JP2015196329A - 複層フィルム及びその製造方法、並びに位相差フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は以下のとおりである。
前記第一層の平均厚みT1が、0.5μm以上、5.0μm以下であり、
前記第一層の平均厚みT1と前記第二層の平均厚みT2との比T1/T2が、1/300以上、1/20以下であり、
前記第一層の厚みムラが、±5%以内である、複層フィルム。
〔2〕 さらに第三層を備える、〔1〕記載の複層フィルム。
〔3〕 前記第三層の平均厚みT3と前記第二層の平均厚みT2との比T3/T2が、1/10以上、1/3以下である、〔2〕記載の複層フィルム。
〔4〕 〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の複層フィルムに延伸処理を施して得られる、位相差フィルム。
〔5〕 前記第一層を延伸してなる層の平均厚みが、0.1μm以上、3.0μm以下である、〔4〕に記載の位相差フィルム。
〔6〕 ダイスを用いて〔1〕記載の複層フィルムを製造する製造方法であって、
前記ダイスが、
第一層形成用の溶融樹脂を供給されうる第一マニホールドと、
前記第一マニホールドから下流へ伸びる第一流路と、
第二層形成用の溶融樹脂を供給されうる第二マニホールドと、
前記第二マニホールドから下流へ延びる第二流路と、
前記第一流路及び前記第二流路が合流する合流部と、
前記合流部から下流へ延びる合流流路と、
前記合流流路の下流に形成されて、前記合流部で合流した前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうるリップ部とを備え、
前記第一流路が、調整流路部を備え、
前記リップ部の隙間の大きさに対する前記調整流路部の隙間の大きさの比が、3.0以下であり、
前記製造方法が、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。
〔7〕 ダイスを用いて〔2〕又は〔3〕記載の複層フィルムを製造する製造方法であって、
前記ダイスが、
第一層形成用の溶融樹脂を供給されうる第一マニホールドと、
前記第一マニホールドから下流へ伸びる第一流路と、
第二層形成用の溶融樹脂を供給されうる第二マニホールドと、
前記第二マニホールドから下流へ延びる第二流路と、
第三層形成用の溶融樹脂を供給されうる第三マニホールドと、
前記第三マニホールドから下流へ延びる第三流路と、
前記第一流路、前記第二流路及び前記第三流路が合流する合流部と、
前記合流部から下流へ延びる合流流路と、
前記合流流路の下流に形成されて、前記合流部で合流した前記第一層形成用の溶融樹脂、前記第二層形成用の溶融樹脂及び前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうるリップ部とを備え、
前記第一流路が、調整流路部を備え、
前記リップ部の隙間の大きさに対する前記調整流路部の隙間の大きさの比が、3.0以下であり、
前記製造方法が、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第三マニホールドに前記第三層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂、前記第二層形成用の溶融樹脂及び前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。
〔1.1.複層フィルムの構成〕
図1は、本発明の一実施形態に係る複層フィルム10を模式的に示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る複層フィルム10は、共押出によって得られるフィルムであって、樹脂で形成された第一層11、第二層12及び第三層13をこの順に備える。複層フィルム10が共押出によって得られたフィルムであるため、第一層11と第二層12とは間に他の層を介することなく直に接しており、第二層12と第三層13とは間に他の層を介することなく直に接している。
上述したように厚みムラの小さい第一層11を備える複層フィルム10は、以下に説明する所定のダイス20を用いた製造方法によって製造できる。
図2は、本発明の一実施形態に係る製造方法で用いるダイス20を、第一流路130の幅方向に対して垂直な平面で切った断面を模式的に示す断面図である。
図2に示すように、ダイス20は、ダイス本体100を備える。このダイス本体100は、例えば、ダイス鋼、ステンレス鋼(SUS)などで構成しうる。ダイス鋼としては、例えば、SKD系熱間ダイス鋼(熱伝導率:約30W/m℃)等を用いうる。また、ステンレス鋼としては、例えば、SUS420J2(熱伝導率:約25W/m℃)等を用いうる。
第一供給路110は、ダイス本体100の外部に開口した流路部分である。この第一供給路110は、押出機等の樹脂供給装置によって第一層形成用の溶融樹脂が供給されうるように設けられている。そして、第一供給路110は、ダイス20の外部から供給される溶融樹脂を取り込み、取り込んだ溶融樹脂を第一マニホールド120に送りうるように設けられている。
また、図3に示すように、第一マニホールド120は、流路幅方向の端部に近い位置ほど下流に下がるように形成されている。このため、第一マニホールド120は、第一マニホールド120に供給された溶融樹脂を、効率よく、流路幅方向の端部にまで行き渡らせることが可能な構造を有する。
図2に示すように、第二供給路210は、ダイス本体100の外部に開口した流路部分である。この第二供給路210は、押出機等の樹脂供給装置によって第二層形成用の溶融樹脂が供給されうるように設けられている。そして、第二供給路210は、ダイス20の外部から供給される溶融樹脂を取り込み、取り込んだ溶融樹脂を第二マニホールド220に送りうるように設けられている。
図2に示すように、第三供給路310は、ダイス本体100の外部に開口した流路部分である。この第三供給路310は、押出機等の樹脂供給装置によって第三層形成用の溶融樹脂が供給されうるように設けられている。そして、第三供給路310は、ダイス20の外部から供給される溶融樹脂を取り込み、取り込んだ溶融樹脂を第三マニホールド320に送りうるように設けられている。
図2に示すように、上述した第一流路130、第二流路230及び第三流路330は、合流部410で合流している。また、この合流部410の下流には、合流部410から下流に延びるように、合流流路420が接続されている。これにより、ダイス20は、第一流路130を流れた第一層形成用の溶融樹脂、第二流路230を流れた第二層形成用の溶融樹脂、及び第三流路330を流れた第三層形成用の溶融樹脂を、合流部410で合流させ、いずれも層状で合流流路420を流れさせうる構成を有する。また、本実施形態においては、図2に示すように、第一流路130、第二流路230及び第三流路330は、図中右側からこの順に並んで設けられている。そのため、ダイス20は、合流流路420を流れる際、第一層形成用の溶融樹脂、第二層形成用の溶融樹脂、及び第三層形成用の溶融樹脂を、流路深さ方向において、この順に並んだ状態で流れさせうる構成を有する。
本実施形態にかかるダイス20は、第一調整流路部133の隙間の大きさを調整できる流路隙間制御部500を備える。この流路隙間制御部500は、チョークバー510及び調整ボルト520を備える。
図5に示すように、調整ボルト520の外径D520は、好ましくは10mm以上、より好ましくは14mm以上であり、好ましくは30mm以下、より好ましくは24mm以下である。調整ボルト520の外形D520を前記範囲の下限値以上にすることにより、ボルト強度を高くできる。また、上限値以下にすることにより、調整ボルト520が螺合されるチョークバー510の強度を高くできる。
本発明の一実施形態に係る製造方法では、前記のダイス20を用いて、共押出によって複層フィルムを製造する。
具体的には、押出機(図示省略)を用いて、第一層形成用の溶融樹脂、第二層形成用の溶融樹脂、及び第三層形成用の溶融樹脂を、それぞれ第一供給路110、第二供給路210及び第三供給路310を介して、第一マニホールド120、第二マニホールド220及び第三マニホールド320に供給する。
また、第二マニホールド220に供給された溶融樹脂は、第二マニホールド220において流路幅方向に拡げられた後、第二流路230に送られる。第二流路230に送られた溶融樹脂は、第二プリランド231を含む第二流路230を通って、合流部410に送られる。
さらに、第三マニホールド320に供給された溶融樹脂は、第三マニホールド320において流路幅方向に拡げられた後、第三流路330に送られる。第三流路330に送られた溶融樹脂は、第三プリランド331及び第三調整流路部333を含む第三流路330を通って、合流部410に送られる。
合流流路420を流れた溶融樹脂は、その層状態を保ったまま、リップ部430から連続的に吐出される。
そして、吐出された溶融樹脂が冷却されて硬化することにより、複層フィルムが得られる。
本発明は上述した実施形態に限定されず、更に変更して実施してもよい。
例えば、上述した実施形態において、ダイス本体100の内部に、ヒーターとして、第一供給路110、第一マニホールド120及び第一流路130に沿って設けられた電気ヒーター;第二供給路210、第二マニホールド220及び第二流路230に沿って設けられた電気ヒーター;第三供給路310、第三マニホールド320及び第三流路330に沿って設けられた電気ヒーター;を設けてもよい。これらの電気ヒーターの形状は特に限定されず、例えば、板状、円柱状等が挙げられる。円柱状の電気ヒーターを用いる場合、その電気ヒーターの直径は、15mm〜25mmが好ましい。また、板状の電気ヒーターを用いる場合、その電気ヒーターの厚みは、15mm〜25mmが好ましい。
複層フィルムが備える第一層、第二層及び第三層等の層は、いずれも、樹脂により形成された層である。このような樹脂としては、通常、熱可塑性樹脂を用いる。
熱可塑性樹脂としては、固有複屈折が正の樹脂を用いてもよく、固有複屈折が負の樹脂を用いてもよく、固有複屈折が正の樹脂と固有複屈折が負の樹脂とを組み合わせて用いてもよい。中でも、複数の層を組み合わせて多様な光学特性を得る観点では、複層フィルムの第一層及び第二層の一方を固有複屈折が正の樹脂で形成し、他方を固有複屈折が負の樹脂で形成することが好ましい。また、一般に固有複屈折が負の樹脂よりも固有複屈折が正の樹脂の方が機械的強度に優れるので、第二層よりも厚みが薄い第一層を、固有複屈折が正の樹脂で形成することが好ましい。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下の操作は、別に断らない限り、常温常圧大気中にて行った。
(複層フィルムに含まれる層の平均厚みの測定方法)
複層フィルムを平坦な状態に配置し、干渉式膜厚計(大塚電子社製「FE−2900」)を複層フィルムの幅方向に走査することで、複層フィルムに含まれる各層の厚みを測定した。複層フィルムの幅方向の測定間隔は5mmとした。そして、各測定地点での層の厚みの平均値をその層の平均厚みとした。
前記のように測定した各層の複数の測定地点の厚みから最大値と最小値を選び、その最大値と最小値との差を計算した。求めた最大値と最小値との差を、その層の平均厚みで割って、幅方向における厚みムラの大きさを求めた。この厚みムラが小さいほど、その層の厚み精度が優れていることを表す。
第一層形成用の熱可塑性樹脂及び第三層形成用の熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂(Chi Mei社製「ワンダーライトPC−115」、ガラス転移温度140℃)のペレットを用意した。
また、第二層形成用の熱可塑性樹脂として、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂(NovaChemicals社製「DylarkD332」、ガラス転移温度135℃)と、ポリメチルメタクリレート樹脂(旭化成社製「デルペット80NH」、ガラス転移温度110℃)のペレットとを、重量比85:15で混合したペレットを用意した。
また、第二層形成用として、前記のスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂のペレット及びポリメチルメタクリレート樹脂のペレットを混合したペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた第二の一軸押出機に投入して、溶融させた。
さらに、第三層形成用として、前記のポリカーボネート樹脂のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた第三の一軸押出機に投入して、溶融させた。
得られた複層フィルムに含まれる層の平均厚み及び幅方向における厚みムラを、上述した要領で測定した。
第一層及び第三層を形成するポリカーボネート樹脂の押出量を変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
実施例1で得られた複層フィルムを、テンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率3.0倍で横方向に延伸して、位相差フィルムを製造した。こうして得られた位相差フィルムを、実施例1と同様に評価した。
第一調整流路部及び第三調整流路部を有さないこと以外は実施例1で用いたダイスと同様の構成を有するダイスを用いた。したがって、比較例1で用いたダイスでは、第一流路の隙間の大きさは、第一流路のどの位置においても、リップ部の隙間の大きさALの3.0倍より大きかった。さらに、比較例1で用いたダイスでは、第三流路の隙間の大きさは、第三流路のどの位置においても、リップ部の隙間の大きさALの3.0倍より大きかった。このように、使用するダイスを変更したこと以外は実施例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
第一層及び第三層を形成するポリカーボネート樹脂の押出量、並びに、第二層を形成するスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂及びポリメチルメタクリレート樹脂の混合樹脂の押出量を、それぞれ変更した。
以上の事項以外は比較例1と同様にして、複層フィルムを製造し、評価した。
前記の実施例及び比較例の結果を、表1に示す。表1において、PCとはポリカーボネート樹脂を示し、St−Maとはスチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂及びポリメチルメタクリレート樹脂の混合樹脂を示す。
共押出法による複層フィルムの製造においては、一般に、各層の厚みを精密に制御することが求められる。従来の押出技術においては、各樹脂の流量及び粘度に応じてダイスのマニホールド及びプリランドを設計することにより、各層の厚みを均一にしようと試みることが一般的であった。しかし、実際の工業生産の現場では、設計どおりに樹脂が流れることは稀である。また、樹脂の温度のわずかなバラツキがあれば、層の厚みは均一にならないことが多い。
11 第一層
12 第二層
13 第三層
20 ダイス
100 ダイス本体
110 第一供給路
120 第一マニホールド
130 第一流路
131 第一プリランド
132 第一流路の第一プリランドの直ぐ下流の部分
133 第一調整流路部
134 第一流路の第一調整流路部の直ぐ上流の部分
135 第一流路の第一調整流路部よりも下流の部分
210 第二供給路
220 第二マニホールド
230 第二流路
231 第二プリランド
232 第二流路の第二プリランドの直ぐ下流の部分
310 第三供給路
320 第三マニホールド
330 第三流路
331 第三プリランド
332 第三流路の第三プリランドの直ぐ下流の部分
333 第三調整流路部
334 第三流路の第三調整流路部の直ぐ上流の部分
410 合流部
420 合流流路
430 リップ部
500,600 流路隙間制御部
510,610 チョークバー
520,620 調整ボルト
530,630 電気ヒーター
700 リップ調整ボルト
Claims (7)
- 第一層及び第二層を備え、共押出により得られる複層フィルムであって、
前記第一層の平均厚みT1が、0.5μm以上、5.0μm以下であり、
前記第一層の平均厚みT1と前記第二層の平均厚みT2との比T1/T2が、1/300以上、1/20以下であり、
前記第一層の厚みムラが、±5%以内である、複層フィルム。 - さらに第三層を備える、請求項1記載の複層フィルム。
- 前記第三層の平均厚みT3と前記第二層の平均厚みT2との比T3/T2が、1/10以上、1/3以下である、請求項2記載の複層フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の複層フィルムに延伸処理を施して得られる、位相差フィルム。
- 前記第一層を延伸してなる層の平均厚みが、0.1μm以上、3.0μm以下である、請求項4に記載の位相差フィルム。
- ダイスを用いて請求項1記載の複層フィルムを製造する製造方法であって、
前記ダイスが、
第一層形成用の溶融樹脂を供給されうる第一マニホールドと、
前記第一マニホールドから下流へ伸びる第一流路と、
第二層形成用の溶融樹脂を供給されうる第二マニホールドと、
前記第二マニホールドから下流へ延びる第二流路と、
前記第一流路及び前記第二流路が合流する合流部と、
前記合流部から下流へ延びる合流流路と、
前記合流流路の下流に形成されて、前記合流部で合流した前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうるリップ部とを備え、
前記第一流路が、調整流路部を備え、
前記リップ部の隙間の大きさに対する前記調整流路部の隙間の大きさの比が、3.0以下であり、
前記製造方法が、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂及び前記第二層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。 - ダイスを用いて請求項2又は3記載の複層フィルムを製造する製造方法であって、
前記ダイスが、
第一層形成用の溶融樹脂を供給されうる第一マニホールドと、
前記第一マニホールドから下流へ伸びる第一流路と、
第二層形成用の溶融樹脂を供給されうる第二マニホールドと、
前記第二マニホールドから下流へ延びる第二流路と、
第三層形成用の溶融樹脂を供給されうる第三マニホールドと、
前記第三マニホールドから下流へ延びる第三流路と、
前記第一流路、前記第二流路及び前記第三流路が合流する合流部と、
前記合流部から下流へ延びる合流流路と、
前記合流流路の下流に形成されて、前記合流部で合流した前記第一層形成用の溶融樹脂、前記第二層形成用の溶融樹脂及び前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出しうるリップ部とを備え、
前記第一流路が、調整流路部を備え、
前記リップ部の隙間の大きさに対する前記調整流路部の隙間の大きさの比が、3.0以下であり、
前記製造方法が、
前記第一マニホールドに前記第一層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第二マニホールドに前記第二層形成用の溶融樹脂を供給すること、
前記第三マニホールドに前記第三層形成用の溶融樹脂を供給すること、及び、
前記リップ部から前記第一層形成用の溶融樹脂、前記第二層形成用の溶融樹脂及び前記第三層形成用の溶融樹脂を連続的に吐出させること、を含む、複層フィルムの製造方法。
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