WO2010038316A1 - 光学フィルム - Google Patents

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WO2010038316A1
WO2010038316A1 PCT/JP2008/068132 JP2008068132W WO2010038316A1 WO 2010038316 A1 WO2010038316 A1 WO 2010038316A1 JP 2008068132 W JP2008068132 W JP 2008068132W WO 2010038316 A1 WO2010038316 A1 WO 2010038316A1
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WO
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film
propylene
stretching
retardation
copolymer
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/068132
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English (en)
French (fr)
Inventor
矢田理子
日野享子
桜井孝至
Original Assignee
住友化学株式会社
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Publication date
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Priority to CN2008801312997A priority patent/CN102165340A/zh
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical film that can be produced at low cost and has excellent optical homogeneity.
  • a liquid crystal display device used for a mobile phone, a liquid crystal television or the like has a retardation film or the like in order to compensate for the optical distortion caused by the optical anisotropy of the liquid crystal and the property that the display color depends on the visual direction
  • An optical film is used.
  • synthetic resins such as polycarbonate resins and cyclic olefin polymers are used as materials for these optical films, but these synthetic resins are expensive.
  • a retardation plate made of a propylene-ethylene copolymer film is known as described in JP-A-60-24502.
  • the film made of propylene-ethylene copolymer as described in JP-A-60-24502 has a problem of large retardation unevenness and inferior optical homogeneity, and further improvement is demanded. It was.
  • An object of the present invention is to provide an optical film that can be produced at low cost and has excellent optical homogeneity.
  • the present invention is a propylene-based copolymer having a monomer unit derived from 1-butene and a monomer unit derived from propylene, and the a-axis length of the crystal lattice constant determined by wide-angle X-ray diffraction measurement is 6
  • the present invention relates to an optical film containing at least one layer mainly composed of a propylene-based copolymer having a length greater than .70 mm and a b-axis length of greater than 21.5 mm.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a method for analyzing a wide-angle X-ray diffraction profile.
  • reference numeral 1 represents a peak width (degrees) at a level of C ⁇ 0.8.
  • the resin used as the main component of the optical film of the present invention is a propylene-based copolymer having a monomer unit derived from 1-butene and a monomer unit derived from propylene, and measured by wide-angle X-ray diffraction measurement. It is a propylene-based copolymer having an a-axis length of a crystal lattice constant of greater than 6.70 mm and a b-axis length of greater than 21.5 mm.
  • a film mainly composed of a propylene-based copolymer having a crystal lattice constant satisfying the above conditions is excellent in optical homogeneity.
  • the crystal lattice constant of the propylene-based copolymer can be determined by performing wide-angle X-ray diffraction measurement using a propylene-based copolymer press film. Specifically, the following method is used. (1) Production of press film 9.0 to 9.5 g of a propylene copolymer is placed in a metal frame having a width of 100 mm, a length of 100 mm and a thickness of 1 mm, preheated at 230 ° C. for 5 minutes, and then from normal pressure to 5.0 MPa over 5 minutes. Pressure up to 5 minutes. Thereafter, the sample is cooled at 30 ° C. for 5 minutes to prepare a sample having a thickness of 1 mm.
  • the crystal lattice constant of the propylene copolymer can be controlled mainly by the copolymerization ratio of 1-butene copolymerized with propylene. Usually, as the amount of 1-butene-derived monomer units contained in the propylene-based copolymer increases, both the a-axis length and the b-axis length increase.
  • the propylene copolymer in the present invention is a propylene copolymer having 1-butene and a monomer unit derived from propylene.
  • propylene-based copolymer having an a-axis length larger than 6.70 mm and a b-axis length larger than 21.5 mm in crystal lattice constants determined by wide-angle X-ray diffraction measurement
  • the total of the monomer unit derived from propylene and the monomer unit derived from 1-butene is 100 mol%).
  • the content of the monomer unit derived from 1-butene in the propylene-1-butene random copolymer is preferably 2.5 from the viewpoint of the optical homogeneity of the film obtained using the copolymer. More preferably, it is 10 mol% or more, Most preferably, it is 18 mol% or more. In addition, when the 1-butene content is large, the pellets tend to adhere to each other. Therefore, from the viewpoint of handling, it is preferably 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, and most preferably 22 mol%. It is as follows.
  • the propylene-based copolymer in the present invention may contain monomer units derived from monomers other than propylene and 1-butene.
  • Examples of such a monomer include ethylene, an ⁇ -olefin having 5 to 10 carbon atoms, a polyene compound, a cyclic olefin, and a vinyl aromatic compound.
  • Examples of the ⁇ -olefin include 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene and other linear ⁇ -olefins, 3-methyl-1-butene, 3- Examples thereof include branched ⁇ -olefins such as methyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 2-ethyl-1-hexene, and 2,2,4-trimethyl-1-pentene.
  • the content of monomer units derived from monomers other than propylene and 1-butene in the propylene-based copolymer is usually 20 mol% or less, preferably 10 mol% or less.
  • the propylene-based copolymer in the present invention has a crystal melting peak with a heat of fusion of 1 J / g or more observed at -50 to 200 ° C. or a heat of crystallization of 1 J / g in differential scanning calorimetry according to JIS K 7122. It is preferably a polymer having a crystallization peak of g or more, and more preferably a copolymer having both a crystal melting peak of 30 J / g or more and a crystallization peak of 30 J / g or more.
  • the stereoregularity of the propylene-based copolymer used as the main component of the optical film of the present invention is a polymer mainly having an isotactic structure or a syndiotactic structure.
  • the MFR of the propylene-based copolymer used in the present invention is preferably 0.1 to 20 g / 10 minutes, more preferably 2 to 20 from the viewpoint of processability. MFR is measured according to JIS K7210 at a temperature of 230 ° C.
  • the propylene-based copolymer used as the main component of the optical film of the present invention is, for example, a Ziegler-Natta type catalyst, a catalyst containing a transition metal compound of Group 4 to Group 6 of the periodic table, or a metallocene catalyst.
  • Propylene can be produced by a method of copolymerizing 1-butene and, if necessary, a monomer used additionally.
  • the Ziegler-Natta type catalyst include a catalyst containing a titanium-containing solid transition metal component and an organometallic component.
  • the metallocene catalyst include a periodic table having at least one cyclopentadiene type anion skeleton.
  • the optical film of the present invention is a film containing at least one layer mainly composed of the above-mentioned propylene-based copolymer.
  • the content of the propylene-based copolymer is more than 50% by weight, preferably 70% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more. More preferably, it is more preferably 95% by weight, and most preferably 100% by weight.
  • the layer containing the propylene-based copolymer as a main component is a polyolefin-based resin other than the propylene-based copolymer or a modified polyolefin as necessary, as long as the effects of the invention are not impaired.
  • polyolefin resins other than propylene copolymers include propylene homopolymers, copolymers of propylene and one or more olefins selected from the group consisting of ethylene and ⁇ -olefins having 5 to 20 carbon atoms, Examples include ethylene homopolymers, copolymers of ethylene and ⁇ -olefins having 3 to 20 carbon atoms.
  • modified polyolefin resin examples include polyolefin resins modified with a modifier such as maleic anhydride, dimethyl maleate, diethyl maleate, acrylic acid, methacrylic acid, tetrahydrophthalic acid, glycidyl methacrylate, and hydroxyethyl methacrylate. It is done.
  • the polyolefin resin used for modification may be a known polyolefin.
  • rosin resin examples include natural rosin, polymerized rosin, partially hydrogenated rosin, fully hydrogenated rosin, esterified products of these rosins (for example, glycerin ester, pentaerythritol ester, ethylene glycol ester, methyl ester), rosin derivatives ( Examples thereof include disproportionated rosin, fumarized rosin, and lime rosin).
  • polyterpene-based resin examples include homopolymers of cyclic terpenes such as ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, and dipentene, copolymers of cyclic terpenes, and copolymers of cyclic terpenes and phenolic compounds such as phenol and bisphenol.
  • terpene-phenol resins such as ⁇ -pinene-phenol resin, dipentene-phenol resin, terpene-bisphenol resin, etc.
  • aromatic modified terpene resins that are copolymers of cyclic terpenes and aromatic monomers.
  • Synthetic petroleum resin for example, naphtha cracked oil C 5 Fraction, C 6 ⁇ C 11 Homopolymers and copolymers of fractions and other olefinic fractions, aliphatic petroleum resins, aromatic petroleum resins and alicyclic petroleum resins that are hydrogenated products of these homopolymers and copolymers And an aliphatic-alicyclic copolymer.
  • the synthetic petroleum resin further include a copolymer of the naphtha cracked oil and the terpene, and a copolymer petroleum resin that is a hydrogenated product of the copolymer.
  • methylbutenes such as isoprene, cyclopentadiene, 1,3-pentadiene, 2-methyl-1-butene and 2-methyl-2-butene, and pentenes such as 1-pentene and 2-pentene.
  • Dicyclopentadiene is mentioned.
  • methyl styrenes such as indene, styrene, o-vinyl toluene, m-vinyl toluene, p-vinyl toluene, ⁇ -methyl styrene, ⁇ -methyl styrene, methyl indene, ethyl indene, vinyl xylene, propenyl Benzene.
  • Other preferred olefinic fractions are butene, hexene, heptene, octene, butadiene, and octadiene.
  • Examples of the chroman resin include a chroman homopolymer or a chroman and indene copolymer.
  • Examples of the phenolic resin include alkylphenol resins, alkylphenol-acetylene resins obtained by condensation of alkylphenol and acetylene, and modified products of these resins.
  • any of a novolak resin obtained by methylolation of phenol with an acid catalyst and a resol resin obtained by methylolation with an alkali catalyst may be used.
  • Examples of the xylene-based resin include a xylene-formaldehyde resin composed of m-xylene and formaldehyde, and a modified resin obtained by reacting the third component with the xylene-formaldehyde resin.
  • Examples of isoprene-based resins include C, which is a dimerized form of isoprene. 10 Alicyclic compounds and C 10 Examples thereof include resins obtained by copolymerizing a chain compound. When mixing the propylene copolymer and another resin, it is preferable to use a resin that does not change the crystal lattice constant of the propylene copolymer when kneaded with the propylene copolymer. .
  • a resin compatible with the amorphous part of the propylene-based copolymer is preferable.
  • additives such as an antioxidant, a nucleating agent, a lubricant, and an antistatic agent can be added within a range not impairing the effects of the invention.
  • the method for producing the optical film of the present invention include a solvent casting method and an extrusion molding method. In the former method, a solution in which a thermoplastic resin is dissolved in an organic solvent is cast on a substrate such as a biaxially stretched polyester film having releasability by a die coater, and then dried to remove the organic solvent. This is a method of forming a film on a material.
  • the film formed on the substrate by such a method is used after being peeled from the substrate.
  • the extrusion molding method include an inflation method, a T-die method, and a calendar method. From the viewpoint of production cost, the extrusion molding method is preferable, and from the viewpoint of optical homogeneity, the T-die method is preferable.
  • the melt extruded from the T-die is cooled and solidified by a method of cooling using a casting roll and an air chamber, a casting roll and a touch roll.
  • a method of clamping by a casting roll a method of clamping between a casting roll and a metal endless belt provided so as to be pressed against the casting roll along its circumferential direction, a method of cooling using a casting roll and electrostatic pinning Etc.
  • the surface temperature of the casting roll to be used is preferably ⁇ 10 to 30 ° C. in order to obtain a retardation film having better transparency.
  • the touch roll includes a rubber roll or an outer cylinder made of a metal endless belt that can be elastically deformed, and an elastic body that is elastically deformable inside the outer cylinder.
  • a film having a small orientation and excellent optical homogeneity can be obtained by using a roll having a structure in which the space between the outer cylinder and the elastic roll is filled with a temperature adjusting medium. This is preferable.
  • a rubber roll is used as the touch roll, it is preferable that the melt extruded from the T die is sandwiched between the casting roll and the rubber roll together with the support in order to obtain an optical film having a mirror-like surface.
  • the support is preferably a biaxially stretched film made of a thermoplastic resin having a thickness of 5 to 50 ⁇ m.
  • the endless belt When forming a film by a method of pressing between a casting roll and a metal endless belt provided so as to be pressed against the casting roll along the circumferential direction, the endless belt is arranged in the circumferential direction of the casting roll. It is preferable to be held by a plurality of rolls arranged in parallel with the casting roll. More preferably, the endless belt is held by two rolls having a diameter of 100 to 300 mm, and the thickness of the endless belt is 100 to 500 ⁇ m.
  • the optical film of the present invention obtained by the above-described method is suitable for, for example, a polarizer protective film because of its extremely small orientation and excellent optical homogeneity. Further, by stretching such a film in at least one direction, it can be suitably used as a retardation film.
  • the film before stretching used for producing the retardation film may be referred to as a raw film.
  • the raw film it is preferable to use a film having an in-plane retardation of 50 nm or less.
  • a bank resin pool
  • the bank is generated when the sandwiching pressure is too high when the molten sheet is sandwiched between the casting roll and the touch roll or between the casting roll and the metal endless belt.
  • the clamping pressure is preferably 20 N / mm or less, more preferably 10 N / mm or less.
  • the method of cooling the molten sheet extruded from the T-die using a casting roll and an air chamber, and the method of cooling the molten sheet using a casting roll and electrostatic pinning Since no clamping is performed, no bank is generated, which is advantageous for reducing the in-plane phase difference.
  • the optical film of the present invention obtained by the above-described method is used as a polarizer protective film or a retardation film original film
  • the propylene-based copolymer constituting the film of the present invention contains smectic crystals.
  • the ratio of the smectic crystal to the total crystal of the propylene-based copolymer is 90% or more.
  • the main crystal structure of propylene copolymer is ⁇ crystal and smectic crystal, but the above-mentioned polarizer protective film and retardation film original film are the proportion of smectic crystal in the total crystal of propylene copolymer. Is preferably 90% or more.
  • the ratio of the smectic crystal to the total crystal is the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal in the entire area of the X-ray diffraction profile measured by wide angle X-ray diffraction.
  • the diffraction profile is a profile derived from a smectic crystal. Moreover, even if ⁇ crystals are present, it is preferable that the ⁇ crystals do not have a spherulite structure.
  • the diffraction profile derived from the ⁇ crystal means that the diffraction angle (2 ⁇ ) is observed in wide-angle X-ray diffraction measurement in the range of 10 to 30 degrees, around 14.2 degrees, around 16.7 degrees, and 18.5 degrees.
  • the diffraction profile derived from smectic crystals consists of two broad peaks near 14.6 degrees and 21.2 degrees. is there.
  • Whether or not most of the diffraction profile is a profile derived from a smectic crystal is determined by whether or not a peak appearing in a diffraction angle range of 13 to 15 degrees is broad, and when this peak is broad, Most of the diffraction profile is a profile derived from a smectic crystal. Specifically, the determination is as follows. In the X-ray diffraction profile, when the intensity of the peak having the highest diffraction intensity in the diffraction angle range of 13 to 15 degrees is C, the peak width D at the C ⁇ 0.8 level of the peak is 1 degree or more. In some cases, most of the diffraction profile is determined to be a profile derived from a smectic crystal.
  • the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal in the entire area of the wide-angle X-ray diffraction profile is calculated as follows. (1) It is determined by the above method whether or not most of the diffraction profile is derived from smectic crystals. (2) When it is determined that most of the diffraction profile is derived from a smectic crystal, the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal is calculated according to the following procedure. (3) The diffraction profile is processed with peak separation software to separate it into a smectic crystal profile and an ⁇ crystal profile.
  • the film of the present invention in which the proportion of smectic crystals in all the crystals is 90% or more can be produced by using a propylene-based copolymer, for example, by setting the surface temperature of the cooling roll to 20 ° C. or less.
  • the surface temperature of at least one roll may be 20 ° C. or less.
  • the thickness of the film is preferably 30 to 200 ⁇ m so that the entire melt can be quickly cooled when the melt is cooled and solidified.
  • the raw film used for stretching has small thickness unevenness.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the raw film is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 4 ⁇ m or less.
  • a retardation film can be obtained by stretching the raw film.
  • Examples of the method for stretching the raw film include longitudinal stretching, lateral stretching, sequential biaxial stretching, and simultaneous biaxial stretching.
  • the stretching method for producing the retardation film is different, and may be longitudinal stretching only, lateral stretching only, or biaxial stretching.
  • a retardation film is prepared by biaxial stretching.
  • sequential biaxial stretching either longitudinal stretching is performed first, then lateral stretching, or lateral stretching is performed first, and then longitudinal stretching is performed.
  • the longitudinal stretching method include a method of stretching a raw film by a difference in rotational speed between two or more rolls, and a long span stretching method.
  • the long span stretching method is a method of stretching using a longitudinal stretching machine having two pairs of nip rolls and an oven between them, and heating the raw film in the oven by a difference in rotational speed between the two pairs of nip rolls. Since a retardation film having high optical uniformity can be obtained, the long span longitudinal stretching method is preferred. It is particularly preferable to use an air floating oven.
  • the air floating type oven has a structure in which hot air can be blown from both the upper nozzle and the lower nozzle onto both sides of the original film when the original film is introduced into the oven. A plurality of upper nozzles and lower nozzles are alternately arranged in the film flow direction.
  • the raw film is stretched while preventing it from coming into contact with either the upper nozzle or the lower nozzle.
  • the stretching temperature (that is, the temperature of the atmosphere in the oven) is 90 ° C. lower than the melting point of the propylene-based copolymer used (Tm ⁇ 90 ° C.) or higher and lower than the melting point of the propylene-based copolymer used.
  • the temperature setting of each zone may be the same or different.
  • the longitudinal draw ratio is not limited, it is usually 1.01 to 5 times, and is preferably 1.05 to 3 times because a retardation film excellent in optical uniformity can be obtained.
  • the transverse stretching method there is a tenter method in which a raw film having both ends fixed with a chuck or the like is stretched in an oven with the chuck interval widened.
  • the transverse draw ratio is usually 2 to 10 times, and preferably 4 to 7 times from the viewpoint that the obtained retardation film has high optical uniformity.
  • transverse stretching by the tenter method an apparatus capable of independently adjusting the oven temperature of the zone for performing the preheating step, the zone for performing the stretching step, and the zone for performing the heat setting step is used.
  • the pre-stretching step of the transverse stretching is a step that is installed before the step of stretching the film in the width direction, and is a step of heating the film to a temperature high enough to stretch the film.
  • the preheating temperature in the preheating step means the temperature of the atmosphere in the zone where the oven preheating step is performed, and is a temperature equal to or higher than the melting point of the propylene-based copolymer contained in the stretched film.
  • the preheating temperature greatly affects the axial accuracy of the obtained retardation film, and a uniform retardation cannot be achieved in the obtained retardation film at a preheating temperature lower than the melting point.
  • the preheat step residence time of the stretched film is preferably 30 to 120 seconds.
  • the preheating step residence time is more preferably 30 to 60 seconds.
  • the stretching process of transverse stretching is a process of stretching the film in the width direction.
  • the stretching temperature in this stretching process (which means the temperature of the atmosphere in the zone where the oven stretching process is performed) is lower than the preheating temperature.
  • the stretching temperature is preferably 3 to 20 ° C lower than the preheating temperature in the preheating step, and more preferably 5 to 15 ° C lower.
  • the heat-setting step of transverse stretching is a step of passing the film through an atmosphere at a predetermined temperature in the oven while maintaining the film width at the end of the stretching step.
  • the heat setting temperature is from 20 ° C. lower than the stretching temperature in the stretching step to 30 ° C. higher than the stretching temperature. It is preferable to be within the range.
  • the transverse stretching process may further include a thermal relaxation process.
  • this step is usually performed in a thermal relaxation zone that is provided between the stretching zone and the heat setting zone and the temperature can be set independently from the other zones.
  • the thermal relaxation is performed by stretching the film to a predetermined width in the stretching process and then reducing the chuck interval by several% (usually 0.1 to 10%) to remove useless strain. Done.
  • Stretching is preferably performed in a state where the ratio of smectic crystals in the raw film is 90% or more in order to produce a retardation film having high retardation uniformity. Even if the ratio of smectic crystals is 90% or more immediately after the production of the raw film, the ratio of smectic crystals decreases with time, and the ratio of smectic crystals may be less than 90%.
  • stretching as it is, without winding up the manufactured raw fabric film is also preferable in order to extend
  • the storage temperature of the raw film is preferably 30 ° C. or less, more preferably 20 ° C. or less, and particularly preferably 10 ° C. or less.
  • the retardation required for the retardation film varies depending on the type of liquid crystal display device in which the retardation film is incorporated, but usually the in-plane retardation R 0 Is 30 to 300 nm. When used in a vertical alignment mode liquid crystal display described later, an in-plane retardation R is used from the viewpoint of excellent viewing angle characteristics. 0 Is 40 to 70 nm, and the thickness direction retardation R is th Is preferably 90 to 230 nm. A retardation film having a desired retardation can be obtained by controlling the stretch ratio when producing the retardation film and the thickness of the retardation film to be produced.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the retardation in the film plane is 10 nm or less, and the optical axis in the width direction of the film of 500 mm is measured.
  • the optical axis is -1 ° or more and + 1 ° or less, and the retardation film has high optical uniformity.
  • the thickness of the optical film of the present invention is not particularly limited and is appropriately set according to the designed retardation value or the like, but is usually 5 to 500 ⁇ m, preferably 10 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 60 ⁇ m. It is.
  • the optical film of the present invention preferably has an internal haze of 1.0% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the haze is an index representing the transparency of the film. The smaller the haze, the more transparent the film.
  • Haze is a physical property value that can be measured according to JIS K-7136. The transparency of the film is affected by the scattering due to the surface state of the film and the scattering due to the internal state of the film such as the crystalline state, and the transparency of the film decreases as the degree of each scattering increases.
  • the transparency that decreases due to the influence of scattering caused by the surface state of the film does not decrease the front contrast of the liquid crystal display device using the optical film of the present invention. It was decided to evaluate the value excluding the transparency which was lowered due to the influence of scattering caused by the surface state of the film.
  • the index is called internal haze in the present invention.
  • the internal haze is in accordance with JIS K-7136, with the film being measured in a quartz glass container (cell) with dimethyl phthalate, which is a liquid having substantially the same refractive index as the polypropylene resin, and the film to be measured. It is the value measured by the method.
  • the optical film of the present invention may be a single-layer film composed only of a layer containing a propylene-based copolymer as a main component, or may be a multilayer film including the layer. In the case of a multilayer film, it may be produced by a coextrusion method, or different films may be bonded together. Moreover, a layer can also be laminated
  • the optical film of the present invention can be used for a polarizing plate protective film, a retardation film, a viewing angle widening film, a brightness enhancement film, and the like used for flat panel displays such as liquid crystal displays. Especially, it is suitable for a retardation film.
  • the optical film of the present invention can be used as a part of a liquid crystal display device, and examples thereof include a method of adhering to one side or both sides of a liquid crystal cell and a method of laminating a liquid crystal cell without an adhesive layer.
  • the optical film of the present invention may be coated with a hard coat layer, an antiglare layer, an antireflection layer, a protective layer, an adhesive layer, an alignment film, and a liquid crystal layer.
  • the retardation film of the present invention is laminated with various polarizing plates, liquid crystal layers, and the like, and is preferably used as a liquid crystal display device for a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a personal computer, a large-sized TV, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • an optical compensation bend Optically Compensated Bend: OCB
  • a vertical alignment Vertical Alignment: VA
  • a lateral electric field In-Plane Switching
  • IPS mode thin film transistor (TFT) mode
  • TN twisted nematic
  • STN super twisted nematic
  • a liquid crystal display device has a polarizing plate disposed on both sides of a liquid crystal cell having two substrates and a liquid crystal layer sandwiched between them, and is disposed on one outer side (back side). Of the light from the backlight, only linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing plate between the liquid crystal cell and the backlight is incident on the liquid crystal cell. It can arrange
  • the polarizing plate is usually configured to be sandwiched between two protective films such as a triacetyl cellulose (TAC) film via an adhesive to protect a polarizing film made of polyvinyl alcohol.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the retardation film is bonded to the polarizing film with an adhesive instead of the protective film on the liquid crystal cell side of the front-side polarizing plate and / or the rear-side polarizing plate, so that the optical compensation film (retarding film) and the protective film It is also possible to play both roles.
  • the following examples further illustrate the present invention.
  • the physical properties were measured as follows.
  • (1) Heat of crystal fusion, heat of crystallization and melting point According to JIS K 7122, measurement was performed with a differential scanning calorimeter (DSC220C manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd .: input compensation DSC). Specifically, as a condition adjustment, the sample polymer was heated from room temperature to 200 ° C. at 30 ° C./min and held at 200 ° C. for 5 minutes. Next, the temperature is lowered to ⁇ 50 ° C. at 10 ° C./min (Step 1), held at ⁇ 50 ° C. for 5 minutes, and then heated from ⁇ 50 ° C. to 200 ° C.
  • Step 2 Measurements were made.
  • the heat of crystallization was determined from the crystallization peak of the DSC curve of Step 1, and the heat of crystal fusion was determined from the crystal melting peak of the DSC curve of Step 2.
  • the temperature at the top of the melting peak was defined as the melting point (Tm).
  • Tm melting point
  • Model RINT2000 made by Rigaku Tube Cu Voltage 50KV Current 100mA Divergence slit 1.0 ° Scatter slit 1.0 ° Receiving slit 0.15 ° Measurement range 2 ⁇ : 5-35 °
  • the diffraction angle at which the diffraction peak intensity is maximum in the region where the diffraction angle 2 ⁇ is 16.0 to 17.0 ° is 2 ⁇ (040)
  • the diffraction angle 2 ⁇ is 12.5 to 15
  • the diffraction angle at which the diffraction peak intensity reaches a maximum value in the .0 ° region is defined as 2 ⁇ (110) .
  • b-axis length 4d (040)
  • a-axis length b-axis length ⁇ d (110) / (b-axis length 2 ⁇ d (110) 2 ) 1/2
  • In-plane retardation R 0 , thickness direction retardation R th The in-plane slow axis direction of the refractive index of the film n x, plane refractive index n y in the fast axis direction (direction orthogonal with the slow axis and the plane), the refractive index in the thickness direction n z, The thickness d is measured, and the in-plane retardation value (R 0 ) and the thickness direction retardation value (R th ) are defined by the following expressions (I) and (II), respectively.
  • the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal in the entire area of the wide-angle X-ray diffraction profile is calculated as follows. (I) Whether or not most of the diffraction profile is derived from smectic crystals is determined by the above method. (Ii) When it is determined that most of the diffraction profile is derived from a smectic crystal, the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal is calculated according to the following procedure.
  • the diffraction profile is processed with peak separation software to separate it into a smectic crystal profile and an ⁇ crystal profile.
  • the diffraction angles used in peak separation are 14.6 degrees and 21.2 degrees derived from smectic crystals, and 14.2 degrees derived from ⁇ crystals and 16.7 degrees, 18.5 degrees, and 21.4 degrees were set as fixed values.
  • Example 1 [Production of propylene-1-butene random copolymer] [Preliminary polymerization-1] Into an SUS autoclave with an internal volume of 3 L, fully dehydrated and degassed 1.5 L of n-hexane, 25 mmol of triethylaluminum, 2.5 mmol of tert-butyl-n-propyldimethoxysilane and the above solid catalyst component 15 g was added, and 35 g of propylene was continuously supplied over about 30 minutes while maintaining the temperature in the autoclave at about 10 ° C., followed by prepolymerization, and then the prepolymerized slurry was a SUS autoclave with a stirrer having an internal volume of 150 L And 100 L of liquid butane was added to prepare a slurry of a prepolymerized catalyst component.
  • the obtained polymer (A-1) was withdrawn into a reactor having an internal volume of 325 L at 14.5 kg / hour, the solid catalyst was deactivated with 0.3 L of methanol, and then collected at 60 ° C. for 2 hours with a recovery drum. Nitrogen was dried to recover the propylene-1-butene random copolymer (1).
  • Table 1 shows the physical properties of the copolymer (1). The content of the monomer unit derived from propylene in the copolymer (1) was 80 mol%, and the content of the monomer unit derived from 1-butene was 20 mol%. The MFR was 8 g / 10 minutes.
  • a molten sheet extruded from the die lip is laminated on a biaxially stretched polyester film, and sandwiched between a metal cooling roll adjusted to 10 ° C. and a silicon rubber roll adjusted to 10 ° C., and the line speed is 5 m / min.
  • the film was wound up by a winder to obtain an original film having a thickness of 80 ⁇ m.
  • no bank was generated between the cooling roll and the rubber roll.
  • Most of the raw film was derived from a smectic crystal, and the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal was 95% in the entire area of the X-ray diffraction profile. In addition, spherulites were not generated in this raw film.
  • the in-plane retardation of the original film was 30 nm, and the internal HAZE was 0.4%.
  • the raw film was stored at 23 ° C. for 20 hours after the production was completed, and then the raw film was introduced into a long span longitudinal stretching machine having an oven between two nip rolls for longitudinal stretching. The oven was divided into two zones, and the length of each zone was 1 m.
  • the thickness of the longitudinally stretched film was 73 ⁇ m
  • the in-plane retardation R 0 was 630 nm
  • the thickness direction retardation R th was 350 nm.
  • this longitudinally stretched film was subjected to transverse stretching by a tenter method to obtain an optical film.
  • the obtained optical film had a thickness of 15 ⁇ m, an internal HAZE of 0.2%, an in-plane retardation R 0 of 110 nm, a thickness direction retardation R th of 100 nm, and an optical homogeneity of 8 nm.
  • Example 2 Using the same copolymer (1) as in Example 1, an optical film for evaluation of (6) was prepared according to the following method. [Production of optical film] The copolymer (1) was put into a 50 mm ⁇ extruder having a cylinder temperature of 250 ° C., melted and kneaded, and extruded from a 450 mm width T die attached to the extruder at an extrusion rate of 13 kg / h.
  • a touch roll composed of a 250 mm ⁇ cooling roll whose temperature is adjusted to 13 ° C., an outer cylinder made of a metal sleeve whose temperature is adjusted to 13 ° C., and an elastic roll inside the outer roll.
  • the mixture was cooled by being pressed to obtain an original film having a thickness of 100 ⁇ m.
  • the distance (air gap) between the discharge port of the T die and the roll was 20 mm, and the distance in which the molten sheet was sandwiched between the cooling roll and the touch roll was 10 mm. At this time, no bank was generated between the cooling roll and the touch roll.
  • the raw film was derived from a smectic crystal, and the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal was 95% in the entire area of the X-ray diffraction profile. In addition, spherulites were not generated in this raw film.
  • the in-plane retardation of the original film was 30 nm, and the internal HAZE was 0.4%.
  • the raw film was stored at 23 ° C. for 20 hours after the production was completed, and then the film (raw film) was introduced into a long span longitudinal stretching machine having an oven between two nip rolls for longitudinal stretching. The oven was divided into two zones, and the length of each zone was 1 m.
  • the thickness of the longitudinally stretched film was 90 ⁇ m
  • the in-plane retardation R 0 was 800 nm
  • the thickness direction retardation R th was 450 nm.
  • this longitudinally stretched film was subjected to transverse stretching by a tenter method to obtain an optical film.
  • the thickness of the obtained optical film was 19 ⁇ m, the internal HAZE was 0.2%, the in-plane retardation R 0 was 90 nm, the thickness direction retardation R th was 140 nm, and the optical homogeneity was 10 nm. The optical homogeneity was high, and it was suitable for use as a retardation film.
  • the content of the monomer unit derived from propylene in the copolymer (2) was 98 mol%, and the content of the monomer unit derived from 1-butene was 2 mol%.
  • Tm 158 ° C.
  • a-axis length 6.64 mm
  • b-axis length 21.28 mm
  • MFR 2 g / 10 min.
  • a raw film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene-1-butene random copolymer (2) was used in place of the copolymer (1), and the temperature for melt kneading with an extruder was 300 ° C. Produced.
  • the raw film was derived from a smectic crystal, and the ratio of the area of the profile derived from the smectic crystal was 97% in the entire area of the X-ray diffraction profile. In addition, spherulites were not generated in this raw film.
  • the in-plane retardation of the original film was 30 nm, and the internal HAZE was 0.4%.
  • the raw film was stored at 23 ° C. for 20 hours after the production was completed, and then the film (raw film) was introduced into a long span longitudinal stretching machine having an oven between two nip rolls for longitudinal stretching. The oven was divided into two zones, and the length of each zone was 1 m.
  • the thickness of the longitudinally stretched film was 68 ⁇ m, the in-plane retardation R 0 was 700 nm, and the thickness direction retardation R th was 410 nm.
  • this longitudinally stretched film was subjected to transverse stretching by a tenter method to obtain an optical film.
  • the chuck-to-chuck distance was 600 mm and the line speed was 1 m / min.
  • the thickness of the obtained optical film was 17 ⁇ m, the internal HAZE was 0.1%, the in-plane retardation R 0 was 130 nm, the thickness direction retardation R th was 130 nm, the optical homogeneity was 54 nm, and the optical homogeneity.
  • the sex was low.
  • the content of the monomer unit derived from propylene in the copolymer (3) was 99.3 mol%, and the content of the monomer unit derived from ethylene was 0.7 mol%.
  • a raw film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene-ethylene random copolymer (3) was used instead of the copolymer (1), and the temperature for melt kneading with an extruder was 300 ° C. .
  • the raw film was derived from smectic crystals, and the ratio of the area of the profile derived from smectic crystals was 94% in the entire area of the X-ray diffraction profile. In addition, spherulites were not generated in this raw film.
  • the in-plane retardation of the original film was 30 nm, and the internal HAZE was 0.5%.
  • the raw film was stored at 23 ° C. for 20 hours after the production was completed, and then the film (raw film) was introduced into a long span longitudinal stretching machine having an oven between two nip rolls for longitudinal stretching. The oven was divided into two zones, and the length of each zone was 1 m.
  • the thickness of the longitudinally stretched film was 69 ⁇ m, the in-plane retardation R 0 was 800 nm, and the thickness direction retardation R th was 410 nm.
  • this longitudinally stretched film was subjected to transverse stretching by a tenter method to obtain an optical film.
  • the chuck-to-chuck distance was 600 mm and the line speed was 1 m / min.
  • the obtained optical film has a thickness of 17 ⁇ m, an internal HAZE of 0.2%, an in-plane retardation R 0 of 180 nm, a thickness direction retardation R th of 150 nm, an optical homogeneity of 75 nm, and an optical homogeneity.
  • the sex was low.
  • an optical film that can be manufactured at low cost and has excellent optical homogeneity is provided.

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Abstract

1−ブテン由来の単量体単位とプロピレン由来の単量体単位とを有するプロピレン系共重合体であって、広角X線回折測定により求められる結晶格子定数のa軸長が6.70Åより大きく、b軸長が21.5Åより大きいプロピレン系共重合体を主成分とする層を少なくとも1層含有する光学フィルムが提供される。該フィルムは、低コストで供給可能であり、しかも光学的均質性に優れる。

Description

光学フィルム
 本発明は、低コストで製造することができ、光学的均質性に優れた光学フィルムに関する。
 携帯電話や液晶テレビ等に用いられる液晶表示装置には、液晶の光学的異方性に起因する光学的歪みや、表示色が視覚方向に依存する性質を補償するために、位相差フィルム等の光学フィルムが用いられている。
 これらの光学フィルムの材料には、例えば、ポリカーボネート樹脂や環状オレフィン重合体等の合成樹脂が用いられるが、これらの合成樹脂は高価である。安価な樹脂からなる光学フィルムとしては、例えば特開昭60−24502号公報に記載されているように、プロピレン−エチレン共重合体製フィルムからなる位相差板が知られている。
 しかしながら、特開昭60−24502号公報に記載されているようなプロピレン−エチレン共重合体製フィルムは、位相差ムラが大きく、光学的均質性に劣るという問題があり、さらなる改良が求められていた。
 本発明の目的は、低コストで製造することができ、光学的均質性に優れた光学フィルムを提供することにある。
 本発明は、1−ブテン由来の単量体単位とプロピレン由来の単量体単位とを有するプロピレン系共重合体であって、広角X線回折測定により求められる結晶格子定数のa軸長が6.70Åより大きく、b軸長が21.5Åより大きいプロピレン系共重合体を主成分とする層を少なくとも1層含有する光学フィルムに関するものである。
 図1は、広角X線回折プロファイルの解析方法を説明する図である。図中、符号1は、C×0.8のレベルにおけるピーク幅(度)を表わす。
 本発明の光学フィルムの主成分として用いられる樹脂としては、1−ブテン由来の単量体単位とプロピレン由来の単量体単位とを有するプロピレン系共重合体であって、広角X線回折測定により求められる結晶格子定数のa軸長が6.70Åより大きく、b軸長が21.5Åより大きいプロピレン系共重合体である。結晶格子定数が前記条件を満たすようなプロピレン系共重合体を主成分とするフィルムは、光学的均質性に優れるものとなる。
 プロピレン系共重合体の結晶格子定数は、プロピレン系共重合体のプレスフィルムを用いて広角X線回折測定することにより、求めることができる。具体的には、以下のような方法が用いられる。
(1)プレスフィルムの作製
 幅100mm×長さ100mm×厚さ1mmの金枠の中に9.0~9.5gのプロピレン系共重合体を入れ、230℃で5分間予熱後、5分間かけて常圧から5.0MPaまで昇圧し、5分間保圧する。その後、30℃で5分間冷却して厚さ1mmのサンプルを作成する。
(2)広角X線回折測定
 前記(1)の方法で得られるサンプルについて、広角X線回折を以下の条件で測定する。
機種  リガク製  RINT2000
管球  Cu
電圧  50KV
電流  100mA
ダイバージェンススリット 1.0°
スキャッタースリット   1.0°
レシービングスリット   0.15°
測定範囲  2θ:5~35°
(3)結晶格子定数の算出
 得られた広角X線回折スペクトルにおいて、回折角2θが16.0~17.0°の領域で回折ピーク強度が極大値を示す回折角を2θ(040)、回折角2θが12.5~15.0°の領域で回折ピーク強度が極大値を示す回折角を2θ(110)とする。θ(040)、θ(110)を次式d=nλ/2sinθ(n=1,λ=1.54オングストローム)のθに代入し、それぞれ結晶格子面間隔d(040)、d(110)を求め、下記式にて結晶格子定数であるb軸、a軸長を求める。
b軸長=4d(040)
a軸長=b軸長×d(110)/(b軸長−d(110) 1/2
 プロピレン系共重合体の結晶格子定数は、主にプロピレンと共重合する1−ブテンの共重合比率によって制御できる。通常、プロピレン系共重合体に含まれる1−ブテン由来の単量体単位の量が多くなるにつれて、a軸長、b軸長ともに大きくなる。
 本発明におけるプロピレン系共重合体は、1−ブテンとプロピレン由来の単量体単位とを有するプロピレン系共重合体である。
 広角X線回折測定により求められる結晶格子定数のa軸長が6.70Åより大きく、b軸長が21.5Åより大きいプロピレン系共重合体としては、例えば、プロピレン由来の単量体単位70~97.5モル%と、1−ブテン由来の単量体単位2.5~30モル%とからなるプロピレン−1−ブテンランダム共重合体(ただし該プロピレン−1−ブテンランダム共重合体に含まれるプロピレン由来の単量体単位と1−ブテン由来の単量体単位の合計を100モル%とする)である。
 プロピレン−1−ブテンランダム共重合体中の1−ブテンに由来する単量体単位の含有量は、該共重合体を用いて得られるフィルムの光学的均質性の観点から、好ましくは2.5モル%以上であり、より好ましくは10モル%以上であり、最も好ましくは18モル%以上である。また、1−ブテン含量が多い場合、ペレットの互着が生じやすくなるため、ハンドリングの観点から、好ましくは30モル%以下であり、より好ましくは25モル%以下であり、最も好ましくは22モル%以下である。
 本発明におけるプロピレン系共重合体は、プロピレンと1−ブテン以外の単量体に由来する単量体単位を含有していてもよい。このような単量体としては、例えば、エチレン、炭素原子数5~10のα−オレフィン、ポリエン化合物、環状オレフィン、ビニル芳香族化合物等が挙げられる。前記α−オレフィンとしては、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等の直鎖状のα−オレフィン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、2−エチル−1−ヘキセン、2,2,4−トリメチル−1−ペンテン等の分岐状のα−オレフィン等が挙げられる。プロピレン系共重合体の、プロピレンと1−ブテン以外の単量体に由来する単量体単位の含有量は、通常20モル%以下、好ましくは10モル%以下である。
 本発明におけるプロピレン系共重合体は、JIS K 7122に従う示差走査熱量測定において、−50~200℃に観察される結晶の融解熱量が1J/g以上の結晶融解ピーク、または結晶化熱量が1J/g以上の結晶化ピークを有する重合体であることが好ましく、さらに好ましくは、30J/g以上の結晶融解ピークと、30J/g以上の結晶化ピークの両ピークを有する共重合体である。このような熱的挙動を示す共重合体である場合には、液晶テレビなど長期間加温される条件で使用しても、収縮しにくく、光学的な品質が低下しにくいフィルムとなる。
 本発明の光学フィルムの主成分として用いられるプロピレン系共重合体の立体規則性として好ましくは、アイソタクチック構造またはシンジオタクチック構造を主として有する重合体である。
 本発明で用いられるプロピレン系共重合体のMFRは、加工性の観点から、0.1~20g/10分であることが好ましく、より好ましくは2~20である。なお、MFRはJIS K7210に従い、温度230℃、荷重21.18Nで測定される。
 本発明の光学フィルムの主成分として用いられるプロピレン系共重合体は、例えば、チーグラー・ナッタ型触媒、周期表第4族~第6族の遷移金属化合物を含有する触媒またはメタロセン触媒を用いて、プロピレンと1−ブテン、及び必要に応じて更に追加して使用される単量体とを共重合する方法で製造することができる。チーグラー・ナッタ型触媒としては、例えば、チタン含有固体状遷移金属成分と有機金属成分を含有する触媒等が挙げられ、メタロセン触媒としては、例えば、シクロペンタジエン形アニオン骨格を少なくとも1個有する周期表第4族~第6族の遷移金属化合物を含有する触媒等が挙げられる。
 重合方法としては、例えば、スラリー重合法、気相重合法、バルク重合法、溶液重合法等が挙げられる。また、これらの重合方法を単独で用いる一段重合法またはこれらの重合法を組み合わせた多段重合法が適用できる。
 本発明の光学フィルムは、前記したプロピレン系共重合体を主成分とする層を少なくとも一層含有するフィルムである。ここで、前記したプロピレン系共重合体を主成分とする層において、プロピレン系共重合体の含有量は50重量%超であり、70重量%以上であることが好ましく、90重量%以上であることがより好ましく、95重量%であることがさらに好ましく、100重量%であることが最も好ましい。
 本発明の光学フィルムにおいて、前記したプロピレン系共重合体を主成分とする層は、発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、前記プロピレン系共重合体以外のポリオレフィン系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、ロジン系樹脂、ポリテルペン系樹脂、合成石油樹脂、クマロン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、イソプレン系樹脂等の他の樹脂を含んでいてもよい。
 プロピレン系共重合体以外のポリオレフィン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレンとエチレンおよび炭素原子数5~20のα−オレフィンからなる群から選択される1種以上のオレフィンとの共重合体、エチレン単独重合体、エチレンと炭素原子数3~20のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。
 変性ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、アクリル酸、メタクリル酸、テトラヒドロフタル酸、グリシジルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート等の変性剤で変性されたポリオレフィン系樹脂が挙げられる。ここで変性に用いられるポリオレフィン系樹脂は、公知のポリオレフィンでよいが、例えば、エチレン系樹脂、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、コモノマーを含むランダムタイプポリプロピレン、多段重合によるブロックタイプポリプロピレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(1−ブテン)等が挙げられる。
 ロジン系樹脂としては、例えば、天然ロジン、重合ロジン、部分水添ロジン、完全水添ロジン、これらロジンのエステル化物(例えば、グリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル、エチレングリコールエステル、メチルエステル)、ロジン誘導体(例えば、不均化ロジン、フマル化ロジン、ライム化ロジン)が挙げられる。
 ポリテルペン系樹脂としては、例えば、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン等の環状テルペンの単独重合体、環状テルペンの共重合体、環状テルペンと、フェノール、ビスフェノール等のフェノール系化合物との共重合体(例えば、α−ピネン−フェノール樹脂、ジペンテン−フェノール樹脂、テルペン−ビスフェノール樹脂等のテルペン−フェノール系樹脂)、環状テルペンと芳香族モノマーとの共重合体である芳香族変性テルペン樹脂が挙げられる。
 合成石油樹脂としては、例えば、ナフサ分解油のC留分、C~C11留分およびその他オレフィン系留分の単独重合体や共重合体、これらの単独重合体や共重合体の水添物である脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環式系石油樹脂、脂肪族−脂環式共重合体が挙げられる。合成石油樹脂として、さらに、上記のナフサ分解油と上記のテルペンとの共重合体や、該共重合体の水添物である共重合系石油樹脂が挙げられる。
 ナフサ分解油の好ましいC留分としては、例えば、イソプレン、シクロペンタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン等のメチルブテン類、1−ペンテン、2−ペンテン等のペンテン類、ジシクロペンタジエンが挙げられる。C~C11留分として好ましくは、インデン、スチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン等のメチルスチレン類、メチルインデン、エチルインデン、ビニルキシレン、プロペニルベンゼンである。その他オレフィン系留分として好ましくは、ブテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ブタジエン、オクタジエンである。
 クロマン系樹脂としては、例えば、クロマンの単独重合体またはクロマンとインデンの共重合体等が挙げられる。
 フェノール系樹脂としては、例えば、アルキルフェノール樹脂、アルキルフェノールとアセチレンとの縮合によるアルキルフェノール−アセチレン樹脂およびこれら樹脂の変性物が挙げられる。ここで、これらフェノール系樹脂としては、フェノールを酸触媒でメチロール化したノボラック型樹脂や、アルカリ触媒でメチロール化したレゾール型樹脂のいずれであってもよい。
 キシレン系樹脂としては、例えば、m−キシレンとホルムアルデヒドとからなるキシレン−ホルムアルデヒド樹脂や、これに第3成分を反応させて得られた変性樹脂が挙げられる。
 イソプレン系樹脂としては、例えば、イソプレンの二量化体であるC10脂環式化合物とC10鎖状化合物とを共重合して得られる樹脂が挙げられる。
 プロピレン系共重合体と他の樹脂とを混合する場合には、前記プロピレン系共重合体と混練した際に、該プロピレン系共重合体の結晶格子定数を変化させないような樹脂を用いることが好ましい。すなわち、プロピレン系共重合体の非晶部分に相溶する樹脂が好ましい。
 本発明の光学フィルムには、発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、造核剤、滑剤、帯電防止剤等の添加剤を添加することができる。
 本発明の光学フィルムの製造方法としては、溶剤キャスト法や押出成形法が挙げられる。前者の方法は、有機溶剤に熱可塑性樹脂を溶解した溶液を、離型性を有する二軸延伸ポリエステルフィルム等の基材上にダイコーターによりキャスティングした後、乾燥して有機溶剤を除去し、基材上にフィルムを形成する方法である。このような方法で基材上に形成されたフィルムは、基材から剥離して使用される。押出成形法としては、インフレーション法、Tダイ法、カレンダー法等が挙げられる。製造コストの観点から、押出成形法が好ましく、特に光学的均質性の観点から、Tダイ法が好ましい。
 本発明の光学フィルムをTダイ押出成形法で製造するとき、Tダイより押し出された溶融体を冷却し固化させる方法としては、キャスティングロールとエアーチャンバーを用いて冷却する方法、キャスティングロールとタッチロールにより挟圧する方法、キャスティングロールと、該キャスティングロールにその周方向に沿って圧接するよう設けられた金属製の無端ベルトとの間で挟圧する方法、キャスティングロールと静電ピニングを用いて冷却する方法などが挙げられる。冷却にキャスティングロールを用いる場合には、透明性により優れる位相差フィルムを得るために、使用するキャスティングロールの表面温度は、−10~30℃であることが好ましい。
 キャスティングロールとタッチロールにより挟圧する方法でフィルムを製造する場合、タッチロールとしては、ゴムロール、または弾性変形可能な金属製無端ベルトからなる外筒と、該外筒の内部に弾性変形可能な弾性体からなるロールとを有し、かつ前記外筒と弾性体ロールとの間が温度調節用媒体により満たされてなる構造のロールを用いることが、配向が小さく光学的均質性に優れるフィルムが得られることから好ましい。
 タッチロールとしてゴムロールを使用する場合は、鏡面状の表面を有する光学フィルムを得るために、Tダイより押し出された溶融体は、キャスティングロールとゴムロールとの間で支持体とともに挟圧することが好ましい。支持体としては、厚みが5~50μmの熱可塑性樹脂からなる二軸延伸フィルムが好ましい。
 キャスティングロールと、該キャスティングロールにその周方向に沿って圧接するよう設けられた金属製の無端ベルトとの間で挟圧する方法によりフィルムを成形する場合、前記無端ベルトは、キャスティングロールの周方向に該キャスティングロールと平行に配置された複数のロールによって保持されていることが好ましい。より好ましくは、無端ベルトが、直径100~300mmの二本のロールで保持されてなり、無端ベルトの厚みが100~500μmである。
 前記した方法で得られる本発明の光学フィルムとしては、配向が極めて小さく、光学的均質性に優れるため、例えば偏光子保護フィルム等に好適である。また、このようなフィルムを少なくとも一方向に延伸することにより、位相差フィルムとして好適に使用できる。以下、位相差フィルムを製造する際に用いる延伸前のフィルムを、原反フィルムと称することもある。原反フィルムとしては、面内位相差が50nm以下のフィルムを用いることが好ましい。得られるフィルムの面内位相差を50nm以下にするためには、Tダイから押し出した溶融状シートを冷却固化させる工程において、バンク(樹脂溜まり)を生成させないことが必要である。バンクは、溶融状シートをキャスティングロールとタッチロールとの間やキャスティングロールと金属製無端ベルトとの間で挟圧する際に、挟圧力が高すぎる場合に発生する。バンクの発生を防止するために、挟圧力が20N/mm以下とすることが好ましく、より好ましくは10N/mm以下である。また、Tダイから押し出された溶融状シートをキャスティングロールとエアーチャンバーを用いて冷却する方法や、溶融状シートをキャスティングロールと静電ピニングを用いて冷却する方法は、ロール間で溶融状シートを挟圧しないのでバンクは発生せず、そのため、面内位相差の低減のためには有利である。
 また、前記した方法で得られる本発明の光学フィルムを偏光子保護フィルムや位相差フィルム用原反フィルムとして用いる場合は、本発明のフィルムを構成しているプロピレン系共重合体はスメクチック晶を含有する結晶を有しており、該プロピレン系共重合体の全結晶に占めるスメクチック晶の割合が90%以上であることが好ましい。プロピレン系共重合体の主な結晶構造はα晶とスメクチック晶であるが、前述の偏光子保護フィルムや位相差フィルム用原反フィルムは、プロピレン系共重合体の全結晶に占めるスメクチック晶の割合が90%以上であることが好ましい。本発明において、全結晶に占めるスメクチック晶の割合とは、広角X線回折で測定したX線回折プロファイルの全体面積中、スメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合のことである。回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来するプロファイルであることが好ましい。また、α晶が存在する場合であっても、そのα晶が球晶構造でないことが好ましい。
 α晶に由来する回折プロファイルとは、回折角(2θ)が10~30度の範囲での広角X線回折測定において観測される、14.2度付近、16.7度付近、18.5度付近および21.4度付近の4つのシャープなピークからなるものであり、スメクチック晶に由来する回折プロファイルとは、14.6度付近と21.2度付近の2つのブロードなピークからなるものである。
 回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来するプロファイルであるか否かは、回折角が13~15度の範囲に現れるピークがブロードであるか否かで判定し、このピークがブロードであるとき、回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来するプロファイルである。具体的には次のように判定する。X線回折プロファイルにおいて、回折角が13~15度の範囲で最も回折強度が高いピークの強度をCとするとき、そのピークの、C×0.8のレベルにおけるピーク幅Dが1度以上である場合に、その回折プロファイルの大部分はスメクチック晶に由来するプロファイルであると判定する。(図1参照)
 広角X線回折プロファイルの全体面積中に占めるスメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合は下記のようにして算出する。
(1) 回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来するか否かを上記の方法で判定する。
(2) 回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来すると判定されたとき、以下の手順でスメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合を算出する。
(3) 回折プロファイルをピーク分離ソフトウェアで処理してスメクチック晶のプロファイルとα晶のプロファイルとに分離する。
(4) 回折角が10~30度の範囲において、回折プロファイルの全体面積と、スメクチック晶に由来する回折プロファイルの面積を求め、前者に対する後者の割合を算出する。
 全結晶に占めるスメクチック晶の割合が90%以上である本発明のフィルムは、プロピレン系共重合体を用いて、例えば、冷却ロールの表面温度を20℃以下とすることで作製することができる。例えば、Tダイより押し出された溶融状シートを二本のロールの間で狭圧する方法の場合、少なくとも一本のロールの表面温度を20℃以下とすればよい。また、全結晶に占めるα晶の割合の低減に有利である点では、キャスティングロールとタッチロールにより挟圧する方法や、キャスティングロールと、該キャスティングロールにその周方向に沿って圧接するよう設けられた金属製無端ベルトとの間で挟圧する方法が好ましい。また、溶融体を冷却固化する際に溶融体全体を速やかに冷却することができるように、フィルムの厚みは30~200μmであることが好ましい。
 光学的な均一性により優れる位相差フィルムを得るためには、延伸に供する原反フィルムは厚みムラが小さいことが好ましい。原反フィルムの厚みの最大値と最小値の差は10μm以下であることが好ましく、より好ましくは4μm以下である。
 原反フィルムを延伸することにより、位相差フィルムを得ることができる。原反フィルムの延伸方法としては、縦延伸、横延伸、逐次二軸延伸、同時二軸延伸が挙げられる。位相差フィルムが組み込まれる液晶表示装置の種類により、該位相差フィルムを作製する延伸方法は異なり、縦延伸のみの場合もあり、横延伸のみの場合もあり、二軸延伸の場合もある。垂直配向モード液晶ディスプレイに使用する場合は、二軸延伸により位相差フィルムを作製する。逐次二軸延伸の場合、縦延伸を先に行った後、横延伸を行う方法と、横延伸を先に行った後、縦延伸を行う方法のどちらの方法で行ってもよい。
 縦延伸方法としては、二つ以上のロールの回転速度差により原反フィルムを延伸する方法や、ロングスパン延伸法が挙げられる。ロングスパン延伸法とは、二対のニップロールとその間にオーブンを有する縦延伸機を用い、該オーブン中で原反フィルムを加熱しながら前記二対のニップロールの回転速度差により延伸する方法である。光学的な均一性が高い位相差フィルムが得られるため、ロングスパン縦延伸法が好ましい。とりわけエアーフローティング方式のオーブンを用いることが好ましい。エアーフローティング方式のオーブンとは、該オーブン中に原反フィルムを導入した際に、該原反フィルムの両面に上部ノズルと下部ノズルから熱風を吹き付けることが可能な構造である。複数の上部ノズルと下部ノズルがフィルムの流れ方向に交互に設置されている。該オーブン中、原反フィルムが前記上部ノズルと下部ノズルのいずれにも接触しないようにしながら、延伸する。この場合の延伸温度(すなわち、オーブン中の雰囲気の温度)は、使用するプロピレン系共重合体の融点より90℃低い温度(Tm−90℃)以上、使用するプロピレン系共重合体の融点以下であることが好ましい。オーブンが2ゾーン以上に分かれている場合、それぞれのゾーンの温度設定は同じでもよいし、異なってもよい。縦延伸倍率は、限定はされないが、通常1.01~5倍であり、光学的な均一性により優れる位相差フィルムが得られるため、1.05~3倍であることが好ましい。
 横延伸方法としては、チャック等で両端を固定した原反フィルムを、オーブン中でチャック間隔を広げて延伸するテンター法が挙げられる。横延伸倍率は、通常、2~10倍であり、得られる位相差フィルムの光学的な均一性が高いという観点から、4~7倍であることが好ましい。特に、下記の工程を順に経て横延伸することが好ましい。
 原反フィルムまたは縦延伸したフィルムを、前記フィルムを使用するプロピレン系共重合体の(Tm−30℃)以上、(Tm+10℃)以下の予熱温度で予熱する工程;
 予熱された前記フィルムを、前記予熱温度よりも低い延伸温度で横方向に延伸する工程;
 横方向に延伸された前記フィルムを熱固定する工程。
 テンター法で横延伸する場合には、予熱工程を行うゾーン、延伸工程を行うゾーン、熱固定工程を行うゾーンのオーブン温度は独立に温度調節をすることができる装置を使用する。前記のような条件下で横延伸を行うことにより、軸精度に優れ、かつ均一な位相差を有する位相差フィルムを得ることができる。
 横延伸の予熱工程は、フィルムを幅方向に延伸する工程の前に設置される工程であり、フィルムを延伸するのに十分な高さの温度まで該フィルムを加熱する工程である。ここで予熱工程での予熱温度は、オーブンの予熱工程を行うゾーン内の雰囲気の温度を意味し、延伸するフィルムに含まれるプロピレン系共重合体の融点以上の温度である。予熱温度は、得られる位相差フィルムの軸精度に大きく影響し、融点よりも低い予熱温度では、得られる位相差フィルムにおいて均一な位相差を達成することができない。延伸されるフィルムの予熱工程滞留時間は、30~120秒であることが好ましい。この予熱工程での滞留時間が30秒に満たない場合は、延伸工程でフィルムが延伸されるときに応力が分散し、位相差フィルムとしての軸、位相差の均一性に不利な影響を及ぼす可能性があり、また、滞留時間が120秒を超える場合は、必要以上に熱を受け、フィルムが部分的に融解し、ドローダウン(下に垂れる)する可能性ある。予熱工程滞留時間は、30~60秒であることがさらに好ましい。
 横延伸の延伸工程は、フィルムを幅方向に延伸する工程である。この延伸工程での延伸温度(これは、オーブンの延伸工程を行うゾーン内の雰囲気の温度を意味する)は予熱温度より低い温度である。予熱されたフィルムを予熱工程よりも低い温度で延伸することにより、該フィルムを均一に延伸できるようになり、その結果、光軸および位相差の均一性が優れた位相差フィルムが得られる。延伸温度は、予熱工程における予熱温度より3~20℃低いことが好ましく、5~15℃低いことがより好ましい。
 横延伸の熱固定工程とは、延伸工程終了時におけるフィルム幅を保った状態で該フィルムをオーブン内の所定温度の雰囲気内を通過させる工程である。フィルムの位相差や光軸など光学的特性の安定性を効果的に向上させるために、熱固定温度は、延伸工程における延伸温度よりも20℃低い温度から延伸温度よりも30℃高い温度までの範囲内であることが好ましい。
 横延伸の工程は、更に熱緩和工程を有してもよい。この工程は、テンター法においては通常、延伸ゾーンと熱固定ゾーンとの間に設けられ、他のゾーンから独立して温度設定が可能な熱緩和ゾーンにおいて行われる。具体的には、熱緩和は、延伸工程においてフィルムを所定の幅に延伸した後、チャックの間隔を数%(通常は、0.1~10%)だけ狭くし、無駄な歪を取り除くことで行われる。
 延伸は、原反フィルムのスメクチック晶の割合が90%以上である状態で行うことが、位相差の均一性が高い位相差フィルムを生成させるために好ましい。原反フィルム製造直後はスメクチック晶の割合が90%以上であっても、時間の経過とともにスメクチック晶の割合は低下して、スメクチック晶の割合が90%未満となる場合もある。そのため、原反フィルムを製造してから168時間以内に延伸を行うことが好ましく、72時間以内に延伸を行うことがより好ましい。また、製造した原反フィルムを巻き取ることなくそのまま延伸を行う方法も、スメクチック晶の割合が高い状態のまま延伸を行うためには好ましい。原反フィルムのスメクチック晶の割合が90%以上である状態を保つためには、原反フィルムを製造してから、延伸するまでの間、できるだけ低温で原反フィルムを保管することが好ましい。原反フィルムの保管温度は、具体的には30℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましく、10℃以下が特に好ましい。原反フィルムの保管温度の下限に制限はないが、保管温度は通常は−10℃以上である。
 位相差フィルムに求められる位相差は、該位相差フィルムが組み込まれる液晶表示装置の種類により異なるが、通常、面内位相差Rは30~300nmである。後述する垂直配向モード液晶ディスプレイに使用する場合は、視野角特性に優れるという観点から、面内位相差Rが40~70nmであり、厚み方向位相差Rthは、90~230nmであることが好ましい。位相差フィルムを製造する際の延伸倍率と、製造する位相差フィルムの厚みを制御することにより、所望の位相差を有する位相差フィルムを得ることができる。
 本発明の位相差フィルムは、フィルム面内(500mm幅×500mm長さの面内)の位相差の最大値と最小値との差が10nm以下であり、フィルムの幅方向500mmの光軸を測定した場合、光軸が−1°以上+1°以下であり、光学的な均一性が高い位相差フィルムである。
 本発明の光学フィルムの厚さは、特に制限はなく、設計する位相差値等に応じて適宜設定されるが、通常、5~500μmであり、好ましくは10~100μm、さらに好ましくは10~60μmである。
 本発明の光学フィルムは内部ヘイズが1.0%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5%以下である。内部ヘイズが小さく、非常に透明であると、本発明の光学フィルムを用いた液晶表示装置の正面コントラストは高くなる。ヘイズはフィルムの透明性をあらわす指標であり、ヘイズが小さいほどがフィルムはより透明である。ヘイズは、JIS K−7136に従い測定できる物性値である。フィルムの透明性はフィルムの表面状態に起因する散乱の影響と結晶状態などフィルムの内部状態に起因する散乱の影響を受け、それぞれの散乱の度合いが大きいほどフィルムの透明性が低下する。フィルムの表面状態に起因する散乱の影響で低下する透明性は、本発明の光学フィルムを用いた液晶表示装置の正面コントラストを低下させないため、本発明の光学フィルムの性能を正しく評価するために、フィルムの表面状態に起因する散乱の影響により低下した透明性を除外した値を評価することにした。その指標を本発明においては内部ヘイズと呼ぶ。内部ヘイズは、フィルムを石英ガラス製の容器(セル)に、ポリプロピレン系樹脂とほぼ同じ屈折率を有する液体であるフタル酸ジメチルと、測定するフィルムを入れた状態で、JIS K−7136に準じた方法で測定した値である。
 本発明の光学フィルムは、プロピレン系共重合体を主成分とする層のみからなる単層フィルムであってもよく、前記層を含む多層フィルムであってもよい。多層フィルムである場合には、共押出法により製造してもよいし、異なるフィルム同士を貼合してもよい。また、単層または多層フィルムに、コーティングにより層を積層することもできる。
 本発明の光学フィルムは、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いられる、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、視野角拡大フィルムおよび輝度向上フィルム等に用いることができる。なかでも、位相差フィルムに好適である。
 本発明の光学フィルムは、液晶表示装置の一部として用いることができ、例えば、液晶セルの片側又は両側に貼着する方法や、液晶セルに粘着層を介さずに積層する方法があげられる。また、本発明の光学フィルムには、ハードコート層、防眩層、反射防止層、保護層、粘着層、配向膜、液晶層が塗工されていてもよい。
 本発明の位相差フィルムは、種々の偏光板や液晶層などと積層されて、携帯電話、携帯情報端末(Personal Digital Assistant:PDA)、パソコン、大型テレビ等の液晶表示装置として好ましく使用される。本発明の位相差フィルムを積層して使用する液晶表示装置(LCD)としては、光学補償ベンド(Optically Compensated Bend:OCB)モード、垂直配向(Vertical Alignment:VA)モード、横電界(In−Plane Switching:IPS)モード、薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:TFT)モード、ねじれネマティック(Twisted Nematic:TN)モード、超ねじれネマティック(Super Twisted Nematic:STN)モードなど種々のモードの液晶表示装置が挙げられる。特に、VAモードの液晶表示装置に使用する場合に視野角依存性を改良するのに効果的である。液晶表示装置は一般に、2枚の基板とそれらの間に挟持される液晶層とを有する液晶セルの両側に、それぞれ偏光板が配置されており、その一方の外側(背面側)に配置されたバックライトからの光のうち、液晶セルとバックライトの間にある偏光板の透過軸に平行な直線偏光だけが液晶セルへ入射するようになっている。背面側偏光板と液晶セルとの間および/または表側偏光板と液晶セルとの間に粘着剤を介して配置することができる。また、偏光板は通常、ポリビニルアルコールからなる偏光フィルムを保護するために2枚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルムなどの保護フィルムで接着剤を介して挟持した構成となっているが、本発明の位相差フィルムは、表側偏光板および/または背面側偏光板の液晶セル側の保護フィルムの代わりにこれが接着剤で偏光フィルムに貼合されることで、光学補償フィルム(位相差フィルム)と保護フィルムの両方の役割を果たすことも可能である。
 以下の実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
 物性測定は、下記のとおりに行った。
(1)結晶融解熱量および結晶化熱量および融点
 JIS K 7122に従い、示差走査熱量計(セイコー電子工業(株)社製DSC220C:入力補償DSC)によって測定を行った。具体的には、状態調整として、試料重合体を室温から200℃まで30℃/分で昇温し、200℃で5分間保持した。次に、10℃/分で−50℃まで降温し(ステップ1)、−50℃で5分間保持した後、−50℃から200℃まで10℃/分で昇温し(ステップ2)、熱量測定を行った。ステップ1のDSC曲線の結晶化ピークより結晶化熱量を求め、ステップ2のDSC曲線の結晶融解ピークより結晶融解熱量を求めた。また該融解ピークの頂点の温度を融点(Tm)とした。
(2)プロピレン系共重合体中の1−ブテンに由来する単量体単位の含有量(mol%)
 1−ブテンに由来する単量体単位の含有量は、IRスペクトル測定を行い、「高分子ハンドブック」(1995年、紀伊国屋書店発行)の第619頁に記載されている方法に従って求めた。
(3)プロピレン系共重合体中のエチレンに由来する単量体単位の含有量(mol%)
 エチレンに由来する単量体単位の含有量はIRスペクトル測定を行い、「高分子ハンドブック」(1995年、紀伊国屋書店発行)の第616頁に記載されている(i)ランダム共重合体に関する方法に従って求めた。
(4)メルトフローレイト(MFR)
 JIS K 7210に従って、試験温度230℃、試験荷重21.18Nで測定した。
(5)プロピレン系共重合体の結晶格子定数
 プロピレン系共重合体を神藤金属工業製の圧縮成形機AYSR−10型を用いて、230℃で5分間予熱後、5分間かけて5.0MPaまで昇圧し、5分間保圧した。その後、30℃で5分間冷却して厚さ1mmのサンプルを作成し、広角X線回折を以下の条件で測定した。
機種  リガク製  RINT2000
管球  Cu
電圧  50KV
電流  100mA
ダイバージェンススリット 1.0°
スキャッタースリット   1.0°
レシービングスリット   0.15°
測定範囲  2θ:5~35°
 得られた広角X線回折スペクトルにおいて、回折角2θが16.0~17.0°の領域で回折ピーク強度が極大値を示す回折角を2θ(040)、回折角2θが12.5~15.0°の領域で回折ピーク強度が極大値を示す回折角を2θ(110)とする。θ(040)、θ(110)を次式d=nλ/2sinθ(n=1,λ=1.54オングストローム)のθに代入し、それぞれ結晶格子面間隔d(040)、d(110)を求め、下記式にて結晶格子定数であるb軸、a軸長を求めた。
b軸長=4d(040)
a軸長=b軸長×d(110)/(b軸長−d(110) 1/2
(6)面内位相差R、厚さ方向位相差Rth
 フィルムの面内遅相軸方向の屈折率をn、面内進相軸方向(遅相軸と面内で直交する方向)の屈折率をn、厚さ方向の屈折率をn、厚さdを測定し、面内の位相差値(R)および厚さ方向の位相差値(Rth)は、それぞれ下式(I)および(II)で定義される。
=(n−n)×d        (I)
th=[(n+n)/2−n]×d  (II)
各屈折率を、位相差測定装置(王子計測機器(株)製、KOBRA−WPR)を用いて、縦1.5倍、横4倍の逐次二軸延伸法によって得られたフィルムにおいて、幅300mmの位相差を16個のサンプルについて測定し、その平均を算出した。
(7)光学的均質性
 前記(4)で測定したRの最大値と最小値の差を光学的均質性を表す指標とした。この差が小さいほど光学的均質性が高く、好ましい。
(8)広角X線回折
 原反フィルムの広角X線回折を回折角(2θ)が5~35度の範囲で測定を行った。得られた回折プロファイルを以下の手順で解析した。
 先ず、回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来するか否かを判定する。具体的には、回折プロファイルにおいて、回折角が13~15度の範囲で最も回折強度が高いピークの強度をCとするとき、そのピークのC×0.8のレベルにおけるピーク幅Dが1度以上である場合に、その回折プロファイルの大部分はスメクチック晶に由来するプロファイルであると判定する。
 広角X線回折プロファイルの全体面積中に占めるスメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合は下記のようにして算出する。
(i) 回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来するか否かを上記の方法で判定する。
(ii) 回折プロファイルの大部分がスメクチック晶に由来すると判定されたとき、以下の手順でスメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合を算出する。
(iii) 回折プロファイルをピーク分離ソフトウェアで処理してスメクチック晶のプロファイルとα晶のプロファイルとに分離する。解析ソフトウェアとして、株式会社リガク製のJADE(Ver.5)ソフトウェアを用いる。ソフトに付属のピーク分離コマンドから、回折プロファイルのピーク分離に必要なプロファイル特性をPearson−V11=1.5とする。
(iv) 精密化のために、実施例および比較例では、ピーク分離で用いる回折角度は、スメクチック晶に由来する14.6度と21.2度、およびα晶に由来する14.2度および16.7度および18.5度および21.4度とし、これらを固定値とした。
(v) さらに、精密化の変数として、高さ、半値幅、計定数、非対称を選択して、最適化を実行し、スメクチック晶に由来する14.6度と21.2度にピークを有する回折プロファイルの面積を算出し、これを回折プロファイルの総面積で除算することにより、スメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合を求めた。
(9)内部ヘイズ
 内部ヘイズは、フィルムを石英ガラス製の容器(セル)に、ポリプロピレン系樹脂とほぼ同じ屈折率を有する液体であるフタル酸ジメチルと、測定するフィルムを入れた状態で、JIS K−7136に準じた方法で測定した。
 実施例1
[プロピレン−1−ブテンランダム共重合体の製造]
[予備重合−1]
 内容積3Lの撹拌機付きSUS製オートクレーブに、充分に脱水、脱気処理したn−ヘキサン1.5L、トリエチルアルミニウム25ミリモル、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン2.5ミリモルと上記固体触媒成分15gを添加し、オートクレーブ内の温度を約10℃に保ちながらプロピレン35gを約30分かけて連続的に供給して予備重合を行った後、予備重合スラリーを内容積150Lの攪拌機付きSUS製オートクレーブに移送し、液状ブタン100Lを加えて、予備重合触媒成分のスラリーとした。
[重合工程−1]
 内容積1440Lの攪拌機付き流動床反応器に、プロピレン、1−ブテン、水素、トリエチルアルミニウム、シクロヘキシルエチルジメトキシシランおよび予備重合触媒成分のスラリーを連続的に供給し、重合温度65℃、重合圧力1.1MPa、循環ガス風量150m/時間、反応器内のプロピレン濃度68.7モル%、1−ブテン濃度23.1モル%、水素濃度8.16モル%、トリエチルアルミニウムの供給量31.6ミリモル/時間、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシランの供給量3.17ミリモル/時間、予備重合触媒成分のスラリーの供給量が固体触媒成分換算として0.78g/時間の条件で連続的に重合を行った。得られた重合体(A−1)は14.5kg/時間で内容積325Lの反応器に抜き出され、固体触媒をメタノール0.3Lで失活させた後、回収ドラムで60℃、2時間窒素乾燥し、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体(1)を回収した。共重合体(1)の物性を表1に示す。共重合体(1)中のプロピレン由来の単量体単位の含有量は80mol%であり、1−ブテン由来の単量体単位の含有量は20mol%であった。MFRは8g/10分であった。
[光学フィルムの作成]
 あらかじめ、二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡績(株)社製:25μm)を繰出機より繰出し、金属製冷却ロールとシリコン製ゴムロールからなる挟圧部分を経由し巻取機で巻き取る通常の押出ラミネーション法の通紙ラインで通紙した。金属製冷却ロールとシリコン製ゴムロールの挟圧部分の真上に450mm巾Tダイを配置した状態で、上記で得られた重合体(1)を50mmφ押出機を用い240℃で溶融混練し、Tダイのリップから押出した溶融状シートを二軸延伸ポリエステルフィルム上に積層し、10℃に温調した金属製冷却ロールと10℃に温調したシリコン製ゴムロールにて挟圧し、ライン速度5m/分で冷却固化させた後、巻取機にて巻き取り、厚さ80μmの原反フィルムを得た。このとき、冷却ロールとゴムロールとの間にバンクは発生していなかった。原反フィルムは大部分がスメクチック晶に由来し、X線回折プロファイルの全体面積中、スメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合は95%であった。また、この原反フィルムには球晶は発生していなかった。原反フィルムの面内位相差は30nmであり、内部HAZEは0.4%であった。
 前記原反フィルムをその製造完了から23℃で20時間保管した後に、該原反フィルムを2組のニップロール間にオーブンを有するロングスパン縦延伸機に導入して縦延伸を行った。オーブンは2ゾーンに分かれており、各ゾーンの長さは1mであった。縦延伸の条件は、第1ゾーンの温度=90℃、第2ゾーンの温度=94℃、入口速度=5m/分、延伸倍率=1.5倍であった。縦延伸フィルムの厚みは73μm、面内位相差Rは630nm、厚み方向位相差Rthは350nmであった。
 さらに、この縦延伸フィルムをテンター法で横延伸を行い、光学フィルムを得た。横延伸の条件は、予熱ゾーンの温度=125℃、延伸ゾーンの温度=120℃、熱固定ゾーンの温度=120℃、延伸倍率=4倍、横延伸機の入口におけるチャック間距離=150mm、出口におけるチャック間距離=600mm、ライン速度=1m/分であった。得られた光学フィルムの厚みは15μm、内部HAZEは0.2%、面内位相差Rは110nm、厚み方向位相差Rthは100nmであり、光学的均質性は8nmであった。光学的均質性は高く、位相差フィルムとして使用するのに適していた。
実施例2
 実施例1と同じ共重合体(1)を用い、以下の方法に従って(6)の評価用の光学フィルムを作成した。
[光学フィルムの作製]
 共重合体(1)を、シリンダー温度を250℃とした50mmφ押出機に投入して溶融混練し、13kg/hの押出量で前記押出機に取り付けられた450mm巾Tダイより押出した。押出されたフィルム状の溶融共重合体を、13℃に温調した250mmφの冷却ロールと、13℃に温調した金属スリーブからなる外筒とその内部にある弾性体ロールから構成されるタッチロールにより挟圧して冷却し、厚さ100μmの原反フィルムを得た。Tダイの吐出口とロールとの距離(エアーギャップ)は20mm、冷却ロールとタッチロールとの間で溶融状シートを挟圧した距離は10mmであった。このとき、冷却ロールとタッチロールとの間にバンクは発生していなかった。原反フィルムは大部分がスメクチック晶に由来し、X線回折プロファイルの全体面積中、スメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合は95%であった。また、この原反フィルムには球晶は発生していなかった。原反フィルムの面内位相差は30nmであり、内部HAZEは0.4%であった。
 前記原反フィルムをその製造完了から23℃で20時間保管した後に、該フィルム(原反フィルム)を2組のニップロール間にオーブンを有するロングスパン縦延伸機に導入して縦延伸を行った。オーブンは2ゾーンに分かれており、各ゾーンの長さは1mであった。縦延伸の条件は、第1ゾーンの温度=90℃、第2ゾーンの温度=94℃、入口速度=5m/分、延伸倍率=1.5倍であった。縦延伸フィルムの厚みは90μm、面内位相差Rは800nm、厚み方向位相差Rthは450nmであった。
 さらに、この縦延伸フィルムをテンター法で横延伸を行い、光学フィルムを得た。横延伸の条件は、予熱ゾーンの温度=128℃、延伸ゾーンの温度=120℃、熱固定ゾーンの温度=120℃、延伸倍率=4倍、横延伸機の入口におけるチャック間距離=150mm、出口におけるチャック間距離=600mm、ライン速度=1m/分であった。得られた光学フィルムの厚みは19μm、内部HAZEは0.2%、面内位相差Rは90nm、厚み方向位相差Rthは140nmであり、光学均質性は10nmであった。光学的均質性は高く、位相差フィルムとして使用するのに適していた。
比較例1
[プロピレン−1−ブテンランダム共重合体の製造]
 実施例1の[予備重合−1]に記載したのと同様の方法で予備重合を実施した。
 重合温度80℃、重合圧力1.8MPa、反応器内のプロピレン濃度97.3モル%、1−ブテン濃度1.1モル%、水素濃度1.6モル%、トリエチルアルミニウムの供給量48ミリモル/時間、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシランの供給量6ミリモル/時間とした以外は実施例1と同様に重合を行うことにより、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体(2)を回収した。共重合体(2)中のプロピレン由来の単量体単位の含有量は98mol%であり、1−ブテン由来の単量体単位の含有量は2mol%であった。Tm=158℃、a軸長=6.64Å、b軸長=21.28Å、MFR=2g/10分であった。
[光学フィルムの作製]
 共重合体(1)の代わりにプロピレン−1−ブテンランダム共重合体(2)を使用し、押出機で溶融混練する温度を300℃とした以外は実施例1と同様にして原反フィルムを作製した。原反フィルムは大部分がスメクチック晶に由来し、X線回折プロファイルの全体面積中、スメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合は97%であった。また、この原反フィルムには球晶は発生していなかった。原反フィルムの面内位相差は30nmであり、内部HAZEは0.4%であった。
 前記原反フィルムをその製造完了から23℃で20時間保管した後に、該フィルム(原反フィルム)を2組のニップロール間にオーブンを有するロングスパン縦延伸機に導入して縦延伸を行った。オーブンは2ゾーンに分かれており、各ゾーンの長さは1mであった。縦延伸の条件は、第1ゾーンの温度=142℃、第2ゾーンの温度=146℃、入口速度=5m/分、延伸倍率=1.5倍であった。縦延伸フィルムの厚みは68μm、面内位相差Rは700nm、厚み方向位相差Rthは410nmであった。
 さらに、この縦延伸フィルムをテンター法で横延伸を行い、光学フィルムを得た。横延伸の条件は、予熱ゾーンの温度=158℃、延伸ゾーンの温度=148℃、熱固定ゾーンの温度=148℃、延伸倍率=4倍、横延伸機の入口におけるチャック間距離=150mm、出口におけるチャック間距離=600mm、ライン速度=1m/分であった。得られた光学フィルムの厚みは17μm、内部HAZEは0.1%、面内位相差Rは130nm、厚み方向位相差Rthは130nmであり、光学的均質性は54nmであり、光学的均質性が低かった。
比較例2
[プロピレン−エチレンランダム共重合体の製造]
 実施例1の[予備重合−1]に記載したのと同様の方法で予備重合を実施した。
 内容積1440Lの攪拌機付き流動床反応器に、プロピレン、エチレン、水素、トリエチルアルミニウム、シクロヘキシルエチルジメトキシシランおよび予備重合触媒成分のスラリーを連続的に供給し、重合温度80℃、重合圧力1.0MPa、反応器内のプロピレン濃度98.5モル%、エチレン濃度1.25モル%、水素濃度0.25モル%、トリエチルアルミニウムの供給量50ミリモル/時間、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシランの供給量5ミリモル/時間とした以外は実施例1と同様に重合を行うことにより、プロピレン−エチレンランダム共重合体(3)を回収した。共重合体(3)中のプロピレン由来の単量体単位の含有量は99.3mol%であり、エチレン由来の単量体単位の含有量は0.7mol%であった。Tm=159℃、結晶融解熱量90J/g、a軸長=6.64Å、b軸長=21.12Å、MFR=2g/10分であった。
[光学フィルムの作製]
 共重合体(1)の代わりにプロピレン−エチレンランダム共重合体(3)を使用し、押出機で溶融混練する温度を300℃とした以外は実施例1と同様にして原反フィルムを作製した。原反フィルムは大部分がスメクチック晶に由来し、X線回折プロファイルの全体面積中、スメクチック晶に由来するプロファイルの面積の割合は94%であった。また、この原反フィルムには球晶は発生していなかった。原反フィルムの面内位相差は30nmであり、内部HAZEは0.5%であった。
 前記原反フィルムをその製造完了から23℃で20時間保管した後に、該フィルム(原反フィルム)を2組のニップロール間にオーブンを有するロングスパン縦延伸機に導入して縦延伸を行った。オーブンは2ゾーンに分かれており、各ゾーンの長さは1mであった。縦延伸の条件は、第1ゾーンの温度=142℃、第2ゾーンの温度=146℃、入口速度=5m/分、延伸倍率=1.5倍であった。縦延伸フィルムの厚みは69μm、面内位相差Rは800nm、厚み方向位相差Rthは410nmであった。
 さらに、この縦延伸フィルムをテンター法で横延伸を行い、光学フィルムを得た。横延伸の条件は、予熱ゾーンの温度=158℃、延伸ゾーンの温度=148℃、熱固定ゾーンの温度=148℃、延伸倍率=4倍、横延伸機の入口におけるチャック間距離=150mm、出口におけるチャック間距離=600mm、ライン速度=1m/分であった。得られた光学フィルムの厚みは17μm、内部HAZEは0.2%、面内位相差Rは180nm、厚み方向位相差Rthは150nmであり、光学的均質性は75nmであり、光学的均質性が低かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明によれば、低コストで製造することができ、光学的均質性に優れた光学フィルムが提供される。

Claims (4)

  1.  1−ブテン由来の単量体単位とプロピレン由来の単量体単位とを有するプロピレン系共重合体であって、広角X線回折測定により求められる結晶格子定数のa軸長が6.70Åより大きく、b軸長が21.5Åより大きいプロピレン系共重合体を主成分とする層を少なくとも1層含有する光学フィルム。
  2.  前記プロピレン系共重合体は、70~97.5モル%のプロピレン由来単量体単位と、2.5~30モル%の1−ブテン由来単量体単位とからなるプロピレン−1−ブテンランダム共重合体である請求の範囲第1項に記載の光学フィルム。
  3.  前記プロピレン系共重合体を主成分とする層における前記プロピレン系共重合体の含有量が50重量%を超える請求の範囲第1項に記載の光学フィルム。
  4.  請求の範囲第1項~第3項のいずれか1項に記載の光学フィルムからなる位相差フィルム。
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