KR20120009430A - 광학 필름의 제조 방법, 광학 필름 및 광학 필름의 제조 장치 - Google Patents

광학 필름의 제조 방법, 광학 필름 및 광학 필름의 제조 장치 Download PDF

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Abstract

터치 롤로부터의 열가소성 수지 필름의 이형성을 향상시켜, 횡단 얼룩이 없는 광학 필름의 제조 방법 및 상기 제조 방법으로 제조한 광학 필름, 광학 필름의 제조 장치를 제공한다. 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이로부터 회전 지지체의 표면에 필름 형상으로 압출하는 유연 공정과, 유연 공정에 의해 압출된 필름 형상의 용융물을, 회전 지지체와 협지 가압 회전체로 협지 가압하는 협지 가압 공정을 구비한 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 협지 가압 회전체와 필름 형상의 용융물의 이형성을 좋게 하기 위해서, 협지 가압 회전체의 표면에 이형성 조정제를 도포한다.

Description

광학 필름의 제조 방법, 광학 필름 및 광학 필름의 제조 장치{METHOD FOR PRODUCING OPTICAL FILM, OPTICAL FILM, AND APPARATUS FOR PRODUCING OPTICAL FILM}
본 발명은, 셀룰로오스 수지 등의 열가소성 수지를 포함하는 광학 필름을 용융 유연 성막법으로 제조하기 위한 광학 필름의 제조 방법, 제조 장치 및 광학 필름에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 종래의 CRT 표시 장치에 비하여, 공간 절약, 에너지 절약 면에서 모니터로서 널리 사용되고 있다. 또한, TV용으로서도 보급이 진행되고 있다. 이러한 액정 표시 장치에는, 편광판용의 보호 필름이나 위상차 필름 등의 다양한 광학 필름이 사용되고 있다.
편광판용의 보호 필름은, 연신 폴리비닐알코올 등으로 이루어지는 편광 필름에 부착하여 편광 필름을 보호하기 위한 필름이며, 셀룰로오스 수지 등의 열가소성 수지를 포함하는 필름이 사용되고 있다. 또한, 위상차 필름은, 시야각의 확대나 콘트라스트의 향상 등의 목적으로 사용되는 것이며, 셀룰로오스 수지 등의 열가소성 수지를 포함하는 필름을 연신하거나 하여 리타데이션이 부여된 것이다. 광학 보상 필름이라고 불리는 경우도 있다.
이러한 광학 필름의 제조 방법에는, 크게 구별하여, 용융 유연 성막법과 용액 유연 성막법이 있다. 전자는, 열가소성 수지를 가열 용융한 용융물을 지지체 상에 유연하고, 냉각 고화하고, 또한 필요에 따라 연신 등을 행하여 필름으로 하는 방법이며, 후자는, 중합체를 용매에 녹이고, 그 용액을 지지체 상에 유연하고, 용매를 증발하고, 또한 필요에 따라 연신 등을 행하여 필름으로 하는 방법이다.
종래, 막 두께의 균일화가 용이한 것 등의 이유에 의해 용액 유연 성막법에 의한 제조가 주류이었다. 그러나 용액 유연 성막법은, 용제의 회수 때문에 거대한 생산 설비가 필요해지거나 하는 문제가 있는 점에서, 이러한 문제가 없는 용융 유연 성막법에 의한 광학 필름의 제조가 주목받게 되었다.
한편, 이들 광학 필름에서는, 광학적인 성능, 특히 리타데이션이 균일한 것이 요구된다. 특히, 모니터나 TV의 대형화나 경량화가 진행되고, 리타데이션의 균일성이 점점 까다롭게 요구됨과 함께, 광학 필름의 광폭화, 박막화, 표면 평활성도 강하게 요구되어 왔다.
용융 유연 성막법에 의한 광학 필름의 제조는, 셀룰로오스 수지 등의 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이로부터 회전 지지체(이후, 캐스트 롤이라고도 한다)의 표면에 필름 형상으로 압출하고, 압출된 필름 형상의 용융물(이후, 필름이라고도 한다)을 회전 지지체와 협지 가압 회전체(이후, 터치 롤이라고도 한다)에 의해 협지 가압함으로써 필름을 얻는 것이 일반적이다. 터치 롤의 표면은, 필름의 표면 평활성을 올리기 위해서 경면 가공이 실시되어 있다.
이 협지 가압을 행할 때, 필름에 가하는 압력이 수지의 배향 상태에 영향을 주어, 얻어지는 필름의 리타데이션이 변화하기 때문에, 리타데이션의 균일성이 높은 광학 필름을 얻기 위해서는, 충분히 균일한 압력으로 협지 가압을 행하는 것이 중요해진다.
그러나 광학 필름의 광폭화에 수반하여, 유연 다이의 폭도 넓어짐으로써, 압출된 필름 형상의 용융물을 캐스트 롤과 터치 롤에 의해 균일한 압력으로 협지 가압하는 것이 곤란하게 되어 있다.
이러한 문제점에 대처하는 방법으로서, 터치 롤에 외주에 금속 원통을 갖는 탄성 롤(이후, 탄성 금속 롤이라고도 한다)을 사용하여, 협지 가압할 때의 압력을 균일하게 하는 방법이나, 또한 특허문헌 1에 있어서는, 유연 다이로부터 캐스트 롤에 유하되는 용융물의 온도를 종래보다 높게 설정함으로써, 캐스트 롤과 터치 롤의 협지 가압력이 다소 불균일해도 리타데이션 불균일을 억제하는 방법이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-172940호 공보
그러나, 캐스트 롤 상에 압출된 열가소성 수지를 포함하는 용융물에, 표면이 경면 가공된 터치 롤을 접촉 가압하면, 터치 롤로부터의 필름의 박리 불량이 발생하기 쉽고, 필름 폭 방향으로 줄무늬 형상의 얼룩(횡단 얼룩)이 발생하는 경우가 있었다. 또한, 터치 롤로 탄성 금속 롤을 사용하거나, 특허문헌 1과 같이 용융물의 온도를 높게 설정하면, 보다 터치 롤에 대한 부착력이 커져, 박리 불량을 일으켜, 횡단 얼룩이 더 발생하기 쉬워져, 리타데이션 불균일도 커진다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 터치 롤로부터의 필름의 이형성을 향상시켜, 횡단 얼룩이나 리타데이션 불균일이 발생하지 않는 광학 필름의 제조 방법, 광학 필름의 제조 장치 및 상기 제조 방법으로 제조한 광학 필름을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 특징을 갖는 것이다.
1. 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이로부터 회전 지지체의 표면에 필름 형상으로 압출하는 유연 공정과,
상기 유연 공정에서 압출된 필름 형상의 용융물을, 상기 회전 지지체와 협지 가압 회전체로 협지 가압하는 협지 가압 공정을 구비한 광학 필름의 제조 방법에 있어서,
상기 협지 가압 회전체의 표면에, 상기 협지 가압 회전체와 상기 필름 형상의 용융물의 이형성을 좋게 하기 위한 이형성 조정제를 도포하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
2. 상기 이형성 조정제가, 상기 용융물에 포함되는 첨가제 중 적어도 1개와 동일한 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
3. 상기 이형성 조정제가, 상기 광학 필름의 내부에서 자외선을 흡수하기 위하여 사용되는 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
4. 상기 이형성 조정제의 비점이 150 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
5. 상기 이형성 조정제를 도포하는 두께가 0.05 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
6. 상기 회전 지지체의 표면과 물의 접촉각 S1과, 상기 이형성 조정제를 도포한 후의 협지 가압 회전체의 표면과 물의 접촉각 S2가 0.5°<S2-S1<100°의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
7. 상기 협지 가압 회전체가 상기 회전 지지체에 가압한 상태에서의 상기 필름 형상의 용융물의 반송 장력 T1과, 상기 협지 가압 회전체가 상기 회전 지지체에 가압하지 않은 상태에서의 상기 필름 형상의 용융물의 반송 장력 T2의 차(T1-T2)가 1 내지 250N인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
8. 상기 열가소성 수지가 셀룰로오스에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
9. 상기 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조한 것을 특징으로 하는 광학 필름.
10. 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 회전 지지체의 표면에 필름 형상으로 압출하는 유연 다이와, 상기 유연 다이로 압출된 필름 형상의 용융물을, 상기 회전 지지체와 협지 가압 회전체로 협지 가압하는 협지 가압 수단을 구비한 광학 필름의 제조 장치에 있어서, 상기 협지 가압 회전체의 표면에, 상기 협지 가압 회전체와 상기 필름 형상의 용융물의 이형성을 좋게 하기 위한 이형성 조정제를 도포하는 이형성 조정제 도포 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 장치.
본 발명에 따르면, 협지 가압 회전체의 표면에 이형성 조정제를 도포한 후에, 필름 형상의 용융물을 회전 지지체와 협지 가압 회전체로 협지 가압하므로, 협지 가압 회전체로부터의 필름의 이형성이 향상된다. 따라서, 협지 가압 회전체로부터 필름이 박리될 때에 횡단 얼룩이나 리타데이션 불균일이 발생하지 않는 광학 필름의 제조 방법, 광학 필름의 제조 장치 및 상기 제조 방법으로 제조한 광학 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 사용한 유연 공정과 협지 가압 공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 광학 필름의 제조 방법의 실시 형태를 도시하는 개략도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서는, 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이로부터 회전 지지체(캐스트 롤)의 표면에 필름 형상으로 압출하는 유연 공정과, 유연 공정에 의해 압출된 필름 형상의 용융물을, 회전 지지체와 협지 가압 회전체(터치 롤)로 협지 가압하는 협지 가압 공정을 구비한 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 협지 가압 회전체의 표면에, 협지 가압 회전체와 필름 형상의 용융물의 이형성을 좋게 하기 위한 이형성 조정제를 도포하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법이다.
도 1에 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 사용한 일 실시 형태의 제조 장치의 유연 공정과 협지 가압 공정의 개략도를 도시한다. 유연 공정으로서는, 유연 수단으로서의 유연 다이(4)로부터 열가소성 수지를 포함하는 용융물(Y)을 캐스트 롤(5) 상의 P1의 위치에 압출한다. 이 때 터치 롤(6)의 표면에는, 협지 가압부 P2의 위치보다 상류측에서 이형성 조정제 도포 장치(100)에 의해 이형성 조정제(104)가 도포되어 있다. 유연 다이(4)로부터 캐스트 롤(5) 상의 P1의 위치에 압출된 용융물(Y)은, 협지 가압 공정으로서 P2의 위치에서 협지 가압 수단인 터치 롤(6)과 캐스트 롤(5)에 의해 협지 가압된다. 협지 가압된 용융물은 필름 형상으로 되어 캐스트 롤(5) 상에 반송되어, P3의 위치에서 박리되고, 다음 공정으로 이행한다.
이형성 조정제 도포 장치(100)는, 소정의 온도로 가온된 저류조(105) 내의 액상의 이형성 조정제(104)를 퍼 올리기 롤러(102)로 퍼 올리고, 규제 블레이드(103)에 의해 일정한 양으로 규제하고, 규제 후의 퍼 올리기 롤러(102) 상의 이형성 조정제(104)는 도포 롤러(101)로 전이되어, 터치 롤(6) 상에 도포되는 구성으로 되어 있다.
이와 같이 협지 가압 공정 전에, 터치 롤(6)의 표면에 이형성 조정제를 도포하고, 그 후 협지 가압 공정에서 캐스트 롤(5)과 터치 롤(6)에 의해 필름을 협지 가압함으로써, 필름과 캐스트 롤(5)의 점착력이, 필름과 터치 롤(6)의 점착력보다 커져, 터치 롤(6)과 필름이 박리할 때의 박리 불량의 발생을 억제할 수 있다. 특히, 필름 표면의 평활성을 올리기 위하여 터치 롤(6)의 표면을 경면 가공한 경우나, 터치 롤로 탄성 금속 롤을 사용한 경우, 또한 협지 가압 공정에서의 가압 불균일을 없애, 잔류 위상차를 저감시키기 위하여 필름 온도를 고온으로 하여 협지 가압하는 경우 등에는 터치 롤과 필름의 박리 불량이 발생하기 쉽지만, 본 발명에 의해 효과적으로 박리 불량을 없앨 수 있다.
또한, 상기의 구성은, 터치 롤(6)만으로 이형성 조정제를 도포하는 것이지만, 터치 롤(6)과 캐스트 롤(5)의 양쪽 표면에 이형성 조정제를 도포해도 좋고, 필름과 캐스트 롤(5)의 점착력이, 필름과 터치 롤(6)의 점착력보다 커지도록 조정하여, 터치 롤(6)과 필름이 박리할 때의 박리 불량의 발생을 억제할 수 있으면 된다.
본 발명에 관한 이형성 조정제로서는, 터치 롤(6)과 필름의 이형성을 올리는 재료이면, 특별히 한정하는 것은 아니며, 액체 상태나 고체 상태 모두 좋고, 제품으로서 필요한 광학 필름 특성에 악영향을 주지 않는 것이면 바람직하다. 보다 바람직하게는, 광학 필름에 사용되는 첨가제와 동일한 재료를 이형성 조정제로서 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 첨가제와 동일한 재료의 이형성 조정제를 사용함으로써, 터치 롤(6)에 도포한 이형성 조정제가 광학 필름의 표면에 부착되었다고 해도 광학 필름 특성에 악영향을 주는 일이 거의 없고, 또한 효과적으로 터치 롤(6)과 필름의 박리 불량을 없앨 수 있다.
이형성 조정제의 구체예로서는, 실리콘 오일이나 디메틸실록산, 디클로로메탄, 광학 필름의 첨가제로서 사용되는 가소제, 자외선 흡수제 등을 들 수 있다. 또한, 유기나 무기의 미립자를 분산시킨 액상의 것을 사용해도 좋다.
또한, 이형성 조정제의 비점으로서는 150 내지 250℃인 것이 바람직하다. 비점이 이 범위이면, 터치 롤(6) 표면에서는 터치 롤의 표면 온도가 150℃보다 낮으므로, 이형성 조정제가 액상 또는 고체 상태로 되어, 이형성 조정제로서 기능하고, 터치 롤(6)로부터 이형한 필름의 표면으로 전이된 이형성 조정제는, 그 후의 연신 공정 등의 고온이 되는 공정에서, 비점 이상으로 함으로써 휘발시킬 수 있어, 필름 표면에 이형성 조정제가 남지 않아, 광학 필름으로서의 성능을 유지할 수 있어 바람직하다.
또한, 이형성 조정제로서는, 특히 자외선 흡수제가 바람직하다. 자외선 흡수제는, 박리성이 높아, 그만큼 얇은 층에서 이형성을 발휘하고, 따라서 터치 롤(6)로부터 이형한 필름 표면의 평활성도 높아져 바람직하다. 또한, 본래 광학 필름에 첨가하여 사용하는 광학 필름의 구성 재료이므로, 제조 공정에 있어서 광학 필름 내에 혼입되어도 광학 필름 특성에 영향을 미치는 일이 적어 바람직하다.
또한, 터치 롤의 표면에 도포하는 이형성 조정제의 도포막 두께는 0.05 내지 1000㎛가 바람직하다. 이 범위의 도포막 두께로 함으로써 지나치게 적어서 도포 불량이 발생하거나, 또한 지나치게 두꺼워서 이형성 조정제가 터치 롤러와 냉각 롤러 사이에서 체류하거나 하여, 필름의 횡단 얼룩이나 리타데이션 불균일을 발생시킬 위험성이 적어 바람직하다.
또한, 캐스트 롤(5)의 표면과 물의 접촉각 S1과, 이형성 조정제를 도포한 후의 터치 롤(6)의 표면과 물의 접촉각 S2가 0.5°<S2-S1<100°의 관계에 있는 것이 바람직하다. S2-S1을 이 범위로 함으로써, 이형성 조정제의 도포 불량이 발생하거나(0.5°이하), 이형성 조정제의 도포 불균일이 필름 막 두께 불균일이 될(100°이상) 위험성이 적은 점에서 바람직하다.
롤의 표면과 물의 접촉의 측정은 순수에 대한 접촉각을 전자동 접촉각계 「CA-W형 롤 특형」(교와 가이멘 가가꾸사제)을 사용하여 23℃, 50%RH의 환경 하에서 측정한다. 순수의 증발에 의한 측정값의 변화와 측정의 안정성을 양립시키기 위해서, 순수적 적하 후 5초 내지 30초 이내에 측정을 종료시킨다. 측정은, 액적의 좌우단부점과 정점을 연결하는 직선의, 고체 표면에 대한 각도로부터 접촉각을 구하는 θ/2법에 의한다. 롤러의 축방향에 대하여 직각의 방향으로부터의 측정으로 하고, 적하량은 70㎕로 설정한다.
측정 개소는 롤의 중앙부, 좌우단부로부터 5cm 위치의 3개소에 대해서, 각각 원주 방향 90°씩 4개소, 총 12개소를 측정하여, 이 평균값을 접촉각으로 한다.
또한, 터치 롤(6)을 캐스트 롤(5)에 가압한 상태에서의 필름 형상의 용융물의 반송 장력을 T1, 터치 롤(6)을 캐스트 롤(5)에 가압하지 않은 상태에서의 필름 형상의 용융물의 반송 장력을 T2로 했을 때의 T1-T2의 값이 1 내지 250N인 것이 바람직하다. 반송 장력의 측정은, 캐스트 롤(5)의 하류측의 가장 가까운 롤러의 축의 양단부에, 연직 방향의 하중을 측정하는 하중계를 각각 설치하고, 터치 롤(6)을 캐스트 롤(5)에 가압한 경우로 하지 않은 경우 각각의 하중계의 차를 산출하여, 그 합계한 값을 T1-T2의 값으로 했다.
반송 장력의 차인 T1-T2의 값을 상기 범위로 함으로써, 터치 롤(6)로부터 이격될 때의 필름(어느 정도 고화된 필름 형상의 용융물)의 펄럭거림이 없고, 또한 지나치게 인장되는 일도 없기 때문에, 펄럭거림으로부터 오는 막 두께 불균일이나, 지나친 인장에 의한 파단 등이 일어날 우려가 없어, 터치 롤(6)로부터 박리한 필름을 안정되게 반송할 수 있다. 특히, 막 두께가 40㎛ 이하인 광학 필름을 제조하는 경우는, 터치 롤(6)로부터의 박리성을 양호하게 함과 함께, 반송 장력을 상기 범위 내로 함으로써, 보다 안정된 필름 반송을 행할 수 있어, 횡단 얼룩이나 리타데이션 불균일이 없는, 평활한 필름을 얻을 수 있어 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 사용함으로써, 터치 롤과 필름의 박리 불량이 없어져, 필름 표면에 횡단 얼룩(필름 폭 방향의 줄무늬 형상의 얼룩에 의해 표면에 요철이 발생하여 시인할 수 있는 얼룩이다)이나 리타데이션 불균일이 없는 광학 필름을 얻을 수 있다.
특히, 터치 롤의 표면을 경면으로 한 경우나, 터치 롤로 탄성 금속 롤을 사용한 경우나, 유연 다이로부터 압출되는 용융물의 온도를 올린 경우 등에는 터치 롤과 필름의 점착성이 높아지지만, 본 발명의 제조 방법에 의해, 터치 롤과 필름의 박리 불량을 개선하여, 필름 표면의 횡단 얼룩이나 리타데이션 불균일이 없는 광학 필름을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 광학 필름의 제조 방법에 대해, 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 열가소성 수지 필름의 제막 방법으로서는, 용융 수지를 유연하여 제막하는 용융 유연 제막법을 사용하여 제막한다.
본 발명에 의한 광학 필름의 주재료는, 제조가 용이한 것, 편광막과의 접착성이 좋은 것, 광학적으로 투명한 것 등을 바람직한 요건으로서 들 수 있다.
상기한 성질을 갖는 열가소성 수지 필름이면, 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 셀룰로오스디아세테이트 필름, 셀룰로오스트리아세테이트 필름, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름 등의 셀룰로오스에스테르계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리카르보네이트계 필름, 폴리아릴레이트계 필름, 폴리술폰(폴리에테르술폰도 포함한다)계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌비닐알코올 필름, 신디오택틱폴리스티렌계 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, 셀룰로오스에스테르계 필름, 시클로올레핀 중합체 필름, 폴리카르보네이트계 필름, 폴리술폰(폴리에테르술폰을 포함한다)계 필름이 바람직하고, 본 발명에 있어서는, 특히 셀룰로오스에스테르계 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, 셀룰로오스에스테르의 구조를 갖고, 지방산 아실기, 치환 혹은 비치환의 방향족 아실기 중에서 적어도 어느 한쪽의 구조를 포함하는, 셀룰로오스의 단독 또는 혼합산 에스테르(이하, 간단히 「셀룰로오스 수지」라고 한다)이며, 비정질성의 것이다. 「비정질성」이란, 불규칙한 분자 배치로 결정으로는 되지 않고 고체로 되어 있는 물질을 의미하고 있으며, 원료 시의 결정 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 사용에 유용한 셀룰로오스 수지에 대해서는, 일본 특허 공개 제2007-98917호 공보에 예시되어 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 수지는 필름으로 했을 때의 휘점 이물질이 적은 것인 것이 바람직하다. 휘점 이물질이란, 2매의 편광판을 직교로 배치하고(크로스니콜), 그 사이에 셀룰로오스에스테르 필름을 배치하고, 한쪽의 광원측의 편광판의 투과축에 편광판 보호 필름의 지상축이 평행하게 위치할 때 다른 쪽의 편광판의 외측의 면에 수직의 위치에서 관찰했을 때 광이 누설되는 원인이 되는 이물질을 의미한다. 이때 평가에 사용하는 편광판은 휘점 이물질이 없는 보호 필름으로 구성된 것인 것이 바람직하고, 편광자의 보호에 유리판을 사용한 것이 바람직하게 사용된다. 휘점 이물질은 셀룰로오스 수지에 포함되는 수산기의 에스테르화 부분이 미반응인 것이 그 원인의 하나로 사료되며, 휘점 이물질이 적은 셀룰로오스 수지를 사용하는 것과, 가열 용융한 셀룰로오스 수지를 여과함으로써 이물질을 제거하여, 휘점 이물질을 저감시킬 수 있다. 또한, 필름 막 두께가 얇아질수록 단위 면적당의 휘점 이물질 수는 적어지고, 필름에 포함되는 셀룰로오스 수지의 함유량이 적어질수록 휘점 이물질은 적어지는 경향이 있다.
휘점의 개수로서는, 면적 250㎜2당, 편광 크로스니콜 상태에서 인식되는 크기가 5 내지 50㎛인 휘점이 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 포함하고, 연속하여 용융 유연의 제막 공정을 실시할 수 있다.
열용융에 의한 휘점 이물질의 여과 공정을 포함하는 용융 유연 제막법은, 후술하는 가소제와 셀룰로오스 수지를 조성물로 한 경우, 가소제가 첨가되지 않은 계와 비교하여, 열용융 온도를 저하시키는 관점에서, 그리고 휘점 이물질의 제거 효율의 향상과 열분해의 회피 관점에서 바람직한 방법이다. 또한, 후술하는 다른 첨가제로서 자외선 흡수제나 매트제도 적절히 혼합한 것을 마찬가지로 여과할 수도 있다.
여과재로서는, 유리 섬유, 셀룰로오스 섬유, 여과지, 사불화에틸렌 수지 등의 불소 수지 등의 종래 공지의 것이 바람직하게 사용되지만, 특히 세라믹스, 금속 등이 바람직하게 사용된다. 절대 여과 정밀도로서는 50㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이하의 것이 사용된다. 이들은 적절히 조합하여 사용할 수도 있다.
필름 구성 재료의 셀룰로오스 수지 이외의 구성 재료를 상기 수지와 균일하게 혼합하는 것은, 가열 시의 용융성에 있어서 균일한 용융성을 부여하는 것에 기여할 수 있다.
셀룰로오스 수지 이외의 고분자 재료나 올리고머를, 적절히 선택하여 셀룰로오스 수지와 혼합해도 좋다. 이러한 고분자 재료나 올리고머는 셀룰로오스 수지와 상용성이 우수한 것이 바람직하고, 필름으로 했을 때의 전체 가시 영역 (400nm 내지 800㎚)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 용융 시의 점도 제어나 필름 가공 후의 필름 물성을 향상시키기 위하여 행하는 의미를 포함하고 있다. 이 고분자 재료나 올리고머는, 기타 첨가제로서의 개념으로서 파악해도 좋다.
이어서 광학 필름에 사용되는 첨가제에 대하여 설명한다. 이들 첨가제는, 이형성 조정제로 사용할 수 있다.
바람직하게 사용되는 가소제로서는, 인산에스테르계에서는, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등, 프탈산에스테르계에서는, 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트 등, 글리콜산에스테르계에서는, 트리아세틴, 트리부티린, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기의 가소제는, 필요에 따라 2종류 이상을 병용해도 좋다. 이 경우, 인산에스테르계의 가소제의 사용 비율을 50질량% 이하로 하는 것이, 결과적으로 셀룰로오스에스테르계 수지 필름의 가수분해를 일으키기 어렵고, 내구성이 우수하기 때문에 바람직하다. 인산에스테르계의 가소제 비율은 적은 편이 더욱 바람직하고, 프탈산에스테르계나 글리콜산에스테르계의 가소제만을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 흡수율 및 수분율을 특정한 범위 내로 하기 위하여 바람직한 가소제의 첨가량으로서는, 셀룰로오스에스테르계 수지에 대한 질량%로, 3 내지 30질량%이며, 보다 바람직하게는 10 내지 25질량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 25질량%이다. 여기서, 가소제의 첨가량이 30질량%를 초과하면, 셀룰로오스에스테르계 수지 필름의 기계 강도?치수 안정성이 열화되므로 바람직하지 않다.
산화 방지제로서는, 힌더드 페놀계의 화합물이 적당하며, 그 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-디에틸렌비스〔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 병용해도 좋다. 이들 화합물의 첨가량은, 그 효과를 얻기 위해서, 셀룰로오스에스테르계 수지에 대하여, 질량 비율로 1ppm 내지 1.0%가 바람직하고, 10 내지 1000ppm이 특히 바람직하다.
셀룰로오스에스테르계 수지 필름에는, 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 여기서, 자외선 흡수제로서는 액정의 열화 방지의 점보다 파장 370㎚ 이하의 자외선의 흡수능이 우수하고, 또한 양호한 액정 표시성의 점보다 파장 400㎚ 이상의 가시광의 흡수가 가급적 적은 것이 바람직하게 사용된다.
특히, 파장 370㎚에서의 자외선의 투과율이 10% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 투과율이 5% 이하, 또한 보다 바람직하게는 2% 이하이다.
사용하는 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
이들 자외선 흡수제의 1종 이상을 사용하고 있는 것이 바람직하고, 다른 2종 이상의 자외선 흡수제를 함유해도 좋다.
바람직하게 사용되는 자외선 흡수제는, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제나 벤조페논계 자외선 흡수제 등이다. 불필요한 착색이 더 적은 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 셀룰로오스에스테르계 수지 필름에 첨가한다는 형태가 특히 바람직하다.
자외선 흡수제의 첨가 방법은, 알코올이나 메틸렌클로라이드, 디옥솔란 등의 유기 용매에 자외선 흡수제를 용해하고 나서 도프에 첨가하거나 또는 직접 도프 조성 중에 첨가해도 좋다. 무기 분체와 같이 유기 용제에 용해하지 않는 것은, 유기 용제와 셀룰로오스에스테르계 수지 중에 디졸버나 샌드밀을 사용하여, 분산하고 나서 도프에 첨가한다.
자외선 흡수제의 사용량은, 셀룰로오스에스테르계 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, 셀룰로오스에스테르계 수지 필름의 투명성이 나빠지는 경향이 있어 바람직하지 않다.
또한, 셀룰로오스에스테르계 수지 필름에는, 필름끼리의 붙기를 방지하거나, 미끄러짐성을 부여하거나 하여, 핸들링하기 쉽게 하기 위해 매트제로서 미립자를 첨가해도 좋다.
미립자의 종류로서는, 무기 화합물이어도 좋고 유기 화합물이어도 좋다. 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 50㎚ 내지 2㎛가 좋다. 바람직하게는 100nm 내지 1000㎚, 더욱 바람직하게는 100nm 내지 500㎚이다. 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 많은데, 중요한 것은, 최종적으로 필름 중에서 미립자가 셀룰로오스에스테르계 수지와 복합하여 응집하여 형성되는 입경을 컨트롤하는 것이다.
미립자의 첨가량은, 셀룰로오스에스테르계 수지 필름 중에 대하여 0.02 내지 0.5질량%, 바람직하게는 0.04 내지 0.3질량%이다.
이들 광학 필름에 첨가하는 첨가제를 터치 롤의 표면에 도포하여, 터치 롤과 필름의 점착성을, 냉각 롤과 필름의 점착성보다 작게 함으로써 터치 롤과 필름의 이형성을 좋게 할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 용융 유연 제막법을 사용하여 실시하는 장치의 제1 실시 형태의 개략 플로우시트이다.
필름(용융물)이 처음에 캐스트 롤(5)의 표면에 접촉한 점(P1)과, 필름이 터치 롤(협지 가압 회전체)(6) 표면에 접촉한 점(P2)이 상이한 실시 형태를 기재하고 있지만, 경우에 따라서는, 필름이 처음에 캐스트 롤(5)의 표면에 접촉한 점(P1)과, 필름이 터치 롤(협지 가압 회전체)(6)의 표면에 접촉한 점(P2)이 동일한 경우도 있다. 또한, 필름이 먼저 터치 롤(6)에 접촉한 후에 P2에 이르는 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 캐스트 롤(5) 상에 용융 압출한다. 터치 롤(6)의 표면에는, 이형성 조정제 도포 장치(100)에 의해 자외선 흡수제가 이형성 조정제(104)로서 소정량 도포되어 있다. 압출된 필름 형상의 용융물은, 캐스트 롤(5)에 외접됨과 함께 터치 롤(6)에 의해 캐스트 롤(5) 표면에 소정의 압력으로 가압된다. 또한, 냉각 롤(7, 8)의 롤에 순서대로 외접되어 냉각 고화되고, 박리 롤(9)에 의해 박리된다. 박리된 필름(17)은, 세로 연신 장치(10)와 가로 연신 장치(20)에 의해 필름의 세로(반송 방향) 및 가로(폭 방향)로 연신된 후, 권취 장치(60)에 의해 권취된다.
이하에 상세하게 설명한다.
유연 다이(4)로부터 압출된 필름 형상의 열가소성 수지를 포함하는 용융물은 냉각 기능을 갖는 캐스트 롤(5) 상에 압출되고, 터치 롤(6)에 협지 가압됨과 함께 냉각, 면 교정된다. 캐스트 롤(5) 및 터치 롤(6)은 롤에 한정되는 것은 아니며, 드럼이나 벨트 등이어도 좋다.
캐스트 롤(5)의 온도는, 수지 혼합물의 유리 전이 온도(Tg) 이하, 첨가제의 융점 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, 터치 롤(6)은, 필름에 대하여 캐스트 롤(5)의 반대측으로부터 캐스트 롤(5)의 방향으로 필름을 협지 가압하는 목적의 회전체이다.
터치 롤(6)의 표면은 금속인 것이 바람직하고, 두께는 1㎜ 내지 10㎜이다. 바람직하게는 2㎜ 내지 6㎜이다. 협지 가압 회전체의 표면은, 크롬 도금 등의 처리가 실시되어 있고, 표면 거칠기는 최대 높이(Ry)로 0.1㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.05㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 롤 표면이 평활할수록 얻어지는 필름의 표면도 평활하게 할 수 있다.
협지 가압 공정에 있어서, 터치 롤(6)이, 외주에 금속 원통을 갖는 탄성 롤(탄성 금속 롤)로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 터치 롤(6)의 압력이 불균일해지면, 필름에 배향 불균일이 발생하는데, 이것이 크로스니콜 하에서는 명암의 불균일로 되어 버린다. 균일한 압력으로 필름을 면 교정하기 위해서는, 상기와 같은 외주에 금속 원통을 갖는 탄성의 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 올리거나, 수지와의 이형성을 개량하기 위해, 하드크롬 도금이나, 니켈 도금, 비정질 크롬 도금 등이나, 세라믹 용사 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 표면 가공한 표면은 재차 연마하여, 상술한 표면 거칠기로 하는 것이 바람직하다.
터치 롤(6)은, 금속제 외통과 내통의 이중 구조로 되어 있고, 그 사이에 냉각 유체를 흘릴 수 있도록 공간을 갖는 이중 통의 구성이다.
내통은, 탄소강, 스테인리스, 알루미늄, 티타늄 등의 경량이고 강성이 있는 금속제 내통인 것이 바람직하다. 내통에 강성을 가지게 함으로써, 롤의 회전 흔들림을 억제할 수 있다. 내통의 두께는, 외통의 2 내지 10배로 함으로써 충분한 강성이 얻어진다. 내통에는 실리콘, 불소 고무 등의 수지제 탄성 재료가 더 피복되어 있어도 좋다.
냉각 유체를 흘리는 공간의 구조는, 롤 표면의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 것이면 되는데, 예를 들어 폭 방향으로 가는 것과 되돌아오는 것을 교대로 흐르도록 하거나, 나선 형상으로 흐르도록 함으로써 롤 표면의 온도 분포가 작은 온도 제어를 할 수 있다. 냉각 유체는, 특별히 제한은 없고, 사용하는 온도 영역에 맞게 물이나 오일을 사용할 수 있다.
터치 롤(6)은, 중앙부의 외경이 양단부의 외경보다 큰 북형으로 설정된다. 터치 롤은, 그 양단부를 가압 수단으로 필름에 가압하는 것이 일반적이지만, 이 경우, 터치 롤이 휘어지기 때문에, 단부로 갈수록 강하게 가압되어 버리는 현상이 있다. 롤을 북형으로 함으로써 고도로 균일한 가압이 가능하게 된다.
터치 롤(6)의 직경은 200㎜ 내지 500㎜의 범위인 것이 바람직하다. 터치 롤(6)의 유효 폭은, 협지 가압하는 필름 폭보다 넓을 필요가 있다. 터치 롤(6)의 중앙부의 반경과 단부의 반경의 차(이하, 크라우닝량이라고 한다)에 의해, 필름의 중앙부에 발생하는 줄무늬 등의 얼룩을 방지할 수 있다. 크라우닝량은 50 내지 300㎛의 범위가 바람직하다.
캐스트 롤(5)과 터치 롤(6)은, 필름을 협지 가압하도록, 필름의 평면에 대하여 반대측의 위치에 설치한다. 캐스트 롤(5)과 터치 롤(6)은, 필름과 면으로 접촉해도 상관없고, 선으로 접촉해도 상관없다.
터치 롤(6)의 표면에는, 캐스트 롤(5) 상의 필름을 협지 가압하기 전에, 이형성 조정제 도포 장치(100)에 의해 이형성 조정제(104)가 소정량 도포된다. 이형성 조정제(104)의 도포에 대해서는, 상세하게 상술하였으므로 여기에서의 설명은 생략한다.
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 등으로 수분을 1000ppm 이하, 바람직하게는 200ppm 이하로 건조시키는 것이 바람직하다.
예를 들어 열풍이나 진공 또는 감압 하에서 건조한 셀룰로오스에스테르계 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 때는 진공 하 또는 감압 하나 불활성 가스 분위기 하로 하여, 산화 분해 등을 방지하는 것이 바람직하다.
가소제 등의 첨가제를 미리 혼합하지 않은 경우에는 압출기 도중에 혼련 삽입해도 좋다. 균일하게 첨가하기 위해, 스태틱 믹서(3) 등의 혼합 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 수지 등의 수지와, 기타 필요에 따라 첨가되는 안정화제 등의 첨가제는, 용융되기 전에 혼합해 두는 것이 바람직하다. 혼합은, 혼합기 등에 의해 행해도 좋고, 또한 상기한 바와 같이 셀룰로오스 수지 등의 수지 제조 과정에서 혼합해도 좋다. 혼합기를 사용하는 경우는 V형 혼합기, 원추 스크류형 혼합기, 수평 원통형 혼합기 등 일반적인 혼합기를 사용할 수 있다.
상기와 같이 필름 구성 재료를 혼합한 후에, 그의 혼합물을 압출기(1)를 사용하여 직접 용융하여 제막하도록 해도 좋지만, 일단 필름 구성 재료를 펠릿화한 후, 상기 펠릿을 압출기(1)로 용융하여 제막하도록 해도 좋다. 또한, 필름 구성 재료가, 융점이 상이한 복수의 재료를 포함하는 경우에는 융점이 낮은 재료만이 용융되는 온도에서 일단, 소위 밥풀과자 형상의 반용융물을 제작하여, 반용융물을 압출기(1)에 투입하여 제막하는 것도 가능하다. 필름 구성 재료에 열 분해되기 쉬운 재료가 포함되는 경우에는 용융 횟수를 저감시킬 목적으로, 펠릿을 제작하지 않고 직접 제막하는 방법이나, 상기와 같은 밥풀과자 형상의 반용융물을 만들고 나서 제막하는 방법이 바람직하다.
압출기(1)는, 시장에서 입수 가능한 다양한 압출기를 사용하는 것이 가능하지만, 용융 혼련 압출기가 바람직한데, 단축 압출기이어도 좋고 2축 압출기이어도 좋다. 필름 구성 재료로 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 알맞은 혼련을 얻을 수 있으므로 사용 가능하다. 필름 구성 재료로서, 일단 펠릿이나 밥풀과자 형상의 반용융물을 사용하는 경우는, 단축 압출기도 사용 가능하고 2축 압출기도 사용 가능하다.
압출기(1) 내 및 압출한 후의 냉각 공정은, 질소 가스 등의 불활성 가스로 치환하거나, 혹은 감압함으로써, 산소의 농도를 내리는 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(Tg)에 대하여, Tg 이상, Tg+100℃ 이하, 바람직하게는 Tg+10℃ 이상, Tg+90℃ 이하이다. 압출 시의 용융 점도는 1 내지 10000Pa?s, 바람직하게는 10 내지 1000Pa?s이다. 또한, 압출기(1) 내에서의 필름 구성 재료의 체류 시간은 짧은 쪽이 바람직한데, 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)에 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 위하여 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 유연 다이(4)의 재질로서는, 하드크롬, 탄화크롬, 질화크롬, 탄화티타늄, 탄질화티타늄, 질화티타늄, 초강, 세라믹(텅스텐카바이드, 산화알루미늄, 산화크롬) 등을 용사 혹은 도금하고, 표면 가공으로서 버프, #1000번수 이후의 지석을 사용하는 랩핑, #1000번수 이상의 다이아몬드 지석을 사용하는 평면 절삭(절삭 방향은 수지의 흐름 방향에 수직 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 캐스트 롤(5)과 터치 롤(6)로 밀착시켜, 가압하여 인취하는 공정을 갖는다.
필름 형상의 용융물이 처음에 캐스트 롤(5) 표면에 접촉하고 나서 터치 롤(6) 표면에 접촉할 때까지의 온도 저하는 20℃ 이내가 바람직하다. 필름이 처음에 캐스트 롤(5) 표면에 접촉하고 나서 터치 롤(6) 표면에 접촉할 때까지의 온도 저하가 지나치게 크면, 불균일한 수축에 의해 막 두께의 불균일이 커져 버린다. 또한 필름이 터치 롤(6)에 접촉한 시점의 온도가 지나치게 낮으면, 필름의 점도의 높이 때문에, 터치 롤(6)로부터 협지 가압해도 필름의 평면성이나 막 두께 불균일의 교정을 충분히 할 수 없게 된다.
캐스트 롤(5), 터치 롤(6)의 바람직한 재질은, 탄소강, 스테인리스강 등을 들 수 있다. 또한, 표면 정밀도는 높게 하는 것이 바람직하고, 표면 거칠기는, 최대 높이(Ry)로 0.1㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.05㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
터치 롤(6)은, 가압 수단에 의해 필름을 캐스트 롤(5)에 가압하는 것이 바람직하다. 이때의 터치 롤(6)이 필름을 가압하는 선압은 유압 피스톤 등에 의해 조정할 수 있는데, 바람직하게는 0.1 내지 100N/㎜, 보다 바람직하게는 1 내지 50N/㎜이다.
또한 캐스트 롤(5), 혹은 터치 롤(6)은 필름과의 접착의 균일성을 높이기 위하여 롤의 양단부의 직경을 가늘게 하거나, 유연한 롤면을 갖게 할 수도 있다.
유연 다이(4)의 개구부(립)부터 캐스트 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 립부터 캐스트 롤(5)까지의 부분의 압력을 70kPa 이하로 유지하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없지만, 유연 다이(4)로부터 롤 주변을 내압 부재로 덮어, 감압하는 등의 방법이 있다. 이때, 흡인 장치는, 장치 자체가 승화물의 부착 장소가 되지 않도록 히터로 가열하거나 하는 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 셀룰로오스에스테르계 수지를, 캐스트 롤(5), 냉각 롤(7) 및 냉각 롤(8)에 순차 밀착시켜 반송하면서 냉각 고화시켜, 셀룰로오스에스테르계 수지 필름(17)을 얻는다.
도 2에 도시하는 본 발명의 실시 형태에서는, 냉각 롤(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.
계속해서, 세로 연신 후의 필름은, 가로 연신 장치(텐터)(20)로 유도하고, 거기에서 필름(17)을 가로 방향(폭 방향)으로 연신한다. 이 가로 연신에 의해, 필름 중의 분자가 배향된다.
가로 연신 후, 필름(17)의 단부를 슬리터(19)에 의해 제품이 되는 폭으로 슬릿하여 재단한 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, 찰상의 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 있어, 필름 제품으로서 사용할 수 없으므로 절제되어 원료로서 재이용된다.
사용하는 권취기는, 일반적으로 사용되고 있는 것이면 되는데, 정 텐션법, 정 토크법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정한 프로그램 텐션 컨트롤법 등의 권취 방법으로 권취할 수 있다.
또한, 가로 연신 후의 널링 가공을 실시하는 공정 및 필름 단부의 후막부를 절제하는 슬리터 가공 공정을 권취 공정 전에 행해도 좋다.
이상과 같이 본 실시 형태에 의해 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, 그 외에 필름의 투습성이 높아져, 편광자를 습도로부터 보호하는 능력이 저하되어 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 필름이며, 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 있어, 특히 멀티 도메인형의 액정 표시 장치, 보다 바람직하게는 복굴절 모드에 의한 멀티 도메인형의 액정 표시 장치에 대한 사용에 적합하다.
멀티 도메인화는, 화상 표시의 대칭성의 향상에도 적합하며, 다양한 방식이 보고되어 있다「오끼다, 야마우치: 액정, 6(3), 303(2002)」. 상기 액정 표시 셀은, 「야마다, 야마바루: 액정, 7(2), 184(2003)」에도 기재되어 있고, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 광학 필름을 사용한 편광판은, 수직 배향 모드로 대표되는 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드, 특히 4분할된 MVA 모드, 전극 배치에 의해 멀티 도메인화된 공지의 PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, 전극 배치와 키랄능을 융합한 CPA(Continuous Pinpensated Alignment) 모드에 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, OCB(Optical Compensated Bend) 모드에 대한 적합에 있어서도 광학적으로 이축성을 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 것은 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 있고, 2분할법, 보다 바람직하게는 4분할법에 의해 공지의 액정 모드의 성질을 고려하여 결정할 수 있다.
액정 표시 장치는, 컬러화 및 동화상 표시용의 장치로서도 계속하여 응용되고 있으며, 본 발명의 광학 필름에 의해 표시 품질이 개량되어, 콘트라스트의 개선이나 편광판의 내성이 향상됨으로써 피로하기 어려워 충실한 동화상 표시가 가능하게 된다.
액정 표시 장치는, 본 발명의 광학 필름에 의해 구성되는 위상차 필름을 포함하는 편광판을 액정 셀에 대하여, 1매 배치하거나, 혹은 액정 셀 양측에 2매 배치한다. 이때 편광판에 포함되는 위상차 필름측이 액정 표시 장치의 액정 셀에 면하도록 사용함으로써 표시 품질의 향상에 기여할 수 있다.
편광판에 있어서, 편광자로부터 보아 위상차 필름과는 반대측 면에는, 셀룰로오스 유도체의 편광판 보호 필름이 사용되어, 범용의 TAC 필름 등을 사용할 수 있다. 액정 셀로부터 먼 측에 위치하는 편광판 보호 필름은, 표시 장치의 품질을 향상시키는 데다가, 다른 기능성층을 배치하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 광학 필름은, 예를 들어 반사 방지, 방현, 내찰상, 먼지 부착 방지, 휘도 향상 등의 기능을 부여해도 좋다. 편광판 표면에 부착해도 좋지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
위상차 필름 제조 시에 연신 전 및/또는 후에 대전 방지층, 하드 코트층, 역활성층, 접착층, 방현층, 배리어층 등의 기능성층을 도포 형성해도 좋다. 이때, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 약액 처리 등의 각종 표면 처리를 필요에 따라 실시할 수 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 있고, 적어도 편면에 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 접착 용이 가공을 실시하여 편광판 가공을 행해도 된다.
편광판은 편광자 및 그 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 출하 시, 제품 검사 시 등에 편광판을 보호할 목적으로 사용된다. 이 경우, 프로텍트 필름은, 편광판의 표면을 보호할 목적으로 접합되며, 편광판을 액정판에 접합하는 면의 반대면측에 사용된다. 또한, 세퍼레이트 필름은 액정판에 접합하는 접착층을 커버할 목적으로 사용되고, 편광판을 액정 셀에 접합하는 면측에 사용된다.
실시예
광학 필름의 제조 방법으로서의 실시예, 비교예를 이하에 기재한다.
(실시예 1 내지 8)
(수지 혼합물)
셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(아세틸기 치환도 1.4, 프로피오닐기 치환도 1.35, 수 평균 분자량 60000) 89질량%
트리메틸올프로판트리벤조에이트(가소제, 융점 85℃) 9질량%
산화 방지제(IRGANOX XP420/FD)(시바 재팬사제) 0.25질량%
자외선 흡수제(티누빈(TINUVIN) 928, 시바 재팬사제, 융점 115℃)1.6질량%
매트제(실리카 미립자)(시호스타 KEP-30: 닛본 쇼꾸바이 가부시끼가이샤제, 평균 입경 0.3㎛) 0.15질량%
또한, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트의 아세틸기, 프로피오닐기 등의 아실기의 치환도의 측정은 ASTM-D817-96에 규정된 방법에 준하여 측정했다.
상기 재료를 V형 혼합기로 30분 혼합한 후, 스트랜드 다이를 설치한 2축 압출기를 사용하여 질소 분위기 하에서 230℃에서 용융시켜, 길이 4㎜, 직경 3㎜의 원통형의 펠릿을 작성했다. 얻어진 펠릿의 유리 전위점(Tg)은 135℃이었다.
(광학 필름의 제조)
상기 펠릿을 100℃에서 5시간 건조시켜, 함수율 100ppm으로 하고, 도 2에 도시하는 T다이(4)를 설치한 단축 압출기(1)에 상기 펠릿을 공급하여 제막을 행했다. 용융물에는, 수지 이외의 첨가제가 11질량% 포함되어 있었다.
단축 압출기(1)는, 스크류 직경 90㎜, L/D=30, 압출량이 140kg/h로 되도록 스크류의 회전수를 조정했다. 재료 공급구 부근으로부터 질소 가스를 봉입하여, 압출기(1) 내를 질소 분위기로 유지했다. 압출기(1) 및 T다이(4)는, 온도를 240℃로 설정했다. T다이(4)는 코트 행어 타입이며, 폭이 1500㎜, 내벽에 하드크롬 도금을 실시하고 있으며, 면 조도 0.1S의 경면으로 마무리되어 있다. T다이(4)의 립 간극은 2㎜로 설정했다.
도 2에 도시한 바와 같이, T다이(4)로부터 나온 필름 형상 용융물을, 표면 온도가 120℃로 온도 조정된 롤 폭 1600㎜의 크롬 도금 경면의 캐스트 롤(5) 상에 낙하시키고, 동시에 120℃로 온도 조정된 롤 폭 1600㎜의 터치 롤(협지 가압 회전체)(6)에 의해 필름을 가압했다.
터치 롤의 표면에는, 캐스트 롤(5) 상의 용융물(Y)에 접하는 P2의 위치보다 상류측에서, 도 1에 도시한 바와 같이 이형성 조정제 도포 장치(100)에 의해 미리 이형성 조정제가 도포되어 있다. 이형성 조정제 도포 장치(100)는, 터치 롤(6)과 동일한 온도 120℃로 가온되어 있다. 이형성 조정제로서는, 자외선 흡수제 티누빈 928(T-928)과 디메틸실록산, 사불화에틸렌 공중합체를 사용했다. T-928과 디메틸실록산은 액상으로 도포하고, 사불화에틸렌 공중합체는 용제 크실렌 100질량부에 대하여, 20질량부를 녹여 도포했다. 사불화에틸렌 공중합체는 액으로 분지된 상태에서 터치 롤 표면에 도포되었다. 터치 롤(6)에 대한 도포 두께를 표 1과 같이 하고, 실시예 1 내지 8의 제조 조건으로 했다. 또한, 캐스트 롤(5)의 표면과 물의 접촉각은 75°, 이형성 조정제를 도포한 후의 터치 롤(6)의 표면과 물의 접촉각은 T-928이 95°, 사불화에틸렌 공중합체가 109°, 디메틸실록산이 120°이었다.
또한, 터치 롤(협지 가압 회전체)(6)은 5N/㎜의 선압으로 필름을 가압했다.
캐스트 롤(5)에는 스테인리스강을 사용하고, 표면 거칠기는 최대 높이(Ry)로 0.1㎛ 이하로 했다.
또한, 터치 롤(6)은, 금속 외통, 내통, 공극부를 구비하고 있는 이중 통 구조의 것을 사용했다. 금속 외통의 재질은, 스테인리스이며, 표면 거칠기는 최대 높이(Ry)로 0.05㎛ 이하로 하고, 두께는 3㎜로 했다. 내통은, 알루미늄이며 두께는 30㎜로 했다. 금속 외통과 내통의 공극부는 5㎜로 했다. 이 공극부(47)에 오일을 흘려, 금속 외통의 표면 온도를 120℃로 했다.
캐스트 롤(5)과 터치 롤(협지 가압 회전체)(6)에 가압된 필름은, 계속해서 냉각 롤(7) 및 냉각 롤(8)의 롤에 순서대로 외접시켜 냉각 고화하고, 박리 롤(9)에 의해 박리한다. 필름의 반송 속도는 10m/min으로 했다.
그 후, 세로 연신 장치(10)에 있어서, 세로 연신을 행했다.
본 세로 연신 장치(10)에 있어서의 연신 공정에 있어서, 협지 가압 후의 미연신 필름(17)을 길이 방향으로 2.0배로 연신하였다.
세로 연신 후, 가로 연신 장치(20)로서 텐터 장치를 사용하여 가로 연신한, 가로 연신 시의 연신 배율은 2.0배로 했다.
연신 후의 필름을 폭 1300으로 되도록 슬리터에 의해 슬릿한 후, 권취 장치(60)로 권취하고, 폭 1300㎜, 막 두께 100㎛, 길이 1000m의 실시예 1 내지 8의 광학 필름을 제조했다.
(광학 필름의 평가)
다음에, 실시예 1 내지 8의 광학 필름에 대해서, 광학 필름의 전체 영역의 표면을 육안 관찰에 의해, 필름 폭 방향의 줄무늬 형상의 얼룩(횡단 얼룩)의 유무를 관찰했다. 횡단 얼룩이 없는 것을 랭크 4, 1개 이상 3개 미만의 것을 랭크 3, 3개 이상 6개 미만의 것을 랭크 2, 6개 이상 있는 것을 랭크 1로 했다. 또한, 리타데이션의 균일성의 평가로서, 실시예 1 내지 8의 필름을, 편광판에 의한 크로스니콜 하에서, 즉 직교 상태(크로스니콜 상태)로 배치한 2매의 편광자 사이에 두고, 한쪽의 편광판의 외측으로부터 광을 쐬고, 다른 쪽의 편광판의 외측으로부터 육안으로 관찰하여, 리타데이션의 균일성의 랭크 부여를 했다. 광학 필름의 전체 영역에 걸쳐 광의 투과가 없어, 전체적으로 균일한 암 시야의 것을 랭크 A, 부분적으로 줄무늬 형상의 명암이 조금 확인되는 것을 랭크 B, 부분적으로 줄무늬 형상의 명암이 확인되는 것을 랭크 C, 부분적으로 강한 줄무늬 형상의 명암이 확인되는 것을 랭크 D로 했다. 횡단 얼룩이 육안에 의해 6개 이상 관찰되어, 리타데이션의 불균일이 랭크 D인 것은 제품 품질상 문제가 된다.
(비교예 1)
실시예 1의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 터치 롤(6)의 표면에 이형성 조정제를 도포하지 않은 것 외는, 실시예 1과 마찬가지로 제작하여, 평가했다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
실시예 1의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 터치 롤(6)의 표면에 이형성 조정제를 도포하지 않고, 필름 형상 용융물을 낙하시키기 전의 캐스트 롤(5)의 표면에 실시예 1에서 사용한 이형성 조정제(T-928)를 0.04㎛의 두께로 도포한 것 외는, 실시예 1과 마찬가지로 제작하여, 평가했다.
Figure pct00001
표 1의 결과로부터, 회전 지지체의 표면에 이형성 조정제를 도포함으로써, 횡단 얼룩이나 리타데이션 불균일이 적은 평면성이 높은 광학 필름을 제작할 수 있는 것을 알았다. 또한, 실시예 1 내지 6의 결과로부터, 회전 지지체의 표면에 도포하는 이형성 조정제의 두께가 0.05 내지 1000㎛의 범위에 있으면 횡단 얼룩이 더 적어지는 것을 알았다.
1: 압출기
2: 필터
3: 스태틱 믹서
4: 유연 다이
5: 캐스트 롤, 회전 지지체
6: 터치 롤, 협지 가압 회전체
7, 8: 냉각 롤
P1: 필름이 처음에 캐스트 롤 표면에 접촉한 점
P2: 필름이 터치 롤 표면에 접촉한 점
P3: 필름이 캐스트 롤로부터 이격되는 점
9: 박리 롤
10: 세로 연신 장치
17: 필름
19: 슬리터
20: 가로 연신 장치
52: 백 롤
53: 엠보싱 링
60: 권취 장치
100: 이형성 조정제 도포 장치
101: 도포 롤러
102: 퍼 올리기 롤러
103: 규제 블레이드
104: 이형성 조정제
105: 저류조
Y: 용융물
F: 광학 필름(원 권취체)

Claims (10)

  1. 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이로부터 회전 지지체의 표면에 필름 형상으로 압출하는 유연 공정과,
    상기 유연 공정에서 압출된 필름 형상의 용융물을, 상기 회전 지지체와 협지 가압 회전체로 협지 가압하는 협지 가압 공정을 구비한 광학 필름의 제조 방법에 있어서,
    상기 협지 가압 회전체의 표면에, 상기 협지 가압 회전체와 상기 필름 형상의 용융물의 이형성을 좋게 하기 위한 이형성 조정제를 도포하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이형성 조정제가, 상기 용융물에 포함되는 첨가제 중 적어도 1개와 동일한 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이형성 조정제가, 상기 광학 필름의 내부에서 자외선을 흡수하기 위하여 사용되는 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이형성 조정제의 비점이 150 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이형성 조정제를 도포하는 두께가 0.05 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 지지체의 표면과 물의 접촉각 S1과, 상기 이형성 조정제를 도포한 후의 협지 가압 회전체의 표면과 물의 접촉각 S2가 0.5°<S2-S1<100°의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 협지 가압 회전체가 상기 회전 지지체에 가압한 상태에서의 상기 필름 형상의 용융물의 반송 장력 T1과, 상기 협지 가압 회전체가 상기 회전 지지체에 가압하지 않은 상태에서의 상기 필름 형상의 용융물의 반송 장력 T2의 차(T1-T2)가 1 내지 250N인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지가 셀룰로오스에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조한 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  10. 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 회전 지지체의 표면에 필름 형상으로 압출하는 유연 다이와, 상기 유연 다이로 압출된 필름 형상의 용융물을, 상기 회전 지지체와 협지 가압 회전체로 협지 가압하는 협지 가압 수단을 구비한 광학 필름의 제조 장치에 있어서,
    상기 협지 가압 회전체의 표면에, 상기 협지 가압 회전체와 상기 필름 형상의 용융물의 이형성을 좋게 하기 위한 이형성 조정제를 도포하는 이형성 조정제 도포 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2489934B (en) * 2011-04-08 2015-11-25 Innovia Films Ltd Film

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172940A (ja) 2003-12-08 2005-06-30 Sekisui Chem Co Ltd 光学フィルム及びその製造方法
JP2006305924A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、およびポリビニルアルコール系フィルム
JP2008044336A (ja) * 2006-07-20 2008-02-28 Konica Minolta Opto Inc タッチロール、光学フィルムの製造装置、及び、光学フィルムの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08336878A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Denki Kagaku Kogyo Kk 樹脂シートの製造方法
WO2000066339A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-09 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Procede et dispositif de production d'un article en resine moule
US7854864B2 (en) * 2006-04-28 2010-12-21 Konica Minolta Opto, Inc. Method for manufacturing an optical film having a convexoconcave structure
JP2008080552A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Konica Minolta Opto Inc 光学フィルムの製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172940A (ja) 2003-12-08 2005-06-30 Sekisui Chem Co Ltd 光学フィルム及びその製造方法
JP2006305924A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、およびポリビニルアルコール系フィルム
JP2008044336A (ja) * 2006-07-20 2008-02-28 Konica Minolta Opto Inc タッチロール、光学フィルムの製造装置、及び、光学フィルムの製造方法

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