KR102177584B1 - 경사 연신 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

경사 연신 필름의 제조 방법은, 필름 기재를 일 방향으로 반송하면서, 반송 방향을 도중에 굴곡시킴으로써, 경사 연신 필름을 제작하는 경사 연신 공정을 갖는다. 경사 연신 전의 필름 기재 및 경사 연신 필름의 각각에 대하여 열처리를 행하였을 때의, 필름 기재의 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T1(％)이라 하고, 경사 연신 필름의 1 방향에 있어서의 치수 변화율을 T2(％)라 하고, 열처리를, 필름 기재를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg+5℃에서 90초간 가열하는 처리로 하였을 때, T1<0％≤T2, -7.0％<T1≤-0.5％를 만족시킨다.

Description

경사 연신 필름의 제조 방법{METHOD OF PRODUCING OBLIQUELY STRETCHED FILM}

본 발명은 경사 연신 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 필름 기재를, 폭 방향 및 길이 방향의 양쪽 방향으로 교차하는 경사 방향으로 연신시켜, 경사 연신 필름을 제작하는 방법이 각종 제안되어 있다. 이 중, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 필름 기재의 폭 방향의 양단부와 그 이외의 부분(각 단부 사이에 끼워진 부분)에서 수지 조성을 바꾸어, 필름 기재를 경사 방향으로 연신시킴으로써, 비교적 단단하며 취성인 수지(예를 들어 아크릴 수지)를 사용하여 경사 연신 필름을 제작하는 경우에도, 경사 연신 필름에 있어서의 연신 방향의 파단을 방지하도록 하고 있다.

또한, 예를 들어 특허문헌 2 및 3에서는, 필름 기재를 반송 방향으로 연신(세로 연신)시킨 후에 경사 연신시키는 방법이 개시되어 있다. 특히, 특허문헌 2에서는, 폭 방향의 중앙부의 막 두께를 단부보다도 증대시킨 필름 기재를 사용하여 세로 연신 및 경사 연신을 행함으로써, 경사 연신 후의 필름의 두께 및 광학 특성의 변동을 억제하도록 하고 있다. 또한, 특허문헌 3에서는, 반송 방향의 연신율 또는 수축률을 조정함으로써, 필름 기재의 배향각을 조정하도록 하고 있다.

또한, 예를 들어 특허문헌 4에서는, 장력이 부여된 필름 기재의 일부를, 필름 기재의 폭이 변화되지 않는 온도로부터 네킹이 발생하는 온도로 승온시켜 필름 기재를 네킹 연신시킴으로써, 네킹의 안정성을 제어하여 연신 불균일이 적은 연신 필름을 얻도록 하고 있다. 또한, 네킹 연신이란, 필름 기재의 좁은 범위에 있어서 네킹(잘록부)을 발생시켜, 필름 기재를 연신하는 방법을 가리킨다.

일본 특허 공개 제2014-69436호 공보(청구항 1, 6, 7, 단락 [0007] 내지 [0010], [0013], 도 1 등 참조) 일본 특허 제5233746호 공보(청구항 1, 단락 [0009], [0011], 도 1, 도 3 등 참조) 일본 특허 제4841191호 공보(청구항 1, 단락 [0012], 도 1 등 참조) 일본 특허 제5542579호 공보(청구항 1, 단락 [0003], [0010], [0012], 도 1 등 참조)

그런데, 도 6a는, 폭 방향의 양단부를 클립(Cp)으로 파지하여(도면에서는 폭 방향의 편측 클립(Cp)만을 도시), 경사 연신 필름(F)을 반송하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이며, 도 6b는, 도 6a에 있어서의 A-A'선 화살표 방향으로 본 단면도이다. 필름 기재를 반송 도중에 굴곡시켜 경사 연신 필름(F)을 제작하는 경우에 있어서, 필름 기재를 구성하는 수지로서, 열에 의한 수축이 작은 수지(예를 들어 폴리카르보네이트계 수지)를 사용하면, 필름 기재를 원하는 연신 온도에서 경사 연신하였을 때, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 경사 연신 필름(F)의 폭 방향의 단부에서 물결 형상 변형이 일어난다. 이 물결 형상 변형은 이하의 원리로 발생한다고 생각된다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 필름 기재의 반송 방향을 E1 방향으로부터 E2 방향(E1 방향에 대하여 필름면 내에서 θo(°)의 각도로 교차하는 방향)으로 변경하여 경사 연신을 행하는 경우, 필름 기재는, 반송 도중에 굴곡시킬 수 있음으로써, E1 방향으로 기계적으로 수축한다. 예를 들어, 경사 연신 전의 필름 기재에 있어서, E1 방향의 치수가 Lo(mm)였던 부분은, 경사 연신 후가 Lo·cosθo(mm)가 되고, E1 방향에 있어서 cosθo배만큼 기계적으로 수축된다. 이 때문에, 필름 기재는, 경사 연신 시에 E1 방향으로 자발적으로 수축하지 않으면, 「여유」가 발생하게 되고, 이 필름의 「여유」가, 도 6b에서 나타낸 바와 같이, 필름 단부에 물결 형상 변형이 되어 나타난다.

열수축성이 높은 수지(예를 들어 셀룰로오스에스테르계 수지)를 사용한 경우, E1 방향에 있어서, 수지의 열수축이 경사 연신 특유의 기계적인 수축을 좇기 때문에, 상기 물결 형상 변형은 거의 발생하지 않는다. 그러나, 열수축성이 낮은 수지를 사용한 경우, E1 방향에 있어서, 수지의 열수축이 경사 연신 특유의 기계적인 수축을 쫓을 수 없고, 결과적으로 필름 단부에 물결 형상 변형이 나타난다.

물결 형상 변형이 발생한 필름은, 경사 연신기(텐터)로부터 배출되고, 반송롤의 둘레면으로 포위되어 반송될 때, 깨져서 파단되기 쉬워진다. 또한, 필름 단부에 물결 형상 변형이 일어나면, 물결 형상 변형이 없는 필름 중앙부와의 사이에서 배향각에 변동이 발생하기 쉬워진다. 그러나, 상술한 특허문헌 1 내지 4에서는, 열수축성이 낮은 수지를 사용하여 경사 연신 필름을 제작하는 경우에 있어서, 상기 물결 형상 변형을 억제하여, 폭 방향의 배향각의 변동을 저감시키는 점에 대해서는 일절 검토되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 1과 같이, 필름폭 방향에서 수지 조성을 바꾸는 방법은, 비용면에서 현실적이지는 않다.

또한, 예를 들어 필름 기재를 E1 방향으로 너무 연신시키면, 경사 연신 시의 고온(연신 온도)에 있어서, 필름이 E1 방향을 따라서 과잉으로 열수축된다. 이 때문에, 제작된 경사 연신 필름을 가열하여 내구 시험을 행하였을 때, 면 내 방향의 리타데이션 Ro가 내구 시험 전보다도 저하된다. 따라서, 특허문헌 2 및 3과 같이, 경사 연신 전에 세로 연신을 행하는 경우에는, 세로 연신 후에 경사 연신 전의 필름 기재의 열처리 전후에 있어서의 E1 방향의 치수 변화율을 적절하게 억제할 필요가 있다. 그러나, 이 점에 대해서는, 특허문헌 2 및 3에서는 일절 검토되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 1에 있어서도, 경사 연신 전의 필름 기재의 열처리 전후에 있어서의 E1 방향의 치수 변화율에 대해서는 일절 검토되어 있지 않다.

본 발명의 목적은, 상기한 사정을 감안하여, 열수축성이 낮은 수지를 사용하여 경사 연신 필름을 제작하는 경우에도, 필름 단부에서 발생하는 물결 형상 변형을 억제하여, 폭 방향의 배향각의 변동을 저감시킬 수 있음과 함께, 내구 시험 후의 면 내 리타데이션 Ro의 저하를 억제할 수 있는 경사 연신 필름의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은 이하의 제조 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 일측면에 관한 경사 연신 필름의 제조 방법은, 필름 기재를 일 방향으로 반송하면서, 반송 방향을 도중에 굴곡시킴으로써, 상기 일 방향과 필름면 내에서 교차하는 경사 방향으로 상기 필름 기재를 연신시켜 경사 연신 필름을 제작하는 경사 연신 공정을 갖는 경사 연신 필름의 제조 방법이며,

경사 연신 전의 상기 필름 기재 및 상기 경사 연신 필름의 각각에 대하여 열처리를 행하였을 때의, 상기 필름 기재의 상기 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T1(％)이라 하고, 상기 경사 연신 필름의 상기 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T2(％)라 하고, 상기 열처리를, 상기 필름 기재를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg+5℃에서 90초간 가열하는 처리로 하였을 때,

이하의 조건식 (1) 및 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 경사 연신 필름의 제조 방법;

T1<0％≤T2 ㆍㆍㆍ(1)

-7.0％<T1≤-0.5％ㆍㆍㆍ(2)

단,

T1={(A2-A1)/A1}×100

T2={(B2-B1)/B1}×100

A1: 상기 필름 기재의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

A2: 상기 필름 기재의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

B1: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

B2: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

이다.

상기 제조 방법에 의하면, 열수축성이 낮은 수지를 사용하여 경사 연신 필름을 제작하는 경우에도, 필름 단부에서 발생하는 물결 형상 변형을 억제할 수 있고, 이에 의해, 제작된 경사 연신 필름에 있어서, 폭 방향의 배향각의 변동을 저감시킬 수 있다. 또한, 경사 연신 전의 필름 기재의 열처리 전후에 있어서의 치수 변화율의 범위를 적절하게 규정함으로써, 제작된 경사 연신 필름에 있어서의 내구 시험 후의 면 내 리타데이션 Ro의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 필름 기재의 제조 장치의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 상기 필름 기재의 제조 공정의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 경사 연신 필름의 제조 장치의 개략적인 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 상기 경사 연신 필름의 제조 장치의 연신부의 레일 패턴의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 필름롤로부터 소정의 크기의 필름편을 잘라내는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6a는 폭 방향의 단부를 클립으로 파지하여 경사 연신 필름을 반송하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 있어서의 A-A'선 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 7은 경사 연신 시에, 필름 기재가 반송 도중에 굴곡시킴으로써 일 방향으로 기계적으로 수축하는 모습을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

본 발명의 실시의 일 형태에 대해서, 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 A 내지 B라 표기한 경우, 그 수치 범위에 하한 A 및 상한 B의 값은 포함되는 것으로 한다.

[경사 연신 필름의 제조 방법 개요]

본 실시 형태에 따른 경사 연신 필름의 제조 방법은, 긴 형상의 필름 기재를 일 방향으로 반송하면서, 반송 방향을 도중에 굴곡시킴으로써, 상기 일 방향과 필름면 내에서 교차하는 경사 방향으로 상기 필름 기재를 연신시켜 경사 연신 필름을 제작하는 경사 연신 공정을 갖는다.

경사 연신 필름에 있어서의 분자의 배향 방향, 즉, 지상축의 방향은, 필름면 내(두께 방향에 수직인 면 내)에 있어서, 필름의 폭 방향에 대하여 0° 초과 90° 미만의 각도를 이루는 방향이다(자동적으로 필름의 길이 방향에 대해서도 0° 초과 90° 미만의 각도를 이루는 방향이 됨). 지상축은, 통상적으로 연신 방향 또는 연신 방향에 직각인 방향으로 발현되기 때문에, 필름의 폭 방향에 대하여 0° 초과 90° 미만의 각도로 연신을 행함으로써, 이러한 지상축을 갖는 긴 형상의 경사 연신 필름을 제조할 수 있다. 경사 연신 필름의 폭 방향과 지상축이 이루는 각도, 즉, 배향각은 0° 초과 90° 미만의 범위에서 원하는 각도로 임의로 설정할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 긴이란, 필름의 폭에 대하여 적어도 5배 정도 이상의 길이를 갖는 것을 말하고, 바람직하게는 10배 또는 그 이상의 길이를 가지고, 구체적으로는 롤 형상으로 권회되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 것(필름롤)을 생각할 수 있다.

긴 형상의 경사 연신 필름을 제조에 있어서는, 긴 형상의 필름 기재를 제막한 후, 이것을 한번 권취 코어에 권취하여 권회체(필름롤, 필름 원단)로 하고, 이 권회체부터 필름 기재를 경사 연신 공정에 공급하여(조출하여), 경사 연신 필름을 제조해도 된다. 또한, 제막 후의 필름 기재를 권취하지 않고, 제막 공정으로부터 연속해서 경사 연신 공정에 공급하여 경사 연신 필름을 제조해도 된다. 제막 공정과 경사 연신 공정을 연속해서 행하는 것은, 연신 후의 필름막 두께나 광학값의 결과를 피드백하여 제막 조건을 변경하고, 원하는 긴 경사 연신 필름을 얻을 수 있으므로 바람직하다.

[경사 연신 필름의 제조 방법 포인트]

본 실시 형태에서는, 경사 연신 전의 필름 기재 및 경사 연신 후의 필름(경사 연신 필름)의 각각에 대하여 열처리를 행하였을 때의, 상기 필름 기재의 상기 일 방향(반송 방향, 길이 방향)에 있어서의 치수 변화율을 T1(％)이라 하고, 상기 경사 연신 필름의 상기 일 방향(경사 연신 전(굴곡전)의 필름 기재의 반송 방향과 동일한 방향)에 있어서의 치수 변화율을 T2(％)라 하고, 상기 열처리를, 상기 필름 기재를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg+5℃에서 90초간 가열하는 처리로 하였을 때, 이하의 조건식 (1) 및 (2)를 만족시킨다. 즉,

T1<0％≤T2 ㆍㆍㆍ(1)

-7.0％<T1≤-0.5％ㆍㆍㆍ(2)

단,

T1={(A2-A1)/A1}×100

T2={(B2-B1)/B1}×100

A1: 상기 필름 기재의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

A2: 상기 필름 기재의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

B1: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

B2: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

이다.

조건식 (1)을 만족시키는 경우, 필름 기재의 열처리 전후에서의 치수 변화율 T1이 음의 값이기 때문에, 필름 기재는 열처리 후에 일 방향(반송 방향)으로 수축하는 특성이 되고, 그 수축 정도는 조건식 (2)에서 규정되는 바와 같다. 이 경우, 열수축성이 낮은 수지를 사용하여 경사 연신 필름을 제작하는 경우에도, 경사 연신 시의 고온(연신 온도)에 있어서, 경사 연신 특유의 상기 일 방향의 기계적인 수축을, 필름 기재의 열에 의한 상기 일 방향의 수축(열수축)이 좇게 된다. 이에 의해, 필름 단부에 「여유」가 발생하는 것을 저감시킬 수 있어, 필름 단부에 물결 형상 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 그 후의 필름 반송 시에, 경사 연신 필름이 반송롤에 포위되는 것에 의한 깨짐을 저감시킬 수 있다. 또한, 필름 단부의 물결 형상 변형을 억제함으로써, 물결 형상 변형이 원래 발생하지 않은 필름폭 중앙부와, 필름 단부 사이에서 배향각에 변동이 발생하는 것을 저감시키는 것도 가능해진다.

또한, 경사 연신 전의 필름 기재의 열처리 전후에서의 치수 변화율 T1이, 조건식 (2)에서 규정된 적절한 범위로 수렴되어 있기 때문에, 필름 기재의 열처리 후의 상기 일 방향의 수축이 적절하게 억제된다. 이에 의해, 필름 기재를 사용하여 경사 연신을 행하는 경우에도, 경사 연신 시의 고온(연신 온도)에서 필름 기재가 상기 일 방향으로 과잉으로 열수축하는 일이 없어진다. 그 결과, 제작된 경사 연신 필름을 가열하여 내구 시험을 행한 경우에도, 면 내 방향의 리타데이션 Ro가 내구 시험 전보다도 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 예를 들어 필름 기재가, 필름면 내에서 상기 일 방향(반송 방향)과 수직인 방향(폭 방향)으로 연신(가로 연신)되어 있는 것으로 하면, 이 필름 기재를 열처리한 후에는, 필름 기재는 연신 방향(폭 방향)의 잔류 응력의 완화에 의해, 상기 일 방향으로 연장되려고 한다(T1>0이 됨). 따라서, 이러한 필름 기재를 고온 하에서 경사 연신시키면, 필름 기재가 상기 일 방향으로 열수축하지 않기 때문에, 상기한 물결 형상 변형이 나타남과 함께, 폭 방향에 있어서 배향각의 변동이 발생한다. 따라서, 조건식 (1)로 나타낸 바와 같이, T1<0을 규정함으로써, 상기 물결 형상 변형 및 폭 방향에 있어서의 배향각의 변동을 저감시킬 수 있다.

또한, 상술한 효과를 확실하게 얻는 관점에서는, 이하의 조건식 (2a)를 만족시키는 것이 바람직하고, 이하의 조건식 (2b)를 만족시키는 것이 보다 바람직하고, 이하의 조건식 (2c)를 만족시키는 것이 한층 더 바람직하다. 즉,

-7.0％<T1≤-2.0％ ㆍㆍㆍ(2a)

-6.8％<T1≤-4.5％ ㆍㆍㆍ(2b)

-6.8％<T1≤-5.0％ ㆍㆍㆍ(2c)

이다.

본 실시 형태의 경사 연신 필름의 제조 방법은, 상기 필름 기재를 상기 일 방향으로 연신하는 세로 연신 공정을 더 포함하고, 상기 경사 연신 공정에서는, 상기 세로 연신 공정에서 상기 일 방향으로 연신된 상기 필름 기재를, 상기 경사 방향으로 연신시켜 상기 경사 연신 필름을 제작해도 된다.

필름 기재를 경사 연신하기 전에 상기 일 방향으로 연신(세로 연신)함으로써, 열처리 후의 필름 기재에 상기 일 방향으로 수축(열수축)시키는 특성을 부여할 수 있다. 이에 의해, 경사 연신 시의 고온에 있어서, 상기 일 방향의 기계적인 수축을, 필름 기재의 열에 의한 상기 일 방향의 수축이 좇게 하여, 상기한 필름 단부에서의 물결 형상 변형의 발생을 억제하는 것이 확실하게 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 경사 연신 필름의 제조 방법은, 상기 필름 기재에 용매를 포함시켜 상기 일 방향으로 반송하는 반송 공정을 더 포함하고, 상기 경사 연신 공정에서는, 상기 일 방향으로 반송된 상기 필름 기재를, 상기 경사 방향으로 연신시켜 상기 경사 연신 필름을 제작해도 된다. 필름 기재에 용매를 포함시키는 것보다, 상기 일 방향으로 필름 기재를 반송하였을 때, 필름 기재가 상기 일 방향으로 연신되기 쉬워진다. 따라서, 이러한 방법에 의해서도, 열처리 후에 상기 일 방향으로 수축하는 특성을 필름 기재에 부여할 수 있기 때문에, 상기와 동일하게, 경사 연신 시의 고온에 있어서, 상기 일 방향의 기계적인 수축을, 필름 기재의 열에 의한 상기 일 방향의 수축이 좇게 하여, 상기한 필름 단부에서의 물결 형상 변형의 발생을 억제하는 것이 확실하게 가능해진다.

상기 경사 연신 공정에서는, 경사 연신 전에 상기 필름 기재를 예열 온도까지 가열하고, 상기 예열 온도는, 경사 연신 시의 연신 온도 이상인 것이 바람직하다. 경사 연신 시의 연신 온도보다도 높은 예열 온도를 경사 연신 전에 부여함으로써, 경사 연신 시에, 소정의 연신 온도에서 필름 기재를 효율적으로 열수축시킬 수 있다. 따라서, 이 방법은, 특히 열수축성이 낮으며, 열에 의한 치수 변화가 작은 수지를 사용하여 필름 기재를 구성하고, 이 필름 기재를 경사 연신시키는 경우에 매우 유효해진다.

상기 필름 기재를 구성하는 상기 수지는, 폴리카르보네이트계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지 중 어느 것을 포함하고 있어도 된다. 상기 어느 수지도, 열수축성이 낮으며, 열에 의한 치수 변화가 작은 수지이기 때문에, 이러한 수지를 사용하여 필름 기재를 구성한 경우에 있어서, 상술한 본 실시 형태의 제조 방법이 매우 유효해진다.

(필름 기재의 제조에 대해서]

본 실시 형태의 필름 기재는, 예를 들어 용액 유연 제막법에 의해 제조할 수 있다. 이하, 용액 유연 제막법에 의한 필름 기재의 제조 방법에 대하여 설명한다.

<용액 유연 제막법>

도 1은, 본 실시 형태의 필름 기재의 제조 장치(1)의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다. 또한, 도 2는, 필름 기재의 제조 공정의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태의 필름 기재의 제조 방법은, 도 2에 도시한 바와 같이, 교반 조제 공정(S1), 유연 공정(S2), 박리 공정(S3), 연신 공정(S4), 건조 공정(S5), 절단 공정(S6), 엠보스 가공 공정(S7), 권취 공정(S8)을 포함한다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 각 공정에 대하여 설명한다.

(S1; 교반 조제 공정)

교반 조제 공정에서는, 교반 장치(100)의 교반조(101)에서, 적어도 수지 및 용매를 교반하고, 지지체(3)(엔드리스 벨트) 상에 유연하는 도프를 조제한다.

(S2; 유연 공정)

유연 공정에서는, 교반 조제 공정에서 조제된 도프를, 가압형 정량 기어 펌프 등을 통해서, 도관에 의해 유연 다이(2)에 송액하고, 무한하게 이송하는 회전 구동 스테인리스강제 엔드리스 벨트를 포함하는 지지체(3) 상의 유연 위치에, 유연 다이(2)로부터 도프를 유연한다. 그리고, 지지체(3)는, 유연된 도프(유연 도프)를 지지하면서 반송한다. 이에 의해, 지지체(3) 상에 유연막으로서의 웹(5)이 형성된다.

지지체(3)는, 한 쌍의 롤(3a·3b) 및 이들 사이에 위치하는 복수의 롤(도시하지 않음)에 의해 유지되어 있다. 롤(3a·3b)의 한쪽 또는 양쪽에는, 지지체(3)에 장력을 부여하는 구동 장치(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이것에 의해 지지체(3)는 장력이 걸려 팽팽한 상태에서 사용된다.

유연 공정에서는, 웹(5)을 지지체(3) 상에서 가열하고, 지지체(3)로부터 박리롤(4)에 의해 웹(5)이 박리 가능해질 때까지 용매를 증발시킨다. 용매를 증발시키기 위해서는, 웹측으로부터 바람을 불게 하는 방법이나, 지지체(3)의 이면으로부터 액체에 의해 전열시키는 방법, 복사열에 의해 표리로부터 전열하는 방법 등이 있고, 적절히 단독으로 또는 조합하여 사용하면 된다.

(S3; 박리 공정)

상기 유연 공정에서, 지지체(3) 상에서 웹(5)이 박리 가능한 막강도가 될 때까지 건조 고화 또는 냉각 응고시킨 후, 박리 공정에서는, 웹(5)을 자기 지지성을 갖게 한 채 박리롤(4)에 의해 박리한다. 박리된 웹(5)은 필름 기재를 구성한다.

또한, 박리 시점에서의 지지체(3) 상에서의 웹(5)의 잔류 용매량은, 건조의 조건의 강약, 지지체(3)의 길이 등에 의해, 50 내지 120질량％의 범위인 것이 바람직하다. 잔류 용매량이 보다 많은 시점에서 박리하는 경우, 웹(5)이 너무 부드러우면 박리 시 평면성을 손상시키고, 박리 장력에 의한 주름이나 세로 줄무늬가 발생하기 쉽기 때문에, 경제 속도와 품질의 균형으로 박리 시의 잔류 용매량이 결정된다. 또한, 잔류 용매량은 하기 식으로 정의된다.

잔류 용매량(질량％)=(웹의 가열 처리 전 질량-웹의 가열 처리 후 질량)/

(웹의 가열 처리 후 질량)×100

여기서, 잔류 용매량을 측정할 때의 가열 처리란, 115℃에서 1시간의 가열 처리를 행하는 것을 나타낸다.

(S4; 연신 공정)

연신 공정에서는, 지지체(3)로부터 박리된 웹(5)(필름 기재)을 텐터(6)에 의해, 반송 방향과 동일한 방향으로 연신한다. 따라서, S4의 유연 공정은, 필름 기재를 반송 방향과 동일한 일 방향으로 연신하는 세로 연신 공정을 구성한다. 연신 공정에서는, 웹(5)의 양측 연부를 클립 등으로 고정시켜 연신하는 텐터 방식이, 필름의 평면성이나 치수 안정성을 향상시키기 때문에 바람직하다. 또한, 텐터(6) 내에서는, 연신에 더하여 건조를 행해도 된다.

(S5; 건조 공정)

텐터(6)에서 연신된 웹(5)은 건조 장치(7)에서 건조된다. 건조 장치(7) 내에서는, 측면으로부터 보아 지그재그 형상으로 배치된 복수의 반송롤에 의해 웹(5)이 반송되고, 그 사이에 웹(5)이 건조된다. 건조 장치(7)에서의 건조 방법은 특별히 제한은 없고, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열롤, 마이크로파 등을 사용하여 웹(5)을 건조시킨다. 간편함의 관점에서, 열풍으로 웹(5)을 건조시키는 방법이 바람직하다.

웹(5)은 건조 장치(7)에서 건조 후, 광학 필름으로서 권취 장치(10)를 향해 반송된다.

(S6; 절단 공정, S7; 엠보스 가공 공정)

건조 장치(7)와 권취 장치(10) 사이에는, 절단부(8) 및 엠보스 가공부(9)가 이 순서로 배치되어 있다. 절단부(8)에서는, 제막된 광학 필름을 반송하면서, 그 폭 방향의 양단부를, 슬리터에 의해 절단하는 절단 공정이 행해진다. 광학 필름에 있어서, 양단부의 절단 후에 남은 부분은, 필름 제품이 되는 제품부를 구성한다. 한편, 광학 필름으로부터 절단된 부분은, 슈터로 회수되고, 다시 원재료의 일부로서 필름의 제막에 재이용된다.

절단 공정 후, 광학 필름의 폭 방향의 양단부에는, 엠보스 가공부(9)에 의해 엠보스 가공(널링 가공)이 실시된다. 엠보스 가공은, 가열된 엠보싱 롤러를 광학 필름의 양단부에 누름으로써 행해진다. 엠보싱 롤러의 표면에는 미세 요철이 형성되어 있고, 엠보싱 롤러를 광학 필름의 양단부에 누름으로써, 상기 양단부에 요철이 형성된다. 이러한 엠보스 가공에 의해, 다음의 권취 공정에서의 권취 어긋남이나 블로킹(필름끼리의 부착)을 최대한 억제할 수 있다.

(S8; 권취 공정)

마지막으로, 엠보스 가공이 종료된 광학 필름을, 권취 장치(10)에 의해 권취하여, 광학 필름의 원권(元卷)(필름롤)을 얻는다. 즉, 권취 공정에서는, 광학 필름을 반송하면서 권취 코어에 권취함으로써, 필름롤이 제조된다. 광학 필름의 권취 방법은, 일반적으로 사용되고 있는 와인더를 사용하면 되고, 정토크법, 정텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정의 프로그램 텐션 컨트롤법 등의 장력을 컨트롤하는 방법이 있고, 그들을 구분해서 사용하면 된다. 광학 필름의 권취 길이는 1000 내지 7200m인 것이 바람직하다. 또한, 그 때의 폭은 500 내지 3200mm 폭인 것이 바람직하고, 막 두께는 30 내지 150㎛인 것이 바람직하다.

또한, 이상에서는, 필름 기재의 제막 도중에 세로 연신을 행함으로써, 일 방향으로 연신된 필름 기재를 얻도록 하고 있지만, 제막 도중에 세로 연신을 행하지 않고, 제막된 필름 기재를 도시하지 않은 세로 연신 장치에 공급하여 세로 연신을 행함으로써, 일 방향으로 연신된 필름 기재를 얻게 해도 된다.

(바람직한 세로 연신에 대해서)

상술한 S4의 연신 공정에서는, 텐터(6)에서, 필름 기재의 양단을 파지 부재로 각각 파지하고, 반송 방향으로 인장함으로써, 필름 기재에 반송 방향의 장력을 부여하여 세로 연신을 행하고 있다. 상기 연신 공정에서는, 미연신 필름 기재에 반송 방향의 장력을 부여할 수 있는 수단이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 또한 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 저속롤과 고속롤을 갖는 장력 부여 수단을 사용하여 세로 연신을 행해도 된다. 필름에 대하여 연속적으로 반송 방향에 장력을 부여할 수 있는 점에서는, 저속롤과 고속롤을 갖는 장력 부여 수단을 사용하는 것이 바람직하다.

저속롤과 고속롤을 갖는 장력 부여 수단을 사용하는 경우, 필름 기재의 반송 방향의 상류측에 저속롤을 배치하고, 하류측에 고속롤을 배치하고, 이들 롤에 접촉하도록 필름 기재를 반송시켜, 이들 롤에 주속차를 둠으로써, 필름 기재에 반송 방향의 장력을 부여할 수 있다. 필름 기재의 반송 속도로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.

필름 기재를 세로 연신할 때, 필름 기재를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg보다도 5℃ 이상 높은 온도에서 세로 연신을 행하고, 연신 종료 이후에는, Tg보다도 10℃ 이상 낮은 온도존에 필름을 반송하고, 급랭시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 세로 연신 후, 필름 물성이 보다 불균일한 필름 기재를 얻을 수 있다.

또한, 전술한 특허문헌 2에서는, 필름의 물성 변화를 억제할 수 있는 조건에서 세로 연신을 행하고, 그 후, 경사 연신을 행하고 있다. 본 실시 형태에서는, 굳이 필름의 물성에 불균일성을 부여하도록 필름 기재를 세로 연신하였으며, 이 점에서, 본 실시 형태의 제조 방법은 종래의 제조 방법과는 상이하다.

<기타의 제막법>

본 실시 형태의 필름 기재는 용융 유연 제막법에 의해 제조할 수도 있다. 용융 유연 제막법은, 수지 및 가소제 등의 첨가제를 포함하는 조성물을, 유동성을 나타내는 온도까지 가열 용융시키고, 그 후, 유동성의 용융물을 유연하여 필름을 제막하는 방법을 말한다. 용융 유연에 의해 형성되는 방법은, 용융 압출(성형)법, 프레스 성형법, 인플레이션법, 사출 성형법, 블로우 성형법, 연신 성형법 등으로 분류할 수 있다. 이들 중에서 기계적 강도 및 표면 정밀도 등이 우수한 필름이 얻어지는 용융 압출법이 바람직하다. 또한, 용융 압출법에서 사용하는 복수의 원재료는, 통상적으로 미리 혼련하여 펠릿화해두는 것이 바람직하다.

용융 유연 제막법으로 필름 기재를 제막한 후, 도시하지 않은 세로 연신 장치에서, 필름 기재를 일 방향으로 반송하면서 상기 일 방향으로 연신시킴으로써, 세로 연신된 필름 기재를 얻을 수 있다.

[필름 기재]

본 실시 형태에서는, 상기 필름 기재를 구성하는 수지로서, 미연신 상태에서 가열에 의한 치수 변동이 발생하기 어려운 수지(예를 들어 가열에 의한 치수 변화율이 0.01％ 이하인 수지)를 사용하는 것이 유효하다. 또한, 가열에 의한 치수 변화율이란, {(가열 후 치수-가열 전 치수)/(가열 전 치수)}×100을 가리킨다. 가열에 의한 치수 변동이 발생하기 어려운 수지로서는, 폴리카르보네이트계 수지, 시클로올레핀계 수지(지환식 올레핀 폴리머), 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있다.

폴리카르보네이트계 수지로서는, 특별히 한정없이 다양한 것을 사용할 수 있고, 화학적 성질 및 물성의 관점에서, 방향족 폴리카르보네이트 수지가 바람직하고, 특히 플루오렌 골격을 갖는 폴리카르보네이트나, 비스페놀 A계 폴리카르보네이트 수지가 바람직하다. 그 중에서도, 비스페놀 A에 벤젠환, 시클로헥산환 및 지방족 탄화수소기 등을 도입한 비스페놀 A 유도체를 사용한 것이 보다 바람직하다. 또한, 비스페놀 A의 중앙의 탄소에 대하여, 비대칭으로 상기 관능기가 도입된 유도체를 사용하여 얻어진, 단위 분자 내의 이방성을 감소시킨 구조의 폴리카르보네이트 수지가 특히 바람직하다.

이러한 폴리카르보네이트 수지로서는, 예를 들어 비스페놀 A의 중앙의 탄소 2개의 메틸기를 벤젠환으로 치환한 것, 비스페놀 A의 각각의 벤젠환의 1 수소를 메틸기나 페닐기 등으로 중앙 탄소에 대하여 비대칭으로 치환한 것을 사용하여 얻어지는 폴리카르보네이트 수지가 특히 바람직하다. 구체적으로는, 4,4'-디히드록시디페닐알칸 또는 이들의 할로겐 치환체로 포스겐법 또는 에스테르 교환법에 의해 얻어지는 것이며, 예를 들어 4,4'디히드록시디페닐메탄, 4,4'-디히드록시디페닐에탄, 4,4'-디히드록시디페닐부탄 등을 들 수 있다. 또한, 이 밖에도, 구체적인 폴리카르보네이트계 수지를 굳이 예시하면, 예를 들어 일본 특허 공개 제2006-215465호 공보, 일본 특허 공개 제2006-91836호 공보, 일본 특허 공개 제2005-121813호 공보, 일본 특허 공개 제2003-167121호 공보, 일본 특허 공개 제2009-126128호 공보, 일본 특허 공개 제2012-67300호 공보, 국제 공개 제2000/026705호 등에 기재되어 있는 폴리카르보네이트계 수지를 들 수 있다.

시클로올레핀계 수지로서는, 환상 올레핀(시클로올레핀)을 포함하는 모노머의 유닛을 갖는 수지라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 시클로올레핀계 수지는, 시클로올레핀 중합체(COP) 또는 시클로올레핀 공중합체(COC) 중 어느 것이어도 된다. 시클로올레핀 공중합체란, 환상 올레핀과 에틸렌 등의 올레핀의 공중합체인 비결정성의 환상 올레핀계 수지를 말한다.

상기 환상 올레핀으로서는, 다환식의 환상 올레핀과 단환식의 환상 올레핀이 존재하고 있다. 이러한 다환식의 환상 올레핀으로서는, 노르보르넨, 메틸노르보르넨, 디메틸노르보르넨, 에틸노르보르넨, 에틸리덴노르보르넨, 부틸노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 디히드로디시클로펜타디엔, 메틸디시클로펜타디엔, 디메틸디시클로펜타디엔, 테트라시클로도데센, 메틸테트라시클로도데센, 디메틸시클로테트라도데센, 트리시클로펜타디엔, 테트라시클로펜타디엔 등을 들 수 있다. 또한, 단환식의 환상 올레핀으로서는, 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로옥텐, 시클로옥타디엔, 시클로옥타트리엔, 시클로도데카트리엔 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등을 들 수 있다. 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지로서는, 예를 들어 나프탈렌디카르복실산의 저급 알킬에스테르와 에틸렌글리콜을 중축합시켜 제조한 폴리에틸렌나프탈레이트를 적합하게 사용할 수 있다.

[첨가제]

필름 기재에는, 필요에 따라서 첨가제를 첨가해도 된다. 첨가제로서는, 가소제, 자외선 흡수제, 리타데이션 조정제, 산화 방지제, 열화 방지제, 박리 보조제, 계면 활성제, 염료, 미립자 등이 있다. 본 실시 형태에 있어서, 미립자 이외의 첨가제에 대해서는 도프의 제조 시에 첨가해도 되고, 미립자 분산액의 제조 시에 첨가해도 된다.

[경사 연신 필름의 제조 방법 및 제조 장치]

이어서, 상술한 필름 기재를 사용하여 긴 형상의 경사 연신 필름을 제조하는 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

(장치의 개요)

도 3은, 경사 연신 필름의 제조 장치(11)의 개략적인 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 제조 장치(11)는, 필름 기재의 반송 방향 상류측으로부터 순서대로 필름 조출부(12)와, 반송 방향 변경부(13)와, 가이드롤(14)과, 연신부(15)와, 가이드롤(16)과, 반송 방향 변경부(17)와, 필름 권취부(18)를 구비하고 있다. 또한, 연신부(15)의 상세에 대해서는 후술한다.

필름 조출부(12)는, 상술한 바와 같이 하여 제작한 필름 기재를 조출하여 연신부(15)에 공급하는 것이다. 이 필름 조출부(12)는, 도 1에서 나타낸 필름 기재의 제조 장치(1)와 별체로 구성되어 있어도 되고, 일체적으로 구성되어도 된다. 전자의 경우, 필름 기재를 제막 후에 한번 권취 코어에 권취하여 권회체(필름롤)가 된 것을 필름 조출부(12)에 장전함으로써, 필름 조출부(12)로부터 필름 기재가 조출된다. 한편, 후자의 경우, 필름 조출부(12)는 필름 기재의 제막 후, 그 필름 기재를 권취하지 않고, 연신부(15)에 대하여 조출하게 된다.

반송 방향 변경부(13)는, 필름 조출부(12)로부터 조출되는 필름 기재의 반송 방향을, 경사 연신 텐터로서의 연신부(15)의 입구를 향하는 방향으로 변경하는 것이다. 이러한 반송 방향 변경부(13)는, 예를 들어 필름을 반송하면서 접음으로써 반송 방향을 변경하는 턴바나, 그 턴바를 필름에 평행한 면 내에서 회전시키는 회전 테이블을 포함하여 구성되어 있다.

반송 방향 변경부(13)에서 필름 기재의 반송 방향을 상기와 같이 변경함으로써, 제조 장치(11) 전체의 폭을 보다 좁게 하는 것이 가능해지는 것 이외에도, 필름의 송출 위치 및 각도를 미세하게 제어하는 것이 가능해지고, 막 두께, 광학값의 변동이 작은 긴 경사 연신 필름을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 필름 조출부(12) 및 반송 방향 변경부(13)를 이동 가능(슬라이드 가능, 선회 가능)하게 하면, 연신부(15)에 있어서 필름 기재의 폭 방향의 양단부를 끼우는 좌우의 클립(파지 도구)의 필름으로의 물림 불량을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 상기한 필름 조출부(12)는, 연신부(15)의 입구에 대하여 소정 각도로 필름 기재를 보낼 수 있도록, 슬라이드 및 선회 가능하게 되어 있어도 된다. 이 경우에는, 반송 방향 변경부(13)의 설치를 생략한 구성으로 할 수도 있다.

가이드롤(14)은, 필름 기재의 주행 시의 궤도를 안정시키기 위해서, 연신부(15)의 상류측에 적어도 1개 설치되어 있다. 또한, 가이드롤(14)은, 필름을 끼우는 상하 한 쌍의 롤 쌍으로 구성되어도 되고, 복수의 롤 쌍으로 구성되어도 된다. 연신부(15)의 입구에 가장 가까운 가이드롤(14)은, 필름의 주행을 안내하는 종동롤이며, 도시하지 않은 베어링부를 통해 각각 회전 가능하게 축 지지된다. 가이드롤(14)의 재질로서는, 공지된 것을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 필름의 흠집 발생을 방지하기 위해서, 가이드롤(14)의 표면에 세라믹 코팅을 실시하거나, 알루미늄 등의 경금속에 크롬 도금을 실시하는 등에 의해 가이드롤(14)을 경량화하는 것이 바람직하다.

또한, 연신부(15)의 입구에 가장 가까운 가이드롤(14)보다도 상류측의 롤 중 1개는, 고무롤을 압접시켜 닙하는 것이 바람직하다. 이러한 닙롤로 함으로써, 필름의 흐름 방향에 있어서의 조출 장력의 변동을 억제하는 것이 가능해진다.

연신부(15)의 입구에 가장 가까운 가이드롤(14)의 양단(좌우)의 한 쌍의 베어링부에는, 당해 롤에 있어서 필름에 발생하고 있는 장력을 검출하기 위한 필름 장력 검출 장치로서, 제1 장력 검출 장치, 제2 장력 검출 장치가 각각 설치되어 있다. 필름 장력 검출 장치로서는, 예를 들어 로드셀을 사용할 수 있다. 로드셀로서는, 인장 또는 압축형의 공지된 것을 사용할 수 있다. 로드셀은, 착력점에 작용하는 하중을 기왜체(起歪體)에 설치된 변형 게이지에 의해 전기 신호로 변환하여 검출하는 장치이다.

로드셀은, 연신부(15)의 입구에 가장 가까운 가이드롤(14)의 좌우의 베어링부에 설치됨으로써, 주행 중의 필름이 롤에 미치는 힘, 즉, 필름의 양측 연부 근방에 발생하고 있는 필름 진행 방향에 있어서의 장력을 좌우 독립적으로 검출한다. 또한, 롤의 베어링부를 구성하는 지지체에 변형 게이지를 직접 설치하여, 해당 지지체에 발생하는 변형에 기초하여 하중, 즉, 필름 장력을 검출하도록 해도 된다. 발생하는 변형과 필름 장력의 관계는 미리 계측되며, 기지인 것으로 한다.

필름 조출부(12) 또는 반송 방향 변경부(13)로부터 연신부(15)에 공급되는 필름의 위치 및 반송 방향이, 연신부(15)의 입구를 향하는 위치 및 반송 방향으로부터 어긋나 있을 경우, 이 어긋남량에 따라서, 연신부(15)의 입구에 가장 가까운 가이드롤(14)에 있어서의 필름의 양측 연부 근방의 장력에 차가 발생하게 된다. 따라서, 상술한 바와 같은 필름 장력 검출 장치를 설치하여 상기 장력차를 검출함으로써, 당해 어긋남의 정도를 판별할 수 있다. 즉, 필름의 반송 위치 및 반송 방향이 적정하다면(연신부(15)의 입구를 향하는 위치 및 방향이라면), 상기 가이드롤(14)에 작용하는 하중을 축방향의 양단에서 조균(粗均)해지지만, 적정하지 않으면, 좌우에서 필름 장력에 차가 발생한다.

따라서, 연신부(15)의 입구에 가장 가까운 가이드롤(14)의 좌우의 필름 장력차가 동등해지도록, 예를 들어 상기한 반송 방향 변경부(13)에 의해 필름의 위치 및 반송 방향(연신부(15)의 입구에 대한 각도)을 적절하게 조정하면, 연신부(15)의 입구부의 파지 도구에 의한 필름의 파지가 안정되고, 파지 도구 벗겨짐 등의 장애의 발생을 적게 할 수 있다. 또한, 연신부(15)에 의한 경사 연신 후의 필름의 폭 방향에 있어서의 물성을 안정시킬 수 있다.

가이드롤(16)은, 연신부(15)에서 경사 연신된 필름의 주행 시의 궤도를 안정시키기 위해서, 연신부(15)의 하류측에 적어도 1개 설치되어 있다.

반송 방향 변경부(17)는, 연신부(15)로부터 반송되는 연신 후의 필름 반송 방향을, 필름 권취부(18)를 향하는 방향으로 변경하는 것이다.

여기서, 배향각(필름의 면 내 지상축의 방향)의 미세 조정이나 제품 베리에이션에 대응하기 위해서, 연신부(15)의 입구에서의 필름 진행 방향과 연신부(15)의 출구에서의 필름 진행 방향이 이루는 각도의 조정이 필요해진다. 이 각도 조정을 위해서는, 제막된 필름의 진행 방향을 반송 방향 변경부(13)에 의해 변경하여 필름을 연신부(15)의 입구로 유도하거나, 및/또는 연신부(15)의 출구로부터 나온 필름의 진행 방향을 반송 방향 변경부(17)에 의해 변경하여 필름을 필름 권취부(18)의 방향으로 복귀시키는 것이 필요해진다.

또한, 제막 및 경사 연신을 연속해서 행하는 것이, 생산성이나 수율의 점에서 바람직하다. 제막 공정, 경사 연신 공정, 권취 공정을 연속해서 행하는 경우, 반송 방향 변경부(13) 및/또는 반송 방향 변경부(17)에 의해 필름의 진행 방향을 변경하고, 제막 공정과 권취 공정에서 필름의 진행 방향을 일치시키는, 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 필름 조출부(12)로부터 조출되는 필름의 진행 방향(조출 방향)과, 필름 권취부(18)에서 권취되기 직전의 필름 진행 방향(권취 방향)을 일치시킴으로써, 필름 진행 방향에 대한 장치 전체의 폭을 작게 할 수 있다.

또한, 제막 공정과 권취 공정에서 필름의 진행 방향은 반드시 일치시킬 필요는 없지만, 필름 조출부(12)와 필름 권취부(18)가 간섭되지 않는 레이아웃이 되도록, 반송 방향 변경부(13) 및/또는 반송 방향 변경부(17)에 의해 필름의 진행 방향을 변경하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 반송 방향 변경부(13·7)로서는, 에어 플로우 롤 또는 에어 턴바를 사용하는 등 공지된 방법으로 실현할 수 있다.

필름 권취부(18)는, 연신부(15)로부터 반송 방향 변경부(17)를 통해 반송되는 필름을 권취하는 것이며, 예를 들어 와인더 장치, 어큠 장치, 드라이브 장치 등으로 구성된다. 필름 권취부(18)는, 필름의 권취 위치를 조정하기 위해, 가로 방향으로 슬라이드할 수 있는 구조인 것이 바람직하다.

필름 권취부(18)는, 연신부(15)의 출구에 대하여 소정 각도로 필름을 인취할 수 있도록, 필름의 인취 위치 및 각도를 미세하게 제어할 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 막 두께, 광학값의 변동이 작은 긴 경사 연신 필름을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 필름의 주름 발생을 유효하게 방지할 수 있음과 함께, 필름의 권취성이 향상되기 때문에, 필름을 길게 권취하는 것이 가능해진다.

이 필름 권취부(18)는, 연신부(15)에서 연신되어 반송되는 필름을 일정한 장력으로 인취하는 인취부를 구성하고 있다. 또한, 연신부(15)와 필름 권취부(18) 사이에, 필름을 일정한 장력으로 인취하기 위한 인취롤을 설치하거나, 필름을 소정의 길이의 부분에서 절단하는 절단 장치를 설치할 수도 있다. 또한, 상술한 가이드롤(16)에 상기 인취롤로서의 기능을 갖게 해도 된다.

본 실시 형태에 있어서, 연신 후의 필름 인취 장력 T(N/m)는 50N/m<T<300N/m, 바람직하게는 150N/m<T<250N/m 사이로 조정하는 것이 바람직하다. 상기 인취 장력이 50N/m 이하에서는, 필름의 늘어짐이나 주름이 발생하기 쉽고, 리타데이션, 배향각의 필름폭 방향의 프로파일도 악화된다. 반대로, 인취 장력이 300N/m 이상이 되면, 배향각의 필름폭 방향의 변동이 악화되고, 폭 수율(폭 방향의 취득 효율)을 악화시켜버린다. 또한, 본 실시 형태에서는, 전술한 조건식을 만족시킴으로써, 경사 연신 후의 필름 단부의 물결 형상 변형을 억제할 수 있기 때문에, 50 내지 100N/m의 낮은 장력에서도, 주름을 발생시키지 않고 권취할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 상기 인취 장력 T의 변동을 ±5％ 미만, 바람직하게는 ±3％ 미만의 정밀도로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 인취 장력 T의 변동이 ±5％ 이상이면, 폭 방향 및 흐름 방향(반송 방향)의 광학 특성의 변동이 커진다. 상기 인취 장력 T의 변동을 상기 범위 내로 제어하는 방법으로서는, 연신부(15)의 출구측의 최초의 롤(가이드롤(16))에 가해지는 하중, 즉, 필름의 장력을 측정하고, 그 값이 일정해지도록, 일반적인 PID 제어 방식에 의해 인취롤 또는 필름 권취부(18)의 권취롤의 회전 속도를 제어하는 방법을 들 수 있다. 상기 하중을 측정하는 방법으로서는, 가이드롤(16)의 베어링부에 로드셀을 설치하고, 가이드롤(16)에 가해지는 하중, 즉, 필름의 장력을 측정하는 방법을 들 수 있다. 로드셀로서는, 인장형이나 압축형의 공지된 것을 사용할 수 있다.

연신 후의 필름은, 연신부(15)의 파지 도구에 의한 파지가 개방되어, 연신부(15)의 출구로부터 배출되고, 파지 도구로 파지되어 있던 필름의 양단(양측)이 트리밍된 후에, 순차로 권취 코어(권취롤)에 권취되어, 긴 경사 연신 필름의 권회체가 된다. 또한, 상기 트리밍은, 필요에 따라서 행해지면 된다.

또한, 긴 경사 연신 필름을 권취하기 전에, 필름끼리의 블로킹을 방지할 목적으로, 마스킹 필름을 긴 경사 연신 필름에 겹쳐 동시에 권취해도 되고, 권취에 의해 겹치는 긴 경사 연신 필름의 적어도 한쪽(바람직하게는 양쪽)의 단부에 테이프 등을 접합시키면서 권취해도 된다. 마스킹 필름으로서는, 긴 경사 연신 필름을 보호할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등을 들 수 있다.

(연신부의 상세)

이어서, 상술한 연신부(15)의 상세에 대하여 설명한다. 도 4는, 연신부(15)의 레일 패턴의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 단, 이것은 일례이며, 연신부(15)의 구성은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태에 있어서의 경사 연신 필름의 제조는, 연신부(15)로서, 경사 연신 가능한 텐터(경사 연신기)를 사용하여 행해진다. 이 텐터는, 필름 기재를, 연신 가능한 임의의 온도로 가열하고, 경사 연신시키는 장치이다. 이 텐터는, 가열존(Z)과, 좌우로 한 쌍의 레일(Ri·Ro)과, 레일(Ri·Ro)을 따라서 주행하여 필름을 반송하는 다수의 파지 도구(Ci·Co)(도 4에서는, 1조의 파지 도구만을 도시)를 구비하고 있다. 또한, 가열존(Z)의 상세에 대해서는 후술한다. 레일(Ri·Ro)은, 각각 복수의 레일부를 연결부로 연결하여 구성되어 있다(도 4 중의 흰색 동그라미는 연결부의 일례임). 파지 도구(Ci·Co)는 필름의 폭 방향의 양단을 파지하는 클립으로 구성되어 있다.

도 4에 있어서, 필름 기재의 조출 방향(D1)(도 7의 E1 방향에 대응)은, 연신 후의 긴 경사 연신 필름의 권취 방향(D2)(도 7의 E2 방향에 대응)과 상이하고, 권취 방향(D2) 사이에서 조출 각도(θi)를 이루고 있다. 조출 각도(θi)는 0° 초과 90° 미만의 범위이며, 원하는 각도로 임의로 설정할 수 있다.

이와 같이, 조출 방향(D1)과 권취 방향(D2)이 상이하기 때문에, 텐터의 레일 패턴은 좌우에서 비대칭인 형상으로 되어 있다. 그리고, 제조해야 할 긴 경사 연신 필름에 부여하는 배향각(θ), 연신 배율 등에 따라서, 레일 패턴을 수동 또는 자동으로 조정할 수 있게 되어 있다. 본 실시 형태의 제조 방법에서 사용되는 경사 연신기에서는, 레일(Ri·Ro)을 구성하는 각 레일부 및 레일 연결부의 위치를 자유롭게 설정하고, 레일 패턴을 임의로 변경할 수 있는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서, 텐터의 파지 도구(Ci·Co)는 전후의 파지 도구(Ci·Co)와 일정 간격을 유지하여, 일정 속도로 주행하게 되어 있다. 파지 도구(Ci·Co)의 주행 속도는 적절히 선택할 수 있지만, 통상적으로 1 내지 150m/min이다. 좌우 한 쌍의 파지 도구(Ci·Co)의 주행 속도의 차는, 주행 속도의 통상적으로 1％ 이하, 바람직하게는 0.5％ 이하, 보다 바람직하게는 0.1％ 이하이다. 이것은, 연신 공정 출구에서 필름의 좌우에 진행 속도차가 있으면, 연신 공정 출구에 있어서의 주름, 쏠림이 발생하기 때문에, 좌우의 파지 도구(Ci·Co)의 속도차는, 실질적으로 동일한 속도인 것이 요구되기 때문이다. 일반적인 텐터 장치 등에서는, 체인을 구동하는 스프로킷의 톱니의 주기, 구동 모터의 주파수 등에 따라서, 초 이하의 오더로 발생하는 속도 편차가 있어, 종종 수％의 불균일을 발생시키지만, 이들은 본 발명의 실시 형태에서 설명하는 속도차에는 해당하지 않는다.

본 실시 형태의 제조 방법에서 사용되는 경사 연신기에 있어서, 특히 필름의 반송이 비스듬해지는 개소에 있어서, 파지 도구의 궤적을 규제하는 레일에는, 종종 큰 굴곡률이 요구된다. 급격한 굴곡에 의한 파지 도구끼리의 간섭, 또는 국소적인 응력 집중을 피할 목적으로부터, 굴곡부에서는 파지 도구의 궤적이 곡선을 그리도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 필름 기재에 경사 방향의 배향을 부여하기 위해 사용되는 경사 연신 텐터는, 레일 패턴을 다양하게 변화시킴으로써, 필름의 배향각을 자유 자재로 설정할 수 있고, 또한 필름의 배향축(지상축)을 필름폭 방향에 걸쳐 좌우 균등하게 고정밀도로 배향시킬 수 있으며, 또한 고정밀도로 필름 두께나 리타데이션을 제어할 수 있는 텐터인 것이 바람직하다.

이어서, 연신부(15)에서의 연신 동작에 대하여 설명한다. 필름 기재는, 그 양단을 좌우의 파지 도구(Ci·Co)에 의해 파지되어, 가열존(Z) 내를 파지 도구(Ci·Co)의 주행에 따라서 반송된다. 좌우의 파지 도구(Ci·Co)는, 연신부(15)의 입구부(도면 중 A의 위치)에 있어서, 필름의 진행 방향(조출 방향(D1))에 대하여 대략 수직인 방향으로 상대하고 있으며, 좌우 비대칭인 레일(Ri·Ro) 상을 각각 주행하고, 연신 종료 시의 출구부(도면 중 B의 위치)에서 파지한 필름을 개방한다. 파지 도구(Ci·Co)로부터 개방된 필름은, 전술한 필름 권취부(18)에서 권취 코어에 권취된다. 한 쌍의 레일(Ri·Ro)은, 각각 무단 형상의 연속 궤도를 갖고 있으며, 텐터의 출구부에서 필름의 파지를 개방한 파지 도구(Ci·Co)는, 외측의 레일을 주행하여 순차로 입구부로 복귀되도록 되어 있다.

이 때, 레일(Ri·Ro)은 좌우 비대칭이기 때문에, 도 4의 예에서는, 도면 중 A의 위치에서 상대하고 있던 좌우의 파지 도구(Ci·Co)는, 레일(Ri·Ro) 상을 주행함에 따라서, 레일(Ri)측(인 코스측)을 주행하는 파지 도구(Ci)가 레일(Ro)측(아웃 코스측)을 주행하는 파지 도구(Co)에 비해 선행하는 위치 관계가 된다.

즉, 도면 중 A의 위치에서 필름의 조출 방향(D1)에 대하여 대략 수직인 방향으로 상대하고 있던 파지 도구(Ci·Co) 중, 한쪽의 파지 도구(Ci)가 필름의 연신 종료 시의 위치(B)에 먼저 도달하였을 때에는, 파지 도구(Ci·Co)를 연결한 직선이 필름의 권취 방향(D2)에 대략 수직인 방향에 대하여, 각도(θL)만큼 경사져 있다. 이상의 소작으로써, 필름 기재가 폭 방향에 대하여 θL의 각도로 경사 연신되게 된다. 여기서, 대략 수직이란, 90±1°의 범위에 있는 것을 나타낸다.

이어서, 상기한 가열존(Z)의 상세에 대하여 설명한다. 연신부(15)의 가열존(Z)은, 예열존(Z1), 연신존(Z2) 및 열고정존(Z3)으로 구성되어 있다. 연신부(15)에서는, 파지 도구(Ci·Co)에 의해 파지된 필름은, 예열존(Z1), 연신존(Z2), 열고정존(Z3)을 순서대로 통과한다. 본 실시 형태에서는, 예열존(Z1)과 연신존(Z2)은 격벽으로 구획되어 있으며, 연신존(Z2)과 열고정존(Z3)은 격벽으로 구획되어 있다.

예열존(Z1)이란, 가열존(Z)의 입구부에 있어서, 필름의 양단을 파지한 파지 도구(Ci·Co)가, 좌우에서 (필름폭 방향으로) 일정한 간격을 유지한 채 주행하는 구간을 가리킨다.

연신존(Z2)이란, 필름의 양단을 파지한 파지 도구(Ci·Co)의 간격이 개방되기 시작하여, 소정의 간격이 될 때까지의 구간을 가리킨다. 이 때, 상술한 바와 같은 경사 연신이 행해지지만, 필요에 따라서 경사 연신 전후에 있어서 세로 방향 또는 가로 방향으로 연신해도 된다.

열고정존(Z3)이란, 연신존(Z2)보다 뒤인, 파지 도구(Ci·Co)의 간격이 다시 일정해지는 구간이며, 양단의 파지 도구(Ci·Co)가 서로 평행을 유지한 채 주행하는 구간을 가리킨다.

또한, 연신 후의 필름은, 열고정존(Z3)을 통과한 후에, 존 내의 온도가 필름을 구성하는 열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg(℃) 이하로 설정되는 구간(냉각존)을 통과해도 된다. 이 때, 냉각에 의한 필름의 수축을 고려하여, 미리 대향하는 파지 도구(Ci·Co)의 간격을 좁히는 레일 패턴으로 해도 된다.

열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg에 대하여, 예열존(Z1)의 온도는 Tg 내지 Tg+30℃, 연신존(Z2)의 온도는 Tg 내지 Tg+30℃, 열고정존(Z3) 및 냉각존의 온도는 Tg-30 내지 Tg+20℃로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 예열존(Z1), 연신존(Z2) 및 열고정존(Z3)의 길이는 적절히 선택할 수 있고, 연신존(Z2)의 길이에 대하여, 예열존(Z1)의 길이는 통상적으로 100 내지 150％, 열고정존(Z3)의 길이는 통상적으로 50 내지 100％이다.

또한, 연신 전의 필름의 폭을 Wo(mm)라 하고, 연신 후의 필름폭을 W(mm)라 하면, 연신 공정에 있어서의 연신 배율 R(W/Wo)은 바람직하게는 1.3 내지 3.0, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.8이다. 연신 배율이 이 범위에 있으면, 필름의 폭 방향의 두께 불균일이 작아지므로 바람직하다. 경사 연신 텐터의 연신존(Z2)에 있어서, 폭 방향에서 연신 온도에 차를 두면, 폭 방향 두께 불균일을 더욱 양호한 레벨로 하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 연신 배율 R은, 텐터 입구부에서 파지한 클립 양단의 간격 W1이 텐터 출구부에 있어서 간격 W2가 되었을 때의 배율(W2/W1)과 동등하다.

<긴 경사 연신 필름의 품질>

본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 경사 연신 필름에 있어서는, 배향각(θ)이 권취 방향에 대하여, 예를 들어 0°보다 크고 90° 미만인 범위로 경사져 있고, 적어도 1300mm의 폭에 있어서, 폭 방향의 면 내 리타데이션 Ro의 변동이 3nm 미만이고, 배향각(θ)의 변동이 작은 것이 바람직하다. 또한, 경사 연신 필름의 파장 550nm에서 측정한 면 내 리타데이션값 Ro(550)가, 120nm 이상 160nm 이하의 범위에 있는 것이 바람직하고, 130nm 이상 150nm 이하의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

즉, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 경사 연신 필름에 있어서, 면 내 리타데이션 Ro의 변동은, 폭 방향의 적어도 1300mm에 있어서, 3nm 미만이고, 1nm 이하인 것이 바람직하다. 면 내 리타데이션 Ro의 변동을 상기 범위로 함으로써, 예를 들어 경사 연신 필름을 편광자와 접합시켜 원편광판으로 하고, 이것을 유기 EL 화상 표시 장치에 적용하였을 때, 흑색 표시 시의 외광 반사광의 누설에 의한 색 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 경사 연신 필름을 예를 들어 액정 표시 장치용 위상차 필름으로서 사용한 경우에 표시 품질을 양호한 것으로 하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 경사 연신 필름에 있어서, 배향각(θ)의 변동은, 폭 방향의 적어도 1300mm에 있어서, 1.0° 이하이고, 0.5° 이하인 것이 바람직하고, 0.1° 이하가 가장 바람직하다. 배향각(θ)의 변동이 0.5를 초과하는 경사 연신 필름을 편광자와 접합시켜 원편광판으로 하고, 이것을 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 설치하면, 광 누설이 발생하고, 명암의 콘트라스트를 저하시키는 경우가 있다.

본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 경사 연신 필름의 면 내 리타데이션 Ro는, 사용되는 표시 장치의 설계에 따라서 최적값이 선택된다. 또한, 상기 Ro는, 면 내 지상축 방향의 굴절률 nx와 면 내에서 상기 지상축에 직교하는 방향의 굴절률 ny의 차에 필름의 평균 두께 d를 승산한 값(Ro=(nx-ny)×d)이다.

본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 경사 연신 필름의 평균 두께는, 기계적 강도 등의 관점에서, 10 내지 200㎛, 바람직하게는 10 내지 80㎛, 더욱 바람직하게는 15 내지 60㎛이다. 또한, 상기 경사 연신 필름의 폭 방향의 두께 불균일은, 권취의 가부에 영향을 주기 때문에, 3㎛ 미만인 것이 바람직하고, 2㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

[실시예]

이하, 본 실시 형태에 있어서의 경사 연신 필름의 구체예나 실시예에 대해서, 비교예도 들면서 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에는 한정되지 않는다.

<실시예 1>

(경사 연신 전 필름 기재의 취득)

유리 전이 온도 Tg(이하, 간단히 Tg라고도 칭함)가 138℃이며, 막 두께 100㎛, 폭 1000mm, Tg+5℃에서의 열처리 전후에서의 치수 변화율이 0.001％인 폴리카르보네이트계 수지를 포함하는 필름 기재를 준비하였다. 그리고, 세로 연신 장치에서, 필름 기재를, 연신 온도 Tg+20℃, 연신 배율 1.1배로 세로 연신(반송 방향으로 연신)하여 권취하고, 경사 연신 전의 필름 기재의 롤체(필름롤)를 얻었다.

(치수 변화율 T1의 측정)

상기 필름롤로부터, 경사 연신 전의 필름 기재의 샘플을 채취하고, JIS K 7133:1999(JIS는 일본 공업 규격(Japanese Industrial Standards)의 약칭)에 준거한 이하의 방법에 의해, 경사 연신 전의 필름 기재의 치수 변화율 T1을 측정하였다.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 필름롤로부터, 경사 연신 전의 필름 기재를 120mm×120mm각(角)으로 잘라내고, 조출 방향과 그 수직 방향(폭 방향)으로 폭 50mm가 되는 표선을 긋고, 50mm변의 정사각형을 묘화한 후, 조출 방향의 치수(A1에 상당)를 치수 판독기(키엔스제 IM-6120)로 측정하였다. 이어서, 오븐(AS ONE제 DO-600FPA)을 사용하고, 필름 기재에 장력을 부여하지 않는 상태에서, Tg+5℃로 설정하여 90초간 가열하는 열처리를 행하고, 취출한 필름 기재를 평면판에 붙여(치수를 변화시키지 않도록 하기 위해서) 방치하고, 상기 치수 판독기로 조출 방향의 치수(치수 A2에 상당)를 측정하였다. 그리고, 이하의 식에 기초하여, 필름 기재의 치수 변화율 T1(％)을 산출하였다.

T1={(A2-A1)/A1}×100

A1: 필름 기재의 열처리 전에 있어서의 일 방향(조출 방향)의 치수(mm)

A2: 필름 기재의 열처리 후에 있어서의 일 방향(조출 방향)의 치수(mm)

(경사 연신 필름의 제작)

상기에서 얻어진 필름롤을 경사 연신기에 세트하여 필름 기재를 조출하고, 경사 연신 전에 예열존을 통과시켜 예열 온도까지 필름 기재를 가열하고, 그 후, 연신존을 통과시켜 연신 배율 2.5배로 경사 연신하고, 막 두께 50㎛, 폭 1500mm, 배향각(θ)(폭 방향에 대한 각도)=44.8°의 경사 연신 필름을 제작하였다. 제작한 경사 연신 필름은 권취하여 필름롤로 하였다. 또한, 예열존에서의 예열 온도는, 경사 연신 시의 연신 온도(Tg+10℃) 이상인 Tg+30℃로 설정하였다.

(치수 변화율 T2의 측정)

상기 필름롤로부터, 경사 연신 필름의 샘플을 채취하고, 필름 기재의 치수 변화율 T1의 측정 방법과 동일하게 하여, 경사 연신 필름의 치수 변화율 T2를 측정하였다.

즉, 필름롤로부터, 경사 연신 필름을 120mm×120mm각으로 잘라내고, 조출 방향(경사 연신 전의 필름 기재의 조출 방향과 동일한 방향)과 그 수직 방향으로 폭 50mm가 되는 표선을 굿고, 50mm변의 정사각형을 묘화한 후, 조출 방향의 치수(치수 B1에 상당)를 치수 판독기(키엔스제 IM-6120)로 측정하였다. 이어서, 오븐(AS ONE제 DO-600FPA)을 사용하여, 경사 연신 필름에 장력을 부여하지 않는 상태에서, Tg+5℃로 설정하여 90초간 가열하는 열처리를 행하고, 취출한 경사 연신 필름을 평면판에 붙여 방치하며, 상기 치수 판독기로 조출 방향의 치수(치수 B2에 상당)를 측정하였다. 그리고, 이하의 식에 기초하여, 경사 연신 필름의 치수 변화율 T2(％)를 산출하였다.

T2={(B2-B1)/B1}×100

B1: 경사 연신 필름의 열처리 전에 있어서의 일 방향(필름 기재의 조출 방향)의 치수(mm)

B2: 경사 연신 필름의 열처리 후에 있어서의 일 방향(필름 기재의 조출 방향)의 치수(mm)

<실시예 2 내지 7, 비교예 1 내지 3>

필름 기재를 구성하는 수지, 필름 기재를 세로 연신할 때의 연신 배율, 경사 연신 공정에서의 예열 온도, 연신 온도를 표 1과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 경사 연신 필름을 제작함과 함께, 필름 기재의 치수 변화율 T1 및 경사 연신 필름의 치수 변화율 T2를 측정하였다.

<평가>

(물결 형상 변형)

제작된 경사 연신 필름에 있어서 클립으로 파지된 부분(단부로부터 150mm의 영역)을 슬릿하고, 슬릿한 후의 필름을 긴 방향으로 1m 잘라내어, 수평한 평면 상에 정치하고, 23℃ 55RH％(RH는 상대 습도)의 환경 하에서 24시간 이상 조온 조습하여 안정시키고, 필름의 폭 중앙부를 평면과 밀착시켰다. 그리고, 필름의 폭 양단부가 평면으로부터 부상하는 양(최댓값)을 금척으로 길이 방향으로 100mm 간격으로 측정하여 그 평균값을 산출하고, 이하의 평가 기준에 기초하여 물결 형상 변형을 평가하였다.

《평가 기준》

◎: 부상량의 평균값이 2mm 이하이다.

○: 부상량의 평균값이 2mm보다도 크고 5mm 이하이다.

△: 부상량의 평균값이 5mm보다도 크고 8mm 이하이다.

×: 부상량의 평균값이 8mm보다도 크다(문제가 있음).

(배향각 균일성)

제작된 경사 연신 필름에 있어서 클립으로 파지된 부분(단부로부터 150mm의 영역)을 슬릿하고, 슬릿한 후의 필름을 긴 방향으로 1m 잘라내어, 수평한 평면 상에 정치하고, 23℃ 55RH％의 환경 하에 24시간 이상 조온 조습하여 안정시켰다. 그리고, Ro 측정 장치(Axometrics사제의 AXOSCAN)를 사용하여, 이 필름의 폭 방향 중앙부 및 단부에서 배향각(θ)을 측정하고, 폭 방향에 있어서의 배향각(θ)의 변동(최댓값과 최솟값의 차)을 구하여, 이하의 평가 기준에 기초하여, 폭 방향의 배향각 균일성에 대하여 평가하였다.

《평가 기준》

◎: 폭 방향의 배향각(θ)의 변동이 1.0° 이하이다.

○: 폭 방향의 배향각(θ)의 변동이 1.0°보다도 크고 1.5° 이하이다.

△: 폭 방향의 배향각(θ)의 변동이 1.5°보다도 크고 2° 이하이다.

×: 폭 방향의 배향각(θ)의 변동이 2°보다도 크다(문제가 있음).

(내구 시험 후의 면 내 리타데이션 Ro의 저하 정도)

제작된 경사 연신 필름에 있어서 클립으로 파지된 부분(단부로부터 150mm의 영역)을 슬릿하고, 슬릿한 후의 필름을 긴 방향으로 1m 잘라내어, 수평한 평면 상에 정치하고, 23℃ 55RH％의 환경 하에 24시간 이상 조온 조습하여 안정시켰다. 그리고, Ro 측정 장치(Axometrics사제의 AXOSCAN)를 사용하여, 이 필름의 폭 방향의 복수 개소에서 면 내 리타데이션 Ro를 측정하고, 면 내 리타데이션 Ro의 평균값 Ro1(mm)을 산출하였다.

그 후, 상기 필름을 80℃ dry의 환경 하에서 500시간 정치하고, 또한 23℃ 55RH％의 환경으로 복귀시켜 24시간 이상 조온 조습하여 안정시켰다(내구 시험). 이 내구 시험 후에, 상기 Ro 측정 장치를 사용하여, 필름의 폭 방향의 복수 개소에서 면 내 리타데이션 Ro를 측정하고, 면 내 리타데이션 Ro의 평균값 Ro2를 산출하여, 면 내 리타데이션 Ro의 평균값의 차(Ro1-Ro2)를 구하였다. 그리고, 내구 시험 후의 면 내 리타데이션 Ro의 저하의 정도를, 이하의 평가 기준에 기초하여 평가하였다.

《평가 기준》

○: Ro1-Ro2가 5nm 이내이다.

△: Ro1-Ro2가 5nm보다도 크고 7nm 이하이다.

×: Ro1-Ro2가 7nm보다도 크다(문제가 있음).

표 1은, 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 3에 있어서의 경사 연신 필름의 제조 조건, 및 제작된 경사 연신 필름에 관한 평가의 결과를 나타내고 있다. 또한, 표 1 중, PC는 폴리카르보네이트계 수지를 나타내고, COP는 시클로올레핀계 수지를 나타내고, PEs는 폴리에스테르계 수지(여기서는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트 수지))를 나타내고, Tg는 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다. 또한, 세로 연신 배율이 음인 경우, 가로 연신(필름폭 방향의 연신)을 행하고 있음을 나타낸다.

표 1로부터, 비교예 1 및 3에서는, 물결 형상 변형의 평가가 불량(×)이 되었다. 비교예 1에서는, 경사 연신 전에 세로 연신을 행하지 않고, 경사 연신 전에 필름 기재에 반송 방향(조출 방향)으로 수축하는 특성을 부여할 수 없다는 점에서, 경사 연신 시에 있어서 굴곡에 의한 상기 방향의 기계적인 수축에 필름 기재의 열에 의한 수축을 좇지 못하여, 그 결과, 필름 단부에 물결 형상 변형이 발생하였다고 생각된다. 비교예 3에서는, 경사 연신 전에 가로 연신을 행하였기 때문에, 역시 경사 연신 전에 필름 기재에 반송 방향(조출 방향)으로 수축하는 특성을 부여할 수 없어, 그 결과, 경사 연신 후의 필름의 단부에 물결 형상 변형이 발생하였다고 생각된다. 특히 비교예 3에서는, 가로 연신에 의해 T1이 양이 됨으로써, 경사 연신 후에 필름 단부에 발생하는 물결 형상 변형이 비교예 1보다도 커지고, 그 결과, 물결 형상 변형이 원래 발생하지 않은 필름폭 중앙부와, 필름 단부 사이에서 배향각의 변동이 크게 발생하였다고 생각된다.

또한, 비교예 2에서는, 내구 시험 후의 면 내 리타데이션 Ro의 저하의 정도가 크다. 비교예 2에서는, 필름 기재의 열처리 전후에서의 치수 변화율 T1이 -7.5％로 크고, 세로 연신에 의해 필름 기재에 반송 방향으로 과잉으로 수축하는 특성이 부여되었기 때문에, 경사 연신 시에, 필름 기재가 상기 방향으로 과잉으로 열수축하고, 그 결과, 내구 시험 후의 면 내 방향의 리타데이션 Ro의 저하가 커졌다고 생각된다.

이에 비해, 실시예 1 내지 7에서는, 필름 단부의 물결 형상 변형, 배향각 균일성, 내구 시험 후의 면 내 리타데이션 Ro의 저하의 정도 중 어느 경우에 있어서도 양호한 결과(◎, ○, △)가 얻어졌다. 실시예 1 내지 7에서는, T1<0％≤T2, 및 -7.0％<T1≤-0.5％를 양쪽 모두 만족시키고 있기 때문에, PC, COP, PEs와 같은 열수축성이 낮은 수지를 사용하여 경사 연신 필름을 제작하는 경우에도, 경사 연신 시의 고온(연신 온도)에 있어서, 경사 연신 특유의 반송 방향(경사 연신 전의 필름 기재의 반송 방향과 동일한 방향)의 기계적인 수축을, 필름 기재의 열에 의한 상기 방향의 수축이 좇는다. 이에 의해, 필름 단부에 「여유」가 발생하여 물결 형상 변형이 발생하는 것이 억제되었다고 생각된다. 또한, 필름 단부의 물결 형상 변형이 억제되는 결과, 물결 형상 변형이 원래 발생하지 않은 필름폭 중앙부와, 필름 단부 사이에서 배향각에 변동이 발생하는 것도 저감된다고 생각된다.

또한, 필름 기재의 치수 변화율 T1이 소정의 범위 내로 수렴되어 있기 때문에, 열처리 후의 필름 기재에 있어서 상기 방향으로의 수축이 적절하게 억제된다. 이에 의해, 경사 연신 시에 필름 기재가 상기 방향으로 과잉으로 열수축하는 일이 없어지고, 내구 시험 후에 면 내 방향의 리타데이션 Ro가 저하되는 것이 억제되었다고 생각된다.

또한, 실시예 2 및 3의 결과로부터, 경사 연신 전의 필름 기재의 예열 온도가, 경사 연신 시의 연신 온도 이상인 경우에는, 필름 단부의 물결 형상 변형을 억제하는 효과 및 폭 방향의 배향각의 변동을 저감시키는 효과가 높다고 말할 수 있다. 이것은, 경사 연신 전에, 연신 온도보다도 높은 예열 온도를 필름 기재에 부여함으로써, 경사 연신 시에, 소정의 연신 온도에서 필름 기재를 효율적으로 열수축시켜, 경사 연신 특유의 기계적인 수축에 필름 기재의 열에 의한 수축을 확실하게 좇게 할 수 있기 때문이라고 생각된다.

이상에서 설명한 경사 연신 필름의 제조 방법은, 이하와 같이 표현할 수 있다.

1. 필름 기재를 일 방향으로 반송하면서, 반송 방향을 도중에 굴곡시킴으로써, 상기 일 방향과 필름면 내에서 교차하는 경사 방향으로 상기 필름 기재를 연신시켜 경사 연신 필름을 제작하는 경사 연신 공정을 갖는 경사 연신 필름의 제조 방법이며,

경사 연신 전의 상기 필름 기재 및 상기 경사 연신 필름의 각각에 대하여 열처리를 행하였을 때의, 상기 필름 기재의 상기 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T1(％)이라 하고, 상기 경사 연신 필름의 상기 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T2(％)라 하고, 상기 열처리를, 상기 필름 기재를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg+5℃에서 90초간 가열하는 처리로 하였을 때,

이하의 조건식 (1) 및 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 경사 연신 필름의 제조 방법;

T1<0％≤T2 ㆍㆍㆍ(1)

-7.0％<T1≤-0.5％ㆍㆍㆍ(2)

단,

T1={(A2-A1)/A1}×100

T2={(B2-B1)/B1}×100

A1: 상기 필름 기재의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

A2: 상기 필름 기재의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

B1: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

B2: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)

이다.

2. 상기 필름 기재를 상기 일 방향으로 연신하는 세로 연신 공정을 더 포함하고,

상기 경사 연신 공정에서는, 상기 세로 연신 공정에서 상기 일 방향으로 연신된 상기 필름 기재를, 상기 경사 방향으로 연신시켜 상기 경사 연신 필름을 제작하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 경사 연신 필름의 제조 방법.

3. 상기 경사 연신 공정에서는, 경사 연신 전에 상기 필름 기재를 예열 온도까지 가열하고,

상기 예열 온도는 경사 연신 시의 연신 온도 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 1 또는 2에 기재된 경사 연신 필름의 제조 방법.

4. 상기 필름 기재를 구성하는 상기 수지는, 폴리카르보네이트계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지 중 어느 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 경사 연신 필름의 제조 방법.

본 발명은 경사 연신 필름의 제조에 이용 가능하다.

5: 웹(필름 기재)

Claims (4)

1. 필름 기재를 일 방향으로 반송하면서, 반송 방향을 도중에 굴곡시킴으로써, 상기 일 방향과 필름면 내에서 교차하는 경사 방향으로 상기 필름 기재를 연신시켜 경사 연신 필름을 제작하는 경사 연신 공정을 갖는 경사 연신 필름의 제조 방법이며,
   경사 연신 전의 상기 필름 기재 및 상기 경사 연신 필름의 각각에 대하여 열처리를 행하였을 때의, 상기 필름 기재의 상기 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T1(％)이라 하고, 상기 경사 연신 필름의 상기 일 방향에 있어서의 치수 변화율을 T2(％)라 하고, 상기 열처리를, 상기 필름 기재를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg+5℃에서 90초간 가열하는 처리로 하였을 때,
   이하의 조건식 (1) 및 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 경사 연신 필름의 제조 방법;
   T1<0％≤T2 ㆍㆍㆍ(1)
   -7.0％<T1≤-0.5％ㆍㆍㆍ(2)
   단,
   T1={(A2-A1)/A1}×100
   T2={(B2-B1)/B1}×100
   A1: 상기 필름 기재의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)
   A2: 상기 필름 기재의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)
   B1: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 전에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)
   B2: 상기 경사 연신 필름의 상기 열처리 후에 있어서의 상기 일 방향의 치수(mm)
   이다.
2. 제1항에 있어서, 상기 필름 기재를 상기 일 방향으로 연신하는 세로 연신 공정을 더 포함하고,
   상기 경사 연신 공정에서는, 상기 세로 연신 공정에서 상기 일 방향으로 연신된 상기 필름 기재를, 상기 경사 방향으로 연신시켜 상기 경사 연신 필름을 제작하는 것을 특징으로 하는 경사 연신 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경사 연신 공정에서는, 경사 연신 전에 상기 필름 기재를 예열 온도까지 가열하고,
   상기 예열 온도는 경사 연신 시의 연신 온도 이상인 것을 특징으로 하는 경사 연신 필름의 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름 기재를 구성하는 상기 수지는, 폴리카르보네이트계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지 중 어느 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사 연신 필름의 제조 방법.

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