KR102593515B1 - 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법 - Google Patents

연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102593515B1
KR102593515B1 KR1020220153875A KR20220153875A KR102593515B1 KR 102593515 B1 KR102593515 B1 KR 102593515B1 KR 1020220153875 A KR1020220153875 A KR 1020220153875A KR 20220153875 A KR20220153875 A KR 20220153875A KR 102593515 B1 KR102593515 B1 KR 102593515B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clip
film
stretching
pitch
temperature
Prior art date
Application number
KR1020220153875A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230073120A (ko
Inventor
아유무 나카하라
히토시 키타기시
타카시 시미즈
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 닛토덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20230073120A publication Critical patent/KR20230073120A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102593515B1 publication Critical patent/KR102593515B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/045—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique in a direction which is not parallel or transverse to the direction of feed, e.g. oblique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/04—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam
    • B29C35/045—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using gas or flames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/20—Edge clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/02—Thermal after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00634—Production of filters
    • B29D11/00644—Production of filters polarizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0073—Optical laminates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

본 발명은, 면내 위상차 및/또는 배향각의 편차가 저감된 장척상의 경사 연신 필름을 제공한다.
본 발명은, 장척상의 필름을, 그의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지한 상태로, 연신 존 및 열 고정 존을 이 순서대로 통과하도록 반송하는 것, 상기 연신 존에서, 상기 좌우의 클립의 한쪽 클립이 다른 쪽의 클립보다도 선행하도록, 상기 좌우의 클립을 적어도 한쪽 클립의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜, 상기 필름을 경사 연신하는 것, 및 상기 열 고정 존에서, 상기 필름을 열 고정하는 것을 포함하고, 상기 열 고정 존에서, 상기 필름의 폭 방향에서 상기 선행하는 클립으로 파지되는 단부 측의 온도가 다른 쪽 단부 측보다도 높으며, 또한 등온선이 상기 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 형성하는, 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 기술로 얻어진 경사 연신 필름에서는, 면내 위상차 및/또는 배향각에 편차가 생기는 경우가 있다.
일본특허 제4845619호
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그의 주된 목적은, 면내 위상차 및/또는 배향각의 편차가 저감된 장척상의 경사 연신 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 하나의 국면에 따르면, 장척상의 필름을 그의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지한 상태로, 연신 존 및 열 고정 존을 이 순서대로 통과하도록 반송하는 것, 해당 연신 존에서, 해당 좌우의 클립의 한쪽 클립이 다른 쪽의 클립보다도 선행하도록, 해당 좌우의 클립을 적어도 한쪽 클립의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시키고, 해당 필름을 경사 연신하는 것, 및 해당 열 고정 존에서, 해당 필름을 열 고정하는 것을 포함하고, 해당 열 고정 존에서, 해당 필름의 폭 방향에서 해당 선행하는 클립으로 파지되는 단부 측의 온도가 다른 쪽 단부 측보다도 높고, 또한 등온선이 해당 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 형성하는, 연신 필름의 제조 방법이 제공된다.
하나의 실시형태에서, 상기 온도 구배 영역에서, 상기 필름의 폭 방향의 양단에서의 온도차가 3℃~20℃이다.
하나의 실시형태에서, 상기 등온선이 경사 연신 방향과 대략 평행한 방향으로 연장된다.
하나의 실시형태에서, 상기 온도 구배 영역이, 상기 경사 연신 존으로부터 연속적으로 형성된다.
하나의 실시형태에서, 상기 온도 구배 영역의 형성이, 상기 필름을 향하여 열풍을 공급하는 것에 의해 행하여진다.
하나의 실시형태에서, 상기 열풍의 풍속이 5m/min~20m/min이다.
하나의 실시형태에서, 상기 경사 연신이, (i) 상기 한쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P2까지 증대시키면서, 상기 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 변화시키는 것을 포함한다.
하나의 실시형태에서, P2/P1이 1.25~1.75이고, P3/P1이 0.50 이상 1 미만이다.
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 연신 필름의 제조 방법에서는, 필름의 폭 방향에서 경사 연신 시에 선행하는 클립 측(바꾸어 말하면, 경사 연신 방향의 반송 방향 하류 측)의 온도가 높고, 또한 등온선이 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역에서 열 고정을 행한다. 이로써, 면내 위상차 및/또는 배향각의 편차가 저감된 장척상의 경사 연신 필름이 얻어질 수 있다. 당해 효과가 얻어지는 이유로서는, 본 발명을 제한하는 것은 아니지만, 필름이 경사 방향으로 균일하게 가열되는결과, 열 고정이 양호하게 행하여지기 때문이라고 추측된다.
도 1은, 본 발명의 연신 필름의 제조 방법에 이용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다.
도 2는, 도 1의 연신 장치에서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 3은, 도 1의 연신 장치에서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 4a는, 경사 연신의 하나의 실시형태에서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 4b는, 경사 연신의 하나의 실시형태에서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 5는, 온도 구배 영역의 일례를 설명하는 개략 평면도이다.
도 6은, 온도 구배 영역에서의 온도 변화 패턴의 구체예를 나타내는 개략도이다.
도 7은, 온도 구배 영역의 다른 일례를 설명하는 개략 평면도이다.
도 8은, 온도 구배 영역의 형성에 사용될 수 있는 열풍식 가열 장치를 설명하는 개략도이다.
도 9는, 온도 구배 영역의 형성에서의 열풍식 가열 장치의 배치예를 설명하는 개략 평면도이다.
도 10은, 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, 종방향에 인접하는 클립의 주행 방향에서의 중심 간 거리를 의미한다. 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, 장척상의 필름을, 그의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지한 상태에서, 연신 존 및 열 고정 존을 이 순서대로 통과하도록 반송하는 것,
해당 연신 존에서, 해당 좌우의 클립의 한쪽 클립이 다른 쪽의 클립보다도 선행하도록, 해당 좌우의 클립을 적어도 한쪽 클립의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜, 해당 필름을 경사 연신하는 것, 및
해당 열 고정 존에서, 해당 필름을 열 고정하는 것을 포함하고,
해당 열 고정 존에서, 해당 필름의 폭 방향에서 해당 필름의 해당 선행하는 클립으로 파지되는 단부 측의 온도가 다른 쪽 단부 측보다도 높고, 또한 등온선이 해당 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 형성한다. 대표적으로는, 본 실시형태의 연신 필름의 제조 방법은, 좌우의 클립에 의해 파지한 필름을 예열하는 것을 추가로 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법에서는, 연신 대상의 장척상의 필름은, 좌우의 클립에 의해 파지(파지 공정)되고, 예열 공정, 경사 연신 공정 및 열 고정 공정으로 이 순서대로 제공된 후, 클립으로부터 개방(개방 공정)될 수 있다.
상기 경사 연신은, 예컨대, 장척상의 필름의 폭 방향의 좌우 단부를 파지하면서, 서로 상이한 속도로 좌우 대칭의 궤도를 그리도록 주행 이동할 수 있는 좌우의 클립을 구비한 텐터식 동시 2축 연신 장치를 이용하여 행하여질 수 있다. 이와 같은 텐터식 동시 2축 연신 장치에 의하면, 한 쌍의 좌우의 클립 중, 한쪽 클립을 다른 쪽의 클립보다도 선행 주행시키는 것에 의해 경사 연신이 행하여지고, 당해 선행 주행하는 클립으로 파지되어 있는 측이 경사 연신 방향의 반송 방향 하류 측이다.
도 1은, 본 발명의 제조 방법에 이용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다. 연신 장치(100)에서는, 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 독립적인 구획을 의미하는 것은 아니다. 또한, 도 1의 연신 장치에서의 각각의 존의 길이의 비율은, 실제의 길이의 비율과 다르다는 것에 유의하기 바란다.
도 1에서는, 도시되어 있지 않지만, 연신 존(C)과 열 고정 존(D)의 사이에는, 필요에 따라서 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)까지를 가열 환경으로 하기 위한 가열 장치(예컨대, 열풍식, 근적외식, 원적외식 등의 각종 오븐)를 구비하고 있다.
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. 이때, 상술한 바와 같이, 무단 루프(10L)와 무단 루프(10R)가 평면시에서 좌우 대칭으로 구성되어 있는 점에서, 좌측의 무단 루프(10L)의 클립(20) 및 우측의 무단 루프(10R)의 클립(20)은, 파지 존(A)으로부터 개방 존(E)을 향하여, 좌우 대칭의 궤도를 그리도록 주행 이동한다.
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 확대되는 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 2 및 도 3은 각각, 도 1의 연신 장치에서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이고, 도 2는 클립 피치가 최소인 상태를 나타내며, 도 3은 클립 피치가 최대인 상태를 나타낸다.
도 2 및 도 3에 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 2 및 도 3에서는, 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, 다른 단을 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, 다른 단을 주링크 부재(35)의 중간부에 추축(37)에 의해 추동 연결되어 있다. 주링크 부재(35), 부링크 부재(36)에 의한 링크 기구에 의해, 도 2에 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 3에 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 행하여진다. 도 2 및 도 3에 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 제2008-44339호에 기재되어 있으며, 그 전체가 본 명세서에 참고로서 원용된다. 이하, 본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
A-1. 파지 공정
파지 존(A)(연신 장치(100)의 필름 취입의 입구)에서는, 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. 예열 공정
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 행하지 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 확장하여도 된다.
예열 공정에서는, 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-3. 경사 연신 공정
연신 존(C)에서는, 좌우의 클립의 한쪽 클립이 다른 쪽의 클립보다도 선행하도록, 해당 좌우의 클립을 적어도 한쪽 클립의 클립 피치를 변화시키면서 좌우 대칭의 궤도를 그리도록 주행 이동시키고, 해당 필름을 경사 연신한다. 예컨대, 좌우의 클립의 당해 클립 피치를 각각 상이한 위치에서 증대 또는 축소시키는 것, 각각 상이한 변화 속도로 좌우의 클립의 당해 클립 피치를 변화(증대 및/또는 축소)시키는 것 등이 행하여질 수 있다. 이와 같이 클립 피치를 변화시키면서 좌우의 클립을 주행 이동시키는 결과, 연신 존으로 대략 동시에 이행한 한 쌍의 좌우의 클립 중, 한쪽 클립을 다른 쪽의 클립에 선행하여 연신 존의 종단에 도달시킬 수 있다. 이와 같은 경사 연신에 의하면, 당해 선행하는 클립과 후행하는 클립의 사이에서 필름이 경사 방향으로 연신되게 되고, 그 결과로서, 장척 필름의 소망하는 방향(예컨대, 긴 방향에 대하여 45°의 방향)으로 지상축을 발현시킬 수 있다. 또한, 연신 존의 시단(始端)을 통과할 때의 좌우의 클립의 중심을 연결한 선이, 필름의 반송 방향에 대하여 대략 직교가 되는 경우에, 한 쌍의 좌우의 클립이 대략 동시에 연신 존으로 이행한다고 할 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 상이하게, 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))는, 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 4a 및 도 4b는 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 4a 및 4b에서, 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. 따라서, 좌우의 클립의 클립 피치의 비는, 필름의 우측 단부와 좌측 단부의 MD 방향의 연신 배율의 비에 대략 대응할 수 있다.
도 4a 및 도 4b에서는, 제1 클립의 클립 피치를 증대시키기 시작하는 타이밍 및 제2 클립의 클립 피치를 감소시키기 시작하는 타이밍을 모두 제1 경사 연신의 개시 시로 하고 있지만, 도시예와는 상이하게, 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 4a 및 도 4b에서는, 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 상이하게, 클립 피치의 증대 또는 감소 중 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 높아지게 되어버려, 원편광판 등에 적용한 경우에 시야각 특성이 저하하는 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 4a를 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 4a에 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 4b를 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 4b에 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 높아지게 되어버려, 원편광판 등에 적용한 경우에 시야각 특성이 저하하는 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. 또한, 후술하는 바와 같이, 경사 연신 존에 온도 구배 영역이 형성되는 경우에는, 당해 영역의 온도 조건 하에서 경사 연신이 행하여질 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-4. 열 고정 공정
열 고정 존(D)에서는, 경사 연신된 필름을 열 처리 한다. 열 고정 존(D)에서는, 통상적으로, 횡연신도 종연신도 행하여지지 않지만, 필요에 따라서, 종방향의 클립 피치를 감소시키고, 이로써 응력을 완화하여도 된다. 열 처리는, 대표적으로는, 후술하는 온도 구배 영역을 포함하는 가열 환경하에서 행하여진다.
A-5. 클립의 개방
개방 존(E)의 임의의 위치에서, 상기 필름이 클립으로부터 개방된다. 개방 존(E)에서는, 통상적으로, 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, 권취기에 의해 롤상으로 권취되거나, 혹은, 롤상으로 권취되지 않고, 다른 광학 필름과의 적층에 이용될 수 있다.
A-6. 온도 구배 영역의 형성
본 발명의 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 방법에서는, 적어도 열 고정 존에서, 경사 연신 시에 선행 주행하는 클립으로 파지되는 단부 측의 온도가 해당 필름의 폭 방향에서 다른 쪽 단부 측보다도 높고, 또한 등온선이 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 형성한다.
도 5는, 열 고정 존(D)에서 형성되는 온도 구배 영역의 일례를 설명하는 개략 평면도이다. 도 5에서, 점선으로 나타내는 사각(20)은, 예열 존(B)으로부터 연신 존(C)으로 대략 동시에 이행한 한 쌍의 좌우의 클립의 궤적을 나타낸다. 따라서, 필름(1)의 우측이 경사 연신 시에 선행하는 클립 측(R 측)이며, 좌측이 후행하는 클립 측(L 측)이다. 도면 중, 점선(I1~I4)은 각각, 등온선을 나타내고, 그의 온도 관계는, I1>I2>I3>I4이다. 도 5에서, 열 고정 존(D) 중, 점(R1, R2, L2 및 L1)을 연결한 선으로 둘러싸이는 영역이 온도 구배 영역이다. 등온선(I4)보다도 반송 방향 하류(점(R2, R3, L3 및 L2)를 연결한 선으로 둘러싸이는 영역)의 온도는, 예컨대, 등온선(I4)과 동일한 온도일 수 있다.
온도 구배 영역에서, 등온선은 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장된다. 등온선이 연장되는 방향은, 온도 구배 영역의 반송 방향 상류로부터 하류를 향하여 점차 변화하여도 되고, 온도 구배 영역의 전체에 걸쳐 일정하여도 된다. 바람직하게는, 등온선은 온도 구배 영역의 전체에 걸쳐 일정한 방향으로 연장된다(바꾸어 말하면, 등온선(I1, I2, I3 및 I4)은 서로 대략 평행인 것이 바람직하다). 이 경우, 등온선이 연장되는 방향은, 바람직하게는 경사 연신 방향(연신 존(C)으로 대략 동시에 이행한 한 쌍의 좌우의 클립(20a, 20a)이 열 고정 존(D)으로 이행하였을 때의 해당 한 쌍의 좌우의 클립(20b, 20b)을 연결한 선이 연장되는 방향(화살표(A))이며, 정(正)의 복굴절을 갖는 수지 필름을 연신한 경우의 지상축 방향)과 대략 평행한 방향이다. 구체적으로는, 등온선이 연장되는 방향은, 경사 연신 방향에 대하여, 시계 방향으로 바람직하게는 0°~10° 또는 170°~180°, 보다 바람직하게는 0°~8° 또는 172°~180°, 더욱 바람직하게는 0°~5° 또는 175°~180°, 더더욱 바람직하게는 0°~3° 또는 177°~180°의 각도를 이룬다. 이와 같은 온도 구배 영역에서 열 고정을 행하는 것에 의해, 위상차 및/또는 배향각의 편차가 저감된 경사 연신 필름이 적합하게 얻어질 수 있다.
온도 구배 영역은, 등온선이 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향에서 반송 방향 하류 측을 향하여(화살표(B)의 방향을 향하여) 온도를 저하시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 예컨대, 경사 연신 방향과 대략 직교하는 방향, 구체적으로는, 경사 연신 방향에 대하여, 시계 방향으로 예컨대 80°~100°, 바람직하게는 82°~98°, 보다 바람직하게 85°~95°, 더욱 바람직하게는 87°~93°의 각도를 이루는 방향에서 반송 방향 하류 측을 향하여 온도를 저하시키는 것에 의해, 등온선이 경사 연신 방향과 대략 평행한 방향으로 연장되는 온도 구배 영역이 형성될 수 있다.
온도 구배 영역에서의 온도차는, 예컨대 1℃~50℃, 바람직하게는 3℃~30℃, 보다 바람직하게는 5℃~20℃이다. 온도 구배 영역에서의 온도차가 당해 범위 내이면, 열 고정이 적합하게 행하여질 수 있다. 또한, 온도 구배 영역에서의 온도차는, 온도 구배 영역에서의 최고 온도와 최저 온도와의 차를 의미하고, 도시예에서는, 점(R1)에서의 온도와 점(R2)에서의 온도와의 차일 수 있다. 또한, 온도 구배 영역에서의 최고 온도는, 필름의 유리전이온도(Tg)에 대하여, Tg＋0.5℃~＋30℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Tg＋1℃~＋10℃이다.
온도 구배 영역의 온도 변화 패턴은, 반송 방향 상류의 R 측으로부터 하류의 L 측을 향하여, 바람직하게는 등온선이 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향에서 반송 방향 하류 측을 향하여, 온도가 저하하는 한에서 제한은 없고, 직선적으로 저하하여도 되며, 곡선적으로 저하하여도 된다. 예컨대, 온도 구배의 방향(화살표(B)의 방향)에서의 온도 변화 패턴의 구체예로서는, 도 6의 (a)~(c)에 나타내는 바와 같은 패턴을 들 수 있다.
온도 구배 영역에서의 필름의 폭 방향 양단의 온도차는, 예컨대 3℃~20℃, 바람직하게는 5℃~18℃, 보다 바람직하게는 5℃~12℃이다. R 측과 L 측과의 온도차가 당해 범위 내이면, 면내 위상차 및/또는 배향각의 편차의 저감 효과가 적합하게 얻어질 수 있다.
또한, 도시예에서는, 열 고정 존(D)의 시단으로부터 온도 구배 영역이 형성되어 있지만, 도시예와 달리, 열 고정 존의 시단으로부터 도중까지를 균일한 온도 영역(예컨대, 온도 구배 영역의 최고 온도)으로 하고, 계속해서, 상기 온도 구배 영역을 형성하여도 된다. 또한, 도시예와는 달리, 종단이 폭 방향과 평행이 되도록 온도 구배 영역이 형성되어 있어도 되고, 예컨대, 열 고정 존의 종단(점(R3)과 점(L3)을 연결한 선)을 온도 구배 영역의 종단으로 하여도 된다.
열 고정 존(D)의 온도 구배 영역에서의 열 처리 시간(필름의 폭 방향 중앙부가 온도 구배 영역을 통과하는 시간)은, 예컨대 10초~600초, 바람직하게는 30초~420초, 보다 바람직하게는 60초~240초일 수 있다. 열 고정 존(D) 전체에서의 열 처리 시간(필름이 열 고정 존(D)을 통과하는 시간)은, 예컨대 15초~900초, 바람직하게는 45초~630초일 수 있다. 열 처리 시간은, 열 고정 존의 길이 및/또는 필름의 반송 속도를 조정하는 것에 의해 제어될 수 있다.
도 7은, 온도 구배 영역의 다른 일례를 설명하는 개략 평면도이다. 이하, 도 7에 나타내는 온도 구배 영역에 관하여 설명하지만, 특별한 설명이 없는 부분에 대해서는, 도 5에 나타내는 온도 구배 영역과 마찬가지의 설명이 적용될 수 있다.
도 7에 나타내는 온도 구배 영역은, 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 연속하여 형성되어 있다. 점선(I5 및 I6)은 각각, 등온선을 나타내고, 그의 온도 관계는, 대표적으로는 I6>I5>I1>I2>I3>I4이다. 도 7에서, 점(R4, R2, L2 및 L4)을 연결한 선으로 둘러싸이는 영역이 온도 구배 영역이다. 연신 존(C)의 온도 구배 영역보다도 반송 방향 상류의 온도는, 대표적으로는, 상기 연신 온도 T2일 수 있다. 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 온도 구배 영역을 형성하는 것에 의해, 폭 방향의 특성 편차를 저감할 수 있는 효과가 얻어질 수 있다.
상기 온도 구배 영역에서, 등온선은, 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장된다. 등온선이 연장되는 방향은, 온도 구배 영역의 반송 방향 상류로부터 하류를 향하여 점차 변화하여도 되고, 온도 구배 영역의 전체에 걸쳐 일정하여도 된다. 바람직하게는, 등온선은 온도 구배 영역의 전체에 걸쳐 일정한 방향으로 연장된다(바꾸어 말하면, 등온선(I1~I6)은 서로 대략 평행인 것이 바람직하다). 등온선이 연장되는 방향은, 바람직하게는 경사 연신 방향과 대략 평행한 방향이다. 경사 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 이와 같은 온도 구배 영역을 형성하는 것에 의해, 위상차 및/또는 배향각의 편차가 저감된 경사 연신 필름이 적합하게 얻어질 수 있다.
상기 온도 구배 영역에서의 온도차(도시예에서는, 점(R4)에서의 온도와 점(R2)에서의 온도와의 차)는, 예컨대 0.1℃~30℃, 바람직하게는 1℃~15℃, 보다 바람직하게는 3℃~10℃이다. 또한, 온도 구배 영역에서의 최고 온도(점(R4)에서의 온도)는, 대표적으로는, 상기 연신 온도 T2일 수 있다.
상기 온도 구배 영역의 온도 변화 패턴 및 폭 방향 양단의 온도차에 대해서는, 도 5에 나타내는 온도 구배 영역에 관한 설명과 마찬가지의 설명을 적용할 수 있다.
연신 존(C)에서는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에서 임의의 적절한 개소를 온도 구배 영역의 시단으로 할 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 후행 주행하는 클립의 클립 피치가 연신 존(C)의 종단에서의 클립 피치의 예컨대 1/2 이상, 바람직하게는 3/4~9/10이 되는 개소를 온도 구배 영역의 시단으로 한다. 이와 같이 온도 구배 영역의 시단을 설정하는 것에 의해, 좌우의 클립의 상대적인 위치 관계가 경사 연신 방향과 가까워진 상태에서 필름이 온도 구배 영역을 통과하게 되어, 잔류 응력의 완화 및 열 고정이 적합하게 행하여질 수 있다.
온도 구배 영역을 형성하는 방법은, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 반송 방향에서 상류 측으로부터 하류 측을 향하여 온도가 저하하는 반송 방향의 온도 구배를 마련함과 함께, 폭 방향에서 R 측으로부터 L 측을 향하여 온도가 저하하는 폭 방향의 온도 구배를 마련하는 것에 의해, 등온선이 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 형성할 수 있다. 예컨대, 소망하는 온도 구배에 대응하는 출력 패턴으로 적외선 히터를 조사하는 것, 또는, 소망하는 온도 구배를 갖는 열풍을 공급하는 것에 의해, 등온선이 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 적합하게 형성할 수 있다. 온도 구배의 제어가 용이한 점에서, 열풍을 공급하는 방법이 바람직하게 이용될 수 있다.
온도 구배를 갖는 열풍의 공급은, 열풍식 가열 장치를 이용하여 행하여질 수 있다. 예컨대, 도 8에 예시하는 열풍식 가열 장치(200)는, 한쪽의 배관(210)으로부터 고온 에어가 공급되고, 다른 쪽의 배관(220)으로부터 저온 에어가 공급되며, 본체(230) 내에서 다양한 비율로 이들을 혼합하고, 각각 상이한 온도의 열풍을 폭 방향으로 소정의 간격으로 배치된 복수의 노즐(240)로부터 분출할 수 있다. 본체(230)는, 예컨대, 배관(210)과 접속하고, 배관(220) 측을 향함에 따라 유량이 작아지는 고온 에어용 분배 헤더(도시하지 않음)와, 배관(220)과 접속하고, 배관(210) 측을 향함에 따라 유량이 작아지는 저온 에어용 분배 헤더(도시하지 않음)를 포함하며, 이들 분배 헤더로부터 분배되는 고온 에어와 저온 에어의 비율을 조정하는 것에 의해, 소망하는 온도 구배를 갖는 열풍을 공급할 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 복수의 열풍식 가열 장치(200)를 병렬 배치하고, 각 열풍식 가열 장치가 공급하는 열풍의 온도 구배를 제어하는 것에 의해, 반송 방향과 폭 방향의 양쪽에 온도 구배를 갖는 열풍(결과로서, 경사 방향(등온선이 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향)에 온도 구배를 갖는 열풍)을 공급할 수 있다. 예컨대, 도 9에 나타내는 실시형태에서는, 반송 방향 상류 측으로부터 하류 측을 향하여 제1~제4 열풍식 가열 장치(200a~200d)가 이 순서대로 병렬로 배치되어 있다. 제1~제4 열풍식 가열 장치(200a~200d)는 각각, 폭 방향의 R 측으로부터 L 측을 향하여 온도가 저하하는 온도 구배를 갖는 열풍을 공급하고, 또한 R 측 및 L 측에서의 열풍의 온도가 각각, 제1 열풍식 가열 장치(200a)로부터 제4 열풍식 가열 장치(200d)를 향하여 낮아지도록 설정되어 있다. 이로써, 경사 방향에 온도 구배를 갖는 열풍을 공급할 수 있고, 결과로서, 등온선이 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역이 형성될 수 있다.
열풍식 가열 장치(200)로부터 필름을 향하여 공급되는 열풍의 풍속은, 예컨대 5m/min~20m/min, 바람직하게는 7m/min~20m/min, 보다 바람직하게는 10m/min~20m/min이다. 열풍의 풍속이 당해 범위 내이면, 상기 온도 구배 영역을 필름의 폭 방향 단부까지 널리 퍼지게 하여, 소망하는 필름 온도로 제어할 수 있고, 그의 결과로서, 면내 위상차 및/또는 배향각의 편차의 저감 효과가 적합하게 얻어질 수 있다.
상기 온도 구배 영역이 형성되는 한, 열풍을 분사하는 각도는 제한되지 않는다. 하나의 실시형태에서, 열풍은, 필름면에 대하여 90°의 각도를 이루도록 분사된다.
또한, 상기 온도 구배 영역은, 필름의 주위 온도(예컨대, 필름 표면으로부터 250mm 이간한 영역의 온도)로서 열 고정 존에서, 또는, 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 형성되지만, 당해 온도 구배 영역의 온도는, 실질적으로 필름 온도에 대응할 수 있다.
B. 연신 대상인 필름
본 발명의 제조 방법에서는, 임의의 적절한 필름을 이용할 수 있다. 예컨대, 위상차 필름으로서 적용 가능한 수지 필름을 들 수 있다. 이와 같은 필름을 구성하는 재료로서는, 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. 폴리카보네이트계 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 연신 대상인 필름을 연신하여 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/2 판으로서 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.
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 10은, 그와 같은 원편광판의 일례의 개략 단면도이다. 도시예의 원편광판(500)은, 편광자(510)와, 편광자(510)의 편측에 배치된 제1 보호 필름(520), 편광자(510)의 다른 편측에 배치된 제2 보호 필름(530), 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(긴 길이 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
다이얼 게이지(피코크(PEACOCK)사 제조, 제품명 'DG-205 type pds-2')를 이용하여 측정하였다.
(2) 위상차값
인라인 위상차계(오지 계측기기사 제조, KOBRA 시리즈)를 이용하여, 면내 위상차 Re(550)를 측정하였다.
(3) 배향각(지상축의 발현 방향)
인라인 위상차계(오지 계측기기사 제조, KOBRA 시리즈)를 이용하여, 파장 550㎚에서의 배향각(θ)을 측정하였다.
(4) 유리전이온도(Tg)
JIS K 7121에 준하여 측정하였다.
(5) 온도의 측정 방법
필름 온도는, 열전대를 이용하여 측정하였다. 또한, 온도 구배 영역의 온도(필름의 주위 온도)는, 비접촉형 에리어 온도계를 이용하여 필름으로부터 250mm 상방의 지점의 온도를 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 되돌려, 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 압출하여, 스트랜드를 절단하여 펠릿을 얻었다. 얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지의 Tg는, 140℃이었다.
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 권취기를 구비한 필름 제막 장치를 이용하여, 두께 135㎛의 수지 필름을 제작하였다.
(연신 필름의 제작)
상기와 같이 하여 얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지 필름을, 도 1~3에 나타내는 바와 같은 연신 장치를 이용하여, 경사 연신 방향이 필름의 장척 방향에 대하여 시계 방향으로 45°의 방향이 되도록 경사 연신하여 위상차 필름을 얻었다.
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 원폭(原幅)에 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 원폭에 대한 횡연신 배율은 1.9배이었다. 또한, 연신 존(C)은 Tg+3.2℃(143.2℃)로 설정하였다.
이어서, 열 고정 존(D)에서 60초간 열 처리를 행하였다. 열 고정 존(D)에는, 열풍식 가열 장치를 이용하는 것에 의해, 우측의 시단으로부터 종단까지(도 5에서의 점(R1)으로부터 점(R3)) 온도 구배 영역이 형성되어 있으며, 온도 구배 영역보다도 하류 측의 영역의 온도는 일정하였다. 또한, 온도 구배 영역 전체에 걸쳐 등온선이 연장되는 방향과 경사 연신 방향이 이루는 각도는 ±5° 이내이었다. 온도 구배 영역에서의 최고 온도 및 최저 온도는 각각, 144℃ 및 136℃이고, 필름의 폭 방향에서의 온도차는 8℃이었다. 또한, 온도 구배 영역의 형성에서, 열풍의 풍속(열풍식 가열 장치로부터 분출될 때의 풍속)은 15m/min이고, 필름의 200mm 하방으로부터, 필름면에 대하여 90°의 각도를 이루도록 분사하였다.
열 고정된 필름을, 개방 존(E)에서 100℃까지 냉각 후, 좌우의 클립을 개방하였다.
이와 같이 하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 2>
온도 구배 영역에서의 최고 온도 및 최저 온도를 각각, 145℃ 및 135℃로 한 것, 및 필름의 폭 방향에서의 온도차를 10℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 3>
온도 구배 영역에서의 최고 온도 및 최저 온도를 각각, 148℃ 및 132℃로 한 것, 및 필름의 폭 방향에서의 온도차를 16℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 4>
연신 존에서 좌측의 클립의 클립 피치가 P2의 9/10이 된 개소를 시단으로 하고 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 온도 구배 영역을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다. 본 실시예에서 형성된 온도 구배 영역에서의 최고 온도 및 최저 온도는 각각, 143.2℃ 및 135.2℃이고, 필름의 폭 방향에서의 온도차는 8℃이었다.
<실시예 5>
연신 존에서 좌측의 클립의 클립 피치가 P2의 7/8이 된 개소를 시단으로 하고 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 온도 구배 영역을 형성한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다. 본 실시예에서 형성된 온도 구배 영역에서의 최고 온도 및 최저 온도는 각각, 143.2℃ 및 133.2℃이고, 필름의 폭 방향에서의 온도차는 10℃이었다.
<실시예 6>
연신 존에서 좌측의 클립의 클립 피치가 P2의 3/4가 된 개소를 시단으로 하고 연신 존으로부터 열 고정 존에 걸쳐 온도 구배 영역을 형성한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다. 본 실시예에서 형성된 온도 구배 영역에서의 최고 온도 및 최저 온도는 각각, 143.2℃ 및 127. 6℃이고, 필름의 폭 방향에서의 온도차는 16℃이었다.
<비교예 1>
열 고정 존의 시단으로부터 종단에 걸쳐, 필름의 장척 방향에서 반송 방향 상류 측으로부터 하류 측을 향하여 온도가 144℃에서 136℃로 저하하도록 20m/min의 풍속으로 열풍을 분사한 것(결과로서, 등온선이 연장되는 방향이 폭 방향과 평행인 온도 구배 영역을 형성한 것) 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 얻었다.
［면내 위상차 및 배향각 평가］
실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름에 관하여, 그의 폭 방향에서 단부로부터 등간격으로 합계 13개소에서의 면내 위상차 및 배향각(장척 방향에 대한 각도)을 측정하였다. 그의 평균값 및 편차의 범위를 표 1에 나타낸다.
[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
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름에 관하여, 상기 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
<평가>
표 1에 나타내는 바와 같이, 열 고정에서, 또는 경사 연신과 열 고정에서, 선행하는 클립 측의 온도가 다른 쪽 측의 온도보다도 높고, 또한 등온선이 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 연장되는 온도 구배 영역을 형성하는 것에 의해, 면내 위상차 및 배향각의 편차가 저감되는 것을 알 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: 연신 필름
10L: 무단 루프
10R: 무단 루프
20: 클립
100: 연신 장치
200: 열풍식 가열 장치
500: 원편광판

Claims (10)

  1. 장척상의 필름을, 그의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화하는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지한 상태로, 연신 존 및 열 고정 존을 이 순서대로 통과하도록 반송하는 것,　
    상기 연신 존에서, 상기 좌우의 클립의 한쪽 클립이 다른 쪽의 클립보다도 선행하도록, 상기 좌우의 클립을 적어도 한쪽 클립의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜, 상기 필름을 경사 연신하는 것, 및
    상기 열 고정 존에서, 상기 필름을 열 고정하는 것을 포함하고,
    상기 열 고정 존에서, 상기 필름의 폭 방향에서 상기 선행하는 클립으로 파지되는 단부 측의 온도가 다른 쪽 단부 측보다도 높고, 또한 등온선이 경사 연신 방향과 시계 방향으로 0°~10° 또는 170°~180°의 각도를 이루도록 연장되는 온도 구배 영역을 형성하는, 연신 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 구배 영역에서, 상기 필름의 폭 방향의 양단에서의 온도차가, 3℃~20℃인, 연신 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 온도 구배 영역이, 상기 연신 존으로부터 연속적으로 형성되는, 연신 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 온도 구배 영역의 형성이, 상기 필름을 향하여 열풍을 공급하는 것에 의해 행하여지는, 연신 필름의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열풍의 풍속이, 5m/min~20m/min인, 연신 필름의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 경사 연신이, (i) 상기 한쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P2까지 증대시키면서, 상기 다른 쪽 클립의 클립 피치를 P1에서 P3까지 감소시키는 것, 및 (ii) 상기 감소된 클립 피치와 상기 증대된 클립 피치가 소정의 동일한 피치가 되도록, 각각의 클립의 클립 피치를 변화시키는 것을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    P2/P1이 1.25~1.75이고, P3/P1이 0.50 이상 1 미만인, 연신 필름의 제조 방법.
  8. 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.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광학 필름이 편광판이고,
    상기 연신 필름이 λ/4판 또는 λ/2판인, 광학 적층체의 제조 방법.
  10. 삭제
KR1020220153875A 2021-11-18 2022-11-16 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법 KR102593515B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021187549A JP7048814B1 (ja) 2021-11-18 2021-11-18 延伸フィルムの製造方法および光学積層体の製造方法
JPJP-P-2021-187549 2021-11-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230073120A KR20230073120A (ko) 2023-05-25
KR102593515B1 true KR102593515B1 (ko) 2023-10-25

Family

ID=81259129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220153875A KR102593515B1 (ko) 2021-11-18 2022-11-16 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7048814B1 (ko)
KR (1) KR102593515B1 (ko)
CN (1) CN116135516A (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101033703B1 (ko) 2006-07-19 2011-05-09 도시바 기카이 가부시키가이샤 시트ㆍ필름의 경사 연신 방법 및 클립식 시트ㆍ필름 연신 장치
JP2019133074A (ja) 2018-02-02 2019-08-08 日東電工株式会社 延伸フィルムの製造方法
WO2021192463A1 (ja) 2020-03-24 2021-09-30 日東電工株式会社 位相差フィルムの製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4845619U (ko) 1971-09-30 1973-06-14
JP5755674B2 (ja) * 2013-03-29 2015-07-29 日東電工株式会社 位相差フィルムの製造方法および円偏光板の製造方法
WO2016147840A1 (ja) * 2015-03-17 2016-09-22 コニカミノルタ株式会社 斜め延伸フィルムの製造方法
KR101963067B1 (ko) * 2015-03-20 2019-03-27 코니카 미놀타 가부시키가이샤 경사 연신 필름의 제조 방법
JP2017009883A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、円偏光板及び表示装置
JP6617494B2 (ja) * 2015-09-18 2019-12-11 コニカミノルタ株式会社 斜め延伸フィルムの製造方法
JP7253412B2 (ja) * 2019-03-20 2023-04-06 日東電工株式会社 延伸フィルムの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101033703B1 (ko) 2006-07-19 2011-05-09 도시바 기카이 가부시키가이샤 시트ㆍ필름의 경사 연신 방법 및 클립식 시트ㆍ필름 연신 장치
JP2019133074A (ja) 2018-02-02 2019-08-08 日東電工株式会社 延伸フィルムの製造方法
WO2021192463A1 (ja) 2020-03-24 2021-09-30 日東電工株式会社 位相差フィルムの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7048814B1 (ja) 2022-04-05
JP2023074571A (ja) 2023-05-30
KR20230073120A (ko) 2023-05-25
CN116135516A (zh) 2023-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7253413B2 (ja) 延伸フィルムの製造方法
TWI822946B (zh) 延伸薄膜之製造方法
KR102461852B1 (ko) 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법
KR102593515B1 (ko) 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법
CN115122619A (zh) 拉伸膜的制造方法
JP7096940B1 (ja) 延伸フィルムの製造方法および光学積層体の製造方法
KR102531093B1 (ko) 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법
JP7048813B1 (ja) 延伸フィルムの製造方法
KR102530417B1 (ko) 연신 필름의 제조 방법, 광학 적층체의 제조 방법 및 필름 연신 장치
JP7015950B1 (ja) 延伸フィルムの製造方法
JP7142758B1 (ja) 延伸フィルムの製造方法および光学積層体の製造方法
KR102531094B1 (ko) 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법
JP6988013B1 (ja) 延伸フィルムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right