(57)【要約】      （修正有）【課題】直線偏光子として機能するフィルムの平面に垂直に入射する光に対して、面内ブロック状態及び面内通過状態をさせることができるヒートセット型光学フィルムの作製方法の提供。【解決手段】光学フィルム３２を作製する方法は、複屈折を発現できる高分子材料を使用したフィルム３２を、装置に供給し、フィルム３２を延伸区域６６にて延伸し、実質的に一軸配向させ、その後に、この配向フィルム８４をヒートセットすることによりなる直線偏光子機能を有するヒートセット型光学フィルムの製造方法。前記高分子材料はポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン及びシンジオタクチックポリスチレンから選択される複屈折を発現できる高分子材料からなる光学フィルム。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学フィルムを作製する方法であって、
複屈折を発現できる高分子材料を含んでなるフィルム（３２）を供給し、
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向し、及び
前記配向フィルム（３２）をヒートセットする、
ことを含む光学フィルム作製方法。
【請求項２】
前記配向フィルム（３２）が、約０．２に等しいか又は約０．２を超える範囲の一軸特性度Ｕを示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記配向フィルム（３２）が、約０．７に等しいか又は約０．７を超える範囲の一軸特性度Ｕを示す、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、該少なくとも１つの高分子材料のガラス転移温度を超え及びその高分子材料の融点未満の温度に加熱することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を約１秒〜約１０分の間加熱することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、該各高分子材料のガラス転移温度を超え及び該各高分子材料の融点未満の温度に加熱することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程を第１温度で実施し、及び
前記ヒートセット工程において、前記フィルム（３２）を前記第１温度よりも高い第２温度に加熱する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
複屈折を発現できる前記高分子材料が、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、及びシンジオタクチックポリスチレンから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複屈折を発現できる前記高分子材料が、ポリエステルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複屈折を発現できる前記高分子材料が、半結晶質高分子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィルム（３２）が、更にポリエステル／ポリカーボネートブレンドをむ、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記配向光学フィルム（３２）が、反射偏光子である、請求項１に記載の工程により作製される光学フィルム（３２）。
【請求項１３】
前記配向光学フィルム（３２）が、多層反射偏光子又は拡散反射偏光子である、請求項１２に記載の工程により作製される光学フィルム（３２）。
【請求項１４】
前記配向光学フィルム（３２）が、補償素子である、請求項１に記載の工程により作製される光学フィルム（３２）。
【請求項１５】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、フィルムひと巻きを供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、押出成形機から前記フィルム（３２）を供給することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率、前記延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率及び厚さ方向の初期屈折率を有するフィルム（３２）を供給し、並びに
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向と直交する前記面内方向の前記初期屈折率より大きい前記延伸方向と直交する前記面内方向の最終屈折率をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ヒートセット工程が、前記厚さ方向の前記初期屈折率より大きい前記厚さ方向の最終屈折率をもたらす、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率、前記延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率及び厚さ方向の初期屈折率を有するフィルム（３２）を供給し、並びに
前記ヒートセット工程が、前記厚さ方向の前記初期屈折率より大きい前記厚さ方向の最終屈折率をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率と厚さ方向の初期屈折率との初期差を有するフィルム（３２）を供給し、及び
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向と直交する前記面内方向の最終屈折率と前記厚さ方向の最終屈折率の最終差をもたらし、前記最終差が、前記初期差未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率、前記延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率及び厚さ方向の初期屈折率を有するフィルム（３２）を供給し、及び
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向の前記初期屈折率より大きい前記延伸方向の最終屈折率をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率と延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率との初期差を有するフィルム（３２）を供給し、また
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向の最終屈折率と前記延伸方向と直交する前記面内方向の最終屈折率との初期差をもたらし、前記最終差が前記初期差未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）の非連続部分をテンター装置で延伸することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を横方向に延伸することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
更に、前記配向フィルム（３２）を冷却することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記フィルム（３２）が、複数個の層を含み、及び
前記フィルム（３２）が、複数個の層を含み、及び
前記ヒートセット工程が、隣接した層間の接着を増加させる、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記フィルム（３２）が、有意なひずみ誘起結晶化が発生する延伸比であるひずみ誘起結晶点を有し、及び
前記フィルム（３２）を実質的に配向にする前記行程が、前記ひずみ誘起結晶点より大きい延伸比で前記フィルム（３２）を延伸することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を第１延伸比で延伸方向に延伸することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を前記前記第１延伸比より大きい第２延伸比で前記延伸方向に延伸することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を第１延伸比で延伸方向に延伸することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を前記前記第１延伸比より小さい第２延伸比で前記延伸方向に延伸することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を第１延伸比で延伸方向に延伸することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を前記前記第１延伸比にほぼ等しい第２延伸比で前記延伸方向に延伸することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記フィルム（３２）が、初期密度を備え、また
前記ヒートセット工程が、前記初期密度より大きい最終密度を有する前記フィルム（３２）を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
フィルム（３２）を供給する前記行程が、層の少なくとも１つが非晶質材料を含む複数個の層を有するフィルム（３２）を供給することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記非晶質材料を含む前記層の非晶質特性を保持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記非晶質材料が、ポリカーボネート又はポリカーボネートとコポリエステルのブレンドを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
更に、第２ヒートセット工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
フィルム（３２）を加工する方法であって、
フィルム（３２）を機械方向に沿って搬送すると同時に前記フィルム（３２）の対向する端部部分を保持する工程、
前記対向する端部部分を広がった曲線状経路に沿って移動することにより前記フィルム（３２）を延伸して延伸フィルム（３２）を形成する工程、及び
前記延伸フィルム（３２）をヒートセット工程を含む方法。
【請求項３６】
前記広がった経路が、実質的に放物線状である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、そのフィルムの少なくとも１つの高分子構成成分のＴｇを超える温度に加熱することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、そのフィルムのすべての高分子構成成分のＴｇを超える温度に加熱する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、前記フィルム（３２）のＴｇと融点の間の温度に加熱することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記フィルム（３２）の延伸工程は、前記フィルム（３２）を、４を超過する延伸比まで延伸することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
請求項３５に記載の工程により作製されるフィルム（３２）。
【請求項４２】
３３％を超える結晶化度を有するポリエチレンテレフタレートを含む光学フィルム（３２）。
【請求項４３】
３６％を超える結晶化度を有するポリエチレンテレフタレートを含む、請求項４２に記載の前記光学フィルム（３２）。
【請求項４４】
３９％を超える結晶化度を有するポリエチレンテレフタレートを含む、請求項４２に記載の前記光学フィルム（３２）。
【請求項４５】
２８％を超える結晶化度を有するポリエチレンナフタレート（napthalate）を含む光学フィルム（３２）。
【請求項４６】
３０％を超える結晶化度を有するポリエチレンナフタレート（napthalate）を含む、請求項４５に記載の前記光学フィルム（３２）。
【請求項４７】
４８％を超える結晶化度を有するポリエチレンナフタレート（napthalate）を含む、請求項４５に記載の前記光学フィルム（３２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互対照）
この出願は、「光学フィルム（Heat Setting Optical Films）ヒートセット工程」と題する米国特許仮出願第６０／６６９８６５号（２００５年４月８日出願）から優先の利益を請求する非暫定的出願である。
【背景技術】
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、光学フィルムを作製するヒートセット工程、並びにこれらの工程で作製されるフィルムに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的に、直線偏光子として機能する光学フィルムは、フィルムの平面に垂直に入射する光に対して面内ブロック状態（「ｘ」方向）及び面内通過状態（「ｙ」方向）を含む。従って、ｘ方向にそろえられた直線偏光状態に対して垂直に入射した光は、最大限ブロックされ（すなわち、最小限透過される）、ｙ方向にそろえられた直線偏光状態に対して垂直に入射した光は、最小限ブロックされる（すなわち、最大限透過される）。垂直外入射光は、フィルムを基準としたその整合の関数として透過性の中間レベルを有する。フィルムの平面に垂直な軸線は、「ｚ」方向と呼ばれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、フィルムを供給し、フィルムを実質的に一軸に配向し、配向したフィルムをヒートセットする光学フィルムを作製する方法を記載する。フィルムは、複屈折を発現できる高分子材料を含む。
【０００５】
本開示の１以上の実施形態の詳細は、添付図面及び説明の中で以下に詳述する。本開示のその他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面から、並びに請求項から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＰＥＮに関する主屈折率傾向のプロット。
【図２】延伸フィルムに使用される従来技術のテンター装置の概略平面図。
【図３】図２に図示した従来技術工程における延伸工程前後両方のフィルム部分の斜視図。
【図４】ＰＥＮにおけるヒートセット時の非対称屈折率増加のプロット。
【図５】ＣｐＰＥＮに関する主屈折率傾向のプロット。
【図６】ＣｐＰＥＮに関する主屈折率傾向のプロット。
【図７】多層光学フィルムを延伸する従来技術バッチ工程の模式図であり、延伸前後両方のフィルムを示す。
【図８】本開示の１つの実施形態に係る延伸工程の模式図。
【図９】本開示の実施形態に係る工程工程を示すブロック図。
【図１０】延伸装置部分の概略平面図。
【図１１】図１０の装置部分の平面図。
【図１２】図１０の装置に使用されてよい把持部材の装置の端面図を示す。
【図１３】延伸装置の１つの実施形態を示す走路部分の模式図。
【図１４】延伸装置の主延伸区域に関する調整可能な走路の１つの実施形態の模式図。
【図１５】延伸装置に関する走路及び走路形状制御ユニットの１つの実施形態の概略側面断面図。
【図１６】図１０の１つの実施形態の走路及び走路形状制御ユニット部分の概略図。
【図１７】図１０の１つの実施形態の走路及び走路形状制御ユニットの別の部分の概略図。
【図１８】延伸装置の主延伸区域に関する走路の他の実施形態の模式図。
【図１９】延伸装置の主延伸区域に関する好適な境界軌道の実施例のグラフ。
【図２０】異なる放物線形状を有する異なる延伸区域の使用を示す延伸装置の主延伸区域に関する好適な境界軌道の実施例のグラフ。
【図２１】好適な放物線状又は実質的に放物線状境界軌道の直線近似である境界軌道を含む延伸装置の主延伸区域に関する好適な境界軌道の実施例のグラフ。
【図２２】本開示に係る延伸装置に関する引取装置の１つの実施形態の模式図。
【図２３】延伸装置に関する引取装置の別の実施形態の模式図。
【図２４】延伸装置に関する引取装置の第３実施形態の模式図。
【図２５】延伸装置に関する引取装置の第４実施形態の模式図。
【図２６】延伸装置に関する引取装置の第５実施形態の模式図。
【図２７】図２に説明したもの等の例えば従来の延伸装置に使用する引取装置の１つの実施形態の模式図。
【図２８】組成物についての屈折率傾向のプロット。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下で特定した図面は、本開示のいくつかの代表的な実施形態を詳述するが、他の実施形態も意図されている。この開示は、本発明の例証として役立つ実施形態を代表として示しており、限定するものではない。本開示の原理の範囲と精神内に入る多くのその他の修正及び実施形態が、当業者により考案され得る。図面は、縮尺のために作画されていない。
【０００８】
更に、実施形態及び構成要素は、「第１」、「第２」、及び「第３」等の表記により引用されているが、これらの記載は、参照の便宜のため付与され、優先の順序を意味するものではないことがわかる。表記は、明瞭さの目的で単に異なる実施形態を区別するため示される。
【０００９】
指示がない限り、明細書及び請求項に使用される図の大きさ、量、及び物理特性を表す全ての数字は、全ての場合用語「約」により修正されるものとして理解される。従って、反対の支持がない限り、詳述する数字は、本明細書において開示される教示を使用した所望の属性により変化し得る近似値である。
【００１０】
偏光子又は偏光フィルムアプリケーションに使用される多くの光学フィルムは、「ｙ」と「ｚ」主方向間に非対称、例えば、屈折率差を伴う。例えば、軸線外色、すなわち、垂直入射角外の関数としての通過状態の色変化が、ｙ及びｚ屈折率、各々ｎｙ及びｎｚ、間の不整合により拡大又は生じる場合がある。（ここで、ｎｘは、ｘ軸に沿った偏光の屈折率である）。
【００１１】
２，６ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなるフィルム又はフィルムの層に関する典型的な屈折率の組（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）の区域の実例が、図１に用意されている。実例となる延伸温度１３０℃で延伸比の関数としての屈折率の発現が、中を塗りつぶした印付きのデータで例示されている。フィルムを実験室規模の延伸装置で初期未配向キャスト試料から延伸した。試料を時間と共に直線的に公称延伸比が増加する延伸特性を用い公称初期レート２０％／秒で１つの面内方向に延伸し、同時に、端部に沿って選択した把持点でフィルムを他の面内方向に拘束した。正確な最終延伸比は、屈折率を測定した位置に対する試料にマークされた基準線標示を使用し測定した。図示するために、屈折率は、メトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）（ニュージャージ州、ピカタウェイ（Picataway）のメトリコン（Metricon）から入手できる）、Ｈｅ−Ｎｅレーザーにより供給される赤光源を使用し、６３２．８ナノメートルで測定した。
【００１２】
図２には、フィルム走行１４方向に対してフィルム１２を横に延伸する従来のテンター延伸工程１０を示す。フィルム１２は、連続してフィードされ、又はフィルム１２の不連続部分として導入されてよい。フィルム走行方向は、機械方向（ＭＤ）と呼ばれ、延伸方向は、横又はテンター方向（ＴＤ）と呼ばれる。フィルム１２は、何らかの把持装置、典型的にはテンタークリップ（図２に不図示）を配置し、両端部１６で把持される。テンタークリップは、直線的に広がるテンター走路又はレールに沿って乗って行くテンターチェインに接続され得る。この配置が、フィルム走行の機械方向１４にフィルムを前進させ、横方向にフィルム１２を延伸させる。このようにして、１つの実施例において、フィルムの初期未配向部分１８が、最終配向部分２０に延伸されてよい。図３に示すように、図２に示したフィルムの未配向部分１８は、Ｔ（厚さ）、Ｗ（幅）及びＬ（長さ）の寸法を有してよい。フィルムが，λの因子で延伸された後、フィルムのその部分の寸法は、部分２０で示したものに変化している。
【００１３】
図１のデータは、ｘ及びｙ方向の両方に沿った不連続端部把持を有するバッチ延伸装置から得られるが、一方、これらのデータは、図２の従来のテンター工程で延伸された典型的なフィルム、すなわち、１方向延伸を例示しており、そこでは、フィルム１２は、第１面内主方向に（ｘ）に延伸され、同時に第２面内主方向（ｙ）は、一定又はほぼ一定の延伸比に維持される、例えばｙ方向延伸比は、殆ど１である。１つの実施形態において、連続フィルムは、横方向延伸装置に一定速度でフィードされ、同じ一定速度で装置を出ていく。
【００１４】
図１は、ｙ及びｚ方向の材料延伸の非対称処理により発現する屈折率の非対称、例えば、ｎｙとｎｚの差を裏付けている。この例示されたケースにおいて、延伸比は、ｙで殆ど一定のままであり、一方ｚでの延伸比は、ｘでの延伸比の増加とともに（例えば、結晶化での高密度化により弱く調節されるときのおおよその容量保存に必要とされるような）減少する。
【００１５】
フィルムが延伸工程の後ヒートセットされる場合、非対称を、更に増加する。この様子は、図１の空のマーカーにより例示される。この場合、フィルムは、１７５℃で２分間ヒートセットされた。
【００１６】
図１は、所定の延伸温度及び速度（又は、同様な意味合いで初期屈折率発現の所定のレベル）で限界延伸比を超え延伸された試料の場合、ｎｘとｎｙ値がこれらのヒートセット条件で増加する傾向を示し、一方ｎｚ値は低下することを示す。
【００１７】
図４は、更に、ヒートセットがどのようにしてｎｙとｎｚの屈折率の差を増加させるのかを示す。正方形のマーカーは、ヒートセットの無い延伸後の屈折率差を示し、これに反して三角形のマーカーは、延伸及びヒートセット後の屈折率差を示す。非対称の偏りの増加はほぼ一定であり、ダイアモンドのマーカーで表わしたようにｘ延伸比の増加とともにわずかに減少した傾斜を有する。従って、ｙ／ｚ「非対称」フィルム、例えば、従来のテンター（図２〜３）で延伸されたもの等の延伸直後のｎｙとｎｚに有意差を有するフィルムが、延伸工程後ヒートセットされる場合、屈折率の非対称は増加する。ｙ及びｚ方向の屈折率のそのような差は、幾つかの適用で望ましくない色効果につながり得る。
【００１８】
図１〜４に示した一般的な傾向は、いろいろなポリエステルに適用できる。特に興味を引くものとして挙げられるのは、ＰＥＮ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び中間体組成物のコポリマー類である。図５は、コポリマー中ＰＥＮ様及びＰＥＴ様部分の８５／１５モル・パーセント混合物、いわゆる「８５／１５ｃｏＰＥＮ」の場合を示す。用語「ＰＥＮ様」部分は、ＰＥＮのブロックコポリマー類を含む。用語「ＰＥＴ様」部分は、ＰＥＴのブロックコポリマー類を含む。延伸方法は、延伸温度を１２０℃に設定した以外は図１のＰＥＮのものと殆ど同じである。
【００１９】
図５に示したように、実施形態によっては、ヒートセットは、異なる延伸比で、ヒートセットの無い場合よりも所定の屈折率を達成できる。例えば、約１．８のｎｘを所望の場合、４．５の延伸比又はより低い２．５の延伸比のいずれかを使用することが可能で、それからフィルムをヒートセットして、両工程は、約１．８に等しいｎｘに至る。他の実施例として、約１．５４のｎｚが所望の場合、４．２５の延伸比又はより低い２．５の延伸比のいずれかを使用することが可能で、それからフィルムをヒートセットして、両工程は、約１．５４に等しいｎｚに至る。
【００２０】
図５の条件下では、有意なひずみ誘起結晶化に有効な点は、約２．２のｘ延伸比においてである。図６は、約２．１のｘ延伸比に延伸された材料によるこの遷移のするどさを示し、ヒートセット後の等方性への弛緩をあらわす。約２．１のｘ延伸比未満では、ヒートセット後、ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚである。約２．２のｘ延伸比を超える場合は、屈折率の発現は、ヒートセット後、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの結果になる。別の実施例において、この点は、選択される材料及び工程条件等の要因により移動することになる。
【００２１】
放物線状テンターを使用すると（図１０を参照にして以下に記載される）、実施形態によっては、比較的高い延伸比で一軸延伸をもたらすことができる。その他の機械及び工程を使用するとより低い延伸比で一軸延伸をもたらすことができるが、生成したフィルムは、屈折率発現の所望のレベルを欠いている場合がある。図５及び６を参照にして記載したように、ヒートセットが、屈折率発現の所望のレベルを実現するため使用されてよい。場合によっては、より低い延伸比が、ミクロ構造を含むフィルム等の特定のフィルムにより使用される、というのは、より高い延伸比は、ミクロ構造を損傷するおそれがある。これら及びその他の場合において、ヒートセットも使用されてよく、延伸フィルムの屈折率発現を促進する。
【００２２】
参照として本明細書に組み込まれる同一所有者の米国特許第６，９３９，４９９号、同第６，９１６、４４０号、同第６，９４９，２１２号、及び同第６，９３６，２０９号は、多層光学フィルム等の光学フィルムを処理する連続工程を記載している。前記工程において、光学フィルムは、フィルムの第１面内軸線（ｘ方向）に沿って延伸し、同時にフィルムの第２面内軸線（ｙ又は機械方向（ＭＤ））及び厚さ方向（ｚ又は垂直方向（ＮＤ））にフィルムを収縮可能とすることにより配向される。延伸は、フィルムの端部部分を把持し、フィルムの第２面内軸線（ｙ）及びフィルムの厚さ方向（ｚ）に、実質的に類似比率の寸法変化に広げる所定の経路に沿って、フィルムの端部部分を移動することにより達成される。
【００２３】
代表的な実施形態において、延伸直後のｎｙとｎｚに有意差を有する従来の一方向延伸材料のヒートセット挙動とくらべて、ｙ及びｚ方向に収縮が可能でｎｙとｎｚの有意差を最小にする実質的に一軸延伸したフィルムのヒートセットは、全く別の効果を有する。実質的に一軸延伸工程後のヒートセットは、これらのフィルム現有するどんなに小さい屈折率非対称をも維持又は減少する。従って、ｙ及びｚ方向の屈折率が等しくなればなるほど、望ましくない色効果による問題は、より少なくなる。
【００２４】
以下に記載するヒートセット手順は、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）等の光学フィルムの実質的に一軸延伸を提供する以下の全ての工程に適用されてよい。この開示に記載されたヒートセット工手順は、１以上のポリエステル層を含む実質的に一軸延伸されたフィルムに特に有用である。
【００２５】
図７には、例えば、偏光子等の光学体に構成要素として使用されるのに好適な多層光学フィルムのような光学フィルムを実質的に一軸延伸するバッチ技術２２を示す。フィルム２４は、矢印２６の方向に延伸され、フィルム２４’の２つ端部３０が延伸工程後もはや平行にならないように中央部分２８を絞っている。フィルム２４’の中央部分２８が、最も有用な光学特性を備える、というのは、それは、剪断力境界条件から十分遠くに外れ、こうむったキャリパー偏差等の剪断力収差は低いレベルにあるからである。
【００２６】
図７に記載したバッチ工程は、場合によっては、好適なフィルム特性を提供するが、全てが参照により本明細書に組み込まれる同一所有者の米国特許第６，９３９，４９９号、同第６，９１６，４４０号、同第６，９４９，２１２号及び同第６，９３６，２０９号に記載された実質的な一軸延伸工程が、実施形態によっては特に好適である。
【００２７】
一般に、複屈折高分子の一軸配向は、光学フィルム（又はフィルムの層）を提供し、３つの直交方向の内２つの屈折率は、ほぼ同じである（例えば、図８に示したようなフィルムの幅（Ｗ）及び厚さ（Ｔ）方向）。第３の方向（例えば、フィルムの長さ（Ｌ）方向に沿った）の屈折率は、その他の２つの方向の屈折率とは異なる。通常、完全な一軸配向は必要なく、光学フィルムの最終用途アプリケーションを含む様々な要因によるが、最適な条件からのある程度の偏位は、許容できる。更に、本開示は、３つの「直交する方向」を指すが、対応する方向は、フィルムの不均一性のため必ずしも直交しないことが理解される。
【００２８】
一般に、実質的な一軸延伸工程は、機械方向（ＭＤ）、横方向（ＴＤ）、及び垂直方向（ＮＤ）に対応する３つの互いに直交する軸線を基準にして記載得るフィルムを延伸する。図８に示したように、これらの軸線は、フィルムの幅、長さ及び厚さに対応する。実質的な一軸延伸工程は、フィルム３２を初期形状３４から最終形状３６に延伸する。機械方向（ＭＤ）は、延伸装置、例えば、図１０に示した装置を通ってフィルムがそれに沿って走行する一般的な方向である。横方向（ＴＤ）は、フィルムの平面内の第２軸線で、機械方向と直交する。垂直方向（ＮＤ）は、ＭＤ及びＴＤの両方と直交し、一般にポリマーフィルムの厚さ方向に相当する。
【００２９】
図９は、この開示で記載される典型的に実質的な一軸延伸工程３８のブロック図である。工程４０において、フィルムが、延伸装置に供給又は提供される。工程は、所望により、事前調整工程４２を含む。フィルムは、工程４４で延伸される。フィルムは、工程４６で後調整される。フィルムは、工程４８で延伸装置から取り出される。
【００３０】
図１０は、実質的な一軸延伸を実現するための実質的な一軸延伸工程及び装置５０の１つの実施形態を示す。この工程は、この開示に記載されたヒートセット手順と共に使用されてよい。図９に示した工程は、延伸装置とは別の１以上の装置を使用し達成され得る（少なくとも図９の工程４４を実施することがわかっている。これらの１以上の追加の装置は、１以上の機能（例えば、図９に示した工程４０、４２、４６及び４８で表わされる機能）を行う。
【００３１】
図１０に例示された実施形態において、装置５０は、区域５２を含み、そこでフィルム３２は、延伸装置５０に導入される。フィルム３２は、いかなる所望の方法で提供されてもよい。例えば、フィルム３２は、ロール又はその他の形態に製造され、それから延伸装置５０に提供され得る。他の例としては、延伸装置５０は、フィルム３２を押出成形機（例えば、フィルム３２が押出成形により生成され、押出成形後延伸の準備ができている場合）、コータ（例えば、フィルム３２がコーティングにより生成され、１以上のコーティングされた層を受容後延伸の準備ができている場合）、又はラミネータ（例えば、フィルム３２が積層により生成され、１以上の積層された層を受容後延伸の準備ができている場合）から受容するよう構成され得る。
【００３２】
通常、フィルム３２は、フィルムの対向する端部を保持し、フィルムを搬送経路を画定する対向する走路５４に沿って搬送する１以上の把持部材の区域５２内にある。把持部材（例えば、図１２を参照のこと）は、通常フィルム３２の端部又は端部の近くでフィルム３２を把持する。把持部材で把持されたフィルム３２の部分は、多くの場合、延伸後使用されるのに適してない、そのため、把持部材の位置は、通常フィルム３２に十分な把持を付与するよう選択され、工程で発生する廃棄材料の量を制御しながら延伸できるようにする。
【００３３】
クリップ等の把持部材は、例えば、チェーンに結合された把持部材を有する走路５４に沿ってチェーンを回転するローラー５６により走路５４に沿って誘導され得る。延伸装置５０を通って搬送される際、ローラー５６は、フィルム３２の速度と方向を制御する駆動機構に接続される。又、ローラー５６は、ベルト型把持部材を回転させ、ベルト型把持部材の速度を制御するために使用されてよい。ベルト及びローラー５６は、所望によりインタロック歯群を含み、ベルトとローラー５６との間の滑りを減少又は防止する。
【００３４】
所望により、装置５０は、１つの実施形態において、延伸の準備時にフィルム３２を加熱するためのオーブン６０、他の装置、又は設備により囲われる事前調整区域５８を含む。事前調整区域５８は、予熱領域６２、均熱領域６４、又は両方を含み得る。少なくとも幾つかの実施形態において、図１３の境界軌道により示す把持部材とフィルムとの間の接触を発生させるために少量の延伸があってよい。少なくとも幾つかの事例において、実際には延伸は全くなくてよいが、対向する走路間で離隔の増加は、フィルム３２が加熱されるとき少なくとも部分的にフィルム３２の熱膨張の原因となる。
【００３５】
フィルム３２は、主延伸区域６６で延伸される。通常、主延伸区域６６内で、延伸６８を受けたフィルム領域は、フィルム６８のポリマー（類）のガラス転移を超える加熱環境で加熱され又は保持される。ポリエステル類の場合、温度範囲は、通常約８０℃〜約１６０℃である。好適な加熱素子の例としては、対流及び放射加熱素子が挙げられるが、その他の加熱素子も使用されて得る。実施形態によっては、フィルム３２を加熱するために使用される加熱素子は、個々に又は一組で制御され、可変量の熱を供給してよい。前記制御は、加熱素子の温度、又は加熱素子からフィルム６８に向けられる空気の方向若しくは速度の変更を可能にするものを含む様々な方法により行われてよい。必要に応じて、加熱素子の制御が使用されてよく、フィルム６８の区域を調節可能に加熱し、フィルム６８に対する延伸の均一性を改良ないしは別の方法で変更する。例えば、均一な加熱状態で他の領域と同程度の延伸をしないフィルム６８の領域は、より容易に延伸可能とするため、より以上に加熱されてよい。
【００３６】
主延伸区域６６内では、把持部材は、一般に広がる走路５４に追従し、所望の量だけポリマーフィルム６８を延伸する。装置５０の主延伸区域６６及びその他の区域の走路５４は、様々な構造体及び材料を使用して形成され得る。主延伸区域６６外部では、走路５４は、通常、実質的に線状である。対向する線状走路５４は、平行であってよく、又は狭まる若しくは広がるよう配置されてよい。主延伸区域６６内では、走路５４は、一般に広がり、一般に曲線状である。幾つかの代表的な実施形態において、一般に、走路の曲線状形状は、線状走路線分を使用し近似され得る。
【００３７】
１つの実施例において、装置５０は、典型的に後調整区域７０を含む。例えば、フィルム３２は、領域７２でヒートセットされ、領域７４で冷却されてよい。フィルム３２は、全ての構成成分が、それらのガラス転移温度未満の温度レベルに到達すると冷却される。幾つかの他の実施形態において、冷却は延伸装置５０の外で行われる。
【００３８】
図１０に示した実施形態において、主延伸区域６６からフィルム３２を取り出すため引取装置が使用される。例示した実施形態において、この引取装置は、フィルム３２が主延伸区域６６を介して搬送された走路５４から独立している（すなわち、直接接続されていない）。
【００３９】
この開示の目的ため、用語ヒートセットは、加熱プロトコルを指し、そこで、フィルム３２は、配向後加熱され、例えば、結晶成長、寸法安定性及び／又は全体的な光学性能等のフィルムの性状を向上する。ヒートセットは、温度と時間両方の関数であり、例えば、工業的に有用なフィルムの線速度及び伝熱特性、並びに最終製品の光学的な鮮明度等の要因が考慮されなければならない。代表的な実施形態において、ヒートセット工程において、フィルム３２をそれの少なくとも１つの高分子構成成分のガラス転移温度（Ｔｇ）を超え、好ましくはそれの全ての高分子構成成分のガラス転移温度（Ｔｇ）を超えるまで加熱する。代表的な高分子材料としては、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ｃｏＰＥＮ類、ポリプロピレン及びシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。ヒートセット工程の１つの実施形態において、要求はされてないが、フィルム３２は、フィルム３２の延伸温度を超えて加熱される。他の実施形態において、ヒートセット工程では、フィルム３２は、フィルム３２のＴｇとフィルム３２の融点との間の温度に加熱される。
【００４０】
一般に、結晶化速度に関して、系の動力学と熱力学のバランスに起因する最適温度がある。この温度は、ヒートセット時間を最小にすることを主に考慮する場合、有用である。種々の製品と工程との間での考慮すべき事項の最善のバランスを見出すための条件を調節する典型的な開始点は、フィルム３２のＴｇと融点のほぼ中間にある。例えば、ＰＥＴとＰＥＮのガラス転移温度は、乾燥条件下で各々約８０℃と１２０℃である。ＰＥＴ及びＰＥＮ（いわゆる「ｃｏＰＥＮ類」）の中間体組成物のコポリマーのガラス転移温度は、ホモポリマーのガラス転移温度の中間にある。融点は、それらの大きさ及び拘束による物理結晶の不完全な範囲について温度範囲をカバーする。ＰＥＴ及びＰＥＮの大まかな融点推測では、ＰＥＴが約２６０℃、ＰＥＮが約２７０℃である。いわゆるｃｏＰＥＮ類の融点は、典型的にホモポリマーの融点未満であり、例えば示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により近似的に測定できる。
【００４１】
従って、ＰＥＴ及びＰＥＮのヒートセットの開始点の範囲は、例えば、１７０〜１９５℃である。実際の工程セットポイントは、所定の工程内での滞留時間と伝熱によって決まる。滞留時間は、約１秒〜約１０分の範囲であってよく、工程条件ばかりではなく、望ましい最終的な結果、例えば結晶化度の量、層間剥離抵抗の増加、ヘイズの最適化、及び特定のその他の性状によって決まる。滞留時間を最小にすることは、多くの場合、機器の大きさを最小にする等を考慮する際に有用である。温度がより高いと結晶化度の特定レベルに達する所要時間を少なくできる。しかしながら、温度がより高いと不完全な結晶構造を融解し、更により大きい構造体に変成されるおそれもある。これにより一部のアプリケーションで不必要なヘイズを生成する場合がある。
【００４２】
１つの実施形態において、主延伸区域６６を通過する把持部材により把持されたフィルムの部分が、取り外される。ほぼ全ての延伸履歴（図１０に示したように）全体を通して実質的な一軸延伸を維持するため、横方向延伸の末端部において、急速に広がる端部部分７６は、好ましくは、スリットを付けたポイント７８で延伸フィルム６８から裁断される。裁断は、スリッティングポイント７８で行われてよく、バリ又は使用不可能な部分７６は、処分されてよい。
【００４３】
１つの実施形態において、工程は、又取り出し区域８０を含む。所望によりローラー８２が使用され、フィルムを前方に送るが、これは、なくしてよい。１つの実施形態において、付帯する可能性として、ローラー８２が、最終フィルム８４に接触し、最終フィルム８４を損傷するのでローラー８２は、使用されない。１つの実施形態において、別の裁断８６が行われ、未使用部分８８が、処分される。
【００４４】
又、取り出し区域８０は、選択が自由の分離領域（図１０に不図示）を含んでよく、そこでは、フィルム温度が制御され、そり等の望ましくないフィルム性状を減らし及び／又は無くす。分離領域において、フィルムは、ロールに巻きつけられてよいが、巻きつけは、必要ではない。選択が自由の分離領域から取り出された後、フィルムは、所望によりコーティングされ若しくは積層され、又は表面質感若しくは表面構造体を付与する処理が行われる。
【００４５】
１つの実施形態において、引取後、完成製品への直接変換が行われる。他の実施形態において、引取装置を離れたフィルム８４は、通常、後での使用のためロールに巻きつけられる。１つの実施例において、フィルム８４は、巻きつけられず選択が自由の第２加熱ユニットに移動されてよい（図１０に不図示）。第２加熱ユニットで、フィルム８４は、しわを防止するため、必要に応じて把持され、及び張力がかけられてよい。この工程は、典型的に延伸領域６６に適用されたもとの延伸温度未満の温度で行われる。第２加熱ユニットは、単にオーブンであってよく、そこで、フィルム８４は、その性状を向上するため、ロール又はシート形態で定置される。例えば、第２均熱手順が、第２加熱領域に適用されてよく、そこでフィルムは、少なくとも１つのフィルム構成成分のＴｇ未満、好ましくは全てのフィルム構成成分のＴｇ未満の温度まで加熱される。再度、第２均熱が、典型的に、延伸領域６６のフィルム８４に適用された初期延伸温度未満で行われる。第２均熱は、防縮性又は耐クリープ性等の所望のフィルム性能が達成されるまで、例えば数時間若しくは数日等の長期間継続してよい。例えば、ＰＥＴの均熱は、典型的に約５０〜７５℃で数時間〜数日行われ、一方ＰＥＮの均熱は、典型的に約６０〜１１５℃で数時間〜数日行われる。又、均熱は、何らかの処理後作業下で部分的に実現されてよい。例えば、フィルム８４は、何らかの均熱効果を有するオーブン内でコーティングされ、乾燥され、又は硬化されてよい。
【００４６】
第２加熱領域の後、フィルム８４は、所望により第２冷却及び／又は設定領域（図１０に不図示）に移動されてよい。第２冷却及び／又は設定領域において、フィルム８４は、収束レールに沿って張力をかけられ及び／又はトーインされた状態で定置され、収縮及反りを制御することが可能である。選択の自由な第２冷却及び／又は設定領域の後、フィルムは、再度ロールにされてよい。
【００４７】
図１１〜１２は、把持部材と走路の１つの実施形態を示す。好適な把持部材９０の１つの実施例として一連のクリップが挙げられ、対向する表面間に順次フィルム３２を把持し、更に走路５４まわりを走行する。把持部材は、走路５４に沿って溝若しくは通路内に入れ子にし、又は乗って行くことができる。別の実施例は、ベルトシステムで対向するベルト若しくはトレッド、又は一連のベルト若しくはトレッド間にフィルム３２を保持し、フィルム３２を走路５４に沿って誘導する。必要に応じて、ベルト及びトレッドは、可撓性で連続的な、又は半連続的なフィルム搬送機構を設けてよい。種々の対向する多ベルト方式が、例えば、米国特許第５，５１７，７３７号及び欧州特許出願第０２３６１７１Ａ１に記載されている（各々の全内容が、参照により本明細書に組み入れられる）。ベルトの張力は、所望により調節でき、望ましい把持レベルが得られる。
【００４８】
ベルト又はクリップは、任意の材料から作製され得る。例えば、ベルトは、複合物構成を有し獲る。好適なベルトの１つの実施例としては、高張力を支持するため鋼鉄等の金属から作製された内側層とエラストマーの外側層が挙げられ、良好な把持を備える。又、その他のベルトが、使用されてよい。実施形態によっては、ベルトとして、不連続なトレッドが挙げられ、良好な把持を備える。
【００４９】
延伸機を介してフィルムを把持及び搬送するその他の方法が既知であり、使用されてよい。実施形態によっては、延伸装置の別の部分には、異なるタイプの把持部材９０を使用できる。
【００５０】
図１１及び１２に示した実施形態の把持部材９０は、一連のテンタークリップである。これらのクリップは、分割することにより全体として可撓性を提供できる。分離性のクリプは、典型的に密に詰められ、チェイン等の可撓性構造体に取り付けられる。可撓性構造体は、走路５４に沿う通路に沿い又は通路内を乗って行く。最大限の効果が得られるように定置されたカム及びカム表面は、所望のポイントでテンタークリップを開け閉めする。クリップ及びチェイン組立品は、所望によりホィール、又はベアリング等に乗って行く。１つの実施例において、把持部材９０は、二対の内側及び外側レール間を転がる上部及び下部ベアリングに実装されたテンタークリップである。これらのレールが、少なくとも部分的に走路５４を形成する。
【００５１】
把持部材９０の端部は、延伸されることになるフィルム３２の部分について境界端部を画定する。走路５４に沿う把持部材９０の動きが、少なくとも部分的にフィルム３２の動きと延伸をつかさどる境界軌道を提供する。その他の効果（例えば、ダウンウェブ張力及び巻取装置）は、動き及び延伸の他の部分の説明となってよい。境界軌道は、通常、把持部材９０が沿って走行する走路５４又はレールからより容易に識別される。例えば、把持部材９０中央の有効端部、例えばテンタークリップは、そろえられ、走路５４又はレールの表面と同じ経路を追従してよい。次に、この表面が、境界軌道と一致する。実際には、把持部材９０の有効端部は、把持部材９０からのわずかなフィルムの滑り又は把持部材９０下からのながれ出しにより、ややはっきりしないが、これらの偏位は、小さくできる。
【００５２】
更に、テンタークリップ等の把持部材９０は、端部面の長さが実際の境界軌道に影響を及ぼし得る。一般に、クリップが小さくなればなるほど、境界軌道により近づき、延伸の変動はより小さくなる。少なくとも幾つかの実施形態において、クリップ面端部の長さは、対向する境界軌道又は走路間の合計初期距離の約１／２以下である。特定の好適な実施形態において、クリップ面端部の長さは、対向する境界軌道又は走路間の合計初期距離の約１／４以下である。
【００５３】
２つの対向する走路５４は、所望により２つの分離した若しくは分離できるプラットフォームに配置され、又は別の方法として対向する走路５４間の距離が調節できるように構成される。以下に記載するように、このことは、特に異なる大きさのフィルム３２が装置５０により延伸される場合、又は主延伸区域６６の延伸形状を変えたい場合、特に有用である。対向する走路５４間の離隔又は変更は、マニュアルで行われてもよく、機械的に行われてもよく（例えば、走路５４間の離隔距離を変更できる駆動体を制御するためのコンピュータ又はその他の機器を使用することにより）、又は両方で行われてもよい。
【００５４】
フィルム３２は、対向する走路５４に実装された２組の対向する把持部材９０により把持されるため、２つの対向する境界軌道が存在する。少なくとも幾つかの実施形態において、これらの軌道は、延伸フィルム３２のＭＤ中央線に対する鏡像である。他の実施形態において、対向する走路５４は、鏡像ではない。そのような非鏡像配置は、フィルム３２に対する１以上の光学又は物理特性に変化（例えば、主軸線の勾配又は回転）を与えるのに有用であり得る。
【００５５】
図１３は、供給区域５２、その後の事前調整区域５８及び主延伸区域６６の１つの実施形態を示す。事前調整区域５８（又は、所望により供給区域５２）内に、走路５４がわずかに広げられフィルム３２に把持部材９０（例えば、テンタークリップ）を取り付ける把持部材設定領域９２が設けられる。フィルム３２は、所望によりこの領域９２内で加熱される。１つの実施形態において、この初期ＴＤ延伸は、最終ＴＤ延伸の約５％以下であり、通常最終ＴＤ延伸の約２％未満であり、多くの場合最終ＴＤ延伸の約１％未満である。実施形態によっては、この初期延伸が起こる領域９２の後に走路５４が実質的に平行で、フィルム３２が高温で加熱され又は保持される領域９４が続く。
【００５６】
延伸装置５０の全ての区域において、走路５４は、所望により一緒に結合される一連の線状又は曲線状セグメントを使用し形成され得る。走路５４は、２つ又はそれ以上（又は、それ全てもの）の個々の区域を分離できる（例えば、整備又は構築のため）セグメントを使用し作製され得る。代替手段、又は特に、区域若しくは区域の組として、走路５４が、単一連続構成として形成され得る。走路５４は、延伸機５０の１以上の隣接した区域５２、５８、６６、７０及び８０を架け渡す連続的な構成を含むことができる。走路５４は、連続的な構成と個々のセグメントのあらゆる組合せを有してよい。
【００５７】
実施形態によっては、主延伸区域６６内の走路５４は結合されるが、先に来る区域の走路５４から分離する。実施形態によっては、それに続く後調整又は取り出し区域７０及び８０の走路は、例えば、図２２〜２７に示されるように、典型的に主延伸区域６６の走路５４から分離される。
【００５８】
主延伸区域６６の走路は、図１０において曲線状であるが、線状走路セグメントも、実施形態によっては使用され得る。１つの実施形態において、これらのセグメントは、互いに対してそろえられ（例えば、個々の線状セグメントを軸線まわりに旋回することにより）、望ましい曲線状走路形状の直線近似を作製する。一般に、線状セグメントが短くなればなるほど、よりよい曲線状近似が作製され得る。実施形態によっては、１以上及び好ましくは全ての線状セグメントの位置が、調節でき（軸線まわりに旋回できる）、その結果、走路５４の形状は、必要に応じて、調節される。調節は、マニュアルであってよく又は調節は、例えば、駆動体に結合されたコンピュータ又は他の装置の制御下で機械的に行われてよい。曲線状セグメントは、線状セグメントの代わりに又は線状セグメントに加えて使用され得ることがわかる。
【００５９】
又、連続走路５４は、区域５２、５８、６６、７０及び８０各々を介して使用され得る。特に、連続曲線状走路５４は、主延伸区域６６を介して使用され得る。連続曲線状走路５４としては、典型的に、把持部材９０がそれに沿って走る走路５４を画定する少なくとも１つの連続的なレールが挙げられる。１つの実施形態において、曲線状走路５４は、４つのレール間を転がる上部及び下部ベアリングに実装されたテンタークリップを有する二対の内側及び外側レールを含む。
【００６０】
実施形態によっては、連続走路５４は、調節可能である。調節可能な連続走路５４を作製する１つの方法として、１以上の走路形状制御ユニットの使用が挙げられる。これらの走路形状制御ユニットは、連続レール等の連続走路５４の部分に結合され、必要に応じて抵抗力を走路５４に加え走路５４を曲げるように構成される。図１４は、走路５４に結合された走路形状制御ユニット９６を有するそのような配置の１つの実施形態を略図で示す。一般に、走路形状制御ユニット９６は、実施形態によっては、オン又はオフのいずれかである制御ユニット９６に限定されてよいが、走路形状制御ユニット９６が加えることができる抵抗力の範囲を有する。
【００６１】
走路形状制御ユニット９６は、典型的に、フィルム３２の中央に向け抵抗力を加えてよく、フィルム３２の中央から離れて抵抗力を加えてもよく、好ましくは両方に抵抗力を加えてよい。走路形状制御ユニット９６は、調節可能な連続走路５４の特定のポイントに結合され得、又は、走路形状制御ユニット９６は、走路５４が制御ユニット９６に沿って横方向に摺動し、同時に更に走路５４と制御ユニット９６との間の連結具を保持できるように構成され得る。この配置が、より大きい幅の動作を容易にすることができる理由は、制御ユニット９６が編成されるとき、この配置は、走路５４がより自在に調節されるのを可能とする。一般に、走路形状制御ユニット９６は、走路５４が走路５４の均衡形状から外れる形状範囲、例えば図１４の形状５４及び５４’を通って移動するのを可能とする。走路の均衡及び調節された形状は、線状又は曲線状であってよい。典型的に、走路形状制御ユニット９６及び走路５４は、動作線９８（又は、他の幾何学的形状）に沿って移動し得る。１を超える走路形状制御ユニット９６が使用される場合、走路形状制御ユニット９６は、同等又は類似動作線を有してよく、動作９８又は線の範囲及び個々の走路形状制御ユニット９６の動作９８範囲は、異なってもよい。
【００６２】
実施形態によっては、走路の１以上の点１００は、固定されている。固定点１００は、主延伸区域６６の開始（図１４に示したように）又は終了点若しくはその近辺を含む走路５４に沿う他の点にあってもよい。又、図１８に示すように、固定点１００は、走路５４に沿った他の点に位置決めされることも可能である。
【００６３】
好適な走路形状制御ユニット９６と走路５４の１つの実施例を図１５に示す。この実施形態の走路５４として、４つのレール１０２間を転がるベアリング（不図示）に実装されたテンタークリップ（不図示）を有する４つのレール１０２が挙げられる。走路形状制御ユニット９６は、駆動体（不図示）に結合される基部１０４、上部及び下部内側接触部材１０６、並びに上部及び下部外側接触部材１０８を含む。内側並びに外側接触部材１０６及び１０８は、基部１０４の移動で、接触部材１０６及び１０８各々が、抵抗力をレール１０２の内側及び外側表面に加えることができるように基部１０４に結合される。
【００６４】
代表的な実施形態において、図１６及び１７（図１６は、レール１０２及び内側接触部材１０６を示す）に示すように、上又は下から見たとき、内側接触部材１０６は、接触部材１０６及び１０８とレール１０２との間に小さい接触領域だけを備える形状を有する。前記形状の例としては、円形、卵形、並びに菱形、六角形、又はその他の類似の形状が挙げられ、そこでは、内側接触部材１０６とレール１０２間の接触は、これらの形状の頂点で行われる。外側接触部材１０８は、図１７（図１７は、レール１０２及びレール１０２と接触する外側接触部材１０８の部分を示す）に示すように、上又は下から見たとき、外側接触部材１０８の部分が、レール１０２と接触する点にくるように同様に形成され得る。前記形状を使用することで、走路形状制御ユニット９６は、必要に応じて、抵抗力を加えて走路形状を変更でき、同時に走路５４は、制御ユニット９６に固定されるよりむしろ制御ユニット９６によって横方向に摺動できる。又、この構成により、走路５４は、制御ユニット９６内のその瞬間的な傾を調節できる。これらの理由の一方又は両方のため、走路５４は、より広い範囲の形状を調節できる。他の実施形態において、数個又はそれ以上の接触部材１０６及び１０８があってよく、又は内側若しくは外側部材１０６及び１０８だけがあってもよい。
【００６５】
更に図１８に示すように、走路５４は、異なる延伸特性を有する又は異なる数学式で記載され得る領域１１０、１１２及び１１４を主延伸区域６６内に備えるように構成されてよい。実施形態によっては、走路５４は、これらの異なる領域１１０、１１２及び１１４を画定する形状を有する。他の実施形態において、走路５４は、例えば、上述の走路形状制御ユニット９６を使用して調節され、簡単な１官能の配置の範囲を超えた様々な形状１１６及び１１８を備えることができる。このことは、主延伸区域６６の別の部分が、所望の機能を遂行するのを可能にするために、利点がある。例えば、初期延伸領域は、特定の形状（例えば、以下で記載するようなＵ＞１及びＦ＞１を有する超一軸形状）を有し、その後、異なる形状（例えば、一軸形状）を有する１以上の後部領域を有してよい。所望により、ある形状から別の形状に遷移する中間領域が備えられ得る。実施形態によっては、個々の領域１１０、１１２及び１１４は、固定されている走路５４の点１００により分離又は画定されてよい。
【００６６】
実施形態によっては、走路５４は、走路５４の長さに沿って非均一断面形状を有し、走路５４の曲げ及び成形を容易にする。例えば、走路５４に使用される１以上のレール１０２は、異なる断面形状を有し得る。例として、上述の４レール構成において、レール１０２の各々又はレール１０２の部分集合は、走路５４の長さに沿って変化する断面を有する。断面は、例えば、走路５４の高さ若しくは厚さ（又は、１以上の連続レール１０２等の走路５４の構成要素）のいずれか、又は両方を変え変更することができる。例として、１つの実施形態において、走路５４又は走路５４の１以上のレール１０２の厚さは、機械方向の走路５４の長さに沿って減少又は増加する。これらの変更は、特定の走路形状又は走路形状の調節性の変動に対応するために使用され得る。例えば、上述したように、走路５４は、各々が異なる走路形状５４を有するいくつかの異なる領域１１０，１１２及び１１４を有してよい。走路５４又は走路５４の構成要素の断面の変更は、特定のレール１０２形状を実現又は推進するため各領域１１０，１１２及び１１４内で変えられてよく、及び領域１１０，１１２及び１１４間で変えられてよい。例として、比較的厚い断面形状を有する領域１１２が、２つの他の領域１１０及び１１４間に配置され、２つの領域１１０及び１１４間に遷移空間を分離又は設けることができる。
【００６７】
走路５４又はレール１０２断面の変更の例として、走路５４又はレール１０２等の走路部分の厚さプロファイルの設計において、走路５４に沿った位置を表わすためアーク長ｓが使用され得る。延伸開始時のアーク長ｓは、ゼロと定義され、他方延伸の終了時は、Ｌと定義され、延伸の開始及び終了時の対応する厚さは、各々ｈ（０）及びｈ（Ｌ）で示される。この特定の実施形態において、走路５４又は走路構成要素（例えば、レール１０２）は、Ｌ’〜Ｌ’’、ｓ＝０とｓ＝Ｌ間のはり部分の上にテーパを有し、位置Ｌ’での厚さｈ（Ｌ’）は、位置Ｌ’’での厚さｈ（Ｌ’’）より大きい。このようにしてＬ’又はＬ’’のいずれもがより高いアーク長座標にあってよい（すなわち、Ｌ’＞Ｌ’’又はＬ’＜Ｌ’’）。有用な厚さプロファイルの１つの実施例は、Ｌ’〜Ｌ’’のレール１０２上のアーク長ｓの関数として厚さｈ（ｓ）の関数で与えられるテーパであり、式
ｈ（ｓ）＝（ｈ（Ｌ’）−ｈ（Ｌ’’））（１−（ｓ−Ｌ’）／（Ｌ’’ −Ｌ’））α＋ｈ（Ｌ’’）
（式中、αは、Ｌ’からＬ’’に厚さが減少するテーパの正の比率である）で与えられる。
【００６８】
Ｌ’がＬ’’より小さい場合、アーク長と共に厚さが減少する。Ｌ’がＬ’’より大きい場合、アーク長と共に厚さが増加する。所望により、走路５４は、部分に配分されてよく、その各々がそれ自体の局所的なＬ’、Ｌ’’及びテーパ比を有する。走路５４又はレール等の走路構成要素の最大厚さは、走路５４のその点で必要とされる可撓性の量によって決まる。走路又はレールに適用したはり理論を使用すると、テーパを有する直線状はりの場合、１／３のαの値は、一方の末端部の負荷に応じて放物線状に曲がるはりを提供することが示される。はりが、湾曲した均衡形状から始まる、又はいくつかの制御点により負荷をかけられる場合、おそらく別のテーパがより望ましいであろう。種々のその他の形状全体にわたって形質転換する場合、所定の走路５４若しくは走路構成要素内で増加及び減少した厚さの両方、又はこれら部分の全てにわたって数値的に計算された形態を有することが有用である。走路５４又は走路構成要素に沿った任意の点での最小厚さは、延伸抵抗力を支えるために必要とされる走路５４の強度の大きさによって決まる。最大厚さは、要求される可撓性のレベルの関数であり得る。例えば、走路５４又は走路構成要素の永久降伏及び回復調節能力の損失を避けるため走路調節のレベルを走路５４又は走路構成要素の弾性範囲内に保持することは一般的に有益である。
【００６９】
対向する走路５４によって画定された経路は、ＭＤ、ＴＤ及びＮＤ方向のフィルム３２の延伸に影響を及ぼす。延伸形質転換は、延伸比の組、すなわち機械方向延伸比（ＭＤＤＲ）、横方向延伸比（ＴＤＤＲ）及び垂直方向延伸比（ＮＤＤＲ）として記載され得る。フィルム３２に関して確認する場合、特定の延伸比は、一般に、所望の方向（例えば、ＴＤ、ＭＤ又はＮＤ）のフィルム３２の現時点の寸法（例えば、長さ、幅又は厚さ）とそれと同じ方向のフィルム３２の初期寸法（例えば、長さ、幅又は厚さ）の比率として定義される。これらの延伸比は、延伸時のポリマーフィルム３２の観測結果によって決められてよいが、指示がない限り、ＭＤＤＲ、ＴＤＤＲ及びＮＤＤＲに関しては、ポリマーフィルム３２を延伸するために使用された走路５４により決められた延伸比を指す。
【００７０】
延伸工程の任意の所定の点において、ＴＤＤＲは、境界軌道の現時点の離隔距離Ｌと延伸開始時の境界軌道の初期離隔距離Ｌ0の比率に相当する。換言すれば、ＴＤＤＲ＝Ｌ／Ｌ0である。場合によっては（例えば、図２及び９のように）、ＴＤＤＲは、記号λで表わされる。延伸工程の任意の所定の点において、ＭＤＤＲは、発散角θのコサイン、ＭＤと境界軌道、例えば走路５４又はレール１０２の瞬間接線との正の夾角である。コタンジェント（θ）は、その点での走路５４瞬間傾斜に等しいことになる（すなわち、１次導関数）。ＴＤＤＲとＭＤＤＲを決定すると、ＮＤＤＲ＝１／［（ＴＤＤＲ）（ＭＤＤＲ）］が与えられ、ポリマーフィルム密度は、延伸工程の間一定である。しかしながら、フィルムの密度がρf、ここで、ρf＝ρ0／ρ（式中、ρは、延伸工程の現時点での密度であり、ρ0は、延伸開始時における初期密度である）の因子で変化する場合、当然ながら、ＮＤＤＲ＝ρf／［（ＴＤＤＲ）（ＭＤＤＲ）］となる。材料の密度変化は、延伸又はその他の処理条件に起因する、例えば、結晶化又は部分結晶化等の相変化による様々な理由で実施することができる。
【００７１】
図８に示したように、横方向の寸法増加を伴う完全な一軸延伸条件では、ＴＤＤＲ、ＭＤＤＲ及びＮＤＤＲが各々λ、（λ）-1/2、及び（λ）-1/2となる（材料の一定密度を仮定して）。換言すれば、延伸時において均一密度を仮定すると、一軸配向フィルムは、延伸全体を通してＭＤＤＲ＝（ＴＤＤＲ）-1/2となる。一軸特性度Ｕの有用な尺度は、
【数１】
2014221550.tif 000003
【００７２】
完全な一軸延伸の場合、延伸全体にわたって、Ｕは、１である。Ｕが１未満の場合、延伸状態は、「部分一軸」と考えられる。Ｕが１を超える場合、延伸状態は、「過一軸」と考えられる。図２に示したように、従来のテンター装置では、ポリマーフィルム１２は、端部１６に沿って直線的にに延伸され、フィルム区域１８を延伸区域２０に延伸する。この実施例において、、発散角は比較的小さく（例えば、約３°以下）、ＭＤＤＲは約１であり、Ｕは概ねゼロである。フィルム１２がＭＤＤＲが１を超えるように二軸延伸される場合、Ｕは負となる。実施形態によっては、Ｕは１を超える値を有してよい。Ｕが１を超える状態は、過剰弛緩の様々なレベルを表す。これらの過剰弛緩状態では、境界端部からＭＤ圧縮が発生する。ＭＤ圧縮のレベルが形状及び材料の剛性に十分である場合、フィルムは、たわみ又はしわになる。
【００７３】
当然ながら、Ｕは、密度変化に対して補正されてよく、下記式によりＵfを与える。
【数２】
2014221550.tif 000004
【００７４】
同一平面上にない延伸軌道も許容できるが、図１０に示したように、好ましくは、フィルムは面内で延伸される（すなわち、境界軌道及び走路が同一平面上にある）。面内拘束は、多くの変数を減らせるため、面内境界軌道の設計が簡略化される。完全な一軸配向の結果は、面内ＭＤ中心線から広がった一対の鏡面対称の、面内の、放物線状の軌道である。放物線は、先ず、ＴＤを「ｘ」方向、ＭＤを「ｙ」方向として定義することにより表わすことが可能である。対向する画定した放物線間のＭＤ中心線は、ｙ座標軸としてよい。座標原点は、主延伸区域６６の開始点として選択され、放物線状軌道間の中央形跡の初期中心点に対応する。左右の画定した放物線は、各々（ｙ＝０）±ｘ0で開始するように選択される。正のｙ値の場合、本開示のこの実施形態を具現する右の画定した放物線軌道は、
ｘ／ｘ0＝（１／４）（ｙ／ｘ0）2＋１である。
【００７５】
左の画定した放物線軌道は、上記式の左側部分に−１を乗じることにより得られる。以下の記載の中に、右の画定軌道を決定する説明と方法を示す。次に、左の画定軌道は、フィルムの中央線上で右の画定軌道の鏡像を取ることにより得ることができる。
【００７６】
部分一軸延伸の場合、最終的に正確な一軸特性度は、式
Δｎyz＝Δｎyz（Ｕ＝０）Ｘ（１−Ｕ）
（式中、Δｎyzは、値のＵのＭＤ方向（すなわち、ｙ方向）とＮＤ方向（すなわち、ｚ方向）の屈折率の差であり、Δｎyz（Ｕ＝０）は、ＭＤＤＲが延伸全体を通して１に保持されることを除き理想的に延伸されたフィルムのその屈折率である）により、ｙ（ＭＤ）とｚ（ＮＤ）の間で合致した屈折率レベルを推測するため使用されてよい。この関係は、様々な光学フィルムに使用されるポリエステル系（ＰＥＮ、ＰＥＴ及びＰＥＮ又はＰＥＴのコポリマーを含む）について正当に予測することわかっている。これらのポリエステル系において、Δｎyz（Ｕ＝０）は、典型的に差Δｎxy（Ｕ＝０）の約１／２、又はそれより多い量で、２つの面内方向、ＭＤ（ｙ軸）とＴＤ（ｘ軸）の屈折差である。Δｎxy（Ｕ＝０）の典型的な値は、６３３ナノメートルで約０．２６までの範囲にわたる。Δｎyz（Ｕ＝０）の典型的な値は、６３３ナノメートルで約０．１５までの範囲にわたる。例えば、９０／１０ｃｏＰＥＮ、すなわち、約９０％のＰＥＮ様繰返し単位と１０％のＰＥＴ様繰返し単位を含むコポリエステルは、６３３ナノメートルで典型的な値約０．１４の高い伸びを有する。６３３ナノメートルで０．０２、０．０１及び０．００３のΔｎyzの相当値を備える実際のフィルム延伸比により測定した０．７５、０．８８及び０．９７のＵ値を有するこの９０／１０ｃｏＰＥＮを含むフィルムが、本明細書に記載した方法により作製されている。
【００７７】
同一平面上の放物線状軌道は、理想的な状態で一軸配向を提供できる。しかしながら、他の要因が、一軸配向を達成する特性に影響を及ぼす場合があり、それらには、例えば、ポリマーフィルムの不均一厚さ、延伸時のポリマーフィルムの不均一加熱、及び例えば装置のダウンウェブ区域からの追加の張力（例えば、機械方向張力）の適用が含まれる。更に、多くの場合、完全な一軸配向を達成する必要はない。そのかわり、延伸全体又は延伸の特定の部分を通して保持される最小若しくは閾値Ｕ値、又は平均Ｕ値が、定義され得る。例えば、特定のアプリケーションについて、所望により、又は必要に応じて、許容できる最小／閾値又は平均Ｕ値は、０．２、０．５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、又は０．９５であってよい。一般に、０を超える全ての最小／閾値又は平均Ｕ値が、好適である。
【００７８】
許容できるほぼ一軸アプリケーションの例として、液晶ディスプレー適用に使用される反射偏光子の偏角特性は、ＴＤが主延伸方向のとき、ＭＤとＮＤの屈折率差により強い影響を受ける。ＭＤとＮＤの屈折率差０．０８は、適用によっては許容できる。０．０４の差は、その他の適用で許容できる。より厳しい適用においては、０．０２以下の差が好ましい。例えば、０．８５の一軸特性度は、多くの場合に十分であり、単一方向横延伸フィルムの場合、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又はＰＥＮのコポリマーを含有するポリエステル系のＭＤとＮＤの屈折率差は、６３３ナノメートルで０．０２以下である。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の特定のポリエステル系の場合、０．８０又は０．７５のより低いＵ値でさえも、実質的に非一軸延伸フィルムのより低い固有屈折率差のため許容されてよい。
【００７９】
本開示の方法により作製される配向光学フィルムとしては、多層反射偏光子及び拡散反射偏光子等の反射偏光子が挙げられる。後者の記載は、両方とも「配向可能なポリマーブレンドを有する拡散反射偏光フィルム（Diffuse Reflective Polarizing Films with Orientable Polymer Blends）」と題する同一所有者の米国特許仮出願第６０／６６８９４４号（２００５年４月６日出願）及び米国特許出願第_______号（_________出願）、並びに米国特許第５，８２５，５４３号、同第６，０５７，９６１号、同第６，５９０，７０５号及び同第６，０５７，９６１号においてで見出すことができ、参照により本明細書に組み込まれる。そのような拡散反射偏光子は、第１熱可塑性ポリマーの連続相及び第２熱可塑性ポリマーの不連続又は分散相を含む。第１若しくは第２ポリマーのいずれか又は両方が複屈折材料であってよい。１つの実施形態において、拡散反射偏光子は、１を超える連続相及び／又は１を超える分散相を含む。
【００８０】
他の実施形態において、本開示の方法により作製される配向光学フィルムは、補償素子及び位相差板を含む。代表的な実施形態は、「ａ−プレート」であり、そしてそれは、例えば、プレート又はフィルム等の複屈折光学要素であり、光学要素のｘ−ｙ平面内にその主光学軸を有する。正の複屈折ａ−プレートは、例えばポリビニルアルコール等のポリマーの一軸延伸フィルム、又は正のネマティック光学異方性液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料の一軸配向フィルを使用し製作し得る。負の複屈折ａ−プレートは、例えばディスコティック化合物を含む負の光学異方性ネマティックＬＣＰ材料の一軸配向フィルを使用し形成されてよい。
【００８１】
おおよそ同等粘度の高重合体二成分ブレンドの体積分率が、約４０％を超え、５０％に近付くと、各相は空間で連続となるので分散相と連続相の判別が困難となる。選択する材料にもよるが、又、第１相が、第２相内に分散されているように見える領域がおそらくあり、逆もまた同様である。様々な共連続形態学の説明、並びにそれらを評価し、分析し、及び特性を決定する方法に関しては、スパーリング（Sperling）及びそのなかに引用された参照を参考のこと（Ｌ．Ｈ．スパーリング（Sperling）、「ミクロ相構造（Microphase Structure）」、エンサイクロピーディア・オブ・ポリマーサイエンス・アンド・エンジニアリング（Encyclopedia of Polymer Science and Engineering）第２版、第９巻、７６０〜７８８頁及びＬ．Ｈ．スパーリング（Sperling）、第１章、「相互侵入高分子網目構造（Interpenetrating Polymer Networks）、概要」、相互侵入網目構造高分子（Interpenetrating Polymer Networks）、Ｄ．クレンプナー（D. Klempner）、Ｌ．Ｈ．スパーリング（Sperling）及びＬ．Ａ．ウトラッキ（Utracki）編集、アドバンス・イン・ケミストリーシリーズ（Advances in Chemistry Series）、第２３９巻、３〜３８頁、１９９４年）。
【００８２】
特性がほぼ又は実質的に一軸である一組の許容できる放物線状軌道は、以下の方法により決定できる。この記載された方法は、直接「右」境界軌道を決定し、「左」境界軌道は、鏡像として得られる。先ず、対向する境界軌道間で測定されたＴＤＤＲとこれらの境界軌道の非負発散角のコサインとして定義されるＭＤＤＲの瞬間関数関係をＴＤＤＲの選択された範囲にわたって定義することにより、条件を設定する。
【００８３】
次に、問題の形状が、放物線状軌道の開示で記載したように定義される。ｘ1は、境界軌道間の初期半距離として定義され、比（ｘ／ｘ1）は、瞬間ＴＤＤＲとして同定される、ここでｘは、境界軌道上の点の現状ｘ位置である。次に、ＴＤＤＲとＭＤＤＲの瞬間関数関係をＴＤＤＲと発散角の関係に変換する。Ｕの具体的な値が選ばれると、上記式は、ＭＤＤＲとＴＤＤＲの具体的な関係を与え、その関係は、更にアルゴリズムに使用でき、Ｕが１に近付くと限定ケースとして放物線状軌道も含む境界軌道のより広い部類を規定する。次に、境界軌道は、制約され、以下の微分式を満足する。
ｄ（ｘ／ｘ1）／ｄ（ｙ／ｘ1）＝ｔａｎ（θ）
（式中、ｔａｎ（θ）は、発散角θの接線であり、ｙは、所定のｘ座標に対応する右境界軌道上の対向する点の現状位置のｙ座標である）。次に、微分式を、例えば、ＴＤＤＲの履歴に沿って１から最大目標値まで１／ｔａｎ（θ）を積分することにより解き、解析又は数式によるいずれかで右境界軌道の完全な座標の組｛（ｘ、ｙ）｝を得ることができる。
【００８４】
許容できる軌道の他の実施例として、面内軌道の部類が記載でき、そこでは、放物線状軌道は、より小さい又はより大きい初期有効ウェブＴＤ長を使用する。ｘ1が、主延伸区域６６入口で２つの対向する境界軌道間の離隔距離の半分の場合（すなわち、初期フィルムＴＤ寸法から対向する境界軌道間の初期半距離である把持部により保持された端部をを減じたもの）、次に、この軌道の部類は、下記式により書き表わされる。
±（ｘ）／（ｘ1）＝（１／４）（ｘ1／ｘ0）（ｙ／ｘ1）2＋１
（式中、ｘ1／ｘ0は、換算入口離隔距離として定義される）。上記式が完全な一軸延伸を備えた放物線状走路を要求する場合、量ｘ0は、２つの対向する走路の離隔距離の半分に相当する。換算入口離隔距離、ｘ1／ｘ0は、一軸状態からの軌道の偏位を表す。１つの実施形態において、主延伸領域の２つの対向する走路間の距離は、上述したように調節でき、軌道の操作を可能にし、１と異なるＵ及びＦの値を備える（以下で記載する）。これらの軌道を形成する他の方法も使用されてよく、それらには、例えば、走路形状制御ユニットを使用し、又は目標の軌道を有する固定形状を選定することにより軌道の形状を操作することが含まれてよい。
【００８５】
超一軸延伸の場合、しわ度は、オーバーフィードの概念を使用し定量化され得る。オーバーフィードＦは、実際のＭＤＤＲで除算した一軸ＭＤＤＲ（（ＴＤＤＲ）-1/2に等しい）として定義されてよい。実際のＭＤＤＲが一軸ＭＤＤＲ未満の場合、オーバーフィードＦは１未満で、ＭＤＤＲは、緩和不足となり、１未満のＵという結果になる。Ｆが１を超える場合、延伸は超一軸であり、ＭＤＤＲは、一軸の場合を基準として緩和過剰となる。圧縮座屈閾値は、一般的に薄い伸展性フィルムの場合低いので、少なくとも超緩和の部分は、しわとして考慮されてよい。Ｆが１を超える場合、オーバーフィードは、少なくともおおよそＭＤに沿ったしわの実際のフィルム輪郭長と面内輪郭長又は空間の比率に相当する。
【００８６】
一定密度の場合のＴＤＤＲとＭＤＤＲの関係から、Ｆは、
Ｆ＝１／（ＭＤＤＲｘＴＤＤＲ1/2）として書き表わされる。
【００８７】
典型的に、Ｆは、設計目的とは無関係の密度として用いられる。工程を通して大きいＦ値は、いつも大きいしわの原因となり、折り重なり、フィルムの別の部分に密着し、不良の原因となる。少なくともいくつかの実施形態において、オーバーフィードＦは、延伸時２以下にとどまり、ひどいしわ若しくは折り重なりを回避又は減少させる。実施形態によっては、オーバーフィードは、延伸の過程全体を通して１．５以下である。フィルムによっては、１．２又は更に１．１のＦの最大値が、延伸全体を通して可能である。
【００８８】
少なくとも幾つかの実施形態、特に，延伸全体を通してＵ＞１を有する実施形態の場合は、オーバーフィードの定義を置き換えることで最小ＭＤＤＲの相対的な制限を定め、現状ＴＤＤＲが与えられる。
ＭＤＤＲ＞１／（ＦmaxｘＴＤＤＲ1/2）
ここで、Ｆmaxは、１を超える任意の好ましいレベルで選択されてよい。例えば、上記したように、Ｆは、２、１．５、１．２又は１．１となるよう選択されてよい。
【００８９】
オーバーフィードが１未満の場合、正確な一軸延伸の場合に望まれるものより事実上より多くのＭＤに沿った面内区間があり、ＭＤＤＲは、緩和不足となり、ＭＤ張力の原因となる。結果は、１未満のＵ値であってよい。Ｕ、Ｆ、ＭＤＤＲ及びＴＤＤＲの関係を使用すると、ＴＤＤＲと共に変化するＵとＦの対応関係が存在する。限界延伸比２で、最小Ｕ値は、約０．９の最小オーバーフィードＦに相当する。延伸全体にわたりＵ＞１である境界軌道を含む少なくとも幾つかの境界軌道の場合、ＭＤＤＲは、延伸の最終部分で特定レベル未満にとどまるよう選択されてよい。例えば、
ＭＤＤＲ＜１／（ＦminｘＴＤＤＲ1/2）
ここで、延伸比が２になった後の延伸の最終部分については、Ｆminは、０．９以上である。
【００９０】
実施例として、延伸全体にわたって、ＭＤＤＲ＜（ＴＤＤＲ）-1/2（すなわち、Ｕ＞１）、Ｆmaxが２、及びフィルムが少なくとも４のＴＤＤＲに延伸される軌道が使用されてよい。軌道が同一平面上の場合、フィルムは、少なくとも２．４及び多くの場合少なくとも５．３のＴＤＤＲに延伸される。Ｆmaxが１．５の場合、フィルムは、少なくとも６．８のＴＤＤＲに延伸される。軌道が同一平面上の場合、フィルムは、少なくとも２．１及び多くの場合少なくとも４．７のＴＤＤＲに延伸される。Ｆmaxが１．２の場合、フィルムは、同一平面上の軌道を使用し少なくとも１．８及び多くの場合少なくとも４．０のＴＤＤＲに延伸される。同一平面上又は非同一平面上境界軌道については、Ｆが限定されない場合、フィルムは、４を超える及び多くの場合少なくとも６．８のＴＤＤＲに延伸される。他の実施例の場合、少なくとも２．１及び多くの場合少なくとも４．７のＴＤＤＲに延伸される。延伸全体にわたって、（Ｆmin）（ＭＤＤＲ）＜（ＴＤＤＲ）-1/2、Ｆmaxが２、Ｆminが０．９及びフィルムが、少なくとも４．６及び多くの場合少なくとも６．８のＴＤＤＲに延伸される同一平面上の軌道が使用されてよい。Ｆmaxが１．５の場合、フィルムは、少なくとも４．２及び多くの場合少なくとも６．１のＴＤＤＲに延伸される。Ｆmaxが１．２の場合、フィルムは、少なくとも３．７及び多くの場合少なくとも５．４のＴＤＤＲに延伸される。Ｆが限定されない場合、フィルムは、少なくとも８．４のＴＤＤＲに延伸される。又、延伸全体にわたって、（Ｆmin）（ＭＤＤＲ）＜（ＴＤＤＲ）-1/2、Ｆmaxが１．５、Ｆminが０．９、及びフィルムが少なくとも６．８のＴＤＤＲに延伸される。
【００９１】
その他の有用な軌道は、Ｆmaxを使用し定義されてよい。有用な軌道は、同一平面上の軌道を含み、そこで、ＴＤＤＲは少なくとも５であり、Ｕは、２．５のＴＤＤＲを達成した後延伸の最終部分にわたり少なくとも０．８５であり、Ｆmaxは、延伸時２である。又、有用な軌道は、同一平面上の軌道を含み、そこで、ＴＤＤＲは少なくとも６であり、Ｕは、２．５のＴＤＤＲを達成した後延伸の最終部分にわたり少なくとも０．７であり、Ｆmaxは、延伸時２である。
【００９２】
更に、その他の有用な軌道は、ＴＤＤＲが限界値ＴＤＤＲ’を超える延伸の最終部分にわたりＭＤＤＲ＜ＴＤＤＲ-1/2＜（Ｆmax）（ＭＤＤＲ）であるものを含む。以下に、幾つかの代表的な実施形態の軌道について、達成されるべき最小延伸比を示す。ＴＤＤＲ’が２以下のとき、Ｆmax＝２の場合、最小延伸比は３．５であり、Ｆmax＝１．５の場合、最小延伸比は３．２であり、Ｆmax＝２の場合、最小延伸比は２．７である。ＴＤＤＲ’が４以下のとき、Ｆmax＝２の場合、最小延伸比は５．８であり、Ｆmax＝１．５の場合、最小延伸比は５．３であり、Ｆmax＝１．２の場合、最小延伸比は４．８である。ＴＤＤＲ’が５以下のとき、Ｆmax＝２の場合、最小延伸比は７であり、Ｆmax＝１．５の場合、最小延伸比は６．４であり、Ｆmax＝１．２の場合、最小延伸比は５．８である。
【００９３】
一般に、曲線状及び線状走路を使用し、様々な許容できる軌道が構成されてよく、その結果、オーバーフィードは、延伸全体にわたって限界最大レベル未満にとどまり、折り重なり不良を防止し、並びに限界最小レベルを超えてとどまり、その生じた性能に合わせ正確な一軸特性の所望のレベルを可能にする。
【００９４】
様々な部分一軸及び超一軸軌道が、放物線形状を使用し形成されてよい。図１９は、限界ＴＤＤＲ後の異なる最小Ｕのレベルの実施例を示し、異なる最大オーバーフィードを最終目標ＴＤＤＲまで示す。曲線は、走路の初期離間距離の半分であるｘ1によりスケール変更された座標ｘ及びｙで表わされる。従って、スケール変更されたｘ座標、量（ｘ／ｘ１）は、ＴＤＤＲに等しい。曲線１２０は、１．０のｘ１／ｘ０値を有する理想的なケースである。曲線１２２は、０．６５３のｘ１／ｘ０値を有する放物線のケースであり、Ｕは、２．５の延伸後０．７０を超えてとどまる。曲線１２４は、０．８２２のｘ１／ｘ０値を有する放物線のケースであり、Ｕは、２．５の延伸後０．８５以上にとどまる。
【００９５】
曲線１２６、１２８及び１３０は、種々のレベルのオーバーフィードを示す。オーバーフィード、ＴＤＤＲ及びスケール変更された入口幅は、
ｘ1／ｘ0＝（Ｆ2（ＴＤＤＲ）-１）／（ＴＤＤＲ-１）により関連付けられる。
【００９６】
オーバーフィードは、ここに記載した放物線状軌道のＴＤＤＲが増えるとただちに増加することになる。曲線１２６は、１．５２のｘ１／ｘ０値を有する放物線のケースであり、オーバーフィードは、６．５の最終延伸比まで１．２以下にとどまる。曲線１２８は、２．４７７のｘ１／ｘ０値を有する放物線のケースであり、オーバーフィードは、６．５の最終延伸比まで１．５以下にとどまる。曲線１３０は、４．５４５のｘ１／ｘ０値を有する放物線のケースであり、オーバーフィードは、６．５の最終延伸比まで２以下にとどまる。オーバーフィードのレベルは、これらのケースの最終延伸比の関数である。例えば、４．５４５よりもむしろ唯一の４．３３３のｘ1／ｘ0値を使用すると、延伸は、１０の最終ＴＤＤＲまで可能で、同時にオーバーフィードを２以下に保持できる。
【００９７】
放物線状軌道の場合、関係式で固定換算入口幅について任意の所定のＴＤＤＲにおけるＭＤＤＲの直接計算が可能となる。
ＭＤＤＲ＝（ＴＤＤＲ（ｘ1／ｘ0）＋（１−ｘ1／ｘ0））-1/2
【００９８】
ある観測結果では、ＭＤＤＲとＴＤＤＲの関係は、ｙ位置の明確な関数ではない。このことで、ｙ／ｘ1で垂直に位置を変える放物線状軌道部分を含む複合ハイブリッド曲線の作成が可能となる。図２０は、１つの方法を示す。延伸の初期部分の放物線状軌道、曲線１３２が、選択され、最終部分の放物線状軌道、曲線１３４が選択される。初期曲線１３２は、延伸比４．５で最大オーバーフィード２．０を有する超一軸延伸を与えるよう選択される。曲線１３２は、換算入口幅４．８５７を有する。最終曲線１３４は、延伸比４．５で最小Ｕ０．９を有する部分一軸延伸であるように選択される。曲線１３２は、換算入口幅０．８６８を有する。実際の走路又はレール形状は、ＴＤＤＲ４．５まで曲線１３２を追従し、次に、曲線１３４の垂直に位置を変えたバージョンである曲線１３６に続く。換言すれば、軌道は、
±（ｘ）／（ｘ1）＝（１／４）（ｘ1／ｘ0）（ｙ／ｘ1）2＋１
に相当する関数型を有する走路を備える初期延伸領域を有し，次に、
±（ｘ）／（ｘ2）＝（１／４）（ｘ2／ｘ0）（（ｙ−Ａ）／ｘ2）2＋１
（式中、ｘ1とｘ2は異なり、Ａは、軌道の結合を可能とする垂直移動に相当する）に相当する関数型を有する走路を備える後部延伸領域を有してよい。任意の数の放物線状セグメントが、このようにして一体にされてよい。
【００９９】
放物線状軌道及びそれらの複合ハイブリッドが、関連軌道の構築を案内するため使用されてよい。１つの実施形態は、軌道を造るための線状セグメントの使用を含む。これらの直線近似は、限界延伸比ＴＤＤＲ*より大きい選択されたＴＤＤＲ’で最大オーバーフィード及び最小オーバーフィード（又は、最小Ｕ）の放物線状軌道（又は、複合ハイブリッド）の拘束内で行われてよい。１．５、２及び２．５の値の例を有するひずみ誘起結晶化度の発生に関連し、又は１，２若しくは１．１のより低い値さえも有する弾性ひずみ降伏に関連するＴＤＤＲ*の値が選択されてよい。一般に、ＴＤＤＲ*は、１．０５〜３の範囲に入る。ＴＤＤＲ*未満のレール又は走路の部分は、最小オーバーフィード又はＵにいかなる特定の拘束も有さず、拘束放物線状軌道の拘束外の範囲に入ってよい。
【０１００】
図２１において、曲線１３８は、ここでは６．５の値で示される選択された延伸比ＴＤＤＲ’で最小オーバーフィードの拘束放物線状軌道であるように選択される。実例の場合、最小オーバーフィード拘束放物線状軌道は、１の換算入口幅を有する理想的な曲線として選択されている。オーバーフィード、ＴＤＤＲ及び換算入口幅の関係を使用すると、曲線１４０は、６．５のＴＤＤＲ値でＦの最大値が２．０である最大オーバーフィード拘束放物線状軌道として識別される。曲線１４０は、２つの拘束放物線状軌道が、６．５の選択されたＴＤＤＲ’で合致するよう垂直に位置を変え曲線１４２を形成する。尚、曲線１４０及び１４２は、延伸特性に関しては同等である。曲線１４２は、単にｙ／ｘ1の２．４８９の後部空間値まで延伸が遅れているに過ぎない。線状又は非放物線曲線状セグメントの近似は、ＴＤＤＲ*を超えるこれらの拘束軌道間に位置する傾向がある。
【０１０１】
ＴＤＤＲの増加と共に増える発散角を所有する放物線状軌道と異なり、線状軌道は、固定発散角を有する。従って、オーバーフィードは、線状セグメントに沿ってＴＤＤＲが増加すると共に減少する。簡単な直線近似は、選択されたＴＤＤＲで所望の最小オーバーフィードに等しい発散角を有する直線を選択することにより行われてよい。線セグメントは、オーバーフィードが許容される最大値になるまでＴＤＤＲで後方に外挿されてよい。それに続く線状セグメントも同様に開始される。手順は、必要又は所望に応じて度々繰り返される。最大オーバーフィードが減少するにつれ、近似に必要なセグメント数は増える。
【０１０２】
ＴＤＤＲがＴＤＤＲ*未満に低下する場合、最大オーバーフィードの拘束が保持される限り走路又はレールを完成するため任意の数の方法が使用されてよい。図２１において、曲線１４４は、最大オーバーフィード２により拘束される直線近似である。この大きい最大オーバーフィードのため、近似は、２つの直線部分だけを含む。最終線状セグメントは、後方に６．５の選択されたＴＤＤＲから１．６５のより低いＴＤＤＲにまで後方にずっと延びる。この場合、ＴＤＤＲ*は２になる。ＴＤＤＲ２未満でＵに拘束がない場合、走路を仕上げる１つの方法は、１．６５でのＴＤＤＲからｙ／ｘ1ゼロ点での１のＴＤＤＲまで戻って第２線状セグメントを外挿することである。尚、拘束は、ＴＤＤＲ*未満では有効でないので、このことが、第２セグメントをより低い拘束放物線と交差させる。
【０１０３】
図２１において、曲線１４６は、最大オーバーフィード１．５の場合に、よりタイトな値を使用したときの結果である。ここには、最大オーバーフィードの拘束放物線状軌道は、示していない。３つの線状セグメントが必要とされる。第１セグメントは、６．５のＴＤＤＲから２．９のＴＤＤＲまで後方に延びる。第２セグメントは、２．９のこのＴＤＤＲ値で最小オーバーフィードの拘束放物線状軌道に等しい発散角と考えられ、１．３のＴＤＤＲまで後方に延びる。この第２セグメントは、ＴＤＤＲ*未満で終了する。最終セグメントは、曲線１４４に使用されたものとは異なる方法を使用し、曲線１４６の走路又はレール形状を完成する。ここでは、最後のセグメントと同じ手順が、前のセグメントについても使用され、より高いｙ／ｘ１値を有する延伸の開始が遅れるという結果となる。走路を完成する第３方法は、１の初期ＴＤＤＲでオーバーフィードを最大に設定することである。
【０１０４】
本開示要求に合った一般的な非線状及び非放物線状軌道は、拘束放物線状軌道を使用し構成されてよい。最大オーバーフィード拘束放物線状軌道は、ＴＤＤＲの関数として最小傾斜、すなわち最大発散角の曲線である。最小オーバーフィード拘束放物線状軌道は、ＴＤＤＲの関数として最大傾斜、すなわち最小発散角の曲線である。一般に、曲線は、拘束制限の間に位置する傾斜の任意の関数を使用し、選択されたＴＤＤＲ’から後方に外挿されてよい。
【０１０５】
これらの拘束間に位置する傾斜の関数を定義する簡単な方法は、包絡面内に既知の曲線の単純な直線組合せを取り入れることである。図２１の曲線１４８は、この簡単な方法を示す。この実施例において、曲線１４８は、最大オーバーフィード拘束放物線状軌道、曲線１４２、及び０．７〜０．３の線状重量を有する曲線１４４の直線近似の直線組合せにより形成される。一般に、単純な直線組合せではない関数も使用されてよい。
【０１０６】
本開示の種々の非放物線状軌道を記載する前述の方法は、走路の異なる部分に適用されてよい、例えば、ＴＤＤＲが６．５までの図２１の実施例は、異なる要求を有するＴＤＤＲが６．５を越える他の部分及び従ってＴＤＤＲのそのより高い範囲を越える異なる最大及び最小拘束軌道と組合されてよい。この場合、より低い延伸の前述した部分のＴＤＤＲ’は、ＴＤＤＲ*の役目を引き受ける。一般に、ＴＤＤＲ’は、所望の延伸範囲全体にわたって選択されてよい。種々の部分が、降伏、ひずみ誘起結晶化、くびれ若しくはその他の延伸不均一性の発生、ひずみ硬化の発生等の延伸の様々な延伸現象、又はフィルム内の様々な性能の発現を説明するため使用されてよい。典型的な破断点としては、ＴＤＤＲ*に関するものが挙げられ、ポリエステル類のひずみ硬化については、３〜７の範囲であり、典型的な最終延伸では、４〜１０又は１０以上の範囲の値である。
【０１０７】
本開示の境界軌道を決定する手順、及び選択されたＴＤＤＲ’からより低いＴＤＤＲまで後方に外挿する方法には、選択されたＴＤＤＲ’からより高いＴＤＤＲまで前方に外挿する類似の方法に使用されてよい。再度、２つの拘束軌道が形成され、最も低い選択されたＴＤＤＲ’で接合される。ＴＤＤＲ’’の好都合な値は、１の初期ＴＤＤＲである。この方法では、最小オーバーフィード又はＵの拘束軌道は、最大オーバーフィード曲線上に位置する。図２０は、この方法の実施例を示し、ハイブリッド曲線１３６は、最小オーバーフィード拘束曲線１３４と最大オーバーフィード拘束曲線１３２の間に位置する。
【０１０８】
更にその他の境界軌道の部類が定義されてよく、実施形態によっては、残留しわ抑制に有用な場合がある。剪断力が無いときの一軸条件は、ゼロの主ＭＤひずみを有するため、有限ひずみ解析を使用することにより、主ＭＤひずみが、これらの条件で実際にわずかに圧縮状態になることが予想される。有限ひずみ解析とネオ−フック弾性固体構造方程式を使用することにより、圧縮ひずみを防止する好適な条件が、任意に下記式により与えられることが見出されている。
（（ＴＤＤＲ）（ＭＤＤＲ））-4＋（（ＴＤＤＲ）（ＭＤＤＲ））2−（ＴＤＤＲ）-2−（ＭＤＤＲ）-2−ｓｉｎ2（θ）（（ＴＤＤＲ）（ＭＤＤＲ））-2＝０
（式中、ＭＤＤＲは、発散角のコサインである）。本開示のこの任意の方法は、次に境界軌道のこの部類を明示する。
【０１０９】
上に示したように、フィルムは、平面外境界軌道、すなわち単一ユークリッド平面内に位置しない境界軌道を使用し、平面外に延伸されてよい。本開示のこの好ましい実施形態に関係する要求に合致する数えきれないがそれにもかかわらず特定の境界軌道が存在する、そのため、実質的な一軸延伸履歴は、平面外境界軌道を使用し維持されてよい。境界は、対称であってよく、中心平面、例えば、境界軌道間の初期中心点、フィルム走行の初期方向、及び未延伸フィルムに直角の初期表面を含む平面により鏡像を形成する。この実施形態において、フィルムが、類似の初期位置、すなわち互に共直線で初期中心点から等しい速度でこれらの境界軌道に沿って走行するとき、フィルムは、２つの対向する境界軌道間の最も短い距離の線状セグメントの組により形成される円筒空間マニホールドに沿って境界軌道間で延伸されてよい。
【０１１０】
従って、中心平面上のこの理想的なマニホールドの形跡は、理想的な延伸のためフィルム中心経路の跡をたどる。境界軌道から中心平面上のこの中心形跡までのこのマニホールドに沿った距離と境界軌道の開始から初期中心点までのもとの距離の比率が、境界軌道を架け渡すフィルム全体にわたる瞬間公称ＴＤＤＲ、すなわち境界軌道の現状対向点間の半距離と境界軌道の対向点の初期位置間の半距離と比率である。２つの対向点が、対向する境界軌道に沿って一定で同一の速度で移動するとき、中心形跡の弧線、すなわち曲線状ＭＤに沿って測定するとき、中心形跡の対応する中心点は、速度を変化させている。特に、中心形跡は、中心形跡の単位接線上の境界軌道の単位接線の投影に比例して変化する。
【０１１１】
上記軌道の部類は、例証であって、限定と解釈すべきでない。軌道部類の多数が、本開示の範囲内にあると考えられる。上に示したように、主延伸区域は、異なる延伸条件を備える２つ又はそれ以上の異なる領域を包含してよい。例えば、軌道の第１部類からの一方の軌道は、初期延伸領域のために選択され、軌道の同じ第１部類又は軌道の異なる部類からの他方の軌道は、それに続く延伸領域各々のために選択されてよい。
【０１１２】
本開示の代表的な実施形態は、Ｕ＞０の最小値を含むすべての境界軌道を包含するが、本開示の典型的な実施形態は、約０．２、約０．５、約０．７、より好ましくは約０．７５、更により好ましくは０．８及び一層より好ましくは０．８５のＵの最小値を含むほぼ又は実質的に全ての一軸境界軌道を含む。最小Ｕ拘束は、好ましくは約２．５、更により好ましくは約２．０及びより好ましくは１．５の限界ＴＤＤＲで定義される延伸の最終部分全体にわたって適用されてよい。実施形態によっては、限界ＴＤＤＲは、約４又は５であってよい。限界ＴＤＤＲを超える場合は、特定の材料、例えば配向可能な及び複屈折ポリエステル類を含む特定のモノリシック及び多層フィルムは、ひずみ誘起結晶化等の構造体の発現のため、それらの弾性又は跳ね戻る能力が失われ始めているおそれがある。限界ＴＤＤＲは、ひずみ誘起結晶化発生のための限界ＴＤＤＲ等の種々の材料及び工程特有の事象（例えば、温度及びひずみ速度）と一致してよい。前記限界ＴＤＤＲを超えるＵの最小値は、最終フィルムに設定された非一軸特性量と関連し得る。
【０１１３】
Ｕが延伸過程の最後で部分一軸の場合、種々の境界軌道が利用できる。特に、有用な境界軌道としては、同一平面上の軌道が挙げられ、そこで、ＴＤＤＲは、少なくとも５、Ｕは、２．５のＴＤＤＲを達成後延伸の最終部分にわたって少なくとも０．７、及びＵは、延伸の最後で１未満である。その他の有用な軌道としては、同一平面上の及び同一平面上にない軌道があげられ、そこで、ＴＤＤＲは、少なくとも７、Ｕは、２．５のＴＤＤＲを達成後延伸の最終部分にわたって少なくとも０．７、及びＵは、延伸の最後で１未満である。又、有用な軌道としては、同一平面上の及び同一平面上にない軌道があげられ、そこで、ＴＤＤＲは、少なくとも６．５、Ｕは、２．５のＴＤＤＲを達成後延伸の最終部分にわたって少なくとも０．８、及びＵは、延伸の最後で１未満である。有用な軌道としては、同一平面上の及び同一平面上にない軌道が挙げられ、そこで、ＴＤＤＲは、少なくとも６、Ｕは、２．５のＴＤＤＲを達成後延伸の最終部分にわたって少なくとも０．９、及びＵは、延伸の最後で１未満である。
【０１１４】
又、有用な軌道としては、同一平面上の及び同一平面上にない軌道が挙げられ、ＴＤＤＲは、少なくとも７、及びＵは、２．５のＴＤＤＲを達成後延伸の最終部分にわたって少なくとも０．８５である。
【０１１５】
実施形態によっては、少ないレベルのＭＤ張力が延伸工程に導入され、しわを抑制する。必ずしも必要ではないが、一般に、前記ＭＤ張力量はＵの減少とともに増える。実施形態によっては、延伸を行うとき張力を増やすことは有用である。例えば、延伸初期のより小さいＵ値は、最終フィルムにより非一軸特性を設定する傾向がある。従って、種々の軌道部類の属性を複合軌道と一体にすることは有益である場合がある。例えば、一軸放物線状軌道は、延伸の初期部分では好ましいが、延伸の最終部分では、異なる軌道に収束するおそれがある。他の配置において、Ｕは、ＴＤＤＲに対して非増加関数と見てよい。更に他の配置において、オーバーフィードＦは、例えば１．５、２又は２．５の限界延伸後のＴＤＤＲに対して非増加関数であってよい。
【０１１６】
一軸放物線状軌道は、フィルムの均一空間延伸と考えられる。フィルムの良好な空間均一性は、延伸開始時及び延伸時の温度分布の注意深い制御に合わせ、初期未延伸フィルム又はウェブのクロスウェブ及びダウンウェブキャリパー（厚さ）の注意深い制御により多くのポリマー系で達成され得る。例えば、初期及び延伸時のフィルム全体にわたる初期均一キャリパーのフィルムの均一な温度分布は、殆どの場合、十分にすべきである。多くのポリマー系は、特に非均一性に対して敏感で、キャリパー及び温度の均一性が不十分な場合、不均一なやり方で延伸することになる。
【０１１７】
不均一なフィルム延伸は、例えば、不均一なフィルム厚さ又はその他の性状、不均一な加熱等を含む様々な理由で実施され得る。これらの多くの事例において、把持部材に近いフィルム部分は、中心に近いものよりより早く延伸する。このことが、フィルムにＭＤ張力を生じさせ、最終的に均一なＭＤＤＲを達成する能力を限定し得る。この問題に対する１つの補正は、放物線状又は他の一軸軌道を修正し、より低いＭＤＤＲにすることである。換言すれば、延伸の全て又は一部分に対して、ＭＤＤＲ＜（ＴＤＤＲ）-1/2とする。
【０１１８】
１つの実施形態において、改善された放物線状又はその他の一軸軌道を選択し、そこでは、延伸の全てに対して、ＭＤＤＲ＜（ＴＤＤＲ）-1/2とし、より大きい発散角に対応させる。少なくとも幾つかの事例において、１未満のＵ値は、アプリケーション向けに許容できるため、この条件は緩和されてよい。前記事例において、改善された放物線状又はその他の一軸軌道を選択し、そこでは、（０．９）ＭＤＤＲ＜（ＴＤＤＲ）-1/2とする。
【０１１９】
他の実施形態において、改善された放物線状又はその他の一軸軌道を選択し、そこでは、ＴＤＤＲが少なくとも０．５又は１だけ増加する初期延伸領域に関して，ＭＤＤＲ＜（ＴＤＤＲ）-1/2とする。そして、延伸の残りの部分に関しては、別の軌道が保持される。例えば、後部延伸領域（延伸区域３４内）は、放物線状又はその他の一軸軌道を有し、そこでは、ＭＤＤＲは、（ＴＤＤＲ）-1/2（±５％内及び好ましくは±３％内）に等しい又は概ね等しい。例として、初期延伸部分は、所望の値までＴＤＤＲレベルを達成できる。１つの実施形態において、この所望の値は、典型的に約４又は５以下である。次に、後部延伸領域は、（又は、介在延伸領域がある場合、より高い値から）ＴＤＤＲを初期延伸領域の所望の値から増やすことができる。一般に、後部延伸領域は、ＴＤＤＲ値を０．５又は１若しくはそれ以上増やすために選択される。
【０１２０】
又、少なくともいくつかの事例において、ＭＤＤＲとＴＤＤＲの関係は、１未満のＵ値は、アプリケーション向けに許容できるため、再度緩和されてよい。前記事例において、初期延伸領域の改善された放物線状又はその他の一軸軌道を選択し、（０．９）ＭＤＤＲ＜（ＴＤＤＲ）-1/2とする。
【０１２１】
本開示のヒートセット手順は、延伸工程の種々の部分を通して行われてよい。１つの実施形態において、フィルム３２は、延伸に続きヒートセットされ、引取装置、すなわち加熱引取領域に渡されてよい。１つの実施形態において、フィルム３２は、延伸に続きヒートセットされ、引取装置、すなわち加熱引取領域に渡されてよい。他の実施形態において、フィルム３２は、フィルム３２の初期冷却及び設定後オンライン領域、例えばフィルム３２を再加熱する別のオーブン装置でヒートセットされてよい。更に他の実施形態において、初期工程後ロールに巻き付けられた後で、例えば延伸装置５０にオンライン接続されてない別のオーブン装置でヒートセットされることも可能である。
【０１２２】
ヒートセット時、フィルムを延伸するために使用される延伸比は、実質的に一軸配向させるために使用される延伸比と比べ、増加、維持又は減少されることもある。換言すれば、フィルム３２は、更に延伸され、又は延伸は、例えば、全てのこれらの工程の端部把持機構により提供されるようなトーイン（延伸比の減少）によって緩和されてよい。例えば、引取は、トーインされてよく、又は、フィルム３２は、クリップ装置内に把持され、及び可変幅プロファイル、例えば、トーイン又は延伸の増おそらく又その後のトーインを有する別のオーブン装置を通ってクリップ装置により搬送されてよい。ヒートセット手順は、連続的に把持され、張力をかけられたフィルムで行われてよく、例えば、対向する把持部の分離プロファイルにより制御されるとき張力を上げ若しくは下げ又はその両方の端部把持プロファイルを使用し、又は狭まり及び広がるレール装置に沿って連続若しくは不連続に把持することにより行われてよい。又、フィルムは、端部で拘束されなくてもよい。
【０１２３】
又、ヒートセットは、その他のフィルム後処理と一体にされてよい。例えば、フィルムは、何らかのヒートセット効果を有するオーブン内でコーティングされ、及び乾燥又は硬化されてよい。
【０１２４】
実施形態によっては、図２２に示したもののように、引取装置１５０は、例えば、対向するベルト又はテンタークリップの組等の把持部材を備える走路１５０及び１５２等の任意のフィルム搬送構造体を使用してよい。ＴＤ収縮制御は、角度が付いた（好適な引取装置１５０の他の実施形態に使用される走路１５６及び１５８と比較し）走路１５２及び１５４を使用し達成され得る。例えば、引取装置１５０の走路１５２及び１５４は、少なくとも後調整区域７０の部分を通ってゆっくり広がる経路（１つの実施形態において、約５°以下の角度θとする）に追従するよう位置決めされ、冷却によりフィルム３２のＴＤ収縮を可能とする。この構成の走路１５２及び１５４は、ＴＤ収縮の制御を可能とし、収縮の均一性を増加させる。他の実施形態において、実施形態によってはより広い角度が使用されてよいが、２つの対向する走路１５２及び１５４は、典型的に約３°以下の角度で広がる。このことは、主延伸区域６６のフィルム３２のＭＤ張力を増加するのに有効であり、例えば、フィルム３２全体にわたり屈折率の主軸の変動等の不均一な状態量を減少できる。
【０１２５】
実施形態によっては、引取装置１５０の位置は、調整でき、図２３に示したように引取装置１５０がフィルム３２を把持する延伸装置５０に沿って位置を変えられる。この調整性は、フィルム３２に行われる延伸量を制御する１つの方法をもたらす。延伸（図２３に点線で示す）前の引取装置の走路１５６’及び１５８’により受容されたフィルム３２は、延伸（図２３に点線で示す）後に位置決めされた引取装置１５０の走路１５６及び１５８により受容されたフィルムより一般により小さいＴＤＤＲを有する。又、引取装置１５０は、所望により引取装置１５０の対向する走路１５２，１５４，１５６及び１５８間の距離の調節を可能とする。更に、引取装置１５０は、所望により又引取装置１５０の長さの調節が可能となるよう構成され得る。
【０１２６】
図２５に示した可能な引取装置１５０の他の実施例は、分離された走路１５２，１５４，１５６及び１５８を有する少なくとも２つの異なる区域を含む。これらの区域は、図２４に示したように対向する走路の２つの別の組１５２，１５４及び１５６、１５８を使用し形成されてよい。図２４に示した１つの実施形態において、第１区域は、収束角度で配置されＴＤ収縮制御を行う走路１５２及び１５４を含み、第２区域の走路１５６及び１５８は、平行であってよい。他の実施形態において、２つの異なる区域の対向する走路は、上記したように、２つの異なる収束角度に設定されＴＤ収縮制御を行う、又は第１区域は平行の走路を有し、第２区域は、収束角度で配置されＴＤ収縮制御を行ってよい。或いは又はそれに加えて、２つの異なる走路は、２つの異なる引取速度に設定され得、主延伸区域６６を引取区域から切り離す、それにより張力を加え、しわを取り除く。
【０１２７】
図２４に示した引取装置１５０の１つの実施形態において、走路１５６’及び１５８’は、フィルム３２を受容する前に対向する走路１５２及び１５４内に入れ子にされる。フィルム３２が、最初に対向する走路１５２及び１５４により受容される場合、走路１５６’及び１５８’は、図２４に示した位置１５６及び１５８に移動する。他の実施形態において、図２４に示したように対向する走路１５２，１５４，１５６及び１５８は、いずれのフィルム３２も無い部分に位置決めされる（すなわち、入れ子にされない）。引取装置の別の実施例を図２５で説明する。この実施例では、フィルム３２が、主延伸区域６６の走路５４を通って搬送されるので、引取装置の走路１５２及び１５４は、フィルム３２の中心線に対して角度付けられる。
【０１２８】
２つの対向する搬送機構１５２及び１５４の角度は、同じであってよい、例えば、角度β又はその角度は、異なっていてよく、一方の走路１５２については、β＋εと記載でき、他方の走路１５４については、β−εと記載できる。典型的に、βは、少なくとも約１°であってよく、約５°、１０°又は２０°若しくはそれ以上に角度付けられてよい。角度εは、上述の狭くなり又は広がる角度に相当し、例えば、ＴＤ収縮制御を行う。実施形態によっては、主延伸区域６６の走路５４も角度φで配置されてよく、走路１５２及び１５４は、図２５に示したように、φ＋β＋ε及びφ＋β−εで角度付けられる。角度付けられた引取装置１５０、主延伸区域６６又はその両方は、フィルム３２を提供するのに有用であり、そこでは、主軸線、又は屈折率軸線若しくは引裂き軸線等のフィルム３２の状態量の軸線は、フィルム３２に対して角度付けられる。実施形態によっては、引取装置１５０が、主延伸区域６６に対して作る角度は、手動で、又はコンピュータ制御駆動部、その他の制御機構若しくはその両方を使用し機械的に調整できる。
【０１２９】
実施形態によっては、角度付けされた引取装置１５０を使用することにより、図２５に示したように、２つの対向する走路１５２及び１５４が位置決めされ、同じ又はほぼ類似したＴＤＤＲを有するフィルム３２を受容する（点線１６０は、同じＴＤＤＲでのフィルム３２を示す）。他の実施形態において、図２６に示したように、２つの対向する走路１５２及び１５４が位置決めされ、ＴＤＤＲが、２つの対向する走路１５２及び１５４に対して異なるようにフィルム３２を受容する（図２６の点線１６０は、同じＴＤＤＲでのフィルム３２を示す）。この後者の構成が、フィルム３２のＴＤ寸法を変更する特性を有するフィルム３２を提供できる。
【０１３０】
図１０に戻って説明すると、連続把持機構からの端部の取り出しは、連続的に行われてよい、しかしながら、テンタークリップ等の別個の把持機構からの取り出しは、好ましくは、任意の所定のクリップ状態にある全ての材料が、直ちに取り外せるように行われるべきである。別個の取り出し機構は、上流の延伸ウェブにより知覚される場合があるひずみのより大きい予期せぬ結果をもたらすおそれがある。１つの実施形態において、独立引取装置の動作を手助けするため、装置内に、例えば、加熱され延伸されたフィルムの中央部分からの端部７６の「ホット」スリッティング等の連続端部分離機構を使用することが好ましい。
【０１３１】
１つの実施形態において、スリッティング位置７８は、好ましくは「把持ライン」に十分近く、例えば、引取装置の把持部材による第１有効接触の分離引取点に位置決めされるのが好ましく、その点の上流でのひずみの予期せぬ結果を最小にし又は減少させる。フィルムが引取装置により把持される前に裁断される場合、例えば、不安定な引取が、ＴＤに沿ったフィルム「はめ戻し（snapback）」の原因になるおそれがある。従って、フィルムは、把持ラインで、又は把持ラインの下流で裁断されるのが好ましい。スリッティングは、破壊工程であり、そのような次第で、通常、空間位置に小さいが自然な変動を有する。従って、把持ラインのわずかに下流で裁断し、スリッティングで発生する全ての変動が把持ラインの上流で起こるのを防止するのが好ましい場合がある。フィルムが、実質的に把持ラインの下流で裁断される場合、引取と境界軌道間のフィルムは、ＴＤに沿って延伸し続ける。現在フィルムのこの部分だけが延伸しているので、今度は、フィルムは、境界軌道を基準として拡大延伸比で延伸すると、更に、例えば、上流に伝搬する望ましくないレベルの機械方向張力を上流に伝搬するおそれがあるひずみの予期せぬ結果になる。
【０１３２】
可変最終横延伸方向比に適用させるのに必要な引取位置の変更又は引取装置の位置調整を変えることができるようにスリッティングは、好ましくは移動でき、再位置決めできる。この種のスリッティング装置の利点は、延伸比が調節でき、一方で引取スリッティング点７８を移動することにより簡単に延伸プロファイルを維持できることである。
【０１３３】
様々なスリッティング技術が使用されてよく、それらには、熱かみそり、熱線、レーザー、強赤外線（ＩＲ）放射線の収束ビーム、又は加熱空気の収束噴射が含まれる。空気の加熱噴射の場合、空気は噴射時十分に高温であり、熱軟化、融解又は噴射状態での制御された破壊等によるフィルムの孔を吹きつける。或いは、加熱噴射は、フィルムの集束部分をただ十分に軟化させ、依然として広がっている境界軌道により課せられた延伸を更に局部化する、それによって継続するフィルム延伸の作用によりこの加熱ラインに沿って下流に結局破壊を引き起こす。散在した温度の流れが延伸工程の均一性に予期せぬ結果をもたらすのを防止する制御されたやり方において、特に排気空気が、例えば真空排気により積極的に除去されてよい場合、収束噴射アプローチが好ましい場合がある。例えば、噴射ノズルの周りに同心の排気環が使用されてよい。或いは、例えば、フィルムの他方側への噴射の支配を受けた排気が使用されてよい。排気が、更に相殺され又は下流で補足され、更に延伸領域への散在した流れを上流で減らしてよい。
【０１３４】
引取装置の１つの実施形態の他の属性は、フィルムが、出力速度と適合性のあるやり方で取り出しできるように速度及び／又はＭＤ張力を制御する方法である。１つの実施形態において、この引取装置は、フィルムの全ての残留しわを抜き取るために使用される。１つの実施例において、しわは、延伸フィルムの最終取り出し部分の出力速度を超え引取速度を一時的に増加させることによりスタートアップ時に最初に抜き取られる。他の実施例において、しわは、延伸最終部分の超一軸延伸の場合等の連続操作中、出力フィルムＭＤ速度を超える一定速度で抜き取られる。更に他の実施例において、引取速度は、把持ラインで境界軌道に沿ってフィルムのＭＤ速度を超え設定される。このことは、又フィルムの性状を変えるため使用されてよい。又、この引取の過剰速度は、最終Ｕ値を減少できる、場合によっては、このことは、フィルムの最終用途という文脈で考慮すべき事柄である。
【０１３５】
又、上記のＭＤ及びＴＤ収縮制御の原理は、図２に示した従来のテンター構成を含む他の延伸装置に適用されてよい。図２７は、主延伸区域６６（図２に示した線状広がり走路等）からの走路５４が、後調整区域７０に又は後調整区域７０を通って続く実施形態を示す（図１０を参照）。次に、フィルムは、所望により必要に応じて、分離引取装置１５６及び１５８により捕捉される。フィルムを冷却し、フィルムの収縮を可能にするため、延長した走路５４が、使用されてよい。
【０１３６】
実施形態によっては、延長した走路１６２が、少なくとも後調整区域７０の部分通ってゆっくり狭くなる経路（１つの実施形態において約５°以下の角度θにする）を追従し、冷却と共にフィルムのＴＤ収縮を可能にする。この構成の走路は、ＴＤ収縮の制御が収縮の均一性を増加するのを可能にする。実施形態によっては、走路１６４は、少なくとも後調整区域７０の部分通ってより積極的に狭くなる経路（実施形態によっては、少なくとも１５°の角度φ及び典型的に２０°〜３０°の角度にする）を追従し、冷却と共にフィルムのＭＤ収縮を行う。図２７に示したように実施形態によっては、後調整区域は７０が、ゆっくり狭くなる走路１６２とより積極的に狭くなる走路１６４の両方を含む。他の実施形態においては、走路１６２又は走路１６４の１つの組だけが使用される。
【０１３７】
実質的な一軸延伸工程により作製されたフィルムの一軸特性の１つの有用な尺度は、例えば、米国特許第６，９３９，４９９号に記載された「一軸特性度」であり、参照により本明細書に組み込まれる。生成したフィルムのおおよその一軸特性は、この方法での測定値により識別されてよい。１つの尺度においては、一軸特性度は、延伸時装置の把持端部で画定した軌道により設定され、更に引取装置の状態により修正される公称延伸比から誘導される。一軸特性度の他の尺度において、フィルムの実際の延伸比は、例えば、初期投入キャストウェブ又はフィルムに既知寸法の格子模様を物理的にマークし、最終フィルム形成後再測定する、例えば、因子ρfにより直接測定されてよい。
【０１３８】
本開示のヒートセットは、許容できる屈折率の組に対してより広い範囲の制御を可能にする。特に、より高い値は、ｎｘとｎｕの差により測定されるような光学能一定レベルで得られてよく（以下に記載する）、又は光学能の、より低いレベルで更に高いｎｕ値が得られてよい。
【０１３９】
熱処理は、延伸で最初にもたらされた主屈折率の組に対する追加の制御の尺度を可能にし、例えば、収縮制御を含む改善された寸法安定性、強化された耐クリープ性、改善されたインプリント性、並びに強化された引裂き抵抗及びその他の物理特性等の追加利点を付与できる。
【０１４０】
特定の材料系を含むフィルムによっては、熱処理は、生成した最終フィルムの一軸特性度を維持又は更に改善する。光学フィルムの場合、このことで、非垂直入射光線を使用したアプリケーションの性能が維持又は更に改善できる。例えば、輝度増強に使用される多層光学フィルム（ＭＯＦ）において、いわゆる偏角色性能が、維持又は改善できる。又、偏光ビームスプリッティングに使用されるＭＯＦフィルムが、向上できる。又、その方法は、例えば偏光ビームスプリッティングアプリケーションにおいて、フィルムの表面に形成されたミクロ構造の配向及び性能を向上するために使用されてよい。
【０１４１】
高い一軸配向度（例えば、正確な一軸延伸工程により達成されるような）を有する多層反射偏光フィルムの場合、より高いレベルのコントラストが、所定の材料構成、すなわち、所定の低屈折率材料で達成されてよい。このことが、一般に、これらのフィルムを使用するアプリケーション、２以上の前記フィルムの積み重ね体にフィルムを単独に又は一緒に使用する、例えば米国特許第６，６０９，７９５号及び米国特許出願第２００４／０２２７９９４号に記載されたような、例えば偏光ビームスプリッティングアプリケーションに適用されてよい。
【０１４２】
ヒートセット工程を使用することにより、高屈折率表面薄層を使用し、インプリント性が、達成されてよい。多くの系において、インプリント性は、配向表面薄層の結晶化度の増加により増強されてよい。配向表面薄層は、ＭＯＦの光学積み重ね体の複屈折層と類似した材料を含んでよく、又はフィルム形成工程で共押し出し及び配向するため好適に選定された別の材料を含んでもよい。
【０１４３】
又、ヒートセットは、多くの場合延伸後フィルムに残り、例えば、ヒートセット時又はヒートセット後の拘束条件に左右される「残留ひずみ」の存在を軽減できる。トーインにより達成された拘束の緩和は、例えば、ひずみ減少に寄与してよい。このことが、より低いレベルの収縮、より低いレベルの熱膨張、及び反りに対する改善された抵抗性を含む改善された寸法安定性につながる。
【０１４４】
ヒートセットの他の可能な機械的な改善は、引裂き抵抗の増加又は更に層間剥離抵抗の増加である。系によっては、融点近くの高温ヒートセットが、層間接着を改善する。例えば、ヒートセットは、延伸工程時引き起こされる場合がある層間界面浸透を改善できる。
【０１４５】
更に、本開示の方法が、ひずみ誘起結晶化ポリエステル表面薄層を含むフィルム構成に適用される場合、フィルムのインプリント性が改善される。低いレベルの熱処理は、有意に結果を変化させないが、より高いレベルの熱処理は、本質的にフィルムをくぼませない。
【０１４６】
１つの実施形態において、１以上のヒートセットフィルム層は、非晶質のままで、ウェブ処理性及び機械的特性を改善する。代表的な実施形態において、非晶質層は、ポリカーボネート、又はポリカーボネートとコポリエステルのブレンドを含む。
【０１４７】
特定のポリエステル系において、ヒートセットは、別の方法で延伸だけによって達成されるものよりもより低い延伸比でより高い光学能又は複屈折をもたらす。例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ及びにＰＥＴとＰＥＮの両方を含む組成物は、典型的に、４，５及び６又はそれ以上の延伸比に延伸される。これらの材料は、ちょうどひずみ誘起結晶点を超えるまで延伸され、更にヒートセットされ、より高い延伸比のものに匹敵する屈折率を達成する。更なる例として、ミクロ構造化表面を有するフィルムは、横断方向、例えば伸長する方向と垂直に、意図した最終構造体の形状を過度に破壊しなくてよい実質的に低い延伸比で延伸されてよい。例えば、同時係属の共に譲渡された米国特許仮出願第６０／６３８７３２号、米国特許出願第１１／１８４０２７（２００４年１２月２３日出願）、参照により本明細書に組み込まれるを参照のこと。高レベルの屈折率は、有意なひずみ誘起結晶化の開始点が、構造体を上回っている限り横断方向に沿ったミクロ構造化構造体により達成されてよい。構造体が、高さ変化、又は延伸方向に垂直の「プロファイル」方向を有する場合、このことは、高複屈折を備える「繊維対称」屈折率の組を有する構造体を作製するのに特に有用である。
【０１４８】
正確な又はほぼ一軸配向のフィルムの場合、ｎｙとｎｚは、例えば数百の屈折率ユニット内でほとんど同じである。許容できる屈折率の組の紙面での興味深い及び有益な図が、図２８に示したデータ処理で得られてよい。
【０１４９】
図２８にプロットしたデータを得るため、先ず、工程条件にかかわらず、実際に得られたｎｙとｎｚの平均値を計算する。ここで「一軸屈折率」の場合ｎｕとして定義された平均値は、「仮想の」正確な一軸条件の予測ｎｙ／ｎｚ値の測定値である。複屈折と等方性高分子材料の交互の層を含む多層光学フィルム（ＭＯＦ）において、ｎｕは、複屈折材料の目標通過状態の屈折率値であり、第２の、場合によっては、低屈折率材料層の等方性屈折率に合致する。
【０１５０】
２番目に、ｎｘとｎｕの差を得る。この差が、ブロック状態の屈折率差で、仮想状態におけるＭＯＦ偏光子の反射能又は光学能の測定値である。
【０１５１】
３番目に、ブロック状態の屈折率差対仮想の正確な一軸通過状態屈折率ｎｕをプロットする。
【０１５２】
図２８は、種々の延伸条件、すなわち上記した正確な一軸と従来のテンター装置（図２〜３）で実施した単に１方向の両方の結果のプロットを示す。データは、ホモポリマーＰＥＮから種々の「ｃｏＰＥＮ類」を経てホモポリマーＰＥＴの範囲にわたるポリエステル類に関して、延伸温度、延伸速度及び延伸比により誘導される広範囲の有効分子配向をカバーする。ｃｏＰＥＮ類は、モル・パーセンＰＥＮ様部分とモル・パーセンＰＥＴ様部分との比率換算で表わされる。例えば、８５／１５コポリマー、いわゆる「８５／１５ｃｏＰＥＮ」は、８５モル・パーセンＰＥＮ様部分と１５モル・パーセンＰＥＴ様部分を有するコポリマーである。
【０１５３】
データの手引として、不適当な、均等に一定の間隔をおいた平行線を、組成物範囲全体にわたって１０重量％間隔で配置する。そのように、上端線は、１００％ＰＥＮのトレンドをたどる。次の線は、９０％ＰＥＮ及び１０％ＰＥＴを表し、以下の線は、８０％ＰＥＮ及び２０％ＰＥＴなどを表す。下端線は、１００％ＰＥＴの場合のトレンドをたどる。
【０１５４】
データは、組成物範囲全体にわたって、顕著にこれらの線の近くの範囲に入る。実質的に一軸配向後のヒートセットの効果をＰＥＴ、ＰＥＮ及びＰＥＴとＰＥＮの両方を含む中間体組成物の例について示す。ＰＥＴについて説明すると、例えば、ヒートセットは、有効に屈折率の組を線上に移動することがわかる。従って、１００％ＰＥＴは、ヒートセット後、光学的により１０％ＰＥＮと９０％ＰＥＴのｃｏＰＥＮのような特性を示す。ＰＥＮについて説明すると、例えば、ヒートセットは、又有効に屈折率の組を線上に移動することがわかる。従って、一般にヒートセットは、所定の材料について、特に所定の適合屈折率（ｘ軸）で、より高い光学能（ｙ軸）をもたらす。
【０１５５】
更に、特定レベルの光学能（ｙ軸）の場合、ヒートセットは、未処理材料と比較し、適合屈折率（ｘ軸）を約０．０１以上増加させる。ＰＥＴ等の特定の高屈折率、複屈折材料の場合、ｎｕのよりよい制御が、例えば、ＭＯＦ等の光学フィルムにおける材料、特に第２の、場合によっては低屈折率材料選択の更なる融通性を可能とする。典型的に、この第２材料は、偏光フィルムにおいて配向ポリエステルのｎｙ屈折率に適合するよう選択される。多くの場合、この第２材料は、その屈折率適合性のためばかりではなく、その流れ適合性と機械的な特性のために選定されたコポリエステルである。一般に、より高い屈折率目標は、前記材料のより高いガラス転移を可能にする。従って、更なる利点は、より高いガラス転移温度を有する低屈折率材料を使用したＭＯＦ構成体で得られる追加の寸法安定性である。更に、より高い屈折率材料の使用は、より薄い及び／又はより少ない層を備えるＭＯＦ構成体を可能にする。
【０１５６】
注目すべきことは、非対称の場合と異なり、実質的な一軸延伸フィルムの本開示のヒートセットが、フィルムの一軸特性度を保持又は実際に増加させているように見える。
【０１５７】
一軸特性のその他の測定値は、相対複屈折で、２つの類似屈折率、例えばｎｙとｎｚの差と、有意に異なる屈折率、例えば主延伸方向に沿ったｎｘと２つの類似屈折率の平均、例えばｎｕの差とを比較する。より厳密には、相対複屈折は、
相対複屈折＝|ｎｙ-ｎｚ|／|ｎｘ-ｎｕ|
（式中、ｎｕは２つの類似屈折率ｎｙとｎｚの平均であり、差の絶対値が用いられる）で与えられる。相対複屈折は、フィルムの一軸特性が増すにつれて減少する。
【０１５８】
幾つかの代表的な実施形態において、本発明のヒートセットは、特に、ヒートセット前の相対複屈折が０．１以下の特定のポリエステル系において、相対複屈折を保持又は実際に減少させているように見える。他の代表的な実施形態において、相対複屈折の増加は少ない。多くの実施形態において、例え０．１以上の（絶対）面内複屈折（例えば、６３２．８ナノメートルで）が実現されるとしても、最終相対複屈折は、０．１以下であってよい。他の実施形態において、最終相対複屈折は、０．２５、又は０．２若しくはそれ以下である。
【０１５９】
本実施例のヒートセット時の延伸方向（１つの実施例でＴＤ）の張力特性は、屈折率の組の制御において重要な因子である。一般に、ヒートセット工程を通してより高いレベルのＴＤ張力は、ｎｙ／ｎｚよりｎｘを増加させる傾向にあり、一方より低い又はゼロレベルのＴＤ張力は、ｎｙ／ｎｚを増加させる傾向にあり、同時にｎｘはわずかに増加し又はそれどころか値が減少する。従って、低張力は、ｎｙ／ｎｚ値の増加に有用であり、一方高張力は、既定のｎｕレベルでの光学能の増加に有用である。従って、本明細書に記載された工程は、既定の材料構成でコントラストを改善する方法を提供する。
【実施例】
【０１６０】
実施例の全般的な註記
ほぼ正確な一軸フィルムを作製する２つの方法を使用し、２つのポリエステル系構成体を例示する。最初の実施例の組としては、図７を参照にして本明細書に記載したようなバッチテンター工程により作製されたＰＥＴ外側表面薄層を備える多層光学フィルム（ＭＯＦ）が挙げられる。第２の実施例の組は、米国特許第６，９３９，４９９号、同第６，９１６，４４０号、同第６，９４９，２１２号及び同第６，９３６，２０９号に記載されたもの等の放物線状テンター工程により作製されたＰＥＮ外側表面薄層を備えるＭＯＦを含む。
【０１６１】
ヒートセットは、バッチ延伸装置で実施され、端部把持部によりｘとｙ方向にフィルムを拘束した。又、ヒートセットの過程で、これら拘束方向のひずみを測定した。特に記載されない限り、１７５℃で３分間フィルムをヒートセットした。
【０１６２】
実施例において、ｘ方向は、いわゆる横方向（ＴＤ）に関連付けられ、ｙ方向は、機械方向に（ＭＤ）に関連付けられる。
【０１６３】
屈折率は、ニュージャージー州ピスカタウェイ（Piscataway）に所在するメトリコン（Metricon）からに入手できるメトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）を使用して測定された。一般に、２つのモードが、装置により測定されてよい。ＴＥモードは、面内屈折率を測定するために使用される。ＴＭモードは、厚さ方向（例えば、「ｚ」）屈折率を測定するために使用される。従って、面内状態の種々の配向についてはＴＭモードで測定してよい。例えば、フィルムが、ＴＤ方向の面内屈折率を測定するよう配向されている場合、ＴＭモードを使用してよい（ＴＤ／ｚとして註記される）。他の実施例として、ＴＭモードは、ＭＤ面内屈折率を測定するため回転されるフィルムが使用されてよい（ＭＤ／ｚとして註記される）。一般に、厚さ方向屈折率は、面内配向に関係なくおおむね同じにすべきである。しかしながら、フィルム配向の関数としての信号の鮮鋭さのため不一致がおこってもよい。
【０１６４】
ＰＥＴ実施例
ＰＥＴ表面薄層を備えるＭＯＦフィルムを、図７に記載したバッチテンター工程を使用し高度に延伸した（実施例１〜７）。延伸後のＰＥＴ表面薄層の屈折率発現をメトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）を用い「上端」と「下端」側の平均値を使用し測定した。外側ＰＥＴ層が極端に薄いため、反射強度対入射角のプロットでシャープなひざよりむしろ波結合モードが観察された。精度を改善するため、屈折率は、最初の観察モードの前端の位置と同程度に一様に測定された。これは、特定環境下で調和した波モードとかなり一致するが、他の環境下でのｎｘの過小評価につながってもよい。ｎｙとｎｚは、典型的にもっと小さいシャープな指数を有する。再度、強度低下の前端を使用した。
【０１６５】
この方法を使用すると初期屈折率は、６３２．８ナノメートルにおいて、ｎｘ、ｎｙ及びｎｚそれぞれについて平均で１．６９９、１．５４１及び１．５３９であった。従って、これらの屈折率値を使用した初期相対複屈折は、０．０１３であった。
【０１６６】
全体的な結果を下記表１に示す。
【表１】
2014221550.tif 000005
【表２】
2014221550.tif 000006
【０１６７】
最初の２つのＰＥＴ実施例は、追加５％延伸比で終了する小さい連続した延伸を用いヒートセットの活用を行う。これらの実施例では、フィルムをｘ（ＴＤ）及びｙ（ＭＤ）方向にぴーんと張って実装した。端部把持装置の不連続な性質により、ＭＤ拘束は、一定初期ひずみ未満である。フィルムは、ｎｘ増加させ、ｎｙとｎｚをほぼ一定にする。非常に小さい非対称の増加が註記される。ＭＤ拘束を除くことでこの非対称を減少できる。
【０１６８】
第３のＰＥＴ実施例では、フィルムをｘとｙにぴーんと張って実装したが、ヒートセット時、延伸は、生じなかった。再度、ｘ屈折率（ＴＤ屈折率）を増加させ、同時にｎｙは、ほぼ一定にした。驚いたことに、ｎｚはヒートセットで増加したが、ヒートセット後ひざがシャープになったのでこの効果の一部は、測定に起因する可能性がある。従って、この場合、非対称は、増加又は少なくとも維持できる。
【０１６９】
第４のＰＥＴ実施例では、フィルムをｘ方向にだけにぴーんと張って実装した。ここでは、ｎｘの最も大きい増加が観察された。ｎｙ及びｎｚは、各々わずかに増加した。
【０１７０】
第５のＰＥＴ実施例では、フィルムをわずかにゆるめて実装した。６．４ｃｍ（２．５インチ）のＴＤ全長は、この緩和により約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）平面外に偏向された。この場合、ｎｘ増加は、第４のＰＥＴ実施例のそれのほんの僅か半分であったが、ｎｙ増加は、ほぼ倍であった。ｎｚだけがわずかに増加した。ヒートセットの最後には、フィルムは、ぴーんと張られていた。
【０１７１】
第６及び第７ＰＥＴ実施例では、フィルムは、第５ＰＥＴ実施例の倍の初期緩和が付与された。これらの繰り返しのケースでは、ヒートセット後、フィルムは、わずかな残留緩和を保持した。ｎｙとｎｚは、殆ど同じ量で増えているが、ｎｘは、これらのケースの場合、本質的には一定であった。第６のケースでは、フィルムは、第１ヒートセット後測定され、再度第２工程に１７５℃で３分間再実装された。更に、ｎｘとｎｙの増加が観察され、ｎｘは又ほぼ一定であった。
【０１７２】
参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７８８，４６３号に記載されたようにローレンツ−ローレンスの関係の異方性類似体に従って屈折率の増加により推測した密度の推計増加を使用し、ヒートセットの結晶化度レベルに及ぼす影響を評価した（表２及び４のローレンツを参照のこと）。非晶質密度は、１．３３５ｇ／ｃｃ、完全な結晶密度は、１．４５７ｇ／ｃｃとして得られた。体積分極率は、０．７３７５７ｃｃ／ｇとして得られた。表２に示したように、解析は、結晶化度（例えば、０．３２分率の結晶分率は、３２％結晶化度に等しい）がこれら試料のちょうど３０％を超えて２度処理された第６ＰＥＴ実施例の場合の４０％に増加したことを示す。代表的な実施形態において、ＰＥＴは、３３％を超えるヒートセット後結晶化度を有する（例えば、実施例２）、他の代表的な実施形態において、ＰＥＴは、３６％を超える結晶化度を有する（例えば、第１ヒートセット後の実施例３及び６）、他の代表的な実施形態において、ＰＥＴは、３７％を超える結晶化度を有する（例えば、第１ヒートセット後の実施例１及び７）、他の代表的な実施形態において、ＰＥＴは、３８％を超える結晶化度を有する（例えば、実施例５）、他の代表的な実施形態において、ＰＥＴは、３９％を超える結晶化度を有する（例えば、実施例４）、及び他の代表的な実施形態において、ＰＥＴは、４０％を超える結晶化度を有する。（例えば、第２ヒートセット後の実施例６）。
【０１７３】
時間と温度がより過度となると、結晶化度と屈折率変化のレベルは、更に増すことが予想される。
【表３】
2014221550.tif 000007
【０１７４】
ＰＥＮ実施例
ＰＥＮ表面薄層を備える多層光学フィルム（ＭＯＦ）を放物線状テンター工程を使用し高度に延伸した。フィルムは、連続最終フィルムの単一ＭＤレーンから使用し、初期状態の再現性を向上させた。延伸行程後ＰＥＮ表面薄層の屈折率発現を、メトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）を使用し「上端」と「下端」側の平均を用いて計量した。ＰＥＴ実施例に関して、波モードと強度ひざの前端を使用した屈折率測定法を再度使用した。
【０１７５】
２つのＰＥＮ表面薄層繰り返し実施例が行われた（実施例８〜９）。フィルムをわずかにゆるめ、実装した。６．４ｃｍ（２．５インチ）のＴＤ全長は、この緩和により約１．３ｃｍ（０．５インチ）平面外に偏向された。１７５℃で３分間ヒートセットした。フィルムは、処理後残留緩和を保持した。ヒートセットによる屈折率変化を表３に示す。
【０１７６】
以下の表３に示すように、前端法（「ひざによる」）を非常に注意深くメトリコン（Metricon）に付属するソフトウェアに備えられた「オフセット」モード法と比較した。（前端法では、メトリコン（Metricon）に付属するひざ推測ソフトウェアを使用するのではなくオペレータにより推測した）。これらの方法を用いた場合、初期屈折率は、６３２．８ナノメートルでｎｘ、ｎｙ及びｎｚ各々について平均で１．８６８、１．５６９及び１．５５３であった。従って、これらの屈折率値を使用した初期相対複屈折は０．０５３である。
【表４】
2014221550.tif 000008
【０１７７】
ＰＥＴの低／無張力ケースで見られるように、ｎｙとｎｚが増加した。しかしながら、これらの条件下では、ｎｘは、実際に有意に低下した。従って、その後のフィルム収縮はより少ないと予測する。これらのケース間の１つの相違点は、現状ＰＥＮケースは、ＰＥＴケースが有する延伸後の大きいトーイン状態を有しないことである。従って、この屈折率低下のいくぶんは、ヒートセット時の残留ひずみの除去及び粘弾性緩和と関連がある。ヒートセット後のＰＥＮ表面薄層フィルムは、未処理初期フィルムより有意により少ない高温収縮（例えば、ヒートセット温度までのＰＥＮのガラス転移を超える温度）を有すると思われる。第２の繰り返しでは、フィルムは、最初のヒートセット後測定され、今回は１９０℃、３分の第２工程向けに再度実装された。ｎｙとｎｚの有意な増加が観察され、ｎｘだけがわずかに低下し、第６及び第７ＰＥＴ表面薄層ケースの傾向と一致した。
【０１７８】
未処理ＰＥＮ表面薄層フィルム、第１ヒートセット後のフィル及びより厳しい第２ヒートセット後のフィルム全てについて、機械的な耐へこみ性／インプリント性を試験した。インプリント性を試験するため、感圧性接着剤が、フィルムの１つの表面に重ねられ、次にその表面が、ガラススライドに重ねられた。ミネソタ州セントポール（St. Paul）の３Ｍ社から入手できる一枚のＢＥＦ（商標）輝度増強フィルムには、そのミクロ非平坦化表面が１５０ｇ重量の暴露フィルム表面に接触して上部に定置され、緊密に接触させた。もたらされた圧力は、３．０４ｋＰａ（２００ｇ／平方インチ）と推測された。次にフィルムを８５℃で２４時間試験した。初期フィルム及び軽い第１ヒートセットを行ったフィルムは、適度にインプリント性であったが、有意なくぼみが起こった。第２のより厳しいヒートセットを行ったフィルムは、ほとんどくぼみが無かった。
【０１７９】
再度、米国特許第６，７８８，４６３号に記載されたようにローレンツ−ローレンスの関係の異方性類似体に従って屈折率の増加により推測した密度の推計増加を使用し、ヒートセットの結晶化度レベルに及ぼす影響を評価した。ＰＥＮの非晶質密度は、１．３２９ｇ／ｃｃ、完全な結晶密度は、１．４０７ｇ／ｃｃとして得られた。体積分極率は、０．８１５０１ｃｃ／ｇとして得られた。表４に示すように、解析は、結晶化度が、第１ヒートセット工程で非常にわずかに増加し、更に、屈折率変化の機構について、粘弾性緩和の１つとしての証拠を提供したことを示す。
【０１８０】
又、このことは、結晶化度のレベルがインプリント性の主な要因であることを示す。より極端なヒートセット後、フィルムは、約４８％と推測される非常に高いレベルの結晶化度を得た。このより結晶化した最終フィルムは、この明細書に示した実施例の中で最も高いレベルのインプリント性を示した。
【０１８１】
代表的な実施形態において、ＰＥＮは、ヒートセット後２８％を超える結晶化度を有する（例えば、実施例８）、他の代表的な実施形態において、ＰＥＮは、３０％を超える結晶化度を有する（例えば、第１ヒートセット後の実施例９）、他の代表的な実施形態において、ＰＥＮは、４８％を超える結晶化度を有する（例えば、第２ヒートセット後の実施例９）。
【０１８２】
実施例で示したように、第２又はその後のヒートセット工程は、所望のフィルム性状を得るため使用されてよい。
【表５】
2014221550.tif 000009
【０１８３】
ｃｏＰＥＮ実施例
コポリエステル実施例１０
ＰＥＮとＰＥＴの組成物中間体であるコポリエステルが、８５モル％のＰＥＮ（約０．５の固有粘度（ＩＶ）を有する）と１５モル％のＰＥＴ（約０．８の固有粘度（ＩＶ）を有する）のペレット混合物を押出成形機に投入することにより形成された。これらは、押出成形時、その場でエステル交換し、キャストされ、いわゆる８５／１５ｃｏＰＥＮを含む透明で未配向のキャストウェブを形成した。この材料を含むフィルムは、多層光学フィルム、例えば反射偏光子フィルムの複屈折層として使用されてよい。
【０１８４】
長さ６ｃｍ、幅２．５ｃｍのストリップを、キャストウェブから切り取り、実験室延伸装置で延伸した。ストリップは、１３０℃で１分間予備加熱され、その長さに沿い、その幅で拘束することなく、２０％／秒の公称延伸比で、延伸前のフィルムに定置された基準点により測定した５．５の最終延伸比まで延伸された。
【０１８５】
延伸後、フィルムは、室温まで冷却され、屈折率が、メトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）を使用し、６３２．８ナノメートルで長さ、幅及び厚さ方向に沿って各々１．８４３６、１．５６６８及び１．５５９５として測定された。従って、延伸後０．０６１の相対複屈折が得られた。
【０１８６】
次に、配向フィルムを、わずかな初期張力で長さに沿って実装し、幅で拘束せず、１７０℃で２分間加熱した。フィルムを再度冷却し、屈折率が、メトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）を使用し、６３２．８ナノメートルで長さ、幅及び厚さ方向に沿って各々１．８４０４、１．５７１８及び１．５４９２として測定された。従って、延伸後０．０８１の相対複屈折が得られた。
【０１８７】
コポリエステル実施例１１
８５／１５ｃｏＰＥＮを形成し、実施例１０と同じやり方で延伸した。この材料を含むフィルムは、多層光学フィルム、例えば反射偏光子フィルムの複屈折層として使用することが可能である。
【０１８８】
次に、配向フィルムを、わずかな初期張力で長さに沿って実装し、幅で拘束せず、１９０℃で３０秒間加熱した。フィルムを、更に１９０℃で９０秒以上加熱し、同時に延伸比を延伸後の初期５．５ｘからヒートセット後の４．７ｘまで減少した。フィルムを再度冷却し、屈折率が、メトリコンプリズムカップラー（Metricon Prism Coupler）を使用し、６３２．８ナノメートルで長さ、幅及び厚さ方向に沿って各々１．８１８５、１．５８２７及び１．５５７６として測定された。従って、延伸後０．１０１の相対複屈折が得られた。
【０１８９】
ポリカーボネート／コポリエステルブレンドの等方性の層を有するヒートセット一軸配向多層光学フィルム
比較例１
多層光学フィルム-ＰＥＮ／ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤ／ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤ反射偏光子
多層反射偏光子フィルムを、ポリエチレンナフタレートから作製された第１光学層、コポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤ）から作製された第２光学層、及びより高Ｔｇのコポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤ）から作製された表面薄層又は非光学層で構成した。
【０１９０】
上記ＰＥＮ及びＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤを多層融解マニホールドにより共押出し、２７５の第１及び第２光学層を交互に有する多層光学フィルムを作製した。この２７５層多層積み重ね体を、３つの部分に分割し、積み重ねて８２５層を形成した。ＰＥＮ層が、第１光学層であり、ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤ層が、第２光学層であった。又、第１及び第２光学層に加えて、ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤを含む非光学層の組を、ＰＢＬ（保護境界層）として光学層積み重ね体のどちらか一方の側に共押出した。又、ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤを含む２組の表面薄層を、追加の融解口を通してＰＢＬ非光学層の外側に共押出した。多層フィルム構成体は、ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤ表面薄層、ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤＰＢＬ、光学層ＰＥＮ／ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤの８２５の交互の層、及び第２表面薄層ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤの層の順であった。
【０１９１】
多層押し出しフィルムを、１５メートル／分（４５フィート／分）で冷却ロールにキャストし、オーブン内で１５０℃（３０２°Ｆ）で３０秒間乾燥し、次に５．５：１の延伸比で一軸配向した。配向後、延伸多層フィルムを、２００℃で１５秒間ヒートセットオーブンに通過させた。厚さ約１５０μ（６ミル）の反射偏光子フィルムを製造した、フィルムは、ウェブ処理に対して余りにも機械的に脆く、ロールに巻きつき、又は破断することなくフィルム部品に打抜けた。
【０１９２】
比較例２
多層光学フィルム-ＣｏＰＥＮ９０１０／ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａ／ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａ反射偏光子
多層反射偏光子フィルムを、コポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ９０１０）から作製された第１光学層、コポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａ）から作製された第２光学層、及びコポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａ）から作製された表面薄層又は非光学層で構成した。
【０１９３】
上記ＣｏＰＥＮ９０１０及びＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａを多層融解マニホールドにより共押出し、２７５の第１及び第２光学層を交互に有する多層光学フィルムを作製した。ＣｏＰＥＮ９０１０層が、第１光学層であり、ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａ層が、第２光学層であった。又、第１及び第２光学層に加えて、ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａを含む非光学層の組を、ＰＢＬ（保護境界層）として光学層積み重ね体のどちらか一方の側に共押出した。又、ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａを含む２組の表面薄層を、追加の融解口を通してＰＢＬ非光学層の外側に共押出した。多層フィルム構成体は、ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａ表面薄層、ＰＢＬ層、光学層ＣｏＰＥＮ９０１０／ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａの２７５の交互の層、及びＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａの表面薄層とＰＢＬ層の第２の組の順であった。
【０１９４】
多層押し出しフィルムを、１５メートル／分（４５フィート／分）で冷却ロールにキャストし、オーブン内で１５０℃（３０２°Ｆ）で３０秒間乾燥し、次に６．５：１の延伸比で一軸配向した。配向後、延伸多層フィルムを、２００℃で１５秒間ヒートセットオーブンに通過させた。厚さ約３７μ（１．５ミル）の反射偏光子フィルムを製造した、フィルムは、ウェブ処理に対して余りにも機械的に脆く、ロールに巻きつき、又は破断することなくフィルム部品に打抜けた。
【０１９５】
実施例３
多層光学フィルム-ＰＥＮ／ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨ／ＳＡ１１５反射偏光子フィルム
多層反射偏光子フィルムを、ポリエチレンナフタレートから作製された第１光学層、コポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨ）から作製された第２光学層、及びイーストマンケミカル社（Eastman Chemical CO.）から商標名「ＳＡ１１５」のもとで市販のシクロ脂肪族ポリエステル／ポリカーボネートブレンドから作製された表面薄層又は非光学層で構成した。
【０１９６】
上記ＰＥＮ及びＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨを多層融解マニホールドにより共押出し、２７５の第１及び第２光学層を交互に有する多層光学フィルムを作製した。この２７５層多層積み重ね体を、３つの部分に分割し、積み重ねて８２５層を形成した。ＰＥＮ層が、第１光学層であり、ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨ層が、第２光学層であった。第１及び第２光学層に加えて、又ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨを含む非光学層の組を、ＰＢＬ（保護境界層）として光学層積み重ね体のどちらか一方の側に共押出した。又、ＳＡ１１５表面薄層の２組を、追加の融解口を通してＰＢＬ非光学層の外側に共押出した。構成体は、ＳＡ１１５表面薄層、ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨＰＢＬ、ＰＥＮ及びＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨの光学層の８２５の交互の層、第２ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨＰＢＬ層、及び第２ＳＡ１１５表面薄層の順であった。
【０１９７】
多層押し出しフィルムを、１５メートル／分（４５フィート／分）で冷却ロールにキャストし、オーブン内で１５０℃（３０２°Ｆ）で３０秒間乾燥し、次に５．５：１の延伸比で一軸配向した。配向後、延伸多層フィルムを、２００℃で１５秒間ヒートセットオーブンに通過させた。厚さ約１５０μ（６ミル）の反射偏光子フィルムを製造した。このフィルムは、機械的に脆くなく、容易にフィルムロールに巻きつき、及び破断することなくフィルム部品に打抜けた。
【０１９８】
実施例４
多層光学フィルム-ＣｏＰＥＮ９０１０／ＳＡ１１５／ＳＡ１１５反射偏光子フィルム
多層反射偏光子フィルムを、ポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ９０１０）から作製された第１光学層、及びイーストマンケミカル社（Eastman Chemical CO.）からシリーズ商標名「ＳＡ１１５」のもとで市販のシクロ脂肪族ポリエステル／ポリカーボネートブレンドから作製された第２光学層及び表面薄層で構成した。
【０１９９】
このＣｏＰＥＮ９０１０をＳＡ１１５と共に多層融解マニホールドにより共押出し、２７５の第１及び第２光学層を交互に有する多層光学フィルムを作製した。ＣｏＰＥＮ９０１０層が、第１光学層であり、ＳＡ１１５層が、第２光学層であった。又、第１及び第２光学層に加えて、ＳＡ１１５を含む非光学層の組を、ＰＢＬ（保護境界層）として光学層積み重ね体のどちらか一方の側に共押出した。又、ＳＡ１１５を含む２つの表面薄層を、追加の融解口を通してＰＢＬ非光学層の外側に共押出した。構成体は、ＳＡ１１５外側表面薄層及びＰＢＬ層、ＣｏＰＥＮ９０１０とＳＡ１１５の２７５の交互の層、及びＳＡ１１５ＰＢＬと外側表面薄層の組の順であった。
【０２００】
多層押し出しフィルムを、２２メートル／分（６６フィート／分）で冷却ロールにキャストし、オーブン内で１３９℃（２８３°Ｆ）で３０秒間乾燥し、次に６：１の延伸比でほぼ正確に一軸配向した。配向後、延伸多層フィルムを、２００℃で１５秒間ヒートセットオーブンに通過させた。厚さ約３０μ（１．２ミル）の反射偏光子フィルムを製造した、フィルムは、機械的に脆くなく、容易にフィルムロールに巻きつき、及び破断することなくフィルム部品に打抜けた。
【０２０１】
上記実施例のために作製したポリマーの説明
ＰＥＮの製造
第１光学層を形成するため使用したポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は、以下の原料、ジメチルナフタレンジカルボキシレート（１３６ｋｇ）、エチレングリコール（７３ｋｇ）、酢酸マンガン（ＩＩ）（２７ｇ）、酢酸コバルト（ＩＩ）（２７ｇ）、及び酢酸アンチモン（ＩＩＩ）（４８ｇ）をバッチ反応器に投入し，合成した。０．２ＭＰａ（２気圧（１，５２０トル又は２ｘ１０５Ｎ／ｍ２））の圧力下、この混合物を２５４℃に加熱し、同時にメタノール（エステル交換反応副生成物）を除去した。３５ｋｇのメタノールを除去後、トリエチルホスホノアセテート（４９ｇ）を反応器に投入し、圧力を０．１３ｋＰａ（１トル（１３１Ｎ／ｍ２））まで徐々に下げ、同時に２９０℃に加熱した。固有粘度０．４８ｄＬ／ｇ（フェノール／ｏ−ジクロロベンゼン（６０／４０重量％）中で測定）を有するポリマーが製造されるまで縮合反応副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。
【０２０２】
ＣｏＰＥＮ９０１０の製造
第１光学層を形成するため使用したコポリエチレンナフタレート（ＣｏＰＥＮ９０１０）は、以下の原料、ジメチルナフタレンジカルボキシレート１２６ｋｇ、ジメチルテレフタレート１１ｋｇ、エチレングリコール７５ｋｇ、酢酸マンガン２７ｇ、酢酸コバルト２７ｇ、及び三酢酸アンチモン４８ｇをバッチ反応器に投入し，合成した。０．２ＭＰａ（２気圧（２ｘ１０５Ｎ／ｍ2））の圧力下、この混合物を２５４℃に加熱し、同時にメタノールを除去した。３６ｋｇのメタノールを除去後、トリエチルホスホノアセテート４９ｇを反応器に投入し、次に、圧力を０．１３ｋＰａ（１トル）まで徐々に下げ、同時に２９０℃に加熱した。フェノール／ｏ−ジクロロベンゼン（６０／４０重量％）中で測定した固有粘度０．５０ｄＬ／ｇを有するポリマーが製造されるまで縮合反応副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。
【０２０３】
ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤの製造
第２光学層を形成するため使用したコポリエチレン−ヘキサメチレンナフタレートポリマー（ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤ）は、以下の原料、ジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレート（８８．５ｋｇ）、ジメチルテレフタレート（５７．５ｋｇ）、１，６−ヘキサンジオール（４．７ｋｇ）、エチレングリコール（８１ｋｇ）、トリメチロールプロパン（２３９ｇ）、酢酸コバルト（ＩＩ）（１５ｇ）、酢酸亜鉛（２２ｇ）、及び酢酸アンチモン（ＩＩＩ）（５１ｇ）をバッチ反応器に投入し，合成した。混合物を、０．２ＭＰａ（２気圧（２ｘ１０５Ｎ／ｍ2））の圧力で温度２５４℃まで加熱し、反応させ、同時にメタノール反応生成物を除去した。反応を完結し、メタノール（約３９．６ｋｇ）を除去後、トリエチルホスホノアセテート（３７ｇ）を反応器に投入し、圧力を０．１３ｋＰａ（１トル（２６３Ｎ／ｍ2））まで下げ、同時に２９０℃に加熱した。フェノールとｏ−ジクロロベンゼンの６０／４０重量％混合物中で測定した固有粘度０．５６ｄＬ／ｇを有するポリマーが製造されるまで縮合副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。この方法で製造したＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤポリマーは、示差走査熱量計により温度上昇速度２０℃／分で測定したとき９４℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有した。ＣｏＰＥＮ５５４５ＨＤポリマーは、６３２ナノメートルで１．６１２の屈折率を有した。
【０２０４】
ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤの製造
第２光学層を形成するため使用したコポリエチレン−ヘキサメチレンナフタレートポリマー（ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤ）は、以下の原料、ジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレート（１１４．８ｋｇ）、ジメチルテレフタレート（３０．４ｋｇ）、１，６−ヘキサンジオール（５．９ｋｇ）、エチレングリコール（７５ｋｇ）、トリメチロールプロパン（２００ｇ）、酢酸コバルト（ＩＩ）（１５ｇ）、酢酸亜鉛（２２ｇ）、及び酢酸アンチモン（ＩＩＩ）（５１ｇ）をバッチ反応器に投入し，合成した。混合物を、０．２ＭＰａ（２気圧（２ｘ１０５Ｎ／ｍ２））の圧力で温度２５４℃まで加熱し、反応させ、同時にメタノール反応生成物を除去した。反応を完結し、メタノール（約３９．６ｋｇ）を除去後、トリエチルホスホノアセテート（３７ｇ）を反応器に投入し、圧力を０．１３ｋＰａ（１トル（２６３Ｎ／ｍ２））まで下げ、同時に２９０℃に加熱した。フェノールとｏ−ジクロロベンゼンの６０／４０重量％混合物中で測定した固有粘度０．５２ｄｌ／ｇを有するポリマーが製造されるまで縮合副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。この方法で製造したＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤポリマーは、示差走査熱量計により温度上昇速度２０℃／分で測定したとき１０２℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有した。ＣｏＰＥＮ７５２５ＨＤポリマーは、６３２ナノメートルで１．６２４の屈折率を有した。
【０２０５】
ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨの製造
第２光学層を形成するため使用したコポリエチレン−ヘキサメチレンナフタレートポリマー（ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨ）は、以下の原料、ジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレート（８０．９ｋｇ）、ジメチルテレフタレート（６４．１ｋｇ）、１，６−ヘキサンジオール（１５．４５ｋｇ）、エチレングリコール（７５．４ｋｇ）、トリメチロールプロパン（２ｋｇ）、酢酸コバルト（ＩＩ）（２５ｇ）、酢酸亜鉛（４０ｇ）、及び酢酸アンチモン（ＩＩＩ）（６０ｇ）をバッチ反応器に投入し，合成した。混合物を、０．２ＭＰａ（２気圧（２ｘ１０５Ｎ／ｍ２））の圧力で温度２５４℃まで加熱し、反応させ、同時にメタノール反応生成物を除去した。反応を完結し、メタノール（約４２．４ｋｇ）を除去後、トリエチルホスホノアセテート（５５ｇ）を反応器に投入し、圧力を０．１３ｋＰａ（１トル（２６３Ｎ／ｍ２））まで下げ、同時に２９０℃に加熱した。フェノールとｏ−ジクロロベンゼンの６０／４０重量％混合物中で測定した固有粘度０．５５ｄｌ／ｇを有するポリマーが製造されるまで縮合副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。この方法で製造したＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨポリマーは、示差走査熱量計により温度上昇速度２０℃／分で測定したとき８５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有した。ＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨポリマーは、６３２ナノメートルで１．６０１の屈折率を有した。
【０２０６】
ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａの製造
ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａポリマーの合成を以下の材料、ジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレート（４７．３ｋｇ）、ジメチルテレフタレート（１８．６ｋｇ）、１，４−シクロヘキサンジメタノール（４０．５ｋｇ）、ネオペンチルグリコール（１５ｋｇ）、エチレングリコール（４１．８ｋｇ）、トリメチロールプロパン（２ｋｇ）、酢酸コバルト（ＩＩ）（３６．３ｇ）、酢酸亜鉛（５０ｇ）、及び酢酸アンチモン（ＩＩＩ）（６５ｇ）を投入したバッチ反応器で行った。混合物を、０．２ＭＰａ（２気圧（２ｘ１０５Ｎ／ｍ２））の圧力で温度２５４℃まで加熱し、反応させ、同時にメタノール反応生成物を除去した。
【０２０７】
反応を完結し、メタノール（約１３．１ｋｇ）を除去後、第三級ブチルイソフタレート（４３．２ｋｇ）を反応器に投入した。約７．４ｋｇの水が除去され、反応が完結するまで、反応を２５４℃で継続した。トリエチルホスホノアセテート（７０ｇ）を反応器に投入し、圧力を０．１３ｋＰａ（１トル（２６３Ｎ／ｍ２））まで下げ、同時に２９０℃に加熱した。フェノールとｏ−ジクロロベンゼンの６０／４０重量％混合物中で測定した固有粘度０．６３２ｄｌ／ｇを有するポリマーが製造されるまで縮合副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。この方法で製造したＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａポリマーは、示差走査熱量計により温度上昇速度２０℃／分で測定したとき１０２℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有した。ＣｏＰＥＮ−ｔｂｉａポリマーは、１．５６７の屈折率を有した。
【０２０８】
本明細書で言及し又は引用した全ての特許、特許出願、仮出願及び文献は、全ての図及び表を含め、それらが、この明細書の明白な教示と矛盾しない限りそのまま参照により組み込まれる。
【０２０９】
本明細書に記載した実施例及び実施形態は、説明に役立つ目的だけのためであり、それらを考慮した様々な修正又は変更は、当業者に示唆されたもので、この出願の精神及び範囲内に含まれると理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月16日(2014.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０９】
本明細書に記載した実施例及び実施形態は、説明に役立つ目的だけのためであり、それらを考慮した様々な修正又は変更は、当業者に示唆されたもので、この出願の精神及び範囲内に含まれると理解されるべきである。
以下に、本願発明に関連する発明の実施の形態を列挙する。
実施形態１
光学フィルムを作製する方法であって、
複屈折を発現できる高分子材料を含んでなるフィルム（３２）を供給し、
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向し、及び
前記配向フィルム（３２）をヒートセットする、
ことを含む光学フィルム作製方法。
実施形態２
前記配向フィルム（３２）が、約０．２に等しいか又は約０．２を超える範囲の一軸特性度Ｕを示す、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記配向フィルム（３２）が、約０．７に等しいか又は約０．７を超える範囲の一軸特性度Ｕを示す、実施形態１に記載の方法。
実施形態４
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、該少なくとも１つの高分子材料のガラス転移温度を超え及びその高分子材料の融点未満の温度に加熱することを含んでなる、実施形態１に記載の方法。
実施形態５
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を約１秒〜約１０分の間加熱することを含んでなる、実施形態１に記載の方法。
実施形態６
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、該各高分子材料のガラス転移温度を超え及び該各高分子材料の融点未満の温度に加熱することを含んでなる、実施形態１に記載の方法。
実施形態７
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程を第１温度で実施し、及び
前記ヒートセット工程において、前記フィルム（３２）を前記第１温度よりも高い第２温度に加熱する、実施形態１に記載の方法。
実施形態８
複屈折を発現できる前記高分子材料が、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、及びシンジオタクチックポリスチレンから成る群から選択される、実施形態１に記載の方法。
実施形態９
複屈折を発現できる前記高分子材料が、ポリエステルを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態１０
複屈折を発現できる前記高分子材料が、半結晶質高分子を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態１１
前記フィルム（３２）が、更にポリエステル／ポリカーボネートブレンドをむ、実施形態１に記載の方法。
実施形態１２
前記配向光学フィルム（３２）が、反射偏光子である、実施形態１に記載の工程により作製される光学フィルム（３２）。
実施形態１３
前記配向光学フィルム（３２）が、多層反射偏光子又は拡散反射偏光子である、実施形態１２に記載の工程により作製される光学フィルム（３２）。
実施形態１４
前記配向光学フィルム（３２）が、補償素子である、実施形態１に記載の工程により作製される光学フィルム（３２）。
実施形態１５
フィルム（３２）を供給する前記行程が、フィルムひと巻きを供給する、実施形態１に記載の方法。
実施形態１６
フィルム（３２）を供給する前記行程が、押出成形機から前記フィルム（３２）を供給することを含んでなる、実施形態１に記載の方法。
実施形態１７
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率、前記延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率及び厚さ方向の初期屈折率を有するフィルム（３２）を供給し、並びに
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向と直交する前記面内方向の前記初期屈折率より大きい前記延伸方向と直交する前記面内方向の最終屈折率をもたらす、実施形態１に記載の方法。
実施形態１８
前記ヒートセット工程が、前記厚さ方向の前記初期屈折率より大きい前記厚さ方向の最終屈折率をもたらす、実施形態１７に記載の方法。
実施形態１９
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率、前記延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率及び厚さ方向の初期屈折率を有するフィルム（３２）を供給し、並びに
前記ヒートセット工程が、前記厚さ方向の前記初期屈折率より大きい前記厚さ方向の最終屈折率をもたらす、実施形態１に記載の方法。
実施形態２０
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率と厚さ方向の初期屈折率との初期差を有するフィルム（３２）を供給し、及び
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向と直交する前記面内方向の最終屈折率と前記厚さ方向の最終屈折率の最終差をもたらし、前記最終差が、前記初期差未満である、実施形態１に記載の方法。
実施形態２１
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率、前記延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率及び厚さ方向の初期屈折率を有するフィルム（３２）を供給し、及び
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向の前記初期屈折率より大きい前記延伸方向の最終屈折率をもたらす、実施形態１に記載の方法。
実施形態２２
フィルム（３２）を供給する前記行程が、延伸方向の初期屈折率と延伸方向と直交する面内方向の初期屈折率との初期差を有するフィルム（３２）を供給し、また
前記ヒートセット工程が、前記延伸方向の最終屈折率と前記延伸方向と直交する前記面内方向の最終屈折率との初期差をもたらし、前記最終差が前記初期差未満である、実施形態１に記載の方法。
実施形態２３
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）の非連続部分をテンター装置で延伸することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態２４
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を横方向に延伸することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態２５
更に、前記配向フィルム（３２）を冷却することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態２６
前記フィルム（３２）が、複数個の層を含み、及び
前記フィルム（３２）が、複数個の層を含み、及び
前記ヒートセット工程が、隣接した層間の接着を増加させる、実施形態１に記載の方法。
実施形態２７
前記フィルム（３２）が、有意なひずみ誘起結晶化が発生する延伸比であるひずみ誘起結晶点を有し、及び
前記フィルム（３２）を実質的に配向にする前記行程が、前記ひずみ誘起結晶点より大きい延伸比で前記フィルム（３２）を延伸することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態２８
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を第１延伸比で延伸方向に延伸することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を前記前記第１延伸比より大きい第２延伸比で前記延伸方向に延伸することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態２９
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を第１延伸比で延伸方向に延伸することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を前記前記第１延伸比より小さい第２延伸比で前記延伸方向に延伸することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３０
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する前記行程が、前記フィルム（３２）を第１延伸比で延伸方向に延伸することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を前記前記第１延伸比にほぼ等しい第２延伸比で前記延伸方向に延伸することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３１
前記フィルム（３２）が、初期密度を備え、また
前記ヒートセット工程が、前記初期密度より大きい最終密度を有する前記フィルム（３２）を生成する、実施形態１に記載の方法。
実施形態３２
フィルム（３２）を供給する前記行程が、層の少なくとも１つが非晶質材料を含む複数個の層を有するフィルム（３２）を供給することを含み、また
前記ヒートセット工程が、前記非晶質材料を含む前記層の非晶質特性を保持することを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３３
前記非晶質材料が、ポリカーボネート又はポリカーボネートとコポリエステルのブレンドを含む、実施形態３２に記載の方法。
実施形態３４
更に、第２ヒートセット工程を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３５
フィルム（３２）を加工する方法であって、
フィルム（３２）を機械方向に沿って搬送すると同時に前記フィルム（３２）の対向する端部部分を保持する工程、
前記対向する端部部分を広がった曲線状経路に沿って移動することにより前記フィルム（３２）を延伸して延伸フィルム（３２）を形成する工程、及び
前記延伸フィルム（３２）をヒートセット工程を含む方法。
実施形態３６
前記広がった経路が、実質的に放物線状である、実施形態３５に記載の方法。
実施形態３７
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、そのフィルムの少なくとも１つの高分子構成成分のＴｇを超える温度に加熱することを含む、実施形態３５に記載の方法。
実施形態３８
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、そのフィルムのすべての高分子構成成分のＴｇを超える温度に加熱する、実施形態３５に記載の方法。
実施形態３９
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、前記フィルム（３２）のＴｇと融点の間の温度に加熱することを含む、実施形態３５に記載の方法。
実施形態４０
前記フィルム（３２）の延伸工程は、前記フィルム（３２）を、４を超過する延伸比まで延伸することを含む、実施形態３５に記載の方法。
実施形態４１
実施形態３５に記載の工程により作製されるフィルム（３２）。
実施形態４２
３３％を超える結晶化度を有するポリエチレンテレフタレートを含む光学フィルム（３２）。
実施形態４３
３６％を超える結晶化度を有するポリエチレンテレフタレートを含む、実施形態４２に記載の前記光学フィルム（３２）。
実施形態４４
３９％を超える結晶化度を有するポリエチレンテレフタレートを含む、実施形態４２に記載の前記光学フィルム（３２）。
実施形態４５
２８％を超える結晶化度を有するポリエチレンナフタレート（napthalate）を含む光学フィルム（３２）。
実施形態４６
３０％を超える結晶化度を有するポリエチレンナフタレート（napthalate）を含む、実施形態４５に記載の前記光学フィルム（３２）。
実施形態４７
４８％を超える結晶化度を有するポリエチレンナフタレート（napthalate）を含む、実施形態４５に記載の前記光学フィルム（３２）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学フィルムを作製する方法であって、
ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、及びシンジオタクチックポリスチレンから成る群から選択される、複屈折を発現できる高分子材料を含んでなるフィルム（３２）を供給する工程、
前記フィルム（３２）を実質的に一軸配向する工程であって、ここで、前記配向フィルム（３２）が、０．２に等しいか又は０．２を超える範囲の一軸特性度Ｕを示す工程、及び
前記フィルム（３２）をヒートセットする工程を含み、
前記ヒートセット工程が、前記フィルム（３２）を、該少なくとも１つの高分子材料のガラス転移温度を超えかつ融点未満の温度に１秒〜１０分の間加熱することを含む光学フィルム作製方法。
【外国語明細書】
2014221550000001.pdf