JP2015194539A - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ラビング処理における配向不良に起因する光学フィルムの表面の欠陥を低減させることができる光学フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】 光学フィルムの製造方法は、配向層形成層を第一の面に有する連続する支持体26を搬送する工程と、配向層を形成するため、搬送方向に直交する幅方向に対してラビング角度αで配置されたラビングローラ72に支持体26をラップ角θで巻きかけて第一の押圧力F1を付与し、かつ支持体26の第二の面にノズル50からガスを吹き付けて第二の押圧力F2を付与することにより支持体26をラビングローラ72に押圧させた状態で、配向層形成層と回転駆動されるラビングローラ72とを接触させるラビング処理する工程であって、第二の押圧力F2が支持体26の各端部より支持体26の中央部で高いラビング処理する工程と、ラビング処理された配向層の上に、架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、を少なくとも備える。
【選択図】図1
【解決手段】 光学フィルムの製造方法は、配向層形成層を第一の面に有する連続する支持体26を搬送する工程と、配向層を形成するため、搬送方向に直交する幅方向に対してラビング角度αで配置されたラビングローラ72に支持体26をラップ角θで巻きかけて第一の押圧力F1を付与し、かつ支持体26の第二の面にノズル50からガスを吹き付けて第二の押圧力F2を付与することにより支持体26をラビングローラ72に押圧させた状態で、配向層形成層と回転駆動されるラビングローラ72とを接触させるラビング処理する工程であって、第二の押圧力F2が支持体26の各端部より支持体26の中央部で高いラビング処理する工程と、ラビング処理された配向層の上に、架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、を少なくとも備える。
【選択図】図1
Description
本発明は光学フィルムの製造方法に関する。
液晶表示装置には各種の光学フィルムが使用されている。その中でも、ラビング処理を施すことにより液晶層に配向性を付与する光学フィルムが知られている。この光学フィルムは、例えば、配向層形成層を有する支持体を連続走行し、配向層形成層にラビング処理を施して配向層を形成し、配向層の上に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、次いで乾燥し、その後に硬化させて液晶層を形成することで製造される。
このような光学フィルムの製造時のラビング処理において、配向不良に起因する表面の欠陥が問題となっている。この欠陥を低減させるための方法が提案されている。例えば、特許文献1は、ラビング処理の際に支持体の裏面側から流体圧を印加し、ラビングローラに対して支持体を押圧することで配向不良に起因する表面欠陥を低減する方法を開示している。
しかしながら、近年、光学フィルムの表面欠陥に対する品質の要求が高くなっている。特に、ラビングローラを支持体の搬送方向に対して傾けて配置した場合、配向不良に起因する表面の欠陥が光学フィルムに発生する場合があることが判明した。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光学フィルムの製造時のラビング処理において、配向不良に起因する表面の欠陥を低減させることができ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。
第一の実施形態の光学フィルムの製造方法は、配向層形成層を第一の面に有する連続する支持体を搬送する工程と、配向層を形成するため、搬送方向に直交する幅方向に対してラビング角αで配置されたラビングローラに支持体をラップ角θで巻きかけて第一の押圧力F1を付与し、かつ支持体の第二の面にガスを吹き付けて第二の押圧力F2を付与することにより支持体をラビングローラに押圧させた状態で、配向層形成層と回転駆動されるラビングローラとを接触させるラビング処理する工程であって、第二の押圧力F2が支持体の各端部より支持体の中央部で高いラビング処理する工程と、ラビング処理された配向層の上に、架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、を少なくとも備える。
第二の実施形態の光学フィルムの製造方法は、ラビング角αが5〜60°の範囲であることが好ましい。
第三の実施形態の光学フィルムの製造方法は、支持体の中心でのラップ角θが3〜15°の範囲であることが好ましい。
第四の実施形態の光学フィルムの製造方法は、中央部のみに第二の押圧力F2が付与されることが好ましい。
本発明の光学フィルムの製造方法によれば、ラビング処理における配向不良に起因する光学フィルムの表面の欠陥を低減させることができる。
以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。
本実施の形態に係る光学フィルムの製造方法を図1の製造ライン20を参照に説明する。光学フィルムの製造ライン20では、ロール形状の連続する支持体26が送出し機66にセットされる。送出し機66から支持体26が送り出され、下流の工程へと搬送される。送り出された支持体26はガイドローラ68によって案内され、除塵機25Aへと搬送される。支持体26の表面に付着した塵が、除塵機25Aにより除去される。
例えば、支持体26は、送出し機66から1〜50m/分の搬送速度で送り出される。但し、この搬送速度に限定されない。また、送り出される際、例えば、支持体26に、25〜500N/mの張力が加えられる。シワ防止とフィルムスリップによるキズ防止の観点から、50〜300N/mであることが好ましい。
連続する支持体26は、対向する第一の面と第二の面とを有し、長尺の形状を有する。支持体26の第一の面と第二の面との距離、即ち厚さは10〜100μmであることが好ましい。支持体26は、適用される製品の厚さ低減の要求とシワ防止との観点から、15μm〜60μmの厚さを有することが、さらに好ましい。また、支持体26は、例えば、300〜1500mmの幅を有し、100〜5000mの長さを有する。支持体26の厚さ、及び幅は適用される製品に応じて適宜選択される。支持体26は、ウエブ、フィルム、シートと称される場合がある。
支持体26として、セルロースアシレート、環状オレフィン、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリカーボネート樹脂から選択される少なくとも1種を主成分として含むことが好ましい。また、支持体26に、上記の主成分の樹脂に加えて、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤等を含ませることができる。
支持体26は、除塵機25Aの下流に設けられたバー塗布装置21Aに搬送される。配向層形成用樹脂を含む塗布液がバー塗布装置21Aにより支持体26に塗布され、支持体26の第一の面に配向層形成用樹脂を含む塗膜が形成される。尚、バー塗布装置21Aに代えて他の塗布手段を採用してもよい。他の塗布手段として、グラビアコータ、ロールコータ(トランスファロールコータ、リバースロールコータ等)、ダイコータ、エクストルージョンコータ、ファウンテンコータ、カーテンコータ、ディップコータ、スプレーコータ又はスライドホッパ等を適用することができる。
配向層形成用樹脂に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。また、これらの組み合わせを複数使用することができる。ポリマーの例には、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート等のポリマーおよびシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーであり、さらにゼラチン、ポリビルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが好ましく、ポリビルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが特に好ましましく、重合度の異なるポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールを2種類併用することが特に好ましい。
塗膜を第一の面に形成した支持体26は、乾燥ゾーン76A、加熱ゾーン78Bに順次搬送される。配向層形成用樹脂を含む塗膜を乾燥させることにより、支持体26の第一の面の上に配向層が形成される。第一の面の上に配向層の形成された支持体26は、ガイドローラ68によって案内され、ラビング処理の工程へと搬送される。
ラビング処理とは、配向層の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦る処理をいう。一般的には、長さおよび太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などをローラに貼り付けて数回程度擦ることで実施される。
ラビング処理の工程において、配向層にラビング処理を施すためラビングローラ72が配置されている。ラビングローラ72は、円筒状のローラと、ローラの外周面に貼り付けられたラビング布とから構成されている。ラビング布は、例えば、基布と基布に織り込まれたパイル糸とにより構成される。例えば、基布及びパイル糸としては、たとえばナイロン6・6(登録商標)等のポリアミド系、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系、ポリエチレン等のポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリアクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアクリル系、ポリシアン化ビニリデン系、ポリフルオロエチレン系、ポリウレタン系等の合成繊維、絹、木綿、羊毛、セルロース系、セルロースエステル系等の天然繊維、再生繊維(レーヨン、アセテート等)の中から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせた繊維が使用される。ラビングローラ72は、図示しない駆動装置により、例えば、1000rpm程度まで回転駆動される。
本実施の形態では、ラビングローラ72は、支持体26の搬送方向に対して水平面で回転自在とでなるよう構成され、所定のラビング角αが設定されている。ラビング角αを設定することにより、液晶を任意の角度に配向させることができる。本実施の形態において、ラビング角度αは5〜60°の範囲であることが好ましく、さらに、10°以上であることが好ましく、さらに55°以下であることが好ましい。また、ラビングローラ72は、50〜500mmの範囲の外径を有し、ラビング角度αを設定した場合でも支持体26の幅以上の長さを有する。但し、この外径、長さに限定されない。
支持体26に対してラビングローラ72の反対側にバックアップローラ86、88が、ラビングローラ72と干渉しない位置に、回動自在に取り付けられている。バックアップローラ86はラビングローラ72に対して上流に配置され、バックアップローラ88はラビングローラ72に対して下流に配置される。ここで、「上流」、「下流」とは、支持体26の搬送方向に対して用いられる。ある基準に対して搬送方向と同じ側に位置する場合を「下流」、搬送方向と反対側に位置する場合を「上流」と定義される。バックアップローラ86、88には、ラビング時のテンションの管理を行うため、支持体26の張力を検出する張力検出器が取り付けられている。バックアップローラ86、88は移動可能に構成されている。支持体26のラビングローラ72へのラップ角θが、バックアップローラ86、88を移動することにより調整される。
本実施の形態において、ラビング角αとは、図2に示すように、支持体26の搬送方向(Machine Direction)に直交する幅方向(Transverse Direction)に対して傾けて配置されたラビングローラ72と、幅方向とのなす角度を意味する。
本実施の形態において、ラップ角θとは、図3に示すように、ラップ角θとは、ラビングローラ72の中心と支持体26が進入する際の最初の接点1とを結ぶ直線と、ラビングローラ72の中心と支持体26が剥離する際の最後の接点2とを結ぶ直線とにより形成される角度を意味する。バックアップローラ86、88は、矢印に示すように、ラビングローラ72に対する支持体26のラップ角θを変化させる方向に移動する。
図1に示すように、ノズル50が、支持体26を挟んでラビングローラ72と対向する位置に配置されている。ノズル50は支持体26の第二の面にガス(空気、窒素ガス等)を吹き付ける。ノズル50からのガスにより支持体26がラビングローラ72に押し付けられる。支持体26をラビングローラ72に押し付けた状態で、配向層形成層と回転駆動されるラビングローラ72とを接触させて擦ることにより配向層形成層にラビング処理が施され、配向層が形成される。
ラビングローラ72の下流には除塵機25Bが設けられている。支持体26の配向層に付着した塵が除塵機25Bにより取り除かれる。さらに、除塵機25Bの下流にはバー塗布装置21Bが設けられている。架橋性液晶性化合物を含む塗布液がバー塗布装置21Bにより支持体26の配向層の上に塗布され、支持体26の第一の面側に架橋性液晶性化合物を含む塗膜が形成される。尚、バー塗布装置21Bに代えて他の塗布手段を採用してもよい。他の塗布手段として、グラビアコータ、ロールコータ(トランスファロールコータ、リバースロールコータ等)、ダイコータ、エクストルージョンコータ、ファウンテンコータ、カーテンコータ、ディップコータ、スプレーコータ又はスライドホッパ等を適用することができる。
バー塗布装置21Bの下流には、乾燥ゾーン76B、加熱ゾーン78Bが順次設けられている。支持体26の配向層の上に形成された塗膜が乾燥される。更に、この下流には紫外線ランプ80が設けられている。紫外線照射により、塗膜に含まれている架橋性液晶性化合物を架橋させることにより、液晶層が形成され、光学フィルムが製造される。
本実施の形態において、液晶層は、架橋性液晶性化合物を含む層であって、光学的な異方性を付与する機能を有する。架橋性液晶性化合物として、光硬化型液晶性化合物が用いられる。光硬化型液晶性化合物は、例えば、重合性基を有する光硬化型棒状液晶性化合物、又は光硬化型円盤状液晶性化合物である。光硬化型棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。高分子液晶性分子としては、特に高分子鎖にペンダント状に棒状液晶が結合されたものが好ましい。
配向層と液晶の形成された支持体26(光学フィルム)が検査装置90で検査される。次いで、保護フィルム94がラミネート機92より送り出され、支持体26の液晶層に貼り付けられる。この下流に設けられた巻取り機82により、配向層と液晶層とが形成された支持体26(光学フィルム)が巻き取られる。
上述の構成を有するラビング処理において、発明者は、ラビングローラ72を支持体26の搬送方向に対して傾けて配置した場合、つまりラビング角αを設けた場合に発生する配向層の配向不良について、鋭意検討した。ラビング角αでラビングローラ72を配置した場合、支持体26のラビングローラ72に対するラップ角θが支持体26の端から支持体の中央に向かい小さくなり、ラップ角θの違いが、ラビング処理量の違いと対応していることを発見した。
支持体26の中央部のラビング処理量に比べ、両端部のラビング処理量が多くなっており、支持体26全体としての均一性が損なわれていた。そこで、支持体26の第二の面から支持体26に向けてガスを吹き付けいることで押圧力を付与し、かつ支持体中央部への押圧力を、支持体端部への押圧力より高くすることで、本発明を完成するにいたった。支持体26の中央部と両端部との間でのラビング処理量の差を解消することができる。
以下、ラビング角αの設定されたラビングローラ72の配向層に対するラビング仕事量について以下に説明する。
一般に、仕事量は、図4(A)に示すように、物体に力F(N)が加えられ、その物体が加えられた力の向きにS(m)だけ移動したとき、仕事量の大きさL(Nm)は、
L=F×S・・・(1)
で求められる。また、図4(B)に示すように、重量Wの物体を水平な床面上をSだけ移動したとき、動摩擦係数をμとすると仕事量の大きさLは、
L=μ×W×S・・・(2)
で求められる。ラビング仕事量を求めるには、ラビング処理におけるμ、W及びSを求めることになる。
L=F×S・・・(1)
で求められる。また、図4(B)に示すように、重量Wの物体を水平な床面上をSだけ移動したとき、動摩擦係数をμとすると仕事量の大きさLは、
L=μ×W×S・・・(2)
で求められる。ラビング仕事量を求めるには、ラビング処理におけるμ、W及びSを求めることになる。
図5は、バックアップローラ86,88、ノズル50とラビングローラ72の位置関係を示す要部拡大図である。支持体26は搬送張力T(N)、搬送速度V(m/min)で矢印方向に搬送される。バックアップローラ86、88の移動により、搬送される支持体26は、所定のラップ角θでラビングローラ72に巻きかけられ、第一の押圧力F1が支持体26に付与される。
ノズル50は、ガスを支持体26に吹き付けるための開口50Aを有している。ノズル50は、ラビングローラ72の軸と平行になるように配置されている。ラップ角θでラビングローラ72にラップされている支持体26の第二の面に、開口50Aから圧力P(Pa)、幅S2(m)でガスが吹き付けられる。ガスの吹き付けにより第二の押圧力F2が支持体26に付与される。上述の構成においては、第一の押圧力F1と第二の押圧力F2との合計の押圧力Fにより、支持体26がラビングローラ72に押圧された状態となる。
この条件下において、式(2)に当てはめると、重量Wは支持体26に加えられる第一の押圧力F1と第二の押圧力F2の合計となる。従って、仕事量の大きさLは、L=μ×(F1+F2)×S・・・(3)
となる。
となる。
次に、ラビングローラ72が一回転する場合の移動距離Srは、ラビングローラ72が一回転する間の速度分の距離S0とし、ラビングローラ72の一回転の距離S1とすると、Sr=S0+S1・・・(4)
となる。支持体26搬送方向とラビングローラ72の回転とが逆方向となるからである。このSrを(3)式のSに代入すると、ラビングローラ72が一回転する際の仕事量L1は、
L1=μ×(F1+F2)×(S0+S1)・・・(5)
となる。支持体26の搬送速度V(m/min)、ラビングローラ72の半径r(m)、回転数N(rpm)とすると、一分間当たりの移動距離Smは、
Sm=V+2πrN・・・(6)
となる。このSmを(3)式のSに代入すると、一分間当たりの仕事量L1は、
L1=μ×(F1+F2)×(V+2πrN)・・・(7)
となる。
となる。支持体26搬送方向とラビングローラ72の回転とが逆方向となるからである。このSrを(3)式のSに代入すると、ラビングローラ72が一回転する際の仕事量L1は、
L1=μ×(F1+F2)×(S0+S1)・・・(5)
となる。支持体26の搬送速度V(m/min)、ラビングローラ72の半径r(m)、回転数N(rpm)とすると、一分間当たりの移動距離Smは、
Sm=V+2πrN・・・(6)
となる。このSmを(3)式のSに代入すると、一分間当たりの仕事量L1は、
L1=μ×(F1+F2)×(V+2πrN)・・・(7)
となる。
次に、F1は、ラップ角θ(°)、搬送張力T(N)、ラビングローラ72の半径r(m)、支持体26の幅w(m)とすると、
F1=(T/(w×r))×(2πrθ/360)×w=(T×θ×π)/180・・・(8)
となる。
また、F2は、圧力P(Pa)、プレスの幅S2(m)、支持体26の幅w(m)とすると、
F2=P×S2×w・・・(9)
となる。したがって、一分間当たりの仕事量L1は、
L1=μ×(F1+F2)×(V+2πrN)=μ×((T×θ×π/180)+P×S2×w)×(V+2πrN)・・・(10)
となる。また、単位面積当たりの仕事量L2は、
L2=L1/(V×w)・・・(11)
となる。
F1=(T/(w×r))×(2πrθ/360)×w=(T×θ×π)/180・・・(8)
となる。
また、F2は、圧力P(Pa)、プレスの幅S2(m)、支持体26の幅w(m)とすると、
F2=P×S2×w・・・(9)
となる。したがって、一分間当たりの仕事量L1は、
L1=μ×(F1+F2)×(V+2πrN)=μ×((T×θ×π/180)+P×S2×w)×(V+2πrN)・・・(10)
となる。また、単位面積当たりの仕事量L2は、
L2=L1/(V×w)・・・(11)
となる。
上述のラビング仕事量について、第一の押圧力F1は、式(8)に示すように(T×θ×π)/180とあらわされる。ラビングローラ72に対する支持体26のラップ角θが一定であれば、F1は、支持体26の幅方向に亘って一定となる。しかしながら、ラビング角αでラビングローラ72が配置された場合、ラビング角αは、ラビングローラ72の位置に応じてその大きさが変化する。
以下、図6及び図7を参考して説明する。Y(m)は2つのバックアップローラ86,88の間の距離であり、X1(m)は、支持体26の中心線CLから、何れかのバックアップローラ86,88の上の任意の位置までの距離である(図6)。任意の位置におけるバックアップローラ88とラビングローラ72との距離Y1は、ラビング角αとすると、
Y1=(Y/2)+X1×tanα・・・(12)
となる。また、任意の位置におけるバックアップローラ86とラビングローラ72との距離Y2は、
Y2=Y−Y1・・・(13)
となる。
Y1=(Y/2)+X1×tanα・・・(12)
となる。また、任意の位置におけるバックアップローラ86とラビングローラ72との距離Y2は、
Y2=Y−Y1・・・(13)
となる。
バックアップローラ88とラビングローラ72とにより形成される支持体26のラップ角をθ1とし、バックアップローラ86とラビングローラ72とにより形成される支持体のラップ角をθ2とすると、全体のラップ角θは、
θ=θ1+θ2・・・(14)
となる(図7)。バックアップローラ86,88の最下点とラビングローラ72の最上点との高さ方向の長さを距離Zとすると、
tanθ1=Z/Y1・・・(15)、
tanθ2=Z/Y2=Z/(Y−Y1)・・・(16)となる。θ1とθ2とは、θ1=tan−1(Z/Y1)・・・(17)、
θ2=tan−1(Z/(Y−Y1))・・・(18)
となる。つまり、θ1とθ2とはY1とY2の長さに応じて変化することが理解できる。Y1とY2の長さが同じ、つまり支持体26の中心では、θ1とθ2とは同じ大きさになる。Y1が長くなればθ1は小さくなる。Y1が長くなればY2が短くなるのでθ2は大きくなる。Y1とY2の長さが同じのときのラップ角θが最も小さくなる。Y1が最も長く、Y2が最も短いとき、ラップ角θが最も大きくなる。
θ=θ1+θ2・・・(14)
となる(図7)。バックアップローラ86,88の最下点とラビングローラ72の最上点との高さ方向の長さを距離Zとすると、
tanθ1=Z/Y1・・・(15)、
tanθ2=Z/Y2=Z/(Y−Y1)・・・(16)となる。θ1とθ2とは、θ1=tan−1(Z/Y1)・・・(17)、
θ2=tan−1(Z/(Y−Y1))・・・(18)
となる。つまり、θ1とθ2とはY1とY2の長さに応じて変化することが理解できる。Y1とY2の長さが同じ、つまり支持体26の中心では、θ1とθ2とは同じ大きさになる。Y1が長くなればθ1は小さくなる。Y1が長くなればY2が短くなるのでθ2は大きくなる。Y1とY2の長さが同じのときのラップ角θが最も小さくなる。Y1が最も長く、Y2が最も短いとき、ラップ角θが最も大きくなる。
本実施の形態において、支持体26の中心でのラップ角θは、3〜15°の範囲であることが好ましい。ラビングローラ72がラビング角αで配置されている場合において、ラップ角θを3〜15°の範囲とすることにより、支持体26にシワが発生することを抑制することができる。ラップ角θは5°以上がより好ましい。ラップ角θは10°以下であることがより好ましい。
図8は、第一の押圧力F1と支持体の幅方向の位置との関係を示している。縦軸は押圧力を示し、横軸は支持体の幅方向の位置を示している。この図に示すように、第一の押圧力F1は支持体26の中心で最も小さく、支持体26の端で最も大きくなる。ラビング処理量は第一の押圧力F1と比例関係にあり、支持体26に対するラビング処理量は中心で最も小さく、支持体26の端部で最も大きくなる。ラビング角αによるラップ角θの変化が、ラビング処理量に対応していることになる。
本実施の形態では、支持体26の第二の面にノズル50からガスを吹き付けて第二の押圧力F2を付与することで、第一の押圧力F1に起因するラビング処理量の不均一を解消する。図9は本実施の形態を概念的に示したグラフである。第二の押圧力F2を調整することで、第一の押圧力F1と第二の押圧力F2との合計の押圧力Fを均一にすることが好ましい。ここで均一とは、合計の押圧力Fの最大値Fmaxと最小値Fminとの差が、最大値Fmaxに対して10%以内の範囲であることを意味し、100×(Fmax−Fmin)/Fma(%)で求めることができる。
上述の作用にしたがい、本実施の形態では、第二の押圧力F2が支持体26の各端部より支持体26の中央部での高くなるように、第二の押圧力F2の吹きつけ力が調整される。ここで、図10に示すように、支持体26の端部とは、支持体26の端から支持体26の全幅に対して10%までの領域を指す。支持体26の中央部とは、支持体26の両方の端部を除く80%の領域を意味する。図9によれば、支持体26のそれぞれの位置に対応して、第二の押圧力F2を調整することが最も好ましい。一方で、第二の押圧力F2をそれぞれの位置に対応して調整するには設備等を考慮すると制約がある。そこで、支持体26を各端部と中央部とに分けて、中央部の第二の押圧力F2を各端部の第二の押圧力F2より大きくした。これにより、支持体26の各端部と中央部とで合計の押圧力Fが均一となるようにした。
図11は、本実施の形態の第二の押圧力F2のプロファイルを示している。縦軸は押圧力であり、横軸は支持体の幅方向の位置を示している。図11(A)においては、各端部と中央部とに第二の押圧力F2を付与し、さらに中央部の第二の押圧力F2を各端部の第二の押圧力F2より大きくしている。
また、図11(B)においては、中央部のみに第二の押圧力F2を付与し、端部には第二の押圧力F2を付与していない。図11(C)は、中央部のみに第二の押圧力F2を付与する、本発明の別の態様である。つまり、中央部のみに第二の押圧力F2を付与する場合、中央部の全域に第二の押圧力F2を付与する必要はない。第二の押圧力F2のプロファイルとして図11(A)(B)および(C)の三つ例を示したが、これに限定されない。第二の押圧力F2の圧力プロファイルは、本発明にしたがう限りにおいて、適宜調整することができる。中央部の第二の押圧力F2と端部の第二の押圧力F2とは、0.1倍程度の差があることが好ましい。中央部の第二の押圧力F2は2〜15kPaの範囲であることが、また、端部の第二の押圧力F2は1〜10kPaの範囲であることが、好ましい。
中央部の第二の押圧力F2と各端部の第二の押圧力F2とは、ノズル50の開口50Aのエア圧測定数値に基づいて、単位面積当たりの圧力として計算される。算出された圧力を比較することにより、中央部の第二の押圧力F2と各端部の第二の押圧力F2との大きさを比較することができる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、製造条件等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
[実施例1]
図1に示される光学フィルムの製造ライン20を使用して各種の条件で光学フィルムを製造した。トリアセチルセルロース(厚さ:80μm、幅:1490mm)の連続する(長尺状)の支持体を30m/分の速度で搬送した。支持体の第一の面に2.0μmの厚さの配向層形成層を形成し、配向層形成層にラビング処理を施した。
図1に示される光学フィルムの製造ライン20を使用して各種の条件で光学フィルムを製造した。トリアセチルセルロース(厚さ:80μm、幅:1490mm)の連続する(長尺状)の支持体を30m/分の速度で搬送した。支持体の第一の面に2.0μmの厚さの配向層形成層を形成し、配向層形成層にラビング処理を施した。
ラビング処理の条件は、ラビングローラに対する支持体のラップ角θを10°とし、ラビングローラの外径を300mm(半径:150mm)とし、ラビングローラの回転数を400rpmとし、支持体の張力を290N/mとし、ラビング角αを45°とした。
ラビング処理の際のノズルの先端部と支持体の第二の面との間隔(クリアランス)を10mmに設定した。ノズルの開口の開口幅を1mmとした。ノズルの内部のガスの圧力を中央部では10kPaとし、端部は5kPaとした。ノズルは1500mmの長さを有している。
ラビング処理された配向層に架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布し、塗膜を形成した。次いで、乾燥ゾーン及び加熱ゾーンを通過させた。配向層及び架橋性液晶性化合物を含む塗膜が形成された支持体を搬送しながら、塗膜の表面に紫外線を照射した。塗膜を架橋させて液晶層を形成し、巻取り機82で巻き取った。
得られた光学フィルムの評価を消光度のバラツキで評価を行った。消光度のバラツキがラビング仕事量と関連しているからである。消光度による評価には、大塚電子株式会社製の消光度測定装置を使用した。この装置において、巻取り機82で巻き取った光学フィルムから測定のため切り出したフィルム片を、クロスニコルに配置した2枚の偏光板間に、透過率が最小になるように配置した時の透過率(消光度)を測定した。測定波長を550nmとし、パラニコル配置の偏光板の透過率を100%とした。消光度のバラツキについて、100×(消光度Max−消光度Min)/消光度Ave(%)で計算した結果、30%以下をGとし、30%より大きい場合をNGとした。
[実施例2〜6、及び比較例1,2]
ラビング処理の条件を除き、実施例1と同様の方法で、実施例2〜6、及び比較例1,2の光学フィルムを製造した。
ラビング処理の条件を除き、実施例1と同様の方法で、実施例2〜6、及び比較例1,2の光学フィルムを製造した。
表1は、実施例1〜6、及び比較例1,2のラビング処理条件、及びその評価結果を示している。表1から、実施例においては、支持体の幅方向の全域に亘り良好な配向が得られていることが解る。一方、比較例においては、支持体の幅方向の位置によっては配向が悪化しており、また、配向の全体レベルも低くなっている。以上の評価結果より本発明の効果が確認された。
20…製造ライン、21A,21B…バー塗布装置、25A,25B…除塵機、26…ウエブ、50…ノズル、50A…開口、66…送出し機、68…ガイドローラ、72…ラビングローラ、76A,76B…乾燥ゾーン、78A,78B…加熱ゾーン、80…紫外線ランプ、82…巻取り機、86,88…バックアップローラ、90…検査装置、92…ラミネート機、94…保護フィルム
Claims (4)
- 配向層形成層を第一の面に有する連続する支持体を搬送する工程と、
配向層を形成するため、搬送方向に直交する幅方向に対してラビング角αで配置されたラビングローラに前記支持体をラップ角θで巻きかけて第一の押圧力F1を付与し、かつ前記支持体の第二の面にガスを吹き付けて第二の押圧力F2を付与することにより前記支持体を前記ラビングローラに押圧させた状態で、前記配向層形成層と回転駆動される前記ラビングローラとを接触させるラビング処理する工程であって、前記第二の押圧力F2が前記支持体の各端部より前記支持体の中央部で高いラビング処理する工程と、
ラビング処理された前記配向層の上に、架橋性液晶性化合物を含む塗布液を塗布する工程と、を少なくとも備える光学フィルムの製造方法。 - 前記ラビング角αが5〜60°の範囲である請求項1記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記支持体の中心での前記ラップ角θが3〜15°の範囲である請求項1又は2記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記中央部のみに前記第二の押圧力F2が付与される請求項1〜3の何れか1に記載の光学フィルムの製造方法。
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