説明

セルロースアシレートフィルム、偏光板および液晶表示装置

【課題】湿熱変化時の伸縮率が小さく、面内方向および/または膜厚方向のレターデーションの湿熱耐久性に優れた、液晶表示装置に有用なセルロースアシレートフィルムを提供する。
【解決手段】セルロースアシレートのアシル基置換度をDSとしたときに下記式(A)を満たし、60℃相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後における波長590nmにおける膜厚方向レターデーション値Rth(590)の変化量の絶対値が5nm以下であり、延伸してなり、かつ、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値ARが1.15〜1.8であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
式(A):2.0≦DS<2.8

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、湿熱変化時の伸縮率が小さく、面内方向および/または膜厚方向のレターデーションの湿熱耐久性に優れた、液晶表示装置に有用なセルロースアシレートフィルムからなる光学フィルムに関する。また、該フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置にも関する。
【背景技術】
【0002】
一般に液晶表示装置は、液晶セル、光学補償シート、偏光子により構成される。光学補償シートは、画像着色の解消や、視野角を拡大する目的で使用されるものであり、延伸した複屈折フィルムや透明フィルムに液晶を塗布したフィルムが挙げられる。例えば、特許文献1ではディスコティック液晶をトリアセチルセルロースフィルム上に塗布し配向させて固定化した光学補償シートをTNモードの液晶セルに適用し、視野角を広げる技術が開示されている。
【0003】
しかしながら、大画面で様々な角度から見ることが想定されるテレビ用途の液晶表示装置は視野角依存性に対する要求が厳しく、前述のような手法をもってしても要求を満足することはできていない。そのため、IPS(In−Plane Switching)モード、OCB(Optically Compensatory Bend)モード、VA(Vertically Aligned)モードなど、TNモードとは異なる液晶表示装置が研究されている。特にVAモードはコントラストが高く、製造の歩留まりが比較的高いことから、TV用途の液晶表示装置として現在主流になりつつある。
【0004】
液晶表示装置に不可欠な偏光子の素材としては、一般に、ポリビニルアルコール(以下、「PVA」とも記す。)が主に用いられる。PVAフィルムは、一軸延伸してからヨウ素あるいは二色性染料で染色するか、あるいは染色してから延伸し、その後ホウ素化合物で架橋することにより偏光性能が付与され、偏光子として用いられる。
【0005】
ここで、偏光板の保護フィルムのような光学的等方性が要求される用途には、セルロースアシレートフィルムが通常用いられている。これは、セルロースアシレートフィルムが、他のポリマーフィルムと比較して、光学的等方性が高い(レターデーション値が低い)という特徴を有することに基づく。
【0006】
一方、液晶表示装置の光学補償シート(位相差フィルム)には、逆に光学的異方性(高いレターデーション値)が要求される。特にVA用の光学補償シートでは30〜200nmの正面レターデーション(Re)、70〜400nmの膜厚方向レターデーション(Rth)が必要とされる。従って、光学補償シートとしては、ポリカーボネートフィルムやポリスルホンフィルムのようなレターデーション値が高い合成ポリマーフィルムを用いることが普通であった。
【0007】
すなわち、液晶表示装置に使用する光学部材には、ポリマーフィルムに光学的異方性(高いレターデーション値)が要求される場合には合成ポリマーフィルムを使用し、光学的等方性(低いレターデーション値)が要求される場合にはセルロースアシレートフィルムを使用することが一般的な原則であった。
【0008】
特許文献2には、従来の一般的な原則を覆して、光学的異方性が要求される用途にも使用できる高いレターデーション値を有するセルロースアセテートフィルムが提案されている。この提案ではセルローストリアセテートで高いレターデーション値を実現するために、少なくとも2つの芳香環を有する芳香族化合物、中でも1,3,5−トリアジン環を有する化合物を添加し、延伸処理を行っている。一般にセルローストリアセテートは延伸しにくい高分子素材であり、複屈折率を大きくすることは困難であることが知られているが、添加剤を延伸処理で同時に配向させることにより複屈折率を大きくすることを可能にし、高いレターデーション値を実現している。このフィルムは偏光板の保護フィルムを兼ねることができるため、液晶表示装置に必要な部材フィルムを削減することで、安価で薄膜な液晶表示装置を提供することができる利点がある。
【0009】
特許文献1および2に開示されている方法は、安価でかつ薄い液晶表示装置が得られる点で有効である。
【0010】
液晶表示装置の用途は拡大の一方であり、屋外での使用や乗用車内に設置されるような使い方も多くなっていることから、湿熱条件下での耐久性が要求されるようになっている。
【0011】
これらの改善方法として、セルロースアシレートフィルム中の添加剤を増量する方法が特許文献3および4に提案されているが、単純に添加剤の増量をしただけでは添加剤のセルロースアシレートフィルム表面への析出が起こりやすく、偏光板および液晶表示装置としての性能低下を引き起こすだけでなく、製膜工程でのライン汚染により生産性を低下させる問題が生じ、決して満足な性能ではなかった。
【0012】
一方、スチレン系の添加剤を各種樹脂に加えて、フィルムの特性を改良する方法が知られている。例えば、セルロースアシレート樹脂へスチレン/無水マレイン酸系の添加剤を加えて、さらに酸化防止剤を添加して湿度依存性の改良を試みた例(特許文献5)が開示されているが、光学特性の耐久性については言及がない。
【0013】
従って、環境湿度の変化に対して寸法変動が十分に小さく、同時に表示性能を左右する光学特性の耐久性に優れ、製造工程が煩雑でなく、かつ、使用素材が安価な偏光板用途の透明保護フィルムや光学補償フィルム、およびそれを用いた偏光板、液晶表示装置を得るための技術開発が、現在もなお強く望まれているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特許第2587398号公報
【特許文献2】欧州特許出願公開第911656号明細書
【特許文献3】特開2002−022956号公報
【特許文献4】特開2001−354802号公報
【特許文献5】特開2007−304376号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかしながら、本発明者が検討したところ、通常用いられる低分子の可塑剤を多量に使用しただけのセルロースアシレートフィルムでは、フィルム寸法の湿熱変化は若干小さくなったものの、十分な光学特性の湿熱耐久性は得られず、偏光板形態での耐久性が劣ることがわかった。
【0016】
さらに、製膜中にフィルムの表面に析出したり、鹸化処理時に粒子化したり、結晶化して析出したりする問題が生じた。すなわち、これらの方法は光学特性の湿熱耐久性の改良が不十分であるばかりか、溶液流延製膜でセルロースアシレートフィルムを製膜中に添加剤がウェブから析出して装置やフィルム自身を汚染し、品質と生産性を低下させる問題が生じる。
【0017】
また、特許文献5のセルロースアシレート樹脂へスチレン/無水マレイン酸系の添加剤を加える方法を検討したところ、本発明のような低い置換度のセルロースアシレート樹脂を用いた場合、面内方向および膜厚方向のレターデーションの湿熱耐久性が十分に改良されないことがわかった。
【0018】
本発明者は、上述したような欠点を克服すべく鋭意研究を行った。すなわち、本発明の第一の目的は、湿熱変化時の伸縮率が小さく、面内方向および/または膜厚方向のレターデーションの湿熱耐久性に優れた、液晶表示装置に有用なセルロースアシレートフィルムを提供することにある。また、本発明の第二の目的は、該フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明者は鋭意検討した結果、特定の添加剤を含有させ、特定の条件で延伸することで、光学特性の湿熱耐久性に優れ、加熱や加湿による収縮が十分に小さいセルロースアシレートフィルムが得られ、該セルロースアシレートフィルムを偏光板用保護フィルムに用いると、偏光板性能の湿熱耐久性に優れた偏光板が得られることを見出した。
【0020】
これらの知見に基づき、湿度依存性の良好な光学フィルムを提供でき、前記課題を解決できることを見出した。具体的には、以下の手段により上記課題を解決しうることを見出した。
[1] セルロースアシレートのアシル基置換度をDSとしたときに下記式(A)を満たし、60℃相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後において波長590nmにおける膜厚方向レターデーション値Rth(590)の変化量の絶対値が5nm以下であり、延伸してなり、かつ、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値ARが1.15〜1.8であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
式(A):2.0≦DS<2.8
[2] セルロースアシレートのアシル基置換度をDSとしたときに下記式(A)を満たし、60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後において波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)の変化量の絶対値が5nm以下であり、延伸してなり、かつ、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値ARが1.15〜1.8であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
式(A):2.0≦DS<2.8
[3] 前記波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)の変化量の絶対値と、前記波長590nmにおける膜厚方向のレターデーション値Rth(590)の変化量の絶対値とが、いずれも5nm以下であることを特徴とする[1]または[2]に記載のセルロースアシレートフィルム。
[4] セルロースアシレートフィルム100質量部に対して少なくとも1種の重合物添加剤を1〜35質量部含有し、下記式(B)を満たし、かつ、少なくとも1種のスチレン系ポリマーをセルロースアシレートフィルム100質量部に対して3質量部以上含むこと特徴とする[1]〜[3]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
式(B):|SP値(添加剤)−SP値(セルロース)|<1.5MPa1/2
(式(B)中、SP値(添加剤)は該重合物のHoy法で測定した溶解度パラメータを表し、SP値(セルロース)はHoy法で測定した前記セルロースアシレートの溶解度パラメータを表す。)
[5] 前記重合物添加剤の数平均分子量が700〜10000であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[6] 60℃相対湿度90%の条件下に24時間静置した前後の搬送方向寸度変化率S(MD)と機械幅方向寸度変化率S(TD)のいずれもが±1.0%の範囲にあることを特徴とする[1]〜[5]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[7] 波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)および波長590nmにおける膜厚方向のレターデーション値Rth(590)が、下記式(I)および(II)を満たすことを特徴とする[1]〜[6]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
式(I) 30nm≦Re(590)≦70nm
式(II) 80nm≦Rth(590)≦250nm
[8] 波長590nmにおける正面レターデーションRe(590)の値と波長590nmにおける膜厚方向のレターデーションRth(590)の値との比であるRe(590)/Rth(590)比が0.1〜0.8であることを特徴とする[1]〜[7]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[9] ヘイズが1.0%以下であることを特徴とする[1]〜[8]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[10] 前記アシル基が全てアセチル基であることを特徴とする[1]〜[9]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[11] 可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料およびマット剤のうち少なくとも1種を含有していることを特徴とする[1]〜[10]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[12] レターデーション発現剤を少なくとも1種含有していることを特徴とする[1]〜[11]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[13] 前記重合物添加剤、可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料、マット剤およびレターデーション発現剤の合計添加量が、セルロースアシレート樹脂に対して4〜40質量%添加されていることを特徴とする[1]〜[12]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[14] [1]〜[13]のいずれか記載のセルロースアシレートフィルムの少なくとも一枚を偏光板用保護フィルムに用いたことを特徴とする偏光板。
[15] [14]に記載の偏光板を有することを特徴とする液晶表示装置。
[16] [14]に記載の偏光板が粘着剤により液晶セルに貼着されており、前記保護フィルムが液晶セル側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
[17] 前記液晶表示装置がVAモードであることを特徴とする、[15]または[16]に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【0021】
本発明を用いることで、湿熱変化時の伸縮率が小さく、面内方向および膜厚方向のレターデーションの湿熱耐久性に優れた、液晶表示装置に有用なセルロースアシレートフィルムからなる光学フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【0023】
[セルロースアシレートフィルム]
<フィルムの特性>
(光学特性の変化)
本発明の延伸してなるセルロースアシレートフィルムは、60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後において、波長590nmにおける膜厚方向レターデーション値Rth(590)の変化量の絶対値が5nm以下の特徴を示す。
また、本発明の別の態様では、本発明の延伸してなるセルロースアシレートフィルムは、60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後における波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)の変化量の絶対値が5nm以下の特徴を示す。
本発明のセルロースアシレートフィルム(以下、本発明のフィルムともいう)は、ReとRthの変化量の絶対値がいずれも5nm以下の範囲に入ることがより好ましい。このような光学特性の小さいフィルムを得るためには、セルロースアシレートに対して、添加剤の量、種類等を後述のとおり調整することが好ましい。また、上記の性能を満たすために2種以上の添加剤を併用して添加することも好ましく用いられる。
【0024】
60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後におけるReおよびRthを求める方法について説明する。作製したセルロースアシレートフィルムを、25℃・相対湿度60%で2時間以上調湿し、複屈折測定装置(KOBRA 21ADH、王子計測器(株)製)を用いて、25℃・相対湿度60%で波長590nmにおけるRe値およびRth値を測定する。続いて、該フィルムを60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置した後、25℃・相対湿度60%で2時間以上調湿し、25℃・相対湿度60%で波長590nmにおけるRe値およびRth値を測定する。
【0025】
本明細中におけるΔReおよびΔRthは、60℃・相対湿度90%の条件下で24時間経過後のReおよびRth値から経過前のReおよびRth値を差し引いた差である。
【0026】
本発明のセルロースアシレートフィルムの60℃・相対湿度90%の条件下に24時間静置した場合のReの変化量の絶対値とRthの変化量の絶対値はいずれも、好ましくは5nm以内であり、より好ましくは4nm未満であり、さらに好ましくは2nm未満である。
【0027】
(寸法変化率)
本発明のセルロースアシレートフィルムは、60℃・相対湿度90%の条件下に24時間静置した前後の寸法変化率が小さい。さらに、60℃・相対湿度90%の条件下に24時間静置した前後の搬送方向(以下、機械方向ともいう)寸度変化率S(MD)と機械幅方向寸度変化率S(TD)のいずれもが±1.0%の範囲にあることがより好ましい。このような寸法変化率を有するフィルムを得るためには、セルロースアシレートの全DSに対して、添加剤の量、(種類)等を調整することが好ましい。また、上記の性能を満たすために2種以上の添加剤を併用して添加することも好ましく用いられる。
【0028】
ここで、搬送方向寸度変化率S(MD)、機械幅方向寸度変化率S(TD)とはそれぞれ保護フィルム作成時の機械搬送方向(流延時の流延方向)、機械幅方向(流延幅方向)についての寸度変化率を意味する。具体的には以下の方法により求められる。
【0029】
搬送方向寸度変化率S(MD)を求める方法について説明する。
フィルムから切り出した50mm×250mmの試料を、25℃・相対湿度60%の雰囲気下で2日以上調湿後、自動ピンゲージ(新東科学(株)製)にて、フィルム作成時の機械方向に平行になるように6mmφの穴を200mm間隔に開け、間隔の原寸(L1)を最小目盛1/1000mmまで測定する。そして60℃・相対湿度90%で120時間、あるいは80℃・相対湿度10%で120時間にてサーモ処理した後、25℃・相対湿度60%に24時間調湿し、パンチ間隔の寸法(L2)を測定する。搬送方向寸度変化率は以下の式で求められる。
搬送方向寸度変化率S(MD)={(L2−L1)/L1}×100
【0030】
また自動ピンゲージによる穴をフィルム作成時の機械幅方向に開ける以外は上記と同じ方法によって機械幅方向寸度変化率S(TD)を求めることができる。
【0031】
本発明のセルロースアシレートフィルムの60℃・相対湿度90%の条件下に24時間静置した場合の搬送方向寸度変化率S(MD)、機械幅方向寸度変化率S(TD)としてはいずれもより好ましくは±0.5%以内であり、さらに好ましくは±0.3%以内である。
【0032】
(フィルムの膜厚)
本発明のセルロースアシレートフィルムの厚さは、使用目的により異なるが20〜200μmであることが好ましく、25〜100μmであることがより好ましく、液晶表示装置用途には30〜80μmであることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、ハンドリング良化による偏光板加工適性の向上という効果がある。
【0033】
(フィルムの幅)
本発明のセルロースアシレートフィルムの幅は、500〜3000mmであることが好ましく、1000〜2500mmであることがより好ましく、液晶表示装置用途には12000〜2200mmであることが特に好ましい。このような範囲とすることにより、効率的な偏光板裁断とハンドリング適性を両立による歩留まりの向上という効果がある。
【0034】
(フィルムの長さ)
本発明のセルロースアシレートフィルムの長さは、1ロールあたり100m〜10000mで巻き取るのが好ましく、500m〜7000mであることがより好ましく、1000m〜6000mであることが特に好ましい。液晶表示装置用途には12000〜2200mmであることが特に好ましい。このような範囲とすることで、ロール形態での扱いが容易であり、さらに偏光板の連続プロセスに適合し歩留まりを向上させる効果がある。
【0035】
(ヘイズ)
本発明のセルロースアシレートフィルムは、ヘイズが1%以下であることが好ましく、0.5%未満であることがより好ましく、0.3%未満であることがさらに好ましい。ヘイズを1%以下とすることにより、フィルムの透明性がより高くなり、光学フィルムとして不要な散乱が抑制されることで液晶表示装置の視認性が向上する利点がある。
【0036】
(平均含水率)
本発明のセルロースアシレートフィルムは、25℃、相対湿度60%における平衡含水率が4%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましい。平均含水率を4%以下とすることにより、湿度変化に対応しやすく、光学特性や寸法がより変化しにくく好ましい。
【0037】
(Re、Rth)
本発明のセルロースアシレートフィルムは、位相差フィルムに用いる場合等には、25℃、60%相対湿度において、下記式(I)および下記式(II)を満たすことが好ましい。
式(I) 30nm≦Re(590)≦70nm
式(II) 80nm≦Rth(590)≦250nm
前記Re(590nm)が、30nm≦Re(590)≦70nmを満たすことがより好ましく、40nm≦Re(590)≦65nmを満たすことが特に好ましい。
前記Rth(590nm)が、80nm≦Rth(590)≦250nmを満たすことがより好ましく、90nm≦Rth(590)≦230nmを満たすことが特に好ましい。
【0038】
本発明のセルロースアシレートフィルムは、前記Re(590)の値と前記Rth(590)の値との比Re(590)/Rth(590)が0.1〜0.8であることが液晶表示装置を用途とするときに好ましい。
【0039】
本発明のセルロースアシレートフィルムの全幅のRe値のバラツキが±5nm以内であることが好ましく、±3nm以内であることがさらに好ましい。また、Rth値のバラツキは±10nm以内が好ましく、±5nm以内であることがさらに好ましい。また、長さ方向のRe値、およびRth値のバラツキも幅方向のバラツキの範囲内であることが好ましい。
【0040】
ここで、本明細書におけるRe(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。本願明細書においては、特に記載がないときは、波長λは、590nmとする。Re(λ)はKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rth(λ)は前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHが算出する。尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基に、以下の式(1)および式(2)よりRthを算出することもできる。ここで平均屈折率の仮定値はポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、ny、nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)がさらに算出される。
【0041】
【数1】

【0042】
ここで、上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。dはフィルム厚を表す。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d −−− 式(2)
なおこの際、パラメータとして平均屈折率nが必要になるが、これはアッベ屈折計((株)アタゴ社製の「アッベ屈折計2−T」)により測定した値を用いた。
【0043】
(セルロースアシレート)
本発明のセルロースアシレートフィルムに用いられるセルロースアシレートは、該セルロースアシレートを構成するグルコース単位の水酸基をアシル基で置換して得られたものである。
【0044】
本発明に用いられるセルロースアシレート原料のセルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ(広葉樹パルプ,針葉樹パルプ)などがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースアシレートでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細な記載は、例えば、丸澤、宇田著、「プラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂」日刊工業新聞社(1970年発行)や発明協会公開技報公技番号2001−1745号(7頁〜8頁)に記載のセルロースを用いることができ、本発明のセルロースエステルフィルムに対しては特に限定されるものではない。
【0045】
まず、本発明が好ましく用いられるセルロースエステルについて詳細に記載する。セルロースを構成するβ−1,4結合しているグルコース単位は、2位、3位および6位に遊離の水酸基を有している。セルロースエステルは、これらの水酸基の一部または全部をアシル基によりエステル化した重合体(ポリマー)である。アシル置換度は、2位、3位および6位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合(100%のエステル化は置換度1)を意味する。
ここで、アシル基の全置換度DSは、2.0≦DS<2.8であり、より好ましくは2.1≦DS≦2.7であり、さらに好ましくは、2.3≦DS≦2.6である。このような範囲とすることにより、耐透湿性と光学発現性を両立することができ、液晶表示装置に用いた場合の表示性能の安定性をより向上させることができる。また、DS6/(DS2+DS3+DS6)は0.32以上が好ましく、より好ましくは0.322以上、特に好ましくは0.324〜0.340である。ここで、DS2はグルコース単位の2位の水酸基のアシル基による置換度(以下、「2位のアシル置換度」とも言う)であり、DS3は3位の水酸基のアシル基による置換度(以下、「3位のアシル置換度」とも言う)であり、DS6は6位の水酸基のアシル基による置換度である(以下、「6位のアシル置換度」とも言う)。また、DS6/(DS2+DS3+DS6)は全アシル置換度に対する6位のアシル置換度の割合であり、以下「6位のアシル置換率」とも言う。
【0046】
本発明のセルロースエステルに用いられるアシル基は1種類だけでもよいし、あるいは2種類以上のアシル基が使用されていてもよい。本発明のセルロースエステルフィルムは、炭素数2〜4のアシル基を置換基として有することが好ましい。2種類以上のアシル基を用いるときは、そのひとつがアセチル基であることが好ましく、炭素数2〜4のアシル基としては、アセチル基の他、プロピオニル基またはブチリル基が好ましい。2位、3位および6位の水酸基のアセチル基による置換度の総和をDSAとし、2位、3位および6位の水酸基のプロピオニル基またはブチリル基による置換度の総和をDSBとすると、DSA+DSBの値は2.0≦DSA+DSB≦2.8であることが好ましく、2.1≦DSA+DSB≦2.7であることがより好ましい。DSAとDSBの値を上記の範囲にすることで環境湿度による寸度安定性を小さくし、同時に位相差変動の湿熱耐久性を小さくしたフィルムが得ることができ好ましい。
さらにDSBはその28%以上が6位水酸基の置換基であるが、より好ましくは30%以上が6位水酸基の置換基であり、31%以上が6位水酸基の置換基であることがさらに好ましく、特には32%以上が6位水酸基の置換基であることも好ましい。
【0047】
本発明のセルロースのアシル基としては、脂肪族基でもアリル基でもよく特に限定されない。それらは、例えばセルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどであり、それぞれさらに置換された基を有していてもよい。本発明のセルロースのアシル基の好ましい例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基、イソブタノイル基、tert−ブチリル基、シクロヘキサンカルボニル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などを挙げることができる。これらの中でも、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、tert−ブチリル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などがより好ましく、特に好ましくはアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基であり、最も好ましくは、様々な置換度のセルロースアシレートが容易に安価に入手可能であることと、分子量が大きくドープ作製に際し粘度のコントロールが容易である観点からアセチル基である。
【0048】
セルロースのアシル化において、アシル化剤としては、酸無水物や酸クロライドを用いた場合、反応溶媒である有機溶媒としては、有機酸、例えば、酢酸、メチレンクロライド等が使用される。
【0049】
触媒としては、アシル化剤が酸無水物である場合には、硫酸のようなプロトン性触媒が好ましく用いられ、アシル化剤が酸クロライド(例えば、CH3CH2COCl)である場合には、塩基性化合物が用いられる。
【0050】
最も一般的なセルロースの混合脂肪酸エステルの工業的合成方法は、セルロースをアセチル基および他のアシル基に対応する脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、吉草酸等)またはそれらの酸無水物を含む混合有機酸成分でアシル化する方法である。
【0051】
本発明に用いるセルロースエステルは、例えば、特開平10−45804号公報に記載されている方法により合成できる。
【0052】
(ΔSP値)
本発明では、前記セルロースアシレートのSP値と、後述する添加剤のSP値の差(以下、「ΔSP値」ということがある)、すなわち|SP値(添加剤)−SP値(セルロース)|が下記式(B)を満たすことが好ましい。
式(B):|SP値(添加剤)−SP値(セルロース)|<1.5MPa1/2
(式(B)中、SP値(添加剤)は該重合物のHoy法で測定した溶解度パラメータを表し、SP値(セルロース)はHoy法で測定した前記セルロースアシレートの溶解度パラメータを表す。)
ΔSPが1.5未満であれば、セルロースアシレートと添加剤の相溶性が良化し、白化、泣き出しが生じにくくなる。また、このようなフィルムの製膜に用いるドープは、溶液流延法で製膜する場合、ドープ中の水分によっても白化が生じてしまう。ΔSPの値は、より好ましくは1.3以下であり、特に好ましくは1.3未満であり、より特に好ましくは1.0未満である。添加剤が2種類以上の場合、それぞれの添加剤のΔSP値が、上記範囲を満たすことが好ましい。
また、添加剤を2種類以上添加する場合、各添加剤とセルロースアシレート間に加え、添加剤同士のΔSP値も上記範囲を満たすことが好ましい。例えば、添加剤2種を添加する場合、1つ目の添加剤SP値とセルロースアシレートのSP値の差、2つ目の添加剤SP値とセルロースアシレートのSP値の差、および1つ目の添加剤SP値と2つ目の添加剤のSP値の差の3者が上記範囲を満たすことが好ましい。すなわち、Hoy法で測定したそれぞれの添加剤の溶解度のパラメーター(SP値)の最大値と最小値の差が下記式(C)を満たすことが好ましい。
式(C):|SP値(最大値)−SP値(最小値)|<1.5MPa1/2
さらに、前記式(C)におけるΔSP値の好ましい範囲は、前記式(B)の好ましい範囲と同様である。
このようなΔSP値の関係を満たす2種以上の添加剤を選択することが、セルローアシレートと優れた相溶性を示す観点から好ましい。また、このようなΔSP値の関係を満たす2種以上の添加剤を用いることでセルロースアシレートフィルムのヘイズを低減できるという効果を発揮できることは従来知られていなかった点である。
尚、本発明におけるSP値は、Hoy法によって算出した値であり、Hoy法は、POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITIONに記載がある。
【0053】
(添加剤)
本発明では添加剤として、セルロースアシレートフィルムの添加剤として公知の重合物添加剤および低分子量添加剤を広く採用することができる。添加剤の含量は、セルロース系樹脂に対して少なくとも1種の重合物添加剤を1〜35質量%で添加することが好ましく、4〜30質量%であることがより好ましく10〜25質量%であることが特に好ましい。添加量が1質量%以上であれば、温度湿度変化に対応でき、添加量を30質量%以下であればフィルムが白化しにくく、さらに、物理的特性も良好となる。
ここで、本発明における添加剤とは、本発明のセルロースアシレートフィルムの諸機能の向上等を目的として添加される成分であり、セルロース樹脂に対し、1質量%以上の範囲で含まれている成分をいう。すなわち、不純物や残留溶媒等は、本発明における添加剤ではない。
本発明では、特に、重合物添加剤の含量が、セルロース系樹脂に対して、4〜30質量%であることが好ましく10〜25質量%であることがより好ましい。
本発明では、ΔSPの値を所定の範囲とする限り、2種類以上の添加剤を用いることができる。2種類以上用いることにより、それぞれの添加剤により、光学特性、フィルム弾性率、フィルム脆性や、ウェブハンドリング適性を両立できるというメリットがある。
【0054】
(重合物添加剤)
本発明のフィルムに用いられる重合物添加剤は、その化合物中に繰り返し単位を有するものであり、数平均分子量が700〜10000であることが溶液流延でのドープ調製の観点から好ましい。重合物添加剤は、溶液流延法において、溶媒の揮発速度を速めたり、残留溶媒量を低減するために用いられる。また、溶融製膜法によるフィルムにおいても、重合物添加剤は着色や膜強度劣化を防止するために有用な素材である。さらに、本発明のフィルムに該重合物添加剤を添加することは、機械的性質向上、柔軟性付与、耐吸水性付与、水分透過率低減等のフィルム改質の観点で、有用な効果を示す。
【0055】
ここで、本発明における重合物添加剤の数平均分子量は、より好ましくは数平均分子量700〜8000であり、さらに好ましくは数平均分子量700〜5000であり、特に好ましくは数平均分子量1000〜5000である。
以下、本発明に用いられる重合物添加剤について、その具体例を挙げながら詳細に説明するが、本発明で用いられる重合物添加剤がこれらのものに限定されるわけでないことは言うまでもない。
【0056】
重合物添加剤としては、ポリエステル系ポリマー、スチレン系ポリマーおよびアクリル系ポリマーおよびこれら等の共重合体から選択され、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、アクリル系ポリマーおよびスチレン系ポリマーが好ましい。また、スチレン系ポリマー、アクリル系ポリマーといった、負の固有複屈折を有するポリマーを少なくとも一種含まれることが好ましい。
【0057】
ポリエステル系ポリマー
本発明で用いられるポリエステル系ポリマーは、炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸と炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸の混合物と、炭素数2〜12の脂肪族ジオール、炭素数4〜20のアルキルエーテルジオールおよび炭素数6〜20の芳香族ジオールから選ばれる少なくとも1種類以上のジオールとの反応によって得られるものであり、かつ反応物の両末端は反応物のままでもよいが、さらにモノカルボン酸類やモノアルコール類またはフェノール類を反応させて、所謂末端の封止を実施してもよい。この末端封止は、特にフリーなカルボン酸類を含有させないために実施されることが、保存性などの点で有効である。本発明のポリエステル系ポリマーに使用されるジカルボン酸は、炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸残基または炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸残基であることが好ましい。
【0058】
本発明で好ましく用いられる炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。
また炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,8−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等がある。
【0059】
これらの中でも好ましい脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸であり、芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸である。特に好ましくは、脂肪族ジカルボン酸成分としてはコハク酸、グルタル酸、アジピン酸であり、芳香族ジカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、である。
【0060】
本発明では、前述の脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸のそれぞれの少なくとも一種類を組み合わせて用いられるが、その組み合せは特に限定されるものではなく、それぞれの成分を数種類組み合わせても問題ない。
【0061】
重合物添加剤に利用されるジオールまたは芳香族環含有ジオールは、例えば、炭素数2〜20の脂肪族ジオール、炭素数4〜20のアルキルエーテルジオールおよび炭素数6〜20の芳香族環含有ジオールから選ばれるものである。
【0062】
炭素原子2〜20の脂肪族ジオールとしては、アルキルジオールおよび脂環式ジオール類を挙げることができ、例えば、エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロ−ルペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用される。
【0063】
好ましい脂肪族ジオールとしては、エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールであり、特に好ましくはエタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールである。
【0064】
炭素数4〜20のアルキルエーテルジオールとしては、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレンエーテルグリコールおよびポリプロピレンエーテルグリコールならびにこれらの組み合わせが挙げられる。その平均重合度は、特に限定されないが好ましくは2〜20であり、より好ましくは2〜10であり、さらには2〜5であり、特に好ましくは2〜4である。これらの例としては、典型的に有用な市販のポリエーテルグリコール類としては、カーボワックス(Carbowax)レジン、プルロニックス(Pluronics) レジンおよびニアックス(Niax)レジンが挙げられる。
【0065】
炭素数6〜20の芳香族ジオールとしては、特に限定されないがビスフェノールA、1,2−ヒドロキシベンゼン、1,3−ヒドロキシベンゼン、1,4−ヒドロキシベンゼン、1,4−ベンゼンジメタノールが挙げられ、好ましくはビスフェノールA、1,4−ヒドロキシベンゼン、1,4−ベンゼンジメタノールである。
【0066】
本発明においては、特に末端がアルキル基あるいは芳香族基で封止された重合物添加剤であることが好ましい。これは、末端を疎水性官能基で保護することにより、高温高湿での経時劣化に対して有効であり、エステル基の加水分解を遅延させる役割を示すことが要因となっている。
本発明のポリエステル添加剤の両末端がカルボン酸やOH基とならないように、モノアルコール残基やモノカルボン酸残基で保護することが好ましい。
この場合、モノアルコールとしては炭素数1〜30の置換、無置換のモノアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、デカノール、ドデカノール、ドデカヘキサノール、ドデカオクタノール、アリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコール、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどの置換アルコールなどが挙げられる。
【0067】
好ましく使用され得る末端封止用アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、イソノニルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコールであり、特にはメタノール、エタノール、プロパノール、イソブタノール、シクロヘキシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、イソノニルアルコール、ベンジルアルコールである。
【0068】
また、モノカルボン酸残基で封止する場合は、モノカルボン酸残基として使用されるモノカルボン酸は、炭素数1〜30の置換、無置換のモノカルボン酸が好ましい。これらは、脂肪族モノカルボン酸でも芳香族環含有カルボン酸でもよい。好ましい脂肪族モノカルボン酸について記述すると、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、カプリル酸、カプロン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸が挙げられ、芳香族環含有モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、p−tert−アミル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ1種または2種以上を使用することができる。
【0069】
かかる本発明の重合物添加剤の合成は、常法により上記ジカルボン酸とジオールおよび/または末端封止用のモノカルボン酸またはモノアルコール、とのポリエステル化反応またはエステル交換反応による熱溶融縮合法か、あるいはこれら酸の酸クロライドとグリコール類との界面縮合法のいずれかの方法によっても容易に合成し得るものである。これらのポリエステル系添加剤については、村井孝一編者「添加剤 その理論と応用」(株式会社幸書房、昭和48年3月1日初版第1版発行)に詳細な記載がある。また、特開平05−155809号、特開平05−155810号、特開平5−197073号、特開2006−259494号、特開平07−330670号、特開2006−342227号、特開2007−003679号各公報などに記載されている素材を利用することもできる。
以下に、本発明で用いることができるポリエステル系ポリマーの具体例を記すが、本発明で用いることができるポリエステル系ポリマーはこれらに限定されるものではない。
【0070】
【表1】

【0071】
【表2】

【0072】
表1および表2中、PAはフタル酸を、TPAはテレフタル酸を、IPAはイソフタル酸を、AAはアジピン酸を、SAはコハク酸を、2,6−NPAは2,6−ナフタレンジカルボン酸を、2,8−NPAは2,8−ナフタレンジカルボン酸を、1,5−NPAは1,5−ナフタレンジカルボン酸を、1,4−NPAは1,4−ナフタレンジカルボン酸を、1,8−NPAは1,8−ナフタレンジカルボン酸をそれぞれ示している。また、ジオール比(モル%)はすべて100%であり、脂肪族ジオール平均炭素数はすべて2.0である。
【0073】
スチレン系ポリマー
スチレン系ポリマーは、好ましくは、一般式(1)で表される、芳香族ビニル系単量体から得られる構造単位である。
【化1】

【0074】
式中、R101〜R104は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基、または極性基を表し、R104は全て同一の原子または基であっても、個々異なる原子または基であっても、互いに結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環、複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。
【0075】
芳香族ビニル系単量体の具体例としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどのアルキル置換スチレン類;4−クロロスチレン、4−ブロモスチレンなどのハロゲン置換スチレン類;p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、2−メチル−4−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレンなどのヒドロキシスチレン類;ビニルベンジルアルコール類;p−メトキシスチレン、p−tert−ブトキシスチレン、m−tert−ブトキシスチレンなどのアルコキシ置換スチレン類;3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸などのビニル安息香酸類;メチル−4−ビニルベンゾエート、エチル−4−ビニルベンゾエートなどのビニル安息香酸エステル類;4−ビニルベンジルアセテート;4−アセトキシスチレン;2−ブチルアミドスチレン、4−メチルアミドスチレン、p−スルホンアミドスチレンなどのアミドスチレン類;3−アミノスチレン、4−アミノスチレン、2−イソプロペニルアニリン、ビニルベンジルジメチルアミンなどのアミノスチレン類;3−ニトロスチレン、4−ニトロスチレンなどのニトロスチレン類;3−シアノスチレン、4−シアノスチレンなどのシアノスチレン類;ビニルフェニルアセトニトリル;フェニルスチレンなどのアリールスチレン類、インデン類などが挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これらの単量体は、二種以上を共重合成分として用いてもよい。これらのうち、工業的に入手が容易で、かつ安価な点で、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
【0076】
アクリル系ポリマー
アクリル系ポリマーは、好ましくは、一般式(1)で表される、アクリル酸エステル系単量体から得られる構造単位である。
【化2】

【0077】
式中、R105〜R108は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基、または極性基を表す。
【0078】
当該アクリル酸エステル系単量体の例としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、tert−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−メトキシエチル)、アクリル酸(2−エトキシエチル)アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸(2または4−クロロフェニル)、メタクリル酸(2または4−クロロフェニル)、アクリル酸(2または3または4−エトキシカルボニルフェニル)、メタクリル酸(2または3または4−エトキシカルボニルフェニル)、アクリル酸(oまたはmまたはp−トリル)、メタクリル酸(oまたはmまたはp−トリル)、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェネチル、メタクリル酸フェネチル、アクリル酸(2−ナフチル)、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸(4−メチルシクロヘキシル)、メタクリル酸(4−メチルシクロヘキシル)、アクリル酸(4−エチルシクロヘキシル)、メタクリル酸(4−エチルシクロヘキシル)等、または上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものを挙げることができるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これらの単量体は、2種以上を共重合成分として用いてもよい。これらのうち、工業的に入手が容易で、かつ安価な点で、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、tert−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、または上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものが好ましい。
【0079】
共重合体
共重合体は、一般式(1)で表される芳香族ビニル系単量体および一般式(2)で表されるアクリル酸エステル系単量体から得られる構造単位を少なくとも1種含むものが好ましい。
【化3】

【0080】
式中、R101〜R104は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基、または極性基を表し、R104は全て同一の原子または基であっても、個々異なる原子または基であっても、互いに結合して、炭素環または複素環(これらの炭素環、複素環は単環構造でもよいし、他の環が縮合して多環構造を形成してもよい)を形成してもよい。
【0081】
【化4】

【0082】
式中、R105〜R108は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基、または極性基を表す。
【0083】
また、共重合組成を構成する上記以外の構造として、前記単量体と共重合性に優れたものであることが好ましく、例として、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、シス−1−シクロヘキセン−1,2−無水ジカルボン酸、3−メチル−シス−1−シクロヘキセン−1,2−無水ジカルボン酸、4−メチル−シス−1−シクロヘキセン−1,2−無水ジカルボン酸等の酸無水物、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基含有ラジカル重合性単量体;アクリルアミド、メタクリルアミド、トリフルオロメタンスルホニルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのアミド結合含有ラジカル重合性単量体;酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニル類;塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有ラジカル重合性単量体;1,3−ブタジエン、イソプレン、1,4−ジメチルブタジエン等の共役ジオレフィン類をあげることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。この中で特に、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体が特に好ましい。
【0084】
市販のスチレン系ポリマーとしては、例えば、スチレン−マレイン酸無水物共重合体として、SMA1000(スチレン−無水マレイン酸の共重合モル比=50:50、Tg=428K)、SMA2000(スチレン−無水マレイン酸の共重合モル比=67:33、Tg=408K)、SMA3000(スチレン−無水マレイン酸の共重合モル比=75:25、Tg=398K)などがSatomer社から入手可能である。また、スチレン/アクリル共重合体として、JONCRYL682などがジョンソンポリマー社から入手可能である。
【0085】
本発明のフィルムは、少なくとも1種のスチレン系ポリマーをセルロースアシレートフィルム100質量部に対して3質量部以上含むことがフィルム光学特性の湿熱耐久性の観点から、好ましい。さらにスチレン系ポリマーをセルロースアシレートフィルム100質量部に対して3〜10質量部含むことがより好ましく、4〜8質量部含むことが特に好ましい。
また、本発明のフィルムは、少なくとも1種のポリエステル系ポリマーをセルロースアシレートフィルム100質量部に対して10質量部以上含むことが好ましい。さらにポリエステル系ポリマーをセルロースアシレートフィルム100質量部に対して10〜40質量部含むことがより好ましく、15〜30質量部含むことが特に好ましい。
さらに、本発明のフィルムは、スチレン系ポリマーの添加量とポリエステル系ポリマーの添加量との質量比が1:2〜1:10であることが好ましく、1:3〜1:6であることがより好ましい。
【0086】
(低分子量添加剤)
低分子量添加剤としては、レターデーション低減剤、レターデーション発現剤、劣化防止剤、紫外線防止剤、剥離促進剤、他の可塑剤、赤外線吸収剤等を挙げることができる。これらは固体でもよく油状物でもよい。すなわち、その融点や沸点において特に限定されるものではない。例えば20℃以下と20℃以上の紫外線吸収材料の混合や、同様に劣化防止剤の混合などである。さらにまた、赤外吸収染料としては例えば特開平2001−194522号公報に記載されている。またその添加する時期はセルロースアシレート溶液(ドープ)作製工程において何れで添加しても良いが、ドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。さらにまた、各素材の添加量は機能が発現する限りにおいて特に限定されない。
【0087】
(レターデーション低減剤)
本発明のフィルムは、レターデーション低減剤を含んでいても良い。
レターデーション低減剤としては、特に限定されないが、以下に述べる一般式(4)〜(7)で表される化合物が挙げられる。詳細は特開2007−272177号公報の[0066]〜[0074]に記載されている。
【化5】

(式中、R1はアルキル基またはアリール基を表し、R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。R1、R2およびR3の炭素原子数の総和は10以上である。)
【化6】

(式中、R4およびR5は、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基を表す。R4およびR5の炭素原子数の総和は10以上である。)
【0088】
一般式(4)または一般式(5)で表される化合物は、以下の方法にて作成することができる。
一般式(4)の化合物は、スルホニルクロリド誘導体とアミン誘導体との縮合反応により得ることができる。また、一般式(5)の化合物は、スルフィドの酸化反応もしくは芳香族化合物とスルホン酸クロリドのFriedel−Crafts反応により得ることができる。
【0089】
次に、一般式(6)で表される化合物に関して詳細に説明する。
【化7】

【0090】
上記一般式(6)において、R11はアリール基を表す。R12およびR13は、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基を表し、少なくとも一方はアリール基である。R12がアリール基であるとき、R13はアルキル基でもアリール基でもよいが、アルキル基であることがより好ましい。ここで、アルキル基は直鎖であっても、分岐であっても、環状であってもよく、炭素数が1〜20のものが好ましく、1〜15のものがさらに好ましく、1〜12のものが最も好ましい。アリール基は炭素数が6〜36のものが好ましく、6〜24のものがより好ましい。
【0091】
次に、一般式(7)で表される化合物に関して詳細に説明する。
【化8】

【0092】
上記一般式(7)において、R21、R22およびR23は、それぞれ独立にアルキル基を表す。ここで、アルキル基は直鎖であっても、分岐であっても、環状であってもよい。R21は環状のアルキル基であることが好ましく、R22およびR23の少なくとも一方が環状のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基は炭素数が1〜20のものが好ましく、1〜15のものがさらに好ましく、1〜12のものが最も好ましい。環状のアルキル基としては、シクロヘキシル基が特に好ましい。
【0093】
上記一般式(6)および(7)におけるアルキル基およびアリール基は、それぞれ置換基を有していてもよい。置換基としてはハロゲン原子(例えば、塩素、臭素、フッ素およびヨウ素)、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、スルホニルアミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、アミノ基およびアシルアミノ基が好ましく、より好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、スルホニルアミノ基およびアシルアミノ基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基、スルホニルアミノ基およびアシルアミノ基である。
【0094】
次に、一般式(6)および(7)で表される化合物の好ましい例の詳細は特開2007−272177号公報の[0075]〜[0085]に記載されている。
【0095】
(レターデーション発現剤)
本発明ではレターデーション値を発現する(高める)ため、レターデーション発現剤を用いるのが好ましい。本発明において用いることができるレターデーション発現剤としては、棒状または円盤状化合物からなるものを挙げることができる。上記棒状または円盤状化合物としては、少なくとも二つの芳香族環を有する化合物をレターデーション発現剤として好ましく用いることができる。棒状化合物からなるレターデーション発現剤の添加量は、セルロースアシレートを含むポリマー成分100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、0.5〜20質量部であることがさらに好ましい。
円盤状のレターデーション発現剤は、前記セルロースアシレートを含むポリマー成分100質量部に対して、0.05〜20質量部の範囲で使用することが好ましく、1.0〜15質量部の範囲で使用することがより好ましく、3.0〜10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。
円盤状化合物はRthレターデーション発現性において棒状化合物よりも優れているため、特に大きなRthレターデーションを必要とする場合には好ましく使用される。2種類以上のレターデーション発現剤を併用してもよい。
レターデーション発現剤は、250〜400nmの波長領域に最大吸収を有することが好ましく、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。
【0096】
円盤状化合物について説明する。円盤状化合物としては少なくとも二つの芳香族環を有する化合物を用いることができる。
本明細書において、「芳香族環」は、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。
芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。
芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含まれる。
芳香族環としては、ベンゼン環、縮合ベンゼン環、ビフェニール類が好ましい。特に1,3,5−トリアジン環が好ましく用いられる。具体的には例えば特開2001−166144号公報に開示の化合物が好ましく用いられる。
【0097】
レターデーション発現剤が有する芳香族環の炭素数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であることがより好ましく、2〜8であることがさらに好ましく、2〜6であることが最も好ましい。
二つの芳香族環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれでもよい。
【0098】
(a)の縮合環(二つ以上の芳香族環の縮合環)の例には、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、ナフタセン環、ピレン環、インドール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、インドリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、プリン環、インダゾール環、クロメン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリジン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェナントリジン環、キサンテン環、フェナジン環、フェノチアジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環およびチアントレン環が含まれる。ナフタレン環、アズレン環、インドール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環およびキノリン環が好ましい。
【0099】
(b)の単結合は、二つの芳香族環の炭素原子間の結合であることが好ましい。二以上の単結合で二つの芳香族環を結合して、二つの芳香族環の間に脂肪族環または非芳香族性複素環を形成してもよい。
【0100】
(c)の連結基も、二つの芳香族環の炭素原子と結合することが好ましい。連結基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−CO−、−O−、−NH−、−S−またはそれらの組み合わせであることが好ましい。組み合わせからなる連結基の例を以下に示す。なお、以下の連結基の例の左右の関係は、逆になってもよい。
c1:−CO−O−
c2:−CO−NH−
c3:−アルキレン−O−
c4:−NH−CO−NH−
c5:−NH−CO−O−
c6:−O−CO−O−
c7:−O−アルキレン−O−
c8:−CO−アルケニレン−
c9:−CO−アルケニレン−NH−
c10:−CO−アルケニレン−O−
c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−
c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−O−
c13:−O−CO−アルキレン−CO−O−
c14:−NH−CO−アルケニレン−
c15:−O−CO−アルケニレン−
【0101】
芳香族環および連結基は、置換基を有していてもよい。
置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基、ウレイド基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、脂肪族アミド基、脂肪族スルホンアミド基、脂肪族置換アミノ基、脂肪族置換カルバモイル基、脂肪族置換スルファモイル基、脂肪族置換ウレイド基および非芳香族性複素環基が含まれる。
【0102】
アルキル基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。環状アルキル基よりも鎖状アルキル基の方が好ましく、直鎖状アルキル基が特に好ましい。アルキル基は、さらに置換基(例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アルキル置換アミノ基)を有していてもよい。アルキル基の(置換アルキル基を含む)例には、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、2−ヒドロキシエチル基、4−カルボキシブチル基、2−メトキシエチル基および2−ジエチルアミノエチル基の各基が含まれる。
アルケニル基の炭素原子数は、2〜8であることが好ましい。環状アルケニル基よりも鎖状アルケニル基の方が好ましく、直鎖状アルケニル基が特に好ましい。アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルケニル基の例には、ビニル基、アリル基および1−ヘキセニル基が含まれる。
アルキニル基の炭素原子数は、2〜8であることが好ましい。環状アルキニル基よりも鎖状アルキニル基の方が好ましく、直鎖状アルキニル基が特に好ましい。アルキニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルキニル基の例には、エチニル基、1−ブチニル基および1−ヘキシニル基が含まれる。
【0103】
脂肪族アシル基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族アシル基の例には、アセチル基、プロパノイル基およびブタノイル基が含まれる。
脂肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族アシルオキシ基の例には、アセトキシ基が含まれる。
アルコキシ基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。アルコキシ基は、さらに置換基(例えば、アルコキシ基)を有していてもよい。アルコキシ基の(置換アルコキシ基を含む)例には、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基およびメトキシエトキシ基が含まれる。
アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニル基およびエトキシカルボニル基が含まれる。
アルコキシカルボニルアミノ基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。アルコキシカルボニルアミノ基の例には、メトキシカルボニルアミノ基およびエトキシカルボニルアミノ基が含まれる。
【0104】
アルキルチオ基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましい。アルキルチオ基の例には、メチルチオ基、エチルチオ基およびオクチルチオ基が含まれる。
アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。アルキルスルホニル基の例には、メタンスルホニル基およびエタンスルホニル基が含まれる。
脂肪族アミド基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族アミド基の例には、アセトアミドが含まれる。
脂肪族スルホンアミド基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。脂肪族スルホンアミド基の例には、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基およびn−オクタンスルホンアミド基が含まれる。
脂肪族置換アミノ基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族置換アミノ基の例には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基および2−カルボキシエチルアミノ基が含まれる。
脂肪族置換カルバモイル基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。脂肪族置換カルバモイル基の例には、メチルカルバモイル基およびジエチルカルバモイル基が含まれる。
脂肪族置換スルファモイル基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。脂肪族置換スルファモイル基の例には、メチルスルファモイル基およびジエチルスルファモイル基が含まれる。
脂肪族置換ウレイド基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。脂肪族置換ウレイド基の例には、メチルウレイド基が含まれる。
非芳香族性複素環基の例には、ピペリジノ基およびモルホリノ基が含まれる。
レターデーション発現剤の分子量は、300〜800であることが好ましい。
【0105】
円盤状化合物として下記一般式(I)で表されるトリアジン化合物を用いることが好ましい。
【0106】
【化9】

【0107】
上記一般式(I)中:
51は、各々独立に、オルト位、メタ位およびパラ位の少なくともいずれかに置換基を有する芳香族環または複素環を表す。
11は、各々独立に、単結合または−NR52−を表す。ここで、R52は、各々独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基または複素環基を表す。
【0108】
51が表す芳香族環は、フェニルまたはナフチルであることが好ましく、フェニルであることが特に好ましい。R51が表す芳香族環はいずれかの置換位置に少なくとも一つの置換基を有してもよい。前記置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルケニルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アルキル置換スルファモイル基、アルケニル置換スルファモイル基、アリール置換スルファモイル基、スルオンアミド基、カルバモイル、アルキル置換カルバモイル基、アルケニル置換カルバモイル基、アリール置換カルバモイル基、アミド基、アルキルチオ基、アルケニルチオ基、アリールチオ基およびアシル基が含まれる。
【0109】
51が表す複素環基は、芳香族性を有することが好ましい。芳香族性を有する複素環は、一般に不飽和複素環であり、好ましくは最多の二重結合を有する複素環である。複素環は5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、6員環であることが最も好ましい。複素環のヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子または酸素原子であることが好ましく、窒素原子であることが特に好ましい。芳香族性を有する複素環としては、ピリジン環(複素環基としては、2−ピリジルまたは4−ピリジル)が特に好ましい。複素環基は、置換基を有していてもよい。複素環基の置換基の例は、上記アリール部分の置換基の例と同様である。
11が単結合である場合の複素環基は、窒素原子に遊離原子価をもつ複素環基であることが好ましい。窒素原子に遊離原子価をもつ複素環基は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、5員環であることが最も好ましい。複素環基は、複数の窒素原子を有していてもよい。また、複素環基は、窒素原子以外のヘテロ原子(例えば、O、S)を有していてもよい。以下に、窒素原子に遊離原子価をもつ複素環基の例を示す。ここで、C49nは、ノルマル−C49を表す。
【0110】
【化10】

【0111】
52が表すアルキル基は、環状アルキル基であっても鎖状アルキル基であってもよいが、鎖状アルキル基が好ましく、分岐を有する鎖状アルキル基よりも、直鎖状アルキル基がより好ましい。アルキル基の炭素原子数は、1〜30であることが好ましく、1〜20であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましく、1〜8がさらにまた好ましく、1〜6であることが最も好ましい。アルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基)およびアシルオキシ基(例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基)が含まれる。
【0112】
52が表すアルケニル基は、環状アルケニル基であっても鎖状アルケニル基であってもよいが、鎖状アルケニル基を表すのが好ましく、分岐を有する鎖状アルケニル基よりも、直鎖状アルケニル基を表すのがより好ましい。アルケニル基の炭素原子数は、2〜30であることが好ましく、2〜20であることがより好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることがさらにまた好ましく、2〜6であることが最も好ましい。アルケニル基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、前述のアルキル基の置換基と同様である。
52が表す芳香族環基および複素環基は、R12が表す芳香族環および複素環と同様であり、好ましい範囲も同様である。芳香族環基および複素環基はさらに置換基を有していてもよく、置換基の例にはR51の芳香族環および複素環の置換基と同様である。
【0113】
円盤状化合物としては下記一般式(II)で表されるトリフェニレン化合物を好ましく用いることもできる。
【0114】
【化11】

【0115】
上記一般式(II)中、R53、R54、R55、R56、R57およびR58は各々独立して、水素原子または置換基を表す。
53、R54、R55、R56、R57およびR58が各々表す置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる)、アルケニル基(好ましくは、炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる)、アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられる)、置換もしくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜40、より好ましくは炭素数0〜30、特に好ましくは炭素数0〜20のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる)、
【0116】
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられる)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜40、より好ましくは炭素数6〜30、特に好ましくは炭素数6〜20のアリールオキシ基であり、例えば、フェニルオキシ基、2−ナフチルオキシ基などが挙げられる)、アシル基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のアシル基であり、例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基などが挙げられる)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜40、より好ましくは炭素数7〜30、特に好ましくは炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基であり、例えば、フェニルオキシカルボニル基などが挙げられる)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアシルオキシ基であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などが挙げられる)、
【0117】
アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアシルアミノ基であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜40、より好ましくは炭素数7〜30、特に好ましくは炭素数7〜20のアリールオキシカルボニルアミノ基であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のスルホニルアミノ基であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜40、より好ましくは炭素数0〜30、特に好ましくは炭素数0〜20のスルファモイル基であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のカルバモイル基であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる)、
【0118】
アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基などが挙げられる)、アリールチオ基(好ましくは、炭素数6〜40、より好ましくは炭素数6〜30、特に好ましくは炭素数1〜20、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のスルホニル基であり、例えば、メシル基、トシル基などが挙げられる)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のスルフィニル基であり、例えば、メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のウレイド基であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基などが挙げられる)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のリン酸アミド基であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12のヘテロ環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有するヘテロ環基であり、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、1,3,5−トリアジル基などが挙げられる)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる)が含まれる。これらの置換基はさらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基を二つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
【0119】
53、R54、R55、R56、R57およびR58が各々表す置換基としては、好ましくはアルキル基、アリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基またはハロゲン原子である。円盤状化合物については特開平7−267902、特開平7−281028、特開平7−306317に詳細に記載されている。円盤状化合物がトリフェニレン誘導体である事が好ましい。
【0120】
一般式(I)で表される化合物は、例えば特開2003−344655号公報に記載の方法、一般式(II)で表される化合物は、例えば特開2005−134884号公報に記載の方法等、公知の方法により合成することができる。
【0121】
本発明では前述の円盤状化合物の他に直線的な分子構造を有する棒状化合物も好ましく用いることができる。直線的な分子構造とは、熱力学的に最も安定な構造において棒状化合物の分子構造が直線的であることを意味する。熱力学的に最も安定な構造は、結晶構造解析または分子軌道計算によって求めることができる。例えば、分子軌道計算ソフト(例えば、WinMOPAC2000、富士通(株)製)を用いて分子軌道計算を行い、化合物の生成熱が最も小さくなるような分子の構造を求めることができる。分子構造が直線的であるとは、上記のように計算して求められる熱力学的に最も安定な構造において、分子構造で主鎖の構成する角度が140度以上であることを意味する。
【0122】
少なくとも二つの芳香族環を有する棒状化合物としては、下記一般式(III)で表される化合物が好ましい。
【0123】
一般式(III):Ar1−L1−Ar2
【0124】
上記一般式(III)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。
本明細書において、芳香族基は、アリール基(芳香族性炭化水素基)、置換アリール基、芳香族性ヘテロ環基および置換芳香族性ヘテロ環基を含む。
アリール基および置換アリール基の方が、芳香族性ヘテロ環基および置換芳香族性ヘテロ環基よりも好ましい。芳香族性へテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性へテロ環は一般に最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましく、窒素原子または硫黄原子がさらに好ましい。
芳香族基の芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環およびピラジン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
【0125】
置換アリール基および置換芳香族性ヘテロ環基の置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ブチルアミノ基、ジメチルアミノ基の各基)、ニトロ基、スルホ基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基(例えば、N−メチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基の各基)、スルファモイル基、アルキルスルファモイル基(例えば、N−メチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基の各基)、ウレイド基、アルキルウレイド基(例えば、N−メチルウレイド基、N,N−ジメチルウレイド基、N,N,N'−トリメチルウレイド基の各基)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、s−ブチル基、tert−アミル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基の各基)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、ヘキセニル基の各基)、アルキニル基(例えば、エチニル基、ブチニル基)、アシル基(例えば、ホルミル基、アセチル基、ブチリル基、ヘキサノイル基、ラウリル基の各基)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、ブチリルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、ラウリルオキシ基の各基)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基の各基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基の各基)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基)、アルコキシカルボニルアミノ基(例えば、ブトキシカルボニルアミノ基、ヘキシルオキシカルボニルアミノ基)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基の各基)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ペンチルスルホニル基、ヘプチルスルホニル基、オクチルスルホニル基の各基)、アミド基(例えば、アセトアミド基、ブチルアミド基、ヘキシルアミド基、ラウリルアミド基の各基)および非芳香族性複素環基(例えば、モルホリル基、ピラジニル基)が含まれる。
【0126】
なかでも、好ましい置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基およびアルキル基が挙げられる。
アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基のアルキル部分とアルキル基とは、さらに置換基を有していてもよい。アルキル部分およびアルキル基の置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ニトロ基、スルホ基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、スルファモイル基、アルキルスルファモイル基、ウレイド基、アルキルウレイド基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アミド基および非芳香族性複素環基が含まれる。アルキル部分およびアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基およびアルコキシ基が好ましい。
【0127】
一般式(III)において、L1は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−O−、−CO−およびそれらの組み合わせからなる基から選ばれる二価の連結基である。
アルキレン基は、環状構造を有していてもよい。環状アルキレン基としては、シクロヘキシレンが好ましく、1,4−シクロへキシレンが特に好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基の方が分岐を有するアルキレン基よりも好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、より好ましくは1〜15であり、さらに好ましくは1〜10であり、さらに好ましくは1〜8であり、最も好ましくは1〜6である。
【0128】
アルケニレン基およびアルキニレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルケニレン基およびアルキニレン基の炭素原子数は、好ましくは2〜10であり、より好ましくは2〜8であり、さらに好ましくは2〜6であり、さらに好ましくは2〜4であり、最も好ましくは2(ビニレン基またはエチニレン基)である。
アリーレン基は、炭素原子数は6〜20であることが好ましく、より好ましくは6〜16であり、さらに好ましくは6〜12である。
【0129】
一般式(III)の分子構造において、L1を挟んで、Ar1とAr2とが形成する角度は、140度以上であることが好ましい。
【0130】
棒状化合物としては、下記式一般式(IV)で表される化合物がさらに好ましい。
一般式(IV):Ar1−L2−X−L3−Ar2
【0131】
上記一般式(IV)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義および例は、一般式(III)のAr1およびAr2と同様である。
【0132】
一般式(IV)において、L2およびL3は、それぞれ独立に、アルキレン基、−O−、−CO−およびそれらの組み合わせからなる基より選ばれる二価の連結基である。
アルキレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましく、より好ましくは1〜8であり、さらに好ましくは1〜6であり、さらに好ましくは1〜4であり、1または2(メチレン基またはエチレン基)であることが最も好ましい。
2およびL3は、−O−CO−または−CO−O−であることが特に好ましい。
【0133】
一般式(IV)において、Xは、1,4−シクロへキシレン基、ビニレン基またはエチニレン基である。
【0134】
一般式(III)または(IV)で表される化合物の具体例としては、特開2004−109657号公報の〔化1〕〜〔化11〕に記載の化合物が挙げられる。
【0135】
溶液の紫外線吸収スペクトルにおいて最大吸収波長(λmax)が250nmより長波長である棒状化合物を、二種類以上併用してもよい。
棒状化合物は、文献記載の方法を参照して合成できる。文献としては、Mol. Cryst. Liq. Cryst., 53巻、229ページ(1979年)、同89巻、93ページ(1982年)、同145巻、111ページ(1987年)、同170巻、43ページ(1989年)、J. Am. Chem. Soc.,113巻、1349ページ(1991年)、同118巻、5346ページ(1996年)、同92巻、1582ページ(1970年)、J. Org. Chem., 40巻、420ページ(1975年)、Tetrahedron、48巻16号、3437ページ(1992年)を挙げることができる。
【0136】
(劣化防止剤)
本発明においてはセルロースアシレート溶液に公知の劣化(酸化)防止剤、例えば、2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4、4'−チオビス−(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、1、1'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2、2'−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2、5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などのフェノール系あるいはヒドロキノン系酸化防止剤を添加することができる。さらに、トリス(4−メトキシ−3、5−ジフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、ビス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系酸化防止剤をすることが好ましい。劣化防止剤の添加量は、セルロース系樹脂100質量部に対して、0.05〜5.0質量部を添加する。
【0137】
(紫外線吸収剤)
本発明においてはセルロースアシレート溶液に、偏光板または液晶等の劣化防止の観点から、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。ヒンダードフェノール系化合物の例としては、2、6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N、N'−ヘキサメチレンビス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイトなどが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2、2−メチレンビス(4−(1、1、3、3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、(2、4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3、5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1、3、5−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N、N'−ヘキサメチレンビス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、(2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2、6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕などが挙げられる。これらの紫外線防止剤の添加量は、セルロースアシレートフィルム全体中に質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
【0138】
(剥離促進剤)
本発明のフィルムには、剥離促進剤を含んでいてもよい。剥離促進剤は、例えば、0.001〜1重量%の割合で含めることができる。剥離促進剤としては、公知のものが採用でき、例えば、クエン酸のエチルエステル類が例として挙げられる。
【0139】
(可塑剤)
本発明のフィルムには、機械的物性を改良するため、または乾燥速度を向上するために、可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DEPおよびDPPが特に好ましい。可塑剤の添加量は、セルロース系樹脂の質量の0.1〜25質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがさらに好ましく、3〜15質量%であることが最も好ましい。
【0140】
本発明のセルロースアシレートフィルムは、前記低分子量添加剤のうち、可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料およびマット剤のうち少なくとも1種を含有していることも位相差フィルムの弾性率、耐光性などの観点から好ましい。
【0141】
本発明のセルロースアシレートフィルムは、前記添加剤のうち、重合物添加剤、可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料、マット剤およびレターデーション発現剤の合計添加量が、セルロースアシレート樹脂に対して4〜40質量%添加されていることが、位相差フィルムの弾性率、耐光性などの観点から好ましい。
重合物添加剤、可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料、マット剤およびレターデーション発現剤の合計添加量は、5〜30質量%であることがより好ましく、10〜25質量%であることが特に好ましい。
【0142】
(セルロースエステルフィルムの製造方法)
本発明のフィルムは、セルロースアシレートフィルムを通常作製する方法であればいずれの方法においても製造することができるが、特にソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ソルベントキャスト法では、セルロースアシレートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造することができる。
有機溶媒は、炭素原子数が3〜12のエーテル、炭素原子数が3〜12のケトン、炭素原子数が3〜12のエステルおよび炭素原子数が1〜6のハロゲン化炭化水素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよい。エーテル、ケトンおよびエステルの官能基(すなわち、−O−、−CO−および−COO−)のいずれかを2つ以上有する化合物も、有機溶媒として用いることができる。有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数は、いずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
炭素原子数が3〜12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトールが含まれる。
炭素原子数が3〜12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが含まれる。
炭素原子数が3〜12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが含まれる。
2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。
ハロゲン化炭化水素の炭素原子数は、1または2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。ハロゲン化炭化水素のハロゲンは、塩素であることが好ましい。ハロゲン化炭化水素の水素原子が、ハロゲンに置換されている割合は、25〜75モル%であることが好ましく、30〜70モル%であることがより好ましく、35〜65モル%であることがさらに好ましく、40〜60モル%であることが最も好ましい。メチレンクロリドが、代表的なハロゲン化炭化水素である。
2種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
【0143】
一般的な方法でセルロースアシレート溶液を調製できる。一般的な方法とは、0℃以上の温度(常温または高温)で、処理することを意味する。溶液の調製は、通常のソルベントキャスト法におけるドープの調製方法および装置を用いて実施することができる。なお、一般的な方法の場合は、有機溶媒としてハロゲン化炭化水素(特にメチレンクロリド)を用いることが好ましい。
セルロースアシレートの量は、得られる溶液中に10〜40質量%含まれるように調整する。セルロースアシレートの量は、10〜30質量%であることがさらに好ましい。有機溶媒(主溶媒)中には、後述する任意の添加剤を添加しておいてもよい。
溶液は、常温(0〜40℃)でセルロースアシレートと有機溶媒とを攪拌することにより調製することができる。高濃度の溶液は、加圧および加熱条件下で攪拌してもよい。具体的には、セルロースアシレートと有機溶媒とを加圧容器に入れて密閉し、加圧下で溶媒の常温における沸点以上、かつ溶媒が沸騰しない範囲の温度に加熱しながら攪拌する。加熱温度は、通常は40℃以上であり、好ましくは60〜200℃であり、さらに好ましくは80〜110℃である。
【0144】
各成分は予め粗混合してから容器に入れてもよい。また、順次容器に投入してもよい。容器は攪拌できるように構成されている必要がある。窒素ガス等の不活性気体を注入して容器を加圧することができる。また、加熱による溶媒の蒸気圧の上昇を利用してもよい。あるいは、容器を密閉後、各成分を圧力下で添加してもよい。
加熱する場合、容器の外部より加熱することが好ましい。例えば、ジャケットタイプの加熱装置を用いることができる。また、容器の外部にプレートヒーターを設け、配管して液体を循環させることにより容器全体を加熱することもできる。
容器内部に攪拌翼を設けて、これを用いて攪拌することが好ましい。攪拌翼は、容器の壁付近に達する長さのものが好ましい。攪拌翼の末端には、容器の壁の液膜を更新するため、掻取翼を設けることが好ましい。
容器には、圧力計、温度計等の計器類を設置してもよい。容器内で各成分を溶媒中に溶解する。調製したドープは冷却後容器から取り出すか、あるいは、取り出した後、熱交換器等を用いて冷却する。
【0145】
(製膜工程)
調製したセルロースアシレート溶液(ドープ)から、ソルベントキャスト法によりセルロースアシレテートフィルムを製造することができる。
ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が18〜35質量%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。ソルベントキャスト法における流延および乾燥方法については、米国特許2336310号、同2367603号、同2492078号、同2492977号、同2492978号、同2607704号、同2739069号、同2739070号、英国特許640731号、同736892号の各明細書、特公昭45−4554号、同49−5614号、特開昭60−176834号、同60−203430号、同62−115035号の各公報に記載がある。
【0146】
ドープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。流延してから2秒以上風に当てて乾燥することが好ましい。得られたフィルムをドラムまたはバンドから剥ぎ取り、さらに100から160℃まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して残留溶媒を蒸発させることもできる。以上の方法は、特公平5−17844号公報に記載がある。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この方法を実施するためには、流延時のドラムまたはバンドの表面温度においてドープがゲル化することが必要である。
【0147】
ドラムやベルト上で乾燥され、剥離されたウェブの乾燥方法について述ベる。ドラムやベルトが1周する直前の剥離位置で剥離されたウェブは、千鳥状に配置されたロール群に交互に通して搬送する方法や剥離されたウェブの両端をクリップ等で把持させて非接触的に搬送する方法などにより搬送される。乾燥は、搬送中のウェブ(フィルム)両面に所定の温度の風を当てる方法やマイクロウエーブなどの加熱手段などを用いる方法によって行われる。急速な乾燥は、形成されるフィルムの平面性を損なう恐れがあるので、乾燥の初期段階では、溶媒が発泡しない程度の温度で乾燥し、乾燥が進んでから高温で乾燥を行うのが好ましい。支持体から剥離した後の乾燥工程では、溶媒の蒸発によってフィルムは長手方向あるいは幅方向に収縮しようとする。収縮は、高温度で乾燥するほど大きくなる。この収縮を可能な限り抑制しながら乾燥することが、でき上がったフィルムの平面性を良好にする上で好ましい。この点から、例えば、特開昭62−46625号公報に示されているように、乾燥の全工程あるいは一部の工程を幅方向にクリップあるいはピンでウェブの幅両端を幅保持しつつ行う方法(テンター方式)が好ましい。上記乾燥工程における乾燥温度は、100〜145℃であることが好ましい。使用する溶媒によって乾燥温度、乾燥風量および乾燥時間が異なるが、使用溶媒の種類、組合せに応じて適宜選べばよい。本発明のセルロースエステルフィルムの製造方法では、支持体から剥離したウェブ(フィルム)を、ウェブ中の残留溶媒量が120質量%未満の時に延伸することが好ましく、特に10〜100質量%の範囲にある間に、少なくとも1方向に5〜300%で行うのが好ましく、7〜200%で行うのがより好ましく、10〜100%で行うのがさらに好ましい。
【0148】
なお、残留溶媒量は下記の式で表せる。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、NはMを測定したウェブを110℃で3時間乾燥させた時の質量である。ウェブ中の残留溶媒量が多すぎると延伸の効果が得られず、また、少なすぎると延伸が著しく困難となり、ウェブの破断が発生してしまう場合がある。ウェブ中の残留溶媒量のさらに好ましい範囲は10質量%〜70質量%、特に12質量%〜50質量%が最も好ましい。また、延伸倍率が小さすぎると十分な位相差が得られず、大きすぎると延伸が困難となり破断が発生してしまう場合がある。本発明のセルロースアシレートフィルムは延伸による光学異方性の発現性が大きいことから、実用上の観点からは延伸倍率は5〜100%が好ましく、7〜70%がさらに好ましく、10〜50%が特に好ましい。溶液流延製膜したフィルムは、特定の範囲の残留溶媒量であれば高温に加熱しなくても延伸可能であるが、乾燥と延伸を兼ねると、工程が短くてすむので好ましい。しかし、ウェブの温度が高すぎると、可塑剤が揮散するので、室温(例えば、15℃)〜145℃以下の範囲が好ましい。
【0149】
また、本発明では得られたセルロースアシレート溶液を、金属支持体としての平滑なバンド上或いはドラム上に単層液として流延してもよいし、2層以上の複数のセルロースアシレート液を流延してもよい。複数のセルロースアシレート溶液を流延する場合、金属支持体の進行方向に間隔を置いて設けた複数の流延口からセルロースアシレートを含む溶液をそれぞれ流延させて積層させながらフィルムを作製してもよく、例えば、特開昭61−158414号、特開平1−122419号、特開平11−198285号の各公報などに記載の方法が適応できる。また、2つの流延口からセルロースアシレート溶液を流延することによってフィルム化してもよく、例えば特公昭60−27562号、特開昭61−94724号、特開昭61−947245号、特開昭61−104813号、特開昭61−158413号、特開平6−134933号の各公報に記載の方法で実施できる。また、特開昭56−162617号公報に記載の高粘度セルロースアシレート溶液の流れを低粘度のセルロースアシレート溶液で包み込み、その高粘度および低粘度のセルロースアシレート溶液を同時に押出すセルロースアシレートフィルム流延方法でもよい。さらにまた、特開昭61−94724号、特開昭61−94725号の各公報に記載の外側の溶液が内側の溶液よりも貧溶媒であるアルコール成分を多く含有させることも好ましい態様である。
【0150】
あるいはまた、2個の流延口を用いて、第一の流延口により金属支持体に成型したフィルムを剥離し、金属支持体面に接していた側に第二の流延を行なうことにより、フィルムを作製してもよく、例えば特公昭44−20235号公報に記載されている方法が挙げられる。流延するセルロースアシレート溶液は同一の溶液でもよいし、異なるセルロースアシレート溶液でもよく特に限定されない。複数のセルロースアシレート層に機能を持たせるために、その機能に応じたセルロースアシレート溶液を、それぞれの流延口から押出せばよい。さらの本発明のセルロースアシレート溶液は、他の機能層(例えば、接着層、染料層、帯電防止層、アンチハレーション層、UV吸収層、偏光層など)を同時に流延することも実施しうる。
【0151】
従来の単層液では、必要なフィルム厚さにするためには高濃度で高粘度のセルロースアシレート溶液を押出すことが必要であり、その場合、セルロースアシレート溶液の安定性が悪くて固形物が発生し、ブツ故障となったり、平面性が不良であったりして問題となることが多かった。この解決として、複数のセルロースアシレート溶液を流延口から流延することにより、高粘度の溶液を同時に金属支持体上に押出すことができ、平面性も良化し優れた面状のフィルムが作製できるばかりでなく、濃厚なセルロースアシレート溶液を用いることで乾燥負荷の低減化が達成でき、フィルムの生産スピードを高めることができた。
【0152】
共流延の場合、内側と外側の厚さは特に限定されないが、好ましくは外側が全膜厚の1〜50%であることが好ましく、より好ましくは2〜30%の厚さである。ここで、3層以上の共流延の場合は金属支持体に接した層と空気側に接した層のトータル膜厚を外側の厚さと定義する。
【0153】
共流延の場合、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤等の添加剤濃度が異なるセルロースアシレート溶液を共流延して、積層構造のセルロースアシレートフィルムを作製することもできる。例えば、スキン層/コア層/スキン層といった構成のセルロースアシレートフィルムを作ることができる。例えば、マット剤は、スキン層に多く、またはスキン層のみに入れることができる。可塑剤、紫外線吸収剤はスキン層よりもコア層に多くいれることができ、コア層のみにいれてもよい。また、コア層とスキン層で可塑剤、紫外線吸収剤の種類を変更することもでき、例えばスキン層に低揮発性の可塑剤および/または紫外線吸収剤を含ませ、コア層に可塑性に優れた可塑剤、或いは紫外線吸収性に優れた紫外線吸収剤を添加することもできる。また、剥離剤を金属支持体側のスキン層のみ含有させることも好ましい態様である。また、冷却ドラム法で金属支持体を冷却して溶液をゲル化させるために、スキン層に貧溶媒であるアルコールをコア層より多く添加することも好ましい。スキン層とコア層のTgが異なっていても良く、スキン層のTgよりコア層のTgが低いことが好ましい。また、流延時のセルロースアシレートを含む溶液の粘度もスキン層とコア層で異なっていても良く、スキン層の粘度がコア層の粘度よりも小さいことが好ましいが、コア層の粘度がスキン層の粘度より小さくてもよい。
【0154】
本発明のセルロースアシレートフィルムは、以下に詳述する製造方法を用いることにより効率良く製造することができる。
本発明のセルロースアシレートフィルムの製造方法は、セルロースエステルを有機溶媒に溶解させた溶液を、支持体上に流延し溶媒を蒸発させてフィルムを形成する製膜工程、およびその後当該フィルムを延伸する延伸工程、さらにその後得られたフィルムを乾燥する乾燥工程を有するフィルムの製造方法であって、該乾燥工程終了後、150〜200℃の温度で1分以上熱処理する工程を有することを特徴とするものである。
【0155】
(延伸工程)
本発明のセルロースアシレートフィルムを延伸処理する場合は、剥離のすぐ後の未だフィルム中に溶剤が十分に残留している状態で行うことが好ましい。一般的な延伸の目的は、(1)しわや変形のない平面性に優れ、面内方向のレターデーションの均一なフィルムを得るためおよび/または、(2)フィルムの面内レターデーションを大きくするために行う。
【0156】
本発明の製造方法における延伸においては、延伸開始時の生乾きのフィルム中の好ましい残留揮発分濃度は15〜60質量%であり、20〜50質量%がさらに好ましく、25〜40質量%が特に好ましい。延伸は実用上の観点からは延伸倍率は10〜100%が好ましく、12〜60%がさらに好ましく、15〜45%が特に好ましい。フィルム面内方向に均一な延伸を与える点で、残留溶剤量は15質量%以上であることが好ましい。一方、フィルムの強度や弾性が大きく、意図せぬ切断や伸びが生じにくく、面内方向のレターデーションの分布にバラツキを生じにくい点で、残留溶剤量は60質量%以下が好ましい。さらには自己保持力が十分で、変形、しわ、クニックを生じにくく、光学フィルムとして有用である利点がある。
【0157】
フィルムの延伸は、フィルム搬送方向に対して縦あるいは横だけの一軸延伸でもよく同時あるいは逐次二軸延伸でもよいが、光学特性発現性と均一コントロールの面で、同時あるいは逐次二軸延伸が好ましい。VA液晶セルやOCB液晶セル用位相差フィルムの複屈折は、幅方向の屈折率が長さ方向の屈折率よりも大きくなることが好ましい。従って幅方向(横方向)により多く延伸することが好ましい。
【0158】
本発明のセルロースアシレートフィルムは、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値、すなわち延伸方向の変形比/直交方向の変形比(以下、ARとも言う)が、1.15〜1.8である。このような特定の倍率を満たすように延伸することが、所望の光学特性のフィルムを得ることと、得られるフィルムの物理特性の観点から好ましい。
ここで、前記ARは、下記の方法で求めることができる。
まず、延伸方向の寸度変化率とは、詳しくは、延伸後のフィルムの延伸方向の長さを、延伸前のフィルムの延伸方向の長さで割った値をいう。
延伸方向と直交する方向の寸度変化率とは、詳しくは、延伸後のフィルムの延伸方向と直交する方向の長さを、延伸前のフィルムの延伸方向と直交する方向の長さで割った値をいう。
これら2つの方向の寸度変化率どうしの比をとったものがARであり、下記式(D)で求めることができる。
式(D):
延伸方向の寸度変化率
延伸方向の変形比/直交方向の変形比(AR)=-----------------------------------
延伸方向と直交する方向の寸度変化率
前記ARは、1.2〜1.8であることがより好ましく、1.2〜1.5であることが特に好ましい。
前記ARが、1.15以上であれば必要な光学特性に到達でき、1.8以下であればフィルムが切断し難く、微小な破断によるフィルムの白濁(クレーズ)が発生し難い上、湿熱変化時の伸縮率を小さくすることができる。
【0159】
本発明の製造方法における延伸においては、延伸後にフィルムを緩和させ、延伸フィルムを収縮させることが好ましい。
【0160】
緩和工程では、例えば横延伸されたセルロースアシレートフィルムを所定時間、所定温度に保持して、延伸フィルムを収縮させることが好ましい。緩和率は20%以内が好ましく、15%以内がより好ましく、10%以内が特に好ましい。緩和率が高すぎると、搬送中のフィルムが弛むことにより、走行性が悪化しハンドリングが悪くなるだけでなく、搬送テンションのバラツキにより、光学特性バラツキが大きくなる。保持温度が低すぎると延伸過程での分子配向が凍結されてレターデーション値を均一化することが困難になるため、100℃以上で保持することが好ましく、120℃以上であることがさらに好ましい。保持時間は、10〜300秒が好ましく、30秒〜180秒がさらに好ましい。保持時間が短すぎると応力緩和効果が小さくレターデーション値を均一化することができず、長すぎるとフィルム厚み方向のレターデーション値のバラツキが増加する。
【0161】
(乾燥工程)
セルロースアシレートフィルムは延伸後さらに乾燥し、巻き取ることが好ましい。巻き取る際、少なくとも片端にナーリングを付与するのが好ましく、幅は好ましくは3mm〜50mm、より好ましくは5mm〜30mm、高さは好ましくは0.5〜500μmであり、より好ましくは1〜200μmである。これは片押しであっても両押しであっても良い。
【0162】
得られたフィルムを巻き取る巻き取り機には、一般的に使用されている巻き取り機が使用でき、定テンション法、定トルク法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法などの巻き取り方法で巻き取ることができる。以上の様にして得られたセルロースアシレートフィルムロールは、フィルムの遅相軸方向が、巻き取り方向(フィルムの長手方向)に対して、±2度であることが好ましく、さらに±1度の範囲であることが好ましい。または、巻き取り方向に対して直角方向(フィルムの幅方向)に対して、±2度であることが好ましく、さらに±1度の範囲にあることが好ましい。特にフィルムの遅相軸方向が、巻き取り方向(フィルムの長手方向)に対して、±0.1度以内であることが好ましい。あるいはフィルムの幅手方向に対して±0.1度以内であることが好ましい。
【0163】
以上のようにして得られたフィルムは、最終仕上がりフィルムの残留溶媒量で1質量%以下、さらに0.2質量%以下であることが、実用上好ましい。
【0164】
[偏光板]
本発明の偏光板の実施形態は、本発明のセルロースアシレートフィルムの少なくとも一枚を偏光板の保護フィルムとして用いたものである。すなわち、偏光板は、偏光子およびその少なくとも片側、通常は両側に配置された2枚の透明保護フィルムからなる。そして、本発明では、少なくとも一方の保護フィルムとして、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いる。他方の保護フィルムは、本発明に関するセルロースアシレートフィルムを用いても、通常のセルロースアセテートフィルム等を用いてもよい。
【0165】
偏光板は前述の如く、偏光子の少なくとも一方の面に偏光板用保護フィルムを貼り合わせ積層することによって形成される。偏光子は従来から公知のものを用いることができ、例えば、ポリビニルアルコールフィルムの如きの親水性ポリマーフィルムを、沃素のような二色性染料で処理して延伸したものである。セルロースエステルフィルムと偏光子との貼り合わせは、特に限定はないが、
水溶性ポリマーの水溶液からなる接着剤により行うことができる。この水溶性ポリマー接着剤は完全鹸化型のポリビニルアルコ−ル水溶液が好ましく用いられる。
また、偏光板の保護フィルムの上に、さらに、位相差膜を有していても良い。位相差膜は、好ましくは、粘着剤によって貼り合わせる。粘着剤としては、例えば、特開2000−109771号公報、特開2003−34781号公報、特開2003−34781号公報の各明細書に記載のものを採用できる。
【0166】
本発明の偏光板の構成としては、保護フィルム/偏光子/保護フィルム/液晶セル/本発明のセルロースアシレートフィルム/偏光子/偏光板保護フィルムの構成、もしくは偏光板保護フィルム/偏光子/本発明のセルロースアシレートフィルム/液晶セル/本発明のセルロースアシレートフィルム/偏光子/偏光板保護フィルムの構成で好ましく用いることができる。特に、TN型、VA型、OCB型などの液晶セルに貼り合わせて用いることによって、さらに視野角に優れ、着色が少ない視認性に優れた表示装置を提供することができる。特に本発明のセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板は高温高湿条件下での劣化が少なく、長期間安定した性能を維持することができる。
【0167】
[液晶表示装置]
本発明のセルロースアシレートフィルム、該フィルムを用いた偏光板は、様々な表示モードの液晶セル、液晶表示装置に用いることができる。TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、AFLC(Anti−ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)およびHAN(Hybrid Aligned Nematic)のような様々な表示モードが提案されている。
【0168】
OCBモードの液晶セルは、棒状液晶性分子を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させるベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置である。OCBモードの液晶セルは、米国特許第4583825号、同5410422号の各明細書に開示されている。棒状液晶分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いとの利点がある。
【0169】
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。
VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech. Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(シャープ技報第80号11頁)および(4)SURVAIVALモードの液晶セル(月刊ディスプレイ5月号14頁(1999年))が含まれる。
VAモードの液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなる。液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持している。本発明における透過型液晶表示装置の一つの態様では、本発明のフィルムは、液晶セルと一方の偏光板との間に、一枚配置するか、あるいは液晶セルと双方の偏光板との間に二枚配置する。
【0170】
本発明の透過型液晶表示装置の別の態様では、液晶セルと偏光子との間に配置される偏光板の透明保護フィルムとして、本発明のフィルムからなる光学補償シートが用いられる。一方の偏光板の(液晶セルと偏光子との間の)保護フィルムのみに上記の光学補償シートを用いてもよいし、あるいは双方の偏光板の(液晶セルと偏光子との間の)二枚の保護フィルムに、上記の光学補償シートを用いてもよい。一方の偏光板のみに上記光学補償シートを使用する場合は、液晶セルのバックライト側偏光板の液晶セル側保護フィルムとして使用するのが特に好ましい。液晶セルへの張り合わせは、本発明のフィルムを本発明の偏光板の保護フィルムとして用いている場合、該偏光板が粘着剤により液晶セルに貼着されており、前記保護フィルムが液晶セル(VAセル)側に配置されていることが好ましい。保護フィルムは通常のセルロースエステルフィルムでも良く、本発明のフィルムより薄いことが好ましい。例えば、40〜80μmが好ましく、市販のKC4UX2M(コニカオプト株式会社製40μm)、KC5UX(コニカオプト株式会社製60μm)、TD80(富士フイルム製80μm)等が挙げられるが、これらに限定されない。
【実施例】
【0171】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【0172】
[製造例1]
(セルロースアシレートの調製)
表1に記載のアシル基の種類、置換度の異なるセルロースアシレートを調製した。これは、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することでアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後に40℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。なお、表中の綿の種類における、CABとは、セルロースアセテートブチレート(アシル基がアセチル基とブチリル基からなるセルロースエステル誘導体)の略称であり、CAPとは、セルロースアセテートプロピオネート(アシル基がアセチル基とプロピオニル基からなるセルロースエステル誘導体)の略称であり、CAとは、セルロースアセテート(アシル基がアセチル基のみからなるセルロースエステル誘導体)を意味する。また、表中の置換度Aはアセチル基由来の置換度を示しており、置換度Bは、表中の「種類」の欄に記載の置換基の置換度を示している。ここで、Prはプロピオニル基を、Buはブチリル基をそれぞれ示している。
【0173】
[評価方法]
(溶解度パラメータ(SP値))
本発明における溶解度パラメータ(SP値)は全てHoy法により算出した値を用いた。
【0174】
[セルロースアシレートフィルムの製膜]
[実施例1〜13、比較例1〜13]
(溶解)
表3に記載のセルロースアシレート、添加剤として、表3に記載の重合体添加剤1、重合体添加剤2と、表4に記載のレターデーション発現剤1(RP1)またはレターデーション発現剤2(RP2)をジクロロメタン/メタノール(87/13質量部)に攪拌しながら投入して攪拌し溶解させ、ドープを作製した。前記ドープは粘度が50〜70Pa・sの範囲となる様にそれぞれ調製した。このとき、同時にセルロースアシレート100質量部に対して微粒子であるマット剤(AEROSIL R972、日本エアロジル(株)製、2次平均粒子サイズ1.0μm以下)0.13質量部となる様にマット剤分散液を混合、攪拌した。表4の各添加剤の添加量はセルロースアシレート100質量部に対する添加剤の質量部である。
【0175】
【化12】

【0176】
【化13】

【0177】
【表3】

上記表3中、SMA 3000P、SMA 2000PおよびSMA1000Pはサートマー社製であり、JONCRYL682はBASF社製のものである。また、それぞれスチレン系ポリマーである。
【0178】
(流延および延伸)
上述のドープを、バンド流延機を用いて流延した。残留溶剤量が25〜40質量%の範囲でバンドから剥ぎ取ったフィルムを、延伸温度150℃で、テンターを用いて幅方向に延伸した後、緩和して、各実施例および比較例のセルロースアシレートフィルムを製膜した。ここでの延伸倍率は、テンターでの最大延伸倍率を示している。最大延伸倍率は流延幅を基準とした。また、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値、延伸方向/直交方向の変形比(AR)の値を表4に示した。得られたフィルムの幅および膜厚を表5に示した。
【0179】
【表4】

【0180】
(Re、Rth)
作製したセルロースアシレートフィルムを、25℃・相対湿度60%で2時間以上調湿し、複屈折測定装置(KOBRA 21ADH、王子計測器(株)製)を用いて、25℃・相対湿度60%で波長590nmにおけるRe値およびRth値を測定した。得られた値を表5に示した。
【0181】
(ΔRe、ΔRth)
さらに、該フィルムを60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置した後、25℃・相対湿度60%で2時間以上調湿し、25℃・相対湿度60%で波長590nmにおけるRe値およびRth値を測定した。サーモ前のRe値とRth値、およびサーモ前後におけるRe値およびRth値の差をΔReおよびΔRthとして以下のランクづけで表5に示した。
◎ ΔReまたはΔRthの絶対値が0nm以上、2nm未満であった。
○ ΔReまたはΔRthの絶対値が2nm以上、4nm未満であった。
△ ΔReまたはΔRthの絶対値が4〜5nmであった。
× ΔReまたはΔRthの絶対値が5nmを超えた。
フィルムの白化により定量評価不能であったものについては、その旨を表5に記載した。
【0182】
(ヘイズ)
作製したセルロースアシレートフィルムを、25℃・相対湿度60%で2時間以上調湿し、ヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)を用いて、JIS K−6714に従ってヘイズを測定した。
ヘイズ試験の結果は以下のランクづけで表5に示した。
◎ ヘイズ値が0%以上、0.3%未満であった。
○ ヘイズ値が0.3%以上、0.5%未満であった。
△ ヘイズ値が0.5〜1.0%であった。
× ヘイズ値が1.0%を超えた。
フィルムの白化により定量評価不能であったものについては、その旨を表5に記載した。
【0183】
(寸法変化率)
作製したセルロースアシレートフィルムの60℃・相対湿度90%の条件下に24時間静置した場合の搬送方向寸度変化率S(MD)と機械幅方向寸度変化率S(TD)を測定した。流延方向寸度変化率S(MD)と流延幅方向寸度変化率S(TD)の定義、測定方法は前述した通りである。
寸法変化率の結果は以下のランクづけで表5に示した。
◎ 寸法変化率の絶対値が0%以上、0.3%未満であった。
○ 寸法変化率の絶対値が0.3%以上、0.5%未満であった。
△ 寸法変化率の絶対値が0.5〜1.0%であった。
× 寸法変化率の絶対値が1.0%を超えた。
フィルムの白化により定量評価不能であったものについては、その旨を表5に記載した。
【0184】
【表5】

【0185】
表5より、本結果によれば本発明によるフィルムは、ΔReまたはΔRthの絶対値がいずれもが5nm以内と小さく、ヘイズ値1.0%以下を満たし、湿熱環境下での寸法変化が小さいフィルムであることがわかった。
【0186】
さらに、本発明のどのサンプルも光弾性係数は50×10-13cm2/dyne以下であり、光学フィルムとして十分な性能を満たすものであった。
【0187】
[実施例101〜105、比較例101〜102]
(偏光板の作製)
厚み75μm、重合度2400のポリビニルアルコール(PVA)フィルムを30℃の温水で40秒間膨潤させた後、ヨウ素濃度0.06質量%、ヨウ化カリウム6質量%の水溶液中に30℃で60秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度4質量%、ヨウ化カリウム3質量%の水溶液中に40℃で60秒浸漬している間に、縦方向が元の長さの5.0倍になるように延伸した。その後、50℃で4分間乾燥させて、偏光子を得た。
【0188】
各実施例および比較例で作製したフィルムを1.5モル/リットルで30℃の水酸化ナトリウム水溶液中に、および富士フイルム(株)製TD80Uを1.5モル/リットルで55℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、0.05モル/リットルで35℃の希硫酸水溶液に15秒間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。なお、用いた原反フィルムは下記表6に記載した。
前記のように鹸化処理を行ったフィルムと富士フイルム(株)製TD80Uを前記の偏光子を挟むようにポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合せ、さらに70℃で30分間加熱した。この後、幅方向から3cm、カッターにて耳きりをし、有効幅1200mm、長さ50mのロール形態の偏光板を作製した。このとき、偏光子および偏光子両側の保護フィルムはロール形態で作製されているため各ロールフィルムの長手方向が平行となっており連続的に貼り合わされる。また、セル側に配置される保護フィルムにおいては偏光子の透過軸と各セルロースアシレートフィルムの遅相軸とは平行になっている。
【0189】
(アクリル系ポリマー溶液の作製)
n−ブチルアクリレート(n−BA)75質量部、メチルアクリレート(MA)20質量部、2−ヒドロキシアクリレート(2−HEA)5質量部、酢酸エチル100質量部およびアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2質量部を反応容器に入れ、この反応容器内の空気を窒素ガスで置換した後、撹拌下に窒素雰囲気中で、この反応容器を60℃に昇温させ、4時間反応させた。4時間後、トルエン100質量部、α−メチルスチレンダイマー5質量部およびAIBN2質量部を加え、90℃に昇温し、さらに4時間反応させた。反応後、酢酸エチルで希釈し、固形分20質量%のアクリルポリマー溶液を得た。ポリマー溶液の固形分100質量部にイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン(株)製)1.0質量部を添加し、よく撹拌して粘着剤組成物を得た。
【0190】
(粘着剤付偏光板の作製)
上記で作製した偏光板に粘着剤を塗工した。
上記アクリルポリマー溶液を含有する粘着剤組成物を剥離処理したフィルム上に25μmの粘着剤層を形成し、それを偏光板(セル側保護フィルム上)に転写し、温度23℃、湿度65%の条件で7日間熟成させて実施例101〜105および比較例101〜102の粘着剤付偏光板を作製した。さらにその粘着剤層の上にセパレートフィルムを貼り付けた。セルと反対側の保護フィルム上にはプロテクトフィルムを貼り付けた。
【0191】
(偏光板耐久性)
上記で作製した実施例101〜105および比較例101〜102の粘着剤付偏光板をガラス板に貼り付けたものを2組用意し、60℃90%RHで1000時間経時させた前後において、島津UV3100分光光度計で平行透過率および直交透過率を測定し、偏光度を算出した。耐久性は以下の基準に従い評価を行った。
【0192】
◎ 偏光度変化量が0%以下、−0.3%を超えた。
○ 偏光度変化量が−0.3%以下、−0.5%を超えた。
△ 偏光度変化量が−0.5%以下、−1.0%を超えた。
× 偏光度変化量が−1.0%以下であった。
結果を表6に示した。本発明にかかるフィルムを用いた偏光板においては熱および湿度に対する偏光度の変化が小さく、耐久性に優れることが明らかである。
【0193】
また、実施例5で作製した本発明の偏光板は60℃・相対湿度90%の条件下に24時間静置した場合の搬送方向寸度変化率S(MD)と機械幅方向寸度変化率S(TD)を測定したところ、寸法変化率S(MD)とS(TD)の絶対値はいずれも1.0%以下の良好な結果を示した。
【0194】
(VAパネルへの実装)
VAモードの液晶TV(LC−20C5、シャープ(株)製)の表裏の偏光板および位相差板を剥し、表と裏側に、実施例101〜105および比較例101〜102で作製・調湿した偏光板視野角補償板のない市販の偏光板(HLC2−5618、サンリッツ(株)製)を、ラミネーターロールを用いて貼り付けた。貼り合わせの組み合わせは、バックライト側偏光板と視認側偏光板をともに、各実施例および比較例の同じ偏光板2枚同士とした。
この際、視認側の偏光板の吸収軸をパネル水平方向に、バックライト側の偏光板の吸収軸をパネル鉛直方向となり、粘着剤面が液晶セル側となるように配置した。
得られた液晶表示装置を実施例101〜105および比較例101〜102の液晶表示装置とした。
【0195】
(視野角耐久性)
測定機(EZ−Contrast 160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲)を測定した。本発明および比較例の偏光板を使用した液晶表示装置は25℃・相対湿度60%で左右共に80度以上の良好な視野角を示した。その後、上記液晶表示装置を60℃・相対湿度90%の条件下で24時間静置し、その後25℃・相対湿度60%で2時間以上調湿し、25℃・相対湿度60%で再度視野角を測定した際、左右共に80度以上の良好な視野角の場合を「○」とし、それ以外の場合を「×」とした。
【0196】
【表6】

【0197】
表6の結果から、本発明実施例のフィルムを用いた偏光板においては、熱および湿度に対する偏光度の変化が小さく、耐久性に優れ、優れた表示性能を示す偏光板であることわかった。また、本発明実施例のフィルムを用いた液晶表示装置においては、視野角耐久性に優れていることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【0198】
本発明では、使用環境の湿度の変化に対して、寸法変動が十分に小さく、光学特性の湿熱耐久性に優れたセルロースアシレートフィルムを提供することが可能になった。すなわち、本発明のセルロースアシレートフィルムは、偏光板用保護フィルム、光学補償フィルムとして好ましく用いることができる。
また、本発明の偏光板は湿熱耐久性に優れている。従って、本発明は、使用環境の湿度の変化に対して、色ずれ、色味、光漏れの変動が十分に小さい液晶表示装置を提供することが可能になる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルロースアシレートのアシル基置換度をDSとしたときに下記式(A)を満たし、60℃相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後において波長590nmにおける膜厚方向レターデーション値Rth(590)の変化量の絶対値が5nm以下であり、延伸してなり、かつ、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値ARが1.15〜1.8であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
式(A):2.0≦DS<2.8
【請求項2】
セルロースアシレートのアシル基置換度をDSとしたときに下記式(A)を満たし、60℃相対湿度90%の条件下で24時間静置した前後において波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)の変化量の絶対値が5nm以下であり、延伸してなり、かつ、延伸後の延伸方向の寸度変化率を延伸方向と直交する方向の寸度変化率で割った値ARが1.15〜1.8であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
式(A):2.0≦DS<2.8
【請求項3】
前記波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)の変化量の絶対値と、前記波長590nmにおける膜厚方向のレターデーション値Rth(590)の変化量の絶対値とが、いずれも5nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項4】
セルロースアシレートフィルム100質量部に対して少なくとも1種の重合物添加剤を1〜35質量部含有し、下記式(B)を満たし、かつ、少なくとも1種のスチレン系ポリマーをセルロースアシレートフィルム100質量部に対して3質量部以上含むこと特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
式(B):|SP値(添加剤)−SP値(セルロース)|<1.5MPa1/2
(式(B)中、SP値(添加剤)は該重合物のHoy法で測定した溶解度パラメータを表し、SP値(セルロース)はHoy法で測定した前記セルロースアシレートの溶解度パラメータを表す。)
【請求項5】
前記重合物添加剤の数平均分子量が700〜10000であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項6】
60℃相対湿度90%の条件下に24時間静置した前後の搬送方向寸度変化率S(MD)と機械幅方向寸度変化率S(TD)のいずれもが±1.0%の範囲にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項7】
波長590nmにおける正面レターデーション値Re(590)および波長590nmにおける膜厚方向のレターデーション値Rth(590)が、下記式(I)および(II)を満たすことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
式(I) 30nm≦Re(590)≦70nm
式(II) 80nm≦Rth(590)≦250nm
【請求項8】
波長590nmにおける正面レターデーションRe(590)の値と波長590nmにおける膜厚方向のレターデーションRth(590)の値との比であるRe(590)/Rth(590)比が0.1〜0.8であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項9】
ヘイズが1.0%以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項10】
前記アシル基が全てアセチル基であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項11】
可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料およびマット剤のうち少なくとも1種を含有していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項12】
レターデーション発現剤を少なくとも1種含有していることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項13】
前記重合物添加剤、可塑剤、紫外線吸収剤、剥離促進剤、染料、マット剤およびレターデーション発現剤の合計添加量が、セルロースアシレート樹脂に対して4〜40質量%添加されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項14】
請求項1〜13のいずれか記載のセルロースアシレートフィルムの少なくとも一枚を偏光板用保護フィルムに用いたことを特徴とする偏光板。
【請求項15】
請求項14に記載の偏光板を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項16】
請求項14に記載の偏光板が粘着剤により液晶セルに貼着されており、前記保護フィルムが液晶セル側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項17】
前記液晶表示装置がVAモードであることを特徴とする、請求項15または16に記載の液晶表示装置。

【公開番号】特開2010−215878(P2010−215878A)
【公開日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−67612(P2009−67612)
【出願日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】