JP2010217846A - セルロースエステルフィルム、偏光板、液晶表示装置およびセルロースエステルフィルムの溶融流延製膜方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】100≦Ro≦180、かつ0.8≦Nz≦1.3を満たし、フィルム1枚での全ヘイズHtが0.1≦Ht≦0.3であり、全ヘイズに対する内部ヘイズHiの割合Hi/Htが0.1≦Hi/Ht≦0.5であり、幅手方向に遅相軸をもち、遅相軸の配向角のばらつきが±0.2度であり、かつセルロースエステルフィルムの全体の質量に対して含有溶媒量が0.01質量%以下であることを特徴とするセルロースエステルフィルム。
式1 Ro=(nx−ny)×d
式2 Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
【選択図】なし
Description
式2 Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(Roは前記セルロースエステルフィルムの面内のリターデーション値を表す。フィルム面内遅相軸方向の屈折率をnx、遅相軸に直交する方向の屈折率をny、フィルム厚さ方向の屈折率をnz、dはフィルムの膜厚(nm)をそれぞれ表す。)
全ヘイズ(Ht) :JISK7136に準じて測定されたヘイズ値(%)をいう。
式2 Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(ただし、nxはフィルム面内の最大屈折率、nyはnxと直交方向の屈折率、nzはフィルム厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
なお、Roは、アッベの屈折率計より試料の平均屈折率を求め、さらに、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器(株)製)を用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて、3次元屈折率測定を行い、得られた位相差の測定値と平均屈折率から計算により求めることができる。
内部ヘイズ(Hi):フィルムの表面にグリセリン数滴を滴下し、厚さ1.3mmのガラス板(MICRO SLIDE GLASS品番S9213、MATSUNAMI製)2枚で両側から挟んだ状態で測定したヘイズ値(%)から、ガラス2枚の間にグリセリンを数滴滴下した状態で測定したヘイズ値を引いた値(%)をいう。
1.きれいにしたスライドガラスの上にグリセリンを一滴(0.05ml)たらす。このとき液滴に気泡が入らないように注意する。ガラスは見た目がきれいでも汚れていることがあるので必ず洗剤で洗浄したものを使用する。図1参照
2.その上にカバーガラスを載せる。カバーガラスは押さえなくてもグリセリンは広がる。
3.ヘイズメーターにセットしブランクヘイズ1を測定する。
4.スライドガラス上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)図1参照
5.その上に測定する試料フィルムを載せる。 図2参照
6.試料フィルム上にグリセリンを滴下する。(0.05ml) 図3参照
7.その上にカバーガラスを載せる。 図4参照
8.ヘイズメーターにセットしヘイズ2を測定する。
9.(ヘイズ2)−(ヘイズ1)=(本発明の内部ヘイズ)を算出する。
グリセリン:関東化学製 鹿特級
本発明の位相差フィルムの全ヘイズは0.1≦Ht≦0.3が好ましく、より好ましくは0.1≦Ht≦0.2である。
本発明に用いるセルロースエステルは、炭素数2〜22程度のカルボン酸エステルであり、芳香族カルボン酸のエステルでもよく、特にセルロースの低級脂肪酸エステルであることが好ましい。
式(ii) 0.5≦Y≦1.5
式中、Xはアセチル基の置換度、Yはプロピオニル基またはブチリル基の置換度、X+Yは総アシル基の置換度を表す。
カラム :Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度 :0.1質量%
検出器 :RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ :L6000(日立製作所(株)製)
流量 :1.0ml/min 校正曲線:
標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1,000,000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
<添加剤>
本発明におけるセルロースエステルフィルムには、フィルムに加工性・柔軟性・防湿性を付与する可塑剤、フィルムの劣化を防止する酸化防止剤、イエローインデックスの調整やヘイズの低減を付与する着色剤、紫外線吸収機能を付与する紫外線吸収剤、フィルムに滑り性を付与する微粒子(マット剤)、フィルムのリターデーションを調整するリターデーション調整剤等を含有させても良い。
用いられる可塑剤としては特に限定はないが、フィルムにヘイズを発生させたり、フィルムからブリードアウトあるいは揮発しないように、セルロース誘導体や加水分解重縮合が可能な反応性金属化合物の重縮合物と水素結合などによって相互作用可能である官能基を有していることが好ましい。
(多価アルコールエステル系可塑剤)
本発明の有機酸は、下記一般式(1)で表される。
式中、R′はm価の有機基、mは3以上の正の整数、OH基はアルコール性水酸基を表す。特に好ましいのは、mとしては3または4の多価アルコールである。
(ポリエステル系可塑剤)
ポリエステル系可塑剤の中でも、特に、ポリエステルポリオールを使用するのが好ましい。ポリエステルポリオールは、炭素数の平均が2〜3.5であるグリコール(a)と炭素数の平均が4〜5.5である二塩基酸(b)との脱水縮合反応、又は該グリコール(a)と炭素数の平均が4〜5.5である無水二塩基酸(b)の付加および脱水縮合反応による常法により製造されるものである。
本発明では、酸化防止剤としては、通常知られているものを使用することができる。
本発明においては、着色剤を使用することもできる。着色剤と言うのは染料や顔料を意味するが、本発明では、液晶画面の色調を青色調にする効果またはイエローインデックスの調整、ヘイズの低減を有するものを指す。着色剤としては各種の染料、顔料が使用可能だが、アントラキノン染料、アゾ染料、フタロシアニン顔料などが有効である。
本発明に用いられる紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。高分子型の紫外線吸収剤としてもよい。
本発明では、フィルムの滑り性を付与するためにマット剤を添加することが好ましい。
本発明において、溶融粘度を低減する目的として、水素結合性溶媒を添加することができる。水素結合性溶媒とは、J.N.イスラエルアチビリ著、「分子間力と表面力」(近藤保、大島広行訳、マグロウヒル出版、1991年)に記載されるように、電気的に陰性な原子(酸素、窒素、フッ素、塩素)と電気的に陰性な原子と共有結合した水素原子間に生ずる、水素原子媒介「結合」を生ずることができるような有機溶媒、すなわち、結合モーメントが大きく、かつ水素を含む結合、例えば、O−H(酸素水素結合)、N−H(窒素水素結合)、F−H(フッ素水素結合)を含むことで近接した分子同士が配列できるような有機溶媒をいう。
本発明のセルロースエステルフィルムにおいてリターデーションを調整するための化合物を含有させてもよい。
<セルロースエステルフィルムの溶融流延製膜方法>
本発明の溶融流延製膜方法は、セルロースエステルを含む組成物を、流動性を示す温度まで加熱溶融して溶融物とし、その後、該溶融物を流延し冷却した後、テンターにより、幅手方向に延伸した後、Tg−20℃〜Tg+20℃で熱処理した後、搬送方向に収縮させながら、幅手方向に延伸する(同時2軸延伸)ことを特徴とする。
以下、フィルムの製造方法について説明する。
溶融押出に用いる複数の原材料は、通常あらかじめ混錬してペレット化しておくことが好ましい。ペレット化は、公知の方法でよく、例えば、乾燥セルロースエステルや可塑剤、その他添加剤をフィーダーで押出機に供給し1軸や2軸の押出機を用いて混錬し、ダイからストランド状に押し出し、水冷または空冷し、カッティングすることでできる。
除湿熱風や真空または減圧下で乾燥したポリマーを1軸や2軸タイプの押出し機を用いて、押し出す際の溶融温度を200〜300℃程度とし、リーフディスクタイプのフィルターなどでろ過し異物を除去し溶融物を作製する。
作製した溶融物をTダイから流延し、冷却ロール上で固化させフィルム状物をする。
本発明での延伸方法としては、公知のロール延伸機やテンターなどを好ましく用いることができるが、幅手方向への延伸に関してはテンターを使用し、することが望ましい。
本発明では、幅手方向への延伸後、Tg−20〜Tg+20℃の温度範囲で熱処理を行うことが好ましい。特に、Tg−20〜Tg℃の温度範囲で熱処理を行うことで、厚み方向のリターデーション(Rt)のみを変化させることができ、所望の面内のリターデーション(Ro)およびNz係数を得やすくなる。また熱処理を行うことで、フィルム中の樹脂と可塑剤の分布が均一になりやすく、透明性の高いフィルムを得ることができる。
本発明では幅手方向への延伸工程、熱処理工程のあと、同時2軸延伸工程を経ることで、所望のRoおよびNz係数をもち、遅相軸の配向角のばらつきの小さく、生産性の高いフィルムを得ることができる。特に、この工程では最終的な光学特性と配向角の調整を担っている。
同時2軸延伸を行うことで、幅手方向の配向角のばらつきを小さくすることができる。この同時2軸延伸は、幅手方向への延伸の後に引き続き実施してもよく、あるいは横延伸後一度巻き取ったものを送り出して実施してもよい。
<偏光板および液晶表示装置>
本発明の偏光板について説明する。
80℃で6時間乾燥した(水分率200ppm)のアセチル基の置換度1.30、プロピオニル基の置換度1.20、総アシル基置換度2.5、数平均分子量65000(重量平均分子量200000)のセルロースアセテートプロピオネート100質量部、化合物48(株式会社ADEKA)を12質量部、リン系化合物としてPEP−36(株式会社ADEKA)0.01質量部、Irganox1010(チバ・ジャパン株式会社製)0.5質量部、SumilizerGS(住友化学株式会社製)0.24質量部、アエロジルR972V(日本アエロジル(株)製)0.1質量部を真空ナウターミキサーで80℃、1Torrで3時間混合しながら、さらに乾燥した。
(試料7:特開2008−287218号実施例1、a−15に準じて作製した。試料12:特開2008−257220号実施例1、F−1に準じて作製した。)
化合物A:ポリエステルポリオール(エチレングリコールとコハク酸/テレフタル酸=50/50モル比の反応物 Mw=2000)
〈セルロースエステルフィルム9の作製〉
〈微粒子分散液の作製〉
アエロジルR972V(日本アエロジル(株)製) 11質量部
エタノール 89質量部
以上をディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行い、微粒子分散液を作製した。
メチレンクロライドを入れた溶解タンクに下記セルロースエステルを添加し、加熱して完全に溶解させた後、これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過した。
セルローストリアセテート(アセチル基の置換度2.54、数平均分子量60000)
4質量部
微粒子分散液 11質量部
〈主ドープ液の作製〉
下記組成の主ドープ液を調製した。
TPP:トリフェニルホスフェート
BDPP:ビフェニル・ジフェニルホスフェート
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
セルローストリアセテート(総置換度2.54) 100質量部
リン酸トリクレジル 10質量部
主ドープ液100質量部と微粒子添加液2質量部となるように加えて、インラインミキサー(東レ静止型管内混合機 Hi−Mixer、SWJ)で十分に混合し、次いでベルト流延装置により、幅2mのステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体上で、残留溶媒量が30質量%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体から剥離したあと、テンター部でウェブ両端部を把持し、幅手方向に150℃で3.0倍延伸した。
(試料11:特開2008−279724号実施例1記載に準じて作製した。)
上記作製したセルロースエステルフィルムの試料を使って、下記に記載するアルカリケン化処理、偏光板の作製を行った。
ケン化工程 2N−NaOH 50℃ 90秒
水洗工程 水 30℃ 45秒
中和工程 10質量%HCl 30℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 45秒
ケン化処理後、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで80℃で乾燥を行った。
厚さ120μmの長尺ロールポリビニルアルコールフィルムを沃素1質量部、ホウ酸4質量部を含む水溶液100質量部に浸漬し、50℃で6倍に搬送方向に延伸して偏光膜を作った。
得られた偏光板についてシャープ製液晶パネルLL−T1620との組み合わせで、該液晶パネルに予め貼合されていた偏光板を剥がし、液晶セルの両面に図5で示した配置構成となるように偏光板の透過軸が、予め貼合されていた偏光板の透過軸と同じ方向になるよう粘着剤を介して偏光板を貼合した。バックライト側の偏光板としては、偏光子にコニカミノルタタックフィルムKC4UY(コニカミノルタオプト(株)製)と、偏光子の反対側の面に下記作製したRo=0nm、Rt=200nmの位相差をもつ位相差フィルムとを貼合した偏光板を貼って液晶表示装置1〜11を作製した。
得られたセルロースエステルフィルム、偏光板および液晶表示装置の評価を下記に示す方法で行った。
〔Ro、Rtの測定〕
アッベ屈折率計(4T)を用いてフィルム構成材料の平均屈折率を測定した。また、市販のマイクロメーターを用いてフィルムの厚さを測定した。
濁度計(NDH2000,日本電色工業(株)製)を用いて、23℃、55%RHの環境下24時間放置したフィルムにおいて、同環境下、フィルムのヘイズ測定を行った。
全ヘイズ(Ht) :JISK7136に準じて測定されたヘイズ値(%)。
内部ヘイズ(Hi):得られた位相差フィルムの表面にグリセリン数滴を滴下し、厚さ1.3mmのガラス板(MICRO SLIDE GLASS品番S9213、MATSUNAMI製)2枚で両側から挟んだ状態で測定したヘイズ値から、ガラス2枚の間にグリセリンを数滴滴下した状態で測定したヘイズを引いた値(%)。
(配向角のばらつき)
OPTIPRO(XY走査ステージ、ハロゲンランプ光+550nm干渉フィルター)を用いて、23℃、55%RHの環境下24時間放置したフィルムにおいて配向角を測定した。この時測定面積は60mm×60mmとし、口径3mmのビームを用いて4mm間隔で測定を行なった。
〔正面コントラスト〕
先ず、液晶表示装置のコントラスト特性の評価をELDIM社製EZ−contrastを用い、黒表示における正面コントラストを測定した。
〈バックライト側偏光板用位相差フィルムの作製〉
80℃で6時間乾燥した(水分率200ppm)のアセチル基の置換度1.20、プロピオニル基の置換度1.10、総アシル基置換度2.3、数平均分子量65000(重量平均分子量200000)のセルロースアセテートプロピオネート100質量部、化合物48(株式会社ADEKA)を12質量部、リン系化合物としてPEP−36(株式会社ADEKA)0.01質量部、Irganox1010(チバ・ジャパン株式会社製)0.5質量部、SumilizerGS(住友化学株式会社製)0.24質量部、アエロジルR972V(日本アエロジル(株)製)0.1質量部を真空ナウターミキサーで80℃、1Torrで3時間混合しながら、さらに乾燥した。
2 フィルター
3 スタチックミキサー
4 流延ダイ
5 回転支持体(第1冷却ロール)
6 挟圧回転体(タッチロール)
7 回転支持体(第2冷却ロール)
8 回転支持体(第3冷却ロール)
9、11、13、14、15 搬送ロール
10 セルロースエステルフィルム
16 巻き取り機
F フィルム
Claims (4)
- 100≦Ro≦180、かつ0.8≦Nz≦1.3を満たし、フィルム1枚での全ヘイズHtが0.1≦Ht≦0.3であり、全ヘイズに対する内部ヘイズHiの割合Hi/Htが0.1≦Hi/Ht≦0.5、幅手方向に遅相軸をもち、遅相軸の配向角のばらつきが±0.2度であり、かつセルロースエステルフィルムの全体の質量に対して含有溶媒量が0.01質量%以下であることを特徴とするセルロースエステルフィルム。
式1 Ro=(nx−ny)×d
式2 Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(Roは前記セルロースエステルフィルムの面内のリターデーション値を表す。フィルム面内遅相軸方向の屈折率をnx、遅相軸に直交する方向の屈折率をny、フィルム厚さ方向の屈折率をnz、dはフィルムの膜厚(nm)をそれぞれ表す。)
全ヘイズ(Ht) :JISK7136に準じて測定されたヘイズ値(%)をいう。
内部ヘイズ(Hi):フィルムの表面にグリセリン数滴を滴下し、厚さ1.3mmのガラス板(MICRO SLIDE GLASS品番S9213、MATSUNAMI製)2枚で両側から挟んだ状態で測定したヘイズ値(%)から、ガラス2枚の間にグリセリンを数滴滴下した状態で測定したヘイズ値を引いた値(%)をいう。 - 請求項1に記載のセルロースエステルフィルムを有することを特徴とする偏光板。
- 請求項2に記載の偏光板を有することを特徴とする液晶表示装置。
- セルロースエステルを含む組成物を、流動性を示す温度まで加熱溶融して溶融物を作製する工程、該溶融物を流延、冷却しフィルム状物とする工程、該フィルム状物をテンターにより幅手方向に延伸する工程、該延伸したフィルム状物をTg−20℃〜Tg+20℃で熱処理する工程、該熱処理したフィルム状物を搬送方向に収縮させながら、幅手方向に延伸する工程、とを有することを特徴とするセルロースエステルフィルムの溶融流延製膜方法。
なお、Tgとは、セルロースエステルを含む組成物のガラス転移温度を表す。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130205 |