KR20200112650A - 연신 필름의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
[과제] 경사 연신된 필름에 발생한 늘어짐을 저감하는 것.
[해결 수단] 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화되는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것, 상기 좌우의 클립을 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜서 상기 필름을 경사 연신하는 것, 상기 필름을 상기 좌우의 클립으로부터 개방하는 것, 상기 필름을 롤 반송하고, 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하는 것, 및, 상기 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 상기 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키는 보정을 행하는 것을 포함하는 연신 필름의 제조 방법
[해결 수단] 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화되는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것, 상기 좌우의 클립을 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜서 상기 필름을 경사 연신하는 것, 상기 필름을 상기 좌우의 클립으로부터 개방하는 것, 상기 필름을 롤 반송하고, 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하는 것, 및, 상기 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 상기 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키는 보정을 행하는 것을 포함하는 연신 필름의 제조 방법
Description
본 발명은 연신 필름의 제조 방법 및 광학 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD), 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(OLED) 등의 화상표시 장치에 있어서, 표시 특성의 향상이나 반사 방지를 목적으로 해서 원편광판이 사용되고 있다. 원편광판은, 대표적으로는 편광자와 위상차 필름(대표적으로는 λ/4판)이, 편광자의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 45°의 각도를 이루도록 해서 적층되어 있다. 종래, 위상차 필름은, 대표적으로는 종방향 및/또는 횡방향으로 1축 연신 또는 2축 연신함으로써 제작되고 있으므로, 그 지상축은 대부분의 경우 장척 형상의 필름 원반의 횡방향(폭방향) 또는 종방향(장척 방향)으로 발현된다. 결과적으로, 원편광판을 제작하기 위해서는 위상차 필름을 폭방향 또는 장척 방향에 대하여 45°의 각도를 이루도록 재단하여, 1매씩 편광판(편광자)과 접합할 필요가 있었다.
또한, 원편광판의 광대역성을 확보하기 위해서 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 폭방향 또는 장척 방향에 대하여 15° 및 75°의 각도를 이루도록 위상차 필름을 재단하여, 1매씩 편광판(편광자)과 접합할 필요가 있었다.
또 다른 실시형태에 있어서는, 노트 PC로부터의 광이 키보드 등에 비치는 것을 회피하기 위해서, 편광판으로부터 나간 직선 편광의 방향을 90°회전시킬 목적으로 편광판의 시인측에 λ/2판을 사용하는 경우가 있다. 이 경우에도, 폭방향 또는 장척 방향에 대하여 45°의 각도를 이루도록 위상차 필름을 재단하여 1매씩 편광판(편광자)과 접합할 필요가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화되는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하고, 상기 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시켜 경사 방향으로 연신(이하, 「경사 연신」이라고도 칭한다)함으로써, 위상차 필름의 지상축을 경사 방향으로 발현시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 그러나, 이와 같은 기술로 얻어진 경사 연신 필름에 있어서는, 폭방향의 단부에 늘어짐이 생길 경우가 있다. 이와 같은 늘어짐이 생긴 필름을 권취하면, 얻어지는 필름 롤에 주름이나 구김이 발생할 경우가 있다. 또한, 늘어짐이 생긴 필름을 다른 광학 필름과 접합하면, 접착제나 점착제의 도공 불균일이나 미도공부가 생길 경우나, 얻어지는 광학 적층체에 주름이나 구김이 발생할 경우가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 주된 목적은 경사 연신된 필름에 생긴 늘어짐을 저감하는 것에 있다.
본 발명의 하나의 국면에 의하면, 장척 형상 필름의 폭방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화되는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것, 상기 좌우의 클립을 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜 상기 필름을 경사 연신하는 것, 상기 필름을 상기 좌우의 클립으로부터 개방하는 것, 상기 필름을 롤 반송하고, 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하는 것, 및, 상기 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 상기 좌우 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키는 보정을 행하는 것을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법이 제공된다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 좌우의 클립으로부터 개방된 상기 필름의 좌우 단부를 절단 제거한 후에, 상기 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출한다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 클립 피치를 변화시키는 보정이 상기 늘어짐이 발생하고 있는 부위에 대하여 원방의 단부를 파지하는 클립의 클립 피치를 증대하는 것을 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 클립 피치를 변화시키는 보정이, 선행해서 주행하는 상기 클립이 상기 경사 연신에 있어서의 주행 구간의 1/2∼9/10의 위치를 통과한 시점으로부터, 상기 필름이 상기 좌우의 클립으로부터 개방되기까지의 동안에 걸쳐 행해진다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 클립 피치를 변화시키는 보정이, 상기 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 좌우 단부의 길이의 차(L')(단위: ㎜)보다 큰 보정량으로 행해지고, 단, L'는 하기 식 (1) 및 (2)에 의거하여 산출되는 상기 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 길이(L)(단위: ㎜)를 하기 식 (3)에 대입해서 산출된다.
(상기 식 중, d는 검출된 늘어짐량(단위: ㎜)을 나타내고, W는 상기 필름 1m당의 질량(단위: g)을 나타내고, g는 중력 가속도를 나타내고, S는 상기 반송 롤간의 거리(단위: ㎜)를 나타내고, H는 식 (1)로부터 산출되는 늘어짐이 발생하고 있는 단부측에 걸리는 장력(단위: N/m)을 나타낸다.)
하나의 실시형태에 있어서, 상기 클립 피치를 변화시키는 보정이 상기 경사 연신에 있어서 행해지고, 그 때의 분위기 온도가 상기 필름의 Tg∼Tg+20℃이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 상기 연신 필름의 제조 방법에 의해 장척 형상의 연신 필름을 얻는 것, 및, 장척 형상의 광학 필름과 상기 장척 형상의 연신 필름을 반송하면서, 그 장척 방향을 맞추어 연속적으로 접합하는 것을 포함하는 광학 적층체의 제조 방법이 제공된다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 광학 필름이 편광판이고, 상기 연신 필름이 λ/4판 또는 λ/2판이다.
본 발명의 연신 필름의 제조 방법에 있어서는, 경사 연신된 필름에 발생한 늘어짐량과 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하고, 상기 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 보정한다. 이것에 의해, 필름의 좌우 단부의 길이의 차가 감소되는 결과, 늘어짐이 저감된 장척 형상의 경사 연신 필름이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 일례를 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법에 사용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다.
도 3은 도 2의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 4는 도 2의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 5는 늘어짐량의 측정 방법을 설명하는 개략도이다.
도 6a는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 하나의 실시형태에 있어서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 6b는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 다른 실시형태에 있어서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차 필름을 사용한 원편광판의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법에 사용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다.
도 3은 도 2의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 4는 도 2의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이다.
도 5는 늘어짐량의 측정 방법을 설명하는 개략도이다.
도 6a는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 하나의 실시형태에 있어서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 6b는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 다른 실시형태에 있어서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 위상차 필름을 사용한 원편광판의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다. 또, 본 명세서에 있어서, 「종방향의 클립 피치」란, 종방향에 인접하는 클립의 주행 방향에 있어서의 중심간 거리를 의미한다. 또한, 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 관계는, 특단의 기재가 없는 한 상기 필름의 반송 방향을 향한 좌우 관계를 의미한다.
A. 연신 필름의 제조 방법
본 발명의 연신 필름의 제조 방법은, 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화되는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것, 상기 좌우의 클립을 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜서 상기 필름을 경사 연신하는 것, 상기 필름을 상기 좌우의 클립으로부터 개방하는 것, 상기 필름을 롤 반송하고, 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하는 것, 및, 상기 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 상기 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키는 보정을 행하는 것을 포함한다. 대표적으로는, 클립에 의해 파지된 필름은 예열되고, 그 후 경사 연신에 제공된다.
도 1은 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 일례를 설명하는 개략도이다. 연신 장치(100)에 있어서 경사 연신되고, 이어서, 클립으로부터 개방된 경사 연신 필름(1)은 연신 장치(100)의 출구로부터 송출되고, 반송 롤(200a, 200b, 200c 및 200d)을 이용하여 롤 반송되어서 권취부(300)에서 권취된다. 필름(1)을 롤 반송할 때에, 반송 롤간에서 늘어짐량 등의 검출을 행하고, 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키는 보정을 행한다. 이것에 의해, 보정 후에 얻어지는 연신 필름의 좌우 단부의 길이의 차가 감소되는 결과, 늘어짐이 저감된 장척 형상의 경사 연신 필름이 얻어질 수 있다.
상기 클립에 의한 필름의 파지, 예열, 경사 연신 및 클립으로부터의 개방은, 예를 들면, 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 단부를 파지하면서, 각각 다른 속도로 주행 이동할 수 있는 좌우의 클립을 구비한 텐터식 동시 2축 연신 장치를 이용하여 행해질 수 있다.
도 2는 본 발명의 제조 방법에 사용될 수 있는 연신 장치의 일례의 전체 구성을 설명하는 개략 평면도이다. 연신 장치(100)는, 평면에서 볼 때에 좌우 양측에 필름 파지용의 다수의 클립(20)을 갖는 무단 루프(10L)와 무단 루프(10R)를 좌우 대칭으로 갖는다. 또, 본 명세서에 있어서는, 필름의 입구측으로부터 보아서 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)에 안내되어서 루프 형상으로 순회 이동한다. 좌측의 무단 루프(10L)의 클립(20)은 반시계 회전 방향으로 순회 이동하고, 우측의 무단 루프(10R)의 클립(20)은 시계 회전 방향으로 순회 이동한다. 연신 장치에 있어서는, 시트의 입구측으로부터 출구측으로 향하여, 파지존(A), 예열존(B), 경사 연신존(C) 및 개방존(D)이 순차적으로 형성되어 있다. 이들 각각의 존은, 연신 대상이 되는 필름이 실질적으로 파지, 예열, 경사 연신, 및 개방되는 존을 의미하고, 기계적, 구조적으로 독립된 구획을 의미하는 것은 아니다. 또한, 도 1의 연신 장치에 있어서의 각각의 존의 길이의 비율은, 실제의 길이의 비율과 다른 것에 유의해야 한다.
도 2에서는 도시되어 있지 않지만, 경사 연신존(C)과 개방존(D) 사이에는, 필요에 따라서 임의의 적절한 처리를 하기 위한 존이 형성되어도 좋다. 이와 같은 처리로서는 횡수축 처리 등을 들 수 있다. 또한, 마찬가지로 도시되어 있지 않지만, 상기 연신 장치는 대표적으로는 예열존(B)으로부터 개방존(D)까지를 가열 환경으로 하기 위한 가열 장치(예를 들면, 열풍식, 근적외식, 원적외식 등의 각종 오븐)를 구비하고 있다.
상기 연신 장치(100)의 파지존(A) 및 예열존(B)에서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리에서 서로 대략 평행하게 되도록 구성되어 있다. 경사 연신존(C)에서는, 예열존(B)의 측으로부터 개방존(D)을 향함에 따라 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 이간 거리가 상기 필름의 연신 후의 폭에 대응할 때까지 서서히 확대되는 구성으로 되어 있다. 개방존(D)에서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는 상기 필름의 연신 후의 폭에 대응하는 이간 거리에서 서로 대략 평행하게 되도록 구성되어 있다. 단, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 구성은 상기 도시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는 파지존(A)으로부터 개방존(D)까지 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리에서 서로 대략 평행하게 되도록 구성되어 있어도 좋다.
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. 예를 들면, 좌측의 무단 루프(10L)의 구동용 스프로킷(11, 12)이 전동 모터(13, 14)에 의해 반시계 회전 방향으로 회전 구동되고, 우측의 무단 루프(10R)의 구동용 스프로킷(11, 12)이 전동 모터(13, 14)에 의해 시계 회전 방향으로 회전 구동된다. 그 결과, 이들 구동용 스프로킷(11, 12)에 맞물려 있는 구동 롤러(도시하지 않음)의 클립 담지 부재에 주행력이 부여된다. 이것에 의해, 좌측의 무단 루프(10L)는 반시계 회전 방향으로 순회 이동하고, 우측의 무단 루프(10R)는 시계 회전 방향으로 순회 이동한다. 좌측의 전동 모터 및 우측의 전동 모터를 각각 독립적으로 구동시킴으로써, 좌측의 무단 루프(10L) 및 우측의 무단 루프(10R)를 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 변화될 수 있다. 가변 피치형의 구성은, 팬터그래프 방식, 리니어 모터 방식, 모터·체인 방식 등의 구동 방식을 채용함으로써 실현될 수 있다. 이하, 일례로서 링크 기구(팬터그래프 기구)에 대하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 각각, 도 1의 연신 장치에 있어서 클립 피치를 변화시키는 링크 기구를 설명하기 위한 요부 개략 평면도이고, 도 3은 클립 피치가 최소인 상태를 나타내고, 도 4는 클립 피치가 최대인 상태를 나타낸다.
도 3 및 도 4에 도시되어지는 바와 같이, 클립(20)을 각각 담지하는 평면에서 보아 횡방향으로 가늘고 긴 직사각형상의 클립 담지 부재(30)가 형성되어 있다. 도시하지 않지만, 클립 담지 부재(30)는 상측 빔, 하측 빔, 앞벽(클립측의 벽), 및 뒷벽(클립과 반대측의 벽)에 의해 닫히고 단면이 강고한 프레임 구조로 형성되어 있다. 클립 담지 부재(30)는, 그 양단의 주행륜(38)에 의해 주행 노면(81, 82) 상을 전동하도록 설치되어 있다. 또, 도 3 및 도 4에서는 앞벽측의 주행륜(주행 노면(81) 상을 전동하는 주행륜)은 도시되지 않는다. 주행 노면(81, 82)은 전역에 걸쳐서 기준 레일(70)에 병행하고 있다. 클립 담지 부재(30)의 상측 빔과 하측 빔의 뒷측(클립측의 반대측(이하, 반클립측))에는, 클립 담지 부재의 길이 방향을 따라 장공(31)이 형성되고, 슬라이더(32)가 장공(31)의 길이 방향으로 슬라이드 가능하게 맞물려 있다. 클립 담지 부재(30)의 클립(20)측 단부의 근방에는, 상측 빔 및 하측 빔을 관통해서 1개의 제 1 축부재(33)가 수직으로 설치되어 있다. 한편, 클립 담지 부재(30)의 슬라이더(32)에는 1개의 제 2 축부재(34)가 수직으로 관통해서 설치되어 있다. 각 클립 담지 부재(30)의 제 1 축부재(33)에는 주링크 부재(35)의 일단이 피봇 연결되어 있다. 주링크 부재(35)는, 타단을 인접하는 클립 담지 부재(30)의 제 2 축부재(34)에 피봇 연결되어 있다. 각 클립 담지 부재(30)의 제 1 축부재(33)에는 주링크 부재(35)에 추가해서 부링크 부재(36)의 일단이 피봇 연결되어 있다. 부링크 부재(36)는, 타단을 주링크 부재(35)의 중간부에 피봇축(37)에 의해 피봇 연결되어 있다. 주링크 부재(35), 부링크 부재(36)에 의한 링크 기구에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(32)가 클립 담지 부재(30)의 뒷측(반클립측)으로 이동하고 있을수록 클립 담지 부재(30)끼리의 종방향의 피치(결과적으로, 클립 피치)가 작아지고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(32)가 클립 담지 부재(30)의 앞측(클립측)으로 이동하고 있을수록 클립 담지 부재(30)끼리의 종방향의 피치(결과적으로, 클립 피치)가 커진다. 슬라이더(32)의 위치 결정은 피치 설정 레일(90)에 의해 행해진다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 기준 레일(70)과 피치 설정 레일(90)의 이간 거리가 작을수록 클립 피치가 커진다.
상기와 같은 연신 장치를 이용하여 필름의 경사 연신을 행함으로써, 경사 연신 필름, 예를 들면, 경사 방향으로 지상축을 갖는 위상차 필름이 제작될 수 있다. 또, 상기와 같은 연신 장치의 구체적인 실시형태에 대해서는, 예를 들면, 일본 특허공개 2008-44339호에 기재되어 있고, 그 전체가 본 명세서에 참고로서 원용된다. 이하, 각 공정에 대해서 상세하게 설명한다.
A-1. 클립에 의한 필름의 파지
파지존(A)(연신 장치(100)의 필름 도입의 입구)에 있어서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 클립(20)에 의해 연신 대상이 되는 필름의 양측 가장자리가 서로 같은 일정한 클립 피치, 또는, 서로 다른 클립 피치로 파지된다. 좌우의 무단 루프(10L, 10R)의 클립(20)의 이동(실질적으로는, 기준 레일(30)에 안내된 각 클립 담지 부재의 이동)에 의해 상기 필름이 예열존(B)으로 보내진다.
A-2. 예열
예열존(B)에 있어서는, 좌우의 무단 루프(10L, 10R)는 상기와 같이 연신 대상이 되는 필름의 초기 폭에 대응하는 이간 거리에서 서로 대략 평행하게 되도록 구성되어 있으므로, 기본적으로는 횡연신도 종연신도 행하지 않고 필름이 가열된다. 단, 예열에 의해 필름의 휨이 일어나서 오븐 내의 노즐에 접촉하는 등의 결점을 회피하기 위해서, 약간 좌우 클립간의 거리(폭방향의 거리)를 넓혀도 좋다.
예열에 있어서는 필름을 온도 T1(℃)까지 가열한다. 온도 T1은 필름의 유리 전이 온도(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. 사용하는 필름에 따라 다르지만, 온도 T1은 예를 들면 70℃∼190℃이며, 바람직하게는 80℃∼180℃이다.
상기 온도 T1까지의 승온 시간 및 온도 T1에서의 유지 시간은, 필름의 구성 재료나 제조 조건(예를 들면, 필름의 반송 속도)에 따라 적절히 설정될 수 있다. 이들 승온 시간 및 유지 시간은 클립(20)의 이동 속도, 예열존의 길이, 예열존의 온도 등을 조정함으로써 제어될 수 있다.
A-3. 경사 연신
경사 연신존(C)에 있어서는, 좌우의 클립(20)을 그 적어도 일방의 종방향의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시키고, 어느 일방의 클립을 타방의 클립보다 선행해서 주행시킴으로써 필름을 경사 연신한다. 보다 구체적으로는, 좌우의 클립의 상기 클립 피치를 각각 다른 위치에서 증대 또는 축소시키는 것, 각각 다른 변화 속도로 좌우의 클립의 상기 클립 피치를 변화(증대 및/또는 축소)시키는 것 등에 의해서, 어느 일방의 클립을 타방의 클립보다 선행해서 주행시키고, 이것에 의해 필름을 경사 연신한다.
경사 연신은 횡연신을 포함해도 좋다. 이 경우, 경사 연신은 예를 들면 도시예와 같이, 좌우의 클립간의 거리(폭방향의 거리)를 확대시키면서 행해질 수 있다. 또는, 도시예와는 달리, 좌우의 클립간의 거리를 유지한 채 행해질 수 있다.
경사 연신이 횡연신을 포함할 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∼6.00이며, 보다 바람직하게는 1.10∼5.00이다.
하나의 실시형태에 있어서, 경사 연신은 상기 좌우의 클립 중의 일방의 클립의 클립 피치가 증대 또는 감소하기 시작하는 위치와 타방의 클립의 클립 피치가 증대 또는 감소하기 시작하는 위치를 종방향에 있어서의 다른 위치로 한 상태에서, 각각의 클립의 클립 피치를 소정의 피치까지 증대 또는 감소함으로써 행해질 수 있다. 상기 실시형태의 경사 연신에 대해서는, 예를 들면 특허문헌 1, 일본 특허공개 2014-238524호 공보 등의 기재를 참조할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 경사 연신은 상기 좌우의 클립 중의 일방의 클립의 클립 피치를 고정한 채, 타방의 클립의 클립 피치를 소정의 피치까지 증대 또는 감소시킨 후, 당초의 클립 피치까지 되돌림으로써 행해질 수 있다. 상기 실시형태의 경사 연신에 대해서는, 예를 들면, 일본 특허공개 2013-54338호 공보, 일본 특허공개 2014-194482호 공보 등의 기재를 참조할 수 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 경사 연신은 (i) 상기 좌우의 클립 중의 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키면서, 타방의 클립의 클립 피치를 감소시키는 것, 및, (ii) 상기 감소한 클립 피치와 상기 증대한 클립 피치가 소정의 동일한 피치가 되도록, 각각의 클립의 클립 피치를 변화시킴으로써 행해질 수 있다. 상기 실시형태의 경사 연신에 대해서는, 예를 들면, 일본 특허공개 2014-194484호 공보 등의 기재를 참조할 수 있다. 상기 실시형태의 경사 연신은 좌우의 클립간의 거리를 확대시키면서, 일방의 클립의 클립 피치를 증대시키면서 타방의 클립의 클립 피치를 감소시켜 상기 필름을 경사 연신하는 것(제 1 경사 연신 공정), 및, 상기 좌우의 클립간의 거리를 확대시키면서, 좌우의 클립의 클립 피치가 동일해지도록 상기 일방의 클립의 클립 피치를 유지 또는 감소시키고, 또한, 상기 타방의 클립의 클립 피치를 증대시켜서 상기 필름을 경사 연신하는 것(제 2 경사 연신 공정)을 포함할 수 있다.
경사 연신은, 대표적으로는 온도 T2에서 행해질 수 있다. 온도 T2는 필름의 유리 전이 온도(Tg)에 대하여 Tg-20℃∼Tg+30℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Tg-10℃∼Tg+20℃, 특히 바람직하게는 Tg 정도이다. 사용하는 필름에 따라 다르지만, 온도 T2는 예를 들면 70℃∼180℃이며, 바람직하게는 80℃∼170℃이다. 상기 온도 T1과 온도 T2의 차(T1-T2)는, 바람직하게는 ±2℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 ±5℃ 이상이다. 하나의 실시형태에 있어서는 T1>T2이며, 따라서, 예열존에서 온도 T1까지 가열된 필름은 온도 T2까지 냉각될 수 있다.
상기 횡수축 처리는 경사 연신 후에 행해진다. 경사 연신 후의 상기 처리에 대해서는, 일본 특허공개 2014-194483호 공보의 0029∼0032 단락을 참조할 수 있다.
A-4. 클립의 개방
개방존(D)의 임의의 위치에 있어서, 상기 필름이 클립으로부터 개방된다. 개방존(D)에 있어서는, 통상, 횡연신도 종연신도 행해지지 않고, 필요에 따라 필름을 열처리해서 연신 상태를 고정(열고정)하고, 및/또는, Tg 이하까지 냉각하고, 이어서 필름을 클립으로부터 개방한다. 또, 열고정할 때에는 종방향의 클립 피치를 감소시켜, 이것에 의해 응력을 완화해도 좋다.
열처리는, 대표적으로는 온도 T3에서 행해질 수 있다. 온도 T3은 연신되는 필름에 따라 다르고, T2≥T3의 경우도, T2<T3의 경우도 있을 수 있다. 일반적으로, 필름이 비결정성 재료인 경우에는 T2≥T3이며, 결정성 재료인 경우에는 T2<T3으로 함으로써 결정화 처리를 행할 경우도 있다. T2≥T3의 경우, 온도 T2와 T3의 차(T2-T3)는 바람직하게는 0℃∼50℃이다. 열처리 시간은, 대표적으로는 10초∼10분이다.
클립으로부터 개방된 연신 필름은 연신 장치의 출구로부터 송출되어서 후술의 롤 반송에 제공된다.
A-5. 롤 반송
롤 반송에 있어서는, 반송 롤간에 있어서의 연신 필름의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 클립으로부터 개방된 연신 필름의 폭방향의 좌우 단부를 절단 제거한 후에, 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 검출을 행한다. 양단부를 제거한 상태에서 상기 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 검출을 행함으로써, 보다 정확한 검출 결과가 얻어질 수 있다.
절단 제거되는 단부의 폭은 각각 독립적으로, 예를 들면 20mm∼600mm, 바람직하게는 100mm∼500mm일 수 있다. 단부의 절단 제거는 통상의 슬릿 가공에 의해 행해질 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 검출은, 롤 반송시에 있어서의 본래의 필름의 주행 위치와 실제의 필름의 주행 위치의 차를 검출함으로써 행해질 수 있다. 예를 들면, 상기 검출은 반송 롤간의 중간점에 있어서, 필름의 폭방향에 있어서의 위치(반송 높이)의 차를 검출함으로써 행해질 수 있다.
도 5는 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 검출 방법의 일례를 설명하는 개략도이다. 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 인접하는 2개의 반송 롤(200b, 200c)의 중간점에 있어서, 연신 필름(1)의 폭방향의 중앙부 및 좌우 단부의 하방에 초음파 변위 센서(400)를 배치하여 초음파 변위 센서(400)로부터 연신 필름(1)까지의 거리를 측정하고, 최대 거리(LMAX)와 최소 거리(LMIN)의 차(LMAX-LMIN)를 늘어짐량으로 할 수 있다. 또한 최소 거리를 부여한 부위가 늘어짐이 발생하고 있는 부위로서 검출된다. 또, 경사 연신 필름에 늘어짐이 발생하는 원인으로서는, 경사 연신시에 필름의 좌우 단부의 연신 프로세스(연신 또는 수축의 타이밍, 횟수, 순서, 열이력 등)가 서로 다른 결과, 클립 개방 후의 양단부의 변형량이 불균일해지는 것을 들 수 있는 점으로부터, 늘어짐이 발생하는 부위는 통상 어느 일방의 단부이다. 따라서, 늘어짐의 검출 개소를 연신 필름(1)의 폭방향의 좌우 단부만으로 할 수도 있다. 이 경우, 사전에 늘어짐이 없는 필름을 반송해서 초음파 변위 센서로부터 상기 필름까지의 거리(L0)를 측정해 두고, 좌우 단부와 초음파 변위 센서의 거리와 L0의 차를 늘어짐량으로 할 수 있다. 또, 늘어짐 검출 수단의 일례로서 초음파 변위 센서를 설명했지만, 늘어짐은 임의의 적절한 검출 수단(예를 들면, 레이저 도플러 속도계를 이용하여 통상부와 늘어짐부의 필름 통과 속도를 구하고, 거기에서 길이의 차를 산출하는 등)을 이용하여 검출될 수 있다.
상기 검출시에 있어서의 반송 롤간 거리(D)는, 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 500mm∼2000mm이며, 바람직하게는 700mm∼1500mm로 할 수 있다.
상기 검출시에 있어서의 필름 장력은 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 50N/m∼400N/m이며, 바람직하게는 100N/m∼200N/m로 할 수 있다. 반송 장력이 지나치게 높으면 반송 중의 필름이 탄성 변형되고, 늘어짐이 검출되기 어려워질 경우가 있다. 한편, 반송 장력이 지나치게 낮으면 장력 자체가 안정되지 않고, 늘어짐의 측정값이 안정되지 않을 경우가 있다.
상기 롤 반송은 비가열 환경 하에서 행해질 수 있다. 롤 반송시의 분위기 온도는, 예를 들면 15℃∼40℃ 정도, 또한 예를 들면 20℃∼30℃ 정도이면 좋다.
A-6. 클립 피치를 변화시키는 보정
클립 피치를 변화시키는 보정은 소위 피드백 보정이며, 상기 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 검출 결과에 의거하여 늘어짐량을 감소시키도록, 반송 라인 상류에 있어서의 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시킴으로써 행한다. 예를 들면, 검출된 늘어짐량이 소정의 값 이상일 경우에는 클립 피치를 변화시키는 보정을 행하고, 소정의 값 미만일 경우에는 보정하지 않고 경사 연신을 계속할 수 있다. 구체적으로는, 1000mm의 롤간 거리에서 검출된 늘어짐량이 예를 들면 3mm 이상, 5mm 이상, 10mm 이상 또는 15mm 이상일 경우에 상기 보정이 행해질 수 있다.
상기 클립 피치를 변화시키는 보정(이하, 단지 「피드백 보정」이라고도 칭한다)은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서 임의의 적절한 방법으로 행해질 수 있다. 피드백 보정은, 예를 들면, 늘어짐이 발생하고 있는 부위에 대하여 원방의 단부를 파지하는 클립의 클립 피치를 증대하는 것, 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 근방의 단부를 파지하는 클립의 클립 피치를 감소하는 것, 또는, 이것들을 조합시켜서 행하는 것 등에 의해 행해질 수 있다. 단, 클립 피치를 감소시켜도 필름이 줄어들지 않고 느슨하게만 되는 일도 있으므로, 늘어짐이 발생하고 있는 부위에 대하여 원방의 단부를 파지하는 클립의 클립 피치를 증대함으로써 피드백 보정을 행하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 늘어짐이 발생하고 있는 부위가 연신 필름의 좌우 단부 중 어느 일방일 경우, 타방의 단부를 파지하는 클립의 클립 피치를 증대함으로써 피드백 보정이 적합하게 행해질 수 있다.
상기 피드백 보정에 있어서 클립 피치를 변화시키는 타이밍은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서 특별하게 한정되지 않는다. 하나의 실시형태에 있어서는, 반송 라인 상류의 필름이 경사 연신존으로 이행 후, 클립으로부터 개방될 때까지의 임의의 타이밍에서 보정 후의 클립 피치로 변화시킬 수 있다. 바람직하게는 반송 라인 상류에 있어서 선행 주행하는 클립이 경사 연신존의 주행 구간의 중간 지점을 통과 후의 임의의 시점으로부터 필름이 클립으로부터 개방될 때까지의 동안에 걸쳐, 보다 바람직하게는 상기 선행 주행하는 클립이 경사 연신존의 주행 구간의 1/2∼9/10를 통과한 시점으로부터 필름이 클립으로부터 개방될 때까지의 동안에 걸쳐, 보정 후의 클립 피치가 적용된다. 보다 구체적으로는, 반송 라인 상류에 있어서 선행 주행하는 클립이 경사 연신존의 주행 구간의 중간 지점을 통과 후의 임의의 시점으로부터, 바람직하게는 상기 선행 주행하는 클립이 경사 연신존의 주행 구간의 1/2∼9/10를 통과한 시점으로부터, 상기 피드백 보정의 적용을 개시하고, 경사 연신존의 종점에 있어서 소망의 보정량이 얻어지도록 클립 피치를 변화시킨다. 또한, 경사 연신존으로부터 개방존으로 이행한 후도, 필름이 클립으로부터 개방될 때까지의 동안에 걸쳐 상기 보정량을 유지하는 것이 바람직하다. 경사 연신의 후반, 특히 종반에 있어서는, 적어도 일방의 클립 피치가 일정하게 유지되어 있는지, 또는, 작은 변화율에서의 변화에 머무는지의 점에서, 상기 타이밍에서 클립 피치를 보정함으로써 본 발명의 효과가 적합하게 얻어질 수 있다.
경사 연신존에 있어서 상기 피드백 보정을 적용할 때에는, 대상의 필름을 바람직하게는 Tg℃∼Tg+20℃, 보다 바람직하게는 Tg+3℃∼Tg+10℃, 더욱 바람직하게는 Tg+4℃∼Tg+8℃로 가열한다. Tg와 동등 또는 Tg보다 조금 높은 온도에서 피드백 보정을 적용함으로써, 본 발명의 효과가 적합하게 얻어질 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서, 상기 온도에서 피드백 보정을 받으면서 경사 연신존을 통과하고, 개방존으로 이행한 필름은 경사 연신존에서 행해진 보정량을 유지한 상태에서, 열처리, 이어서, 냉각된 후 클립으로부터 개방된다. 열처리 및 냉각에 대해서는 A-4항에서 기재한 바와 같다.
도 6a는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 하나의 실시형태에 있어서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다. 도시예에서는 예열존(B)에 있어서의 좌우의 클립(X, Y)의 클립 피치는 모두 P1로 되어 있고, 피드백 보정되기 전의 당초의 경사 연신에서는 경사 연신존(C)에 들어감과 동시에, 일방의 클립(X)의 클립 피치의 증대를 개시함과 아울러, 타방의 클립(Y)의 클립 피치의 감소를 개시하고, 클립(X)의 클립 피치를 P2까지 증대시키고, 클립(Y)의 클립 피치를 P3까지 감소시킨 후는, 클립(X)의 클립 피치를 P2인 상태로 유지하면서, 클립(Y)의 클립 피치를 P2까지 증대시키고 있다. 좌우의 클립(X, Y)은 클립 피치 P2인 상태로 개방존(D)으로 이동해서 필름을 개방한다. 그 후, 상기 필름의 롤 반송시의 늘어짐량 등에 의거하는 피드백 보정의 결과, 경사 연신존(C)에 있어서 클립(X)의 클립 피치가 P2로부터 P2'로 서서히 증대되고 있다. 또, 후술하는 바와 같이, 개방존에서는 클립(X, Y)의 클립 피치는 각각 P2' 및 P2에 유지되고, 경사 연신존 종점에 있어서의 보정량(P2'-P2)이 유지되고 있다.
도 6b는 본 발명의 연신 필름의 제조 방법의 다른 실시형태에 있어서의 클립 피치의 프로파일을 나타내는 개략도이다. 도시예의 실시형태에서는 도 6a에 나타내는 실시형태와 마찬가지의 패턴으로 경사 연신이 행해지고, 개방존(D)에 있어서의 열고정시에 좌우의 클립(X, Y)의 클립 피치를 모두 P2로부터 P3까지 감소하고나서 필름을 개방한다. 그 후, 상기 필름의 롤 반송시의 늘어짐량 등에 근거하는 피드백 보정의 결과, 경사 연신존(C)에 있어서 클립(X)의 클립 피치가 P2로부터 P2'로 서서히 증대되고, 개방존에서는 클립(X)의 클립 피치가 P2'로부터 P3'으로 감소되며, 클립(Y)의 클립 피치가 P2로부터 P3으로 감소되고 있다. 또, 후술하는 바와 같이, 개방존에서는 경사 연신존 종점에 있어서의 보정량(P2'－P2)이 유지되도록 클립(X, Y)의 클립 피치가 감소되어, P3'－P3=P2'－P2의 관계를 충족시킨다.
상기 경사 연신존에 있어서, 보정 후의 클립 피치에의 변화(P2'에의 변화)는 피드백 보정의 적용이 개시되는 지점으로부터 종점(도 6a 및 6b에서는 경사 연신존의 2/3를 통과한 시점으로부터 종점)까지의 동안에 서서히 진행되는 것이 바람직하다. 또한, 경사 연신존의 종점으로부터 클립이 개방될 때까지의 동안에도 경사 연신 종료 시점에 있어서의 보정량(|경사 연신 종료 시점에 있어서의 보정 전의 클립 피치-경사 연신 종료 시점에 있어서의 보정 후의 클립 피치|)이 유지되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 6a 및 6b에 나타내는 프로파일에서는, 경사 연신존의 종점으로부터 클립의 개방까지의 동안, 클립(X)의 클립 피치와 클립(Y)의 클립 피치의 차가 일정하게(즉, P2'－P2로) 유지되어 있다. 이와 같이 클립 피치를 변화시킴으로써 본 발명의 효과가 적합하게 얻어질 수 있다.
상기 클립 피치의 변화는, 상기한 바와 같이, 기준 레일과 피치 설정 레일의 이간 거리를 조정하는 것 등에 의해 행해질 수 있다. 이들 조정은 반송 라인을 일단 정지시켜서, 또는, 정지시키지 않고 행할 수 있다.
상기 피드백 보정에 있어서의 경사 연신 종료 시점에서의 클립 피치의 보정량(|경사 연신 종료 시점에 있어서의 보정 전의 클립 피치-경사 연신 종료 시점에 있어서의 보정 후의 클립 피치|)은, 늘어짐량 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 클립 피치의 보정량은, 바람직하게는 상기 반송 롤간에 있어서의 연신 필름의 좌우 단부의 길이의 차를 초과하는 양이며, 보다 바람직하게는 상기 길이의 차의 1.4배∼5.0배, 더욱 바람직하게는 1.6배∼4.0배, 또한 보다 바람직하게는 1.8배∼3.0배의 보정량일 수 있다. 클립 피치의 보정량이 상기 좌우 단부의 길이의 차 이하이면, 늘어짐의 저감량이 불충분해질 경우가 있다.
상기 반송 롤간에 있어서의 연신 필름의 좌우 단부의 길이의 차(L')(단위: ㎜)는, 하기 식 (1) 및 (2)에 의거하여 산출되는 상기 반송 롤간에 있어서의 연신 필름의 길이(L)(단위: ㎜)를 하기 식 (3)에 대입해서 산출될 수 있다.
(상기 식 중, d는 검출된 늘어짐량(단위: ㎜)을 나타내고, W는 상기 필름 1m당의 질량(단위: g)을 나타내고, g는 중력 가속도를 나타내고, S는 상기 반송 롤간의 거리(단위: ㎜)를 나타내고, H는 식 (1)로부터 산출되는 늘어짐이 발생하고 있는 단부측에 걸리는 장력(단위: N/m)을 나타낸다.)
하나의 실시형태에 있어서, 상기 피드백 보정에 의해 저감되는 늘어짐량(피드백 보정 전에 얻어지는 연신 필름의 늘어짐량-피드백 보정 후에 얻어지는 연신 필름의 늘어짐량: 단, 반송 롤간 거리 1000mm에서 측정되는 늘어짐량)은, 예를 들면 3mm 이상, 바람직하게는 5mm 이상, 보다 바람직하게는 8mm 이상, 더욱 바람직하게는 10mm 이상일 수 있다. 또한, 피드백 보정 후에 얻어지는 연신 필름의 늘어짐량은, 예를 들면 15mm 미만, 바람직하게는 10mm 이하, 보다 바람직하게는 8mm 이하, 더욱 바람직하게는 5mm 이하, 또한 보다 바람직하게는 3mm 미만일 수 있다.
B. 연신 대상의 필름
본 발명의 제조 방법에 있어서는, 임의의 적절한 필름을 사용할 수 있다. 예를 들면, 위상차 필름으로서 적용 가능한 수지 필름을 들 수 있다. 이와 같은 필름을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 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, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 시클로올레핀 수지이다. 이들 수지이면, 소위 역분산의 파장 의존성을 나타내는 위상차 필름이 얻어질 수 있기 때문이다. 이들 수지는 단독으로 사용해도 좋고, 소망의 특성에 따라 조합해서 사용해도 좋다.
상기 폴리카보네이트계 수지로서는 임의의 적절한 폴리카보네이트계 수지가 사용된다. 예를 들면, 디히드록시 화합물에 유래하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트 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-히드록시 에톡시)-3-이소프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-이소부틸 페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-tert-부틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-시클로헥실페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-페닐페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)-3-tert-부틸-6-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-(3-히드록시-2,2-디메틸프로폭시)페닐)플루오렌 등을 들 수 있다. 폴리카보네이트 수지는, 상기 디히드록시 화합물에 유래하는 구조 단위 외에, 이소소르비드, 이소만니드, 이소이디드, 스피로글리콜, 디옥산글리콜, 디에틸렌글리콜(DEG), 트리에틸렌글리콜(TEG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 시클로헥산디메탄올(CHDM), 트리시클로데칸디메탄올(TCDDM), 비스페놀류 등의 디히드록시 화합물에 유래하는 구조단위를 포함하고 있어도 좋다.
상기와 같은 폴리카보네이트계 수지의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2012-67300호 공보 및 일본 특허 제 3325560호에 기재되어 있다. 상기 특허문헌의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
폴리카보네이트계 수지의 유리 전이 온도는, 110℃ 이상 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120℃ 이상 230℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 과도하게 낮으면 내열성이 나빠지는 경향이 있고, 필름 성형 후에 치수 변화를 일으킬 가능성이 있다. 유리 전이 온도가 과도하게 높으면 필름 성형시의 성형 안정성이 나빠질 경우가 있고, 또한, 필름의 투명성을 손상시킬 경우가 있다. 또, 유리 전이 온도는 JIS K 7121(1987)에 준해서 구해진다.
상기 폴리비닐아세탈계 수지로서는 임의의 적절한 폴리비닐아세탈계 수지를 사용할 수 있다. 대표적으로는, 폴리비닐아세탈계 수지는 적어도 2종류의 알데히드 화합물 및/또는 케톤 화합물과, 폴리비닐알콜계 수지를 축합 반응시켜서 얻을 수 있다. 폴리비닐아세탈계 수지의 구체예 및 상세한 제조 방법은, 예를 들면, 일본 특허공개 2007-161994호 공보에 기재되어 있다. 상기 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
상기 연신 대상의 필름을 연신해서 얻어지는 위상차 필름은, 바람직하게는 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타낸다. 하나의 실시형태에 있어서, 위상차 필름은 바람직하게는 λ/4판으로서 기능할 수 있다. 본 실시형태에 있어서 위상차 필름(λ/4판)의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 100㎚∼180㎚, 보다 바람직하게는 135㎚∼155㎚이다. 다른 실시형태에 있어서, 위상차 필름은 바람직하게는 λ/2판으로서 기능할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 위상차 필름(λ/2판)의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 230㎚∼310㎚, 보다 바람직하게는 250㎚∼290㎚이다. 또, 본 명세서에 있어서, 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℃에 있어서의 파장λ㎚의 광에서 측정한 필름의 면내 위상차이다. 따라서, Re(550)는 23℃에 있어서의 파장 550㎚의 광에서 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re(λ)는 필름의 두께를 d(㎚)라고 했을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구해진다.
위상차 필름의 면내 위상차 Re(550)는, 경사 연신 조건을 적절하게 설정함으로써 소망의 범위로 할 수 있다. 예를 들면, 경사 연신에 의해 100㎚∼180㎚의 면내 위상차 Re(550)를 갖는 위상차 필름을 제조하는 방법은, 일본 특허공개 2013-54338호 공보, 일본 특허공개 2014-194482호 공보, 일본 특허공개 2014-238524호 공보, 일본 특허공개 2014-194484호 공보 등에 상세하게 개시되어 있다. 따라서, 당업자는 상기 개시에 의거하여 적절한 경사 연신 조건을 설정할 수 있다.
1매의 위상차 필름(구체적으로는, λ/4판)을 이용하여 원편광판을 제작할 경우, 또는, 1매의 위상차 필름을 이용하여 직선 편광의 방향을 90°회전시킬 경우, 사용되는 위상차 필름의 지상축 방향은, 상기 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 제작할 경우, 사용되는 위상차 필름(λ/2판)의 지상축 방향은, 상기 필름의 장척 방향에 대하여 바람직하게는 60°∼90, 보다 바람직하게는 65°∼85, 특히 바람직하게는 75° 정도이다. 또한, 위상차 필름(λ/4판)의 지상축 방향은 상기 필름의 장척 방향에 대하여 바람직하게는 0°∼30°, 보다 바람직하게는 5∼25°, 특히 바람직하게는 15° 정도이다.
위상차 필름은 바람직하게는 소위 역분산의 파장 의존성을 나타낸다. 구체적으로는, 그 면내 위상차는 Re(450)<Re(550)<Re(650)의 관계를 충족시킨다. Re(450)/Re(550)는 바람직하게는 0.8 이상 1.0 미만이며, 보다 바람직하게는 0.8∼0.95이다. Re(550)/Re(650)는 바람직하게는 0.8 이상 1.0 미만이며, 보다 바람직하게는 0.8∼0.97이다.
위상차 필름은, 그 광탄성 계수의 절대값이 바람직하게는 2×10-12(㎡/N)∼100×10-12(㎡/N)이며, 보다 바람직하게는 5×10-12(㎡/N)∼50×10-12(㎡/N)이다.
C. 광학 적층체 및 상기 광학 적층체의 제조 방법
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 연신 필름은, 별도의 광학 필름과 접합되어 광학 적층체로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름은, 편광판과 접합되어 원편광판으로서 적합하게 사용될 수 있다.
도 7은 그와 같은 원편광판의 일례의 개략 단면도이다. 도시예의 원편광판 (500)은 편광자(510)와, 편광자(510)의 편측에 배치된 제 1 보호 필름(520)과, 편광자(510)의 또 다른 편측에 배치된 제 2 보호 필름(530)과, 제 2 보호 필름(530)의 외측에 배치된 위상차 필름(540)을 갖는다. 위상차 필름(540)은 A항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 연신 필름(예를 들면, λ/4판)이다. 제 2 보호 필름(530)은 생략되어도 좋다. 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 장척 형상이며, 또한, 경사 방향(장척 방향에 대하여 예를 들면 45° 방향)에 지상축을 갖는다. 또한, 대부분의 경우, 장척 형상의 편광자는 장척 방향 또는 폭방향에 흡수축을 갖는다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 위상차 필름을 사용하면, 소위 롤투롤을 이용할 수 있어 매우 우수한 제조 효율로 원편광판을 제작할 수 있다. 또, 롤투롤이란, 장척 형상의 필름끼리를 롤 반송하면서, 그 장척 방향을 맞추어 연속적으로 접합하는 방법을 말한다.
하나의 실시형태에 있어서, 본 발명의 광학 적층체의 제조 방법은, A항에 기재된 연신 필름의 제조 방법에 의해 장척 형상의 연신 필름을 얻는 것, 및, 장척 형상의 광학 필름과 상기 장척 형상의 연신 필름을 반송하면서 그 장척 방향을 맞추어 연속적으로 접합하는 것을 포함한다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또, 실시예에 있어서의 측정 및 평가 방법은 하기와 같다.
(1) 두께
다이얼게이지(PEACOCK사제, 제품명「DG-205 type pds-2」)를 사용해서 측정했다.
(2) 위상차값
Axoｍetrics사제의 Axoscan을 이용하여 면내 위상차 Re(550)를 측정했다.
(3) 배향각(지상축의 발현 방향)
측정 대상의 필름의 중앙부를, 1변이 상기 필름의 폭방향과 평행하게 되도록 해서 폭 50mm, 길이 50mm의 정방형상으로 잘라내어 시료를 작성했다. 이 시료를 Axoｍetrics사제의 Axoscan을 이용하여 측정하고, 파장 590㎚에 있어서의 배향각(θ)을 측정했다.
(4) 유리 전이 온도(Tg)
JIS K 7121에 준해서 측정했다.
(5) 늘어짐량
도 5에 나타내는 바와 같이, 연신 필름의 반송 경로 하이며, 인접하는 2개의 반송 롤의 중간점(롤간 거리: 912mm)에 초음파 변위 센서를 배치했다. 반송 장력 150N/m로 연신 필름을 반송하면서, 폭방향의 중앙부와 단부에 있어서 초음파 변위 센서로부터 연신 필름까지의 거리를 측정하고, 최대 거리(LMAX)와 최소 거리(LMIN)의 차(LMAX-LMIN)를 늘어짐량(㎜)으로 했다. 또한, 최소 거리를 부여한 부위를 늘어짐이 발생하고 있는 부위로 판정했다.
<실시예 1>
(폴리에스테르카보네이트 수지 필름의 제작)
교반 날개 및 100℃로 제어된 환류 냉각기를 구비한 종형 반응기 2기로 이루어지는 배치 중합 장치를 이용하여 중합을 행했다. 비스[9-(2-페녹시카르보닐에틸)플루오렌-9-일]메탄 29.60질량부(0.046㏖), ISB 29.21질량부(0.200㏖), SPG 42.28질량부(0.139㏖), DPC 63.77질량부(0.298㏖) 및 촉매로서 아세트산 칼슘 1수화물 1.19×10-2질량부(6.78×10-5㏖)를 투입했다. 반응기 내를 감압 질소 치환한 후, 열매로 가온을 행하고, 내부 온도가 100℃가 된 시점에서 교반을 개시했다. 승온 개시 40분 후에 내부 온도를 220℃로 도달시키고, 이 온도를 유지하도록 제어함과 동시에 감압을 개시하고, 220℃에 도달하고나서 90분에서 13.3㎪로 했다. 중합 반응과 아울러 부생하는 페놀 증기를 100℃의 환류 냉각기에 안내하고, 페놀 증기 중에 약간량 포함되는 모노머 성분을 반응기에 되돌리고, 응축하지 않는 페놀 증기는 45℃의 응축기에 안내해서 회수했다. 제 1 반응기에 질소를 도입해서 일단 대기압까지 복압시킨 후, 제 1 반응기 내의 올리고머화된 반응액을 제 2 반응기에 옮겼다. 이어서, 제 2 반응기 내의 승온 및 감압을 개시하고, 50분에서 내부 온도 240℃, 압력 0.2㎪로 했다. 그 후, 소정의 교반 동력이 될 때까지 중합을 진행시켰다. 소정 동력에 도달한 시점에서 반응기에 질소를 도입해서 복압하고, 생성한 폴리에스테르카보네이트를 수중에 압출하고, 스트랜드를 커팅해서 펠릿을 얻었다. 얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지의 Tg는 140℃였다.
얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지를 80℃에서 5시간 진공 건조를 한 후, 단축 압출기(도시바 기카이사제, 실린더 설정 온도: 250℃), T다이(폭 200mm, 설정 온도: 250℃), 칠드 롤(설정 온도: 120∼130℃) 및 권취기를 구비한 필름 제막 장치를 이용하여 두께 135㎛의 수지 필름을 제작했다.
(피드백 보정 전의 경사 연신)
상기와 같이 해서 얻어진 폴리에스테르카보네이트 수지 필름을, 도 2∼도 4에 나타내는 바와 같은 연신 장치를 이용하여 경사 연신하여 위상차 필름을 얻었다. 구체적으로는, 폴리에스테르카보네이트 수지 필름을 연신 장치의 예열존에서 145℃로 예열했다. 예열존에 있어서는, 좌우의 클립의 클립 피치(P1)는 125mm였다. 이어서, 필름이 경사 연신존(C)에 들어감과 동시에 우측 클립의 클립 피치의 증대 및 좌측 클립의 클립 피치의 감소를 개시하고, 우측 클립의 클립 피치를 P2까지 증대시킴과 아울러 좌측 클립의 클립 피치를 P3까지 감소시켰다. 이 때, 우측 클립의 클립 피치 변화율(P2/P1)은 1.42이고, 좌측 클립의 클립 피치 변화율(P3/P1)은 0.78이며, 필름의 원폭에 대한 횡연신 배율은 1.45배였다. 이어서, 우측 클립의 클립 피치를 P2로 유지한 채로, 좌측 클립의 클립 피치의 증대를 개시하고, P3으로부터 P2까지 증대시켰다. 이 사이의 좌측 클립의 클립 피치의 변화율(P2/P3)은 1.82이며, 필름의 원폭에 대한 횡연신 배율은 1.9배였다. 또, 경사 연신존(C)은 Tg+3.2℃(143.2℃)로 설정했다.
이어서, 개방존(D)에 있어서, 125℃에서 60초간 필름을 유지해서 열고정을 행했다. 열고정된 필름을 100℃까지 냉각 후 좌우의 클립을 개방했다.
(롤 반송)
상기 클립으로부터 개방되어, 연신 장치로부터 송출된 연신 필름의 양측 단부를 각각 250mm 절제했다. 양단을 절제한 필름을 롤 반송하고, 반송 롤간에 있어서의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위의 검출을 행했다. 그 결과, 좌측의 단부에 늘어짐이 발생되어 있고, 늘어짐량은 18.0mm였다. 또한, 상기 식 (1)∼식 (3)에 의거하여 산출되는 보정 전의 연신 필름에 있어서의 양단부의 길이의 차(L')는 0.95mm였다.
(피드백 보정)
경사 연신존(C)의 주행 구간의 3/4을 통과한 시점으로부터 종점에 도달할 때까지의 동안에 우측의 클립의 클립 피치를 P2'까지 서서히 증대시켜(클립 피치의 보정량(P2'－P2): 0.3mm), 상기 클립 피치를 유지한 채로 상기와 마찬가지로 열고정(125℃, 60초간) 및 냉각(100℃)을 행해서 클립을 개방하도록, 상기 클립 피치의 프로파일을 변경해서 경사 연신을 속행했다. 즉, 피드백 보정 후의 경사 연신 필름이 클립으로부터 개방될 때의 클립 피치는 우측이 P2'이며 좌측이 P2였다.
얻어진 연신 필름의 위상차 Re(590)는 147㎚이며, 지상축 방향과 장척 방향이 이루는 각도는 45°였다.
<실시예 2>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 0.6mm로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 3>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 0.95mm로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 4>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 1.8mm로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 5>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 2.6mm로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 6>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 0.6mm로 한 것, 및, 경사 연신존(C)의 주행 구간의 3/4 이후의 구간을 Tg+6.0℃(146.0℃)로 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 7>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 0.95mm로 한 것, 및, 경사 연신존(C)의 주행 구간의 3/4 이후의 구간을 Tg+6.0℃(146.0℃)로 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 8>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 1.8mm로 한 것, 및, 경사 연신존(C)의 주행 구간의 3/4 이후의 구간을 Tg+6.0℃(146.0℃)로 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<실시예 9>
클립 피치의 보정량(P2'－P2)을 2.6mm로 한 것, 및, 경사 연신존(C)의 주행 구간의 3/4 이후의 구간을 Tg+6.0℃(146.0℃)로 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
<비교예 1>
피드백 보정을 행하지 않은 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 경사 연신을 행하여 연신 필름을 얻었다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름에 대해서, 상기 방법으로 늘어짐량을 측정했다.
또한, 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름을, 장척 형상의 마스킹 필름(도레이 필름 카코사제, 제품명 「토레텍 7832C-30」)과 롤투롤로 접합해서 필름 적층체를 얻었다. 이어서, 필름 적층체로부터 마스킹 필름을 박리하고, 그라비어 코터로 접착제를 도공해서 편광판과 접합하고, UV를 조사함으로써 광학 적층체를 얻었다. 필름 적층체의 외관(육안) 및 연신 필름의 취급성을 이하의 기준에 의거하여 평가했다.
○: 마스킹 필름 접합(접합 장력 150N/ｍ) 후에, 주름이 보이지 않고 접착제를 필름 전면에 도공을 할 수 있다.
△: 마스킹 필름 접합시, 접합 장력을 300N/m로 높임으로써 주름 없이 접합을 할 수 있었지만, 접착제 도공시에 늘어진 개소에 접착제를 도공할 수 없었다.
×: 마스킹 필름 접합 후에 주름이 있고 외관이 열화되어 있다.
상기 늘어짐량 및 필름 적층체의 외관 등의 평가의 결과를 제조 프로세스와 함께 표 1에 나타낸다. 표 1 중, 「늘어짐 저감량」은 비교예 1의 연신 필름의 늘어짐량의 차(비교예 1에서 얻어진 연신 필름의 늘어짐량-각 실시예에서 얻어진 연신 필름의 늘어짐량)이다.
<평가>
표 1에 나타내어지는 바와 같이, 경사 연신된 필름의 늘어짐량을 검출하고, 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류의 클립 피치를 적절히 변경함으로써, 그 후에 얻어지는 연신 필름의 늘어짐이 저감되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 연신 필름의 제조 방법은 위상차 필름의 제조에 적합하게 사용되고, 결과적으로, 액정 표시 장치(LCD), 유기 일렉트로루미네선스 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 : 반송 롤
300 : 권취부
400 : 초음파 변위 센서
500 : 원편광판
10L : 무단 루프
10R : 무단 루프
20 : 클립
100 : 연신 장치
200 : 반송 롤
300 : 권취부
400 : 초음파 변위 센서
500 : 원편광판
Claims (8)
- 장척 형상의 필름의 폭방향의 좌우 단부를 각각, 종방향의 클립 피치가 변화되는 가변 피치형의 좌우의 클립에 의해 파지하는 것,
상기 좌우의 클립을 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키면서 주행 이동시켜서, 어느 일방의 클립을 타방의 클립보다 선행해서 주행시킴으로써 상기 필름을 경사 연신하는 것,
상기 필름을 상기 좌우의 클립으로부터 개방하는 것,
상기 필름을 롤 반송하고, 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하는 것, 및,
상기 검출 결과에 의거하여 반송 라인 상류에 있어서의 상기 좌우의 클립 중 적어도 일방의 클립 피치를 변화시키는 보정을 행하는 것을 포함하는 연신 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 좌우의 클립으로부터 개방된 상기 필름의 좌우 단부를 절단 제거한 후에, 상기 늘어짐량 및 늘어짐이 발생하고 있는 부위를 검출하는 연신 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 클립 피치를 변화시키는 보정이, 상기 늘어짐이 발생하고 있는 부위에 대하여 원방의 단부를 파지하는 클립의 클립 피치를 증대하는 것을 포함하는 연신 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 클립 피치를 변화시키는 보정이, 선행해서 주행하는 상기 클립이 상기경사 연신에 있어서의 주행 구간의 1/2∼9/10의 위치를 통과한 시점으로부터 상기 필름이 상기 좌우의 클립으로부터 개방될 때까지의 동안에 걸쳐 행해지는 연신 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 클립 피치를 변화시키는 보정이 상기 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 좌우 단부의 길이의 차(L')(단위: ㎜)보다 큰 보정량으로 행해지고, 단, L'는, 하기 식 (1) 및 (2)에 의거하여 산출되는 상기 반송 롤간에 있어서의 상기 필름의 길이(L)(단위: ㎜)를 하기 식 (3)에 대입해서 산출되는 연신 필름의 제조 방법.
(상기 식 중, d는 검출된 늘어짐량(단위: ㎜)을 나타내고, W는 상기 필름 1m당의 질량(단위: g)을 나타내고, g는 중력 가속도를 나타내고, S는 상기 반송 롤간의 거리(단위: ㎜)를 나타내고, H는 식 (1)로부터 산출되는 늘어짐이 발생하고 있는 단부측에 걸리는 장력(단위: N/m)을 나타낸다.) - 제 1 항에 있어서,
상기 클립 피치를 변화시키는 보정이 상기 경사 연신에 있어서 행해지고,
그때의 분위기 온도가 상기 필름의 Tg∼Tg+20℃인 연신 필름의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 장척 형상의 연신 필름을 얻는 것, 및
장척 형상의 광학 필름과 상기 장척 형상의 연신 필름을 반송하면서, 그 장척 방향을 맞추어 연속적으로 접합하는 것을 포함하는 광학 적층체의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 광학 필름이 편광판이며,
상기 연신 필름이 λ/4판 또는 λ/2판인 광학 적층체의 제조 방법.
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