KR20110005790A - 광학 필름의 제조 방법 및 광학 필름 - Google Patents

Abstract

열가소성 수지 필름을 세로 연신한 후 가로 연신을 하는 순차 2축 연신에 있어서, 보잉이 적고, 또한 두께 불균일이 억제된 양호한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있는 광학 필름의 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 광학 필름을 제공한다. 긴 형상의 열가소성 수지 필름을 길이 방향으로 연신하는 세로 연신 공정과, 계속해서 폭 방향으로 연신하는 가로 연신 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 세로 연신 공정에서 열가소성 수지 필름을 길이 방향으로 연신할 때, 열가소성 수지 필름의 양단부의 온도가 중앙부의 온도보다 높은 것을 특징으로 한다.

Description

광학 필름의 제조 방법 및 광학 필름 {PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL FILM AND OPTICAL FILM}

본 발명은 광학 필름의 제조 방법 및 광학 필름에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치의 박형 경량화, 대형 화면화, 고정밀화의 개발이 진행되고 있다. 그에 수반하여, 액정 표시 장치의 시야각 개선이나 콘트라스트 개선에 사용되는 광학 필름(위상차 보상 필름)에의 광폭화, 박막화, 고품질화의 요구는 급속하게 높아져 오고 있다.

광학 필름이 액정 표시 장치의 시야각이나 콘트라스트를 적절하게 개선하기 위해서는, 고정밀하게 제어된 필름 면내 및 필름 두께 방향의 리타데이션이나 배향각의 균일성, 필름 막 두께의 균일성 등이 요구된다. 상기 필름의 리타데이션이나 배향각, 막 두께를 고정밀하게 제어하고, 부여하는 방법으로서는, 종횡의 순차 연신으로 이루어지는 순차 2축 연신이 일반적으로 이용되고 있다.

세로 연신으로서는, 도 10에 도시한 바와 같이 가열로(90) 내에서 필름(91)을 가열하여 연화시키면서, 이송측 구동 롤(99)의 회전 속도에 대하여 출구의 인취 롤(92)의 회전 속도를 높여 필름(91)을 연신하는 오븐 가열 연신법이 있다.

또한, 도 11에 도시한 바와 같이 저속 롤러(93)와 고속 롤러(94) 사이의 실질 연신 스팬(히터의 열가소성 수지 필름 반송 방향 상류측의 단부와, 하류측의 반송 롤에 접하는 위치와의 거리)을 짧게 하고, 실질 연신 스팬 내에서 히터(95, 96)에 의해 필름(91)을 가열ㆍ연화시켜 연신하는 롤 연신법이 있다.

일반적으로, 필름을 인취 방향으로 잡아 늘리면 폭 방향으로 필름의 수축(이후, 네킹이라고 칭함)이 발생한다.

오븐 가열 연신법의 경우, 필름의 가열 매체가 공기나 복사에 의하기 때문에 가열 존이 길고, 필름이 롤에 속박되지 않는 자유 상태도 길어져 네킹은 매우 커지지만, 막 두께는 비교적 균일해진다. 그러나, 네킹에 의한 폭의 수축이 커서, 최근의 광폭화의 요구에는 충분히 대응하지 못한다.

한편, 롤 연신법의 경우에는, 실질 연신 스팬을 짧게 하고 있으므로, 필름이 롤에 속박되지 않는 자유 상태가 짧아, 네킹을 작게 할 수 있어, 최근의 광폭화에의 요구에 대하여 바람직한 방법이다. 그러나, 네킹을 억제하는 반면, 양단부의 두께가 두꺼워진다고 하는 문제가 발생한다. 도 12에 롤 연신법을 이용하였을 때의 필름 폭 방향의 두께 변화를 모식적으로 도시한다. 이 필름 단부의 후막의 부분은, 제품 품질상 바람직하지 않으므로 트리밍에 의해 배제되는데, 그래도 중앙부가 얇고, 양단부가 두껍다고 하는 과제는 남아, 광학 필름의 품질 저하를 초래하고 있다.

또한, 가로 연신으로서는, 도 13에 도시한 바와 같이 필름(91)의 단부를 파지한 클립이 무단 레일(97)을 따라 주행하면서 폭 방향으로 넓혀짐으로써 행하는 텐터 방식이 이용된다. 그러나, 이러한 가로 연신을 행하면, 도 13에 도시한 바와 같이 연신 전에 필름에 그린 직선(L1)이 가로 연신 후에 활 형상의 곡선(L2)으로 변형된다고 하는, 소위 보잉이라고 하는 현상이 발생한다. 필름에 이러한 보잉이 발생하면 필름 면내 및 필름 두께 방향의 리타데이션이나 배향각이 그의 폭 방향에 대하여 변화하여, 최종 제품에서의 물성의 균일성이 손상된다.

이와 같이 세로 연신과 가로 연신을 행하는 순차 2축 연신에 있어서는, 연신 후의 필름의 막 두께의 균일성의 확보, 보잉 대책 등을 행하여, 필름 면내 및 필름 두께 방향의 리타데이션이나, 배향각의 균일성을 얻는 것이 과제로 되어 있다.

이러한 과제를 해소하기 위해, 종래부터 여러가지 대처법이 제안되어 있다. 예를 들어 하기 특허문헌 1에는, 연신 후, 텐터 출구까지의 공정을 유리 전이 온도 이하의 온도로 유지하는 방법이 제안되어 있다. 이 특허문헌 1에 따르면, 보잉을 저감할 수 있어, 양호한 광학 특성을 얻을 수 있다고 되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-51804호 공보

그러나, 특허문헌 1의 발명에서도, 최근의 광학 필름에 요구되는 광학 특성을 얻을 수 있을 만큼 보잉을 저감할 수 없다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 열가소성 수지 필름을 세로 연신한 후 가로 연신을 하는 순차 2축 연신에 있어서, 보잉이 적고, 또한 두께 불균일이 억제된 양호한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있는 광학 필름의 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 광학 필름을 제공하고자 하는 데 있다.

본 발명자는 상기의 점을 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 세로 연신 공정에 있어서, 필름의 폭 방향의 온도를 변화시킴으로써, 중앙부의 막 두께 감소를 억제하고, 또한 굳이 세로 연신 후의 필름에 보잉을 발생시켜 그 후에 가로 연신 공정을 행함으로써, 가로 연신 공정에서 발생하는 보잉과 세로 연신 공정에서 발생한 보잉을 상쇄시켜, 2축 연신 후의 필름의 막 두께의 균일화와 보잉의 억제의 양자 모두를 개선할 수 있고, 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

본 발명의 상기 목적은 이하의 수단에 의해 달성된다.

1. 긴 형상의 열가소성 수지 필름을 2개의 반송 롤 사이에서 길이 방향으로 연신하는 세로 연신 공정과, 상기 세로 연신 공정 후에 상기 열가소성 수지 필름을 폭 방향으로 연신하는 가로 연신 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법에 있어서,

상기 세로 연신 공정에 있어서, 폭 방향에서의 상기 열가소성 수지 필름의 양단부의 온도가 폭 방향에서의 상기 열가소성 수지 필름의 중앙부의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.

2. 상기 세로 연신 공정에 있어서, 상기 양단부의 온도가 상기 중앙부의 온도보다 1℃ 내지 20℃ 높은 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

3. 상기 세로 연신 공정에 있어서, 상기 양단부의 온도가 상기 중앙부의 온도보다 5℃ 내지 15℃ 높은 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

4. 상기 세로 연신 공정에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름이, 상기 2개의 반송 롤 사이에 배치된 적외선 히터에 의해 가온되고,

상기 적외선 히터에서의 상기 열가소성 수지 필름의 반송 방향 상류측의 단부와, 상기 2개의 반송 롤 중 상기 열가소성 수지 필름의 반송 방향 하류측의 롤에 상기 열가소성 수지 필름이 접하는 위치의 거리가 50mm 이상 300mm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

5. 상기 양단부와 상기 적외선 히터의 거리가 상기 중앙부와 상기 적외선 히터의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 상기 4에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

6. 상기 세로 연신 공정에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름이, 상기 양단부로부터 상기 중앙부를 향하여 열풍을 분사하는 열풍 송풍기에 의해 가온되는 것을 특징으로 하는 상기 4 또는 5에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

7. 상기 세로 연신 공정에서의 상기 양단부의 온도와 상기 중앙부의 온도의 차는, 상기 세로 연신 공정 및 상기 가로 연신 공정을 거친 후의 열가소성 수지 필름의 보잉량에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 상기 6에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

8. 상기 세로 연신 공정 후의 상기 열가소성 수지 필름의 막 두께가 20㎛ 이상 150㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 4 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

9. 상기 세로 연신 공정에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름의 폭이 1500mm 이상 4000mm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 4 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

10. 상기 열가소성 수지 필름이 열용융성 필름인 것을 특징으로 하는 상기 4 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

11. 상기 열가소성 수지 필름이 셀룰로오스 에스테르 필름인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

12. 상기 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광학 필름.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 따르면, 연신 후의 필름의 막 두께가 균일하고, 보잉을 억제할 수 있어, 필름 전체면에 있어서 우수한 광학 특성을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서의 세로 연신 공정 및 가로 연신 공정의 일 실시 형태인 연신 장치의 측면도와 단면도의 개략도.
도 2는 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서의 세로 연신 후의 필름 폭 방향의 막 두께 분포를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 관한 세로 연신 및 가로 연신 후의 필름의 보잉 모습을 도시하는 개략도.
도 4는 본 발명에 관한 세로 연신시에, 필름 폭 방향으로부터 열풍을 송풍하고 있는 모습을 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 광학 필름의 제조 방법의 제1 실시 형태를 도시하는 개략도.
도 6은 도 1의 제조 장치의 유연 다이로부터 냉각 롤 부분을 확대한 개략도.
도 7은 도 1의 제조 장치의 세로 연신 장치의 상세를 도시하는 개략도.
도 8은 세로 연신 공정에서의 필름의 연신 상태를 도시하는 모식도.
도 9는 본 발명의 광학 필름의 제조 방법의 제2 실시 형태를 도시하는 개략도.
도 10은 존 연신 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 11은 롤 연신법을 설명하기 위한 개략도.
도 12는 세로 연신시에 발생하는 네킹을 설명하기 위한 개략도.
도 13은 가로 연신하기 위한 텐터 방식과 가로 연신시에 발생하는 보잉 현상을 설명하기 위한 개략도.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 긴 형상의 열가소성 수지 필름을 2개의 반송 롤 사이에서 길이 방향으로 연신하는 세로 연신 공정과, 상기 세로 연신 공정 후에 열가소성 수지 필름을 폭 방향으로 연신하는 가로 연신 공정을 갖고, 세로 연신 공정에 있어서, 폭 방향에서의 상기 열가소성 수지 필름의 양단부의 온도가 폭 방향에서의 열가소성 수지 필름의 중앙부의 온도보다 높은 것이다.

도 1의 (a), (b)에 본 발명에 관한 세로 연신 공정 및 가로 연신 공정의 일 실시 형태인 연신 장치의 측면도와 단면도를 도시한다. 세로 연신 장치(10)는 근접한 제1 반송 롤(11)과 제2 반송 롤(13) 사이에서 행하는 롤 연신 방식이며, 닙 롤(12, 14), 상기 2개의 반송 롤 사이에 배치된 적외선 히터(15), 반사판(16)을 구비하고 있다. 긴 열가소성 수지 필름(17)은, 반송 롤(11, 13)과 반송 롤(11, 13)에 가압하고 있는 닙 롤에 의해 협지되어 반송된다. 제2 반송 롤(13)은 제1 반송 롤(11)보다 고속으로 회전하고, 반송 롤(11, 13) 사이의 적외선 히터(15)에 의해 가온, 연화된 필름을 반송 방향으로 세로 연신한다. 세로 연신된 필름(17)은 다음에 가로 연신 장치(20)로부터 가로 연신된다.

본 실시 형태의 세로 연신 장치(10)에 있어서는, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 적외선 히터(15)와 열가소성 수지 필름(17)의 거리는, 필름 폭 방향에 있어서, 필름 단부와의 거리(d1)에 대하여, 중앙부와의 거리(d2)가 길어지도록 설정되어 있다. 이와 같이 함으로써, 세로 연신할 때의 필름의 폭 방향 양단부의 온도가 중앙부의 온도보다 높게 되어 있다. 필름 폭 방향 양단부의 온도가 중앙부의 온도보다 높음으로써, 세로 연신 후의 필름의 막 두께를 폭 방향으로 균일하게 할 수 있다. 또한, 필름의 양단부란 필름의 전체 폭의 양단부로부터 내측으로 각각 10%까지의 영역을 나타내며, 필름의 중앙부란 중앙의 10%의 영역을 나타낸다.

또한, 본 발명에 관한 세로 연신 공정에서 열가소성 수지 필름을 길이 방향으로 연신할 때, 필름 폭 방향의 필름 단부의 온도를 필름 중앙부보다 1℃ 내지 20℃ 높게 하여 길이 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 이 범위로 온도를 설정함으로써, 세로 연신 후의 필름 막 두께를 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 5℃ 내지 15℃의 범위에서 높게 하는 것이다. 이 범위에서 높게 함으로써, 막 두께 뿐만 아니라 광학 물성(리타데이션)이 균일해져 보다 바람직하다.

도 2에 세로 연신 후의 필름 폭 방향의 막 두께 분포를 나타낸다. 종래, 필름의 폭 방향의 온도를 변화시키지 않는 경우에는 양단부에 비하여 중앙부가 h의 두께만큼 얇게 되어 있었지만, 본 발명에서는 양단부의 후막이 되는 부분을 제외한 제품으로서 사용할 수 있는 유효 폭에 있어서, 균일한 막 두께로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 세로 연신시에 필름의 폭 방향 양단부의 온도가 중앙부의 온도보다 높음으로써, 세로 연신 후의 보잉과, 다음에 행하는 가로 연신시에 발생하는 보잉을 상쇄시키도록 조정할 수 있고, 2축 연신 후의 보잉량을 억제하여, 균일한 막 두께의 광학 필름을 작성할 수 있다.

필름 폭 방향의 필름 단부의 온도를 필름 중앙부보다 1℃ 내지 20℃ 높게 하여 길이 방향으로 연신한 경우, 세로 연신 후 및 가로 연신 후의 필름의 보잉의 모습을 도 3에 모식적으로 도시한다. 열가소성 수지 필름의 표면에 기준선(La)을 그리고, 본 발명에 관한 세로 연신을 행하면, 연신 후의 보잉은 Lb와 같이 중앙부가 선행한 것같이 B의 양만큼 부푼다. 이 필름을 다음의 가로 연신 장치에서 연신하면, 보잉을 억제한 막 두께가 균일한 광학 필름을 제조할 수 있다.

이와 같이 세로 연신 후의 필름에 보잉을 발생시켜, 가로 연신 후에 보잉이 억제된 광학 필름을 작성하는 경우, 2축 연신 후의 보잉량을 측정하여, 그의 측정 결과를 바탕으로, 세로 연신시의 필름 폭 방향의 온도 분포를 제어하는 것이 바람직하다. 이러한 제어를 행함으로써 정밀하게 균일한 막 두께로 보잉이 적은 광학 필름을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 세로 연신시의 필름 폭 방향의 필름 온도를 변화시키는 수단으로서는, 도 4에 도시하는 열풍 송풍기(80)를 사용하는 것이 바람직하다. 열풍 송풍기(80)에 의해, 필름 단부를 가온함으로써, 필름 폭 방향의 온도 분포를 원활하게 할 수 있다.

또한, 세로 연신 공정에서의 열가소성 수지 필름의 폭 방향 양단부의 온도와 중앙부의 온도의 차는, 2축 연신 후의 필름의 보잉량에 의해 조정하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 보다 균일한 막 두께와 보잉이 억제된 광학 필름을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 세로 연신 장치의 롤 연신 방식에 있어서는, 적외선 히터에서의 열가소성 수지 필름의 반송 방향 상류측의 단부와, 2개의 반송 롤 중 열가소성 수지 필름의 반송 방향 하류측의 롤에 열가소성 수지 필름이 접하는 위치와의 거리(이후, 실질 연신 스팬이라고 함. 도 1의 (a) 참조)는 50mm 이상 300mm 이하가 바람직하다. 실질 연신 스팬을 50mm 미만으로 하기 위해서는, 히터 등의 가열 장치의 설치 스페이스가 한정되고, 또한 작은 롤 직경이 요구되기 때문에, 큰 연신 응력을 낼 수 없고, 생산 속도 상승의 장해가 되므로 바람직하지 않다. 또한, 실질 연신 스팬이 300mm를 초과하면, 세로 연신에 수반하는 폭 수축량이 커져, 제품에 가능한 유효 폭이 좁아져 바람직하지 않다.

이하, 본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법에 대하여, 상세하게 설명한다.

본 발명에서의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 연신 전의 열가소성 수지 필름의 제막 방법으로서는, 수지 용액을 유연하여 제막하는 용액 유연 제막법이나 용융 수지를 유연하여 제막하는 용융 유연 제막법을 이용하여 제막하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 광학 필름의 주 재료는, 제조가 용이한 것, 편광막과의 접착성이 좋은 것, 광학적으로 투명한 것 등을 바람직한 요건으로서 들 수 있다.

상기의 성질을 갖는 열가소성 수지 필름이면, 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 셀룰로오스 디아세테이트 필름, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 필름, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름 등의 셀룰로오스 에스테르계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리카르보네이트계 필름, 폴리아릴레이트계 필름, 폴리술폰(폴리에테르술폰도 포함함)계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌비닐알코올 필름, 신디오택틱 폴리스티렌계 필름, 폴리카르보네이트 필름, 시클로올레핀계 중합체 필름, 제오넥스(상품명, 닛본 제온사제), 제오노아(상품명, 닛본 제온사제), 폴리메틸펜텐 필름, 폴리에테르케톤 필름, 폴리에테르케톤이미드 필름, 폴리아미드 필름, 불소 수지 필름, 나일론 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름, 아크릴 필름 또는 유리판 등을 들 수 있다. 그 중에서도 셀룰로오스 에스테르계 필름, 시클로올레핀 중합체 필름, 폴리카르보네이트계 필름, 폴리술폰(폴리에테르술폰을 포함함)계 필름이 바람직하고, 본 발명에 있어서는, 특히 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름 또는 환상 올레핀계 부가 중합체를 80% 이상 함유하는 수지 필름인 것이 제조상, 비용면, 투명성, 접착성 등의 관점에서 바람직하게 사용된다.

본 발명의 광학 필름을 구성하는 재료는, 이들 수지, 필요에 따라 안정화제, 가소제, 자외선 흡수제, 활제로서의 매트제, 리타데이션 제어제가 포함된다. 이들 재료는, 목적으로 하는 광학 필름의 요구 특성에 의해 적절히 선택된다.

본 발명의 광학 필름의 재료로서 셀룰로오스 수지를 사용하는 경우, 그 셀룰로오스 수지는 셀룰로오스 에스테르의 구조를 갖고, 지방산 아실기, 치환 혹은 비치환의 방향족 아실기 중에서 적어도 어느 하나의 구조를 포함하는, 셀룰로오스의 단독 또는 혼합산 에스테르(이하, 간단히 「셀룰로오스 수지」라고 함)이며, 비정질성의 것이다. 「비정질성」이란, 불규칙한 분자 배치에 의해 결정으로는 되지 않고 고체로 되어 있는 물질을 의미하며, 원료시의 결정 상태를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 사용에 유용한 셀룰로오스 수지에 대하여 예시하지만, 이것들에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 광학 필름을 구성하는 셀룰로오스 수지는 셀룰로오스 에스테르의 구조를 갖고, 지방산 아실기, 치환 혹은 비치환의 방향족 아실기 중에서 적어도 어느 하나의 구조를 포함하는, 셀룰로오스의 단독 또는 혼합산 에스테르(이하, 간단히 「셀룰로오스 수지」라고 함)이며, 비정질성의 것이다. 「비정질성」이란, 불규칙한 분자 배치에 의해 결정으로는 되지 않고 고체로 되어 있는 물질을 의미하며, 원료시의 결정 상태를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 사용에 유용한 셀룰로오스 수지에 대하여 예시하지만, 이것들에 한정되는 것이 아니다.

셀룰로오스 수지가 방향족 아실기를 포함하는 경우, 방향족환이 벤젠환일 때, 벤젠환의 치환기의 예로서 할로겐 원자, 시아노, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 아실기, 카본아미드기, 술폰아미드기, 우레이도기, 아르알킬기, 니트로, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아르알킬옥시카르보닐기, 카르바모일기, 술파모일기, 아실옥시기, 알케닐기, 알키닐기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬옥시술포닐기, 알킬술포닐옥시기 및 아릴옥시술포닐기, -S-R, -NH-CO-OR, -PH-R, -P(-R)₂, -PH-O-R, -P(-R)(-O-R), -P(-O-R)₂, -PH(=O)-R-P(=O)(-R)₂, -PH(=O)-O-R, -P(=O)(-R)(-O-R), -P(=O)(-O-R)₂, -O-PH(=O)-R, -O-P(=O)(-R)₂-O-PH(=O)-O-R, -O-P(=O)(-R)(-O-R), -O-P(=O)(-O-R)₂, -NH-PH(=O)-R, -NH-P(=O)(-R)(-O-R), -NH-P(=O)(-O-R)₂, -SiH₂-R, -SiH(-R)₂, -Si(-R)₃, -O-SiH₂-R, -O-SiH(-R)₂ 및 -O-Si(-R)₃이 포함된다. 상기 R은 지방족기, 방향족기 또는 헤테로환기이다.

치환기의 수는 1개 내지 5개, 바람직하게는 1개 내지 4개, 보다 바람직하게는 1개 내지 3개, 더욱 바람직하게는 1개 또는 2개이다. 또한, 방향족환으로 치환하는 치환기의 수가 2개 이상일 때, 서로 동일하여도 되고 상이하여도 되지만, 또한 서로 연결하여 축합 다환 화합물(예를 들어, 나프탈렌, 인덴, 인단, 페난트렌, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 크로멘, 크로만, 프탈라진, 아크리딘, 인돌, 인돌린 등)을 형성하여도 된다.

치환기로서는 할로겐 원자, 시아노, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 아실기, 카본아미드기, 술폰아미드기 및 우레이도기가 바람직하고, 할로겐 원자, 시아노, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기 및 카본아미드기가 보다 바람직하고, 할로겐 원자, 시아노, 알킬기, 알콕시기 및 아릴옥시기가 더욱 바람직하고, 할로겐 원자, 알킬기 및 알콕시기가 가장 바람직하다.

상기 할로겐 원자에는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자가 포함된다. 상기 알킬기는 환상 구조 혹은 분지를 가져도 된다. 알킬기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 6인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 4인 것이 가장 바람직하다.

상기 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 헥실, 시클로헥실, 옥틸 및 2-에틸헥실이 포함된다.

상기 알콕시기는 환상 구조 혹은 분지를 가져도 된다. 알콕시기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 6인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 4인 것이 가장 바람직하다. 알콕시기는, 또한 다른 알콕시기에 의해 치환되어도 된다. 알콕시기의 예에는 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, 2-메톡시-2-에톡시에톡시, 부틸옥시, 헥실옥시 및 옥틸옥시가 포함된다.

상기 아릴기의 탄소 원자수는 6 내지 20인 것이 바람직하고, 6 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 아릴기의 예에는 페닐 및 나프틸이 포함된다.

상기 아릴옥시기의 탄소 원자수는 6 내지 20인 것이 바람직하고, 6 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아릴옥시기의 예에는 페녹시 및 나프톡시가 포함된다.

상기 아실기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아실기의 예에는 포르밀, 아세틸 및 벤조일이 포함된다.

상기 카본아미드기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 카본아미드기의 예에는 아세트아미드 및 벤즈아미드가 포함된다.

상기 술폰아미드기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 술폰아미드기의 예에는 메탄술폰아미드, 벤젠술폰아미드 및 p-톨루엔술폰아미드가 포함된다.

상기 우레이도기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 우레이도기의 예에는 (비치환) 우레이도가 포함된다.

상기 아르알킬기의 탄소 원자수는 7 내지 20인 것이 바람직하고, 7 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 아르알킬기의 예에는 벤질, 페네틸 및 나프틸메틸이 포함된다.

상기 알콕시카르보닐기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 2 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 알콕시카르보닐기의 예에는 메톡시카르보닐이 포함된다.

상기 아릴옥시카르보닐기의 탄소 원자수는 7 내지 20인 것이 바람직하고, 7 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 아릴옥시카르보닐기의 예에는 페녹시카르보닐이 포함된다.

상기 아르알킬옥시카르보닐기의 탄소 원자수는 8 내지 20인 것이 바람직하고, 8 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 아르알킬옥시카르보닐기의 예에는 벤질옥시카르보닐이 포함된다.

상기 카르바모일기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 카르바모일기의 예에는 (비치환) 카르바모일 및 N-메틸카르바모일이 포함된다.

상기 술파모일기의 탄소 원자수는 20 이하인 것이 바람직하고, 12 이하인 것이 더욱 바람직하다. 술파모일기의 예에는 (비치환) 술파모일 및 N-메틸술파모일이 포함된다. 상기 아실옥시기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 2 내지 12인 것이 더욱 바람직하다.

상기 아실옥시기의 예에는 아세톡시 및 벤조일옥시가 포함된다.

상기 알케닐기의 탄소 원자수는 2 내지 20인 것이 바람직하고, 2 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 알케닐기의 예에는 비닐, 알릴 및 이소프로페닐이 포함된다.

상기 알키닐기의 탄소 원자수는 2 내지 20인 것이 바람직하고, 2 내지 12인 것이 더욱 바람직하다. 알키닐기의 예에는 티에닐이 포함된다.

상기 알킬술포닐기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다.

상기 아릴술포닐기의 탄소 원자수는 6 내지 20인 것이 바람직하고, 6 내지 12인 것이 더욱 바람직하다.

상기 알킬옥시술포닐기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다.

상기 아릴옥시술포닐기의 탄소 원자수는 6 내지 20인 것이 바람직하고, 6 내지 12인 것이 더욱 바람직하다.

상기 알킬술포닐옥시기의 탄소 원자수는 1 내지 20인 것이 바람직하고, 1 내지 12인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 셀룰로오스 수지에 있어서, 셀룰로오스의 수산기 부분의 수소 원자가 지방족 아실기와의 지방산 에스테르일 때, 지방족 아실기는 탄소 원자수가 2 내지 20이고, 구체적으로는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 이소부티릴, 발레릴, 피발로일, 헥사노일, 옥타노일, 라우로일, 스테아로일 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 지방족 아실기란 또한 치환기를 갖는 것도 포함하는 의미이며, 치환기로서는 상술한 방향족 아실기에 있어서, 방향족환이 벤젠환일 때, 벤젠환의 치환기로서 예시한 것을 들 수 있다.

광학 필름으로서 위상차 필름을 제조하는 경우에는, 셀룰로오스 수지로서 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 및 셀룰로오스 프탈레이트로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다.

이들 중에서 특히 바람직한 셀룰로오스 수지는, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트나 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 들 수 있다.

혼합 지방산 에스테르인 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트나 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트는, 탄소 원자수 2 내지 4의 아실기를 치환기로서 갖고, 아세틸기의 치환도를 X로 하고, 프로피오닐기 또는 부티릴기의 치환도를 Y로 하였을 때, 하기 수학식 I 및 II를 동시에 만족하는 것이 바람직하다. 치환도란, 아실기로 치환된 수산기의 수를 글루코오스 단위로 나타낸 수치로 정의한다.

<수학식 I>

2.6≤X+Y≤3.0

<수학식 II>

0≤X≤2.5

특히 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트가 바람직하게 사용되며, 그 중에서도 1.9≤X≤2.5이고, 0.1≤Y≤0.9인 것이 바람직하다. 상기 아실기에 의해 치환되어 있지 않은 부분은 통상 수산기로서 존재하고 있다. 이들은 공지된 방법으로 합성할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 수지의 원료 셀룰로오스는, 목재 펄프이어도 되고 면화 린터이어도 되며, 목재 펄프는 침엽수이어도 되고 활엽수이어도 되지만, 침엽수의 쪽이 보다 바람직하다. 제막시의 박리성의 점으로부터는 면화 린터가 바람직하게 사용된다. 이것들로 만들어진 셀룰로오스 수지는 적절히 혼합하여, 혹은 단독으로 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 수지는 필름으로 하였을 때의 휘점 이물질이 적은 것인 것이 바람직하다. 휘점 이물질이란, 2매의 편광판을 직교로 배치하고(크로스니콜), 이 사이에 셀룰로오스 에스테르 필름을 배치하여, 한쪽의 광원측의 편광판의 투과축에 편광판 보호 필름의 지상축이 평행하게 위치할 때 다른쪽의 편광판의 외측의 면에 수직인 위치에서 관찰하였을 때 광이 누설되어 오는 원인이 되는 이물질을 의미한다. 이 때 평가에 사용하는 편광판은 휘점 이물질이 없는 보호 필름으로 구성된 것이 바람직하고, 편광자의 보호에 유리판을 사용한 것이 바람직하게 사용된다. 휘점 이물질은 셀룰로오스 수지에 포함되는 수산기의 에스테르화 부분이 미반응인 것이 그 원인 중 하나라고 생각되며, 휘점 이물질이 적은 셀룰로오스 수지를 사용하는 것과, 가열 용융한 셀룰로오스 수지를 여과함으로써 이물질을 제거하고, 휘점 이물질을 저감할 수 있다. 또한, 필름 막 두께가 얇아질수록 단위 면적당의 휘점 이물질수는 적어지고, 필름에 포함되는 셀룰로오스 수지의 함유량이 적어질수록 휘점 이물질은 적어지는 경향이 있다.

휘점의 개수로서는, 면적 250mm²당, 편광 크로스니콜 상태에서 인식되는 크기가 5 내지 50㎛인 휘점이, 필름을 관찰하였을 때 300개 이하, 50㎛ 이상의 휘점이 0개인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 5 내지 50㎛의 휘점이 200개 이하이다.

휘점이 많으면, 액정 디스플레이의 화상에 중대한 악영향을 미친다. 위상차 필름을 편광판 보호 필름으로서 기능시킨 경우, 이 휘점의 존재는 복굴절의 혼란의 요인이며, 화상에 미치는 악영향은 큰 것이 된다.

휘점 이물질을 용융 여과에 의해 제거하는 경우, 휘점 이물질의 제거 공정을 포함하여, 연속해서 용융 유연의 제막 공정을 실시할 수 있다.

열용융에 의한 휘점 이물질의 여과 공정을 포함하는 용융 유연 제막법은, 후술하는 가소제와 셀룰로오스 수지를 조성물로 한 경우, 가소제를 첨가하지 않는 계와 비교하여, 열용융 온도를 저하시키는 관점에서, 그리고 휘점 이물질의 제거 효율의 향상과 열분해의 회피의 관점에서 바람직한 방법이다. 또한, 후술하는 다른 첨가제로서 자외선 흡수제나 매트재도 적절히 혼합한 것을 마찬가지로 여과할 수도 있다.

여과재로서는 유리 섬유, 셀룰로오스 섬유, 여과지, 4불화에틸렌 수지 등의 불소 수지 등의 종래 공지된 것이 바람직하게 사용되지만, 특히 세라믹스, 금속 등이 바람직하게 사용된다. 절대 여과 정밀도로서는 50㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이하인 것이 사용된다. 이것들은 적절히 조합하여 사용할 수도 있다. 여과재는 표면형(surface type)도 심층형(depth type)도 사용할 수 있지만, 심층형의 쪽이 비교적 막히기 어려워 바람직하다.

다른 실시 형태에서는, 가열하여 필름 구성 재료를 용융하기 전에, 상기 구성 재료의 적어도 셀룰로오스 수지에 있어서는, 상기 재료의 합성 후기의 과정이나 침전물을 얻는 과정 중 적어도 어느 하나에 있어서, 한번 용액 상태로서 마찬가지로 여과 공정을 경유하여 휘점 이물질을 제거할 수도 있다. 이 때, 바람직하게는 셀룰로오스 수지에 안정화제가 존재하는 것이 바람직하고, 또한 후술하는 가소제, 혹은 그 밖의 첨가제로서 자외선 흡수제, 매트제 등과 함께 용매에 용해시킨 후, 용매를 제거하여 건조시킴으로써 셀룰로오스 수지를 주체로 한 필름 구성 재료의 고형분을 얻도록 하여도 된다.

또한, 상기 용액 상태로 하기 위해 상기 구성 재료의 용매에의 용해 과정에서 -20℃ 이하로 냉각한 공정을 개재할 수도 있다. 셀룰로오스 수지에의 안정화제, 가소제, 그 밖의 첨가제 중 어느 1종 이상의 첨가를 행할 때에는, 본 발명에 사용하는 셀룰로오스 수지의 합성(제조) 공정 과정에 있어서, 특별히 한정은 없지만, 상기 수지의 합성(제조) 공정 후기까지 적어도 한번 용액 상태에서 휘점 이물질이나 불용물을 여과 분리하기 위해 여과를 행하고, 그 후 다른 첨가제의 첨가를 행하여, 용매의 제거 또는 산 석출에 의해 고형분을 분리하여 건조하여도 되고, 펠릿화할 때에 분체 혼합한 필름 구성 재료를 얻어도 된다.

필름 구성 재료의 셀룰로오스 수지 이외의 구성 재료를 상기 수지와 균일하게 혼합하는 것은, 가열시의 용융성에 있어서 균일한 용융성을 부여하는 것에 기여할 수 있다.

셀룰로오스 수지 이외의 고분자 재료나 올리고머를 적절히 선택하여 셀룰로오스 수지와 혼합하여도 된다. 이러한 고분자 재료나 올리고머는 셀룰로오스 수지와 상용성이 우수한 것이 바람직하며, 필름으로 하였을 때의 전체 가시영역(400nm 내지 800nm)에 걸쳐 투과율이 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 92% 이상이 얻어지도록 한다. 셀룰로오스 수지 이외의 고분자 재료나 올리고머 중 적어도 1종 이상을 혼합하는 목적은, 가열 용융시의 점도 제어나 필름 가공 후의 필름 물성을 향상시키기 위해 행하는 의미를 포함하고 있다. 이 고분자 재료나 올리고머는 그 밖의 첨가제로서의 개념으로서 파악하여도 된다.

가소제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 인산 에스테르계에서는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등, 프탈산 에스테르계에서는 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트 등, 글리콜산 에스테르계에서는 트리아세틴, 트리부티린, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기의 가소제는, 필요에 따라 2종류 이상을 병용하여도 된다. 이 경우, 인산 에스테르계의 가소제의 사용 비율을 50% 이하로 하는 것이, 결과적으로 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름의 가수분해를 야기하기 어렵고, 내구성이 우수하기 때문에 바람직하다.

인산 에스테르계의 가소제 비율은, 적은 쪽이 더욱 바람직하고, 프탈산 에스테르계나 글리콜산 에스테르계의 가소제만을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 흡수율 및 수분율을 특정한 범위 내로 하기 위해 바람직한 가소제의 첨가량으로서는, 셀룰로오스 에스테르계 수지에 대한 질량%로 3 내지 30질량%이고, 보다 바람직하게는 10 내지 25질량%이고, 더욱 바람직하게는 15 내지 25질량%이다. 여기서, 가소제의 첨가량이 30질량%를 초과하면, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름의 기계 강도ㆍ치수 안정성이 열화하므로 바람직하지 않다.

산화 방지제로서는, 힌더드 페놀계의 화합물이 적당하며, 그의 구체예로서는 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2,2-티오-디에틸렌 비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠 및 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트 등을 들 수 있다. 특히 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 및 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]가 바람직하다. 또한, 예를 들어 N,N'-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐]히드라진 등의 히드라진계의 금속 불활성제나 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등의 인계 가공 안정제를 병용하여도 된다. 이들 화합물의 첨가량은, 그 효과를 얻기 위해, 셀룰로오스 에스테르계 수지에 대하여 질량 비율로 1ppm 내지 1.0%가 바람직하고, 10 내지 1000ppm이 특히 바람직하다.

셀룰로오스 에스테르계 수지 필름에는, 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 여기서, 자외선 흡수제로서는, 액정의 열화 방지의 점에서 파장 370nm 이하의 자외선의 흡수능이 우수하고, 또한 양호한 액정 표시성의 점에서 파장 400nm 이상의 가시광의 흡수가 가급적 적은 것이 바람직하게 사용된다.

특히, 파장 370nm에서의 자외선의 투과율이 10% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 투과율이 5% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하이다.

사용하는 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산 에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되지 않는다.

본 발명에 있어서는, 이들 자외선 흡수제 중 1종 이상을 사용하고 있는 것이 바람직하며, 다른 2종 이상의 자외선 흡수제를 함유하여도 된다.

바람직하게 사용되는 자외선 흡수제는, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제나 벤조페논계 자외선 흡수제 등이다. 불필요한 착색이 보다 적은 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름에 첨가한다고 하는 형태가 특히 바람직하다.

자외선 흡수제의 첨가 방법은, 알코올이나 메틸렌 클로라이드, 디옥솔란 등의 유기 용매에 자외선 흡수제를 용해하고 나서 도프에 첨가하거나, 또는 직접 도프 조성 중에 첨가하여도 된다. 무기 분체와 같이 유기 용제에 용해하지 않는 것은, 유기 용제와 셀룰로오스 에스테르계 수지 중에 디졸버나 샌드밀을 사용하여, 분산하고 나서 도프에 첨가한다.

자외선 흡수제의 사용량은, 셀룰로오스 에스테르계 수지에 대한 질량%로 0.1 내지 2.5질량%, 바람직하게는 0.5 내지 2.0질량%, 보다 바람직하게는 0.8 내지 2.0질량%이다. 자외선 흡수제의 사용량이 2.5질량%를 초과하면, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름의 투명성이 나빠지는 경향이 있어 바람직하지 않다.

또한, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름에는, 필름끼리의 부착을 방지하거나, 미끄러짐성을 부여하거나 하여 핸들링하기 쉽게 하기 위해, 매트제로서 미립자를 첨가하여도 된다.

미립자의 종류로서는, 무기 화합물이어도 되고 유기 화합물이어도 된다. 무기 화합물의 미립자의 예로서는, 이산화규소, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화주석 등의 미립자를 들 수 있다. 이 중에서는 규소 원자를 함유하는 화합물인 것이 바람직하고, 특히 이산화규소 미립자가 바람직하다. 이산화규소 미립자로서는, 예를 들어 아에로질 가부시끼가이샤제의 AEROSIL-200, 200V, 300, R972, R972V, R974, R976, R976S, R202, R812, R805, OX50, TT600, RY50, RX50, NY50, NAX50, NA50H, NA50Y, NX90, RY200S, RY200, RX200, R8200, RA200H, RA200HS, NA200Y, R816, R104, RY300, RX300, R106 등을 들 수 있다. 이들 중, 분산성이나 입경을 제어하는 점에서는 AEROSIL-200V, R972V가 바람직하다.

필름 중에서의 미립자의 평균 입경은, 미끄러짐성 부여와 투명성 확보의 관점에서 50nm 내지 2㎛가 좋다. 바람직하게는 100nm 내지 1000nm, 더욱 바람직하게는 100nm 내지 500nm이다. 필름 중에서의 평균 입경은, 단면 사진을 촬영하여 관찰함으로써 확인할 수 있다.

미립자의 경우에는, 1차 입경, 용매에 분산한 후의 입경, 필름에 첨가된 후의 입경이 변화하는 경우가 많아, 중요한 것은, 최종적으로 필름 중에서 미립자가 셀룰로오스 에스테르계 수지와 복합 응집하여 형성되는 입경을 컨트롤하는 것이다.

미립자의 첨가량은, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름 중에 대하여 0.02 내지 0.5질량%, 바람직하게는 0.04 내지 0.3질량%이다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 용융 유연 제막법에 의해 행하는 경우에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 용융 유연 제막법을 이용하여 실시하는 장치의 제1 실시 형태의 개략적인 흐름도이며, 도 6은 유연 다이로부터 냉각 롤 부분의 확대도이다.

도 6은 필름이 최초로 제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)(5)의 표면에 접촉한 점(P1)과, 필름이 터치 롤(가압용 제2 회전체)(6)의 표면에 접촉한 점(P2)이 상이한 실시 형태를 도시하고 있지만, 경우에 따라서는 필름이 최초로 제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)(5)의 표면에 접촉한 점(P1)과, 필름이 터치 롤(가압용 제2 회전체)(6)의 표면에 접촉한 점(P2)이 동일한 경우도 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 셀룰로오스 수지 등의 수지를 포함하는 필름 재료를 혼합하여 수지 혼합물을 얻은 후, 압출기(1)를 사용하여, 유연 다이(4)로부터 제1 냉각 롤(5) 상에 용융 압출하고, 제1 냉각 롤(5)에 외접시킴과 함께, 터치 롤(6)에 의해 필름 형상 용융물을 제1 냉각 롤(5) 표면에 소정의 압력으로 가압한다. 또한, 제2 냉각 롤(7) 및 제3 냉각 롤(8)의 합계 3개의 냉각 롤에 순서대로 외접시켜 냉각 고화하고, 박리 롤(9)에 의해 박리한다. 박리된 필름(17)은 세로 연신 장치(10)와 가로 연신 장치(20)에 의해 필름의 세로(반송 방향) 및 가로(폭 방향)로 연신한 후, 권취 장치(60)에 의해 권취된다.

유연 다이(4)로부터 압출된 필름(수지 혼합물)은 냉각 기능을 갖는 적어도 2개의 회전체에 의해 냉각, 면 교정된다. 유연 다이(4)로부터 압출된 필름이 최초로 접촉하는 회전체를 제1 회전체, 2번째로 접촉하는 회전체를 제2 회전체로 정의한다. 즉, 제1 냉각 롤(5)이 제1 회전체에 상당하고, 터치 롤(6)이 제2 회전체에 상당한다. 단, 제1 회전체 및 제2 회전체는 롤에 한정되는 것이 아니며, 드럼이나 벨트 등이어도 된다.

제1 냉각 롤(5)의 온도는, 수지 혼합물의 유리 전이 온도(Tg) 이하, 첨가제의 융점 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

여기서, 터치 롤(6)은, 필름에 대하여 제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)(5)의 반대측으로부터 제1 냉각 롤(5)의 방향으로 필름을 협지 가압하는 목적의 회전체이다.

터치 롤(6)의 표면은 금속인 것이 바람직하고, 두께는 1mm 내지 10mm이다. 바람직하게는 2mm 내지 6mm이다. 제2 회전체의 표면은 크롬 도금 등의 처리가 실시되어 있고, 면 조도로서는 0.2S 이하가 바람직하다. 롤 표면이 평활할수록, 얻어지는 필름의 표면도 평활하게 할 수 있다.

협지 가압 공정에 있어서, 터치 롤(6)이, 주위면에 금속 박판이 피복된 탄성 롤로 이루어지는 것인 것이 바람직하다.

즉, 터치 롤(6)의 압력이 불균일해지면, 필름에 배향 불균일이 발생하고, 이것이 크로스니콜 하에서는 명암의 불균일로 되어 버린다. 균일한 압력으로 필름을 면 교정하기 위해서는, 상기와 같은 주위면에 금속 박판이 피복된 탄성 터치 롤이 바람직하다.

터치 롤(6)의 표면의 금속의 재질은, 평활하고, 적당한 탄성이 있고, 내구성이 있는 것이 요구된다. 탄소강, 스테인리스, 티타늄, 전기 주조법으로 제조된 니켈 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 그 표면의 경도를 높이거나, 수지와의 박리성을 개량하기 위해, 하드 크롬 도금이나, 니켈 도금, 비정질 크롬 도금 등이나, 세라믹 용사 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 표면 가공한 표면은 더 연마하여, 상술한 표면 조도로 하는 것이 바람직하다.

터치 롤(6)은 금속제 외측 통과 내측 통의 2중 구조로 되어 있고, 그 사이에 냉각 유체를 흘릴 수 있도록 공간을 갖는 이중통의 구성이다.

내측 통은 탄소강, 스테인리스, 알루미늄, 티타늄 등의 경량이고 강성이 있는 금속제 내측 통인 것이 바람직하다. 내측 통에 강성을 갖게 함으로써, 롤의 회전 흔들림을 억제할 수 있다. 내측 통의 두께는, 외측 통의 2 내지 10배로 함으로써 충분한 강성이 얻어진다. 내측 통에는 또한 실리콘, 불소 고무 등의 수지제 탄성 재료가 피복되어도 된다.

냉각 유체를 흘리는 공간의 구조는 롤 표면의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 것이면 되며, 예를 들어 폭 방향으로 앞으로 가기와 되돌아오기가 교대로 흐르도록 하거나, 나선 형상으로 흐르도록 함으로써 롤 표면의 온도 분포가 작은 온도 제어가 가능하다. 냉각 유체는 특별히 제한은 없고, 사용하는 온도 영역에 맞추어 물이나 오일을 사용할 수 있다.

제2 회전체인 터치 롤(6)은 중앙부의 외경이 양단부의 외경보다 큰 북과 같은 형상으로 설정된다. 터치 롤은 그의 양단부를 가압 수단에 의해 필름에 가압하는 것이 일반적인데, 이 경우 터치 롤이 휘기 때문에, 단부에 어느 정도 강하게 가압되어 버리는 현상이 있다. 롤을 북과 같은 형상으로 함으로써 고도로 균일한 가압이 가능해진다.

제2 회전체인 터치 롤(6)의 직경은, 200mm 내지 500mm의 범위인 것이 바람직하다. 터치 롤(6)의 유효 폭은 협지 가압하는 필름 폭보다 넓을 필요가 있다. 터치 롤(6)의 중앙부의 반경과 단부의 반경과의 차(이하, 크라우닝량이라고 칭함)에 의해, 필름의 중앙부에 발생하는 줄무늬 등의 불균일을 방지할 수 있다. 크라우닝량은 50 내지 300㎛의 범위가 바람직하다.

제1 냉각 롤(5)과 터치 롤(6)은 필름을 협지 가압하도록, 필름의 평면에 대하여 반대측의 위치에 설치한다. 제1 냉각 롤(5)과 터치 롤(6)은, 필름과 면에서 접촉하여도 되고, 선에서 접촉하여도 상관없다.

본 실시 형태에 의한 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 용융 압출의 조건은, 다른 폴리에스테르 등의 열가소성 수지에 사용되는 조건과 마찬가지로 하여 행할 수 있다. 재료는 미리 건조시켜 두는 것이 바람직하다. 진공 또는 감압 건조기나 제습 열풍 건조기 등에서 수분을 1000ppm 이하, 바람직하게는 200ppm 이하로 건조시키는 것이 바람직하다.

예를 들어 열풍이나 진공 또는 감압하에서 건조한 셀룰로오스 에스테르계 수지를 압출기(1)를 사용하여, 압출 온도 200 내지 300℃ 정도에서 용융하고, 리프 디스크 타입의 필터(2) 등으로 여과하여, 이물질을 제거한다.

공급 호퍼(도시 생략)로부터 압출기(1)에 도입할 때에는, 진공하 또는 감압하나 불활성 가스 분위기하로 하여, 산화 분해 등을 방지하는 것이 바람직하다.

가소제 등의 첨가제를 미리 혼합하지 않는 경우에는, 압출기의 도중에서 으깨 넣어도 된다. 균일하게 첨가하기 위해, 스태틱 믹서(3) 등의 혼합 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

셀룰로오스 수지 등의 수지와, 그 밖에 필요에 따라 첨가되는 안정화제 등의 첨가제는, 용융하기 전에 혼합해 두는 것이 바람직하다. 혼합은 혼합기 등에 의해 행하여도 되고, 또한 상기한 바와 같이 셀룰로오스 수지 등의 수지 제조 과정에서 혼합하여도 된다. 혼합기를 사용하는 경우에는, V형 혼합기, 원추 스크류형 혼합기, 수평 원통형 혼합기 등, 일반적인 혼합기를 사용할 수 있다.

상기와 같이 필름 구성 재료를 혼합한 후에, 그 혼합물을 압출기(1)를 사용하여 직접 용융하여 제막하도록 하여도 되지만, 일단 필름 구성 재료를 펠릿화한 후, 상기 펠릿을 압출기(1)에서 용융하여 제막하도록 하여도 된다. 또한, 필름 구성 재료가 융점이 다른 복수의 재료를 포함하는 경우에는, 융점이 낮은 재료만이 용융되는 온도에서 일단, 소위 밥풀과자 형상의 반용융물을 제작하고, 반용융물을 압출기(1)에 투입하여 제막하는 것도 가능하다. 필름 구성 재료에 열분해하기 쉬운 재료가 포함되는 경우에는, 용융 횟수를 줄일 목적에서 펠릿을 제작하지 않고 직접 제막하는 방법이나, 상기와 같은 밥풀과자 형상의 반용융물을 만들고 나서 제막하는 방법이 바람직하다.

압출기(1)는 시장에서 입수 가능한 여러가지 압출기를 사용 가능하지만, 용융 혼련 압출기가 바람직하며, 단축 압출기이어도 되고 2축 압출기이어도 된다. 필름 구성 재료로부터 펠릿을 제작하지 않고, 직접 제막을 행하는 경우, 적당한 혼련도가 필요하기 때문에 2축 압출기를 사용하는 것이 바람직하지만, 단축 압출기라도 스크류의 형상을 매독형, 유니멜트형, 덜메이지 등의 혼련형의 스크류로 변경함으로써, 적당한 혼련이 얻어지므로 사용 가능하다. 필름 구성 재료로서, 일단 펠릿이나 밥풀과자 형상의 반용융물을 사용하는 경우에는, 단축 압출기이어도 2축 압출기이어도 사용 가능하다.

압출기(1) 내 및 압출한 후의 냉각 공정은 질소 가스 등의 불활성 가스에 의해 치환하거나, 혹은 감압함으로써 산소의 농도를 낮추는 것이 바람직하다.

압출기(1) 내의 필름 구성 재료의 용융 온도는 필름 구성 재료의 점도나 토출량, 제조하는 시트의 두께 등에 따라 바람직한 조건이 상이하지만, 일반적으로는 필름(수지 혼합물)의 유리 전이 온도 Tg에 대하여 Tg 이상 Tg+100℃ 이하, 바람직하게는 Tg+10℃ 이상 Tg+90℃ 이하이다. 압출시의 용융 점도는 10 내지 100000 포아즈, 바람직하게는 100 내지 10000 포아즈이다. 또한, 압출기(1) 내에서의 필름 구성 재료의 체류 시간은 짧은 쪽이 바람직하며, 5분 이내, 바람직하게는 3분 이내, 보다 바람직하게는 2분 이내이다. 체류 시간은 압출기(1)의 종류, 압출하는 조건에도 좌우되지만, 재료의 공급량이나 L/D, 스크류 회전수, 스크류의 홈의 깊이 등을 조정함으로써 단축하는 것이 가능하다.

압출기(1)의 스크류의 형상이나 회전수 등은 필름 구성 재료의 점도나 토출량 등에 의해 적절히 선택된다. 본 실시 형태에 있어서, 압출기(1)에서의 전단 속도는 1/초 내지 10000/초, 바람직하게는 5/초 내지 1000/초, 보다 바람직하게는 10/초 내지 100/초이다. 압출기(1)로서는, 일반적으로 플라스틱 성형기로서 시판되고 있는 압출기를 사용할 수 있다.

압출기(1)로부터 압출된 필름 구성 재료는 유연 다이(4)로 보내져, 유연 다이(4)로부터 필름 형상으로 압출된다.

압출기(1)로부터 토출되는 용융물은 유연 다이(4)에 공급된다. 유연 다이(4)는 시트나 필름을 제조하기 위해 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 유연 다이(4)의 재질로서는, 하드크롬, 탄화크롬, 질화크롬, 탄화티타늄, 탄질화티타늄, 질화티타늄, 초강, 세라믹(텅스텐 카바이드, 산화알루미늄, 산화크롬) 등을 용사 혹은 도금하고, 표면 가공으로서 버프 #1000번째 이후의 지석을 사용하는 랩핑, #1000번째 이상의 다이아몬드 지석을 사용하는 평면 절삭(절삭 방향은 수지의 흐름 방향에 수직인 방향), 전해 연마, 전해 복합 연마 등의 가공을 실시한 것 등을 들 수 있다.

유연 다이(4)의 립부의 바람직한 재질은 유연 다이(4)와 마찬가지이다. 또한 립부의 표면 정밀도는 0.5S 이하가 바람직하고, 0.2S 이하가 보다 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서는, 용융시킨 수지 혼합물을 압출기에 설치한 유연 다이(4)로부터 필름 형상 수지로 압출하고, 압출된 필름 형상 수지를 적어도 2개의 회전체에 밀착시켜 성형하여 인취하는 공정을 갖는다.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 필름이 최초로 제1 냉각 롤(5) 표면에 접촉하고 나서 터치 롤(6) 표면에 접촉할 때까지의 온도 저하는 20℃ 이내가 바람직하다. 필름이 최초로 제1 냉각 롤(5) 표면에 접촉하고 나서 터치 롤(6) 표면에 접촉할 때까지의 온도 저하가 지나치게 크면, 불균일한 수축에 의해 막 두께의 불균일이 커지게 된다. 또한, 필름이 터치 롤(6)에 접촉한 시점의 온도가 지나치게 낮으면, 필름의 높은 점도 때문에, 터치 롤(6)로부터 협지 가압하여도 필름의 평면성이나 막 두께 불균일의 교정을 충분히 행할 수 없게 된다.

제1 냉각 롤(5), 터치 롤(6)에 바람직한 재질은 탄소강, 스테인리스강 등을 들 수 있다. 또한, 표면 정밀도는 높게 하는 것이 바람직하며, 표면 조도로서 0.3S 이하, 보다 바람직하게는 0.1S 이하로 한다.

터치 롤(6)은 가압 수단에 의해, 필름을 제1 냉각 롤(5)에 가압하는 것이 바람직하다. 이 때의 터치 롤(6)이 필름을 가압하는 선압은, 유압 피스톤 등에 의해 조정할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 100N/mm, 보다 바람직하게는 1 내지 50N/mm이다.

또한, 제1 냉각 롤(5), 혹은 터치 롤(6)은 필름과의 접착의 균일성을 높이기 위해 롤의 양단부의 직경을 좁게 하거나, 플렉시블한 롤면을 갖게 할 수도 있다.

유연 다이(4)의 개구부(립)로부터 제1 냉각 롤(5)까지의 부분을 70kPa 이하로 감압시키면, 상기의 다이 라인의 교정 효과가 보다 크게 발현된다. 바람직하게는 감압은 50kPa 이상 70kPa 이하이다. 유연 다이(4)의 립으로부터 제1 냉각 롤(5)까지의 부분의 압력을 70kPa 이하로 유지하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없지만 유연 다이(4)로부터 롤 주변을 내압 부재로 덮고, 감압하는 등의 방법이 있다. 이 때, 흡인 장치는, 장치 자체가 승화물의 부착 장소로 되지 않도록 히터로 가열하는 등의 처치를 실시하는 것이 바람직하다. 흡인압이 지나치게 작으면 승화물을 효과적으로 흡인할 수 없기 때문에, 적당한 흡인압으로 할 필요가 있다.

유연 다이(4)로부터 용융 상태의 필름 형상의 셀룰로오스 에스테르계 수지를, 제1 냉각 롤(5), 제2 냉각 롤(7) 및 제3 냉각 롤(8)에 순차적으로 밀착시켜 반송하면서 냉각 고화시켜, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름(17)을 얻는다.

도 5에 도시하는 본 발명의 실시 형태에서는, 제3 냉각 롤(냉각용 제4 회전체)(8)로부터 박리 롤(9)에 의해 박리한 냉각 고화된 필름(17)은, 세로 연신 장치(10)에 도입되어 반송 방향(MD 방향)으로 롤 연신된다.

도 7에, 세로 연신 장치(10)의 상세를 도시한다. 도 7에서, 가이드 롤(41)에 의해 세로 연신 장치(10)에 도입된 필름(17)은 제1 연신 전 예열 롤(21), 제2 연신 전 예열 롤(22), 제3 연신 전 예열 롤(23), 및 제4 연신 전 예열 롤(24)을 거쳐 연신ㆍ예열 롤(25)에 이르고, 닙 롤(26)에 의해 위에서부터 가압되면서 이송되어, 연신ㆍ냉각 롤(27)에 감아 걸려진다.

연신ㆍ예열 롤(25)과 연신ㆍ냉각 롤(27) 사이에는, 상부 가열 히터(32) 및 하부 가열 히터(33)가 배치되어 있다. 연신ㆍ냉각 롤(27)에 감아 걸려진 필름(17)은, 거기에서 닙 롤(28)에 의해 위에서부터 가압되면서 이송되고, 여기에서 세로 연신된다. 또한, 필름(17)은 제1 연신 후 냉각 롤(29), 제2 연신 후 냉각 롤(30), 제3 연신 후 냉각 롤(31)을 거쳐, 가이드 롤(42)에 의해 세로 연신 장치(10)의 외부로 반출된다.

이 세로 연신 장치(10)에서의 세로 연신 공정에 있어서, 협지 가압 후의 미연신 필름(17)을, 그 필름(17)의 길이 방향으로 1.01배 이상 3.0배 이하로 연신하는 것이다.

본 발명의 실시 형태에 있어서는, 상부 가열 히터(32) 및 하부 가열 히터(33)는 적외선 히터를 사용하고, 도 4에 도시한 바와 같이 필름 양단부로부터는 열풍 송풍기(80)에 의해 송풍하고 있다. 가열 히터(32, 33)와 필름 표면의 거리를 일정하게 하고, 열풍 송풍기(80)에 의해 필름 양단부를 가열함으로써, 세로 연신할 때의 필름 중앙부에 비하여 단부의 온도를 높게 설정할 수 있다.

또한, 열풍 송풍기(80)의 열풍 온도, 송풍량은 가변할 수 있다. 가로 연신 장치(20)에서 연신한 후의 필름의 보잉량, 필름의 막 두께 불균일의 측정량을 기초로 하여, 세로 연신시의 열풍 송풍기(80)를 조정함으로써, 가로 연신 후의 필름 막 두께를 균일하게 하고, 또한 가로 연신시의 보잉량을 세로 연신시에 발생하는 보잉량으로 상쇄시킬 수 있다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 세로 연신 공정에서의 필름 연신 방식이, 근접하여 배치된 2개의 반송 롤(25, 27) 사이에서 행하여지는 롤 연신 방식이며, 도 8에 도시한 바와 같이, 히터(32, 33)의 가열에 의해 승온ㆍ연화된 협지 가압 후의 미연신 필름을 세로 연신한다. 실질 연신 스팬(S)은 50mm 이상 300mm 이하로 하는 것이며, 이 실질 연신 스팬(S)을 클리어하기 위해서는, 오븐 가열 방식이 아니라, 근접한 2개의 롤(25, 27) 사이에서 세로 연신하는 롤 연신 방식이 유리하다.

여기서, 세로 연신 장치(10)에서의 롤 연신에 대하여 상세하게 설명한다.

우선, 롤 연신이란, 저속 롤 군(21 내지 25)과, 고속 롤 군(27 내지 31)의 주속도차에 의해 필름(17)을 세로 연신하는 방법에서, 필름(17)은 저속 롤 군(21 내지 25)에서 예열되고, 저속 롤 군(21 내지 25)과 고속 롤 군(27 내지 31)의 사이에 설치된 히터(32, 33)에 의해 연신 온도까지 급격하게 따뜻해져 세로 연신하고, 고속 롤 군(27 내지 31)에서 냉각되어, 다음 공정으로 반송된다.

저속 롤 군(21 내지 25)의 예열 롤의 개수는, 찰상의 관점에서 적은 쪽이 바람직하지만, 필름(17)의 예열 온도에 따라 개수를 선택하면 되며, 1개 이상 20개 이하, 바람직하게는 2개 이상 15개 이하의 롤을 사용한다.

예열 롤 군의 상한 온도는, 원칙적으로 예열 롤 사이에서 세로 연신시키지 않는 것, 점착 고장 등이 발생하지 않는 것을 고려하여, 필름(17)의 유리 전이 온도(Tg) 이하, 바람직하게는 (Tg-5)℃ 이하이다.

예열 롤 군에 의한 승온 속도는, 열팽창에 의해 주름이 들어가지 않는 것을 고려하여, 각 롤의 입구측과 출구측에서의 필름 온도차가 80℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

고속 롤 군(27 내지 31)의 냉각 롤의 개수는, 냉각하는 온도에 따라서 개수를 선택하면 되며, 1개 이상 15개 이하, 바람직하게는 2개 이상 10개 이하의 롤을 사용한다.

냉각 롤 군의 상한 온도는, 지나치게 급냉하지 않는 것을 고려하여, 필름의 유리 전이 온도(Tg) 이하, 바람직하게는 (Tg-5)℃ 이하이다.

냉각 롤 군에 의한 강온 속도는, 열수축에 의해 주름이 들어가지 않는 것, 각 롤의 입구측과 출구측에서의 필름 온도차가 100℃ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

예열 롤 군 및 냉각 롤 군의 롤 직경은 롤 강도, 접촉 면적(전열ㆍ미끄럼)의 관점에서 100mmφ 이상 400mmφ 이하, 바람직하게는 150mmφ 이상 300mmφ 이하이다. 특히, 연신 롤(25, 27)은 실질 연신 스팬(S)을 짧게 하기 위해 250mmφ 이하가 바람직하다.

그런데, 필름이 미끄러져 흠집이 나거나, 롤 사이에서 세로 연신되는 것을 방지하기 위해, 열팽창이나 열수축에 따라 드로우를 가한다. 롤의 드로우는 인접하는 롤 사이에서 5% 이하, 바람직하게는 1% 이하이다.

여기서, 롤의 드로우란 저속측의 롤의 주속도(V1)와, 고속측의 롤의 주속도(V2)의 비로 (V2-V1)/V1×100(%)를 말한다.

예열 롤 군 및 냉각 롤 군에서의 롤의 구동은, 상기 롤의 드로우를 제어하기 위해, 각각이 구동 롤인 것이 바람직하지만, 일부이면 보조 구동 롤, 프리 롤을 사용하여도 된다.

감속기에는 유성 롤러나 롤 기어 등이 적절하게 사용된다. 또한, 다이렉트 드라이브 방식을 사용할 수도 있으며, 이것들은 시스템에 따라서 적절히 선택하면 된다.

예열 롤 군 및 냉각 롤 군에서의 롤 표면 조도는 목적에 따라 롤 재질 및 조도를 변경하면 된다. 예를 들어, 고온에서 필름에 접촉하는 롤이나 미끄럼 방지를 위해서는, 표면 조도 0.5S 이하, 바람직하게는 0.2S 이하의 경면 롤을 사용하고, 장력 커트나 부착 방지를 위해서는, 표면 조도 1.0S 이상의 표면이 거친 롤을 사용하는 것이 바람직하다.

예열 롤 군 및 냉각 롤 군에서의 롤 표면 재질은, 예를 들어 하드크롬(H-Cr), 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화크롬 등이나 이들의 복합물을 표면 가공한 세라믹스, 실리콘, 불소, 클로로프렌 등의 고무, 테플론(등록 상표) 등의 수지를 사용한다.

예열 롤 군 및 냉각 롤 군에서의 롤의 배치ㆍ간격은, 롤 사이에서의 세로 연신 방지, 필름의 방냉 방지를 위해 좁은 쪽이 좋다. 각 롤 사이에서, 롤 박리로부터 다음 롤에 착지할 때까지의 거리는 200mm 이하, 바람직하게는 100mm 이하이다.

또한, 닙 롤(26, 28)의 직경은 특별히 규제는 없지만, 히터(32, 33) 설치의 스페이스 확보를 위해 연신 롤 군보다 작은 것이 바람직하다.

닙 롤(26, 28)의 재질은 탄성 변형하기 쉬운 실리콘 고무, 불소 고무, 클로로프렌 고무 등의 고무 롤이나, 불소 수지 등의 수지 롤이 적절하게 사용된다.

닙 롤(26, 28)의 위치는 필름이 박리/착지하는 위치에서 가압되는 것이 바람직하다. 또한, 닙 롤(26, 28)의 압력은 필름을 압착할 수 있는 것, 필름에 흠집이 생기지 않는 것 등의 관점에서 0.1 내지 50N/mm, 바람직하게는 0.5 내지 20N/mm이다.

또한, 닙 롤은 필름의 흠집 방지를 위해 필름 단부만을 닙하여도 되고, 폭 수축 억제의 관점에서 롤을 북과 같은 형상으로 하거나, 필름 폭 방향에 대하여 일정 각도를 갖고 배치하여도 된다.

다음에, 히터(32, 33)의 종류로서는 클린, 고효율, 스페이스 절약 등으로부터, 예를 들어 적외선 히터, 할로겐 램프 히터, 세라믹 히터 등 방사형 열원이 바람직하고, 수지의 흡수 특성에 따라서 선택하면 된다.

히터(32, 33)의 개수는 히터 능력, 세로 연신ㆍ예열 온도, 반송 속도, 막 두께, 열전도율 등으로부터 계산하면 되며, 통상 1 내지 12개, 바람직하게는 1 내지 8개 사용한다.

히터(32, 33)의 높이는 효율 상승을 위해, 필름에 접촉하지 않는 범위에서, 될 수 있는 한 필름의 부근인 것이 바람직하다. 예를 들어 5 내지 100mm, 바람직하게는 10 내지 50mm이다.

히터(32, 33)의 출력은 연신 온도, 승온 속도 등을 고려하여, 적절히 출력값을 조정하면 된다.

또한, 중앙부의 필름의 온도를 양단부의 필름의 온도보다 1 내지 20℃ 낮게 하기 위해서는, 양단부로부터의 열풍 송풍기의 온도와 송풍량을 제어하면 된다. 또한, 열풍 송풍기를 사용하지 않는 경우에는, 히터(32, 33)와 필름의 거리를 중앙부에서 넓게 하고, 양단부에서 좁게 하도록 제어하면 된다.

연신 온도는 필름의 유리 전이 온도 Tg-20℃ 이상 융점 Tm 이하이고, 바람직하게는 Tg 이상 Tg+100℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 Tg+10℃ 이상 Tg+80℃ 이하이다.

세로 연신 속도는 3000%/min 이상 75000%/min 이하이고, 바람직하게는 5000%/min 이상 50000%/min 이하이다.

여기서, 세로 연신 속도(%/min)는, 다음과 같이 하여 정의된다. 즉, 저속측 연신 롤의 주속도를 V1, 고속측 연신 롤의 주속도를 V2, 실질 연신 스팬을 S로 하면, 하기 식으로 표시된다.

세로 연신 속도(%/min)=[(V2-V1)/S]×100

또한, 세로 연신 롤의 간격은, 필름이 롤에 유지되어 있지 않은 구간은 짧을수록 폭 수축이 억제된다. 여기서, 롤의 중심끼리의 사이의 거리가 400mm 이하, 바람직하게는 300mm 이하이다.

세로 연신 장치(10)에서의 예열ㆍ연신ㆍ냉각 롤의 클리닝 장치는 1개이어도 되고 복수개이어도 되며, 인라인 혹은 오프라인에 설치하여도 되고, 경우에 따라서는 설치하지 않아도 된다. 청소 수단으로서는, 부직포를 가압하여 오염을 닦아내는 방법 등, 공지의 롤 청소 수단이 적절하게 이용된다.

계속해서, 세로 연신 후의 필름은 가로 연신 장치(텐터)(20)에 유도하고, 거기에서 필름(17)을 가로 방향(폭 방향)으로 연신한다. 이 가로 연신에 의해, 필름 중의 분자가 배향된다.

또한, 도 5에 도시하는 본 발명의 실시 형태에서는, 제3 냉각 롤(8)로부터 박리 롤(9)에 의해 박리된 냉각 고화된 협지 가압 미연신 필름(17)은, 계속해서 세로 연신 장치(10)에 도입되어, 반송 방향으로 롤 연신되는, 소위 온라인(또는 인라인)에서 세로 연신되는 경우를 나타내었지만, 이것에 한정되지 않고, 냉각 고화된 협지 가압 미연신 필름(17)을 일단 롤 형상으로 권취하고, 그 후 소위 오프라인에서, 권취 롤로부터 미연신 필름(17)을 풀어내어 세로 연신 장치(10)로 유도하고, 반송 방향(MD 방향)으로 롤 연신하는 경우도 있다.

가로 연신(가로 연신)하는 경우, 2개 이상으로 분할된 연신 영역에서 온도차를 1 내지 50℃의 범위에서 순차적으로 승온하면서 가로 연신하면, 폭 방향의 두께 및 광학적인 분포를 저감할 수 있어 바람직하다.

필름을 폭 방향으로 연신하는 방법은, 공지의 텐터 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 연신 방향을 폭 방향으로 함으로써, 편광 필름과의 적층을 롤 형태로 실시할 수 있으므로 바람직하다. 폭 방향으로 연신함으로써, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름으로 이루어지는 광학 필름의 지상축은 폭 방향으로 된다.

한편, 편광 필름의 투과축도, 통상 폭 방향이다. 편광 필름의 투과축과 광학 필름의 지상축이 평행해지도록 적층한 편광판을 액정 표시 장치에 조립함으로써, 액정 표시 장치의 표시 콘트라스트를 높일 수 있음과 함께, 양호한 시야각이 얻어지는 것이다.

본 실시 형태의 제조 방법에 의해 광학 필름을 제조하면, 중심선 평균 조도(Ra)가 0.1㎛ 이하, 나아가 0.05㎛ 이하인 광학 필름이 얻어진다. 또한, 폭 방향(필름 전체 폭)의 막 두께 변동은 평균 막 두께에 대하여 ±3% 이내, 나아가 ±2% 이내이다. 「평균 막 두께」란 네킹에 의해 후막으로 되어 있는 양단부(귀부분)를 제외한 필름 전체 폭의 두께의 평균값을 의미하고 있다. 필름의 표면 조도, 및 막 두께 변동은 기지의 방법으로 측정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 필름의 표면 조도에 관해서는, 표면 조도계에서 필름 표면을 5mm 정도 측정하고, 중심선 평균 조도(Ra)로서 비교하는 방법이 있다. 또한, 막 두께 변동은 막 두께 측정기에서 측정을 행하여, 표준 편차를 구하거나, 평균 막 두께에 대한 변동 폭으로 비교하는 것이 가능하다.

필름 구성 재료에 의해 유리 전이 온도(Tg)가 상이하지만, Tg는 필름을 구성하는 재료 종류 및 구성하는 재료의 비율을 상이하게 함으로써 제어할 수 있다. 광학 필름으로서 위상차 필름을 제작하는 경우, Tg는 120℃ 이상, 바람직하게는 135℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 액정 표시 장치에 있어서는, 화상의 표시 상태에 있어서, 장치 자체의 온도 상승, 예를 들어 광원 유래의 온도 상승에 의해 상기 필름의 온도 환경이 변화한다. 이 때 상기 필름의 사용 환경 온도보다 상기 필름의 Tg가 낮으면, 연신에 의해 필름 내부에 고정된 분자의 배향 상태에 유래하는 리타데이션값 및 필름으로서의 치수 형상에 큰 변화를 주게 된다. 상기 필름의 Tg가 지나치게 높으면, 필름 구성 재료를 필름화할 때 온도가 높아지기 때문에 가열하는 에너지 소비가 높아지고, 또한 필름화할 때의 재료 자체의 분해, 그에 의한 착색이 발생하는 경우가 있으며, 따라서 Tg는 250℃ 이하가 바람직하다.

또한, 가로 연신 공정에는, 공지의 열고정 처리, 냉각, 완화 처리를 행하여도 되고, 목적으로 하는 광학 필름에 요구되는 특성을 갖도록 적절히 조정하면 된다.

위상차 필름을 제조하는 경우에는, 액정 표시 장치의 시야각 확대를 위해 필요한 기능과 물성을 부여하기 위해, 상기 가로 연신 공정, 열고정 처리는 적절히 선택하여 행하여진다. 즉, 광학 필름으로서 위상차 필름을 제조하고, 또한 편광판 보호 필름의 기능을 복합시키는 경우, 굴절률 제어를 행할 필요가 생기는데, 그 굴절률 제어는 가로 연신 조작에 의해 행하는 것이 가능하고, 또한 가로 연신 조작이 바람직한 방법이다. 이하, 그 가로 연신 방법에 대하여 설명한다.

위상차 필름의 가로 연신 공정에 있어서, 셀룰로오스 수지의 일 방향으로 1.0 내지 3.0배 및 필름 면내에 그와 직교하는 방향으로 1.01 내지 3.1배 가로 연신함으로써, 필요하게 되는 리타데이션 Ro 및 Rt를 제어할 수 있다. 여기서, Ro란, 면내 리타데이션을 나타내고, 면내의 길이 방향(MD)의 굴절률과 폭 방향(TD)의 굴절률과의 차에 두께를 곱한 것, Rt란 두께 방향 리타데이션을 나타내고, 면내의 굴절률[길이 방향(MD)과 폭 방향(TD)의 평균]과 두께 방향의 굴절률의 차에 두께를 곱한 것이다.

가로 연신은, 예를 들어 필름의 길이 방향(유연ㆍ반송하는 방향) 및 그것과 필름 면내에서 직교하는 방향, 즉 폭 방향에 대하여 순차 또는 동시에 행할 수 있다. 이 때 적어도 일 방향에 대한 연신 배율이 지나치게 작으면 충분한 위상차가 얻어지지 않고, 지나치게 크면 가로 연신이 곤란해져 필름 파단이 발생하게 되는 경우가 있다.

서로 직교하는 2축 방향으로 연신하는 것은, 필름의 굴절률 nx, ny, nz를 소정의 범위에 넣기 위해 유효한 방법이다. 여기서, nx란 길이(MD) 방향의 굴절률, ny란 폭(TD) 방향의 굴절률, nz란 두께 방향의 굴절률이다.

폭 방향으로 연신하는 경우, 폭 방향에서 굴절률에 분포가 생기는 경우가 있다. 이 분포는 텐터법을 이용한 경우에 나타나는 경우가 있으며, 필름을 폭 방향으로 연신한 것에 의해, 필름 중앙부에 수축력이 발생하고, 단부는 고정되어 있음으로써 발생하는 현상으로, 소위 보잉 현상이라고 불리는 것이라고 생각된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 세로 연신시에 필름 폭 방향의 온도를 변경할 수 있고, 양단부의 온도를 중앙부보다 높게 함으로써, 세로 연신시에 균일한 막 두께와, 보잉을 발생시킬 수 있다. 이 세로 연신시의 보잉은, 가로 연신시에 발생하는 보잉과 상쇄하여, 실질적으로 보잉이 억제된 광학 필름을 작성할 수 있다.

또한, 서로 직행하는 2축 방향으로 연신함으로써, 얻어지는 필름의 막 두께 변동을 더 감소시킬 수 있다. 위상차 필름의 막 두께 변동이 지나치게 크면 위상차의 불균일로 되어, 액정 디스플레이에 사용하였을 때 착색 등의 불균일이 문제가 되는 경우가 있다.

셀룰로오스 수지 필름의 막 두께 변동은 ±3%, 또한 ±1%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이상과 같은 목적에 있어서, 서로 직교하는 2축 방향으로 연신하는 방법은 유효하며, 서로 직교하는 2축 방향의 연신 배율은, 각각 최종적으로는 길이 방향으로 1.0 내지 3.0배, 폭 방향으로 1.01 내지 3.1배의 범위로 하는 것이 바람직하고, 길이 방향으로 1.01 내지 2.7배, 폭 방향으로 1.05 내지 2.8배의 범위에서 행하는 것이 필요시되는 리타데이션값을 얻기 위해 보다 바람직하다.

길이 방향으로 편광자의 흡수축이 존재하는 경우, 폭 방향으로 편광자의 투과축이 일치하게 된다. 긴 형상의 편광판을 얻기 위해서는, 위상차 필름은 폭 방향으로 지상축을 얻도록 연신하는 것이 바람직하다.

응력에 대하여 양의 복굴절을 얻는 셀룰로오스 수지를 사용하는 경우, 상술한 구성으로부터 폭 방향으로 연신함으로써, 위상차 필름의 지상축을 폭 방향으로 부여할 수 있다. 이 경우, 표시 품질의 향상을 위해서는, 위상차 필름의 지상축이, 폭 방향에 있는 쪽이 바람직하고, 목적으로 하는 리타데이션값을 얻기 위해서는, 하기 수학식

(폭 방향의 연신 배율) > (길이 방향의 연신 배율)

의 조건을 만족하는 것이 필요하다.

가로 연신 후, 필름(17)의 단부를 슬리터(19)에 의해 제품이 되는 폭으로 슬릿하여 잘라낸 후, 엠보싱 링(53) 및 백 롤(52)로 이루어지는 널링 가공 장치에 의해 널링 가공(엠보싱 가공)을 필름 양단부에 실시하고, 권취 장치(60)에 의해 권취함으로써, 광학 필름(원 권취체)(F) 중의 부착이나 흠집의 발생을 방지한다.

널링 가공의 방법은, 요철의 패턴을 측면에 갖는 금속 링을 가열이나 가압에 의해 가공할 수 있다. 또한, 필름 양단부의 클립의 파지 부분은 통상 변형되어 있으며, 필름 제품으로서 사용할 수 없기 때문에, 절제되어, 원료로서 재이용된다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태로서의 광학 필름의 제조 방법을 용액 유연 제막법에 의해 행하는 경우에 대하여 설명한다.

도 9에, 본 발명에 관한 광학 필름의 제조 방법을 이용한 광학 필름의 제조 장치의 제2 실시 형태를 도시하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 미리 액 조정된 열가소성 수지 용액을 유연 다이(50)로부터 유연용 벨트(51) 상에 유연하여, 웹(금속 지지체 상에 도프를 유연한 이후의 잔류 용매를 포함하는 필름을 웹이라고 함)을 형성하고, 박리 후, 세로 연신 장치(10)에 의해 세로 연신된다. 세로 연신된 필름(17)은 가로 연신 장치(20)(텐터)에 의해 가로 연신된다. 종횡의 2축으로 연신된 필름은 건조 장치(40)에 의해 건조되고, 권취 롤(60)에 의해 권취된다. 세로 연신 장치(10)에 있어서는, 필름의 온도를 필름 폭 방향으로 변화시키도록 하고 있다.

본 실시 형태의 광학 필름의 제조 방법에 있어서 사용하는 필름 구성 재료는 상기의 셀룰로오스 에스테르계 수지, 가소제, 자외선 흡수제, 매트제 등의 첨가제와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 셀룰로오스 에스테르계 수지의 용제로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, iso-프로필알코올, n-부탄올 등의 저급 알코올류, 시클로헥산디옥산류, 메틸렌 클로라이드와 같은 저급 지방족 탄화수소의 염화물류 등을 사용할 수 있다.

용제 비율로서는, 예를 들어 메틸렌 클로라이드 70 내지 95질량%, 그 밖의 용제는 30 내지 5질량%가 바람직하다. 또한, 도프 중의 셀룰로오스 에스테르계 수지의 농도는 10 내지 50질량%가 바람직하다. 용제를 첨가한 가열 온도는, 사용 용제의 비점 이상이고, 또한 상기 용제가 비등하지 않는 범위의 온도가 바람직하며, 예를 들어 60℃ 이상, 80 내지 110℃의 범위로 설정하는 것이 적합하다. 또한, 압력은 설정 온도에 있어서, 용제가 비등하지 않도록 정해진다.

용해 후에는, 셀룰로오스 에스테르계 수지의 도프를 냉각하면서 용기(용해 가마)로부터 취출하거나, 또는 용기로부터 펌프 등으로 뽑아내어, 열교환기 등에서 냉각하고, 이것을 제막에 제공한다.

용액 유연 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법의 일반적인 점은, 예를 들어 미국 특허 2,492,978호 공보, 미국 특허 2,739,070호 공보, 미국 특허 2,739,069호 공보, 미국 특허 2,492,977호 공보, 미국 특허 2,336,310호 공보, 미국 특허 2,367,603호 공보, 미국 특허 2,607,704호 공보, 영국 특허 64,071호 공보, 영국 특허 735,892호 공보, 일본 특허 공고 소45-9074호 공보, 일본 특허 공고 소49-4554호 공보, 일본 특허 공고 소49-5614호 공보, 일본 특허 공고 소60-27562호 공보, 일본 특허 공고 소61-39890호 공보, 일본 특허 공고 소62-4208호 공보 등에 기재된 방법을 참고로 할 수 있다.

본 실시 형태의 광학 필름의 제조 방법은, 도프 제조 공정, 유연 공정, 건조 공정 및 권취 공정을 구비하는 것이다.

우선, 셀룰로오스 유도체를 포함하는 도프의 제작 방법은, 셀룰로오스 에스테르계 수지에 대한 양용매를 주로 하는 유기 용매에, 용해 가마 중에서 상기 셀룰로오스 에스테르계 수지를 교반하면서 용해하고, 도프를 형성한다.

셀룰로오스 에스테르계 수지의 용해에는, 상압에서 행하는 방법, 주 용매의 비점 이하에서 행하는 방법, 주 용매의 비점 이상에서 가압하여 행하는 방법, 일본 특허 공개 평9-95544호 공보, 일본 특허 공개 평9-95557호 공보 또는 일본 특허 공개 평9-95538호 공보에 기재된 바와 같은 냉각 용해법으로 행하는 방법, 일본 특허 공개 평11-21379호 공보에 기재된 바와 같은 고압에서 행하는 방법 등의 여러가지 용해 방법을 이용할 수 있지만, 특히 주 용매의 비점 이상에서 가압하여 행하는 방법이 바람직하다.

용제를 첨가한 가열 온도는, 사용 용제의 비점 이상이고, 또한 상기 용제가 비등하지 않는 범위의 온도가 바람직하며, 예를 들어 60℃ 이상, 80 내지 110℃의 범위로 설정하는 것이 적합하다. 또한, 압력은 설정 온도에 있어서, 용제가 비등하지 않도록 정해진다. 도프 중의 셀룰로오스 에스테르계 수지의 농도는, 10 내지 35질량%인 것이 바람직하다.

셀룰로오스 에스테르계 수지와 용제 외에 필요한 가소제, 자외선 흡수제, 매트제 등의 첨가제는 미리 용제와 혼합하고, 용해 또는 분산하고 나서 셀룰로오스 에스테르계 수지의 용해 전의 용제에 투입하여도 되고, 셀룰로오스 에스테르계 수지 용해 후의 도프에 투입하여도 된다.

용해 가마(가압 용기)의 종류는 특별히 불문하며, 소정의 압력에 견딜 수 있고, 가압하에서 가열, 교반이 가능하면 된다. 가압 용기에는 그 밖에 압력계, 온도계 등의 계기류를 적절히 배치한다. 가압은 질소 가스 등의 불활성 기체를 압입하는 방법이나, 가열에 의한 용제의 증기압의 상승에 의해 행하여도 된다. 가열은 외부로부터 행하는 것이 바람직하며, 예를 들어 재킷 타입의 것은 온도 컨트롤이 용이하여 바람직하다.

본 발명에 있어서, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름 중에 이물질이 적은 쪽이 바람직하다. 이물질에는 편광 크로스니콜 상태에서 인식되는 이물질과, 필름 표면에 돌출하는 미립자의 응집물에 의한 이물질 등이 있다.

편광 크로스니콜 상태에서 인식되는 이물질이란, 2매의 편광판을 직행(크로스니콜) 상태로 하고, 그 사이에 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름을 두어 측정되는 것을 말한다. 이러한 이물질은 편광 크로스니콜 상태에서는, 암시야 중에서 이물질의 개소만 빛나서 관찰되므로, 용이하게 그의 크기와 개수를 식별할 수 있다.

상기의 이물질이 적은 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름을 얻기 위해서는, 특히 수단을 가리지 않지만, 셀룰로오스 에스테르계 수지를 용매에 용해한 도프 조성물을 이하와 같은 여과지를 사용하여 여과함으로써 달성할 수 있다. 이 경우, 여과지의 종류로서는, 여수 시간이 20sec 이상인 여과지를 사용하고, 또한 여과 압력을 16kg/cm² 이하에서 여과하여 제막하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 30sec 이상의 여과지를 사용하고, 또한 여과 압력을 12kg/cm² 이하, 더욱 바람직하게는 40sec 이상의 여과지를 사용하고, 또한 여과 압력을 10kg/cm² 이하에서 여과하는 것이다. 또한, 상기 여과지는 2매 이상 겹쳐 사용하면 보다 바람직하다. 또한, 여과 압력은 여과 유량과 여과 면적을 적절히 선택함으로써 컨트롤할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기와 같이 하여 제작한 유연용 도프를 유연 다이(50)에 의해 지지체(51) 상에 유연한다.

유연 다이(50)로서는, 다이의 입구 금속 부재 부분의 슬릿 형상을 조정할 수 있고, 막 두께를 균일하게 하기 쉬운 가압 다이가 바람직하다. 가압 다이에는 코트 행어 다이나 T 다이 등이 있으며, 모두 바람직하게 사용된다. 또한, 캐스트 공정에서의 지지체(51)에는, 스테인리스강제의 회전 구동 벨트 혹은 상기 드럼을 경면 마무리한 지지체가 사용된다. 캐스트 공정의 지지체의 온도는 일반적인 온도 범위 0℃ 내지 용제의 비점 미만의 온도에서 유연할 수 있지만, 5 내지 30℃의 지지체 상에 유연하는 쪽이, 도프를 겔화시켜 박리 한계 시간을 높일 수 있기 때문에 바람직하고, 5 내지 15℃의 지지체 상에 유연하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 박리 한계 시간이란, 투명하고 평면성이 양호한 필름을 연속적으로 얻을 수 있는 유연 속도의 한계에 있어서, 유연된 도프가 지지체 상에 있는 시간을 말한다. 박리 한계 시간은 짧은 쪽이 생산성이 우수하여 바람직하다.

지지체(51) 상의 건조 공정에서는, 유연한 도프를 일단 겔화시킨 후, 유연으로부터 박리 롤에 의해 박리할 때까지의 시간을 100%로 하였을 때, 유연으로부터 30% 이내에 도프 온도를 40 내지 70℃로 함으로써 용제의 증발을 촉진하고, 그 만큼 빨리 지지체 상으로부터 박리할 수 있고, 또한 박리 강도가 증가하기 때문에 바람직하며, 30% 이내에 도프 온도를 55 내지 70℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 그 후, 이 온도를 20% 이상 유지하는 것이 바람직하고, 또한 이 온도를 40% 이상 유지하는 것이 바람직하다.

지지체(51) 상에서의 건조는, 잔류 용매량 60 내지 150질량%에서 지지체로부터 박리 롤에 의해 박리하는 것이, 지지체로부터의 박리 강도가 작아지기 때문에 바람직하고, 80 내지 120질량%가 보다 바람직하다. 박리할 때의 도프의 온도는 0 내지 30℃로 하는 것이 박리시의 베이스 강도를 높일 수 있고, 박리시의 베이스 파단을 방지할 수 있기 때문에 바람직하며, 5℃ 내지 20℃가 보다 바람직하다.

용액 유연 제막법에 의한 셀룰로오스 에스테르 필름의 제조에 있어서, 잔류 용매량은 다음 식으로 나타내어진다.

잔류 용매량(질량%)={(M-N)/N}×100

여기서, M은 웹(필름)의 임의 시점에서의 질량이고, N은 질량 M의 것을 115℃에서 1시간 가열 처리하였을 때의 필름 질량이다.

지지체(51)로부터 박리 롤(52)에 의해 박리한 필름(17)을 세로 연신 공정으로서 세로 연신 장치(10)에 의해 세로 연신한다. 이 세로 연신을 행할 때의 필름의 온도는, 필름의 폭 방향으로 변화시키고 있다. 또한, 바람직하게는, 필름 단부를 필름 중앙부보다 1 내지 20℃ 높아지도록 한다. 이와 같이 함으로써 세로 연신시에 발생하는 필름의 네킹에 수반하여, 중앙부의 막 두께가 얇아지는 감소를 억제하고, 도 2에 도시한 바와 같이 균일한 막 두께의 필름을 제조할 수 있다. 또한, 세로 연신시에 발생하는 보잉과, 다음의 가로 연신시에 발생하는 보잉을 상쇄하도록 할 수 있어, 균일한 광학 특성을 얻을 수 있다.

세로 연신 공정, 가로 연신 공정에 대해서는, 제1 실시 형태에서 상세하게 설명하였으므로 여기에서는 생략한다.

건조 장치(40)에서의 필름을 건조시키는 수단은 특별히 제한이 없으며, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열 롤, 마이크로파 등에 의해 행한다. 간편함의 점에서 열풍에 의해 행하는 것이 바람직하다. 건조 온도는 40 내지 150℃의 범위에서 3 내지 5단계의 온도로 나누어 단계적으로 높여 가는 것이 바람직하고, 80 내지 140℃의 범위에서 행하는 것이 치수 안정성을 양호하게 하기 때문에 더욱 바람직하다.

건조 후의 필름 중의 잔류 용매량이 3질량% 이하, 바람직하게는 1질량% 이하가 되고 나서, 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름으로서 권취기에 의해 롤 형상으로 권취하고, 잔류 용매량을 0.5질량% 이하로 함으로써 치수 안정성이 양호한 필름을 얻을 수 있다.

사용하는 권취기는, 일반적으로 사용되고 있는 것이면 되며, 일정 텐션법, 일정 토크법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력이 일정한 프로그램 텐션 컨트롤법 등의 권취 방법에 의해 권취할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서 행한 가로 연신 후의 널링 가공을 실시하는 공정 및 필름 단부의 후막부를 절제하는 슬리터 가공 공정을 권취 공정 전에 행하여도 된다.

이상과 같이 제1 및 제2 실시 형태에서 제조한 광학 필름을 위상차 필름으로서 사용하고, 이 위상차 필름을 편광판 보호 필름으로 하는 경우, 상기 보호 필름의 두께는 10 내지 500㎛가 바람직하다. 특히, 하한은 20㎛ 이상, 바람직하게는 35㎛ 이상이다. 상한은 150㎛ 이하, 바람직하게는 120㎛ 이하이다. 특히 바람직한 범위는 35 내지 90㎛이다. 위상차 필름이 두꺼우면, 편광판 가공 후의 편광판이 지나치게 두꺼워져, 노트북 컴퓨터나 모바일형 전자 기기에 사용하는 액정 표시에 있어서는, 특히 박형 경량의 목적에 적합하지 않다. 한편, 위상차 필름이 얇으면, 위상차 필름으로서의 리타데이션의 발현이 곤란해지고, 추가하여 필름의 투습성이 높아져, 편광자를 습도로부터 보호하는 능력이 저하해 버리기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명이 대상으로 하는 광학 필름은, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 각종 디스플레이, 특히 액정 디스플레이에 사용되는 기능 필름을 말하며, 편광판 보호 필름, 위상차 필름, 반사 방지 필름, 휘도 향상 필름, 시야각 확대 등의 광학 보상 필름 등, 특히 위상차 필름을 포함하는 것이다(액정 표시 장치).

본 발명의 광학 필름에 의해 구성되는 위상차 필름을 포함하는 편광판은 통상의 편광판과 비교하여 높은 표시 품질을 발현시킬 수 있고, 특히 멀티도메인형의 액정 표시 장치, 보다 바람직하게는 복굴절 모드에 의한 멀티도메인형의 액정 표시 장치에의 사용에 적합하다.

멀티도메인화는 화상 표시의 대칭성의 향상에도 적합하며, 다양한 방식이 보고되어 있다[문헌: 오끼다, 야마우찌: 액정, 6(3), 303(2002)]. 상기 액정 표시 셀은 문헌[야마다, 야마하라: 액정, 7(2), 184(2003)]에도 개시되어 있으며, 이것들에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 광학 필름을 사용한 편광판은 수직 배향 모드로 대표되는 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드, 특히 4분할된 MVA 모드, 전극 배치에 의해 멀티도메인화된 공지의 PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, 전극 배치와 키랄능을 융합한 CPA(Continuous Pinpensated Alignment) 모드에 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, OCB(Optical Compensated Bend) 모드에의 적합에 있어서도 광학적으로 2축성을 갖는 필름의 제안이 개시되어 있고[문헌: T.Miyashita, T.Uchida: J. SID, 3(1), 29(1995)], 본 발명의 광학 필름을 사용한 편광판에 의해 표시 품질 효과를 발현할 수 있다.

본 발명의 광학 필름을 사용한 편광판에 의해 표시 품질 효과를 발현할 수 있으면, 액정 모드, 편광판의 배치는 한정되는 것이 아니다.

표시 셀의 표시 품질은 사람의 관찰에 있어서 좌우 대칭인 것이 바람직하다. 따라서, 표시 셀이 액정 표시 셀인 경우, 실질적으로 관찰측의 대칭성을 우선하여 도메인을 멀티화할 수 있다. 도메인의 분할은 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 2분할법, 보다 바람직하게는 4분할법에 의해, 공지의 액정 모드의 성질을 고려하여 결정할 수 있다.

액정 표시 장치는 컬러화 및 동화상 표시용의 장치로서도 응용되고 있으며, 본 발명의 광학 필름에 의해 표시 품질이 개량되어, 콘트라스트의 개선이나 편광판의 내성이 향상된 것에 의해, 좀처럼 피로하지 않고 충실한 동화상 표시가 가능해진다.

액정 표시 장치는, 본 발명의 광학 필름에 의해 구성되는 위상차 필름을 포함하는 편광판을 액정 셀에 대하여 1매 배치하거나, 혹은 액정 셀의 양측에 2매 배치한다. 이 때 편광판에 포함되는 위상차 필름측이 액정 표시 장치의 액정 셀에 면하도록 사용함으로써, 표시 품질의 향상에 기여할 수 있다.

편광판에 있어서, 편광자로부터 보아 위상차 필름과는 반대측의 면에는, 셀룰로오스 유도체의 편광판 보호 필름이 사용되며, 범용의 TAC 필름 등을 사용할 수 있다. 액정 셀로부터 먼 측에 위치하는 편광판 보호 필름은 표시 장치의 품질을 향상시키는 측면에서, 다른 기능성층을 배치하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 광학 필름은, 예를 들어 반사 방지, 방현, 내찰상, 쓰레기 부착 방지, 휘도 향상 등의 기능을 부여하여도 된다. 편광판 표면에 부착하여도 되지만, 이것들에 한정되는 것이 아니다.

일반적으로 위상차 필름에서는, 상술한 리타데이션값으로서 Ro, Rt의 변동이 적은 것이 안정된 광학 특성을 얻기 위해 요구되고 있다. 특히, 복굴절 모드의 액정 표시 장치는, 이들의 변동이 화상의 불균일을 야기하는 원인이 되는 경우가 있다.

용액 유연법에 의한 방법에 의해 제조된 필름은 상기 필름 중의 극히 미량으로 잔류한 유기 용매량의 휘발에 의존하여 리타데이션값이 변동하는 경우가 있다. 이 필름은 긴 권취물의 상태로 제조, 보관, 수송되어, 편광판 제조업자 등에 의해 편광판으로 가공된다. 따라서, 권취물의 권취 가운데로 갈수로, 잔류 용매가 존재하고, 휘발성이 둔화하는 경우가 있다. 이로 인해 권취물 외측으로부터 권취물 내측, 및 폭 방향에서는 양단부로부터 중심에 걸쳐 미량의 잔류 용매의 농도차가 발생하고, 이것들이 발단이 되어 리타데이션값의 경시적인 변화와 변동을 일으키는 경우가 있었다.

한편, 용융 유연법에 의해 필름을 제조하는 경우, 휘발시키기 위한 용매가 존재하지 않는다. 이로 인해, 리타데이션값의 경시적인 변화와 변동이 보다 적은 롤 형상의 광학 필름이 얻어진다.

용융 유연법에 의해 제조되는 필름은 셀룰로오스 수지 등의 수지를 주체로 하여 구성되기 때문에, 셀룰로오스 수지 등의 수지 고유의 비누화를 활용하여 알칼리 처리 공정을 활용할 수 있다. 이것은 편광자를 구성하는 수지가 폴리비닐알코올일 때, 종래의 편광판 보호 필름과 마찬가지로 완전 비누화 폴리비닐알코올 수용액을 사용하여 위상차 필름과 접합할 수 있다. 이로 인해, 종래의 편광판 가공 방법을 적용할 수 있는 점에서 보다 우수하고, 특히 긴 형상인 롤 편광판이 얻어지는 점에서 우수하다.

또한, 본 발명에 의해 특히 유연 다이 출구의 필름(웹) 폭이 1500mm 이상 4000mm 이하인 광폭의 유연 다이(4)를 사용하여 필름을 제조하는 경우에 있어서, 평면성이 높은 필름을 제조할 수 있는 효과를 얻는다.

유연 다이 출구의 필름(웹) 폭이 1500mm 이상인 경우, 연신 등을 행한 후의 광학 필름으로서 2000mm를 초과하는 폭의 제품을 취하는 것이 가능하다. 본 발명이 특히 평면성이 높은 필름을 얻는 효과를 발휘하는 것은, 유연 다이 출구의 필름(웹) 폭이 1500mm 내지 4000mm의 범위, 특히 1700mm 내지 4000mm의 범위이다. 4000mm를 초과하는 유연 폭의 필름은 그 후의 반송 공정 등에서의 안정성이 낮아지는 것이 추측되어 실용적이지 않다.

위상차 필름 제조시에, 연신 전 및/또는 후에 대전 방지층, 하드 코팅층, 활성 용이층, 접착층, 방현층, 배리어층 등의 기능성층을 도포 형성하여도 된다. 이 때, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 약액 처리 등의 각종 표면 처리를 필요에 따라 실시할 수 있다.

제막 공정에 있어서, 커트된 필름 양단부의 클립 파지 부분은 분쇄 처리된 후, 혹은 필요에 따라 조립 처리를 행한 후, 동일한 품종의 필름용 원료로서 또는 다른 품종의 필름용 원료로서 재이용하여도 된다.

전술한 가소제, 자외선 흡수제, 매트제 등의 첨가물 농도가 다른 셀룰로오스 수지 등의 수지를 포함하는 조성물을 공유연하여, 적층 구조의 광학 필름을 제작할 수도 있다. 예를 들어 스킨층/코어층/스킨층과 같은 구성의 광학 필름을 만들 수 있다. 예를 들어 매트제는 스킨층에 많거나, 또는 스킨층에만 넣을 수 있다. 가소제, 자외선 흡수제는 스킨층보다 코어층에 많이 넣을 수 있고, 코어층에만 넣어도 된다. 또한, 코어층과 스킨층에서 가소제, 자외선 흡수제의 종류를 변경할 수도 있고, 예를 들어 스킨층에 저휘발성의 가소제 및/또는 자외선 흡수제를 포함시키고, 코어층에 가소성이 우수한 가소제, 혹은 자외선 흡수성이 우수한 자외선 흡수제를 첨가할 수도 있다. 스킨층과 코어층의 유리 전이 온도가 상이하여도 되며, 스킨층의 유리 전이 온도보다 코어층의 유리 전이 온도가 낮은 것이 바람직하다. 이 때, 스킨과 코어의 양자의 유리 전이 온도를 측정하고, 이들의 체적분율로부터 산출한 평균값을 상기 유리 전이 온도 Tg로 정의하여 마찬가지로 취급할 수도 있다. 또한, 용융 유연시의 셀룰로오스 에스테르를 포함하는 용융물의 점도도 스킨층과 코어층에서 상이하여도 되고, 스킨층의 점도>코어층의 점도이어도 되고, 코어층의 점도≥스킨층의 점도이어도 된다.

본 발명의 광학 필름은, 치수 안정성이 온도 23℃, 습도 55%RH에서 24시간 방치한 필름의 치수를 기준으로 하였을 때, 온도 80℃, 습도 90%RH에서의 치수의 변동값이 ±2.0% 미만이고, 바람직하게는 1.0% 미만이고, 더욱 바람직하게는 0.5% 미만이다.

본 발명의 광학 필름을 위상차 필름으로서 편광판의 보호 필름에 사용할 때에, 위상차 필름 자체에 상기의 범위 이상의 변동을 가지면, 편광판으로서의 리타데이션의 절대값과 배향각이 당초의 설정과 어긋나기 때문에, 표시 품질의 향상능의 감소 혹은 표시 품질의 열화를 야기하는 경우가 있다.

본 발명의 광학 필름을 위상차 필름으로서 편광판의 보호 필름에 사용하는 경우, 편광판의 제작 방법은 특별히 한정되지 않고 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 얻어진 위상차 필름을 알칼리 처리하고, 폴리비닐알코올 필름을 요오드 용액 중에 침지 연신하여 제작한 편광자의 양면에 완전 비누화 폴리비닐알코올 수용액을 사용하여, 편광자의 양면에 편광판 보호 필름을 접합하는 방법이 있으며, 적어도 한쪽 면에 본 발명의 편광판 보호 필름인 위상차 필름이 편광자에 직접 접합된다.

상기 알칼리 처리 대신에, 일본 특허 공개 평6-94915호 공보, 일본 특허 공개 평6-118232호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 접착 용이 가공을 실시하여 편광판 가공을 행하여도 된다.

편광판은 편광자 및 그의 양면을 보호하는 보호 필름으로 구성되어 있고, 또한 상기 편광판의 한쪽 면에 프로텍트 필름을, 반대면에 세퍼레이트 필름을 접합하여 구성할 수 있다. 프로텍트 필름 및 세퍼레이트 필름은 편광판 출하시, 제품 검사 시 등에 있어서 편광판을 보호하는 목적에서 사용된다. 이 경우, 프로텍트 필름은 편광판의 표면을 보호하는 목적에서 접합되며, 편광판을 액정판에 접합하는 면의 반대면측에 사용된다. 또한, 세퍼레이트 필름은 액정판에 접합하는 접착층을 커버하는 목적에서 사용되며, 편광판을 액정 셀에 접합하는 면측에 사용된다.

<실시예>

광학 필름의 제조 방법으로서, 용융 유연법을 이용한 경우의 실시예, 비교예를 이하에 나타낸다.

<실시예 1 내지 7, 비교예 1>

(수지 혼합물)

셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 89질량%

(아세틸기 치환도 1.4, 프로피오닐기 치환도 1.35, 수 평균 분자량 60000)

트리메틸올프로판 트리벤조에이트 9질량%

(가소제, 융점 85℃)

산화 방지제(IRGANOX XP 420/FD) 0.25질량%

(시바 재팬사제)

자외선 흡수제 1.6질량%

(TINUVIN 928, 시바 재팬사제, 융점 115℃)

매트제(실리카 미립자) 0.15질량%

(시호스타 KEP-30: 닛본 쇼꾸바이 가부시끼가이샤제, 평균 입경 0.3㎛)

또한, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트의 아세틸기, 프로피오닐기, 부티릴기 등의 아실기의 치환도의 측정은 ASTM-D817-96에 규정된 방법에 준하여 측정하였다.

상기 재료를 V형 혼합기로 30분간 혼합한 후, 스트랜드 다이를 설치한 2축 압출기를 사용하여 질소 분위기하에서 230℃에서 용융시켜, 길이 4mm, 직경 3mm의 원통형의 펠릿을 작성하였다. 얻어진 펠릿의 유리 전위점(Tg)은 135℃이었다.

상기 펠릿을 100℃에서 5시간 건조시켜, 함수율 100ppm으로 하고, 도 5에 도시하는 T 다이(4)를 설치한 단축 압출기(1)에 상기 펠릿을 공급하여 제막을 행하였다. 용융물에는 수지 이외의 첨가제가 11질량% 포함되어 있었다.

단축 압출기(1)는 스크류 직경 90mm, L/D=30, 압출량이 140kg/h가 되도록 스크류의 회전수를 조정하였다. 재료 공급구 부근으로부터 질소 가스를 봉입하여, 압출기(1) 내를 질소 분위기로 유지하였다. 압출기(1) 및 T 다이(4)는 온도를 240℃로 설정하였다. T 다이(4)는 코트 행어 타입이며, 폭이 1900mm이고, 내벽에 하드 크롬 도금을 실시하고 있으며, 면 조도 0.1S의 경면으로 마무리되어 있다. T 다이(4)의 립 간극은 2mm로 설정하였다.

도 6에 도시한 바와 같이, T 다이(4)로부터 나온 필름을, 롤 폭 2400mm의 크롬 도금 경면의 제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)(5) 상에 낙하시키고, 동시에 100℃로 온도 조정된 롤 폭 2400mm의 터치 롤(가압용 제2 회전체)(6)에 의해 필름을 가압하였다.

이 때, 제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)(5)의 표면 온도를 수지의 유리 전이 온도(Tg=135℃) 이하, 첨가제의 융점(가소제의 융점 85℃ 및 자외선 흡수제의 융점 115℃) 이상인 120℃로 설정하였다. 또한, 터치 롤(가압용 제2 회전체)(6)은 5N/mm의 선압으로 필름을 가압하였다.

제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)(5)과 터치 롤(가압용 제2 회전체)(6)에 의해 가압된 필름은, 계속해서 제2 냉각 롤(냉각용 제3 회전체)(7) 및 제3 냉각 롤(냉각용 제4 회전체)(8)의 합계 3개의 냉각 롤에 순서대로 외접시켜 냉각 고화하고, 박리 롤(9)에 의해 박리한다.

터치 롤(6)에 의해 협지 가압한 미연신 필름(17)의 막 두께는, 네킹에 수반하는 단부 후막부 각 100mm를 제외한 제품 상당 폭 1500mm의 평균 막 두께가 200㎛가 되도록, 유연 다이 볼트에 의해 립 간극을 조정하였다. 이 미연신 필름(17)을, 일단 롤 형상으로 권취하였다.

또한, 미연신 필름(17)의 폭은 1700mm이었다.

그 후, 롤 형상의 필름(17)을 풀어내고, 도 7에 도시하는 세로 연신 장치(10)에 있어서, 세로 연신을 행하였다. 도 7에 있어서, 가이드 롤(41)에 의해 세로 연신 장치(10)에 도입된 협지 가압 미연신 필름(17)은 제1 연신 전 예열 롤(21), 제2 연신 전 예열 롤(22), 제3 연신 전 예열 롤(23), 및 제4 연신 전 예열 롤(24)을 거쳐, 연신ㆍ예열 롤(25)에 이르고, 닙 롤(26)에 의해 위에서부터 가압되면서 이송되어 연신ㆍ냉각 롤(27)에 감아 걸려진다. 연신ㆍ예열 롤(25)과 연신ㆍ냉각 롤(27) 사이에는 상부 가열 히터(32) 및 하부 가열 히터(33)를 배치하고, 실시예 1 내지 5에 있어서는, 도 4에 도시한 바와 같이 필름 양단부로부터 열풍 송풍기(80)에 의해 열풍을 송풍하였다. 비교예 1로서는, 실시예 1 내지 7에서의 열풍 송풍기(80)를 설치하지 않은 것 외에는, 실시예 1 내지 7과 마찬가지의 설정으로 하였다.

연신ㆍ냉각 롤(27)에 감아 걸려진 필름(17)은, 거기에서 닙 롤(28)에 의해 위에서부터 가압되면서 이송되고, 여기에서 세로 연신된다. 또한, 필름(17)은 제1 연신 후 냉각 롤(29), 제2 연신 후 냉각 롤(30), 제3 연신 후 냉각 롤(31)을 거쳐, 가이드 롤(42)에 의해 세로 연신 장치(10)의 외부에 반출시켰다.

하기 표 1에 예열ㆍ연신ㆍ냉각 롤의 번호, 롤 용도, 롤 직경(mm), 재질, 조도, 및 롤 온도(℃)를 통합하여 기재하였다. 또한, 롤의 재질에 있어서 「H-Cr」이란 하드크롬을 의미한다.

또한, 히터(32, 33)에는 할로겐 히터를 사용하고, 능력은 50kW로 하고, 출력은 설정 연신 온도가 되도록 조절하였다. 히터(32, 33)의 높이는, 필름면으로부터 30mm로서 필름 폭 방향으로 균일하게 설정하고, 닙 롤(26, 28)의 압력은 2N/mm로 하였다.

열풍 송풍기(80)로부터는 풍량 및 열풍 온도를 조정하여, 필름 폭 방향의 양단부와 중앙부의 온도차를 하기 표 2와 같이 하여 실시예 1 내지 7로 하였다. 또한, 필름의 양단부 및 중앙부의 온도의 측정 방법은, 아피스테사제의 적외선 서모그래피 FSV-7000S를 사용하여, 도 3의 적외선 히터(15) 부근에 설치하고, 양단부를 각각 5 등분하여, 각각의 중앙의 위치를 측정하였다. 또한, 중앙부도 5 등분하고, 각각의 중앙의 위치를 측정하였다. 양단부의 측정값의 평균을 양단부의 온도, 중앙부의 측정값의 평균을 중앙부의 온도로 하고, 양단부의 온도로부터 중앙부의 온도를 뺀 차를 온도차로서 산출하였다.

이 세로 연신 장치(10)에서의 연신 공정에 있어서, 협지 가압 후의 미연신 필름(17)을 길이 방향으로 2.0배로 연신하였다. 또한, 실질 유효 스팬은 100mm로 하였다.

세로 연신 후, 도 13에 도시하는 가로 연신 장치로서 텐터 장치를 사용하였다. 가로 연신시의 연신 배율은 2.0배로 하였다. 이상과 같이 하여 실시예 1 내지 7 및 비교예 1의 광학 필름을 제조하였다.

세로 연신 및 가로 연신 후의 필름의 평가

다음에, 실시예 1 내지 7 및 비교예 1에 있어서 연신한 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름에 대하여, 연신 후의 막 두께 편차(㎛)를 접촉식 막 두께 측정기를 사용하여, 필름의 전체 폭에 있어서 10mm 간격으로 측정하고, 단부의 급격한 막 두께 변화를 제외한 범위에서, 최대 막 두께와 최소 막 두께의 편차를 평가하였다. 편차가 2㎛ 이하를 ◎, 2㎛ 초과 5㎛ 이하를 ○, 5㎛ 초과를 ×로 하였다. 막 두께 편차가 5㎛를 초과하면, 시야각이나 콘트라스트가 변화하여, 제품의 품질 레벨로서 사용할 수 없다.

또한, 세로 연신 전의 필름에 도 3에 도시한 바와 같이 기준선(La)을 그리고, 가로 연신 후의 보잉량(B)을 측정하고, 50mm 이하를 ◎, 50mm 초과 80mm 이하를 ○, 80mm 초과를 ×로서 평가하였다. 보잉량이 80mm를 초과하면 필름의 리타데이션이나 배향각이 불균일해져, 제품의 품질 레벨로서 사용할 수 없다.

또한, 폭 방향으로 100mm 간격으로 리타데이션을 측정하여, 그 편차가 2nm를 ◎, 2nm 초과 5nm 이하를 ○, 5nm 초과를 ×로서 평가하였다. 리타데이션의 편차가 5nm를 초과하면 크로스니콜에서 관찰하였을 때 명암의 모양이 보이게 되어, 제품의 품질 레벨로서 사용할 수 없다.

평가 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2의 결과로부터, 실시예 1 내지 7과 비교예 1을 비교하면, 세로 연신 공정에 있어서, 열가소성 수지 필름의 온도를 필름 폭 방향으로 변화시킴으로써, 막 두께 편차 및 보잉량을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 7을 비교하면, 필름 폭 방향의 필름 단부의 온도를 필름 중앙부보다 1℃ 내지 20℃ 높게 하여 길이 방향으로 연신하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 또한, 5℃ 내지 15℃의 범위에서 높이는 것이, 막 두께 뿐만 아니라 리타데이션이 균일해져 보다 바람직한 것을 알 수 있다.

1: 압출기
2: 필터
3: 스태틱 믹서
4, 50: 유연 다이
5: 제1 냉각 롤(냉각용 제1 회전체)
6: 터치 롤(가압용 제2 회전체)
7: 제2 냉각 롤(냉각용 제3 회전체)
8: 제3 냉각 롤(냉각용 제4 회전체)
P1: 필름이 최초로 제1 냉각 롤 표면에 접촉한 점
P2: 필름이 터치 롤 표면에 접촉한 점
9, 52: 박리 롤
10: 세로 연신 장치
11, 13: 반송 롤
15: 적외선 히터
16: 반사판
17: 필름
19: 슬리터
20: 가로 연신 장치
21: 제1 연신 전 예열 롤
22: 제2 연신 전 예열 롤
23: 제3 연신 전 예열 롤
24: 제4 연신 전 예열 롤
25: 연신ㆍ예열 롤
26: 닙 롤
27: 연신ㆍ냉각 롤
28: 닙 롤
29: 제1 연신 후 냉각 롤
30: 제2 연신 후 냉각 롤
31: 제3 연신 후 냉각 롤
32: 상부 가열 히터
33: 하부 가열 히터
41: 가이드 롤
42: 가이드 롤
51: 유연용 벨트
40: 건조 장치
52: 백 롤
53: 엠보싱 링
60: 권취 장치
S: 실질 연신 스팬
F: 광학 필름(원 권취체)

Claims (12)

1. 긴 형상의 열가소성 수지 필름을 2개의 반송 롤 사이에서 길이 방향으로 연신하는 세로 연신 공정과, 상기 세로 연신 공정 후에 상기 열가소성 수지 필름을 폭 방향으로 연신하는 가로 연신 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법에 있어서,
   상기 세로 연신 공정에서, 폭 방향에서의 상기 열가소성 수지 필름의 양단부의 온도가 폭 방향에서의 상기 열가소성 수지 필름의 중앙부의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 세로 연신 공정에서, 상기 양단부의 온도가 상기 중앙부의 온도보다 1℃ 내지 20℃ 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세로 연신 공정에서, 상기 양단부의 온도가 상기 중앙부의 온도보다 5℃ 내지 15℃ 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세로 연신 공정에서, 상기 열가소성 수지 필름이, 상기 2개의 반송 롤 사이에 배치된 적외선 히터에 의해 가온되고,
   상기 적외선 히터에서의 상기 열가소성 수지 필름의 반송 방향 상류측의 단부와, 상기 2개의 반송 롤 중 상기 열가소성 수지 필름의 반송 방향 하류측의 롤에 상기 열가소성 수지 필름이 접하는 위치의 거리가 50mm 이상 300mm 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 양단부와 상기 적외선 히터의 거리가 상기 중앙부와 상기 적외선 히터의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 세로 연신 공정에서, 상기 열가소성 수지 필름이, 상기 양단부로부터 상기 중앙부를 향하여 열풍을 분사하는 열풍 송풍기에 의해 가온되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 세로 연신 공정에서의 상기 양단부의 온도와 상기 중앙부의 온도의 차는, 상기 세로 연신 공정 및 상기 가로 연신 공정을 거친 후의 열가소성 수지 필름의 보잉량에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세로 연신 공정 후의 상기 열가소성 수지 필름의 막 두께가 20㎛ 이상 150㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세로 연신 공정에서, 상기 열가소성 수지 필름의 폭이 1500mm 이상 4000mm 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름이 열용융성 필름인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름이 셀룰로오스 에스테르 필름인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광학 필름.

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