説明

光学用二軸延伸ポリエステルフィルムロール

【課題】 光学用シートのフロント/バックコート加工において加工速度や歩留りが低下せず、色調調整作業が不要で、高い輝度を維持し高品質な画像を与えることができるポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 固層重合を行ったポリエステルを最外層中に50%以上含有する、少なくとも3層からなる、厚みが100〜350μmの二軸延伸ポリエステルフィルムをコアに巻き取ってなるフィルムロールであって、両端10mmを除くフィルムロール幅方向において、フィルムロール最表層に相当するロール外径を1mm間隔ごとに、計測した時の最大値と最小値の差(R)が0.4mm以下であり、フィルムのヘーズが2.5%以下であり、測定時の総厚みが900μmから1100μmの間で最も1000μmに近くなるようにフィルムを複数枚重ね合わせた時の色調反射法y値が0.3230以下であることを特徴とする光学用二軸延伸ポリエステルフィルムロール。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学用二軸延伸ポリエステルフィルムロールに関するものであり、詳しくは携帯から液晶ディスプレイ(以下、LCDと略記する場合がある)などに用いるバックライトの構成部材として使用される、拡散シート、プリズムシート、マイクロレンズシート、輝度上昇シート、複合シート等に用いられるポリエステルフィルムであって、拡散やプリズムなどのフロント加工およびスティック防止性やハードコート性などのバックコート加工における加工適正に非常に優れ、また、加工後のシートについて安定した色調を提供することができる、高品質かつ高精細な画像を安定して与えることができる光学用ポリエステルフィルムロール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、電子部品用フィルム、電気絶縁フィルム、金属ラミネートフィルム、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、特に各種光学用シートに多く使用され、携帯からLCDのバックライトの構成部材である拡散シート、プリズムシート、マイクロレンズシート、輝度上昇シート、複合シート、反射シート、また、タッチパネル等のベースフィルムや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。
【0004】
このバックライトを構成する部材における光学用シートは、片面に、拡散、プリズムやマイクロレンズなどの機能を有するフロント加工、その反対面側に、各シート同士の貼り付きを防止するなどの目的で、静防性や滑り性などの機能を有するバックコート加工が行われるが、フィルムの平面性が良好な状態でないと、これらフロント加工およびバックコート加工において使用する樹脂(レジン)を均一に塗布できない、樹脂塗布時にムラ、ヌケ、スジなどが発生し、例えば、スジ状の不具合が発生した加工シートをバックライトユニットに組み込むと、画像ムラが発生し鮮明な画像が得られない、また、これら不具合が発生しないよう調整を行うが、その際、加工速度を低下させる必要性が発生し、生産性や歩留まりが落ちる、などの問題が生じるため、光学用シートに用いるフィルムの製膜工程において、フィルムの平面性については、特に高度な管理と制御を行なう必要がある。
【0005】
また、コスト対応のために、フィルムの製膜工程において、重合性を下げた安価な原料や、リサイクル性の原料を用いる時があるが、多量に用いるとフィルムの色調が黄色みを帯びるようになり、輝度が低下して、鮮明で高精細な画像を得られなくなるという問題がある。さらに、加工されたシートの間で色調差が発生するようになり、バックライトユニットに各シートを組み込んだ際に、光源側のバックライトの色調調整が都度必要になったり、光源がLED対応のバックライトにおいては、近年、LEDの光源色の関係により、さらに黄色みが増すこととなり、その結果、画像が黄色みを帯びるようになるため、LED対応のバックライトにおいてはこれらシートを使用できくなったりする、などの問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平7−27561号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、携帯電話からLCDの部材、バックライトに使用される光学用シートにおいて、フロント加工およびバックコート加工において、加工速度の低下や歩留りの低下を発生させることなく加工適正に非常に優れ、また、色調変化が少なく安定的な色調のため、バックライトの光源における色調調整作業が不要となり、高い輝度を維持し安定して高鮮明で高品質な画像を与えることができる、光学的性能に優れた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】
【0008】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムロールによれば、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。
【0009】
すなわち、固層重合を行ったポリエステルを最外層中に50%以上含有する、少なくとも3層からなる、厚みが100〜350μmの二軸延伸ポリエステルフィルムをコアに巻き取ってなるフィルムロールであって、両端10mmを除くフィルムロール幅方向において、フィルムロール最表層に相当するロール外径を1mm間隔ごとに、計測した時の最大値と最小値の差(R)が0.4mm以下であり、フィルムのヘーズが2.5%以下であり、測定時の総厚みが900μmから1100μmの間で最も1000μmに近くなるようにフィルムを複数枚重ね合わせた時の色調反射法y値が0.3230以下であることを特徴とする光学用二軸延伸ポリエステルフィルムロールに存する。
【発明の効果】
【0010】
本発明のフィルムロールは、携帯電話からLCDの部材、特に、バックライトユニットにおける各種光学用シートに用いる際、拡散やプリズムなどのフロント加工および、スティック防止性やハードコート性などの機能付与のために行うバックコート加工において、加工ロスを発生させることなく効率良く加工を行うことができ、また、加工後のシートの色調の変化が少なく安定していることから、バックライトユニットに組み込んだ時のバックライト光源による色調調整が不要で、近年のLED光源にも十分対応することが可能となり、高輝度で高品質かつ高精細な画像を安定的に与えることができることとなるため、本発明の工業的価値は極めて高い。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明においてポリエステルフィルムに使用するポリエステルは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものを指す。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート等が例示される。かかるポリエステルは、共重合されないホモポリマーであってもよく、またジカルボン酸成分の20モル%以下が主成分以外のジカルボン酸成分であり、および/またはジオール成分の20モル%以下が主成分以外のジオール成分であるような共重合ポリエステルであってもよい。またそれらの混合物であってもよい。
【0012】
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、チタン化合物等公知の触媒を使用してよいが、好ましくはアンチモン化合物の量を零またはアンチモンとして100ppm以下にすることによりフィルムのくすみを低減したものが好ましい。
【0013】
本発明のフィルムは、直径20μm以上の結晶化物の数が通常50個/m以下、好ましくは30個/m以下である必要がある。上記の条件を逸脱する場合には、LCDの部材として使用した場合に、画像に結晶化物による白点が光学欠陥として明らかに確認されるようになり、透明性を損なうことに繋がり、鮮明で高精細な画像が得られなくなることがある。
【0014】
結晶化物を上記の範囲とするためには、特に本発明のフィルムは、共押出法を用いて積層構造とすることができるが、その際、最外層には、フィルム製膜時におけるフィルムの結晶化を抑制させることを目的として、固相重合を行ったポリエステルを用いる。固相重合は、ポリエステルを溶融重合後、これをチップ化し、加熱減圧下または窒素等不活性気流中において、さらに重合を施すもので、固相重合により得られるポリエステルの固有粘度は0.70dl/g以上であることが好ましく、0.75〜0.93dl/gであることがさらに好ましい。
【0015】
また、最外層中に、固層重合を行ったポリエステルを50%以上含有し、60%以上含有することが好ましい。特に、フィルムの厚みが250μmを超えるフィルム製膜時においては、フィルムの最外層の結晶化が進みやすく、上述の結晶化物である白点が確認されたり、白点がフィルム長手方向(MD)に連続して発生することからなる白線が確認されたりして、輝度が低下し高品質な画像を得られなくなるため、光学シートとして用いることができなくなる。
【0016】
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はなく、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、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム酸化珪素、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よい。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。
【0017】
一方、使用する粒子の形状に関しても特に限定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よい。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。
【0018】
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。
【0019】
さらに、ポリエステル中の粒子含有量は、フィルムを構成する全ポリエステルに対し通常0.0003〜1.0重量%、好ましくは0.0005〜0.5重量%の範囲である。粒子含有量が0.0003重量%未満の場合には、フィルムの易滑性が不十分な場合があり、一方、1.0重量%を超えて添加する場合にはフィルムの透明性が不十分な場合がある。
【0020】
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、重縮合反応を進めてもよい。また、ベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、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。
【0021】
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よい。
【0022】
本発明のポリエステルフィルムの厚みは、使用される用途から、100〜350μmの範囲である。
【0023】
本発明のフィルムの全光線透過率は、88.5%以上が好ましい。本発明のフィルムは、その優れた光透過性を有するために光学用途に広く用いられるが、全光線透過率が88.5%未満の場合には、光学用としては不適当となることがある。
【0024】
本発明のフィルムのフィルムヘーズ2.5%以下、好ましくは2.3%以下、さらに好ましくは2.0%以下である。本発明のフィルムは、その優れた透明性を有するために光学用途に広く用いられるが、フィルムヘーズが2.5%を超える場合には、光学用としては不適当となる。
【0025】
本発明のフィルムは、150℃で30分間処理後の加熱収縮率に関して、フィルム長手方向(MD)の値が通常1.5%以下、好ましくは1.0以下である。また、フィルム幅方向(TD)の値が通常1.0%以下、好ましくは0.8%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。フィルム長手方向(MD)が1.5%、幅方向(TD)が1.0%を超えて大きくなると、特に、近年、携帯電話からLCDの厚みが超薄型の傾向にある製品の部材として使用した場合に、バックライト光源のランプや周辺部品の発熱の影響により、シートを形成しているフィルムの寸法安定性が損なわれ、シートの縁の部分において波状のうねり現象が発生するようになり、画像に歪みやムラが発生して画像品質の劣化の原因となることがある。
【0026】
また、本発明のフィルムは、フィルム製膜工程において得られたマスターロールから、任意の幅にスリットした製品ロールの、フィルム幅方向(TD)の両端から10mmの位置における、150℃で5分間処理後のフィルム長手方向(MD)の収縮率差が通常0.25%以下、好ましくは0.20%以下である。収縮率差が0.25%を超えて大きくなると、フロント加工あるいはバックコート加工が行われる1次加工後の、フロント加工あるいはバックコート加工が行われる2次加工において、1次加工時の熱の影響をフィルムが受けて、2次加工時にフィルム幅方向(TD)において、片側がたるむようになり、平面性が損なわれることになって、その結果、シワが発生し均一に樹脂を塗布することができない、シワの発生を抑えるために2次加工の条件調整が都度必要になる、調整の状況によっては、加工速度を落とす必要があり生産性が低下する、などの不具合が発生することがある。
【0027】
本発明のポリエステルフィルムは、測定時の総厚みが900μmから1100μmの間で最も1000μmに近くなるように複数枚重ね合わせた時の色調反射法y値が0.3230以下の範囲である。色調反射法y値が0.3230を超える場合には、フィルムの黄色みが強く、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、輝度が低下するなどの点で不適切となったりする。また、加工されたシートの間で色調差が発生し、バックライトユニットに各シートを組み込んだ際に、都度、バックライト光源側の色調調整が必要になるという不具合が発生する。
【0028】
かかる色調のフィルムとするためには、原料のポリエステルを製造する際の触媒、助剤を選択し、なるべく触媒の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、さらにリサイクル性の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。
【0029】
また、本発明のフィルムは、180℃で10分間熱処理後のフィルム表面へのオリゴマー(環状三量体)析出量の表裏面の総和が、15mg/m以下であることが好ましく、さらに好ましくは10.0mg/m以下、特に好ましくは8.0mg/m以下である。フィルム表面へのオリゴマー析出量が15mg/mを超える場合には、表面でオリゴマーが結晶化してフィルム上に設ける機能層に溶け込んで特性に影響を及ぼす等の問題を引き起こすことがある。
【0030】
熱処理によるフィルム表面へのオリゴマー析出量を上記の範囲とするためには、オリゴマー含有量の少ないポリエステルを用いたり、インラインまたはオフラインで塗布層を設けることによりフィルム表面にオリゴマーが析出するのを押えたりすることで、熱処理後のフィルム表面へのオリゴマー析出量を上記範囲とすることができる。
【0031】
本発明のフィルムは、共押出法を用いて積層構造とすることができるが、その際最外層厚みは、片側のみの厚みで、通常2μm以上かつ総厚みの1/10以下であることが好ましい。かかる厚みが2μm未満では、加工中の熱履歴等により、内層に含有されているオリゴマー(環状三量体)がフィルム表面に析出し、生産ラインの汚染やフィルム表面の異物量の増加が見られる可能性があったりする場合がある。一方、1/10を超えるとフィルムがカールしやすくなる傾向があり、光学用フィルムとして好ましくない。
【0032】
本発明のフィルムは、フィルム製膜工程において得られたマスターロールから、任意の幅と任意の巻き長さにスリットした製品ロールの、両端10mmを除くロール幅方向において、フィルムロール最表層に相当するロール外径について、1mm間隔でロール外径を計測した時の最大値と最小値の差(R)が0.4mm以下、さらに好ましくは0.35mm以下である。ロール外径が大きい部分は、フィルム幅方向(TD)におけるフィルム単枚の厚みが厚い部分であり、ロール外径が小さい部分は、フィルム幅方向(TD)におけるフィルム単枚の厚みが薄い部分であることから、ロール外径差であるRが0.4mmを超える場合は、フィルム幅方向(TD)におけるフィルム単枚での厚みふれが大きい状態であり、このようなフィルムをフィルムロールとした際は、特に、コア(筒)の近くのフィルムロール下巻き部において、フィルムロール巻取り時と、製品ロールとした時の巻き締りによる圧力の影響から、特に、フィルム幅方向(TD)におけるフィルム単枚の厚みが厚い部分のフィルムの平面性が長手方向(MD)において連続して損なわれることとなり、フィルムへのフロント加工およびバックコート加工時において、樹脂を均一に塗布できない、樹脂塗布時にムラ、ヌケ、スジなどが発生し、これらの不具合を抑えるため、加工速度を低下させる必要性が生じ、生産性や歩留りが著しく低下する、などの不具合が発生する。
【0033】
この不具合を解消する方法として、フィルム製膜工程において得られたマスターロールから任意の幅と任意の巻き長さにスリットして製品ロールを作製する際、面圧と張力を調整して、軟巻きの製品ロールにすることが考えられるが、軟巻きにすると製品ロール輸送時や、1次加工時における巻き出し時において、巻きズレなどの不具合が発生することになる。
【0034】
したがって、製品ロールのロール外径差を上記の範囲とするためには、本発明においては、2軸方向に延伸してフィルム化するが、縦方向と横方向のそれぞれの延伸倍率を3.0倍以上の延伸倍率で延伸すること、また、加熱収縮率調整のため、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/または横方向に弛緩を行なうが、10%以下で弛緩を行なうこと、主結晶化ゾーンとその前工程のゾーンの温度差を12℃以上にすること、製膜工程におけるマスターロール巻き取りの際や製品ロールスリッティング加工の際にオシレーションを行うことなどの方法を採用することができる。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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3.0〜5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3.0〜5倍延伸を行い、220〜235℃で10〜600秒間熱処理を行うことが好ましい。そして、主結晶化ゾーンとその前工程のゾーンの温度差を12℃以上にすることが好ましく、さらに、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1〜10%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。
【0038】
本発明においては、前記の通りポリエステルの溶融押出機を2台以上用いて、いわゆる共押出法により3層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原料を用いてA/B/A構成のフィルムとすることができる。
【0039】
特に本発明のフィルムは、携帯電話からLCD用のバックライトとして使用される、拡散シート、プリズムシート、マイクロレンズシート、輝度上昇シートなどに用いるため、拡散、プリズム、マイクロレンズ、などの各樹脂や液晶、また、スティック防止性、ハードコート性のバックコート用の各樹脂と密着性を向上することを目的として、両面に下引き層としての塗布層を設けることができる。
【0040】
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、横方向の延伸の前に行う方法が、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密着性の観点から、通常ポリエステル、アクリル系ポリマーおよびポリ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、それぞれそれらの誘導体をも含むものとする。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。
【0041】
なお、必要に応じて、フィルムの製造後にオフラインコートでコートしてもよい。コーティングの材料としては、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よいが、インラインコーティングの場合は、水系または水分散系が好ましい。 また本発明のフィルムは、光学用に用いるので、特にフロント側の加工面とは反対面側において、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さらに好ましい。
【0042】
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、ポリイミドの中で、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、ポリウレタンの中でもポリエステルポリウレタンであり、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。
【0043】
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。
【0044】
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、フィルムの光透過性を低下させる傾向がある。
【0045】
無機粒子としては、二酸化ケイ素、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、酸化バリウム、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、二酸化ケイ素が安価でかつ粒子径が多種あるので利用しやすい。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。
【0046】
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。
【0047】
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、顔料などを含有していてもよい。
【0048】
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造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−ブチルセロソルブ、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等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸アミル等のエステル類、メチルエチルケトン、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。
【0049】
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、ロッドコーター、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。
【0050】
本発明における塗布層は、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。
【0051】
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0.01μm未満の場合は、本発明の効果が十分に発揮されない恐れがある。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化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。
【0052】
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拡散用の樹脂、バックコート用の樹脂を設ける時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そこを核として塗布剤がはじきヌケとな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ことが必要である。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のヌケを減少させる効果を有する。
【0053】
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)が通常50個/m以下、好ましくは30個/m以下、さらに好ましくは10個/m以下である。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零にすることが必要である。
【実施例】
【0054】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた測定法は次のとおりである。
【0055】
(1)ポリエステルの固有粘度の測定
ポリエステル1gを精秤し、フェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量比)の混合溶媒100mlを加えて溶解させ、30℃で測定した。
【0056】
(2)第三成分(共重合成分)含有量の測定
樹脂試料を重水化クロロホルム/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、1 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。
【0057】
(3)平均粒径(d50:μm)の測定
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算(重量基準)50%の値を平均粒径とした。
【0058】
(4)全光線透過率、ヘーズ
全光線透過率はJIS−K−7361、ヘーズはJIS−K−7136に準じて日本電色工業社製積分球式濁度計「NDH2000」により、全光線透過率、ヘーズを測定した。
【0059】
(5)加熱収縮率
試料を無張力状態で150℃に保ったオーブン中、30分間処理し、その前後の試料の長さを測定して次式にて加熱収縮率を算出した。
加熱収縮率(%)={(L0−L1)/L0}X100
(上記式中、L0は加熱処理前のサンプル長、L1は加熱処理後のサンプル長)フィルム長手方向(MD)と幅方向(TD)に5点ずつ測定し、それぞれについて平均値を求めた。
【0060】
(6)加熱収縮率差
フィルム製膜工程で得られたマスターロールから任意の幅でフィルムをスリッティング加工した製品ロールの、フィルム幅方向(TD)の両端部から10mmの位置において、長手方向(MD)について、試料を無張力状態で150℃に設定されたオーブン中で5分間処理を行い、加熱処理前後の試料の長さを測定して次式にて加熱収縮率を求めた。
加熱収縮率(%)=[(a−b)/a]x100
(上記式中、a、bは、それぞれ加熱前後のフィルムの長さ(mm)。
フィルム幅方向(TD)の両端部から10mmのそれぞれの位置において、フィルム長手方向(MD)について、各5点ずつ測定し、平均値を求め、加熱収縮率とした。そして、それぞれの位置におけるフィルム長手方向(MD)の加熱収縮率の平均値の差を加熱収縮率差とした)
【0061】
(7)色調反射法y値
JIS−Z−5722に準じたミノルタ製分光測色計「CM−3700d」により、色調反射法y値を測定した。また、測定は、例えば、フィルムの厚みが188μmの時は5枚重ね、250μmの時は4枚重ね、350μmの時は3枚重ねとして、総厚みが900μmから1100μmの間で最も1000μmに近くなるようにフィルムを複数枚重ね合わせて測定した。
【0062】
(8)ロール外径の差(R)
フィルム製膜工程において得られたマスターロールから、任意の幅と任意の巻き長さにスリットして、筒(コア)に巻き取ってなる製品ロールを、株式会社 キーエンス製のデジタル寸法測定器(LS−7070M)、2台を向かい合わせて同一線上に設置し、測定器と測定器の間で、測定器と測定器の線状に対して垂直方向にロール片側の端面から反対側であるロール端面まで、ロールを通過させ、ロール両端10mmを除くロール幅方向において、ロール最表層に相当するロール外径を、1mm間隔で計測し、得られた測定値の最大値と最小値の差(R)を求めた。なお、正確なロール外径を求めるため、測定器と測定器の間を製品ロールを通過させる際においては、スリット工程においてフィルムを巻き取った後、フィルムを切り離し、切断部をロール表層においてテープ等で留めるが、この留め部分が測定器にかからないようにする必要がある。
【0063】
(9)フィルム表面の結晶化物数
暗室にて幅1000mm、長さ20m(面積20m)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20μm以上の結晶化物の数を数え、フィルム1m当たりの結晶化物の数を算出した。
【0064】
(10)加工における適性
マスターロールから、任意の幅で1200mの巻き長さにスリットした製品ロールについて、筒(コア)から200mの位置において、長手方向(MD)5mのフィルムを切り出し、定盤上においてフィルムを静置させ、フィルム平面性の変形度合いから、以下の観点から、総合的に評価した。
A:フィルム幅方向(TD)におけるある位置において、長手方向(MD)に連続した変形がほとんどなく、フィルム平面性について不具合がないレベル
B:フィルム幅方向(TD)におけるある位置において、長手方向(MD)に連続した変形が確認でき、フィルム平面性について不具合があるレベル
【0065】
(11)2次加工における加工適性
製品幅、1500mm幅にスリッティング加工されたフィルムロールから、フィルム幅方向における片側の端から、500mm角の正方形に幅方向に3枚を切り出し、120℃のオーブンで、2分加熱した後の、フィルム3枚の変形度合いを以下の観点から総合的に評価した。
A;フィルムの変形がほとんどなく、一次加工で加熱処理を行った後の二次加工において、フィルム平面性について不具合がないレベル
B;フィルムの変形が確認でき、一次加工で加熱処理を行った後の二次加工において、フィルム平面性について不具合が発生するレベル
【0066】
(12)光学部材適性(輝度)
光学用部材として、プリズムシートとして使用した場合の特性を評価した。即ちフィルムの片面に、アクリル系バインダーを塗布してプリズム層を形成し、反対面側にアクリル系バインダーを塗布してスティック防止層を形成し、得られたプリズムシート、2枚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。
輝度レベル:輝度計を用いて評価し、実施例5のフィルムを使用した場合と比
較した
A:輝度が向上し、改良が見られた
B:輝度の低下は確認できなかった
C:輝度が低下した
【0067】
(13)光学部材適性(画像ムラ遮蔽性)
上記(12)にて得られたプリズムシート2枚を、光源であるLEDライトが、バックライトユニット上下に設置する2バー方式のエッジタイプの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画像品質を以下の観点で評価した。
A:画像ムラが現れず、改良が見られた
B:画像ムラが画面状において部分的に薄く現れた
C:画像ムラが画面状において全体的にはっきりと現れた
【0068】
以下に実施例/比較例を示すが、これに用いたポリエステルの製造方法は次の通りである。
〈ポリエステルの製造〉
<ポリエステル(a)の製造方法>
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩0.09重量部を反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート0.04部を添加した後、三酸化アンチモン0.03部を加えて、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度0.65に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステル(a)の極限粘度は0.65であった。
【0069】
<ポリエステル(b)の製造方法>
ポリエステル(a)の製造方法において、エチルアシッドフォスフェート0.04部を添加後、エチレングリコールに分散させた平均粒子径1.8μmのシリカ粒子を0.2部、三酸化アンチモン0.04部を加えて、極限粘度0.64に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル(a)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(b)を得た。得られたポリエステル(b)は、極限粘度0.64であった。
【0070】
<ポリエステル(c)の製造方法>
ポリエステル(a)の製造方法において、出発原料をテレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とジエチレングリコール2重量部とし、重合触媒として酸化ゲルマニウムを使用したこと以外は、ポリエステル(a)の製造方法と同様な方法を用いてポリエステル(c)を得た。なお、酸化ゲルマニウムの添加方法は公知の方法を採用し、その添加量はゲルマニウムとして原料重量に対して100ppmとした。得られたポリエステル(c)の固有粘度は0.65であった。
【0071】
<ポリエステル(d)の製造方法>
ポリエステル(c)の製造方法において得られたポリエステル(c)を、窒素不活性気流中においてさらに重合を施して固層重合を行い、固有粘度0.88のポリエステル(d)を得た。
【0072】
実施例1:
前述のポリエステル(d)、(b)をそれぞれ85%、15%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、B層の原料をポリエステル(c)100%として、2台のベント式二軸押出機に各々を供給し、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口金から押出し静電印加密着法を用いて表面温度を18℃に設定した冷却ロール上で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83℃で縦方向に3.1倍に延伸した後、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130℃で3.8倍延伸し、主結晶化ゾーンの前工程のゾーン温度を212℃、主結晶化ゾーン温度を230℃にて熱処理を行った後、横方向に5%弛緩し、得られたマスターロールから製品幅1500mm幅、巻き長さ1200m巻きのフィルムロールにスリッティング加工して、厚さ250μmの、積層二軸延伸ポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。塗布層の厚みは、片方の面が0.09μm、反対の面が0.12μmであった。
【0073】
(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、粒子径0.06μmの酸化ケイ素の水分散体(無機粒子)である。
【0074】
実施例2:
ポリエステル(d)、(b)をそれぞれ88%、12%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、ポリエステル(c)90%、実施例1のポリエステル製造時に発生した耳部やマスターロール耳部からの再生品を10%の割合で混合した混合原料をB層としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0075】
実施例3:
ポリエステル(c)、(d)、(b)をそれぞれ15%、70%、15%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、ポリエステル(c)100%をB層の原料としたこと以外は、実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0076】
実施例4:
ポリエステル(d)、(b)をそれぞれ90%、10%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、表面温度を15℃に設定した冷却ロール上で冷却固化して未延伸シートを得、縦方向に3.0倍、横方向に3.3倍に延伸し、主結晶化ゾーンの前工程のゾーン温度を213℃、主結晶化ゾーン温度を228℃にて熱処理を行った後、横方向に3%弛緩し、得られたマスターロールから製品幅1500mm幅、巻き長さ1000m巻きのフィルムロールにスリッティング加工したこと以外は実施例1と同様にして、厚み350μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、18/314/18μmであった。
【0077】
実施例5:
ポリエステル(d)、(b)をそれぞれ88%、12%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、B層の原料をポリエステル(a)100%としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0078】
比較例1:
ポリエステル(a)、(d)、(b)をそれぞれ60%、25%、15%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、ポリエステル(c)100%をB層の原料としたこと以外は、実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0079】
比較例2:
主結晶化ゾーンの前工程のゾーン温度を231℃、主結晶化ゾーン温度を239℃にて熱処理を行った後、横方向に5%弛緩したこと以外は実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0080】
比較例3:
ポリエステル(d)、(b)をそれぞれ85%、15%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、ポリエステル(c)を45%、実施例1のポリエステル製造時に発生した耳部およびマスターロール耳部からの再生品を55%の割合で混合した混合原料をB層の原料としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0081】
比較例4:
ポリエステル(c)、(d)、(b)をそれぞれ22%、50%、28%の割合で混合した混合原料をA層の原料とし、ポリエステル(c)を88%、実施例1のポリエステル製造時に発生した耳部およびマスターロール耳部からの再生品を12%の割合で混合した混合原料をB層の原料としたこと以外は、実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0082】
比較例5:
主結晶化ゾーンの前工程のゾーン温度を213℃、主結晶化ゾーン温度を215℃にて熱処理を行った後、横方向に2%弛緩したこと以外は実施例1と同様にして、厚み250μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、11/228/11μmであった。
【0083】
比較例6:
縦方向に2.8倍、横方向に3.1倍に延伸し、主結晶化ゾーンの前工程のゾーン温度を219℃、主結晶化ゾーン温度を231℃にて熱処理を行った後、横方向に6%弛緩したこと以外は実施例4と同様にして、厚み350μmのポリエステルフィルムロールを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、18/314/18μmであった。
【0084】
得られたフィルムロールの物性値を表1に、結晶化物数、加工における加工適正および光学部材適性を表2にまとめた。本発明の要件を満たすフィルムは、光学用としての適性が高いことが分かる。
【0085】
【表1】

【0086】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0087】
本発明のフィルムは、携帯電話からLCD用のバックライトとして使用される拡散シート、プリズムシート、マイクロレンズシート、輝度上昇シート、複合シート等の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】
固層重合を行ったポリエステルを最外層中に50%以上含有する、少なくとも3層からなる、厚みが100〜350μmの二軸延伸ポリエステルフィルムをコアに巻き取ってなるフィルムロールであって、両端10mmを除くフィルムロール幅方向において、フィルムロール最表層に相当するロール外径を1mm間隔ごとに、計測した時の最大値と最小値の差(R)が0.4mm以下であり、フィルムのヘーズが2.5%以下であり、測定時の総厚みが900μmから1100μmの間で最も1000μmに近くなるようにフィルムを複数枚重ね合わせた時の色調反射法y値が0.3230以下であることを特徴とする光学用二軸延伸ポリエステルフィルムロール。

【公開番号】特開2012−250446(P2012−250446A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−124969(P2011−124969)
【出願日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【出願人】(000006172)三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Fターム(参考)】