JP4531369B2 - Method for producing cellulose acylate film and cellulose acylate film - Google Patents
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Description
本発明は液晶画像表示装置及びハロゲン化銀写真感光材料に有用なセルロースアシレートフィルムの製膜方法及び該方法により得られたセルロースアシレートフィルムに関する。 The present invention relates to a method for producing a cellulose acylate film useful for a liquid crystal image display device and a silver halide photographic light-sensitive material, and a cellulose acylate film obtained by the method.
ハロゲン化銀写真感光材料や液晶画像表示装置の基板として用いられるセルロースアシレートフィルムは、ジクロロメタンのような塩素系有機溶剤にセルロースアシレートを溶解してドープを調製し、このドープを延流ダイから流延支持体上に流延し、乾燥して製膜される。ジクロロメタンは、沸点が低く(沸点約40℃)、かつ乾燥しやすいという利点を有しているため、これまでにセルロースアシレートの製膜における有機溶剤として好適に用いられてきた。 Cellulose acylate film used as a substrate for silver halide photographic light-sensitive materials and liquid crystal image display devices is prepared by dissolving cellulose acylate in a chlorinated organic solvent such as dichloromethane to prepare a dope. It is cast on a casting support and dried to form a film. Dichloromethane has a low boiling point (boiling point: about 40 ° C.) and has an advantage that it is easy to dry, so far, it has been suitably used as an organic solvent in cellulose acylate film formation.
低沸点の塩素系有機溶剤は、近年の環境保全の観点から、密閉設備での取り扱いが義務付けられている。例えば、徹底的なクローズドシステムによる系からの漏れを防止すると同時に、万が一漏れても外気に出す前にガス吸収塔を設置し、有機溶剤を吸着させて処理する方法や、外気に排出する前に火力による燃焼又は電子線ビームによる塩素系有機溶剤の分解などを行うことにより、殆ど有機溶剤を排出することはなくなった。しかるに、塩素系有機溶剤の完全な排出を防ぐことは、困難であり、更なる研究が必要である。 Low boiling point chlorinated organic solvents are required to be handled in sealed facilities from the viewpoint of environmental conservation in recent years. For example, a thorough closed system prevents leakage from the system, and at the same time, if a leak occurs, install a gas absorption tower before releasing it to the outside air, adsorb the organic solvent, and treat it before discharging it to the outside air. Organic solvents are hardly discharged by burning with thermal power or decomposing chlorinated organic solvents with an electron beam. However, preventing complete discharge of chlorinated organic solvents is difficult and requires further research.
一方、最近ではセルロースアシレートの製膜工程における塩素系有機溶剤として好ましく用いられてきたジクロロメタンに替わる有機溶剤の探索が行われている。例えば、セルローストリエステルに対する溶解性を示す有機溶剤としては、アセトン(沸点56℃)、酢酸メチル(沸点56℃)、テトラヒドロフラン(沸点65℃)、1,3−ジオキソラン(沸点75℃)、1,4−ジオキサン(沸点101℃)などが知られている。これらの中でも、特に酢酸メチルは溶解性及び製膜特性に優れているため、ジクロロメタンに代替する有機溶剤として用いられている。 On the other hand, recently, search for an organic solvent in place of dichloromethane, which has been preferably used as a chlorinated organic solvent in a cellulose acylate film forming process, has been conducted. For example, organic solvents having solubility in cellulose triester include acetone (boiling point 56 ° C.), methyl acetate (boiling point 56 ° C.), tetrahydrofuran (boiling point 65 ° C.), 1,3-dioxolane (boiling point 75 ° C.), 1, 4-dioxane (boiling point 101 ° C.) and the like are known. Among these, in particular, methyl acetate is used as an organic solvent to replace dichloromethane because it has excellent solubility and film-forming properties.
酢酸メチルを用いたセルロースアシレートフィルムの製膜方法がこれまでにいくつか知られている(特許文献1〜3)。これらの特許文献に記載された方法は、主としてポリマーの溶解性を改良したものであり、長時間連続製膜性、ドープの経時安定性、バンドからの剥ぎ取り性を改善することができる。しかし、前記特許文献に記載の方法では、高速及び広幅(特に50m/分以上の速度で1.4m幅を超えるような場合)で製膜を行った場合、面状故障や、レターデーションむら、光軸ずれが発生しやすいという欠点があった。
したがって、かねてから上記欠点のないセルロースアシレートフィルムの製膜方法の開発が望まれていた。
Accordingly, it has long been desired to develop a method for producing a cellulose acylate film that does not have the above-described drawbacks.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高速かつ広幅で流延しても面状故障やレターデーションむら、光軸ずれなどの光学むらの発現しにくいセルロースアシレートフィルムの製膜方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記製膜方法により得られたセルロースアシレートフィルムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to make cellulose acylate that hardly causes optical unevenness such as surface failure, retardation unevenness, and optical axis deviation even when cast at high speed and wide width. It is in providing the film forming method of a rate film. Another object of the present invention is to provide a cellulose acylate film obtained by the film forming method.
本発明者は、セルロースアシレートフィルムの製膜工程における欠点が、主として流延直後の残留溶剤濃度の高いフィルムを高速製膜に必要な高張力で搬送する際に延伸されること、及び広幅フィルムの場合、製膜乾燥時の乾燥風を受けやすく、これにより搬送中にフィルムがばたつき、不均一な力がフィルムに掛かることが原因であることを突き止めた。本発明者は、これらの原因につき鋭意検討した結果、上記の欠点を改善できる方法を見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has found that the disadvantage in the film forming process of cellulose acylate film is mainly stretched when a film having a high residual solvent concentration immediately after casting is conveyed at a high tension necessary for high speed film formation, and a wide film. In this case, it was found that it was easy to receive the drying air at the time of film formation drying, which caused the film to flutter during conveyance, and that nonuniform force was applied to the film. As a result of intensive studies on these causes, the present inventor has found a method capable of improving the above-mentioned drawbacks, and has completed the present invention.
すなわち、本発明の目的は、以下のセルロースアシレートフィルムの製膜方法により達成される。
(1)流延ダイより流延支持体上に、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープを流延し、乾燥してセルロースアシレートフィルムを形成する工程を有するセルロースアシレートフィルムの製膜方法であって、乾燥工程におけるセルロースアシレートフィルムの弾性率を、残留溶剤濃度100質量%のときに6〜12MPa、残留溶剤濃度50質量%のときに10〜20MPaとなるように調整し、かつ、乾燥工程におけるセルロースアシレートフィルムの流延支持体側の表面温度が、流延支持体と反対側のセルロースアシレートフィルムの表面温度より3〜30℃高くなるように調整することを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(2)流延ダイより流延支持体上に、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープを流延し、乾燥してセルロースアシレートフィルムを形成する工程を有するセルロースアシレートフィルムの製膜方法であって、乾燥工程における残留溶剤濃度300質量%のセルロースアシレートフィルムのCuKα線によるX線回折スペクトル(以下「XD」という)強度を200〜1500cps、XDのピークトップの2θを7〜8°に調整することを特徴とする(1)に記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(3)前記乾燥工程における残留溶剤濃度20質量%のセルロースアシレートフィルムのXD強度が残留溶剤濃度300質量%のセルロースアシレートフィルムのXD強度より100〜3000cps大きくなり、かつ残留溶剤濃度20質量%のセルロースアシレートフィルムのXDのピークトップの2θが残留溶剤濃度300質量%のセルロースアシレートフィルムのXDのピークトップの2θより0.1〜2°大きくなるように調整する(2)に記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(4)流延ダイより流延支持体上に、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープを流延し、乾燥してセルロースアシレートフィルムを形成する工程を有するセルロースアシレートフィルムの製膜方法であって、乾燥工程における残留溶剤濃度300〜45質量%のセルロースアシレートフィルムのV−V散乱強度を5×10-3〜5×10-1に調整することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(5)前記乾燥工程における残留溶剤濃度300〜45質量%のセルロースアシレートフィルムのH−V散乱強度を4×10-5〜4×10-3に調整する(4)に記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(6)流延ダイより流延支持体上に、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープを流延し、乾燥してセルロースアシレートフィルムを形成する工程を有するセルロースアシレートフィルムの製膜方法であって、乾燥工程における残留溶剤濃度350〜70質量%のセルロースアシレートフィルムの振竿法で求めた減衰率△の最大値を0.05〜0.5に調整することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(7)流延ダイより流延支持体上に、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープを流延し、乾燥してセルロースアシレートフィルムを形成する工程を有するセルロースアシレートフィルムの製膜方法であって、乾燥工程における赤外線吸収分光法で1030〜1070cm-1に現れるピークが、乾燥開始時に1045〜1050cm-1で半値幅46〜54cm-1のピークトップを示し、かつ乾燥開始から残留溶剤濃度20質量%までの間に前記ピークトップが0.5〜5cm-1低波数側にシフトし、かつ前記半値幅が0.5〜10cm-1増加するように調整することを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(8)前記乾燥工程における赤外線吸収分光法で1740〜1760cm-1に現れるピークが、乾燥開始時に1743〜1749cm-1で半値幅28〜38cm-1のピークトップを示し、かつ乾燥開始から残留溶剤濃度20質量%までの間に前記ピークトップが0.5〜5cm-1低波数側にシフトし、かつ前記半値幅が0.1〜5cm-1増加するように調整する(7)に記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(9)流延ダイより流延支持体上に、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープを流延し、乾燥してセルロースアシレートフィルムを形成する工程を有するセルロースアシレートフィルムの製膜方法であって、前記ドープに貧溶媒を添加することにより前記ドープの粘度を1〜40%低下させることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(10)前記貧溶媒として炭素数1〜7のアルコールを用い、かつ前記貧溶媒の添加量をドープ全量に対して0.5〜10質量%とする(1)〜(9)のいずれかに記載の製膜方法。
(11)流延支持体の温度を流延部から剥ぎ取り部までの間に1〜30℃昇温するように調整する(1)〜(10)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(12)前記ドープに貧溶媒を添加することにより前記ドープの粘度を1〜40%低下させる(1)〜(11)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(13)乾燥工程における乾燥を温度変動幅3〜20℃の範囲内で行う(1)〜(12)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(14)セルロースアシレートフィルムの残留溶剤濃度が200質量%から30質量%になるまでの間、毎分7.5〜45質量%の速度でセルロースアシレートフィルム中の残留溶剤を乾燥させる(1)〜(13)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(15)前記セルロースアシレートとして、セルロースの水酸基に対する置換度が下記式(I)〜(III)の条件を満たすセルロースアシレートを用いる(1)〜(14)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(I) 2.6≦SA+SB≦3.0
(II) 1.5≦SA≦3.0
(III) 0≦SB≦0.8
式(I)〜(III)中、SA及びSBは、セルロースの水酸基に対する置換度の総和を表し、SAはアセチル基の置換度を表し、SBは炭素原子数3〜22のアシル基の置換度を表わす。
(16)有機溶剤として、非塩素系有機溶剤である炭素原子数3〜12のエーテル類、炭素原子数3〜12のケトン類及び炭素原子数3〜12のエステル類から選ばれる少なくとも一種の溶剤を用いる(1)〜(15)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法。
(17)(1)〜(16)いずれかに記載のセルロースアシレートフィルムの製膜方法により得られたセルロースアシレートフィルム。
(18)偏光層に(17)に記載のセルロースアシレートフィルムを少なくとも1層積層したことを特徴とする偏光板。
(19)前記偏光層の吸収軸が実質的に45°傾斜してテンター延伸されたものである(18)に記載の偏光板。
(20)(17)に記載のセルロースアシレートフィルムを基材に用いた液晶表示板用光学補償フィルム。
(21)(17)に記載のセルロースアシレートフィルムを基材に用いた反射防止フィルム。
(22)(17)に記載のセルロースアシレートフィルムを基材に用いたハロゲン化銀写真感光フィルム。
That is, the object of the present invention is achieved by the following method for producing a cellulose acylate film.
(1) A method for forming a cellulose acylate film, comprising a step of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. And adjusting the elastic modulus of the cellulose acylate film in the drying step to be 6 to 12 MPa when the residual solvent concentration is 100% by mass, and 10 to 20 MPa when the residual solvent concentration is 50% by mass , and The cellulose acylate is adjusted so that the surface temperature on the casting support side of the cellulose acylate film in the drying step is 3 to 30 ° C. higher than the surface temperature of the cellulose acylate film on the side opposite to the casting support. A method for forming a rate film.
(2) A method for forming a cellulose acylate film, which comprises a step of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. The strength of the X-ray diffraction spectrum (hereinafter referred to as “XD”) of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300% by mass in the drying step by CuKα ray is 200 to 1500 cps, and the peak top 2θ of XD is 7 to 8 °. (1) The method for producing a cellulose acylate film according to (1) .
(3) The XD strength of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 20% by mass in the drying step is 100 to 3000 cps greater than the XD strength of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300% by mass, and the residual solvent concentration is 20% by mass. The 2D of the XD peak top of the cellulose acylate film is adjusted to be 0.1 to 2 ° larger than the 2θ of the XD peak top of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300 mass%. A method for producing a cellulose acylate film.
(4) A method for forming a cellulose acylate film, which comprises a step of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. The VV scattering intensity of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300 to 45% by mass in the drying step is adjusted to 5 × 10 −3 to 5 × 10 −1 (1) to (3) The method for producing a cellulose acylate film according to any one of (3) .
(5) The cellulose acylate according to (4), wherein the HV scattering intensity of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300 to 45% by mass in the drying step is adjusted to 4 × 10 −5 to 4 × 10 −3. A method for forming a film.
(6) A method for producing a cellulose acylate film, which comprises a step of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. In the drying step, the maximum value of the attenuation rate Δ obtained by the shaking method of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 350 to 70% by mass is adjusted to 0.05 to 0.5 ( A method for producing a cellulose acylate film according to any one of 1) to (5) .
(7) A method for forming a cellulose acylate film comprising a step of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. a is a peak appearing at 1030~1070Cm -1 in infrared absorption spectroscopy in the drying step, at 1045~1050Cm -1 when dry start a peak top half width 46~54Cm -1, and the residue from the drying start solvent the peak top until a concentration of 20% by weight is shifted to range of from 0.5 to 5 cm -1 wave number side lower, and the half width and adjusting to increase 0.5 to 10 cm -1 ( A method for producing a cellulose acylate film according to any one of 1) to (6) .
(8) the peak appearing in 1740~1760Cm -1 in infrared absorption spectroscopy in the drying step, at 1743~1749Cm -1 when dry start a peak top half width 28~38Cm -1, and the residue from the drying start solvent (7) The peak top is adjusted to shift to 0.5-5 cm −1 low wavenumber side up to a concentration of 20% by mass and the half width increases by 0.1-5 cm −1 . A method for producing a cellulose acylate film.
(9) A method for forming a cellulose acylate film, which comprises a step of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. The film formation of a cellulose acylate film according to any one of (1) to (8), wherein the viscosity of the dope is reduced by 1 to 40% by adding a poor solvent to the dope. Method.
(10) to one of the using alcohol having 1 to 7 carbon atoms as a poor solvent, and 0.5 to 10 wt% with respect to dope the total amount the amount of the poor solvent (1 to 9) The film forming method described.
( 11 ) The cellulose acylate film according to any one of (1) to (10), wherein the temperature of the casting support is adjusted to 1 to 30 ° C. between the casting part and the stripping part. Film forming method.
( 12 ) The method for producing a cellulose acylate film according to any one of (1) to (11), wherein a viscosity of the dope is reduced by 1 to 40% by adding a poor solvent to the dope.
( 13 ) The method for producing a cellulose acylate film according to any one of ( 1 ) to ( 12 ), wherein drying in the drying step is performed within a temperature fluctuation range of 3 to 20 ° C.
( 14 ) The residual solvent in the cellulose acylate film is dried at a rate of 7.5 to 45 mass% per minute until the residual solvent concentration of the cellulose acylate film becomes 200 mass% to 30 mass% ( 1 ) To ( 13 ) A method for producing a cellulose acylate film according to any one of the above.
( 15 ) The cellulose acylate according to any one of (1) to ( 14 ), wherein a cellulose acylate having a degree of substitution with respect to a hydroxyl group of cellulose satisfying the following formulas (I) to (III) is used as the cellulose acylate. A method for forming a film.
(I) 2.6 ≦ SA + SB ≦ 3.0
(II) 1.5 ≦ SA ≦ 3.0
(III) 0 ≦ SB ≦ 0.8
In the formulas (I) to (III), SA and SB represent the total substitution degree of the hydroxyl group of cellulose, SA represents the substitution degree of the acetyl group, and SB represents the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms. Represents.
( 16 ) As the organic solvent, at least one solvent selected from non-chlorine organic solvents ethers having 3 to 12 carbon atoms, ketones having 3 to 12 carbon atoms, and esters having 3 to 12 carbon atoms. The method for producing a cellulose acylate film according to any one of (1) to ( 15 ).
( 17 ) A cellulose acylate film obtained by the method for producing a cellulose acylate film according to any one of (1) to ( 16 ).
( 18 ) A polarizing plate comprising at least one layer of the cellulose acylate film according to ( 17 ) laminated on a polarizing layer.
( 19 ) The polarizing plate according to ( 18 ), wherein the polarizing layer is tenter-stretched with an absorption axis substantially inclined by 45 °.
( 20 ) An optical compensation film for a liquid crystal display panel using the cellulose acylate film according to ( 17 ) as a substrate.
( 21 ) An antireflection film using the cellulose acylate film according to ( 17 ) as a substrate.
( 22 ) A silver halide photographic photosensitive film using the cellulose acylate film described in ( 17 ) as a substrate.
本発明であれば、高速及び広幅で流延しても面状故障やレターデーションむら、光軸ずれなどの光学むらが発現しにくいセルロースアシレートフィルムの製膜方法及びセルロースアシレートフィルムを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a cellulose acylate film forming method and a cellulose acylate film that hardly cause optical irregularities such as planar defects, retardation unevenness, and optical axis misalignment even when cast at high speed and wide width are provided. be able to.
以下に本発明のセルロースアシレートフィルムの製膜方法及びセルロースアシレートについて詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。 Hereinafter, the method for producing a cellulose acylate film and the cellulose acylate of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used as a meaning including numerical values described before and after the lower limit value and the upper limit value.
本発明の製膜方法は、セルロースアシレートを有機溶剤で溶解してドープを調製する工程、該ドープを流延支持体上に流延する工程、及び流延されたセルロースアシレートフィルムを乾燥する工程を有する。本発明の流延工程における流延方式には、冷却したドラム上に流延し、15℃から−100℃に冷却してゲル化させた後、剥ぎ取って乾燥する方式(ドラム流延)と、常温(15〜50℃)のバンド上に流延し、乾燥、剥ぎ取りを行う方式(バンド流延)とがあるが、本発明の製膜方法にはいずれの方式も含まれる。
本発明の製膜方法は、乾燥工程において以下の第1と第7の態様を必須とし、第2〜6の態様を有していてもよい。以下、それぞれの態様について説明する。
The film forming method of the present invention comprises a step of preparing a dope by dissolving cellulose acylate with an organic solvent, a step of casting the dope on a casting support, and drying the cast cellulose acylate film. Process. The casting method in the casting process of the present invention is a method of casting on a cooled drum, gelling by cooling from 15 ° C. to −100 ° C., and then peeling and drying (drum casting) and There is a method (band casting) in which the film is cast on a band at room temperature (15 to 50 ° C.), dried and stripped (band casting), and any method is included in the film forming method of the present invention.
The film forming method of the present invention essentially includes the following first and seventh aspects in the drying step, and may have second to sixth aspects . Each aspect will be described below.
<第1の態様>
本発明の第1の態様では、乾燥工程におけるセルロースアシレートフィルムの弾性率を残留溶剤濃度100質量%のときに6〜12MPa、残留溶剤濃度50質量%のときに10〜20MPaとなるように調整する。
流延支持体から剥ぎ取られた直後のセルロースアシレートフィルムには多くの残留溶剤が含まれている。このため、その後の乾燥工程において、張力や乾燥風により延伸される途中で、光学むらが発生しやすいという欠点がある。第1の態様では、この乾燥過程において、セルロースアシレートフィルムのゲル強度を上げるために、残留溶剤濃度が100質量%であるときのセルロースアシレートフィルムの弾性率を6〜12MPa、好ましくは6〜11MPa、さらに好ましくは6〜10MPaの範囲に調整する。さらに残留溶剤濃度が50質量%であるときのセルロースアシレートフィルムの弾性率を10〜20MPa、好ましくは10〜18MPa、さらに好ましくは10〜16MPaの範囲に調整する。
<First aspect>
In the first aspect of the present invention, the elastic modulus of the cellulose acylate film in the drying step is adjusted to be 6 to 12 MPa when the residual solvent concentration is 100% by mass, and 10 to 20 MPa when the residual solvent concentration is 50% by mass. To do.
The cellulose acylate film immediately after being peeled off from the casting support contains a large amount of residual solvent. For this reason, in the subsequent drying process, there is a drawback that optical unevenness is likely to occur during stretching by tension or drying air. In the first aspect, in this drying process, in order to increase the gel strength of the cellulose acylate film, the elastic modulus of the cellulose acylate film when the residual solvent concentration is 100% by mass is 6 to 12 MPa, preferably 6 to The pressure is adjusted to 11 MPa, more preferably 6 to 10 MPa. Further, the elastic modulus of the cellulose acylate film when the residual solvent concentration is 50% by mass is adjusted to a range of 10 to 20 MPa, preferably 10 to 18 MPa, and more preferably 10 to 16 MPa.
乾燥工程におけるセルロースアシレートの好ましい弾性率は、ドープに貧溶媒(好ましくはアルコール)をセルロースアシレート100質量部に対して0.5〜10質量%添加して1〜40%の粘度低下を起こさせること、支持体の乾燥条件として吹き込み風の温度を30〜80℃にすること、その風速を4〜20m/秒にすること、支持体の表面温度を20〜70℃にすること、支持体の表裏の温度差を3〜30℃にすること、剥ぎ取り部と流延部の温度差を1〜30℃にすること、剥ぎ取り後の乾燥温度を7.5〜45℃にすることによって達成される。
なお、本明細書において「残留溶剤濃度」とは、流延して形成されたセルロースアシレートフィルム中に残留している有機溶剤の含有率をいい、所定時間乾燥した後のセルロースアシレートフィルム(セルロースアシレート+有機溶剤)の質量Aに対する揮発された有機溶剤の質量Bとの百分率[(B/A)×100(%)]により求められる。また、弾性率は、あらかじめ流延支持体から剥ぎ取った直後のセルロースアシレートフィルムの膜厚と幅を測定して断面積Cを求めておき、所定の条件で引張力Dを測定し、D/Cから求めることができる。
The preferable elastic modulus of the cellulose acylate in the drying step is that a poor solvent (preferably an alcohol) is added to the dope in an amount of 0.5 to 10% by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose acylate, resulting in a viscosity reduction of 1 to 40%. The temperature of the blown air is 30 to 80 ° C. as the drying condition of the support, the wind speed is 4 to 20 m / second, the surface temperature of the support is 20 to 70 ° C., the support By making the temperature difference between the front and back of 3-30 ° C., making the temperature difference between the stripped part and the casting part 1-30 ° C., and making the drying temperature after stripping 7.5-45 ° C. Achieved.
In the present specification, the “residual solvent concentration” refers to the content of the organic solvent remaining in the cellulose acylate film formed by casting. The cellulose acylate film after drying for a predetermined time ( It is calculated | required by the percentage [(B / A) x100 (%)] with the mass B of the volatilized organic solvent with respect to the mass A of a cellulose acylate + organic solvent. In addition, the elastic modulus is obtained by measuring the film thickness and width of the cellulose acylate film immediately after peeling off from the casting support in advance to obtain the cross-sectional area C, and measuring the tensile force D under a predetermined condition. / C.
<第2の態様>
本発明の第2の態様では、乾燥工程における残留溶剤濃度300質量%のセルロースアシレートフィルムのCuKα線によるX線回折スペクトル(XD)強度を200〜1500cpsに調整し、かつ前記XDのトップピークの2θを7〜8°に調整する。
ここで、「XD強度」とは、XD測定した場合のベースラインからのピークの高さを意味する。また「トップピーク」とは、XD測定で現れる最大ピークの2θの位置をいう。
<Second aspect>
In the second aspect of the present invention, the X-ray diffraction spectrum (XD) intensity of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300% by mass in the drying step is adjusted to 200 to 1500 cps by CuKα rays, and the top peak of the XD Adjust 2θ to 7-8 °.
Here, “XD intensity” means the height of the peak from the baseline when XD measurement is performed. The “top peak” refers to the 2θ position of the maximum peak that appears in the XD measurement.
乾燥工程において、残留溶剤濃度が300質量%であるときのセルロースアシレートフィルムのXD強度は、従来は100cps以下であったが、XD強度が100cps以下であると、乾燥工程におけるフィルム内での結晶成長が不十分である。そこで、本発明の第2の態様では、乾燥工程において、XD強度を200〜1500cps、好ましくは250〜1200cps、さらに好ましくは300〜1000cpsの範囲内に調整する。XD強度が200cps以上あれば、製膜過程の乾燥初期にフィルム内で結晶化を促進させ、フィルムの強度を高めることができる。 In the drying process, the XD strength of the cellulose acylate film when the residual solvent concentration is 300% by mass was conventionally 100 cps or less. However, if the XD strength is 100 cps or less, crystals in the film in the drying process Insufficient growth. Therefore, in the second aspect of the present invention, the XD intensity is adjusted in the range of 200 to 1500 cps, preferably 250 to 1200 cps, more preferably 300 to 1000 cps in the drying step. If the XD strength is 200 cps or more, crystallization can be promoted in the film at the beginning of drying in the film forming process, and the strength of the film can be increased.
また、XDによるトップピークの2θの位置は、セルロースアシレートフィルム内の結晶の格子間隔を指し、これが小さいほど結晶の格子間隔が大きいことを意味する。従来の製膜方法ではピークトップの2θが8.1〜8.5°であったが、第2の態様ではこれを7〜8°、好ましくは7.2〜7.8°、さらに好ましくは7.3〜7.7°と小さくするように調整し、結晶の格子間隔を大きくしたことに特徴がある。 Further, the position of 2θ of the top peak by XD indicates the crystal lattice spacing in the cellulose acylate film, and the smaller this means the larger the crystal lattice spacing. In the conventional film forming method, 2θ at the peak top was 8.1 to 8.5 °, but in the second embodiment, this is 7 to 8 °, preferably 7.2 to 7.8 °, more preferably It is characterized in that it is adjusted to be as small as 7.3 to 7.7 ° and the lattice spacing of the crystal is increased.
本発明の第2の態様では、上述したとおり乾燥初期に格子間隔の大きな結晶が多く存在する。格子間隔が大きいことは結晶構造が緩いことを意味し、結晶構造が弱いと想像され、一見するとフィルム強度が低下するように思われる。しかし、格子間隔が大きく結晶構造が緩いフィルムは、分子の一部しか結晶に取り込まれないような中途半端なものが存在し、これが結晶間で架橋してネットワークを形成するため、セルロースアシレートフィルムの強度が上がると推測され、このような結晶及びネットワークが多いほどフィルム強度は上がる。 In the second aspect of the present invention, as described above, there are many crystals having a large lattice spacing in the initial stage of drying. A large lattice spacing means that the crystal structure is loose, and it is assumed that the crystal structure is weak. At first glance, the film strength seems to decrease. However, in the case of a film with a large lattice spacing and a loose crystal structure, there is a half-finished film in which only a part of the molecule is incorporated into the crystal, which crosslinks between the crystals to form a network, so the cellulose acylate film The strength of the film increases, and the more such crystals and networks, the higher the film strength.
本発明の第2の態様では、さらに、残留溶剤濃度20質量%のセルロースアシレートフィルムのXDの強度が、残留溶剤濃度300質量%のセルロースアシレートフィルムのXD強度よりも100〜3000cps、好ましくは200〜2500cps、さらに好ましくは300〜2000cps大きくなるように調整することが好ましい。残留溶剤濃度が20質量%であるときのセルロースアシレートフィルムのXD強度が、残留溶剤濃度が300質量%であるときのセルロースアシレートフィルムのXD強度より100〜3000cps大きければ、乾燥が進行するにつれてフィルム中の結晶量が増加し、フィルム強度をいっそう向上させることができる。 In the second aspect of the present invention, the XD strength of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 20% by mass is 100 to 3000 cps, preferably higher than the XD strength of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300% by mass. It is preferable to adjust to 200 to 2500 cps, more preferably 300 to 2000 cps. If the XD strength of the cellulose acylate film when the residual solvent concentration is 20% by mass is 100 to 3000 cps greater than the XD strength of the cellulose acylate film when the residual solvent concentration is 300% by mass, as the drying proceeds. The amount of crystals in the film increases and the film strength can be further improved.
さらに本発明の第2の態様では、残留溶剤濃度20質量%のセルロースアシレートフィルムのXDのピークトップの2θが、残留溶剤濃度300質量%のセルロースアシレートフィルムのXDのピークトップの2θよりも0.1〜2°、好ましくは0.2〜1.5°、さらに好ましくは0.2〜1°大きくなるように調整することが好ましい。このように乾燥の進行に伴いピークトップの2θが大きくなるということは、乾燥するに従って結晶の格子間隔が小さくなることを意味する。乾燥初期に結晶間にネットワークが形成され、その後、結晶の格子間隔が縮小することにより、より密度の高い結晶が形成され、フィルム強度を上げることが可能となる。 Furthermore, in the second aspect of the present invention, the XD peak top 2θ of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 20% by mass is more than the 2D of the XD peak top of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300% by mass. It is preferable to adjust so as to increase by 0.1 to 2 °, preferably 0.2 to 1.5 °, more preferably 0.2 to 1 °. Thus, the fact that the 2θ at the peak top increases with the progress of drying means that the lattice spacing of the crystal decreases as the drying proceeds. A network is formed between the crystals in the early stage of drying, and then the lattice spacing of the crystals is reduced, so that crystals with higher density are formed and the film strength can be increased.
乾燥工程において、残留溶剤濃度が300質量%及び20質量%であるときのセルロースアシレートフィルムのXD強度及びピークトップの2θの値の調整は、後述するセルロースアシレートの置換度、ドープの粘度、流延支持体の温度、セルソースアシレートフィルムの乾燥温度を適宜調整することにより行うことができる。XD強度及びXDのピークトップは、市販のCuKα線によるX線回折装置(例えば、リガク(株)RINT−ULTIMA)を用いて測定することができる。
乾燥工程におけるXD強度および2θの好ましい値は、支持体の乾燥条件として温度変動を3〜20℃にすることで達成される。
In the drying step, the adjustment of the XD intensity of the cellulose acylate film and the peak top 2θ value when the residual solvent concentration is 300% by mass and 20% by mass is the substitution degree of cellulose acylate, the viscosity of the dope described later, It can be performed by appropriately adjusting the temperature of the casting support and the drying temperature of the cell source acylate film. The XD intensity and the XD peak top can be measured using a commercially available CuKα ray X-ray diffractometer (for example, Rigaku Corporation RINT-ULTIMA).
The preferable value of XD intensity and 2θ in the drying step is achieved by setting the temperature variation to 3 to 20 ° C. as the drying condition of the support.
<第3の態様>
本発明の第3の態様では、乾燥工程における残留溶剤濃度が300〜45質量%であるセルロースアシレートフィルムのV−V散乱強度を5×10-3〜5×10-1、好ましくは7×10-3〜1×10-1、より好ましくは9×10-3〜7×10-2に調整する。さらに、本発明の第3の態様では、上記範囲の残留溶剤濃度においてセルロースアシレートフィルムのH−V散乱強度を4×10-5〜4×10-3、好ましくは5×10-5〜2×10-3であり、さらに好ましくは5×10-5〜1×10-3とすることが好ましい。
<Third Aspect>
In the third aspect of the present invention, the VV scattering intensity of the cellulose acylate film having a residual solvent concentration of 300 to 45% by mass in the drying step is 5 × 10 −3 to 5 × 10 −1 , preferably 7 ×. It is adjusted to 10 −3 to 1 × 10 −1 , more preferably 9 × 10 −3 to 7 × 10 −2 . Furthermore, in the third aspect of the present invention, the HV scattering intensity of the cellulose acylate film is 4 × 10 −5 to 4 × 10 −3 , preferably 5 × 10 −5 to 2 at the residual solvent concentration in the above range. × 10 −3 , more preferably 5 × 10 −5 to 1 × 10 −3 .
残留溶剤濃度が300質量%から45質量%まで変化する間(乾燥初期)に上記の散乱強度を有するということは、セルロースアシレートフィルム内において「濃度ゆらぎ」が発生していることを意味する。すなわち、セルロースアシレートフィルム内においてセルロースアシレート溶液の濃度が高い部分が存在し、この部分で上記の結晶化が促進すると思われる。このような「濃度ゆらぎ」は結晶の元となる結晶核の生成を促すため、乾燥初期において有効である。 Having the above scattering intensity while the residual solvent concentration changes from 300% by mass to 45% by mass (the initial stage of drying) means that “density fluctuation” occurs in the cellulose acylate film. That is, it is considered that there is a portion where the concentration of the cellulose acylate solution is high in the cellulose acylate film, and the crystallization is promoted in this portion. Such “concentration fluctuation” is effective in the early stage of drying because it promotes the formation of crystal nuclei that are the basis of crystals.
第3の態様における「H−V散乱強度」及び「V−V散乱強度」は、光源、偏光子、サンプルフィルム、偏光子、検出器(CCDカメラ)の順に設置し、光をサンプルフィルム平面に垂直に入射し、散乱光の強度を検出器で測定した場合の散乱強度である。光源側の偏光子と直角に検出器側の偏光子を配置したときの散乱強度がH−V散乱であり、これらを平行に配置したときの散乱強度がV−V散乱である。 “HV scattering intensity” and “VV scattering intensity” in the third aspect are set in the order of the light source, the polarizer, the sample film, the polarizer, and the detector (CCD camera), and the light is placed on the plane of the sample film. It is the scattering intensity when incident perpendicularly and the intensity of scattered light is measured by a detector. The scattering intensity when the detector-side polarizer is arranged at right angles to the light source-side polarizer is HV scattering, and the scattering intensity when these are arranged in parallel is VV scattering.
散乱光は入射光に垂直に配置した平面で2次元像として測定される。このため、各散乱角について入射光を軸に360°全周に亘り積算し、その平均値をその散乱角の散乱強度とする。本発明では、散乱角2〜20°に亘って測定し、この中で最大強度を示すシグナルの高さを散乱強度とした。 Scattered light is measured as a two-dimensional image on a plane arranged perpendicular to the incident light. For this reason, for each scattering angle, the incident light is integrated over the entire 360 ° circumference, and the average value is used as the scattering intensity at the scattering angle. In the present invention, the measurement was performed over a scattering angle of 2 to 20 °, and the height of the signal indicating the maximum intensity among these was defined as the scattering intensity.
上述した「濃度ゆらぎ」は、セルロースアシレートを溶解する溶剤と乾燥条件を調整することにより達成される。
(1)溶剤の調整
本発明の製膜方法においてセルロースアシレートを溶解する有機溶剤は、塩素系、非塩素系の有機溶剤を用いることができるが、「濃度ゆらぎ」の発生を容易にする観点からは非塩素系有機溶剤を用いることが好ましい。非塩素系有機溶剤は、炭素原子数3〜12のエーテル類、炭素原子数3〜12のケトン類、及び炭素原子数3〜12のエステル類から選ばれる少なくとも一種の溶剤を用いることが好ましい。従来はセルロースアシレートを溶解するのにジクロロメタンを用いるのが一般的であったが、本発明の製膜方法では、上記溶剤を用いることにより「濃度ゆらぎ」を発生し易くし、その結果、H−V散乱及びV−V散乱を増大させ、結晶化を促し、フィルム強度を上げることができる。なお、溶剤組成については、後で詳述する。
The above-mentioned “concentration fluctuation” is achieved by adjusting the solvent for dissolving the cellulose acylate and the drying conditions.
(1) Solvent adjustment The organic solvent for dissolving cellulose acylate in the film forming method of the present invention may be a chlorine-based or non-chlorine-based organic solvent, but the viewpoint of facilitating the occurrence of “concentration fluctuation”. Is preferably a non-chlorine organic solvent. As the non-chlorine organic solvent, it is preferable to use at least one solvent selected from ethers having 3 to 12 carbon atoms, ketones having 3 to 12 carbon atoms, and esters having 3 to 12 carbon atoms. Conventionally, dichloromethane is generally used to dissolve cellulose acylate. However, in the film forming method of the present invention, the above-mentioned solvent is used to easily generate “concentration fluctuation”. -V scattering and V-V scattering can be increased, crystallization can be promoted, and film strength can be increased. The solvent composition will be described in detail later.
(2)乾燥条件の調整
上記「濃度ゆらぎ」は、一種の相分離であるため、温度変動を与えて相分離のきっかけを与えることにより発生し易くできる。この相分離はLCST型であり、高温で相分離するため、温度変動は、高温側に与えることが好ましい。温度変動幅は3〜20℃であることが適当であり、4〜18℃であることが好ましく、5〜16℃であることがさらに好ましい。高温に曝した後は、直ちに(1分以内)に元の温度まで降温することが好ましい。高温のままでは溶剤の揮発が早くなりすぎ、結晶が成長する前に溶剤が揮発するためである。好ましい変動前の温度は25〜50℃であり、30〜45℃であることが好ましい。このような高温側への温度変動は、上記非塩素系溶剤を用いることが好ましい。塩素系溶剤の蒸発潜熱は大きく、乾燥過程において温度が低下しやすく、高温側への温度変動を与え難いためである。このような温度変動は、一定温度に温調した乾燥ゾーンの中に、所望の温度の風の吹き出し口を設け、IRヒーター、ハロゲンヒーター等のスポット熱源を用い、局所的に加熱することにより達成できる。なお、「濃度ゆらぎ」の付与は、乾燥初期に行うことが好ましく、流延後、流延支持体上で(剥ぎ取り前に)実施することが好ましい。
(2) Adjustment of drying conditions Since the above-mentioned "concentration fluctuation" is a kind of phase separation, it can be easily generated by giving a change in temperature to trigger phase separation. This phase separation is an LCST type, and phase separation is performed at a high temperature. The temperature fluctuation range is suitably 3 to 20 ° C, preferably 4 to 18 ° C, and more preferably 5 to 16 ° C. After exposure to a high temperature, it is preferable to drop the temperature to the original temperature immediately (within 1 minute). This is because the solvent volatilizes too quickly at a high temperature, and the solvent volatilizes before the crystal grows. The preferable temperature before the fluctuation is 25 to 50 ° C, and preferably 30 to 45 ° C. For such temperature fluctuation to the high temperature side, it is preferable to use the non-chlorinated solvent. This is because the latent heat of vaporization of the chlorinated solvent is large, the temperature is likely to decrease during the drying process, and it is difficult to cause a temperature fluctuation to the high temperature side. Such temperature fluctuation is achieved by providing a wind outlet at a desired temperature in a drying zone adjusted to a constant temperature, and locally heating it using a spot heat source such as an IR heater or halogen heater. it can. The “concentration fluctuation” is preferably applied at the initial stage of drying, and is preferably performed on the casting support (before peeling) after casting.
<第4の態様>
本発明の第4の態様では、乾燥工程において振竿法で求めた減衰率△が残留溶剤濃度3
50〜70質量%の間に最大値を有し、かつ前記最大値を0.05〜0.5の範囲に調整する。
セルロースアシレートフィルムの強度を上げるためには、フィルムの非晶部の密度を高くすることが好ましい。そのためには、振竿法での減衰率△の最大値を0.05〜0.5、好ましくは0.07〜0.45、さらに好ましくは0.1〜0.4の範囲に調整することが好ましい。減衰率△が0.05〜0.5の範囲であれば、光学むら(ReびRthむら、光軸ずれ)や面状不良(しわ)を発現を抑え、故障が発生し難くすることができる。
<Fourth aspect>
In the fourth aspect of the present invention, the attenuation rate Δ determined by the shaking method in the drying step is a residual solvent concentration of 3
The maximum value is between 50 and 70% by mass, and the maximum value is adjusted in the range of 0.05 to 0.5.
In order to increase the strength of the cellulose acylate film, it is preferable to increase the density of the amorphous part of the film. For this purpose, the maximum value of the attenuation rate Δ in the shaking method is adjusted to 0.05 to 0.5, preferably 0.07 to 0.45, more preferably 0.1 to 0.4. Is preferred. When the attenuation factor Δ is in the range of 0.05 to 0.5, optical unevenness (Re and Rth unevenness, optical axis misalignment) and surface defects (wrinkles) can be suppressed, and failure can be prevented. .
ここでいう振竿法は、流延支持体1上にセルロースアシレートを有機溶剤で溶解したドープ2を流延して形成されたフィルム上に竿(円柱)を渡し、その両端から下にブランコ状の錘をぶら下げた振子3を形成し、この振子3の錘を一定の高さまで持ち上げた後、これを放すことで振動させ(図1参照)、この振幅の経時変化を測定することによりドープの粘度を測定する方法である。減衰率△は、例えば、n回目の振幅をa(n)、n+1回目の振幅をa(n+1)とすると、{a(n+1)− a(n)}/a(n)で求めることができる。この減衰△が大きいものほど(即ち1に近いほど)粘性が大きく、柔らかいことを意味し、小さいほど(即ち0に近い方ほど)粘性が小さく硬いことを意味する。
振竿法による減衰率△は、市販の振り子型弾性測定器を用いることにより求めることができる。好ましい振竿法による減衰率は、乾燥条件において吹き込み風の風速を4〜20m/秒にすることによって達成することができる。
The shaking method here refers to passing a ridge (cylinder) on a film formed by casting a dope 2 in which cellulose acylate is dissolved in an organic solvent on a casting support 1, and swinging from both ends downward. The pendulum 3 is formed by hanging a pendulum weight, the weight of the pendulum 3 is lifted to a certain height, and then released to vibrate (see FIG. 1), and the dope is measured by measuring the change with time of the amplitude. This is a method for measuring the viscosity of The attenuation rate Δ is, for example, {a (n + 1) −a (n)} / a (n) where the amplitude at the nth time is a (n) and the amplitude at the (n + 1) th time is a (n + 1). Can be sought. It means that the larger this attenuation Δ (that is, closer to 1), the larger and softer the viscosity is, and the smaller (that is, closer to 0) the smaller and harder the viscosity is.
The attenuation factor Δ by the shaking method can be obtained by using a commercially available pendulum type elasticity measuring instrument. The attenuation rate by a preferable shaking method can be achieved by setting the blowing air velocity to 4 to 20 m / sec under dry conditions.
<第5の態様>
本発明の第5の態様では、乾燥開始時と所定の残留溶剤濃度になるまでのセルロースアシレートフィルムの赤外線吸収分光法で測定される特定の範囲の赤外線吸収スペクトルのピークトップのシフト幅及び半値幅の増加量を調整することにより非晶部の強度を向上させることができる。
すなわち、第5の態様では、乾燥工程において、赤外線吸収分光法により1030〜1070cm-1に現れるピークが、乾燥開始時(乾燥0分)に1045〜1050cm-1の範囲に半値幅46〜54cm-1のピークトップを示し、かつ乾燥開始からセルロースアシレートフィルムの残留溶剤濃度が20質量%になるまでの間に前記ピークトップが0.5〜5cm-1低波数側にシフトし、かつ前記半値幅が0.5〜10cm-1増加するように調整される。
<Fifth aspect>
In the fifth aspect of the present invention, the peak top shift width and half of the infrared absorption spectrum in a specific range measured by infrared absorption spectroscopy of the cellulose acylate film at the start of drying and until reaching a predetermined residual solvent concentration. By adjusting the amount of increase in the value range, the strength of the amorphous part can be improved.
That is, in the fifth embodiment, in the drying process, the peak appearing at 1030~1070Cm -1 by infrared absorption spectroscopy, the start of drying (drying 0 min) in the range of 1045~1050Cm -1 half width 46~54Cm - 1 and the peak top shifts to 0.5-5 cm −1 low wavenumber side from the start of drying until the residual solvent concentration of the cellulose acylate film reaches 20% by mass, and the half The value range is adjusted to increase by 0.5 to 10 cm −1 .
乾燥過程において、赤外線吸収スペクトルのピークトップと半値幅の変化は、乾燥初期の有機溶剤の多い状態(セルロースアシレートが有機溶剤に囲まれた状態)から、有機溶剤が揮発してセルロースアシレート同士が接触し絡み合う状態に変化したことを意味する。したがって、ピークトップと半値幅の変化量が大きいほど、セルロースアシレート同士の絡み合いが増加し、非晶部の強度が上がったことを示す。 During the drying process, changes in the peak top and half-value width of the infrared absorption spectrum show that the organic solvent volatilizes from the state of a lot of organic solvent in the initial stage of drying (the state in which the cellulose acylate is surrounded by the organic solvent). Means that it has changed into a state of contact and entanglement. Therefore, as the amount of change between the peak top and the half width increases, the entanglement between the cellulose acylates increases and the strength of the amorphous part increases.
赤外線吸収スペクトルによる1030〜1070cm-1の範囲に現れるピークは、セルロースアシレートのC−O結合の対称伸縮に起因したグルコピラノース環及びアセチル基に由来するピークである。乾燥開始時の前記ピークは、1045〜1050cm-1の範囲にピークトップを示し、該ピークトップの半値幅は、46〜54cm-1であり、好ましくは47〜53cm-1であり、さらに好ましくは47〜52cm-1である。また、乾燥開始からセルロースアシレートフィルムの残留溶剤濃度が20質量%になるまでの間における前記ピークトップは、0.5〜5cm-1、好ましくは0.7〜4.5cm-1、さらに好ましくは1〜4cm-1低波数側にシフトする。また、このピークトップの半値幅は、0.5〜10cm-1、好ましくは1〜9cm-1、さらに好ましくは1.5〜8cm-1増加する。ピークトップのシフトが0.5〜10cm-1、半値幅の増加が0.5〜10cm-1であれば、光学むら(Re、Rthむら)を軽減できるため好ましい。 The peak appearing in the range of 1030 to 1070 cm −1 by the infrared absorption spectrum is a peak derived from a glucopyranose ring and an acetyl group resulting from symmetrical stretching of the C—O bond of cellulose acylate. The peak of the drying start showed a peak top in the range of 1045~1050Cm -1, the half width of the peak top is 46~54Cm -1, preferably 47~53Cm -1, more preferably 47-52 cm -1 . In addition, the peak top from the start of drying until the residual solvent concentration of the cellulose acylate film reaches 20% by mass is 0.5 to 5 cm −1 , preferably 0.7 to 4.5 cm −1 , and more preferably. Shift to 1-4 cm -1 low wavenumber side. Further, the half width of the peak top is increased by 0.5 to 10 cm −1 , preferably 1 to 9 cm −1 , more preferably 1.5 to 8 cm −1 . A peak top shift of 0.5 to 10 cm −1 and an increase in half width of 0.5 to 10 cm −1 are preferable because optical unevenness (Re, Rth unevenness) can be reduced.
また、第5の態様では、乾燥過程において、赤外線分光法により1740〜1760cm-1に現れるピークが、乾燥開始時に1743〜1749cm-1にピークトップを示し、かつ半値幅が28〜38cm-1であり、さらに乾燥開始から残留溶剤濃度が20質量%になるまでに前記ピークトップが0.5〜5cm-1低波数側にシフトし、かつ前記半値幅が0.1〜5cm-1増加するように調整することが好ましい。 In the fifth aspect, in the drying process, the peak appearing at 1740 to 1760 cm −1 by infrared spectroscopy shows the peak top at 1743 to 1749 cm −1 at the start of drying, and the half width is 28 to 38 cm −1 . Furthermore, from the start of drying until the residual solvent concentration reaches 20% by mass, the peak top shifts to the low wave number side by 0.5 to 5 cm −1 and the half width increases by 0.1 to 5 cm −1. It is preferable to adjust to.
赤外線吸収スペクトルの1740〜1760cm-1の範囲に現れるピークは、セルロースアシレートのC=O結合の伸縮に起因したアセチル基に由来するピークである。ピークトップの乾燥開始時の半値幅は、28〜38cm-1であり、28.5〜36cm-1であることが好ましく、29〜35cm-1であることがさらに好ましい。さらに、前記ピークトップは乾燥開始から残留溶剤濃度が20質量%になるまでに0.5〜5cm-1、好ましくは1〜4.5cm-1、さらに好ましくは1.5〜4cm-1低波数側にシフトすることが好ましい。さらに、前記ピークトップの半値幅は、乾燥開始から残留溶剤濃度が20質量%になるまでに0.1〜5cm-1、好ましくは0.2〜4cm-1、さらに好ましくは0.3〜3cm-1増加することが好ましい。
好ましい赤外吸収法によるピーク位置と半値幅は、乾燥条件において吹き込み風の風速を4〜20m/秒にすることによって達成することができる。
The peak appearing in the range of 1740 to 1760 cm −1 in the infrared absorption spectrum is a peak derived from an acetyl group resulting from the stretching of C═O bond of cellulose acylate. FWHM of dry starting peak top is 28~38Cm -1, is preferably 28.5~36Cm -1, further preferably 29~35cm -1. Further, the peak top range of from 0.5 to 5 cm -1 in the drying start until the residual solvent concentration of 20 wt%, preferably 1~4.5Cm -1, more preferably 1.5~4Cm -1 low wavenumber It is preferable to shift to the side. Furthermore, the half width of the peak top is 0.1 to 5 cm −1 , preferably 0.2 to 4 cm −1 , more preferably 0.3 to 3 cm from the start of drying until the residual solvent concentration reaches 20% by mass. It is preferable to increase by -1 .
The peak position and the half width at the preferred infrared absorption method can be achieved by setting the blowing air velocity to 4 to 20 m / sec under dry conditions.
<第6の態様及び第7の態様>
乾燥初期からセルロースアシレートの結晶どうしのから絡み合いを発生し易くし、かつフィルム強度を上げるためには、以下に示す材料の調整と乾燥条件の調整することにより達成できる。
すなわち、第6の態様では、ドープに貧溶媒を添加することによりドープの粘度を1〜40%低下させる。また、第7の態様では、乾燥工程におけるセルロースアシレートフィルムの流延支持体側の表面温度が、流延支持体とは反対側のセルロースアシレートフィルムの表面温度より3〜30℃高くなるように調整する。第7の態様は、流延支持体の温度が流延部から剥ぎ取り部までの間に1〜30℃昇温するように調整することが好ましい。
<Sixth aspect and seventh aspect>
In order to facilitate the entanglement between the cellulose acylate crystals from the beginning of drying and to increase the film strength, it can be achieved by adjusting the following materials and adjusting the drying conditions.
That is, in the sixth aspect, the viscosity of the dope is reduced by 1 to 40% by adding a poor solvent to the dope. In the seventh aspect, the surface temperature on the casting support side of the cellulose acylate film in the drying step is 3 to 30 ° C. higher than the surface temperature of the cellulose acylate film on the side opposite to the casting support. adjust. The seventh aspect is preferably adjusted so that the temperature of the casting support rises from 1 to 30 ° C. between the casting part and the stripping part.
(1)材料の調整
(a)セルロースアシレート
本発明で用いられるセルロースアシレートとしては、セルロースの水酸基に対する置換度が高いセルロースアシレートを用いることが好ましい。すなわち、本発明の製膜方法では、置換度の高いセルロースアシレートを用いることにより、セルロースアシレートの結晶どうしの絡み合い形成時にアセチル基どうしの疎水結合を駆動力として付与できる。このようなセルロースアシレートの詳細については後で詳述する。
(1) Preparation of material (a) Cellulose acylate As the cellulose acylate used in the present invention, it is preferable to use cellulose acylate having a high degree of substitution with respect to the hydroxyl group of cellulose. That is, in the film forming method of the present invention, by using cellulose acylate having a high degree of substitution, a hydrophobic bond between acetyl groups can be imparted as a driving force during the entanglement of cellulose acylate crystals. Details of such cellulose acylate will be described later.
(b)ドープの粘度の調整
セルロースアシレートの溶解後から流延までの間に、ドープ(有機溶剤にセルロースアシレートを溶解した溶液)の粘度を1〜40%、好ましくは3〜35%、さらに好ましくは5〜30%低下させることが好ましい。粘度の低下は、ドープ中で拡がっていたセルロースアシレートを収縮させることを意味する。これにより、この後の乾燥工程において、セルロースアシレート中に取り込んだ溶剤を速く追い出し、乾燥を促し、硬い膜を作ることができる。しかし、このように粘度を下げる方向は、セルロースアシレートの溶解性を低下させることであるため、セルロースアシレートを完全に溶解した後に行うことが好ましい。
(B) Adjustment of viscosity of dope Between dissolution of cellulose acylate and casting, the viscosity of dope (solution in which cellulose acylate is dissolved in organic solvent) is 1 to 40%, preferably 3 to 35%, More preferably, it is preferably reduced by 5 to 30%. The decrease in the viscosity means that the cellulose acylate that has spread in the dope is contracted. As a result, in the subsequent drying step, the solvent taken into the cellulose acylate can be quickly driven out, and drying can be promoted to form a hard film. However, since the direction in which the viscosity is lowered in this way is to reduce the solubility of cellulose acylate, it is preferably carried out after completely dissolving the cellulose acylate.
粘度の低下は、ドープ中に貧溶剤を添加することで達成される。好ましい貧溶剤としては、アルコールが挙げられる。好ましくは炭素数1〜7のアルコールであり、さらに好ましくは炭素数1〜5のアルコールである。さらに揮発性の観点から1価のアルコールを用いることが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールが好ましく用いられる。これらの中で特にブタノールが好ましい。 The reduction in viscosity is achieved by adding a poor solvent in the dope. A preferred poor solvent includes alcohol. Preferably it is a C1-C7 alcohol, More preferably, it is a C1-C5 alcohol. Furthermore, it is preferable to use a monovalent alcohol from the viewpoint of volatility. Specifically, methanol, ethanol, propanol and butanol are preferably used. Of these, butanol is particularly preferred.
貧溶剤の添加量は、ドープの粘度が1〜40%低下する範囲で適宜決定することができ、好ましくはドープ全量に対し、0.5〜10質量%、好ましくは1〜7質量%、さらに好ましくは1〜5質量%である。貧溶剤のドープへの添加方法は、特に限定されず、例えば、溶解後タンクに添加し羽根で撹拌しながら添加する方法や、溶解タンクから流延部までの配管の中でスクリューをもちいて撹拌しながら添加する方法などが挙げられる。 The addition amount of the poor solvent can be appropriately determined within a range where the viscosity of the dope is reduced by 1 to 40%, preferably 0.5 to 10% by mass, preferably 1 to 7% by mass, further based on the total amount of the dope. Preferably it is 1-5 mass%. The method of adding the poor solvent to the dope is not particularly limited. For example, the method of adding to the tank after dissolution and stirring with a blade, or stirring using a screw in the pipe from the dissolution tank to the casting part The method of adding it, etc. is mentioned.
(2)乾燥条件の調整
(a)乾燥中の表裏面の温度差の調整
乾燥初期の乾燥速度を遅くすることにより、セルロースアシレート分子間の絡み合いを促進し、かつ上記非晶部の強度を促進させることができる。さらに乾燥速度を遅くすることにより、上述の「濃度ゆらぎ」を発生させ易くすることができ、かつH−V散乱強度及びV−V散乱強度を大きくし、結晶化を促進させ、フィルム強度を上げることもできる。
このようなゆっくりした乾燥速度を実現させるためには、フィルム表面(空気界面)にスキン層(皮張り)を形成させることが好適である。すなわち、流延支持体側(厚み方向の深い所)の溶剤は、表面まで拡散し、そこから揮発するが、フィルム表面にスキン層を形成しておくと揮発が遅くなり、上記と同様の効果が得られ、セルロースアシレートどうしの絡み合いの数を増やすことができる。このようなスキン層は、以下の方法により形成できる。
(2) Adjustment of drying conditions (a) Adjustment of temperature difference between front and back surfaces during drying By slowing the drying speed at the initial stage of drying, entanglement between cellulose acylate molecules is promoted and the strength of the amorphous part is increased. Can be promoted. Furthermore, by slowing down the drying rate, the above-mentioned “concentration fluctuation” can be easily generated, the HV scattering intensity and the VV scattering intensity are increased, crystallization is promoted, and the film strength is increased. You can also
In order to realize such a slow drying rate, it is preferable to form a skin layer (skinning) on the film surface (air interface). That is, the solvent on the casting support side (deep in the thickness direction) diffuses to the surface and volatilizes from there, but if a skin layer is formed on the film surface, the volatilization slows down, and the same effect as above is obtained. And the number of entanglements between cellulose acylates can be increased. Such a skin layer can be formed by the following method.
(イ)高速風を吹き込む。
セルロースアシレートフィルム表面に高速風を吹き込み、フィルム表面を速く乾燥させることが好ましい。好ましい風速は4〜20m/秒であることが好ましく、5〜16m/秒であることがより好ましく、6〜12m/秒であることがさらに好ましい。この時の乾燥風の温度は25〜100℃であることが好ましく、30〜80℃であることがより好ましく、35〜70℃であることがさらに好ましい。この吹き込み風の湿度は結露防止の観点から0〜70%RHであることが好ましく、0〜50%RHであることがさらに好ましい。
(B) Blow high-speed wind.
It is preferable to blow high speed air on the cellulose acylate film surface to dry the film surface quickly. The preferred wind speed is preferably 4 to 20 m / sec, more preferably 5 to 16 m / sec, and further preferably 6 to 12 m / sec. The temperature of the drying air at this time is preferably 25 to 100 ° C, more preferably 30 to 80 ° C, and further preferably 35 to 70 ° C. The humidity of the blowing air is preferably 0 to 70% RH, and more preferably 0 to 50% RH from the viewpoint of preventing condensation.
(ロ)裏面に温度差を付与する。
流延支持体側のセルロースアシレートフィルム面(裏面)の温度を流延支持体側とは反対側のセルロースアシレートフィルム面(表面)の温度より3〜30℃、好ましくは4〜25℃、さらに好ましくは5〜20℃低くする。このような裏面における温度差を付与することにより、流延支持体側の溶剤の表面側への拡散を遅らせ、セルロースアシレートの結晶どうしの絡み合いの発生をさらに助長できる。この時のフィルム表面側の温度は、20〜70℃であることが好ましく、25〜60℃であることがより好ましく、30〜50℃であることがさらに好ましい。
セルロースアシレートの表面側の温度は、非接触温度計を用いて測定することができ、またセルロースアシレートの裏面の温度は、流延支持体上の熱電対を貼り付けておき、この上に流延することにより測定することができる。
(B) A temperature difference is given to the back surface.
The temperature of the cellulose acylate film surface (back surface) on the casting support side is 3 to 30 ° C., preferably 4 to 25 ° C., more preferably from the temperature of the cellulose acylate film surface (front surface) on the side opposite to the casting support side. It is low 5~20 ℃. By imparting such a temperature difference on the back surface, diffusion of the solvent on the casting support side to the surface side can be delayed, and the occurrence of entanglement between the crystals of cellulose acylate can be further promoted. At this time, the temperature on the film surface side is preferably 20 to 70 ° C, more preferably 25 to 60 ° C, and further preferably 30 to 50 ° C.
The temperature on the surface side of the cellulose acylate can be measured using a non-contact thermometer, and the temperature on the back side of the cellulose acylate is attached to a thermocouple on the casting support. It can be measured by casting.
セルロースアシレートフィルムを昇温する場合、上記表裏面の温度差を保持したまま、流延支持体の温度を流延部から剥ぎ取り部までの間に1〜30℃、好ましくは2〜25℃、さらに好ましくは3〜20℃昇温することが好ましい。このような昇温より、溶剤の揮発速度を効率的に上げることができる。すなわち、スキン層の形成初期には、温度を低くし、溶剤揮発を遅らせ、しっかりとしたスキン層を形成させる。しかし、このままでは揮発速度が遅くなり生産性が低下するため、後半の温度は昇温して乾燥速度を上げる。このような温度制御は、流延支持体の裏面(ドープを流延した面とは反対側の面)をいくつかのゾーンに分割し、所定の温度に冷却した風を吹きつけ、一方反対面(ドープを流延した面)に加温風を吹き付ける等の方法で達成される。 When the temperature of the cellulose acylate film is raised, the temperature of the casting support is 1 to 30 ° C., preferably 2 to 25 ° C. between the casting part and the stripping part while maintaining the temperature difference between the front and back surfaces. More preferably, the temperature is raised by 3 to 20 ° C. Such a temperature increase can efficiently increase the volatilization rate of the solvent. That is, at the initial stage of forming the skin layer, the temperature is lowered, the solvent volatilization is delayed, and a firm skin layer is formed. However, since the volatilization rate is slowed and productivity is lowered as it is, the temperature in the latter half is raised to increase the drying rate. Such temperature control is performed by dividing the back surface of the casting support (the surface opposite to the surface on which the dope is cast) into several zones and blowing air cooled to a predetermined temperature, This is achieved by a method such as blowing warm air on the surface on which the dope is cast.
(b)剥ぎ取り直後の乾燥速度
剥ぎ取り直後の所定の残留溶剤濃度の領域を所定の速度で乾燥させることにより、効率的にセルロースアシレートどうしの絡み合いを促進し、非晶部の強度を増加させることができる。すなわち、流延後、残留溶剤濃度が200〜30質量%の間を、7.5〜45質量%/分、好ましくは10〜40質量%/分、さらに好ましくは15〜35質量%/分の速度で残留溶剤を乾燥させることが好ましい。従来は、この速度よりも速い速度で乾燥していいたため、十分なフィルム強度を得ることができなかったが、本発明ではセルロースアシレートどうしの絡み合いの発現に最も有効な上記領域のみをゆっくりと乾燥させるため、全体の乾燥時間を殆ど長引かせることなく、効果的にフィルム強度を向上させることができる。
(B) Drying speed immediately after stripping By drying a predetermined residual solvent concentration area immediately after stripping at a predetermined speed, the cellulose acylate is effectively entangled and the strength of the amorphous part is increased. Can be made. That is, after casting, the residual solvent concentration is between 200 and 30% by mass, 7.5 to 45% by mass / min, preferably 10 to 40% by mass / min, and more preferably 15 to 35% by mass / min. It is preferred to dry the residual solvent at a rate. Conventionally, since drying was performed at a speed higher than this speed, sufficient film strength could not be obtained.However, in the present invention, only the above-mentioned region most effective for the expression of entanglement between cellulose acylates was slowly added. Since the film is dried, the film strength can be effectively improved without substantially extending the overall drying time.
このような乾燥速度は、乾燥中の膜をサンプリングしガスクロマトグラフィー等で残留溶剤をモニターしながら、流延する基板(バンド、ドラム)の温度の調節や、この上に吹き込む乾燥風の温度及び風量を調整することで達成できる。 Such a drying speed is controlled by adjusting the temperature of the substrate (band, drum) to be cast while sampling the film being dried and monitoring the residual solvent by gas chromatography or the like, and the temperature of the drying air blown on the substrate. This can be achieved by adjusting the air volume.
次に本発明の製膜方法で用いられる材料について詳細に説明する。
(セルロースアシレート)
本発明の製膜方法で用いられるセルロースアシレートは、本発明の効果を奏する限り特に限定されない。セルロースアシレートは、同一の種類のセルロースアシレートだけを用いてもよく、また異なる2種類以上のセルロースアシレートを混合して用いてもよい。中でも好ましいセルロースアシレートは、セルロースの水酸基に対する置換度が下記式(I)〜(III)の全ての条件を満たすセルロースアシレートである。
Next, materials used in the film forming method of the present invention will be described in detail.
(Cellulose acylate)
The cellulose acylate used in the film forming method of the present invention is not particularly limited as long as the effects of the present invention are exhibited. As the cellulose acylate, only the same type of cellulose acylate may be used, or two or more different types of cellulose acylate may be mixed and used. Among them, a preferable cellulose acylate is a cellulose acylate whose degree of substitution with respect to the hydroxyl group of cellulose satisfies all the conditions of the following formulas (I) to (III).
2.6≦SA+SB≦3.0 (I)
1.5≦SA≦3.0 (II)
0≦SB≦0.8 (III)
ここで、式中SA及びSBはセルロースの水酸基に対する置換度の総和を表し、SAはアセチル基の置換度を表し、SBは炭素原子数3〜22のアシル基の置換度を表わす。
2.6 ≦ SA + SB ≦ 3.0 (I)
1.5 ≦ SA ≦ 3.0 (II)
0 ≦ SB ≦ 0.8 (III)
Here, SA and SB in the formula represent the total degree of substitution of cellulose with respect to hydroxyl groups, SA represents the degree of substitution of acetyl groups, and SB represents the degree of substitution of acyl groups having 3 to 22 carbon atoms.
一のセルロースアシレート分子を他のセルロースアシレート分子と接触させる場合、グルコピラノース環から少し離れた位置にあり、かつ自由回転しやすい6位の水酸基をマスクするのが特に有効である。このため、置換度は、下記式(IV)の条件を満たすことがより好ましい。ここでS6はセルロースアシレートの6位のSAとSBの置換度の総和である。
0.8≦S6≦1 (IV)
When one cellulose acylate molecule is brought into contact with another cellulose acylate molecule, it is particularly effective to mask the hydroxyl group at the 6-position which is slightly away from the glucopyranose ring and easily rotates freely. For this reason, it is more preferable that the degree of substitution satisfies the condition of the following formula (IV). Here, S6 is the sum of the substitution degrees of SA and SB at the 6-position of cellulose acylate.
0.8 ≦ S6 ≦ 1 (IV)
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位及び6位に遊離の水酸基を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部又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位及び6位のそれぞれについて、セルロース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。本発明では、水酸基のSAとSBの置換度の総和は、好ましくは2.7〜2.96であり、さらに好ましくは2.80〜2.95である。また、SBの置換度は0〜0.8であり、より好ましくは0〜0.6である。さらにSBはその28%以上が6位水酸基の置換基であるが、好ましくは30%以上、より好ましくは31%以上、さらに好ましくは32%以上が6位水酸基の置換基である。またセルロースアシレートの6位のSAとSBの置換度の総和は、0.8以上であり、好ましくは0.85であり特に好ましくは0.90である。SAの置換度は、1.5〜3.0であり、好ましくは2.4〜2.95であり、さらに好ましくは2.6〜2.95である。このようなセルロースアシレートを用いることにより、溶解性の好ましいドープが作製でき、特に非塩素系有機溶剤において、良好なドープの作製が可能となる。 Glucose units having β-1,4 bonds constituting cellulose have free hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions. Cellulose acylate is a polymer obtained by esterifying some or all of these hydroxyl groups with acyl groups. The degree of acyl substitution means the proportion of cellulose esterified at each of the 2-position, 3-position and 6-position (100% esterification has a degree of substitution of 1). In the present invention, the total sum of the degree of substitution of SA and SB of the hydroxyl group is preferably 2.7 to 2.96, more preferably 2.80 to 2.95. Moreover, the substitution degree of SB is 0-0.8, More preferably, it is 0-0.6. Further, 28% or more of SB is a substituent at the 6-position hydroxyl group, preferably 30% or more, more preferably 31% or more, and further preferably 32% or more is a substituent at the 6-position hydroxyl group. The total substitution degree of SA and SB at the 6-position of cellulose acylate is 0.8 or more, preferably 0.85, and particularly preferably 0.90. The degree of substitution of SA is 1.5 to 3.0, preferably 2.4 to 2.95, and more preferably 2.6 to 2.95. By using such cellulose acylate, a preferable dope having a solubility can be produced, and particularly in a non-chlorine organic solvent, a good dope can be produced.
本発明で用いられるセルロースアシレートのアシル基(SB)は、特に限定されないが、炭素数3〜22の脂肪族基又はアリル基であることが好ましい。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又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が挙げられ、それぞれはさらに置換された基を有していてもよい。 The acyl group (SB) of the cellulose acylate used in the present invention is not particularly limited, but is preferably an aliphatic group having 3 to 22 carbon atoms or an allyl group. For example, cellulose alkylcarbonyl ester, alkenylcarbonyl ester or aromatic carbonyl ester, aromatic alkylcarbonyl ester and the like may be mentioned, and each may further have a substituted group.
炭素数3〜22の好ましいアシル基(SB)としては、プロピオニル、ブタノイル、ケプタノイル、ヘキサノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、テトラデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイル、iso‐ブタノイル、t‐ブタノイル、シクロヘキサンカルボニル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、シンナモイル基などを挙げることができる。中でも、プロピオニル、ブタノイル、ドデカノイル、オクタデカノイル、t‐ブタノイル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、シンナモイルなどアシル基(SB)であることが好ましい。 Preferred acyl groups (SB) having 3 to 22 carbon atoms include propionyl, butanoyl, keptanoyl, hexanoyl, octanoyl, decanoyl, dodecanoyl, tridecanoyl, tetradecanoyl, hexadecanoyl, octadecanoyl, iso-butanoyl, t-butanoyl , Cyclohexanecarbonyl, oleoyl, benzoyl, naphthylcarbonyl, cinnamoyl group and the like. Of these, acyl groups (SB) such as propionyl, butanoyl, dodecanoyl, octadecanoyl, t-butanoyl, oleoyl, benzoyl, naphthylcarbonyl, and cinnamoyl are preferable.
セルロースアシレートの合成方法の基本的な原理は、右田ほか著、木材化学180〜190頁(共立出版、1968年)に記載されている。代表的な合成方法は、カルボン酸無水物−酢酸−硫酸触媒による液相酢化法である。具体的には、綿花リンタや木材パルプ等のセルロース原料を適当量の酢酸で前処理した後、予め冷却したカルボン酸化混液に投入してエステル化し、完全セルロースアシレート(2位、3位及び6位のアシル置換度の合計が、ほぼ3.00)を合成する。上記カルボン酸化混液は、一般に溶剤としての酢酸、エステル化剤としての無水カルボン酸及び触媒としての硫酸を含む。無水カルボン酸は、これと反応するセルロース及び系内に存在する水分の合計よりも、化学量論的に過剰量で使用することが普通である。アシル化反応終了後に、系内に残存している過剰の無水カルボン酸の加水分解及びエステル化触媒の一部の中和のために、中和剤(例えば、カルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウム又は亜鉛の炭酸塩、酢酸塩又は酸化物)の水溶液を添加する。 The basic principle of the cellulose acylate synthesis method is described in Ueda et al., Wood Chemistry, 180-190 (Kyoritsu Shuppan, 1968). A typical synthesis method is a liquid phase acetylation method using a carboxylic acid anhydride-acetic acid-sulfuric acid catalyst. Specifically, cellulose raw materials such as cotton linter and wood pulp are pretreated with an appropriate amount of acetic acid, and then put into a pre-cooled carboxylic acid mixture to be esterified to complete cellulose acylate (2nd, 3rd and 6th). The total degree of acyl substitution at the position is approximately 3.00). The carboxylated mixed liquid generally contains acetic acid as a solvent, carboxylic anhydride as an esterifying agent, and sulfuric acid as a catalyst. The carboxylic anhydride is usually used in a stoichiometric excess over the sum of the cellulose that reacts with it and the water present in the system. After the acylation reaction is completed, a neutralizing agent (for example, calcium, magnesium, iron, aluminum or zinc) is used for hydrolysis of excess carboxylic anhydride remaining in the system and neutralization of a part of the esterification catalyst. Of carbonate, acetate or oxide).
次いで、得られた完全セルロースアシレートを少量の酢化反応触媒(一般には、残存する硫酸)の存在下で、50〜90℃に保つことによりケン化熟成し、所望のアシル置換度及び重合度を有するセルロースアシレートまで変化させる。所望のセルロースアシレートが得られた時点で、系内に残存している触媒を前記のような中和剤を用いて完全に中和するか、あるいは中和することなく水又は希硫酸中にセルロースアシレート溶液を投入(あるいは、セルロースアシレート溶液中に、水又は希硫酸を投入)してセルロースアシレートを分離し、洗浄及び安定化処理によりセルロースアシレートを得る。 Next, the obtained complete cellulose acylate is saponified and aged by maintaining it at 50 to 90 ° C. in the presence of a small amount of an acetylation reaction catalyst (generally, remaining sulfuric acid) to obtain a desired degree of acyl substitution and degree of polymerization. To a cellulose acylate having When the desired cellulose acylate is obtained, the catalyst remaining in the system is completely neutralized with a neutralizing agent as described above, or in water or dilute sulfuric acid without neutralization. The cellulose acylate solution is added (or water or dilute sulfuric acid is added into the cellulose acylate solution) to separate the cellulose acylate, and the cellulose acylate is obtained by washing and stabilizing treatment.
なお、6位置換度の大きいセルロースアシレートの合成については、特開平11−5851号公報、特開2002−212338号公報や特開2002−338601号公報などに記載された方法を用いることができる。 For the synthesis of cellulose acylate having a high degree of substitution at the 6-position, methods described in JP-A-11-5851, JP-A-2002-212338, JP-A-2002-338601, etc. can be used. .
本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの重合度は、粘度平均重合度200〜700、好ましくは250〜550、さらに好ましくは250〜400であり、特に好ましくは250〜350である。粘度平均重合度は、宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)により測定できる。さらに特開平9−95538号公報に詳細に記載された方法により測定できる。 The degree of polymerization of cellulose acylate preferably used in the present invention is a viscosity average degree of polymerization of 200 to 700, preferably 250 to 550, more preferably 250 to 400, and particularly preferably 250 to 350. The viscosity average degree of polymerization can be measured by Uda et al.'S limiting viscosity method (Kazuo Uda, Hideo Saito, Journal of Textile Science, Vol. 18, No. 1, pages 105-120, 1962). Further, it can be measured by the method described in detail in JP-A-9-95538.
低分子成分が除去されると、平均分子量(重合度)が高くなるが、粘度は通常のセルロースアシレートよりも低くなるため有用である。低分子成分の少ないセルロースアシレートは、通常の方法で合成したセルロースアシレートから低分子成分を除去することにより得ることができる。低分子成分の除去は、セルロースアシレートを適当な有機溶剤で洗浄することにより実施できる。なお、低分子成分の少ないセルロースシレテートを製造する場合、酢化反応における硫酸触媒量を、セルロース100質量部に対して0.5〜25質量部に調整することが好ましい。硫酸触媒の量を上記範囲にすると、分子量部分布の点でも好ましい(分子量分布の均一な)セルロースアシレートを合成することができる。 When the low molecular component is removed, the average molecular weight (degree of polymerization) increases, but the viscosity becomes lower than that of normal cellulose acylate, which is useful. Cellulose acylate having a small amount of low molecular components can be obtained by removing low molecular components from cellulose acylate synthesized by a usual method. The removal of the low molecular component can be carried out by washing the cellulose acylate with an appropriate organic solvent. In addition, when manufacturing the cellulose citrate with few low molecular components, it is preferable to adjust the sulfuric acid catalyst amount in an acetylation reaction to 0.5-25 mass parts with respect to 100 mass parts of cellulose. When the amount of the sulfuric acid catalyst is within the above range, cellulose acylate that is preferable in terms of molecular weight distribution (uniform molecular weight distribution) can be synthesized.
本発明で用いられる上記セルロースアシレートは、その原料綿や合成方法が発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の第7頁〜12頁に詳細に記載されている。 The above-mentioned cellulose acylate used in the present invention has its raw material cotton and synthesis method disclosed on pages 7 to 12 of the Japan Society for Invention and Technology (public technical number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention). It is described in detail.
本発明では、セルロースアシレートが実質的に上記の条件を満たすセルロースアシレートからなることが好ましい。ここで「実質的に」とは、ポリマー成分の55質量%以上、好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上を意味する。 In the present invention, the cellulose acylate is preferably made of cellulose acylate that substantially satisfies the above-mentioned conditions. Here, “substantially” means 55% by mass or more of the polymer component, preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.
セルロースアシレートは、製造に使用される際には含水率が2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましく、0.7質量%以下であることがさらに好ましい。一般に、セルロースアシレートは水を含有しており、2.5〜5質量%の水を含有していることが知られている。本発明では、2質量%以下の含水率にするために、セルロースアシレートを乾燥させる必要があるが、乾燥方法は目的とする含水率になれば特に限定されない。 When the cellulose acylate is used for production, the water content is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and further preferably 0.7% by mass or less. In general, cellulose acylate contains water and is known to contain 2.5 to 5% by mass of water. In the present invention, the cellulose acylate needs to be dried in order to obtain a moisture content of 2% by mass or less, but the drying method is not particularly limited as long as the intended moisture content is achieved.
セルロースアシレートは、溶解性を向上させるためには、粒子状のものを使用することが好ましい。特に使用する粒子の90質量%以上が0.5〜5mmの粒子径を有することが好ましい。また、使用する粒子の50質量%以上が1〜4mmの粒子径を有することが好ましい。セルロースアシレート粒子は、なるべく球形に近い形状を有することが好ましい。 Cellulose acylate is preferably used in the form of particles in order to improve solubility. In particular, 90% by mass or more of the particles to be used preferably have a particle diameter of 0.5 to 5 mm. Moreover, it is preferable that 50 mass% or more of the particle | grains to be used have a particle diameter of 1-4 mm. The cellulose acylate particles preferably have a shape as close to a sphere as possible.
(添加剤)
本発明のドープ(セルロースアシレート溶液)には、その調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、可塑剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、光学異方性コントロール剤、微粒子、剥離剤、赤外吸収剤、界面活性剤など)を加えることができる。また添加剤は、ドープ調製工程の何れの工程で添加してもよいが、ドープ調製工程の最後の工程で添加することが好ましい。さらに、各添加剤の添加量は、その機能が発現される限り特に制限はない。可塑剤は、例えば、特開2001−151901号公報に記載の添加量で添加することができ、セルロースアシレートの質量に対して0.1〜25質量%の含有率(濃度)で含有させることが好ましい。また、赤外線吸収染剤は、例えば、特開2001−194522号公報に記載の添加量で添加することができる。また、紫外線吸収剤は、例えば、特開2001−151901号公報に記載の添加量で添加することができる。赤外線吸収剤、紫外線吸収剤は、それぞれセルロースアシレートの質量に対して0.001〜5質量%の含有率で含有させることが好ましい。
(Additive)
In the dope (cellulose acylate solution) of the present invention, various additives (for example, plasticizers, ultraviolet inhibitors, deterioration inhibitors, optical anisotropy control agents, fine particles, release agents) according to the application in the preparation process. , Infrared absorbers, surfactants, etc.). The additive may be added in any step of the dope preparation step, but is preferably added in the last step of the dope preparation step. Furthermore, there is no restriction | limiting in particular as long as the addition amount of each additive expresses the function. A plasticizer can be added, for example with the addition amount of Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-151901, and it is made to contain by the content rate (concentration) of 0.1-25 mass% with respect to the mass of a cellulose acylate. Is preferred. Moreover, an infrared absorption dyeing agent can be added with the addition amount as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-194522, for example. Moreover, an ultraviolet absorber can be added with the addition amount as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-151901, for example. The infrared absorbent and the ultraviolet absorbent are each preferably contained at a content of 0.001 to 5% by mass with respect to the mass of cellulose acylate.
微粒子は、平均粒径5nm〜3μmのものを使用することが好ましく、金属酸化物や架橋ポリマーからなるものを使用でき、セルロースアシレートの質量に対して0.001〜5質量%の濃度で含有させることが好ましい。剥離剤は、セルロースアシレートの質量に対して0.0001〜2質量%の含有率で含有させることが好ましい。また、劣化防止剤は、セルロースアシレートの質量に対して0.0001〜2質量%の含有率で含有させることが好ましい。光学異方性コントロール剤は、例えば、特開2003−66230号公報、特開2002−49128号公報に記載の添加量で使用でき、セルロースアシレートの質量に対して0.1〜15質量%の含有率で含有させることが好ましい。また面活性剤は、フッ素系界面活性剤を用いることが好ましく、セルロースアシレートの質量に対して0.001〜2質量%の含有率で含有させることが好ましい。 It is preferable to use fine particles having an average particle diameter of 5 nm to 3 μm, and those made of a metal oxide or a crosslinked polymer can be used and contained at a concentration of 0.001 to 5% by mass with respect to the mass of cellulose acylate. It is preferable to make it. The release agent is preferably contained at a content of 0.0001 to 2% by mass with respect to the mass of cellulose acylate. Moreover, it is preferable to contain a deterioration inhibiting agent with the content rate of 0.0001-2 mass% with respect to the mass of a cellulose acylate. The optical anisotropy control agent can be used in an addition amount described in, for example, JP-A Nos. 2003-66230 and 2002-49128, and is 0.1 to 15% by mass with respect to the mass of cellulose acylate. It is preferable to contain by content rate. Moreover, it is preferable to use a fluorosurfactant as the surfactant, and it is preferable to contain the surfactant at a content of 0.001 to 2% by mass with respect to the mass of the cellulose acylate.
さらにこれらの詳細は、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の第16頁〜22頁に詳細に記載されている。また、セルロースアシレートフィルムが多層形成される場合、これらの添加剤の各層の種類や添加量は異なっていても、同じであってもよい。例えば、特開2001−151902号公報などに記載されて添加剤及び添加量を用いることができる。 Furthermore, these details are described in detail on pages 16 to 22 of the Japan Society for Invention and Technology (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Institute of Invention). Moreover, when a cellulose acylate film is formed in multiple layers, the type and amount of each layer of these additives may be different or the same. For example, it is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-151902 etc., and an additive and addition amount can be used.
(有機溶剤)
本発明で用いられる有機溶剤は、特に限定されず、塩素系溶剤であっても非塩素系溶剤であってもよいが、「濃度ゆらぎ」の発現のし易さの観点からは非塩素系溶剤を用いることが好ましい。また、有機溶剤は、新鮮な溶剤であっても回収溶剤であってもよい。
(Organic solvent)
The organic solvent used in the present invention is not particularly limited, and may be a chlorinated solvent or a non-chlorinated solvent. From the viewpoint of easy expression of “concentration fluctuation”, the chlorinated solvent is not used. Is preferably used. The organic solvent may be a fresh solvent or a recovered solvent.
(1)非塩素系溶剤
本発明のセルロースアシレートを有機溶剤に溶解し、ドープを作製するが、これには非塩素系溶剤を用いることが好ましい。好ましい非塩素系有機溶剤は、炭素原子数3〜12のエステル、ケトン及びエーテルから選ばれる溶剤である。エステル、ケトン及びエーテルは、環状構造を有していてもよい。エステル、ケトン及びエーテルの官能基(すなわち、−O−、−CO−及びCOO−)のいずれかを2つ以上有する化合物も主溶剤として用いることができ、例えば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溶剤の場合、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。
(1) Non-chlorine solvent The cellulose acylate of the present invention is dissolved in an organic solvent to prepare a dope. For this, a non-chlorine solvent is preferably used. A preferred non-chlorine organic solvent is a solvent selected from esters, ketones and ethers having 3 to 12 carbon atoms. The ester, ketone and ether may have a cyclic structure. A compound having two or more functional groups of esters, ketones and ethers (that is, —O—, —CO— and COO—) can also be used as the main solvent, and other functional groups such as alcoholic hydroxyl groups can be used. It may have a group. In the case of a solvent having two or more types of functional groups, the number of carbon atoms may be within the specified range of the compound having any functional group.
炭素原子数3〜12のエステル類の具体例としては、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、エチルアセテート及びペンチルアセテートが挙げられる。また炭素原子数3〜12のケトン類の具体例としては、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びメチルシクロヘキサノンが挙げられる。炭素原子数3〜12のエーテル類の具体例としては、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、アニソール及びフェネトールが挙げられる。二種類以上の官能基を有する有機溶剤の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノール及び2−ブトキシエタノールが挙げられる。 Specific examples of the esters having 3 to 12 carbon atoms include ethyl formate, propyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate and pentyl acetate. Specific examples of the ketone having 3 to 12 carbon atoms include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone and methylcyclohexanone. Specific examples of the ether having 3 to 12 carbon atoms include diisopropyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, anisole and phenetole. Examples of the organic solvent having two or more kinds of functional groups include 2-ethoxyethyl acetate, 2-methoxyethanol and 2-butoxyethanol.
さらに、本発明のセルロースアシレートの好ましい有機溶剤は、異なる3種類以上の混合溶剤である。混合溶剤において、第1の溶剤は、酢酸メチル、酢酸エチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、アセトン、ジオキソラン、ジオキサンから選ばれる少なくとも一種又はそれらの混合液である。第2の溶剤は、炭素原子数4〜7のケトン類又はアセト酢酸エステルから選ばれる溶剤である。第3の溶剤は、炭素数1〜10のアルコール又は炭化水素から選ばれ、好ましくは炭素数1〜8のアルコールである。なお第1の溶剤が、2種以上の溶剤の混合液である場合は、第2の溶剤がなくてもよい。 Furthermore, the preferable organic solvent of the cellulose acylate of the present invention is a mixed solvent of three or more different types. In the mixed solvent, the first solvent is at least one selected from methyl acetate, ethyl acetate, methyl formate, ethyl formate, acetone, dioxolane, and dioxane, or a mixed solution thereof. The second solvent is a solvent selected from ketones having 4 to 7 carbon atoms or acetoacetate. The third solvent is selected from alcohols or hydrocarbons having 1 to 10 carbon atoms, preferably alcohols having 1 to 8 carbon atoms. In addition, when the 1st solvent is a liquid mixture of 2 or more types of solvents, there may not be the 2nd solvent.
第1の溶剤は、好ましくは酢酸メチル、アセトン、蟻酸メチル、蟻酸エチル又はこれらの混合物である。また第2の溶剤は、好ましくはメチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセチル酢酸メチル又はこれらの混合液である。 The first solvent is preferably methyl acetate, acetone, methyl formate, ethyl formate or a mixture thereof. The second solvent is preferably methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl acetylacetate or a mixture thereof.
第3の溶剤であるアルコールは、直鎖であっても分枝を有していても環状であってもよい。中でも飽和脂肪族炭化水素であることが好ましい。アルコールの水酸基は、第一級、第二級及び第三級のいずれであってもよい。アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノール及びシクロヘキサノールが挙げられる。なおアルコールとしては、フッ素系アルコールも用いられる。例えば、2−フルオロエタノール、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールなどが挙げられる。 The alcohol as the third solvent may be linear, branched or cyclic. Of these, saturated aliphatic hydrocarbons are preferred. The hydroxyl group of the alcohol may be any of primary, secondary and tertiary. Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-methyl-2-butanol and cyclohexanol. As the alcohol, fluorine-based alcohol is also used. Examples include 2-fluoroethanol, 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol, and the like.
さらに炭化水素は、直鎖であっても分岐を有していても環状であってもよい。芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素のいずれも用いることができる。脂肪族炭化水素は、飽和であっても不飽和であってもよい。炭化水素の具体例としては、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン及びキシレンが挙げられる。 Furthermore, the hydrocarbon may be linear, branched or cyclic. Either aromatic hydrocarbons or aliphatic hydrocarbons can be used. The aliphatic hydrocarbon may be saturated or unsaturated. Specific examples of the hydrocarbon include cyclohexane, hexane, benzene, toluene and xylene.
これらの第3の溶剤であるアルコール及び炭化水素は、単独でもよいし2種類以上の混合物でもよく、特に限定されない。第3の溶剤としては、好ましい具体的化合物は、アルコールとしてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、及びシクロヘキサノール、シクロヘキサン、ヘキサンを挙げることができ、特にはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノールである。 These alcohols and hydrocarbons as the third solvent may be used alone or as a mixture of two or more, and are not particularly limited. As the third solvent, preferred specific compounds include alcohol, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and cyclohexanol, cyclohexane, hexane, Are methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol.
以上の3種類の混合溶剤は、第1の溶剤が20〜95質量%、第2の溶剤が2〜60質量%さらに第3の溶剤が2〜30質量%の混合率で含まれることが好ましく、さらに第1の溶剤が30〜90質量%、第2の溶剤が3〜50質量%、第3のアルコールが3〜25質量%の混合率で含まれることがさらに好ましい。特に第1の溶剤が30〜90質量%、第2の溶剤が3〜30質量%、第3の溶剤がアルコールであり3〜15質量%含まれることが好ましい。 The above three types of mixed solvents preferably include a mixing ratio of 20 to 95% by mass of the first solvent, 2 to 60% by mass of the second solvent, and 2 to 30% by mass of the third solvent. Furthermore, it is more preferable that the first solvent is contained in a mixing ratio of 30 to 90% by mass, the second solvent is 3 to 50% by mass, and the third alcohol is contained in a mixing rate of 3 to 25% by mass. In particular, the first solvent is preferably 30 to 90% by mass, the second solvent is 3 to 30% by mass, and the third solvent is an alcohol, and preferably 3 to 15% by mass.
なお、第1の溶剤が混合液で第2の溶剤を用いない場合は、第1の溶剤が20〜90質量%、第3の溶剤が5〜30質量%の混合率で含まれることが好ましく、第1の溶剤が30〜86質量%、第3の溶剤が7〜25質量%の混合率で含まれることがさらに好ましい。
以上の本発明で用いられる非塩素系有機溶剤は、さらに詳細については発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて12頁〜16頁に記載されている。
In addition, when a 1st solvent is a liquid mixture and it does not use a 2nd solvent, it is preferable that a 1st solvent is contained by the mixing rate of 20-90 mass% and a 3rd solvent is 5-30 mass%. More preferably, the first solvent is contained in a mixing ratio of 30 to 86% by mass, and the third solvent is contained in a mixing rate of 7 to 25% by mass.
The non-chlorine-based organic solvent used in the present invention described above is further described in pages 12 to 16 in the Japan Society for Invention and Technology (public technical number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention). Are listed.
本発明の好ましい非塩素系有機溶剤の組み合わせを以下に示すが、本発明の溶剤はこれらに限定されるものではない。
・酢酸メチル/アセトン/メタノール/エタノール/ブタノール(75/10/5/5/5質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/メタノール/エタノール/プロパノール(75/10/5/5/5質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/メタノール/ブタノール/シクロヘキサン(75/10/5/5/5質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/エタノール/ブタノール(81/8/7/4質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/エタノール/ブタノール(82/10/4/4質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/エタノール/ブタノール(80/10/4/6質量部)、
・酢酸メチル/メチルエチルケトン/メタノール/ブタノール(80/10/5/5質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/メチルエチルケトン/エタノール/イソプロパノール(75/10/10/5/7質量部)、
・酢酸メチル/シクロペンタノン/メタノール/イソプロパノール(80/10/5/8質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/ブタノール(85/5/5質量部)、
・酢酸メチル/シクロペンタノン/アセトン/メタノール/ブタノール(60/15/15/5/6質量部)、
・酢酸メチル/シクロヘキサノン/メタノール/ヘキサン(70/20/5/5質量部)、
・酢酸メチル/メチルエチルケトン/アセトン/メタノール/エタノール (50/20/20/5/5質量部)、
・酢酸メチル/1、3ジオキソラン/メタノール/エタノール (70/20/5/5質量部)、
・酢酸メチル/ジオキサン/アセトン/メタノール/エタノール (60/20/10/5/5質量部)、
・酢酸メチル/アセトン/シクロペンタノン/エタノール/イソブタノール/シクロヘキサン (65/10/10/5/5/5質量部)、
・ギ酸メチル/メチルエチルケトン/アセトン/メタノール/エタノール (50/20/20/5/5質量部)、
・ギ酸メチル/アセトン/酢酸エチル/エタノール/ブタノール/ヘキサン (65/10/10/5/5/5質量部)、
・アセトン/アセト酢酸メチル/メタノール/エタノール (65/20/10/5質量部)、
・アセトン/シクロペンタノン/エタノール/ブタノール (65/20/10/5質量部)、
・アセトン/1,3ジオキソラン/エタノール/ブタノール (65/20/10/5質量部)、
・1、3ジオキソラン/シクロヘキサノン/メチルエチルケトン/メタノール/ブタノール (55/20/10/5/5/5質量部)
Preferred combinations of non-chlorine organic solvents of the present invention are shown below, but the solvent of the present invention is not limited to these.
-Methyl acetate / acetone / methanol / ethanol / butanol (75/10/5/5/5 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / methanol / ethanol / propanol (75/10/5/5/5 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / methanol / butanol / cyclohexane (75/10/5/5/5 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / ethanol / butanol (81/8/7/4 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / ethanol / butanol (82/10/4/4 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / ethanol / butanol (80/10/4/6 parts by mass),
・ Methyl acetate / methyl ethyl ketone / methanol / butanol (80/10/5/5 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / methyl ethyl ketone / ethanol / isopropanol (75/10/10/5/7 parts by mass),
-Methyl acetate / cyclopentanone / methanol / isopropanol (80/10/5/8 parts by mass),
・ Methyl acetate / acetone / butanol (85/5/5 parts by mass),
Methyl acetate / cyclopentanone / acetone / methanol / butanol (60/15/15/5/6 parts by mass),
-Methyl acetate / cyclohexanone / methanol / hexane (70/20/5/5 parts by mass),
・ Methyl acetate / methyl ethyl ketone / acetone / methanol / ethanol (50/20/20/5/5 parts by mass),
・ Methyl acetate / 1, 3 dioxolane / methanol / ethanol (70/20/5/5 parts by mass),
-Methyl acetate / dioxane / acetone / methanol / ethanol (60/20/10/5/5 parts by mass),
-Methyl acetate / acetone / cyclopentanone / ethanol / isobutanol / cyclohexane (65/10/10/5/5/5 parts by mass)
・ Methyl formate / methyl ethyl ketone / acetone / methanol / ethanol (50/20/20/5/5 parts by mass),
-Methyl formate / acetone / ethyl acetate / ethanol / butanol / hexane (65/10/10/5/5/5 parts by mass),
Acetone / methyl acetoacetate / methanol / ethanol (65/20/10/5 parts by mass),
Acetone / cyclopentanone / ethanol / butanol (65/20/10/5 parts by mass),
Acetone / 1,3 dioxolane / ethanol / butanol (65/20/10/5 parts by mass),
・ 1,3 dioxolane / cyclohexanone / methyl ethyl ketone / methanol / butanol (55/20/10/5/5/5 parts by mass)
さらに下記の方法でセルロースアシレート溶液を用いることもできる。
・酢酸メチル/アセトン/エタノール/ブタノール(81/8/7/4質量部)でセルロースアシレート溶液を作製しろ過・濃縮後に2質量部のブタノールを追加添加
・酢酸メチル/アセトン/エタノール/ブタノール(81/10/4/2質量部)でセルロースアシレート溶液を作製しろ過・濃縮後に4質量部のブタノールを追加添加
・酢酸メチル/アセトン/エタノール(84/10/6質量部)でセルロースアシレート溶液を作製しろ過・濃縮後に5質量部のブタノールを追加添加
本技術に用いるドープには、上記本技術の非塩素系有機溶剤以外に、ジクロロメタンを本技術の全有機溶剤量の10質量%以下含有させてもよい。
Furthermore, a cellulose acylate solution can also be used by the following method.
・ A cellulose acylate solution was prepared with methyl acetate / acetone / ethanol / butanol (81/8/7/4 parts by mass), filtered and concentrated, and then 2 parts by weight of butanol was added additionally. ・ Methyl acetate / acetone / ethanol / butanol ( (81/10/4/2 parts by mass), a cellulose acylate solution was prepared, and after filtration and concentration, 4 parts by weight of butanol was additionally added. Cellulose acylate with methyl acetate / acetone / ethanol (84/10/6 parts by mass) Add 5 parts by weight of butanol after preparing the solution, filtering and concentrating In addition to the non-chlorine organic solvent of the present technology, dichloromethane is added to 10% by mass or less of the total organic solvent amount of the present technology. You may make it contain.
(2)塩素系溶剤
本発明のセルロースアシレートのドープを作製するに際しては、場合により主溶剤として塩素系有機溶剤も用いることができる。本発明においては、セルロースアシレートが溶解し流延、製膜できる範囲において、その目的が達成できる限りはその塩素系有機溶剤は特に限定されない。これらの塩素系有機溶剤は、好ましくはジクロロメタン、クロロホルムであり、特に好ましくはジクロロメタンである。また、塩素系有機溶剤以外の有機溶剤を混合することも特に問題ない。その場合は、ジクロロメタンは少なくとも50質量%使用することが必要である。
(2) Chlorine-based solvent In preparing the cellulose acylate dope of the present invention, a chlorine-based organic solvent may be used as a main solvent in some cases. In the present invention, the chlorinated organic solvent is not particularly limited as long as the object can be achieved within a range in which cellulose acylate can be dissolved, cast and film-formed. These chlorinated organic solvents are preferably dichloromethane and chloroform, and particularly preferably dichloromethane. In addition, there is no particular problem in mixing an organic solvent other than the chlorinated organic solvent. In that case, it is necessary to use at least 50% by mass of dichloromethane.
塩素系有機溶剤は、必要に応じて前記非塩素系溶剤を併用することができる。塩素系有機溶剤と併用可能な非塩素系有機溶剤については、特に限定されないが、酢酸メチル、酢酸エチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、アセトン、ジオキソラン、ジオキサン、炭素原子数4〜7のケトン類又はアセト酢酸エステル、炭素数1〜10のアルコール又は炭化水素から選ばれる非塩素系有機溶剤を用いることが好ましい。併用される非塩素系有機溶剤は、より好ましくは酢酸メチル、アセトン、蟻酸メチル、蟻酸エチル、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセチル酢酸メチル、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、及びシクロヘキサノール、シクロヘキサン、ヘキサンから選ばれる非塩素系有機溶剤である。 The chlorine-based organic solvent can be used in combination with the non-chlorine-based solvent as necessary. The non-chlorine organic solvent that can be used in combination with the chlorinated organic solvent is not particularly limited, but methyl acetate, ethyl acetate, methyl formate, ethyl formate, acetone, dioxolane, dioxane, ketones having 4 to 7 carbon atoms, or aceto It is preferable to use a non-chlorine organic solvent selected from acetates, alcohols having 1 to 10 carbon atoms or hydrocarbons. The non-chlorine organic solvent used in combination is more preferably methyl acetate, acetone, methyl formate, ethyl formate, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl acetyl acetate, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1- It is a non-chlorine organic solvent selected from butanol, 2-butanol, and cyclohexanol, cyclohexane, and hexane.
本発明の好ましい主溶剤である非塩素系有機溶剤と塩素系有機溶剤との組み合わせを以下に示すが、本発明で用いられる有機溶剤はこれらに限定されるものではない。
・ジクロロメタン/メタノール/エタノール/ブタノール(75/10/5/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/アセトン/メタノール/プロパノール(80/10/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/メタノール/ブタノール/シクロヘキサン(75/10/5/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/メチルエチルケトン/メタノール/ブタノール(80/10/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/アセトン/メチルエチルケトン/エタノール/イソプロパノール(75/10/10/5/7質量部)、
・ジクロロメタン/シクロペンタノン/メタノール/イソプロパノール(80/10/5/8質量部)、
・ジクロロメタン/酢酸メチル/ブタノール(80/10/10質量部)、
・ジクロロメタン/シクロヘキサノン/メタノール/ヘキサン(70/20/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/メチルエチルケトン/アセトン/メタノール/エタノール (50/20/20/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/1、3ジオキソラン/メタノール/エタノール (70/20/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/ジオキサン/アセトン/メタノール/エタノール (60/20/10/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/アセトン/シクロペンタノン/エタノール/イソブタノール/シクロヘキサン (65/10/10/5/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/メチルエチルケトン/アセトン/メタノール/エタノール (70/10/10/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/アセトン/酢酸エチル/エタノール/ブタノール/ヘキサン (65/10/10/5/5/5質量部)、
・ジクロロメタン/アセト酢酸メチル/メタノール/エタノール (65/20/10/5質量部)、
・ジクロロメタン/シクロペンタノン/エタノール/ブタノール (65/20/10/5質量部)、
A combination of a non-chlorine organic solvent and a chlorine organic solvent, which is a preferred main solvent of the present invention, is shown below, but the organic solvent used in the present invention is not limited to these.
Dichloromethane / methanol / ethanol / butanol (75/10/5/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / acetone / methanol / propanol (80/10/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / methanol / butanol / cyclohexane (75/10/5/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / methyl ethyl ketone / methanol / butanol (80/10/5/5 parts by mass)
Dichloromethane / acetone / methyl ethyl ketone / ethanol / isopropanol (75/10/10/5/7 parts by mass),
Dichloromethane / cyclopentanone / methanol / isopropanol (80/10/5/8 parts by mass),
Dichloromethane / methyl acetate / butanol (80/10/10 parts by mass),
Dichloromethane / cyclohexanone / methanol / hexane (70/20/5/5 parts by mass),
・ Dichloromethane / methyl ethyl ketone / acetone / methanol / ethanol (50/20/20/5/5 parts by mass),
・ Dichloromethane / 1, 3 dioxolane / methanol / ethanol (70/20/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / dioxane / acetone / methanol / ethanol (60/20/10/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / acetone / cyclopentanone / ethanol / isobutanol / cyclohexane (65/10/10/5/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / methyl ethyl ketone / acetone / methanol / ethanol (70/10/10/5/5 parts by mass),
Dichloromethane / acetone / ethyl acetate / ethanol / butanol / hexane (65/10/10/5/5/5 parts by mass),
・ Dichloromethane / methyl acetoacetate / methanol / ethanol (65/20/10/5 parts by mass),
Dichloromethane / cyclopentanone / ethanol / butanol (65/20/10/5 parts by mass),
(ドープの調製)
本発明で用いられるドープは、塩素系有機溶剤及び非塩素系有機溶剤いずれの場合でも、溶剤にセルロースアシレートを10〜30質量%、好ましくは13〜27質量%、さらに好ましくは15〜25質量%溶解したものであることができる。セルロースアシレートの溶媒への溶解に先立ち、0〜50℃で0.1〜100時間膨潤させることが好ましい。
なお、種々の添加剤は、膨潤工程の前に添加してもよく、膨潤工程中又は後でもよく、さらには、この後冷却溶解中又は後であっても構わない。
(Preparation of dope)
The dope used in the present invention is a chlorinated organic solvent and a non-chlorinated organic solvent, and the cellulose acylate is 10 to 30% by mass, preferably 13 to 27% by mass, more preferably 15 to 25% by mass. % Dissolved. Prior to dissolution of cellulose acylate in a solvent, it is preferable to swell at 0 to 50 ° C. for 0.1 to 100 hours.
Various additives may be added before the swelling step, during or after the swelling step, and further during or after cooling and dissolution.
本発明では、セルロースアシレートを有機溶剤に溶解するために、冷却・昇温法を用いることが好ましい。冷却・昇温法は、例えば、特開平11−323017号公報、特開平10−67860号公報、特開平10−95854号公報、特開平10−324774号公報、特開平11−302388号公報に記載された方法を用いることができる。すなわち、溶剤とセルロースアシレートを混合し膨潤させたものを、冷却ジャケットを付与したスクリュウ型混練機を用いて溶解することができる。さらに本発明のドープは、濃縮、濾過を実施することが好ましく、これらは発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の25頁に詳細に記載されている方法を用いることができる。さらに上述した方法でドープの粘度を低下させることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a cooling / heating method in order to dissolve cellulose acylate in an organic solvent. The cooling / heating method is described, for example, in JP-A-11-323017, JP-A-10-67860, JP-A-10-95854, JP-A-10-324774, and JP-A-11-302388. Can be used. That is, a solvent and cellulose acylate mixed and swollen can be dissolved using a screw-type kneader provided with a cooling jacket. Further, the dope of the present invention is preferably subjected to concentration and filtration, which are described in detail on page 25 of the Japan Society for Invention and Innovation (Publication No. 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention). Can be used. Furthermore, it is preferable to reduce the viscosity of the dope by the method described above.
(製膜)
本発明のセルロースアシレートフィルムの製膜方法及び設備は、上述した条件以外については従来のセルローストリアセテートフィルム製造で用いられてきた溶液流延製膜方法及び溶液流延製膜装置を利用することができる。溶解機(釜)で調製されたドープは、貯蔵釜で一旦貯蔵し脱泡してから最終調製を行う。ドープを排出口から、定流量ポンプ(例えば回転数によって高精度に定量送液できる加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧型ダイに送り、ドープを口金(スリット)から金属等の平滑支持体の上に均一に流延し、上記の方法に従い乾燥する。
(Film formation)
The cellulose acylate film-forming method and equipment of the present invention can utilize the solution casting film-forming method and the solution casting film-forming apparatus that have been used in the conventional cellulose triacetate film production except for the conditions described above. it can. The dope prepared in the dissolving machine (kettle) is temporarily stored in a storage kettle and defoamed before final preparation. The dope is sent from the discharge port to a pressure die through a constant flow pump (for example, a pressure metering gear pump that can deliver a metered liquid with high accuracy by the number of rotations), and the dope is uniformly applied to a metal or other smooth support from the die (slit). And dried according to the method described above.
流延は単層流延してもよいし、2種類以上のセルロースアシレート溶液を同時及び/又は逐次共流延してもよい。2層以上からなるセルロースアシレート膜を流延する場合、各層のドープのセルロースアシレート、溶剤、添加剤の種類及び濃度は同一でも異なっていてもよい。 Casting may be performed in a single layer, or two or more types of cellulose acylate solutions may be simultaneously and / or sequentially co-cast. When casting a cellulose acylate film composed of two or more layers, the types and concentrations of the cellulose acylate, solvent, and additive of the dope in each layer may be the same or different.
流延後、平滑流延支持体上で乾燥した後、これを剥ぎ取り、生乾きのドープ膜(ウェブとも呼ぶ)を搬送しながら乾燥させるが、この間(平滑流延支持体上から剥ぎ取り後まで)、上述の乾燥方法に従って乾燥する。上述の乾燥方法は、残留溶剤濃度が20質量%以上含む乾燥初期において適用するのが好ましい。 After casting, after drying on a smooth casting support, it is peeled off and dried while transporting a dry-dried dope film (also referred to as web), but during this time (until after stripping from the smooth casting support) ) And drying according to the drying method described above. The drying method described above is preferably applied in the initial stage of drying in which the residual solvent concentration is 20% by mass or more.
この後の後期乾燥は、従来の方法を使用することができる。例えば、ウェブの両端をクリップで挟み、幅保持しながらテンターで搬送して乾燥してもよく、ロールで搬送しながら乾燥させもよく、これらを組み合わせて乾燥させてもよい。後期乾燥の好ましい乾燥温度は50〜200℃で0.1〜10時間である。 This late drying can use conventional methods. For example, the both ends of the web may be sandwiched between clips and conveyed and dried by a tenter while maintaining the width, may be dried while being conveyed by a roll, or a combination of these may be dried. A preferable drying temperature for the late drying is 50 to 200 ° C. and 0.1 to 10 hours.
また、製膜工程ではセルロースアシレートフィルムを延伸してもよい。延伸は流延方向(MD)及び幅方向(TD)のいずれでもよく、両方向延伸してもよい。好ましい延伸倍率は各方向1〜80%であり、好ましくは2〜60%であり、さらに好ましくは3〜50%である。延伸温度は50〜180℃であることが好ましく、70〜150℃であることがより好ましく、80〜140℃であることがさらに好ましい。このようにして乾燥の終了したフィルム中の残留溶剤は、0〜5%であることが好ましく、0〜2%であることがより好ましく、0〜1%であることがさらに好ましい。乾燥終了後、両端をトリミングして巻き取る。好ましい幅は0.5〜5mであり、より好ましくは0.7〜3mであり、さらに好ましくは1〜2mである。好ましい巻長は300m〜30kmであり、より好ましくは500m〜10kmであり、さらに好ましくは1〜7kmである。 In the film forming step, the cellulose acylate film may be stretched. Stretching may be performed in either the casting direction (MD) or the width direction (TD), or may be performed in both directions. A preferable draw ratio is 1 to 80% in each direction, preferably 2 to 60%, and more preferably 3 to 50%. The stretching temperature is preferably 50 to 180 ° C, more preferably 70 to 150 ° C, and further preferably 80 to 140 ° C. The residual solvent in the film thus dried is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 2%, and further preferably 0 to 1%. After drying, trim both ends and wind up. A preferable width is 0.5 to 5 m, more preferably 0.7 to 3 m, and further preferably 1 to 2 m. A preferable winding length is 300 to 30 km, more preferably 500 to 10 km, and further preferably 1 to 7 km.
(表面処理)
セルロースアシレートフィルムは、場合により表面処理を行うことによって、セルロースアシレートフィルムと各機能層(例えば、下塗層及びバック層)との接着を向上させることができる。例えば、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸又はアルカリ処理を用いることができる。ここでいうグロー放電処理とは、10-3〜20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、また大気圧下で行うプラズマ処理であることが好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンのようなフロン類及びそれらの混合物などが挙げられる。これらの詳細については、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の第30〜32頁に記載されている。
(surface treatment)
The cellulose acylate film can improve the adhesion between the cellulose acylate film and each functional layer (for example, the undercoat layer and the back layer) by optionally performing a surface treatment. For example, glow discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, flame treatment, acid or alkali treatment can be used. The glow discharge treatment here may be low-temperature plasma that occurs under a low-pressure gas of 10 −3 to 20 Torr, and is preferably a plasma treatment that is performed under atmospheric pressure. A plasma-excitable gas is a gas that is plasma-excited under the above conditions, and includes chlorofluorocarbons such as argon, helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide, tetrafluoromethane, and mixtures thereof. It is done. Details of these are described on pages 30 to 32 of the Japan Society for Invention and Innovation Technical Report (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention).
なお、近年注目されている大気圧でのプラズマ処理は、例えば、10〜1000Kev下で20〜500Kgyの照射エネルギーが用いられ、より好ましくは30〜500Kev下で20〜300Kgyの照射エネルギーが用いられる。これらの中でも特に好ましくは、アルカリ鹸化処理でありセルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。 Note that, in the plasma treatment at atmospheric pressure which has been attracting attention in recent years, for example, irradiation energy of 20 to 500 Kgy is used under 10 to 1000 Kev, and more preferably irradiation energy of 20 to 300 Kgy is used under 30 to 500 Kev. Among these, an alkali saponification treatment is particularly preferable, and it is extremely effective as a surface treatment of a cellulose acylate film.
アルカリ鹸化処理は、鹸化液に浸漬してもよく、鹸化液を塗布してもよい。浸漬法の場合は、NaOHやKOH等のpH10〜14の水溶液を20〜80℃に加温した槽を0.1〜10分通過させた後、中和、水洗、乾燥することで達成できる。 The alkali saponification treatment may be immersed in a saponification solution or coated with a saponification solution. In the case of the dipping method, it can be achieved by passing an aqueous solution having a pH of 10 to 14 such as NaOH or KOH through a bath heated to 20 to 80 ° C. for 0.1 to 10 minutes, followed by neutralization, washing with water and drying.
塗布方法の場合、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、バーコーティング法及びE型塗布法を用いることができる。アルカリ鹸化処理塗布液の溶剤は、鹸化液の透明支持体に対して塗布するために濡れ性がよく、また鹸化液溶剤によって透明支持体表面に凹凸を形成させずに、面状を良好なまま保つ溶剤を選択することが好ましい。具体的には、アルコール系溶剤が好ましく、イソプロピルアルコールが特に好ましい。また、界面活性剤の水溶液を溶剤として使用することもできる。アルカリ鹸化塗布液のアルカリは、上記溶剤に溶解するアルカリが好ましく、KOH、NaOHがさらに好ましい。鹸化塗布液のpHは10以上が好ましく、12以上がさらに好ましい。アルカリ鹸化時の反応条件は、室温で1秒〜5分が好ましく、室温で5秒〜5分がさらに好ましく、室温で20秒〜3分であることが特に好ましい。アルカリ鹸化反応後、鹸化液塗布面を水洗又は酸で洗浄した後に水洗することが好ましい。また、塗布式鹸化処理と後述の配向膜解塗設を連続して行うことができ、工程数を減少できる。これらの鹸化方法は、具体的には、例えば、特開2002−82226号公報、WO02/46809号公報に記載された方法を用いることができる。 In the case of the coating method, a dip coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a bar coating method, and an E-type coating method can be used. The solvent of the alkali saponification coating solution has good wettability because it is applied to the transparent support of the saponification solution, and the surface state remains good without forming irregularities on the surface of the transparent support by the saponification solution solvent. It is preferable to select a solvent to be maintained. Specifically, an alcohol solvent is preferable, and isopropyl alcohol is particularly preferable. An aqueous solution of a surfactant can also be used as a solvent. The alkali of the alkali saponification coating solution is preferably an alkali that dissolves in the above solvent, and more preferably KOH or NaOH. The pH of the saponification coating solution is preferably 10 or more, more preferably 12 or more. The reaction conditions during the alkali saponification are preferably 1 second to 5 minutes at room temperature, more preferably 5 seconds to 5 minutes at room temperature, and particularly preferably 20 seconds to 3 minutes at room temperature. After the alkali saponification reaction, it is preferable to wash the surface to which the saponification solution is applied after washing with water or acid and then washing with water. Also, the coating-type saponification treatment and the alignment film uncoating described later can be performed continuously, and the number of steps can be reduced. Specific examples of these saponification methods include the methods described in JP-A No. 2002-82226 and WO 02/46809.
機能層との接着のため、下塗り層を設けることも好ましい。下塗り層は上記表面処理をした後、塗設してもよく、表面処理なしで塗設してもよい。下塗り層についての詳細は、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の32頁に記載されている。 It is also preferable to provide an undercoat layer for adhesion to the functional layer. The undercoat layer may be applied after the above surface treatment or may be applied without the surface treatment. Details of the undercoat layer are described on page 32 of the Japan Society for Invention and Innovation Technical Report (Public Technical Number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention).
これらの表面処理、下塗り工程は、製膜工程の最後に組み込むこともでき、単独で実施することもでき、後述の機能層付与工程の中で実施することもできる。 These surface treatment and undercoating processes can be incorporated at the end of the film forming process, can be performed alone, or can be performed in the functional layer application process described later.
(機能層)
本発明の製膜方法で得られたセルロースアシレートフィルムに、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)の32〜45頁に記載されている機能層を組み合わせることが好ましい。中でも好ましいのが、偏光層の付与(偏光板)、光学補償層の付与(光学補償シート)、反射防止層の付与(反射防止フィルム)である。
(Functional layer)
The cellulose acylate film obtained by the film forming method of the present invention is described on pages 32 to 45 of the Japan Society for Invention and Technology (public technical number 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Society for Invention). It is preferable to combine functional layers. Among these, application of a polarizing layer (polarizing plate), application of an optical compensation layer (optical compensation sheet), and application of an antireflection layer (antireflection film) are preferable.
(1)偏光層の付与(偏光板の作成)
[使用素材]
現在、市販の偏光層は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素又は二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素又は二色性色素を浸透させることで作製されるのが一般的である。偏光膜は、Optiva Inc.に代表される塗布型偏光膜も利用できる。偏光膜におけるヨウ素及び二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基(例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル)を有することが好ましい。例えば、発明協会公開技法、公技番号2001−1745号、58頁(発行日2001年3月15日)に記載の化合物が挙げられる。
(1) Application of polarizing layer (creation of polarizing plate)
[Material used]
Currently, a commercially available polarizing layer is generally produced by immersing a stretched polymer in a solution of iodine or dichroic dye in a bath and allowing the iodine or dichroic dye to penetrate into the binder. is there. As the polarizing film, a coating type polarizing film represented by Optiva Inc. can also be used. Iodine and dichroic dye in the polarizing film exhibit deflection performance by being oriented in the binder. As the dichroic dye, an azo dye, stilbene dye, pyrazolone dye, triphenylmethane dye, quinoline dye, oxazine dye, thiazine dye or anthraquinone dye is used. The dichroic dye is preferably water-soluble. The dichroic dye preferably has a hydrophilic substituent (eg, sulfo, amino, hydroxyl). For example, the compound as described in Invention Association public technique, public technical number 2001-1745, page 58 (issue date March 15, 2001) can be mentioned.
偏光膜のバインダーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することができる。バインダーには、例えば、特開平8−338913号公報の[0022]欄の記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー(例、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールがさらに好ましく、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを2種類併用することが特に好ましい。ポリビニルアルコールの鹸化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。変性ポリビニルアルコールについては、特開平8−338913号、同9−152509号及び同9−316127号の各公報に記載がある。ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。 As the binder for the polarizing film, either a polymer that can be crosslinked per se or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent can be used, and a plurality of combinations thereof can be used. Examples of the binder include methacrylate copolymers, styrene copolymers, polyolefins, polyvinyl alcohols and modified polyvinyl alcohols, poly (N-methylolacrylamide) described in [0022] column of JP-A-8-338913, Polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethyl cellulose, polycarbonate and the like are included. Silane coupling agents can be used as the polymer. Water-soluble polymers (eg, poly (N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol) are preferred, gelatin, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are more preferred, and polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are most preferred. . It is particularly preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%. It is preferable that the polymerization degree of polyvinyl alcohol is 100-5000. The modified polyvinyl alcohol is described in JP-A-8-338913, JP-A-9-152509, and JP-A-9-316127. Two or more kinds of polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol may be used in combination.
偏光膜のバインダー厚みの下限は、10μmであることが好ましい。厚みの上限は、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よい。現在市販の偏光板(約30μm)以下であることが好ましく、25μm以下が好ましく、20μm以下がさらに好ましい。 The lower limit of the binder thickness of the polarizing film is preferably 10 μm. The upper limit of the thickness is preferably as thin as possible from the viewpoint of light leakage of the liquid crystal display device. It is preferably not more than a commercially available polarizing plate (about 30 μm), preferably 25 μm or less, and more preferably 20 μm or less.
偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。架橋性の官能基を有するポリマー、モノマーをバインダー中に混合してもよく、バインダーポリマー自身に架橋性官能基を付与してもよい。架橋は、光、熱又はpH変化により行うことができ、架橋構造をもったバインダーを形成することができる。架橋剤については、米国再発行特許23297号明細書に記載がある。また、ホウ素化合物(例、ホウ酸、ホウ砂)も、架橋剤として用いることができる。バインダーの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、0.1〜20質量%が好ましい。偏光素子の配向性、偏光膜の耐湿熱性が良好となる。架橋反応が終了後でも、未反応の架橋剤は1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このようにすることで、耐候性が向上する。 The binder of the polarizing film may be cross-linked. A polymer or monomer having a crosslinkable functional group may be mixed in the binder, or a crosslinkable functional group may be imparted to the binder polymer itself. Crosslinking can be performed by light, heat, or pH change, and a binder having a crosslinked structure can be formed. The crosslinking agent is described in US Reissue Patent 23297. Boron compounds (eg, boric acid, borax) can also be used as a crosslinking agent. The addition amount of the crosslinking agent in the binder is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to the binder. The orientation of the polarizing element and the wet heat resistance of the polarizing film are improved. Even after the crosslinking reaction is completed, the unreacted crosslinking agent is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. By doing in this way, a weather resistance improves.
[延伸]
偏光膜は、偏光膜を延伸するか(延伸法)、もしくはラビングした(ラビング法)後に、ヨウ素、二色性染料で染色することが好ましい。
[Stretching]
The polarizing film is preferably dyed with iodine or a dichroic dye after the polarizing film is stretched (stretching method) or rubbed (rubbing method).
延伸法の場合、延伸倍率は2.5〜30.0倍が好ましく、3.0〜10.0倍がさらに好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸で実施できる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸を実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、2.5〜5.0倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、3.0〜10.0倍が好ましい。延伸はMD方向に平行に行ってもよく(平行延伸)、斜め方向におこなってもよい(斜め延伸)。これらの延伸は、1回で行っても、数回に分けて行ってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。より好ましいのが斜め方向に10〜80°の傾きを付けて延伸する斜め延伸である。 In the stretching method, the stretching ratio is preferably 2.5 to 30.0 times, and more preferably 3.0 to 10.0 times. Stretching can be performed by dry stretching in air. Moreover, you may implement wet extending | stretching in the state immersed in water. The stretch ratio of dry stretching is preferably 2.5 to 5.0 times, and the stretch ratio of wet stretching is preferably 3.0 to 10.0 times. Stretching may be performed in parallel to the MD direction (parallel stretching), or may be performed in an oblique direction (oblique stretching). These stretching operations may be performed once or divided into several times. By dividing into several times, it is possible to stretch more uniformly even at high magnification. More preferred is oblique stretching in which the film is stretched with an inclination of 10 to 80 ° in the oblique direction.
(a)平行延伸法
延伸に先立ち、PVAフィルムを膨潤させる。膨潤度は1.2〜2.0倍(膨潤前と膨潤後の重量比)である。この後、ガイドロール等を介して連続搬送しつつ、水系媒体浴内や二色性物質溶解の染色浴内で、15〜50℃、就中17〜40℃の浴温で延伸する。延伸は2対のニップロールで把持し、後段のニップロールの搬送速度を前段のそれより大きくすることで達成できる。延伸倍率は、延伸後/初期状態の長さ比(以下同じ)に基づくが前記作用効果の点より好ましい延伸倍率は1.2〜3.5倍であり、特に好ましくは1.5〜3.0倍である。この後、50〜90℃で乾燥させて偏光膜を得る。
(A) Parallel stretching method Prior to stretching, the PVA film is swollen. The degree of swelling is 1.2 to 2.0 times (weight ratio before swelling and after swelling). Thereafter, the film is stretched at a bath temperature of 15 to 50 ° C., particularly 17 to 40 ° C. in an aqueous medium bath or a dye bath for dissolving a dichroic substance while being continuously conveyed through a guide roll or the like. Stretching can be achieved by gripping with two pairs of nip rolls and increasing the conveyance speed of the subsequent nip roll to be higher than that of the previous nip roll. The draw ratio is based on the length ratio after stretching / initial state (hereinafter the same), but the draw ratio is preferably 1.2 to 3.5 times, particularly preferably 1.5 to 3.times. 0 times. Then, it is made to dry at 50-90 degreeC, and a polarizing film is obtained.
(b)斜め延伸法
この延伸法として、特開2002−86554号公報に記載の斜め方向に傾斜め方向に張り出したテンターを用い延伸する方法を用いることができる。この延伸は空気中で延伸するため、事前に含水させて延伸しやすくすることが必用である。好ましい含水率は5〜100%、より好ましくは10〜100%である。
(B) Diagonal stretch method As this stretch method, the method of extending | stretching using the tenter which protruded in the diagonal direction as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-86554 can be used. Since this stretching is performed in the air, it is necessary to make it easy to stretch by adding water in advance. A preferable moisture content is 5 to 100%, more preferably 10 to 100%.
延伸時の温度は40〜90℃であることが好ましく、50〜80℃であることがさらに好ましい。湿度は50〜100%RHであることが好ましく、70〜100%RHであることがより好ましく、80〜100%RHであることがさらに好ましい。長手方向の進行速度は、1m/分以上であることが好ましく、3m/分以上であることがさらに好ましい。延伸の終了後、50〜100℃、好ましくは60〜90℃で、0.5〜10分、好ましくは1〜5分乾燥することが好ましい。 The temperature during stretching is preferably 40 to 90 ° C, and more preferably 50 to 80 ° C. The humidity is preferably 50 to 100% RH, more preferably 70 to 100% RH, and further preferably 80 to 100% RH. The traveling speed in the longitudinal direction is preferably 1 m / min or more, and more preferably 3 m / min or more. After the stretching, it is preferable to dry at 50 to 100 ° C., preferably 60 to 90 ° C., for 0.5 to 10 minutes, preferably 1 to 5 minutes.
このようにして得られた偏光膜の吸収軸は、10〜80°であることが好ましく、30〜60°であることがより好ましく、実質的に45°(40〜50°)であることがさらに好ましい。 The absorption axis of the polarizing film thus obtained is preferably 10 to 80 °, more preferably 30 to 60 °, and substantially 45 ° (40 to 50 °). Further preferred.
[貼り合せ]
上記鹸化後のセルロースアシレートフィルムと、延伸して調製した偏光層を貼り合わせ偏光板を調製する。張り合わせる方向は、セルロースアシレートフィルムの流延軸方向と偏光板の延伸軸方向が45°になるように行うのが好ましい。
[Lamination]
The saponified cellulose acylate film and a polarizing layer prepared by stretching are bonded to prepare a polarizing plate. The laminating direction is preferably such that the casting axis direction of the cellulose acylate film and the stretching axis direction of the polarizing plate are 45 °.
貼り合わせの接着剤は特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは、乾燥後に0.01〜10μmであることが好ましく、0.05〜5μmであることが特に好ましい。 The adhesive for bonding is not particularly limited, but examples thereof include PVA resins (including modified PVA such as acetoacetyl group, sulfonic acid group, carboxyl group, oxyalkylene group) and boron compound aqueous solution. preferable. The thickness of the adhesive layer is preferably 0.01 to 10 μm after drying, and particularly preferably 0.05 to 5 μm.
このようにして得られた偏光板の光線透過率は高い方が好ましく、偏光度も高い方が好ましい。偏光板の透過率は、波長550nmの光において、30〜50%の範囲にあることが好ましく、35〜50%の範囲にあることがさらに好ましく、40〜50%の範囲にあることが最も好ましい。偏光度は、波長550nmの光において、90〜100%の範囲にあることが好ましく、95〜100%の範囲にあることがさらに好ましく、99〜100%の範囲にあることが最も好ましい。 The polarizing plate thus obtained preferably has a higher light transmittance and a higher degree of polarization. The transmittance of the polarizing plate is preferably in the range of 30 to 50%, more preferably in the range of 35 to 50%, and most preferably in the range of 40 to 50% in light having a wavelength of 550 nm. . The degree of polarization is preferably in the range of 90 to 100%, more preferably in the range of 95 to 100%, and most preferably in the range of 99 to 100% in light having a wavelength of 550 nm.
さらに、このようにして得られた偏光板は、λ/4板を積層し、円偏光を作製することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸との交差角が45°になるように積層する。この時、λ/4板は特に限定されないが、低波長ほどレターデーションが小さくなるような波長依存性を有するものが好ましい。さらに長手方向に対し20〜70°傾斜した吸収軸を有する偏光膜、及び液晶性化合物でできた光学異方性層からなるλ/4板を用いることが好ましい。 Furthermore, the polarizing plate obtained in this way can produce a circularly polarized light by laminating λ / 4 plates. In this case, the lamination is performed so that the crossing angle between the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate is 45 °. At this time, the λ / 4 plate is not particularly limited, but preferably has a wavelength dependency such that the lower the wavelength, the smaller the retardation. Further, it is preferable to use a λ / 4 plate comprising a polarizing film having an absorption axis inclined by 20 to 70 ° with respect to the longitudinal direction and an optically anisotropic layer made of a liquid crystalline compound.
(2)光学補償層の付与(光学補償シートの作成)
光学異方性層は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶化合物を補償するためのものであり、セルロースアシレートフィルムの上に配向膜を形成し、さらに光学異方性層を付与することで形成される。
(2) Application of optical compensation layer (creation of optical compensation sheet)
The optically anisotropic layer is for compensating the liquid crystal compound in the liquid crystal cell in the black display of the liquid crystal display device, and forms an alignment film on the cellulose acylate film, and further provides an optically anisotropic layer. It is formed by doing.
[配向膜]
上記表面処理したセルロースアシレートフィルム上に配向膜を設ける。この膜は、液晶性分子の配向方向を規定する機能を有する。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。すなわち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して本発明の偏光板を作製することも可能である。
[Alignment film]
An alignment film is provided on the surface-treated cellulose acylate film. This film has a function of defining the alignment direction of liquid crystalline molecules. However, if the alignment state is fixed after the alignment of the liquid crystalline compound, the alignment film plays the role, and thus is not necessarily an essential component of the present invention. That is, it is possible to produce the polarizing plate of the present invention by transferring only the optically anisotropic layer on the alignment film in which the alignment state is fixed onto the polarizer.
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。 The alignment film is an organic compound (eg, ω-tricosanoic acid) formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroove, or Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearylate). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field or light irradiation is also known.
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。配向膜に使用するポリマーは、原則として、液晶性分子を配向させる機能のある分子構造を有する。 The alignment film is preferably formed by polymer rubbing treatment. In principle, the polymer used for the alignment film has a molecular structure having a function of aligning liquid crystal molecules.
本発明では、液晶性分子を配向させる機能に加えて、架橋性官能基(例、二重結合)を有する側鎖を主鎖に結合させるか、又は液晶性分子を配向させる機能を有する架橋性官能基を側鎖に導入することが好ましい。 In the present invention, in addition to the function of aligning liquid crystal molecules, the crosslinkability of bonding side chains having a crosslinkable functional group (eg, double bond) to the main chain or aligning liquid crystal molecules. It is preferable to introduce a functional group into the side chain.
配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマー又は架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することができる。そのようなポリマーの例としては、例えば、特開平8−338913号公報の[0022]欄の記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が挙げられる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることもできる。配向膜に用いられるポリマーは、好ましくは水溶性ポリマー(例、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)から選ばれるポリマーであり、さらに好ましくはゼラチン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールから選ばれるポリマーであり、最も好ましくはポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールである。重合度が異なるポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを2種類併用することも好ましい。ポリビニルアルコールの鹸化度は、70〜100%であることが好ましく、80〜100%であることがさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。 As the polymer used in the alignment film, either a polymer that can be crosslinked by itself or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent can be used, and a plurality of combinations thereof can be used. Examples of such polymers include, for example, methacrylate copolymers, styrene copolymers, polyolefins, polyvinyl alcohols and modified polyvinyl alcohols described in JP-A-8-338913, column [0022], poly (N -Methylol acrylamide), polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethyl cellulose, polycarbonate and the like. Silane coupling agents can also be used as the polymer. The polymer used for the alignment film is preferably a polymer selected from water-soluble polymers (eg, poly (N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, and modified polyvinyl alcohol), more preferably gelatin and polyvinyl alcohol. And a polymer selected from modified polyvinyl alcohol, most preferably polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol. It is also preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, and more preferably 80 to 100%. It is preferable that the polymerization degree of polyvinyl alcohol is 100-5000.
液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有する。具体的な官能基の種類は、液晶性分子の種類及び必要とする配向状態に応じて決定する。例えば、変性ポリビニルアルコールの変性基としては、共重合変性、連鎖移動変性又はブロック重合変性により導入できる。変性基の例には、親水性基(カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、チオール基等)、炭素数10〜100個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基(不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等)、アルコキシシリル基(トリアルコキシ、ジアルコキシ、モノアルコキシ)等が挙げられる。これらの変性ポリビニルアルコール化合物の具体例として、例えば特開2000−155216号公報の[0022]〜[0145]欄、同2002−62426号公報の[0018]〜[0022]欄に記載のもの等が挙げられる。 A side chain having a function of aligning liquid crystal molecules generally has a hydrophobic group as a functional group. The specific type of functional group is determined according to the type of liquid crystal molecule and the required alignment state. For example, the modifying group of the modified polyvinyl alcohol can be introduced by copolymerization modification, chain transfer modification or block polymerization modification. Examples of modifying groups include hydrophilic groups (carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, amino groups, ammonium groups, amide groups, thiol groups, etc.), hydrocarbon groups having 10 to 100 carbon atoms, fluorine atoms Substituted hydrocarbon groups, thioether groups, polymerizable groups (unsaturated polymerizable groups, epoxy groups, azirinidyl groups, etc.), alkoxysilyl groups (trialkoxy, dialkoxy, monoalkoxy) and the like can be mentioned. Specific examples of these modified polyvinyl alcohol compounds include those described in, for example, columns [0022] to [0145] of JP-A No. 2000-155216 and columns [0018] to [0022] of JP-A No. 2002-62426. Can be mentioned.
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。 When a side chain having a crosslinkable functional group is bonded to the main chain of the alignment film polymer, or a crosslinkable functional group is introduced into a side chain having a function of aligning liquid crystalline molecules, the alignment film polymer and the optically anisotropic film The polyfunctional monomer contained in the conductive layer can be copolymerized. As a result, not only between the polyfunctional monomer and the polyfunctional monomer, but also between the alignment film polymer and the alignment film polymer and between the polyfunctional monomer and the alignment film polymer is firmly bonded by a covalent bond. Therefore, the strength of the optical compensation sheet can be remarkably improved by introducing the crosslinkable functional group into the alignment film polymer.
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば、特開2000−155216号公報の[0080]〜[0100]欄の記載のもの等が挙げられる。配向膜ポリマーは、上記の架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。 The crosslinkable functional group of the alignment film polymer preferably contains a polymerizable group in the same manner as the polyfunctional monomer. Specific examples include those described in JP-A-2000-155216, columns [0080] to [0100]. Apart from the crosslinkable functional group, the alignment film polymer can also be crosslinked using a crosslinking agent.
架橋剤としては、アルデヒド、N−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾール及びジアルデヒド澱粉などが挙げられる。二種類以上の架橋剤を併用してもよい。具体的には、例えば、特開2002−62426号公報の[0023]〜[024]欄に記載された化合物等が挙げられる。反応活性の高いアルデヒド、特にグルタルアルデヒドが好ましい。 Examples of the crosslinking agent include aldehydes, N-methylol compounds, dioxane derivatives, compounds that act by activating carboxyl groups, active vinyl compounds, active halogen compounds, isoxazole, and dialdehyde starch. Two or more kinds of crosslinking agents may be used in combination. Specifically, for example, compounds described in columns [0023] to [024] of JP-A No. 2002-62426 may be mentioned. Aldehydes having high reaction activity, particularly glutaraldehyde are preferred.
架橋剤の添加量は、ポリマーの質量に対して0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜15質量%であることがさらに好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このように調節することで、配向膜を液晶表示装置に長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。 The addition amount of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.5 to 15% by mass with respect to the mass of the polymer. The amount of the unreacted crosslinking agent remaining in the alignment film is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. By adjusting in this way, even if the alignment film is used for a long time in a liquid crystal display device or left in a high temperature and high humidity atmosphere for a long time, sufficient durability without reticulation can be obtained.
配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー、架橋剤を含む透明支持体上に塗布した後、加熱乾燥(架橋させ)し、ラビング処理することにより形成できる。架橋反応は、前記のように、透明支持体上に塗布した後、任意の時期に行ってよい。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶剤(例、メタノール)と水の混合溶剤とすることが好ましい。その比率は質量比で水:メタノールが0:100〜99:1が好ましく、0:100〜91:9であることがさらに好ましい。これにより、泡の発生が抑えられ、配向膜、更には光学異方層の層表面の欠陥が著しく減少する。 The alignment film can be basically formed by coating the polymer as an alignment film forming material and a transparent support containing a cross-linking agent, followed by drying by heating (crosslinking) and rubbing treatment. As described above, the crosslinking reaction may be performed at any time after coating on the transparent support. When a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol is used as the alignment film forming material, the coating solution is preferably a mixed solvent of an organic solvent (eg, methanol) having a defoaming action and water. The ratio of water: methanol is preferably 0: 100 to 99: 1, and more preferably 0: 100 to 91: 9. Thereby, generation | occurrence | production of a bubble is suppressed and the defect of the layer surface of an orientation film and also an optically anisotropic layer reduces remarkably.
配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法又はロールコーティング法が好ましい。特にロッドコーティング法が好ましい。また、乾燥後の膜厚は0.1〜10μmであることが好ましい。加熱乾燥は、20〜110℃で行うことができる。充分な架橋を形成するためには60〜100℃であることが好ましく、80〜100℃であることがさらに好ましい。乾燥時間は1分〜36時間で行うことができるが、好ましくは1〜30分である。pHも、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましく、グルタルアルデヒドを使用した場合は、pH4.5〜5.5で、特にpH5が好ましい。 The alignment film is preferably applied by spin coating, dip coating, curtain coating, extrusion coating, rod coating, or roll coating. A rod coating method is particularly preferable. Moreover, it is preferable that the film thickness after drying is 0.1-10 micrometers. Heat drying can be performed at 20-110 degreeC. In order to form sufficient crosslinking, the temperature is preferably 60 to 100 ° C, more preferably 80 to 100 ° C. The drying time can be 1 minute to 36 hours, preferably 1 to 30 minutes. The pH is also preferably set to an optimum value for the cross-linking agent to be used, and when glutaraldehyde is used, the pH is 4.5 to 5.5, and pH 5 is particularly preferable.
配向膜は、透明支持体上又は上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、表面をラビング処理することにより得ることができる。 The alignment film is provided on the transparent support or the undercoat layer. The alignment film can be obtained by rubbing the surface after crosslinking the polymer layer as described above.
前記ラビング処理は、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用することができる。すなわち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴム又はナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。 For the rubbing treatment, a treatment method widely adopted as a liquid crystal alignment treatment process of LCD can be applied. That is, a method of obtaining the orientation by rubbing the surface of the orientation film in a certain direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, polyester fiber or the like can be used. In general, it is carried out by rubbing several times using a cloth in which fibers having a uniform length and thickness are flocked on average.
工業的に実施する場合、搬送している偏光層のついたフィルムに対し、回転するラビングロールを接触させることで達成するが、ラビングロールの真円度、円筒度、振れ(偏芯)はいずれも30μm以下であることが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、0.1〜90°であることが好ましい。但し、特開平8−160430号公報に記載されているように、360°以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。フィルムの搬送速度は1〜100m/minが好ましい。ラビング角は0〜60°の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、40〜50°であることが好ましく、45°であることが特に好ましい。 When industrially implemented, this is achieved by bringing a rotating rubbing roll into contact with the film with the polarizing layer being transported. However, the roundness, cylindricity, and deflection (eccentricity) of the rubbing roll can be any. Is preferably 30 μm or less. The wrap angle of the film on the rubbing roll is preferably 0.1 to 90 °. However, as described in JP-A-8-160430, a stable rubbing treatment can be obtained by winding 360 ° or more. As for the conveyance speed of a film, 1-100 m / min is preferable. It is preferable to select an appropriate rubbing angle in the range of 0 to 60 °. When used in a liquid crystal display device, the angle is preferably 40 to 50 °, and particularly preferably 45 °.
このようにして得た配向膜の膜厚は、0.1〜10μm、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.2〜3μmの範囲にあることが好ましい。 The thickness of the alignment film thus obtained is preferably 0.1 to 10 μm, preferably 0.1 to 5 μm, more preferably 0.2 to 3 μm.
次いで、配向膜の上に光学異方性層の液晶性分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向膜ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、あるいは、架橋剤を用いて配向膜ポリマーを架橋させる。 Next, the liquid crystalline molecules of the optically anisotropic layer are aligned on the alignment film. Thereafter, as necessary, the alignment film polymer and the polyfunctional monomer contained in the optically anisotropic layer are reacted, or the alignment film polymer is crosslinked using a crosslinking agent.
光学異方性層に用いる液晶性分子には、棒状液晶性分子及び円盤状液晶性分子が含まれる。棒状液晶性分子及び円盤状液晶性分子は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。 The liquid crystalline molecules used for the optically anisotropic layer include rod-like liquid crystalline molecules and discotic liquid crystalline molecules. The rod-like liquid crystal molecules and the disc-like liquid crystal molecules may be high-molecular liquid crystals or low-molecular liquid crystals, and further include those in which the low-molecular liquid crystals are crosslinked and no longer exhibit liquid crystallinity.
[棒状液晶性分子]
棒状液晶性分子としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。
[Rod-like liquid crystalline molecules]
Examples of rod-like liquid crystalline molecules include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines. , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used.
なお、棒状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状液晶性分子として用いることができる。言い換えると、棒状液晶性分子は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。 The rod-like liquid crystalline molecule includes a metal complex. In addition, a liquid crystal polymer containing a rod-like liquid crystalline molecule in a repeating unit can also be used as the rod-like liquid crystalline molecule. In other words, the rod-like liquid crystal molecule may be bonded to a (liquid crystal) polymer.
棒状液晶性分子の詳細については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章及び第11章、及び液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章の記載を参照することができる。 For details on rod-like liquid crystalline molecules, see Chapter 4, Chapter 7 and Chapter 11 of the Chemical Chemistry of the Quarterly Chemical Review Vol. 22, Liquid Crystal Chemistry (1994), and the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science. The description in Chapter 3 of the volume can be referred to.
棒状液晶性分子の複屈折率は、0.001〜0.7、好ましくは0.01〜0.5、さらに好ましくは0.03〜0.4の範囲にあることが好ましい。 The birefringence of the rod-like liquid crystalline molecule is preferably in the range of 0.001 to 0.7, preferably 0.01 to 0.5, and more preferably 0.03 to 0.4.
棒状液晶性分子は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、ラジカル重合性不飽和基又はカチオン重合性基であることが好ましく、具体的には、例えば特開2002−62427号公報の[0064]〜[0086]欄の記載の重合性基、重合性液晶化合物が挙げられる。 The rod-like liquid crystalline molecule preferably has a polymerizable group in order to fix its alignment state. The polymerizable group is preferably a radical polymerizable unsaturated group or a cationic polymerizable group. Specifically, for example, the polymerizable group described in columns [0064] to [0086] of JP-A No. 2002-62427 can be used. And polymerizable liquid crystal compounds.
[円盤状液晶性分子]
円盤状(ディスコティック)液晶性分子には、C. Destradeらの研究報告、Mol. Cryst. 71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol. Cryst. 122巻、141頁(1985年)、Physics lett, A, 78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew. Chem. 96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ. M. Lehnらの研究報告、J. Chem. Commun.,1794頁(1985年)、J. Zhangらの研究報告、J. Am. Chem. Soc. 116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
[Disc liquid crystalline molecules]
Discotic liquid crystal molecules include C. Destrade et al., Benzene derivatives described in Mol. Cryst. Vol. 71, p. 111 (1981), C. Destrade et al., Mol. Cryst. 122, 141 (1985), Physics lett, A, 78, 82 (1990), a research report of B. Kohne et al., Angew. Chem. 96, 70 (1984), JM Lehn et al., J. Chem. Commun., 1794 (1985), J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 116 Volume 2, page 2655 (1994) includes azacrown and phenylacetylene macrocycles.
円盤状液晶性分子としては、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造である液晶性を示す化合物も含まれる。分子又は分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。円盤状液晶性分子から形成する光学異方性層は、最終的に光学異方性層に含まれる化合物が円盤状液晶性分子である必要はなく、例えば、低分子の円盤状液晶性分子が熱や光で反応する基を有しており、結果的に熱、光で反応により重合又は架橋し、高分子量化し液晶性を失った化合物も含まれる。円盤状液晶性分子の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載されている。また、円盤状液晶性分子の重合については、特開平8−27284号公報に記載がある。 As a discotic liquid crystalline molecule, a compound having liquid crystallinity having a structure in which a linear alkyl group, an alkoxy group, and a substituted benzoyloxy group are radially substituted as a side chain of the mother nucleus with respect to the mother nucleus at the center of the molecule Is also included. The molecule or the assembly of molecules is preferably a compound having rotational symmetry and imparting a certain orientation. In the optically anisotropic layer formed from the discotic liquid crystalline molecules, the compound finally contained in the optically anisotropic layer does not need to be a discotic liquid crystalline molecule. Also included are compounds having a group that reacts with heat or light and, as a result, polymerized or crosslinked by reaction with heat or light, resulting in a high molecular weight and loss of liquid crystallinity. Preferred examples of the discotic liquid crystalline molecules are described in JP-A-8-50206. The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284.
円盤状液晶性分子を重合により固定するためには、円盤状液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。円盤状コアと重合性基は、連結基を介して結合する化合物が好ましく、これにより重合反応においても配向状態を保つことが出来る。例えば、特開2000−155216号公報の[0151]〜「0168」欄の記載の化合物等が挙げられる。 In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline molecules. A compound in which the discotic core and the polymerizable group are bonded via a linking group is preferable, whereby the orientation state can be maintained even in the polymerization reaction. Examples thereof include compounds described in JP-A 2000-155216, columns [0151] to “0168”.
ハイブリッド配向では、円盤状液晶性分子の長軸(円盤面)と偏光膜の面との角度が、光学異方性層の深さ方向でかつ偏光膜の面からの距離の増加と共に増加又は減少している。角度は、距離の増加と共に減少することが好ましい。さらに、角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加及び減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加又は減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。 In hybrid alignment, the angle between the major axis (disk surface) of the discotic liquid crystalline molecule and the surface of the polarizing film increases or decreases in the depth direction of the optically anisotropic layer and with increasing distance from the surface of the polarizing film. is doing. The angle preferably decreases with increasing distance. Further, the change in angle can be a continuous increase, a continuous decrease, an intermittent increase, an intermittent decrease, a change including a continuous increase and a continuous decrease, or an intermittent change including an increase and a decrease. The intermittent change includes a region where the inclination angle does not change in the middle of the thickness direction. Even if the angle includes a region where the angle does not change, the angle only needs to increase or decrease as a whole. Furthermore, it is preferable that the angle changes continuously.
偏光膜側の円盤状液晶性分子の長軸の平均方向は、一般に円盤状液晶性分子あるいは配向膜の材料を選択することにより、又はラビング処理方法の選択することにより、調整することができる。また、表面側(空気側)の円盤状液晶性分子の長軸(円盤面)方向は、一般に円盤状液晶性分子あるいは円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマーなどを挙げることができる。長軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性分子と添加剤との選択により調整できる。 The average direction of the major axis of the discotic liquid crystalline molecules on the polarizing film side can be generally adjusted by selecting a discotic liquid crystalline molecule or an alignment film material, or by selecting a rubbing treatment method. In addition, the major axis (disk surface) direction of the surface-side (air-side) discotic liquid crystalline molecules is generally adjusted by selecting the type of additive used together with the discotic liquid crystalline molecules or discotic liquid crystalline molecules. be able to. Examples of the additive used together with the discotic liquid crystalline molecule include a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer and a polymer. The degree of change in the orientation direction of the major axis can also be adjusted by selecting liquid crystalline molecules and additives as described above.
[光学異方性層の他の組成物]
上記の液晶性分子と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶分子の配向性等を向上することができる。液晶性分子と相溶性を有し、液晶性分子の傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。
[Other compositions of optically anisotropic layer]
Along with the liquid crystal molecules, a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer, and the like can be used in combination to improve the uniformity of the coating film, the strength of the film, the orientation of the liquid crystal molecules, and the like. It is preferable that the compound has compatibility with the liquid crystal molecules and can change the tilt angle of the liquid crystal molecules or does not inhibit the alignment.
重合性モノマーとしては、ラジカル重合性又はカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶化合物と共重合性のものが好ましい。例えば、特開2002−296423号公報の[0018]〜[0020]欄の記載のものが挙げられる。上記化合物の添加量は、円盤状液晶性分子に対して一般に1〜50質量%の範囲にあり、5〜30質量%の範囲にあることが好ましい。 Examples of the polymerizable monomer include radically polymerizable or cationically polymerizable compounds. Preferably, it is a polyfunctional radically polymerizable monomer and is preferably copolymerizable with the above-described polymerizable group-containing liquid crystal compound. Examples thereof include those described in columns [0018] to [0020] of JP-A No. 2002-296423. The amount of the compound added is generally in the range of 1 to 50% by mass and preferably in the range of 5 to 30% by mass with respect to the discotic liquid crystalline molecules.
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報の[0028]〜[0056]欄に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the surfactant include conventionally known compounds, and fluorine compounds are particularly preferable. Specifically, for example, compounds described in columns [0028] to [0056] of JP-A No. 2001-330725 are exemplified.
円盤状液晶性分子と共に使用するポリマーは、円盤状液晶性分子に傾斜角の変化を与えられることが好ましい。そのようなポリマーの例としては、例えばセルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、特開2000−155216号公報の[0178]欄の記載のものが挙げられる。液晶性分子の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、液晶性分子の質量に対して0.1〜10質量%であることが好ましく、0.1〜8質量%であることがさらに好ましい。
円盤状液晶性分子のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃であることが好ましく、70〜170℃であることがさらに好ましい。
The polymer used together with the discotic liquid crystalline molecule is preferably capable of changing the tilt angle of the discotic liquid crystalline molecule. Examples of such polymers include cellulose esters. Preferable examples of the cellulose ester include those described in the [0178] column of JP-A No. 2000-155216. The addition amount of the polymer is preferably 0.1 to 10% by mass, and preferably 0.1 to 8% by mass with respect to the mass of the liquid crystal molecule so as not to disturb the alignment of the liquid crystal molecules. Further preferred.
The discotic nematic liquid crystal phase-solid phase transition temperature of the discotic liquid crystalline molecules is preferably 70 to 300 ° C, and more preferably 70 to 170 ° C.
[光学異方性層の形成]
光学異方性層は、液晶性分子及び必要に応じて後述の重合性開始剤や任意の成分を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成できる。
塗布液の調製に使用する溶剤としては、有機溶剤が好ましく用いられる。有機溶剤の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライド及びケトンが好ましい。二種類以上の有機溶剤を併用してもよい。
[Formation of optically anisotropic layer]
The optically anisotropic layer can be formed by applying a coating liquid containing liquid crystalline molecules and, if necessary, a polymerization initiator described later and optional components on the alignment film.
As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane, tetrachloroethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.
塗布液の塗布は、公知の方法(例、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。 The coating liquid can be applied by a known method (eg, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
光学異方性層の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜15μmであることがさらに好ましく、1〜10μmであることが最も好ましい。 The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and most preferably 1 to 10 μm.
[液晶性分子の配向状態の固定]
配向させた液晶性分子を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応が好ましい。
[Fixing the alignment state of liquid crystalline molecules]
The aligned liquid crystal molecules can be fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator, and a photopolymerization reaction is preferred.
光重合開始剤としては、例えば、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。 Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Description), acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%の範囲にあることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。 The amount of the photopolymerization initiator used is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution.
液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20〜50J/cm2 の範囲にあることが好ましく、20〜5000mJ/cm2 の範囲にあることがより好ましく、100〜800mJ/cm2 の範囲にあることがさらに好ましい。また、光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。 It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation for polymerization of liquid crystalline molecules. The irradiation energy is preferably in the range of 20~50J / cm 2, more preferably in the range of 20~5000mJ / cm 2, and still more preferably in the range of 100 to 800 mJ / cm 2. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
また、保護層を光学異方性層の上に設けてもよい。保護層は透明な樹脂であれば特に制約はなく、セルロース誘導体、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート等の熱可塑性樹脂や、架橋性のアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂が挙げられる。保護層の厚みは0.1〜10μmであることが好ましく、0.2〜5μmであることがより好ましく、0.2〜3μmであることがさらに好ましい。 A protective layer may be provided on the optically anisotropic layer. The protective layer is not particularly limited as long as it is a transparent resin, and examples thereof include thermoplastic resins such as cellulose derivatives, polyesters, polycarbonates, and polyacrylates, and thermosetting resins such as cross-linkable acrylic resins and epoxy resins. The thickness of the protective layer is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.2 to 5 μm, and further preferably 0.2 to 3 μm.
上記光学補償フィルムと偏光層とを組み合わせることも好ましい。具体的には、上記のような光学異方性層用塗布液を偏光膜の表面に塗布することにより光学異方性層を形成する。その結果、偏光膜と光学異方性層との間にポリマーフイルムを使用することなく、偏光膜の寸度変化に伴う応力(歪み×断面積×弾性率)が小さい薄い偏光板が作成される。本発明に従う偏光板を大型の液晶表示装置に取り付けると、光漏れなどの問題を生じることなく、表示品位の高い画像を表示することができる。 It is also preferable to combine the optical compensation film and the polarizing layer. Specifically, the optically anisotropic layer is formed by applying the coating liquid for the optically anisotropic layer as described above to the surface of the polarizing film. As a result, a thin polarizing plate having a small stress (strain × cross-sectional area × elastic modulus) associated with the dimensional change of the polarizing film is produced without using a polymer film between the polarizing film and the optically anisotropic layer. . When the polarizing plate according to the present invention is attached to a large liquid crystal display device, an image with high display quality can be displayed without causing problems such as light leakage.
偏光層と光学補償層の傾斜角度は、LCDを構成する液晶セルの両側に貼り合わされる2枚の偏光板の透過軸と液晶セルの縦又は横方向のなす角度にあわせるように延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は45°である。しかし、最近は、透過型、反射型及び半透過型LCDにおいて必ずしも45°でない装置が開発されており、延伸方向はLCDの設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。 The inclination angle of the polarizing layer and the optical compensation layer may be stretched so as to match the angle formed between the transmission axis of the two polarizing plates bonded to both sides of the liquid crystal cell constituting the LCD and the vertical or horizontal direction of the liquid crystal cell. preferable. A normal inclination angle is 45 °. Recently, however, devices that are not necessarily 45 ° have been developed in transmissive, reflective, and transflective LCDs, and it is preferable that the stretching direction can be arbitrarily adjusted in accordance with the design of the LCD.
[液晶表示装置]
このような光学補償フィルムが用いられる各液晶モードについて説明する。
(TNモード液晶表示装置)
カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。TNモードの黒表示における液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性分子が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性分子が寝た配向状態にある。
(OCBモード液晶表示装置)
[Liquid Crystal Display]
Each liquid crystal mode in which such an optical compensation film is used will be described.
(TN mode liquid crystal display)
It is most frequently used as a color TFT liquid crystal display device and is described in many documents. The alignment state in the liquid crystal cell in the TN mode black display is an alignment state in which the rod-like liquid crystalline molecules rise at the center of the cell and the rod-like liquid crystalline molecules lie in the vicinity of the cell substrate.
(OCB mode liquid crystal display)
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である。ベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置は、米国特許4583825号、同5410422号の各明細書に開示されている。棒状液晶性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。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend) 液晶モードとも呼ばれる。 This is a bend alignment mode liquid crystal cell in which rod-like liquid crystal molecules are aligned in a substantially opposite direction (symmetrically) between the upper part and the lower part of the liquid crystal cell. Liquid crystal display devices using a bend alignment mode liquid crystal cell are disclosed in US Pat. Nos. 4,583,825 and 5,410,422. Since the rod-like liquid crystal molecules are symmetrically aligned at the upper and lower portions of the liquid crystal cell, the bend alignment mode liquid crystal cell has a self-optical compensation function. Therefore, this liquid crystal mode is also called an OCB (Optically Compensatory Bend) liquid crystal mode.
OCBモードの液晶セルもTNモード同様、黒表示においては、液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性分子が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性分子が寝た配向状態にある。 Similarly to the TN mode, the liquid crystal cell in the OCB mode is in a black display, and the alignment state in the liquid crystal cell is such that the rod-like liquid crystalline molecules rise at the center of the cell and the rod-like liquid crystalline molecules lie near the cell substrate. .
(VAモード液晶表示装置)
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のが特徴であり、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(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)及び(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。
(VA mode liquid crystal display device)
The feature is that the rod-like liquid crystalline molecules are oriented substantially vertically when no voltage is applied. In the VA mode liquid crystal cell, (1) the rod-like liquid crystalline molecules are oriented substantially vertically when no voltage is applied. In addition to a narrowly defined VA mode liquid crystal cell (described in JP-A-2-176625) that is aligned substantially horizontally when a voltage is applied, (2) the VA mode is multi-domained to expand the viewing angle ( Liquid crystal cell (in MVA mode) (SID97, Digest of tech. Papers (preliminary report) 28 (1997) 845 described), (3) Rod-like liquid crystal molecules are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and twisted This includes a liquid crystal cell in the domain alignment mode (n-ASM mode) (described in the proceedings of 58-59 (1998) of the Japanese Liquid Crystal Society) and (4) a SURVAVAL mode liquid crystal cell (presented at LCD International 98).
(その他液晶表示装置)
ECBモード及びSTNモードの液晶表示装置に対しては、上記と同様の考え方で光学的に補償することができる。
(Other liquid crystal display devices)
The ECB mode and STN mode liquid crystal display devices can be optically compensated in the same way as described above.
(3)反射防止層の付与(反射防止フィルム)
反射防止膜は、一般に、防汚性層でもある低屈折率層、及び少なくとも1層の低屈折率層より高い屈折率を有する層(すなわち、高屈折率層、中屈折率層)を透明基体上に設けてなる。
(3) Application of antireflection layer (antireflection film)
The antireflection film generally includes a low refractive index layer which is also an antifouling layer, and a layer having a refractive index higher than at least one low refractive index layer (ie, a high refractive index layer and a medium refractive index layer) as a transparent substrate. It is provided above.
屈折率の異なる無機化合物(金属酸化物等)の透明薄膜を積層させた多層膜として、化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、金属アルコキシド等の金属化合物のゾルゲル方法でコロイド状金属酸化物粒子皮膜を形成後に後処理(紫外線照射:特開平9−157855号公報、プラズマ処理:特開2002−327310号公報)して薄膜を形成する方法が挙げられる。 Colloidal metal by multilayer deposition of transparent thin films of inorganic compounds (metal oxides, etc.) with different refractive indexes by chemical vapor deposition (CVD) method, physical vapor deposition (PVD) method, sol-gel method of metal compounds such as metal alkoxides Examples include a method of forming a thin film by post-processing (ultraviolet irradiation: JP-A-9-157855, plasma processing: JP-A-2002-327310) after forming an oxide particle film.
一方、生産性が高い反射防止膜として、無機粒子をマトリックスに分散されてなる薄膜を積層塗布してなる反射防止フィルムが各種提案されている。上述したような塗布による反射防止フィルムに最上層表面が微細な凹凸の形状を有する防眩性を付与した反射防止層から成る反射防止フィルムも挙げられる。 On the other hand, various antireflection films formed by laminating and applying a thin film in which inorganic particles are dispersed in a matrix have been proposed as an antireflection film having high productivity. The antireflection film which consists of the antireflection layer which provided the anti-glare property which the antireflection film by application | coating as mentioned above provided the surface of the uppermost layer with the shape of a fine unevenness | corrugation is also mentioned.
本発明のセルロースアシレートフィルムにおける反射防止層は、上記いずれの方式で作製してもよいが、特に好ましいのが塗布による方式(塗布型)で得られた反射防止層である。 The antireflection layer in the cellulose acylate film of the present invention may be produced by any of the above methods, but an antireflection layer obtained by a coating method (coating type) is particularly preferred.
[塗布型反射防止フィルムの層構成]
基体上に少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)の順序の層構成から成る反射防止膜は、以下の関係を満足する屈折率を有するように設計される。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率
[Layer structure of coated antireflection film]
An antireflection film comprising a layer structure of at least a middle refractive index layer, a high refractive index layer, and a low refractive index layer (outermost layer) on the substrate is designed to have a refractive index satisfying the following relationship.
Refractive index of high refractive index layer> refractive index of medium refractive index layer> refractive index of transparent support> refractive index of low refractive index layer
また透明支持体と中屈折率層の間にハードコート層を設けてもよい。さらには、中屈折率ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層からなってもよい。例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等が挙げられる。また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等)等を形成することもできる。 A hard coat layer may be provided between the transparent support and the medium refractive index layer. Furthermore, it may consist of a medium refractive index hard coat layer, a high refractive index layer and a low refractive index layer. Examples thereof include JP-A-8-122504, JP-A-8-110401, JP-A-10-300902, JP-A-2002-243906, JP-A-2000-11706, and the like. Other functions may be imparted to each layer, for example, an antifouling low refractive index layer or an antistatic high refractive index layer (eg, JP-A-10-206603, JP-A-2002). -243906 gazette etc.) etc. can also be formed.
反射防止膜のヘイズは、5%以下あることが好ましく、3%以下がさらに好ましい。又膜の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。 The haze of the antireflection film is preferably 5% or less, more preferably 3% or less. Further, the strength of the film is preferably H or more, more preferably 2H or more, and most preferably 3H or more in a pencil hardness test according to JIS K5400.
[高屈折率層及び中屈折率層]
反射防止膜の高い屈折率を有する層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子及びマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化性膜からなる。
高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。
[High refractive index layer and medium refractive index layer]
The layer having a high refractive index of the antireflection film is composed of a curable film containing at least an ultrafine particle of an inorganic compound having a high refractive index having an average particle diameter of 100 nm or less and a matrix binder.
Examples of the high refractive index inorganic compound fine particles include inorganic compounds having a refractive index of 1.65 or more, preferably those having a refractive index of 1.9 or more. Examples thereof include oxides such as Ti, Zn, Sb, Sn, Zr, Ce, Ta, La, and In, and composite oxides containing these metal atoms.
このような超微粒子とするには、粒子表面が表面処理剤で処理されること(例えば、シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908号公報、アニオン性化合物或は有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とすること(特開2001−166104号公報等)、特定の分散剤併用(例えば特開平11−153703号公報、米国特許6210858号B1明細書、特開2002−2776069号公報等)等挙げられる。 In order to obtain such ultrafine particles, the surface of the particles is treated with a surface treatment agent (for example, silane coupling agents, etc .: JP-A-11-295503, JP-A-11-153703, JP-A-2000-9908). No. 1, anionic compound or organometallic coupling agent: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-310432, a core-shell structure with high refractive index particles as a core (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-166104, etc.), a specific Use of a dispersant (for example, JP-A No. 11-153703, U.S. Pat. No. 6,210,858 B1, JP-A No. 2002-276069, etc.) and the like.
マトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。 Examples of the material forming the matrix include conventionally known thermoplastic resins and curable resin films.
さらに、ラジカル重合性及び/又はカチオン重合性の重合性基を少なくとも2個以上含有の多官能性化合物含有組成物、加水分解性基を含有の有機金属化合物及びその部分縮合体組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が好ましい。例えば、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。 Furthermore, it is selected from a polyfunctional compound-containing composition containing at least two radically polymerizable and / or cationically polymerizable groups, an organometallic compound containing a hydrolyzable group, and a partial condensate composition thereof. At least one composition is preferred. Examples thereof include compounds described in JP-A Nos. 2000-47004, 2001-315242, 2001-31871, and 2001-296401.
また金属アルコキドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と金属アルコキシド組成物とから作製される硬化性膜も好ましい(例えば、特開2001−293818号公報等に記載されている化合物参照)。 A curable film prepared from a colloidal metal oxide obtained from a hydrolyzed condensate of a metal alkoxide and a metal alkoxide composition is also preferable (see, for example, compounds described in JP-A No. 2001-293818). .
高屈折率層の屈折率は、一般に1.70〜2.20であり、好ましくは1.80〜2.10である。また高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。 The refractive index of the high refractive index layer is generally 1.70 to 2.20, preferably 1.80 to 2.10. The thickness of the high refractive index layer is preferably 5 nm to 10 μm, more preferably 10 nm to 1 μm. The refractive index of the middle refractive index layer is adjusted to be a value between the refractive index of the low refractive index layer and the refractive index of the high refractive index layer. The refractive index of the middle refractive index layer is preferably 1.50 to 1.70.
[低屈折率層]
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなる。低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55であり、好ましくは1.30〜1.50である。低屈折率層は、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段として表面への滑り性付与が有効で、従来公知のシリコーンの導入、フッ素の導入等からなる薄膜層の手段を適用できる。
[Low refractive index layer]
The low refractive index layer is sequentially laminated on the high refractive index layer. The refractive index of the low refractive index layer is 1.20 to 1.55, preferably 1.30 to 1.50. The low refractive index layer is preferably constructed as an outermost layer having scratch resistance and antifouling properties. As a means for greatly improving the scratch resistance, imparting slipperiness to the surface is effective, and conventionally known thin film layer means such as introduction of silicone or introduction of fluorine can be applied.
含フッ素化合物の屈折率は1.35〜1.50であることが好ましく、1.36〜1.47であることがさらに好ましい。また、含フッ素化合物はフッ素原子を35〜80質量%の範囲で含む架橋性又は重合性の官能基を含む化合物であることが好ましい。例えば、特開平9−222503号公報の[0018]〜[0026]欄、同11−38202号公報の[0019]〜[0030]欄、特開2001−40284号公報の[0027]〜[0028]欄、特開2000−284102号公報等に記載された化合物が挙げられる。 The refractive index of the fluorine-containing compound is preferably 1.35 to 1.50, more preferably 1.36 to 1.47. Moreover, it is preferable that a fluorine-containing compound is a compound containing the crosslinkable or polymeric functional group which contains a fluorine atom in 35-80 mass%. For example, columns [0018] to [0026] in JP-A-9-222503, columns [0019] to [0030] in JP-A-11-38202, and [0027] to [0028] in JP-A-2001-40284. Column, compounds described in JP-A No. 2000-284102, and the like.
またシリコーン化合物としては、ポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基又は重合性官能基を含有して、膜中で橋かけ構造を有するものが好ましい。例えば、反応性シリコーン(例、サイラプレーン(チッソ(株)製等)、両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)等が挙げられる。 The silicone compound is a compound having a polysiloxane structure, and preferably contains a curable functional group or a polymerizable functional group in the polymer chain and has a crosslinked structure in the film. For example, reactive silicone (eg, Silaplane (manufactured by Chisso Corporation), silanol group-containing polysiloxane (Japanese Patent Laid-Open No. 11-258403, etc.) and the like can be mentioned.
架橋又は重合性基を有する含フッ素及び/又はシロキサンのポリマーの架橋又は重合反応は、重合開始剤、増感剤等を含有する最外層を形成するための塗布組成物を塗布と同時又は塗布後に光照射や加熱することにより実施することが好ましい。 The crosslinking or polymerization reaction of the fluorine-containing and / or siloxane polymer having a crosslinking or polymerizable group is performed simultaneously with or after the application of the coating composition for forming the outermost layer containing a polymerization initiator, a sensitizer and the like. It is preferable to carry out by light irradiation or heating.
また、シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化するゾルゲル硬化膜も好ましい。例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物又はその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報記載等記載の化合物)、フッ素含有長鎖基であるポリ「パーフルオロアルキルエーテル」基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)等が挙げられる。 Also preferred is a sol-gel cured film in which an organometallic compound such as a silane coupling agent and a specific fluorine-containing hydrocarbon group-containing silane coupling agent are cured by a condensation reaction in the presence of a catalyst. For example, a polyfluoroalkyl group-containing silane compound or a partially hydrolyzed condensate thereof (Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-142958, 58-147483, 58-147484, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-157582, 11) -106704), silyl compounds containing a poly "perfluoroalkyl ether" group which is a fluorine-containing long chain group (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-117902, 2001-48590, 2002) 53804), and the like.
低屈折率層は、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム,フッ化カルシウム,フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820号公報の[0020]〜[0038]欄に記載の有機微粒子等)、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有することができる。 The low refractive index layer has an average primary particle diameter of 1 to 150 nm such as a filler (for example, silicon dioxide (silica), fluorine-containing particles (magnesium fluoride, calcium fluoride, barium fluoride)) as an additive other than the above. Low refractive index inorganic compounds, organic fine particles described in [0020] to [0038] in JP-A-11-3820, etc.), silane coupling agents, slip agents, surfactants, and the like can be contained.
低屈折率層が最外層の下層に形成される場合、低屈折率層は気相法(真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成されてもよい。安価に製造できる点で、塗布法が好ましい。 When the low refractive index layer is formed in the lower layer of the outermost layer, the low refractive index layer may be formed by a vapor phase method (vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, plasma CVD method, etc.). The coating method is preferable because it can be manufactured at a low cost.
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。 The film thickness of the low refractive index layer is preferably 30 to 200 nm, more preferably 50 to 150 nm, and most preferably 60 to 120 nm.
[ハードコート層]
ハードコート層は、反射防止フィルムに物理強度を付与するために、透明支持体の表面に設ける。特に、透明支持体と前記高屈折率層の間に設けることが好ましい。ハードコート層は、光及び/又は熱の硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることが好ましい。硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、また加水分解性官能基含有の有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物が好ましい。これらの化合物の具体例としては、高屈折率層で例示したと同様のものが挙げられる。ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、WO0/46617号公報等に記載された組成物が挙げられる。
[Hard coat layer]
The hard coat layer is provided on the surface of the transparent support in order to impart physical strength to the antireflection film. In particular, it is preferably provided between the transparent support and the high refractive index layer. The hard coat layer is preferably formed by a crosslinking reaction or a polymerization reaction of a light and / or heat curable compound. The curable functional group is preferably a photopolymerizable functional group, and the hydrolyzable functional group-containing organometallic compound is preferably an organic alkoxysilyl compound. Specific examples of these compounds are the same as those exemplified for the high refractive index layer. Specific examples of the constituent composition of the hard coat layer include the compositions described in JP-A Nos. 2002-144913, 2000-9908, WO 0/46617, and the like.
高屈折率層はハードコート層を兼ねることができる。このような場合、高屈折率層で記載した手法を用いて微粒子を微細に分散してハードコート層に含有させて形成することが好ましい。 The high refractive index layer can also serve as a hard coat layer. In such a case, it is preferable to form fine particles dispersed in the hard coat layer using the method described for the high refractive index layer.
ハードコート層は、平均粒径0.2〜10μmの粒子を含有させて防眩機能(アンチグレア機能)を付与した防眩層(後述)を兼ねることもできる。 The hard coat layer can also serve as an antiglare layer (described later) provided with particles having an average particle size of 0.2 to 10 μm to provide an antiglare function (antiglare function).
ハードコート層の膜厚は用途により適切に設計することができる。ハードコート層の膜厚は、0.2〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜7μmである。 The film thickness of the hard coat layer can be appropriately designed depending on the application. The film thickness of the hard coat layer is preferably 0.2 to 10 μm, more preferably 0.5 to 7 μm.
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。またJIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。 The strength of the hard coat layer is preferably H or higher, more preferably 2H or higher, and most preferably 3H or higher in a pencil hardness test according to JIS K5400. Further, in the Taber test according to JIS K5400, the smaller the wear amount of the test piece before and after the test, the better.
[前方散乱層]
前方散乱層は、液晶表示装置に適用した場合、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良効果を付与するために設ける。上記ハードコート層中に屈折率の異なる微粒子を分散することで、ハードコート機能と兼ねることもできる。例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等に記載された前方散乱層を用いることができる。
[Forward scattering layer]
When applied to a liquid crystal display device, the forward scattering layer is provided in order to give an effect of improving the viewing angle when the viewing angle is inclined in the vertical and horizontal directions. By dispersing fine particles having different refractive indexes in the hard coat layer, it can also serve as a hard coat function. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-38208 specifying a forward scattering coefficient, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-199809 having a relative refractive index of a transparent resin and fine particles in a specific range, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002 specifying a haze value of 40% or more. A forward scattering layer described in JP-A-107512 can be used.
[その他の層]
上記の層以外に、プライマー層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けてもよい。
[Other layers]
In addition to the above layers, a primer layer, an antistatic layer, an undercoat layer, a protective layer, and the like may be provided.
[塗布方法]
反射防止フィルムの各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法(米国特許2681294号明細書)により、塗布により形成することができる。
[Coating method]
Each layer of the antireflection film is formed by a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating, a micro gravure method or an extrusion coating method (US Pat. No. 2,681,294). It can be formed by coating.
[アンチグレア機能]
反射防止膜は、外光を散乱させるアンチグレア機能を有していてもよい。アンチグレア機能は、反射防止膜の表面に凹凸を形成することにより得られる。反射防止膜がアンチグレア機能を有する場合、反射防止膜のヘイズは、3〜30%であることが好ましく、5〜20%であることがさらに好ましく、7〜20%であることが最も好ましい。
[Anti-glare function]
The antireflection film may have an antiglare function that scatters external light. The antiglare function is obtained by forming irregularities on the surface of the antireflection film. When the antireflection film has an antiglare function, the haze of the antireflection film is preferably 3 to 30%, more preferably 5 to 20%, and most preferably 7 to 20%.
反射防止膜表面に凹凸を形成する方法は、これらの表面形状を充分に保持できる方法であればいずれの方法でも適用できる。例えば、低屈折率層中に微粒子を使用して膜表面に凹凸を形成する方法(例えば、特開2000−271878号公報等)、低屈折率層の下層(高屈折率層、中屈折率層又はハードコート層)に比較的大きな粒子(粒径0.05〜2μm)を少量(0.1〜50質量%)添加して表面凹凸膜を形成し、その上にこれらの形状を維持して低屈折率層を設ける方法(例えば、特開2000−281410号公報、同2000−95893号公報、同2001−100004号公報、同2001−281407号公報等)、最上層(防汚性層)を塗設後、表面に物理的に凹凸形状を転写する方法(例えば、エンボス加工方法として、特開昭63−278839号公報、特開平11−183710号公報、特開2000−275401号公報等記載)等が挙げられる。 As a method for forming irregularities on the surface of the antireflection film, any method can be applied as long as these surface shapes can be sufficiently maintained. For example, a method of forming irregularities on the film surface using fine particles in the low refractive index layer (for example, JP 2000-271878 A), a lower layer of the low refractive index layer (high refractive index layer, medium refractive index layer) Alternatively, a relatively large particle (particle size 0.05 to 2 μm) is added to a hard coat layer in a small amount (0.1 to 50% by mass) to form a surface uneven film, and these shapes are maintained on it. A method of providing a low refractive index layer (for example, JP 2000-281410 A, JP 2000-95893 A, JP 2001-100004 A, 2001-281407, etc.), an uppermost layer (antifouling layer) After coating, a method of physically transferring the uneven shape onto the surface (for example, as an embossing method, described in JP-A-63-278839, JP-A-11-183710, JP-A-2000-275401, etc.) And the like.
以下に本発明のセルロースアシレートの製膜方法及びセルロースアシレートフィルムについて具体的な実施態様を記述するが、本発明はこれらに実施例に限定されるものではない。 Specific embodiments of the cellulose acylate film-forming method and cellulose acylate film of the present invention are described below, but the present invention is not limited to these examples.
以下に本発明の実施例で使用した測定法について記載する。
(1)残留溶剤濃度
密栓のできるガラス瓶を用意して秤量し、この質量をW0とした。流延後、所定の時間経過にセルロースアシレートフィルムを約15cm2サンプリングし、直ちにこのガラス瓶に入れ栓をした後、秤量した。この質量をW1とした。次いで、ガラス瓶の栓を開放し、140℃の空気恒温槽で2時間乾燥した。乾燥後、取り出した後、直ちに栓をしてデシケータ中で30分放冷し、秤量した。この質量をW3とした。
下記式から残留溶剤濃度(質量%)を求めた。
残留溶剤濃度(質量%)=(W1−W3)/(W3−W0)×100
The measurement methods used in the examples of the present invention are described below.
(1) Residual solvent concentration A glass bottle capable of being sealed was prepared and weighed, and this mass was defined as W 0 . After casting, about 15 cm 2 of the cellulose acylate film was sampled at a predetermined time, immediately put into this glass bottle, stoppered, and weighed. The mass was W 1. Next, the stopper of the glass bottle was opened, and it was dried in a 140 ° C. air constant temperature bath for 2 hours. After drying and taking out, it was immediately plugged, allowed to cool in a desiccator for 30 minutes, and weighed. This mass was designated as W 3 .
The residual solvent concentration (mass%) was calculated from the following formula.
Residual solvent concentration (% by mass) = (W 1 −W 3 ) / (W 3 −W 0 ) × 100
(2)弾性率
ドープを流延した後、所定の時間乾燥し、流延支持体から剥ぎ取った後、直ちに下記条件で引張測定を行い、弾性率を求めた。
チャック間:180mm
サンプル幅:35mm
引張速度 :83mm/秒
弾性率は、力を断面積で割って求めるが、フィルムの厚み及び幅は、剥ぎ取り直後に測定した値を求めた。
(2) Elastic Modulus After casting the dope, it was dried for a predetermined time, peeled off from the casting support, and immediately subjected to tensile measurement under the following conditions to obtain the elastic modulus.
Between chucks: 180mm
Sample width: 35mm
Tensile speed: 83 mm / sec The modulus of elasticity is obtained by dividing the force by the cross-sectional area, and the thickness and width of the film were obtained by measurement immediately after peeling.
(3)XD
実際の流延機では測定できないため、モデル的にガラス板上にドクターブレードを用いて流延して測定する。但し、流延ドープ、乾燥条件等は実際の流延機と同じ条件になるように実施した。
所定の時間乾燥したものを、下記条件でXD測定した。
測定範囲:2θ=5〜30°
スキャン速度:5°/分
光源:CuKα線(30kV、100mA)
下記方法で強度、ピークトップを求めた。
強度:2θ=5〜14°に現れる最大ピークのベースライン(5°と14°の間を直線で結んだもの)からの高さを求めた。
ピークトップ:2θ=5〜14°に現れる最大ピークの位置(2θ)
(4)H−V散乱強度、V−V散乱強度
大塚電子製「高分子フィルムダイナミック解析装置 DYNA−3000」を用い測定した。
H−V散乱強度は、入射光側と検出器側に設置した偏光子の吸収軸を直交させて測定し、V−V散乱強度はこれらを平行にして測定した。これらの測定は、検出器にCCDカメラを用いて、2次元像として測定するが、本発明では散乱角2〜20°にわたり、入射光を軸とし、投影面に1周(360°)積算し、平均化した値を指す。
この測定は実際の流延機の中で測定できないため、モデル的にガラス板上にドクターブレードを用いて流延して所定の時間乾燥後、測定した。但し、流延ドープ、乾燥条件等は実際の流延機と同じ条件になるように実施した。
(3) XD
Since it cannot be measured with an actual casting machine, it is measured by casting on a glass plate using a doctor blade. However, the casting dope, the drying conditions, etc. were carried out so as to be the same as the actual casting machine.
What was dried for a predetermined time was subjected to XD measurement under the following conditions.
Measurement range: 2θ = 5-30 °
Scanning speed: 5 ° / min Light source: CuKα ray (30 kV, 100 mA)
The strength and peak top were determined by the following method.
Intensity: The height from the base line of the maximum peak appearing at 2θ = 5 to 14 ° (a line connecting 5 ° and 14 ° with a straight line) was determined.
Peak top: position of the maximum peak appearing at 2θ = 5-14 ° (2θ)
(4) HV Scattering Intensity, VV Scattering Intensity Measured by using “Polymer film dynamic analyzer DYNA-3000” manufactured by Otsuka Electronics.
The HV scattering intensity was measured by making the absorption axes of the polarizers installed on the incident light side and the detector side orthogonal to each other, and the VV scattering intensity was measured by making these parallel. These measurements are performed as a two-dimensional image using a CCD camera as a detector. In the present invention, the incident light is used as an axis over a scattering angle of 2 to 20 °, and one round (360 °) is integrated on the projection surface. Refers to the averaged value.
Since this measurement cannot be performed in an actual casting machine, the measurement was performed after casting using a doctor blade on a glass plate as a model and drying for a predetermined time. However, the casting dope, the drying conditions, etc. were carried out so as to be the same as the actual casting machine.
(5)振竿法
振り子型粘弾性測定器(オリエンテック社製 Rheovibron DDV-OPA型)を用いて、直径1mmφの振り子を用い測定した。
この測定は実際の流延機の中で測定できないため、モデル的にガラス板上にドクターブレードを用いて流延して所定の時間乾燥後、測定した。但し、流延ドープ、乾燥条件等は実際の流延機と同じ条件になるように実施した。
(5) Shaking method The pendulum type viscoelasticity measuring device (Rheovibron DDV-OPA type manufactured by Orientec Co., Ltd.) was used to measure using a pendulum having a diameter of 1 mmφ.
Since this measurement cannot be performed in an actual casting machine, the measurement was performed after casting using a doctor blade on a glass plate as a model and drying for a predetermined time. However, the casting dope, the drying conditions, etc. were carried out so as to be the same as the actual casting machine.
(6)赤外線吸収スペクトル(IR)の測定
この測定は実際の流延機の中で測定できないため、下記のようにモデル的に測定装置(ATR−IR)上にドクターブレードを用いて流延し、所定の時間乾燥後、測定した。但し、流延ドープ、乾燥条件等は実際の流延機と同じ条件になるように実施した。
1回反射型ATR−IR測定装置(スペクトラテック社製サンダードーム)のGe結晶板の上に、所定の流延機の条件と同じになるようにしてドープを流延した。この後、1分間隔で30回積算測定し、吸光度で表示した。なお、バックグランドは、ドープを流延する前のATR−IR装置で測定した。
1030〜1070cm-1、1740〜1760cm-1のピークトップは、これらの範囲で最大吸光度を示すところをピーク検出して求めた。
半値幅は、1030〜1070cm-1のピークの場合、1200±10cm-1、970±10cm-1の中のそれぞれの最低吸光度を直線で結んだベースラインから、垂線を立て、その中間点のピーク幅を求めた。一方、1740〜1760cm-1のピークの場合、1900cm-1と1550cm-1とを結んだ直線をベースラインとし、同様に測定した。
なお、使用するドープは流延機で使用するものと異なり、溶剤を全量ジクロロメタンに替えたものを使用した。これは酢酸メチル、アルコール等の溶剤のIRシグナルとセルロースアシレートのシグナルが重なるためである。このように溶剤を変更しても、上記のように乾燥条件を合わせておけば、非晶部の構造形成を反映した情報を得ることができる。
(6) Measurement of infrared absorption spectrum (IR) Since this measurement cannot be performed in an actual casting machine, it is cast using a doctor blade on a measuring device (ATR-IR) as shown below. Measured after drying for a predetermined time. However, the casting dope, the drying conditions, etc. were carried out so as to be the same as the actual casting machine.
A dope was cast on the Ge crystal plate of a single reflection type ATR-IR measuring apparatus (Spectratech Thunder Dome) so as to be the same as the conditions of a predetermined casting machine. Thereafter, the measurement was integrated 30 times at 1 minute intervals and displayed as absorbance. The background was measured with an ATR-IR apparatus before casting the dope.
The peak tops of 1030 to 1070 cm −1 and 1740 to 1760 cm −1 were obtained by detecting the peak at the maximum absorbance in these ranges.
Half-width, when the peak of 1030~1070cm -1, 1200 ± 10cm -1, from connecting it baseline straight respective lowest absorbance in the 970 ± 10 cm -1, make a vertical line, the peak of its midpoint The width was determined. On the other hand, if the peak of 1740~1760Cm -1, a line that runs on 1900 cm -1 and 1550 cm -1 and a baseline, was measured in the same manner.
In addition, the dope to be used was different from that used in a casting machine, and the one in which the solvent was changed to dichloromethane was used. This is because the IR signal of solvents such as methyl acetate and alcohol overlap with the signal of cellulose acylate. Even if the solvent is changed in this way, information reflecting the structure formation of the amorphous part can be obtained if the drying conditions are adjusted as described above.
(7)粘度
粘弾性測定装置(CVO−10型:ボーリン社製)を用い、以下の条件で測定した。
(a)コーン:40mmφ、平行板、ギャップ=500μm
(b)ガラス製カバーをコーン上にかけ、密閉する。さらにコーンの回転軸にはドープの溶剤でシールする(ドープ中の溶剤が測定中に揮発し、粘度が変動するのを防ぐためである)。
(c)冷却は、恒温循環槽から一定の冷媒を測定部(コーンの下のジャケット)に通し、測定温度を一定に保つ。
(d)測定は、25℃で、歪=1%、周波数=1Hzで20回粘度を測定し(単位=Pa・s)、その平均値を求める。
(7) Viscosity Viscoelasticity was measured under the following conditions using a viscoelasticity measuring device (CVO-10 type: manufactured by Borin).
(A) Cone: 40 mmφ, parallel plate, gap = 500 μm
(B) Put a glass cover on the cone and seal it. In addition, the rotating shaft of the cone is sealed with a dope solvent (to prevent the solvent in the dope from evaporating during measurement and the viscosity from fluctuating).
(C) In cooling, a constant refrigerant is passed from the constant temperature circulation tank to the measurement unit (jacket under the cone) to keep the measurement temperature constant.
(D) Measurement is carried out by measuring the viscosity 20 times at 25 ° C., strain = 1%, frequency = 1 Hz (unit = Pa · s), and obtaining the average value.
(8)セルロースアシレートの置換度
セルロースアシレートの2位、3位及び6位のアシル置換度は、Carbohydr. Res. 273(1995)83-91(手塚他)に記載の方法で13C−NMRにより求めた。
(8) Degree of substitution of cellulose acylate The degree of acyl substitution at the 2-position, 3-position and 6-position of cellulose acylate was determined by 13C-NMR according to the method described in Carbohydr. Res. 273 (1995) 83-91 (Tezuka et al.). Determined by
(9)セルロースアシレートの重合度(DP)
絶乾したセルロースアシレート約0.2gを精秤し、メチレンクロリド:エタノール=9:1(質量比)の混合溶剤100mlに溶解した。これをオストワルド粘度計にて25℃で落下秒数を測定し、重合度を以下の式により求めた。
ηrel =T/T0
[η]=(1nηrel )/C
DP=[η]/Km
(9) Degree of polymerization of cellulose acylate (DP)
About 0.2 g of completely dried cellulose acylate was precisely weighed and dissolved in 100 ml of a mixed solvent of methylene chloride: ethanol = 9: 1 (mass ratio). This was measured with an Ostwald viscometer for the number of seconds dropped at 25 ° C., and the degree of polymerization was determined by the following equation.
ηrel = T / T 0
[Η] = (1nηrel) / C
DP = [η] / Km
ここで、Tは測定試料の落下秒数、T0は溶剤単独の落下秒数、Cはドープ濃度(g/l)、Kmは6×10-4である。 Here, T is the falling seconds of the measurement sample, T 0 is the falling seconds of the solvent alone, C is the dope concentration (g / l), and Km is 6 × 10 −4 .
(実施例1及び比較例1)
1.セルロースアシレートフィルムの製膜
(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、添加量を調整することによりアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後40℃で熟成を行った。このようにして得られたセルロースアシレートの重合度はいずれも290〜320であった。
(Example 1 and Comparative Example 1)
1. Formation of Cellulose Acylate Film (1) Preparation of Cellulose Acylate Cellulose acylates with different types of acyl groups and different degrees of substitution described in Table 1 were prepared. In this, sulfuric acid (7.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose) was added as a catalyst, a carboxylic acid serving as a raw material for the acyl substituent was added, and an acylation reaction was performed at 40 ° C. At this time, the type of acyl group and the degree of substitution were adjusted by adjusting the type and amount of carboxylic acid. Moreover, it age | cure | ripened at 40 degreeC after acylation. The degree of polymerization of the cellulose acylate thus obtained was 290 to 320.
(2)ドープの調製
(a)溶剤
下記溶剤から選択し、表1に記載した。
(イ)非塩素系:酢酸メチル/アセトン/メタノール/エタノール/ブタノール
(81/8/7/6質量部)
(ロ)塩素系:ジクロロメタン/メタノール/エタノール/ブタノール
(75/10/5/5/5質量部)
(b)セロースアシレート
乾燥して含水率を0.5質量%以下とした後、表1記載のセルロースアシレートを上記溶剤に対し15質量%となるようにした。
(c)添加剤
(イ)可塑剤A:トリフェニルフォスフェート(8質量%)
(ロ)可塑剤B:ビフェニルジフェニルフォスフェート(4質量%)
(ハ)UV剤a: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(1質量%)
(ニ)UV剤b: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(1質量%)
(ホ)UV剤c: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(1質量%)
(ヘ)微粒子:二酸化ケイ素(粒径20nm)、モース硬度 約7(0.25質量%)
(ト)クエン酸エチルエステル(モノエステルとジエステルが1:1混合、0.2質量%)
なお、上記添加量(質量%)は全てセルロースアシレートに対する割合である。
(d)膨潤
上記セルロースアシレート及び添加剤を溶剤中に撹拌しながら投入した。投入が終わると撹拌を停止し、25℃で3時間膨潤させスラリーを作製した。
(e)溶解
特開平10−324774号公報の図1記載の装置を用い、このスラリーを冷却ジャケットの付いた混練機に導入し、溶解させた。この時の温度は−70℃であり、滞留時間は30分であった。混練機から取り出したドープは、同様に温調ジャケットを付与した混練機を通しながら、室温まで昇温した。
(f)濾過・濃縮
この後、絶対濾過精度0.01mmの濾紙(東洋濾紙(株)製、#63)で濾過し、さらに絶対濾過精度2.5μmの濾紙(ポール社製、FH025)にて濾過した。得られたドープを、110℃、1MPaに加圧加温した後、常圧(約0.1Mpa)に放出することで有機溶剤を揮発させて、セルローストリアセテート濃度24質量%のドープを得た。さらに、この溶液をよく攪拌しつつ、セルローストリアセテート固形分に対してブタノール2質量%を徐々に添加して、均一溶液を得た。
(g)粘度の低下
この後、ドープに表1に記載されたアルコールを添加した(ドープの全量に対する質量%)。添加前後のドープの粘度を上記の方法で測定し、下記の式に従い粘度低下を求め、表1に示した。
(2) Preparation of dope (a) Solvent Selected from the following solvents and listed in Table 1.
(I) Non-chlorine type: methyl acetate / acetone / methanol / ethanol / butanol (81/8/7/6 parts by mass)
(B) Chlorine: dichloromethane / methanol / ethanol / butanol (75/10/5/5/5 parts by mass)
(B) Cellose acylate After drying to a water content of 0.5% by mass or less, the cellulose acylate shown in Table 1 was adjusted to 15% by mass with respect to the solvent.
(C) Additive (I) Plasticizer A: Triphenyl phosphate (8% by mass)
(B) Plasticizer B: Biphenyl diphenyl phosphate (4% by mass)
(C) UV agent a: 2,4-bis- (n-octylthio) -6- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylanilino) -1,3,5-triazine (1% by mass)
(D) UV agent b: 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole (1% by mass)
(E) UV agent c: 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-amylphenyl) -5-chlorobenzotriazole (1% by mass)
(F) Fine particles: silicon dioxide (particle diameter 20 nm), Mohs hardness of about 7 (0.25 mass%)
(G) Citric acid ethyl ester (1: 1 mixture of monoester and diester, 0.2% by mass)
In addition, all the said addition amount (mass%) is a ratio with respect to a cellulose acylate.
(D) Swelling The cellulose acylate and the additive were added to the solvent while stirring. When the addition was completed, stirring was stopped and the slurry was swelled at 25 ° C. for 3 hours to prepare a slurry.
(E) Dissolution Using the apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-10-324774, this slurry was introduced into a kneader equipped with a cooling jacket and dissolved. The temperature at this time was −70 ° C., and the residence time was 30 minutes. The dope taken out from the kneader was heated to room temperature while passing through a kneader similarly provided with a temperature control jacket.
(F) Filtration / concentration Thereafter, the mixture is filtered with a filter paper having an absolute filtration accuracy of 0.01 mm (manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd., # 63), and further filtered with a filter paper having an absolute filtration accuracy of 2.5 μm (FH025, manufactured by Paul) Filtered. The obtained dope was heated under pressure at 110 ° C. and 1 MPa, and then released to normal pressure (about 0.1 Mpa) to volatilize the organic solvent to obtain a dope having a cellulose triacetate concentration of 24 mass%. Furthermore, while stirring this solution well, 2% by weight of butanol was gradually added to the solid content of cellulose triacetate to obtain a uniform solution.
(G) Decrease in viscosity Thereafter, the alcohol described in Table 1 was added to the dope (mass% with respect to the total amount of the dope). The viscosity of the dope before and after the addition was measured by the above method, and the decrease in viscosity was determined according to the following formula.
粘度低下(%)=100×{(添加前のドープ粘度)−(添加後のドープ粘度)}/(添加前のドープ粘度) Viscosity reduction (%) = 100 × {(dope viscosity before addition) − (dope viscosity after addition)} / (dope viscosity before addition)
(3)セルローストリアセテートフィルムの製膜
上述のドープを50℃に加温し、流延ギーサーを通してバンド長60mの鏡面ステンレス支持体上に流延した。使用したギーサーは、特開平11−314233号公報に記載の形態に類似するものを用いた。なお、流延スピードは60m/分でその流延幅は250cmとした。ステンレス支持体上の表面側(ドープ側)の吹き込み風温、風速、及び支持体側と表面との温度差、支持体側の流延部と剥ぎ取り部の温度差支持体を表1に示した。さらにこの支持体上での乾燥ゾーン中にスポットヒーターを使用して、表1に示す温度変動を与えた。この時間はいずれも10秒であった。
剥ぎ取り後、残留溶剤が200質量%から30質量%の間を表1に示す速度で乾燥した後、110℃で5分、さらに145℃で10分乾燥して、セルローストリアシレートフィルム(膜厚80μm)を得た。得られた試料は両端を3cmトリミングした後、両端から2〜10mmの部分に高さ100μmのナーリングを付与し、3000mロール状に巻き取った。
比較例18は特開2003−55476号の実施例1に記載の方法と同様な方法で調製した。
(3) Formation of Cellulose Triacetate Film The above-mentioned dope was heated to 50 ° C. and cast on a mirror surface stainless steel support having a band length of 60 m through a casting Giesser. The Gieseer used was similar to that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-314233. The casting speed was 60 m / min and the casting width was 250 cm. Table 1 shows the blowing air temperature and wind speed on the surface side (dope side) on the stainless steel support, the temperature difference between the support side and the surface, and the temperature difference support between the casting part and the stripping part on the support side. Further, a spot heater was used in the drying zone on the support to give the temperature fluctuations shown in Table 1. All of these times were 10 seconds.
After peeling off, the residual solvent was dried at a speed of 200% to 30% by mass shown in Table 1, and then dried at 110 ° C. for 5 minutes and further at 145 ° C. for 10 minutes to obtain a cellulose triacylate film (film). A thickness of 80 μm) was obtained. The obtained sample was trimmed at both ends by 3 cm, and then a knurling having a height of 100 μm was applied to a portion 2 to 10 mm from both ends, and wound into a 3000 m roll.
Comparative Example 18 was prepared by a method similar to that described in Example 1 of JP-A-2003-55476.
表2に、上記の測定方法により求めたフィルムの乾燥過程におけるXD、H−V及びV−V散乱強度、振竿法による減衰率△、IR測定によるピークトップ、半値幅及びそれら
のシフトの増減、弾性率をそれぞれ示す。
Table 2 shows XD, HV and VV scattering intensities in the drying process of the film obtained by the above measurement method, attenuation rate Δ by shaking method, peak top by IR measurement, full width at half maximum and increase / decrease in their shift. And elastic modulus, respectively.
また、得られたフィルムのReむら、Rthむら、光軸のずれを以下の方法で測定した。
(a)サンプルフィルムを25℃60%RHで3時間以上調湿した。
(b)自動複屈折計(KOBRA-21ADH/PR:王子計測器(株)製)を用いて、25℃60%RHでサンプルフィルム表面に対し垂直方向、+40°方向、−40°方向から波長550nmにおけるレターデーション値を測定した。この3点からRthを算出した。また、垂直方向の測定値をReとした。併せて遅相軸を検出し、この角度と流延軸のなす角度を光軸のずれとした。
(c)幅方向に10等分した点を長手方向に10mごとに10回測定、これら100点の測定値の中の最大値と最小値の差をReむら、Rthむら及び光軸ずれとした。
Further, Re unevenness, Rth unevenness, and optical axis deviation of the obtained film were measured by the following methods.
(A) The sample film was conditioned at 25 ° C. and 60% RH for 3 hours or more.
(B) Using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH / PR: manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.), the wavelength from the direction perpendicular to the sample film surface, + 40 ° direction, and −40 ° direction at 25 ° C. and 60% RH The retardation value at 550 nm was measured. Rth was calculated from these three points. Further, the measured value in the vertical direction was defined as Re. At the same time, the slow axis was detected, and the angle formed by this angle and the casting axis was defined as the deviation of the optical axis.
(C) A point equally divided into 10 in the width direction was measured 10 times every 10 m in the longitudinal direction, and the difference between the maximum value and the minimum value among these 100 points was defined as Re unevenness, Rth unevenness, and optical axis deviation. .
測定した結果を、表3に示す。また、搬送中のばたつきに起因するツレ皺を直交配置した偏光板の間を通し目視で評価し、3000m中の発生個数を表3に記載した。 Table 3 shows the measurement results. In addition, the number of occurrences in 3000 m is shown in Table 3 through visual evaluation through a polarizing plate having orthogonally arranged creases caused by flapping during conveyance.
表1〜3より、本発明の製造方法で得られたセルロースアシレートフィルムは、いずれもReむら及びRthむらが2nm以下、光軸ずれが1°以下、ツレ皺が2本以下であった。これに対し、比較例のセルロースアシレートフィルムはReむら及びRthむらが5nm以上、光軸ずれが4°以上、ツレ皺が4本以上であった。
これより本発明のセルロースアシレートフィルムは、高速、高幅流延しても光学むらの少ない良好なセルロースアシレートフィルムであることが分かる。
From Tables 1 to 3, the cellulose acylate film obtained by the production method of the present invention had an Re unevenness and an Rth unevenness of 2 nm or less, an optical axis deviation of 1 ° or less, and a crease of 2 or less. On the other hand, the cellulose acylate film of the comparative example had Re unevenness and Rth unevenness of 5 nm or more, an optical axis deviation of 4 ° or more, and a crack of 4 or more.
From this, it can be seen that the cellulose acylate film of the present invention is a good cellulose acylate film with little optical unevenness even when cast at high speed and high width.
(実施例2)
発明協会公開技報告(公技番号201−1745)の実施例1に従い、上記ドープを用い3層共流延を実施した。実施例1と同様、良好な結果が得られた。
(Example 2)
According to Example 1 of the Japan Society for Invention and Innovation Technical Report (Public Technical Number 201-1745), three-layer co-casting was performed using the dope. As in Example 1, good results were obtained.
(実施例3)
実施例1と同様の方法で膜厚が40μm、100μm及び120μmのセルロースアシレートフィルムを作製し、それぞれの物性を測定した。実施例1と同様、良好な性能が得られた。
(Example 3)
Cellulose acylate films having a film thickness of 40 μm, 100 μm and 120 μm were prepared in the same manner as in Example 1, and the physical properties of each were measured. Similar to Example 1, good performance was obtained.
(実施例4)
1.セルロースアシレートフィルムの鹸化
偏光板を作製するにあたり、実施例1で得られたセルロースアシレートフィルムの鹸化による表面処理を行った。鹸化方法は以下のいずれかの方法で行った。表2に鹸化方法を示す。
(1)塗布鹸化
iso−プロパノール80質量部に水20質量部を加え、これにKOHを1.5モル/リットル(1.5N)となるように溶解し、これを60℃に調温したものを鹸化液として用いた。これを60℃のセルロースアシレートフィルム上に10g/m2塗布し、1分間鹸化した。この後、50℃の温水でスプレーを用い、10リットル/m2・分で1分間吹きかけて洗浄した。
(2)浸漬鹸化
NaOHの1.5モル/リットル(1.5N)水溶液を鹸化液として用いた。これを60℃に調温し、セルロースアシレートフィルムを2分間浸漬した。この後、0.05モル/リットル(0.1N)の硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴を通した。
Example 4
1. In preparing a saponified polarizing plate of a cellulose acylate film, the cellulose acylate film obtained in Example 1 was subjected to a surface treatment by saponification. The saponification method was performed by one of the following methods. Table 2 shows the saponification method.
(1) Coating saponification
20 parts by mass of water is added to 80 parts by mass of iso-propanol, and KOH is dissolved in this to a concentration of 1.5 mol / liter (1.5 N), and the temperature is adjusted to 60 ° C. as a saponification solution. It was. This was coated on a cellulose acylate film at 60 ° C. at 10 g / m 2 and saponified for 1 minute. After that, using a spray with warm water of 50 ° C., washing was performed by spraying at 10 liter / m 2 · min for 1 minute.
(2) Immersion saponification A 1.5 mol / liter (1.5N) aqueous solution of NaOH was used as a saponification solution. The temperature was adjusted to 60 ° C., and the cellulose acylate film was immersed for 2 minutes. Thereafter, the film was immersed in a 0.05 mol / liter (0.1N) sulfuric acid aqueous solution for 30 seconds and then passed through a water washing bath.
2.偏光板の作製
(1)偏光層の作成
下記のいずれかの方法(表3に記載)で厚み20μmの偏光層を調製した。
(a)斜め延伸法
特開平2002−86554号公報の実施例1に従い、テンターを用いて延伸軸が斜め45°となるように延伸した。
(b)平行延伸法
特開平2001−141926号公報の実施例1に従い、二対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸した。
(2)貼り合わせ
このようにして得た偏光層と、上記鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを、PVA((株)クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向が45°となるように張り合わせた。
本発明の条件を満たすセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板はいずれも良好な性能を示した。
2. Production of Polarizing Plate (1) Production of Polarizing Layer A polarizing layer having a thickness of 20 μm was prepared by one of the following methods (described in Table 3).
(A) Diagonal Stretching Method According to Example 1 of JP-A-2002-86554, stretching was performed using a tenter so that the stretching axis became 45 ° obliquely.
(B) Parallel Stretching Method According to Example 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 2001-141926, a circumferential speed difference was given between two pairs of nip rolls and stretched in the longitudinal direction.
(2) Bonding The polarizing layer thus obtained and the saponified cellulose acylate film were bonded to a polarizing axis and cellulose acylate using PVA (PVA-117H, Kuraray Co., Ltd.) 3% aqueous solution as an adhesive. The films were laminated so that the longitudinal direction of the film was 45 °.
All the polarizing plates using the cellulose acylate film satisfying the conditions of the present invention showed good performance.
(実施例5)
光学補償フィルムの作製
特開平11−316378号公報の実施例1の第1透明支持体に、本発明で得られたセルロースアシレートフィルムを使用したところ、良好な光学補償フィルムを作成できた。
また、特開平7−333433号公報の実施例1で使用された富士写真フィルム(株)製セルローストリアセテートを、本発明のセルロースアシレートフィルムに変更して光学補償フィルターフィルムを作製した。得られたフィルターフィルムは左右上下に優れた視野角を有するものであった。
(Example 5)
Production of Optical Compensation Film When the cellulose acylate film obtained in the present invention was used for the first transparent support of Example 1 of JP-A-11-316378, a good optical compensation film could be produced.
Also, an optical compensation filter film was produced by changing the cellulose triacetate manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. used in Example 1 of JP-A-7-333433 to the cellulose acylate film of the present invention. The obtained filter film had an excellent viewing angle in the left, right, up and down directions.
(実施例6)
低反射フィルムの作製
本発明のセルロースアシレートフィルムを発明協会公開技報(公技番号2001−1745)の実施例47に従い本発明のセルロースアシレートフィルムを用いて低反射フィルムを作成したところ、良好な光学性能が得られた。
(Example 6)
Production of Low Reflective Film When the cellulose acylate film of the present invention was produced using the cellulose acylate film of the present invention in accordance with Example 47 of the Japan Institute of Invention and Technology (Publication No. 2001-1745), a good result was obtained. Optical performance was obtained.
(実施例7)
液晶表示素子の作製
本発明のセルロースアシレートフィルムを用いて作製した上記偏光板を、特開平10−48420号公報の実施例1に記載の液晶表示装置、特開平9−26572号公報の実施例1に記載のディスコティック液晶分子を含む光学的異方性層、ポリビニルアルコールを塗布した配向膜、特開2000−154261号公報の図2〜9に記載の20インチVA型液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図10〜15に記載の20インチOCB型液晶表示装置を用いて液晶表示素子を作製した。さらに、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いて作製した上記低反射フィルムをこれらの液晶表示素子の最表層に貼り、下記の評価を行った。結果を表3に示す。
(Example 7)
Production of Liquid Crystal Display Element The above polarizing plate produced using the cellulose acylate film of the present invention was used as the liquid crystal display device described in Example 1 of JP-A-10-48420, and in Example of JP-A-9-26572. 1, an optically anisotropic layer containing discotic liquid crystal molecules, an alignment film coated with polyvinyl alcohol, a 20-inch VA liquid crystal display device described in FIGS. 2 to 9 of JP-A-2000-154261, A liquid crystal display element was produced using a 20-inch OCB type liquid crystal display device described in FIGS. Furthermore, the said low reflection film produced using the cellulose acylate film of this invention was affixed on the outermost layer of these liquid crystal display elements, and the following evaluation was performed. The results are shown in Table 3.
<評価方法>
元のセルロースアシレートフィルムの長手方向、幅方向から任意にサンプリングし作成した液晶表示素子100セットを、60℃で100時間経時した後、直ちに取り出し、画像表示むらを肉眼で評価し、これらの中で最も大きなむらの発生した液晶表示素子の表示むら発生領域を百分率で示した。すなわち、セルロースアシレートフィルム原反のむらを長手方向、幅方向を広範囲に亘って評価した。結果を表3に示す。
<Evaluation method>
A set of 100 liquid crystal display elements arbitrarily sampled from the longitudinal direction and width direction of the original cellulose acylate film was taken out immediately after 60 hours at 60 ° C., and the image display unevenness was evaluated with the naked eye. The display nonuniformity generation region of the liquid crystal display element in which the largest nonuniformity occurred was shown as a percentage. That is, the unevenness of the cellulose acylate film was evaluated over a wide range in the longitudinal direction and the width direction. The results are shown in Table 3.
表3に示すように、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いた液晶表示素子は、OCB型及びVA型のいずれのタイプの液晶表示装置であっても表示むらが1%以下であるのに対し、比較例のフィルムを用いた液晶表示素子では表示むれが8〜12%であった。
これより本発明のセルロースアシレートフィルムを用いれば、優れた特性を有する液晶表示素子が得られること分かる。
As shown in Table 3, the liquid crystal display element using the cellulose acylate film of the present invention has a display unevenness of 1% or less in any type of liquid crystal display device of OCB type and VA type. In the liquid crystal display element using the film of the comparative example, display unevenness was 8 to 12%.
From this, it can be seen that a liquid crystal display device having excellent characteristics can be obtained by using the cellulose acylate film of the present invention.
なお、前述した3層共流延のセルロースアシレートフィルム、膜厚が40μm、100μm、120μmであるセルロースアシレートフィルムを用いて、同様に液晶表示素子を作製して評価したが、実施例7と同様、良好な性能が得られた。 A liquid crystal display element was similarly prepared and evaluated using the above-described three-layer co-cast cellulose acylate film and cellulose acylate films having film thicknesses of 40 μm, 100 μm, and 120 μm. Similarly, good performance was obtained.
(実施例8)
ハロゲン化銀感光材料支持体への応用
発明協会公開技報(公技番号2001−1745)の実施例63、64、65に膜厚120μmの本発明のセルロースアシレートフィルムを使用したところ、長期保存後(50℃500hr)でも良好な性能が得られた。
(Example 8)
Application to a silver halide photosensitive material support The cellulose acylate film of the present invention having a film thickness of 120 μm was used in Examples 63, 64 and 65 of the Association of the Invention of Invention (Publication No. 2001-1745). Even after (50 ° C., 500 hours), good performance was obtained.
本発明は、高速かつ広幅で流延しても光学むらが発現しにくいセルロースアシレートフィルムの製膜方法を提供でき、液晶表示素子、ハロゲン化銀写真感光材料などの基板として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a method for producing a cellulose acylate film that hardly exhibits optical unevenness even when cast at high speed and wide width, and can be used as a substrate for liquid crystal display elements, silver halide photographic light-sensitive materials and the like. .
1 ガラス
2 ドープ
3 振子
1 glass 2 dope 3 pendulum
Claims (10)
セルロースアシレート100質量部に対して貧溶媒を0.5〜10質量%添加して粘度を1〜40%低下させたドープを流延支持体上に流延し、
流延支持体のセルロースアシレートフィルム側に30〜80℃の風を風速4〜20m/秒で吹き込んでセルロースアシレートフィルムの表面温度が20〜70℃の範囲内になり、セルロースアシレートフィルムの流延支持体側の表面温度がその反対側の表面温度より3〜30℃高くなるように調整しつつ乾燥して、セルロースアシレートフィルムの弾性率を、残留溶剤濃度100質量%のときに6〜12MPa、残留溶剤濃度50質量%のときに10〜20MPaとなるように調整し、
流延部よりも流延支持体の温度が1〜30℃高い剥ぎ取り部にてセルロースアシレートフィルムを剥ぎ取り、
剥ぎ取り後のセルロースアシレートフィルムを7.5〜45℃の範囲内で乾燥する
ことを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製膜方法。 A method for producing a cellulose acylate film comprising the steps of casting a dope prepared by dissolving cellulose acylate with an organic solvent on a casting support from a casting die and drying to form a cellulose acylate film. ,
A dope having a viscosity reduced by 1 to 40% by adding 0.5 to 10% by weight of a poor solvent to 100 parts by weight of cellulose acylate is cast on a casting support,
The surface temperature of the cellulose acylate film is within the range of 20 to 70 ° C. by blowing air at 30 to 80 ° C. on the cellulose acylate film side of the casting support at a wind speed of 4 to 20 m / sec. Drying while adjusting the surface temperature on the casting support side to be 3 to 30 ° C. higher than the surface temperature on the opposite side, the elastic modulus of the cellulose acylate film is 6 to 6 when the residual solvent concentration is 100% by mass. When the residual solvent concentration is 50% by mass, the pressure is adjusted to be 10 to 20 MPa,
The cellulose acylate film is peeled off at the peeling portion where the temperature of the casting support is 1 to 30 ° C higher than the casting portion
A method for producing a cellulose acylate film, comprising drying the peeled cellulose acylate film within a range of 7.5 to 45C .
(I) 2.6≦SA+SB≦3.0
(II) 1.5≦SA≦3.0
(III) 0≦SB≦0.8
[式(I)〜(III)中、SA及びSBは、セルロースの水酸基に対する置換度の総和を表し、SAはアセチル基の置換度を表し、SBは炭素原子数3〜22のアシル基の置換度を表わす。] The cellulose acylate film according to any one of claims 1 to 8 , wherein a cellulose acylate having a substitution degree with respect to a hydroxyl group of cellulose satisfying the following formulas (I) to (III) is used as the cellulose acylate. Membrane method.
(I) 2.6 ≦ SA + SB ≦ 3.0
(II) 1.5 ≦ SA ≦ 3.0
(III) 0 ≦ SB ≦ 0.8
[In the formulas (I) to (III), SA and SB represent the total degree of substitution with respect to the hydroxyl group of cellulose, SA represents the degree of substitution of the acetyl group, and SB represents substitution of the acyl group with 3 to 22 carbon atoms. Represents degrees. ]
A claim using at least one solvent selected from non-chlorine organic solvents ethers having 3 to 12 carbon atoms, ketones having 3 to 12 carbon atoms and esters having 3 to 12 carbon atoms as the organic solvent. Item 10. A method for producing a cellulose acylate film according to any one of Items 1 to 9 .
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