JP5451214B2 - 偏光子支持基材用フィルム - Google Patents
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偏光子の支持基材によって入射直線偏光の振動方向の変化が生じないよう、支持基材としてTACフィルムのような光学等方性に優れるフィルムが用いられていたのに対し、芳香族ポリエステルフィルムは、分子鎖中に分極率の大きい芳香族環を持つため固有複屈折が極めて大きく、優れた透明性、耐熱性、機械強度を付与させるための延伸処理による分子鎖の配向に伴ってフィルム複屈折が発現しやすく、輝度斑、色シフトが発生しやすい。そこでポリエステルフィルムを支持基材として用いるべく、以下のような検討がなされている。
fcTD(−105)≧0.35 ・・・(1)
(式(1)中、fcTD(−105)は、広角X線回折測定で得られるフィルムTD方向のPET結晶(−105)面の配向度を表わす)
0≦α+β≦15° ・・・(2)
(式(2)中、αはフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度を表わし、エリプソメーターを用いてフィルム両端部についてMD方向に100mmおきに5点ずつ測定した10点の平均値で表わされ、βはフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度のばらつきを表わし、エリプソメーターを用いてフィルム両端部についてMD方向に100mmおきに5点ずつ測定した10点の標準偏差値の3倍で表わされる)
該フィルムの少なくとも片面にオキサゾリン基およびポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂ならびにポリエステル樹脂を含む塗布層が設けられている、偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法によって達成される。
3.0nm≦χcP(100)≦4.5nm ・・・(3)
(式(3)中、χcP(100)は、広角X線回折測定で得られるフィルムのPET結晶(100)面の結晶サイズ[nm]を表わす)
得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムにおいて、塗布層におけるオキサゾリン基及びポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂の含有量がバインダー成分の重量を基準として5重量%以上90重量%以下であり、ポリエステル樹脂の含有量がバインダー成分の重量を基準として5重量%以上90重量%以下であること、塗布層の重量を基準として塗布層中に粒子が0.1重量%以上20重量%以下の範囲で含まれること、得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの120℃×30分の非拘束熱処理後のフィルム収縮率が、フィルムMD方向、フィルムTD方向のいずれにおいても5%以下であること、の少なくともいずれか1つを具備するものも包含する。
<芳香族ポリエステル>
本発明の一軸配向芳香族ポリエステルフィルムを構成する芳香族ポリエステルは、モノマーユニットの75モル%以上がエチレンテレフタレートである。かかるポリエステルを用いることにより、一方向に主配向軸を有する配向結晶化によって主配向軸方向の配向度を高め、偏光子の支持基材として好適な屈折率特性のフィルムが得られるとともに、透明性、耐熱性、機械強度の高いフィルムを得ることができる。かかるモノマーユニット成分は、80モル%以上であることがより好ましく、90モル%であることがさらに好ましく、95モル%以上であることが特に好ましい。
本発明の芳香族ポリエステルフィルムは一軸配向の芳香族ポリエステルフィルムである。ここで本発明における「一軸配向」の定義は、一方にのみ延伸した一軸配向フィルムのみならず、二方向に延伸したフィルムのうち主配向方向とその直交方向の配向度の差が大きいフィルムも包含され、後述のPET結晶(−105)面の配向度を満たす一軸配向性を有するフィルムであれば本定義に含まれる。
本発明の一軸配向芳香族ポリエステルフィルムは、広角X線回折測定で得られるフィルムTD方向のPET結晶(−105)面の配向度が下記式(1)を満たすことが必要である。
fcTD(−105)≧0.35 ・・・(1)
(式(1)中、fcTD(−105)は、広角X線回折測定で得られるフィルムTD方向のPET結晶(−105)面の配向度を表わす)
本発明のフィルムは一軸配向フィルムであり、延伸により得られる分子配向は、得られたフィルムの配向結晶化の挙動を広角X線回折測定で観察することで確認できる。
詳しくは、広角X線回折測定により、観察したい結晶面に対応するブラッグ角に固定したサンプルを全球にわたり回転させX線回折ポールフィギュアを測定し、得られた結晶配向方向の全球中の分布挙動から配向度を算出して求められる。
ここで結晶配向度fcは、−0.5〜1の値をとり、fcが1に近いほど測定結晶面の法線ベクトルと評価している方向が平行なものが多く分布し、fcが−0.5に近いほど法線ベクトルと評価方向が直交しているものが多く分布する。
PET結晶(−105)面の法線ベクトルは、ほぼ分子鎖に沿ったものであり、fcTD(−105)が式(1)の範囲を満たす範囲であれば、分子鎖がフィルム主延伸方向に多く配向しており、本発明においてはその方向がフィルムTD方向(以下、幅方向または横方向と称することがある)である。
偏光子支持基材と偏光子とを積層させる方向性は、偏光子支持基材の主配向軸と偏光子の透過軸とが、直交方向または平行方向のいずれかであれば色シフトおよび色斑を抑制できる。一方、フィルム両端部分についても配向方向が均一に制御された高度な光軸安定性を得るためには、フィルム製膜工程においてTD方向が主配向となるよう延伸する方法が必要であり、得られるフィルムの結晶配向度の主方向はTD方向となる。
一方、フィルムのfcTD(−105)が下限値に満たない場合、偏光子透過軸とフィルム分子配向の角度の乖離が大きく、色シフトおよび色斑が発生し、表示画像品位が低下する。
また、本発明の一軸配向芳香族ポリエステルフィルムは、フィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度α(以下、遅相軸角度αと称することがある)およびフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度のばらつきβ(以下、遅相軸角度のばらつきβと称することがある)の関係が下記式(2)を満たすことが必要である。
0≦α+β≦15° ・・・(2)
(式(2)中、αはフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度を表わし、エリプソメーターを用いてフィルム両端部についてMD方向に100mmおきに5点ずつ測定した10点の平均値で表わされ、βはフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度のばらつきを表わし、エリプソメーターを用いてフィルム両端部についてMD方向に100mmおきに5点ずつ測定した10点の標準偏差値の3倍で表わされる)
(α+β)で表わされる値がかかる範囲を超えるものは、フィルム両端部において色シフトが生じるのみならず色斑が生じる。
遅相軸角度α単独の値は15°以下であることが好ましく、より好ましくは10°以下、さらに好ましくは8°以下、特に好ましくは5°以下、最も好ましくは3°以下である。また、遅相軸角度のばらつきβ単独の値は5°以下であることが好ましく、より好ましくは2°以下、さらに好ましくは1°以下、特に好ましくは0.5°以下、最も好ましくは0°である。式(2)で表わされる(α+β)の好ましい範囲は、α、βそれぞれの好ましい範囲内から導かれ、その中でも特に好ましくは5°以下であり、最も好ましくは3°以下である。
ここで、フィルムの両端部とは、フィルム製膜工程におけるテンタークリップ把持部にあたる部分をスリットした後のフィルム両端部を指し、具体的にはフィルム製膜工程におけるテンタークリップ把持部にあたる部分を除去するスリットが、スリット前のフィルムの両端から4%〜10%の範囲内で行われることにより得られたフィルムの両端部を指す。
本発明の一軸配向芳香族ポリエステルフィルムは、フィルムの面内位相差が1000nm以上であることが好ましい。また、かかる面内位相差は、より好ましくは3000nm以上、さらに好ましくは5000nm以上、特に好ましくは7000nm以上である。
これらの面内位相差は、同一厚みのフィルムにおいては、フィルムTD方向およびフィルムMD方向の延伸倍率比(RTD/RMD)が3.0を超え7.0以下となる範囲で延伸処理を行うことによって達成される。
本発明のフィルムの用途である偏光子支持基材は、直線偏光の透過率を高めるために透明なものであることが好ましく、フィルム中の結晶化領域のサイズを特定の大きさにすることが好ましい。具体的には、該ポリエステルフィルムのPET結晶(100)面の結晶サイズが下記式(3)を満足していることが好ましい。
3.0nm≦χcP(100)≦4.5nm ・・・(3)
(式(3)中、χcP(100)は、広角X線回折測定で得られるフィルムのPET結晶(100)面の結晶サイズ[nm]を表わす)
χcP(100)は、広角X線回折測定で得られるフィルムのPET結晶(100)面の結晶サイズ[nm]を表わしている。広角X線回折測定を用いたχcP(100)は、具体的にはサンプルを中心にX線入射角と計測器のフィルム面に対する角度が常に等しくなるようサンプルおよび計測器を回転させながらX線回折測定を行い(2θ−θスキャン)、モニターしたい結晶面に対応するブラッグ角におけるピーク半値幅から結晶サイズを算出した値で表わされる。
式(3)で表わされる結晶サイズの上限は4.0nmであることがさらに好ましい。
式(3)の値が上限を越えるものは、フィルム内の構造不均一性に基づく光散乱要因が多く、フィルムの透明性に劣り、ヘーズ値が高くなることがある。一方で式(3)の値が3.0nm未満のものは、透明ではあるものの、フィルム両端部の光軸安定性の低下につながることがある他、結晶化度が小さすぎ、その他の特性、特に後述する熱収縮率を好ましい値に制御しにくくなることがある。
かかるヘーズ値を有する透明性の高いフィルムを達成する手段として、上述の結晶サイズを特定の大きさにすること、またフィルムが滑剤などの粒子を含有しないか、含有する場合はフィルム重量を基準として0.1重量%以下のごく少量の範囲で用いる方法が挙げられる。また、滑り性を担う塗布層中の粒子含有量もヘーズ値に影響するため、一定の含有量範囲で用いることでヘーズ値を下げることができる。
本発明の一軸配向芳香族ポリエステルフィルムは、120℃×30分の非拘束熱処理後のフィルム収縮率が、フィルムMD方向、フィルムTD方向のいずれにおいても5%以下であることが好ましく、さらに好ましくは3%以下であり、特に好ましくは2%以下である。
これらの熱収縮率特性を得るための手段として、延伸後のフィルムに該ポリエステルのガラス転移点以上、(融点−15℃)以下の範囲で熱固定処理を行うことが好ましい。また、ボーイング現象によりフィルム両端部の光軸安定性が損なわれない範囲内でトーインをつけてもよい。
本発明の偏光子支持基材用フィルムは、一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの少なくとも片面にオキサゾリン基およびポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂ならびにポリエステル樹脂を含む塗布層が設けられる。塗布層の構成成分について以下に記載する。
塗布層を構成する高分子バインダー成分として、オキサゾリン基およびポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂ならびにポリエステル樹脂を含むことが必要である。
高分子バインダーの含有量は、塗布層の重量を基準として10重量%以上80重量%以下であることが好ましい。また、高分子バインダーの含有量の下限値は20重量%であることがさらに好ましく、高分子バインダーの含有量の上限値は50重量%であることがさらに好ましい。高分子バインダーの含有量がかかる範囲にあることにより、ハードコート層や粘着層との接着性を強固なものにすることができる。
オキサゾリン基およびポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂は、水または少量の有機溶剤を含む水系に可溶性または分散性のアクリルが好ましい。
具体的にはオキサゾリン基を有するモノマー成分、ポリアルキレンオキシド鎖を有するモノマー成分、およびその他の共重合モノマー成分を含む共重合体である。
オキサゾリン基を有するアクリル樹脂を用いることにより、塗布層の凝集力が向上し、塗布層での凝集破壊の発生を防ぐことができる。そのため、接着層を介して該塗布層面と偏光子とを貼り合せた場合の密着性、あるいはハードコート層などと貼り合せた場合の密着性がより強固になる。さらにフィルム製膜工程内やハードコートの加工工程内の金属ロールに対する耐擦過性を付与できる。
オキサゾリン基を有するモノマー成分は、アクリル樹脂の繰り返し単位を基準として、5モル%以上80モル%以下であることが好ましく、10モル%以上50モル%以下であることがさらに好ましい。
ポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂を用いることで、塗布層中のポリエステル樹脂とアクリル樹脂との相溶性がポリアルキレンオキシド鎖を含有しないアクリル樹脂に比べて良くなり、塗布層の透明性を向上させることができる。
ポリアルキレンオキシド鎖の繰り返し単位が3より少ないとポリエステル樹脂とアクリル樹脂との相溶性が低下し、塗布層の透明性が低下することがある。またポリアルキレンオキシド鎖の繰り返し単位が100より大きいと塗布層の耐湿熱性が下がり、高湿度、高温下でハードコート等との密着性が低下することがある。
これらの共重合成分のうち、アルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、アルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等が挙げられる。
塗布層のバインダー成分として、ポリエステル樹脂を併用することにより、ポリエステルフィルムと塗布層との接着性を高めることができる。
塗布層に用いるポリエステル樹脂は、水または少量の有機溶剤を含む水系に可溶性または分散性のポリエステルが好ましい。
ポリエステル樹脂として、多価塩基酸成分またはそのエステル形成誘導体と、ポリオールまたはそのエステル形成誘導体から得られるポリエステルを用いることが好ましい。
ポリエステル樹脂のポリオール成分としては、エチレングリコール、トリメチレングリコール、1、4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1、6−ヘキサンジオール、1、4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン等や、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールを例示することができる。
塗布層中には塗布層の重量を基準として粒子を0.1重量%以上20重量%以下の範囲で含有させることが好ましい。また粒子の含有量はさらに好ましくは、0.2重量%以上10重量%以下である。
塗布層中の粒子の含有量が下限値より少ないとフィルムの滑り性が不足し、ロール状に巻き取ることが困難になることがあり、上限値を超えると塗布層の透明性が低下し、ディスプレイ用途に使用できなくなることがある。
塗布層中にはフィルム同士のブロッキングを防止する目的で脂肪族ワックスを0.5〜30重量%含有させることが好ましく、1重量%〜10重量%含有させることが更に好ましい。脂肪族ワックスの含有量が下限値より少ないとフィルム表面の滑性が得られないことがある。一方、脂肪族ワックスの含有量が上限値を超えるとポリエステルフィルム基材への密着やハードコートや粘着剤等に対する易接着性が不足する場合がある。
塗布層表面の中心線平均粗さ(Ra)は、0.002μm以上0.01μm以下の範囲であり、塗布層表面の摩擦係数(μs)が0.8以下であることが好ましい。このような光学易接着性ポリエステルフィルムは、上述の組成物からなる塗布層を形成させることにより得ることができる。
塗布層の塗設に用いられる上記組成物は、塗布層(以下『塗膜』いうことがある)を形成させるために、水溶液、水分散液或いは乳化液等の水性塗液の形態で使用されることが好ましい。塗膜を形成するために、必要に応じて、前記組成物以外の他の成分、例えば帯電防止剤、着色剤、界面活性剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。
ここで、結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムとは、未延伸フィルム、未延伸フィルムを縦方向または横方向の何れか一方に配向せしめた一軸配向フィルム、更には縦方向および横方向の二方向に低倍率延伸配向せしめたもの(最終的に縦方向また横方向に再延伸せしめて配向結晶化を完了せしめる前の二軸延伸フィルムをいう)等を含むものである。
なかでも、未延伸フィルムまたは一方向に配向せしめた一軸延伸フィルムに、上記組成物の水性塗液を塗布し、そのまま縦延伸および/または横延伸と熱固定とを施すのが好ましい。
かかる界面活性剤は、ポリエステルフィルムへの水性塗液の濡れを促進するものであり、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸金属石鹸、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン型、ノニオン型界面活性剤を挙げることができる。界面活性剤は、塗膜を形成する組成物中に、1〜10重量%含まれていることが好ましい。
本発明の一軸配向芳香族ポリエステルフィルムのフィルム厚みは10μm以上250μm以下の範囲が好ましく、さらに好ましくは20μm以上100μm以下である。フィルム厚みが下限に満たない場合、偏光子支持基材として用いた場合に支持基材として十分な機能が発現しないことがある。また液晶ディスプレイのディスプレイ厚みを低減するため、使用される部材は機能を発現する範囲内でより薄さが求められており、フィルム厚みの上限値はかかる範囲であることが好ましい。
(溶融押出キャスティング)
本発明の一軸配向フィルムは、芳香族ポリエステル樹脂組成物を溶融押出キャスティングにより製膜した後、少なくとも一方向に延伸して得られる。なお塗布層の形成時期、形成方法は上述の塗布層の形成方法に従う。
溶融押出キャスティングにより得られたシート状物は、少なくとも一方向に延伸することにより、フィルムの光学特性および機械特性を本発明の目的と合致させることができる。
かかる延伸の方法は、従来公知の方法を用いることができ、例えば縦方向に延伸する場合は、2個以上のロールの周速差を用いて延伸する方法や、オーブン中で延伸する方法が挙げられる。
本発明におけるフィルム延伸温度(Td)は、Tg〜(Tg+40℃)の温度とするのが好ましい。フィルムの延伸温度がTg(ポリエスエルのガラス転移点温度)に満たない場合は、延伸自体が困難であり、一方延伸温度が(Tg+40℃)を超える場合は、延伸に要する応力が極端に低くなってしまうため、分子鎖の配向が不足し、上述したような諸特性を確保できなくなってしまうことがある。延伸温度のより好ましい範囲は、Tg〜(Tg+20℃)である。
延伸を行うに際し、下記式(4)で表わされるフィルムTD方向およびフィルムMD方向の延伸倍率比は、3.0を超え7.0以下であることが必要である。
フィルム延伸倍率比=RTD/RMD ・・・(4)
かかる延伸倍率比は、好ましくは3.2以上5.5以下であり、さらに好ましくは3.2以上4.5以下である。
TD方向の配向度、遅相軸角度αおよび遅相軸角度のばらつきβを良好なものとするために、かかる範囲の延伸倍率比で延伸を行うことが必要である。延伸倍率比が下限に満たない場合は、これらの特性を十分なものとすることができない。一方、延伸倍率比が上限を超える場合は、縦方向(MD方向)の強度が低下して破断が生じる。
またフィルムMD方向の延伸倍率(RMD)は、好ましくは0.95倍以上1.75倍以下の範囲であり、さらに好ましくは1.0倍以上1.5倍以下の範囲である。
RMDが下限値に満たない場合、すなわち極端な収縮は、フィルムの平面性や均一性を損なうばかりか、この場合も延伸倍率の低い方向に極端に脆くなる。またRMDが上限値を超える場合は、ボーイング現象が過大となり、TD方向の配向度、遅相軸角度αおよび遅相軸角度のばらつきβを本発明に規定した範囲とすることができない。
フィルムTD方向の延伸倍率RTDは、上述の延伸倍率比とフィルムMD方向の延伸倍率との関係より導かれるが、3.0倍以上6.0倍以下であることが好ましい。
MD方向の延伸速度は5〜500000%/分であることが好ましい。一方、本発明において、TD方向の延伸速度は、TD方向の配向度、遅相軸角度αおよび遅相軸角度のばらつきβを本発明に規定した範囲とするために、従来よりも早い速度で行うことが必要であり、300%/分以上で行うことが好ましく、より好ましくは500%/分以上、さらに好ましくは700%/分以上、さらに好ましくは1200%/分以上で行われる。上限は装置の種類によるが高々500000%/分である。
また、TD方向の配向度、遅相軸角度αおよび遅相軸角度のばらつきβを本発明に規定した範囲とするために、延伸工程においてMD方向の張力を適度に高くすることが必要である。適度に高いMD方向の張力を得るためには、フィルム製造工程の上流のフィルム搬送速度より、下流のフィルム搬送速度を高くすることが有効である。具体的には、MD方向、TD方向の順に逐次二軸延伸を行う場合には、MD方向延伸工程の最下流の搬送速度(搬送ロール回転速度)を、TD方向延伸の搬送速度(フィルム把持クリップ移動速度)の0.995〜0.998とする。なお、TD方向に一軸延伸を行う場合は、TD方向の延伸を行う前の搬送速度をTD方向延伸の搬送速度(フィルム把持クリップ移動速度)の0.995〜0.998とする。
また、TD方向延伸終了後のフィルム引取の搬送速度(搬送ロール回転速度)を、TD方向延伸の搬送速度の1.003〜1.010とする。
かかる延伸方法によって得られたフィルムに、さらに該ポリエステルのガラス転移点以上、(融点−15℃)以下の範囲で熱固定処理を行う。また熱固定温度は、180℃以上240℃以下の範囲であることが好ましい。
かかる熱固定処理を行うことによって、本発明のTD方向の配向度、遅相軸角度αおよび遅相軸角度のばらつきβ、結晶サイズおよび熱収縮率特性を得ることができる。
延伸したフィルムは、他部材との貼合時の接着性向上などの必要に応じて、表面活性化処理(コーティング、コロナ放電、プラズマ処理など)などの後加工を施しても良い。この後加工は、フィルム延伸工程中に行ってもよく、また別工程で行ってもよい。
本発明の一軸配向ポリエステルフィルムは、フィルムTD方向に高い配向度を有し、かつフィルム両端部においても遅相軸角度αおよび遅相軸角度のばらつきβが小さいため、偏光子支持基材として有用である。
本発明の偏光子支持基材用フィルムを偏光子の支持基材として用い、偏光子と複合化させることで偏光板を製造することができる。本発明のフィルムを偏光子の支持基材として用いることにより、偏光子を十分に保護することができる。
偏光子との複合化の方法について、偏光子フィルムと積層させる方法以外に塗布方法を用いてもよい。塗布タイプにおいては、液晶分子をコーティング剪断力により配向させたり、塗布した反応性液晶分子を偏光などの照射により配向固化させる方法などを例示することができる。
また得られた偏光板は、液晶ディスプレイの色シフトおよび色斑を防止することができる光軸の安定性を確保することができ、ディスプレイに組み込んだ場合に表示画像品位の画面内のばらつきが少ない、より高性能の表示画像品位が発現する。
偏光子と本発明のフィルムとの複合化に際し、接着層を介して本発明のフィルムの塗布層面と偏光子とを積層させることが好ましい。
X線回折装置(理学電機製ROTAFLEX RINT2500HL)および極点試料台(理学電機製多目的試料台)を用いた広角X線回折極点測定により、フィルムの結晶面(−105)の法線ベクトルのTD方向における方向余弦の積分平均値、<cos2ΦTD,−105>、を求め、次式(5)より結晶配向度fcTD(−105)を求めた。
fcTD(−105)=2/3<cos2ΦTD,−105>−1/2 ・・・(5)
得られたフィルムの最端部から、0.5°の精度でMDおよびTDに平行な、60mm四方の正方形のサンプルを切り出した。該サンプルを、エリプソメーター(日本分光製 装置名 M−220)の複屈折測定用サンプルステージに、0.5°の精度で取り付けた後、自動測定にて550nm入射光に対して最大の位相差を示すサンプルステージ回転移動角度を計測し、遅相軸角度(°)を求めた。TD方向を0°とし、反時計回りに正の値をとるようにした。
両端部にてフィルム製膜方向に100mmおきの5点、合計10点のサンプリングを行い、それらの測定値の絶対値の平均にて評価した。
(2)の方法に従って得られた10点の測定結果の標準偏差を求め、この値を3倍してβとした。
1H−NMR測定より組成および各成分量を特定した。
得られたフィルムの両最端部、中央部、それらの中間位置、の幅方向5点、それら幅方向5箇所の位置について、フィルム製膜方向に100mmおきに5点ずつ、合計25枚のサンプルを切り出し、(2)と同様の測定方法で計測されたサンプルごとの最大位相差をもとに、全サンプルの平均値を求め、フィルムの面内位相差(nm)とした。
また、上記n=25測定におけるサンプルごとの最大位相差の最大値と最小値の差をもって、面内位相差のばらつきとした。
粉末X線回折装置(理学電機RINT2500HL)を用いて、以下の条件にて測定した。X線源としてCuK−αをもちいて、発散スリット1/2°、散乱スリット1/2°、受光スリット0.15mm、スキャンスピード1.000°/分の条件で2θ角度10°から80°まで測定し、Pseudo Voightピークモデルを用いた多重ピーク分離法により、結晶面由来の回折ピーク、アモルファス由来のハロー、バックグラウンドを分離する。結晶面由来の回折ピークの内、結晶(100)面に相当する回折ピークの半値幅から、下記Scherrerの式(6)を用いて、結晶サイズχcP(100)(nm)を算出した。
χcP(100)=(0.9λ)/(Hcosθ) ・・・(6)
ここで、λはX線の波長(nm)、Hは回折ピークの半値幅(°)、θはブラッグ角(°)である。
得られたフィルムを、ヘーズメーター(日本精密光学(株)製、POICヘーズメーター SEP−HS−D1)内にセットし、JISK7105に準拠してヘーズ値(%)を測定した。
温度120℃に設定されたオーブン中に、フィルムの縦方向および横方向がマーキングされ、あらかじめ正確な長さを測定した長さ30cm四方のフィルムを無荷重で入れ、30分間保持処理した後取り出し、室温に戻してからその寸法の変化を読み取る。熱処理前の長さ(L0)と熱処理による寸法変化量(ΔL)より、下記式(7)からMD方向およびTD方向の熱収縮率(%)をそれぞれ求めた。
熱収縮率=(ΔL/L0)×100 ・・・(7)
塗布層面側の表面について、JIS B0601に準じ、株式会社小坂研究所製の高精度表面粗さ計「SE−3FAT」を使用して、針の半径2μm、荷重30mg、拡大倍率20万倍、カットオフ0.08mmの条件下でチャートを描かせ、表面粗さ曲線からその中心線方向に測定長さLの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向とY軸として、粗さ曲線をY=f(x)で表わした時、下記式(1)で与えられた値をnm単位で表わした。また、この測定は基準長を1.25mmとして4個測定し、平均値で表わした。
JIS−K7125に従い、塗布層面の静摩擦係数(μs)を測定した。測定は5回行い、平均値を結果とした。
(i)ハードコート
得られたフィルムの塗膜形成面に厚さ10μmのハードコート層を形成して碁盤目のクロスカット(1mm2のマス目を100個)を施し、その上に24mm幅の「セロハンテープ」(商標名、ニチバン社製)を貼り付け、180°の剥離角度で急激に剥がした後、剥離面を観察し、下記の基準で評価した。
5:剥離面積が10%未満 ・・・接着力極めて良好
4:剥離面積が10%以上20%未満 ・・・接着力良好
3:剥離面積が20%以上30%未満 ・・・接着力やや良好
2:剥離面積が30%以上40%未満 ・・・接着力不良
1:剥離面積が40%を超えるもの ・・・接着力極めて不良
(ii)粘着剤(PSA)
得られたフィルムの塗膜形成面に厚さ20μmの粘着剤(PSA)層を形成してフロートガラスに粘着剤層面を貼付、23℃、65%RHの雰囲気下で1日経時させ、90°の剥離角度にて剥離し、ガラス表面に粘着剤(PSA)の残留状態を観察し、下記の基準で評価した。
なお、粘着剤(PSA:Pressure-Sensitive-Adhesive)には、ウレタン含有アクリレート共重合体(アクリル成分はn−ブチルアクリレート(86モル%)、メチルアクリレート(14モル%))を用いた。
5:粘着剤(PSA)残留面積が10%未満 ・・・接着力極めて良好
4:粘着剤(PSA)残留面積が10%以上20%未満 ・・・接着力良好
3:粘着剤(PSA)残留面積が20%以上30%未満 ・・・接着力やや良好
2:粘着剤(PSA)残留面積が30%以上40%未満 ・・・接着力不良
1:粘着剤(PSA)残留面積が40%を超えるもの ・・・接着力極めて不良
2枚のフィルムを、塗膜形成面と非形成面が接するように重ね合せ、これに60℃、80%RHの雰囲気下で17時間にわたって0.6kg/cm2の圧力をかけ、その後剥離して、その剥離力により耐ブロッキング性を下記の基準で評価した。
◎:剥離力<98mN/5cm ・・・耐ブロッキング性極めて良好
○:98mN/5cm≦剥離力<147mN/5cm ・・耐ブロッキング性良好
△:147mN/5cm≦剥離力<196mN/5cm・・耐ブロッキング性やや良好
×:196mN/5cm≦剥離力 ・・・耐ブロッキング性不良
下記実施例、比較例における製膜時のスリットを含めた巻取り工程を通して、巻取性を、下記の基準にて評価した。
○:フィルムロールにシワ発生、端面ずれなどの欠陥が生じず、かつ、巻取り後のフィルムに擦り傷欠陥が見られない。
×:上記いずれかの欠陥が生じた。
(偏光板の作製)
実施例および比較例で得られたフィルム(A)、ポリビニルアルコール偏光膜および市販のTACフィルム(富士写真フィルム製、フジタック、厚み80μm)(R)をこの順で貼合せて偏光板を作製し、その耐久性を評価した。
ポリビニルアルコール偏光膜は、厚さ120μmのポリビニルアルコールフィルムをヨウ素1部、ヨウ化カリウム2部、ホウ酸4部を含む水溶液に浸漬し、50℃で4倍に延伸することにより得た。
また、この偏光膜に上述の2種のフィルムを貼合せて偏光板を得る手順は、下記のとおりである。
(i)40cm×30cmの長方形の形状に切り取った、上述のフィルム(A)およびフィルム(R)のそれぞれの片側の表面に、コロナ放電処理(処理電力=800W(200V、4A)、電極〜フィルム間距離=1mm、処理速度=12m/分)を施す。ここで、フィルム(A)はフィルム両端部のうちの少なくとも一方の端部を含むよう切り出した。
(ii)フィルム(A)およびフィルム(R)と同じサイズに調整した偏光膜(偏光子)を固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤槽中に1〜2秒間浸漬する。
(iii)偏光膜(偏光子)に付着した過剰の接着剤を軽く取り除き、偏光子を、フィルム(A)およびフィルム(R)が挟みこむ状態となるよう、フィルム(A)のコロナ処理面上にのせ、更にフィルム(R)のコロナ処理面と接着剤とが接する様に積層し配置する。その際、フィルム(A)のMD方向と偏光子の延伸方向が直交するよう、すなわちフィルム(A)のTD方向と偏光子の延伸方向が平行になるように配置する。
(iv)ハンドローラで、フィルム(A)、偏光膜、およびフィルム(R)からなる積層体の端部から過剰の接着剤および気泡を取り除き貼合せる。ハンドローラは、20〜30N/cm2の圧力をかけて、ローラスピードは約2m/分とした。
(v)80℃の乾燥器中に得られた試料を2分間放置し、偏光板(PF)を作製した。
得られた液晶表示装置と、バックライト側の偏光板を交換していない同機種のLCDモニターに、同時にR,G,Bの3原色と白色(W)をそれぞれモニター全面に表示したものを、目視観察、および、ELDIM社製EZ−contrastにより計測し得られた色差ΔEから、下記の基準にて評価した。
○: 比較モニター対比、R,G,B,WのいずれにおいてもΔE<0.5、かつ色斑がほとんど確認できない
×: 比較モニター対比、R,G,B,Wのいずれかにおいて0.5≦ΔE≦1.0、または、わずかな色斑が観察される
××: 比較モニター対比、R,G,B,Wのいずれかにおいて0.5≦ΔE≦1.0、および/または、顕著な色斑が観察される
ポリエチレンテレフタレート(PET)99.93重量%に平均粒径0.15μmのシリカ粒子0.07重量%を混合したもののペレット(帝人ファイバー(株)製、固有粘度(o−クロロフェノール、25℃)=0.6dl/g)を170℃で3時間乾燥後、一軸混練押出機に供給し、溶融温度285℃で溶融後、フィルターで濾過し、ダイから押出した。
この溶融物を表面温度25℃の回転冷却ドラム上に押出し、厚み320μmの未延伸フィルムを得た。
得られた未延伸フィルムの両面に、表2に示す塗剤(表2に記載した塗液の組成は、表1に示す塗膜用組成物である)の濃度8%の水性塗液をロールコーターで均一に塗布した。
酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸65モル%/イソフタル酸30モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%、グリコール成分がエチレングリコール90モル%/ジエチレングリコール10モル%で構成されている(Tg=80℃、平均分子量13000)。
尚、ポリエステル1は、特開平06−116487号公報の実施例1に記載の方法に準じて下記の通り製造した。即ち、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル44部、イソフタル酸ジメチル16部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル4部、エチレングリコール34部、ジエチレングリコール2部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン0.05部を添加して窒素雰囲気下で温度を230℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に255℃まで上昇させ系内を1mmHgの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステル1を得た。
酸成分がテレフタル酸60モル%/イソフタル酸35モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%、グリコール成分がエチレングリコール90モル%/ジエチレングリコール10モル%で構成されている(Tg=45℃、平均分子量14000)。
尚、ポリエステル2は、テレフタル酸ジメチル36部、イソフタル酸ジメチル21部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル5部、エチレングリコール36部、ジエチレングリコール2部を用いた以外はポリエステル1と同様の方法でポリエステル2を得た。
メチルメタクリレート30モル%/2−イソプロペニル−2−オキサゾリン30モル%/ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリレート10モル%/アクリルアミド30モル%で構成されている(Tg=50℃)。
尚、アクリル1は、特開昭63−37167号公報の製造例1〜3に記載の方法に準じて下記の通り製造した。即ち、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム3部、およびイオン交換水181部を仕込んで窒素気流中で60℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部、亜硝酸水素ナトリウム0.2部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル23.3部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン22.6部、ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリル酸40.7部、アクリルアミド13.3部の混合物を3時間にわたり、液温が60〜70℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、撹拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が35%のアクリル1の水分散体を得た。
メチルメタクリレート45モル%/ブチルアクリレート45モル%/グリシジルメタクリレート5モル%/2−ヒドロキシエチルメタクリレート5モル%で構成されている(Tg=50℃)。
尚、アクリル2は、メタクリル酸メチル38.7部、アクリル酸ブチル49.6部、グリシジルメタクリル酸6.1部、2−ヒドロキシエチルメタクリル酸5.6部の混合物を用いた以外はアクリル1と同様の方法で、固形分が35%のアクリル2の水分散体を得た。
シリカフィラー(平均粒径:100nm)(日産化学株式会社製商品名スノーテックスZL)
<添加剤2>
カルナバワックス(中京油脂株式会社製 商品名セロゾール524)
ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル(三洋化成株式会社製 商品名ナロアクティーN−70)。
表2に示した組成、製造条件に変更する以外は、実施例1に準じてそれぞれ延伸フィルムを得た。得られたフィルムの特性を表3に示す。
Claims (6)
- 芳香族ポリエステル樹脂組成物を溶融押出キャスティングし、MD方向およびTD方向に延伸を行い、熱固定処理を行う一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法であって、
上記延伸において、MD方向の延伸倍率(R MD )が0.7倍以上2.0倍以下の範囲であり、TD方向およびMD方向の延伸倍率比(R TD /R MD )が3.0を超え7.0以下の範囲であり、TD方向の延伸速度が300%/分以上であり、
TD方向の延伸を行う前の搬送速度がTD方向延伸の搬送速度の0.995〜0.998であり、TD方向延伸終了後のフィルム引取の搬送速度がTD方向延伸の搬送速度の1.003〜1.010であり、
上記熱固定処理において、熱固定温度が、上記芳香族ポリエステル樹脂組成物を構成する芳香族ポリエステルのガラス転移点以上、(融点−15℃)以下の範囲であり、
得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムが、該芳香族ポリエステルのモノマーユニットの75モル%以上がエチレンテレフタレートであり、広角X線回折測定で得られるフィルムTD方向のPET結晶(−105)面の配向度、フィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度αおよびフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度のばらつきβの関係が下記式(1)、(2)を満たしており、
fcTD(−105)≧0.35 ・・・(1)
(式(1)中、fcTD(−105)は、広角X線回折測定で得られるフィルムTD方向のPET結晶(−105)面の配向度を表わす)
0≦α+β≦15° ・・・(2)
(式(2)中、αはフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度を表わし、エリプソメーターを用いてフィルム両端部についてMD方向に100mmおきに5点ずつ測定した10点の平均値で表わされ、βはフィルム面内遅相軸とフィルムTD方向とのなす角度のばらつきを表わし、エリプソメーターを用いてフィルム両端部についてMD方向に100mmおきに5点ずつ測定した10点の標準偏差値の3倍で表わされる)
該フィルムの少なくとも片面にオキサゾリン基およびポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂ならびにポリエステル樹脂を含む塗布層が設けられている、偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法。 - 得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムが、該ポリエステルフィルムの面内位相差が1000nm以上であり、かつそのばらつきが100nm以下である請求項1に記載の偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法。
- 得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムが、該ポリエステルフィルムのPET結晶(100)面の結晶サイズが下記式(3)を満足しており、
3.0nm≦χcP(100)≦4.5nm ・・・(3)
(式(3)中、χcP(100)は、広角X線回折測定で得られるフィルムのPET結晶(100)面の結晶サイズ[nm]を表わす)
かつフィルムのヘーズ値が7%以下である請求項1または2に記載の偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法。 - 得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムにおいて、塗布層におけるオキサゾリン基及びポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂の含有量がバインダー成分の重量を基準として5重量%以上90重量%以下であり、ポリエステル樹脂の含有量がバインダー成分の重量を基準として5重量%以上90重量%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法。
- 得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムにおいて、塗布層の重量を基準として塗布層中に粒子が0.1重量%以上20重量%以下の範囲で含まれる請求項1〜4のいずれかに記載の偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法。
- 得られる一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの120℃で30分の非拘束熱処理後のフィルム収縮率が、フィルムMD方向、フィルムTD方向のいずれにおいても5%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の偏光子支持基材用一軸配向芳香族ポリエステルフィルムの製造方法。
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