present invention will be described in detail in order.
(1) 가소제(1) a plasticizer
본 발명에 있어서의 셀룰로오스아실레이트 필름을 제조하기 위한 수지에는 다가알코올계 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 가소제는 탄성율을 저하시킬 뿐만 아니라 표리의 결정량의 차를 저감시키는 효과도 갖는다.It is preferable to add a polyhydric alcohol-based plasticizer to the resin for producing the cellulose acylate film in the present invention. Such a plasticizer not only lowers the modulus of elasticity but also has an effect of reducing the difference in crystallinity of the front and back.
다가알코올계 가소제의 함유량은 셀룰로오스아실레이트에 대하여 2∼20중량%가 바람직하다. 다가알코올계 가소제의 함유량을 2∼20중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼18중량%, 더욱 바람직하게는 4∼15중량%이다.The content of the polyhydric alcohol-based plasticizer is preferably 2 to 20% by weight based on the cellulose acylate. The content of the polyhydric alcohol plasticizer is preferably from 2 to 20% by weight, more preferably from 3 to 18% by weight, and still more preferably from 4 to 15% by weight.
다가알코올계 가소제의 함유량이 2중량% 미만인 경우 상기 효과가 충분히 달성되지 않고, 한편, 20중량%보다 많을 경우 흘러내림(가소제의 표면 석출)이 발생한다.If the content of the polyhydric alcohol plasticizer is less than 2% by weight, the above effect can not be sufficiently achieved. On the other hand, when the content is more than 20% by weight, flow-down (surface precipitation of the plasticizer) occurs.
본 발명에서 구체적으로 사용할 수 있는 다가알코올계 가소제는 셀룰로오스 지방산 에스테르와의 상용성이 좋고, 또한 열가소화 효과가 현저하게 나타나는 글리세린에스테르, 디글리세린에스테르 등 글리세린계의 에스테르 화합물이나 폴리에틸렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜의 수산기에 아실기가 결합한 화합물 등이다.Polyvalent alcohol plasticizers that can be specifically used in the present invention include glycerin esters such as glycerin esters and diglycerin esters, which have good compatibility with cellulose fatty acid esters and exhibit a remarkable thermoplastic effect, glycerin ester compounds such as polyethylene glycol and polypropylene glycol , A compound in which an acyl group is bonded to the hydroxyl group of the polyalkylene glycol, and the like.
구체적인 글리세린에스테르로서, 글리세린디아세테이트스테아레이트, 글리세린디아세테이트팔미테이트, 글리세린디아세테이트미스티레이트, 글리세린디아세테이트라울레이트, 글리세린디아세테이트카프레이트, 글리세린디아세테이트노나네이트, 글리세린디아세테이트옥타노에이트, 글리세린디아세테이트헵타노에이트, 글리세린디아세테이트헥사노에이트, 글리세린디아세테이트펜타노에이트, 글리세린디아 세테이트올레이트, 글리세린아세테이트디카프레이트, 글리세린아세테이트디노나네이트, 글리세린아세테이트디옥타노에이트, 글리세린아세테이트디헵타노에이트, 글리세린아세테이트디카프로에이트, 글리세린아세테이트디발레레이트, 글리세린아세테이트디부틸레이트, 글리세린디프로피오네이트카프레이트, 글리세린디프로피오네이트라울레이트, 글리세린디프로피오네이트미스티레이트, 글리세린디프로피오네이트팔미테이트, 글리세린디프로피오네이트스테아레이트, 글리세린디프로피오네이트올레이트, 글리세린트리부틸레이트, 글리세린트리펜타노에이트, 글리세린모노팔미테이트, 글리세린모노스테아레이트, 글리세린디스테아레이트, 글리세린프로피오네이트라울레이트, 글리세린올레이트프로피오네이트 등을 들 수 있지만 이것에 한정되지 않고, 이들을 단독 혹은 병용해서 사용할 수 있다.Specific examples of glycerin esters include glycerin diacetate stearate, glycerin diacetate palmitate, glycerin diacetate misalteate, glycerine diacetate laurethate, glycerine diacetate caprate, glycerine diacetate nonanoate, glycerine diacetate octanoate, glycerine di But are not limited to, acetate heptanoate, glycerine diacetate hexanoate, glycerine diacetate pentanoate, glycerin diacetate oleate, glycerin acetate dicaprate, glycerin acetate dinonanate, glycerin acetate dioctanoate, glycerin acetate deptanoate, Glycerin acetate dicaproate, glycerin acetate divalvalate, glycerin acetate dibutylate, glycerin dipropionate caprate, glycerin dipropionate Glycerin dipropionate palmitate, glycerin dipropionate stearate, glycerin dipropionate oleate, glycerin tributylate, glycerin tripentanoate, glycerin monopalmate, glycerin monopalmitate, Glycerin monostearate, glycerin distearate, glycerin propionate raulate, glycerin oleate propionate, etc., but not limited thereto, and they may be used alone or in combination.
이 중에서도, 글리세린디아세테이트카프릴레이트, 글리세린디아세테이트페라르고네이트, 글리세린디아세테이트카프레이트, 글리세린디아세테이트라울레이트, 글리세린디아세테이트미리스테이트, 글리세린디아세테이트팔미테이트, 글리세린디아세테이트스테아레이트, 글리세린디아세테이트올레이트가 바람직하다.Among these, glycerin diacetate caprylate, glycerin diacetate ferulogonate, glycerin diacetate caprate, glycerin diacetate laurethate, glycerin diacetate myristate, glycerine diacetate palmitate, glycerin diacetate stearate, glycerin diacetate Oleate is preferred.
디글리세린에스테르의 구체적인 예로서는, 디글리세린테트라아세테이트, 디글리세린테트라프로피오네이트, 디글리세린테트라부틸레이트, 디글리세린테트라발레레이트, 디글리세린테트라헥사노에이트, 디글리세린테트라헵타노에이트, 디글리세린테트라카프릴레이트, 디글리세린테트라페라르고네이트, 디글리세린테트라카프레이트, 디글리세린테트라라울레이트, 디글리세린테트라미스티레이트, 디글리세린테트라팔미테이트, 디글리세린트리아세테이트프로피오네이트, 디글리세린트리아세 테이트부틸레이트, 디글리세린트리아세테이트발레레이트, 디글리세린트리아세테이트헥사노에이트, 디글리세린트리아세테이트헵타노에이트, 디글리세린트리아세테이트카프릴레이트, 디글리세린트리아세테이트페라르고네이트, 디글리세린트리아세테이트카프레이트, 디글리세린트리아세테이트라울레이트, 디글리세린트리아세테이트미스티레이트, 디글리세린트리아세테이트팔미테이트, 디글리세린트리아세테이트스테아레이트, 디글리세린트리아세테이트올레이트, 디글리세린디아세테이트디프로피오네이트, 디글리세린디아세테이트디부틸레이트, 디글리세린디아세테이트디발레레이트, 디글리세린디아세테이트디헥사노에이트, 디글리세린디아세테이트디헵타노에이트, 디글리세린디아세테이트디카프릴레이트, 디글리세린디아세테이트디페라르고네이트, 디글리세린디아세테이트디카프레이트, 디글리세린디아세테이트디라울레이트, 디글리세린디아세테이트디미스티레이트, 디글리세린디아세테이트디팔미테이트, 디글리세린디아세테이트디스테아레이트, 디글리세린디아세테이트디올레이트, 디글리세린아세테이트트리프로피오네이트, 디글리세린아세테이트트리부틸레이트, 디글리세린아세테이트트리발레레이트, 디글리세린아세테이트트리헥사노에이트, 디글리세린아세테이트트리헵타노에이트, 디글리세린아세테이트트리카프릴레이트, 디글리세린아세테이트트리페라르고네이트, 디글리세린아세테이트트리카프레이트, 디글리세린아세테이트트리라울레이트, 디글리세린아세테이트트리미스티레이트, 디글리세린아세테이트트리팔미테이트, 디글리세린아세테이트트리스테아레이트, 디글리세린아세테이트트리올레이트, 디글리세린라울레이트, 디글리세린스테아레이트, 디글리세린카프릴레이트, 디글리세린미리스테이트, 디글리세린올레이트 등의 디글리세린 의 혼산 에스테르 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않고, 이들을 단독 혹은 병용해서 사용할 수 있다.Specific examples of diglycerol esters include diglycerin tetraacetate, diglycerin tetra propionate, diglycerin tetrabutyrate, diglycerin tetravalerate, diglycerin tetrahexanoate, diglycerin tetraheptanoate, diglycerin tetracapryl Diglycerin tetracarboxylate, diglycerin triacetate propionate, diglycerin triacetate butyrate, di < RTI ID = 0.0 > Glycerin triacetate valerate, diglycerin triacetate hexanoate, diglycerin triacetate heptanoate, diglycerin triacetate caprylate, diglycerin triacetate ferargonate, diglycerin triacetate Diglycerin triacetate dipalmitate, diglycerin triacetate dipropionate, diglycerin triacetate dipropionate, diglycerin triacetate dipropionate, diglycerin triacetate dipropionate, diglycerin triacetate dipropionate, But are not limited to, diacetate dibutylate, diglycerine diacetate divarate, diglycerin diacetate dihexanoate, diglycerin diacetate diheptanoate, diglycerin diacetate dicaprylate, diglycerin diacetate difelarate, diglycerin di But are not limited to, acetate dicaprate, diglycerin diacetate diarylate, diglycerin diacetate dimyristate, diglycerin diacetate dipalmitate, diglycerin diacetate distearate, diglycerin diacetate diolate, Diglycerin acetate tributyrate, diglycerin acetate tributyrate, diglycerin acetate tricaprate, diglycerin acetate tributyrate, diglycerin acetate tributyrate, diglycerin acetate trivaleate, diglycerin acetate trihexanoate, diglycerin acetate triheptanoate, diglycerin acetate tricaprylate, diglycerin acetate tri Diglycerin acetate tristearate, diglycerin acetate trioleate, diglycerin acetate tristearate, diglycerin acetate tristearate, diglycerin acetate triacetate, diglycerin acetate trioleate, diglycerin acetate trioleate, , Diglycerin stearate, diglycerin caprylate, diglycerin myristate, and diglycerin esters such as diglycerol oleate. However, the present invention is not limited to these, It can be used in combination.
이 중에서도, 디글리세린테트라아세테이트, 디글리세린테트라프로피오네이트, 디글리세린테트라부틸레이트, 디글리세린테트라카프릴레이트, 디글리세린테트라라울레이트가 바람직하다.Among these, diglycerin tetraacetate, diglycerin tetrapropionate, diglycerin tetrabutyrate, diglycerin tetracaprylate and diglycerin tetraaurate are preferable.
폴리알킬렌글리콜의 구체적인 예로서는, 평균 분자량이 200∼1000의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않고, 이들을 단독 혹은 병용해서 사용할 수 있다.Specific examples of polyalkylene glycols include polyethylene glycol and polypropylene glycol having an average molecular weight of 200 to 1000, but not limited thereto, and these may be used alone or in combination.
폴리알킬렌글리콜의 수산기에 아실기가 결합한 화합물의 구체적인 예로서, 폴리옥시에틸렌아세테이트, 폴리옥시에틸렌프로피오네이트, 폴리옥시에틸렌부틸레이트, 폴리옥시에틸렌바릴레이트, 폴리옥시에틸렌카프로에이트, 폴리옥시에틸렌헵타노에이트, 폴리옥시에틸렌옥타노에이트, 폴리옥시에틸렌노나네이트, 폴리옥시에틸렌카프레이트, 폴리옥시에틸렌라울레이트, 폴리옥시에틸렌미리스티레이트, 폴리옥시에틸렌팔미테이트, 폴리옥시에틸렌스테아레이트, 폴리옥시에틸렌올레이트, 폴리옥시에틸렌리놀레이트, 폴리옥시프로필렌아세테이트, 폴리옥시프로필렌프로피오네이트, 폴리옥시프로필렌부틸레이트, 폴리옥시프로필렌바릴레이트, 폴리옥시프로필렌카프로에이트, 폴리옥시프로필렌헵타노에이트, 폴리옥시프로필렌옥타노에이트, 폴리옥시프로필렌노나네이트, 폴리옥시프로필렌카프레이트, 폴리옥시프로필렌라울레이트, 폴리옥시프로필렌미리스티레이트, 폴리옥시프로필렌팔미테이트, 폴리옥시프로필렌스테아레이트, 폴리옥시프로필렌올레이트, 폴리옥시프로필렌리놀레이트 등 을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않고, 이들을 단독 혹은 병용해서 사용할 수 있다.Specific examples of the compound having an acyl group bonded to the hydroxyl group of the polyalkylene glycol include polyoxyethylene acetate, polyoxyethylene propionate, polyoxyethylene butyrate, polyoxyethylene valerate, polyoxyethylene caproate, polyoxyethylene Heptanoate, polyoxyethylene octanoate, polyoxyethylene nonanoate, polyoxyethylene caprate, polyoxyethylene laurethate, polyoxyethylene myristate, polyoxyethylene palmitate, polyoxyethylene stearate, polyoxyethylene There may be mentioned polyolefins such as ethylene oleate, polyoxyethylene linoleate, polyoxypropylene acetate, polyoxypropylene propionate, polyoxypropylene butyrate, polyoxypropylene barrelate, polyoxypropylene caproate, polyoxypropylene heptanoate, Propylene octanoate, poly Polyoxypropylene stearate, polyoxypropylene stearate, polyoxypropylene oleate, polyoxypropylene linoleate, and the like may be added to the polyolefin resin composition of the present invention. But they are not limited to these, and they can be used alone or in combination.
또한 이들 다가알코올의 상기 효과를 충분하게 발현시키기 위해서는, 하기 조건으로 셀룰로오스아실레이트를 용융 제막하는 것이 바람직하다. 즉 셀룰로오스아실레이트와 다가알코올을 혼합한 펠릿을 압출기에서 용융해 T다이로부터 압출하여 제막하지만, 압출기 입구 온도(T1)보다 압출기 출구 온도(T2)를 높게 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 다이 온도(T3)를 T2보다 높게 하는 것이 바람직하다. 즉 용융이 진행됨에 따라 온도를 상승해 가는 것이 바람직하다. 이것은 입구로부터 급격하게 승온하면 다가알코올이 먼저 용해되어 액화된다. 이 속에서 셀룰로오스아실레이트는 부유하게 되고, 충분한 전단력을 스크류로부터 받을 수 없게 되어 불용해물이 발생한다. 이러한 충분 혼합이 진행되지 않고 있는 것은, 상기와 같은 가소제의 효과를 발현할 수 없고, 용융 압출 후의 멜트 필름의 표리차를 억제하는 효과가 얻어지지 않는다. 또한 이러한 용해 불량물은 제막 후에 피시아이 형상의 이물이 된다. 이러한 이물은 편광판으로 관찰해도 휘점으로 되지 않고, 오히려 필름 배면으로부터 광을 투사해 스크린 형상으로 관찰함으로써 시인할 수 있다. 또한 피시아이는 다이 출구에서 테일링(tailing)을 야기하고, 다이 라인도 증가시킨다.In order to sufficiently exhibit the above effects of these polyhydric alcohols, it is preferable to melt-form cellulose acylate under the following conditions. That is, the pellets obtained by mixing the cellulose acylate and the polyhydric alcohol are melted in an extruder and extruded from a T die to form a film. However, the extruder outlet temperature (T2) is preferably higher than the extruder inlet temperature (T1) (T3) to be higher than T2. That is, the temperature is preferably increased as the melting proceeds. This is because when the temperature is suddenly raised from the inlet, the polyhydric alcohol is first dissolved and liquefied. In this case, the cellulose acylate becomes suspended, insufficient seaweed can not be received from the screw, and an insoluble product is generated. The reason that such sufficient mixing does not proceed is that the effect of the plasticizer as described above can not be exhibited and the effect of suppressing the difference in the front and back of the melt film after melt extrusion can not be obtained. In addition, such a defective solution becomes a fish eye-shaped foreign matter after film formation. Such foreign matter does not become a bright spot even when observed with a polarizing plate, but rather can be visually recognized by projecting light from the back surface of the film and observing it in a screen shape. Also, the fish eye causes tailing at the die exit and increases the die line.
T1은 150∼200℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 160∼195℃, 더욱 바람직하게는 165℃ 이상 190℃ 이하이다. T2는 190∼240℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200∼230℃, 더욱 바람직하게는 200∼225℃이다. 이러한 용융 온 도(T1, T2)는 240℃ 이하인 것이 중요하다. 이 온도를 초과하면 제막 필름의 탄성율이 높아지기 쉽다. 이것은 고온에서 용융했기 때문에 셀룰로오스아실레이트에 분해가 일어나고, 이것이 가교를 일으켜 탄성율을 상승시키기 때문이라고 생각된다. 다이 온도(T3)는 200∼235℃ 미만이 바람직하고, 보다 바람직하게는 205∼230℃, 더욱 바람직하게는 205℃ 이상 225℃ 이하이다.T1 is preferably 150 to 200 占 폚, more preferably 160 to 195 占 폚, and still more preferably 165 to 190 占 폚. T2 is preferably in the range of 190 to 240 캜, more preferably 200 to 230 캜, and still more preferably 200 to 225 캜. It is important that these melting temperatures (T1, T2) are 240 DEG C or less. If this temperature is exceeded, the modulus of elasticity of the film-forming film tends to increase. This is considered to be because decomposition occurs in the cellulose acylate due to melting at a high temperature, which causes crosslinking to increase the modulus of elasticity. The die temperature T3 is preferably less than 200 to 235 DEG C, more preferably 205 to 230 DEG C, and still more preferably 205 DEG C or more and 225 DEG C or less.
(2) 안정제(2) Stabilizer
본 발명에서는 안정제로서 포스파이트계 화합물, 아인산 에스테르계 화합물 중 어느 한쪽, 또는 양쪽을 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 경시 열화를 억제할 수 있는 동시에, 다이 라인도 개선할 수 있다. 이것은 이들 화합물이 레벨링제로서 기능하여, 다이의 요철에 의해 형성된 다이 라인을 해소하기 때문이이다.In the present invention, it is preferable to use either or both of a phosphite compound and a phosphorous ester compound as a stabilizer. As a result, deterioration with time can be suppressed and the die line can be improved. This is because these compounds function as a leveling agent to eliminate the die line formed by the unevenness of the die.
이들 안정제의 배합량은 0.005∼0.5중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01∼0.4중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.02∼0.3중량%이다.The blending amount of these stabilizers is preferably 0.005 to 0.5 wt%, more preferably 0.01 to 0.4 wt%, and still more preferably 0.02 to 0.3 wt%.
(ⅰ) 포스파이트계 안정제(I) a phosphite-based stabilizer
구체적인 포스파이트계 착색 방지제는 특별하게 한정되지 않지만, 화학식(일반식)(1)∼(3)으로 나타내어지는 포스파이트계 착색 방지제가 바람직하다.The specific phosphite-based coloring preventing agent is not particularly limited, but a phosphite-based coloring preventing agent represented by the following general formulas (1) to (3) is preferable.
(여기에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R'1, R'2, R'3 … R'n, R'n+1은 수소 또는 탄소수 4∼23의 알킬, 아릴, 알콕시알킬, 아릴옥시알킬, 알콕시아릴, 아릴알킬, 알킬아릴, 폴리아릴옥시알킬, 폴리알콕시알킬 및 폴리알콕시아릴기로 이루어지는 군에서 선택된 기를 나타낸다. 단, 일반식(1)(2)(3)의 각 동일식 중에서 모두가 수소로 되는 일은 없다. 일반식(2) 중에서 나타내어지는 포스파이트계 착색 방지제 중의 X는 지방족쇄, 방향핵을 측쇄에 갖는 지방족쇄, 방향핵을 쇄 중에 갖는 지방족쇄 및 상기 쇄 중에 2개 이상 연속하지 않는 산소원자를 포함하는 쇄로 이루어지는 군에서 선택된 기를 나타낸다. 또한 k, q는 1 이상의 정수, p는 3 이상의 정수를 나타낸다.)R ' and R ' n + 1 are independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl of 4 to 23 carbon atoms, aryl, alkoxy Alkyl, aryloxyalkyl, alkoxyaryl, arylalkyl, alkylaryl, polyaryloxyalkyl, polyalkoxyalkyl, and polyalkoxyaryl groups, provided that each of the groups represented by general formulas (1), In the phosphite-based coloring preventing agent represented by the general formula (2), X is an aliphatic chain, an aliphatic chain having an aromatic nucleus in the side chain, an aliphatic chain having an aromatic nucleus in the chain, And k and q each represent an integer of 1 or more and p represents an integer of 3 or more.
이들 포스파이트계 착색 방지제의 k, q의 수는 바람직하게는 1∼10이다. k, q의 수가 1 이상으로 함으로써 가열시의 휘발성이 작아지고, 10 이하로 함으로써 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와의 상용성이 향상되기 때문에 바람직하다. 또한 p의 값은 3∼10이 바람직하다. 3 이상으로 함으로써 가열시의 휘발성이 작아지고, 10 이하로 함으로써 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와의 상용성이 향상 되기 때문에 바람직하다.The number of k and q in these phosphite-based coloring preventing agents is preferably 1 to 10. Since the number of k and q is 1 or more, the volatility upon heating becomes small, and when it is 10 or less, the compatibility with cellulose acetate propionate is improved, which is preferable. The value of p is preferably 3 to 10. 3 or more, the volatility at the time of heating becomes small, and when it is 10 or less, the compatibility with cellulose acetate propionate is improved, which is preferable.
하기 일반식(4)으로 나타내어지는 포스파이트계 착색 방지제의 구체예로서는, 하기 화학식(5)∼(8)으로 나타내어지는 것이 바람직하다.As specific examples of the phosphite-based coloring preventing agent represented by the following general formula (4), those represented by the following chemical formulas (5) to (8) are preferable.
또한 하기 일반식(9)으로 나타내어지는 포스파이트계 착색 방지제의 구체예 로서는 하기 화학식(일반식)(10)(11)(12)으로 나타내어지는 것이 바람직하다.Specific examples of the phosphite-based coloring preventing agent represented by the following general formula (9) are preferably those represented by the following formulas (10), (11) and (12).
(ⅱ) 아인산 에스테르계 안정제(Ii) Phosphorus ester stabilizer
아인산 에스테르계 안정제는, 예를 들면 사이클릭 네오펜탄테트라일비스(옥타데실)포스파이트, 사이클릭 네오펜탄테트라일비스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 사이클릭 네오펜탄테트라일비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)포스파이트, 2,2-메 틸렌비스(4,6-디-t-부틸페닐)옥틸포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등을 들 수 있다.Examples of the phosphorous ester stabilizer include cyclic neopentane tetraylbis (octadecyl) phosphite, cyclic neopentane tetraylbis (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, cyclic neopentane tetra (2,6-di-t-butylphenyl) octylphosphite, tris (2,4-di -t-butylphenyl) phosphite, and the like.
(ⅲ) 기타의 안정제(Iii) Other stabilizers
약유기산, 티오에테르계 화합물, 에폭시 화합물 등을 안정제로서 배합해도 좋다.A weak organic acid, a thioether compound, an epoxy compound and the like may be incorporated as a stabilizer.
약유기산이란, pKa가 1 이상인 것이고, 본 발명의 작용을 방해하지 않고, 착색 방지성, 물성 열화 방지성을 갖는 것이면 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면 주석산, 시트르산, 말산, 푸말산, 옥살산, 숙신산, 말레산 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해서 사용해도 된다.The weak organic acid is not particularly limited as long as it has a pKa of 1 or more and does not interfere with the action of the present invention and has anti-coloring property and deterioration of physical properties. For example, tartaric acid, citric acid, malic acid, fumaric acid, oxalic acid, succinic acid, and maleic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
티오에테르계 화합물로서는, 예를 들면 디라우릴티오디프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 디미리스틸티오디프로피오네이트, 디스테아릴티오디프로피오네이트, 팔미틸스테아릴티오디프로피오네이트를 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해서 사용해도 된다.Examples of the thioether compound include, for example, dilauryl thiodipropionate, ditridecyl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, palmityl stearyl thiodipropane And phonate. These may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
에폭시 화합물로서는, 예를 들면 에피클로로히드린과 비스페놀A로부터 유도되는 것을 들 수 있고, 에피클로로히드린과 글리세린으로부터의 유도체나 비닐시클로헥센디옥사이드나 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트와 같은 환상의 것도 사용할 수 있다. 또, 엑폭시화 대두유, 엑폭시화 피마자유나 장쇄-α-올레핀옥사이드류 등도 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해서 사용해도 된다.Examples of the epoxy compound include those derived from epichlorohydrin and bisphenol A, and derivatives derived from epichlorohydrin and glycerin, vinylcyclohexene dioxide, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl- 6-methylcyclohexanecarboxylate and 3,4-epoxy-6-methylcyclohexanecarboxylate. In addition, exocoxylated soybean oil, epoxidized castor oil, long chain-α-olefin oxide and the like can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
(3) 셀룰로오스아실레이트(3) Cellulose acylate
《셀룰로오스아실레이트 수지》&Quot; Cellulose acylate resin "
(조성·치환도)(Composition and degree of substitution)
본 발명에서 사용하는 셀룰로오스아실레이트는 하기 식(1)∼식(3)으로 나타내어지는 요건 모두를 만족시키는 셀룰로오스아실레이트가 바람직하다.The cellulose acylate used in the present invention is preferably a cellulose acylate satisfying all of the requirements expressed by the following formulas (1) to (3).
2.0≤A+B≤3.0 식(1)2.0? A + B? 3.0 Equation (1)
0≤A≤2.0 식(2)0? A? 2.0 (2)
1.0≤B≤2.9 식(3)1.0? B? 2.9 (3)
(상기 식(1)∼식(3) 중, A는 아세테이트기의 치환도를 나타내고, B는 프로피오네이트기, 부틸레이트기, 펜타노일기 및 헥사노일기의 치환도의 총 합계를 나타낸다.)(In the above formulas (1) to (3), A represents the degree of substitution of the acetate group and B represents the total sum of degree of substitution of the propionate group, the butyrate group, the pentaamino group and the hexanoyl group.)
바람직하게는,Preferably,
2.0≤A+B≤3.0 식(4)2.0? A + B? 3.0 Equation (4)
0≤A≤2.0 식(5)0? A? 2.0 Equation (5)
1.2≤B≤2.9 식(6)1.2? B? 2.9 Equation (6)
보다 바람직하게는More preferably,
2.4≤A+B≤3.0 식(7)2.4? A + B? 3.0 Equation (7)
0.05≤A≤1.7 식(8)0.05? A? 1.7 (8)
1.3≤B≤2.9 식(9)1.3 < / = B < / =
더욱 바람직하게는,More preferably,
2.5≤A+B≤2.95 식(10)2.5? A + B? 2.95 Equation (10)
0.1≤A≤1.55 식(11)0.1? A? 1.55 (11)
1.4≤B≤2.85 식(12)1.4? B? 2.85 (12)
이렇게 셀룰로오스 중에 프로피오네이트기, 부틸레이트기, 펜타노일기 및 헥사노일기를 도입해서 셀룰로오스아실레이트로 하는 것이 특징이다. 이러한 범위로 함으로써 융해 온도를 저하할 수 있고, 용융 제막에 따르는 열분해를 억제할 수 있어 바람직하다. 한편 이 범위로부터 벗어나면 용융 온도와 열분해 온도가 가까워져 버려 열분해를 억제하기 어려워지기 때문에 바람직하지 못하다.In this way, a propionate group, a butyrate group, a pentanoyl group and a hexanoyl group are introduced into the cellulose to form a cellulose acylate. Such a range is preferable because the melting temperature can be lowered and the thermal decomposition due to the melt film formation can be suppressed. On the other hand, if the temperature is outside the range, the melting temperature and the thermal decomposition temperature become close to each other, and it becomes difficult to suppress the thermal decomposition, which is not preferable.
이들 셀룰로오스아실레이트는 1종류만을 이용하여도 좋고, 2종 이상 혼합해도 좋다. 또한 셀룰로오스아실레이트 이외의 고분자 성분을 적당하게 혼합한 것이라도 좋다.These cellulose acylates may be used alone or in combination of two or more. It may also be a mixture of polymer components other than cellulose acylate.
다음에 본 발명에 사용되는 셀룰로오스아실레이트의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 본 발명의 셀룰로오스아실레이트의 원료 면이나 합성 방법에 대해서는 발명협회 공개기보(공기번호 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명협회)의 7쪽 내지 12쪽에도 상세하게 기재되어 있다.Next, the method for producing the cellulose acylate used in the present invention will be described in detail. Regarding the raw material surface and synthesis method of the cellulose acylate of the present invention, it is described in detail on pages 7 to 12 of the Inventor Association Open Publication (Air No 2001-1745, published on Mar. 15, 2001, Invention Society).
(원료 및 전처리)(Raw materials and pretreatment)
셀룰로오스 원료로서는 활엽수 펄프, 침엽수 펄프, 면화 린터 유래의 것이 바람직하게 사용된다. 셀룰로오스 원료로서는 α-셀룰로오스 함량이 92질량% 이상99.9질량% 이하의 고순도의 것을 사용하는 것이 바람직하다.As the cellulose raw material, those derived from a broad-leaved pulp, a softwood pulp, and a cotton linter are preferably used. As the cellulose raw material, it is preferable to use one having a high purity such that the content of? -Cellulose is 92 mass% or more and 99.9 mass% or less.
셀룰로오스 원료가 필름상이나 덩어리상인 경우에는 미리 해쇄해 두는 것이 바람직하고, 셀룰로오스의 형태는 플러프(fluff) 형상으로 될 때까지 해쇄가 진행 되어 있는 것이 바람직하다.In the case where the cellulose raw material is in the form of a film or a lump, it is preferable to preliminarily pulverize the cellulose raw material, and it is preferable that the cellulose is in the form of a pulp until the form of the cellulose is fluff.
(활성화)(Activation)
셀룰로오스 원료는 아실화에 앞서 활성화제와 접촉시키는 처리(활성화)를 행하는 것이 바람직하다. 활성화제로서는 카르복실산 또는 물을 사용할 수 있지만, 물을 사용했을 경우에는 활성화의 뒤에 산무수물을 과잉으로 첨가해서 탈수를 행하거나, 물을 치환하기 위해서 카르복실산으로 세정하거나, 아실화의 조건을 조절하거나 한다고 하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 활성화제는 어떠한 온도로 조절해서 첨가해도 좋고, 첨가 방법으로서는 분무, 적하, 침지 등의 방법으로부터 선택할 수 있다.It is preferable that the cellulose raw material is subjected to treatment (activation) in which it is brought into contact with the activating agent prior to acylation. As the activating agent, a carboxylic acid or water can be used. However, in the case of using water, dehydration may be performed by adding an excess of an acid anhydride after activation, or washing with carboxylic acid to replace water, Or the like. The activator may be added at a controlled temperature, and the addition method may be selected from a method such as spraying, dropping, and dipping.
활성화제로서 바람직한 카르복실산은 탄소수 2 이상 7 이하의 카르복실산(예를 들면 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 2-메틸프로피온산, 발레르산, 3-메틸부티르산, 2-메틸부티르산, 2,2-디메틸프로피온산(피발산), 헥산산, 2-메틸발레르산, 3-메틸발레르산, 4-메틸발레르산, 2,2-디메틸부티르산, 2,3-디메틸부티르산, 3,3-디메틸부티르산, 시클로펜탄카르복실산, 헵탄산, 시클로헥산카르복실산, 벤조산 등)이며, 보다 바람직하게는 아세트산, 프로피온산, 또는 부티르산이며, 특히 바람직하게는 아세트산이다.Preferred carboxylic acids as the activating agent are carboxylic acids having 2 to 7 carbon atoms (e.g., acetic acid, propionic acid, butyric acid, 2-methylpropionic acid, valeric acid, 3-methylbutyric acid, 2- methylbutyric acid, (Pivalic acid), hexanoic acid, 2-methylvaleric acid, 3-methylvaleric acid, 4-methylvaleric acid, 2,2-dimethylbutyric acid, 2,3-dimethylbutyric acid, 3,3-dimethylbutyric acid, Heptanoic acid, cyclohexanecarboxylic acid, benzoic acid, etc.), more preferably acetic acid, propionic acid, or butyric acid, and particularly preferably acetic acid.
활성화의 때에는, 필요에 따라 황산 등의 아실화의 촉매를 더 첨가할 수도 있다. 그러나, 황산과 같은 강산을 첨가하면 해중합이 촉진될 경우가 있기 때문에 그 첨가량은 셀룰로오스에 대하여 0.1질량%∼10질량% 정도에 그치는 것이 바람직하다. 또한 2종류 이상의 활성화제를 병용하거나, 탄소수 2 이상 7 이하의 카르복실 산의 산무수물을 첨가하거나 해도 좋다.At the time of activation, a catalyst for acylation such as sulfuric acid may be further added, if necessary. However, the addition of a strong acid such as sulfuric acid may accelerate the depolymerization, so that the addition amount is preferably about 0.1% by mass to 10% by mass relative to the cellulose. Two or more kinds of activating agents may be used in combination, or an acid anhydride of a carboxylic acid having 2 to 7 carbon atoms may be added.
활성화제의 첨가량은 셀룰로오스에 대하여 5질량% 이상인 것이 바람직하고, 10질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 30질량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 활성화제의 양이 상기 하한값 이상이면 셀룰로오스의 활성화의 정도가 저하하는 등의 문제가 생기지 않으므로 바람직하다. 활성화제의 첨가량의 상한은 생산성을 저하시키지 않는 한에 있어서 특별히 제한은 없지만, 셀룰로오스에 대하여 질량으로 100배 이하인 것이 바람직하고, 20배 이하인 것이 보다 바람직하며, 10배 이하인 것이 특히 바람직하다. 활성화제를 셀룰로오스에 대하여 대과잉 첨가하여 활성화를 행하고, 그 후에 여과, 송풍 건조, 가열 건조, 감압 증류제거, 용매치환 등의 조작을 행해서 활성제의 양을 감소시켜도 좋다.The addition amount of the activator is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more with respect to cellulose. If the amount of the activating agent is not lower than the lower limit value described above, the problem of the degree of activation of the cellulose is not lowered. The upper limit of the amount of the activator to be added is not particularly limited as far as productivity is not impaired, but is preferably 100 times or less by mass, more preferably 20 times or less, and particularly preferably 10 times or less, in mass with respect to cellulose. The activation agent may be added to the cellulose in an excessively large amount to effect activation, and then the operation may be performed by filtration, blow-drying, heat drying, vacuum distillation, solvent replacement, or the like to reduce the amount of the activator.
활성화의 시간은 20분 이상인 것이 바람직하고, 상한에 대해서는 생산성에 영향을 끼치지 않는 범위이면 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 72시간 이하, 더욱 바람직하게는 24시간 이하, 특히 바람직하게는 12시간 이하이다. 또한 활성화의 온도는 0℃ 이상 90℃ 이하가 바람직하고, 15℃ 이상 80℃ 이하가 더욱 바람직하고, 20℃ 이상 60℃ 이하가 특히 바람직하다. 셀룰로오스의 활성화의 공정은 가압 또는 감압 조건 하에서 행할 수도 있다. 또한 가열의 수단으로서 마이크로파나 적외선 등의 전자파를 사용해도 된다.The activation time is preferably 20 minutes or more, and the upper limit is not particularly limited as long as it does not affect productivity, but is preferably 72 hours or less, more preferably 24 hours or less, particularly preferably 12 hours or less to be. The activation temperature is preferably 0 ° C to 90 ° C, more preferably 15 ° C to 80 ° C, and particularly preferably 20 ° C to 60 ° C. The activation of the cellulose may be carried out under pressure or reduced pressure. As a heating means, an electromagnetic wave such as a microwave or an infrared ray may be used.
(아실화)(Acylation)
본 발명에 있어서의 셀룰로오스아실레이트를 제조하는 방법에 있어서는 셀룰로오스에 카르복실산의 산무수물을 첨가하고, 브론스테드산(bronsted acid) 또는 루이스산을 촉매로서 반응시킴으로써 셀룰로오스의 수산기를 아실화하는 것이 바람직하다.In the method for producing the cellulose acylate in the present invention, acylation of the hydroxyl group of the cellulose by adding an acid anhydride of carboxylic acid to the cellulose and reacting with bronsted acid or Lewis acid as a catalyst desirable.
셀룰로오스 혼합 아실레이트를 얻는 방법으로서는, 아실화제로서 2종의 카르복실산 무수물을 혼합 또는 축차 첨가에 의해 반응시키는 방법, 2종의 카르복실산의 혼합 산무수물(예를 들면 아세트산·프로피온산 혼합 산무수물)을 사용하는 방법, 카르복실산과 다른 카르복실산의 산무수물(예를 들면 아세트산과 프로피온산 무수물)을 원료로 해서 반응계 내에서 혼합 산무수물(예를 들면 아세트산·프로피온산혼합 산무수물)을 합성해서 셀룰로오스와 반응시키는 방법, 치환도가 3 미만인 셀룰로오스아실레이트를 일단 합성하고, 산무수물이나 산할라이드를 이용하여 잔존하는 수산기를 더욱 아실화하는 방법 등을 사용할 수 있다.Examples of the method for obtaining the cellulose mixed acylate include a method of reacting two carboxylic acid anhydrides as an acylating agent by mixing or sequential addition, a method of mixing a mixed acid anhydride of two carboxylic acids (for example, acetic acid / ), A method in which a mixed acid anhydride (for example, acetic acid / propionic acid mixed acid anhydride) is synthesized in a reaction system using a carboxylic acid and an acid anhydride of another carboxylic acid (for example, acetic acid and propionic anhydride) , A method of once synthesizing a cellulose acylate having a degree of substitution of less than 3, and further acylating the remaining hydroxyl group using an acid anhydride or an acid halide.
(산무수물)(Acid anhydride)
카르복실산의 산무수물로서, 바람직하게는 카르복실산으로서의 탄소수가 2 이상 7 이하이며, 예를 들면 무수아세트산, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 2-메틸프로피온산 무수물, 발레르산 무수물, 3-메틸부티르산 무수물, 2-메틸부티르산 무수물, 2,2-디메틸프로피온산 무수물(피발산 무수물), 헥산산 무수물, 2-메틸발레르산 무수물, 3-메틸발레르산 무수물, 4-메틸발레르산 무수물, 2,2-디메틸부티르산 무수물, 2,3-디메틸부티르산 무수물, 3,3-디메틸부티르산 무수물, 시클로펜탄 카르복실산 무수물, 헵탄산 무수물, 시클로헥산카르복실산 무수물, 벤조산 무수물 등을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 무수 아세트산, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 발레르산 무수물, 헥산산 무수물, 헵탄산 무수물 등의 무수물이며, 특 히 바람직하게는 무수 아세트산, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물이다.As the acid anhydrides of carboxylic acids, the number of carbon atoms as the carboxylic acid is preferably 2 to 7, and examples thereof include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, 2-methylpropionic acid anhydride, valeric acid anhydride, 3-methylbutyric anhydride , 2-methylvaleric acid anhydride, 4-methylvaleric acid anhydride, 2,2-dimethyl (2-methylbutyric anhydride), 2-methylbutyric anhydride, 2,2-dimethylpropionic acid anhydride Butyric anhydride, 2,3-dimethylbutyric anhydride, 3,3-dimethylbutyric anhydride, cyclopentanecarboxylic anhydride, heptanoic anhydride, cyclohexanecarboxylic anhydride, benzoic anhydride and the like. More preferred are anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, hexanoic anhydride, and heptanoic anhydride, particularly preferably acetic anhydride, propionic anhydride and butyric anhydride.
혼합 에스테르를 조제할 목적으로, 이들 산무수물을 병용해서 사용하는 것이 바람직하게 행하여진다. 그 혼합비는 목적으로 하는 혼합 에스테르의 치환비에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 산무수물은 셀룰로오스에 대하여, 통상은 과잉당량 첨가한다. 즉, 셀룰로오스의 수산기에 대하여 1.2∼50당량 첨가하는 것이 바람직하고, 1.5∼30당량 첨가하는 것이 보다 바람직하며, 2∼10당량 첨가하는 것이 특히 바람직하다.For the purpose of preparing a mixed ester, it is preferable to use these acid anhydrides in combination. The mixing ratio thereof is preferably determined according to the substitution ratio of the objective mixed ester. The acid anhydride is usually added to the cellulose in an excess equivalent amount. That is, the amount is preferably 1.2 to 50 equivalents, more preferably 1.5 to 30 equivalents, and particularly preferably 2 to 10 equivalents, based on the hydroxyl group of the cellulose.
(촉매)(catalyst)
본 발명에 있어서의 셀룰로오스아실레이트의 제조에 사용하는 아실화의 촉매에는 브론스테드산 또는 루이스산을 사용하는 것이 바람직하다. 브론스테드산 및 루이스산의 정의에 대해서는, 예를 들면 「이화학 사전」제5판(2000년)에 기재되어 있다. 바람직한 브론스테드산의 예로서는, 황산, 과염소산, 인산, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산 등을 들 수 있다. 바람직한 루이스산의 예로서는, 염화아연, 염화주석, 염화안티몬, 염화마그네슘 등을 들 수 있다.Bronsted acid or Lewis acid is preferably used as the catalyst for acylation used in the production of cellulose acylate in the present invention. The definitions of Bronsted acid and Lewis acid are described, for example, in the fifth edition (2000) of "Physicochemical Dictionary". Examples of preferred Bronsted acids include sulfuric acid, perchloric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid. Examples of preferred Lewis acids include zinc chloride, tin chloride, antimony chloride, magnesium chloride and the like.
촉매로서는 황산 또는 과염소산이 보다 바람직하고, 황산이 특히 바람직하다. 촉매의 바람직한 첨가량은 셀룰로오스에 대하여 0.1∼30질량%이며, 보다 바람직하게는 1∼15질량%이며, 특히 바람직하게는 3∼12질량%이다.As the catalyst, sulfuric acid or perchloric acid is more preferable, and sulfuric acid is particularly preferable. The amount of the catalyst to be added is preferably 0.1 to 30 mass%, more preferably 1 to 15 mass%, and particularly preferably 3 to 12 mass% with respect to cellulose.
(용매)(menstruum)
아실화를 행할 때에는 점도, 반응 속도, 교반성, 아실 치환비 등을 조정할 목적으로 용매를 첨가해도 좋다. 이러한 용매로서는 디클로로메탄, 클로로포름, 카 르복실산, 아세톤, 에틸메틸케톤, 톨루엔, 디메틸술폭시드, 술포란 등을 사용할 수도 있지만, 바람직하게는 카르복실산이며, 예를 들면 탄소수 2 이상 7 이하의 카르복실산{예를 들면 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 2-메틸프로피온산, 발레르산, 3-메틸부티르산, 2-메틸부티르산, 2,2-디메틸프로피온산(피발산), 헥산산, 2-메틸발레르산, 3-메틸발레르산, 4-메틸발레르산, 2,2-디메틸부티르산, 2,3-디메틸부티르산, 3,3-디메틸부티르산, 시클로펜탄카르복실산} 등을 들 수 있다. 더욱 바람직하게는 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등을 들 수 있다. 이들 용매는 혼합해서 사용해도 된다.In the acylation, a solvent may be added for the purpose of adjusting the viscosity, the reaction rate, the crosslinking property, the acyl substitution ratio and the like. As such a solvent, dichloromethane, chloroform, carboxylic acid, acetone, ethyl methyl ketone, toluene, dimethyl sulfoxide, sulfolane or the like may be used, but carboxylic acid is preferable. For example, Carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, 2-methylpropionic acid, valeric acid, 3-methylbutyric acid, 2-methylbutyric acid, 2,2-dimethylpropionic acid (pivalic acid), hexanoic acid, , 3-methylvaleric acid, 4-methylvaleric acid, 2,2-dimethylbutyric acid, 2,3-dimethylbutyric acid, 3,3-dimethylbutyric acid and cyclopentanecarboxylic acid}. More preferred are acetic acid, propionic acid, butyric acid and the like. These solvents may be mixed and used.
(아실화의 조건)(Conditions of acylation)
아실화를 행할 때에는 산무수물과 촉매, 또한 필요에 따라서 용매를 혼합하고나서 셀룰로오스와 혼합해도 좋고, 또 이들을 각각 축차 셀룰로오스와 혼합해도 좋지만, 통상은 산무수물과 촉매의 혼합물, 또는 산무수물과 촉매와 용매의 혼합물을 아실화제로서 조정하고나서 셀룰로오스와 반응시키는 것이 바람직하다. 아실화시의 반응열에 의한 반응 용기 내의 온도 상승을 억제하기 위해서 아실화제는 미리 냉각해 두는 것이 바람직하다. 냉각 온도로서는 -50℃∼20℃가 바람직하고, -35℃∼10℃가 보다 바람직하며, -25℃∼5℃가 특히 바람직하다. 아실화제는 액상으로 첨가해도, 동결시켜서 결정, 플레이크(flake), 또는 블록상의 고체로서 첨가해도 좋다.The acylation may be carried out by mixing an acid anhydride with a catalyst and, if necessary, a solvent, followed by mixing with cellulose, and these may be mixed with cellulose in a continuous manner. Usually, a mixture of an acid anhydride and a catalyst, It is preferred that the mixture of solvents is adjusted as an acylating agent and then reacted with cellulose. It is preferable to cool the acylating agent in advance in order to suppress the temperature rise in the reaction vessel due to the heat of reaction at the time of acylation. The cooling temperature is preferably -50 ° C to 20 ° C, more preferably -35 ° C to 10 ° C, and particularly preferably -25 ° C to 5 ° C. The acylating agent may be added in the form of a liquid, or may be added as a solid in the form of crystals, flakes or blocks by freezing.
아실화제는 또한 셀룰로오스에 대하여 한번에 첨가해도, 분할해서 첨가해도 좋다. 또한 아실화제에 대하여 셀룰로오스를 한번에 첨가해도, 분할해서 첨가해도 좋다. 아실화제를 분할해서 첨가하는 경우에는 동일한 조성의 아실화제를 이용하여도, 복수의 조성의 다른 아실화제를 사용해도 된다. 바람직한 예로서, 1) 산무수물과 용매의 혼합물을 우선 첨가하고, 이어서 촉매를 첨가한다, 2) 산무수물, 용매와 촉매의 일부의 혼합물을 우선 첨가하고, 이어서 촉매의 나머지와 용매의 혼합물을 첨가한다, 3) 산무수물과 용매의 혼합물을 우선 첨가하고, 이어서 촉매와 용매의 혼합물을 첨가한다, 4) 용매를 우선 첨가하고, 산무수물과 촉매의 혼합물 또는 산무수물과 촉매와 용매의 혼합물을 첨가한다, 등을 들 수 있다.The acylating agent may also be added to the cellulose at one time or dividedly. Cellulose may be added to the acylating agent at one time or dividedly. When the acylating agent is added in divided portions, acylating agents having the same composition may be used or different acylating agents having different compositions may be used. As a preferable example, 1) a mixture of an acid anhydride and a solvent is firstly added and then a catalyst is added, 2) an acid anhydride, a mixture of a solvent and part of a catalyst is firstly added, and then a mixture of the rest of the catalyst and the solvent is added 4) a solvent is added first, and a mixture of an acid anhydride and a catalyst or a mixture of an acid anhydride, a catalyst and a solvent is added , And so on.
셀룰로오스의 아실화는 발열 반응이지만, 본 발명의 셀룰로오스아실레이트를 제조하는 방법에 있어서는 아실화시의 최고 도달 온도가 50℃ 이하인 것이 바람직하다. 반응 온도가 이 온도 이하이면 해중합이 진행되어 본 발명의 용도에 알맞은 중합도의 셀룰로오스아실레이트를 얻기 어려워지는 등의 문제가 생기지 않기 때문에 바람직하다. 아실화시의 최고 도달 온도는 바람직하게는 45℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 40℃ 이하이며, 특히 바람직하게는 35℃ 이하이다. 반응 온도는 온도 조절 장치를 이용하여 제어해도, 아실화제의 초기 온도로 제어해도 좋다. 반응 용기를 감압하여 반응계 중의 액체 성분의 기화열로 반응 온도를 제어할 수도 있다. 아실화시의 발열은 반응 초기가 크기 때문에 반응 초기에는 냉각하고, 그 후는 가열하는 등의 제어를 행할 수도 있다. 아실화의 종점은 광선 투과율, 용액 점도, 반응계의 온도 변화, 반응물의 유기 용매에 대한 용해성, 편광 현미경 관찰 등의 수단에 의해 결정할 수 있다.Acylation of cellulose is an exothermic reaction, but in the method of producing cellulose acylate of the present invention, it is preferable that the maximum attained temperature at acylation is 50 캜 or less. If the reaction temperature is lower than this temperature, depolymerization proceeds and it is preferable because no problem occurs that it is difficult to obtain a cellulose acylate having a polymerization degree suitable for the use of the present invention. The maximum attained temperature at the time of acylation is preferably 45 DEG C or lower, more preferably 40 DEG C or lower, particularly preferably 35 DEG C or lower. The reaction temperature may be controlled by using a temperature controller or may be controlled by the initial temperature of the acylating agent. The reaction vessel can be depressurized to control the reaction temperature by the heat of vaporization of the liquid component in the reaction system. Since heat generation at the time of acylation is large at the initial stage of the reaction, it is possible to perform control such as cooling at the beginning of the reaction and then heating. The end point of the acylation can be determined by means such as light transmittance, solution viscosity, temperature change of the reaction system, solubility of the reaction product in an organic solvent, and observation with a polarizing microscope.
반응의 최저 온도는 -50℃ 이상이 바람직하고, -30℃ 이상이 보다 바람직하 며, -20℃ 이상이 특히 바람직하다. 바람직한 아실화 시간은 0.5시간 이상 24시간 이하이며, 1시간 이상 12시간 이하가 보다 바람직하고, 1.5시간 이상 6시간 이하가 특히 바람직하다. 0.5시간 이하에서는 통상의 반응 조건에서는 반응이 충분하게 진행되지 않고, 24시간을 넘으면 공업적인 제조를 위해서 바람직하지 못하다.The minimum temperature of the reaction is preferably -50 ° C or higher, more preferably -30 ° C or higher, and particularly preferably -20 ° C or higher. The preferable acylation time is 0.5 hour to 24 hours, more preferably 1 hour to 12 hours, and particularly preferably 1.5 hours to 6 hours. If the reaction time is less than 0.5 hour, the reaction does not proceed sufficiently under normal reaction conditions, and if it exceeds 24 hours, it is not preferable for industrial production.
(반응 정지제)(Reaction terminator)
본 발명에 사용되는 셀룰로오스아실레이트를 제조하는 방법에 있어서는 아실화 반응의 뒤에 반응 정지제를 첨가하는 것이 바람직하다.In the method for producing the cellulose acylate used in the present invention, it is preferable to add a reaction terminator after the acylation reaction.
반응 정지제로서는 산무수물을 분해하는 것이면 어떠한 것이라도 좋고, 바람직한 예로서, 물, 알코올(예를 들면 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로필알코올등) 또는 이들을 함유하는 조성물 등을 들 수 있다. 또한 반응 정지제에는 후술의 중화제를 함유하고 있어도 된다. 반응 정지제의 첨가시에는 반응 장치의 냉각 능력을 초과하는 큰 발열이 생겨서 셀룰로오스아실레이트의 중합도를 저하시키는 원인이 되거나, 셀룰로오스아실레이트가 희망하지 않는 형태로 침전되거나 할 경우가 있는 등의 문제를 피하기 위해서, 물이나 알코올을 직접 첨가하는 것보다 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등의 카르복실산과 물의 혼합물을 첨가하는 것이 바람직하고, 카르복실산으로서는 아세트산이 특히 바람직하다. 카르복실산과 물의 조성비는 임의의 비율로 사용할 수 있지만, 물의 함유량이 5질량%∼80질량%, 10질량%∼60질량%의 범위가 더욱 바람직하고, 15질량%∼50질량%의 범위인 것이 특히 바람직하다.As the reaction terminator, any acid anhydride may be used as long as it decomposes the acid anhydride, and preferred examples thereof include water, alcohol (for example, ethanol, methanol, propanol, isopropyl alcohol, etc.) or a composition containing them. The reaction terminator may contain a neutralizing agent to be described later. When the reaction terminator is added, a large amount of heat exceeding the cooling capability of the reaction apparatus is generated, which may cause a decrease in the degree of polymerization of the cellulose acylate, or that the cellulose acylate may precipitate in an undesired form It is preferable to add a mixture of carboxylic acid and water such as acetic acid, propionic acid, butyric acid and the like rather than adding water or alcohol directly, and acetic acid is particularly preferable as the carboxylic acid. The composition ratio of the carboxylic acid and water can be used in an arbitrary ratio, but the content of water is more preferably in the range of 5% by mass to 80% by mass, further preferably in the range of 10% by mass to 60% by mass, and more preferably in the range of 15% Particularly preferred.
반응 정지제는 아실화의 반응 용기에 첨가해도, 반응 정지제의 용기에 반응 물을 첨가해도 좋다. 반응 정지제는 3분∼3시간 걸쳐서 첨가하는 것이 바람직하다. 반응 정지제의 첨가 시간이 3분 이상이면 발열이 지나치게 커져서 중합도 저하의 원인이 되거나, 산무수물의 가수분해가 불충분해지거나, 셀룰로오스아실레이트의 안정성을 저하시키거나 하는 등의 문제가 생기지 않으므로 바람직하다. 또 반응 정지제의 첨가 시간이 3시간 이하이면 공업적인 생산성의 저하 등의 문제도 생기지 않으므로 바람직하다. 반응 정지제의 첨가 시간으로서 바람직하게는 4분 이상 2시간 이하이며, 보다 바람직하게는 5분 이상 1시간 이하이며, 특히 바람직하게는 10분 이상 45분 이하이다. 반응 정지제를 첨가할 때에는 반응 용기를 냉각해도 냉각하지 않아도 좋지만, 해중합을 억제하는 목적으로부터 반응 용기를 냉각해서 온도 상승을 억제하는 것이 바람직하다. 또한 반응 정지제를 냉각해 두는 것도 바람직하다.Even if the reaction terminator is added to the reaction vessel for acylation, the reaction may be added to the vessel of the reaction terminator. It is preferable to add the reaction terminator over 3 minutes to 3 hours. If the addition time of the reaction terminator is 3 minutes or more, the exothermic heat becomes excessively large, which causes a problem of lowering the polymerization degree, insufficient hydrolysis of the acid anhydride, lowering the stability of the cellulose acylate, and the like . When the addition time of the reaction terminator is 3 hours or less, there is no problem such as a decrease in industrial productivity, which is preferable. The addition time of the reaction terminator is preferably from 4 minutes to 2 hours, more preferably from 5 minutes to 1 hour, and particularly preferably from 10 minutes to 45 minutes. When the reaction terminator is added, it is not necessary to cool the reaction vessel even if it is cooled. However, for the purpose of suppressing depolymerization, it is preferable to cool the reaction vessel to suppress the temperature rise. It is also preferable to cool the reaction terminator.
(중화제)(corrector)
아실화의 반응 정지 공정 또는 아실화의 반응 정지 공정 후에, 계 내에 잔존하고 있는 과잉의 무수 카르복실산의 가수분해, 카르복실산 및 에스테르화 촉매의 일부 또는 전부의 중화를 위해서 중화제(예를 들면 칼슘, 마그네슘, 철, 알루미늄 또는 아연의 탄산염, 아세트산염, 수산화물 또는 산화물) 또는 그 용액을 첨가해도 좋다. 중화제의 용매로서는 물, 알코올(예를 들면 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로필알코올 등), 카르복실산(예를 들면 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등), 케톤(예를 들면 아세톤, 에틸메틸케톤 등), 디메틸술폭시드 등의 극성 용매, 및 이들의 혼합 용매를 바람직한 예로서 들 수 있다.After the reaction stopping step of acylation or the reaction stopping step of acylation, a neutralizing agent (for example, a dehydrating agent, a dehydrating agent, etc.) for hydrolysis of an excess carboxylic anhydride remaining in the system, Carbonate, acetate, hydroxide or oxide of calcium, magnesium, iron, aluminum or zinc) or a solution thereof may be added. Examples of the solvent for the neutralizing agent include water, alcohols (e.g., ethanol, methanol, propanol, isopropyl alcohol), carboxylic acids (e.g., acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.), ketones (e.g., acetone, ethyl methyl ketone, , A polar solvent such as dimethylsulfoxide, and a mixed solvent thereof.
(부분 가수분해)(Partial hydrolysis)
이렇게 하여 얻어진 셀룰로오스아실레이트는 전체 치환도가 대략 3에 가까운 것이지만, 원하는 치환도의 것을 얻을 목적으로 소량의 촉매(일반적으로는 잔존하는 황산 등의 아실화 촉매)와 물의 존재 하에서 20∼90℃로 수분∼수일간 유지함으로써 에스테르 결합을 부분적으로 가수분해하고, 셀룰로오스아실레이트의 아실 치환도를 원하는 정도까지 감소시키는 것(소위 숙성)이 일반적으로 행하여진다. 부분 가수분해의 과정에서 셀룰로오스의 황산 에스테르도 가수분해되기 때문에 가수분해의 조건을 조절함으로써 셀룰로오스에 결합한 황산 에스테르의 양을 삭감할 수 있다.The cellulose acylate thus obtained has a degree of total substitution of about 3. However, in order to obtain a degree of substitution with a desired degree of substitution, a small amount of a catalyst (usually an acylation catalyst such as sulfuric acid remaining) and water The ester bond is partially hydrolyzed by keeping it for several days to several days, and the degree of acyl substitution of the cellulose acylate is reduced to a desired degree (so-called maturation) in general. Since the sulfuric acid ester of cellulose is also hydrolyzed in the course of partial hydrolysis, the amount of sulfuric acid ester bound to cellulose can be reduced by controlling the conditions of hydrolysis.
원하는 셀룰로오스아실레이트가 얻어진 시점에서 계 내에 잔존하고 있는 촉매를, 상기한 바와 같은 중화제 또는 그 용액을 이용하여 완전하게 중화하고, 부분 가수분해를 정지시키는 것이 바람직하다. 반응 용액에 대하여 용해성이 낮은 염을 생성하는 중화제(예를 들면 탄산마그네슘, 아세트산 마그네슘 등)을 첨가함으로써 용액 중 혹은 셀룰로오스에 결합한 촉매(예를 들면 황산 에스테르)를 효과적으로 제거하는 것도 바람직하다.It is preferable that the catalyst remaining in the system at the time when the desired cellulose acylate is obtained is completely neutralized with the neutralizing agent or the solution as described above to stop the partial hydrolysis. It is also preferable to effectively remove a catalyst (for example, sulfuric acid ester) bound in a solution or in a solution by adding a neutralizing agent (for example, magnesium carbonate, magnesium acetate or the like) for producing a salt having a low solubility in the reaction solution.
(여과)(percolation)
셀룰로오스아실레이트 중의 미반응물, 난용해성 염, 그 밖의 이물 등을 제거 또는 삭감하는 목적으로서, 반응 혼합물(도프)의 여과를 행하는 것이 바람직하다. 여과는 아실화의 완료로부터 재침전까지의 사이의 어떠한 공정에 있어서 행해도 된다. 여과압이나 취급성의 제어의 목적으로부터 여과에 앞서 적절한 용매로 희석하 는 것도 바람직하다.It is preferable to perform filtration of the reaction mixture (dope) for the purpose of removing or reducing unreacted substances, defoluble salts and other foreign substances in the cellulose acylate. The filtration may be performed in any process from completion of acylation to re-precipitation. For the purpose of control of filtration pressure and handling property, it is also preferable to dilute with an appropriate solvent before filtration.
(재침전)(Reprecipitation)
이렇게 하여 얻어진 셀룰로오스아실레이트 용액을, 물 또는 카르복실산(예를 들면 아세트산, 프로피온산 등) 수용액과 같은 빈용매 중에 혼합하거나, 셀룰로오스아실레이트 용액 중에 빈용매를 혼합함으로써 셀룰로오스아실레이트를 재침전시켜, 세정 및 안정화 처리에 의해 목적의 셀룰로오스아실레이트를 얻을 수 있다. 재침전은 연속적으로 행해도, 일정량씩 배치식으로 행해도 된다. 셀룰로오스아실레이트 용액의 농도 및 빈용매의 조성을 셀룰로오스아실레이트의 치환 양식 혹은 중합도에 따라 조정함으로써 재침전한 셀룰로오스아실레이트의 형태나 분자량 분포를 제어하는 것도 바람직하다.The cellulose acylate thus obtained is mixed in a poor solvent such as water or an aqueous solution of a carboxylic acid (for example, acetic acid, propionic acid, etc.), or a poor solvent is mixed in a cellulose acylate solution to reprecipitate the cellulose acylate, The intended cellulose acylate can be obtained by washing and stabilizing treatment. The re-precipitation may be performed continuously or batchwise by a predetermined amount. It is also desirable to control the shape and molecular weight distribution of the re-precipitated cellulose acylate by adjusting the concentration of the cellulose acylate solution and the composition of the poor solvent according to the substitution or degree of polymerization of the cellulose acylate.
(세정)(washing)
생성한 셀룰로오스아실레이트는 세정 처리하는 것이 바람직하다. 세정 용매는 셀룰로오스아실레이트의 용해성이 낮고, 또한 불순물을 제거할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 좋지만, 통상은 물 또는 온수가 사용된다. 세정수의 온도는 바람직하게는 25℃ 내지 100℃이며, 더욱 바람직하게는 30℃ 내지 90℃이며, 특히 바람직하게는 40℃ 내지 80℃이다. 세정 처리는 여과와 세정액의 교환을 반복하는 소위 배치식으로 행해도, 연속 세정장치를 이용하여 행해도 된다. 재침전 및 세정의 공정에서 발생한 폐액을 재침전 공정의 빈용매로서 재이용하거나, 증류 등의 수단에 의해 카르복실산 등의 용매를 회수해서 재이용하는 것도 바람직하다.The resulting cellulose acylate is preferably washed. The washing solvent may be any solvent as long as the cellulose acylate has low solubility and can remove impurities, but usually water or warm water is used. The temperature of the washing water is preferably 25 to 100 캜, more preferably 30 to 90 캜, particularly preferably 40 to 80 캜. The cleaning process may be performed in a so-called batch mode in which filtration and replacement of the cleaning liquid are repeated, or may be performed using a continuous cleaning device. It is also preferable that the waste solution generated in the process of re-precipitation and washing is reused as a poor solvent in the re-precipitation process, or a solvent such as a carboxylic acid is recovered by means such as distillation and reused.
세정의 진행은 어떠한 수단으로 추적을 행해도 좋지만, 수소이온 농도, 이온 크로마토그래피, 전기 전도도, ICP, 원소분석, 원자흡광 스펙트럼 등의 방법을 바람직한 예로서 들 수 있다.The washing may be carried out by any means, but examples thereof include hydrogen ion concentration, ion chromatography, electrical conductivity, ICP, elemental analysis, and atomic absorption spectroscopy.
이러한 처리에 의해 셀룰로오스아실레이트 중의 촉매(황산, 과염소산, 트리플루오로아세트산, p-톨루엔술폰산, 메탄술폰산, 염화아연 등), 중화제(예를 들면 칼슘, 마그네슘, 철, 알루미늄 또는 아연의 탄산염, 아세트산염, 수산화물 또는 산화물 등), 중화제와 촉매의 반응물, 카르복실산(아세트산, 프로피온산, 부티르산 등), 중화제와 카르복실산의 반응물 등을 제거할 수 있고, 이것은 셀룰로오스아실레이트의 안정성을 높이기 위해서 유효하다.By this treatment, a catalyst (such as sulfuric acid, perchloric acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid or zinc chloride) in the cellulose acylate, a neutralizing agent (such as a carbonate of calcium, magnesium, iron, aluminum or zinc, A reaction product of a neutralizing agent and a catalyst, a carboxylic acid (acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.), a reaction product of a neutralizing agent and a carboxylic acid, and the like, which are effective for increasing the stability of cellulose acylate Do.
(안정화)(stabilize)
온수 처리에 의한 세정 후의 셀룰로오스아실레이트는 안정성을 더욱 향상시키거나, 카르복실산 냄새를 저하시키기 위해서 약알칼리(예를 들면 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄 등의 탄산염, 탄산수소염, 수산화물, 산화물 등)의 수용액 등으로 처리하는 것도 바람직하다. The cellulose acylate after washing by hot water treatment may be treated with a weak alkali (for example, a carbonate, a bicarbonate, a hydroxide, an oxide or an oxide such as sodium, potassium, calcium, magnesium or aluminum) to further improve the stability or lower the odor of the carboxylic acid Or the like) or the like.
잔존 불순물의 양은 세정액의 양, 세정의 온도, 시간, 교반 방법, 세정 용기의 형태, 안정화제의 조성이나 농도에 따라 제어할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 잔류 황산근 양(유황원자의 함유량으로서)이 0∼500ppm이 되도록 아실화, 부분 가수분해 및 세정의 조건을 설정한다.The amount of residual impurities can be controlled depending on the amount of the cleaning liquid, the temperature and time of the cleaning, the stirring method, the shape of the cleaning vessel, and the composition and concentration of the stabilizer. In the present invention, conditions for acylation, partial hydrolysis, and washing are set so that the residual sulfuric acid muscle amount (as sulfur atom content) is 0 to 500 ppm.
(건조)(dry)
본 발명에 있어서 셀룰로오스아실레이트의 함수율을 바람직한 양으로 조정하기 위해서는 셀룰로오스아실레이트를 건조하는 것이 바람직하다. 건조의 방법에 대 해서는 목적으로 하는 함수율이 얻어지는 것이라면 특별하게 한정되지 않지만, 가열, 송풍, 감압, 교반 등의 수단을 단독 또는 조합으로 사용함으로써 효율적으로 행하는 것이 바람직하다. 건조 온도로서 바람직하게는 0∼200℃이며, 더욱 바람직하게는 40∼180℃이며, 특히 바람직하게는 50∼160℃이다. 본 발명의 셀룰로오스아실레이트는 그 함수율이 2질량% 이하인 것이 바람직하고, 1질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.7질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.In the present invention, it is preferable to dry the cellulose acylate in order to adjust the moisture content of the cellulose acylate to a desired amount. The method of drying is not particularly limited as far as the desired water content can be obtained. However, it is preferable to perform the drying method efficiently by using means such as heating, blowing, decompression, and agitation singly or in combination. The drying temperature is preferably 0 to 200 캜, more preferably 40 to 180 캜, and particularly preferably 50 to 160 캜. The water content of the cellulose acylate of the present invention is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.7% by mass or less.
(형태)(shape)
본 발명의 셀룰로오스아실레이트는 입자상, 분말상, 섬유상, 덩어리상 등 여러 가지의 형상을 취할 수 있지만, 필름 제조의 원료로서는 입자상 또는 분말상인 것이 바람직하기 때문에 건조 후의 셀룰로오스아실레이트는 입경의 균일화나 취급성의 개선을 위해서 분쇄나 체치기를 행해도 된다. 셀룰로오스아실레이트가 입자상일 때, 사용하는 입자의 90질량% 이상은 0.5∼5㎜의 입자지름을 갖는 것이 바람직하다. 또한 사용하는 입자의 50질량% 이상이 1∼4㎜의 입자지름을 갖는 것이 바람직하다. 셀룰로오스아실레이트 입자는 되도록이면 구형에 가까운 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 셀룰로오스아실레이트 입자는 외관상 밀도가 바람직하게는 0.5 내지 1.3, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 1.2, 특히 바람직하게는 0.8 내지 1.15이다. 외관상 밀도의 측정법에 관해서는 JIS K-7365에 규정되어 있다.The cellulose acylate of the present invention may take various forms such as particulate, powder, fibrous, lumpy and the like, but it is preferable that the raw material of the film is a particulate or powdery form. Therefore, after drying, Crushing or squeezing may be performed for improvement. When the cellulose acylate is in a particulate form, it is preferable that at least 90 mass% of the particles used have a particle diameter of 0.5 to 5 mm. It is also preferable that at least 50 mass% of the particles used have a particle diameter of 1 to 4 mm. It is preferable that the cellulose acylate particles have a shape which is as close to a sphere as possible. The apparent density of the cellulose acylate particles of the present invention is preferably 0.5 to 1.3, more preferably 0.7 to 1.2, and particularly preferably 0.8 to 1.15. The apparent density measurement method is specified in JIS K-7365.
본 발명의 셀룰로오스아실레이트 입자는 안식각이 10 내지 70도인 것이 바람직하고, 15 내지 60도인 것이 더욱 바람직하고, 20 내지 50도인 것이 특히 바람직하다.The cellulose acylate particles of the present invention preferably have an angle of repose of 10 to 70 degrees, more preferably 15 to 60 degrees, and particularly preferably 20 to 50 degrees.
(중합도)(Degree of polymerization)
본 발명에서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스아실레이트의 중합도는 평균 중합도 100∼300, 바람직하게는 120∼250, 더욱 바람직하게는 130∼200이다. 평균 중합도는 우다 등의 극한 점도법(우다 카즈오, 사이토우 히데오, 섬유학회지, 제18권 제1호, 105∼120쪽, 1962년), 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의한 분자량 분포 측정 등의 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한 일본 특허공개 평9-95538에 상세하게 기재되어 있다.The degree of polymerization of the cellulose acylate preferably used in the present invention has an average degree of polymerization of 100 to 300, preferably 120 to 250, and more preferably 130 to 200. The average degree of polymerization can be measured by an intrinsic viscosity method (Udakazuo, Hideo Saito, Textile Journal, Vol. 18, No. 1, pp. 105-120, 1962) such as Ueda and measurement of molecular weight distribution by gel permeation chromatography (GPC) Can be measured by a method. Further, it is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 9-95538.
본 발명에 있어서는 셀룰로오스아실레이트의 GPC에 의한 중량 평균 중합도/수평균 중합도가 1.6 내지 3.6인 것이 바람직하고, 1.7 내지 3.3인 것이 더욱 바람직하고, 1.8 내지 3.2인 것이 특히 바람직하다.In the present invention, the weight average degree of polymerization / number average degree of polymerization of the cellulose acylate by GPC is preferably 1.6 to 3.6, more preferably 1.7 to 3.3, and particularly preferably 1.8 to 3.2.
이들 셀룰로오스아실레이트는 1종류만을 이용하여도 좋고, 2종 이상 혼합해도 좋다. 또한 셀룰로오스아실레이트 이외의 고분자 성분을 적당하게 혼합한 것이라도 좋다. 혼합되는 고분자 성분은 셀룰로오스에스테르와 상용성이 뛰어난 것이 바람직하고, 필름으로 했을 때의 투과율이 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 92% 이상이다.These cellulose acylates may be used alone or in combination of two or more. It may also be a mixture of polymer components other than cellulose acylate. The polymer component to be mixed is preferably excellent in compatibility with the cellulose ester, and has a transmittance of 80% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 92% or more, in a film.
[셀룰로오스아실레이트 합성예][Synthesis example of cellulose acylate]
이하에 본 발명에 사용되는 셀룰로오스아실레이트의 합성예에 대해서 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.Examples of the synthesis of the cellulose acylate used in the present invention are described in detail below, but the present invention is not limited thereto.
합성예 1(셀룰로오스아세테이트프로피오네이트의 합성)Synthesis Example 1 (Synthesis of cellulose acetate propionate)
셀룰로오스(활엽수 펄프) 150g, 아세트산 75g을, 반응 용기인 환류 장치를 붙인 5L 세퍼러블 플라스크에 취해, 60℃로 조절한 오일배스에서 가열하면서 2시간 격렬하게 교반하였다. 이러한 전처리를 행한 셀룰로오스는 팽윤, 해쇄되어서 플러프 형상을 보였다. 반응 용기를 2℃의 빙수욕에 30분간 두어 냉각했다.150 g of cellulose (hardwood pulp) and 75 g of acetic acid were taken in a 5 L separable flask equipped with a reflux condenser as a reaction vessel and vigorously stirred for 2 hours while heating in an oil bath adjusted to 60 캜. The pretreated cellulose was swollen and shattered and showed a fluff shape. The reaction vessel was cooled in an ice-water bath at 2 캜 for 30 minutes.
별도, 아실화제로서 프로피온산 무수물 1545g, 황산 10.5g의 혼합물을 제작하고, -30℃로 냉각한 후에 상기의 전처리를 행한 셀룰로오스를 수용하는 반응 용기에 한번에 첨가했다. 30분 경과 후, 외부 설비 온도를 서서히 상승시키고, 아실화제의 첨가로부터 2시간 경과 후에 내부 온도가 25℃가 되도록 조절했다. 반응 용기를 5℃의 빙수욕에서 냉각하고, 아실화제의 첨가로부터 0.5시간 후에 내부 온도가 10℃, 2시간 후에 내부 온도가 23℃가 되도록 조절하고, 내부 온도를 23℃로 유지해서 3시간 더 교반하였다. 반응 용기를 5℃의 빙수욕에서 냉각하고, 5℃로 냉각한 25질량% 함수 아세트산 120g을 1시간에 걸쳐서 첨가했다. 내부 온도를 40℃로 상승시키고 1.5시간 교반하였다. 이어서 반응 용기에 50질량% 함수 아세트산에 아세트산 마그네슘 4수화물을 황산의 2배몰 용해한 용액을 첨가하고, 30분간 교반하였다. 25질량% 함수 아세트산 1L, 33질량% 함수 아세트산 500mL, 50질량% 함수 아세트산 1L, 물 1L를 이 순서로 첨가하여 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 침전시켰다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트의 침전은 온수로 세정을 행하였다. 이 때의 세정 조건을 표 1과 같이 변화시킴으로써 잔류 황산근 양을 변화시킨 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 얻었다. 세정 후, 20℃의 0.005질량% 수산화칼슘 수용액 중에서 0.5시간 교반하고, 세정액의 pH가 7이 될 때까지 물로 더 세정을 행한 후, 70℃에서 진공 건조시켰다.Separately, a mixture of 1545 g of propionic acid anhydride and 10.5 g of sulfuric acid as an acylating agent was prepared, cooled to -30 DEG C, and added to the reaction vessel containing the pretreated cellulose in one portion at once. After a lapse of 30 minutes, the temperature of the external equipment was gradually raised, and the internal temperature was adjusted to 25 캜 after 2 hours from the addition of the acylating agent. The reaction vessel was cooled in an ice-water bath at 5 캜, and after 0.5 hour from the addition of the acylating agent, the internal temperature was adjusted to 10 캜, and the internal temperature was adjusted to 23 캜 after 2 hours. Lt; / RTI > The reaction vessel was cooled in an ice water bath at 5 캜 and 120 g of 25% by mass aqueous acetic acid cooled to 5 캜 was added over 1 hour. The internal temperature was raised to 40 DEG C and stirred for 1.5 hours. Subsequently, a solution of magnesium acetate tetrahydrate in 50% by mass of acetic acid and 2-times molar amount of sulfuric acid was added to the reaction vessel, followed by stirring for 30 minutes. 1 L of 25% by weight aqueous acetic acid, 500 mL of 33% by weight aqueous acetic acid, 1 L of 50% by weight aqueous acetic acid and 1 L of water were added in this order to precipitate cellulose acetate propionate. Precipitation of the obtained cellulose acetate propionate was carried out by washing with hot water. The washing conditions at this time were changed as shown in Table 1 to obtain cellulose acetate propionate having residual sulfate ion radicals varied in amount. After washing, the mixture was stirred in an aqueous 0.005% by mass calcium hydroxide solution at 20 캜 for 0.5 hour, further washed with water until the pH of the washing liquid reached 7, and then vacuum dried at 70 캜.
1H-NMR 및, GPC 측정에 의하면 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트는 아세틸화도 0.30, 프로피오닐화도 2.63, 중합도 320이었다. 황산근의 함유량은 ASTM D-817-96에 의해 측정했다.The cellulose acetate propionate obtained by 1 H-NMR and GPC measurement had an acetylation degree of 0.30, a degree of propionylation of 2.63, and a degree of polymerization of 320. [ The content of sulfuric acid muscle was measured by ASTM D-817-96.
합성예 2(셀룰로오스아세테이트부틸레이트의 합성)Synthesis Example 2 (Synthesis of cellulose acetate butyrate)
셀룰로오스(활엽수 펄프) 100g, 아세트산 135g을, 반응 용기인 환류 장치를 붙인 5L 세퍼러블 플라스크에 취하고, 60℃로 조절한 오일배스에서 가열하면서 1시간 방치했다. 그 후에 60℃로 조절한 오일배스에서 가열하면서 1시간 격렬하게 교반하였다. 이러한 전처리를 행한 셀룰로오스는 팽윤, 해쇄되어서 플러프 형상을 보였다. 반응 용기를 5℃의 빙수욕에 1시간 두어 셀룰로오스를 충분하게 냉각했다.100 g of cellulose (hardwood pulp) and 135 g of acetic acid were placed in a 5 L separable flask equipped with a reflux condenser as a reaction vessel, and allowed to stand for 1 hour while being heated in an oil bath adjusted to 60 캜. Then, the mixture was vigorously stirred for 1 hour while heating in an oil bath adjusted to 60 ° C. The pretreated cellulose was swollen and shattered and showed a fluff shape. The reaction vessel was placed in an ice water bath at 5 캜 for 1 hour to sufficiently cool the cellulose.
별도, 아실화제로서 부티르산 무수물 1080g, 황산 10.0g의 혼합물을 제작하고, -20℃로 냉각한 후에 전처리를 행한 셀룰로오스를 수용하는 반응 용기에 한번에 첨가했다. 30분 경과 후, 외부 설비 온도를 20℃까지 상승시키고, 5시간 반응시켰다. 반응 용기를 5℃의 빙수욕에서 냉각하고, 약 5℃로 냉각한 12.5질량% 함수 아세트산 2400g을 1시간에 걸쳐 첨가했다. 내부 온도를 30℃로 상승시키고, 1시간 교반하였다. 이어서 반응 용기에 아세트산 마그네슘 4수화물의 50질량% 수용액을 100g 첨가하고, 30분간 교반하였다. 아세트산 1000g, 50질량% 함수 아세트산 2500g을 서서히 첨가하여 셀룰로오스아세테이트부틸레이트를 침전시켰다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트부틸레이트의 침전은 온수로 세정을 행하였다. 이 때의 세정 조건을 표 1과 같이 변화시킴으로써 잔류 황산근 양을 변화시킨 셀룰로오스아세테이트부틸레이트를 얻었다. 세정 후, 0.005질량% 수산화칼슘 수용액 중에서 0.5시간 교반하 고, 또한 세정액의 pH가 7이 될 때까지 물로 세정을 행한 후, 70℃에서 건조시켰다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트부틸레이트는 아세틸화도 0.84, 부티릴화도 2.12, 중합도 268이었다.Separately, a mixture of 1080 g of butyric acid anhydride and 10.0 g of sulfuric acid as an acylating agent was prepared, cooled to -20 캜 and added to the reaction vessel containing the pretreated cellulose in one portion. After a lapse of 30 minutes, the temperature of the external equipment was raised to 20 ° C and the reaction was carried out for 5 hours. The reaction vessel was cooled in an ice-water bath at 5 캜, and 2400 g of 12.5% by mass hydrous acetic acid cooled to about 5 캜 was added over 1 hour. The internal temperature was raised to 30 DEG C and the mixture was stirred for 1 hour. Then, 100 g of a 50% by mass aqueous solution of magnesium acetate tetrahydrate was added to the reaction vessel, and the mixture was stirred for 30 minutes. 1000 g of acetic acid and 2500 g of 50% by weight aqueous acetic acid were slowly added to precipitate cellulose acetate butyrate. Precipitation of the obtained cellulose acetate butyrate was carried out by washing with warm water. The washing conditions at this time were changed as shown in Table 1 to obtain cellulose acetate butyrate in which the amount of residual sulfuric acid muscle was changed. After washing, the mixture was stirred in an aqueous 0.005% by mass calcium hydroxide solution for 0.5 hour, washed with water until the pH of the washing liquid reached 7, and dried at 70 ° C. The obtained cellulose acetate butyrate had an acetylation degree of 0.84, a degree of butyrylation of 2.12, and a degree of polymerization of 268.
(4) 기타의 첨가제(4) Other additives
(ⅰ) 매트제(I)
매트제로서 미립자를 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 미립자로서는 이산화규소, 이산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탤크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산 칼슘, 수화규산 칼슘, 규산 알루미늄, 규산 마그네슘 및 인산 칼슘을 들 수 있다. 미립자는 규소를 함유하는 것이 탁도를 낮게 할 수 있어 바람직하고, 특히 이산화규소가 바람직하다. 이산화규소의 미립자는 1차 평균 입자지름이 20㎚ 이하이며, 또한 외관 비중이 70g/ℓ 이상인 것이 바람직하다. 1차 입자의 평균 지름이 5∼16㎚로 작은 것이 필름의 헤이즈를 낮출 수 있어 보다 바람직하다. 외관 비중은 90∼200g/ℓ 이상이 바람직하고, 100∼200g/ℓ 이상이 더욱 바람직하다. 외관 비중이 클수록 고농도의 분산액을 만드는 것이 가능하게 되고, 헤이즈, 응집물이 양호화하기 때문에 바람직하다.It is preferable to add fine particles as a matting agent. Examples of the fine particles used in the present invention include silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, talc, clay, calcined kaolin, calcined calcium silicate, hydrated calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate and calcium phosphate. The fine particles contain silicon, which is preferable because turbidity can be lowered, and silicon dioxide is particularly preferable. The fine particles of silicon dioxide preferably have a primary average particle diameter of 20 nm or less and an apparent specific gravity of 70 g / l or more. It is more preferable that the average diameter of the primary particles is as small as 5 to 16 nm because the haze of the film can be lowered. The apparent specific gravity is preferably 90 to 200 g / L or more, more preferably 100 to 200 g / L or more. The larger the specific gravity of the outer appearance, the higher the concentration of the dispersion becomes, and the haze and agglomerates become better.
이들 미립자는, 통상 평균 입자지름이 0.1∼3.0㎛의 2차 입자를 형성하고, 이들 미립자는 필름 중에서는 1차 입자의 응집체로서 존재하고, 필름 표면에 0.1∼3.0㎛의 요철을 형성시킨다. 2차 평균 입자지름은 0.2㎛ 이상 1.5㎛ 이하가 바람직하고, 0.4㎛ 이상 1.2㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 0.6㎛ 이상 1.1㎛ 이하가 가장 바람직하다. 1차, 2차 입자지름은 필름 중의 입자를 주사형 전자현미경으로 관찰하 여, 입자에 외접하는 원의 지름을 가지고 입경이라고 했다. 또한 장소를 옮겨서 입자 200개를 관찰하고, 그 평균치를 가지고 평균 입자지름이라고 했다.These fine particles usually form secondary particles having an average particle diameter of 0.1 to 3.0 占 퐉. These fine particles exist as agglomerates of primary particles in the film and form irregularities of 0.1 to 3.0 占 퐉 on the surface of the film. The secondary average particle diameter is preferably 0.2 탆 or more and 1.5 탆 or less, more preferably 0.4 탆 or more and 1.2 탆 or less, and most preferably 0.6 탆 or more and 1.1 탆 or less. The primary and secondary particle diameters were determined by observing the particles in the film with a scanning electron microscope and measuring the diameter of the circle circumscribing the particles. In addition, 200 particles were observed by moving the place, and the mean value was referred to as the average particle diameter.
이산화규소의 미립자는, 예를 들면 아엘로질 R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600(이상 니폰 아엘로질(주)제) 등의 시판품을 사용할 수 있다. 산화지르코늄의 미립자는, 예를 들면 아엘로질 R976 및 R811(이상 니폰 아엘로질(주)제)의 상품명으로 시판되고 있어, 사용할 수 있다.Commercially available products such as AEROSIL R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50 and TT600 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) can be used as fine particles of silicon dioxide. The fine particles of zirconium oxide are commercially available, for example, under the trade names AEROSIL R976 and R811 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and can be used.
이들 중에서 아엘로질 200V, 아엘로질 R972V가 1차 평균 입자지름이 20㎚ 이하이며, 또한 외관 비중이 70g/ℓ 이상인 이산화규소의 미립자이며, 광학 필름의 탁도를 낮게 유지하면서 마찰계수를 낮추는 효과가 크기 때문에 특히 바람직하다.Of these, AEROSIL 200V and AEROSIL R972V are fine particles of silicon dioxide having a primary average particle diameter of 20 nm or less and an apparent specific gravity of 70 g / L or more and lowering the friction coefficient while maintaining the turbidity of the optical film at a low level Which is particularly preferable.
(ⅱ) 기타 첨가제(Ii) Other additives
상기 이외에 여러 가지의 첨가제, 예를 들면 자외선 방지제(예를 들면 히드록시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산 에스테르계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 등), 적외선 흡수제, 광학조정제, 계면활성제 및 악취 트랩제(아민 등) 등)을 첨가할 수 있다. 이들의 상세한 것은, 발명협회 공개기법 공기번호 2001-1745호(2001년 3월 15일 발행, 발명협회), p.17-22에 상세하게 기재되어 있는 소재가 바람직하게 사용된다.(For example, a hydroxybenzophenone compound, a benzotriazole compound, a salicylic acid ester compound, a cyanoacrylate compound, etc.), an infrared absorber, an optical modifier, a surfactant And an odor trap agent (amine, etc.)) can be added. Details of these materials are preferably those described in detail in the Inventors Association Open Publication No. 2001-1745 (published on Mar. 15, 2001, Invention Society), p. 17-22.
적외 흡수 염료로서는 예를 들면 일본 특허공개 2001-194522호 공보의 것을 사용할 수 있고, 자외선 흡수제로서는 예를 들면 일본 특허공개 2001-151901호 공보에 기재된 것을 사용할 수 있으며, 각각 셀룰로오스아실레이트에 대하여 0.001∼5질량% 함유시키는 것이 바람직하다.As the infrared absorbing dye, for example, those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-194522 can be used. As the ultraviolet absorbing agent, for example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-151901 can be used. By mass to 5% by mass.
광학조정제로서는 리타데이션 조정제를 들 수 있고, 예를 들면 일본 특허공개 2001-166144, 일본 특허공개 2003-344655, 일본 특허공개 2003-248117, 일본 특허공개 2003-66230 기재의 것을 사용할 수 있고, 이것에 의해 면내의 리타데이션(Re), 두께 방향의 리타데이션(Rth)을 제어할 수 있다. 바람직한 첨가량은 0∼10wt%이며, 보다 바람직하게는 0∼8wt%, 더욱 바람직하게는 0∼6wt%이다.As the optical adjusting agent, a retardation adjusting agent can be exemplified. For example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-166144, 2003-344655, 2003-248117 and 2003-66230 can be used. The retardation Re in the plane and the retardation Rth in the thickness direction can be controlled. The preferable amount of addition is 0 to 10 wt%, more preferably 0 to 8 wt%, and still more preferably 0 to 6 wt%.
(5) 셀룰로오스아실레이트 혼합물의 물성(5) Properties of the cellulose acylate mixture
상기 셀룰로오스아실레이트 혼합물(셀룰로오스아실레이트, 가소제, 안정제, 기타 첨가제를 혼합한 것)은, 이하의 물성을 만족시키는 것이 바람직하다. The cellulose acylate mixture (cellulose acylate, plasticizer, stabilizer, and other additives mixed) preferably satisfies the following physical properties.
(ⅰ) 중량 감소(I) weight reduction
본 발명의 열가소성 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 조성물은 220℃에 있어서의 가열 감량율이 5중량% 이하이다. 여기에서, 가열 감량율이란 질소가스 분위기 하에서 실온으로부터 10℃/분의 승온 속도로 시료를 승온했을 때의, 220℃에 있어서의 중량 감소율을 말한다. 상기 셀룰로오스아실레이트 혼합물로 함으로써 가열 감량율을 5중량% 이하로 할 수 있다. 보다 바람직하게 는3중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1중량% 이하이다. 이렇게 함으로써 제막 중에 발생하는 고장(기포의 발생)을 억제할 수 있다.The thermoplastic cellulose acetate propionate composition of the present invention has a heat loss rate of less than 5% by weight at 220 캜. Here, the weight loss rate refers to the weight loss rate at 220 占 폚 when the sample is heated from room temperature at a heating rate of 10 占 폚 / min under a nitrogen gas atmosphere. By using the cellulose acylate mixture, the heat loss rate can be set to 5 wt% or less. More preferably 3% by weight or less, further preferably 1% by weight or less. By doing so, it is possible to suppress a failure (generation of bubbles) that occurs during film formation.
(ⅱ) 용융 점도(Ii) Melt viscosity
본 발명의 열가소성 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 조성물은 220℃, 1sec-1에 있어서의 용융 점도가 100∼1000Pa·sec가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200∼800Pa·sec, 더욱 바람직하게는 300∼700Pa·sec이다. 이러한 높은 용융 점도로 함으로써 다이 출구의 장력에 의해 늘어나는(연신되는) 일이 없고, 연신 배향에 기인하는 광학 이방성(리타데이션)의 증가를 방지할 수 있다.The thermoplastic cellulose acetate propionate composition of the present invention preferably has a melt viscosity at 220 ° C and 1 sec -1 of 100 to 1000 Pa · sec, more preferably 200 to 800 Pa · sec, still more preferably 300 to 700 Pa · sec. With such a high melt viscosity, it is possible to prevent an increase in optical anisotropy (retardation) caused by stretching orientation without increasing (stretching) by the tension at the die exit.
이러한 점도의 조정은 어떤 방법으로 달성해도 좋지만, 예를 들면 셀룰로오스아실레이트의 중합도나 가소제 등의 첨가제의 양에 의해 달성할 수 있다.Such adjustment of the viscosity may be achieved by any method, but can be achieved by, for example, polymerization degree of cellulose acylate and the amount of additives such as plasticizer.
(6) 펠릿화(6) Pelleting
상기 셀룰로오스아실레이트와 첨가물은 용융 제막에 앞서서 혼합해 펠릿화하는 것이 바람직하다.It is preferable that the cellulose acylate and the additive are mixed and pelletized before the melt film formation.
펠릿화를 행함에 있어서 셀룰로오스아실레이트 및 첨가물은 사전에 건조를 행하는 것이 바람직하지만, 벤트식 압출기를 사용함으로써 이것을 대용할 수도 있다. 건조를 행하는 경우에는, 건조 방법으로서 가열로 내에서 90℃에서 8시간 이상 가열하는 방법 등을 사용할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 펠릿화는 상기 셀룰로오스아실레이트와 첨가물을 2축 혼련 압출기를 사용해 150℃ 이상 250℃ 이하로 용융한 후, 깔대기 형상으로 압출한 것을 수중에서 고화해 재단함으로써 작성할 수 있다. 또한, 압출기에 의한 용융 후 수중에 구금으로부터 직접 압출하면서 컷팅하거나, 언더워터 컷팅법 등에 의해 펠릿화를 행해도 관계없다.In carrying out the pelletization, it is preferable to dry the cellulose acylate and additives in advance, but it may be substituted by using a vent type extruder. As the drying method, a method of heating at 90 DEG C for 8 hours or more in a heating furnace can be used, but the present invention is not limited thereto. The pelletization can be carried out by melting the cellulose acylate and the additive by using a biaxial kneading extruder at a temperature of not less than 150 ° C and not more than 250 ° C, extruding the mixture in a funnel shape, and solidifying the mixture in water. Further, it may be cut while extruding directly from the spinneret in the water after melting by the extruder, or may be pelletized by the under water cutting method or the like.
압출기는 충분한 용융 혼련이 얻어지는 한, 임의의 공지의 단축 스크류 압출기, 비맞물림형 이방향(異方向) 회전 2축 스크류 압출기, 맞물림형 이방향 회전 2축 스크류 압출기, 맞물림형 동방향 회전 2축 스크류 압출기 등을 사용할 수 있다.As long as sufficient melt kneading can be obtained, the extruder may be any known single screw extruder, non-meshing type two-axis screw extruder, meshing type two-axis screw extruder, An extruder or the like can be used.
바람직한 펠릿의 크기는 단면적이 1㎟ 이상 300㎟ 이하, 길이가 1㎜ 이상 30 ㎜이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 단면적이 2㎟ 이상 100㎟ 이하, 길이가 1.5㎜ 이상 10㎜이하이다.The preferred size of pellets is not less than 1 mm 2 and not more than 300 mm 2 in cross-sectional area and not less than 1 mm and not more than 30 mm in length, more preferably not less than 2 mm 2 and not more than 100 mm 2, and not less than 1.5 mm and not more than 10 mm.
또한 펠릿화를 행할 때에 상기 첨가물은 압출기의 도중에 있는 원료 투입구나 벤트구로부터 투입하는 것도 가능하다.Further, when pelletization is carried out, it is also possible to add the additive from a raw material inlet or a vent in the middle of the extruder.
압출기의 회전수는 10rpm 이상 1000rpm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20rpm 이상 700rpm 이하, 더욱 바람직하게는 30rpm 이상 500rpm 이하이다. 이것보다 회전속도가 늦어지면 체류시간이 길어져 열열화에 의해 분자량이 저하하거나, 황색미가 악화되기 쉬워지기 때문에 바람직하지 못하다. 또한 회전속도가 지나치게 빠르면 전단에 의해 분자의 절단이 일어나기 쉬워져 분자량 저하를 초래하거나, 가교 겔의 발생은 증가하는 등의 문제가 생기기 쉬워진다.The number of revolutions of the extruder is preferably 10 rpm or more and 1000 rpm or less, more preferably 20 rpm or more and 700 rpm or less, further preferably 30 rpm or more and 500 rpm or less. If the rotation speed is slower than this, the residence time is prolonged, and the molecular weight is lowered due to heat deterioration, and the yellowish color tends to be deteriorated, which is not preferable. In addition, if the rotation speed is too high, molecular breakdown tends to occur due to shearing, which leads to a decrease in molecular weight or to the generation of cross-linked gel.
펠릿화에 있어서의 압출 체류시간은 10초 이상, 30분 이내, 보다 바람직하게는 15초 이상 10분 이내, 더욱 바람직하게는 30초 이상 3분 이내이다. 충분하게 용융을 할 수 있으면 체류시간은 짧은 쪽이 수지 열화, 황색미 발생을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.The extrusion retention time in the pelletization is 10 seconds or more and 30 minutes or less, more preferably 15 seconds or more and 10 minutes or less, and further preferably 30 seconds or more and 3 minutes or less. If sufficient melting is possible, a shorter residence time is preferable in that the resin deterioration and the occurrence of yellowish color can be suppressed.
(7) 용융 제막(7) Melting film
(ⅰ) 건조(I) drying
상술의 방법으로 펠릿화한 것을 사용하는 것이 바람직하고, 용융 제막에 앞서서 펠릿 중의 수분을 감소시키는 것이 바람직하다.It is preferable to use pellets obtained by the above-mentioned method, and it is preferable to reduce the water content in the pellets prior to the melt-film formation.
본 발명에 있어서 셀룰로오스아실레이트의 함수율을 바람직한 양으로 조정하기 위해서는 셀룰로오스아실레이트를 건조하는 것이 바람직하다. 건조의 방법에 대 해서는 제습 풍 건조기를 이용하여 건조하는 경우가 많지만, 목적으로 하는 함수율을 얻을 수 있는 것이라면 특별하게 한정되지 않는다(가열, 송풍, 감압, 교반 등의 수단을 단독 또는 조합으로 이용함으로써 효율적으로 행하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 건조 호퍼를 단열 구조로 하는 것이 바람직하다). 건조 온도로서 바람직하게는 0∼200℃이며, 더욱 바람직하게는 40∼180℃이며, 특히 바람직하게는 60∼150℃이다. 건조 온도가 너무 낮으면 건조에 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 함유 수분율이 목표값 이하로 되지 않아 바람직하지 못하다. 한편, 건조 온도가 지나치게 높으면 수지가 점착되어 블록킹해서 바람직하지 못하다. 건조 풍량으로서 바람직하게는 20∼400㎥/시간이고, 더욱 바람직하게는 50∼300㎥/시간, 특히 바람직하게는 100∼250㎥/시간이다. 건조 풍량이 적으면 건조 효율이 나빠서 바람직하지 못하다. 한편, 풍량을 많게 해도 일정량 이상 있으면 건조 효과의 더나은 향상은 적어 경제적이지 않다. 에어의 노점으로서, 바람직하게는 0∼-60℃이고, 더욱 바람직하게는 -10∼-50℃, 특히 바람직하게는 -20∼-40℃이다. 건조 시간은 적어도 15분 이상 필요하고, 더욱 바람직하게는 1시간 이상, 특히 바람직하게는 2시간 이상이다. 한편, 50시간을 초과해서 건조시켜도 더나은 수분율의 저감 효과는 적고, 수지의 열열화의 우려가 발생하기 때문에 건조 시간을 불필요하게 길게 하는 것은 바람직하지 못하다. 본 발명의 셀룰로오스아실레이트는, 그 함수율이 1.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.1질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.01질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.In the present invention, it is preferable to dry the cellulose acylate in order to adjust the moisture content of the cellulose acylate to a desired amount. The drying method is often carried out using a dehumidifying air dryer, but it is not particularly limited as long as it can obtain a desired water content (heating, blowing, decompression, stirring, etc.) More preferably, the drying hopper is preferably an insulating structure). The drying temperature is preferably 0 to 200 占 폚, more preferably 40 to 180 占 폚, and particularly preferably 60 to 150 占 폚. If the drying temperature is too low, it takes a long time to dry, and the moisture content is not lower than the target value, which is not preferable. On the other hand, if the drying temperature is too high, the resin will stick and block, which is undesirable. The drying air volume is preferably 20 to 400 m 3 / hour, more preferably 50 to 300 m 3 / hour, particularly preferably 100 to 250 m 3 / hour. If the drying air volume is small, the drying efficiency is poor, which is not preferable. On the other hand, even if the air volume is large, the improvement of the drying effect is less economical than a certain amount. The dew point of air is preferably 0 to -60 占 폚, more preferably -10 to -50 占 폚, particularly preferably -20 to -40 占 폚. The drying time is at least 15 minutes, more preferably at least 1 hour, particularly preferably at least 2 hours. On the other hand, even if drying is performed for more than 50 hours, there is less effect of reducing the moisture content and there is a fear of thermal deterioration of the resin, so that it is not desirable to make the drying time unnecessarily long. The water content of the cellulose acylate of the present invention is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and particularly preferably 0.01% by mass or less.
(ⅱ) 용융 압출(Ii) Melt extrusion
상술한 셀룰로오스아실레이트 수지는 압출기(상기 펠릿화의 압출기와는 별개)의 공급구를 통해서 실린더 내에 공급된다. 실린더 내는 공급구측으로부터 순차적으로, 공급구로부터 공급된 셀룰로오스아실레이트 수지를 정량 수송하는 공급부(영역 A)와 셀룰로오스아실레이트 수지를 용융 혼련·압축하는 압축부(영역 B)와 용융 혼련·압축된 셀룰로오스아실레이트 수지를 계량하는 계량부(영역 C)로 구성된다. 수지는 상술의 방법에 의해 수분량을 저감시키기 위해서 건조하는 것이 바람직하지만, 잔존하는 산소에 의한 용융 수지의 산화를 방지하기 위해서 압출기 내를 불활성(질소 등) 기류 중, 또는 벤트가 있는 압출기를 사용해 진공 배기하면서 실시하는 것이 보다 바람직하다. 압출기의 스크류 압축비는 2.5∼4.5로 설정되고, L/D는 20∼70으로 설정되어 있다. 여기에서 스크류 압축비란 공급부(A)와 계량부(C)의 용적비, 즉 공급부(A)의 단위길이당의 용적÷계량부(C)의 단위길이당의 용적으로 나타내어지고, 공급부(A)의 스크류축의 외경(d1), 계량부(C)의 스크류축의 외경(d2), 공급부(A)의 홈부 지름(a1), 및 계량부(C)의 홈부 지름(a2)을 사용해서 산출된다. 또한 L/D란 실린더 내경에 대한 실린더 길이의 비이다. 또한 압출 온도는 190∼240℃로 설정된다. 압출기 내에서의 온도가 240℃를 초과할 경우에는 압출기와 다이 사이에 냉각기를 설치하도록 하면 좋다.The above-mentioned cellulose acylate resin is fed into the cylinder through a feed port of an extruder (separate from the pelletizing extruder). (Region A) for quantitatively transporting the cellulose acylate resin supplied from the supply port, a compression section (region B) for melt-kneading and compressing the cellulose acylate resin, a melt-kneaded and compressed cellulose And a metering section (area C) for measuring the acylate resin. It is preferable to dry the resin in order to reduce the water content by the above-mentioned method. However, in order to prevent the oxidation of the molten resin due to the remaining oxygen, the resin is extruded in an inert (nitrogen or the like) It is more preferable to carry out the evacuation. The screw compression ratio of the extruder is set to 2.5 to 4.5, and the L / D is set to 20 to 70. [ Here, the screw compression ratio is expressed by the volume ratio of the supply part A and the metering part C, that is, the volume per unit length of the supply part A / the unit length of the metering part C, The outer diameter d1 of the metering section C and the outer diameter d2 of the screw shaft of the metering section C as well as the groove section a1 of the supply section A and the groove section a2 of the metering section C. L / D is the ratio of the cylinder length to the cylinder inner diameter. The extrusion temperature is set to 190 to 240 캜. If the temperature in the extruder exceeds 240 캜, a cooler may be provided between the extruder and the die.
스크류 압축비가 2.5를 밑돌아서 지나치게 작으면 충분하게 용융 혼련되지 않아 미용해 부분이 발생하거나, 전단 발열이 지나치게 작아서 결정의 융해가 불충분하게 되고, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 미세한 결정이 잔존하기 쉬워지며, 또한 기포가 혼입하기 쉬워진다. 이것에 의해, 셀룰로오스아실레이트 필름 의 강도가 저하하거나, 또는 필름을 연신할 경우에 잔존한 결정이 연신성을 저해하여 배향을 충분하게 높일 수 없어진다. 반대로, 스크류 압축비가 4.5를 상회해서 지나치게 크면, 전단 응력이 지나치게 걸려서 발열에 의해 수지가 열화되기 쉬워지므로, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 나타나기 쉬워진다. 또한 전단 응력이 지나치게 걸리면 분자의 절단이 일어나 분자량이 저하해서 필름의 기계적 강도가 저하한다. 따라서, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 나오기 어렵고 또한 필름 강도가 강하며 또한 연신 파단하기 어렵게 하기 위해서는, 스크류 압축비는 2.5∼4.5의 범위가 좋고, 보다 바람직하게는 2.8∼4.2, 특히 바람직한 것은 3.0∼4.0의 범위이다.If the screw compression ratio is less than 2.5 and is too small, melt-kneading is not sufficiently carried out to cause an unmelted portion, or the shear heat generation is too small to melt the crystal insufficiently, and fine crystals tend to remain in the produced cellulose acylate film , And bubbles are easily mixed. As a result, the strength of the cellulose acylate film is lowered, or the crystal remaining when the film is stretched inhibits the stretchability and the orientation can not be sufficiently increased. On the other hand, if the screw compression ratio is excessively large at a value exceeding 4.5, shearing stress is excessively applied and the resin tends to be deteriorated by heat generation, so that the yellowish color tends to appear in the produced cellulose acylate film. In addition, if the shear stress is excessively applied, molecular breakage occurs and the molecular weight lowers and the mechanical strength of the film deteriorates. Therefore, the screw compression ratio is preferably in the range of 2.5 to 4.5, more preferably in the range of 2.8 to 4.2, and particularly preferably in the range of 3.0 to 3.0, in order to prevent the yellow color from coming out from the cellulose acylate film after the production, Lt; / RTI >
또한, L/D가 20을 밑돌아서 지나치게 작으면 용융 부족이나 혼련 부족이 되고, 압축비가 작을 경우와 마찬가지로 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 미세한 결정이 잔존하기 쉬워진다. 반대로, L/D가 70을 상회해서 지나치게 크면 압출기 내에서의 셀룰로오스아실레이트 수지의 체류 시간이 지나치게 질어져 수지의 열화를 야기하기 쉬워진다. 또한, 체류 시간이 길어지면 분자의 절단이 일어나거나 분자량이 저하해서 셀룰로오스아실레이트 필름의 기계적 강도가 저하한다. 따라서, 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 황색미가 나오기 어렵고 또한 필름 강도가 강하며 또한 연신 파단하기 어렵게 하기 위해서는, L/D는 20∼70의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 22∼65의 범위, 특히 바람직하게는 24∼50의 범위이다. Further, if L / D is lower than 20 and too small, insufficient melting or insufficient kneading occurs, and similarly to the case where the compression ratio is small, fine crystals tend to remain in the produced cellulose acylate film. On the other hand, if L / D is over 70, excessively large, the retention time of the cellulose acylate resin in the extruder becomes excessively high, and the resin tends to deteriorate. Further, if the retention time is prolonged, molecular breakdown occurs or the molecular weight decreases, and the mechanical strength of the cellulose acylate film decreases. Therefore, in order to prevent yellowish color from appearing in the cellulose acylate film after production, and also to have a strong film strength and to make stretching difficult to break, L / D is preferably in the range of 20 to 70, more preferably in the range of 22 to 65, And particularly preferably in the range of 24 to 50.
또한, 압출 온도는 상술의 온도 범위로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 얻은 셀룰로오스아실레이트 필름은, 헤이즈가 2.0% 이하, 옐로우 인덱스(YI값) 가 10 이하인 특성값을 갖고 있다.The extrusion temperature is preferably in the above-mentioned temperature range. The thus-obtained cellulose acylate film has a characteristic value of haze of 2.0% or less and a yellow index (YI value) of 10 or less.
여기에서, 헤이즈는 압출 온도가 너무 낮지 않은지의 지표, 환언하면 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름에 잔존하는 결정의 많고 적음을 아는 지표가 되고, 헤이즈가 2.0%을 초과하면 제조 후의 셀룰로오스아실레이트 필름의 강도 저하와 연신시의 파단이 발생하기 쉬워진다. 또한 옐로우 인덱스(YI값)는 압출 온도가 지나치게 높지 않은지를 아는 지표가 되고, 옐로우 인덱스(YI값)가 10 이하이면 황색미의 점에서 문제 없다.Here, the haze is an index indicating whether the extrusion temperature is too low, in other words, whether or not the crystals remaining in the cellulose acylate film after production are large and small. If the haze exceeds 2.0%, the strength of the cellulose acylate film It is likely to cause deterioration and breakage at the time of stretching. The yellow index (YI value) is an index for determining whether the extrusion temperature is excessively high. If the yellow index (YI value) is 10 or less, there is no problem in terms of yellowiness.
압출기의 종류로서, 일반적으로는 설비 비용이 비교적 저렴한 단축 압출기가 사용되는 경우가 많고, 풀 플라이트(Full Flight), 마독(Maddock), 덜메이지(Dulmage) 등의 스크류 타입이 있지만, 열안정성이 비교적 나쁜 셀룰로오스아실레이트 수지에는 풀라이트 타입이 바람직하다. 또한 설비 비용은 효과적이지만 스크류 세그먼트를 변경함으로써, 도중에 벤트구를 설치해서 불필요한 휘발 성분을 탈휘시키면서 압출을 할 수 있는 2축 압출기를 사용하는 것이 가능하고, 2축 압출기에는 크게 분류해서 동방향과 이방향의 타입이 있고 어느 쪽도 사용하는 것이 가능하지만, 체류 부분이 발생하기 어렵고 셀프 클리닝 성능이 높은 동방향 회전의 타입이 바람직하다. 2축 압출기는 설비가 효과적이지만 혼련성이 높고, 수지의 공급 성능이 높기 때문에, 저온에서의 압출이 가능하게 되기 때문에 셀룰로오스아세테이트 수지의 제막에 적합하다. 벤트구를 적정하게 배치함으로써 미건조 상태에서의 셀룰로오스아실레이트 펠릿이나 파우더를 그대로 사용하는 것도 가능하다. 또한, 제막 도중에서 생긴 필름의 가장자리 등도 건조시키는 일 없이 그대로 재이용 할 수도 있다.As a kind of the extruder, a single-screw extruder, which is generally inexpensive in terms of facility cost, is often used, and there are screw types such as Full Flight, Maddock and Dulmage, A full-light type is preferable for a poor cellulose acylate resin. In addition, although the equipment cost is effective, it is possible to use a twin-screw extruder capable of extruding unnecessary volatile components while installing venting holes on the way by changing the screw segment, and the twin- There is a type of incense, and both types can be used, but a type of co-rotating type in which a stay portion is hard to occur and has high self-cleaning performance is preferable. The twin-screw extruder is effective for the formation of a cellulose acetate resin because it can be extruded at a low temperature because the equipment is effective but the kneading property is high and the resin feeding performance is high. It is also possible to use the cellulose acylate pellets or the powder in an undried state as it is by appropriately arranging the venting sphere. Further, the edges of the film formed during the film-forming process can be reused as they are without being dried.
또한, 바람직한 스크류의 지름은 목표로 하는 단위시간당의 압출량에 따라 다르지만, 10㎜ 이상 300㎜이하, 보다 바람직하게는 20㎜ 이상 250㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎜ 이상 150㎜ 이하이다.The diameter of the screw is preferably 10 mm or more and 300 mm or less, more preferably 20 mm or more and 250 mm or less, and still more preferably 30 mm or more and 150 mm or less, depending on the target extrusion amount per unit time.
(ⅲ) 여과(Iii) Filtration
수지 중의 이물 여과를 위해서나 이물에 의한 기어 펌프 손상을 피하기 위해서 압출기 출구에 필터 여과재를 설치하는 소위 브레이커 플레이트식의 여과를 행하는 것이 바람직하다. 또한 정밀도 높게 이물 여과를 하기 위해서 기어 펌프 통과 후에 소위 리프(leaf)형 디스크 필터를 장착한 여과 장치를 설치하는 것이 바람직하다. 여과는, 여과부를 1개소 설치해서 행할 수 있고, 또 복수개소 설치해서 행하는 다단 여과이어도 좋다. 필터 여과재의 여과 정밀도는 높은 쪽이 바람직하지만, 여과재의 내압이나 여과재의 막힘에 의한 여압 상승으로 인해, 여과 정밀도는 15㎛∼3㎛가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10㎛∼3㎛이다. 특히 최종적으로 이물여과를 행하는 리프형 디스크 필터 장치를 사용할 경우에는 품질 상에서 여과 정밀도가 높은 여과재를 사용하는 것이 바람직하고, 내압, 필터 라이프의 적성을 확보하기 위해서 장전 매수로 조정하는 것이 가능하다. 여과재의 종류는 고온 고압 하에서 사용되는 점으로부터 철강 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 철강 재료 중에서도 특히 스테인레스강, 스틸 등을 사용하는 것이 바람직하며, 부식의 점으로부터 특히 스테인레스강을 사용하는 것이 바람직하다. 여과재의 구성으로서는 선재 철강을 짠 것 이외에, 예를 들면 금속 장섬유 또는 금속 분말을 소결하여 형성하는 소결 여과 재를 사용할 수 있고, 여과 정밀도, 필터 라이프의 점으로부터 소결 여과재가 바람직하다.It is preferable to carry out so-called breaker plate type filtration in which a filter element is provided at the exit of the extruder in order to filter foreign substances in the resin or to prevent damage to the gear pump by foreign matter. In addition, it is preferable to provide a filtration device equipped with a so-called leaf-type disk filter after passage of the gear pump in order to perform high-precision filtration. The filtration may be performed by providing one filtration unit, or may be multistage filtration performed by installing a plurality of filtration units. It is preferable that the filtration accuracy of the filter medium is high. However, the filtration accuracy is preferably 15 μm to 3 μm, more preferably 10 μm to 3 μm due to the internal pressure of the filter medium and the pressure increase due to clogging of the filter medium. Particularly, in the case of using a leaf-type disk filter device that performs final filtration of foreign matter, it is preferable to use a filter material having a high filtration accuracy in quality, and it is possible to adjust the number of filters to secure the suitability of internal pressure and filter life. It is preferable to use a steel material in view of the fact that the filter material is used under high temperature and high pressure. Among the steel materials, stainless steel and steel are preferably used, and stainless steel is particularly preferably used from the viewpoint of corrosion. As a constitution of the filter material, for example, a sintered filter material formed by sintering a metal long fiber or a metal powder can be used in addition to a wire material steel, and a sintered filter material is preferable from the viewpoints of filtration accuracy and filter life.
(iv) 기어 펌프(iv) Gear pump
두께 정밀도를 향상시키기 위해서는 토출량의 변동을 감소시키는 것이 중요하고, 압출기와 다이스 사이에 기어 펌프를 설치하고, 기어 펌프로부터 일정량의 셀룰로오스아실레이트 수지를 공급하는 것은 효과가 있다. 기어 펌프란 드라이브 기어와 드리븐 기어로 이루어지는 한쌍의 기어가 서로 맞물린 상태에서 수용되어, 드라이브 기어를 구동해서 양 기어를 맞물려 회전시킴으로써 하우징에 형성된 흡인 구로부터 용융 상태의 수지를 캐비티 내에 흡인하고, 마찬가지로 하우징에 형성된 토출구로부터 그 수지를 일정량 토출하는 것이다. 압출기 선단 부분의 수지 압력이 약간의 변동이 있어도 기어 펌프를 사용함으로써 변동을 흡수하고, 제막 장치 하류의 수지 압력의 변동은 매우 작은 것으로 되어 두께 변동이 개선된다. 기어 펌프를 사용함으로써 다이 부분의 수지 압력의 변동폭을 ±1% 이내로 하는 것이 가능하다.In order to improve the thickness accuracy, it is important to reduce variations in the amount of discharge, and it is effective to provide a gear pump between the extruder and the die and supply a certain amount of cellulose acylate resin from the gear pump. The gear pump is a structure in which a pair of gears including a drive gear and a driven gear are housed in a state where they are meshed with each other and drive the drive gear to rotate the two gears in engagement with each other so that the molten resin is sucked into the cavity from a suction port formed in the housing, A predetermined amount of the resin is discharged from a discharge port formed in the discharge port. Even if the resin pressure at the tip portion of the extruder is slightly changed, the fluctuation is absorbed by using the gear pump, and the fluctuation of the resin pressure downstream of the film-forming apparatus becomes very small. By using the gear pump, it is possible to make the fluctuation range of the resin pressure of the die portion within +/- 1%.
기어 펌프에 의한 정량 공급 성능을 향상시키기 위해서 스크류의 회전수를 변화시키고, 기어 펌프 전의 압력을 일정하게 제어하는 방법도 사용할 수 있다. 또, 기어 펌프의 기어의 변동을 해소한 3매 이상의 기어를 사용한 고밀도 기어 펌프도 유효하다.A method of changing the number of revolutions of the screw and controlling the pressure before the gear pump to be constant may be used in order to improve the quantitative supply performance by the gear pump. It is also effective to use a high-density gear pump using three or more gears that eliminate variations in the gears of the gear pump.
기어 펌프를 사용하는 그 밖의 메리트로서는, 스크류 선단부의 압력을 낮추어서 제막할 수 있으므로 에너지 소비의 경감·수지 온도 상승의 방지·수송 효율의 향상·압출기 내에서의 체류 시간의 단축·압출기의 L/D의 단축을 기대할 수 있 다. 또한, 이물 제거를 위해서 필터를 사용할 경우에는, 기어 펌프가 없으면 여과압의 상승과 함께 스크류로부터 공급되는 수지량이 변동하거나 할 경우가 있지만, 기어 펌프를 조합시켜서 사용함으로써 해소가 가능하다. 한편, 기어 펌프의 디메리트로서는 설비의 선정 방법에 따라서는 설비의 길이가 길어져 수지의 체류 시간이 길어지는 것과, 기어 펌프부의 전단 응력에 의해 분자쇄의 절단을 야기하는 경우가 있어 주의가 필요하다.Another advantage of using a gear pump is that the pressure at the tip of the screw can be lowered to reduce the energy consumption, to prevent the resin temperature from rising, to improve the transport efficiency, to shorten the residence time in the extruder, It can be expected to shorten. In the case of using a filter for removing foreign matter, the amount of resin supplied from the screw may fluctuate with the increase of the filtration pressure without the gear pump. However, by using the gear pump in combination, it is possible to solve this problem. On the other hand, as the demerit of the gear pump, depending on the selection method of the equipment, the length of the equipment becomes long, so that the residence time of the resin becomes long and the molecular chain breaks due to the shear stress of the gear pump portion. .
수지가 공급구로부터 압출기에 들어가고나서 다이스로부터 나올 때까지의 수지의 바람직한 체류 시간은 2분 이상 60분 이하이며, 보다 바람직하게는 3분 이상 40분 이하이며, 더욱 바람직하게는 4분 이상 30분 이하이다.The preferable residence time of the resin from the inlet to the extruder after the resin enters the extruder to the exit of the resin from the dies is from 2 to 60 minutes, more preferably from 3 to 40 minutes, more preferably from 4 to 30 minutes Or less.
기어 펌프의 베어링 순환용 폴리머의 흐름이 나빠짐으로써 구동부와 베어링부에 있어서의 폴리머에 의한 밀봉이 나빠져, 계량 및 송액 압출 압력의 변동이 커지거나 하는 문제가 발생하기 때문에, 셀룰로오스아실레이트 수지의 용융 점도에 맞춘 기어 펌프의 설계(특히 클리어런스)가 필요하다. 또한, 경우에 따라서는 기어 펌프의 체류 부분이 셀룰로오스아실레이트 수지의 열화의 원인이 되기 때문에 체류가 가능한 한 적은 구조가 바람직하다. 압출기와 기어 펌프 또는 기어 펌프와 다이 등을 연결시키는 폴리머관이나 어댑터에 대해서도, 될 수 있는 한 체류가 적은 설계가 필요하고, 또한 용융 점도의 온도 의존성이 높은 셀룰로오스아실레이트 수지의 압출 압력 안정화를 위해서는 온도의 변동을 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 일반적으로는, 폴리머관의 가열에는 설비 비용이 저렴한 밴드 히터가 사용되는 경우가 많지만, 온도 변동이 보다 적은 알루미늄 주조 히터를 사용하는 것이 보 다 바람직하다. 또한 상술한 바와 같이 압출기 내의 토출 압력을 안정화시키기 위해서, 압출기의 배럴을 3 이상 20 이하로 분할한 히터로 가열해 용융하는 것이 바람직하다.Since the flow of the polymer for bearing circulation of the gear pump is deteriorated, the sealing by the polymer in the driving portion and the bearing portion becomes poor, and the fluctuation of the metering and the liquid-delivery extrusion pressure becomes large. Therefore, the melt viscosity of the cellulose acylate resin The design of the gear pump (especially the clearance) is required. Further, in some cases, the retentive portion of the gear pump causes deterioration of the cellulose acylate resin, so that a structure having as little retention as possible is preferable. In order to stabilize the extrusion pressure of the cellulose acylate resin, which is highly dependent on the temperature of the melt viscosity, it is necessary to design a polymer tube or an adapter connecting the extruder, the gear pump, It is preferable to make the fluctuation of the temperature as small as possible. Generally, a band heater with a low facility cost is often used for heating the polymer tube, but it is more preferable to use an aluminum casting heater with a smaller temperature variation. Further, in order to stabilize the discharge pressure in the extruder as described above, it is preferable to heat and melt the barrel of the extruder by a heater divided into 3 or more and 20 or less.
(v) 다이(v) die
상기와 같이 구성된 압출기에 의해 셀룰로오스아실레이트 수지가 용융되고, 필요에 따라 여과기, 기어 펌프를 경유해서 용융 수지가 다이에 연속적으로 보내진다. 다이는 다이스 내의 용융 수지의 체류가 적은 설계이면, 일반적으로 사용되는 T다이, 피시테일 다이 코트 행거 다이 중 어느 타입이어도 관계없다. 또한, T다이의 직전에 수지 온도의 균일성 향상을 위한 스태틱 믹서를 넣는 것도 문제 없다. T다이 출구 부분의 클리어런스는 일반적으로 필름 두께의 1.0∼5.0배가 좋고, 바람직하게는 1.2∼3배, 더욱 바람직하게는 1.3∼2배이다. 립 클리어런스(lip clearance)가 필름 두께의 1.0배 미만인 경우에는 제막에 의하여 면 형상의 양호한 시트를 얻는 것이 곤란하다. 또한, 립 클리어런스가 필름 두께의 5.0배를 초과하여 클 경우에는 시트의 두께 정밀도가 저하하기 때문에 바람직하지 못하다. 다이는 필름의 두께 정밀도를 결정하는 매우 중요한 설비이며, 두께 조정을 엄격하게 컨트롤할 수 있는 것이 바람직하다. 통상 두께 조정은 40∼50㎜ 간격으로 조정 가능하지만, 바람직하게는 35㎜ 간격 이하, 더욱 바람직하게는 25㎜ 간격 이하로 필름 두께 조정이 가능한 타입이 바람직하다. 또한 셀룰로오스아실레이트 수지는 용융 점도의 온도 의존성, 전단속도 의존성이 높기 때문에 다이의 온도 편차나 폭 방향의 유속 편차가 가능한 한 적은 설계가 중요하다. 또한, 하류의 필름 두께를 계측하여 두께 편차를 계산하고, 그 결과를 다이의 두께 조정에 피드백시키는 자동 두께 조정 다이도 장기 연속 생산에 있어서의 두께 변동의 저감에 유효하다.The cellulose acylate resin is melted by the extruder constructed as described above, and the molten resin is continuously fed to the die via a filter and a gear pump as necessary. The die may be of any type, such as a generally used T-die or fish-tail die-coat hanger die, provided that the retention of the molten resin in the die is small. In addition, there is no problem that a static mixer for improving the uniformity of the resin temperature is placed immediately before the T die. The clearance at the exit of the T die is generally 1.0 to 5.0 times the film thickness, preferably 1.2 to 3 times, more preferably 1.3 to 2 times the film thickness. When the lip clearance is less than 1.0 times the film thickness, it is difficult to obtain a sheet having a good surface shape by film formation. In addition, when the lip clearance is larger than 5.0 times the film thickness, the thickness precision of the sheet is lowered, which is not preferable. The die is a very important equipment for determining the thickness accuracy of the film, and it is desirable that the thickness control can be strictly controlled. Normally, the thickness adjustment can be adjusted at an interval of 40 to 50 mm, but preferably a type capable of adjusting the film thickness at an interval of 35 mm or less, more preferably at an interval of 25 mm or less. In addition, since the cellulose acylate resin has a high temperature dependence of melt viscosity and a high shear rate dependency, it is important that the temperature deviation of the die and the fluctuation in the width direction are as small as possible. In addition, an automatic thickness adjusting die for measuring the thickness of the downstream film to calculate the thickness deviation, and feeding back the result to the thickness adjustment of the die is also effective for reducing thickness fluctuation in long-term continuous production.
(vi) 캐스트(vi) Cast
상기 방법에서, 다이로부터 시트 상으로 압출된 용융 수지를, 냉각 드럼 상에 시트 형상으로 압출한다. 이 때, 다이의 립의 간격을 조정함으로써 폭 방향의 두께 편차를 조정할 수 있다.In the above method, the molten resin extruded from the die into the sheet is extruded in a sheet form onto a cooling drum. At this time, the thickness deviation in the width direction can be adjusted by adjusting the intervals of the ribs of the die.
이 때, 산술 평균 높이(Ra)가 100㎚ 이하의 표면성을 갖는 금속제의 한쌍의 롤러로 끼워서 냉각 고화하는 것이 필요하다. 산술 평균 높이(Ra)가 100㎚를 초과하는 표면성의 냉각 롤러를 사용했을 경우에는 필름의 투명성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 바람직하게는 50㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 25㎚이다.At this time, it is necessary to cool and solidify by sandwiching with a pair of metal rollers having an arithmetic mean height (Ra) of 100 nm or less and having a surface property. If a surface-quality cooling roller having an arithmetic mean height (Ra) of more than 100 nm is used, transparency of the film is lowered, which is not preferable. Preferably 50 nm or less, and more preferably 25 nm.
냉각 드럼은 60℃ 이상, 160℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 150℃ 이하, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상, 140℃ 이하이다. 이 후, 냉각 드럼으로부터 볏겨내어 인수 롤러(닙 롤러)를 거친 후 권취한다. 권취 속도는 10m/분 이상 100m/분 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15m/분 이상 80m/분 이하, 더욱 바람직하게는 20m/분 이상 70m/분 이하이다.The cooling drum is preferably 60 ° C or more and 160 ° C or less, more preferably 70 ° C or more and 150 ° C or less, further preferably 80 ° C or more and 140 ° C or less. Thereafter, the sheet is taken out from the cooling drum, passed through a nip roller, and wound. The winding speed is preferably 10 m / min to 100 m / min, more preferably 15 m / min to 80 m / min, further preferably 20 m / min to 70 m / min.
제막 폭은 0.7m 이상 5m 이하, 보다 바람직하게는 1m 이상 4m 이하, 더욱 바람직하게는 1.3m 이상 3m 이하가 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 미연신 필름의 두께는 30㎛ 이상 400㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40㎛ 이상 300㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상 200㎛ 이하이다.The film-forming width is preferably 0.7 m or more and 5 m or less, more preferably 1 m or more and 4 m or less, further preferably 1.3 m or more and 3 m or less. The thickness of the unstretched film thus obtained is preferably 30 占 퐉 to 400 占 퐉, more preferably 40 占 퐉 to 300 占 퐉, and still more preferably 50 占 퐉 to 200 占 퐉.
또한, 소위 터치 롤러 방식을 사용할 경우, 터치 롤 표면은 고무, 테플론(등 록상표) 등의 수지이어도 좋고, 금속 롤이어도 좋다. 또한, 금속 롤의 두께를 얇게 함으로써 터치했을 때의 압력에 의해 롤 표면이 약간 들어가서 압착 면적이 넓어져 플렉시블 롤이라고 불리는 롤을 사용하는 것도 가능하다.When a so-called touch roller system is used, the surface of the touch roll may be made of a resin such as rubber or Teflon (registered trademark), or may be a metal roll. Further, by thinning the thickness of the metal roll, the surface of the roll slightly enters due to the pressure at the time of touch, and the area of the pressed area is widened, so that it is also possible to use a roll called a flexible roll.
터치 롤 온도는 60℃ 이상 160℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 70℃ 이상 150℃ 이하, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상 140℃ 이하이다.The touch roll temperature is preferably from 60 캜 to 160 캜, more preferably from 70 캜 to 150 캜, further preferably from 80 캜 to 140 캜.
(vii) 권취(vii) Coiling
이와 같이 하여 얻은 시트는 양단을 트리밍하고, 권취하는 것이 바람직하다. 트리밍된 부분은 분쇄 처리된 후, 또는 필요에 따라 입자화 처리나 해중합·재중합 등의 처리를 행한 후, 같은 품종의 필름용 원료로서 또는 다른 품종의 필름용 원료로서 재이용해도 좋다. 트리밍 커터는 로터리 커터, 전단칼날(shear blade), 나이프 등의 어느 타입의 것을 이용하여도 관계없다. 재질에 대해서도 탄소강, 스테인레스강 어느 것을 사용해도 관계없다. 일반적으로는, 초경날, 세라믹날을 사용하면 절삭공구의 수명이 길고, 또한 절삭 가루의 발생을 억제할 수 있어서 바람직하다.The sheet thus obtained is preferably trimmed at both ends and wound. The trimmed part may be pulverized or, if necessary, subjected to a treatment such as a granulation treatment or a depolymerization / re-polymerization, and then reused as a raw material for a film of the same variety or as a raw material for a film of another kind. The trimming cutter may be any type such as a rotary cutter, a shear blade, and a knife. The material may be carbon steel or stainless steel. Generally, it is preferable to use a hard blade or a ceramic blade because the life of the cutting tool is long and the occurrence of cutting dust can be suppressed.
또한, 권취 전에 적어도 한 면에 라미네이션 필름을 붙이는 것도, 상처 방지의 관점으로부터 바람직하다. 바람직한 권취 장력은 1kg/m폭 이상 50kg/폭 이하, 보다 바람직하게는 2kg/m폭 이상 40kg/폭 이하, 더욱 바람직하게는 3kg/m폭 이상 20kg/폭 이하이다. 권취 장력이 1kg/m폭보다 작을 경우에는 필름을 균일하게 권취하는 것이 곤란하다. 반대로, 권취 장력이 50kg/폭을 초과할 경우에는 필름이 견권취로 되어버려 권취 외관이 악화될 뿐만 아니라, 필름의 융기 부분이 크리프 현상에 의해 늘어나서 필름의 물결침의 원인이 되거나, 또는 필름의 신장에 의한 잔류 복굴절이 생기기 때문에 바람직하지 못하다. 권취 장력은 라인 도중의 텐션 컨트롤에 의해 검지하고, 일정한 권취 장력이 되도록 컨트롤되면서 권취하는 것이 바람직하다. 제막 라인의 장소에 따라, 필름 온도에 차가 있을 경우에는 열팽창에 의해 필름의 길이가 약간 다른 경우가 있기 때문에, 닙 롤간의 드로우 비율을 조정하여, 라인 도중에서 필름에 규정 이상의 장력이 가해지지 않도록 하는 것이 필요하다.It is also preferable to attach the lamination film to at least one surface before winding, from the viewpoint of preventing scratches. The preferable winding tension is not less than 1 kg / m width and not more than 50 kg / width, more preferably not less than 2 kg / m width and not more than 40 kg / width, further preferably not less than 3 kg / m width and not more than 20 kg / width. When the winding tension is smaller than 1 kg / m width, it is difficult to uniformly wind the film. On the contrary, when the coiling tension is more than 50 kg / width, the film is worn by the cloth, resulting in deterioration of the appearance of the wound windup. In addition, the ridged portion of the film is stretched by the creep phenomenon to cause waving of the film, The residual birefringence due to the birefringence is undesirable. The winding tension is preferably detected by tension control during the line, and is preferably controlled while being controlled to have a certain winding tension. When there is a difference in the film temperature depending on the position of the film formation line, the length of the film may be slightly different due to thermal expansion. Therefore, the draw ratio between the nip rolls is adjusted so as not to apply a predetermined tension to the film It is necessary.
권취 장력은 텐션 컨트롤의 제어에 의해 일정 장력으로 권취할 수도 있지만, 권취한 직경에 따라서 테이퍼를 만들어 적정한 권취 장력으로 하는 것이 보다 바람직하다. 일반적으로는 권취 지름이 커짐에 따라서 장력을 조금씩 작게 하지만, 경우에 따라서는 권튀 지름이 커짐에 따라서 장력을 크게 하는 쪽이 바람직할 경우도 있다.Although the winding tension can be wound by a certain tension by the control of the tension control, it is more preferable to make a taper according to the winding diameter to have a proper winding tension. Generally, the tension is slightly decreased as the winding diameter increases, but in some cases, it is preferable that the tension is increased as the bobbin diameter increases.
(ⅷ) 미연신 셀룰로오스아실레이트 필름의 물성(Ⅷ) Properties of unstretched cellulose acylate film
이렇게 하여 얻은 미연신 셀룰로오스아실레이트 필름은 필름 길이 방향을 지상축으로 했을 때에 Re=0∼20㎚, Rth=0∼20㎚가 바람직하다. Re, Rth는 각각 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re는 KOBRA 21ADH(오우지 케이소쿠 키키(주)제)로 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜서 측정된다. Rth는 상술의 Re 및, 면내의 지상축을 경사축(회전축)으로 해서 필름 법선 방향에 대하여 +40°, -40° 경사진 방향으로부터 광을 입사시켜서 측정한 리타데이션의 합계 3방향으로부터 측정한 리타데이션값을 기초로 산출한다. 또한 제막 방향(길이 방향)과, 필름의 Re의 지상축이 이루는 각도(θ)가, 0°, +90° 또는 -90°에 가까울수록 바람직하다.The undrawn cellulose acylate film thus obtained preferably has Re = 0 to 20 nm and Rth = 0 to 20 nm when the longitudinal direction of the film is the slow axis. Re and Rth represent the in-plane retardation and the retardation in the thickness direction, respectively. Re was measured by making light incident on the KOBRA 21ADH (manufactured by Oji Scientific Co., Ltd.) in the film normal direction. Rth represents the above-mentioned Re, and Rt measured from the total of three directions of retardation measured by inclining the light axis from +40 DEG and -40 DEG inclined with respect to the normal direction of the film with the inclined axis (rotation axis) Is calculated on the basis of the value. Further, the closer to 0 deg., +90 deg. Or -90 deg., The angle formed by the film formation direction (longitudinal direction) and the slow axis of Re of the film is preferable.
전체 광투과율은 90%∼100%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 91∼99%, 더욱 바람직하게는 92∼98%이다. 바람직한 헤이즈는 0∼1%이며, 보다 바람직하게는 0∼0.8%, 더욱 바람직하게는 0∼0.6%이다.The total light transmittance is preferably 90% to 100%, more preferably 91% to 99%, and still more preferably 92% to 98%. The haze is preferably 0 to 1%, more preferably 0 to 0.8%, and still more preferably 0 to 0.6%.
두께 편차는 길이 방향, 폭 방향 어느 것이나 0% 이상 4% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0% 이상 3% 이하, 더욱 바람직하게는 0% 이상 2% 이하이다.The thickness deviation is preferably 0% or more and 4% or less, more preferably 0% or more and 3% or less, and still more preferably 0% or more and 2% or less.
인장 탄성율은 1.5kN/㎟ 이상 3.5kN/㎟ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.7kN/㎟ 이상 2.8kN/㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 1.8kN/㎟ 이상 2.6kN/㎟ 이하이다.The tensile modulus of elasticity is preferably 1.5 kN / mm 2 to 3.5 kN / mm 2, more preferably 1.7 kN / mm 2 to 2.8 kN / mm 2, further preferably 1.8 kN / mm 2 to 2.6 kN / mm 2.
파단 신도는 3% 이상 100% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5% 이상 80% 이하, 더욱 바람직하게는 8% 이상 50% 이하이다.The elongation at break is preferably 3% or more and 100% or less, more preferably 5% or more and 80% or less, and still more preferably 8% or more and 50% or less.
Tg(필름의 Tg 즉 셀룰로오스아실레이트와 첨가물 혼합체의 Tg를 가리킴)는 95℃ 이상 145℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100℃ 이상 140℃ 이하, 더욱 바람직하게는 105℃ 이상 135℃ 이하이다.The Tg (indicating the Tg of the film, that is, the cellulose acylate and the Tg of the additive mixture) is preferably 95 to 145 ° C, more preferably 100 to 140 ° C, and even more preferably 105 to 135 ° C .
80℃ 1일에서의 열치수 변화는 세로, 가로 양방향 모두 0% 이상 ±1% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0% 이상 ±0.5% 이하, 더욱 바람직하게는 0% 이상 ±0.3% 이하이다.The thermal dimensional change at 80 占 폚 1 day is preferably 0% or more and ± 1% or less, more preferably 0% or more ± 0.5% or less, and still more preferably 0% or more ± 0.3% or less in both longitudinal and transverse directions .
40℃ 90%rh에서의 투수율은 300g/㎡·일 이상 1000g/㎡·일 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 400g/㎡·일 이상 900g/㎡·일 이하, 더욱 바람직하게는 500g/㎡·일 이상 800g/㎡·일 이하이다.The water permeability at 40 占 폚 and 90% rh is preferably 300 g / m2 占 day to 1000 g / m2 占 day, more preferably 400 g / m2 占 day to 900 g / m2 占 day, still more preferably 500 g / m2 占Day to 800 g / m 2 · day or less.
25℃ 80%rh에서의 평형함수율은 1wt% 이상 4wt% 이하가 바람직하고, 보다 바 람직하게는 1.2wt% 이상 3wt% 이하, 더욱 바람직하게는 1.5wt% 이상 2.5wt% 이하이다.The equilibrium moisture content at 25 캜 and 80% rh is preferably 1 wt% or more and 4 wt% or less, more preferably 1.2 wt% or more and 3 wt% or less, and further preferably 1.5 wt% or more and 2.5 wt% or less.
(8) 연신(8) Stretching
상기 방법으로 제막한 필름을 연신해도 좋다. 이것에 의해 Re, Rth을 제어할 수 있다.The film formed by the above method may be stretched. Thus, Re and Rth can be controlled.
연신은 Tg 이상 Tg+50℃ 이하로 실시하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Tg+3℃ 이상 Tg+30℃ 이하, 더욱 바람직하게는 Tg+5℃ 이상 Tg+20℃ 이하이다. 바람직한 연신 배율은 적어도 한쪽에 1% 이상 300% 이하, 보다 바람직하게는 2% 이상 250% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이상 200% 이하이다. 세로, 가로 균등으로 연신해도 좋지만, 한쪽의 연신 배율을 다른쪽보다 크게 하여 불균등하게 연신하는 쪽이 보다 바람직하다. 세로(MD), 가로(TD) 어느쪽을 크게 해도 좋지만, 작은 쪽의 연신 배율은 1% 이상 30% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이상 25% 이하이며, 더욱 바람직하게는 3% 이상 20% 이하이다. 큰 쪽의 연신 배율은 30% 이상 300% 이하이며, 보다 바람직하게는 35% 이상 200% 이하, 더욱 바람직하게는 40% 이상 150% 이하이다. 이들 연신은 1단으로 실시해도, 다단으로 실시해도 좋다. 여기에서 말하는 연신 배율은 이하의 식을 이용하여 구한 것이다.The stretching is preferably performed at Tg + 50 deg. C or lower, more preferably Tg + 3 deg. C or higher and Tg + 30 deg. C or lower, more preferably Tg + 5 deg. C or higher and Tg + 20 deg. The preferable stretching ratio is at least 1% to 300%, more preferably 2% to 250%, and still more preferably 3% to 200%. Although it may be stretched in the longitudinal and transverse directions, it is more preferable that the stretching magnification ratio on one side is made larger than that on the other side, and the stretching is performed unevenly. The lengthwise direction (MD) and the widthwise direction (TD) may be either larger, but the smaller one is preferably 1% or more and 30% or less, more preferably 2% or more and 25% or less, Or more and 20% or less. The draw ratio of the larger one is from 30% to 300%, more preferably from 35% to 200%, further preferably from 40% to 150%. These stretching may be performed in one stage or in multiple stages. The stretching magnification referred to herein is obtained by using the following formula.
연신 배율(%)=100×{(연신 후의 길이)-(연신 전의 길이)}/(연신 전의 길이)(%) = 100 x (length after stretching) - (length before stretching)} / (length before stretching)
이러한 연신은 출구측의 주속을 빨리한 2쌍 이상의 닙 롤을 이용하여, 길이 방향으로 연신해도 좋고(종연신), 필름의 양단을 척으로 파지하고 이것을 직교 방향(길이 방향과 직각 방향)으로 넓혀도 좋다(횡연신). 또한, 일본 특허공개 2000- 37772, 일본 특허공개 2001-113591, 일본 특허공개 2002-103445에 기재된 동시 2축연신법을 사용해도 된다.Such stretching may be performed in two or more pairs of nip rolls at a faster peripheral speed on the exit side (lengthwise stretching), and both ends of the film are held by chucking and stretched in the orthogonal direction (direction perpendicular to the longitudinal direction) (Transverse stretching). The simultaneous biaxial stretching method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-37772, 2001-113591 and 2002-103445 may be used.
Re, Rth의 비를 자유롭게 제어하기 위해서는, 종연신의 경우 닙 롤간을 필름 폭으로 나눈 값(종횡비)을 제어하는 것으로도 달성할 수 있다. 즉 종횡비를 작게 함으로써 Rth/Re비를 크게 할 수 있다. 또한 종연신과 횡연신을 조합시켜서 Re, Rth을 제어할 수도 있다. 즉 종연신 배율과 횡연신 배율을 차가 작게 함으로써 Re는 작게 할 수 있고, 이 차를 크게 함으로써 Re는 크게 할 수 있다.In order to freely control the ratio of Re and Rth, it is also possible to control the value obtained by dividing the nip roll gap by the film width (aspect ratio) in the case of longitudinal draw. That is, the Rth / Re ratio can be increased by reducing the aspect ratio. It is also possible to control Re and Rth by combining longitudinal stretching and transverse stretching. That is, Re can be made small by making the difference between the longitudinal stretching magnification and the lateral stretching magnification small, and Re can be made large by increasing this difference.
이렇게 하여 연신한 셀룰로오스아실레이트 필름의 Re, Rth는 하기 식을 만족하는 것이 바람직하다.The Re and Rth of the cellulose acylate film thus stretched preferably satisfy the following formula.
Rth ≥ ReRth? Re
500 ≥ Re ≥ 0500 ≥ Re ≥ 0
500 ≥ Rth ≥ 30500 ≥ Rth ≥ 30
보다 바람직하게는More preferably,
Rth ≥ Re ×1.1Rth? Re? 1.1
150 ≥ Re ≥ 10150 ≥ Re ≥ 10
400 ≥ Rth ≥ 50400 ≥ Rth ≥ 50
더욱 바람직하게는More preferably,
Rth ≥ Re ×1.2Rth? Re? 1.2
100 ≥ Re ≥ 20100 ≥ Re ≥ 20
350 ≥ Rth ≥ 80350 ≥ Rth ≥ 80
또한 제막 방향(길이 방향)과, 필름의 Re의 지상축이 이루는 각도(θ)가 0°, +90°또는 -90°에 가까울수록 바람직하다. 즉, 종연신의 경우에는 0°에 가까울수록 바람직하고, 0±3°가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0±2°, 더욱 바람직하게는 0±1°이다. 횡연신의 경우에는 90±3° 또는 -90±3°가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90±2° 또는 -90±2°, 더욱 바람직하게는 90±1° 또는 -90±1°이다.Further, the closer to 0 deg., +90 deg. Or -90 deg., The angle formed by the film formation direction (longitudinal direction) and the slow axis of Re of the film is preferable. That is, in the case of the longitudinal elongation, the closer to 0 °, the more desirable is 0 ± 3 °, more preferably 0 ± 2 °, and more preferably 0 ± 1 °. In the case of transverse stretching, 90 ± 3 ° or -90 ± 3 ° is preferable, more preferably 90 ± 2 ° or -90 ± 2 °, further preferably 90 ± 1 ° or -90 ± 1 °.
연신 후의 셀룰로오스아실레이트 필름의 두께 편차는 길이 방향, 폭 방향 어느 것이나 0% 이상 3% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0% 이상 2% 이하, 더욱 바람직하게는 0% 이상 1% 이하이다.The thickness variation of the cellulose acylate film after stretching is preferably 0% or more and 3% or less, more preferably 0% or more and 2% or less, and still more preferably 0% or more and 1% or less.
연신 셀룰로오스아실레이트 필름의 물성은 이하의 범위가 바람직하다.The properties of the stretched cellulose acylate film are preferably within the following ranges.
인장 탄성율은 1.5kN/㎟ 이상 3.0kN/㎟ 미만이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.7kN/㎟ 이상 2.8kN/㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 1.8kN/㎟ 이상 2.6kN/㎟ 이하이다.The tensile elastic modulus is preferably 1.5 kN / mm 2 to 3.0 kN / mm 2, more preferably 1.7 kN / mm 2 to 2.8 kN / mm 2, further preferably 1.8 kN / mm 2 to 2.6 kN / mm 2.
파단 신도는 3% 이상 100% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5% 이상 80% 이하, 더욱 바람직하게는 8% 이상 50% 이하이다.The elongation at break is preferably 3% or more and 100% or less, more preferably 5% or more and 80% or less, and still more preferably 8% or more and 50% or less.
Tg(필름의 Tg 즉 셀룰로오스아실레이트와 첨가물 혼합체의 Tg을 가리킴)는 95℃ 이상 145℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100℃ 이상 140℃ 이하, 더 바람직하게는 105℃ 이상 135℃ 이하이다.The Tg (indicating the Tg of the film, that is, the cellulose acylate and the Tg of the additive mixture) is preferably 95 캜 to 145 캜, more preferably 100 캜 to 140 캜, and further preferably 105 캜 to 135 캜 .
80℃ 1일에서의 열치수 변화는 세로, 가로 양방향 모두 0% 이상 ±1% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0% 이상 ±0.5% 이하, 더욱 바람직하게는 0% 이상 ±0.3% 이하이다.The thermal dimensional change at 80 占 폚 1 day is preferably 0% or more and ± 1% or less, more preferably 0% or more ± 0.5% or less, and still more preferably 0% or more ± 0.3% or less in both longitudinal and transverse directions .
40℃ 90%에서의 투수율은 300g/㎡·일 이상 1000g/㎡·일 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 400g/㎡·일 이상 900g/㎡·일 이하, 더욱 바람직하게는500g/㎡·일 이상 800g/㎡·일 이하이다.The water permeability at 40 占 폚 and 90% is preferably 300 g / m2 占 day to 1000 g / m2 占 day, more preferably 400 g / m2 占 day to 900 g / m2 占 day, still more preferably 500 g / m2 占 day Or more and 800 g / m < 2 >
25℃ 80%rh에서의 평형함수율은 1wt% 이상 4wt% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.2wt% 이상 3wt% 이하, 더욱 바람직하게는 1.5wt% 이상 2.5wt% 이하이다.The equilibrium moisture content at 25 캜 and 80% rh is preferably 1 wt% or more and 4 wt% or less, more preferably 1.2 wt% or more and 3 wt% or less, and further preferably 1.5 wt% or more and 2.5 wt% or less.
두께는 30㎛ 이상 200㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40㎛ 이상 180㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상 150㎛ 이하이다.The thickness is preferably 30 占 퐉 or more and 200 占 퐉 or less, more preferably 40 占 퐉 to 180 占 퐉, and still more preferably 50 占 퐉 to 150 占 퐉.
헤이즈는 0% 이상 2.0% 이하, 보다 바람직하게는 0% 이상 1.5% 이하, 더욱 바람직하게는 0% 이상 1% 이하이다.The haze is 0% or more and 2.0% or less, more preferably 0% or more and 1.5% or less, further preferably 0% or more and 1% or less.
전체 광투과율은 90% 이상 100% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 91% 이상 99% 이하, 더욱 바람직하게는 92% 이상 98% 이하이다.The total light transmittance is preferably 90% or more and 100% or less, more preferably 91% or more and 99% or less, and still more preferably 92% or more and 98% or less.
(9) 표면처리(9) Surface treatment
미연신, 연신 셀룰로오스아실레이트 필름은 표면처리를 행함으로써 각 기능층(예를 들면 언더코팅층 및 백층)과의 접착의 향상을 달성할 수 있다. 예를 들면 그로우 방전 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 산 또는 알칼리 처리를 이용할 수 있다. 여기에서 말하는 그로우 방전 처리란, 10-3∼20Torr의 저압 가스 하에서 일어나는 저온 플라즈마이어도 좋고, 또한 대기압 하에서의 플라즈마 처리도 바람직하다. 플라즈마 여기성 기체란 상기와 같은 조건에 있어서 플라즈마 여기되는 기체를 말하고, 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논, 질소, 이산화탄소, 테트라플루오로메탄과 같은 프론류 및 그들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이것들에 대해서는, 상세가 발명협회 공개기보(공기번호 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명협회)에서 30쪽∼32쪽에 상세하게 기재되어 있다. 또, 최근 주목받고 있는 대기압에서의 플라즈마 처리는, 예를 들면 10∼1000Kev 하에서 20∼500Kgy의 조사 에너지가 사용되고, 보다 바람직하게는 30∼500Kev 하에서 20∼300Kgy의 조사 에너지가 사용된다. 이들 중에서도 특히 바람직하게는, 알칼리 비누화 처리이며 셀룰로오스아실레이트 필름의 표면처리로서는 매우 유효하다. 구체적으로는 일본 특허공개 2003-3266, 동 2003-229299, 동 2004-322928, 동 2005-76088 등을 사용할 수 있다.An unstretched, stretched cellulose acylate film can be improved in adhesion with each functional layer (for example, an undercoat layer and a white layer) by performing a surface treatment. For example, a glow discharge treatment, an ultraviolet ray irradiation treatment, a corona treatment, a flame treatment, an acid or an alkali treatment may be used. The above-mentioned glow discharge treatment may be a low-temperature plasma occurring under a low-pressure gas of 10 -3 to 20 Torr, or plasma treatment under atmospheric pressure. Plasma-excited gas means a plasma-excited gas under the above-described conditions, and examples thereof include argon, helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide, fluorine such as tetrafluoromethane and mixtures thereof. Details of these are described in detail in
알칼리 비누화 처리는 비누화액에 침지해도 좋고, 비누화액을 도포해도 좋다. 침지법의 경우에는 NaOH나 KOH 등의 pH10∼14의 수용액을 20℃∼80℃로 가온 한 조(槽)를 0.1분에서 10분 통과시킨 뒤, 중화, 수세, 건조함으로써 달성할 수 있다.The alkali saponification treatment may be carried out in a saponifying solution or a saponifying solution. In the case of the dipping method, an aqueous solution having a pH of 10 to 14 such as NaOH or KOH may be passed through a tank heated to 20 to 80 ° C for 0.1 to 10 minutes, followed by neutralization, washing and drying.
도포방법의 경우, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 익스트루젼 코팅법, 바 코팅법 및 E형 도포법을 사용할 수 있다. 알칼리 비누화 처리 도포액의 용매는 비누화액의 투명 지지체에 대하여 도포하기 때문에 젖음성이 좋고, 또한 비누화액 용매에 의해 투명 지지체 표면에 요철을 형성시키지 않고, 면 형상을 양호한 상태로 유지하는 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 알코올계 용매가 바람직하고, 이소프로필알코올이 특히 바람직하다. 또한, 계면활성제의 수용액을 용매로서 사용할 수도 있다. 알칼리 비누화 도포액의 알칼리는 상기 용매에 용해되는 알칼리가 바람직하고, KOH, NaOH가 더욱 바람직하다. 비누화 도포액의 pH는 10 이상이 바람직하고, 12 이상이 더욱 바람직하다. 알칼리 비누화시의 반응 조건은 실온에서 1초 이상 5분 이하가 바람직하고, 5초 이상 5분 이하가 더욱 바람직하고, 20초 이상 3분 이하가 특히 바람직하다. 알칼리 비누화 반응 후, 비누화액 도포면을 수세 또는 산으로 세정한 뒤 수세하는 것이 바람직하다. 또한 도포식 비누화 처리와 후술의 배향막 해도설을 연속해서 행할 수 있어 공정수를 감소할 수 있다. 이들의 비누화 방법은 구체적으로는 예를 들면 일본 특허공개 2002-82226호 공보, WO02/46809호 공보에 내용의 기재를 들 수 있다.In the case of the coating method, a dip coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a bar coating method and an E-type coating method can be used. The solvent of the alkaline saponification treatment coating liquid is selected so as to be good in wettability because it is applied to the transparent support of the saponification liquid and to keep the surface shape in a good state without forming irregularities on the surface of the transparent support by the saponifying liquid solvent . Specifically, an alcohol-based solvent is preferable, and isopropyl alcohol is particularly preferable. An aqueous solution of a surfactant may also be used as a solvent. The alkali of the alkali saponified coating liquid is preferably alkali soluble in the above-mentioned solvent, more preferably KOH and NaOH. The pH of the saponifying coating liquid is preferably 10 or more, more preferably 12 or more. The reaction conditions at the time of alkali saponification are preferably from room temperature to 1 minute to 5 minutes, more preferably from 5 seconds to 5 minutes, and particularly preferably from 20 seconds to 3 minutes. After the alkali saponification reaction, it is preferable to wash the saponified solution-applied surface with water or acid and then with water. Further, the coating type saponification treatment and the orientation film described later can be continuously performed, and the number of processes can be reduced. Specific examples of the saponification method include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-82226 and WO02 / 46809.
기능층과의 접착을 위해서 언더코팅층을 형성하는 것도 바람직하다. 이 층은 상기 표면처리를 한 후에 도포해도 좋고, 표면처리 없이 도포해도 좋다. 언더코팅층에 관한 상세한 것은, 발명협회 공개기보(공기번호 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명협회)에서 32쪽에 기재되어 있다.It is also preferable to form an undercoat layer for adhesion to the functional layer. This layer may be applied after the surface treatment, or may be applied without surface treatment. Details of the undercoat layer are described on
이들 표면처리, 언더코팅 공정은 제막 공정의 최후에 넣을 수도 있고, 단독으로 실시할 수도 있고, 후술의 기능층 부여 공정 중에서 실시할 수도 있다.These surface treatment and undercoating steps may be put at the end of the film forming step or may be carried out alone or in the functional layer imparting step described later.
(10) 기능층 부여(10) Assignment of functional layer
본 발명의 연신 및 미연신 셀룰로오스아실레이트 필름에 발명협회 공개기보(공기번호 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명협회)에서 32쪽∼45쪽에 상세하게 기재되어 있는 기능성층을 조합시키는 것이 바람직하다. 그 중에서도 바람직한 것이 편광층의 부여(편광판), 광학 보상층의 부여(광학 보상 필름), 반사 방지층의 부여(반사 방지 필름), 하드 코트층의 부여이다.In the stretched and unstretched cellulose acylate films of the present invention, the functional layers described in detail in
(ⅰ) 편광층의 부여(편광판의 제작)(I) Assignment of Polarizing Layer (Production of Polarizing Plate)
[편광층의 사용 소재][Material used for polarizing layer]
현재, 시판의 편광층은 연신한 폴리머를 욕조 중의 요오드 또는 2색성 색소의 용액에 침지하고, 바인더 중에 요오드, 또는 2색성 색소를 침투시킴으로써 제작되는 것이 일반적이다. 편광막은 Optiva Inc.로 대표되는 도포형 편광막도 이용할 수 있다. 편광막에 있어서의 요오드 및 2색성 색소는 바인더 중에서 배향함으로써 편향 성능을 발현한다. 2색성 색소로서는 아조계 색소, 스틸벤계 색소, 파라졸론계 색소, 트리페닐메탄계 색소, 퀴놀린계 색소, 옥사진계 색소, 티아진계 색소 또는 안트라퀴논계 색소가 사용된다. 2색성 색소는 수용성인 것이 바람직하다. 2색성 색소는 친수성 치환기(예, 술포, 아미노, 히드록실)를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면 발명협회 공개기법, 공기번호 2001-1745호, 58쪽(발행일 2001년 3월 15일)에 기재된 화합물을 들 수 있다.At present, commercially available polarizing layers are generally produced by immersing the stretched polymer in a solution of iodine or a dichroic dye in a bath, and infiltrating iodine or a dichroic dye into the binder. As the polarizing film, a coating type polarizing film represented by Optiva Inc. may also be used. The iodine and the dichroic dye in the polarizing film exhibit deflection performance by being oriented in the binder. As the dichroic dye, an azo dye, a stilbene dye, a parazolone dye, a triphenylmethane dye, a quinoline dye, an oxazine dye, a thiazine dye or an anthraquinone dye are used. The dichroic dye is preferably water-soluble. The dichroic dye preferably has a hydrophilic substituent (e.g., sulfo, amino, hydroxyl). For example, those disclosed in the Inventors Association Open Publication, Air No 2001-1745, page 58 (published March 15, 2001).
편광막의 바인더는 그 자체 가교 가능한 폴리머 또는 가교제에 의해 가교되는 폴리머 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 이들의 조합을 복수 사용할 수 있다. 바인더에는, 예를 들면 일본 특허공개 평8-338913호 공보 명세서 중 단락번호 [0022]기재의 메타크릴레이트계 공중합체, 스티렌계 공중합체, 폴리올레핀, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올, 폴리(N-메티롤아크릴아미드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산 비닐 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트 등이 포함된다. 실란커플링제를 폴리머로서 사용할 수 있다. 수용성 폴리머(예, 폴리(N- 메티롤아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올)가 바람직하고, 젤라틴, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 더욱 바람직하고, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 가장 바람직하다. 중합도가 다른 폴리비닐알코올 또는 변성 폴리비닐알코올을 2종류 병용하는 것이 특히 바람직하다. 폴리비닐알코올의 비누화도는 70∼100%가 바람직하고, 80∼100%가 더욱 바람직하다. 폴리비닐알코올의 중합도는 100∼5000인 것이 바람직하다. 변성 폴리비닐알코올에 대해서는 일본 특허공개 평8-338913호, 동 9-152509호 및 동 9-316127호의 각 공보에 기재가 있다. 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올은 2종 이상을 병용해도 좋다.As the binder of the polarizing film, any of a crosslinkable polymer itself or a polymer crosslinked by a crosslinking agent may be used, and a plurality of these combinations may be used. Examples of the binder include a methacrylate copolymer, a styrenic copolymer, a polyolefin, a polyvinyl alcohol and a modified polyvinyl alcohol, a poly (N (meth) acrylate) copolymer described in Paragraph Nos. 8-338913 -Methylol acrylamide), polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethylcellulose, polycarbonate and the like. A silane coupling agent may be used as the polymer. Gelatin, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are more preferable, and poly (vinyl alcohol) and poly (vinyl alcohol) are more preferable, Most preferred are vinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol. It is particularly preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization in combination. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%. The degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 100 to 5000. Modified polyvinyl alcohols are described in JP-A-8-338913, JP-A-9-152509 and JP-A-9-316127. The polyvinyl alcohol and the modified polyvinyl alcohol may be used in combination of two or more kinds.
바인더 두께의 하한은 10㎛인 것이 바람직하다. 두께의 상한은 액정표시장치의 광누설의 관점으로부터는 얇으면 얇을수록 좋다. 현재 시판의 편광판(약 30㎛) 이하인 것이 바람직하고, 25㎛ 이하가 바람직하며, 20㎛ 이하가 더욱 바람직하다.The lower limit of the thickness of the binder is preferably 10 mu m. From the viewpoint of light leakage of the liquid crystal display device, the upper limit of the thickness is preferably as thin as possible. (About 30 mu m) or less, preferably 25 mu m or less, and more preferably 20 mu m or less.
편광막의 바인더는 가교되어 있어도 좋다. 가교성의 관능기를 갖는 폴리머, 모노머를 바인더 중에 혼합해도 좋고, 바인더 폴리머 자신에 가교성 관능기를 부여해도 좋다. 가교는, 광, 열 또는 pH 변화에 의해 행할 수 있고, 가교 구조를 가진 바인더를 형성할 수 있다. 가교제에 대해서는, 미국 재발행 특허 23297호 명세서에 기재가 있다. 또한 붕소 화합물(예, 붕산, 붕사)도 가교제로서 사용할 수 있다. 바인더의 가교제의 첨가량은 바인더에 대하여 0.1 내지 20질량%가 바람직하다. 편광소자의 배향성, 편광막의 내습열성이 양호하게 된다.The binder of the polarizing film may be crosslinked. A polymer or monomer having a crosslinkable functional group may be mixed in the binder, or a crosslinkable functional group may be added to the binder polymer itself. The crosslinking can be carried out by light, heat or pH change, and a binder having a crosslinking structure can be formed. As for the crosslinking agent, it is described in the specification of US Reissue Patent No. 23297. Boron compounds (e.g., boric acid, borax) can also be used as the crosslinking agent. The amount of the crosslinking agent to be added to the binder is preferably from 0.1 to 20 mass% with respect to the binder. The orientation properties of the polarizing element and the humidity and humidity resistance of the polarizing film become good.
가교반응이 종료된 후에도 미반응의 가교제는 1.0질량% 이하인 것이 바람직 하고, 0.5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 함으로써 내후성이 향상된다.Even after the completion of the crosslinking reaction, the amount of the unreacted crosslinking agent is preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.5 mass% or less. By doing so, the weather resistance is improved.
[편광막의 연신][Stretching of polarizing film]
편광막은 편광막을 연신하거나(연신법), 또는 러빙한(러빙법) 후에 요오드, 2색성 염료로 염색하는 것이 바람직하다.The polarizing film is preferably dyed with iodine or a dichroic dye after stretching the polarizing film (stretching method) or rubbing (rubbing method).
연신법의 경우, 연신 배율은 2.5 내지 30.0배가 바람직하고, 3.0 내지 10.0배가 더욱 바람직하다. 연신은 공기 중에서의 드라이 연신으로 실시할 수 있다. 또한, 물에 침지한 상태에서의 웨트 연신을 실시해도 좋다. 드라이 연신의 연신 배율은 2.5 내지 5.0배가 바람직하고, 웨트 연신의 연신 배율은 3.0 내지 10.0배가 바람직하다. 연신은 MD 방향으로 평행하게 행해도 좋고(평행 연신), 경사 방향으로 행해도 좋다(경사 연신). 이들 연신은 1회로 행해도, 수회로 나누어서 행해도 된다. 수회로 나눔으로써 고배율 연신에서도 보다 균일하게 연신할 수 있다. 보다 바람직한 것이 경사 방향으로 10도에서 80도의 경사를 붙여서 연신하는 경사 연신이다.In the case of the stretching method, the draw ratio is preferably 2.5 to 30.0 times, more preferably 3.0 to 10.0 times. The stretching can be performed by dry stretching in air. Further, wet stretching in a state of being immersed in water may be performed. The stretching magnification of the dry stretching is preferably 2.5 to 5.0 times, and the stretching magnification of the wet stretching is preferably 3.0 to 10.0 times. The stretching may be performed in parallel in the MD direction (parallel stretching) or in an oblique direction (oblique stretching). These stretching may be performed in one cycle or in several cycles. The stretching can be performed more uniformly even at high magnification elongation by dividing by a number of circuits. More preferably, it is an oblique stretching method in which an oblique stretch is applied at an angle of 10 to 80 degrees in an oblique direction.
(Ⅰ) 평행 연신법(I) parallel stretching method
연신에 앞서, PVA 필름을 팽윤시킨다. 팽윤도는 1.2∼2.0배(팽윤 전과 팽윤 후의 질량비)이다. 이 후, 가이드 롤 등을 통해서 연속 반송하면서 수계 매체욕 내나 2색성 물질 용해의 염색욕 내에서 15∼50℃, 바람직하게는 17∼40℃의 욕온으로 연신한다. 연신은 2쌍의 닙 롤로 파지하고, 후단의 닙 롤의 반송 속도를 전단의 반송 속도보다 크게 함으로써 달성할 수 있다. 연신 배율은 연신 후/초기 상태의 길 이비(이하 같음)에 기초하지만 상기 작용 효과의 점으로부터 바람직한 연신 배율은 1.2∼3.5배, 바람직하게는 1.5∼3.0배이다. 이 후, 50℃로부터 90℃에 있어서 건조시켜서 편광막을 얻는다.Prior to stretching, the PVA film is swollen. The degree of swelling is 1.2 to 2.0 times (mass ratio before swelling and after swelling). Thereafter, the film is stretched in a bath of 15 to 50 DEG C, preferably 17 to 40 DEG C in a dyeing bath for dissolving dichroic substances in an aqueous medium bath and continuous feeding through a guide roll or the like. The stretching can be achieved by grasping with two pairs of nip rolls and increasing the conveying speed of the nip roll at the rear end to be higher than the conveying speed at the front end. The stretching magnification is based on the ratio of the length after stretching to the initial state (hereinafter the same), but the stretching magnification is preferably 1.2 to 3.5 times, and more preferably 1.5 to 3.0 times from the viewpoint of the above effect. Thereafter, it is dried at 50 ° C to 90 ° C to obtain a polarizing film.
(Ⅱ) 경사 연신법(II) oblique stretching method
일본 특허공개 2002-86554호에 기재된 경사 방향으로 돌출된 텐터를 사용해 연신하는 방법을 사용할 수 있다. 이 연신은 공기 중에서 연신하기 때문에 사전에 함수시켜서 연신하기 쉽게 하는 것이 필요하다. 바람직한 함수율은 5% 이상 100% 이하이며, 연신 온도는 40℃ 이상 90℃ 이하가 바람직하고, 연신 중의 습도는 50%rh 이상 100%rh 이하가 바람직하다.A method of stretching using a tenter projecting in an oblique direction as described in JP-A-2002-86554 can be used. Since this stretching is performed in the air, it is necessary to function beforehand to make it easy to stretch. The preferable water content is 5% or more and 100% or less. The stretching temperature is preferably 40 占 폚 or more and 90 占 폚 or less, and the humidity during stretching is preferably 50% rh or more and 100% rh or less.
이렇게 하여 얻어진 편광막의 흡수축은 10도에서 80도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30도에서 60도이며, 더욱 바람직하게는 실질적으로 45도(40도에서 50도)이다.The absorption axis of the polarizing film thus obtained is preferably 10 degrees to 80 degrees, more preferably 30 degrees to 60 degrees, and still more preferably substantially 45 degrees (40 degrees to 50 degrees).
[접합][join]
상기 비누화 후의 연신, 미연신 셀룰로오스아실레이트 필름과, 연신해서 조제한 편광층을 접합하여 편광판을 조제한다. 접합하는 방향은 특별히 제한은 없지만, 셀룰로오스아실레이트 필름의 유연축 방향과 편광판의 연신축 방향이 0도, 45도, 90도 중 어느 하나가 되도록 행하는 것이 바람직하다.The saponified stretched, unstretched cellulose acylate film and a polarizing layer prepared by stretching are bonded to each other to prepare a polarizing plate. The bonding direction is not particularly limited, but it is preferable that the direction of the flexible axis of the cellulose acylate film and the stretching axis direction of the polarizing plate are any one of 0 degree, 45 degrees, and 90 degrees.
접합의 접착제는 특별하게 한정되지 않지만, PVA계 수지(아세토아세틸기, 술폰산기, 카르복실기, 옥시알킬렌기 등의 변성 PVA를 포함함)나 붕소 화합물 수용액 등을 들 수 있고, 그 중에서도 PVA계 수지가 바람직하다. 접착제층 두께는 건조 후 에 0.01 내지 10㎛가 바람직하고, 0.05 내지 5㎛가 특히 바람직하다.The adhesive for bonding is not particularly limited, but PVA resin (including modified PVA such as acetoacetyl group, sulfonic acid group, carboxyl group and oxyalkylene group) and aqueous solution of boron compound and the like can be mentioned. Among them, PVA resin desirable. The thickness of the adhesive layer is preferably 0.01 to 10 mu m after drying, and particularly preferably 0.05 to 5 mu m.
접합의 층 구성으로서 이하와 같은 것을 들 수 있다.As the layer structure of the bonding, the following can be mentioned.
(a) A/P/A(a) A / P / A
(b) A/P/B(b) A / P / B
(c) A/P/T(c) A / P / T
(d) B/P/B(d) B / P / B
(e) B/P/T(e) B / P / T
또한, A는 본 발명의 미연신 필름, B는 본 발명의 연신 필름, T는 셀룰로오스트리아세테이트 필름(후지택), P는 편광층을 가리킨다. (a), (b)의 구성의 경우 A, B는 동일한 조성의 셀룰로오스아세테이트이어도 다른 것이어도 좋다. (d)의 구성의 경우, B는 동일한 조성의 셀룰로오스아세테이트이어도 다른 것이어도 좋고, 동일 연신 배율이어도 다른 연신 배율이어도 좋다. 또한 액정표시장치에 장착하여 사용하는 경우에는, 어느 쪽을 액정면으로 해도 좋지만, 구성 (b), (e)의 경우에는B를 액정측으로 하는 것이 보다 바람직하다.A is an undrawn film of the present invention, B is a stretched film of the present invention, T is a cellulose triacetate film (Fuji Photo Film), and P is a polarizing layer. In the case of the constitutions (a) and (b), A and B may be cellulose acetate having the same composition or different ones. (d), B may be cellulose acetate having the same composition, different cellulose acylate, or different stretching magnification with or without the same stretching magnification. Further, in the case of using in the liquid crystal display device, either of them may be used as the liquid crystal surface, and in the case of the constitutions (b) and (e), B is more preferably set to the liquid crystal side.
액정표시장치에 장착할 경우, 통상 2장의 편광관 사이에 액정을 포함하는 기판이 배치되어 있지만, 본 발명의 (a)∼(e) 및 통상의 편광판(T/P/T)을 자유롭게 조합시킬 수 있다. 그러나, 액정표시장치의 표시측 최표면의 필름에는 투명 하드 코트층, 방현층, 반사방지층 등이 형성되는 것이 바람직하고, 후술의 것을 사용할 수 있다.(A) to (e) of the present invention and a conventional polarizing plate (T / P / T) can be freely combined with each other in the liquid crystal display device . However, it is preferable that a transparent hard coat layer, an antiglare layer, an antireflection layer, and the like are formed on the outermost film on the display side of the liquid crystal display device, and those described later can be used.
이렇게 하여 얻은 편광판의 광선 투과율은 높은 쪽이 바람직하고, 편광도도 높은 쪽이 바람직하다. 편광판의 투과율은 파장 550㎚의 광에 있어서 30 내지 50%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 35 내지 50%의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 40 내지 50%의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다. 편광도는 파장 550㎚의 광에 있어서 90 내지 100%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 95 내지 100%의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 99 내지 100%의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다.The polarizing plate thus obtained preferably has a high light transmittance and a high degree of polarization. The transmittance of the polarizing plate is preferably in a range of 30 to 50%, more preferably in a range of 35 to 50%, and most preferably in a range of 40 to 50% in a light having a wavelength of 550 nm. The degree of polarization is preferably in a range of 90 to 100%, more preferably in a range of 95 to 100%, and most preferably in a range of 99 to 100% in a light having a wavelength of 550 nm.
또한, 이렇게 하여 얻은 편광판은 λ/4판과 적층하여 원편광을 제작할 수 있다. 이 경우 λ/4의 지상축과 편광판의 흡수축을 45도가 되도록 적층한다. 이 때, λ/4는 특별하게 한정되지 않지만, 보다 바람직하게는 저파장일수록 리타데이션이 작아지는 파장 의존성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 또한 길이 방향에 대하여 20도∼70도 기운 흡수축을 갖는 편광막, 및 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층으로 이루어지는 λ/4판을 사용하는 것이 바람직하다.Further, the polarizing plate thus obtained can be laminated with a? / 4 plate to produce circularly polarized light. In this case, the slow axis of? / 4 and the absorption axis of the polarizing plate are laminated at 45 degrees. In this case,? / 4 is not particularly limited, but more preferably, it is more preferable that the wavelength dependence is such that the lower the wavelength, the smaller the retardation. It is also preferable to use a? / 4 plate composed of a polarizing film having an absorption axis oriented at 20 to 70 degrees in the longitudinal direction and an optically anisotropic layer made of a liquid crystalline compound.
이들 편광판의 한쪽 면에 프로텍트 필름을, 반대면에 세퍼레이트 필름을 접합하여도 좋다. 프로텍트 필름 및 세퍼레이트 필름은 편광판 출하시, 제품 검사시 등에 있어서 편광판을 보호하는 목적으로 사용된다.A protective film may be bonded to one side of these polarizing plates and a separate film may be bonded to the opposite side. The protective film and the separate film are used for the purpose of protecting the polarizing plate when the polarizing plate is shipped, when the product is inspected, and the like.
(ⅱ) 광학 보상층의 부여(광학 보상 필름의 제작)(Ii) Preparation of Optical Compensation Layer (Preparation of Optical Compensation Film)
광학 이방성 층은 액정표시장치의 흑색 표시에 있어서의 액정 셀 중의 액정 화합물을 보상하기 위한 것이고, 연신, 미연신 셀룰로오스아실레이트 필름 상에 배향막을 형성하고, 또한 광학 이방성 층을 부여함으로써 형성된다.The optically anisotropic layer is for compensating the liquid crystal compound in the liquid crystal cell in the black display of the liquid crystal display device, and is formed by forming an orientation film on the stretched, unstretched cellulose acylate film, and further providing an optically anisotropic layer.
[배향막][Alignment film]
상기 표면처리한 연신, 미연신 셀룰로오스아실레이트 필름 상에 배향막을 형 성한다. 이 막은 액정성 분자의 배향 방향을 규정하는 기능을 갖는다. 그러나, 액정성 화합물을 배향 후에 그 배향 상태를 고정해 버리면, 배향막은 그 역활을 다하고 있기 때문에 본 발명의 구성 요소로서는 반드시 필수적인 것은 아니다. 즉 배향 상태가 고정된 배향막 상의 광학 이방성 층만을 편광자 상에 전사해서 본 발명의 편광판을 제작하는 것도 가능하다.An orientation film is formed on the surface-treated, drawn and unstretched cellulose acylate film. This film has a function of defining the alignment direction of liquid crystal molecules. However, if the orientation state of the liquid crystalline compound is fixed after orientation, the orientation film is not necessarily essential as a constituent element of the present invention because it is doing its part. That is, only the optically anisotropic layer on the alignment film on which the alignment state is fixed, can be transferred onto the polarizer to produce the polarizing plate of the present invention.
배향막은 유기 화합물(바람직하게는 폴리머)의 러빙 처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로 그루브를 갖는 층의 형성, 또는 랭뮤어 블라짓(Langmuir-Blodgett)법(LB막)에 의한 유기 화합물(예, ω-트리코산산, 디옥타데실메틸암모늄클로라이드, 스테아릴산 메틸)의 누적과 같은 수단으로 형성할 수 있다. 또한, 전장의 부여, 자장의 부여 혹은 광조사에 의해 배향 기능이 생기는 배향막도 알려져 있다.The orientation film may be formed by rubbing an organic compound (preferably a polymer), forming a layer having a microgroove, or forming a layer having an organic compound (e.g., an organic compound) by a Langmuir-Blodgett method (LB film) omega -tricoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearate), and the like. Also known is an orientation film in which an orientation function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation.
배향막은 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 배향막에 사용하는 폴리머는 원칙적으로 액정성 분자를 배향시키는 기능이 있는 분자 구조를 갖는다.The alignment film is preferably formed by rubbing the polymer. The polymer used in the alignment layer has a molecular structure that has a function of orienting liquid crystal molecules in principle.
본 발명에서는 액정성 분자를 배향시키는 기능에 추가로, 가교성 관능기(예, 이중 결합)를 갖는 측쇄를 주쇄에 결합시키거나, 또는 액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 가교성 관능기를 측쇄에 도입하는 것이 바람직하다.In the present invention, in addition to the function of orienting liquid crystal molecules, a side chain having a crosslinkable functional group (e.g., a double bond) is bonded to a main chain, or a crosslinkable functional group having a function of orienting liquid crystalline molecules is introduced .
배향막에 사용되는 폴리머는, 그 자체 가교 가능한 폴리머 또는 가교제에 의해 가교되는 폴리머 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 이들의 조합을 복수 사용할 수 있다. 폴리머의 예로는, 예를 들면 일본 특허공개 평8-338913호 공보 명세서 중 단락번호 [0022]기재의 메타크릴레이트계 공중합체, 스티렌계 공중합체, 폴리올레핀, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올, 폴리(N-메티롤아크릴아미드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산 비닐 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트 등이 포함된다. 실란커플링제를 폴리머로서 사용할 수 있다. 수용성 폴리머(예, 폴리(N-메티롤아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올)가 바람직하고, 젤라틴, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 더욱 바람직하고, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 가장 바람직하다. 중합도가 다른 폴리비닐알코올 또는 변성 폴리비닐알코올을 2종류 병용하는 것이 특히 바람직하다. 폴리비닐알코올의 비누화도는 70∼100%가 바람직하고, 80∼100%가 더욱 바람직하다. 폴리비닐알코올의 중합도는 100∼5000인 것이 바람직하다.As the polymer used for the alignment film, any of a polymer that is itself crosslinkable or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent may be used, and a plurality of these may be used in combination. Examples of the polymer include a methacrylate-based copolymer, a styrene-based copolymer, a polyolefin, a polyvinyl alcohol and a modified polyvinyl alcohol, poly (N-methylol acrylamide), polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethylcellulose, polycarbonate and the like. A silane coupling agent may be used as the polymer. Gelatin, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are more preferable, and poly (vinyl alcohol) and poly (vinyl alcohol) are more preferable, Most preferred are vinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol. It is particularly preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization in combination. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%. The degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 100 to 5000.
액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 측쇄는 일반적으로 소수성기를 관능기로서 갖는다. 구체적인 관능기의 종류는 액정성 분자의 종류 및 필요로 하는 배향 상태에 따라 결정한다. 예를 들면 변성 폴리비닐알코올의 변성기로서는 공중합 변성, 연쇄이동 변성 또는 블록 중합 변성에 의해 도입할 수 있다. 변성기의 예로는, 친수성기(카르복실산기, 술폰산기, 포스폰산기, 아미노기, 암모늄기, 아미드기, 티올기 등), 탄소수 10∼100개의 탄화수소기, 불소원자 치환의 탄화수소기, 티오에테르기, 중합성기(불포화 중합성기, 에폭시기, 아지리디닐기 등), 알콕시실릴기(트리알콕시, 디알콕시, 모노알콕시) 등을 들 수 있다. 이들 변성 폴리비닐알코올 화합물의 구체예로서, 예를 들면 일본 특허공개 2000-155216호 공보 명세서 중 의 단락번호 [0022]∼[0145], 동 2002-62426호 공보 명세서 중의 단락번호 [0018]∼[0022]에 기재된 것 등을 들 수 있다.The side chain having the function of orienting liquid crystalline molecules generally has a hydrophobic group as a functional group. The type of the specific functional group is determined depending on the kind of the liquid crystalline molecule and the required orientation state. For example, the modified polyvinyl alcohol can be introduced by copolymerization denaturation, chain transfer denaturation, or block polymerization denaturation. Examples of the substituent include a hydrophilic group (such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, an amino group, an ammonium group, an amide group or a thiol group), a hydrocarbon group of 10 to 100 carbon atoms, a fluorine atom-substituted hydrocarbon group, An alkoxysilyl group (trialkoxy, dialkoxy, monoalkoxy), and the like can be given. As specific examples of these modified polyvinyl alcohol compounds, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-155216, paragraphs [0022] to [0145], paragraphs [0018] to [ And the like.
가교성 관능기를 갖는 측쇄를 배향막 폴리머의 주쇄에 결합시키거나, 또는 액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 측쇄에 가교성 관능기를 도입하면, 배향막의 폴리머와 광학 이방성 층에 포함되는 다관능 모노머를 공중합시킬 수 있다. 그 결과, 다관능 모노머와 다관능 모노머의 사이 뿐만 아니라, 배향막 폴리머와 배향막 폴리머의 사이,그리고 다관능 모노머와 배향막 폴리머의 사이도 공유결합으로 강고하게 결합된다. 따라서, 가교성 관능기를 배향막 폴리머에 도입함으로써 광학 보상 필름의 강도를 현저하게 개선할 수 있다.When a side chain having a crosslinkable functional group is bonded to the main chain of the alignment film polymer or a crosslinkable functional group is introduced into the side chain having a function of aligning the liquid crystal molecules, the polymer of the alignment film and the polyfunctional monomer contained in the optically anisotropic layer are copolymerized . As a result, not only between the multifunctional monomer and the multifunctional monomer but also between the alignment film polymer and the alignment film polymer, and between the multifunctional monomer and the alignment film polymer are firmly bonded by a covalent bond. Therefore, the strength of the optical compensation film can be remarkably improved by introducing the crosslinkable functional group into the alignment film polymer.
배향막 폴리머의 가교성 관능기는 다관능 모노머와 마찬가지로, 중합성기를 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 일본 특허공개 2000-155216호 공보 명세서 중 단락번호 [0080]∼[0100]기재의 것 등을 들 수 있다. 배향막 폴리머는 상기의 가교성 관능기와는 별도로, 가교제를 이용하여 가교시킬 수도 있다.The crosslinkable functional group of the orientation film polymer preferably contains a polymerizable group as in the case of the polyfunctional monomer. Specific examples thereof include those described in paragraphs [0080] to [0100] in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-155216. The orientation film polymer may be crosslinked using a crosslinking agent separately from the above-mentioned crosslinkable functional group.
가교제로서는 알데히드, N-메티롤 화합물, 디옥산 유도체, 카르복실기를 활성화함으로써 작용하는 화합물, 활성 비닐 화합물, 활성 할로겐 화합물, 이소옥사졸 및 디알데히드 전분이 포함된다. 2종류 이상의 가교제를 병용해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면 일본 특허공개 2002-62426호 공보 명세서 중의 단락번호 [0023]∼[024]기재의 화합물 등을 들 수 있다. 반응 활성이 높은 알데히드, 특히 글루탈알데히드가 바람직하다.Examples of the crosslinking agent include aldehydes, N-methylol compounds, dioxane derivatives, compounds which act by activating carboxyl groups, active vinyl compounds, active halogen compounds, isoxazole and dialdehyde starches. Two or more kinds of crosslinking agents may be used in combination. Specific examples thereof include compounds described in paragraphs [0023] to [024] in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-62426. Highly reactive aldehydes, especially glutaraldehyde, are preferred.
가교제의 첨가량은 폴리머에 대하여 0.1∼20질량%가 바람직하고, 0.5∼15질 량%가 더욱 바람직하다. 배향막에 잔존하는 미반응의 가교제의 양은 1.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 조절함으로써 배향막을 액정표시장치에 장기 사용, 또는 고온 고습의 분위기 하에 장기간 방치해도 레티큘레이션 발생이 없는 충분한 내구성이 얻어진다.The addition amount of the crosslinking agent is preferably from 0.1 to 20 mass%, more preferably from 0.5 to 15 mass%, based on the polymer. The amount of the unreacted crosslinking agent remaining in the alignment film is preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.5 mass% or less. With this adjustment, sufficient durability without reticle occurrence can be obtained even if the alignment film is left in a liquid crystal display for a long time or under a high temperature and high humidity atmosphere for a long time.
배향막은 기본적으로 배향막 형성 재료인 상기 폴리머, 가교제를 함유하는 투명 지지체 상에 도포한 후, 가열 건조(가교시키)하고, 러빙 처리함으로써 형성할 수 있다. 가교 반응은, 상기한 바와 같이 투명 지지체 상에 도포한 후, 임의의 시기에 행해도 좋다. 폴리비닐알코올과 같은 수용성 폴리머를 배향막 형성 재료로서 사용할 경우에는, 도포액은 소포 작용이 있는 유기 용매(예, 메탄올)와 물의 혼합 용매로 하는 것이 바람직하다. 그 비율은 질량비로 물:메탄올이 0:100∼99:1이 바람직하고, 0:100∼91:9인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해 기포의 발생이 억제되고, 배향막, 또한 광학 이방층의 층 표면의 결함이 현저하게 감소한다.The alignment film can be formed by applying it on a transparent support containing the polymer and the crosslinking agent, which is basically an alignment film forming material, followed by heating and drying (crosslinking) and rubbing treatment. The crosslinking reaction may be carried out at an arbitrary timing after coating on the transparent support as described above. When a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol is used as an alignment film-forming material, it is preferable that the coating liquid is a mixed solvent of an organic solvent having an antifoaming action (e.g., methanol) and water. The ratio of water to methanol is preferably 0: 100 to 99: 1, more preferably 0: 100 to 91: 9 in terms of a mass ratio. As a result, the generation of bubbles is suppressed, and defects on the surface of the alignment layer and the layer of the optically anisotropic layer are remarkably reduced.
배향막의 도포방법은 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 익스트루젼 코팅법, 로드 코팅법 또는 롤 코팅법이 바람직하다. 특히 로드 코팅법이 바람직하다. 또한 건조 후의 막두께는 0.1 내지 10㎛가 바람직하다. 가열 건조는 20℃∼110℃에서 행할 수 있다. 충분한 가교를 형성하기 위해서는 60℃∼100℃가 바람직하고, 특히 80℃∼100℃가 바람직하다. 건조 시간은 1분∼36시간에서 행할 수 있지만, 바람직하게는 1분∼30분이다. pH도 사용하는 가교제에 최적인 값으로 설정하는 것이 바람직하고, 글루탈알데히드를 사용한 경우에는 pH4.5∼5.5이고, 특히 5가 바람직하다.The coating method of the orientation film is preferably a spin coating method, a dip coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a rod coating method or a roll coating method. The rod coating method is particularly preferable. The film thickness after drying is preferably 0.1 to 10 mu m. The heating and drying can be carried out at 20 캜 to 110 캜. In order to form sufficient crosslinking, the temperature is preferably 60 ° C to 100 ° C, more preferably 80 ° C to 100 ° C. The drying time can be from 1 minute to 36 hours, preferably from 1 minute to 30 minutes. The pH is preferably set to an optimum value for the crosslinking agent to be used. When glutaraldehyde is used, the pH is preferably 4.5 to 5.5, and particularly preferably 5.
배향막은 연신·미연신 셀룰로오스아실레이트 필름 상 또는 상기 언더코팅층 상에 형성된다. 배향막은 상기와 같이 폴리머층을 가교한 후, 표면을 러빙 처리함으로써 얻을 수 있다.An orientation film is formed on the stretched and unstretched cellulose acylate film or on the undercoat layer. The orientation film can be obtained by crosslinking the polymer layer as described above and then rubbing the surface.
상기 러빙 처리는 LCD의 액정 배향 처리 공정으로서 널리 채용되고 있는 처리 방법을 적용할 수 있다. 즉, 배향막의 표면을 종이나 거즈, 펠트, 고무 또는 나일론, 폴리에스테르 섬유 등을 이용하여 일정 방향으로 문지름으로써 배향을 얻는 방법을 이용할 수 있다. 일반적으로는 길이 및 굵기가 균일한 섬유를 평균적으로 식모한 천 등을 이용하여 수회정도 러빙을 행함으로써 실시된다.As the rubbing treatment, a widely employed treatment method can be applied as a liquid crystal alignment treatment process of an LCD. That is, a method of obtaining orientation by rubbing the surface of the alignment film in a predetermined direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, polyester fiber or the like can be used. Generally, this is carried out by rubbing the fabric several times with a cloth or the like on which an average fiber of uniform length and thickness is formed.
공업적으로 실시할 경우, 반송되고 있는 편광층이 붙은 필름에 대하여 회전하는 러빙 롤을 접촉시킴으로써 달성하지만, 러빙 롤의 진원도, 원통도, 흔들림(편심)은 어느 것이나 30㎛ 이하인 것이 바람직하다. 러빙 롤로의 필름의 랩 각도는 0.1 내지 90°가 바람직하다. 단, 일본 특허공개 평8-160430호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 360°이상 감음으로써 안정된 러빙 처리를 얻을 수도 있다. 필름의 반송 속도는 1∼100m/min이 바람직하다. 러빙각은 0∼60°의 범위에서 적절한 러빙 각도를 선택하는 것이 바람직하다. 액정표시장치에 사용하는 경우에는 40 내지 50°가 바람직하다. 45°가 특히 바람직하다.When the film is industrially carried out, it is achieved by bringing a rotating rubbing roll into contact with the film having the polarizing layer being conveyed, but it is preferable that the roundness, the cylindricality and the shaking (eccentricity) of the rubbing roll are all 30 m or less. The wrap angle of the film of the rubbing roll is preferably 0.1 to 90 deg. However, as described in JP-A-8-160430, a stable rubbing treatment can be obtained by winding at least 360 degrees. The transporting speed of the film is preferably 1 to 100 m / min. It is preferable to select an appropriate rubbing angle in the range of 0 to 60 degrees. And when it is used in a liquid crystal display device, it is preferably 40 to 50 degrees. 45 DEG is particularly preferable.
이렇게 하여 얻은 배향막의 막두께는 0.1 내지 10㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.The film thickness of the alignment film thus obtained is preferably in the range of 0.1 to 10 占 퐉.
다음에, 배향막 상에 광학 이방성 층의 액정성 분자를 배향시킨다. 그 후에 필요에 따라 배향막 폴리머와 광학 이방성 층에 포함되는 다관능 모노머를 반응시 키거나, 또는 가교제를 이용하여 배향막 폴리머를 가교시킨다.Next, the liquid crystalline molecules of the optically anisotropic layer are oriented on the alignment film. Thereafter, the orientation film polymer is crosslinked with a multifunctional monomer contained in the optically anisotropic layer, or with a crosslinking agent, if necessary.
광학 이방성 층에 사용하는 액정성 분자에는 막대 형상 액정성 분자 및 원반 형상 액정성 분자가 포함된다. 막대 형상 액정성 분자 및 원반 형상 액정성 분자는 고분자 액정이어도 저분자 액정이어도 좋고, 또한 저분자 액정이 가교되어 액정성을 나타내지 않게 된 것도 포함된다.The liquid crystal molecules used in the optically anisotropic layer include rod-shaped liquid crystal molecules and disc-shaped liquid crystal molecules. The rod-like liquid crystal molecules and the disc-shaped liquid crystal molecules may be either polymer liquid crystals or low molecular liquid crystals, and those in which the low molecular weight liquid crystals are not crosslinked to exhibit liquid crystallinity.
[막대 형상 액정성 분자][Rod-shaped liquid crystalline molecule]
막대 형상 액정성 분자로서는 아조메틴류, 아족시류, 시아노비페닐류, 시아노페닐에스테르류, 벤조산 에스테르류, 시클로헥산카르복실산 페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐디옥산류, 톨란류 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴류가 바람직하게 사용된다.Examples of rod-shaped liquid crystalline molecules include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano- Alkoxy-substituted phenylpyrimidines, phenyl dioxanes, tolans, and alkenylcyclohexyl benzonitriles are preferably used.
또한, 막대 형상 액정성 분자에는 금속 착체도 함유된다. 또한 막대 형상 액정성 분자를 반복단위 중에 함유하는 액정 폴리머도 막대 형상 액정성 분자로서 사용할 수 있다. 바꿔 말하면, 막대 형상 액정성 분자는 (액정)폴리머와 결합되어 있어도 된다.The rod-shaped liquid crystalline molecules also contain metal complexes. The liquid crystal polymer containing rod-shaped liquid crystal molecules in the repeating unit can also be used as the rod-like liquid crystal molecules. In other words, the rod-shaped liquid crystalline molecules may be bonded to the (liquid crystal) polymer.
막대 형상 액정성 분자에 대해서는, 계간 화학총설 제22권 액정의 화학(1994) 일본 화학회편의 제4장, 제7장 및 제11장, 및 액정 디바이스 핸드북 일본 학술진흥회 제142 위원회편의 제3장에 기재가 있다.For rod-shaped liquid crystalline molecules, refer to Chapter 3 of the Journal of the Chemical Society of Japan (1994), Chemistry of Liquid Crystals (1994), Chapter 4, Chapter 7 and Chapter 11, .
막대 형상 액정성 분자의 복굴절율은 0.001 내지 0.7의 범위에 있는 것이 바람직하다.The birefringence of the stick-shaped liquid crystalline molecules is preferably in the range of 0.001 to 0.7.
막대 형상 액정성 분자는 그 배향 상태를 고정하기 위해서 중합성 기를 갖는 것이 바람직하다. 중합성 기는 라디칼 중합성 불포기 또는 양이온 중합성 기가 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들면 일본 특허공개 2002-62427호 공보 명세서 중의 단락번호 [0064]∼[0086]기재의 중합성 기, 중합성 액정 화합물을 들 수 있다.It is preferable that the rod-like liquid crystalline molecules have a polymerizable group in order to fix the alignment state thereof. The polymerizable group is preferably a radical polymerizable imbibition group or a cationic polymerizable group, and specifically includes, for example, a polymerizable group described in paragraphs [0064] to [0086] in JP-A No. 2002-62427 Liquid crystal compounds.
[원반 형상 액정성 분자][Disk-shaped liquid crystalline molecule]
원반 형상(디스코틱) 액정성 분자에는 C.Destrade들의 연구 보고, Mol. Cryst. 71권, 111쪽(1981년)에 기재되어 있는 벤젠 유도체, C.Destrade들의 연구 보고, Mol. Cryst. 122권, 141쪽(1985년), Physics lett, A, 78권, 82쪽(1990)에 기재되어 있는 트룩센 유도체, B.Kohne들의 연구 보고, Angew. Chem. 96권, 70쪽(1984년)에 기재된 시클로헥산 유도체 및 J.M.Lehn들의 연구 보고, J.Chem. Commun., 1794쪽(1985년), J.Zhang들의 연구 보고, J.Am. Chem. Soc. 116권, 2655쪽(1994년)에 기재되어 있는 아자크라운계나 페닐아세틸렌계 매크로사이클이 포함된다.Discotic liquid crystals have been studied in C.Destrade, Mol. Cryst. 71, 111 (1981), a report of a study of benzene derivatives and C.Destrades, Mol. Cryst. 122, 141 (1985), Physics Lett, A, 78, 82 (1990). Chem. 96, 70 (1984), J. Chem. Lehn, J. Chem. Commun., 1794 (1985), J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 116, 2655 (1994), and the phenacetylenic macrocycles.
원반 형상 액정성 분자로서는 분자 중심의 모핵에 대하여 직쇄의 알킬기, 알콕시기, 치환 벤조일옥시기가 모핵의 측쇄로서 방사선 형상으로 치환된 구조인 액정성을 나타내는 화합물도 포함된다. 분자 또는 분자의 집합체가 회전 대칭성을 갖고, 일정한 배향을 부여할 수 있는 화합물인 것이 바람직하다. 원반 형상 액정성 분자로부터 형성하는 광학 이방성 층은, 최종적으로 광학 이방성 층에 함유되는 화합물이 원반 형상 액정성 분자일 필요는 없고, 예를 들면 저분자의 원반 형상 액정성 분자가 열이나 광에 의해 반응하는 기를 갖고 있어, 결과적으로 열, 광으로 반응에 의해 중합 또는 가교되어 고분자량화하여 액정성을 잃어버린 화합물도 포함된 다. 원반 형상 액정성 분자의 바람직한 예는, 일본 특허공개 평8-50206호 공보에 기재되어 있다. 또한 원반 형상 액정성 분자의 중합에 대해서는 일본 특허공개 평8-27284 공보에 기재가 있다.Examples of the discotic liquid crystalline molecules include liquid crystalline compounds in which linear alkyl groups, alkoxy groups, and substituted benzoyloxy groups are substituted with the side chain of the mother nucleus in the radial form with respect to the parent nucleus of the center of the molecule. It is preferable that the molecules or aggregates of molecules have rotational symmetry and can give a constant orientation. The optically anisotropic layer formed from the discotic liquid crystalline molecules does not need to be the discotic liquid crystalline molecule finally contained in the optically anisotropic layer. For example, when the discotic liquid crystalline molecule is reacted by heat or light , And as a result, a compound which polymerizes or crosslinks by reaction with heat or light to form a high molecular weight and loses liquid crystallinity is included. A preferable example of the discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-50206. The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284.
원반 형상 액정성 분자를 중합에 의해 고정하기 위해서는 원반 형상 액정성 분자의 원반 형상 코어에 치환기로서 중합성 기를 결합시킬 필요가 있다. 원반 형상 코어와 중합성 기는 연결기를 통해서 결합하는 화합물이 바람직하고, 이에 따라 중합 반응에 있어서도 배향 상태를 유지할 수 있다. 예를 들면 일본 특허공개 2000-155216호 공보 명세서 중의 단락번호 [0151]∼[0168]기재의 화합물 등을 들 수 있다.In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of discotic liquid crystalline molecules. The discotic core and the polymerizable group are preferably a compound that bonds through a linking group, and thus the orientation state can be maintained in the polymerization reaction. For example, compounds described in paragraphs [0151] to [0168] in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-155216.
하이브리드 배향에서는 원반 형상 액정성 분자의 장축(원반면)과 편광막의 면의 각도가 광학 이방성 층의 깊이 방향이며 또한 편광막의 면으로부터의 거리의 증가와 함께 증가 또는 감소하고 있다. 각도는 거리의 증가와 함께 감소하는 것이 바람직하다. 또한, 각도의 변화로서는 연속적 증가, 연속적 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 연속적 증가와 연속적 감소를 포함하는 변화, 또는 증가 및 감소를 포함하는 간헐적 변화가 가능하다. 간헐적 변화는 두께 방향의 도중에 경사각이 변화되지 않는 영역을 포함하고 있다. 각도는 각도가 변화되지 않는 영역을 포함하고 있어도 전체적으로 증가 또는 감소하고 있으면 된다. 또한, 각도는 연속적으로 변화되는 것이 바람직하다.In the hybrid alignment, the angle between the major axis (circular one) of the discotic liquid crystalline molecule and the plane of the polarizing film is the depth direction of the optically anisotropic layer and increases or decreases with increasing distance from the plane of the polarizing film. It is desirable that the angle decreases with increasing distance. In addition, changes in the angle include continuous increase, continuous decrease, intermittent increase, intermittent decrease, change including continuous increase and continuous decrease, or intermittent change including increase and decrease. The intermittent change includes an area where the inclination angle does not change in the course of the thickness direction. The angle may include an area where the angle is not changed, but it may be increased or decreased as a whole. It is also preferable that the angle is continuously changed.
편광막측의 원반 형상 액정성 분자의 장축의 평균 방향은 일반적으로 원반 형상 액정성 분자 또는 배향막의 재료를 선택함으로써, 또는 러빙 처리 방법을 선 택함으로써 조정할 수 있다. 또한, 표면측(공기측)의 원반 형상 액정성 분자의 장축(원반면) 방향은, 일반적으로 원반 형상 액정성 분자 또는 원반 형상 액정성 분자와 함께 사용하는 첨가제의 종류를 선택함으로써 조정할 수 있다. 원반 형상 액정성 분자와 함께 사용하는 첨가제의 예로서는, 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머 및 폴리머 등을 들 수 있다. 장축 배향 방향의 변화의 정도도 상기와 마찬가지로, 액정성 분자와 첨가제의 선택에 의해 조정할 수 있다.The average direction of the long axes of the discotic liquid crystalline molecules on the side of the polarizing film can generally be adjusted by selecting materials of discotic liquid crystalline molecules or orientation films or by selecting a rubbing treatment method. In addition, the long axis (circular direction) direction of the discotic liquid crystalline molecules on the front side (air side) can generally be adjusted by selecting the kind of additive to be used together with the discotic liquid crystalline molecules or the discotic liquid crystalline molecules. Examples of the additive to be used together with the discotic liquid crystalline molecules include a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer and a polymer. The degree of change in the long axis alignment direction can also be adjusted by selecting the liquid crystal molecules and additives as described above.
「광학 이방성 층의 다른 조성물」&Quot; Other compositions of optically anisotropic layer "
상기 액정성 분자와 함께 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머 등을 병용하고, 도포막의 균일성, 막의 강도, 액정 분자의 배향성 등을 향상시킬 수 있다. 액정성 분자와 상용성을 갖고, 액정성 분자의 경사각의 변화를 주거나, 또는 배향을 저해하지 않는 것이 바람직하다.A plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer and the like may be used together with the liquid crystal molecule to improve the uniformity of the coating film, the strength of the film, and the orientation of the liquid crystal molecules. It is preferable that it has compatibility with the liquid crystal molecules and does not change the inclination angle of the liquid crystal molecules or does not inhibit the orientation.
중합성 모노머로서는 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는 다관능성 라디칼 중합성 모노머이며, 상기 중합성 기 함유의 액정 화합물과 공중합성인 것이 바람직하다. 예를 들면 일본 특허공개 2002-296423호 공보 명세서 중의 단락번호 [0018]∼[0020]기재의 것을 들 수 있다. 상기 화합물의 첨가량은 원반 형상 액정성 분자에 대하여 일반적으로 1∼50질량%의 범위에 있고, 5∼30질량%의 범위에 있는 것이 바람직하다.Examples of the polymerizable monomer include radical polymerizable or cationic polymerizable compounds. Preferably a multifunctional radically polymerizable monomer, and is preferably copolymerized with the liquid crystal compound containing the polymerizable group. For example, those described in paragraphs [0018] to [0020] in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-296423. The amount of the compound added is generally in the range of 1 to 50 mass%, preferably 5 to 30 mass%, based on the discotic liquid crystalline molecule.
계면활성제로서는 종래 공지의 화합물을 들 수 있지만, 특히 불소계 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 일본 특허공개 2001-330725호 공보 명세서 중의 단락번호 [0028]∼[0056]기재의 화합물을 들 수 있다.As the surfactant, conventionally known compounds may be mentioned, but a fluorine-based compound is particularly preferable. Specifically, for example, compounds described in paragraphs [0028] to [0056] in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-330725 can be mentioned.
원반 형상 액정성 분자와 함께 사용하는 폴리머는 원반 형상 액정성 분자에 경사각의 변화를 부여할 수있는 것이 바람직하다.The polymer used together with the discotic liquid crystalline molecules is preferably capable of imparting a change in the inclination angle to the discotic liquid crystalline molecules.
폴리머의 예로서는 셀룰로오스에스테르를 들 수 있다. 셀룰로오스에스테르의 바람직한 예로서는, 일본 특허공개 2000-155216호 공보 명세서 중의 단락번호 [0178]기재의 것을 들 수 있다. 액정성 분자의 배향을 저해하지 않도록 상기 폴리머의 첨가량은 액정성 분자에 대하여 0.1∼10질량%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.1∼8질량%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.An example of the polymer is a cellulose ester. Preferable examples of the cellulose ester include those described in paragraph [0178] in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-155216. The addition amount of the polymer is preferably in the range of 0.1 to 10 mass%, and more preferably in the range of 0.1 to 8 mass% with respect to the liquid crystal molecules so as not to hinder the orientation of the liquid crystal molecules.
원반 형상 액정성 분자의 디스코틱 네마틱 액정상-고상 전이온도는 70∼300℃가 바람직하고, 70∼170℃가 더욱 바람직하다.The discotic nematic liquid phase-solid phase transition temperature of discotic liquid crystalline molecules is preferably 70 to 300 占 폚, more preferably 70 to 170 占 폚.
[광학 이방성 층의 형성][Formation of optically anisotropic layer]
광학 이방성 층은 액정성 분자 및 필요에 따라 후술의 중합성 개시제나 임의의 성분을 포함하는 도포액을 배향막 상에 도포함으로써 형성할 수 있다.The optically anisotropic layer can be formed by applying a liquid crystal molecule and, if necessary, a coating liquid containing a polymerizable initiator and an arbitrary component described below on an alignment film.
도포액의 조제에 사용하는 용매로서는 유기 용매가 바람직하게 사용된다. 유기 용매의 예에는 아미드(예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드(예, 디메틸술폭시드), 헤테로환 화합물(예, 피리딘), 탄화수소(예, 벤젠, 헥산), 알킬할라이드(예, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라클로로에탄), 에스테르(예, 아세트산 메틸, 아세트산 부틸), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤), 에테르(예, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄)이 포함된다. 알킬할라이드 및 케톤이 바람직하다. 2종류 이상의 유기 용매를 병용해도 좋다.As the solvent used for preparing the coating liquid, an organic solvent is preferably used. Examples of the organic solvent include amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethylsulfoxide, heterocyclic compounds such as pyridine, hydrocarbons such as benzene and hexane, (For example, acetone, methyl ethyl ketone), an ether (for example, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane), or an organic solvent such as tetrahydrofuran, . Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more kinds of organic solvents may be used in combination.
도포액의 도포는 공지의 방법(예, 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법)에 의해 실시할 수 있다.The coating liquid may be applied by a known method (e.g., a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, a die coating method).
광학 이방성 층의 두께는 0.1 내지 20㎛인 것이 바람직하고, 0.5 내지 15㎛인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 10㎛인 것이 가장 바람직하다.The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 占 퐉, more preferably 0.5 to 15 占 퐉, and most preferably 1 to 10 占 퐉.
[액정성 분자의 배향 상태의 고정][Fixation of alignment state of liquid crystal molecules]
배향시킨 액정성 분자를 배향 상태를 유지해서 고정할 수 있다. 고정화는 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 중합 반응에는 열중합 개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 사용하는 광중합 반응이 포함된다. 광중합 반응이 바람직하다.The aligned liquid crystal molecules can be held in the aligned state and fixed. The immobilization is preferably carried out by a polymerization reaction. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferable.
광중합 개시제의 예에는, α-카르보닐 화합물(미국특허 2367661호, 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에테르(미국특허 2448828호 명세서 기재), α-탄화수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국특허 2722512호 명세서 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국특허 3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트리아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국특허 3549367호 명세서 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 특허공개 소60-105667호 공보, 미국특허 4239850호 명세서 기재) 및 옥사디아졸 화합물(미국특허 4212970호 명세서 기재)이 포함된다.Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in each specification of US Pat. Nos. 2367661 and 2367670), acyloin ethers (described in US Patent 2448828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin compounds 2722512), a polynuclear quinone compound (described in U.S. Patent Nos. 3046127 and 2951758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (described in U.S. Patent No. 3549367), acridine and Phenazine compounds (JP 60-105667 A, JP 4239850 B), and oxadiazole compounds (JP 4212970 B).
광중합 개시제의 사용량은 도포액 고형분의 0.01 내지 20질량%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.5 내지 5질량%의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.The amount of the photopolymerization initiator used is preferably in the range of 0.01 to 20 mass%, more preferably in the range of 0.5 to 5 mass%, based on the solid content of the coating liquid.
액정성 분자의 중합을 위한 광조사는 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use ultraviolet light for light irradiation for polymerization of liquid crystal molecules.
조사 에너지는 20mJ/㎠ 내지 50J/㎠의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20 내지 5000mJ/㎠의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 100 내지 800mJ/㎠의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다. 또한 광중합 반응을 촉진하기 위해서 가열 조건 하에서 광조사를 실시해도 좋다.The irradiation energy is preferably in a range of 20 mJ / cm 2 to 50 J / cm 2, more preferably in a range of 20 to 5000 mJ / cm 2, and still more preferably in a range of 100 to 800 mJ / cm 2. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be carried out under heating conditions.
보호층을 광학 이방성 층 위에 형성해도 된다.The protective layer may be formed on the optically anisotropic layer.
이 광학 보상 필름과 편광층을 조합시키는 것도 바람직하다. 구체적으로는, 상기와 같은 광학 이방성 층용 도포액을 편광막의 표면에 도포함으로써 광학 이방성 층을 형성한다. 그 결과, 편광막과 광학 이방성 층 사이에 폴리머 필름을 사용하는 일 없이, 편광막의 치수 변화에 따르는 응력(변형×단면적×탄성율)이 작은 얇은 편광판이 작성된다. 본 발명에 따르는 편광판을 대형의 액정표시장치에 부착하면 광누설 등의 문제를 발생시키지 않아, 표시 품위가 높은 화상을 표시할 수 있다.It is also preferable to combine the optical compensation film and the polarizing layer. Specifically, an optically anisotropic layer is formed by applying the coating liquid for optically anisotropic layer as described above to the surface of the polarizing film. As a result, a thin polarizing plate having a small stress (deformation x cross-sectional area x modulus of elasticity) due to dimensional changes of the polarizing film is produced without using a polymer film between the polarizing film and the optically anisotropic layer. When the polarizing plate according to the present invention is attached to a large-sized liquid crystal display device, problems such as light leakage do not occur, and an image with high display quality can be displayed.
편광층과 광학 보상층의 경사 각도는 LCD를 구성하는 액정 셀의 양측에 접합되는 2장의 편광판의 투과축과 액정 셀의 세로 또는 가로 방향이 이루는 각도에 맞추도록 연신하는 것이 바람직하다. 통상의 경사 각도는 45°이다. 그러나, 최근에는 투과형, 반사형 및 반투과형 LCD에 있어서 반드시 45°가 아닌 장치가 개발되고 있어, 연신 방향은 LCD의 설계에 맞춰서 임의로 조정할 수 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the tilting angles of the polarizing layer and the optical compensating layer are elongated so as to match the angle formed by the transmission axis of the two polarizing plates bonded to both sides of the liquid crystal cell constituting the LCD and the longitudinal or transverse direction of the liquid crystal cell. The normal inclination angle is 45 degrees. However, in recent years, apparatuses that are not always 45 deg. In the transmissive, reflective, and semi-transmissive LCDs have been developed, and it is desirable that the stretching direction can be arbitrarily adjusted in accordance with the design of the LCD.
「액정표시장치」&Quot; Liquid crystal display device "
이러한 광학 보상 필름이 사용되는 각 액정 모드에 대하여 설명한다.Each liquid crystal mode in which such an optical compensation film is used will be described.
(TN 모드 액정표시장치)(TN mode liquid crystal display device)
컬러 TFT 액정표시장치로서 가장 많이 이용되고 있고, 다수의 문헌에 기재가 있다. TN 모드의 흑색 표시에 있어서의 액정 셀 중의 배향 상태는, 셀 중앙부에서 막대 형상 액정성 분자가 기립하고, 셀의 기판 근방에서는 막대 형상 액정성 분자가 누운 배향 상태에 있다.And is most widely used as a color TFT liquid crystal display device, and is described in a large number of documents. In the alignment state in the liquid crystal cell in the black display of the TN mode, rod-like liquid crystal molecules stand up in the central portion of the cell and rod-like liquid crystal molecules are in a lying state in the vicinity of the substrate of the cell.
(OCB 모드 액정표시장치)(OCB mode liquid crystal display device)
막대 형상 액정성 분자를 액정 셀의 상부와 하부에서 실질적으로 반대의 방향으로(대칭적으로) 배향시키는 벤드 배향 모드의 액정 셀이다. 벤드 배향 모드의 액정 셀을 사용한 액정표시장치는 미국특허 4583825호, 동 5410422호의 각 명세서에 개시되어 있다. 막대 형상 액정성 분자가 액정 셀의 상부와 하부에서 대칭적으로 배향하고 있기 때문에, 벤드 배향 모드의 액정 셀은 자기 광학 보상 기능을 갖는다. 그 때문에 이 액정 모드는 OCB(Optically Compensatory Bend) 액정 모드로도 불린다.(Symmetrically) in a direction substantially opposite to the upper and lower portions of the liquid crystal cell. A liquid crystal display device using a liquid crystal cell of the bend alignment mode is disclosed in U.S. Patent Nos. 4583825 and 5410422, respectively. Since the rod-like liquid crystalline molecules are symmetrically oriented in the upper and lower portions of the liquid crystal cell, the liquid crystal cell of the bend alignment mode has a magneto-optical compensation function. For this reason, this liquid crystal mode is also referred to as OCB (Optically Compensatory Bend) liquid crystal mode.
OCB 모드의 액정 셀도 TN 모드와 같이, 흑색 표시에 있어서는 액정 셀 중의 배향 상태는 셀 중앙부에서 막대 형상 액정성 분자가 기립되고, 셀의 기판 근방에서는 막대 형상 액정성 분자가 누운 배향 상태에 있다.In the liquid crystal cell of the OCB mode, like the TN mode, in the black display, the alignment state in the liquid crystal cell is such that rod-like liquid crystal molecules stand up in the central portion of the cell and the rod-like liquid crystal molecules are in a lying state in the vicinity of the substrate of the cell.
(VA 모드 액정표시장치)(VA mode liquid crystal display device)
전압 무인가시에 막대 형상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있는 것이 특징이며, VA 모드의 액정 셀에는 (1) 막대 형상 액정성 분자를 전압 무인가에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 협의의 VA 모드의 액정 셀(일본 특허공개 평2-176625호 공보 기재)에 추가로, (2) 시야각 확대를 위해서 VA 모드를 멀티 도메인화 한(MVA 모드의) 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28(1997) 845 기재), (3) 막대 형상 액 정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직 배향시키고, 전압 인가시에 비틀어 멀티 도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본 액정 토론회의 예고집 58∼59(1998) 기재) 및 (4) SURVAIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표)이 포함된다.The liquid crystal cell of the VA mode is characterized by (1) orienting the rod-like liquid crystalline molecules substantially vertically at a voltage-unapplied state, and when the voltage is applied (2) a liquid crystal cell (MVA mode) in which a VA mode is converted into a multi-domain for the purpose of enlarging the viewing angle, in addition to the narrow VA mode liquid crystal cell (3) a mode in which rod-like liquid crystal molecules are substantially vertically aligned at the time of voltage uninfluence and twisted at the time of voltage application to cause multidomain orientation (refer to SID97, Digest of Tech. Papers 28 (1997) 845) n-ASM mode liquid crystal cell of the liquid crystal cell of the SURVAIVAL mode (disclosed in LCD International 98) disclosed in Japanese Liquid Crystal Panel discussion 58-59 (1998).
(IPS 모드 액정표시장치)(IPS mode liquid crystal display device)
전압 무인가시에 막대 형상 액정성 분자가 실질적으로 면내에 수평으로 배향되어 있는 것이 특징이며, 이것이 전압 인가의 유무에 의해 액정의 배향 방향을 바꿈으로써 스위칭되는 것이 특징이다. 구체적으로는 일본 특허공개 2004-365941호, 일본 특허공개 2004-12731호, 일본 특허공개 2004-215620호, 일본 특허공개 2002-221726호, 일본 특허공개 2002-55341호, 일본 특허공개 2003-195333호에 기재된 것 등을 사용할 수 있다.Shaped liquid-crystal molecules are horizontally oriented substantially in the plane when the voltage is not applied. This characteristic is characterized in that switching is effected by changing the alignment direction of the liquid crystal depending on the presence or absence of voltage application. More specifically, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-365941, 2004-12731, 2004-215620, 2002-221726, 2002-55341, 2003-195333 And the like can be used.
(기타 액정표시장치)(Other liquid crystal display device)
ECB 모드 및 STN(Supper Twisted Nematic) 모드, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 모드, AFLC(Anti-ferroelectric Liquid Crystal) 모드, ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell) 모드에 대하여도, 상기와 같은 사고 방식으로 광학적으로 보상할 수 있다. 또한, 투과형, 반사형, 반투과형의 어느 액정표시장치에 있어서도 유효하다. GH(Guest-Host)형의 반사형 액정표시장치의 광학 보상 시트로서도 유리하게 사용된다.It is possible to optically compensate for the ECB mode and the STN (Super Twisted Nematic) mode, the FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, the AFLC (Anti-ferroelectric Liquid Crystal) mode, and the ASM (Axially Symmetric Aligned Microcell) can do. It is also effective in any of liquid crystal display devices of transmission type, reflection type, and semi-transmission type. And is also advantageously used as an optical compensation sheet of a reflection-type liquid crystal display of the GH (Guest-Host) type.
이상 서술해 온 이들의 상세한 셀룰로오스 유도체 필름의 용도는 발명협회 공개기보(공기번호 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명협회)에서 45쪽∼59쪽에 상세하게 기재되어 있다.The use of these detailed cellulose derivative films described above has been described in detail in pages 45 to 59 of the Inventor Association Open Publication (Air No 2001-1745, published on Mar. 15, 2001, Invention Society).
「반사 방지층의 부여(반사 방지 필름)」&Quot; Application of antireflection layer (antireflection film) "
반사 방지막은, 일반적으로 방오성 층이기도 하는 저굴절율층, 및 저굴절율층보다 높은 굴절율을 갖는 적어도 1층의 층(즉 고굴절율층, 중굴절율층)을 투명기체 상에 설치해서 이루어진다.The antireflection film is formed by providing a low refractive index layer which is generally an antifouling layer and at least one layer having a higher refractive index than the low refractive index layer (that is, a high refractive index layer and a medium refractive index layer) on a transparent substrate.
굴절율이 다른 무기 화합물(금속산화물 등)의 투명 박막을 적층시킨 다층막으로서, 화학증착(CVD)법이나 물리증착(PVD)법, 금속 알콕시드 등의 금속 화합물의 졸겔 방법으로 콜로이드 형상 금속산화물 입자 피막을 형성한 후에 후처리(자외선조사: 일본 특허공개 평9-157855호 공보, 플라즈마 처리: 일본 특허공개 2002-327310호 공보)해서 박막을 형성하는 방법을 들 수 있다.As a multilayer film in which a transparent thin film of an inorganic compound (metal oxide or the like) having a different refractive index is laminated, a colloidal metal oxide particle film (for example, a metal oxide film or a metal oxide film) may be formed by a sol-gel method of a metal compound such as a chemical vapor deposition (CVD) method, a physical vapor deposition (Ultraviolet ray irradiation: Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-157855, plasma treatment: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-327310) to form a thin film.
한편, 생산성이 높은 반사 방지막으로서 무기입자를 매트릭스로 분산하여 이루어지는 박막을 적층 도포해서 이루어지는 반사 방지막이 각종 제안되어 있다.On the other hand, various antireflection films obtained by laminating a thin film formed by dispersing inorganic particles in a matrix as a highly productive antireflection film have been proposed.
상술한 바와 같은 도포에 의한 반사 방지 필름에 최상층 표면이 미세한 요철의 형상을 갖는 방현성을 부여한 반사 방지층으로 이루어지는 반사 방지 필름도 들 수 있다.An antireflection film comprising an antireflection layer imparting antifogging properties to the surface of the uppermost layer having fine irregularities may be exemplified as the antireflection film by coating as described above.
본 발명의 셀룰로오스아실레이트 필름은 상기 어느 방식에나 적용할 수 있지만, 특히 바람직한 것이 도포에 의한 방식(도포형)이다.The cellulose acylate film of the present invention can be applied to any of the above methods, but particularly preferred is a coating method (coating type).
[도포형 반사 방지 필름의 층구성][Layer structure of coating type antireflection film]
기체 상에 적어도 중굴절율층, 고굴절율층, 저굴절율층(최외층) 순서의 층구성으로 이루어지는 반사 방지막은 이하의 관계를 만족하는 굴절율을 갖도록 설계된 다.An antireflection film having a layer structure in order of at least a medium refractive index layer, a high refractive index layer and a low refractive index layer (outermost layer) on a substrate is designed to have a refractive index satisfying the following relationship.
고굴절율층의 굴절율>중굴절율층의 굴절율>투명 지지체의 굴절율>저굴절율층의 굴절율, 또한 투명 지지체와 중굴절율층 사이에 하드 코트층을 형성해도 된다.The refractive index of the high refractive index layer> the refractive index of the medium refractive index layer> the refractive index of the transparent support> the refractive index of the low refractive index layer, or the hard coat layer may be formed between the transparent support and the medium refractive index layer.
또한, 중굴절율 하드 코트층, 고굴절율층 및 저굴절율층으로 이루어지져도 좋다.Further, it may be composed of a medium refractive index hard coat layer, a high refractive index layer and a low refractive index layer.
예를 들면 일본 특허공개 평8-122504호 공보, 동 8-110401호 공보, 동 10-300902호 공보, 일본 특허공개 2002-243906호 공보, 일본 특허공개 2000-111706호 공보 등을 들 수 있다. 또, 각 층에 다른 기능을 부여시켜도 되고, 예를 들면 방오성의 저굴절율층, 대전방지성의 고굴절율층으로 한 것(예, 일본 특허공개 평10-206603호 공보, 일본 특허공개 2002-243906호 공보 등) 등을 들 수 있다.For example, JP-A-8-122504, JP-A-8-110401, JP-A-10-300902, JP-A-2002-243906, and JP-A-2000-111706. For example, antifouling low refractive index layers and antistatic high refractive index layers (for example, JP-A-10-206603 and JP-A-2002-243906 Etc.).
반사 방지막의 헤이즈는 5% 이하인 것이 바람직하고, 3% 이하가 더욱 바람직하다. 또 막의 강도는 JIS K5400에 따르는 연필 경도시험에서 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다.The haze of the antireflection film is preferably 5% or less, more preferably 3% or less. The strength of the film is preferably H or more, more preferably 2H or more, and most preferably 3H or more in the pencil hardness test according to JIS K5400.
[고굴절율층 및 중굴절율층][High refractive index layer and medium refractive index layer]
반사 방지막의 높은 굴절율을 갖는 층은 평균 입경 100㎚ 이하의 고굴절율의 무기 화합물 초미립자 및 매트릭스 바인더를 적어도 함유하는 경화성 막으로 이루어진다.The layer having a high refractive index of the antireflection film is composed of a curable film containing at least an inorganic compound ultrafine particle having a high refractive index of 100 nm or less and an average particle diameter of 100 nm or less and a matrix binder.
고굴절율의 무기 화합물 미립자로서는 굴절율 1.65 이상의 무기 화합물을 들 수 있고, 바람직하게는 굴절율 1.9 이상의 것을 들 수 있다. 예를 들면 Ti, Zn, Sb, Sn, Zr, Ce, Ta, La, In 등의 산화물, 이것들의 금속원자를 포함하는 복합 산 화물 등을 들 수 있다.Examples of the inorganic compound fine particles having a high refractive index include an inorganic compound having a refractive index of 1.65 or more, and preferably a refractive index of 1.9 or more. Oxides such as Ti, Zn, Sb, Sn, Zr, Ce, Ta, La and In, complex oxides containing these metal atoms, and the like.
이러한 초미립자로 하기 위해서는, 입자 표면이 표면 처리제로 처리되는 것(예를 들면 실란커플링제 등: 일본 특허공개 평11-295503호 공보, 동 11-153703호 공보, 일본 특허공개 2000-9908, 음이온성 화합물 또는 유기금속 커플링제: 일본 특허공개 2001-310432호 공보 등), 고굴절율 입자를 코어로 한 코어 셸 구조로 하는 것(예를 들면 일본 특허공개 2001-166104 등), 특정한 분산제 병용(예를 들면 일본 특허공개 평11-153703호 공보, 일본 특허번호 US6210858B1, 일본 특허공개 2002-2776069호 공보 등) 등을 들 수 있다.In order to obtain such ultrafine particles, it is preferable that the surface of the particles is treated with a surface treatment agent (for example, a silane coupling agent, etc., JP-A Nos. 11-295503, 11-153703, 2000-9908, (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2001-310432), a core shell structure having a core of high refractive index as a core (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-166104), a specific dispersant Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-153703, Japanese Patent Application No. 6210858B1, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-2776069, etc.).
매트릭스를 형성하는 재료로서는 종래 공지의 열가소성 수지, 경화성 수지 피막 등을 들 수 있다.As the material for forming the matrix, conventionally known thermoplastic resins, curable resin coatings and the like can be given.
또한 라디칼 중합성 및/또는 양이온 중합성의 중합성 기를 적어도 2개 이상 함유의 다관능성 화합물함유 조성물, 가수분해성 기를 함유의 유기금속 화합물 및 그 부분 축합체 조성물에서 선택되는 적어도 1종의 조성물이 바람직하다. 예를 들면 일본 특허공개 2000-47004호 공보, 동 2001-315242호 공보, 동 2001-31871호 공보, 동 2001-296401호 공보 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.Also preferred is a composition comprising a multifunctional compound containing at least two radically polymerizable and / or cationically polymerizable polymerizable groups, at least one composition selected from organometallic compounds containing a hydrolysable group and a partial condensate thereof . For example, compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-47004, 2001-315242, 2001-31871, 2001-296401, and the like.
또, 금속 알콕시드의 가수분해 축합물로부터 얻어지는 콜로이드상 금속산화물과 금속 알콕시드 조성물로부터 얻어지는 경화성 막도 바람직하다. 예를 들면 일본 특허공개 2001-293818호 공보 등에 기재되어 있다.Also preferred is a curable film obtained from a colloidal metal oxide obtained from the hydrolysis condensate of a metal alkoxide and a metal alkoxide composition. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-293818.
고굴절율층의 굴절율은 일반적으로1.70∼2.20이다. 고굴절율층의 두께는 5㎚∼10㎛인 것이 바람직하고, 10㎚∼1㎛인 것이 더욱 바람직하다.The refractive index of the high refractive index layer is generally from 1.70 to 2.20. The thickness of the high refractive index layer is preferably from 5 nm to 10 탆, and more preferably from 10 nm to 1 탆.
중굴절율층의 굴절율은 저굴절율층의 굴절율과 고굴절율층의 굴절율 사이의 값이 되도록 조정한다. 중굴절율층의 굴절율은 1.50∼1.70인 것이 바람직하다.The refractive index of the medium refractive index layer is adjusted to be a value between the refractive index of the low refractive index layer and the refractive index of the high refractive index layer. The refractive index of the medium refractive index layer is preferably 1.50 to 1.70.
[저굴절율층][Low Refractive Index Layer]
저굴절율층은 고굴절율층 위에 순차적으로 적층해서 이루어진다. 저굴절율층의 굴절율은 1.20∼1.55이다. 바람직하게는 1.30∼1.50이다.The low refractive index layers are sequentially laminated on the high refractive index layer. The refractive index of the low refractive index layer is 1.20 to 1.55. Preferably 1.30 to 1.50.
내찰상성, 방오성을 갖는 최외층으로서 구축하는 것이 바람직하다. 내찰상성을 크게 향상시키는 수단으로서 표면에의 슬라이딩성 부여가 유효하고, 종래 공지의 실리콘의 도입, 불소의 도입 등으로 이루어지는 박막층의 수단을 적용할 수 있다.It is preferable to construct it as an outermost layer having scratch resistance and antifouling properties. As a means for greatly improving scratch resistance, the provision of sliding property to the surface is effective, and a means of a thin film layer comprising introduction of conventionally known silicon, introduction of fluorine, and the like can be applied.
함불소 화합물의 굴절율은 1.35∼1.50인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.36∼1.47이다. 또한, 함불소 화합물은 불소원자를 35∼80질량%의 범위에서 함유하는 가교성 또는 중합성의 관능기를 포함하는 화합물이 바람직하다.The refractivity of the fluorinated compound is preferably 1.35 to 1.50. And more preferably from 1.36 to 1.47. The fluorinated compound is preferably a compound containing a crosslinkable or polymerizable functional group containing a fluorine atom in a range of 35 to 80 mass%.
예를 들면 일본 특허공개 평9-222503호 공보 명세서 단락번호 [0018]∼[0026], 동 11-38202호 공보 명세서 단락번호 [0019]∼[0030], 일본 특허공개 2001-40284호 공보 명세서 단락번호 [0027]∼[0028], 일본 특허공개 2000-284102호 공보 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-222503, paragraphs [0018] to [0026], paragraphs 11-38202, paragraphs [0019] to [0030], and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-40284 [0027] to [0028], JP-A-2000-284102, and the like.
실리콘 화합물로서는 폴리실록산 구조를 갖는 화합물이며, 고분자쇄 중에 경화성 관능기 또는 중합성 관능기를 함유하고, 막 중에서 가교 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면 반응성 실리콘(예, 사일러프레인(틱소(주)제 등), 양말단에 실라놀기 함유의 폴리실록산(일본 특허공개 평11-258403호 공보 등) 등을 들 수 있 다.The silicone compound is preferably a compound having a polysiloxane structure and contains a curable functional group or a polymerizable functional group in the polymer chain and has a crosslinking structure in the film. Examples thereof include reactive silicones (e.g., Sylar Plain (manufactured by Thixo Corporation), polysiloxanes containing silanol groups at both ends (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-258403), and the like.
가교 또는 중합성 기를 갖는 함불소 및/또는 실록산의 폴리머의 가교 또는 중합 반응은 중합개시제, 증감제 등을 함유하는 최외층을 형성하기 위한 도포 조성물을 도포와 동시 또는 도포 후에 광조사나 가열함으로써 실시하는 것이 바람직하다.The crosslinking or polymerization reaction of the fluorine-containing and / or siloxane-containing polymer having a crosslinking or polymerizing group is carried out by applying a coating composition for forming an outermost layer containing a polymerization initiator, a sensitizer, etc., .
또, 실란커플링제 등의 유기금속 화합물과 특정의 불소함유 탄화수소기 함유의 실란커플링제를 촉매 공존 하에 축합반응으로 경화하는 졸겔 경화막도 바람직하다.It is also preferable to use a sol-gel cured film for curing a silane coupling agent containing a specific fluorine-containing hydrocarbon group and an organometallic compound such as a silane coupling agent by a condensation reaction in the coexistence of a catalyst.
예를 들면, 폴리플루오로알킬기 함유 실란 화합물 또는 그 부분 가수분해 축합물(일본 특허공개 소58-142958호 공보, 동 58-147483호 공보, 동 58-147484호 공보, 일본 특허공개 평9-157582호 공보, 동 11-106704호 공보 기재 등 기재의 화합물), 불소함유 장쇄기인 「폴리퍼플루오로알킬에테르」기를 함유하는 실릴 화합물(일본 특허공개 2000-117902호 공보, 동 2001-48590호 공보, 동 2002-53804호 공보기재의 화합물 등) 등을 들 수 있다.For example, a polyfluoroalkyl group-containing silane compound or its partial hydrolyzed condensate (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 58-142958, 58-147483, 58-147484, and 9-157582 A silyl compound containing a fluorine-containing long chain group "polyperfluoroalkyl ether" group (JP-A-2000-117902, JP-A-2001-48590, Compounds described in JP-A-2002-53804, etc.).
저굴절율층은 상기 이외의 첨가제로서 충전제(예를 들면 이산화규소(실리카), 함불소 입자(불화 마그네슘, 불화 칼슘, 불화 바륨) 등의 1차 입자 평균지름이 1∼150㎚의 저굴절율 무기 화합물, 일본 특허공개 평11-3820 공보의 단락번호 [0020]∼[0038]에 기재된 유기 미립자 등), 실란커플링제, 활제, 계면활성제 등을 함유할 수 있다.The low refractive index layer may contain a low refractive index inorganic compound having an average primary particle diameter of 1 to 150 nm, such as silicon dioxide (silica), fluorine particles (magnesium fluoride, calcium fluoride, barium fluoride) , Organic fine particles described in paragraphs [0020] to [0038] of JP-A 11-3820, silane coupling agents, lubricants, surfactants, and the like.
저굴절율층이 최외층의 하층에 위치할 경우, 저굴절율층은 기상법(진공증착 법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 플라즈마 CVD법 등)에 의해 형성되어도 좋다. 저렴하게 제조할 수 있는 점에서 도포법이 바람직하다.When the low refractive index layer is located in the lower layer of the outermost layer, the low refractive index layer may be formed by a vapor phase method (vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, plasma CVD method or the like). The coating method is preferable because it can be produced at low cost.
저굴절율층의 막두께는 30∼200㎚인 것이 바람직하고, 50∼150㎚인 것이 더욱 바람직하고, 60∼120㎚인 것이 가장 바람직하다.The film thickness of the low refractive index layer is preferably 30 to 200 nm, more preferably 50 to 150 nm, and most preferably 60 to 120 nm.
[하드 코트층][Hard coat layer]
하드 코트층은 반사 방지 필름에 물리 강도를 부여하기 위해서 연신·미연신 셀룰로오스아실레이트 필름의 표면에 설치한다. 특히, 연신·미연신 셀룰로오스아실레이트 필름과 상기 고굴절율층 사이에 설치하는 것이 바람직하다. 또한 반사 방지층을 부여하지 않고 직접 연신·미연신 셀룰로오스아실레이트 필름 상에 도포하는 것도 바람직하다.The hard coat layer is provided on the surface of the stretched and unstretched cellulose acylate film to impart physical strength to the antireflection film. Particularly, it is preferable to be provided between the stretched and unstretched cellulose acylate film and the high refractive index layer. It is also preferable to coat the film directly on the stretched and unstretched cellulose acylate film without providing the antireflection layer.
하드 코트층은 광 및/또는 열의 경화성 화합물의 가교 반응, 또는 중합 반응에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 경화성 관능기로서는 광중합성 관능기가 바람직하고, 또 가수분해성 관능기 함유의 유기금속 화합물은 유기 알콕시실릴 화합물이 바람직하다.The hard coat layer is preferably formed by a crosslinking reaction or a polymerization reaction of a curable compound of light and / or heat. The curable functional group is preferably a photopolymerizable functional group, and the organic metal compound containing a hydrolyzable functional group is preferably an organic alkoxysilyl compound.
이들 화합물의 구체예로서는 고굴절율층에서 예시한 것과 같은 것을 들 수 있다.Specific examples of these compounds include those exemplified in the high refractive index layer.
하드 코트층의 구체적인 구성 조성물로서는, 예를 들면 일본 특허공개 2002-144913호 공보, 동 2000-9908호 공보, WO00/46617호 공보 등 기재의 것을 들 수 있다.Specific examples of the composition of the hard coat layer include those described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-144913, 2000-9908, WO00 / 46617, and the like.
고굴절율층은 하드 코트층을 겸할 수 있다. 이러한 경우, 고굴절율층에서 기 재한 방법을 이용하여 미립자를 미세하게 분산하여 하드 코트층에 함유시켜서 형성하는 것이 바람직하다.The high refractive index layer can also serve as a hard coat layer. In such a case, it is preferable that the fine particles are finely dispersed and contained in the hard coat layer by a method based on the high refractive index layer.
하드 코트층은 평균 입경 0.2∼10㎛의 입자를 함유시켜서 방현 기능(안티글레어 기능)을 부여한 방현층(후술)을 겸할 수도 있다.The hard coat layer may also serve as an antiglare layer (to be described later) containing particles having an average particle diameter of 0.2 to 10 mu m and imparting an antiglare function (antiglare function).
하드 코트층의 막두께는 용도에 따라 적절하게 설계할 수 있다. 하드 코트층의 막두께는 0.2∼10㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼7㎛이다.The thickness of the hard coat layer can be suitably designed in accordance with the use. The thickness of the hard coat layer is preferably 0.2 to 10 mu m, more preferably 0.5 to 7 mu m.
하드 코트층의 강도는 JIS K5400에 따르는 연필 경도시험에서 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다. 또, JIS K5400에 따르는 테이버 시험에서, 시험 전후의 시험편의 마모량이 적을수록 바람직하다.The strength of the hard coat layer is preferably not less than H in the pencil hardness test according to JIS K5400, more preferably not less than 2H, and most preferably not less than 3H. In addition, in the Taber test according to JIS K5400, it is preferable that the wear amount of the test piece before and after the test is small.
[전방 산란층][Front scattering layer]
전방 산란층은 액정표시장치에 적용했을 경우의, 상하 좌우 방향으로 시각을 경사시켰을 때의 시야각 개량 효과를 부여하기 위해서 설치한다. 상기 하드 코트층 중에 굴절율이 다른 미립자를 분산함으로써 하드 코트 기능과 겸할 수도 있다. The forward scattering layer is provided to give an effect of improving the viewing angle when the viewing angle is inclined in the up, down, left, and right directions when applied to a liquid crystal display device. By dispersing fine particles having different refractive indexes in the hard coat layer, it can also serve as a hard coat function.
예를 들면, 전방 산란계수를 특정화한 일본 특허공개 평11-38208호 공보, 투명수지와 미립자의 상대 굴절율을 특정 범위로 한 일본 특허공개 2000-199809호 공보, 헤이즈 값을 40% 이상으로 규정한 일본 특허공개 2002-107512호 공보 등을 들 수 있다.For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-38208 discloses that the forward scattering coefficient is specified, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-199809 where the relative refractive index of the transparent resin and the fine particles is in a specific range, and haze value is defined as 40% Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-107512, and the like.
[기타 층][Other floors]
상기 층 이외에, 프라이머층, 대전방지층, 언더코팅층이나 보호층 등을 형성 해도 된다.In addition to the above layer, a primer layer, an antistatic layer, an undercoat layer or a protective layer may be formed.
[도포 방법][Application method]
반사 방지 필름의 각 층은 딥 코트법, 에어 나이프 코트법, 커튼 코트법, 롤러 코트법, 와이어 바 코트법, 그라비어 코트, 마이크로 그라비어법이나 익스트루젼 코트법(미국특허 2681294호 명세서)에 의해, 도포에 의해 형성할 수 있다.Each layer of the antireflection film is formed by a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method, a microgravure method or an extrusion coating method (US Patent No. 2681294 specification) , And can be formed by coating.
[안티글레어 기능][Antiglare function]
반사 방지막은 외광을 산란시키는 안티글레어 기능을 갖고 있어도 된다. 안티글레어 기능은 반사 방지막의 표면에 요철을 형성함으로써 얻어진다. 반사 방지막이 안티글레어 기능을 가질 경우, 반사 방지막의 헤이즈는 3∼30%인 것이 바람직하고, 5∼20%인 것이 더욱 바람직하고, 7∼20%인 것이 가장 바람직하다.The antireflection film may have an anti-glare function for scattering external light. The anti-glare function is obtained by forming irregularities on the surface of the antireflection film. When the antireflection film has an anti glare function, the haze of the antireflection film is preferably 3 to 30%, more preferably 5 to 20%, and most preferably 7 to 20%.
반사 방지막 표면에 요철을 형성하는 방법은 이들의 표면 형상을 충분히 유지할 수 있는 방법이면 어떤 방법이라도 적용할 수 있다. 예를 들면, 저굴절율층 중에 미립자를 사용해서 막 표면에 요철을 형성하는 방법(예를 들면 일본 특허공개 2000-271878호 공보 등), 저굴절율층의 하층(고굴절율층, 중굴절율층 또는 하드 코트층)에 비교적 큰 입자(입경 0.05∼2㎛)를 소량(0.1∼50질량%) 첨가해서 표면 요철막을 형성하고, 그 위에 이것들의 형상을 유지해서 저굴절율층을 형성하는 방법(예를 들면 일본 특허공개 2000-281410호 공보, 동 2000-95893호 공보, 동 2001-100004호 공보, 동 2001-281407호 공보 등), 최상층(방오성층)을 도포한 후의 표면에 물리적으로 요철형상을 전사하는 방법(예를 들면 엠보싱 가공 방법으로서, 일본 특허공개 소63-278839호 공보, 일본 특허공개 평11-183710호 공보, 일본 특허공개 2000-275401호 공보 등 기재) 등을 들 수 있다.Any method can be applied to the method for forming the concavo-convex on the surface of the antireflection film as long as the method can sufficiently maintain the surface shape of the antireflection film. For example, a method of forming irregularities on the surface of a film using fine particles in a low refractive index layer (for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-271878), a method of forming a lower layer (a high refractive index layer, A method in which a small amount (0.1 to 50 mass%) of relatively large particles (particle size 0.05 to 2 mass%) is added to a surface layer (a coating layer) to form a surface roughened film and these shapes are maintained thereon to form a low refractive index layer Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2000-281410, 2000-95893, 2001-100004, 2001-281407, etc.), a method of physically transferring a concave-convex shape to the surface after applying the top layer (antifouling layer) (For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-278839, 11-183710, 2000-275401, etc.) as an embossing method.
[용도][Usage]
본 발명의 미연신, 연신 셀룰로오스아실레이트 필름은 광학 필름, 특히 편광판 보호 필름용, 액정표시장치의 광학 보상 시트(위상차 필름이라고도 함), 반사형 액정표시장치의 광학 보상 시트, 할로겐화은 사진 감광 재료용 지지체로서 유용하다.The unstretched, stretched cellulose acylate film of the present invention can be used for an optical film, particularly for a polarizing plate protective film, an optical compensation sheet (also referred to as a retardation film) of a liquid crystal display device, an optical compensating sheet for a reflective liquid crystal display device, It is useful as a support.
이하에 본 발명에서 사용한 측정법에 대해서 기재한다.The measuring method used in the present invention will be described below.
(1) 탄성율(1) Modulus of elasticity
23℃ 70%rh 분위기 중, 인장 속도 10%/분에서 0.5% 신장에 있어서의 응력을 측정해 탄성율을 구했다. MD, TD로 측정해 이 평균치를 탄성율이라고 했다.The stress at 0.5% elongation was measured at a tensile rate of 10% / min in an atmosphere of 23 ° C and 70% rh to determine a modulus of elasticity. MD, and TD, and this average value is referred to as elastic modulus.
(2) 셀룰로오스아실레이트의 치환도(2) Substitution degree of cellulose acylate
셀룰로오스아실레이트의 각 아실기의 치환도 및 이들의 6위치의 치환도는, Carbohydr. Res. 273(1995) 83-91(테즈카 외)에 기재된 방법으로 13C-NMR에 의해 구했다.The degrees of substitution of the respective acyl groups of the cellulose acylate and the degree of substitution at the 6-position thereof are as shown in Carbohydr. Res. 273 (1995) 83-91 (Tezuka et al.).
(3) 잔류 용제(3) Residual solvent
샘플 필름 300mg을 아세트산 메틸 30ml에 용해한 것(샘플 A), 및 디클로로메탄 30ml에 용해한 것(샘플 B)을 제조했다.300 mg of the sample film was dissolved in 30 ml of methyl acetate (Sample A), and 30 ml of dichloromethane (Sample B) was prepared.
이들을 가스크로마토그래피(GC)를 사용하여 하기 조건으로 측정했다.These were measured by gas chromatography (GC) under the following conditions.
컬럼: DB-WAX(0.25㎜φ×30m, 막두께 0.25㎛)Column: DB-WAX (0.25 mm phi x 30 m, film thickness 0.25 m)
컬럼 온도: 50℃Column temperature: 50 ° C
캐리어 가스: 질소Carrier gas: nitrogen
분석 시간: 15분간Analysis time: 15 minutes
샘플 주입량: 1μ㎖Sample injection volume: 1 μl
하기 방법으로 용제량을 구했다.The amount of the solvent was determined by the following method.
샘플 A로 용제(아세트산 메틸) 이외의 각 피크에 대해서 검량선을 사용해 함율 구하고, 그 총 합계를 Sa라고 한다.With respect to each peak other than the solvent (methyl acetate) as the sample A, a calibration curve is obtained using the calibration curve, and the total sum thereof is referred to as Sa.
샘플 B로 샘플 A에 있어서 용제 피크에서 숨겨져 있었던 영역의 각 피크에 대해서 검량선을 사용해 함율을 구하고, 그 총 합계를 Sb라고 한다.With Sample B, the ratio of each peak in the region hidden in the solvent peak in Sample A was calculated using a calibration curve, and the total sum thereof was defined as Sb.
Sa와 Sb의 합을 잔류 용제량이라고 한다.The sum of Sa and Sb is called the residual solvent amount.
(4) 220℃에 있어서의 가열 감량율(4) Heat loss rate at 220 캜
(주)맥·사이언스사제 TG-DTA2000S를 사용하고, 질소 하에 있어서 실온으로부터 400℃까지 10℃/분의 승온도 속도로 시료를 가열했을 때, 220℃에 있어서의 샘플 10mg의 중량 변화를 가열 감량율이라고 했다.When the sample was heated from room temperature to 400 占 폚 at a heating rate of 10 占 폚 / min under nitrogen using TG-DTA2000S manufactured by Mac Science Co., Ltd., the weight change of 10 mg of the sample at 220 占 폚 was measured by heating loss Rate.
(5) 용융 점도(5) Melt viscosity
콘 플레이트를 사용한 점탄성 측정 장치(예를 들면 Anton Paar사제 모듈러 컴팩트 레오미터: Physica MCR301)를 사용해 하기 조건으로 측정한다.The measurement is carried out under the following conditions using a viscoelasticity measuring apparatus using a cone plate (for example, a modular compact rheometer: Physica MCR301 manufactured by Anton Paar).
수지를 충분히 건조해 함수율을 0.1% 이하로 한 후, 갭 500㎛, 온도 220℃에서 전단 속도(1/초)로 측정한다.After sufficiently drying the resin to adjust the water content to 0.1% or less, the shear rate (1 / sec) is measured at a temperature of 220 캜 and a gap of 500 탆.
(6) Re, Rth(6) Re, Rth
필름의 폭 방향으로 동일한 간격으로 10점 샘플링하고, 이것을 25℃, 60%rh 에서 4시간 조습한 후, 자동 복굴절계(KOBRA-21ADH:오우지 케이소쿠 키키(주)제)를 이용하여, 25℃ 60%RH에 있어서 샘플 필름 표면에 대하여 수직 방향 및 지상축을 회전축으로 해서 필름면 법선으로부터 +50°로부터 -50°까지 10°피치로 경사시킨 방향으로부터 파장 590㎚에 있어서의 위상차값을 측정하는 것으로부터, 면내 리타데이션 값(Re)과 막두께 방향의 리타데이션 값(Rth)을 산출했다.The sample was sampled 10 times at equal intervals in the width direction of the film and conditioned at 25 DEG C and 60% rh for 4 hours. Thereafter, the sample was conditioned at 25 DEG C using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH; manufactured by Oji Scientific Co., The retardation value at a wavelength of 590 nm is measured from a direction inclined at 10 DEG pitch from +50 DEG to -50 DEG from the film surface normal line in the direction perpendicular to the surface of the sample film and with the slow axis as the rotation axis at 60% RH The in-plane retardation value Re and the retardation value Rth in the film thickness direction were calculated.
이하에 실시예와 비교예를 들어서 본 발명의 특징을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적당하게 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되는 것은 아니다.Hereinafter, the features of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The materials, the amounts used, the ratios, the processing contents, the processing procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
실시예Example
상술한 터치 롤식의 제막 장치에 있어서 셀룰로오스계 수지(T0=240℃) 또는COC(T0=280℃)의 열가소성 수지를 사용함과 아울러, 압출 온도(T1)와 착지 온도를 바꾸어서 필름을 제막하고, 제막한 각 필름의 두께 편차, 줄무늬, 리타데이션, 색미, 강도 저하를 측정했다.In the film forming apparatus of the above-described touch-roll type cellulose-based resin (T 0 = 240 ℃) or use of the thermoplastic resin of COC (T 0 = 280 ℃) and, at the same time, film-forming a film by changing the extrusion temperature (T 1) and the landing temperature , And the thickness deviation, stripe, retardation, color taste and strength decrease of each of the formed films were measured.
두께 편차는 야마분 덴키사제의 TOFV1형, 오프라인의 접촉식 연속 두께 측정기를 사용하고, 측정 피치는 1㎜ 간격으로 측정을 행하였다. 또한, 폭 방향에 대하여는 트리밍 후의 필름 전체 폭을 측정하고, 흐름 방향에 대하여는 3m 길이로 측정했다.The thickness variation was measured using a TOFV1 type, an off-line contact type continuous thickness measuring instrument manufactured by YAMATO CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., And measuring pitches at intervals of 1 mm. For the width direction, the total width of the film after trimming was measured, and for the flow direction, the length was measured to be 3 m.
줄무늬는 육안에 의해 시트를 시찰하고, 리타데이션은 상술한 바와 같이 측 정했다.The stripes were inspected by the naked eye and the retardation was measured as described above.
착색량(옐로우니스 인덱스(YI값))은 Z-Ⅱ OPTICAL SNSOR를 사용하고, (JIS K7105 6.3)에 따라, 황색미(YI; 옐로우니스 인덱스)를 측정했다. 펠릿은 반사법으로 측정하고, 필름은 투과법으로 3자극값, X, Y, Z를 측정했다. 또한 3자극값, X, Y, Z를 이용하여 하기 식에 의해 YI값을 산출했다.The yellowing index (YI value) was measured using a Z-II OPTICAL SNSOR according to JIS K7105 6.3. The pellet was measured by the reflection method, and the film was measured by three-pole value, X, Y, Z by the transmission method. The YI value was calculated by the following equation using the three stimulus values, X, Y, and Z. [
YI={(1.28X-1.06Z)/Y}×100YI = {(1.28X-1.06Z) / Y} 100
또한 필름의 YI값은 상기 식에서 산출한 YI값을, 그 필름의 두께로 나누어 1㎜당으로 환산해서 비교했다.The YI value of the film was calculated by dividing the YI value calculated in the above equation by the thickness of the film and converting the YI value per 1 mm.
강도는 80㎛당의 충격 강도로 평가했다.The strength was evaluated by the impact strength per 80 탆.
이상의 결과를 도 9의 표에 나타낸다. 도 9의 표에 있어서 두께 편차의 평가는 ◎: 1㎛ 이하, ○: 5㎛ 이하, △: 10㎛ 이하, ×: 10㎛ 초과로 했다. 줄무늬의 평가는 ◎: 매우 양호, ○: 양호, △: 약간 뒤떨어짐, ×: 뒤떨어짐이라고 했다. 리타데이션의 평가는 ◎: Re, Rth 모두 1㎚ 이하, ○: Re, Rth 모두 5㎚ 이하, △: Re, Rth 모두 10㎚ 이하, ×: Re, Rth 중 적어도 한쪽이 10㎚ 초과로 했다. 색미의 평가는 ◎: 1㎜당의 YI값이 5 이하, ○: 8 이하, △: 10이하, ×: 10 초과로 했다. 강도한 평가는 ◎: 80㎛당의 충격 강도가 15kg 이상, ○: 10kg 이상, △: 5kg 이상, ×: 5kg 미만으로 했다.The above results are shown in the table of FIG. In the table of Fig. 9, the evaluation of the thickness deviation was ⊚: 1 탆 or less, ∘: 5 탆 or less,?: 10 탆 or less, and x: 10 탆 or more. Evaluation of stripes was evaluated as?: Very good,?: Good,?: Slightly behind, and X: behind. ?: Both Re and Rth are all 5 nm or less,?: Both Re and Rth are all 10 nm or less, and at least one of x: Re and Rth is more than 10 nm. The color taste was evaluated as?: YI value per 1 mm was 5 or less,?: 8 or less,?: 10 or less, and x: 10 or more. A: The impact strength per 80 占 퐉 was 15 kg or more,?: 10 kg or more,?: 5 kg or more, and X: less than 5 kg.
도 9의 표에 나타나 있는 바와 같이, 압출 온도(T1)가 T0-40℃ 미만의 시험예 1에서는 두께 편차, 줄무늬, 리타데이션의 면에서 품질이 저하된다고 하는 결과 가 되었다. 이에 대하여 압출 온도(T1)가 T0-40℃ 이상 T0+30℃ 이하의 범위 내인 시험예 2∼8에서는, 모든 품질에서 만족하는 결과가 얻어졌다. 특히, 압출 온도(T1)가 210℃∼240℃인 시험예 3∼6에서는 양호한 결과가 얻어졌다. 또한, 압출 온도(T1)가 높아질수록 착색, 강도 저하의 면에서 품질이 저하하고, T0+30℃를 초과한 시험예 9에서는 충분한 품질이 얻어지지 않았다.As shown in the table of Fig. 9, in Test Example 1 in which the extrusion temperature (T 1 ) was less than T 0 -40 캜, the quality was deteriorated in terms of thickness deviation, streaking, and retardation. On the other hand, in Test Examples 2 to 8 in which the extrusion temperature (T 1 ) was in the range of T 0 -40 캜 to T 0 + 30 캜 or less, satisfactory results were obtained in all the qualities. Particularly, good results were obtained in Test Examples 3 to 6, in which the extrusion temperature (T 1 ) was 210 ° C to 240 ° C. Further, the higher the extrusion temperature (T 1 ), the lower the quality in terms of coloration and strength reduction. In Test Example 9 exceeding T 0 + 30 캜, sufficient quality was not obtained.
시험예 10∼14는 시험예 4에 대하여 착지 온도를 바꾼 시험 결과이다. 도 9의 표에서 알 수 있는 바와 같이, 착지 온도가 압출 온도(T1)보다 낮은 시험예 10에서는 두께 편차의 결함이 생겼다. 또한, 압출 온도(T1)+40 초과의 시험예 14에 있어서도 두께 편차의 결함이 생겼다. 이것에 대하여 착지 온도가 압출 온도(T1) 이상 압출 온도(T1)+40 이하의 범위인 시험예 4, 11∼13에서는, 모든 품질의 면에서 양호한 결과가 얻어졌다.Test examples 10 to 14 are test results in which the landing temperature was changed with respect to the test example 4. As can be seen from the table of FIG. 9, in Test Example 10 in which the landing temperature was lower than the extrusion temperature (T 1 ), defects in thickness deviation occurred. Also, in Test Example 14 in which the extrusion temperature (T 1 ) exceeds +40, defects in thickness deviation occurred. On the other hand, in Test Examples 4 and 11 to 13 in which the landing temperature was in the range of the extrusion temperature (T 1 ) to the extrusion temperature (T 1 ) +40 or less, good results were obtained in terms of all the qualities.
시험예 15∼20은 열가소성 수지가 COC(환상 올레핀 코폴리머)의 경우의 시험 결과이다. 도 9의 표에서 알 수 있는 바와 같이, COC의 경우에도 착지 온도가 압출 온도(T1)보다 낮은 시험예 15와, 압출 온도(T1)+40 초과의 시험예 20에 있어서 두께 편차의 결함이 생긴 것에 대해, 착지 온도가 압출 온도(T1) 이상 압출 온도(T1)+40 이하의 범위인 시험예 16∼19에서는 양호한 품질이 얻어졌다.Test Examples 15 to 20 are the test results in the case where the thermoplastic resin is COC (cyclic olefin copolymer). As can be seen from the table of FIG. 9, even in the case of COC, in the case of Test Example 15 in which the landing temperature is lower than the extrusion temperature (T 1 ) and Test Example 15 in which the extrusion temperature (T 1 ) , Good quality was obtained in Test Examples 16 to 19 in which the landing temperature was in the range of the extrusion temperature (T 1 ) to the extrusion temperature (T 1 ) +40 or less.
다음에 셀룰로오스계 수지를 사용하고, 선압을 바꾸어서 같은 시험을 행하였 다. 결과를 도 10의 표에 나타낸다.Next, a cellulose resin was used, and the same test was conducted by changing the line pressure. The results are shown in the table of Fig.
도 10에 나타내는 표에서 알 수 있는 바와 같이, 터치 롤법을 사용한 경우에는 선압이 0.05 이하에서는 시트를 폭 방향으로 불균일하게 끼워버리기 때문에 두께 편차를 악화시키는 문제가 생겼다. 또한, 선압이 0.05㎫ 미만의 시험예 22에서는 두께 편차, 줄무늬의 면에서 품질이 저하되고, 선압이 1.5㎫를 초과한 시험예 25에서는 리타데이션이 발현되어 버리는 것에 대해, 선압이 0.05∼1.5㎫의 범위인 시험예 23∼24 및 시험예 4에서는 두께 편차, 줄무의, 리타데이션의 모든 면에서 양호한 결과가 얻어졌다.As can be seen from the table shown in Fig. 10, in the case of using the touch roll method, when the line pressure is 0.05 or less, the sheet is unevenly inserted in the width direction, thereby causing a problem of deteriorating the thickness deviation. In Test Example 22 in which the line pressure was less than 0.05 MPa, the quality deteriorated in terms of the thickness deviation and the streaks. In Test Example 25 in which the line pressure exceeded 1.5 MPa, retardation was expressed, while the line pressure was 0.05 to 1.5 MPa In Test Examples 23 to 24 and Test Example 4, good results were obtained in all aspects of thickness deviation, stitching, and retardation.
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