JP7543932B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、下記のものを含む。
〔2〕 Nz係数が0より大きい、〔1〕に記載の光学フィルム。
〔3〕 単層のフィルムである、〔1〕又は〔2〕に記載の光学フィルム。
〔4〕 前記結晶性樹脂(a)の固有複屈折値が、正である、〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載の光学フィルム。
〔5〕 前記結晶性樹脂(a)が、脂環式構造含有重合体を含む、〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載の光学フィルム。
〔6〕 〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法であって、
結晶性樹脂(a)からなる層を備える長尺のフィルム(pA)を用意する工程(I)と、
前記フィルム(pA)の一方又は両方の表面に溶媒を接触させて、前記フィルム(pA)の厚み方向の複屈折を変化させる工程(II)と、
前記工程(II)の後に、前記フィルム(pA)の長尺方向に張力を負荷した状態で、前記フィルム(pA)を乾燥させる工程(III)と、
をこの順に含む製造方法。
〔7〕 前記工程(III)における前記張力の負荷を、前記工程(II)よりも上流のニップ位置(U)から、前記工程(III)よりも下流のニップ位置(D)にわたって行い、
前記ニップ位置(U)におけるフィルム搬送速度に対する、前記ニップ位置(D)におけるフィルム搬送速度が、1.1倍以上であり、
前記工程(III)が、オーブン内で、前記フィルム(pA)の両方の幅方向端部領域を、中央部より高い温度で加熱することを含み、
得られる前記光学フィルムが、長手方向に遅相軸を有する縦一軸延伸フィルムである、〔6〕に記載の製造方法。
本発明の光学フィルムは、結晶性樹脂(a)からなる層を備えるフィルムである。本発明の光学フィルムは、結晶性樹脂(a)からなる層以外の層を備えていてもよいが、結晶性樹脂(a)のみからなるフィルムであってもよい。フィルム(pA)が結晶性樹脂(a)からなる層以外の層を備える場合は、その製造を後述する本発明の製造方法で行う観点からは、フィルム(pA)のオモテ面及びウラ面のうち少なくとも一方を結晶性樹脂(a)からなる層としうる。また本発明の光学フィルムは、結晶性樹脂(a)からなる層を2層以上有していてもよいが、通常は、1層の結晶性樹脂(a)からなる層のみからなる単層のフィルムである。
光学フィルムを構成する結晶性樹脂(a)は、結晶性を有する重合体を含む樹脂としうる。「結晶性を有する重合体」とは、融点Tmを有する重合体を表す。すなわち、「結晶性を有する重合体」とは、示差走査熱量計(DSC)で融点を観測することができる重合体を表す。以下の説明において、結晶性を有する重合体を、「結晶性重合体」ということがある。結晶性樹脂は、好ましくは熱可塑性樹脂である。
重合体(α):環状オレフィン単量体の開環重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体(β):重合体(α)の水素化物であって、結晶性を有するもの。
重合体(γ):環状オレフィン単量体の付加重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体(δ):重合体(γ)の水素化物であって、結晶性を有するもの。
ラセモ・ダイアッドの割合は、後述する実施例に記載の13C-NMRスペクトル分析に基づいて決定できる。
光学フィルムを構成する結晶性樹脂(a)は、有機溶媒等の溶媒を含みうる。この溶媒は、通常、本発明の製造方法の工程(II)においてフィルム中に取り込まれたものである。
本発明の光学フィルムは、そのNZ係数が1未満である。具体的には、光学フィルムのNZ係数NZ(A)は、0<NZ(A)<1を満たすか、又は、NZ(A)<0を満たすものとしうる。前者は、所謂三次元位相差フィルムとして有用に用いうる。後者は、三次元位相差フィルムを製造するための材料として有用に用いうる。即ち一軸延伸等の簡単な処理により、容易に0<NZ(A)<1を満たすフィルムに変換しうる。
長尺のフィルムは、その全幅のうち、幅方向内側のある範囲の部分のみを最終的な製品とすることがある。その場合は、幅方向における測定位置は、製品とする部分の端部から所定距離だけ内側の位置としうる。これを図3を参照して説明する。図3は、本発明の光学フィルムの具体例を概略的に示す部分斜視図である。この例において、光学フィルム12のうち、最終的な製品としての使用に供する部分は、フィルム縁12bから所定距離A4だけ内側の線12dより内側の領域12cである。そして、線12dよりさらに所定距離A3(例えば10cm)内側の線12f上の位置を、軸方向の測定位置としうる。
本発明の光学フィルムの厚みは、所望の光学特性が得られる厚みに適宜調整しうる。光学フィルムの厚みは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上であり、一方好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下である。
本発明の光学フィルムは、下記工程(I)~(III)を含む製造方法により製造しうる。以下において、かかる製造方法を、本発明の光学フィルムの製造方法として説明する。
工程(II):フィルム(pA)の一方又は両方の表面に溶媒を接触させて、フィルム(pA)の厚み方向の複屈折を変化させる工程。
工程(III):工程(II)の後に、フィルム(pA)の長尺方向に張力を負荷した状態で、フィルム(pA)を乾燥させる工程。
工程(I)では、結晶性樹脂(a)からなる層を備える長尺フィルム(pA)を用意する。フィルム(pA)は、通常は、1層の結晶性樹脂(a)の層からなるフィルムである。フィルム(pA)の用意は、単に市販品を入手することによって行ってもよく、結晶性樹脂(a)を材料として用いフィルム(pA)を製膜することによって行ってもよい。
工程(II)では、フィルム(pA)の一方又は両方の表面に溶媒を接触させて、フィルム(pA)の厚み方向の複屈折を変化させる。工程(III)では、工程(II)の後に、フィルム(pA)の長尺方向に張力を負荷した状態で、フィルム(pA)を乾燥させる。ここで、工程(III)における張力の負荷は、工程(II)よりも上流のニップ位置(U)から、工程(III)よりも下流のニップ位置(D)にわたって行うことが好ましい。
図1の例では、ダイコーター130は、搬送経路の上流ニップ位置(U)及び下流ニップ位置(D)の間に位置するため、これによる処理は、フィルム11に張力を負荷した状態で行われる。このように張力を負荷した状態での処理を行うことにより、フィルム11を安定に走行させ、より均一な塗布を行うことができる。
フィルム(pA)と溶媒とを、溶媒の塗布により接触させる場合、塗布面積及び溶媒の供給量から計算される塗布厚みを適宜調整しうる。塗布厚みは、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上であり、一方好ましくは100μm以下としうる。塗布厚みが前記下限値以上である場合、溶媒との接触によるフィルム(pA)のNZ係数の調整を効果的に行うことができる。他方、接触時間を前記上限より長くしたり塗布厚みを前記上限より厚くしてもNZ係数の調整量は大きく変わらない傾向がある。よって、接触時間又は塗布厚みが前記上限値以下である場合、フィルム(pA)の品質を損なわずに生産性を高めることができる。
本発明の光学フィルムの製造方法は、上述した工程に組み合わせて、更に任意の工程を含みうる。例えば、工程(II)の後で、フィルムに付着した溶媒を除去する工程を含みうる。溶媒の除去方法としては、例えば、ふき取り等が挙げられる。
本発明の光学フィルムは、必要に応じて矩形などの所望の形状に加工した上で、表示装置等の光学装置の構成要素として使用しうる。本発明の光学フィルム又は本発明の位相差フィルムを表示装置の構成要素として用いた場合、表示装置に表示される画像の視野角、コントラスト、画質等の表示品質を改善することができる。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り、重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)システム(東ソー社製「HLC-8320」)を用いて、ポリスチレン換算値として測定した。測定の際、カラムとしてはHタイプカラム(東ソー社製)を用い、溶媒としてはテトラヒドロフランを用いた。また、測定時の温度は、40℃であった。
重合体の水素化率は、オルトジクロロベンゼン-d4を溶媒として、145℃で、1H-NMR測定により測定した。
重合体のガラス転移温度Tg及び融点Tmの測定は、以下のようにして行った。まず、重合体を、加熱によって融解させ、融解した重合体をドライアイスで急冷した。続いて、この重合体を試験体として用いて、示差走査熱量計(DSC)を用いて、10℃/分の昇温速度(昇温モード)で、重合体のガラス転移温度Tg及び融点Tmを測定した。
重合体のラセモ・ダイアッドの割合の測定は以下のようにして行った。オルトジクロロベンゼン-d4を溶媒として、200℃で、inverse-gated decoupling法を適用して、重合体の13C-NMR測定を行った。この13C-NMR測定の結果において、オルトジクロロベンゼン-d4の127.5ppmのピークを基準シフトとして、メソ・ダイアッド由来の43.35ppmのシグナルと、ラセモ・ダイアッド由来の43.43ppmのシグナルとを同定した。これらのシグナルの強度比に基づいて、重合体のラセモ・ダイアッドの割合を求めた。
光学フィルムの面内方向のレターデーションRe、厚み方向のレターデーションRth及びNZ係数を、複屈折量測定計(Axometrics社製「AxoScan」)を用いて、測定波長590nmで測定した。測定は、フィルムの幅方向において5cm間隔の複数の地点で行い、各地点での測定値の平均値を測定結果として採用した。
スナップゲージ(ミツトヨ社製「ID-C112BS」)を用いて、フィルムの幅方向において5cm間隔の複数の地点で厚みを測定した。それらの測定値の平均値を計算することにより、フィルムの平均厚みを求めた。
結晶性重合体の結晶化度(%)は、X線回折法によって測定した。
製造された長尺の光学フィルムの幅方向の縁から200mmの位置(図3に示す破線12fの線上の位置)において、光学フィルムの長手方向に対する遅相軸方向の角度θ(即ち、フィルム長手方向と、フィルム遅相軸とがなす角度)を平行ニコル回転法位相差計(王子計測機器社製「KOBRA-WIST-IE」)を用いて、インラインで測定した。測定は、長手方向に500m以上の長さで行った。角度θは、長手方向に対するある回転角度の方向を正、反対の回転角度の方向を負として記録した。全ての測定の結果の平均値を遅相軸平均とした。また、全ての測定の結果のうち、その絶対値が最大のものの絶対値を遅相軸バラツキとした。
長尺のフィルム(pA)又は長尺の光学フィルムの面内レターデーションRe及び厚み方向レターデーションRthを、平行ニコル回転法位相差計(王子計測機器社製「KOBRA-WIST-IE」)を用いて、インラインで測定した。測定は、長手方向に500m以上の長さにわたり、フィルム幅方向の中央部の位置で行った。全ての測定の結果の平均値を求めた。
スナップゲージ(ミツトヨ社製「ID-C112BS」)を用いて、フィルムの幅方向に5cm間隔で厚みを測定し、その平均値を当該フィルムの厚みとした。
透過軸が幅方向にある偏光板(サンリッツ社製「HLC2-5618S」、厚さ180μm)を用意した。この長尺の偏光板と、製造された長尺の光学フィルムを、適宜矩形の形状に切り出し貼合し、円偏光板サンプルを得た。切り出し及び貼合に際しては、偏光板の吸収軸と、光学フィルムの遅相軸が45°の角度をなすよう、これらの向きを調整した。
「良」:全幅にわたり、色ムラが観察されず、良好な表示である。また、画面を傾斜方向から観察して視認される色合いと、画面を正面方向から観察して視認される色合いとが同じ色合いであり、観察方向によって画面の変色は見られない。
「不良」:画面に色ムラが観察された。また、画面を傾斜方向から観察すると、画面内に若干の色ムラが観察される。
金属製の耐圧反応器を、充分に乾燥した後、窒素置換した。この金属製耐圧反応器に、シクロヘキサン154.5部、ジシクロペンタジエン(エンド体含有率99%以上)の濃度70%シクロヘキサン溶液42.8部(ジシクロペンタジエンの量として30部)、及び1-ヘキセン1.8部を加え、53℃に加温した。
この触媒溶液を耐圧反応器内の混合物に加えて、開環重合反応を開始した。その後、53℃を保ちながら4時間反応させて、ジシクロペンタジエンの開環重合体の溶液を得た。
得られたジシクロペンタジエンの開環重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、それぞれ、8,830および29,800であり、これらから求められる分子量分布(Mw/Mn)は3.37であった。
製造例1で得たジシクロペンタジエンの開環重合体の水素化物100部に、酸化防止剤(テトラキス〔メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン;BASFジャパン社製「イルガノックス(登録商標)1010」)0.5部を混合して、結晶性樹脂(a)を得た。
(1-1.工程(I):フィルム(pA))
製造例2で得られた結晶性樹脂(a)のペレットを、Tダイを備える熱溶融押出フィルム成形機に供給した。このフィルム成形機を用いて、結晶性樹脂(a)を、下記の運転条件で製膜し、27m/分の速度でロールに巻き取った。
・バレル温度設定:280℃~290℃
・ダイ温度:270℃
・スクリュー回転数:145rpm
・キャストロール温度:70℃
これにより、結晶性樹脂(a)からなる長尺のフィルム(pA)を得た。得られたフィルム(pA)の幅は1350mm、厚みは68μmであった。
図1に概略的に示す装置を用いて、(1-1)で得られたフィルム(pA)を、工程(II)及び(III)に供した。
図1において、処理装置10は、搬送経路の上流から順に、繰り出し装置110、上流ニップ装置120、ダイコーター130、オーブン140、下流ニップ装置150、測定装置160、及び巻取装置170を含む。これらの詳細は上に説明した通りである。
下流ニップ装置150の周速を変更し、上流ニップ装置120に対する下流ニップ装置150の速度比を1.7倍に変更した他は、実施例1と同じ操作により、光学フィルムを得て評価した。
下記の変更点の他は、実施例1同じ操作により、光学フィルムを得て評価した。
・オーブン140内において、局所加熱用のヒーターによる加熱を行わなかった。
11:フィルム(pA)
11b:フィルム11の縁
11e:端部領域
12:光学フィルム
12b:フィルム縁
12c:内側の領域
12d:内側の線
12f:内側の線
110:繰り出し装置
120:上流ニップ装置
121:上側ニップロール
122:下側ニップロール
130:ダイコーター
140:オーブン
141:局所加熱用のヒーター
150:下流ニップ装置
151:上側ニップロール
152:下側ニップロール
160:測定装置
170:巻取装置
A1:搬送方向
A2:距離
A3:距離
A4:距離
D:下流ニップ位置
U:上流ニップ位置
Claims (6)
- 結晶性樹脂(a)からなる層を備え、その遅相軸又は進相軸と、その長手方向とがなす角度が1°以下であり、Nz係数が1未満である、長尺の、光学フィルムの製造方法であって、
前記結晶性樹脂(a)からなる層を備える長尺のフィルム(pA)を用意する工程(I)と、
前記フィルム(pA)の一方又は両方の表面に溶媒を接触させて、前記フィルム(pA)の厚み方向の複屈折を変化させる工程(II)と、
前記工程(II)の後に、前記フィルム(pA)の長尺方向に張力を負荷した状態で、前記フィルム(pA)を乾燥させる工程(III)と、
をこの順に含む製造方法。 - 前記光学フィルムのNz係数が0より大きい、請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記光学フィルムが単層のフィルムである、請求項1又は2に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記結晶性樹脂(a)の固有複屈折値が、正である、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記結晶性樹脂(a)が、脂環式構造含有重合体を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記工程(III)における前記張力の負荷を、前記工程(II)よりも上流のニップ位置(U)から、前記工程(III)よりも下流のニップ位置(D)にわたって行い、
前記ニップ位置(U)におけるフィルム搬送速度に対する、前記ニップ位置(D)におけるフィルム搬送速度が、1.1倍以上であり、
前記工程(III)が、オーブン内で、前記フィルム(pA)の両方の幅方向端部領域を、中央部より高い温度で加熱することを含み、
得られる前記光学フィルムが、長手方向に遅相軸を有する縦一軸延伸フィルムである、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
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