(57)【要約】  【課題】外観欠点が少なく、ＬＣＤに組み込まれた際に優れた表示品質を発現する光学フィルムの効率的かつ簡便な製造方法を提供する。  【解決手段】溶融押出法によって原料樹脂からフィルムを成形する。その際、原料樹脂を溶融押出機に投入される前にＴｇ−４０（℃）〜Ｔｇ＋２０（℃）（Ｔｇは原料樹脂のガラス転移温度を意味する）の温度範囲に予熱しておく。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融押出法によって原料樹脂からフィルムを成形するに当たり、原料樹脂を溶融押出機に投入される前にＴｇ−４０（℃）〜Ｔｇ＋２０（℃）（Ｔｇは原料樹脂のガラス転移温度を意味する）の温度範囲に予熱しておくことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
原料樹脂がノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーの共重合体からなることを特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の光学フィルムの製造方法に用いられる装置であって、溶融押出機の原料投入ホッパーに原料樹脂の温度調整装置が設けられていることを特徴とする光学フィルムの製造装置。
【請求項４】
請求項１記載の製造方法によって得られたフィルムであって、長径１００μm以上の外
観欠点の個数が１０個／ｍ2以下であることを特徴とする光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観欠点が少なく、例えば液晶表示装置（以下ＬＣＤと略記する）に組み込まれた際に優れた表示品質を発現する光学フィルム、その製造方法およびその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パソコン、ワードプロセッサ、携帯電話、携帯情報端末等の小型化・薄型化・軽量化に伴い、これらの電子機器に軽量・コンパクトという特長を生かしたＬＣＤが多く用いられるようになってきている。ＬＣＤには、その表示品質を保つために偏光フィルム等の各種フィルムが用いられている。また、携帯情報端末や携帯電話向けにＬＣＤを更に軽量化するため、ガラス基板の代わりにプラスチックフィルムを用いたＬＣＤも実用化されている。
【０００３】
ＬＣＤのように偏光を取り扱う装置に用いるプラスチックフィルムには、光学的に透明である他に光学的な均質性が求められる。更に、ガラス基板をプラスチックフィルムに代えたＬＣＤ用のプラスチックフィルム基板は、外部応力などによって、複屈折と厚みの積で表される位相差の変化が起こりにくいことが要求される。特にプラスチックフィルムを偏光子保護フィルムとして用いる場合は、広視野角化、大画面化のため上記のような特性が強く求められる。また、各種ＬＣＤ用光学フィルムへの応用の際にも、加工あるいは使用時の応力による位相差の変化が小さいことが求められる。
【０００４】
ＬＣＤに用いられるプラスチックフィルムは、一般的に、非晶性の熱可塑性樹脂からなり、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂等のエンジニアリングプラスチックスや、塩化ビニル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂等からなるフィルムが知られている。
【０００５】
上記非晶性の熱可塑性樹脂のなかでも、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、ガラス転移温度が比較的高く、光弾性定数が非常に小さいため、環境変化に対する位相差の安定性が優れていることから、位相差フィルムのベースポリマーとしてより好適に用いられる。
【０００６】
これらの熱可塑性樹脂は、流延（溶液キャスト）製膜法、カレンダー製膜法、溶融押出製膜法等によりフィルムに製膜され、このフィルムは縦方向もしくは横方向に延伸されて、位相差フィルムとなされる。
【０００７】
光学フィルムの高速生産性を考慮すると、溶融押出製膜法が最も効率的であるが、この方法では押出機に投入された粉状または粒状の樹脂が、押出機内で発生する剪断応力により架橋ゲルを生成し、製膜されたフィルムの外観を著しく低下させるという問題がある。これは、剪断応力により生成したポリマーラジカルが再結合するためと考えられている。このようなフィルム外観の低下は、外部滑剤の添加やシリンダー温度の高温設定により、或いは特許文献１のような低圧縮比スクリューの使用によりある程度抑制されることが知られている。
【０００８】
しかし、LCD等に用いられるような光学フィルムは、上記のようなフィルム外観低下の
抑制方法では、満足のいくものではなく、更なるフィルムクリーン化、外観品質向上が要求されている。
【特許文献１】特開２０００−２３３４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、外観欠点が少なく、ＬＣＤに組み込まれた際に優れた表示品質を発現する光学フィルムの効率的かつ簡便な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは以上の課題に鑑み、鋭意研究を行った結果、溶融押出法によって原料樹脂から光学フィルムを製膜するに当たり、溶融押出機に投入される原料樹脂の温度を特定範囲に調整しておくことにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、請求項１に係る発明は、溶融押出法によって原料樹脂からフィルムを成形するに当たり、原料樹脂を溶融押出機に投入される前にＴｇ−４０（℃）〜Ｔｇ＋２０（℃）（Ｔｇは原料樹脂のガラス転移温度を意味する）の温度範囲に予熱しておくことを特徴とする光学フィルムの製造方法である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、原料樹脂がノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーの共重合体からなることを特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の光学フィルムの製造方法に用いられる装置であって、溶融押出機の原料投入ホッパーに原料樹脂の温度調整装置が設けられていることを特徴とする光学フィルムの製造装置である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の製造方法によって得られたフィルムであって、長径１００μm以上の外観欠点の個数が１０個／ｍ2以下であることを特徴とする光学フィルムである。
【００１５】
特許請求の範囲及び明細書を通して、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）とは、樹脂をフィルム状に成形し、該フィルムに０．０１％の変形を周波数１０Ｈｚで与え、温度を２５℃から２５０℃まで昇温する動的粘弾性測定装置（ＲＳＡ）で得られた引っ張り損失弾性率Ｅ”のピークトップ温度を意味する。なお、樹脂のＴｇは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される変位温度を示すことが一般的であるが、樹脂をフィルム状に成形し延伸する場合においては、ＤＳＣのような静的な環境における変位温度ではなく、樹脂に対して応力のかかった動的な環境下での変位温度が重要となる。そこで、本発明の光学フィルムを構成する樹脂のＴｇは、原料樹脂をフィルム状に成形し延伸する前において、上記条件でＲＳＡにより測定されるＥ”のピークトップを示す温度を意味することとした。
【００１６】
本発明による光学フィルムの製造方法では、原料樹脂を溶融押出機に投入される前にＴｇ−４０（℃）〜Ｔｇ＋２０（℃）の温度範囲に予熱しておくが、その加熱方法、保温方法は特に限定されない。原料樹脂の予熱は、押出機投入直前であれば、押出機のホッパーで行っても良いし、ホッパー投入前に行っても良い。好適な加熱方法の例としては、樹脂の酸化防止効果もあることから、加熱した窒素を押出機の樹脂投入部からホッパー内に送り込む方法が挙げられる。
【００１７】
本発明の光学フィルムの原料樹脂としては、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーとの共重合体が好ましい。ノルボルネン系モノマーとしては、特開平５−３９４０３号公報、特開平５−２１２８２８号公報、特許第３０３８８２５号公報、特許第３０１
９７４１号公報、特許第３０３０９５３号公報等に記載されている公知のノルボルネン系モノマーで良く、特に限定されるものではないが、例えば、ノルボルネン、メタノオクタヒドロナフタレン、ジメタノオクタヒドロナフタレン、ジメタノドデカヒドロアントラセン、ジメタノデカヒドロアントラセン、トリメタノドデカヒドロアントラセン等；ジシクロペンタジエン、２，３−ジヒドロシクロペンタジエン、メタノオクタヒドロベンゾインデン、ジメタノデカヒドロベンゾインデン、メタノオクタヒドロフルオレン、ジメタノヒドロオクタフルオレン等が挙げられる。これらは置換基を有していても良い。置換基は、炭化水素基または極性基等であってよく、特に限定されるものではないが、例えば、アルキル基、アルキリデン基、アリール基等の炭化水素基；アルコキシカルボニル基、ハロゲン基、水酸基、カルボン酸基、無水酸基、エステル基、アミノ基、ピリジル基、シアノ基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の極性基が挙げられる。これらの置換基は、単独で存在しても良いし、２種類以上が併存しても良い。
【００１８】
置換基により置換されたノルボルネン系モノマーの具体例としては、特に限定されるものではないが、例えば、５−メチル−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノルボルネン、５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５，５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−シアノ−２−ノルボルネン、５−メチル−５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−５−メチル−２−ノルボルネン、６−メチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−エチリデン−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−クロロ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−シアノ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−ピリジル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−メトキシカルボニル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４−ジメタノ−１，４，４ａ，４ｂ，５，８，８ａ，９ａ−オクタヒドロフルオレン、５，８−メタノ−１，２，３，４，４ａ，５，８，８ａ−オクタヒドロ−２，３−シクロペンタジエノナフタレン、４，９：５，８−ジメタノ−３ａ，４，４ａ，５，８，８ａ，９，９ａ−オクタヒドロ−１Ｈ−ベンゾインデン、４，１１：５，１０：６，９−トリメタノ−３ａ，４，４ａ，５，５ａ，６，９，９ａ，１０，１０ａ，１１，１１ａ−ドデカヒドロ−１Ｈ−シクロペンタアントラセン等が挙げられる。これらのノルボルネン系モノマーは、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。
【００１９】
上記オレフィン系モノマーとしては特に限定されず、例えば、エチレンやα−オレフィン等の直鎖状オレフィン系モノマーや、シクロペンテン、シクロオクテン、５，６−ジヒドロジシクロペンタジエン等の環状オレフィン系モノマー等が挙げられる。
【００２０】
上記ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーの共重合体としては市販されている樹脂を使用することもできる。具体的には、日立化成社製、商品名「ＯＰＴＯＲＥＺ」；三井化学社製、商品名「ＡＰＥＬ」；チコナ社製、商品名「ＴＯＰＡＳ」等が挙げられる。
【００２１】
また、原料樹脂には、得られる光学フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性及び成形性等を向上させるために、フェノール系、リン系等の老化防止剤、フェノール系等の熱劣化防止剤、アミン系等の帯電防止剤、脂肪族アルコールのエステル、多価アルコールの部分エステルや高級脂肪酸、及び、これらのアミド等の滑剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤等を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。
【００２２】
さらに、本発明の目的を阻害しない範囲で必要に応じて、原料樹脂に２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２−（１−メチルシクロヘキシル）−４，６−ジメチルフェノール、２，２−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、トリス（ジ−ノニルフェニルホスファイト）等の酸化防止剤；ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン、２−（２’−ジヒドロキシ−４’−ｍ−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤；パラフィンフェノス、硬化油等の滑剤；ステアロアジトプロピルジメチル−β−ヒドロキシエチルアンモニウムトレート等の帯電防止剤等を添加してもよい。
【００２３】
本発明の光学フィルムの製造方法によれば、原料樹脂を溶融押出機に投入される前にＴｇ−４０（℃）〜Ｔｇ＋２０（℃）の温度範囲に予熱しておくことにより、押出機内で発生する剪断応力を最小限に抑制することができ、生成される架橋ゲルを光学フィルムの外観品質上問題のない程度まで少なくすることができる。これは、ゲル生成の直接要因である粒状または粉状の樹脂、即ち未溶融状態の固体樹脂での剪断を最小限に抑制することができるからである。原料樹脂の予熱温度がＴｇ−４０（℃）未満であると、押出機内に投入された固体樹脂が溶融するまでに大きな剪断力がかかり、生成したポリマーラジカルが再結合しやすくなるため、架橋ゲルが多く生じて製膜されたフィルムの外観に悪影響を及ぼす。原料樹脂の予熱温度がＴｇ＋２０（℃）よりも高いと、粒体または粉体である樹脂組成物が、押出機投入までに融着しやすくなり、一部が融解して樹脂供給が行われなくなるブリッジが生じることがある。
【００２４】
原料樹脂の予熱温度は、さらにＴｇ−３０（℃）〜Ｔｇ＋１０（℃）の温度範囲にあることが好ましく、Ｔｇ−２０（℃）〜Ｔｇ（℃）の温度範囲にあることがより好ましい。
【００２５】
本発明の光学フィルム製造方法において、スクリュー形状や、押出機のシリンダー温度、原料樹脂の供給方法について、特に限定はないが、上記のようなゲル生成を抑制する観点から、スクリュー形状としては、圧縮比Ｃｒ＜２．５の低圧縮タイプのフルフライトスクリューが好ましく、押出機のシリンダー温度は、樹脂のＴｇ＋１２０〜１５０（℃）の範囲であって、黄変や焼け焦げが発生しない値に設定することが好ましい。原料樹脂の供給方法については、振動ホッパー、強制フィーダー付ホッパー、窒素置換ホッパー等様々な装置が本発明の目的を損なわない範囲で使用可能である。飢餓フィード（ホッパーに樹脂を充満させて溶融押出を行った場合の吐出量より少ない量の樹脂をフィーダーで供給することにより溶融押出する方法）もゲル抑制に効果的である。
【００２６】
ゲル生成の要因となる押出機内での剪断応力を抑制するために、原料樹脂に滑剤を添加してもよく、添加方法については、内部添加、外部添加いずれでもよい。
【００２７】
本発明による光学フィルムの製造装置は、本発明による光学フィルムの製造方法に用いられる装置であって、溶融押出機の原料投入ホッパーに原料樹脂の温度調整装置が設けられていることを特徴とする。その加熱手段、保温手段は特に限定されない。
【００２８】
従来、加熱ヒーターと送風機を備えたホッパー内に乾燥空気を送り込むようにしたホッパードライヤーが使用されているが、これは吸湿性樹脂の除湿乾燥を目的とするものであり、架橋ゲルの生成を抑制することを企図したものではない。
【００２９】
請求項１記載の製造方法によって得られたフィルムは、好ましくは、長径１００μm以
上の外観欠点の個数が１０個／ｍ2以下であるフィルムである。このフィルムは、上述の
ように高い光学特性と物理特性とを両立していることから、光学フィルムとして好適に用いることができる。
【００３０】
外観欠点の個数は、マイクロスコープを用いて透過法で、２００ｍｍ×２５０ｍｍ×１０枚を観察し、長径１００μm以上のゲル起因の欠点をカウントし、これを単位面積当た
りに換算して算出する。
【００３１】
外観欠点の個数が１０個／ｍ2より多いと、光学フィルムとしてＬＣＤ等に用いられる
際に、表示品質を低下させることとなる。現在要求されているＬＣＤの表示品質を満たすためには、３個／ｍ2以下が好ましく、より好ましくは１個／ｍ2以下である。
【００３２】
本発明の光学フィルムの厚みは好ましくは１０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは３０μｍ〜２００μｍである。
【００３３】
本発明の光学フィルムは、光学特性を損なわない範囲で、偏光板や偏光子等との貼り合わせ性を向上させる目的で、表面の水による接触角が４０〜５０度程度になるように表面にコロナ放電処理等を施してもよい。
【００３４】
本発明の光学フィルムは、これに一軸又は二軸延伸して配向性を付与することにより、液晶物質を通過する際の光の歪みを補償する位相差補償フィルムに加工することができる。延伸処理方法としては特に限定されず、従来公知の方法が適用できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、原料樹脂を溶融押出機に投入される前に特定の温度範囲に予熱しておくことにより、押出機内で発生する剪断応力を最小限に抑制することができ、生成される架橋ゲルを光学フィルムの外観品質上問題のない程度まで少なくすることができ、これにより、外観欠点が少なく、ＬＣＤに組み込まれた際に優れた表示品質を発現する光学フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げることにより本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３７】
原料樹脂として、テトラシクロドデセンとエチレンの共重合体（三井化学社製の「ＡＰＬ６０１５Ｔ」）を用い、圧縮比２．０のフルフライトスクリューを具備した内径３０ｍｍの溶融押出機で厚み１００μｍのフィルムを製膜した。製膜に先立ち、予め１１０℃に加熱した原料樹脂を溶融押出機のホッパーに投入し、更に樹脂投入口からホッパー内に加熱した窒素ガスを送り込んで表１に示す温度まで投入樹脂を加熱した。原料樹脂の温度測定は下記（１）の方法に従って行った。ホッパーから溶融押出機内に原料樹脂を投入するには、ホッパーに樹脂を充満して樹脂の自重による自然投入とした。こうして得られたフィルムについて、ゲル個数（外観欠点）をカウントした。また、原料樹脂のＴｇ測定は下記（２）の方法に従って行った。これらの結果を表１に示した。
【００３８】
（１）原料樹脂の温度測定
押出機の樹脂投入口に熱電対を設置し、投入樹脂温度を測定した。ただし、測定時は、加熱窒素の送り込みを休止し、加熱窒素温度の影響のない真の投入樹脂温度を測定した。
【００３９】
（２）樹脂のＴｇ測定
厚さ４０μｍに溶融押出したフィルムを５ｍｍ×１００ｍｍに切り出してサンプルを作製し、引っ張り動的粘弾性測定装置（レオメトリック社製、ＲＳＡ  II）を用いて、フィルムに０．０１％の変形を周波数１０Ｈｚで与え、温度を２５℃から２５０℃まで昇温し
、各サンプルの動的粘弾性の温度依存性を測定した。これによって得られた引っ張り損失弾性率Ｅ”のピークトップを樹脂のＴｇと規定した。
【実施例２】
【００４０】
原料樹脂をノルボルネンとエチレンの共重合体（Ｔｉｃｏｎａ社製の「Ｔｏｐａｓ６０１３」）に変えた以外、実施例１と同様の操作を行い、得られたフィルムの評価を行った。それらの結果を表１に示した。
〔比較例１〕
【００４１】
原料樹脂を予め加熱せず、常温のまま機上ホッパーに投入した以外、実施例１と同様の操作を行い、得られたフィルムの評価を行った。それらの結果を表１に示した。
【表１】
2006096001.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のフィルム製造方法により、外観欠点の少ない光学フィルムを製膜することができ、得られた光学フィルムは、高い表示品質の要求される液晶表示用部材として好適に用いることができる。