JP5347327B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
また、プラズマディスプレイや有機ELディスプレイ等でも反射防止フィルムや防眩フィルム、保護フォルムなどの光学フィルムが使用されている。
前記リップ部から押し出された溶融物が前記一対の回転ロールに挟まれる直前における溶融物温度を非接触式温度計で検出し、該検出された溶融物温度に基づいて、前記一対の回転ロールに挟まれる直前の溶融物温度が制御されており、
前記一対の回転ロールに挟まれる直前の溶融物温度を制御する方法が、前記一対の回転ロールに挟まれる直前の溶融物にガス流を吹き付け、該ガス流の温度を調整する方法であり、
前記ガス流の温度を調整する方法として、ガス流として前記回転ロールの回転に伴って発生する同伴エア流を利用し、前記一対の回転ロールにおける対向部の入口近傍であって、前記一対の回転ロールのうち少なくとも一方の回転ロールの表面近傍に設けた遮蔽板の加熱温度を調整する方法が採用されており、
前記遮蔽板が、回転ロール軸方向に対する垂直断面において、該遮蔽板が表面近傍に設けられた回転ロールと同心円の円弧形状を有する、ことを特徴とする光学フィルムの製造方法、および該方法により製造されたことを特徴とする光学フィルムに関する。
また溶融物が一対の回転ロールに挟まれる直前における溶融物温度の制御方法として、温度調整されたガス流を当該溶融物に吹き付ける方法を採用すると、より一層厳密な溶融物温度の制御を安定して行えるため、幅手方向および搬送方向の厚みムラをより一層十分に防止できる。特に、回転ロールの回転に伴って発生する同伴エア流を利用し、該同伴エア流の温度調整を、所定の位置に設けた遮蔽板の加熱温度を調整することによって行うと、ガス流を発生させる設備を追加する必要が無いので、製造コストの観点からも有効である。
本発明に係る光学フィルムの製造方法は、いわゆる溶融流延法に基づくものであり、すなわち、溶融した熱可塑性樹脂を含むフィルム構成材料を流延ダイのリップ部よりフィルム状に押出し、当該溶融物を一対の回転ロールで挟むことにより冷却固化させて光学フィルムを製造する。
本工程では、熱可塑性樹脂を含むフィルム構成材料を混合し、押出し機1を用いて、溶融した後、所望によりフィルタ2およびスタチックミキサー3を経由させて、流延ダイ4のリップ部41a,41bから溶融物42をフィルム状に押し出す。このとき、フィルム状溶融物42が第1回転ロール5と第2回転ロール6との間で所定の圧力で挟み込まれる限り、溶融物42は図1〜図6に示すように第1回転ロール5と第2回転ロール6との対向部47に直接的に吐出されてもよいし、または第1回転ロール5の外周面上に吐出され、当該第1回転ロール5の回転により搬送された後、対向部47で挟み込まれてもよい。第1回転ロール5は、前記一対の回転ロールの一方を構成するものであり、第1冷却ロールまたは冷却ドラムとも呼ばれるものである。第2回転ロール6は、前記一対の回転ロールの他方を構成するものであり、タッチロールとも呼ばれるものである。対向部47は第1回転ロール5と第2回転ロール6とが対向する部分であって、溶融物42がそれらの回転ロール間に挟み込まれることにより、第1回転ロール5と第2回転ロール6とが当該溶融物42を介して間接的に接触する部分である。
方法(A);溶融物Pにガス流を吹き付け、該ガス流の温度を調整する方法;
方法(B);流延ダイの少なくともリップ部を温度調整する方法。
ガス流の温度を調整する方法として、以下に示す方法を採用することができる。
方法(a2);ガス流としてガス流発生手段により発生させたガス流を用い、該ガス流の温度を調整する方法。
遮蔽板は、同伴エア流の生成に際して流れ込むエアを遮蔽する板という意味である。
式(II) 0≦X≦2.5
本発明で用いられるセルロース樹脂の原料セルロースは、木材パルプでも綿花リンターでもよく、木材パルプは針葉樹でも広葉樹でもよいが、針葉樹の方がより好ましい。製膜の際の剥離性の点からは綿花リンターが好ましく用いられる。これらから作られたセルロース樹脂は適宜混合して、あるいは単独で使用することができる。
ヒンダードフェノール酸化防止剤は、例えば、Ciba Specialty Chemicalsから、商品名"Irganox1076"及び"Irganox1010"として入手可能である。
カルボン酸エステル誘導体としては、フタル酸エステル及びクエン酸エステル等が挙げられる。フタル酸エステル誘導体としては、例えば、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート及びジエチルヘキシルフタレート等が挙げられる。クエン酸エステルとしてはクエン酸アセチルトリエチル及びクエン酸アセチルトリブチルを挙げることができる。
可塑剤などの添加剤を予め混合しない場合は、押出し機の途中で練り込んでもよい。均一に添加するために、スタチックミキサー3などの混合装置を用いることが好ましい。
流延ダイ4のリップ部の好ましい材質は、流延ダイ4と同様である。
本工程では、第3冷却ロール8から剥離ロール9によって剥離された未延伸のフィルム10を、ダンサーロール(フィルム張力調整ロール)11を経て延伸機12に導き、そこでフィルム10を延伸した後、巻取り装置16により巻き取る。延伸により、フィルム中の分子が配向される。
本発明で得られる光学フィルムは幅手方向および搬送方向の厚みムラが十分に防止されている。
例えば、上記延伸工程直前に得られた未延伸フィルム10について、幅手方向および搬送方向の膜厚変動は平均膜厚に対して±1.5%以内、好ましくは±1.0%以内、より好ましくは±0.5%以内である。膜厚変動はオンラインの膜厚計にて、搬送方向で1mごとに、幅手方向に10点の測定を行ない(合計500点)、平均膜厚に対しての最大の変動幅の割合で表したものである。「平均膜厚」とは全測定値の平均値を意味している。
<実施例1>
(ペレットの作成)
セルロースアセテートプロピオネート 100質量部
(アセチル基の置換度1.95、プロピオニル基の置換度0.7、数平均分子量75000、温度100℃で5時間乾燥、ガラス転移温点Tg1=136℃)
トリメチロールプロパントリス(3,4,5−トリメトキシベンゾエート)
10質量部
IRGANOX−1010(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 1質量部
SumilizerGP(住友化学社製) 1質量部
フィルムを図1〜図4に示す製造装置で製造した。
装置条件を、以下、具体的に説明する。
遮蔽板として、図3〜図4に示す遮蔽板45a、45bを加熱して用いた。
遮蔽板45a;ロール5と同心円の円弧形状ステンレス製、厚み10mm、x1=0.3mm、y1=70mm、z1=10mm、初期設定加熱温度=120℃
遮蔽板45b;ロール6と同心円の円弧形状ステンレス製、厚み10mm、x2=0.3mm、y2=70mm、z2=10mm、初期設定加熱温度=120℃
第1冷却ロール及び第2冷却ロールは直径40cmのステンレス製とし、表面にハードクロムメッキを施した。又、内部には温度調整用のオイル(冷却用流体)を循環させて、ロール表面温度を制御した。
弾性タッチロールは、直径30cmとし、内筒と外筒はステンレス製とし、外筒の表面にはハードクロムメッキを施した。外筒の肉厚は2mmとし、内筒と外筒との間の空間に温度調整用のオイル(冷却用流体)を循環させて弾性タッチロールの表面温度を制御した
弾性タッチロールの表面温度は100℃、第1冷却ロールの表面温度は100℃、第2冷却ロールの表面温度は30℃とした。弾性タッチロール、第1冷却ロール、第2冷却ロールの各ロールの表面温度は、ロールにフィルムが最初に接する位置から回転方向に対して90°手前の位置のロール表面の温度を非接触温度計を用いて幅方向に10点測定した平均値を各ロールの表面温度とした。
製膜スピードは、20m/minとした。
溶融物が流延ダイのリップ部から吐出された後、回転ロールと接触するまでの距離は100mmであった。
得られたペレット(水分率50ppm)を、1軸押出機において溶融させ、リーフディスク型金属フィルターを用いて加圧ろ過を行った。流延ダイのリップ部からフィルム状溶融物を、第1冷却ロールとタッチロールとの間に直接、押し出し、押圧し、ドロー比10で、膜厚100μmのキャストフィルムを得た。この際、リップ部から押し出された溶融物が第1冷却ロールとタッチロールとの間に挟まれる直前(p1=4mm)において、溶融物温度を非接触式温度計(林電工社製)で0.2秒毎に検出し、検出された溶融物温度に基づいて、第1冷却ロールとタッチロールとの間に挟まれる直前の溶融物温度を制御した。詳しくは、溶融物が第1冷却ロールとタッチロールとの間に挟まれる直前における溶融物Pの温度を250.0℃に設定し、遮蔽板の温度制御手段として出力変動方式のものを使用し、検出値が設定温度(T)から0.1℃変動していることを検知すると、当該変動を打ち消すように、遮蔽板の加熱手段(図示せず)の設定温度を0.1℃変動させて再設定させた。その結果、溶融物Pの温度はT±0.2℃の範囲内で制御された。
押圧時のタッチロール側のフィルム温度は、180℃±1℃であった。ここでいう押圧時のタッチロール側のフィルム温度は、第1冷却ロール上のタッチロールが接する位置のフィルムの温度を、非接触温度計を用いて、タッチロールを後退させてタッチロールがない状態で50cm離れた位置から幅方向に10点測定したフィルム表面温度の平均値を指す。このフィルムのガラス転移温度Tgは136℃であった。Tgはセイコー(株)製「DSC6200」を用いてDSC法(窒素中、昇温温度10℃/分)によりダイスから押し出されたフィルムのガラス転移温度を測定した。
遮蔽板を用いなかったこと、図1〜2および図6に示す装置を用いたこと、溶融物が第1冷却ロールとタッチロールとの間に挟まれる直前(p1=4mm)の溶融物温度の検出値に基づいて、遮蔽板の設定温度を調整する代わりに、流延ダイのリップ部の設定温度を調整したこと以外、実施例1と同様の方法により、フィルムを製造した。
詳しくは、溶融物が第1冷却ロールとタッチロールとの間に挟まれる直前における溶融物Pの温度を250.0℃に設定し、検出値が設定温度から0.1℃変動していることを検知すると、当該変動を打ち消すように、リップ部の設定温度を0.1℃変動させて再設定させた。その結果、溶融物Pの温度はT±0.5℃の範囲内で制御された。
非接触式温度計により溶融物温度を検出する位置を、p1=100mmのところに変更したこと以外、実施例1と同様の方法により、フィルムを製造した。その結果、溶融物Pの温度はT±2.0℃の範囲内で制御された。
非接触式温度計により溶融物温度を検出する位置を、p1=100mmのところに変更したこと以外、実施例2と同様の方法により、フィルムを製造した。その結果、溶融物Pの温度はT±4.0℃の範囲内で制御された。
上記延伸工程直前に得られた未延伸フィルムの幅手方向および搬送方向の膜厚変動を評価した。膜厚変動はオンラインの膜厚計(Z5FM-200B;オムロン社製)により前記した方法にて測定した値に基づいて、平均膜厚に対しての最大の変動幅の割合で表した。膜厚変動は±1.5%以内を「可(合格)」とし、±1.0%以内を「良」、±0.5%以内を「優」とした。
Claims (4)
- 溶融した熱可塑性樹脂を含むフィルム構成材料を流延ダイのリップ部よりフィルム状に押出し、該溶融物を一対の回転ロールで挟むことにより冷却固化させて光学フィルムを製造する方法であって、
前記リップ部から押し出された溶融物が前記一対の回転ロールに挟まれる直前における溶融物温度を非接触式温度計で検出し、該検出された溶融物温度に基づいて、前記一対の回転ロールに挟まれる直前の溶融物温度が制御されており、
前記一対の回転ロールに挟まれる直前の溶融物温度を制御する方法が、前記一対の回転ロールに挟まれる直前の溶融物にガス流を吹き付け、該ガス流の温度を調整する方法であり、
前記ガス流の温度を調整する方法として、ガス流として前記回転ロールの回転に伴って発生する同伴エア流を利用し、前記一対の回転ロールにおける対向部の入口近傍であって、前記一対の回転ロールのうち少なくとも一方の回転ロールの表面近傍に設けた遮蔽板の加熱温度を調整する方法が採用されており、
前記遮蔽板が、回転ロール軸方向に対する垂直断面において、該遮蔽板が表面近傍に設けられた回転ロールと同心円の円弧形状を有する、ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。 - 溶融物が前記一対の回転ロールに挟まれる直前における溶融物温度とは、前記一対の回転ロールにおける対向部の入口から溶融物流動方向と反対方向に5mm以下の距離だけ離れた部位の溶融物温度である請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記遮蔽板と該遮蔽板が表面近傍に設けられた回転ロールとの間隙を0.5〜10mmに保つ請求項1または2に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記遮蔽板の寸法が、該遮蔽板が表面近傍に設けられた回転ロールの回転方向の長さで10〜300mmである請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
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