JP2013513498A - 超広幅フィルム製造用キャスティングベルト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、超広幅フィルム製造用キャスティングベルトに関する。
【解決手段】本発明は、ソルベントキャスティング工程による光学フィルム製造時に使用されるキャスティングベルトに関し、より詳細には、液晶ディスプレイの偏光板や光学補償フィルムなどに使用されるフィルム製造時に、ドープをキャスティングしてゲル状フィルムを生成するために使用される広幅フィルム製造用キャスティングベルトに関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ソルベントキャスティング（ｓｏｌｖｅｎｔ ｃａｓｔｉｎｇ）工程による光学フィルム製造時に使用されるキャスティングベルトに関し、より詳細には、液晶ディスプレイの偏光板や光学補償フィルムなどに使用されるフィルム製造時に、ドープをキャスティングしてゲル状フィルムを生成するために使用される超広幅フィルム製造用キャスティングベルトに関する。

セルロースアシレートフィルムは高い透明度と機械的強度を有しており、湿度及び温度にほとんど依存しない寸法安定性も有している。従って、このような特性が要求される光学材料の支持体として広く使用されている。通常、セルロースアシレートフィルムは、溶媒とポリマーを共に溶解して製造されたドープを連続支持体上にキャスティングして製造する。

キャスティング方法は、連続支持体の種類に応じてベルトキャスティングとドラムキャスティングとの二つに大別されることができる。ベルトキャスティングはドープをベルト上にキャスティングし、若干の溶媒を乾燥して剥離してから次の工程にフィルムを移送する方法であり、ドラムキャスティングはドープをドラム上にキャスティングし、ほとんど乾燥していない状態で剥離してから次の工程にフィルムを移送する方法である。

通常、ベルトキャスティングは、フィルムの乾燥条件を調節できるため、様々なフィルムを製造できるという利点があり、ドラムキャスティングは高速キャスティングが可能であり、大量生産が可能であるという利点がある。二つの製造方法は両方とも連続支持体であるベルト及びドラムの表面が精密に加工されていなければ、液晶ディスプレイで要求するきれいな表面のフィルムが得られない。

連続支持体の表面を精密に加工するためには、ベルトとドラム両方の表面を精密に研磨しなければならない。ベルトの場合、ステンレススチール材質のベルトをグラインディング及び研磨して製造し、ドラムの場合、カーボンスチール材質のドラムにニッケルめっき及びハードクロムめっきを施し、研磨過程を経て製造する。

ドラムの場合には問題にならないが、図１を参照すると、ベルトが連続支持体になるためには、ベルトの両端を連結するための継手（ｊｏｉｎｔ）１１を形成しなければならない。継手を形成するための方法としては溶接が広く使用されているが、通常、ティグ溶接、レーザ溶接などの方法が使用されている。溶接は研磨前に予め行うことができ、研磨後に行うこともできる。溶接後に溶接部分がベルト上に残存する可能性があるため、溶接部分をきれいに研磨してフィルム製造時に問題が発生しないようにしなければならない。しかし、溶接部分を完全に除去することは不可能であり、肉眼でも区分が可能である。従って、製造されたセルロースアシレートを用いて偏光板や光学補償フィルム製造に使用する場合、一部の製品は溶接線の部分を切断して使用することもある。

近年、液晶ディスプレイの大きさはますます増加しつつあり、これに対応するために偏光板及び光学補償フィルムも広幅化している。従って、広幅化の傾向に合わせ、かつ偏光板及び光学補償フィルムの製造時に収率を増加させるために、セルロースアシレートフィルムも広幅化させる必要がある。

従来開発された方法により２０３０ｍｍ以上の幅を有するドラムを製造することができ、広幅のフィルムを製造することができるが、ベルトの場合、最大２０３０ｍｍの幅を有することが限界であると公知されている。従って、２０３０ｍｍ以上の幅を有する広幅ベルトを形成するために、二つのベルトを長さ方向に沿って溶接することができるが、二つのベルトの間に長さ方向に沿う溶接による中央部継手が形成され、製造されたフィルムに前記中央部継手による痕跡が残るため、そのまま使用することが困難であるという問題点がある。

ベルトにキャスティングされたドープは、剥離された後、テンダ（ｔｅｎｄｅｒ）、乾燥器などを介してフィルムに製造される。キャスティング後、剥離するまでフィルムが幅方向に若干収縮され、テンダで必要な時に延伸を行う。乾燥器を用いた乾燥工程では、フィルムの数値はあまり変化しない。通常、フィルムの円滑な移送及び一定なフィルム全体の特性のために、フィルムの両端を切断するトリミング工程を行うが、トリミング工程は、キャスティング工程、テンダ工程、及び乾燥工程の後に１〜２回行われる。

従って、幅２０３０ｍｍのベルトを使用する場合を考慮すると、製造できるフィルムの幅は２．０３ｍ以下である。実際、キャスティング時の安定性、テンダでの延伸及びフィルム両端の除去などを考慮すると、製造できる最大幅は１８００ｍｍ以下であるため、広幅化傾向に適したフィルムを製造することが難しいという問題点がある。

本発明は、ベルトキャスティング方法によりフィルムを製造する際、溶接部がフィルムに転写されないと共に超広幅フィルムを製造することができる超広幅フィルム製造用キャスティングベルトを提供することを目的とする。

本発明はレーザを用いて横方向の溶接を行う場合、治具（ｊｉｇ）を使用することができるため、溶接部の品質（ｑｕａｌｉｔｙ）を高めることができる超広幅フィルム製造用キャスティングベルトを提供することを目的とする。

本発明は、ソルベントキャスティング工程による光学フィルム製造時にゲル状フィルムが形成されるようにポリマー溶液がキャスティングされるキャスティングベルトであって、前記キャスティングベルト１００は、長さ方向に沿って形成された溶接部がない状態で、長さ方向に沿って互いに隣り合うキャスティングベルト片１１０が互いに連結されるように、前記キャスティングベルト１００の横方向に沿って形成され、前記互いに隣り合うキャスティングベルト片１１０を連結する横方向の溶接部１１１を含み、前記横方向の溶接部１１１の厚さｔ_ｗは、前記互いに隣り合うキャスティングベルト片それぞれの厚さをｔ_ｂとする場合、９．９５ｔ_ｂ≦ｔ_ｗ≦１．０５ｔ_ｂであり、前記横方向の溶接部１１１に形成されるピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）のサイズ（ｓｉｚｅ）は２０〜５０μｍであり、深さは５０μｍ以内であることを特徴とする超広幅フィルム製造用キャスティングベルトに関する。

本発明において、前記横方向の溶接部１１１の幅Ｗ_ｗは２ｍｍ以内であることができ、前記横方向の溶接部１１１は前記キャスティングベルト１００の横断面と２０゜の角度をなすことができ、前記キャスティングベルト１００の幅は２０００ｍｍ以上であることができる。

本発明によると、横方向に沿って隣り合うキャスティングベルト片を連結する縦方向の溶接部がなく、長さ方向に沿って互いに隣り合うキャスティングベルト片を連結する横方向の溶接部のみが存在し、フィルムに転写されないと共に２０００ｍｍ以上の広幅フィルムを製造することができるという利点がある。

レーザを用いて長さ方向の溶接を施して超広幅キャスティングベルトを製造する場合、溶接時にベルトを容易に固定できず、長いベルトを溶接しなければならないため、光学フィルム製造時に要求される品質（ｑｕａｌｉｔｙ）を満足することは難しい。しかし、横方向の溶接のみを用いて超広幅キャスティングベルトを製造する場合には治具（ｊｉｇ）を使用することができるため、本発明によると、それぞれのキャスティングベルト片を固定した状態で横方向の溶接を行うことができ、横方向の溶接部の品質（ｑｕａｌｉｔｙ）を高めることができるという利点がある。

また、本発明は、光学フィルムの製造工程中に延伸段階でフィルムの延伸率を増加させなくても広幅のフィルムを製造することができ、フィルムに要求される面内位相差ないし面上位相差及びフィルムの厚さなどに対する制限要件を満足すると共に、要求される幅のフィルムを容易に製造することができるという利点がある。

従来のキャスティングベルトの斜視図である。 本発明の一実施例の斜視図である。 本発明の一実施例の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例に対して詳細に説明する。

本発明の一実施例は、本発明による超広幅フィルム製造用キャスティングベルトに関する。

図２は本発明の一実施例の斜視図を示し、図３は本発明の一実施例の平面図を示す。

ソルベントキャスティング（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｃａｓｔｉｎｇ）による光学フィルム製造時に、ポリマー溶液を用いてフィルムを製造するためにポリマー溶液を含むドープをベルトにキャスティングするキャスティング作業、キャスティング作業で形成されたゲル状フィルムを剥離する剥離作業、剥離されたフィルムをテンダを介して延伸する延伸作業、延伸されたフィルムを乾燥させる乾燥作業、乾燥したフィルムを巻取する巻取作業などが行われる。

本発明の一実施例は、ソルベントキャスティング（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｃａｓｔｉｎｇ）による光学フィルム製造時にキャスティング作業に使用されるベルト、即ち、ゲル状フィルムが形成されるように、ポリマー溶液の含まれたドープがキャスティングされる超広幅フィルム製造用キャスティングベルトに関する。

図２を参照すると、超広幅フィルム製造用キャスティングベルト１００は多数個のキャスティングベルト片１１０を有する。それぞれのキャスティングベルト片１１０の大きさ及び形状は同一であることができる。

図２を参照すると、キャスティングベルト１００の長さ方向に沿って互いに隣り合うキャスティングベルト片１１０は横方向の溶接部１１１によって互いに連結される。即ち、横方向の溶接部１１１は、多数個のキャスティングベルト片１１０が連結ベルトを形成するために長さ方向に互いに隣り合うキャスティングベルト片１１０を連結する継手である。横方向の溶接部１１１は溶接によって形成されるが、ＹＡＧレーザ溶接または一般的なレーザ溶接によって形成されることができる。

図３を参照すると、横方向の溶接部１１１をＹＡＧレーザ溶接によって形成する場合、横方向の溶接部１１１の幅Ｗ_ｗを１ｍｍ以内にすることができ、一般的なレーザ溶接によって形成する場合、横方向の溶接部１１１の幅Ｗ_ｗを２ｍｍ以内にすることができる。横方向の溶接部１１１の幅が拡大すると、溶接部がフィルムに転写される可能性があるため、横方向の溶接部１１１の幅Ｗ_ｗを２ｍｍ以内にすることが好ましい。

図３を参照すると、横方向の溶接部１１１は、キャスティングベルト１００の横断面となす角度θは２０゜になるように形成される。これは超広幅フィルム製造用キャスティングベルト１００に張力（Ｔｅｎｓｉｏｎ）を印加して運転を行う場合、それぞれのキャスティングベルト片１１０に印加される力を最大限に分散して横方向の溶接部１１１の破損を防止するためである。

図面に図示されていないが、横方向の溶接部１１１にはピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）が形成され、前記ピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）のサイズ（ｓｉｚｅ）は２０〜５０μｍであり、深さは５０μｍ以内である。溶接時に気泡が発生するが、これが前記ピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）で形成される。普段ヒトの肉眼で観察できるピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）の最大限のサイズ（ｓｉｚｅ）は２０μｍと公知されている。従って、５０μｍまではあまり問題にならないが、それを超える場合、ＬＣＤ用フィルムとして使用するには限界がある。

一方、図面に図示されていないが、それぞれのキャスティングベルト片１１０の厚さをｔ_ｂとする場合、横方向の溶接部１１１の厚さｔ_ｗは９．９５ｔ_ｂ≦ｔ_ｗ≦１．０５ｔ_ｂである。即ち、横方向の溶接部１１１の周辺部との厚さ偏差は５％以内になる。これはソルベントキャスティング（ｓｏｌｖｅｎｔ ｃａｓｔｉｎｇ）フィルムで溶接部がフィルム（ｆｉｌｍ）に転写されることを防止するためである。

一方、キャスティングベルト１００の幅は２０００以上であるが、２０００ｍｍまたは従来最大のベルト幅である２０３０ｍｍであることができる。

本発明は、横方向の溶接部１１１に形成される前記ピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）のサイズ（ｓｉｚｅ）及び深さを減少させ、横方向の溶接部１１１と周辺部との厚さ偏差を減少させて、横方向の溶接部１１１がフィルムに転写されないようにすると共に、１８００ｍｍ以上の超広幅フィルムを製造できるという利点がある。即ち、ソルベントキャスティング（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｃａｓｔｉｎｇ）による光学フィルム製造時に、一般的な押出キャスティング（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｃａｓｔｉｎｇ）に比べて、ベルトの表面状態によってフィルムの表面状態が大きく影響を受けるが、本発明によると、溶接部が光学フィルムに転写されない広幅フィルムを得ることができる。

レーザを用いて長さ方向（縦方向）溶接を行い超広幅キャスティングベルト１００を製造する場合には治具（ｊｉｇ）を使用することができず、横方向の左側に位置する左側ベルト、及び横方向の右側に位置して前記左側ベルトに連結される右側ベルトを固定することができないため、長さ方向の溶接時に作業不良により溶接部に欠点（ｄｅｆｅｃｔ）が発生しやすいという短所がある。本発明は、キャスティングベルト１００の長さ方向に沿って行う縦方向の溶接の代わりに、横方向に沿って行う横方向の溶接を施して超広幅フィルム製造用キャスティングベルト１００を製造する。一方、レーザを用いて横方向の溶接を行い、超広幅キャスティングベルト１００を製造する場合には治具（ｊｉｇ）を使用することができるため、本発明によると、それぞれのキャスティングベルト片１１０を固定した状態で横方向の溶接を行うことができ、横方向の溶接部１１１の品質（ｑｕａｌｉｔｙ）を高めることができる。

本発明は、光学フィルムの製造工程中に延伸段階でフィルムの延伸率を拡大しなくても広幅のフィルムを製造することができるため、フィルムに要求される面内位相差ないし面上位相差及びフィルムの厚さなどに対する制限要件を満足すると共に、要求される幅のフィルムを容易に製造することができるという利点がある。

１００ 超広幅フィルム製造用キャスティングベルト
１１０ キャスティングベルト片
１１１ 横方向の溶接部

Claims (4)

1. ソルベントキャスティング工程による光学フィルム製造時にゲル状フィルムが形成されるようにポリマー溶液がキャスティングされるキャスティングベルトであって、
   前記キャスティングベルト１００は、長さ方向に沿って形成された溶接部がない状態で、長さ方向に沿って互いに隣り合うキャスティングベルト片１１０が互いに連結されるように、前記キャスティングベルト１００の横方向に沿って形成され、前記互いに隣り合うキャスティングベルト片１１０を連結する横方向の溶接部１１１を含み、
   前記横方向の溶接部１１１の厚さｔ_ｗは、前記互いに隣り合うキャスティングベルト片それぞれの厚さをｔ_ｂとする場合、９．９５ｔ_ｂ≦ｔ_ｗ≦１．０５ｔ_ｂであり、
   前記横方向の溶接部１１１に形成されるピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）のサイズ（ｓｉｚｅ）は２０〜５０μｍであり、深さは５０μｍ以内であることを特徴とする超広幅フィルム製造用キャスティングベルト。
2. 前記横方向の溶接部１１１の幅Ｗ_ｗは２ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１に記載の超広幅フィルム製造用キャスティングベルト。
3. 前記横方向の溶接部１１１は前記キャスティングベルト１００の横断面と２０゜の角度をなすことを特徴とする請求項２に記載の超広幅フィルム製造用キャスティングベルト。
4. 前記キャスティングベルト１００の幅は２０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の超広幅フィルム製造用キャスティングベルト。

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