KR20240006649A - 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 권취 상태 불량이 발생하지 않고, 배향각 변동을 작게 억제할 수 있는 광폭의 필름 가공에 의한 제조에 적합한 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템을 제공하는 것이다. 용액 또는 용융 유연법에 의한 필름 롤의 제조 방법이며, 적어도 필름 형성 공정과, 상기 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부 조정 공정과, 상기 필름의 양단부의 트리밍 공정과, 상기 트리밍 공정에 의해 트리밍된 필름의 권취 공정을 갖고, 상기 볼록부 조정 공정이 상기 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 공정이며, 상기 필름에 국소적인 가열을 실시함으로써, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

Description

필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템

본 발명은, 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 권취 상태 불량이 발생하지 않고, 배향각 변동을 작게 억제할 수 있는 광폭의 필름 가공에 의한 제조에 적합한 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템에 관한 것이다.

근년, 표시 장치의 용도 확대에 수반하여, 표시 장치의 고화질화, 고정밀화가 요구되고 있다. 최근에는, 4K 텔레비전(풀 하이비전 텔레비전의 약 4배의 화소수를 갖는 텔레비전)이 시판되고 있다.

또한, 장래적으로는 8K 텔레비전 등, 더 한층의 고콘트라스트화를 가능하게 하는 표시 장치가 요구되고 있다.

덧붙여, 표시 장치의 대형화 요망이 있어, 당해 표시에 구비되는 필름에 대해서도, 공급하는 필름 롤 폭을 넓게 할 것이 요구되고, 롤체 고장에 수반하는 필름 흠집이 적고, 필름의 폭 방향에서의 배향각 변동이 작은 필름을 제공할 것이 요망되고 있었다.

필름 롤의 제조 방법에 관하여, 특허문헌 1에서는 필름의 연신 후, 트리밍 전에 오실레이트 절단하는(권취하기 전 공정에서의 베이스 이어 절단부에서 필름 베이스를 폭 방향으로 이동시켜 이어 절단을 행하는) 기술이 개시되어 있다.

그러나, 권취 상태 불량을 발생시키지 않고, 배향각 변동을 작게 억제하기에는 불충분하였다.

한편, 특허문헌 2에 있어서는, 상기 문제를 개선하기 위해서, 오실레이트된(예를 들어 반송되는 필름을 지지하는 장치를 주기적으로 움직이게 한) 상태의 긴 연신 전 필름의 양단부를 트리밍하여 필름을 연신하고, 또한 다시 트리밍함으로써, 게이지 밴드 및 횡단(橫段) 등의, 연속적인 두께 불균일에 기인하는 문제를 억제하며, 또한 배향각 변동을 작게 억제할 수 있는 연신 필름의 권회체(「필름 롤」이라고 함)를 제작하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 본 발명자들은 서두의 요망에 대하여 상기 개시 기술을 사용하여 대형의 필름 롤체를 제조한바, 상기 개시 기술에 의해서도 배향각 변동의 흩뜨러짐은 남아, 아직 개선의 여지가 있는 것을 알았다.

일본 특허 공개 제2002-255409호 공보 일본 특허 공개 제2015-123605호 공보

본 발명은 상기 문제·상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그의 해결 과제는, 권취 상태 불량이 발생하지 않고, 배향각 변동을 작게 억제할 수 있는 광폭의 필름 가공에 의한 제조에 적합한 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 문제의 원인 등에 대하여 검토한 결과, 필름 롤의 제조 시에, 필름에 대한 국소적인 가열에 의해, 상기 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명에 관한 상기 과제는, 이하의 수단에 의해 해결된다.

1. 용액 또는 용융 유연법에 의한 필름 롤의 제조 방법이며, 적어도 필름 형성 공정과, 상기 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부 조정 공정과, 상기 필름의 양단부의 트리밍 공정과, 상기 트리밍 공정에 의해 트리밍된 필름의 권취 공정을 갖고, 상기 볼록부 조정 공정이 상기 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 공정이며, 상기 필름에 국소적인 가열을 실시함으로써, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.

2. 상기 트리밍 공정에 있어서, 상기 필름의 양단부를 트리밍 전에, 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름을 오실레이트시키지 않는 것을 특징으로 하는, 제1항에 기재된 필름 롤의 제조 방법.

3. 상기 볼록부 조정 공정에 있어서, 상기 필름에 대한 국소적인 가열에 의해, 상기 볼록부의 위치가, 상기 필름 표면의 길이 방향으로 대략 직선 상에 배열되도록 조정하며, 또한 상기 필름 표면의 길이 방향에 대한 상기 대략 직선의 기울기의 절댓값이, 0.01 내지 0.6°의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 제1항 또는 제2항에 기재된 필름 롤의 제조 방법.

4. 상기 국소적인 가열을, 필름의 폭 방향과 길이 방향으로 배치된 적외선 히터로 행하고, 상기 필름의 폭 방향에 있어서 적외선 히터의 열원부는 10 내지 100mm의 간격으로 배치하고, 또한 당해 열원부는 필름의 길이 방향으로 폭 위치와 다른 위치에서 배치되고, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 평균 기울기가, 길이 방향에 대하여 2 내지 45°의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 필름 롤의 제조 방법.

5. 상기 적외선 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와 적외선 히터의 단부의 열량의 평균값 B가, 하기 식 (1)을 만족시키는

식 (1): 0.2<(B/A)<0.6

것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 필름 롤의 제조 방법.

6. 상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하지 않는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 필름 롤의 제조 방법.

7. 상기 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 하기 스텝 1 내지 스텝 3의 순으로 측정한 막 두께값의 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)가, 0.02 내지 0.40㎛의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 필름 롤의 제조 방법.

스텝 1:

필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 막 두께 측정 후, 측정마다 상기 임의의 위치로부터 폭 방향으로 10mm, 또한 길이 방향으로 30mm 이동시킨 위치의 막 두께를 측정하여, 폭 위치, 길이 위치, 막 두께값을 기록하고, 그것을 다른 쪽의 필름의 단부까지 반복한다.

스텝 2:

상기 스텝 1의 종료 후에, 길이 방향의 이동 위치의 합계의 거리가 1000m에 도달할 때까지 상기 스텝 1과 마찬가지의 측정을 행한다

스텝 3:

상기 스텝 1 및 2로부터 얻어진 다수의 막 두께 데이터로부터, 동일한 폭 위치에 있어서의 막 두께값을 평균 처리하여, 각각의 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께값을 구한다. 그 중에서 최대의 값과 최소의 값의 고저차(P-V)를 산출한다.

8. 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 볼록부 조정 공정을 갖는 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템이며,

상기 볼록부 조정 공정의 도중 또는 종료 후의 필름의 막 두께 프로파일을 취득하는 막 두께 취득 수단과,

상기 막 두께 프로파일의 데이터에 의해, 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 수가 1m당 1 내지 10개인 이상값의 범위 내인지의 여부, 및 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 높이가 0.05 내지 0.50㎛인 이상값의 범위 내인지의 여부의 판정 수단과,

상기 판정 수단에 있어서, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽, 또는 한쪽이 이상값의 범위 밖인 경우에, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽 모두 이상값의 범위 내가 되도록, 상기 필름에 대한 국소적인 가열을 적외선 히터에 의해 행하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템.

본 발명의 상기 수단에 의해, 권취 상태 불량이 발생하지 않고, 배향각 변동을 작게 억제할 수 있는 광폭의 필름 가공에 의한 제조에 적합한 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과의 발현 기구 내지 작용 기구에 대해서는, 명확해져 있지는 않지만, 이하와 같이 추정하고 있다.

본 발명자들은, 전술한 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있는 필름의 연신 전과 연신 후에 있어서, 트리밍 전에 오실레이트함으로써, 필름 성능을 향상시키는 기술에 대하여 고찰을 행하였다.

특허문헌 1에서는, 필름의 연신 후, 즉 배향각이 정돈된 상태에 있어서 오실레이트 조작을 함으로써, 배향각을 흩뜨리는 것을 알았다.

특허문헌 2에서는, 필름의 연신 전, 즉 배향각이 정돈되기 전의 상태에 있어서에 오실레이트 조작을 함으로써, 배향각의 흩뜨러짐을 억제하지만, 그래도 아직 배향각의 흩뜨러짐은 남아 있었다.

여기서, 오실레이트 조작이란, 매크로에서의 필름 표면의 폭 방향의 요철을 위치 변화시켜, 예를 들어 롤체를 형성했을 때의 볼록부의 겹침을 방지하는 기술이지만, 이 기술을 사용한 필름은, 권취 시에 필름 롤체에 불균일하게 공기를 도입해버리기 때문에, 그 공기가 시간 경과와 함께 점차 빠짐으로써, 롤체의 변형이 발생하고, 예를 들어 체인 형상으로 변형되고, 그것에 의해 필름에 접힘 자국 또는 흠집 등이 발생하여, 표시 장치에 조립했을 때에 문제가 되는 것을 알았다.

그래서, 본 발명자들은, 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부수 및 볼록부의 높이를 일정한 범위 내로 제어하고, 볼록부 위치를 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정함으로써, 권취 시의 필름의 볼록부의 겹침을 방지하고, 이에 의해 필름 롤체로의 공기의 도입량을 고도로 제어할 수 있어, 본원 과제의 해결에 이르렀다고 추측한다.

도 1은 볼록부와 폭 방향의 막 두께 프로파일의 관계도
도 2는 본 발명의 제조 공정의 흐름을 나타내는 흐름도
도 3은 용액 유연 제막법에 의해 필름을 제조하는 장치의 개략도
도 4a는 볼록부를 길이 방향으로 직선적으로 볼록부를 연속적으로 배치·조정하는 것을 나타내는 모식도
도 4b는 볼록부를 길이 방향으로 직선적으로 볼록부를 연속적으로 배치·조정하는 것을 나타내는 모식도
도 4c는 볼록부를 길이 방향으로 곡선에 따라서 배치·조정하는 것을 나타내는 모식도
도 5는 볼록부의 위치의 플롯도와 근사 직선의 관계를 나타내는 도면
도 6a는 적외선 히터가 필름의 길이 방향으로 1열로 배치된 도면
도 6b는 적외선 히터가 필름의 길이 방향으로 2열로 배치된 도면
도 6c는 적외선 히터가 필름의 길이 방향으로 5열로 배치된 도면
도 7a는 각 열원부가 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기를 나타내는 도면
도 7b는 각 열원부가 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기를 나타내는 도면
도 8은 텐터 연신 장치를 필름의 면에 수직인 면을 상측으로부터 본 단면도
도 9는 텐터 연신 장치 내의 3개의 존을 정면으로부터 보았을 때의 노즐과 히터 설치 부분의 개략도
도 10은 텐터 연신 장치 내의 3개의 존의 측면도
도 11은 텐터 연신 장치를 필름의 면에 수직인 면을 상측으로부터 본 단면도
도 12는 필름이 권취되는 공정과, 권취된 후의 본 발명의 필름 롤의 단면을 나타내는 개략도
도 13은 용융 유연 제막법에 의해 광학 필름을 제조하는 장치의 개략 구성도
도 14는 연속성을 확인하는 데 사용한 히트 맵의 일례

본 발명의 필름 롤의 제조 방법은, 용액 또는 용융 유연법에 의한 필름 롤의 제조 방법이며, 적어도 필름 형성 공정과, 상기 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부 조정 공정과, 상기 필름의 양단부의 트리밍 공정과, 상기 트리밍 공정에 의해 트리밍된 필름의 권취 공정을 갖고, 상기 볼록부 조정 공정이 상기 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 공정이며, 상기 필름에 국소적인 가열을 실시함으로써, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하는 것을 특징으로 한다.

이 특징은, 하기 각 실시 형태(양태)에 공통되거나 또는 대응하는 기술적 특징이다.

본 발명의 실시 형태로서는, 상기 트리밍 공정에 있어서, 상기 필름의 양단부를 트리밍하기 전에, 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름을 오실레이트시키지 않는 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

상기 볼록부 조정 공정에 있어서, 상기 필름에 대한 국소적인 가열에 의해, 상기 볼록부의 위치가, 상기 필름 표면의 길이 방향으로 대략 직선 상에 배열되도록 조정하며, 또한 상기 필름 표면의 길이 방향에 대한 상기 대략 직선의 기울기의 절댓값이, 0.01 내지 0.6°의 범위 내인 것이, 필름의 볼록부끼리가 권취 공정에 있어서 겹치지 않고, 여분의 공기층이 생기지 않는 관점에서 보다 바람직하다.

상기 국소적인 가열을, 필름의 폭 방향과 길이 방향으로 배치된 적외선 히터로 행하고, 상기 필름의 폭 방향에 있어서 적외선 히터의 열원부는 10 내지 100mm의 간격으로 배치하고, 또한 당해 열원부는 필름의 길이 방향으로 폭 위치와 다른 위치에서 배치되고, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 평균 기울기가, 길이 방향에 대하여 2 내지 45°의 범위 내인 것이, 막 두께 제어성, 안정성의 관점에서 바람직하고, 각각의 열원부를 적절한 간격으로 하는 관점에서 바람직하다.

상기 적외선 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와 적외선 히터의 단부의 열량의 평균값 B가, 상기 식 (1)을 만족시키는 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하지 않는 것이 공기의 과잉 도입을 억제하는 관점에서 바람직하다.

상기 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 상기 스텝 1 내지 스텝 3의 순으로 측정한 막 두께값의 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)가, 0.02 내지 0.40㎛의 범위 내인 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

본 발명의 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템은, 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 볼록부 조정 공정을 갖는 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템이며, 상기 볼록부 조정 공정의 도중 또는 종료 후의 필름의 막 두께 프로파일을 취득하는 막 두께 취득 수단과, 상기 막 두께 프로파일의 데이터에 의해, 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 수가 1m당 1 내지 10개인 이상값의 범위 내인지의 여부, 및 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 높이가 0.05 내지 0.50㎛인 이상값의 범위 내인지의 여부의 판정 수단과, 상기 판정 수단에 있어서, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽, 또는 한쪽이 이상값의 범위 밖인 경우에, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽 모두 이상값의 범위 내가 되도록, 상기 필름에 대한 국소적인 가열을 적외선 히터에 의해 행하는 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 본 발명의 효과가 발현되어, 과제를 해결할 수 있다.

이하, 본 발명과 그 구성 요소, 및 본 발명을 실시하기 위한 형태·양태에 대하여 상세한 설명을 한다. 또한, 본원에 있어서 「내지」는, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미에서 사용한다.

[본 발명의 필름 롤의 제조 방법의 개요]

본 발명의 필름 롤의 제조 방법은, 용액 또는 용융 유연법에 의한 필름 롤의 제조 방법이며, 적어도 필름 형성 공정과, 상기 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부 조정 공정과, 상기 필름의 양단부의 트리밍 공정과, 상기 트리밍 공정에 의해 트리밍된 필름의 권취 공정을 갖고, 상기 볼록부 조정 공정이 상기 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 공정이며, 상기 필름에 국소적인 가열을 실시함으로써, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 상기 수단에 의해, 필름의 권취 공정에 있어서 필름 롤에 에어층(공기층)을 적절하게 도입할 수 있고, 공기의 불균일한 도입을 억제하므로, 필름끼리가 대향하는 접촉면 전체면에서 적당하게 미소한 접촉이 발생하고, 체인 등의 권취 상태 불량을 일으키지 않아, 수송 중의 감기 어긋남을 방지하는 효과가 있다.

본 발명에 관한 필름의 제막은, 용액 유연 제막법 또는 용융 유연 제막법이지만, 특히 용액 유연 제막법인 것이, 균일한 표면을 얻기 위해 보다 바람직하다.

먼저, 이하에 있어서, 본 발명에 관한 주요한 용어의 의의에 대하여 설명한다.

<볼록부에 관한 용어의 정의>

본 발명에 있어서 「볼록부」란, 막 두께 측정에 의해 측정·관찰되는 광학 필름의 두께의 요철 형상의 산과 골짜기의 높이 중 평균 막 두께보다도 높은, 즉 두꺼운 부분을 말한다.

상세는 하기에 나타내는 바와 같다.

볼록부의 상태의 측정·평가는, 필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 막 두께 측정 후, 측정마다 상기 임의의 위치로부터 폭 방향으로 10mm, 또한 길이 방향으로 30mm 이동시킨 위치의 막 두께를 측정하고, 그것을 다른 쪽의 필름의 단부까지 반복하고, 가우시안 필터 처리에 의해 노이즈를 제거하여, 폭 방향의 막 두께 프로파일을 얻고, 당해 프로파일에 기초하여 볼록부의 상태를 측정·평가한다(최종적인 볼록부의 수, 높이 및 위치에 대해서는, 후술하는 절단 공정 후의 필름의 단부로부터 측정하는 것으로 한다.).

또한, 본 발명에 있어서 「필름의 단부」란, 필름(롤)의 폭 방향의 말단으로부터 15 내지 30mm 내측의 범위 내의 영역 부분을 말하고, 「필름 롤」이란, 롤 형상으로 감은 필름을 말한다.

(볼록부의 개수)

상기 조작에 의해 얻어진 폭 방향의 각 막 두께의 측정값 평균값을 취함으로써 평균 막 두께를 결정하고, 도 1과 같이 폭 방향의 막 두께 프로파일이 평균 막 두께보다 두꺼워진 부분이, 폭 방향으로 50mm 이상 연속되어 있는 부분을 볼록부로 하고, 그 부분의 수를 볼록부의 개수로 한다.

상기 볼록부의 개수가 너무 많으면 하나 하나의 산이 예리해져 필름에 변형이 발생되어버리고, 너무 적으면 필름 권취 시에, 소수의 볼록부에 응력이 너무 집중되어버려, 비틀림 등이 발생한다.

따라서, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 함으로써, 본 발명의 효과를 기대할 수 있다.

(볼록부의 위치와 높이)

또한, 상기 방법에 의해 결정된 각 볼록부에 있어서 최댓값을 취한 위치를 볼록부의 위치로 하고, 그 볼록부의 최댓값에서 폭 방향의 평균 막 두께를 뺀 값을 각 볼록부의 높이 h라 하자.

상기 볼록부의 높이가 너무 높으면, 필름 롤을 장시간 방치한 후에 산 기슭부에서 체인 형상이 발생하고, 볼록부의 높이가 너무 낮으면 막 두께 불안정 효과가 없어져버린다.

따라서, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 함으로써, 본 발명의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 볼록부의 위치는, 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하고, 필름 권취 시에 볼록부끼리가 겹치지 않도록 함으로써, 전술한 볼록부의 개수나 높이의 조정 기능의 효과를 보다 높일 수 있다.

또한, 상기 막 두께는 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여 측정하였다.

1. 용액 유연 제막법에 의한 필름 롤의 제조 방법

본 발명의 필름 롤의 제조 방법의 제조 공정의 흐름을 나타내는 흐름도를 도 2에 나타낸다.

이하 용액 유연 제막법에 있어서, 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 용액 유연 제막법에 의한 필름 롤의 제조 방법은, 필름 형성 공정(S1), 볼록부 조정 공정(S2), 트리밍 공정(S3) 및 권취 공정(S4)을 포함한다.

(1.1) 필름 형성 공정(S1)

(1.1.1) 도프의 조제

필름 형성 공정(S1)에서는, 먼저, 교반 장치(1)의 교반조(1a)에서 적어도 수지 및 용매를 교반하고, 지지체(3)(엔드리스 벨트) 상에 유연할 도프를 조제한다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태로서, 열가소성 수지로서 시클로올레핀계 수지(이하, 「COP」라고도 함)를 사용하여 도프를 제조하는 경우를 일례로서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

시클로올레핀계 수지(COP)에 대한 양용매를 주로 하는 용매에, 용해 가마 중에서 해당 COP, 경우에 따라서, 기타 화합물을 교반하면서 용해시켜 도프를 조제하거나, 혹은 해당 COP 용액에, 경우에 따라서 기타 화합물 용액을 혼합하여 주용해액인 도프를 조제한다.

(수지의 농도)

수지의 종류 등의 상세에 대해서는, 후술한다.

도프 중의 시클로올레핀계 수지(COP)의 농도는, 진한 쪽이 지지체에 유연한 후의 건조 부하를 저감시킬 수 있어 바람직하다.

단, COP의 농도가 너무 진하면, 여과 시의 부하가 증가하여 정밀도가 나빠진다.

이들을 양립시키는 농도로서는, 10 내지 35질량％의 범위 내가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 30질량％의 범위 내이다.

(용매)

상기 용매로서는, 양용매 및 빈용매의 혼합 용매를 사용한다.

도프에서 사용되는 용매는, 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 되지만, 시클로올레핀계 수지(COP)의 양용매와 빈용매를 혼합하여 사용하는 것이 생산 효율의 점에서 바람직하고, 양용매가 많은 쪽이 COP의 용해성의 점에서 바람직하다.

양용매와 빈용매의 혼합 비율의 바람직한 범위는, 양용매가 70 내지 98질량％의 범위 내이며, 빈용제가 2 내지 30질량％의 범위 내이다.

또한, 본 발명에 있어서는, 양용매, 빈용매란, 사용하는 시클로올레핀계 수지(COP)를 단독으로 용해시키는 것을 양용매, 단독으로 팽윤시키거나 또는 용해시키지 않는 것을 빈용매라 정의하고 있다.

그 때문에, COP의 평균 치환도에 의해 양용매, 빈용매가 바뀐다.

본 발명에 사용되는 양용매는 특별히 한정되지 않지만, 메틸렌클로라이드 등의 유기 할로겐 화합물이나 디옥솔란류, 아세톤, 아세트산메틸, 아세토아세트산메틸 등을 들 수 있다.

특히 바람직하게는 메틸렌클로라이드 또는 아세트산메틸을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 빈용매는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 시클로헥산, 시클로헥사논 등이 바람직하게 사용된다.

또한, 도프 중에는 물이, 0.01 내지 2질량％ 함유되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 시클로올레핀계 수지(COP)의 용해에 사용되는 용매는, 필름 제막 공정에서 건조에 의해 필름으로부터 제거된 용매를 회수하고, 이것을 재이용하여 사용된다.

회수 용매 중에, COP에 첨가되어 있는 첨가제, 예를 들어 가소제, 자외선 흡수제, 폴리머, 모노머 성분 등이 미량 함유되어 있는 것도 있지만, 이들이 포함되어 있어도 바람직하게 재이용할 수 있고, 필요하다면 정제하여 재이용할 수도 있다.

상기 기재된, 도프를 조제할 때의 COP의 용해 방법으로서는, 일반적인 방법을 사용할 수 있다.

구체적으로는, 상압에서 행하는 방법, 주용매의 비점 이하에서 행하는 방법, 주용매의 비점 이상에서 가압하여 행하는 방법이 바람직하고, 가열과 가압을 조합하면 상압에 있어서의 비점 이상으로 가열할 수 있다.

또한, 용매의 상압에서의 비점 이상에서, 또한 가압 하에서 용매가 비등하지 않는 범위의 온도에서 가열하면서 교반 용해시키는 방법도, 겔이나 덩어리라고 불리는 괴상 미용해물의 발생을 방지하기 위하여 바람직하다.

또한, 시클로올레핀계 수지(COP)를 빈용매와 혼합하여 습윤 혹은 팽윤시킨 후, 또한 양용제를 첨가하여 용해시키는 방법도 바람직하게 사용된다.

가압은 질소 가스 등의 불활성 기체를 압입하는 방법이나, 가열에 의해 용매의 증기압을 상승시키는 방법에 의해 행해도 된다.

가열은 외부로부터 행하는 것이 바람직하고, 예를 들어 재킷 타입의 것은 온도 컨트롤이 용이하여 바람직하다.

용매를 첨가한 경우의 가열 온도는, 높은 쪽이 시클로올레핀계 수지(COP)의 용해성의 관점에서 바람직하지만, 가열 온도가 너무 높으면 필요해지는 압력이 커져 생산성이 나빠진다.

바람직한 가열 온도는 30 내지 120℃의 범위 내이며, 60 내지 110℃의 범위 내가 보다 바람직하고, 70 내지 105℃의 범위 내가 더욱 바람직하다.

또한, 압력은 설정 온도에서 용매가 비등하지 않도록 조정된다.

또는, 냉각 용해법도 바람직하게 사용되고, 이에 의해 아세트산메틸 등의 용매에 시클로올레핀계 수지(COP)를 용해시킬 수 있다.

(여과)

이어서, 이 시클로올레핀계 수지(COP) 용액(용해 중 또는 용해 후의 도프)을 여과지 등의 적당한 여과재를 사용하여 여과하는 것이 바람직하다.

여과재로서는, 불용물 등을 제거하기 위하여 절대 여과 정밀도가 작은 편이 바람직하지만, 절대 여과 정밀도가 너무 작으면, 여과재의 눈막힘이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

이 때문에, 절대 여과 정밀도 0.008mm 이하의 여과재가 바람직하고, 0.001 내지 0.008mm의 범위 내의 여과재가 보다 바람직하고, 0.003 내지 0.006mm의 범위 내의 여과재가 더욱 바람직하다.

여과재의 재질은 특별히 제한은 없고, 통상의 여과재를 사용할 수 있지만, 폴리프로필렌, 테플론(등록 상표) 등의 플라스틱제의 여과재나, 스테인리스 스틸 등의 금속제의 여과재가 섬유의 탈락 등이 없어 바람직하다.

여과에 의해, 원료의 시클로올레핀계 수지(COP)에 포함되어 있던 불순물, 특히 휘점 이물을 제거, 저감시키는 것이 바람직하다.

휘점 이물이란, 2매의 편광판을 크로스니콜 상태로 하여 배치하고, 그 사이에 필름 등을 두어, 한쪽의 편광판의 측으로부터 광을 쐬여, 다른 쪽의 편광판측으로부터 관찰했을 때에 반대측으로부터의 광이 누설되어 보이는 점(이물)을 말하고, 직경이 0.01mm 이상인 휘점수가 200개/cm² 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는 100개/cm² 이하이며, 더욱 바람직하게는 50개/cm² 이하이며, 더욱 바람직하게는 0 내지 10개/cm² 이하이다.

또한, 0.01mm 이하의 휘점도 적은 편이 바람직하다.

도프의 여과는 통상의 방법으로 행할 수 있지만, 용매의 상압에서의 비점 이상에서, 또한 가압 하에서 용매가 비등하지 않는 범위의 온도에서 가열하면서 여과하는 방법이, 여과 전후의 여과압의 차(차압이라고 함)의 상승이 작아 바람직하다.

바람직한 온도는 30 내지 120℃의 범위 내이며, 45 내지 70℃의 범위 내가 보다 바람직하고, 45 내지 55℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

여과압은 작은 편이 바람직하다.

구체적으로는 1.6MPa 이하인 것이 바람직하고, 1.2MPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0MPa 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(1.1.2) 도프의 유연

지지체(3) 상에 유연된 도프를, 가압형 정량 기어 펌프 등을 통해, 도관에 의해 유연 다이(2)에 송액하고, 무한히 이송하는 회전 구동 스테인리스강제 엔드리스 벨트를 포함하는 지지체(3) 상의 유연 위치에 유연 다이(2)로부터 도프를 유연한다.

그 때, 유연 다이(2)의 기울기, 즉 유연 다이(2)로부터 지지체(3)로의 도프의 토출 방향은, 지지체(3)의 면(도프가 유연되는 면)의 법선에 대한 각도로 0 내지 90°의 범위 내가 되도록 적절히 설정되면 된다.

이 때, 지지체(3) 상에서 가열하고, 지지체(3)로부터 박리 롤러(「롤」이라고도 함)(4)에 의해 유연막(5)이, 박리 가능해질 때까지 용매를 증발시킨다.

또한, 유연막(5)이 고화되어 박리 가능해진 이후의 유연막을 간단히 「필름」이라고 칭하기로 한다.

(용매 증발 방법)

상기 증발은, 5 내지 75℃의 범위 내의 분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다.

용매를 증발시키기 위해서는, 온풍을 유연막 상면에 쐬는 방법이나 및/또는 지지체(3)의 이면으로부터 액체에 의해 전열시키는 방법, 및 복사열에 의해 표리로부터 전열하는 방법 등이 있지만, 복사열에 의해 표리로부터 전열하는 방법이, 건조 효율이 높아 바람직하다.

또한, 그것들을 조합하는 방법도 바람직하게 사용된다.

(유연의 폭)

유연(캐스트)의 폭은 생산성의 관점에서 1.3m 이상이 바람직하다.

보다 바람직하게는 1.3 내지 4.0m의 범위 내이다.

유연(캐스트)의 폭이 4.0m를 초과하지 않으면, 제조 공정에서 줄무늬가 생기지 않고, 그 후의 반송 공정에서의 안정성이 높아진다.

반송성, 생산성의 관점에서는, 1.3 내지 3.0m의 범위 내가 더욱 바람직하다.

(지지체)

도프의 유연에 있어서의 지지체(3)는, 표면을 경면 마무리한 것이 바람직하고, 한 쌍의 롤러(3a, 3b) 및 이들 사이에 위치하는 복수의 롤러에 의해 보유 지지되어 있다.

롤러(3a) 및 (3b)의 한쪽 또는 양쪽에는, 지지체(3)에 장력을 부여하는 구동 장치가 마련되어 있고, 이에 의해 지지체(3)는 장력이 가해져 당겨진 부착된 상태에서 사용된다.

지지체(3)로서는, 스테인리스 스틸 벨트 혹은 주물로 표면을 도금 마무리한 드럼이 바람직하게 사용된다.

도프의 유연에 있어서의 지지체(3)의 표면 온도는 -50℃ 내지 용매의 비점 범위 내의 온도에서, 온도가 높은 쪽이 유연막의 건조 속도를 빠르게 할 수 있으므로 바람직하다.

바람직한 지지체 온도는 0 내지 55℃의 범위 내이며, 22 내지 50℃의 범위 내가 더욱 바람직하다.

지지체(3)의 온도를 제어하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 온풍 또는 냉풍을 내뿜는 방법이나, 온수를 지지체의 이측에 접촉시키는 방법이 있다.

온수를 사용하는 쪽이 열의 전달이 효율적으로 행해지기 때문에, 지지체의 온도가 일정해질 때까지의 시간이 짧아서 바람직하다.

온풍을 사용하는 경우에는 목적으로 하는 온도보다도 높은 온도의 바람을 사용하는 경우가 있다.

<필름 형성 공정에 있어서의 막 두께 제어 수단>

본 발명의 필름 롤의 제조 방법에 있어서, 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 하기 스텝 1 내지 스텝 3의 순으로 측정한 막 두께값의 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)가, 0.02 내지 0.40㎛의 범위 내인 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

스텝 1:

필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 막 두께 측정 후, 측정마다 상기 임의의 위치로부터 폭 방향으로 10mm, 또한 길이 방향으로 30mm 이동시킨 위치의 막 두께를 측정하여, 폭 위치, 길이 위치, 막 두께값을 기록하여 그것을 다른 쪽의 필름의 단부까지 반복한다.

스텝 2:

상기 스텝 1의 종료 후에, 길이 방향의 이동 위치의 합계의 거리가 1000m에 도달할 때까지 상기 스텝 1과 마찬가지의 측정을 행한다.

스텝 3:

상기 스텝 1 및 2로부터 얻어진 다수의 막 두께 데이터로부터, 동일한 폭 위치에 있어서의 막 두께값을 평균 처리하여, 각각의 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께값을 구한다. 그 중에서 최대의 값과 최소의 값의 고저차(P-V)를 산출한다.

본 발명에 관한 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 하기 스텝 1 내지 스텝 3의 순으로 측정한 막 두께값의 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 원하는 값으로 되도록 조절하기 위해서는, 필름 형성 공정에 있어서는, 예를 들어 이하의 세 가지의 막 두께 제어 수단을 들 수 있다.

또한, 볼록부 조정 공정에 있어서도 상기 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 원하는 값으로 되도록 조절할 수 있지만, 그것에 대해서는 볼록부 조정 공정에 있어서 후술한다.

또한, 그것들을 조합해도 된다.

(막 두께 제어 수단 1: 펌프 맥동의 피치 제어)

펌프 맥동의 피치를 제어하는 방법에 의해 막 두께를 제어한다.

유연 다이에 이르기까지의 배관 내의 도프 송액(용융의 경우에는 수지의 압출)에 있어서 고정밀도의 기어 펌프를 사용하는 것은 알려져 있지만, 기어 펌프는 그 기어비에 의해 펌프의 회전 속도를 제어함으로써 펌프 맥동의 피치를 제어할 수 있고, 그 송액 시의 맥동이 길이의 막 두께, 길이 평균 막 두께의 평균 최대 고저차(P-V)에 크게 영향을 미친다.

여기서, 펌프의 송액 능력에 대하여 보충 설명한다.

도프의 유연에 있어서, 펌프로부터 유연 다이에 이르기까지의 배관의 길이가 너무 짧지 않으면 펌프의 회전 속도의 영향을 받아 맥동이 커지지 않고, 너무 길지 않으면 압력 손실이 너무 크지 않아, 펌프의 송액 능력이 하한을 초과하여 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 펌프의 회전 속도는 너무 느리지 않으면 송액 능력이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 너무 빠르지 않으면 압력 손실이 너무 커지지 않아, 송액 능력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기 관점에서, 펌프로부터 유연 다이에 이르기까지의 배관의 길이를 50 내지 100m의 범위 내로 하고, 도프 송액(용융의 경우에는 수지의 압출) 시에 사용하는 기어 펌프의 기어비를 조절하여, 펌프의 회전 속도를 10 내지 50rpm의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

(막 두께 제어 수단 2: 히트 볼트에 의한 막 두께 제어)

유연 다이의 히트 볼트에 의해 초기 토출 막 두께를 제어한다.

당업자가 도프의 유연에 있어서 막 두께의 균일성을 높이기 위해서는, 용액 유연 제막법과 용융 유연 제막법 중 어느 것에 있어서도 유연 다이의 립 부분의 슬릿 갭을 제어하는 방법을 들 수 있다.

예를 들어 점도가 높은 도프(멜트 포함함)를 압출할 때에는, 상기 슬릿 갭의 폭의 변동이 발생하지만, 이것을 방지하기 위하여 폭으로 히트 볼트를 복수개 설치하여 슬릿 갭을 제어하는 방법이다.

단, 이 방법은 히트 볼트수의 물리적인 설치 한계가 있다는 문제가 있다.

또한, 상기 슬릿 갭의 폭의 변동을 발생시키는 폭에서의 압력 변동을 억제하기 위하여 유연 다이의 내부 구조를 폭에서 변화시키는 방법이 있지만, 생산 품종마다 유연 다이를 전환하지 않으면 안되어, 시간 및 비용이 든다는 문제가 있다.

유연 다이에는 도프를 토출(용융의 경우에는 수지의 압출)하는 슬릿을 폭으로 조절하는 기구가 마련되어 있다.

여기서 유연 다이의 히트 볼트에 의해, 도프를 토출하는 슬릿의 폭의 간극을 조절하여, 유연막의 초기 토출 막 두께의 제어를 행하는 방법에 대하여 보충 설명한다.

도프의 유연에 있어서, 유연 다이의 히트 볼트에 의해, 도프를 토출하는 슬릿의 폭의 간극이 너무 작지 않으면 기술적으로도 비교적 용이하게 조제를 행할 수 있어, 시간이 걸리지 않는다.

또한, 도프를 토출하는 슬릿의 폭의 간극이 너무 크면 유연막의 초기 토출 막 두께를 평탄화할 수 없다.

상기 관점에서, 후술하는 유연 공정에 있어서, 유연 다이의 히트 볼트에 의해, 도프를 토출하는 슬릿의 폭의 간극을, 토출 직후의 막 두께 편차를 유연막 전체에 대하여 1.0 내지 5.0％의 범위 내로 조정하고, 유연막의 초기 토출 막 두께의 제어를 행하는 것이 바람직하다.

여기서, 유연 다이 슬릿의 도프가 나오는 부분을 립이라고 칭하지만, 립 부분의 슬릿 형상을 조정할 수 있어, 막 두께를 균일하게 하기 쉬운 유연 다이가 바람직하다.

유연 다이에는, 코트 행어 다이나 T 다이 등이 있지만, 모두 바람직하게 사용된다.

또한, 본 발명에 있어서 유연막이란, 상기 립 부분으로부터 유연되는 도프막을 말한다.

본 발명에 관한 필름의 제막 속도를 높이기 위해서, 상기 유연 다이를 지지체 상에 2기 이상 마련하고, 도프양을 분할하여 중층해도 된다.

혹은 복수의 도프를 동시에 유연하는 공유연법에 의해 적층 구조의 필름 롤을 얻는 것도 바람직하다.

슬릿은 히트 볼트를 수동으로 돌려 밀어넣음으로써 좁히거나 하여 막 두께를 얇게 하거나, 반대로 개방하여 두껍게 하거나 한다.

히트 볼트에 전압을 거는 것에 의해, 열에 의한 밀어넣기를 하는 방식도 일반적이지만, 통상은 조합하여 사용한다.

또한, 밀고당기기를 행하는 방식을 취하는 것도 가능하다.

단, 볼트의 피치가 유연 다이의 기구상, 좁게 할 수 없거나 하는 경우가 있고, 점도가 높은 도프(용융 포함함)의 경우에는 유연 다이 토출 시의 립에 압력 부하가 커서 토출 후 부하가 급격하게 저하되어 막 두께가 커지거나 하는(바러스(Barus) 효과) 폭 막 두께의 변동이 발생하는 경우가 있다.

따라서, 유연 다이 내부의 구조에 의해 유연 다이의 립에 부하가 너무 걸리지 않는 설계가 필요해진다.

(막 두께 제어 수단 3: 열풍에 의한 막 두께 제어)

유연막에 열풍을 분사하여, 그 열에 의해 돌기부를 평탄화함으로써 막 두께를 제어한다.

도프의 유연 시의 벨트 상에서, 유연막의 벨트 반대측의 표층이 막으로 된 상태에서 바람을 쐬여도 되고, 유연막을 벨트로부터 박리한 직후에 열풍을 분사해도 된다.

이 때, 유연막의 내부는 용매를 포함하여 유연하므로 돌기를 평탄화하여 행하기 위해서, 유연막의 폭 방향의 불균일성을 온라인으로 측정하고, 건조풍의 온도나 풍속 혹은 풍량을 조정하여, 잔류 용매량을 조정함으로써 막 두께를 제어한다.

여기서, 건조풍의 온도나 풍속 혹은 풍량, 및 잔류 용매량에 대하여 보충 설명한다.

건조풍의 온도가 너무 낮거나, 풍속이 너무 작거나, 혹은 풍량이 너무 적거나 하지 않으면, 적절하게 막 두께를 제어할 수 있다.

또한, 온도가 너무 높거나, 풍속이 너무 크거나, 혹은 풍량이 너무 많거나 하지 않으면, 막 두께를 국소적으로 제어할 수 없게 되는 경우는 없다.

잔류 용매량은, 너무 적지 않으면, 유연막이라는 상태보다도 이미 필름에 가까운 상태로 유연하지 않아 평탄화시킬 수 없게 되는 일이 일어나지 않는다.

또한, 너무 많지 않으면, 평탄화할 때에 막 두께에 변동이 발생하지 않는다.

이러한 점에서, 적절한 잔류 용매량으로 함으로써 얇은 막이 표층에 생긴 상태에서 평탄화 3를 행할 수 있다.

상기 관점에서, 건조풍의 온도는 10 내지 80℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 풍속은 5 내지 40m/sec의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 잔류 용매량은 150 내지 550질량％인 것이 바람직하다.

또한, 유연막의 벨트 반대측의 표층이 막으로 되지 않은 상태에서 상기 조작을 행하면 줄무늬가 되어, 내부가 건조되어 있는 것은 바람직하지 않다.

도프의 유연 시의 벨트 상에서, 유연막의 막 두께 편차의 폭 방향의 불균일성을 온라인으로 측정하고, 그 불균일성을 감소시키도록 열풍을 내뿜을 때, 온도를 조절함으로써 막 두께를 제어한다.

(1.1.3) 필름의 박리

지지체(3) 상에서 유연막(5)이 박리 가능한 막 강도가 될 때까지 용매를 증발시켜, 건조 고화 또는 냉각 응고시킨 후, 지지체(3)를 필름이 일주(一周)하기 전에 필름을 지지체(3)로부터 자기 지지성을 갖게 한 채로 박리 롤러(4)에 의해 박리한다.

또한, 유연막(5)이 고화되어 박리 가능해진 이후의 유연막을 간단히 「필름」이라고 칭하기로 한다.

이 때, 면 품질, 투습성, 박리성의 관점에서, 30 내지 600초의 범위 내에서 해당 필름을 지지체로부터 박리하는 것이 바람직하다.

또한, 지지체로부터 필름을 박리하는 위치를 박리점이라 하고, 또한 박리를 돕는 롤러를 박리 롤러라고 한다.

지지체상의 박리 위치에 있어서의 온도는 -50 내지 40℃의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 40℃의 범위 내가 보다 바람직하고, 15 내지 30℃의 범위 내로 하는 것이 가장 바람직하다.

(필름 박리 시의 잔류 용매량)

박리 시에서의 지지체(3) 상에서의 필름의 잔류 용매량은, 건조의 조건의 강약, 지지체(3)의 길이 등에 따라 적절히 조절된다.

필름의 두께에 따라 다르기도 하지만, 박리점에서의 잔류 용매량이 너무 많으면 필름이 너무 유연하여 박리하기 어려워지는 경우가 있고, 평면성을 손상시키거나, 박리 장력에 의한 횡단, 쏠림이나 세로 줄무늬가 발생하기 쉬워지는 경우가 있다.

반대로, 잔류 용매량이 너무 적으면, 도중에 필름의 일부가 박리되거나 하는 경우가 있다.

필름이 양호한 평면성을 나타내기 위해서는, 경제 속도와 품질의 균형의 관점에서 잔류 용매량이 10 내지 50질량％의 범위 내인 것이 바람직하다.

제막 속도를 높이는 방법(잔류 용매량이 가능한 한 많은 동안에 박리하기 위하여 제막 속도를 높일 수 있음)으로서, 잔류 용매량이 많아도 박리할 수 있는 겔 유연법(겔 캐스팅)이 있다.

그 방법으로서는, 도프 중에 시클로올레핀계 수지(COP)에 대한 빈용매를 첨가하여, 도프 유연 후, 유연막을 겔화하는 방법, 지지체를 냉각시킴으로써 유연막을 겔화시켜 잔류 용매를 많이 포함한 상태에서 박리하는 방법 등이 있다.

또한, 도프 중에 금속염을 첨가하는 방법도 있다.

상기한 바와 같이 지지체 상에서 유연막을 겔화시켜, 막을 강하게 함으로써 박리를 빠르게 하여 제막 속도를 높일 수 있다.

또한, 잔류 용매량은 하기 식으로 정의된다.

잔류 용매량(질량％)={(M-N)/N}×100

또한, M은 유연막 또는 필름을 제조 중 또는 제조 후의 임의의 시점에서 채취한 시료의 질량이며, N은 질량 M의 시료를 115℃에서 1시간의 가열 후의 질량이다.

(박리 장력)

지지체와 필름을 박리할 때의 박리 장력은, 300N/m 이하로 하는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는 196 내지 245N/m의 범위 내이지만, 박리 시에 주름이 생기기 쉬운 경우, 190N/m 이하의 장력으로 박리하는 것이 바람직하다.

(1.1.4) 필름면 내에서의 수축

지지체로부터 박리 후의 필름을 반송 방향(Machine Direction, 이하 「MD 방향」이라고도 함)으로 장력을 가하여 연신함으로써 수축시킨다.

이 경우, 필름은 필름 면 내에서 MD 방향과 직교하는 폭 방향(Traverse Direction, 이하 「TD 방향」이라고도 함)으로 수축한다.

상기 조작에 의해, 필름 두께 방향에 있어서의 폴리머 분자(매트릭스 분자)간의 얽힘이 촉진되고, 편광판 제작 시에, 필름을 편광자층과 접착제를 통해 접착하는 경우에도, 상기 접착제가 매트릭스 분자간의 얽힘의 부분(가교 부분)을 통해 필름 내부에 침투하기 쉬워진다.

그 결과, 필름을 접착제를 통해 편광자층에 견고하게 고정할 수 있어, 편광자층에 대한 필름의 박리 강도를 향상시킬 수 있다.

즉, 필름과 편광자층의 양호한 접착성을 확보할 수 있다.

상기 이외에도, 필름을 수축시키는 방법으로서는, 예를 들어 필름을 폭 유지하지 않은 상태에서 고온 처리하여 필름의 밀도를 높이는 방법이나, 급준하게 필름의 잔류 용매량을 감소시키는 방법 등이 있다.

(필름의 수축률)

본 발명에 있어서 수축률이란, 하기 식으로 정의된다.

식: 수축률[％]=수축 후의 필름의 폭[mm]/수축 개시 시의 필름의 폭[mm]×100

여기서, 필름의 수축률이 너무 작으면, 매트릭스 분자간의 얽힘을 촉진시키는 효과가 불충분해지고, 너무 크면, 필름의 생산 효율이 저하될 것이 염려된다.

이 때문에, 필름의 수축률은 1 내지 40％의 범위 내인 것이 바람직하고, 5 내지 20％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

(수축률의 측정 방법과 산출 방법)

본 발명에 있어서는, 필름의 폭을 가부시키가이샤 키엔스제의 LS-9000으로 측정하였다.

또한, 본 발명에 관한 필름의 수축률은, 필름의 폭을 상기 측정기에 의해 1초마다 5분간 300초 측정한 각 값의 평균값을 필름의 폭으로 하고, 상기 식에 대입함으로써 구했지만, 상기 방법으로 한정할 필요는 없고, 예를 들어 필름의 폭을 정규로부터 판독한 값을 사용하여 필름의 폭으로 하여, 상기 식에 대입해도 된다.

(1.1.5) 필름의 건조

건조 장치(6)에 의해, 필름을 지지체 상에서 가열하여, 용매를 증발시킴으로써 더욱 건조시킨다.

지지체의 온도는 전체가 동일해도, 위치에 따라서 달라도 된다.

필름의 건조에서는, 일반적으로 롤러 건조 방식(상하에 배치된 다수의 롤러에 필름을 교호로 통과시켜 건조시키는 방식)이나 텐터 방식으로 필름을 반송시키면서 건조시키는 방식이 채용된다.

상기 텐터 방식에서, 텐터 연신 장치를 사용하는 경우에는, 텐터 연신 장치의 좌우 파지 수단에 의해 필름의 파지 길이(파지 개시부터 파지 종료까지의 거리)를 좌우에서 독립적으로 제어할 수 있는 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 도 3에 있어서의 건조 장치(6) 내에서는, 측면으로부터 보아 지그재그상으로 배치된 복수의 반송 롤러에 의해 필름이 반송되고, 그 동안에 필름이 건조된다.

건조 장치(6)에서의 건조 방법은 특별히 제한은 없고, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열 롤러, 마이크로파 등을 사용하여 필름을 건조시키지만, 간편함의 점에서, 열풍으로 필름을 건조시키는 방법이 바람직하다.

또한, 그것들을 조합하는 방법도 바람직하다.

또한, 상기 조작은 필요에 따라서 행해지면 된다.

필름의 막 두께가 얇으면 건조가 빠르지만, 지나치게 급격한 건조는 마무리된 필름의 평면성을 손상시키기 쉽다.

(필름 건조 시의 잔류 용매량)

고온에 의한 건조를 행할 때에는, 잔류 용매량을 고려할 필요가 있지만, 잔류 용매량은 너무 많지 않음으로써 용매의 발포에 의한 고장을 방지할 수 있다.

상기 잔류 용매량은 30질량％ 이하 정도부터 행하는 것이 좋고, 전체를 통해 건조는 대체로 30 내지 250℃의 범위 내에서 행해진다.

특히 35 내지 200℃의 범위 내에서 건조시키는 것이 바람직하고, 건조 온도는 단계적으로 높여 가는 것이 바람직하다.

또한, 필름 박리 시에서의 지지체(3) 상에서의 필름의 잔류 용매량은, 건조의 조건의 강약, 지지체(3)의 길이 등에 따라 적절히 조절되고, 필름면 내에서의 수축이나, 필름의 건조에 있어서의 상기 잔류 용매량은, 막 두께, 수지 등이 크게 영향을 미치기 ‹š문에, 잔류 용매량의 바람직한 범위에 중복되는 범위가 있다.

(1.2) 볼록부 조정 공정(S2)

(1.2.1) 볼록부 조정 공정의 개요

본 발명의 제조 방법에 관한 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부 조제 공정은, 상기 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 공정이며, 상기 필름에 국소적인 가열을 실시함으로써, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 볼록부를 조정하는 수단으로서 필름에 국소적인 가열을 실시한다.

국소적인 가열 수단으로서는, 적외선(IR) 히터나 열풍 등을 들 수 있지만, 열처리는 특별히 한정되는 것은 아니고, 다른 방법에 의해 열처리를 행해도 된다.

열풍식은 재료를 막론하고 충분한 막 두께 조정 능력이 있는 것이 이점이다.

한편, 산과 골의 연속 이동 제어는 약간 어렵지만, 온도나 풍량, 노즐압 등을 적절히 제어함으로써 볼록부를 연속적으로 이동시킬 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 국소적인 가열을, 필름의 폭 방향과 길이 방향으로 배치된 적외선 히터로 행하는 것이 막 두께 제어성, 안정성의 관점에서는 바람직하다.

볼록부 조정 공정에 있어서는, 연신 장치 내에서 필름에 국소적인 가열을 실시하면서 필름을 연신한다.

또한, 그 때 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여 타깃으로 하는 필름의 폭 방향의 막 두께 프로파일을 측정하여, 목표의 막 두께 프로파일과의 차분으로부터, 각각의 적외선 히터의 설정 온도를 컴퓨터 상에서 산출하고, PLC KV-8000(키엔스(주)제)을 통해 각각의 열원의 설정 온도를 출력하여 볼록부를 조정하고, 그것을 자동으로 반복하고, 막 두께 조정을 자동화하여 행한다.

(1.2.2) 필름의 연신

필름의 연신은 필름을 필름 면 내에서 MD 방향으로만 연신해도 되고, TD 방향으로만 연신해도 되고, MD 방향 및 TD 방향의 양쪽에 대하여 연신해도 되고, 경사 방향으로 연신해도 된다.

또한, 연신 방향에 한정은 없지만, 광폭의 필름을 얻는 관점에서는, 적어도 폭 방향이 연신하는 것이 바람직하다.

이 때의 연신 방법으로서는, 롤러의 주속차를 두고 반송 방향(필름의 길이 방향; 제막 방향; 유연 방향; MD 방향)으로 연신하는 방식이나, 필름(F)의 양쪽 측연부를 클립 등으로 고정하여 폭 방향(필름 면 내에서 직교하는 방향; TD 방향)으로 연신하는 텐터 방식이, 필름의 성능·생산성, 평면성이나 치수 안정성을 향상시키기 때문에 바람직하다.

또한, 소위 텐터법의 경우, 리니어 드라이브 방식으로 클립 부분을 구동하면 매끄러운 연신을 할 수 있어, 파단 등의 위험성을 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.

제막 공정의 이들의 폭 유지 혹은 가로 방향의 연신은 텐터 연신 장치에 의해 행하는 것이 바람직하고, 핀 텐터여도 클립 텐터여도 된다.

또한, 텐터 연신 장치(7) 내에서는, 연신에 더하여 건조를 행해도 된다.

(연신 배율)

고위상차 확보, 광폭 확보 및 편광자층과 접착 시의 접착제 침투 촉진을 위해서는, 연신 공정에 있어서 필름을 고배율로 연신하는 것이 바람직하다.

단, 연신 배율이 너무 높으면, 연신 응력에 의해, 필름 내에 크레이즈가 발생하거나, 필름 강도를 유지하고 있는 매트릭스 분자간의 얽힘이 해리되어, 필름이 취약화되는 경우가 있을 수 있다.

이 때문에, 필름의 연신 배율은 1.1 내지 5.0배의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.3 내지 3.0배의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

또한, 연신이 복수회 행해지는 경우, 복수회의 연신 중에서 매트릭스 분자의 해리의 리스크가 가장 높은 최고 배율의 연신은, 최종회에 행해지는 것이 바람직하다.

(필름 연신 시의 잔류 용매량)

연신 시에 있어서의 필름 중의 잔류 용매량은 20질량％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15질량％ 이하로 연신하는 것이 바람직하다.

(1.2.3) 볼록부 조정 공정에 있어서의 각 용어의 정의

(볼록부에 관한 용어의 정의)

볼록부에 관한 용어의 정의에 대해서는, 전술하였으므로 생략한다.

(볼록부의 길이 방향으로의 연속성: 볼록부의 위치의 길이 방향으로의 조정)

본 발명에 관한 볼록부 조정 공정에 있어서 조제되는 볼록부의 위치는, 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조제되고, 볼록부의 위치는 후술하는 정의에 의해 결정되지만, 그 볼록부의 위치끼리를 연결하면, 예를 들어 도 4a 및 도 4b에 나타내는 바와 같이 대략 직선의 궤적을 그린다. 또는, 도 4c에 나타내는 바와 같이 대략 일정한 변화율로 변화되는 곡률을 갖는 곡선의 궤적을 그린다.

또한, 도 4a, 도 4b 및 도 4c는, 본 발명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 편의상 폭 방향과 길이 방향의 축척폭을 바꾸어 표현하고 있다.

따라서, 본 발명에 관한 「필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동한다」라는 표현은, 상기한 바와 같이 볼록부의 위치끼리를 연결했을 때에, 대략 직선 또는 대략 일정한 변화율로 변화되는 곡률을 갖는 곡선의 궤적을 그리는 것을 의미한다. 또한, 당해 대략 직선 또는 대략 일정한 변화율로 변화되는 곡률을 갖는 곡선은 주기성을 가져도 된다.

또한, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 대해서는 주기성을 갖는 볼록부의 연결이지만, 주기성을 갖는 것에 한정되지 않는다.

「대략 직선」이란, 도 5에 도시한 바와 같이, 필름의 폭 방향을 횡축(x축), 필름의 길이 방향을 종축(y축)으로 하여 각 볼록부의 중심점을 플롯했을 때, 볼록부 조정 공정의 제어 조건 및 필름의 성상의 변동에 의해, 엄밀한 의미에서의 직선으로부터 일탈되는 점도 포함해서 보았을 때, 실질상 직선과 동일시할 수 있는 선을 말한다.

또한, 당해 대략 직선을 최소 제곱법으로 구한 근사 직선으로 한 경우, 당해 근사 직선을 나타내는 1차식의 상관 계수의 절댓값이, 0.8 이상인 것이 바람직하다.

또한, 「대략 일정한 변화율」이란, 평균값±10％의 범위 내에서의 변화율을 말한다.

(필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기 θ′)

본 발명에 관한 볼록부 조정 공정에 있어서, 상기 필름에 대한 국소적인 가열에 의해, 상기 볼록부의 위치가, 상기 필름 표면의 길이 방향으로 대략 직선 상에 배열하도록 조정하는 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

상기와 같이 볼록부를 제어함으로써, 필름의 길이 방향에서 급격하게 막 두께 프로파일이 변함없도록 하고, 볼록부의 연속성을 유지함으로써 본 발명의 효과를 보다 높이고 있다.

또한, 상기 대략 직선의 기울기의 절댓값이 0.01 내지 0.6°의 범위 내인 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

본 발명에 관한 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기 θ'는, 하기와 같이 결정된다.

인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여 측정된 막 두께 프로파일과 평균 막 두께에 의해 산출된 볼록부의 위치를, 도 5에 도시한 바와 같이, 필름의 폭 방향을 횡축(x축), 필름의 길이 방향을 종축(y축)으로 하여 플롯한다.

필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 상기 볼록부의 위치를 P₀(x₀, y₀)으로 했을 때의 다른 각 볼록부의 좌표를 P₁(x₁, y₁), P₂(x₂, y₂), …‥, P_n(x_n, y_n)으로 하여 플롯하였다(n은 1 이상의 정수).

상기 조작에 의해 얻어지는 볼록부의 위치의 플롯도와 근사 직선의 관계를 도 5에 나타낸다.

상기 플롯된 볼록부의 궤적으로부터, 필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 상기 볼록부의 위치를 P₀(x₀, y₀)=P₀(0, 0)으로 하고, 최소 제곱법으로 구한 근사 직선의 기울기를 a로 하는 1차 함수 y=ax(x 및 y는 변수)의 직선을 그리고(상관 계수 R은 0.9 이상), 그 때의 기울기 a에 상당하는 각도 θ[°]를 구한다.

이 때, 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기 θ'[°]는, θ'[°]=(90-θ)[°]가 된다.

(열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 길이 방향에 대한 직선의 평균 기울기 θ_E')

본 발명에 있어서, 상기 필름의 폭 방향에 있어서 적외선 히터의 열원부는 10 내지 100mm의 간격으로 배치하고, 또한 당해 열원부는 필름의 길이 방향으로 폭 위치와 다른 위치에서 배치되고, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 평균 기울기 θ_E'가, 길이 방향에 대하여 2 내지 45°의 범위 내인 것이 본 발명의 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

상기 적외선 히터의 열원부의 간격은, 더 작은 쪽이 미세한 프로파일 조정을 할 수 있지만, 코스트 퍼포먼스가 너무 나빠지지 않을 정도로 효과적인 배치의 범위가 상기 범위이다.

또한, 필름 상의 적외선 히터는, 예를 들어 도 6a, 도 6b 및 도 6c와 같이 규칙적으로 필름의 길이 방향으로 1열 또는 복수의 열로 배치된다(도 6a는 필름의 길이 방향으로 1열, 도 6b는 필름의 길이 방향으로 2열, 도 6c는 필름의 길이 방향으로 5열.).

도 6에 있어서, P1, P2 및 P3은 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격의 피치를 나타낸다.

여기서, 적외선 히터에 있어서의 각각의 열원부는, 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 보면 알 수 있는 바와 같이, 각각의 적외선 히터의 중앙부이다.

또한, 본 발명에 있어서의 적외선 히터의 형은 한정되지 않고, 실제의 적외선 히터의 열원부에는, 점상, 선상 또는 면상 등의 형이 있고, 본 발명에 있어서의 「적외선 히터의 열원부」란, 실제의 적외선 히터의 형이 점상, 선상 또는 면상 등의 어느 형을 취했을 때에도, 실제의 적외선 히터의 열원부의 중앙부를 말하는 것으로 한다.

또한, 적외선 히터는 필름 표면으로부터 30 내지 120mm 이격된 위치에 배치되어 있다.

또한, 가열 폭은 100 내지 250mm의 범위 내로 하였다.

또한, 적외선 히터의 열원부 설치 간격은 피치 10 내지 100mm의 범위 내로 하였다.

적외선 히터의 각 열원부는, 100 내지 1000W의 범위 내에서 180 내지 350℃의 범위 내로 하였다.

이하 각 열원부의 위치 관계를 구체적으로 설명한다.

본 발명에 관한 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 평균 기울기 θ_E'를 구할 때에, 열원부 E_A와 E_B의 위치 관계는, 폭 방향의 좌표와 길이 방향의 좌표 위치를 달리 하는 가장 가까운 위치 관계이다(도 6 참조).

구체적으로는, 예를 들어 도 7a나 도 7b의 위치 관계를 들 수 있다.

또한, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 길이 방향에 대한 직선의 평균 기울기 θ_E'는, 하기와 같이 유도된다.

이하 도 7a를 사용하여 설명한다.

도 7a와 같이, 필름의 폭 방향으로 x축을 취하고, 길이 방향으로 y축을 취했을 때, 열원부 E_A의 좌표를 (x₁, y₁), 열원부 E_B의 좌표를 (x₂, y₂)라 하자.

|x₂-x₁|을 삼각형의 저변으로 하고, |y₂-y₁|을 삼각형의 높이로 했을 때에 유도되는 각도 θ_E[°](0°≤θ≤90°)의 값에 대하여, 90-θ_E[°]의 값을 산출함으로써, 직선의 평균 기울기 θ_E'가 유도된다.

<볼록부 조정 공정에 있어서의 막 두께 제어 수단>

(막 두께 제어 수단 4)

볼록부 조정 공정에 있어서의 막 두께 제어 수단은, 예를 들어 텐터 연신 장치 내의 로 내 온도나 열처리의 타이밍을 바꿈으로써 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 열처리는 적외선(IR) 히터에 의해 행했지만, 다른 방법에 의해 열처리를 행해도 된다.

또한, 상기 막 두께 제어 수단(4)은 텐터 연신 장치 내 이외에도, 다른 공정의 로 내, 해당의 환경 온도나 열처리의 타이밍을 바꿈으로써 행할 수도 있다.

(텐터 연신 장치)

[로 내 온도]

본원에서 규정하는 로 내 온도란, 텐터 연신 장치 내에 있어서 필름이 연신존을 통과하기 직전(연신존에 대해서는 후술한다.)의 필름 중앙으로부터 100mm 상측의 위치를 측정한 온도이며, 1분간마다의 각 온도의 값을 1시간 측정하고, 그것들의 평균값을 산출한 것을 말한다.

상기 로 내 온도와 열처리의 온도차가, 너무 작거나 너무 크거나 하지 않으면 볼록부의 조제가 용이해진다.

상기 관점에서, 로 내 온도와 열처리의 온도차는, 100 내지 200℃의 범위 내인 것이 바람직하다.

통상, 로 내 온도는 120 내지 220℃의 범위 내가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 120 내지 180℃의 범위 내이다.

여기서, 복수의 구획에서 길이에 온도 구배를 두었을 때는, 열처리의 구획을 대상으로 하는 것으로 한다.

[필름이 연신존을 통과하기 직전의 잔류 용매량]

필름이 연신존을 통과하기 직전의 필름 중의 잔류 용매량은 20질량％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15질량％ 이하로 연신하는 것이 바람직하다.

[텐터 연신 장치의 내부 구성 1]

텐터 연신 장치는, 필름의 폭 방향의 필름의 양단부를 클립으로 파지하고, 이 클립을 필름과 함께 주행시키면서 간격을 넓힘으로써, 필름을 연신하는 장치이며, 통상 복수존(예열존, 연신존 및 열고정존)으로 나뉘어 있고, 상기 3개의 존 중 열처리를 가하는 타이밍을 필요에 따라서 바꿈으로써 행한다.

상기 열처리에는, 적외선(IR) 히터를 사용하고, 적외선(IR) 히터는 필요에 따른 개수가 각 존에 적절히 설치된다.

단, 본 발명에 있어서의 열처리의 방법으로서는, 적외선(IR) 히터 이외에도 사용할 수 있다.

이하, 도 8을 참조하면서 텐터 연신 장치(7)로서 사용되는 장치를 설명한다.

도 8은 텐터 연신 장치의 내부 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이며, 텐터 연신 장치를 필름의 면에 수직인 면을 상측으로부터 본 단면도이다.

또한, 도 8은 커버를 분리한 상태를 나타내고, 커버는 이점 쇄선으로 나타내고 있다.

텐터 연신 장치(40)는 필름(F)의 폭 방향의 필름의 양단부를 파지하는 다수의 클립(42)을 구비하고, 클립(42)은 무단 체인(48)에 일정한 간격으로 설치되어 있다.

무단 체인(48)은 필름(F)을 사이에 두고 양측에 배치되어 있고, 각각이 입구측의 원동 스프로킷(50)과 출구측의 종동 스프로킷(52) 사이에 걸쳐 있다.

원동 스프로킷(50)은 도시하지 않은 모터에 접속되어 있고, 이 모터를 구동함으로써 원동 스프로킷(50)이 회전된다.

이에 의해, 무단 체인(48)이 원동 스프로킷(50)과 종동 스프로킷(52) 사이를 주회(周回) 주행하므로, 무단 체인(48)에 설치한 클립(42)이 주회 주행된다.

원동 스프로킷(50)과 종동 스프로킷(52) 사이에는, 무단 체인(48)(또는 클립(42))을 가이드하기 위한 레일(54)이 마련된다.

레일(54)은 필름(F)을 사이에 두고 양측에 배치되어 있고, 레일(54)끼리의 간격은 필름(F)의 반송 방향의 상류측보다도 하류측이 넓어지도록 구성된다.

이에 의해, 클립(42)이 주회 주행할 때, 클립(42)끼리의 간격을 넓힐 수 있으므로, 클립(42)에 파지된 광학 필름(F)을 폭 방향으로 가로 연신할 수 있다.

원동 스프로킷(50)과 종동 스프로킷(52)에는 각각 개방 부재(56)가 설치되어 있다.

개방 부재(56)는 후술하는 클립(42)의 플래퍼(도시하지 않음)를 파지 위치로부터 개방 위치로 변위시키는 장치이며, 이 개방 부재(56)에 의해, 필름(F)의 파지 동작과 개방 동작이 자동적으로 행해진다.

[텐터 연신 장치의 내부 구성 2]

그런데, 텐터 연신 장치(40)의 내부는 도 8에 나타내는 바와 같이, 예열존, (가로) 연신존 및 열고정존이 마련되어 있다.

존끼리의 사이는, 도시하지 않은 차단풍 커튼(도시하지 않음)에 의해 구획되어 있다.

또한, 각 존의 내부에서는, 필름(F)에 대하여 상방 또는 하방, 혹은 그 양쪽으로부터, 열풍이 급기된다.

열풍은 존마다 소정의 온도로 관리된 상태에서, 필름(F)의 폭 방향으로 균일하게 불어내진다.

이에 의해, 각 존의 내부가 원하는 온도로 제어된다.

이하, 각 존에 대하여 설명한다.

예열존은 필름(F)을 예열 처리하는 존이며, 클립(42)의 간격을 넓히지 않고, 필름(F)을 가열한다.

예열존에서 예열된 필름(F)은, 가로 연신존으로 이동한다.

가로 연신존은 클립(42)의 간격을 넓힘으로써 필름(F)을 폭 방향으로 가로 연신하는 존이다.

이 가로 연신 처리에 있어서의 연신 배율은, 1.0 내지 2.5배의 범위 내가 바람직하고, 1.05 내지 2.3배의 범위 내가 보다 바람직하고, 1.1 내지 2배의 범위 내가 더욱 바람직하다.

가로 연신존에서 가로 연신된 필름(F)은, 열고정존으로 이동한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 텐터(40)의 내부를 예열존, (가로) 연신존, 열고정존으로 나누었지만, 존의 종류나 배치는 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 가로 연신존 뒤에, 필름(F)을 냉각시키는 냉각존을 마련해도 된다.

또한, 열고정존 중에 열완화존을 마련해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 텐터(40)로 가로 연신만을 행했지만, 세로 방향으로도 동시에 연신해도 된다.

이 경우, 클립(42)의 이동 시에, 클립(42)의 피치(반송 방향에 있어서의 클립(42)끼리의 간격)를 변화시키면 된다.

클립(42)의 피치를 변화시키는 기구로서는, 예를 들어 팬터그래프 기구나 리니어 가이드 기구를 이용할 수 있다.

[텐터 연신 장치의 내부 구성 3]

도 9는, 텐터 연신 장치 내의 3개의 존을 정면으로부터 보았을 때의 노즐과 히터 설치 부분의 개략도이다.

또한, 각 존에 적외선(IR) 히터가 설치된 경우에 있어서의 일례로서, 적외선(IR) 히터가 예열존에 설치된 경우의 텐터 연신 장치 내의 3개의 존의 측면도를 도 10에 나타낸다.

도 9와 같이, 적외선(IR) 히터는 필름 파단 시에 적외선(IR) 히터에 필름이 접촉하지 않도록 노즐의 상측에만 배치되어 있다.

또한, 필름에 적외선(IR) 히터를 접근시킨 쪽이, 적외선(IR) 히터에 의한 방사 에너지를 보다 좁은 범위에 집중시킬 수 있기 때문에, 클립에 의한 폭 형성 동작에 간섭하지 않는 범위에서, 필름에 적외선(IR) 히터를 가능한 한 접근시킨다.

도 9에 있어서, 필름으로부터 적외선(IR) 히터까지의 거리 H_A는, 30 내지 120mm의 범위 내가 바람직하다.

또한, 상기 적외선(IR) 히터의 가열 폭은, 100 내지 250mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기재에 있어서의 「가열 폭」이란, 적외선(IR) 히터의 바로 아래의 가열 강도를 1로 했을 때, 그 가열 강도가 0.2가 될 때까지의 적외선(IR) 히터에 의해 가열되는 폭을 말하는 것으로 한다.

적외선(IR) 히터의 설치 간격(피치)으로서는, 10 내지 100mm가 바람직하고, 100 내지 1000W로 150 내지 400℃의 범위 내에서 가열하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 필름의 폭 방향의 막 두께 프로파일을 각 위치에서 측정하고, 타깃으로 하는 막 두께 프로파일과 현재의 막 두께 프로파일의 차분으로부터, 각각의 적외선(IR) 히터의 설정 온도를 컴퓨터 상에서 산출하고, 키엔스 PLC KV-8000을 통해 각각의 적외선(IR) 히터에 설정 온도를 출력하여, 이들 조작을 자동으로 반복함으로써 볼록부를 조정하였다.

도 9에서는, 주로 중앙 노즐로부터의 열처리가 나타내져 있고, 금회의 실시예에서는 단부 노즐에 의한 열처리는 행해지지 않았지만, 본 실시 형태에서는 병용 가능하다.

연신 장치에 있어서는, 도 10과 같이 노즐 간격으로부터 적외선(IR) 히터가 나오는 쪽이 방사 에너지를 낭비없이 필름에 전달할 수 있다.

도 11은, 도 8과는 다른 시점에서 텐터 연신 장치를 필름의 면에 수직인 면을 상측으로부터 본 단면도이다.

도 11과 같이, 연신 전의 필름에 있어서도, 모든 폭을 가열할 수 있도록 적외선(IR) 히터는 열로 배치하였다.

또한, 히터는 길이 방향으로 지그재그상으로 배치해도 된다.

(적외선 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와 적외선 히터의 단부의 열량의 평균값 B의 관계성)

상기 볼록부 조정 공정(S2)에 있어서, 국소적인 가열이 적외선(IR) 히터를 사용하여 행해지고, 또한 상기 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 그 중앙부로부터 75mm 이격된 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B가 하기 식 (1)을 만족시키는 것이 효과 발현의 관점에서 바람직하다.

식 (1): 0.2<(B/A)<0.6

상기 적외선 히터에 의한 적외선의 조사광에 의한 열의 수렴성이 양호하면, 보다 미세한 막 두께 프로파일 조정을 할 수 있으므로, 열 제어가 너무 어려워지지 않을 정도의 수율을 고려한 결과 본 발명에는, 상기 범위가 효과적이다.

또한, 상기 기재에 있어서의 「적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부」란, 상술한 도 6에 있어서의 각 열원부를 말한다.

또한, 상기 기재에 있어서의 「적외선(IR) 히터 단부」란, 중앙부로부터 폭 방향으로 75mm의 위치를 말한다.

본 발명에 있어서는, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와 적외선 히터의 단부의 열량의 평균값 B는, 서모 뷰어(가부시키가이샤 비전 센싱제 VIM-640G2ULC)로 온도 분포를 측정하고, 그 평균값을 취함으로써 산출했지만, 다른 방법에 의해 열처리를 행한 경우에는, 거기에 따랐다.

이하에 그 원리와 산출 방법을 상세하게 나타낸다.

상기 적외선(IR) 히터에 의해 필름이 가열된다.

가열된 부분의 온도 변동폭을 길이 방향으로 적산하고, 그 폭 중앙부를 열량 A라 하고, 폭 방향으로 75mm의 위치의 평균값을 적외선 히터의 단부의 열량의 평균값 B라 하자.

상기 값으로부터, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 산출한다.

이 때, (B/A)가 너무 클 때는, 상기 적외선(IR) 히터는 핀포인트로 적외선의 조사 범위를 좁게 할 수 있도록 설계되어 있지 않지만, (B/A)가 너무 작을 때는, 상기 적외선(IR) 히터의 폭의 설치 대수를 증가시킴으로써, (B/A)의 값의 범위를 제어할 수 있다.

[적외선(IR) 히터]

본 발명에 사용하는 적외선(IR) 히터의 상세에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시에 사용할 수 있는 적외선(IR) 히터로서는, 일반적인 적외선(IR) 히터와 달리, 적외선을 반사시키는 미러를 사용함으로써 핀포인트로 적외선의 조사 범위를 좁게 할 수 있도록 설계되어 있는 것이 바람직하다.

적외선을 반사시키는 미러로서는, 예를 들어 콜드 미러(시그마 고키 가부시키가이샤 제조)나, 적외용 알루미늄 증(增)반사 미러(노보·옵틱스사제) 등 다수 들 수 있다.

본 발명의 실시에 사용한 미러는 알루미늄을 사용한 미러인 적외용 알루미늄 증반사 미러(노보·옵틱스사제)를 사용하였다.

현행의 일반적인 적외선(IR) 히터 1개의 적외선의 조사 범위는, 예를 들어 MCHNNS3, 조사 에너지 400W(미스미 가부시키가이샤 제조)에서 폭 방향으로 500mm인 것에 비해, 본 발명의 실시에 있어서 사용한 적외선(IR) 히터 1개의 적외선의 조사 범위는, 조사 에너지 550W(가부시키가이샤 히트 테크사제)에서 폭 방향으로 100 내지 150mm이다.

(1.3) 트리밍 공정(S3)

트리밍 공정(S3)에서는, 슬리터를 포함하는 절단부(8)가, 연신된 필름(F)의 폭 방향의 필름의 양단부를 절단(트리밍)한다.

상기 트리밍 전에, 상기 필름을 오실레이트시키지 않는 것이, 본 발명의 효과 발현의 관점에서는 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서 「오실레이트」란, 필름 자체를 폭 방향으로 움직이게 하는 것을 말한다.

필름(F)에 있어서, 필름의 양단부의 절단 후에 남은 부분은, 필름 제품이 되는 제품부를 구성한다.

한편, 필름(F)으로부터 절단된 부분은, 회수되어, 다시 원재료의 일부로서 필름의 제막에 재이용해도 된다.

상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하는 것도 가능하지만, 상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하지 않는 것이, 공기의 과잉 도입을 억제하는 관점에서는 바람직하다.

(1.4) 권취 공정(S4)

마지막으로 권취 공정(S4)에서, 필름(F)을, 권취 장치(13)에 의해 권취하여 필름 롤을 얻는다.

즉, 권취 공정에서는, 필름(F)을 반송하면서 권취 코어에 권취함으로써, 필름 롤이 제조된다.

권취 공정에서의 필름을 권취할 때의 초기 장력의 바람직한 범위는, 20 내지 300N/m의 범위 내이다.

(권취 직전의 잔류 용매량)

보다 구체적으로는, 필름 중의 잔류 용매량이 2질량％ 이하가 되고 나서 필름으로서 권취 장치(12)에 의해 권취하는 공정이며, 잔류 용매량을 0.4질량％ 이하로 함으로써 치수 안정성이 양호한 필름을 얻을 수 있다.

특히, 잔류 용매량이 0.00 내지 0.20질량％인 범위 내에서 권취하는 것이 바람직하다.

(권취 방법)

필름(F)의 권취 방법은 일반적으로 사용되고 있는 와인더를 사용하면 되고, 정토크법, 정텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정의 프로그램 텐션 컨트롤법 등의 장력을 컨트롤하는 방법이 있고, 그것들을 구분해서 사용하면 된다.

권취하기 전에, 제품이 되는 폭으로 필름의 단부를 슬릿하여 재단하고, 감기 중의 첩부나 찰상 방지를 위해서, 표면 개질 처리를 필름 양단에 실시해도 된다.

(권취 후)

본 발명에 관한 필름 롤은 긴 필름인 것이 바람직하고, 구체적으로는 100 내지 10000m 정도의 범위 내인 것을 나타내고, 통상, 롤 형상으로 제공되는 형태의 것이다.

<필름의 권취 방법 상세>

본 발명에 관한 필름은 이하의 권취 방법으로 권취하는 것이 바람직하다.

권취 방법은, 필름의 측연부가 정렬되도록 상기 필름을 권취 코어에 권취하는 스트레이트 감기 공정과, 상기 스트레이트 감기 공정 후에, 상기 측연부가 상기 필름의 폭 방향에 대하여 일정 범위에서 주기적으로 어긋나도록, 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름 또는 상기 권취 코어를 주기적으로 진동시켜 상기 필름을 상기 권취 코어에 권취하는 오실레이트 감기 공정을 갖는 것이 바람직하다.

특히, 상기 필름의 감기 길이가, 상기 필름의 전체 감기 길이에 대하여 1 내지 30％의 범위 내에서 미리 정해지는 전환 시 감기 길이에 달했을 때에, 상기 스트레이트 감기 공정으로부터 상기 오실레이트 감기 공정으로 전환하는 것이 바람직하다.

필름의 권취 장치는, 권취 코어를 회전시켜 상기 권취 코어에 필름을 권취하는 필름 권취부와, 상기 필름이 상기 권취 코어 상에서 상기 필름의 폭 방향으로 일정 범위 내에서 주기적으로 어긋나는 오실레이트 감기가 되도록, 상기 필름의 권취에 연동시켜 상기 필름 또는 상기 권취 코어를 상기 필름의 폭 방향으로 진동시키는 오실레이트부와, 상기 필름의 감기 길이가 미리 정해지는 전환 시 감기 길이에 달했을 때에, 상기 필름의 권취를 상기 스트레이트 감기로부터 상기 오실레이트 감기로 전환하는 전환부를 구비하는 것이 바람직하다.

이하 오실레이트 감기에 관한 상세는, 생략한다.

도 12는, 필름이 권취되는 공정과, 권취된 후의 본 발명에 관한 필름 롤의 단면을 나타내는 개략도이다.

도 12에서는, 제막된 필름(31)은 롤(32) 및 터치 롤(33)에 의해 권회되어, 필름 롤(30)로서 권취된다.

2. 용융 유연 제막법에 의한 필름 롤의 제조 방법

본 발명에 관한 필름은 용융 유연 제막법에 의해 제막할 수도 있다.

「용융 유연 제막법」이란, 열가소성 수지 및 상술한 첨가제를 포함하는 조성물을, 유동성을 나타내는 온도까지 가열 용융시키고, 그 후, 유동성의 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연하는 방법을 말한다.

가열 용융하는 성형 방법으로서는, 상세하게는 용융 압출 성형법, 프레스 성형법, 인플레이션법, 사출 성형법, 블로우 성형법, 연신 성형법 등으로 분류할 수 있다.

이들 성형법 중에서는, 기계적 강도 및 표면 정밀도 등의 점에서, 용융 압출법이 바람직하다.

이하, 용융 유연 제막법의 제조 공정의 흐름에 대해서도 전술한 용액 유연 제막법에 관한 도 2와 마찬가지의 흐름에서 설명한다.

또한, 도 13은, 용융 유연 제막법에 의해 광학 필름을 제조하는 장치의 개략도이다.

이하 용액 유연 제막법에 있어서, 도 2 및 도 13을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 용융 유연 제막법에 의한 필름 롤의 제조 방법은, 필름 형성 공정(S1), 볼록부 조정 공정(S2), 트리밍 공정(S3) 및 권취 공정(S4)을 포함한다.

(2.1) 필름 형성 공정(S1)

(2.1.1) 수지의 용융 압출

압출기(14)로 적어도 수지를 용융 압출하여, 캐스트 드럼(16) 상에 성형한다.

본 발명에 사용할 수 있는 상기 수지에 관한 상세는 후술하지만, 수지는 미리 혼련하여 펠릿화해두는 것이 바람직하고, 펠릿화는 공지된 방법으로 행하면 된다.

예를 들어 건조 수지나 가소제, 기타 첨가제를 피더로부터 압출기로 공급하고, 1축이나 2축의 압출기를 사용하여 혼련하여, 유연 다이로부터 스트랜드상으로 압출하고, 수랭 또는 공랭시켜, 커팅함으로써 펠릿화할 수 있다.

첨가제는 압출기에 공급하기 전에 수지에 혼합해두어도 되고, 첨가제 및 수지를 각각 개별의 피더로 압출기에 공급해도 된다.

또한, 입자나 산화 방지제 등의 소량의 첨가제는, 균일하게 혼합하기 위해서, 사전에 수지에 혼합해두는 것이 바람직하다.

공급 호퍼로부터 압출기에, 펠릿을 도입할 때는, 건조, 진공 하 또는 감압 하나 불활성 가스 분위기 하로 하여 산화 분해 등을 방지하는 것이 바람직하다.

압출기는 전단력을 억제하고, 수지가 열화(분자량 저하, 착색, 겔 생성 등)되지 않도록 펠릿화 가능하며 가능한 한 저온에서 가공하는 것이 바람직하다.

예를 들어 2축 압출기의 경우, 깊은 홈 타입의 스크루를 사용하여, 동일 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다.

혼련의 균일성으로부터, 맞물림 타입이 바람직하다.

수지·펠릿은 용융 시에, 리프 디스크 타입의 필터 등으로 여과하여 이물을 제거하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여 얻어진 펠릿을 사용하여 필름 제막을 행한다.

물론, 펠릿화하지 않고, 원재료의 수지(분말 등)를 그대로 피더로 압출기에 공급하여, 그대로 필름 제막하는 것도 가능하다.

(2.1.2) 용융된 수지·펠릿의 유연, 성형

용융된 수지·펠릿을, 가압형 정량 기어 펌프 등을 통해, 도관에 의해 유연 다이(15)로부터 필름 형상으로 유연하고, 무한히 이송하는 회전 구동 스테인리스강제 엔드리스 캐스트 드럼(16) 상의 유연 위치에 유연 다이(15)로부터 용융된 수지·펠릿을 유연한다.

그리고, 유연한 용융 상태의 수지·펠릿을 캐스트 드럼(16) 상에서 성형시켜, 필름(F)을 형성한다.

유연 다이(15)의 기울기, 즉, 유연 다이(15)로부터 지지체(16)에 대한 용융 상태의 수지·펠릿의 토출 방향은, 캐스트 드럼(16)의 면(용융 상태의 수지·펠릿이 유연되는 면)의 법선에 대한 각도로 0 내지 90°의 범위 내가 되도록 적절히 설정되면 된다.

터치 롤러(16a)나 캐스트 드럼(16)을 보조하는 냉각 드럼(17)을 적절히, 단독으로 혹은 조합하여 필름(F)을 형성해도 된다.

필름 형성 공정에 있어서의 막 두께 제어 수단 및 그 밖의 사항에 대해서는, 전술한 용액 유연 제막법에 의한 필름 롤의 제조 공정과 마찬가지이며, 잔류 용매량, 수축률 및 건조 방법 등의 기재도 중복되므로 생략한다.

(2.2) 볼록부 조정 공정(S2)

볼록부 조정 공정에 있어서의 볼록부 조정 공정의 개요, 볼록부 조정 공정의 상세, 필름의 연신, 볼록부 조정 공정에 있어서의 각 용어의 정의, 볼록부 조정 공정에 있어서의 막 두께 제어 수단 및 그 밖의 사항에 대해서는, 전술한 용액 유연 제막법에 의한 필름 롤의 제조 공정과 마찬가지의 기재에 대해서는 생략한다.

볼록부 조정 공정에 있어서는, 필름에 국소적인 가열을 실시함과 동시에 필름을 연신한다.

상기 필름(F)을 연신 장치(19)에 의해 연신한다.

연신 장치(19) 내에서는, 연신에 더하여 건조를 행해도 된다.

(2.3) 트리밍 공정(S3)

트리밍 공정(S3)에서는, 슬리터를 포함하는 절단부(20)가 제막된 필름(F)의 폭 방향의 필름의 양단부를 절단(트리밍)한다.

상기 트리밍 시에는, 상기 필름을 오실레이트시키지 않거나 또는 필름의 폭 방향으로 상기 필름을 오실레이트시키지 않는 것이, 본 발명의 효과 발현의 관점에서는 바람직하다.

필름(F)에 있어서, 필름의 양단부의 절단 후에 남은 부분은, 필름 제품이 되는 제품부를 구성한다.

한편, 필름(F)으로부터 절단된 부분은, 회수되어, 다시 원재료의 일부로서 필름의 제막에 재이용해도 된다.

상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하는 것도 가능하지만, 상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하지 않는 것이, 본 발명의 효과 발현의 관점에서는 바람직하다.

(2.4) 권취 공정(S4)

마지막으로 권취 공정(S4)에서, 필름(F)을, 권취 장치(23)에 의해 권취하여 필름 롤을 얻는다.

즉, 권취 공정에서는, 필름(F)을 반송하면서 권취 코어에 권취함으로써, 필름 롤이 제조된다.

필름(F)의 권취 방법은 일반적으로 사용되고 있는 와인더를 사용하면 되고, 정토크법, 정텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정의 프로그램 텐션 컨트롤법 등의 장력을 컨트롤하는 방법이 있고, 그것들을 구분해서 사용하면 된다.

3. 필름 롤의 제조에 있어서의 볼록부 조정 시스템

본 발명의 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템은, 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 볼록부 조정 공정을 갖는 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템이며, 상기 볼록부 조정 공정 중의 필름의 막 두께 프로파일을 취득하는 막 두께 취득 수단과, 상기 막 두께 프로파일의 데이터에 의해, 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 수가 1m당 1 내지 10개인 이상값의 범위 내인지의 여부, 및 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 높이가 0.05 내지 0.50㎛인 이상값의 범위 내인지의 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 판정 수단에 있어서, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽, 또는 한쪽이 이상값의 범위 밖인 경우에, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽 모두 이상값의 범위 내가 되도록, 상기 필름에 대한 국소적인 가열을 적외선 히터에 의해 행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(3.1) 막 두께 취득 수단

(수단 1)

본 발명의 필름 롤의 제조에 있어서의 볼록부 조정 시스템에 있어서의 필름의 막 두께 취득 수단으로서는, 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여 측정하였다.

볼록부에 관한 용어의 정의 등의 상세는 전술하였으므로 생략한다.

(수단 2)

볼록부 조정 공정에 있어서는, 연신 장치 내에서 필름에 국소적인 가열을 실시하면서 필름을 연신한다.

(3.2) 판정 수단

상기 막 두께 프로파일의 데이터에 의해, 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 수가 1m당 1 내지 10개인 이상값의 범위 내인지의 여부, 및 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 높이가 0.05 내지 0.50㎛인 이상값의 범위 내인지의 여부를 판정한다.

(3.3) 필름에 대한 국소적인 가열을 적외선 히터에 의해 행하는 수단

상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽, 또는 한쪽이 이상값의 범위 밖인 경우에, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽 모두 이상값의 범위 내가 되도록, 현재의 막 두께 프로파일과의 차분으로부터, 각각의 적외선 히터의 설정 온도를 컴퓨터 상에서 산출하고, 각각의 설정 온도를 출력하여 필름에 대한 국소적인 가열을 적외선 히터에 의해 행함으로써 볼록부를 조정하고, 그것을 자동으로 반복하고, 막 두께 조정을 자동화하여 행한다.

4. 필름을 구성하는 수지

(4.1) 열가소성 수지

본 발명에 관한 필름에 사용되는 열가소성 수지 재료로서는, 제막 후 필름 롤로서 취급할 수 있는 것이라면 한정은 없다.

예를 들어 편광판 용도로서 사용되고 있는 열가소성 수지로서는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP), 디아세틸셀룰로오스(DAC) 등의 셀룰로오스에스테르계 수지나 시클로올레핀 폴리머(시클로올레핀계 수지(COP)) 등의 환상 올레핀계 수지(이하, 시클로올레핀계 수지라고도 함), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리프로필렌계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴계 수지 및 폴리에틸렌테레페프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르계 수지를 적용할 수 있다.

특히, 저탄성률의 필름, 예를 들어 탄성률 3.0GPa 미만의 수지에 있어서는, 필름 롤을 형성할 때에 당해 필름의 복수의 개소에 관한 응력을 완화시키기 어렵기 때문에, 폭 방향 및 길이 방향으로 신축되기 어려워지고, 당해 필름이 롤의 상태에서는 면에서 응력을 전부 흡수할 수 없어, 감기 어긋남이 일어나기 쉽다.

또한, 상기 저탄성률 필름을 다른 관점에서 보면, 당해 필름의 폭 방향 및 길이 방향으로서 고저차가 있으면, 당해 필름의 높은 부분의 신축과 낮은 부분의 신축차가 커져버린다.

따라서, 본 발명의 실시 형태에 있어서, 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 0.02 내지 0.40㎛의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하고, 저탄성률의 수지인 시클로올레핀 폴리머(시클로올레핀계 수지(COP))나 폴리메틸메타크릴레이트(아크릴계 수지(PMMA))를 열가소성 수지로서 사용한 필름 롤에 적용하는 것이 효과적이다.

단, 연신성이나 결정화도의 컨트롤이 행하기 쉽다는 점, 및 접착제가 침투하기 쉽고, 편광자층과의 보다 양호한 접착성을 확보할 수 있다는 점에서는, 시클로올레핀계 수지(COP)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 필름은 제조 후에 표면 개질 처리를 실시해도 된다.

또한, 본 발명의 효과는 박막 영역에서 가치가 높아진다.

필름의 막 두께로서는, 5 내지 80㎛의 범위 내가 바람직하고, 10 내지 65㎛의 범위 내가 보다 바람직하고, 10 내지 45㎛의 범위 내가 더욱 바람직하다.

막 두께가 5㎛ 이상이면, 필름 롤의 강성이 높고, 롤 형상을 유지하는 것이 용이해진다.

막 두께가 80㎛ 이하라면 질량이 너무 증가하지 않고, 긴 필름 롤을 제작하기 쉬워진다.

(4.1.1) 시클로올레핀계 수지

본 발명에 관한 필름 롤에 함유되는 시클로올레핀계 수지는, 시클로올레핀 단량체의 중합체, 또는 시클로올레핀 단량체와 그 이외의 공중합성 단량체의 공중합체인 것이 바람직하다.

시클로올레핀 단량체로서는, 노르보르넨 골격을 갖는 시클로올레핀 단량체인 것이 바람직하고, 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체인 것이 보다 바람직하다.

일반식 (A-1) 중, R¹ 내지 R⁴는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기, 또는 극성기를 나타낸다. p는 0 내지 2의 정수를 나타낸다. 단, R¹ 내지 R⁴의 모두가 동시에 수소 원자를 나타내지는 않고, R¹과 R²가 동시에 수소 원자를 나타내지는 않고, R³과 R⁴가 동시에 수소 원자를 나타내지는 않는 것으로 한다.

일반식 (A-1)에 있어서 R¹ 내지 R⁴로 표시되는 탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소 원자수 1 내지 10의 탄화수소기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.

탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기는, 예를 들어 할로겐 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자 또는 규소 원자를 포함하는 연결기를 더 갖고 있어도 된다.

그러한 연결기의 예에는, 카르보닐기, 이미노기, 에테르 결합, 실릴에테르 결합, 티오에테르 결합 등의 2가의 극성기가 포함된다.

탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기의 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기 및 부틸기 등이 포함된다.

일반식 (A-1)에 있어서 R¹ 내지 R⁴로 표시되는 극성기의 예에는, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아미노기, 아미드기 및 시아노기가 포함된다.

그 중에서도, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기가 바람직하고, 용액 제막 시의 용해성을 확보하는 관점에서, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기가 바람직하다.

일반식 (A-1)에 있어서의 p는, 필름의 내열성을 높이는 관점에서, 1 또는 2인 것이 바람직하다.

p가 1 또는 2이면, 얻어지는 중합체가 부피가 커져, 유리 전이 온도가 향상되기 쉽기 때문이다.

일반식 (A-2) 중, R⁵는 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 갖는 알킬실릴기를 나타낸다. R⁶은 카르복시기, 히드록시기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아미노기, 아미드기, 시아노기 또는 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 혹은 요오드 원자)를 나타낸다. p는 0 내지 2의 정수를 나타낸다.

일반식 (A-2)에 있어서의 R⁵는, 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소수 1 내지 3의 탄화수소기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

일반식 (A-2)에 있어서의 R⁶은, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 용액 제막 시의 용해성을 확보하는 관점에서, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기가 보다 바람직하다.

일반식 (A-2)에 있어서의 p는, 필름의 내열성을 높이는 관점에서, 1 또는 2를 나타내는 것이 바람직하다.

p가 1 또는 2를 나타내면, 얻어지는 중합체가 부피가 커져, 유리 전이 온도가 향상되기 쉽기 때문이다.

일반식 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체는, 유기 용매에 대한 용해성을 향상시키는 점에서 바람직하다.

일반적으로 유기 화합물은 대칭성을 무너뜨림으로써 결정성이 저하되기 때문에, 유기 용매에 대한 용해성이 향상된다.

일반식 (A-2)에 있어서의 R⁵ 및 R⁶은, 분자의 대칭축에 대하여 편측의 환 구성 탄소 원자에만 치환되어 있으므로, 분자의 대칭성이 낮고, 즉, 일반식 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체는 용해성이 높기 때문에, 필름을 용액 유연법에 의해 제조하는 경우에 적합하다.

시클로올레핀 단량체의 중합체에 있어서의 일반식 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체의 함유 비율은, 시클로올레핀계 수지를 구성하는 전체 시클로올레핀 단량체의 합계에 대하여, 예를 들어 70mol％ 이상, 바람직하게는 80mol％ 이상, 보다 바람직하게는 100mol％로 할 수 있다.

일반식 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체를 일정 이상 포함하면, 수지의 배향성이 높아지기 때문에, 위상차(리타데이션)값이 상승하기 쉽다.

이하, 일반식 (A-1)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체의 구체예를 예시 화합물 1 내지 14로 나타내고, 일반식 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체의 구체예를 예시 화합물 15 내지 34로 나타낸다.

시클로올레핀 단량체와 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 시클로올레핀 단량체와 개환 공중합 가능한 공중합성 단량체, 및 시클로올레핀 단량체와 부가 공중합 가능한 공중합성 단량체 등이 포함된다.

개환 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헵텐, 시클로옥텐 및 디시클로펜타디엔 등의 시클로올레핀이 포함된다.

부가 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 불포화 이중 결합 함유 화합물, 비닐계 환상 탄화수소 단량체 및 (메트)아크릴레이트 등이 포함된다.

불포화 이중 결합 함유 화합물의 예에는, 탄소 원자수 2 내지 12(바람직하게는 2 내지 8)의 올레핀계 화합물이 포함되고, 그 예에는, 에틸렌, 프로필렌 및 부텐 등이 포함된다.

비닐계 환상 탄화수소 단량체의 예에는, 4-비닐시클로펜텐 및 2-메틸-4-이소프로페닐시클로펜텐 등의 비닐시클로펜텐계 단량체가 포함된다.

(메트)아크릴레이트의 예에는, 메틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 및 시클로헥실(메트)아크릴레이트 등의 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬(메트)아크릴레이트가 포함된다.

시클로올레핀 단량체와 공중합성 단량체의 공중합체에 있어서의 시클로올레핀 단량체의 함유 비율은, 공중합체를 구성하는 전체 단량체의 합계에 대하여, 예를 들어 20 내지 80mol％의 범위 내, 바람직하게는 30 내지 70mol％의 범위 내로 할 수 있다.

시클로올레핀계 수지는, 전술한 바와 같이, 노르보르넨 골격을 갖는 시클로올레핀 단량체, 바람직하게는 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로 표시되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체를 중합 또는 공중합하여 얻어지는 중합체이며, 그 예에는, 이하 (1) 내지 (7)의 중합체가 포함된다.

(1) 시클로올레핀 단량체의 개환 중합체

(2) 시클로올레핀 단량체와, 그것과 개환 공중합 가능한 공중합성 단량체의 개환 공중합체

(3) 상기 (1) 또는 (2)의 개환 (공)중합체의 수소 첨가물

(4) 상기 (1) 또는 (2)의 개환 (공)중합체를 프리델 크래프츠 반응에 의해 환화한 후, 수소를 첨가한 (공)중합체

(5) 시클로올레핀 단량체와 불포화 이중 결합 함유 화합물의 포화 공중합체

(6) 시클로올레핀 단량체와 비닐계 환상 탄화수소 단량체의 부가 공중합체 및 그 수소 첨가물

(7) 시클로올레핀 단량체와 (메트)아크릴레이트의 교호 공중합체

상기 (1) 내지 (7)의 중합체는, 모두 공지된 방법, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-107534호 공보나 일본 특허 공개 제2005-227606호 공보에 기재된 방법으로 얻을 수 있다.

예를 들어 상기 (2)의 개환 공중합에 사용되는 촉매나 용매는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-107534호 공보의 단락 0019 내지 0024에 기재된 것을 사용할 수 있다.

상기 (3) 및 (6)의 수소 첨가물에 사용되는 촉매는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-107534호 공보의 단락 0025 내지 0028에 기재된 것을 사용할 수 있다.

상기 (4)의 프리델 크래프츠 반응에 사용되는 산성 화합물은, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-107534호 공보의 단락 0029에 기재된 것을 사용할 수 있다.

상기 (5) 내지 (7)의 부가 중합에 사용되는 촉매는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-227606호 공보의 단락 0058 내지 0063에 기재된 것을 사용할 수 있다.

상기 (7)의 교대 공중합 반응은, 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-227606호 공보의 단락 0071 및 0072에 기재된 방법으로 행할 수 있다.

그 중에서도, 상기 (1) 내지 (3) 및 (5)의 중합체가 바람직하고, 상기 (3) 및 (5)의 중합체가 보다 바람직하다.

즉, 시클로올레핀계 수지는, 얻어지는 시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도를 높게 하고, 또한 광투과율을 높게 할 수 있는 점에서, 하기 일반식 (B-1)로 표시되는 구조 단위와 하기 일반식 (B-2)로 표시되는 구조 단위의 적어도 한쪽을 포함하는 것이 바람직하고, 일반식 (B-2)로 표시되는 구조 단위만을 포함하거나, 또는 일반식 (B-1)로 표시되는 구조 단위와 일반식 (B-2)로 표시되는 구조 단위의 양쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

일반식 (B-1)로 표시되는 구조 단위는, 전술한 일반식 (A-1)로 표시되는 시클로올레핀 단량체 유래의 구조 단위이며, 일반식 (B-2)로 표시되는 구조 단위는, 전술한 일반식 (A-2)로 표시되는 시클로올레핀 단량체 유래의 구조 단위이다.

일반식 (B-1) 중, X는 -CH=CH- 또는 -CH₂CH₂-를 나타낸다. R¹ 내지 R⁴ 및 p는 각각 일반식 (A-1)의 R¹ 내지 R⁴ 및 p와 동일한 의미이다.

일반식 (B-2) 중, X는 -CH=CH- 또는 -CH₂CH₂-를 나타낸다. R⁵ 내지 R⁶ 및 p는 각각 일반식 (A-2)의 R⁵ 내지 R⁶ 및 p와 동일한 의미이다.

본 발명에 관한 시클로올레핀계 수지는 시판품이어도 된다.

시클로올레핀계 수지의 시판품의 예에는, JSR(주)제의 아톤(Arton) G(예를 들어 G7810 등), 아톤 F, 아톤 R(예를 들어 R4500, R4900 및 R5000 등) 및 아톤 RX가 포함된다.

시클로올레핀계 수지의 고유 점도 [η]inh는, 30℃의 측정에 있어서, 0.2 내지 5cm³/g의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.3 내지 3cm³/g의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.4 내지 1.5cm³/g의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

시클로올레핀계 수지의 수평균 분자량(Mn)은 8000 내지 100000의 범위 내인 것이 바람직하고, 10000 내지 80000의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 12000 내지 50000의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

시클로올레핀계 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 20000 내지 300000의 범위 내인 것이 바람직하고, 30000 내지 250000의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 40000 내지 200000의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

시클로올레핀계 수지의 수평균 분자량이나 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 폴리스티렌 환산으로 측정할 수 있다.

(겔 투과 크로마토그래피)

용매: 메틸렌클로라이드

칼럼: Shodex K806, K805, K803G(쇼와 덴코(주)제를 3개 접속하여 사용하였다)

칼럼 온도: 25℃

시료 농도: 0.1질량％

검출기: RI Model 504(GL사이언스사제)

펌프: L6000(히다치 세이사꾸쇼(주)제)

유량: 1.0ml/min

교정 곡선: 표준 폴리스티렌 STK standard 폴리스티렌(도소(주)제) Mw=500 내지 2800000의 범위 내의 13 샘플에 의한 교정 곡선을 사용하였다. 13 샘플은 거의 등간격으로 사용하는 것이 바람직하다.

고유 점도 [η]inh, 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있으면, 시클로올레핀계 수지의 내열성, 내수성, 내약품성, 기계적 특성 및 필름으로서의 성형 가공성이 양호해진다.

시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 통상 110℃ 이상이고, 110 내지 350℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 120 내지 250℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 120 내지 220℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

유리 전이 온도(Tg)가 110℃ 이상이면, 고온 조건 하에서의 변형을 억제하기 쉽다.

한편, 유리 전이 온도(Tg)가 350℃ 이하이면, 성형 가공이 용이해지고, 성형 가공 시의 열에 의한 수지의 열화도 억제하기 쉽다.

시클로올레핀계 수지의 함유량은, 필름에 대하여 70질량％ 이상인 것이 바람직하고, 80질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

(4.1.2) 아크릴계 수지

본 발명에 관한 아크릴계 수지는 아크릴산에스테르 또는 메타아크릴산에스테르의 중합체이며, 다른 모노머의 공중합체도 포함된다.

따라서, 본 발명에 관한 아크릴계 수지에는, 메타크릴 수지도 포함된다.

수지로서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 메틸메타크릴레이트 단위가 50 내지 99질량％의 범위 내, 및 이것과 공중합 가능한 것 이외의 단량체 단위가 1 내지 50질량％의 범위 내를 포함하는 것이 바람직하다.

공중합으로 형성되는 아크릴계 수지를 구성하는 것 이외의 단위로서는, 알킬수의 탄소수가 2 내지 18인 알킬 메타크릴레이트, 알킬수의 탄소수가 1 내지 18인 알킬아크릴레이트, 메타크릴산이소보르닐, 2-히드록시에틸아크릴레이트 등의 히드록시알킬아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산 등의 α,β-불포화산, 아크릴로일모르폴린, N히드록시페닐메타크릴아미드 등의 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 불포화기 함유 2가 카르복실산, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 α,β-불포화 니트릴, 무수말레산, 말레이미드, N-치환 말레이미드, 글루타르이미드 및 글루타르산무수물 등을 들 수 있다.

상기 단위로부터, 글루타르이미드 및 글루타르산무수물을 제외한 단위를 형성하는 공중합 가능한 단량체로서는, 상기 단위에 대응한 단량체를 들 수 있다.

즉, 알킬수의 탄소수가 2 내지 18인 알킬 메타크릴레이트, 알킬수의 탄소수가 1 내지 18인 알킬아크릴레이트, 메타크릴산이소보르닐, 2-히드록시에틸아크릴레이트 등의 히드록시알킬아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산 등의 α,β-불포화산, 아크릴로일모르폴린, N히드록시페닐메타크릴아미드 등의 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 불포화기 함유 2가 카르복실산, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 α,β-불포화 니트릴, 무수말레산, 말레이미드 및 N-치환 말레이미드 등의 단량체를 들 수 있다.

또한, 글루타르이미드 단위는, 예를 들어 (메트)아크릴산에스테르 단위를 갖는 중간체 폴리머에 1급 아민(이미드화제)을 반응시켜 이미드화함으로써 형성할 수 있다(일본 특허 공개 제2011-26563호 공보 참조.).

글루타르산무수물 단위는, 예를 들어 (메트)아크릴산에스테르 단위를 갖는 중간체 폴리머를 가열함으로써 형성할 수 있다(일본 특허 제4961164호 공보 참조.).

본 발명에 관한 아크릴계 수지에는, 상기 구성 단위 중에서도, 기계적 강도의 관점에서, 메타크릴산이소보르닐, 아크릴로일모르폴린, N-히드록시페닐메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 스티렌, 히드록시에틸메타크릴레이트, 무수말레산, 말레이미드, N-치환 말레이미드, 글루타르산무수물 또는 글루타르이미드가 포함되는 것이, 특히 바람직하다.

본 발명에 관한 아크릴계 수지는, 환경의 온습도 분위기의 변화에 대한 치수 변화를 제어하는 관점이나, 필름 생산시의 금속 지지체로부터의 박리성, 유기 용매의 건조성, 내열성 및 기계적 강도의 개선의 관점에서, 중량 평균 분자량(Mw)이 50000 내지 1000000의 범위 내인 것이 바람직하고, 100000 내지 1000000의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 200000 내지 800000의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.

50000 이상이면, 내열성 및 기계적 강도가 우수하고, 1000000 이하이면 금속 지지체로부터의 박리성 및 유기 용매의 건조성이 우수하다.

본 발명에 관한 아크릴계 수지의 제조 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 현탁 중합, 유화 중합, 괴상 중합 혹은 용액 중합 등의 공지된 방법 중 어느 것을 사용해도 된다.

여기서, 중합 개시제로서는, 통상의 퍼옥사이드계 및 아조계의 것을 사용할 수 있고, 또한 산화 환원계로 할 수도 있다.

중합 온도에 대해서는, 현탁 또는 유화 중합에서는 30 내지 100℃의 범위 내, 괴상 또는 용액 중합에서는 80 내지 160℃의 범위 내에서 실시할 수 있다.

얻어진 공중합체의 환원 점도를 제어하기 위해서, 알킬머캅탄 등을 연쇄 이동제로서 사용하여 중합을 실시할 수도 있다.

아크릴계 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 80 내지 120℃의 범위 내인 것이, 필름의 기계적 강도를 유지하는 관점에서, 바람직하다.

본 발명에 관한 아크릴계 수지로서는, 시판하는 것도 사용할 수 있다.

예를 들어 델펫 60N, 80N, 980N, SR8200(이상, 아사히 가세이 케미컬즈(주)제), 다이아날 BR52, BR80, BR83, BR85, BR88, EMB-143, EMB-159, EMB-160, EMB-161, EMB-218, EMB-229, EMB-270, EMB-273(이상, 미쯔비시 레이온(주)제), KT75, TX400S 및 IPX012(이상, 덴끼 가가꾸 고교(주)제) 등을 들 수 있다.

아크릴계 수지는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

본 발명에 관한 아크릴계 수지는 첨가제를 함유하는 것이 바람직하고, 첨가제의 일례로서는, 국제 공개 제2010/001668호에 기재된 아크릴 입자(고무 탄성체 입자)를, 필름의 기계적 강도 향상이나 치수 변화율의 조정을 위해 함유하는 것이 바람직하다.

이러한 다층 구조 아크릴계 입상 복합체의 시판품의 예로서는, 예를 들어 미쯔비시 레이온사제의 「메타블렌 W-341」, 가네카사제의 「가네에이스」, 쿠레하사제의 「파랄로이드」, 롬 앤드 하스사제의 「아크릴로이드」, 아이카사제의 「스타필로이드」, 케미스노우 MR-2G, MS-300X(이상, 소껭 가가꾸(주)제) 및 쿠라레사제의 「파라펫 SA」 등을 들 수 있고, 이들은 단독 내지 2종 이상을 사용할 수 있다.

아크릴 입자의 체적 평균 입자경은 0.35㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.01 내지 0.35㎛의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.30㎛의 범위 내이다.

입자경이 일정 이상이면, 필름을 가열 하에서 신장되기 쉽게 할 수 있고, 입자경이 일정 이하이면, 얻어지는 필름의 투명성을 손상시키기 어렵다.

본 발명에 관한 필름은, 유연성의 관점에서, 굽힘 탄성률(JIS K7171)이 10.5GPa 이하인 것이 바람직하다.

이 굽힘 탄성률은 보다 바람직하게는 1.3GPa 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.2GPa 이하이다.

이 굽힘 탄성률은, 필름 중의 아크릴계 수지나 고무 탄성체 입자의 종류나 양 등에 의해 변동되고, 예를 들어 고무 탄성체 입자의 함유량이 많을수록, 일반적으로 굽힘 탄성률은 작아진다.

또한, 아크릴계 수지로서, 메타크릴산알킬의 단독 중합체를 사용하는 것보다도, 메타크릴산알킬과 아크릴산알킬 등의 공중합체를 사용하는 쪽이, 일반적으로 굽힘 탄성률은 작아진다.

(4.1.3) 셀룰로오스에스테르계 수지

본 발명에 관한 필름 롤에 있어서는, 셀룰로오스에스테르계 수지를 사용하는 것도 바람직하다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스에스테르란, 셀룰로오스를 구성하는 β-1,4 결합하고 있는 글루코오스 단위 중의 2위, 3위 및 6위의 히드록시기(-OH)의 수소 원자의 일부 또는 전부가 아실기로 치환된 셀룰로오스아실레이트 수지를 말한다.

사용되는 셀룰로오스에스테르는 특별히 한정되지 않지만, 탄소수 2 내지 22 정도의 직쇄 또는 분지의 카르복실산에스테르인 것이 바람직하다.

에스테르를 구성하는 카르복실산은 지방족 카르복실산이어도 되고, 환을 형성해도 되고, 방향족 카르복실산이어도 된다.

예를 들어 셀룰로오스의 히드록시기 부분의 수소 원자가, 아세틸기, 프로피오닐기, 부티릴기, 이소부티릴기, 발레릴기, 피발로일기, 헥사노일기, 옥타노일기, 라우로일기, 스테아로일 등의 탄소수 2 내지 22의 아실기로 치환된 셀룰로오스에스테르를 들 수 있다.

에스테르를 구성하는 카르복실산(아실기)은 치환기를 가져도 된다.

에스테르를 구성하는 카르복실산은, 특히 탄소수가 6 이하인 저급 지방산인 것이 바람직하고, 탄소수가 3 이하인 저급 지방산인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 셀룰로오스에스테르 중의 아실기는 단일종이어도 되고, 복수의 아실기의 조합이어도 된다.

바람직한 셀룰로오스에스테르의 구체예에는, 디아세틸셀룰로오스(DAC), 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스아세테이트 외에도, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP), 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트부티레이트와 같은 아세틸기 이외에도 프로피오네이트기 또는 부티레이트기가 결합된 셀룰로오스의 혼합 지방산에스테르를 들 수 있다.

이들 셀룰로오스에스테르는 단일종을 사용해도 되고, 복수종을 조합하여 사용해도 된다.

(아실기의 종류·치환도)

셀룰로오스에스테르의 아실기의 종류 및 치환도를 조절함으로써 위상차의 습도 변동을 원하는 범위로 제어할 수 있고, 막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

셀룰로오스에스테르의 아실기의 치환도가 작을수록 위상차 발현성이 향상되기 때문에, 박막화가 가능하게 된다.

한편, 아실기의 치환도가 너무 작으면, 내구성이 악화될 우려가 있어 바람직하지 않다.

한편, 셀룰로오스에스테르의 아실기의 치환도가 클수록 위상차가 발현되지 않기 때문에, 제막 시에 연신 배율을 증가시킬 필요가 있지만, 고연신 배율로 균일하게 연신시키는 것은 어렵고, 이 때문에, 막 두께 변동이 커진다(악화된다).

또한, 두께 방향의 리타데이션(위상차)인 Rt 습도 변동은 셀룰로오스의 카르보닐기에 물분자가 배위함으로써 발생하기 때문에, 아실기의 치환도가 높은, 즉, 셀룰로오스 중의 카르보닐기가 많을수록, Rt 습도 변동이 나빠지는 경향이 있다.

셀룰로오스에스테르는 총 치환도가, 2.1 내지 2.5의 범위 내인 것이 바람직하다.

당해 범위로 함으로써, 환경 변동(특히 습도에 의한 Rt 변동)을 억제함과 함께, 막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

보다 바람직하게는, 제막 시의 유연성 및 연신성을 향상시켜, 막 두께의 균일성이 한층 향상되는 관점에서, 2.2 내지 2.45의 범위 내이다.

보다 구체적으로는, 셀룰로오스에스테르는 하기 식 (a) 및 (b)를 모두 만족시킨다. 하기 식 (a) 및 (b) 중, X는 아세틸기의 치환도, Y는 프로피오닐기 또는 부티릴기의 치환도, 혹은 그의 혼합물의 치환도이다.

식 (a): 2.1≤X+Y≤2.5

식 (b): 0≤Y≤1.5

셀룰로오스에스테르는 셀룰로오스아세테이트(Y=0) 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)(Y; 프로피오닐기, Y>0)가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 막 두께 변동을 저감시키는 점에서 Y=0인 셀룰로오스아세테이트이다.

특히 바람직하게 사용되는 셀룰로오스아세테이트는, 위상차 발현성, Rt 습도 변동, 막 두께 변동을 원하는 범위로 하는 점에서 2.1≤X≤2.5(한층 바람직하게는 2.15≤X≤2.45)의 셀룰로오스디아세테이트(DAC)이다.

또한, Y>0의 경우에는, 특히 바람직하게 사용되는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)는 0.95≤X≤2.25, 0.1≤Y≤1.2, 2.15≤X+Y≤2.45이다.

상술한 셀룰로오스아세테이트 혹은 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 사용함으로써 리타데이션이 우수하고, 기계적 강도, 환경 변동이 우수한 필름 롤이 얻어진다.

또한, 아실기의 치환도는 1글루코오스 단위당 아실기의 평균수를 나타내고, 1글루코오스 단위의 2위, 3위 및 6위의 히드록시기의 수소 원자가 모두 아실기로 치환되어 있는 것을 나타낸다.

따라서, 최대의 치환도는 3.0이며, 이 경우에는 2위, 3위 및 6위의 히드록시기의 수소 원자가 모두 아실기로 치환되어 있는 것을 의미한다.

이들 아실기는 글루코오스 단위의 2위, 3위, 6위에 평균적으로 치환되어 있어도 되고, 분포를 가지고 치환되어 있어도 된다.

치환도는 ASTM-D817-96에 규정의 방법에 의해 구해진다.

원하는 광학 특성을 얻기 위하여 치환도가 다른 셀룰로오스아세테이트를 혼합하여 사용해도 된다.

상기의 경우, 다른 셀룰로오스아세테이트의 혼합 비율은 특별히 한정되지 않는다.

셀룰로오스에스테르의 수평균 분자량(Mn)은 2×10⁴ 내지 3×10⁵의 범위 내, 나아가 2×10⁴ 내지 1.2×10⁵의 범위 내, 더 나아가 4×10⁴ 내지 8×10⁴의 범위 내이면, 얻어지는 필름 롤의 기계적 강도가 높아지는 관점에서 바람직하다.

셀룰로오스에스테르의 수평균 분자량 Mn은 전술한 측정 조건에 의한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용한 측정에 의해 산출한다.

셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량(Mw)은 2×10⁴ 내지 1×10⁶의 범위 내, 나아가 2×10⁴ 내지 1.2×10⁵의 범위 내, 더 나아가 4×10⁴ 내지 8×10⁴의 범위 내이면, 얻어지는 필름 롤의 기계적 강도가 높아지는 관점에서 바람직하다.

셀룰로오스에스테르의 원료 셀룰로오스는 특별히 한정되지 않지만, 면화 린터, 목재 펄프, 케나프 등을 들 수 있다.

또한, 그것들로부터 얻어진 셀룰로오스에스테르는, 각각 임의의 비율로 혼합 사용할 수 있다.

셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

일반적으로는, 원료의 셀룰로오스와 소정의 유기산(아세트산, 프로피온산 등)과 산무수물(무수아세트산, 무수프로피온산 등), 촉매(황산 등)와 혼합하여, 셀룰로오스를 에스테르화하고, 셀룰로오스의 트리에스테르가 생길 때까지 반응을 진행시킨다.

트리에스테르에 있어서는, 글루코오스 단위의 3개의 히드록시기는 유기산의 아실산으로 치환되어 있다.

동시에 2종류의 유기산을 사용하면, 혼합에스테르형의 셀룰로오스에스테르, 예를 들어 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트나 셀룰로오스아세테이트부티레이트를 제작할 수 있다.

이어서, 셀룰로오스의 트리에스테르를 가수 분해함으로써, 원하는 아실 치환도를 갖는 셀룰로오스에스테르 수지를 합성한다.

그 후, 여과, 침전, 수세, 탈수, 건조 등의 공정을 거쳐, 셀룰로오스에스테르 수지가 완성된다. 구체적으로는 일본 특허 공개 평10-45804호에 기재된 방법을 참고로 하여 합성할 수 있다.

(4.2) 기타 첨가제

본 발명에 관한 필름 롤은 기타 첨가제로서 상기 열가소성 수지 이외에도 이하의 것을 함유하고 있어도 된다.

(4.2.1) 가소제

본 발명에 관한 필름 롤은, 예를 들어 편광판 보호 필름 등에 가공성을 부여할 목적으로 적어도 1종의 가소제를 포함하는 것이 바람직하다.

가소제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

가소제 중에서도, 당에스테르, 폴리에스테르 및 스티렌계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가소제를 포함하는 것이, 투습성의 효과적인 제어 및 셀룰로오스에스테르 등의 기재 수지의 상용성을 고도로 양립시킬 수 있는 관점에서 바람직하다.

당해 가소제는, 분자량이 15000 이하, 나아가 10000 이하인 것이, 내습열성의 개선과 셀룰로오스에스테르 등의 기재 수지의 상용성을 양립시키는 관점에서 바람직하다.

당해 분자량이 10000 이하인 화합물이 중합체인 경우에는, 중량 평균 분자량(Mw)이 10000 이하인 것이 바람직하다.

바람직한 중량 평균 분자량(Mw)의 범위는 100 내지 10000의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는, 400 내지 8000의 범위 내이다.

특히 본 발명의 효과를 얻기 위해서는, 당해 분자량이 1500 이하인 화합물을, 기재 수지 100질량부에 대하여 6 내지 40질량부의 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하고, 10 내지 20질량부의 범위 내에서 함유시키는 것이 보다 바람직하다.

상기 범위 내에서 함유시킴으로써, 투습성의 효과적인 제어와 기재 수지의 상용성을 양립시킬 수 있어 바람직하다.

<당에스테르>

본 발명에 관한 필름 롤에는, 가수 분해 방지를 목적으로 하여, 당에스테르 화합물을 함유시켜도 된다.

구체적으로는, 당에스테르 화합물로서, 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조 중 적어도 1종을 1개 이상 12개 이하 갖고, 그 구조의 OH기의 모두 혹은 일부를 에스테르화한 당에스테르를 사용할 수 있다.

<폴리에스테르>

본 발명에 관한 필름 롤에는, 폴리에스테르를 함유시킬 수도 있다.

폴리에스테르는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 디카르복실산, 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체와 글리콜의 축합 반응에 의해 얻을 수 있는 말단이 히드록시기가 되는 중합체(폴리에스테르폴리올), 또는 당해 폴리에스테르폴리올의 말단의 히드록시기가 모노카르복실산으로 밀봉된 중합체(말단 밀봉 폴리에스테르)를 사용할 수 있다.

여기에서 말하는 에스테르 형성성 유도체란, 디카르복실산의 에스테르화물, 디카르복실산클로라이드, 디카르복실산의 무수물이다.

<스티렌계 화합물>

본 발명에 관한 필름 롤에는, 상기 당에스테르, 폴리에스테르에 더하여, 또는 이것 대신에, 필름의 내수성 개선을 목적으로 하여, 스티렌계 화합물을 사용할 수도 있다.

스티렌계 화합물은 스티렌계 모노머의 단독 중합체여도 되고, 스티렌계 모노머와 그 이외의 공중합 모노머의 공중합체여도 된다.

스티렌계 화합물에 있어서의 스티렌계 모노머 유래의 구성 단위의 함유 비율은, 분자 구조가 일정 이상의 큰 부피를 갖기 위해서는, 바람직하게는 30 내지 100mol％의 범위 내, 보다 바람직하게는 50 내지 100mol％의 범위 내일 수 있다.

스티렌계 모노머의 예에는, 스티렌; α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌 등의 알킬 치환 스티렌류; 4-클로로스티렌, 4-브로모스티렌 등의 할로겐 치환 스티렌류; p-히드록시스티렌, α-메틸-p-히드록시스티렌, 2-메틸-4-히드록시스티렌, 3,4-디히드록시스티렌 등의 히드록시스티렌류; 비닐벤질알코올류; p-메톡시스티렌, p-tert-부톡시스티렌, m-tert-부톡시스티렌 등의 알콕시 치환 스티렌류; 3-비닐벤조산, 4-비닐벤조산 등의 비닐벤조산류; 4-비닐벤질아세테이트; 4-아세톡시스티렌; 2-부틸아미드스티렌, 4-메틸아미드스티렌, p-술폰아미드스티렌 등의 아미드스티렌류; 3-아미노스티렌, 4-아미노스티렌, 2-이소프로페닐아닐린, 비닐벤질디메틸아민 등의 아미노스티렌류; 3-니트로스티렌, 4-니트로스티렌 등의 니트로스티렌류; 3-시아노스티렌, 4-시아노스티렌 등의 시아노스티렌류; 비닐페닐아세토니트릴; 페닐스티렌 등의 아릴스티렌류, 인덴류 등이 포함된다.

스티렌계 모노머는 1종류여도, 2종류 이상을 조합해도 된다.

(4.2.2) 임의 성분

본 발명에 관한 필름 롤은, 산화 방지제, 착색제, 자외선 흡수제, 매트제, 아크릴 입자, 수소 결합성 용매 및 이온성 계면 활성제 등의 다른 임의 성분을 포함할 수 있다.

이들 성분은 기재 수지 100질량부에 대하여 0.01 내지 20질량부의 범위 내에서 첨가할 수 있다.

(산화 방지제)

본 발명에 관한 필름 롤은, 산화 방지제로서는, 통상 알려져 있는 것을 사용할 수 있다.

특히 락톤계, 황계, 페놀계, 이중 결합계, 힌더드 아민계, 인계의 각 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 산화 방지제 등은, 필름의 주원료인 수지에 대하여 0.05 내지 20질량％의 범위 내, 바람직하게는 0.1 내지 1질량％의 범위 내에서 첨가된다.

이들 산화 방지제 등은, 1종만을 사용하는 것보다도 수종의 상이한 계의 화합물을 병용함으로써 상승 효과를 얻을 수 있다.

예를 들어 락톤계, 인계, 페놀계 및 이중 결합계 화합물의 병용은 바람직하다.

(착색제)

본 발명에 관한 필름 롤은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 색감 조정을 위해서, 착색제를 포함하는 것이 바람직하다.

착색제라는 것은 염료나 안료를 의미하고, 본 발명에서는, 액정 화면의 색조를 청색조로 하는 효과 또는 옐로우 인덱스의 조정, 헤이즈의 저감을 갖는 것을 가리킨다.

착색제로서는, 각종 염료, 안료가 사용 가능하지만, 안트라퀴논 염료, 아조 염료, 프탈로시아닌 안료 등이 유효하다.

(자외선 흡수제)

본 발명에 관한 필름 롤은, 편광판의 시인측이나 백라이트측에 사용될 수도 있다는 점에서, 자외선 흡수 기능을 부여할 것을 목적으로 하여, 자외선 흡수제를 함유해도 된다.

자외선 흡수제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 벤조트리아졸계, 2-히드록시벤조페논계 또는 살리실산 페닐에스테르계 등의 자외선 흡수제를 들 수 있다.

예를 들어 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸, 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-(3,5-디-t-부틸-2-히드록시페닐)벤조트리아졸 등의 트리아졸류, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥톡시벤조페논 및 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류를 예시할 수 있다.

상기 자외선 흡수제는 1종 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

자외선 흡수제의 사용량은 자외선 흡수제의 종류, 사용 조건 등에 따라 균일하지 않지만, 일반적으로는, 기재 수지에 대하여 0.05 내지 10질량％의 범위 내, 바람직하게는 0.1 내지 5질량％의 범위 내에서 첨가된다.

(미립자)

본 발명에 관한 필름 롤은, 필름 롤에 미끄럼성을 부여하는 미립자를 첨가하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명에 관한 필름 표면의 미끄럼성을 향상시키고, 권취 시의 미끄럼성을 향상시키고, 흠집의 발생이나 블로킹의 발생을 방지하는 관점에서도, 미립자를 첨가하는 것은 유효하다.

미립자로서는, 얻어지는 필름 롤의 투명성을 손상시키지 않고, 용융 시의 내열성이 있으면 무기 미립자 또는 유기 미립자 중 어느 쪽이이어도 되지만, 무기 미립자가 보다 바람직하다.

이들 미립자는 단독으로도 2종 이상 병용해도 사용할 수 있다.

입경이나 형상(예를 들어 바늘상과 구상 등)이 다른 입자를 병용함으로써 고도로 투명성과 미끄럼성을 양립시킬 수도 있다.

상기 미립자를 구성하는 화합물 중에서도, 상기 시클로올레핀계 수지, 아크릴계 수지나 셀룰로오스에스테르계 수지와 굴절률이 가까우므로 투명성(헤이즈)이 우수한 이산화규소가 특히 바람직하게 사용된다.

이산화규소의 구체예로서는, 에어로실(등록 상표) 200V, 에어로실(등록 상표) R972V, 에어로실(등록 상표) R972, R974, R812, 200, 300, R202, OX50, TT600, NAX50(이상 닛본 에어로실 가부시키가이샤 제조), 시호스타(등록 상표) KEP-10, 시호스타(등록 상표) KEP-30, 시호스타(등록 상표) KEP-50(이상, 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이제), 사일로포빅(등록 상표) 100(후지 실리시아 가부시키가이샤 제조), 닙실(등록 상표) E220A(닛폰 실리카 고교 가부시키가이샤 제조) 및 애드마파인(등록 상표) SO(가부시키가이샤 애드마텍스제) 등의 상품명을 갖는 시판품 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

입자의 형상으로서는, 부정형, 바늘상, 편평, 구상 등 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 특히 구상의 입자를 사용하면 얻어지는 필름 롤의 투명성을 양호하게 할 수 있으므로 바람직하다.

입자의 크기는 가시광의 파장에 가까우면 광이 산란되고, 투명성이 나빠지므로, 가시광의 파장보다 작은 것이 바람직하고, 또한 가시광의 파장의 1/2 이하인 것이 바람직하다.

입자의 크기가 너무 작으면 미끄럼성이 개선되지 않는 경우가 있으므로, 80 내지 180nm의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.

또한, 입자의 크기란, 입자가 1차 입자의 응집체인 경우에는 응집체의 크기를 의미한다.

또한, 입자가 구상이 아닌 경우에는, 그 투영 면적에 상당하는 원의 직경을 의미한다.

미립자는, 기재 수지에 대하여 0.05 내지 10질량％의 범위 내, 바람직하게는 0.1 내지 5질량％의 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.

(필름의 용도)

본 발명에 관한 필름 롤로부터 풀어내진 필름은, 광학 필름으로서 편광판의 보호 필름 등에 적합하게 이용되고, 각종 광학 측정 장치 및 액정 표시 장치나 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 등의 표시 장치에 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에 있어서 「부」 또는 「％」의 표시를 사용하지만, 특별히 언급이 없는 한 「질량부」 또는 「질량％」를 나타낸다.

[필름 롤의 제작]

(필름 롤 No.1의 제작)

필름의 제막에는, 용액 유연 제막법을 사용하였다.

<필름 형성 공정(S1)>

(도프의 조제)

<환상 폴리올레핀 중합체(P-1)의 합성>

정제 톨루엔 100질량부와 노르보르넨카르복실산메틸에스테르 100질량부를 교반 장치에 투입하였다.

이어서 톨루엔 중에 용해된 에틸헥사노에이트-Ni 25mmol％(대 모노머 질량), 트리(펜타플루오로페닐)보론 0.225mol％(대 모노머 질량) 및 톨루엔에 용해된 트리에틸알루미늄 0.25mol％(대 모노머 질량)를 교반 장치에 투입하였다.

실온에서 교반하면서 18시간 반응시켰다.

반응 종료 후 과잉의 에탄올 중에 반응 혼합물을 투입하여, 중합물 침전을 생성시켰다.

침전을 정제하여 얻어진 환상 폴리올레핀 중합체(P-1)를 진공 건조로 65℃에서 24시간 건조시켰다.

<도프(D-1)의 조제>

하기 조성물 1을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시킨 후, 평균 구멍 직경 34㎛의 여과지 및 평균 구멍 직경 10㎛의 소결 금속 필터로 여과하여 도프(D-1)를 조제하였다.

(조성물 1)

환상 폴리올레핀 중합체(P-1) 150질량부

디클로로메탄 380질량부

메탄올 70질량부

다음에 상기 방법으로 조제한 환상 폴리올레핀 용액(도프(D-1))을 포함하는 하기(조성물 2)를 분산기에 투입하고, 첨가제로서 미립자 분산액(M-1)을 조제하였다.

(조성물 2)

미립자(에어로실 R812: 닛본 에어로실사제, 1차 평균 입자경: 7nm, 겉보기 비중 50g/L) 4질량부

디클로로메탄 76질량부

메탄올 10질량부

환상 폴리올레핀 용액(도프(D-1)) 10질량부

상기 환상 폴리올레핀 용액(D-1)을 100질량부, 미립자 분산액(M-1)을 0.75질량부를 혼합하여, 제막용 도프(수지 조성물 시클로올레핀계 수지 COP1)를 조제하였다.

(도프의 유연)

조제된 제막용 도프(수지 조성물 시클로올레핀계 수지 COP1)를, 가압형 정량 기어 펌프를 통해, 도관에 의해 유연 다이에 송액하고, 무한히 이송되는 회전 구동 스테인리스강제 엔드리스 벨트를 포함하는 지지체 상의 유연 위치에 유연 다이로부터 도프를 제막 라인에서 1800mm폭으로 유연하여, 도프가 자기 지지성을 가질 때까지, 지지체 상에서 가열하고, 지지체로부터 박리 롤러에 의해 유연막이 박리 가능해질 때까지 용매를 증발시킴으로써 건조시켜, 필름을 형성하였다.

상기 도프의 유연에 있어서의 각 조건은, 이하와 같다.

<조건>

펌프로부터 유연 다이에 이르기까지의 배관의 길이를 60m로 하고, 도프 송액에 사용하는 기어 펌프의 기어비를 조정하고, 펌프의 회전 속도를 20rpm으로 하였다.

유연 다이의 히트 볼트에 의해, 도프를 토출하는 슬릿의 폭의 간극을, 토출 직후의 막 두께 편차를 유연막 전체에 대하여 1.5％로 조정하고, 유연막의 초기 토출 막 두께의 제어를 행하였다.

벨트상의 유연막의 잔류 용매량이 200질량％가 될 때까지 건조시킴으로써 필름으로 하고, 표층에 피막이 생긴 후에, 풍속 16m/sec(40℃)의 온풍을 분사하여 돌기를 평탄화하였다.

(필름의 박리)

필름을 형성한 후, 필름을 지지체로부터 박리 롤러에 의해 자기 지지성을 가지게 한 채로 박리하였다.

(필름면 내에서의 수축)

필름을 폭 유지하지 않는 상태에서 고온 처리하여, 필름의 밀도를 높임으로써 필름을 폭 방향으로 수축률 7％로 수축시켰다.

(필름의 건조)

그 후, 필름을 지지체 상에서 가열하여, 용매를 증발시켰다.

필름의 잔류 용매량을 하기 방법에 의해 측정한바, 5질량％ 이하였다.

(잔류 용매량 측정)

잔류 용매량은 가스 크로마토그래피에 의해 하기와 같이 질량 분석하였다.

즉, 임의의 장소의 필름편을 채취하고, 필름 중에 잔류하고 있는 용매의 휘발을 방지하기 위해서, 빠르게 바이얼병에 확보하여 마개를 하였다.

이어서, 바이얼병에 바늘을 삽입하고, 가스 크로마토그래프(애질런트·테크놀로지(주)제)를 사용하여 질량 분석하였다.

또한, 잔류 용매량은 하기 식으로 정의된다.

잔류 용매량(질량％)={(M-N)/N}×100

또한, 상기 식 중의 M은, 유연막 또는 필름을 제조 중 또는 제조 후의 임의의 시점에서 채취한 시료의 질량(g)이며, 상기 식 중의 N은, 상기 시료를 115℃에서 1시간 가열한 후의 질량(g)이다.

<볼록부 조제 공정(S2)>

(필름의 연신)

그 후, 필름을 텐터 연신 장치 내에서 반송시켜, 필름에 국소적인 가열을 실시하면서 필름을 가로 연신하였다.

(국소적인 가열 수단)

국소적인 가열 수단으로서는, 적외선(IR) 히터를 사용하였다.

필름 상의 각 적외선 히터의 열원부의 위치는, 필름 표면으로부터 75mm 이격된 위치에 배치하였다.

또한, 가열 폭은 150mm로 하였다(적외선 히터의 바로 아래의 강도를 1로 했을 때, 강도가 0.2가 되는 가열 폭).

적외선 히터의 각 열원부는, 정격 750W에서 180 내지 350℃의 범위 내로 하였다.

(적외선 히터 배열과 열원부 설치 간격)

적외선 히터는 도 6b와 같이 길이 방향으로 2열로 배열하고, 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격은 피치 30mm로 하였다.

(열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 길이 방향에 대한 직선의 평균 기울기 θ_E')

배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선이, 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기 θ_E'가 5.7°가 되도록 적외선 히터를 설정하였다.

(적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A))

적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.2로 하였다.

또한, 그 때 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여 타깃으로 하는 필름의 폭 방향의 막 두께 프로파일을 측정하고, 목표의 막 두께 프로파일과의 차분으로부터, 각각의 적외선 히터의 설정 온도를 컴퓨터 상에서 산출하고, PLC KV-8000(키엔스(주)제)을 통해 각각의 열원의 설정 온도를 출력하여 볼록부를 조정하고, 그것을 자동으로 반복하여, 막 두께 조정을 자동화하여 행하였다.

(각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V))

상기 조작과 동시에, 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 표 I의 값으로 되도록 제어하였다(막 두께 제어는 상기 조작에 의해 행하지만, 측정 방법에 대해서는 후술한다.).

<트리밍 공정(S3)>

연신된 필름의 폭 방향 필름의 양단부를 절단(트리밍)하였다.

(오실레이트 유무)

또한, 트리밍 시에는, 필름을 오실레이트시키지 않았다.

(널링 유무)

그 후, 필름에 널링 가공은 실시하지 않았다.

<권취 공정(S4)>

상기 필름을 권취하였다.

초기 장력은 50N, 테이퍼 70％ 및 코너 25％에서 실시하였다.

필름 롤 폭은 2000mm, 감기 길이는 3900m에서 실시하였다.

필름을 반송하는 라인 스피드는 60m/분으로 하였다.

이상의 공정에 의해, 필름 롤 No.1의 제작을 행하였다.

(볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)

트리밍 후 권취 공정 직전에, 볼록부에 관한 필름 특성으로서, 볼록부의 개수, 볼록부의 높이를 측정하여, 볼록부의 연속성을 확인하였다.

또한, 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기의 절댓값에 대해서도 측정을 행하였다.

연속성의 확인 방법에 대해서는 이하에 나타낸다.

《연속성의 확인 방법》

볼록부의 연속성을 확인하는 방법으로서는, 구체적으로는 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)로 측정한 데이터를 컴퓨터 상에서 히트 맵(횡축: 필름 폭 위치, 종축: 필름 길이 위치, 농담: 막 두께값)의 형으로 표시하고, 볼록부의 연속성을 확인하였다.

도 14에 실제로 확인하는 데 사용한 히트 맵의 일례를 나타낸다.

또한, 도 14는, 도 4a에 해당하는 볼록부의 연속성의 실제의 히트 맵의 일례이며, 표 1 중의 「직선」의 표현에 해당하는 일례이다.

(필름 롤 No.2 내지 4의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 표 I의 값으로 되도록 제어한 것 이외에는, 필름 롤 No.1과 마찬가지로 하여 필름 롤 No.2 내지 4를 제작하였다.

(필름 롤 No.5의 제작)

필름의 제막에는, 용액 유연 제막법을 사용하였다.

<필름 형성 공정(S1)>과 <볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서는, 필름 롤 No.1과 마찬가지의 조작을 행하였다.

<트리밍 공정(S3)>

연신된 필름의 폭 방향 필름의 양단부를 절단(트리밍)하였다.

(오실레이트 유무)

또한, 트리밍 시에는, 필름을 오실레이트시키지 않았다.

(널링 유무)

그 후, 필름에 높이 1㎛의 널링 가공을 실시하였다.

이하에 그 상세를 나타낸다.

<트리밍 공정(S3)> 후의 필름에, 레이저광을 조사하여, 널링 가공부를 형성하였다.

필름의 양단부의 널링 가공 폭은 필름의 단부로부터 15mm로 하였다.

필름을 반송하는 라인 스피드는 60m/분으로 하였다.

레이저 장치로서는, 탄산 가스 레이저 장치를 사용하고, 레이저 장치의 출력을 20W, 출광 파장의 중심 파장을 9.4㎛, 출광 파장 범위를, 중심 파장을 중심으로 하여 ±0.01㎛ 이하로 하였다.

레이저광의 필름으로의 조사는, 탄산 가스 레이저 장치로부터 발광한 평행화한 빔을, 2매의 갈바노 미러로 반사하고, fθ 렌즈(초점 거리 200mm)를 통해, 반송되는 필름의 표면에 집광시킴으로써 행하였다.

갈바노 미러의 각도를 제어함으로써, 집광 위치를, 필름 평면 방향으로 이동시키고, 그것에 의해, 필름 표면 상으로의 레이저광의 조사의 궤적을 제어하였다.

《대기압 플라스마 처리 공정: 표면 개질 처리》

가스가 덴키제 AGP-500을 광학 필름의 널링 가공부의 이면측에 설치하고, 0.5kW 조사하였다.

대기압 플라스마를 발하는 프로브와 필름의 거리는 5mm에서 실시하였다.

조사하는 대기압 플라스마는 널링 가공부에 대향하는 필름 이면측에서, 널링 가공 폭의 110％의 폭으로 조사할 수 있도록 설치 위치를 설정하였다.

<권취 공정(S4)>

상기 필름을 권취하였다.

초기 장력은 50N, 테이퍼 70％ 및 코너 25％에서 실시하였다.

필름 롤 폭은 2000mm, 감기 길이는 3900m에서 실시하였다.

필름을 반송하는 라인 스피드는 60m/분으로 하였다.

이상의 공정에 의해, 필름 롤 No.5의 제작을 행하였다.

(필름 롤 No.6의 제작)

<필름 형성 공정(S1)>의 도프의 조제에 있어서, 수지 조성물로서 COP1 대신에 트리아세틸셀룰로오스(TAC)를 사용하는 것과, <트리밍 공정(S3)>에 있어서, 필름에 높이 2㎛의 널링 가공을 실시한 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지의 수순으로 필름 롤 No.6을 제작하였다.

(필름 롤 No.7의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.6으로 한 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지의 수순으로 필름 롤 No.7을 제작하였다.

(필름 롤 No.8의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.1로 한 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지로 하여 필름 롤 No.8을 제작하였다.

(필름 롤 No.9의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 적외선 히터는 도 6c와 같이 길이 방향으로 5열로 배열하고, 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격은 피치 10mm로 한 것, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선이, 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기가 2.0°가 되도록 적외선 히터를 설정한 것, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.1로 한 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지로 하여 필름 롤 No.9를 제작하였다.

(필름 롤 No.10의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.9로 한 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지로 하여 필름 롤 No.10을 제작하였다.

(필름 롤 No.11 내지 15의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 적외선 히터는 도 6a와 같이 길이 방향으로 1열로 배열하고, 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격은 피치 125mm로 한 것, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선이, 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기는, 적외선 히터가 길이 방향으로 1열로 배열되어 있는 점에서 산출하지 않는 것, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.9로 한 것, (볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)에 있어서, 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기의 절댓값이 표 I에 기재된 값으로 되도록 하는 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지로 하여 필름 롤 No.11 내지 15를 제작하였다.

(필름 롤 No.16의 제작)

(볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)에 있어서, 볼록부의 연속성을 대략 일정한 변화율로 변화되는 곡률을 갖는 곡선의 궤적을 그리도록 조정하는 것 이외에는, 필름 롤 No.11과 마찬가지로 하여 필름 롤 No.16을 제작하였다.

또한, 상기 볼록부의 연속성을 대략 일정한 변화율로 변화되는 곡률을 갖는 곡선의 궤적을 그리도록 조정함으로써, 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기의 절댓값에 대해서는 산출하지 않았다.

(필름 롤 No.17 및 18의 제작)

<트리밍 공정(S3)>에 있어서, 오실레이트를 100mm폭으로 실시한 것과, (볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)에 있어서, 볼록부의 높이를 표 I에 기재된 값이 되도록 조정하는 것 이외에는, 필름 롤 No.16과 마찬가지로 하여 필름 롤 No.17 및 18을 제작하였다.

(필름 롤 No.19 및 20의 제작)

<트리밍 공정(S3)>에 있어서, 오실레이트를 100mm폭으로 실시한 것과, (볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)에 있어서, 볼록부의 개수를 표 I에 기재된 값이 되도록 조정하는 것 이외에는, 필름 롤 No.16과 마찬가지로 하여 필름 롤 No.19 및 20을 제작하였다.

(필름 롤 No.21의 제작)

<트리밍 공정(S3)>에 있어서, 오실레이트를 100mm폭으로 실시한 것 이외에는, 필름 롤 No.16과 마찬가지로 하여 필름 롤 No.21을 제작하였다.

(필름 롤 No.22의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 국소적인 가열 수단을 열풍으로 행한 것과, <트리밍 공정(S3)>에 있어서, 오실레이트를 100mm폭으로 실시한 것 이외에는, 필름 롤 No.16과 마찬가지로 하여 필름 롤 No.22를 제작하였다.

(필름 롤 No.23의 제작)

필름의 제막에는, 용융 유연 제막법을 사용하였다.

<필름 형성 공정(S1)>

(수지의 용융 압출)

필름 롤 No.1과 마찬가지의 수순으로 수지(수지 조성물 시클로올레핀계 수지 COP2)를 조제하고, 펠릿화된 것과 첨가제(미립자(에어로실 R812: 닛본 에어로실사제, 1차 평균 입자경: 7nm, 겉보기 비중 50g/L))를 압출기에 공급하고, 압출기 내에서 용융시켜, 가압형 정량 기어 펌프를 통해, 유연 다이로부터 캐스트 드럼 상에 필름 형상으로 압출하였다.

(용융된 수지·펠릿의 유연, 성형)

상기 압출 공정에 있어서, 펌프로부터 유연 다이에 이르기까지의 배관의 길이를 60m로 하고, 송액에 사용하는 기어 펌프의 기어비를 조절하고, 펌프의 회전 속도를 20rpm으로 하였다.

유연 다이의 히트 볼트에 의해, 도프를 토출하는 슬릿의 폭의 간극을, 토출 직후의 막 두께 편차를 유연막 전체에 대하여 1.5％로 조정하여, 유연막의 초기 토출 막 두께의 제어를 행하였다.

벨트상의 유연막의 잔류 용매량이 5질량％가 될 때까지 건조시킴으로써 표층에 피막이 생긴 후에, 45m/sec(40℃)의 온풍을 분사하여 돌기를 평탄화하였다.

압출된 수지는 냉각 드럼으로 냉각시킴으로써 성형하여, 필름을 형성하였다.

<볼록부 조제 공정(S2)>

(필름의 연신)

그 후, 필름을 텐터 연신 장치 내에서 반송시켜, 필름에 국소적인 가열을 실시하면서 필름을 가로 연신하였다.

(국소적인 가열 수단)

국소적인 가열 수단으로서는, 적외선(IR) 히터를 사용하였다.

필름 상의 각 적외선 히터의 열원부의 위치는, 필름 표면으로부터 75mm 이격된 위치에 배치하였다.

또한, 가열 폭은 150mm로 하였다(적외선 히터의 바로 아래의 강도를 1로 했을 때, 강도가 0.2가 되는 가열 폭).

적외선 히터의 각 열원부는, 정격 750W에서 180 내지 350℃의 범위 내로 하였다.

(적외선 히터 배열과 열원부 설치 간격)

적외선 히터는 도 6a와 같이 길이 방향으로 1열로 배열하고, 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격은 피치 125mm로 하였다.

(열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 길이 방향에 대한 직선의 평균 기울기 θ_E')

배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선이, 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기는, 적외선 히터가 길이 방향으로 1열로 배열되어 있는 점에서 산출하지 않았다.

(적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A))

적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.9로 하였다.

또한, 그 때 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여 타깃으로 하는 필름의 폭 방향의 막 두께 프로파일을 측정하고, 목표의 막 두께 프로파일과의 차분으로부터, 각각의 적외선 히터의 설정 온도를 컴퓨터 상에서 산출하고, PLC KV-8000(키엔스(주)제)을 통해 각각의 열원의 설정 온도를 출력하여 볼록부를 조정하고, 그것을 자동으로 반복하여, 막 두께 조정을 자동화하여 행하였다.

(각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V))

상기 조작과 동시에, 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 표 I의 값으로 되도록 제어하였다(막 두께 제어는 상기 조작에 의해 행하지만, 측정 방법에 대해서는 후술한다.).

<트리밍 공정(S3)>

연신된 필름의 폭 방향 필름의 양단부를 절단(트리밍)하였다.

(오실레이트 유무)

또한, 트리밍 시에는, 필름을 100mm폭으로 오실레이트하였다.

(널링 유무)

그 후, 필름에 높이 1㎛의 널링 가공을 실시하였다.

또한, 널링 가공은 필름 롤 No.5와 마찬가지의 방법으로 행하였다.

<권취 공정(S4)>

상기 필름을 권취하였다.

초기 장력은 50N, 테이퍼 70％ 및 코너 25％에서 실시하였다.

필름 롤 폭은 2000mm, 감기 길이는 3900m에서 실시하였다.

필름을 반송하는 라인 스피드는 60m/분으로 하였다.

이상의 공정에 의해, 필름 롤 No.23의 제작을 행하였다.

(볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)

전술한 바와 같이, 트리밍 후 권취 공정 직전에, 볼록부에 관한 필름 특성으로서, 볼록부의 개수, 볼록부의 높이를 측정하여, 볼록부의 연속성을 확인하였다.

또한, 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기의 절댓값에 대해서도 측정을 행하였다

(필름 롤 No.24 내지 27의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서, 적외선 히터는 도 6a와 같이 길이 방향으로 1열로 배열하고, 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격은 피치 125mm로 한 것, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선이, 길이 방향과 이루는 직선의 평균 기울기는, 적외선 히터가 길이 방향으로 1열로 배열되어 있는 점에서 산출하지 않는 것, 적외선(IR) 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와, 적외선(IR) 히터 단부 열량의 평균값 B의 열량 비율(B/A)을 0.9로 한 것, <트리밍 공정(S3)>에 있어서, 오실레이트를 100mm폭으로 실시한 것, (볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 확인)에 있어서, 볼록부의 개수, 볼록부의 높이, 볼록부의 연속성, 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기의 절댓값 및 볼록부의 대략 직선 기울기와 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)를 표 I에 기재된 값으로 되도록 하는 것 이외에는, 필름 롤 No.5와 마찬가지로 하여 필름 롤 No.24 내지 27을 제작하였다.

(필름 롤 No.28의 제작)

<볼록부 조제 공정(S2)>에 있어서의 (국소적인 가열 수단)을 사용하지 않는 것, 볼록부에 관한 필름의 표면 특성의 값을 표 I와 같이 제어하는 것 이외에는, 필름 롤 No.24와 마찬가지로 하여 필름 롤 No.28을 제작하였다.

(실시예와 비교예)

필름 롤 No.1 내지 23을 실시예로 하고, 필름 롤 No.24 내지 28을 비교예로 하여 이하의 평가를 행하였다.

필름 롤 No.1 내지 28에 관한 각 측정값 및 평가를 표 I에 정리하여 나타낸다.

[각종 측정과 평가]

상기 각종 필름 롤의 외경 등의 특성의 측정·산출 방법 및 평가 방법을 이하에 나타낸다.

A. 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)

(측정 방법)

필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 하기 스텝 1 내지 스텝 3의 순으로 측정한 막 두께값의 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)의 측정은, 인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)에 의해 3만군데 측정함으로써 실시하였다.

또한, 측정의 타이밍은, 용액 유연 제막법, 용융 유연 제막법 중 어느 공정에 있어서도, 상온에서 권취 공정 직전으로 하였다.

이 때, 트래버스 이동 속도는 100mm/sec로 행하였다.

또한, 스텝 3에서 길이 평균 막 두께값을 산출하기 위하여 사용된 데이터는 3만군데에 관한 측정값이다.

스텝 1:

필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 막 두께 측정 후, 측정마다 상기 임의의 위치로부터 폭 방향으로 10mm, 또한 길이 방향으로 30mm 이동시킨 위치의 막 두께를 측정하여, 폭 위치, 길이 위치, 막 두께값을 기록하고, 그것을 다른 쪽의 필름의 단부까지 반복한다.

스텝 2:

상기 스텝 1의 종료 후에, 길이 방향의 이동 위치의 합계의 거리가 1000m에 도달할 때까지 상기 스텝 1과 마찬가지의 측정을 행한다.

스텝 3:

상기 스텝 1 및 2로부터 얻어진 다수의 막 두께 데이터로부터, 동일한 폭 위치에 있어서의 막 두께값을 평균 처리하여, 각각의 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께값을 구한다. 그 중에서 최대의 값과 최소의 값의 고저차(P-V)를 산출한다.

B. 배향각

(측정 방법)

인라인 리타데이션·막 두께 측정 장치 RE-200L2T-Rth+막 두께(오츠카 덴시(주)제)를 사용하여, 폭 방향의 필름의 단부(예를 들어 폭 최단부로부터 15mm 내측의 위치)에 있어서, 필름 길이 방향으로 샘플링 주기 50msec로, 필름의 광학값(배향각)을 측정하였다.

측정 위치(측정 장치의 설치 위치)는 필름의 단부(권취 위치)로부터 필름 길이로 100m의 위치가 되도록 설정하였다.

그리고, 이하의 평가 기준에 기초하여, 길이 방향의 배향각 변동에 대하여 평가하였다.

또한, 여기에서는, 필름 길이 방향(제막 방향, 반송 방향)에 대한 필름 중의 분자의 지상축의 각도를, 배향각 θ로 하였다.

또한, 여기서, 「배향각 변동」이란, 측정된 배향각의 표준 편차(σ)를 말한다.

(평가 기준)

◎: 길이 방향 3000m 중의 배향각 변동이 0 내지 0.10°의 범위 내.

○: 길이 방향 3000m 중의 배향각 변동이 0.10°보다 크고 0.12° 이하.

×: 길이 방향 3000m 중의 배향각 변동이 0.12°보다 크다.

또한, 예를 들어 「길이 방향 3000m 중의 배향각 변동값이 0 내지 0.10°의 범위 내」란, 필름 길이 방향으로 3000m에 있어서, 필름 폭 단부의 배향각 θ를 길이 방향으로 50msec의 주기로 측정했을 때의(이 때, 폭 단부의 배향각의 측정점은 50msec의 주기에 대응하는 피치로 필름의 길이 방향으로 배열함), 배향각 θ의 전체 데이터의 변동폭이 0 내지 0.10°의 범위 내의 범위에 들어가는 것을 의미한다.

따라서, 평가가 ◎에 가까울수록, 배향각 θ의 변동 범위가 좁고(배향각 θ의 값의 변동이 작고), 길이 방향에 있어서의 배향각 편차가 작다는 것을 의미한다.

C. 체인 형상 평가

(평가 방법)

실시예 및 비교예에 의해 얻어진 필름 롤을, 감기 완료 후 실온 23℃·습도 55％ 환경에 15분 정치하고, 필름 롤의 최표층에 체인 형상의 변형이 있는지의 여부를 눈으로 봐서 확인하였다.

그리고, 이하의 평가 기준에 기초하여, 체인 형상 변형에 대하여 평가하였다.

(평가 기준)

양호: 변형은 확인되지 않았다.

가능: 약간의 변형이 확인되었지만, 탄성 변형으로 인해, 실용상 문제는 없다.

불량: 실용상 문제가 있는 1개 이상의 체인 형상 변형이 확인되었다.

D. 찰상 평가

(평가 방법)

실시예에서 얻어진 필름 롤 및 비교예에서 얻어진 필름 롤의 필름의 찰상의 외관을 눈으로 봐서 관찰하고, 이하의 평가 기준에 따라서 평가하였다.

또한, 감기 어긋남이 확인되지 않는 경우에도 찰상이 조금 확인되는 경우가 있다.

이것은, 필름 롤 중에서, 필름이 비벼짐(서로 스침)으로써 발생하는 것이며, 이러한 경우의 찰상이 하기 평가에 있어서의 「○」에 해당한다.

(평가 기준)

◎: 필름 상에 거의 찰상이 보이지 않았다.

○: 필름 상에 조금 찰상이 보였지만, 제품상 문제는 없었다.

×: 필름 상에 다수의 찰상이 보이고, 제품상 문제가 있었다.

(정리)

이상으로부터, 표 I에서 실시예와 비교예의 각종 성능 평가를 비교해보면, 실시예쪽이 종합적으로 우수한 것을 알 수 있다.

권취 상태 불량이 발생하지 않고, 배향각 변동을 작게 억제할 수 있는 광폭의 필름 가공에 의한 제조에 적합한 필름 롤의 제조 방법 및 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템을 제공할 수 있다.

1, 1a: 교반 장치(교반조)
2: 유연 다이
3: 지지체(엔드리스 벨트, 드럼)
3a, 3b: 롤러
4: 박리 롤러
5: 유연막
6: 건조 장치
7: 연신 장치(텐터 연신 장치, 경사 연신 장치)
8: 절단부
10: 절단부
11: 건조 장치
12: 절단부
13: 권취 장치
14: 압출기
15: 유연 다이
16: 캐스트 드럼, 지지체
16a: 터치 롤러
17: 냉각 드럼
19: 연신 장치(텐터 연신 장치)
20: 절단부
23: 권취 장치
30: 필름 롤
31: 필름
32: 롤러
33: 터치 롤러
40: 연신 장치(텐터 연신 장치)
42: 클립
46: 커버
48: 무단 체인
50: 원동 스프로킷
52: 종동 스프로킷
54: 레일
56: 개방 부재
80: 온도 분포 센서
101: 노즐 고정 부분
102: 노즐
103: 유연막
104: 단부 노즐
105: 중앙 노즐
106: 클립 커버
A: 필름 롤의 단부의 일부분
B: 널링 가공의 요철 형상의 일부분
C: 폭 방향의 첩부 부분
D: 길이 방향의 첩부 부분
F: 필름
H_A, H_B: 폭
Q: 적외선(IR) 히터
h: 볼록부의 높이
E_A, E_B: 열원부
θ': 필름 표면의 길이 방향에 대한 대략 직선의 기울기
θ_E': 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 길이 방향에 대한 직선의 평균 기울기
P1, P2, P3: 각 적외선 히터의 열원부 설치 간격의 피치

Claims (8)

1. 용액 또는 용융 유연법에 의한 필름 롤의 제조 방법이며,
   적어도 필름 형성 공정과,
   상기 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부 조정 공정과,
   상기 필름의 양단부의 트리밍 공정과, 상기 트리밍 공정에 의해 트리밍된 필름의 권취 공정을 갖고,
   상기 볼록부 조정 공정이 상기 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 공정이며, 상기 필름에 국소적인 가열을 실시함으로써, 상기 볼록부의 수를 폭 방향 1m당 1 내지 10개의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 높이를 0.05 내지 0.50㎛의 범위 내로 하고, 상기 볼록부의 위치를 상기 필름 표면의 길이 방향으로 연속적으로 이동하도록 조정하는
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 트리밍 공정에 있어서, 상기 필름의 양단부를 트리밍하기 전에, 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름을 오실레이트시키지 않는
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 볼록부 조정 공정에 있어서, 상기 필름에 대한 국소적인 가열에 의해, 상기 볼록부의 위치가, 상기 필름 표면의 길이 방향으로 대략 직선 상에 배열되도록 조정하며, 또한
   상기 필름 표면의 길이 방향에 대한 상기 대략 직선의 기울기의 절댓값이, 0.01 내지 0.6°의 범위 내인
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소적인 가열을, 필름의 폭 방향과 길이 방향으로 배치된 적외선 히터로 행하고, 상기 필름의 폭 방향에 있어서 적외선 히터의 열원부는 10 내지 100mm의 간격으로 배치하고, 또한 당해 열원부는 필름의 길이 방향으로 폭 위치와 다른 위치에서 배치되고, 배치된 각각의 열원부 E_A와 E_B를 연결하는 직선의 평균 기울기 θ_E'가, 길이 방향에 대하여 2 내지 45°의 범위 내인
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적외선 히터에 있어서의 중앙부의 열량 A와 적외선 히터의 단부의 열량의 평균값 B가, 하기 식 (1)을 만족시키는
   식 (1): 0.2<(B/A)<0.6
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트리밍 공정 후에, 상기 필름에 널링 가공을 실시하지 않는
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름의 폭 방향에 대하여 경사 방향으로 하기 스텝 1 내지 스텝 3의 순으로 측정한 막 두께값의 각 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께의 최대 고저차(P-V)가, 0.02 내지 0.40㎛의 범위 내인
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
   스텝 1:
   필름의 단부의 임의의 위치에 있어서의 막 두께 측정 후, 측정마다 상기 임의의 위치로부터 폭 방향으로 10mm, 또한 길이 방향으로 30mm 이동시킨 위치의 막 두께를 측정하여, 폭 위치, 길이 위치, 막 두께값을 기록하고, 그것을 다른 쪽의 필름의 단부까지 반복한다.
   스텝 2:
   상기 스텝 1의 종료 후에, 길이 방향의 이동 위치의 합계의 거리가 1000m에 도달할 때까지 상기 스텝 1과 마찬가지의 측정을 행한다
   스텝 3:
   상기 스텝 1 및 2로부터 얻어진 다수의 막 두께 데이터로부터, 동일한 폭 위치에 있어서의 막 두께값을 평균 처리하여, 각각의 폭 위치에 있어서의 길이 평균 막 두께값을 구한다. 그 중에서 최대의 값과 최소의 값의 고저차(P-V)를 산출한다.
8. 필름 표면의 폭 방향에 있어서의 볼록부의 수, 높이 및 위치를 조정하는 볼록부 조정 공정을 갖는 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템이며,
   상기 볼록부 조정 공정의 도중 또는 종료 후의 필름의 막 두께 프로파일을 취득하는 막 두께 취득 수단과,
   상기 막 두께 프로파일의 데이터에 의해, 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 수가 1m당 1 내지 10개인 이상값의 범위 내인지 여부, 및 상기 폭 방향에 있어서의 상기 볼록부의 높이가 0.05 내지 0.50㎛인 이상값의 범위 내인지 여부의 판정 수단과,
   상기 판정 수단에 있어서, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽, 또는 한쪽이 이상값의 범위 밖인 경우에, 상기 볼록부의 수와 상기 볼록부의 높이가 양쪽 모두 이상값의 범위 내가 되도록, 상기 필름에 대한 국소적인 가열을 적외선 히터에 의해 행하는 수단을 갖는
   것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조에 사용하는 볼록부 조정 시스템.

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