JP2009214441A - 延伸フィルムの製造方法、延伸フィルム、偏光板、及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムを延伸後のフィルムの巻取り方向D2と異なる方向から繰出し、該フィルムの両端部を把持具CR,CLによって把持して搬送しながら、予熱ゾーン、延伸ゾーン、及び冷却ゾーンを有するオーブンを通過させて、該巻取り方向に対して配向角θが40〜80°の範囲内となる長尺の延伸フィルムを製造する方法であって、前記熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムの、流れ方向の厚みムラσm及び幅方向の厚みムラσtが、σm<0.30μm、σt<0.20μmであり、延伸後のフィルムの引取張力Tが、100N/m<T<300N/mであり、さらに上記Tの変動が±5%未満であることを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
【選択図】図1
Description
(1)熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムを延伸後のフィルムの巻取り方向と異なる方向から繰出し、該フィルムの両端部を把持具によって把持して搬送しながら、予熱ゾーン、延伸ゾーン、及び冷却ゾーンを有するオーブンを通過させて、配向角θが該巻取り方向に対して40〜80°の範囲内となる長尺の延伸フィルムを製造する方法であって、
前記熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムの、流れ方向の厚みムラσm及び幅方向の厚みムラσtが、
σm<0.30μm
σt<0.20μm
であり、
延伸後のフィルムの引取張力Tが、
100N/m<T<300N/mであり、
さらに上記Tの変動が±5%未満であることを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
(2)前記製造方法により得られた延伸フィルム。
(3)偏光子の少なくとも片面に、前記延伸フィルムを積層してなる偏光板。
(4)前記偏光板を備える液晶表示装置。
脂環式ポリオレフィン樹脂は、主鎖及び/または側鎖に脂環構造を有する非晶性の樹脂である。脂環式ポリオレフィン樹脂中の脂環構造としては、飽和脂環炭化水素(シクロアルカン)構造、不飽和脂環炭化水素(シクロアルケン)構造などが挙げられるが、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造が好ましい。脂環構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常4〜30個、好ましくは5〜20個、より好ましくは5〜15個であるときに、機械強度、耐熱性、及びフィルムの成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。
脂環式ポリオレフィン樹脂を構成する脂環構造を有する繰り返し単位の割合は、好ましくは55重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。脂環式ポリオレフィン樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合がこの範囲にあると透明性および耐熱性の観点から好ましい。
ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体およびノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との開環共重合体は、単量体を公知の開環重合触媒の存在下に(共)重合することにより得ることができる。
ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体およびノルボルネン構造を有する単量体と共重合可能な他の単量体との付加共重合体は、単量体を公知の付加重合触媒の存在下に重合することにより得ることができる。
長尺の熱可塑性樹脂フィルムの流れ方向の厚みムラσmを上記範囲とするためには、特開2004−233604号公報に記載されているような、冷却ドラムに密着させる時の溶融状態の熱可塑性樹脂を安定な状態に保つ方法により達成可能である。具体的には、1)溶融押出法で熱可塑性樹脂フィルムを製造する際に、ダイスから押し出されたシート状の熱可塑性樹脂を50kPa以下の圧力下で冷却ドラムに密着させて引き取る方法;2)溶融押出法で熱可塑性樹脂フィルムを製造する際に、ダイス開口部から最初に密着する冷却ドラムまでを囲い部材で覆い、囲い部材からダイス開口部又は最初に密着する冷却ドラムまでの距離を100mm以下とする方法;3)溶融押出法で熱可塑性樹脂フィルムを製造する際に、ダイス開口部から押し出されたシート状の熱可塑性樹脂より10mm以内の雰囲気の温度を特定の温度に加温する方法;関係を満たすようにダイスから押し出されたシート状の熱可塑性樹脂を50kPa以下の圧力下で冷却ドラムに密着させて引き取る方法;4)溶融押出法で熱可塑性樹脂フィルムを製造する際に、ダイス開口部から押し出されたシート状の熱可塑性樹脂に、最初に密着する冷却ドラムの引取速度との速度差が0.2m/s以下の風を吹き付ける方法;が挙げられる。
また、本発明においては、上記引取張力Tの変動を±5%未満、好ましくは±3%未満の精度で制御する必要がある。上記引取張力Tの変動が±5%以上であると、幅方向及び流れ方向の光学特性のバラツキが大きくなる。上記引取張力Tの変動を上記範囲内に制御する方法としては、テンター出口部の最初のロールにかかる荷重、すなわちフィルムの張力を測定し、その値を一定とするように、一般的なPID制御方式により引取ロールの回転速度を制御する方法が挙げられる。前記荷重を測定する方法としては、ロールの軸受部にロードセルを取り付け、ロールに加わる荷重、すなわちフィルムの張力を測定する方法が挙げられる。ロードセルとしては、引張型や圧縮型の公知のものを用いることができる。
また、幅方向の厚みムラは、巻取りの可否に影響を与えるため、3μm以下であることが好ましく、2μm以下であることがより好ましい。
なお、揮発性成分は、フィルム中に微量含まれる分子量200以下の物質であり、例えば、残留単量体や溶媒などが挙げられる。揮発性成分の含有量は、フィルム中に含まれる分子量200以下の物質の合計として、フィルムをクロロホルムに溶解させてガスクロマトグラフィーにより分析することにより定量することができる。
飽和吸水率は、フィルムの試験片を23℃の水中に24時間、浸漬し、増加した質量の、浸漬前フィルム試験片の質量に対する百分率で表される値である。
偏光子には、ポリピニルアルコールや部分ホルマール化ポリビニルアルコール等の従来に準じた適宜なビニルアルコール系ポリマーよりなるフィルムに、ヨウ素や二色性染料等よりなる二色性物質による染色処理、延伸処理、架橋処理等の適宜な処理を適宜な順序や方式で施したもので、自然光を入射させると直線偏光を透過する適宜なものを用いることができる。特に、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。偏光子の厚さは、5〜80μmが一般的であるがこれに限定されない。
液晶表示装置に備わっている液晶セルの表示モードは特に制限されず、例えば、インプレーンスイッチング(IPS)モード、バーチカルアラインメント(VA)モード、マルチドメインバーチカルアラインメント(MVA)モード、コンティニュアスピンホイールアラインメント(CPA)モード、ハイブリッドアラインメントネマチック(HAN)モード、ツイステッドネマチック(TN)モード、スーパーツイステッドネマチック(STN)モード、オプチカルコンペンセイテッドベンド(OCB)モードなどを挙げることができる。
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
(1)延伸前の熱可塑性樹脂フィルムの厚みムラ
延伸前の熱可塑性樹脂フィルムの製造ラインにおいて、赤外線式厚み計(クラボウ社製、RX−100)を用いて、幅方向5mmピッチのトラバース測定を行い、各々の位置については流れ方向に5m間隔で100点のデータを得た。得られたデータについて各位置の流れ方向100点の平均値A、標準偏差σを算出し、それらの値を用いて以下に従って流れ方向の厚みムラσm、幅方向の厚みムラσtを算出した。
σm:各位置の流れ方向の標準偏差σの平均値
σt:各位置の厚み平均値Aの標準偏差σ
なお、評価幅は製品幅(本実施例では1340mm)から逆算して、延伸後に製品となる部分のみについて算出した。
(2)引取張力Tとその変動
テンター出口の最初のロールの軸受部に圧縮型ロードセルを設置し、測定間隔100mmで流れ方向500mについてロールに加わる荷重を検出した。検出した荷重(N)をフィルム幅(m)で除して引取張力(N/m)を算出し、全データを平均値を引取張力T(N/m)とした。また、全データと引取張力Tの差の最大値Δ(N/m)を求め、100×Δ/T(%)を引取張力Tの変動とした。
(3)配向角θ
偏光顕微鏡(オリンパス社製、偏光顕微鏡BX51)を用いて、フィルム流れ方向5m毎に10箇所について幅方向にフィルムの50mmの間隔で測定を行い、全データの平均値を配向角θとした。また、幅方向の全測定値の最大値−最小値の値をバラツキとした。
(4)面内方向リタデーションRe
位相差測定装置(王子計測社製、KOBRA−21ADH)を用いて、フィルム流れ方向5m毎にが幅方向にフィルムの50mmの間隔でReの測定を行い、全データの平均値を面内方向リタデーションReとした。また、幅方向の全測定値の最大値−最小値の値をバラツキとして評価した。
ノルボルネン系樹脂(ZEONOR1420:ガラス転移点=137℃、日本ゼオン社製)のペレットを100℃で5時間乾燥した。該ペレットを押出機に供給し、押出機内で溶融させ、ポリマーパイプ及びポリマーフィルターを経て、Tダイから冷却ドラム上にシート状に押出し、冷却し、厚み100μm、幅1100mmの未延伸フィルム1を得た。なお、その際、Tダイとして、ダイスリップエッジ部及び樹脂ランド面における深さ又は高さ0.3μm以上,かつ最大径40μm以上の凹部又は凸部の個数の合計5個、ダイスリップエッジのRが0.001mm、ダイスリップの表面粗さRaで0.01±0.005μm、剥離強度が15Nのダイスを用いた。また、溶融状態のノルボルネン系樹脂の冷却ドラムへのキャストは、Tダイから冷却ドラムまでを圧力容器に入れ、30kPa以下の圧力下で行った。得られた未延伸フィルム1の流れ方向の厚みムラσmは0.15μm、幅方向の厚みムラσtは0.15μmであった。
実施例1において、未延伸フィルムの製造条件として、Tダイの開口部から押し出されたシート状のノルボルネン系樹脂が最初に密着する冷却ドラムまでをアルミ製の囲い部材で覆い、かつ前記囲い部材からシート状の溶融樹脂が最初に密着する冷却ドラムまでの距離を50mmとした他は、実施例1と同様にして未延伸フィルム2を製造した。得られた未延伸フィルム2の流れ方向の厚みムラσmは0.15μm、幅方向の厚みムラσtは0.10μmであった。
実施例1において、未延伸フィルム1のかわりに、未延伸フィルム2を用いた他は、実施例1と同様にして延伸フィルム2を得た。得られた延伸フィルム2の光学特性は、表1に示すとおり、良好であった。また、この延伸フィルム2を用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、実施例1と同様、良好な表示であった。
実施例1において、未延伸フィルムの製造条件として、Tダイの開口部から押し出されたシート状のノルボルネン系樹脂の近傍を加温するためにTダイの開口部にカートリッジヒーターを設け、押し出されたシート状のノルボルネン系樹脂から10mm以内の雰囲気温度が200℃となるように加温した他は、実施例1と同様にして未延伸フィルム3を製造した。得られた未延伸フィルム3の流れ方向の厚みムラσmは0.25μm、幅方向の厚みムラσtは0.10μmであった。
実施例1において、未延伸フィルム1のかわりに、未延伸フィルム3を用いた他は、実施例1と同様にして延伸フィルム3を得た。得られた延伸フィルム3の光学特性は、配向角のバラツキが実施例1や実施例2と比べると大きくなったが、それ以外は表1に示すとおり、良好であった。また、この延伸フィルム3を用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、実施例1と同様、良好な表示であった。
実施例1において、未延伸フィルムの製造条件として、実施例1における圧力容器内の圧力を大気圧とした他は実施例1と同様にして未延伸フィルム4を得た。得られた未延伸フィルム4の流れ方向の厚みムラσmは0.32μm、幅方向の厚みムラσtは0.15μmであった。
実施例1において、未延伸フィルム1のかわりに、未延伸フィルム4を用い、引取張力の変動を4%未満となるように制御した他は、実施例1と同様にして延伸フィルム4を得た。得られた延伸フィルム4の光学特性は、表1に示すとおり、Reのバラツキや配向角のバラツキが大きくなった。また、この延伸フィルム4を用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、色むらが観察された。
実施例1において、未延伸フィルムを得る際の条件として、ダイスリップ部表面粗さをRa=0.10±0.01μmとした他は実施例1と同様にして未延伸フィルム5を得た。得られた未延伸フィルム5の流れ方向の厚みムラσmは0.15μm、幅方向の厚みムラσtは0.22μmであった。
実施例1において、未延伸フィルム1のかわりに、未延伸フィルム5を用い、引取張力の変動を4%未満となるように制御した他は、実施例1と同様にして延伸フィルム5を得た。得られた延伸フィルム5の光学特性は、表1に示すとおり、Reのバラツキや配向角のバラツキが大きくなった。また、この延伸フィルム5を用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、色むらが観察された。
実施例1において、引取張力を350N/m、その変動を4%未満となるように制御した他は、実施例1と同様にして延伸フィルム6を得た。得られた延伸フィルム6の光学特性は、表1に示すとおり、配向角のバラツキが大きくなった。また、この延伸フィルム6を用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、色むらが観察された。
実施例1において、引取張力を80N/m、その変動を4%未満となるように制御した他は、実施例1と同様にして延伸フィルム7を得た。得られた延伸フィルム7の光学特性は、表1に示すとおり、配向角のバラツキが大きくなった。また、この延伸フィルムを用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、色むらが観察された。
実施例1において、引取張力の変動を6%未満となるように制御した他は、実施例1と同様にして延伸フィルム8を得た。得られた延伸フィルム8の光学特性は、表1に示すとおり、配向角のバラツキが大きくなった。また、この延伸フィルムを用いて、実施例1と同様にして偏光板及び半透過液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の表示特性は、色むらが観察された。
D2・・・巻取り方向
θi・・・繰出し角度(繰出し方向と巻取り方向のなす角度)
CR,CL・・・把持具
W0・・・延伸前のフィルムの幅
W・・・延伸後のフィルムの幅
Claims (4)
- 熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムを、延伸後のフィルムの巻取り方向と異なる方向から繰出し、該フィルムの両端部を把持具によって把持して搬送しながら、予熱ゾーン、延伸ゾーン、及び冷却ゾーンを有するオーブンを通過させて、配向角θが該巻取り方向に対して40〜80°の範囲内となる長尺の延伸フィルムを製造する方法であって、
前記熱可塑性樹脂からなる長尺のフィルムの、流れ方向の厚みムラσm及び幅方向の厚みムラσtが、
σm<0.30μm
σt<0.20μm
であり、
延伸後のフィルムの引取張力Tが、
100N/m<T<300N/mであり、
さらに上記Tの変動が5%未満であることを特徴とする延伸フィルムの製造方法。 - 請求項1記載の製造方法により得られた延伸フィルム。
- 偏光子の少なくとも片面に、請求項2に記載の延伸フィルムを積層してなる偏光板。
- 請求項3記載の偏光板を備える液晶表示装置。
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