JP2006169467A - 光学用ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＣＤ、ＰＤＰ、有機ＥＬ、プロジェクションディスプレイなどの部材として使用した際に、ムラや欠陥がなく、高度な輝度を実現し、高品質な画像を与えることができる、光学的性能の良好なポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 主たる構成成分以外の第三成分を合計２．０〜１０．０モル％の範囲で含有するポリエステルからなるフィルムであって、フィルムヘーズが０〜３．０％の範囲であることを特徴とする光学用二軸配向ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は光学用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（以下、ＬＣＤと略記する場合あり）、プラズマディスプレイ（以下、ＰＤＰと略記する場合あり）等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に用いられるポリエステルフィルムであって、光学特性に優れ、光学製品の品質向上や消費エネルギー低減に寄与することができる光学用ポリエステルフィルムに関する。

従来、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの二軸延伸フィルムは、優れた機械的性質、耐熱性、耐薬品性を有しており、磁気テープ、強磁性薄膜テープ、写真フィルム、包装用フィルム、電子部品用フィルム、電気絶縁フィルム、金属ラミネートフィルム、ガラスディスプレイ等のガラス表面に貼るフィルム、各種部材の保護用フィルム等の素材として広く用いられている。

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の部材のプリズムシート、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、ＰＤＰフィルター用フィルム等の各種用途に用いられている。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異物やキズ等の欠陥がないことが必要となる。これに加え、特に偏光を使用した場合でもポリマーの配向のムラや厚みのムラを原因とするレターデーションのムラがないことが、ムラのない画像を得るために必要である。

ポリエステルフィルムは、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、熱処理と行って得られる。これらの工程で冷却や延伸の均一性が十分でないと、上記したレターデーションのムラが残り、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。

ディスプレイにおいて重要な特性に輝度が挙げられるが、この輝度に対して，部材として使用したポリエステルフィルムが影響することが知られている。特に高品質な画像を得る場合には高度な輝度が必要となるため、ポリエステルフィルムに対しても、高輝度を実現する特性が要求されるようになってきた。このためにはポリエステルフィルムが高度な透明性を有することは言うまでもないが、それに加えてさらに光学的に有利な特性を有することが必要である。
特開２００３−２０１３５７号公報

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、ＰＤＰ、有機ＥＬ、プロジェクションディスプレイなどの部材として使用した際に、ムラや欠陥がなく、高度な輝度を実現し、高品質な画像を与えることができる、光学的性能の良好なポリエステルフィルムを提供することにある。

すなわち、本発明は、主たる構成成分以外の第三成分を合計２．０〜１０．０モル％の範囲で含有するポリエステルからなるフィルムであって、フィルムヘーズが０〜３．０％の範囲であることを特徴とする光学用二軸配向ポリエステルフィルムに存する。

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。本発明においては、主たる構成成分以外の第三成分を２．０〜１０．０モル％含有することを必要とし、好ましくは２．５〜１０モル％、さらに好ましくは３．０〜８．０モル％である。

かかる第三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。ここでいう第三成分の例としては、ジカルボン酸成分として、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等、またオキシカルボン酸としてＰ−オキシ安息香酸等が挙げられ、グリコール成分として、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、プロピレングリコール、ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。これらの中でもジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールを用いた場合、ポリマーの配向や厚みムラによるフィルムの光学的なムラ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。ここで、ポリエステルが含有する第三成分として、重合中にエチレングリコールから副生成したジエチレングリコールも含むものとする。

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。

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、加熱減圧下または窒素等不活性気流中に必要に応じてさらに固相重合を施したものでもよい。得られた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であることが好ましい。

本発明におけるポリエステル層中には、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。

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。

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。

さらに、ポリエステル中の粒子含有量は、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。

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、重縮合反応を進めてもよい。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。

なお、本発明における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、蛍光増白剤、染料、顔料等を添加することができる。また用途によっては、紫外線吸収剤特にベンゾオキサジノン系紫外線吸収剤等を含有させても良い。

本発明のポリエステルフィルムの厚みは、フィルムとして製膜可能な範囲であれば特に限定されるものではないが、通常９〜３００μｍ、好ましくは２０〜２５０μｍ、さらに好ましくは２５〜２００μｍの範囲である。

本発明のフィルムは、フィルムヘーズが０〜３．０％、好ましくは０〜１．５％、さらに好ましくは０〜１．２％、特に好ましくは０〜１．０％である。本発明のフィルムは、その優れた透明性を有するために光学用途に広く用いられるが、フィルムヘーズが３．０％を超える場合には、光学用としては不適となる。

本発明の光学用特にディスプレイ用ポリエステルフィルムは、透過法１枚で測定した色調ｂ＊値が、好ましくは−５〜＋３の範囲、さらに好ましくは−４〜＋２の範囲、特に好ましくは−３．５〜＋１の範囲である。ｂ＊値が＋３を超える場合には、黄色味が強くディスプレイ用として使用した場合画像の色調が劣るようになったり、輝度が低くなったりする等の点で不適切となることが多い。一方、−５より低いフィルムでは、色調の問題もあるが、通常ポリエステルフィルムの場合、ｂ＊値は−５より低くないので、添加物を使用する等の方法を用いることになるが、その方法では添加物のブリードアウトや長期使用時の信頼性等で問題になることがあり好ましくない。かかる色調のフィルムとするために、原料のポリエステルを製造する際の触媒、助剤を選択し、なるべく触媒の量を少なくすることや、重合および製膜時にポリエステルが必要以上に高温度になったり、溶融時間が長くなったりしないようにすること、再生された原料の配合量を少なくすることなどの方法を採用できる。

また本発明のフィルムは、１８０℃で１０分間熱処理後のフィルム表面へのオリゴマー（環状三量体）析出量の表裏面の総和が、１５ｍｇ/ｍ^２以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０．０ｍｇ/ｍ^２以下、特に好ましくは８．０ｍｇ/ｍ^２以下である。フィルム表面へのオリゴマー析出量が１５ｍｇ/ｍ^２を超える場合には、表面でオリゴマーが結晶化してフィルムの透明性を低下させたり、フィルム上に設ける機能層に溶け込んで特性に影響を及ぼしたりする等の問題を引き起こしやすい。

熱処理によるフィルム表面へのオリゴマー析出量を上記の範囲とするためには、特に共押出しによる少なくとも３層以上からなる積層フィルムとし、表層を構成する最外層にオリゴマー含有量の少ないポリエステルを用いたり、インライン/オフラインで塗布層を設けたりすることによりフィルム表面にオリゴマーが析出するのを押えることで、熱処理後のフィルム表面へのオリゴマー析出量を上記範囲とすることができる。

本発明のフィルムは、共押出法を用いて積層構造とすることができるが、その際最外層厚みは、片側のみの厚みで通常３μｍ以上かつ総厚みの１／４以下であることが好ましい。かかる厚みが３μｍ未満では、加工中の熱履歴等により、内層に含有されているオリゴマー（環状三量体）がフィルム表面に析出し、生産ラインの汚染やフィルム表面の異物量の増加が見られる可能性があり、一方総厚みの１／４の厚さより厚いと最外層に配合する粒子量が増えて透明性を損なう恐れがある。一方、単層で実施する際には、フィルムには可能な限り粒子を含有させないようにし、表裏の塗布層に粒子を含有させることも好ましい。

かかる積層フィルムとして製造した場合、本発明における第三成分の含有量はフィルム全体のポリエステルに対するフィルム全体に含有する第三成分量を上記した範囲とすることが必要である。本発明において改良すべき課題である光学的なムラの防止は、フィルムの透過光に関するものであり、フィルム表面や内部のみという訳ではなく全体の特性に関わるものであるためである。

また前記紫外線吸収剤、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。

また、本発明のフィルム中に存在する最大径１５０μｍ以上の異物は通常０．０個/ｍ^２であり、最大径３０μｍ以上の異物は通常１．５個/ｍ^２以下、さらには１．０個/ｍ^２以下であることが好ましい。最大径１５０μｍ以上の異物が０．０個/ｍ^２または最大径３０μｍ以上の異物が１．５個/ｍ^２以下の条件を逸脱する場合には、ＬＣＤやＰＤＰの部材として使用した場合の画像に欠陥が生じて、品質を低下させる原因となる場合がある。さらに、フィルム表面に存在する幅１０μｍ以上の傷の数が、１０個/ｍ^２以下、さらには５個/ｍ^２以下が好ましい。幅１０μｍの傷の数が１０個/ｍ^２より多い場合、同様にＬＣＤやＰＤＰ画像の品質低下を招いてしまう。かかる課題を克服するために、ポリエステル原料製造時およびフィルム製造時の異物混入防止、および高精度フィルターを用いることによる異物除去を行う方法が採用され、またキズを防止するため、延伸工程、巻き取り工程における各ロールとの接触時の速度ムラを抑え、かつロールとフィルムとの間への異物の入り込みを防止する等の対策を講ずる必要がある。

かくして得られる本発明のフィルムは、各種光学用として使用されるが、その際ポリマーの配向や厚みムラによるフィルムの光学的なムラが低減されたものであることが好ましく、具体的には後述する方法で測定したフィルムの面内におけるリターデーションの最大値と最小値との差が２００ｎｍ以下、さらには１００ｎｍ以下、特に５０ｎｍ以下であることが望ましい。かかる要件を満足する場合、光学的用途に用いた場合の画像の鮮明さや、輝度およびその均一性に優れた物とすることができる。

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特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。

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２層または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構成、または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または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。

特に本発明のフィルムは、光学用途に用いるため、ハードコート層、反射防止層、防眩層等を設けたり、蒸着層等が設けられたりするため、それらの層を形成する際の塗布性や接着性を向上すること、あるいは表面を清浄な状態に保つため帯電を防止することを目的として、下引き層としての塗布層を設けることができる。かかる塗布層の形成に当たっては、フィルムを製造する工程内、特に縦方向に延伸した後、横方向の延伸の前に行う方法が、極めて薄い塗布層を形成できる点、塗布液の乾燥や硬化反応を製膜工程内で実施できることなどの点で好ましい。かかる塗布層としては、架橋剤と各種バインダー樹脂との組み合わせからなるものが好ましく、バインダー樹脂としては接着性の観点から、通常ポリエステル、アクリル系ポリマーおよびポリウレタンの中から選ばれたポリマーを採用する。上記のポリマーは、それぞれそれらの誘導体をも含むものとする。ここでいう誘導体とは、他のポリマーとの共重合体、官能基に反応性化合物を反応させたポリマーを指す。

なお、必要に応じて、フィルムの製造後にオフラインコートでコートしてもよい。また、コートする面は、片面、両面を問わない。コーティングの材料としては、オフラインコーティングの場合は水系および/または溶剤系いずれでもよいが、インラインコーティングの場合は、水系または水分散系が好ましい。

また本発明のフィルムは、光学用に用いるので、接着性の改良以外にも外光の映り込みや静電気によるゴミ付着防止、さらには電磁波シールドを目的とした機能性多層薄膜を形成させることも好ましい。

本発明で塗布剤として用いる、上記のポリエステル、アクリル系ポリマー、ポリウレタンの中で特に好ましいポリマーは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以上、さらには４０℃以上のものであり、ポリウレタンの中でもポリエステルポリウレタンであり、カルボン酸残基を持ち、その少なくとも一部はアミンまたはアンモニアを用いて水性化されているポリマーである。

架橋剤樹脂としては、メラミン系、エポキシ系、オキサゾリン系樹脂が一般に用いられるが、塗布性、耐久接着性の点で、メラミン系樹脂が特に好ましい。メラミン系樹脂としては、単量体、あるいは２量体以上の多量体からなる縮合物のいずれであってもよく、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。

本発明において、滑り性、固着性などをさらに改良するため、塗布層中に無機系粒子や有機系粒子を含有させることが好ましい。塗布剤中における粒子の配合量は、通常０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。かかる配合量が０．５重量％未満では、耐ブロッキング性が不十分となる場合があり、１０重量％を超えると、フィルムの透明性を阻害し、画像の鮮明度が落ちる傾向がある。

無機粒子としては、二酸化ケイ素、アルミナ、酸化ジルコニウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化バリウム、カーボンブラック、硫化モリブデン、酸化アンチモン等が挙げられる。これらの中では、二酸化ケイ素が安価でかつ粒子径が多種あるので利用しやすい。一方有機粒子としては、炭素−炭素二重結合を一分子中に２個以上含有する化合物（例えばジビニルベンゼン）により架橋構造を達成したポリスチレンまたはポリアクリレートポリメタクリレートが挙げられる。

上記の無機粒子および有機粒子は表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、界面活性剤、分散剤としての高分子、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが挙げられる。塗布層中の粒子の含有量は、透明性を阻害しない適切な添加量として１０重量％以下が好ましく、さらには５重量％以下が好ましい。

また、塗布層は、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料などを含有していてもよい。

塗布剤は、水を主たる媒体とする限りにおいて、水への分散を改良する目的または造膜性能を改良する目的で少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は、水に溶解する範囲で使用することが必要である。有機溶剤としては、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール等の脂肪族または脂環族アルコール類、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、ｎ−ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール誘導体、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸アミル等のエステル類、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。これらの有機溶剤は、必要に応じて二種以上を併用してもよい。

塗布剤の塗布方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店、１９７９年発行、「コーティング方式」に示されるような、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターまたはこれら以外の塗布装置を使用することができる。

塗布層は、ポリエステルフィルムの片面だけに形成してもよいし、両面に形成してもよい。片面にのみ形成した場合、その反対面には必要に応じて上記の塗布層と異なる塗布層を形成して他の特性を付与することもできる。なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また、表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。

塗布層の厚みは、最終的な乾燥厚さとして、通常０．０１〜０．５μｍ、好ましくは０．０１５〜０．３μｍの範囲である。塗布層の厚さが０．０１μｍ未満の場合は、本発明の効果が十分に発揮されない恐れがある。塗布層の厚さが０．５μｍを超える場合は、フィルムが相互に固着しやすくなったり、特にフィルムの高強度化のために塗布処理フィルムを再延伸する場合は、工程中のロールに粘着しやすくなったりする傾向がある。上記の固着の問題は、特にフィルムの両面に同一の塗布層を形成する場合に顕著に現れる

このような塗布フィルムを光学用途に適用する場合には、塗布層表面の塗布ヌケが、この塗布層のさらに上に反射防止層等を設ける時等に問題となっている。塗布ヌケが生じる理由は明確ではないが、フィルム中にある異物がフィルム表面に粗大突起を作りそれが核となって塗布剤がはじき、それが延伸されて塗布ヌケが発生したり、フィルムの表面に付着したオリゴマーやゴミが核となりそこを核として塗布剤がはじきヌケとなったりする場合等が考えられる。したがって、かかる核となり得るゴミや異物をできる限り除去した条件で製膜することが必要である。かかる異物にはフィルム上に付着または析出したオリゴマーも含まれるため、フィルムが含有するオリゴマー量を低減することも塗布のヌケを減少させる効果を有する。

かくして得られる本発明のフィルムは、塗布層を有する場合その塗布ヌケの個数（Ｎ）がフィルム３０ｍ^２当たり０〜２０個の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１０個以下、特に好ましくは３個以下である。いずれにせよ今後ますます厳しくなる光学用フィルムにおいては、塗布ヌケは可能な限り零にすることが好ましい。

本発明のフィルムは、光学用として使用されたときに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としてバックライト用としての反射板、拡散板、プリズムシート、レンズシート、輝度向上フィルム、液晶パネルの保護フィルム、パネル製造時の工程用として離型フィルムなど、またプラズマディスプレイ用としていわゆるＰＤＰフィルターと呼ばれる部材用として電磁波遮蔽、近赤外線遮蔽、色調補正、紫外線遮蔽、反射防止などの各機能を有するフィルムの基材、およびパネル製造時の工程用として、またプロジェクションテレビ用としては画像形成のスクリーン用など、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。

本発明のフィルムは、透明性、低ヘーズ、光学的な均一性等の光学特性に優れ、光学製品の品質向上や消費エネルギー低減に寄与することができるものであり、ＬＣＤ、ＰＤＰ等に用いる各種光学用部材として用いた場合にその高度な特性が発揮され、工業的価値は極めて高い。

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。

（１）ポリエステルの固有粘度の測定
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。

（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。

（３）平均粒径（ｄ_５０：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。

（４）フィルムヘーズ
ＪＩＳ−Ｋ−７１０５に準じて日本電色工業社製積分球式濁度計「ＮＤＨ−３００Ａ」により、フィルムヘーズを測定した。

（５）ｂ＊値
東京電色（株）製カラーアナライザーＴＣ−１８００ＭＫII型を用いて、ＪＩＳＺ−８７２２の方法に準じて、色調を測定した。

（６）塗布ヌケ個数の測定
幅１５００ｍｍ、長さ２０ｍ（面積３０ｍ^２）のフィルム表面にハロゲンランプにて光を当て、目視にてフィルム表面を観察、０．５ｍｍ以上の塗布ヌケ個数を算出した。本実施例では、長尺サンプルについて幅１０μｍ以上のキズ個数をカウントしたが、前述したのと同様Ａ４カット版での測定でも推定は可能である。

（７）光学部材適性
光学用部材の代表として、拡散板として使用した場合の特性を評価した。すなわちフィルムの片面に、粒子を含有するアクリル系バインダーを塗布して光拡散層を形成した。得られた拡散シートをバックライトユニットに組み込んで、得られる面状発光の品質を以下の観点で評価した。
・輝度レベル（輝度計を用いて評価し、従来のＰＥＴフィルムすなわち本発明においては比較例１のフィルムを使用した場合と比較した）
Ａ：輝度が３％以上向上し、著しい改良が見られた
Ｂ：輝度が１％以上向上し、改良は見られた
Ｃ：輝度の向上は見られないか、または低下した
・輝度のムラ
Ａ：ムラは殆ど見られない
Ｂ：ムラは多少見られるが実用できるレベル
Ｃ：ムラが著しく、液晶ディスプレイの画像に影響する

以下に実施例および比較例を示すが、これに用いたポリエステルの製造方法は次のとおりである。
〈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６０重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩０．０９重量部を反応器にとり、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。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加した後、三酸化アンチモン０．０３部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．６８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０．６８、ジエチレングリコール含有量は１．０モル％であった。

＜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、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２．２μｍのシリカ粒子を０．４部、三酸化アンチモン０．０３部を加えて、極限粘度０．６６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。得られたポリエステル（Ｂ）は、極限粘度０．６６、ジエチレングリコール含有量は１．０モル％であった。

＜ポリエステル（Ｃ）の製造方法＞
ポリエステル（Ａ）の製造方法において、出発原料をテレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール６０重量部とジエチレングリコール２重量部とし、重合触媒として酸化ゲルマニウムを使用したこと以外は、ポリエステル（Ａ）の製造方法と同様な方法を用いてポリエステル（Ｃ）を得た。なお、酸化ゲルマニウムの添加方法は公知の方法を採用し、その添加量はゲルマニウムとして原料重量に対して１００ｐｐｍとした。得られたポリエステル（Ｃ）の固有粘度は０．６８、ポリマー中のジエチレングリコール含有量は４．０モル％であった。

＜ポリエステル（Ｄ）の製造方法＞
出発原料をテレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール５４重量部と１，４−シクロヘキサンジメタノール２５重量部とし、触媒としてテトラブトキシチタネート０．０１１重量部を反応器にとり、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、さらに１時間反応を継続した。その後、温度を２３０℃から徐々に昇温すると共に圧力を常圧より徐々に減じ、最終的に温度を２８０℃、圧力を０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．７０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（Ｄ）の極限粘度は０．７０、１，４−シクロヘキサンジメタノールの含有量は３３モル％、ジエチレングリコールの含有量は１．０モル％であった。

＜ポリエステル（Ｅ）の製造方法＞
ポリエステル（Ａ）の製造方法において、出発原料のジカルボン酸をテレフタル酸ジメチル８０重量部、イソフタル酸２０部としたこと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（Ｅ）を得た。得られたポリエステル（Ｅ）は、極限粘度０．６７、ジエチレングリコールの含有量は１．０モル％であった。

〈ポリエステルフィルムの製造〉
前述のポリエステル（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ１２％、８８％の割合で混合した混合原料をＡ層の原料とし、ポリエステル（Ｃ）１００％の原料をＢ層の原料として、２台のベント式二軸押出機に各々を供給し、それぞれ２８５℃で溶融し、Ａ層を最外層（表層）、Ｂ層を中間層とする２種３層（Ａ/Ｂ/Ａ）の層構成で共押出して口金から押出し静電印加密着法を用いて表面温度を４０℃に設定した冷却ロール上で冷却固化して未延伸シートを得た。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、以下に示した組成の塗布剤を塗布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１８８μｍ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、１０／１６８／１０μｍであった。塗布層の厚みは０．０８μｍであった。

（塗布剤の組成：重量比）
ａ/ｂ/ｃ/ｄ＝４７/２０/３０/３
ここでａ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、ｂ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）、ｃは、ヘキサメトキシメチルメラミン（メラミン系架橋剤）、ｄは、粒子径０．０６μｍの酸化ケイ素の水分散体（無機粒子）である。

実施例１において、Ｂ層の原料をポリエステル（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ４％、９６％の割合で混合した原料とし、各層の厚みを１０／１０５／１０μｍとし、製膜条件、塗布条件を実施例１と同様にして厚み１２５μｍのポリエステルフィルムを得た。

実施例１において、Ｂ層の原料をポリエステル（Ｄ）、（Ｃ）をそれぞれ５％、９５％の割合で混合した原料とし、Ａ層をポリエステル（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）をそれぞれ１２％、８３％、５％の割合で混合した原料としたこと以外は実施例１と同様にして、厚み１８８μｍのポリエステルフィルムを得た。

Ｂ層の原料をポリエステル（Ｅ）、（Ｃ）をそれぞれ１０％、９０％の割合で混合した原料とし、Ａ層をポリエステル（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）をそれぞれ１２％、７８％、１０％の割合で混合した原料としたこと以外は実施例１と同様にして、厚み１８８μｍのポリエステルフィルムを得た。

ポリエステル（Ｃ）の製造において、グリコール成分としてジエチレングリコールを増加させ、ジエチレングリコールを６モル％含有するポリエステルを得た。該ポリエステルを実施例１におけるポリエステル（Ｃ）に替えて使用したこと以外は実施例１と同様にして厚み１８８μｍのポリエステルフィルムを得た。ジエチレングリコールの含有量が多くなると、ポリエステルの熱安定性がやや劣るようになり、得られたフィルムのｂ＊値はやや上昇した。

実施例１において、縦延伸後の塗布における塗布液の固形分濃度を実施例１の場合の１／２としたこと以外は実施例１と同様にして厚み１８８μｍのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの塗布層において、塗布ヌケがやや見られるようになり、これによる光学部材としての特性低下が認められた。

（比較例１）
ポリエステル（Ｂ）、（Ａ）をそれぞれ１２％、８８％の割合で混合した混合原料をＡ層の原料とし、ポリエステル（Ａ）１００％の原料をＢ層の原料としたこと以外は実施例１と同様にして、厚み１８８μｍのポリエステルフィルムを得た。

（比較例２）
実施例３において、Ｂ層の原料をポリエステル（Ｄ）、（Ｃ）をそれぞれ３５％、６５％の割合で混合した原料とし、Ａ層をポリエステル（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）をそれぞれ１２％、５３％、３５％の割合で混合した原料としたこと以外は実施例３と同様にして、厚み１８８μｍのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムは、第三成分の含有量が多すぎるため、光学用として使用した場合その特性が低下し、また耐熱性が不足し、実使用時のフィルムの平面性維持等にも不足が見られた。

（比較例３）
ポリエステル（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞれ１０％、９０％の割合で混合した原料を用い、１台の押出機を用いた単層のポリエステルフィルムを作成した。フィルムを単層にしたこと以外、製膜条件は実施例１と同様とし、フィルムの厚みは１８８μｍとした。

以上、得られたフィルムの物性値および光学部材適性について表１にまとめた。本発明の要件を満たすフィルムは、光学用としての適性が高いことがわかる。

上記表中、ＤＥＧはジエチレングリコール、１，４−ＣＨＤＭは１，４-シクロヘキサンジメタノール、ＩＰＡはイソフタル酸をそれぞれ意味し、実施例３、実施例４、比較例２の第三成分含有量は、ＤＥＧの量を含むものである。

本発明のフィルムは、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等に用いる各種光学用部材や、光学分野の製品の製造工程において使用される保護フィルムや離型フィルム等に好適に利用することができる。

Claims (1)

1. 主たる構成成分以外の第三成分を合計２．０〜１０．０モル％の範囲で含有するポリエステルからなるフィルムであって、フィルムヘーズが０〜３．０％の範囲であることを特徴とする光学用二軸配向ポリエステルフィルム。