KR20070114026A - 셀룰로스 아실레이트 필름 및 셀룰로스 아실레이트 필름,광학 보상 필름, 편광판과 액정 디스플레이 장치의제조방법 - Google Patents
셀룰로스 아실레이트 필름 및 셀룰로스 아실레이트 필름,광학 보상 필름, 편광판과 액정 디스플레이 장치의제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
셀룰로스 아실레이트 필름은 식 (I) 및 (II) 을 충족하는 Re(590) 및 Rth(590) 및 590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과도를 가지고, 여기서, 50 내지 200㎛ 의 장축을 가지는 이물질의 수는 20 pieces/㎡ 이하이며;
식 (I) : 0
Re(590) 
10
식 (II) : -25
Rth(590) 
25
Re(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 평면에서의 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타내고, Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타낸다.
셀룰로스 아실레이트 필름, 면내 리타데이션, 두께 방향 리타데이션
Description
1. 발명의 분야
본 발명은 액정 디스플레이 장치 등에 유용한 셀룰로스 아실레이트 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 각각 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는, 광학-보상 필름, 편광판 및 액정 디스플레이에 관한 것이다.
2. 관련 기술 설명
액정 디스플레이 장치는 저전압/저전력 소비 및 소형화와 박막화의 특성과 같은 다양한 이점 때문에 퍼스널 컴퓨터 또는 휴대용 전기제품 또는 텔레비전의 모니터로 널리 이용되고 있다. 액정셀에서의 액정 정렬 상태에 따른 다양한 모드가 액정 디스플레이 장치에 제안되어있지만, 종래의 지배적인 모드는 액체 셀의 하부 기판으로부터 상부 기판을 향하여 약 90℃ 에서 트위스트된 액정의 정렬 상태를 생성하는 TN 모드이다.
일반적으로, 액정 디스플레이 장치는 액정셀, 위상차 필름 및 편광판을 포함한다. 따라서, 위상차 필름은 이미지 착색을 상쇄시키거나 시야각을 확대시키기 위해 이용되고, 이로 인해, 연신 (stretching) 복굴절 필름 또는 투명 필름상에서 액정을 코팅함으로써 획득되는 필름이 이용된다. 예를 들어, 일본 특허 제 2587398 호는, 트리아세틸 셀룰로스 필름상에서 디스코틱 액정을 코팅, 정렬 및 고정함으로써 획득된 광학-보상 시트가 TN-모드 액정셀에 도포되어 시야각을 확대하는 기술을 개시한다.
그러나, 대형 스크린을 가지고 다양한 각도에서 뷰 (view) 를 관찰하는 텔레비전에 대해 액정 디스플레이 장치의 시야각 의존도에 관한 요구사항은 엄격하고, 이러한 요구사항은 전술된 기술에 의해서는 충족될 수 없다. 따라서, IPS (in-plane switching) 모드, OCB (optically compensatory bend) 모드 및 VA (vertically aligned) 모드와 같이 TN 모드와는 상이한 액정 디스플레이 장치에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
시야각 특성 등을 개선시키기 위한 위상차판 또는 광학-보상 필름은 다양한 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 모드에 따른 다양한 특징을 가지고, 또한, 위상차판 또는 광학-보상 필름의 편광판 또는 지지대의 보호 필름은 다양한 대응 성능을 충족시키도록 요구된다. 그 결과, 위상차판 또는 광학-보상 필름의 편광판 또는 지지대의 높은 광학적 이방성 또는 높은 광학적 등방성과 같은 다양화된 요구조건뿐만 아니라 엄격하게 요구되는 성능에 직면하게 된다. 또한, 저가의 액정 디스플레이 장치에 대한 요구는 증가하고 있고, 각각의 구성성분의 생산성 강 화 (산출의 증가, 비용의 감소) 가 강하게 요구된다.
편광판의 보호 필름에서, 편광자로서 채용된 폴리비닐 알코올 (PVA) 에 대한 높은 광학적 등방성, 높은 수분 투과성 및 높은 접착성을 확보하는 셀룰로스 아실레이트 필름이 지금까지 이용되었다.
종래 공통의 지식에 반하여, 양의 높은 리타데이션을 셀룰로스 아실레이트 필름에 부여함으로써 생산된, 위상차 필름을 가지는 저가의 박막 위상차판 또는 편광판이 최근 개시되었다. 예를 들어, 유럽 미심사 특허 공개 번호 제 0911656A2 호는 종래의 공통 원리에 반하는 양의 높은 리타데이션 값 (positive high retardation value) 을 가지고 광학적 이방성을 요구하는 애플리케이션에 또한 이용가능한 셀룰로스 아세테이트 필름을 개시한다. 이 특허 문헌에서, 셀룰로스 트리아세테이트로 양의 높은 리타데이션 값을 실현하기 위해, 2 개 이상의 방향족 고리 (aromatic ring) 를 가지는 방향족 화합물, 특히, 1, 3, 5-트리아진 고리를 가지는 화합물을 첨가함으로써 연신이 수행된다.
한편, 전면에서 관찰될 때와 비스듬하게 관찰할 때에 동일한 광학적 특성이 확보될 수 있도록, 셀룰로스 아세테이트 필름의 광학적 등방성을 더욱 강화하여, 그로 인해, 전방뿐만 아니라 두께 방향에서도 리타데이션을 감소시키는 것이 요구된다. 셀룰로스 아세테이트 필름 이외의 리타데이션을 감소시킬 수 있는 재료에 관해서, 폴리카보네이트계 필름 또는 환형 올레핀계가 개시되지만 (JP-A-2001-318233 (본 명세서에 이용된 용어 "JP-A" 는 "미심사 공개된 일본 특허 출원" 을 의미함) 및 JP-A-2002-328233 참조), 이러한 필름은 높은 친수성을 가지고, 이는 예를 들어, 편광자로서 이용된 PVA 에 대한 적층성이 불량하다는 점에서 바람직하지 않다.
이러한 문제를 해결하기 위해, JP-A-2005-120352 는, 광학적 이방성을 더욱 감소시킴으로써 개선되고, 전면의 Re 가 거의 0 이며, 동시에, 각도 변화로 인한 리타데이션의 변화는 작고, 즉, Rth 또한 거의 0 인, 광학적 등방성으로 이루어지는 PVA 에 대한 적층 적합성면에서 우수한 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는 광학적 등방성 및 광학적 투과성 필름을 제안한다.
그러나, JP-A-2005-120352 호에 개시된 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법에서, 용해 이후의 시간 동안 축적된 용액이 이용될 때 생산된 필름은 이물질을 함유한다. 이러한 관점에서, 개선이 요구된다. 또한, 층이 있는 비평탄면 (또는, 캐스팅 비평탄면) 이 종종 캐스팅 시에 형성되어, 개선이 요구된다.
본 발명은 이러한 상황하에서 이루어지고, 본 발명의 목적은 면 방향에서뿐만 아니라 두께 방향에서도 작은 또는 음의 리타데이션 값을 가지고, 이물질, 층이 있는 비평탄면, 스크래치 등이 감소되고 평면성에서 우수한 필름이 저가의 양호한 수율로 생산될 수 있다는 것을 보장하는 셀룰로스 아실레이트 필름을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 우수한 광학적 특성을 가지는 저가의 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용함으로써 저가이고 광학적 특성이 우수한 광학-보상 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
집중적 연구의 결과로서, 본 발명자들은, 셀룰로스 아실레이트 필름에서 생성된 이물질의 감소는 셀룰로스 아실레이트 용액의 분해 상태를 개선시킴으로써 달성될 수 있다는 것을 발견했다. 셀룰로스 아실레이트는 OH 기 (OH group) 가 아실-치환된 셀룰로스이지만, OH 기는 부분적으로 그대로 잔류하거나 다수의 미립자 결정 사이트 (site) 가 존재한다. 캐스팅을 위한 셀룰로스 아실레이트 용액은 고농도 및 고점도를 가지고, 분자 분산 상태로는 거의 형성될 수 없고, 이물질은 이 용액을 캐스팅 및 필름-형성함으로써 제조된 필름 내에 용이하게 생성된다. 본 발명에서, 셀룰로스 아실레이트 용액은 가열된 상태에서 냉각된 상태로의 단계 및 냉각된 상태에서 가열된 상태로의 단계를 거치고, 이에 의해, 셀룰로스 아실레이트 용액의 분해 상태는 개선되고, 필름 내에서 생성된 이물질의 수는 감소될 수 있다. 또한, 층이 있는 비평탄면의 발생수는 분해 불가능한 물질의 Giesser 로의 부착을 감소시킴으로써 증가될 수 있다.
한편, 필름의 표면 거칠기 (표면 오목부 및 표면 볼록부) 는 캐스팅 이후에 높은 휘발성 물질 상태의 필름의 건조 속도를 제어하고, 텐터 구역 (tenter zone) 에서 건조 조건을 제어함으로써 개선될 수 있다. 필름의 스크래치는 패스롤 (pass roll) 의 표면 거칠기를 제어함으로써 감소될 수 있다.
전체적인 필름의 빔 투과도가 보다 높아지고, 또는, 전면에서뿐만 아니라 경사진 방향으로부터의 리타데이션이 보다 작아짐에 따라서, 필름 이물질, 층이 있는 비평탄면 및 필름 스크래치는 보다 쉽게 검출되지만, 본 발명의 셀룰로스 아실레이 트 필름이 광학-보상 필름 또는 편광판용으로 이용되고, 액정 패널 또는 액정 디스플레이 장치에 통합될 때, 이들 결점은 많은 경우에서 문제가 되지 않는다. 그 결과, 저가이고 결점이 없이 우수한 광학-보상 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치는 본 발명의 셀룰로스 필름을 이용하여 성공적으로 제공될 수 있다.
전술한 목적은 이하의 구성에 의해 달성될 수 있다.
(1) 셀룰로스 아실레이트 필름은:
식 (I) 및 (II) 을 충족시키는 Re(590) 및 Rth(590); 및
590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과도를 가지고,
여기서, 50 내지 200㎛ 의 장축을 가지는 이물질의 수가 20pieces/㎡ 이하이다.
식 (I) : 0
Re(590) 
10
식 (II) : -25
Rth(590) 
25
여기서, Re(590) 은 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위: nm) 를 나타내고; 그리고
Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타낸다.
(2) 셀룰로스 아실레이트 필름은:
식 (I) 및 (II) 을 충족시키는 Re(590) 및 Rth(590); 및
590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과도를 가지고,
여기서, 10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 캐스팅 비평탄면의 수는 폭 방향에서 10 pieces/m 이하이다.
식 (I) : 0
Re(590) 
10
식 (II) : -25
Rth(590) 
25
여기서, Re(590) 은 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위: nm) 를 나타내고; 및
Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타낸다.
(3) (1) 에 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름은,
10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 캐스팅 비평탄면의 수는 폭 방향에서 10 pieces/m 이하이다.
(4) 셀룰로스 아실레이트 필름은:
식 (I) 및 (II) 을 충족시키는 Re(590) 및 Rth(590); 및
590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과도를 가지고,
표면 오목부 및 볼록부의 최대 높이를 나타내는 Ry 는 3.0㎛ 이하이고; 그리고
표면 오목부 및 볼록부 사이의 평균 거리를 나타내는 Sm 은 1㎛ 내지 1㎜ 이 다.
식 (I) : 0
Re(590) 
10
식 (II) : -25
Rth(590) 
25
여기서, Re(590) 은 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위: nm) 를 나타내고; 그리고
Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타낸다.
(5) (1) 에서 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름은,
표면 오목부 및 볼록부의 최대 높이를 나타내는 Ry 는 3.0㎛ 이하이고; 그리고
표면 오목부 및 볼록부 사이의 평균 거리를 나타내는 Sm 은 1㎛ 내지 1㎜ 이다.
(6) 셀룰로스 아실레이트 필름은:
식 (I) 및 (II) 을 충족하는 Re(590) 및 Rth(590); 및
590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과도를 가지고,
여기서, 10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 필름 스크래치의 수는 캐스팅 방향에서 0 내지 10 pieces/m 이다.
식 (I) : 0
Re(590) 
10
식 (II) : -25
Rth(590) 
25
여기서, Re(590) 은 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위: nm) 를 나타내고; 및
Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타낸다.
(7) (1) 에 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름은,
10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 필름 스크레치의 수는 캐스팅 방향에서 0 내지 10 pieces/m 이다.
(8) 용액 캐스팅 방법에 의해 셀룰로스 아실레이트 필름을 제조하는 방법인 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법은:
(Ⅰ) 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정;
(Ⅱ) 캐스트 필름을 형성하기 위해 셀룰로스 아실레이트 용액을 캐스팅하는 공정 (또한, 캐스트 필름은 "web" 으로 지칭되고, 용매를 함유하는 필름 및 용매를 함유하지 않는 필름 모두를 포함한다.);
(Ⅲ) 분리 이전에 캐스트 필름을 건조하는 공정;
(Ⅳ) 캐스트 필름을 분리하는 공정;
(Ⅴ) 캐스트 필름을 텐터-건조하는 공정; 및
(Ⅵ) 캐스트 필름의 에지부를 절단하고 캐스트 필름을 릴링하는 공정을 포함하고,
여기서, 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정 (Ⅰ) 은:
(ⅰ) 25 내지 95℃ 에서 셀룰로스 아실레이트를 유기 용매에 혼합하고 용해하는 공정;
(ⅱ) 공정 (i) 에서 준비된 용액을 -55 내지 20℃ 까지 하향 냉각하는 공정; 및
(ⅲ) 공정 (ⅱ) 에서 준비된 용액을 40 내지 115℃ 까지 상향 가열하는 공정을 포함한다.
(9) (8) 에 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법은,
캐스트 필름의 잔여 용매량이 고체 함유량에 기초하여 220 내지 100 중량% 인 동안, 잔여 용매량의 평균 감소율이 1 내지 18 중량%/sec 이도록, 분리 이전에 캐스트 필름을 건조하는 공정 (Ⅲ) 이 수행된다.
(10) (8) 에 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법은,
캐스트 필름이 텐터 연신되는 동안, 캐스트 필름이 40 내지 150℃ 의 온도에서 공기를 건조시킴으로써 건조되고, 잔여 용매량의 평균 감소율이 0.01 내지 3 중량%/sec 이도록, 캐스트 필름을 텐터-건조하는 공정 (V) 이 수행된다.
(11) (8) 에 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법에서,
릴링시에 필름에 접촉하는 패스롤은 0.5㎛ 이하의 표면 거칠기를 가진다.
(12) 셀룰로스 아실레이트 필름은 (8) 에 설명된 바와 같은 제조 방법에 의해 제조된다.
(13) (1) 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름은 용액 캐스팅 방법에 의해 제조되는데, 이 방법은:
(Ⅰ) 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정;
(Ⅱ) 캐스트 필름을 형성하기 위해 셀룰로스 아실레이트 용액을 캐스팅하는공정;
(Ⅲ) 분리 이전에 캐스트 필름을 건조하는 공정;
(Ⅳ) 캐스트 필름을 분리하는 공정;
(V) 캐스트 필름을 텐터-건조하는 공정; 및
(Ⅵ) 캐스트의 에지부를 절단하고 캐스트 필름을 릴링하는 공정을 포함하고,
셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정 (I) 은:
(ⅰ) 25 내지 95℃ 에서 셀룰로스 아실레이트를 유기 용매에 혼합하고 용해하는 공정;
(ⅱ) 공정 (ⅰ) 에서 준비된 용액을 -55 내지 20℃ 까지 하향 냉각하는 공정; 및
(ⅲ) 공정 (ⅱ) 에서 준비된 용액을 40 내지 115℃ 까지 상향 가열하는 공정을 포함한다.
(14) 식 (10) 을 충족하는 아실 치환도 (X+Y) 를 갖는 (1) 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름은:
식 (10) : 2.6 < X+Y 
3.0
여기서, X 는 아세틸 치환도를 나타내고, Y 는 아세틸을 제외한 아실 치환도를 나타낸다.
(15) (1) 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름은 30 내지 120㎛ 의 두께를 가진다.
(16) 광학-보상 필름은:
(1) 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름; 및
0 내지 200 nm 의 Re(590) 및 0 내지 400 nm 의 ｜Rth(590)｜ 을 가지는 광학 이방성층을 포함한다.
(17) 편광판은:
편광판의 액정셀측 상에 편광자-보호 필름을 포함하고,
편광자-보호 필름은 (15) 에 설명된 바와 같은 셀룰로스 아실레이트 필름이다.
(18) 편광판은:
편광자; 및
편광자를 샌드위치하는 한 쌍의 편광자-보호 필름을 포함하고,
하나 이상의 편광자-보호 필름은 (15) 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름이다.
(19) 액정 디스플레이 장치는:
(15) 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름을 포함한다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 이하 상세하게 설명된다.
<셀룰로스 아실레이트 필름의 광학적 특성>
[셀룰로스 아실레이트 필름의 리타데이션]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름에서, 25℃ 및 60% RH 의 조건하의 590nm 의 파장에서 면내 리타데이션 값 Re(590) 은 이하 식 (I) 을 충족한다. 이 식에서, Re 의 단위는 nm 이다.
식 (I) : 0 
Re(590) 
10
Re(590) 값은 0 내지 7 nm 인 것이 바람직하고, 0 내지 5 nm 인 것이 더욱 바람직하며, 0 내지 2 nm 인 것이 가장 바람직하다.
또한, 25℃ 및 60% RH 의 조건하의 590nm 의 파장에서 두께방향에서의 리타데이션 값 Rth(590) 는 이하 식 (II) 을 충족한다. 이 식에서, Rth 의 단위는 nm 이다.
식 (II) : -25 
Rth(590) 
25
Rth(590) 값은 -20 내지 20 nm 인 것이 바람직하고, -15 내지 15 nm 인 것이 더욱 바람직하며, -10 내지 10 nm 인 것이 가장 바람직하다.
두께 방향에서 작은 리타데이션을 가지는 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은, 불필요한 복굴절이 필름 두께 방향에서 야기되지 않는 특징적인 특성을 가지고, 액정 디스플레이 장치의 광학적 설계의 허용 범위는 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용함으로써 두드러지게 강화될 수 있다. 특히, 면내 리타데이 션 및 두께 방향의 리타데이션 모두에서 작은 셀룰로스 아실레이트 필름이 편광판 보호 필름 또는 광학-보상 필름의 지지대로서 이용되는 경우, 다른 부재의 복굴절력 또는 광학-보상 필름에서의 광학 보상층이 그들의 광학적 보상 능력을 방해하지 않고 이용될 수 있다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth 모두는 습기로 인한 작은 변화에 영향받는 것이 바람직하고, 이하의 식 (Ⅲ) 및 (Ⅳ) 을 충족하는 것이 바람직하다.
식 (Ⅲ) : ｜Re10 % - Re80 %｜
25
식 (Ⅳ) : ｜Rth10 % - Rth80 %｜
35
[식 (Ⅲ) 에서, Re10 % 및 Re80 % 는 각각 25℃ 및 10% RH 의 조건 및 25 ℃ 및 80% RH 의 조건하의 590nm 의 파장에서 면내 리타데이션이고, 식 (Ⅳ) 에서, Rth10 % 및 Rth80 % 은 각각 25℃ 및 10% RH 의 조건 및 25 ℃ 및 80% RH 의 조건하의 590nm 의 파장에서 두께 방향에서의 리타데이션이다].
｜Re10 % - Re80 %｜는 0 내지 20 nm 인 것이 바람직하고, 0 내지 15 nm 인 것이 더욱 바람직하다.
｜Rth10 % - Rth80 %｜는 0 내지 25 nm 인 것이 바람직하고, 0 내지 15 nm 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름에서, ｜Re(400) - Re(700)｜ 및 ｜Rth(400) - Rth(700)｜, 즉, 400nm 와 700nm 의 파장 사이에서 Re 및 Rth 의 차이는 각각 작은것이 바람직하고, ｜Re(400) - Re(700)｜
10 이고, ｜Rth(400) - Rth(700)｜
35 인 것이 바람직하고, ｜Re(400) - Re(700)｜
5 이고, ｜Rth(400) - Rth(700)｜
25 인 것이 더욱 바람직하며, ｜Re(400) - Re(700)｜
3 이고, ｜Rth(400) - Rth(700)｜
15 인 것이 가장 바람직하다.
각각의 리타데이션은 25℃ 및 60% RH 의 조건하에서 측정된다.
이 설명에서, Re(λ) 및 Rth(λ) 는 λ 의 파장에서 면내 리타데이션 및 두께방향의 리타데이션을 각각 나타낸다. (Oji 과학사가 제조한) KOBRA 21ADH 에서, Re(λ) 는 필름 법선 방향에서 입사하는 λ nm 파장의 광을 이용하여 측정된다. Rth(λ) 에 대해, Re(λ) 는 경사축 (회전축) 으로서 (KOBRA 21ADH 가 평가한) 면내 지상축을 이용함으로써 -50°로부터 +50°까지 10°씩의 필름 법선 방향에 대해 기울어진 방향으로부터 입사하는 λ 의 파장에서의 광을 이용하여 11 개 포인트에서 측정되고, 측정된 리타데이션 값, 평균 굴절률의 가정치 및 입력된 필름 두께 값에 기초하여 KOBRA 21ADH 에 의해 계산이 수행된다. 여기서, 평균 굴절률의 가정치에 대해, 폴리머 핸드북 (John Wiley & Sons, Inc.) 에 설명된 것과 다양한 광학 필름의 카탈로그가 이용될 수 있다. 값이 알려져 있지 않은 평균 굴절률은 아베 굴절계 (Abbe refractometer) 에 의해 측정될 수 있다. 주 광학 필름의 평균 굴절률 값은 이하와 같다: 셀룰로스 아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸 메타크릴레이트 (1.49) 및 폴리스틸렌 (1.59). 이 같은 평균 굴절률의 가정치 및 필름 두께가 입력되면, KOBRA 21ADH 는 nx, ny 및 nz 를 계산하고, 이들 계산된 nx, ny 및 nz 로부터 Nz=(nx-nz)/(nx-ny) 를 더 계산한다.
[리타데이션의 변동]
리타데이션 값의 변동은 폭 방향 (중앙, 에지 부분 (양쪽 에지에서 전체 폭의 5% 에서의 위치) 및 중앙과 각각의 에지 부분 사이에서 2 개의 중간점) 의 5 개 포인트에서 길이 방향으로 매 100 m 마다 샘플링된 값 이외의 최대값과 최소값 사이의 차이이고, 이는, 10nm 이하가 바람직하고, 5nm 이하가 더욱 바람직하며, 1nm 이하가 가장 바람직하다.
[필름 투명도]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 높은 투명도를 가지며, 광학적 사용을 위한 필름으로서 바람직하다. 590nm 의 파장에서의 빔 투과도는 88% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
[필름 이물질]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 일 실시형태에서, ㎡ 당 50 내지 200㎛ 의 장축을 가지는 이물질의 수는 0 내지 20 piece/㎡ 이다. 이물질은 투과광, 반사광 및 편광 중 하나가 주변의 보통 범위와는 상이한 범위로서, 루페, 광학 현미경, 편광 현미경 등을 이용하여 인식될 수 있는 것이다. 이물질은 공정에 서 외부로부터 파생된 것, 예를 들어, 더스트, 캐스팅 용액 (예를 들어, 미세 결정이 셀룰로스 아실레이트의 합성시에 형성되지 않기 때문에 충분한 반응이 발생할 수 없을 때, 제조되는 낮은 치환도 또는 미반응 셀룰로스를 가지는 셀룰로스 아실레이트) 에 대해 원료에서 용해되지 않은 재료, 캐스팅 용액에서의 스크닝, 및 반응물과 같은 응고된 성분을 포함한다. 광학적 사용을 위한 필름으로서, 이물질의 더욱 작은 수가 바람직하고, 이물질의 수는 10 pieces/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 5 pieces/㎡ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 3 pieces/㎡ 이하인 것이 가장 바람직하다.
[필름 캐스팅 비평탄면]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 일 실시형태에서, 폭 방향에서 m 당 10 내지 100 ㎛ 의 폭을 가지는 필름 캐스팅 비평탄면의 수는 0 내지 10 pieces/m 이다. 필름 캐스팅 비평탄면은 투과광, 반사광 및 편광이 주변 보통 범위와는 상이하고, 두께 리타데이션 Re 또는 Rth, 면내 지상축 방향, 표면 처리 정도 등이 축 방향에서 간헐적으로 변화하는 범위로서, 루페, 광학 현미경, 편광 현미경을 이용함으로써 인식될 수 있는 것이다. 광학적 사용을 위한 필름으로서, 필름 캐스팅 비평탄면의 더욱 작은 수가 바람직하지만, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 경사진 방향에서 뿐만아니라 정면에서도 높은 빔 투과도 및 작은 리타데이션을 가지고, 따라서, 필름 캐스팅 비평탄면은 인식하기 쉽다. 필름 캐스팅 비평탄면의 수는 바람직하게는 10 pieces/m 이하이고, 더욱 바람직하게는 5 pieces/m 이하이며, 보다 더욱 바람직하게는 3 pieces/m 이하이다.
[필름 스크래치]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 일 실시형태에서, 캐스팅 방향에서 m 당 10 내지 100 ㎛ 의 폭을 가지는 필름 스크래치의 수는 0 내지 10 pieces/m 이다. 필름 스크래치는, 3mm 이상의 길이 및 0.1㎛ 이상의 높이를 가지고, 투과광, 반사광 및 편광 중 하나가 주변 보통 범위와는 간헐적으로 상이한 오목부 또는 볼록부로서, 루페, 광학 현미경, 편광 현미경 등을 사용하여 인식될 수 있는 것이다. 광학적 사용을 위한 필름으로서, 보다 작은 수의 스크래치가 바람직하지만, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 정면에서뿐만 아니라 경사진 방향에서도 높은 빔 투과도 및 작은 리타데이션을 갖고, 따라서, 필름 스크래치는 인식하기 쉽다. 필름 스크래치의 수는 바람직하게는 10 pieces/m 이하이고, 더욱 바람직하게는 5 pieces/m 이하이며, 보다 더욱 바람직하게는 3 pieces/m 이하이다.
[필름 평탄도]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 일 실시형태에서, 필름 표면에 대해서, JIS B0601-1994 에 따른 표면 오목부 및 볼록부의 최대 높이 (Ry) 는 3.0㎛ 이하이다. Ry 는 바람직하게는 0.5 내지 2.5㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2.0㎛ 이다. 필름 표면상에서 오목부 또는 볼록부의 형상은 원자력 현미경 (AFM) 에 의해 평가될 수 있다.
또한, JIS B0601-1994 에 따른 표면 오목면 및 볼록면 사이의 평균 거리 (Sm) 는 바람직하게는 1㎛ 내지 1㎜ 이고, 더욱 바람직하게는 10㎛ 내지 1㎜ 이며, 보다 더욱 바람직하게는 100㎛ 내지 1㎜ 이다.
[셀룰로스 아실레이트 필름의 원료]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 원료에 관해, 설명된 이하의 셀룰로스 아실레이트가 이용되며, 이하 설명되는 다양한 화합물 및 첨가물과 같은 다른 성분이 적절하게 이용될 수 있다.
(셀룰로스 아실레이트)
셀룰로스를 형성하는 글루코스 유닛은 결합할 수 있는 3 개의 히드록실기를 갖는다. 예를 들어, 셀룰로스 트리아세테이트에서, 글루코스 유닛의 3 개의 히드록실기 모두가 아세틸기에 결합될 때, 아세틸기에 의한 치환도는 3.0 이다. 셀룰로스 아실레이트의 치환도가 보다 높기 때문에, 두께 방향에서의 리타데이션은 바람직하게는 보다 작게 이루어질 수 있다. 셀룰로스 아실레이트는, 치환도가 커질 때, 양에서 음으로 변경되는 고유의 복굴절률 특성을 갖는다. 셀룰로스 아실레이트가 높은 치환도 및 음의 고유 복굴절률을 가질 때, 두께 방향에서 리타데이션은 연신함으로써 감소될 수 있다.
이러한 아실기에 의한 치환도는 ASTM-D817-96 에 따라서 측정될 수 있다.
셀룰로스 아실레이트의 아실 치환도에 대해, 아세트산에 의한 아세틸 치환도가 X 이고, 프로피온산 또는 부티르산과 같은 아세트산을 제외한 아실기에 의한 아실 치환도는 Y 이라는 것을 가정하며, 이하의 식 (10) 을 충족하는 셀룰로스 아실레이트가 바람직하다.
식 (10) : 2.6 < X+Y 
3.0
X+Y 는 Rth 를 감소시키기 위해 바람직하게는 2.6 이상 내지 3.0 이하이고, 더욱 바람직하게는 2.70 내지 3.00 이고, 보다 더욱 바람직하게는 2.85 내지 2.98 이며, 보다 더욱 더 바람직하게는 2.91 내지 2.98 이다.
본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트에서, 셀룰로스 아실레이트의 원료 셀룰로스는 코튼 린터 (cotton linter) 또는 목재 펄프로부터 파생될 수도 있다. 또한, 코튼 린터-파생 셀룰로스 및 목재 펄프-파생 셀룰로스의 혼합물, 또는 코튼 린터 또는 목재 펄프를 제외한 케나프 (kenaf) 등을 포함하는 셀룰로스가 또한 이용될 수도 있다.
본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트의 예는 트리아세틸 셀룰로스 (TAC), 디아세틸 셀룰로스 (DAC), 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 (CAP), 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 (CAB), 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트, 셀룰로스 아세테이트 트리멜리테이트 및 셀룰로스 니트레이트와 같은 무기산 또는 지방성 카르복시산; 방향족 고리를 가지는 카르복시산; 디카르복시산 및 트리카르복시산과 같은 다원자가 카르복시산; 및 다원자가 카르복시산의 불완전한 에스테르와 같은 셀룰로스 에스테르를 포함한다.
본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트는 물-흡수 특성 (water-absorbing property) 을 가지고, 0.4 내지 4.4% 의 수분 함량의 수분을 함유하는 것이 바람직하다. 이 범위내의 수분 함량은 셀룰로스 아실레이트 용액에서 고체 함량을 조절하는 관점에서 바람직하다.
본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트의 중합도는, 점성 평균 중합도의 관점에서, 200 내지 800 인 것이 바람직하고, 250 내지 650 인 것이 더욱 바람직하 다. 점성 평균 중합도는 Uda 등에 의해 제안된 고유 점성법에 따라서 측정될 수 있다 (Kazuo Uda 및 Hideo Saito, Fiber, Vol. 18, No. 1, 105 내지 120 페이지 (1962) 참조). 또한, 점성 평균 중합도의 측정법은 JP-A-9-95538 에 설명된다.
셀룰로스 아실레이트의 분자량이 높은 경우, 필름의 모듈러스 (modulus) 는 약간 크게 이루어질 수 있지만, 분자량이 지나치게 증가된 경우, 셀룰로스 아실레이트 용액의 점성은 너무 높게 되고, 그 결과, 쉐이딩 등이 쉽게 발생되어 생산성을 저하시킨다. 셀룰로스 아실레이트의 분자량은, 평균 분자량 (Mn) 의 수의 관점에서, 50,000 내지 200,000 인 것이 바람직하고, 100,000 내지 200,000 인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트에서, Mw/Mn 비율은 바람직하게는 1.6 내지 4.5 이고, 더욱 바람직하게는 2.4 내지 3.6 이다.
셀룰로스 아실레이트의 평균 분자량 및 분자량 분포는 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 측정할 수 있다. 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 평균 분자량의 수 (Mn) 및 평균 분자량의 중량 (Mw) 을 측정한 후, 그들 사이의 비율이 계산될 수 있다.
측정 조건은 이하와 같다.
용매 : 메틸렌 클로라이드
컬럼 : 소덱스 (Shodex) K806, K805 및 K803G (Showa Denko K.K., 에 의해 제조되고, 세 개의 컬럼이 접속되고 이용됨)
컬럼 온도 : 25℃
샘플 농도 : 0.1 중량%
검출기 : RI Model 504 (GL Science Inc. 제조)
펌프 : L6000 (Hitachi Ltd. 제조)
유량 : 1.0ml/min
캘리브레이션 커브 : 1,000,000 으로부터 500 으로 변경되는 Mw 을 가지는, (Tosoh Corp. 가 생산한) 13 개의 폴리스틸렌 샘플, STK 표준 폴리스틸렌을 이용하는 캘리브레이션 커브가 이용되고; 13 개의 샘플은 거의 정기적인 간격으로 이용되는 것이 바람직하다.
<리타데이션 감소제>
본 발명에 이용되는 리타데이션 감소제는 두께 방향에서 리타데이션을 감소시키기 위한 화합물이고, 그 특정 예는 이하 식 (1) 및 (2) 에 의해 표현된 화합물을 포함하지만 이에 한정하지 않는다.
식 (1) :
식 (2) :
식 (1) 에서, R11 은 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, R12 및 R13 각각은 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 개별적으로 나타낸다. R11, R12 및 R13 에서 탄소 원자의 전체수는 10 이상인 것이 바람직하다. R11, R12 및 R13 에서, 알킬기 및 아릴기는 각각 치환기를 가질 수도 있다.
알킬기 또는 아릴기의 치환기는 바람직하게는 플루오르 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 술폰기 또는 술폰아미드기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 술폰기 또는 술폰 아미드기이다. 알킬기는 선형, 가지 모양 또는 원형일 수도 있고, 바람직하게는 1 내지 25 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 6 내지 25 의 탄소수, 가장 바람직하게는 6 내지 20 의 탄소수 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 테르트-부틸, 아밀, 이소아밀, 테르트-아밀, 헥실, 시클로헥실, 헵틸, 옥틸, 바이시클로옥틸, 노닐, 아다만틸, 데실, 테르트-옥틸, 언데실 (undecyl), 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 디데실) 를 가지는 알킬기이다. 아릴기는 바람직하게는 6 내지 30 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 6 내지 24 의 탄소수 (예를 들어, 페닐, 바이페틸, 테르페닐, 나프틸, 바이나프틸, 트리페닐페닐) 를 가지는 아릴기이다.
식 (1) 에 의해 표현되는 혼합물의 바람직한 예들이 이하 설명되지만, 본 발명은 이들 특정 예들에 한정하지 않는다.
식 (2) 에 의해 표현되는 화합물은 이하 설명된다.
식에서, R14 는 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, R15 및 R16 각각은 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 개별적으로 나타낸다. 알킬기 및 아릴기 각각은 치환기를 가질 수도 있다.
더욱 바람직하게는, R14, R15 및 R16 각각은 알킬기 또는 아릴기를 개별적으로 나타낸다. 여기서, 알킬기는 선형, 가지 모양 또는 원형일 수도 있고, 바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 15 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이다. 원형 알킬기는 시클로헥실기인 것이 바람직하다. 아릴기는 바람직하게는 6 내지 36 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 6 내지 24 의 탄소수를 가지는 아릴기이다.
알킬기 및 아릴기 각각은 치환기를 가질 수도 있다. 치환기는 할로겐 원자 (예를 들어, 염소, 브롬, 플루오르, 요오드), 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 아실옥시기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 시아노기, 아미노기 또는 아실아미노기가 바람직하고, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 술포닐아미노기 또는 아실아미노기가 더욱 바람직하며, 알킬기, 아릴기, 술포닐아미노기 또는 아실아미노기가 가장 바람직하다.
식 (2) 에 의해 표현되는 화합물의 바람직한 예들이 이하 설명되지만, 본 발명은 이들 특정 예들에 한정하지 않는다.
이러한 리타데이션 감소제는 광학적 이방성을 감소시키는 기능을 갖는다.
리타데이션을 감소시킬 수 있는 이러한 화합물을 함유하기 때문에, 셀룰로스 아실레이트 필름에서 폴리머가 두께 방향뿐만 아니라 면 방향으로 배향되는 것을 방지하는 화합물을 이용하여 광학적 이방성이 만족스럽게 감소될 수 있어서, Re 는 0 에 근접하게 이루어질 수 있고, Rth 는 음으로 이루어질 수 있다. 리타데이션을 감소하기 위한 화합물이 폴리머와 충분히 융화가능하고, 화합물 그 자체가 막 대모양 구조 (rod-like structure) 또는 평면 구조 (planar structure) 를 가지지 않는다는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 화합물이 방향족 기와 같은 복수의 평면 기능기를 가질 때, 동일한 평면이 아니라 비평면 방식으로 이들 기능기를 가지는 구조가 바람직하다.
본 발명에 이용되는 리타데이션 감소제의 수분 함량은 2% 이하인 것이 바람직하다.
(LogP 값)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조에서, 필름에서 셀룰로스 아실레이트가 면 방향뿐만 아니라 두께 방향으로 배향되는 것을 방지함으로써 리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 이외에, 0 내지 7 의 옥탄올-물 분할 계수 (logP 값) 를 가지는 화합물이 바람직하다. 7 이하의 logP 값을 가지는 화합물은 셀룰로스 아실레이트와의 높은 융화성 및 백색 구름 모양 (cloudy) 또는 선명치 않은 필름의 낮은 발생의 관점에서 바람직하다. 또한, 친수성이 너무 높지 않고, 셀룰로스 아세테이트 필름의 내수성 (water resistance) 이 거의 열화되지 않기 때문에, 0 이상의 logP 값을 가지는 화합물이 바람직하다. logP 값은 1 내지 6 인 것이 더욱 바람직하고, 1.5 내지 5 인 것이 가장 바람직하다.
옥탄올-물 분할 계수 (logP 값) 는 JIS (Japanese Industrial Standards) Z-7260-107 (2000) 에 설명된 플레이크-쉐이킹 방법으로 측정될 수 있다. 또한, 실제 측정 대신에 계산적 화학 기술 또는 경험적 방법에 의한 옥탄올-물 분할 계수 (logP 값) 의 추정이 가능하다. 계산 방법에 관해서는, 예를 들어, 크리펜 (Crippen) 의 단편화 방법 (J. Chem . Inf . Comput . Sci, 27, 21 (1987) 참조), 비스와나한 (Viswanadhan) 의 단편화 방법 (J. Chem . Inf . Comput . Sci ., 29, 163 (1989) 참조) 및 브로토 (Broto) 의 단편화 방법 (Eur . J. Med . Chem . Chim . Theor., 19, 71 (1984) 참조) 이 바람직하고, 크리펜의 단편화 방법 (J. Chem . Inf. Comput . Sci ., 27, 21 (1987) 참조) 이 더욱 바람직하다. 특정 화합물의 logP 값이 측정 방법 또는 계산 방법에 의존하여 상이한 경우에서, 화합물의 logP 값이 본 발명의 범위 내에 있는지의 여부는 크리펜의 단편화 방법으로 평가되는 것이 바람직하다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 이하의 식 (a) 및 (b) 을 충족하는 범위 내의 광학적 이방성을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 화합물 (리타데이션 감소제) 을 함유하는 것이 바람직하다.
(a) (Rth(A)-Rth(0))/A
-1.0
(b) 0.01
A
100
[Rth(A) 는 Rth 를 감소시킬 수 있는 화합물의 A% 를 함유하는 필름의 Rth(nm) 이고, Rth(0) 은 Rth 를 감소시킬 수 있는 화합물을 함유하지 않는 필름의 Rth(nm) 이며, A 는 폴리머의 고체 함유량에 대한 중량이 100 임을 가정했을 때 그 화합물의 중량 (%) 이다].
식 (a) 및 (b) 는 바람직하게는,
(a1) (Rth(A)-Rth(0))/A
-2.0
(b1) 0.05
A
50 이고,
더욱 바람직하게는,
(a2) (Rth(A)-Rth(0))/A
-3.0
(b2) 0.1
A
20 이다.
Rth 는 590nm, 25℃ 및 60%RH 에서의 값이다.
<파장-분산 조절제>
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름에서, 파장에 대한 Re 및 Rth 의 의존도, 즉, 파장 분산은 작은 것이 바람직하다. 본 발명에서, 파장 분산을 감소시키기 위한 효과적인 수단은 셀룰로스 아실레이트 필름에 대해서 파장 분산을 조절할 수 있는 화합물 (이하, "파장-분산 조절제" 로서 종종 지칭됨) 의 첨가이다.
파장-분산 조절제는 이하 식 (c) 으로 표현되는 Rth 의 파장 분산 
Rth=│Rth(400)-Rth(700)│ 을 감소시킬 수 있는 화합물이 바람직하고, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 이하의 식 (d) 및 (e) 을 충족시키는 범위 내에서 이러한 화합물의 하나 이상의 종을 함유하는 것이 바람직하다.
(c) 
Rth = │Rth(400)-Rth(700)│
(d) (
Rth(B)-
Rth(0))/B 
-2.0
(e) 0.01 
B 
30
[
Rth(B) 는 Rth 의 파장 분산을 조절할 수 있는 화합물의 B% 를 함유하는 필름의 
Rth(nm) 이고, 
Rth(0) 은 Rth 의 파장 분산을 조절할 수 있는 화합물을 함유하지 않는 필름의 
Rth(nm) 이며, B 는 폴리머의 고체 함유량에 대한 중량이 100 임을 가정했을 때의 화합물의 중량 (%) 이다].
식 (d) 및 (e) 은 바람직하게는,
(d1) (
Rth(B)-
Rth(0))/B 
-3.0
(e1) 0.05 
B 
25 이고,
더욱 바람직하게는,
(d2) (
Rth(B)-
Rth(0))/B 
-4.0
(e2) 0.1 
B 
20 이다.
파장-분산 조절제는 200 내지 400 nm 의 자외선 영역에서 흡수작용을 가지고, 필름의 
Re =│Re(400)-Re(700)│ 및 
Rth =│Rth(400)-Rth(700)│ 을 감소시키는 화합물이 바람직하다. 이러한 화합물의 하나 이상의 종을 포함함으로써, 셀룰로스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 의 파장 분산은 더욱 효과적으로 조절될 수 있다.
셀룰로스 아실레이트 필름은 일반적으로 그 Re 및 Rth 값이 단파장측에서 보다 장파장측에서 더 큰 파장 분산 특성을 가진다. 따라서, 단파장측에서 상대적으로 작은 Re 및 Rth 는 크게 되도록 요구되어 그로 인해 파장 분산이 평활화 된다. 한편, 200 내지 400 nm 의 자외선 범위 내에서 흡수 작용을 통해서 화합물은 흡광도가 장파장측에서보다 단파장측에서 더 큰 파장 분산 특성을 갖는다. 이 화합물 자체가 셀룰로스 아실레이트 필름 내부에서 등방성으로 존재하는 경우, 화합물 자체의 복굴절률 및 차례로 Re 및 Rth 의 파장 분산이 흡광도의 파장 분산과 유사하게 단파장측에서는 크다고 가정된다.
따라서, 셀룰로스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 의 파장 분산이 200 내지 400 nm 의 자외선 범위 내에서 흡수 작용을 갖는, 화합물 자체의 Re 및 Rth 의 파장 분산이 더욱 짧은 파장측에서 더 큰 것으로 가정되는 전술한 화합물을 이용하여 조절될 수 있다. 이 목적을 위해, 파장 분산을 조절할 수 있는 화합물은 폴리머 고체 함유량과 충분하고 균일하게 호환될 필요가 있다. 이러한 화합물의 자외선 범위에서 흡수대역은 200 내지 400 nm 인 것이 바람직하고, 220 내지 395nm 인 것이 더욱 바람직하며, 240 내지 390 nm 인 것이 가장 바람직하다.
최근에, 텔레비전, 노트북-유형의 퍼스널 컴퓨터, 이동식 단말기 등의 액정 디스플레이 장치에서, 액정 디스플레이 장치에 이용되는 광학적 부재는 보다 작은 전력으로 휘도를 강화시키도록 우수한 투과율을 가지는 것이 요구된다. 이러한 이유에서, 셀룰로스 아실레이트 필름에 파장 분산-조절제를 첨가하는 경우, 우수한 스펙트럼 투과율을 가지는 화합물이 이용되는 것이 바람직하다. 파장-분산 조절제의 스펙트럼 투과율에 대해, 380nm 의 파장에서 스펙트럼 투과율은 45 내지 95% 인 것이 바람직하고, 350nm 의 파장에서 스펙트럼 투과율은 10% 이하인 것이 바람직하다.
파장-분산 조절제는 셀룰로스 아실레이트 필름의 생산에서 도프 캐스팅 및 건조 도중에 휘발되지 않는 것이 바람직하고, 이 목적을 위해, 분자량은 바람직하게는 250 내지 1,000 이고, 더욱 바람직하게는 260 내지 800 이며, 보다 더욱 바람 직하게는 270 내지 800 이고, 가장 바람직하게는 300 내지 800 이다. 분자량이 이 범위 내에 있는 한, 화합물은 특정 모노머 구조를 가질 수도 있고, 또는, 복수의 모노머 유닛이 연결된 올리고머 구조 또는 폴리머 구조를 가질 수도 있다.
첨가된 파장-분산 조절제의 양은 폴리머의 고체 함유량에 기초하여 0.01 내지 30 중량% 인 것이 바람직하고, 0.1 내지 20 중량% 인 것이 더욱 바람직하며, 0.2 내지 10 중량% 인 것이 가장 바람직하다.
이들 파장-분산 조절제 중 하나는 단독으로 이용될 수도 있거나, 2 개 이상의 화합물이 임의의 비율로 혼합되어 이용될 수도 있다.
또한, 파장-분산 조절제의 수분 함유량은 2% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 바람직하게 이용되는 파장-분산 조절제의 특정 예들은 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노기 함유 화합물, 옥시벤조페논계 화합물, 살리실산 아실레이트계 화합물 및 니켈 복합체 염계 화합물을 포함하지만, 본 발명은 이들 화합물에 한정되지 않는다.
벤조트리아졸계 화합물은 바람직하게는 이하 식 (101) 으로 표현된 화합물이다.
식 (101) : Q101-Q102-OH
(여기서, Q101 는 질소-함유 방향족 헤테로사이클릭 고리를 나타내고, Q102 는 방향족 고리를 나타낸다).
Q101 는 질소-함유 방향족 헤테로사이클릭 고리를 나타내고, 바람직하게는 5- 내지 7- 로 이루어진 질소-함유 방향족 헤테로사이클릭 고리이고, 더욱 바람직하게는 5- 또는 6- 로 이루어진 질소-함유 방향족 헤테로사이클릭 고리이다. 그 예는 이미다졸, 피라졸, 타리아졸, 테트라졸, 티아졸, 옥사졸, 세레나졸, 벤조트리아졸, 벤조티아졸, 벤족사졸, 벤조세레나졸, 티아디아졸, 옥사디아졸, 나프소시아졸, 나프속사졸, 아자벤지미다졸, 퓨린, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 트리아자인덴 및 테트라아자인덴을 포함한다. 이들 중, 5-부분으로 이루어진 질소-함유 방향족 헤테로사이클릭 고리, 특히, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 티아졸, 옥사졸, 벤조트리아졸, 벤조티아졸, 벤족사졸, 티아디아졸 및 옥사디아졸인 것이 더욱 바람직하고, 벤조트리아졸인 것이 가장 바람직하다.
또한, Q101 로 표현된 질소-함유 방향족 헤테로사이클릭 고리는 치환기를 가질 수도 있고, 후술되는 치환기 T 가 치환기로서 적용될 수 있다. 또한, 복수의 치환기가 존재하는 경우, 이들 치환기는 고리를 더 형성하도록 각각 아넬레이트될 수도 있다.
Q102 로 표현된 방향족 고리는 특별히 한정되지 않고, 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리를 가질 수도 있지만, 방향족 탄화수소 고리인 것이 바람직하다. 또한, 방향족 고리는 모노사이클릭 고리일 수도 있고, 또는, 다른 고리를 가지는 밀집된 고리를 더 형성할 수도 있다.
(수정첨가2)
방향족 탄화수소 고리는 바람직하게는 모노 사이클릭 고리 또는 6 내지 30 의 탄소를 가지는 디사이클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌) 이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 20 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이고, 보다 더욱 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이며, 더욱 더 바람직하게는 나프탈렌 고리 또는 벤젠 고리이고, 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
방향족 헤테로사이클릭 고리는 특별히 한정되지 않지만, 질소 원자 또는 황 원자를 함유하는 방향족 헤테로사이클릭 고리인 것이 바람직하다. 방향족 헤테로사이클릭 고리의 특정 예는 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 퓨린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴론린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 테리딘 (pteridine), 아크리딘, 페난트롤린, 페나진, 테트라졸, 벤지미다졸, 벤족사졸, 벤조시아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인딘을 포함한다. 이들 중에, 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 바람직하다.
Q102 는 치환기를 더 가질 수도 있고, 이하의 치환기 T 가 바람직하다.
치환기 T 의 예는 알킬기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는, 1 내지 12 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 8 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메틸, 에틸, 이소-프로필, 테르트-부틸, n-옥킬, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 2 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 의 탄소수, 가장 바람직하게는 2 내지 8 의 탄소수를 가지고, 예를 들어, 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 2 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 의 탄소수, 가장 바람직하게는 2 내지 8 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 프로파르길, 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는, 6 내지 30 의 탄소수, 더욱 바람직하게는, 6 내지 20 의 탄소수, 가장 바람직하게는, 6 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 페닐, p-메틸페닐, 나프틸), 치환 또는 미치환된 아미노기 (바람직하게는 0 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 0 내지 10 의 탄소수, 가장 바람직하게는 0 내지 6 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는, 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 8 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 6 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 6 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 페닐옥시, 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일), 알콕시카보닐기 (바람직하게는 2 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 2 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 2 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메속시카보닐, 에속시카보닐), 아릴옥시카보닐기 (바람직하게는 7 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 7 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 7 내지 10 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 페닐옥시카보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 2 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 2 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 2 내지 10 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 아세톡시, 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 2 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 2 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 2 내지 10 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 아세틸아미노, 벤조일아미노), 알콕시카보닐아미노기 (바람직하게는 2 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 2 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 2 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메속시카보닐아미노), 아릴옥시카보닐아미노기 (바람직하게는 7 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 7 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 7 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 페닐옥시카보닐아미노), 술포닐아미노기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노), 설파모일기 (바람직하게는 0 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 0 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 0 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 설파모일, 메틸설파모일, 디메틸설파모일, 페닐설파모일), 카바모일기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 카바모일, 메틸카바모일, 디에틸카바모일, 페닐카바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메틸티오, 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 6 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 6 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메실, 토실), 설피닐기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 메탄설피닐, 벤젠설피닐), 유레이도기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는, 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 유레이도, 메틸유레이도, 페닐유레이도), 포스포릭산 아미드기 (바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 16 의 탄소수, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 디에틸 포스포릭산 아미드, 페닐포르포릭산 아미드), 히드록시기, 머캡토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 플루오르, 염산, 브롬, 요오드), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사믹산기, 설피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로사이클릭기 (바람직하게는 1 내지 30 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는; 헤테로 원자의 예는 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자를 포함하고; 헤테로사이클릭기의 특정 예는 이미다조일, 피리딜, 퀴놀릴, 퍼릴, 파이퍼리딜, 모폴리노, 벤족사조일, 벤지미다조일 및 벤조시아조일을 포함함) 및 실릴기 (바람직하게는 3 내지 40 의 탄소수, 더욱 바람직하게는 3 내지 30 의 탄소수, 가장 바람직하게는 3 내지 24 의 탄소수를 가지는, 예를 들어, 트리메틸실릴, 트리페닐실릴) 를 포함한다.
또한, 이들 각각의 치환기는 대체될 수도 있다. 2 개 이상의 치환기가 존재하는 경우, 치환기는 동일하거나 상이할 수도 있고, 가능하면, 고리를 형성하도록 서로와 결합될 수도 있다.
식 (101) 의 화합물은 이하의 식 (101-A) 으로 표현된 화합물이 바람직하다.
식 (101-A):
(여기서, R101, R102, R103, R104, R105, R106, R107 및 R108 각각은 수소 원자 또는 치환기를 개별적으로 나타낸다).
R101, R102, R103, R104, R105, R106, R107 및 R108 각각은수소 원자 또는 치환기를 개별적으로 나타내고, 치환기에 대해서는, 전술한 치환기 T 가 치환기로서 적용된다. 또한, 치환기 각각은 다른 치환기에 의해 치환될 수도 있고, 치환기는 고리 구조를 형성하기 위해 서로 아넬레이트될 수도 있다.
각각의 R101 및 R103 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이며, 1 내지 12 의 탄소수 (바람직하게는 4 내지 12 의 탄소수) 를 가지는 알킬기가 가장 바람직하다.
각각의 R102및 R104 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이고, 더욱 더 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
각각의 R105 및 R108 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알길기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이고, 더욱 더 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
각각의 R106 및 R107 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 할로겐 원자이며, 가장 바람직하게는 수소 원자 또는 염소 원자이다.
식 (101) 의 화합물은 이하의 식 (101-B) 로 표현된 화합물인 것이 더욱 바람직하다.
식 (101-B):
(여기서, R101, R103, R106 및 R107 은 식 (101-A) 에서와 동일한 의미를 가지고, 바람직한 범위 또한 동일하다).
식 (101) 로 표현된 화합물의 특정 예가 이하 설명되지만, 본 발명은 이들 특정 예들에 한정되지 않는다.
이들 벤조트리아졸계 화합물 중에서, 셀룰로스 아실레이트 필름이 320 이하의 분자량을 가지는 화합물을 함유하지 않고 생산되는 경우, 이는 유지력의 관점에서 이점을 가진다.
파장-분산 조절제로서 이용된 벤조페논계 화합물은 이하 식 (102) 에 의해 표현된 화합물이 바람직하다.
식 (102)
(여기서, 각각의 Q111 및 Q112 은 방향족 고리를 개별적으로 나타내고, X111 은 NR110 (R110 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄), 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다).
Q111 및 Q112 로 나타난 방향족 고리는 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리 둘 중 하나일 수도 있다. 또한, 방향족 고리는 모노 사이클릭 고리일 수도 있거나, 다른 고리와 함께 밀집 고리를 형성할 수도 있다.
Q111 및 Q112 로 나타난 방향족 탄화수소 고리는 바람직하게는 모노사이클릭 또는 (바람직하게는 6 내지 30 의 탄소수를 가지는) 디사이클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리) 이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 20 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이며, 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
Q111 및 Q112 로 나타난 방향족 헤테로사이클릭 고리는 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 중 하나 이상을 함유하는 방향족 헤테로사이클릭 고리인 것이 바람직하다. 헤테로사이클릭 고리의 특정 예는 푸란, 피롤, 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 퓨린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 테리딘, 아크리딘, 페난트로린, 페나진, 테트라졸, 벤지이다졸, 벤족사졸, 벤조티아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인딘을 포함한다. 방향족 헤테로사이클릭 고리는 피리딘, 트리아진 또는 퀴놀린인 것이 바람직하다.
Q111 및 Q112 로 나타난 방향족 고리는 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 10 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이며, 가장 바람직하게는 치환 또는 미치환된 벤젠 고리이다.
또한, 각각의 Q111 및 Q112 는 치환기를 가질 수도 있고, 이 치환기는 전술한 치환기 T 가 바람직하지만, 카르복시산, 술폰산 및 4 급 암모늄염은 이 치환기에 포함되지 않는다. 가능하면, 치환기는 고리 구조를 형성하도록 서로 결합될 수도 있다.
X111 은 NR110 (R110 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기에 대해서는, 치환기 T 가 적용될 수 있다), 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. X111 이 NR110 인 경우, R110 는 아실기 또는 술포닐기인 것이 바람직하고, 또한, 이들 치환기 각각은 대체될 수도 있다. X111 은 NR110 또는 산소 원자인 것이 바람직하 고, 산소 원자인 것이 더욱 바람직하다.
치환기 T 에 대해서, 식 (101) 에서와 동일하게 이용될 수 있다.
식 (102) 의 화합물은 이하의 식 (102-A) 으로 표현된 화합물인 것이 바람직하다.
식 (102-A)
(여기서, 각각의 R111, R112, R113, R114, R115, R116, R117, R118 및 R119 은 수소 원자 또는 치환기를 개별적으로 나타낸다).
각각의 R111, R112, R113, R114, R115, R116, R117, R118 및 R119 은 수소 원자 또는 치환기를 개별적으로 나타내고, 치환기에 대해서, 전술한 치환기 T 가 적용될 수 있다. 또한, 치환기는 다른 치환기로 대체될 수도 있고, 이 치환기는 고리 구조를 형성하도록 서로 아넬레이트될 수도 있다.
각각의 R111, R112, R113, R114, R115, R116, R117, R118 및 R119 은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이고, 더욱 더 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
R112 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기, 0 내지 20 의 탄소수를 가지는 아미노기, 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알콕시기, 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 아릴옥시기 또는 히드록시기이고, 보다 더욱 바람직하게는 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알콕시기이며, 가장 바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알콕시기이다.
R117 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기, 0 내지 20 의 탄소수를 가지는 아미노기, 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알콕시기, 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 아릴옥시기 또는 히드록시기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기 (바람직하게는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기, 더욱 바람직하게는 1 내지 8 의 탄소수를 가지는 알킬기, 가장 바람직하게는 메틸기) 이고, 가장 바람직하게는 메틸기 또는 수소 원자이다.
식 (102) 의 화합물은 이하의 식 (102-B) 으로 표현된 화합물인 것이 더욱 바람직하다.
식 (102-B)
(여기서, R120 은 할로겐 원자, 치환 또는 미치환된 알킬기, 치환 또는 미치환된 알케닐기, 치환 또는 미치환된 알키닐기 또는 치환 또는 미치환된 아릴기를 나타낸다).
R120 은 수소 원자, 치환 또는 미치환된 알킬기, 치환 또는 미치환된 알케닐기, 치환 또는 미치환된 알키닐기, 또는 치환 또는 미치환된 아릴기를 나타내고, 치환기에 대해서, 전술한 치환기 T 가 적용될 수 있다.
R120 은 바람직하게는 치환 또는 미치환된 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 의 탄소수를 가지는 치환 또는 미치환된 알킬기이고, 보다 더욱 바람직하게는 5 내지 12 의 탄소수를 가지는 치환 또는 미치환된 알킬기 (예를 들어, n-헥실, 2-에틸헥실, n-옥틸, n-데실, n-도데실, 벤질) 이며, 가장 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 치환 또는 미치환된 알킬기 (예를 들어, 2- 에틸헥실, n-옥틸, n-데실, n-도데실, 벤질) 이다.
식 (102) 으로 표현된 화합물은 JP-A-11-12219 에 설명된 방법으로 합성될 수 있다.
식 (102) 으로 표현된 화합물의 특정 예들이 이하 설명되지만, 본 발명은 이 들 특정 예들에 한정되지 않는다.
파장-분산 조절제로서 이용된 시아노기-함유 화합물은 이하의 식 (103) 으로 표현된 화합물인 것이 바람직하다.
식 (103):
(여기서, Q121 및 Q122 각각은 방향족 고리를 개별적으로 나타내고, X121 및 X122 각각은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며-, X121 및 X122 중 하나 이상는 시아노기를 나타낸다).
Q121 및 Q122 으로 표현된 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리 둘 중 하나일 수도 있다. 또한, 방향족 고리는 모노사이클릭일 수도 있거나, 다른 고리를 가지는 밀집 고리를 형성할 수도 있다.
방향족 탄화수소 고리는 바람직하게는 모노사이클릭 또는 (바람직하게는 6 내지 30 의 탄소수를 가지는) 디사이클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리) 이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 20 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이고, 보다 더욱 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 방향족 탄화수소 고리이며, 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
방향족 헤테로사이클릭 고리는 질소 원자 또는 황 원자를 함유하는 방향족 헤테로사이클릭 고리인 것이 바람직하다. 헤테로사이클릭 고리의 특정 예는 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 푸린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 테리딘, 아크리딘, 페난트롤린, 페나진, 테트라졸, 벤지미다졸, 벤족사졸, 벤조티아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인딘을 포함한다. 방향족 헤테로사이클릭 고리는 피리딘, 트리아진 또는 퀴놀린인 것이 바람직하다.
Q121 및 Q122 으로 표현된 방향족 고리는 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리이다.
또한, Q121 및 Q122 각각은 치환기를 가질 수도 있고, 이 치환기는 치환기 T 인 것이 바람직하다. 치환기 T 는 식 (101) 에서와 동일하다.
X121 및 X122 각각은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, X121 및 X122 중 하나 이상는 시아노기를 나타낸다. X121 및 X122 로 표현된 치환기에 대해, 전술한 치환기 T 가 적용될 수 있다. 또한, X121 및 X122 로 표현된 치환기는 다른 치환기로 대체될 수도 있고, X121 및 X122 각각은 고리 구조를 형성하기 위해 아넬레이트될 수도 있다.
X121 및 X122 각각은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리이고, 더욱 바람직하게는 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리이고, 보다 더욱 바람직하게는 시아노기 또는 카르보닐기이고, 가장 바람직하게는 시아노기 또는 알콕시카르보닐기 (-C(=O)OR' (R' 는 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기, 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 아릴기 또는 그 조성물)) 이다.
식 (103) 의 화합물은 이하의 식 (103-A) 으로 표현된 화합물인 것이 바람직하다.
식 (103-A):
(여기서, R121, R122, R123, R124, R125, R126, R127, R128, R129 및 R130 각각은 수소 원자 또는 치환기를 개별적으로 나타내고, X121 및 X122 는 식 (103) 에서와 동일한 의미를 가지며, 바람직한 범위 또한 동일하다).
R121, R122, R123, R124, R125, R126, R127, R128, R129 및 R130 각각은 수소 원자 또는 치환기를 개별적으로 나타내고, 치환기에 대해, 전술한 치환기 T 가 적용될 수 있다. 또한, 이 치환기는 다른 치환기에 의해 대체될 수도 있고, 이 치환기는 고리 구조를 형성하기 위해 서로 아넬레이트될 수도 있다.
R121, R122, R123, R124, R125, R126, R127, R128, R129 및 R120 각각은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이고, 더욱 더 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
R123 및 R128 각각은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 미치환된 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기, 0 내지 20 의 탄소수를 가지는 아미노기, 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알콕시기, 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 아릴옥시기 또는 히드록시기이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자, 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기 또는 1 내지 12 의 탄소수를 가지는 알콕시기이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
식 (103) 의 화합물은 이하의 식 (103-B) 으로 표현된 화합물인 것이 보다 바람직하다.
식 (103-B):
(여기서, R123 및 R128 은 식 (103-A) 에서와 동일한 의미를 가지고, 또한, 바람직한 범위도 동일하며; X123 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다).
X123 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기에 대해, 전술한 치환기 T 가 적용될 수 있다. 또한, 가능하면, 치환기는 다른 치환기로 대체될 수도 있다. X123 은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 니트로기, 카 르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리이고, 더욱 바람직하게는 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클릭 고리이고, 보다 다욱 바람직하게는 시아노기 또는 카르보닐기이며, 가장 바람직하게는 시아노기 또는 알콕시카르보닐기 (-C(=O)OR" (R 은 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기, 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 아릴기 또는 그 조성물)) 이다.
식 (103) 의 화합물은 식 (103-C) 으로 표현된 화합물인 것이 보다 더욱 바람직하다.
식 (103-C):
(여기서, R123 및 R128 은 식 (103-A) 에서와 동일한 의미를 가지고, 바람직한 범위 또한 동일하며; R131 은 1 내지 20 의 탄소수를 가지는 알킬기를 나타낸다).
R123 및 R128 모두가 수소 원자인 경우, R131 은 바람직하게는 2 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 4 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이며, 보다 더욱 바람직하게는 6 내지 12 의 탄소수를 가지는 알킬기이고, 더욱 더 바람직하게는 n-옥틸기, tert-옥틸기, 2-에틸헥실기, n-데실기 또는 n-도데실기이며, 가장 바람직하게는 2-에틸헥실기이다.
R123 및 R128 가 수소가 아닌 경우, R131 는 바람직하게는 20 이하의 탄소수를 가지고 식 (103-C) 으로 표현된 화합물로 하여금 300 이상의 분자량을 갖게 하는 알킬기가 바람직하다.
식 (103) 으로 표현된 화합물은 미국 화학회 저널 (Journal of American Chemical Society) Vol. 63, 3452 페이지 (1941) 에 설명된 방법으로 합성될 수 있다.
식 (103) 으로 표현된 화합물의 특정 예들이 이하 설명되지만, 본 발명은 이들 특정 예에 한정되지 않는다.
<필름 특성>
[필름 두께]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 두께는 30 내지 120 ㎛ 인 것이 바람직하고, 광학-보상 필름 또는 편광판 보호 필름으로 이용되는 것이 바람직하며, 두께는 바람직하게는 40 내지 100㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 60 내지 80㎛ 이며, 가장 바람직하게는 65 내지 75㎛ 이다.
[필름 헤이즈]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 헤이즈는 바람직하게는 0.01 내지 2.0% 이고, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1.5% 이며, 보다 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0% 이다. 셀룰로스 아실레이트 필름으로서의 필름 투과도는 중요하다. 헤이즈는 25℃ 및 60% RH 에서 헤이즈 미터기 (Suga Test Instruments Co., Ltd. 가 제조한 HGM-2DP) 의 수단으로 JIS K-6714 에 따라 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 샘플 (40㎜×80㎜) 을 측정함으로써 판별된다.
[필름의 컬링 특성 (curling property)]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 컬링값은 25℃-10% RH 내지 25℃-80% RH 의 전체 온도-습도 조건 범위에 걸친 MD 방향 (캐스팅 방향) 및 TD 방향 (폭 방향) 에서 바람직하게는 -21 내지 +21/m 이고, 더욱 바람직하게는 -15 내지 +15/m 이고, 보다 더욱 바람직하게는 -10 내지 +10/m 이며, 더욱 더 바람직하게는 -5 내지 +5/m 이다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 컬링은 바람직하게는 온도 또는 습도로 인한 변화가 없는 것이 바람직하고, 25℃-80% RH 하의 MD 방향에서의 컬링 값 CMD,80 와 25℃-10% RH 하의 MD 방향에서의 컬링값 CMD ,10 사이의 차 (CMD ,80 - CMD ,10) 는 -14 내지 +14/m 이고, 동시에, 25℃-80% RH 하의 TD 방향에서의 컬링값 CTD ,80 와 25℃-10% RH 하의 TD 방향에서의 컬링값 CTD ,10 사이의 차 (CTD ,80 - CTD ,10) 는 -14 내지 +14/m 인 것이 바람직하다. 차 (CMD ,80 - CMD ,10) 및 차 (CTD ,80 - CTD ,10) 모두는 더욱 바람직하게는 -11 내지 +11/m 이고, 보다 더욱 바람직하게는 -7 내지 +7/m 이며, 가장 바람직하게는 -5 내지 +5/m 이다.
MD 방향 및 TD 방향 모두에서의, 25℃-10% RH 에서의 컬링값과 45℃-10% RH 에서의 컬링값 사이의 차는 바람직하게는 -19 내지 +19/m 이고, 더욱 바람직하게는 -14 내지 +14/m 이며, 보다 더욱 바람직하게는 -9 내지 +9/m 이다. 또한, MD 방향 및 TD 방향 모두에서, 25℃-60% RH 에서의 컬링값과 45℃-60% RH 에서의 컬링값 사이의 차 및 25℃-80% RH 에서의 컬링값과 45℃-80% RH 에서의 컬링값 사이의 차는 바람직하게는 -19 내지 +19/m 이고, 더욱 바람직하게는 -14 내지 +14/m 이며, 보다 더욱 바람직하게는 -9 내지 +9/m 이다.
편광판 보호 필름으로서 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 편광 필름에 적층하는 경우, 긴 편광 필름 및 긴 셀룰로스 아실레이트 필름이 효과적으로 적층될 때, 또는, 예를 들어, 광학적 이방성층 또는 다양한 기능의 층의 코팅 또는 러빙 처리가 셀룰로스 아실레이트 필름의 표면 처리에서 및 광학적 이방성층의 코팅에서 긴 필름을 이용하여 수행될 때, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 컬링값이 전술한 범위를 벗어나는 경우, 이 필름은 처리시에 문제를 갖게 되고, 필름 파손의 문제가 발생될 수도 있다. 또한, 필름은 필름의 에지 또는 중앙부에 있는 운송 롤과 단단하게 접촉되어 더스팅 (dusting) 이 쉽게 유발되고, 필름상에 이물질의 부착이 증가되어, 그 결과, 마찰 스크래치, 포인트 결함 또는 코팅 스트릭 (streak) 의 빈도가 광학-보상 필름과 같은 광학 필름으로서의 허용 오차를 초과할 수도 있다. 전술한 범위에서 컬링값을 설정함으로써, 적층시에 편광 필름으로 기포가 들어가는 것을 방지할 수 있고, 광학적 이방성층이 제공될 때 유발될 여지가 있는 손상된 컬러 장애가 감소될 수 있다.
컬링값은 미국표준협회 (American National Standard Institute) 에서 규정된 측정 방법 (ANSI/ASCPH1.29-1985) 에 따라서 측정될 수 있다.
[필름의 평형 수분 함량]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 평형 수분 함량에 대해서, 편광판의 보호 필름으로서 필름을 이용할 때, 25℃ 및 80% RH 에서의 평형 수분 함량은 폴리비닐 알코올과 같은 수용성 폴리머와의 부착 특성을 손상시키지 않도록 필름 두께와 관계없이 3.0% 이하인 것이 바람직하다. 광학-보상 필름의 지지대로서 필름을 이용할 때, 습도 변화에 대한 리타데이션의 의존도의 관점에서, 평형 수분 함량은 0.1 내지 2.5% 인 것이 바람직하고, 1 내지 2% 인 것이 더욱 바람직하다.
수분 함량의 측정 방법에 대해, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 샘플 (7㎜×35㎜) 은 수분 함량 측정 미터기 및 샘플 건조 장치 (Mitsubishi Chemical Corp. 에서 제조한 CA-03 및 VA-05) 를 이용하여 칼 피쳐 방법 (Karl Fischer's method) 으로 측정된다. 수분 함량은 샘플 중량 (g) 으로 수분 함량 (g) 을 나눔으로써 계산될 수 있다.
[필름의 투습도]
일본공업규격 JIS Z0208 에 따라서 60℃ 의 온도 및 95% RH 의 습도의 조건하에서 측정된 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 투습도는, 80㎛ 의 필름 두께에서의 투습도에 관하여, 바람직하게는 100 내지 2,000g/㎡·24hr 이고, 더욱 바람직하게는 200 내지 1,200g/㎡·24hr 이고, 보다 더욱 바람직하게는 300 내지 1,000g/㎡·24hr 이다. 투습도가 2,000g/㎡·24hr 를 초과하는 경우, 필름의 Re 값 및 Rth 값의 습도 의존도는 절대값에 대해 0.3nm/% RH 를 초과하는 경향이 있다. 또한, 광학적 이방성층이 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름상에 적층되어 광학-보상 필름을 제조할 때, Re 값 및 Rth 값의 습도 의존도는 절대값에 대해 0.3 nm/% RH 를 초과하는 경향이 강하게 있고, 이는 바람직하지 않다. 이러한 광학-보상 필름 또는 편광판이 액정 디스플레이 장치에 통합될 때, 색채의 엷은 변화 또는 시야각의 감소가 유발될 수도 있다. 한편, 셀룰로스 아실레이트 필름의 투습도가 100g/㎡·24hr 미만인 경우, 편광 필름의 양면 등에 필름을 적층함으로써 편광판을 제조할 때, 셀룰로스 아실레이트 필름이 접착제의 건조를 방해하여 접착 실패를 유발할 수도 있다.
투습도는 셀룰로스 아실레이트 필름의 두께가 커질수록 점점 작아지고, 투습도는 필름의 두께가 작아질수록 점점 커진다. 따라서, 샘플 두께가 어떻든지 간에, 측정된 투습도는 80㎛ 에 기초하여 설정함으로써 전환됨이 필요하다. 두께에 의한 전환은 (80㎛-감소된 투습도 = 측정된 투습도 × 측정된 필름 두께(㎛)/80㎛) 로 판별될 수 있다.
투습도의 측정 방법에 대해, Kobunshi Jikken Koza 4, Kobunshi no Bussei II ( Polymer Experiment Lecture 4, Physical Properties II of Polymers ), pp. 285-294, Kyoritsu Shuppan 의 "투과된 수증기 양 측정 (계량 방법, 온도계 방법, 수증기 압력 방법, 흡착량 방법)" 에서 설명된 방법이 적용될 수 있다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 샘플 (70㎜φ) 은 25℃-90% RH 및 60℃-95% RH 각각에서 24 시간 동안 수분-조절되고, 단위 면적당 수분함량 (g/㎡) 은 투습도 테스 터 ( Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd. 가 제조한 KK-709007) 에 의해 JIS Z-0208 에 따라서 계산되며, 투습도는 (투습도 = 수분 조절 후의 중량 - 수분 조절 전의 중량) 으로 판별된다.
<필름 첨가물>
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 다양한 첨가물을 함유할 수도 있다. 첨가물이 두께 방향에서 소망의 리타데이션을 확보하는 범위 내에 있는 한, 첨가물은 특별히 한정되지 않는다. 전술한 리타데이션 감소제 (광학적 이방성을 감소시킬 수 있는 화합물) 및 파장-분산 조절제 이외에, 첨가물의 예는 다른 광학 특성 조절제, 자외선 억제제, 가소제, 열화 억제제 및 미세 입자를 포함한다.
다양한 첨가제가 생산의 각각의 단계에서 첨가될 수도 있다. 첨가제의 첨가 타이밍은 특별히 한정되어 있지 않다. 첨가제는 폴리머 용액 (이하, 종종 "도프 (dope)" 로 지칭됨) 준비하는 단계에서 첨가될 수 있다. 이 경우, 첨가물을 첨가하는 단계 및 도프를 준비하는 단계는 도핑 준비 단계에서 최종 단계로서 제공될 수도 있다.
[첨가물의 함유량]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 0.3 중량% 이상의 양의 첨가물, 예를 들어, 셀룰로스 아실레이트를 기준으로 하여 0.3 내지 45 중량% 의 첨가물을 함유하는 것이 바람직하다. 첨가물의 이점으로 인해, 수지 재료의 광학적 또는 물리적 특성과 같은 필름의 다양한 특성이 수지 재료만을 포함하는 필름의 특성보다 더 넓은 범위에 걸쳐서 조절될 수 있다. 첨가물의 함유량은 바람직하게는 5 내 지 40 중량% 이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량% 이다. 전술한 바와 같이, 이 화합물은 예를 들어 광학적 이방성-감소 화합물, 교차결합된 구조-형상 화합물, 파장-분산 조절제, 자외선 억제제, 가소제, 열화 억제제, 미세 입자, 분리제 또는 적외선 흡수제이다. 그 분자량은 바람직하게는 3,000 이하이고, 더욱 바람직하게는 2,000 이하이며, 보다 더욱 바람직하게는 1,000 이하이다. 이들 화합물의 전체량이 0.3 중량% 미만인 경우, 단일 재료로서의 베이스 수지 특성이 우세하게 되고, 이는, 광학적 성능 또는 물리적 강도가 온도 또는 습도의 변화로 인해 쉽게 변동하는 것과 같은 문제가 발생한다. 한편, 이들 화합물의 전체 양이 45 중량% 을 초과하는 경우, 화합물이 셀룰로스 아실레이트 필름에서 호환을 허용하는 한도는 초과되고, 필름의 백색 흐림 (필름으로부터 번짐) 을 유발하는 필름 표면 상에서의 침전과 같은 문제가 쉽게 유발된다.
[두께 방향에서의 첨가물 분포]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은, 첨가제로서, 셀룰로스 아실레이트 필름을 구성하는 수지 재료의 중량에 기초하여 0.3% 이상의 양에서 3,000 이하의 분자량을 가지는 하나 이상의 화합물을 함유하고, 두께 방향에서 셀룰로스 아실레이트 필름을 10 개의 동일한 부분으로 분할시킴으로써 형성되는 범위 외에서, 가장 바깥쪽의 층을 제외한 8 개 범위 각각에서의 첨가물의 여분은 전체 셀룰로스 아실레이트 필름에서의 평균 첨가 여분의 80 내지 120% (필름에서의 전체 첨가량을 10 으로 분할함으로써 획득되는 값) 인 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 첨가물 분포가 균일한 경우, 셀룰로스 아실레이트 필름의 컬링값은 규정 온도-규정 습 도, 낮은 습도 또는 높은 온도에서뿐만 아니라 낮은 온도 또는 높은 온도에서도 0 에 근접할 수 있고, 습도 변화로 인한 컬링 변동 또는 온도 변화로 인한 컬링 변동은 감소될 수 있다. 각각의 범위에서의 첨가제 여분은 필름에서의 평균 여분에 기초하여 더욱 바람직하게는 85 내지 115% 이고, 보다 더욱 바람직하게는 90 내지 110% 이다.
두께 방향에서의 첨가물의 분포는 ION-TOF 에 의해 제조된 TOF-SIMS IV (1 차 이온으로서 Au1 +, 25keV) 를 이용하여 평가될 수 있다. 필름 캐스팅 시에 두께 방향의 지지 표면에서 공기 표면 (지지 표면의 반대 표면) 까지 10 개의 동일한 부분으로 분할함으로써 형성되는 각각의 층에서 첨가물의 강도가 계산되고, 그 분포는 계산된 값으로부터 평가된다. 복수의 첨가물을 가지는 경우, 첨가물 강도는 각각의 첨가물에 대해 계산되고, 전체 필름에 함유된 첨가물의 양이 계산되어, 각각의 층에서의 첨가물의 양이 이 비율에 따라서 평가될 수 있다.
[분산제]
수지 재료에서, 예를 들어, 본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트 필름에서, 분산제는 분리시에 적재량을 감소시키도록 첨가되는 것이 바람직하다.
분산제에 대해, 공지된 계면활성제를 이용하는 것이 효과적이다. 계면활성제는 특별히 한정되지 않고, 인산 유형, 술포닉산 유형, 카르복실산 유형, 비이온성 유형 또는 양이온 유형이 이용될 수도 있다. 본 명세서에 이용될 수 있는 계면활성제의 예는 JP-A-61-243837 설명된 예를 포함한다.
분산제에 대해, JP-A-2003-055501 은 염소-프리 용매에서 셀룰로스 아실레이트를 용해함으로써 준비된 셀룰로스 아실레이트 용액을 설명하고, 셀룰로스 아실레이트 용액은 1.93 내지 4.5 의 산 해리율, 알칼리 금속염 및 알칼리 토류 금속염을 가지는 부분적으로 아실레이트화된 다염기산으로부터 선택된 첨가물을 함유하고, 셀룰로스 아실레이트 용액의 백색 흐림이 방지되고, 필름 생산시에 배출성 및 필름 표면 상태가 개선된다.
부수적으로, 첨가물에 대해, JP-A-2003-128838 은, 활성 수소의 하나 이상 이상의 종류와 반응할 수 있는 2 개 이상의 기 (group) 를 가지는 가교제는 셀룰로스 아실레이트에 기초하여 0.1 내지 10 중량% 가 함유되고, 박리성 (strippability), 표면 상태 및 필름 강도가 강화된다.
또한, JP-A-2003-165868 에서, 첨가제를 첨가함으로써 양호한 투습도 및 우수한 차원의 안정성이 확보된 필름이 제안된다.
본 발명에서, 이들 특허 공보에 설명된 분산제가 이용될 수 있다.
[미세 소광제 입자]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름에서, 미세 입자는 소광제로서 첨가되는 것이 바람직하다. 본 발명에 이용되는 미세 입자의 예는 이산화규소, 이산화티탄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 탄산칼슘, 활석, 점토, 하소 카올린, 하소 칼슘 규산염, 수화 칼슘 규산염, 알루미늄 규산염, 마그네슘 규산염 및 칼슘 인산염을 포함한다. 이들 중에서, 규소 함유 미세 입자가 낮은 헤이즈를 제공하는 관점에서 바람직하고, 이산화 규소가 더욱 바람직하다. 미세 이산화 규소 입자가 20nm 이하의 평균 제 1 입자 직경 및 70g/liter 이상의 정확한 비중을 가지는 미세 입자인 것이 바람직하다. 제 1 입자는, 필름의 헤이즈가 감소되기 때문에, 5 내지 16 nm 만큼 작은 평균 직경을 갖는 것이 바람직하다. 정확한 비중은 바람직하게는 90 내지 200 g/liter 이상이고, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 g/liter 이상이다. 정확한 비중이 더 커짐에 따라서, 더 높은 농도를 가지는 액체 분산이 준비될 수 있고, 이는 헤이즈 및 결집의 관점에서 바람직하다.
일반적으로 이들 미세 입자는 0.1 내지 3.0㎛ 의 평균 입자 직경을 가지는 제 2 입자를 형성하고, 필름에서 이 입자는 제 1 입자의 결집으로서 존재하고 필름 표면상의 0.1 내지 3.0㎛ 에서 불규칙성을 형성한다. 평균 제 2 입자 직경은 바람직하게는 0.2 내지 1.5㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 1.2㎛ 이며, 가장 바람직하게는 0.6 내지 1.1㎛ 이다. 제 1 및 제 2 입자 직경에 대해서, 필름에서의 직경은 스캐닝 전자 현미경을 통해서 관찰되고, 입자의 한계를 정하는 원의 직경이 입자 직경으로 정의된다. 또한, 200 개의 입자는 사이트를 변화시킴으로써 관찰되고, 그 평균값은 평균 입자 크기로서 정의된다.
이용된 미세 이산화규소 입자는 (모두 Nihon Aerosil So., Ltd. 가 제조한) Aerosil R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50 및 TT600 과 같은 상업적으로 이용가능한 제품일 수도 있다. 미세 산화지르코늄 입자는 예를 들어 (Nihon Aerosil Co., Ltd. 가 모두 제조한) Aerosil R976 또는 R811 의 상표로 상업적으로 이용가능하고, 이들이 이용될 수도 있다.
이들 중에, Aerosil 200V 및 Aerosil R972V 가 20nm 이하의 평균 제 1 입자 직경 및 70g/liter 이상의 정확한 비중을 가지는 미세 이산화규소 입자아고 셀룰로스 아실레이트 필름의 낮은 헤이즈도를 유지하는 동안 마찰 계수를 감소시키는 높은 효과를 제공하기 때문에, 바람직하다.
본 발명에서, 작은 평균 제 2 입자 직경을 가지는 입자를 함유하는 셀룰로스 아실레이트 필름을 획득하기 위해, 몇몇 기술이 미세 입자 액체 분산의 준비시에 채용될 수도 있다. 예를 들어, 일 방법에서, 용매 및 미세 입자가 미세 입자 액체 분산을 사전에 준비하도록 교반시켜서 혼합되고, 획득된 미세 입자 액체 분산은 개별적으로 준비된 셀룰로스 아실레이트 용액의 적은 양에 첨가되며, 그 후, 교반되어 용해되고, 그 결과물인 용액이 주 셀룰로스 아실레이트 도프 용액과 더 혼합된다. 미세 산화규소 입자의 양호한 분산성이 확보되고, 미세 산화규소 입자의 재-결집이 거의 발생하지 않기 때문에, 이 준비 방법이 바람직하다. 다른 방법에서, 작은 양의 셀룰로스 아실레이트가 용매에 첨가되고, 그 후, 교반을 통해서 용해되며, 미세 입자가 이에 첨가되고 분산기에 의해 분산되어 미세 입자-첨가된 용액을 획득하고, 미세 입자-첨가된 용액이 인-라인 혼합기에 의해 도프 용액과 완전하게 혼합된다. 본 발명은 이들 방법에 한정하지 않지만, 미세 이산화규소 입자를 용매 등과 혼합 및 분산시에, 이산화규소의 농도는 바람직하게는 5 내지 30 중량% 이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량% 이며, 가장 바람직하게는 15 내지 20 중량% 이다. 첨가된 양에 대한 액체 헤이즈도는 낮아지고, 흐림 및 집결이 개선되기 때문에, 더 높은 분산 농도가 바람직하다. 셀룰로스 아실레이트의 최종 도프 용액에서, 첨가된 소광제의 양은 바람직하게는 0.01 내지 1.0g/㎡ 이고, 더욱 바람직하게는 0.03 내지 0.3g/㎡ 이며, 가장 바람직하게는 0.08 내지 0.16g/㎡ 이다.
본 명세서에 이용된 용매에 대해, 저급 알코올의 바람직한 예는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올 및 부틸 알코올을 포함한다. 저급 알코올 이외의 용매는 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로스 아실레이트의 필름 형성에 이용된 용매가 이용되는 것이 바람직하다.
[가소제, 열화 억제제]
리타데이션 감소 화합물, 파장-분산 조절제 등에 더해, 사용에 따른 다양한 첨가제 (예를 들어, 가소제, 자외선 억제제, 열화 억제제 및 자외선 흡수제) 가 각각의 준비 단계에서 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름에 첨가될 수도 있다. 이 첨가제는 고체 물질 또는 유질의 제품 둘 중 하나일 수도 있다. 즉, 녹는점 또는 끓는점은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 20℃ 이하의 녹는점 및 20℃ 이상의 녹는점을 가지는 자외선 흡수 재료의 혼합, 또는 가소제들의 유사한 혼합이 채용될 수도 있고, JP-A-2001-151901 등에 설명된다. 또한, 예를 들어, 자외선 흡수 염료가 JP-A-2001-194522 에 설명된다. 첨가제는 도프 준비 단계에서 임의의 타이밍에서 첨가될 수 있고, 또는, 첨가제를 첨가하고 도프를 준비하는 단계는 도프 준비 단계에서 최종 준비 단계로서 제공될 수도 있다. 첨가된 각각의 재료의 양은, 그 기능이 발휘될 수 있는 한, 특별히 한정되지 않는다. 셀룰로스 아실레이트 필름이 다중층에서 형성되는 경우, 첨가물의 종류 또는 첨가된 양이 층에 따라 상이할 수도 있다. 이는, 예를 들어, JP-A-2001-151902 에 설명된 종래에 널리-공지된 기술이다. JIII Journal of Technical Disclosure, No. 2001-1745, pp. 16-22, 일본 발명 및 혁명회 (2001 년 3 월 15 일) 에 상세하세 설명된 재료가 이용되는 것이 바람직하다.
[셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법]
(셀룰로스 아실레이트 용액의 제조)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조 방법이 이하 설명된다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 적절하게 획득될 수 있지만, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 이에 한정하지 않는다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 제조하는 방법은 용액 캐스팅 방법에 의해 수행되고, 셀룰로스 아세테이트 필름의 제조를 위해 종래에 채용된 용액 캐스트 필름-형성 방법 및 장치가 이용될 수 있다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조에 이용되는 셀룰로스 아실레이트 용액 (도프) 은 25 내지 95℃ 에서 셀룰로스 아실레이트 및 유기 용매를 혼합하고 용해하는 단계, 그 용액을 -55 내지 20℃ 까지 냉각하는 단계, 및 40 내지 115℃ 에서 가열하여 냉각된 재료를 다시 용해하는 단계를 통해서 준비된 셀룰로스 아실레이트 용액이다. 용해 장치 (케틀) 에서 셀룰로스 아실레이트를 용해함으로써 준비된 도프가 저장 케틀에 일단 저장되어 도프 내에 함유된 거품을 제거하고, 여기서, 도프가 최종적으로 준비될 수 있다.
셀룰로스 아실레이트의 용해된 상태는 이하와 같다고 가정된다.
25 내지 95℃ 에서의 팽창 및 용해 이후에, 미세 결정이 유기 용매의 침투, 예를 들어, 작은 아실 치환 반응률을 가지는 사이트로의 침투를 용이하게 하도록 냉각함으로써 형성되고, 후속 가열함으로써 용이하게 용해되어, 그로 인해, 셀룰로스 아실레이트의 용해된 상태는 분자 분산 상태로 된다.
따라서, 용해된 셀룰로스 아실레이트 용액을 이용하는 이점으로, 필름 내에서 이물질의 수는 소정의 범위 내로 될 수 있고, 또한, 캐스팅 비평탄면의 수도 소정의 범위 내로 될 수 있다.
바람직한 용해 온도에 대해, 제 1 가열에서의 온도는 더욱 바람직하게는 30 내지 90℃ 이고, 보다 더욱 바람직하게는 40 내지 85℃ 이며, 냉각 온도는 더욱 바람직하게는 -50 내지 10℃ 이고, 보다 더욱 바람직하게는 -50 내지 0℃ 이며, 재-가열시의 온도는 더욱 바람직하게는 40 내지 105℃ 이고, 보다 더욱 바람직하게는 45 내지 95℃ 이다.
본 발명에 이용되는 셀룰로스 아실레이트에서, 셀룰로스 아실레이트의 원료 셀룰로스는 코튼 린터 또는 목재 펄프 둘 중 하나로부터 파생될 수도 있다. 또한, 코튼 린터-파생 셀룰로스 및 목재 펄프-파생 셀룰로스의 혼합물, 또는 케나프 또는 코튼 린터 또는 목재 펄프 이외의 것을 포함하는 셀룰로스가 또한 이용될 수도 있다.
용해 기구에서, 셀룰로스 아실레이트 이외에, UV 흡수제 용액, 리타데이션 조절제 용액, 파장-분산 조절제, 분리제 용액, 가소제 용액 등이 사전에 혼합될 수도 있다.
이에 따라 준비된 도프는 도프 배출 포트로부터 높은 정확성을 가지는 일정 량으로 액체를 적용할 수 있는 가압-유형의 양적 기어 펌프를 통해서, 예를 들어, 회전수에 의해 전달되고, 소정의 경우, 불용성 물질이 여과함으로써 제거되고, 소정의 경우, 사전에 준비된 소광제 용액, UV 흡수제 용액, 리타데이션 조절제 용액, 파장-분산 조절제, 분리제 용액, 가소제 용액 등이 다이 캐스팅 이전에 즉시 혼합된다. 이들 첨가물 용액의 혼합은 연속적인 방법으로 수행될 수도 있다.
셀룰로스 아실레이트 주 용액 및 소광제 용액과 같은, 준비된 각각의 용액은 불용성 물질 또는 집합체를 제거하도록 필터링되는 것이 바람직하고, 필터링은 다이 캐스팅 이전 또는 소광제 용액과 같은 각각의 첨가물용액의 즉시 혼합 이전에 수행될 수도 있다. 이물질의 수가 제어될 수 있는 한, 다이 캐스팅 이전의 필터링 및 즉시 혼합 이전의 필터링 중 하나 또는 모두가 수행되는 것이 바람직하다.
[셀룰로스 아실레이트 용액의 유기 용매]
본 발명에 주 용매로 이용되는 것이 바람직한 유기 용매는 에스테르, 케톤 또는 3 내지 12 의 탄소수를 가지는 에테르 및 1 내지 7 의 탄소수를 가지는 할로겐화된 탄화수소로부터 선택되는 용매가 바람직하다. 에스테르, 케톤 또는 에테르는 환식 구조를 가질 수도 있다. 또한, 에스테르, 케톤 및 에테르 작용기 중 임의의 하나인 2 개 이상의 작용기를 가지는 화합물 (즉, -O-, -CO- 및 -COO-) 은 주 용매로 이용될 수도 있고, 화합물은 알코올성 히드록실기와 같은 다른 작용기를 함유할 수도 있다. 2 개 이상의 종류의 작용기를 가지는 주 용매의 경우, 용매의 탄소 원자의 수는 임의의 작용기들 중 하나를 가지는 화합물에 대해 규정된 범위 내에 있는 경우에 충분할 수도 있다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름에 대해, 염소-함유 할로겐화된 탄화수소는 JIII Journal of Technical Disclosure, No. 2001-1745 (pp. 12-16) 에 설명된 바와 같이 주 용매로서 이용될 수도 있고, 또는, 염소-프리 용매가 주 용매로서 이용될 수도 있다. 이에 대해, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 특별히 한정되지 않는다.
용해 방법을 포함하는 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 용액 또는 필름에 대한 다른 용매는, 이하의 특허 공개공보에 설명되어 있고, 이들이 바람직한 실시형태이다. 용매는 예를 들어, JP-A-2000-95876, JP-A-12-95877, JP-A-10-324774, JP-A-8-152514, JP-A-10-330538, JP-A-9-95538, JP-A-9-95557, JP-A-10-235664, JP-A-12-63534, JP-A-11-21379, JP-A-10-182853, JP-A-10-278056, JP-A-10-279702, JP-A-10-323853, JP-A-10-237186, JP-A-11-60807, JP-A-11-152342, JP-A-11-292988, JP-A-11-60752 및 JP-A-11-60752 에 설명된다. 이들 특허 공개공보에서, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트에 대한 바람직한 용매뿐만 아니라 이들의 물리적 특성 및 함께 존재하는 동시-존재 물질이 설명되고, 또한, 이들은 본 발명에 적용가능하다.
(도프 용액의 투명도)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 용액의 도프 투명도는 바람직하게는 85% 이상이고, 더욱 바람직하게는 88% 이상이며, 보다 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 본 발명에서, 다양한 첨가물은 셀룰로스 아실레이트 도프 용액 내에서 충분하게 용해된다는 것이 확인된다. 도프 투명도를 계산하기 위한 특정 방법에 대해, 도프 용액은 1cm-정사각형 유리셀 내에 부어지고, 550nm 에서의 흡광도는 분광 강도계 (Shimadzu Corp. 가 제조한 UV-3150) 를 이용하여 측정된다. 용매 단독의 흡광도는 사전에 블랭크 (blank) 로서 측정되고, 셀룰로스 아실레이트 용액의 투명도는 블랭크의 흡광도에 대한 비율로 계산된다.
(캐스팅)
용액의 캐스팅 방법은, 예를 들어, 가압 다이로부터 무한의 금속 지지대상으로 준비된 도프를 균일하게 압출하는 방법; 금속 지지대 상에 일단 캐스팅된 도프의 필름 두께가 블레이드로 조절되는 닥터 블레이드 (doctor blade) 를 이용하는 방법; 및 필름 두께가 순환 롤을 거꾸로하여 조절되는 역방향 롤 코터를 이용하는 방법을 포함한다. 이들 중에, 가압 다이 방법을 이용하는 방법이 바람직하다. 가압 다이는, 예를 들어, 코팅 헝거 유형 다이 및 T-다이 유형 다이를 포함하고 이들 모두가 바람직하게 이용될 수 있다. 전술한 방법에 더해, 셀룰로스 트리아세테이트 용액을 캐스팅하고 필름-형성하는 다양한 공지된 방법이 채용될 수 있고, 각각의 공개공보에 설명된 것과 동일한 효과가 끓는점의 차이 또는 사용되는 용매등의 차이를 고려하여 조건을 설정함으로써 획득될 수 있다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조에 이용되는 무한의 구동 금속 지지대에 관해, 표면이 크롬-도금에 의해 미러-마무리되거나 0.05㎛ 이하의 표면 거칠기로 연마함으로써 마무리되는 스테인레스 스틸 시트로 형성된 무한의 밴드 또는 드럼이 이용된다. 금속 지지대의 표면 온도는 일반적으로 0 내지 35℃ 이다. 냉각-교질화 캐스팅 방법에서, 표면 온도는 -50 내지 0℃ 이고, 바람직하게는 -35 내지 -3℃ 이 며, 더욱 바람직하게는 -25 내지 -5℃ 이다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 제조에 이용되는 가압 다이에 대해, 하나의 유닛 또는 2 개 이상의 유닛이 금속 지지대 상에 제공될 수도 있다. 하나 또는 2 개 유닛의 사용이 바람직하다.
2 개 이상의 유닛을 제공하는 경우, 도프 캐스트의 양은 각각의 다이 중에서 다양한 비율로 분할될 수도 있고, 도프는 복수의 정확한 양의 기어 펌프를 통해서 각각의 비율로 다이에 적용될 수도 있다. 캐스팅에 이용되는 셀룰로스 아실레이트 용액의 온도는 바람직하게는 -10 내지 55℃ 이고, 더욱 바람직하게는 25 내지 50℃ 이다. 사용되는 용매의 끓는점보다 낮은 5 내지 15℃ 의 온도가 바람직하다. 셀룰로스 아실레이트 용액의 온도는 단계의 모든 사이트에서 동일할 수도 있고, 단계의 사이트들 중에서 상이할 수도 있다. 온도가 상이한 경우, 온도가 캐스팅 바로 직전의 전술한 범위 내에 있는 경우라면 충분할 수도 있다.
0.8 내지 2.5m 의 폭, 5 내지 120m 의 길이 및 0.8 내지 3.5㎜ 의 두께를 가지는 무한의 금속 지지대가 바람직하게 이용될 수 있다. 캐스팅 폭이 40cm 내지 2.3m 이고, 금속 지지대의 이동 비율 (즉, 캐스팅 비율) 이 0.5 내지 300 m/min 일 수도 있고, 이를 통하여 도프의 고체 함유 농도, 마무리된 필름의 두께, 무한 금속 지지대의 길이, 지지대 온도 등에 의존하여 변경될 수도 있다.
또한, JP-A-2001-129838, JP-A-2000-317960, JP-A-2000-301555, JP-A-2000-301558, JP-A-11-221833, JP-A-07-032391, JP-A-05-185445, JP-A-05-086212, JP-A-03-193316, JP-A-02-276607, JP-A-02-111511, JP-A-02-208650, JP-A-62-037113, JP-A-62-115035, JP-A-55-014201 및 JP-A-52-10362 에 설명된 기술들이 본 발명에 적용될 수 있다.
(복합층 캐스팅)
단층 용액의 형성에서 셀룰로스 아실레이트 용액은 금속 지지대로서 평탄 밴드 또는 드럼 상에 캐스팅될 수도 있고, 또는, 2 개 이상의 층에서의 복수의 셀룰로스 아실레이트 용액이 캐스팅될 수도 있다. 복수의 셀룰로스 아실레이트 용액의 경우, 각각의 셀룰로스 아실레이트-함유 용액은 하나 위에 다른 하나가 적층되는 필름을 제조하기 위해 금속 지지대의 이동 방향에서의 공간이 제공된 멀티플 캐스팅 포트로부터 캐스팅될 수도 있고, 예를 들어, JP-A-61-158414, JP-A-1-122419 및 JP-A-11-198285 에 설명된 방법이 적용될 수도 있다. 또한, 셀룰로스 아실레이트 용액이 2 개의 캐스팅 포트로부터 캐스팅될 수도 있고 필름-형성될 수도 있으며, 이는, 예를 들어, JP-B-60-27562 (본 명세서에 이용되는 용어 "JP-B" 는 "심사된 일본 특허 공개공보" 를 의미함), JP-A-61-94724, JP-A-61-947245, JP-A-61-104813, JP-A-61-158413 및 JP-A-6-134933 에 설명된 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 고-점도 셀룰로스 아실레이트 용액의 유량이 저-점도 셀룰로스 아실레이트 용액을 채택하고, 고-점도 및 저-점도 셀룰로스 아실레이트 용액이 동시에 압출되는, JP-A-56-162617 에 설명된 셀룰로스 아실레이트 필름 캐스팅 방법이 또한 이용될 수도 있다. 특히, 이 캐스팅 방법은 고-점도 용액을 이용하는 냉각-교질화 캐스팅 방법인 것이 바람직하다. 또한, 불량한 용매로서 많은 양의 알코올 성분을 내측의 용액으로 보다는 외측의 용액으로 통합하는 JP-A-61-94724 및 JP-A-61-94725 에 설명된 방법이 바람직한 실시형태이다. 또한, 필름은 제 1 캐스팅 포트로부터 필름 캐스트를 분리함으로써 2 개의 캐스팅 포트를 이용하여 제조될 수도 있고, 금속 지지대상에 형성될 수도 있으고, 금속 지지대 표면과 접촉된 측에 제 2 캐스팅을 수행하여 제조될 수도 있으며, 이 방법은 예를 들어, JP-B-44-20235 에 설명된다. 셀룰로스 아실레이트 용액 캐스트는 동일하거나 상이할 수도 있고 특별히 한정되지 않는다. 복합 셀룰로스 아실레이트 층에 기능을 첨가하기 위해, 기능에 따른 셀룰로스 아실레이트 용액이 각각의 캐스팅 포트로부터 압출될 수도 있다. 또한, 셀룰로스 아실레이트 용액은 다른 작용층 (예를 들어, 부착층, 다이층, 공전층 (antistatic layer), 헬레이션 방비층, UV 흡수층 및 편광층) 과 동시에 캐스팅될 수도 있다.
종래의 단일-층 용액은, 고-농도 고-점도의 셀룰로스 아실레이트 용액이 요구된 필름 두께를 획득하도록 압출되어야만 하는 문제를 가지고, 셀룰로스 아실레이트 용액의 불충분한 안정성으로 인해, 고체가 형성되어 입자 결함 또는 결점 평면을 유발한다. 이 문제를 해결하기 위해, 복수의 셀룰로스 아실레이트 용액이 캐스팅 포트로부터 캐스팅되고, 그로 인해, 고-점도 용액은 금속 지지대 상에서 동시에 압출될 수 있고, 평면이 우수한 표면을 가지는 필름을 제조하도록 강화될 뿐만 아니라, 건조 부담도 두꺼운 셀룰로스 아실레이트 용액을 이용하는 이점으로 인해 감소될 수 있어서, 필름 제조 속도가 상승될 수 있다. 동시-캐스팅의 경우, 내측 및 외측의 두께가 특별히 한정되지 않지만, 외측상의 두께는 바람직하게는 전체 필름두께의 1 내지 50% 를 점유하고, 더욱 바람직하게는 2 내지 30% 를 점유한 다. 여기서, 3 개 이상의 층을 동시-캐스팅하는 경우, 금속 지지대와 접촉하는 층 및 공기측과 접촉하는 층의 전체 두께는 외측상의 두께로 정의된다. 동시-캐스팅의 경우, 적층 구조를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름이 리타데이션 조절제, 파장-분산 조절제, 소광제, 분리제, 가소제 및 자외선 흡수제와 같은 전술한 첨가물의 농도가 상이한 셀룰로스 아실레이트 용액을 동시-캐스팅함으로써 제조될 수도 있다. 예를 들어, 스킨 층/코어 층/스킨 층의 구성을 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름이 제조될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 소광제가 스킨 층으로 대량 통합될 수도 있고, 또는, 스킨 층으로만 통합될 수도 있다. 가소제 및 자외선 흡수제는 스킨 층에서보다 코어 층으로 대량 통합될 수도 있고, 또는, 코어 층으로만 통합될 수도 있다. 리타데이션 조절제, 파장-분산 조절제, 가소제 또는 자외선 흡수제의 종류는 코어 층과 스킨 층 사이에서 변경될 수도 있다. 예를 들어, 각각 낮은 휘발성을 가지는 리타데이션 조절제, 파장-분산 조절제, 가소제 및/또는 자외선 흡수제가 스킨 층으로 통합될 수도 있고, 각각 우수한 가소성을 가지는 리타데이션 조절제, 파장-분산 조절제와 가소제 및 우수한 자외선-흡수 특성을 가지는 자외선 흡수제가 코어 층에 첨가된다. 또한, 금속 지지대 측에서 분산제가 단지 스킨 층으로만 통합하는 것이 바람직한 실시형태에다. 또한, 불량한 용매로서의 알코올은 코어 층에서보다 스킨층으로 더욱 많은 양이 첨가될 수도 있고, 금속 지지대를 냉각하여 냉각-교질화 캐스팅 방법으로 용액을 교질화하는 것이 바람직하다. Tg 는 스킨 층과 코어 층 사이에서 변화할 수도 있고, 코어 층의 Tg 는 스킨 층의 Tg 보다 낮은 것이 바람직하다.
캐스트 필름의 잔여 용매량이 고체 함유량에 기초하여 220 내지 100 중량% 이고, 잔여 용매량의 감소 평균 비율이 0.1 내지 20 중량%/sec. 가 되도록, 하기하는 건조는 캐스팅과 분리 사이에 수행되는 것이 바람직하다. 이 범위 내에서, 필름의 표면 거칠기는 적절한 값을 가질 수 있다. 잔여 용매량의 감소 평균 비율은 더욱 바람직하게는 1 내지 18 중량%/sec 이고, 보다 더욱 바람직하게는 1.2 내지 15 중량%/sec 이며, 보다 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 12 중량%/sec 이다.
(분리)
무한 금속 지지대로서 평탄 맨드 또는 드럼상에서 캐스팅된 셀룰로스 아실레이트 용액은 건조 또는 냉각됨으로써 교질화되고, 그 후, 지지대로부터 분리된다.
캐스팅에서 분리까지의 시간은 바람직하게는 5 내지 150 초이고, 더욱 바람직하게는 7 내지 135 이며, 보다 더욱 바람직하게는 8 내지 120 초이다.
(냉각-교질화)
본 발명에서 수행되는 냉각-교질화에 대해, JP-A-62-115035 에 설명된 냉각-교질화 캐스팅 방법은 신속한 건조 및 우수한 생산성 때문에 바람직하다. 이 방법에서, 금속 지지대는 0℃ 이하로 냉각되고, 건조는 지지대 표면 온도에서 각각 상승을 유발하지 않는 레벨의 온도 및 공기량 (air volume) 에서 2 초 이상 동안 건조 공기를 불어서 수행되는 것이 바람직하다. 이 방법에 따르면, 필름은 주로 냉각됨으로써 또는 냉각-교질화로부터 점성의 상승으로 초래되는 자기-유지 특성으로 분배되므로, 높은 잔여 용매 함유량을 가지는 필름조차도 분리될 수 있다. 분리에서 잔여 용매 함유량은 바람직하게는 80 내지 300% 이고, 더욱 바람직하 게는 150 내지 280% 이다. 분리에서 필름 온도는 바람직하게는 -50 내지 5℃ 이고, 더욱 바람직하게는 -25 내지 0℃ 이다. 이 방법에서, 지지대의 일 표면을 건조하는데 필요한 시간이 단축될 수 있고, 차례로, 전체적인 건조 시간이 크게 단축될 수 있어서, 그 결과, 비용 및 환경적인 부담의 큰 감소 효과가 달성된다. 냉각-교질화 캐스팅에서, 드럼이 많은 경우에서 금속 지지대로서 이용된다. 액체 필름이 드럼 내의 냉각 액체를 밀봉함으로써 효과적으로 냉각되고 교질화될 수 있다. 드럼의 외측 원주 길이는 2 내지 20m 인 것이 바람직하고, 캐스팅 비율은 0.5 내지 300 m/min 인 것이 바람직하다. 드럼의 외측 원주 길이의 m 당 캐스팅 비율은 더욱 바람직하게는 2 내지 20 m/min 이고, 보다 더욱 바람직하게는 5 내지 15 m/min 이다.
(텐터 건조)
지지대로부터 필름을 분리할 때, 필름은 지지대 속도의 1.01 내지 1.4 배의 속도로 풀링된다. 풀링 속도가 증가함에 따라, 필름의 캐스팅 방향에서의 모듈러스가 증가할 수 있다. 예를 들어, JP-A-62-115035 에 설명된 바와 같이, 필름의 축소를 조정하거나, 폭 방향에서 필름을 연신하는 동안, 분리된 필름은 폭-규제 장치 (예를 들어, 텐터 장치) 에 의해 유지되는 필름의 양쪽 단부로 건조된다. 폭-조정 장치의 인렛 및 아웃렛 사이의 필름 폭의 비율은 0.75 내지 1.4 인 것이 바람직하다. 필름의 폭 방향에서 연신될 때, 필름의 폭 방향에서의 모듈러스는 커질 수 있고, 이는 바람직하다. 건조는 40 내지 150℃ 의 더운 공기를 불어서 수행된다. 폭-조정 장치의 내부를 복수의 부분으로 분할하고, 낮은 건 조 공기 온도에서 높은 건조 공기 온도로 순차적으로 변화시키는 것이 바람직하다. 연신 범위에서 평균 잔여 용매 감소 비율이 바람직하게는 0.01 내지 3 중량%/sec 이고, 더욱 바람직하게는 0.03 내지 2 중량%/sec 로 되어, 건조 속도가 바람직하게 설정된다.
(건조, 릴링)
필름에서의 잔여 용매 함유량이 필름 고체 함유량에 기초하여 20 중량% 이하로 된 후, 필름은 폭-규제 장치로부터 분리되어, 100 내지 150℃ 의 온도에서 더 건조되는 것이 바람직하다. 필름은 폭-규제 장치를 통해서 분리된 양 에지 부분을 절단하고 양 단부를 널링 (knurling) 한 후에 릴링되는 것이 바람직하다. 널링은 3 내지 50㎜ 의 폭, 바람직하게는 5 내지 30㎜ 의 폭, 및 0.5 내지 500㎛ 의 높이, 바람직하게는 1 내지 200㎛ 의 높이를 가진다. 널링은 단일 가압 또는 더블 가압 중 하나일 수도 있다. 하나의 롤 당 릴링된 필름의 길이는 바람직하게는 100 내지 10,000m 이고, 더욱 바람직하게는 500 내지 6,000m 이며, 보다 더욱 바람직하게는 1,000 내지 4,000m 이다.
에지 부분이 절단된 후에, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 접촉하는 패스 롤의 표면 거칠기 (산술은 표면 오목부 및 볼록부의 거칠기를 의미함) Ra 는 0.1 내지 10㎛ 가 되도록 설정되고, 그로 인해, 필름의 스크래치가 감소될 수 있다.
(편광판)
편광판은 편광자 및 편광자의 양측에 배치된 2 개의 투과 보호 필름으로 구 성된다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 투과 보호 필름으로서 이용될 수 있다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 편광자의 양측 상에서 이용될 수도 있고, 또는, 일 측 상에서만 이용될 수도 있다. 편광자는, 예를 들어, 요오드계 편광자, 2 색성 염료를 이용하는 염료계 편광자 및 폴리엔계 편광자를 포함한다. 일반적으로, 요오드계 편광자 및 염료계 편광자는 폴리비닐 알코올계 필름을 이용하여 제조된다. 편광자-보호 필름으로서 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는 경우, 셀룰로스 아실레이트 필름은 액정셀 측상에 이용되는 것이 바람직하다. 편광판은 이 제조 방법으로 특별히 한정되지 않지만, 일반적인 방법으로 제조될 수 있다. 획득된 셀룰로스 아실레이트 필름이 알칼리-처리되는 방법이 알려져 있고, 완전하게 감화된 폴리비닐 알코올의 수성 용액을 사용하여, 알칼리-처리된 필름은 요오드 용액에 폴리비닐 알코올 필름을 담그고 이를 연신하여 획득된 편광자의 양 표면에 적층된다. 알칼리 처리 대신에, JP-A-6-94915 및 JP-A-118232 에 설명된 용이한 부착의 공정이 적용될 수도 있다. 보호 필름의 처리된 표면을 편광자로 적층하도록 이용되는 접착제의 예는 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 부티랄과 같은 폴리비닐 알코올계 접착제, 및 부틸 아크릴레이트와 같은 비닐계 라텍스를 포함한다. 편광판은 편광자 및 편광자의 양쪽 표면을 보호하는 편광자-보호 필름으로 구성된다. 편광-플레이트-보호 필름은 편광판의 일 표면상에서 및 반대 표면상의 분리 필름상에서 더 적층된다. 편광-플레이트-보호 필름 및 분리 필름은 편광판을 보호하는 목적, 예를 들어, 편광판의 선적 또는 제품의 감시시에 이용된다. 이 경우, 보호 필름은 편광판 표면을 보 호하는 목적으로 적층되고, 편광판이 액정 플레이트로 적층되는 표면의 반대 표면상에서 이용된다. 분리 필름은 액정 플레이트에 부착되는 부착층을 커버하는 목적으로 이용되고, 편광판이 액정 플레이트에 적층되는 표면상에 이용된다.
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 편광자로 적층하기 위한 방법은 편광자의 광축을 가지는 적층 각도에서 특별히 한정되지 않는다. 셀룰로스 아실레이트 필름의 지상축 및 편광자의 투과축이 직각에서 평행 또는 십자로 구동하도록 배열될 수도 있고, 또는, 적절한 각도 사이에서 배열될 수도 있다.
본 발명의 편광판에서, 25℃ 및 60% RH 하의 단일 플레이트 투과율 TT, 평행 투과율 PT, 십자 투과율 CT 및 편광도 P 는 이하의 식 (A) 내지 (D) 중 하나 이상를 충족시키는 것이 바람직하다:
(A) 40.0 
TT 
45.0
(B) 30.0 
PT 
40.0
(C) CT 
2.0
(D) 95.0 
P
단일 플레이트 투과율 TT, 평행 투과율 PT, 십자 투과율 CT 은, 순서대로, 더욱 바람직하게는 40.5 
TT 
45, 32 
PT 
39.5 및 CT 
1.5 이고, 보다 더욱 바람직하게는 41.0 
TT 
44.5, 34 
PT 
39.0 및 CT 
1.3 이다. 편광도 P 는 바람직하게는 95.0% 이상이고, 더욱 바람직하게는 96.0% 이상이며, 보다 더욱 바람직하게는 97.0% 이상이다.
본 발명의 편광판에서, λ 의 파장에서 십자 투과율 CT(λ), CT(380), CT(410) 및 CT(700) 은 이하의 식 (E) 내지 (G) 중 하나 이상를 충족시키는 것이 바람직하다:
(E) CT(380) 
2.0
(F) CT(410) 
1.0
(G) CT(700) 
0.5
이들은, 더욱 바람직하게는 CT(380) 
1.95, CT(410) 
0.9, 및 CT(700) 
0.49 이고, 보다 더욱 바람직하게는 CT(380) 
1.90, CT(410) 
0.8 및 CT(700) 
0.48 이다.
본 발명의 편광판은 60℃ 및 95% 의 조건 하에서 500 시간 동안 여전히 남겨지고, 십자 투과율의 변화량 
CT 및 편광도의 변화량 
P 는 이하의 식 (J) 및 (K) 중 하나 이상를 충족시키는 것이 바람직하다:
(J) -6.0 
CT 
6.0
(K) -10.0 
P 
0.0
(변화량은 테스트 이후의 측정값에서 테스트 이전의 측정값을 차감함으로써 획득된 값을 나타낸다고 가정한다).
이들은, 더욱 바람직하게는 -5.8 
CT 
5.8 및 -9.5 
P 
0.0 이고, 보다 더욱 바람직하게는 -5.6 
CT 
5.6 및 -9.0 
P 
0.0 이다.
본 발명의 편광판이 60℃ 및 90% RH 의 조건하에서 500 시간 동안 여전히 남 겨질 때, 십자 투과율의 변화량 
CT 및 편광도의 변화량 
P 는 이하의 식 (H) 및 (i) 중 하나 이상를 충족시키는 것이 바람직하다:
(H) -3.0 
CT 
3.0
(i) -5.0 
P 
0.0
본 발명의 편광판이 80℃ 의 조건하에서 500 시간동안 여전히 남겨질 때, 십자 투과율의 변화량 
CT 및 편광도의 변화량 
P 는 이하의 식 (L) 및 (M) 중 하나 이상를 충족시키는 것이 바람직하다:
(L) -3.0 
CT 
3.0
(M) -2.0 
P 
0.0
편광판의 단일 플레이트 투과율 TT, 평행 투과율 PT 및 십자 투과율 CT 은 (Shimadzu Corporation 이 제조한) UV3100PC 를 이용하여 380 내지 780nm 의 범위에서 측정되고, 10 번 측정의 평균 (400 내지 700nm 범위 내의 평균) 은 TT, PT 및 CT 모두에 대해 이용된다. 편광도 P 는 편광도 (%) = 100×{(평행 투과율 - 십자 투과율)/(평행 투과율 + 십자 투과율)}1/2 에 따라서 결정될 수 있다. 편광판의 내구성 테스트는 이하의 2 개의 모드, 즉, (1) 편광판 단독 및 (2) 압력-감지 접착을 통해서 글래스에 적층된 편광판에서 수행된다. 편광판 단독 측정에서, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 2 개의 편광자 사이에 끼워지도록, 편광판이 결합되고, 동일한 크로싱을 가지는 2 개의 샘플이 준비되고 측정된다. 글래스 적층 모드에 대해, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 글래스 측면에 닿도 록, 편광판이 글래스상에 적층되고, 2 개의 샘플 (약 5cm × 5cm) 이 준비된다. 단일 플레이트 투과율은 광원에 직면하도록 이 샘플의 필름측을 향함으로써 측정된다. 2 개의 샘플이 측정되고, 획득된 값의 평균이 단일 평면 투과율로서 사용된다.
[(광학-보상 필름) 사용]
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 다양한 애플리케이션용으로 사용될 수 있고, 액정 디스플레이 디바이스의 광학-보상 필름으로서 이용될 때 특별히 효과적이다. 덧붙여 말하면, 광학-보상 필름은 위상차에 대해 보상하도록 액정 디스플레이 디바이스에 일반적으로 이용되는 광학 재료를 나타내고, 리타데이션 플레이트, 광학-보상 시트 등과 동일한 의미를 가진다. 광학-보상 필름은 복굴절 특성을 가지고, 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린의 컬러링을 제거하고 또는 시야각 특성을 개선하는 목적으로 이용된다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 낮은 리타데이션을 가지고, 유용한 이방성을 유발하고, 복굴절을 가지는 광학 이방성층이 조합되어 이용될 때, 광학 이방성층의 광학적 성능만이 나타날 수 있다.
따라서, 액정 디스플레이 장치의 광학-보상 필름으로서 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는 경우, 조합되어 이용되는 광학 이방성층의 Re 및 Rth 은 Re(590)=0 내지 20nm 이고 ｜Rth(590)｜= 0 내지 400nm 인 것이 바람직하다. 이 범위 내에서, 임의의 광학 이방성층이 이용될 수도 있다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 이용되는 액정 디스플레이 장치는 액체 셀 및 구동 시스템의 광학적 성능에서 한정되지 않고, 광학-보상 필름으로서 요구되는 임의의 광학적 이방성층이 조합되어 이용될 수도 있다. 조합되어 이용되는 광학 이방성층은 액정 화합물을 포함하는 구성물으로 형성될 수도 있고, 또는, 복굴절률을 가지는 폴리머 필름으로 형성될 수도 있다.
액정 화합물은 디스코틱 액정 화합물 또는 막대형 액정 화합물인 것이 바람직하다.
(디스코틱 액정 화합물)
본 발명에 이용가능한 디스코틱 액정 화합물의 예는 다양한 간행물 (예를 들어, C. Destrade et al., Mol . Crysr . Liq . Cryst ., Vol. 71, 페이지 111 (1981); Kikan Kagaku Sosetsu ( Quarterly Chemistry Survey ), No. 22, "Ekisho no Kagaky (The Chemistry of Liquid Crystal)", 챕터 5 및 챕터 10, 섹션 2, Nippon Kagaku Kai (compiler) (1994); B. Kohne et al., Angew . Chem . Soc . Chem . Comm ., 페이지 1794 (1985); J. Zhang et al., J. Am . Chem . Soc ., Vol. 116, 페이지 2655 (1994)) 에 설명된 화합물을 포함한다.
광학적 이방성층에서, 디스코틱 액정 분자는 배열된 상태로 고정되는 것이 바람직하고, 중합반응으로 고정되는 것이 가장 바람직하다. 디스코틱 액정 분자의 중합은 JP-A-8-27284 에 설명된다. 중합에 의해 디스코틱 액정 분자를 고정하기 위해, 중합성기는 치환기로서 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 코어로 결합되는 것이 필요하다. 그러나, 중합성기가 디스코틱 코어로 직접 결합되는 경 우, 배열 상태는 중합 반응에서 유지되기 어렵다. 따라서, 연결기가 디스코틱 코어와 중합성기 사이에 도입된다. 중합성기를 가지는 디스코틱 액정 분자는 JP-A-2001-4387 에 개시된다.
(막대형 액정 화합물)
본 발명에 사용가능한 막대형 액정 화합물의 예는 아조메틴, 아족시, 시아노비페닐, 시아노페닐 에스테르, 벤조산 에스테르, 시클로헥산카르복실산 페닐 에스테르, 시아노페틸시클로헥산, 시아노-치환된페닐피리미딘, 알콕시-치환된 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨란 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴을 포함한다. 이들 저-분자 액정 화합물을 제외하고, 폴리머 액정 화합물이 또한 이용될 수도 있다.
광학적 이방성층에서, 막대형 액정 분자는 배열 상태로 고정되는 것이 바람직하고, 중합반응에 의해 고정되는 것이 가장 바람직하다. 본 발명에 이용가능한 중합가능한 막대 액정 화합물의 예는 Makromol. Chem., Vol. 190, 페이지 2255 (1989), Advanced Materials, Vol. 5, 페이지 107 (1993), 미국 특허 제 4,683,327 호, 제 5,622,648 호 및 제 5,770,107 호, 국제 공개번호 제 (WO)95/22586, 95/24455, 97/00600, 98/23580 및 98/52905, JP-A-1-272551, JP-A-6-16616, JP-A-7-110469, JP-A-11-80081 및 JP-A-2001-328973 에 설명된 화합물들을 포함한다.
(폴리머 필름을 포함하는 광학적 이방성층)
전술한 바와 같이, 광학적 이방성층은 폴리머 필름으로 형성될 수도 있다. 폴리머 필름은 광학적 이방성을 나타낼 수 있는 폴리머로부터 형성된다. 이와 같은 폴리머의 예는 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노보넨 계 폴리머), 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리비닐 알코올, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리아크릴산 에스테르 및 셀롤루스 에스테르 (예를 들어, 셀룰로스 트리아세테이트, 셀룰로스 디아세테이트) 를 포함한다. 또한, 이러한 폴리머의 공중합체 또는 이들 폴리머의 혼합물이 이용될 수도 있다.
폴리머 필름의 광학적 이방성이 연신으로 획득되는 것이 바람직하다. 연신은 단축 연신 또는 쌍축 연신인 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 2 개 이상의 롤의 주변 속도차를 이용하는 세로의 단축 연신, 양측을 그리핑 (gripping) 함으로써 폭 방향에서 폴리머 필름을 연신하는 텐터 연신, 또는 이들을 조합하여 이용하는 쌍축 연신이 바람직하다. 또한, 폴리머 필름의 2 개 이상의 시트를 포함하는 전체 필름의 광학적 특성이 전술한 조건을 만족하도록, 폴리머 필름의 2 개 이상의 시트를 이용하는 것이 가능하다. 폴리머 필름은 복굴절의 비평탄면을 감소하도록 용매 캐스팅 방법으로 바람직하게 제조된다. 폴리머 필름의 두께는 바람직하게는 20 내지 500㎛ 이고, 가장 바람직하게는 40 내지 100㎛ 이다.
(액정 디스플레이 장치의 구성예)
광학-보상 필름으로서 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는 경우, 편광 소자의 투과축 및 셀룰로스 아실레이트 필름을 포함하는 광학-보상 필름의 지상축은 임의의 각도로 배열될 수도 있다. 액정 디스플레이 장치는 2 개의 전극 기판 사이에서 액정을 운반하는 액정셀을 포함하고, 액정 디스플레이 장치가 2 개의 편광 소자가 액정 셀의 양측면에 배치되고, 하나 이상의 광학-보상 필름이 액정셀 및 편광 소자 사이에 배치되도록 구성된다.
일반적으로, 액정셀의 액정층은 2 개의 기판 사이에서 스페이스를 개재하고, 형성된 스페이스 내의 액정을 둘러쌈으로써 형성된다. 투과 전극층은 전기적 전도 물질을 함유하는 투과 필름으로서, 기판상에 형성된다. 액정셀에서, (투과 전극층의 부착에 이용된) 가스 배리어층, 하드코팅층 및 언더코팅층이 더 제공될 수도 있다. 일반적으로, 이 층들은 기판상에 제공된다. 일반적으로, 액정셀의 기판은 50㎛ 내지 2㎜ 의 두께를 가진다.
(액정 디스플레이 장치의 종류)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 다양한 디스플레이 모드에서 액정셀용으로 이용될 수 있다. TN (twisted nematic), IPS (in-plane switching), FLC (ferroelectric liquid crystal), AFLC (anti-ferroelectric liquid crystal), OCB (optically compensatory bend), STN (super twisted nematic), VA (vertically aligned), ECB (electrically controlled birefringence) alc HAN (hybrid aligned nematic) 과 같은 다양한 디스플레이 모드가 제안된다. 또한, 전술한 디스플레이 모드를 배향-분할함으로써 초래되는 디스플레이 모드가 제안된다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 임의의 디스플레이 모드에서 액정 디스플레이용으로 효과적이고, 투과 유형, 반사 유형 또는 반사투과 유형의 임의의 액정 디스플레이 장치에 대해서도 효과적이다.
(TN-유형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 TN-모드 액정셀을 가지는 TN-유형의 액정 디스플레이 장치에서 광학-보상 시트 또는 편광판의 보호 필름의 지지대로서 이용될 수도 있다. TN-모드 액정셀 및 TN-유형 액정 디스플레이 장치는 종래에 공지되어 있다. TN-유형 액정 디스플레이 장치용 광학-보상 시트는 JP-A-3-9325, JP-A-6-148429, JP-A-8-50206, JP-A-9-26572 및 Mori et al. (Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 36, 페이지 143 (1997), Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 36, 페이지 1068 (1997)) 에 의한 문헌에 설명된다.
(STN-유형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 STN-모드 액정셀을 가지는 STN-유형 액정 디스플레이 장치에서 광학-보상 시트 또는 편광판의 보호 필름의 지지대로서 이용될 수도 있다. STN-유형 액정 디스플레이 장치에서, 액정셀의 막대형 액정 분자는 일반적으로 90 내지 360°의 범위에서 트위스트되고, 막대형 액체 결정치 분자의 굴절률 이방성 (
n) 과 셀 갭 (d) 의 곱 (
nd) 은 300 내지 1,500nm 이다. STN-유형 액정 디스플레이 장치용 광학-보상 시트는 JP-A-2000-105316 에 설명된다.
(VA-유형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 VA-모드 액정셀을 가지는 VA-유형 액정 디스플레이 장치에서 광학-보상 시트 또는 편광판의 보호 필름의 지지대로서 특별히 이용되는 것이 바람직하다. VA-유형 액정 디스플레이 장치용 광학-보상 시트는 0 내지 150nm 의 Re 리타데이션 및 70 내지 400nm 의 Rth 리타데이션으로 조절되는 것이 바람직하다. Re 리타데이션 값은 20 내지 70nm 인 것이 더욱 바람직하다. VA-유형 액정 디스플레이 장치에 대해 광학적 이방성 폴리머 필름의 2 개의 시트가 이용되는 경우, 필름의 Rth 리타데이션은 70 내지 250nm 인 것이 바람직하다. VA-유형 액정 디스플레이 장치에 대해 광학적 이방성 폴리머 필름의 1 개의 시트가 이용되는 경우, 필름의 Rth 리타데이션 값은 150 내지 400nm 인 것이 바람직하다. VA-유형 액정 디스플레이 장치는, 예를 들어, JP-A-10-123576 에 설명된 배향-분할 시스템을 채용할 수도 있다.
(IPS-유형 액정 디스플레이 장치 및 ECB-유형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은, 특히, IPS-모드 액정셀을 가지는 IPS-유형 액정 디스플레이 장치 및 ECB-모드 액정셀을 가지는 ECB-유형 액정 디스플레이 장치에서 편광판의 광학-보상 시트 또는 보호 필름의 지지대로서 이용되는 것이 바람직하다. 이 모드들은 액정 재료를 블랙 디스플레이 시간과 거의 동시에 배열되도록 유발하는 모드이고, 여기서 액정 분자는 블랙 디스플레이를 제공하도록 전압-미적용 상태에서 기판 평면과 평행하게 배열된다. 이들 모드에서, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는 편광판은 시야각 및 콘트라스트의 향상을 증대에 기여한다. 이들 모드에서, 보호층과 액정셀 사이에 배치된 편광판 및 광학적 이방성층의 보호 필름의 리타데이션 값은 2 번 이하로 설정되는 것이 바람직하고, 액정층의 
n
d 값 (굴절률차 × 두께), 및 Rth 값의 절대값 │Rth│ 는 바람직하게는 25nm 이하로, 더욱 바람직하게는 20nm 이하로, 보다 더욱 바람직하게는 15nm 이하로 설정된다. 따라서, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 이용되는 것이 유리하다.
(OCB-유형 액정 디스플레이 장치 및 HAN-유형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 OCB-모드 액정 셀을 가지는 OCB-유형 액정 디스플레이 장치 및 HAN-모드 액정셀을 가지는 HAN-유형의 액정 디스플레이 장치에서 광학-보상 시트의 지지대 또는 편광판의 보호 필름으로서 이용되는 것이 유리하다. OCB-유형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN-유형 액정 디스플레이 장치에 이용된 광학-보상 시트에서, 리타데이션의 최소 절대값을 가지는 방향은 광학-보상 시트의 평면 또는 법선 방향 어디에서도 존재하지 않는 것이 바람직하다. OCB-유형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN-유형 액정 디스플레이 장치에 이용된 광학-보상 시트의 광학적 특성은 광학적 이방성층의 광학 특성, 지지대의 광학 특성, 및 광학적 이방성층 및 지지대의 구성에 의해 결정된다. OCB-유형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN-유형 액정 디스플레이 장치용 광학-보상 시트는 JP-A-9-197397 및 Mori et al. (Jpn . J. Appl . Phys ., Vol. 38, 페이지 2837 (1999)) 의 문헌에 설명된다.
(반사 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 TN-유형, STN-유형, HAN-유형 또는 GH (guest-host)-유형 반사 액정 디스플레이 장치에서 광학-보상 시트의 지지대 또는 편광판의 보호 필름으로서 이용되는 것이 유리하다. 이들 디스플레이 모드는 오랫동안 널리 잘 공지되어 왔다. TN-유형 반사 액정 디스플레이 디바이스는 JP-A-10-123478, WO9848320 및 일본 특허 제 3022477 호에 설명되고, 반사 액정 디스플레이 장치에 이용된 광학-보상 시트는 WO00-65384 에 설명된다.
(다른 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 ASM (axially symmetric aligned microcell)-모드 액정셀을 가지는 ASM-유형 액정 디스플레이 장치에서 광학-보상 시트의 지지대 또는 편광판의 보호 필름으로서 이용되는 것이 유리하다. ASM-모드 액정셀은 셀의 두께가 위치-조정가능 수지 스페이서에 의해 유지되는 것을 특징으로 한다. 다른 특성들은 TN-모드 액정셀의 특성들과 동일하다. ASM-모드 액정셀 및 ASM-유형 액정 디스플레이 장치는 Kume et al.(Kume et al., SID 98 Digest, 1089 (1998)).
(하드코트 필름, 눈부심 방지 필름, 반사 방지 필름)
본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 하드코트 필름, 눈부심 방지 필름 또는 반사 방지 필름에 적용되는 것이 또한 바람직하다. 하드코트층, 눈부심 방지층 및 반사 방지층 중 임의의 하나 또는 모두는 LCD, PDP, CRT, EL 등의 평판 디스플레이의 가시성을 강화하도록 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름의 일 표면 또는 양쪽 표면상에 제공될 수도 있다. 이들 눈부심 방지 필름 및 반사 방지 필름의 바람직한 실시형태는 JIII Journal of Technical Disclosure, No. 2001-1745, 페이지 54-57, 일본 발명 및 혁명사 (2001년 3월 15일) 에 상세하게 설명되고, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름이 바람직하게 이용될 수 있다.
[실시예]
본 발명은 예를 참조하여 이하 더욱 자세하게 설명되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.
본 발명에서, 셀룰로스 아실레이트 필름의 특성 평가가 이하 수행된다.
면 방향 리타데이션 값 Re 및 두께 방향에서의 리타데이션 값 Rth 가 2 시간 동안 25℃-60% RH 에서 샘플 (30㎜×40㎜) 을 수분-조절 후에 평가된다. Re(590) 는 (Oji Test Instruments 가 제조한) 자동 복굴절 미터기 KOBRA 21ADH 에서 광을 590nm 의 파장에서 필름 법선 방향으로 입사하도록 함으로써 측정된다. 또한, 샘플을 경사축인 면내 지상축에 대해 필름 법선 방향으로 할당된 0°에서 50°까지 접근하여 10°스텝으로 기울이는 동안, Rth (590) 은 590nm 파장의 광을 입사시킴으로써 측정되는 전술한 Re(590) 및 리타데이션 값들에 기초하여, 평균 굴절률 및 필름 두께를 입력함으로써 계산된다.
평면은 JIS B0601-1904 에 기초하는 필름의 표면 오목부 및 볼록부의 최대 높이 (Ry) 및 표면 거칠기 미터기에 의해 표면의 오목부와 볼록부 사이에서 평균 거리를 측정함으로써 평가된다.
[실시예 1]
(셀룰로스 아실레이트 용액 준비)
이하 나타난 조성물은 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하도록 교반된다. 혼합물은 93℃ 에서 3 시간동안 교반되어 용해된다. 탱크의 내부는 2℃/min 에서 5℃ 로 냉각되고, 2 시간 후에, 70℃ 로 가열되며, 이 용액은 다시 교반되고, 그 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 이 용액은 10 분동안 73℃ 의 온도로 유지되고, 그 후, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 냉각되고, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅 (clogging) 이 천천히 진행된다. 또한, 이 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LA1) 을 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메쉬 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
<셀룰로스 아세테이트 용액 (LA1) 의 조성물>
셀룰로스 아실레이트 (코튼 린터, 아세틸 치환도: 2.94 (아실 치환도:2.94), 점도: 6%, 343 mPa·s, 수분 함량: 2.8% 로부터 파생됨) 100 중량부
메틸렌 클로라이드 433 중량부
에탄올 75 중량부
리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 (A19) (순도: 98.0%, 수분 함량: 1.4%) 12 중량부
에틸 시트레이트 0.003 중량부
(소광제 용액의 준비)
16nm 의 평균 입자 직경을 가지는 실리카 입자의 20 중량부 (Nihon Aerosil Co., Ltd. 가 제조한 AEROSIL R972) 및 메탄올의 80 중량부 첨가 실리카 입자 액체 분산을 준비하기 위해 30분 동안 교반되어 완전하게 혼합된다. 이 액체 분산은 이하 나타난 조성물과 함께 분산기로 충진되고, 각각의 성분을 용해하기 위해 30 분 이상동안 더 교반되며, 획득된 용액은 소광제 용액 (LC1) 을 준비하기 위해 20㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 부직포 필터를 통해서 필터링된다.
<소광제 용액 (LC1) 의 조성물>
16nm 의 평균 입자 직경을 가지는 실리카 입자 액정 분산 12.0 중량부
메틸렌 클로라이드 68.5 중량부
에탄올 11.8 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA1) 11.3 중량부
(첨가물 용액의 준비)
이하 조성물을 가지는 액체가 준비되고, 첨가물 용액 (LD1) 을 준비하기 위해 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 필터링된다.
<첨가물 용액 (LD1) 의 조성물>
파장-분산 조절제 (UV-102) 7.3 중량부
메틸렌 클로라이드 55.3 중량부
에탄올 9.5 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA1) 12.8 중량부
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F1) 의 제조)
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA1) 의 76.2 중량부, 소광제 용액 (LC1) 의 1.8 중량부 및 첨가물 용액 (LD1) 의 2.6 중량부는 스테틱 혼합기 (static mixer) 에서 혼합되고, 20℃ 의 표면 온도에서 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA1 용액이 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 및 50% 가 될 때까지, 필름 캐스트는 잔여 용매 양을 감소시키는데 필요한 건조 시간을 40 초로 설정함으로써 건조되며, 그 후, 필름은 60m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 60 초이다. 텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 에서 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃 렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름 폭의 1.01 배로 이루어진다. 텐터 장치에서 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 62 m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 80㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (F1) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후에 패스 롤의 표면 거칠기는 0.3㎛ 이다.
획득에서의 잔여 용매량은 0.07% 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 91.6% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 0.6㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 217㎛ 이다. 필름의 중앙에서의 Re(590) 리타데이션은 1.2nm 이고, Rth(590) 리타데이션은 -2nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가된 경우, 필름 내에서 50 내지 200㎛ 의 장축을 가지는 이물질의 수는 2 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 1.4pieces/㎡ 이다.
[실시예 2]
(셀룰로스 아실레이트 용액의 준비)
이하 나타난 조성물은 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하도록 교반된다. 혼합물은 6 시간 동안 33℃ 에서 교반되어 용해된다. 탱크의 내부는 2℃/min 에서 5℃ 로 냉각되고, 2 시간 후에, 90℃ 로 가열되며, 이 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 이 용액은 10 분동안 93℃ 의 온도에서 유지되고, 그 후, 열 교환 장치로 인해 35℃ 로 냉각되며, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 천천히 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LA2) 을 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메쉬 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 장치에 저장된다.
<셀룰로스 아세테이트 용액 (LA2) 의 조성물>
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.92 (아실 치환도:2.91), 점도: 6%, 313mPa·s, 수분 함량: 2.2% 으로부터 파생됨) 100 중량부
메틸렌 클로라이드 438 중량부
메탄올 70 중량부
1-부탄올 4 중량부
리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 (A-19) (순도: 98.0%, 수분 함량: 1.4%) 12 중량부
에틸 시트레이트 0.003 중량부
(소광제 용액의 준비)
소광제 용액 (LC2) 은 이하의 액체 분산을 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 준비된다.
<소광제 용액 (LC2) 의 조성물>
16nm 의 평균 입자 직경을 가지는 실리카 입자 액체 분산 12.0 중량부
메틸렌 클로라이드 76.6 중량부
메탄올 3.7 중량부
1-부탄올 0.8 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA2) 11.3 중량부
(첨가물 용액의 준비)
이하 조성물을 가지는 액체는 준비되고, 첨가물 용액 (LD2) 을 준비하기 위해 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 필터링된다.
<첨가물 용액 (LD2) 의 조성물>
파장-분산 조절제 (UV-102) 7.3 중량부
메틸렌 클로라이드 55.2 중량부
메탄올 9.6 중량부
1-부탄올 0.6 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA2) 12.8 중량부
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F2) 제조)
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA2) 의 76.2 중량부, 소광제 용액 (LC2) 의 1.8 중량부 및 첨가물 용액 (LD2) 의 2.6 중량부는 스테틱 혼합기에서 혼합되고, 20℃ 의 표면 온도로 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA2 용액은 36 시간 동안 저장 탱크에서 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 와 50% 사이가 될 때까지, 필름 캐스트는 잔여 용매량을 220 중량% 에서 100 중량% 까지 감소시키기 위해 필요한 건조 시간을 40 초로 설정함으로써 건조되며, 그 후, 필름은 60m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 60 초이다. 텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 에서 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름 폭의 1.01 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 62m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 70㎛의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (F2) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후 패스 롤의 표면 거칠기는 0.3㎛ 이다.
590nm 에서 필름의 빔 투과율은 92.8% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 2.6㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 91㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 1.2 nm 이고, Rth 리타데이션은 -5nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 필름의 스크래치의 수는 1 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 1.0piece/m 이다.
[실시예 3]
(셀룰로스 아실레이트 용액의 준비)
이하 나타난 조성물은 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하기 위해 교반된다. 혼합물은 3 시간 동안 83℃ 에서 교반되어 용해된다. 탱크의 내부는 2℃/min 에서 5℃ 로 냉각되고, 2 시간 후에, 80℃ 로 가열되며, 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 이 용액은 10 분 동안 83℃ 의 온도로 유지되고, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 냉각되며, 47㎛ 의 평균 기포 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 천천히 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LA3) 를 준비하기 위해 10㎛ 의 기포 크기를 가지는 금속 메시 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
<셀룰로스 아세테이트 용액 (LA3) 의 조성물>
셀룰로스 아실레이트 (코튼 린터, 아세틸 치환도: 2.94 (아실 치환도: 2.94), 점도: 6%, 343 mPa·s, 수분 함량: 2.3%) 60 중량부
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.91 (아실 치환도: 2.91), 점도: 61%, 243mPa·s, 수분 함량: 2.3%) 40 중량부
메틸렌 클로라이드 391 중량부
메탄올 70 중량부
1-부탄올 15 중량부
리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 (A-19) (순도: 98.0%, 수분 함량: 1.3%) 12 중량부
에틸 시트레이트 0.003 중량부
(소광제 용액의 준비)
소광제 용액 (LC3) 은 이하의 액체 분산 조성물을 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 준비된다.
<소광제 용액 (LC3) 의 조성물>
16nm 의 평균 입자 직경을 가지는 실리카 입자 액체 분산 12.0 중량부
메틸렌 클로라이드 67.3 중량부
메탄올 12.0 중량부
1-부탄올 2.4 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA3) 11.3 중량부
(첨가물 용액의 준비)
이하 조성물을 가지는 액체가 준비되고, 첨가물 용액 (LD3) 을 준비하기 위 해 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 필터링된다.
<첨가물 용액 (LD3) 의 조성물>
파장-분산 조절제 (UV-102) 7.3 중량부
메틸렌 클로라이드 53.8 중량부
메탄올 9.7 중량부
1-부탄올 2.0 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA3) 12.8 중량부
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F3) 의 준비)
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA3) 의 76.2 중량부, 소광제 용액 (LC3) 의 1.8 중량부, 첨가물 용액 (LD3) 의 2.6 중량부는 스테틱 혼합기에서 혼합되고, 20℃ 의 표면 온도로 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA3 용액은 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 내지 50% 사이가 될 때까지, 필름 캐스트는 잔여 용매 함량을 220 중량% 에서 100 중량% 로 감소시키기 위해 필요한 건조 시간을 40 초로 설정함으로써 건조되고, 그 후, 필름은 60m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 60 초이다. 텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름 폭의 1.01 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 62 m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 61㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필 름 (F3) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후 패스롤의 표면 거칠기는 0.3㎛ 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 92.2% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 1.8㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 67㎛ 이다. 필름의 중앙에서의 Re 리타데이션은 1.1nm 이고, Rth 리타데이션은 +2nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서의 캐스팅 비평탄면의 수는 2 이고, 1m 의 폭 당 캐스팅 비평탄면의 수는 1.4pieces/m 이다.
[실시예 4]
(셀룰로스 아실레이트 용액의 준비)
이하 나타난 조성물이 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하기 위해 교반된다. 혼합물은 3 시간 동안 92℃ 에서 교반되어 용해된다. 탱크의 내부는 3℃/min 에서 -10℃ 로 냉각되고, 2 시간 후에, 12 시간 동안 45℃ 로 가열되며, 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 이 용액은 48℃ 의 온도로 유지되고, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 냉각되며, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 천천히 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LA4) 를 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메시 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
<셀룰로스 아세테이트 용액 (LA4) 의 조성물>
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.88 (아실 치환도: 2.88), 점도: 6%, 328 mPa·s, 수분 함량: 2.7% 에서 파생됨) 40 중량부
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.89 (아실 치환도: 2.89), 점도: 6%, 95 mPa·s, 수분 함량: 2.8% 에서 파생됨) 60 중량부
메틸렌 클로라이드 391 중량부
메탄올 70 중량부
1-부탄올 15 중량부
리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 (A-19) (순도: 98%, 수분 함량: 1.5%) 12 중량부
(소광제 용액의 준비)
소광제 용액 (LC4) 은 이하 액체 분산 조성물을 변화시키는 것을 제외하고 실시예 1 과 동일한 방법으로 준비된다.
<소광제 용액 (LC4) 의 조성물>
16nm 의 평균 입자 직경을 가지는 실리카 입자 액체 분산 12.0 중량부
메틸렌 클로라이드 67.3 중량부
메탄올 12.0 중량부
1-부탄올 2.4 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA4) 11.3 중량부
(첨가물 용액의 준비)
이하 조성물을 가지는 액체가 준비되고, 첨가물 용액 (LD4) 를 준비하기 위해 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 필터링된다.
<첨가물 용액 (LD4) 의 조성물>
파장-분산 조절제 (UV-102) 7.3 중량부
메틸렌 클로라이드 53.8 중량부
메탄올 9.7 중량부
1-부탄올 2.0 중량부
셀룰로스 아실레이트 용액 (LA4) 12.8 중량부
(희석을 위한 혼합된 용매 용액의 준비)
이하 조성물을 가지는 액체가 준비되고, 희석을 위한 혼합된 용매 용액 (LE4) 을 준비하기 위해 44㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 필터링된다.
<희석을 위해 혼합된 용매 용액 (LE4) 의 조성물>
메틸렌 클로라이드 82 중량부
메탄올 15 중량부
1-부탄올 3 중량부
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F4) 의 제조)
셀룰로스 아실레이트 필름 (LA4) 의 80 중량부 및 첨가물 용액 (LD4) 의 2.6 중량부가 공급되고, 스테틱 혼합기에서 혼합된다. 그 결과물인 혼합된 용액은, 건조 이후의 필름 두께가 49㎛ 이 되도록, 3-층 적층 캐스팅을 위한 가압 다이의 중앙부의 슬릿으로 공급된다. 동시에, 셀룰로스 아실레이트 용액 (LA4) 의 80 중량부, 소광제 용액 (LC4) 의 2.4 중량부, 첨가물 용액 (LD4) 의 2.6 중량부 및 희석을 위해 혼합된 용매 용액 (LE4) 의 5 중량부가 공급되고, 스테틱 혼합기에서 혼합되며, 건조 이후의 필름 두께는 3㎛ 가 되도록, 그 결과물인 혼합물 용액이 3-층 적층 캐스팅을 위해 가압 다이의 양 말단의 각각의 슬릿으로 공급된다. 이 방법으로, 3-층 적층은 20℃ 의 표면 온도에서 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA4 용액은 각각 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 와 50% 사이가 되도록, 필름 캐스트는 잔여 용매량을 220 중량% 에서 100 중량%로 감소하기 위해 필요한 건조 시간을 45 초로 설정함으로써 건조되고, 그 후, 필름은 60m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 60 초이다.
텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름폭의 1.02 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 62m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 80㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (F4) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후의 패스롤의 표면 거칠기는 0.3㎛ 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 91.6% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 2.6㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 9㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 0.3nm 이고, Rth 리타데이션은 1nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 를 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 이물질의 수는 6 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 4.2 pieces/㎡ 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름의 필름 스크래치의 수는 3 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 3pieces/m 이다.
[실시예 5]
(셀룰로스 아실레이트 용액의 준비)
이하 나타난 조성물이 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하기 위해 교반된다. 혼합물은 6 시간 동안 33℃ 에서 교반되어 용해된다. 탱크의 내부는 3℃/min 에서 -10℃ 로 냉각되고, 2 시간 후에, 90℃ 로 가열되며, 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 이 용액은 93℃ 의 온도로 유지되고, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 냉각되며, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 천천히 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LA5) 를 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메시 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
<셀룰로스 아세테이트 용액 (LA5) 의 조성물>
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.92 (아실 치환도: 2.92), 점도: 6%, 322 mPa·s, 수분 함량: 3.1% 에서 파생됨) 70 중량부
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.89 (아실 치환도: 2.89), 점도: 6%, 95 mPa·s, 수분 함량: 2.8% 에서 파생됨) 30 중량부
메틸렌 클로라이드 391 중량부
메탄올 70 중량부
1-부탄올 15 중량부
리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 (A-19) (순도: 98%, 수분 함량: 1.5%) 12 중량부
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F5) 의 제조)
셀룰로스 아실레이트 필름 (LA5) 의 80 중량부 및 첨가물 용액 (LD4) 의 2.6 중량부가 공급되고, 스테틱 혼합기에서 혼합된다. 그 결과물인 혼합된 용액은, 건조 이후의 필름 두께가 79㎛ 이 되도록, 3-층 적층 캐스팅을 위한 가압 다이의 중앙부 내의 슬릿으로 공급된다. 동시에, 셀룰로스 아실레이트 용액 (LA4) 의 80 중량부, 소광제 용액 (LC4) 의 2.4 중량부, 첨가물 용액 (LD4) 의 2.6 중량부 및 희석을 위해 혼합된 용매 용액 (LE4) 의 5 중량부가 공급되고, 스테틱 혼합기에서 혼합되며, 건조 이후의 필름 두께는 3㎛ 가 되도록, 그 결과물인 혼합물 용액이 3-층 적층 캐스팅을 위해 가압 다이의 양 말단부의 각각의 슬릿으로 공급된다. 이 방법으로, 3-층 적층은 20℃ 의 표면 온도에서 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA5 용액은 각각 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 와 50% 사이가 되도록, 필름 캐스트는 잔여 용매량을 220 중량% 에서 100 중량%로 감소하기 위해 필요한 건조 시간을 45 초로 설정함으로써 건조되고, 그 후, 필름은 60m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 60 초이다.
텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름폭의 1.02 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140 ℃ 에서 더 건조되고, 62m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 78㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (F5) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후의 패스롤의 표면 거칠기는 0.3㎛ 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 91.2% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 2.5㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 8㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 8.5nm 이고, Rth 리타데이션은 22nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 를 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 이물질의 수는 1 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 0.7 pieces/㎡ 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름의 필름 스크래치의 수는 1 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 0.7 pieces/m 이다.
[실시예 6]
이하 나타난 조성물은 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하기 위해 교반된다. 혼합물은 6 시간 동안 80℃ 에서 교반되어 용해된다. 탱크의 내부는 5℃/min 에서 -50℃ 로 냉각되고, 2 시간 후에, 80℃ 로 가열되며, 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 이 용액은 83℃ 의 온도로 유지되고, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 냉각되며, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 천천히 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LA6) 를 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메시 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
<셀룰로스 아세테이트 용액 (LA6) 의 조성물>
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 1.96, 프로피오닐 치환도:0.88 (아실 치환도: 2.84), 점도: 6%, 322 mPa·s, 수분 함량: 3.1% 에서 파생됨)
70 중량부
셀룰로스 아실레이트 (목재 펄프, 아세틸 치환도: 2.89 (아실 치환도: 2.89), 점도: 6%, 95 mPa·s, 수분 함량: 2.8% 에서 파생됨)
30 중량부
메틸렌 클로라이드 391 중량부
메탄올 70 중량부
1-부탄올 15 중량부
리타데이션을 감소시킬 수 있는 화합물 (A19) (순도: 98%, 수분 함량: 1.5%) 12 중량부
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F6) 의 제조)
셀룰로스 아실레이트 필름 (LA6) 의 80 중량부 및 첨가물 용액 (LD4) 의 2.6 중량부가 공급되고, 스테틱 혼합기에서 혼합된다. 그 결과물인 혼합된 용액은, 건조 이후의 필름 두께가 59㎛ 이 되도록, 3-층 적층 캐스팅을 위한 가압 다이의 중앙부 내의 슬릿으로 공급된다. 동시에, 셀룰로스 아실레이트 용액 (LA4) 의 80 중량부, 소광제 용액 (LC4) 의 2.4 중량부, 첨가물 용액 (LD4) 의 2.6 중량부 및 희석을 위해 혼합된 용매 용액 (LE4) 의 5 중량부가 공급되고, 스테틱 혼합기에 서 혼합되며, 건조 이후의 필름 두께는 3㎛ 가 되도록, 그 결과물인 혼합물 용액이 3-층 적층 캐스팅을 위해 가압 다이의 양 말단부의 각각의 슬릿으로 공급된다. 이 방법으로, 3-층 적층은 20℃ 의 표면 온도에서 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA6 용액은 각각 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 와 50% 사이가 되도록, 필름 캐스트는 잔여 용매량을 220 중량% 에서 100 중량%로 감소하기 위해 필요한 건조 시간을 45 초로 설정함으로써 건조되고, 그 후, 필름은 60m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 60 초이다.
텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름폭의 1.02 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 62m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 61㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (F6) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후의 패스롤의 표면 거칠기는 0.3㎛ 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 91.4% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 2.7㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 12㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 6.6nm 이고, Rth 리타데이션은 20nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 를 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 이물질의 수는 7 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 5.0 pieces/㎡ 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서의 캐스팅 비평탄면의 수는 5 이고, m 당 캐스팅 비평탄면의 수는 3.5 pieces/m 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 필름 스크래치의 수는 6 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 6.0 pieces/m 이다.
[실시예 7]
(본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F7) 의 제조)
각각 실시예 1 에서 준비된 셀룰로스 아실레이트 필름 (LA1) 의 76.2 중량부, 첨가물 용액 (LD1) 의 1.6 중량부 및 첨가물 용액 (LD1) 의 2.3 중량부가 스테틱 혼합기에서 혼합되고, -15℃ 로 냉각된 스테인레스 스틸 드럼 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LA1 용액은 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 액체 온도가 약 -10℃ 에 도달할 때까지, 필름 캐스트가 냉각되고, 그 후, 필름은 75m/min 에서 드럼으로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름 폭의 1.02 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 78m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 82㎛ 의 두께를 가지는 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F7) 이 획득된다. 획득에서의 잔여 용매량은 0.05% 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 91.8% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 0.5㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 111㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 1.3nm 이고, Rth 리타데이션은 -3nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 를 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 이물질의 수는 3 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 2.1 pieces/㎡ 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가 될 때, 필름에서의 캐스팅 비평탄면의 수는 4 이고, m 당 캐스팅 비평탄면의 수는 2.8 pieces/m 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 필름 스크래치의 수는 2 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 1.4 pieces/m 이다.
[비교예 1]
(셀룰로스 아실레이트 용액의 준비)
실시예 1 에서 나타난 조성물은 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하기 위해 교반된다. 혼합물은 3 시간 동안 83℃ 에서 교반하여 용해된다. 탱크의 내부는 2℃/min 에서 15℃ 로 냉각되고, 2 시간 이후에, 30℃ 로 가열되며, 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 용액은 33℃ 의 온도에서 10 분 동안 유지된 후, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 조절되며, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 약간 빠르게 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LH1) 을 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메쉬 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
(비교 셀룰로스 아실레이트 필름 (H1) 의 제조)
셀룰로스 아실레이트 필름 (LH1) 의 76.2 중량부, 소광제 용액 (LC1) 의 1.8 중량부 및 첨가물 용액 (LD1) 의 2.6 중량부가 스테틱 혼합기에서 혼합되고, 20℃ 의 표면 온도에서 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LH1 용액은 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 와 50% 사이가 되도록, 필름 캐스트는 잔여 용매량을 220 중량% 에서 100 중량% 으로 감소 하기 위해 필요한 건조 시간을 5 초로 설정함으로써 건조되고, 그 후, 필름은 40m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 20 초이다. 텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름폭의 1.01 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 42m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 60㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (H1) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후의 패스롤의 표면 거칠기는 0.07㎛ 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 87.6% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 3.7㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 0.8㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 3.3nm 이고, Rth 리타데이션은 4.9nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 를 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 이물질의 수는 32 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 23 pieces/㎡ 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서의 캐스팅 비평탄면의 수는 16 이고, m 당 캐스팅 비평탄면의 수는 11.4 pieces/m 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 필름 스크래치의 수는 232 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 166 pieces/m 이다.
[비교예 2]
실시예 1 에서 나타난 조성물은 혼합 탱크로 충진되고, 각각의 성분을 혼합하기 위해 교반된다. 혼합물은 3 시간 동안 83℃ 에서 교반하여 용해된다. 탱크의 내부는 2℃/min 에서 30℃ 로 냉각되고, 2 시간 이후에, 용액은 다시 교반된 후, 기어 펌프에 의해 열 교환 장치로 적용된다. 용액은 33℃ 의 온도에서 10 분 동안 유지된 후, 열 교환 장치에 의해 35℃ 로 조절되며, 47㎛ 의 평균 기공 크기를 가지는 필터 페이퍼를 통해서 더 필터링된다. 클로깅은 약간 빠르게 진행된다. 또한, 용액은 셀룰로스 아세테이트 용액 (LH2) 을 준비하기 위해 10㎛ 의 기공 크기를 가지는 금속 메쉬 필터를 통해서 필터링되고, 획득된 용액은 저장 탱크에 저장된다.
(비교 셀룰로스 아실레이트 필름 (H2) 의 제조)
셀룰로스 아실레이트 필름 (LH2) 의 76.2 중량부, 소광제 용액 (LC1) 의 1.8 중량부 및 첨가물 용액 (LD1) 의 2.6 중량부가 스테틱 혼합기에서 혼합되고, 20℃ 의 표면 온도에서 스테인레스 스틸 밴드 상에 균일하게 캐스팅된다. 이 때, LH1 용액은 36 시간 동안 저장 탱크에 저장된다. 잔여 용매 함량이 40% 와 50% 사이가 되도록, 필름 캐스트는 잔여 용매량을 220 중량% 에서 100 중량% 으로 감소하기 위해 필요한 건조 시간을 5 초로 설정함으로써 건조되고, 그 후, 필름은 58m/min 의 비율로 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리되고, 텐터 장치에 고정된다. 캐스팅에서 분리까지의 시간은 40 초이다. 텐터 장치에서 건조 온도는 70℃ 내지 130℃ 로 순차적으로 변화된다. 건조 속도는 0.2 중량%/sec 이다. 텐터 장치의 아웃렛에서 필름 폭은 인렛에서 필름폭의 1.01 배로 이루어진다. 텐터 장치로부터 남겨진 필름은 130 내지 140℃ 에서 더 건조되고, 62m/min 의 비율로 릴링된다. 이 방법으로, 60㎛ 의 두께를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름 (H2) 이 획득된다. 에지 슬리팅 이후의 패스롤의 표면 거칠기는 30㎛ 이다.
590nm 의 파장에서 필름의 빔 투과율은 86.9% 이고, 필름의 표면 거칠기 Ry 는 3.8㎛ 이며, 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리는 0.9㎛ 이다. 필름의 중앙에서 Re 리타데이션은 2.6nm 이고, Rth 리타데이션은 4.2nm 이다. 캐스팅 방향에서 1m 를 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 이물질의 수는 35 이고, ㎡ 당 이물질의 수는 25 pieces/㎡ 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서의 캐스팅 비평탄면의 수는 18 이고, 1 m 당 캐스팅 비평탄면의 수는 12.9 pieces/m 이다. 캐스팅 방향에서 1m 샘플링함으로써 평가될 때, 필름에서 필름 스크래치의 수는 51 이고, m 당 필름 스크래치의 수는 36 pieces/m 이다.
[실시예 8]
(광학-보상 필름의 제조)
(언더코트층의 제조)
이하 조성물을 가지는 코팅 용액은 28㎤/㎡ 의 범위로 실시예 1 의 셀룰로스 아실레이트 필름 지지대상에 코팅되고, 0.1㎛-두께 젤라틴층 (제 1 언더코트층) 을 제공하기 위해 건조된다.
_______________________________________________________________________
제 1 언더코트층용 코팅 용액 조성물
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젤라틴 0.542 중량부
포름알데히드 0.136 중량부
살리실산 0.160 중량부
아세톤 39.1 중량부
메탄올 15.8 중량부
메틸렌 클로라이드 40.6 중량부
물 1.2 중량부
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그 후, 이하 조성물을 가지는 코팅 조성물은 7㎤/㎡ 의 범위로 그 상부에 더 코팅되고, 제 2 언더코트층을 제공하기 위해 건조된다.
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제 2 언더코트층용 코팅 용액의 조성물
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이하 나타난 음이온성 코폴리머 0.079 중량부
모노에틸 시트레이트 1.01 중량부
아세톤 20 중량부
메탄올 87.7 중량부
물 4.05 중량부
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음이온 코폴리머:
(배향 필름층의 제조)
셀룰로스 아세테이트 필름의 이 젤라틴층 상에서, 이하의 조성물을 가지는 코팅 용액은 #16 와이어 바 코터에 의해 28㎖/㎡ 의 범위에 코팅되고, 60 초 동안 25℃ 에서 건조되고, 60 초 동안 60℃ 에서 뜨거운 공기로 건조되며, 150 초 동안 90℃ 에서 뜨거운 공기로 더 건조된다.
건조 이후의 배향 필름의 두께는 1.1㎛ 이다.
그 후, 러빙 (rubbing) 처리가 셀룰로스 아세테이트 필름의 지상축 (632.8nm 의 파장에서 측정) 방향에서 형성된 필름으로 적용된다.
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배향 필름용 코팅 용액의 조성물
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이하 나타난 변형된 폴리비닐 알코올 20 중량부
물 361 중량부
메탄올 119 중량부
글루타르알데히드 (가교제) 0.5 중량부
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변형된 폴리비닐 알코올:
(광학적 이방성층의 형성)
배향 필름 상에서, 메틸 에틸 케톤의 102g 에서, 에틸렌 산화물-변형된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (Osaka Organic Chemical Industry Ltd. 가 제조한, V#360) 의 4.06g, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 (Eastman Chemical 이 제조한, CAB551-0.2), 의 0.90g, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 (Eastman Chemical 이 제조한, CAB531-1) 의 0.23g, 광중합 개시제 (Ciba Geigy 가 제조한, Irgacure 907) 및 감광제 (Nippin Kayaku Co., Ltd. 가 제조한, Kayacure DETX) 의 0.45g 인 이하 나타난 디스코틱 (액정) 화합물의 41.01g 을 용해함으로써 획득된 용액은 #4 와이어 바에 의해 코팅된다. 이 코팅은 금속 프레임 상에서 적층되고, 디스코틱 액체 화합물을 배열하기 위해 2 분 동안 130℃ 에서 일정-온도 배쓰 (bath) 에서 가열되고, 디스코틱 화합물을 중합시키도록 130℃ 에서 120 W/cm 의 고압 수은 램프를 이용하여 1 분 동안 UV 로 조사되며, 그 후, 실온으로 냉각되어, 그로 인해, 광학적 이방성층을 형성한다. 이 방법으로, 광학-보상 필름 (KHF1) 이 제 조된다.
633nm 의 파장에서 측정된 광학적 이방성층의 Re 리타데이션 값은 48nm 이고, 디스코틱 평면과 제 1 투과 지지 평면 사이의 각 (경사각) 은 평균적으로 42°이다.
디스코틱 액정 화합물:
배향 결점의 수는 100 의 배율로 루페를 이용하여 관찰되고, 50㎛ 이상의 결점의 수는 1.3pieces/㎡ 이다. 0.6㎛ 의 표면 거칠기 Ry 및 217㎛ 의 표면 오목부와 볼록부 사이의 평균 거리를 가지는 이 실시예에서 이용된 셀룰로스 아실레이트 필름 (F1) 의 이점으로, 작은 수의 배향 결점을 가지는 광학-보상 필름이 획득될 수 있다.
광학-보상 필름 (KHF2) 내지 (KHF7) 가 실시예 2 내지 7 에서 각각 제조된 셀룰로스 아실레이트 필름 (F2) 내지 (F7) 를 이용하여 동일한 방법으로 제조된다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름을 이용하는 광학-보상 필름은 소정의 표면 거칠기 및 표면 오목부와 볼록부 사이에서 소정의 평균 거리를 가지고, 따라서, 작은 수의 배향 결점을 가지는 광학-보상 필름이 획득될 수 있다.
[비교예 3]
광학-보상 필름 (KHFH1) 및 (KHFH2) 은, 광학적 이방성층이 실시예 8 에서 이용된 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 대신에 비교예 1 및 2 에서 제조된 셀룰로스 아실레이트 필름 (H1) 및 (H2) 을 이용하여 형성되는, 실시예 8 에 설명된 방법에 따라서 제조된다. 실시예 8 에서와 동일하게, 광학적 이방성층의 Re 리타데이션 값은 48nm 이고, 디스코틱 평면과 제 1 투광 지지 평면 사이의 각 (경사각) 은 평균적으로 42° 이다.
그러나, 배향 결점의 수는 실시예 8 에서와 동일한 방법으로 관찰되는 경우, 50㎛ 이상의 결점의 수는 20.3pieces/㎡ 또는 24.7pieces/㎡ 만큼 크다. 작은 수의 배향 결점을 가지는 양호한 광학-보상 필름은 표면 오목부와 볼록부 사이에서 큰 표면 거칠기 및 좁은 평균 거리를 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름으로부터 획득될 수 없다는 것을 알 수 있다.
[실시예 9]
(편광판의 제조)
실시예 1 에서 획득된 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F1) 은 2 분 동안 55℃ 에서 수성 1.5N 수산화나트륨 용액에 담궈진 후, 실온에서 물-세정 배쓰에서 세정되고, 30℃ 에서 0.1N 황산을 이용하여 중화된다. 필름은 실온에서 물-세정 배쓰에서 다시 세정된 후, 100℃ 에서 뜨거운 공기로 건조된다. 이 방법으로, 표면-감화 셀룰로스 아실레이트 필름 (F11) 이 획득된다. 표면 감화 처리는 (Fuji Photo Film Co., Ltd. 가 제조한) 상업적으로 이용가능한 셀룰로스 아 세테이트 필름 TD80UF 에 동일한 방법으로 적용되어, 필름 (F100) 을 준비한다.
그 후, 롤 형상의 80㎛-두께 폴리비닐 알코올 필름이 수성 요오드 용액에서 5 번 연속적으로 연신되고, 건조되어 편광 필름이 획득된다. 필름 (F11) 및 필름 (F100) 은 부착제와 같은 수성 3% 폴리비닐 알코올 (PVA-117H, Kuraray Co., Ltd. 제조) 용액을 이용하여 각각 편광 필름의 일 표면 및 반대 표면상에서 보호 필름으로서 라미테이팅되고, 그로 인해, 편광판 (P1) 가 획득된다. 이 때, 그 지상축이 편광 필름의 투과축에 평행하게 구동하도록, 필름 (F11) 및 필름 (F100) 이 적층된다.
또한, 편광판 (P2) 내지 (P7) 및 편광판 (PH1) 및 (PH@) 는 본 발명의 실시예 2 내지 7 에서 제조된 셀룰로스 아실레이트 필름 (F2) 내지 (F7) 및 비교예 1 및 2 에서 제조된 셀룰로스 아실레이트 필름 (H1) 및 (H2) 을 각각 이용하여, 동일한 방법으로 제조된다. 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름과 비교예의 셀룰로스 아실레이트 모두는 연신된 폴리비닐 알코올에 대한 양호한 적층 특성을 가지고, 편광판로 진행하기 위한 우수한 적절성을 나타낸다.
[실시예 10]
(액정 디스플레이 장치로의 통합)
<반대 편광판의 제조>
편광판 (P0) 는, 감화에 이용되는 상업적으로 이용가능한 셀룰로스 아세테이트 필름 (Fuji Photo Film Co., Ltd. 가 제조한 FUJITAC TD80UF) (F0) 이 양쪽 필름이 편광 필름의 양쪽 표면으로 적층되기 위해 이용되는 것을 제외하고, 실시예 9 에서와 동일한 방법으로 제조된다.
<IPS-모드 액정셀의 제조>
인접한 전극 사이의 거리가 20㎛ 가 되도록, 전극이 일 글래스 기판상에 제공되고, 폴리이미드 필름이 배향 필름으로서 그 상부에 제공되며, 러빙 처리된다. 개별적으로, 일 글래스 기판이 준비되고, 폴리이미드 필름이 그 일 표면상에 제공되며, 러빙 처리되어 배향 필름으로서 기능한다. 배향 필름들이 서로 직면하도록, 이들 2 개의 글래스 기판은 하나의 기판상에 다른 하나가 놓여지고 적층되며, 3.9㎛ 의 갭 (d) 이 기판들 사이에 생성되고, 2 개의 글래스 기판의 러빙 방향은 평행하게 움직인다. 그 후, 0.0769 의 굴절률 이방성 (
n) 및 4.5 의 양의 유전 상수 이방성 (
ε) 을 가지는 네마틱 액정 조성물이 갭 내에 개재된다. 액정층의 d·
n 값은 300nm 이다.
제조된 IPS-모드 액정셀의 백라이트측에서, 실시예 9 에서 준비된 본 발명의 편광판 P1 는 그 흡수축을 액정셀의 러빙 방향과 평행으로 구동하게 하고, 동시에, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름 (F1) 을 액정셀측 상에 오도록 배열시킴으로써 적층된다. 그 후, 편광판 P0 는 직교-니콜 배열 (cross-Nicol arrangement) 에서 IPS-모드 액정셀의 다른 측면에 적층된다.
이렇게 제조된 액정 디스플레이의 블랙 틴트 (black tint) 는 60° 의 극각의 모든 방위각 방향에서 관찰되지만, 틴트 변화는 거의 감지되지 않는다. 또한, 필름은 우측/좌측 및 상부/하부 방향에서 우수한 시야각이 확보된다. 또 한, 필름 이물질, 필름 스크래치 및 캐스팅 비평탄면으로 인한 생생한 품질 장애는 인식되지 않는다. 이 방법으로, 본 발명의 셀룰로스 아실레이트 필름은 광학적 사용을 위한 우수한 필름이 되도록 제공된다.
액정 디스플레이 장치는 편광판 (P2) 내지 (P7) 및 편광판 (PH1) 및 (PH2) 를 이용하여 동일한 방법으로 제조되고, 평가된다. 양호한 결과가 편광판 (P2) 내지 (P7) 를 이용하는 액정 디스플레이 장치 모두에서 획득된다.
[비교예 4]
IPS-모드 액정 장치는, 비교예 1 및 2 에서 제조된 셀룰로스 아실레이트 필름 (H1) 및 (H2) 이 이용되는 편광판 (PH1) 및 (PH2) 을 이용하여 실시예 10 에서와 동일한 방법으로 제조된다. 이에 따라 생산된 액정 디스플레이의 블랙 틴트는 60° 의 극각의 모든 방위각 방향에서 관찰되지만, 틴트 변화는 거의 감지되지 않는다. 또한, 필름은 우측/죄측 및 상부/하부 방향에서 우수한 시야각이 확보된다. 그러나, 필름 이물질에 기인하는 것으로 고려되는 비정상적으로 선명한 포인트가 PH1 을 이용하는 액정 디스플레이 장치의 100 유닛 중 8 유닛 및 PH2 를 이용하는 액정 디스플레이 장치의 100 유닛 중 4 유닛에서 발생된다. 또한, 캐스팅 비평탄면에 기인하는 스크린 비평탄면이 PH1 을 이용하는 액정 디스플레이 장치의 100 유닛 중 2 유닛 및 PH2 를 이용하는 액정 디스플레이 장치의 100 유닛 중 2 유닛에서 발생된다. 또한, 필름 스크래치에 기인하는 것으로 고려되는 스크린 장애가 PH1 을 이용하는 액정 디스플레이 장치의 100 유닛 중 7 유닛 및 PH2 를 이용하는 액정 디스플레이 장치의 100 유닛 중 3 유닛에서 발생된다.
전술한 바와 같이, 용액 캐스팅 방법에 이용된 셀룰로스 아실레이트 용액의 용해 방법, 캐스팅에서뿐만 아니라 연신 범위에서의 건조 조건, 및 에지 슬리팅 이후에 필름이 접촉하는 패스롤의 표면 프로파일을 제어함으로써, 셀룰로스 아실레이트 필름에서의 이물질, 캐스팅 비평탄면 및 스크래치가 감소될 수 있고, 개선된 평면을 가지는 양호한 필름이 획득될 수 있다. 또한, 이러한 필름을 이용하는 액정 디스플레이 장치는 비정상적으로 선명한 포인트 또는 캐스팅 비평탄면으로 인한 디스플레이 품질에서의 저하를 보다 조금 겪게 된다.
본 발명에 따르면, 높은 투과율과 우수한 광학적 등방성 (Re, Rth) 이 확보되고, 이물질 결점, 비평탄면 및 스크래치가 감소된 저가의 셀룰로스 아실레이트 필름이 획득될 수 있고, 저가이고 우수한 광학-보상 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치가 획득될 수 있다.
전체적으로 설명된 것처럼, 외국 우선권의 이점이 본 발명에 청구되어 있는 각각의 모든 외국 특허 출원의 전체적인 개시가 참조로서 본 명세서에 통합된다.
Claims (19)
- 식 (I) 및 식 (II) 을 충족하는 Re(590) 및 Rth(590); 및590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과율을 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름으로서,50 내지 200㎛ 의 장축을 가지는 이물질의 수가 20pieces/㎡ 이하이고:식 (I) : 0Re(590)
10
식 (II) : -25Rth(590)
25
Re(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내고; 그리고Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내는, 셀룰로스 아실레이트 필름. - 식 (I) 및 식 (II) 을 충족하는 Re(590) 및 Rth(590); 및590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과율을 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름으로서,10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 캐스팅 비평탄면의 수는 폭 방향에서 10pieces/m 이하이고:식 (I) : 0Re(590)
10
식 (II) : -25Rth(590)
25
Re(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내고; 그리고Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내는, 셀룰로스 아실레이트 필름. - 제 1 항에 있어서,10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 캐스팅 비평탄면의 수는 폭 방향에서 10 pieces/m 이하인, 셀룰로스 아실레이트 필름.
- 식 (I) 및 식 (II) 을 충족하는 Re(590) 및 Rth(590); 및590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과율을 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름으로서,표면의 오목부 및 볼록부의 최대 높이를 나타내는 Ry 는 3.0㎛ 이하이고; 그리고표면 오목부와 표면 볼록부 사이의 평균 거리를 나타내는 Sm 은 1 ㎛ 내지 1 ㎜ 이고:식 (I) : 0Re(590)
10
식 (II) : -25Rth(590)
25
Re(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내고; 그리고Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내는, 셀룰로스 아실레이트 필름. - 제 1 항에 있어서,표면 오목부 및 볼록부의 최대 높이를 나타내는 Ry 는 3.0㎛ 이하이고; 그리고표면 오목부와 표면 볼록부 사이의 평균 거리를 나타내는 Sm 은 1 ㎛ 내지 1 ㎜ 인, 셀룰로스 아실레이트 필름.
- 식 (I) 및 식 (II) 을 충족하는 Re(590) 및 Rth(590); 및590nm 의 파장에서 88% 이상의 빔 투과율을 가지는 셀룰로스 아실레이트 필름으로서,10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 필름 스크래치의 수는 캐스팅 방향에서 0 내지 10 pieces/m 이고:식 (I) : 0Re(590)
10
식 (II) : -25Rth(590)
25
Re(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 면내 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내고; 그리고Rth(590) 는 60% RH 하의 590nm 의 파장 및 25℃ 에서 두께 방향에서의 리타데이션 값 (단위 : nm) 을 나타내는, 셀룰로스 아실레이트 필름. - 제 1 항에 있어서,10 내지 100㎛ 의 폭을 가지는 필름 스크래치의 수는 캐스팅 방향에서 0 내지 10 pieces/m 인, 셀룰로스 아실레이트 필름.
- 용액 캐스팅 방법으로 셀룰로스 아실레이트 필름을 제조하는 방법인 셀룰로스 아실레이트 필름 제조 방법으로서,(Ⅰ) 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정;(Ⅱ) 상기 셀룰로스 아실레이트 용액을 캐스팅하여 캐스트 필름을 형성하는 공정;(Ⅲ) 분리 이전에 상기 캐스트 필름을 건조하는 공정;(Ⅳ) 상기 캐스트 필름을 분리하는 공정;(Ⅴ) 상기 캐스트 필름을 텐터-건조하는 공정; 및(Ⅵ) 상기 캐스트 필름의 에지부를 절단하고 상기 캐스트 필름을 릴링하는 공정을 포함하고,상기 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정 (Ⅰ) 는 :(ⅰ) 25 내지 95℃ 에서 셀룰로스 아실레이트를 유기 용매에 혼합하고 용해하는 공정;(ⅱ) 상기 공정 (i) 에서 준비된 상기 용액을 -55 내지 20℃ 까지 하향 냉각하는 공정;(ⅲ) 상기 공정 (ⅱ) 에서 준비된 상기 용액을 40 내지 115℃ 까지 상향 가열하는 공정을 포함하는, 셀룰로스 아실레이트 필름 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 분리 이전에 캐스트 필름을 건조하는 공정 (Ⅲ) 은, 상기 캐스트 필름의 잔류하는 용매의 양이 고체 함유량에 기초하여 220 내지 100 중량% 일 때, 상기 잔류하는 용매의 양의 평균 감소 비율이 1 내지 18 중량%/sec 이도록 수행되는, 셀룰로스 아실레이트 필름 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 캐스트 필름을 텐터-건조하는 공정 (Ⅴ) 은, 상기 캐스트 필름이 텐터-연신될 때, 상기 캐스트 필름이 40 내지 150℃ 의 온도로 공기를 건조시킴으로써 건조되며, 상기 잔류하는 용매의 양의 평균 감소 비율이 0.01 내지 3 중량%/sec 이도록 수행되는, 셀룰로스 아실레이트 필름 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 릴링하는 공정에서 상기 필름에 접촉하는 패스롤은 0.5㎛ 이하의 표면 거칠기를 가지는, 셀룰로스 아실레이트 필름 제조 방법.
- 제 8 항에 기재된 셀룰로스 아실레이트 필름 제조 방법으로 제조된, 셀룰로스 아실레이트 필름.
- 제 1 항에 있어서,(Ⅰ) 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정;(Ⅱ) 상기 셀룰로스 아실레이트 용액을 캐스팅하여 캐스트 필름을 형성하는 공정;(Ⅲ) 분리 이전에 상기 캐스트 필름을 건조하는 공정;(Ⅳ) 상기 캐스트 필름을 분리하는 공정;(Ⅴ) 상기 캐스트 필름을 텐터-건조하는 공정; 및(Ⅵ) 상기 캐스트 필름의 에지부를 절단하고, 상기 캐스트 필름을 릴링하는 공정을 포함하는 용액 캐스팅 방법으로 제조되고,상기 셀룰로스 아실레이트 용액을 준비하는 공정 (Ⅰ) 은:(ⅰ) 25 내지 95℃ 에서 셀룰로스 아실레이트를 유기 용매에 혼합하고 용해하는 공정;(ⅱ) 상기 공정 (ⅰ) 에서 준비된 상기 용액을 -55 내지 20℃ 까지 하향 냉각하는 공정; 및(ⅲ) 상기 공정 (ⅱ) 에서 준비된 상기 용액을 40 내지 115℃ 까지 상향 가열하는 공정을 포함하는, 셀룰로스 아실레이트 필름.
- 제 1 항에 있어서,식 (10) 을 충족하는 아실 치환도 (X+Y) 를 가지고:식 (10) : 2.6 < X+Y3.0
X 는 아세틸 치환도를 나타내고, Y 는 아세틸을 제외한 아실 치환도를 나타내는, 셀룰로스 아실레이트 필름. - 제 1 항에 있어서,30 내지 120㎛ 의 두께를 가지는, 셀룰로스 아실레이트 필름.
- 제 1 항에 기재된 셀룰로스 아실레이트 필름; 및0 내지 200 nm 의 Re(590) 및 0 내지 400 nm 의 │Rth(590)│ 을 가지는 광학적 이방성층을 포함하는, 광학-보상 필름.
- 편광판의 액정셀측 상에 편광-보호 필름을 포함하고,상기 편광-보호 필름은 제 15 항에 기재된 셀룰로스 아실레이트 필름인, 편광판.
- 편광자; 및상기 편광자를 샌드위치하는 한 쌍의 편광자-보호 필름을 포함하고,상기 편광자-보호 필름 중 하나 이상은 제 15 항에 기재된 셀룰로스 아실레이트 필름인, 편광판.
- 제 15 항에 기재된 셀룰로스 아실레이트 필름을 포함하는, 액정 디스플레이 장치.
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