JP6347760B2 - Shape imparting roller and film manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、形状付与ローラ及びフィルム製造方法に関する。 The present invention relates to a shape imparting roller and a film manufacturing method .
近年では、液晶表示装置(LCD)が普及している。この液晶表示装置は、低消費電力、薄型等の特徴を有しており、家庭用テレビのような大型の機器から、ノートブックコンピュータのモニタやデジタルカメラ、携帯電話などの小型機器まで様々な機器に利用されている。このような液晶表示装置では、バックライトで液晶パネルを照明するバックライト方式のものが普及している。 In recent years, liquid crystal display devices (LCD) have become widespread. This liquid crystal display device has features such as low power consumption and thinness, and various devices ranging from large devices such as home televisions to small devices such as notebook computer monitors, digital cameras, and mobile phones. Has been used. As such a liquid crystal display device, a backlight type that illuminates a liquid crystal panel with a backlight is widely used.
バックライト方式の液晶表示装置の一般的な構成は、電気信号に応じて光の透過率を変化させる液晶パネルと、その背後から光を照射する光源ユニット(バックライト)とを備える。液晶パネルは、クロスニコル配置された一対の偏光板と、これらの間に挟まれ透過する光の偏光状態を変化させる液晶セルとからなる。また、光源ユニットは、蛍光管,LED等の光源と、液晶パネルの全面を均一に照明するために、光源からの光を散乱・拡散させる拡散シートや正面輝度を向上させるいわゆるBEF(ブライトネスエンハンスメントフィルム)と呼ばれる輝度向上シートなどからなる。 A general configuration of a backlight type liquid crystal display device includes a liquid crystal panel that changes light transmittance in accordance with an electrical signal, and a light source unit (backlight) that emits light from behind. The liquid crystal panel includes a pair of polarizing plates arranged in crossed Nicols and a liquid crystal cell that changes the polarization state of light that is sandwiched and transmitted between them. The light source unit includes a light source such as a fluorescent tube and an LED, and a diffusion sheet that scatters and diffuses light from the light source in order to uniformly illuminate the entire surface of the liquid crystal panel and a so-called BEF (brightness enhancement film) that improves front luminance. ) Is called a brightness enhancement sheet.
輝度向上シートとしては、プリズムシートが多く用いられている。このプリズムシートは、光源から斜め方向に射出される光を液晶パネルの法線方向に偏向させるものである。一方の面に断面三角形の多数のプリズムを一定のピッチで形成されているプリズムシートとしては、プリズムを形成した面(以下、プリズム面という)の向きを液晶パネル側(光源と反対側)に向けて配される屈折型プリズムシート(いわゆる上向きプリズムシート)と、プリズム面を光源側に向けた全反射型プリズムシート(いわゆる下向きプリズムシート)とに分類される。上向きプリズムシートは、プリズム面と反対側の面から入射した光線がプリズムの斜面から射出する際に、その光線を液晶パネルの法線方向に向けて屈折する。一方の下向きプリズムシートは、プリズムの一方の斜面から入射してプリズム内部を進んだ光源からの光線を他方の斜面で液晶パネルの法線方向に向けて全反射させて射出する。 A prism sheet is often used as the brightness enhancement sheet. This prism sheet deflects light emitted from the light source in an oblique direction in the normal direction of the liquid crystal panel. For a prism sheet in which a large number of prisms having a triangular cross section are formed on one surface at a constant pitch, the direction of the surface on which the prism is formed (hereinafter referred to as the prism surface) faces the liquid crystal panel (opposite to the light source) Refracting prism sheet (so-called upward prism sheet) and total reflection prism sheet (so-called downward prism sheet) with the prism surface facing the light source. The upward prism sheet refracts a light beam incident from a surface opposite to the prism surface toward the normal direction of the liquid crystal panel when the light beam is emitted from the slope of the prism. One downward prism sheet emits a light beam from a light source that has entered from one slope of the prism and traveled through the prism, totally reflected toward the normal direction of the liquid crystal panel on the other slope.
プリズムシートを製造する方法として、特許文献1に記載されたものが知られている。この製造方法では、支持体としてのフィルム上に、プリズム層となる層を積層してこの層にプリズムの形状を転写することによりプリズム層と支持体とからなるプリズムシートを製造している。また、セルローストリアセテート(以下、TACと称する)からプリズムシートを製造する方法として、特許文献2に記載されたものが知られている。この製造方法では、TACを溶媒に溶解したドープを支持体に流延して流延膜を形成する工程と、流延膜をTACの15〜40重量%まで乾燥させる工程と、プリズムを形成する工程とを有する。そして、プリズムを形成する工程では、TACの15〜40重量%に乾燥した流延膜に、形成するプリズムの形状に応じた凹凸を形成したエンボスローラを押し当てることにより、複数のプリズムを形成している。 As a method for manufacturing a prism sheet, one described in Patent Document 1 is known. In this manufacturing method, a prism sheet composed of a prism layer and a support is manufactured by laminating a layer to be a prism layer on a film as a support and transferring the shape of the prism to this layer. Moreover, what was described in patent document 2 is known as a method of manufacturing a prism sheet from a cellulose triacetate (henceforth TAC). In this manufacturing method, a dope in which TAC is dissolved in a solvent is cast on a support to form a cast film, the cast film is dried to 15 to 40% by weight of TAC, and a prism is formed. Process. Then, in the step of forming the prism, a plurality of prisms are formed by pressing an embossing roller having irregularities according to the shape of the prism to be formed against the casting film dried to 15 to 40% by weight of TAC. ing.
しかしながら、特許文献1の製造方法では、支持体の上に積層する工程やプリズムの形状を転写する工程など、工程数が多く、製造効率が悪い。また、特許文献2の製造方法ではプリズムの形状がつきにくいという問題がある。プリズムの形状がつきにくいと、流延膜に対するエンボスローラの押圧力を大きくしたり、押圧時間を長くする必要がある。押圧力を大きくすることはフィルムに割れ等を生じさせる原因となったり、また、押圧時間を長くすることは製造効率の向上等の弊害になる。さらに、プリズムシートにおいては、目的とする形状にプリズムが形成されていないと、目的とする集光機能などが得られない。 However, in the manufacturing method of Patent Document 1, the number of steps is large, such as the step of laminating on a support and the step of transferring the shape of the prism, and the manufacturing efficiency is poor. In addition, the manufacturing method of Patent Document 2 has a problem that the shape of the prism is difficult to attach. If the shape of the prism is difficult to be applied, it is necessary to increase the pressing force of the embossing roller against the casting film or to increase the pressing time. Increasing the pressing force causes a crack or the like in the film, and increasing the pressing time causes a bad effect such as improvement in manufacturing efficiency. Furthermore, in the prism sheet, a target light collecting function or the like cannot be obtained unless the prism is formed in a target shape.
本発明は、上記事情を鑑みなされたもので、目的とするプリズムの形状が形成され光学フィルムを容易に効率良く製造する溶液製膜方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solution casting method in which a desired prism shape is formed and an optical film is easily and efficiently manufactured.
上記課題を解決するために、本発明の形状付与ローラは、周面に複数の凹部及び凸部が形成され、ポリマーと溶媒とを含む搬送中のウェブを一方の表面側から押圧することにより、入射光を屈折させて集光または拡散する複数の凹凸を上記の一方の表面に連続的に形成するものであり、凸部の高さをHRμmとし、一方の表面に形成される凹凸の頂部の高さをHWμmとし、ウェブにおける溶媒含有率をCS%とするときに、0.9×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.1×HW×{(CS/100)+1}を満たし、隣り合う凸部と凸部とのピッチをPRμmとするときに、HR/PRが0.3以上2.0以下であり、ウェブに対する押圧力を調整する圧力調整器を備え、1.5MPa以上15MPa以下の範囲内の押圧力でウェブを押圧し、溶媒含有率が50%以上350%以下の範囲内であるウェブを押圧することを特徴として構成されている。 In order to solve the above problems, the shape-imparting roller of the present invention has a plurality of concave portions and convex portions formed on the peripheral surface, and presses a web being conveyed containing a polymer and a solvent from one surface side, A plurality of concavities and convexities that refract incident light and collect or diffuse them are continuously formed on the one surface, and the height of the convex portion is HR μm, and the top of the concavity and convexity formed on one surface is formed. When the height is HW μm and the solvent content in the web is CS%, 0.9 × HW × {(CS / 100) +1} ≦ HR ≦ 1.1 × HW × {(CS / 100) +1} HR / PR is not less than 0.3 and not more than 2.0 when the pitch between adjacent protrusions and protrusions is PR μm, and includes a pressure regulator that adjusts the pressing force against the web. Web with a pressing force in the range of 5 MPa to 15 MPa Pressed, solvent content is configured as characterized by pressing the web within the scope of the following 350% 50% or more.
複数の凹部及び凸部は、周方向に沿って交互に形成され、ウェブの幅方向に延びた断面三角形状とされており、ウェブの凹凸はプリズムであることが好ましい。 The plurality of concave portions and convex portions are alternately formed along the circumferential direction and have a triangular cross section extending in the web width direction, and the web irregularities are preferably prisms.
周面の温度を調節する第1温調機を備え、第1温調機により周面の温度が5℃以上35℃以下の範囲内にされることが好ましい。 It is preferable that a first temperature controller for adjusting the temperature of the peripheral surface is provided, and the temperature of the peripheral surface is set within a range of 5 ° C. or more and 35 ° C. or less by the first temperature controller.
本発明のフィルム製造方法は、流延工程と剥離工程と形状付与工程と乾燥工程とを有し、入射した入射光を屈折させて集光または拡散する複数の凹凸を一方のフィルム面に有する光学フィルムを製造する。流延工程は、ポリマーが溶媒に溶けているドープを、走行する流延支持体上に連続的に流延することにより流延膜を形成する。剥離工程は、流延膜を溶媒が残存する状態で流延支持体から剥がすことにより湿潤フィルムを形成する。形状付与工程は、溶媒含有率が50%以上350%の範囲内である状態で、搬送中の流延膜または湿潤フィルムに、複数の凹部及び凸部が周面に形成された形状付与ローラを一方の表面側から押圧することにより、流延膜または湿潤フィルムの一方の表面に複数の凹凸を連続的に形成する。乾燥工程は、形状付与工程を経た流延膜または湿潤フィルムを乾燥する。形状付与ローラの凸部の高さをHRμmとし、一方のフィルム面における凹凸の頂部の高さをHWμmとし、流延膜または湿潤フィルムの形状付与ローラに押圧されるときの溶媒含有率をCS%とするときに、形状付与ローラは、0.9×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.1×HW×{(CS/100)+1}を満たす。形状付与工程は、1.5MPa以上15MPa以下の範囲内の押圧力で流延膜または湿潤フィルムを押圧する。 The film manufacturing method of the present invention includes a casting step, a peeling step, a shape imparting step, and a drying step, and an optical device that has a plurality of concavities and convexities that refract incident light and collect or diffuse the incident light on one film surface. A film is manufactured. In the casting step, a casting film is formed by continuously casting a dope in which a polymer is dissolved in a solvent on a running casting support. In the peeling step, the wet film is formed by peeling the cast film from the cast support while the solvent remains. In the shape imparting step, a shape imparting roller in which a plurality of concave portions and convex portions are formed on a peripheral surface of a cast film or a wet film being transported in a state where the solvent content is in a range of 50% to 350%. By pressing from one surface side, a plurality of irregularities are continuously formed on one surface of the cast film or wet film. A drying process dries the cast film or wet film which passed through the shape provision process. The height of the convex portion of the shape imparting roller is HR μm, the height of the top of the unevenness on one film surface is HW μm, and the solvent content when pressed by the shape imparting roller of the cast film or wet film is CS% Then, the shape imparting roller satisfies 0.9 × HW × {(CS / 100) +1} ≦ HR ≦ 1.1 × HW × {(CS / 100) +1}. In the shape imparting step, the cast film or the wet film is pressed with a pressing force in the range of 1.5 MPa to 15 MPa.
形状付与工程は、周面の温度が5℃以上35℃以下の範囲内にされた形状付与ローラを流延膜または湿潤フィルムに押圧することが好ましい。
In the shape imparting step, it is preferable to press a shape imparting roller having a peripheral surface temperature in the range of 5 ° C. or higher and 35 ° C. or lower against the cast film or wet film.
形状付与工程は、形状付与ローラと回転軸同士を平行にして回転自在に設けられた回転ローラと、形状付与ローラとで流延膜または湿潤フィルムを挟持して押圧することが好ましい。回転ローラの周面の温度は−25℃以上10℃以下の範囲内であることが好ましい。 In the shape imparting step, it is preferable that the cast film or the wet film is sandwiched and pressed between the shape imparting roller and the rotation roller provided rotatably with the rotation axes parallel to each other, and the shape imparting roller. The temperature of the peripheral surface of the rotating roller is preferably in the range of −25 ° C. or more and 10 ° C. or less.
本発明によれば、目的とするプリズムの形状が形成された光学フィルムを容易に効率的に製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical film in which the shape of the target prism was formed can be manufactured easily and efficiently.
図1において、液晶表示装置10は、液晶パネル11と、光源ユニット12とを備えている。液晶パネル11は、液晶セル13と、2枚の偏光板14,15とから構成される。液晶セル13は、透明なガラス基板の間に液晶を封入したものであり、各ガラス基板の内面に形成された透明電極間に電圧を印加することによって、透過する光の偏光状態を変化させる。各偏光板14,15は、互いにクロスニコルの状態に配置してあり、これらの間に液晶セル13を配してある。これにより、偏光板15を透過した直線偏光の照明光の偏光状態を画素ごとに液晶セル13で変化させ、偏光板14を透過する光量を調節して画像を表示する。
In FIG. 1, the liquid crystal display device 10 includes a
偏光板14は、偏光膜14aと、その両面に貼り付けた一対の保護膜14b,14cとから構成してある。偏光板15は、偏光膜15aと、保護膜15bと、プリズムシート16とから構成される。保護膜15bは、偏光膜15aの液晶セル13側の面に貼り付けてある。プリズムシート16は、後述する溶液製膜方法を用いて製造された光学フィルム32(図4参照)からシート状に切り出したものである。このプリズムシート16は、偏光膜15aの光源ユニット12側の面に貼り付けられており、偏光膜15aの保護膜と輝度向上のための全反射型プリズムシート(下向きプリズムシート)として機能する。
The polarizing plate 14 includes a polarizing film 14a and a pair of
光源ユニット12は、液晶パネル11を背後から照明するものであり、光源ランプ17,導光板18,反射フィルム19からなるエッジライト方式のものとしてある。光源ランプ17は、例えば棒状の蛍光管やライン状に並べた多数のLED(発光ダイオード)を用いており、楔形状の導光板18の端部(エッジ)に沿うように配してある。この光源ランプ17から放出される照明光は、直接、またリフレクタ17aに反射されて、導光板18の端部から内部に入射する。導光板18は、入射した照明光を、その内部で反射することにより液晶パネル11とほぼ同じサイズの射出面18aから、液晶パネル11の法線に対して傾きをもった斜め方向に射出する。反射フィルム19は、導光板18の液晶パネル11と反対側の面から射出される照明光を反射して導光板18に戻す。
The
図2に示すように、プリズムシート16は、一方の面に、断面が三角形の角柱形状のプリズム16aが複数形成されている。複数のプリズム16aは、各プリズム16aの延びた方向と直交する方向に並べて形成されている。プリズムシート16のプリズム16aが形成された面(以下、プリズム面という)の反対側の面は、平坦な平坦面となっている。プリズムシート16は、プリズム面を光源ユニット12側に向けた姿勢で平坦面を偏光膜15aに密着させて貼り付けられる。なお、図2では、プリズム面を上に向けた状態で描いてある。
As shown in FIG. 2, the
プリズムシート16は、導光板18から斜め方向に射出される照明光を、液晶パネル11の法線方向となるように偏向させ、液晶パネル11の法線方向に射出される照明光の光量を大きくするように照明光の分布を制御する。具体的には、導光板18から斜め方向に射出された照明光は、プリズム16aの一方の斜面に入射し、プリズム16aの内部を進んで他方の斜面で全反射されることにより、法線方向に偏向される。プリズムシート16は、そのサイズを液晶パネル11の背面とほぼ同じにしてある。
The
図3において、プリズムシート16の厚みT16は75μm以上200μm以下の範囲内である。プリズム16aの頂角(以下、プリズム頂角と称する)θ1は、80°以上120°以下の範囲内であり、底部の開き角度θ2は80°以上120°以下の範囲内である。プリズム16aの頂部の高さ、すなわちプリズム16aの底部から頂部までの高さ(以下、プリズム高さと称する)HW(単位はμm)は1μm以上100μm以下の範囲内であり、本実施形態では25μmとしている。プリズム16aの底部と底部との距離であるピッチ(以下、プリズムピッチと称する)P16aは10μm以上100μm以下の範囲内であり、本実施形態では50μmとしている。
In FIG. 3, the thickness T16 of the
図4に示す溶液製膜設備30は、ドープ31から前述の光学フィルム32を製造する。ドープ31は、ポリマーを溶媒に溶かしたものである。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トリアセテート(以下、TACと称する)を溶媒に溶解したものをドープ31としている。ただし、TACに代えて、他のセルロースアシレートでもよい。すなわち、アセチル基に代えて、他のアシル基でもよい。セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基(ヒドロキシ基)へのアシル基の置換度が下記式(I)〜(III)を満たす場合に、本発明は特に有効である。式(I)〜(III)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。
(I) 2.7≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
The solution casting apparatus 30 shown in FIG. 4 manufactures the optical film 32 described above from the dope 31. The dope 31 is obtained by dissolving a polymer in a solvent. In this embodiment, the dope 31 is obtained by dissolving cellulose triacetate (hereinafter referred to as TAC) as a transparent thermoplastic polymer in a solvent. However, instead of TAC, other cellulose acylates may be used. That is, instead of the acetyl group, another acyl group may be used. Among cellulose acylates, the present invention is particularly effective when the substitution degree of the acyl group to the hydroxyl group (hydroxy group) of cellulose satisfies the following formulas (I) to (III). In the formulas (I) to (III), A and B represent the substitution degree of the acyl group to the hydrogen atom in the hydroxyl group of cellulose, A is the substitution degree of the acetyl group, and B is the acyl having 3 to 22 carbon atoms. The degree of substitution of the group. The total acyl group substitution degree Z of cellulose acylate is a value determined by A + B.
(I) 2.7 ≦ A + B ≦ 3.0
(II) 0 ≦ A ≦ 3.0
(III) 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(IV)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。
(IV)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 (IV) instead of or in addition to TAC. .
(IV) 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(IV)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(V)および(VI)を満たすことが、好ましい。
(V) 1.0<A<2.7
(VI) 0≦B<1.5
From the viewpoint of retardation wavelength dispersion, while satisfying the formula (IV), 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 (V). And (VI) are preferred.
(V) 1.0 <A <2.7
(VI) 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).
セルロースアシレートの詳細については、特開2005−104148号公報の段落[0140]から段落[0195]に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶媒および可塑剤,劣化防止剤,紫外線吸収剤(UV剤),光学異方性コントロール剤,レタデーション制御剤,染料,マット剤,剥離剤,剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開2005−104148号公報の段落[0196]から段落[0516]に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。 Details of cellulose acylate are described in paragraphs [0140] to [0195] of JP-A-2005-104148, and these descriptions can also be applied to the present invention. The same applies to additives such as solvents and plasticizers, deterioration inhibitors, UV absorbers (UV agents), optical anisotropy control agents, retardation control agents, dyes, matting agents, release agents, and release accelerators. It is described in detail in paragraphs [0196] to [0516] of JP-A-2005-104148, and these descriptions can also be applied to the present invention.
ドープ31に用いるポリマーは、セルロースアシレートに限定されず、溶液製膜方法に用いることができる透明な熱可塑性のポリマーであればよい。例えば、PMMA(ポリメチルメタクリレート),PC(ポリカーボネート)などであってもよい。 The polymer used for the dope 31 is not limited to cellulose acylate, and may be any transparent thermoplastic polymer that can be used in the solution casting method. For example, PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate), or the like may be used.
溶液製膜設備30は、流延装置34、形状付与装置35,乾燥装置36、第1切除装置37、乾燥室40、第2切除装置41、巻取装置42を備えている。
The solution casting apparatus 30 includes a casting device 34, a
流延装置34は、ドープ31から溶媒を含んだ状態のウェブとしての湿潤フィルム43を形成する。この流延装置34は、ベルト46、一対のバックアップローラ47、流延ダイ48等を備える。ベルト46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47に掛け渡されて、バックアップローラ47間が水平になっている。一対のバックアップローラ47のうちの一方の駆動軸47a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47の回転により、ベルト46が循環走行する。
The casting apparatus 34 forms a
流延ダイ48は、ドープ31を走行中のベルト46の表面に連続的に吐出する。これによりベルト46の表面に流延膜50を連続的に形成する。流延膜50もこのように連続的に形成されたものであるので長尺物、すなわちウェブである。減圧チャンバ49は、流延ダイ48の吐出口からベルト46の表面に達するまでの間のドープ31の部分の背面側(ベルト46の走行方向における上流側)を減圧して、その部分の振動、破断を防止する。
The casting die 48 continuously discharges the dope 31 onto the surface of the running
温調機51は、温度調節した伝熱媒体を各バックアップローラ47内に供給する。これにより、各バックアップローラ47,ベルト46を介して流延膜50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のみによりゲル化させており、流延膜50の溶媒の蒸発を促すように温調機51は温度を制御する。乾燥は送風のみでも進むが、送風に加えて加熱してもよい。加熱することにより、ゲル化がより迅速にすすむ。
The
なお、乾燥流延に代えて、流延膜50を乾燥及び冷却することによりゲル化させる、いわゆる冷却流延であってもよい。この場合には、温調機51は、冷却した伝熱媒体をバックアップローラ47に供給することにより、流延膜50の流動性が、乾燥だけの場合に比べて低下するようにベルト46を冷却する。また、流延支持体としては、ベルト46に限定されない。例えば、ベルト46に代えて、ドラムを用い、ドープ31を回転中のドラムの周面に吐出して流延してもよい。流延膜を乾燥して固化させるいわゆる乾燥流延の場合には、ベルト46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。ドラムを冷却流延での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
ベルト46による流延膜50の搬送路に沿って、送風機52と、裏面加熱器53とが配されており、これらは流延膜50の乾燥速度を調整する。流延装置34は送風機52と裏面加熱器53との両方を備えるが、いずれか一方を備える態様でもよい。送風機52は、ドープ31が流延されて流延膜50が形成されるベルト46の流延面46a(図5参照)に対向して配され、各ノズル52aから所定の温度に調節された乾燥気体(例えば乾燥した空気)を流延膜50の近傍に流出する。本実施形態では、ベルト46の走行方向に沿って2つの送風機52を設けているが、送風機52の数は特に限定されず、1または3以上であってもよい。裏面加熱器53は、ベルト46の流延面46aとは反対側の面に対向して配され、ベルト46を介して流延膜50を加熱する。本実施形態では、ひとつの裏面加熱器53を設けているが、裏面加熱器53の数は特に限定されず、1または3以上であってもよい。
A
また、流延装置34は、さらに剥取ローラ56(図5参照)とチャンバ57とを備えている。ベルト46や、流延ダイ48、減圧チャンバ49等は、チャンバ57内に収容されている。チャンバ57内には、ドープ31、流延膜50、湿潤フィルム43のそれぞれから蒸発して気体となった溶媒を凝縮する凝縮器(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。
The casting apparatus 34 further includes a peeling roller 56 (see FIG. 5) and a
流延膜50は、ベルト46による搬送中に乾燥がすすめられて、溶媒を含みながらも流動性が失われたゲル状態でベルト46から剥ぎ取られて下流へ搬送される。ベルト46から流延膜50を剥ぎ取る剥取位置PP(図5参照)の近傍に形状付与装置35が配されている。また、この形状付与装置35とバックアップローラ47との間に送風機58が配されている。
The
本実施形態の形状付与装置35は、ベルト46から流延膜50を剥ぎ取る機能と、この機能により溶媒を含んだ状態で剥ぎ取られた流延膜50、すなわち湿潤フィルム43に、プリズム16aを形成する機能を有する。なお、本実施形態では、形状付与装置35を、ベルト46,流延ダイ48.減圧チャンバ49等を囲むチャンバ57の内部に設けているが、チャンバ57の外、すなわち流延装置34と乾燥装置36との間に設けてもよい。形状付与装置35及び送風機58の詳細については後述する。
The
形状付与装置35からの湿潤フィルム43は、乾燥装置36へ送られる。乾燥装置36は、幅を規制した状態で湿潤フィルム43を搬送しながら、湿潤フィルム43の乾燥をすすめる。乾燥装置36は、複数のクリップ60と、エア供給部61と、エア流出部62とを備える。各クリップ60は、湿潤フィルム43の側部をそれぞれ把持する。複数のクリップ60は、所定の間隔で環状のチェーン(図示無し)に取り付けられており、チェーンは、湿潤フィルム43の搬送路の両側に配されているレールに沿って移動自在に設けられており、その移動方向はレールによって規定される。これにより各クリップ60はレールに沿って移動する。この例では一方のレールと他方のレールとはそれぞれ直線状に配されており、互いの間隔は一定としているがこれに限定されない。例えば搬送路の下流に向って一方のレールと他方のレールの間隔を広げることで湿潤フィルム43を搬送路と直行する方向に延伸することができる。エア供給部61は、各種温度に調整した乾燥気体をエア流出部62に供給し、このエア流出部62から乾燥装置36の内の湿潤フィルム43に乾燥気体を吹き付ける。この乾燥装置36により、幅を一定に保持したまま湿潤フィルム43の乾燥をさらにすすめる。なお、この乾燥装置36においては、湿潤フィルム43は、剥ぎ取り面43a及び反剥ぎ取り面43bとの両面の温度が(溶媒の沸点+50℃)以下とされることが好ましい。
The
この例では、クリップ60が湿潤フィルム43を保持する保持部材となっている。しかし、保持部材はクリップ60に限定されず、例えば、湿潤フィルム43の側部に複数のピンを貫通して保持するピンプレートであってもよい。湿潤フィルム43の溶媒含有率が非常に多いために湿潤フィルム43がクリップ60による保持で裂ける場合には、ピンプレートを用いるとよい。
In this example, the clip 60 is a holding member that holds the
第1切除装置37は、クリップ60による把持跡がある側端部を湿潤フィルム43から切除するためのものである。第1切除装置37は、切断刃としての上刃と下刃とを備え、これらの切断刃が湿潤フィルム43の各側部の通過位置に配されている。
The
乾燥室40には、複数のローラ63が内部に配されており、加熱された乾燥気体が供給されている。湿潤フィルム43は、乾燥室40を通過する間にさらに乾燥がすすめられて光学フィルム32とされる。なお、この乾燥室40においては、湿潤フィルム43は、剥ぎ取り面43a及び反剥ぎ取り面43bとの両面の温度が(溶媒の沸点+50℃)以下とされることが好ましい。第2切除装置41は、光学フィルム32の両側部を連続的に切断して所定の幅にするためのものである。第2切除装置は、第1切除装置37と同じ構成とされている。巻取装置42は、所定幅にされた光学フィルム32をロール状に巻き取るためのものであり、光学フィルム32が巻かれる巻芯64がセットされる。
In the drying
なお、流延装置34と乾燥装置36との間に、第1切除装置37と同じ構成の切除装置(図示無し)を配してもよい。この切除装置は、変形した両側部を湿潤フィルム43から切除するためのものであり、この切除により、乾燥装置36のクリップ60による保持がより確実になる。
A cutting device (not shown) having the same configuration as the
図5に示すように、形状付与装置35は、上述の剥取ローラ56と、形状付与ローラ68とを備える。剥取ローラ56は、その回転軸をバックアップローラ47の回転軸と平行に配してある。剥取ローラ56は、湿潤フィルム43の搬送路に関してベルト46とは反対側に配されており、周面に湿潤フィルム43が巻き掛けられる。剥取ローラ56は、湿潤フィルム43の搬送にともなって従動回転する。湿潤フィルム43を剥取ローラ56に巻き掛けた状態で、溶液製膜設備30の下流に向けて湿潤フィルム43が引っ張られることにより、流延膜50が所定の剥取位置PPでベルト46から剥がれる。なお、剥取ローラ56をモータにより湿潤フィルムの搬送に同期して回転させてもよい。このように、剥取ローラ56は回転自在に設けられた回転ローラであればよい。
As shown in FIG. 5, the
形状付与ローラ68は、剥取ローラ56と回転軸が互いに平行な姿勢となるように、剥取ローラ56に対向して回転自在に設けてあり、剥取ローラ56と協働してプリズム16aを形成する。すなわち、剥取ローラ56は、流延膜50を剥ぎ取って湿潤フィルム43を形成するための剥取手段として機能するとともに、湿潤フィルム43に対してプリズム16aを形成するための形状付与手段としても機能する。
The
形状付与ローラ68の周面には、湿潤フィルム43にプリズム16aを形成するために、断面三角形状の凹部68a、凸部68bがそれぞれ複数形成されている。凹部68a、凸部68bは、形状付与ローラ68の回転軸方向、すなわち湿潤フィルム43の幅方向に延びており、形状付与ローラ68の周方向に沿って交互に形成されている。この形状付与ローラ68は、剥取ローラ56との間に湿潤フィルム43を狭持した状態で、モータ69により回転する。形状付与ローラ68の回転方向は、湿潤フィルム43を搬送する方向(図中反時計方向)である。この形状付与ローラ68は、搬送中の湿潤フィルム43を、剥取ローラ56上で、ベルト46から剥ぎ取られた剥ぎ取り面43a側から押圧し、この剥ぎ取り面43aに凹部68aと凸部68bとの形状を転写して複数のプリズム16aを連続的に形成する。
In order to form the
この例の形状付与ローラ68は、凹部68aと凸部68bとが、湿潤フィルム43の幅方向にそれぞれ延びており、形状付与ローラ68の周方向に沿って交互に形成されているが、これに限られない。例えば、断面三角形状の凹部と凸部とが、形状付与ローラの周方向にそれぞれ延びており、これらが湿潤フィルム43の幅方向に沿って交互に形成されている形状付与ローラでもよい。
In the
形状付与ローラ68の周速をV(単位;m/秒)とし、この形状付与ローラ68に向かう湿潤フィルム43の搬送速度をW(単位;m/秒)とするときに、0.9W≦V≦1.1Wを満たすことが好ましい。0.9W≦V≦1.1Wを満たすことにより、形状及び大きさが均一な複数のプリズム16aをより確実に形成することができる。なお、周速Vは、形状付与ローラ68の凹部68aの最も深い位置(底)におけるものである。
When the peripheral speed of the
溶媒含有率がポリマーとしてのセルローストリアセテートを含む固形成分に対して50%以上350%以下の範囲内である湿潤フィルム43に対して、形状付与ローラ68を押圧して凹部68aと凸部68bとの形状を転写して複数のプリズム16aを形成する。すなわち、バックアップローラ47の温度、送風機52,58からの乾燥気体の温度や風速、裏面加熱器53の温度は、流延膜50がベルト46から剥ぎ取り可能な程度にゲル化するように、かつ、形状付与ローラ68に接する間の湿潤フィルム43の溶媒含有率が50%以上350%以下の範囲内になるように、それぞれ制御される。この制御の際には、流延膜50の搬送速度や搬送長が考慮される。
The
なお、本明細書では、溶媒含有率CSは、溶媒含有率を求めるべき測定対象の湿潤フィルム43または流延膜50の厚みをT1(単位はμm)、この湿潤フィルム43または流延膜50を完全に乾燥した後の厚みをT2(単位はμm)とするときに、式(1)で求めるいわゆる乾量基準の値(単位は%)である。「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、測定対象の湿潤フィルム43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T2としている。上記の固形成分としては、ポリマー成分(セルローストリアセテート)の他に、例えばマット剤、光学制御剤、可塑剤等を含むことができるがこれらに限定されるものではない。
CS={(T1−T2)/T2}×100・・・(1)
In the present specification, the solvent content CS is defined as T1 (unit: μm) of the
CS = {(T1-T2) / T2} × 100 (1)
上記のように、形状付与ローラ68に接する間の湿潤フィルム43の溶媒含有率を制御することによって湿潤フィルム全体としては柔らかい状態にすることにより、凹部68aと凸部68bとの形状を容易にかつ確実に転写してプリズム16aを形成する。なお、形状及び大きさが均一な複数のプリズム16aを確実に形成する観点では、形状付与ローラ68に接する間の湿潤フィルム43の溶媒含有率は、100%以上300%以下の範囲内になるようにすることがより好ましく、150%以上250%以下の範囲内になるようにすることがさらに好ましい。
As described above, by controlling the solvent content of the
湿潤フィルム43の溶媒含有率が前述のように高く、フィルム全体としては柔らかい状態でプリズム16aを形成した場合には、形状付与後の湿潤フィルム43は乾燥に伴って厚み方向に収縮する。そこで、形状付与ローラ68の凹部68a、凸部68bの形状は、詳細は別の図面を用いて後述するが、形成すべきプリズムと形状付与ローラに接する間の湿潤フィルム43の溶媒含有率とに応じて決められている。このように凹部68aと凸部68bとの形状が決められた形状付与ローラ68を用いることにより、形状付与後の乾燥による収縮を考慮して、目的とする形状及び大きさで均一な複数のプリズム16aが確実に形成される。
When the solvent content of the
また、形状付与ローラ68には、本実施形態のように圧力調整器70が設けられていることが好ましい。この圧力調整器70は、凹部68a、凸部68bの形状を転写する際の湿潤フィルム43に対する形状付与ローラ68の押圧力を調整するものである。この圧力調整器70は押圧力を調整することにより、湿潤フィルム43に対してより確実にプリズム16aを形成する。
Further, the
圧力調整器70による形状付与ローラ68の押圧力は、湿潤フィルム43に対して押圧力を均一にかける観点からは、1.5MPa以上15MPa以下の範囲内とすることが好ましい。ここで、形状付与ローラ68に接している間の湿潤フィルム43は前述のように多量の溶媒を含んでいて湿潤フィルム全体としては柔らかく、形状付与ローラ68による押圧によって湿潤フィルム43に対してその幅方向に局部的に加わる。このため、湿潤フィルム43の硬さに対して押圧力が過度に高いと、形状付与ローラ68が湿潤フィルム43に接触を開始する部分の上流側に、溶媒を含んだ状態のポリマーが盛り上がった、いわゆる樹脂溜まりが発生することがある。樹脂溜まりが発生すると、形状付与ローラ68の押圧が解除されたときに、湿潤フィルム43に転写された形状が乱れ、プリズムシート16の形状の精度が悪くなることがある。このような樹脂溜まりの発生は、押圧力を15MPa以下にすることで、15MPaを超える場合に比べて確実に抑制することができる。また、湿潤フィルム43の硬さに対して押圧力が過度に低いと、目的とする形状を転写することができない場合がある。このような転写不足は、押圧力を1.5MPa以上とすることで、1.5MPa未満の場合に比べて確実に避けられる。形状付与ローラ68の押圧力は、2.0MPa以上10MPa以下の範囲内とすることがより好ましく、2.5MPa以上5.0MPa以下の範囲内とすることがさらに好ましい。
From the viewpoint of uniformly applying the pressing force to the
形状付与ローラ68には、本実施形態のように周面の温度を調節する第1温調機73が設けられていることが好ましい。この第1温調機73は、ゲル化している湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側が、形状付与ローラ68の凹部68aと凸部68bとの形状を付与するに十分な流動性をもつ状態になるように、形状付与ローラ68の周面の温度を調節する。このように、湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側が流動性をもつ状態となるように形状付与ローラ68の周面の温度を調節することにより、形状付与ローラ68に接している間に、湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側は、形状付与ローラ68の凹部68aの底まで入り込み、凹部68aと凸部68bとの形状がより確実に転写される。
The
このように、形状付与ローラ68の凹部68aの底まで湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側がより確実に入り込む観点では、形状付与ローラ68の周面の温度は5℃以上であることが好ましい。また、湿潤フィルム43に含まれる溶媒成分の急激な蒸発に伴う湿潤フィルム43の発泡をより確実に防ぐ観点では、形状付与ローラ68の周面の温度は溶媒の沸点より低い温度にすることが好ましく、溶媒が複数の成分からなる混合物である場合には、その混合物の沸点を溶媒の沸点とみなすとよい。このような発泡を抑える観点では、形状付与ローラ68の周面の温度は35℃以下であることがさらに好ましい。溶媒成分にジクロロメタンが含まれている場合には、形状付与ローラ68の周面の温度をこのように35℃以下とすることの発泡防止の効果は特に顕著である。このように、形状付与ローラ68の周面の温度は、5℃以上溶媒の沸点未満の範囲内であることが好ましく、5℃以上35℃以下の範囲内であることがより好ましく、7.5℃以上30℃以下の範囲内であることがさらに好ましく、10℃以上25℃以下の範囲内であることが特に好ましい。
Thus, from the viewpoint of more surely entering the peeling
この例では、形状付与ローラ68に湿潤フィルム43を巻き掛けてはおらず、形状付与ローラ68と湿潤フィルム43とは概ね線接触にしている。しかしこの態様に限られず、上記のように形状付与ローラ68の凹部68aの底まで湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側がさらに確実に入り込む観点では、湿潤フィルム43を形状付与ローラ68に巻き掛けて、形状付与ローラ68との接触時間をより長くすることが好ましい。その効果は、製造速度を大きくするほど高い。すなわち、製造速度を大きくするほど、形状付与ローラ68に対する湿潤フィルム43の巻き掛け角度を大きくするとよい。
In this example, the
剥取ローラ56にも、本実施形態のように周面の温度を調節する第2温調機74が設けられていることが好ましい。この第2温調機74は、湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43aとは反対側の反剥ぎ取り面43b側がゲル状態に維持されるように、剥取ローラ56の周面の温度を調節する。これにより、形状付与ローラ68で押圧される間の湿潤フィルム43の反剥ぎ取り面43b側は剥ぎ取り面43aよりも硬く、剥ぎ取り面43a側から形状付与ローラ68の凸部68bがより均一な深さで湿潤フィルム43内に入り込み、凹部68a及び凸部68bとがより精度よく転写される。このように、精度よく転写される観点では、剥取ローラ56の周面の温度は10℃以下であることが好ましい。また、周面同士が対向している形状付与ローラ68の周面の温度を湿潤フィルム43を介して過度に低下させない観点では、剥取ローラ56の周面の温度は−25℃以上であることが好ましい。このように剥取ローラ56の周面の温度は、−25℃以上10℃以下の範囲内であることが好ましく本実施形態では−20℃としている。剥取ローラ56の周面の温度は、−20℃以上5℃以下の範囲内であることがより好ましく、−15℃以上0℃以下の範囲内であることがさらに好ましい。
The stripping
また、上記のように精度よく転写される観点では、湿潤フィルム43の剥取ローラ56に対する巻き掛け角度をより大きくして、湿潤フィルム43と剥取ローラ56の接触時間をより長くすることが好ましい。その効果は、製造速度を大きくするほど高い。すなわち、製造速度を大きくするほど、剥取ローラ56に対する湿潤フィルム43の巻き掛け角度を大きくするとよい。
Further, from the viewpoint of accurate transfer as described above, it is preferable to increase the wrapping angle of the
以上のように、形状付与ローラ68と剥取ローラ56との各周面温度を、それぞれ調節することで、形状付与ローラ68の凹部68aと凸部68bとの形状が湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側に、より容易かつ確実に転写される。
As described above, by adjusting the respective peripheral surface temperatures of the shape-imparting
形状付与ローラ68は、前述の通り、形状付与ローラ68の凹部68a、凸部68bの形状が、形成すべきプリズムと形状付与ローラに接する間の湿潤フィルム43の溶媒含有率とに応じて決められている。ここで、凸部68bの高さ(以下、凸部高さと称する)をHR(単位はμm)とする。凸部高さHRは、図6に示すように、形状付与ローラ68を円形端面側から見たときに、凹部68aの最も深い位置(底)を通る円CRに対して凸部68bの頂点から下ろした垂線PLの長さである。なお、図6における符号CLを付した二点差線は、この垂線PLの足における円CRの接線である。形状付与ローラ68は、式(2)を満たすように形成されている。すなわち、凸部高さHRは、0.9×HW×{(CS/100)+1}以上1.1×HW×{(CS/100)+1}以下の範囲内とされている。
0.9×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.1×HW×{(CS/100)+1}・・・(2)
As described above, the
0.9 × HW × {(CS / 100) +1} ≦ HR ≦ 1.1 × HW × {(CS / 100) +1} (2)
式(2)は、以下により導出している。押圧解除後の乾燥により、湿潤フィルム43の厚みは徐々に減少するから、押圧によって形成したプリズム16aの高さもフィルム全体としての厚み変化率と同じ変化率で減少すると考えて凸部高さHRの基準値HR(S)を式(3)で表す。凸部高さHRは、一の値である必要はなく、一定の範囲内にあれば目的とするプリズム16aを形成することができると考え、上記の一定の範囲を求めるための基準値HR(S)を設けている。ここで、押圧中、すなわち形状付与ローラ68との接触中における湿潤フィルム43の厚みを式(3)のT1とする。本実施形態では、湿潤フィルム43は形状付与ローラ68には巻き掛けていないので形状付与ローラ68と湿潤フィルム43とは線接触である(図5参照)から、形状付与ローラ68との接触開始時と接触終了時とは一致と見なすことができ、式(3)のT1を求める場合の「接触中」とは接触時としてよい。形状付与ローラ68に湿潤フィルム43を巻き掛けている場合には、形状付与ローラ68に対して巻き掛けられている巻き掛け領域の上流端で接触が開始し、下流端で接触が終了する。この場合には、形状付与ローラ68との接触終了時を、式(3)のT1を求める場合の上記「接触中」は接触終了時とする。また、この式(3)におけるT1,T2はプリズム16aを付与した状態の湿潤フィルム43の厚みではなく、プリズム16aを付与しない場合、すなわち両フィルム面が平滑であるいわゆる平膜状態とした場合におけるフィルムの厚みとする。
HR(S)=HW×(T1/T2)・・・(3)
Equation (2) is derived as follows. Since the thickness of the
HR (S) = HW × (T1 / T2) (3)
また、式(1)を変形すると、下記の式(1a)となる。この式におけるT1も、式(3)におけるT1と同じく、形状付与ローラ68と接触中の湿潤フィルム43の厚みとする。
T1={(CS/100)×T2}+T2・・・(1a)
Further, when the formula (1) is modified, the following formula (1a) is obtained. T1 in this equation is also the thickness of the
T1 = {(CS / 100) × T2} + T2 (1a)
式(3)を式(1a)に代入すると、式(4)が得られる。
HR(S)=HW×[{(CS/100)×T2}+T2]/T2
=HW×{(CS/100)+1} ・・・(4)
Substituting equation (3) into equation (1a) yields equation (4).
HR (S) = HW × [{(CS / 100) × T2} + T2] / T2
= HW × {(CS / 100) +1} (4)
そして、HR(S)からHR(S)の10%を減じた値から、HR(S)からHR(S)の10%を加えた値の範囲内であれば、プリズム16aは目的とするプリズム高さHWに形成されることがわかった。つまり、凸部高さHRは、{HR(S)×0.9}以上{HR(S)×1.1}以下の範囲内であればよく、これは下記の式(5)で表される。式(2)は、この式(5)に式(4)を代入することで得られる。このように、凸部高さHRは、接触解除後の乾燥による厚みの変化に基づいて求めている。
0.9×HR(S)≦HR≦1.1×HR(S) ・・・(5)
If the value obtained by subtracting 10% of HR (S) from HR (S) is within a range obtained by adding 10% of HR (S) to HR (S), the
0.9 × HR (S) ≦ HR ≦ 1.1 × HR (S) (5)
凸部高さHRが、0.9×HW×{(CS/100)+1}未満の場合と、1.1×HW×{(CS/100)+1}より大きい場合とでは、目的のプリズム高さHWを精度良く発現させることが困難である。形状付与ローラ68は、凸部高さHRが0.95×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.05×HW×{(CS/100)+1}を満たすことがより好ましく、0.98×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.02×HW×{(CS/100)+1}を満たすことがさらに好ましく、凸部高さHRがHW×{(CS/100)+1}に近いほど目的とする形状にプリズム16aを形成する効果は確実である。
When the convex portion height HR is less than 0.9 × HW × {(CS / 100) +1} and larger than 1.1 × HW × {(CS / 100) +1}, the target prism height It is difficult to accurately express the height HW. The
周方向で隣り合う凸部68bと凸部68bとのピッチ(以下、凸部ピッチ)をPR(単位はμm)とするときに、HR/PRで求めるアスペクト比は0.3以上2.0以下の範囲内であることが好ましく、0.4以上1.75以下の範囲内であることがより好ましく、0.5以上1.5以下の範囲内であることがさらに好ましい。なお、凸部ピッチPRは、凸部68b同士の頂点間の距離であり、例えばプリズムピッチP16aと同じとされ、100μm以下としている。凸部68bの頂角(以下、ローラ頂角と称する)は、形状付与ローラ68による押圧を解除した後の乾燥による収縮を考慮して、20°以上100°以下の範囲内とされることが好ましい。凹部68aの開き角度は、形状付与ローラ68による押圧を解除した後の乾燥による収縮を考慮して、20°以上100°以下の範囲内とされることが好ましい。
When the pitch between the
なお、この例の形状付与ローラ68は、周面全体に凹部68aと凸部68bとが形成されているが、これに限られない。例えば、流延膜50または湿潤フィルム43の幅方向における両側にはプリズム16aを形成せずに、両側部間の中央部のみにプリズム16aを形成する場合には、形状付与ローラの周面のうち、軸方向の中央部のみに凹部68aと凸部68bとが形成されていてもよい。この場合には、凹部68aと凸部68bとが形成されている領域よりも外側は、流延膜50または湿潤フィルム43と接触しないように、凹部68aと凸部68bとが形成されている領域よりも径が小さな小径領域とするとより好ましい。このような小径領域を設けて流延膜50または湿潤フィルム43と接触しない非接触部を形成することにより、凹部68aと凸部68bとを、押圧力をより抑えて確実に形成することができる。押圧力を抑えることにより、機械的な負荷が軽減されるので、製造速度をより向上させて光学フィルム32を製造することができるからより製造効率が向上する。また、押圧力を抑えることにより、形状付与ローラの凹部68aと凸部68bとの磨耗がより抑制され、形状付与ローラの耐久性が向上する。
In addition, although the recessed
上記構成の作用を説明する。流延ダイ48にドープ31が供給され、走行するベルト46に向けて吐出される。これにより、バックアップローラ47で温度が制御されたベルト46上に流延膜50が形成される。流延ダイ48からドープ31の吐出が連続的に行われ、ベルト46が走行を続けるから連続的に流延膜50が形成される。
The operation of the above configuration will be described. The dope 31 is supplied to the casting die 48 and discharged toward the traveling
形成された流延膜50は、ベルト46の走行にともなって搬送される。この搬送中に、バックアップローラ47による加熱と送風機52による乾燥気体の供給と裏面加熱器53による加熱とにより、流延膜50中の溶媒が蒸発して流延膜50の乾燥がすすみ、ゲル化する。なお、冷却流延の場合には、この搬送中に、バックアップローラ47による冷却と送風機52による乾燥気体の供給と裏面加熱器53による冷却とにより、流延膜50は、溶媒が蒸発して乾燥がすすむとともに降温してゲル化する。
The formed
乾燥が進められてゲル化した流延膜50は、剥取ローラ56によりゲル状態のまま剥取位置PPでベルト46から剥ぎ取られる。剥ぎ取られた流延膜50、すなわち湿潤フィルム43は、形状付与装置35に向けて搬送される。剥取ローラ56の周面温度の制御により、湿潤フィルム43の反剥ぎ取り面43b側は剥取ローラ56に接してもゲル状態は維持される。
The
湿潤フィルム43が形状付与ローラ68の位置にまで搬送されると、回転中の形状付与ローラ68と剥取ローラ56との間に挟持され、形状付与ローラ68により剥ぎ取り面43a側から押圧される。これにより、挟持された湿潤フィルム43の部分に凹部68aまたは凸部68bの形状は、剥ぎ取り面43aに転写される。湿潤フィルム43の搬送とともに形状付与ローラ68が回転するから、湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43aに複数のプリズム16aが順次形成される。
When the
溶媒含有率が50%未満である湿潤フィルム43を形状付与ローラ68で押圧した場合には、湿潤フィルム43は凹部68aの最も深い部分まで入り込むことが難しく、凹部68aと凸部68bとの形状が転写されにくい。また、溶媒含有率が350%より多い湿潤フィルム43を形状付与ローラ68で押圧した場合には、押圧を解除した後の乾燥による収縮量が大きすぎて、目的のプリズム高さHWを発現させることが難しい。そこで、前述のように、形状付与ローラ68が湿潤フィルム43を押圧する際の湿潤フィルム43の溶媒含有率を50%以上350%以下の範囲内にしていることから、湿潤フィルム43は柔らかく、小さい押圧力で容易に湿潤フィルム43を凹部68a,凸部68bの形状にしたがって変形させられる。
When the
そして、形状付与ローラ68は、凸部高さHRが式(2)を満たしており、押圧解除後の乾燥による厚み方向の収縮を考慮した凹部68a及び凸部68bが形成されているから、押圧直後の湿潤フィルム43には、目的とするプリズム高さHW、すなわち光学フィルム32におけるプリズム高さHWよりも高いプリズム16aが形成される。これにより、押圧解除後の乾燥により厚みが減少して得られる光学フィルム32は、プリズム16aが目的とする形状で形成されたものとなる。
The
上記のようにHR/PRで求めるアスペクト比は0.3以上2.0以下の範囲内にされているから、剥ぎ取り面43a側から形状付与ローラ68の凸部68bがより均一な深さで湿潤フィルム43内に入り込むとともに、凹部68aの最も深い位置にまで湿潤フィルム43がより確実に入り込むから、凹部68a及び凸部68bとがより精度よく転写される。
As described above, the aspect ratio determined by HR / PR is in the range of 0.3 to 2.0, so that the
上記のようにプリズム16aを形成している間では、形状付与ローラ68の周面の温度は、5℃以上35℃以下の範囲内にされているから、湿潤フィルム43の剥ぎ取り面43a側は流動性をもった状態になる。このため、凹部68aの最も深い部分にまで湿潤フィルム43が入り込み凹部68aと凸部68bとの形状がより確実かつ容易に転写される。
While the
上記のように剥取ローラ56の周面の温度は、−25℃以上10℃以下の範囲内にされているから、剥ぎ取り面43a側から形状付与ローラ68の凸部68bがより均一な深さで湿潤フィルム43内に入り込み、凹部68a及び凸部68bがより精度よく転写される。
As described above, the temperature of the peripheral surface of the peeling
上記のように湿潤フィルム43に対する形状付与ローラ68の押圧力は1.5MPa以上15MPa以下の範囲内にされているから、押圧解除後における樹脂溜まりの発生と転写時における転写不足とがより確実に防止される。
As described above, the pressing force of the shape-imparting
上記のように形状付与ローラ68で目的とするプリズム高さHWよりも高くプリズム16aが形成された状態で、湿潤フィルム43は形状付与装置35から乾燥装置36へ送られる。湿潤フィルム43は、乾燥装置36へ案内されると、その両側部をクリップ60で把持され、このクリップ60の移動により幅を一定に保持された状態で搬送される。そして、この搬送中にエア流出部62からの乾燥気体の吹き付けにより、湿潤フィルム43は幅を一定に保持した状態で乾燥がさらにすすめられ、厚みが減少していくとともに形成したプリズム16aの高さは減少していく。
The
乾燥装置36で乾燥された湿潤フィルム43は、第1切除装置37により両側部を切除され、乾燥室40へと案内される。湿潤フィルム43は、この乾燥室40を通過する間にさらに乾燥を進められ、これにより目的とするプリズム高さHWの光学フィルム32が得られる。光学フィルム32は巻取装置42でロール状に巻かれる。ロール状に巻かれた光学フィルム32は、後工程で所定の大きさに切り取られ、プリズムシート16として使用される。
The
なお、上記実施形態では、剥取ローラ56上の湿潤フィルム43に対して形状付与ローラ68でプリズム16aの形状を付与しているが、形状を付与する位置は、湿潤フィルム43の溶媒含有率が50%以上350%以下の範囲内であるならば、他の位置であってもよい。例えば、剥取ローラ56と乾燥装置36との間の搬送路に形状付与ローラ68とニップローラ(図示無し)とを配し、これらで湿潤フィルム43に形状を付与してもよい。また、ベルト46やドラムなどの流延支持体上の流延膜50に形状付与ローラ68を押圧して形状を付与してもよい。
In the above-described embodiment, the shape of the
上記実施形態では、製造した光学フィルムを全反射型のプリズムシートとして用いる例について説明したが、屈折型プリズムシートとしても用いることができる。 In the above embodiment, an example in which the manufactured optical film is used as a total reflection type prism sheet has been described. However, the optical film can also be used as a refraction type prism sheet.
上記の例では、プリズムシート16となる光学フィルム32を製造しているが、製造する光学フィルムはこれに限定されず、複数の凹凸が一方の表面に備えられ、これにより入射光を屈折させて集光または拡散する光学フィルムであればよい。こうした光学フィルムとしては、例えば、輝度向上フィルム、拡散フィルム、反射防止フィルムがある。これらの光学フィルムは、凹凸が上記の光学フィルム32のように規則的に配列したものでなくてよく、凹凸が不規則に形成されたものでもよい。また、凹凸の形状は、角錐状、円錐状等であってもよいし、不定形であってもよい。さらにこれらの形状の凹凸の大きさも不均一であってもよい。以上のような場合には、目的とする凹凸の形状に応じた凹部と凸部とが周面に形成された形状付与ローラを、形状付与ローラ68に代えて用いる。
In the above example, the optical film 32 to be the
凹凸が不規則に形成された光学フィルムを製造する場合であっても、形状付与ローラによる押圧は、溶媒含有率が50%以上350%以下の範囲内である湿潤フィルム43または流延膜50に対し行う。また、形状付与ローラの凹部と凸部とは、式(2)を満たして形成されたものとする。形成する光学フィルムの凹凸の高さ、すなわちフィルムの厚み方向において凹部の最も深い位置からその凹部を形成している凸部の最も高い位置までの距離が不均一である場合には、最も高い凹凸の高さをHWとして式(2)により形状付与ローラの凸部高さHRを求める。また、前述のアスペクト比を求める際の凸部ピッチPRは、周面で隣り合う凸部と凸部とのうち最も頂点の位置が近い2つの凸部について、その頂点間の距離を求め、凸部ピッチPRとする。
Even in the case of manufacturing an optical film with irregularities irregularly formed, the pressing by the shape imparting roller is applied to the
なお、反射防止フィルムの一例としてモスアイフィルムが挙げられる。モスアイフィルムは、可視光の波長(380nm程度)以下のピッチで凸部または凹部が一方のフィルム面に形成されたものである。モスアイフィルムのフィルム面における凹凸の配置態様は、規則的であってもよいし、不規則であってもよい。 In addition, a moth-eye film is mentioned as an example of an antireflection film. In the moth-eye film, convex portions or concave portions are formed on one film surface at a pitch of visible light wavelength (about 380 nm) or less. The arrangement of the irregularities on the film surface of the moth-eye film may be regular or irregular.
[実施例1]〜[実施例8]
溶液製膜設備30により表1に示す各条件下でそれぞれ光学フィルム32を製造し、実施例1〜5とした。光学フィルム32の目的とするプリズム高さHWは25μmとし、プリズムピッチP16aは50μmとした。
[Example 1] to [Example 8]
The optical film 32 was each manufactured on each condition shown in Table 1 with the solution casting apparatus 30, and it was set as Examples 1-5. The target prism height HW of the optical film 32 was 25 μm, and the prism pitch P16a was 50 μm.
ドープ31は、下記に組成を示す固形成分を溶媒に添加して攪拌しながら溶解し、TACの濃度が概ね19質量%となるようにした。
[固形成分]
セルローストリアセテート(置換度2.8) 89.3質量%
可塑剤A(トリフェニルフォスフェート) 7.1質量%
可塑剤B(ビフェニルジフェニルフォスフェート) 3.6質量%
The dope 31 was prepared by adding a solid component having the following composition to a solvent and dissolving it with stirring so that the concentration of TAC was approximately 19% by mass.
[Solid component]
Cellulose triacetate (substitution degree 2.8) 89.3% by mass
Plasticizer A (triphenyl phosphate) 7.1% by mass
Plasticizer B (biphenyldiphenyl phosphate) 3.6% by mass
溶媒は、下記に組成を示す混合液を用いた。
[溶媒]
ジクロロメタン 80質量%
メタノール 13.5質量%
n−ブタノール 6.5質量%
As the solvent, a mixed solution having the following composition was used.
[solvent]
Dichloromethane 80% by mass
Methanol 13.5% by mass
n-butanol 6.5% by mass
ドープ31は、濾紙(東洋濾紙(株)製,#63LB)にて濾過後、焼結金属フィルタ(日本精線(株)製06N,公称孔径10μm)で濾過し、さらにメッシュフイルタで濾過した後にストックタンクに一旦貯留した。流延時には、ストックタンクからドープ31を流延ダイ48に供給した。 The dope 31 is filtered through a filter paper (Toyo Filter Paper Co., Ltd., # 63LB), filtered through a sintered metal filter (Nihon Seisen Co., Ltd. 06N, nominal pore size 10 μm), and further filtered through a mesh filter. Once stored in the stock tank. At the time of casting, the dope 31 was supplied to the casting die 48 from the stock tank.
なお、使用したセルローストリアセテートは、残存酢酸量が0.1質量%以下であり、Ca含有率が58ppm、Mg含有率が42ppm、Fe含有率が0.5ppmであり、遊離酢酸40ppm、さらに硫酸イオンを15ppm含むものであった。また6位水酸基の水素に対するアセチル基の置換度は0.91であった。また、全アセチル基中の32.5%が6位の水酸基の水素が置換されたアセチル基であった。また、このTACをアセトンで抽出したアセトン抽出分は8質量%であり、TACの重量平均分子量/数平均分子量比は2.5であった。また、このTACのイエローインデックスは1.7であり、ヘイズは0.08、透明度は93.5%であった。このTACは、綿から採取したセルロースを原料として合成されたものであった。
The cellulose triacetate used had a residual acetic acid content of 0.1% by mass or less, a Ca content of 58 ppm, a Mg content of 42 ppm, a Fe content of 0.5 ppm, free
[形状付与ローラ]
実施例1〜8の形状付与ローラ68は、ローラの直径が150mmである。実施例6の形状付与ローラは、ローラの直径が150mmである。実施例1〜8の形状付与ローラ68のそれぞれについて、ローラ頂角、凸部高さHR、凸部ピッチPR、アスペクト比HR/PR、周面の温度は表1に示す。実施例1〜8の形状付与ローラ68は、いずれも式(2)を満たすものである。
[Shaping roller]
The
表1において、「溶媒含有率」、「押圧力」、「剥取ローラの周面の温度」は、それぞれ、実施例1〜8の形状付与ローラ68で押圧中の湿潤フィルム43の溶媒含有率と、湿潤フィルム43に対する押圧力と、剥取ローラ56の周面の温度とである。
In Table 1, “solvent content”, “pressing force”, and “temperature of the peripheral surface of the peeling roller” are the solvent content of the
上記実施例1〜8で得られた各光学フィルム32につき、厚み方向での断面においてプリズム16aの形状を評価した。評価は、まず各断面を光学顕微鏡で観察し、光学フィルム32のプリズム高さHWを求めた。光学顕微鏡での倍率は1500倍とした。光学フィルム32については、観察画像において任意に5つのプリズム16aを選び、選んだそれぞれについてプリズム高さHW1〜HW5を測定し、それらの平均値を(HW1+HW2+HW3+HW4+HW5)/5の算出式により求め、これらの平均値をプリズム高さHWとした。
About each optical film 32 obtained in the said Examples 1-8, the shape of the
求めたプリズム高さHWを下記の基準で評価することで、プリズム16aの形状の評価とした。なお目的とするプリズム高さHW(25μm)を、下記では「目的高さ」と称し、求めたプリズム高さHWを、下記では「算出高さ」と称する。A〜Cは合格、Dは不合格である。
A;算出高さが(目的高さ×0.95)以上(目的高さ×1.05)以下である
B;算出高さが(目的高さ×0.90)以上(目的高さ×0.95)未満、または、(目的高さ×1.05)より大きく(目的高さ×1.10)以下である
C;算出高さが(目的高さ×0.85)以上(目的高さ×0.90)未満、または、(目的高さ×1.10)より大きく(目的高さ×1.15)以下であるである
D;算出高さが(目的高さ×0.85)未満または(目的高さ×1.15)より大きい
By evaluating the obtained prism height HW according to the following criteria, the shape of the
A: Calculated height is (target height × 0.95) or more (target height × 1.05) B: Calculated height is (target height × 0.90) or more (target height × 0) .95) or less than (target height × 1.05) and not more than (target height × 1.10) C; calculated height is not less than (target height × 0.85) (target height) × 0.90) or less than (target height × 1.10) and less than (target height × 1.15) D; calculated height is less than (target height × 0.85) Or larger than (target height x 1.15)
[比較例1]〜[比較例5]
溶液製膜設備30により表1に示す各条件下でそれぞれ光学フィルムを製造し、比較例1、2とした。また、溶液製膜設備30の形状付与ローラ68を、表1に示す凸部高さHRの凸部が形成された形状付与ローラに代えて、比較例3〜5とした。これら比較例のその他の条件は上記実施例と同じである。
[Comparative Example 1] to [Comparative Example 5]
An optical film was produced by the solution casting equipment 30 under the conditions shown in Table 1, and designated as Comparative Examples 1 and 2. Moreover, it replaced with the shape provision roller in which the convex part of the convex part height HR shown in Table 1 was formed in the
得られた光学フィルムについて、厚み方向での断面においてプリズムの形状を実施例と同じ方法及び基準で評価した、評価結果は表1に示す。 About the obtained optical film, the shape of the prism in the cross section in the thickness direction was evaluated by the same method and standard as in the examples. The evaluation results are shown in Table 1.
16 プリズムシート
16a プリズム
30 溶液製膜設備
32 光学フィルム
35 形状付与装置
43 湿潤フィルム
50 流延膜
56 剥取ローラ
68 形状付与ローラ
68a 凹部
68b 凸部
16
Claims (8)
前記凸部の高さをHRμmとし、前記一方の表面に形成される前記凹凸の頂部の高さをHWμmとし、前記ウェブにおける溶媒含有率をCS%とするときに、
0.9×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.1×HW×{(CS/100)+1}
を満たし、
隣り合う前記凸部と前記凸部とのピッチをPRμmとするときに、HR/PRが0.3以上2.0以下であり、
前記ウェブに対する押圧力を調整する圧力調整器を備え、1.5MPa以上15MPa以下の範囲内の前記押圧力で前記ウェブを押圧し、
前記溶媒含有率が50%以上350%以下の範囲内である前記ウェブを押圧することを特徴とする形状付与ローラ。 A plurality of depressions and projections are formed on the peripheral surface, and the plurality of depressions and projections that refract incident light to collect or diffuse by pressing a web that is being transported containing a polymer and a solvent from one surface side. In the shape imparting roller that is continuously formed on one surface,
When the height of the protrusion is HR μm, the height of the top of the unevenness formed on the one surface is HW μm, and the solvent content in the web is CS%,
0.9 × HW × {(CS / 100) +1} ≦ HR ≦ 1.1 × HW × {(CS / 100) +1}
The filling,
HR / PR is 0.3 or more and 2.0 or less when the pitch between the adjacent protrusions and the protrusions is PR μm,
A pressure regulator for adjusting the pressing force against the web is provided, and the web is pressed with the pressing force within a range of 1.5 MPa or more and 15 MPa or less,
A shape-giving roller, wherein the web is pressed with the solvent content in a range of 50% to 350%.
前記ウェブの前記凹凸はプリズムである請求項1に記載の形状付与ローラ。 The plurality of concave portions and convex portions are alternately formed along the circumferential direction, and have a triangular cross section extending in the width direction of the web.
The shape imparting roller according to claim 1 , wherein the unevenness of the web is a prism.
ポリマーが溶媒に溶けているドープを、走行する流延支持体上に連続的に流延することにより流延膜を形成する流延工程と、
前記流延膜を前記溶媒が残存する状態で前記流延支持体から剥がすことにより湿潤フィルムを形成する剥離工程と、
溶媒含有率が50%以上350%の範囲内である状態で、搬送中の前記流延膜または前記湿潤フィルムに、複数の凹部及び凸部が周面に形成された形状付与ローラを一方の表面側から押圧することにより、前記流延膜または前記湿潤フィルムの前記一方の表面に前記複数の凹凸を連続的に形成する形状付与工程と、
形状付与工程を経た前記流延膜または前記湿潤フィルムを乾燥する乾燥工程とを有し、
前記形状付与ローラの前記凸部の高さをHRμmとし、前記一方のフィルム面における前記凹凸の頂部の高さをHWμmとし、前記流延膜または前記湿潤フィルムの前記形状付与ローラに押圧されるときの溶媒含有率をCS%とするときに、前記形状付与ローラは、0.9×HW×{(CS/100)+1}≦HR≦1.1×HW×{(CS/100)+1}を満たし、
前記形状付与ローラは、隣り合う前記凸部と前記凸部とのピッチをPRμmとするときに、HR/PRが0.3以上2.0以下であり、
前記形状付与工程は、1.5MPa以上15MPa以下の範囲内の押圧力で前記流延膜または前記湿潤フィルムを押圧することを特徴とするフィルム製造方法。 In a film manufacturing method for manufacturing an optical film having a plurality of concavities and convexities that refract incident light and collect or diffuse the incident light on one film surface,
A casting process in which a dope in which a polymer is dissolved in a solvent is continuously cast on a running casting support to form a casting film;
A peeling step of forming a wet film by peeling the casting film from the casting support in a state where the solvent remains;
In a state where the solvent content is in a range of 50% or more and 350%, a shape imparting roller in which a plurality of concave portions and convex portions are formed on the peripheral surface of the cast film or the wet film being conveyed is provided on one surface. A shape imparting step of continuously forming the plurality of irregularities on the one surface of the cast film or the wet film by pressing from the side;
A drying step of drying the cast film or the wet film that has undergone a shape imparting step,
When the height of the convex portion of the shape imparting roller is HR μm and the height of the top of the unevenness on the one film surface is HW μm and is pressed by the shape imparting roller of the casting film or the wet film When the solvent content of CS is CS%, the shape imparting roller satisfies 0.9 × HW × {(CS / 100) +1} ≦ HR ≦ 1.1 × HW × {(CS / 100) +1}. It meets,
The shape imparting roller has an HR / PR of 0.3 or more and 2.0 or less when the pitch between the adjacent convex portions and the convex portions is PR μm,
The said shape provision process presses the said cast film or the said wet film with the pressing force in the range of 1.5 MPa or more and 15 MPa or less, The film manufacturing method characterized by the above-mentioned .
前記形状付与ローラの複数の前記凹部及び凸部は、周方向に沿って交互に形成され、前記フィルムの幅方向に延びた断面三角形状とされている請求項4に記載のフィルム製造方法。 The unevenness of the film is a prism,
The film manufacturing method according to claim 4 , wherein the plurality of concave portions and convex portions of the shape imparting roller are alternately formed along a circumferential direction and have a triangular cross section extending in the width direction of the film.
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