JPH0439026A

JPH0439026A - 液晶基材用一軸配向ポリエステルフイルムの製造方法

Info

Publication number: JPH0439026A
Application number: JP14708190A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Miki; 崇利三木
Original assignee: Diafoil Co Ltd
Current assignee: Diafoil Co Ltd
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-02-10
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0764018B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、−軸配向ポリエステルフィルムの製造方法に
関するものであり、詳しくは、液晶ノくネル基材として
好適な一軸配向ポリエステルフィルムの工業的有利な製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶パネル基材としては、ガラス板力く使用され
て来たが、近年、液晶ノ々ネルの軽量化、視認性向上の
ため、−軸配向ポリエステルフィルムの使用が提案され
ている（特開昭５９−８８７１９号）。

ところで、−軸配向ポリエステルフィルムを液晶パネル
基材、具体的には、液晶表示板の偏向フィル、支持体、
保護フィルム等として使用す引こ当たっては、光学的要
求特性として、フィルム面内の任意の基準方向に対する
主配向（屈折率力く最大となる方向）の方向が一定であ
るか否かが問題とされる。

何故ならば、主配向の方向がノくうついて０る場合は、
コントラストや明るさがバラつき、その結果、均質な画
像が得られないからである。

そして、上記の主配向の方向のバラツキは、同一の偏光
板内においては、一つの基準方向に対して約±３°以内
、好ましくは±２．５°以内でなければならないとされ
ている。

上記のような、長さ当りの配向軸の傾きに関する規制は
、特に、液晶パネルの大型化が進行している現在におい
ては、支持体として使用されるポリエステルフィルムも
必然的に大型化されるために、−層厳しくなっている。

一方、−軸配向ポリエステルフィルムは、一般に、ポリ
エステル樹脂を溶融状態で連続的に押し出した後急冷し
て非晶質フィルムを得、これを横方向（以後ＴＤと称す
る）に延伸し、熱固定する方法にて製造される。そして
、ＴＤの延伸には、フィルム端部を把持子にて固定し、
加熱された幅出し機炉内に送り込み、把持子の走行する
ガイドレールを漸次法げることによって延伸する、いわ
ゆるステンターが採用される。

ステンターによれば、横延伸したのち直ちに熱固定を行
うことが出来、また、広幅のフィルムも容易に得ること
が出来るというメリットがある。

そして、ステンターにおいては、前記の主配向の方向は
、ＴＤと主配向の方向との角（θ３）として把握するこ
とが出来る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ステンターを用いた従来の横延伸方法で
は、θ３が約±３°以内、好ましくは±２．５°以内の
製品フィルムは、中央部の極狭い範囲からしか採取でき
ないために、生産性が非常に悪いという欠点がある。

しかも、上記の製品採取幅を広げるための改良は、従来
、極めて困難であると認識されていた。

すなわち、ステンターによる延伸においては、二軸延伸
あるいは横一軸延伸を問わず、フィルムの中央部が遅れ
て出て来る、いわゆるボーイング現象が不可避的に生じ
る。その結果、第１図に示すように、横延伸前のフィル
ム上に描がいた縦線は、横延伸におけるフィルム中央部
の遅れによって弓なりに曲がる。そして、上記のθ３は
、第１図に示すように、フィルム上に描かれた弓なりの
曲線に沿って変化し、ステンターの幅方向に亙って分布
する。

従来、θ３のバラツキは、ボーイング現象（遅れ量）に
起因するものと考えられており、加えて、横延伸におい
ては、縦延伸が行われていない結果として横延伸ゾーン
及び熱固定ゾーンにおける縦方向（以後ＭＤ称する）の
収縮応力が小さいために、中央部遅れ量の程度（フィル
ム幅Ｗ、中央部の遅れ量りとするＬ／Ｗで表させる）は
、通常の二軸延伸時に於けるそれと比較し、１０分の１
以下と非常に小さい値である。

従って、横一軸延伸においては、遅れ量がそもそも非常
に小さいために、更に、この遅れ量を低減して製品採取
幅をアップすることは不可能であるとされているのであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、上記実情に鑑み、液晶パネル基材として好
適な一軸配向ポリエステルフィルムの工業的有利な製造
方法の提供を目的として鋭意検討を重ねた結果、次のよ
うな驚くべき知見を得た。

（１）θ３のばらつきの原因は、従来考えられていた中
央部の遅れ量に起因するのではなく、延伸ゾーンの屈折
率楕円体の回転に起因する。

（２）上記のθ３は、横延伸ゾーン（複数個の延伸ゾー
ンからなる場合は最終ゾーン）におけるステンターレー
ルの開き角によって制御し得る。

本発明は、上記の知見を基に完成されたものであり、そ
の要旨は、ポリエステルフィルムをステンター内の延伸
ゾーンにて横延伸して一軸配向ポリエステルフィルムを
製造するに当り、所定の延伸比及び／又は延伸温度で規
定される１又は２以上の延伸ゾーンにおいて、最終延伸
ゾーンにおけるステンターレールとフィルム中心部の走
行方向のなす角度ΦＮが次の（１）式を満足することを
特徴とする一軸配向ポリエステルフィルムの製造方法に
存する。

ΦＮ≦１０　　　　　　　　　　　（１）以下、本発明
の詳細な説明する。

本発明において、ポリエステルフィルムの原料となるポ
リエステルは、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル
とジオールとを重縮合させて得ることの出来る結晶性ポ
リエステルである。そして、芳香族ジカルボン酸として
は、代表的には、テレフタル酸イソフタル酸、ナフタレ
ン−２，６−ジカルボン酸が挙げられ、ジオールとして
は、チレングリコール、ジエチレングリコール、テトラ
メチレングリコール及びネオペンチルグリコール等が挙
げられる。

上記のポリエステルは、芳香族ジカルボン酸とグリコー
ルを直接重縮合させて得られる他、芳香族ジカルボン酸
ジアルキルエステルとグリコールをエステル交換反応さ
せた後に重縮合させる方法あるいは芳香族ジカルボン酸
のジグリコールエステルを重縮合させる方法などによっ
ても得られる。

斯かるポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテ
レフレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポ
リテトラメチレンテレフタレート及びポリテトラメチレ
ン−２，６−ナフタレート等が挙げられる。

また、上記のポリエステルは、ホモポリエステルの他に
、各種成分を共重合した共重合ポリエステルであっても
よい。更に、ポリエステルと他の重合体とのポリマーブ
レンドであってもよい。ブレンド出来る他の重合体とし
ては、ポリオレフィンや他種ポリエステル等が使用され
る。ホモポリマーとポリアルキレン共重合体ポリマー、
特には、ポリエーテルエステル共重合体とのブレンド又
は異なるポリアルキレングリコール共重合体ポリマー同
士のブレンドが好適である。

前記ポリエステルは、必要に応じて安定剤、消泡剤、酸
化防止剤、着色剤等の添加剤を含有するものであっても
よい。また、ポリエステルフィルムに易滑性を付与する
ために微粒子を含有させることも出来る。

上記の微粒子としては、カオリン、クレー、炭酸カルシ
ウム、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アル
ミニウム、酸化チタン等の元素周期律表の第■族、第■
族、第■族その他から選ばれる元素を含む塩もしくは酸
化物、ポリエステル樹脂の溶融製膜に際して不溶な高融
点有機化合物、架橋化ポリマー等からなる不活性外部粒
子、または、ポリエステル合成時に使用する金属化合物
触媒、例えば、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属
化合物などによってポリエステル製造時にポリマー内部
に形成される内部粒子を挙げることが出来る。

本発明においては、ポリエステルフィルムをステンター
内の延伸ゾーンにて横延伸して一軸配向ポリエステルフ
ィルムを製造する。そして、横延伸は、ステンターレー
ルの幅を漸次床げることによってなされる。

上記のポリエステルフィルムは、ポリエステルを溶融押
し出しし回転する冷却ドラム上で急冷固化して非晶質フ
ィルムとして得ることが出来る。

本発明においては、通常、未延伸フィルムを用いて横延
伸を行うが、上記の非晶質フィルムをガラス転移点以上
融点以下の温度で縦延伸し、複屈折Δｎ　（縦方向と横
方向の屈折率の差）が４０×１Ｏ−３以下とした縦延伸
フィルムを用いることもできる。Δｎが上記範囲を超え
る縦延伸フィルムは、θ３が大となり、製品の有効幅が
狭くなるので好ましくない。

ステンター内の横延伸シーは、所定の延伸比及び／又は
延伸温度で規定される１又は２以上の延伸ゾーンよりな
る。延伸比は、ステンターレールの広がり角度により、
決定される。

延伸温度は、ガラス転移点以上融点以下の温度とされ、
複数ゾーンで延伸する際、後半ゾーンにおける温度は、
前半ゾーンのそれより高くてもよいが、２００℃を超え
る高温となると結晶化が進行して破断するので好ましく
ない。

延伸比は、特に制限されないが、２〜８倍の範囲が好ま
しい。延伸比が２倍未満では厚さ振れが大きくなり、８
倍を超えると横延伸時にフィルムが破断し易い。

延伸前のフィルム幅は、これも特に限定されないが、延
伸比を高めるため、耳端部を切断分離したフィルムを用
いるのがよい。

本発明方法においては、延伸ゾーンにおけるステンター
レールとフィルム中心部の走行方向のなす角度が重要で
あり、この角度を一定範囲以下にすることにより、θ３
が約モ３°以内、好ましくは±２．５°以内の一軸配向
ポリエステルフィルムを生産性よく製造することができ
るのである。

以下、この点について第２図を基に説明する。

フィルムは、延伸ゾーン内ではＴＤに延伸されるため、
延伸ゾーンにおける主応力の方向は、幅方向各部におい
てＴＤに平行である。従って、屈折率楕円体の主配向の
方向は、延伸ゾーン内においてＴＤに平行である。

一方、フィルムの幅力′向の各部は、ステンターレール
の開き角に応じ、第２図のように進行する。

そして、予熱ゾーン（Ａ）から延伸ゾーン（Ｂ）に進入
する際は、ステンタ一端部へ接近するほどＭＤからレー
ルの開き角の方向へ進行方向が変化する。横延伸前のフ
ィルムの屈折率は等方向であるから、進入直後の主配向
の方向には影響を与えない。フィルムは、延伸ゾーン（
Ｂ）を進行するにつれ横延伸され、屈折率楕円体は変形
し、主配向の方向はＴＤに平行となる。

次に、横延伸が終了すると熱固定ゾーンへとフィルムは
進行するが、この場合、フィルムの走行方向は、幅方向
各部においてＭＤに平行になるため、屈折率楕円体が回
転する。すなわち、横延伸ゾーンでは主配向の方向がＴ
Ｄに平行であったにも拘らず、横延伸が終了して次のゾ
ーンに進入する際、屈折率楕円体の回転により主配向の
方向が変化するのである。

そして、上記の屈折率楕円体の回転は、幅方向任意の位
置において幾何学的に求めることが出来る。

例えば、ステンターレール端部における回転角Φは下式
で与えられ、幅方向において最も大きな値を示すことに
なる。

Φ＝ｉａｌ　　−’　　［（ｗ２−ｗ、）／　２　ｄコ
ここに、Ｗ２は延伸ゾーン出口部フィルム幅、Ｗ、は延
伸ゾーン入口部フィルム幅、ｄは延伸ゾーン長さである
。

以上のように、θ３は、ボーイング現象（フィルムの遅
れ量）に支配されるのではなく、屈折率楕円体の回転に
よるものであり、そして、θ３を一定範囲内に小さくす
るためにはΦを小さくしなければならないことが分かる
。

本発明は、上記のような横延伸ゾーン（複数個の延伸ゾ
ーンからなる場合は最終ゾーン）におけるレールの開き
角に関する新規な知見を基に達成されたものである。

本発明においては、ステンターレールとフィルム中心部
の走行方向との角度Φ９が次の（１）式を満足すること
を必須とする。

ΦＮ≦１０°　　　　　　　　　（１）そして、テンタ
ー内の延伸ゾーンが複数ゾーンからなる場合、最終ゾー
ンのステンターレールの開き角度が上記範囲を満足する
ことが重要であるが、第１延伸ゾーンから最終延伸ゾー
ン（第Ｎゾーン）におけるステンターレールとフィルム
中心部の走行方向のなす角度Φ１．Φ２・・・ΦＮが次
の（２）式を満足するようにし、横延伸ゾーン入口部よ
り徐々にステンターレールの開き角を小さくすると、延
伸ゾーン内における屈折率楕円体の回転がスムーズに行
われるので好ましい。

Φｌ≧Φ２≧・・・≧ΦＮ　　　（２）本発明において
は、上記のようにして横延伸されたフィルムは、次いで
、熱処理および冷却されて引き取られ、製品として巻き
取られる。

熱処理時にはステンターレール幅を挟めてＴＤに弛緩し
、ＴＤの加熱収縮率を小さくしてもよい。

また、巻取り機に引き取る際、ステンター速度よりも引
き取り機速度を遅くするＭＤ弛緩処理を施してもよい。

以上のようにして得られた本発明の一軸延伸ポリエステ
ルフィルムは、そのまま液晶パネル基材として好適に使
用し得るが、加熱時の寸法安定性を向上させるため、更
に、加熱オーブン中などで弛緩熱処理を施してもよい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定され
るものではない。

なお、θ３については、次のようにして測定した。

すなわち、オリンパス光学工業（掬製、偏光顕微鏡ＲＨ
８−Ｐで屈折率楕円体の主軸方向を求め、ＴＤとのなす
角をθ３とした。

実施例１先ず、公知の方法に従い、［η］＃０，７の原料ＰＥＴ
樹脂を急冷固化して厚さ４００μｍの未延伸シートを得
た。

次いで、上記の未延伸シートを第２図に示すステンター
により、９０℃の予熱ゾーン（Ａ）で予熱し、延伸温度
１００℃、延伸比４．０の横延伸ゾーン（Ｂ）で延伸し
た後、２２０℃の熱処理ゾーン（Ｃ）で処理した。その
後、ＭＤ及びＴＤに弛緩熱処理を施して巻き取った。

上記の横延伸ゾーン（Ｂ）における、ステンターレール
とフィルム中心部の走行方向のなす角度Φ９は、８．０
°とした。

得られた一軸配向ポリエステルフィルムについて、θ３
≦２６５°となる製品幅の延伸部用口幅に対する割合（
％）を測定し、その結果を表−１に示した。

比較例１実施例１において、ステンターレールの開き角度ΦＮを
１６°に変更した以外は、実施例１と同様に延伸し、−
軸配向ポリエステルフィルムを得た。そして、θ３≦２
．５°となる製品幅の延伸部用口幅に対する割合（％）
を測定し、その結果を表−１に示した。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、従来の固定観念を打破し
た意外な着想に基すき、ステンターレールとフィルム中
心部の走行方向との角度Φおを一定の範囲以下とする簡
単な構成により、液晶　パネル基材として好適な一軸配
向ポリエステルフィルムを工業的有利に製造し得る。

よって、本発明の工業的価値は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ボーイング現象を示す概念説明図、第２図は
、ステンターの延伸ゾーンにおける屈折率楕円体の回転
を示す概念説明であり、図中、（１）はステンター　（
２）はフィルム、（Ａ）は予熱ゾーン、（Ｂ）は横延伸
ゾーン、（Ｃ）は熱処理ゾーンを示す。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリエステルフィルムをステンター内の延伸ゾー
ンにて横延伸して一軸配向ポリエステルフィルムを製造
するに当り、所定の延伸比及び／又は延伸温度で規定さ
れる１又は２以上の延伸ゾーンにおいて、最終延伸ゾー
ンにおけるステンターレールとフィルム中心部の走行方
向のなす角度Φ＿Ｎが次の（１）式を満足することを特
徴とする一軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。 Φ＿Ｎ≦１０（１）
（２）第１延伸ゾーンから最終延伸ゾーン（第Ｎゾーン
）におけるステンターーレールとフィルム中心部の走行
方向のなす角度Φ＿１、Φ＿２・・・Φ＿Ｎが次の（２
）式を満足することを特徴とする請求項第１項記載の一
軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。 Φ＿１≧Φ＿２≧・・・≧Φ＿Ｎ（２）