JP2005306981A - ポリビニルアルコール系重合体フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 長さ方向に沿って「最大高さ(Ry)」が50μmである切断端面を有するポリビニルアルコール系重合体フィルム、および回転する丸刃を用いてポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断して前記フィルムを得る方法。
【選択図】 なし
Description
ポリビニルアルコール系重合体フィルムでは、製膜後のポリビニルアルコール系重合体フィルムの幅方向の両端部は、中央部と厚みが異なっていたり、乾燥の程度が異なっていて、幅方向の両端部を残したままで一軸延伸すると安定した延伸が困難なことから、フィルムの幅方向の両端部を切断除去してからロール状に巻き取って偏光板メーカーなどの需要先に供給することが一般に行われている。
また、偏光板メーカーなどの需要先の要望に合致したフィルム幅のものを提供するために、製膜したポリビニルアルコール系重合体フィルムを、耳部の切断除去と同時にまたは耳部の切断除去を行わずに、フィルムの幅方向の中央部やその他の位置で長さ方向に切断して、フィルムを要望されている所定の幅にし、それをロール状に巻き取って需要先に納入することも必要に応じて行われている。
フィルムが長いと、フィルムの切断に用いられる切断刃が徐々に磨耗し、それに伴って切断刃の切れが徐々に低下して、最初は滑らかであった切断端面も徐々に粗面化の度合いが大きくなり、フィルムの全長にわたって滑らかな切断端面を形成できないという問題が発生する。
そのような従来技術としては、例えば、固定刃を使用して、ポリビニルアルコール系重合体フィルムの調湿度条件、刃物の形状、刃物の位置を調整してポリビニルアルコール系重合体フィルムの幅方向の両端部を切断除去する方法(特許文献1)、特定の刃先角度を有し且つ特定の材質からなる上刃および下刃から構成されるシェア刃を用いてポリビニルアルコール系重合体フィルムを切断して、切断端面の表面平均粗さ(Ra)を5μm以下にする方法(特許文献2)などが知られている。
具体的には、特許文献1に記載されている固定刃を用いる方法では、固定刃の1箇所のみでフィルムの切断が常に行われるため、刃の磨耗が非常に速く、短期間のうちに刃の切れが低下し、フィルムの長さが大きくなるほど切断端面の粗さが段々大きくなり易いという問題があった。
また、シェア刃を使用する特許文献2の方法による場合は、2つの刃の間にフィルムを挟み込みながら剪断によって切断するという構造のため、長いフィルムを長時間にわたって切断したときに、刃の磨耗が大きくなり、切断端面の粗さが次第に大きくなるという問題があった。
しかしながら、1000m以上、特に数千mの長さにわたって滑らかな切断端面を有するポリビニルアルコール系重合体フィルム、およびそのようなフィルムを得るための切断方法は従来知られていなかった。
さらに、本発明の目的は、全長にわたって粗面化の度合いが低くて滑らかな切断端面を形成し得るポリビニルアルコール系重合体フィルムの切断方法を提供することである。
さらに、本発明者らは、その際に丸刃を駆動装置などによって積極的に駆動回転させるのではなく、フィルムの移送に伴って自由回転させながら切断を行うと、フィルムの切断がよりスムーズに行われ、しかも丸刃の磨耗が極めて少なくなり、ポリビニルアルコール系重合体フィルムの長さが例えば3000m以上であっても、最後まで良好な切断を行うことができ、フィルムの全長にわたって滑らかな切断端面を有するフィルムが得られることを見出した。
さらに、本発明者らは、回転する丸刃を用いてポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する際に、ロール軸方向にフィルムが接触する大径部とフィルムが接触しない小径部を交互に有する溝付ロールを使用し、溝付ロールの大径部の表面にポリビニルアルコール系重合体フィルムを接触させて移送しながら、溝付ロールの小径部の位置で回転する丸刃によってポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する方法が、切断の安定性などの点から好ましいことを見出した。また、その際に、ポリビニルアルコール系重合体フィルムを溝付ロールの円周に所定の角度で接触させて(フィルムを溝付ロールで抱き込んで)フィルムに張力がかかった状態で切断を行うと、安定した状態で切断が行われて、切断端面が一層滑らかになること、また切断時のポリビニルアルコール系重合体フィルムの移送速度は40m/分以下であることが好ましいことなどを見出した。
(1) フィルムの長さ方向に沿った2つの端部の少なくとも一方が切断刃によって形成した切断端部である長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムであって、前記切断端部の切断端面の表面粗さの度合いが、フィルムの全長にわたって、下記の式(1);
最大高さ(Ry)≦50μm (1)
[式中、「最大高さ(Ry)」は、JIS B 0601−1994「表面粗さ−定義」に規定されている「最大高さ(Ry)」を示す。]
を満足することを特徴とするポリビニルアルコール系重合体フィルムである。
(2) 前記切断端部の切断端面の表面粗さの度合いが、フィルムの全長にわたって、下記の式(2);
算術平均粗さ(Ra)≦1.4μm (2)
[式中、「算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601−1994「表面粗さ定義」に規定されている「算術平均粗さ(Ra)」を示す。]
を更に満足する前記(1)のポリビニルアルコール系重合体フィルム;
(3) 前記切断端部の切断端面における「最大高さ(Ry)」と「算術平均粗さ(Ra)」との比(Ry/Ra)が、フィルムの全長にわたって17〜40である前記(1)または(2)のポリビニルアルコール系重合体フィルム;
(4) フィルムの長さが1000m以上であり、ロール状に巻かれている前記した(1)〜(3)のいずれかのポリビニルアルコール系重合体フィルム;および、
(5) 偏光フィルム用である前記(1)〜(4)のいずれかのポリビニルアルコール系重合体フィルム;
である。
(6) 長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムを移送しながら、1つの切断端部の形成のために各1個の回転する丸刃を使用して、フィルムを長さ方向に沿って平行に切断することを特徴とするポリビニルアルコール系重合体フィルムの切断方法である。
(7) 長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムの幅方向の2箇所を、各1個の回転する丸刃によって長さ方向に沿ってそれぞれ切断して、フィルムの長さ方向に沿った両方の端部が切断により形成された切断端部であるポリビニルアルコール系重合体フィルムを形成する前記(6)の切断方法;
(8) 長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムの移送に伴って丸刃を自由回転させながらポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する前記(6)または(7)の切断方法;
(9) 丸刃の直径が40mm以上である前記(6)〜(8)のいずれかの切断方法;
(10) ポリビニルアルコール系重合体フィルムを40m/分以下の速度で移送しながら回転する丸刃により切断する前記(6)〜(9)のいずれかの切断方法;および、
(11) ポリビニルアルコール系重合体フィルムの揮発分含量を0.1〜10質量%にして、回転する丸刃により、温度10〜70℃で切断を行う前記(6)〜(10)のいずれかの切断方法;
である。
(12) ポリビニルアルコール系重合体フィルムの移送時にフィルムが接触する大径部とフィルムが接触しない小径部をロール軸方向に交互に有する溝付ロールを使用し、溝付ロールの大径部の表面にポリビニルアルコール系重合体フィルムを接触させて移送しながら、溝付ロールの小径部の位置で回転する丸刃によってポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する前記(6)〜(11)のいずれかの切断方法;
(13) 丸刃の刃部分における非テーパー状基部の肉厚が0.05〜1mmであり、溝付ロールのロール軸方向での小径部の幅が丸刃の刃部分における非テーパー状基部の肉厚の2〜50倍である前記(12)の切断方法;および、
(14) 溝付ロールの円周に沿ってポリビニルアルコール系重合体フィルムを10°〜100゜の角度で接触させながら、回転する丸刃によってポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する前記(12)または(13)の切断方法;
である。
本発明のポリビニルアルコール系重合体フィルムは、長さ方向に延伸した際に亀裂の発生などを生ずることなく均一な延伸が行われるので、偏光性能に優れる偏光フィルムを製造することができる。
本発明の切断方法による場合は、フィルムの長さが例えば3000m以上と極めて長い場合であっても、フィルムの全長にわたって粗面化の度合いが極めて低くて滑らかな切断端面を有するポリビニルアルコール系重合体フィルムを、良好な作業性で生産性よく製造することができる。
本発明のポリビニルアルコール系重合体フィルムは、フィルムの長さ方向に沿った一方端部のみが切断刃による切断によって形成された切断端部をなす長尺のフィルムであってもよいし、またはフィルムの長さ方向に沿った両方の端部が切断刃による切断によって形成された切断端部をなす長尺のPVA系重合体フィルムであってもいずれでもよく、一般的には、フィルムの長さ方向に沿った両方の端部が切断端部をなしている(以下、「ポリビニルアルコール」を「PVA」、「ポリビニルアルコール系重合体」を「PVA系重合体」、「ポリビニルアルコール系重合体フィルム」を「PVA系重合体フィルム」という)。
最大高さ(Ry)≦50μm (1)
[式中、「最大高さ(Ry)」は、JIS B 0601−1994「表面粗さ−定義」に規定されている「最大高さ(Ry)」を示す。]
を満足している。
前記規定は、本発明のPVA系重合体フィルムが、例えば3000mの長さを有し、ロール状に巻いたものである場合に、巻き初め(フィルムの先頭部分)から巻き終わり(フィルムの末尾部分)までの3000mの長さ全体にわたって、その切断端部の切断端面の「最大高さ(Ry)」が50μm以下になっていることを意味する。
PVA系重合体フィルムの切断端面の「最大高さ(Ry)」が50μmを超えると、切断端面の粗面化の度合いが高くなり、PVA系重合体フィルムを長さ方向に延伸した際に亀裂やフィルムの破断が発生し易くなる。
切断端面の最大高さ(Ry)は30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることが特に好ましい。
算術平均粗さ(Ra)≦1.4μm (2)
[式中、「算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601−1994「表面粗さ定義」に規定されている「算術平均粗さ(Ra)」を示す。]
を更に満足する「算術平均粗さ(Ra)」を有していることが好ましい。
本発明のPVA系重合体フィルムにおける切断端面が、「最大高さ(Ry)」が50μm以下という要件および「算術平均粗さ(Ra)」が1.4μm以下であるという要件の両方を満足している場合は、切断端面の滑らかさが一層向上し、長さ方向に延伸したときに亀裂、フィルムの破断が一層生じにくくなる。切断端面の「算術平均粗さ(Ra)」は1.2μm以下であることがより好ましく、1.0μm以下であることが更に好ましい。
Ry/Raは、PVA系重合体フィルムの切断に用いる刃の磨耗度合いの指標であり、刃の磨耗が激しいときにはRy/Raが17未満になることが多く、それに伴って切断端面の粗面化の度合いが大きくなる。また、Ry/Raが40を超える場合は、「算術平均粗さ(Ra)」として求められる切断端面の微細な滑らかさはほとんど変化していないが、延伸時の切断の要因となる可能性の高いキズなどを有する比較的凹凸変動の大きな切断端面になり易く、延伸時にフィルムの破断などが生じやすくなる傾向を有する。
また、フィルムの長さ方向に沿った少なくとも一方の端部が切断端部である本発明のPVA系重合体フィルムの幅は、PVA系重合体フィルムの用途、PVA系重合体フィルムの需要先の要望などに応じて選択することができるが、一般的には、2m以上であることが好ましく、2.5m以上であることがより好ましく、3m以上であることが更に好ましい。長さ方向に沿った端部が切断端部であるPVA系重合体フィルムの幅が狭すぎると、偏光フィルムを製造するために長さ方向に一軸延伸したときに、フィルム中央部付近まで一軸延伸時のネックイン(幅方向の収縮)の影響を受け易く、幅広で光学性能が均一な偏光フィルムが得ることが困難になり易い。
丸刃を自由回転させるための方式は特に制限されず、例えば、図3の模式図(丸刃を厚み方向に切断した断面図)に例示するように、丸刃2を円板状の丸刃取付部材7に固定して取り付け、円板状の丸刃取付部材7の中央(中心位置)に回転軸8を一体に又は固定して延長して設け、回転軸8の周囲にボールベアリングなどのベアリング9を配置して、回転軸8、丸刃取付部材7および丸刃2を一体に自由回転させる方式などを採用することができる。
なお、本明細書でいう「PVA系重合体フィルム中に含まれる揮発分」とは、PVA系重合体フィルムを製造する際に用いた有機溶媒や水などの溶媒、PVA系重合体フィルムの製造後に吸湿によってフィルム中に取り込まれた水分などのような揮発性成分をいう。
PVA系重合体フィルムの揮発分含量の調整は、加熱金属ロールやフローティングドライヤーなどを単独で用いるかまたは1種または2種以上を組み合わせて、目的の値まで乾燥して行っても良いし、揮発分含量が前記の範囲より少ないPVA系重合体フィルムを加湿器などで処理して所定の揮発分をフィルム中に含有させてもよく、その調整方法は特に制限されない。
なお、本明細書でいう「切断時のPVA系重合体フィルムの揮発分含量」とは、切断に供するPVA系重合体フィルムを温度50°C、圧力0.1kPa以下の真空乾燥機中で質量の減少が最早なくなって一定の質量になるまで乾燥した時の質量減少率を意味する。
本発明では、PVA系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する際のPVA系重合体フィルムの温度は、スポットタイプディジタル放射温度計(ミノルタ株式会社製「温度計505A」)を用いて測定した温度をいう。
(1)図4の模式図で例示するように[図4の(a)は正面図、(b)は側面図を示す]、PVA系重合体フィルム1が接触する大径部(凸部)10aとフィルム1が接触しない小径部(凹部)10bをロール軸方向に交互に有する溝付ロール10を用い、溝付ロール10の大径部10aの表面にPVA系重合体フィルム1を接触させて移送しながら、溝付ロール10の小径部10bの位置で回転する丸刃2によってPVA系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する方法;
(2)図5の模式図で例示するように、PVA系重合体フィルム1を、所定以下の間隔をあけて互いに平行に配置した2本のロール11,12の表面に接触させて移送しながらロール11とロール12との間の位置に回転する丸刃2を配置して切断する方法;
などを採用することができる。
そのうちでも、溝付ロールを使用する(1)の方法が、丸刃の位置ずれが少なく、PVA系重合体フィルムをその幅方向の所定の位置で長さ方向に沿って正確に且つ円滑に切断できることから好ましく採用される。
溝付ロールにおける複数の大径部は、PVA系重合体フィルムを平坦な状態に保ちながら該複数の大径部の表面に接触させて移送するために、いずれも同じ直径であることが必要である。溝付ロールの大径部の直径(図4におけるEbの寸法)は5〜30cm、特に7.5〜20cmであることが、PVA系重合体フィルムの移送が良好に行われる点、溝付ロールでのPVA系重合体フィルムの切断が良好に行われる点、溝付ロールの製造コストなどの点から好ましい。溝付ロールの大径部の直径が小さすぎるとPVA系重合体フィルムの均一な切断が行われにくくなり、一方大きすぎると溝付ロールの作製コストが高くなる。溝付ロールの小径部の直径(図4におけるEcの寸法)は、大径部の直径よりも0.5〜2cm小さい寸法、特に1〜1.5cm小さい寸法であることが、丸刃の破損防止、小径部でのPVA系重合体フィルムの切断の円滑性、溝付ロールにおける溝の加工のし易さなどの点から好ましい。
溝付ロールの小径部の幅(軸方向の長さ)(図4におけるWbの寸法)は、大径部の幅と同じであるかまたはそれ以下であることが好ましい。また、小径部の幅は、丸刃の刃部分における非テーパー状基部の肉厚(図3におけるdの寸法)の2〜50倍であることが好ましく、5〜30倍であることがより好ましく、それによって丸刃の刃先が溝付ロールに接触することなくPVA系重合体フィルムの切断が安定した状態で良好に行うことができる。小径部の幅が狭過ぎると、て、丸刃の刃先が溝付ロールに接触することによって生ずる刃先の磨耗や刃先の破損が生じ易くなる。一方、小径部の幅が広すぎると、フィルムの切断点が変化し易くなり、フィルムの幅方向の同じ位置で切断が行われにくくなって、フィルムの全長にわたって滑らかな切断端面を形成しにくくなる。
いずれの方法による場合も、回転する丸刃によるPVA系重合体フィルムの長さ方向に沿っての切断は、PVA系重合体フィルムの製造工程に引き続いて連続して行ってもよいし、またはPVA系重合体フィルムを製造しロール状に巻き取った後に、フィルムをロールから巻き戻しながら行ってもよい。
本発明でいう「ケン化度」とは、ケン化によりビニルアルコール単位に変換され得る単位の中で、実際にビニルアルコール単位にケン化されている単位の割合(モル%)をいい、JIS K 6726に記載されている方法により測定したケン化度を意味する。
本明細書でいうPVA系重合体の重合度は、JIS K 6726に準じて測定した重合度をいう。
特に可塑剤は、PVA系重合体フィルムの取り扱い性、染色性、延伸性などを向上させるので、PVA系重合体フィルムの製造時に可塑剤を用いることが好ましい。
可塑剤としては、多価アルコール系可塑剤がPVA系重合体との親和性の点から好ましく用いられる。多価アルコール系可塑剤の例としては、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジグリセリン、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパンなどを挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらのなかでも延伸性の向上効果、取り扱い性などの点から、グリセリン、ジグリセリンおよびエチレングリコールの1種または2種以上が好ましく用いられる。
また、延伸後のPVA系重合体フィルム(偏光フィルム)の厚みは、3〜75μm、特に5〜50μmであることが、偏光性能、取り扱い性、耐久性などの点から好ましい。
以下の例において、各物性の評価は次の方法で行った。
フィルムを長さ方向に沿って切断した後にロール状に巻き取ったPVAフィルム(長さ方向に沿った切断端部を有するPVAフィルム)のロールの最表層のフィルム部分(特に巻き終わりに近いフィルム部分)から、フィルムの長さ方向に沿って長さ30mmの切断端部を含むサンプルを採取し(サンプルの採取点数3)、採取したサンプルの切断端面の任意の位置でフィルムの長さ方向に沿って100μmの長さにわたってキーエンス社製の超深度形状測定顕微鏡「VK−8500」を用いて切断端面の厚み方向全体の粗面化の度合いを測定して、図2で例示したような粗さ曲線を求め、JIS B 0601−1994「表面粗さ−定義」に規定されている「最大高さ(Ry)」および「算術平均粗さ(Ra)」の算出法にしたがって切断端面の「最大高さ(Ry)」および「算術平均粗さ(Ra)」をそれぞれ算出し、3カ所の平均値を採った。
なお、切断の開始時点および中間の段階では、切断刃の刃先の磨耗がないか又は小さく、粗面化の度合いの低い滑らかな切断端面が形成されるので、ロールへの巻き取り開始時および巻き取りの中間時点での切断端面の粗面化度合いの測定は省略して、切断刃の磨耗が最も大きくなっている切断の終了間際の時点[切断処理後にロール状に巻き取ったPVAフィルムにおけるロールの最表層の部分(巻き終わりの部分)]について切断端面の「最大高さ(Ry)」および算術平均粗さ(Ra)を求めて、切断端面の粗面化の度合いの評価を行った。
長さ方向への切断処理に供するPVAフィルムの一部(約2g)をサンプルとして採取した後、そのサンプルを温度50℃、圧力0.1kPa以下の真空乾燥機中に入れて質量の減少が最早なくなり一定の質量になるまで乾燥して(乾燥に要した時間約4時間)、下記の式から揮発分の含有率を求めた。
PVA系重合体フィルム中の揮発分の含有率(%)={(W0−W1)/W1)}×100
[式中、W0は真空乾燥機に入れる前のサンプルの質量(g)、W1は真空乾燥した後のサンプルの質量(g)を示す。]
(i) 長さ方向に沿った切断端部を有するPVAフィルムが延伸処理時に破断するか否かの確認は、本来、偏光フィルムを製造する際の連続延伸操作において行う必要があるが、延伸処理時のフィルムの破断は通常数時間に1回発生するか否かの頻度あり、実使用に即した試験を行うことは困難なため、以下の(ii)のモデル試験により評価を行った。
(ii) フィルムの長さ方向に沿って切断した後にロール状に巻き取ったPVAフィルム(長さ方向に沿った切断端部を有するPVAフィルム)のロールの最表層のフィルム部分(特に巻き終わりに近いフィルム部分)から、図1に示すように、フィルムの長さ方向に平行に、サンプルの縦方向の1辺(長辺)が切断端部であるようにして、縦×横=15cm×10cmの方形のサンプル(図1に示すサンプルS)を採取した(サンプルの採取点数3)。なお、その際に、切断端部に相当する辺以外の3つの辺のカットは、粗面化していない滑らかな切断面が形成されるように1つの辺のカットのたび毎に良く切れるように刃先を更新したカッターナイフ(エヌティー株式会社製「A刃」)を使用してカット作業を行った。
(iii) 上記(ii)で採取したサンプルの縦方向の両端(2つの横辺)部分でサンプルを1対のチャックによりチャック間距離4cmで把持してバッチ延伸機に取り付け、サンプル全体を30℃の水中に1分間浸漬させて水で膨潤させた後、水から取り出して直ちにサンプル全体を50℃のホウ酸4%水溶液中に浸漬し、浸漬してから1分後にそのままホウ酸水溶液中で延伸速度0.15m/分の条件下に延伸して、サンプルが破断したときのチャック間距離を測定し、下記の式から破断時の延伸倍率を求め、3個のサンプルの平均値を採った。
破断時の延伸倍率(倍)=サンプル破断時のチャック間距離(cm)÷4(cm)
(v) 上記(iv)で得られた対照用のサンプルを用いて、上記(iii)と同じ調湿処理および延伸処理を行って、サンプル破断時の延伸倍率を求め、3個のサンプルの平均値を採った。
(1) PVAチップ(PVAの重合度2400、ケン化度99.9モル%)100質量部に対してグリセリン12質量部および水220質量部を含浸させた後、含浸後のPVAチップを押出機に供給して加熱加圧下に融解して溶融原液を調製し、その溶融原液を第1の金属ロール(金属ロールの表面温度95℃、金属ロールの直径3.8m)上に押出した後、更に10個の金属ロール上で表裏面を交互に乾燥して、PVAフィルムを連続的に製造した(フィルムの幅3m、厚み75μm)。
(2) フィルムをロール状に巻き取るためのワインダーの上流側に、図4に例示したような溝付ロール10(金属製;大径部の直径Eb=20cm、小径部の直径Ec=19cm;大径部Ebの幅Wa=8mm、小径部の幅Wb=2mm)を配置すると共に、溝付ロール7の幅方向の両端近傍の小径部の位置にボールベアリングによって自由回転する図3の(a)で例示する新品の両刃型の丸刃(SKS−7タングステン製;丸刃の直径=45mm;刃部分における非テーパー状基部の肉厚d=0.3mm;刃先の角度α=20゜;刃先基部から刃先先端までの距離e=0.85mm)を各1個配置した。
(5) また、上記(3)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、10.5倍であった。一方、対照のサンプル(PVAフィルムの幅方向の中央部から採取したサンプル)における破断時の延伸倍率も10.5倍であった。かかる結果からも、この実施例1により得られたPVAフィルムでは、フィルムの長さ方向(全長)に沿った切断端面は滑らかで粗面化の程度が低いことが裏付けられた。
(1) 実施例1の(3)において、フィルムの長さ方向に沿った切断長さを5000mに変えて、全長(巻き取り長さ)が5000mである幅方向の両端部に長さ方向に沿った切断端部を有するPVAフィルムのロール状物を作製した以外は、実施例1で使用したのと同じ形式の新品の丸刃を用いて実施例1の(1)〜(3)と同じ工程および操作を行った。
(2) 上記(1)で得られた5000mの長さで巻き取ったPVAフィルムについて、ロールの最上層のフィルム部分について、長さ方向に沿った切断端面の「最大高さ(Ry)」および「算術平均粗さ(Ra)」を上記した方法で測定したところ、最大高さ(Ry)は15.2μm、算術平均粗さ(Ra)は0.640μm、Ry/Raは24であって、各1個の回転する丸刃を用いてPVAフィルムの幅方向の両端部分を極めて長い長さに沿って切断したにも拘わらず、その長さ方向(全長)に沿った切断端面は5000mの切断処理後も粗面化の程度が極めて低く、滑らかさに優れていた。
(3) また、上記(1)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、10.4倍であった。一方、対照のサンプル(PVAフィルムの幅方向の中央部から採取したサンプル)における破断時の延伸倍率は10.5倍であり、かかる結果からも、この実施例2により得られたPVAフィルムでは、フィルムの長さ方向(全長)に沿った切断端面は滑らかで粗面化の程度が低いことが裏付けられた。
(1) 実施例1の(3)において、フィルムの長さ方向に沿った切断長さを10000mに変えて、全長(巻き取り長さ)が10000mである、幅方向の両端部に長さ方向に沿った切断端部を有するPVAフィルムのロール状物を作製した以外は、実施例1で使用したのと同じ形式の新品の丸刃を用いて、実施例1の(1)〜(3)と同じ工程および操作を行った。
(2) 上記(1)で得られた10000mの長さで巻き取ったPVAフィルムについて、ロールの最上層のフィルム部分について、長さ方向に沿った切断端面の「最大高さ(Ry)」および「算術平均粗さ(Ra)」を上記した方法で測定したところ、最大高さ(Ry)は19.1μm、算術平均粗さ(Ra)は0.873μm、Ry/Raは22であって、各1個の回転する丸刃を用いてPVAフィルムの幅方向の両端部分を極めて長い長さに沿って切断したにも拘わらず、その長さ方向(全長)に沿った切断端面は10000mの切断処理後も粗面化の程度が極めて低く、滑らかさに優れていた。
(3) また、上記(1)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、10.4倍であった。一方、対照のサンプル(PVAフィルムの幅方向の中央部から採取したサンプル)における破断時の延伸倍率は10.5倍であり、かかる結果からも、この実施例3により得られたPVAフィルムでは、フィルムの長さ方向(全長)に沿った切断端面は滑らかで粗面化の程度が低いことが裏付けられた。
(1) 実施例1の(3)において、回転する丸刃で切断処理する際のPVAフィルムの移送速度を6m/分に変え、フィルムの長さ方向に沿っての切断長さを5000mに変えた以外は、実施例1で使用したのと同じ形式の新品の丸刃を使用して、実施例1の(1)〜(3)と同じ工程および操作を行った。その際に、溝付ロールの回転速度(周速度)はフィルムの移送速度と同じ6m/分であり、丸刃はベアリングにより自由回転して切断処理が良好に行われた。
(2) 上記(1)で得られた5000mの長さで巻き取ったPVAフィルムについて、ロールの最上層のフィルム部分について、長さ方向に沿った切断端面の「最大高さ(Ry)」および「算術平均粗さ(Ra)」を上記した方法で測定したところ、最大高さ(Ry)は7.04μm、算術平均粗さ(Ra)は0.409μm、Ry/Raは17であって、各1個の丸刃を用いてPVAフィルムの幅方向の両端部分を大きな長さに沿って切断したにも拘わらず、その長さ方向(全長)に沿った切断端面は5000mの切断処理後も粗面化の程度が極めて低く、滑らかさに優れていた。
(3) また、上記(1)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、10.5倍であった。一方、対照のサンプル(PVAフィルムの幅方向の中央部から採取したサンプル)における破断時の延伸倍率も10.5倍であり、かかる結果からも、この実施例4により得られたPVAフィルムでは、フィルムの長さ方向(全長)に沿った切断端面は滑らかで粗面化の程度が低いことが裏付けられた。
(1) 実施例1の(3)において、丸刃で切断処理する際のPVAフィルムの移送速度を30m/分に変え、またフィルムの長さ方向に沿った切断長さを5000mに変えて、全長(巻き取り長さ)が5000mである、幅方向の両端部に長さ方向に沿った切断端部を有するPVAフィルムのロール状物を作製した以外は、実施例1で使用したのと同じ形式の新品の丸刃を用いて、実施例1の(1)〜(3)と同じ工程および操作を行った。その際に、溝付ロールの回転速度(周速度)はフィルムの移送速度と同じ30m/分であり、丸刃はベアリングにより自由回転して切断処理が良好に行われた。
(2) 上記(1)で得られた5000mの長さで巻き取ったPVAフィルムについて、ロールの最上層のフィルム部分について、長さ方向に沿った切断端面の「最大高さ(Ry)」および「算術平均粗さ(Ra)」を上記した方法で測定したところ、最大高さ(Ry)は45.5μm、算術平均粗さ(Ra)は0.550μm、Ry/Raは83であって、各1個の丸刃を用いてPVAフィルムの幅方向の両端部分を大きな長さに沿って切断したにも拘わらず、その長さ方向(全長)に沿った切断端面は5000mの切断処理後も粗面化の程度が極めて低く、滑らかさに優れていた。
(3) また、上記(1)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、10.2倍であった。一方、対照のサンプル(PVAフィルムの幅方向の中央部から採取したサンプル)における破断時の延伸倍率は10.5倍であり、かかる結果からも、この実施例5により得られたPVAフィルムでは、フィルムの長さ方向(全長)に沿った切断端面は滑らかで粗面化の程度が低いことが裏付けられた。
(1) PVAフィルムをロール状に巻き取るためのワインダーの上流側に、フィルムの幅方向の両端部を切断するための新品のシェア刃を配置した。このシェア刃は、SKH−2高速度工具鋼からなる直径118mmの円板状の上刃と、SKD−11合金工具鋼からなる直径92mmの円板状の下刃との組み合わせからなり、PVAフィルムの切断処理時に、上下の刃が共に駆動によって回転し、上下の刃のシェア(剪断力)によってPVAフィルムの切断が行われるように設計されており、引用文献2の発明で用いられているものに相当する。
(2) 実施例1の(1)と同じ工程および操作を行って製造したPVAフィルムを、上記(1)で準備したシェア刃を配置した切断装置に供給し、その際にPVAフィルムの移送速度6m/分、シェア刃の下刃の回転速度(周速度)6m/分、上刃の回転速度(周速度)6.5m/分の条件下に、シェア刃によってPVAフィルムの両端部分を長さ方向に沿って切断して、幅2.6mのフィルムにした後、ワインダーにてアルミ管(直径約15.2cm)上にロール状に連続的に巻き取って、長さ方向に沿った両端部に切断端面を有する全長5000m(巻き取り長さ5000m)のPVAフィルムを得た。
(4) また、上記(2)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、9.8倍であり、実施例1〜5に比べて延伸時に破断し易いものであった。
(1) 比較例1の(2)において、PVAフィルムの幅方向の両端部をシェア刃で切断する際のPVAフィルムの移送速度を30m/分に変え、シェア刃の下刃の回転速度(周速度)を30m/分、上刃の回転速度(周速度)を32m/分に変えた以外は、比較例1で使用したのと同じ形式の新品のシェア刃を使用して、比較例1の(1)および(2)と同じ工程および操作を行って、幅2.6mのフィルムにした後、ワインダーにてアルミ管(直径約15.2cm)上にロール状に連続的に巻き取って、長さ方向に沿った両端部に切断端面を有する全長5000m(巻き取り長さ5000m)のPVAフィルムを得た。
(2) 上記(1)で得られた5000mの長さで巻き取ったPVAフィルムについて、ロールの最上層のフィルム部分について、長さ方向に沿った切断端面の「最大高さ(Ry)」および算術平均粗さ(Ra)を上記した方法で測定したところ、最大高さ(Ry)は100μm、「算術平均粗さ(Ra)」は13.6μm、Ry/Raは7.4であって、実施例1〜5に比べて、切断端面の粗面化の度合いが大幅に高かった。
(3) また、上記(1)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、9.6倍であり、実施例1〜5に比べて延伸時に破断し易いものであった。
(1) PVAフィルムをロール状に巻き取るためのワインダーの上流側に、実施例1における(1)で用いたのと同じ溝付ロール7を配置すると共に、溝付ロール7の幅方向の両端近傍の小径部の位置に、フィルムの幅方向の両端部を切断するための新品の炭素工具鋼SK−2製レザー刃(刃部分における非テーパー状基部の肉厚=0.25mm、刃先の角度=17゜、片刃、非テーパー状基部から刃先までの長さe=0.85mm)を各1個固定配置した。
(2) 実施例1の(1)と同じ工程および操作を行って製造したPVAフィルムを、上記(1)で準備したレザー刃を配置した切断装置に供給し、その際にPVAフィルムを15m/分の移送速度で移送しながら、溝付ロールを回転速度(大径部の周速度)15m/で回転しながら、溝付ロールの小径部の位置でレザー刃によってPVAフィルムの両端部分を長さ方向に沿って切断して、幅2.6mのフィルムにした後、ワインダーにて支持管上にロール状に連続的に巻き取って、長さ方向に沿った両端部に切断端面を有する全長5000m(巻き取り長さ5000m)のPVAフィルムを得た。
(4) また、上記(2)で得られたPVAフィルムにおけるロールの最上層のフィルム部分について、破断時の延伸倍率を上記した方法で測定したところ、9.9倍であり、実施例1〜5に比べて延伸時に破断し易いものであった。
本発明の切断方法により、前記した優れた特性を有する長さ方向に切断端部を有するPVA系重合体フィルムを工業的に円滑に生産性良く製造することができる。
2 回転する丸刃
3 回転する丸刃の刃先先端
4 回転する丸刃の刃部分の研磨されたテーパー面
4’ 回転する丸刃の刃部分の研磨されたテーパー面
5 回転する丸刃の刃部分の垂直な面
6 回転する丸刃の刃部分の研磨されたテーパー面
7 丸刃取付部材
8 回転軸
9 ベアリング
10 溝付ロール
10a 溝付ロールの大径部
10b 溝付ロールの小径部
11 ロール
12 ロール
Claims (14)
- フィルムの長さ方向に沿った2つの端部の少なくとも一方が切断刃によって形成した切断端部である長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムであって、前記切断端部の切断端面の表面粗さの度合いが、フィルムの全長にわたって、下記の式(1);
最大高さ(Ry)≦50μm (1)
[式中、「最大高さ(Ry)」は、JIS B 0601−1994「表面粗さ−定義」に規定されている「最大高さ(Ry)」を示す。]
を満足することを特徴とするポリビニルアルコール系重合体フィルム。 - 前記切断端部の切断端面の表面粗さの度合いが、フィルムの全長にわたって、下記の式(2);
算術平均粗さ(Ra)≦1.4μm (2)
[式中、「算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601−1994「表面粗さ定義」に規定されている「算術平均粗さ(Ra)」を示す。]
を更に満足する請求項1に記載のポリビニルアルコール系重合体フィルム。 - 前記切断端部の切断端面における「最大高さ(Ry)」と「算術平均粗さ(Ra)」との比(Ry/Ra)がフィルムの全長にわたって17〜40である請求項1または2に記載のポリビニルアルコール系重合体フィルム。
- フィルムの長さが1000m以上であり、ロール状に巻かれている請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリビニルアルコール系重合体フィルム。
- 偏光フィルム用である請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリビニルアルコール系重合体フィルム。
- 長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムを移送しながら、1つの切断端部の形成のために各1個の回転する丸刃を使用して、フィルムを長さ方向に沿って平行に切断することを特徴とするポリビニルアルコール系重合体フィルムの切断方法。
- 長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムの幅方向の2箇所を、各1個の回転する丸刃によって長さ方向に沿ってそれぞれ切断して、フィルムの長さ方向に沿った両方の端部が切断により形成された切断端部であるポリビニルアルコール系重合体フィルムを形成する請求項6に記載の切断方法。
- 長尺のポリビニルアルコール系重合体フィルムの移送に伴って丸刃を自由回転させながらポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する請求項6または7に記載の切断方法。
- 丸刃の直径が40mm以上である請求項6〜8のいずれか1項に記載の切断方法。
- ポリビニルアルコール系重合体フィルムを40m/分以下の速度で移送しながら回転する丸刃により切断する請求項6〜9のいずれか1項に記載の切断方法。
- ポリビニルアルコール系重合体フィルムの揮発分含量を0.1〜10質量%にして、回転する丸刃により、温度10〜70℃で切断を行う請求項6〜10のいずれか1項に記載の切断方法。
- ポリビニルアルコール系重合体フィルムの移送時にフィルムが接触する大径部とフィルムが接触しない小径部をロール軸方向に交互に有する溝付ロールを使用し、溝付ロールの大径部の表面にポリビニルアルコール系重合体フィルムを接触させて移送しながら、溝付ロールの小径部の位置で回転する丸刃によってポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する請求項6〜11のいずれか1項に記載の切断方法。
- 丸刃の刃部分における非テーパー状基部の肉厚が0.05〜1mmであり、溝付ロールのロール軸方向での小径部の幅が丸刃の刃部分における非テーパー状基部の肉厚の2〜50倍である請求項12に記載の切断方法。
- 溝付ロールの円周に沿ってポリビニルアルコール系重合体フィルムを10°〜100゜の角度で接触させながら、回転する丸刃によってポリビニルアルコール系重合体フィルムを長さ方向に沿って切断する請求項12または13に記載の切断方法。
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