JP7015950B1 - 延伸フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続的に搬送される長尺状のフィルムの幅方向の左右端部をそれぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること、
該左右のクリップを少なくとも一方のクリップピッチを変化させながら走行移動させて、該フィルムを斜め延伸すること、および、該フィルムを該左右のクリップから開放すること、を含む、延伸フィルムの製造方法であって、該左右のクリップで把持する前の該フィルムの搬送方向が、該斜め延伸時の該フィルムの搬送方向に対して斜めに傾いており、該フィルムを把持する際の該左右のクリップを結んだ線が、該斜め延伸時の該フィルムの搬送方向に対して斜めに傾いている、延伸フィルムの製造方法。
【選択図】図4
Description
1つの実施形態において、上記左右のクリップで把持する前の前記フィルムの搬送方向が、上記フィルムの弛まない側の端部が凹側となるように、上記斜め延伸時の上記フィルムの搬送方向に対して傾いている。
1つの実施形態において、上記左右のクリップで把持する前の上記フィルムの搬送方向が、上記斜め延伸時の上記フィルムの搬送方向に対して10°~40°の角度をなす。
1つの実施形態において、上記斜め延伸が、(i)上記左右のクリップのうちの一方のクリップのクリップピッチをP1からP2まで増大させつつ、他方のクリップのクリップピッチをP1からP3まで減少させること、および、(ii)該減少したクリップピッチと該増大したクリップピッチとが所定の等しいピッチとなるように、それぞれのクリップのクリップピッチを変化させることを含む。
1つの実施形態において、P2/P1が1.25~1.75であり、P3/P1が0.50以上1未満である。
本発明の別の局面によれば、上記製造方法によって長尺状の延伸フィルムを得ること、および、長尺状の光学フィルムと該長尺状の延伸フィルムとを搬送しながら、その長尺方向を揃えて連続的に貼り合わせることを含む、光学積層体の製造方法が提供される。
1つの実施形態において、上記光学フィルムが、偏光板であり、上記延伸フィルムが、λ/4板またはλ/2板である。
本発明の実施形態による延伸フィルムの製造方法は、
連続的に搬送される長尺状のフィルムの幅方向の左右端部をそれぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること(把持工程)、
該左右のクリップを少なくとも一方のクリップピッチを変化させながら走行移動させて、該フィルムを斜め延伸すること(斜め延伸工程)、および、該フィルムを該左右のクリップから開放すること(開放工程)、
を含む。
本発明の実施形態の製造方法においては、該左右のクリップで把持する前の該フィルムの搬送方向が、該斜め延伸時の該フィルムの搬送方向に対して斜めに傾いており、該フィルムを把持する際の該左右のクリップを結んだ線が、該斜め延伸時の該フィルムの搬送方向に対して斜めに傾いている。代表的には、本発明の実施形態による延伸フィルムの製造方法は、予熱工程をさらに含む。具体的には、左右のクリップによって把持されたフィルムは、予熱され、その後、斜め延伸に供される。
フィルムの把持は、延伸装置のフィルム取り込みの入り口において行われ得る。以下、図4を参照しながら、把持工程を具体的に説明する。左右のクリップ20で把持される前のフィルム1は、斜め延伸時のフィルム1の搬送方向(換言すると、延伸装置100内でのフィルム1の搬送方向)Xに対して傾いて搬送されている。具体的には、把持前のフィルム1の搬送方向Yは、斜め延伸時のフィルム1の搬送方向Xに対して角度θをなすように傾いている。このように斜め方向から搬送されてきたフィルム1は、代表的には、延伸装置100の把持ゾーンAにおいて、その左右端部を左右のクリップ20によって同じタイミングで、かつ、互いに等しい一定のクリップピッチで把持される。上記の通り、延伸装置100は、把持ゾーンにおける一方の無端ループ(図示例では、左の無端ループ10L)が他方の無端ループ(図示例では、右の無端ループ10R)よりも長くなるように構成されている。このような延伸装置100によれば、左右のクリップ20を結んだ線(より具体的には、左右のクリップ20の搬送方向中心を結んだ線)Zが、斜め延伸時のフィルム1の搬送方向Xに対して斜めとなるようにフィルム1を把持することができ、その後の搬送方向を方向Xに変えることができる。その結果、クリップ20によって把持されてから開放されるまでの間におけるフィルム1の搬送経路長を左右端部で異なる距離とすることができる。1つの実施形態において、把持時の左右のクリップ20の中心を結んだ線Zは、把持前のフィルム1の搬送方向Yと略直交し得る。なお、本明細書において、略直交は、87.0°~93.0°の範囲を含み、例えば89.0°~91.0°、好ましくは89.7°~90.3°、より好ましくは89.9°~90.1°の範囲を含み、さらに好ましくは90.0°である。
予熱ゾーンBにおいては、左右の無端ループ10L、10Rは、上記のとおり延伸対象となるフィルムの初期幅に対応する離間距離で互いに略平行となるよう構成されているので、基本的には横延伸も縦延伸も行わず、フィルムが加熱される。ただし、予熱によりフィルムのたわみが起こり、オーブン内のノズルに接触するなどの不具合を回避するために、わずかに左右クリップ間の距離(幅方向の距離)を広げてもよい。
延伸ゾーンCにおいては、左右のクリップ20を、その少なくとも一方のクリップの縦方向のクリップピッチを変化させながら走行移動させて、フィルムを斜め延伸する。より具体的には、左右のクリップを、それぞれ異なる位置でクリップピッチを増大または縮小させながら走行移動させること、それぞれ異なる変化速度でクリップピッチを変化(増大および/または縮小)させながら走行移動させること等によって、フィルムを斜め延伸する。このようにクリップピッチを変化させながら左右のクリップを走行移動させる結果、延伸ゾーンに同時に移行した一対の左右のクリップの内、一方のクリップが他方のクリップに先行して延伸ゾーンの終端に到達する。このような斜め延伸によれば、当該先行するクリップ側の端部が後行するクリップ側の端部よりも高い延伸倍率で延伸されることになり、その結果として、長尺フィルムの所望の方向(例えば、長手方向に対して45°の方向)に遅相軸を発現させることができる。
開放ゾーンDの任意の位置において、上記フィルムが、クリップから開放される。開放ゾーンDにおいては、通常、横延伸も縦延伸も行われず、必要に応じて、フィルムを熱処理して延伸状態を固定(熱固定)し、および/または、Tg以下まで冷却し、次いで、フィルムをクリップから開放する。なお、熱固定する際には、縦方向のクリップピッチを減少させ、これにより、応力を緩和してもよい。
弛み量は、例えば、搬送ロール間において検出され得る。具体的には、弛み量は、搬送ロール間の中間点において、フィルムの幅方向における位置(搬送高さ)の差として検出され得る。
本発明の製造方法においては、任意の適切なフィルムを用いることができる。例えば、位相差フィルムとして適用可能な樹脂フィルムが挙げられる。このようなフィルムを構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、セルロースエステル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。好ましくは、ポリカーボネート樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、シクロオレフィン樹脂である。これらの樹脂であれば、いわゆる逆分散の波長依存性を示す位相差フィルムが得られ得るからである。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、所望の特性に応じて組み合わせて用いてもよい。
本発明の製造方法により得られた延伸フィルムは、別の光学フィルムと貼り合わせられて光学積層体として用いられ得る。例えば、本発明の製造方法によって得られた位相差フィルムは、偏光板と貼り合わせられて、円偏光板として好適に用いられ得る。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG-205 type pds-2」)を用いて測定した。
(2)位相差値
Axometrics社製のAxoscanを用いて面内位相差Re(550)を測定した。
(3)配向角(遅相軸の発現方向)
測定対象のフィルムの中央部を、一辺が当該フィルムの幅方向と平行となるようにして幅50mm、長さ50mmの正方形状に切り出して試料を作成した。この試料を、Axometrics社製のAxoscanを用いて測定し、波長590nmにおける配向角θを測定した。
(4)ガラス転移温度(Tg)
JIS K 7121に準じて測定した。
(5)弛み量
図7に示すように、搬送ロール50a、50b間の中間点(ロール間距離:912mm)におけるフィルム1の搬送経路の下方に超音波変位センサー300を配置し、搬送張力150N/mで搬送した際の幅方向の中央部と端部において超音波変位センサーから延伸フィルムまでの距離を測定し、最大距離(LMAX)と最小距離(LMIN)との差(LMAX-LMIN)を弛み量(mm)とした。なお、上記弛み量の測定は、サクションロール等を用いて弛みを矯正するために付与された張力をカットした後、搬送張力150N/mでロール搬送しながら行った。
(ポリエステルカーボネート樹脂フィルムの作製)
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重合を行った。ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン 29.60質量部(0.046mol)、ISB 29.21質量部(0.200mol)、SPG 42.28質量部(0.139mol)、DPC 63.77質量部(0.298mol)及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2質量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネートを水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。得られたポリエステルカーボネート樹脂のTgは、140℃であった。
上記のようにして得られたポリエステルカーボネート樹脂フィルムを、図1~3に示すような延伸装置を用いて斜め延伸して、位相差フィルムを得た。
具体的には、把持ゾーンにおける左の無端ループが右の右端ループよりも長い構成を有する延伸装置を用いた。当該延伸装置内におけるフィルムの搬送方向(斜め延伸時のフィルムの搬送方向X)に対して斜め方向からポリエステルカーボネート樹脂フィルムを連続的に供給して、フィルムの左右端部を延伸装置の入り口で左右のクリップによって同一のクリップピッチ(P1=125mm)で同時に把持した。具体的には、クリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yが斜め延伸時のフィルムの搬送方向Xに対して10°の角度をなすように、かつ、右端部が凹側になるように傾けてフィルムを延伸装置に供給した(すなわち、搬送方向Yは搬送方向Xに対して反時計回りに10°の角度をなす)。また、フィルムを把持する際の左右のクリップを結んだ線Zと左右のクリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yとのなす角度は90°であった。把持ゾーン内でフィルムの搬送方向をY方向からX方向に変更し、予熱ゾーンに移行させた。
予熱ゾーンBでは、フィルムを145℃に予熱した。予熱ゾーンにおいては、左右のクリップのクリップピッチはP1(125mm)のままであった。
次に、フィルムが延伸ゾーンCに入ると同時に、右側クリップのクリップピッチの増大および左側クリップのクリップピッチの減少を開始し、右側クリップのクリップピッチをP2まで増大させるとともに左側クリップのクリップピッチをP3まで減少させた(第1の斜め延伸)。このとき、右側クリップのクリップピッチ変化率(P2/P1)は、1.42であり、左側クリップのクリップピッチ変化率(P3/P1)は0.78であり、フィルムの原幅に対する横延伸倍率は1.45倍であった。次いで、右側クリップのクリップピッチをP2に維持したままで、左側クリップのクリップピッチの増大を開始し、P3からP2まで増大させた(第2の斜め延伸)。この間の左側クリップのクリップピッチの変化率(P2/P3)は1.82であり、フィルムの原幅に対する横延伸倍率は1.9倍であった。なお、延伸ゾーンCはTg+3.2℃(143.2℃)に設定した。
次いで、開放ゾーンDにおいて、125℃で60秒間フィルムを保持して熱固定を行った。熱固定されたフィルムを、100℃まで冷却後、左右のクリップを開放した。
クリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yと斜め延伸時のフィルムの搬送方向Xとのなす角度を20°にしたこと以外は実施例1と同様にして、延伸フィルムを得た。なお、フィルムを把持する際の左右のクリップを結んだ線Zと左右のクリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yとのなす角度は、90°であった。
クリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yと斜め延伸時のフィルムの搬送方向Xとのなす角度を40°にしたこと以外は実施例1と同様にして、延伸フィルムを得た。なお、フィルムを把持する際の左右のクリップを結んだ線Zと左右のクリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yとのなす角度は、90°であった。
斜め方向からフィルムを供給しなかったこと以外(具体的には、クリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yが斜め延伸時のフィルムの搬送方向Xと平行となるように、かつ、フィルムを把持する際の左右のクリップを結んだ線Zと左右のクリップで把持する前のフィルムの搬送方向Yとのなす角度が90°となるようにフィルムを延伸装置に供給したこと以外)は実施例1と同様にして延伸フィルムを得た。
上記実施例1~3および比較例1で得られた延伸フィルムを、長尺状のマスキングフィルム(東レフィルム加工社製、製品名「トレテック7832C-30」)とロールトゥロールで貼り合わせてフィルム積層体を得た。次いで、フィルム積層体からマスキングフィルムを剥離し、グラビアコーターで接着剤を塗工して偏光板と貼り合せ、UVを照射することにより、光学積層体を得た。光学積層体の外観(目視)および延伸フィルムの取り扱い性を、以下の基準に基づいて評価した。
〇:マスキングフィルム貼り合せ(貼り合せ張力150N/m)後に、シワがみとめられず、接着剤をフィルム全面に塗工ができる。
△:マスキングフィルム貼り合せの際、貼り合せ張力を300N/mに上げることでシワなく貼り合せができたが、接着剤塗工の際に、弛んだ箇所に接着剤を塗工できなかった。
×:マスキングフィルム貼り合せ後に、シワがあり、外観が劣化している。
表1に示されるとおり、テンター式同時二軸延伸装置を用いた斜め延伸において、クリップで把持する前のフィルムの搬送方向を斜め延伸時のフィルムの搬送方向に対して斜め方向とすることにより、弛みが低減された長尺状の斜め延伸フィルムが得られ得る。また、弛みが低減された長尺状の斜め延伸フィルムをロールトゥロールによって長尺状の光学フィルムと積層した場合に、シワの発生が抑制されることが分かる。
10L 無端ループ
10R 無端ループ
20 クリップ
50 搬送ロール
100 延伸装置
500 円偏光板
Claims (6)
- 連続的に搬送される長尺状のフィルムの幅方向の左右端部をそれぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持する把持工程、
該左右のクリップを少なくとも一方のクリップピッチを変化させてその移動速度を変化させながら走行移動させて、該フィルムを斜め延伸する斜め延伸工程、および
該フィルムを該左右のクリップから開放する開放工程、を含む、延伸フィルムの製造方法であって、
該左右のクリップで把持する前の該フィルムの搬送方向が、該フィルムの弛まない側の端部が凹側となるように、該斜め延伸時の該フィルムの搬送方向に対して斜めに傾いており、
該把持工程において、該左右のクリップが、互いの搬送方向中心を結んだ線が、該斜め延伸時の該フィルムの搬送方向に対して斜めに傾くように、該フィルムを把持する、延伸フィルムの製造方法。 - 前記左右のクリップで把持する前の前記フィルムの搬送方向が、前記斜め延伸時の前記フィルムの搬送方向に対して10°~40°の角度をなす、請求項1に記載の延伸フィルムの製造方法。
- 前記斜め延伸が、(i)前記左右のクリップのうちの一方のクリップのクリップピッチをP1からP2まで増大させつつ、他方のクリップのクリップピッチをP1からP3まで減少させること、および、(ii)該減少したクリップピッチと該増大したクリップピッチとが所定の等しいピッチとなるように、それぞれのクリップのクリップピッチを変化させることを含む、請求項1または2に記載の延伸フィルムの製造方法。
- P2/P1が1.25~1.75であり、P3/P1が0.50以上1未満である、請求項3に記載の延伸フィルムの製造方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載の製造方法によって長尺状の延伸フィルムを得ること、および
長尺状の光学フィルムと該長尺状の延伸フィルムとを搬送しながら、その長尺方向を揃えて連続的に貼り合わせることを含む、光学積層体の製造方法。 - 前記光学フィルムが、偏光板であり、
前記延伸フィルムが、λ/4板またはλ/2板である、請求項5に記載の光学積層体の製造方法。
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