JP5266166B2 - 透明ポリマーフィルムの裁断方法 - Google Patents

Description

本発明は透明ポリマーフィルムの裁断方法に係り、特に、偏光板や光学補償フィルムなどの光学分野を用途とする、連続的に走行する横延伸された透明ポリマーフィルムの裁断方法に関する。

光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池などの各種装置では、機能性フィルム（機能性シート）として、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタ、反射防止フィルム等の光学フィルムが利用されている。このような機能性フィルムは、透明ポリマーフィルム等の可撓性の基材上に、ポリマーを主成分とする有機膜が成膜され、その上に無機物からなる無機膜が真空製膜法により硬質薄膜として成膜された機能性フィルム（積層体）が知られている。

光学用途に用いられる透明ポリマーフィルムの多くは、一般には流延ダイを用いてドープを支持体上に流延させ、これを支持体から剥ぎ取った後、横延伸や乾燥することにより得られている。これは、溶液製膜方法と呼ばれている代表的なフィルムの製造方法である。得られたフィルムは、所定のサイズにスリット（裁断）される。

この切裁断の工程においては、フィルムの裁断性が悪いと、裁断面にクラックが発生したり、切り粉や切り屑（以降、裁断屑と称することもある。）等が発生してこれが静電気や風等により裁断刃やフィルム製品部に付着し、搬送故障や製品故障を引き起こすことがある。その他、フィルムの裁断性が悪いと、フィルム製品縁となる裁断部（裁断処理部）が変形したり、あるいは製品部が切れてしまうことがある。

そして、上記のような光学分野においては、その用途に応じた延伸処理をすることが必要とされており、このように延伸されたポリマーフィルムは延伸加工により脆くなってしまうために裁断性が減退するので、切り粉の発生頻度が高くなるという問題がある。

そこで、この裁断性向上のために、様々な提案がなされている。例えば、ポリマーフィルムの切断部を局部的に加熱し、Ｔｇ（ポリマーのガラス転移温度）℃〜（Ｔｇ＋１００）℃の温度にした状態でカッタにより切断する方法（例えば、特許文献１）や、切断時における残留揮発分と温度とを所定範囲に維持した状態で切断する方法（例えば、特許文献２）が提案されている。そして、特許文献２によると、残留揮発分を１〜１５％とするとともに、切断部分の温度を６０℃〜Ｔｇ（ポリマーのガラス転移温度）とすることがより好ましいとされている。

特開平１−２８１８９６号公報 特開平９−８５６８０号公報

しかしながら、上記の方法は、いずれも、上述したような切り粉の発生（粉落ち）を完全に抑制できるものではなく、特に、幅方向に延伸された透明ポリマーフィルムは、長手方向に脆く、幅方向に裂け易いので、バリ、微小クラック、耳部（裁断部）の変形が生じ易いという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、幅方向に延伸された透明ポリマーフィルムのバリ、微小クラック、耳部の変形を抑制することができる透明ポリマーフィルムの裁断方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、連続的に走行する横延伸された透明ポリマーフィルムの裁断方法において、該透明ポリマーフィルムを赤外線照射により加熱し、次いで裁断刃によって裁断し、前記透明ポリマーフィルムはセルロースアシレートフィルムであり、前記赤外線照射による加熱を行う際に、赤外線の波長を０．５〜２．５μｍとする透明ポリマーフィルムの裁断方法を提供する。

本発明者は、幅方向に延伸された透明ポリマーフィルムのバリ、微小クラック、耳部の変形を抑制する方法を鋭意研究した結果、透明ポリマーフィルムの裁断する部分（裁断部）を局部的に赤外線照射に加熱し、次いで透明ポリマーフィルムを裁断刃によって裁断することで、バリ、微小クラック、耳部の変形の発生による品質故障を抑制することができるという知見を得た。

従って、本発明によれば、透明ポリマーフィルムを赤外線照射により加熱し、次いで裁断刃によって裁断することで、透明ポリマーフィルムの物性を変化させることがなく、バリ、微小クラック、耳部の変形の発生による品質故障を抑制することができる。

なお、赤外線照射であるのは、透明ポリマーフィルムの吸収波長に近いからであり、赤外線照射により好適に透明ポリマーフィルムを加熱することができる。

また、本発明では、前記赤外線照射による加熱を行う際に、赤外線の波長を０．５〜２．５μｍとする。本発明のように透明ポリマーフィルムに適用するためには、透明ポリマーフィルムの吸収波長帯を考慮することが好ましく、セルロースアシレートフィルムにおいて赤外線の波長を０．５〜２．５μｍに選択することで好適に透明ポリマーフィルムを加熱することができる。
本発明は、前記赤外線の波長は、前記透明ポリマーフィルムの吸収波長よりも短波長であることが好ましい。

そして、本発明は、前記赤外線照射による加熱を行う際に、前記透明ポリマーフィルムのガラス転移温度をＴｇ（℃）、加熱温度をＴ（℃）としたとき、６０℃ ≦ Ｔ ≦ Ｔｇであることが好ましい。この範囲の温度で加熱することで、好適に、バリ、微小クラック、耳部の変形の発生による品質故障を抑制することができる。

また、本発明は、前記赤外線照射のスポット径が、Φ３０ｍｍ以下であることが好ましい。赤外線照射のスポット径が、Φ３０ｍｍ以下であることで、局所的に加熱することができ、製品部への悪影響を排除することができる。

さらに、本発明は、前記赤外線照射が、レーザーであることが好ましい。

また、本発明は、透明ポリマーフィルムは、速度２０ｍ／ｍｉｎ以上で走行して裁断されることが好ましい。生産性向上のため速度２０ｍ／ｍｉｎ以上という高速での裁断を行う場合に本発明は特に有効である。

本発明によれば、幅方向に延伸された透明ポリマーフィルムのバリ、微小クラック、耳部の変形を抑制することができる透明ポリマーフィルムの裁断方法を提供することができる。

本発明を実施した製膜設備を示す概略図 透明ポリマーフィルムの裁断装置の構成を模式的に示す斜視図 透明ポリマーフィルムの裁断装置の構成を上から見た概略図

以下添付図面に従って本発明に係る透明ポリマーフィルムの裁断方法の好ましい実施形態について説明する。但し、本発明は以下の実施様態に限定されるものではない。

図１は、本発明を実施した透明ポリマーフィルム製造設備（溶液製膜設備）の概略図である。溶液製膜設備１０は、ドープ１１が供給されるリザーブタンク１２と、送液用ポンプ１５と、流延装置１６と、テンター装置１７と、ローラ乾燥装置２１と、裁断装置４０と、巻き取り装置２３とを有する。流延装置１６は、流延ダイ２５と、バックアップローラ２６により支持されながら搬送される支持体としてのバンド２７とを有している。また、バンド２７の下流には、バンド２７より透明ポリマーフィルム３１を剥ぎ取るための剥ぎ取りローラ３２が備えられる。剥ぎ取りローラ３２の下流には、テンター装置１７に透明ポリマーフィルム３１を安定的に導入するために、ローラ３３が必要に応じて数を増減されて設けられる。さらに、これらのローラ３２，３３は、駆動あるいは非駆動のいずれにするかについて適宜決められる。

ドープ１１は、リザーブタンク１２から送液ポンプ１５により流延ダイ２５に送られる。流延ダイ２５は、ドープ１１を、バンド２７上に流延する。バンド２７は、回転駆動するバックアップローラ２６により連続搬送され、これにより、ドープ１１は連続的に流延される。流延されたドープは、バンド２７上で自己支持性をもったところで、透明ポリマーフィルム３１として剥ぎ取られる。この剥ぎ取りは、渡り部３４における最上流に位置する剥ぎ取りローラ３２に透明ポリマーフィルム３１が巻きかけられ、このローラ３２の回転により連続的に行われることもあるし、その他の剥ぎ取り手段等により、透明ポリマーフィルム３１の搬送方向にバンド２７の下流から張力をかけることにより連続的に行われることもある。剥ぎ取られた透明ポリマーフィルム３１は、渡り部３４を経て、テンター装置１７へ送られる。

テンター装置１７においては、透明ポリマーフィルム３１は、幅を規制され、かつ、延伸されながら乾燥される。テンター装置１７では、テンタークリップ（不図示）が、透明ポリマーフィルム３１の両側端部を保持しながらテンター軌道（不図示）に従って走行し、このテンタークリップの走行により透明ポリマーフィルム３１は搬送される。テンタークリップの代わりにピンクリップ等を用いる場合もある。そして、テンタークリップは、コントローラ（不図示）により開閉を自動制御され、この開閉により透明ポリマーフィルム３１の保持と保持解除とを行う。透明ポリマーフィルム３１を保持したテンタークリップは、テンター装置１７の内部で走行し、その出口付近の所定の保持解除点に到達すると保持部を開放して透明ポリマーフィルム３１の保持を解除するように自動制御される。

テンター装置１７の透明ポリマーフィルム３１は、支持あるいは搬送用のローラ３２により次工程であるローラ乾燥装置２１へ送られて、ここで複数のローラ２１ａにより支持あるいは搬送されながら十分に乾燥された後、裁断装置４０により両側端部（耳部）を裁断除去される。なお、裁断装置４０については、後で詳しく述べることとし、図１においては図示を一部省略している。裁断されて残った中央部は、製品として巻き取り装置２３により巻き取られる。

図２は、本発明の透明ポリマーフィルムの裁断方法が適用される透明ポリマーフィルムの裁断装置４０の構成の一例を模式的に示す斜視図である。同図に示す裁断装置４０は、長尺状の透明ポリマーフィルム３１を製品幅で裁断する装置である。透明ポリマーフィルム３１は、フィードローラ３２等の走行手段によって図２の矢印方向に走行するようになっており、透明ポリマーフィルム３１の走行方向に上流側に裁断装置４０が配置される。

図３は、図２の裁断装置４０を上から見た概略図である。同図に示すように、裁断装置４０は、裁断刃４２を備える。裁断刃４２の材質は、ＳＫ材、ＳＵＳ材等が使われ、タングステンカーバイト等も好適に用いられる。

図２及び図３の裁断刃４２は薄い円盤状に形成されている。この裁断刃４２は、連れ回りでも、不図示のモータによって回転駆動されるようにしてもよい。裁断刃４２の回転方向は、透明ポリマーフィルム３１の走行方向と同じ方向が好ましい。また、裁断刃４２の周速は特に限定するものではないが、たとえば透明ポリマーフィルム３１の走行速度と等しい周速で回転するように設定される。

このように、横延伸された透明ポリマーフィルム３１を裁断刃で裁断する際に、横延伸された透明ポリマーフィルムは、長手方向に脆く、幅方向に裂け易いので、バリ、微小クラック、耳部（裁断部）の変形が生じ易く、品質故障が課題となっていた。

そこで、本発明では、横延伸された透明ポリマーフィルム３１を裁断刃４２（図１〜３においては円形刃）によって裁断する前に、透明ポリマーフィルム３１の裁断する部分を赤外線照射により加熱することとした。

赤外線照射であるのは、透明ポリマーフィルムの吸収波長に近いからであり、赤外線照射により好適に透明ポリマーフィルムを加熱することができるからである。

図２及び図３の裁断装置４０には、赤外線照射を照射する照射手段５０が備えられている。照射手段５０は裁断刃４２の上流側に設けられ、照射から裁断までの距離Ｌは、裁断されるまで加熱した温度が拡散してしまわない範囲であり、具体的には、裁断までの距離Ｌが１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲である。

本発明によれば、透明ポリマーフィルムを赤外線照射により加熱し、次いで裁断刃によって裁断することで、透明ポリマーフィルムの物性を変化させることがなく、バリ、微小クラック、耳部の変形の発生による品質故障を抑制することができる。

赤外線照射による加熱を行う際の赤外線の波長は、０．５〜２．５μｍとすることが好ましい。透明ポリマーフィルムを加熱するためには、透明ポリマーフィルムの吸収波長帯を考慮することが好ましいが、例えば透明ポリマーフィルムがＴＡＣ（セルローストリアセテート）の場合には、５．７μｍ、８．０μｍ、９．５μｍ付近に吸収波長を持つが、赤外線照射を行う赤外線照射手段（装置）の大きさや赤外線照射のエネルギー密度を考慮すると、透明ポリマーフィルムの吸収波長よりも短波長であることが好ましく、赤外線の波長を０．５〜２．５μｍに選択することで好適に透明ポリマーフィルムを加熱することができる。

そして、赤外線照射による加熱は、透明ポリマーフィルムのガラス転移温度をＴｇ（℃）、加熱温度をＴ（℃）としたとき、６０℃ ≦ Ｔ ≦ Ｔｇであることが好ましい。この範囲の温度で透明ポリマーフィルムを加熱してから裁断することで、好適に、バリ、微小クラック、耳部の変形の発生による品質故障を抑制することができる。

また、赤外線照射のスポット径５２は、Φ３０ｍｍ以下であることが好ましい。赤外線照射のスポット径５２がΦ３０ｍｍ以下であることで、局所的に透明ポリマーフィルムを加熱することができ、製品部への悪影響を排除することができる。

照射手段５０は、レーザーであることが好ましいが、ハロゲンスポットヒーターのように赤外線照射のスポット径５２を絞ることができるものであれば構わない。

また、本発明においては、透明ポリマーフィルムは速度２０ｍ／ｍｉｎ以上で走行して裁断されていることが好ましい。生産性向上のため速度２０ｍ／ｍｉｎ以上という高速での裁断を行う場合に、特に、バリ、微小クラック、耳部の変形が生じ易いので、本発明のように透明ポリマーフィルム３１を裁断刃４２によって裁断する前に、透明ポリマーフィルム３１の裁断する部分を赤外線照射により加熱するのが有効である。

なお、本実施形態では、溶液製膜法によって製造された透明ポリマーフィルムを例に説明したが、溶融製膜法によって製造された透明ポリマーフィルムであっても同様に成り立つ。すなわち、溶液製膜法で製造された透明ポリマーフィルムあっても溶融製膜法で製造された透明ポリマーフィルムあっても、横延伸された透明ポリマーフィルム３１を裁断刃４２によって裁断する前に、透明ポリマーフィルム３１の裁断する部分を赤外線照射により加熱することで、バリ、微小クラック、耳部の変形による品質故障を抑制することができる。

本発明により透明ポリマーフィルムの裁断状態の効果が得られるポリマーとしては、例えば、ＴＡＣをはじめとする各種セルロースアシレートや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）等の各種ポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）等の各種ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）等を挙げることができる。なお、ポリイミドの場合には、その前駆体であるポリアミック酸の溶液を流延して、これを加熱乾燥することにより溶媒を除去し、架橋させてポリイミドのフィルムとするので、裁断は、フィルム全体が完全に架橋する前であっても、あるいは完全に架橋してからであってもよい。この中でも最も効果が得られるものはＴＡＣである。

次に、本発明の実施例を説明する。透明ポリマーフィルムは図１の溶液製膜設備１０を用いて製造した。以下の説明においては、まずポリマー溶液（ドープ）の調製に際しての配合と調整方法を示し、次にフィルムの製造方法、得られたフィルムの性状評価及びその結果を説明し、その後、本発明の裁断方法に関わる裁断装置４０による切断条件等を説明する。

［ドープの組成］
セルローストリアセテート（置換度２．８４、粘度平均重合度３０６、含水率０．２質量％、ジクロロメタン溶液中６質量％の粘度 ３１５ｍＰａ・ｓ、平均粒子径１．５ｍｍであって標準偏差０．５ｍｍである粉体） １００質量部
ジクロロメタン（第１溶媒） ３２０質量部
メタノール（第２溶媒） ８３質量部
１−ブタノール（第３溶媒） ３質量部
光学特性調整剤 １．０質量部
ＵＶ剤ａ：２（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール ０．７質量部
ＵＶ剤ｂ：２（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール ０．３質量部
クエン酸エステル混合物（クエン酸、クエン酸モノエチルエステル、クエン酸ジエチルエステル、クエン酸トリエチルエステル混合物） ０．００６質量部
微粒子（二酸化ケイ素（粒径１５ｎｍ）、モース硬度 約７） ０．０５質量部
染料（染料例 化−１１５（Ｉ−４）） ０．０００５質量部
［セルローストリアセテート］
なお、ここで使用したセルローストリアセテートは、残存酢酸量が０．１質量％以下であり、Ｃａ含有量が５８ｐｐｍ、Ｍｇ含有量が４２ｐｐｍ、Ｆｅ含有量が０．５ｐｐｍであり、遊離酢酸４０ｐｐｍ、さらに硫酸イオンが１５ｐｐｍ含むものであった。また６位アセチル基の置換度は０．９１であり全アセチル中の３２．５％であった。また、このＴＡＣをアセトンで抽出したアセトン抽出分は８質量％であり、その重量平均分子量／数平均分子量比は２．５であった。また、得られたＴＡＣのイエローインデックスは１．７であり、ヘイズは０．０８、透明度は９３．５％であり、Ｔｇ（ガラス転移点；ＤＳＣにより測定）は１６０℃、結晶化発熱量は６．４Ｊ／ｇであった。このＴＡＣは、綿から採取したセルロースを原料として合成されたものである。以下の説明において、これを綿原料ＴＡＣと称する。

（１）ドープ仕込み
ドープ調製装置を用いてドープを調製した。攪拌羽根を有する４０００Ｌのステンレス製溶解タンクで、前記複数の溶媒を混合してよく攪拌し、混合溶媒とした。なお、溶媒は、すべてその含水率が０．５質量％以下のものを使用した。次に、ＴＡＣ粉体（フレーク状粉体）を溶解タンクのホッパから徐々に添加した。ＴＡＣ粉末は、溶解タンクに投入されて、回転軸にアンカー翼を備えたディゾルバータイプの偏芯攪拌機により所定の条件下で３０分間分散された。分散開始時の温度は２５℃であり、最終到達温度は４８℃となった。さらに、予め調製された添加剤溶液を添加剤タンクからバルブで送液量を調整して溶解タンクに送液し、全体が２０００ｋｇとなるようした。添加剤溶液の分散を終了した後、高速攪拌を停止し、さらに、アンカー翼を所定の周速で１００分間攪拌し、ＴＡＣフレークを膨潤させて膨潤液を得た。膨潤終了までは窒素ガスによりタンク内を０．１２ＭＰａになるように加圧した。この際の溶解タンクの内部は、酸素濃度が２ｖｏｌ％未満であり防爆上で問題のない状態を保った。また膨潤液中の水分量は０．３質量％であった。

（２）溶解・濾過
膨潤液を溶解タンクからポンプを用いてジャケット付配管に送液した。ジャケット付き配管で膨潤液を５０℃まで加熱して、更に２ＭＰａの加圧下で９０℃まで加熱し、完全溶解した。このときの加熱時間は１５分であった。次に、溶解された液を、温調機で３６℃まで温度を下げ、公称孔径８μｍの濾材を備えた濾過装置を通過させてドープ（以下、濃縮前ドープと称する）を得た。この際、濾過装置における１次側圧力を１．５ＭＰａ、２次側圧力を１．２ＭＰａとした。高温にさらされるフィルタ、ハウジング、及び配管としては、ハステロイ合金製で耐食性の優れたものを利用し保温加熱用の伝熱媒体を流通させるジャケットを備えたものを使用した。

（３）濃縮・濾過・脱泡・添加剤
このようにして得られた濃縮前ドープを８０℃で常圧とされたフラッシュ装置内でフラッシュ蒸発させて、蒸発した溶媒を凝縮器で凝縮して回収した。フラッシュ後のドープの固形分濃度は、２１．８質量％となった。なお、凝縮された溶媒はドープ調製用溶媒として再利用すべく回収装置で回収された後に再生装置で再生した後に溶媒タンクに送液した。回収装置，再生装置では、蒸留や脱水などが行われる。フラッシュ装置のフラッシュタンクには攪拌軸にアンカー翼を備えた攪拌機を設け、これを所定の回転周速にて回転させて、フラッシュされたドープを攪拌して脱泡を行った。このフラッシュタンク内のドープの温度は２５℃であり、タンク内におけるドープの平均滞留時間は５０分であった。このドープを採取して２５℃で測定した剪断粘度は、剪断速度１０（ｓｅｃ-1）で４５０Ｐａ・ｓであった。

つぎに、このドープに弱い超音波を照射することにより泡抜きを実施した。その後、ポンプを用いて１．５ＭＰａに加圧した状態で、濾過装置を通過させた。濾過装置では、最初公称孔径１０μｍの焼結繊維金属フィルタを通過させ、ついで同じく１０μｍの焼結繊維フィルタを通過させた。それぞれの１次側圧力は１．５ＭＰａ，１．２ＭＰａであり、２次側圧力は１．０ＭＰａ，０．８ＭＰａであった。濾過後のドープ温度を３６℃に調整して２０００Ｌのステンレス製ストックタンク内にドープ１１を送液してここに貯蔵した。ストックタンクは中心軸にアンカー翼を備えた攪拌機を有しており、その攪拌機によりドープを攪拌した。なお、濃縮前ドープからドープ１１を調製するまでの間のドープ接液部には、腐食などの問題は全く生じなかった。

また、ジクロロメタンが８６．５質量部、アセトンが１３質量部、１−ブタノール０．５質量部の混合溶媒Ａを作製した。

（４）吐出・直前添加・流延・ビード減圧
図１に示す溶液製膜設備１０を用いてフィルムを製造した。リザーブタンク１２内のドープ１１を高精度ギアポンプ１５で濾過装置へ送った。このポンプ１５は、ポンプ１５の１次側を増圧する機能を有しており、１次側の圧力が０．８ＭＰａになるようにインバーターモーターによりポンプ１５の上流側に対するフィードバック制御を行い送液した。ポンプ１５は容積効率９９．２％、吐出量の変動率０．５％以下の性能である。また、その吐出圧力は１．５ＭＰａであった。そして、濾過装置を通ったドープ１１を流延ダイ２５に送液した。

流延ダイ２５は、幅が１．８ｍであり乾燥された後のフィルム３１は、下記に示す表１及び表２の厚みになるように、ダイ３１の吐出口のドープ１１の流量を調整して流延を行った。またダイ３１の吐出口からのドープ１１の流延幅を１７００ｍｍとした。ドープ１１の温度を３６℃に調整するために、流延ダイ３１にジャケット（図示しない）を設けてジャケット内に供給する伝熱媒体の入口温度を３６℃とした。

流延ダイ２５と配管とはすべて、稼働中には３６℃に保温した。流延ダイ３１は、コートハンガータイプのダイである。そしてこのダイ３１としては、厚み調整ボルトが２０ｍｍピッチに設けられており、ヒートボルトによる自動厚み調整機構を具備しているものを使用した。このヒートボルトは予め設定したプログラムによりポンプ１５の送液量に応じたプロファイルを設定することもでき、溶液製膜設備１０に設置した赤外線厚み計（図示しない）のプロファイルに基づいた調整プログラムによってフィードバック制御も可能な性能を有するものを用いた。流延側端部２０ｍｍを除いたフィルムにおいては、５０ｍｍ離れた任意の２点の厚みの差は１μｍ以内であり、幅方向における厚みのばらつきが３μｍ／ｍ以下となるように調整した。また、全体厚みは±１．５％以下に調整した。

また、流延ダイの１次側には、この部分を減圧するための減圧チャンバを設置した。この減圧チャンバの減圧度は、流延ビードの前後で１Ｐａ〜５０００Ｐａの圧力差が生じるように調整され、この調整は流延速度に応じてなされる。その際に、ビードの長さが所定の値となるようにビード両面側の圧力差を設定した。また、減圧チャンバは、流延部周囲のガスの凝縮温度よりも高い温度に設定できる機構を具備したものであった。ダイ吐出口におけるビードの前面部、背面部にはラビリンスパッキン（図示しない）を設け、また、ダイ吐出口の両端には開口部を設けた。さらに、ダイには、流延ビードの両縁の乱れを調整するためのエッジ吸引装置（図示しない）が取り付けられている。

（５）流延ダイ
流延ダイ２５の材質は、熱膨張率が２×１０-5（℃-1）以下の素材析出硬化型のステンレス鋼である。そしてこれは、電解質水溶液での強制腐食試験においてＳＵＳ３１６製と略同等の耐腐食性を有する素材であり、また、ジクロロメタン，メタノール，水の混合液に３ヶ月浸漬しても気液界面にピッティング（孔開き）が生じない耐腐食性を有する。流延ダイ３１の接液面の仕上げ精度は表面粗さで１μｍ以下、真直度はいずれの方向にも１μｍ／ｍ以下であり、スリットのクリアランスは１．５ｍｍに調整した。ダイ３１のリップ先端の接液部の角部分については、Ｒがスリット全巾に亘り５０μｍ以下になるように加工されている。ダイ内部での剪断速度は１（１／ｓｅｃ）〜５０００（１／ｓｅｃ）の範囲であった。また、流延ダイ３１のリップ先端には、溶射法によりＷＣ（タングステンカーバイド）コーティングをおこない硬化膜を設けた。

さらに流延ダイ２５の吐出口には、流出するドープ１１が局所的に乾燥固化することを防止するために、ドープ１１を可溶化するための前記混合溶媒Ａを流延ビードの両側端部と吐出口との界面部に対し、それぞれ０．５ｍｌ／ｍｉｎずつで供給した。この混合溶媒Ａを供給するポンプの脈動率は５％以下であった。また、減圧チャンバによりビード背面側の圧力を前面部よりも１５０Ｐａ低くした。また、減圧チャンバの内部温度を所定の温度で一定にするためにジャケット（図示しない）を取り付けた。そのジャケット内には３５℃に調整された伝熱媒体を供給した。前記エッジ吸引装置は、１Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲となるようにエッジ吸引風量を調整することができるものであり、本実施例ではこれを３０Ｌ／ｍｉｎ〜４０Ｌ／ｍｉｎの範囲となるように適宜調整した。

（６）金属支持体
支持体として、幅２．１ｍで長さ７０ｍのステンレス製のエンドレスバンドを流延バンド２７として利用した。流延バンド２７は、厚みが１．５ｍｍ、表面粗さが０．０５μｍ以下になるように研磨した。その材質はＳＵＳ３１６製であり、十分な耐腐食性と強度を有するものとした。流延バンド２７の全体の厚みムラは０．５％以下であった。流延バンド２７は、２個のバックアップローラ３２により搬送させた。その際の流延バンド２７の搬送方向における張力が所定の値となるように、流延バンド２７とバックアップローラ３２との相対速度差が０．０１ｍ／ｍｉｎ以下になるように調整した。また、流延バンド２７の速度変動は０．５％以下であった。また１回転の幅方向の蛇行が１．５ｍｍ以下に制限されるように流延バンド２７の両端位置を検出して制御した。また、流延ダイの直下におけるダイリップ先端と流延バンド２７との上下方向における位置変動は２００μｍ以下にした。なお、流延バンド２７は、風圧変動抑制手段（図示しない）を有した流延室（図示なし）内に設置されている。この流延バンド２７上に流延ダイ３１からドープ１１を流延した。

バックアップローラ２６としては、流延バンド２７の温度調整を行うことができるように、内部に伝熱媒体を送液できるものを用いた。流延ダイ３１側のバックアップローラ３２には５℃の伝熱媒体を流し、他方のバックアップローラ３６には乾燥のために４０℃の伝熱媒体を流した。流延直前の流延バンド２７の中央部の表面温度は１５℃であり、その両側端の温度差は６℃以下であった。なお、流延バンド２７としては、表面欠陥がないものが好ましく、３０μｍ以上のピンホールが皆無であり、１０μｍ〜３０μｍのピンホールが１個／ｍ2 以下、１０μｍ未満のピンホールが２個／ｍ² 以下であるものを用いた。

（７）流延乾燥
流延室の温度は、温調設備を用いて３５℃に保った。流延バンド２７上に流延されたドープ１１から形成された流延膜には最初に流延膜に対して平行に流れる乾燥風を送り、これを乾燥した。この乾燥風からの流延膜への総括伝熱係数は２４ｋｃａｌ／ｍ² ・ｈｒ・℃であった。乾燥風の温度は、流延バンド２７上部の上流側を１３５℃とし、下流側を１４０℃とした。また、流延バンド２７下部は、６５℃となるように送風機（図示なし）から送風した。それぞれの乾燥風の飽和温度はいずれも−８℃付近であった。流延バンド２７上での乾燥雰囲気における酸素濃度は５ｖｏｌ％に保持した。なお、この酸素濃度を５ｖｏｌ％に保持するために空気を窒素ガスで置換した。また、流延室内の溶媒を凝縮回収するために、凝縮器（コンデンサ）を設け、その出口温度を−１０℃に設定した。

流延後５秒間は遮風装置による乾燥風が直接ドープ１１及び流延膜に当たらないようにし、流延ダイ３１直近の静圧変動を±１Ｐａ以下に抑制した。流延膜中の溶媒比率が乾量基準で５０質量％になった時点で流延バンド２７から剥取ローラで支持しながらフィルム３１として剥ぎ取った。なお、この乾量基準による溶媒含有率は、サンプリング時におけるフィルム重量をｙ１、そのサンプリングフィルムを乾燥した後の重量をｙ２とするとき｛（ｙ１−ｙ２）／ｙ２｝×１００で求める値である。このときの剥取テンションを所定の値となるように制御し、剥取不良を抑制するために流延バンド２７の速度に対する剥取速度（剥取ローラドロー）を１００．１％〜１１０％の範囲で適切に調整した。剥ぎ取ったフィルムの表面温度は１５℃であった。流延バンド２７上での乾燥速度は、平均６０質量％乾量基準溶媒／ｍｉｎ．であった。乾燥により発生した溶媒ガスは−１０℃の凝縮器で凝縮液化して回収装置（図示せず）で回収した。回収された溶媒は、水分量が０．５％以下となるように調整した。溶媒が除去された乾燥風は再度加熱され乾燥風として再利用される。フィルム３１を、ローラを介して搬送し、テンター装置１７に送った。この搬送時には、フィルム３１に対して送風機（図示なし）から４０℃の乾燥風を送った。なお、渡り部のローラで搬送している際に、フィルム３１には所定のテンションを付与した。

（８）テンター搬送・乾燥
テンター装置１７に送られたフィルム３１は、クリップでその両端を固定されながらテンター装置１７の乾燥ゾーン内を搬送され、この間、乾燥風により乾燥される。クリップは、２０℃の伝熱媒体の供給により冷却した。テンター装置１７におけるクリップの搬送はチェーンで行い、そのスプロケットの速度変動は０．５％以下であった。また、テンター装置１７内の温度を１４０℃とした。乾燥風のガス組成は−１０℃における飽和ガス濃度とした。テンター装置１７内での平均乾燥速度は１２０質量％（乾量基準溶媒）／ｍｉｎであった。テンター装置１７の出口におけるフィルム３１の残留溶媒量が７質量％となるように、乾燥ゾーンの条件を調整した。なお、下記に示す表１の実験１を除いてはテンター装置１７内ではフィルム３１を搬送しつつ幅方向における延伸を行った。なお、この延伸前のフィルム３１の幅を１００％としたとき、延伸後の幅が１０３％となるように延伸した。剥取用のローラ３２からテンター装置１７の入口に至るまでの延伸率（テンタ駆動ドロー）は１０２％とした。テンター装置１７内での延伸率は、所定の値となるように制御された。また、テンター入口から出口までの長さに対する、クリップ狭持開始位置から狭持解除位置までの長さの割合９０％とした。テンター装置１７内で蒸発した溶媒は−１０℃の温度で凝縮させ液化して回収した。凝縮回収用に凝縮器（コンデンサ）を設け、その出口温度は−８℃に設定した。そして凝縮溶媒は、含まれる水分量が０．５質量％以下に調整されて再使用された。

（９）後乾燥
フィルム３１をローラ乾燥装置２１で高温乾燥した。ローラ乾燥装置２１を４区画に分割して、上流側から１２０℃，１３０℃，１３０℃，１３０℃の乾燥風を送風機（図示しない）から給気した。フィルム３１のローラ２１ａによる搬送テンションは所定の値に制御されており、最終的に残留溶媒量が０．３質量％になるまでの約１０分間乾燥した。前記ローラ２１ａにおけるラップ角（フィルムの巻きかけ中心角）は、９０°および１８０°とした。ローラ２１ａの材質はアルミ製もしくは炭素鋼製であり、表面にはハードクロム鍍金を施した。ローラ２１ａの表面形状はフラットなものとブラストによりマット化加工したものとを用いた。ローラ２１ａの回転によるフィルム位置の振れは全て５０μｍ以下であった。また、テンションかけられたあとのローラ２１ａの撓みは０．５ｍｍ以下となるように選定した。

乾燥風に含まれる溶媒ガスは、吸着回収装置（図示せず）を用いて吸着回収除去した。ここに使用した吸着剤は活性炭であり、脱着は乾燥窒素を用いて行った。回収した溶媒は水分量０．３質量％以下に調整してドープ調製用溶媒として再利用した。乾燥風には溶媒ガスの他、可塑剤，ＵＶ吸収剤，その他の高沸点物が含まれるので、これを冷却除去する冷却器およびプレアドソーバーでこれらを除去して再生循環使用した。そして、最終的に屋外排出ガス中のＶＯＣ（揮発性有機化合物）が１０ｐｐｍ以下となるよう、吸脱着条件を設定した。また、全蒸発溶媒の内、凝縮法で回収する溶媒量は９０質量％であり、残りのものの大部分は吸着回収により回収した。

乾燥されたフィルム３１を第１調湿室（図示しない）に搬送した。ローラ乾燥装置２１と第１調湿室との間の渡り部には、１１０℃の乾燥風を給気した。第１調湿室には、温度５０℃、露点が２０℃の空気を給気した。さらに、フィルム３１のカールの発生を抑制するための第２調湿室（図示しない）にフィルム３１を搬送した。第２調湿室では、フィルム３１に直接９０℃，湿度７０％の空気をあてた。

（１０）ナーリング、耳切、巻取条件
調湿後のフィルム３１は、冷却室で３０℃以下に冷却した後に、裁断装置４０により耳切りを行った。冷却室の出口から３０秒以内にフィルム３１の耳切りを裁断装置４０により実施した。裁断の条件は、裁断刃４２と円筒ローラ４４の径をそれぞれφ１５０、裁断刃４２の厚みを１．０ｍｍ、裁断刃４２と円筒ローラ４４の周速は加工速度と同じとした。なお、その他の裁断の条件は、下記に示す表１及び表２に記載する。搬送中のフィルム３１の帯電圧は、常時−３ｋＶ〜＋３ｋＶの範囲となるように強制除電装置（除電バー）を設置した。さらにフィルム３１の両端にナーリング付与ローラでナーリングの付与を実施した。ナーリングはフィルム３１の片面側からエンボス加工を行うことで付与し、ナーリングを付与する幅は１０ｍｍであり、凹凸の高さがフィルム３１の平均厚みよりも平均１２μｍ高くなるようにナーリング付与ローラによる押し圧を設定した。

そして、フィルム３１を巻き取り装置２３に搬送した。巻き取り装置２３は、装置内温度２８℃，湿度７０％に保持されている。さらに、巻き取り装置２３の内部にはフィルム３１の帯電圧が−１．５ｋＶ〜＋１．５ｋＶになるようにイオン風除電装置（図示しない）も設置した。このようにして得られたフィルム（厚さ９２μｍ）３１の製品幅は、１４７５ｍｍである。巻き取り装置２３の巻き取りローラの径は１６９ｍｍである。巻き始めと巻き終わりとの各テンションが所定の値となるように張力を制御した。巻き取ったフィルム３１の全長は３９４０ｍであった。巻き取りの際の巻きズレの変動幅（オシレート幅と称することもある。）を±５ｍｍとし、その巻き軸に対する巻きズレ周期を４００ｍとした。また、巻取軸に対するプレスローラを押し圧を所定の値となるように制御した。巻き取り時のフィルム３１の温度は２５℃、含水量は１．４質量％、残留溶媒量は０．３質量％であった。全工程を通しても平均乾燥速度は２０質量％（乾量基準溶媒）／ｍｉｎであった。

（１１）評価
得られた試料の評価方法について下記に示す。

［バリ］
実体顕微鏡×５０で観察し、さらに刃先への付着の有無を評価した。なお、刃先に付着すると切れ味が著しく悪くなる。

◎：切れ味が直線的で、切れ端の離脱・離脱の兆候が全くないもの
○：切れ端の離脱が全くないもの
△：離脱は散見されるが実用に支障ないもの
×：切れ端の離脱があり、製品内への混入の懸念があるもの
［クラック］
光学顕微鏡×５００で観察した。なお、クラックは特に幅方向の延伸が強いフィルムでは、切断の起点となりうるのでとても重要である。

◎：端部にクラックが全くないもの
○：端部にクラックが存在するが、離脱がないもの
△：端部にクラックから離脱は散見されるが実用に支障ないもの
×：クラックからの離脱があり、製品内への混入の懸念があるもの
［耳部の変形］
熱変形でワカメ状になる。

◎：変形なし
○：変形あるが、切れ味に影響しない程度
×：切れ味に影響する変形
（１２）実験及び結果について
実験の条件（実験１〜１４）及び結果を表１と表２に記す。

表１の実験１〜４は、裁断前に加熱することなく裁断を行ったものであり、実験１の透明ポリマーフィルムのみ横延伸を行っていない（未延伸）。従って、透明ポリマーフィルムの温度は室温となっている。

表２の実験５〜１４は、図２及び図３に示したように、裁断前に加熱し裁断を行ったものであり、実験５〜１０はレーザー、実験１１〜１３はハロゲンスポットヒーター、実験１４はエアーで加熱を行った。ここで、ハロゲンスポットヒーターは、フィンテック社製のＨＳＨ−３０を用い、周波数を変更し実験を行った。具体的には、レーザーはＹＡＧレーザー（波長１．０６４μｍ）でスポット径がΦ０．１ｍｍとし、ハロゲンスポットヒーターは、スポット径がΦ３０．０ｍｍ、実験１０では波長１．０００μｍ、実験１１では波長０．５００μｍ、実験１２では波長２．５００μｍとした。なお、エアーで加熱したものの加熱範囲は広範囲となってしまった。

表１から分かるように、横延伸された透明ポリマーフィルム（横延伸ＴＡＣ）を裁断するとバリやクラックが発生し易く、裁断される透明ポリマーフィルムの速度が速くなるにしたがってバリやクラックの発生状態が悪化する。特に、２０ｍ／分以上で走行している横延伸ＴＡＣを裁断するときに顕著に悪化する。

一方、表２から分かるように、横延伸された透明ポリマーフィルムの裁断する部分を赤外線照射で加熱してから裁断したものは、バリ、クラックの評価が○以上となっている。すなわち、表１と違い、２０ｍ／分以上で走行している横延伸ＴＡＣを裁断するときでも、バリ、微小クラック、耳部の変形が抑制されている。

したがって、本発明によれば、横（幅）方向に延伸された透明ポリマーフィルムのバリ、微小クラック、耳部の変形を抑制することができることが分かった。

１０…溶液製膜設備、１７…テンター装置、３１…透明ポリマーフィルム、３４…フィードローラ、４０…裁断装置、４２…裁断刃、４４…円筒ローラ、５０…加熱手段、５２…スポット径

Claims (6)

1. 連続的に走行する横延伸された透明ポリマーフィルムの裁断方法において、
   該透明ポリマーフィルムを赤外線照射により加熱し、次いで裁断刃によって裁断し、
   前記透明ポリマーフィルムはセルロースアシレートフィルムであり、前記赤外線照射による加熱を行う際に、赤外線の波長を０．５〜２．５μｍとする透明ポリマーフィルムの裁断方法。
2. 前記赤外線の波長は、前記透明ポリマーフィルムの吸収波長よりも短波長であることを特徴とする請求項１に記載の透明ポリマーフィルムの裁断方法。
3. 前記赤外線照射による加熱を行う際に、前記透明ポリマーフィルムのガラス転移温度をＴｇ（℃）、加熱温度をＴ（℃）としたとき、
   ６０℃ ≦ Ｔ ≦ Ｔｇ
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明ポリマーフィルムの裁断方法。
4. 前記赤外線照射のスポット径が、Φ３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の透明ポリマーフィルムの裁断方法。
5. 前記赤外線照射が、レーザーであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載の透明ポリマーフィルムの裁断方法。
6. 前記透明ポリマーフィルムは、速度２０ｍ／ｍｉｎ以上で走行して裁断されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載の透明ポリマーフィルムの裁断方法。

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