JP5639977B2 - 熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法及び装置、並びに溶液製膜方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法及び装置、並びに溶液製膜方法に関する。

熱可塑性樹脂フィルム（以下、フィルムと称する）は、優れた光透過性や柔軟性および軽量薄膜化が可能であるなどの特長から光学フィルムとして多岐に利用されている。中でも、セルロースアシレート、特に５７．５％〜６２．５％の平均酢化度を有するセルローストリアセテート（以下、ＴＡＣと称する）から形成されるＴＡＣフィルムは、その強靭性と難燃性とから写真感光材料のフィルム用支持体として利用されている。また、ＴＡＣフィルムは、熱可塑性樹脂フィルムの中でも光学等方性に優れていることから、液晶表示装置の偏光板の保護フィルム、位相差フィルム、視野角拡大フィルム等の光学フィルムとして用いられている。

主なフィルムの製造方法としては、溶融押出方法と溶液製膜方法とがある。溶融押出方法とは、ポリマーをそのまま加熱溶解させた後、押出機で押し出してフィルムを製造する方法であり、生産性が高く、設備コストも比較的低額であるなどの特徴を有する。一方、溶液製膜方法は、ポリマーと溶剤とを含んだポリマー溶液（以下、ドープと称する）を支持体上に流延して形成した流延膜が自己支持性を有するものとなった後、これを支持体から剥がしてフィルムとし、このフィルムを十分に乾燥する方法である。

レターデーション等の光学特性が幅方向において均一にするために、フィルムを加熱して、フィルムの幅方向両側縁部（以下、耳部と称する）をクリップ等で把持し、幅方向に延伸する方法が知られている（例えば、特許文献１）。また、特許文献２，３には、幅方向における光学特性を均一にするために、延伸時のフィルムに過熱水蒸気をあてる方法が記載されている。

特開２００２−２９６４２２号公報 特開２００８−２１３２６５号公報 特開２００９−０７８４８７号公報

ところが、上記のような延伸処理により得られた光学フィルムであっても、光学特性が幅方向においてばらつく故障（以下、光学ムラ故障と称する）が依然として発生していた。

発明者は、鋭意検討の結果、延伸に先立って、特定の過熱水蒸気をフィルムに当てることにより、幅方向におけるフィルム温度のばらつきを抑え、光学ムラ故障の発生を抑えることができることを見出した。本発明は、熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法及び装置、並びに溶液製膜方法を提供することを目的とする。

本発明は、フィルム移動路の両側に配され熱可塑性樹脂フィルムの両側縁部を把持する１対の把持具と、前記１対の把持具を前記フィルム移動路に沿って移動させる把持具移動機構とを備えた延伸装置を用いて、前記熱可塑性樹脂フィルムを延伸する熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法において、前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向の間隔が一定の状態で移動する前記１対の把持具によって前記両側縁部が把持された前記熱可塑性樹脂フィルムへ、超音波振動器により振動状態となった被振動部材を通過した過熱水蒸気をあてる予熱工程と、前記予熱工程の後に行われ、前記間隔が漸増しながら移動する前記１対の把持具によって前記両側縁部が把持された前記熱可塑性樹脂フィルムへ温調ガスをあてる拡幅工程と、前記拡幅工程の後に行われ、前記１対の把持具によって前記両側縁部が把持された前記熱可塑性樹脂フィルムへ温調ガスをあてて、前記拡幅工程によって前記熱可塑性樹脂フィルムに生じた歪みを緩和する熱緩和工程とを有することを特徴とする。

溶剤含有率が４０質量％以下の前記熱可塑性樹脂フィルムに対し前記予熱工程を行なうことが好ましい。

前記拡幅工程にて前記熱可塑性樹脂フィルムへあてる前記温調ガスは、過熱水蒸気であることが好ましい。また、前記熱緩和工程にて前記熱可塑性樹脂フィルムへあてる前記温調ガスは、過熱水蒸気であることが好ましい。

前記予熱工程において、前記延伸装置及び前記フィルム移動路を収容するケーシングのフィルム入口に向けて、前記過熱水蒸気を送り出すことが好ましい。

本発明の溶液製膜方法は、熱可塑性樹脂及び溶剤を含むドープを支持体に向けて流出して、前記ドープからなる膜を前記支持体に形成する膜形成工程と、前記膜に乾燥風をあてて前記膜から前記溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、前記膜乾燥工程を経た前記膜を前記支持体から剥ぎ取って前記熱可塑性樹脂フィルムを得る剥取工程とを有し、上記の熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法を前記熱可塑性樹脂フィルムに対し行なうことを特徴とする。

本発明の熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置は、予熱エリア、拡幅エリア、及び熱緩和エリアの順に熱可塑性樹脂フィルムが通るように設定されたフィルム移動路の両側に配され、前記予熱エリアにおける前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向の間隔が前記熱可塑性樹脂フィルムの移動方向上流側から下流側に向かって一定であり、前記拡幅エリアにおける前記間隔が前記移動方向上流側から下流側に向かって漸増する１対のレールと、前記１対のレールに沿って移動し、前記熱可塑性樹脂フィルムの両側縁部を把持可能な１対の把持具と、前記予熱エリアに設けられ、前記予熱エリアにある前記熱可塑性樹脂フィルムへ過熱水蒸気をあてる予熱用ガス送出器とを備え、前記予熱用ガス送出器は、前記過熱水蒸気が流通するダクトと、前記ダクトのうち前記フィルム移動路の対向部に形成され、前記フィルム移動路に向けて前記過熱水蒸気を先端から送り出すノズルと、前記過熱水蒸気を振動させる超音波振動器とを有することを特徴とする。

前記ノズルの先端は、前記フィルム移動路、前記１対のレール、前記１対の把持具、及び前記予熱用ガス送出器を収容するケーシングのフィルム入口に向かって延設されたことが好ましい。また、前記超音波振動器は前記ダクトや前記ノズルに取り付けられたことが好ましい。

前記拡幅エリアに設けられ、前記拡幅エリアにある前記熱可塑性樹脂フィルムへ過熱水蒸気をあてる拡幅用ガス送出器を備えたことが好ましい。また、前記熱緩和エリアに設けられ、前記熱緩和エリアにある前記熱可塑性樹脂フィルムへ過熱水蒸気をあてる熱緩和用ガス送出器を備えたことが好ましい。

本発明によれば、幅方向におけるフィルム温度のばらつきを抑え、光学ムラ故障の発生を抑えることができる

溶液製膜設備の概要を示す説明図である。 クリップテンタの概要を示す説明図である。 予熱エリアの概要を示すクリップテンタの断面図である。 第１の予熱用ガス送出器の概要を示す斜視図である。 第２の予熱用ガス送出器の概要を示す斜視図である。 予熱エリアの概要を示すクリップテンタの断面図である。

（溶液製膜設備）
図１に示すように、溶液製膜設備１０は、ドープ１２からフィルム１３をつくる流延装置１５と、フィルム１３の延伸処理を行なうクリップテンタ１７と、フィルム１３の乾燥を進める乾燥装置１８と、フィルム１３を巻き芯に巻き取る巻取装置１９とを有する。

流延装置１５は、駆動ドラム２１と、従動ドラム２２と、流延バンド２３と、流延ダイ２４と、乾燥機２５と、剥取ローラ２６とを備える。駆動ドラム２１と従動ドラム２２とは、ケーシング内に水平かつ互いに平行に並べられる。流延バンド２３は駆動ドラム２１と従動ドラム２２とに掛け渡される。流延バンド２３は、十分な耐腐食性と強度とを有するステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６）製であることが好ましい。図示しないモータは、駆動ドラム２１を所定の速度で回転させる。駆動ドラム２１と従動ドラム２２とに巻き掛けられた流延バンド２３は、駆動ドラム２１の回転に伴い所定の方向へ循環移動し、従動ドラム２２は、流延バンド２３の移動に従って回転する。流延バンド２３の移動速度は、例えば、１０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下である。

流延ダイ２４は、ドープ１２を流出するドープ流出口を有する。流延ダイ２４は、流延バンド２３のうち駆動ドラム２１に巻き掛けられた部分がドープ流出口と近接するように、駆動ドラム２１の上方に配される。流延ダイ２４は、ドープ流出口から流延バンド２３に向けてドープ１２を流出する。ドープ流出口から流出し、流延バンド２３の流延面に到達するまでのドープ１２は、ビードを形成する。流延面に到達したドープ１２は、流延バンド２３の移動方向へ流れ延ばされる結果、帯状の流延膜３１を形成する。

乾燥機２５は、流延膜３１に所定の乾燥風をあてて、流延膜３１の乾燥を行う。図に示すように、乾燥機２５は、流延面に対向するように、流延バンド２３の移動方向へ並べられる。

剥取ローラ２６は、剥ぎ取り可能な状態となった流延膜３１を流延バンド２３から剥ぎ取り、フィルム１３として、流延装置１５から送り出す。

ケーシング内の雰囲気に含まれる溶剤を凝縮する凝縮装置、凝縮した溶剤を回収する回収装置を、流延装置１５に設けてもよい。これにより、ケーシング内の雰囲気に含まれる溶剤の濃度を一定の範囲に保つことができる。

流延装置１５とクリップテンタ１７との間の渡り部には、フィルム１３を支持する支持ローラ３５が複数並べられている。支持ローラ３５は、図示しないモータにより、軸を中心に回転する。支持ローラ３５は、流延装置１５から送り出されたフィルム１３を支持して、クリップテンタ１７へ案内する。なお、図１では、渡り部に２つの支持ローラ３５を並べた場合を示しているが、本発明はこれに限られず、渡り部に１つ、または３つ以上の支持ローラ３５を並べてもよい。また、支持ローラ３５は、ドライブローラとフリーローラとのいずれでもよい。

クリップテンタ１７は、フィルム１３の幅方向両側縁部を把持する多数のクリップを有し、このクリップが延伸軌道上を移動する。クリップにより把持されたフィルム１３には、幅方向への延伸処理が施される。なお、クリップテンタ１７の詳細は後述する。

クリップテンタ１７と乾燥装置１８との間には耳切装置３７が設けられている。耳切装置３７に送り出されたフィルム１３の幅方向の両端は、クリップによって形成された把持跡が形成されている。耳切装置３７は、この把持跡を有する両端部分を切り離す。この切り離された部分は、送風によりカットブロワ（図示しない）及びクラッシャ（図示しない）へ順次に送られて、細かく切断され、ドープ等の原料として再利用される。

乾燥装置１８は、フィルム１３の搬送路を備えるケーシングと、フィルム１３の搬送路を形成する複数のローラ１８Ａと、ケーシング内の雰囲気の温度や湿度を調節する空調機（図示しない）とを備える。ケーシング内に導入されたフィルム１３は、複数のローラ１８Ａに巻き掛けられながら搬送される。この雰囲気の温度や湿度の調節により、ケーシング内を搬送されるフィルム１３から残留した溶剤が蒸発する。更に、乾燥装置１８に、フィルム１３から蒸発した溶剤を吸着により回収する吸着回収装置が接続される。

乾燥装置１８及び巻取装置１９の間には、上流側から順に、冷却室３８、除電バー（図示しない）、ナーリング付与ローラ３９、及び耳切装置（図示しない）が設けられる。冷却室３８は、フィルム１３の温度が略室温となるまで、フィルム１３を冷却する。除電バーは、冷却室３８から送り出され、帯電したフィルム１３から電気を除く除電処理を行う。ナーリング付与ローラ３９は、フィルム１３の幅方向両端に巻き取り用のナーリングを付与する。耳切装置は、切断後のフィルム１３の幅方向両端にナーリングが残るように、フィルム１３の幅方向両端を切断する。

巻取装置１９は、プレスローラ１９Ａと巻き芯１９Ｂを有する。巻取装置１９に送られたフィルム１３は、プレスローラ１９Ａによって押し付けられながら巻き芯１９Ｂに巻き取られ、ロール状となる。

（クリップテンタ）
図２に示すように、クリップテンタ１７は、ケーシング４２と、ケーシング４２内に配された延伸装置４３とを備える。ケーシング４２内には、フィルム１３を導入する入口４２Ａと、フィルム１３を外部へ送り出す出口４２Ｂが設けられる。また、ケーシング４２の内部には、搬送路４２Ｒが、入口４２Ａから出口４２Ｂにかけて形成される。ケーシング４２は、フィルム１３の搬送方向（以下、方向Ｚ１と称する）の上流側から順に、予熱エリア４２ＡＡ、拡幅エリア４２ＡＢ、熱緩和エリア４２ＡＣ及び冷却エリア４２ＡＤに区画される。なお、熱緩和エリア４２ＡＣ及び冷却エリア４２ＡＤは省略してもよい。

延伸装置４３は、クリップ５０と、クリップ５０を搬送路４２Ｒに沿って移動させるクリップ移動機構とを備える。クリップ移動機構は、１対のレール５１，５２と、スプロケット５３と、環状のチェーン５４とを備える。更に、延伸装置４３は、空調機５５（図１参照）を備える。

環状のレール５１，５２は搬送路４２Ｒの両側に設置される。予熱エリア４２ＡＡ及び冷却エリア４２ＡＤにおけるレール５１，５２のレール幅は、一定である。拡幅エリア４２ＡＢにおけるレール５１，５２のレール幅は、フィルム１３の拡幅が開始する拡幅開始位置ＰＳから、フィルム１３の拡幅が完了する拡幅完了位置ＰＥまで、方向Ｚ１に向かうに従って次第に広くなる。熱緩和エリア４２ＡＣにおけるレール５１，５２のレール幅は、方向Ｚ１に向かうに従って次第に狭くなる。

スプロケット５３は、レール５１，５２のＺ１方向上流端部及び下流端部に配される。チェーン５４は、スプロケット５３と噛み合っている。クリップ５０は、フィルム１３の幅方向（以下、Ｚ２方向と称する。）両側縁部を把持するためのものであり、チェーン５４に所定の間隔で取り付けられる。スプロケット５３が回転することにより、クリップ５０は、レール５１，５２に沿って循環移動する。

クリップ５０がレール５１、５２上のＺ１方向上流端部近傍に設定された把持開始位置ＰＡを通過すると、把持開始位置ＰＡ近傍に設けられた把持開始手段（図示しない）により、クリップ５０はフィルム１３の耳部の把持を開始する。クリップ５０がフィルム１３の耳部を把持したままレール５１，５２に沿って移動することにより、フィルム１３は方向Ｚ１へ搬送され、各エリア４２ＡＡ〜４２ＡＤを順次通過する。クリップ５０がレール５１，５２上のＺ１方向下流端部近傍に設定された把持解除位置ＰＢを通過すると、把持解除位置ＰＢ近傍に設けられた把持解除手段（図示しない）により、クリップ５０はフィルム１３の耳部の把持を解除する。

図１に示すように、空調機５５は、予熱エリア４２ＡＡに設けられた予熱用空調機５５Ａと、拡幅エリア４２ＡＢに設けられた拡幅用空調機５５Ｂと、熱緩和エリア４２ＡＣに設けられた熱緩和用空調機５５Ｃと、冷却エリア４２ＡＤに設けられた冷却用空調機５５Ｄとを備える。

（予熱用空調機）
予熱用空調機５５Ａは、搬送路４２Ｒの上方及び下方にそれぞれ配される。搬送路４２Ｒの上方に配された予熱用空調機５５Ａと搬送路４２Ｒの下方に配された予熱用空調機５５Ａとは同様の構造を有するため、以下、搬送路４２Ｒの上方に配された予熱用空調機５５Ａについて説明し、搬送路４２Ｒの下方に配された予熱用空調機５５Ａの説明は省略する。

図３に示すように、予熱用空調機５５Ａは、搬送路４２Ｒに向けて過熱水蒸気（例えば、１２０℃以上１７０℃以下）を送り出す予熱用ガス送出器５６と、搬送路４２Ｒにある過熱水蒸気を排出するガス排出器５７と、過熱水蒸気６０を予熱用ガス送出器５６へ供給するガス供給機５８とを備える。

ガス排出器５７は、排出ダクト５７Ｄを有する。排出ダクト５７Ｄは、搬送路４２Ｒの上方に配される。排出ダクト５７Ｄの下面には、過熱水蒸気を排出するための排出口５７Ｘが開口する。排出口５７Ｘは、Ｚ１方向において並ぶように設けられる。

予熱用ガス送出器５６は、排出ダクト５７Ｄの下面から突出するように設けられ、排出口５７Ｘの間に配される。図４に示すように、予熱用ガス送出器５６は、過熱水蒸気が流通するダクト５６Ｄと、ダクト５６Ｄを通った過熱水蒸気を搬送路４２Ｒに向けて送り出すノズル５６Ｎと、過熱水蒸気を振動させる超音波振動器５６Ｖとを備える。ダクト５６Ｄは、搬送路４２Ｒの上方に配される。ノズル５６Ｎは、ダクト５６Ｄの下面から搬送路４２Ｒに向かって延設される。ノズル５６Ｎの先端には、過熱水蒸気が送り出される送出口５６ＮＸが開口する。送出口５６ＮＸは、フィルム１３の一端側から他端側までＺ１方向へ延びるように形成される。超音波振動器５６Ｖは、ダクト５６Ｄの外周面と接触するように設けられる。超音波振動器５６Ｖは、振動子と、振動子を所定の周波数（例えば、３０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下）で振動させる発振子と、電源等を内蔵し、振動子の超音波振動をダクト５６Ｄに伝える。

（拡幅用空調機）
図１に示すように、各空調機５５Ｂ〜５５Ｄは、それぞれ、搬送路４２Ｒの上方及び下方に配される。搬送路４２Ｒの上方に配された各空調機５５Ｂ〜５５Ｄと搬送路４２Ｒの下方に配された各空調機５５Ｂ〜５５Ｄとは同様の構造を有するため、以下、搬送路４２Ｒの上方に配された拡幅用空調機５５Ｂについて説明し、それ以外の空調機５５Ｂ〜５５Ｄの詳細な説明は省略する。

図３に示すように、拡幅用空調機５５Ｂは、搬送路４２Ｒに向けて所定の温調ガス６５を送り出す拡幅用ガス送出器６６と、搬送路４２Ｒにある温調ガス６５を排出するガス排出器６７と温調ガス６５を予熱用ガス送出器５６へ供給するガス供給機６８とを備える。拡幅用ガス送出器６６と、ガス排出器６７と、ガス供給機６８とは、それぞれ、予熱用ガス送出器５６と、ガス排出器５７と、ガス供給機５８と同様の構造を有する。

（熱緩和用空調機・冷却用空調機）
図１に示すように、熱緩和用空調機５５Ｃは、熱緩和用ガス送出器を用いて、搬送路４２Ｒに向けて所定の温調ガスを送り出す。同様に、冷却用空調機５５Ｄは、冷却用ガス送出器を用いて、搬送路４２Ｒに向けて所定の温調ガスを送り出す。

なお、各エリア４２ＡＡ〜４２ＡＤの間に仕切り板７０を設けることが好ましい。仕切り板７０は、ケーシング４２の上面及び下面から搬送路４２Ｒに向かって延設され、その先端は搬送路４２Ｒ近傍まで延びる。

次に、本発明の作用を説明する。図１に示すように、駆動ドラム２１は、図示しない制御部により、回転する。これにより、ドラム２１、２２に巻き掛けられた流延バンド２３は、流延装置１５のケーシング内を循環移動する。流延装置１５では、膜形成工程、膜乾燥工程及び剥取工程が順次行われる。

流延工程では、流延バンド２３上にドープ１２からなる流延膜３１が形成される。流延ダイ２４は、ドープ流出口からドープ１２を連続的に流出する。流出したドープ１２は、流延ダイ２４から流延バンド２３にかけてビードを形成し、流延バンド２３上にて流れ延ばされる。こうして、流延バンド２３上には、ドープ１２からなる流延膜３１が形成される。

膜乾燥工程では、乾燥機２５から送り出された乾燥風を流延膜３１にあてて、流延膜３１から溶剤を蒸発させる。溶剤の蒸発により流延膜３１の乾燥が進む。膜乾燥工程は、流延膜３１が自立して搬送可能な状態となるまで行われる。

剥取工程では、剥取ローラ２６により、自立して搬送可能な状態となった流延膜３１が流延バンド２３から剥ぎ取られる。剥取ローラ２６は、剥ぎ取り可能な状態となった流延膜３１を流延バンド２３から剥ぎ取ってフィルム１３とし、流延装置１５の外部へフィルム１３を送り出す。剥取工程は、溶剤含有率が２０質量％以上８０質量％以下の流延膜３１に対して行うことが好ましい。

ここで、溶剤含有率は、流延膜や各フィルム中に含まれる溶剤の量を乾量基準で示したものであり、対象のフィルムからサンプルを採取し、このサンプルの重量をｘ、サンプルを乾燥した後の重量をｙとするとき、｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００と表される。

流延装置１５から送り出されたフィルム１３は、渡り部を経て、クリップテンタ１７へ導入される。図２に示すように、レール５１、５２に沿って移動するクリップ５０は、把持開始位置ＰＡにおいて、フィルム１３の耳部を把持する。クリップ５０が耳部を把持しままレール５１、５２に沿って方向Ｚ１へ移動することにより、耳部を把持されたフィルム１３は方向Ｚ１上流側から下流側に向かって移動（例えば、１０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下）し、予熱エリア４２ＡＡ、拡幅エリア４２ＡＢ、熱緩和エリア４２ＡＣ及び冷却エリア４２ＡＤを順次通過する。そして、フィルム１３の耳部を把持するクリップ５０は、把持解除位置ＰＢにおいて、フィルム１３の耳部の把持を解除する。

クリップテンタ１７では、フィルム１３を延伸する延伸処理が行なわれる。延伸処理では、予熱工程、拡幅工程、熱緩和工程及び冷却工程が順次行われる。

（予熱工程）
図３に示すように、ガス供給機５８は、所定の温度の過熱水蒸気６０を予熱用ガス送出器５６へ送る。予熱用ガス送出器５６は、超音波振動器５６Ｖ（図４参照）を用いて、ダクト５６Ｄを振動させる。予熱工程では、ノズル５６Ｎを用いて、振動状態のダクト５６Ｄを通った過熱水蒸気６０をフィルム１３に向けて送り出す。これにより、Ｚ２方向において均一の量の過熱水蒸気６０をフィルム１３に向けて送り出すことができる。そして、振動状態のダクト５６Ｄを通った過熱水蒸気６０は、フィルム１３にあたる。

過熱水蒸気６０がフィルム１３にあたることにより、過熱水蒸気６０からの伝熱により、フィルム１３の温度は、拡幅が可能な程度にまで上昇する。また、過熱水蒸気６０がフィルム１３にあたることで、フィルム１３が水分を吸収する。この結果、フィルム１３をなす熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇが低下し、拡幅が可能な温度の下限値が低下する。これにより、拡幅工程を低温で行なうことが可能となるため、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを抑えることができる。また、過熱水蒸気６０は乾いた熱気に比べて熱伝導係数が大きいため、過熱水蒸気がフィルム１３にあたった場合は、乾いた熱気がフィルム１３にあたった場合に比べ、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきが抑えられる。

予熱工程は、例えば、溶剤含有率が０．１質量％以上４０質量％以下のフィルム１３に対して行うことが好ましく、溶剤含有率が０．１質量％以上５質量％以下のフィルム１３に対して行うことがより好ましい。

予熱工程において、フィルム１３の近傍の動圧は、例えば、１．０Ｐａ以上１５０Ｐａ以下である。

（拡幅工程）
拡幅エリア４２ＡＢのＺ１方向上流端である位置ＰＳでは、フィルム１３を方向Ｚ２へ拡幅する拡幅工程が開始する。そして、クリップ５０が耳部を把持したまま位置ＰＳから位置ＰＥへ到達すると、レール５１，５２の間隔に応じた拡幅率（例えば、５％以上５０％以下）で、フィルム１３が拡幅される。拡幅率は、位置ＰＳにおけるフィルム１３の幅をＷ１とし、位置ＰＥにおけるフィルム１３の幅をＷ２としたときに、１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１、と表される。拡幅エリア４２ＡＢのＺ１方向下流端である位置ＰＥでは、フィルム１３を方向Ｚ２へ拡幅する拡幅工程が完了する。ガス供給機６８は、所定の温度（例えば、８０℃以上２００℃以下）の温調ガス６５を拡幅用ガス送出器６６へ送る。拡幅用ガス送出器６６は、温調ガス６５をフィルム１３へあてる。温調ガス６５がフィルム１３にあたることにより、フィルム１３は、拡幅が可能な状態となる。

（熱緩和工程）
熱緩和用空調機５５Ｃは、所定の温度（例えば、８０℃以上２００℃以下）の温調ガスをフィルム１３に向けて送り出す。熱緩和用空調機５５Ｃからの温調ガスがフィルム１３にあたることにより、フィルム１３は、拡幅工程によって生じた歪みが緩和可能な状態となる。

（冷却工程）
冷却用空調機５５Ｄは、所定の温度（例えば、５０℃以上１５０℃以下）の温調ガスをフィルム１３に向けて送り出す。温調ガスがフィルム１３にあたることにより、フィルム１３の温度は、所定の温度まで下がる。

クリップテンタ１７では、予熱工程において、振動状態のダクト５６Ｄを通った過熱水蒸気６０フィルム１３にあてる。超音波振動された過熱水蒸気６０をフィルム１３にあてることにより、超音波振動されていない過熱水蒸気をフィルム１３にあてる場合に比べ、水分子がフィルム１３に吸収されやすい。その結果、フィルム１３をなす熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇが大きく低下するため、拡幅工程をより低温で行なうことが可能となる。したがって、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを、極めて低いレベルにまで抑えることができる。

更に、超音波振動された過熱水蒸気をフィルム１３にあてることにより、フィルム１３のフィルム面近傍に存在する空気層を取り除くことができる。過熱水蒸気とフィルム１３との接触を阻害する空気層を除去することにより、過熱水蒸気からフィルム１３への熱エネルギーの移動をスムーズに行なうことができるとともに、フィルム１３に水分子がより吸収されやすくなる。したがって、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを、極めて低いレベルにまで抑えることができる。

こうして、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを極めて低いレベルにまで抑えることができるため、結果として、Ｚ２方向におけるフィルム１３の光学特性のばらつきを抑えることができる。ここで、フィルム１３の光学特性とは、面内レターデーションのことをいう。

上記実施形態では、フィルム１３へ過熱水蒸気をあてる空調機を、予熱エリア４２ＡＡのみに設けたが本発明はこれに限られない。例えば、拡幅用空調機５５Ｂを用いて、フィルム１３へ過熱水蒸気をあててもよい。更に、熱緩和用空調機５５Ｃを用いて、フィルム１３へ過熱水蒸気をあててもよい。拡幅エリア４２ＡＢのフィルム１３に向けて過熱水蒸気を送り出すことにより、拡幅エリア４２ＡＢでのＺ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを抑えることができる。また、熱緩和エリア４２ＡＣのフィルム１３に向けて過熱水蒸気を送り出すことにより、環境耐久試験前後における寸法変動や各レターデーションＲｅ及びＲｔｈの変動を抑えることができる。ここで、環境耐久試験とは、高温高湿の条件（例えば、温度６０℃以上湿度９０％ＲＨ）下における耐久試験や、高温低湿度の条件（例えば、温度８０℃以上湿度１０％ＲＨ以下）下における耐久試験などである。

更に、拡幅エリア４２ＡＢにおいて、拡幅用空調機５５Ｂに代えて、予熱用空調機５５Ａと同様の構造を有する空調機を設けても良い。拡幅エリア４２ＡＢに設けられ、予熱用空調機５５Ａと同様の構造を有する空調機により、拡幅エリア４２ＡＢにあるフィルム１３へ、超音波振動された過熱水蒸気をあてることができるため、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを極めて低いレベルまで抑えることができる。同様に、熱緩和エリア４２ＡＣにおいて、熱緩和用空調機５５Ｃに代えて、予熱用空調機５５Ａと同様の構造を有する空調機を設けても良い。熱緩和エリア４２ＡＣに設けられ、予熱用空調機５５Ａと同様の構造を有する空調機により、熱緩和エリア４２ＡＣにあるフィルム１３へ、超音波振動された過熱水蒸気をあてることができるため、環境耐久試験前後における寸法変動や各レターデーションＲｅ及びＲｔｈの変動を極めて低いレベルまで抑えることができる。

上記実施形態では、超音波振動器５６Ｖをダクト５６Ｄ内に設けた（図４参照）が、本発明はこれに限られず、超音波振動器５６Ｖをノズル５６Ｎ内にて、Ｚ２方向へ延設してよい（図５参照）。例えば、超音波振動器５６Ｖをノズル５６Ｎの天面に設けることが好ましい。これにより、予熱工程において、振動状態のノズル５６Ｎを通った過熱水蒸気６０をフィルム１３へあてることができる。

また、図６に示すように、予熱用空調機５５Ａにおいて、Ｚ１方向最上流側のノズル５６Ｎは、入口４２Ａに向かって延設されることが好ましい。入口４２Ａに向かって延設されるノズル５６Ｎにより、ノズル５６Ｎから出た過熱水蒸気６０は、フィルム１３のフィルム面を沿って、入口４２Ａに向かって流れる。フィルム１３のフィルム面に沿って入口４２Ａに向かって流れる過熱水蒸気６０により、フィルム１３のフィルム面近傍を流れるケーシング４２外のガス（以下、外部ガスと称する）が入口４２Ａへ流入することを防止することができる。過熱水蒸気６０や予熱エリア４２ＡＡにあるフィルム１３よりも低温の外部ガスが入口４２Ａへ流入してしまうと、予熱エリア４２ＡＡにおけるフィルム１３の温度のばらつきが生じてしまう。したがって、フィルム１３のフィルム面に沿って入口４２Ａへ流れる過熱水蒸気６０により、予熱エリア４２ＡＡにおいて、Ｚ２方向におけるフィルム１３の温度分布のばらつきを抑えることができる。

本発明により得られるフィルム１３は、特に、位相差フィルムや偏光板保護フィルムに用いることができる。

フィルム１３の幅は、６００ｍｍ以上であることが好ましく、１４００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、本発明は、フィルム１３の幅が２５００ｍｍより大きい場合にも効果がある。またフィルム１３の膜厚は、２０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。

また、フィルム１３の面内レターデーションＲｅは、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましく、フィルム１３の厚み方向レターデーションＲｔｈは、−１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。

面内レターデーションＲｅの測定方法は次の通りである。面内レターデーションＲｅは、サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨ 王子計測（株））にて６３２．８ｎｍにおける垂直方向から測定したレターデーション値を用いた。なおＲｅは以下式で表される。
Ｒｅ＝｜ｎ１−ｎ２｜×ｄ
ｎ１は遅相軸の屈折率，ｎ２は進相軸２の屈折率，ｄはフィルムの厚み（膜厚）を表す

厚み方向レターデーションＲｔｈの測定方法は次の通りである。サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、エリプソメータ（Ｍ１５０ 日本分光（株）製）で６３２．８ｎｍにより垂直方向から測定した値と、フィルム面を傾けながら同様に測定したレターデーション値の外挿値とから下記式に従い算出した。
Ｒｔｈ＝｛（ｎ１＋ｎ２）／２−ｎ３｝×ｄ
ｎ３は厚み方向の屈折率を表す。

（熱可塑性樹脂）
上記実施形態では、熱可塑性樹脂フィルムの原料となる熱可塑性樹脂は、特に限定されず、例えば、セルロースアシレートや環状ポリオレフィン等がある。

（セルロースアシレート）
セルロースアシレートのアシル基は１種類だけでも良いし、あるいは２種類以上のアシル基が使用されていても良い。２種類以上のアシル基を用いるときは、その１つがアセチル基であることが好ましい。セルロースの水酸基をカルボン酸でエステル化している割合、すなわち、アシル基の置換度が下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の全てを満足するものが好ましい。なお、以下の式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ａ及びＢは、アシル基の置換度を表わし、Ａはアセチル基の置換度、またＢは炭素原子数３〜２２のアシル基の置換度である。なお、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）の９０重量％以上が０．１ｍｍ〜４ｍｍの粒子であることが好ましい。
（Ｉ） ２．０≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（ＩＩ） １．０≦ Ａ ≦３．０
（ＩＩＩ） ０ ≦ Ｂ ≦２．０

アシル基の全置換度Ａ＋Ｂは、２．２０以上２．９０以下であることがより好ましく、２．４０以上２．８８以下であることが特に好ましい。また、炭素原子数３〜２２のアシル基の置換度Ｂは、０．３０以上であることがより好ましく、０．５以上であることが特に好ましい。

セルロースアシレートの原料であるセルロースは、リンター，パルプのどちらから得られたものでも良い。

本発明のセルロースアシレートの炭素数２以上のアシル基としては、脂肪族基でもアリール基でも良く特に限定されない。それらは、例えばセルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどであり、それぞれさらに置換された基を有していても良い。これらの好ましい例としては、プロピオニル、ブタノイル、ペンタノイル、ヘキサノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、テトラデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイル、ｉｓｏ−ブタノイル、ｔ−ブタノイル、シクロヘキサンカルボニル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、シンナモイル基などを挙げることができる。これらの中でも、プロピオニル、ブタノイル、ドデカノイル、オクタデカノイル、ｔ−ブタノイル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、シンナモイルなどがより好ましく、特に好ましくはプロピオニル、ブタノイルである。

（溶剤）
ドープを調製する溶剤としては、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン，トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン，クロロベンゼンなど）、アルコール（例えば、メタノール，エタノール，ｎ−プロパノール，ｎ−ブタノール，ジエチレングリコールなど）、ケトン（例えば、アセトン，メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル，酢酸エチル，酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン，メチルセロソルブなど）などが挙げられる。なお、本発明において、ドープとはポリマーを溶剤に溶解または分散して得られるポリマー溶液，分散液を意味している。

これらの中でも炭素原子数１〜７のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられ、ジクロロメタンが最も好ましく用いられる。ポリマーの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械的強度など及びフィルムの光学特性などの物性の観点から、ジクロロメタンの他に炭素原子数１〜５のアルコールを１種ないし数種類混合することが好ましい。アルコールの含有量は、溶剤全体に対し２重量％〜２５重量％が好ましく、５重量％〜２０重量％がより好ましい。アルコールの具体例としては、メタノール，エタノール，ｎ−プロパノール，イソプロパノール，ｎ−ブタノールなどが挙げられるが、メタノール，エタノール，ｎ−ブタノールあるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。

ところで、最近、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない場合の溶剤組成についても検討が進み、この目的に対しては、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、炭素原子数１〜１２のアルコールが好ましく用いられる。これらを適宜混合して用いることがある。例えば、酢酸メチル，アセトン，エタノール，ｎ−ブタノールの混合溶剤が挙げられる。これらのエーテル、ケトン，エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン，エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−，−ＣＯ−，−ＣＯＯ−及び−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も、溶剤として用いることができる。

なお、セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号の［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されている。これらの記載も本発明にも適用できる。また、溶剤及び可塑剤，劣化防止剤，紫外線吸収剤（ＵＶ剤），光学異方性コントロール剤，レターデーション制御剤，染料，マット剤，剥離剤，剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開２００５−１０４１４８号の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されている。

（実験１〜２）
以下の方法により、実験１〜２を行った。各実験の詳細は、実験１について詳細に行い、実験２について、実験１と同じ箇所の説明は省略し、異なる部分の説明をする。

（実験１）
ドープ１２の調製に用いた化合物の処方を下記に示す。
セルローストリアセテート（置換度２．８６） １００ 質量部
トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ） １０ 質量部
マット剤（ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２） ０．０３質量部
の組成比からなる固形分を
ジクロロメタン ８０ 質量部
メタノール １３．５ 質量部
ｎ−ブタノール ６．５ 質量部
からなる混合溶剤に適宜添加し、攪拌溶解してドープ１２を調製した。

ドープ１２を濾紙（東洋濾紙（株）製，＃６３ＬＢ）にて濾過後さらに焼結金属フィルタ（日本精線（株）製０６Ｎ，公称孔径１０μｍ）で濾過し、さらにメッシュフイルタで濾過した後にストックタンクに入れた。

［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（ＴＡＣ）は、残存酢酸量が０．１質量％以下であり、Ｃａ含有率が５８ｐｐｍ、Ｍｇ含有率が４２ｐｐｍ、Ｆｅ含有率が０．５ｐｐｍであり、遊離酢酸４０ｐｐｍ、さらに硫酸イオンを１５ｐｐｍ含むものであった。また６位水酸基の水素に対するアセチル基の置換度は０．９１であった。また、全アセチル基中の３２．５％が６位の水酸基の水素が置換されたアセチル基であった。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、その質量平均分子量／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。

得られたドープ１２を用いて、図１に示す溶液製膜設備１０において、フィルム１３（幅２０００ｍｍ、膜厚７０μｍ）をつくった。クリップテンタ１７は、図１〜図３に示すものを用いた。予熱エリア４２ＡＡでは、超音波振動器５７Ｖによって振動しているダクト内を通った過熱水蒸気（温度１６０℃）をフィルム１３（溶剤含有率０．２質量％）へあてた。超音波振動器５７Ｖによる振動周波数は、４０ｋＨｚであった。拡幅エリア４２ＡＢでは、温調ガス（温度１５０℃）をフィルム１３へあてた。拡幅率は、２０％であった。熱緩和エリア４２ＡＣでは、温調ガス（温度１５０℃）をフィルム１３へあてた。冷却エリア４２ＡＤでは、温調ガスをフィルム１３へあて、フィルム１３の温度が８０℃になるまで、フィルム１３を冷却した。

（実験２）
実験２では、予熱エリア４２ＡＡにおいて、超音波振動器によって振動しているダクト内を通った過熱水蒸気に代えて、乾いた熱気（湿度２％ＲＨ以下、温度１８０℃）をフィルム１３へあてたこと、拡幅エリア４２ＡＢにてフィルム１３にあてた温調ガスの温度が温度１８０℃であったこと、及び熱緩和エリア４２ＡＣにてフィルム１３にあてた温調ガスの温度が温度１７０℃であったこと以外は、実験１と同様にして、フィルム１３をつくった。

（評価）
得られたフィルム１３について、次の評価を行なった。

（面内レターデーションＲｅの変動量）
ロール状のフィルム１３からサンプルフィルム（長さ１０ｍｍ）を切り出し、自動複屈折率計を用いて、サンプルフィルムの長手方向において連続的に面内レターデーションＲｅを測定した。そして、面内レターデーションＲｅの測定値のうち、最大値から最小値を減じて、面内レターデーションＲｅの変動量を得た。面内レターデーションＲｅの変動量を表１に示す。

（面内レターデーションＲｅの測定方法）
サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ 王子計測（株））にて５８９．３ｎｍにおける垂直方向から測定したレターデーション値の外挿値より次式に従い算出した。
Ｒｅ＝｜ｎＸ−ｎＹ｜×ｄ
ｎＸは、遅相軸方向における屈折率，ｎＹは進相軸方向の屈折率，ｄはフィルムの厚み（膜厚）を表す。

１０ 溶液製膜設備
１３ フィルム
１５ 流延装置
１７ クリップテンタ
４２Ｒ 搬送路
５０ クリップ
５１、５２ レール
５５ 空調機
５５Ａ 予熱用空調機
５６ 予熱用ガス送出器
５６Ｄ ダクト
５６Ｎ ノズル
５６Ｖ 超音波振動器
６０ 過熱水蒸気

Claims (12)

1. フィルム移動路の両側に配され熱可塑性樹脂フィルムの両側縁部を把持する１対の把持具と、前記１対の把持具を前記フィルム移動路に沿って移動させる把持具移動機構とを備えた延伸装置を用いて、前記熱可塑性樹脂フィルムを延伸する熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法において、
   前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向の間隔が一定の状態で移動する前記１対の把持具によって前記両側縁部が把持された前記熱可塑性樹脂フィルムへ、超音波振動器により振動状態となった被振動部材を通過した過熱水蒸気をあてる予熱工程と、
   前記予熱工程の後に行われ、前記間隔が漸増しながら移動する前記１対の把持具によって前記両側縁部が把持された前記熱可塑性樹脂フィルムへ温調ガスをあてる拡幅工程と、
   前記拡幅工程の後に行われ、前記１対の把持具によって前記両側縁部が把持された前記熱可塑性樹脂フィルムへ温調ガスをあてて、前記拡幅工程によって前記熱可塑性樹脂フィルムに生じた歪みを緩和する熱緩和工程とを有することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法。
2. 溶剤含有率が４０質量％以下の前記熱可塑性樹脂フィルムに対し前記予熱工程を行なうことを特徴とする請求項１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法。
3. 前記拡幅工程にて前記熱可塑性樹脂フィルムへあてる前記温調ガスは、過熱水蒸気であることを特徴とする請求項１または２記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法。
4. 前記熱緩和工程にて前記熱可塑性樹脂フィルムへあてる前記温調ガスは、過熱水蒸気であることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法。
5. 前記予熱工程において、前記延伸装置及び前記フィルム移動路を収容するケーシングのフィルム入口に向けて、前記過熱水蒸気を送り出すことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法。
6. 熱可塑性樹脂及び溶剤を含むドープを支持体に向けて流出して、前記ドープからなる膜を前記支持体に形成する膜形成工程と、
   前記膜に乾燥風をあてて前記膜から前記溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、
   前記膜乾燥工程を経た前記膜を前記支持体から剥ぎ取って前記熱可塑性樹脂フィルムを得る剥取工程とを有し、
   請求項１ないし５のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸方法を前記熱可塑性樹脂フィルムに対し行なうことを特徴とする溶液製膜方法。
7. 予熱エリア、拡幅エリア、及び熱緩和エリアの順に熱可塑性樹脂フィルムが通るように設定されたフィルム移動路の両側に配され、前記予熱エリアにおける前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向の間隔が前記熱可塑性樹脂フィルムの移動方向上流側から下流側に向かって一定であり、前記拡幅エリアにおける前記間隔が前記移動方向上流側から下流側に向かって漸増する１対のレールと、
   前記１対のレールに沿って移動し、前記熱可塑性樹脂フィルムの両側縁部を把持可能な１対の把持具と、
   前記予熱エリアに設けられ、前記予熱エリアにある前記熱可塑性樹脂フィルムへ過熱水蒸気をあてる予熱用ガス送出器とを備え、
   前記予熱用ガス送出器は、
   前記過熱水蒸気が流通するダクトと、
   前記ダクトのうち前記フィルム移動路の対向部に形成され、前記フィルム移動路に向けて前記過熱水蒸気を先端から送り出すノズルと、
   前記過熱水蒸気を振動させる超音波振動器とを有することを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置。
8. 前記ノズルの先端は、前記フィルム移動路、前記１対のレール、前記１対の把持具、及び前記予熱用ガス送出器を収容するケーシングのフィルム入口に向かって延設されたことを特徴とする請求項７記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置。
9. 前記超音波振動器は前記ダクトに取り付けられたことを特徴とする請求項７または８記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置。
10. 前記超音波振動器は前記ノズルに取り付けられたことを特徴とする請求項７ないし９のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置。
11. 前記拡幅エリアに設けられ、前記拡幅エリアにある前記熱可塑性樹脂フィルムへ過熱水蒸気をあてる拡幅用ガス送出器を備えたことを特徴とする請求項７ないし１０のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置。
12. 前記熱緩和エリアに設けられ、前記熱緩和エリアにある前記熱可塑性樹脂フィルムへ過熱水蒸気をあてる熱緩和用ガス送出器を備えたことを特徴とする請求項７ないし１１のうちいずれか１項記載の熱可塑性樹脂フィルムの延伸装置。

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