KR102555876B1 - 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 위상차 불균일(예컨대, 경사 방향에서의 위상차 불균일)이 저감된 장척상의 경사 연신 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은, 압출 성형법에 의해 장척상의 수지 필름을 제막하는 것, 상기 수지 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 상기 좌우의 클립의 적어도 한쪽의 클립 피치를 변화시켜, 상기 수지 필름을 경사 연신하는 것, 및 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것을 포함하며, 상기 막두께의 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에, 상기 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감하는, 연신 필름의 제조 방법을 제공한다.

Description

연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING STRETCHED FILM AND METHOD FOR PRODUCING OPTICAL LAMINATE}
본 발명은, 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD), 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(OLED) 등의 화상 표시 장치에서, 표시 특성의 향상이나 반사 방지를 목적으로 하여 원편광판이 이용되고 있다. 원편광판은, 대표적으로는, 편광자와 위상차 필름(대표적으로는 λ/4판)이, 편광자의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 45°의 각도를 이루도록 하여 적층되어 있다. 종래, 위상차 필름은, 대표적으로는, 종방향 및/또는 횡방향으로 1축 연신 또는 2축 연신함으로써 제작되고 있기 때문에, 그의 지상축은, 많은 경우, 장척상의 필름 원반(原反)의 횡방향(폭 방향) 또는 종방향(장척 방향)으로 발현한다. 결과로서, 원편광판을 제작하기 위해서는, 위상차 필름을 폭 방향 또는 장척 방향에 대하여 45°의 각도를 이루도록 재단하고, 1매씩 첩합할 필요가 있었다.
또한, 원편광판의 광대역성을 확보하기 위하여, λ/4판과 λ/2판의 2매의 위상차 필름을 적층시키는 경우도 있다. 그 경우는 λ/2판은 편광자의 흡수축에 대하여 75°의 각도를 이루도록 적층하고, λ/4판은 편광자의 흡수축에 대하여 15°의 각도를 이루도록 적층할 필요가 있다. 이 경우에도, 원편광판을 제작할 때에는, 위상차 필름을 폭 방향 또는 장척 방향에 대하여 15° 및 75°의 각도를 이루도록 재단하고, 1매씩 첩합할 필요가 있었다.
또 다른 실시형태에서는, 노트 PC로부터의 광이, 키보드 등에 비치는 것을 회피하기 위하여, 편광판으로부터 나온 직선 편광의 방향을 90° 회전시킬 목적으로, 편광판의 시인 측에 λ/2판을 이용하는 경우가 있다. 이 경우에도, 위상차 필름을 폭 방향 또는 장척 방향에 대하여 45°의 각도를 이루도록 재단하고, 1매씩 첩합할 필요가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 장척상의 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 해당 좌우의 클립의 적어도 한쪽 클립 피치를 변화시켜, 장척 방향에 대하여 경사 방향으로 연신(이하, '경사 연신'이라고도 칭함)함으로써, 위상차 필름의 지상축을 경사 방향으로 발현시키는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1). 그러나, 이와 같은 기술에 의해 얻어지는 경사 연신 필름에는, 위상차 불균일(예컨대, 경사 방향에서의 위상차 불균일)이 생기는 경우가 있다.
일본특허 제4845619호
본 발명의 주된 목적은, 위상차 불균일(예컨대, 경사 방향에서의 위상차 불균일)이 저감된 장척상의 경사 연신 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들이 상기 과제에 대하여 검토한 바, 경사 연신 필름의 장척 방향에서의 막두께 불균일이 상기 위상차 불균일과 관련하고 있으며, 막두께 불균일이 큰 경우에는 위상차 불균일의 시인성에의 영향도 커지는 것을 알았다. 본 발명자들은, 당해 발견에 기초하여, 경사 연신 전의 필름의 장척 방향에서의 막두께의 균일성을 높이는 것에 의해, 경사 연신 후의 필름의 장척 방향에서의 막두께 불균일을 저감할 수 있다는 착상을 얻어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 하나의 국면에 따르면, 압출 성형법에 의해 장척상의 수지 필름을 제막하는 것, 해당 수지 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 해당 좌우의 클립의 적어도 한쪽의 클립 피치를 변화시켜, 해당 수지 필름을 경사 연신하는 것, 및 해당 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것을 포함하고, 해당 막두께의 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에, 해당 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 해당 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감하는, 연신 필름의 제조 방법이 제공된다.
하나의 실시형태에서, 상기 수지 필름의 제막 속도를 저하시키는 것에 의해, 상기 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감한다.
하나의 실시형태에서, 상기 막두께의 변동량이, 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 이동 평균을 취하고, 당해 막두께의 이동 평균선에서의 피크 및 보텀을 검출하였을 때의 이웃하는 피크와 보텀과의 차이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 소정의 값이, 0.55㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 좌우의 클립에 의해 파지하기 전에, 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것을 추가로 포함한다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 상기 제조 방법에 의해 장척상의 연신 필름을 얻는 것, 및 장척상의 광학 필름과 해당 장척상의 연신 필름을 반송하면서, 그의 장척 방향을 정렬하여 연속적으로 첩합하는 것을 포함하는, 광학 적층체의 제조 방법이 제공된다.
하나의 실시형태에서, 상기 광학 필름이 편광판이고, 상기 연신 필름이 λ/4판 또는 λ/2판이다.
본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법에 따르면, 위상차 불균일이 저감된 장척상의 경사 연신 필름이 제공될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법을 설명하는 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에서의 경사 연신에 이용되는 필름 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다.
도 3은, 도 2의 연신 장치에서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 4는, 도 2의 연신 장치에서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 5a는, 경사 연신의 하나의 실시형태에서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 5b는, 경사 연신의 하나의 실시형태에서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 6은, 막두께의 측정 방법을 설명하는 개략도이다.
도 7은, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차 필름을 이용한 원편광판의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, '종방향의 클립 피치'란, 종방향으로 인접하는 클립의 주행 방향에서의 중심 간 거리를 의미하고, 종방향의 클립 피치를 단순히 클립 피치라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 장척상의 필름의 폭 방향의 좌우 관계는, 특단의 기재가 없는 한, 해당 필름의 반송 방향을 향해서의 좌우 관계를 의미한다.
A. 연신 필름의 제조 방법
본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법은,
압출 성형법에 의해 장척상의 수지 필름을 제막하는 것(제막 공정),
해당 수지 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 해당 좌우의 클립의 적어도 한쪽의 클립 피치를 변화시켜, 해당 수지 필름을 경사 연신하는 것(경사 연신 공정), 및
해당 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것(제1 막두께의 변동량의 계측 공정)을 포함하며,
해당 막두께의 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에, 해당 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 해당 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감한다(제1 막두께 조정).
본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법은, 좌우의 클립에 의해 파지하기 전에, 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것(제2 막두께의 변동량의 계측 공정)을 추가로 포함할 수 있다. 제2 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량이 제2 소정의 값을 초과하는 경우에, 해당 좌우의 클립에 의해 파지하기 전(대표적으로는, 제2 막두께의 변동량의 계측 공정의 전)의 해당 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 더욱 저감시키는(제2 막두께 조정) 것에 의해, 본 발명의 효과가 보다 적합하게 얻어질 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법을 설명하는 개략 도이다. 도 1에 나타내는 실시형태에서는, 제막 공정에서 제막된 수지 필름을 롤에 권취하는 일 없이 경사 연신 공정에 제공하고 있으며, 일련의 공정이 연속하여 행하여지고 있지만, 도시예와 달리, 제막 공정과 경사 연신 공정을 별도 라인에서 행하는 것도 가능하다. 이 경우, 제막 공정에서 제막된 수지 필름을 롤에 권취하고, 얻어진 롤로부터 수지 필름을 조출하여 경사 연신 공정과 제1 막두께의 변동량의 계측 공정 및 임의의 제2 막두께의 변동량의 계측 공정을 행하고, 당해 계측 결과에 기초하여 제막 공정에서 제1 막두께 조정 및 임의의 제2 막두께 조정을 행할 수 있다. 이하, 각 공정에 대하여 구체적으로 설명한다.
A-1. 제막 공정
제막 공정에서는, 압출 성형법에 의해 장척상의 수지 필름을 제막한다. 압출 성형법으로서는, 대표적으로는 T다이법이 이용된다. 예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같이, 압출기(1)로부터 기어 펌프(7)를 이용하여 보내져 온 용융 상태의 열가소성 수지를 T다이(2)로부터 필름 형상으로 압출하고, 압출된 필름상의 용융 수지(300a)를, 닙 롤(3)에 의해 냉각 롤(4)에 밀착시켜 냉각 및 고화시킴으로써 수지 필름(300b)이 얻어진다. 수지 필름(300b)은, 경사 연신용의 원반 필름으로서, 반송 롤(5)을 이용한 롤 반송에 의해 연신 장치(100)까지 반송된다. 또한, 압출 성형법의 실시형태는 도시예로 한정되지 않는다. 예컨대, 서로 온도가 상이하여도 되는 복수의 냉각 롤(4)을 마련하여도 되고, 닙 롤(3) 대신에 에어 나이프, 에어 챔버 등을 이용하여도 된다.
압출 성형을 행할 때의 수지의 온도(압출 온도)로서는, 당해 수지를 용융시킬 수 있는 온도이며, 성형에 적합한 온도를 적절히 설정할 수 있다. 압출 온도는, 수지의 종류에 따라 변화할 수 있지만, 예컨대 200℃~300℃, 바람직하게는 220℃~280℃, 보다 바람직하게는 240℃~260℃일 수 있다.
냉각 롤의 온도는, 예컨대 150℃ 이하, 바람직하게는 40℃~140℃, 보다 바람직하게는 50℃~130℃일 수 있다. 냉각 롤의 온도가 지나치게 높으면, 얻어지는 수지 필름에 외관 불량이 발생하는 경우가 있다.
제막 속도(T다이(2)로부터 필름상의 용융 수지(300a)를 압출하는 압출 속도)는, 예컨대 1m/분~30m/분, 바람직하게는 3m/분~25m/분, 보다 바람직하게는 5m/분~20m/분이다. 제막 속도는, 수지 필름(300b)의 반송 속도와 동일하여도 되고, 상이하여도 된다. 하나의 실시형태에서, 제막된 수지 필름(300b)은, 제막 속도와 등속으로 경사 연신 장치에 취입될 수 있다.
수지 필름(300b)의 막두께는, 연신 후의 수지 필름(연신 필름)(300c)에 소망되는 위상차값, 용도 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 수지 필름(300b)의 막두께는, 예컨대 10㎛~200㎛, 바람직하게는 30㎛~180㎛, 보다 바람직하게는 50㎛~150㎛일 수 있다. 수지 필름(300b)의 막두께는, T다이의 토출구의 간극을 조정하는 것에 의해 소망하는 값으로 제어할 수 있다.
수지 필름(300b)을 구성하는 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 위상차 필름으로서 적용 가능한 수지가 바람직하게 이용될 수 있다. 이와 같은 수지로서는, 예컨대, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐아세탈계 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 올레핀계 수지, 폴리우레탄계 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 시클로올레핀계 수지이다. 이들 수지이면, 이른바 역분산의 파장 의존성을 나타내는 위상차 필름이 얻어질 수 있기 때문이다. 이들 수지는, 단독으로 이용하여도 되고, 소망하는 특성에 따라 조합하여 이용하여도 된다.
상기 폴리카보네이트계 수지로서는, 임의의 적절한 폴리카보네이트계 수지가 이용된다. 예컨대, 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트계 수지가 바람직하다. 디히드록시 화합물의 구체예로서는, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-에틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-n-프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-이소프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-n-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-sec-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-tert-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-시클로헥실페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-페닐페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-이소프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-이소부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-tert-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-시클로헥실페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-페닐페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-tert-부틸-6-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(3-히드록시-2,2-디메틸프로폭시)페닐)플루오렌 등을 들 수 있다. 폴리카보네이트 수지는, 상기 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위 외에, 이소소르비드, 이소만니드, 이소이데트, 스피로글리콜, 디옥산글리콜, 디에틸렌글리콜(DEG), 트리에틸렌글리콜(TEG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 시클로헥산디메탄올(CHDM), 트리시클로데칸디메탄올(TCDDM), 비스페놀류 등의 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위를 포함하고 있어도 된다.
상기와 같은 폴리카보네이트계 수지의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-67300호 및 일본특허 제3325560호에 기재되어 있다. 당해 특허문헌의 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
폴리카보네이트계 수지의 유리전이온도는, 110℃ 이상 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120℃ 이상 230℃ 이하이다. 유리전이온도가 과도하게 낮으면 내열성이 나빠지는 경향이 있고, 필름 성형 후에 치수 변화를 일으킬 가능성이 있다. 유리전이온도가 과도하게 높으면, 필름 성형 시의 성형 안정성이 나빠지는 경우가 있고, 또한, 필름의 투명성을 해치는 경우가 있다. 또한, 유리전이온도는, JIS K 7121(1987)에 준하여 구할 수 있다.
상기 폴리비닐아세탈계 수지로서는, 임의의 적절한 폴리비닐아세탈계 수지를 이용할 수 있다. 대표적으로는, 폴리비닐아세탈계 수지는, 적어도 2종류의 알데히드 화합물 및/또는 케톤 화합물과, 폴리비닐알코올계 수지를 축합 반응시켜 얻을 수 있다. 폴리비닐아세탈계 수지의 구체예 및 상세한 제조 방법은, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2007-161994호에 기재되어 있다. 당해 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
상기 수지 필름에는, 필요에 따라서, 임의의 적절한 첨가제를 배합하여도 된다. 첨가제로서는, 예컨대, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 안정제, 활제 등을 들 수 있다. 첨가제의 배합량(2종 이상의 첨가제를 이용하는 경우는 합계 배합량)은, 수지 필름을 구성하는 수지 100중량부에 대하여, 통상 0.1중량부~10중량부, 바람직하게는 0.1중량부~5중량부이다.
A-2. 경사 연신 공정
경사 연신 공정에서는, 제막 공정에서 얻어진 장척상의 수지 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 해당 좌우의 클립의 적어도 한쪽의 클립 피치를 변화시켜, 해당 수지 필름(이하, 단순히 '필름'이라고 칭하는 경우가 있음)을 경사 연신한다.
하나의 실시형태에서, 경사 연신 공정은,
장척상의 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것,
해당 필름을 예열하는 것,
해당 좌우의 클립을 적어도 한쪽의 클립의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜, 해당 필름을 경사 연신하는 것,
해당 필름을 열 고정하는 것, 및
해당 필름을 해당 좌우의 클립으로부터 개방하는 것을 포함한다.
도 2는 상기 경사 연신에 이용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다. 연신 장치(100)는, 평면시에서, 좌우 양측에, 필름 파지용의 다수의 클립(20)을 포함하는 무단 루프(10L)와 무단 루프(10R)를 좌우 대칭으로 포함한다. 또한, 본 명세서에서는, 필름의 입구 측으로부터 보아 좌측의 무단 루프를 좌측의 무단 루프(10L), 우측의 무단 루프를 우측의 무단 루프(10R)라고 칭한다. 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 클립(20)은, 각각, 기준 레일(70)로 안내되어 루프상으로 순회 이동한다. 좌측의 무단 루프(10L)의 클립(20)은 반시계 방향으로 순회 이동하고, 우측의 무단 루프(10R)의 클립(20)은 시계 방향으로 순회 이동한다. 연신 장치에서는, 필름의 입구 측으로부터 출구 측을 향하여, 파지 존(A), 예열 존(B), 연신 존(C), 열 고정 존(D) 및 개방 존(E)이 이 순서대로 마련되어 있다. 이들 각각의 존은, 연신 대상이 되는 필름이 실질적으로 파지, 예열, 경사 연신, 열 고정 및 개방되는 존을 의미하고, 기계적, 구조적으로 독립된 구획을 의미하는 것은 아니다. 또한, 도 2의 연신 장치에서의 각각의 존의 길이의 비율은, 실제 길이의 비율과 상이한 점에 유의하여야 한다.
도 2에서는, 도시되어 있지 않지만, 연신 존(C)과 열 고정 존(D) 사이에는, 필요에 따라 임의의 적절한 처리를 하기 위한 존이 마련되어도 된다. 이와 같은 처리로서는, 횡수축 처리 등을 들 수 있다. 또한, 마찬가지로 도시되어 있지 않지만, 상기 연신 장치는, 대표적으로는, 예열 존(B)으로부터 열 고정 존(D) 또는 개방 존(E)까지의 각 존을 가열 환경으로 하기 위한 가열 장치(예컨대, 열풍식, 근적외선식, 원적외선식 등의 각종 오븐)를 구비하고 있다. 하나의 실시형태에서, 예열, 경사 연신, 열 고정 및 클립으로부터의 개방은 각각, 소정의 온도로 설정된 오븐 내에서 행하여질 수 있다.
상기 연신 장치(100)의 파지 존(A) 및 예열 존(B)에서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는, 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행이 되도록 구성되어 있다. 연신 존(C)에서는, 예열 존(B)의 측으로부터 열 고정 존(D)을 향함에 따라 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 이간 거리가 상기 필름의 연신 후의 폭에 대응할 때까지 서서히 확대하는 구성으로 되어 있다. 열 고정 존(D) 및 개방 존(E)에서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는, 상기 필름의 연신 후의 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행이 되도록 구성되어 있다. 단, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 구성은 상기 도시예로 한정되지 않는다. 예컨대, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는, 파지 존(A)으로부터 개방 존(E)까지 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행이 되도록 구성되어 있어도 된다.
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. 예컨대, 좌측의 무단 루프(10L)의 구동용 스프로킷(11, 12)이 전동 모터(13, 14)에 의해 반시계 방향으로 회전 구동되고, 우측의 무단 루프(10R)의 구동용 스프로킷(11, 12)이 전동 모터(13, 14)에 의해 시계 방향으로 회전 구동된다. 그 결과, 이들 구동용 스프로킷(11, 12)에 계합하고 있는 구동 롤러(도시하지 않음)의 클립 담지 부재에 주행력이 부여된다. 이에 따라, 좌측의 클립은 반시계 방향으로 순회 이동하고, 우측의 클립은 시계 방향으로 순회 이동한다. 좌측의 전동 모터 및 우측의 전동 모터를, 각각 독립적으로 구동시킴으로써, 좌측의 클립 및 우측의 클립을 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 따라 종방향의 클립 피치가 변화할 수 있다. 가변 피치형의 구성은, 팬터그래프 방식, 리니어 모터 방식, 모터·체인 방식 등의 구동 방식을 채용함으로써 실현될 수 있다. 이하, 일례로서, 링크 기구(팬터그래프 기구)에 대하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 각각, 도 2의 연신 장치에서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이고, 도 3은 클립 피치가 최소인 상태를 나타내며, 도 4는 클립 피치가 최대인 상태를 나타낸다.
도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 클립(20)을 개별적으로 담지하는 평면시 횡방향으로 세장(細長) 직사각형상의 클립 담지 부재(30)가 마련되어 있다. 도시하지 않지만, 클립 담지 부재(30)는, 상 대들보, 하 대들보, 전벽(前壁)(클립 측의 벽), 및 후벽(後壁)(클립과 반대 측의 벽)에 의해 닫힌 단면의 강고한 프레임 구조로 형성되어 있다. 클립 담지 부재(30)는, 그의 양단의 주행륜(38)에 의해 주행 노면(81, 82) 위를 전동(轉動)하도록 마련되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 전벽 측의 주행륜(주행 노면(81) 위를 전동하는 주행륜)은 도시되지 않는다. 주행 노면(81, 82)은, 전역에 걸쳐 기준 레일(70)에 병행하고 있다. 클립 담지 부재(30)의 상 대들보와 하 대들보의 후측(클립 측의 반대 측(이하, 반 클립 측))에는, 클립 담지 부재의 긴 길이 방향을 따라 긴 구멍(31)이 형성되고, 슬라이더(32)가 긴 구멍(31)의 긴 길이 방향으로 슬라이드 가능하게 계합하고 있다. 클립 담지 부재(30)의 클립(20) 측 단부의 근방에는, 상 대들보 및 하 대들보를 관통하여 1개의 제1 축 부재(33)가 수직으로 마련되어 있다. 한편, 클립 담지 부재(30)의 슬라이더(32)에는 1개의 제2 축 부재(34)가 수직으로 관통하여 마련되어 있다. 각 클립 담지 부재(30)의 제1 축 부재(33)에는 주(主)링크 부재(35)의 일단이 추동(樞動) 연결되어 있다. 주링크 부재(35)는, 타단을 인접하는 클립 담지 부재(30)의 제2 축 부재(34)에 추동 연결되어 있다. 각 클립 담지 부재(30)의 제1 축 부재(33)에는, 주링크 부재(35)에 더하여, 부링크 부재(36)의 일단이 추동 연결되어 있다. 부링크 부재(36)는, 타단을 주링크 부재(35)의 중간부에 추축(37)에 의해 추동 연결되어 있다. 주링크 부재(35), 부링크 부재(36)에 의한 링크 기구에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(32)가 클립 담지 부재(30)의 후측(반 클립 측)으로 이동해 있을수록, 클립 담지 부재(30)끼리의 종방향의 피치(결과로서, 클립 피치)가 작아지고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(32)가 클립 담지 부재(30)의 전측(클립 측)으로 이동해 있을수록, 클립 담지 부재(30)끼리의 종방향의 피치(결과로서, 클립 피치)가 커진다. 슬라이더(32)의 위치 결정은, 피치 설정 레일(90)에 의해 이루어진다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 기준 레일(70)과 피치 설정 레일(90)의 이간 거리가 작을수록 클립 피치가 커진다.
상기와 같은 연신 장치를 이용하여 필름의 경사 연신을 행하는 것에 의해, 경사 연신 필름, 예컨대 경사 방향으로 지상축을 갖는 위상차 필름이 제작될 수 있다. 또한, 상기와 같은 연신 장치의 구체적인 실시형태에 대해서는 예컨대 일본 공개특허공보 2008-44339호에 기재되어 있으며, 그 전체가 본 명세서에 참고로서 원용된다. 이하, 경사 연신 공정에 대하여 상세하게 설명한다.
A-2-1. 파지
파지 존(A)(연신 장치(100)의 필름 취입의 입구)에서는, 대표적으로는 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 클립(20)에 의해, 연신 대상이 되는 필름의 좌우 단부가 서로 동일한 일정한 클립 피치로 동시에 파지된다. 이때, 좌우의 클립의 중심을 연결한 선은, 필름의 반송 방향에 대하여 대략 직교(예컨대 90°±3°, 바람직하게는 90°±1°, 보다 바람직하게는 90°±0.5°, 보다 더 바람직하게는 90°)가 되는 것이 바람직하다. 파지 시의 좌우의 클립의 클립 피치는, 예컨대 100㎜~200㎜, 바람직하게는 125㎜~175㎜, 보다 바람직하게는 140㎜~160㎜이다.
좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 클립(20)의 이동(실질적으로는, 기준 레일로 안내된 각 클립 담지 부재의 이동)에 의해, 당해 필름이 예열 존(B)으로 보내진다.
A-2-2. 예열
예열 존(B)에서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는, 상기한 바와 같이 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리로 서로 대략 평행이 되도록 구성되어 있기 때문에, 기본적으로는 횡연신도 종연신도 하지 않고, 필름이 가열된다. 단, 예열에 의해 필름의 휨이 일어나, 오븐 내의 노즐에 접촉하는 등의 문제를 회피하기 위하여, 근소하게 좌우의 클립 간의 거리(폭 방향의 거리)를 확대하여도 된다.
예열에서는, 필름을 온도 T1(℃)까지 가열한다. 온도 T1은, 필름의 유리전이온도(Tg) 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Tg+2℃ 이상, 더욱 바람직하게는 Tg+5℃ 이상이다. 한편, 가열 온도 T1은, 바람직하게는 Tg+40℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tg+30℃ 이하이다. 이용하는 필름에 따라 상이하지만, 온도 T1은, 예컨대 70℃~190℃이고, 바람직하게는 80℃~180℃이다.
상기 온도 T1까지의 승온 시간 및 온도 T1에서의 유지 시간은, 필름의 구성 재료나 제조 조건(예컨대, 필름의 반송 속도)에 따라 적절히 설정될 수 있다. 이들 승온 시간 및 유지 시간은, 클립(20)의 이동 속도, 예열 존의 길이, 예열 존의 온도 등을 조정함으로써 제어될 수 있다.
A-2-3. 경사 연신
연신 존(C)에서는, 좌우의 클립(20)을, 그의 적어도 한쪽 클립의 종방향의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜, 필름을 경사 연신한다. 보다 구체적으로는, 좌우의 클립을, 각각 상이한 위치에서 클립 피치를 증대 또는 축소시키면서 주행 이동시키는 것, 각각 상이한 변화 속도로 클립 피치를 변화(증대 및/또는 축소)시키면서 주행 이동시키는 것 등에 의해, 필름을 경사 연신한다. 이와 같이 클립 피치를 변화시키면서 좌우의 클립을 주행 이동시켜 필름의 좌우 단부를 파지하는 한 쌍의 좌우의 클립 중, 한쪽 클립을 다른 쪽 클립에 선행시켜 연신 존을 주행 이동시킨다. 이와 같은 경사 연신에 의하면, 당해 선행하는 클립과 후행하는 클립의 사이에서 필름이 경사 방향으로 연신되게 되어, 그 결과로서, 장척 필름의 소망하는 방향(예컨대, 긴 길이 방향에 대하여 45°의 방향)으로 지상축을 발현시킬 수 있다.
경사 연신은, 횡연신을 포함하여도 된다. 이 경우, 경사 연신은, 예컨대 도시예와 같이, 좌우의 클립 간의 거리(폭 방향의 거리)를 확대시키면서 행하여질 수 있다. 혹은, 도시예와는 달리, 경사 연신은, 횡연신을 포함하지 않고, 좌우의 클립 간의 거리를 유지한 채 행하여질 수 있다.
경사 연신이 횡연신을 포함하는 경우, 횡방향(TD)의 연신 배율(필름의 초기 폭(Winitial)에 대한 경사 연신 후의 필름의 폭(Wfinal)의 비(Wfinal/Winitial))은, 바람직하게는 1.05~6.00이고, 보다 바람직하게는 1.10~5.00이다.
하나의 실시형태에서, 경사 연신은, 상기 좌우의 클립 중 한쪽 클립의 클립 피치가 증대 또는 감소하기 시작하는 위치와 다른 쪽 클립의 클립 피치가 증대 또는 감소하기 시작하는 위치를 종방향에서의 상이한 위치로 한 상태에서, 각각의 클립의 클립 피치를 소정의 피치까지 증대 또는 감소시킴으로써 행하여질 수 있다. 당해 실시형태의 경사 연신에 대해서는, 예컨대, 특허문헌 1, 일본 공개특허공보 제2014-238524호 등의 기재를 참조할 수 있다.
다른 실시형태에서, 경사 연신은, 상기 좌우의 클립 중 한쪽 클립의 클립 피치를 고정한 채, 다른 쪽 클립의 클립 피치를 소정의 피치까지 증대 또는 감소시킨 후, 당초의 클립 피치까지 되돌림으로써 행하여질 수 있다. 당해 실시형태의 경사 연신에 대해서는, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2013-54338호, 일본 공개특허공보 제2014-194482호 등의 기재를 참조할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 경사 연신은, (i) 상기 좌우의 클립 중 한쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P2까지 증대시키면서, 다른 쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P3까지 감소시키는 것, 및 (ii) 해당 감소된 클립 피치와 해당 증대된 클립 피치가 소정의 동일한 피치가 되도록, 각각의 클립의 클립 피치를 변화시킴으로써 행하여질 수 있다. 당해 실시형태의 경사 연신에 대해서는, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2014-194484호 등의 기재를 참조할 수 있다. 당해 실시형태의 경사 연신은, 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 한쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P2까지 증대시키면서, 다른 쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P3까지 감소시켜, 필름을 경사 연신하는 것(제1 경사 연신), 및 좌우의 클립 간의 거리를 확대시키면서, 좌우의 클립의 클립 피치가 동일하게 되도록 해당 한쪽 클립의 클립 피치를 P2로 유지 또는 P4까지 감소시키고, 또한, 해당 다른 쪽 클립의 클립 피치를 P2 또는 P4까지 증대시켜, 필름을 경사 연신하는 것(제2 경사 연신)을 포함할 수 있다.
상기 제1 경사 연신에서는, 필름의 한쪽 단부를 장척 방향으로 신장시키면서, 다른 쪽 단부를 장척 방향으로 수축시키면서 경사 연신을 행함으로써, 소망하는 방향(예컨대, 장척 방향에 대하여 45°의 방향)으로 높은 일축성 및 면내 배향성으로 지상축을 발현시킬 수 있다. 또한, 제2 경사 연신에서는, 좌우의 클립 피치의 차를 축소하면서 경사 연신을 행함으로써, 여분의 응력을 완화하면서, 경사 방향으로 충분히 연신할 수 있다.
상기 3개의 실시형태의 경사 연신에서, 좌우의 클립의 이동 속도가 동일해진 상태에서 필름을 클립으로부터 개방할 수 있기 때문에, 좌우의 클립의 개방 시에 필름의 반송 속도 등의 편차가 생기기 어렵고, 그 후의 필름의 권취가 적합하게 행하여질 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 각각, 상기 제1 경사 연신 및 제2 경사 연신을 포함하는 경사 연신에서의 클립 피치의 프로파일의 일례를 나타내는 개략도이다. 이하, 이들 도면을 참조하면서, 제1 경사 연신을 구체적으로 설명한다. 또한, 도 5a 및 5b에서, 횡축은 클립의 주행 거리에 대응한다. 제1 경사 연신 개시 시에서는, 좌우의 클립 피치는 모두 P1로 되어 있다. P1은, 대표적으로는, 필름을 파지하였을 때의 클립 피치이다. 제1 경사 연신이 개시됨과 동시에, 한쪽 클립(이하, 제1 클립이라고 칭하는 경우가 있음)의 클립 피치의 증대를 개시하고, 또한, 다른 쪽 클립(이하, 제2 클립이라고 칭하는 경우가 있음)의 클립 피치의 감소를 개시한다. 제1 경사 연신에서는, 제1 클립의 클립 피치를 P2까지 증대시키고, 제2 클립의 클립 피치를 P3까지 감소시킨다. 따라서, 제1 경사 연신의 종료 시(제2 경사 연신의 개시 시)에서, 제2 클립은 클립 피치 P3으로 이동하고, 제1 클립은 클립 피치 P2로 이동하는 것으로 되어 있다. 또한, 클립 피치의 비는 클립의 이동 속도의 비에 대체로 대응할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에서는, 제1 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작하는 타이밍 및 제2 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작하는 타이밍을 모두 제1 경사 연신의 개시 시로 하고 있지만, 도시예와는 달리, 제1 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작한 후에 제2 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작하여도 되고, 제2 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작한 후에 제1 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작하여도 된다. 하나의 바람직한 실시형태에서는, 제1 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작한 후에 제2 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작한다. 이와 같은 실시형태에 따르면, 이미 필름이 폭 방향으로 일정 정도(바람직하게는 1.2배~2.0배 정도) 연신되어 있기 때문에 제2 클립의 클립 피치를 크게 감소시켜도 주름이 발생하기 어렵다. 따라서, 보다 예각인 경사 연신이 가능해져, 일축성 및 면내 배향성이 높은 위상차 필름이 적합하게 얻어질 수 있다.
마찬가지로, 도 5a 및 도 5b에서는, 제1 경사 연신의 종료 시(제2 경사 연신의 개시 시)까지 제1 클립의 클립 피치의 증대 및 제2 클립의 클립 피치의 감소가 계속되고 있지만, 도시예와는 달리, 클립 피치의 증대 또는 감소의 어느 한쪽이 다른 쪽보다도 빨리 종료되고, 다른 쪽이 종료할 때까지(제1 경사 연신의 종료 시까지) 그 클립 피치가 그대로 유지되어도 된다.
제1 클립의 클립 피치의 변화율(P2/P1)은, 바람직하게는 1.25~1.75, 보다 바람직하게는 1.30~1.70, 더욱 바람직하게는 1.35~1.65이다. 또한, 제2 클립의 클립 피치의 변화율(P3/P1)은, 예컨대 0.50 이상 1 미만, 바람직하게는 0.50~0.95, 보다 바람직하게는 0.55~0.90, 더욱 바람직하게는 0.55~0.85이다. 클립 피치의 변화율이 이와 같은 범위 내이면, 필름의 긴 길이 방향에 대하여 대체로 45도의 방향으로 높은 일축성 및 면내 배향성으로 지상축을 발현시킬 수 있다.
클립 피치는, 상기한 바와 같이, 연신 장치의 피치 설정 레일과 기준 레일과의 이간 거리를 조정하여 슬라이더를 위치 결정함으로써, 조정될 수 있다.
제1 경사 연신에서의 필름의 폭 방향의 연신 배율(제1 경사 연신 종료 시의 필름 폭/제1 경사 연신 전의 필름 폭)은, 바람직하게는 1.1배~3.0배, 보다 바람직하게는 1.2배~2.5배, 더욱 바람직하게는 1.25배~2.0배이다. 당해 연신 배율이 1.1배 미만이면, 수축시킨 측의 단부에 함석 형상의 주름이 생기는 경우가 있다. 또한, 당해 연신 배율이 3.0배를 초과하면, 얻어지는 위상차 필름의 이축성이 높아져 버려서, 원편광판 등에 적용한 경우에 시야각 특성이 저하되는 경우가 있다.
하나의 실시형태에서, 제1 경사 연신은, 제1 클립의 클립 피치의 변화율과 제2 클립의 클립 피치의 변화율과의 곱이, 바람직하게는 0.7~1.5, 보다 바람직하게는 0.8~1.45, 더욱 바람직하게는 0.85~1.40이 되도록 행하여진다. 변화율의 곱이 이와 같은 범위 내이면, 일축성 및 면내 배향성이 높은 위상차 필름이 얻어질 수 있다.
다음으로, 제2 경사 연신의 하나의 실시형태를, 도 5a를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 본 실시형태의 제2 경사 연신에서는, 제2 클립의 클립 피치를 P3에서 P2까지 증대시킨다. 한편, 제1 클립의 클립 피치는, 제2 경사 연신 동안, P2인 채 유지된다. 따라서, 제2 경사 연신의 종료 시에서, 좌우의 클립은 모두, 클립 피치 P2로 이동하는 것으로 되어 있다.
도 5a에 나타내는 실시형태의 제2 경사 연신에서의 제2 클립의 클립 피치의 변화율(P2/P3)은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 한에서 제한은 없다. 해당 변화율(P2/P3)은, 예컨대 1.3~4.0, 바람직하게는 1.5~3.0이다.
제2 경사 연신의 다른 실시형태를, 도 5b를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 본 실시형태의 제2 경사 연신에서는, 제1 클립의 클립 피치를 감소시킴과 함께, 제2 클립의 클립 피치를 증대시킨다. 구체적으로는, 제1 클립의 클립 피치를 P2에서 P4까지 감소시키고, 제2 클립의 클립 피치를 P3에서 P4까지 증대시킨다. 따라서, 제2 경사 연신의 종료 시에서, 좌우의 클립은 모두 클립 피치 P4로 이동하는 것으로 되어 있다. 또한, 도시예에서는, 제2 경사 연신의 개시와 동시에, 제1 클립의 클립 피치의 감소 및 제2 클립의 클립 피치의 증대를 개시하고 있지만, 이들은 상이한 타이밍에서 개시될 수 있다. 또한, 마찬가지로, 제1 클립의 클립 피치의 감소 및 제2 클립의 클립 피치의 증대는, 상이한 타이밍에서 종료하여도 된다.
도 5b에 나타내는 실시형태의 제2 경사 연신에서의 제1 클립의 클립 피치의 변화율(P4/P2) 및 제2 클립의 클립 피치의 변화율(P4/P3)은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 한에서 제한은 없다. 변화율(P4/P2)은, 예컨대 0.4 이상 1.0 미만, 바람직하게는 0.6~0.95이다. 또한, 변화율(P4/P3)은, 예컨대 1.0 초과 2.0 이하, 바람직하게는 1.2~1.8이다. 바람직하게는, P4는 P1 이상이다. P4<P1이면, 단부에 주름이 생기고, 이축성이 높아지는 등의 문제가 생기는 경우가 있다.
제2 경사 연신에서의 필름의 폭 방향의 연신 배율(제2 경사 연신 종료 시의 필름 폭/제1 경사 연신 종료 시의 필름 폭)은, 바람직하게는 1.1배~3.0배, 보다 바람직하게는 1.2배~2.5배, 더욱 바람직하게는 1.25배~2.0배이다. 당해 연신 배율이 1.1배 미만이면, 수축시킨 측의 단부에 함석 형상의 주름이 생기는 경우가 있다. 또한, 당해 연신 배율이 3.0배를 초과하면, 얻어지는 위상차 필름의 이축성이 높아져 버려서, 원편광판 등에 적용한 경우에 시야각 특성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 제1 경사 연신 및 제2 경사 연신에서의 폭 방향의 연신 배율(제2 경사 연신 종료 시의 필름 폭/제1 경사 연신 전의 필름 폭)은, 상기와 마찬가지의 관점에서, 바람직하게는 1.2배~4.0배이고, 보다 바람직하게는 1.4배~3.0배이다.
경사 연신은, 대표적으로는, 온도 T2에서 행하여질 수 있다. 온도 T2는, 필름의 유리전이온도(Tg)에 대하여, Tg-20℃~Tg+30℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Tg-10℃~Tg+20℃, 특히 바람직하게는 Tg 정도이다. 이용하는 필름에 따라 상이하지만, 온도 T2는, 예컨대 70℃~180℃이고, 바람직하게는 80℃~170℃이다. 상기 온도 T1과 온도 T2와의 차(T1-T2)는, 바람직하게는 ±2℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 ±5℃ 이상이다. 하나의 실시형태에서는, T1>T2이고, 따라서, 예열 존에서 온도 T1까지 가열된 필름은 온도 T2까지 냉각될 수 있다.
상술한 바와 같이, 경사 연신 후에 횡수축 처리가 행하여져도 된다. 경사 연신 후의 당해 처리에 대해서는, 일본 공개특허공보 제2014-194483호의 0029~0032 단락을 참조할 수 있다.
A-2-4. 열 고정
열 고정 존(D)에서는 경사 연신된 필름을 열처리한다. 열 고정 존(D)에서는, 통상, 횡연신도 종연신도 행하여지지 않지만, 필요에 따라, 종방향의 클립 피치를 감소시키고, 이에 따라, 응력을 완화하여도 된다.
열처리는, 대표적으로는, 온도 T3에서 행하여질 수 있다. 온도 T3은, 연신되는 필름에 따라 다르고, T2≥T3인 경우도, T2<T3인 경우도 있을 수 있다. 일반적으로, 필름이 비정성 재료인 경우는 T2≥T3이고, 결정성 재료인 경우는 T2<T3으로 함으로써 결정화 처리를 행하는 경우도 있다. T2≥T3인 경우, 온도 T2와 T3의 차(T2-T3)는 바람직하게는 0℃~50℃이다. 열처리 시간은, 대표적으로는 10초~10분이다. 열처리 시간은 열 고정 존의 길이 및/또는 필름의 반송 속도를 조정하는 것에 의해 제어될 수 있다.
A-2-5. 클립의 개방
개방 존(E)의 임의의 위치에서, 상기 필름이 클립으로부터 개방된다. 개방 존(E)에서는, 통상, 열 고정 후의 필름에 대하여 횡연신도 종연신도 행하는 일 없이, 소망하는 온도까지 필름을 냉각하고, 이어서, 필름을 클립으로부터 개방한다. 클립으로부터 개방될 때의 필름 온도는, 예컨대 150℃ 이하이고, 바람직하게는 70℃~140℃, 보다 바람직하게는 80℃~130℃이다.
클립으로부터 개방된 수지 필름은, 연신 장치의 출구로부터 송출되고, 장척 방향에서의 막두께의 변동량의 계측에 제공된 후, 권취기에 의해 롤상으로 권취되거나, 혹은, 롤상으로 권취되는 일 없이, 다른 광학 필름과의 적층에 이용될 수 있다.
A-3. 제1 막두께의 변동량의 계측 공정
제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서는, 경사 연신 후의 수지 필름(연신 필름)의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측한다. 막두께의 변동량의 계측은, 바람직하게는 계속적으로 행하여진다. 경사 연신 후의 수지 필름에 관하여, 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계속적으로 계측(모니터링)하고, 계측된 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에, 바람직하게는 당해 변동량이 제1 소정의 값을 초과할 때마다, 후술하는 제1 막두께 조정을 행한다. 이에 의해, 당해 막두께의 변동량이 저감되고(예컨대, 당해 막두께의 변동량이 제1 소정의 값 이하로 저감되고), 결과로서 위상차 불균일도 저감된 연신 필름이 얻어질 수 있다.
제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서는, 도 1 및 도 6에 예시하는 바와 같이, 연신 장치(100)의 출구로부터 송출된 수지 필름(300c)을 롤 반송하면서, 반송 라인 위의 소정의 위치에 마련한 막두께계(200)를 이용하여 인라인으로 계속적인 막두께 측정을 할 수 있다. 이와 같이, 수지 필름(300c)의 당해 소정의 위치에서의 막두께를 장척 방향에서 계속적으로 측정하는 것에 의해, 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측할 수 있다.
도 6에 나타내는 실시형태에서는, 반송 라인에서, 수지 필름(300c)의 폭 방향 중앙부 및 좌우 단부의 상방에 막두께계(200)를 마련하고, 반송되어 오는 수지 필름의 막두께를 폭 방향의 3개소에서 정점(定点) 측정하고 있다. 측정 개소는, 도시예와는 상이하여도 된다. 예컨대, 막두께의 측정은, 수지 필름의 폭 방향 중앙부, 좌단부(좌단변으로부터 25mm 이내), 우단부(우단변으로부터 25mm 이내) 등의 임의의 1개소에서 행하여져도 되고, 혹은, 폭 방향으로 등간격으로 또는 무작위로 2개소, 3개소 또는 그 이상의 개소에서 행할 수도 있다. 2개소 이상에서 막두께의 측정을 행하는 경우, 각 측정 개소에서 독립적으로 막두께의 변동량이 계측되고, 후술하는 제1 막두께 조정의 요부 판단에 이용될 수 있다. 바람직하게는, 수지 필름의 폭 방향 중앙부에서 막두께를 측정한다.
막두께의 측정은, 연속적으로 행하여도 되고, 소정의 간격으로 행하여도 된다. 예컨대 0.1mm~10mm, 바람직하게는 0.5mm~5mm의 간격으로 막두께의 측정이 행하여질 수 있다.
막두께계로서는, 적외선 막두께계, 분광 간섭식 막두께계, 레이저 변위계 등의 비접촉계의 막두께계가 바람직하게 이용될 수 있다.
막두께의 측정은, 클립으로부터 개방된 연신 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 절단 제거한 후에 행하여져도 된다. 절단 제거되는 단부의 폭은 각각 독립적으로, 예컨대 20mm~600mm, 바람직하게는 100mm~500mm일 수 있다. 단부의 절단 제거는, 통상적인 슬릿 가공에 의해 행하여질 수 있다.
하나의 실시형태에서, 막두께의 변동량은, 장척 방향에서의 단위 길이(예컨대 0.5mm~10mm의 범위에서 설정되는 소정의 길이) 당의 최대 막두께와 최소 막두께와의 차일 수 있다.
다른 실시형태에서, 막두께의 변동량은, 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 이동 평균을 취하고, 당해 막두께의 이동 평균선에서의 피크 및 보텀을 검출하였을 때의 이웃하는 피크와 보텀과의 차일 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 막두께의 미세한 변동이 제거되어 큰 변화를 파악하기 쉬워진다. 막두께의 큰 변화는, 큰 위상차 불균일로 연결되어, 시인성의 저하를 생기게 할 수 있는 점에서, 본 실시형태에 따르면, 막두께의 큰 변화를 적확하게 파악할 수 있어 본 발명의 효과가 보다 적합하게 얻어질 수 있다.
장척 방향에서의 막두께의 이동 평균 처리는, 소정의 구간에서 측정된 막두께의 평균(산술 평균)을 산출하는 조작을, 당해 소정의 구간을 장척 방향으로 소정의 거리씩 어긋나게 하면서 반복하는 것에 의해 행하여질 수 있다. 상기 소정의 구간은, 예컨대 10개 이상, 바람직하게는 30개~100개의 막두께 데이터가 취득되는 구간일 수 있고, 예컨대 1mm~1000mm, 바람직하게는 3mm~500mm, 보다 바람직하게는 5mm~50mm(예컨대 10mm)의 범위일 수 있다. 상기 소정의 구간이 당해 범위 내이면, 시인성에 영향을 줄 수 있는 막두께의 변동량(위상차 불균일)을 적합하게 검출할 수 있다. 구체적으로는, 상기 소정의 구간이 지나치게 짧으면, 피크와 보텀과의 차가 현저하게 산출되어 과잉 검출이 되는 경우가 있고, 상기 소정의 구간이 지나치게 길면, 피크와 보텀이 고르게 되어 버려, 막두께의 변동이 검출하기 어려워지는 경우가 있다. 또한, 상기 소정의 거리는, 예컨대 0.1mm~10mm, 바람직하게는 0.5mm~5mm일 수 있다. 이동 평균선에서의 피크 및 보텀은 각각, 이동 평균선의 기울기가 정(正)으로부터 부(負)로 절환되는 점 및 부로부터 정으로 절환되는 점으로서 검출된다.
A-4. 제1 막두께 조정
제1 막두께 조정에서는, 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감한다. 제1 막두께 조정은, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에 행하여지고, 당해 막두께의 변동량이 제1 소정의 값 이하인 경우에는 행하여질 필요는 없다(결과로서 생략될 수 있다). 따라서, 본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법은, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량에 기초하여 제1 막두께 조정을 행할지 여부를 결정하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제1 소정의 값은, 예컨대 0.55㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.50㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.45㎛ 이하이다. 제1 소정의 값이 당해 범위이면, 두께 불균일에서 기인하는 위상차 불균일을 저감할 수 있고, 그 결과, 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 제1 소정의 값의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 제조 효율의 관점에서 0.1㎛일 수 있다.
좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감하는 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 압출 성형 시의 수지 필름의 제막 속도를 저하시키는 방법, 일본 공개특허공보 2013-137394호에 기재된 방법(기어 펌프를 5rpm 이상으로 회전시키는 것, 에어 갭을 200mm 이하로 하는 것, 압출기로서 2축 압출기 또는 스크류 형식이 더블 플라이트형의 단축 압출기를 이용하는 것 등)을 들 수 있다. 그 중에서도, 압출 성형 시의 수지 필름의 제막 속도를 저하시키는 방법은, 후술하는 피드백 제어에 적합하다.
제막 속도의 저하에 의해 상기 막두께의 변동량을 저감하는 경우, 제막 속도는, 예컨대, T다이 내부 및/또는 토출구에서의 수지의 온도를 저하시키는(수지의 점도를 상승시키는) 것, 압출 압력을 저하시키는 것, 압출기의 토출량을 떨어뜨리는 것 등에 의해 저하시킬 수 있다.
제막 속도의 저하율은, 소망되는 막두께의 변동량, 제조 효율 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있다. 제막 속도의 저하율(저하 전의 제막 속도-저하 후의 제막 속도)/저하 전의 제막 속도×100)은, 예컨대 1%~50%, 바람직하게는 1%~30%, 보다 바람직하게는 1%~10%일 수 있다. 또한, 저하 후의 제막 속도는, 예컨대 1m/분~20m/분일 수 있다.
제1 막두께 조정은, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량에 기초하는 피드백 제어일 수 있다. 예컨대, 제1 막두께 조정이 제막 속도의 저하에 의해 행하여지는 실시형태에서는, 수지 압력 조절부(도시하지 않음)를 포함하는 압출기(1), 수지 온도 제어부(도시하지 않음), T다이(2), 닙 롤(3), 냉각 롤(4) 및 제막 속도 제어부(6)를 구비하는 압출 제막 장치가 이용될 수 있다. 제막 속도 제어부(6)는, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 측정된 막두께 데이터로부터 막두께의 변동량을 산출하는 막두께계(200)의 데이터 해석부와 접속하고 있다. 수지 온도 제어부는, 예컨대 히터이며, 바람직하게는 T다이의 내부 및/또는 토출구 부근에 마련될 수 있다. 제막 속도 제어부(6)는, 데이터 해석부로부터 연속적으로 보내져 오는 막두께의 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에, 제막 속도를 저하시키기 위한 신호를 수지 압력 조절부 및/또는 수지 온도 제어부에 출력한다. 구체적으로는, 소망하는 제막 속도 또는 제막 속도의 저하율을 얻기 위한 수지 온도 및/또는 압출 속도를 산출하고, 당해 수지 온도 및/또는 압출 속도에 접근하기 위한 신호를 수지 온도 제어부(히터) 및/또는 압력 조절부에 출력한다. 이와 같이, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량에 기초하는 피드백 제어에 의해 제1 막두께 조정을 행하는 것에 의해, 장척 방향에서의 막두께의 균일성이 우수하고, 결과로서 위상차 불균일이 저감된 연신 필름이 얻어질 수 있다. 또한, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에서, 제막 속도 제어부를 마련하는 일 없이, 작업자가 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량에 기초하여 소망하는 제막 속도를 얻기 위한 수지 온도 및/또는 압출 속도를 산출하고, 수지 압력 조절부 및/또는 수지 온도 제어부의 설정을 변경하여도 된다.
A-5. 제2 막두께의 변동량의 계측 공정
제2 막두께의 변동량의 계측 공정에서는, 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측한다. 제2 막두께의 변동량의 계측 공정은, 압출 제막에 의해 수지 필름이 제막된 후(칠드 롤에 의한 냉각 후)이며 경사 연신 전에서의 임의의 타이밍에 행하여질 수 있다.
제2 막두께의 변동량의 계측 공정에 대해서는, 당해 공정이 행하여지는 타이밍 이외에는, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정과 마찬가지의 설명을 적용할 수 있다.
A-6. 제2 막두께 조정
제2 막두께 조정에서는, 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 더욱 저감시킨다. 제2 막두께 조정은, 제2 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량이 제2 소정의 값을 초과하는 경우에 행하여지고, 당해 막두께의 변동량이 제2 소정의 값 이하인 경우에는 행하여질 필요는 없다(결과로서 생략될 수 있다). 따라서, 본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법은, 제2 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량에 기초하여 제2 막두께 조정을 행할지 여부를 결정하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제2 소정의 값은, 예컨대 0.55㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.50㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.45㎛ 이하이다. 제2 소정의 값이 당해 범위이면, 경사 연신 후의 수지 필름(연신 필름)의 장척 방향에서의 두께 불균일을 보다 적합하게 저감할 수 있다. 제2 소정의 값의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 제조 효율의 관점에서 0.1㎛일 수 있다.
좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감하는 방법으로서는, 제1 막두께 조정과 마찬가지의 방법을 예시할 수 있다.
제2 막두께 조정은, 제1 막두께 조정과 마찬가지로, 제2 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량에 기초하는 피드백 제어일 수 있다. 이 경우, 제막 속도 제어부(6)는, 제2 막두께의 변동량의 계측 공정에서 측정된 막두께 데이터로부터 막두께의 변동량을 산출하는 막두께계의 데이터 해석부와도 접속하고 있고, 보내져 오는 변동량이 제2 소정의 값을 초과하는 경우에, 제막 속도를 저하시키기 위한 신호를 수지 압력 조절부 및/또는 수지 온도 제어부에 출력할 수 있다.
B. 연신 필름
A항에 기재된 연신 필름의 제조 방법에 의해 얻어지는 연신 필름(위상차 필름)은, 바람직하게는, 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타낸다. 하나의 실시형태에서, 위상차 필름은, 바람직하게는 λ/4판으로서 기능할 수 있다. 본 실시형태에서, 위상차 필름(λ/4판)의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 100㎚~180㎚, 보다 바람직하게는 135㎚~155㎚이다. 다른 실시형태에서, 위상차 필름은, 바람직하게는 λ/2판으로서 기능할 수 있다. 본 실시형태에서, 위상차 필름(λ/2판)의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 230㎚~310㎚, 보다 바람직하게는 250㎚~290㎚이다. 또한, 본 명세서에서, nx는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, ny는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, nz는 두께 방향의 굴절률이다. 또한, Re(λ)는, 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 필름의 면내 위상차이다. 따라서, Re(550)는, 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re(λ)는, 필름의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다.
위상차 필름의 면내 위상차 Re(550)는, 경사 연신 조건을 적절히 설정함으로써 소망하는 범위로 할 수 있다. 예컨대, 경사 연신에 의해 100㎚~180㎚의 면내 위상차 Re(550)를 갖는 위상차 필름을 제조하는 방법은, 일본 공개특허공보 제2013-54338호, 일본 공개특허공보 제2014-194482호, 일본 공개특허공보 제2014-238524호, 일본 공개특허공보 제2014-194484호 등에 상세히 개시되어 있다. 따라서, 당업자는, 당해 개시에 기초하여 적절한 경사 연신 조건을 설정할 수 있다.
1매의 위상차 필름을 이용하여 원편광판을 제작하는 경우, 또는, 1매의 위상차 필름을 이용하여 직선 편광의 방향을 90°회전시키는 경우, 이용되는 위상차 필름의 지상축 방향은, 당해 필름의 장척 방향에 대하여 바람직하게는 30°~60° 또는 120°~150°, 보다 바람직하게는 38°~52° 또는 128°~142°, 더욱 바람직하게는 43°~47° 또는 133°~137°, 특히 바람직하게는 45° 또는 135° 정도이다.
또한, 2매의 위상차 필름(구체적으로는, λ/2판과 λ/4판)을 이용하여 원편광판을 제작하는 경우, 이용되는 위상차 필름(λ/2판)의 지상축 방향은, 당해 필름의 장척 방향에 대하여 바람직하게는 60°~90°, 보다 바람직하게는 65°~85°, 특히 바람직하게는 75° 정도이다. 또한, 위상차 필름(λ/4판)의 지상축 방향은, 당해 필름의 장척 방향에 대하여 바람직하게는 0°~30°, 보다 바람직하게는 5°~25°, 특히 바람직하게는 15° 정도이다.
위상차 필름은, 바람직하게는, 이른바 역분산의 파장 의존성을 나타낸다. 구체적으로는, 그의 면내 위상차는, Re(450)<Re(550)<Re(650)의 관계를 충족한다. Re (450)/Re(550)는, 바람직하게는 0.8 이상 1.0 미만이고, 보다 바람직하게는 0.8~0.95이다. Re(550)/Re(650)는, 바람직하게는 0.8 이상 1.0 미만이고, 보다 바람직하게는 0.8~0.97이다.
위상차 필름은, 그의 광탄성 계수의 절댓값이, 바람직하게는 2×10-12(㎡ /N)~100×10-12(㎡/N)이고, 보다 바람직하게는 5×10-12(㎡/N)~50×10-12(㎡/N)이다.
연신 필름의 두께는 소망하는 위상차값, 용도 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 연신 필름의 두께는 예컨대 10㎛~200㎛, 바람직하게는 20㎛~180㎛, 보다 바람직하게는 30㎛~150㎛일 수 있다.
C. 광학 적층체 및 해당 광학 적층체의 제조 방법
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 연신 필름은, 다른 광학 필름과 첩합되어 광학 적층체로서 이용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름은, 편광판과 첩합되어, 원편광판으로서 적합하게 이용될 수 있다.
도 7은, 그와 같은 원편광판의 일례의 개략 단면도이다. 도시예의 원편광판(500)은, 편광자(510)와, 편광자(510)의 편측에 배치된 제1 보호 필름(520)과, 편광자(510)의 다른 편측에 배치된 제2 보호 필름(530)과, 제2 보호 필름(530)의 외측에 배치된 위상차 필름(540)을 포함한다. 위상차 필름(540)은, A항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 연신 필름(예컨대, λ/4판)이다. 제2 보호 필름(530)은 생략되어도 된다. 그 경우, 위상차 필름(540)이 편광자의 보호 필름으로서 기능할 수 있다. 편광자(510)의 흡수축과 위상차 필름(540)의 지상축이 이루는 각도는, 바람직하게는 30°~60°, 보다 바람직하게는 38°~52°, 더욱 바람직하게는 43°~47°, 특히 바람직하게는 45° 정도이다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름은, 장척상이고, 또한, 경사 방향(장척 방향에 대하여 예컨대 45°의 방향)으로 지상축을 갖는다. 또한, 많은 경우, 장척상의 편광자는 장척 방향 또는 폭 방향으로 흡수축을 갖는다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름을 이용하면, 이른바 롤 투 롤을 이용할 수 있고, 극히 우수한 제조 효율로 원편광판을 제작할 수 있다. 또한, 롤 투 롤이란, 장척상의 필름끼리를 롤 반송하면서, 그의 장척 방향을 정렬하여 연속적으로 첩합하는 방법을 말한다.
하나의 실시형태에서, 본 발명의 광학 적층체의 제조 방법은, A항에 기재된 연신 필름의 제조 방법에 의해 장척상의 연신 필름을 얻는 것, 및 장척상의 광학 필름과 해당 장척상의 연신 필름을 반송하면서, 그의 장척 방향을 정렬하여 연속적으로 첩합하는 것을 포함한다.
[실시예]
이하, 실시예에 따라 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에서의 측정 및 평가 방법은 하기와 같다.
(1) 두께
인라인에서의 막두께 측정은, 레이저 변위계를 이용하여 행하였다. 그 외의 막두께 측정은, 다이얼 게이지(피코크(PEACOCK)사 제조, 제품명 'DG-205 type pds-2')를 이용하여 행하였다.
(2) 위상차값
악소메트릭스(Axometrics)사 제조의 Axoscan을 이용하여 면내 위상차 Re(550)를 측정하였다.
(3) 배향각(지상축의 발현 방향)
측정 대상의 필름의 중앙부를 한 변이 당해 필름의 폭 방향과 평행이 되도록 하여 폭 50mm, 길이 50mm의 정방형상으로 절취하여 시료를 작성하였다. 이 시료를 악소메트릭스(Axometrics)사 제조의 Axoscan을 이용하여 측정하여, 파장 550㎚에서의 배향각(θ)을 측정하였다.
(4) 유리전이온도(Tg)
JIS K 7121에 준하여 측정하였다.
<실시예 1>
(폴리에스테르카보네이트 수지 필름의 제작)
교반 날개 및 100℃로 제어된 환류 냉각기를 구비한 종형 반응기 2기를 포함하는 배치 중합 장치를 이용하여 중합을 행하였다. 비스[9-(2-페녹시카보닐에틸)플루오렌-9-일]메탄 29.60질량부(0.046mol), ISB 29.21질량부(0.200mol), SPG 42.28질량부(0.139mol), DPC 63.77질량부(0.298mol) 및 촉매로서 초산칼슘 1수화물 1.19×10-2질량부(6.78×10-5mol)를 투입하였다. 반응기 내를 감압 질소 치환한 후, 열매(熱媒)로 가온을 행하고, 내부 온도가 100℃가 된 시점에서 교반을 개시하였다. 승온 개시 40분 후에 내부 온도를 220℃에 도달시키고, 이 온도를 유지하도록 제어함과 동시에 감압을 개시하여, 220℃에 도달하고 나서 90분에서 13.3㎪로 하였다. 중합 반응과 함께 부생하는 페놀 증기를 100℃의 환류 냉각기로 유도하고, 페놀 증기 중에 약간량 포함되는 모노머 성분을 반응기로 되돌리고, 응축하지 않은 페놀 증기는 45℃의 응축기로 유도하여 회수하였다. 제1 반응기에 질소를 도입하여 일단 대기압까지 복압시킨 후, 제1 반응기 내의 올리고머화된 반응액을 제2 반응기로 옮겼다. 이어서, 제2 반응기 내의 승온 및 감압을 개시하여, 50분에서 내부 온도 240℃, 압력 0.2㎪로 하였다. 그 후, 소정의 교반 동력이 될 때까지 중합을 진행시켰다. 소정 동력에 도달한 시점에서 반응기에 질소를 도입하여 복압하고, 생성된 폴리에스테르카보네이트를 수중에 압출하고, 스트랜드를 컷팅하여 펠릿을 얻었다. 얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지의 Tg는, 140℃이었다.
(압출 제막)
얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지를 80℃에서 5시간 진공 건조를 한 후, 단축 압출기(도시바기계사 제조, 실린더 설정 온도: 250℃), T다이(폭 1500㎜, 설정 온도: 250℃), 칠드 롤(설정 온도: 120~130℃) 및 제막 속도 제어부를 구비한 필름 제막 장치를 이용하여, 8m/분의 제막 속도(압출 속도)로 두께 135㎛의 수지 필름을 제작하였다.
(연신 필름의 제작)
상기와 같이 하여 얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지 필름을 권취하는 일 없이, 도 2~4에 나타내는 바와 같은 필름 연신 장치까지 반송하고, 경사 연신을 행하였다.
구체적으로는, 연신 장치의 필름의 입구에서, 폴리에스테르카보네이트 수지 필름의 좌우 단부를, 좌우의 클립에 의해 동일한 타이밍 및 동일한 클립 피치로 파지하였다. 필름을 파지하였을 때의 좌우의 클립의 중심을 연결한 선은, 필름의 반송 방향에 대하여 직교이고, 좌우의 클립의 클립 피치(P1)는 125㎜이었다.
이어서, 필름을 예열 존(B)으로 이행하고, 145℃로 예열하였다. 예열 존(B)에서는, 파지 시의 좌우의 클립의 클립 간 거리 및 클립 피치를 유지하였다.
다음으로, 필름이 연신 존(C)으로 들어감과 동시에, 우측 클립의 클립 피치의 증대 및 좌측 클립의 클립 피치의 감소를 개시하고, 우측 클립의 클립 피치를 P2까지 증대시킴과 함께 좌측 클립의 클립 피치를 P3까지 감소시켰다(제1 경사 연신). 이때, 우측 클립의 클립 피치 변화율(P2/P1)은, 1.42이고, 좌측 클립의 클립 피치 변화율(P3/P1)은 0.78이며, 필름의 원폭에 대한 횡연신 배율은 1.45배이었다. 이어서, 우측 클립의 클립 피치를 P2로 유지한 채로, 좌측 클립의 클립 피치의 증대를 개시하고, P3에서 P2까지 증대시켰다(제2 경사 연신). 이 사이의 좌측 클립의 클립 피치의 변화율(P2/P3)은 1.82이고, 필름의 원폭(原幅)에 대한 횡연신 배율은 1.9배이었다. 또한, 연신 존(C)은 Tg+3.2℃(143.2℃)로 설정하였다.
이어서, 열 고정 존(D)에서, 125℃에서 60초간 필름을 유지하여 열 고정을 행하였다. 열 고정된 필름을, 개방 존(E)에서 100℃까지 냉각 후, 좌우의 클립을 개방하였다.
(제1 막두께의 변동량의 계측 공정)
상기 클립으로부터 개방되어 연신 장치로부터 송출된 연신 필름을 롤 반송하면서, 필름의 폭 방향 중앙에서의 막두께를 인라인으로, 100㎛ 간격으로 측정하였다. 장척 방향으로 10mm의 구간에서의 막두께의 평균값을 산출하는 처리를, 당해 구간을 1mm씩 어긋나게 하면서 반복하여 행하여 막두께의 이동 평균을 취하고, 이동 평균선에서의 인접하는 피크와 보텀과의 차를 장척 방향에서의 막두께의 변동량으로서 구하였다.
(제1 막두께 조정)
제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 막두께의 변동량이 0.45㎛를 초과하였을 경우에, T다이의 설정 온도를 저하시켜 제막 속도를 그 이전보다도 5%저하시키도록, 미리 제막 속도 제어부를 설정해 두는 것에 의해, 장척상의 연신 필름의 제조 동안을 통하여 제1 막두께 조정을 계속적으로 행하였다.
경사 연신의 개시부터 1시간 경과 후에, 제1 막두께의 변동량의 계측 공정에서 계측된 평균 두께(장척 방향으로 10mm의 구간에서의 평균 두께) 및 막두께의 변동량을 표 1에 나타낸다. 또한, 얻어진 연신 필름의 Re(550)는 140nm이고, 배향각은 장척 방향에 대하여 45°이었다. 또한, 연신 장치에 취입되기 전의 수지 필름에 관하여, 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측한 바(제2 막두께의 변동량의 계측 공정), 계측된 막두께의 변동량은 0.33㎛ 이하이었다.
<실시예 2>
T다이의 토출구의 간극을 작게 하고, 두께 110㎛의 수지 필름(원반 필름)을 제막한 것, 및 연신 온도를 Tg＋1.5℃로 경사 연신을 행한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 Re(550)는 140nm이고, 배향각은 장척 방향에 대하여 45°이었다.
<실시예 3>
T다이의 토출구의 간극을 작게 하고, 두께 70㎛의 수지 필름(원반 필름)을 제막한 것, 및 Tg＋0.8℃의 조건으로 경사 연신을 행한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 Re(550)는 100nm이고, 배향각은 장척 방향에 대하여 45°이었다.
<비교예 1>
제1 막두께 조정을 행하지 않았던 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 Re(550)는 140nm이고, 배향각은 장척 방향에 대하여 45°이었다.
［위상차 불균일 시인성］
실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름과 편광판을 지상축과 흡수축이 이루는 각도가 45°가 되도록 적층한 후, 연신 필름 측을 반사판과 접하도록 반사판에 적층하여 편광판 측으로부터 육안으로 확인하였을 때의 불균일의 시인성을 이하의 기준에 기초하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
○: 반사판에 적층하였을 때에, 불균일이 시인되지 않는다.
　×: 반사판에 적층하였을 때에, 배향각을 따라 불균일이 시인된다.
[외관 및 취급성 평가]
실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름에 관하여, 외관 및 취급성을 육안에 의해 이하의 기준에 기초하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
○: 롤 반송 시의 연신 필름에 주름 및 늘어짐이 확인되지 않는다.
×: 롤 반송 시의 연신 필름에 주름 및/또는 늘어짐이 확인된다.
[표 1]
Figure 112022113275726-pat00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 장척상의 경사 연신 필름에서, 장척 방향의 막두께의 변동량이 큰 경우, 위상차 불균일에서 기인하여 시인성이 저하하지만, 당해 막두께의 변동량을 소정의 값 이하로 저감하는 것에 의해, 시인성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 연신 필름의 제조 방법은, 위상차 필름의 제조에 적합하게 이용되고, 결과로서, 액정 표시 장치(LCD), 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(OLED) 등의 화상 표시 장치의 제조에 기여할 수 있다.
1: 압출기
2: T다이
6: 제막 속도 제어부
10L: 무단 루프
10R: 무단 루프
20: 클립
100: 연신 장치
200: 막두께계
300: 수지 필름
500: 원편광판

Claims (7)

  1. 압출 성형법에 의해 장척상의 수지 필름을 제막하는 것,
    상기 수지 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 상기 좌우의 클립의 적어도 한쪽 클립 피치를 변화시켜, 상기 수지 필름을 경사 연신하는 것, 및
    상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것을 이 순서로 포함하며,
    상기 막두께의 변동량이 제1 소정의 값을 초과하는 경우에, 상기 수지 필름의 제막 속도를 저하시키는 것에 의해, 상기 좌우의 클립에 의해 파지하기 전의 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 저감하고,
    상기 제막 속도가, T다이로부터 필름상의 용융 수지를 압출하는 압출 속도인, 연신 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 막두께의 변동량이, 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 이동 평균을 취하고, 당해 막두께의 이동 평균선에서의 피크 및 보텀을 검출하였을 때의 이웃하는 피크와 보텀의 차인, 연신 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 소정의 값이 0.55㎛ 이하인, 연신 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 좌우의 클립에 의해 파지하기 전에, 상기 수지 필름의 장척 방향에서의 막두께의 변동량을 계측하는 것을 추가로 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재된 제조 방법에 의해 장척상의 연신 필름을 얻는 것, 및
    장척상의 광학 필름과 상기 장척상의 연신 필름을 반송하면서, 그의 장척 방향을 정렬하여 연속적으로 첩합하는 것을 포함하는, 광학 적층체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광학 필름이 편광판이고,
    상기 연신 필름이 λ/4판 또는 λ/2판인, 광학 적층체의 제조 방법.
  7. 삭제
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