KR20170132162A

KR20170132162A - 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름

Info

Publication number: KR20170132162A
Application number: KR1020177026646A
Authority: KR
Inventors: 타카오 코바야시
Original assignee: 니폰 제온 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-12-01
Also published as: TW201641256A; CN107405822B; TWI702133B; WO2016158353A1; CN107405822A; US20180093409A1; KR102496307B1; JPWO2016158353A1; JP6791128B2

Abstract

오븐을 통과하도록 장척의 수지 필름을 반송하면서, 파지자에 의해 오븐 내에서 수지 필름을 연신하여, 그 폭 방향에 대하여 평균으로 10°이상 80°이하의 각도 범위에 지상축을 갖는 장척의 연신 필름을 제조하는, 연신 필름의 제조 방법으로서, 상기 오븐이, 연신 존 및 열 고정 존을 상류로부터 이 순서로 갖고, 상기 제조 방법이, 수지 필름의 양단부를 파지자에 의해 파지하는 공정과, 연신 존에 있어서 수지 필름을 연신하는 공정과, 열 고정 존에 있어서 수지 필름을 파지자로부터 개방하는 공정과, 열 고정 존에 있어서 파지자로부터 개방된 수지 필름에 Tg - 10℃를 초과하고 Tg 미만의 온도에서 10초 이상 열처리를 실시하는 공정을 포함하는 제조 방법.

Description

연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름

본 발명은, 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름에 관한 것이다.

장척의 수지 필름을 연신하여 장척의 연신 필름을 제조하는 경우, 텐터 연신기를 사용하는 경우가 있다. 텐터 연신기를 사용한 제조 방법에서는, 통상, 장척의 수지 필름을 반송하면서 연신하여, 장척의 연신 필름을 연속적으로 얻는다. 이러한 연신 필름은, 가열되면 열 수축에 의한 치수 변화를 일으키는 경우가 있다. 이에, 상기와 같은 열 수축을 억제하기 위하여, 종래부터 여러 가지 기술이 개발되어 왔다(특허문헌 1~4 참조).

일본 공개특허공보 소51-46372호 일본 특허 제2999379호 일본 특허 제4400707호 일본 공개특허공보 2014-194483호(대응 타국 공보: 유럽 특허출원공개 제2980613호 명세서)

연신 필름에 있어서는, 통상, 당해 연신 필름에 포함되는 중합체의 분자가 연신 방향으로 배향하고 있다. 그 때문에, 상기의 연신 필름은, 통상, 연신 방향에 평행 또는 수직한 방향으로 지상축을 갖는다. 열 수축은 분자의 배향 방향에 있어서 크게 발생하는 경향이 있으므로, 연신 필름에서는, 일반적으로, 지상축 방향과 평행 또는 수직한 방향에서 열 수축이 특히 커진다.

연신 필름에는, 통상, 연신에 의해 리타데이션이 발현되고 있다. 그 때문에, 연신 필름은, 리타데이션을 갖는 위상차 필름으로서 사용되는 경우가 있다. 이와 같이 위상차 필름으로서 사용하기 위한 연신 필름은, 당해 위상차 필름을 다른 광학 부재와 조합하는 경우의 광학축의 조정을 용이하게 하기 위하여, 당해 연신 필름의 폭 방향에 평행하지 않고 수직도 아닌 경사 방향으로 지상축을 갖는 것이 요망된다. 이에, 근년에는, 상기와 같이 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름을 효율적으로 제조하는 관점에서, 수지 필름을 경사 방향으로 연신하여 제조되는 경사 연신 필름이 주목받고 있다.

그런데, 경사 연신 필름은, 경사 방향에 있어서 특히 큰 열 수축이 발생하는 경향이 있어, 특허문헌 1~4에 기재된 종래의 기술에 의해 열 수축을 충분히 억제하기가 어려웠다. 특히, 특허문헌 1~3 기재의 방법에서는, 큰 열 수축이 발생하여 연신 필름의 평면성이 손상되어, 주름이 발생하는 경우가 있었다.

본 발명은 상기의 과제를 감안하여 창안된 것으로, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 평면성이 우수하며, 또한 열 수축이 억제된 연신 필름의 제조 방법; 그리고, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 평면성이 우수하며, 또한 열 수축이 억제된 연신 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여, 오븐 내에서 파지자에 의해 수지 필름을 경사 방향으로 연신하여 연신 필름을 제조하는 제조 방법에 대하여 검토하였다. 그 결과, 본 발명자는, 연신 후에 오븐 내에서 수지 필름을 파지자로부터 개방하고, 개방된 수지 필름에 오븐 내에서 소정의 열처리를 실시함으로써, 주름의 발생을 억제하면서 열 수축을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 하기와 같다.

〔1〕 오븐을 통과하도록 장척의 수지 필름을 반송하면서, 상기 수지 필름의 양단부를 파지한 파지자에 의해 상기 오븐 내에서 상기 수지 필름을 연신하여, 그 폭 방향에 대하여 평균으로 10°이상 80°이하의 각도 범위에 지상축을 갖는 장척의 연신 필름을 제조하는, 연신 필름의 제조 방법으로서,

상기 오븐이, 연신 존 및 열 고정 존을 상류로부터 이 순서로 갖고,

상기 제조 방법이,

상기 수지 필름의 양단부를 상기 파지자에 의해 파지하는 공정과,

상기 연신 존에 있어서, 상기 수지 필름을 연신하는 공정과,

상기 열 고정 존에 있어서, 상기 수지 필름을 상기 파지자로부터 개방하는 공정과,

상기 열 고정 존에 있어서, 상기 파지자로부터 개방된 상기 수지 필름에, Tg - 10℃를 초과하고 Tg 미만의 온도(Tg는, 상기 수지 필름을 형성하는 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다.)에서 10초 이상 열처리를 실시하는 공정을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.

〔2〕 상기 수지 필름에 열처리를 실시하는 공정에 있어서의 상기 수지 필름의 반송 장력이, 100 N/cm² 이상 300 N/cm² 이하인, 〔1〕의 연신 필름의 제조 방법.

〔3〕 열가소성 수지로 이루어지는 장척의 연신 필름으로서,

상기 연신 필름의 폭 방향에 대하여 평균으로 10°이상 80°이하의 각도 범위에 지상축을 갖고,

Tg - 18℃(Tg는, 상기 열가소성 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다.)에서 1시간 유지한 경우의 지상축 방향의 열 수축률이, 0.1%~0.3%인, 장척의 연신 필름.

〔4〕 두께가, 10 μm~50 μm인, 〔3〕 기재의 장척의 연신 필름.

본 발명에 의하면, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 평면성이 우수하며, 또한 열 수축이 억제된 연신 필름의 제조 방법; 그리고, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 평면성이 우수하며, 또한 열 수축이 억제된 연신 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 텐터 장치 및 트리밍 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 장치의 하류 부분을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 연신 필름의 제조 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 텐터 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 열 수축률을 측정하기 위하여 사용하는 시료편을 모식적으로 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.

이하의 설명에 있어서, 「장척」의 필름이란, 폭에 대하여 적어도 5배 이상의 길이를 갖는 필름을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖는 필름을 말하고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름을 말한다. 필름의 폭에 대한 길이의 비의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100,000배 이하로 할 수 있다.

이하의 설명에 있어서, 「상류」 및 「하류」란, 별도로 언급하지 않는 한, 필름 반송 방향의 상류 및 하류를 나타낸다.

이하의 설명에 있어서, 필름의 면내 리타데이션은, 별도로 언급하지 않는 한, (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 여기서, nx는, 필름의 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 필름의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 필름의 두께를 나타낸다. 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 590 nm이다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 용어 「(메트)아크릴」은, 「아크릴」 및 「메타크릴」을 포함하는 용어이다.

이하의 설명에 있어서, 요소의 방향이 「평행」, 「수직」 및 「직교」란, 별도로 언급하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내, 예를 들어 ±5°의 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 된다.

이하의 설명에 있어서, 장척의 필름의 경사 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 그 필름의 면내 방향으로서, 그 필름의 폭 방향에 평행도 아니고 수직도 아닌 방향을 나타낸다.

이하의 설명에 있어서, 「편광판」 및 「파장판」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들어 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.

[1. 제1 실시형태]

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 연신 필름(20)의 제조 장치(10)를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이 도 1에 있어서, 텐터 장치(100)에서는 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 도시는 생략하고 있다. 또한, 도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 텐터 장치(100) 및 트리밍 장치(300)를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 연신 필름(20)의 제조 장치(10)는, 연신 장치로서의 텐터 장치(100), 온도 조정 장치로서의 오븐(200), 개방 장치로서의 트리밍 장치(300), 반송 롤(400), 그리고, 장력 조정 장치로서의 인취 장치(500)를 구비한다. 이 제조 장치(10)는, 권출 롤(30)로부터 수지 필름(40)을 풀어내고, 풀려나온 수지 필름(40)을 텐터 장치(100)를 사용하여 오븐(200) 내에서 연신하여, 연신 필름(20)을 제조할 수 있도록 설치되어 있다.

또한, 이 제조 장치(10)는, 연신된 수지 필름(40)의 전체를 연신 필름(20)으로서 얻는 것은 아니며, 연신된 수지 필름(40)으로부터 불필요 부분인 폭 방향의 양단부(41 및 42)를 잘라 제거하고, 남은 중간 부분(43)에 상당하는 수지 필름으로부터 연신 필름(20)을 얻도록 설치되어 있다. 도 1에 있어서는, 수지 필름(40)의 중간 부분(43)과 양단부(41 및 42)의 경계선을 파선으로 나타낸다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 연신된 수지 필름(40)으로부터 양단부(41 및 42)를 잘라 제거하여 얻어지는 수지 필름을, 잘라 제거하기 전의 수지 필름(40)과 구별하기 위하여, 임의로 「잔류 수지 필름」이라고 부른다. 또한, 이 잔류 수지 필름은, 잘라 제거하기 전의 수지 필름(40)의 중간 부분(43)에 상당하기 때문에, 당해 중간 부분(43)과 동일한 부호 「43」을 붙여 설명한다.

〔1.1. 수지 필름(40)〕

수지 필름(40)을 형성하는 수지로는, 통상, 열가소성 수지를 사용한다. 이러한 열가소성 수지의 예로는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 폴리올레핀 수지; 노르보르넨 수지 등의 지환식 구조 함유 중합체 수지; 디아세틸셀룰로오스 수지 및 트리아세틸셀룰로오스 수지 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리케톤술파이드 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 폴리페닐렌옥사이드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리프로필렌 수지, 셀룰로오스계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, (메트)아크릴산에스테르-비닐 방향족 화합물 공중합체 수지, 이소부텐/N-메틸말레이미드 공중합체 수지, 스티렌/아크릴니트릴 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합해도 된다.

상기의 열가소성 수지 중에서도, 지환식 구조 함유 중합체 수지가 바람직하다. 지환식 구조 함유 중합체 수지는, 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지로서, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성 등의 특성이 우수하다.

지환식 구조 함유 중합체는, 중합체의 구조 단위 중에 지환식 구조를 갖는 중합체로서, 주쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체 및 측쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체의 어느 것을 사용해도 된다. 또한, 지환식 구조 함유 중합체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도, 기계적 강도 및 내열성의 관점에서, 주쇄에 지환식 구조를 함유하는 중합체가 바람직하다.

지환식 구조로는, 예를 들어, 포화 지환식 탄화수소(시클로알칸) 구조, 불포화 지환식 탄화수소(시클로알켄, 시클로알킨) 구조 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조가 바람직하고, 그 중에서도 시클로알칸 구조가 특히 바람직하다.

지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 하나의 지환식 구조당, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수가 상기의 수일 때에, 당해 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지의 기계 강도, 내열성, 및 성형성이 고도로 밸런스되어, 호적하다.

지환식 구조 함유 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 사용 목적에 따라 임의 선택해도 되며, 바람직하게는 55 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 지환식 구조 함유 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있으면, 당해 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지의 투명성 및 내열성이 양호해진다.

지환식 구조 함유 중합체로는, 예를 들어, 노르보르넨 중합체, 단환의 고리형 올레핀 중합체, 고리형 공액 디엔 중합체, 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및, 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 중합체는, 투명성과 성형성이 양호하기 때문에, 호적하다.

노르보르넨 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 및 그 수소 첨가물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 및 그 수소 첨가물을 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 개환 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 개환 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 임의의 단량체와의 개환 공중합체를 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 부가 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 부가 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 임의의 단량체와의 부가 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소 첨가물은, 투명성, 성형성, 내열성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성의 관점에서, 특히 호적하다.

노르보르넨 구조를 갖는 단량체로는, 예를 들어, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔(관용명: 노르보르넨), 트리시클로[4.3.0.1^2,5]데카-3,7-디엔(관용명: 디시클로펜타디엔), 7,8-벤조트리시클로[4.3.0.1^2,5]데카-3-엔(관용명: 메타노테트라하이드로플루오렌), 테트라시클로[4.4.0.1^2,5.1^7,10]도데카-3-엔(관용명: 테트라시클로도데센), 및 이들 화합물의 유도체(예를 들어, 고리에 치환기를 갖는 것) 등을 들 수 있다. 여기서, 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알킬렌기, 극성기 등을 들 수 있다. 또한, 이들 치환기는, 동일 또는 상이하고, 복수개가 고리에 결합하고 있어도 된다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.

극성기의 종류로는, 예를 들어, 헤테로 원자, 또는 헤테로 원자를 갖는 원자단 등을 들 수 있다. 헤테로 원자로는, 예를 들어, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 할로겐 원자 등을 들 수 있다. 극성기의 구체예로는, 카르복실기, 카르보닐옥시카르보닐기, 에폭시기, 하이드록실기, 옥시기, 에스테르기, 실라놀기, 실릴기, 아미노기, 니트릴기, 술폰산기 등을 들 수 있다.

노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합이 가능한 임의의 단량체로는, 예를 들어, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등의 모노 고리형 올레핀류 및 그 유도체; 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔 등의 고리형 공액 디엔 및 그 유도체; 등을 들 수 있다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합이 가능한 임의의 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.

노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체는, 예를 들어, 단량체를 공지의 개환 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.

노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합이 가능한 임의의 단량체로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등의 탄소 원자수 2~20의 α-올레핀 및 이들의 유도체; 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헥센 등의 시클로올레핀 및 이들의 유도체; 1,4-헥사디엔, 4-메틸-1,4-헥사디엔, 5-메틸-1,4-헥사디엔 등의 비공액 디엔; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합이 가능한 임의의 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.

노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체는, 예를 들어, 단량체를 공지의 부가 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.

상술한 개환 중합체 및 부가 중합체의 수소 첨가물은, 예를 들어, 이들 개환 중합체 및 부가 중합체의 용액에 있어서, 니켈, 팔라듐 등의 천이 금속을 포함하는 수소 첨가 촉매의 존재 하에서, 탄소-탄소 불포화 결합을, 바람직하게는 90% 이상 수소 첨가함으로써 제조할 수 있다.

노르보르넨 중합체 중에서도, 구조 단위로서, X: 비시클로[3.3.0]옥탄-2,4-디일-에틸렌 구조와, Y: 트리시클로[4.3.0.1^2,5]데칸-7,9-디일-에틸렌 구조를 갖고, 이들 구조 단위의 양이, 노르보르넨 중합체의 구조 단위 전체에 대하여 90 중량% 이상이고, 또한, X의 비율과 Y의 비율의 비가, X:Y의 중량비로 100:0~40:60인 것이 바람직하다. 이러한 중합체를 사용함으로써, 연신 필름(20)을, 장기적으로 치수 변화가 없어, 특성의 안정성이 우수한 것으로 할 수 있다.

수지 필름(40)을 형성하는 수지가 포함하는 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 연신 필름(20)의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 밸런스되어 호적하다. 여기서, 상기의 중량 평균 분자량은, 용매로서 시클로헥산을 사용하여 겔·퍼미에이션·크로마토그래피로 측정한 폴리이소프렌 또는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다. 단, 상기의 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 있어서, 시료가 시클로헥산에 용해되지 않는 경우에는 용매로서 톨루엔을 사용해도 된다.

수지 필름(40)을 형성하는 수지가 포함하는 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이고, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 분자량 분포를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 중합체의 생산성을 높여, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 저분자 성분의 양이 작아지므로, 고온 폭로시의 완화를 억제하여, 연신 필름(20)의 안정성을 높일 수 있다.

수지 필름(40)을 형성하는 수지에 있어서의 중합체의 비율은, 바람직하게는 50 중량%~100 중량%이고, 보다 바람직하게는 70 중량%~100 중량%이다. 특히, 수지로서 지환식 구조 함유 중합체 수지를 사용하는 경우, 지환식 구조 함유 중합체 수지에 포함되는 지환식 구조 함유 중합체의 비율은, 바람직하게는 80 중량%~100 중량%, 보다 바람직하게는 90 중량%~100 중량%이다.

또한, 수지 필름(40)을 형성하는 수지는, 중합체 이외에도 임의의 성분을 포함할 수 있다. 임의의 성분의 예를 들면, 안료, 염료 등의 착색제; 가소제; 형광 증백제; 분산제; 열 안정제; 광 안정제; 자외선 흡수제; 대전 방지제; 산화 방지제; 미립자; 계면 활성제 등의 첨가제를 들 수 있다. 이들 성분은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 단, 수지에 포함되는 중합체의 양은, 바람직하게는 50 중량%~100 중량%, 또는 70 중량%~100 중량%이다.

수지 필름(40)을 형성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg는, 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 190℃ 이하, 특히 바람직하게는 180℃ 이하이다. 수지의 유리 전이 온도를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 고온 환경 하에 있어서의 연신 필름(20)의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 수지의 유리 전이 온도를 상기 범위의 상한값 이하로 함으로써, 연신 처리를 용이하게 행할 수 있다.

수지 필름(40)을 형성하는 수지의 광탄성 계수 C의 절대값은, 바람직하게는 10 × 10^-12 Pa^-1 이하, 보다 바람직하게는 7 × 10^-12 Pa^-1 이하, 특히 바람직하게는 4 × 10^-12 Pa^-1 이하이다. 이에 의해, 연신 필름(20)의 면내 리타데이션의 편차를 작게 할 수 있다. 여기서, 광탄성 계수 C는, 복굴절을 Δn, 응력을 σ로 하였을 때, C = Δn/σ로 나타내어지는 값이다. 탄화 수소 중합체의 광탄성 계수의 하한은, 특별한 제한은 없지만, 1 × 10^-13 Pa^-1 이상으로 할 수 있다.

본 실시형태에서는, 수지 필름(40)으로서, 연신 처리가 실시되어 있지 않은 미연신 필름을 사용한 예를 나타내어 설명한다. 이러한 미연신 필름은, 예를 들어, 캐스트 성형법, 압출 성형법, 인플레이션 성형법 등에 의해 얻을 수 있다. 이들 중 압출 성형법은, 잔류 휘발성 성분량이 적고, 치수 안정성도 우수하므로 바람직하다.

〔1.2. 텐터 장치(100)〕

도 1에 나타내는 바와 같이, 텐터 장치(100)는, 권출 롤(30)로부터 풀려나오는 수지 필름(40)을 연신하기 위한 장치이다 이 텐터 장치(100)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 파지자로서의 외측 파지자(110R) 및 제2 파지자로서의 내측 파지자(110L)와, 한 쌍의 가이드 레일(120R 및 120L)을 구비한다. 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 각각 파지할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 가이드 레일(120R 및 120L)은, 상기의 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)를 안내하기 위하여, 필름 반송로의 양측에 설치되어 있다.

외측 파지자(110R)는, 필름 반송로의 우측에 설치된 가이드 레일(120R)을 따라 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또한, 내측 파지자(110L)는, 필름 반송로의 좌측에 설치된 가이드 레일(120L)을 따라 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 여기서, 본 실시형태에서는, 「우」 및 「좌」란, 별도로 언급하지 않는 한, 도 1~도 5에 나타내는 바와 같이 수평으로 반송되는 필름에 있어서, 필름 반송 방향의 상류로부터 하류를 관찰한 경우에 있어서의 방향을 나타낸다.

이들 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 각각 다수 설치되어 있다. 또한, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 앞뒤의 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)와 일정 간격을 유지하여, 일정 속도로 주행할 수 있도록 설치되어 있다.

또한, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 텐터 장치(100)에 순차적으로 공급되는 수지 필름(40)의 폭 방향의 양단부(41 및 42)를, 텐터 장치(100)의 입구부(130)에 있어서 파지하고, 텐터 장치(100)의 출구부(140)에서 놓을 수 있도록 설치되어 있다.

가이드 레일(120R 및 120L)은, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)가 소정의 궤도를 주회할 수 있도록, 도 1에 나타내는 바와 같은 무단상(無端狀)의 연속 궤도를 갖고 있다. 이 때문에, 텐터 장치(100)는, 텐터 장치(100)의 출구부(140)에서 수지 필름(40)을 놓은 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)를 순차적으로 입구부(130)로 되돌릴 수 있는 구조를 갖고 있다.

가이드 레일(120R 및 120L)은, 제조해야 할 연신 필름(20)의 지상축의 방향 및 연신 배율 등의 조건에 따른, 비대칭의 형상을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상은, 소정의 태양으로 수지 필름(40)을 반송할 수 있도록 설정된다. 그것에 의해 가이드 레일(120R 및 120L)은, 가이드 레일(120R 및 120L)에 의해 안내되는 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)가 수지 필름(40)의 진행 방향을 좌측 방향으로 바꾸도록 수지 필름(40)을 반송할 수 있다. 여기서 수지 필름(40)의 진행 방향이란, 수지 필름(40)의 폭 방향의 중점의 이동 방향을 말한다.

이와 같이 수지 필름(40)의 진행 방향을 좌측 방향으로 바꾸도록 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상을 설정하고 있으므로, 텐터 장치(100)의 입구부(130)에 있어서 수지 필름(40)의 진행 방향에 대하여 수직한 방향에 상대하고 있던 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 수지 필름(40)의 연신 후에는, 내측 파지자(110L)가 외측 파지자(110R)보다 선행할 수 있다. 이에 의해, 텐터 장치(100)는, 수지 필름(40)을 당해 수지 필름(40)의 경사 방향으로 연신할 수 있다(도 2의 파선(L_D1~L_D3) 참조).

〔1.3. 오븐(200)〕

도 1에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(10)에는, 필름 반송로를 덮도록 오븐(200)이 설치되어 있다. 이 오븐(200)은, 당해 오븐(200)을 통과하도록 반송되는 수지 필름(40)을 텐터 장치(100)에 의해 연신할 수 있게, 텐터 장치(100)를 덮도록 설치되어 있다.

오븐(200)은, 예열 존(210), 연신 존(220) 및 열 고정 존(230)을, 필름 반송 방향의 상류로부터 이 순서로 갖는다. 오븐(200)에는, 예열 존(210), 연신 존(220) 및 열 고정 존(230) 내의 온도를 독립적으로 조정할 수 있도록, 이들 예열 존(210), 연신 존(220) 및 열 고정 존(230)을 격리할 수 있는 격벽(240)이 설치되어 있다. 또한, 이 격벽(240)의 필름 반송로에 상당하는 부분에는, 오븐(200) 내를 수지 필름(40)이 통과할 수 있도록, 수지 필름(40)을 통과시키기 위한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다.

예열 존(210)은, 연신 존(220)보다 상류에 설치된 구간으로서, 통상은, 오븐(200)의 입구 바로 뒤에 설치된다. 통상, 예열 존(210)은, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 파지한 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)가 일정한 간격(D)(도 2 참조)을 유지한 채 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 이 예열 존(210)의 온도는, 수지 필름(40)을 원하는 예열 온도로 가열할 수 있도록 설정된다.

여기서, 반송 중의 수지 필름(40)의 온도를 측정할 때, 수지 필름(40)에 온도 센서가 접촉하면, 수지 필름(40)을 흠낼 가능성이 있다. 이에, 본 실시형태에서는, 수지 필름(40)의 측정 대상 영역으로부터의 거리 5 mm 이내의 공간의 온도를 측정하여, 이것을 수지 필름(40)의 측정 대상 영역의 온도로서 채용할 수 있다.

연신 존(220)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 파지한 외측 파지자(110R)와 내측 파지자(110L) 사이의 간격이 벌어지기 시작하여, 다시 일정해질 때까지의 구간이다. 연신 존(220)에 있어서, 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상은, 하류일수록 외측 파지자(110R)와 내측 파지자(110L)의 간격이 넓어지도록 설정되어 있다. 또한, 상기와 같이, 본 실시형태에서는, 가이드 레일(120R 및 120L)의 형상이, 수지 필름(40)의 진행 방향이 좌측 방향으로 구부러지도록 설정되어 있다. 그 때문에, 이 연신 존(220)에 있어서는, 외측 파지자(110R)의 이동 거리는 내측 파지자(110L)의 이동 거리보다 길게 설정되어 있다. 이 연신 존(220)의 온도는, 통상, 수지 필름(40)을 원하는 연신 온도로 가열할 수 있도록 설정된다.

열 고정 존(230)은, 연신 존(220)보다 하류에 설치된 구간이다. 이 열 고정 존(230) 내에는, 트리밍 장치(300)가 설치되어 있다. 또한, 열 고정 존(230)의 트리밍 장치(300)보다 상류의 영역(231)은, 통상, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 파지한 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)가 일정한 간격(D)을 유지한 채 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 단, 트리밍 장치(300)는 연신 존(220)의 바로 뒤에 설치해도 되므로, 열 고정 존(230)은, 트리밍 장치(300)보다 상류의 영역(231)을 포함하고 있지 않아도 된다. 열 고정 존(230)의 온도는, 열 고정 존(230)의 트리밍 장치(300)보다 하류의 영역(232)을 반송되는 잔류 수지 필름(43)을, 소정의 열처리 온도에서 가열할 수 있도록 설정된다.

〔1.4. 트리밍 장치(300)〕

도 1에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(10)는, 오븐(200)의 열 고정 존(230) 내에, 잔류 수지 필름(43)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방하기 위한 개방 장치로서, 트리밍 장치(300)를 구비한다.

트리밍 장치(300)는, 반송되는 수지 필름(40)을 길이 방향으로 연속적으로 절단할 수 있는 트리밍 나이프(310 및 320)를 구비한다. 트리밍 나이프(310 및 320)는, 수지 필름(40)을 단부(41 및 42)의 내측에서 절단할 수 있도록, 수지 필름(40)의 중간 부분(43)과 단부(41 및 42)의 경계에 설치되어 있다. 따라서, 트리밍 장치(300)는, 트리밍 나이프(310 및 320)로 수지 필름(40)을 절단함으로써, 열 고정 존(230) 내에서 잔류 수지 필름(43)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방할 수 있도록 설치되어 있다.

〔1.5. 반송 롤(400)〕

도 3은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 연신 필름(20)의 제조 장치(10)의 하류 부분을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(10)는, 오븐(200)의 하류에 반송 롤(400)을 구비한다. 반송 롤(400)은, 트리밍 나이프(310 및 320)에 의해 수지 필름(40)으로부터 잘려 제거된 양단부(41 및 42)를, 연신 필름(20)과는 다른 장소로 안내하여 회수할 수 있도록 설치되어 있다.

〔1.6. 인취 장치(500)〕

도 3에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(10)는, 오븐(200)의 하류에 연신 필름(20)을 인취하기 위한 인취 장치(500)를 구비한다. 인취 장치(500)는, 대향하여 설치된 한 쌍의 인취 롤(510 및 520)을 구비한다. 이들 인취 롤(510 및 520)은, 인취 롤(510 및 520) 사이로 통과된 연신 필름(20)을 소정의 반송 장력으로 인취할 수 있도록 설치되어 있다. 따라서, 인취 장치(500)는, 연신 필름(20)에 소정의 반송 장력을 부여할 수 있고, 나아가서는 상기 연신 필름(20)에 연속하는 잔류 수지 필름(43)에도 소정의 반송 장력을 부여할 수 있도록 설치되어 있다.

〔1.7. 연신 필름(20)의 제조 방법〕

상술한 제조 장치(10)를 사용하여 연신 필름(20)을 제조하는 경우, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 파지하는 공정과, 연신 존(220)에 있어서 수지 필름(40)을 연신하는 공정과, 열 고정 존(230)에 있어서 수지 필름(40)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방하는 공정과, 열 고정 존(230)에 있어서 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방된 수지 필름의 중간 부분(43)에 열처리를 실시하는 공정을, 이 순서로 포함하는 제조 방법을 행한다. 이 제조 방법에 있어서, 상기의 각 공정은, 오븐(200)을 통과하도록 수지 필름(40)을 반송하면서 행하여진다. 구체적으로는, 이 제조 방법은, 이하와 같이 하여 행하여진다.

이 제조 방법에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 권출 롤(30)로부터 장척의 수지 필름(40)을 풀어내고, 풀려나온 수지 필름(40)을 텐터 장치(100)에 연속적으로 공급하는 공정을 행한다.

텐터 장치(100)에 수지 필름(40)이 공급되면, 텐터 장치(100)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 텐터 장치(100)의 입구부(130)에 있어서, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 순차적으로 파지하는 공정을 행한다. 그리고, 텐터 연신 장치(100)는, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 파지한 상태에서 오븐(200)을 통과하도록, 수지 필름(40)을 반송한다.

구체적으로는, 수지 필름(40)의 일방의 단부(41)를 외측 파지자(110R)가 파지하고, 수지 필름(40)의 타방의 단부(42)를 내측 파지자(110L)가 파지한다. 그리고, 단부(41 및 42)가 파지된 수지 필름(40)이, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 주행에 따라 반송되어, 오븐(200)에 들어간다.

오븐(200)에 수지 필름(40)이 들어가면, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 주행에 따라, 수지 필름(40)은 오븐(200)의 예열 존(210)에 들어간다. 예열 존(210)에서는, 수지 필름(40)을 소정의 예열 온도로 가열하는 공정이 행하여진다. 수지 필름(40)의 예열 온도는, 통상, 상온보다 높은 온도이며, 구체적으로는, 바람직하게는 40℃ 이상, 보다 바람직하게는 (Tg + 5)℃ 이상, 특히 바람직하게는 (Tg + 15)℃ 이상이고, 바람직하게는 (Tg + 50)℃ 이하, 보다 바람직하게는 (Tg + 30)℃ 이하, 특히 바람직하게는 (Tg + 20)℃ 이하이다. 이러한 온도에서 예열을 행함으로써, 수지 필름(40)에 포함되는 분자를 연신에 의해 안정적으로 배향시킬 수 있다.

예열 존(210)을 통과한 후, 수지 필름(40)은, 오븐(200)의 연신 존(220)에 들어가고, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 주행에 따라 반송된다. 연신 존(220)에서는, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 간격은, 하류일수록 넓어진다. 그 때문에, 이 연신 존(220)에 있어서는, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 수지 필름(40)을 연신하는 공정이 행하여진다.

연신 존(220)에 있어서, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 수지 필름(40)의 진행 방향을 좌측 방향으로 바꾸도록 주행한다. 그 때문에, 텐터 연신 장치(100)의 입구부(130)에 있어서 수지 필름(40)의 진행 방향에 대하여 수직한 방향에 상대하고 있던 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는, 연신 존(220)에 있어서 비대칭의 형상을 갖는 가이드 레일(120R 및 120L)을 따라 주행함으로써, 연신 존(220)보다 하류의 열 고정 존(230)에 있어서, 내측 파지자(110L)가 외측 파지자(110R)보다 선행한다(도 2의 파선(L_D1, L_D2 및 L_D3) 참조). 그 때문에, 연신 존(220)에 있어서, 얻어지는 연신 필름(20)의 폭 방향에 대하여 경사진 방향으로 연신이 행하여진다.

이 때, 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.2배 이상, 특히 바람직하게는 1.3배 이상이고, 바람직하게는 3.0배 이하, 보다 바람직하게는 2.5배 이하, 특히 바람직하게는 2.0배 이하이다. 연신 배율을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 연신 필름(20)에 있어서의 분자의 배향의 크기 및 방향을 특히 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 연신 배율을 상기 범위의 상한값 이하로 함으로써, 필름 파단을 억제하여, 경사 방향으로 지상축을 가진 장척 필름을 안정적으로 얻을 수 있다.

연신 온도는, 바람직하게는 (Tg + 3)℃ 이상, 보다 바람직하게는 (Tg + 5)℃ 이상, 특히 바람직하게는 (Tg + 8)℃ 이상이고, 바람직하게는 (Tg + 15)℃ 이하, 보다 바람직하게는 (Tg + 14)℃ 이하, 특히 바람직하게는 (Tg + 13)℃ 이하이다. 이러한 온도에서 연신을 행함으로써, 수지 필름(40)에 포함되는 분자를 연신에 의해 안정적으로 배향시킬 수 있으므로, 원하는 리타데이션을 갖는 경사 연신 필름(20)을 얻을 수 있다.

연신 존(220)을 통과한 후, 수지 필름(40)은, 오븐(200)의 열 고정 존(230)에 들어간다. 열 고정 존(230)에서는, 반송되는 수지 필름(40)이 트리밍 장치(300)의 트리밍 나이프(310 및 320)에 의해 연속적으로 절단된다. 이에 의해, 수지 필름(40)으로부터 양단부(41 및 42)가 잘려 제거된다. 따라서, 열 고정 존(230)에 있어서, 잔류 수지 필름(43)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방하는 공정이, 트리밍 장치(300)에 의해 행하여진다.

외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방된 잔류 수지 필름(43)에는, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 구속력이 미치지 않게 된다. 그러나, 잔류 수지 필름(43)에는, 인취 장치(500)로부터의 인취력이 작용한다. 그 때문에, 이 인취 장치(500)에 인취됨으로써, 잔류 수지 필름(43)은 하류로 반송된다. 이와 같이 반송되는 잔류 수지 필름(43)에는, 열 고정 존(230)의 트리밍 장치(300)보다 하류의 영역(232)에 있어서, 소정의 열처리 온도에서 열처리를 실시하는 공정이 행하여진다.

열처리 온도는, 통상 (Tg - 10)℃보다 높고, 바람직하게는 (Tg - 9)℃보다 높고, 보다 바람직하게는 (Tg - 8)℃보다 높은 온도이며, 또한, 통상 Tg 미만, 바람직하게는 (Tg - 3)℃ 미만, 보다 바람직하게는 (Tg - 5)℃ 미만의 온도이다. 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방된 상태의 잔류 수지 필름(43)을 이러한 열처리 온도 하에서 반송함으로써, 제조되는 연신 필름(20)의 지상축 방향에 있어서의 열 수축을 억제할 수 있다. 특히, 본 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 경사 방향으로 지상축을 가지면서, 당해 지상축 방향의 열 수축을 효과적으로 억제할 수 있다는, 종래보다 우수한 이점이 얻어진다.

상기 열처리의 처리 시간은, 통상 10초 이상, 바람직하게는 15초 이상, 보다 바람직하게는 20초 이상이고, 바람직하게는 50초 이하, 보다 바람직하게는 40초 이하, 특히 바람직하게는 30초 이하이다. 여기서, 열처리의 처리 시간이란, 잔류 수지 필름(43)을 상기의 열처리 온도의 환경에 두는 시간을 말한다. 처리 시간을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 연신 필름(20)의 열 수축을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 연신 필름(20)의 평면성을 양호하게 하여 주름의 발생을 억제할 수 있다.

열처리가 실시되는 공정에 있어서의 잔류 수지 필름(43)의 반송 장력은, 바람직하게는 100 N/cm² 이상, 보다 바람직하게는 110 N/cm² 이상, 특히 바람직하게는 120 N/cm² 이상이고, 바람직하게는 300 N/cm² 이하, 보다 바람직하게는 200 N/cm² 이하, 특히 바람직하게는 180 N/cm² 이하이다. 여기서, 반송 장력은, 반송되는 잔류 수지 필름(43)에 가해진 길이 방향의 장력을 말한다. 또한, 상기 반송 장력의 단위 「N/cm²」는, 잔류 수지 필름(43)을 두께 방향에서 본 단위 면적당의 장력을 나타낸다. 상기의 반송 장력을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 반송 중의 주름 및 꺾어짐을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 필름 반송 방향의 열 수축을 효과적으로 억제할 수 있다. 상기의 반송 장력은, 인취 장치(500)의 인취력에 의해 조정할 수 있다.

상기와 같이, 열 고정 존(230)에 있어서 열처리가 실시됨으로써, 잔류 수지 필름(43)의 열 수축이 억제되어, 원하는 연신 필름(20)이 얻어진다. 이렇게 하여 얻어진 연신 필름(20)은, 인취 장치(500)에 인취되어 오븐(200) 밖으로 송출된다. 그리고, 연신 필름(20)은, 인취 장치(500)를 통과하고, 권취되어, 필름 롤(50)로서 회수된다.

한편, 수지 필름(40)으로부터 잘려 제거된 단부(41 및 42)는, 열 고정 존(230)을 반송된 후, 오븐(200) 밖으로 송출된다. 그리고, 텐터 장치(100)의 출구부(140)까지 반송되면, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에서 놓아져, 반송 롤(400)로 송출된다. 그 후, 이들 단부(41 및 42)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반송 롤(400)에 의해 잔류 수지 필름(43)과는 다른 장소로 안내되어, 회수된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 연신 전의 수지 필름(40)과 동일한 수지로 형성된 장척의 연신 필름(20)을 제조할 수 있다. 본 실시형태에서는, 수지 필름(40)으로서 미연신 필름을 사용하고 있으므로, 제조된 연신 필름(20)은, 폭 방향에 대하여 경사진 일 방향으로 연신된 1축 연신 필름이 되어 있다.

연신 필름(20)에서는, 당해 연신 필름(20) 중의 분자가 연신 방향으로 배향하고 있다. 그 때문에, 연신 필름(20)은, 통상, 연신 방향인 경사 방향에 대하여 평행 또는 수직한 지상축을 갖는다. 따라서, 전술한 제조 방법에 의해, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름을 제조할 수 있다.

일반적으로, 연신 필름에 있어서는, 연신 방향에 있어서 큰 열 수축이 발생한다. 그 때문에, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름은, 통상, 경사 방향으로 큰 열 수축을 발생하는 경향이 있다. 종래에는, 장척의 연신 필름의 경사 방향에 있어서의 열 수축을 억제하는 것은 곤란하였으므로, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름은 큰 열 수축을 발생하기 쉬웠다. 그 반면, 상술한 제조 방법에서는, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름(20)이어도, 열 수축을 억제할 수 있다. 특히, 상술한 제조 방법으로 제조되는 연신 필름(20)에 있어서는, 지상축 방향에 있어서 효과적으로 열 수축을 억제할 수 있다. 또한, 상술한 제조 방법에 의하면, 통상은, 열 수축의 억제뿐만 아니라, 평면성의 개선도 가능하다. 그 때문에, 상술한 제조 방법으로 제조된 경사 연신 필름(20)은, 반송시 및 권취시에서의 주름의 발생을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 일반적으로, 연신 필름에는 리타데이션이 발현하므로, 당해 연신 필름은 위상차 필름으로서 사용할 수 있다. 이 때, 리타데이션의 값을 바꾸지 않고 연신 필름의 두께를 얇게 하고자 하면, 연신 배율을 크게 하는 것이 요구된다. 그런데, 연신 배율이 크면 열 수축이 커지는 경향이 있다. 그 때문에, 종래에는, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름을 위상차 필름으로서 사용하는 경우, 그 두께를 얇게 하는 것이 특히 곤란하였다. 이에 대해, 상술한 제조 방법에서는, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름(20)에 있어서 당해 경사 방향의 열 수축을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 때문에, 상술한 제조 방법에 의하면, 열 수축을 억제하면서, 두께가 얇은 위상차 필름을 용이하게 제조할 수 있다.

[2. 제2 실시형태]

상술한 제1 실시형태에 있어서는, 트리밍 장치(300)로 수지 필름(40)의 단부(41 및 42)를 잘라 제거함으로써 수지 필름(40)을 파지자(110R 및 110L)로부터 개방하였다. 그러나, 수지 필름을 파지자로부터 개방하는 태양은 제1 실시형태의 태양에 한정되지 않는다. 이하, 수지 필름을 파지자로부터 개방하는 다른 태양을, 제2 실시형태를 나타내어 설명한다.

도 4는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 연신 필름(20)의 제조 장치(60)를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이 도 4에 있어서, 텐터 장치(600)에서는 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)의 도시는 생략하고 있다. 또한, 도 5는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 텐터 장치(600)를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이들 도 4 및 도 5에 있어서, 도 1~도 3에 나타내는 것과 동일한 부위에는, 도 1~도 3과 동일한 부호를 붙여 나타낸다.

도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 연신 필름(20)의 제조 장치(60)는, 연신 장치로서의 텐터 장치(100) 대신에 텐터 장치(600)를 구비하는 것, 및, 트리밍 장치(300) 대신에 트리밍 장치(700)를 구비하는 것 이외에는, 제1 실시형태에 따른 제조 장치(10)와 동일하다. 따라서, 이 제조 장치(60)는, 연신 장치로서의 텐터 장치(600), 온도 조정 장치로서의 오븐(200), 트리밍 장치(700), 반송 롤(400), 그리고, 장력 조정 장치로서의 인취 장치(500)를 구비한다. 이 제조 장치(60)는, 권출 롤(30)로부터 수지 필름(40)을 풀어내고, 풀려나온 수지 필름(40)을 텐터 장치(600)를 사용하여 오븐(200) 내에서 연신하여, 연신 필름(20)을 제조할 수 있도록 설치되어 있다.

텐터 장치(600)는, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)가, 텐터 장치(600)의 출구부(140)가 아니라, 오븐(200)의 열 고정 존(230) 내에 설정된 개방 위치(233)에 있어서, 수지 필름(40)을 놓을 수 있도록 설치되어 있는 것 이외에는, 제1 실시형태에 따른 텐터 장치(100)와 동일하게 설치되어 있다. 따라서, 텐터 장치(600)는, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)가 파지하고 있던 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 놓음으로써, 열 고정 존(230) 내에서 수지 필름(40)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방할 수 있는 구조를 갖고 있다.

또한, 트리밍 장치(700)는, 오븐(200)과 반송 롤(400) 사이에 설치되어 있는 것 이외에는, 제1 실시형태에 따른 트리밍 장치(300)와 동일하게 설치되어 있다. 따라서, 트리밍 장치(700)는, 오븐(200)보다 하류, 또한, 반송 롤(400)보다 상류의 위치에 있어서, 트리밍 나이프(710 및 720)에 의해 수지 필름(40)으로부터 단부(41 및 42)를 제거할 수 있는 구조를 갖고 있다.

상술한 제조 장치(60)를 사용하여 연신 필름(20)을 제조하는 경우, 수지 필름(40)을 오븐(200) 내를 지나도록 반송하면서, 이하에 설명하는 제조 방법을 행한다.

이 제조 방법에서는, 제1 실시형태에 따른 제조 방법과 마찬가지로, 권출 롤(30)로부터 장척의 수지 필름(40)을 풀어내고, 풀려나온 수지 필름(40)을 텐터 장치(600)에 연속적으로 공급한다. 텐터 장치(600)는, 텐터 장치(600)의 입구부(130)에 있어서, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로 순차적으로 파지하는 공정을 행한다. 그 후, 수지 필름(40)은, 양단부(41 및 42)가 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 파지된 상태에서 오븐(200)에 들어가고, 예열 존(210) 및 연신 존(220)을 통과하도록 반송된다. 그리고, 연신 존(220)에 있어서, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 수지 필름(40)을 연신하는 공정이 행하여진다.

연신 존(220)을 통과한 후, 수지 필름(40)은, 오븐(200)의 열 고정 존(230)에 들어간다. 수지 필름(40)이 열 고정 존(230) 내의 개방 위치(233)까지 반송되어 오면, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)는 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 놓는다. 이에 의해, 열 고정 존(230)에 있어서, 수지 필름(40)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방하는 공정이 행하여진다.

외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방된 수지 필름(40)은, 그 후, 하류로 반송된다. 그리고, 이와 같이 반송되는 수지 필름(40)에는, 열 고정 존(230)을 반송되는 동안에, 소정의 열처리 온도에서 열처리를 실시하는 공정이 행하여진다. 이 열처리의 조건은, 제1 실시형태와 동일하게 할 수 있다. 이와 같이 열처리가 실시됨으로써, 수지 필름(40)의 열 수축이 억제된다.

열처리가 실시된 수지 필름(40)은, 그 후, 오븐(200) 밖으로 송출된다. 열처리에 의해 열 수축이 억제되어 있으므로, 오븐(200)으로부터 송출되는 수지 필름(40)을, 그대로 연신 필름으로서 회수해도 상관없다. 그러나, 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)는, 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 파지됨으로써, 흠집이 나 있을 가능성이 있다. 이에, 수지 필름(40)으로부터 양단부(41 및 42)를 잘라 제거하고, 남은 중앙 부분(43)에 상당하는 필름을 연신 필름(20)으로서 회수하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 트리밍 장치(700)에 의해, 열처리가 실시된 수지 필름(40)으로부터 양단부(41 및 42)를 잘라 제거하고, 남은 중앙 부분(43)에 대응하는 필름을 연신 필름(20)으로서 회수한다.

이러한 제2 실시형태에 따른 제조 방법에서는, 제1 실시형태에 따른 제조 방법과 마찬가지로, 열 수축이 억제된 연신 필름(20)을 제조할 수 있다. 또한, 제2 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 통상, 제1 실시형태에 따른 제조 방법과 동일한 이점을 얻을 수 있다.

[3. 변형예]

본 발명의 연신 필름의 제조 방법은, 상기의 실시형태에 한정되지 않고, 더욱 변경하여 실시해도 된다.

예를 들어, 수지 필름(40)으로서, 연신 처리가 실시되어 있지 않은 미연신 필름 대신에, 연신 처리가 실시된 필름을 사용해도 된다. 이와 같이, 상술한 실시형태에 따른 제조 방법에 제공하기 전에 수지 필름(40)을 연신하는 방법으로는, 예를 들어, 롤 방식, 플로트 방식의 종연신법, 텐터 연신 장치를 사용한 횡연신법 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 두께 및 광학 특성의 균일성을 유지하기 위해서는, 플로트 방식의 종연신법이 호적하다.

또한, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름을 제조할 수 있는 범위에 있어서는, 텐터 장치에 있어서의 연신 방향은, 폭 방향이어도 된다. 예를 들어, 수지 필름(40)으로서 경사 방향으로 연신 처리가 실시된 연신 필름을 사용하고, 또한, 텐터 장치에 있어서 폭 방향으로 연신을 행함으로써, 경사 방향으로 지상축을 갖는 연신 필름을 제조해도 된다. 이러한 연신 필름에 있어서도, 폭 방향에 대하여 경사진 지상축 방향에 있어서의 열 수축을 억제하는 것이 가능하다.

[4. 연신 필름]

상술한 제조 방법에 의하면, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 또한, 당해 지상축 방향에 있어서의 열 수축이 효과적으로 억제된 장척의 연신 필름을 얻을 수 있다. 이하, 이 연신 필름에 대하여 설명한다.

이 연신 필름은, 연신 전의 수지 필름과 동일한 수지로 이루어지는 장척의 필름으로서, 그 경사 방향으로 지상축을 갖는다. 구체적으로는, 연신 필름은, 그 폭 방향에 대하여 평균으로 10°이상 80°이하의 각도 범위에 지상축을 갖는다. 여기서, 필름이 그 폭 방향에 대하여 평균으로 소정의 각도 범위에 지상축을 갖는다는 것은, 그 필름의 폭 방향의 복수의 지점에 있어서 당해 필름의 폭 방향과 지상축이 이루는 각도를 측정한 경우에, 그들 지점에서 측정된 각도의 평균값이, 소정의 각도 범위에 들어가는 것을 의미한다. 필름의 폭 방향과 지상축이 이루는 각도를, 이하, 임의로 「배향각」이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 상기의 배향각의 평균값을, 이하, 임의로 「평균 배향각」이라고 부르는 경우가 있다. 연신 필름의 평균 배향각은, 통상 10°이상, 바람직하게는 20°이상, 보다 바람직하게는 30°이상이고, 통상 80°이하, 바람직하게는 70°이하, 보다 바람직하게는 60°이하이다. 지상축은, 통상은 수지 필름을 경사 방향으로 연신함으로써 발현한 것이므로, 상기의 평균 배향각의 구체적인 값은, 상술한 제조 방법에 있어서의 연신 조건에 의해 조정할 수 있다.

또한, 이 연신 필름은, 당해 연신 필름의 지상축 방향에 있어서의 열 수축률이 작다. 그 때문에, 연신 필름을 Tg - 18℃에서 1시간 유지한 경우, 당해 연신 필름의 지상축 방향의 열 수축률을, 소정의 작은 범위에 들어가게 할 수 있다. 이 열 수축률의 구체적 범위는, 통상 0.1%~0.3%, 바람직하게는 0.1%~0.27%, 보다 바람직하게는 0.1%~0.25%이다. 여기서, Tg란, 연신 필름을 형성하는 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다. 이와 같이, 지상축 방향에 있어서 열 수축률을 작게 할 수 있으므로, 이 연신 필름 및 당해 연신 필름으로부터 얻어지는 임의의 필름의 고온 환경에 있어서의 치수 안정성은 양호하다.

연신 필름의 지상축 방향에 있어서의 열 수축률은, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.

도 6은, 열 수축률을 측정하기 위하여 사용하는 시험편(800)을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 장척의 연신 필름으로부터, 도 6에 나타내는 바와 같이, 당해 연신 필름의 지상축 방향에 평행한 변과, 상기 지상축 방향에 수직한 변을 갖는 정방형의 시험편(800)을 잘라낸다. 도 6에 있어서는, 방향 X가 연신 필름의 지상축 방향과 평행하고, 방향 Y가 연신 필름의 지상축 방향과 수직으로 되어 있다. 이 때, 시험편(800)의 한변의 길이는, 120 mm로 한다. 또한, 시험편(800)은, 연신 필름의 폭 방향의 중앙부 및 양단부로부터 각각 1매씩, 합계 3매 잘라낸다.

잘라낸 시험편(800)의 정점(810, 820, 830 및 840)의 근방에 있어서, 그 정점에서 서로 이웃하는 2변으로부터의 거리가 10 mm가 되는 4개의 표점(P_A, P_B, P_C 및 P_D)을 설정한다. 이 때, 표점(P_A)과 표점(P_B)의 거리, 표점(P_A)과 표점(P_C)의 거리, 표점(P_B)과 표점(P_D)의 거리, 및, 표점(P_C)과 표점(P_D)의 거리는, 모두 100 mm가 된다. 이 시험편(800)을 Tg - 18℃의 측정 온도 하에서 1시간 유지한다.

그 후, 지상축 방향과 평행하게 늘어선 표점(P_A)과 표점(P_B) 사이의 거리 D_AB를 측정하고, 유지 전의 거리(100 mm)로부터의 변위 ΔD_AB(= 100 mm - D_AB)를 구한다. 또한, 지상축 방향과 평행하게 늘어선 다른 표점(P_C)과 표점(P_D) 사이의 거리 D_CD를 측정하고, 유지 전의 거리(100 mm)로부터의 변위 ΔD_CD(= 100 mm - D_CD)를 구한다.

이들 변위 ΔD_AB 및 변위 ΔD_CD로부터, 하기 식에 의해 각 시험편의 치수 변화율 ΔL을 계산한다. 여기서, 변위 ΔD_AB 및 변위 ΔD_CD의 단위는, 밀리미터이다.

ΔL = {(ΔD_AB/100) + (ΔD_CD/100)}/2 × 100(%)

그리고, 중앙부 및 양단부의 시험편(800)의 치수 변화율 ΔL의 평균값을 계산하고, 그 평균값을 연신 필름의 지상축 방향에 있어서의 열 수축률로 한다.

또한, 이 연신 필름은, 통상, 평면성이 우수하다. 그 때문에, 당해 연신 필름의 제조 공정 중의 반송시 및 권취시에 있어서, 주름의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 상기의 연신 필름은, 통상, 주름을 갖지 않는다.

또한, 이 연신 필름은, 통상, 연신에 의해 발현한 리타데이션을 갖는다. 연신 필름의 평균 면내 리타데이션은, 바람직하게는 50 nm 이상, 보다 바람직하게는 60 nm 이상, 특히 바람직하게는 70 nm 이상이고, 바람직하게는 300 nm 이하, 보다 바람직하게는 290 nm 이하, 특히 바람직하게는 280 nm 이하이다. 이러한 범위의 평균 면내 리타데이션을 갖는 연신 필름은, 당해 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 다양한 용도의 광학 필름으로서 호적하게 사용할 수 있다.

연신 필름의 평균 면내 리타데이션은, 연신 필름의 폭 방향으로 50 mm 간격의 복수의 지점에서의 면내 리타데이션을 측정하고, 측정된 각 지점에서의 면내 리타데이션의 값의 평균값을 계산함으로써 구할 수 있다.

연신 필름의 면내 리타데이션의 편차는, 바람직하게는 10 nm 이하, 보다 바람직하게는 5 nm 이하, 특히 바람직하게는 2 nm 이하이고, 이상적으로는 0 nm이다. 여기서, 면내 리타데이션의 편차는, 연신 필름의 임의의 지점에 있어서의 면내 리타데이션 중 최대값과 최소값의 차를 말한다. 연신 필름의 면내 리타데이션의 편차를 상기와 같이 작게 함으로써, 이 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 표시 장치에 적용한 경우에, 그 표시 장치의 화질을 양호한 것으로 하는 것이 가능하게 된다.

연신 필름의 배향각의 편차는, 연신 필름의 길이 방향에 있어서, 바람직하게는 1.0°이하, 보다 바람직하게는 0.5°이하, 특히 바람직하게는 0.3°이하이고, 이상적으로는 0°이다. 여기서, 상기 배향각의 편차는, 연신 필름의 상기 배향각의 최대값과 최소값의 차를 나타낸다. 상기의 배향각의 편차를 상기와 같이 작게 함으로써, 이 연신 필름으로부터 잘라낸 필름을 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 사용한 경우에, 그 액정 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

연신 필름의 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여, 분광 광도계(닛폰 분광사 제조, 자외 가시 근적외 분광 광도계 「V-570」)를 사용하여 측정할 수 있다.

연신 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이고, 이상적으로는 0%이다. 여기서, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여, 닛폰 덴쇼쿠 공업사 제조 「탁도계 NDH-300A」를 사용하여 5개소 측정하고, 그로부터 구한 평균값을 채용할 수 있다.

연신 필름이 포함하는 휘발성 성분의 양은, 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하이고, 이상적으로는 제로이다. 휘발성 성분의 양을 적게 함으로써, 연신 필름의 치수 안정성이 향상되어, 면내 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.

여기서, 휘발성 성분이란, 필름 중에 미량 포함되는 분자량 200 이하의 물질로서, 예를 들어, 잔류 단량체 및 용매 등을 들 수 있다. 휘발성 성분의 양은, 필름 중에 포함되는 분자량 200 이하의 물질의 합계로서, 필름을 클로로포름에 용해시켜 가스 크로마토그래피에 의해 분석함으로써 정량할 수 있다.

연신 필름의 포화 흡수율은, 바람직하게는 0.03 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.01 중량% 이하이고, 이상적으로는 제로이다. 연신 필름의 포화 흡수율이 상기 범위이면, 연신 필름의 면내 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.

여기서, 포화 흡수율은, 연신 필름으로부터 잘라낸 시험편을 23℃의 수중에 24시간 침지하여, 증가한 중량의, 침지 전 필름 시험편의 중량에 대한 백분율로 나타내어지는 값이다.

연신 필름의 두께는, 바람직하게는 10 μm 이상, 보다 바람직하게는 15 μm 이상, 특히 바람직하게는 20 μm 이상이고, 바람직하게는 50 μm 이하, 보다 바람직하게는 45 μm 이하, 특히 바람직하게는 20 μm 이하이다. 연신 필름의 두께를 이러한 범위에 들어가게 함으로써, 연신 필름의 기계적 강도를 높일 수 있다. 또한, 경사 방향으로 지상축을 갖는 종래의 연신 필름에서는, 일반적으로, 큰 리타데이션, 얇은 두께, 및 열 수축의 억제를 전부 만족하는 것은 곤란하였다. 이에 대해, 상술한 본 발명의 연신 필름은, 리타데이션이 커도, 열 수축을 억제하면서 그 두께를 상기와 같이 얇게 할 수 있다.

연신 필름의 폭은, 바람직하게는 1000 mm 이상, 보다 바람직하게는 1300 mm 이상, 특히 바람직하게는 1330 mm 이상이고, 바람직하게는 1500 mm 이하, 보다 바람직하게는 1490 mm 이하이다. 연신 필름의 폭을 이와 같이 넓게 함으로써, 대형의 표시 장치(유기 EL 표시 장치 등)에 연신 필름을 적용하는 것이 가능하다.

상술한 연신 필름의 용도에 제한은 없다. 연신 필름은, 그것 단독 또는 다른 부재와 조합하여, 예를 들어 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 이러한 광학 필름으로는, 당해 기재 필름 상에 임의의 층을 형성하기 위한 기재 필름; 편광판 보호 필름, 액정 표시 장치용의 시야각 보상 필름, 원 편광판에 설치되는 1/4 파장판 등의 위상차 필름; 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 연신 필름은, 열 수축이 억제되어 있다는 특성을 활용하는 관점에서, 기재 필름에 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 터치 패널용의 기재 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다. 터치 패널용의 기재 필름에 전극층, 배선층 및 단자층 등의 도전성층을 형성하는 경우, 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온빔 어시스트 증착법, 아크 방전 플라즈마 증착법, 열 CVD법, 플라즈마 CVD법 등의 성막 방법에 의해 도전성층이 형성되는 경우가 많다. 그러나, 이들 성막 방법은, 일반적으로, 고온 환경에 있어서 행하여진다. 종래의 연신 필름은, 열 수축을 충분하게는 억제할 수 없었으므로, 상기와 같은 성막 방법에서는 열 수축에 의한 치수 변화를 일으켜, 적절한 위치에 도전성층을 형성하기가 어려웠다. 이에 대해, 열 수축이 억제된 상기의 연신 필름을 기재 필름으로서 사용하면, 열 수축에 의한 치수 변화를 억제하면서 도전성층을 형성할 수 있으므로, 적절한 위치에 도전성층을 형성하는 것이 가능하다.

실시예

[평가 방법]

〔연신 필름의 평균 면내 리타데이션의 측정 방법〕

위상차계(오지 계측사 제조 「KOBRA-21ADH」)를 사용하여, 연신 필름의 폭 방향으로 50 mm 간격의 복수의 지점에서, 면내 리타데이션을 측정하였다. 이들 지점에서의 면내 리타데이션의 평균값을 계산하고, 이 평균값을 당해 연신 필름의 평균 면내 리타데이션으로 하였다. 이 때, 측정 파장은 590 nm로 하였다.

〔연신 필름의 평균 배향각의 측정 방법〕

편광 현미경(올림푸스사 제조 「BX51」)을 사용하여, 연신 필름의 폭 방향으로 50 mm 간격의 복수의 지점에서, 면내의 지상축을 관찰하고, 지상축과 연신 필름의 폭 방향이 이루는 배향각을 측정하였다. 이들 지점에서의 배향각의 평균값을 계산하고, 이 평균값을 당해 연신 필름의 평균 배향각으로 하였다.

〔필름의 열 수축률의 측정 방법〕

연신 필름의 길이 방향, 폭 방향, 지상축 방향 및 진상축 방향 중에서, 열 수축률을 측정하고 싶은 측정 방향을 선택하였다. 그리고, 연신 필름으로부터, 도 6에 나타내는 바와 같이, 당해 연신 필름의 측정 방향에 평행한 변과, 상기 측정 방향에 수직한 변을 갖는 정방형의 시험편(800)을 잘라냈다. 도 6에 있어서는, 방향 X가 연신 필름의 측정 방향과 평행하고, 방향 Y가 연신 필름의 측정 방향과 수직으로 되어 있다. 이 때, 시험편(800)의 한변의 길이는, 120 mm로 하였다. 또한, 시험편(800)은, 연신 필름의 폭 방향의 중앙부 및 양단부로부터 각각 1매씩, 합계 3매 잘라냈다.

잘라낸 시험편(800)의 정점(810, 820, 830 및 840)의 근방에 있어서, 그 정점에서 서로 이웃하는 2변으로부터의 거리가 10 mm가 되는 4개의 표점(P_A, P_B, P_C 및 P_D)을 설정하였다. 이 때, 표점(P_A)과 표점(P_B)의 거리, 표점(P_A)과 표점(P_C)의 거리, 표점(P_B)과 표점(P_D)의 거리, 및, 표점(P_C)과 표점(P_D)의 거리는, 모두 100 mm로 되어 있었다. 이 시험편(800)을, Tg - 18℃의 측정 온도 하에서 1시간 유지하였다.

그 후, 측정 방향과 평행하게 늘어선 표점(P_A)과 표점(P_B) 사이의 거리 D_AB를 측정하고, 유지 전의 거리(100 mm)로부터의 변위 ΔD_AB(= 100 mm - D_AB)를 구하였다. 또한, 측정 방향과 평행하게 늘어선 다른 표점(P_C)과 표점(P_D) 사이의 거리 D_CD를 측정하고, 유지 전의 거리(100 mm)로부터의 변위 ΔD_CD(= 100 mm - D_CD)를 구하였다.

이들 변위 ΔD_AB 및 변위 ΔD_CD로부터, 하기 식에 의해, 측정 방향에 있어서의 각 시험편의 치수 변화율 ΔL을 계산하였다. 여기서, 변위 ΔD_AB 및 변위 ΔD_CD의 단위는, 밀리미터이다.

ΔL = {(ΔD_AB/100) + (ΔD_CD/100)}/2 × 100(%)

그리고, 중앙부 및 양단부의 시험편(800)의 치수 변화율 ΔL의 평균값을 계산하고, 그 평균값을 연신 필름의 측정 방향에 있어서의 열 수축률로 하였다.

이 때, 표점(P_A, P_B, P_C 및 P_D) 사이의 거리의 측정에는, 만능 투영기(Nikon사 제조 「V-12B」)를 사용하였다.

〔연신 필름의 평면성의 평가 방법〕

연신 필름을 목시로 관찰하여, 주름의 유무를 판정함으로써, 연신 필름의 평면성을 평가하였다. 주름이 관찰되지 않은 것은 「양호」, 주름이 약간 관찰된 것은 「가능」, 주름이 발생하여 필름이 절곡된 것을 「불가」로 하였다.

[실시예 1]

노르보르넨 수지(닛폰 제온사 제조 「ZEONOR1600」; 유리 전이 온도 163℃)를 T다이식 필름 압출 성형기로 성형하여, 두께 50 μm의 장척의 수지 필름을 제조하고, 롤상으로 권취하였다.

도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에서 설명한 구조를 갖는 연신 필름의 제조 장치(10)를 준비하였다. 이 제조 장치(10)의 텐터 장치(100)에, 롤(30)로부터 인출한 노르보르넨 수지로 이루어지는 수지 필름(40)을 공급하였다. 공급된 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)에 의해 파지하고, 오븐(200) 내의 예열 존(210)을 반송하였다. 예열 존(210)에서의 예열 처리는, 177℃였다. 그 후, 수지 필름(40)을 연신 존(220)에 보내고, 이 연신 존(220) 내에서 경사 방향으로 연신하였다. 연신 조건은, 연신 배율 1.5배, 연신 온도 175.5℃였다. 그 후, 연신된 수지 필름(40)의 양단부(41 및 42)를, 연신 존(220)의 바로 하류에 설치된 트리밍 장치(300)에 의해 열 고정 존(230) 내에서 잘라 제거하여, 잔류 수지 필름(43)을 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로부터 개방하였다. 그리고, 이 잔류 수지 필름(43)에 열 고정 존(230) 내를 통과시킴으로써 열처리를 실시하여, 연신 필름(20)을 얻었다. 열처리의 조건은, 열처리 온도(열 고정 존(230)의 온도) 155℃, 처리 시간 20초, 열처리시의 반송 장력 200 N/cm²였다. 이렇게 하여 얻어진 연신 필름(20)을, 오븐(200) 밖으로 송출하고, 권취하여 필름 롤(50)로서 회수하였다.

이렇게 하여 얻어진 연신 필름(20)을, 상술한 방법으로 평가하였다.

[실시예 2]

열 고정 존에 있어서의 열처리 온도를 160℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 3]

열 고정 존에 있어서의 열처리의 처리 시간을 50초로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 4]

열 고정 존에 있어서의 열처리의 처리 시간을 10초로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 5]

열 고정 존에 있어서의 열처리시의 반송 장력을 100 N/cm²로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 6]

열 고정 존에 있어서의 열처리시의 반송 장력을 120 N/cm²로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 7]

열 고정 존에 있어서의 열처리시의 반송 장력을 300 N/cm²로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 8]

연신 필름을 형성하기 위한 수지의 종류를 노르보르넨 수지(닛폰 제온사 제조 「ZEONOR1430」; 유리 전이 온도 136℃)로 변경하고, 연신에 제공되는 수지 필름의 두께를 70 μm로 변경하였다. 또한, 수지의 종류 및 필름의 두께를 변경한 것에 따라, 예열 온도를 148℃로 변경하고, 연신 온도를 146℃로 변경하고, 열처리 온도를 128℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 9]

연신 필름을 형성하기 위한 수지의 종류를 노르보르넨 수지(닛폰 제온사 제조; 유리 전이 온도 126℃)로 변경하고, 연신에 제공되는 수지 필름의 두께를 69 μm로 변경하였다. 또한, 수지의 종류 및 필름의 두께를 변경한 것에 따라, 예열 온도를 140℃로 변경하고, 연신 온도를 138℃로 변경하고, 열처리 온도를 118℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[실시예 10]

열 고정 존에 있어서의 열처리의 처리 시간을 60초로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[비교예 1]

트리밍 장치(300)를 텐터 장치(100)의 출구부(140)보다 하류로 이동시켰다. 이에 의해, 수지 필름(40)은, 연신 후에 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로 양단부(41 및 42)가 파지된 상태에서 열 고정 존(230)을 통과하고, 오븐(200)보다 하류에서 양단부(41 및 42)가 잘라내어졌다. 또한, 열 고정 존(230) 내의 온도를, 140℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[비교예 2]

트리밍 장치(300)를 텐터 장치(100)의 출구부(140)보다 하류로 이동시켰다. 이에 의해, 수지 필름(40)은, 연신 후에 외측 파지자(110R) 및 내측 파지자(110L)로 양단부(41 및 42)가 파지된 상태에서 열 고정 존(230)을 통과하고, 오븐(200)보다 하류에서 양단부(41 및 42)가 잘라내어졌다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[비교예 3]

열 고정 존에 있어서의 열처리 온도를 150℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[비교예 4]

열 고정 존에 있어서의 열처리 온도를 165℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다. 그러나, 얻어진 연신 필름에는 주름이 발생하고 필름이 절곡되어 있었으므로, 면내 리타데이션 및 열 수축률의 측정을 할 수 없었다.

[비교예 5]

열 고정 존에 있어서의 열처리의 처리 시간을 5초로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 연신 필름의 제조 및 평가를 행하였다.

[결과]

상술한 실시예의 결과를 표 1에 나타내고, 비교예의 결과를 표 2에 나타낸다. 하기의 표에 있어서, 약칭의 의미는 이하와 같다.

개방의 유무: 열 고정 존에 있어서의 수지 필름의 파지자로부터의 개방의 유무.

Tg: 연신 필름을 형성하는 수지의 유리 전이 온도.

Re: 연신 필름의 평균 면내 리타데이션.

θ: 연신 필름의 평균 배향각.

열 수축률/TD: 연신 필름의 폭 방향의 열 수축률.

열 수축률/MD: 연신 필름의 길이 방향의 열 수축률.

열 수축률/Slow: 연신 필름의 지상축 방향의 열 수축률.

열 수축률/Fast: 연신 필름의 진상축 방향의 열 수축률.

[검토]

상기의 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 경사 방향으로 지상축을 갖고, 평면성이 우수하며, 또한 열 수축이 억제된 연신 필름을 제조할 수 있다.

10 연신 필름의 제조 장치
20 연신 필름
30 권출 롤
40 수지 필름
41 수지 필름의 단부
42 수지 필름의 단부
43 수지 필름의 중간 부분(잔류 수지 필름)
50 필름 롤
60 연신 필름의 제조 장치
100 텐터 장치
110R 외측 파지자
110L 내측 파지자
120R 가이드 레일
120L 가이드 레일
130 텐터 장치의 입구부
140 텐터 장치의 출구부
200 오븐
210 예열 존
220 연신 존
230 열 고정 존
231 열 고정 존의 트리밍 장치보다 상류의 영역
232 열 고정 존의 트리밍 장치보다 하류의 영역
233 개방 위치
240 격벽
300 트리밍 장치
310 트리밍 나이프
320 트리밍 나이프
400 반송 롤
500 인취 장치
510 인취 롤
520 인취 롤
600 텐터 장치
700 트리밍 장치
710 트리밍 나이프
720 트리밍 나이프
800 시험편
810, 820, 830 및 840 시험편의 정점

Claims

오븐을 통과하도록 장척의 수지 필름을 반송하면서, 상기 수지 필름의 양단부를 파지한 파지자에 의해 상기 오븐 내에서 상기 수지 필름을 연신하여, 그 폭 방향에 대하여 평균으로 10°이상 80°이하의 각도 범위에 지상축을 갖는 장척의 연신 필름을 제조하는, 연신 필름의 제조 방법으로서,
상기 오븐이, 연신 존 및 열 고정 존을 상류로부터 이 순서로 갖고,
상기 제조 방법이,
상기 수지 필름의 양단부를 상기 파지자에 의해 파지하는 공정과,
상기 연신 존에 있어서, 상기 수지 필름을 연신하는 공정과,
상기 열 고정 존에 있어서, 상기 수지 필름을 상기 파지자로부터 개방하는 공정과,
상기 열 고정 존에 있어서, 상기 파지자로부터 개방된 상기 수지 필름에, Tg - 10℃를 초과하고 Tg 미만의 온도(Tg는, 상기 수지 필름을 형성하는 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다.)에서 10초 이상 열처리를 실시하는 공정을 포함하는, 연신 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 수지 필름에 열처리를 실시하는 공정에 있어서의 상기 수지 필름의 반송 장력이, 100 N/cm² 이상 300 N/cm² 이하인, 연신 필름의 제조 방법.
열가소성 수지로 이루어지는 장척의 연신 필름으로서,
상기 연신 필름의 폭 방향에 대하여 평균으로 10°이상 80°이하의 각도 범위에 지상축을 갖고,
Tg - 18℃(Tg는, 상기 열가소성 수지의 유리 전이 온도를 나타낸다.)에서 1시간 유지한 경우의 지상축 방향의 열 수축률이 0.1%~0.3%인, 장척의 연신 필름.
제3항에 있어서,
두께가 10 μm~50 μm인, 장척의 연신 필름.