JP7079365B1 - 延伸フィルムの製造方法、光学積層体の製造方法およびフィルム延伸装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態において、上記モニタリング結果に基づいて上記斜め延伸の際の上記左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して補正する。
1つの実施形態において、上記左右のクリップから開放された上記フィルムの面内位相差および/または配向角を測定することをさらに含み、上記モニタリング結果と該面内位相差および/または配向角の測定結果とに基づいて、上記斜め延伸の際の上記左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して補正する。
1つの実施形態において、上記製造方法は、長尺方向の単位長さ(10m)あたりの面内位相差Re(550)の変化量が設定値に対して±2nm以下であり、配向角の変化量が設定値に対して±1°以下である長尺状の延伸フィルムの製造方法である。
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。
本発明の別の局面によれば、延伸対象のフィルムの左右端部を把持して予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび熱固定ゾーンをこの順に通過するとともに、各々、走行移動に伴って縦方向のクリップピッチが変化し得る可変ピッチ型の左右のクリップを有し、該延伸ゾーンにおいて、該左右のクリップを少なくとも一方のクリップ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よう構成されており、該延伸ゾーンにおける該クリップのクリップピッチをモニタリングするモニタリング装置と、該モニタリング結果とクリップピッチの設定値との差に基づいて該クリップピッチを補正する補正装置と、を備える、フィルム延伸装置が提供される。
本発明の実施形態による延伸フィルムの製造方法は、
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)、
該フィルムを予熱すること(予熱工程)、
該左右のクリップを少なくとも一方のクリップ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)、
該フィルムを熱固定すること(熱固定工程)、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)、を含み、
該斜め延伸の際に該左右のクリップのクリップピッチをモニタリングし、該モニタリング結果に基づいて該斜め延伸の際の該左右のクリップの少なくとも一方のクリップピッチを設定値に近づけるように補正する。
本発明の実施形態による延伸フィルムの製造方法は、左右のクリップから開放されたフィルムの面内位相差および/または配向角を測定すること(面内位相差等の測定工程)をさらに含むことができる。この場合、上記モニタリング結果と該面内位相差および/または配向角の測定結果とに基づいて、斜め延伸の際の左右のクリップの少なくとも一方のクリップピッチを設定値に近づけるように補正することができる。なお、クリップピッチの補正は、左右のクリップに対してそれぞれ独立して行うことができる。
本発明の実施形態による延伸フィルムの製造方法は、例えば、延伸対象のフィルムの左右端部を把持して予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび熱固定ゾーンをこの順に通過するとともに、各々、走行移動に伴って縦方向のクリップピッチが変化し得る可変ピッチ型の左右のクリップを有し、該延伸ゾーンにおいて、該左右のクリップを少なくとも一方のクリップ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よう構成されており、該延伸ゾーンにおける該クリップのクリップピッチをモニタリングするモニタリング装置と、該モニタリング結果とクリップピッチの設定値との差に基づいてクリップピッチを補正する補正装置と、を備える、フィルム延伸装置を用いて行われ得る。
把持ゾーンA(延伸装置100のフィルム取り込みの入り口)においては、左右の無端ループ10L、10Rのクリップ20によって、延伸対象となるフィルムの左右端部が互いに等しい一定のクリップピッチで同時に把持される。このとき、左右のクリップの中心を結んだ線は、フィルムの搬送方向に対して略直交(例えば90°±3°、好ましくは90°±1°、より好ましくは90°±0.5°、さらにより好ましくは90°)となることが好ましい。把持時の左右のクリップのクリップピッチは、例えば100mm~200mm、好ましくは125mm~175mm、より好ましくは140mm~160mm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。
熱固定ゾーンDでは、斜め延伸されたフィルムを熱処理する。熱固定ゾーンDにおいては、通常、横延伸も縦延伸も行われないが、必要に応じて、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。
開放ゾーンE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Eにおいては、通常、熱固定後のフィルムに対して横延伸も縦延伸も行うことなく、所望の温度までフィルムを冷却し、次いで、フィルムをクリップから開放する。クリップから開放される際のフィルム温度は、例えば150℃以下であり、好ましくは70℃~140℃、より好ましくは80℃~130℃である。
1つの実施形態においては、延伸装置の出口から送り出されたフィルムをロール搬送しながら、その面内位相差等をインラインで測定する。このとき、測定された面内位相差等と目的とする面内位相差等としての設定値との差(|測定された面内位相差等-面内位相差等の設定値|)を面内位相差等のずれとする。面内位相差等は、フィルムの幅方向の任意の箇所で測定され得る。幅方向における複数箇所で測定された面内位相差等の最大値と最小値との差を、幅方向における面内位相差等のバラツキとすることができる。また、幅方向における所定の箇所で長尺方向に所定の長さ(例えば、10m)に渡って測定された面内位相差等の最大値と最小値との差を、長尺方向における面内位相差等のバラツキ(変化量)とすることができる。
クリップピッチのモニタリングは、例えばモニタリング装置として撮像装置、レーザー変位計等を用いて、連続的または所定の間隔で(例えば30秒~1分の間隔で)、所定の位置Xに到達したクリップとその次のクリップを撮像または検出することによって行われ得る。
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、ポリカーボネート系樹脂、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、シクロオレフィン系樹脂である。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
インライン位相差計(王子計測機器社製、KOBRAシリーズ)を用いて、波長550nmにおける面内位相差Re(550)を0.5秒間隔で測定した。
(3)配向角(遅相軸の発現方向)
インライン位相差計(王子計測機器社製、KOBRAシリーズ)を用いて、波長550nmにおける配向角θを0.5秒間隔で測定した。
(4)ガラス転移温度(Tg)
JIS K 7121に準じて測定した。
(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に示すようなフィルム延伸装置、具体的には、延伸ゾーン始端から該ゾーンの1/2の位置(位置X)に到達したクリップとその次に続くクリップとを連続的に撮像する左右のモニタリング装置と、モニタリング結果および左右のクリップのクリップピッチの設定値に基づいて左右のクリップのクリップピッチを設定値に近づけるように補正する補正装置と、を備える、フィルム延伸装置を用いて斜め延伸して、延伸フィルムを得た。なお、当該延伸フィルムの作製においては、目的とする面内位相差Re(550)および配向角(長尺方向に対する角度)をそれぞれ、140nmおよび45°に設定した。
具体的には、延伸装置のフィルムの入口で、ポリエステルカーボネート樹脂フィルムの左右端部を、左右のクリップによって同じタイミングかつ同じクリップピッチで把持した。フィルムを把持した際の左右のクリップの中心を結んだ線は、フィルムの搬送方向に対して直交であり、左右のクリップのクリップピッチ(P1)は125mmであった。
次いで、フィルムを予熱ゾーンBに移行し、145℃に予熱した。予熱ゾーンBにおいては、把持時の左右のクリップのクリップ間距離およびクリップピッチを維持した。
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、熱固定ゾーン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、開放ゾーンEにおいて100℃まで冷却後、左右のクリップを開放した。
上記長尺状の延伸フィルムの作製の間、補正装置が、モニタリング結果から特定される位置Xにおけるクリップピッチの実測値と位置Xにおけるクリップピッチの設定値との差を相殺して左右のクリップのクリップピッチが設定値に近づくような信号をピッチ設定レール制御部に出力し、これにより、延伸ゾーンの始点から延伸ゾーンの中間地点(位置X)までの間のピッチ設定レールのレールパターンを変化させて、クリップピッチをフィードバック補正した。
右側クリップのクリップピッチ変化率(P2/P1)を1.62にしたこと、左側クリップのクリップピッチ変化率(P3/P1)を0.78にしたこと、および、フィルムの原幅に対する横延伸倍率を1.65倍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。得られた延伸フィルムについて、上記と同様に幅方向中央において、面内位相差および配向角(長尺方向に対する角度)をインラインで測定した。結果を表1に示す。
右側クリップのクリップピッチ変化率(P2/P1)を1.42にしたこと、左側クリップのクリップピッチ変化率(P3/P1)を0.63にしたこと、および、フィルムの原幅に対する横延伸倍率を1.79倍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。得られた延伸フィルムについて、上記と同様に幅方向中央において、面内位相差および配向角(長尺方向に対する角度)をインラインで測定した。結果を表1に示す。
左右のクリップのクリップピッチをフィードバック補正しなかっ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。得られた延伸フィルムについて、上記と同様に幅方向中央において、面内位相差および配向角(長尺方向に対する角度)をインラインで測定した。結果を表1に示す。なお、製造開始から1時間後において、延伸ゾーン全長の1/2の位置に到達した右クリップのクリップピッチは、設定値より1mm大きい値であり、左クリップのクリップピッチは、設定値より0.8mm大きい値であった。
実施例および比較例で得られた延伸フィルムに関して、外観および取り扱い性を目視によって以下の基準に基づいて評価した。結果を表1に示す。
〇:ロール搬送時の延伸フィルムにシワおよび弛みが確認されない
×:ロール搬送時の延伸フィルムにシワおよび/または弛みが確認される
10L 無端ループ
10R 無端ループ
20 クリップ
40 モニタリング装置
50 補正装置
100 延伸装置
500 円偏光板
Claims (7)
- 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、
該フィルムを予熱すること、
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、
該フィルムを熱固定すること、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、を含み、
該斜め延伸の際に該左右のクリップのクリップピッチをモニタリングし、該モニタリング結果に基づいて該斜め延伸の際の該左右のクリップの少なくとも一方のクリップピッチを設定値に近づけるように補正する、延伸フィルムの製造方法。 - 前記モニタリング結果に基づいて前記斜め延伸の際の前記左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して補正する、請求項1に記載の延伸フィルムの製造方法。
- 前記左右のクリップから開放された前記フィルムの面内位相差および/または配向角を測定することをさらに含み、
前記モニタリング結果と該面内位相差および/または配向角の測定結果とに基づいて、前記斜め延伸の際の前記左右のクリップのクリップピッチをそれぞれ独立して補正する、請求項1または2に記載の延伸フィルムの製造方法。 - 長尺方向の単位長さ(10m)あたりの面内位相差Re(550)の変化量が設定値に対して±2nm以下であり、配向角の変化量が設定値に対して±1°以下である長尺状の延伸フィルムの製造方法である、請求項1から3のいずれか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。 - 延伸対象のフィルムの左右端部を把持して予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび熱固定ゾーンをこの順に通過するとともに、各々、走行移動に伴って縦方向のクリップピッチが変化し得る可変ピッチ型の左右のクリップを有し、
該延伸ゾーンにおいて、該左右のクリップを少なくとも一方のクリップ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よう構成されており、
該延伸ゾーンにおける該クリップのクリップピッチをモニタリングするモニタリング装置と、
該モニタリング結果とクリップピッチの設定値との差に基づいて該クリップピッチを補正する補正装置と、を備える、フィルム延伸装置。
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