JP2013195499A - 光学フィルムロール及び光学フィルムロールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脂環式構造含有重合体を含む光学フィルムと、光学フィルムから剥離可能な保護フィルムとを貼り合わせた複層フィルムをロール状に巻回してなる光学フィルムロールであって、保護フィルムの光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが0.2μm以上1.4μm以下であり、光学フィルムの幅方向の平均膜厚h、幅方向の中央における膜厚hc、幅方向の両端部における膜厚he1及びhe2、任意の幅位置wにおける膜厚hw、並びに幅位置w±200mmの範囲における幅方向の平均膜厚をhw±200が、所定の関係を満たす。
【選択図】図1
Description
タッチ巻き法については、光学フィルムロールの巻き姿を良好にする観点から、特許文献1〜特許文献3のような技術が提案されている。
すなわち、本発明は以下の〔1〕〜〔5〕の通りである。
前記保護フィルムの前記光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが、0.2μm以上1.4μm以下であり、
前記光学フィルムが、その幅方向の平均膜厚をh、幅方向の中央における膜厚をhc、幅方向の両端部における膜厚をそれぞれhe1及びhe2、任意の幅位置wにおける膜厚をhw(ただし、wは前記光学フィルムの幅方向において、いずれか近い側の端部からの距離を表し、かつw>200mmである。)、幅位置w±200mmの範囲における幅方向の平均膜厚をhw±200としたときに、下記式(1)〜(3)の関係を満たす、光学フィルムロール。
0.5≦(hc−he1)/h×100≦3.0 (1)
0.5≦(hc−he2)/h×100≦3.0 (2)
(hw−hw±200)/h×100≦2.0 (3)
〔2〕 前記複層フィルムの幅が1,500mm以上である、〔1〕に記載の光学フィルムロール。
〔3〕 前記光学フィルムの前記保護フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが、0.001μm以上0.05μm以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の光学フィルムロール。
〔4〕 脂環式構造含有重合体を含む樹脂を溶融押し出しして光学フィルムを得る工程、
前記光学フィルムから剥離可能な保護フィルムを前記光学フィルムと貼り合わせて複層フィルムを得る工程、及び
前記複層フィルムをロール状に巻回する工程、を含む光学フィルムロールの製造方法であって、
前記保護フィルムの前記光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが、0.2μm以上1.4μm以下であり、
前記光学フィルムが、その幅方向の平均膜厚をh、幅方向の中央における膜厚をhc、幅方向の両端部における膜厚をそれぞれhe1及びhe2、任意の幅位置wにおける膜厚をhw(ただし、wは前記光学フィルムの幅方向において、いずれか近い側の端部からの距離を表し、かつw>200mmである。)、幅位置w±200mmの範囲における幅方向の平均膜厚をhw±200としたときに、下記式(1)〜(3)の関係を満たす、光学フィルムロールの製造方法。
0.5≦(hc−he1)/h×100≦3.0 (1)
0.5≦(hc−he2)/h×100≦3.0 (2)
(hw−hw±200)/h×100≦2.0 (3)
〔5〕 前記巻回する工程において、巻き取りロール及び接圧ローラを備える巻取り装置を用い、前記接圧ローラで押圧して前記複層フィルムに面圧を付与しながら、前記巻き取りロールに前記複層フィルムを巻き取り、
前記保護フィルムの前記光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さをRa(μm)としたときに、前記接圧ローラの圧力P(N/m)が下記式(4)を満たす、〔4〕に記載の製造方法。
50×Ra+75≦P≦23×Ra+160 (4)
図1は、本発明の一実施形態に係る光学フィルムロールを模式的に示す図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係る複層フィルムの断面を模式的に示す図である。
図1に示すように、光学フィルムロール100は、複層フィルム10をロール状に巻回してなるロールである。また、複層フィルム10は、脂環式構造含有重合体を含む光学フィルム20と、光学フィルム20から剥離可能な保護フィルム30とを貼り合わせたフィルムである。
例えば、シワの発生は、巻回時に空気を巻き込みすぎることが原因の一つとなる。フィルムの巻回中、巻き込んだ空気が多いと、巻き重なったフィルム間に形成される空気層によってフィルムが変形しやすいため、シワが発生しやすい。
また、例えば、ゲージバンドの発生は、巻回時に空気を巻き込み足りないことが原因の一つとなる。通常、フィルムは幅方向における膜厚が必ずしも一定ではなく、不均一となっている。このようなフィルムは、そのフィルムの巻回時に空気をある程度巻き込むことによって、幅方向における膜厚の不均一さを吸収し、凹凸を発生させないようにしている。しかし、空気の巻き込み量が足りないと、巻き重なったフィルム間の空気層の厚みが薄くなり、幅方向における膜厚の不均一さを吸収しきれずに、ゲージバンドを発生させることがある。
光学フィルムロール100の製造方法では、まず、脂環式構造含有重合体を含む樹脂を成形して、光学フィルム20を製造する。通常、脂環式構造含有重合体を含むフィルムはすべり性が低いので、他のフィルムとの貼り合わせ時及びフィルム巻回時に容易に応力集中を生じる傾向がある。また、脂環式構造含有重合体を含むフィルムは、弾性率が低いために、応力が緩和し難い。このため、光学フィルム20は、容易に変形等を生じる傾向がある。しかし、本実施形態に係る光学フィルムロール100では、このように変形等を生じ易い光学フィルム20であっても、シワ及びゲージバンドの発生を抑制できるので、良好な巻き姿を実現できる。
また、脂環式構造含有重合体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
本実施形態において得られた光学フィルム20は、図3に示すように、下記の式(1)〜式(3)を満たす。
0.5≦(hc−he1)/h×100≦3.0 (1)
0.5≦(hc−he2)/h×100≦3.0 (2)
(hw−hw±200)/h×100≦2.0 (3)
前記の式(1)〜式(3)において、hcは、光学フィルム20の幅方向Yの中央における膜厚を表す。
前記の式(1)〜式(3)において、he1及びhe2は、それぞれ、光学フィルム20の幅方向Yの両端部における膜厚を表す。
前記の式(1)〜式(3)において、hwは、任意の幅位置wにおける光学フィルム20の膜厚を表す。また、wは、光学フィルム20の幅方向Yにおいて、いずれか近い側の端部からの距離を表す。ただし、W>200mmである。よって、幅位置wとは、光学フィルム20の幅方向Yにおける位置であって、幅方向Yにおいていずれか近い側の端部からの距離がwである位置を表す。
前記の式(1)〜式(3)において、hw±200は、幅位置w±200mmの範囲における幅方向の平均膜厚を表す。ここで、幅位置W±200mmの範囲とは、光学フィルム20の幅方向Yにおける範囲であって、幅方向Yにおいていずれか近い側の端部からの距離がw−200mmからw+200mmまでの範囲を表す。
例えば、押出樹脂温度は、樹脂のガラス転移温度Tgより、通常、+80℃〜+180℃高い温度である。リップ部の間隙の調整は、チョークバーとチョークバー調節ボルトによって行うことができる。チョークバー調節ボルトを右回転または左回転させることでチョークバーが溶融樹脂の流路を狭めまたは広めることができる。さらにヒートスリーブの温度を調整し、ヒートスリーブの熱による膨張または収縮を利用してリップ部の間隔の微調整を行うことが好ましい。ヒートスリーブの温度調整は、公知のプロセス制御、例えばPID制御によって行うことができる。
光学フィルムの好適な製法においては、成形されたフィルムの厚みのアベレージプロファイルを一定の時間間隔(制御周期)で求め、そのアベレージプロファイルに応じて、PID制御によって、ヒートスリーブの温度を上げ下げする。制御周期は、通常3分〜30分、好ましくは5分〜15分である。PID制御における各ゲイン値は、ヒートスリーブの温度調整が安定する範囲であれば特に制限されない。
また、光学フィルム20の保護フィルム30と貼り合せる面20Dの算術平均粗さRaは、通常、光学フィルム20の保護フィルム30と貼り合せる面20Dとは反対側の面20Uの算術平均粗さRaと同様になるが、異なっていてもよい。
また、光学フィルム20は、用途にもよるが、通常はヘイズが小さい。具体的には、光学フィルム20のヘイズは、通常10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは1%以下である。なお、下限値は理想的にはゼロであるが、通常は0.1%以上である。ここで、ヘイズは、JIS K7361−1997に準拠して測定しうる。
光学フィルム20を得た後で、その光学フィルム20と保護フィルム30とを貼り合せて、複層フィルム10を得る。
保護フィルム30は、光学フィルム20との貼り合せ及び剥離が可能なフィルムである。保護フィルム30を光学フィルム20に貼り合せることにより、光学フィルム20の表面が傷付くのを防止したり、ハンドリング性を向上させたりすることができる。
以下、保護フィルムの好適な例について説明する。
粘着層は保護フィルム30の光学フィルム側の表面に位置し、光学フィルム20に粘着しうる層である。粘着層は粘着剤を含んで形成され、粘着剤による粘着力によって保護フィルム30が光学フィルム20に対して固定されうるようになっている。
粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリビニルエーテル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤などを挙げることができる。なお、粘着剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
軟化剤としては、例えば、プロセスオイル、液状ゴム、可塑剤などが挙げられる。
充填剤としては、例えば、硫酸バリウム、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、および酸化チタンなどが挙げられる。
背面層は、粘着層に対して光学フィルム20とは反対側に位置し、通常は保護フィルム30の光学フィルム20とは反対側の表面に位置する層である。この背面層は、通常、光学フィルム20とは粘着しない。背面層を備える保護フィルム30においては、通常、この背面層の露出面の算術平均粗さRaが、保護フィルム30の粘着面30Uとは反対側の面30Dの算術平均粗さRaになる。
さらに、低密度ポリエチレンは、密度が0.910g/cm3〜0.929g/cm3であることが好ましい。低密度ポリエチレンの密度をこの範囲の下限値以上にすることで、背面層の表面の表面粗さを適切な範囲に調整しやすい。また、上限値以下にすることで、搬送に用いるロール(例えば、金属ロール、ゴムロール等)との擦過による保護フィルム30からの樹脂の脱離を防止して、白粉発生を抑制できる。
粘着層と背面層との間には、必要に応じて中間層を設けてもよい。中間層は通常は樹脂により形成されるが、中でも、ポリオレフィン系重合体を含む樹脂によって形成することが好ましい。
保護フィルム30は、例えば、下記の製造方法(i)〜(iii)により製造してもよい。
(i)粘着層の材料及び背面層の材料、並びに必要に応じて中間層の材料を共押し出しする方法。
(ii)背面層又は中間層を用意し、用意した層に粘着剤を塗布して粘着層を形成する方法。
(iii)粘着層及び背面層、並びに必要に応じて中間層を別々に用意し、用意した各層を貼り合わせて一体化する方法。
さらに、背面層の組成を調整することで背面層の表面に凹凸を形成してもよい。例えば、背面層に所定の粒径の微粒子を含有させて背面層に凹凸を形成させる方法;背面層を形成する樹脂等の材料の配合比を調整して背面層に凹凸を形成させる方法、などが挙げられる。
それぞれの鏡面ロール及び賦型ロールの表面材質は、例えば、金属、ゴム、樹脂などが挙げられる。これらは保護フィルム30の背面層の表面に目的とする凹凸形状が転写できるように選ばれる。ただし、賦型ロールの硬さは、鏡面ロールの硬さ以上であることが好ましい。また、例えば、鏡面ロールと同等の表面性を持ち、賦型ロールより軟らかい樹脂フィルムなどを介して保護フィルム30を狭圧させてもよい。
また、保護フィルム30の表面には、必要に応じ印刷を行なってもよい。
光学フィルム20と保護フィルム30とを貼り合せることにより、複層フィルム10を得る。貼り合わせの際には、光学フィルム20及び保護フィルム30のシワ及び弛みをなくすため、光学フィルム20及び保護フィルム30に所定の大きさの張力を与えることが好ましい。また、貼り合せの際には、例えばニップロール等によって、圧力をかけながら貼り合わせを行なうことが好ましい。
図4は、複層フィルム10を巻回して、光学フィルムロール100を得る様子を模式的に示す図である。
図4に示すように、複層フィルム10を得た後で、その複層フィルム10をロール状に巻回して、光学フィルムロール100を得る。通常、複層フィルム10を巻回する工程においては、巻き取りロール210及び接圧ローラ220を備える巻取り装置200を用いる。そして、接圧ローラ220で押圧して、複層フィルム10に面圧を付与しながら、巻き取りロール210に複層フィルム10を巻き取ることにより、光学フィルムロール100を得る。
50×Ra+75≦P≦23×Ra+160 (4)
得られる光学フィルムロール100は、光学フィルム20と保護フィルム30とを貼り合わせた複層フィルム10をロール状に巻回してなるロールである。この光学フィルムロール100は、シワ及びゲージバンドの発生を抑制しうるので、巻き姿を良好にすることができる。特に、この光学フィルムロール100は、脂環式構造含有重合体を含む幅広のフィルムを光学フィルム20として用いていることから、変形し易い光学フィルム20を用いながらも巻き姿を良好にできる点で、顕著な意義を有する。
また、光学フィルムロール100の外径に制限はないが、通常160mm以上、好ましくは190mm以上であり、通常2300mm以下、好ましくは1200mm以下である。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り、重量基準である。また、以下に説明においては、温度及び圧力について別に断らない限り、操作は常温及び常圧の環境において行った。
(1)フィルムの膜厚の測定方法
図5は、実施例及び比較例におけるフィルムの膜厚の測定方法を説明する図である。
オンライン赤外線膜厚計(クラボウ社製「RX−200」)を用いて、図5に示すように、矢印A1で示すMD方向に搬送中のフィルム310の膜厚を測定した。この際、測定点がフィルム310を幅方向Yに横切るように測定点を往復移動させることにより、測定点が折れ曲がった軌跡320を描くようにして、測定を行った。測定は、幅方向10mm間隔で、フィルム幅方向に10回以上測定した。得られた測定結果から、幅方向の各位置における平均値を算出した。
Zygo社製「New View5000」を用いて、対物レンズ10倍、測定領域1.82mm×1.36mmにて、算術平均粗さRaを測定した。
複層フィルムを巻回した直後の光学フィルムロールの外観を、触診により評価した。シワに関しては「有」及び「無」で判定を行った。また、ゲージバンドに関しては、ゲージバンドに相当する凹凸がないものは「A」、フィルムとして実害性のない弱い凹凸があるものは「B」、フィルムとして実害性のある強い凹凸があるものは「C」として判定を行った。
(未延伸フィルムの製造)
図6は、実施例1における光学フィルムロールの製造装置を模式的に示す図である。
脂環式構造含有重合体を含むノルボルネン系樹脂(日本ゼオン社製「ZEONOR1420」)のペレットを100℃で5時間乾燥した後、単軸押出機に供給した。この樹脂を250℃で溶融して、図6に示すように、Tダイ410からキャスティングドラム420上にシート状に押出した。
手動調整ボルト411は使用者の操作でTダイ410のリップ間隙を調整するためのボルトであり、未延伸フィルム510の基本的な膜厚を設定するためのボルトである。実験に際しては、未延伸フィルム510が所望の膜厚となるように、手動調整ボルト411を適切に絞ってリップ間隙の大きさを調整した。
得られた未延伸フィルム510を、延伸機440を用いて、延伸温度135℃でMD方向に1.15倍延伸し、延伸温度140℃でTD方向に延伸倍率1.5倍延伸して、光学フィルムとして延伸フィルム520を得た。
この延伸フィルム520の膜厚を、オンライン赤外線膜厚計432で測定し、延伸フィルム520の幅方向の膜厚プロファイルを得た。得られた膜厚プロファイルは、コントローラ431に送った。コントローラ431は、前記のように熱膨張ボルト412の絞りを制御し、延伸フィルム520の膜厚が、延伸フィルム520の幅方向の各位置においてそれぞれ所望の膜厚となるように調整しうるフィードバック制御を続けた。
保護フィルム530として、ポリエチレン系樹脂フィルムを用意した。この保護フィルム530は、ノルボルネン系樹脂のフィルムと貼り合せが可能な粘着面を有しており、膜厚28μm、幅2,030mm、長さ3,500mであった。
上述した方法で、保護フィルム530の粘着面とは反対側の面の算術表面粗さRaを測定したところ、0.8μmであった。
ニップロール451及び452を用いて、保護フィルム530の粘着面を延伸フィルム520に貼り合わせることにより、延伸フィルム520及び保護フィルム530を備える複層フィルム540を得た。この際、ニップ圧は0.5MPa、延伸フィルム520及び保護フィルム530の張力は100N/mとした。
接圧ローラ461を有する巻取り装置460を使用して、複層フィルム540を軸長2100mmの巻き取りロール462であるFRPコアに巻き取り、幅1,960mm、巻回長さ2,500mの光学フィルムロール550を得た。この際、複層フィルム540は、延伸フィルムを内側にして巻き取った。また、巻き取る際、保護フィルム側の算術平均粗さRaは0.8μmであった。また、接圧ローラ461の圧力は150N/mとした。また、巻回に際しての条件は、複層フィルム540の巻き始めの張力100N/m、速度26m/minであった。さらに、巻回に際して複層フィルム540の張力は、巻き始めの張力に対して巻き終わりの張力が90%となるように線形的に次第に弱くするように調整した。
得られた光学フィルムロール550について、上述した方法で外観評価を行った。結果を表1に示す。
下記の(i)〜(iii)の事項を適宜変更することにより、表1又は表2に示すように構成を変更したこと以外は実施例1と同様にして、光学フィルムロールを製造した。
(i)保護フィルムとして、粘着面と反対の面の算術表面粗さRaが実施例1とは異なるものを用意した。
(ii)Tダイの手動調整ボルト又は熱膨張ボルトの調整により、延伸フィルムの膜厚プロファイルを変更した。
(iii)複層フィルムを巻回するときの接圧ローラの圧力を変更した。
実施例の結果を表1に、比較例の結果を表2に、それぞれ示す。また、下記の表1及び表2において、「保護フィルムのRa[μm]」の欄は、保護フィルムの延伸フィルムとは反対側の面の、算術平均粗さRa[μm]を表す。また、膜厚評価の項において「(hw−hw±200)/h×100」の値は、いずれも評価対象の全範囲における最大値である。
実施例1〜実施例7では、延伸フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが0.3μm〜1.4μmの範囲にある保護フィルムを使用している。また、延伸フィルムの膜厚において、幅方向の中央部の膜厚と両端部の膜厚との差が所定の範囲に収まっている。また、延伸フィルムの幅方向の膜厚プロファイルにおいて、急峻な膜厚変化がない。さらに、複層フィルムの巻回時に、保護フィルムの延伸フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaに応じた圧力を接圧ローラで与えるようにしている。これにより、表1から分かるように、光学フィルムロールの外観評価において、いずれもシワの発生が無く、ゲージバンド評価がA〜Bという良好な評価結果であった。このように良好な結果が得られたのは、複層フィルムの巻回時の空気の巻き込み量、並びに、巻回された光学フィルムロールからの空気の排出量が適切な範囲になったためと考えられる。
20 光学フィルム
30 保護フィルム
100 光学フィルムロール
200 巻取り装置
210 巻き取りロール
220 接圧ロール
310 フィルム
320 測定点の軌跡
410 Tダイ
411 手動調整ボルト
412 熱膨張ボルト
420 キャスティングドラム
431 コントローラ
432 オンライン赤外線膜厚計
440 延伸機
451 ニップロール
452 ニップロール
460 巻取り装置
461 接圧ローラ
462 巻き取りロール
510 未延伸フィルム
520 延伸フィルム
530 保護フィルム
540 複層フィルム
550 光学フィルムロール
Claims (5)
- 脂環式構造含有重合体を含む光学フィルムと、前記光学フィルムから剥離可能な保護フィルムとを貼り合わせた複層フィルムをロール状に巻回してなる光学フィルムロールであって、
前記保護フィルムの前記光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが、0.2μm以上1.4μm以下であり、
前記光学フィルムが、その幅方向の平均膜厚をh、幅方向の中央における膜厚をhc、幅方向の両端部における膜厚をそれぞれhe1及びhe2、任意の幅位置wにおける膜厚をhw(ただし、wは前記光学フィルムの幅方向において、いずれか近い側の端部からの距離を表し、かつw>200mmである。)、幅位置w±200mmの範囲における幅方向の平均膜厚をhw±200としたときに、下記式(1)〜(3)の関係を満たす、光学フィルムロール。
0.5≦(hc−he1)/h×100≦3.0 (1)
0.5≦(hc−he2)/h×100≦3.0 (2)
(hw−hw±200)/h×100≦2.0 (3) - 前記複層フィルムの幅が1,500mm以上である、請求項1に記載の光学フィルムロール。
- 前記光学フィルムの前記保護フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが、0.001μm以上0.05μm以下である、請求項1又は2に記載の光学フィルムロール。
- 脂環式構造含有重合体を含む樹脂を溶融押し出しして光学フィルムを得る工程、
前記光学フィルムから剥離可能な保護フィルムを前記光学フィルムと貼り合わせて複層フィルムを得る工程、及び
前記複層フィルムをロール状に巻回する工程、を含む光学フィルムロールの製造方法であって、
前記保護フィルムの前記光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さRaが、0.2μm以上1.4μm以下であり、
前記光学フィルムが、その幅方向の平均膜厚をh、幅方向の中央における膜厚をhc、幅方向の両端部における膜厚をそれぞれhe1及びhe2、任意の幅位置wにおける膜厚をhw(ただし、wは前記光学フィルムの幅方向において、いずれか近い側の端部からの距離を表し、かつw>200mmである。)、幅位置w±200mmの範囲における幅方向の平均膜厚をhw±200としたときに、下記式(1)〜(3)の関係を満たす、光学フィルムロールの製造方法。
0.5≦(hc−he1)/h×100≦3.0 (1)
0.5≦(hc−he2)/h×100≦3.0 (2)
(hw−hw±200)/h×100≦2.0 (3) - 前記巻回する工程において、巻き取りロール及び接圧ローラを備える巻取り装置を用い、前記接圧ローラで押圧して前記複層フィルムに面圧を付与しながら、前記巻き取りロールに前記複層フィルムを巻き取り、
前記保護フィルムの前記光学フィルムとは反対側の面の算術平均粗さをRa(μm)としたときに、前記接圧ローラの圧力P(N/m)が下記式(4)を満たす、請求項4に記載の製造方法。
50×Ra+75≦P≦23×Ra+160 (4)
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