JP2015068965A - Manufacturing method of optical film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学フィルム、特に表示装置等に用いられる光学フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an optical film, particularly an optical film used for a display device or the like.
液晶ディスプレイ等の表示装置の薄手化に伴い、表示装置に用いる光学フィルムに対してもさらなる薄手化が求められている。光学フィルムとしては、例えば、位相差機能をもつ位相差フィルムが挙げられ、位相差フィルムは、所定の位相差機能を発現するようにポリマーフィルムに延伸処理を施すことにより製造される。 With the thinning of display devices such as liquid crystal displays, there is a demand for further thinning of optical films used in display devices. Examples of the optical film include a retardation film having a retardation function, and the retardation film is produced by subjecting a polymer film to stretching so as to exhibit a predetermined retardation function.
位相差機能は、面内レタデーションReや厚み方向レタデーションRth等のレタデーションで評価され、レタデーションは延伸処理における種々の条件を組合せることで制御される。例えば、目標とするレタデーションが高いほど、延伸中のポリマーフィルムの温度を低く設定する。また、レタデーションは、フィルムの厚みに依存する値であり、延伸処理におけるポリマーフィルムの温度や延伸倍率等の条件を一定にした場合には、ポリマーフィルムの厚みが小さいほどレタデーションが小さくなる。したがって、高いレタデーションの光学フィルムをより厚みを薄くして製造する場合には、延伸中のポリマーフィルムの温度をより低く設定する必要がある。しかし、延伸中におけるポリマーフィルムの温度を低くするほど、得られる光学フィルムのヘイズは上がってしまう。 The retardation function is evaluated by retardation such as in-plane retardation Re and thickness direction retardation Rth, and the retardation is controlled by combining various conditions in the stretching process. For example, the higher the target retardation, the lower the temperature of the polymer film being stretched. The retardation is a value depending on the thickness of the film. When the conditions such as the temperature of the polymer film and the stretching ratio in the stretching process are made constant, the retardation decreases as the thickness of the polymer film decreases. Therefore, when manufacturing an optical film having a high retardation with a smaller thickness, it is necessary to set the temperature of the polymer film during stretching to be lower. However, the lower the temperature of the polymer film during stretching, the higher the haze of the resulting optical film.
また、既存設備を用いて長尺の光学フィルムの製造速度を向上するには、テンタ装置によってポリマーフィルムを幅方向に延伸する延伸処理の時間が短くなる。そのため、目標とするレタデーションを発現させるには、延伸倍率はかえずにテンタ装置を通過する時間を短くすることになる。このように単位時間における延伸倍率、すなわち延伸速度を上げるほど、得られる光学フィルムのヘイズは上がってしまう。したがって、製造する光学フィルムのレタデーションが高いほど、製造速度を上げるにつれてヘイズは上がってしまう。 Moreover, in order to improve the manufacturing speed of a long optical film using the existing equipment, the time of the extending | stretching process which extends | stretches a polymer film in the width direction with a tenter apparatus becomes short. Therefore, in order to express the target retardation, the time for passing through the tenter device is shortened without changing the draw ratio. Thus, the haze of the obtained optical film will go up, so that the draw ratio in unit time, ie, a draw speed, is raised. Therefore, the higher the retardation of the optical film to be manufactured, the higher the haze increases as the manufacturing speed is increased.
製造速度を上げる、すなわち製造効率を上げるために、例えば特許文献1には、テンタ装置内でポリマーフィルムに対して常圧過熱水蒸気を当てることにより、ポリマーフィルムの昇温速度を上げる方法が記載されている。また、テンタ装置内でポリマーフィルムに過熱水蒸気を当てる方法は、例えば特許文献2にも記載されている。この特許文献2の方法では、延伸中のポリマーフィルムに対して過熱水蒸気を当てており、これにより、幅方向における光学特性のばらつきを抑えている。
In order to increase the production rate, that is, increase the production efficiency, for example,
また、製造ラインでポリマーフィルムに対して水蒸気を当てる方法は、他の文献にも記載される。例えば特許文献3と特許文献4とに記載される各方法は、テンタ装置による延伸処理前のポリマーフィルムに対して水蒸気を供給し、これによりフィルムのカールを抑制している。特許文献4に記載される方法は、延伸処理を2回行い、2回目の延伸処理の前に水蒸気を供給している。特許文献5は、長手方向に延伸する前に水蒸気を供給し、これにより、視野角特性に優れた光学フィルムとしての光学補償フィルムを製造する。 Moreover, the method of applying water vapor | steam with respect to a polymer film in a production line is described also in other literature. For example, each method described in Patent Document 3 and Patent Document 4 supplies water vapor to the polymer film before the stretching treatment by the tenter device, thereby suppressing curling of the film. In the method described in Patent Document 4, the stretching process is performed twice, and water vapor is supplied before the second stretching process. Patent document 5 supplies water vapor | steam before extending | stretching to a longitudinal direction, and, thereby, manufactures the optical compensation film as an optical film excellent in the viewing angle characteristic.
しかし、特許文献1〜5の方法を用いても、延伸中におけるポリマーフィルムの温度を低くするほど、また、製造する光学フィルムのレタデーションが高いほど、製造速度を上げるにつれてヘイズは上昇する。
However, even if the methods of
そこで、本発明は、製造速度に関わらず、目標とするレタデーションとヘイズとを発現する光学フィルムを、目標とする厚みで製造する光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the manufacturing method of the optical film which manufactures the optical film which expresses the target retardation and haze with the target thickness irrespective of a manufacturing speed.
本発明は、ポリマーフィルムを幅方向に延伸して光学フィルムにする光学フィルムの製造方法において、連続的に搬送されている長尺のポリマーフィルムを加熱しながら幅方向へ延伸する延伸工程と、延伸工程による延伸後のポリマーフィルムの目標ヘイズから決まる量の水蒸気を延伸工程による延伸前のポリマーフィルムに供給し、延伸開始時点におけるポリマーフィルムの含水率を調節する水蒸気供給工程とを有することを特徴として構成されている。 The present invention relates to an optical film manufacturing method in which a polymer film is stretched in the width direction to form an optical film, and a stretching process in which the continuous polymer film is stretched in the width direction while heating is continuously stretched. A water vapor supply step of supplying an amount of water vapor determined from a target haze of the polymer film after stretching by the step to the polymer film before stretching by the stretching step, and adjusting a moisture content of the polymer film at the start of stretching. It is configured.
延伸工程による延伸後のポリマーフィルムのヘイズと延伸開始時点におけるポリマーフィルムのガラス転移点との第1の関係と、延伸開始時点における含水率とガラス転移点との第2の関係と、水蒸気供給工程で供給する水蒸気の量と延伸開始時点における含水率との第3の関係とを予め、第1の関係に基づいて、目標ヘイズに対応するガラス転移点を目標ガラス転移点として求め、第2の関係に基づいて、目標ガラス転移点に対応する含水率を目標含水率として求め、第3の関係に基づいて、目標含水率とするための水蒸気の量を決定し、この決定された量に、水蒸気供給工程で供給する水蒸気の量を制御する制御工程を有することが好ましい。 The first relationship between the haze of the polymer film after stretching in the stretching step and the glass transition point of the polymer film at the start of stretching, the second relationship between the moisture content and the glass transition point at the start of stretching, and the water vapor supply step The glass transition point corresponding to the target haze is obtained as the target glass transition point based on the first relationship in advance, based on the first relationship, the amount of water vapor supplied in step 3 and the moisture content at the start of stretching. Based on the relationship, the water content corresponding to the target glass transition point is obtained as the target water content, and on the basis of the third relationship, the amount of water vapor for achieving the target water content is determined. It is preferable to have a control step of controlling the amount of water vapor supplied in the water vapor supply step.
第1の関係は、延伸工程における設定条件毎にあり、制御工程は、延伸工程に設定されている設定条件に対応する第1の関係に基づいて、目標ガラス転移点を求めることが好ましい。 The first relationship exists for each set condition in the stretching step, and the control step preferably obtains the target glass transition point based on the first relationship corresponding to the set condition set in the stretching step.
延伸工程は、加熱された気体をポリマーフィルムに吹き付けることによりポリマーフィルムを加熱し、設定条件は、延伸工程で延伸中のポリマーフィルムの搬送速度と、ポリマーフィルムの延伸開始時における幅及び延伸終了時における幅とから求められる延伸倍率と、気体の温度であることが好ましい。 The stretching process heats the polymer film by blowing a heated gas onto the polymer film, and the setting conditions are the transport speed of the polymer film being stretched in the stretching process, the width at the start of stretching of the polymer film, and the end of stretching It is preferable that it is the draw ratio calculated | required from the width | variety in, and the temperature of gas.
制御工程は、延伸後のポリマーフィルムのヘイズと目標ヘイズとの差に基づいて水蒸気供給工程で供給する水蒸気の量を制御することが好ましい。 It is preferable that a control process controls the quantity of the water vapor | steam supplied by a water vapor | steam supply process based on the difference of the haze of a polymer film after extending | stretching, and a target haze.
水蒸気は過熱水蒸気であることが好ましい。水蒸気供給工程は、ポリマーフィルムに対して連続的または間欠的に水蒸気を供給し、ポリマーフィルムの搬送方向における下流側の水蒸気の温度を上流側の水蒸気の温度以上にすることが好ましい。 The steam is preferably superheated steam. In the water vapor supply step, it is preferable to supply water vapor continuously or intermittently to the polymer film so that the temperature of the water vapor on the downstream side in the transport direction of the polymer film is equal to or higher than the temperature of the water vapor on the upstream side.
水蒸気供給工程は、水蒸気をポリマーフィルムの一面側と他面側とからそれぞれ独立してポリマーフィルムに供給することが好ましい。 In the water vapor supply step, it is preferable to supply water vapor to the polymer film independently from one side and the other side of the polymer film.
本発明によれば、製造速度に関わらず、目標とするレタデーションとヘイズとを発現する光学フィルムを、目標とする厚みで製造することができる。 According to the present invention, an optical film that exhibits a target retardation and haze can be manufactured with a target thickness regardless of the manufacturing speed.
図1において、溶液製膜設備10は、セルロースアシレートフィルム(以下、単に「フィルム」と称する)12を連続的に製造する。このフィルム12は、製膜過程で延伸処理を施されることにより、位相差機能(複屈折性)を有する光学フィルムとされる。
In FIG. 1, a solution casting apparatus 10 continuously produces a cellulose acylate film (hereinafter simply referred to as “film”) 12. The
ドープ11は、ポリマーを溶媒に溶解したものである。この実施形態では、透明な熱可塑性ポリマーとしてのセルロースアシレートを溶媒に溶解したものをドープ11としている。セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式(1)〜(3)を満たすようなTAC(セルローストリアセテート)を用いる場合に、本発明は特に有効である。式(1)〜(3)において、A及びBは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Aはアセチル基の置換度、Bは炭素原子数が3〜22のアシル基の置換度である。なお、セルロースアシレートの総アシル基置換度Zは、A+Bで求める値である。
(1) 2.7≦A+B≦3.0
(2) 0≦A≦3.0
(3) 0≦B≦2.9
The
(1) 2.7 ≦ A + B ≦ 3.0
(2) 0 ≦ A ≦ 3.0
(3) 0 ≦ B ≦ 2.9
また、TACに代えて、または加えて、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式(4)を満たすようなDAC(セルロースジアセテート)を用いる場合にも、本発明は特に有効である。
(4)2.0≦A+B<2.7
The present invention is also particularly effective when using DAC (cellulose diacetate) in which the substitution degree of the acyl group to the hydroxyl group of cellulose satisfies the following formula (4) instead of or in addition to TAC. .
(4) 2.0 ≦ A + B <2.7
レタデーションの波長分散性の観点から、式(4)を満たしながらも、DACのアセチル基の置換度A、及び炭素数3以上22以下のアシル基の置換度の合計Bは、下記式(5)および(6)を満たすことが、好ましい。
(5) 1.0<A<2.7
(6) 0≦B<1.5
From the viewpoint of retardation wavelength dispersion, while satisfying the formula (4), the substitution degree A of the acetyl group of DAC and the total substitution degree B of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms are represented by the following formula (5). It is preferable to satisfy (6) and (6).
(5) 1.0 <A <2.7
(6) 0 ≦ B <1.5
セルロースを構成するβ−1,4結合しているグルコース単位は、2位、3位および6位に遊離の水酸基(ヒドロキシル基)を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部または全部を炭素数2以上のアシル基によりエステル化した重合体(ポリマー)である。アシル置換度は、2位、3位及び6位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合(100%のエステル化の場合を置換度1とする)を意味する。 The glucose unit having β-1,4 bonds constituting cellulose has free hydroxyl groups (hydroxyl groups) at the 2nd, 3rd and 6th positions. Cellulose acylate is a polymer obtained by esterifying some or all of these hydroxyl groups with an acyl group having 2 or more carbon atoms. The degree of acyl substitution means the ratio at which the hydroxyl group of cellulose is esterified at each of the 2-position, 3-position and 6-position (the substitution degree is 1 in the case of 100% esterification).
位相差機能を備えた光学フィルムのポリマー成分としては、透明な熱可塑性のポリマーがあり、例えば、ポリカーボネート、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等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート等がある。これらのポリマーは水を吸いやすい性質をもちあわせていることから、セルロースアシレートに代えて、ドープ11のポリマー成分として用いてよい。 Examples of the polymer component of the optical film having a retardation function include transparent thermoplastic polymers such as polycarbonate, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and polymethyl methacrylate. Since these polymers have the property of easily absorbing water, they may be used as the polymer component of the dope 11 instead of cellulose acylate.
溶液製膜設備10は、流延装置13、水蒸気供給装置14、テンタ装置15、切除装置16、乾燥室17、冷却室18、巻取装置19を備えている。
The solution casting apparatus 10 includes a
流延装置13は、ドープ11から溶媒を含んだ状態のフィルム12を連続的に形成する。この流延装置13は、ベルト21、一対のバックアップローラ22、流延ダイ23、剥取ローラ25、及びこれらを収容したチャンバ26を備える。ベルト21は、環状にされた無端の流延支持体であり、1対のバックアップローラ22に掛け渡されて、バックアップローラ22間が水平になっている。一対のバックアップローラ22のうちの一方は、駆動軸22aに駆動部(図示省略)が接続されており、この駆動部によって、矢線A1で示す周方向に回転する。このバックアップローラ22の回転により、ベルト21が循環走行する。
The
流延ダイ23は、ドープ11を走行中のベルト21の表面に流出する。これによりベルト21の表面に流延膜27が連続的に形成される。減圧チャンバ28は、流延ダイ23の流出口からベルト21の表面に達するまでの間のドープ11よりもベルト走行方向における上流側のエリアを減圧して、流出したドープ11の振動や破断を防止する。
The casting die 23 flows out to the surface of the
温調機29は、温度調節した伝熱媒体を各バックアップローラ22内に供給する。これにより、各バックアップローラ22,ベルト21を介して流延膜27の温度を制御する。この実施形態では、乾燥流延、すなわち流延膜を乾燥してゲル化させており、流延膜27の溶媒の蒸発を促すように温調機29は温度を制御する。
The
なお、乾燥流延に代えて、流延膜を冷却してゲル化させる、いわゆる冷却流延であってもよい。この場合には、温調機29は、冷却した伝熱媒体をバックアップローラ22に供給することによりベルト21を冷却し、この冷却により流延膜27の流動性を低下させる。また、流延支持体は、ベルト21に限定されない。例えば、ベルト21に代えて、ドラムを用い、ドープ11を回転中のドラムの周面に流出して流延してもよい。流延膜を乾燥してゲル化させるいわゆる乾燥流延の場合には、ベルト21を用いることが多く、冷却流延の場合にはドラムを用いることが多いが、乾燥流延にドラムを、また冷却流延にベルトを用いてもかまわない。ドラムを流延支持体として用いて流延膜の温度を制御する場合には、そのドラムに冷却した伝熱媒体を流すことでドラムの周面の温度を下げればよい。
Instead of dry casting, so-called cooling casting in which the casting film is cooled and gelled may be used. In this case, the
流延膜27は、ベルト21による搬送中に乾燥が進められ、剥取ローラ25の位置でベルト21から剥ぎ取られてフィルム12として下流に搬送される。剥取ローラ25は、剥取位置を一定に維持しながら流延膜27をベルト21から剥ぎ取るものであり、その回転軸をバックアップローラ22の回転軸と平行に配してある。フィルム12を剥取ローラ25に巻き掛けた状態で、溶液製膜設備10の下流に向けてフィルム12が引っ張られることにより、流延膜27が所定の剥取位置でベルト21から剥がされる。フィルム12は、チャンバ26の外側に送り出され、水蒸気供給装置14へ送られる。
The
なお、チャンバ26内には、ドープ11、流延膜27、フィルム12のそれぞれから蒸発して気体となった溶媒を凝縮して凝縮器(コンデンサ)が配されている。この凝縮器で液化された溶媒は回収装置に送られて回収される。なお、凝縮器と回収装置との図示は省略する。
In the
流延装置13からのフィルム12は、水蒸気供給装置14へ送られる。なお、この実施形態では、流延装置13から直接にフィルム12を水蒸気供給装置14に供給している。しかし、例えば延伸前の所定長のフィルム12を巻き取ったフィルムロールからフィルム12を引き出してテンタ装置15に供給して延伸を行う、いわゆるオフライン延伸の場合でもよい。この場合には、フィルムロールから引き出したフィルム12を水蒸気供給装置14に案内して水蒸気の供給を行った後、テンタ装置15に案内する。
The
水蒸気供給装置14は、フィルム12に所定量の過熱水蒸気を供給することにより、テンタ装置15での延伸開始時点における含水率を調節するためのものである。過熱水蒸気は、残留溶媒量が0.3質量%以上40質量%以下の範囲であるフィルム12に対して供給を開始することが好ましい。供給の終了時における溶媒残留量は0.3質量%以下であってもよい。過熱水蒸気の供給開始時点における残留溶媒量が40質量%よりも大きい場合には、例えば流延膜を乾燥する乾燥装置を流延装置13に設けたり、流延装置13と水蒸気供給装置14との間にフィルム12を乾燥する乾燥装置を設ける等して、フィルム12の残留溶媒量を調節するとよい。
The
この例において残留溶媒量とは、残留溶媒量を求めるべき測定対象のフィルム12の質量をX、このフィルム12を完全に乾燥した後の質量をYとするときに、{(X−Y)/Y}×100%で求めるいわゆる乾量基準の値である。なお、「完全に乾燥」とは溶媒の残留量が厳格に「0」である必要はない。本実施形態では、測定対象のフィルム12に対して、120℃以上、相対湿度10%以下の恒温槽内で3時間以上の乾燥処理を行った後の質量をYとしている。水蒸気供給装置14の詳細は別の図面を用いて後述する。水蒸気供給装置14からのフィルム12は、テンタ装置15へ送られる。
In this example, the amount of residual solvent means that the mass of the
テンタ装置15は、長尺のフィルム12を搬送方向Z1と直交する幅方向Z2(図2参照)に延伸する。詳細は後述するが、テンタ装置15では、フィルム12の両側部をそれぞれクリップ30で把持し、クリップ30を搬送方向Z1に移動しながら、対向するクリップの間隔(以下、対向クリップ間隔という)を大きくすることによって、フィルム12を幅方向Z2に延伸する。テンタ装置15によって延伸されたフィルム12は、切除装置16に送られる。
The
テンタ装置15は、エア供給部31とダクト32を備える。エア供給部31は、各種温度に調整した乾燥風をダクト32に供給し、このダクト32からテンタ装置15内のフィルム12に乾燥風を吹き付ける。これにより、テンタ装置15の各区間におけるフィルム12の加熱や冷却を行っており、この加熱や冷却によりフィルム12の温度が調節される。なお、フィルム12に対する加熱、冷却は、他の手法で行ってもよい。
The
この実施形態では、テンタ装置15としてクリップテンタを用いており、クリップ30が保持部材となっている。クリップテンタに代えてピンテンタを用いてもよい。ピンテンタは、フィルム12の側部に複数のピンを貫通して保持するピンプレートを有し、保持部材としてのこのピンプレートが移動してフィルム12を幅方向に延伸する。
In this embodiment, a clip tenter is used as the
切除装置16は、フィルム12を切断刃に連続的に案内して、クリップ30による把持跡がある両側部を切り離す。切除装置16で両側部が切り離されたフィルム12は、乾燥室17に送られる。
The cutting
乾燥室17には、複数のローラ33が設けられている。フィルム12は、各ローラ33に順番に巻き掛けられて、乾燥室17内を蛇行して搬送されて冷却室18に送られる。この乾燥室17には加熱された乾燥空気が供給されており、フィルム12は、乾燥室17内を通過する間にさらに乾燥される。
A plurality of
冷却室18には、室温、例えば15〜35℃程度の乾燥空気が供給されている。フィルム12は、この冷却室18内を通過することにより温度が下げられる。温度が低下したフィルム12は、冷却室18から巻取装置19に送られて巻芯35に巻き取られる。
The cooling
図2に示すように、テンタ装置15は、上述のクリップ30と、レール41、42とを有する。また、テンタ装置15内では、搬送路は、上流側から順番に、予熱工程を行う予熱区間44、延伸工程を行う延伸区間45、緩和工程を行う緩和区間46、冷却工程を行う冷却区間47に区分してある。また、予熱区間44よりも上流に把持開始位置、冷却区間47よりも下流側に把持解除位置をそれぞれ設定してある。
As shown in FIG. 2, the
レール41、42は、フィルム12の搬送路の両側に配されている。レール41、42には、それぞれ複数のクリップ30が設けられている。各クリップ30は、対応するレールに沿って移動自在であり、その移動方向はレール41、42によって規定される。各レール41,42は、クリップ30を把持開始位置から把持解除位置に移動する往路部と、把持解除位置にまで移動したクリップ30を把持開始位置に戻す復路部とを有した環状に設けられている。なお、クリップ30は、一定の間隔で各レール41,42の全周にあるが、図2では一部のクリップ30のみを描いてある。
The
レール41,42には、それぞれ複数のクリップ30を所定の間隔で取り付けた環状のチェーン(図示せず)がレールに沿って移動自在に設けられている。チェーンは、把持開始位置よりも上流側に配されるターンホイール49aと、把持開始位置よりも下流側に配されるスプロケット49bに掛けられている。スプロケット49bが駆動部(図示省略)によって回転することにより、チェーンがレール41,42に沿って循環移動する。このチェーンの移動により各クリップ30がレール41,42に沿って一定の速度で移動する。なお、以下では、往路部、復路部を特に明示しない場合は、レール41,42として往路部について説明する。
Each of the
把持開始位置には、クリップ30にフィルム12の側端の把持を開始させる把持開始部材(図示省略)が設けられている。また、把持解除位置には、クリップ30にフィルム12の側部の把持を解除させる把持解除部材(図示省略)が設けられている。これにより、フィルム12は、その両側端がそれぞれ把持開始位置でクリップ30に把持され、クリップ30の移動により搬送方向Z1に搬送されて、各区間44〜47を順次通過する。各区間44〜47を通過する間にフィルム12は区間ごとの処理が施され、把持解除位置でクリップ30の把持が解除される。クリップ30によるフィルム12の搬送速度は、目標とする製造速度に基づいて設定され、この搬送速度に応じて延伸速度がかわる。延伸速度は、単位時間あたりの延伸倍率αである。延伸倍率αについては後述する。
At the grip start position, a grip start member (not shown) that causes the
把持開始位置から延伸区間45に至るまでは、レール41,42は、搬送方向Z1と平行で、それらの間隔(以下、レール幅という)を一定にしてある。これにより、対向したレール41上のクリップ30とレール42上のクリップ30との対向クリップ間隔を一定にした状態で、クリップ30を搬送方向Z1に移動する。したがって、この間では、フィルム12が延伸されることなく搬送される。
From the grip start position to the extending
予熱区間44では、延伸処理の前にフィルム12を加熱(以下、予熱という)する。したがって、予熱区間44ではフィルム12は、延伸しない状態で予熱される。この予熱により、延伸区間45での延伸が迅速に開始されるようになるとともに、その延伸の際にフィルム12に対して幅方向Z2でより均一な張力が付与されるようになる。
In the preheating
予熱は、エア供給部31からの加熱された乾燥風により行う。予熱では、フィルム12の温度をT(単位;℃)、フィルム12のガラス転移点をTg(単位;℃)としたときに、予熱区間44の下流端、すなわち延伸区間45の上流端でフィルム12の温度Tとガラス転移点Tgとが−40℃≦T−Tg≦20℃を満たすように、フィルム12を加熱する。予熱区間44と延伸区間45との境界を通過する時点が延伸開始時点であるので、上記の予熱は、延伸開始時点において−40℃≦T−Tg≦20℃を満たすようにフィルム12を加熱することを意味する。
Preheating is performed by the heated dry air from the
本実施形態では、フィルム面の温度を温度Tとして検出している。フィルム面の温度は、フィルム12に非接触でフィルム面の温度を検出する温度検出器61を予熱区間44と延伸区間45との境界の上方に設け、この温度検出器61により検出される。
In the present embodiment, the temperature of the film surface is detected as the temperature T. The temperature of the film surface is detected by the
延伸開始時点でのフィルム12のガラス転移点Tgは、搬送されているフィルム12についてオンラインで測定することはできず、また、フィルム12に含まれる溶媒量と水分量とによって異なるので、次のように求めている。延伸開始時点での残留溶媒量は、形成されてから予熱区間44の下流端までの流延膜27及びフィルム12に対する処理条件から特定される。
The glass transition point Tg of the
また、フィルムの含水率は、フィルム12に非接触でフィルム12の含水率を検出する赤外線水分計62によって求める。赤外線水分計62はフィルム12に赤外線を照射し、反射光から光学的にフィルム12の含水率を求める。赤外線水分計62は、赤外線を照射して反射光を検出する複数の照射検出部62aを有する。複数の照射検出部62aは予熱区間44と延伸区間45との境界の上方と下方との少なくともいずれか一方に、幅方向Z2に並べて設けられる。これらの照射検出部62aにより幅方向での複数箇所でそれぞれ反射光を検出し、赤外線水分計62はこれらの各検出信号から反射光に関する吸収波長に基づいて各含水率を求める。本実施形態では、幅方向の複数位置で求めた各含水率の平均値を、延伸開始時点でのフィルム12の含水率とする。そして、予め求められたフィルム12のガラス転移点Tgと、残留溶媒量を考慮した含水率との関係に基づき、前述の通り残留溶媒量を考慮して特定された含水率に対応するガラス転移点Tgが、延伸開始時点におけるガラス転移点Tgとして求められる。なお、残留溶媒量が低いほど、含水率は小さい値に特定される。
Further, the moisture content of the film is determined by an
延伸区間45では、レール41,42は直線に配されているが、搬送方向Z1との間で延伸角度θをなすように外向きに角度を付けて配してあり、下流に向かってレール幅が次第に広くなる。これにより、クリップ30の移動方向を搬送方向Z1に対して延伸角度θだけ外側に向け、クリップ30の搬送方向Z1の移動にともなって対向クリップ間隔を漸増しフィルム12を幅方向Z2に延伸する。この延伸区間45では、延伸前の幅W0のフィルム12を幅W1にまで拡げる。このように幅を拡げる工程が延伸工程であり、延伸工程は延伸区間45にて行う。なお、予熱区間44では、搬送方向Z1に対してレール41,42が平行であるから、延伸角度θは、予熱区間44に対する延伸区間45におけるクリップ30の移動方向の増分の角度である。
In the extending
延伸倍率αは、α=(W1/W0)×100%によって求められる。延伸倍率αは、目標とする面内レタデーションReとレタデーションRthとに基づいて設定される。 The draw ratio α is obtained by α = (W1 / W0) × 100%. The draw ratio α is set based on the target in-plane retardation Re and retardation Rth.
延伸区間45では、エア供給部31からの加熱された乾燥風によりフィルム12を加熱する。延伸区間45におけるフィルム12の温度は、目標とする面内レタデーションReとレタデーションRthとに基づいて設定される。目標とするReやRthが高いほど、フィルム12の温度Tは低く設定する。
In the stretching
緩和区間46,冷却区間47は、予熱区間44と同様に、レール41,42は、搬送方向Z1に平行でありレール幅を一定にしてある。したがって、これらの緩和、冷却区間46,47では、対向クリップ間隔を一定にした状態でクリップ30が移動し、フィルム12は幅W1を維持して搬送される。緩和区間46では、フィルム12をその幅を一定にした状態で加熱することにより、延伸区間45での延伸処理で生じた歪みを緩和する。冷却区間47では、フィルム12を冷却してフィルム12の分子を固定する。なお、緩和区間46を設けなくてもよい。
In the
水蒸気供給装置14は、延伸区間45での延伸工程を経たフィルムのヘイズに対応した量の過熱水蒸気を、以降の延伸工程に供される新たなフィルム12に供給して、テンタ装置15での延伸開始時における含水率を調節するためのものである。図3に示すように、水蒸気供給装置14は、複数のローラ51と、チャンバ52と、ヘイズ検出部53と、記憶部54と、制御部55と、蒸気供給部56と、吹出部58a〜58c,59a〜59cとを備える。
The
また、テンタ装置15は、設定部61を備え、設定部61は前述の延伸工程での設定条件である延伸条件をテンタ装置15へ出力する。延伸条件は、延伸工程におけるフィルム12の搬送速度と、延伸倍率αと、エア供給部31からの乾燥風の温度とである。つまり、延伸工程での条件は、延伸工程におけるフィルム12の搬送速度と、延伸倍率αと、エア供給部31からの乾燥風の温度から定める。延伸工程では、延伸条件の中の延伸倍率αと、エア供給部31からの乾燥風の温度との少なくともいずれか一方が、目標とするフィルム12のレタデーションと厚みと延伸工程におけるフィルム12の搬送速度との少なくともいずれかひとつを変更するたびに変えられる。テンタ装置15は、延伸条件が入力されると、この延伸条件で延伸区間45においてフィルム12を延伸する。設定部61は、延伸条件を制御部55へも出力する。
In addition, the
複数のローラ51は、フィルム12を周面で支持してフィルム12の搬送路を設定する。チャンバ52は、これらのローラ51で設定されたフィルム12の搬送路を覆って外部空間と仕切り、後述の過熱水蒸気が外部空間へ漏れ出すことを防ぐ。流延装置13からチャンバ52に案内されてきたフィルム12は、各ローラ51に巻き掛けられてチャンバ52内を通過し、テンタ装置15へと案内される。
The plurality of
ヘイズ検出部53は、延伸区間45での延伸工程を経たフィルム12のヘイズを検出するためのものであり、本実施形態では、巻き取られたフィルム12のヘイズを検出する。このヘイズ検出部53は、検出したヘイズの検出信号を制御部55へ出力する。
The
記憶部54には、以下の第1の関係と第2の関係と第3の関係とが記憶されている。第1の関係は、延伸工程で延伸された後のフィルム12のヘイズと延伸開始時点におけるフィルム12のガラス転移点Tgとの関係である。第1の関係は延伸条件毎にあるので、記憶部54には複数の第1の関係が記憶されている。第2の関係は、延伸開始時点におけるガラス転移点Tgと延伸開始時点におけるフィルム12の含水率との関係である。第3の関係は、延伸開始時点におけるフィルム12の含水率と、蒸気供給部56によりフィルム12に供給する過熱水蒸気の量との関係である。
The
制御部55は、蒸気供給部56から吹出部58a〜58c,59a〜59cへ送り出す過熱水蒸気の温度と流量とを制御するためのものである。流量は、単位時間あたりの水蒸気量である。制御部55は、延伸処理後のフィルム12の目標とするヘイズ(以下、目標ヘイズと称する)が入力される入力部(図示無し)を有し、入力された目標ヘイズに対応した過熱水蒸気の量を求める。制御部55は、求めた量で過熱水蒸気を供給する状態に蒸気供給部56を制御する。なお、実際には、制御部55は、過熱水蒸気の量の代わりに、過熱水蒸気の蒸気供給部56から供給する流量を求めており、この流量で供給することで目標ヘイズに対応する量の過熱水蒸気を供給している。
The
上記制御部55は、設定部61からの延伸条件の下で、目標ヘイズにするための過熱水蒸気の量を求める。制御部55は、記憶部54に記憶されている複数の第1の関係から、設定部61からの延伸条件に対応する第1の関係を特定する。特定した第1の関係を用いて目標ヘイズに対応するガラス転移点Tgを目標ガラス転移点TgPとして求める。制御部55は、第2の関係を用いて目標ガラス転移点に対応する含水率を目標含水率GPとして求める。制御部55は、第3の関係を用いて、目標含水率GPとするための過熱水蒸気の量を決定し、決定された量に、蒸気供給部56で供給する過熱水蒸気の量を制御する。
The
制御部55には、ヘイズ検出部53からのヘイズの検出信号に基づき、目標ヘイズと検出されたヘイズとの差を求め、この差に応じて蒸気供給部56から供給する過熱水蒸気の量を微調整する。この微調整は、目標ヘイズから決定された過熱水蒸気の量を基準に行う。
The
蒸気供給部56は、過熱水蒸気を各吹出部58a〜58c,59a〜59cに供給するためのものである。蒸気供給部56は、制御部55による制御の下、所定温度の過熱水蒸気を生成して、生成した過熱水蒸気の所定量を各吹出部58a〜58c,59a〜59cへ供給する。蒸気供給部56は、水蒸気を生成する水蒸気生成部56aと、所定の温度に調節された熱風を生成する熱風生成部56bとを有し、各生成部56a,56bで生成した水蒸気と熱風とを混合することにより過熱水蒸気を生成する。過熱水蒸気の温度は、熱風の温度を調節することで調節する。
The
本実施形態では、蒸気供給部56は過熱水蒸気、すなわち100℃以上を生成するものとしているが、過熱水蒸気に代えて、100℃未満の水蒸気を生成するものであってもよい。ただし、後述のとおり、フィルム面に水膜をより確実に形成しない観点では、過熱水蒸気の方がより好ましい。
In the present embodiment, the
熱風は、所定の温度に加熱された気体であり、気体は、空気、窒素等の、フィルム12を変質させないものであればよく、また生成する過熱水蒸気中の水分量と温度とを精緻に調節するために水分量が低い値で一定に保持された気体であることが好ましい。本実施形態では、除湿された乾燥空気を熱風として用いている。
The hot air is a gas heated to a predetermined temperature, and the gas may be air, nitrogen, or the like that does not alter the
各吹出部58a〜58c,59a〜59cは、過熱水蒸気をフィルム12へ吹き付けるためのものである。本実施形態では、吹出部58a〜58cは、フィルム12のベルト21から剥がされたフィルム面(以下、剥ぎ取り面と称する)と対向してそれぞれ配される。また、吹出部59a〜59cは、フィルム12の剥ぎ取り面とは反対側のフィルム面(以下、反剥ぎ取り面と称する)と対向してそれぞれ配される。なお、各吹出部58a〜58c,59a〜59cは、過熱水蒸気をフィルム12に対して噴霧することにより供給するものであるが、これに限られない。例えば、チャンバ52に過熱水蒸気等の水蒸気を供給してフィルム12の搬送路周辺の雰囲気中に水蒸気を含ませ、フィルム12を通過させることによりフィルム12に水蒸気を供給してもよい。また、水蒸気の供給に代えて、液体の水をフィルム12に接触させることによりフィルム12の含水率を調節してもよい。液体の水を接触させる方法としては、水槽を用い、フィルム12を、この水槽に収容された水中を通過させる方法がある。
Each of the blowing
各吹出部58a〜58c,59a〜59cには、フィルム12に対向した複数の送出口が形成されており、これらの送出口から過熱水蒸気を出す。搬送されているフィルム12は、各吹出部58a〜58c,59a〜59cを通過することにより過熱水蒸気を供給されて、延伸区間45の上流端に至った時点、すなわち延伸開始時時点における含水率を調節される。
A plurality of outlets facing the
これらのすべての吹出部58a〜58c,59a〜59cは、剥ぎ取り面側と反剥ぎ取り面側とのいずれか一方に配されてもよい。しかし、フィルム12の剥ぎ取り面側と反剥ぎ取り面側とに供給される過熱水蒸気量のバランスによっては、水分量と残留溶媒量とが少ないフィルム面側にフィルム12がカールすることがある。そこで、このカールの防止の観点では、本実施形態のように、剥ぎ取り面側と反剥ぎ取り面側とのそれぞれに吹出部を配し、フィルム12がカールしないように剥ぎ取り面側と反剥ぎ取り面側とに独立して過熱水蒸気を供給することが好ましい。
All these blowing
なお、本実施形態では、剥ぎ取り面側に対向して上流側から順に吹出部58a,58b,58cを配してあり、蒸気供給部56は、互いに等しい温度の過熱水蒸気を互いに同じ流量で吹出部58a〜58cへ送り出してよい。ただし、本実施形態では、蒸気供給部56は、吹出部58a,58b,58cの順に温度が高い過熱水蒸気を各吹出部58a〜58cへ送り出している。これにより過熱水蒸気の供給が予熱区間44における予熱工程の機能の少なくとも一部を果たすので、予熱区間44の搬送方向Z1における長さが短く設定される。予熱区間44を短く設定した分だけ延伸区間45の搬送方向Z1における長さが長く設定されるから、延伸速度がより小さくなる。このため、ヘイズがより小さく抑えられる。
In the present embodiment, the blowing
この例では、吹出部58a,58b,58cをフィルム12の搬送方向で互いに離間して配してあり、これにより、搬送されているフィルム12に対して過熱水蒸気を間欠的に供給している。しかし、吹出部58a,58b,58cを搬送方向で近接させて並べて配し、これにより過熱水蒸気を連続的に供給してもよい。なお、剥ぎ取り面側に配する吹出部の数は、本実施形態では3としているが、1、2、あるいは4以上でもよい。
In this example, the blow-out
また、反剥ぎ取り面側に対向して上流側から順に吹出部59a,59b,59cを配してあり、蒸気供給部56は、互いに等しい温度の過熱水蒸気を互いに同じ流量で吹出部59a〜59cへ送り出してよい。ただし、本実施形態では、蒸気供給部56は、剥ぎ取り面側の吹出部58a,58b,58cに対する送り出しと同様に、吹出部59a,59b,59cの順に温度が高い過熱水蒸気を各吹出部59a〜59cへ送り出している。したがって、吹出部59a〜59cからの過熱水蒸気の供給も予熱区間44における予熱工程の機能の少なくとも一部を果たすから、延伸区間45の搬送方向Z1における長さがより長く設定されて、ヘイズがより小さく抑えられる。
Further, the blowing
この例では、吹出部59a,59b,59cをフィルム12の搬送方向で互いに離間して配してあり、これにより、搬送されているフィルム12に対して過熱水蒸気を間欠的に供給している。しかし、吹出部59a,59b,59cを搬送方向で近接させて並べて配し、これにより過熱水蒸気を連続的に供給してもよい。なお、剥ぎ取り面側に配する吹出部の数は、本実施形態では3としているが、1、2、あるいは4以上でもよい。
In this example, the blowing
延伸開始時におけるフィルム12の含水率は、ヘイズ検出部53により検出されたヘイズに応じて上記の水蒸気供給装置14による水蒸気供給により調節される。ヘイズに応じた含水率の調節方法を以下に説明する。図4において横軸は延伸工程を経たフィルム12のヘイズ(以下、単にヘイズと称する)であり、右へ向かうほど大きいことを意味している。また縦軸は延伸前のフィルム12に供給する過熱水蒸気量(以下、単に過熱水蒸気量と称する)であり、上へ向かうほど多いことを意味している。
The moisture content of the
ヘイズと供給する過熱水蒸気の量とは一定の関係があり、具体的には、図4に示すように、過熱水蒸気の量が多いほどヘイズは小さく、1対1対応となっている。したがって、目標ヘイズから、供給すべき過熱水蒸気量は決まる。そこで、目標ヘイズに対応した量の過熱水蒸気を延伸前のフィルム12に供給することにより、延伸後のフィルム12は目標ヘイズを発現する。なお、この過熱水蒸気量とヘイズとの関係を示すS−H曲線LS−Hは、下に凸の曲線であり、前述の延伸条件が変わることにより傾き等が変わるが、ヘイズの大小と過熱水蒸気量の多少との関係の傾向は変わらない。
There is a fixed relationship between the haze and the amount of superheated steam to be supplied. Specifically, as shown in FIG. 4, the greater the amount of superheated steam, the smaller the haze is and one-to-one correspondence. Therefore, the amount of superheated steam to be supplied is determined from the target haze. Then, the
上記のように供給する過熱水蒸気の量は目標ヘイズから決まるので、供給する過熱水蒸気の量を増減することによりヘイズを変えることもできる。例えば、ヘイズがより小さいフィルム12を製造する場合には、過熱水蒸気の量を増加させる。また、過熱水蒸気を供給することで製造されたフィルム12のヘイズが目標ヘイズよりも小さい場合には、目標ヘイズを発現させる範囲内で過熱水蒸気の量を減少させることにより省エネルギー化を図ることができる。このように、得られたフィルム12のヘイズに応じて、過熱水蒸気量を増減させることで、延伸条件を変えることなく、以降に製造するフィルム12のヘイズが目標ヘイズになるとともに、省エネルギー化も達成される。なお、ヘイズが目標ヘイズよりも大きいフィルム12は、例えば廃棄されたり、利用しても差し支えない他の用途へ供される。
Since the amount of superheated steam supplied as described above is determined from the target haze, the haze can be changed by increasing or decreasing the amount of superheated steam to be supplied. For example, when manufacturing the
ヘイズをより精緻に制御する場合について説明する。例えば、過熱水蒸気の量を制御することなく得られるフィルムのヘイズを補正前ヘイズH1とし、補正前ヘイズH1が目標ヘイズHPよりも大きい場合を例にする。目標ヘイズHPに対応する過熱水蒸気量を目標水蒸気量SP、補正前ヘイズH1に対応する過熱水蒸気量を補正前水蒸気量S1とする。目標ヘイズHPから補正前ヘイズH1を減じた差HP−H1に対応する過熱水蒸気の量は、補正前水蒸気量S1から補正前水蒸気量S1を減じた差S1−SPになる。この例では差S1−SPが+(プラス)であるので、供給する過熱水蒸気の量を差分(=S1−SP)だけ増加する。図示は略すが、この差分が−(マイナス)である場合には、供給する水蒸気の量を差分だけ減少させると、目標ヘイズを達成しながらも省エネルギー化も図られる。 A case where the haze is controlled more precisely will be described. For example, the case where the haze of the film obtained without controlling the amount of superheated steam is set as the haze H1 before correction, and the case where the haze H1 before correction is larger than the target haze HP is taken as an example. The amount of superheated water vapor corresponding to the target haze HP is defined as a target water vapor amount SP, and the amount of superheated water vapor corresponding to the uncorrected haze H1 is defined as an uncorrected water vapor amount S1. The amount of superheated steam corresponding to the difference HP-H1 obtained by subtracting the uncorrected haze H1 from the target haze HP is the difference S1-SP obtained by subtracting the uncorrected steam amount S1 from the uncorrected steam amount S1. In this example, since the difference S1-SP is + (plus), the amount of superheated steam to be supplied is increased by the difference (= S1-SP). Although illustration is omitted, when the difference is-(minus), if the amount of water vapor to be supplied is decreased by the difference, energy saving can be achieved while achieving the target haze.
目標水蒸気量SPは、過熱水蒸気の量とヘイズとを直接対応させて求めることもできるが、制御部55により、前述のように第1の関係〜第3の関係を使用して求めてもよい。第1〜第3の関係は、例えばグラフ化することができる。
The target water vapor amount SP can be obtained by directly matching the amount of superheated water vapor and haze, but may be obtained by the
制御部55は、特定した第1の関係を用いて以下のように目標ガラス転移点TgPを求める。図5は、特定の延伸条件の下での第1の関係を示している。横軸はヘイズであり、右へ向かうほど大きいことを意味する。縦軸は延伸開始時におけるフィルム12のガラス転移点Tg(以下、単にガラス転移点Tgと称する)であり、上へ向かうほど高いことを意味する。この第1の関係を示すH−Tg曲線L1は、右上がりの比例直線になる。
The
補正前ヘイズH1に対応するガラス転移点を補正前ガラス転移点Tg1とする。制御部55は、入力部で入力された目標ヘイズとヘイズ検出部53からのヘイズを補正前ヘイズH1として、この第1の関係から目標ガラス転移点TgPと補正前ガラス転移点Tg1とを求める。この例では、目標ヘイズが補正前ヘイズH1よりも低いので、ガラス転移点Tgを下げる制御を行う。
The glass transition point corresponding to the uncorrected haze H1 is defined as a pre-correction glass transition point Tg1. The
制御部55は、第2の関係を用いて以下のように目標含水率GPを求める。図6は、第2の関係を示している。横軸はガラス転移点Tgであり、右へ向かうほど大きいことを意味する。また縦軸は延伸開始時におけるフィルム12の含水率(以下、単に含水率と称する)であり、上へ向かうほど高いことを意味する。この第2の関係を示すTg−G曲線L2は、右下がりの比例直線になる。なお、前述の通り、延伸開始時点における残留溶媒量が低いほど、含水率は小さい値に特定されるのでこのTg−G曲線L2はより下方に位置することになる。
The
制御部55は、第2の関係に基づき、第1の関係から求めた目標ガラス転移点TgPに対応する含水率を目標含水率GPとして求めるとともに、補正前ガラス転移点Tg1に対応する含水率を補正前含水率G1として求める。この例では前述の通りガラス転移点Tgを下げるので、含水率を上げる制御を行う。また、ドープ11のポリマー成分がセルロースアシレートである場合には、目標含水率GPは、1質量%以上20質量%以下の範囲で設定される。なお、ドープ11のポリマー成分がセルロースアシレートである場合には、延伸終了時点まで1質量%以上の含水率が維持されていることがより好ましい。
Based on the second relationship, the
制御部55は、第3の関係を用いて以下のように供給すべき過熱水蒸気の量(以下、目標水蒸気量と称する)SPを求める。図7は、第3の関係を示している。横軸は含水率であり、右へ向かうほど大きいことを意味する。また縦軸は過熱水蒸気の量であり、上へ向かうほど多いことを意味する。この第3の関係を示すG−S曲線L3は、右上がりで下に凸の曲線になる。
The
制御部55は、第3の関係に基づき、第2の関係から求めた目標含水率GPに対応する水蒸気量を目標水蒸気量SPとして求めるとともに、補正前含水率G1に対応する水蒸気量を補正前水蒸気量S1として求める。この例では前述の通り含水率を下げるために、過熱水蒸気の量を増加させる制御を行う。過熱水蒸気の増分は、目標含水率GPと補正前含水率G1との差分に対応する目標水蒸気量SPと補正前水蒸気量S1との差分(SP−S1)となる。なお、ドープ11のポリマー成分がセルロースアシレートである場合には、目標水蒸気量SPは、30g/m3以上500g/m3以下の範囲で設定されることが好ましく、50g/m3以上400g/m3以下の範囲で設定されることがさらに好ましく、100g/m3以上350g/m3以下の範囲で設定されることが特に好ましい。
Based on the third relationship, the
以上のように延伸前のフィルム12に対して水蒸気を供給して延伸開始時点における含水率を制御することにより、目標とするレタデーションと目標ヘイズとをもつフィルム12が製造される。このような目標ヘイズの発現の効果は、搬送方向Z1におけるテンタ装置15の長さを代えずに、例えば既存のテンタ装置15を用いる場合に、製造するフィルム12の厚みが薄い場合ほど、レタデーション(Re,Rth)が高い場合ほど、また、搬送速度が大きい場合ほど、顕著である。例えば、既存のテンタ装置15を用いて製造するフィルム12の厚みが15μm以上100μm以下の範囲であり、この範囲で薄い場合ほど効果が顕著である。例えば、15μm以上50μm以下の範囲で効果が顕著に現れる。また、製造するフィルム12の厚みを変更しても目標ヘイズと目標とするレタデーションとをもつフィルム12が、確実に製造される。
As described above, by supplying water vapor to the
また、搬送方向Z1におけるテンタ装置15の長さを代えずに、面内レタデーションReが10nm以上100nm以下の範囲である場合に効果が顕著であり、この範囲で高い場合ほど効果が高く、例えば40nm以上100nm以下の範囲である場合に効果が特に効果が高い。また、厚み方向レタデーションRthが10nm以上300nm以下の範囲である場合に効果が顕著であり、この範囲で高い場合ほど効果が高く、例えば80nm以上300nm以下の範囲である場合に効果が特に効果が高い。
Further, the effect is remarkable when the in-plane retardation Re is in the range of 10 nm or more and 100 nm or less without changing the length of the
なお、面内レタデーションReと厚み方向レタデーションRthとは、それぞれ以下で求められる。nxはフィルム12の長手方向(搬送方向Z1に一致する)の屈折率、nyはフィルム12の幅方向Z2の屈折率、nzはフィルム12の厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚みである。各屈折率は、フィルム12から切り出したサンプルフィルムを温度25℃、湿度60%RHで2時間調湿した後、自動複屈折率計(KOBRA21DH、王子計測機器(株)製)にて、測定される。
Re=(ny−nx)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
The in-plane retardation Re and the thickness direction retardation Rth are obtained as follows. nx is the refractive index in the longitudinal direction of the film 12 (corresponding to the transport direction Z1), ny is the refractive index in the width direction Z2 of the
Re = (ny−nx) × d
Rth = {(nx + ny) / 2−nz} × d
また、搬送方向Z1におけるテンタ装置15の長さを代えずに、搬送速度が20m/分以上100m/分以下の範囲である場合に効果が顕著であり、この範囲で大きい場合ほど効果が高く、例えば、40m/分以上100m/分以下の範囲である場合に効果が特に高い。また、搬送速度を変更しても目標ヘイズと目標とするレタデーションとをもつフィルム12が、確実に製造される。
In addition, the effect is remarkable when the transport speed is in the range of 20 m / min to 100 m / min without changing the length of the
上記実施形態は、テンタ装置15を1つ備える溶液製膜設備10により、延伸工程をひとつ有する製膜方法である。しかし、延伸工程は2以上であってもよい。この場合には複数のテンタ装置15を直列に配し、最も下流に配したテンタ装置15とひとつ手前(上流)のテンタ装置との間に、水蒸気供給装置14を配する。これにより、最終の延伸工程開始時点におけるフィルム12の含水率を調節する。
The above embodiment is a film forming method having one stretching process by the solution film forming equipment 10 having one
上記実施形態では、予熱区間44と延伸区間45との境界における幅方向の複数位置で求めた各含水率の平均値を、延伸開始時点でのフィルム12の含水率としている。しかし、延伸後のフィルム12のヘイズが、幅方向で不均一な場合には、幅方向の複数位置で求めた各含水率をそれぞれ延伸開始時点でのフィルム12の含水率として用いるとよい。この場合には、吹出部58a〜58c,59a〜59cとして、幅方向で異なる量の水蒸気をフィルム12に供給するものを用い、幅方向の各位置での含水率をそれぞれ制御する。
In the said embodiment, the average value of each moisture content calculated | required in the multiple positions of the width direction in the boundary of the preheating
上記実施形態では、過熱水蒸気の量を制御することにより延伸開始時におけるフィルム12の含水率を制御している。しかしフィルム12の含水率は、過熱水蒸気の温度を昇降させること、過熱水蒸気をフィルム12に供給する際の過熱水蒸気の圧力を昇降させることによってもそれぞれ制御することができる。含水率を増加させるには、過熱水蒸気の温度や圧力を上昇させるとよい。一方、含水率を低くする場合には、過熱水蒸気の温度や圧力をよりさせるとよい。過熱水蒸気の量と温度と供給する際の圧力とを組み合わせることにより、延伸開始時点におけるフィルム12の含水率を制御してもよい。
In the above embodiment, the moisture content of the
上記実施形態では、テンタ装置15よりも上流でのみフィルム12に対して過熱水蒸気を供給しているが、これに限られない。延伸開始時点のフィルム12の含水率を制御するには、例えば、予熱区間44で過熱水蒸気を供給してもよく、この場合には予熱区間44に吹出部58a〜58c,59a〜59cを配する。この場合には、ダクト32を予熱区間44には設けず、予熱区間44における予熱は過熱水蒸気により行う。また、この場合には、過熱水蒸気が延伸区間45,緩和区間46,冷却区間47に拡散しないように、予熱区間44のフィルム搬送路と吹出部58a〜58c,59a〜59cとを囲むチャンバを配することが好ましい。
In the above embodiment, superheated steam is supplied to the
また、延伸中のフィルム12の含水率を制御することで、延伸終了時点までのフィルム12のガラス転移点Tgが所定範囲に調節される。このため、過熱水蒸気は延伸中のフィルム12に対して供給してもよい。この場合には、同様に、延伸区間45に吹出部58a〜58c,59a〜59cを配し、延伸区間にはダクト32を設けなくてよい。なお、延伸区間45では100℃未満の水蒸気ではなく、過熱水蒸気を供給することで、フィルム12が延伸に十分な高い温度にされるので幅方向で均一に延伸される。また、水蒸気供給装置14と、テンタ装置15内での吹出部58a〜58c,59a〜59cとを併用して、テンタ装置15よりも上流と、予熱区間44との両方で過熱水蒸気を供給してもよい。
Further, by controlling the moisture content of the
10 溶液製膜設備
12 フィルム
14 水蒸気供給装置
15 テンタ装置
45 延伸区間
53 ヘイズ検出部
54 記憶部
55 制御部55
56 蒸気供給部56
58a〜58c,59a〜59c 吹出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
56
58a-58c, 59a-59c
Claims (8)
連続的に搬送されている長尺の前記ポリマーフィルムを加熱しながら幅方向へ延伸する延伸工程と、
前記延伸工程による延伸後の前記ポリマーフィルムの目標ヘイズから決まる量の水蒸気を前記延伸工程による延伸前の前記ポリマーフィルムに供給し、延伸開始時点における前記ポリマーフィルムの含水率を調節する水蒸気供給工程と、
を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。 In the method for producing an optical film in which a polymer film is stretched in the width direction to form an optical film,
Stretching step for stretching in the width direction while heating the long polymer film that is continuously conveyed,
A steam supply step of supplying an amount of water vapor determined from a target haze of the polymer film after stretching by the stretching step to the polymer film before stretching by the stretching step, and adjusting a moisture content of the polymer film at the start of stretching; ,
A method for producing an optical film, comprising:
前記延伸開始時点における前記含水率と前記ガラス転移点との第2の関係と、
前記水蒸気供給工程で供給する水蒸気の量と前記延伸開始時点における前記含水率との第3の関係とを求め、
前記第1の関係に基づいて、前記目標ヘイズに対応するガラス転移点を目標ガラス転移点として求め、前記第2の関係に基づいて、前記目標ガラス転移点に対応する含水率を目標含水率として求め、前記第3の関係に基づいて、目標含水率とするための水蒸気の量を決定し、この決定された量に、前記水蒸気供給工程で供給する水蒸気の量を制御する制御工程を有することを特徴とする請求項1記載の光学フィルムの製造方法。 A first relationship between the haze of the polymer film after stretching by the stretching step and the glass transition point of the polymer film at the start of stretching;
A second relationship between the moisture content and the glass transition point at the start of stretching,
Obtaining the amount of water vapor supplied in the water vapor supply step and the third relationship between the moisture content at the start of stretching,
Based on the first relationship, a glass transition point corresponding to the target haze is obtained as a target glass transition point, and based on the second relationship, a moisture content corresponding to the target glass transition point is set as a target moisture content. Obtaining and determining the amount of water vapor to achieve the target moisture content based on the third relationship, and having the control step of controlling the amount of water vapor supplied in the water vapor supply step to the determined amount The method for producing an optical film according to claim 1.
前記制御工程は、前記延伸工程に設定されている設定条件に対応する第1の関係に基づいて、前記目標ガラス転移点を求めることを特徴とする請求項2記載の光学フィルムの製造方法。 The first relationship is for each set condition in the stretching step,
The said control process calculates | requires the said target glass transition point based on the 1st relationship corresponding to the setting conditions set to the said extending process, The manufacturing method of the optical film of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記設定条件は、前記延伸工程で延伸中の前記ポリマーフィルムの搬送速度と、前記ポリマーフィルムの延伸開始時における幅及び延伸終了時における幅とから求められる延伸倍率と、前記気体の温度であることを特徴とする請求項3記載の光学フィルムの製造方法。 The stretching step heats the polymer film by blowing a heated gas onto the polymer film,
The setting condition is a stretching speed determined from a transport speed of the polymer film being stretched in the stretching step, a width at the start of stretching of the polymer film and a width at the end of stretching, and the temperature of the gas. The method for producing an optical film according to claim 3.
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