KR20100014461A - 광학 필름, 그의 제조 방법, 광학 필름을 사용한 편광판 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 박리 후의 필름의 반송 트러블이나, 필름의 밀림으로 인한 고장의 발생, 롤 표면 온도 저하에 의한 컨덴스 고장의 발생을 방지하고, 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않고, 투명성, 평면성이 우수하며, 또한, 액정 표시 장치에 내장시켰을 때의 콘트라스트의 향상이 가능해지는, 광학 필름, 편광판 및 표시 장치를 제공한다.

수지 용액(도프)을 금속 지지체 상에 유연시켜 유연막(웹)을 형성하고, 용제의 일부를 증발시킨 후에, 금속 지지체로부터 박리하는 공정과, 박리한 웹의 양단부를 파지하여, 연신하지 않고 반송하면서 건조시키는 파지 건조 공정과, 계속해서 웹을 폭 방향으로 연신하는 공정을 구비하고, 웹이 박리되고 나서, 다음 공정에 있어서 웹 양단부가 파지되기까지의 동안에 웹에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 내지 15 질량%로 되고 있다.

용액 유연 제막법, 광학 필름, 편광판, 수지 용액, 잔류 용매량, 연신공정

Description

광학 필름, 그의 제조 방법, 광학 필름을 사용한 편광판 및 표시 장치 {OPTICAL FILM, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, POLARIZING PLATE EMPLOYING OPTICAL FILM, AND DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치(LCD)에 사용되는 편광판용 보호 필름, 위상차 필름, 시야각 확대 필름, 플라즈마 디스플레이에 사용되는 반사 방지 필름 등의 각종 기능 필름 등에도 이용할 수 있는 광학 필름, 그의 제조 방법, 광학 필름을 사용한 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치(LCD)는 저전압이면서 저소비 전력으로 IC 회로에의 직접 연결이 가능하고, 게다가 박형화가 가능하기 때문에, 워드 프로세서나 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치로서 널리 사용되고 있다.

이 액정 표시 장치(LCD)의 기본적인 구성은, 액정 셀의 양측에 편광판을 설치한 것으로, 편광판의 성능에 의해 LCD의 성능이 크게 좌우된다. 편광판은 편광자와, 편광자의 양면에 적층된 보호 필름으로 이루어진다. 그리고, 이러한 편광판의 보호 필름으로서 셀룰로오스 에스테르 필름이 널리 사용되고 있다.

이러한 셀룰로오스 에스테르 필름은, 일반적으로 용액 유연 제막법에 의해 제조되고 있다. 이 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조 방법은, 우선, 셀룰로오스 에스테르를, 예를 들어 메틸렌 클로라이드 등의 셀룰로오스 에스테르에 대한 양용매와, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 부탄올 혹은 시클로헥산 등의 셀룰로오스 에스테르에 대한 빈용매를 가한 혼합 용매에 용해시키고, 이것에 가소제나 자외선 흡수제를 첨가하여 셀룰로오스 에스테르 용액(이하, 도프라고도 함)을 조제하고, 도프를, 경면 처리된 표면을 갖는 무한이행하는 무단의 금속 지지체(예를 들어 벨트 혹은 드럼, 이하, 지지체라고도 함) 상에 유연 다이로부터 균일하게 유연하고, 지지체 상에서 용매를 증발시켜, 도프 막(이하, 웹이라고도 함)이 고화된 후, 이를 박리 롤로 박리하고, 이것을 이송 롤로 이송하며, 또한 건조 장치 혹은 텐터를 통해 건조시켜 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻는 것이다.

최근, 액정 표시 장치는 그 화질의 향상이나 고정세화 기술의 향상에 의해, 텔레비전이나 대형 모니터에 사용되게 되었으며, 특히 이들 액정 표시 장치의 대형화나 효율생산에 의한 비용 절감 등의 요망이 액정 표시 장치의 재료에도 강하게 나타나, 광학 필름의 광폭화가 요구되고 있다.

또한, 최근에는 액정 TV의 급격한 신장에 대응하기 위해 광학 필름의 수요도 급격하게 증가하고 있어, 생산성 향상이 강하게 요구되고 있다.

<발명이 해결하려고 하는 과제>

이러한 광학 필름의 생산량의 증대 및 광폭화에 수반하여, 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조에 있어서는, 금속 지지체 상에 유연되어 형성된 유연막(웹)을 박리 롤에 의해 박리했을 경우, 박리 후의 웹(필름)의 잔류 용매량이 많아지고, 필름 자체 무게에 의한 늘어짐으로 반송 트러블이 발생하거나, 박리 직후의 반송 롤 표면에서의 이물질 부착으로 필름이 밀림으로 인해 고장이 발생하거나, 또한, 반송 롤의 표면 온도의 저하에 의한 컨덴스 고장이 발생하는 등의 트러블이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 상기의 종래 기술의 문제를 해결하고, 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 박리 후의 필름의 반송 트러블이나, 박리 직후의 롤 표면에서의 이물질 부착으로 밀림에 의한 고장 발생을 방지하는 동시에, 롤 표면 온도 저하에 의한 컨덴스 고장의 발생 등 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있고, 소위 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않고, 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있고, 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 따를 수 있고, 나아가, 액정 표시 장치에 내장했을 때의 콘트라스트의 향상이 가능한 광학 필름, 그의 제조 방법, 광학 필름을 사용한 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명자는 상기의 점을 감안해 예의 연구를 거듭한 결과, 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 생산량 증가, 광폭화에 수반하여, 박리 후의 필름의 잔류 용매량이 높아지고, 필름 자체 무게에 의한 늘어짐으로 인한 반송 트러블이나, 박리 직후의 반송 롤 표면에서의 이물질 부착으로 필름이 밀림으로 인한 고장의 발생, 롤 표면 온도의 저하에 의한 컨덴스 고장의 발생 등 트러블이 발생하기 쉬운 상태에 있지만, 박리 직후의 웹(필름)을 소위 핀 텐터 등으로 파지하고, 어느 정도 건조시키고 나서, 평면성, 광학 특성 및 폭을 확보하기 위한 클립 방식의 텐터에 의해 연신함으로써, 이들 문제를 모두 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제1항의 발명은, 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서, 열가소성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 용액(도프)을 금속 지지체 상에 유연시켜 유연막(웹)을 형성하고, 용제의 일부를 증발시킨 후에 금속 지지체로부터 박리하는 공정과, 박리한 웹의 양단부를 파지하여, 연신하지 않고 반송하면서 건조시키는 파지 건조 공정과, 계속해서 웹을 폭 방향으로 연신하는 공정을 구비하고, 박리 공정에 있어서 웹이 박리되고 나서, 다음의 파지 건조 공정에 있어서 웹의 양단부가 파지되기까지의 동안에 웹에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 내지 15 질량%로 되는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서, 웹의 잔류 용매량은 하기식으로 정의된다.

잔류 용매량(질량%)={(M-N)/N}×100

식에서 M은 필름의 임의 시점에서의 질량, N은 질량 M인 것을 110℃에서 3시간 건조시킨 후의 질량을 나타낸다.

청구범위 제2항의 발명은, 청구범위 제1항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 파지 건조 공정에 들어가기 직전의 웹에 포함되는 잔류 용매량이 70 내지 250 질량%인 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제3항의 발명은, 청구범위 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹의 입폭과 웹의 출폭으로부터 산출되는 웹의 폭 방향의 신축률이 -5 내지 0%이며, 연신 공정에 있어서의 웹의 폭 방향의 연신율이 3 내지 60%인 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제4항의 발명은, 청구범위 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 금속 지지체로부터 웹을 벗겨내는 박리 공정으로부터 최종적으로 필름을 권취하는 권취 공정까지의 동안에, 필름을 170 내지 200℃의 온도 하에서 15초 내지 300초간 가열하는 열처리 공정을 설치하는 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제5항의 발명은, 청구범위 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹의 파지 건조 장치가 핀 텐터이며, 연신 공정에 있어서의 웹의 연신 장치가, 클립 텐터인 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제6항의 발명은, 청구범위 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 광학 필름으로서, 필름의 면내 리터데이션(Ro)이 45 내지 80nm, 두께 방향 리터데이션(Rt)이 100 내지 130nm이며, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제7항의 발명은, 청구범위 제6항에 기재된 광학 필름으로서, 권취 후의 필름의 폭이 1,490 내지 2,500mm인 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제8항의 발명은, 청구범위 제6항 또는 제7항에 기재된 광학 필름으로서, 권취 후의 필름의 막 두께가 50 내지 65㎛인 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제9항에 기재된 편광판의 발명은, 청구범위 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 한쪽 면으로 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.

청구범위 제10항에 기재된 표시 장치의 발명은, 청구범위 제9항에 기재된 편광판을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.

<발명의 효과>

청구범위 제1항의 발명은, 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서, 열가소성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 용액(도프)을 금속 지지체 상에 유연시켜 유연막(웹)을 형성하고, 용제의 일부를 증발시킨 후에 금속 지지체로부터 박리하는 공정과, 박리한 웹의 양단부를 파지하여, 연신하지 않고 반송하면서 건조하는 파지 건조 공정과, 계속해서 웹을 폭 방향으로 연신하는 공정을 구비하고 있어, 박리 공정에 있어서 웹이 박리되고 나서, 다음의 파지 건조 공정에 있어서 웹의 양단부가 파지되기까지의 동안에, 웹에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 내지 15 질량%로 되는 것으로, 본 발명에 의하면, 박리 후의 필름의 반송 트러블이나, 박리 직후의 롤 표면에서의 이물질 부착에 의한 밀림으로 고장이 발생하는 것을 방지하는 동시에, 롤 표면 온도 저하에 의한 컨덴스 고장의 발생 등 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있고, 소위 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않고, 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있고, 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 따를 수 있는 효과를 발휘한다.

청구범위 제2항의 발명은, 청구범위 제1항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 파지 건조 공정에 들어가기 직전의 웹에 포함되는 잔류 용매량이 70 내지 250 질량%인 것으로, 청구범위 제2항의 발명에 의하면, 박리 후의 웹(필름)의 잔류 용매량이 높음에도 불구하고, 필름 자체의 무게에 의한 늘어짐을 방지할 수 있어 반송 트러블이 발생하지 않고, 또한, 박리 직후의 반송 롤 표면에서의 이물질 부착에 의한 필름 밀림으로 고장이 발생하지 않고, 또한, 반송 롤의 표면 온도의 저하에 의한 컨덴스 고장이 발생하지 않으며, 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있고, 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 따를 수 있는 효과를 발휘한다.

청구범위 제3항의 발명은, 청구범위 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹의 입폭과 웹의 출폭으로부터 산출되는 웹의 폭 방향의 신축률이 -5 내지 0%이고, 연신 공정에 있어서의 웹의 폭 방향의 연신율이 3 내지 60%인 것으로, 청구범위 제3항의 발명에 의하면, 건조수축이나 필름 자체 무게에 의한 신장을 건조 조건이나 파지 위치의 미세 조정에 의해 -5 내지 0%로 함으로써, 필름의 찢어짐을 억제하고, 원하는 광학 특성으로 조정하기 쉽게 할 수 있다. 또한 웹의 폭 방향의 연신율 3 내지 60%의 연신에 의해, 효율적으로 폭이 넓은 필름을 요구에 맞춰서 제작하는 것이 가능해진다.

청구범위 제4항의 발명은, 청구범위 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 금속 지지체로부터 웹을 벗겨내는 박리 공정으로부터 최종적으로 필름을 권취하는 권취 공정까지의 동안에, 필름을 170 내지 200℃의 온도 하에서 15초 내지 300초간 가열하는 열처리 공정을 설치하는 것으로, 청구범위 제4항의 발명에 의하면, 연신 공정에서 넓은 폭의 필름을 제작하기 위해서 고 연신 배율로 했을 경우 필름의 헤이즈가 높아지고, 액정 표시 장치에 내장했을 경우 콘트라스트 성능의 저하를 초래하지만, 열처리함으로써 헤이즈가 저하되고, 콘트라스트 성능의 저하를 억제하고, 넓은 폭의 필름을 얻기 위한 고 연신이 가능해지는 효과를 발휘한다.

청구범위 제5항의 발명은, 청구범위 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹의 파지 건조 장치가 핀 텐터이며, 연신 공정에 있어서의 웹의 연신 장치가 클립 텐터인 것으로, 청구범위 제5항의 발명에 의하면, 건조 목적뿐인 클립 텐터에 의해 잔류 용매량이 높은 영역에서의 파지 안정성을 확보하고, 고 연신이 필요한 공정에서는 클립 텐터로 필름의 파단이 없고, 연신 가능한 효과를 발휘한다.

청구범위 제6항의 발명은, 청구범위 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 광학 필름으로서, 필름의 면내 리터데이션(Ro)이 45 내지 80nm, 두께 방향 리터데이션(Rt)이 100 내지 130nm이며, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것으로, 청구범위 제6항의 발명에 의하면, 위상차 필름으로서 사용할 경우에, 시야각 성능을 확보한 상태에서 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 가능한 효과를 발휘한다.

청구범위 제7항의 발명은, 청구범위 제6항에 기재된 광학 필름으로서, 권취 후의 필름의 폭이 1,490 내지 2,500mm인 것으로, 청구범위 제7항의 발명에 의하면, 폭이 넓은 액정 표시 장치용 광학 필름을 제조할 수 있는 효과를 발휘한다.

청구범위 제8항의 발명은, 청구범위 제6항 또는 제7항에 기재된 광학 필름으로서, 권취 후의 필름의 막 두께가 50 내지 65㎛인 것으로, 청구범위 제8항의 발명에 의하면, 최종 막 두께가 50 내지 65㎛정도이면 필름 자체 무게의 영향도 없고, 클립도 안정되며 연신이 가능하고, 따라서, 박막 필름의 제조가 가능하고, 게다가 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않고, 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 얻을 수 있는 효과를 발휘한다.

청구범위 제9항에 기재된 편광판의 발명은, 청구범위 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 필름의 헤이즈가 높지 않고, 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 한쪽 면으로 사용하는 것이기 때문에, 청구범위 제9항의 편광판의 발명에 의하면, 이것을 표시 장치에 내장했을 경우에도 콘트라스트의 저하를 일으키지 않고, 시인성이 우수하다는 효과를 발휘한다.

청구범위 제10항에 기재된 표시 장치의 발명은, 청구범위 제9항에 기재된 편광판을 사용하는 것으로, 청구범위 제10항의 표시 장치에 의하면, 콘트라스트의 저하를 일으키지 않고, 시인성이 우수하다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조 방법을 실시하는 장치의 구체예를 나타내는 플로우 시트.

도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 셀룰로오스 에스테르 필름을 사용한 액정 표시 패널의 구체예를 나타내는 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔드리스 벨트(금속 지지체)

2 : 유연 다이

3 : 박리 롤

4 : 파지 건조 장치

5 : 텐터(연신 장치)

5a : 온풍 분출 슬릿구(온풍 분출 수단)

5b : 배출구

6 : 롤 반송 건조 장치(후 건조 장치)

7 : 반송 롤

8 : 권취 장치

10 : 웹

11 : 온풍(건조풍)

12 : 배기풍

15 : 건조풍

16 : 배기풍

20 : 셀룰로오스 에스테르 필름

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

다음으로, 본 발명의 실시 형태를 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 필름 재료로서 다양한 수지를 사용할 수 있지만, 그 중에서도 셀룰로오스 에스테르가 바람직하다.

셀룰로오스 에스테르는 셀룰로오스 유래의 수산기가 아실기 등으로 치환된 셀룰로오스 에스테르다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 부티레이트 등의 셀룰로오스 아실레이트나, 지방족 폴리에스테르 그래프트 측쇄를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 지방족 폴리에스테르 그래프트 측쇄를 갖는 셀룰로오스 아세테이트가 바람직하다. 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위라면, 그 밖의 치환기가 포함되어 있어도 된다.

셀룰로오스 트리아세테이트의 예로는, 아세틸기의 치환도가 2.0 이상 3.0 이하인 것이 바람직하다. 치환도를 이 범위로 함으로써 양호한 성형성을 얻을 수 있고, 또한 원하는 면내 리터데이션(Ro) 및 두께 방향 리터데이션(Rt)을 얻을 수 있는 것이다. 아세틸기의 치환도가 이 범위보다 낮으면, 위상차 필름으로서의 내습열성, 특히 습열하에서의 치수 안정성이 떨어지는 경우가 있고, 치환도가 지나치게 크면, 필요한 리터데이션 특성이 발현되지 않게 될 경우가 있다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스 에스테르의 원료의 셀룰로오스로는 특별히 한정은 없지만, 면화 린터, 목재 펄프, 케나프 등을 들 수 있다. 또한, 그것들로 부터 얻어진 셀룰로오스 에스테르는 각각 임의의 비율로 혼합 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 셀룰로오스 에스테르의 수 평균 분자량은 60,000 내지 300,000의 범위가 얻어지는 필름의 기계적 강도가 강해 바람직하다. 또한, 70,000 내지 200,000이 더 바람직하다.

본 발명에 있어서, 셀룰로오스 에스테르에는 다양한 첨가제를 배합할 수 있다.

본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법에서는, 셀룰로오스 에스테르와 두께 방향 리터데이션(Rt)을 저감하는 첨가제를 함유하는 도프 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 광학 필름의 두께 방향 리터데이션(Rt)을 저감하는 것이 IPS 모드에서 동작하는 액정 표시 장치의 시야각 확대의 의미에 있어서 중요한데, 본 발명에 있어서, 이러한 리터데이션 저감 첨가제로는 하기의 것을 들 수 있다.

일반적으로, 광학 필름의 리터데이션은 셀룰로오스 에스테르 유래의 리터데이션과 첨가제 유래의 리터데이션의 합으로서 나타난다. 따라서, 셀룰로오스 에스테르의 리터데이션을 저감시키기 위한 첨가제로는, 셀룰로오스 에스테르의 배향을 어지럽히고, 또한 자신이 배향하기 어려운 및/또는 분극율 이방성이 작은 첨가제가 두께 방향 리터데이션(Rt)을 효과적으로 저하시키는 화합물이다. 따라서, 셀룰로오스 에스테르의 배향을 어지럽히기 위한 첨가제로는, 방향족계 화합물보다, 지방족계 화합물이 바람직하다.

여기서, 구체적인 리터데이션 저감제로서, 예를 들어 다음의 일반식(1) 또는 (2)로 표현되는 폴리에스테르를 들 수 있다.

<일반식 (1)>

B₁-(G-A-)mG-B₁

<일반식 (2)>

B₂-(G-A-)nG-B₂

상기 식에서, B₁은 모노 카르복실산 성분을 의미하고, B₂는 모노 알코올 성분을 의미하고, G는 2가의 알코올 성분을 나타내고, A는 2 염기산 성분을 나타내고, 이들에 의해 합성된 것을 의미한다. B₁, B₂, G, 및 A는 모두 방향 환을 포함하지 않는 것이 특징이다. m, n은 반복 수를 의미한다.

B₁으로 표현되는 모노 카르복실산 성분으로는, 특별히 제한은 없고, 공지의 지방족 모노 카르복실산, 지환족 모노 카르복실산 등을 사용할 수 있다.

바람직한 모노 카르복실산의 예로는 이하와 같은 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

지방족 모노 카르복실산으로는, 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 갖는 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 12인 것이 특히 바람직하다. 아세트산을 함유시키면, 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 증가하기 때문에 바람직하고, 아세트산과 다른 모노 카르복실산을 혼합해서 사용하는 것도 바람직하다.

바람직한 모노 카르복실산으로는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산 카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스틴산, 펜타데실산, 팔미틴산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데신산, 올레산, 소르빈산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화지방산 등을 들 수 있다.

B₂로 표현되는 모노 알코올 성분으로는 특별히 제한은 없으며, 공지의 알코올류를 사용할 수 있다. 예를 들어 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 갖는 지방족 포화 알코올 또는 지방족불포화 알코올을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 12인 것이 특히 바람직하다.

G로 표현되는 2가의 알코올 성분으로는 이하와 같은 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-부틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,5- 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,5-펜틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 등을 들 수 있지만, 이들 중, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-부틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜이 바람직하고, 또한, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜이 더 바람직하게 사용된다.

A로 나타내지는 2 염기산(디카르복실산) 성분으로는, 지방족 2 염기산, 지환식 2 염기산이 바람직하며, 예를 들어 지방족 2 염기산으로는, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜린산, 수베린산, 아제라인산, 세바신산, 운데칸 디카르복실산, 도데칸 디카르복실산 등, 특히 지방족 카르복실산으로는 탄소수 4 내지 12를 갖는 것, 이들로부터 선택되는 적어도 1개의 것을 사용한다. 즉, 2종 이상의 2 염기산을 조합해서 사용해도 좋다.

상기의 일반식 (1) 또는 (2)에 있어서의 반복 수 m, n은, 1 이상이고 170 이하가 바람직하다.

폴리에스테르의 중량 평균 분자량은 20,000 이하가 바람직하고, 10,000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히 중량 평균 분자량이 500 내지 10,000인 폴리에스테르는 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 양호하여, 제막에 있어서 증발이나 휘발도 일어나지 않는다.

폴리에스테르의 중축합은 통상의 방법에 의해 행하여진다. 예를 들어 상기 2 염기산과 글리콜의 직접반응, 상기 2 염기산 또는 이들의 알킬 에스테르류, 예를 들어 2 염기산의 메틸 에스테르와 글리콜류의 폴리에스테르화 반응 또는 에스테르교환 반응에 의해 열 용융 축합법이나, 혹은 이들 산의 산 클로라이드와 글리콜의 탈 할로겐화수소 반응 중 어느 하나의 방법에 의해 용이하게 합성할 수 있는데, 중량 평균 분자량이 그다지 크지 않은 폴리에스테르는 직접반응에 의한 것이 바람직하다. 저 분자량측에 분포가 높은 폴리에스테르는, 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 매우 좋고, 필름 형성 후 투습도도 작고, 게다가 투명성이 풍부한 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻을 수 있다.

분자량의 조절 방법은 특별히 제한이 없으며, 종래의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 중합 조건에도 좌우되지만, 1가의 산 또는 1가의 알코올로 분자 말단을 봉쇄하는 방법에 의해, 이들 1가의 물질을 첨가하는 양에 의해 컨트롤할 수 있다. 이 경우, 1가의 산이 중합체의 안정성 면에서 바람직하다. 예를 들어, 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등을 들 수 있는데, 중축합 반응 중에는 반응계 외에 증류제거하지 않고 정지하여, 이러한 1가의 산을 반응계 외에 제거할 때에 증류제거하기 쉬운 것이 선택된다. 이것들을 혼합 사용해도 좋다. 또한, 직접반응의 경우에는, 반응 중에 증류제거해 오는 물의 양에 의해 반응을 정지하는 타이밍을 측정함으로써도 중량 평균 분자량을 조절할 수 있다. 그 외, 함유시키는 글리콜 또는 2 염기산의 몰수를 치우치게 함으로써도 가능하며, 반응 온도를 컨트롤해도 조절할 수 있다.

상기 일반식 (1) 또는 (2)로 표현되는 폴리에스테르는, 셀룰로오스 에스테르에 대하여 1 내지 40 질량%를 함유하는 것이 바람직하고, 특히 5 내지 15 질량%를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 리터데이션 저감 첨가제로는 또한 하기의 것을 들 수 있다.

본 발명의 광학 필름의 제조에 사용하는 도프는 주로 셀룰로오스 에스테르, 리터데이션 저감 첨가제로서의 중합체(에틸렌성 불포화 단량체를 중합해서 얻어지는 중합체, 아크릴계 중합체) 및 유기 용매를 함유한다.

본 발명에 있어서, 리터데이션 저감 첨가제로서의 중합체를 합성하기 위해서는, 통상의 중합으로는 분자량의 컨트롤이 어렵고, 분자량을 그다지 크게 하지 않는 방법으로 가능한 한 분자량을 동일하게 할 수 있는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 중합 방법으로는, 큐멘 퍼옥시드나 t-부틸 히드로 퍼옥시드와 같은 과산화물 중합 개시제를 사용하는 방법, 중합 개시제를 통상의 중합보다 다량으로 사용하는 방법, 중합 개시제 이외에 메르캅토 화합물이나 사염화탄소 등의 연쇄 이동제를 사용하는 방법, 중합 개시제 이외에 벤조퀴논이나 디니트로벤젠과 같은 중합 정지제를 사용하는 방법, 또한 일본 특허 공개 제2000-128911호 공보 또는 일본 특허 공개 제2000-344823호 공보에 있는 것과 같은 하나의 티올기와 2급의 수산기를 갖는 화합물, 혹은, 상기 화합물과 유기 금속 화합물을 병용한 중합 촉매를 사용해서 괴상 중합하는 방법 등을 들 수 있으며, 이들 모두 본 발명에 있어서 바람직하게 사용되는데, 특히 상기 공보에 기재된 방법이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 유용한 리터데이션 저감 첨가제로서의 중합체를 구성하는 단량체 단위로서의 단량체는 하기와 같은데, 이에 한정되지는 않는다.

에틸렌성 불포화 단량체를 중합해서 얻어지는 리터데이션 저감 첨가제로서의 중합체를 구성하는 에틸렌성 불포화 단량체 단위로는, 우선 비닐에스테르로서, 예를 들어, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 발레르산 비닐, 피발린산 비닐, 카프론산 비닐, 카프르산 비닐, 라우르산 비닐, 미리스틴산 비닐, 팔미틴산 비닐, 스테아르산 비닐, 시클로헥산 카르복실산 비닐, 옥틸산 비닐, 메타크릴산 비닐, 크로톤산 비닐, 소르빈산 비닐, 벤조산 비닐, 신남산 비닐 등을 들 수 있다.

다음으로, 아크릴산 에스테르로서, 예를 들어, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필(i-, n-), 아크릴산 부틸(n-, i-, s-, t-), 아크릴산 펜틸(n-, i-, s-), 아크릴산 헥실(n-, i-), 아크릴산 헵틸(n-, i-), 아크릴산 옥틸(n-, i-), 아크릴산 노닐(n-, i-), 아크릴산 미리스틸(n-, i-), 아크릴산 시클로헥실, 아크릴산(2-에틸헥실), 아크릴산 벤질, 아크릴산 페네틸, 아크릴산(ε-카프로락톤), 아크릴산(2-히드록시 에틸), 아크릴산(2-히드록시 프로필), 아크릴산(3-히드록시 프로필), 아크릴산(4-히드록시 부틸), 아크릴산(2-히드록시 부틸), 아크릴산-p-히드록시메틸 페닐, 아크릴산-p-(2-히드록시에틸)페닐 등; 메타크릴산 에스테르로서, 상기 아크릴산 에스테르를 메타크릴산 에스테르로 바꾼 것을 들 수 있다.

또한, 불포화산으로서, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산, 크로톤산, 이타콘산 등을 들 수 있다.

상기 단량체로 구성되는 중합체는 공중합체나 단독 중합체라도 좋고, 비닐에스테르의 단독 중합체, 비닐에스테르의 공중합체, 비닐에스테르와 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르와의 공중합체가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 아크릴계 중합체라는(단순히 아크릴계 중합체라고 한다) 것은, 방향 환 혹은 시클로헥실기를 갖는 단량체 단위를 갖지 않는 아크릴산 또는 메타크릴산 알킬에스테르의 단독 중합체 또는 공중합체를 가리킨다.

방향 환 및 시클로헥실기를 갖지 않는 아크릴산 에스테르 단량체로는, 예를 들어, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필(i-, n-), 아크릴산 부틸(n-, i-, s-, t-), 아크릴산 펜틸(n-, i-, s-), 아크릴산 헥실(n-, i-), 아크릴산 헵틸(n-, i-), 아크릴산 옥틸(n-, i-), 아크릴산 노닐(n-, i-), 아크릴산 미리스틸(n-, i-), 아크릴산(2-에틸헥실), 아크릴산(ε-카프로락톤), 아크릴산(2-히드록시 에틸), 아크릴산(2-히드록시 프로필), 아크릴산(3-히드록시프로필), 아크릴산(4-히드록시 부틸), 아크릴산(2-히드록시 부틸), 아크릴산(2-메톡시 에틸), 아크릴산(2-에톡시 에틸) 등 또는 상기 아크릴산 에스테르를 메타크릴산 에스테르로 바꾼 것을 들 수 있다.

아크릴계 중합체는 상기 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체인데, 아크릴산 메틸에스테르 단량체 단위가 30 질량% 이상을 갖고 있는 것이 바람직하고, 또한, 메타크릴산 메틸에스테르 단량체 단위가 40 질량% 이상 갖는 것이 바람직하다. 특히, 아크릴산 메틸 또는 메타크릴산 메틸의 단독 중합체가 바람직하다.

상술한 에틸렌성 불포화 단량체를 중합해서 얻어지는 중합체, 아크릴계 중합체는 모두 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 우수하고, 증발이나 휘발도 없어 생산성이 우수하고, 편광판용 보호 필름으로서의 보류성이 좋고, 투습도가 작고, 치수 안정성이 우수하다.

본 발명에 있어서, 수산기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르 단량체의 경우에는 단독 중합체가 아니라 공중합체의 구성단위이다. 이 경우, 바람직하게는, 수산기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르 단량체 단위가 아크릴계 중합체 중 2 내지 20 질량%를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 도프 조성물이 셀룰로오스 에스테르와, 리터데이션 저감 첨가제로서의 중량 평균 분자량 500 이상 3,000 이하인 아크릴계 중합체를 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 도프 조성물이 셀룰로오스 에스테르와, 리터데이션 저감 첨가제로서의 중량 평균 분자량 5,000 이상 30,000 이하의 아크릴계 중합체를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 리터데이션 저감 첨가제로서의 중합체의 중량 평균 분자량이 500 이상 3,000 이하, 혹은 또한 중합체의 중량 평균 분자량이 5,000 이상 30,000 이하인 것이라면, 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 양호해서, 제막 중에 있어서 증발이나 휘발이 일어나지 않는다. 또한, 제막 후의 광학 필름의 투명성이 우수하고, 투습도도 지극히 낮아, 편광판용 보호 필름으로서 우수한 성능을 나타낸다.

본 발명에 있어서, 리터데이션 저감 첨가제로서, 측쇄에 수산기를 갖는 중합체도 바람직하게 사용할 수 있다. 수산기를 갖는 단량체 단위로는 상기한 단량체와 동일한데, 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르가 바람직하고, 예를 들어, 아크릴산(2-히드록시 에틸), 아크릴산(2-히드록시 프로필), 아크릴산(3-히드록시 프로필), 아크릴산(4-히드록시 부틸), 아크릴산(2-히드록시 부틸), 아크릴산-p-히드록시 메틸 페닐, 아크릴산-p-(2-히드록시 에틸)페닐 또는 이들 아크릴산을 메타크릴산으로 치환한 것을 들 수 있고, 바람직하게는, 아크릴산-2-히드록시 에틸 및 메타크릴산-2-히드록시 에틸이다. 중합체 중에 수산기를 갖는 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 단량체 단위는 중합체 중 2 내지 20 질량%를 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 10 질량%이다.

상기와 같은 중합체가 상기의 수산기를 갖는 단량체 단위를 2 내지 20 질량%함유한 것은, 물론 셀룰로오스 에스테르와의 상용성, 보류성, 치수 안정성이 우수하고, 투습도가 작을 뿐만 아니라, 편광판용 보호 필름으로서의 편광자와의 접착성이 특히 우수하며, 편광판의 내구성이 향상되는 효과를 갖고 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 중합체의 주쇄의 적어도 한쪽 말단에 수산기를 갖는 것이 바람직하다. 주쇄 말단에 수산기를 갖도록 하는 방법은, 특히 주쇄 말단에 수산기를 갖도록 하는 방법이라면 한정이 없지만, 아조비스(2-히드록시 에틸 부티레이트)와 같은 수산기를 갖는 라디칼 중합 개시제를 사용하는 방법, 2-메르캅토 에탄올과 같은 수산기를 갖는 연쇄 이동제를 사용하는 방법, 수산기를 갖는 중합 정지제를 사용하는 방법, 리빙 이온중합에 의해 수산기를 말단에 갖도록 하는 방법, 일본 특허 공개 제2000-128911호 공보 또는 일본 특허 공개 제2000-344823호 공보에 있는 것과 같은 하나의 티올기와 2급의 수산기를 갖는 화합물, 혹은, 상기 화합물과 유기 금속 화합물을 병용한 중합 촉매를 사용해서 괴상 중합하는 방법 등에 의해 얻을 수 있고, 특히 상기 공보에 기재된 방법이 바람직하다. 이 공보 기재에 관련된 방법으로 만들어진 중합체는 소켄화학사 제품인 엑트 플로우 시리즈로서 시판되고 있어, 바람직하게 사용할 수 있다.

상기의 말단에 수산기를 갖는 중합체 및/또는 측쇄에 수산기를 갖는 중합체는, 본 발명에 있어서, 셀룰로오스 에스테르에 대한 중합체의 상용성, 투명성을 현저하게 향상시키는 효과를 갖는다.

본 발명에 있어서, 유용한 리터데이션 저감 첨가제로는, 상기의 것 이외에 도, 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-63560호 공보 기재의 디글리세린계 다가 알코올과 지방산의 에스테르 화합물, 일본 특허 공개 제2001-247717호 공보 기재의 헥소스의 당알코올의 에스테르 또는 에테르 화합물, 일본 특허 공개 제2004-315613호 공보 기재의 인산 트리 지방족 알코올 에스테르 화합물, 일본 특허 공개 제2005-41911호 공보 기재의 일반식 (1)로 표현되는 화합물, 일본 특허 공개 제2004-315605호 공보 기재의 인산에스테르 화합물, 일본 특허 공개 제2005-105139호 공보 기재의 스티렌 올리고머, 및 일본 특허 공개 제2005-105140호 공보 기재의 스티렌계 단량체의 중합체를 들 수 있다.

상술한 리터데이션 저감 첨가제의 함유량은, 셀룰로오스 에스테르계 수지에 대하여 5 내지 25 질량%를 함유시키는 것이 바람직하다. 리터데이션 저감 첨가제의 함유량이 5 질량% 미만이면, 필름의 리터데이션 저감 효과가 발현되지 않으므로 바람직하지 않다. 또한, 리터데이션 저감 첨가제의 함유량이 25 질량%를 초과하면, 소위 블리드 아웃이 발생하는 등, 필름 중의 안정성이 저하되므로 바람직하지 않다.

본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 셀룰로오스 유도체에 대하여 양호한 용해성을 갖는 유기 용매를 양용매라 하고, 또한 용해에 주된 효과를 나타내고, 그 중에서 대량으로 사용하는 유기 용매를 주(유기) 용매 또는 주된(유기) 용매라고 한다.

양용매의 예로는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜탄온, 시클로헥사논 등의 케톤류, 테트라히드로푸란(THF), 1,4-디옥산, 1,3-디옥소란, 1,2-디메톡시에탄 등 의 에테르류, 포름산 메틸, 포름산 에틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 아밀, γ-부티로락톤 등의 에스테르류 외에, 메틸 셀로솔브, 디메틸 이미다졸리논, 디메틸포름아미드, 디메틸 아세트아미드, 아세토니트릴, 디메틸 술폭시드, 술포란, 니트로 에탄, 염화 메틸렌, 아세토아세트산 메틸 등을 들 수 있는데, 1,3-디옥소란, THF, 메틸에틸케톤, 아세톤, 아세트산 메틸 및 염화 메틸렌이 바람직하다.

도프에는, 상기 유기 용매 이외에, 1 내지 40 질량%의 탄소 원자수 1 내지 4인 알코올을 함유시키는 것이 바람직하다. 이들은 도프를 금속 지지체에 유연시킨 후, 용매가 증발하기 시작해서 알코올의 비율이 많아짐으로써, 웹(금속 지지체 상에 셀룰로오스 유도체의 도프를 유연시킨 후의 도프 막의 명칭을 웹이라고 함)을 겔화시켜 웹을 튼튼하게 하고, 금속 지지체로부터 박리하는 것을 용이하게 하는 겔화 용매로서 사용되거나, 이들의 비율이 적을 때에는 비 염소계 유기 용매의 셀룰로오스 유도체의 용해를 촉진하는 역할도 있다.

탄소 원자수 1 내지 4인 알코올로는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르를 들 수 있다. 이들 중, 도프의 안정성이 우수하고, 비점도 비교적 낮으며 건조성도 좋고, 또한 독성이 없기 때문에 에탄올이 바람직하다. 이들 유기 용매는, 단독으로는 셀룰로오스 유도체에 대하여 용해성을 갖고 있지 않아 빈용매라고 한다.

이러한 조건을 만족시키는 바람직한 고분자 화합물인 셀룰로오스 유도체를 고농도로 용해하는 용제로서 가장 바람직한 용제는 염화 메틸렌:에탄올의 비가 95:5 내지 80:20인 혼합 용제이다. 혹은, 아세트산 메틸:에탄올이 60:40 내지 95:5인 혼합 용매도 바람직하게 사용된다.

본 발명에 있어서의 필름에는, 필름에 가공성·유연성·방습성을 부여하는 가소제, 필름에 미끄럼성을 부여하는 미립자(매트제), 자외선 흡수 기능을 부여하는 자외선 흡수제, 필름의 열화를 방지하는 산화 방지제 등을 함유시켜도 좋다.

본 발명에 있어서 사용하는 가소제로는 특별히 한정은 없지만, 필름에 헤이즈를 발생시키거나, 필름으로부터 블리드 아웃 혹은 휘발되지 않도록 셀룰로오스 유도체나 가수 분해 중축합이 가능한 반응성 금속 화합물의 중축합물과, 수소 결합 등에 의해 상호작용 가능한 관능기를 갖고 있는 것이 바람직하다.

이러한 관능기로는, 수산기, 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 카르복실산 잔기, 아미노기, 이미노기, 아미드기, 이미드기, 시아노기, 니트로기, 술포닐기, 술폰산 잔기, 포스포닐기, 포스폰산 잔기 등을 들 수 있는데, 바람직하게는 카르보닐기, 에스테르기, 포스포닐기이다.

이러한 가소제의 예로서, 인산에스테르계 가소제, 프탈산에스테르계 가소제, 트리멜리트산에스테르계 가소제, 피로멜리트산계 가소제, 다가 알코올에스테르계 가소제, 글리콜레이트계 가소제, 시트르산에스테르계 가소제, 지방산에스테르계 가소제, 카르복실산에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제 등을 바람직하게 사용할 수 있는데, 특히 바람직하게는 다가 알코올에스테르계 가소제, 글리콜레이트계 가소제, 다가 카르복실산에스테르계 가소제 등의 비인산에스테르계 가소제이다.

다가 알코올에스테르는 2가 이상의 지방족 다가 알코올과 모노 카르복실산의 에스테르로 이루어지고, 분자 내에 방향 환 또는 시클로알킬 환을 갖는 것이 바람 직하다.

본 발명에 사용되는 다가 알코올은 다음의 일반식 (3)으로 나타내어진다.

<일반식 (3)>

R₁-(OH)n

(단, R₁은 n가의 유기기, n은 2이상의 양의 정수를 나타냄)

바람직한 다가 알코올의 예로는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

바람직한 다가 알코올의 예로는, 아도니톨, 아라비톨, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 1,2-프로판 디올, 1,3-프로판 디올, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디부틸렌 글리콜, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄 디올, 1,6-헥산디올, 헥산트리올, 갈락티톨, 만니톨, 3-메틸 펜탄-1,3,5-트리올, 피나콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 자일리톨 등을 들 수 있다. 특히, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 소르비톨, 트리메틸올 프로판, 자일리톨이 바람직하다.

본 발명의 다가 알코올에스테르에 사용되는 모노 카르복실산으로는 특별히 제한은 없고, 공지의 지방족 모노 카르복실산, 지환족 모노 카르복실산, 방향족 모노 카르복실산 등을 사용할 수 있다. 지환족 모노 카르복실산, 방향족 모노 카르복실산을 사용하면 투습성, 보류성을 향상시키는 점에서 바람직하다.

바람직한 모노 카르복실산의 예로는 이하와 같은 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

지방족 모노 카르복실산으로는, 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 갖는 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수는 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다. 아세트산을 함유시키면, 셀룰로오스 유도체와의 상용성이 증가하기 때문에 바람직하고, 아세트산과 다른 모노 카르복실산을 혼합해서 사용하는 것도 바람직하다.

바람직한 지방족 모노 카르복실산의 예로는, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 페랄곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산 카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스틴산, 펜타데실산, 팔미틴산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실산, 올레산, 소르빈산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화지방산 등을 들 수 있다.

바람직한 지환족 모노 카르복실산의 예로는, 시클로펜탄 카르복실산, 시클로헥산 카르복실산, 시클로옥탄 카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다.

바람직한 방향족 모노 카르복실산의 예로는, 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠 환에 알킬기를 도입한 것, 비페닐 카르복실산, 나프탈렌 카르복실산, 테트랄린 카르복실산 등의 벤젠 환을 2개 이상 갖는 방향족 모노 카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있는데, 특히 벤조산이 바람직하다.

다가 알코올에스테르의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 300 내지 1500인 것 이 바람직하고, 350 내지 750인 것이 더욱 바람직하다. 분자량이 큰 쪽이 휘발하기 어렵기 때문에 바람직하고, 투습성, 셀룰로오스 유도체와의 상용성의 점에서는 작은 쪽이 바람직하다.

다가 알코올에스테르에 사용되는 카르복실산은 1종류라도 좋고, 2종 이상의 혼합이여도 좋다. 또한, 다가 알코올 중의 OH기는 모두 에스테르화해도 좋고, 일부를 OH기인 채로 남겨도 좋다.

글리콜레이트계 가소제는 특별히 한정되지 않으나, 분자 내에 방향 환 또는 시클로알킬 환을 갖는 글리콜레이트계 가소제를 바람직하게 사용할 수 있다. 바람직한 글리콜레이트계 가소제로는, 예를 들어 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸 글리콜레이트 등을 사용할 수 있다.

인산에스테르계 가소제로는, 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 크레실디페닐 포스페이트, 옥틸디페닐 포스페이트, 디페닐비페닐 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트 등을, 프탈산에스테르계 가소제로는, 디에틸 프탈레이트, 디메톡시에틸 프탈레이트, 디메틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디-2-에틸헥실 프탈레이트, 디시클로헥실 프탈레이트 등을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는, 인산에스테르계 가소제를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

여기서, 「실질적으로 함유하지 않는다」란, 인산에스테르계 가소제의 함유량이 1 질량% 미만, 바람직하게는 0.1 질량% 미만이며, 특히 바람직한 것은 첨가하지 않는 것이다.

이들 가소제는 단독 혹은 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있다.

가소제의 사용량은 1 내지 20 질량%가 바람직하다. 6 내지 16 질량%가 더욱 바람직하고, 특히 바람직하게는 8 내지 13 질량%이다. 가소제의 사용량이 셀룰로오스 유도체에 대하여 1 질량% 미만에서는, 필름의 투습도를 저감시키는 효과가 적기 때문에 바람직하지 않고, 20 질량%를 초과하면, 필름으로부터 가소제가 블리드 아웃되어 필름의 물성이 열화되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서의 셀룰로오스 유도체에는, 미끄럼성을 부여하기 위해서 매트제 등의 미립자를 첨가하는 것이 바람직하다. 미립자로는, 무기 화합물의 미립자 또는 유기 화합물의 미립자를 들 수 있다.

무기 화합물의 미립자의 예로는, 이산화규소, 이산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화 주석 등의 미립자를 들 수 있다. 이 중에서는, 규소 원자를 함유하는 화합물의 미립자인 것이 바람직하고, 특히 이산화규소 미립자가 바람직하다. 이산화규소 미립자로는, 예를 들어 에어로실 주식회사 제품인 AEROSIL 200, 200V, 300, R972, R972V, R974, R202, R812, R805, OX50, TT600 등을 들 수 있다.

유기 화합물의 미립자의 예로는, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 불소 화합물 수지, 우레탄 수지 등의 미립자를 들 수 있다.

미립자의 1차 입경은 특별히 한정되지 않으나, 최종적으로 필름 중에서의 평균 입경은 0.05 내지 5.0㎛정도가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0㎛이다.

미립자의 평균 입경은, 셀룰로오스 에스테르 필름을 전자 현미경이나 광학 현미경으로 관찰했을 때에, 필름의 관찰 장소에 있어서의 입자의 장축 방향의 길이의 평균치를 가리킨다. 필름 중에서 관찰되는 입자라면 1차 입자이어도 좋고, 일차 입자가 응집한 2차 입자이어도 좋은데, 통상 관찰되는 대부분은 2차 입자이다.

측정 방법의 일례로는, 1개의 필름에 대하여 랜덤하게 10군데의 수직 단면 사진을 촬영하고, 각 단면 사진에 대해서 장축 길이가 0.05 내지 5㎛의 범위에 있는 100㎛² 중의 입자 개수를 카운트한다. 이때 카운트한 입자의 장축 길이의 평균치를 구하고, 10군데의 평균치를 평균한 값을 평균 입경이라고 한다.

미립자의 경우에는, 1차 입경, 용매에 분산된 후의 입경, 필름에 첨가된 후의 입경이 변화하는 경우가 많고, 중요한 것은, 최종적으로 필름 중으로 미립자가 셀룰로오스 에스테르와 복합되어 응집해서 형성되는 입경을 컨트롤하는 것이다.

여기서, 미립자의 평균 입경이 5㎛를 초과한 경우는, 헤이즈의 열화 등이 보이거나, 이물질로서 감긴 상태에서의 고장을 발생하는 원인이 되기도 한다. 또한, 미립자의 평균 입경이 0.05㎛ 미만인 경우에는, 필름에 미끄럼성을 부여하는 것이 어렵게 된다.

상기의 미립자는 셀룰로오스 에스테르에 대하여 0.04 내지 0.5 질량%를 첨가해서 사용된다. 바람직하게는, 0.05 내지 0.3 질량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.25 질량%를 첨가해서 사용된다. 미립자의 첨가량이 0.04 질량% 미만에서는, 필름 표면의 거칠기가 지나치게 평활해져서, 마찰 계수의 상승에 의해 블로킹이 발생한다. 미립자의 첨가량이 0.5 질량%를 초과하면, 필름 표면의 마찰 계수가 지나 치게 내려가서 권취 시에 어긋남이 발생하거나, 필름의 투명도가 낮아 헤이즈가 높아지기 때문에, 액정 표시 장치용 필름으로서의 가치를 갖지 못하게 되므로, 상기의 범위가 바람직하다.

미립자의 분산은 미립자와 용제를 혼합한 조성물을 고압 분산 장치로 처리하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 고압 분산 장치는 미립자와 용매를 혼합한 조성물을 세관 중에 고속 통과시킴으로써, 고 전단이나 고압 상태 등 특수한 조건을 만들어 내는 장치다.

고압 분산 장치로 처리함으로써, 예를 들어, 관경 1 내지 2,000㎛의 세관 중에서 장치 내부의 최대 압력 조건이 980N/cm² 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 장치 내부의 최대 압력 조건이 1,960N/cm² 이상이다. 또한 그때, 최고 도달 속도가 100m/sec 이상에 달하는 것, 전열 속도가 100kcal/hr 이상에 달하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 고압 분산 장치로는, 예를 들어 Microfluidics Corporation사 제품인 초고압 균질화기(상품명 마이크로 플루다이저) 혹은 나노마이저사 제품인 나노마이저를 들 수 있고, 그 밖에도 맨톤고린(Manton-Gaulin)형 고압 분산 장치, 예를 들어 이즈미 푸드 머시너리 제품인 균질화기 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 미립자는 저급 알코올류를 25 내지 100 질량% 함유하는 용제중으로 분산한 후, 셀룰로오스 에스테르(셀룰로오스 유도체)을 용제에 용해한 도프와 혼합하고, 상기 혼합액을 금속 지지체 상에 유연시키고 건조시켜 제막하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻는다.

여기서, 저급 알코올의 함유 비율로는, 바람직하게는 50 내지 100 질량%, 더욱 바람직하게는 75 내지 100 질량%이다.

또한, 저급 알코올류의 예로는, 바람직하게는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올, 부틸 알코올 등을 들 수 있다.

저급 알코올 이외의 용매로는 특별히 한정되지 않으나, 셀룰로오스 에스테르의 제막 시에 사용되는 용제를 사용하는 것이 바람직하다.

미립자는 용매중으로 1 내지 30 질량%의 농도로 분산된다. 더 이상의 농도로 분산되면, 점도가 급격하게 상승하여 바람직하지 않다. 분산액 중의 미립자의 농도로는, 바람직하게는 5 내지 25 질량%, 더욱 바람직하게는, 10 내지 20 질량%이다.

필름의 자외선 흡수 기능은 액정의 열화 방지의 관점에서, 편광판 보호 필름, 위상차 필름, 광학 보상 필름 등의 각종 광학 필름에 부여되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 자외선 흡수 기능은 자외선을 흡수하는 재료를 셀룰로오스 유도체중에 포함시켜도 되고, 셀룰로오스 유도체로 이루어지는 필름 상에 자외선 흡수 기능이 있는 층을 형성해도 좋다.

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 옥시 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노 아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있는데, 착색이 적은 벤조트리아졸계 화합물이 바람직하다. 또한, 일본 특허 공개 평10- 182621호 공보, 일본 특허 공개 평8-337574호 공보에 기재된 자외선 흡수제, 일본 특허 공개 평6-148430호 공보에 기재된 고분자 자외선 흡수제도 바람직하게 사용된다.

자외선 흡수제로는, 편광자나 액정의 열화 방지의 관점에서, 파장 370nm 이하의 자외선의 흡수능이 우수하고, 또한 액정 표시성의 관점에서, 파장 400nm이상의 가시광의 흡수가 적은 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 유용한 자외선 흡수제의 구체예로는, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(3",4",5",6"-테트라히드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2,2-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 옥틸-3-[3-tert-부틸-4-히드록시-5-(클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트와 2-에틸헥실-3-[3-tert-부틸-4-히드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트의 혼합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

또한, 자외선 흡수제의 시판품으로서, TINUVIN 109, TINUVIN 171, TINUVIN 326(모두 시바 스페셜티 케미컬즈사 제품)을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 자외선 흡수제인 벤조페논계 화합물 의 구체예로서, 2,4-디히드록시 벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시 벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포 벤조페논, 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐메탄) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

본 발명에 있어서, 이것들의 자외선 흡수제의 배합량은 셀룰로오스 에스테르(셀룰로오스 유도체)에 대하여 0.01 내지 10 질량%의 범위가 바람직하고, 또한0.1 내지 5 질량%가 바람직하다. 자외선 흡수제의 사용량이 지나치게 적으면, 자외선 흡수 효과가 불충분한 경우가 있고, 자외선 흡수제가 지나치게 많으면, 필름의 투명성이 열화하는 경우가 있어서 바람직하지 않다. 자외선 흡수제는 열안정성이 높은 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학 필름에 사용할 수 있는 자외선 흡수제는 일본 특허 공개 평6-148430호 공보 및 일본 특허 공개 제2002-47357호 공보에 기재된 고분자 자외선 흡수제(또는 자외선 흡수성 중합체)를 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 일본 특허 공개 평6-148430호 공보에 기재된 일반식 (1), 혹은 일반식 (2), 혹은 일본 특허 공개 제2002-47357호 공보에 기재된 일반식 (3), (6), (7)로 나타내어지는 고분자 자외선 흡수제가 바람직하게 사용된다.

산화 방지제는, 일반적으로 열화 방지제라고도 하는데, 광학 필름으로서의 셀룰로오스 에스테르 필름 중에 함유시키는 것이 바람직하다. 즉, 액정 화상 표시 장치 등이 고습 고온의 상태에 방치되어졌을 경우에는, 광학 필름으로서의 셀룰로오스 에스테르 필름의 열화가 일어나는 경우가 있다. 산화 방지제는, 예를 들어 필름 중의 잔류 용매 중의 할로겐이나 인산계 가소제의 인산 등에 의해 필름이 분 해되는 것을 늦추거나 방지하는 역할을 가지므로, 필름 중에 함유시키는 것이 바람직하다.

이러한 산화 방지제로는, 힌더드페놀계의 화합물이 바람직하게 사용되고, 예를 들어, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 트리에틸렌 글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5- 메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2,4-비스-(n-옥틸 티오)-6-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2,2-티오-디에틸렌 비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, N, N'-헥사메틸렌 비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-히드로신남아미드), 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트 등을 들 수 있다.

특히, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 트리에틸렌 글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]가 바람직하다. 또한, 예를 들어, N, N'-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐]히드라진 등의 히드라진계의 금속 불활성제나 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등의 인계 가공 안정제를 병용해도 좋다.

이들 화합물의 첨가량은 셀룰로오스 유도체에 대하여 질량 비율로 1ppm 내지 1.0 질량%가 바람직하고, 10 내지 1,000ppm이 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법에 대해서 상세하게 서술한다. 필름은 용액 유연 제막 방법에 의해 제작할 수 있다.

도 1은 용액 유연 제막법에 의한 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 실시하는 장치의 구체예를 나타내는 플로우시트이다. 또한, 본 발명의 실시에 있어서는 이하에 도시하는 도면의 프로세스에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법은 열가소성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 용액(도프)을 금속 지지체 상에 유연시켜 유연막(웹)을 형성하고, 용제의 일부를 증발시킨 후에 금속 지지체로부터 박리하는 공정과, 박리한 웹의 양단부를 파지하여, 연신하지 않고 반송하면서 건조하는 파지 건조 공정과, 계속해서 웹을 폭 방향으로 연신하는 공정을 구비하고 있다.

우선, 도시하지 않은 용해 가마에 있어서, 열가소성 수지, 예를 들어 셀룰로오스 에스테르계 수지를 양용매 및 빈용매의 혼합 용매에 용해하고, 이것에 상기의 가소제나 자외선 흡수제 등의 첨가제를 첨가해서 수지 용액(도프)을 조제한다.

도 1에 있어서, 계속해서 용해 가마에서 조정된 도프를, 예를 들어 가압형 정량 기어 펌프를 통하여 도관에 의해 유연 다이(2)에 송액하고, 무한히 이송하는 예를 들어 회전 구동 스테인리스강제인 엔드리스 벨트로 이루어진 금속 지지체(1) 상의 유연 위치에, 유연 다이(2)로부터 도프를 유연한다.

또한, 도시는 생략했지만, 예를 들어 가압형 정량 기어 펌프를 통해서 유연 다이(2)에 송액된 도프를 유연 다이(2)로부터 하드 크롬 도금에 의해 경면 처리된 표면을 갖는 스테인리스강제 회전의 냉각 드럼(도시 생략) 상에 유연해도 좋다.

유연 다이(2)에 의한 도프의 유연에는, 유연된 도프 막(웹)을 블레이드로 막 두께를 조절하는 닥터 블레이드법, 혹은 역회전하는 롤로 조절하는 리버스 롤 코터에 의한 방법 등이 있는데, 구금 부분의 슬릿 형상을 조제할 수 있고, 막 두께를 균일하게 하기 쉬운 가압 다이가 바람직하다. 가압 다이에는, 코트 행거 다이나 T 다이 등이 있는데, 모두 바람직하게 사용된다.

또한, 유연 다이(2)로는, 구금 부분의 슬릿 형상을 조제할 수 있고, 막 두께를 균일하게 하기 쉬운 가압 다이가 바람직하다.

본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법에서는, 셀룰로오스 에스테르 용액(도프)의 고형분 농도가 20 내지 30 질량%인 것이 바람직하다.

여기서, 셀룰로오스 에스테르 용액(도프)의 고형분 농도가 20 질량% 미만이면, 금속 지지체(1) 상에서 충분한 건조가 불가능하여, 박리 시에 도프 막의 일부가 금속 지지체(1) 상에 남아 드럼 오염으로 이어지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 고형분 농도가 30%를 초과하면 도프 점도가 높아져, 도프 조정 공정에서 필터 막힘이 빨라지거나, 금속 지지체(1) 상으로의 유연 시에 압력이 높아져, 밀어낼 수 없게 되기 때문에 바람직하지 않다.

금속 지지체(1)로서 회전 구동 엔드리스 벨트를 구비하는 도시한 제막 장치로는, 상기 벨트 금속 지지체(1)는 한 쌍의 드럼 및 그 중간에 배치되고 또한 엔드리스 벨트 금속 지지체(1)의 상부 이행부 및 하부 이행부를 각각 이면측에서 지지하고 있는 복수의 롤(도시 생략)로 구성된다.

회전 구동 엔드리스 벨트 금속 지지체(1)의 양단 권회부의 드럼의 한쪽 혹은 양쪽에, 벨트 금속 지지체(1)에 장력을 부여하는 구동 장치가 설치되고, 이에 의해 벨트 금속 지지체(1)는 장력이 걸려서 팽팽해진 상태에서 사용된다.

또한, 벨트 금속 지지체(1)의 폭은 1,800 내지 2,200mm, 셀룰로오스 에스테르 용액의 유연 폭은 1,750 내지 2,150mm, 권취 후의 필름의 폭은 1,490 내지 2,500mm이다. 이로써, 금속 지지체 방식에 의해 폭이 넓은 액정 표시 장치용 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조할 수 있는 것이다.

여기서, 금속 지지체(1)의 폭, 셀룰로오스 에스테르 용액의 유연폭, 및 권취 후의 필름의 폭이 각각 상기의 하한치 미만에서는 최근의 액정 표시 장치의 대형화에 대응할 수 없고, 또한, 금속 지지체(1)의 폭, 셀룰로오스 에스테르 용액의 유연 폭, 및 권취 후의 필름의 폭이 각각 상한값을 초과하면, 박리 후의 필름의 잔류 용매량이 많은 상태에서, 후술하는 연신 공정의 텐터 입구에서 필름이 아래로 늘어져 폭의 신장에 불균일이 발생하여 리터데이션의 편차가 커지므로 바람직하지 않다. 또한, 아래로 늘어진 필름이 텐터의 가이드에 닿아 필름이 파단되어 생산이 중단되는 경우도 있다.

또한, 금속 지지체(1)의 주속도(周速度)는 80 내지 200m/min인 것이 바람직하다.

즉, 박막 필름에서는, 건조하는 용제량이 적어도 되기 때문에, 금속 지지체(1)의 주속도를 종래의 드럼 주속도보다 빠르게 함으로써, 필름의 생산 속도 업이 가능하여, 셀룰로오스 에스테르 필름의 생산성을 증대할 수 있다.

금속 지지체(1)로서 엔드리스 벨트를 사용할 경우에는, 제막 시의 벨트 온도 는 일반적인 온도 범위 0℃ 내지 용제의 비점 미만의 온도, 혼합 용제에서는 가장 비점이 낮은 용제의 비점 미만의 온도에서 유연할 수 있고, 나아가 5℃ 내지 용제 비점-5℃의 범위가 보다 바람직하다. 이때, 주위의 분위기 습도는 이슬점 이상으로 제어할 필요가 있다.

상기와 같이 해서 금속 지지체(1) 표면에 유연된 도프는 냉각 겔화에 의해 겔 막의 강도(필름 강도)가 증가하고, 또한 박리까지의 동안에 건조가 촉진됨으로써도 겔 막의 강도(필름 강도)가 증가한다.

또한, 제막 속도를 올리기 위해서, 가압 유연 다이(12)를 유연용 금속 지지체(1) 상에 2기 이상 설치하고, 도프량을 분할해서 중층 제막해도 좋다.

금속 지지체(1)로부터 웹(10)을 박리할 때의 웹 온도는 0 내지 30℃가 바람직하다. 또한, 웹(10)은 금속 지지체(1)로부터의 박리 직후에, 금속 지지체(1)의 밀착면 측으로부터의 용매 증발로 온도가 일단 급속하게 내려가, 분위기 중의 수증기나 용제 증기 등 휘발성 성분이 컨덴스하기 쉽기 때문에, 박리 시의 웹 온도는 5 내지 30℃가 더욱 바람직하다.

엔드리스 벨트 금속 지지체(1) 상에 유연된 도프에 의해 형성된 도프 막(웹)을 금속 지지체(1) 상에서 가열하고, 금속 지지체(1)로부터 박리 롤(3)에 의해 웹이 박리 가능하게 될 때까지 용매를 증발시킨다.

용매를 증발시키기 위해서는, 웹 측으로부터 바람을 불게 하는 방법 및/또는 금속 지지체(1)의 이면으로부터 액체에 의해 열전도시키는 방법, 복사열에 의해 표리로부터 열전도하는 방법 등이 있다.

금속 지지체(1)에 엔드리스 벨트를 사용하는 방식에 있어서는, 금속 지지체(1)와 웹(10)을 박리 롤(3)에 의해 박리할 때의 박리 장력은 통상 100N/m 내지 200N/m로 박리가 행하여지지만, 종래보다도 박막화되어 있는 광학 필름에서는, 박리 때에 웹(10)의 잔류 용매량이 많아 반송 방향으로 늘어나기 쉽기 때문에, 폭 방향으로 필름은 줄어들기 쉽고, 건조와 수축이 겹치면 단부가 말려 접혀 들어감으로써, 주름이 지기 쉽기 때문에, 박리할 수 있는 최저 장력 내지 170N/m로 박리하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 최저 장력 내지 140N/m로 박리하는 것이다.

금속 지지체(1) 상에서 웹(10)이 박리가능한 막 강도가 될 때까지 건조 고화시킨 후에, 웹(10)을 박리 롤(3)에 의해 박리한다.

본 발명에 있어서는, 박리 공정에 있어서 웹(10)이 박리 롤(3)에 의해 박리되고 나서, 다음의 파지 건조 장치(4)에 있어서 웹(10)의 양단부가 파지될 때까지의 동안에, 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 내지 15 질량%로 되어 있다.

여기서, 박리 공정에 있어서 웹(10)이 박리되고 나서, 다음의 파지 건조 장치(4)에 있어서 웹(10)의 양단부가 파지될 때까지의 동안에 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 질량% 미만이면, 파지 공정에서의 잔류 용매량이 많아, 파지부에서 필름이 부드럽기 때문에 터져버리거나, 파지 부재의 온도가 높아 발포해서 필름이 터져버리므로 바람직하지 않다. 또한, 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 15 질량%를 초과하면, 박리부로부터 파지 공정에 들어갈 때까지의 건조량이 크기 때문에, 폭 방향의 수축량이 커져 광폭 필름의 제작이 불가능해지거 나, 면내 리터데이션(Ro)을 높게 할 수 없어지므로 바람직하지 않다.

파지 건조 장치(4)에 들어가기 직전의 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량이 70 내지 250 질량%, 바람직하게는 80 내지 200 질량%, 바람직하게는 90 내지 170 질량%이다.

여기서, 잔류 용매량은 하기의 식으로 나타낼 수 있다.

잔류 용매량(질량%)={(M-N)/N}×100

식에서, M은 필름의 임의 시점에서의 질량, N은 질량 M인 것을 110℃에서 3시간 건조시킨 후의 질량을 나타낸다.

여기서, 파지 건조 장치(4)에 들어가기 직전의 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량이 70 질량% 미만이면, 파지 건조 공정에서 건조를 진행하면 연신 공정에서 필름에 과잉의 응력이 가해져, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 내놓을 수 없거나, 헤이즈가 높아져 버리므로 바람직하지 않다. 또한, 파지 건조 장치(4)에 들어가기 직전의 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량이 250 질량%를 초과하면, 파지부에서 필름이 부드럽기 때문에 터져버리거나, 파지 부재의 온도가 높아 발포해서 필름이 터져버리므로 바람직하지 않다. 또한, 파지 공정입구 측에서의 필름 자체 무게도 커져, 파지부에서 필름이 찢어질 위험성이 높아지기 때문에 바람직하지 않다.

여기서, 파지 건조 공정(4)에 들어가기 직전의 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량은 금속 지지체(1) 상에서의 건조(온도 및 정압) 및 금속 지지체(1)의 반송 속도에 의해, 박리 시의 잔류 용매량을 변경함으로써 조정할 수 있다.

파지 건조 장치(4)를 나온 웹(10)은 계속해서 연신 공정의 연신 장치(5)에 서 연신된다.

파지 건조 장치(4)에 있어서의 웹(10)의 입폭과 웹(10)의 출폭으로부터 산출되는 웹(10)의 폭 방향의 신축률은 -5 내지 0%이다. 그리고, 다음의 연신 장치(5)에 있어서의 웹(10)의 폭 방향의 연신율은 3 내지 60%, 바람직하게는 5 내지 40%, 더욱 바람직하게는 10 내지 35%이다.

여기서, 파지 건조 장치(4)에 있어서의 웹(10)의 폭 방향의 신축률이 -5% 미만이면, 넓은 폭의 필름을 얻는 것이 불가능해지거나, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻는 것이 어렵게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 웹(10)의 폭 방향의 신축률이 0%를 초과하면, 고잔류 용매량 하에서의 연신에 의해 파지부가 찢어져버리므로 바람직하지 않다.

또한, 파지 건조 공정의 신축률은 파지 개시하는 부분에서의 웹(10)의 폭 방향의 신축 상태를 파지부의 폭을 변경함으로써 조정할 수 있다.

구체적으로는, 신축률 0%의 경우에는, 파지 개시 시에 웹(10)을 팽팽하게 한 상태에서 파지하고, 그 폭을 파지 개방까지 유지한다. 신축률이 마이너스인 경우에는, 미리 파지 개시부에서 웹(10)을 느슨해지게 해 둔다.

또한, 연신 장치(5)에 있어서의 웹(10)의 폭 방향의 연신율이 3% 미만이면, 가장 폭이 넓은 벨트나 유연 폭의 장치를 사용해도 광폭의 필름을 얻는 것이 불가능해지므로 바람직하지 않다. 또한, 연신 장치(5)에 있어서의 웹(10)의 폭 방향의 연신율이 60%를 초과하면, 높아진 헤이즈를 열처리해도 낮게 할 수 없거나, 연신 온도에 따라서는 필름이 찢어져 버리므로 바람직하지 않다.

본 발명의 방법에 있어서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹(10)의 파지 건조 장치(4)로는, 핀 텐터, 클립 텐터 및 닙·롤에 의한 필름 단부 파지 건조 장치를 사용할 수 있는데, 그 중에서도 파지 건조 장치(4)로서 핀 텐터인 것이 바람직하다. 또한, 이 경우의 핀 텐터는, 웹(10)의 양측 테두리부를 핀으로 고정해서 파지 건조하기 위한 것으로, 이러한 파지 건조 장치(4)에 있어서의 웹(10)의 입폭과 웹(10)의 출폭으로부터 산출되는 웹(10)의 폭 방향의 신축률은 상기와 같이 -5 내지 0%로 이루어져 있는 것이다.

본 발명의 방법에 있어서, 연신 공정에 있어서의 웹(10)의 연신 장치(5)는, 액정 표시 장치용 필름으로는, 웹(또는 필름)(10)의 양측 테두리부를 클립으로 고정해서 연신하는 클립 텐터인 것이 바람직하고, 필름의 평면성이나 치수 안정성을 향상시키기 때문에 바람직하다.

연신 공정의 텐터(5)에 들어가기 직전의 웹(필름)(10)의 잔류 용매량이 10 내지 35 질량%인 것이 바람직하다.

연신 공정에 있어서는, 텐터(5)의 바닥의 앞쪽 부분의 온풍 분출 수단, 즉 온풍 분출 슬릿 구(5a)로부터 온풍(11)이 불어, 텐터(5)의 천장의 뒤쪽 부분의 배출구(5b)로부터 배기풍(12)이 배출됨으로써 웹(10)이 연신되는 동시에 건조되어 있다.

텐터(5)의 온풍 분출 슬릿 구(5a)의 형상은 온풍의 분출에 의해 필름을 효율적으로 가열하는 형상이라면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시한 바와 같은 슬릿 형상, 혹은 펀치판 형상과 같은 것을 들 수 있다.

텐터(5)에 있어서의 웹의 연신율이 20 내지 100%이며, 또한 텐터(5)에 있어서의 온풍 분출 슬릿 구(5a)로부터 분출하는 온풍(11)의 온도가 160℃ 내지 200℃이다.

텐터(5)에 있어서의 웹(10)의 연신율은 30 내지 80%인 것이 바람직하고, 또한 30 내지 60%인 것이 바람직하다. 또한, 텐터(5)에 있어서의 온풍 분출 슬릿 구(5a)로부터 분출하는 온풍(11)의 온도는 165 내지 190℃인 것이 바람직하고, 또한 170 내지 185℃인 것이 바람직하다.

연신 공정의 텐터(5) 후에, 후 건조 장치(6)를 설치하는 것이 바람직하다.

후 건조 장치(6) 내에서는, 측면에서 봤을 때 지그재그로 배치된 복수의 반송 롤(7)에 의해 웹(10)이 사행되어지고, 그 동안에 웹(10)이 건조되는 것이다. 또한,후 건조 장치(6)에서의 필름 반송 장력은 도프의 물성, 박리 시 및 필름 반송 공정에서의 잔류 용매량, 후 건조 장치(6)에서의 온도 등에 영향을 받는데, 30 내지 250N/m가 바람직하고, 60 내지 150N/m이 더욱 바람직하다. 80 내지 120N/m가 가장 바람직하다.

또한, 웹(또는 필름)(10)을 건조시키는 수단은 특별히 제한이 없고, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열 롤, 마이크로파 등으로 행한다. 간편하다는 점에서 열풍으로 건조하는 것이 바람직하고, 예를 들어 후 건조 장치(6)의 바닥의 앞쪽 부분의 온풍 입구로부터 불어오는 건조풍(15)에 의해 건조되고, 후 건조 장치(6)의 천장의 뒤쪽 부분의 출구로부터 배기풍(16)이 배출됨으로써 건조된다. 건조풍(15)의 온도는 40 내지 160℃가 바람직하고, 50 내지 160℃가 평면성, 치수 안정성을 좋게 하 기 때문에 더욱 바람직하다.

이들 유연으로부터 후 건조까지의 공정은 공기 분위기 하에서도 좋고, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기 하에서도 좋다. 이 경우, 건조 분위기를 용매의 폭발 한계농도를 고려하여 실시하는 것은 물론이다.

건조 시의 웹 반송 장력은 30 내지 300N/m이며, 40 내지 270N/m가 보다 바람직하다.

본 발명의 방법에 있어서, 금속 지지체(1)로부터 웹(10)을 벗겨내는 박리 공정에서부터 최종적으로 필름(20)을 권취하는 권취 공정 까지의 동안에, 필름(20)을 170 내지 200℃의 온도 하에서 15초 내지 300초간 가열하는 열처리 공정을 설치하는 것이 바람직하다.

열처리 공정은 연신 공정에서 고 연신 조건의 경우에 헤이즈가 높아지고 또한 액정 표시 장치에서 콘트라스트 성능이 저하하는 것을 억제하기 위해서 필요한 공정이지만, 연신 공정 전에 열처리를 실시해도, 연신 공정에서 헤이즈가 높아지지 않는 효과가 있다. 또한, 연신 공정에서 헤이즈가 높아진 것을, 그 후의 열처리 공정에서 열처리를 함으로써 헤이즈를 낮게 할 수 있다.

열처리는 필름의 유리 전이 온도(Tg)를 크게 초과하기 때문에 필름이 연화된다. 그로 인해, 필름 반송에는, 초 경면의 대경 롤을 복수 이용하거나, 파지 건조 공정과 동일한 수단으로 반송하는 것이 바람직하다. 또한, 파지 건조 공정의 전부 또는 일부를 열처리 공정과 겸해도 좋다.

건조 공정 및/또는 열 교정 장치 앞 및/또는 후에, 웹(또는 필름)(10) 표면 의 클린화 장치가 배치되는 것이 바람직하다.

클린화 장치는 반송 도중의 웹(또는 필름)(10)에 대하여, 초음파 진동을 부여하는 동시에 표면에 고압풍을 불어 넣어 부착물을 날려버려서 흡인하여, 부착된 분진 등을 제거하는 것이다. 이 밖에, 화염 처리(코로나 처리, 플라즈마 처리)을 행하는 방식, 점착 롤을 설치하는 방식 등, 공지의 수단·방법을 특별한 제한 없이 이용할 수 있다. 또한, 배치하는 클린화 수단은 단일이어도 좋고, 2 이상의 복수이어도 좋다.

웹(10)에 대한 분진 등의 부착은 정전기의 작용에 의한 경우가 많으므로, 상기의 클린화 장치 앞에 제전 수단, 예를 들어, 제전 바를 배치해서 웹(10)의 정전기를 제거하는 것이 바람직하다. 제전 바로는, 공지의 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.

건조 공정에서는, 웹(또는 필름)(10)에 함유되는 가소제가 증발하고, 롤이나 벽면에 있어서 컨덴스하는 현상을 억제하는 대책으로서, 단위 시간당 공급 풍량에 대하여 특정량 이상의 신선한 가스를 유입시키는 것이 바람직하다. 그리고, 공급하는 신선 가스의 양은 전체 공급 풍량의 5 내지 50%로 설정하는 것이 바람직하다.

신선 가스 공급량을 5 내지 50%로 하고 있는 것은, 5% 미만에서는, 신선 가스량이 지나치게 적어서 가소제 컨덴스를 전부 억제할 수 없기 때문이고, 50%를 초과하면, 신선 가스량이 지나치게 많아 러닝 코스트에서 낭비가 많아지기 때문이다.

후 건조 장치(6)에서의 필름의 반송 방향으로의 신장을 방지하는 목적에서, 텐션 커트 롤을 설치하는 것이 바람직하다. 건조 종료 후, 권취 전에 슬리터를 설 치해서 단부를 잘라버리는 것이 양호한 권취 모습을 얻기 위해서 바람직하다.

다음으로, 셀룰로오스 에스테르 필름의 양측 테두리부에 설치하는 엠보스에 대해서 설명한다.

반송 건조 공정을 끝낸 셀룰로오스 에스테르 필름에 대하여, 권취 공정에 도입하는 전단에 있어서, 엠보스 가공 장치에 의해 필름에 엠보스를 형성하는 가공이 행하여진다. 엠보스 가공 장치로는, 일본 특허 공개 소63-74850호 공보에 기재되어 있는 장치를 이용할 수 있다.

여기서, 엠보스의 높이h(㎛)는 필름 막 두께(T)의 0.05 내지 0.3배의 범위, 폭(W)은 필름 폭(L)의 0.005 내지 0.02배의 범위로 설정한다. 엠보스는 필름의 양면에 형성해도 좋다. 이 경우, 엠보스의 높이(h1+h2)(㎛)는 필름 막 두께(T)의 0.05 내지 0.3배의 범위, 폭(W)은 필름 폭(L)의 0.005 내지 0.02배의 범위로 설정한다. 예를 들어 필름 막 두께가 40㎛일 때, 엠보스의 높이(h1+h2)(㎛)는 2 내지 12㎛로 설정한다. 엠보스 폭은 5 내지 30mm로 설정한다.

엠보스 높이의 하한에 대해서는, 필름 간의 부분적인 밀착 불균일을 방지하기 위해서 필요한 높이로부터, 한편, 상한은 이 이상으로 하면 엠보스가 지나치게 높기 때문에, 롤 형상 제품 형태가 산의 능선 형상으로 다각형 형상으로 변형되어 고장을 유발하기 때문이다.

엠보스의 폭에 대해서는, 엠보스부는 최종적으로 로스 부분이 되기 때문에 적게 하고 싶지만, 예를 들어 50㎛ 이내의 박막 필름에서, 50m/분 이상의 고속제 막 시에 있어서 필름의 미끄럼을 억제하기 위한 최저한으로 필요한 엠보스 폭이다. 단, 전술한 엠보스의 높이와도 연동하고 있어, 피라미드 형상, 산의 능선 형상, 다각 형상, 권취 오류 고장을 모두 클리어하는 엠보스 높이×엠보스 폭을 결정한 것이다. 또한, 엠보스는 필름의 양단부뿐만 아니라 중앙부 부분에도 배치할 수 있다.

본 발명에 있어서, 권취 전 및 권취부 직후에 제전기를 설치하고, 필름을 제전하는 것이 바람직하다.

제전기는 필름 롤을 다시 잡아당겼을 때의 대전 전위가 ±2KV 이하로 되도록, 권취 시에 제전 장치 혹은 강제 대전 장치에 의해 역 전위를 부여하는 구성으로 행할 수 있는데, 강제 대전 전위가 1 내지 150Hz에서 (-)(+) 교대로 변환되는 제전기에 의해 제전하는 구성으로 할 수도 있다.

또한, 상기의 제전기 대신에, 이온풍을 발생시키는 이온화 장치나 제전 바를 이용할 수 있다. 여기서, 이온화 장치 제전은, 엠보스 가공 장치로부터 반송 롤을 거쳐서 권취되어 가는 필름을 향해서 이온풍을 분사함으로써 행하여진다. 이온풍은 제전기에 의해 발생된다. 제전기로는, 공지의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.

제막 권취 시의 제전은 필름 롤을 다시 잡아당겨서 기능성 막도공을 할 때, 대전 전위가 ±2KV 이상이면 도포 불균일을 유발하기 때문에, 특히 박막, 고속화를 추구한 경우, 다시 잡아당길 때의 필름 박리 대전이 높아지기 때문에, 제막 시 제전은 필수가 된다.

권취 공정은 건조가 종료한 필름(20)을 권취 장치(8)에 의해 권취하고, 광학 필름의 필름 롤을 얻는 공정이다. 건조를 종료하는 필름(20)의 잔류 용매량은 0.5 질량% 이하, 바람직하게는 0.1 질량% 이하로 함으로써 치수 안정성이 양호한 필름을 얻을 수 있다.

필름의 권취 방법은 일반적으로 사용되고 있는 와인더를 사용하면 좋고, 정 토크법, 정 텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력이 일정한 프로그램 텐션 콘트롤법 등의 장력을 컨트롤하는 방법이 있으며, 그것들을 구분지어 사용하면 좋다.

권취 코어(권심)에 대한 필름의 접합은 양면 접착 테이프나 편면 접착 테이프 중 어떤 것이라도 좋다.

본 발명에 의한 광학 필름은 권취 후의 필름의 폭이 1,400 내지 2,500mm인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 광학 필름의 건조 후의 막 두께는 액정 표시 장치의 박형화의 관점에서, 최종 필름으로서 50 내지 65㎛의 범위가 바람직하다. 여기서, 건조 후의 필름 막 두께란, 필름 중의 잔류 용매량이 0.5 질량% 이하인 상태인 필름을 말하는 것이다.

여기서, 권취 후의 광학 필름의 막 두께가 지나치게 얇으면, 예를 들어 편광판용 보호 필름으로서의 필요한 강도가 얻어지지 않을 경우가 있다. 필름의 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 종래의 광학 필름에 대하여 박막화의 우위성이 없어진다. 막 두께의 조절에는, 원하는 두께가 되도록, 도프 농도, 펌프의 송액량, 유연 다이의 구금의 슬릿 간극, 유연 다이의 압출 압력, 금속 지지체의 속도 등을 컨트롤하는 것이 좋다. 또한, 막 두께를 균일하게 하는 수단으로서, 막 두께 검출 수단을 이용하여, 프로그램된 피드백 정보를 상기 각 장치에 피드백시켜서 조절하는 것이 바람직하다.

용액 유연 제막법을 통한 유연 직후부터 건조까지의 공정에 있어서, 건조 장치 내의 분위기를 공기로 하는 것도 좋지만, 질소 가스나 탄산 가스 등의 불활성 가스 분위기에서 행해도 좋다. 단, 건조 분위기 중의 증발 용매의 폭발 한계의 위험성은 항상 고려되어야 한다.

본 발명에 있어서, 광학 필름은 함수율로는 0.1 내지 5%가 바람직하고, 0.3 내지 4%가 보다 바람직하며, 0.5 내지 2%인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서, 광학 필름은, 투과율이 90% 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 92% 이상이며, 더욱 바람직하게는 93% 이상이다.

또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름은 3장 겹쳤을 경우의 헤이즈가 0.3 내지 2.0인 것이 바람직하다.

여기서, 광학 필름의 헤이즈의 측정은, 예를 들어, JIS K6714에 규정되는 방 법에 따라서, 헤이즈 미터(1001DP형, 니혼덴쇼쿠고교 주식회사 제품)를 사용해서 측정하면 좋다.

또한, 본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법으로 제조된 셀룰로오스 에스테르 필름의 기계 방향(MD 방향)의 인장 탄성률이 1,500MPa 내지 3,500MPa, 기계 방향에 수직한 방향(TD 방향)의 인장 탄성률이 3,000MPa 내지 4,500MPa인 것이 바람직하고, 필름의 TD 방향 탄성률/MD 방향 탄성률의 비가 1.40 내지 1.90인 것이 바람직하다.

여기서, 셀룰로오스 에스테르 필름의 TD 방향 탄성률/MD 방향 탄성률의 비가 1.40 미만이면, 1,650mm를 초과하는 폭의 필름의 권취로는 중앙부의 느슨해짐이 커지고, 권취심의 필름의 접착이 많아지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 필름의 TD 방향 탄성률/MD 방향 탄성률의 비가 1.90을 초과하면, 편향판에서의 과열 후의 휨이 발생하거나, 액정 패널에 조립했을 때에 백라이트의 열에 의해 백라이트측과 표면측의 편광판의 치수 변화의 거동이 크게 다름으로써, 코너에 불균일이 발생하므로 바람직하지 않다.

필름의 MD 방향 및 TD 방향의 인장 탄성률의 구체적인 측정 방법으로는, 예를 들어 JIS K7217의 방법을 들 수 있다.

즉, 인장 시험기(미네베아사 제품, TG-2KN)를 사용하여, 척킹 압:0.25MPa, 표선간 거리:100±10mm로 샘플을 세트하고, 인장 속도:100±10mm/분의 속도로 잡아 당긴다. 그 결과, 얻어진 인장 응력-왜곡 곡선으로부터, 탄성률 산출 개시점을 10N, 종료점을 30N이라고 하고, 그 사이에 그은 접선을 외삽하여 탄성률을 산출하는 것이다.

본 발명의 광학 필름에서는, 하기식으로 정의되는 면내 리터데이션(Ro)이 온도 23℃, 습도 55% RH의 조건 하에서 30 내지 300nm, 두께 방향 리터데이션(Rt)이 온도 23℃, 습도 55% RH의 조건 하에서 70 내지 400nm인 것이 바람직하다.

Ro=(nx-ny)×d

Rt={(nx+ny)/2-nz}×d

식에서, Ro는 필름 면내 리터데이션 값, Rt는 필름 두께 방향 리터데이션 값, nx는 필름 면내의 지상축 방향의 굴절률, ny는 필름 면내의 진상축 방향의 굴 절률, nz는 필름의 두께 방향의 굴절률(굴절률은 파장 590nm에서 측정), d는 필름의 두께(nm)를 나타낸다.

또한, 리터데이션 값 Ro, Rt는, 자동 복굴절률계를 사용해서 측정할 수 있다. 예를 들어, KOBRA-21ADH(왕자 계측 기기 주식회사 제품)를 사용하여, 온도 23℃, 습도 55% RH의 환경 하에서 파장이 590nm에서 구할 수 있다.

본 발명의 방법에서 제조된 광학 필름은 필름의 면내 리터데이션(Ro)이 45 내지 80nm, 두께 방향 리터데이션(Rt)이 100 내지 130nm이며, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 방법에서 제조된 광학 필름은 권취 후의 필름의 폭이 1,490 내지 2,500mm이며, 또한 권취 후의 필름의 막 두께가 50 내지 65㎛인 것이 바람직하다.

여기서, 막 두께에 대해서는, 폭이 넓은 필름을 얻기 위해서 고 연신할 경우, 연신에 의해 막 두께가 얇아지기 때문에, 연신 공정 전에는 미리 얻고 싶은 필름의 막 두께보다 두껍게 할 필요가 있다. 따라서, 종래의 연신 배율의 것과 비교하면, 넓은 폭의 필름을 얻기 위한 연신율이 높은 제품은 필름의 자체 무게가 커져, 텐터 입구측에서의 클립 미스가 발생하기 쉬워진다. 최종 막 두께가 50 내지 65㎛ 정도이면, 필름 자체 무게의 영향이 없고, 클립도 안정되어 연신이 가능하다. 또한, 막 두께가 더 얇아지면, 박리 직후에서의 파지 수단으로 파지한 부분의 필름 강도가 낮기 때문에, 필름이 터져버리므로 바람직하지 않다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름은 액정 표시용 부재, 상세하게는 편광판용 보호 필름에 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 투습도와 치수 안정성에 대하여 모두 엄격한 요구가 있는 편광판용 보호 필름에 있어서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름은 바람직하게 사용된다.

본 발명의 광학 필름으로 이루어지는 편광판용 보호 필름을 사용함으로써, 박막화와 함께, 내구성 및 치수 안정성, 광학적 등방성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.

그런데, 편광 필름은 종래부터 사용되고 있는, 예를 들어, 폴리비닐알코올 필름과 같은 연신 배향 가능한 필름을 요오드와 같은 2색성 염료로 처리해서 세로 연신한 것이다. 편광 필름 자체는 충분한 강도, 내구성이 없기 때문에, 일반적으로는 그 양면에 보호 필름으로서의 이방성이 없는 셀룰로오스 에스테르 필름을 접착해서 편광판으로 하고 있다.

상기 편광판에는, 본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름을 위상차 필름으로서 접합해서 제작해도 좋고, 또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름을 위상차 필름과 보호 필름을 겸하여, 직접 편광 필름과 접합해서 제작해도 좋다. 접합하는 방법은 특별히 한정은 없지만, 수용성 중합체의 수용액으로 된 접착제에 의해 행할 수 있다. 이 수용성 중합체 접착제는 완전 비누화형의 폴리비닐알코올 수용액이 바람직하게 사용된다. 또한, 길이 방향으로 연신하고, 2색성 염료 처리한 긴 편광 필름과 본 발명의 방법에 의해 제조된 긴 위상차 필름을 접합함으로써 긴 편광판을 얻을 수 있다. 편광판은 그 편면 또는 양면에 감압성 접착제층(예를 들어, 아크릴계 감압성 접착제층 등)을 개재해서 박리성 시트를 적층한 접착형의 것(박리성 시트를 벗김으로써, 액정 셀 등에 용이하게 부착할 수 있음)으로 해도 좋다.

이와 같이 하여 얻어진 편광판은 다양한 표시 장치에 사용할 수 있다. 특히 전압 무인가 시에 액정성 분자가 실질적으로 수직 배향하고 있는 VA 모드나, 전압 무인가 시에 액정성 분자가 실질적으로 수평이면서 또한 비틀리게 배향하고 있는 TN 모드의 액정 셀을 이용한 액정 표시 장치가 바람직하다.

한편, 편광판은 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름 혹은 셀룰로오스 에스테르 필름을 알칼리 비누화 처리하고, 폴리비닐알코올 필름을 요오드 용액 중에 침지, 연신해서 제작한 편광막의 양면에, 완전 비누화형 폴리비닐알코올 수용액을 사용해서 접합하는 방법이 있다. 알칼리 비누화 처리란, 수계 접착제의 젖음을 좋게 하여 접착성을 향상시키기 위해서, 셀룰로오스 에스테르 필름을 고온의 강 알칼리 액 중에 담그는 처리를 한다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름에는, 하드 코트층, 눈부심 방지층, 반사 방지층, 오염 방지층, 대전 방지층, 도전층, 광학이방층, 액정층, 배향층, 점착층, 접착층, 기초층 등의 각종 기능층을 부여할 수 있다. 이들 기능층은 도포 혹은 증착, 스퍼터, 플라스마 CVD, 대기압 플라즈마 처리 등의 방법으로 설치할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 편광판이, 액정 셀의 편면 또는 양면에 설치되고, 이것을 이용하여 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

액정 표시 장치는 막대 형상의 액정 분자가 한 쌍의 유리 기판에 협지된 액 정 셀과, 액정 셀을 사이에 두고 배치된 편광막 및 그 양측에 배치된 투명 보호층으로 이루어진 2장의 편광판을 갖는 것이다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름으로 이루어진 편광판용 보호 필름을 사용함으로써, 박막화와 함께 내구성 및 치수 안정성, 광학적 등방성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다. 또한, 이 편광판 혹은 위상차 필름을 사용한 액정 표시 장치는, 장기간에 걸쳐서 안정된 표시 성능을 유지할 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 필름은 반사 방지용 필름 혹은 광학 보상 필름의 기재로도 사용할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

실시예 1-1 내지 1-19(본 발명 제법 1) <도프 조성 1>

셀룰로오스 트리아세테이트 100 질량부

(Mn=148,000, Mw=310,000, Mw/Mn=2.1)

트리페닐 포스페이트 8 질량부

에틸프탈릴 에틸글리콜레이트 2 질량부

메틸렌 클로라이드 440 질량부

에탄올 40 질량부

TINUVIN 109(시바 스페셜티 케미컬즈사 제품) 0.5 질량부

TINUVIN 171(시바 스페셜티 케미컬즈사 제품) 0.5 질량부

에어로실 972V(일본 에어로실 주식회사 제품) 0.2 질량부

상기의 재료를 순서대로 밀폐 용기 중에 투입하고, 용기 내의 온도를 20℃에서 80℃까지 승온시킨 후, 온도를 80℃로 유지한 채 3시간 교반을 행하여 셀룰로오스 트리아세테이트를 완전하게 용해하였다. 그 후, 교반을 정지하고 액온을 43℃까지 내렸다. 이 도프를 여지(아즈미로시 주식회사 제품, 아즈미로시 No.244)를 사용해서 여과하여 도프를 얻었다.

도 1에 나타내는 금속 지지체식 용액 유연제막 장치를 사용하여, 경면 처리된 표면을 갖는 구동 회전 스테인리스강제 엔드리스 벨트로 이루어진 금속 지지체(1) 상에 상기와 같이 조제한 도프를 균일하게 유연하고, 유연에 의해 형성된 도프 막(웹)을 금속 지지체(1) 상에서 건조시켜, 웹이 엔드리스 벨트로 이루어진 지지체의 하면에 이르러 거의 일주한 시점에서 박리 롤(3)에 의해 웹(필름)(10)을 금속 지지체(1)로부터 박리하였다. 또한, 금속 지지체(1)에 의한 냉각 온도는 0℃ 내지 25℃로 하였다.

박리한 웹(10)의 양단부를 파지하여, 연신하지 않고 반송하면서 건조하는 파지 건조 공정과, 계속해서 웹(10)을 폭 방향으로 연신하는 공정을 구비하고 있어, 박리 공정에 있어서 웹(10)이 박리 롤(3)에 의해 박리되고 나서, 다음의 핀 텐터로 이루어진 파지 건조 장치(4)에 있어서 웹(10)의 양단부가 파지되기까지의 동안에, 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 내지 15 질량%로 되어 있다.

핀 텐터로 이루어진 파지 건조 장치(4)에 있어서의 건조 온도를 120℃로 하였다. 또한, 핀 텐터로 이루어진 파지 건조 장치(4)에 들어가기 직전의 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량이 70 내지 250 질량%로 되어 있다.

여기서, 파지 건조 공정(4)에 들어가기 직전의 웹(10)에 포함되는 잔류 용매량은, 금속 지지체(1) 상에서의 건조(온도 및 정압) 및 금속 지지체(1)의 반송 속도에 의해, 박리 시의 잔류 용매량을 변경함으로써 조정하였다.

그리고, 핀 텐터로 이루어진 파지 건조 장치(4)에 있어서의 웹(10)의 입폭과 웹(10)의 출폭으로부터 산출되는 웹(10)의 폭 방향의 신축률을 -5 내지 0%의 범위로 하였다.

여기서, 파지 건조 장치(4)에 있어서의 웹(10)의 폭 방향의 신축률은, 파지 개시하는 부분에서의 웹(10)의 폭 방향의 팽팽한 상태를 파지부의 폭을 변경함으로써 조정하였다. 구체적으로는, 신축률 0%인 경우에는 파지 개시 시에 웹(10)을 팽팽한 상태에서 파지하고, 그 폭을 파지 개방까지 유지한다. 신축률이 마이너스인 경우에는, 미리 파지 개시부에서 웹(10)을 느슨하게 해 두었다.

계속해서, 박리 후의 웹(10)을 클립 텐터로 이루어진 연신 장치(5)에 도입하여, 웹(10)의 양단부를 부 클립으로 집어 폭을 유지한 채, 105℃의 온풍(11)을 쐬어 건조시키면서 웹(10)을 폭 방향으로 연신하였다. 이 연신 장치(5)에 있어서의 웹(10)의 폭 방향의 연신율을 3 내지 40%의 범위로 하였다.

또한, 클립 텐터(5)에 있어서의 온풍 분출 슬릿구(5a)로부터 분출하는 온풍(11)의 온도는 160℃로 하였다.

그 후, 웹(필름)(10)을, 측면에서 봤을 때 지그재그로 배치되고 또한 다수의 경면 반송 롤(7)을 구비하는 롤 반송 건조 장치(6)에서, 100℃의 건조풍(15)으로 건조시켰다. 건조가 종료된 필름(20)을 권취 장치(8)에 의해 권취하여, 최종적으로 막 두께 80㎛ 및 필름 폭:1,860mm의 셀룰로오스 트리아세테이트 필름(20)을 얻었다.

권취 롤에 권취되는 셀룰로오스 아세테이트 필름의 폭 방향 양단부에 엠보스 가공을 실시하고, 엠보스 가공에 의한 볼록부의 높이를 4 내지 12㎛의 범위로 하는 동시에, 엠보스 가공에 의한 볼록부의 높이의 차를 2㎛ 이하로 하였다.

권취 시에 셀룰로오스 아세테이트 필름의 표면 전위를 제거 또는 저감하는 수단으로서 제전 블로어를 사용하였다.

실시예 1-1 내지 1-19에 있어서는, 하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%), 및 최종적으로 얻어지는 권취 필름의 폭(mm) 및 필름의 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 실시예 1-1 내지 1-19의 각 셀룰로오스 트리아세테이트 필름에 대해서, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장, 및 헤이즈(3장)를 각각 평가하고, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타냈다.

여기서, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 컨덴스 고장은, 다음과 같이 하여 평가하였다.

즉, 필름의 컨덴스 고장은 온라인의 고장계의 CCD 화상으로 얼룩 형상의 모 양의 개수를 관찰하여, 이하의 단계 평가를 행한 것이다.

0:얼룩 형상의 모양(컨덴스 고장)이 보이지 않음

△:100m에 1군데의 얼룩 형상 모양이 보이는 것

×:100m에 5군데 이상의 얼룩 형상 모양이 보이는 것

또한, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 밀림 고장은 다음과 같이 하여 평가하였다.

즉, 필름 밀림 고장은, 필름으로부터 전체 폭에서 길이 방향으로 1m의 길이로 잘라내어, 이 시료에 샤우카스텐 상에서 광을 투과시키면서 돋보기로 변형되고 있는 밀림의 유무 및 크기를 관찰하여, 이하의 단계 평가를 행한 것이다.

0: 대부분 밀림이 없음

△:50㎛ 이상의 크기의 밀림은 없고, 50㎛ 미만의 것이 0 내지 10개 관찰됨

×:50㎛ 이상의 크기의 밀림이 1 내지 10개 관찰되고, 50㎛ 미만의 것이 31 내지 50개 관찰됨

또한, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 헤이즈는, 다음과 같이 하여 측정하였다. 즉, 유연 제막된 필름을 샘플링하고, 그 안에서 무작위로 10군데 선택하여 JIS K6714에 규정되는 방법에 따라서, 헤이즈 미터(1001DP형, 니혼덴쇼쿠고교 주식회사 제품)를 사용해서 측정하였다.

실시예 1-20 내지 1-24

상기 실시예 1-1 내지 1-19의 경우와 마찬가지로, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 제조하는데, 하기의 도프 조성 2를 사용해서 실시하였다.

<도프 조성 2>

셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 100 질량부

(아세틸기 치환도+프로피오닐기 치환도=2.45,

Mn=60,000, Mw=180,000, Mw/Mn=3.00)

트리페닐 포스페이트 8 질량부

에틸프탈릴에틸글리콜레이트 2 질량부

메틸렌 클로라이드 360 질량부

에탄올 60 질량부

TINUVIN 109(시바 스페셜티 케미컬즈사 제품) 0.5 질량부

TINUVIN 171(시바 스페셜티 케미컬즈사 제품) 0.5 질량부

에어로실 972V(일본 에어로실 주식회사 제품) 0.2 질량부

그리고, 실시예 1-20 내지 1-24에 있어서는, 하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%), 및 최종적으로 얻어지는 필름 폭(mm) 및 필름 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 실시예 1-20 내지 1-24의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 상기 실시예 1-1 내지 1-19의 경우와 마찬가지로, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장, 및 헤이즈(3장)를 각각 평가하고, 얻어진 결과를 하 기의 표 1에 함께 나타냈다.

상기 표 1의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 1-1 내지 1-24의 셀룰로오스 에스테르 필름에 의하면, 용액 유연 제막법에 의한 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조 방법에 있어서, 소위 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않고, 필름의 컨덴스 고장, 및 밀림 고장이 없고, 필름의 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성, 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있어 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 부응할 수 있는 것이었다.

또한, 실시예 1-20 내지 1-24의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 필름의 면내 리터데이션(Ro), 두께 방향 리터데이션(Rt)을 측정하는 동시에, Rt/Ro를 계산하고, 얻어진 결과를 후술하는 하기의 표 3에 나타냈다.

또한, 리터데이션(Ro, Rt)은 다음과 같이 하여 측정하였다. 즉, 각 필름에 대해서, 자동 복굴절률계 KOBRA-21ADH(왕자 계측 기기 주식회사 제품)를 사용하여 23℃, 55% RH의 분위기 하에서 590nm의 파장에 있어서 3차원 굴절률 측정을 행하고, 지상축 방향의 굴절률(nx), 진상축 방향의 굴절률(ny), 두께 방향의 굴절률(nz)을 구한다. 두께 방향의 리터데이션(Rt) 및 면내 방향의 리터데이션(Ro)은 하기의 리터데이션의 식으로부터 산출하였다.

Ro=(nx-ny)×d

Rt={(nx+ny)/2-nz}×d

식에서, d는 필름의 두께(nm)를 나타낸다.

비교예 1-1 내지 1-14(비교 제법 1)

비교를 위해서, 상기 실시예 1-1 내지 1-19의 도프 조성 1, 및 실시예 1-20 내지 1-24의 도프 조성 2를 사용하여, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 제작하는데, 상기 실시예 1의 제법 1의 경우와 다른 점은 웹(10)의 파지 건조 공정에 있어서, 핀 텐터로 이루어진 파지 건조 장치(4) 대신에, 롤 반송에 의한 건조 장치(도시 생략)를 사용한 비교 제법 1에 의해 실시한 점에 있다.

비교예 1-1 내지 1-14에 있어서는, 하기의 표 2에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%), 및 최종적으로 얻어지는 권취 필름 폭(mm) 및 필름 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 비교예 1-1 내지 1-14의 각 셀룰로오스 에스테르 필름에 대해서, 상기 실시예 1-1 내지 1-19의 경우와 마찬가지로, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장, 및 헤이즈(3장)를 각각 평가하고, 얻어진 결과를 하기의 표 2에 나타냈다.

상기 표 2의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 비교예 1-1 내지 1-14에서 얻어진 셀룰로오스 에스테르 필름에서는, 고 연신으로 하면 필름의 헤이즈가 높아져, 투명성, 평면성이 저하하였다. 이로 인해, 셀룰로오스 에스테르 필름의 생산 속도를 올릴 수 없어 필름의 생산성을 향상시킬 수 없는 것이며, 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 부응할 수 없는 것이었다.

또한, 비교예 1-9 내지 1-14의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 상기 실시예 1-20 내지 1-24의 경우와 마찬가지로, 필름의 면내 리터데이션(Ro), 두께 방향 리터데이션(Rt)을 측정하는 동시에, Rt/Ro를 계산하고, 얻어진 결과를 하기의 표 3에 모두 나타냈다.

상기 표 3의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 1-20 내지 1-24의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻을 수 있는 동시에, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것으로, 본 발명의 실시예 1-20 내지 1-24의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 의하면, 위상차 필름으로서 사용할 경우, 시야각 성능을 확보한 채 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 가능하다.

이에 반해, 비교예 1-9 내지 1-14의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻을 수 없고, Rt/Ro도 2.50을 초과해서 크므로, 비교예 1-9 내지 1-14의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 이들을 위상차 필름으로서 사용할 경우, 시야각 성능을 확보한 채 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 곤란하다.

실시예 2-1 내지 2-28(본 발명 제법 2)

상기 실시예 1-1 내지 1-19의 도프 조성 1, 및 실시예 1-20 내지 1-24의 도프 조성 2를 사용하여, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 제작하는데, 상기 실시예 1-1 내지 1-24의 제법 1의 경우와 다른 점은 웹(10)의 연신 공정에서 최종의 필름 권취 공정까지의 동안에, 필름(20)을 170 내지 200℃의 온도 하에서 15초 내지 300초간 가열하는 열처리 공정을 설치한 본 발명의 제법 2에 의해 실시한 점에 있다.

또한, 열처리 영역의 웹(필름)(10)의 통과 시간은 복수의 열처리 영역의 사용/ 미 사용의 선택으로 조정하였다.

또한, 실시예 2-1 내지 2-28에 있어서는, 하기의 표 4에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 금속 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%), 열처리 영역의 온도℃, 열처리 영역의 웹(필름)의 통과 시간, 및 최종적으로 얻어지는 필름 폭(mm) 및 필름 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 실시예 2-1 내지 2-28의 각 셀룰로오스 에스테르 필름에 대해서, 상기 실시예 1-1 내지 1-19의 경우와 마찬가지로, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장, 및 헤이즈(3장)를 각각 평가하여, 얻어진 결과를 하기의 표 4에 나타냈다.

상기 표 4의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 2-1 내지 2-28의 셀룰로오스 에스테르 필름에 의하면, 용액 유연 제막법에 의한 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조 방법에 있어서, 소위 고 연신으로 해도, 필름의 헤이즈가 높아지지 않아 필름의 컨덴스 고장 및 밀림 고장이 없고, 필름의 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성, 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있어 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 부응할 수 있는 것이었다.

또한, 실시예 2-20 내지 2-24 및 실시예 2-27 내지 2-28의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 상기 실시예 1-20 내지 1-24의 경우와 마찬가지로, 필름의 면내 리터데이션(Ro), 두께 방향 리터데이션(Rt)을 측정하는 동시에, Rt/Ro를 계산하고, 얻어진 결과를 하기의 표 5에 나타냈다.

상기 표 5의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 2-20 내지 2-24 및 실시예 2-27 내지 2-28의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻을 수 있는 동시에, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것으로, 본 발명의 실시예 2-20 내지 2-24 및 실시예 2-27 내지 2-28의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 의하면, 위상차 필름으로서 사용할 경우, 시야각 성능을 확보한 채 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 가능하다.

실시예 3-1 내지 3-24(본 발명 제법 3)

상기 실시예 1-1 내지 1-19의 도프 조성 1, 및 실시예 1-20 내지 1-24의 도프 조성 2를 사용하여, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 제작하는데, 상기 실시예 1-1 내지 1-24의 제법 1의 경우와 다른 점은, 도시는 생략했지만, 가압형 정량 기어 펌프를 통해서 유연 다이(2)에 송액된 도프를, 유연 다이(2)로부터 하드 크롬 도금에 의해 경면 처리된 표면을 갖는 스테인리스강제의 회전 냉각 드럼(도시 생략) 상에 유연한 본 발명의 제법 3에 의해 실시한 점에 있다.

또한, 실시예 3-1 내지 3-24에 있어서는, 하기의 표 6에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%),및 최종적으로 얻어지는 필름 폭(mm) 및 필름 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 실시예 3-1 내지 3-24의 각 셀룰로오스 에스테르 필름에 대해서, 상기 실시예 1-1 내지 1-19의 경우와 마찬가지로, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장 및 헤이즈(3장)를 각각 평가하고, 얻어진 결과를 하기의 표 6에 나타냈다.

상기 표 6의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 3-1 내지 3-24의 셀룰로오스 에스테르 필름에 의하면, 용액 유연 제막법에 의한 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조 방법에 있어서, 소위 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않아 필름의 컨덴스 고장 및 밀림 고장이 없고, 필름의 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성, 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있어 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 응할 수 있는 것이었다.

또한, 실시예 3-20 내지 3-24의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 상기 실시예 1-20 내지 1-24의 경우와 마찬가지로, 필름의 면내 리터데이션(Ro), 두께 방향 리터데이션(Rt)을 측정하는 동시에, Rt/Ro를 계산하여 얻어진 결과를, 후술하는 하기의 표 8에 나타냈다.

비교예 2-1 내지 2-14(비교 제법 2)

비교를 위하여, 상기 실시예 3-1 내지 3-24의 경우와 마찬가지로, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 제작하는데, 상기 실시예 3-1 내지 3-24의 본 발명의 제법 3의 경우와 다른 점은, 웹(10)의 파지 건조 공정에 있어서, 핀 텐터로 이루어진 파지 건조 장치(4) 대신에, 롤 반송에 의한 건조 장치(도시 생략)를 사용한 비교 제법 2에 의해 실시한 점에 있다.

비교예 2-1 내지 2-14에 있어서는, 하기의 표 7에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%) 및 최종적으로 얻어지는 필름 폭(mm) 및 필름 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 비교예 2-1 내지 2-14의 각 셀룰로오스 에스테르 필름에 대해서, 상기 실시예 3-1 내지 3-24의 경우와 마찬가지로, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장, 및 헤이즈(3장)를 각각 평가하고, 얻어진 결과를 하기의 표 7에 나타냈다.

상기 표 7의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 비교예 2-1 내지 2-14에서 얻어진 셀룰로오스 에스테르 필름에서는, 고 연신으로 하면 필름의 헤이즈가 높아져, 투명성, 평면성이 저하하였다. 이로 인해, 셀룰로오스 에스테르 필름의 생산 속도를 올릴 수 없어 필름의 생산성을 향상시킬 수 없는 것이며, 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 부응할 수 없는 것이었다.

또한, 비교예 2-9 내지 2-14의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 상기 실시예 1-20 내지 1-24의 경우와 마찬가지로, 필름의 면내 리터데이션(Ro), 두께 방향 리터데이션(Rt)을 측정하는 동시에, Rt/Ro를 계산하여 얻어진 결과를 하기의 표 8에 모두 나타냈다.

상기 표 8의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 3-20 내지 3-24의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻을 수 있는 동시에, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것으로, 본 발명의 실시예 3-20 내지 3-24의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 의하면, 위상차 필름으로서 사용할 경우에, 시야각 성능을 확보한 채 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 가능하다.

이에 반해, 비교예 2-9 내지 2-14의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻을 수 없고, Rt/Ro도 2.50을 초과해서 크므로, 비교예 2-9 내지 2-14의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 이것들을 위상차 필름으로서 사용할 경우, 시야각 성능을 확보한 채 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 곤란하다.

실시예 4-1 내지 4-28(본 발명 제법 4)

상기 실시예 3-1 내지 3-24의 경우와 마찬가지로, 유연 다이(2)에 송액된 도프를, 유연 다이(2)로부터 하드 크롬 도금에 의해 경면 처리된 표면을 갖는 스테인리스강제의 회전 냉각 드럼(도시 생략) 상에 유연하고, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 제작하는데, 상기 실시예 3-1 내지 3-24의 본 발명의 제법 3의 경우와 다른 점은, 웹(10)의 연신 공정부터 최종의 필름 권취 공정까지의 동안에, 필름(20)을 170 내지 200℃의 온도 하에서 15초 내지 300초간 가열하는 열처리 공정을 설치한 본 발명의 제법 4에 의해 실시한 점에 있다.

또한, 열처리 영역의 웹(필름)(10)의 통과 시간은 복수의 열처리 영역의 사용/미 사용의 선택으로 조정하였다.

또한, 실시예 4-1 내지 4-28에 있어서는, 하기의 표 9에 나타낸 바와 같이, 파지 건조 공정 입구의 잔류 용매량(질량%), 지지체(1)에 의한 반송 속도(m/min), 파지 건조 공정에서의 웹(10)의 신축률(%), 연신 공정에서의 웹(10)의 연신율(%), 열처리 영역의 온도(℃), 열처리 영역의 웹(필름)의 통과 시간, 및 최종적으로 얻어지는 필름 폭(mm) 및 필름 두께(㎛)의 각 조건을 변경하여 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조를 행하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름의 평가>

이렇게 해서 제조된 실시예 4-1 내지 4-28의 각 셀룰로오스 에스테르 필름에 대해서, 상기 실시예 1-1 내지 1-19의 경우와 마찬가지로, 필름의 컨덴스 고장, 밀림 고장, 및 헤이즈(3장)을 각각 평가하고, 얻어진 결과를 하기의 표 9에 나타냈다.

상기 표 9의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 4-1 내지 4-28의 셀룰로오스 에스테르 필름에 의하면, 용액 유연 제막법에 의한 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조 방법에 있어서, 소위 고 연신으로 해도 필름의 헤이즈가 높아지지 않아 필름의 컨덴스 고장, 및 밀림 고장이 없고, 필름의 투명성, 평면성이 우수한 광학 특성, 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조할 수 있는 동시에, 생산 속도를 올릴 수 있어 필름의 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가서는 최근의 편광판용 보호 필름 등의 박막화, 광폭화 및 고품질화의 요구에 부응할 수 있는 것이었다.

또한, 실시예 4-20 내지 4-24 및 실시예 4-27 내지 4-28의 각 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대해서, 상기 실시예 1-20 내지 1-24의 경우와 마찬가지로, 필름의 면내 리터데이션(Ro), 두께 방향 리터데이션(Rt)을 측정하는 동시에, Rt/Ro를 계산하여 얻어진 결과를, 하기의 표 10에 나타냈다.

상기 표 10의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 4-20 내지 4-24 및 실시예 4-27 내지 4-28의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에서는, 높은 면내 리터데이션(Ro)을 얻을 수 있는 동시에, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것으로, 본 발명의 실시예 4-20 내지 4-24 및 실시예 4-27 내지 4-28의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 의하면, 위상차 필름으로서 사용할 경우, 시야각 성능을 확보한 채 높은 컬러 시프트 성능을 유지하는 것이 가능하다.

실시예 5-1(편광막의 제작)

도 2에 나타내는 액정 표시 패널을 제작하기 위해서, 우선, 편광막을 제작하였다. 즉, 두께 120㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 온도 110℃, 연신 배율 5배로 일축 연신하였다. 이것을 요오드 0.075g, 요오드화 칼륨 5g, 물 100g으로 이루어지는 수용액에 60초간 침지하고, 계속해서 요오드화 칼륨 6g, 붕산 7.5g, 물 100g으로 이루어지는 68℃의 수용액에 침지하였다. 이것을 물로 세정, 건조하여 편광막을 얻었다.

(편광판의 제작)

계속해서, 하기의 공정 1 내지 공정 5에 따라서, 상기의 편광막에, 실시예 1-2에서 제작한 막 두께 80㎛의 셀룰로오스 트리아세테이트 필름(T-1)과, 실시예 1-21에서 제작한 막 두께 60㎛의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름(T-2)을 접합해서 편광판(1)을 제작하였다.

공정 1: 50℃의 2몰/L의 수산화나트륨 용액에 60초간 침지하고, 계속해서 물로 세정하여 건조하고, 편광막과 접합하는 측을 비누화한 T-1, T-2의 필름을 얻었다.

공정 2: 편광막을 고형분 2 질량%의 폴리비닐알코올 접착제 조 중에 1 내지 2초 침지하였다.

공정 3: 공정 2에서 편광막에 부착한 과잉의 접착제를 가볍게 닦아 제거하고, 이 편광막의 양측에 공정 1에서 처리한 T-1, T-2의 필름을 적층해서 배치하였다.

공정 4: 공정 3에서 배치한 편광막과 T-1, T-2의 필름을 압력 20 내지 30N/cm², 반송 속도 약 2m/분으로 접합하였다.

공정 5: 80℃의 건조기 중에 공정 4에서 제작한 편광막과 T-1, T-2의 필름을 2분간 건조하여 편광판 1을 제작하였다.

다음으로, 액정 표시 패널의 또 한쪽의 면에 접합하는 편광판(2)으로는, 상기의 경우와 마찬가지로 하여 제작한 편광판(1)을 이용하고, 그 접합 방향이 액정을 중심으로 해서 대칭이 되도록 배치하였다.

따라서, 표 11에 나타낸 바와 같이, 편광판(2)의 필름(T-3)이 실시예 1-21에서 제작한 막 두께 60㎛의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름이 되고, 편광판(2)의 필름(T-4)이 실시예 1-2에서 제작한 막 두께 80㎛의 셀룰로오스 트리아세테이트 필름이 되었다. 또한, 하기의 표 11에는, T-1/T-2의 필름의 막 두께비를 모두 나타냈다.

(액정 표시 패널의 제작)

계속해서, 시판되는 액정 표시 패널(NEC 제품 컬러 액정 디스플레이, MultiSync, LCD1525J: 제품명, LA-1529HM)의 양면의 편광판을 각각 조심스럽게 박리하고, 이 액정에 상기 제작한 편광판(1) 및 편광판(2)을 접합하여 액정 표시 패널을 제작하였다.

이때, 도 2에 나타낸 바와 같이, 중앙의 액정에 대하여, 편광판(1) 및 편광판(2)의 실시예 1-2에서 제작한 막 두께 80㎛의 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 T-1과 T-4가 각각 외측이 실시예 1-21에서 제작한 막 두께 60㎛의 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름 T-2와 T-3이 각각 중앙의 액정측이 되도록 접합하였다.

그리고, 이 경우, 편광판(1)의 외측 필름(T-1)측이 액정 표시 패널의 표시측이며, 편광판(2)의 외측 필름(T-4)이 백라이트측이다.

이렇게 해서 얻어진 실시예 5-1의 액정 표시 패널에 대해서, 콘트라스트를 측정하고, 얻어진 결과를 하기의 표 11에 나타냈다.

(표시 패널 실장 시의 콘트라스트의 측정)

표시 패널 실장 시의 콘트라스트의 측정을 표시 패널의 시야각의 평가를 행함으로써 실시하였다. 여기서, 시야각 평가는 액정 표시 패널을 ELDIM사 제품 EZ-contrast를 사용해서 시야각을 측정하였다. 측정 방법은 액정 표시 패널의 백색 표시와, 흑색 표시 시의 콘트라스트에 대해서, 패널면에 대한 법선 방향으로부터의 기울기 각 80°에 대한 콘트라스트가 전 방위에 있어서 하기 값의 범위 내에서 랭크 매김을 행하였다.

◎◎◎: 콘트라스트가 전 방위 40 이상

◎◎: 콘트라스트가 전 방위 30 이상

◎: 콘트라스트가 전 방위 20 이상

○: 콘트라스트가 전 방위 15 이상

△: 콘트라스트가 전 방위 5 이상, 15 미만의 영역이 존재함

×:콘트라스트가 전 방위 5 미만의 영역이 존재함

실시예 5-2 내지 5-25

상기 실시예 5-1의 경우와 마찬가지로 액정 표시 패널을 제작하는데, 하기의 표 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 상기의 실시예에서 제작한 각종 셀룰로오스트리아세테이트 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 조합하여, T-1, T-2, T-3, T-4의 필름을 구성하고, 액정 표시 패널을 제작하였다.

이렇게 해서 얻어진 실시예 5-2 내지 5-25의 액정 표시 패널에 대해서, 상기 실시예 5-1의 경우와 마찬가지로, 콘트라스트를 측정하여 얻어진 결과를 하기의 표 11에 모두 나타냈다.

비교예 3-1 내지 3-5

비교예를 위하여, 상기 실시예 5-1의 경우와 마찬가지로 액정 표시 패널을 제작하는데, 하기의 표 11에 나타낸 바와 같이, 상기의 비교예에서 제작한 각종 셀룰로오스 트리아세테이트 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 조합하고, T-1, T-2, T-3, T-4의 필름을 구성하여 액정 표시 패널을 제작하였다.

이렇게 해서 얻어진 비교예 3-1 내지 3-5의 액정 표시 패널에 대해서, 상기 실시예 5-1의 경우와 마찬가지로, 콘트라스트를 측정하고, 얻어진 결과를 하기의 표 11에 모두 나타냈다.

상기 표 11의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 실시예 5-1 내지 5-25의 액정 표시 패널에 의하면, 비교예 27 내지 31의 액정 표시 패널에 비해 우수한 콘트라스트를 갖고 있음을 알 수 있다.

Claims (10)

1. 용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서, 열가소성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 용액(도프)을 금속 지지체 상에 유연시켜 유연막(웹)을 형성하고, 용제의 일부를 증발시킨 후에 금속 지지체로부터 박리하는 공정과, 박리한 웹의 양단부를 파지하여, 연신하지 않고 반송하면서 건조하는 파지 건조 공정과, 계속해서 웹을 폭 방향으로 연신하는 공정을 구비하고, 박리 공정에 있어서 웹이 박리되고 나서 다음의 파지 건조 공정에 있어서 웹의 양단부가 파지되기까지의 동안에, 웹에 포함되는 잔류 용매량의 감소량이 5 내지 15 질량%로 되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.

   (여기서, 웹의 잔류 용매량은 하기식으로 정의된다.

   잔류 용매량(질량%)={(M-N)/N}×100

   (식에서 M은 필름의 임의 시점에서의 질량, N은 질량 M인 것을 110℃에서 3시간 건조시킨 후의 질량을 나타낸다))
2. 제1항에 있어서, 파지 건조 공정에 들어가기 직전의 웹에 포함되는 잔류 용매량이 70 내지 250 질량%인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹의 입폭과 웹의 출폭으로부터 산출되는 웹의 폭 방향의 신축률이 -5 내지 0%이고, 연신 공정에 있 어서의 웹의 폭 방향의 연신율이 3 내지 60%인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 지지체로부터 웹을 벗겨내는 박리 공정으로부터 최종적으로 필름을 권취하는 권취 공정까지의 동안에, 필름을 170 내지 200℃의 온도 하에서 15초 내지 300초간 가열하는 열처리 공정을 설치하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 파지 건조 공정에 있어서의 웹의 파지 건조 장치가 핀 텐터이고, 연신 공정에 있어서의 웹의 연신 장치가 클립 텐터인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 광학 필름으로서, 필름의 면내 리터데이션(Ro)이 45 내지 80nm, 두께 방향 리터데이션(Rt)이 100 내지 130nm이고, Rt/Ro가 1.90 내지 2.50인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
7. 제6항에 있어서, 권취 후의 필름의 폭이 1,490 내지 2,500mm인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 권취 후의 필름의 막 두께가 50 내지 65㎛인 것 을 특징으로 하는 광학 필름.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 한쪽 면에 사용하는 것을 특징으로 하는 편광판.
10. 제9항에 기재된 편광판을 사용하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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