JP5596856B2 - ニップロールの速度制御を用いてフィルムを押出しコーティングする間に欠陥を排除する方法 - Google Patents
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本明細書で用いられるとき、「備える(comprise)」、「有する(have)」、及び「含む(include)」という単語の表現形式は法的に等価でありかつ変更可能である。したがって、記載されていない更なる要素、機能、工程又は制限が、記載されている要素、機能、工程、又は制限に加えて存在し得る。
交互層のポリエチレンナフタレート(PEN)とポリメチルメタクリレート(PMMA)の層からなり、0.0034インチ(86.4マイクロメートル)厚であり、横方向の配向性を有し、ミネソタ州セントポール(St.Paul)のスリーエム社(3M Company)からDBEFとして商業的に入手可能である多層光学フィルム(MOF)反射偏光フィルムを入手した。この種のMOFの一般的な議論は、米国特許第5,882,774号、名称「光学フィルム(Optical Film)」に見出され得る。このフィルムを通常のウェブ取扱い機構によって50フィート/分(15.25m/分)で前進させて3スロットの共押出しダイのそばを通過させた。この3スロットの共押出しダイは、間にマレイン酸オレフィン(maleated olefin)の連結層を用いた、スチレンアクリロニトリル(SAN)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)の3層共押出し構造を分配した。より具体的には、SAN層は、ミシガン州ミッドランド(Midland)のダウケミカル社(Dow Chemical Co.)からTYRIL 125として商業的に入手可能な0.0035インチ(88.9マイクロメートル)厚の材料であり、ABS層は、日本国東京都の東レ社(Toray Industries,Inc.)から商業的に入手可能な0.002インチ(50.8マイクロメートル)厚のTOYOLAC 900であり、連結層は、日本国東京都の三井化学社(Mitsui Chemicals,Inc.)から商業的に入手可能な0.0005インチ(12.7マイクロメートル)厚のADMER SE810であった。押出しコーティング層は、引込みフィルムの厚さの約1.8倍の厚さをなしていた。押出しダイを249℃の温度で操作し、フィルムが、キャスティングロールと、イリノイ州ロメオビル(Romeoville)のロタダイン社(Rotadyne)から商業的に入手可能なAMS80Rの柔軟なシリコンカバーを備えた12インチ(30.5cm)径の弾性ロールとの間のロール間隙の直前にある前記12インチ(30.5cm)径のキャスティングロールの周りを通過するときに、そのフィルム上に計量分配した。65.5℃の温度に調整するためにキャスティングロールに冷却水を供給し、キャスティングロールは、ウィスコンシン州グリーンベイ(Green Bay)のウルトラプレーティング社(Ultra Plating)から商業的に入手可能な、80マイクロインチ(2マイクロメートル)の平均粗さを持つ外表面上に、光沢のない表面組織を有した。キャスティングロールと弾性ロールは共に、相対速度を互いの0.1パーセント以内に制御できるサーボモータと精密ギヤボックスを有する能動的な駆動装置を備えていた。
キャスティングロールよりも1%速い表面接線速度を有するようにラバーロールを操作したことを除き、この例は比較例1と類似したものである。ここで図3を参照すると、結果として得られたフィルムの平面図とした画像が示されており、この画像は、ダウンウェブ方向の光学的欠陥又は斜めのしわがフィルム内にあることを明確に示している。この場合、弾性ロールとキャスティングロールとの間で差動表面速度を用いることが原因で光学的欠陥が生じた。比較例1及び比較例2のフィルムは、主としてその厚さのために、比較的硬くかつ熱安定性があり、弾性ロールとキャスティングロールの表面速度を厳密に一致させることで最良にコーティングされることが認められた。
使用したフィルムはMOF「A」であり、ウェブ張力は5ポンド(22.25N)[0.6ポンド/リニアインチ(1.1N/リニアcm)]であったことを除き、この例は比較例1と類似したものである。国際公開WO2008/144656、名称「光再利用式の中空型ディスプレイバックライト(Light Recycling Hollow Cavity Type Display Backlight)」に記載されているようなMOF「A」は、スリーエム社(3M Company)によって生産されている、横方向に配向性を持つ0.0011インチ(28マイクロメートル)厚の一軸延伸フィルムである。押出しコーティング層は、引込みフィルムの厚さの約4.7倍の厚さであった。MOF「A」は、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート共重合体(PETg)でできたスキン層を有するキャストウェブ多層光学フィルムである。交互層305枚の重合体層の光学的積層体は、90%のナフタレート部分と10%のテレフタレート部分(90:10のcoPEN)を有するポリエチレンナフタレート共重合体から作られた高屈折率層と、PETgから作られた低屈折率等方性層とを含むものであった。次いでウェブを、予熱、延伸、及び加熱硬化の3つのゾーンに分割されるテンターに送り込んだ。3つのゾーンに対する温度及び滞留時間はそれぞれ、予熱が146℃、14秒、延伸が146℃、22秒、加熱硬化が146℃、14秒であった。延伸ゾーンにおける横方向の延伸比は約5.9:1であり、最終的な基板厚さをもたらすものであった。
キャスティングロールよりも1%速い表面接線速度を有するように弾性ロールを操作したことを除き、この例は比較例3と類似したものである。ここで図5を参照すると、結果として得られたフィルムの平面図として画像が示されており、この画像は、表面速度の不一致、特に過速度を用いることで、一軸延伸されたコーティングフィルムから光学的欠陥が除かれたことを示している。この一連の条件に関して特筆されることとして、弾性ロールの過速度が、キャスティングロールよりも3%速い表面接線速度を有するように増加されたとき、水平方向の縞又は筋がフィルムに現れ、その結果として別の光学的欠陥が生じ、またこの特定の例に対して過速度の大きさに上限が設けられることになった。
この例は、フィルムが代わって、同様にスリーエム社(3M Company)から入手可能な、放物線状の横方向の配向性を持たせて生産された0.0014インチ(35.5マイクロメートル)厚の一軸延伸フィルムのビキュイティ(商標)APFであり、ウェブ張力が20ポンド(89N)[2.4ポンド/リニアインチ(4.2N/リニアcm)]であったことを除き、比較例1と類似している。この種類のフィルムを作製する方法が、米国特許第6,939,499号に開示されている。押出しコーティング層は、引込みフィルムの厚さの約4.3倍の厚さであった。ここで図6を参照すると、結果として得られるフィルムの平面図として画像が提示されており、この画像は、このフィルムがコーティングされており、弾性ロールの表面速度がキャスティングロールの表面速度と一致しているときに、かなりの光学的欠陥(長手方向のしわ)があることを示している。
この例は、キャスティングロールよりも2%速い表面接線速度を有するように弾性ロールを操作したことを除き、比較例5と類似したものである。ここで図7を参照すると、結果として得られたフィルムの平面図として画像が示されており、この画像は、表面速度の不一致、特に過速度を用いることで、一軸延伸されたコーティングフィルムから光学的欠陥が除かれたことを示している。
この例は、フィルムが代わって、同様にスリーエム社(3M Company)から入手可能な、0.0014インチ(35.5マイクロメートル)厚の二軸延伸フィルムのビキュイティ(商標)ESR2であり、ウェブ張力が20ポンド(89N)[2.5ポンド/リニアインチ(4.4N/リニアcm)]、及びニップ圧は125ポンド/リニアインチ(218.8N/cm)であったことを除き、比較例1と類似している。押出しコーティング層は、引込みフィルムの厚さの約4.3倍の厚さであった。ここで図8を参照すると、結果として得られたフィルムの平面図として画像が提示されており、この画像は、このフィルムがコーティングされており、弾性ロールの表面速度がキャスティングロールの表面速度と一致しているときに、かなりの光学的欠陥(横方向のしわ)があることを示している。
この例は、キャスティングロールよりも1%遅い表面接線速度を有するように弾性ロールを操作したことを除き、比較例7と類似したものである。ここで図9を参照すると、結果として得られたフィルムの平面図として画像が示されており、この画像は、表面速度の不一致、特に不足速度を用いることで、二軸延伸されたコーティングフィルムから光学的欠陥が除かれたことを示している。
[1]
押出しコーティングフィルムの光学的欠陥を排除する方法であって、
キャスティングロールにニップされた弾性ロールと、そのロール間隙に隣接する押出しコーティングダイとを備えるコーティングステーションへフィルムを搬送する工程と、
高分子材料を前記ロール間隙の中に押し出す間に前記フィルムを前記弾性ロールと接触させる工程と、
前記キャスティングロールの表面速度と異なるように前記弾性ロールの表面速度を調節する工程であって、前記弾性ロールの前記表面速度と前記キャスティングロールの前記表面速度の差が、前記キャスティングロールの前記表面速度の±5%以下となるようにして、光学的欠陥を排除する、工程と、を含む方法。
[2]
押出しコーティングフィルムの光学的欠陥を排除する方法であって、
キャスティングロールにニップされた弾性ロールと、そのロール間隙に隣接する押出しダイとを備えるコーティングステーションへフィルムを搬送する工程であって、前記キャスティングロールの外表面が、前記フィルム上に微細複製パターンを形成するための複数の山と谷とを有し、前記ロール間隙のニップ圧が少なくとも100ポンド/リニアインチ(175N/cm)である、前記フィルムの搬送工程と、
高分子材料を前記ロール間隙の中に押し出す間に前記フィルムを前記弾性ロールと接触させる工程と、
前記キャスティングロールの表面速度とは異なるように前記弾性ロールの表面速度を調節して、光学的欠陥を排除する、工程と、を含む方法。
[3]
押出しコーティングフィルムの光学的欠陥を排除する方法であって、
キャスティングロールにニップされた弾性ロールと、そのロール間隙に隣接する押出しダイとを備えるコーティングステーションへフィルムを搬送する工程と、
前記フィルムの厚さの少なくとも2倍の厚さのコーティング層を形成するように、前記ロール間隙の中に高分子材料を押し出す間に、前記フィルムを前記弾性ロールと接触させる工程と、
前記キャスティングロールの表面速度とは異なるように前記弾性ロールの表面速度を調節して、光学的欠陥を排除する、工程と、を含む方法。
[4]
前記フィルムが一軸延伸されており、前記弾性ロールの前記表面速度が、前記キャスティングロールの前記表面速度よりも高くなるように調節される、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[5]
前記フィルムが二軸延伸されており、前記弾性ロールの前記表面速度が、前記キャスティングロールの前記表面速度よりも低くなるように調節される、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[6]
前記フィルムの前記厚さが3ミル(0.076mm)未満である、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[7]
前記弾性ロールの前記表面速度と前記キャスティングロールの前記表面速度との差が、前記キャスティングロールの前記表面速度の±2%以下である、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[8]
前記ロール間隙におけるニップ圧が、約500ポンド/リニアインチ(875N/cm)〜1000ポンド/リニアインチ(1750N/cm)である、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[9]
前記ロール間隙の中に高分子材料を押し出す工程が、前記フィルムの前記厚さの約2倍〜約6倍の厚さのコーティング層を形成する、項目1又は2のいずれかに記載の方法。
Claims (3)
- 押出しコーティングフィルムの光学的欠陥を排除する方法であって、
キャスティングロールにニップされたエラストマーロールと、そのロール間隙に隣接する押出しコーティングダイとを備えるコーティングステーションへ一軸延伸又は二軸延伸された厚さ76μm未満のフィルムを搬送する工程と、
前記フィルムの厚さの少なくとも2倍の厚さの高分子材料のコーティング層を有するコーティングフィルムを形成するように、高分子材料を前記ロール間隙の中に押し出す間に前記フィルムを前記エラストマーロールと接触させる工程と、
前記キャスティングロールの表面速度と異なるように前記エラストマーロールの表面速度を調節する工程であって、一軸延伸フィルムについては、前記エラストマーロールの前記表面速度が、前記キャスティングロールの前記表面速度より2%以下高くなるように調節されるようにして、二軸延伸フィルムについては、前記エラストマーロールの前記表面速度が、前記キャスティングロールの前記表面速度より2%以下低くなるように調節されるようにして、前記コーティングフィルムの光学的欠陥を排除する、工程と、を含む方法。 - 前記キャスティングロールの外表面が、前記コーティングフィルム上に微細複製パターンを形成するための複数の山と谷とを有し、前記ロール間隙のニップ圧が少なくとも100ポンド/リニアインチ(175N/cm)である、請求項1に記載の方法。
- 前記エラストマーロールが能動的駆動装置を備えている、請求項1に記載の方法。
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