JP2017007176A - 延伸フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】厚み70μm以下のポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、熱ロールを用いて縦延伸を施す延伸工程を含み、延伸工程に供されるポリビニルアルコール系樹脂フィルムの水分率をW〔重量%〕、熱ロールの表面温度をT〔℃〕とするとき、次式:W・T≦990を満たすように前記縦延伸を行う延伸フィルムの製造方法が提供される。
【選択図】図1
Description
[1] 厚み70μm以下のポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、熱ロールを用いて縦延伸を施す延伸工程を含み、
前記延伸工程に供される前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの水分率をW〔重量%〕、前記熱ロールの表面温度をT〔℃〕とするとき、下記式(I):
W・T≦990 (I)
を満たすように前記縦延伸を行う、延伸フィルムの製造方法。
500≦W・T (II)
をさらに満たすように前記縦延伸を行う、[1]に記載の製造方法。
本発明に係る延伸フィルムの製造方法は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム(以下、PVAフィルムともいう。)に、熱ロールを用いて縦延伸を施す延伸工程を含む。この延伸工程は、長尺のPVAフィルムを連続的に搬送しながら、熱ロールを含む熱ロール延伸装置に導入することにより、延伸フィルムを連続的に長尺物として製造する工程であることができる。縦延伸とは、フィルムの機械流れ方向(MD)、すなわちフィルムの長手方向への延伸をいい、通常は縦一軸延伸であり、より典型的には自由端縦一軸延伸である。MDに直交する方向、すなわちフィルムの幅方向を本明細書ではTDともいう。
縦延伸処理に供されるPVAフィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体が例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルよりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。その他の「(メタ)」を付した用語においても同様である。
ケン化度(モル%)=100×(水酸基の数)/(水酸基の数+酢酸基の数)
で定義される。ケン化度は、JIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。ケン化度が高いほど、水酸基の割合が高いことを示しており、従って結晶化を阻害する酢酸基の割合が低いことを示している。
延伸工程は、PVAフィルムに熱ロールを用いて縦延伸を施す熱ロール延伸を含む。熱ロール延伸には、少なくとも1つの熱ロールを含む熱ロール延伸装置を用いることができ、この熱ロール延伸装置は、2以上の熱ロールを含んでいてもよい。PVAフィルムを熱ロール延伸装置に通すことにより延伸フィルムを得ることができる。上述のように、延伸工程は、長尺のPVAフィルムを連続的に搬送しながら熱ロール延伸装置に導入することにより、延伸フィルムを連続的に長尺物として製造する工程であることができる。
W・T≦990 (I)
を満たすように行われる。これにより、PVAフィルム1の厚みが小さく、例えば70μm以下(例えば65μm以下、60μm以下、50μm以下、40μm以下、35μm以下、30μm以下、又は20μm以下)であっても、PVAフィルム1の厚みによらず(70μm以下である限り)スジ状欠陥を効果的に抑制することができる。
500≦W・T (II)
をさらに満たすように行われることが好ましい。これにより、上記延伸倍率での縦延伸の実施が容易となる。W・Tの好ましい下限値は、PVAフィルム1の厚みに依存する。例えばPVAフィルム1の厚みが40μm程度以下である場合、W・Tの下限値は、好ましくは700であり、より好ましくは750であり、さらに好ましくは885(例えば900)である。PVAフィルム1の厚みが40μm程度を超える場合、W・Tの下限値は、より好ましくは600であり、さらに好ましくは650(例えば700)である。
本発明に係る延伸フィルムの製造方法は、延伸工程の後に実施されるスリット工程を含むことができる。スリット工程は、延伸工程により得られた延伸フィルム2の幅方向(TD)端部、好ましくは両端部をスリット除去する工程である。比較的厚みが大きくなりやすく、配向性も不十分になりやすい端部を除去することにより、幅方向における膜厚分布及び配向性がより均一な延伸フィルムを得ることができる。
本発明に係る製造方法によって得られる延伸フィルムは、偏光フィルムの原料として好適に用いることができる。偏光フィルムは、延伸フィルムを二色性色素で染色することにより二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたフィルムを架橋処理する工程;及び、架橋処理後に水洗する工程、を経て製造することができる。二色性色素としては、ヨウ素又は二色性有機染料を用いることができる。
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
水分率の異なる複数のPVAフィルム試料を用いて、乾燥重量法による水分率と、赤外線吸収式の水分率計(クラボウ製の「RM−300」)の測定値との相関を示す検量線(換算式)を作成した。表1に記載の水分率は、上記水分率計を用いて測定値を得、これを上記検量線(換算式)に代入して、乾燥重量法による水分率〔重量%〕に換算したものである。乾燥重量法による水分率は、105℃で2時間乾燥させたときのPVAフィルムの重量をW1、乾燥前のPVAフィルムの重量をW0とするとき、下記式:
乾燥重量法による水分率〔重量%〕={(W0−W1)÷W0}×100
に従って求めた。上記検量線は、PVAフィルムの厚みが異なるごとに作成した。
熱ロールの表面温度は表面温度計(安立計器株式会社製のHFT−50を使用して、熱ロールの幅方向中央部を周方向に22.5°毎に16箇所測定し、測定値の平均値を熱ロールの表面温度とした。
得られた延伸フィルムの表面(熱ロールに接触する側の表面)を目視観察し、スジ状欠陥の有無を評価した。
フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)(アジレント・テクノロジー株式会社製の「FT−640」)を用い、全反射減衰分光(ATR:attenuated total reflection)測定により、下記式:
結晶化指数={I(1143cm-1,0°)−I(1160cm-1,0°)}/{I(1093cm-1,0°)−I(1160cm-1,0°)}
に従って結晶化指数を算出した。略号の詳細は次のとおりである。
I(1160cm-1,0°):測定光を延伸フィルムのMDに対して平行に入射して測定したときの波長1160cm-1における吸収スペクトル強度、
I(1093cm-1,0°):測定光を延伸フィルムのMDに対して平行に入射して測定したときの波長1093cm-1における吸収スペクトル強度。
延伸フィルムからMD長さ100mm×TD長さ25mmの長方形の試験片を切り出した。次いで、引張試験機〔(株)島津製作所製 AUTOGRAPH AG−1S試験機〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が7cmとなるように上記試験片の長辺方向両端を挟み、23℃の環境下、引張速度50mm/分で試験片をMD(試験片の長さ方向)に引張り、得られる応力−ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、23℃でのMDにおける引張弾性率〔MPa〕を算出した。
フィルム搬送の上流側から順に第1ニップロール10、熱ロール5及び第2ニップロール20を含む図1に示される熱ロール延伸装置を用いて、次の条件下で連続的に熱ロール延伸(縦一軸延伸)を行い、長尺のポリビニルアルコールフィルム(表1においてはPVAフィルムと表記)から長尺の延伸フィルムを作製した。延伸フィルムの厚みは11μmであった。熱ロール延伸においては、熱ロール5の周速を第1ニップロール10の周速よりも大きくし、この周速差によって延伸のための張力(引張力)を付与した。ポリビニルアルコールフィルムは、熱ロール延伸装置に導入する手前で加湿炉に通すことにより加湿してから熱ロール延伸に供した。水分率Wは、加湿後の水分率を指している。
b)熱ロール5以降のフィルムの搬送速度:6.0m/分、
c)延伸倍率:4.1倍、
d)熱ロール5の表面温度T:116℃。
ポリビニルアルコールフィルムの厚み、水分率W、熱ロールの表面温度Tを表1に示されるとおりとしたこと以外は実施例1と同様にして延伸フィルムを作製した。ただし、実施例16では延伸倍率を4.5倍とした(実施例16以外はすべて4.1倍)。実施例2〜8及び比較例1〜5では厚み11μmの延伸フィルムが得られた。実施例9〜15では厚み6μmの延伸フィルムが得られた。実施例16では厚み20μmの延伸フィルムが得られた。
Claims (7)
- 厚み70μm以下のポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、熱ロールを用いて縦延伸を施す延伸工程を含み、
前記延伸工程に供される前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの水分率をW〔重量%〕、前記熱ロールの表面温度をT〔℃〕とするとき、下記式(I):
W・T≦990 (I)
を満たすように前記縦延伸を行う、延伸フィルムの製造方法。 - 下記式(II):
500≦W・T (II)
をさらに満たすように前記縦延伸を行う、請求項1に記載の製造方法。 - 前記延伸工程において前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、第1ニップロール、前記熱ロール及び第2ニップロールをこの順に含む搬送経路に沿って搬送され、前記第1ニップロール又は前記第2ニップロールと、前記熱ロールとの間の周速差により前記縦延伸を行う、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記延伸工程の前に、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを加湿する工程をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの厚みが40μm以下であり、水分率Wが7重量%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 表面温度Tが100〜135℃である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記延伸工程における延伸倍率が2〜6倍である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
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