JP2008254210A - 熱可塑性樹脂フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多段冷却する溶融製膜法により熱可塑性樹脂フィルムを製造する際にフィルムへの皺の発生を極力なくすことができる。
【解決手段】溶融した熱可塑性樹脂12をダイ16からフィルム状に吐出し、該吐出されたフィルム12Aを多段に設けられた複数の冷却ローラ18,20,22に接触搬送することで多段冷却する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、多段に設けられた複数の冷却ローラ18,20,22のうち、搬送方向の最も上流側に位置する第1の冷却ローラ18のローラ表面温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)−20℃以上、Tg+20℃以下の範囲であるようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】溶融した熱可塑性樹脂12をダイ16からフィルム状に吐出し、該吐出されたフィルム12Aを多段に設けられた複数の冷却ローラ18,20,22に接触搬送することで多段冷却する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、多段に設けられた複数の冷却ローラ18,20,22のうち、搬送方向の最も上流側に位置する第1の冷却ローラ18のローラ表面温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)−20℃以上、Tg+20℃以下の範囲であるようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は熱可塑性樹脂フィルムの製造方法に係り、特に、製造される熱可塑性樹脂フィルムが液晶表示装置等の光学用途に使用されるフィルムの製造技術に関する。
セルロース系樹脂や環状オレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂は、光学用途のフィルムとして広く使用されている。特に、セルロース系樹脂や環状オレフィン系樹脂のフィルムは、その透明性、強靱性、及び光学的等方性から、液晶表示装置用の光学フィルムとして利用されている。
熱可塑性樹脂フィルムの製造方法として、溶融した熱可塑性樹脂をダイからフィルム状に吐出し、該吐出されたフィルムを多段に設けられた複数の冷却ローラに接触搬送することで多段冷却する溶融製膜法がある。このように製造された未延伸の熱可塑性樹脂フィルムは、例えば液晶表示装置の保護フィルム等に使用される。また、未延伸の熱可塑性樹脂フィルムに延伸処理を行ってレターデーションを発現させたフィルムは液晶表示装置の位相差フィルムとして使用される。
しかし、上記した多段冷却してフィルムを冷却する際に、温度変化にともなうフィルムの収縮や膨張によりフィルムに皺が発生し、フィルムの面状を悪化させてしまう問題がある。特に、光学用途に使用される熱可塑性樹脂フィルムは、皺による面状悪化は、光学特性において致命的な欠陥となるため、対策が必要になる。
かかる対策として、例えば特許文献1や特許文献2がある。特許文献1は1つの冷却ローラでフィルムを冷却するタイプであるが、フィルムを冷却ローラで冷却固化する際にフィルム幅方向の両端部を中央部よりも高温にすることで、光学的位相差を小さくすることが開示されている。特許文献2は3本の冷却ローラで多段冷却するタイプであり、最も下流側に位置する冷却ローラの温度を規定することにより、皺の発生を抑制することが開示されている。
特開2003−33962号公報
特開2003−245966号公報
しかしながら、特許文献1及び2の対策では、昨今の光学用途における熱可塑性樹脂フィルムに対する厳しい品質要求を満足するだけの皺抑制を達成することはできず、更なる技術改良が必要とされる。特に、複数の冷却ローラによる多段冷却の過程において、フィルム搬送方向に対して斜め方向の皺が発生することがあり、この問題については何ら解決されていないのが実情である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、多段冷却する溶融製膜法により熱可塑性樹脂フィルムを製造する際にフィルムへの皺の発生を極力なくすことができるので、光学用途のフィルムとして最適な熱可塑性樹脂フィルムを製造することのできる熱可塑性樹脂フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、溶融した熱可塑性樹脂をダイからフィルム状に吐出し、該吐出されたフィルムを多段に設けられた複数の冷却ローラに接触搬送することで多段冷却する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、前記多段に設けられた複数の冷却ローラのうち、搬送方向の最も上流側に位置する第1の冷却ローラのローラ表面温度が、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲であることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法を提供する。
本発明の請求項1は、多段冷却において、ダイから吐出されたフィルムが最も上流側に位置する冷却ローラに着地する際の着地温度条件を規定したものである。
請求項1によれば、ダイから吐出された高温のフィルムを複数の冷却ローラで多段冷却する際に、最も上流側に位置する第1の冷却ローラのローラ表面温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)近傍に設定してフィルムが急冷されないようにしたので、フィルムに大きな収縮応力が加わることがない。これにより、皺の発生を効果的に抑制することができる。第1の冷却ローラのローラ表面温度の更に好ましい範囲は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)−20℃以上、Tg+20℃以下の範囲である。
請求項2は請求項1において、前記第1の冷却ローラの表面温度をT1とし、該第1の冷却ローラに接触する際の前記フィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であることを特徴とする。
最も上流側に位置する第1の冷却ローラのローラ表面温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)近傍に設定することに加えて、第1の冷却ローラに接触する際のフィルム温度とローラ表面温度の温度差が150℃以内であることが、皺の発生抑制に一層好ましいからである。
請求項3は請求項1又は2において、前記多段冷却において、前記フィルムが上流側の冷却ローラと下流側の冷却ローラとの間を通過する際の空冷で冷やされた後のフィルム温度をT3とし、下流側の冷却ローラのローラ表面温度をT4としたときに、T3≧T4の関係を満足することを特徴とする。
請求項3は、フィルムが第1の冷却ローラに着地した後の、多段配置された複数の冷却ローラでの多段冷却における多段冷却温度条件を規定したものであり、多段冷却の過程で皺が発生する要因としては、冷却ローラ同士の間で空冷されたフィルムが次に接触する冷却ローラ上で再加熱されてフィルムが膨張することが主たる要因であるとの新たな知見に基づいてなされたものである。尚、ここで言う空冷とは、フィルムが空中において自然冷却されることを意味する。
即ち、請求項3によれば、フィルムが上流側の冷却ローラと下流側の冷却ローラとの間を通過する際の空冷で冷やされた後のフィルム温度をT3とし、下流側の冷却ローラのローラ表面温度をT4としたときに、T3≧T4の関係を満足するようにしたので、空冷で冷やされたフィルムが下流側の冷却ローラ上で再加熱されて膨張することがない。これにより、多段冷却の過程で皺が発生することを効果的に抑制することができる。
請求項4は請求項3において、前記複数の冷却ローラのローラ表面温度は前記搬送方向の下流側ほど低いことを特徴とする。
請求項4は上記のT3≧T4の関係を満足するための好ましい方法であり、複数の冷却ローラのローラ表面温度は搬送方向の下流側ほど低いように設定した。これにより、フィルムが冷却ローラ同士の間を通る際に空冷されても、次の下流側の冷却ローラ温度よりも低くなるのを抑制できる。
請求項5は請求項3又は4において、前記多段に設けられた複数の冷却ローラ同士の間で前記フィルムを加熱することを特徴とする。
請求項5は上記のT3≧T4の関係を満足するための別の好ましい方法であり、複数の冷却ローラ同士の間でフィルムを加熱するようにしたものである。この場合の加熱とは、T3≧T4を満足するためにフィルム温度が冷却ローラ温度と同じか少し高くなるように加熱するものであり、冷却ローラ温度よりも極端にフィルム温度が高くなるように加熱することは意味しない。また、冷却ローラのローラ表面温度を搬送方向の下流側ほど低くする方法と、フィルムを加熱する方法の両方を行ってもよい。
請求項6は請求項3〜5の何れか1において、前記多段に設けられた複数の冷却ローラ同士の間のフィルム空冷距離を150mm以下にすることを特徴とする。
請求項6は上記のT3≧T4の関係を満足するための別の好ましい方法であり、多段冷却においてフィルムが空中に存在しているフィルム空冷距離を150mm以下に短くしたので、フィルムの空冷による温度低下を極力抑制できる。また、冷却ローラのローラ表面温度を搬送方向の下流側ほど低くする方法と、フィルムを加熱する方法、及び空冷距離150mm以下の3つの方法を行ってもよい。
請求項7は請求項1〜6の何れか1において、前記熱可塑性樹脂がセルロース系樹脂又は環状オレフィン系樹脂であることを特徴とする。
熱可塑性樹脂フィルムの中でも特に、セルロース系樹脂や環状オレフィン系樹脂のフィルムは、その透明性、強靱性、及び光学的等方性から、光学用途のフィルムとして適しているからである。
請求項8は請求項1〜7の何れか1において、前記熱可塑性樹脂フィルムが光学用途に使用される光学フィルムであることを特徴とする。
本発明の製造方法によって光学用途の熱可塑性樹脂フィルムを製造すれば、皺を極力抑制して面状に優れた光学フィルムを製造できるからである。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法によれば、多段冷却する溶融製膜法により熱可塑性樹脂フィルムを製造する際にフィルムへの皺の発生を極力なくすことができる。
従って、本発明の製造方法により製造した光学フィルムは皺がなく面状に優れている。
従って、本発明の製造方法により製造した光学フィルムは皺がなく面状に優れている。
以下添付図面に従って本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法を実施するための製造装置の構成図である。尚、本実施の形態では、セルロースアシレートフィルムを製造する例を示すが、本発明はこれに限定するものではなく、その他の環状オレフィン系等の熱可塑性樹脂フィルムにも適用できる。
図1に示すように、製造装置10は、主として、セルロースアシレート樹脂12を溶融する押出機14と、溶融したセルロースアシレート樹脂12をフィルム状に吐出するダイ16と、ダイ16から吐出された高温のセルロースアシレートフィルム12A(以下、フィルム12Aという)を多段冷却する複数の冷却ローラ18、20、22と、最後の冷却ローラ22からフィルム12Aを剥離する剥離ローラ24と、冷却されたフィルム12Aを巻き取る巻取機26とで構成される。図1では、冷却ローラ18、20、22として3段設ける場合で示したが、2段以上あればよい。
図2は、押出機14の構成を示している。同図に示すように、押出機14のシリンダ32内には、スクリュー軸34にフライト36を取りつけた単軸スクリュー38が設けられており、この単軸スクリュー38が不図示のモータによって回転するようになっている。シリンダ32の供給口40には不図示のホッパーが取りつけられており、このホッパーからセルロースアシレート樹脂12が供給口40を介してシリンダ32内に供給される。
シリンダ32内は供給口40側から順に、供給口40から供給されたセルロースアシレート樹脂を定量輸送する供給部(Aで示す領域)と、セルロースアシレート樹脂を混練・圧縮する圧縮部(Bで示す領域)と、混練・圧縮されたセルロースアシレート樹脂を計量する計量部(Cで示す領域)とで構成される。押出機14で溶融されたセルロースアシレート樹脂は、吐出口42からダイ16に連続的に送られる。
押出機14のスクリュー圧縮比は、2.5〜4.5に設定されることが好ましく、L/Dは20〜70に設定されることが好ましい。ここで、スクリュー圧縮比とは、供給部Aと計量部Cとの容積比、即ち供給部Aの単位長さ当たりの容積÷計量部Cの単位長さ当たりの容積で表され、供給部Aのスクリュー軸34の外径d1、計量部Cのスクリュー軸34の外径d2、供給部Aの溝部径a1、及び計量部Cの溝部径a2とを使用して算出される。また、L/Dとは、図2のシリンダ内径(D)に対するシリンダ長さ(L)の比である。また、押出温度は190〜240°Cに設定されることが好ましい。
そして、押出機14によって溶融されたセルロースアシレート樹脂12、配管44(図1参照)を介してダイ16に送られ、ダイ吐出口からフィルム状に吐出される。ダイ16から吐出する吐出圧の変動は10%以内の範囲にすることが好ましい。
次に、ダイ16から吐出された高温のフィルム12Aは多段に配置された3本の冷却ローラ18、20、22により多段冷却される。ここで、3段に配置された冷却ローラ18、20、22のフィルム搬送方向の上流側から順に、第1の冷却ローラ18、第2の冷却ローラ20、第3の冷却ローラ22と称する。
かかる多段冷却において、本発明では、ダイ16から吐出されたフィルム12Aが第1の冷却ローラ18に着地するときの着地温度条件と、第1の冷却ローラから第3の冷却ローラまで多段冷却される過程での多段冷却温度条件とを次のように設定した。
(着地温度条件)
第1の冷却ローラ18のローラ表面温度が、セルロースアシレート樹脂のガラス転移温度Tg−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲、より好ましくはTg−20℃以上、Tg+20℃以下の範囲であるように設定する。例えば、セルロースアシレートプロピオネートの場合には、Tgが135℃なので、第1の冷却ローラ18のローラ表面温度は115〜155℃の範囲に設定する。また、第1の冷却ローラ18の表面温度をT1とし、該第1の冷却ローラ18に接触する際のフィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であるように設定する。
第1の冷却ローラ18のローラ表面温度が、セルロースアシレート樹脂のガラス転移温度Tg−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲、より好ましくはTg−20℃以上、Tg+20℃以下の範囲であるように設定する。例えば、セルロースアシレートプロピオネートの場合には、Tgが135℃なので、第1の冷却ローラ18のローラ表面温度は115〜155℃の範囲に設定する。また、第1の冷却ローラ18の表面温度をT1とし、該第1の冷却ローラ18に接触する際のフィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であるように設定する。
これにより、ダイ16から吐出されたフィルム12Aが第1の冷却ローラ18に着地する際の急冷を抑制することができるので、着地時におけるフィルム12Aへの皺の発生を効果的に抑制することができる。第1の冷却ローラ18の表面温度T1、及び第1の冷却ローラ18に接触する際のフィルム温度T2は、予備試験等により予め測定することで把握してもよく、あるいは赤外線放射温度計のような非接触式の温度測定計を製造装置に設け、測定結果に基づいて冷却ローラの媒体温度を自動制御するようにしてもよい。
(多段冷却温度条件)
多段冷却において、フィルム12Aが上流側の冷却ローラと下流側の冷却ローラとの間を通過する際の空冷で冷やされた後のフィルム温度をT3とし、下流側の冷却ローラのローラ表面温度をT4としたときに、T3≧T4の関係を満足するように設定する。即ち、図3において、第1の冷却ローラ18から剥離したフィルム12Aが第2の冷却ローラ20に至る間の空中において空冷されて、第2の冷却ローラ20に接触する直前のフィルム温度T3が第2の冷却ローラ20のローラ表面温度T4よりも高く維持されることが必要である。第2の冷却ローラ20と第3の冷却ローラ22との間でも同様である。
多段冷却において、フィルム12Aが上流側の冷却ローラと下流側の冷却ローラとの間を通過する際の空冷で冷やされた後のフィルム温度をT3とし、下流側の冷却ローラのローラ表面温度をT4としたときに、T3≧T4の関係を満足するように設定する。即ち、図3において、第1の冷却ローラ18から剥離したフィルム12Aが第2の冷却ローラ20に至る間の空中において空冷されて、第2の冷却ローラ20に接触する直前のフィルム温度T3が第2の冷却ローラ20のローラ表面温度T4よりも高く維持されることが必要である。第2の冷却ローラ20と第3の冷却ローラ22との間でも同様である。
これにより、多段冷却される過程において、冷却ローラ20、22のローラ面上において再加熱されてフィルム12Aが膨張することがないので、フィルム12Aに搬送方向に対して傾斜した斜め皺が発生するのを効果的に抑制できる。フィルム12Aに斜め皺が発生する理由としては、フィルム12Aがローラ面上で膨張した際に、その膨張はフィルム搬送方向には逃げ易いが、フィルム幅方向ではローラ面とフィルムとの接触抵抗により逃げにくくなるためと考察される。従って、特に第2及び第3の冷却ローラ20、22のローラ表面を滑り易くするための表面処理を行って、フィルム12Aの膨張をフィルム幅方向に逃がし易くすることも好ましい。
次に、T3≧T4の関係を満足するための好ましい方法を、図1及び図4を使用して説明する。
図1は、複数の冷却ローラ18、20、22のローラ表面温度がフィルム搬送方向の下流側ほど低くなるように設定する。この場合、複数の冷却ローラ18、20、22同士の間のフィルム空冷距離Lを150mm以下にすることが好ましい。ここで、空冷距離Lとは第1の冷却ローラ18からフィルム12Aが剥離したローラ面の剥離ポイントと、フィルム12Aが第2の冷却ローラ20に接触するローラ面の接触ポイントとを結ぶ直線距離を言う。この直線距離の間でフィルム12Aが空冷されるからである。
図4は、T3≧T4の関係を満足するための別の方法であり、複数の冷却ローラ18、20、22同士の間に加熱手段28を配置して、フィルム12Aを積極的に加熱するようにしたものである。加熱手段28としては、輻射熱を利用した加熱手段が好ましい。加熱する程度は、T3≧T4を満足することが必要であるが、T3がT4よりも5℃程度高くなることが好ましく、T3とT4が同じ温度になるように加熱することが特に好ましい。
また、冷却ローラ18、20、22のローラ表面温度をフィルム搬送方向の下流側ほど低くする方法と、フィルム12Aを加熱手段28で加熱する方法、及び空冷距離150mm以下にする方法の3つの方法を行ってもよい。
また、多段冷却温度条件としては、第1〜第3の冷却ローラ18、20、22で多段冷却されるフィルム幅方向においてフィルム12Aの温度分布が10℃以内、好ましくは5℃以内に納まるようにすることが好ましい。通常、ダイ16から吐出されたフィルム12Aは、フィルム幅方向の両端部の厚みが中央部に比べて厚くなる傾向にあるため、フィルム両端部が中央部に比べて冷えにくい。従って、第1〜第3の冷却ローラはローラ幅方向(フィルム幅方向に対応)において、両端部の冷却能力を中央部に比べて大きくすることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法では、フィルムを製膜する溶液製膜工程において、着地温度条件及び多段冷却温度条件を上記の如く構成したので、皺が少なく面状に優れ、光学用途に適したセルロースアシレートフィルムを製造することができる。
また、溶融製膜工程で上記の如く製造されたフィルム12Aは、図5に示すように、縦延伸工程と横延伸工程を行うことにより、光学特性に優れた位相差フィルムとして製造することができる。この場合、溶融製膜工程でフィルム12Aを製造した後、一旦巻取機26に巻き取らずに、連続して縦延伸工程と横延伸工程を行って、その後で巻き取ってもよい。
また、溶融製膜工程で上記の如く製造されたフィルム12Aは、図5に示すように、縦延伸工程と横延伸工程を行うことにより、光学特性に優れた位相差フィルムとして製造することができる。この場合、溶融製膜工程でフィルム12Aを製造した後、一旦巻取機26に巻き取らずに、連続して縦延伸工程と横延伸工程を行って、その後で巻き取ってもよい。
縦延伸工程部では、フィルム12Aが予熱された後、フィルム12Aが加熱された状態で、二つのニップロールに巻き掛けられる。出口側のニップロールは、入口側のニップロールよりも早い搬送速度でフィルム12Aを搬送しており、これによって、フィルム12Aが縦方向に延伸される。この場合、縦延伸工程部に加熱炉を設け、加熱炉の入口側と出口側にそれぞれ上記したニップローラを配置することで、フィルム12Aを加熱炉で均一に加熱しながら1秒以上の時間をかけて延伸する長スパン延伸することが好ましい。
縦延伸されたフィルム12Aは、横延伸工程部に送られ、幅方向に横延伸される。横延伸工程部では例えばテンターを好適に用いることができ、このテンターによってフィルム12Aの幅方向の両端部をクリップで把持し、横方向(幅方向)に延伸する。この横延伸によって、レターデーションRthを一層大きくすることができる。
縦延伸されたフィルム12Aは、横延伸工程部に送られ、幅方向に横延伸される。横延伸工程部では例えばテンターを好適に用いることができ、このテンターによってフィルム12Aの幅方向の両端部をクリップで把持し、横方向(幅方向)に延伸する。この横延伸によって、レターデーションRthを一層大きくすることができる。
上述した縦、横の延伸処理を施すことによって、レターデーションRe、Rthを発現させた延伸セルロースアシレートフィルムが得られる。延伸セルロースアシレートフィルムは、Reが0nm以上500nm以下、より好ましくは10nm以上400nm以下、さらに好ましくは15nm以上300nm以下、Rthが30nm以上500nm以下、より好ましくは50nm以上400nm以下、さらに好ましくは70nm以上350nm以下である。このうちRe≦Rthを満足するものがより好ましく、さらに好ましくはRe×2≦Rthを満足するものがさらに好ましい。このような高Rth、低Reを実現するためには、上述のように縦延伸したものを、横(幅)方向に延伸するのが好ましい。即ち、縦方向と横方向の配向の差が面内のレターデーションの差(Re)となるが、縦方向に加えその直交方向である横方向にも延伸することで、縦横の配向の差を小さくし面配向(Re)を小さくできる。一方、縦に加え横にも延伸することで面積倍率は増加するため、厚みの減少に伴い厚み方向の配向は増加し、Rthを増加させることができるためである。
さらに、Re,Rthの幅方向、長手方向の場所による変動をいずれも5%以下、より好ましくは4%以下、さらに好ましくは3%以下にすることが好ましい。さらに配向角を90°±5°以下または0°±5°以下とすることが好ましく、より好ましくは90°±3°以下または0°±3°以下、さらに好ましくは90°±1°以下または0°±1°以下とすることが好ましい。これらは、本発明のような延伸処理を行うことでボーイングを低減することができ、テンターに入る前のセルロースアシレートフィルム12の面上に幅方向に沿って描いた直線が延伸終了後には凹部に変形したセンター部のずれを幅で割ったボーイング歪みが10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下とすることが好ましい。
尚、本発明は複数の冷却ローラで多段冷却するものであるが、従来一般的に実施されていた1つの冷却ローラで冷却する場合にも、次の条件を満たすことが好ましい。即ち、冷却ローラのローラ表面温度T1が、セルロースアシレート樹脂のガラス転移温度(Tg)−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲であることが好ましく、冷却ローラに接触する際のフィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であることが好ましい。
(実施例A)
実施例Aは、本発明における多段冷却での着地温度条件及び多段冷却温度条件を実施することにより、製造されたフィルム12Aの面状がどのように改善されるかを試験した。試験に供したフィルム12Aとしては、膜厚が80μmのセルロースアシレートプロピオネートを使用した。セルロースアシレートプロピオネートのガラス転移温度Tgは135℃である。
実施例Aは、本発明における多段冷却での着地温度条件及び多段冷却温度条件を実施することにより、製造されたフィルム12Aの面状がどのように改善されるかを試験した。試験に供したフィルム12Aとしては、膜厚が80μmのセルロースアシレートプロピオネートを使用した。セルロースアシレートプロピオネートのガラス転移温度Tgは135℃である。
ここで着地温度条件及び多段冷却温度条件を再度整理すると以下のようになる。
・第1条件…第1の冷却ローラ18のローラ表面温度が、セルロースアシレート樹脂のガラス転移温度(Tg)−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲であること。
・第2条件…第1の冷却ローラ18の表面温度をT1とし、該第1の冷却ローラ18に接触する際のフィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であること。
・第3条件…複数の冷却ローラ18、20、22のローラ表面温度はフィルム搬送方向の下流側ほど低いこと。
・第4条件…多段に設けられた複数の冷却ローラ18、20、22同士の間でフィルムを加熱すること。
・第5条件…多段に設けられた複数の冷却ローラ18、20、22同士の間のフィルム空冷距離を150mm以下にすること。
・第1条件…第1の冷却ローラ18のローラ表面温度が、セルロースアシレート樹脂のガラス転移温度(Tg)−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲であること。
・第2条件…第1の冷却ローラ18の表面温度をT1とし、該第1の冷却ローラ18に接触する際のフィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であること。
・第3条件…複数の冷却ローラ18、20、22のローラ表面温度はフィルム搬送方向の下流側ほど低いこと。
・第4条件…多段に設けられた複数の冷却ローラ18、20、22同士の間でフィルムを加熱すること。
・第5条件…多段に設けられた複数の冷却ローラ18、20、22同士の間のフィルム空冷距離を150mm以下にすること。
図6は試験条件及び試験結果を示す表図である。
実施例1は、第1条件、第2条件を満たす場合である。
実施例2は、第1条件、第2条件、第3条件を満たす場合である。
実施例3は、第1条件、第2条件、第3条件、第5条件を満たす場合である。
実施例4は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件の全てを満たす場合である。
実施例5は、第1条件、第2条件を満たす場合である。
比較例1及び比較例2は、第5条件の条件以外を満たさない場合である。
〈試験結果〉
図6においてフィルム面の面状の皺を、「斜め皺」と「全面凹凸」の2項目を5段階評価し、5点が最も良い。
図6においてフィルム面の面状の皺を、「斜め皺」と「全面凹凸」の2項目を5段階評価し、5点が最も良い。
図6の表図から分かるように、第1〜第5条件の全てを満たす実施例4は、「斜め皺」が5点、「全面凹凸」が4点であり、極めて良い結果となった。
また、第1条件、第2条件、第3条件、第5条件を満たす実施例3は、「斜め皺」が4点、「全面凹凸」が3点であり、良い結果となった。
また、第1条件、第2条件、第3条件、第5条件を満たす実施例3は、「斜め皺」が4点、「全面凹凸」が3点であり、良い結果となった。
また、第1条件、第2条件、第3条件を満たす実施例2は、「斜め皺」が3点、「全面凹凸」が3点であり、やや良好であった。
また、第1条件、第2条件を満たす実施例1と実施例5は、他の実施例に比べると劣っていたが、比較例1及び2に比べると良い結果であった。
一方、比較例1は、第1の冷却ローラのローラ表面温度がフィルムTgよりも35℃高いために、第1の冷却ローラでのフィルム剥離ができず、フィルムを多段冷却することができなかった。また、比較例2は「斜め皺」及び「全面凹凸」ともに1点であり、悪い結果となった。
このように、本願発明の着地温度条件及び多段冷却温度条件に要求される第1〜第5の条件を多く満たすほど、良い結果となった。
(実施例2)
実施例Bは、実施例Aのフィルム12Aの樹脂であるセルロースアシレートプロピオネートを、シクロオレフィンコポリマーに代えて実施例Aと同様の試験を行ったものである。シクロオレフィンコポリマー膜厚は80μmであり、ガラス転移温度Tgは140℃である。
実施例Bは、実施例Aのフィルム12Aの樹脂であるセルロースアシレートプロピオネートを、シクロオレフィンコポリマーに代えて実施例Aと同様の試験を行ったものである。シクロオレフィンコポリマー膜厚は80μmであり、ガラス転移温度Tgは140℃である。
図7は試験条件及び試験結果を示す表図である。
実施例7は、第1条件、第2条件を満たす場合である。
実施例8は、第1条件、第2条件を満たす場合である。
実施例9は、第1条件、第2条件、第3条件を満たす場合である。
実施例10は、第1条件、第2条件、第3条件、第5条件を満たす場合である。
実施例11は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件の全てを満たす場合である。
実施例12は、第1条件、第2条件、第4条件を満たす場合である。
比較例3及び比較例4は、第5条件の条件以外を満たさない場合である。
〈試験結果〉
図7の表図から分かるように、シクロオレフィンコポリマーの場合にも、実施例第1〜第5条件の全てを満たす実施例11は、「斜め皺」が5点、「全面凹凸」が4点であり、極めて良い結果となった。また、第1〜第5の条件を多く満たす実施例ほど良い結果となった。
図7の表図から分かるように、シクロオレフィンコポリマーの場合にも、実施例第1〜第5条件の全てを満たす実施例11は、「斜め皺」が5点、「全面凹凸」が4点であり、極めて良い結果となった。また、第1〜第5の条件を多く満たす実施例ほど良い結果となった。
一方、比較例3は、第1の冷却ローラのローラ表面温度がフィルムTgよりも35℃高いために、第1の冷却ローラでのフィルム剥離ができず、フィルムを多段冷却することができなかった。また、比較例4は「斜め皺」及び「全面凹凸」ともに1点であり、悪い結果となった。
このように、実施例Bについても実施Aと同様の結果となった。
10…熱可塑性樹脂フィルムの製造装置、12…セルロースアシレート樹脂、12A…セルロースアシレートフィルム、14…押出機、16…ダイ、18…第1の冷却ローラ、20…第2の冷却ローラ、22…第3の冷却ローラ、24…剥離ロ―ラ、26…巻取機、28…加熱手段
Claims (8)
- 溶融した熱可塑性樹脂をダイからフィルム状に吐出し、該吐出されたフィルムを多段に設けられた複数の冷却ローラに接触搬送することで多段冷却する熱可塑性樹脂フィルムの製造方法において、
前記多段に設けられた複数の冷却ローラのうち、搬送方向の最も上流側に位置する第1の冷却ローラのローラ表面温度が、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)−40℃以上、Tg+30℃以下の範囲であることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。 - 前記第1の冷却ローラの表面温度をT1とし、該第1の冷却ローラに接触する際の前記フィルム温度をT2としたときに、T2−T1で示す温度差ΔTが150℃以内であることを特徴とする請求項1の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記多段冷却において、前記フィルムが上流側の冷却ローラと下流側の冷却ローラとの間を通過する際の空冷で冷やされた後のフィルム温度をT3とし、下流側の冷却ローラのローラ表面温度をT4としたときに、T3≧T4の関係を満足することを特徴とする請求項1又は2の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記複数の冷却ローラのローラ表面温度は前記搬送方向の下流側ほど低いことを特徴とする請求項3の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記多段に設けられた複数の冷却ローラ同士の間で前記フィルムを加熱することを特徴とする3又は4の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記多段に設けられた複数の冷却ローラ同士の間のフィルム空冷距離を150mm以下にすることを特徴とする請求項3〜5の何れか1の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂がセルロース系樹脂又は環状オレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂フィルムが光学用途に使用される光学フィルムであることを特徴とする請求項1〜7の何れか1の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
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