JP5092585B2 - 位相差フィルム前駆体の製造方法及び位相差フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
(A)オレフィン系樹脂フィルムに延伸を施す延伸工程、
(B)オレフィン系樹脂フィルムの片面又は両面に粘着層を介して収縮性フィルムを貼り合わせる貼合工程、
(C)貼合工程で得られるフィルムをロール状に巻き取る巻き取り工程、
(D)ロール状に巻き取ったフィルムを30〜70℃の温度で20〜200時間保持して養生する養生工程、
(E)養生後に、前記収縮性フィルムが貼り合わされた状態のオレフィン系樹脂フィルムを加熱して、そのオレフィン系樹脂フィルムを収縮させる加熱収縮工程、及び
(F)前記オレフィン系樹脂フィルムから前記収縮性フィルムを粘着層とともに剥がす剥離工程
を包含し、前記貼合工程(B)、巻き取り工程(C)及び養生工程(D)をこの順に行い、かつ、前記加熱収縮工程(E)の後に剥離工程(F)を行うものである。
本発明により位相差フィルム前駆体を製造するまでの各工程の一形態を、図1に概略的な側面図で示した。図1の(A)は、オレフィン系樹脂フィルム1に粘着層3を介して収縮性フィルム2を貼り合わせ、ロール状に巻き取るまでの工程を示すものであって、オレフィン系樹脂フィルム1は、第一の送り出しロール11から繰り出され、一方、収縮性フィルム2は、オレフィン系樹脂フィルム1との貼合面に粘着層3が付された状態で第二の送り出しロール12から繰り出される。そして、ラミネートロール13,13により、収縮性フィルム2の粘着層3側が高分子フィルム1に貼り合わされて、積層フィルム4が形成される。引き続き、積層フィルム4は前駆体ロール14に巻き取られる。粘着層3は、オレフィン系樹脂フィルム1側に設けられていてもよい。
本発明に用いられるオレフィン系樹脂とは、エチレンやプロピレンの如き脂肪族オレフィン又は、ノルボルネン系モノマーをはじめとする脂環式オレフィンから導かれる単位を主体とする樹脂である。この樹脂は、2種以上のモノマーを用いた共重合体であってもよい。
収縮性フィルムは、前記オレフィン系樹脂フィルムに貼合した状態で加熱したときに、長手方向と直交する方向(幅方向)の収縮力を付与するために用いられる。この収縮性フィルムの材料として、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ノルボルネン系樹脂を含む環状オレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。収縮力の均一性に優れ、耐熱性にも優れるなどの点から、環状オレフィン系樹脂やプロピレン系樹脂のフィルム、それも横方向が主延伸軸となる延伸フィルム、とりわけプロピレン系樹脂フィルムが好ましく用いられる。
以上のような収縮性フィルムを、前記のオレフィン系樹脂フィルムに粘着層を介して貼り合わせる。この際、収縮性フィルムの収縮方向が、少なくともオレフィン系樹脂フィルムのロール送り方向と直交する方向の成分を含むように貼り合わされる。すなわち、収縮性フィルムの収縮力の全部又は一部が、オレフィン系樹脂フィルムのロール送り方向と直交する方向に作用するように行われる。したがって、収縮性フィルムの収縮方向がオレフィン系樹脂フィルムのロール送り方向と斜めに交わっていてもよいが、一般には、収縮性フィルムの収縮方向をオレフィン系樹脂フィルムのロール送り方向と直交させるのが好ましい。
こうして、オレフィン系樹脂フィルムの片面又は両面に収縮性フィルムが粘着層を介して貼り合わされ、ロール状に巻き取られた状態で、養生が施される。この際、養生は熱雰囲気中にて行われるが、熱雰囲気の温度は、30〜70℃とし、好ましくは40〜60℃とする。またこの温度で保持する時間(養生時間)は、20〜200時間とする。この範囲内の温度及び時間で養生を施すことにより、オレフィン系樹脂フィルムと収縮性フィルムとが粘着層によって十分に接着され、良好な光学均一性を有する位相差フィルムを作製することができるようになる。貼合された状態で巻き取られ、養生に付される前駆体のロールフィルムは、300〜2,000mm 程度の幅を有することが好ましい。
以上のようにして、オレフィン系樹脂フィルムの片面又は両面に粘着層を介して収縮性フィルムが貼り合わされ、養生が施された後の位相差フィルム前駆体は、その後、オレフィン系樹脂フィルムに収縮力を作用させるための加熱処理を経た後、収縮性フィルムを粘着層とともに剥がして、位相差フィルムとされる。
(B)オレフィン系樹脂フィルムの片面又は両面に粘着層を介して収縮性フィルムを貼り合わせる貼合工程、
(C)貼合工程で得られるフィルムをロール状に巻き取る巻き取り工程、
(D)ロール状に巻き取ったフィルムを30〜70℃で20〜200時間保持して養生する養生工程、
(E)養生後に、前記収縮性フィルムが貼り合わされた状態のオレフィン系樹脂フィルムを加熱して、前記オレフィン系樹脂フィルムを収縮させる加熱収縮工程、及び
(F)前記オレフィン系樹脂フィルムから前記収縮性フィルムを粘着層とともに剥がす剥離工程。
オレフィン系樹脂フィルムに対して施す延伸処理は、一軸で行ってもよいし、二軸で行ってもよいが、本発明では、最終的な収縮処理によってnx>nz>ny の関係を満たす位相差フィルムの製造を目的としていることから、延伸は、一軸延伸、それも縦一軸延伸であるのが好ましい。ただし、一軸性を損なわない程度に延伸軸と直交する方向への延伸が加わっていてもよい。一軸延伸の例として、フィルムを一定の温度に保持しながら、周速の異なるロール間にて縦一軸延伸する方法を挙げることができる。
収縮性フィルムが貼り合わされた状態のオレフィン系樹脂フィルムに対して、養生後に施される加熱収縮工程(E)は、オレフィン系樹脂フィルムに幅方向の収縮力を付与し、厚み方向の屈折率nz を大きくするために行われる。この加熱収縮処理も、オレフィン系樹脂フィルムのガラス転移温度(Tg)以上で行うことが、得られる位相差フィルムの位相差値を均一にしやすく、またフィルムが結晶化(白濁)しにくいなどの点で好ましい。この温度は、好ましくは、オレフィン系樹脂フィルムのガラス転移温度より1〜50℃高い温度(つまり、Tg+1℃〜Tg+50℃)であり、より好ましくは、オレフィン系樹脂フィルムのガラス転移温度より2〜40℃高い温度であって、かつオレフィン系樹脂フィルムの融点より低い温度が採用される。加熱収縮させるときの温度が上記の範囲であれば、均一な加熱収縮を行うことができる。また、このときの温度は、フィルム幅方向で一定であることが、位相差値のバラツキが小さく、良好な光学的均一性を有する位相差フィルムを作製するうえで好ましい。
位相差フィルム製造の第一の形態を採用する場合は、オレフィン系樹脂フィルムに上記のような延伸工程(A)による延伸処理を施した後、位相差フィルム前駆体の製造方法として先に説明したような、貼合工程(B)、巻き取り工程(C)及び養生工程(D)をこの順に行い、その後、加熱収縮工程(E)及び剥離工程(F)を経て、位相差フィルムが製造される。
位相差フィルム製造の第二の形態を採用する場合は、位相差フィルム前駆体の製造方法として先に説明したような、貼合工程(B)、巻き取り工程(C)及び養生工程(D)をこの順に行い、次いで延伸工程(A)と加熱収縮工程(E)を同時に行い、最後に剥離工程(F)を行って、位相差フィルムが製造される。延伸工程(A)と加熱収縮工程(E)を同時に行う操作を、以下では、「加熱延伸収縮処理」と呼ぶことがある。
本発明によって得られる位相差フィルムは、前記の如きオレフィン系樹脂の延伸フィルムからなり、nx>nz>ny の関係を有する。この位相差フィルムは、面内位相差値Ro が150〜400nm、好ましくは150〜300nmで、Nz係数が0.2〜0.6のものとすることができる。この位相差フィルムはまた、厚み方向の位相差値Rthが、−20nm〜+20nmの範囲にあることが好ましい。これらの位相差値は、波長590nmの光に対する値で代表させることができる。
Rth=〔(nx+ny)/2−nz〕×d (2)
Nz=(nx−nz)/(nx−ny) (3)
R40=(nx−ny')×d/cos(φ) (5)
(nx+ny+nz)/3=n0 (6)
ここで、
φ=sin-1〔sin(40°)/n0〕
ny'=ny×nz/〔ny 2×sin2(φ)+nz 2×cos2(φ)〕1/2
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター“MH-15M”を用いて測定した。
位相差フィルムとなるオレフィン系樹脂フィルムに収縮性フィルムを貼り合わせた状態で、収縮性フィルムの表面に長手方向10cm×幅方向10cmの正方形標線をマークし、加熱収縮後のフィルムにおける標線間長さを測定し、それらの値から収縮倍率を求めた。例えば、収縮前の上記長手方向10cm×幅方向10cmの正方形標線が、加熱収縮後に長手方向9cm×幅方向8cm になったとすると、長手方向の収縮倍率が0.9倍、幅方向の収縮倍率が0.8倍となる。
平行ニコル回転法を原理とする位相差計〔王子計測機器(株)製の“KOBRA-21ADH”〕 を用いて、波長590nmで、フィルムの面内位相差値Ro 及び厚み方向位相差値Rthを測定した。
収縮性フィルムを粘着層ごと剥がした後の位相差フィルムに、凹状痕が発生しているか否かを、肉眼で観察した。また、クロスニコルに合わせられた一対の偏光板の間に、位相差フィルムをその遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が45°となるよう配置し、一方から光を当てたときのムラの有無を肉眼で観察した。
収縮性フィルムB:プロピレン系樹脂の二軸延伸フィルムであって、横延伸倍率のほうが大きいもの(厚み60μm )。
ノルボルネン系モノマーの開環重合体に水素添加された樹脂フィルム〔(株)オプテス製の“ゼオノアフィルム”〕が縦一軸延伸された、厚み80μm 、幅400mmでロール状に巻き取られたフィルムを準備した。このフィルムのガラス転移温度は136℃であり、面内の位相差値Ro は300nm、厚み方向の位相差値Rthは145nmであった。この一軸延伸フィルムの片面に、厚み25μm のシート状アクリル系粘着剤を貼り合わせ、その表面に、ライン速度10m/分、出力280Wでコロナ処理を施した。別途、収縮性フィルムAの表面に、同じくライン速度10m/分、出力280Wでコロナ処理を施した後、粘着剤のコロナ処理面と収縮性フィルムAのコロナ処理面とをロール・ツー・ロールで貼り合わせた。こうして、ノルボルネン系樹脂の延伸フィルムに粘着層を介して収縮性フィルムAが貼り合わされた状態でロール状に巻き取った。このとき、収縮性フィルムの収縮方向は幅方向となる。このロール状フィルムをウォークインオーブンに入れ、60°±1℃の温度で168時間維持する養生を行った。
収縮性フィルムAを収縮性フィルムBに変更し、養生条件を40°±1℃の温度で48時間に変更した以外は、実施例1と同様の方法で位相差フィルムを作製した。得られた位相差フィルムの特性を表1に示す。
養生を行わなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で位相差フィルムを作製した。得られた位相差フィルムには、凹状痕が全面にわたり発生しており、かつ上記の方法でムラを観察したところ、凹状痕の形状のムラが確認された。得られた位相差フィルムの特性を表1に示す。
収縮性フィルムAを収縮性フィルムBに変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で位相差フィルムを作製した。得られた位相差フィルムには、凹状痕が全面にわたり発生しており、かつ上記の方法でムラを観察したところ、凹状痕の形状のムラが確認された。得られた位相差フィルムの特性を表1に示す。
2……収縮性フィルム、
3……粘着層、
4……積層フィルム、
5……養生後の位相差フィルム前駆体、
6……加熱収縮後の位相差フィルム前駆体、
7……位相差フィルム、
9……剥離された収縮性フィルム、
10……積層フィルムの波打ち、
11……第一の送り出しロール、
12……第二の送り出しロール、
13……ラミネートロール、
14,15……前駆体ロール、
16……送り側ロール、
17……引取側ロール、
18……剥離ロール、
19……収縮性フィルム回収ロール、
20……製品ロール、
25……養生用加熱手段、
26……収縮用加熱ゾーン、
30……ピンテンターのピン、
32……台座。
Claims (10)
- オレフィン系樹脂フィルムの片面又は両面に粘着層を介して収縮性フィルムを貼り合わせ、これをロール状に巻き取り、巻き取られたロール状フィルムを30〜70℃の温度で20〜200時間保持して養生することを特徴とする位相差フィルム前駆体の製造方法。
- オレフィン系樹脂は、脂環式オレフィンから導かれる単位を主体とする樹脂である請求項1に記載の方法。
- 収縮性フィルムは、ノルボルネン系樹脂又はプロピレン系樹脂からなる請求項1又は2に記載の方法。
- 収縮性フィルムは、二軸延伸されたものである請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 粘着層は、アクリル系樹脂をベースポリマーとするものである請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- オレフィン系樹脂フィルムは縦一軸延伸が施された状態で、そこに粘着層を介して収縮性フィルムが貼り合わされる請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- オレフィン系樹脂フィルムは未延伸の状態で、そこに粘着層を介して収縮性フィルムが貼り合わされる請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- (A)オレフィン系樹脂フィルムに延伸を施す延伸工程、
(B)オレフィン系樹脂フィルムの片面又は両面に粘着層を介して収縮性フィルムを貼り合わせる貼合工程、
(C)貼合工程で得られるフィルムをロール状に巻き取る巻き取り工程、
(D)ロール状に巻き取ったフィルムを30〜70℃の温度で20〜200時間保持して養生する養生工程、
(E)養生後に、前記収縮性フィルムが貼り合わされた状態のオレフィン系樹脂フィルムを加熱して、該オレフィン系樹脂フィルムを収縮させる加熱収縮工程、及び
(F)前記オレフィン系樹脂フィルムから前記収縮性フィルムを粘着層とともに剥がす剥離工程
を包含し、前記貼合工程(B)、巻き取り工程(C)及び養生工程(D)をこの順に行い、かつ、前記加熱収縮工程(E)の後に剥離工程(F)を行うことを特徴とする位相差フィルムの製造方法。 - 延伸工程(A)を先に行い、その後、貼合工程(B)、巻き取り工程(C)、養生工程(D)及び加熱収縮工程(E)をこの順に行い、最後に剥離工程(F)を行う請求項8に記載の方法。
- 貼合工程(B)、巻き取り工程(C)及び養生工程(D)をこの順に行った後、延伸工程(A)と加熱収縮工程(E)を同時に行い、最後に剥離工程(F)を行う請求項8に記載の方法。
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