JP2006159827A - 光学用フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱可塑性樹脂を溶融押出して、金属又はセラミックの冷却ロール2とゴムロール3との間隙に溶融樹脂8を支持体層9とともに挟圧してフィルムを製造するに際し、前記冷却ロール2の周速度と、ゴムロール3を押圧するためのバックアップロール4の周速度との比を±2%内にコントロールすることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、位相差板はポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド等の耐熱性の高分子フィルムを一軸又は二軸に延伸して配向させて用いられる。そして、これらのフィルムには、透明性、防湿性、複屈折性の改善が要望されている。
近年、環状ポリオレフィンによるフィルムが高い透明性と耐熱性を有し、低い吸湿性であって、その上に分子配向時に複屈折が生じ難いので光学用フィルムとして注目されるようになった。
(1)樹脂を溶剤に溶解させて溶液とし、この溶液を無端の金属ベルトまたはベースフィルムの上に流延した後、溶剤を乾燥除去して樹脂層を形成し、その後、樹脂層を無端の金属ベルトまたはベースフィルムから剥離分離する方法(特許文献1参照)。
(2)樹脂を押出機を用いてダイから膜状に溶融押出し、冷却ロールにて冷却して得る方法(特許文献2参照)。
一方、挟圧して光学用フィルムが製造される場合は、前述の特許文献7では金属の冷却ロールとタッチロールの線速比は適宜選択されると記述され、通常0.5〜3倍としている。また、他の例では、無端の金属ベルトを使用した挟圧の場合において、冷却ロール側は独立駆動させず金属ベルトに連れ回りにするのが良いと記述されているが、金属ベルトと冷却ロールとの周速度及びその影響については何ら記載されていない(特許文献11参照)。
支持体層を用いて溶融樹脂を金属又はセラミックスの冷却ロールとゴムロールで挟圧する場合、この2つのロールの間の周速度比は得られるフィルムの表面特性に大きな影響がある。これらのロール間の周速度比を調整するために冷却ロール側駆動と独立にゴムロール側駆動を設け個々に調節して運転してみると、2つのロール間の周速度がずれるとフィルム流れ方向に対する横縞やフィルム端部からの斜め方向の縞及び支持体層の僅かな揺動による不規則な縦縞が入りやすく、従って、2つのロール間の周速度は完全に一致した方が得られるフィルムの表面特性が良い。しかし、両ロールの駆動からの周速度を一致させても不規則な波打った各種の縞が入りやすい。これはゴムロールの押圧時にゴムロールが真円から変形するので、ゴムロールの中心芯駆動ではゴムロールの周速度にバラツキが生じて完全な周速度を一致させることができないためである。従って、ゴムロールの回転速度からの周速度ではなく、真の周速度を与える駆動が必要である。
周速度比を上記の値にコントロールする方法としては、冷却ロールの駆動装置とは独立してバックアップロールにも駆動装置を設け、この両駆動装置を個々に調整して運転することが好ましい。更に、両駆動装置を電気的に又は機械的に或る一定の比率の下に連動して運転することもできる。
支持体層9、10の膜厚は限定されないが、薄すぎると効果少なく、厚すぎると運転に支障を起こしやすい。従って、通常、50μm〜ら200μmが適している。
支持体層9、10は、溶融樹脂8と挟圧される前に予熱して供給することができる。その温度は運転の冷却温度以上で支持体層9、10が熱収縮を起こさない温度である。
各種の光学用フィルムの原反として用いられる押出フィルムとしては、光学むらがないことが重要である。前述の如く光学むらには大別して縦縞、横縞、その他の縞模様と密着むら等が観察される。これらの光学むらは通常の透過光では観察されない場合でも斜めの方向に光を入射させ透過した光を垂直な面に写し出して観察すると極めて良く確認できる。斜めの方向を大きくしてゆくと益々観察しやすいが、通常45度方向入射で視認できなければ実用上差し支えることはない。
得られた延伸光学用フィルムは、各種の光学用フィルムとして有用である。
(樹脂溶融押出の方法)
環状ポリオレフィン樹脂(アートンD4531、Tg132℃、JSR株式会社製)を、図1の模式図に示した溶融押出成形方法に従い、内径65mmのL/D32の単軸スクリューにて多孔質のフィルターを通した後、ギアーポンプで一定吐出量で吐出幅770mmの押出ダイ1よりフィルム状に押し出した。押出ダイ1としては、チョークレスのコートハンガーダイを用いた。押出ダイ1よりフィルム厚100μmになるように吐出した。溶融樹脂8の温度は267℃であった。
支持体層9として、膜厚125μmで、JIS B0601に定められた表面粗さ特性が中心線平均粗さで0.005μm、最大粗さで0.07μm、10点平均粗さで0.07μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(O3LF8、帝人デュポンフィルム株式会社製)をゴムロール3側に配備し、直径250mmの金属製の冷却ロール2に駆動装置を設け、直径180mmのゴムロール3とこれに密接する直径180mmの金属製バックアップロール4にも駆動装置を設けた。90℃に保たれた金属製の冷却ロール2と金属芯に肉厚6.5mmで巻かれたNBRからなる850mm長さのゴムロール3との間に挟圧した。冷却ロール2とゴムロール3との間隙が110μmになるようにストッパーの位置を設定した。そして、バックアップロール4を通じてのゴムロール3への押圧力は5kgf/cm2 の空気圧を用いて半径3.15cmのエアーシリンダー2基によりロール両端を冷却ロール2側に押し付けた。押出ダイ1と金属ロール2とゴムロール3の挟圧個所までを保温板(図示せず)によって囲い、必要に応じてヒーターを設け、挟圧に適した温度に保った。運転速度については、冷却ロール2及びバックアップロール4の周速度はともに6.0m/分であった。
支持体層9と溶融樹脂層8はともに47℃に保たれた第2の冷却ロール5に搬送され、次いで、35℃に保たれた第3の冷却ロール6に搬送され、ここで支持体層9のポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離分離して巻き取り、一方、成形フィルム11は次のロール7を経てフィルム製品12として巻き取った。運転ラインの速度は6m/分で運転した。
得られた成形フィルムの表面粗さ特性は支持体層のそれにほぼ近い特性を示し、その他の特性は下記の方法によって観察・測定し、その結果を表1に示した。
試料フィルム幅方向に20mm間隔で25個所の膜厚を膜厚計により測定して平均値を求めるとともに、最高と最低の公差を求めた。
自動複屈折計 KOBRA−21ADHによりニコル偏光子とニコル検光子をともに平行に置き、試料フィルム(試料寸法35mm×35mm)に単一波長光束を照射して光線軸回りに1回転したときの透過光強度の角度依存性から位相差を算出する(測定波長590nm)。
試料フィルムは幅方向に5個採取し、5個所の平均値と最高と最低の公差を求めた。
図3に示す如く、光源13として150Wのキセノンランプの点光源よりの光線に対して、縦縞観察の場合はフィルム製品12の流れ方向を立て製品の45度方向より光を入射し透過光を背後のスクリーン14に写し出して観察する。横縞観察の場合はフィルム製品を横にして観察する。斜め縞は両端に入りやすく、密着むらとともにその双方から観察する。観察結果の評価は次の基準による。結果は表1に示した。
縞模様、むら状態が明らかに存在する 0ポイント
縞模様、むら状態がぼんやり存在する 1ポイント
縞模様、むら状態が僅かに存在する 2ポイント
縞模様、むら状態が確認できない 3ポイント
金属製冷却ロール2の駆動装置の周速度を6.0m/分に設定し、バックアップロールの周速度を5.9m/分として運転した。巻き取り張力の変動により変動するが、製品の運転速度はほぼ6.0m/分であった。得られたフィルムの特性値を表1に示した。
実施例1の金属製冷却ロール2の周速度を6.0m/分に保ち、バックアップロール4の周速度をそれぞれ5.8m/分と減速(比較例1)又は6.2m/分に増速(比較例2)した他は実施例1と同様にして得られたフィルムの特性を表1に併記した。製品の運転速度は実施例2と同様であった。
金属製冷却ロール2には駆動装置は設けるが、ゴムロール3及びバックアップロール4には駆動装置は設けず、冷却ロール2の駆動力によってゴムロール3及びバックアップロール4が連れ回る方法とした他は実施例1と同様にしてフィルムを得た。その結果、冷却ロール2の周速度6.0m/分に対してバックアップロール4の周速度は5.7m/分を示し、巻き取り張力の変動により若干変動するが製品速度は5.9m/分を示した。この時得られたフィルムの特性を表1に併記した。
実施例1、2及び比較例1〜3から明かなように、冷却ロール2の周速度とバックアップロール4の周速度が前者の周速度を基準として2%よりも大きく増減すると光学むらを起こし表面特性が悪化することがわかる。
2 金属又はセラミックからなる冷却ロール
3 ゴムロール
4 バックアップロール
5 第2冷却ロール
6 第3冷却ロール
7 ロール
8 溶融樹脂(層)
9 ゴムロール側支持体層
10 冷却ロール側支持体層
11 成形フィルム
12 フィルム製品
13 キセノンランプ点火源
14 スクリーン
Claims (6)
- 熱可塑性樹脂を溶融押出して、金属又はセラミックの冷却ロールとゴムロールとの間隙に支持体層とともに挟圧してフィルムを製造するに際し、金属又はセラミックの冷却ロールの周速度とゴムロールを押圧するためのバックアップロールの周速度との比を±2%の範囲内にコントロールすることを特徴とする光学用フィルム製造方法。
- 金属又はセラミックからなる冷却ロールの駆動装置とバックアップロールの駆動装置とを独立して設け、個々に調整して運転することを特徴とする請求項1記載の光学用フィルム製造方法。
- 支持体層をゴムロール側に配備することを特徴とする請求項1又は2記載の光学用フィルム製造方法。
- 支持体層をゴムロール側及び冷却ロール側にともに配備することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学用フィルム製造方法。
- 支持体層が2軸延伸したポリエチレンテレフタレートのフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学用フィルム製造方法。
- 熱可塑性樹脂が環状ポリオレフィンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学用フィルム製造方法。
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