(57)【要約】  【課題】フィルム上に略直線状に配列した凹部の深さをばらつきなく評価するための分析方法を提供すること。  【解決手段】  走査型白色干渉顕微鏡を用いてフィルム上に略直線状に配列した凹部の深さを測定する工程を有するフィルムの凹部の分析方法。ここで当該略直線状に配列した凹部のピッチは０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、深さは１〜５００ｎｍであることが好ましい。また、フィルムが長尺のフィルムであり、略直線状に配列した凹部の配列の向きが当該長尺のフィルムの流れ方向に対して０〜４５°であることが好ましい。凹部の深さを測定する工程の前に、フィルムの裏面から光を照射することによって凹部の位置を特定する工程を更に有することが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型白色干渉顕微鏡を用いてフィルム上に略直線状に配列した凹部の深さを測定する工程を有するフィルムの凹部の分析方法。
【請求項２】
略直線状に配列した凹部のピッチが０．１〜１０ｍｍである、請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
略直線状に配列した凹部の深さが１〜５００ｎｍである、請求項１または２に記載の分析方法。
【請求項４】
フィルムが長尺のフィルムであり、略直線状に配列した凹部の配列の向きが当該長尺のフィルムの流れ方向に対して０〜４５°である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項５】
凹部の深さを測定する工程の前に、フィルムの裏面から光を照射することによって凹部の位置を特定する工程を更に有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項６】
フィルムがキャストフィルムである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項７】
フィルムがポリビニルアルコールフィルムである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項８】
フィルムが偏光フィルム製造用の原反フィルムである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルムの凹部の分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャスト製膜法などによって製膜されたフィルムを偏光フィルム製造用の原反フィルム等の光学用フィルムとして使用すると、保護フィルムと貼り合わせた際に気泡が発生するなど、得られる偏光板等の光学製品に欠陥が生じ、商品として不合格となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１１５２６号公報
【特許文献２】特開２０１２−８２３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学製品の欠陥は使用される原反フィルムの欠点、特にフィルム上に略直線状に配列した凹部が原因であると考えられるが、当該凹部の深さの程度を把握するのは極めて困難である。従来は、当該凹部の深さの程度は数ヶ月以上の経験を積んだ熟練検査員による目視観察によって評価されていたが、経験の浅い検査員が評価する場合や、ある程度の熟練検査員であっても業務経験がそれほど長くない場合などにおいて評価結果にばらつきが生じる問題があった。
そこで、本発明は上記凹部の深さをばらつきなく評価するための分析方法を提供することを目的とする。
【０００５】
なお、フィルム内部の気泡やフィルムの膜面の液滴を観察するために微分干渉顕微鏡を使用することが知られている（特許文献１および２参照）。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成すべく本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、走査型白色干渉顕微鏡を用いれば上記凹部の深さをばらつきなく評価することができることを見出し、当該知見に基づいて更に検討を重ねて本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち本発明は
（１）走査型白色干渉顕微鏡を用いてフィルム上に略直線状に配列した凹部の深さを測定する工程を有するフィルムの凹部の分析方法、
（２）略直線状に配列した凹部のピッチが０．１〜１０ｍｍである、上記（１）の分析方法、
（３）略直線状に配列した凹部の深さが１〜５００ｎｍである、上記（１）または（２）の分析方法、
（４）フィルムが長尺のフィルムであり、略直線状に配列した凹部の配列の向きが当該長尺のフィルムの流れ方向に対して０〜４５°である、上記（１）〜（３）のいずれか１つの分析方法、
（５）凹部の深さを測定する工程の前に、フィルムの裏面から光を照射することによって凹部の位置を特定する工程を更に有する、上記（１）〜（４）のいずれか１つの分析方法、
（６）フィルムがキャストフィルムである、上記（１）〜（５）のいずれか１つの分析方法、
（７）フィルムがポリビニルアルコールフィルムである、上記（１）〜（６）のいずれか１つの分析方法、
（８）フィルムが偏光フィルム製造用の原反フィルムである、上記（１）〜（７）のいずれか１つの分析方法、
に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によればフィルム上に略直線状に配列した凹部の深さをばらつきなく評価するための分析方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】フィルムの裏面から光を照射することによって凹部の位置を特定する工程を示す概略図である。
【図２】凹部の深さの程度を目視評価する際の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のフィルムの凹部の分析方法は、走査型白色干渉顕微鏡を用いてフィルム上に略直線状に配列した凹部の深さを測定する工程を有する。当該凹部が得られる光学製品の欠陥の原因であると考えられ、その深さをばらつきなく評価することが重要であるが、従来、当該凹部の深さの程度を把握するのは極めて困難であった。これに対し、本発明の分析方法によれば当該凹部の深さをばらつきなく評価することができる。なお、当該凹部の発生原因については必ずしも明らかではなく、本発明を何ら限定するものではないが、フィルムをキャスト製膜する際に使用されるダイ内部やダイ吐出部で生じた樹脂劣化物の影響と推測される。
【００１１】
上記凹部のピッチに特に制限はないが、通常、０．１〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、１〜５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
【００１２】
上記凹部の深さに特に制限はないが、得られる光学製品の欠陥に対する影響が大きいことから、最深部における深さ（個々の凹部の開口部の最も高い部分とその凹部の最深部との差）として、１〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１０〜３００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００１３】
上記略直線状に配列した凹部の配列の向きに特に制限はないが、フィルムが長尺のフィルムである場合には当該長尺のフィルムの流れ方向（ＭＤ）に対する鋭角側の角度（絶対値）として、０〜４５°の範囲内であることが好ましく、０〜２０°の範囲内であることがより好ましく、０〜５°の範囲内であることが更に好ましい。
【００１４】
本発明の分析方法では走査型白色干渉顕微鏡を用いて上記凹部の深さを測定する工程を有する。公知の顕微鏡としては、レーザー顕微鏡、走査型白色干渉顕微鏡、原子間力顕微鏡などがあるが、上記フィルム上に略直線状に配列した凹部の深さをばらつきなく評価することができることから、本発明においては走査型白色干渉顕微鏡が使用される。
上記の走査型白色干渉顕微鏡の種類に特に制限はなく市販のものを使用することができ、例えば、ＺＹＧＯ社製の走査型白色干渉顕微鏡「Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ」６２００（光源：白色ＬＥＤ、垂直分解能：０．１ｎｍ）を用いることができる。この場合において、測定条件として例えば、Ｆｉｌｍ−Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓモードで対物レンズ：２．５倍、ズームレンズ：０．５倍、測定範囲：５．６４ｍｍ×４．２３ｍｍとすればよい。
【００１５】
本発明の分析方法において分析に供されるフィルムとしては、上記凹部の問題が発生しやすいキャストフィルムであることが好ましい。このようなキャストフィルムの代表例としては水酸基を含有する重合体フィルムが挙げられ、特にポリビニルアルコールフィルムが好ましい。
【００１６】
ポリビニルアルコールフィルムを構成するポリビニルアルコールとしては、例えば、ビニルエステルを重合して得られたポリビニルエステルをけん化して得られるポリビニルアルコール（未変性ポリビニルアルコール）；ポリビニルアルコールの主鎖にコモノマーをグラフト共重合させた変性ポリビニルアルコール；ビニルエステルとコモノマーとを共重合させた変性ポリビニルエステルをけん化することにより製造された変性ポリビニルアルコール；未変性ポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールの水酸基の一部をホルマリン、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類で架橋した、いわゆるポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。
【００１７】
ポリビニルアルコールの製造に用いられる上記のビニルエステルとしては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが挙げられる。これらの中でもポリビニルアルコールの製造の容易性、入手容易性、コスト等の点から、酢酸ビニルが好ましい。
【００１８】
変性ポリビニルアルコールの製造に使用される上記のコモノマーは、主としてポリビニルアルコールの変性を目的に共重合されるものである。このようなコモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等のオレフィン類；アクリル酸またはその塩；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルへキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸またはその塩；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｉ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２−エチルへキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル類；アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、Ｎ−メチロールアクリルアミドまたはその誘導体等のアクリルアミド誘導体；メタクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、Ｎ−メチロールメタクリルアミドまたはその誘導体等のメタクリルアミド誘導体；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルアミド類；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｉ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物；マレイン酸またはその塩もしくはエステル；イタコン酸またはその塩もしくはエステル；ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物；酢酸イソプロペニルなどを挙げることができる。これらの中でもα−オレフィン（例えば、炭素数２〜３０のα−オレフィン等）、不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体が好ましく、α−オレフィンがより好ましく、エチレンが特に好ましい。
変性ポリビニルアルコールにおいてコモノマーによる変性量は変性ポリビニルアルコールを構成する全構造単位のモル数に基づいて１５モル％以下であることが好ましく、５モル％以下であることがより好ましい。
【００１９】
ポリビニルアルコールの重合度は、特に制限されないが、その耐久性などの点から、１０００以上であることが好ましく、２０００以上であることがより好ましい。また、均質なポリビニルアルコールフィルムの製造の容易性、延伸する際の延伸性などの点から、ポリビニルアルコールの重合度は、８０００以下であることが好ましく、６０００以下であることがより好ましい。なお、本明細書でいうポリビニルアルコールの重合度は、ＪＩＳ  Ｋ６７２６−１９９４の記載に準じて測定される平均重合度を意味し、ポリビニルアルコールを再けん化し、精製した後に３０℃の水中で測定した極限粘度から求めることができる。
【００２０】
ポリビニルアルコールのけん化度は、特に制限されないが、耐久性などの点から、９８モル％以上であることが好ましく、９９モル％以上であることがより好ましく、９９．２モル％以上であることが特に好ましい。なお、本明細書におけるポリビニルアルコールの「けん化度」とは、ポリビニルアルコールが有する、けん化によってビニルアルコール単位に変換されうる構造単位（典型的にはビニルエステル単位）とビニルアルコール単位との合計モル数に対して当該ビニルアルコール単位のモル数が占める割合（モル％）をいう。けん化度はＪＩＳ  Ｋ６７２６−１９９４に記載の方法により測定することができる。
【００２１】
ポリビニルアルコールフィルムは可塑剤を含むことが好ましい。ポリビニルアルコールフィルムが可塑剤を含むことにより偏光フィルムを製造する際の染色性や延伸性が向上するとともに、ポリビニルアルコールフィルム製造時の工程通過性も向上する。可塑剤としては多価アルコールが好ましく、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン等を挙げることができ、これらの可塑剤は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも延伸性の向上効果に優れる点から、グリセリン、ジグリセリン、またはエチレングリコールがより好ましく使用される。
【００２２】
ポリビニルアルコールフィルムにおける可塑剤の含有量としては、ポリビニルアルコール１００質量部に対して１〜３０質量部が好ましく、３〜２５質量部がより好ましく、５〜２０質量部がさらに好ましい。上記含有量が１質量部より少ないと、偏光フィルムを製造する際の染色性や延伸性が低下する場合があり、３０質量部より多いと、ポリビニルアルコールフィルムが柔軟になりすぎて取り扱い性が低下する場合がある。
【００２３】
ポリビニルアルコールフィルムは、その製造に使用される乾燥ロールからの剥離性の向上、ポリビニルアルコールフィルムの取り扱い性の向上などの点から、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤の種類に特に制限はないが、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤が好ましく用いられる。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリン酸カリウム等のカルボン酸型、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、オクチルサルフェート等の硫酸エステル型、ドデシルベンゼンスルホネート等のスルホン酸型などが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレンラウレート等のアルキルエステル型、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル等のアルキルアミン型、ポリオキシエチレンラウリン酸アミド等のアルキルアミド型、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル等のポリプロピレングリコールエーテル型、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド型、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル等のアリルフェニルエーテル型などが挙げられる。
これらの界面活性剤は１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２４】
ポリビニルアルコールフィルムにおける界面活性剤の含有量としては、ポリビニルアルコール１００質量部に対して０．０１〜１質量部が好ましく、０．０２〜０．５質量部がより好ましく、０．０５〜０．３質量部が特に好ましい。上記含有量が０．０１質量部より少ないと剥離性や取り扱い性の向上効果が現れにくくなることがあり、一方、１質量部より多いと界面活性剤がポリビニルアルコールフィルム表面に溶出してブロッキングの原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【００２５】
ポリビニルアルコールフィルムは、ポリビニルアルコール、可塑剤、および界面活性剤以外の他の成分、例えば、安定化剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等）、相溶化剤、ブロッキング防止剤、難燃剤、帯電防止剤、滑剤、分散剤、流動化剤、抗菌剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリビニルアルコールフィルムにおけるポリビニルアルコールの含有率は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることがさらに好ましい。
【００２６】
本発明の分析方法において分析に供されるフィルムの形状に特に制限はないが、長尺のフィルムであることが好ましい。当該長尺のフィルムの長さとしては、例えば、４０００〜３００００ｍの範囲内とすることができる。長尺のフィルムは、通常、コアに巻き取られてなるフィルムロールの形態で輸送ないし保管されることが多く、このような場合に使用されるコアとしてはアルミニウム等の金属製のものを好ましく使用することができる。当該コアの直径は、例えば、５〜１０インチの範囲内とすることができる。
【００２７】
上記フィルムの幅に特に制限はなく０．５〜８ｍの範囲内とすることができるが、当該フィルムを偏光フィルム製造用の原反フィルム等の光学用フィルムの用途に使用する場合に、近年より広幅のフィルムが求められることがあることから、当該幅は２〜７ｍの範囲内であることが好ましく、２．５〜６ｍの範囲内であることがより好ましく、３〜５ｍの範囲内であることが更に好ましい。
【００２８】
上記フィルムの厚みに特に制限はなく、１０〜３００μｍの範囲内とすることができ、特に当該フィルムを偏光フィルム製造用の原反フィルム等の光学用フィルムの用途に使用する場合などにおいては、２０〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２５〜６０μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２９】
本発明の分析方法では走査型白色干渉顕微鏡を用いるが、当該走査型白色干渉顕微鏡を用いて上記凹部の深さを測定する前に、測定対象となるフィルムの裏面から光を照射することによって当該凹部の位置を予め特定しておくと上記走査型白色干渉顕微鏡による測定を効率的に行うことができ好ましい。この場合において、フィルムを、例えばその流れ方向（ＭＤ）に連続的に移動させながら、裏面から照射する光とフィルムの裏面側に配置されたフィルター等によって生じた暗部との境界部を通過した時の凹部を確認すればその位置の特定がより効率的に行われ好ましい。このようにして位置が予め特定された凹部近傍のフィルムを切り出して上記走査型白色干渉顕微鏡で測定すれば、その測定操作がより容易になる。
【００３０】
上記のようにして凹部の位置を特定した後、走査型白色干渉顕微鏡を用いて上記凹部の深さを測定する前に、フィルムに対して熱処理を施すことが好ましい。熱処理を施すことによりフィルムに生じたシワを低減することができ、上記凹部の深さをよりばらつきなく評価することができる。当該熱処理の温度としてはフィルムの種類などにもよるが、例えば５０〜８０℃の範囲内とすることができる。熱処理の時間としては、例えば５分〜１時間の範囲内とすることができる。
【００３１】
本発明の分析方法によって測定された凹部の深さに基づいてフィルムの品質を評価することができる。フィルムの品質の評価基準はそのフィルムの用途などに応じて適宜設定することができ、例えば走査型白色干渉顕微鏡の視野内に観察される複数の凹部のうち、深さの一番深い凹部の深さに基づいて評価することができ、例えば当該深さがより浅いものを品質がよいフィルムとして評価することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００３３】
［実施例１］
分析に用いられるフィルムとして、けん化度：９９．３モル％、重合度：２４００の未変性ポリビニルアルコールを用いてキャスト製膜によって得られた長尺のフィルム（長さ：１００００ｍ、幅：３ｍ、厚み：７５μｍ、フィルムロールの形態のもの）を用いた。
上記のフィルム（フィルムロールから巻き出したフィルム）を、図１のように、その流れ方向に連続的に移動させながら、裏面から照射する光とフィルムの裏面側に配置されたフィルターによって生じた暗部との境界部を通過した時の凹部の位置を特定し、その凹部近傍のフィルム（１３ｃｍ×８ｃｍ）を切り出した。ここで上記凹部はフィルム上に実質的に流れ方向に直線状に配列したものであり、そのピッチは３ｍｍであった。
【００３４】
上記切り出されたフィルム（サンプル）について、それを斜めに傾けて図２のようにフィルムの裏面側から蛍光灯の光を当て、その凹部の深さの程度を業務経験３年のＡ検査員が確認し、その時のレベルを深さが浅い方から順に評価１〜８の８段階で当該Ａ検査員が目視評価した。
【００３５】
上記のようにしてＡ検査員が評価２〜８と目視評価した、凹部の深さの程度の異なる７枚のサンプルそれぞれについて、ステンレス枠（外枠：１３ｃｍ×８ｃｍ、内枠：１１ｃｍ×５ｃｍ）に挟んでダブルクリップ（大口幅：３２ｍｍ）で挟み、乾燥機中で６５℃で１０分間熱処理を行い、フィルムのシワを取り除いた。フィルム上のシワが無くなったら走査型白色干渉顕微鏡を用いて凹部の深さを測定した。
上記の測定にはＺＹＧＯ社製の走査型白色干渉顕微鏡「Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ」６２００（光源：白色ＬＥＤ、垂直分解能：０．１ｎｍ；なお、測定条件は、Ｆｉｌｍ−Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓモードで対物レンズ：２．５倍、ズームレンズ：０．５倍、測定範囲：５．６４ｍｍ×４．２３ｍｍとした。）を用いた。分析では顕微鏡の視野内の凹部のうち、深さの一番深い凹部について、その深さを記録した。同一のサンプルについて任意の３ヶ所で上記のように深さを記録し、その平均値を求めて凹部の深さの程度を評価した。以上の結果を表１に示した。
【００３６】
［比較例１］
実施例１においてＡ検査員が評価２〜８と目視評価した、凹部の深さの程度の異なる７枚のサンプルそれぞれについて、Ａ検査員の代わりに、業務経験がそれぞれ１ヶ月、８ヶ月、１年６ヶ月のＢ〜Ｄ検査員によって、実施例１と同様にして目視評価を行った。Ｃ検査員については各サンプルについて２回ずつ目視評価を行った。その結果を表１に示した。
【００３７】
【表１】
2014153186.tif 000002
【００３８】
以上の結果から明らかなように、走査型白色干渉顕微鏡を用いる本発明の分析方法により、業務経験の長いＡ検査員の目視評価結果と一致する評価をばらつきなく行うことができた。これに対し、業務経験がＡ検査員より短いＢ〜Ｄ検査員の目視評価結果ではＡ検査員の目視評価結果と異なる部分があった。
【符号の説明】
【００３９】
１  蛍光灯
２  フィルター
３  フィルム
４  凹部
５  検査員
６  蛍光灯
７  フィルム
８  凹部
９  検査員
【図１】
2014153186.tif 000003
【図２】
2014153186.tif 000004