KR101867196B1 - 위상차 필름의 제조 방법 및 원 편광판의 제조 방법 그리고 필름 연신 장치 - Google Patents

위상차 필름의 제조 방법 및 원 편광판의 제조 방법 그리고 필름 연신 장치 Download PDF

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Abstract

비스듬한 방향으로 지상축을 갖는 장척상의 위상차 필름을, 지상축의 방향 및 당해 방향의 편차를 정밀하게 제어하고, 또한 높은 제조 효율로 제조할 수 있는 방법이 제공된다. 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법은, 필름의 좌우 단부를 각각 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것, 필름을 예열하는 것, 필름을 비스듬히 연신하는 것, 및 필름을 파지하는 클립을 해방하는 것을 포함한다. 비스듬한 연신은, 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율을 상이한 것으로 하는 것, 및/또는 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치를 상이한 위치로 하는 것을 포함한다. 본 발명에 있어서는, 파지 공정의 직전 및/또는 파지 공정에서 비스듬한 연신 공정까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동한다.

Description

위상차 필름의 제조 방법 및 원 편광판의 제조 방법 그리고 필름 연신 장치{PHASE DIFFERENCE FILM MANUFACTURING METHOD, CIRCULAR POLARIZING PLATE MANUFACTURING METHOD, AND FILM ELONGATION DEVICE}
본 발명은, 위상차 필름의 제조 방법 및 원 편광판의 제조 방법 그리고 필름 연신 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치 (LCD), 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치 (OLED) 등의 화상 표시 장치에 있어서, 표시 특성의 향상이나 반사 방지를 목적으로 하여 원 편광판이 사용되고 있다. 원 편광판은, 대표적으로는, 편광자와 위상차 필름 (대표적으로는 λ/4 판) 이 편광자의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 45°의 각도를 이루도록 하여 적층되어 있다. 종래, 위상차 필름은, 대표적으로는, 종방향 및/또는 횡방향으로 1 축 연신 또는 2 축 연신함으로써 제조되고 있으므로, 그 지상축은, 대부분의 경우, 필름 원단의 횡방향 (폭 방향) 또는 종방향 (장척 방향) 으로 발현된다. 결과적으로, 원 편광판을 제조하려면, 위상차 필름을 횡방향 또는 종방향에 대하여 45°의 각도를 이루도록 재단하여, 1 장씩 첩합 (貼合) 할 필요가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 비스듬한 방향으로 연신함으로써, 위상차 필름의 지상축을 비스듬한 방향으로 발현시키는 기술이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1). 그러나, 비스듬한 방향의 연신에 있어서는, 얻어지는 위상차 필름의 지상축의 방향이 연신 초기부터 소정의 기간에 걸쳐서 설정값으로부터 시간 경과적으로 어긋나 가고 (대표적으로는, 설정값보다 커지고) ; 및, 당해 소정 기간 후에 지상축의 방향이 일정해진 경우에도, 위상차 필름의 길이 방향을 따라 주기적으로 편차가 나온다는 문제가 있다.
일본 특허 제4845619호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 비스듬한 방향으로 지상축을 갖는 장척상의 위상차 필름을, 지상축의 방향 및 당해 방향의 편차를 정밀하게 제어하고, 또한 높은 제조 효율로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 광학 특성이 우수한 원 편광판을 높은 제조 효율로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 이와 같은 제조 방법을 실현할 수 있는 필름 연신 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 위상차 필름의 제조 방법은, 필름의 좌우 단부를 각각 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것, 필름을 예열하는 것, 필름을 비스듬히 연신하는 것, 및 필름을 파지하는 클립을 해방하는 것을 포함한다. 비스듬한 연신은, 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율을 상이한 것으로 하는 것, 및/또는 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치를 상이한 위치로 하는 것을 포함한다. 이 제조 방법에 있어서는, 파지 공정의 직전 및/또는 파지 공정에서 비스듬한 연신 공정까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 클립의 이동 속도의 제동은, 클립 피치를 변화시키는 링크 기구에 부하를 가함으로써 클립 이동 속도를 소정의 속도로 제한하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서는, 상기 클립의 이동 속도의 제동은, 상기 클립의 이동 속도를 제동하는 장치가 연속적 또는 단속적으로 정속 회전함으로써, 클립 이동 속도를 소정의 속도로 제한하는 것을 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 클립의 이동 속도의 제동은, 상기 파지 공정의 직전에서 상기 비스듬한 연신 공정까지의 사이에 있어서 적어도 1 번 실시되고, 또한, 그 비스듬한 연신 공정의 직후에서 상기 해방 공정까지의 사이에 있어서 적어도 1 번 실시된다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 비스듬한 연신 공정은, 상기 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키고, 또한 타방의 클립의 클립 피치를 감소시켜, 상기 필름을 비스듬히 연신하는 것 (제 1 비스듬한 연신 공정) ; 및, 그 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 좌우의 클립의 클립 피치가 동등해지도록 그 일방의 클립의 클립 피치를 유지 또는 감소시키고, 또한 그 타방의 클립의 클립 피치를 증대시켜, 그 필름을 비스듬히 연신하는 것 (제 2 비스듬한 연신 공정) ; 을 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서, 상기 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작한 후, 상기 타방의 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 제 1 비스듬한 연신 공정 및 제 2 비스듬한 연신 공정에 있어서, 하기 식 (1) 로부터 구해지는 비스듬한 연신 배율 S 가 2.0 이상이고, 또한 제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서, 상기 타방의 클립의 클립 피치의 변화율이 0.5 이상 1 미만이다.
Figure 112016038954965-pct00001
(식 중, W1 은 제 1 비스듬한 연신 전의 필름 폭 (단위 : m), W3 은 제 2 비스듬한 연신 후의 필름 폭 (단위 : m), v3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 2 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치로 변화하였을 때의 클립 이동 속도 (단위 : m/sec), t3 은 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 예열존으로 들어가고 나서 제 2 비스듬한 연신 공정이 종료될 때까지의 시간 (단위 : sec), t3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 예열존으로 들어가고 나서 제 2 비스듬한 연신 공정이 종료될 때까지의 시간 (단위 : sec) 을 나타낸다)
하나의 실시형태에 있어서는, 제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서, 상기 일방의 클립의 클립 피치의 변화율과 상기 타방의 클립의 클립 피치의 변화율의 곱이 0.7 ∼ 1.5 이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 필름의 형성 재료가, 폴리카보네이트 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 시클로올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리에스테르카보네이트계 수지를 함유한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 위상차 필름이 제공된다. 이 위상차 필름은, 상기 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차 필름으로서, 장척상이고, 또한 장척 방향에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 지상축을 갖는다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 원 편광판의 제조 방법이 제공된다. 이 원 편광판의 제조 방법은, 상기 제조 방법에 의해 장척상의 위상차 필름을 얻는 것, 및 얻어진 장척상의 위상차 필름과 장척상의 편광판을 반송하면서, 그 장척 방향을 가지런히 하여 연속적으로 첩합하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 필름 연신 장치가 제공된다. 이 필름 연신 장치는, 연신 대상의 필름의 좌우 단부를 파지하여 예열존 및 비스듬한 연신존을 이 순서로 통과함과 함께, 각각 주행 이동에 수반하여 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립을 갖고 ; 그 비스듬한 연신존에 있어서, 그 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, (ⅰ) 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율을 상이한 것으로 하는 것, 및/또는 (ⅱ) 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치를 상이한 위치로 함으로써, 그 필름을 비스듬히 연신하도록 구성되어 있다. 이 필름 연신 장치는, 그 필름을 파지하는 존에서 비스듬한 연신존까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 적어도 1 개 구비한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 연신 장치는, 상기 필름을 파지하는 존에서 상기 비스듬한 연신존까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 적어도 1 개 구비하고, 또한, 그 비스듬한 연신존의 직후에서 그 필름을 파지하는 클립을 해방하는 존까지의 사이에 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 적어도 1 개 구비한다.
본 발명에 의하면, 비스듬한 연신을 포함하는 위상차 필름의 제조 방법에 있어서의 파지 공정의 직전 및/또는 파지 공정에서 비스듬한 연신 공정까지의 사이에 있어서 클립의 이동 속도를 제동함으로써, 비스듬한 방향으로 지상축을 갖는 장척상의 위상차 필름을, 지상축의 방향 및 당해 방향의 편차를 정밀하게 제어하고, 또한 높은 제조 효율로 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름과 편광판을 이른바 롤 투 롤로 적층함으로써, 광학 특성이 우수한 원 편광판을 높은 제조 효율로 얻을 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제조 방법에 사용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 주요부 개략 평면도로서, 클립 피치가 최소인 상태를 나타낸다.
도 3 은 도 1 의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 주요부 개략 평면도로서, 클립 피치가 최대인 상태를 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 제조 방법에 있어서의 비스듬한 연신의 하나의 실시형태를 설명하는 모식도이다.
도 5 는 도 4 에 나타내는 비스듬한 연신시의 연신 장치의 각 존과 클립 피치의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 다른 실시형태의 비스듬한 연신시의 연신 장치의 각 존과 클립 피치의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7 은 본 발명의 제조 방법에 있어서의 비스듬한 연신의 다른 실시형태를 설명하는 모식도이다.
도 8 은 도 7 에 나타내는 비스듬한 연신시의 연신 장치의 각 존과 클립 피치의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 본 발명의 제조 방법에 있어서의 비스듬한 연신과 식 (1) 의 관계를 설명하는 개략도이다.
도 10 은 본 발명의 제조 방법에 있어서의 비스듬한 연신의 하나의 실시형태에 있어서의 좌우 각각의 클립 이동 속도 및 식 (1) 을 설명하는 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 제조 방법에 있어서의 비스듬한 연신의 다른 실시형태에 있어서의 좌우 각각의 클립 이동 속도 및 식 (1) 을 설명하는 개략도이다.
도 12 는 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차 필름을 사용한 원 편광판의 개략 단면도이다.
도 13 은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 원 편광판의 제조 방법을 설명하는 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하는데, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
본 발명의 위상차 필름의 제조 방법은, 필름의 좌우 단부를 각각 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것 (파지 공정) ; 필름을 예열하는 것 (예열 공정) ; 필름을 비스듬히 연신하는 것 (비스듬한 연신 공정) ; 및, 필름을 파지하는 클립을 해방하는 것 (해방 공정) ; 을 포함한다. 비스듬한 연신 공정은, 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율을 상이한 것으로 하는 것, 및/또는 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치를 상이한 위치로 하는 것을 포함한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 비스듬한 연신 공정은, 상기 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키고, 또한 타방의 클립의 클립 피치를 감소시켜, 상기 필름을 비스듬히 연신하는 것 (제 1 비스듬한 연신 공정) ; 및, 그 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 좌우의 클립의 클립 피치가 동등해지도록 그 일방의 클립의 클립 피치를 유지 또는 감소시키고, 또한 그 타방의 클립의 클립 피치를 증대시켜, 그 필름을 비스듬히 연신하는 것 (제 2 비스듬한 연신 공정) ; 을 포함한다. 본 명세서에 있어서는, 상기와 같은 제 1 비스듬한 연신 공정과 제 2 비스듬한 연신 공정을 포함하는 실시형태에 있어서의 각 공정에 대해 상세하게 설명하는데, 본 발명이 좌우의 클립의 클립 피치를 상대적으로 변화시켜 필름을 비스듬히 연신하는 모든 방법에 적용 가능한 것은 당업자에게 분명하다.
A. 파지 공정
처음에, 도 1 ∼ 도 3 을 참조하여, 본 공정을 포함하는 본 발명의 제조 방법에 사용될 수 있는 연신 장치에 대해 설명한다. 도 1 은 본 발명의 제조 방법에 사용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다. 도 2 및 도 3 은 각각 도 1 의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 주요부 개략 평면도로서, 도 2 는 클립 피치가 최소인 상태를 나타내고, 도 3 은 클립 피치가 최대인 상태를 나타낸다. 연신 장치 (100) 는, 평면에서 봤을 때에 좌우 양측에 필름 파지용의 다수의 클립 (20) 을 갖는 무단 루프 (10L) 와 무단 루프 (10R) 를 좌우 대칭으로 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 필름의 입구측에서 봤을 때에 좌측의 무단 루프를 좌측의 무단 루프 (10L), 우측의 무단 루프를 우측의 무단 루프 (10R) 라고 한다. 좌우의 무단 루프 (10L, 10R) 의 클립 (20) 은, 각각 기준 레일 (70) 에 안내되어 루프상으로 순회 이동한다. 좌측의 무단 루프 (10L) 는 반시계 회전 방향으로 순회 이동하고, 우측의 무단 루프 (10R) 는 시계 회전 방향으로 순회 이동한다. 연신 장치에 있어서는, 시트의 입구측에서 출구측을 향하여, 파지존 (A), 예열존 (B), 제 1 비스듬한 연신존 (C), 제 2 비스듬한 연신존 (D), 및 해방존 (E) 이 순서대로 형성되어 있다. 또한, 이들 각각의 존은, 연신 대상이 되는 필름이 실질적으로 파지, 예열, 제 1 비스듬한 연신, 제 2 비스듬한 연신 및 해방되는 존을 의미하며, 기계적, 구조적으로 독립된 구획을 의미하는 것은 아니다. 또, 도 1 의 연신 장치에 있어서의 각각의 존의 길이의 비율은, 실제의 길이의 비율과 상이한 점에 유의하셨으면 한다.
파지존 (A) 및 예열존 (B) 에서는, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 는, 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행해지도록 구성되어 있다. 제 1 비스듬한 연신존 (C) 및 제 2 비스듬한 연신존 (D) 에서는, 예열존 (B) 측에서 해방존 (E) 을 향함에 따라 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 의 이간 거리가 상기 필름의 연신 후의 폭에 대응할 때까지 서서히 확대되는 구성으로 되어 있다. 해방존 (E) 에서는, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 는, 상기 필름의 연신 후의 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행해지도록 구성되어 있다.
좌측의 무단 루프 (10L) 의 클립 (좌측의 클립) (20) 및 우측의 무단 루프 (10R) 의 클립 (우측의 클립) (20) 은, 각각 독립적으로 순회 이동할 수 있다. 예를 들어, 좌측의 무단 루프 (10L) 의 구동용 스프로킷 (11, 12) 이 전동 모터 (13, 14) 에 의해 반시계 회전 방향으로 회전 구동되고, 우측의 무단 루프 (10R) 의 구동용 스프로킷 (11, 12) 이 전동 모터 (13, 14) 에 의해 시계 회전 방향으로 회전 구동된다. 그 결과, 이들 구동용 스프로킷 (11, 12) 에 걸어 맞춰져 있는 구동 롤러 (도시 생략) 의 클립 담지 부재 (30) 에 주행력이 부여된다. 이로써, 좌측의 무단 루프 (10L) 는 반시계 회전 방향으로 순회 이동하고, 우측의 무단 루프 (10R) 는 시계 회전 방향으로 순회 이동한다. 좌측의 전동 모터 및 우측의 전동 모터를 각각 독립적으로 구동시킴으로써, 좌측의 무단 루프 (10L) 및 우측의 무단 루프 (10R) 를 각각 독립적으로 순회 이동시킬 수 있다.
또한, 좌측의 무단 루프 (10L) 의 클립 (좌측의 클립) (20) 및 우측의 무단 루프 (10R) 의 클립 (우측의 클립) (20) 은 각각 가변 피치형이다. 즉, 좌우의 클립 (20, 20) 은, 각각 독립적으로 이동에 수반하여 진행 방향 (즉, 종방향 : MD) 의 클립 피치 (클립 간 거리) 가 변화할 수 있다. 가변 피치형은, 임의의 적절한 구성에 의해 실현될 수 있다. 이하, 일례로서, 링크 기구 (팬터그래프 기구) 에 대해 설명한다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 클립 (20) 을 개개로 담지하는 평면에서 봤을 때에 횡방향으로 가늘고 긴 사각형상의 클립 담지 부재 (30) 가 형성되어 있다. 도시하지 않지만, 클립 담지 부재 (30) 는, 상측보, 하측보, 전벽 (前壁) (클립측의 벽), 및 후벽 (클립과 반대측의 벽) 에 의해 폐쇄된 단면이 강고한 프레임 구조로 형성되어 있다. 클립 담지 부재 (30) 는, 그 양단의 주행륜 (38) 에 의해 주행 노면 (81, 82) 상을 전동하도록 형성되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3 에서는, 전벽측의 주행륜 (주행 노면 (81) 상을 전동하는 주행륜) 은 도시되지 않는다. 주행 노면 (81, 82) 은, 전역에 걸쳐 기준 레일 (70) 에 병행하고 있다. 클립 담지 부재 (30) 의 상측보와 하측보의 후측 (클립과 반대측) 에는, 클립 담지 부재의 길이 방향을 따라 장공 (31) 이 형성되고, 슬라이더 (32) 가 장공 (31) 의 길이 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어 맞춰져 있다. 클립 담지 부재 (30) 의 클립 (20) 측 단부의 근방에는, 상측보 및 하측보를 관통하여 1 개의 제 1 축 부재 (33) 가 수직으로 형성되어 있다. 한편, 클립 담지 부재 (30) 의 슬라이더 (32) 에는 1 개의 제 2 축 부재 (34) 가 수직으로 관통하여 형성되어 있다. 각 클립 담지 부재 (30) 의 제 1 축 부재 (33) 에는 주링크 부재 (35) 의 일단이 피벗 운동 연결되어 있다. 주링크 부재 (35) 는, 타단이 인접하는 클립 담지 부재 (30) 의 제 2 축 부재 (34) 에 피벗 운동 연결되어 있다. 각 클립 담지 부재 (30) 의 제 1 축 부재 (33) 에는, 주링크 부재 (35) 에 추가하여, 부링크 부재 (36) 의 일단이 피벗 운동 연결되어 있다. 부링크 부재 (36) 는, 타단이 주링크 부재 (35) 의 중간부에 피벗 (37) 에 의해 피벗 운동 연결되어 있다. 주링크 부재 (35), 부링크 부재 (36) 에 의한 링크 기구에 의해, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 슬라이더 (32) 가 클립 담지 부재 (30) 의 후측 (클립측의 반대측) 으로 이동하고 있을수록, 클립 담지 부재 (30) 끼리의 종방향의 피치 (이하, 간단히 클립 피치라고 한다) 가 작아지고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 슬라이더 (32) 가 클립 담지 부재 (30) 의 전측 (클립측) 으로 이동하고 있을수록, 클립 피치가 커진다. 슬라이더 (32) 의 위치 결정은, 피치 설정 레일 (90) 에 의해 실시된다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 클립 피치가 클수록, 기준 레일 (70) 과 피치 설정 레일 (90) 의 이간 거리가 작아진다. 또한, 링크 기구는 당업계에 있어서 주지이므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 연신 장치를 사용하여 필름의 비스듬한 연신을 실시함으로써, 비스듬한 방향 (예를 들어, 종방향에 대하여 45°의 방향) 으로 지상축을 갖는 위상차 필름이 제조될 수 있다. 먼저, 파지존 (A) (연신 장치 (100) 의 필름 도입의 입구) 에 있어서, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 의 클립 (20) 에 의해, 연신 대상이 되는 필름의 양측 가장자리가 서로 동등한 일정한 클립 피치로 파지되고, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 의 이동 (실질적으로는, 기준 레일 (70) 에 안내된 각 클립 담지 부재 (30) 의 이동) 에 의해, 당해 필름이 예열존 (B) 으로 이송된다.
본 발명의 실시형태에 있어서는, 파지존 (A) 에서 비스듬한 연신존 (제 1 비스듬한 연신존 (C) 또는 제 2 비스듬한 연신존 (D)) 까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동하는 수단 (50) 이 적어도 1 개 형성되어 있다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 예열존 (B) 의 직전에 좌우의 무단 루프에 1 쌍의 제동 수단 (50) 이 형성되어 있다. 당해 제동 수단 (50) 으로는, 대표적으로는, 고토크 스프로킷, 정속 회전 스프로킷 등을 들 수 있다. 이와 같은 제동 수단을 형성함으로써, 후술하는 비스듬한 연신에 있어서, 얻어지는 위상차 필름의 지상축의 방향이 연신 초기부터 소정의 기간에 걸쳐서 설정값으로부터 시간 경과적으로 어긋나 가는 (대표적으로는, 설정값보다 커지는) 것을 방지할 수 있다. 보다 상세하게는, 이와 같은 제동 수단을 형성함으로써, 클립이 예열존으로 들어가는 타이밍을 일정하게 할 수 있다. 따라서, 예열존 (B) 그리고 비스듬한 연신존 (본 실시형태에서는, 제 1 비스듬한 연신존 (C) 및 제 2 비스듬한 연신존 (D)) 에 존재하는 클립의 수가 변화하지 않도록 제어할 수 있다. 이것은, 이와 같은 제동 수단을 형성함으로써, 비스듬한 연신에 의해 필름에 발생하는 비스듬한 방향의 힘 그리고 클립을 지지하는 베어링과 레일 사이의 유격에서 기인하는 클립의 원하지 않는 이동을 방지할 수 있는 것에서 기인한다. 결과적으로, 상기와 같이, 비스듬한 연신에 있어서 얻어지는 위상차 필름의 지상축의 방향의 시간 경과적인 어긋남을 방지할 수 있다.
클립의 이동 속도를 제동하는 동작에 대해, 클립 피치를 변화시키는 링크 기구에 부하를 가하는 양태에 대해 설명한다. 일례로서, 고토크 스프로킷을 사용하는 경우에 대해 설명한다. 파지존 (A) 에 있어서 연신 대상의 필름을 파지한 클립은, 좌우 모두 소정의 이동 속도로 파지존 (A) 을 이동한다. 예열존 (B) 의 직전에 있어서, 클립 피치를 변화시키는 링크 기구 (실질적으로는, 축 부재 (34)) 에 고토크 스프로킷 (50) 이 걸어 맞춰진다. 걸어 맞춰진 축 부재 (34) 는 고토크 스프로킷 (50) 의 저항을 받아 제동되고 (즉, 브레이크가 걸어지고), 그 결과, 예열존으로 들어가는 클립의 이동 속도는 좌우 모두 일정해지도록 제어될 수 있다. 이와 같이, 고토크 스프로킷을 형성함으로써, 예열존 (B) 으로 들어가는 클립이 좌우에서 동기되고, 좌우의 클립의 이동 속도 및 클립 피치의 설정값으로부터의 시간 경과적인 어긋남이 방지되므로, 비스듬한 연신에 있어서 얻어지는 위상차 필름의 지상축의 방향의 시간 경과적인 어긋남을 방지할 수 있다.
다음으로, 클립의 이동 속도를 제동하는 장치로서, 연속적 또는 단속적으로 정속 회전하는 제어 수단을 사용한 경우에 대해 설명한다. 일례로서, 제동 수단 (50) 으로서 정속 회전 스프로킷 (도시하는 바와 같이 전동 모터 (51) 에 의해 정속 회전 구동되고 있는 스프로킷) 을 사용하는 경우에 대해 설명한다. 스프로킷 (50) 을 정속 회전시킴으로써, 예열존으로 들어가는 클립에 단순히 브레이크를 걸 뿐만 아니라, 클립의 속도를 정밀하게 제어할 수 있다. 보다 구체적으로는, 고토크의 (회전 구동되고 있지 않은) 스프로킷으로 제동한 경우에는, 상기와 같이 비스듬한 연신에 있어서 얻어지는 위상차 필름의 지상축의 방향의 시간 경과적인 어긋남을 방지할 수 있지만, 예열존으로 들어가는 클립의 이동 속도는 간헐적으로 감속되는 프로파일이 된다. 한편, 정속 회전하는 스프로킷을 사용하면, 예열존으로 들어가는 클립의 이동 속도는 그러한 간헐적인 감소 부분이 제거된 매끄러운 프로파일이 된다. 그 결과, 얻어지는 위상차 필름의 지상축의 방향의 어긋남을 방지하는 효과에 추가하여, 위상차 필름의 지상축의 방향의 길이 방향을 따라 주기적으로 발생하는 편차를 현저하게 억제할 수 있다.
본 명세서에 있어서는, 상기와 같이 제동 수단 (50) 이 예열존의 직전에 형성되는 실시형태에 대해 설명하고 있지만, 제동 수단 (50) 은 파지존에서 비스듬한 연신존까지의 사이이면 임의의 적절한 위치에 형성된다. 제동 수단 (50) 을 파지존에서 비스듬한 연신존까지의 사이에 형성하면, 그 설치 위치에 상관없이 상기 효과가 얻어지는 것은 분명하다. 예를 들어, 제동 수단 (50) 은, 파지존의 직전에 형성되어도 되고, 파지존의 임의의 위치에 형성되어도 되고, 예열존의 임의의 위치에 형성되어도 되고, 비스듬한 연신존의 직전에 형성되어도 되고, 비스듬한 연신존 중에 형성되어도 된다. 예를 들어, 제동 수단 (50) 을 비스듬한 연신존에 형성하면, 연신시의 장력에 의해 발생하는 클립의 이동 속도의 편차를 억제할 수 있고, 결과적으로, 위상차 필름의 광학 특성의 편차를 억제할 수 있다. 또한, 제동 수단 (50) 은, 파지존 (A) 에서 해방존 (E) 까지의 사이 (예를 들어, 파지존에서 비스듬한 연신존까지의 사이) 에 있어서 복수 형성되어도 된다. 예를 들어, 도 1 에 나타내는 실시형태에 있어서, 비스듬한 연신존 (제 1 비스듬한 연신존 (C) 및/또는 제 2 비스듬한 연신존 (D)) 에 별도의 제동 수단이 추가로 형성되어도 되고, 비스듬한 연신존과 해방 존 사이의 열고정존 (도시 생략) 에 별도의 제동 수단이 추가로 형성되어도 되고, 그리고/혹은 해방존 (E) 에 별도의 제동 수단이 추가로 형성되어도 된다 (별도의 제동 수단은 도시 생략). 제동 수단의 설치 위치, 설치수 및 구체적인 형태는, 목적, 연신 장치의 크기 (대표적으로는, 각 존의 길이, 루프의 이간 거리) 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 또한, 제동 수단은, 대표적으로는, 1 쌍을 단위로 하여 좌우의 무단 루프에 형성될 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 파지존 (A) (예를 들어, 파지존에 있어서 필름을 파지하기 직전의 위치) 에서 비스듬한 연신존 (실질적으로는, 제 2 비스듬한 연신존 (D)) 까지의 사이에 제동 수단이 적어도 1 개 (대표적으로는, 적어도 1 쌍) 형성되고, 또한, 비스듬한 연신존 (실질적으로는, 제 2 비스듬한 연신존 (D)) 의 직후에서 해방존 (E) 까지의 사이에 제동 수단이 적어도 1 개 (대표적으로는, 적어도 1 쌍) 형성된다.
B. 예열 공정
예열존 (예열 공정) (B) 에 있어서는, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 는, 상기와 같이 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행해지도록 구성되어 있으므로, 기본적으로는 횡연신도 종연신도 실시하지 않고, 필름이 가열된다. 단, 예열에 의해 필름의 휨이 일어나, 오븐 내의 노즐에 접촉하거나 하는 문제를 회피하기 위해, 근소하게 좌우 클립 간의 거리 (폭 방향의 거리) 를 넓혀도 된다.
예열 공정에 있어서는, 필름을 온도 T1 (℃) 까지 가열한다. 온도 T1 은 필름의 유리 전이 온도 (Tg) 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Tg ＋ 2 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 Tg ＋ 5 ℃ 이상이다. 한편, 가열 온도 T1 은 바람직하게는 Tg ＋ 40 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tg ＋ 30 ℃ 이하이다. 사용하는 필름에 따라 상이하지만, 온도 T1 은, 예를 들어 70 ℃ ∼ 190 ℃ 이며, 바람직하게는 80 ℃ ∼ 180 ℃ 이다.
상기 온도 T1 까지의 승온 시간 및 온도 T1 에서의 유지 시간은, 필름의 구성 재료나 제조 조건 (예를 들어, 필름의 반송 속도) 에 따라 적절히 설정될 수 있다. 이들 승온 시간 및 유지 시간은, 클립 (20) 의 이동 속도, 예열존의 길이, 예열존의 온도 등을 조정함으로써 제어될 수 있다.
C. 제 1 비스듬한 연신 공정
제 1 비스듬한 연신존 (제 1 비스듬한 연신 공정) (C) 에 있어서는, 좌우의 클립 간의 거리 (보다 구체적으로는, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 의 이간 거리) 를 확대시키면서, 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키고, 또한 타방의 클립의 클립 피치를 감소시켜, 필름을 비스듬히 연신한다. 이와 같이 클립 피치를 변화시킴으로써 좌우의 클립을 상이한 속도로 이동시키고, 이로써, 필름의 일방의 측부 가장자리부를 길이 방향으로 신장시키고, 또한 타방의 측부 가장자리부를 길이 방향으로 수축시키면서 비스듬한 연신을 실시할 수 있다. 그 결과, 원하는 방향 (예를 들어, 길이 방향에 대하여 45°의 방향) 으로 높은 1 축성 및 면내 배향성으로 지상축을 발현시킬 수 있다.
이하, 제 1 비스듬한 연신의 하나의 실시형태를 도 4 및 도 5 를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 먼저, 예열존 (B) 에 있어서는, 좌우의 클립 피치는 모두 P1 로 되어 있다. P1 은 필름을 파지하였을 때의 클립 피치이다. 다음으로, 필름이 제 1 비스듬한 연신존 (C) 으로 들어감과 동시에, 일방의 (도시예에서는 우측) 클립의 클립 피치의 증대를 개시하고, 또한 타방의 (도시예에서는 좌측) 클립의 클립 피치의 감소를 개시한다. 제 1 비스듬한 연신존 (C) 에 있어서는, 우측 클립의 클립 피치를 P2 까지 증대시키고, 좌측 클립의 클립 피치를 P3 까지 감소시킨다. 따라서, 제 1 비스듬한 연신존 (C) 의 종단부 (제 2 비스듬한 연신존 (D) 의 개시부) 에 있어서, 좌측 클립은 클립 피치 P3 으로 이동하고, 우측 클립은 클립 피치 P2 로 이동하는 것으로 되어 있다. 또한, 클립 피치의 비는 클립의 이동 속도의 비에 대체로 대응할 수 있다. 따라서, 좌우의 클립의 클립 피치의 비는, 필름의 우측 측부 가장자리부와 좌측 측부 가장자리부의 MD 방향의 연신 배율의 비에 대체로 대응할 수 있다.
도 4 및 도 5 에서는, 우측 클립의 클립 피치가 증대되기 시작하는 위치 및 좌측 클립의 클립 피치가 감소하기 시작하는 위치를 모두 제 1 비스듬한 연신존 (C) 의 개시부로 하고 있지만, 도시예와는 달리, 우측 클립의 클립 피치가 증대되기 시작한 후에 좌측 클립의 클립 피치가 감소하기 시작해도 되고 (예를 들어, 도 6), 좌측 클립의 클립 피치가 감소하기 시작한 후에 우측 클립의 클립 피치가 증대되기 시작해도 된다 (도시 생략). 하나의 바람직한 실시형태에 있어서는, 일방측의 클립의 클립 피치가 증대되기 시작한 후에 타방측의 클립의 클립 피치가 감소하기 시작한다. 이와 같은 실시형태에 의하면, 이미 필름이 폭 방향으로 일정 정도 (바람직하게는 1.2 배 ∼ 2.0 배 정도) 연신되어 있는 점에서 그 타방측의 클립 피치를 크게 감소시켜도 주름이 잘 발생하지 않는다. 따라서, 보다 예각인 비스듬한 연신이 가능해져, 1 축성 및 면내 배향성이 높은 위상차 필름이 바람직하게 얻어질 수 있다.
동일하게, 도 4 및 도 5 에서는, 제 1 비스듬한 연신존 (C) 의 종단부 (제 2 비스듬한 연신존 (D) 의 개시부) 까지 우측 클립의 클립 피치의 증대 및 좌측 클립의 클립 피치의 감소가 계속되고 있지만, 도시예와는 달리, 클립 피치의 증대 또는 감소 중 어느 일방이 제 1 비스듬한 연신존 (C) 의 종단부보다 전에 종료되고, 제 1 비스듬한 연신존 (C) 의 종단부까지 클립 피치가 그대로 유지되어도 된다.
상기 증대되는 클립 피치의 변화율 (P2/P1) 은, 바람직하게는 1.25 ∼ 1.75, 보다 바람직하게는 1.30 ∼ 1.70, 더욱 바람직하게는 1.35 ∼ 1.65 이다. 또, 감소하는 클립 피치의 변화율 (P3/P1) 은, 예를 들어 0.50 이상 1 미만, 바람직하게는 0.50 ∼ 0.95, 보다 바람직하게는 0.55 ∼ 0.90, 더욱 바람직하게는 0.55 ∼ 0.85 이다. 클립 피치의 변화율이 이와 같은 범위 내이면, 필름의 길이 방향에 대하여 대체로 45 도의 방향으로 높은 1 축성 및 면내 배향성으로 지상축을 발현시킬 수 있다.
클립 피치는, 상기와 같이, 연신 장치의 피치 설정 레일과 기준 레일의 이간 거리를 조정하여 슬라이더를 위치 결정함으로써, 조정될 수 있다.
제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서의 필름의 폭 방향의 연신 배율 (W2/W1) 은, 바람직하게는 1.1 배 ∼ 3.0 배, 보다 바람직하게는 1.2 배 ∼ 2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.25 배 ∼ 2.0 배이다. 당해 연신 배율이 1.1 배 미만이면, 수축시킨 측의 측부 가장자리부에 함석상의 주름이 발생하는 경우가 있다. 또, 당해 연신 배율이 3.0 배를 초과하면, 얻어지는 위상차 필름의 2 축성이 높아져, 원 편광판 등에 적용한 경우에 시야각 특성이 저하되는 경우가 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 제 1 비스듬한 연신은, 일방의 클립의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 클립 피치의 변화율의 곱이 바람직하게는 0.7 ∼ 1.5, 보다 바람직하게는 0.8 ∼ 1.45, 더욱 바람직하게는 0.85 ∼ 1.40 이 되도록 실시된다. 변화율의 곱이 이와 같은 범위 내이면, 1 축성 및 면내 배향성이 높은 위상차 필름이 얻어질 수 있다.
제 1 비스듬한 연신은, 대표적으로는, 온도 T2 에서 실시될 수 있다. 온도 T2 는, 수지 필름의 유리 전이 온도 (Tg) 에 대하여, Tg － 20 ℃ ∼ Tg ＋ 30 ℃ 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Tg － 10 ℃ ∼ Tg ＋ 20 ℃, 특히 바람직하게는 Tg 정도이다. 사용하는 수지 필름에 따라 상이하지만, 온도 T2 는, 예를 들어 70 ℃ ∼ 180 ℃ 이며, 바람직하게는 80 ℃ ∼ 170 ℃ 이다. 상기 온도 T1 과 온도 T2 의 차 (T1 － T2) 는 바람직하게는 ± 2 ℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 ± 5 ℃ 이상이다. 하나의 실시형태에 있어서는, T1 ＞ T2 이며, 따라서, 예열 공정에서 온도 T1 까지 가열된 필름은 온도 T2 까지 냉각될 수 있다.
D. 제 2 비스듬한 연신 공정
제 2 비스듬한 연신존 (제 2 비스듬한 연신 공정) (D) 에 있어서는, 좌우의 클립 간의 거리 (보다 구체적으로는, 좌우의 무단 루프 (10R, 10L) 의 이간 거리) 를 확대시키면서, 좌우의 클립의 클립 피치가 동등해지도록 일방측의 클립의 클립 피치를 유지 또는 감소시키고, 또한 타방측의 클립의 클립 피치를 증대시켜, 필름을 비스듬히 연신한다. 이와 같이 좌우의 클립 피치의 차를 축소하면서 비스듬히 연신함으로써, 여분의 응력을 완화시키면서, 비스듬한 방향으로 충분히 연신할 수 있다. 또, 좌우의 클립의 이동 속도가 동등해진 상태에서 필름을 해방 공정에 제공할 수 있으므로, 좌우의 클립의 해방시에 필름의 반송 속도 등의 편차가 잘 발생하지 않고, 그 후의 필름의 권취가 바람직하게 실시될 수 있다.
이하, 제 2 비스듬한 연신의 하나의 실시형태를 도 4 및 도 5 를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 먼저, 필름이 제 2 비스듬한 연신존 (D) 으로 들어감과 동시에, 좌측 클립의 클립 피치의 증대를 개시한다. 제 2 비스듬한 연신존 (D) 에 있어서는, 좌측 클립의 클립 피치를 P2 까지 증대시킨다. 한편, 우측 클립의 클립 피치는, 제 2 비스듬한 연신존 (D) 에 있어서 P2 인 채로 유지된다. 따라서, 제 2 비스듬한 연신존 (D) 의 종단부 (해방존 (E) 의 개시부) 에 있어서, 좌측 클립 및 우측 클립은 모두 클립 피치 P2 로 이동하는 것으로 되어 있다.
상기 실시형태에 있어서의 증대되는 클립 피치의 변화율 (P2/P3) 은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한에 있어서 제한은 없다. 그 변화율 (P2/P3) 은, 예를 들어 1.3 ∼ 4.0, 바람직하게는 1.5 ∼ 3.0 이다.
다음으로, 제 2 비스듬한 연신의 다른 실시형태를 도 7 및 도 8 을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 먼저, 필름이 제 2 비스듬한 연신존 (D) 으로 들어감과 동시에, 우측 클립의 클립 피치의 감소를 개시하고, 또한 좌측 클립의 클립 피치의 증대를 개시한다. 제 2 비스듬한 연신존 (D) 에 있어서는, 우측 클립의 클립 피치를 P4 까지 감소시키고, 좌측 클립의 클립 피치를 P4 까지 증대시킨다. 따라서, 제 2 비스듬한 연신존 (D) 의 종단부 (해방존 (E) 의 개시부) 에 있어서, 좌측 클립 및 우측 클립은 모두 클립 피치 P4 로 이동하는 것으로 되어 있다. 또한, 도시예에서는, 간단하게 하기 위해, 우측 클립의 클립 피치의 감소 개시 위치 및 좌측 클립의 클립 피치의 증대 개시 위치를 모두 제 2 비스듬한 연신존 (D) 의 개시부로 하고 있지만, 이들 위치는 상이한 위치여도 된다. 동일하게, 우측 클립의 클립 피치의 감소 종료 위치와 좌측 클립의 클립 피치의 증대 종료 위치가 상이한 위치여도 된다.
상기 실시형태에 있어서의 감소하는 클립 피치의 변화율 (P4/P2) 및 증대되는 클립 피치의 변화율 (P4/P3) 은, 본 발명의 효과를 저해하지 한에 있어서 제한은 없다. 변화율 (P4/P2) 은, 예를 들어 0.4 이상 1.0 미만, 바람직하게는 0.6 ∼ 0.95 이다. 또, 변화율 (P4/P3) 은, 예를 들어 1.0 초과 2.0 이하, 바람직하게는 1.2 ∼ 1.8 이다. 바람직하게는, P4 는 P1 이상이다. P4 ＜ P1 이면, 측부 가장자리부에 주름이 발생하거나, 2 축성이 높아지거나 하는 문제가 발생하는 경우가 있다.
제 2 비스듬한 연신 공정에 있어서의 필름의 폭 방향의 연신 배율 (W3/W2) 은, 바람직하게는 1.1 배 ∼ 3.0 배, 보다 바람직하게는 1.2 배 ∼ 2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.25 배 ∼ 2.0 배이다. 당해 연신 배율이 1.1 배 미만이면, 수축시킨 측의 측부 가장자리부에 함석상의 주름이 발생하는 경우가 있다. 또, 당해 연신 배율이 3.0 배를 초과하면, 얻어지는 위상차 필름의 2 축성이 높아져, 원 편광판 등에 적용한 경우에 시야각 특성이 저하되는 경우가 있다. 또, 제 1 비스듬한 연신 공정 및 제 2 비스듬한 연신 공정에 있어서의 폭 방향의 연신 배율 (W3/W1) 은, 상기와 동일한 관점에서, 바람직하게는 1.2 배 ∼ 4.0 배이며, 보다 바람직하게는 1.4 배 ∼ 3.0 배이다.
하나의 실시형태에 있어서, 제 1 비스듬한 연신 및 제 2 비스듬한 연신은, 이하의 식 (1) 로부터 구해지는 비스듬한 연신 배율이 바람직하게는 2.0 이상, 보다 바람직하게는 2.0 ∼ 4.0, 더욱 바람직하게는 2.5 ∼ 3.5 가 되도록 실시된다. 당해 비스듬한 연신 배율이 2.0 미만이면, 2 축성이 높아지는 경우나 면내 배향성이 낮아지는 경우가 있다.
Figure 112016038954965-pct00002
(식 중,
W1 은 제 1 비스듬한 연신 전의 필름 폭,
W3 은 제 2 비스듬한 연신 후의 필름 폭,
v3' 는, 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 2 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치로 변화하였을 때의 클립 이동 속도,
t3 은 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 예열존으로 들어가고 나서 제 2 비스듬한 연신 공정이 종료될 때까지의 시간,
t3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 예열존으로 들어가고 나서 제 2 비스듬한 연신 공정이 종료될 때까지의 시간
을 나타낸다)
상기 v3' 에 관하여, 소정의 클립 피치란, 제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서 증대가 완료된 클립 피치가 제 2 비스듬한 연신 공정에서 유지 혹은 감소된 후의 클립 피치를 의미하며, 상기 C 항의 설명에 있어서의 P2 또는 P4 에 대응한다. 또, 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 1 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P2 에 대응한다) 로 변화되었을 때의 그 클립의 이동 속도를 v2' 로 하면,
v2' ＝ v3' 인 경우에는, 상기 t3 은 하기 식 (2), 상기 t'3 은 하기 식 (3) 으로 나타내고,
v2' ＞ v3' 인 경우에는, 상기 t3 은 하기 식 (4), 상기 t'3 은 하기 식 (5) 로 나타낸다.
이하, 식 (2) ∼ (4) 에 대해 설명한다. 식 중의 각 기호의 설명에 있어서는, 도 9 ∼ 11 을 참고로 할 수 있다. 또한, 식 (1) ∼ (5) 중의 애스터리스크 마크 (*) 는 곱셈 기호이다. 또, 필름 폭의 단위는 m, 속도의 단위는 m/sec, 거리의 단위는 m, 시간의 단위는 sec 이다.
Figure 112016038954965-pct00003
(식 중,
a1 ＝ (v2 － v3)/(L2 － L3),
b1 ＝ v3 － a1 * L3,
a ＝ (v1 － v2)/(L1 － L2),
b ＝ v2 － a * L2 이고,
v1 은 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 예열존을 통과할 때의 클립 이동 속도,
v2 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 1 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P3 에 대응한다) 로 감소하였을 때의 클립 이동 속도,
v3 은 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 2 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P2 또는 P4 에 대응한다) 로 증대되었을 때의 클립 이동 속도이고,
L1 은 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 감소하기 시작할 때까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 예열존 출구까지의 거리),
L2 는 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 증대시키기 시작하는 지점까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신존 출구까지의 거리),
L3 은 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 다 증대시키는 지점까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 제 2 비스듬한 연신존 출구까지의 거리) 이다)
Figure 112016038954965-pct00004
(식 중,
a' ＝ (v1' － v2')/(L1' － L2'),
b' ＝ v3' － a' * L2' 이고,
v1' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 예열존을 통과할 때의 클립 이동 속도,
v2' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 1 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P2 에 대응한다) 로 증대되었을 때의 클립 이동 속도,
v3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립이 제 2 비스듬한 연신존을 통과할 때의 클립 이동 속도이고,
L1' 는 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 증대시키기 시작할 때까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 예열존 출구까지의 거리),
L2' 는 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 다 증대시키는 지점까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신존 출구까지의 거리),
L3' 는 예열존 입구에서 제 2 비스듬한 연신존 출구까지의 거리이다)
Figure 112016038954965-pct00005
(식 중, a1, b1, a, b, v1, v2, v3, L1, L2 및 L3 은 식 (2) 에 관하여 정의한 바와 같다)
Figure 112016038954965-pct00006
(식 중,
a' ＝ (v1' － v2')/(L1' － L2'),
b' ＝ v2' － a' * L2',
a'' ＝ (v2' － v3')/(L2' － L3'),
b'' ＝ v3' － a'' * L3' 이고,
v1' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 예열존을 통과할 때의 클립 이동 속도,
v2' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 1 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P2 에 대응한다) 로 증대되었을 때의 클립 이동 속도,
v3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 2 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P4 에 대응한다) 로 감소하였을 때의 클립 이동 속도이고,
L1' 는 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 증대시키기 시작하는 지점까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 예열존 출구까지의 거리),
L2' 는 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 클립 피치를 다 증대시키는 지점까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신존 출구까지의 거리),
L3' 는 예열존 입구에서 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 제 2 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 소정의 클립 피치 (상기 C 항의 설명에 있어서의 P4 에 대응한다) 로 다 감소시키는 지점까지의 거리 (하나의 실시형태에 있어서는, 예열존 입구에서 제 2 비스듬한 연신존 출구까지의 거리) 이다)
제 2 비스듬한 연신은, 대표적으로는, 온도 T3 에서 실시될 수 있다. 온도 T3 은 온도 T2 와 동등할 수 있다.
E. 해방 공정
마지막으로, 필름을 파지하는 클립을 해방하여, 위상차 필름이 얻어진다. 필요에 따라, 필름을 열처리하여 연신 상태를 고정시키고 (열고정 공정), 냉각시킨 후에 클립을 해방한다.
열처리는, 대표적으로는, 온도 T4 에서 실시될 수 있다. 온도 T4 는 연신되는 필름에 따라 상이하며, T3 ≥ T4 의 경우도 T3 ＜ T4 의 경우도 있을 수 있다. 일반적으로, 필름이 비정성 재료인 경우에는 T3 ≥ T4 이고, 결정성 재료인 경우에는 T3 ＜ T4 로 함으로써 결정화 처리를 실시하는 경우도 있다. T3 ≥ T4 의 경우, 온도 T3 과 T4 의 차 (T3 － T4) 는 바람직하게는 0 ℃ ∼ 50 ℃ 이다. 열처리 시간은, 대표적으로는 10 초 ∼ 10 분이다.
열고정된 필름은, 통상적으로 Tg 이하까지 냉각되고, 클립을 해방 후, 필름 양단의 클립 파지 부분을 커팅하여 권취된다.
F. 연신 대상의 필름 및 연신에 의해 얻어지는 위상차 필름
본 발명의 제조 방법 (실질적으로는, 상기 A 항 ∼ E 항에 기재된 연신 방법) 에 바람직하게 사용되는 필름으로는, 위상차 필름으로서 사용될 수 있는 임의의 적절한 필름을 들 수 있다. 필름을 구성하는 재료로는, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 올레핀계 수지, 폴리우레탄계 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리카보네이트 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지이다. 이들 수지이면, 이른바 역분산의 파장 의존성을 나타내는 위상차 필름이 얻어질 수 있기 때문이다. 이들 수지는, 단독으로 사용해도 되고, 원하는 특성에 따라 조합하여 사용해도 된다.
상기 폴리카보네이트계 수지로는, 임의의 적절한 폴리카보네이트계 수지가 사용된다. 예를 들어, 디하이드록시 화합물에서 유래하는 구조 단위를 함유하는 폴리카보네이트 수지가 바람직하다. 디하이드록시 화합물의 구체예로는, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-에틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-n-프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-이소프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-n-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-sec-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-tert-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-시클로헥실페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-하이드록시-3-페닐페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-이소프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-이소부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-tert-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-시클로헥실페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-페닐페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-하이드록시에톡시)-3-tert-부틸-6-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(3-하이드록시-2,2-디메틸프로폭시)페닐)플루오렌 등을 들 수 있다. 폴리카보네이트 수지는, 상기 디하이드록시 화합물에서 유래하는 구조 단위 외에, 이소소르비드, 이소만니드, 이소이디드, 스피로글리콜, 디옥산글리콜, 디에틸렌글리콜 (DEG), 트리에틸렌글리콜 (TEG), 폴리에틸렌글리콜 (PEG), 비스페놀류 등의 디하이드록시 화합물에서 유래하는 구조 단위를 함유하고 있어도 된다.
상기와 같은 폴리카보네이트 수지의 상세한 내용은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2012-67300호 및 일본 특허 제3325560호에 기재되어 있다. 당해 특허문헌의 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
폴리카보네이트 수지의 유리 전이 온도는, 110 ℃ 이상 250 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상 230 ℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 과도하게 낮으면 내열성이 나빠지는 경향이 있어, 필름 성형 후에 치수 변화를 일으킬 가능성이 있다. 유리 전이 온도가 과도하게 높으면 필름 성형시의 성형 안정성이 나빠지는 경우가 있고, 또, 필름의 투명성을 저해하는 경우가 있다. 또한, 유리 전이 온도는, JIS K 7121 (1987) 에 준하여 구할 수 있다.
상기 폴리비닐아세탈 수지로는, 임의의 적절한 폴리비닐아세탈 수지를 사용할 수 있다. 대표적으로는, 폴리비닐아세탈 수지는, 적어도 2 종류의 알데히드 화합물 및/또는 케톤 화합물과 폴리비닐알코올계 수지를 축합 반응시켜 얻을 수 있다. 폴리비닐아세탈 수지의 구체예 및 상세한 제조 방법은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-161994호에 기재되어 있다. 당해 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
상기 연신 대상의 필름을 연신하여 얻어지는 위상차 필름은, 바람직하게는, 굴절률 특성이 nx ＞ ny 의 관계를 나타낸다. 또, 위상차 필름은 면내 배향성이 높은 것이 바람직하며, 예를 들어 그 파장 550 ㎚ 에서 측정한 경우의 복굴절률 Δn (Δn ＝ nx － ny) 은, 바람직하게는 0.002 ∼ 0.005, 보다 바람직하게는 0.0025 ∼ 0.004 이다. 또한, 위상차 필름은 바람직하게는 λ/4 판으로서 기능할 수 있다. 위상차 필름의 면내 위상차 Re (550) 은, 바람직하게는 100 ㎚ ∼ 180 ㎚, 보다 바람직하게는 135 ㎚ ∼ 155 ㎚ 이다. 또한, 본 명세서에 있어서, nx 는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이고, ny 는 면내에서 지상축과 직교하는 방향 (즉, 진상축 방향) 의 굴절률이고, nz 는 두께 방향의 굴절률이다. 또, Re (λ) 는, 23 ℃ 에 있어서의 파장 λ ㎚ 의 광으로 측정한 필름의 면내 위상차이다. 따라서, Re (550) 은, 23 ℃ 에 있어서의 파장 550 ㎚ 의 광으로 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re (λ) 는, 필름의 두께를 d (㎚) 로 하였을 때, 식 : Re (λ) ＝ (nx － ny) × d 에 의해 구해진다.
위상차 필름은, nx ＞ ny 의 관계를 갖는 한, 임의의 적절한 굴절률 타원체를 나타낸다. 바람직하게는, 위상차 필름의 굴절률 타원체는, nx ＞ ny ≥ nz 의 관계를 나타낸다. 위상차 필름의 Nz 계수는, 바람직하게는 1 ∼ 1.3 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 1.25 이고, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 1.2 이다. Nz 계수는, Nz ＝ Rth (λ)/Re (λ) 에 의해 구해진다. 여기서, Rth (λ) 는, 23 ℃ 에 있어서의 파장 λ ㎚ 의 광으로 측정한 필름의 두께 방향의 위상차로서, 식 : Rth (λ) ＝ (nx － nz) × d 에 의해 구해진다.
위상차 필름은, 바람직하게는, 이른바 역분산의 파장 의존성을 나타낸다. 구체적으로는, 그 면내 위상차는, Re (450) ＜ Re (550) ＜ Re (650) 의 관계를 만족시킨다. Re (450)/Re (550) 은 바람직하게는 0.8 이상 1.0 미만이고, 보다 바람직하게는 0.8 ∼ 0.95 이다. Re (550) /Re (650) 은 바람직하게는 0.8 이상 1.0 미만이고, 보다 바람직하게는 0.8 ∼ 0.97 이다.
위상차 필름은, 그 광탄성 계수의 절대값이 바람직하게는 2 × 10-12 (㎡/N) ∼ 100 × 10-12 (㎡/N) 이고, 보다 바람직하게는 2 × 10-12 (㎡/N) ∼ 50 × 10-12 (㎡/N) 이다.
G. 원 편광판 및 원 편광판의 제조 방법
상기 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름은, 대표적으로는 원 편광판에 바람직하게 사용될 수 있다. 도 12 는 그러한 원 편광판의 일례의 개략 단면도이다. 도시예의 원 편광판 (300) 은, 편광자 (310) 와, 편광자 (310) 의 편측에 배치된 제 1 보호 필름 (320) 과, 편광자 (310) 의 다른 편측에 배치된 제 2 보호 필름 (330) 과, 제 2 보호 필름 (330) 의 외측에 배치된 위상차 필름 (340) 을 갖는다. 위상차 필름 (340) 은, 상기 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름이다. 제 2 보호 필름 (330) 은 생략되어도 된다. 그 경우, 위상차 필름 (340) 이 편광자의 보호 필름으로서 기능할 수 있다. 편광자 (310) 의 흡수축과 위상차 필름 (340) 의 지상축이 이루는 각도는, 바람직하게는 30° ∼ 60°, 보다 바람직하게는 38° ∼ 52°, 더욱 바람직하게는 43° ∼ 47°, 특히 바람직하게는 45°정도이다. 또한, 편광자 및 보호 필름의 구성은 업계에서 주지이므로, 상세한 설명은 생략한다.
원 편광판은, 목적에 따라 임의의 적절한 광학 부재나 광학 기능층을 임의의 적절한 위치에 추가로 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 제 1 보호 필름 (320) 의 외측 표면에 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리, 광 확산 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또, 위상차 필름 (340) 의 적어도 일방의 측에, 목적에 따라 임의의 적절한 굴절률 타원체를 나타내는 다른 위상차 필름이 배치되어도 된다. 또한, 제 1 보호 필름 (320) 의 외측에는, 프론트 기판 (예를 들어, 투명 보호 기판, 터치 패널) 등의 광학 부재가 배치되어도 된다.
상기 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름은, 원 편광판의 제조에 매우 바람직하다. 상세한 내용은 이하와 같다. 이 위상차 필름은 장척상이고, 또한 비스듬한 방향 (상기와 같이, 장척 방향에 대하여 예를 들어 45°의 방향) 으로 지상축을 갖는다. 대부분의 경우, 장척상의 편광자는 장척 방향 또는 폭 방향으로 흡수축을 가지므로, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름을 사용하면, 이른바 롤 투 롤을 이용할 수 있고, 매우 우수한 제조 효율로 원 편광판을 제조할 수 있다. 게다가, 상기 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름은, 1 축성 및 면내 배향성이 높으므로, 매우 우수한 광학 특성을 갖는 원 편광판을 얻을 수 있다. 또한, 롤 투 롤이란, 장척의 필름끼리를 롤 반송하면서, 그 장척 방향을 가지런히 하여 연속적으로 첩합하는 방법을 말한다.
도 13 을 참조하여 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 원 편광판의 제조 방법을 간단하게 설명한다. 도 13 에 있어서, 부호 811 및 812 는 각각 편광판 및 위상차 필름을 권회하는 롤이고, 부호 822 는 반송 롤이다. 도시예에서는, 편광판 (제 1 보호 필름 (320)/편광자 (310)/제 2 보호 필름 (330)) 과 위상차 필름 (340) 을 화살표 방향으로 송출하고, 각각의 길이 방향을 가지런히 한 상태에서 첩합한다. 그 때, 편광판의 제 2 보호 필름 (330) 과 위상차 필름 (340) 이 인접하도록 첩합한다. 이와 같이 하여, 도 12 에 나타내는 바와 같은 원 편광판 (300) 이 얻어질 수 있다. 도시하지 않지만, 예를 들어, 편광판 (제 1 보호 필름 (320)/편광자 (310)) 과 위상차 필름 (340) 을, 편광자 (310) 와 위상차 필름 (340) 이 인접하도록 첩합하여, 위상차 필름 (340) 이 보호 필름으로서 기능하는 원 편광판을 제조할 수도 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에 있어서의 측정 및 평가 방법은 하기와 같다.
(1) 배향각 (지상축의 발현 방향)
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차 필름의 중앙부를, 한 변이 당해 필름의 폭 방향과 평행해지도록 하여 폭 50 ㎜, 길이 50 ㎜ 의 정방형상으로 잘라내어 세료를 제조하였다. 이 시료를 온라인 위상차계 (오지 계측 기기 주식회사 제조의 제품명「KOBRA-WI」) 를 사용하여 측정하고, 파장 590 ㎚ 에 있어서의 배향각 θ 를 측정하였다. 배향각 θ 는, 연신 개시 직후에 얻어진 위상차 필름 및 연신 개시로부터 1 시간에 걸쳐서 얻어진 위상차 필름의 양방에 대해 측정하였다. 또한, 배향각 θ 는 측정대에 시료를 평행하게 둔 상태에서 측정하였다.
(2) 배향각의 편차
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차 필름의 폭 방향 중앙부에 있어서의 배향각을, 연신 개시로부터 1 시간 ∼ 1 시간 10 분의 사이에 측정하고, 배향각의 편차를 측정하였다.
(3) 두께
마이크로게이지식 두께계 (미츠토요사 제조) 를 사용하여 측정하였다.
＜실시예 1＞
(폴리카보네이트 수지 필름의 제조)
교반 날개 및 100 ℃ 로 제어된 환류 냉각기를 구비한 종형 반응기 2 기 (器) 로 이루어지는 배치 중합 장치를 사용하여 중합을 실시하였다. 9,9-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]플루오렌 (BHEPF), 이소소르비드 (ISB), 디에틸렌글리콜 (DEG), 디페닐카보네이트 (DPC), 및 아세트산마그네슘 4 수화물을 몰 비율로 BHEPF/ISB/DEG/DPC/아세트산마그네슘 ＝ 0.348/0.490/0.162/1.005/1.00 × 10-5 가 되도록 투입하였다. 반응기 내를 충분히 질소 치환시킨 후 (산소 농도 0.0005 ∼ 0.001 vol％), 열매로 가온을 실시하고, 내온이 100 ℃ 가 된 시점에서 교반을 개시하였다. 승온 개시 40 분 후에 내온을 220 ℃ 에 도달시키고, 이 온도를 유지하도록 제어함과 동시에 감압을 개시하고, 220 ℃ 에 도달하고 나서 90 분에서 13.3 ㎪ 로 하였다. 중합 반응과 함께 부생되는 페놀 증기를 100 ℃ 의 환류 냉각기로 유도하고, 페놀 증기 중에 약간량 함유되는 모노머 성분을 반응기로 되돌리고, 응축되지 않은 페놀 증기는 45 ℃ 의 응축기로 유도하여 회수하였다.
제 1 반응기에 질소를 도입하여 일단 대기압까지 복압시킨 후, 제 1 반응기 내의 올리고머화된 반응액을 제 2 반응기로 옮겼다. 이어서, 제 2 반응기 내의 승온 및 감압을 개시하고, 50 분에서 내온 240 ℃, 압력 0.2 ㎪ 로 하였다. 그 후, 소정의 교반 동력이 될 때까지 중합을 진행시켰다. 소정 동력에 도달한 시점에서 반응기에 질소를 도입하여 복압시키고, 반응액을 스트랜드의 형태로 발출하고, 회전식 커터로 펠릿화를 실시하여, BHEPF/ISB/DEG ＝ 34.8/49.0/16.2 [㏖％] 의 공중합 조성의 폴리카보네이트 수지 A 를 얻었다. 이 폴리카보네이트 수지의 환원 점도는 0.430 dL/g, 유리 전이 온도는 128 ℃ 였다.
얻어진 폴리카보네이트 수지를 80 ℃ 에서 5 시간 진공 건조를 시킨 후, 단축 압출기 (이스즈 화공기사 제조, 스크루 직경 25 ㎜, 실린더 설정 온도 : 220 ℃), T 다이 (폭 900 ㎜, 설정 온도 : 220 ℃), 칠 롤 (설정 온도 : 120 ∼ 130 ℃) 및 권취기를 구비한 필름 제막 장치를 사용하여, 두께 150 ㎛ 의 폴리카보네이트 수지 필름을 제조하였다.
(예열 그리고 제 1 및 제 2 비스듬한 연신 공정)
상기와 같이 하여 얻어진 폴리카보네이트 수지 필름을, 도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 장치를 사용하여, 도 5 에 나타내는 클립 피치의 프로파일로, 예열 처리, 제 1 비스듬한 연신 및 제 2 비스듬한 연신 처리에 제공하여, 위상차 필름을 얻었다. 구체적으로는, 이하와 같다 : 먼저, 연신 장치의 예열존의 직전에 형성된 고토크의 스프로킷에 의해, 예열존으로 들어가는 좌우의 클립의 이동 속도를 제동하였다. 구체적으로는, 파지존 (A) 을 이동하는 클립을 상기 스프로킷에 의해 제동하고, 예열존 (B) 으로 이동시켰다. 이어서, 폴리카보네이트 수지 필름 (두께 150 ㎛, 폭 (W1) 765 ㎜) 을 연신 장치의 예열존에서 145 ℃ 로 예열하였다. 예열존에 있어서는, 좌우의 클립의 클립 피치 (P1) 는 125 ㎜ 였다. 다음으로, 필름이 제 1 비스듬한 연신존 (C) 으로 들어감과 동시에, 우측 클립의 클립 피치의 증대 및 좌측 클립의 클립 피치의 감소를 개시하였다. 제 1 비스듬한 연신존 (C) 의 종단부에 있어서의 우측 클립의 클립 피치의 변화율 (P2/P1) 은 1.42 이고, 좌측 클립의 클립 피치의 변화율 (P3/P1) 은 0.72 였다. 또한, 제 1 비스듬한 연신은 138 ℃ 에서 실시하였다. 제 1 비스듬한 연신 후의 필름 폭 (W2) 은 1092 ㎜ 였다 (TD 연신 배율 (W2/W1) ＝ 1.45 배). 다음으로, 필름이 제 2 비스듬한 연신존 (D) 으로 들어감과 동시에, 좌측 클립의 클립 피치의 증대를 개시하여, P3 에서 P2 까지 증대시켰다. 제 2 비스듬한 연신존 (D) 에 있어서의 좌측 클립의 클립 피치의 변화율 (P2/P3) 은 1.97 이었다. 한편, 우측 클립의 클립 피치는, 제 2 비스듬한 연신존 (D) 에 있어서 P2 인 채로 유지하였다. 또한, 제 2 비스듬한 연신은 138 ℃ 에서 실시하였다. 제 2 비스듬한 연신 후의 필름 폭 (W3) 은 1419 ㎜ 였다. 또, 상기 제 1 비스듬한 연신 공정 및 제 2 비스듬한 연신 공정에 있어서의 폭 방향으로의 연신 배율 (W3/W1) 은 1.9 배였다.
(해방 공정)
이어서, 해방 존에 있어서, 125 ℃ 에서 60 초간 필름을 유지하여 열고정을 실시하였다. 열고정된 필름을 100 ℃ 까지 냉각 후, 좌우의 클립을 해방하였다.
이상과 같이 하여, 위상차 필름 (두께 55 ㎛, 폭 1419 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 위상차 필름을 상기 (1) 및 (2) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜실시예 2＞
필름 연신 장치에 있어서 고토크의 스프로킷 대신에 정속 회전 구동된 스프로킷을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 위상차 필름을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜실시예 3＞
필름 연신 장치에 있어서 고토크의 스프로킷을 연신 장치의 예열존의 직전에 형성하고, 또한, 정속 회전 구동된 스프로킷을 연신 장치의 제 1 비스듬한 연신존에 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 위상차 필름을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜비교예 1＞
연신 장치의 예열존 직전에 고토크의 스프로킷도 정속 회전 스프로킷도 형성하지 않은 것 (즉, 예열존으로 들어가는 좌우의 클립의 이동 속도를 제동하지 않은 것) 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 위상차 필름을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure 112016038954965-pct00007
＜평가＞
표 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 파지존에서 비스듬한 연신존까지의 사이 (예를 들어, 예열존의 직전, 또는 예열존의 직전 및 비스듬한 연신존의 복수 지점) 에 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 형성함으로써, 배향각 (지상축의 방향) 이 연신 초기부터 소정의 기간에 걸쳐서 설정값으로부터 시간 경과적으로 어긋나 가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 당해 제동 수단으로서 정속 회전되는 스프로킷을 사용함으로써 (즉, 예열존으로 들어가는 클립에 단순히 브레이크를 걸 뿐만 아니라 속도를 제어함으로써), 상기 효과에 추가하여, 배향각의 편차를 억제할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차 필름은, 원 편광판에 바람직하게 사용되고, 결과적으로, 액정 표시 장치 (LCD), 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치 (OLED) 등의 화상 표시 장치에 바람직하게 사용된다.
10L : 무단 루프
10R : 무단 루프
20 : 클립
30 : 클립 담지 부재
50 : 클립 이동 속도의 제동 수단
70 : 기준 레일
90 : 피치 설정 레일
100 : 연신 장치
300 : 원 편광판
310 : 편광자
320 : 제 1 보호 필름
330 : 제 2 보호 필름
340 : 위상차 필름

Claims (13)

  1. 필름의 좌우 단부를 각각 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것 (파지 공정),
    그 필름을 예열하는 것 (예열 공정),
    그 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서,
    (ⅰ) 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율을 상이한 것으로 하는 것, 및
    (ⅱ) 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치를 상이한 위치로 하는 것
    으로부터 선택되는 적어도 하나에 의해, 그 필름을 비스듬히 연신하는 것 (비스듬한 연신 공정), 및
    그 필름을 파지하는 클립을 해방하는 것 (해방 공정)
    을 포함하고,
    그 좌우의 클립은 각각, 클립 담지 부재에 의해 담지되고, 링크 기구에 의해 그 클립 담지 부재끼리의 진행 방향의 피치를 변화시키는 것에 의해 가변 피치형으로 되어 있고,
    그 필름의 좌우 단부를 그 좌우의 클립에 의해 파지하기 직전에서 비스듬한 연신이 종료하기까지의 사이에, 그 링크 기구에 부하를 가함으로써 그 좌우의 클립의 이동 속도를 제동하여 소정의 속도로 제한하는, 위상차 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    고토크 스프로킷 및 정속 회전 스프로킷 중 적어도 하나를 상기 링크 기구에 걸어 맞추는 것에 의해 상기 링크 기구에 부하를 가하는, 위상차 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 클립의 이동 속도의 제동이, 상기 클립의 이동 속도를 제동하는 장치가 연속적 또는 단속적으로 정속 회전함으로써, 클립 이동 속도를 소정의 속도로 제한하는 것을 포함하는, 위상차 필름의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클립의 이동 속도의 제동이, 상기 파지 공정의 직전으로부터 상기 비스듬한 연신 공정까지의 사이에 있어서 적어도 1 번 실시되고, 또한, 그 비스듬한 연신 공정의 직후로부터 상기 해방 공정까지의 사이에 있어서 적어도 1 번 실시되는, 위상차 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비스듬한 연신 공정이,
    상기 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키고, 또한 타방의 클립의 클립 피치를 감소시켜, 상기 필름을 비스듬히 연신하는 것 (제 1 비스듬한 연신 공정), 및
    그 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 좌우의 클립의 클립 피치가 동등해지도록 그 일방의 클립의 클립 피치를 유지 또는 감소시키고, 또한 그 타방의 클립의 클립 피치를 증대시켜, 그 필름을 비스듬히 연신하는 것 (제 2 비스듬한 연신 공정) 을 포함하는, 위상차 필름의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서, 상기 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작한 후, 상기 타방의 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작하는, 위상차 필름의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    제 1 비스듬한 연신 공정 및 제 2 비스듬한 연신 공정에 있어서, 하기 식 (1) 로부터 구해지는 비스듬한 연신 배율이 2.0 이상이고, 또한 제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서, 상기 타방의 클립의 클립 피치의 변화율이 0.5 이상 1 미만인, 위상차 필름의 제조 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112016039083015-pct00022

    (식 중,
    W1 은 제 1 비스듬한 연신 전의 필름 폭 (단위 : m),
    W3 은 제 2 비스듬한 연신 후의 필름 폭 (단위 : m),
    v3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립에 관하여, 그 클립의 클립 피치가 제 2 비스듬한 연신 공정에서 소정의 클립 피치로 변화하였을 때의 클립 이동 속도 (단위 : m/sec),
    t3 은 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 감소시키는 쪽의 클립이 예열존으로 들어가고 나서 제 2 비스듬한 연신 공정이 종료될 때까지의 시간 (단위 : sec),
    t3' 는 제 1 비스듬한 연신 공정에서 클립 피치를 증대시키는 쪽의 클립이 예열존으로 들어가고 나서 제 2 비스듬한 연신 공정이 종료될 때까지의 시간 (단위 : sec)
    을 나타낸다)
  8. 제 5 항에 있어서,
    제 1 비스듬한 연신 공정에 있어서, 상기 일방의 클립의 클립 피치의 변화율과 상기 타방의 클립의 클립 피치의 변화율의 곱이 0.7 ∼ 1.5 인, 위상차 필름의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 형성 재료가, 폴리카보네이트 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 시클로올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리에스테르카보네이트계 수지를 함유하는, 위상차 필름의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 기재된 제조 방법에 의해 장척상의 위상차 필름을 얻는 것, 및
    얻어진 장척상의 위상차 필름과 장척상의 편광판을 반송하면서, 그 장척 방향을 가지런히 하여 연속적으로 첩합하는 것을 포함하는, 원 편광판의 제조 방법.
  12. 연신 대상의 필름의 좌우 단부를 파지하여 예열존 및 비스듬한 연신존을 이 순서로 통과함과 함께, 각각 주행 이동에 수반하여 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립을 갖고,
    그 비스듬한 연신존에 있어서, 그 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서,
    (ⅰ) 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율과 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치의 변화율을 상이한 것으로 하는 것, 및
    (ⅱ) 일방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 진행 방향의 클립 피치가 변화하기 시작하는 위치를 상이한 위치로 하는 것
    으로부터 선택되는 적어도 하나에 의해, 그 필름을 비스듬히 연신하도록 구성되어 있고,
    그 좌우의 클립은 각각, 클립 담지 부재에 의해 담지되고, 링크 기구에 의해 그 클립 담지 부재끼리의 진행 방향의 피치를 변화시키는 것에 의해 가변 피치형으로 되어 있고,
    그 필름을 파지하는 존으로부터 그 비스듬한 연신존까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 적어도 1 개 구비하고,
    그 클립의 이동 속도를 제동하는 수단이, 그 링크 기구에 걸어 맞추도록 형성된 고토크 스프로킷 및 정속 회전 스프로킷 중 적어도 하나인, 필름 연신 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 필름을 파지하는 존으로부터 상기 비스듬한 연신존까지의 사이에 있어서, 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 적어도 1 개 구비하고, 또한, 그 비스듬한 연신존의 직후로부터 그 필름을 파지하는 클립을 해방하는 존까지의 사이에 클립의 이동 속도를 제동하는 수단을 적어도 1 개 구비하는, 필름 연신 장치.
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