JP2012214006A - 二軸延伸フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂フィルム600を、周方向に回転可能な第一ロール及び第二ロールを上流側からこの順に備えるロール延伸機100に連続的に供給し、第一ロールと第二ロールとの周速差によって樹脂フィルム600を進行方向に連続的に延伸する工程(A);工程(A)で延伸された樹脂フィルム600の、幅方向の位置を矯正する工程(B);並びに、工程(B)で幅方向の位置を矯正された樹脂フィルム600を、テンター延伸機400により幅方向に延伸する工程(C)を含む、二軸延伸フィルムの製造方法。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明は以下の〔1〕〜〔5〕を要旨とする。
熱可塑性樹脂からなる層を有する長尺の樹脂フィルムを、周方向に回転可能な第一ロール及び第二ロールを上流側からこの順に備えるロール延伸機に連続的に供給し、前記第一ロールと前記第二ロールとの周速差によって前記樹脂フィルムを前記樹脂フィルムの進行方向に連続的に延伸する工程(A);
前記工程(A)で延伸された樹脂フィルムの、幅方向の位置を矯正する工程(B);並びに、
前記工程(B)で幅方向の位置を矯正された樹脂フィルムを、前記樹脂フィルムの幅方向の両端部を把持しうる複数の把持子を備えるテンター延伸機に連続的に供給し、前記樹脂フィルムの前記両端部を前記把持子にて把持し、前記把持子の幅方向の間隔を前記樹脂フィルムの進行方向への移動に伴い広げることにより、前記樹脂フィルムを幅方向に延伸する工程(C)
を含む、二軸延伸フィルムの製造方法。
〔2〕 前記工程(A)及び前記工程(C)の間において、前記工程(A)で延伸された樹脂フィルムの幅方向の縁の位置を測定する工程(D)を含み、
前記工程(B)において、前記工程(D)で測定された前記樹脂フィルムの幅方向の縁の位置の変位を低減するように、前記樹脂フィルムの幅方向の位置の矯正量を調整する、〔1〕記載の製造方法。
〔3〕 前記工程(A)及び前記工程(C)の間において、前記工程(A)で延伸された樹脂フィルムの配向軸が前記樹脂フィルムの進行方向となす角θを測定する工程(E)を含み、
前記工程(B)において、前記角θの絶対値を低減するように、前記樹脂フィルムの幅方向の位置の矯正量を調整する、〔1〕記載の製造方法。
〔4〕 前記ロール延伸機が、前記樹脂フィルムが通過しうる加熱領域において前記樹脂フィルムを加熱しうるヒーターを備え、
前記工程(B)において、前記樹脂フィルムの幅方向の位置の矯正を、前記加熱領域よりも下流側かつ前記第二ロールよりも上流側で行う、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の製造方法。
〔5〕 前記工程(B)における矯正が、周方向に回転可能なガイドロールを備え且つ前記ガイドロールの角度を調整することにより前記樹脂ファイルの幅方向の位置を矯正しうるファイル位置矯正装置によって行われる、〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の製造方法。
図1は、本発明の第一実施形態に係る二軸延伸フィルムの製造装置の概要を模式的に示す図である。
図1に示すように、本発明の第一実施形態に係る二軸延伸フィルムの製造装置10は、二軸延伸フィルムをインラインで連続的に製造する装置であって、縦延伸装置であるロール延伸機100と、縁位置測定装置200と、フィルム位置矯正装置300と、横延伸装置であるテンター延伸機400とを、上流側からこの順に備える。また、製造装置10は、フィルム位置矯正装置300の制御を行うコントローラ500を備える。
例えば、縁位置測定装置200とフィルム位置矯正装置300とは、順番を逆にしてもよい。
また、例えば、本実施形態ではフィルム位置矯正装置300は2本のガイドロール310及び320を用いたが、ガイドロールの数は1本でもよく、3本以上でもよい。
また、例えば、コントローラ500によって自動的に制御を行うようにする代わりに、縁位置測定装置200で測定された位置情報に基づいて使用者がフィルム位置矯正装置300の制御を行うようにしてもよい。
また、例えば、上述した以外の工程を行うようにしてもよい。具体例を挙げると、工程(A)の前及び工程(C)の前に樹脂フィルムを加熱する予熱工程を行ったり、工程(A)の後及び工程(C)の後に樹脂フィルムを加熱する熱固定工程を行ったり、製造された二軸延伸フィルムに更に別の層(例えば、易接着層、保護層、ハードコート層等)を設ける工程を行ったりしてもよい。
図6は、本発明の第二実施形態に係る二軸延伸フィルムの製造装置の概要を模式的に示す図である。
図6に示すように、本発明の第二実施形態に係る二軸延伸フィルムの製造装置20は、縁位置測定装置200及びコントローラ500の代わりに配向角測定装置700及びコントローラ800を備えること以外は、第一実施形態に係る製造装置10と同様である。したがって、製造装置20は、縦延伸装置であるロール延伸機100と、配向角測定装置700と、フィルム位置矯正装置300と、横延伸装置であるテンター延伸機400とを、上流側からこの順に備え、また、フィルム位置矯正装置300の制御を行うコントローラ800を備える。
例えば、第一実施形態と同様に変更して実施してもよい。
二軸延伸フィルムの製造装置の構成は、本発明の二軸延伸フィルムの製造方法を実施できる限り任意であり、例えば、縁位置測定装置、配向角測定装置、フィルム位置矯正装置及びコントローラの一部又は全部を縦延伸装置に設けてもよい。以下、その実施形態の一例について図面を用いて説明する。
図9に示すように、本発明の第三実施形態に係る二軸延伸フィルムの製造装置30は、ロール延伸機900と、横延伸機であるテンター延伸機400とを、上流側からこの順に備える。テンター延伸機400は、上述した第一実施形態と同様である。
また、フィルム位置矯正装置300は、第一実施形態と同様、ガイドロール310及びガイドロール320を備え、コントローラ500の制御に従ってガイドロール310及び320を旋回駆動させることによって樹脂フィルム600の幅方向の位置を矯正しうるようになっている。
例えば、フィルム位置矯正装置300のガイドロールの数を1本にしてもよく、3本以上にしてもよい。ガイドロールの数を1本にする場合、例えば図11に示すように、加熱領域960の直ぐ下流の位置にテンションロール940の代わりにガイドロール310を設けてもよいので、ロールの数を低減して製造装置の小型化を進めることができる。
本発明の二軸延伸フィルムの製造方法に供される樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂からなる層を備える長尺のフィルムである。ここで「長尺」とは、その幅に対して、少なくとも5倍以上の長さを有するものをいい、好ましくは10倍若しくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻き取られて保管又は運搬される程度の長さを有するものをいう。
工程(A)及び工程(C)における延伸条件は、通常、二軸延伸フィルムに発現させたい光学特性に応じて設定する。
延伸温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgを基準として、好ましくは(Tg−30℃)以上、より好ましくは(Tg−10℃)以上であり、好ましくは(Tg+60℃)以下、より好ましくは(Tg+50℃)以下である。なお、樹脂フィルムが複層構造のフィルムである場合、層によって熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgが異なることがありえる。その場合には、好ましくはガラス転移温度Tgが最も低い層を形成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgを基準として、延伸時の温度を設定する。
本発明の製造方法により製造される二軸延伸フィルムは、光学フィルムとして用いられる樹脂フィルムである。この二軸延伸フィルムは、光学要素としての機能を安定に発揮する観点から、1mm厚換算での全光線透過率が、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。光線透過率は、JIS K0115に準拠して、分光光度計(日本分光社製、紫外可視近赤外分光光度計「V−570」)を用いて測定できる。
以下の実施例で製造されたフィルムの物性は、以下の方法によって測定及び評価した。
二軸延伸フィルムの配向軸のずれを評価するため、配向角を測定した。二軸延伸フィルムの配向角は、平行ニコル回転法位相差計(王子計測機器社製KOBRA−WIST−IE)をインラインでトラバースさせて測定した。トラバースとは、二軸延伸フィルムを幅方向に横切るように測定点を移動させながら所定間隔毎に配向角を測定する動作を意味し、ここでは、測定点が二軸延伸フィルムの両端の間を往復するように移動させながら測定を行った。また、二軸延伸フィルムの一方の端から他方の端まで測定することを「1トラバース」と呼ぶ。以下の実施例及び比較例では、測定は100トラバース以上実施してそれぞれのトラバースにおいて平均値を算出し、その平均値における標準偏差(σ)を求めた。標準偏差が小さいものほど、良好なものである。
ノルボルネン系樹脂であるZEONOR1420(日本ゼオン社製)のペレットを100℃で5時間乾燥した後、単軸押出機に供給し、250℃で溶融してTダイからキャスティングドラム上にシート状に押出して冷却し、樹脂フィルムとして厚み150μmの未延伸フィルムを得た。
その後、ガイドロールを2本組み合わせたセンタピボット方式のセンタポジションコントロール装置(ニレコ社製AE1000)に供給して、縦延伸フィルムの幅方向の位置を矯正した。この際、幅方向の位置の矯正量は、前記の工程(D)で測定された縁の位置のデータを元に、縦延伸フィルムの走行位置が常に一定となるように調整した(工程(B))。
こうして得た二軸延伸フィルムを巻き取り、幅1350mm、長さ1500mの二軸延伸フィルムのロールを得た。得られた二軸延伸フィルムの配向角を上述した要領で測定し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、縦延伸フィルムを製造した(工程(A))。
その後、ガイドロールを2本組み合わせたセンタピボット方式のセンタポジションコントロール装置(ニレコ社製AE1000)に供給して、縦延伸フィルムの幅方向の位置を矯正した(工程(B))。この際、幅方向の位置の矯正量は、前記の工程(E)で測定された配向角θのデータを元に、配向角θの絶対値を低減するように調整した。具体的には、配向角θの値と、その配向角θに対応して矯正するべき縦延伸フィルムの幅方向の移動距離(矯正量)との関係を規定する検量線を図8に示すように予め作成しておき、この検量線と工程(E)で測定された配向角θの実測値を元にして、センタポジションコントロール装置のフィードバック制御を行うようにした。なお、図8に記載の点は、検量線の作成に用いた実測値を表す。
こうして得た二軸延伸フィルムを巻き取り、幅1350mm、長さ1500mの二軸延伸フィルムのロールを得た。得られた二軸延伸フィルムの配向角を上述した要領で測定し、評価した。結果を表1に示す。
上述した実施例1及び2で用いたロール延伸機にはヒーターとして加熱炉が設けられており、この加熱炉の内部の空間は当該ロール延伸機の加熱領域となっている。縁位置測定装置であるレーザーセンサー及びフィルム位置矯正装置であるセンタポジションコントロール装置をロール延伸機とは別に設けた実施例1と異なり、実施例3では、ロール延伸機の加熱領域よりも下流側、かつ、下流側の調整ロール(第二ロールに相当)よりも上流側にレーザーセンサー及びセンタポジションコントロール装置を設けた。これにより、ロール延伸機の構成を第三実施形態で説明した構成(図10参照)としたこと以外は実施例1と同様にして、二軸延伸フィルムのロールを得た。得られた二軸延伸フィルムの配向角を上述した要領で測定し、評価した。結果を表1に示す。
縦延伸フィルムの幅方向の縁の位置の測定(工程(D))、及び、縦延伸フィルムの幅方向の位置の矯正(工程(B))を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、幅1350mm、長さ1500mの二軸延伸フィルムのロールを得た。得られた二軸延伸フィルムの配向角を上述した要領で測定し、評価した。結果を表1に示す。
表1から分かるように、実施例1〜3では、比較例1に比べて二軸延伸フィルムの配向角の標準偏差(σ)が小さい。このことから、本発明によって配向角のずれを小さくできることが確認された。
20 二軸延伸フィルムの製造装置
30 二軸延伸フィルムの製造装置
100 ロール延伸機
110 調整ロール
120 調整ロール
130 テンションロール
140 テンションロール
150 ヒーター
200 縁位置測定装置
300 フィルム位置矯正装置
310 ガイドロール
320 ガイドロール
330 テンションロール
340 テンションロール
400 テンター延伸機
410 把持子
420 把持子
430 ガイドレール
440 ガイドレール
450 テンター延伸機の入口近傍の区間
460 テンター延伸機の出口近傍の区間
500 コントローラ
600 樹脂フィルム
700 配向角測定装置
800 コントローラ
900 ロール延伸機
910 調整ロール
920 調整ロール
930 テンションロール
940 テンションロール
950 加熱炉
960 加熱領域
Claims (5)
- 連続的に二軸延伸フィルムを製造する方法であって、
熱可塑性樹脂からなる層を有する長尺の樹脂フィルムを、周方向に回転可能な第一ロール及び第二ロールを上流側からこの順に備えるロール延伸機に連続的に供給し、前記第一ロールと前記第二ロールとの周速差によって前記樹脂フィルムを前記樹脂フィルムの進行方向に連続的に延伸する工程(A);
前記工程(A)で延伸された樹脂フィルムの、幅方向の位置を矯正する工程(B);並びに、
前記工程(B)で幅方向の位置を矯正された樹脂フィルムを、前記樹脂フィルムの幅方向の両端部を把持しうる複数の把持子を備えるテンター延伸機に連続的に供給し、前記樹脂フィルムの前記両端部を前記把持子にて把持し、前記把持子の幅方向の間隔を前記樹脂フィルムの進行方向への移動に伴い広げることにより、前記樹脂フィルムを幅方向に延伸する工程(C)
を含む、二軸延伸フィルムの製造方法。 - 前記工程(A)及び前記工程(C)の間において、前記工程(A)で延伸された樹脂フィルムの幅方向の縁の位置を測定する工程(D)を含み、
前記工程(B)において、前記工程(D)で測定された前記樹脂フィルムの幅方向の縁の位置の変位を低減するように、前記樹脂フィルムの幅方向の位置の矯正量を調整する、請求項1記載の製造方法。 - 前記工程(A)及び前記工程(C)の間において、前記工程(A)で延伸された樹脂フィルムの配向軸が前記樹脂フィルムの進行方向となす角θを測定する工程(E)を含み、
前記工程(B)において、前記角θの絶対値を低減するように、前記樹脂フィルムの幅方向の位置の矯正量を調整する、請求項1記載の製造方法。 - 前記ロール延伸機が、前記樹脂フィルムが通過しうる加熱領域において前記樹脂フィルムを加熱しうるヒーターを備え、
前記工程(B)において、前記樹脂フィルムの幅方向の位置の矯正を、前記加熱領域よりも下流側かつ前記第二ロールよりも上流側で行う、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。 - 前記工程(B)における矯正が、周方向に回転可能なガイドロールを備え且つ前記ガイドロールの角度を調整することにより前記樹脂ファイルの幅方向の位置を矯正しうるファイル位置矯正装置によって行われる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
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