(57)【要約】【課題】フィルムの流れ方向の厚みムラが小さく、厚み精度の高いフィルムの製造方法およびこの方法により製造されるフィルム、ならびにこのフィルムを用いて製造される厚みムラ・位相差ムラがない位相差フィルムを提供する。【解決手段】溶融した熱可塑性樹脂をＴダイ１からフィルム状に押し出して、冷却ロール２とタッチロール３間に供給するとともに、これら２本のロール２，３で挟圧することによりフィルムを製造する方法において、Ｔダイから押し出されたフィルム４をこれら２本のロール２，３で挟圧する前に、いずれか一方のロール（冷却ロール２）に接触させておく。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した熱可塑性樹脂をＴダイからフィルム状に押し出して２本のロール間に供給するとともに、これら２本のロールで挟圧することによりフィルムを製造する方法において、
前記Ｔダイから押し出されたフィルムを前記２本のロールで挟圧する前に、いずれか一方のロールに接触させておくことを特徴とするフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記２本のロールは、弾性を有しないロールと弾性を有するロールからなり、
前記Ｔダイから押し出されたフィルムが最初に接触するロールが、弾性を有しないロールであることを特徴とする請求項１記載のフィルムの製造方法。
【請求項３】
前記２本のロールは、異なる外径に設定され、
前記Ｔダイから押し出されたフィルムが最初に接触するロールが、他方のロールよりも大径に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のフィルムの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の方法により製造されるフィルムであって、
平均厚みｄが２００μｍ以下で、かつフィルム流れ方向の厚みムラが３．３×１０−３ｄμｍ／５ｍｍ以下であることを特徴とするフィルム。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂からなることを特徴とする請求項４記載のフィルム。
【請求項６】
請求項４または５に記載のフィルムを少なくとも横一軸方向に延伸することにより製造される位相差フィルムであって、
前記フィルムを延伸した後の位相差フィルムの流れ方向の位相差ムラが、平均位相差をＲｎｍとしたときに３．３×１０−３Ｒｎｍ／５ｍｍ以下であることを特徴とする位相差フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学用途やディスプレイ分野などに用いられるフィルムに関し、詳しくは、押出成形により得られるフィルムの製造方法、およびこの方法により製造されるフィルム、ならびにこのフィルムを用いて製造される位相差フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコン、携帯電話、自動車や機械の計器類等に大量に使用されている液晶ディスプレイには、液晶の複屈折に由来する光学歪みを補償する目的で位相差フィルムが用いられている。
【０００３】
この位相差フィルムにおいて、フィルムの厚み精度が悪い場合には、位相差ムラによるスジ状の色ムラが発生するため、液晶ディスプレイの品質に悪影響を及ぼし、大きな問題となっていた。
【０００４】
特に、５０μｍ以下の位相差フィルムでは、位相差フィルムの位相差値のバラツキが０．７ｎｍ／５ｍｍ以上になると、スジ状の色ムラが容易に視認される程度にまで顕著になる。
【０００５】
このような位相差ムラを小さくするには、位相差フィルムの厚みムラを小さくする必要があり、そのためには位相差フィルムの原反となるフィルムの押出成形工程で厚み精度の高いフィルムを成形することが必要になる。
【０００６】
そこで、位相差フィルムの原反として用いられるフィルムの製造方法として、非晶性の熱可塑性樹脂を溶融押出法により製膜するに際し、２本のロールでフィルムを挟圧して成形する方法が従来から提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００７】
これらの先行技術文献に記載されたフィルムの製造方法では、まず、押出機に取り付けられたダイから、溶融状態の熱可塑性樹脂がフィルム状に押し出される。そして、この押し出されたフィルムが冷却ロールとタッチロールの間に供給され、これら２本のロールで挟圧することにより、フィルムを製造している。
【特許文献１】特開２００４−１４９６３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３３０６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
位相差フィルムにおいて、フィルム流れ方向の位相差ムラ、すなわちフィルム幅方向に平行な方向のスジ状の色ムラは、フィルム流れ方向においてランダムな周期で厚みムラが発生することにより生じている。
【０００９】
ところで、一般的に位相差フィルムは、原反となるフィルムを一定方向に延伸することにより製造される。
【００１０】
このフィルムを延伸するときに、延伸方向がフィルム流れ方向と同方向（縦延伸）である場合には、フィルム流れ方向の厚みムラが緩和されると同時に、厚みムラの間隔が大きくなるため、位相差フィルムとして成形した状態では、色ムラが目立ちにくい。
【００１１】
一方、延伸方向がフィルム幅方向に平行な方向（横延伸またはテンター延伸）である場合には、フィルム流れ方向の厚みムラ緩和の効果はなく、位相差フィルムとして成形した状態では、色ムラが目立つようになってしまう。
【００１２】
このため、ランダムな周期で発生するフィルムの流れ方向の厚みムラを改善し、スジ状の色ムラがない位相差フィルムを製造する方法が強く要望されている。
【００１３】
ところが、上記従来例のようにＴダイからフィルム状に押し出した熱可塑性樹脂を冷却ロールとタッチロールの２本のロール間に供給し、これら２本のロールで挟圧することによりフィルムを製造する方法では、押し出されたフィルムが、Ｔダイのリップ先端のエッジ部に接触することにより、リップマーク（横段）が発生するといった現象が生じていた。そして、このリップマークが、フィルムの流れ方向に発生する厚みムラを生じる原因となっていた。
【００１４】
このようなリップマークは、押し出されたフィルムがリップ先端では樹脂粘度が低くて変形しやすいため、Ｔダイのリップ先端から、押し出されたフィルムが冷却ロールと最初に接触する接点までの区間（以下「エアギャップ」という。）においてフィルムが振動した場合に強く発現する。
【００１５】
ところで、フィルム幅方向の厚みムラを小さくするためには、Ｔダイから押し出されたフィルムが冷却ロールに最初に接触する接線と、２本のロールの接線とを一致させるように設定し、熱可塑性樹脂を均一かつ急速に冷却することが有効であることが知られている。
【００１６】
しかし、このようなフィルム製造方法において、フィルムを挟圧するロールとして冷却ロールと弾性タッチロールを用いた場合、タッチロールが挟圧部分で弾性変形するために、冷却ロールと比べてタッチロールの回転振れおよび周速変動が大きくなってしまう。
【００１７】
したがって、Ｔダイから押し出されたフィルムがタッチロールに最初に接触した場合、タッチロールの回転変動の影響により、フィルムの振動が発生する。
【００１８】
また、タッチロールの回転変動が小さい場合においても、フィルムを冷却ロールとタッチロールとの接線上に導く際に、フィルムの自由振動や気流による外乱などの影響により、フィルムを常に冷却ロールとタッチロールとの接線上に最初に接触し続けることは困難である。このため、冷却ロールに最初に接触したり、タッチロールに最初に接触することがランダムな周期で繰り返され、フィルムの張力変動を生じ、フィルムの振動が発生する。
【００１９】
さらに、Ｔダイリップと冷却ロールとの平行度誤差や、エアギャップにおけるフレアの影響により、フィルムを冷却ロールとタッチロールとの接線と平行な一直線の形状を保持したままドローすることは困難である。このためフィルム幅方向においても、Ｔダイから押し出されたフィルムが冷却ロールに最初に接触したり、タッチロールに最初に接触することがランダムな周期で繰り返され、フィルムの張力変動を生じ、フィルムの振動が発生する。
【００２０】
さらにまた、以下のような要因によって、Ｔダイから押し出されたフィルムと冷却ロールとの接点位置が変動するために、エアギャップにおいてランダムな周期のフィルム振動が発生することがある。
【００２１】
すなわち、フィルム幅方向においてタッチロール表面をフィルム面と均一に密着させるために、タッチロールの有効幅がフィルム幅より短く設定されていることから、タッチロールによって挟圧されないフィルム端部では、フィルム両端部のネックインに伴う変動のために、冷却ロールの接点位置が一定とならない。あるいは、２本のロールの外径が異なる場合には、フィルムがロールと接触する際にエアの巻き込みが発生し、ロールの曲率半径が小さいほど接点におけるエアの巻き込みが多くなり、フィルムとロールとの密着性が低下し、接点位置が変動しやすくなる。
【００２２】
本発明は、このような事情に鑑み創案されたもので、フィルムの流れ方向の厚みムラが小さく、厚み精度の高いフィルムの製造方法およびこの方法により製造されるフィルム、ならびにこのフィルムを用いて製造されるスジ状の色ムラがない位相差フィルムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的を達成するため、本発明は、溶融した熱可塑性樹脂をＴダイからフィルム状に押し出して２本のロール間に供給するとともに、これら２本のロールで挟圧することによりフィルムを製造する方法において、前記Ｔダイから押し出されたフィルムを前記２本のロールで挟圧する前に、いずれか一方のロールに接触させておくことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、Tダイから押し出されたフィルムが常にいずれか一方のロールに最
初に接触するので、このフィルムが２本のロールのいずれかにランダムな周期で最初に接触することがなく、そのために生じるフィルムの張力変動が発生することがない。このようにフィルムの張力変動が生じないので、エアギャップにおけるフィルムの振動の発生が防止される。したがって、Tダイのリップ先端のエッジ部と押し出されたフィルムとの接
触に起因するリップマークの発生を防止し、フィルムの流れ方向において発生する厚みムラを小さくすることができる。
【００２５】
また、本発明は、前記２本のロールは、弾性を有しないロールと弾性を有するロールからなり、前記Ｔダイから押し出されたフィルムが最初に接触するロールが、弾性を有しないロールであることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、Ｔダイから押し出されたフィルムを弾性を有するロールで挟圧するので、このフィルム面に密着するとともにフィルムに対する押圧力が幅方向に分散、均一化されるため、挟圧されたフィルムに厚みムラが生じにくくなる。
【００２７】
また、Tダイから押し出されたフィルムが常に弾性を有しないロールに最初に接触し、
弾性を有するロールには最初に接触しないので、このロールの弾性変形に起因する回転変動の影響によるフィルム振動の発生を防止することができる。したがって、Tダイのリッ
プ先端のエッジ部とフィルムとの接触に起因するリップマークの発生を防止し、フィルムの流れ方向において発生する厚みムラを小さくすることができる。
【００２８】
なお、弾性を有するロールは弾性タッチロールを用いることが好ましく、外周面の回転振れ精度は、１００μｍ以下とすることが好ましい。さらにタッチロールゴム層の硬度はＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠して測定されたデュロメータ硬さが５０Ａ〜８０Ａの範囲に設定されていることが好ましい。
【００２９】
また、弾性を有しないロールの外周面の回転振れ精度は、３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３０】
さらに、Ｔダイのリップクリアランスは、狭い方が好ましく、フィルムの引取速度は、速い方が好ましい。そして、熱可塑性樹脂の温度は、低い方がフィルム張力が増加するため、好ましい。この樹脂温度は、金型温度で制御し、樹脂のガラス転移温度Ｔｇ＋１００℃〜Ｔｇ＋１３０℃に設定するのが好ましい。
【００３１】
なお、このようなフィルムをクリーンルームで製造する場合、室内の気流によるフィルム揺れを防止するために、室内の圧力変動を２Ｐａ以下、室内空調の給気風速を０．４ｍ／ｓ以下に設定することが好ましい。
【００３２】
上記構成において、前記２本のロールを、異なる外径に設定し、前記Ｔダイから押し出されたフィルムが最初に接触するロールを、他方のロールよりも大径に形成しても有効である。
【００３３】
また、本発明は、上記いずれか記載の方法により製造されるフィルムであって、平均厚みｄが２００μｍ以下で、かつフィルム流れ方向の厚みムラが３．３×１０−３ｄμｍ／５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００３４】
このフィルムにおいて、前記熱可塑性樹脂がノルボルネン系樹脂からなる場合は、光学特性に優れ、厚さ精度に優れたものとすることができる。
【００３５】
さらに、本発明は、上記のフィルムを少なくとも横一軸方向に延伸することにより製造される位相差フィルムであって、前記フィルムを延伸した後の位相差フィルムの流れ方向の位相差ムラが、平均位相差をＲｎｍとしたときに３．３×１０−３Ｒｎｍ／５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００３６】
この場合において、位相差フィルムの原反となるフィルムを横一軸方向に延伸する方法としては、例えば、フィルムを加熱炉の中に連続的に通過させながら、横方向に所定の速度及び倍率で拡幅した後、冷却・固化することによる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、フィルムの流れ方向の厚みムラが小さく、厚み精度の高いフィルムの製造方法およびこの方法により製造されるフィルム、ならびにこのフィルムを用いて製造されるスジ状の色ムラがない位相差フィルムを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３９】
図１および図２には、本発明の方法を実施するフィルムの製造装置の概略構成が示されている。図中、１はTダイ、２は冷却ロール、３はタッチロールである。
【００４０】
この製造装置は、溶融した熱可塑性樹脂をＴダイ１からフィルム状に押し出して、冷却ロール２とタッチロール３間に供給するとともに、これら２本のロール２，３で挟圧し、Ｔダイ１から押し出されたフィルム４を２本のロール２，３で挟圧する前に、冷却ロール２に接触させておくように構成されたものである。
【００４１】
Ｔダイ１は、押出機Ａに取り付けられており、冷却ロール２は弾性を有しないロールからなり、タッチロール３は弾性を有するロールからなっている。
【００４２】
また、冷却ロール２はタッチロール３よりも大径に形成されており、図１に示すように、Ｔダイから押出されたフィルム４が、冷却ロール２に最初に接触した後、タッチロール３に接触し、続いてこれら２本のロール２，３で挟圧されるように図られている。
【００４３】
このように、Ｔダイ１から押し出されたフィルム４が常に冷却ロール２に最初に接触するので、このフィルム４が冷却ロール２とタッチロール３のいずれかにランダムな周期で最初に接触することがなく、そのために生じるフィルムの張力変動が発生することがない。このようにフィルムの張力変動が生じないので、エアギャップ（図１中の符号ｇ）におけるフィルムの振動の発生が防止される。したがって、Ｔダイ１のリップ先端のエッジ部とフィルム４との接触に起因するリップマークの発生を防止し、フィルムの流れ方向において発生する厚みムラを小さくすることができる。
【００４４】
このように本発明は、上述した製造装置を用い、Ｔダイ１から溶融した熱可塑性樹脂をフィルム状に押し出し、このフィルム４を冷却ロール２とタッチロール３とで挟圧する前に冷却ロール２に接触させてフィルムを製造するものである。
【００４５】
次に、上述した製造装置を用いて、フィルムを製造し、得られたフィルムを延伸して位相差フィルムを製造するのであるが、実施例１〜４と比較例１とを製造しているので、表１に示して説明する。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
まず、実施例１，２および比較例１〜４のフィルムの原材料とする熱可塑性樹脂には、熱可塑性ノルボルネン系樹脂（日本ゼオン社製、商品名「ＺＥＯＮＯＲ１４２０」、Ｔｇ=１３５℃）を用い、１１０℃の温度で３時間予備乾燥した。
【００４８】
なお、溶融粘度（流れ特性試験機（キャピログラフ）により測定）は、２８０℃においては、１５２０Pa・ｓであった。
【００４９】
また、製造はクリーンルームにて行い、室内を給気風速０．２ｍ／ｓで換気した。
【００５０】
さらに、用いた製造装置の仕様は以下のとおりである。
【００５１】
押出機Ａは、口径１００ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２の単軸式押出機を用いた。
【００５２】
Ｔダイ１は、有効幅１９００ｍｍのものを用いた。
【００５３】
冷却ロール２は、３本ロール方式を採用し、外径が３００ｍｍ、有効幅が１８００ｍｍ、材質がＳ４５Ｃ、表面がＨＣｒメッキ仕上げのものであって、回転振れ精度が１５μｍ以下の熱媒体循環加熱方式の温度調節機構（オイルを熱媒体として用いる）が備えられたものである。
【００５４】
タッチロール３は、外径を２００ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍの３水準とした。それぞれ有効幅が１８００ｍｍ、ゴム層厚みが５ｍｍ、ゴム硬度が６０Ａ（タイプＡデュロメータ（テクロック社製「ＧＳ−７１９Ｎ」）により測定）、ニッケルからなる厚みが０．２５ｍｍの金属スリーブを有し、表面がＣｒメッキ仕上げのものであって、回転振れ精度が５０μｍ／３６０°以下かつ５μｍ／２０°以下（レーザー変位計システム（キーエンス社製「ＬＫ０３５」）により測定）に設定されたものである。
【００５５】
このような仕様の製造装置を用い、以下の押出成形条件でフィルムを押し出し成形により製造した。
【００５６】
押出機Ａからの押出速度が１００ｋｇ／ｈ、Ｔダイ１の温度が２８０℃、Ｔダイ１のリップ隙間が０．８ｍｍ、エアギャップが９０ｍｍ、冷却ロール２の温度が１２０℃、タッチロール３の温度が１００℃、フィルムの有効幅が１６００ｍｍのものとする。
【００５７】
（実施例１）
実施例１の製造条件について説明する。
【００５８】
（ａ）Ｔダイから押し出されたフィルム４が最初に接触するロールは、冷却ロール２とする。
（ｂ）タッチロールの外径は２００ｍｍとする。
【００５９】
(実施例２)
実施例２の製造条件は、上記実施例１の（ｂ）、つまりタッチロールの外径を３００ｍｍとし、その他の条件は上記実施例１と同じとする。
【００６０】
（実施例３）
実施例３の製造条件は、上記実施例１の（ａ）、つまりフィルム４が最初に接触するロールをタッチロール３とし、その他の条件は上記実施例１と同じとする。
【００６１】
（実施例４）
実施例４の製造条件は、上記実施例１の（ｂ）、つまりタッチロールの外径を３５０ｍｍとし、その他の条件は上記実施例１と同じとする。
【００６２】
（比較例１）
比較例１の製造条件は、上記実施例１の（ａ）、つまりフィルム４が冷却ロール２とタッチロール３の接線に最初に接触するようにし、その他の条件は上記実施例１と同じとする。
【００６３】
ここで、上述した実施例１〜４および比較例１の製造条件で製造した各フィルムについて、フィルムの厚さ（平均）、フィルム流れ方向厚みムラを測定し、これらのフィルムを延伸した後のフィルムについて、目視によるスジ状ムラを調べて評価した。
【００６４】
なお、フィルムは以下の条件により横一軸方向に延伸した。
【００６５】
延伸方式は、テンタークリップ方式を用い、延伸倍率を２倍、フィルム長さ方向の走行速度を１０ｍ／ｍｉｎ、延伸ゾーン長を７ｍ、歪み速度を０．０２４／ｓｅｃ、予熱温度を１５０℃、延伸温度を１４５℃、熱処理温度を１４０℃、冷却温度を１００℃とした。
【００６６】
また、得られたフィルムの厚さ測定については、フィルム厚さ測定器（セイコーＥＭ社製、商品名「Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ１２４０」）により測定した。
【００６７】
フィルム流れ方向の厚みムラの測定については、フィルム幅方向中央部を任意の位置から流れ方向に１０００ｍｍの区間をとり、流れ方向に１ｍｍ間隔で１００１点の厚みを測定し、連続する６点における最大値と最小値の差を求めて、求めたすべての値の平均値をもって厚みムラとした。
【００６８】
延伸後のスジ状ムラについては、横一軸方向に延伸したフィルムをＡ４サイズ相当の大きさの透明ガラスに貼り付け、偏光板を通して目視によりスジ状ムラの有無を評価し、スジ状ムラが目視不可能なものを◎、殆ど目視できないものを○、わずかに目視できるものを△、はっきり目視できるものを×で評価した。
【００６９】
ここで、結果について表１を参照して説明する。まず、フィルムの厚さは、実施例１〜４、および比較例１ともに、６９．５μｍで等しかった。また、流れ方向厚みムラは、実施例１および２が０．１（μｍ／５ｍｍ）、実施例３が０．４（μｍ／５ｍｍ）、実施例４が０．３（μｍ／５ｍｍ）、比較例１が０．５（μｍ／５ｍｍ）であった。そして、延伸後のフィルムの目視によるスジ状ムラは、実施例１および２が◎であり、実施例３は△、実施例４は○、比較例１は×であった。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態について、製造条件の一例としての実施例について説明したが、上述した実施例に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、フィルムの流れ方向の厚みムラが小さく、厚み精度の高いフィルムの製造方法およびこの方法により製造されるフィルム、ならびにこのフィルムを用いて製造されるスジ状の色ムラがない位相差フィルムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係るフィルムの製造装置の一部を模式的に示す概略図である。
【図２】本発明に係るフィルムの製造装置の全体を模式的に示す概略図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  Ｔダイ
２  冷却ロール
３  タッチロール
４  Ｔダイから押し出されたフィルム
【図１】
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【図２】
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