(57)【要約】【課題】本発明は、溶融押出成形された、長尺であって、表面性のよい光学フィルム及びその製造方法を提供する。【解決手段】非晶質熱可塑性樹脂が溶融押出成形された長尺の光学フィルムであって、長さが５００ｍ以上あり、表面粗さが、最大粗さＲｔ表記で０．３μｍ以下であることを特徴とする光学フィルム及びＴダイリップエッジ部分に存在する凹部のダイリップの幅方向の長さをＡ、リップランド方向の長さをＢとしたときに、Ａ≦１００μｍ、Ｂ≦１５μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１５の凹部のみが存在するＴダイを用いて、溶融押出成形することを特徴とする光学フィルムの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質熱可塑性樹脂が溶融押出成形された長尺の光学フィルムであって、長さが５００ｍ以上あり、表面粗さが、最大粗さＲｔ表記で０．３μｍ以下であることを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
熱可塑性樹脂が熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルム。
【請求項３】
更に、紫外線吸収剤が添加されており、波長３８０ｎｍの光線の透過率が３％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学フィルム。
【請求項４】
Ｔダイリップエッジ部分に存在する凹部のダイリップの幅方向の長さをＡ、リップランド方向の長さをＢとしたときに、Ａ≦１００μｍ、Ｂ≦１５μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１５の凹部のみが存在するＴダイを用いて、溶融押出成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項５】
Ｔダイリップエッジ部分に存在する凹部のダイリップの幅方向の長さをＡ、リップランド方向の長さをＢとしたときに、Ａ≦１００μｍ、Ｂ≦１５μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１５の凹部のみが存在するＴダイを用いて、紫外線吸収剤の加熱減量が５重量％の温度をＴとしたときに、樹脂温度が「非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃」〜「Ｔ−５０℃」の温度範囲で溶融押出成形することを特徴とする請求項３項記載の光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学用途やディスプレイ分野等で使用される光学フィルム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光学用途やディスプレイ分野においては、透明性が優れ、表面性のよい光学フィルムが求められており、その光学フィルムの製造方法としては、一般に、溶液キャスティング法と溶融押出成形法が使用されている。
【０００３】
溶液キャスティング法は、熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶解し、キャストによる流延法によって成形するので、表面性は優れているが、溶剤の乾燥に加熱が必要で時間がかかるため生産性が悪く、乾燥工程を経過しても残留溶剤がフィルム内に残存し、且つ、時間と共に残存溶剤量が変化し光学性能等に悪影響を与えるという欠点があった。
【０００４】
そのため、最近では溶融押出成形で光学フィルムを製造する方法が盛んに研究されている（例えば、特許文献１参照）が、Ｔダイを使用して、押出機により溶融樹脂を押出すとＴダイ出口から生じたダイラインが発生するという欠点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２２３３２８号公報
【０００６】
上記ダイラインとは、Ｔダイの特定の位置に対応するフィルムの位置に、フィルムの押出方向に沿って連続的に発生する凹凸条であり、目視により確認できるものもあるが、より明確に確認するには、光をフィルム面に対して垂直若しくは３０度程度の角度で入射し、その出射光をスクリーンに投影して観察すればよい。このダイラインは光学フィルムを光ディスクの基板や液晶ディスプレイに使用すると大きな障害になる。
【０００７】
上記ダイラインをなくすために、環状オレフィン樹脂を溶融し、溶融状態の環状オレフィン樹脂を剥離強度７５Ｎ以下のリップ部を有するダイを通して押出し、環状オレフィン樹脂を成形する、表面粗さが、最大粗さＲｔ表記で０．３μｍ以下であるフィルムが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−２８０３１５号公報
【０００９】
しかしながら、熱可塑性樹脂を長時間、溶融押出成形すると、熱可塑性樹脂の劣化物、添加剤の揮発物等がＴダイのダイリップ部分に付着、析出し、それが成長してフィルム表面にダイラインが発生するという欠点があり、長尺でダイラインのない光学フィルムは得られなかった。
【００１０】
又、熱可塑性樹脂の劣化物、添加剤の揮発物等がＴダイのダイリップ部分に付着、析出し、それが成長してフィルム表面にダイラインが発生すると、一旦、溶融押出成形を中止し、Ｔダイのダイリップ部分を掃除する必要があり、生産性が悪かった。
【００１１】
更に、Ｔダイリップエッジ部分に大きな凹部があると、溶融押出成形の際にその形状がフィルム表面に転写され、フィルム表面にダイラインが発生するという欠点があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、溶融押出成形された、長尺であって、表面性のよい光学フィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光学フィルムは、非晶質熱可塑性樹脂が溶融押出成形された長尺の光学フィルムであって、長さが５００ｍ以上あり、表面粗さが、最大粗さＲｔ表記で０．３μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の光学フィルムは、熱可塑性樹脂が熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルムである。従って、透明性、耐熱性及び液晶とのマッチング性に優れ、固有複屈折率が低く、光弾性係数が小さいので光学フィルムとしてより好適に使用される。
【００１５】
請求項３記載の光学フィルムは、更に、紫外線吸収剤が添加されており、波長３８０ｍｍの光線の透過率が３％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学フィルムである。従って、耐紫外線性が優れており、光学フィルムとしてより好適に使用される。
【００１６】
請求項１記載の光学フィルムは、非晶質熱可塑性樹脂が溶融押出成形された、長さが５００ｍ以上の長尺の光学フィルムであって、その全面において表面粗さが、最大粗さＲｔ表記で０．３μｍ以下である。最大粗さＲｔが０．３μｍ以下になると、ダイラインがあっても、目視では実質的に観察できなくなる。
【００１７】
上記光学フィルムは溶融押出成形法で成形されているので、フィルム中に残存溶媒を含まず、時間の経過と共に残存溶剤量が変化し光学性能等に悪影響を与えることがない。
【００１８】
上記最大粗さＲｔは、以下のようにして求めることができる。先ず、光学フィルムの表面を、触針式表面粗さ計（ＪＩＳ  Ｂ  ０６５１等）を用いて光学フィルムの押出方向と垂直方向に一定長さ（例えば、測定長５ｍｍ）測定し、測定曲線（「断面曲線」ともいう）を作成する。
【００１９】
次いで、測定曲線を一定基準長さ（例えば、０．８ｍｍ）に区切り、各基準長さ内における最大谷深さＲｖｉ及び最大山高さＲｐｉを求め、それらの中で最大の値である最大谷深さをＲｖ及び最大山高さをＲｐとし、ＲｖとＲｐの和を最大粗さＲｔとする。
【００２０】
上記光学フィルムの最大粗さＲｔは０．３μｍ以下である。Ｒｔが０．３μｍを超えると、光学フィルム表面のダイラインが目立つようになり、表面性が悪くなるので、好ましくは０．２５μｍ以下であり、より好ましくは０．２０μｍ以下である。
【００２１】
上記非晶質熱可塑性樹脂は、透明性の優れた非晶質熱可塑性樹脂であれば、特に限定されず、例えば熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられ、これらの非晶質熱可塑性樹脂は単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００２２】
上記非晶質熱可塑性樹脂の中で、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は透明性、耐熱性及び液晶とのマッチング性に優れ、固有複屈折率が低く、光弾性係数が小さいので特に好適に用いられる。
【００２３】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、従来より光学用途フィルムに使用されている樹脂であって、例えば、（イ）ノルボルネン系モノマーの開環重合体若しくは開環共重合体を、必要に応じてマレイン酸付加、シクロペンタジエン付加等の変性を行った後に、水素添加した樹脂、（ロ）ノルボルネン系モノマーを付加重合させた樹脂、（ハ）ノルボルネン系モノマーとエチレンやα−オレフィン等のオレフィン系モノマーとを付加重合させた樹脂、（ニ）ノルボルネン系モノマーとシクロペンテン、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とを付加重合させた樹脂及びこれらの樹脂の変性物等が挙げられる。
【００２４】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を構成するノルボルネン系モノマーとしては、例えば、ノルボルネン、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、ジシクロペンタジエン、２，３−ジヒドロキシシクロペンタジエン、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。
【００２５】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂の数平均分子量は、小さくなると機械的強度が低下し、大きくなるとフィルム成形性が低下するので、テトラヒドロフラン溶媒又はシクロヘキサン溶媒によるゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで測定して、５０００〜４００００が好ましく、より好ましくは７０００〜３５０００であり、更に好ましくは８０００〜３００００である。
【００２６】
上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、極性基を有さないものとしては日本ゼオン社より商品名「ゼオノア」、極性基を有するものとしてはジェイエスアール社より商品名「アートン」として上市されている。
【００２７】
上記非晶質熱可塑性樹脂には、光学フィルム自身の耐紫外線性を向上させるとともに、偏光子や液晶等の部材を積層する場合にはこれらを紫外線から保護するために、紫外線吸収剤が添加されており、波長３８０ｎｍの光線の透過率が３％以下になされている。
【００２８】
上記紫外線吸収剤としては、光学フィルムの成形の際に一般に使用されている紫外線吸収剤であれば特に限定されず、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤が挙げられる。
【００２９】
上記紫外線吸収剤の添加量は、光学フィルムの波長３８０ｍｍの光線の透過率が３％以下になるように適宜決定されればよいが、一般に、非晶質熱可塑性樹脂１００重量部に対し、０．２〜１０重量部である。
【００３０】
又、上記非晶質熱可塑性樹脂には、更に、光学フィルムの耐熱性、耐候性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系などの老化防止剤、フェノール系などの熱劣化防止剤、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などの滑剤等が添加されても良い。
【００３１】
上記光学フィルムは溶融押出成形により成形されればよく、従来公知の任意の押出成形法が採用されてよいが、請求項４記載の光学フィルムの製造方法で製造されるのが好ましい。
【００３２】
即ち、請求項４記載の光学フィルムの製造方法は、Ｔダイリップエッジ部分に存在する凹部のダイリップの幅方向の長さをＡ、リップランド方向の長さをＢとしたときに、Ａ≦１００μｍ、Ｂ≦１５μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１５の凹部のみが存在するＴダイを用いて、溶融押出成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光学フィルムの製造方法である。
【００３３】
上記請求項４記載の光学フィルムの製造方法においては、先ず最初に、Ｔダイの設置された押出機で非晶質熱可塑性樹脂を溶融し、Ｔダイからシート状に溶融押出して非晶質熱可塑性樹脂フィルムを形成する。
【００３４】
この溶融押出の際に使用するＴダイのリップエッジ部分には必ず凹部が存在するが、請求項４記載の製造方法では、特定の大きさ以下の凹部しか存在しないＴダイを使用する。
【００３５】
即ち、Ｔダイリップエッジ部分に存在する凹部のダイリップの幅方向の長さをＡ、リップランド方向の長さをＢとしたときに、凹部の大きさはＡ≦１００μｍ、Ｂ≦１５μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１５である。
【００３６】
Ａが大きくなると幅広の凸条が形成され、Ｂが大きくなると表面粗さＲｔが大きくなり、Ｂ／Ａが大きくなると幅の狭い鋭角条の凸条が形成されダイラインが出やすくなるので上記範囲に限定されるのであり、好ましくはＡ≦８０μｍ、Ｂ≦１２μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１３５である。
【００３７】
尚、非晶質熱可塑性樹脂を溶融押出する際の樹脂温度は，押出機の種類、押出量等の条件により適宜決定されればよいが、一般に、使用する非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃以上であって、非晶質熱可塑性樹脂の分解温度以下とされる。
【００３８】
非晶質熱可塑性樹脂に紫外線吸収剤が添加されている場合は、非晶質熱可塑性樹脂の温度が高温になればなるほど、紫外線吸収剤が揮散してしまい紫外線吸収剤の添加の効果が低減されると共に、揮散した紫外線吸収剤がＴダイのリップエッジに付着してダイラインの原因となるので請求項５に記載の製造方法で製造されるのが好ましい。
【００３９】
請求項５記載の光学フィルムの製造方法は、Ｔダイリップエッジ部分に存在する凹部のダイリップの幅方向の長さをＡ、リップランド方向の長さをＢとしたときに、Ａ≦１００μｍ、Ｂ≦１５μｍ、且つ、Ｂ／Ａ≦０．１５の凹部のみが存在するＴダイを用いて、紫外線吸収剤の加熱減量が５重量％の温度をＴとしたときに、樹脂温度が「非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃」〜「Ｔ−５０℃」の温度範囲で溶融押出成形することを特徴とする請求項３項記載の光学フィルムの製造方法である。
【００４０】
上記Ｔダイは、請求項４に記載のＴダイと同じである。
【００４１】
上記請求項５記載の光学フィルムの製造方法では、溶融押出成形する際の樹脂温度を、紫外線吸収剤の加熱減量が５重量％の温度をＴとしたときに、「非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃」〜「Ｔ−５０℃」に限定する。
【００４２】
上記加熱減量が５重量％の温度Ｔとは、熱天秤に紫外線吸収剤を供給し、空気中にて１０℃／分の速度で昇温し、紫外線吸収剤の重量が５％減少した時の温度をいう。
【００４３】
上記樹脂温度は、「非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃」より低い温度では表面性のよい光学フィルムを溶融押出成形することができず、「Ｔ−５０℃」より高くなると、溶融押出成形時に紫外線吸収剤が揮散して紫外線吸収剤の効果が低下すると共に、揮散した紫外線吸収剤がＴダイのリップエッジに付着してダイラインの原因となるので上記範囲に限定されるのであり、好ましくは、「非晶質熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋５０℃」〜「Ｔ−７０℃」である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明するが、下記の例に限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１，２、比較例１，２）
非晶質熱可塑性樹脂
（１）熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂  日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア＃１６００」。Ｔｇ１６８℃。
（２）ポリサルホン樹脂  帝人アモコエンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ＵＤＥＬ３５００」。Ｔｇ１９３℃。
【００４６】
紫外線吸収剤
（１）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤  旭電化社製、商品名「アデカスタブＬＡ−３１」。５重量％加熱減量温度Ｔ３６９℃。
（２）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤  旭電化社製、商品名「アデカスタブＬＡ−３６」。５重量％加熱減量温度Ｔ２５８℃。
【００４７】
押出機  Ｔダイつき単軸押出機。直径１００ｍｍ。Ｌ／Ｄ＝３２。リップクリアランス８００μｍ。
【００４８】
Ｔダイ  幅１８００ｍｍのコートハンガータイプ。樹脂流路表面はＨ−Ｃｒメッキが施されたもの。Ｔダイのリップエッジ部分に存在した凹部の大きさを表１に示した。
【００４９】
表１に示した所定量の熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂、ポリサルホン樹脂及び紫外線吸収剤を２軸押出機に供給してペレット化した後、上記押出機に供給し、表１に示した所定樹脂温度で溶融押出し、引き取り速度２０ｍ／分で巻取り、長さ２５００ｍ、厚み４０μｍの光学フィルムを得た。
【００５０】
得られた光学フィルムの１０ｍ、５００ｍ及び２５００ｍ部分の最大粗さＲｔ及び波長３８０ｎｍの光線透過率を分光測色計（東京電色社製、商品名「ＴＣ−１８００）で測定し、結果を表１に示した。
【００５１】
【表１】
2004149640.tif 000002
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の光学フィルムの構成は上述の通りであるから、ダイラインがなく極めて優れた表面平滑性を有しており、残存溶媒を含有していないので、光学用途や液晶ディスプレー分野で好適に使用できる。又、長尺なので、作業性よく切り抜きできると共に、大型画面の光学用途や液晶ディスプレイ分野等で好適に使用できる。
【００５３】
請求項２記載の光学フィルムは、非晶質熱可塑性樹脂が熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂であるから、透明性及び耐熱性が優れ、固有複屈折率が低く、且つ、光弾性係数が小さいので、光学用途や液晶ディスプレイ分野でより好適に使用できる。
【００５４】
請求項３記載の光学フィルムの構成は上述の通りであるから、耐紫外線性がより優れており、光学用途や液晶ディスプレイ分野等で好適に使用できる。
【００５５】
請求項４記載の光学フィルムの製造方法の構成は上述の通りであるから、ダイラインがなく極めて優れた表面平滑性を有しており、残存溶媒を含有していない光学フィルムを容易に製造することができる。
【００５６】
請求項５記載の光学フィルムの製造方法の構成は上述の通りであるから、ダイラインがなく極めて優れた表面平滑性を有しており、残存溶媒を含有しておらず、より耐紫外線性の優れた光学フィルムを容易に製造することができる。
【００５７】
又、紫外線性吸収剤の揮発物が減少し、Ｔダイのダイリップ部分に付着、析出し、それが成長することが抑えられるので長時間にわたって、溶融押出成形を継続でき、溶融押出成形の途中に成形中止し、Ｔダイのダイリップ部分を掃除する必要がなく、生産性が優れている。