JP2011183683A - 熱可塑性フィルムの延伸方法及び装置、並びに溶液製膜方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィルムはクリップテンタ内をZ1方向に走行する。クリップテンタ内は、Z1方向上流側から、第1予熱エリア80ax、第2予熱エリア80ay、延伸エリア80b等が設けられる。各エリアには、フィルムに温度調節風を吹き付ける送風ヘッドが設けられる。温度調節風コントローラは、エリアごとに定められた範囲内になるように、温度調節風の温度を調節する。温度調節風の吹き付けにより、フィルムの温度Tfとガラス転移温度Tgとの差ΔT(=Tf−Tg)が所定の範囲内となる。第1予熱エリア80axにおける風圧Pが第2予熱エリア80ayにおける風圧Pよりも大きい状態となるように、温度調節風コントローラは、温度調節風の風速を調節する。
【選択図】図6
Description
図1に示すように、溶液製膜設備10は、流延室12とピンテンタ13とクリップテンタ14と乾燥室15と冷却室16と巻取室17とを有する。流延室12には、流延ダイ21、流延ドラム22、減圧チャンバ23及び剥取ローラ24が設けられる。
流延ダイ21は、流延ドラム22の上方に設けられる。流延ダイ21は、先端にドープ35を流出するスリットを有する。流延ダイ21は、スリットが流延ドラム22に近接するように配される。流延ダイ21から流出したドープ35は、移動する流延ドラム22の周面上にて流れ延ばされる結果、帯状の流延膜40を形成する。
図2に示すように、クリップテンタ14は、テンタ本体と、テンタ本体を内蔵するケーシング80とを有する。ケーシング80には入口80i及び出口80oが設けられる。ケーシング80内には、湿潤フィルム44をZ1方向へ搬送する搬送路が、入口80iから出口80oにかけて形成される。更に、ケーシング80内は、Z1方向の上流側から順に、予熱エリア80a、延伸エリア80b、緩和エリア80c及び冷却エリア80dに区画される。更に、予熱エリア80aは、Z1方向の上流側から順に、第1予熱エリア80ax及び第2予熱エリア80ayに区画される。なお、緩和エリア80c及び冷却エリア80dは省略してもよい。
第1予熱エリア80axに導入される湿潤フィルム44の残留溶剤量は10重量%以上80重量%以下であることが好ましい。また、第1予熱エリア80axにおけるΔT80axは−(Tg−60)℃以上−3℃以下であることが好ましい。そして、第1予熱エリア80axにおける温度調節風の風圧P80axは110Pa以上350Pa以下であることが好ましい。
第2予熱エリア80ayに導入される湿潤フィルム44の残留溶剤量は5重量%以上70重量%以下であることが好ましい。また、第2予熱エリア80ayにおけるΔT80ayは−10℃以上60℃以下であることが好ましい。そして、第2予熱エリア80ayにおける温度調節風の風圧P80ayは10Pa以上110Pa未満であることが好ましい。
延伸エリア80bに導入される湿潤フィルム44の残留溶剤量は、3重量%以上50重量%以下であることが好ましい。また、延伸エリア80bにおけるΔT80bは0℃以上80℃以下であることが好ましい。そして、延伸エリア80bにおける温度調節風の風圧P80bは10Pa以上110Pa未満であることが好ましい。延伸率(=W2/W1)は、例えば、100%より大きく200%以下であることが好ましい。
緩和エリア80cに導入される湿潤フィルム44の残留溶剤量は0.1重量%以上20重量%以下であることが好ましい。また、緩和エリア80cにおけるΔT80cは−10℃以上60℃以下であることが好ましい。そして、緩和エリア80cにおける温度調節風の風圧P80cは10Pa以上110Pa未満であることが好ましい。緩和率(=W3/W2)は、例えば、90%より大きく100%未満であることが好ましい。
冷却エリア80dに導入される湿潤フィルム44の残留溶剤量は0.1重量%以上20重量%以下であることが好ましい。また、冷却エリア80dにおけるΔT80dは−(Tg−60)℃以上−3℃以下であることが好ましい。そして、冷却エリア80dにおける温度調節風の風圧P80dは、延伸エリア80bにおける温度調節風の風圧P80bよりも大きいことが好ましい。冷却エリア80dにおける温度調節風の風圧P80dは、110Pa以上350Pa以下であることが好ましい。
本発明により得られるフィルム50は、特に、位相差フィルムや偏光板保護フィルムに用いることができる。
Re=|n1−n2|×d
n1は遅相軸の屈折率,n2は進相軸の屈折率,dはフィルムの厚み(膜厚)を表す
Rth={(n1+n2)/2−n3}×d
n3は厚み方向の屈折率を表す。
Z1方向における遅相軸のズレ量Dは、例えば、以下のようにして測定できる。まず、フィルムにおいて、Z1方向の測定ラインを設ける。この測定ライン上に10個の測定点を設ける。各測定点における配向角θを測定する。得られた配向角θにおいて、最大値から最小値を減じたものを遅相軸のズレ量Dとすることができる。
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) 2.0≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
ドープを調製する溶剤としては、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。
表1に記載のアシル基の種類、置換度の異なるセルロースアシレートを調製した。これは、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することでアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化反応の後に40℃で熟成を行った。さらに、この熟成後、アセトンで洗浄し、セルロースアシレートのうち低分子量成分を除去した。なお、表1の置換度Aは、アセチル基の置換度であり、Bは、他の置換基Xの置換度である。
セルロースアシレート樹脂(表1に記載のC−2) 100 質量部
添加剤A(表2に記載のA−3) 19 質量部
化合物D(化1) 4 質量部
ジクロロメタン 428 質量部
メタノール 64 質量部
セルロースアシレート樹脂(表1に記載のC−1) 100 質量部
添加剤A(表2に記載のA−3) 11.3 質量部
化合物D(化1) 4 質量部
マット剤 0.13質量部
ジクロロメタン 400 質量部
メタノール 60 質量部
セルロースアシレート樹脂(表1に記載のC−1) 100 質量部
添加剤A(表2に記載のA−3) 11.3 質量部
化合物D(化1) 4 質量部
マット剤(日本エアロジル(株)製のAEROSIL R972 2次平均粒子サイズ1.0μm以下) 0.13質量部
ジクロロメタン 400 質量部
メタノール 60 質量部
流延バンド154の移動速度V1は、40m/分であった。温調装置30により、流延バンド154の温度は、30℃で略一定になるように調節した。フィードブロック112は、各ドープ116a〜116cから積層ドープ117をつくり、積層ドープ117を流延ダイ113へ送った。流延ダイ113は、積層ドープ117を流延バンド154上に流出し、積層流延膜155を形成した。積層流延膜155は、流延バンド154側から第2層、第1層、第3層の順に重なる構造を有していた。第1ドープ116aからなる第1層の厚みは60μmであり、第2ドープ116bからなる第2層及び第3ドープ116cからなる第3層の厚みはそれぞれ3μmであった。急速乾燥送風装置161は、温度が50℃の急速乾燥風を積層流延膜165にあてて、積層流延膜165の表面にスキン層を形成した。送風装置157〜159は、積層流延膜165に乾燥風をあてて、積層流延膜165から溶媒を蒸発させた。剥取ローラ24を用いて、搬送可能となった積層流延膜165を流延バンド154から剥ぎ取った。積層流延膜165の剥ぎ取り時における残留溶媒量は、20質量%以上50質量%以下であった。
流延バンド154の移動速度V1、各エリアにおける風圧P1〜P3を表3に示すものとしたこと以外は、実験1と同様にして、積層フィルム168をつくった。
実験1〜4にて得られた積層フィルム168について、Z1方向における遅相軸のズレ量Dを測定した。各積層フィルム168の遅相軸のズレ量Dは、表3に示すとおりである。
14 クリップテンタ
50 フィルム
80a 予熱エリア
80ax 第1予熱エリア
80ay 第2予熱エリア
80b 延伸エリア
90 送風装置
92 送風ヘッド
93 温度調節風コントローラ
Claims (5)
- 温度調節風の吹きつけにより温度が調節された帯状の熱可塑性フィルムを延伸する熱可塑性フィルムの延伸方法において、
前記熱可塑性フィルムの幅方向両縁部を把持した1対のクリップを用いて、前記熱可塑性フィルムを長手方向へ搬送する搬送工程が行われ、
前記搬送工程は、前記幅方向両縁部を把持した状態の前記1対のクリップの間隔を広げ、ガラス転移温度以上となった前記熱可塑性フィルムを幅方向へ延伸する延伸工程と、この延伸工程の前に行われ、前記熱可塑性フィルムを予熱する予熱工程とを有し、
前記予熱工程では、前記熱可塑性フィルムの温度がガラス転移温度に近づくように前記熱可塑性フィルムを予熱する第1予熱工程と、前記熱可塑性フィルムの温度がガラス転移温度を超えるように前記熱可塑性フィルムを予熱する第2予熱工程とが順次行われ、
前記熱可塑性フィルムにおける前記温度調節風の風圧は、前記第2予熱工程及び前記延伸工程よりも前記第1予熱工程の方が大きいことを特徴とする熱可塑性フィルムの延伸方法。 - 前記搬送工程では、
前記熱可塑性フィルムの温度がガラス転移温度よりも低い状態となるように、前記熱可塑性フィルムに前記温度調節風を吹き付ける冷却工程が行われ、
前記熱可塑性フィルムにおける前記温度調節風の風圧は、前記延伸工程よりも前記冷却工程の方が大きいことを特徴とする請求項1記載の熱可塑性フィルムの延伸方法。 - ポリマー及び溶剤を含むドープからなる帯状の流延膜を支持体上に形成する工程と、
前記支持体から前記流延膜を剥ぎ取って、前記湿潤フィルムとする工程と、
前記湿潤フィルムから溶剤を蒸発させる乾燥工程とを有し、
この乾燥工程により得られた前記熱可塑性フィルムについて、請求項1または2記載の熱可塑性フィルムの延伸方法を行うことを特徴とする溶液製膜方法。 - 帯状の熱可塑性フィルムが長手方向に搬送される搬送路であって、この搬送路の両側に設けられた対のレールと、このレールに沿って移動自在であり、前記熱可塑性フィルムの幅方向両縁部を把持可能な把持手段とを備え、前記熱可塑性フィルムを長手方向へ搬送する搬送手段と、
前記搬送されている前記熱可塑性フィルムに温度調節風を吹きつけて、前記熱可塑性フィルムの温度を調節する温度調節手段とを有し、
前記熱可塑性フィルムの搬送路には、前記対のレール間隔が一定である第1予熱エリア及び第2予熱エリアと、前記対のレール間隔が前記搬送方向上流側から下流側に向かって大きくなる延伸エリアとが搬送方向上流側から順次設けられ、
前記温度調節手段は、前記熱可塑性フィルムに吹き付ける温度調節風の温度及び風速を調節する調節部を備え、
前記調節部は、前記第1予熱エリアの前記熱可塑性フィルムの温度がガラス転移温度に近づくように、かつ、前記第2予熱エリアの前記熱可塑性フィルムの温度がガラス転移温度を超えるように、前記温度調節風の温度を調節し、
前記調節部は、前記第1予熱エリアにおける前記温度調節風の風圧が前記第2予熱エリア及び前記延伸エリアにおける前記温度調節風の風圧よりも大きい状態となるように、前記熱可塑性フィルムに吹き付ける温度調節風の風速を調節することを特徴とする熱可塑性フィルムの延伸装置。 - 前記熱可塑性フィルムの搬送路には、前記対のレール間隔が一定である冷却エリアが前記延伸エリアよりも搬送方向下流側に設けられ、
前記調節部は、前記冷却エリアにおける前記温度調節風の風圧が前記延伸エリアにおける前記温度調節風の風圧よりも大きい状態となるように、前記熱可塑性フィルムに吹き付ける温度調節風の風速を調節することを特徴とする請求項4記載の熱可塑性フィルムの延伸装置。
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