JP2022082376A - フィルムロールの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】巻き跡の発生を抑制できるフィルムロールの製造方法を提供する。【解決手段】フィルムロールの製造方法は、アクリル樹脂のフィルムＦを少なくとも流れ方向ＭＤに延伸する延伸工程と、延伸されたフィルムＦを第１の巻芯Ｗ１に巻き取る第１巻取工程と、第１巻取工程の後、第１の巻芯Ｗ１に巻かれたフィルムＦを第２の巻芯Ｗ２に巻き取る第２巻取工程とを含む。第２巻取工程は、流れ方向ＭＤにおけるフィルムＦの収縮率が０．０１５％以上になった後に開始され、０．０３５％以下である間に終了される。【選択図】図３

Description

本発明は、フィルムロールの製造方法に関する。
従来、易接着フィルムなどのフィルムの製造方法は、フィルムを延伸する延伸工程と、延伸されたフィルムを巻き取る巻取工程とを含む（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０２０－０２３１７０号公報
上記した特許文献１に記載されるような方法では、巻き取られたフィルムが、延伸された方向と反対の方向に収縮する。フィルムが収縮することにより、フィルムロールは、フィルムロールの径方向に締まる。フィルムロールが締まると、フィルムの一部に過度に圧力が加わり、フィルムに巻き跡が付いてしまう可能性がある。
本発明は、巻き跡の発生を抑制できるフィルムロールの製造方法を提供する。
本発明［１］は、アクリル樹脂のフィルムを少なくとも流れ方向に延伸する延伸工程と、延伸された前記フィルムを第１の巻芯に巻き取る第１巻取工程と、前記第１巻取工程の後、前記第１の巻芯に巻かれた前記フィルムを第２の巻芯に巻き取る第２巻取工程とを含み、前記第２巻取工程が、前記流れ方向における前記フィルムの収縮率が０．０１５％以上になった後に開始され、０．０３５％以下である間に終了される、フィルムロールの製造方法を含む。
このような方法によれば、収縮率が０．０３５％を超える前に第２巻取工程が終了されることにより、第２巻取工程前のフィルム、すなわち、第１の巻芯に巻かれたフィルムの収縮を抑制できる。これにより、第２巻取工程前に、巻き跡の発生を抑制できる。
また、収縮率が０．０１５％以上になった後に第２巻取工程が開始されることにより、第２巻取工程後のフィルム、すなわち、第２の巻芯に巻き取られたフィルムの収縮を抑制できる。これにより、第２巻取工程後に、巻き跡の発生を抑制できる。
本発明［２］は、前記フィルムが、前記アクリル樹脂からなる基材と、前記基材を覆う易滑層とを有する、上記［１］のフィルムロールの製造方法を含む。
このような方法によれば、フィルムが易滑層を有しているので、第１巻取工程および第２巻取工程においてフィルムを巻き取るときに、フィルム同士が擦れてキズが付くことを抑制できる。
本発明のフィルムロールの製造方法によれば、巻き跡の発生を抑制できる。
図１は、フィルムの製造システムによって製造されるフィルムの断面図である。 図２は、フィルムの製造システムの概略構成図である。 図３は、フィルムの巻き替えを説明する説明図である。
１．フィルム
図１に示すように、本実施形態では、フィルムＦは、基材Ｓと、被膜Ｃとを有する。なお、フィルムＦは、被膜Ｃを有さず、基材Ｓのみからなってもよい。フィルムＦは、例えば、モバイル機器、カーナビゲーション装置、パソコン用モニタ、テレビなどの画像表示装置の偏光板に使用される。詳しくは、フィルムＦは、偏光板の偏光子を保護する保護フィルムとして使用される。
基材Ｓは、基材Ｓの厚み方向において、第１面Ｓ１と、第２面Ｓ２とを有する。基材Ｓは、アクリル樹脂からなる。すなわち、フィルムＦは、アクリル樹脂からなる。
アクリル樹脂は、グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂、ラクトン環構造を有するアクリル樹脂であってもよい。グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂、および、ラクトン環構造を有するアクリル樹脂は、高い耐熱性、高い透明性、および高い機械的強度を有するため、偏光度が高くかつ耐久性に優れる偏光板の製造に適する。グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂は、特開２００６－２８３０１３号公報、特開２００６－３３５９０２号公報、特開２００６－２７４１１８号公報に記載されている。ラクトン環構造を有するアクリル樹脂は、特開２０００－２３００１６号公報、特開２００１－１５１８１４号公報、特開２００２－１２０３２６号公報、特開２００２－２５４５４４号公報、特開２００５－１４６０８４号公報に記載されている。
基材Ｓは、アクリル樹脂に加えて、アクリル樹脂以外の他の熱可塑性樹脂を含有してもよい。他の熱可塑性樹脂を含有することにより、アクリル樹脂の複屈折を打ち消して、光学等方性に優れるフィルムを得ることができる。また、フィルムの機械強度を向上させることもできる。
また、基材Ｓは、酸化防止剤、安定剤、補強材、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤、充填剤、可塑剤、滑剤、フィラーなどの添加剤を含有してもよい。
被膜Ｃは、基材Ｓの第１面Ｓ１の上に配置される。被膜Ｃは、基材Ｓの第１面Ｓ１を覆う。本実施形態では、被膜Ｃは、易滑層である。被膜Ｃが易滑層である場合、被膜Ｃは、後述する第１巻取工程および第２巻取工程においてフィルムＦを巻き取るときに、フィルムＦ同士が擦れてキズが付くことを抑制する。また、被膜Ｃが易滑層である場合、被膜Ｃは、フィルムＦ同士のブロッキングを抑制する。詳しくは、易滑層は、バインダ樹脂と、微粒子とを含有する。
バインダ樹脂としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂およびポリエステル樹脂が挙げられる。バインダ樹脂は、複数種類を併用できる。
微粒子としては、例えば、酸化物、炭酸塩、ケイ酸塩、ケイ酸塩鉱物、リン酸塩が挙げられる。酸化物としては、例えば、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン（チタニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）および酸化ジルコニウム（ジルコニア）が挙げられる。炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウムが挙げられる。ケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムおよびケイ酸マグネシウムが挙げられる。ケイ酸塩鉱物としては、例えば、タルクおよびカオリンが挙げられる。リン酸塩としては、例えば、リン酸カルシウムが挙げられる。フィルムＦが偏光子の保護フィルムとして使用される場合、微粒子は、好ましくは、酸化物、より好ましくは、酸化ケイ素である。微粒子は、複数種類を併用できる。
微粒子の平均一次粒子径は、例えば、被膜Ｃの厚みよりも小さい。微粒子の平均一次粒子径が被膜Ｃの厚みよりも小さいことにより、微粒子が被膜Ｃから脱落することを抑制できる。微粒子の平均一次粒子径は、例えば、２００ｎｍ以下、好ましくは、１５０ｎｍ以下、より好ましくは、１００ｎｍ以下、より好ましくは、８０ｎｍ以下、より好ましくは、６０ｎｍ以下、より好ましくは、５０ｎｍ以下である。
微粒子の平均一次粒子径は、例えば、１０ｎｍ以上、好ましくは、１５ｎｍ以上、より好ましくは、２０ｎｍ以上である。微粒子の平均一次粒子径が上記した下限値以上であると、フィルムＦを巻き取ったときに、ブロッキングを抑制できる。
微粒子は、被膜Ｃ中に、例えば、５質量％以上、好ましくは、１０質量％以上、例えば、３０質量％以下、好ましくは、２０質量％以下、含有される。
易滑層は、易接着層であってもよい。易滑層が易接着層である場合、フィルムＦは、易接着層で、偏光子と接着される。
易滑層の厚みは、例えば、３００ｎｍ以下、好ましくは、２５０ｎｍ以下、例えば、１００ｎｍ以上、好ましくは、１５０ｎｍ以上である。
フィルムＦの厚みは、例えば、６０μｍ未満、好ましくは、４０μｍ以下であり、例えば、２０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上である。
フィルムＦの幅は、例えば、３．００ｍ以下、好ましくは、１．５０ｍ以下であり、例えば、１．００ｍ以上である。
２．フィルムの製造システム
図２に示すように、本実施形態では、フィルムＦの製造システム１は、押出成形装置２と、第１延伸装置４Ａと、塗工装置３と、第２延伸装置４Ｂと、スリット加工装置５と、ナーリング加工装置６と、巻取装置７とを備える。
（１）押出成形装置
押出成形装置２は、基材Ｓを押出成形する（押出成形工程）。押出成形装置２から押し出された基材Ｓは、シート形状を有する。
（２）第１延伸装置
第１延伸装置４Ａは、基材Ｓを、加熱した後、基材Ｓの流れ方向ＭＤに延伸する（第１延伸工程）。
（３）塗工装置
塗工装置３は、基材Ｓの第１面Ｓ１に、塗工液を塗布する（塗布工程）。なお、基材Ｓの第１面Ｓ１には、押出成形工程の後、塗布工程の前に、コロナ処理、プラズマ処理などの表面処理が、施されてもよい。
塗工装置３としては、例えば、バーコーター、グラビアコーター、キスコーターなどが挙げられる。
易滑層を有するフィルムＦを製造する場合、塗工液は、易滑層を形成するための樹脂組成物である。塗工液は、樹脂成分と、上記した微粒子と、分散媒とを含有する。
樹脂成分は、後述する延伸工程によって、上記したバインダ樹脂の被膜を形成する。バインダ樹脂がウレタン樹脂である場合、樹脂成分としては、例えば、水系ウレタン樹脂が挙げられる。水系ウレタン樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂の乳化物である非反応型水系ウレタン樹脂、例えば、イソシアネート基をブロック剤で保護したウレタン樹脂の乳化物である反応型水系ウレタン樹脂などが挙げられる。バインダ樹脂がウレタン樹脂である場合、塗工液は、ウレタン硬化触媒（トリエチルアミンなど）、イソシアネートモノマーを含有してもよい。
分散媒としては、例えば、水、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトンなどが挙げられる。
（４）第２延伸装置
第２延伸装置４Ｂは、基材Ｓに塗布された塗工液を乾燥させる。これにより、塗工液が上記した被膜Ｃになる。また、第２延伸装置４Ｂは、被膜Ｃが形成された基材Ｓを、加熱した後、基材Ｓの幅方向ＴＤに延伸する（第２延伸工程）。幅方向ＴＤは、流れ方向ＭＤと直交する。第２延伸工程により、被膜Ｃが形成された基材Ｓが延伸され、上記したフィルムＦが得られる。
（５）スリット加工装置
スリット加工装置５は、フィルムＦを、上記の幅に切断する（スリット工程）。
（６）ナーリング加工装置
ナーリング加工装置６は、所定の幅に切断されたフィルムＦの幅方向両端に、ナールを形成する（ナーリング工程）。ナールは、レーザーによって形成される。ナールは、加熱されたエンボスロールによって形成されてもよい。
（７）巻取装置
巻取装置７は、ナールが形成されたフィルムＦを、第１の巻芯Ｗ１に巻き取る（第１巻取工程）。第１巻取工程が終了することにより、第１のフィルムロールＲ１を得ることができる。
第１の巻芯Ｗ１の径は、例えば、１０ｃｍ以上、好ましくは、１５．２４ｃｍ以上であり、例えば、３０ｃｍ以下、好ましくは、２７．９４ｃｍ以下である。第１の巻芯Ｗ１の径が上記下限値以上であると、巻き跡の発生を、より抑制できる。
第１巻取工程が終了した時、第１の巻芯Ｗ１に巻き取られたフィルムＦの温度は、例えば、３０℃以下、好ましくは、２５℃以下であり、例えば、２０℃以上、好ましくは、２２℃以上である。
第１の巻芯Ｗ１に巻き取られたフィルムＦは、フィルムＦの延伸方向と反対の方向に収縮する。これにより、フィルムロールＲ１は、フィルムロールＲ１の径方向に締まる。フィルムロールＲ１が締まると、フィルムＦの一部に過度に圧力が加わる可能性がある。この状態で一定の期間が経過すると、フィルムＦに巻き跡が付いてしまう場合がある。
第１の巻芯Ｗ１に巻き取られたフィルムＦの収縮率は、第１巻取工程の終了後、例えば、０．０１％以上、好ましくは、０．０１５％以上であり、例えば、０．０５％以下、好ましくは、０．０３５％以下である。
フィルムＦの収縮率は、後述する実施例に記載の方法により、測定できる。
３．フィルムの巻き替え
フィルムロールの製造方法では、図３に示すように、第１巻取工程の後、第１の巻芯Ｗ１に巻かれたフィルムＦを第２の巻芯Ｗ２に巻き取る（第２巻取工程）。これにより、収縮によって締まったフィルムＦを解放して、第２のフィルムロールＲ２を得る。第１巻取工程と第２巻取工程との間、第１のフィルムロールＲ１は、保管される。第１巻取工程と第２巻取工程との間には、他の工程は、介在しない。
ここで、第２巻取工程は、流れ方向ＭＤにおけるフィルムＦの収縮率が０．０１５％以上になった後に開始され、０．０３５％以下である間に、終了される。
収縮率が０．０３５％を超える前に第２巻取工程が終了されることにより、第２巻取工程前のフィルムＦ、すなわち、第１の巻芯Ｗ１に巻かれたフィルムＦの収縮を抑制できる。これにより、第２巻取工程前に、巻き跡の発生を抑制できる。
また、収縮率が０．０１５％以上になった後に第２巻取工程が開始されることにより、第２巻取工程後のフィルムＦ、すなわち、第２の巻芯Ｗ２に巻き取られたフィルムＦの収縮を抑制できる。これにより、第２巻取工程後に、巻き跡の発生を抑制できる。
収縮率が０．０１５％以上、０．０３５％以下である間とは、具体的には、第１巻取工程の終了後、３時間から２４時間の間である。
第２巻取工程は、好ましくは、収縮率が０．０１８％以上になった後に開始され、０．０２５％以下である間に、終了される。これにより、フィルムロールＲ２を、幅方向ＴＤから見て、真円に近づけることができる。言い換えると、第２の巻芯Ｗ２にフィルムＦを、より均一に巻き取ることができる。そのため、フィルムＦの一部に過度に圧力が加わることを、より抑制できる。その結果、巻き跡の発生を、より抑制できる。
また、第２巻取工程は、好ましくは、収縮率が０．０２％以下である間に、終了される。これにより、第１巻取工程と第２巻取工程との間の待機時間の低減を図ることができる。
第２巻取工程が開始される時、第１の巻芯Ｗ１に巻き取られたフィルムＦの温度は、例えば、３０℃以下、好ましくは、２５℃以下であり、例えば、２０℃以上、好ましくは、２２℃以上である。
第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取長さは、例えば、８０００ｍ以下、好ましくは、７０００ｍ以下である。フィルムＦの巻取長さが上記上限値以下であると、巻き跡の発生を、より抑制できる。
第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取長さは、例えば、５０００ｍ以上、好ましくは、６０００ｍ以上である。
本実施形態では、第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取長さは、第１巻取工程におけるフィルムＦの巻取長さと同じである。第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取長さは、第１巻取工程におけるフィルムＦの巻取長さよりも短くてもよい。
第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取速度は、例えば、１２５ｍ／分以下である。第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取速度が上記上限値以下であると、フィルムＦ間に過度に空気が巻き込まれることを抑制できる。第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取速度は、例えば、５０ｍ／分以上、好ましくは、８０ｍ／分以上である。第２巻取工程におけるフィルムＦの巻取速度が上記下限値以上であると、第２巻取工程中にフィルムＦの収縮率が上記上限値を超えてしまうことを抑制できる。
４．変形例
（１）フィルムＦの製造システム１は、第１延伸装置４Ａを備えなくてもよい。塗工液が塗布された基材Ｓは、第２延伸装置４Ｂによって、流れ方向ＭＤおよび幅方向ＴＤに延伸（二軸同時延伸）されてもよい。
（２）フィルムＦの製造システム１は、ナーリング加工装置６の代わりに、マスキングフィルムを繰り出すマスキングフィルム繰出装置と、繰り出されたマスキングフィルムをフィルムＦに貼り合わせる貼合装置とを備えてもよい。
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明する。本発明は、下記の実施例によって限定されない。また、以下の記載において用いられる物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する、物性値、パラメータなどの上限値(「以下」または「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」として定義されている数値）に代替することができる。
１．実施例および比較例
（１）実施例１
図２に示すフィルムの製造装置を用いて、グルタルイミド環を含有するポリメチルメタクリレート（グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂）からなる基材の表面に易滑層（バインダー樹脂：ウレタン樹脂、微粒子：シリカ（粒子径：８０ｎｍ以下）、シリカ含有量：１５質量％、厚み：２００ｎｍ）を有するフィルム（幅：１．４９ｍ、厚み：４０μｍ）を製造し、第１の巻芯に巻き取った（第１巻取工程）。これにより、第１のフィルムロール（巻取長さ：８０００ｍ）を得た。
次に、第１のフィルムロールを約８時間保管した。次に、第１の巻芯に巻かれたフィルムの全部を第２の巻芯に巻き取った（第２巻取工程）。これにより、第２のフィルムロール（巻取長さ：８０００ｍ）を得た。第１のフィルムロールから切り出された試験片の収縮率は、第２巻取工程が終了した時点で、０．０２％であった。
なお、収縮率は、後述する収縮率の測定方法により、測定した。第２巻取工程における巻取速度は、１２５ｍ／分であった。
（２）実施例２、３、および、比較例１、２
第１のフィルムロールを保管する時間を調節し、第２巻取工程を実行した以外は、実施例１と同様にして、第２のフィルムロールを得た。第２巻取工程が終了した時点での収縮率を表１に示す。
（３）実施例４
アクリル樹脂からなる基材のみ有し、易滑層を有さないフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、第２のフィルムロールを得た。
２．収縮率の測定方法
フィルムの収縮率を測定するには、まず、第１巻取工程が終了した直後に、第１のフィルムロールから長方形の試験片（流れ方向長さ：２０ｃｍ、幅方向長さ：５ｃｍ）を切り出した。
次に、恒温槽に入れる直前に、試験片の長手方向長さ（Ｌ０）を測定した。
次に、試験片の長手方向が鉛直方向に向くように、試験片を恒温槽内に懸垂し、試験片の下端部に２０ｇの重りを吊り下げ、鉛直下向きに荷重を加えた。この状態で、所定の時間（上記した各実施例および各比較例の場合、第２巻取工程の終了時間まで）、試験片を恒温槽内に静置した。恒温槽内は、温度２２℃、相対湿度５５％に保たれた。
次に、レーザー変位計を用いて重りの移動距離を測定した。移動距離から、試験片の長手方向長さ（Ｌ）を計算し、下記の式に基づいて、フィルムの収縮率を計算した。
式：収縮率＝（Ｌ０－Ｌ）／Ｌ０×１００
３．評価
（１）フィルム外観
各実施例および各比較例のフィルムロールについて、インライン外観検査装置を用いて、巻き跡発生数およびキズ発生数を測定した。結果を表１に示す。
（２）真円度
各実施例および各比較例のフィルムロールについて、レーザー変位計を用いて、真円度を測定した。結果を表１に示す。
Figure 2022082376000002
Ｆ フィルム
Ｓ 基材
Ｗ１ 第１の巻芯
Ｗ２ 第２の巻芯

Claims (2)

  1. アクリル樹脂のフィルムを少なくとも流れ方向に延伸する延伸工程と、
    延伸された前記フィルムを第１の巻芯に巻き取る第１巻取工程と、
    前記第１巻取工程の後、前記第１の巻芯に巻かれた前記フィルムを第２の巻芯に巻き取る第２巻取工程と
    を含み、
    前記第２巻取工程は、前記流れ方向における前記フィルムの収縮率が０．０１５％以上になった後に開始され、０．０３５％以下である間に終了される、フィルムロールの製造方法。
  2. 前記フィルムは、前記アクリル樹脂からなる基材と、前記基材を覆う易滑層とを有する、請求項１に記載のフィルムロールの製造方法。
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