JP4169183B2 - 横延伸装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルムの横延伸装置及びそれを用いたフィルムの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムは、強度増加させたり、引裂性を付与するなどの目的で縦方向あるいは横方向に延伸が行われることがある。横方向の延伸はフィルムを搬送方向と直角の方向に引っ張るものであり、フィルムの両側端をつかんで横方向に拡げていく。この両側端をつかむ固定具には主にクリップが使用され、そのほかピン等が用いられることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
フィルムには溶融押出してこれを冷却固化していくものと、溶液状態で押出して溶剤を蒸発して固化していくものがある。後者の場合、フィルムの製造速度を上げようとすると、いきおいフィルムの乾燥の程度が低いうちから横延伸を開始することになるが、乾燥の程度の進んでいないフィルムは横延伸の際に固定部位が破断しやすいため横延伸時期をはやめることができなかった。
【０００４】
本発明の目的は、フィルムの横延伸をより早い時期から開始してフィルムの生産性を向上させることができるフィルムの横延伸装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、溶剤を蒸発して固化していくタイプのフィルムの延伸時期をはやめるとフィルム及びその環境の温度がまだ高いためクリップが熱せられてフィルムのつかみ部を発泡させたり、切断に至る場合など、不安定な搬送状態を招くこと、これに対し、ピン方式は、フィルムに接するピン部の熱容量が小さいため、事前の冷却が容易で、高揮発分領域での搬送に適していることを見出した。そして、さらに、このピン方式は、揮発分が低くなる領域で延伸する場合、延伸力が大きく、ピン部で裂ける欠点を有するが、一方、クリップ方式は、面で固定するため、固定されたフィルムは、裂けにくく高延伸が可能であることを見出した。
【０００６】
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものであり、
揮発分となる溶剤にポリマーが溶解している溶液を押し出すダイと、ダイから押し出された溶液を固化するまで支持する支持体と、固化して支持体から剥ぎ取られた揮発分が残存しているフィルムを搬送しながら乾燥及び横方向への延伸を行う横延伸装置よりなり、該横延伸装置がフィルムの耳端部固定具として、上流側にはピンが配置され、下流側にはクリップが配置されているものである、溶液製膜法によるフィルム製造装置と、
揮発分となる溶剤にポリマーが溶解している溶液を押し出すダイと、ダイから押し出された溶液を固化するまで支持する支持体と、固化して支持体から剥ぎ取られた揮発分が残存しているフィルムを搬送しながら乾燥及び横方向への延伸を行う横延伸装置よりなり、該横延伸装置が複数基よりなり、上流側には耳端部固定具としてピンが用いられている横延伸装置が配置され、下流側にはクリップが用いられている横延伸装置が配置されているフィルムの製造装置
を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明が適用される延伸フィルム製造装置の概略構成を図１に示す。
この装置は、単層又は２層以上を同時に押し出す重層ダイ１と、ダイから押し出された溶液フィルムを固化するまで支持する支持体２と、固化して支持体２から剥ぎ取られたフィルム５を搬送しながら縦方向（搬送方向）に延伸する縦延伸装置３と、この縦方向に延伸されたフィルム５を横方向に延伸する横延伸装置４よりなっている。
【０００８】
フィルムは、横延伸装置４内でフィルムの両耳端部を固定具でつかまれて横方向に引っ張られ、図４に示すように、横方向に拡げられる。本発明では、この固定具に前半ではピンを用い、後半ではクリップを用いる。このピン及びクリップはフィルムの横延伸装置に用いられている通常のものでよい。このピンとクリップによる固定状態を模式的に図２、図３に示す。図２はフィルム５の耳端部をピン６で固定している状態を示し、クリップ７は離脱状態にある。８はこれらの固定部ガイドである。図３はフィルムの耳端部をピン６とクリップ７で固定している状態を示す。
【０００９】
本発明の横延伸装置４にはフィルム５を上流側ではピン６で固定し、下流側ではクリップ７で固定しうるよう固定具が配置されている。この切替位置はフィルムの製造条件等によって前後に移動するので横延伸装置の中間部はピンとクリップのどちらでも固定しうるようにしておくことが好ましい。横延伸装置内の固定具の全てをピン又はクリップのどちらでも固定しうるようにしておくことも可能である。また、横延伸装置４を図５に示すように２基以上用いることもできる。その場合、上流側の横延伸装置４１にはピン固定式のものを用い、下流側ではクリップ固定式のものを用いる。
【００１０】
また、図６に示すように、耳端部をピンで固定した搬送とクリップで固定した搬送の間で縦延伸できるようにすることもできる。この縦延伸には複数のロールを用いた公知の縦延伸機を用いることができる。さらに、図７に示すように、ピンやクリップで固定して横延伸している間に縦延伸も同時に行わせることもできる。その場合、延伸装置には縦横同時延伸装置４３を用い、その固定具に上流側にはピンを下流側にはクリップを配置する。
【００１１】
図８に示すように、耳端部をピンで固定した搬送とクリップで固定した搬送の間でフィルムをエアー浮上させて無接触状態で搬送を行うこともできる。それによって、その間のロール接触等によるフィルムの変形を防止することができる。
【００１２】
延伸の際に耳端部を固定する固定部のフィルム固定開始時表面温度を、フィルムのゲル化温度＋１５℃より低い温度にすることが好ましい。また、延伸開始時のフィルムは、乾量基準揮発分３０〜３００ｗｔ％の領域がよく、搬送方向の直角方向の延伸量は１〜３００％範囲が適当である。フィルムの固定をピンからクリップに切り替える時点、好ましくはフィルムの乾量基準揮発分が２００重量％未満、より好ましくは１２０〜２００重量％のときである。この切り替え時にはピンとクリップの両方で固定させることが好ましく、両方で固定している状態がしばらく続く場合には上記の切り替える時点はピンが離脱したときである。
【００１３】
フィルムを縦延伸し、その際耳端部を固定する場合にも、フィルムの乾量基準揮発分は３０〜３００ｗｔ％の範囲がよく、搬送方向の延伸量も１〜３００％の範囲で延伸するのがよい。
【００１４】
本発明の方法は、搬送方向の延伸と横方向の延伸を２回以上行う場合にも適用されることはいうまでもない。
【００１５】
フィルムの厚みｔは、２０〜５００μｍが好ましく、３０〜３００μｍがより好ましく、３５〜２００μｍが最も好ましいが、これに限定されるものではない。
【００１６】
本発明の方法におけるポリマー溶液に用いることができるポリマーとしては、セルロースエステル、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、アラミド樹脂などを含む。セルロースエステルとしては、セルロースの低級脂肪酸エステル（例、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレートおよびセルロースアセテートプロピオネート）が代表的である。低級脂肪酸は、炭素原子数６以下の脂肪酸を意味する。セルロースアセテートには、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）やセルロースジアセテート（ＤＡＣ）が含まれる。
【００１７】
揮発分となる上記ポリマーの溶剤としては、低級脂肪族炭化水素の塩化物や低級脂肪族アルコールが一般に使用される。低級脂肪族炭化水素の塩化物の例としては、メチレンクロライドを挙げることができる。低級脂肪族アルコールの例には、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールおよびｎ−ブタノールが含まれる。その他の溶剤の例としては、ハロゲン化炭化水素を実質的に含まない、アセトン、炭素原子数４から１２までのケトンとしては例えばメチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン及びメチルシクロヘキサノンが含まれ、炭素原子数３から１２までのエステルとしては例えばギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル及び２−エトキシ−エチルアセテート等が含まれ、炭素原子数１から６までのアルコールとしては例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソ−プロパノール、１−ブタノール、ｔ−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、２−メトキシエタノール及び２−ブトキシエタノール等が含まれ、炭素原子数が３から１２までのエーテルとしては例えばジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソール及びフェネトール等が含まれ、また炭素原子数が５から８までの環状炭化水素類としてはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン及びシクロオクタン等が含まれる。
【００１８】
溶剤としては、メチレンクロライドが特に好ましい。メチレンクロライドに他の溶剤を混合して用いてもよい。ただし、メチレンクロライドの混合率は７０重量％以上であることが好ましい。特に好ましい混合率は、メチレンクロライドが７５乃至９３重量％、そして他の溶剤が７乃至２５重量％である。溶剤はセルロースエステルフィルムの形成において除去する。溶剤の残留量は一般に５重量％未満である。残留量は、１重量％未満であることが好ましく、０．５重量％未満であることがさらに好ましい。
【００１９】
また、可塑剤や紫外線吸収剤、劣化防止剤などの添加剤を加えてもよい。
【００２０】
本発明で横延伸して製造されるフィルムの用途は特に限定されないが、例えば偏光板保護フィルム、光学補償フィルム等である。
【００２１】
次の条件で実験を行った。
［フィルム処方］
固 形 分：２３ｗｔ％（セルローストリアセテート、トリフェニルホスフェート、ビフェニルジフェニルホスフェート）
溶液組成：ジクロロメタン／メタノール／ｎ−ブタノール＝８２／１６／２
【００２２】
上記のフィルムを乾燥厚み８０μｍで製膜し、揮発分含量を変えて、ピン方式とクリップ方式で横延伸し、フィルムの状態を調べた結果を表１に示す。尚、延伸量は３０％とした。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【発明の効果】
本発明により横延伸フィルムの生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される延伸フィルム製造装置の構成の概略を示す図である。
【図２】 横延伸フィルムの耳端部をピンで固定している状態を模式的に示した図である。
【図３】 横延伸フィルムの耳端部をピンとクリップで固定している状態を模式的に示した図である。
【図４】 横延伸されているフィルムの平面図である。
【図５】 本発明の別の延伸フィルム製造装置の構成の概略を示す図である。
【図６】 本発明の別の延伸フィルム製造装置の構成の概略を示す図である。
【図７】 本発明の別の延伸フィルム製造装置の構成の概略を示す図である。
【図８】 本発明の別の延伸フィルム製造装置の構成の概略を示す図である。

Claims (6)

1. 揮発分となる溶剤にポリマーが溶解している溶液を押し出すダイと、ダイから押し出された溶液を固化するまで支持する支持体と、固化して支持体から剥ぎ取られた揮発分が残存しているフィルムを搬送しながら乾燥及び横方向への延伸を行う横延伸装置よりなり、該横延伸装置がフィルムの耳端部固定具として、上流側にはピンが配置され、下流側にはクリップが配置されているものである、溶液製膜法によるフィルム製造装置
2. 揮発分となる溶剤にポリマーが溶解している溶液を押し出すダイと、ダイから押し出された溶液を固化するまで支持する支持体と、固化して支持体から剥ぎ取られた揮発分が残存しているフィルムを搬送しながら乾燥及び横方向への延伸を行う横延伸装置よりなり、該横延伸装置が複数基よりなり、上流側には耳端部固定具としてピンが用いられている横延伸装置が配置され、下流側にはクリップが用いられている横延伸装置が配置されているフィルムの製造装置
3. 支持体と横延伸装置の間に、フィルムを縦方向に延伸する縦延伸装置が設けられている請求項１又は２記載のフィルム製造装置
4. 横延伸装置が請求項２記載のものであり、耳端部固定具として、ピンが用いられている横延伸装置とクリップが用いられている横延伸装置の間に縦延伸装置が設けられているフィルム製造装置
5. 横延伸装置が請求項２記載のものであり、耳端部固定具として、ピンが用いられている横延伸装置とクリップが用いられている横延伸装置の間でフィルムの下面へエアーを吹き付けてフィルムを浮上させるようになっているフィルム製造装置
6. 横延伸装置が縦延伸も同時に行わせる縦横同時延伸装置である請求項１又は２記載のフィルム製造装置

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