(57)【要約】      （修正有）【課題】溶融製膜法において、長手方向に生じるフィルムの軸方向位相差プロファイルの変動を低減した位相差フィルムの製造を可能とする製造方法を提供する。【解決手段】キャストロールとタッチロールの間にフィルム状の溶融樹脂を挟み込んで冷却固化する光学フィルムの製造方法であって、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差値を測定し、その位相差値に基づいて、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別に調整し、その際に位相差が大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与することを特徴とする光学フィルムの製造方法を提供した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャストロールとタッチロールの間にフィルム状の溶融樹脂を挟み込んで冷却固化する光学フィルムの製造方法であって、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差値を測定し、その位相差値に基づいて、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別に調整し、その際に位相差が大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
位相差値を測定する手段を、冷却ロールの下流側に配置して行うことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記押圧力の個別の調整が、自動で行われることを特徴とする請求項１または２いずれか１項に記載の光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムとして使用可能なフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムの製膜方法として、熱可塑性樹脂を押出機等により加熱溶融した後にＴダイを用いてフィルム状に吐出し、冷却固化する溶融製膜方法が知られている。本方法は、樹脂組成物を有機溶剤に溶解させ該溶液をシート／フィルム状に支持体にキャストさせた後に乾燥させフィルムを製造する溶液製膜方法に比べ、生産性に優れるものの、フィルム幅方向／長手方向の光学的歪みムラ（位相差ムラ）を抑えて成形することが難しいという問題がある。その為、結局、光学的歪みムラの生じにくい溶液製膜法が主に選択されている。
【０００３】
しかしながら、溶液製膜方法は乾燥速度に制限があり、生産性を上げるためには炉長を伸ばす必要や大規模な溶剤回収装置が必要となるために、生産性対コストが溶融製膜方法に劣る。このため、コストダウンのために、溶融製膜方法において、光学的歪みムラを低減する方法が検討されている。
【０００４】
溶融製膜方法で問題となる厚みムラや光学的歪みムラは、大きく次の２つの影響で生じる。まず、無配向状態で吐出された溶融フィルムが冷却ロールに接地するまでのエアギャップにおいて受けるフィルムの伸長ムラの影響、次に、冷却ロールに接地した後の幅方向の冷却ムラの影響である。また、他の問題として、熱安定性の低い樹脂においては、長期間の運転でフィルムにゲル状欠点が生じること、揮発成分によりロールに汚れが生じることでフィルム品質を落とす課題があった。
【０００５】
このエアギャップにおけるフィルムの伸長ムラやロールにおける冷却固化の幅方向ムラを抑制するための対策として、Ｔダイ吐出後のフィルムを２本の成形ロールにより押圧し成形する方法、すなわち挟み込み成形方法が知られている（例えば特許文献１）。この挟み込み成形方法は、従来より汎用されているフィルムでは有効であったが、光学フィルム、特に位相差フィルムの製造においては、挟み込み時に樹脂が幅方向に不均一に配向してしまい、挟み込み成形をした場合の方が位相差品質が悪化してしまうという課題があった。
【０００６】
これに対し、特許文献２にはタッチロールに弾性ロールを用いて、小さな線圧で挟み込み成形を実施し、歪みムラを小さくし位相差ムラを抑制する方法が記載されている。他に線圧に着目し、挟み込み線圧を検知できる荷重センサーを導入して挟み込み線圧が一定となるようにロール押付条件を決定し、位相差ムラを抑えている例もある。しかしながら、特にタッチロールに弾性ロールを用いる場合、経時的にフィルム幅方向の位相差プロファイルの変動が生じ、製品長手方向で均一なフィルムを取得できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０１４１４０８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６６２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の様に、厚み精度の向上や光学的歪みの低減のために挟み込み成形方法が提案されているが、従来の挟み込み成形方法では製品長手方向にフィルム幅方向位相差プロファイルの変動が生じるという問題があった。したがって、本発明は、長手方向に生じるフィルムの幅方向位相差プロファイルの変動を低減した位相差フィルムを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は鋭意検討した結果、従来の挟み込み成形方法において長手方向に生じるフィルムの幅方向位相差プロファイルの変動が、タッチロール両サイドの押圧力を左右同一にして挟み込み制御していたことに起因していることに気付き、フィルム幅方向の両端の位相差値に応じ、タッチロール両サイドの押圧力をそれぞれ個別に制御すること、さらには幅方向の両端の位相差値をインラインで検出し、その値に応じてタッチロール両サイドの押圧力を自動制御することで、より生産性を向上できることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
即ち、本発明は、
（ｉ）キャストロールとタッチロールの間にフィルム状の溶融樹脂を挟み込んで冷却固化する光学フィルムの製造方法であって、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差値を測定し、その位相差値に基づいて、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別に調整し、その際に位相差が大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与する光学フィルムの製造方法。
【００１１】
（ｉｉ）位相差値を測定する手段を、冷却ロールの下流側に配置して行うことを特徴とする（ｉ）に記載の光学フィルムの製造方法。
【００１２】
（ｉｉｉ）前記押圧力の個別の調整が、自動で行われることを特徴とする（ｉ）または（ｉｉ）のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
に関するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることで、長手方向に生じるフィルムの幅方向位相差プロファイルの変動が低減された位相差フィルムを製造することが可能となる。したがって、高い歩留まり率で光学フィルムを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、キャストロールとタッチロールの間にフィルム状の溶融樹脂を挟み込んで冷却固化する光学フィルムの製造方法であって、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差値を測定し、その位相差値に基づいて、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別に調整し、その際に位相差が大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与することを特徴とする光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００１５】
ここでフィルム状の溶融樹脂は、例えば、押出機等の溶融手段を用いて、熱可塑性樹脂を加熱溶融後ダイへ供給し、ダイからフィルム状に吐出することで供給することができる。
【００１６】
通常、フィルム状の溶融樹脂は、温調されたロール（以下、キャストロール）へキャスティングされ、引き取りながらさらに温調された他のロール（以下、冷却ロール）へ接せさせて冷却固化されるが、本発明では、キャストロールとタッチロールの間にフィルム状の溶融樹脂を挟み込んで冷却固化を行う。この様なタッチロールでキャストロールのフィルムが着地した地点付近を押圧する方法は、一般に挟み込み成形方法と呼ばれ、フィルムのロール着地位置が安定し、厚み品質が向上することに加え、フィルム幅方向の冷却も均一化され、冷却固化時の配向状態も均一化し易い利点がある。
【００１７】
尚、タッチロールには、フィルム全幅を均一に押圧するため、その用途で設計されたロールを用いることが好ましい。例えば、ゴムやシリコン等柔らかい材質のロールや、ロールの幅方向中央から両端部にかけてロール径が小さくなる構造のロール（クラウンロール）や、金属等薄膜スリーブとゴム等の弾性ロールの二重構造の弾性ロールなどを挙げることができる。このうち、ロールの表面粗さを細かくするために表面に金属メッキが可能でロールの幅方向中央から両端部にかけてロール径が小さくなる構造のロール、金属薄膜スリーブと弾性ロールの二重構造のロールが特に好ましい。ロール表面はＨＣｒやＮｉメッキを施し、表面粗さ０．２ｓ以下とし、表面の傷や汚れのないように管理することが好ましい。
【００１８】
本発明で使用するタッチロールの押圧機構は、圧力センサーによりタッチロールがフィルムを押し付ける荷重を検出し、その荷重を制御できる機構を有していることが好ましい。特に、この荷重を制御する機構は、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する荷重を個別に調整できる機構であることが好ましい。これによれば、測定された位相差値に基づき、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別に調整することが容易となる。
【００１９】
本発明においては、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差値を測定し、その位相差値に基づいて、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別、即ち、タッチロールの押圧力を、一方のタッチロールサイドの押圧力ｆ１（ｋｇｆ）、もう一方のタッチロールサイドの押圧力ｆ２（ｋｇｆ）という様に付与する。そしてさらに、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差が大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与することを特徴としている。押圧力を同一（ｆ１＝ｆ２）に制御する連続成形を行うと、フィルム端部のそれぞれ独立した経時的な厚み変動（または温度変動）によって、弾性ロールの変形量（挟み込み幅）が幅方向左右で異なってしまい、このため、フィルム両サイドそれぞれが受ける応力が異なり、結果として製品長手方向にフィルム幅方向の位相差プロファイルが変わってしまう。フィルム両端部の温度／厚みを調整することで改善可能であるが、フィルム両端部の温度／厚みは長期で変動しやすく、また調整を試みても応答が遅く、その間、良好なフィルムが得られないことになる。これに対し、本発明ではフィルム幅方向の両端部の位相差値を測定し、その位相差値に基づいて、タッチロールの幅方向の両サイドに印可する押圧力を個別に調整し、その際に位相差が大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与するので、押圧の変更は応答が非常に早く、常に良品を得ることができる。
【００２０】
またこの時、同時に線圧が一定となるように両サイドの押圧力を制御することが、フィルム全体が受ける応力を一定とでき、経時的な位相差絶対値の変動を抑制できるため好ましい。ここで線圧とは、両サイドの押圧力の和、すなわちタッチロールの一方のサイドの押圧力ｆ１（ｋｇｆ）と他方のサイドの押圧力ｆ２（ｋｇｆ）の和を、成形フィルム幅（ｃｍ）で除した値（ｋｇｆ／ｃｍ）のことである。
【００２１】
一方、固化した後のフィルムの幅方向の両端の位相差値（ここで位相差値は、正面位相差、厚み方向位相差、或いはその両方など、製造するフィルムにより必要とされる位相差値を用いることが好ましい。）の測定は、製膜中のフィルムを、冷却ロールの下流側に測定手段を配置して行うことが好ましい。なお、ここでいうフィルム両端の位相差値は、有効幅の端部近傍（有効幅最端部から中央に向かって１００ｍｍより、有効幅最端部から端部に向かって２００ｍｍの範囲、更には、有効幅最端部から中央に向かって５０ｍｍより、有効幅最端部から端部に向かって１５０ｍｍの範囲、特に、有効幅最端部より、有効幅最端部から端部に向かって１００ｍｍの範囲）で測定することが好ましい。ここで、有効幅は、厚みや位相差品質にバラツキのない、原反として以降の工程で品質上問題なく利用可能な範囲である。一般に、有効幅は、端部から５０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下の範囲（実際には、前記のように各種品質バラつきを考慮して決定するが）を除いた中央の幅であることが多く、何らかの事情で本発明の主旨から上述の範囲を使用できない場合は、当該範囲で測定することが好ましい。また、インラインでの測定は、フィルムの幅方向の両端にそれぞれ位相差測定手段を配置し、定点で測定することが好ましく、各位相差測定手段を幅方向にトラバースさせ、フィルム幅方向全体を測定することがさらに好ましい。
【００２２】
また、位相差値を挟み込み押圧制御系にフィードバックし、両サイドの押圧力をそれぞれリアルタイムに変更すると生産性、応答性、制御精度に優れさらに好ましい。
【００２３】
また、上記の制御とは別に、線圧は３ｋｇｆ／ｃｍ以上、３０ｋｇｆ／ｃｍ以下に制御することが好ましい。線圧が３ｋｇｆ／ｃｍよりも低いとフィルム幅方向で押圧されない部分が生じ易くなる。この結果、押圧部分と未押圧部分の表面性の違いが欠陥として検出されてしまうため好ましくない。また、線圧が３０ｋｇｆ／ｃｍよりも高いと幅方向で配向ムラが生じやすくなり、位相差フィルムとしての品質が悪くなるために好ましくない。
【００２４】
尚、フィルムの幅方向両サイドと中央における押圧力の差を低減することにより、より低い線圧で全面挟み込みが可能な様に、ロールの構造を最適に設計することも可能である。具体的には、ロールの幅方向中央から両端部にかけてロール径が小さくなる構造のロールの場合、ロールの縮径度を最適に設定することで、フィルムの幅方向両サイドと中央における押圧力の差を低減し、より低い線圧で十分な挟み込み幅を得ることが可能となる。また、金属薄膜スリーブと弾性ロールの二重構造のロールの場合は金属薄膜スリーブ厚みや弾性ロール硬さ、内部熱媒循環圧力を最適に設定することでも可能である。
【００２５】
この様にして本発明の挟み込み成形にて得られたフィルム原反は、厚み精度、表面性、光学特性に優れる高品位なフィルムとなる。これを延伸機により延伸することで、位相差フィルムなどの光学フィルムとして使用することができる。
【００２６】
一方、本発明では熱可塑性樹脂として、各種樹脂を使用することができるが、例えばノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、アクリル系樹脂（環構造を主鎖に含む高耐熱アクリル系樹脂を含む）、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられ、それぞれの変性物や混合物にも使用することができる。
【実施例】
【００２７】
本発明を実施例に基づき、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例で測定した各物性の測定方法は次の通りである。
【００２８】
フィルムの幅方向位相差プロファイル
フィルム長手方向１０ｃｍを全幅切り出し、連続位相差測定装置（大塚電子株式会社製ＲＥＴＳ）を用いてフィルム幅方向端部から５ｍｍピッチに他方の幅方向端部まで正面位相差（Ｒｅ）を連続測定し、幅方向位置における測定値をプロットした。
【００２９】
（実施例１）
熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系樹脂（三菱ガス化学製ユーピロンＨ―４０００，粘度平均分子量１５０００，ガラス転移温度１４８℃）を用い、乾燥機にて１００℃で４時間乾燥させ、吸湿しないように５０℃にしたホッパー型乾燥機に輸送し、φ６５ｍｍ単軸押出機に供給した。押出機出口で樹脂温度が２４０℃、吐出量が時間当たり９０ｋｇとなるよう加熱溶融し、ギアポンプ、１０μｍカットのリーフディスクフィルターを介し、Ｔダイへと溶融樹脂を押し出した。また、この時のＴダイ出口における吐出直後の樹脂温度は２４０℃であり、この温度での当該樹脂のせん断速度１２２ｓｅｃ−１における溶融粘度は１０００Ｐａ・ｓｅｃであった。
【００３０】
Ｔダイより吐出された溶融フィルムは、１２０℃に温調したキャストロールと１２０℃に温調したタッチロール（弾性ロール）で、線圧８．０ｋｇｆ／ｃｍとなるよう両サイドの押圧力を同一に設定し、１１５℃に温調した冷却ロールにて冷却固化させ、引き取りロールにて１５ｍ／分で引き取り、巻き取りコア上にフィルム幅１３００ｍｍ、厚み７０μｍのフィルム原反を得た。尚、このフィルム原反は両端スリットし有効幅１１００ｍｍとした。この時、線圧８．０ｋｇｆ／ｃｍとした上で、フィルム幅方向中央を０ｍｍとしたときに、中央から両サイドにそれぞれ６００ｍｍの位置でインラインで測定した位相差値（フィルムの幅方向の両端の位相差値）を元に、位相差値の大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与する様に（ただし、線圧は８．０ｋｇｆ／ｃｍを保つ）、自動的に両サイドに印加する押圧力を個別に制御し（なお、位相差値の差に対する押圧力個別操作量の制御ＰＩＤは、両端部の位相差値の差が３ｎｍ以上となった場合に作動する様に調整して行った。）、１０００ｍ長のフィルムを連続成形した。
【００３１】
得られたポリカーボネート系樹脂フィルムを延伸機により、縦方向に延伸し、最終的なポリカーボネート系樹脂延伸フィルムを得た。
【００３２】
得られたポリカーボネート系樹脂延伸フィルムの位相差プロファイルをフィルム長手方向５０ｍごとに測定したところ、長手方向いずれの部分も幅方向位相差プロファイルがフラットであった（プロットした位相差プロファイルで最も傾いた場合でも、両端の位相差値の差は２ｎｍであった。）。
【００３３】
（実施例２）
２００ｍ毎にフィルムをカットし、フィルム幅方向中央を０ｍｍとしたときに、中央から両サイドにそれぞれ６００ｍｍの位置でインラインで測定した位相差値（フィルムの幅方向の両端の位相差値）を元に、位相差値の大きい側に、小さい側に比べ、小さな押圧力を付与する（ただし、線圧は８．０ｋｇｆ／ｃｍを保つ）ように、手動で両サイドに印加する押圧力を個別に設定（位相差値の大きい側の押圧力を０．１ｋｇｆ下げ、小さい側の押圧力を０．１ｋｇｆ上げ、続けて測定した両端の位相差値の差が３ｎｍ以上であった場合にはさらに同様に設定値を変え、３ｎｍ以下になるまで続け、３ｎｍ以下となった条件でフィルムを取得した。）した以外は、実施例１と同様の方法で実施し、合計１０００ｍ長のフィルムを成形した。
【００３４】
得られたポリカーボネート系樹脂フィルムを延伸機により、縦方向に延伸し、最終的なポリカーボネート系樹脂延伸フィルムを得た。
【００３５】
得られたポリカーボネート系樹脂延伸フィルムの位相差プロファイルをフィルム長手方向５０ｍごとに測定したところ、長手方向いずれの部分も幅方向位相差プロファイルがフラットであった（プロットした位相差プロファイルで最も傾いた場合でも、両端の位相差値の差は２ｎｍであった。）。
【００３６】
（比較例１）
両サイドの押圧力を、成形開始から１０００ｍ長さ取得まで同一とした（線圧は同様に８．０ｋｇｆ／ｃｍとした。）以外は、実施例１と同様の方法で実施した。
【００３７】
得られたポリカーボネート系樹脂延伸フィルムの位相差プロファイルをフィルム長手方向５０ｍごとに測定したところ、成形初期はフラットであったものの、径時により、長手方向で幅方向位相差プロファイルが、大きく傾いた（プロットした位相差プロファイルで最も傾いた場合、両端の位相差値の差は６ｎｍであった。）。