(57)【要約】【課題】  液晶表示装置（ＬＣＤ）の偏光板用保護フィルムとして好適なセルロースエステルフィルムの巻取コアについて、セルロースエステルフィルムを長尺化・広幅化した場合でも、巻取コアの強度が十分に大きいものであり、経時でのセルロースエステルフィルム幅手方向中央部におけるフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生が大幅に低減されるセルロースエステルフィルムの巻取コアを提供する。【解決手段】  液晶表示装置の偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムを巻くための円筒状の巻取コアは、（コアが耐えうる限界外圧力）−（フィルム巻付け時にコア表面に加わるフィルム応力）≧０．００６Ｋｇ／ｍｍ２ であり、かつコア半径方向変位≦０．５ｍｍであることを特徴とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置の偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムを巻くための円筒状の巻取コアであって、
（コアが耐えうる限界外圧力）−（フィルム巻付け時にコア表面に加わるフィルム応力）≧０．００６Ｋｇ／ｍｍ２ であり、かつ
コア半径方向変位≦０．５ｍｍであることを特徴とする、液晶表示用セルロースエステルフィルムの巻取コア。
【請求項２】
巻取コアの材質がＦＲＰであることを特徴とする請求項１記載のセルロースエステルフィルムの巻取コア。
【請求項３】
巻取コアの肉厚が５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のセルロースエステルフィルムの巻取コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロースエステルフィルムの巻取コアに関し、特に液晶表示装置（ＬＣＤ）の偏光板用保護フィルムとして好適なセルロースエステルフィルムの巻取コアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セルロースエステルフィルムは、その透明性、優れた機械物性から液晶表示装置の偏光板用保護フィルムとして用いられている。偏光板用保護フィルムとしてのセルロースエステルフィルムは、一般的に、セルロースエステルを溶剤に溶解したドープを金属支持体上に流延し、得られたドープ膜を剥離し、乾燥により溶剤を蒸発させて、フィルムを形成し、これを巻取コアにロール状に巻き取ることにより製造されている。
【０００３】
このようなセルロースエステルフィルムの巻取コアの材質や製造方法に関わる先行特許文献には、つぎのようなものがある。
【特許文献１】特開平６−２５４９３８号公報  特許文献１記載の発明は、フィルムあるいはシート等の薄い長尺材料を巻取るための巻取コア及びその製造方法に関するもので、フィルムあるいはシート等の薄い長尺材料を高速で巻取るための十分な剛性を有した巻取コアを、簡単な構成によって提供することを目的としており、この特許文献１記載の巻取コアは、ガラス繊維、プラスチック繊維、紙あるいは布等を主構成材料とした各種芯材、これと発泡樹脂との複合体、または金属からなるコア芯材と、このコア芯材の表面に形成した凹凸面と、この凹凸面上に被覆・硬化した熱可塑性または熱硬化性樹脂からなる表面層とを備えているものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、液晶表示装置の大画面化に伴い、液晶表示用セルロースエステルフィルムの製品幅が１４００ｍｍ以上と広くなっているが、セルロースエステルフィルムが巻かれるコアの強度が十分でない場合、経時でフィルム幅手方向の中央部にフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生が多数確認されるという問題があった。
【０００５】
本発明者は、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、セルロースエステルフィルムを長尺化・広幅化した場合でも、経時でのフィルム表面状態に影響を及ぼさない強度を有した巻取コアを規定することにより、本発明を完成するに至った。
【０００６】
上記のように、フィルムあるいはシート等の薄い長尺材料を巻取るための巻取コア及びその製造方法については、種々の特許出願がなされているが、フィルムの広幅化・長尺化により巻取コアの強度が経時で巻かれたフィルムの表面状態に及ぼす影響を述べている技術は見当たらない。
【０００７】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、セルロースエステルフィルムを長尺化・広幅化した場合でも、巻取コアの強度が十分に大きいものであり、経時でのセルロースエステルフィルム幅手方向中央部におけるフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生が大幅に低減される、セルロースエステルフィルムの巻取コアを提供しようとするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、液晶表示装置の偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムを巻くための円筒状の巻取コアであって、（コアが耐えうる限界外圧力）−（フィルム巻付け時にコア表面に加わるフィルム応力）≧０．００６Ｋｇ／ｍｍ２ であり、かつコア半径方向変位≦０．５ｍｍであることを特徴としている。
【０００９】
本発明の巻取コアの材質は、ＦＲＰであることが好ましく、また本発明の巻取コアの肉厚は、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上述のように、液晶表示装置の偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムを巻くための円筒状の巻取コアであって、
（コアが耐えうる限界外圧力）−（フィルム巻付け時にコア表面に加わるフィルム応力）≧０．００６Ｋｇ／ｍｍ２ であり、かつコア半径方向変位≦０．５ｍｍであることを特徴とするもので、本発明の巻取コアによれば、セルロースエステルフィルムを長尺化・広幅化した場合でも、巻取コアの強度が十分に大きいものであり、経時でのセルロースエステルフィルム幅手方向中央部におけるフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生が大幅に低減されるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
本発明による液晶表示装置の偏光板用保護フィルムとして用いられるセルロースエステルフィルムを巻くための円筒状の巻取コアは、セルロースエステルフィルムの製品幅が１４００ｍｍ以上１９８０ｍｍ以下、及び巻取フィルム長さが２６００ｍ以上５２００ｍ以下と、フィルムの広幅化・長尺化がなされた場合であっても、用いる巻取コアが、
（コアが耐えうる限界外圧力）−（フィルム巻付け時にコア表面に加わるフィルム応力）≧０．００６Ｋｇ／ｍｍ２ であり、かつコア半径方向変位≦０．５ｍｍである条件を満足することにより、巻取コアの強度が十分に大きいものであり、経時でのセルロースエステルフィルム幅手方向中央部におけるフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生を大幅に低減することができる。
【００１３】
なお、本発明の巻取コアの材質は、ＦＲＰであることが好ましく、また本発明の巻取コアの肉厚は、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の巻取コアによって巻き取られるセルロースエステルフィルムとして使用可能なセルロースエステルは、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。セルローストリアセテートの場合は、特に重合度２５０〜４００、結合酢酸量が５４〜６２．５％のセルローストリアセテートが好ましく、結合酢酸量が５８〜６２．５％のベース強度が強くより好ましい。セルローストリアセテートは綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートと木材パルプから合成されたセルローストリアセテートのどちらかを単独あるいは混合して用いることができる。
【００１５】
溶液流延製膜法による場合、駆動回転ステンレス鋼製エンドレスベルト（または駆動回転ステンレス鋼製ドラム）よりなる支持体上からの剥離性が良い綿花リンターから合成されたセルローストリアセテートを多く使用した方が、生産性効率が高く好ましい。
【００１６】
また、上記セルロースエステルの溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブタノールなどの低級アルコール類、シクロヘキサンジオキサン類、メチレンクロライドのような低級脂肪族炭化水素塩化物類などを用いることができる。
【００１７】
溶剤比率としては、例えばメチレンクロライド７０〜９５重量％、その他の溶剤は３０〜５重量％が好ましい。またセルロースエステルの濃度は１０〜５０重量％が好ましい。溶剤を添加しての加熱温度は、使用溶剤の沸点以上で、かつ該溶剤が沸騰しない範囲の温度が好ましく例えば６０℃以上、８０〜１１０℃の範囲に設定するのが好適である。また、圧力は設定温度において、溶剤が沸騰しないように定められる。
【００１８】
溶解後は冷却しながら容器から取り出すか、または容器からポンプ等で抜き出して熱交換器などで冷却し、これを製膜に供する。
【００１９】
セルロースエステルフィルム中に、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤、酸化防止剤、及び加工安定剤などを含有させることにより、セルロースエステルフィルムに起因する液晶画像表示装置の性能を向上させることができる。
【００２０】
ここで、用いることのできる可塑剤としては特に限定しないが、リン酸エステル系では、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート等、グリコール酸エステル系では、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等を単独あるいは併用するのが好ましい。
【００２１】
可塑剤は必要に応じて、２種類以上を併用して用いてもよい、この場合、リン酸エステル系の可塑剤の使用比率は５０％以下が、セルロースエステルフィルムの加水分解を引き起こし難くく、耐久性に優れるために、好ましい。
【００２２】
吸水率ならびに水分率を特定の範囲内にするために、好ましい可塑剤の添加量としては、セルロースエステルに対する重量％で、３〜３０重量％であり、より好ましくは１０〜２５重量％、さらに好ましくは１５〜２５重量％である。３０重量％を超えて多くすると、機械強度・寸法安定性が劣化する。
【００２３】
また、セルロースエステルフィルムには紫外線吸収剤を用いる。紫外線吸収剤としては、液晶の劣化防止の点より波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の点より波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が可及的に少ないものが好ましく用いられる。これらの紫外線吸収剤を１種以上用いることが好ましく、異なる２種以上の紫外線吸収剤を含有してもよい。とくに、不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤をセルロースエステルフィルムに添加するという態様が特に好ましい。
【００２４】
紫外線吸収剤の使用量はセルロースエステルに対する重量％で、０．１〜２．５重量％、好ましくは０．５〜２．０重量％、より好ましくは０．８〜２．０重量％である。紫外線吸収剤の使用量が２．５重量％を超えて多いと、透明性が悪くなる傾向があり、好ましくない。
【００２５】
セルロースエステルフィルムには、マット剤として微粒子を添加するのが好ましい。微粒子の種類としては、無機化合物が好ましく、無機化合物の例としては、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫等の微粒子が挙げられる。この中では、珪素原子を含有する化合物であることが好ましく、フィルムのヘイズ（もや、霞み）を小さくすることができる二酸化珪素微粒子が特に好ましい。二酸化ケイ素微粒子としては、例えば日本アエロジル株式会社製のＡＥＲＯＳＩＬ−２００、２００Ｖ、３００、Ｒ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７４、Ｒ２０２、Ｒ８１２，Ｒ８０５、ＯＸ５０、ＴＴ６００などがあげられる。分散性や粒径を制御する点では、ＡＥＲＯＳＩＬ−２００Ｖ、Ｒ９７２Ｖが好ましい。
【００２６】
セルロースエステルと溶剤のほかに必要な可塑剤等の添加剤は、予め溶剤と混合し、溶解または分散してからセルロースエステル溶解前の溶剤に投入しても、セルロースエステル溶解後のドープへ投入しても良い。
【００２７】
加圧容器の種類は特に問うところではなく、所定の圧力に耐えることができ、加圧下で加熱、攪拌ができればよい。加圧容器はそのほか圧力計、温度計などの計器類を適宜配設する。
【００２８】
加圧は窒素ガスなどの不活性気体を圧入する方法や、加熱による溶剤の蒸気圧の上昇によって行なってもよい。
【００２９】
加熱は外部から行なうことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易で好ましい。
【００３０】
溶剤を添加しての加熱温度は、使用溶剤の沸点以上で、かつ該溶剤が沸騰しない範囲の温度が好ましく例えば６０℃以上、８０〜１１０℃の範囲に設定するのが好適である。又、圧力は設定温度において、溶剤が沸騰しないように定められる。
【００３１】
溶解後は冷却しながら容器から取り出すか、または容器からポンプ等で抜き出して熱交換器などで冷却し、これを製膜に供する。このときの冷却温度は常温まで冷却してもよいが、沸点より５〜１０℃低い温度まで冷却し、その温度のままキャスティングを行なう方が、ドープ粘度を低減できるためより好ましい。
【００３２】
セルロースエステルフィルムの製造においては、セルロースエステルを溶解して得られるドープを支持体上に流延（キャスト工程）した後、加熱して溶剤の一部を除去（支持体上乾燥工程）した後、支持体から剥離し、剥離したフィルムを乾燥（フィルム乾燥工程）して、セルロースエステルフィルムを得る。
【００３３】
キャスト工程における支持体はベルト状もしくはドラム状のステンレスを鏡面仕上げした支持体が使用される。キャスト工程の支持体の温度は一般的な温度範囲０℃〜溶剤の沸点未満の温度で、流延することができるが、５〜３０℃の支持体上に流延する方が、ドープをゲル化させ剥離限界時間をあげられるため好ましく、５〜１５℃の支持体上に流延することがさらに好ましい。剥離限界時間とは透明で平面性の良好なフィルムを連続的に得られる流延速度の限界において、流延されたドープが支持体上にある時間をいう。剥離限界時間は短い方が生産性に優れていて好ましい。
【００３４】
支持体上乾燥工程ではドープを流延し、一旦ゲル化させた後、流延から剥離するまでの時間を１００％としたとき、流延から３０％以内にドープ温度を４０〜７０℃にすることで、溶剤の蒸発を促進し、それだけ早く支持体上から剥離することができ、さらに剥離強度が増すため好ましく、３０％以内にドープ温度を５５〜７０℃にすることがより好ましい。この温度を２０％以上維持することが好ましく、４０％以上がさらに好ましい。
【００３５】
支持体上での乾燥は残留溶媒量６０〜１５０％で支持体から剥離することが、支持体からの剥離強度が小さくなるため好ましく、８０〜１２０％がより好ましい。剥離するときのドープの温度は０〜３０℃にすることが剥離時のベース強度をあげることができ、剥離時のベース破断を防止できるため好ましく、５〜２０℃がより好ましい。
【００３６】
フィルム中の残留溶媒量は次式で表される。
【００３７】
残留溶媒量＝残存揮発分重量／加熱処理後フィルム重量×１００％
なお残存揮発分重量はフィルムを１１５℃で１時間加熱処理したとき、加熱処理前のフィルム重量から加熱処理後のフィルム重量を引いた値である。
【００３８】
フィルム乾燥工程においては支持体より剥離したフィルムをさらに乾燥し、残留溶媒量を３重量％以下、好ましくは１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下であることが、寸法安定性が良好なフィルムを得る上で好ましい。
【００３９】
フィルム乾燥工程では一般にロール懸垂方式か、ピンテンター方式または、クリップテンター方式でフィルムを搬送しながら乾燥する方式が採られる。液晶表示用部材用としては、テンター方式で幅を保持しながら乾燥させることが、寸法安定性を向上させるために好ましい。特に支持体より剥離した直後の残留溶媒量の多いところで幅保持を行なうことが、寸法安定性向上効果をより発揮するため特に好ましい。
【００４０】
特に、支持体から剥離した後の乾燥工程では、溶媒の蒸発によってフィルムは幅方向に収縮しようとする。高温度で乾燥するほど収縮が大きくなる。この収縮は可能な限り抑制しながら乾燥することが、できあがったフィルムの平面性を良好にする上で好ましい。この点から、例えば、乾燥全工程あるいは一部の工程を幅方向にクリップでウェブの幅両端を幅保持しつつ乾燥させる方法／テンター方式が好ましい。
【００４１】
フィルムを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行なう。簡便さの点で熱風で行なうのが好ましい。乾燥温度は４０〜１５０℃の範囲で３〜５段階の温度に分けて、段々高くしていくことが好ましく、８０〜１４０℃の範囲で行なうことが寸法安定性を良くするためさらに好ましい。
【００４２】
これら流延から後乾燥までの工程は、空気雰囲気下でもよいし窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でもよい。乾燥雰囲気を溶媒の爆発限界濃度を考慮して実施することはもちろんのことである。
【００４３】
なお上記において、ウェブまたはフィルムの搬送速度は、例えば２〜２００ｍ／分である。また剥離ロール、各搬送ロール及び巻取りローラの外径は、例えば６０〜４００ｍｍ、好ましくは７０〜３５０ｍｍである。
【００４４】
セルロースエステルフィルムの製造に係わる巻き取り機は一般的に使用されているものでよく、定テンション法、定トルク法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法などの巻き取り方法で巻き取ることができる。
【００４５】
セルロースエステルフィルムは、４１〜１５０μｍの厚みで使用されるが、液晶画像表示装置の薄肉化、軽量化が要望から、４１〜１００μｍであることが好ましい。セルロースエステルフィルムの厚さが４１μｍ未満に薄い場合は、フィルムの腰の強さが低下するため、偏光板作成工程上でシワ等の発生によるトラブルが発生しやすく、また、セルロースエステルフィルムの厚さが１５０μｍを超えて厚い場合は、液晶画像表示装置の薄膜化に対する寄与が少ない。
【実施例】
【００４６】
つぎに、本発明の実施例を比較例とともに説明する。
【００４７】
実施例１〜３及び比較例
いわゆる溶液流延製膜法により下記のようにして製造したドライ膜厚８０μｍのセルローストリアセテートフィルムを、本発明の巻取コアにより巻き取り、経時でのセルローストリアセテートフィルムの幅手方向中央部におけるフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生について、検討した。
【００４８】
ここで、セルローストリアセテートフィルムを製造するにあたり、まずドープを調製した。すなわち、溶媒にトリアセチルセルロースを溶解した下記配合組成物を密閉容器に投入し、撹拌しながら溶解してドープを調製し、調製後のドープを濾紙により濾過した。
【００４９】
（ドープ組成）
セルローストリアセテート            １００重量部
（アセチル置換度２．８８、数平均分子量１５００００）
トリフェニルホスフェート              １０重量部
エチルフタリルエチルグリコレート        ２重量部
チヌビン３２６                          １重量部
ＡＥＲＯＳＩＬ−２００Ｖ            ０．１重量部
メチレンクロライド                  ４７５重量部
エタノール                            ２５重量部
つぎに、上記濾過後のドープを流延ダイから、鏡面処理された表面を有する駆動回転ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなる支持体上に流延して、ドープ膜すなわちウェブを得、ウェブがエンドレスベルトよりなる支持体の下面に至り、ほぼ一巡したところで、剥離ロールにより剥離した。
【００５０】
剥離ロールにより剥離されたウェブは、ついで乾燥ゾーンを通過する間に乾燥風により乾燥させられてフィルムとされた後、調湿ゾーンに送られる。
【００５１】
そして、乾燥ゾーンから送られてきたフィルムは、ハウジング内を全ての搬送ロールを経由して搬送された後、巻取りロールに巻き取られるとともに、フィルムの含水率が適度に調節される。
【００５２】
そして、本発明による実施例１〜３、及び比較例において、表１に示す条件により、セルローストリアセテートフィルムを巻取コアに巻き取った。なお、セルローストリアセテートフィルムの厚みは８０μｍとし、セルローストリアセテートフィルムの巻取り時の初期巻取り張力は２７８Ｎ／ｍとした。また、巻取コアの材質はＦＲＰとし、コアの内径は１５３ｍｍで一定とし、さらに、フィルムの最大巻直径は６７６ｍｍ（これはフィルムの巻長３９００ｍに相当）で、一定とした。その他、フィルム総重量（Ｋｇ）、コア長さ（ｍｍ）、コア外径（ｍｍ）、及びコア肉厚（ｍｍ）は、下記の表１に示すように変化させた。
【００５３】
本発明による実施例１〜３、及び比較例において、（コアが耐えうる限界外圧力）−（フィルム巻付け時コア表面に加わるフィルム応力）：Ｐ−σ（Ｋｇ／ｍｍ２ ）及びコア半径方向変位：Ｄ（ｍｍ）を求めた。
【００５４】
さらに、セルローストリアセテートフィルムの表面状態故障（貼り付き故障）の発生を、つぎのようにして測定した。すなわち、巻取コアに巻き取ったセルローストリアセテートフィルムの元巻きを、所定の環境条件下で１か月経時保存した後、巻替え機によりセルローストリアセテートフィルムを巻外から１５００ｍ繰り出し、その時点で巻き表面に発生している貼り付き（黒斑点に見える）個数を目視によりカウントした。得られた結果を下記の表１にまとめて示した。
【表１】
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上記表１の結果から明らかなように、本発明の実施例１〜３では、巻取コアの強度が十分に大きいものであり、経時でのセルロースエステルフィルム幅手方向中央部におけるフィルム表面故障（貼り付き故障）の発生が、０個、または２〜５個と、大幅に低減することができた。これに対し、比較例１では、フィルム表面故障（貼り付き故障）の発生が、１０個以上と、非常に多いものであった。