JP2005014545A

JP2005014545A - 離型フィルム用ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP2005014545A
Application number: JP2003186024A
Authority: JP
Inventors: Hiroteru Okumura; 博輝奥村
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】いわゆるクロスニコル法による偏光板の検査を行うに際し、精度のある検査を実施できるような離型フィルム用のベースフィルムとして好適なポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】フィルム内における配向角の変動が３度／５００ｍｍ以下であり、１５０℃３０分間における加熱収縮率が５％以下、フィルム５％伸張時の強度（Ｆ５）が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする離型フィルム用２軸配向ポリエステルフィルム。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示用途等のフィルムにおいて重要な特性である光学特性に優れたポリエステルフィルムに関するものであり、特に偏光板用の離型フィルムまたは偏光板保護フィルムに好適に使用することのできるポリエステルフィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やパーソナルコンピューターの急速な普及に伴い、従来型のディスプレイであるＣＲＴに比べ、薄型軽量化、低消費電力、高画質化が可能である液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の需要が著しく伸びつつあり、ＬＣＤの大画面化についてもその技術の成長は著しい。ＬＣＤの大画面化の１例として、最近では例えば１７インチ以上の大型モニタや大型ＴＶ用途にＬＣＤが使用されている。大画面化されたＬＣＤにおいては、ＬＣＤ内に組み込まれたバックライトの輝度を上げることや、輝度を向上させるフィルムを液晶ユニット内に組み込むこと等により、大画面で明るいＬＣＤとする場合が多い。
【０００３】
このようないわゆる高輝度タイプのＬＣＤでは、ディスプレイ中に存在する小さな輝点が問題となる場合が多く、ディスプレイ中に組み込まれる偏光板、位相差板または位相差偏光板といった構成部材においては、これまでの低輝度タイプのＬＣＤでは問題にならなかったような微小なサイズの異物が問題となってきており、製造工程における異物の混入を防ぐ一方で、万一、異物が混入した場合であっても欠陥として確実に認知できるような検査性の向上や、検査の繰り返し精度の向上といった安定検査性も重要となってきている。
【０００４】
例えば偏光板の欠陥検査としては、クロスニコル法による目視検査が一般的であり、さらに例えば３０インチ以上の大型ＴＶ用途に使用する偏光板等では、クロスニコル法を利用した自動異物検査器による検査も実施されつつある。このクロスニコル法は２枚の偏光板をその配向主軸を直交させて消光状態とし、異物や欠陥があればそこが輝点として現れるので、目視による欠点検査ができるという方法である。ここで、偏光板には粘着剤層を介して離型層を設置したポリエステルフィルムが使用されており、２枚の偏光板の間に離形ポリエステルフィルムが挟み込まれた状態でクロスニコル検査を実施するが、一般に、離型ポリエステルフィルムをこれに用いた場合には、クロスニコル法の検査の障害となり、異物の混入や欠陥を見逃しやすくなるという不具合が生じる場合がある。また、ポリエステルフィルムに異物や欠陥がある場合には、偏光板の欠陥なのかどうかが判別できずに偏光板を不良品とする場合があるため、偏光板製造の際の不良率を上昇させる原因となる場合があり問題となる。また最近では、偏光板の保護フィルムにおいても同様のクロスニコルの検査を実施する場合があり問題となる。
【０００５】
従来の離型フィルム用２軸配向ポリエステルフィルムとしては、フィルム内の異物個数を規定しているもの（例えば、特許文献１参照）、フィルムの配向角を規定しているもの（例えば、特許文献２参照）が開示されているが、これらを使用しても欠陥を確実に見いだすための検査を実施する場合には問題となる場合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２９４９８８号公報
【特許文献２】特開２０００−３３５６４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、その解決課題は、いわゆるクロスニコル法による偏光板の検査を行うに際し、精度のある検査を実施できるような離型フィルム用のベースフィルムとして好適なポリエステルフィルムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の構成を有するポリエステルフィルムにより、上記課題が容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は、フィルム内における配向角の変動が３度／５００ｍｍ以下であり、１５０℃３０分間における加熱収縮率が５％以下、フィルム５％伸張時の強度（Ｆ５）が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする離型フィルム用２軸配向ポリエステルフィルムに存する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエステルとは、ジカルボン酸とジオールとから、またはヒドロキシカルボン酸から重縮合によって得られるエステル基を含むポリマーを指す。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、コハク酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオールとしては、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。
【００１１】
かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６―ナフタレート等が例示される。これらのポリマーはホモポリマーであってもよく、また第３成分を共重合させたものでもよい。
【００１２】
本発明におけるポリエステルフィルムは、フィルム内における配向角の変動が３度／５００ｍｍ以下であることが必要であり、好ましくは２度／５００ｍｍ以下である。配向角の変動が３度／５００ｍｍを超える場合には、偏光板を検査する際に偏光板の位置により透過光強度が変動し、偏光板の安定した検査の障害となり好ましくない。
【００１３】
さらに、１５０℃３０分間における加熱収縮率が５％以下、好ましくは３％以下、さらにはフィルム５％伸張時の強度（Ｆ５）が１００ＭＰａ以上であることが必要である。かかる範囲を逸脱する場合には、離型層を塗布乾燥する工程や離型フィルム上に粘着材を塗布する工程において平面性が損なわれる場合があり、離型フィルム上の粘着材の厚みムラが生じ、結果として不良品の偏光板となり好ましくない。
【００１４】
また、フィルム中に存在する最大径１５０μｍ以上の異物は０個／ｍ^２、最大径３０μｍ以上の異物は１．５個／ｍ^２以下であることがそれぞれ好ましく、最大径３０μｍ以上の異物は１個／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。最大径１５０μｍ以上の異物が０個／ｍ^２または最大径３０μｍ以上の異物が１．５個／ｍ^２以下を逸脱する場合には、検査の際にポリエステルフィルム中の異物が輝点となり、偏光板等の不良と判別がつかない場合があり、偏光板等自身を不良品と見なす場合がある。
フィルムヘーズについては６％以下であることが好ましく、フィルムヘーズが６％を超える場合には、欠陥部の輝点が発見しにくくなる場合がある。
【００１５】
さらに、フィルム表面に存在する幅１０μｍ以上の傷の数は、２０個／ｍ^２以下、さらには１０個／ｍ^２以下が好ましい。幅１０μｍの傷の数が２０個／ｍ^２より多い場合、クロスニコル検査の際にフィルム表面の傷の箇所が輝点となる場合や、反射光により偏光板等の外観検査を行う場合、輝点として認知し偏光板等を不良品とする場合がある。
また、色差計を用いて透過光により測定されるｂ値は、−２．０〜２．０の範囲内であることが好ましい。ｂ値がこの範囲を外れる場合には、ポリエステルフィルム上に離型層を設置した離型フィルムロールにおいてその端面の色調が極端に黄色い場合や青い場合があり、実用上問題の生じる場合がある。
【００１６】
本発明のポリエステルフィルムには、作業性を良好にする目的でフィルム中にフィラーを添加し、フィルムの滑り性を向上させることが好ましく、添加するフィラーとしては、例えばシリカ、炭酸カルシウム、カオリン、酸化チタン、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、ゼオライト等の無機粒子、またはシリコーン樹脂、架橋ポリスチレン、アクリル樹脂等の有機粒子を単独または混合体でフィルム中に配合させることが挙げられる。この場合、使用する粒子の平均粒径、添加量、さらに粒径分布は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されるものではないが、平均粒径は０．１〜４．０μｍ、添加量は０．０１〜３．０重量％であることが好ましい。
【００１７】
このような添加フィラー群の中でも、ポリエステルに対して０．０３重量％以上の添加量でフィルム中に炭酸カルシウム粒子を配合することにより、異物の少ないポリエステルフィルムを作成することができ、好ましい場合がある。
本発明のポリエステルフィルムは、本発明の効果を損なわない限り、単層フィルムであっても複数の層が積層された多層フィルムであってもよいが、２種２層、２種３層や３種３層といった多層構成のフィルムであることが好ましい。
【００１８】
以下、本発明のフィルムの製造方法に関して具体的に説明するが、本発明の要旨を満足する限り、本発明は以下の例示に特に限定されるものではない。
公知の手法により乾燥したポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および／または液体塗布密着法が好ましく採用される。
【００１９】
本発明においては、このようにして得られたシートを２軸方向に延伸してフィルム化することが好ましい。延伸条件について具体的に述べると、前記未延伸シートを好ましくは縦方向に７０〜１４５℃で１．３〜６倍に延伸し、縦１軸延伸フィルムとした後、横方向に９０〜１６０℃で１．３〜６倍延伸を行い、１５０〜２４０℃で１〜６００秒間熱処理を行うことが好ましい。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび／または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および／または横方向に０．１〜２０％弛緩する方法が好ましい。
【００２０】
このような延伸条件の中でも、配向角の変動を小さくして熱処理時のフィルムの平面性を保持するために、縦延伸の倍率を２．６倍以上３．１倍以下、横延伸の倍率を５．０倍以上、さらには熱処理温度（主結晶温度）を１８５℃以上とすることが好ましい。また、必要に応じて再縦延伸、再横延伸を付加することも可能である。延伸方法としては、逐次２軸延伸であっても同時２軸延伸であってもよく、同時２軸延伸法による延伸方法が好ましい。
【００２１】
本発明のポリエステルフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲であれば、その要求特性に応じて必要な特性、例えばオリゴマー発生の防止、帯電防止性、耐候性および表面硬度の向上のため、必要に応じて縦延伸終了後、横延伸のテンター入口前にコートをしてテンター内で乾燥する、いわゆるインラインコートを行ってもよい。また、フィルム製造後にオフラインコートで各種のコートを行ってもよい。このようなコートは片面、両面のいずれでもよい。コーティングの材料としては、オフラインコーティングの場合は水系および／または溶媒系のいずれでもよいが、インラインコーティングの場合は水系または水分散系が好ましい。
【００２２】
また、本発明のポリエステルフィルムには、本発明の効果を損なわない範囲であれば、他の熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等を混合することができる。また、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、顔料、蛍光増白剤等を混合することができる。
本発明のポリエステルフィルムに離型層を設置する場合、離型層を構成する材料は離型性を有するものであれば特に限定されるものではなく、硬化型シリコーン樹脂を主成分とするタイプでもよいし、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂等の有機樹脂とのグラフト重合等による変性シリコーンタイプ等を使用してもよい。それらの中でも、硬化型シリコーン樹脂を主成分とした場合に離型性が良好な点で良い。
【００２３】
硬化型シリコーン樹脂の種類としては、溶剤付加型・溶剤縮合型・溶剤紫外線硬化型、無溶剤付加型、無溶剤縮合型、無溶剤紫外線硬化型、無溶剤電子線硬化型等いずれの硬化反応タイプでも用いることができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、種々の諸物性、特性は以下のように測定、または定義されたものである。
【００２５】
（１）フィルム内における配向角の変動の測定
ポリエステルフィルムの端部からフィルム幅方向に、フィルム幅に対して０、３０、４０、５０、６０、７０、１００％の位置に相当する計７箇所よりそれぞれ６ｃｍ角の正方形サンプルを切り出し、７箇所のフィルムについて王子計測機器社製の自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）により配向角をそれぞれ測定し、配向角の最大値と最小値、フィルムの幅を用いて配向角の変動を求めた。続いてフィルム長手方向についても幅方向と同様にして７箇所のサンプルを切り出し、配向角の変動を求めた。フィルムがロール形状の場合には、長手方向について全長にわたって測定する必要はなく、２ｍ長を切り出して２ｍ長の長さ方向から７箇所のサンプルを切り出して測定すれば良い。このようにして幅方向、長手方向での配向角の変動を求め、最大の変動値をそのフィルムの配向角の変動とした。また、測定の際には全てのサンプルにおいて配向角の基準軸を同一とすることが重要であり、基準軸については任意に決定できる。
【００２６】
（２）加熱収縮率の測定
フィルムの幅方向、フィルム幅に対して１０、５０、９０％に相当する位置より１５ｍｍ幅×１５０ｍｍ長の短冊状にサンプルを切り出し、無張力状態にて１５０℃に設定されたオーブン（田葉井製作所製：熱風循環炉）中で３０分間の加熱処理を行い、加熱処理前後の長さを測微計により測定し、下記式にて熱収縮率を求めた。
加熱収縮率（％）＝［（ａ−ｂ）／ａ］×１００
（式中ａ，ｂはそれぞれ加熱前後のフィルム長さ（ｍｍ））
【００２７】
（３）Ｆ５値の測定
加熱収縮率の測定と同様の箇所より長さ５０ｍｍ、幅１５ｍｍの短冊フィルムを切り出し、（株）インテスコ製の引張試験機インテスコモデル２００１型を用いて温度２３℃、湿度５０％ＲＨに調節された室内において、５０ｍｍ／分の速度で引張り、５％伸張時の強度をＦ５値として求めた。
【００２８】
（４）異物個数の測定
幅７００ｍｍ、長さ１０ｍ（面積７ｍ^２）のポリエステルフィルムについて、クロスニコル法を用いた目視による異物検査を行い、検出された全異物の大きさを、光学顕微鏡を用いて測定し、長軸が１５０μｍ以上の大きさの異物個数、長軸が３０μｍ以上の大きさの異物個数をカウントした後、単位面積あたりに換算した。本実施例では、長尺サンプルにより異物検査を実施したが、例えばＡ４サイズのような小さな試料でも同様な手法により、異物個数の測定は可能である。
【００２９】
（５）フィルムヘーズの測定
ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、日本電色工業社製分球式濁度計ＮＤＨ−２０Ｄによりフィルムのヘーズを測定した。
【００３０】
（６）傷個数の測定
幅１５００ｍｍ、長さ１０ｍ（面積１５ｍ^２）のフィルム表面にハロゲンライトにて光を当て、目視にてフィルム表面を観察、輝点となって現れるキズの個数をカウントし、全てのキズについて光学顕微鏡にて幅を測定し、幅１０μｍ以上のキズの個数を算出した。本実施例では、長尺サンプルについて幅１０μｍ以上のキズ個数をカウントしたが、例えばＡ４サイズ程度の大きさのフィルムであっても、上記と同様な方法にて幅１０μｍ以上のキズ個数を測定することは可能である。
【００３１】
（７）ｂ値の測定
日本電色工業（株）製分光色色差計ＳＥ−２０００型を用いて、ＪＩＳＺ−８７２２の方法に準じて透過法によるｂ値を測定した。
【００３２】
（８）クロスニコル下での目視検査性
得られたポリエステルフィルムを用いて硬化型シリコーン樹脂（信越化学製「ＫＳ−７７９Ｈ」）１００部、硬化剤（信越化学製「ＣＡＴ−ＰＬ−８」）１部、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）／トルエン混合溶媒系２２００部より成る離型剤を塗工量が０．１ｇ／ｍｍ^２になるように塗布して１７０℃で１０秒間の乾燥を行い、離型フィルムを得た後、離型フィルムの幅方向が偏光フィルムの配向軸と平行となるように、粘着剤を介して離型フィルムを偏光フィルムに密着させ偏光板とし、密着させた離型フィルム上に配向軸がフィルム幅方向と直交するように検査用の偏光板を重ね合わせ、偏光板側より白色光を照射し、検査用の偏光板より１０人の検査員がそれぞれ目視にて観察し、クロスニコル下での目視検査性を下記基準に従い評価した。なお、測定の際には、得られたポリエステルフィルムの端部からフィルム幅方向に、フィルム幅に対して１０、５０、９０％の位置に相当する箇所よりそれぞれＡ４サイズのサンプルを切り出して実施した。
【００３３】
＜クロスニコル下での目視検査性・判定基準＞
（検査性良好） ◎＞○＞△＞×＞×× （検査性不良）
上記判定基準中、△以上のものが実使用上問題なく使用できるレベルである。
【００３４】
（９）異物認知性
硬化型シリコーン樹脂（信越化学製「ＫＳ−７７９Ｈ」）１００部、硬化剤（信越化学製「ＣＡＴ−ＰＬ−８」）１部、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）／トルエン混合溶媒系２２００部よりなる離型剤を塗工量が０．１ｇ／ｍｍ^２になるようにポリエステルの片面に塗布して１７０℃で１０秒間の乾燥を行い、離型フィルムを得た後、離型フィルムの幅方向が偏光フィルムの配向軸と平行となるように、公知のアクリル系粘着剤を介して離型フィルムを偏光フィルムに密着させ離形フィルム付きの偏光板を作成した。ここで、上記偏光板を作成する際、粘着剤と偏光フィルムとの間に５０μｍ以上の大きさを持つ黒色の金属粉（異物）を５０個／ｍ^２となるように混入させた。このようにして得られた異物を混入させた偏光板離型フィルム上に配向軸が離形フィルム幅方向と直交するように検査用の偏光板を重ね合わせ、偏光板側より白色光を照射し、検査用の偏光板より１０人の検査員がそれぞれ目視にて観察し、粘着剤と偏光フィルムとの間に混入させた異物を見いだせるかどうかを下記分類にて評価した。なお、測定の際には、得られたフィルムの中央部と両端部の計３カ所のフィルムを用いて評価し、目視検査性が最も良好であった箇所の結果をもって、そのフィルムの異物認知性とした。＜異物認知性分類基準＞
（異物認知性良好） ◎＞○＞△＞× （異物認知性不良）
上記判定基準中、△以上のものが実使用上問題なく使用できるレベルである。
【００３５】
実施例１
（ポリエステルチップの製造法）
ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール７０部、および酢酸カルシウム一水塩０．０７部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノール留去させエステル交換反応を行い、反応開始後、約４時間半を要して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次に、燐酸０．０４部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げて、最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減じて、最終的に０．０５ｍｍＨｇとした。４時間後、反応を終了し、常法に従い、チップ化して固有粘度が０．６５であるポリエステルＡを得た。
上記ポリエステルＡを製造する際、平均一次粒径０．７μｍの炭酸カルシウムを１００００ｐｐｍ添加し、ポリエステルＢを得た。
上記ポリエステルＡを製造する際、平均一次粒径２．４μｍの非晶質シリカを８０００ｐｐｍ添加し、ポリエステルＣを得た。
上記ポリエステルＡを製造する際、平均一次粒径６０ｎｍのδ型の酸化アルミニウムを２００００ｐｐｍ添加し、ポリエステルＤを得た。
【００３６】
（ポリエステルフィルムの製造）
上記ポリエステルＡ〜Ｄを表１に示す配合比でＡ層、Ｂ層用の混合原料とし、２台の二軸押出機に各々を供給し、２８５℃で溶融した後、Ａ層を最外層（表層）、Ｂ層を中間層として、全厚みに対して、Ａ層／Ｂ層／Ａ層＝１０％／８０％／１０％の厚み比となるように、２種３層の構成で２０℃に冷却したキャスティングドラム上に共押出し、冷却固化させて無配向シートを得た。次いで、１００℃にて縦方向に２．８倍延伸した後、テンター内で予熱工程を経て１２０℃で５．４倍の横延伸を施した後、２００℃で１０秒間の熱処理を行い、その後１８０℃で幅方向に１０％の弛緩を加え、幅３０００ｍｍ、厚み４０μｍのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムは、目視検査性や異物認知性に優れ実用性の高いポリエステルフィルムであった。
【００３７】
実施例２〜４
原料配合、製膜条件、フィルム厚みを表１記載のようにした以外は実施例１と同様にして製造し、ポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは、表１に示したような結果となり、それぞれで目視検査性や異物認知性に差があるものの、いずれも実用に適したフィルムであった。また、実施例２、３のフィルムにおいては、離型層設置後のフィルム平面性が請求項１や４のフィルムと比べて悪く、実用性はあるものの好ましいフィルムではなかった。
【００３８】
比較例１〜４
原料配合、製膜条件を表２記載の如くとした以外、実施例１と同様にして製
造しポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは目視検査性や異物認知性に差があるものの、何れも劣っており、ｂ値も高く、実用性に欠けたフィルムであった。また、比較例３〜４のフィルムは離型層設置工程において平面性の悪化が見られ、平面性の点においても実用性に欠けたフィルムであった。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【表２】

【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、偏光板のクロスニコル法による検査において、精度ある検査を実施できるような離形フィルム用ポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。

Claims

フィルム内における配向角の変動が３度／５００ｍｍ以下であり、１５０℃３０分間における加熱収縮率が５％以下、フィルム５％伸張時の強度（Ｆ５）が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする離型フィルム用２軸配向ポリエステルフィルム。