JP7037950B2 - フィルム延伸装置および位相差フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
1つの実施形態において、上記フィルムの端辺から20mm以上離間した箇所を上記クリップで把持する。
1つの実施形態において、上記上側把持部材の底面および上記下側把持部材の上面との重なりによって規定されるフィルム把持面の上記クリップの走行方向と直交する方向における長さが、15mm以上である。
1つの実施形態において、上記上側把持部材の底面および上記下側把持部材の上面との重なりによって規定されるフィルム把持面の上記クリップの走行方向における長さが、20mm以上である。
1つの実施形態において、上記上側把持部材の底面および上記下側把持部材の上面の形状が、円形である。
本発明の別の局面によれば、延伸対象のフィルムの左右端部を、それぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること、該フィルムを予熱すること、該左右のクリップの少なくとも一方のクリップピッチを変化させて、該フィルムを斜め延伸すること、および該フィルムを把持するクリップを開放すること、を含む、位相差フィルムの製造方法が提供される。該製造方法において、該クリップは、該フィルムの端部を挟み込んで把持する上側把持部材と下側把持部材とを有し、該斜め延伸時に、該上側把持部材の底面および該下側把持部材の上面を延伸方向に追従するように回転させる。
1つの実施形態において、上記製造方法は、上記クリップ式フィルム延伸装置を用いて行われる。
1つの実施形態において、上記斜め延伸が、横延伸を含む。
本発明の別の局面によれば、クリップ本体と、該クリップ本体に装着され、把持対象のフィルムをそれぞれ上側および下側から把持する上側把持部材および下側把持部材と、を有し、該上側把持部材の底面および該下側把持部材の上面がそれぞれ、該フィルムの主面に対して垂直な軸まわりに回転可能に構成されている、クリップが提供される。
本発明の1つの局面によれば、延伸対象のフィルムの左右端部(幅方向の端部)を把持して延伸ゾーンを通過走行するとともに、該通過走行に伴って少なくとも一方の縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップを有する、クリップ式フィルム延伸装置が提供される。以下、本発明のフィルム延伸装置の1つ実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
このような構成とすることにより、下側把持部材22がクリップ本体21に取り付けられた際に、下側押さえ部22a(結果として、下側把持部材22の上面)は、装着軸22cを中心としてフィルムの主面に対して垂直な軸まわりに回転することができる。なお、下側把持部材の構成は、上記図示例に限定されない。例えば、図示例のように、下側把持部材の上面の全体が回転する構成であってもよく、図示例とは異なり、底面の一部のみ、より具体的には外縁部(径方向外側部分)のみが回転する構成であってもよい。
本発明の別の局面によれば、延伸対象のフィルムの左右端部を、それぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること(把持工程)、該フィルムを予熱すること(予熱工程)、該左右のクリップの少なくとも一方のクリップピッチを変化させて、該フィルムを斜め延伸すること(斜め延伸工程)、および該フィルムを把持するクリップを開放すること(開放工程)、を含む、位相差フィルムの製造方法が提供される。該位相差フィルムの製造方法においては、フィルムの端部を挟み込んで把持する上側把持部材と下側把持部材とを有するクリップを使用し、斜め延伸時に、該上側把持部材の底面および該下側把持部材の上面を延伸方向に追従するように回転させる。これにより、クリップ周縁部における応力の集中および応力の不均衡な集中を低減できる。その結果、クリップ周縁部を起点としたフィルムの破断が抑制され得る。また、該位相差フィルムの製造方法は、上記A項に記載の延伸装置を用いることにより、好適に行われる。以下、上記A項に記載の延伸装置を用いた実施形態を具体例として、各工程について詳細に説明する。なお、本明細書において、「縦方向のクリップピッチ」(単にクリップピッチ)と称される場合がある)とは、縦方向に隣接するクリップの走行方向における中央間距離(より具体的には、フィルム把持面の走行方向における中央間距離)を意味し、図8のPで表される距離である。
延伸対象となるフィルムは、まず、把持ゾーンA(延伸装置100のフィルム取り込みの入り口)において、左右の無端ループ10L、10Rのクリップ20によって、その両端部を互いに等しい一定のクリップピッチ、あるいは、互いに異なるクリップピッチで把持される。把持工程における左右のクリップのクリップピッチは、所望の位相差、軸角度等に応じて適切に設定され得る。該クリップピッチは、例えば50mm~180mmであり得る。なお、本明細書において、フィルムの端部とは、フィルム端辺からフィルム全幅の1割の領域を意味する。
予熱ゾーンBにおいては、左右の無端ループ10L、10Rは、上記のとおり延伸対象となるフィルムの初期幅に対応する離間距離で互いに略平行となるよう構成されているので、基本的には横延伸も縦延伸も行わず、フィルムが加熱される。ただし、予熱によりフィルムのたわみが起こり、オーブン内のノズルに接触するなどの不具合を回避するために、わずかに左右クリップ間の距離(幅方向の距離)を広げてもよい。
延伸ゾーンCにおいては、左右のクリップ20の少なくとも一方の縦方向のクリップピッチを変化させて、フィルムを斜め延伸する。より具体的には、延伸ゾーンCを通過走行する間に、左右のクリップ20の少なくとも一方の縦方向のクリップピッチを変化させることにより、一方のクリップを先行走行させるとともに他方のクリップを後行走行させて、フィルムを斜め延伸する。代表的には、延伸ゾーンCの終端部、すなわち、斜め延伸終了時における左右のクリップのクリップピッチの変化率(斜め延伸終了時のクリップピッチ/斜め延伸前のクリップピッチ)は互いに略等しい。
W1は、第1の斜め延伸前のフィルム幅、
W3は、第2の斜め延伸後のフィルム幅、
v3’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップに関して、該クリップのクリップピッチが第2の斜め延伸工程で所定のクリップピッチに変化した際のクリップ移動速度、
t3は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップが、予熱ゾーンに入ってから、第2の斜め延伸工程が終了するまでの時間、
t3’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップが、予熱ゾーンに入ってから、第2の斜め延伸工程が終了するまでの時間
を表す。)
v2’=v3’の場合は、上記t3は下記式(2)、上記t’3は下記式(3)で表され、
v2’>v3’の場合は、上記t3は下記式(4)、上記t’3は下記式(5)で表される。
a1=(v2-v3)/(L2-L3)、
b1=v3-a1*L3、
a=(v1-v2)/(L1-L2)、
b=v2-a*L2であり、
v1は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップが予熱ゾーンを通過する際のクリップ移動速度、
v2は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップに関して、該クリップのクリップピッチが第1の斜め延伸工程で所定のクリップピッチ(図9および図10を用いた説明におけるP3に対応する)に減少した際のクリップ移動速度、
v3は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップに関して、該クリップのクリップピッチが第2の斜め延伸工程で所定のクリップピッチ(図9および図10を用いた説明におけるP2に対応する)に増大した際のクリップ移動速度であり、
L1は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップがクリップピッチを減少し始めるまでの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から予熱ゾーン出口までの距離)、
L2は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップがクリップピッチを増大し始める箇所までの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から第1の斜め延伸ゾーン出口までの距離)、
L3は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを減少させる方のクリップがクリップピッチを増大し終わる箇所までの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から第2の斜め延伸ゾーン出口までの距離)
である。)
a’=(v1’-v2’)/(L1’-L2’)、
b’=v3’-a’*L2’であり、
v1’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップが予熱ゾーンを通過する際のクリップ移動速度、
v2’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップに関して、該クリップのクリップピッチが第1の斜め延伸工程で所定のクリップピッチ(図9および図10を用いた説明におけるP2に対応する)に増大した際のクリップ移動速度、
v3’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップに関して、該クリップが第2の斜め延伸ゾーンを通過する際のクリップ移動速度であり、
L1’は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップがクリップピッチを増大し始めるまでの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から予熱ゾーン出口までの距離)、
L2’は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップがクリップピッチを増大し終わる箇所までの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から第1の斜め延伸ゾーン出口までの距離)、
L3’は、予熱ゾーン入口から、第2の斜め延伸ゾーン出口までの距離
である。)
a’=(v1’-v2’)/(L1’-L2’)、
b’=v2’-a’*L2’、
a’’=(v2’-v3’)/(L2’-L3’)、
b’’=v3’-a’’*L3’であり、
v1’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップが予熱ゾーンを通過する際のクリップ移動速度、
v2’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップに関して、該クリップのクリップピッチが第1の斜め延伸工程で所定のクリップピッチ(図9および図10を用いた説明におけるP2に対応する)に増大した際のクリップ移動速度、
v3’は、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップに関して、該クリップのクリップピッチが第2の斜め延伸工程で所定のクリップピッチに減少した際のクリップ移動速度であり、
L1’は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップがクリップピッチを増大し始める箇所までの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から予熱ゾーン出口までの距離)、
L2’は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップがクリップピッチを増大し終わる箇所までの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から第1の斜め延伸ゾーン出口までの距離)、
L3’は、予熱ゾーン入口から、第1の斜め延伸工程でクリップピッチを増大させる方のクリップが第2の斜め延伸工程でクリップピッチを所定のクリップピッチに減少し終わる箇所までの距離(1つの実施形態においては、予熱ゾーン入口から第2の斜め延伸ゾーン出口までの距離)である。)
最後に、フィルムを把持するクリップを開放して、位相差フィルムが得られる。通常、フィルムをTg以下まで冷却した後にクリップを開放する。必要に応じて、フィルムを熱処理して延伸状態を固定し、冷却した後にクリップを開放する。
本発明の製造方法に好適に用いられるフィルムとしては、位相差フィルムとして用いられ得る任意の適切な長尺状のフィルムが挙げられる。延伸対象のフィルムの幅は、例えば300mm以上、好ましくは500mm以上、より好ましくは500mm~2000mmである。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG-205 type pds-2」)を用いて測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg)
JIS K 7121に準じて測定した。
(ポリエステルカーボネート樹脂フィルムの作製)
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重合を行った。ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン 29.60質量部(0.046mol)、ISB 29.21質量部(0.200mol)、SPG 42.28質量部(0.139mol)、DPC 63.77質量部(0.298mol)及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2質量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネートを水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。得られたポリエステルカーボネート樹脂のTgは、140℃であった。
上記のようにして得られた長尺状のポリエステルカーボネート樹脂フィルムを、図1~図5に示すようなクリップ式フィルム延伸装置を用いて斜め延伸を行った。該延伸装置に取り付けられたクリップの上側把持部材および下側把持部材の各押さえ部はそれぞれ、図6(a)および図6(b)に示す構成を有していた。具体的には、各押さえ部がフィルムの主面に対して垂直な軸まわりに回転可能に構成されており、その平面視形状はいずれも、円形(φ29mm)であった。また、装着軸の下端の直径は8mmであった。
次いで、ポリエステルカーボネート樹脂フィルム(厚み150μm、幅(W1)765mm)を予熱ゾーンBで145℃に予熱した。予熱ゾーンBにおいては、左右のクリップのクリップピッチ(P1)は150mmであった。次に、フィルムが第1の斜め延伸ゾーンC1に入ると同時に、右側クリップのクリップピッチの増大および左側クリップのクリップピッチの減少を開始した。第1の斜め延伸ゾーンC1の終端部における右側クリップのクリップピッチの変化率(P2/P1)は1.42であり、左側クリップのクリップピッチの変化率(P3/P1)は0.72であった。第1の斜め延伸後のフィルム幅(W2)は1092mmであった(TD延伸倍率(W2/W1)=1.45倍)。
次に、フィルムが第2の斜め延伸ゾーンC2に入ると同時に、左側クリップのクリップピッチの増大を開始し、P3からP2まで増大させるべく、第2の斜め延伸ゾーンC2における左側クリップのクリップピッチの変化率(P2/P3)を1.97と設定した。一方、右側クリップのクリップピッチは、第2の斜め延伸ゾーンC2においてP2のまま維持した。また、上記第1の斜め延伸工程および第2の斜め延伸工程における幅方向への延伸倍率(W3/W1)は、1.9倍と設定した。
しかし、第2の斜め延伸工程の途中でフィルムが破断した。延伸機出口より、フィルムの様子を観察し、破断が生じた位置に基づいて破断した箇所のMD倍率、TD倍率を特定した。破断した箇所のMD倍率およびTD倍率に基づいて、かつ、上記式(1)を用いて破断時の斜め延伸倍率を算出した。フィルム破断時の延伸倍率を表1に示す。
各押さえ部がフィルムの主面に対して垂直な軸まわりに回転不能であり、その平面視形状がいずれも、矩形(21.5mm×2mm)である上側把持部材および下側把持部材を有するクリップを備えたフィルム延伸装置を用いたこと以外は実施例1と同様にしてフィルムが破断するまで斜め延伸し、破断時の斜め延伸倍率を算出した。フィルム把持面の形状は、掴み代が2mm、掴み長さが21.5mmの矩形であった。また、フィルムの破断は、クリップ周縁部を起点として生じていた。フィルム破断時の延伸倍率を表1に示す。
各押さえ部がフィルムの主面に対して垂直な軸まわりに回転不能である上側把持部材および下側把持部材を有するクリップを備えたフィルム延伸装置を用いたこと以外は実施例1と同様にしてフィルムが破断するまで斜め延伸し、破断時の斜め延伸倍率を算出した。フィルム把持面の形状は、円形(φ29mm)であった。また、フィルムの破断は、クリップ周縁部を起点として生じていた。フィルム破断時の延伸倍率を表1に示す。
表1に示されるとおり、上側把持部材の底面および下側把持部材の上面が、フィルムの主面に対して垂直な軸まわりに回転可能に構成されているクリップ式フィルム延伸装置を用いて斜め延伸を行うことにより、クリップ周縁部を起点としたフィルムの破断が抑制されて、より高い延伸倍率で延伸できる。
10R 無端ループ
20 クリップ
22 下側把持部材
22a 下側押さえ部
22b 軸受
22c 装着軸
22d 軸受
26 上側把持部材
26a 上側押さえ部
26b 軸受
26c 装着軸
26d 軸受
28 フィルム把持面
30 クリップ担持部材
70 基準レール
90 ピッチ設定レール
100 延伸装置
200 フィルム
Claims (7)
- 延伸対象のフィルムの左右端部を、それぞれ、縦方向のクリップピッチが変化する可変ピッチ型の左右のクリップによって把持すること、該フィルムを予熱すること、該左右のクリップの少なくとも一方のクリップピッチを変化させて、該フィルムを斜め延伸すること、および該フィルムを把持するクリップを開放すること、を含む、位相差フィルムの製造方法であって、
該クリップは、該フィルムの端部を挟み込んで把持する上側把持部材と下側把持部材とを有し、
該クリップで該フィルムを把持する際に、該上側把持部材の底面および該下側把持部材の上面のフィルム幅方向内方の端辺が、平面視において同じ位置になるように重なり、
該斜め延伸時に、該上側把持部材の底面および該下側把持部材の上面を延伸方向に追従するように回転させる、位相差フィルムの製造方法。 - 前記フィルムの端辺から20mm以上離間した箇所を前記クリップで把持する、請求項1に記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記上側把持部材の底面および前記下側把持部材の上面との重なりによって規定されるフィルム把持面の前記クリップの走行方向と直交する方向における長さが、15mm~60mmである、請求項1または2に記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記上側把持部材の底面および前記下側把持部材の上面との重なりによって規定されるフィルム把持面の前記クリップの走行方向における長さが、20mm~80mmである、請求項1から3のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記上側把持部材の底面および前記下側把持部材の上面の形状が、円形である、請求項1から4のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記斜め延伸が、横延伸を含む、請求項1から5のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。
- 前記フィルムを構成する材料が、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂またはポリエステルカーボネート系樹脂を含む、請求項1から6のいずれかに記載の位相差フィルムの製造方法。
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