JP7085049B1 - 延伸フィルムの製造方法および光学積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記オーブンの内圧は-15Pa以上10Pa以下である。
1つの実施形態においては、上記オーブン内は二以上のゾーンに分けられており、前記各ゾーン間の内圧の変動は5Pa以下の範囲内である。
1つの実施形態においては、上記オーブン内は二以上のゾーンに分けられており、前記各ゾーン間に隔壁が設けられている。
1つの実施形態においては、上記オーブンは、加熱された空気を上記延伸対象フィルムに向けて吹き出す複数の吹出し口を有し、前記複数の吹出し口は同一面に開口している。
1つの実施形態においては、上記オーブンは、加熱された空気を上記延伸対象フィルムに向けて吹き出す第一吹出しノズルおよび第二吹出しノズルを有し、前記第一吹出しノズルと前記第二吹出しノズルとで形成される空間と、上記延伸対象フィルムが存在する空間とを仕切る仕切り材が設けられている。
1つの実施形態においては、上記オーブン内において、上記延伸対象フィルムの幅方向の温度のバラつきは5℃以下である。
本発明の別の局面によれば、光学積層体の製造方法が提供される。この光学積層体の製造方法は、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、前記長尺状の延伸フィルムと長尺状の光学フィルムとを搬送しながら、互いの長尺方向を揃えて連続的に積層すること、を含む。
1つの実施形態においては、上記光学フィルムは偏光子である。
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(nx-nz)×dによって求められる。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「45°」は±45°を意味する。
本発明の1つの実施形態に係る延伸フィルムの製造方法は、長尺状の延伸対象フィルムの幅方向端部をクリップによって把持すること、クリップを走行移動させることによって延伸対象フィルムを斜め方向に延伸すること、および、延伸対象フィルムをクリップから解放すること、を含む。
図2は、延伸を行う際に用いられるオーブンと延伸対象フィルムとの位置関係の一例を模式的に示す平面図である。なお、図2において、オーブン2内の延伸対象フィルム1の一部および吹出しノズル3は外観からは視認不能であるが、便宜上、実線で示している。
延伸対象となるフィルム(延伸対象フィルム)を構成する樹脂としては、所望の光学特性を満足させ得る限り、任意の適切な樹脂を用いることができる。延伸対象フィルムを構成する樹脂としては、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、シクロオレフィン系樹脂、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、2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記実施形態により得られる延伸フィルムは、代表的には、光学フィルムに積層されて光学積層体として用いられる。例えば、延伸フィルムは、偏光板に積層されて位相差層(位相差フィルム)として機能し得る。
位相差フィルムは、面内位相差を有し得る。位相差フィルムの面内位相差Re(550)は、例えば100nm~310nmである。1つの実施形態においては、位相差フィルムは、λ/4板として機能し得る。具体的には、位相差フィルムの面内位相差Re(550)は、好ましくは100nm~190nmであり、より好ましくは110nm~180nmであり、さらに好ましくは130nm~160nmであり、特に好ましくは135nm~155nmである。別の実施形態においては、位相差フィルムは、λ/2板として機能し得る。具体的には、位相差フィルムの面内位相差Re(550)は、好ましくは230nm~310nm、より好ましくは250nm~290nmである。
偏光子は、代表的には吸収型偏光子である。位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、用途および目的に応じて適切に設定され得る。1つの実施形態においては、位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、好ましくは30°~60°であり、より好ましくは40°~50°であり、さらに好ましくは42°~48°であり、特に好ましくは約45°である。
保護層は、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成され得る。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系等のシクロオレフィン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂が挙げられる。
接着層の具体例としては、接着剤層、粘着剤層が挙げられる。1つの実施形態においては、接着層として接着剤層が採用される。接着剤層は、代表的には、活性エネルギー線硬化型接着剤で構成される。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、活性エネルギー線の照射によって硬化し得る接着剤であれば、任意の適切な接着剤が用いられ得る。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、例えば、紫外線硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤等が挙げられる。活性エネルギー線硬化型接着剤の硬化型の具体例としては、ラジカル硬化型、カチオン硬化型、アニオン硬化型、これらの組み合わせ(例えば、ラジカル硬化型とカチオン硬化型のハイブリッド)が挙げられる。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、例えば、硬化成分として(メタ)アクリレート基や(メタ)アクリルアミド基などのラジカル重合性基を有する化合物(例えば、モノマーおよび/またはオリゴマー)を含有する接着剤が挙げられる。活性エネルギー線硬化型接着剤およびその硬化方法の具体例は、例えば、特開2012-144690号公報に記載されている。当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。
(1)厚み
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験片を得た。この試験片を、Axometrics社製のAxoscanを用いて測定し、波長550nm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)オーブン内の風速、オーブンの内圧(内圧変動)およびフィルムの幅方向の温度(温度のバラつき)
オーブン内に設けられた測定器(温度計、風速計および圧力計)により測定した。
(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。
ポリエステルカーボネート樹脂フィルムを、図1に示すような延伸装置であって、予熱ゾーン、斜め延伸ゾーンおよび解放ゾーンのそれぞれを独立して所定の温度に制御可能なオーブンを備える延伸装置を用いて斜め延伸して、位相差フィルムを得た。オーブン内における、フィルムの搬送速度(ライン速度)は25m/分であり、搬送方向の風速は25m/分であり、フィルムの幅方向の風速は10m/分であった。
具体的には、把持ゾーンで、フィルムの幅方向両端部を左右のクリップで把持し、予熱ゾーンで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(P1)は125mmであった。
次に、フィルムが斜め延伸ゾーンに入ると同時に、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。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。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、延伸ゾーンはTg+3.2℃(143.2℃)に設定した。
次いで、解放ゾーンにおいて、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、左右のクリップを解放し、延伸装置出口から送り出した。
フィルムの搬送速度を20m/分に変更して、オーブン内の搬送方向の風速を20m/分とし、フィルムの幅方向の風速を8m/分としたこと以外は実施例1と同様にして、位相差フィルムを得た。
フィルムの搬送速度を15m/分に変更して、オーブン内の搬送方向の風速を15m/分とし、フィルムの幅方向の風速を5m/分としたこと以外は実施例1と同様にして、位相差フィルムを得た。
フィルムの搬送速度を25m/分に変更して、オーブン内の搬送方向の風速を40m/分とし、フィルムの幅方向の風速を40m/分としたこと以外は実施例1と同様にして、位相差フィルムを得た。
<評価>
1.有効幅(経時安定性)
延伸フィルムの作製(延伸対象フィルムの延伸)開始から24時間後に、得られた延伸フィルムの幅方向における複数個所で面内位相差を測定し、その平均面内位相差値に対して±4nmの面内位相差を示す幅を有効幅とした。なお、有効幅の延伸フィルム全幅に対する割合(%)を表1に示す。
2.外観および取り扱い性
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。
良好:ロール搬送時の延伸フィルム(延伸対象フィルム)にシワおよび弛みが確認されない
不良:ロール搬送時の延伸フィルム(延伸対象フィルム)にシワおよび/または弛みが確認される
2 オーブン
3 吹出しノズル
4 隔壁
5 仕切り材
51 延伸フィルム(位相差フィルム)
61 接着層
71 偏光板
72 偏光子
73 保護層
80 位相差層付偏光板
Claims (8)
- 長尺状の延伸対象フィルムの幅方向端部をクリップによって把持すること、
前記クリップを走行移動させることによって前記延伸対象フィルムを斜め方向に延伸すること、および、
前記延伸対象フィルムを前記クリップから解放すること、を含み、
前記延伸を行う際、前記延伸対象フィルムはオーブン内に置かれ、
前記オーブン内の前記延伸対象フィルムの搬送方向の風速が1m/分以上30m/分以下であり、前記オーブン内の前記延伸対象フィルムの幅方向の風速が25m/分以下であり、前記風速は前記オーブン内に設けられる風速計で測定され、
前記オーブン内は二以上のゾーンに分けられており、前記各ゾーン間の内圧の変動は5Pa以下の範囲内である、
延伸フィルムの製造方法。 - 前記オーブンの内圧は-15Pa以上10Pa以下である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記オーブン内は二以上のゾーンに分けられており、前記各ゾーン間に隔壁が設けられている、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記オーブンは、加熱された空気を前記延伸対象フィルムに向けて吹き出す複数の吹出し口を有し、
前記複数の吹出し口は同一面に開口している、前記請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。 - 前記オーブンは、加熱された空気を前記延伸対象フィルムに向けて吹き出す第一吹出しノズルおよび第二吹出しノズルを有し、
前記第一吹出しノズルと前記第二吹出しノズルとで形成される空間と、前記延伸対象フィルムが存在する空間とを仕切る仕切り材が設けられている、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。 - 前記オーブン内において、前記延伸対象フィルムの幅方向の温度のバラつきは5℃以下である、請求項1から5のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1から6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、
前記長尺状の延伸フィルムと長尺状の光学フィルムとを搬送しながら、互いの長尺方向を揃えて連続的に積層すること、
を含む、光学積層体の製造方法。 - 前記光学フィルムは偏光子である、請求項7に記載の製造方法。
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