JP2012128144A - Production method of optical film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、幅方向に遅相軸を有する複屈折層を含む光学フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an optical film including a birefringent layer having a slow axis in the width direction.
位相差板は、所定の位相差を有する複屈折層を含む光学フィルムの１種である。通常、複屈折層は、所定のフィルムを製膜後、そのフィルムを延伸することにより得られる。そして、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層を作製する方法として、一般に下記のような２つの方法が知られている。
第１の方法は、固有複屈折が負の材料を製膜してフィルムを形成し、そのフィルムをＭＤ方向に延伸する方法である。固有複屈折が負の材料は、配向方向の光の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率よりも小さくなる材料である（特許文献１の［００６２］など）。このような材料としては、例えば、スチレン系ポリマーなどが挙げられる。
第２の方法は、固有複屈折が正の材料を製膜してフィルムを形成し、そのフィルムをＴＤ方向に延伸する方法である。固有複屈折が正の材料は、配向方向の光の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率よりも大きくなる材料である（特許文献２の［請求項１］、［００２９］など）。このような材料としては、例えば、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。
The retardation plate is one type of optical film including a birefringent layer having a predetermined retardation. Usually, the birefringent layer is obtained by forming a predetermined film and then stretching the film. The following two methods are generally known as methods for producing a birefringent layer having a slow axis in the TD direction.
The first method is a method of forming a film by forming a material having a negative intrinsic birefringence and stretching the film in the MD direction. A material having a negative intrinsic birefringence is a material in which the refractive index of light in the alignment direction is smaller than the refractive index of light in the direction perpendicular to the alignment direction (eg, [0062] of Patent Document 1). Examples of such a material include styrene polymers.
The second method is a method of forming a film by forming a material having a positive intrinsic birefringence and stretching the film in the TD direction. A material having a positive intrinsic birefringence is a material in which the refractive index of light in the alignment direction is larger than the refractive index of light in the direction perpendicular to the alignment direction (
上記各方法は、フィルムをＭＤ方向又はＴＤ方向に延伸するだけであるので、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層を簡便に作製できる。
しかしながら、上記第１の方法においては、延伸後のフィルムの幅が、延伸前のフィルムの幅よりも狭くなる、つまり、延伸後のフィルムの幅残存率が低いので、幅広の位相差板が得られ難いという問題点がある。
一方、上記第２の方法においては、ＴＤ方向におけるポリマーの配向分布に差が生じる。この配向分布の差は、ボーイング現象と呼ばれる延伸加工におけるフィルムの歪みによって生じると考えられる。この配向分布の差に起因して、第２の方法によって得られた位相差板は、配向軸の角度の精度が低いという問題点がある。
Since each of the above methods only stretches the film in the MD direction or the TD direction, a birefringent layer having a slow axis in the TD direction can be easily produced.
However, in the first method, the width of the film after stretching is narrower than the width of the film before stretching, that is, the remaining width ratio of the film after stretching is low, so that a wide retardation plate is obtained. There is a problem that it is difficult to be done.
On the other hand, in the second method, a difference occurs in the orientation distribution of the polymer in the TD direction. This difference in orientation distribution is considered to be caused by distortion of the film in the drawing process called the bowing phenomenon. Due to this difference in orientation distribution, the retardation plate obtained by the second method has a problem that the accuracy of the angle of the orientation axis is low.
本発明の目的は、配向軸の精度に優れた複屈折層を含み且つ幅広な光学フィルムの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a wide optical film including a birefringent layer having excellent alignment axis accuracy.
本発明の光学フィルムの製造方法は、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層を含む光学フィルムの製造方法であって、ＭＤ方向に収縮可能な収縮性フィルムに、下記式で表される厚み方向の複屈折率Δｎｘｚが０．０００７以上の非液晶性材料を含む複屈折層形成材料を塗工することにより、前記収縮性フィルム上に塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させ且つＴＤ方向に拡幅させることにより、複屈折層を形成する複屈折層形成工程と、を有する。
Δｎｘｚ＝ｎｘ’−ｎｚ’
前記ｎｘ’は、前記非液晶性材料を固化層としたときのその層の面内において屈折率が最大となる方向の屈折率を表し、前記ｎｚ’は、前記固化層の厚み方向の屈折率を表す。
The method for producing an optical film of the present invention is a method for producing an optical film including a birefringent layer having a slow axis in the TD direction. The shrinkable film capable of shrinking in the MD direction has a thickness represented by the following formula: A coating film forming step of forming a coating film on the shrinkable film by applying a birefringent layer forming material containing a non-liquid crystalline material having a birefringence index Δnxz of 0.0007 or more in the direction; A birefringent layer forming step of forming a birefringent layer by shrinking the film in the MD direction and widening the film in the TD direction.
Δnxz = nx′−nz ′
The nx ′ represents the refractive index in the direction in which the refractive index becomes maximum in the plane of the non-liquid crystalline material as a solidified layer, and the nz ′ represents the refractive index in the thickness direction of the solidified layer. Represents.
本発明の好ましい光学フィルムの製造方法は、前記複屈折層形成工程を行うことによって形成される複屈折層の屈折率楕円体がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ≒ｎｚ、ｎｘ≒ｎｚ＞ｎｙ、又はｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙのいずれかの関係を満たしている。
ただし、前記ｎｘは、前記複屈折層の面内の遅相軸方向の屈折率を表し、前記ｎｙは、前記複屈折層の面内において前記遅相軸方向と直交する方向の屈折率を表し、前記ｎｚは、前記複屈折層の厚み方向の屈折率を表す。前記遅相軸方向は、複屈折層の面内で屈折率が最大となる方向である。
In a preferable method for producing an optical film of the present invention, the refractive index ellipsoid of the birefringent layer formed by performing the birefringent layer forming step is nx>nz> ny, nx>ny> nz, nx> ny≈nz. Nx≈nz> ny or nz>nx> ny.
Where nx represents the refractive index in the slow axis direction in the plane of the birefringent layer, and ny represents the refractive index in the direction perpendicular to the slow axis direction in the plane of the birefringent layer. , Nz represents the refractive index in the thickness direction of the birefringent layer. The slow axis direction is a direction in which the refractive index becomes maximum in the plane of the birefringent layer.
本発明の他の好ましい光学フィルムの製造方法は、前記複屈折層形成工程において、前記塗膜が形成された収縮性フィルムが加熱ゾーンにおいて加熱され、前記収縮性フィルムの前記加熱ゾーンへの送り出し速度を、加熱ゾーンからの引き取り速度よりも速くすることにより、前記収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させると同時にＴＤ方向に拡幅させる。
本発明の他の好ましい光学フィルムの製造方法は、前記複屈折層形成工程において、前記収縮性フィルムのＭＤ方向の収縮倍率が０．５０倍〜０．９９倍であり且つＴＤ方向の拡幅倍率が１．０１倍〜１．５０倍である。
In another preferable method for producing an optical film of the present invention, in the birefringent layer forming step, the shrinkable film on which the coating film is formed is heated in a heating zone, and the delivery speed of the shrinkable film to the heating zone is increased. Is made faster than the take-up speed from the heating zone, whereby the shrinkable film is contracted in the MD direction and simultaneously widened in the TD direction.
In another preferable method for producing an optical film of the present invention, in the birefringent layer forming step, the shrinkable film has a shrinkage ratio in the MD direction of 0.50 times to 0.99 times and a widening ratio in the TD direction. 1.01 times to 1.50 times.
本発明の他の好ましい光学フィルムの製造方法は、前記非液晶性材料が、固有複屈折が正のポリマーである。
本発明の他の好ましい光学フィルムの製造方法は、前記非液晶性材料が、ポリアリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリビニルアルコール、ポリエーテルサルフォン、及びポリサルフォンからなる群から選ばれる少なくとも１種である。
In another preferable method for producing an optical film of the present invention, the non-liquid crystalline material is a polymer having a positive intrinsic birefringence.
In another preferable method for producing an optical film of the present invention, the non-liquid crystalline material is polyarylate, polyamide, polyimide, polyester, polyaryl ether ketone, polyether ketone, polyamide imide, polyester imide, polyvinyl alcohol, polyether sal. At least one selected from the group consisting of phon and polysulfone.
本発明の製造方法によれば、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層を含む光学フィルムを簡単に形成できる。また、本発明の方法によれば、配向軸の角度のぶれが小さく、配向軸の精度に優れた複屈折層を形成できる。さらに、本発明の方法は、収縮性フィルムをＴＤ方向に拡幅させるので、前記複屈折層の幅が狭まることがなく、広幅な複屈折層を含む光学フィルムを形成できる。 According to the production method of the present invention, an optical film including a birefringent layer having a slow axis in the TD direction can be easily formed. In addition, according to the method of the present invention, it is possible to form a birefringent layer having a small alignment axis angle and excellent alignment axis accuracy. Furthermore, since the shrinkable film is widened in the TD direction according to the method of the present invention, the width of the birefringent layer is not reduced, and an optical film including a wide birefringent layer can be formed.
本発明の光学フィルムの製造方法は、ＭＤ方向に収縮可能な収縮性フィルムに、式：Δｎｘｚ＝ｎｘ’−ｎｚ’で表される厚み方向の複屈折率Δｎｘｚが０．０００７以上の非液晶性材料を含む複屈折層形成材料を塗工することにより、前記収縮性フィルム上に塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させ且つＴＤ方向に拡幅させることにより、複屈折層を形成する複屈折層形成工程と、を有する。
前記ｎｘ’は、前記非液晶性材料を固化層としたときのその層の面内において屈折率が最大となる方向の屈折率を表し、前記ｎｚ’は、前記固化層の厚み方向の屈折率（前記ｎｘ’の方向及び前記固化層の面内において前記ｎｘ’の方向と直交する方向の、各方向に対して直交する方向の屈折率）を表す。
かかる方法によって、ＴＤ方向に遅相軸を有し、配向軸の角度の精度に優れ且つ幅広な複屈折層を含む光学フィルムが得られる。
前記複屈折率（Δｎｘｚ）の定義において、前記固化層は、例えば、基材上に、前記非液晶性材料を溶剤に溶解した溶液を直接塗工して形成された塗膜を固化した層であって、無延伸及び無収縮の層を意味する。ただし、その固化層の厚みは何ら制限されない。
前記複屈折率（Δｎｘｚ）は、０．０００７以上であり、好ましくは、０．０００７〜０．０５の範囲であり、より好ましくは、０．００１〜０．０４の範囲である。
The method for producing an optical film of the present invention is a non-liquid crystalline film having a birefringence Δnxz in the thickness direction represented by the formula: Δnxz = nx′−nz ′ of 0.0007 or more. By applying a birefringent layer forming material including a material, a coating film forming step for forming a coating film on the shrinkable film, and by shrinking the shrinkable film in the MD direction and widening in the TD direction And a birefringent layer forming step of forming a birefringent layer.
The nx ′ represents the refractive index in the direction in which the refractive index becomes maximum in the plane of the non-liquid crystalline material as a solidified layer, and the nz ′ represents the refractive index in the thickness direction of the solidified layer. (Refractive index in a direction perpendicular to each direction in a direction perpendicular to the direction of nx ′ in the direction of the nx ′ and in the plane of the solidified layer).
By this method, an optical film having a slow axis in the TD direction and excellent in the accuracy of the angle of the orientation axis and including a wide birefringent layer can be obtained.
In the definition of the birefringence (Δnxz), the solidified layer is, for example, a layer obtained by solidifying a coating film formed by directly applying a solution obtained by dissolving the non-liquid crystalline material in a solvent on a base material. It means a non-stretched and non-shrinkable layer. However, the thickness of the solidified layer is not limited at all.
The birefringence (Δnxz) is 0.0007 or more, preferably in the range of 0.0007 to 0.05, and more preferably in the range of 0.001 to 0.04.
［光学フィルムの製造方法の概要］
図１及び図２は、本発明の光学フィルムの製造工程を示す参考図である。なお、フィルムや各装置の相対的な大きさは実際のものと異なることに留意されたい。また、フィルムは、通常、テンションローラなどを含めて多数本のローラを介して送出されるが、これらのローラは、図示しない。
[Outline of optical film manufacturing method]
FIG.1 and FIG.2 is a reference drawing which shows the manufacturing process of the optical film of this invention. Note that the relative sizes of the film and each device are different from the actual ones. Further, the film is usually fed through a large number of rollers including a tension roller, but these rollers are not shown.
収縮性フィルムは、長尺のフィルムが用いられる。前記長尺とは、長手寸法が幅寸法よりも十分に大きいことを意味する。その長手寸法は、通常、幅寸法の２倍以上であり、好ましくは３倍以上である。本発明で用いられる長尺の収縮性フィルムは、ロール状に巻かれていてもよい。その巻き長さは、好ましくは３００ｍ以上であり、より好ましくは１，０００ｍ〜５０，０００ｍである。収縮性フィルムの幅寸法は、製造装置の規模に応じて適宜設定できるが、通常、５００ｍｍ〜４，０００ｍｍである。
なお、ＭＤ方向は、前記収縮性フィルムの長手方向であり、ＴＤ方向は、同幅方向である。
A long film is used as the shrinkable film. The long length means that the longitudinal dimension is sufficiently larger than the width dimension. The longitudinal dimension is usually at least twice the width dimension, preferably at least three times the width dimension. The long shrinkable film used in the present invention may be wound into a roll. The winding length is preferably 300 m or more, more preferably 1,000 m to 50,000 m. Although the width dimension of a shrinkable film can be suitably set according to the scale of a manufacturing apparatus, it is 500 mm-4,000 mm normally.
The MD direction is the longitudinal direction of the shrinkable film, and the TD direction is the same width direction.
図１において、ロール２に巻かれた長尺の収縮性フィルム１が引き出され、その長手方向に送出される途中で、収縮性フィルム１上に塗膜３が形成され、次に、連続してその塗膜３に収縮処理が加えられた後、再び、ロール４に巻き取られる。
長尺の収縮性フィルム１の送出経路中において、上流側から順に、塗工装置９１、塗膜固化装置９２、及び加熱装置９３が配置されている。
In FIG. 1, a long
In the delivery path of the
塗工装置９１は、収縮性フィルム１の表面に複屈折層形成材料を塗工して、未固化の薄い塗膜３ａを収縮性フィルム１上に形成するための装置である。
前記未固化の塗膜３ａは、収縮性フィルム１の送出に従い、固化ゾーンに導かれる。前記固化ゾーンに配置された塗膜固化装置９２は、未固化の塗膜３ａを固化するための装置である。複屈折層形成材料が、蒸発性又は揮発性の溶媒を含む場合には、前記塗膜固化装置９２は、未固化の塗膜３ａを乾燥し且つその中に含まれる溶媒を回収する。以下、本明細書において、「蒸発又は揮発」を単に「揮発」という。前記溶媒が揮発性に優れる場合には、自然乾燥によって未固化の塗膜３ａを固化させることもできるので、乾燥目的の塗膜固化装置は固化ゾーンに設けられていなくてもよい。
The
The
前記固化された塗膜３が収縮性フィルム１に積層された積層体は、加熱ゾーンに導かれる。前記加熱ゾーンに配置された加熱装置９３は、収縮性フィルム１に熱を加えるための装置である。加熱装置９３によって加熱された収縮性フィルム１は、ＭＤ方向に収縮すると共にＴＤ方向に拡幅する。この収縮性フィルム１の収縮及び拡幅に追従して、図２に示すように、そのフィルム１上に形成された塗膜３もＭＤ方向に収縮され且つＴＤ方向に拡幅される。図２において、ＭＤ方向の収縮とＴＤ方向の拡幅を矢印で表現している。収縮及び拡幅された塗膜３は、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層となる。
The laminate in which the solidified
上述のように加熱ゾーンにおいて、塗膜が形成された収縮性フィルム１が加熱される。この収縮性フィルム１の前記加熱ゾーンへの送り出し速度は、加熱ゾーンからの引き取り速度よりも速くなるように設定されていることが好ましい。このような速度差で収縮性フィルム１を加熱ゾーンへ送ることにより、収縮性フィルム１に外力が加わりにくい。このため、収縮性フィルム１は、それ自身の収縮力に従ってＭＤ方向に良好に収縮すると同時に、その体積変化によりＴＤ方向に良好に拡幅する。この収縮性フィルム１の収縮及び拡幅に追従して、塗膜３もＭＤ方向に良好に収縮され且つＴＤ方向に良好に拡幅される。
以下、各工程に分けて本発明を説明する。
As described above, the
Hereinafter, the present invention will be described in each process.
［塗膜形成工程］
塗膜形成工程は、複屈折層形成工程の前に実施される工程であって、所定の複屈折を発現する前の塗膜を、収縮性フィルム上に形成するために行われる。
[Coating film forming process]
The coating film forming step is a step performed before the birefringent layer forming step, and is performed in order to form a coating film on which the predetermined birefringence is developed on the shrinkable film.
収縮性フィルムは、長尺のフィルムであり、そのＭＤ方向に収縮性を有する。好ましくは、収縮性フィルムは、ＭＤ方向に熱収縮性を有するフィルムである。ただし、熱収縮性とは、所定温度に加熱すると所定方向に収縮する性質をいう。なお、前記収縮性フィルムは、ＴＤ方向に実質的に熱収縮しない又はＴＤ方向に若干熱伸張するフィルムであることが好ましいが、ＴＤ方向に若干熱収縮し得るものでもよい。 The shrinkable film is a long film and has shrinkability in the MD direction. Preferably, the shrinkable film is a film having heat shrinkability in the MD direction. However, heat shrinkability refers to the property of shrinking in a predetermined direction when heated to a predetermined temperature. The shrinkable film is preferably a film that does not substantially heat shrink in the TD direction or slightly heat expands in the TD direction, but may be one that can slightly heat shrink in the TD direction.
前記収縮性フィルムの形成材料としては、特に制限されないが、熱可塑性樹脂が好ましい。具体的には、その形成材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、トリアセチルセルロースなどのセルロース樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリル、アセテート樹脂、ポリアリレート、ポリビニルアルコール、及びこれらの混合物などが挙げられる。また、液晶ポリマーなども使用できる。前記収縮性フィルムは、１種又は２種以上の前記形成材料から形成された一軸又は二軸の延伸フィルムであることが好ましい。 A material for forming the shrinkable film is not particularly limited, but a thermoplastic resin is preferable. Specifically, as the forming material, for example, polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene (PP), polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET), acrylic resin, polyamide, polycarbonate, norbornene resin, polystyrene, polyvinyl chloride, Examples thereof include cellulose resins such as polyvinylidene chloride and triacetyl cellulose, polyethersulfone, polysulfone, polyimide, polyacryl, acetate resin, polyarylate, polyvinyl alcohol, and mixtures thereof. Moreover, a liquid crystal polymer etc. can also be used. The shrinkable film is preferably a uniaxial or biaxial stretched film formed from one or more of the forming materials.
好ましくは、前記収縮性フィルムは、ポリオレフィン、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリル、アセテート樹脂、ポリアリレート、ポリビニルアルコール及び液晶ポリマーからなる群から選択される少なくとも１種の形成材料から形成された延伸フィルムである。
前記収縮性フィルムは、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、東京インキ（株）製の「ノーブレン」、三菱化学（株）製の「ノバクリアー」、東洋紡績（株）製の「スペースクリーン」、グンゼ（株）製の「ファンシーラップ」、東レ（株）製の「トレファン」、東レ（株）製の「ルミラー」、ＪＳＲ（株）製の「アートン」、日本ゼオン（株）製の「ゼオノア」、旭化成（株）製の「サンテック」などが挙げられる。
Preferably, the shrinkable film is polyolefin, polyester, acrylic resin, polyamide, polycarbonate, norbornene resin, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, cellulose resin, polyethersulfone, polysulfone, polyimide, polyacrylic, acetate resin, It is a stretched film formed from at least one forming material selected from the group consisting of polyarylate, polyvinyl alcohol and liquid crystal polymer.
As the shrinkable film, for example, a commercially available product may be used. Examples of the commercially available products include “Noblen” manufactured by Tokyo Ink Co., Ltd., “Novaclear” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Space Clean” manufactured by Toyobo Co., Ltd., and “Fancy” manufactured by Gunze Co., Ltd. "Lapp", Toray Industries, Inc. "Trephan", Toray Industries, Inc. "Lumiler", JSR Corporation "Arton", Nippon Zeon Corporation "Zeonoa", Asahi Kasei Corporation "Suntech" and so on.
前記収縮性フィルムの厚みは、特に制限されないが、例えば、１０μｍ〜３００μｍの範囲であり、好ましくは、２０μｍ〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは、４０μｍ〜１５０μｍの範囲である。前記収縮性フィルムの表面には、前記複屈折層との密着性向上などを目的に、表面処理を施してもよい。前記表面処理としては、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理などの化学的又は物理的処理が挙げられる。また、前記収縮姓フィルムの表面には、下塗り剤（例えば、粘着物質）の塗布によるプライマー層が形成されていてもよい。 The thickness of the shrinkable film is not particularly limited, but is, for example, in the range of 10 μm to 300 μm, preferably in the range of 20 μm to 200 μm, and more preferably in the range of 40 μm to 150 μm. The surface of the shrinkable film may be subjected to a surface treatment for the purpose of improving the adhesion with the birefringent layer. Examples of the surface treatment include chemical or physical treatment such as chromic acid treatment, ozone exposure, flame exposure, high piezoelectric impact exposure, and ionizing radiation treatment. Further, a primer layer may be formed on the surface of the shrinkable surname film by applying a primer (for example, an adhesive substance).
複屈折層形成材料は、前記複屈折率（Δｎｘｚ）が０．０００７以上の非液晶性材料を含む。
好ましくは、前記非液晶性材料は、固有複屈折が正のポリマーである。固有複屈折が正のポリマーは、所定方向に配向させたときに、その配向方向の光の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率よりも大きくなるポリマーである。
具体的には、前記非液晶性材料としては、例えば、ポリアリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリビニルアルコール、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、及びこれらの混合物などが挙げられる。
本発明の製造方法で用いられる非液晶性材料は、これらのポリマー群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
このような非液晶性材料を用いることにより、屈折率楕円体がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ≒ｎｚ、ｎｘ≒ｎｚ＞ｎｙ、又はｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙのいずれかの関係を満たす複屈折層を形成することができる。
The birefringent layer forming material includes a non-liquid crystalline material having a birefringence (Δnxz) of 0.0007 or more.
Preferably, the non-liquid crystalline material is a polymer having a positive intrinsic birefringence. A polymer having a positive intrinsic birefringence is a polymer in which, when oriented in a predetermined direction, the refractive index of light in the orientation direction is larger than the refractive index of light in a direction perpendicular to the orientation direction.
Specifically, examples of the non-liquid crystalline material include polyarylate, polyamide, polyimide, polyester, polyaryletherketone, polyetherketone, polyamideimide, polyesterimide, polyvinyl alcohol, polyethersulfone, polysulfone, and Examples thereof include a mixture thereof.
The non-liquid crystalline material used in the production method of the present invention is preferably at least one selected from these polymer groups.
By using such a non-liquid crystalline material, the refractive index ellipsoid is one of nx>nz> ny, nx>ny> nz, nx> ny≈nz, nx≈nz> ny, or nz>nx> ny. A birefringent layer that satisfies the above relationship can be formed.
中でも、前記ポリアリレートが、下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を含むことが好ましい。 Especially, it is preferable that the said polyarylate contains the repeating unit represented by the following general formula (I).
前記式（Ｉ）において、Ａ及びＢは、それぞれ置換基を表し、例えば、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基である。Ａ及びＢは、同一でもよいし、異なっていてもよい。ａ及びｂは、対応するＡ及びＢの置換数を表し、それぞれ１〜４の整数である。Ｄは、共有結合、不飽和二重結合、不飽和三重結合、ＣＨ２基、Ｃ（ＣＨ３）２基、Ｃ（ＣＺ３）２基（ここで、Ｚはハロゲン原子である）、ＣＯ基、Ｏ原子、Ｓ原子、ＳＯ２基、Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ３）２基、又はＮ（ＣＨ３）基である。Ｒ１は、炭素原子数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基であり、Ｒ２は、炭素原子数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基であり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ水素原子、又は炭素原子数１〜４の直鎖若しくは分岐のアルキル基である。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、同一でもよいし、それぞれ異なっていてもよい。ただし、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６が全て水素原子である場合、Ｒ２は炭素数２〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基であってもよい。また、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の少なくとも１つが水素原子以外である場合には、Ｒ２はメチル基であってもよい。ｐ１は、０〜３の整数であり、ｐ２は、１〜３の整数であり、ｎは、２以上の整数である。 In the formula (I), A and B each represent a substituent, for example, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group. A and B may be the same or different. a and b represent the corresponding numbers of substitutions of A and B, and are integers of 1 to 4, respectively. D is a covalent bond, unsaturated double bond, unsaturated triple bond, CH 2 group, C (CH 3 ) 2 group, C (CZ 3 ) 2 group (where Z is a halogen atom), CO group , O atom, S atom, SO 2 group, Si (CH 2 CH 3 ) 2 group, or N (CH 3 ) group. R1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group, and R2 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or substituted or unsubstituted It is an unsubstituted aryl group, and R3, R4, R5 and R6 are each a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R3, R4, R5 and R6 may be the same or different. However, when R3, R4, R5, and R6 are all hydrogen atoms, R2 may be a linear or branched alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group. When at least one of R3, R4, R5 and R6 is other than a hydrogen atom, R2 may be a methyl group. p1 is an integer of 0 to 3, p2 is an integer of 1 to 3, and n is an integer of 2 or more.
前記式（Ｉ）において、前記無置換アリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、ビナフチル基、トリフェニルフェニル基などが挙げられる。また、前記置換アリール基としては、前記無置換アリール基の水素原子のうち１つ以上が、炭素原子数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素原子数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、又はフェニル基に置換されたものなどが挙げられる。また、前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。 In the formula (I), examples of the unsubstituted aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a binaphthyl group, and a triphenylphenyl group. In addition, as the substituted aryl group, one or more of the hydrogen atoms of the unsubstituted aryl group is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. And those substituted with an alkoxy group, a nitro group, an amino group, a silyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, or a phenyl group. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
前記式（Ｉ）において、Ｒ１がメチル基であり、且つＲ２が炭素原子数２〜４の直鎖若しくは分岐のアルキル基であることが好ましく、Ｒ２がエチル基又はイソブチル基であることが特に好ましい。このようなポリアリレートは、トルエンやキシレンなどの低極性溶剤への溶解性に優れるとともに、複屈折の発現性が高く、耐熱性に優れる（ガラス転移温度が高い）。 In the formula (I), R1 is preferably a methyl group, and R2 is preferably a linear or branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, and R2 is particularly preferably an ethyl group or an isobutyl group. . Such polyarylate has excellent solubility in low-polar solvents such as toluene and xylene, high birefringence, and excellent heat resistance (high glass transition temperature).
前記式（Ｉ）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の少なくとも１つが炭素原子数１〜４の直鎖若しくは分岐のアルキル基であることが好ましく、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の全てが炭素原子数１〜４の直鎖若しくは分岐のアルキル基であることがより好ましく、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の全てがメチル基であることが特に好ましい。 In the formula (I), at least one of R3, R4, R5 and R6 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and all of R3, R4, R5 and R6 are carbon atoms. A linear or branched alkyl group having 1 to 4 is more preferable, and all of R3, R4, R5, and R6 are particularly preferably methyl groups.
前記ポリアリレートは、環境負荷低減の観点から、分子中にハロゲン原子を有さない非ハロゲン化ポリアリレートであることが好ましい。前記ポリアリレートは、前述のとおり、Ｒ１〜Ｒ６の特定の組み合わせにより、分子中にハロゲン原子を含まなくても、溶剤に対する高い溶解性を有し得る。 The polyarylate is preferably a non-halogenated polyarylate having no halogen atom in the molecule from the viewpoint of reducing environmental load. As described above, the polyarylate can have high solubility in a solvent even if it does not contain a halogen atom in the molecule due to the specific combination of R1 to R6.
前記ポリアリレートは、前記式（Ｉ）における、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｒ１〜Ｒ６、ｐ１、ｐ２及びｎが異なる２種以上のモノマー単位を有するもの、すなわち、共重合体であってもよい。 The polyarylate may be a copolymer having two or more monomer units having different A, B, D, R1 to R6, p1, p2 and n in the formula (I), that is, a copolymer.
また、溶剤に対する溶解性と複屈折発現性を両立する観点からは、前記式（Ｉ）において、Ｄが共有結合であり、ｐ１＝０、ｐ２＝１であることが好ましい。すなわち、前記ポリアリレートが、下記一般式（ＩＩ）で表される構造を有することが好ましい。さらに、酸成分としてテレフタル酸誘導体を用いた下記一般式（ＩＩＩ）で表されるものや、下記一般式（ＩＶ）で表されるテレフタル酸誘導体とイソフタル酸誘導体とを用いた共重合体の構造を有するものが好ましい。特に、汎用溶剤に対する溶解性の観点からは、下記一般式（ＩＶ）で表される構造を有する共重合体が好ましい。 Further, from the viewpoint of achieving both solubility in a solvent and birefringence expression, in the formula (I), D is a covalent bond, and preferably p1 = 0 and p2 = 1. That is, it is preferable that the polyarylate has a structure represented by the following general formula (II). Furthermore, the structure of the copolymer using the terephthalic acid derivative and the isophthalic acid derivative represented by the following general formula (III) using the terephthalic acid derivative as the acid component or the following general formula (IV) Those having the following are preferred. In particular, from the viewpoint of solubility in general-purpose solvents, a copolymer having a structure represented by the following general formula (IV) is preferable.
なお、前記式（ＩＩ）〜（ＩＶ）において、Ｂ、Ｒ１〜Ｒ６及びｂは、前記式（Ｉ）と同様であり、Ｂ’、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９〜Ｒ１２及びｂ’は、それぞれ、前記Ｂ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３〜Ｒ６及びｂと同様であり、ｎ、ｌ及びｍは、いずれも２以上の整数である。また、前記式（ＩＶ）においては、便宜上、前記ポリアリレートをブロック共重合体として表しているが、これに限定されず、ランダム共重合体であってもよい。 In the formulas (II) to (IV), B, R1 to R6 and b are the same as in the formula (I), and B ′, R7, R8, R9 to R12 and b ′ are B, R1, R2, R3 to R6 and b are the same, and n, l and m are all integers of 2 or more. Moreover, in the said formula (IV), although the said polyarylate is represented as a block copolymer for convenience, it is not limited to this, A random copolymer may be sufficient.
前記式（ＩＶ）で表されるポリアリレートにおいて、酸成分のうちテレフタル酸誘導体由来構造の含有率、すなわちｌ／（ｌ＋ｍ）は、０．３以上であることが好ましい。ｌ／（ｌ＋ｍ）を前記範囲とするポリアリレートは、複屈折の発現性がより高く、耐熱性により優れる。ｌ／（ｌ＋ｍ）は、より好ましくは、０．５以上であり、さらに好ましくは、０．６以上である。 In the polyarylate represented by the formula (IV), the content of the terephthalic acid derivative-derived structure in the acid component, that is, l / (l + m) is preferably 0.3 or more. Polyarylate having l / (l + m) in the above range has higher birefringence and is more excellent in heat resistance. l / (l + m) is more preferably 0.5 or more, and still more preferably 0.6 or more.
前記ポリアリレートにおいて、前記式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される構造の含有率は、特に制限されないが、５０モル％以上であることが好ましく、より好ましくは、７５モル％以上であり、さらに好ましくは、８０モル％以上である。 In the polyarylate, the content of the structures represented by the formulas (I) to (IV) is not particularly limited, but is preferably 50 mol% or more, more preferably 75 mol% or more, More preferably, it is 80 mol% or more.
前記ポリアリレートの重量平均分子量（Ｍｗ）は、テトラヒドロフラン溶媒によるゲル・パーミエーション・クロマトグラフ法（ポリスチレン標準）で測定した値が、３，０００〜１，０００，０００の範囲であることが好ましい。Ｍｗを前記範囲とすることで、溶剤溶解性などの作業性に優れるとともに、高強度で、高温環境における光学特性の変化が抑制された光学フィルムを得ることができる。Ｍｗは、より好ましくは、５，０００〜１，０００，０００であり、さらに好ましくは、１０，０００〜５００，０００であり、最も好ましくは、５０，０００〜３５０，０００である。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyarylate is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000 as measured by gel permeation chromatography (polystyrene standard) using a tetrahydrofuran solvent. By setting Mw within the above range, it is possible to obtain an optical film that is excellent in workability such as solvent solubility and that has high strength and that suppresses changes in optical properties in a high temperature environment. Mw is more preferably 5,000 to 1,000,000, still more preferably 10,000 to 500,000, and most preferably 50,000 to 350,000.
前記ポリアリレートのガラス転移温度は、特に制限されないが、耐熱性の観点から、好ましくは、１００℃以上であり、より好ましくは、１２０℃以上であり、さらに好ましくは、１５０℃以上である。また、成型性、加工性の観点から、前記ガラス転移温度は、３００℃以下であることが好ましく、より好ましくは、２５０℃以下である。 The glass transition temperature of the polyarylate is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and further preferably 150 ° C. or higher from the viewpoint of heat resistance. Further, from the viewpoints of moldability and workability, the glass transition temperature is preferably 300 ° C. or lower, and more preferably 250 ° C. or lower.
前記ポリアリレートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を用い得る。一般的には、前記ポリアリレートは、ビスフェノール化合物とジカルボン酸若しくはその誘導体を重縮合させることで製造できる。 The method for producing the polyarylate is not particularly limited, and a known method can be used. In general, the polyarylate can be produced by polycondensation of a bisphenol compound and a dicarboxylic acid or a derivative thereof.
前記重縮合法としては、例えば、脱酢酸による溶融重縮合法、脱フェノールによる溶融重縮合法、ビスフェノール化合物とジカルボン酸クロライドとを有機塩基の存在下、有機溶媒系で反応させる脱塩酸均一重合法、ビスフェノール化合物とジカルボン酸クロライドとをアルカリ水溶液と水非混和性有機溶媒の２相系で反応させる界面重縮合法、ビスフェノール化合物とジカルボン酸とを用い、縮合剤を用いて反応系中で活性中間体を生成させる直接重縮合法などが挙げられる。これらの中でも、透明性、耐熱性の向上及び高分子量化の観点から、界面重縮合法が好ましい。 Examples of the polycondensation method include a melt polycondensation method using deacetic acid, a melt polycondensation method using dephenol, and a dehydrochlorination homogeneous polymerization method in which a bisphenol compound and dicarboxylic acid chloride are reacted in an organic solvent system in the presence of an organic base. An interfacial polycondensation method in which a bisphenol compound and a dicarboxylic acid chloride are reacted in a two-phase system of an alkaline aqueous solution and a water-immiscible organic solvent, and a bisphenol compound and a dicarboxylic acid are used. For example, a direct polycondensation method for forming a product. Among these, the interfacial polycondensation method is preferable from the viewpoint of improving transparency and heat resistance and increasing the molecular weight.
前記界面重縮合法によって前記ポリアリレートを製造する場合には、モノマー（ビスフェノール化合物及びジカルボン酸クロライド）、有機溶媒、アルカリ、触媒などが用いられる。 When the polyarylate is produced by the interfacial polycondensation method, monomers (bisphenol compound and dicarboxylic acid chloride), an organic solvent, an alkali, a catalyst, and the like are used.
前記ビスフェノール化合物としては、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（３，４−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン、２，２−ビス（３，４−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン、２，２−ビス（３−ｓｅｃ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンなどが挙げられる。
Examples of the bisphenol compound include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -4-methylpentane, and 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) pentane. 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, 2,2-bis (3-methyl-) 4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,4-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (3 , 4-Dimethyl-4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -4-
前記ジカルボン酸クロライドとしては、例えば、テレフタル酸クロライド、イソフタル酸クロライド、フタル酸クロライド、４，４’−ジフェニルジカルボン酸クロライド、４，４’−スチルベンジカルボン酸クロライドなどの無置換芳香族クロライド、及びこれらに前記式（Ｉ）におけるＡ及びＢの例として示した置換基などを有する芳香族クロライドなどが挙げられる。 Examples of the dicarboxylic acid chloride include unsubstituted aromatic chlorides such as terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, phthalic acid chloride, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid chloride, 4,4′-stilbene dicarboxylic acid chloride, and the like. And aromatic chlorides having the substituents shown as examples of A and B in the formula (I).
前記有機溶媒としては、特に制限されないが、水との混和性が低く、且つ前記ポリアリレートを溶解するものが好ましい。前記有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン系溶剤、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、又はアニソールなどが好適である。また、これらの溶剤を２種以上混合して用いてもよい。 The organic solvent is not particularly limited, but is preferably one that has low miscibility with water and dissolves the polyarylate. Suitable examples of the organic solvent include halogen solvents such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and anisole. Two or more of these solvents may be mixed and used.
前記アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどが挙げられる。前記アルカリの使用量は、例えば、前記ビスフェノール化合物の２モル倍〜５モル倍（１〜２．５モル当量）である。 Examples of the alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and the like. The usage-amount of the said alkali is 2 mol times-5 mol times (1-2.5 mol equivalent) of the said bisphenol compound, for example.
前記触媒は、相間移動触媒を用いることが好ましい。前記触媒としては、例えば、テトラブチルアンモニウムブロマイド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライドなどの第４級アンモニウム塩、テトラフェニルホスホニウムクロライド、トリフェニルメチルホスホニウムクロライドなどの第４級ホスホニウム塩、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジベンゾ−１８−クラウン−６、ジシクロへキシル−１８−クラウン−６などのポリエチレンオキサイド化合物などが挙げられる。これらの中でも、反応後の除去などの取り扱い易さの点で、テトラアルキルアンモニウムハライド類が好適である。また、その他、必要に応じて、酸化防止剤、分子量調整剤などを任意で使用できる。 The catalyst is preferably a phase transfer catalyst. Examples of the catalyst include quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide, trioctylmethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, and benzyltributylammonium chloride, and quaternary compounds such as tetraphenylphosphonium chloride and triphenylmethylphosphonium chloride. Examples thereof include polyethylene oxide compounds such as phosphonium salts, polyethylene glycol, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, dibenzo-18-crown-6, and dicyclohexyl-18-crown-6. Among these, tetraalkylammonium halides are preferable from the viewpoint of easy handling such as removal after the reaction. In addition, antioxidants, molecular weight modifiers, and the like can be optionally used as necessary.
前記ポリアリレートの分子量を調整する方法としては、例えば、水酸基とカルボキシル基の官能基比を変えて反応させる方法や、分子量調整剤として、一官能の物質を反応時に添加する方法などが挙げられる。前記分子量調整剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールなどの一価フェノール類、安息香酸クロライド、メタンスルホニルクロライド、フェニルクロロホルメートなどの一価酸クロライド類、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ドデシルアルコール、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールなどの一価アルコール類などが挙げられる。また、重縮合反応後に一価酸クロライドを反応させることで末端フェノールを封止でき、フェノールの酸化による着色を抑制できる。また、重縮合反応中に酸化防止剤を併用してもよい。 Examples of the method for adjusting the molecular weight of the polyarylate include a method of reacting by changing the functional group ratio of a hydroxyl group and a carboxyl group, and a method of adding a monofunctional substance as a molecular weight adjusting agent during the reaction. Examples of the molecular weight modifier include monohydric phenols such as phenol, cresol, p-tert-butylphenol, monovalent acid chlorides such as benzoic acid chloride, methanesulfonyl chloride, and phenyl chloroformate, methanol, ethanol, n And monohydric alcohols such as propanol, isopropanol, n-butanol, pentanol, hexanol, dodecyl alcohol, stearyl alcohol, benzyl alcohol, and phenethyl alcohol. Moreover, the terminal phenol can be sealed by reacting the monovalent acid chloride after the polycondensation reaction, and coloring due to oxidation of the phenol can be suppressed. Moreover, you may use antioxidant together during a polycondensation reaction.
前記界面重縮合法において、重縮合反応後は、水相及び有機相の混合状態であり、ポリアリレート、有機溶媒、及び水以外に、触媒や残存モノマーなどの不純物が含まれる。前記ハロゲン系溶剤を用いて前記界面重縮合法を実施した場合、一般的に、水溶性不純物を除去する方法として、水相を分離、除去する分液操作を繰り返して水洗する方法が取られる。また、水洗後、必要に応じて、アセトン、メタノールなどの前記ポリアリレートの貧溶媒となる水混和性有機溶媒を用いて再沈殿を行ってもよい。前記再沈殿を行うことで、脱水、脱溶媒ができ、前記ポリアリレートを粉体として取り出すことが可能となり、さらに、ビスフェノール化合物などのような疎水性不純物も低減できる。前記水混和性有機溶媒としては、水との相溶性が高く、且つ前記ポリアリレートを０．５重量％以上溶解しない溶媒を用いることが好ましい。また、加熱乾燥により容易に除去可能という点において、前記水混和性有機溶媒の沸点は、１２０℃以下であることが好ましい。このような水混和性有姓溶媒の好ましい例としては、前記ポリアリレートの種類により溶解性が異なるため一概には言えないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類などが挙げられる。 In the interfacial polycondensation method, the polycondensation reaction is a mixed state of an aqueous phase and an organic phase, and impurities such as a catalyst and a residual monomer are included in addition to polyarylate, an organic solvent, and water. When the interfacial polycondensation method is carried out using the halogen-based solvent, generally, as a method for removing water-soluble impurities, a method of washing with water by repeating a liquid separation operation for separating and removing an aqueous phase is taken. Further, after washing with water, if necessary, reprecipitation may be performed using a water-miscible organic solvent that is a poor solvent for the polyarylate, such as acetone or methanol. By performing the reprecipitation, dehydration and desolvation can be performed, the polyarylate can be taken out as a powder, and hydrophobic impurities such as bisphenol compounds can be reduced. As the water-miscible organic solvent, it is preferable to use a solvent that is highly compatible with water and does not dissolve 0.5% by weight or more of the polyarylate. Moreover, it is preferable that the boiling point of the said water-miscible organic solvent is 120 degrees C or less at the point which can be easily removed by heat drying. As a preferable example of such a water miscible organic solvent, although the solubility varies depending on the type of polyarylate, it cannot be generally stated, for example, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, isopropyl Examples include alcohols such as alcohol.
界面重縮合反応時のモノマー仕込み濃度、及び後処理時のポリアリレート濃度は、生産性の点から、高いほど好ましい。水相及び有機相も含めた反応後の総液量に対するポリアリレート量は、１重量％以上であることが好ましく、より好ましくは、３重量％以上であり、さらに好ましくは、５重量％以上である。 The monomer charge concentration during the interfacial polycondensation reaction and the polyarylate concentration during post-treatment are preferably as high as possible from the viewpoint of productivity. The amount of polyarylate relative to the total liquid volume after the reaction including the aqueous phase and the organic phase is preferably 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more, and further preferably 5% by weight or more. is there.
反応温度は、特に制限されないが、好ましくは、−５℃〜５０℃の範囲である。反応温度が前記範囲であれば、反応中の粘度、温度の調整が容易であり、加水分解や酸化着色などの副反応も少なくなる。反応温度は、より好ましくは、５℃〜３５℃であり、さらに好ましくは、１０℃〜３０℃の室温付近である。 The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of −5 ° C. to 50 ° C. When the reaction temperature is within the above range, the viscosity and temperature during the reaction can be easily adjusted, and side reactions such as hydrolysis and oxidative coloring are reduced. The reaction temperature is more preferably 5 ° C to 35 ° C, and still more preferably about 10 ° C to 30 ° C.
また、副反応を抑制するために、重縮合反応に伴う発熱を考慮して、予め温度を低く設定しておくことも可能である。或いは、反応を徐々に進めるために、前記アルカリやジカルボン酸クロライドを徐々に添加することもできる。このようなアルカリやジカルボン酸クロライドの添加は、１０分未満など短時間で行ってもよいが、発熱を抑制するために、１０分〜１２０分かけて添加することが好ましく、１５分〜９０分かけて添加することがより好ましい。また、酸化着色の抑制を目的に、窒素などの不活性ガス雰囲気下で反応を進行させることが好ましい。 In order to suppress side reactions, it is possible to set the temperature in advance in consideration of the heat generated by the polycondensation reaction. Alternatively, the alkali or dicarboxylic acid chloride can be gradually added to proceed the reaction gradually. Such addition of alkali or dicarboxylic acid chloride may be performed in a short time such as less than 10 minutes, but in order to suppress heat generation, it is preferably added over 10 minutes to 120 minutes, and 15 minutes to 90 minutes. More preferably, it is added over time. Moreover, it is preferable to advance reaction in inert gas atmosphere, such as nitrogen, for the purpose of suppressing oxidation coloring.
アルカリやジカルボン酸クロライドを添加した後の反応時間は、モノマーの種類、アルカリの使用量、及びアルカリの濃度などによって異なるため一概には言えないが、例えば、１０分〜１０時間であり、好ましくは、３０分〜５時間であり、より好ましくは、１時間〜４時間である。 The reaction time after the addition of alkali or dicarboxylic acid chloride varies depending on the type of monomer, the amount of alkali used, the concentration of alkali, etc., but cannot be said unconditionally, for example, 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours, more preferably 1 hour to 4 hours.
このようにして得られたポリアリレートは、界面重縮合反応を終了した後、分液、水洗を行った後、そのまま樹脂溶液として用いてもよく、或いは、さらに貧溶媒を用いて粉体化して用いてもよい。また、環境負荷の観点から、前記ポリアリレートのハロゲン系溶剤含有量は、１０００ｐｐｍ（０．１重量％）以下であることが好ましく、より好ましくは、３００ｐｐｍ（０．０３重量％）以下であり、さらに好ましくは、１００ｐｐｍ（０．０１重量％）以下であり、特に好ましくは、５０ｐｐｍ（０．００５重量％）以下である。前記ポリアリレートは、溶剤溶解性に優れ、ハロゲン系溶剤以外の溶剤にも可溶であることから、重縮合反応時にハロゲン系溶剤以外の溶剤（例えば、トルエン、シクロヘキサン、アニソールなど）を用いることで、前記ポリアリレート中のハロゲン系溶剤含有量を減少させることも可能である。 The polyarylate thus obtained may be used as a resin solution as it is after separation and washing after completion of the interfacial polycondensation reaction, or may be further pulverized using a poor solvent. It may be used. From the viewpoint of environmental load, the halogenated solvent content of the polyarylate is preferably 1000 ppm (0.1 wt%) or less, more preferably 300 ppm (0.03% wt) or less, More preferably, it is 100 ppm (0.01% by weight) or less, and particularly preferably 50 ppm (0.005% by weight) or less. Since the polyarylate has excellent solvent solubility and is soluble in solvents other than halogen solvents, a solvent other than halogen solvents (for example, toluene, cyclohexane, anisole, etc.) can be used during the polycondensation reaction. It is also possible to reduce the halogen-based solvent content in the polyarylate.
前記複屈折層形成材料は、前記非液晶性材料以外に、これを溶解する溶媒を含むことが好ましい。前記溶媒としては、前記非液晶性材料の種類に応じて、適宜決定できるが、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどが挙げられる。前記溶媒は、１種単独で、又は２種以上を併用してもよい。 The birefringent layer-forming material preferably contains a solvent that dissolves the non-liquid crystalline material in addition to the non-liquid crystalline material. The solvent can be appropriately determined according to the type of the non-liquid crystalline material, and examples thereof include chloroform, dichloromethane, toluene, xylene, cyclohexanone, and cyclopentanone. The said solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
特に、環境負荷低減の観点から、前記溶媒は、非ハロゲン系溶媒を用いることが好ましい。前記非ハロゲン系溶媒としては、例えば、芳香族炭化水素類や、ケトン類、エステル類などが好適であり、中でも、トルエン、キシレン、シクロペンタノンがより好ましく、トルエンを用いることがさらに好ましい。また、前記非ハロゲン系溶媒を含む混合溶媒も使用できる。
前記混合溶媒を用いる場合には、全体の５０重量％以上の割合で前記非ハロゲン系溶媒を含有する溶媒が好ましく、より好ましくは、全体の８０重量％以上の割合で前記非ハロゲン系溶媒を含有する。中でも、全体の５０重量％以上の割合でトルエンを含有する溶媒が好ましく、より好ましくは、全体の８０重量％以上の割合でトルエンを含有する。この場合において、トルエン以外の溶媒としては、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、４−メチル−２−ペンタノン（メチルイソブチルケトン、ＭＩＢＫ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などを用いることができる。前記非液晶性材料として前記ポリアリレートを用いた場合には、前記ポリアリレートは溶剤溶解性に優れるため、これらの低極性の溶媒にも可溶である。
In particular, from the viewpoint of reducing environmental burden, it is preferable to use a non-halogen solvent as the solvent. As the non-halogen solvent, for example, aromatic hydrocarbons, ketones, esters, and the like are suitable, among which toluene, xylene, and cyclopentanone are more preferable, and toluene is more preferable. A mixed solvent containing the non-halogen solvent can also be used.
When the mixed solvent is used, a solvent containing the non-halogen solvent in a proportion of 50% by weight or more is preferable, and more preferably, the non-halogen solvent is contained in a proportion of 80% by weight or more of the whole. To do. Among them, a solvent containing toluene in a proportion of 50% by weight or more of the whole is preferable, and more preferably, toluene is contained in a proportion of 80% by weight or more of the whole. In this case, solvents other than toluene include cyclopentanone, cyclohexanone, 4-methyl-2-pentanone (methyl isobutyl ketone, MIBK), tetrahydrofuran (THF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide ( DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like can be used. When the polyarylate is used as the non-liquid crystalline material, the polyarylate is excellent in solvent solubility, and thus is soluble in these low-polarity solvents.
後述する複屈折層形成工程において、収縮性フィルムを収縮させるときの熱によって、塗膜中の溶媒が揮発することが好ましい。このように収縮性フィルムの収縮時に、溶媒が揮発するようにすれば、残存溶媒量が小さい複屈折層を最終的に得ることができる。
例えば、収縮性フィルムを収縮させる時の温度よりも、沸点が低い溶媒を用いることが好ましい。かかる溶媒は、収縮性フィルムの収縮と同時に、塗膜から揮発するので好ましい。
In the birefringent layer forming step described later, it is preferable that the solvent in the coating film is volatilized by heat when the shrinkable film is shrunk. Thus, when the solvent is volatilized when the shrinkable film shrinks, a birefringent layer having a small residual solvent amount can be finally obtained.
For example, it is preferable to use a solvent having a lower boiling point than the temperature at which the shrinkable film is shrunk. Such a solvent is preferable because it volatilizes from the coating film simultaneously with the shrinkage of the shrinkable film.
前記複屈折層形成材料の調製方法は、特に限定されず、公知の方法を用い得る。例えば、前記溶媒の撹拌下に、粉末状、又はペレット状若しくはタブレット状などに成型した前記非液晶性材料を所望の濃度となるまで前記溶媒に徐々に加えて溶解させることにより、複屈折層形成材料を調製できる。 The method for preparing the birefringent layer forming material is not particularly limited, and a known method can be used. For example, under stirring of the solvent, the birefringent layer is formed by gradually adding the non-liquid crystalline material molded into a powder, pellet, tablet, or the like to the solvent until the desired concentration is obtained and dissolving it. The material can be prepared.
前記複屈折層形成材料における前記非液晶性材料の濃度は、特に制限されない。塗工に適した粘度とするために、前記非液晶性材料の濃度は、例えば、１重量％〜３０重量％とすることが好ましく、より好ましくは、１重量％〜２０重量％である。ここで、「塗工に適した粘度」とは、塗工時にスジ状の塗工ムラなどの欠陥が生じない程度に流動性を有する粘度をいう。前記粘度は、前記収縮性フィルムの種類、収縮性フィルムの送出速度（塗工速度）、塗工厚などによって異なるため一概には言えないが、例えば、３００ｍＰａ・ｓ〜１，０００ｍＰａ・ｓが好ましく、４００ｍＰａ・ｓ〜８００ｍＰａ・ｓがより好ましい。なお、前記粘度は、３０℃での測定値である。 The concentration of the non-liquid crystalline material in the birefringent layer forming material is not particularly limited. In order to obtain a viscosity suitable for coating, the concentration of the non-liquid crystalline material is preferably, for example, 1% by weight to 30% by weight, and more preferably 1% by weight to 20% by weight. Here, the “viscosity suitable for coating” refers to a viscosity having fluidity to such an extent that defects such as streaky coating unevenness do not occur during coating. The viscosity varies depending on the type of the shrinkable film, the delivery speed of the shrinkable film (coating speed), the coating thickness, etc., but cannot be generally stated. For example, the viscosity is preferably 300 mPa · s to 1,000 mPa · s. 400 mPa · s to 800 mPa · s is more preferable. In addition, the said viscosity is a measured value in 30 degreeC.
前記複屈折層形成材料は、必要に応じて、さらに、添加剤を含んでいてもよい。前記添加剤としては、例えば、劣化防止剤、紫外線防止剤、光学異方性調節剤、可塑剤、赤外線吸収剤、フィラーなどが挙げられる。前記添加剤は、固体又は液体のいずれでもよい。すなわち、前記添加剤は、その融点や沸点において特に限定されるものではない。 The birefringent layer forming material may further contain an additive as necessary. Examples of the additive include a degradation inhibitor, an ultraviolet inhibitor, an optical anisotropy modifier, a plasticizer, an infrared absorber, and a filler. The additive may be solid or liquid. That is, the additive is not particularly limited in its melting point or boiling point.
前記収縮性フィルム上に、前記複屈折層形成材料を直接塗工して塗膜を形成する。前記複屈折層形成材料の塗工方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法などが挙げられる。また、前記塗工に際しては、必要に応じて、多層コーティングを採用することもできる。 On the shrinkable film, the birefringent layer forming material is directly applied to form a coating film. Examples of the coating method of the birefringent layer forming material include a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method, and a gravure printing method. It is done. Moreover, in the case of the said coating, multilayer coating can also be employ | adopted as needed.
前記複屈折層形成材料を塗工した直後の塗膜は、通常、多量の溶媒を含んだ未固化の状態である。このため、後述する複屈折層形成工程の前又はこの工程と併行して、前記未固化の塗膜を乾燥させることが好ましい。前記乾燥の方法としては、例えば、自然乾燥、風を吹き付けての風乾、加熱乾燥、又はこれらを組み合わせた方法などが挙げられる。乾燥条件は、前記収縮性フィルムの種類、前記非液晶性材料及び前記溶媒の種類、前記非液晶性材料の濃度などに応じて適宜決定できる。具体的には、乾燥温度が、例えば、２５℃〜３００℃の範囲であり、好ましくは、５０℃〜２００℃であり、より好ましくは、６０℃〜１８０℃である。なお、前記乾燥は、一定温度で行ってもよいし、段階的に温度を上昇又は下降させながら行ってもよい。複屈折層形成工程の前に前記乾燥を行う場合には、前記収縮性フィルムの収縮が起こらない温度条件で実施することが好ましい。また、乾燥時間も、特に制限されないが、例えば、１０秒〜６０分の範囲であり、好ましくは、３０秒〜３０分である。 The coating film immediately after coating the birefringent layer forming material is usually in an unsolidified state containing a large amount of solvent. For this reason, it is preferable to dry the unsolidified coating film before or along with the birefringent layer forming step described later. Examples of the drying method include natural drying, air drying by blowing air, heat drying, or a combination of these. Drying conditions can be appropriately determined according to the type of the shrinkable film, the type of the non-liquid crystalline material and the solvent, the concentration of the non-liquid crystalline material, and the like. Specifically, the drying temperature is, for example, in the range of 25 ° C to 300 ° C, preferably 50 ° C to 200 ° C, and more preferably 60 ° C to 180 ° C. The drying may be performed at a constant temperature or may be performed while increasing or decreasing the temperature stepwise. When the drying is performed before the birefringent layer forming step, the drying is preferably performed under a temperature condition in which the shrinkable film does not shrink. The drying time is not particularly limited, but is, for example, in the range of 10 seconds to 60 minutes, and preferably 30 seconds to 30 minutes.
前記乾燥により、未固化の塗膜が固化する。固化した塗膜中の溶媒含有量は、５重量％〜１５重量％であることが好ましい。
前記溶媒含有量が前記範囲の塗膜が積層された収縮性フィルムを収縮及び拡幅させることにより、非液晶性材料を良好に配向させることができる。溶媒含有量が５重量％未満であると、塗膜が硬すぎるので、収縮性フィルムの収縮及拡幅を阻害するおそれがあり、さらに、塗膜中の非液晶性材料が余り動かず、これを良好に配向させることができない。また、溶媒含有量が１５重量％を超えると、残存溶媒量が大きい複屈折層が得られるおそれがある。
溶媒含有量が前記範囲である塗膜は、上記乾燥条件を適宜設定することにより形成できる。
By the drying, the unsolidified coating is solidified. The solvent content in the solidified coating film is preferably 5% by weight to 15% by weight.
By shrinking and widening the shrinkable film on which the coating film having the solvent content in the above range is laminated, the non-liquid crystalline material can be oriented well. If the solvent content is less than 5% by weight, the coating film is too hard, which may hinder the shrinkage and widening of the shrinkable film, and the non-liquid crystalline material in the coating film does not move so much. It cannot be oriented well. On the other hand, if the solvent content exceeds 15% by weight, a birefringent layer having a large residual solvent amount may be obtained.
A coating film having a solvent content in the above range can be formed by appropriately setting the above drying conditions.
固化後の塗膜の厚みは、好ましくは２０μｍ以下であり、より好ましくは、１μｍ〜２０μｍであり、さらに好ましくは、３μｍ〜１５μｍである。 The thickness of the coating film after solidification is preferably 20 μm or less, more preferably 1 μm to 20 μm, and still more preferably 3 μm to 15 μm.
［複屈折層形成工程］
複屈折層形成工程は、上記塗膜が積層された収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させ且つＴＤ方向に拡幅させることにより、塗膜に所定の位相差を発現させる工程である。前記収縮及び拡幅によって、塗膜のＴＤ方向（幅方向）に遅相軸が発現する。かかる遅相軸が発現した塗膜が、本発明の複屈折層である。
[Birefringent layer forming step]
The birefringent layer forming step is a step of causing the coating film to exhibit a predetermined phase difference by shrinking the shrinkable film on which the coating film is laminated in the MD direction and widening in the TD direction. Due to the shrinkage and widening, a slow axis appears in the TD direction (width direction) of the coating film. A coating film exhibiting such a slow axis is the birefringent layer of the present invention.
上記塗膜は、収縮性フィルムに積層されているので、収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させ且つＴＤ方向に拡幅させることにより、それに追従して、塗膜がＭＤ方向に収縮され且つＴＤ方向に拡幅される。
収縮性フィルムは、ＭＤ方向に熱収縮性を有するフィルムであるので、この収縮性フィルムを所定温度に加熱することにより、収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させることができる。また、収縮性フィルムのＴＤ方向への拡幅は、収縮性フィルムをＴＤ方向へ拡がるように機械的な力を加えて引張る処理（いわゆるＴＤ方向への延伸処理）を行ってもよい。配向軸角度の精度が良い複屈折層を得ることができることから、収縮性フィルムのＭＤ方向への収縮に伴って体積変化を生じさせることによって、収縮性フィルムをＴＤ方向に拡幅させることが好ましい。
Since the coating film is laminated on the shrinkable film, by shrinking the shrinkable film in the MD direction and widening in the TD direction, the coating film is contracted in the MD direction and followed in the TD direction. Widened.
Since the shrinkable film is a film having heat shrinkability in the MD direction, the shrinkable film can be shrunk in the MD direction by heating the shrinkable film to a predetermined temperature. Further, the expansion of the shrinkable film in the TD direction may be performed by applying a mechanical force so as to expand the shrinkable film in the TD direction (so-called stretching process in the TD direction). Since it is possible to obtain a birefringent layer with a high accuracy of the orientation axis angle, it is preferable to widen the shrinkable film in the TD direction by causing a volume change in response to the shrinkage of the shrinkable film in the MD direction.
具体的には、収縮性フィルムに加熱処理を施すと、前記収縮性フィルムは、ＭＤ方向に収縮する。この縮みに相当する分だけフィルム材料がＴＤ方向に押し出されるので、前記収縮性フィルムは、ＭＤ方向への収縮と同時にＭＤ方向に拡幅する。この収縮及び拡幅を規制しないようにするため、収縮及び拡幅時には、収縮性フィルムに外力ができるだけ加わらないようにすることが好ましい。例えば、上述のように、加熱ゾーンへの収縮性フィルムの送り出し速度を、加熱ゾーンからの引き取り速度よりも速くすることにより、収縮性フィルムを良好に収縮及び拡幅させることができる。 Specifically, when heat treatment is performed on the shrinkable film, the shrinkable film shrinks in the MD direction. Since the film material is extruded in the TD direction by an amount corresponding to the shrinkage, the shrinkable film is widened in the MD direction simultaneously with the shrinkage in the MD direction. In order not to restrict the shrinkage and widening, it is preferable to prevent external force from being applied to the shrinkable film as much as possible during shrinkage and widening. For example, as described above, the shrinkable film can be satisfactorily shrunk and widened by setting the delivery speed of the shrinkable film to the heating zone higher than the take-off speed from the heating zone.
収縮性フィルムの加熱ゾーンへの送り出し速度及び加熱ゾーンからの引き取り速度は、収縮倍率及び拡幅倍率などを考慮して適宜設定できる。例えば、前記送り出し速度は、２ｍ／分〜１００ｍ／分であり、好ましくは、５ｍ／分〜８０ｍ／分であり、前記引き取り速度は、１ｍ／分〜５０ｍ／分であり、好ましくは、２ｍ／分〜３０ｍ／分である。前記送り出し速度と引き取り速度の差は、例えば、１ｍ／分〜５０ｍ／分であり、好ましくは、３ｍ／分〜４０ｍ／分である。 The delivery speed of the shrinkable film to the heating zone and the take-up speed from the heating zone can be appropriately set in consideration of the shrinkage magnification and the widening magnification. For example, the feeding speed is 2 m / min to 100 m / min, preferably 5 m / min to 80 m / min, and the take-up speed is 1 m / min to 50 m / min, preferably 2 m / min. Min to 30 m / min. The difference between the delivery speed and the take-up speed is, for example, 1 m / min to 50 m / min, and preferably 3 m / min to 40 m / min.
前記加熱処理の条件としては、特に制限されず、前記収縮性フィルムの種類などに応じて適宜決定できるが、例えば、加熱温度は、２５℃〜３００℃の範囲であり、好ましくは、５０℃〜２００℃であり、より好ましくは、６０℃〜１８０℃である。
また、収縮させる時の熱によって、塗膜中に残存する溶媒を揮発させることから、前記加熱温度は、複屈折層形成材料に用いられた溶媒の沸点よりも高くすることが好ましい。具体的には、収縮時の温度が、前記溶媒の沸点よりも５℃以上高くすることが好ましい。
The conditions for the heat treatment are not particularly limited and can be appropriately determined according to the type of the shrinkable film. For example, the heating temperature is in the range of 25 ° C to 300 ° C, preferably 50 ° C to It is 200 degreeC, More preferably, it is 60 degreeC-180 degreeC.
In addition, since the solvent remaining in the coating film is volatilized by heat when shrinking, the heating temperature is preferably higher than the boiling point of the solvent used for the birefringent layer forming material. Specifically, it is preferable that the temperature at the time of shrinking is 5 ° C. or more higher than the boiling point of the solvent.
このようにすれば収縮性フィルムの収縮時に溶媒が揮発するので、残存溶媒量の小さい複屈折層を簡便に得ることができる。
残存溶媒量の小さい複屈折層は、その位相差が経時的に変化し難い。特に、バックライトの熱などで位相差が変化し難いので、かかる複屈折層を含む光学フィルムは、画像表示装置の構成部材として好適に利用できる。
本発明の製造方法によれば、残存溶媒量が０．２％以下、好ましくは０．１％以下という、残存溶媒量が極めて小さい複屈折層を得ることも可能である。
In this way, the solvent is volatilized when the shrinkable film is shrunk, so that a birefringent layer with a small amount of residual solvent can be easily obtained.
A birefringent layer with a small amount of residual solvent is unlikely to change in phase with time. In particular, since the phase difference hardly changes due to the heat of the backlight or the like, the optical film including such a birefringent layer can be suitably used as a constituent member of an image display device.
According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a birefringent layer having an extremely small residual solvent amount of 0.2% or less, preferably 0.1% or less.
本発明の製造方法において、前記複屈折層形成工程における前記収縮性フィルム（及び塗膜）のＭＤ方向の収縮倍率及びＴＤ方向の拡幅倍率は、適宜設定される。例えば、前記収縮性フィルム（及び塗膜）の収縮倍率は、０．５０倍〜０．９９倍の範囲であり、好ましくは、０．７０倍〜０．９５倍である。前記収縮性フィルム（及び塗膜）の拡幅倍率は、１．０１倍〜１．５０倍の範囲であり、好ましくは、１．０２倍〜１．２０倍である。
また、収縮性フィルムのＴＤ方向における拡幅倍率を（１＋Ｗ）倍で表した場合に、ＭＤ方向における収縮倍率は、約（１−２Ｗ）倍とされていることが好ましい。ただし、前記Ｗは、０．０１〜０．２５である。
なお、前記収縮倍率は、式：収縮後のＭＤ方向の長さ／収縮前のＭＤ方向の長さ、に基づいて求められる。前記拡幅倍率は、式：拡幅後のＴＤ方向の長さ／拡幅前のＴＤ方向の長さ、に基づいて求められる。
In the production method of the present invention, the shrinkage factor in the MD direction and the widening factor in the TD direction of the shrinkable film (and coating film) in the birefringent layer forming step are appropriately set. For example, the shrinkage ratio of the shrinkable film (and coating film) is in the range of 0.50 times to 0.99 times, and preferably 0.70 times to 0.95 times. The expansion ratio of the shrinkable film (and coating film) is in the range of 1.01 times to 1.50 times, preferably 1.02 times to 1.20 times.
Moreover, when the expansion magnification in the TD direction of the shrinkable film is expressed by (1 + W) times, the shrinkage magnification in the MD direction is preferably about (1-2W) times. However, said W is 0.01-0.25.
In addition, the said shrinkage | contraction magnification is calculated | required based on the formula: Length in MD direction after shrinkage / Length in MD direction before shrinkage. The widening magnification is determined based on the formula: length in the TD direction after widening / length in the TD direction before widening.
［光学フィルムの特性及び用途］
以上のようにして、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層が収縮性フィルムの上に積層された光学フィルムを得ることができる。
得られた複屈折層は、配向軸の角度のぶれが小さく、配向軸の精度に優れている。また、本発明の光学フィルムは、前記収縮性フィルムをＴＤ方向に拡幅させるので、その幅が狭まることがない。従って、本発明によれば、広幅な複屈折層を含む光学フィルムを提供できる。
[Characteristics and uses of optical film]
As described above, an optical film in which a birefringent layer having a slow axis in the TD direction is laminated on a shrinkable film can be obtained.
The obtained birefringent layer has little fluctuation in the angle of the alignment axis and is excellent in the accuracy of the alignment axis. Moreover, since the optical film of the present invention widens the shrinkable film in the TD direction, the width does not narrow. Therefore, according to the present invention, an optical film including a wide birefringent layer can be provided.
また、本発明の製造方法によれば、一軸性又は二軸性の複屈折層を得ることができる。例えば、前記収縮性フィルムの収縮倍率及び拡幅倍率を小さくすれば、屈折率楕円体がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚを満たす二軸性の複屈折層が得られ得る。さらに、これよりも収縮性フィルムの収縮倍率及び拡幅倍率を大きくすれば、例えば、屈折率楕円体がｎｘ＞ｎｙ≒ｎｚを満たす一軸性の複屈折層が得られ、さらに、これよりも両倍率を大きくすれば、例えば、屈折率楕円体がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす二軸性の複屈折層が得られ得る。
つまり、本発明の製造方法によれば、上記屈折率楕円体以外にもｎｘ≒ｎｚ＞ｎｙやｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙなどの任意の屈折率楕円体を有する複屈折層を得ることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the present invention, a uniaxial or biaxial birefringent layer can be obtained. For example, a biaxial birefringent layer in which the refractive index ellipsoid satisfies nx>ny> nz can be obtained by reducing the shrinkage ratio and the widening ratio of the shrinkable film. Furthermore, if the shrinkage ratio and the widening ratio of the shrinkable film are made larger than this, for example, a uniaxial birefringent layer in which the refractive index ellipsoid satisfies nx> ny≈nz can be obtained, and further, both magnifications can be obtained. Can be obtained, for example, a biaxial birefringent layer in which the refractive index ellipsoid satisfies nx>nz> ny can be obtained.
That is, according to the manufacturing method of the present invention, a birefringent layer having an arbitrary refractive index ellipsoid such as nx≈nz> ny or nz>nx> ny can be obtained in addition to the refractive index ellipsoid.
本発明の複屈折層の面内位相差置及び厚み方向位相差値は、前記屈折率楕円体に従い、適宜設定できる。
例えば、本発明の複屈折層の面内位相差値Ｒｅ［５９０］は、２０ｎｍ〜３００ｎｍであり、その厚み方向位相差値Ｒｔｈ［５９０］は、−３００ｎｍ〜３００ｎｍである。
ただし、前記面内位相差値Ｒｅ［５９０］は、２３℃で波長５９０ｎｍにおける面内の位相差値である。これは、複屈折層の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｅ［λ］＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄによって求めることができる。前記厚み方向位相差値Ｒｔｈ［５９０］は、２３℃で波長５９０ｎｍにおける厚み方向の位相差値である。これは、複屈折層の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｔｈ［λ］＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄによって求めることができる。
The in-plane retardation and thickness direction retardation value of the birefringent layer of the present invention can be appropriately set according to the refractive index ellipsoid.
For example, the in-plane retardation value Re [590] of the birefringent layer of the present invention is 20 nm to 300 nm, and the thickness direction retardation value Rth [590] is −300 nm to 300 nm.
However, the in-plane retardation value Re [590] is an in-plane retardation value at 23 ° C. and a wavelength of 590 nm. This can be obtained by Re [λ] = (nx−ny) × d, where d (nm) is the thickness of the birefringent layer. The thickness direction retardation value Rth [590] is a thickness direction retardation value at 23 ° C. and a wavelength of 590 nm. This can be obtained by Rth [λ] = (nx−nz) × d, where d (nm) is the thickness of the birefringent layer.
前記複屈折層は、前記収縮性フィルムとの積層体としてそのまま本発明の光学フィルムとして使用してもよい。或いは、前記収縮性フィルムから剥離した複屈折層のみを本発明の光学フィルムとして使用してもよい。また、前記収縮性フィルム上に形成した前記複屈折層を、粘着剤などを介して、偏光子のような他の光学部材と接着してもよい。 The birefringent layer may be used as an optical film of the present invention as it is as a laminate with the shrinkable film. Or you may use only the birefringent layer peeled from the said shrinkable film as an optical film of this invention. Moreover, you may adhere | attach the said birefringent layer formed on the said shrinkable film with other optical members like a polarizer through an adhesive.
本発明の光学フィルムは、通常、それ単独で、又は、前記光学フィルムに偏光子を積層した偏光板の形態で使用される。
本発明の光学フィルム又は偏光板の好ましい用途は、画像表示装置の構成部材である。
この画像表示装置は、本発明の光学フィルム又は偏光板を用いること以外は、従来の画像表示装置と同様の構成である。例えば、ＬＣＤの場合、液晶セルの光学部材、及び必要に応じ照明システム（バックライトなど）の各構成部品を適宜組み立てて駆動回路に組み込むことなどにより製造できる。
The optical film of the present invention is usually used alone or in the form of a polarizing plate in which a polarizer is laminated on the optical film.
A preferred application of the optical film or polarizing plate of the present invention is a constituent member of an image display device.
This image display device has the same configuration as a conventional image display device except that the optical film or polarizing plate of the present invention is used. For example, in the case of LCD, it can be manufactured by appropriately assembling the optical member of the liquid crystal cell and, if necessary, each component of the illumination system (backlight or the like) into a drive circuit.
つぎに、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をさらに詳述する。ただし、本発明は、下記実施例及び比較例によって制限されない。なお、下記実施例及び比較例における各種特性は、下記の方法により評価又は測定を行った。 Next, the present invention will be further described in detail by showing Examples and Comparative Examples of the present invention. However, the present invention is not limited by the following examples and comparative examples. In addition, the various characteristics in the following Examples and Comparative Examples were evaluated or measured by the following methods.
（複屈折層の屈折率）
複屈折層の屈折率は、収縮性フィルムから複屈折層を剥離して、王子計測機器（株）製の商品名「ＫＯＢＲＡ−ＷＰＲ」を用いて測定した。
複屈折層のＲｅ［５９０］及びＲｔｈ［５９０］は、収縮性フィルムから複屈折層を剥離し、それを２３℃で波長５９０ｎｍにおいて、王子計測機器（株）製の商品名「ＫＯＢＲＡ−ＷＰＲ」を用いて測定した。
(Refractive index of birefringent layer)
The refractive index of the birefringent layer was measured using a trade name “KOBRA-WPR” manufactured by Oji Scientific Instruments after peeling the birefringent layer from the shrinkable film.
Re [590] and Rth [590] of the birefringent layer peel off the birefringent layer from the shrinkable film, and at 23 ° C. at a wavelength of 590 nm, the product name “KOBRA-WPR” manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd. It measured using.
（複屈折層の配向軸精度）
複屈折層の配向軸精度は、王子計測機器（株）製の商品名「ＫＯＢＲＡ−ＷＰＲ」を用いて測定した。
(Orientation axis accuracy of birefringent layer)
The orientation axis accuracy of the birefringent layer was measured using a trade name “KOBRA-WPR” manufactured by Oji Scientific Instruments.
［実施例１］
（非液晶性材料の合成）
撹拌装置を備えた反応容器中で、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン２．７０ｋｇ及びベンジルトリエチルアンモニウムクロライド０．０６ｋｇを、水酸化ナトリウム溶液２５Ｌに溶解させた。この溶液に、テレフタル酸クロライド２．０ｋｇを３０Ｌのクロロホルムに溶解させた溶液を、撹拌しながら一度に加え、室温で９０分間撹拌することにより、重縮合溶液を得た。その後、前記重縮合溶液を静置分離することにより、ポリアリレートを含んだクロロホルム溶液を分離した。次に、前記分離したクロロホルム溶液を酢酸水で洗浄し、さらにイオン交換水で洗浄した後、これをメタノールに投入することにより、ポリアリレートを析出させた。析出したポリアリレートを濾過し、減圧下で乾燥することにより、白色のポリアリレート３．４１ｋｇを得た（収率９２％）。前記ポリアリレートの厚み方向の複屈折率（Δｎｘｚ）は、０．０２３であった。
[Example 1]
(Synthesis of non-liquid crystalline materials)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 2.70 kg of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -4-methylpentane and 0.06 kg of benzyltriethylammonium chloride were dissolved in 25 L of sodium hydroxide solution. A solution prepared by dissolving 2.0 kg of terephthalic acid chloride in 30 L of chloroform was added to this solution all at once with stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 90 minutes to obtain a polycondensation solution. Thereafter, the polycondensation solution was separated by standing to separate a chloroform solution containing polyarylate. Next, the separated chloroform solution was washed with acetic acid water, and further washed with ion exchange water, and then poured into methanol to precipitate polyarylate. The precipitated polyarylate was filtered and dried under reduced pressure to obtain 3.41 kg of white polyarylate (yield 92%). The polyarylate had a birefringence index (Δnxz) in the thickness direction of 0.023.
（光学フィルムの製造）
上記で得られたポリアリレート１０ｋｇをトルエン７３ｋｇに溶解させることにより、複屈折層形成材料を調製した。
その後、図１に示す装置を用い、前記形成材料を、縦一軸延伸ポリプロピレンフィルム（東京インキ（株）製、商品名「ノーブレン」）の上に直接塗工し、乾燥後、加熱することで収縮させることによって、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。その際のＭＤ方向の収縮量は、前記ＰＰフィルムの送り出し速度と引き取り速度の比によって調整することができ、この調整によって、前記フィルムのＭＤ方向の収縮倍率を０．９０倍とし、且つＴＤ方向の拡幅倍率を１．０５倍とした。
(Manufacture of optical film)
A birefringent layer forming material was prepared by dissolving 10 kg of the polyarylate obtained above in 73 kg of toluene.
Thereafter, using the apparatus shown in FIG. 1, the forming material is directly coated on a longitudinally uniaxially stretched polypropylene film (trade name “Noblen”, manufactured by Tokyo Ink Co., Ltd.), dried, and then contracted by heating. By doing so, an optical film having a birefringent layer was produced. The amount of shrinkage in the MD direction at that time can be adjusted by the ratio of the delivery speed and take-up speed of the PP film. By this adjustment, the shrinkage ratio in the MD direction of the film is 0.90 times, and the TD direction The widening magnification was set to 1.05 times.
実施例１の光学フィルムの複屈折層について、その軸精度、各屈折率、Ｒｅ及びＲｔｈを測定した。その結果を、表１に示す。
また、下記実施例２乃至実施例６及び比較例１乃至比較例４の各複屈折層について、その軸精度、各屈折率、Ｒｅ及びＲｔｈをそれぞれ測定した。その結果を、表１に併せて示す。
さらに、図３に、実施例１及び比較例１、２の各複屈折層の幅方向における配向軸の角度のずれをグラフ化している。
For the birefringent layer of the optical film of Example 1, the axial accuracy, each refractive index, Re and Rth were measured. The results are shown in Table 1.
In addition, the axial accuracy, refractive indexes, Re, and Rth of the birefringent layers of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 below were measured. The results are also shown in Table 1.
Further, FIG. 3 is a graph showing the deviation of the angle of the orientation axis in the width direction of each birefringent layer of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
［実施例２］
収縮倍率を０．８５倍、拡幅倍率を１．０７倍としたこと以外は、上記実施例１と同様にして、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
[Example 2]
An optical film having a birefringent layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the shrinkage factor was 0.85 and the widening factor was 1.07.
［実施例３］
収縮倍率を０．７０倍、拡幅倍率を１．１５倍としたこと以外は、上記実施例１と同様にして、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
[Example 3]
An optical film having a birefringent layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the shrinkage factor was 0.70 and the widening factor was 1.15.
［実施例４］
（非液晶性材料の合成）
特開２００６−１３３６２６号の［０１０５］に記載された方法と同様にして、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）と、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＦＭＢ）と、からポリイミドの合成を行った。
[Example 4]
(Synthesis of non-liquid crystalline materials)
In the same manner as described in [0105] of JP-A-2006-133626, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and 2,2 ′ Polyimide was synthesized from -bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (TFMB).
（光学フイルムの製造）
上記で得られたポリイミド１０ｋｇをＭＩＢＫ７３ｋｇに溶解させることにより、複屈折層形成材料を調製した。
上記ポリアリレートを含む複屈折層形成材料に代えて、このポリイミドを含む複屈折層形成材料を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
(Manufacture of optical film)
A birefringent layer forming material was prepared by dissolving 10 kg of the polyimide obtained above in 73 kg of MIBK.
An optical film having a birefringent layer was produced in the same manner as in Example 1 except that this birefringent layer forming material containing polyimide was used instead of the birefringent layer forming material containing polyarylate.
［実施例５］
ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール（株）製、商品名「Ｊ４０」）１０ｋｇを水１５７ｋｇに溶解させ、複屈折層形成材料を調製した。
その後、図１に示す装置を用い、前記形成材料を、Ａ−ＰＥＴフィルム（三菱化学（株）製、「ノバクリアー」）を一軸延伸した収縮性フィルムの上に直接塗工し、乾燥後、加熱することで収縮させ、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。その際、前記ＰＥＴフィルムの送り出し速度と引き取り速度の比によって、前記フィルムのＭＤ方向の収縮倍率を０．７０倍とし、且つＴＤ方向の拡幅倍率を１．１５倍とした。
[Example 5]
A birefringent layer-forming material was prepared by dissolving 10 kg of polyvinyl alcohol (trade name “J40”, manufactured by Nippon Vinegar Poval Co., Ltd.) in 157 kg of water.
Thereafter, using the apparatus shown in FIG. 1, the forming material was directly coated on a shrinkable film obtained by uniaxially stretching an A-PET film (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), dried, and heated. Thus, an optical film having a birefringent layer was produced. At that time, the shrinkage ratio in the MD direction of the film was set to 0.70 times and the widening ratio in the TD direction was set to 1.15 times depending on the ratio of the feeding speed and the take-up speed of the PET film.
［実施例６］
収縮倍率を０．６５倍、拡幅倍率を１．０３倍としたこと以外は、上記実施例１と同様にして、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
[Example 6]
An optical film having a birefringent layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the shrinkage ratio was 0.65 times and the widening ratio was 1.03 times.
［実施例７］
収縮倍率を０．６０倍、拡幅倍率を１．０５倍としたこと以外は、上記実施例１と同様にして、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
[Example 7]
An optical film having a birefringent layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the shrinkage ratio was 0.60 times and the widening ratio was 1.05 times.
［比較例１］
上記実施例１で調製したポリアリレートを含む複屈折層形成材料を、トリアセチルセルロースフィルムの上に塗工し、乾燥後、テンター式延伸機を用いて、前記フィルムをＴＤ方向に１．３倍延伸することにより、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
[Comparative Example 1]
The birefringent layer-forming material containing polyarylate prepared in Example 1 was applied onto a triacetyl cellulose film, dried, and then the film was 1.3 times in the TD direction using a tenter type stretching machine. The optical film which has a birefringent layer was produced by extending | stretching.
［比較例２］
上記実施例４で調製したポリイミドを含む複屈折層形成材料を、トリアセチルセルロースフィルムの上に塗工し、乾燥後、テンター式延伸機を用いて、前記フィルムをＴＤ方向に１．２倍延伸することにより、複屈折層を有する光学フィルムを作製した。
[Comparative Example 2]
The birefringent layer-forming material containing polyimide prepared in Example 4 above is applied onto a triacetyl cellulose film, dried, and then stretched 1.2 times in the TD direction using a tenter type stretching machine. Thus, an optical film having a birefringent layer was produced.
［比較例３］
ノルボルネン系フィルム（ＪＳＲ（株）製、商品名「アートン」）を、テンター式延伸機を用いて、ＴＤ方向に３．０倍延伸することにより、光学フィルムを作製した。比較例３においては、延伸したフィルムそのものが複屈折層に相当する。
[Comparative Example 3]
An optical film was produced by stretching a norbornene-based film (manufactured by JSR Corporation, trade name “Arton”) 3.0 times in the TD direction using a tenter type stretching machine. In Comparative Example 3, the stretched film itself corresponds to the birefringent layer.
［比載例４］
ポリカーボネートフィルム（帝人化成（株）製、商品名「ピュアエース」）を、テンター式延伸機を用いて、ＴＤ方向に２．５倍延伸することにより、光学フィルムを作製した。比較例４においては、延伸したフィルムそのものが複屈折層に相当する。
[Comparative Example 4]
An optical film was produced by stretching a polycarbonate film (trade name “Pure Ace” manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) 2.5 times in the TD direction using a tenter type stretching machine. In Comparative Example 4, the stretched film itself corresponds to the birefringent layer.
本発明は、ＴＤ方向に遅相軸を有する複屈折層を含む光学フィルムの製造の際に利用できる。この光学フィルムは、偏光板や画像表示装置の構成部材などとして利用できる。 The present invention can be used in the production of an optical film including a birefringent layer having a slow axis in the TD direction. This optical film can be used as a constituent member of a polarizing plate or an image display device.
１…収縮性フィルム、３…塗膜、９１…塗工装置、９３…加熱装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ＭＤ方向に収縮可能な収縮性フィルムに、下記式で表される厚み方向の複屈折率Δｎｘｚが０．０００７以上の非液晶性材料を含む複屈折層形成材料を塗工することにより、前記収縮性フィルム上に塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させ且つＴＤ方向に拡幅させることにより、複屈折層を形成する複屈折層形成工程と、
を有する光学フィルムの製造方法。
Δｎｘｚ＝ｎｘ’−ｎｚ’
前記ｎｘ’は、前記非液晶性材料を固化層としたときのその層の面内において屈折率が最大となる方向の屈折率を表し、前記ｎｚ’は、前記固化層の厚み方向の屈折率を表す。 A method for producing an optical film comprising a birefringent layer having a slow axis in the TD direction,
By applying a birefringent layer forming material containing a non-liquid crystalline material having a birefringence Δnxz in the thickness direction represented by the following formula of 0.0007 or more to a shrinkable film capable of shrinking in the MD direction, A coating film forming step for forming a coating film on the conductive film;
A birefringent layer forming step of forming a birefringent layer by shrinking the shrinkable film in the MD direction and widening in the TD direction;
The manufacturing method of the optical film which has this.
Δnxz = nx′−nz ′
The nx ′ represents the refractive index in the direction in which the refractive index becomes maximum in the plane of the non-liquid crystalline material as a solidified layer, and the nz ′ represents the refractive index in the thickness direction of the solidified layer. Represents.
前記ｎｘは、前記複屈折層の面内の遅相軸方向の屈折率を表し、前記ｎｙは、前記複屈折層の面内において前記遅相軸方向と直交する方向の屈折率を表し、前記ｎｚは、前記複屈折層の厚み方向の屈折率を表す。 The refractive index ellipsoid of the birefringent layer formed by performing the birefringent layer forming step is nx>nz> ny, nx>ny> nz, nx> ny≈nz, nx≈nz> ny, or nz> nx. The manufacturing method of the optical film of Claim 1 which satisfy | fills any relationship of> ny.
Nx represents the refractive index in the slow axis direction in the plane of the birefringent layer, ny represents the refractive index in the direction orthogonal to the slow axis direction in the plane of the birefringent layer, and nz represents the refractive index in the thickness direction of the birefringent layer.
前記収縮性フィルムの加熱ゾーンへの送り出し速度を、加熱ゾーンからの引き取り速度よりも速くすることにより、前記収縮性フィルムをＭＤ方向に収縮させると同時にＴＤ方向に拡幅させる請求項１又は２に記載の光学フィルムの製造方法。 In the birefringent layer forming step, the shrinkable film on which the coating film is formed is heated in a heating zone,
The delivery speed of the shrinkable film to the heating zone is made faster than the take-up speed from the heating zone, whereby the shrinkable film is contracted in the MD direction and simultaneously widened in the TD direction. Manufacturing method of the optical film.
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