JP6861182B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
光学フィルムの製造方法の一例として、連続フィルム支持体の表面に、活性エネルギー線により硬化する組成の塗布液を塗布し、乾燥させて硬化性層を形成する硬化性層形成工程と、形成された硬化性層に活性エネルギー線を照射して硬化させる硬化工程と、を有し、連続フィルム支持体の表面に目的とする光学機能層を形成する方法が知られている。
このように、活性エネルギー線を照射することで硬化性層を硬化させる場合、雰囲気中の酸素が硬化性層の硬化反応を阻害する要因となっていることが知られている。
特許文献1には、走行する帯状の可撓性支持体の表面に形成された活性線硬化樹脂よりなる塗布膜に複数台の活性線照射手段により活性線を照射して塗布膜を硬化させる塗布膜の硬化方法において、1台以上の活性線照射手段により活性線が照射された可撓性支持体を次段の活性線照射手段に走行させるまでの間、塗布膜を脱酸素雰囲気に保つ塗布膜の硬化方法が開示されている。そして、特許文献1には、複数台の活性線照射手段同士の間に密閉空間を形成し、密閉空間内に不活性ガスを供給すること、及び、塗布膜に対する活性線の照射を、塗布膜を有する可撓性支持体を加温したバックアップロールに巻き掛けて行うことが開示されている。
接合部には、連結方法の違いにより様々な形態がある。例えば、基材の一方面に粘着剤層を有する粘着材料(いわゆる粘着テープ)を貼り付けて連結する場合、連結される2つのフィルムの各端部を両面から粘着テープで挟んで繋ぎ合わせる。接合部は、連結される2つのフィルムが予期しない微小な角度を持って連結されたり、接合部がフィルムより厚くなるために剛性又は熱膨張が大きく異なる場合がある。
ここにいう、回復できない強いシワ(皺)とは、フィルム幅方向に波形が連続しフィルム搬送方向に長く伸びた撚れから派生してバックアップロールの表面で互いに折り重なってできる皺(いわゆる「乗り上げシワ(Riding up wrinkles)」)を指す。
そして、通常、接合部に起因したツレシワは、接合部がバックアップロールから離れて遠ざかると、バックアップロール上でフィルムが伸ばされてツレシワは解消するが、ツレシワが強かったり上手く引き伸ばされない等の要因が重なると、回復できない強いシワに変化することがある。
殊に、フィルムの接合部以外のツレシワの発生が弱い箇所では、フィルム表裏にある程度の温度差があってもシワへの影響は問題にならない(つまり乗り上げシワにならない)が、接合部より下流側の後続のフィルムを、強いツレシワが発生している状態で搬送させ、バックアップロールによりツレシワのあるフィルムに表裏の温度差ができた場合、ツレシワに応力が加わって乗り上げシワに変化する場合がある。
特許文献3に記載のハードコートフィルムの製造方法においても、不活性ガスが、活性エネルギー線が照射される活性エネルギー線硬化性樹脂層の表面に供給される態様であり、フィルムの表裏で温度差が生じた際には、上記と同様に温度差に起因した乗り上げシワがフィルムに発生するおそれがある。
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、フィルムの連結部分である接合部を有する連続フィルム支持体(ウェブ)上の硬化性層を不活性雰囲気に曝された状態で硬化させる場合に、ウェブの乗り上げシワの発生が抑制される光学フィルムの製造方法を提供することにある。
<1> フィルム同士が接合された接合部を有し、かつ、硬化性層が塗設された連続フィルム支持体を搬送する第1工程と、不活性ガスが第1の供給流量で供給される活性エネルギー線照射部内で、加熱されたバックアップロールに巻き掛けられた上記の連続フィルム支持体の巻き掛け領域の硬化性層に活性エネルギー線を照射する第2工程と、を有し、
第2工程において、活性エネルギー線照射部内を接合部が通過する間の少なくとも一部、及び連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる地点とこの地点から搬送方向下流4mの地点との間を接合部が通過する間の少なくとも一部の少なくとも一方は、不活性ガスを第2の供給流量で供給し、第1の供給流量f1と第2の供給流量f2とは下記式1を満たす、光学フィルムの製造方法である。
f1>f2 式1
<2> 活性エネルギー線照射部内を接合部が通過する間の少なくとも一部、及び連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる地点とこの地点から搬送方向下流4mの地点との間を接合部が通過する間の少なくとも一部の少なくとも一方における、第1の供給流量f1に対する第2の供給流量f2の比率が50%以下である<1>に記載の光学フィルムの製造方法である。
<3> 活性エネルギー線照射部内を接合部が通過する間の少なくとも一部、及び連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる地点とこの地点から搬送方向下流4mの地点との間を接合部が通過する間の少なくとも一部の少なくとも一方における、第1の供給流量f1に対する第2の供給流量f2の比率が20%以下である<1>又は<2>に記載の光学フィルムの製造方法である。
<4> バックアップロールの表面温度が、80℃以上160℃以下である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法である。
<5> 第2工程は、更に、搬送された連続フィルム支持体の接合部がバックアップロールに接触する前に、上記の式1を満たす範囲に不活性ガスの供給流量を調整する、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法である。
<7> 第2工程の前に、硬化性層が塗設された連続フィルム支持体を予熱する第3工程を有する<1>〜<6>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法である。
<8> 連続フィルム支持体の幅長が、200mm以上2000mm以下である<1>〜<7>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法である。
<9> 連続フィルム支持体の厚みが、3μm以上100μm以下である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法である。
<10> 不活性ガスの第1の供給流量f1が、5m3/h以上300m3/h以下である<1>〜<9>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法である。
<11> 連続フィルム支持体に硬化性層が形成された積層体の総厚は、3.1μm以上115μm以下である<1>〜<10>のいずれか1つに記載の光学フィルムの製造方法。
第2工程において、(1)活性エネルギー線照射部内を接合部が通過する間の少なくとも一部、及び(2)連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる地点とこの地点から搬送方向下流4mの地点との間を接合部が通過する間の少なくとも一部、の少なくとも一方は、不活性ガスを第2の供給流量で供給し、第1の供給流量f1と第2の供給流量f2とが下記式1を満たす。
f1>f2 ・・・式1
乗り上げシワが発生した後のシワの解消は必ずしも容易に行えないため、乗り上げシワが発生する前に、シワが発生しにくい環境に整えることが重要である。
これにより、硬化性層が塗設されたウェブ(好ましくは、厚みが3μm〜100μmの薄手フィルム)を用いて光学フィルムを製造する際、供給される窒素ガスによりウェブの片面だけが冷やされることで発生する面外方向の力を抑制し、バックアップロール上でシワが発生しやすい状態、例えば、フィルムの連結部分である接合部における連結角度の誤差、又は接合部とフィルムとの間の剛性の差もしくは熱膨張差等に起因して波形変形しやすい状態を緩和することができる。
特に、フィルム同士を接合して連結した接合部を有するウェブを搬送する場合、接合部が加熱されたバックアップロール上、つまり活性エネルギー線照射部内にある間は温度差が生じやすいため、式1を満たすことによる温度差の抑制効果は大きい。また、接合部がバックアップロールから離れた後の特定の区間、つまり接合部が、ウェブがバックアップロールから離れる地点とこの地点から搬送方向下流4mの地点との間にある際は、一般に波形変形(ツレシワ)が解消する傾向にある。そのため、搬送方向下流4mの地点までの区間の温度が下がり過ぎないように調整することができれば、ツレシワが乗り上げシワに変化するのを効果的に防ぐことができる。
即ち、本開示の光学フィルムの製造方法は、一定の区間において式1を満たすことで、発生する温度差の抑制効果が大きくなり、乗り上げシワへ発展するのを防ぐことができる。
本開示における第1工程では、フィルム同士が接合された接合部を有し、かつ、硬化性層が塗設された連続フィルム支持体を搬送する。
連続フィルム支持体として用いられるポリマーフィルムの材料の例には、セルロースアシレート(例えば、セルローストリアセテート(トリアセチルセルロース、屈折率1.48;TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート)、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等)、ポリエーテルスルホン、アクリル樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート等)、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリ(メタ)アクリルニトリル、脂環式構造を有するポリマー(例えば、ノルボルネン系樹脂(商品名「アートン(登録商標)」、JSR社)、非晶質ポリオレフィン(例えば、商品名「ゼオネックス(登録商標)」、日本ゼオン社))などが挙げられる。
このうち、光学異方性の低さ等の点から、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及び脂環式構造を有するポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
連続フィルム支持体の厚みは、バックアップロールへの巻き掛けに対する適用性が高い点等から、15μm以上がより好ましく、材料コストの点から、80μm以下が好ましい。中でも、連続フィルム支持体の厚みは、20μm以上60μm以下がより好ましく、30μm以上50μm以下が更に好ましい。
本開示の光学フィルムの製造方法では、複数のフィルムの端部同士を接合して長尺状の連続フィルム支持体を作製する工程(接合工程)を有していてもよい。接合工程を設けた場合には、連続フィルム支持体に既述の接合部が形成されることになる。
接合は、公知の接合方法を用いて行うことができる。
フィルム同士の接合には、接着剤、又は粘着テープ(例えば、基材上に粘着層を有する粘着材料)等を用いることができる。
本開示の光学フィルムの製造方法では、第1工程の前に、連続フィルム支持体に硬化性層を塗設する工程(硬化性層形成工程)を設けることができる。
塗布には、塗布手段として公知の塗布装置を適用することができる。
塗布装置としては、例えば、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等を利用した装置が挙げられる。
乾燥には、乾燥手段として公知の乾燥装置を適用することができる。
乾燥手段としては、例えば、オーブン、温風機、赤外線(IR)ヒーター等が挙げられる。
乾燥条件は、用いた塗布液の種類、塗布量、搬送速度等に応じて決定されればよく、例えば、30℃〜140℃の範囲で10秒〜10分間行うことが好ましい。
硬化性層の厚みとしては、0.1μm以上15μm以下が好ましく、0.5μm以上5μm以下がより好ましい。連続フィルム支持体に硬化性層が形成された際の総厚が小さいほど、後述する第2工程におけるシワの発生が生じやすい。そのため、硬化性層の厚みは小さいほど、シワの発生抑制効果が得られ易い。
図1に示すように、巻回された連続フィルム支持体(ウェブ)Fは、その先端が送り出されると、まず、塗布手段の例である塗布装置1により活性エネルギー線により硬化する組成の塗布液の塗布が行われる。その後、塗布により形成された硬化性層は、乾燥手段である乾燥装置2における乾燥領域にて乾燥される。
このようにして、ウェブ上には、活性エネルギー線により硬化する組成の塗布液を塗布及び乾燥して得られる硬化性層が形成される。
本開示における第2工程では、不活性ガスが第1の供給流量で供給される活性エネルギー線照射部内で、加熱されたバックアップロールに巻き掛けられた連続フィルム支持体の巻き掛け領域の硬化性層に活性エネルギー線を照射する。
活性エネルギー線照射部には、通常、不活性ガスが第1の供給流量で供給される。不活性ガスが供給されることで、活性エネルギー線照射部の内部は不活性ガスで置換され、不活性雰囲気が形成される。
ノズルは、外部の不活性ガス供給手段に他端で接続されたガス供給管の一端に取り付けられ、不活性ガスを吐出(例えば、放出もしくは噴射等)できるものを使用できる。
不活性ガスを供給するためのノズルは、活性エネルギー線照射部のいずれの位置に設置されていてもよく、不活性ガスの吐出方向にも制限はない。ノズルの設置位置は、例えば図1又は図2に示すように、ノズル36a及びノズル36bが設置されている位置としてもよく、ノズル36a又はノズル36bに示される矢印方向を不活性ガスの吐出方向としてもよい。
不活性ガスを加熱手段により加熱する態様による場合、加熱手段は、例えば図1に示すようにノズル36aから反応室3内に供給される不活性ガスを予め加熱する手段であってもよいし、反応室内に供給される不活性ガスを反応室内にて加温する手段であってもよい。例えば、活性エネルギー線照射部に供給される不活性ガスは、活性エネルギー線照射部の外部温度より高い温度域に加温されてから供給されてもよい。
以上のように、活性エネルギー線照射部の雰囲気又は供給される不活性ガス等が加温されることにより、シワの発生の低減効果がより期待できる。
上記の点に対し、本開示の光学フィルムの製造方法は、不活性ガス又は反応室の内壁を加熱手段で加熱する方法に比べ、より低コストに行える利点がある。
不活性ガスの供給流量は、ノズルの吐出口又はノズルと接続された供給管にフローメータを取り付けて測定することができる。
バックアップロール上で連続フィルム支持体の長手方向に与えられる張力としては、100N/m〜600N/mが好ましい。
なお、ラップ角とは、連続フィルム支持体がバックアップロールに接触する際の連続フィルム支持体の搬送方向と、バックアップロールから連続フィルム支持体が離間する際の連続フィルム支持体の搬送方向と、からなる角度をいう。
本工程で用いられる活性エネルギー線としては、照射する硬化性層中に活性種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はない。
活性エネルギー線としては、例えば、α線、γ線、X線、紫外線(UV)、赤外線、可視光線、電子線等が挙げられる。これらのうち、活性エネルギー線としては、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から、紫外線又は電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
活性エネルギー線を照射するための光源としては、上述の活性エネルギー線を照射する光源が挙げられる。光源は、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から、紫外線を照射する光源が好ましい。
紫外線を照射する光源としては、例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー(例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザー)、発光ダイオード、陰極線管等を挙げることができる。
紫外線を照射する光源から発せられる紫外線のピーク波長は、200nm〜400nmが好ましい。
本工程で用いられる不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、及びネオンガス等の希ガス、並びに、炭酸ガス等が挙げられ、中でも、窒素ガスが好ましい。
バックアップロールには、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。
バックアップロールとしては、例えば、表面がハードクロムメッキされたものを好ましく用いることができる。
メッキの厚みは、導電性と強度とを確保する観点から40μm〜60μmが好ましい。
また、バックアップロールの表面粗さは、連続フィルム支持体とバックアップロールとの摩擦力のバラツキを低減させる点から、表面粗さRaにて0.1μm以下が好ましい。
バックアップロールの表面温度を上記の温度にすることで、硬化性層の硬化速度を上げることができ、巻き掛けられる連続フィルム支持体の温度制御を行うこともできる。
バックアップロールの温度制御手段には、加熱手段及び冷却手段がある。加熱手段としては、誘導加熱、水加熱、油加熱等が用いられ、冷却手段としては、冷却水による冷却が用いられる。
f1>f2 ・・・式1
フィルム同士を接合して連結した接合部を有するウェブを搬送する場合、接合部が加熱されたバックアップロール上、つまり活性エネルギー線照射部内にある間は特に温度差が生じやすいため、上記式1を満たすと温度差の抑制効果が大きい。
また、バックアップロールから離れた後の特定の区間、つまり接合部が、連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる離間地点と離間地点から搬送方向下流4mの地点との間の搬送路にある間は、一般に波形変形(ツレシワ)が解消する傾向にある。そのため、搬送方向下流4mの地点までの区間の温度が下がり過ぎないように調整することができれば、ツレシワが乗り上げシワに変化するのを効果的に防ぐことができる。
即ち、本開示の光学フィルムの製造方法は、一定の区間において式1を満たすことで、発生する温度差の抑制効果が大きくなり、乗り上げシワへ発展するのを防ぐことができる。
第2の供給流量f2の比率が50%以下であると、シワの発生を飛躍的に軽減することができる。
中でも、上記した第1の供給流量f1に対する第2の供給流量f2の比率(=f2/f1×100)としては、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、0(ゼロ)%であること(即ち、第2の供給流量がゼロであること)が特に好ましい。
即ち、上記の通り、活性エネルギー線照射部内にある間はウェブ表裏の温度差が大きくなりやすく、また、バックアップロールから離れた後の特定の区間はシワが起きにくい環境に整えることが望ましいことから、活性エネルギー線照射部内の通過時及びバックアップロールの離間地点から下流4mまでの通過時において不活性ガスの供給流量を減じることが効果的である。
具体的には、接合部が活性エネルギー線照射部内を通過する間のうち、接合部がバックアップロールから離れる離間地点(例えば図1の点Q)から上流1mまでの間の少なくとも一部と、連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる離間地点(例えば図1の点Q)と離間地点(例えば点Q)から搬送方向下流4mの地点との間を接合部が通過する間のうち、離間地点から搬送方向下流2mまで(好ましくは下流4mまで)の地点までの間の少なくとも一部と、において第2の供給流量f2を維持していることが好ましい。
活性エネルギー線照射部内では、供給された不活性ガスによるフィルム表裏での温度差を招来しやすいため、バックアップロールで加熱される前(例えば図1のように、バックアップロールに接する地点(接触地点)Pへ到達する前)にf1>f2を満たす範囲に調整することで、シワの発生をより抑えやすくなる。
具体的には、接合部がバックアップロールに接触する接触地点(例えば図1の点P)に到達する前にf1>f2を満たすことが好ましい。
図1に示すように、塗膜である硬化性層が形成されたウェブ(連続フィルム支持体)Fは、不活性ガスの例である窒素ガスが第1の供給流量f1で供給される活性エネルギー線照射部の例である反応室3内にて、活性エネルギー線の例である紫外線の照射が行われる。具体的には、硬化性層が形成されたウェブFは、反応室3内にてバックアップロール34に巻き掛けられ、光源32から塗膜である硬化性層に紫外線が照射される。
この際、反応室3内には、ノズル36aから窒素ガスが供給されるが、既述のように、ウェブの接合部が反応室3内を通過する間、及び接合部がバックアップロール34から離れる離間地点Qの下流4mまでの距離を通過する間の少なくとも一方は、窒素ガスを第2の供給流量f2で供給し、第1の供給流量f1と第2の供給流量f2とが特定の関係式(上記の式1)を満たす範囲で調整される。
これにより、硬化性層を不活性雰囲気下で硬化させる際に生じやすいウェブの乗り上げシワの発生を効果的に抑制することができる。
本開示の光学フィルムの製造方法は、第2工程の前に、硬化性層が塗設された連続フィルム支持体を予熱する第3工程(以下、「予熱工程」ともいう。)を有していることが好ましい。
予熱工程を有することで、硬化性層を有するウェブが加熱された状態で第2工程へと搬送され、バックアップロールに接触することになるため、硬化性層が形成された側とバックアップロールに接触する側との温度差が生じ難くなり、シワの発生がより効果的に抑制される。
接触加熱方法としては、硬化性層が形成されたウェブに加熱されたロール、ベルト等を接触させる方法が挙げられる。
また、非接触加熱方法としては、硬化性層が形成されたウェブに対して、温風を吹き付けて加熱する方法、赤外線ヒータを用いて輻射熱をあてて加熱する方法、雰囲気が加熱された加熱ゾーン内をウェブを通過させて加熱する方法等が挙げられる。
予熱工程の具体例の一つとして、例えば図1及び図2に示されるように、硬化性層が形成されたウェブFを所望温度に温調された温調ロール4に接触させて加熱してもよい。なお、硬化性層が形成されたウェブFの温度制御の精度を高めるためには、温調ロール4に硬化性層が形成されたウェブFを巻き掛けて搬送すればよい。
つまり、硬化性層が形成されたウェブに対する加熱温度は、60℃〜250℃が好ましく、80℃〜250℃がより好ましく、80℃〜150℃が更に好ましい。
予熱工程で加熱されたウェブの加熱温度は、ウェブの表面を非接触温度計又は非接触温度センサを用いて測定される温度である。
つまり、温度T3は、温度T2を基準として±20℃以内であることが好ましい。
また、硬化性層が形成されたウェブが加熱された後、活性エネルギー線照射部への搬送途中で温度低下することを考慮すると、温度T3>温度T2の関係を満たすことが好ましい。
光学機能層としては、位相差フィルムにおける光学異方性層、反射防止フィルムにおける反射防止層、防眩フィルムにおける防眩層、レンチキュラーシートのレンチキュラーレンズ層等が挙げられる。
つまり、本開示の光学フィルムの製造方法によれば、光学異方性層を有する位相差フィルム、反射防止層を有する反射防止フィルム、防眩層を有する防眩フィルム、レンチキュラーレンズ層を有するレンチキュラーシート等が得られる。
以下、本開示の光学フィルムの製造方法の一例として、位相差フィルムの製造方法について説明する。
位相差フィルムは、連続フィルム支持体(ウェブ)上に、液晶層の液晶化合物を一定方向に並べるため配向規制力を備える配向層と、配向され、かつ、固定化された液晶化合物を含む光学異方性層(以下、「液晶層」ともいう)と、がこの順に設けられたものである。
位相差フィルムにおける配向層は、液晶層の液晶化合物を一定方向に並べるため配向規制力が付与されているものであれば、特に制限はない。
位相差フィルムにおける配向層は、例えば、ラビング方式で液晶化合物に対する配向規制力を付与された配向層、具体的には、ラビング処理が施された有機化合物(好ましくはポリマー)の層を挙げることができる。
ここで、ラビング方式とは、配向層形成用材料を含む塗膜(以降、配向層用塗膜ともいう)の表面をラビング布にて一定方向に擦ることで、塗膜に液晶化合物に対する配向規制力を与える方式である。また、配向層用塗膜の表面をラビング布にて一定方向に擦る処理をラビング処理という。
配向層の形成に用いられる配向層形成用材料としては、以下に示す有機化合物と有機化合物を溶解する溶剤とを含むことが好ましい
有機化合物としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリカーボネート等のポリマー、並びに、シランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。
好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ポリビニルアルコール、及びアルキル基(好ましくは炭素数6以上のアルキル基)を有するアルキル変性ポリビニルアルコールが挙げられる。
配向層形成用材料に用いるポリマーとしては、特に、アルキル変性ポリビルアルコールが好ましく、炭素原子数6〜14のアルキル基が、−S−、−(CH3)C(CN)−、又は−(C2H5)N−CS−S−を介してポリビニルアルコールの末端又は側鎖に結合しているアルキル変性ポリビルアルコールが好ましい。
配向層用塗膜の膜厚は、0.1μm〜5μmが好ましく、0.2μm〜1μmがより好ましい。
ラビング方式の場合には、連続フィルム支持体に形成された配向層用塗膜の表面をラビング布にて一定方向に擦ればよい。
ラビング処理としては、特に制限はなく、公知の方法が適用可能である。具体的には、ラビング処理として、配向層用塗膜の表面を、紙、ガーゼ、フェルト、ゴム、ナイロン、ポリエステル繊維等のラビング布にて一定方向に擦る方法が挙げられる。一般的には、均一性のある長さ及び太さの繊維が平均的に植毛されたラビング布を用いて、数回程度、配向層用塗膜の表面を擦る、といったラビング処理が行われる。
以上のようにして、液晶化合物に対する配向規制力を備えた配向層が形成される。
以上のようにして形成された配向層上には、液晶層形成用材料の硬化性層(以下、「液晶層用硬化性層」ともいう)が形成されることが好ましい。その後、液晶層用硬化性層中の液晶化合物の配向と固定とがなされ、液晶層(即ち、光学異方性層)が得られる。
液晶層形成用材料は、棒状液晶化合物又は円盤状液晶化合物を含有し、更に、重合性化合物、架橋性化合物、キラル剤、配向制御剤、重合開始剤、配向助剤等の公知のその他の成分を含有していてもよい。
棒状液晶化合物としては、アゾメチン系化合物、アゾキシ系化合物、シアノビフェニル系化合物、シアノフェニルエステル系化合物、安息香酸エステル系化合物、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系化合物、シアノフェニルシクロヘキサン系化合物、シアノ置換フェニルピリミジン系化合物、アルコキシ置換フェニルピリミジン系化合物、フェニルジオキサン系化合物、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル系化合物が好ましく用いられる。
棒状液晶化合物には、上記のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。
重合性基を有する棒状液晶化合物としては、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号公報、同5622648号公報、同5770107号公報、国際公開第95/22586号、同第95/24455号、同第97/00600号、同第98/23580号、同第98/52905号、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び特開2001−328973号公報などに記載の化合物が挙げられる。
更に、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報、特開2007−279688号公報等に記載のものも好ましく用いることができる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報、特開2010−244038号公報等に記載のものを好ましく用いることができる。
液晶層用硬化性層中の液晶化合物の配向を固定する前には、液晶層用硬化性層中の液晶化合物の配向処理を行うことが好ましい。
配向処理は、室温等により乾燥させる、又は加熱することにより行うことができる。
配向処理で形成される液晶は、サーモトロピック性をもつ液晶化合物の場合、一般に温度又は圧力の変化により転移させることができる。また、リオトロピック性をもつ液晶化合物の場合には、溶媒量等の組成比によっても転移させることができる。
棒状液晶化合物がスメクチック相を発現する温度領域では、棒状液晶化合物がスメクチック相を発現するまで一定時間加熱する必要がある。加熱時間は、10秒間〜5分間が好ましく、10秒間〜3分間が更に好ましく、10秒間〜2分間が最も好ましい。
また、液晶化合物の配向を、液晶層用硬化性層と形成する際の乾燥とは別に行ってもよい。
液晶層用硬化性層中の液晶化合物の配向の固定には、熱重合又は活性エネルギー線による重合で、液晶層用硬化性層を硬化することで行うことが好ましい。本開示の光学フィルムの製造方法が位相差フィルムの製造方法である場合、活性エネルギー線を用いた液晶化合物の配向の固定が、既述の第2工程に該当する。
重合性を有する液晶化合物を用いる場合、活性エネルギー線の照射量が少ないと、未重合の液晶化合物が残存し、光学特性の温度変化、経時劣化等の起きる原因となる。そのため、残存する未重合の液晶化合物の割合が5%以下になるように照射条件を決めることが好ましい。
(ウェブの準備)
幅1340mm、厚み40μmのセルローストリアセテートフィルム(TACフィルム;TD40UL、富士フイルム株式会社)の一端に、別の同種のTACフィルムの一端を同一平面上で突き合わせて長手方向が直線になるように位置決めした。そして、互いに突き合わせた2つのTACフィルムを粘着テープで全幅に亘って両面に貼り付けて連結した。このようにして、接合部を有するウェブを作製した。
粘着テープには、厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)の一方面に粘着層として厚み100μmの両面テープを貼り付けたものを使用した。
2つのTACフィルムの連結部分である接合部は、PET/両面テープ/TACフィルム/両面テープ/PETの積層構造となっており、合計厚みは440μmである。
長さ1000m、幅1340mm、厚み40μmのセルローストリアセテートフィルムTD40UL(富士フイルム株式会社)からなる連続フィルム支持体の片面に、アルキル変性のポリビニルアルコール(ポバールMP−203、クラレ社)の2質量%水溶液を、連続フィルム支持体1m2当り25ml塗布後、60℃で60秒乾燥させることにより、乾燥膜厚0.5μmの配向層用塗膜を形成した。そして、配向層用塗膜が形成された連続フィルム支持体を、30m/分の搬送速度で搬送させながら、配向層用塗膜の表面にラビング処理を施し、厚み0.5μmの配向層を形成した。
続いて、図1と同様に構成された装置を用意し、下記の組成を混合して調製した液晶層形成用材料を、バーコーターを用いて配向層上に塗布した。液晶層形成用材料が塗布された連続フィルム支持体を、膜面温度150℃として60秒間加熱して乾燥し、乾燥膜厚が2μmの液晶層用硬化性層を形成した(硬化性層形成工程)。なお、接合部の前後10mは、バーコーターを塗布点より離脱し、塗布を行わなかった。
ウェブに液晶層用硬化性層が形成された積層体の総厚は、42.5μmである。
逆波長分散液晶性化合物R−2 100質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア819、BASF社)
含フッ素化合物A 0.8質量部
架橋性ポリマー O−2(ガラス転移温度Tg:10℃) 0.3質量部
クロロホルム 588質量部
次に、液晶層用硬化性層を有する連続フィルム支持体(ウェブ)Fを搬送させ(ライン速度:20m/分;第1工程)、表面温度を120℃に調整した直径600mmの加熱ロール4に液晶層用硬化性層を有するウェブFを当接させた。このようにして、液晶層用硬化性層を有するウェブFを加熱した(第3工程)。
続いて、反応室3内にて、バックアップロール(直径:500mm、材質:ステンレス)にラップ角90℃で巻き掛け、巻き掛けられた領域の液晶層用硬化性層に対し、空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社)を用いて紫外線(活性エネルギー線)を照射した(第2工程)。ここでの紫外線の照射量は、300mJ/cm2であった。
実施例及び比較例で作製した位相差フィルムに対して、以下の方法で乗り上げシワの発生の頻度を測定した。結果を表1に示す。
具体的には、作製した位相差フィルムの末端(巻き終わり側の端部)から0m〜1mmの領域について、幅方向全体に亘って乗り上げシワの発生状態を目視にて観察し、乗り上げシワの有無を確認した。シワ発生率は、N回の接合部通過の中で乗り上げシワが発生した回数をnとし、N=10として以下の式より算出した。
シワ発生率(%)=n/N×100
特に、活性エネルギー線照射部内を接合部が通過する間と、連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる地点とこの地点から搬送方向下流4mの地点との間を接合部が通過する間とにおいて、当初流量である第1の供給流量より少ない第2の供給流量f2を維持した実施例1〜4では、乗り上げシワの発生抑制に対する効果がより顕著であった。
2・・・乾燥装置(乾燥手段)
3・・・反応室(活性エネルギー線照射部)
4・・・加熱ロール
32・・・光源
34・・・バックアップロール
36a、36b・・・ノズル
F・・・ウェブ(連続フィルム支持体)
P・・・連続フィルム支持体とバックアップロールとが接する接触地点
Q・・・連続フィルム支持体(特に接合部)がバックアップロールから離れる離間地点
Claims (9)
- フィルム同士が接合された接合部を有し、かつ、硬化性層が塗設された連続フィルム支持体を搬送する第1工程と、
不活性ガスが第1の供給流量で供給される活性エネルギー線照射部内で、加熱されたバックアップロールに巻き掛けられた前記連続フィルム支持体の巻き掛け領域の硬化性層に活性エネルギー線を照射する第2工程と、
を有し、
前記第2工程において、活性エネルギー線照射部内を前記接合部が通過する時間中の少なくとも一部、及び連続フィルム支持体がバックアップロールから離れる地点と前記地点から搬送方向下流4mの地点との間を前記接合部が通過する時間中の少なくとも一部の少なくとも一方は、不活性ガスを第2の供給流量で供給し、前記第1の供給流量f1に対する前記第2の供給流量f2の比率が20%以下である、光学フィルムの製造方法。 - 前記バックアップロールの表面温度が、60℃以上160℃以下である請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記第2工程は、更に、搬送された連続フィルム支持体の前記接合部が前記バックアップロールに接触する前に、下記式1を満たす範囲に不活性ガスの供給流量を調整する、請求項1又は請求項2に記載の光学フィルムの製造方法。
f1>f2 式1 - 前記第2工程は、活性エネルギー線照射部内を前記接合部が通過する時間中の少なくとも一部、及び連続フィルム支持体が前記バックアップロールから離れる地点と前記地点から搬送方向下流4mの地点との間を前記接合部が通過する時間中の少なくとも一部において、第2の供給流量f2を維持する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記第2工程の前に、前記硬化性層が塗設された連続フィルム支持体を予熱する第3工程を有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記連続フィルム支持体の幅長が、200mm以上2000mm以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 前記連続フィルム支持体の厚みが、3μm以上100μm以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 不活性ガスの第1の供給流量f1が、5m3/h以上300m3/h以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 連続フィルム支持体に硬化性層が形成された積層体の総厚は、3.1μm以上115μm以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
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