JP2010082987A - 熱可塑性樹脂フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みムラ故障の発生を抑えつつ、フィルムを製造する。
【解決手段】フィルムは、幅方向中央部から両端部に向かうに従って膜厚及び伸びやすさが大きくなる分布を有する。フィルムをテンタ部に導入する。テンタ部では、幅方向への延伸処理をフィルムに施す。フィルムの幅方向両端部では中央部に比べ伸びやすくなる結果、延伸処理前後におけるフィルムの膜厚の減少量ΔＴＨは、幅方向の中央部から両端部に向かうに従い大きくなる。延伸処理前における幅方向についての膜厚の変動量により、膜厚の減少量ΔＴＨの幅方向における変動量を抑えるように延伸することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱可塑性樹脂フィルム、特に液晶表示装置等に用いられる光学フィルムの製造方法に関する。

熱可塑性樹脂フィルム（以下、フィルムと称する）は、優れた光透過性や柔軟性および軽量薄膜化が可能であるなどの特長から光学フィルムとして多岐に利用されている。中でも、セルロースアシレート、特に５７．５％〜６２．５％の平均酢化度を有するセルローストリアセテート（以下、ＴＡＣと称する）から形成されるＴＡＣフィルムは、その強靭性と難燃性とから写真感光材料のフィルム用支持体として利用されている。また、ＴＡＣフィルムは、熱可塑性樹脂フィルムの中でも光学等方性に優れていることから、液晶表示装置の偏光板の保護フィルム，光学補償フィルム（例えば、視野角拡大フィルムなど）などの光学フィルムとして用いられている。

主なフィルムの製造方法としては、溶融押出方法と溶液製膜方法とがある。溶融押出方法とは、ポリマーをそのまま加熱溶解させた後、押出機で押し出してフィルムを製造する方法であり、生産性が高く、設備コストも比較的低額であるなどの特徴を有する。一方、溶液製膜方法は、ポリマーと溶媒とを含んだポリマー溶液（以下、ドープと称する）を支持体上に流延して形成した流延膜が自己支持性を有するものとなった後、これを支持体から剥がしてフィルムとし、このフィルムを十分に乾燥する方法である。

フィルムの光学特性を調節するため、或いはフィルムのシワやタルミ等の発生を抑えるため、フィルムの幅方向両端部（以下、耳部と称する）をクリップ等で把持し、幅方向に延伸するテンタが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−１６０８３１号公報

ところが、テンタによる延伸処理が施されたフィルムにおいて、幅方向における膜厚のばらつきが生じる故障（以下、厚みムラ故障と称する）が多発した。

発明者は、鋭意検討の結果、テンタによる延伸処理の前に所定の処理を行うことにより、この厚みムラ故障の発生を抑えることができることを見出した。本発明は、厚みムラ故障の発生を抑えつつ、熱可塑性樹脂フィルムを製造す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。

本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、長尺状であり、幅方向中央部から両端部に向かうに従って膜厚及び前記幅方向への伸びやすさが大きくなる熱可塑性樹脂フィルムを形成する形成工程と、前記熱可塑性樹脂フィルムを前記幅方向に延伸する延伸工程とを有し、前記延伸工程では、前記延伸前における前記膜厚の前記幅方向についての変動量により、前記幅方向への伸びやすさに起因し、前記幅方向中央部から両端部に向かうに従って大きくなる前記延伸前後の前記膜厚の減少量を抑えるように、前記熱可塑性樹脂フィルムを延伸することを特徴とする。

前記幅方向両端部における前記伸びやすさをＺｅ、前記幅方向両端部における前記膜厚をＴＨｅ、前記幅方向中央部における前記伸びやすさをＺｃ、及び前記幅方向中央部における前記膜厚をＴＨｃとするときに、式１を満たす前記熱可塑性樹脂フィルムに前記延伸工程を行うことが好ましい。また、（ＴＨｅ−ＴＨｃ）の値が４μｍ以上であることが好ましい。
（式１） １＜ＴＨｅ／ＴＨｃ≦１．５×Ｚｅ／Ｚｃ

前記フィルム形成工程では、前記熱可塑性樹脂と溶剤とを含むドープをダイに設けられた吐出口から走行する支持体に向けて吐出して、前記支持体上に流延膜を形成し、自己支持性を有するものとなった前記流延膜を前記フィルムとして前記支持体から剥ぎ取ることが好ましい。また、前記支持体上の前記流延膜を冷却することが好ましい。或いは、前記フィルム形成工程では、溶融した前記熱可塑性樹脂をダイに設けられた吐出口から押し出して前記フィルムを形成し、前記フィルムを長手方向に延伸することが好ましい。加えて、前記形成工程では、前記幅方向に伸びるスリット状の前記吐出口の吐出幅を前記幅方向中央部から両端部に向かうに従って大きくなるように調節することが好ましい。

前記熱可塑性樹脂がセルロースアシレートであることが好ましい。また、前記熱可塑性樹脂が環状ポリオレフィンであることが好ましい。

前記形成工程及び前記延伸工程の間で、前記フィルムを巻き芯に巻き取る巻き取り工程を行うことが好ましい。また、前記形成工程及び前記延伸工程を連続して行うことが好ましい。

本発明によれば、延伸前における幅方向での膜厚の変動量により、幅方向への伸びやすさに起因し、幅方向中央部から両端部に向かうに従って大きくなる延伸前後の前記膜厚の減少量を抑えるように、前記フィルムを延伸するため、厚みムラ故障の発生を抑えつつ、フィルムを製造することができる。

（オフライン延伸装置）
オフライン延伸装置１０は、図１に示すように、供給部１１と、テンタ部１２と、熱緩和部１３と、冷却部１４と、巻取部１５とを備えている。供給部１１には、後述する溶液製膜方法により製造され、ロール状となって巻き芯２１巻き取られたフィルム２０が収納されている。巻き芯２１巻き取られたフィルム２０は、供給ローラ２２により、テンタ部１２に送られた後、熱緩和部１３、冷却部１４、及び巻取部１５に順次送られ、各部１２〜１５にて所定の処理が施される。

図２及び図３に示すように、テンタ部１２は、フィルム２０の両端部（以下「耳部」という）２０ｅを把持して、フィルム２０を方向Ｚ１に搬送しながら、フィルム２０の方向Ｚ２に延伸する延伸処理を行う。テンタ部１２の構成及び延伸処理の詳細は後述する。

図１に示すように、テンタ部１２と熱緩和部１３との間には耳切装置２５が設けられる。耳切装置２５はフィルム２０の耳部２０ｅ（図３参照）を切断する。切断された耳部２０ｅは、カットブロア２６で細かく小片にカットされる。カットされた耳部２０ｅは、図示しない風送装置によりクラッシャ２７に送られ、粉砕されてチップになる。

熱緩和部１３には多数のローラ２８が設けられており、これらローラ２８によりフィルム２０は冷却部１４まで搬送される。また、熱緩和部１３では、搬送中のフィルム２０に対して乾燥風が吹き付けられる。冷却部１４では、フィルム２０が所定温度にまで冷却される。冷却されたフィルム２０は、巻取部１５に送られる。巻取部１５には巻取ローラ３０及びプレスローラ３１が設けられており、フィルム２０はプレスローラ３１により押圧されながら巻取ローラ３０に巻き取られる。

（テンタ部）
図２及び図３に示すように、テンタ部１２は、方向Ｚ１の上流側から順に、予熱エリア３６、延伸エリア３７、緩和エリア３８及び冷却エリア３９に区画される。なお、緩和エリア３８は省略してもよい。

テンタ部１２は、クリップ４０、レール４１，４２、ダクト４３、及びエア供給部４５を備えている。レール４１，４２はフィルム２０の搬送路の両側に設置され、それぞれのレール４１，４２は所定のレール幅で離間している。このレール幅は、予熱エリア３６では一定であり、延伸エリア３７では方向Ｚ１に向かうに従って次第に広くなり、緩和エリア３８では方向Ｚ１に向かうに従って次第に狭くなり、冷却エリア３９では一定である。

図示しないチェーンは、レール４１，４２に沿って移動自在に取り付けられている。複数のクリップ４０は、所定の間隔でチェーン全体に取り付けられている。なお、図３では、図の煩雑化を避けるため、クリップ４０の一部のみを示す。チェーンはスプロケット４８，４９と噛み合っている。スプロケット４８，４９が回転することにより、クリップ４０はレール４１，４２に沿って移動する。予熱エリア３６のＺ１方向上流側には、クリップ４０によるフィルム２０の耳部の把持を開始する把持開始手段（図示しない）が設けられ、冷却エリア３９のＺ１方向下流側には、クリップ４０によるフィルム２０の耳部の把持を解除する把持解除手段（図示しない）が設けられる。クリップ４０がレール４１，４２に沿って移動することで、フィルム２０は方向Ｚ２へ搬送され、各エリア３６〜３９を順次通過し、各エリア３６〜３９において所定の処理が施される。

図２に示すように、ダクト４３は、フィルム２０の搬送路の上方に設けられている。ダクト４３とフィルム２０の搬送路との間隔は略一定となっている。ダクト４３には、フィルム２０の搬送路と対向するスリット５３が設けられる。方向Ｚ２に伸びるように形成されるスリット５３はＺ１方向に所定の間隔で複数設けられている。また、ダクト４３内は、仕切り板５４により第１〜第４給気室４３ａ〜４３ｄに区画されている。なお、図２では、第１及び第２給気室４３ａ、４３ｂでは複数のスリット５３を設け、第３及び第４給気室４３ｃ、４３ｄでは１つのスリット５３を設けたが、本発明はこれに限られず、第１給気室４３ａや第２給気室４３ｂに１つのスリット５３を設け、第３給気室４３ｃや第４給気室４３ｄに複数のスリット５３を設けてもよい。また、同様の構造を有するダクトを、フィルム２０の搬送路の下方に設けてもよい。

エア供給部４５は、ダクト４３の第１〜第４給気室４３ａ〜４３ｄにエアを供給する。第１〜第４給気室４３ａ〜４３ｄに供給されたエアは、図示しない温調機により所定範囲内の温度に調節される。第１〜第４給気室４３ａ〜４３ｄ内のエアは、風５６〜５９となって、スリット５３を介して、各エリア３６〜３９を通過中のフィルム２０に対して吹き付けられる。

次に、本発明の作用について説明する。図１に示すように、供給ローラ２２は、ロール状となって巻き芯２１巻き取られたフィルム２０を、テンタ部１２に送る。図３に示すように、テンタ部１２に送られたフィルム２０は予熱エリア３６に送られる。予熱エリア３６のＺ１方向上流側では、図示しない把持開始手段により、レール４１、４２に沿って走行するクリップ４０はフィルム２０の耳部２０ｅを把持する。そして、クリップ４０は、耳部２０ｅを把持しながらＺ１方向に走行することにより、フィルム２０はＺ１方向上流側から、予熱エリア３６、延伸エリア３７、緩和エリア３８及び冷却エリア３９を順次通過する。テンタ部１２を通過したフィルム２０は、耳切装置２５により耳部２０ｅが切断され、製品部２０ｃがフィルム２０となって、熱緩和部１３、冷却部１４を経て、巻取部１５へ送られる。

フィルム２０の幅は、６００ｍｍ以上であることが好ましく、１４００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、本発明は、フィルム２０の幅が２５００ｍｍより大きい場合にも効果がある。また、フィルム２０の膜厚は、４０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。

図２に示すように、エア供給部４５によってダクト４３に供給されたエアは、スリット５３を介して、風５６〜５９となって、各エリア３６〜３９を通過中のフィルム２０に対して吹き付けられる。これにより、予熱エリア３６、延伸エリア３７におけるフィルム２０の温度は、所定の範囲内となるまで上昇する。また、緩和エリア３８、冷却エリア３９では、フィルム２０の温度は、所定の範囲内となるまで下降する。

図３に示すように、フィルム２０は方向Ｚ２の長さがＬ１のまま予熱エリア３６を通過する。その後、延伸エリア３７では、フィルム２０に延伸処理が施される。延伸処理により、フィルム２０は方向Ｚ２への張力が付与され、方向Ｚ２の長さがＬ１からＬ２と次第に増大する。延伸エリア３７を通過するフィルム２０の残留溶媒量は、０重量％以上３重量％以下であることが好ましい。フィルム２０の残留溶媒量は、対象となるフィルムからサンプルフィルムを採取し、採取時のサンプルフィルムの重量をｘ、サンプルフィルムを乾燥した後の重量をｙとするとき、｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００で表される。

延伸処理における延伸率ＥＲ（％）は（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１×１００で表される。延伸率ＥＲは、０％より大きく４００％以下であることが好ましい。延伸処理におけるフィルム２０の温度は、１００℃以上２５０℃以下であることが好ましい。

緩和エリア３８では、フィルム２０に緩和処理が施される。緩和処理により、フィルム２０に残留する応力が取り除かれ、フィルム２０の方向Ｚ２の長さがＬ２からＬ３と次第に減少する。その後、フィルム２０は、方向Ｚ２の長さがＬ３のまま冷却エリア３９を通過する。冷却エリア３９を通過するフィルム２０の残留溶媒量は、０重量％以上３重量％以下であることが好ましい。

供給部１１からテンタ部１２に送られるフィルム２０は、方向Ｚ２において中央部から両端部に向かうに従って伸びやすさが大きくなる分布を有する。ここで、伸びやすさとは、フィルム２０を方向Ｚ２に延伸したときの延伸前後における膜厚の減少量ΔＴＨであり、膜厚の減少量ΔＴＨが大きくなるにつれて伸びやすさが大きくなり、膜厚の減少量ΔＴＨが小さくなるにつれて伸びやすさが小さくなる。膜厚の減少量ΔＴＨは、（延伸前の膜厚／延伸後の膜厚）で表される。

したがって、このような伸びやすさの分布を有するフィルム２０を方向Ｚ２に延伸すると、方向Ｚ２の両端部では中央部に比べ伸びやすくなる結果、膜厚の減少量ΔＴＨは、方向Ｚ２の中央部から両端部に向かうに従い大きくなる。本発明では、この伸びやすさ分布とともに、図４（Ａ）に示す膜厚分布を有するフィルム２０について延伸処理を施すため、この膜厚分布によって膜厚の減少量ΔＴＨの方向Ｚ２の変動量を抑えるように、フィルム２０を方向Ｚ２に延伸することができる（図４（Ｂ）参照）。図４（Ａ）〜（Ｂ）において、縦軸は膜厚ＴＨを表し、横軸は、方向Ｚ２におけるフィルム２０の位置を表す。なお、Ｐｅ１及びＰｅ２はフィルム２０の方向Ｚ２の両端部を、Ｐｃはフィルム２０の方向Ｚ２の中央部を表す。

この延伸処理を経たフィルムは、幅方向における膜厚のムラが抑えられ、膜厚が略均一となる。したがって、本発明によれば、厚みムラ故障を抑えつつ、フィルムを製造することができる。

方向Ｚ２の両端部における膜厚及伸びやすさをＴＨｅ及びＺｅとし、方向Ｚ２の中央部における膜厚及伸びやすさをＴＨｃ及びＺｃとするときに、式１を満たすことが好ましい。（ＴＨｅ／ＴＨｃ）の値が１未満である、或いは（１．５×Ｚｅ／Ｚｃ）を超えると、厚みムラ故障が生じてしまう。（ＴＨｅ／ＴＨｃ）の値の上限は、（１．３×Ｚｅ／Ｚｃ）以下であることが好ましく、（１．２×Ｚｅ／Ｚｃ）以下であることがより好ましく、（１．１×Ｚｅ／Ｚｃ）以下であることが特に好ましい。
（式１） １＜ＴＨｅ／ＴＨｃ≦１．５×Ｚｅ／Ｚｃ

（ＴＨｅ−ＴＨｃ）の値が４μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましく、４μｍ以上７μｍ以下であることが特に好ましい。

方向Ｚ２の中央部から両端部に向かうに従って膜厚が大きくなる膜厚分布を、フィルム２０の耳部２０ｅ及び製品部２０ｃの全体にかけて設けてもよいし、製品部２０ｃのみに設けてもよい。

本発明は、図５に示す溶液製膜設備８０にて行われる溶液製膜方法に適用することができる。なお、上記実施形態と同一の装置、部材については、同一の符号を付し、その詳細の説明は省略する。溶液製膜設備８０は、ストックタンク８１、流延室８２、テンタ部１２、乾燥室８３、冷却部１４、及び巻取部１５を有する。

ストックタンク８１は、モータ８１ａで回転する攪拌翼８１ｂとジャケット８１ｃとを備えており、その内部にはフィルム２０の原料となるドープ９１が貯留されている。ストックタンク８１内のドープ９１は、ジャケット８１ｃにより温度が略一定となるように調整されているまた、攪拌翼８１ｂの回転によって、ポリマーなどの凝集を抑制しつつ、ドープ９１を均一な品質に保持している。ストックタンク８１の下流には、ギアポンプ９２及び濾過装置９３が設置されており、これらを介してドープ９１が流延ダイ９５に送られる。

流延室８２には、流延ダイ９５、支持体としての流延ドラム９６、剥取ローラ９７、温調装置９８，９９、及び減圧チャンバ１００が設置されている。流延ドラム９６は図示しない駆動装置によって、軸９６ａを中心にＡ１方向に回転する。流延ダイ９５は、幅方向に伸びるように形成されるスリットを有する。この回転中の流延ドラム９６の周面に向けて、流延ダイ９５のスリットからドープ９１が吐出し、流延ドラム９６の周面に流延膜１０３が形成する。

流延室８２内及び流延ドラム９６は、温調装置９８，９９によって、流延膜１０３が冷却固化（ゲル化）し易い温度に設定されている。そして、流延ドラム９６が約３／４回転する間に、流延膜１０３は自己支持性を有するゲル強度に達し、剥取ローラ９７によって流延ドラム９６から剥ぎ取られ、湿潤フィルム１０４となる。流延ドラム９６の周速度をＶ１、剥取ローラ９７の周速度をＶ２とするときに、Ｖ２／Ｖ１が１０１％以上１５０％となるように、図示しない制御部が、流延ドラム９６及び剥取ローラ９７を回転駆動する。

減圧チャンバ１００は、流延ダイ９５に対し、Ａ１方向上流側に配置されており、減圧チャンバ１００内を負圧に保っている。これにより、流延ビードの背面（後に、流延ドラム９６の周面に接する面）側を所望の圧力に減圧し、流延ドラム９６が高速で回転することにより発生する同伴風の影響を少なくし、安定した流延ビードを流延ダイ９５と流延ドラム９６との間に形成し、膜厚ムラの少ない流延膜１０３が形成される。

流延ダイ９５の材質は、電解質水溶液、ジクロロメタンやメタノールなどの混合液に対する高い耐腐食性、及び低い熱膨張率を有する素材から形成される。流延ダイ９５の接液面の仕上げ精度は表面粗さで１μｍ以下、真直度はいずれの方向にも１μｍ／ｍ以下のものを用いることが好ましい。

流延ドラム９６の周面は、クロムメッキ処理が施され、十分な耐腐食性と強度を有する。また、温調装置９９は、流延ドラム９６の周面の温度を所望の温度に保つために、流延ドラム９６に伝熱媒体を循環させる。伝熱媒体は所望の温度に保持されており、流延ドラム９６内の伝熱媒体流路を通過することにより、流延ドラム９６の周面の温度が所望の温度に保持される。

流延ドラム９６の幅は特に限定されるものではないが、ドープの流延幅の１．１倍〜２．０倍の範囲のものを用いることが好ましい。流延ドラム９６の材質は、ステンレス製であることが好ましく、十分な耐腐食性と強度とを有するようにＳＵＳ３１６製であることがより好ましい。流延ドラム９６の周面に施されるクロムメッキ処理はビッカース硬さＨｖ７００以上、膜厚２μｍ以上、いわゆる硬質クロムメッキであることが好ましい。

厚み調整ボルト（ヒートボルト）を流延ダイ９５の幅方向において所定の間隔で設け、ヒートボルトによる自動厚み調整機構を備えられていることがより好ましい。このヒートボルトを用いて、両側縁部のスリット幅を、中央部のスリット幅よりも大きくすることにより、上記の膜厚分布を有するフイルムを製造することができる。

流延室８２内には、蒸発している有機溶媒を凝縮回収するための凝縮器（コンデンサ）１０９と凝縮液化した溶媒を回収する回収装置１１０とが備えられている。凝縮器１０９で凝縮液化した有機溶媒は、回収装置１１０により回収される。回収された溶媒は再生装置で再生された後に、ドープ調製用溶媒として再利用される。

流延室８２の下流には、渡り部１１１、ピンテンタ１１２、テンタ部１２が順に設置されている。渡り部１１１では、複数の搬送ローラ１１３を用いて、湿潤フィルム１０４をピンテンタ１１２に導入する。ピンテンタ１１２は、湿潤フィルム１０４の両端部を貫通して保持する多数のピンプレートを有し、このピンプレートが軌道上を走行する。この走行中に湿潤フィルム１０４に対して乾燥風が送られ、湿潤フィルム１０４が走行しつつ乾燥され、フィルム２０となる。

湿潤フィルム１０４は、ピンテンタ１１２で、残留溶媒量が０．１重量％以上１０重量％以下となるまで乾燥することが好ましい。残留溶媒量が１５０重量％以上３２０重量％以下の範囲のときに流延膜１０３を剥ぎ取り、ピンテンタ１１２で残留溶媒量が上記範囲となるまで乾燥することにより、テンタ部１２におけるセルロースアシレート分子の配向制御がさらに効果的に行われる。すなわち、テンタ部１２での延伸処理での、遅相軸の方向制御効果と、Ｒｅ、Ｒｔｈを高める効果と、光学ムラの改良効果とが高まる。ただし、本発明ではピンテンタ１１２での乾燥は、残留溶媒量が上記の範囲となるまで実施せずともよい。つまり、残留溶媒量が１０重量％よりも高い状態の湿潤フィルム１０４をテンタ部１２に送り込んでもよい。

乾燥室８３では、フィルム２０に５０℃以上２００℃以下の乾燥風をあてて、フィルム２０を乾燥する。乾燥室８３では、残留溶媒量が０．０１重量％以上５重量％以下となるまでフィルム２０を乾燥することが好ましい。

テンタ部１２を、ピンテンタ１１２と乾燥室８３との間に設けたが、本発明はこれに限られず、冷却部１４と巻取部１５との間にテンタ部１２を設けてもよいし、ピンテンタ１１２と乾燥室８３との間、及び冷却部１４と巻取部１５との間の両方に、テンタ部１２を設けてもよい。また、溶液製膜設備８０にて製造したフィルム２０を巻き取った後、巻き芯から取り出されたフィルム２０にテンタ部１２において延伸処理を行う場合には、溶液製膜設備８０におけるテンタ部１２を省略してもよい。

本発明のフィルム２０には、上記のような溶液製膜方法によって得られるフィルムに限られず、溶融製膜方法によって得られるフィルムも含まれる。

（溶融製膜設備）
次に、溶融製膜方法により熱可塑性樹脂フィルムを製造する製造設備（以下、溶融製膜設備と称す）について説明する。溶融製膜設備４１０は、図６に示すように、液晶表示装置等に使用できる熱可塑性フィルムＦを製造する装置である。熱可塑性フィルムＦの原材料であるペレット状の熱可塑性樹脂を乾燥機４１２に導入して乾燥させた後、このペレットを押出機４１４によって押し出し、ギアポンプ４１６によりフィルタ４１８に供給する。次いで、フィルタ４１８により異物がろ過され、ダイ４２０から溶融樹脂（溶融した熱可塑性樹脂）が押し出される。溶融樹脂は、第１キャスティングロール４２８とタッチロール４２４で挟まれて押圧成形された後、第１キャスティングロール４２８にて冷却固化されて所定の表面粗さのフィルム状とされ、さらに、第２キャスティングロール４２６、第３キャスティングロール４２７によって搬送されることで未延伸フィルムＦａが得られる。この未延伸フィルムＦａは、この段階で巻き取られてもよいし、連続的に長スパン延伸を行う横延伸部４４２に供給されてもよい。また、一度巻き取られた未延伸フィルムＦａを再度横延伸部４４２に供給しても、連続的に長スパン延伸を行う横延伸部４４２に供給した場合と同様の効果が得られる。

横延伸部４４２では、未延伸フィルムＦａが搬送方向Ｙ１と直交する幅方向Ｙ２（図７参照）に延伸され、横延伸フィルムＦｂとされる。横延伸部４４２の上流側に予熱部４３６を設けてもよいし、横延伸部４４２の下流側に熱固定部４４４を設けてもよい。これにより、延伸中のボーイング（光学軸のズレ）を小さくできる。予熱温度は横延伸温度より高いこと、熱固定温度は横延伸温度より低いことが好ましい。すなわち、通常、ボーイングは幅方向中央部が進行方向に向かって凹となるが、予熱温度＞横延伸温度、横延伸温度＞熱固定温度とすることによりボーイングを低減できる。予熱処理、熱固定処理はどちらか一方でもよく、両方行ってもよい。

横延伸の後に後熱処理を行なった後、熱処理ゾーン４４６で方向Ｙ１に横延伸フィルムＦｂを収縮させる。熱処理ゾーン４４６では、図７に示すように、横延伸フィルムＦｂの側端部をチャックで把持しない状態で、方向Ｙ２の収縮が起こらずに、方向Ｙ１の収縮のみが起こるように複数のロール４４８ａ〜４４８ｄで横延伸フィルムＦｂを搬送する。このとき、図８に示すように、複数のロール４４８ａ〜４４８ｄは、ロールラップ長（Ｄ）とロール間長（Ｇ）の比（Ｇ／Ｄ）が０．０１以上３以下となるように配置される。これにより横延伸フィルムＦｂと各ロール４４８〜４４８ｄとの摩擦により方向Ｙ２の収縮が抑制される。そして、横延伸フィルムＦｂは、上流側のロール４４８ａによる周速度（Ｖ１）と下流側のロール４４８ｄによる周速度（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が０．６以上０．９９９以下で搬送しながら熱処理される。つまり、横延伸フィルムＦｂは熱処理ゾーンにて方向Ｙ１に収縮する。

横延伸フィルムＦｂが熱処理ゾーンにて熱処理されることで、配向角、レターデーションが調整された最終製品である熱可塑性フィルムＦが製造される。このフィルムＦは巻取部４４９によって巻き取られる。

方向Ｙ２への延伸の前又は後に方向Ｙ１の延伸を行ってもよい。方向Ｙ１の延伸は、方向Ｙ１に並ぶ複数のニップロール対を用いてフィルムを搬送し、上流側のニップロール対の周速度より下流側のニップロール対の周速度を速くすることで達成できる。方向Ｙ１におけるニップロール間の距離（Ｌ）と上流側のニップロール対でのフィルム幅Ｗの比（Ｌ／Ｗ）の大きさで延伸方式が異なり、Ｌ／Ｗが小さいと特開２００５−３３０４１１号公報、特開２００６−３４８１１４号公報記載のような方向Ｙ１の延伸方式を採用できる。この方式は、Ｒｔｈが大きくなり易いが装置をコンパクトにすることができる。一方、Ｌ／Ｗが大きい場合は特開２００５−３０１２２５号公報記載のような方向Ｙ１の延伸方式を用いることができる。この方式はＲｔｈを小さくできるが、装置が長大になり易い。

なお、溶融製膜設備４１０にて、厚み調整ボルト（ヒートボルト）を方向Ｙ２において所定の間隔でダイ４２０に設け、このヒートボルトを用いて、両側縁部のスリット幅を、中央部のスリット幅よりも大きくすることにより、上記の膜厚分布を有するフィルムを製造することができる。

（ポリマー）
本発明に用いることのできるポリマーは、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状オレフィン、ポリカーボネイト等が挙げられる。中でも好ましいのがセルロースアシレート、環状オレフィンであり、中でも好ましいのがアセテート基、プロピオネート基を含むセルロースアシレート、付加重合によって得られた環状オレフィンであり、さらに好ましくは付加重合によって得られた環状オレフィンである。

（セルロースアシレート）
セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）が特に好ましい。そして、セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ａ及びＢは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Ａはアセチル基の置換度、Ｂは炭素原子数が３〜２２のアシル基の置換度である。なお、ＴＡＣの９０重量％以上が０．１〜４ｍｍの粒子であることが好ましい。ただし、本発明に用いることができるポリマーは、セルロースアシレートに限定されるものではない。
（Ｉ） ２．５≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（ＩＩ） ０≦Ａ≦３．０
（ＩＩＩ） ０≦Ｂ≦２．９

セルロースを構成するβ−１，４結合しているグルコース単位は、２位、３位および６位に遊離の水酸基を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部または全部を炭素数２以上のアシル基によりエステル化した重合体（ポリマー）である。アシル置換度は、２位、３位及び６位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合（１００％のエステル化の場合を置換度１とする）を意味する。

全アシル化置換度、すなわち、ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６の値は、２．００〜３．００が好ましく、より好ましくは２．２２〜２．９０であり、特に好ましくは２．４０〜２．８８である。また、ＤＳ６／（ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６）の値は、０．２８が好ましく、より好ましくは０．３０以上であり、特に好ましくは０．３１〜０．３４である。ここで、ＤＳ２は、グルコース単位における２位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「２位のアシル置換度」とする）であり、ＤＳ３は、グルコース単位における３位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「３位のアシル置換度」という）であり、ＤＳ６は、グルコース単位において、６位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「６位のアシル置換度」という）である。

本発明のセルロースアシレートに用いられるアシル基は１種類だけでもよいし、あるいは２種類以上のアシル基が用いられてもよい。２種類以上のアシル基を用いるときには、その１つがアセチル基であることが好ましい。２位、３位及び６位の水酸基がアセチル基により置換されている度合いの総和をＤＳＡとし、２位、３位及び６位の水酸基がアセチル基以外のアシル基によって置換されている度合いの総和をＤＳＢとすると、ＤＳＡ＋ＤＳＢの値は、２．２２〜２．９０であることが好ましく、特に好ましくは２．４０〜２．８８である。

また、ＤＳＢは０．３０以上であることが好ましく、特に好ましくは０．７以上である。さらにＤＳＢは、その２０％以上が６位の水酸基の置換基であることが好ましく、より好ましくは２５％以上であり、３０％以上がさらに好ましく、特には３３％以上であることが好ましい。さらに、セルロースアシレートの６位におけるＤＳＡ＋ＤＳＢの値が０．７５以上であり、さらに好ましくは０．８０以上であり、特には０．８５以上であるセルロースアシレートも好ましく、これらのセルロースアシレートを用いることで、より溶解性に優れたドープを作製することができる。特に、非塩素系有機溶媒を使用すると、優れた溶解性を示し、低粘度で濾過性に優れるドープを作製することができる。

セルロースアシレートの原料であるセルロースは、リンター、パルプのいずれかから得られたものでもよい。

本発明におけるセルロースアシレートの炭素数２以上のアシル基としては、脂肪族基でもアリール基でもよく、特には限定されない。例えば、セルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステル、芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどが挙げられ、それぞれ、さらに置換された基を有していてもよい。これらの好ましい例としては、プロピオニル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基、ｉｓｏ−ブタノイル基、ｔ−ブタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オレノイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などが挙げられる。これらの中でも、プロピオニル基、ブタノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、ｔ−ブタノイル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などがより好ましく、特に好ましくは、プロピオニル基、ブタノイル基である。

ドープを調製する溶媒としては、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン、クロロベンゼンなど）、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ジエチレングリコールなど）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブなど）などが挙げられる。

上記のハロゲン化炭化水素の中でも、炭素原子数１〜７のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられ、ジクロロメタンが最も好ましく用いられる。ＴＡＣの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械的強度及び光学特性など物性の観点から、ジクロロメタンの他に炭素原子数１〜５のアルコールを１種ないし数種類混合することが好ましい。アルコールの含有量は、溶媒全体に対して２〜２５重量％が好ましく、より好ましくは５〜２０重量％である。アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどが挙げられるが、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。

最近、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない溶媒組成も検討されている。この場合には、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、炭素数１〜１２のアルコールが好ましく、これらを適宜混合して用いる場合もある。例えば、酢酸メチル、アセトン、エタノール、ｎ−ブタノールの混合溶媒が挙げられる。これらのエーテル、ケトン、エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン、エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−および−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も溶媒として用いることができる。

セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶媒及び可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤（ＵＶ剤）、光学異方性コントロール剤、レターデーション制御剤、染料、マット剤、剥離剤、剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開２００５−１０４１４８号の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。

（環状オレフィン）
環状オレフィンはノルボルネン系化合物から重合されるものが好ましい。この重合は開環重合、付加重合いずれの方法でも行える。付加重合としては例えば特許３５１７４７１号公報記載のものや特許３５５９３６０号公報、特許３８６７１７８号公報、特許３８７１７２１号公報、特許３９０７９０８号公報、特許３９４５５９８号公報、特表２００５−５２７６９６号公報、特開２００６−２８９９３号公報、国際公開第２００６／００４３７６号パンフレットに記載のものが挙げられる。特に好ましいのは特許３５１７４７１号公報に記載のものである。

開環重合としては国際公開第９８／１４４９９号パンフレット、特許３０６０５３２号公報、特許３２２０４７８号公報、特許３２７３０４６号公報、特許３４０４０２７号公報、特許３４２８１７６号公報、特許３６８７２３１号公報、特許３８７３９３４号公報、特許３９１２１５９号公報記載のものが挙げられる。なかでも好ましいのが国際公開第９８／１４４９９号パンフレット、特許３０６０５３２号公報記載のものである。

これらの環状オレフィンの中でも付加重合のものの方がより好ましい。

（ラクトン環含有重合体）
下記（一般式１）で表されるラクトン環構造を有するものを指す。

（一般式１）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２０の有機残基を表す。なお、有機残基は酸素原子を含んでいてもよい。

（一般式１）のラクトン環構造の含有割合は、好ましくは５〜９０重量％、より好ましくは１０〜７０重量％、さらに好ましくは１０〜５０重量％である。

（一般式１）で表されるラクトン環構造以外に、（メタ）アクリル酸エステル、水酸基含有単量体、不飽和カルボン酸、下記（一般式２）で表される単量体から選ばれる少なくとも１種を重合して構築される重合体構造単位（繰り返し構造単位）が好ましい。

（一般式２）中、Ｒ⁴は水素原子又はメチル基を表し、Ｘは水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基、−ＯＡｃ基、−ＣＮ基、−ＣＯ−Ｒ⁵基、又は−Ｃ−Ｏ−Ｒ⁶基を表し、Ａｃ基はアセチル基を表し、Ｒ⁵及びＲ⁶は水素原子又は炭素数１〜２０の有機残基を表す。

例えば、国際公開第２００６／０２５４４５号パンフレット、特開２００７−７０６０７号公報、特開２００７−６３５４１号公報、特開２００６−１７１４６４号公報、特開２００５−１６２８３５号公報記載のものを用いることができる。

以下に示す条件で実験１〜７を行い、本発明の効果の有無について調べた。各実験の説明は実験１で詳細に行い、実験２〜７については、実験１と同じ条件の箇所の説明は省略する。

（実験１）
所定の固形分を所定の溶媒に適宜添加し、攪拌溶解してドープＡを調整した。ドープＡの処方は次の通りである。
セルローストリアセテート（置換度２．８） ８９．３重量％
可塑剤Ａ（トリフェニルフォスフェート） ７．１重量％
可塑剤Ｂ（ビフェニルジフェニルフォスフェート） ３．６重量％
の組成比からなる固形分（溶質）を
ジクロロメタン ８０重量％
メタノール １３．５重量％
ｎ−ブタノール ６．５重量％
からなる混合溶媒に適宜添加し、攪拌溶解してドープＡを調製した。なお、ドープのＴＡＣ濃度は略２３重量％になるように調整した。ドープを濾紙（東洋濾紙（株）製，＃６３ＬＢ）にて濾過後さらに焼結金属フィルタ（日本精線（株）製０６Ｎ，公称孔径１０μｍ）で濾過し、さらにメッシュフイルタで濾過した後にストックタンクに入れた。

なお、ここで使用したセルローストリアセテートは、残存酢酸量が０．１重量％以下であり、Ｃａ含有率が５ｐｐｍ、Ｍｇ含有率が４２ｐｐｍ、Ｆｅ含有率が０．５ｐｐｍであり、遊離酢酸４０ｐｐｍ、さらに硫酸イオンを１５ｐｐｍ含むものであった。また６位水酸基の水素に対するアセチル基の置換度は０．９１であった。また、全アセチル基中の３２．５％が６位の水酸基の水素が置換されたアセチル基であった。また、このＴＡＣをアセトンで抽出したアセトン抽出分は８重量％であり、その重量平均分子量／数平均分子量比は２．５であった。また、得られたＴＡＣのイエローインデックスは１．７であり、ヘイズは０．０８、透明度は９３．５％であっ。このＴＡＣは、パルプから採取したセルロースを原料として合成されたものである。

このドープＡを用いて溶液製膜方法を行い、フィルム２０を得た。フィルム２０の幅は、１５００ｍｍであった。フィルム２０の方向Ｚ２両端部の膜厚ＴＨｅは１００μｍであり、フィルム２０の方向Ｚ２中央部の膜厚ＴＨｃは９４μｍであった。また、方向Ｚ２両端部及び中央部におけるフィルム２０の伸びやすさＺｅ及Ｚｃの比（＝Ｚｅ／Ｚｃ）は１．０６であった。得られたフィルム２０について、図１に示すオフライン延伸装置１０を用いて、テンタ部１２において延伸処理を行った。予熱エリア３６では、フィルム２０の温度を１５０℃〜１８０℃に保持し、延伸エリア３７では、フィルム２０の温度を１８０℃〜２００℃に保持しながら、方向Ｚ２へフィルム２０を延伸した。延伸率ＥＲは４０％であった。次いで、緩和エリア３８では、フィルム２０の温度を１５０℃〜２００℃に保持しながら、緩和処理を行った。

（実験２〜７）
実験２〜７では、各パラメータの値を表１に示す値にしたこと以外は、実験１と同様にした。

（評価）
得られたフィルムについて、以下の評価を行った。

１．厚みムラの評価
厚みムラについて以下基準に基づいて評価した。方向Ｚ２の最大膜厚をＴＨｍａｘ、方向Ｚ２の最小膜厚をＴＨｍｉｎ、方向Ｚ２の平均膜厚をＴＨａｖｅとすると、厚みムラＭは、（ＴＨｍａｘ−ＴＨｍｉｎ）／ＴＨａｖｅ×１００で表される。
◎：Ｍが２％未満であった。
○：Ｍが２％以上５％未満であった。
×：Ｍが５％以上であった。

２．ΔＲｅの評価
フィルム２０から方向Ｚ２にサンプルフィルムを均等に２０枚切り出し、面内レターデーションＲｅを測定した。前記２０枚のサンプルフィルムのうちＲｅの最大値をＲｅ_ｍａｘ、Ｒｅの最小値をＲｅ_ｍｉｎとすると、ΔＲｅはＲｅ_ｍａｘ−Ｒｅ_ｍｉｎで表される。この変動量ΔＲｅを以下基準に基づいて評価した。
○：ΔＲｅが２ｎｍ以下であった。
×：ΔＲｅが２ｎｍより大きかった。

面内レターデーションＲｅの測定方法は次の通りである。面内レターデーションＲｅは、サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨ 王子計測（株））にて６３２．８ｎｍにおける垂直方向から測定したレターデーション値を用いた。なおＲｅは以下式で表される。
Ｒｅ＝｜ｎ１−ｎ２｜×ｄ
ｎ１は、Ｚ１方向の屈折率，ｎ２は方向Ｚ２の屈折率，ｄはフィルムの厚み（膜厚）を表す。

３．ΔＲｔｈの評価
フィルム２０から方向Ｚ２にサンプルフィルムを均等に２０枚切り出し、厚み方向のレターデーションＲｔｈを測定した。前記２０枚のサンプルフィルムのうちＲｔｈの最大値をＲｔｈ_ｍａｘ、Ｒｔｈの最小値をＲｔｈ_ｍｉｎとすると、ΔＲｔｈはＲｔｈ_ｍａｘ−Ｒｔｈ_ｍｉｎで表される。この変動量ΔＲｔｈを以下基準に基づいて評価した。
○：ΔＲｔｈが２ｎｍ以下であった。
×：ΔＲｔｈが２ｎｍより大きかった。

厚み方向レターデーションＲｔｈの測定方法は次の通りである。サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、エリプソメータ（Ｍ１５０ 日本分光（株）製）で６３２．８ｎｍにより垂直方向から測定した値と、フィルム面を傾けながら同様に測定したレターデーション値の外挿値とから下記式に従い算出した。
Ｒｔｈ＝｛（ｎ１＋ｎ２）／２−ｎ３｝×ｄ
ｎ３は厚み方向の屈折率を表す。

実験１〜７における評価結果１〜３を、表１に示す。評価結果１は、厚みムラの評価結果を表し、評価結果２は、ΔＲｅの評価結果を表し、評価結果３は、ΔＲｔｈの評価結果を表す。

表１に示すとおり、本発明によれば、厚みムラ故障の発生を抑えつつ、フィルムを製造することができることがわかった。

オフライン延伸装置を示す概略図である。 テンタ部の概要を示す側面図である。 テンタ部の概要を示す上面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、幅方向Ｚ１におけるフィルムの膜厚分布の概要を示す説明図であり、（Ａ）は延伸処理前、（Ｂ）は延伸処理後のものである。 溶液製膜設備を示す概略図である。 溶融製膜設備を示す概略図である。 熱処理ゾーンの概要を示す斜視図である。 熱処理ゾーンの概要を示す側面図である。

符号の説明

１０ オフライン延伸装置
１２ テンタ部
２０ フィルム
２０ｅ 耳部
２０ｃ 製品部
３７ 延伸エリア
５３ スリット
５６〜５９ 風

Claims (11)

1. 長尺状であり、幅方向中央部から両端部に向かうに従って膜厚及び前記幅方向への伸びやすさが大きくなる熱可塑性樹脂フィルムを形成する形成工程と、
   前記熱可塑性樹脂フィルムを前記幅方向に延伸する延伸工程とを有し、
   前記延伸工程では、前記延伸前における前記膜厚の前記幅方向についての変動量により、前記幅方向への伸びやすさに起因し、前記幅方向中央部から両端部に向かうに従って大きくなる前記延伸前後の前記膜厚の減少量を抑えるように、前記熱可塑性樹脂フィルムを延伸することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
2. 前記幅方向両端部における前記伸びやすさをＺｅ、前記幅方向両端部における前記膜厚をＴＨｅ、前記幅方向中央部における前記伸びやすさをＺｃ、及び前記幅方向中央部における前記膜厚をＴＨｃとするときに、式１を満たす前記熱可塑性樹脂フィルムに前記延伸工程を行うことを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
   （式１） １＜ＴＨｅ／ＴＨｃ≦１．５×Ｚｅ／Ｚｃ
3. （ＴＨｅ−ＴＨｃ）の値が４μｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
4. 前記熱可塑性樹脂フィルム形成工程では、前記熱可塑性樹脂と溶剤とを含むドープをダイに設けられた吐出口から走行する支持体に向けて吐出して、前記支持体上に流延膜を形成し、
   自己支持性を有するものとなった前記流延膜を前記熱可塑性樹脂フィルムとして前記支持体から剥ぎ取ることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
5. 前記支持体上の前記流延膜を冷却することを特徴とする請求項４記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
6. 前記熱可塑性樹脂フィルム形成工程では、
   溶融した前記熱可塑性樹脂をダイに設けられた吐出口から押し出して前記熱可塑性樹脂フィルムを形成し、
   前記熱可塑性樹脂フィルムを長手方向に延伸することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
7. 前記形成工程では、前記幅方向に伸びるスリット状の前記吐出口の吐出幅を前記幅方向中央部から両端部に向かうに従って大きくなるように調節することを特徴とする請求項４ないし６のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
8. 前記熱可塑性樹脂がセルロースアシレートであることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
9. 前記熱可塑性樹脂が環状ポリオレフィンであることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
10. 前記形成工程及び前記延伸工程の間で、前記熱可塑性樹脂フィルムを巻き芯に巻き取る巻き取り工程を行うことを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
11. 前記形成工程及び前記延伸工程を連続して行うことを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。

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