説明

二軸延伸ポリエステルフィルム

【課題】 LCD、PDP、有機EL、プロジェクションディスプレイなどの部材等に好適に用いられる厚み50μm以上のポリエステルフィルムにおいて、光学欠陥や偏光ムラがなく、光学的性質に良好なポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 エチレンテレフタレートを主たる構成成分とする厚み50μm以上のポリエステルフィルムであり、下記式を満足することを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルム。
15≦Tc2−Tc1≦35
(上記式中、Tc1、Tc2はそれぞれ示差走査熱量計によって測定した、昇温結晶化ピーク温度(℃)および降温結晶化ピーク温度(℃)を示す)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、厚みが50μm以上の二軸延伸ポリエステルフィルムに関するものであり、詳しくは、液晶ディスプレイ(以下、LCDと略記する場合あり)、プラズマディスプレイ(以下、PDPと略記する場合あり)等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に好適に用いられるポリエステルフィルムであって、光学特性に優れ、光学製品の品質向上や消費エネルギー低減に寄与することができる二軸延伸ポリエステルフィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの二軸延伸フィルムは、優れた機械的性質、耐熱性、耐薬品性を有しており、磁気テープ、強磁性薄膜テープ、写真フィルム、包装用フィルム、電子部材用フィルム、電気絶縁フィルム、金属ラミネート用フィルム、ガラスディスプレイ等のガラス表面に貼るフィルム、各種部材の保護用フィルム等の素材として広く用いられている。
【0003】
ポリエステルフィルムは、近年、特に各種光学用フィルムに多く使用され、LCDの部材のプリズムシート、光拡散シート、反射板、タッチパネル等のベースフィルム、反射防止用ベースフィルム、ディスプレイの防爆用ベースフィルム、PDPフィルター用フィルム等の各種用途に用いられている。これらの光学製品において、明るく鮮明な画像を得るために、光学用フィルムとして用いられるベースフィルムは、その使用形態から透明性が良好で、かつ画像に影響を与える異物やキズ等の欠陥がないことが必要となる。これに加え、特に偏光を使用した場合でもポリマーの配向ムラや厚みムラを原因とする偏光ムラがないことが必要である。
【0004】
これらの光学用フィルムとしては、厚みが50〜300μm程度の比較的厚いポリエステルフィルムが使用されているが、厚みが厚くなるに従い、フィルムを均一に加熱もしくは冷却することが難しくなるため、製膜工程中でポリエステルフィルムに結晶化ムラが生じ、光学欠陥や上記した偏光ムラの原因となっており解決が望まれている。
【特許文献1】特開2001−261856号公報
【特許文献2】特開2003−49011号公報
【特許文献3】特開2003−341000号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記実状に鑑みなされたものであり、その解決課題は、LCD、PDP、有機EL、プロジェクションディスプレイなどの部材等に好適に用いられる厚み50μm以上のポリエステルフィルムにおいて、光学欠陥や偏光ムラがなく、光学的性質に良好なポリエステルフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の物性を有するポリエステルフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明の要旨は、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とする厚み50μm以上のポリエステルフィルムであり、下記式を満足することを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルムに存する。
15≦Tc2−Tc1≦35
(上記式中、Tc1、Tc2はそれぞれ示差走査熱量計によって測定した、昇温結晶化ピーク温度(℃)および降温結晶化ピーク温度(℃)を示す)
【0008】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の二軸延伸ポリエステルフィルム(以下、単にフィルムということがある)で使用するポリエステル樹脂について説明する。
【0009】
本発明で使用するポリエステル樹脂は、多価カルボン酸と多価アルコールの定法による縮重合反応で得られる。また、同様にして得られ、かつ融点の異なる2種以上のポリエステル樹脂を混合して組成物とすることもできるが、フィルムを構成するポリエステル樹脂の90モル%以上がエチレンテレフタレート単位であることが好ましい。エチレンテレフタレート単位が90モル%以下では、フィルムとした際の機械的強度や耐熱性が劣るため好ましくない。
【0010】
なお、テレフタル酸およびそのエステル形成性誘導体以外のジカルボン酸成分として、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、アゼライン酸、ドデカジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられる。また、エチレングリコール以外のジオール成分として、例えば、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の脂肪族ジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオールなどが挙げられる。特に、本発明の目的を達成するのに好ましい形態として、エチレンテレフタレート以外の第3成分として、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールから選ばれる1種類または2種類以上の成分を共重合することが好ましい。これらの共重合成分の配合量は好ましくは3〜10モル%であるが、ジエチレングリコールの共重合量は1〜8モル%、好ましくは1〜5モル%、さらに好ましくは1〜4モル%であることが好ましい。ジエチレングリコールの量が8モル%を超えると、耐熱性が悪くなりポリエステル樹脂を溶融押出しする際に着色やIV低下を引き起こすので好ましくないことがある。
【0011】
本発明におけるポリエステルは、従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とジオールの反応で直接低重合度のポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとジオールとを従来公知のエステル交換触媒で反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。重合触媒としては、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物等の公知の触媒を単独または併用して使用してよいが、ゲルマニウム化合物もしくはチタン化合物を使用することは、昇温/降温結晶化温度を所定の範囲調整することが容易であるため好ましい。また、アンチモン化合物を使用する際は、その含有量を250ppm以下、好ましくは200ppm以下、さらに好ましくは150ppm以下とすることが好ましい。アンチモン化合物が250ppm以上であると触媒残渣がポリエステル樹脂の結晶化核材として働くため、昇温/降温結晶化温度を所定の範囲に調整するのが難しくなるため好ましくない。また、アンチモン化合物が250ppm以上であると、フィルムのくすみの原因ともなるため好ましくない。
【0012】
なお、本発明で用いるポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、必要に応じて、加熱減圧下または窒素等の不活性気流中でさらに固相重合を施したものであってもよい。得られるポリエステルの固有粘度は0.40dl/g以上であることが好ましく、0.40〜0.90dl/gであることが好ましい。
【0013】
本発明におけるポリエステル層中には、易滑性付与を主たる目的として粒子を配合してもよい。配合する粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものでなく、具体例としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、酸化ケイ素、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の粒子が挙げられる。また、特公昭59−5216号公報、特開昭59−217755号公報等に記載されている耐熱性有機粒子を用いても良い。この他の耐熱性有機粒子の例として、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。さらに、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。
一方、使用する粒子の形状に関しても特に制限されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いても良い。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
【0014】
また、用いる粒子の平均粒径は、通常0.01〜5μmが好ましい。平均粒径が0.01μm未満の場合には、粒子が凝集しやすく、分散性が不十分な場合があり、一方5μmを超える場合には、フィルムの表面粗度が粗くなりすぎて、透明性に劣るようになってしまうことがある。
【0015】
さらに、ポリエステル中の粒子の含有量は通常0〜1.0重量%、好ましくは0.003〜0.5重量%の範囲である。粒子含有量が1.0重量%を超えて添加される場合にはフィルムの透明性が不十分な場合がある。
【0016】
ポリエステル中に粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後である。また、ベントつきの混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
【0017】
なお、本発明におけるポリエステルフィルム中には、上述の粒子以外に必要に応じて従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、染料、顔料等を添加することができる。また用途によっては紫外線吸収剤、特にベンゾオキサジノン系紫外線吸収剤等を含有させても良い。
【0018】
本発明のポリエステルフィルムの厚みは、通常50〜500μm、好ましくは70〜300μ、さらに好ましくは100〜250μmの範囲である。
【0019】
本発明のフィルムのヘーズは、通常0〜5.0%であり、好ましくは0〜3.0%、さらに好ましくは0〜2.0%である。フィルムヘーズが5.0%を超える場合には、透明性に劣る傾向がある。
【0020】
本発明のポリエステルフィルムは、透過法1枚で測定した色調b*値が好ましくは−5〜+3の範囲、さらに好ましくは−4〜+2、特に好ましくは−3.5〜+1の範囲である。b*値が+3を超える場合には、黄味色が強くディスプレイ用として使用した場合、画像の色調が劣るようになったり、輝度が低くなったりする等の点で不適切となることが多い。一方、−5より低いフィルムでは、色調の問題もあるが、通常ポリエステルフィルムの場合、b*値は−5より低くないので、添加物を使用する等の方法を用いることになるが、その方法では添加物のブリードアウトや長期使用時の信頼性等で問題になることがある。かかる色調のフィルムとするために、原料のポリエステルを製造する際の触媒、助剤を選択し、なるべく触媒量を少なくすることや、重合および製膜時にポリエステルが必要以上に高温度になったり、溶融時間が長くなったりしないようにすること、再生された原料の配合量を少なくすることなどの方法を採用することができる。
【0021】
本発明のフィルムは、180℃で10分間加熱後に析出するエチレンテレフタレート環状3量体量が2.0mg/m以下、さらには1.0mg/m以下、特には0.5mg/m以下であることが好ましい。エチレンテレフタレート環状3量体量を上記の範囲にする方法は特には限定されないが、使用するポリエステル樹脂に固層重合法によりあらかじめ環状3量体量を減少させた原料を用いる方法、触媒失活法、オリゴマー析出防止層をコートする方法等が好適に用いられる。
【0022】
本発明のフィルムの重要な特性として、示差走査熱量計(以下「DSC」という)にて測定した熱的特性、特に結晶性が挙げられる。本発明のフィルムは、DSCにて昇温速度50℃/分で0℃から290℃まで昇温し5分間保持後に液体窒素で急冷し、再度、昇温速度20℃/分で0℃から290℃まで昇温したときの結晶化ピーク温度をTc1[℃]、さらに290℃で3分間保持後、20℃/分で0℃まで降温した時の結晶化ピーク温度をTc2[℃]としたとき、下記式を満足することが必要である。
15≦Tc2−Tc1≦35
【0023】
Tc2−Tc1が15℃を下回ると、結晶性が不足するため、耐熱性および機械的特性に劣る。一方、35℃を上回ると、結晶性が高すぎるため、製膜工程中、例えば溶融樹脂をキャスティングロールで冷却し、アモルファスシートを形成する際等に冷却ムラが生じ、フィルムシートに結晶化ムラが生じるために、結果として偏光ムラの原因となったり、シート表面に形成される微小結晶化物が光学欠陥となったりする。
【0024】
また、本発明のフィルムは、二次転移温度Tg[℃]および融点Tm[℃]は、それぞれ下記式を満足することが好ましい。
65≦Tg≦90
240≦Tm≦260
【0025】
ここでTgおよびTmとは、DSCにて昇温速度50℃/分で290℃まで昇温し5分間保持後に液体窒素で急冷し、再度昇温速度20℃/分で290℃まで昇温したときに観測されるガラス転移に伴う変極点をTgとし、融解に伴う吸熱ピーク温度をTmとする。
Tgが65℃以下では耐熱性、機械的特性に劣るため好ましくなく、90℃を超える場合には生産性が悪くなる傾向がある。また、Tmが240℃以下の場合には、耐熱性、機械的特性に劣ることがあり、260℃を超える場合には経済性に劣る傾向がある。
【0026】
本発明のフィルムの層構成は特に限定されず、単層、積層のいずれの構成であってもよい。例えば三層構成とし、中間層にリサイクル樹脂を配合すること等は経済性が向上するため好ましい。また、紫外線吸収剤等の添加剤を添加する場合には、積層フィルムとしてフィルムの中間層に配合させると、添加剤のブリードアウトを防止することができるため好ましい。
【0027】
また、本発明のフィルムは、フィルム表面の最大径150μm以上の異物は0.0個/m以下であることが好ましく、最大径30μm以上の異物は1.5個/m以下、さらには1.0個/m以下であることが好ましい。最大径150μm以上の異物が0.0個/m以下、または最大径30μm以上の異物が1.5個/m以下の条件を逸脱する場合には、LCDやPDPの部材として使用した場合の画像に欠陥が生じて、品質を低下させる原因となる場合がある。さらに、フィルム表面に存在する幅10μm以上のキズの数が、10個/m以下、さらには、5個/m以下が好ましい。幅10μmの傷の数が10個/mより多い場合、同様にLCDやPDP画像の品質低下を招いてしまうことがある。かかる問題を克服するために、ポリエステル原料製造時およびフィルム製造時の異物混入防止、および高精度フィルターを用いることによる異物除去を行う方法が採用され、またキズを防止するため、延伸工程、巻き取り工程における各ロールとの接触時の速度ムラを抑え、かつロールとフィルムとの間への異物の混入を防止する等の対策を講ずる必要がある。
【0028】
以下、本発明のポリエステルフィルムの製造方法に関して具体的に説明するが、本発明の要旨を満足する限り、本発明は以下の例示に特に限定されるものではない。
まず、公知の手法により乾燥した、または未乾燥のポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および/または液体塗布密着法が好ましく採用される。
【0029】
本発明においては、このようにして得られたシートを2軸方向に延伸してフィルム化する。延伸条件について具体的に述べると、前記未延伸シートを、好ましくは縦方向に70〜145℃で2〜6倍に延伸し、縦1軸延伸フィルムとした後、横方向に90〜160℃で2〜6倍延伸を行い、150〜240℃で1〜60秒間熱処理を行うことが好ましい。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび/または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および/または横方向に0.1〜20%弛緩する方法が好ましい。また、必要に応じて再縦延伸、再横延伸を付加することも可能である。
【0030】
本発明において、前記のとおりポリエステルの溶融押出機を2台または3台以上用いて、いわゆる共押出法により2層または3層以上の積層フィルムとすることができる。層の構成としては、A原料とB原料とを用いたA/B構成、またはA/B/A構成、さらにはC原料を用いてA/B/C構成またはそれ以外の構成のフィルムとすることができる。例えばA原料として特定の粒子を用いてA層の表面形状を設計し、B原料としては粒子を含有しない原料を用い、A/BまたはA/B/A構成のフィルムとすることができる。この場合、B層の原料を自由に選択できることからコスト的な利点などが大きい。また、当該フィルムの再生原料をB層に配合しても表層であるA層により表面粗度の設計ができるのでさらにコスト的な利点が大きくなる。
【0031】
また、本発明のフィルムは厚みが50μm以上のフィルムに関するものであり、厚みが厚くなるほど発明の効果が高い。特にフィルムの厚みが100μm以上になると、製膜工程においてフィルムを均一に冷却または加熱することがさらに難しくなるため、上述した特定の結晶性をもつフィルムであることが必要である。本発明のフィルムを光学用フィルムとして用いる場合、好適な厚みは通常50μm〜500μmであり、好ましくは75μm〜300μm、さらに好ましくは100μm〜250μmである。厚みが50μm未満の場合、光学用途としてはフィルムの強度が不足するため好ましくなく、500μmを超えると一般に製膜が困難となる。
【0032】
本発明のフィルムは、光学用途に用いる場合は、ハードコート層、反射防止層、防眩層等を設けられたりするため、それらの層を形成する際の塗布性や接着性を向上すること、あるいは表面を清浄な状態に保つため帯電を防止することを目的として、下引き層としての塗布層を設けることができる。かかる塗布層の形成に当たっては、フィルムを製造する工程内、特に縦方向に延伸した後、横方向の延伸前に行う方法が、極めて薄い塗布層を形成できる点、塗布液の乾燥や硬化反応を製膜工程内で実施できることなどの点で好ましい。かかる塗布層としては、架橋剤と各種バインダー樹脂との組み合わせからなるものが好ましく、バインダー樹脂としては接着性の観点から、通常ポリエステル、アクリル系ポリマーおよびウレタンの中から選ばれたポリマーを採用する。上記のポリマーは、それぞれそれの誘導体も含むものとする。ここでいう誘導体とは、他のポリマーとの共重合体、官能基に反応性化合物を反応させたポリマーを指す。
【0033】
なお、必要に応じて、フィルムの製造後にオフラインで塗布層を設けてもよい。また、塗布層を設ける面は、片面、両面を問わない。塗布層の材料としては、オフラインコーティングの場合は水系および/または溶剤系いずれでも良いが、インラインコーティングの場合には、水系または水分散系が好ましい。
【0034】
また、本発明のフィルムを光学用に用いる場合は、接着性の改良以外にも外光の映り込みや静電気によるゴミ付着防止、さらには電磁波シールドを目的とした機能性多層薄膜を形成させることも好ましい。
【0035】
本発明で塗布剤として用いる、上記のポリエステル、アクリル系ポリマー、ポリウレタンの中で特に好ましいポリマーは、ガラス転移温度(Tg)が0℃以上、さらには40℃以上のものであり、カルボン酸残基を持ち、その少なくとも一部はアミンまたはアンモニアを用いて水性化されているポリマーである。
【0036】
架橋剤樹脂としては、メラミン系、エポキシ系、オキサゾリン系樹脂が一般的に用いられるが、塗布性、耐久接着性の点で、メラミン系樹脂が特に好ましい。メラミン系樹脂としては、単量体、あるいは2量体以上の多量体からなる縮合物のいずれであってもよく、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。
【0037】
本発明において、滑り性、固着性などをさらに改良するため、塗布層中に無機系粒子や有機系粒子を含有させることが好ましい。塗布剤中における粒子の配合量は通常0.5〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。かかる配合量が0.5重量%未満では、耐ブロッキング性が不十分となる場合があり、10重量%を超えると、フィルムの鮮明度が落ちる傾向がある。
【0038】
無機粒子としては、二酸化珪素、アルミナ、酸化ジルコニウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化バナジウム、カーボンブラック、硫化モリブデン、酸化アンチモン等が挙げられる。これらの中では、二酸化珪素が安価でかつ粒子径をコントロールしやすいので利用しやすい。一方有機粒子としては、炭素−炭素二重結合を一分子中に2個以上含有する化合物(例えばジビニルベンゼン)により架橋構造を達成したポリスチレンまたはポリアクリレートポリメタクリレートが挙げられる。
【0039】
上記の無機粒子および有機粒子は表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、界面活性剤、分散剤としての高分子、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが挙げられる。塗布層中の粒子含有量は、透明性を阻害しない適切な添加量として10重量%以下が好ましく、さらには5重量%以下が好ましい。
【0040】
また、塗布層は、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料など含有してもよい。
【0041】
塗布剤は、水を主たる媒体とする限りにおいて、水への分散を改良する目的または増膜性能を改良する目的で少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は、水に溶解する範囲で使用することが必要である。有機溶剤としては、n−ブチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール等の脂肪族または脂環族アルコール類、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、n−ブチルセロゾルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール誘導体、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン等のケトン類、N−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。これらの有機溶剤は、必要に応じて二種以上を併用してもよい。
【0042】
塗布剤の塗布方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店、1979年発行、「コーティング方式」に示されるような、リバースロールコーター、グラビアコーター、エアドクターコーターまたはこれら以外の塗布装置を使用することができる。
【0043】
塗布層は、ポリエステルフィルムの片面だけに形成してもよいし、両面に形成してもよい。片面のみ形成した場合、その反対面には必要に応じて上記の塗布層と異なる塗布層を形成して他の特性を付与することもできる。なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また、表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。
【0044】
塗布層の厚みは、最終的な乾燥厚さとして、通常0.01〜0.5μm、好ましくは0.015〜0.3μmの範囲である。塗布層の厚さが0.5μmを超える場合は、フィルムが相互に固着しやすくなったり、特にフィルムの高強度のために塗布処理フィルムを再延伸する場合は、工程中のロールに粘着しやすくなったりする傾向がある。上記の固着の問題は、特にフィルムの両面に同一の塗布層を形成する場合に顕著に現れる。
【0045】
このような塗布フィルムを光学用途に適用する場合には、塗布層表面の塗布ヌケが、この塗布層のさらに上に反射防止層等を設けるとき等に問題となっている。塗布ヌケが生じる理由は明確ではないが、フィルム中にある異物がフィルム表面に粗大突起を作りそれが核となって塗布剤がはじき、それが延伸されて塗布ヌケが発生したり、フィルムの表面に付着したオリゴマーやゴミが核となり塗布剤がはじき、ヌケとなったりする場合等が考えられる。従って、かかる核となり得るゴミや異物をできる限り除去した条件で製膜する事が必要である。かかる異物にはフィルム上に付着または析出したオリゴマーも含まれるため、フィルムが含有するオリゴマー量を低減することも塗布ヌケを減少させる効果を有する。
【0046】
かくして得られる本発明のフィルムは、塗布層を有する場合その塗布ヌケの個数(N)が10個/m以下、さらに好ましくは5個/m以下、特に好ましくは3個/m以下であることが好ましい。いずれにせよ今後ますます厳しくなる光学用フィルムにおいては、塗布ヌケは可能な限りゼロにすることが必要である。
【発明の効果】
【0047】
本発明によれば、LCD、PDP、有機EL、プロジェクションディスプレイなどの部材等に好適に用いられる厚み50μm以上のポリエステルフィルムにおいて、光学欠陥や偏光ムラがなく、光学的性質に良好なポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0048】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらの例に何ら限定されない。なお、本発明のフィルムの評価方法は以下のとおりである。
【0049】
(1)固有粘度([η])
測定試料をフェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量部)の溶媒に溶解させて濃度c=0.01g/cmの溶液を調製し、30℃にて溶媒との相対粘度ηを測定し、下記式より固有粘度[η]を求めた。
(η−1)/c=[η]+[η]k’c
(上記式中、k’は0.33とした)
【0050】
(2)昇温結晶化ピーク温度(Tc1)、降温結晶化ピーク温度(Tc2)、二次転移温度(Tg)、融点(Tm)
ティーエーイインスツルメント社製の示差走査熱量計「MDSC2920型」を使用し、ポリエステル樹脂約5mgを試料として用い、明細書に記載の方法にて求めた。
【0051】
(3)第三成分(共重合成分)含有量の測定
樹脂試料を重水素化クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール(重量比7/3)の混合溶媒に濃度3重量%となるように溶解させた溶液について、核磁気共鳴装置(日本電子社製「JNM−EX270型」)を用いて、H−NMRを測定して各ピークを帰属し、ピークの積分値から共重合成分の含有量を算出した。
【0052】
(4)平均粒径(d50:μm)
遠心沈降式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所社製SA−CP3型)を使用して測定した等価球形分布における積分(重量基準)50%の値を平均粒径とした。
【0053】
(5)フィルムヘーズ
JIS−K−7105に準じて日本電色工業社製積分球式濁度計「NDH−300A」により、フィルムヘーズを測定した。
【0054】
(6)フィルム表面欠陥
暗室にて幅1500mm、長さ20m(面積30m)のフィルム表面にハロゲンランプにて光を当て、目視にてフィルム表面を観察し、直径0.5mm以上の塗布ヌケ、幅10μm以上のキズ、その最大径150μmおよび30μm以上の表面欠陥の数を数え、フィルム1m当たりの表面欠陥の数を算出した。
【0055】
(7)偏光ムラ
【0056】
粒子を含有するアクリル系バインダーを塗布して光拡散層を形成し、得られた拡散シートをバックライトユニットに組み込んで、得られる面状発光の品質を以下の観点で評価した。
A:ムラはほとんど見られない
B:ムラは多少見られるが実用できるレベル
C:ムラが著しく、液晶ディスプレイの画像に影響する
【0057】
次に実施例に使用するポリエステル原料について説明する。
<ポリエステルAの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールを使用し、三酸化アンチモンを触媒として使用して定法の溶融重合法により凝集シリカ粒子(平均粒径2.2μm、含有量0.3重量%)を分散させたポリエステルAを製造した。
【0058】
<ポリエステルBの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールを使用し、三酸化アンチモンを触媒として使用して定法の溶融重合法によりポリエステルBを製造した。
【0059】
<ポリエステルCの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールおよびジエチレングリコールを使用し、三酸化アンチモンを触媒として使用して定法の溶融重合法によりポリエステルCを製造した。
【0060】
<ポリエステルDの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールおよびジエチレングリコールを使用し、二酸化ゲルマニウムを触媒として使用して定法の溶融重合法によりポリエステルDを製造した。
【0061】
<ポリエステルEの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸およびイソフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールおよびジエチレングリコールを使用し、テトラブチルチタネートを触媒として使用して定法の溶融重合法によりポリエステルEを製造した。
【0062】
<ポリエステルFの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸およびイソフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールを使用し、二酸化ゲルマニウムを触媒として使用して定法の溶融重合法によりポリエステルFを製造した。
【0063】
<ポリエステルGの製造法>
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールを使用し、テトラブチルチタネートを触媒として使用して定法の溶融重合法によりポリエステルGを製造した。
得られたポリエステルの特性を下記表1に示す。
【0064】
【表1】

【0065】
なお、上記表中、TPAはテレフタル酸、IPAはイソフタル酸、EGはエチレングリコール、DEGはジエチレングリコール、CHDMは1,4−シクロヘキサンジメタノール、Sbはアンチモン、Geはゲルマニウム、Tiはチタンをそれぞれ意味する。
【実施例1】
【0066】
前述のポリエステルA、Cをそれぞれ10重量%、90重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルC100%の原料をB層原料として、2台のベント式二軸押出機に各々供給し、それぞれ285℃で溶融し、A層を最外層(表層)、B層を中間層とする2種3層(A/B/A)の層構成で共押出して、Tダイを備えた口金より静電印加密着法を用いて表面温度を40℃に設定した冷却ロール(直径1.5m)に押出し、冷却固化して未延伸シートを得た。次いで、ロール周速差を利用してフィルム温度81℃で縦方向に3.3倍延伸した後、以下に示した組成の塗布剤を塗布した後テンターに導き、横方向に120℃で3.6倍延伸し、225℃で熱処理を行った後、横方向に2%弛緩し、厚さ100μm(5/90/5μm)の積層ポリエステルフィルムを得た。なお、製膜速度は25m/分であった。得られたフィルムの特性は下記表2に示すとおり、良好なものであった。
(塗布剤の組成:重量比)
a/b/c/d=47/20/30/3
ここで、aは、テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸/エチレングリコール/ジエチレングリコール/トリエチレングリコール=31/16/3/22/21(モル比)のポリエステル分散体
bは、メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリルニトリル/N−メチロールメタアクリルアミド=45/45/5/5(モル比)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
cは、ヘキサメトキシメチルメラミン(メラミン系架橋剤)
dは、粒径0.06μmの酸化ケイ素の水分散体(無機粒子)
【実施例2】
【0067】
ポリエステルA、Dをそれぞれ10重量%、90重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルD100重量%をB層原料として用い、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて、厚み188μm(5/178/5μm)の積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、良好な特性であった。
【実施例3】
【0068】
ポリエステルA、Eをそれぞれ10重量%、90重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルE100重量%をB層原料として用い、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて、厚み188μm(5/178/5μm)の積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、良好であった。
【実施例4】
【0069】
ポリエステルA、C、Fをそれぞれ10重量%、70重量%、20重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルC、Fをそれぞれ80重量%、20重量%の割合で混合した原料をB層原料として用い、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて、厚み125μm(5/115/5μm)の積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、良好であった。
【実施例5】
【0070】
ポリエステルA、D、Gをそれぞれ10重量%、75重量%、15重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルC、Gをそれぞれ85重量%、15重量%の割合で混合した原料をB層原料として用い、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて、厚み125μm(10/230/10μm)の積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、良好であった。
【0071】
(比較例1)
ポリエステルA,Bをそれぞれ10重量%、90重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルB100重量%をB層原料として、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて厚み100μm(5/90/5μm)のポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、フィルムの結晶性が高すぎるために偏光ムラ特性に劣った。
【0072】
(比較例2)
ポリエステルA,Bをそれぞれ10重量%、90重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルA,Bをそれぞれ10重量%、90重量%の割合で混合した原料をB層原料として、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて厚み188μm(10/168/10μm)の積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、フィルムの結晶性が高すぎるために、フィルム表面にポリエステルの微小結晶化に伴う光学欠陥が発生し、また偏光ムラ特性にも劣った。
【0073】
(比較例3)
ポリエステルA,B、Gをそれぞれ10重量%、40重量%、50重量%の割合で混合した原料をA層原料とし、ポリエステルG100重量%をB層原料として、熱固定温度を200℃に変更した以外は、実施例1に記載の製膜条件、塗布条件にて厚み188μm(5/178/5μm)のポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示すとおり、フィルムの結晶性が低すぎるために、フィルムの製面性が悪くなり、偏光ムラ特性に劣った。また耐熱性にも劣った。
【0074】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0075】
本発明のフィルムは、例えば、LCD、PDP等に用いる各種光学用部材として好適に利用することができる。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
エチレンテレフタレートを主たる構成成分とする厚み50μm以上のポリエステルフィルムであり、下記式を満足することを特徴とする二軸延伸ポリエステルフィルム。
15≦Tc2−Tc1≦35
(上記式中、Tc1、Tc2はそれぞれ示差走査熱量計によって測定した、昇温結晶化ピーク温度(℃)および降温結晶化ピーク温度(℃)を示す)


【公開番号】特開2006−182831(P2006−182831A)
【公開日】平成18年7月13日(2006.7.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−375573(P2004−375573)
【出願日】平成16年12月27日(2004.12.27)
【出願人】(000108856)三菱化学ポリエステルフィルム株式会社 (187)
【Fターム(参考)】