(57)【要約】【課題】  ＬＣＤ向けプリズムシート用の基材として使用した際に、いわゆるヘーズむらやヘーズすじが影響せず、高品質な画像を与えることができるポリエステルフィルムを提供する。【解決手段】  少なくとも３層のポリエステル層からなるフィルムであり、両側の表層が極限粘度０．７０以上のポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とするポリエステル層からなり、両側の表層が、共重合成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノールを２．０〜１０．０モル％の範囲で含有することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３層のポリエステル層からなるフィルムであり、両側の表層が極限粘度０．７０以上のポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とするポリエステル層からなり、両側の表層が、共重合成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノールを２．０〜１０．０モル％の範囲で含有することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリエステルフィルムに関するものであり、詳しくは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）向けプリズムシートの基材などに好適に用いられるポリエステルフィルムであって、ヘーズむらやヘーズすじがなく、高品質な画像を与えることができる光学用として好適なポリエステルフィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルフィルムは、近年、特に各種光学用フィルムに多く使用され、ＬＣＤ部材としてのプリズムシート、光拡散シート、反射板、タッチパネル等のベースフィルムや反射防止用ベースフィルムやディスプレイの防爆用ベースフィルム、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略記する場合がある）フィルター用フィルム等の各種用途に用いられている。
【０００３】
これらの光学製品において、明るく鮮明な画像を得るために、光学用フィルムとして用いられるベースフィルムはその使用形態から透明性が良好で、かつ画像に影響を与える、いわゆるヘーズむらやヘーズすじ等の欠陥がないことが必要となる。
【０００４】
ポリエステルフィルムの製造工程は、通常シート状に溶融押出し、急冷固化して得た無定形シートを縦方向および横方向に延伸し、熱処理を行って得られる。これらの工程で冷却や延伸の均一性が十分でないと、ヘーズむらやヘーズすじが発生し、光学用に使用した場合に画像の劣化を招いてしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１４３５６号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６７５６号公報
【特許文献３】特開２００７−７７２２０号公報
【特許文献４】特開２００７−７７２１９号公報
【特許文献５】特開２００７−３１４９７号公報
【特許文献６】特開２００７−３１４９６号公報
【特許文献７】特開２００７−３０２７８号公報
【特許文献８】特開２００６−１６９４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、ＬＣＤ向けプリズムシート用の基材として使用した際に、ヘーズむらやヘーズすじが影響せず、高品質な画像を与えることができるポリエステルフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、少なくとも３層のポリエステル層からなるフィルムであり、両側の表層が極限粘度０．７０以上のポリエチレンテレフタレートを主たる構成成分とするポリエステル層からなり、両側の表層が、共重合成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノールを２．０〜１０．０モル％の範囲で含有することを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに存する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＬＣＤ向けプリズムシート用の基材として使用した際に、ヘーズむらやヘーズすじが影響せず、高品質な画像を与えることができるポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明においてポリエステルフィルムに使用するポリエステルは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものを指す。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）等が例示される。
【００１１】
本発明においては、両側の表層を構成するポリエステルフィルムが、ポリエチレンテレフタレート構成成分以外の共重合成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノールを２．０〜１０．０モル％含有することが必要である。両側表層における共重合成分の１，４−シクロヘキサンジメタノール含有モル比は、好ましくは２．５〜１０．０モル％、さらに好ましくは３．０〜８．０モル％の範囲内である。ここで共重合成分が１，４−シクロヘキサンジメタノールに限定される理由は、当該成分を所定範囲で含有することにより、ポリマーの配向や厚さムラによるヘーズむらやヘーズすじを効率的に低減することができ、しかもフィルムの平面性や耐熱性、寸法安定性を高度に維持できる点で好ましいからである。
【００１２】
かかる共重合成分を含有させる方法としては、フィルムを製造する原料として所定量の共重合成分として含有する共重合ポリエステルを使用してもよいし、所定量より多い共重合成分を含有する共重合ポリエステルと、共重合成分が少ない含有量の共重合ポリエステルまたはホモポリエステルとをブレンドして得られる原料を用いてもよい。
【００１３】
本発明におけるポリエステルは、従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とジオールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとジオールとを従来公知のエステル交換触媒で反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。重合触媒としては、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物等公知の触媒を使用してよいが、好ましくはアンチモン化合物の量を零またはアンチモンとして１００ｐｐｍ以下にすることによりフィルムのくすみを低減したものが好ましい。
【００１４】
なお、本発明で用いるポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、必要に応じて加熱減圧下または窒素等不活性気流中にさらに固相重合を施してもよい。得られるポリエステルの固有粘度は０．４０ｄｌ/ｇ以上であることが好ましく、０．４０〜０．９０ｄｌ/ｇであることがさらに好ましい。
【００１５】
本発明で用いるポリエステルには、易滑性付与を主たる目的として粒子を配合してもよい。配合する粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではなく、具体例としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、酸化珪素、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の粒子が挙げられる。また、特公昭５９−５２１６号公報、特開昭５９−２１７７５５号公報等に記載されている耐熱性有機粒子を用いてもよい。この他の耐熱性有機粒子の例として、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。さらに、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。粒子を添加する層は両表層のみであってもよいが、中間層に添加することも差し支えない。
一方、使用する粒子の形状に関しても特に限定されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いてもよい。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて２種類以上を併用してもよい。
【００１６】
また、用いる粒子の平均粒径は、通常０．０１〜５μｍが好ましい。平均粒径が０．０１μｍ未満の場合には、粒子が凝集しやすく、分散性が不十分な場合があり、一方、５μｍを超える場合には、フィルムの表面粗度が粗くなりすぎて、透明性に劣るようになってしまう。
【００１７】
さらに、ポリエステル中の粒子含有量は、フィルムを構成する全ポリエステルに対し、通常０．０００３〜１．０重量％、好ましくは０．０００５〜０．５重量％の範囲である。粒子含有量が０．０００３重量％未満の場合には、フィルムの易滑性が不十分な場合があり、一方、１．０重量％を超えて添加する場合にはフィルムの透明性が不十分な場合がある。
【００１８】
ポリエステル中に粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応の前が好ましい。また、ベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
【００１９】
なお、本発明のポリエステルフィルム中には、上述の粒子以外に必要に応じて従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、帯電防止剤、染料、顔料等を添加することができる。用途に応じては、紫外線吸収剤等を含有させてもよい。ここで紫外線吸収剤、染料等の添加剤を添加する場合には積層フィルムの中間層に配合することが好ましい。
【００２０】
本発明のポリエステルフィルムの厚さは、加工時の腰の観点から、通常５０〜５００μｍ、好ましくは、１００〜４００μｍ、さらに、好ましくは、１００〜２５０μｍの範囲である。
【００２１】
本発明のポリエステルフィルムは、少なくとも３層からなる二軸配向積層フィルムであって、両側の表層を構成するポリエステル層の極限粘度０．７０以上であることが必要である。表層の極限粘度が０．７０未満では、フィルムのヘーズむらやヘーズすじが発生するようになる。表層の極限粘度の上限については、通常０．８３以下、好ましくは０．８１以下、さらに好ましくは０．８０以下である。極限粘度が０．８３を超えると、フィルムのスリット性が悪化することがある。
【００２２】
本発明のフィルムは、少なくとも３層からなる積層構造であることが必要である。その際両側の表層厚さは、片側のみの厚さで好ましくは３μｍ以上さらに好ましくは５μｍ以上である。かかる厚さが３μｍ未満では、共重合成分として１，４−シクロヘキサンジメタノールを含有していてもヘーズむらやヘーズすじ改良の効果が乏しくなる傾向がある。
【００２３】
以下、本発明のポリエステルフィルムの製造方法に関して具体的に説明するが、本発明の要旨を満足する限り、本発明は以下の例示に限定されるものではない。まず、公知の手法により乾燥したまたは未乾燥のポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および／または液体塗布密着法が好ましく採用される。本発明においては、このようにして得られたシートを２軸方向に延伸してフィルム化する。延伸条件について具体的に述べると、前記未延伸シートを、好ましくは縦方向に７０〜１４５℃で２〜６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２〜６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。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。
【００２４】
本発明においては、前記の通りポリエステルの溶融押出機を２台または３台以上用いて、いわゆる共押出法により３層以上の積層フィルムとすることができる。層の構成としては、Ａ原料とＢ原料とを用いたＡ／Ｂ／Ａ構成、さらにＣ原料を用いてＡ／Ｂ／Ｃ構成またはそれ以外の構成のフィルムとすることができる。例えばＡ原料として特定の粒子を用いてＡ層の表面形状を設計し、Ｂ原料としては粒子を含有しない原料を用い、Ａ／Ｂ／Ａ構成のフィルムとすることができる。この場合Ｂ層の原料を自由に選択できることからコスト的な利点などが大きい。また当該フィルムの再生原料をＢ層に配合しても表層であるＡ層により表面粗度の設計ができるので、さらにコスト的な利点が大きくなる。
【００２５】
本発明のフィルムは、光学用フィルムとして特にその優れた効果を発揮するが、その具体的な部材としては、液晶ディスプレイ用プリズムシートの高度な透明性を必要とする基材として有効に使用される。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた測定法は次のとおりである。
【００２７】
（１）ポリエステルの固有粘度（ＩＶ）の測定
ポリエステル１ｇを精秤し、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒１００ｍｌを加えて溶解させ、３０℃で測定した。
【００２８】
（２）第三成分（共重合成分）含有量の測定
樹脂試料を重水化クロロホルム／ヘキサフルオロイソプロパノール（重量比７／３）の混合溶媒に濃度３重量％となるように溶解させた溶液について、核磁気共鳴装置（日本電子社製「ＪＮＭ−ＥＸ２７０型」）を用いて、１Ｈ−ＮＭＲを測定して各ピークを帰属し、ピークの積分値から共重合成分の含有量を算出した。
【００２９】
（３）平均粒径（ｄ５０：μｍ）の測定
遠心沈降式粒度分布測定装置（株式会社島津製作所社製ＳＡ−ＣＰ３型）を使用して測定した等価球形分布における積算（重量基準）５０％の値を平均粒径とした。
【００３０】
（４）フィルムヘーズ
日本電色工業社製、濁度計ＮＤＨ２０００を用いて、ＪＩＳ―Ｋ７１３６に準じ、フィルムヘーズを測定した。
【００３１】
（５）外観品質（ヘーズむら／ヘーズすじ）
蛍光灯灯下（白色光源）において試料フィルムを目視観察し、以下の基準により判定を行なった。
《判定基準》
○：ヘーズむら・ヘーズすじがなく良好である
×：ヘーズむら・ヘーズすじは僅かに観察され使用上好ましくない
××：ヘーズむら・ヘーズすじが明確で使用上好ましくない
以下に実施例/比較例を示すが、これに用いたポリエステルの製造方法は次の通りである。
【００３２】
〈ポリエステルの製造〉
＜ポリエステル（ａ）の製造方法＞
テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール１００重量部とを出発原料とし、反応開始温度を１５０℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、３時間後に２３０℃とした。４時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．８５に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステル（ａ）の極限粘度は０．８５、ジエチレングリコール含有量は１．０モル％であった。
【００３３】
＜ポリエステル（ｂ）の製造方法＞
ポリエステル（ａ）の製造方法において、テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール１２０重量部とを出発原料とし、極限粘度０．６４に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル（ａ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル（ｂ）を得た。
【００３４】
＜ポリエステル（ｃ）の製造方法＞
ポリエステル（ｂ）の製造方法において、エチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加後、エチレングリコールに分散させた平均粒子径２．３μｍのシリカ粒子を０．４８部加え、極限粘度０．６１に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル（ｂ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル（ｃ）を得た。
【００３５】
＜ポリエステル（ｄ）の製造方法＞
ポリエステル（ａ）の製造方法において、エチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加後、エチレングリコールに分散させた平均粒子径３．４μｍのシリカ粒子を０．９７部を加えて、極限粘度０．６２に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル（ａ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル（ｄ）を得た。
【００３６】
＜ポリエステル（ｅ）の製造方法＞
ポリエステル（ｅ）においては、ポリエステル（ａ）の製造方法において、エチレングリコール１００重量部をエチレングリコール６８重量部と１，４シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）３２重量部とに変更した以外は、上述のポリエステル（ａ）と同様にしてポリエステル（ｅ）を得た。このポリエステル（ｅ）の極限年度は０．８３であった。
【００３７】
＜ポリエステル（ｆ）の製造方法＞
ポリエステル（ｆ）においては、ポリエステル（ａ）の製造方法において、テレフタル酸ジメチル１００重量部をテレフタル酸ジメチル７８重量部とイソフタル酸ジメチル２２重量部とに変更した以外は、上述のポリエステル（ａ）と同様にしてポリエステル（ｆ）を得た。このポリエステル（ｆ）の極限粘度は０．７２であった。
【００３８】
実施例１：
上記ポリエステル（ａ）４５部と（ｄ）２５部と（ｅ）３０部を混合した原料をＡ層の原料とし、ポリエステル（ｂ）をＢ層の原料として、３台の押出機に各々を供給し、各々２８５℃で溶融した後、Ａ層を最外層（表層）、Ｂ層を中間層として、４０℃に冷却したキャスティングドラム上に、２種３層（Ａ／Ｂ／Ａ）の層構成で共押出し冷却固化させて無配向シートを得た。次いで、ロール周速差を利用してフィルム温度８１℃で縦方向に３．３倍延伸した後、テンターに導き、横方向に１２０℃で３．６倍延伸し、２２５℃で熱処理を行った後、横方向に２％弛緩し、厚さ１００μｍの積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、５／９０／５μｍであった。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７２、Ｂ層のポリエステルの極限粘度は０．５９であった。
【００３９】
（塗布剤の組成：重量比）
ｎ／ｏ／ｐ／ｑ＝４７／２０／３０／３
ここでｎは、テレフタル酸／イソフタル酸／５−ソジウムスルホイソフタル酸／エチレングリコール／ジエチレングリコール／トリエチレングリコール＝３１／１６／３／２２／２１（モル比）のポリエステル分散体；ｏは、メチルメタクリレート／エチルアクリレート／アクリルニトリル／Ｎ−メチロールメタアクリルアミド＝４５／４５／５／５（モル比）の乳化重合体（乳化剤：アニオン系界面活性剤）；ｐは、ヘキサメトキシメチルメラミン（メラミン系架橋剤）；ｑは、粒子径０．０６μｍの酸化ケイ素の水分散体（無機粒子）である。
【００４０】
実施例２：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ａ）５５部と（ｄ）２５部と（ｅ）２０部を混合した原料を使用した以外は実施例１と同様にして、厚み１００μｍのポリエステルフィルムを得た。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７２であった。
【００４１】
実施例３：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ａ）６８部と（ｄ）２５部と（ｅ）７部を混合した原料を使用した以外は実施例１と同様にして、厚み１００μｍのポリエステルフィルムを得た。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７２であった。
【００４２】
比較例１：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ａ）３０部と（ｄ）２５部と（ｆ）４５部を混合した原料を使用した以外は実施例１と同様にして、厚み１００μｍのポリエステルフィルムを得た。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．６７であった。
【００４３】
比較例２：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ａ）７５部と（ｄ）２５部とを混合した原料を使用し合計厚さ１０３μｍの積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、７／８９／７μｍであった。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７２、Ｂ層のポリエステルの極限粘度は０．５９であった。
【００４４】
比較例３：
実施例１において合計厚み１７６μｍの（Ａ／Ｂ／Ａ）積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、１８／１４０／１８μｍであった。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７２、Ｂ層のポリエステルの極限粘度は０．５９であった。
【００４５】
比較例４：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ａ）９４部とポリエステル（ｃ）６部とを混合した原料を使用し、合計厚み２５０μｍの（Ａ／Ｂ／Ａ）積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、２０／２１０／２０μｍであった。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７６、Ｂ層のポリエステルの極限粘度は０．５９であった。
【００４６】
比較例５：
ポリエステル（ａ）７５部とポリエステル（ｄ）２５部とを混合した原料を用いて、１台の押出機を用いて厚み１７５μｍの単層のフィルムを作成した。製膜条件は実施例１と同様とした。表層のポリエステルの極限粘度は０．７２であった。
【００４７】
比較例６：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ｂ）８５部とポリエステル（ｄ）１５部とを混合した原料を使用し、合計厚み１００μｍの（Ａ／Ｂ／Ａ）積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、７／８６／７μｍであった。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．５８、Ｂ層のポリエステルの極限粘度は０．５９であった。
【００４８】
比較例７：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ｂ）９０部とポリエステル（ｄ）１０部とを混合した原料を使用し、合計厚み１８８μｍの（Ａ／Ｂ／Ａ）積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの各層の厚みは、１３／１６１／１３μｍであった。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．５８、Ｂ層のポリエステルの極限粘度は０．５９であった。
【００４９】
比較例８：
実施例１においてＡ層原料としてポリエステル（ａ）６５部と（ｄ）２５部と（ｆ）１０部を混合した原料を使用した以外は実施例１と同様にして、厚み１００μｍのポリエステルフィルムを得た。また同条件で押出したＡ層のポリエステルの極限粘度は０．７１であった。
【００５０】
以上、得られた結果をまとめて下記表１〜３に示す。本発明の要件を満たすフィルムは、液晶ディスプレイ向けプリズムシート用やレンズシート基材として使用した際に、フィルムに起因するヘーズむらやヘーズすじがなく、高品質な画像を与えることができ光学用としての適性が高いことがわかる。
【００５１】
【表１】
2011194592.tif 000002
【００５２】
【表２】
2011194592.tif 000003
【００５３】
【表３】
2011194592.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のフィルムは、例えば、光学用のフィルムとして好適に利用することができる。