KR101528149B1 - 위상차 필름의 제조 방법 - Google Patents

위상차 필름의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101528149B1
KR101528149B1 KR1020107008579A KR20107008579A KR101528149B1 KR 101528149 B1 KR101528149 B1 KR 101528149B1 KR 1020107008579 A KR1020107008579 A KR 1020107008579A KR 20107008579 A KR20107008579 A KR 20107008579A KR 101528149 B1 KR101528149 B1 KR 101528149B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
hot air
nozzle
retardation
stretching
Prior art date
Application number
KR1020107008579A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100077169A (ko
Inventor
히로아키 다카하타
요시노리 다카하시
교코 히노
Original Assignee
스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 filed Critical 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Publication of KR20100077169A publication Critical patent/KR20100077169A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101528149B1 publication Critical patent/KR101528149B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/08—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique transverse to the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0034—Polarising
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements

Abstract

오븐(100) 내의 상측과 하측에 대향하여 설치된 복수의 노즐(30, 32)의 분출구로부터의 열풍으로 가열하면서 열가소성 수지 필름(20)을 그 폭 방향으로 연신한다. 텐터법에 의한 위상차 필름의 제조 방법으로서, 열가소성 수지 필름(20)을 열풍으로 가열하는 예열 공정과, 예열한 열가소성 수지 필름(20)을 열풍으로 가열하면서 연신 필름(22)을 얻는 연신 공정과, 연신 필름(22)을 열풍으로 가열하는 열 고정 공정을 가지고, 예열 공정, 연신 공정 및/또는 열 고정 공정에서 사용되는 열풍의 분출구에 있어서의 분출 풍속이 2 내지 12m/초이고, 노즐 1개당의 분출 풍량이 필름의 폭방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.1 내지 1㎥/초인 위상차 필름의 제조 방법이다.

Description

위상차 필름의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING RETARDATION FILM}
본 발명은 위상차 필름의 제조 방법에 관한 것이다
액정 표시 장치의 표시부에는 액정과 위상차 필름을 조합하여 사용되고 있다. 구체적으로는 액정 표시 장치의 표시부에는 액정 셀을 끼우도록 한 쌍의 위상차 필름이 적층되거 적층체의 외측에 편광 필름이나 보호 필름이 적층되어 구성되어 있다.
액정 셀과 조합하여 사용되는 위상차 필름은 굴절률의 차에 의해 위상차를 만드는 기능을 가지고, 이로써 액정 표시 장치의 시야 모서리각의 향상이 도모되고 있다.
위상차 필름은 필름 형상으로 형성한 수지 재료를 연신하여 얻을 수 있다. 위상차 막의 수지 재료로서는 이전에 폴리올레핀 수지제인 것이 제안되어 있었다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 그러나, 액정 표시 장치에 요구되는 광학적 성능을 충족시킬 수 있는 위상차 필름으로서는 주로, 폴리카보네이트 수지제나 환상 올레핀계 중합체 수지제 등이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 및 특허문헌 3을 참조)
특허문헌 1: 일본 특허공보 제(소)53-11228호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제(평)07-256749호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 제(평)05-2108호
그러나, 폴리카보네이트 수지나 환상 올레핀계 중합체 수지는 고가이기 때문에, 보다 저렴한 범용성의 수지 재료를 원료로서 사용한 위상차 필름이 요구되고 있다.
그런데, 특허문헌 1과 같이 종래의 텐터법(tenter method)에 의해 2축 연신된 위상차 필름은 배향이 불균일하며, 위상차에 불균일함이 발생하거나 필름의 폭 방향에 있어서 두께 불균일함이 발생하기 때문에, 위상차 필름으로서 충분한 성능을 갖추고 있는 것은 아니다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 충분히 균일한 위상차와 충분히 높은 축 정밀도를 가지는 열가소성 수지제의 위상차 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 텐터법에 의한 위상차 필름의 제조 방법으로서, 열가소성 수지 필름을 열풍으로 가열하는 예열 공정과, 예열된 열가소성 수지 필름을 열풍으로 가열하면서 그 폭 방향으로 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정과, 연신 필름을 열풍으로 가열하는 열 고정 공정을 가지고, 예열 공정, 연신 공정 및 열 고정 공정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정에 있어서의 필름의 가열을, 서로 대향하는 한 쌍의 노즐의 분출구로부터의 열풍을 필름의 양면으로 분사함으로써 행하고, 분출구에 있어서의 분출 풍속이 2 내지 11 m/초이며, 상기 노즐 1개당의 분출구로부터의 분출 풍량이 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.1 내지 0.162 ㎥/초인 위상차 필름의 제조 방법을 제공한다.
이 위상차 필름의 제조 방법에서는 예열 공정, 연신 공정 및 열 고정 공정 중 적어도 1개의 공정에 있어서의 필름의 가열을, 분출 풍속 및 분출 풍량이 일정한 범위 내에 있는 열풍에 의해 행한다. 따라서, 필름(열가소성 수지 필름 및/또는 연신 필름)을 균일하게 가열할 수 있고, 배향성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다. 또한, 필름의 펄럭거림이 억제되기 때문에, 두께 불균일함이나 결함이 충분히 억제된 위상차 필름을 얻을 수 있다. 이러한 위상차 필름은 위상차가 충분히 균일하며, 충분히 높은 축 정밀도를 가지기 때문에, 광학적인 균일성이 충분히 우수하다. 또, 노즐 1개당의 분출구로부터의 분출 풍량(㎥/초)은 분출 풍속(m/초)과 분출구의 면적(㎡)의 곱으로 구할 수 있다. 상기 분출 풍량을, 필름의 폭 방향에 따른 길이로 나눔으로써, 각각의 노즐의 폭 방향에 따른 길이 1m당의 분출 풍량(㎥/초)을 구할 수 있다.
본 발명에서는 노즐이 필름의 폭 방향으로 신장하는 슬릿형의 분출구를 가지는 제트 노즐, 또는 개구를 필름의 길이 방향 및 필름의 폭 방향으로 각각 복수개 배치한 분출구를 가지는 펀칭 노즐인 것이 바람직하다.
이와 같이, 제트 노즐 또는 펀칭 노즐을 사용함으로써, 필름을 한층 더 균일하게 가열할 수 있다. 이로써, 위상차가 한층 균일하고, 한층 높은 축 정밀도를 가지는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에서는 노즐이 필름의 폭 방향으로 신장하는 슬릿형의 분출구를 가지는 제트 노즐이며, 상기 제트 노즐의 슬릿 폭이 5mm 이상인 것이 바람직하다.
이러한 슬릿 폭의 제트 노즐을 사용하면, 열풍의 분출구의 면적이 커지기 때문에 열풍의 풍속을 충분히 낮출 수 있게 된다. 이로써, 필름을 한층 더 균일하게 가열할 수 있고, 위상차가 한층 더 균일하고, 한층 더 높은 축 정밀도를 가지는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에서는 대향하는 한 쌍의 노즐의 간격이 150mm 이상인 것이 바람직하다. 이렇게 배치된 노즐을 사용함으로써, 각 공정에 있어서의 필름의 펄럭거림을 한층 확실하게 억제할 수 있다. 이로써, 두께 불균일함이나 결함이 더욱 충분히 억제된 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에서는 예열 공정, 연신 공정 및 열 고정 공정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정에서 필름에 열풍을 분출하는 노즐의 분출구에 있어서의 열풍의 필름의 폭 방향에 있어서의 최고 온도와 최저 온도의 차가, 2℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 최고 온도와 상기 최저 온도의 차가, 1℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
이와 같이 폭 방향에 있어서의 온도차가 충분히 작은 열풍을 사용함으로써, 폭 방향의 배향성의 편차가 억제되고, 위상차가 한층 더 균일하고, 한층 더 높은 축 정밀도를 가지는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에서는 예열 공정, 연신 공정 및 열 고정 공정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정으로, 필름에 열풍을 분출하는 각각의 노즐의 분출구에 있어서의 열풍의 필름의 폭 방향에서의 최대 분출 풍속과 최소 분출 풍속의 차가 4m/s 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 최대 분출 풍속과 상기 최소 분출 풍속의 차가 2m/s 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1m/s 이하인 것이 가장 바람직하다.
이러한 열풍을 사용함으로써, 각 공정에 있어서의 필름을 한층 더 균일하게 가열하는 것이 가능해진다. 따라서, 위상차가 한층 더 균일하고, 한층 더 높은 축 정밀도를 가지는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에서는 예열 공정, 연신 공정 및 열 고정 공정의 모든 공정이 청정도 클래스 1000 이하의 클린도의 오븐 속에서 행해지는 것이 바람직하다.
이와 같이 클린도가 높은 오븐 속에서 필름을 가열함으로써, 얻어지는 위상차 필름의 결함 발생을 더욱 충분히 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 열가소성 수지가 결정성 폴리올레핀계 수지인 것이 바람직하다. 폴리올레핀계 수지를 사용함으로써, 리사이클성, 내용제성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에서는 결정성 폴리올레핀계 수지가 폴리프로필렌계 수지인 것이 바람직하다. 폴리프로필렌계 수지를 사용함으로써, 내열성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기와 같은 제조 방법으로 얻어진 위상차 필름은 광학적인 불균일성에 유래하는 위상차나 광축의 불균일함을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치에 사용한 경우에 우수한 시야 모서리각 특성을 발휘할 수 있다.
본 발명에 따르면, 충분히 균일한 위상차와 충분히 높은 축 정밀도를 가지고, 광학적인 균일성이 우수한 열가소성 수지제의 위상차 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위상차 필름의 제조 방법의 적합한 실시형태를 모식적으로 도시하는 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 위상차 필름의 제조 방법의 적합한 실시형태를 모식적으로 도시하는 공정 단면도.
도 3은 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 적합하게 사용되는 제트 노즐 형상의 일 예를 도시하는 모식 단면도.
도 4는 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 적합하게 사용되는 펀칭 노즐의 형상의 일 예를 도시하는 모식 단면도.
도 5는 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 적합하게 사용되는 펀칭 노즐의 형상의 다른 예를 도시하는 모식 단면도.
이하, 경우에 따라 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명한다. 또, 도면의 설명에 있어서, 동일 또는 동등한 요소에는 동일 부호를 사용하여, 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법은 오븐 내의 상측과 하측에 대향하여 설치된 복수의 노즐로부터 열풍을 분사하여 열가소성 수지로 이루어지는 원료 필름을 폭 방향으로 연신시키는 텐터법에 의한 제조 방법이다.
본 실시형태에 따른 폭 방향의 연신(횡연신)은 텐터법에 의해 행한다. 텐터법이란 필름의 폭 방향에서 대향하도록 설치된 복수의 척으로 필름의 폭 방향의 양단을 고정하고, 오븐 속에서 대향하는 척 간의 거리를 서서히 넓혀서 횡연신하는 방법이다.
우선, 본 실시형태에 따른 위상차 필름의 제조 방법에 사용되는 원료 필름으로서는 통상의 열가소성 수지로 이루어지는 원반 필름을 사용할 수 있다. 열가소성 수지에 대해서, 이하에 상세하게 설명한다.
<열가소성 수지>
열가소성 수지로서는 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 헥센, 환상 올레핀 등의 올레핀의 단독 중합체 또는 2종류 이상의 올레핀의 공중합체, 1종류 이상의 올레핀과 상기 올레핀과 중합 가능한 1종류 이상의 중합성 단량체의 공중합체인 폴리올레핀계 수지, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체 등의 아크릴계 수지, 부타디엔스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴스티렌 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌부타디엔스티렌 공중합체, 스티렌이소프렌스티렌 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체 등의 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리플루오르화 비닐, 폴리플루오르화 비닐리덴 등의 플루오르화 비닐계 수지, 6-나일론, 6,6-나일론, 12-나일론 등의 아미드계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 포화 에스테르계 수지, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌설피드, 실리콘 수지, 열가소성 우레탄 수지, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로스 유도체, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 각종 열가소성 엘라스토머, 및 이들의 가교물이나 변성물 등을 들 수 있다. 열가소성 수지는 2종류 이상의 다른 열가소성 수지를 블렌드하여 사용하여도 좋고, 첨가제를 적절하게 함유하여도 좋다.
상술한 열가소성 수지 중, 리사이클성, 내용제성이 우수하고, 또한, 소각하여도 다이옥신 등을 발생하지 않아 환경을 악화시키는 일이 없다는 등의 이유로, 폴리올레핀계 수지를 적합하게 사용할 수 있다.
폴리올레핀계 수지를 구성하는 올레핀으로서는 에틸렌, 프로필렌, 탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀, 환상 올레핀 등이 바람직하다.
탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀으로서는 구체적으로는 1-부텐, 2-메틸-1-프로벤, 1-펜텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 2-에틸-1-부텐, 2,3-디메틸-1-부텐, 2-메틸-1-펜텐, 2,3-디메틸-1-벤텐, 3-메틸-1-벤텐, 4-메틸-1-펜텐, 3,3-디메틸-1-부텐, 1-헵텐, 2-메틸-1-헥센, 2,3-디메틸-1-펜텐, 2-에틸-1-펜텐, 2-메틸-3-에틸-1-부텐, 1-옥텐, 2-에틸-1-헥센, 3,3-디메틸-1-헥센, 2-프로필-1-헵텐, 2-메틸-3-에틸-1-헵텐, 2,3,4-트리메틸-1-펜텐, 2-프로필-1-펜텐, 2,3-디에틸-1-부텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센 등을 들 수 있다.
상기 환상 올레핀으로서는 예를 들면, 통상적으로 노보넨이라고 불리는 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔이나, 6-알킬비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 5,6-디알킬비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 1-알킬비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 7-알킬비시클로[2.2.1]헵토-2-엔과 같은 메틸기, 에틸기, 부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기가 도입된 노보넨 유도체, 디메타노옥타히드로나프탈렌이라고도 불리는 테트라시클로[4.4.O.12,5.17,10]-3-도데센이나, 8-알킬테트라시클로[4.4.O.12,5.17,10]-3-도데센, 8,9-디알킬테트라시클로[4.4.O.12,5.17,10]-3-도데센과 같은 디메타노옥타히드로나프탈렌의 8위 및/또는 9위에 탄소수 3 이상의 알킬기가 도입된 디메타노옥타히드로나프탈렌 유도체, 1분자 내에 1개 또는 복수개의 할로겐이 도입된 노보넨의 유도체, 및 8위 및/또는 9위에 할로겐이 도입된 디메타노옥타히드로나프탈렌의 유도체 등을 들 수 있다.
상술한 「올레핀과 중합 가능한 1종류 이상의 중합성 단량체」로서는 예를 들어, 방향족 비닐 화합물, 비닐시클로헥산과 같은 지환식 비닐 화합물, 극성 비닐 화합물, 폴리엔 화합물 등을 들 수 있다.
방향족 비닐 화합물로서는 스티렌 및 그 유도체 등을 들 수 있다. 스티렌 유도체로서는 스티렌에 다른 치환기가 결합한 화합물이며, 예를 들면, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, o-에틸스티렌 및 p-에틸스티렌과 같은 알킬스티렌, 하이드록시스티렌, t-부톡시스티렌, 비닐벤조산, 비닐벤질아세테이트, o-클로로스티렌, 및 p-클로로스티렌과 같은 스티렌의 벤젠환에 하이드록실기, 알콕시기, 카복실기, 아실옥시기 및 할로겐 등이 도입된 치환 스티렌, 4-비닐비페닐 및 4-하이드록시-4'-비닐비페닐과 같은 비닐비페닐계 화합물, 1-비닐나프탈렌 및 2-비닐나프탈렌과 같은 비닐나프탈렌계 화합물, 1-비닐안트라센 및 2-비닐안트라센과 같은 비닐안트라센 화합물, 2-비닐피리딘 및 3-비닐피리딘과 같은 비닐피리딘 화합물, 3-비닐카바졸과 같은 비닐카바졸 화합물, 및 아세나프탈렌 화합물 등을 들 수 있다.
극성 비닐 화합물로서는 예를 들면, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 에틸아크릴레이트 등의 아크릴계 화합물, 및 아세트산비닐, 염화 비닐 등을 들 수 있다.
폴리엔 화합물로서는 예를 들면, 공액 폴리엔 화합물, 비공액 폴리엔 화합물 등을 들 수 있다. 공액 폴리엔 화합물로서는 예를 들어, 지방족 공액 폴리엔 화합물, 지환식 공액 폴리엔 화합물 등을 들 수 있다. 비공액 폴리엔 화합물로서는 예를 들면, 지방족 비공액 폴리엔 화합물, 지환식 비공액 폴리엔 화합물, 방향족 비공액 폴리엔 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 아랄킬기, 아랄킬옥시기 등의 치환기에 의해 치환되어 있어도 좋다.
폴리올레핀계 수지의 구체예로서는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 폴리에틸렌(에틸렌·α-올레핀 공중합체), 고밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌, 프로필렌·에틸렌 공중합체, 프로필렌·1-부텐 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지, 에틸렌·환상 올레핀 공중합체, 에틸렌·비닐시클로헥산 공중합체, 폴리(4-메틸펜텐-1), 폴리(부텐-1), 에틸렌·아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌·메타크릴산메틸 공중합체, 에틸렌·아크릴산에틸 공중합체, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체 등을 들 수 있다.
변성된 폴리올레핀계 수지로서는 예를 들면, 무수말레산, 말레산디메틸, 말레산디에틸, 아크릴산, 메타크릴산, 테트라히드로푸탈산, 글리시딜메타크릴레이트, 하이드록시에틸메타크릴레이트 등의 변성용 화합물로 변성된 결정성 폴리올레핀계 수지를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 결정성 폴리올레핀계 수지란 상기의 폴리올레핀계 수지 중, JIS K7122에 준거한 시차 주사 열량 측정에 있어서, -100 내지 300℃의 범위로 관측되는 열량이 1J/g보다 큰 결정 융해 피크, 또는 결정화 열량이 1J/g보다 큰 결정화 피크를 가지는 폴리올레핀계 수지를 말한다.
양호한 외관을 가지는 위상차 필름을 얻는 관점에서, -100 내지 300℃의 범위로 관측되는 열량이 30J/g보다 큰 결정 융해 피크, 또는 결정화 열량이 30J/g보다 큰 결정화 피크를 가지는 결정성 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 원료 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
결정성 폴리올레핀계 수지는 서로 다른 2종류 이상의 결정성 폴리올레핀계 수지를 블렌드한 것이라도 좋고, 결정성 폴리올레핀계 수지 이외의 수지나 첨가제를 적절하게 함유하여도 좋다.
폴리올레핀계 수지 중, 폴리프로필렌계 수지가 더욱 바람직하다. 폴리프로필렌계 수지로서는 프로필렌의 단독 중합체, 에틸렌 및 탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체와 프로필렌의 공중합체, 및 상기 단독 중합체와 상기 공중합체의 혼합물을 들 수 있다.
α-올레핀으로서는 상술한 올레핀계 수지를 구성하는 올레핀으로서 예시한 탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀 등을 들 수 있다.
상술한 α-올레핀의 중에서도, 탄소원자수 4 내지 12의 α-올레핀이 바람직하고, 구체적으로는 1-부텐, 2-메틸-1-프로펜, 1-펜텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 2-에틸-1-부텐, 2,3-디메틸-1-부텐, 2-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 3,3-디메틸-1-부텐, 1-헵텐, 2-메틸-1-헥센, 2,3-디메틸-1-펜텐, 2-에틸-1-펜텐, 2,3,4-트리메틸-1-부텐, 2-메틸-3-에틸-1-부텐, 1-옥텐, 5-메틸-1-펜텐, 2-에틸-1-헥센, 3,3 -디메틸-1-헥센, 2-프로필-1-헵텐, 2-메틸-3-에틸-1-헵텐, 2,3,4-트리메틸-1-펜텐, 2-프로필-1-펜텐, 2,3-디에틸-1-부텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센 등이 바람직하다.
상술한 탄소 원자수 4 내지 12의 α-올레핀 중, 공중합성의 관점에서, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐이 더욱 바람직하고, 1-부텐, 1-헥센이 가장 바람직하다.
본 발명의 효과를 한층 더 향상시키는 관점에서, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌·에틸렌 공중합체, 프로필렌·1-부텐 공중합체, 프로필렌·1-펜텐 공중합체, 프로필렌·1-헥센 공중합체, 프로필렌·1-옥텐 공중합체, 프로필렌·에틸렌·1-부텐 공중합체, 프로필렌·에틸렌·1-헥센 공중합체, 프로필렌·에틸렌·1-옥텐 공중합체가 특히 바람직하다. 또한, 본 실시형태가 있어서의 폴리프로필렌계 수지가 에틸렌 및 탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체와 프로필렌의 공중합체인 경우, 상기 공중합체는 랜덤 공중합체라도 좋고, 블록 공중합체라도 좋다.
본 실시형태에 있어서의 폴리프로필렌계 수지가, 에틸렌 및 탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체(공단량체)와 프로필렌의 공중합체인 경우, 상기 공중합체에 있어서의 공단량체 유래의 구성 단위의 함유량은 투명성과 내열성의 밸런스의 관점으로부터, 0질량%를 초과하여 40질량% 이하인 것이 바람직하고, 0 질량%를 초과하여 30질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, 폴리프로필렌계 수지가, 2종류 이상의 공단량체와 프로필렌의 공중합체인 경우에는 상기 공중합체에 포함되는 모든 공단량체 유래의 구성 단위의 합계 함유량이, 상술한 범위 내인 것이 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지의 제조 방법으로서는 공지의 중합용 촉매를 사용하여 프로필렌을 단독 중합하는 방법이나, 에틸렌 및 탄소원자수 4 내지 20의 α-올레핀으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체와 프로필렌을 공중합하는 방법을 들 수 있다.
폴리프로필렌계 수지의 제조 방법에 사용되는 중합 촉매로서는 예를 들면,
(1)마그네슘, 티타늄 및 할로겐을 필수 성분으로 하는 고체 촉매 성분 등으로 이루어지는 Ti-Mg계 촉매,
(2)마그네슘, 티타늄 및 할로겐을 필수 성분으로 하는 고체 촉매 성분에 유기 알루미늄 화합물과, 필요에 따라서 전자 공여성 화합물 등의 제 3 성분을 조합시킨 촉매계,
(3)메탈로센계 촉매, 등을 들 수 있다.
상술한 중합 촉매 중에서, 마그네슘, 티탄 및 할로겐을 필수 성분으로 하는 고체 촉매 성분에 유기 알루미늄 화합물과 전자성 공여성 화합물을 조합한 촉매계가 가장 일반적으로 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 유기 알루미늄 화합물로서는 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리에틸알루미늄과 디에틸알루미늄클로라이드의 혼합물, 및 테트라에틸디알모퀴산을 바람직하게 사용할 수 있는 전자공여성 화합물로서는 시클로헥실에틸디메톡시실란, tert-부틸-n-프로필디메톡시실란, tert-부틸에틸디메톡시실란, 디시클로펜틸디메톡시실란을 바람직하게 사용할 수 있다.
마그네슘, 티탄 및 할로겐을 필수 성분으로 하는 고체 촉매성분으로서는 예를 들면, 일본 공개특허공보 제(소)61-218606호, 일본 공개특허공보 제(소)61-287904호, 일본 공개특허공보 제(평)7-216017호 등에 기재된 촉매계를 들 수 있다. 메탈로센계 촉매로서는 예를 들면, 특허 제2587251호, 특허 제2627669호, 특허 제2668732호에 기재된 촉매계를 들 수 있다.
폴리프로필렌계 수지의 중합 방법으로서는 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소 화합물로 대표되는 불활성 용제를 사용하는 용제 중합법, 액상의 단량체를 용제로서 사용하는 괴상 중합법(bulk polymerization), 기체의 단량체 중에서 행하는 기상 중합법 등을 들 수 있다. 이 중 괴상 중합법 또는 기상 중합법이 바람직하다. 이들의 중합법은 배치(batch)식이라도 좋고, 연속식이라도 좋다.
폴리프로필렌계 수지의 입체 규칙성은 아이소택틱, 신디오택틱, 아택틱의 어느 형식이라도 좋다. 폴리프로필렌계 수지는 내열성 면으로부터 신디오택틱, 또는 아이소택틱의 프로필렌계 중합체인 것이 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지는 분자량, 프로필렌 유래의 구성 단위의 비율, 입체 규칙성(tacticity) 등이 서로 다른 2종류 이상의 폴리프로필렌계 수지의 블렌드라도 좋고, 폴리프로필렌계 수지 이외의 폴리머나 첨가제를 적절하게 함유하여도 좋다.
본 발명에서 사용하는 열가소성 수지에는 본 발명의 효과가 얻어지는 범위에서 공지의 첨가제를 배합하여도 좋다. 첨가제로서는 예를 들면, 산화방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 윤활제, 조핵제, 방담(防曇)제, 안티 블록킹제 등을 들 수 있다.
산화방지제로서는 페놀계 산화방지제, 인계 산화방지제, 유황계 산화방지제, 힌다드 아민계 산화방지제(HALS), 1분자 중에 예를 들어 페놀계와 인계의 산화방지 기구와 가지는 유닛을 가지는 복합형의 산화방지제 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제로서는 2-하이드록시벤조페논계, 하이드록시트리아졸계 등의 자외선 흡수제나, 벤조에이트계 등 자외선 차단제 등을 들 수 있다.
대전 방지제로서는 폴리머형, 올리고머형, 단량체형 등을 들 수 있다. 윤활제로서는 엘가산아미드, 올레인산아미드 등의 고급 지방산아미드나, 스테아린산 등의 고급지방산, 및 그 금속염 등을 들 수 있다.
조핵제로서는 예를 들면 소르비톨계 조핵제, 유기 인산염계 조핵제, 폴리비닐시클로알칸 등의 고분자계 조핵제 등을 들 수 있다. 안티블록킹제로서는 무기계, 유기계에 관계없이, 원형, 또는 그것에 가까운 형상의 미립자를 사용할 수 있다. 상기의 첨가제는 일종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 열가소성 수지의 멜트플레이트(이하, 편의상 「MFR」이라고 함.)는 JIS K7210에 준거하여 측정할 수 있다. 측정 시, 시험 온도, 공칭(公稱) 하중은 JIS K7210의 부속서 B표 1에 따라서 선정할 수 있다. 본 실시형태에 있어서의 열가소성 수지의 MFR은 통상적으로 0.1 내지 50g/10분이며, 바람직하게는 0.5 내지 20g/10분이다. MFR이 이러한 범위의 열가소성 수지를 사용함으로써, 압출기에 큰 부하를 가하지 않고, 균일한 필름형물을 성형할 수 있다. 또, 폴리프로필렌계 수지의 경우, MFR은 시험 온도 230℃, 하중 21.18N으로 측정할 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 사용되는 열가소성 수지 필름, 즉 원료 필름에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태에 사용되는 원료 필름으로서는 통상의 열가소성 수지로 이루어지는 원반 필름을 사용할 수 있다. 원료 필름으로서 사용되는 원반 필름은 광학적으로 균질하며, 무배향, 또는 거의 무배향인 필름인 것이 바람직하다. 구체적으로는 면내 위상차(R0)가 30nm 이하인 원반 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 원반 필름은 용제 캐스트법이나 압출 성형법에 의해 제조할 수 있다.
용제 캐스트법은 유기 용제에 열가소성 수지를 용해한 용액을, 이형성(離形性)을 가지는 2축 연신 폴리에스테르 필름 등의 기재 위에 다이코터에 의해 캐스팅한 후, 건조하여 유기용제를 제거함으로써, 기재 위에 필름을 형성하는 방법이다. 이러한 방법으로 기재 위에 형성된 필름은 기재로부터 박리하여 원반 필름으로서 사용할 수 있다.
압출 성형법은 열가소성 수지를 압출기 내에서 용융 혼련한 후, T 다이로부터 압출하고, 롤에 접촉시켜서 냉각 고착화하면서 받아들여, 필름을 얻는 방법이다. 이 방법으로 제조된 폴리프로필렌계 수지 필름은 그대로 원료 필름으로서 사용할 수 있다. 또, 원반 필름의 제조 비용의 관점으로부터, 용제 캐스트법보다도 압출 성형법의 쪽이 바람직하다.
원반 필름을, 상술한 바와 같은 T 다이를 사용한 압출 성형법으로 제조할 때, T 다이로부터 압출된 용융체를 냉각하여 고착화시키는 방법으로서는 캐스팅 롤과 에어 챔버를 사용하여 냉각하는 방법(1), 캐스팅 롤과 터치 롤에 의해 협압하는 방법(2), 캐스팅 롤과, 상기 캐스팅 롤에 그 둘레 방향을 따라서 압접하도록 설치된 금속제의 무단 벨트와의 사이에서 협압하는 방법(3) 등을 들 수 있다. 냉각에 캐스팅 롤을 사용하는 경우, 투명성에 의해 우수한 위상차 필름을 얻기 위해서, 상기 캐스팅 롤의 표면 온도는 -15 내지 30℃인 것이 바람직하고, -15 내지 15℃인 것이 더욱 바람직하다.
캐스팅 롤과 터치 롤에 의해 협압하는 방법(2)으로 원반 필름을 제조하는 경우, 거의 무배향의 원반 필름을 얻기 위해서, 터치 롤로서는 고무 롤(rubber roll), 또는 탄성 변형 가능한 금속제 무단 벨트로 이루어지는 외통과, 상기 외통의 내부에 탄성 변형 가능한 탄성체로 이루어지는 롤을 가지고, 또한 상기 외통과 탄성체 롤의 사이가 온도 조절용 매체에 의해 채워져 이루어지는 구조의 롤, 또는 고강성의 금속 내통과, 상기 금속 내통의 외측에 배치된 얇은 두께의 금속 외통으로 이루어지는 롤을 가지고, 또한 상기 외통과 내통 사이가 온도 조절용 매체에 의해 채워져 이루어지는 구조의 롤을 사용하는 것이 바람직하다,
터치 롤로서 고무 롤을 사용하는 경우, 경면(鏡面) 형상의 표면을 가지는 위상차 필름을 얻기 위해서, T 다이로부터 압출된 용융체는 캐스팅 롤과 고무 롤 사이에서 지지체와 함께 협압하는 것이 바람직하다. 지지체로서는 두께가 5 내지 50μm인 열가소성 수지로 이루어지는 2축 연신 필름이 바람직하다.
캐스팅 롤과, 상기 캐스팅 롤에 그 둘레 방향을 따라서 압접하도록 설치된 금속제의 무단 벨트와의 사이에서 협압하는 방법(3)에 의해 원반 필름을 형성하는 경우, 상기 무단 벨트는 캐스팅 롤의 둘레 방향으로 상기 캐스팅 롤과 평행하게 배치된 복수의 롤에 의해 보유되어 있는 것이 바람직하다. 무단 벨트는 직경 100 내지 300mm의 2개의 롤로 보유되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 또, 무단 벨트의 두께는 100 내지 500μm인 것이 바람직하다.
광학적인 균일성에 의해 우수한 위상차 필름을 얻기 위해서는 원료 필름으로서 사용되는 원반 필름의 두께 불균일함은 작은 것이 바람직하다. 원반 필름의 두께의 최대치와 최소치의 차는 10μm 이하인 것이 바람직하고, 4 μm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태의 예열 공정에서는 상기의 방법 등에 의해 얻어지고, 상기 특성을 가지는 원반 필름을 그대로 사용하여도 좋지만, 롱 스팬 종연신법이나 롤 종연신법 등 공지의 방법에 의해 종연신된 열가소성 수지 필름을 원료 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 종연신과 횡연신의 축차(逐次) 연신에 의해 2축 연신된 위상차 필름을 얻을 수 있다. 또, 본 실시형태에 따른 텐터법에 의해 원료 필름의 횡연신을 실시한 후, 롱 스팬 종연신법이나 롤 종연신법 등 공지의 방법에 의해 종연신하는 것도 가능하다.
종연신 방법으로서는 2개 이상의 롤의 회전 속도 차에 의해 원반 필름을 연신하는 방법이나, 롱 스팬 연신법을 들 수 있다. 롱 스팬 연신법이란 2개의 닙롤로 이루어지는 닙롤쌍을 2세트와, 2세트의 닙롤 한 쌍의 사이에 오븐을 구비하는 종연신기를 사용하여, 상기 오븐 중에서 원반 필름을 가열하면서 상기 2세트의 닙롤쌍의 회전 속도 차에 의해 연신하는 방법이다. 얻어지는 위상차 필름의 광학적인 균일성이 높다는 관점에서, 롱 스팬 종연신법이 바람직하다. 롱 스팬 종연신법에 있어서, 에어 플로팅 방식의 열풍 오븐을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
에어 플로팅 방식의 열풍 오븐이란, 상기 열풍 오븐 중에 원반 필름을 도입하였을 때, 상기 원반 필름의 양면에 상기 오븐 내에 구비된 상측 노즐과 하측 노즐로부터 열풍을 분출할 수 있는 구조를 가지는 것이다. 복수의 상측 노즐과 하측 노즐이 필름의 흐름 방향(연신 방향)으로 교대로 설치되어 있다. 상기 열풍 오븐 중, 원반 필름이 상측 노즐과 하측 노즐의 쌍방에 접촉하지 않도록 하여, 원반 필름을 종연신할 수 있다. 이 경우의 연신 온도(즉, 열풍 오븐 속의 분위기 온도)는 원반 필름에 포함되는 열가소성 수지가 비정성 수지인 경우, 상기 열가소성 수지의 (Tg-20) 내지 (Tg+30)℃의 온도 범위로 하는 것이 바람직하다. 한편, 열가소성 수지가 결정성 수지인 경우, 상기 열가소성 수지의 (Tm-40) 내지 (Tm+10)℃의 온도 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, Tg는 유리 전위 온도를 나타내고, Tm은 융점을 나타낸다.
본 명세서에 있어서의 Tg는 JIS K7121에 따라서 구해지는 중간점 유리 전위 온도를 의미하고, 구체적으로는 시차 열주사 열량계(DSC) 등을 사용하여, 샘플을 한번 융점 이상으로 가열한 후, 소정의 속도로 -30℃(폴리프로필렌계 수지의 경우) 정도까지 냉각하고, 그 후, 소정의 속도로 승온하면서 측정하여 얻어지는 DSC 곡선의 굴곡점으로부터 구해지는 값이다. 또, 냉각 온도는 수지의 종류에 따라 적절하게 변경할 수 있다.
본 명세서에 있어서의 융점은 JIS K7121에 따라서 구해지는 시차 주사 열량 측정 있어서의 융해 피크 온도이다. 결정성 폴리올레핀계 수지의 융점(Tm)은 통상 80 내지 300℃이다.
종연신에 사용되는 열풍 오븐이, 각각 독립으로 온도 조정 가능한 2존 이상으로 구분되어 있는 경우, 각각의 존의 온도 설정은 같거나 달라도 좋다. 단, 각각의 존의 온도(열풍 오븐 속의 분위기 온도)는 상술한 온도 범위를 충족시키는 것이 바람직하다. 또한, 열풍 오븐은 필름의 진행 방향과 수직으로 2 내지 4존으로 구분되어 있는 것이 바람직하다.
종연신 배율은 1.01 내지 3.0배로 할 수 있다. 또, 광학적인 균일성에 의해 우수한 위상차 필름을 얻는 관점에서, 종연신 배율은 1.05 내지 2.5배인 것이 바람직하다.
종연신에 사용되는 열풍 오븐의 입구측에 설치되는 닙롤의 회전 속도는 특히 한정되지 않고, 통상 1 내지 20m/분이다. 또, 광학적인 균일성에 의해 우수한 위상차 필름이 얻어지기 때문에, 3 내지 10m/분인 것이 바람직하다.
종연신에 사용되는 열풍 오븐 필름 길이 방향의 전체 길이는 특히 한정은 되지 않고, 1 내지 15m로 할 수 있다. 광학적인 균일성에 의해 우수한 위상차 필름을 얻는 관점에서, 상기 전체 길이는 2 내지 10m인 것이 바람직하다.
종연신에 사용되는 열풍 오븐이 복수의 존으로 구분되는 경우, 각 존에 설치되는 열풍 분출용의 노즐의 개수는 통상적으로 5 내지 30개로 할 수 있다. 광학적인 균일성에 의해 우수한 위상차 필름을 얻는 관점에서, 상기 노즐의 개수는 8 내지 20개인 것이 바람직하다. 노즐 개수가 지나치게 많으면 플로팅하는 필름의 곡률이 지나치게 커지는 경향이 있다. 한편, 노즐 개수가 지나치게 적으면 필름이 노즐 간에서 뜨기 어려운, 즉 플로팅하기 어려운 경향이 있다.
<원료 필름의 횡연신>
도 1은 본 발명에 따른 위상차 필름의 제조 방법의 적합한 실시형태를 모식적으로 도시하는 공정도이다. 이 위상차 필름의 제조 방법은 원료 필름(20)을 열풍으로 예열되는 예열 공정, 예열한 원료 필름(20)을 열풍으로 가열하면서 연신하여 연신 필름(22)을 얻는 연신 공정, 및 연신 필름(22)을 열풍으로 가열하여 안정화시키는 열 고정 공정을 가진다.
본 실시형태에 따른 위상차 필름의 제조 방법은 텐터법에 의한 방법이다. 상기 방법에 사용되는 오븐(100)은 예열 공정을 행하는 예열 존(10), 연신 공정을 행하는 연신 존(12), 및 열 고정 공정을 행하는 열 고정 존(14)을 구비한다. 오븐(100)으로서는 각각의 존의 온도를 독립으로 조절할 수 있는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 위상차 필름의 제조 방법의 적합한 실시형태를 모식적으로 도시하는 공정 단면도이다. 오븐(100) 내의 상면(100a)에는 복수의 상측 노즐(30)이 설치되어 있다. 오븐(100) 내의 하면(100b)에는 복수의 하측 노즐(32)이 설치되어 있다. 상측 노즐(30)과 하측 노즐(32)은 상하 방향에 대향하도록 설치되어 있다.
상세하게는, 예열 존(10)에는 오븐(100) 내의 상면 및 하면에 4쌍의 노즐(합계 8개)이 설치되어 있고, 연신 존(12)에는 10쌍의 노즐(합계 20개)이 설치되어 있고, 열 고정 존(14)에는 4쌍의 노즐(합계 8개)이 설치되어 있다. 각 존에 있어서의 이웃하는 노즐의 간격은 오븐의 구조를 간소화하면서 원료 필름 및 연신 필름을 균일하게 가열하는 관점에서, 0.1 내지 1m인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.5m인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 내지 0.3m인 것이 가장 바람직하다.
예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)의 상면(100a)에 설치된 상측 노즐(30)은 하부에 분출구를 가지고, 하측 방향(화살표 B 방향)으로 열풍을 분출할 수 있다. 한편, 예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)의 하측에 각각 설치된 하측 노즐(32)은 상부에 분출구를 가지고, 상측 방향(화살표 C 방향)으로 열풍을 분출할 수 있다. 또, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 상측 노즐(30) 및 하측 노즐(32)은 원료 필름 및 연신 필름을 폭 방향으로 균일하게 가열할 수 있도록, 도 2의 지면에 수직 방향으로 소정 크기의 깊이를 가진다.
본 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법에서는 예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14) 중, 적어도 1개의 존에 있어서의 모든 상측 노즐(30) 및 모든 하측 노즐(32)로부터의 분출구에 있어서의 열풍의 분출 풍속이 2 내지 12m/초이며, 원료 필름 및 연신 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당, 노즐(30(32)) 1개당의 분출구로부터의 분출 풍량이 0.1 내지 1㎥/초이다. 상기 분출 풍속은 광학적인 균일성이 한층 더 우수한 위상차 필름을 얻는 관점에서, 2 내지 10m/초인 것이 바람직하고, 3 내지 8m/초인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 분출 풍량은 광학적인 균일성에 한층 더 우수한 위상차 필름을 얻는 관점에서, 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.1 내지 0.5㎥/초인 것이 바람직하다.
예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14) 중, 예열 존(10)의 상기 분출 풍속이 2 내지 12m/초이며, 노즐(30, 32) 1개당의 분출구로부터의 분출 풍량이 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.1 내지 1㎥/초인 것이 바람직하다. 예열 존(10)에 있어서는 원료 필름(20)이 실온으로부터 연신 가능한 온도까지 가열되지만, 필름 폭은 바뀌지 않은 채 척(18)으로 보유되어 있기 때문에, 열팽창에 의해 늘어지기 쉬워져 있다. 예열 존(10)에 있어서의 모든 노즐(30, 32)의 분출구에 있어서의 열풍의 분출 풍속이 2 내지 12m/초이며, 노즐(30, 32) 1개당의 분출 풍량이 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.1 내지 1㎥/초이면, 원료 필름(2O)을 충분히 예열할 수 있고, 동시에 원료 필름(20)의 늘어짐이나 펄럭거림을 억제할 수 있다. 또, 예열 존(10)에 있어서의 모든 노즐(30, 32)의 분출구에 있어서의 열풍의 분출 풍속이 2 내지 10m/초인 것이 보다 바람직하다.
열풍의 분출 풍속은 노즐(30, 32)의 열풍 분출구에 있어서, 시판의 열식 풍속계를 사용하여 측정할 수 있다. 또한, 분출구로부터의 분출 풍량은 분출 풍속과 분출구의 면적의 곱에 의해 구할 수 있다. 또한, 열풍의 분출 풍속은 측정 정밀도의 관점에서, 각 노즐의 분출구에서 10점 정도를 측정하여, 그 평균치로 하는 것이 바람직하다.
예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)의 모든 존에 있어서, 모든 노즐(30, 32)의 열풍 분출구에 있어서의 열풍의 분출 풍속이 2 내지 12m/초인 것이 더욱 바람직하고, 2 내지 10m/초인 것이 가장 바람직하다. 이로써, 위상차가 한층 충분하게 균일하며, 한층 충분하게 높은 축 정밀도를 가지는 열가소성 수지제의 위상차 필름을 얻을 수 있다. 또한, 예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)의 모든 존에 있어서, 노즐(30, 32) 1개당의 분출 풍량이 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 O.1 내지 1㎥/초인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에서는 오븐(100) 내에 원료 필름(20)을 도입하지 않는 상태에 있어서, 필름(25)이 보유되어야 할 위치에 있어서의 열풍의 풍속이 예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 존에서, 5m/초 이하인 것이 바람직하다. 이러한 열풍을 사용하여 필름(25)을 가열함으로써, 광학적인 균일성에 의해 충분히 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다. 특히, 예열 존(10)에 있어서, 상기 풍속이 5m/초 이하의 열풍을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 예열 존(10)에서 오븐(100)에 도입된 원료 필름(20)이 실온으로부터 연신 가능한 온도까지 가열되지만, 필름(25)의 가로 폭은 척(18)으로 보유되어 있기 때문에, 열팽창에 의해 늘어지기 쉬워진다. 그래서, 예열 존(10)에 있어서의 상기 풍속을 5m/초 이하로 함으로써, 필름(25)의 늘어짐이나 펄럭거림을 예방할 수 있다.
예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)의 모든 존에 있어서, 각각의 노즐(30, 32)의 분출구에서의 열풍의 분출 풍속의 폭 방향(도 2의 지면에 수직인 방향)에 있어서의 최대치와 최소치의 차가 4m/초 이하인 것이 바람직하다. 이렇게 폭 방향으로 풍속의 편차가 적은 열풍을 사용함으로써, 폭 방향의 광학적인 균일성이 한층 높은 위상차 필름을 얻을 수 있다. 이렇게 풍속의 편차가 적은 열풍을 사용함으로써, 광학적인 균일성이 더욱 높은 위상차 필름을 얻을 수 있다.
오븐(100)에 있어서, 예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 존에 있어서, 서로 대향하는 상측 노즐(30)과 하측 노즐(32)의 간격(L; 최단 거리)은 150mm 이상인 것이 바람직하고, 150 내지 600mm인 것이 더욱 바람직하고, 150 내지 400mm인 것이 가장 바람직하다. 이러한 간격(L)으로 상측 노즐과 하측 노즐을 배치함으로써, 각 공정에 있어서의 필름의 펄럭거림을 한층 확실하게 억제할 수 있다.
또, 예열 존(10), 연신 존(12) 및 열 고정 존(14)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 존에 구비되는 각각의 노즐(30, 32)의 분출구에 있어서의 열풍의 폭 방향(도 2의 지면에 수직 방향)에서의 최고 온도와 최저 온도의 차(ΔT)가 모두 2℃ 이하인 것이 바람직하고, 모두 1℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 폭 방향에 있어서의 온도차가 충분히 작은 열풍을 사용하여 필름을 가열함으로써, 폭 방향의 배향성의 편차를 한층 억제할 수 있다. 또, 원료 필름이 폴리프로필렌계 수지로 이루어지는 경우, 사용되는 열풍은 상기 원료 필름을 연신하는 온도인 80 내지 170℃의 온도 범위에서, 상기 온도차(ΔT)는 2℃ 이하인 것이 바람직하고, 1℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
위상차 필름은 액정 표시 장치의 표시부에 내장하여 사용되기 때문에, 이물 등의 부착량이 적은 것이 바람직하다. 따라서, 오븐(100) 중의 클린도는 청정도 클래스 1000 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서의 「청정도 클래스」란, 미국 연방 규격(USA FED.STD)209D로 규정되는 청정도 클래스를 말하는 것으로 「청정도 클래스 1000」이란 공기 중에 포함되는 입자 직경 0.5μm 이하의 미립자가 1입방 피트(lft3)당에 1000개를 초과하지 않는 분위기인 것을 의미한다. 덧붙이면, 미국 연방 규격 209D로 규정되는 청정도 클래스 1000은 JIS B9920「클린 룸의 공기 청정도의 평가 방법」에서 규정되는 청정도 클래스 6에 상당한다.
도 3은 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 적합하게 사용되는 제트 노즐의 형상의 일 예를 도시하는 모식 단면도이다. 도 4는 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 적합하게 사용되는 펀칭 노즐의 형상의 일 예를 도시하는 모식 단면도이다. 도 5는 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 적합하게 사용되는 펀칭 노즐의 형상의 다른 예를 도시하는 모식 단면도이다. 본 실시형태에 있어서의 오븐(100)은 도 3에 도시하는 바와 같은 제트 노즐 및 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같은 펀칭 노즐의 한쪽 또는 쌍방을 구비하는 것이 바람직하다.
도 3은 제트 노즐(34)을 도시하고, 도 4 및 도 5는 각각 펀칭 노즐(36, 38)을 도시한다. 또, 도 3의 제트 노즐(34), 도 4의 펀칭 노즐(36), 도 5의 펀칭 노즐(38)은 오븐(100) 내의 상면(100a)에 설치되어 하향(화살표 B 방향)으로 열풍을 분출하는 구조로 되어 있다. 또한, 제트 노즐(34), 펀칭 노즐(36), 펀칭 노즐(38)은 오븐(100) 내의 하면(100b)에 설치되고, 상측 방향(도 2중 화살표 C 방향)으로 열풍을 분출하는 구조로 되어 있다. 도 3 내지 5에는 도시하지 않지만, 노즐(34, 36, 38)은 도 2의 지면에 수직인 방향으로 소정의 크기의 깊이를 가진다. 또, 상기 깊이의 길이는 필름(25)의 폭의 길이보다도 긴 것이 바람직하다.
제트 노즐(34)은 필름의 폭 방향으로 길어지는 슬릿(40)을 열풍의 분출구로서 가진다. 슬릿(40)의 슬릿 폭(D)은 5mm 이상인 것이 바람직하고, 5 내지 20mm인 것이 더욱 바람직하다. 슬릿 폭(D)을 5mm 이상으로 함으로써, 얻어지는 위상차 필름의 광학적인 균일성에 따라 한층 향상시킬 수 있다. 또, 제트 노즐(34) 1개당의 분출구의 면적은 제트 노즐(34)의 노즐의 폭 방향(도 3의 깊이 방향)의 길이와 슬릿 폭(D)의 곱에 의해 구할 수 있다. 이 노즐 1개당의 분출구의 면적과 분출 풍속의 곱이 노즐 1개당의 열풍의 분출 풍량이 된다. 이 열풍의 분출 풍량을 필름의 폭 방향에 따른 슬릿(40)의 길이로 나눔으로써, 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당의 열풍의 분출 풍량을 구할 수 있다.
펀칭 노즐(36)은 그 길이 방향으로 수직인 단면이 도 4에 도시하는 바와 같이, 직사각형의 형상을 가진다. 펀칭 노즐(36)은 필름(25)과 대향하는 면인 하측 면(36a)에 복수의 예를 들면 원형의 개구(42)를 가진다. 펀칭 노즐(36)의 열풍의 분출구는 면(36a)에 형성되는 복수의 개구(42)에 의해 구성된다. 복수의 개구(42)는 열풍의 분출구이며, 열풍은 개구(42)로부터 소정의 풍속으로 분출된다. 개구(42)는 필름(25)의 길이 방향으로 복수개 배치되는 동시에, 폭 방향으로도 복수개 배치되어 있다. 개구(42)는 예를 들면 지그재그 모양으로 배치할 수 있다. 또, 펀칭 노즐(36) 1개당의 분출구의 면적은 1개의 펀칭 노즐(36)에 형성되는 모든 개구(42)의 면적의 합에 의해 구할 수 있다. 이 노즐 1개당의 분출구의 면적과 분출 풍속의 곱이 노즐 1개당의 열풍의 분출 풍량이 된다. 이 열풍의 분출 풍량을 필름의 폭 방향에 따른 길이로 나눔으로써, 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당의 열풍의 분출 풍량을 구할 수 있다.
펀칭 노즐(38)은 그 길이 방향으로 수직인 단면이 도 5에 도시하는 바와 같이, 필름(25)에 대향하는 면(38a)을 향하여 끝으로 갈수록 넓어지는 사다리꼴 형상을 가진다. 펀칭 노즐(38)은 필름에 대향하는 면인 하측 면(38a)에 복수의 예를 들면 원형의 개구(44)를 가진다. 펀칭 노즐(38)의 열풍의 분출구는 면(38a)에 형성되는 복수의 개구(44)에 의해 구성된다. 복수의 개구(44)는 열풍의 분출구이며, 열풍은 개구(44)로부터 소정의 풍속으로 분출된다. 개구(44)는 필름(25)의 길이 방향으로 복수개 배치되는 동시에, 폭 방향으로도 복수개 배치되어 있다. 개구(44)는 예를 들면 지그재그 모양으로 배치할 수 있다. 또, 펀칭 노즐(38) 1개당의 분출구의 면적은 1개의 펀칭 노즐(38)에 설치되는 모든 개구(44)의 면적의 합에 의해 구할 수 있다. 이 노즐 1개당의 분출구의 면적과 분출 풍속의 곱이 노즐 1개당의 열풍의 분출 풍량이 된다.
펀칭 노즐(36) 또는 38을 사용하는 경우의, 노즐의 분출구에 있어서의 열풍의 폭 방향에서의 최대 분출 풍속과 최소 분출 풍속의 차는 동일 노즐(36) 또는 노즐(38) 위에 설치되는 복수의 개구(42) 또는 개구(44)로부터 분출되는 열풍의 최대 분출 속도와 최소 분출 속도의 차로서 구할 수 있다. 노즐의 분출구에 있어서의 열풍의 폭 방향에서의 최고 온도와 최저 온도의 차도 마찬가지로 구할 수 있다.
오븐(100) 내에 설치되는 노즐의 모두가 펀칭 노즐(36) 또는 펀칭 노즐(38)이면, 오븐(100) 전체에 있어서의 열풍 분출구의 면적의 합계를 크게 할 수 있다. 따라서, 필름(25)에 접촉하는 열풍의 풍압을 작게 할 수 있고, 필름(25)의 펄럭거림을 한층 작게 할 수 있다. 이로써, 얻어지는 위상차 필름의 광학적인 균일성을 한층 향상시킬 수 있다. 특히 예열 존(10)에 있어서는 원료 필름(20)이 실온으로부터 연신 가능한 온도까지 가열되지만, 원료 필름(20)의 폭(가로 방향의 길이)은 바뀌지 않은 채, 척으로 보유되어 있기 때문에, 열팽창에 의해 늘어지기 쉬워지는 경향이 있다. 그렇지만, 예열 존(10)에 펀칭 노즐(36) 또는 펀칭 노즐(38)을 사용함으로써, 원료 필름(20)의 늘어짐이나 펄럭거림을 한층 억제할 수 있다.
펀칭 노즐(36, 38)의 면(36a, 38a)에 설치되는 개수(42, 44)의 각각의 크기 및 수는 각 개구(42, 44)에 있어서의 열풍의 분출 풍속이 2 내지 12m/초가 되고, 또한 각각의 노즐로부터의 분출 풍량이 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 O.1 내지 1㎥/초가 되는 범위 내에서 적절하게 조정할 수 있다.
펀칭 노즐(36, 38)의 각 개구로부터의 분출 풍속을 더욱 균일하게 하는 관점에서, 개구(42, 44)의 형상은 원형인 것이 바람직하다. 이 경우, 개구(42, 44)의 직경은 2 내지 10mm인 것이 바람직하고, 3 내지 8mm인 것이 더욱 바람직하다.
펀칭 노즐(36, 38)을 사용하는 경우, 노즐 1개당의 면(36a, 38a)의 필름 길이 방향(흐름 방향)의 길이가 50 내지 300mm인 것이 바람직하다. 또한 인접하는 펀칭 노즐의 간격이 0.3m 이하인 것이 바람직하다. 또한, 펀칭 노즐(36, 38)의 필름 폭 방향의 길이에 대한 상기 펀칭 노즐(36, 38)의 개구(42, 44)의 면적의 총합(분출구의 면적)의 비(펀칭 노즐의 개구의 면적의 총합(㎡)/상기 펀칭 노즐의 필름 폭 방향의 길이(m))가 0.008m 이상인 것이 바람직하다.
이러한 펀칭 노즐(36, 38)을 사용함으로써, 열풍의 분출구의 면적을 크게 할 수 있다. 이로써, 열풍의 풍속을 충분히 낮추고, 또한 충분한 풍량으로 열풍을 분출하는 것이 가능해지고, 필름을 한층 더 균일하게 가열할 수 있다. 따라서, 위상차가 한층 더 균일하고, 한층 더 높은 축 정밀도를 가지는 필름을 제조할 수 있다.
본 실시형태의 위상차 필름의 제조 방법은 열가소성 수지 필름을 열풍으로 가열하는 예열 공정과, 예열된 열가소성 수지 필름을 열풍으로 가열하면서 그 폭 방향으로 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정과, 연신 필름을 열풍으로 가열하는 열 고정 공정을 가진다. 이하, 본 실시형태에 따른 위상차 필름의 제조 방법의 각 공정에 있어서 상세하게 설명한다.
(예열 공정)
예열 공정에서는 열가소성 수지로 이루어지는 폭(W1)의 원료 필름(20)을 오븐(100) 내의 예열 존(10)에 도입하여 예열을 행한다(도 1). 예열 공정은 원료 필름(20)을 폭 방향(가로 방향)으로 연신하는 연신 공정 전에 행해지는 공정이며, 원료 필름(20)을 연신하는 데에도 충분한 온도로까지 원료 필름(20)을 가열하는 공정이다.
척(18)으로 고정된 원료 필름(20)은 척(18)의 A 방향으로의 이동에 의해 예열 존(10)에 도입된다. 원료 필름(20)은 이 예열 존(10)에서 가열되면서, 척(18)의 이동에 따른 A 방향으로 이동한다. 오븐(100) 내의 원료 필름(20)의 이동 속도는 통상적으로 0.1 내지 50m/분의 범위 내에서 적절하게 조정할 수 있다.
예열 공정에 있어서의 예열 온도는 원료 필름(20)에 포함되는 열가소성 수지가 비정성 수지의 경우, (Tg-20) 내지 (Tg+30)℃로 하는 것이 바람직하다. 한편, 원료 필름(20)에 포함되는 열가소성 수지가 결정성 수지인 경우, (Tm-40) 내지 (Tm+20)로 라고 하는 것이 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서의 예열 온도란 오븐(100) 내의 예열 공정을 행하는 예열 존(10) 중의 분위기 온도를 말한다.
원료 필름(20)이 폴리프로필렌계 수지로 이루어지는 경우, 얻어지는 위상차 필름의 위상차의 균일성을 양호하게 하기 위해서, 예열 온도는 폴리프로필렌계 수지의 융점을 T로 한 경우에, (T1-10) 내지 (T1+10)℃의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, (T1-5) 내지 (T1+5)℃로 하는 것이 더욱 바람직하다.
예열 공정에 있어서의 원료 필름(20)은 열가소성 수지가 비정성 수지인 경우, 다음에 행해지는 연신 공정 개시 전까지 (Tg-20) 내지 (Tg+30)℃의 범위로 가열되는 것이 바람직하다. 한편, 원료 필름(20)에 포함되는 열가소성 수지가 결정성 수지인 경우, (Tm-40) 내지 (Tm+20)℃의 범위로 가열되는 것이 바람직하다.
예열 공정이 행해지는 예열 존(10)은 원료 필름(20)의 진행 방향에 있어서의 길이가 0.5 내지 10m인 것이 바람직하다. 예열 존(10)의 길이가 0.5m 미만인 경우, 원료 필름이 충분히 예열되지 않고, 위상차 필름의 광학적인 균일성이 손상되는 경향이 있다. 한편, 예열 존(10)의 길이가 10m를 넘는 경우, 오븐(100)의 크기가 커져서 위상차 필름의 제조 비용이 상승하는 경향이 있다.
(연신 공정)
연신 공정은 오븐(100) 내의 연신 존(12)에 있어서 행해진다. 예열 존(10)에 있어서의 예열 공정 종료 후, 원료 필름(20)은 화살표 A 방향으로 이동하여 예열 존(10)으로부터 연신 존(12)에 도입된다.
연신 공정은 예열 공정에서 예열된 원료 필름(20)을 가열하면서 폭 방향(화살표 A 방향에 수직인 방향)으로 연신하는 공정이다. 이 연신 공정에서의 연신 온도(연신 존(12) 내의 분위기 온도)는 예열 온도보다 낮은 온도로 하여도 좋고, 높은 온도로 하여도 좋고, 같은 온도로 하여도 좋다. 원료 필름(20)이 폴리프로필렌계 수지로 이루어지는 경우, 예열된 원료 필름(20)을 예열 공정보다도 낮은 온도에서 연신함으로써, 원료 필름(20)을 한층 더 균일하게 연신할 수 있다. 그 결과, 위상차의 균일성이 한층 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다. 원료 필름(20)이 폴리프로필렌계 수지로 이루어지는 경우의 연신 온도는 예열 공정에 있어서의 예열 온도보다 5 내지 20℃ 낮은 것이 바람직하고, 7 내지 15℃ 낮은 것이 더욱 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서의 연신 온도는 오븐(100) 내의 연신 공정을 행하는 연신 존(12) 내의 분위기 온도를 말한다.
연신 공정에 있어서의 원료 필름(20)의 횡연신은 원료 필름(20)을 고정하는 척(18)을 폭 방향(화살표 A 방향과는 수직인 방향)으로 넓힘으로써 행해진다. 즉, 척(18)이 A 방향으로 이동하면서 서서히 폭 방향으로 넓어짐으로써, 원료 필름(20)이 가로 방향으로 인장되어 횡연신된다. 이 연신 공정에 의해, 원료 필름(20)은 폭(W1)으로부터 폭(W2)으로 횡연신된다.
연신 공정에 있어서의 원료 필름(20)의 횡연신 배율은 2 내지 10배인 것이 바람직하다. 얻어지는 위상차 필름의 광학적인 균일성을 한층 향상시키는 관점에서, 상기 횡연신 배율은 4 내지 7배인 것이 보다 바람직하다.
연신 공정이 행해지는 연신 존(12)은 원료 필름(20)의 진행 방향(A)에 있어서의 길이가 0.5 내지 10m인 것이 바람직하다. 연신 존(12)의 길이가 0.5m 미만인 경우, 원료 필름(20)이 충분히 연신되지 않고, 위상차 필름의 광학적인 균일성이 손상되는 경향이 있다. 한편, 연신 존(12)의 길이가 10m를 넘는 경우, 오븐(100)의 크기가 커져서 위상차 필름의 제조 비용이 상승되는 경향이 있다.
본 실시형태에서는 연신 공정에서 원료 필름(20)의 횡연신만을 행하였지만, 종연신과 횡연신을 양쪽 모두 행할 수도 있다. 이 경우, 원료 필름(20)을 고정하는 척(18)에 의해, 원료 필름(20)을 폭 방향(화살표 A 방향과는 수직인 방향)과 길이 방향(화살표 A 방향과 평행인 방향)으로 동시 또는 점차로 잡아 당김으로써 행할 수 있다. 또, 원료 필름(20)의 길이 방향의 연신은 연신 존(12)에 있어서 서로 이웃하는 척(18)의 간격을 넓힘으로써 행할 수 있다.
(열 고정 공정)
열 고정 공정은 오븐(100) 내의 열 고정 존(14)에서 행해진다. 연신 존(12)에 있어서의 연신 공정 종료 후, 연신된 연신 필름(22)은 화살표 A 방향으로 이동하여 연신 존(12)으로부터 열 고정 존(14)에 도입된다.
열 고정 공정은 연신 공정 종료 시에 있어서의 가로 폭(W2)을 유지한 상태에서, 연신 필름(22)을 열 고정 온도(열 고정 존(14) 내의 분위기 온도)로 유지된 열 고정 존(14)에서 가열함으로써, 연신 필름(22)의 광학적 특성을 안정화시키는 공정이다. 열 고정 온도는 연신 공정에 있어서의 연신 온도보다 낮은 온도, 높은 온도 또는 같은 온도로 할 수 있다. 위상차 필름의 위상차나 광축 등의 광학적 특성의 안정성을 한층 향상시키는 관점에서, 열 고정 온도는 연신 온도보다도 10℃ 낮은 온도로부터 연신 온도보다도 30℃ 높은 온도까지의 온도 범위 내인 것이 바람직하다.
열 고정 공정이 행해지는 열 고정 존(14)은 원료 필름(20)의 진행 방향(A)에 있어서의 길이가 0.5 내지 10m인 것이 바람직하다. 열 고정 존(14)의 길이가 0.5m 미만인 경우, 연신 필름(22)이 충분히 안정화되지 않고, 위상차 필름의 광학적인 균일성이 손상되는 경향이 있다. 한편, 열 고정 존(14)의 길이가 10m를 넘는 경우, 오븐(100)의 크기가 커져서 위상차 필름의 제조 비용이 상승하는 경향이 있다.
본 실시형태에 따른 위상차 필름의 제조 방법은 열 완화 공정을 더 가져도 좋다. 이 열 완화 공정은 연신 공정과 열 고정 공정의 사이에 행할 수 있다. 따라서, 열 완화 공정은 다른 존으로부터 독립적으로 온도 설정이 가능한 열 완화 존을, 연신 존(12)과 열 고정 존(14)의 사이에 설치하여 행하여도 좋고, 열 고정 존(14) 내에서 행하여도 좋다.
열 완화 공정에서는 연신 공정에 있어서 필름을 소정의 폭(W2)으로 연신한 후, 이웃하는 척의 간격을 수%(바람직하게는 0.1 내지 10%)만큼 좁힘으로써, 연신된 연신 필름(22)으로부터 쓸데없는 변형을 제거할 수 있다. 이 변형을 제거함으로써, 광학적인 균일성이 한층 더 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다.
위상차 필름에 구해지는 위상차는 상기 위상차 필름이 내장되는 액정 표시 장치의 종류에 따라 다르지만, 통상, 면내 위상차(R0)는 30 내지 300nm이다. 후술하는 수직 배향(VA) 모드 액정 모니터에 사용하는 경우, 우수한 시야 모서리각 특성을 확보하는 관점에서, 면내 위상차(R0)는 40 내지 70nm인 것이 바람직하고, 두께 방향 위상차(Rth)는 90 내지 230nm인 것이 바람직하다. 위상차 필름의 두께는 통상적으로 10 내지 100μm이며, 바람직하게는 10 내지 60μm이다. 위상차 필름을 제조할 때의 종연신이나 횡연신을 행할 때의 연신 배율이나 온도 등의 연신 조건과, 제조하는 위상차 필름의 두께를 제어함으로써, 원하는 위상차를 가지는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
본 명세서에 있어서의 위상차 필름의 면내 위상차(R0) 및 두께 방향 위상차(Rth)는 각각, 하기 식(I) 및 (II)로 정의된다.
R0=(nx-ny)×d…(I)
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d…(II)
식(I) 및 식(II)에 있어서, nx는 위상차 필름의 면내의 지상축(遲相軸) 방향(굴절률이 최대로 되는 방향)의 굴절률을 나타내고, ny는 위상차 필름의 면내의 진상축(進相軸) 방향(굴절률이 최소가 되는 방향)의 굴절률을 나타낸다. 또한, nz는 위상차 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타내고, d는 위상차 필름의 두께(단위: nm)를 나타낸다.
본 명세서에 있어서의 광축이란 위상차 필름의 면 내에서 굴절률이 최대가 되는 방위, 즉 면내 지상축을 의미한다. 또, 광축의 각도란 열가소성 수지 필름의 연신 방향과, 상기 열가소성 수지 필름의 면내 지상축이 이루는 각도를 의미하고, 배향각이라고 불리기도 한다. 즉, 광축의 각도는 열가소성 수지 필름의 연신 방향을 기준선(0°)으로 하고, 상기 기준선과 면내 지상축과의 이루는 각도를 말한다. 또, 광축의 각도는 시판되는 편광 현미경이나 자동 복굴절계를 사용하여 측정할 수 있다.
본 실시형태에 따른 위상차 필름의 제조 방법에 의해, 예를 들면, 연신 필름(22)의 면내(500mm폭×500mm길이의 면내)의 위상차의 최대치와 최소치의 차가 15nm 이하이고, 필름의 폭 방향 500mm의 광축의 각도를 측정한 경우에 광축이 -5 내지 +5°의 범위인, 광학적인 균일성이 높은 위상차 필름을 얻을 수 있다.
이 위상차 필름은 다양한 편광판이나 액정층 등과 적층되고, 휴대전화, 휴대 정보단말(Personal Digital Assistant: PDA), 퍼스널 컴퓨터, 대형 텔레비전 등의 액정 표시 장치로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 실시형태에 따른 위상차 필름을 적층하는 액정 표시 장치(LCD)로서는 광학 보상 벤드(Optically Compensated Bend:OCB) 모드, 수직 배향(Vertical Alignment: VA) 모드, 횡전계(In-Plane Switching: IPS) 모드, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 모드, 비틀림 네마틱(Twisted Nematic: TN) 모드, 초비틀림 네마틱(Super Twisted Nematic: STN) 모드 등 다양한 모드의 액정 표시 장치를 들 수 있다.
본 실시형태에 따른 제조 방법에 따르면, 높은 축 정밀도와 균일한 위상차를 가지는, 광학적 균일성이 우수한 열가소성 수지제의 위상차 필름을 얻을 수 있다. 이 위상차 필름은 특히 대형 액정 텔레비전 등의 대화면의 액정 디스플레이에 사용된 경우라도, 광학적인 불균일성에 유래하는 위상차나 광축의 불균일함이 거의 없고, 시야 모서리각 의존성을 개선하는 효과를 가지는 것이다. 또한, 축 정밀도가 높고, 균일한 위상차를 가지는 위상차 필름을 구비하는 상술한 액정 표시 장치는 시야 모서리각 특성 및 내구성이 우수한 것이다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 조금도 한정되지 않는다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 흔히 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서 사용한 폴리프로필렌계 수지의 크실렌 가용성 분량 및 에틸렌 함유량은 이하의 순서로 구하였다.
<크실렌 가용성 분량(CXS)>
폴리프로필렌계 수지의 시료 1g을 비등(환류) 상태에 있는 크실렌 100ml에 완전히 용해시킨 후, 20℃로 강온하고, 동온도에서 4시간 정치하였다. 그 후, 여과에 의해 석출물과 여과액으로 분별하고, 여과액으로부터 크실렌을 증류 제거하여 생성한 고형물을 압력을 감압하 70℃에서 건조하였다. 건조하여 얻어진 잔존물의 질량의 당초 시료의 질량(1g)에 대한 백분률을 상기 폴리프로필렌계 수지의 20℃ 크실렌 가용 성분량(CXS)으로 하였다.
<에틸렌 함유량>
폴리프로필렌계 수지에 대해서, 고분자 분석 핸드북(1995년, kinokuniya 서점 발행) 제616페이지에 기재되어 있는 방법에 의해 IR 스펙트럼을 측정하고, 상기 폴리프로필렌계 수지중의 에틸렌 유래의 구성 단위의 함량을 구하였다.
(실시예 1)
<압출 성형(원반 필름)>
폴리프로필렌계 수지(프로필렌에틸렌랜덤 공중합체, Tm=136℃, MFR=8g/10분, 에틸렌 함유량=4.6질량%, CXS=4질량%)를, 실린더 온도를 250℃로 한 65mmφ압출기에 투입하여 용융 혼련하고, 65kg/h의 압출량으로 상기 압출기에 설치된 1200mm 폭의 T 다이로부터 압출하였다.
압출된 용융 폴리프로필렌계 수지를 12℃로 승온 조절된 400mmφ의 캐스팅 롤과, 12℃로 온도 조절된 금속 슬리브로 이루어지는 외통 및 그 내부에 있는 탄성체 롤로 구성되는 터치 롤에 의해 협압하여 냉각함으로써, 두께 80μm, 폭940mm의 폴리프로필렌계 수지 필름으로 가공하였다. 에어 갭은 115mm, 캐스팅 롤과 터치 롤 사이에서 용융 폴리프로필렌계 수지를 협압한 거리는 20mm이었다.
<종연신>
얻어진 폴리프로필렌계 수지 필름을 2세트의 닙롤쌍과 상기 2세트의 닙롤쌍의 사이에 에어 플로팅 방식의 오븐을 구비하는 롱 스팬 종연신기에 도입하여, 종연신을 행하였다. 상기 오븐은 폴리프로필렌계 수지 필름의 입구측의 제 1 존과 출구측의 제 2 존으로 구분할 수 있고, 각 존의 길이는 1.5m(오븐 전체 길이: 3.0m)이었다.
종연신은 제 1 존의 온도를 122℃, 제 2 존의 온도를 126℃, 폴리프로필렌계 수지 필름 오븐 입구에 있어서의 속도를 6m/분, 종연신 배율 2배의 조건으로 행하였다. 종연신된 종연신 필름의 두께는 57μm, 폭은 650mm이었다. 이 종연신 필름의 면내 위상차(R0)를, 폭 방향의 중앙 부분에서 폭 500mm의 범위를 50mm 간격으로 11점 측정하였다. 면내 위상차(R0)의 평균치는 670nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 350nm이었다.
<횡연신>
다음에, 텐터법에 의해, 이 종연신 필름의 횡연신을 행하여 위상차 필름을 제작하였다. 텐터법에 사용하는 오븐은 종연신 필름의 흐름 방향에 있어서의 상류측(오븐의 입구측)으로부터, 열풍의 온도 및 풍속을 각각 독립적으로 제어 가능한 제 1 실(길이 1.2m), 제 2 실(길이 1.3m), 제 3 실(길이 1.3m), 제 4 실(길이 0.9m)(오븐 전체 길이: 4.7m)을 구비하고 있고, 제 1 실을 예열 존, 제 2 실과 제 3 실을 연신 존, 제 4 실을 열 고정 존으로서 사용하였다. 또, 각 실 및 오븐 전체의 길이는 필름의 흐름 방향에 따른 길이이다.
예열 존, 연신 존 및 열 고정 존에 있어서의 노즐의 종류는 표 1에 나타내는 바와 같다. 즉, 예열 존과 열 고정 존에 있어서의 열풍 분출용의 노즐에는 펀칭 노즐을 사용하고, 연신 존에 있어서의 열풍 분출용의 노즐에는 제트 노즐을 사용하였다. 예열 존에는 12개(6쌍), 열 고정 존에는 10개(5쌍)의 펀칭 노즐이 설치되고, 각 펀칭 노즐은 오븐 내에 있어서 균일한 간격으로 배치되어 있었다. 대향하는 상측 노즐과 하측 노즐의 간격은 200mm이었다. 또, 펀칭 노즐은 도 5의 형상을 가지는 것이며, 펀칭 노즐(38)의 필름 폭 방향의 길이는 1100mm이었다. 또한, 각 펀칭 노즐(38)에 있어서의 원형의 각 개구(44)의 직경은 5mm이었다.
각 존에 있어서의 각 노즐의 분출구의 면적은 표 2에 나타내는 바와 같다. 즉, 예열 존 및 열 고정 존에 설치된 각 펀칭 노즐(38)에 있어서의 개구(44)의 노즐 1개당의 합계 면적, 즉 분출구의 면적은 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.011㎡ 이었다. 각 펀칭 노즐(38)에 있어서의 면(38a)의 필름의 흐름 방향에 따른 길이는 100mm이었다.
연신 존에는 24개(12쌍)의 제트 노즐이 설치되고, 각 제트 노즐은 오븐 내에 있어서 균일한 간격으로 배치되어 있었다. 대향하는 상측 노즐과 하측 노즐과의 간격은 200mm였다. 또, 제트 노즐은 도 3의 형상을 가지는 것이며, 제트 노즐(34)의 필름 폭 방향의 길이는 1100mm이었다. 각 제트 노즐(34)에 있어서의 슬릿(40)의 슬릿 폭(D)은 5mm이며, 각각의 노즐의 슬릿(40)의 면적, 즉 분출구의 면적은 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.005㎡이었다.
텐터법에 의한 횡연신은 필름을 오븐의 상하 방향의 중간을 통과시킴으로써 행하였다. 구체적으로는 횡연신은 예열 존의 예열 온도를 140℃, 연신 존의 연신 온도를 130℃, 열 고정 존의 열 고정 온도를 130℃, 횡연신 배율을 4배, 라인 속도 1m/분, 오븐 출구에 있어서의 척 간 거리 600mm의 조건으로 행하고, 위상차 필름을 얻었다. 또, 여기에서 라인 속도란 오븐 내에 있어서의 필름의 이동 속도를 의미한다.
각 존에 있어서의 각 노즐로부터의 열풍의 분출 풍속은 표 2에 나타내는 바와 같이 하였다. 즉, 예열 존 및 열 고정 존에 있어서, 각각의 펀칭 노즐(38)의 분출구에서의 열풍의 분출 풍속은 11m/초로 하고, 펀칭 노즐(38) 1개당의 분출 풍량은 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.121㎥/초로 하였다. 또한, 연신 존에 있어서, 각각의 제트 노즐(34)의 분출구에서의 열풍의 분출 풍속은 15m/초로 하고, 제트 노즐(34) 1개당의 분출 풍량은 연신 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.075㎥/ 초로 하였다.
또, 각 펀칭 노즐(38) 및 각 제트 노즐(34)의 분출구에 있어서의 열풍의 최대 분출 풍속과 최소 분출 풍속의 차는 0.7m/초이었다. 또한, 각 존에 배치된 각 펀칭 노즐(38) 및 각 제트 노즐(34)의 열풍의 폭 방향에 있어서의 온도차는 최대로 1℃이었다. 또, 열풍의 풍속, 풍량 및 온도차는 이하의 방법에 의해 측정된 값이다.
<열풍의 풍속 및 풍량의 측정>
펀칭 노즐(38) 및 제트 노즐(34)로부터 분출되는 풍속은 다음과 같이 측정하였다. 필름의 이동 방향에 대하여, 각 실 필름 흐름 방향의 중앙 부근에 배치된 상측 노즐과 하측 노즐의 각각에 있어서, 각 노즐의 폭 방향(깊이 방향)의 양단으로부터 중앙부를 향하여 100mm의 위치에 있는 한 쌍의 점과, 상기 한 쌍의 점의 사이를 균등하게 4등분으로 구분한 경우의 3개의 구분 점과의 합계 5점에서, 열선식 풍속계를 사용하여 열풍의 풍속을 측정하였다. 즉, 각 실당, 상측 노즐과 하측 노즐에서 합계 10점의 열풍의 풍속을 시판의 열선식 풍속계로 측정하였다. 그리고, 이들의 평균치를 각 실에 있어서의 노즐로부터의 열풍의 분출 풍속으로 하였다. 존이 1실로 구성되어 있는 경우는 상기 실의 열풍의 분출 풍속을 상기 존의 열풍의 분출 풍속으로 하고, 존이 복수의 실로 구성되어 있는 경우(예를 들면 실시예 1의 연신 존의 경우)는 상기 존에 있어서의 각 실의 열풍의 분출 풍속의 평균치를 상기 존의 열풍의 분출 풍속으로 하였다. 또한, 각 실에 있어서 10점에서 측정한 풍속 중, 최대 풍속과 최소 풍속을 구하고, 이들의 차를 산출하고, 각 실에 있어서의 열풍의 풍속차로 하였다. 그리고, 각 실에 있어서의 풍속차 중, 최대인 것을 최대 풍속차로 하였다. 또, 열풍의 분출 풍량은 분출구의 면적과 상술한 바와 같이 구한 열풍의 풍속의 곱에 의해 구하였다.
<열풍의 온도차 측정>
각 펀칭 노즐(38) 및 제트 노즐(34)의 열풍의 온도차는 다음과 같이 측정하였다. 상술한 열풍의 풍속의 측정 방법과 동일하게 하고, 각 실당, 상측 노즐과 하측 노즐에서 합계 10점의 온도를 열전대(thermo couple)를 사용하여 측정하였다. 10점에서 측정한 온도 중, 최고 온도와 최저 온도의 차를 산출하고, 각 실(room)의 폭 방향에 있어서의 열풍의 온도차로 하였다. 그리고, 각 실에 있어서의 온도차 중, 최대인 것을 최대 온도차로 하였다.
다음에, 상술한 텐터법으로 종연신 필름을 횡연신함으로써 얻어진 위상차 필름의 평가를 아래와 같이 행하였다.
<면내 위상차(R0), 두께 방향 위상차(Rth), 및 면내 위상차 불균일함 (ΔR0)의 측정>
면내 위상차(R0)는 위상차 측정 장치(Oji Sceientific Instruments 제조, 상품명: KOBLV-CCD)을 사용하여 측정하였다. 구체적으로는 제작한 위상차 필름의 폭 방향의 중앙 부분에서 폭 320mm의 범위를 20mm 간격으로 측정하고, 그 평균치를 상기 위상차 필름의 면내 위상차(R0)로 하였다. 또한, 측정치의 최대치와 최소치의 차를 산출하고, 이것을 면내 위상차 불균일함(ΔR0)으로 하였다. 이 면내 위상차 불균일함이 15nm 이하인 경우를 「A」, 면내 위상차 불균일함이 15nm를 초과하는 경우를 「B」라고 평가하였다. 두께 방향 위상차(Rth)는 위상차 필름의 폭 방향의 중앙 부분을 위상차 측정 장치(Oji Sceientific Instruments 제조, 상품명: KOBRA-WPR)를 사용하여 측정하였다.
<광축의 각도 측정>
광축의 각도는 편광 현미경을 사용하여, 제작한 위상차 필름의 폭 방향의 중앙 부분에서 폭 320mm의 범위를 20mm 간격으로 측정하였다. 이 측정에 있어서, 측정한 모든 점에 있어서의 광축의 각도가 -5°이상, 또한 +5°이하인 경우를 「A」, 측정한 모든 점 중, 광축의 각도가 -5°미만, 또는 +5°를 초과하는 점이 있는 경우를 「B」라고 평가하였다.
평가 결과, 면내 위상차(R0)는 50nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 90nm, 320mm 폭에 있어서의 면내 위상차(R0)의 최대치와 최소치의 차(면내 위상차 불균일함(ΔR0))는 10nm, 광축의 각도는 -4.1 내지 +3.0°이었다. 이들의 결과로부터, 이 위상차 필름은 광학적인 균일성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
(비교예 1)
횡연신의 조건을 아래와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 즉, 텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 예열 존 및 열 고정 존에 있어서의 열풍 분출용의 노즐에는 실시예 1에 있어서의 연신 존과 같은 제트 노즐(34)을 사용하였다(표 1). 예열 존에는 12개(6쌍), 열 고정 존에는 10개(5쌍)의 제트 노즐(34)이 설치되고, 각 제트 노즐(34)은 오븐 내에 있어서 균일한 간격으로 배치되어 있었다.
예열 존, 연신 존 및 열 고정 존의 모두에 있어서, 각각의 제트 노즐(34)의 분출구에서의 열풍의 분출 풍속은 15m/초로 하고, 노즐 1개당의 분출 풍량은 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당 0.075㎥/ 초로 하였다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하고, 면내 위상차(R0), 두께 방향 위상차(Rth), 면내 위상차 불균일함(ΔR0), 및 광축의 각도를 측정하였다. 측정 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다.
표 3에 나타내는 바와 같이, 얻어진 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 80nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 100nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 35nm, 광축의 각도는 -3.1 내지 +7.7°이었다. 실시예 1과 비교하여, 위상차와 광축의 양쪽에 있어서 광학적인 균일성은 낮아졌다.
(비교예 2,3)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 각 존의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
표 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 2에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 100nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 80nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 57nm, 광축의 각도는 -1.1 내지 +2.0°이었다. 광축의 균일성은 우수하지만, 실시예 1과 비교하여, 위상차의 균일성은 낮아졌다.
비교예 3에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 50nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 105nm, 320mm폭에 있어서의 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 27nm, 광축의 각도는 -5.8 내지 +9.5°이었다. 실시예 1과 비교하여, 위상차 및 광축의 양쪽에 있어서 광학적인 균일성은 낮아졌다.
(비교예 4)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 라인 속도를 10m/분으로 한 것 이외에는 비교예 3과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가한 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
얻어진 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 50nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 95nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 28nm, 광축의 각도는 -5.6 내지 +6.9°이었다. 실시예 1과 비교하여, 위상차 및 광축의 양쪽에 있어서 광학적인 균일성은 낮아졌다.
(비교예 5,6)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 각 존의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
비교예 5에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 80nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 90mm, 위상차 불균일함(ΔR0)은 39nm, 광축의 각도는 -2.7 내지 -1.1°이었다. 광축의 균일성은 우수하지만, 실시예 1과 비교하여, 위상차의 균일성은 낮아졌다.
비교예 6에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 50nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 95nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 6nm, 광축의 각도는 -7.4 내지 +9.1°이었다. 위상차의 균일성은 우수하지만, 실시예 1과 비교하여, 광축의 균일성은 낮아져 있다.
(실시예 2)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 열 고정 존에 있어서의 열풍 분출용 노즐로서, 실시예 1의 연신 존의 제트 노즐(34)을 사용한 것(표 1), 및 각 존의 열풍의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
얻어진 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 60nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 100nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 13nm, 광축의 각도는 -4.1 내지 +4.4°이었다. 이들의 결과로부터, 이 위상차 필름은 위상차, 광축 모두 광학적인 균일성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
(비교예 7, 8)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 각 존의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 실시예 2과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
비교예 7에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 90nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 110nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 24nm, 광축의 각도는 -1.1 내지 +0.9°이었다. 광축의 균일성은 우수하지만, 실시예 2와 비교하여, 위상차의 균일성이 낮아졌다.
비교예 8에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 45nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 100nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 11nm, 광축의 각도는 -6.7 내지 +6.2°이었다. 위상차의 균일성은 우수하지만, 실시예 2와 비교하여, 광축의 균일성이 낮아졌다.
(실시예 3)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 연신 존에 있어서의 열풍 분출용 노즐로서, 실시예 1의 예열 존의 펀칭 노즐(38)을 사용한 것(표 1), 및 각 존의 열풍의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
얻어진 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 60nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 105nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 13nm, 광축의 각도는 -3.2 내지 +3.1이었다. 이들의 결과로부터, 이 위상차 필름은 위상차, 광축 모두 광학적인 균일성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
(비교예 9, 10)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 각 존의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
비교예 9에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 90nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 115nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 23nm, 광축의 각도는 -3.3 내지 -0.2°이었다. 광축의 균일성은 우수하지만, 실시예 3과 비교하여, 위상차의 균일성은 낮아졌다.
비교예 10에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 50nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 95nm, 면내 위상차 불균일함(R0)은 7nm, 광축의 각도는 -6.6 내지 +5.3°이었다. 위상차의 균일성은 우수하지만, 실시예 3과 비교하여, 광축의 균일성은 낮아졌다.
(실시예 4)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 예열 존 및 열 고정 존에 있어서의 열풍 분출용 노즐로서, 원형의 각 개구(44)의 직경이 7mm인 펀칭 노즐(38)을 사용한 것, 및 각 존의 열풍의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타낸 수치로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 또, 예열 존 및 열 고정 존에 설치된 각 펀칭 노즐(38)에 있어서의 개구(44)의 합계 면적, 즉 분출구의 면적은 0.018㎡ 이며, 필름의 폭 방향에 따른 노즐의 길이 1m당의 분출구의 면적은 0.0162㎡ 이었다.
실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
얻어진 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 70nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 85nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 11nm, 광축의 각도는 -2.0 내지 -0.8°이었다. 이들의 결과로부터, 이 위상차 필름은 위상차, 광축 모두 광학적인 균일성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
(비교예 11,12)
텐터법에 의한 횡연신에 있어서, 각 존의 분출 풍속 및 분출 풍량을 표 2에 나타내는 수치로 한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 위상차 필름을 제작하여, 평가를 하였다. 실시예 1과 동일하게 하여 구한 열풍의 최대 온도차 및 열풍의 최대 풍속차는 표 2에 나타내는 바와 같다. 위상차 필름의 평가 결과는 표 3에 나타내는 바와 같다.
비교예 11에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 110nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 90nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 25nm, 광축의 각도는 +0.6 내지 +1.8°이었다. 광축의 균일성은 우수하지만, 실시예 4와 비교하여, 위상차의 균일성은 낮아졌다.
비교예 12에서 제작한 위상차 필름의 면내 위상차(R0)는 45nm, 두께 방향 위상차(Rth)는 80nm, 면내 위상차 불균일함(ΔR0)은 13nm, 광축의 각도는 -6.0 내지 +5.1°이었다. 위상차의 균일성은 우수하지만, 실시예 4와 비교하여, 광축의 균일성은 낮아졌다.
Figure 112010025070605-pct00001
Figure 112010025070605-pct00002
주1:각 노즐에서의 필름 폭 방향에 따른 길이 1m당의 분출구의 면적이다.
주2:각 노즐의 분출구에서의 필름의 폭 방향에 따른 길이 1m당의 분출 풍량이다.
주3:각 노즐의 분출구에서의 열풍의 최대 분출 풍속과 최소 분출 풍속의 차의 최대치이다.
주4:각 노즐의 폭 방향에서의 열풍의 최고 온도와 최저 온도의 차의 최대치이다.
Figure 112010025070605-pct00003
본 발명의 위상차 필름의 제조 방법에 의하면, 충분하게 균일한 위상차와 충분하게 높은 축 정밀도를 가지는 열가소성 수지제의 위상차 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.
10: 예열 존 12: 연신 존
14: 열 고정 존 18: 척
20: 원료 필름(열가소성 수지 필름) 22: 연신 필름
25: 필름 30: 상측 노즐(노즐)
32: 하측 노즐(노즐) 34: 제트 노즐
36, 38: 펀칭 노즐 36a, 38a: 면
40: 슬릿 42, 44: 개구
100: 오븐 100a: 상면
10Ob: 하면

Claims (8)

  1. 텐터법(tenter method)에 의한 위상차 필름의 제조 방법에 있어서,
    열가소성 수지 필름을 열풍으로 가열하는 예열 공정과,
    예열한 상기 열가소성 수지 필름을 열풍으로 가열하면서 그 폭 방향으로 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정, 및
    상기 연신 필름을 열풍으로 가열하는 열 고정 공정을 가지고,
    상기 예열 공정, 상기 연신 공정 및 상기 열 고정 공정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정에서의 상기 필름의 가열을, 서로 대향하는 한 쌍의 노즐의 분출구로부터의 열풍을 상기 필름의 양면에 분사함으로써 행하고,
    상기 분출구에서의 분출 풍속이 2 내지 11 m/초이며, 상기 노즐 1개당의 상기 분출구로부터의 분출 풍량이 상기 필름의 폭 방향에 따른 상기 노즐의 길이 1m당 0.1 내지 0.162 ㎥/초이고,
    예열 공정과 열 고정 공정에 있어서의 열풍 분출용의 노즐에는 펀칭 노즐을 사용하고, 연신 공정에 있어서의 열풍 분출용의 노즐에는 제트 노즐을 사용하고,
    상기 제트 노즐은 상기 필름의 폭 방향으로 신장하는 슬릿형의 분출구를 가지며, 상기 제트 노즐의 슬릿 폭이 5mm 이상이고,
    상기 펀칭 노즐의 필름 폭 방향의 길이에 대한 상기 펀칭 노즐의 개구의 면적의 총합(분출구의 면적)의 비(펀칭 노즐의 개구의 면적의 총합(㎡)/상기 펀칭 노즐의 필름 폭 방향의 길이(m))가 0.008m 이상인, 위상차 필름의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열 공정, 상기 연신 공정 및 상기 열 고정 공정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정에서, 상기 필름에 열풍을 분출하는 각각의 상기 노즐의 분출구에서의 열풍의 상기 필름의 폭 방향에서의 최고 온도와 최저 온도의 차가 2℃ 이하인, 위상차 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열 공정, 상기 연신 공정 및 상기 열 고정 공정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정에서, 상기 필름에 열풍을 분출하는 각각의 상기 노즐의 분출구에서의 열풍의 상기 필름의 폭 방향에서의 최대 분출 풍속과 최소 분출 풍속의 차가 4m/s 이하인, 위상차 필름의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열 공정, 상기 연신 공정 및 상기 열 고정 공정의 모든 공정이 청정도 클래스 1000 이하의 클린도의 오븐 속에서 행해지는, 위상차 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항 및 제 4항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가 결정성 폴리올레핀계 수지인, 위상차 필름의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결정성 폴리올레핀계 수지가 폴리프로필렌계 수지인, 위상차 필름의 제조 방법.
KR1020107008579A 2007-09-21 2008-09-17 위상차 필름의 제조 방법 KR101528149B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007245689 2007-09-21
JPJP-P-2007-245689 2007-09-21
PCT/JP2008/066779 WO2009038100A1 (ja) 2007-09-21 2008-09-17 位相差フィルムの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100077169A KR20100077169A (ko) 2010-07-07
KR101528149B1 true KR101528149B1 (ko) 2015-06-11

Family

ID=40467910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107008579A KR101528149B1 (ko) 2007-09-21 2008-09-17 위상차 필름의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100276826A1 (ko)
JP (1) JP2009093168A (ko)
KR (1) KR101528149B1 (ko)
CN (1) CN101802662B (ko)
TW (1) TWI507286B (ko)
WO (1) WO2009038100A1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011018945A1 (ja) 2009-08-13 2011-02-17 日本ゼオン株式会社 位相差板及びその製造方法並びに液晶表示装置
JP2011123288A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 位相差フィルムの製造方法
JP5261415B2 (ja) * 2010-02-18 2013-08-14 株式会社日本製鋼所 横延伸装置及び横延伸方法
JP5292339B2 (ja) * 2010-03-09 2013-09-18 富士フイルム株式会社 熱可塑性フィルムの延伸方法及び装置、並びに溶液製膜方法
JP2012081676A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Sumitomo Chemical Co Ltd 二軸延伸フィルムの製造方法及び二軸延伸フィルム並びにこれを備えた液晶表示装置
JP5949548B2 (ja) * 2011-03-29 2016-07-06 東レ株式会社 テンターオーブンおよび延伸フィルムの製造方法
JP5793914B2 (ja) * 2011-03-31 2015-10-14 東レ株式会社 幅可変ノズルおよびそれを用いたテンターオーブン
JP6251959B2 (ja) * 2013-01-31 2017-12-27 日本ゼオン株式会社 位相差フィルムの製造方法
KR102511899B1 (ko) * 2015-03-13 2023-03-20 미쯔비시 케미컬 주식회사 광학 필름 및 그 제조 방법
US9658785B2 (en) * 2015-03-25 2017-05-23 Amazon Technologies, Inc. Dynamic configuration of data volumes
CN108139529B (zh) * 2015-10-15 2021-02-02 日本瑞翁株式会社 相位差膜及其制造方法
JP6812965B2 (ja) * 2015-12-28 2021-01-13 東レ株式会社 気流制御装置および延伸フィルムの製造方法
US20180024284A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Entire Technology Co., Ltd. Method For Manufacturing Retardation Film By Using Dual-Axial Stretching Process And A Retardation Film
US10090500B2 (en) * 2016-09-20 2018-10-02 Sumitomo Chemical Company, Limited Film-stretching apparatus and method of producing film
US10137608B2 (en) * 2016-09-20 2018-11-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Film-stretching apparatus and method of producing film
US10328613B2 (en) * 2016-09-20 2019-06-25 Sumitomo Chemical Company, Limited Film-stretching apparatus and method of producing film
GB201704414D0 (en) 2017-03-20 2017-05-03 Biome Bioplastics Ltd Heating apparatus and method
DE102017127595A1 (de) * 2017-11-22 2019-05-23 Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG Belüftungsmodul für eine Folienreckanlage und eine solche Folienreckanlage
JP2020001383A (ja) * 2018-06-22 2020-01-09 住友化学株式会社 樹脂フィルムの製造方法
JP2020003781A (ja) * 2018-06-22 2020-01-09 住友化学株式会社 樹脂フィルム及びその製造方法
CN112936833A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 北京化工大学 低热收缩率聚合物薄膜及其制备方法与应用
CN114454523A (zh) * 2022-03-16 2022-05-10 江苏邦宇薄膜技术有限公司 一种窗膜的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068183A1 (ja) * 2004-12-25 2006-06-29 Matsushita Electric Works, Ltd. 液晶表示装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5534937A (en) * 1978-09-01 1980-03-11 Unitika Ltd Manufacturing method of thermally plastic resin stretched film
JPH0596619A (ja) * 1991-10-08 1993-04-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd フイルム延伸機
JP3028175B2 (ja) * 1994-02-21 2000-04-04 株式会社ヒラノテクシード ウエブの熱処理装置
JP2000147257A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Sekisui Chem Co Ltd 位相差フィルムの製造方法
JP4822036B2 (ja) * 2001-05-21 2011-11-24 大日本印刷株式会社 乾燥装置
JP2003025420A (ja) * 2001-07-18 2003-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd テンタオーブンの熱風循環装置
JP4400773B2 (ja) * 2001-08-13 2010-01-20 富士フイルム株式会社 溶液製膜方法及び偏光板保護膜、光学機能性膜並びに偏光板
JP4110361B2 (ja) * 2001-10-05 2008-07-02 日本ゼオン株式会社 延伸フィルムの製造方法
US7714054B2 (en) * 2002-10-24 2010-05-11 The University Of Akron Process for making strain-hardened polymer products
JP2006150659A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Nippon Zeon Co Ltd 延伸フィルムの製造方法及び位相差フィルム
US20090036667A1 (en) * 2005-06-10 2009-02-05 Fujifilm Corporation Cellulose acylate film and method for producing same, polarizing plate, retardation film, optical compensatory film, anti-reflection film, and liquid crystal display device
JP2007041073A (ja) * 2005-07-29 2007-02-15 Nippon Zeon Co Ltd 液晶表示装置
JP4856989B2 (ja) * 2005-08-17 2012-01-18 富士フイルム株式会社 光学樹脂フィルム、これを用いた偏光板および液晶表示装置
JP2007079533A (ja) * 2005-08-17 2007-03-29 Fujifilm Corp 光学樹脂フィルム、これを用いた偏光板および液晶表示装置
WO2007064039A1 (en) * 2005-12-01 2007-06-07 Fujifilm Corporation Optical compensation film, polarizing plate and liquid crystal display device
KR101324053B1 (ko) * 2006-03-23 2013-11-01 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 위상차 필름 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068183A1 (ja) * 2004-12-25 2006-06-29 Matsushita Electric Works, Ltd. 液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI507286B (zh) 2015-11-11
JP2009093168A (ja) 2009-04-30
CN101802662B (zh) 2012-02-29
CN101802662A (zh) 2010-08-11
US20100276826A1 (en) 2010-11-04
TW200930559A (en) 2009-07-16
WO2009038100A1 (ja) 2009-03-26
KR20100077169A (ko) 2010-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101528149B1 (ko) 위상차 필름의 제조 방법
JP4973264B2 (ja) 位相差フィルムおよびその製造方法
TWI408047B (zh) Production method of phase difference film made of thermoplastic resin
TWI410322B (zh) Phase difference film and its manufacturing method
US20100258960A1 (en) Process for producing optical film made of thermoplastic resin
CN101802060B (zh) 光学用膜
KR101298512B1 (ko) 위상차 필름용 원반 필름, 위상차 필름 및 액정 표시 장치
US20100283177A1 (en) Process for producing precursor film for retardation film made of polypropylene resin
JP4917508B2 (ja) 位相差フィルムの製造方法
TWI657273B (zh) 熱塑性樹脂製薄膜之製造方法
JP5097066B2 (ja) 結晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムの製造方法
JP2009073109A (ja) 延伸フィルムの製造方法
JP2012081676A (ja) 二軸延伸フィルムの製造方法及び二軸延伸フィルム並びにこれを備えた液晶表示装置
TW201400269A (zh) 聚丙烯系樹脂製相位差膜之製造方法
WO2010038316A1 (ja) 光学フィルム
JP2011152736A (ja) 延伸フィルム、位相差フィルム、および複合光学部材
TW201012834A (en) Optic thin film
JP2009090657A (ja) 結晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180518

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 5