JP7180280B2 - フィルム、積層体、およびフィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム、積層体、およびフィルムの製造方法に関する。
一般にプラスチックフィルムは、軽量である、化学的に安定である、加工がしやすい、柔軟で強度がある、大量生産が可能、などの性質があり、様々なものに利用されている。その用途としては、例えば、食料品や医薬品等を包装する包装材や、点滴パック、買い物袋、ポスター、テープ、液晶テレビ等に利用される光学フィルム、保護フィルム、窓に貼合するウィンドウフィルム、ビニールハウス、建装材等々、多岐にわたる。具体的な材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリルポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミドなどの熱硬化性樹脂などが挙げられる。
用途により適正なプラスチック材料が選択され、さらに、それらを複数種類重ね、積層体とすることもなされている。また、複数のプラスチック材料を１つの層中に混ぜることで、単一材料の欠点を補うようにした用い方もある。多くの場合、耐熱性や機械強度、もしくは透明性などにより適正なフィルム材料を選択している。さらに特許文献１に示すように、プラスチックシートの表面に凹凸などの意匠を施すことも行われている。
ところで、プラスチックフィルムの機械特性は、一般的には材料や層構成により決まってしまう。このため、強度重視の材料では伸度が小さくなる傾向があり、高い強度を有しつつ十分な伸度を確保できるフィルム材料が切望されている。また、基材に蒸着層を積層したバリア性包装材は、延伸すると、すぐに蒸着層に亀裂が生じてバリア性が消失してしまうという課題があり、蒸着層の破壊を抑制しつつ伸度を確保したフィルム材料も切望されている。
また、なるべく少ない樹脂材料で曲げ強度などの機械物性の向上を図ることが切望されている。例えば、ポリ乳酸のフィルムは強度があり、生分解性を有することから環境保護の観点からも注目を集めているが、比較的伸度が低く耐衝撃性に劣るため用途が制限されている。
このように、強度と伸度とを両立できるフィルム材料の要請に対し、複数材料の混合や、複数種のフィルムの貼り合わせ等による対応策が検討されているが、手間やコストがかかる一方で、十分な効果を得ることは難しいというのが現状である。
また、なるべく少ない樹脂材料で曲げ強度などの機械物性の向上を図ることが切望されている。例えば、ポリ乳酸のフィルムは強度があり、生分解性を有することから環境保護の観点からも注目を集めているが、比較的伸度が低く耐衝撃性に劣るため用途が制限されている。
このように、強度と伸度とを両立できるフィルム材料の要請に対し、複数材料の混合や、複数種のフィルムの貼り合わせ等による対応策が検討されているが、手間やコストがかかる一方で、十分な効果を得ることは難しいというのが現状である。
かかる従来技術の問題点に鑑みて、本発明は、製造時の手間やコストを抑えつつ、プラスチック材料に関わらず曲げ強度や伸度が良好であるフィルム、これを用いた積層体、およびフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、
フィルムの表面及び裏面が、少なくとも１つ以上の区画に区分されており、
前記区画は、前記区画を区分する縁を有し、
前記区画の少なくとも１つにおいて、
前記区画の表面において、前記縁と前記縁の間で延在する山状の表面稜線及び谷状の表面稜線を有し、
前記区画の裏面において、前記表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有し、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、前記フィルムの厚さよりも大きく、
前記フィルムの厚さが５００μｍ以下であり、
前記表面稜線に沿った第１の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第１切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントは、前記第１の方向に直交する第２の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第２切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントよりも小さく、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線は、それぞれ曲線であること
を特徴とするフィルムである。
本発明の一つの態様は、
フィルムの表面及び裏面が、少なくとも１つ以上の区画に区分されており、
前記区画は、前記区画を区分する縁を有し、
前記区画の少なくとも１つにおいて、
前記区画の表面において、前記縁と前記縁の間で延在する山状の表面稜線及び谷状の表面稜線を有し、
前記区画の裏面において、前記表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有し、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、前記フィルムの厚さよりも大きく、
前記フィルムの厚さが５００μｍ以下であり、
前記表面稜線に沿った第１の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第１切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントは、前記第１の方向に直交する第２の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第２切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントよりも小さく、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の間隔がランダムであること
を特徴とするフィルムである。
フィルムの表面及び裏面が、少なくとも１つ以上の区画に区分されており、
前記区画は、前記区画を区分する縁を有し、
前記区画の少なくとも１つにおいて、
前記区画の表面において、前記縁と前記縁の間で延在する山状の表面稜線及び谷状の表面稜線を有し、
前記区画の裏面において、前記表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有し、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、前記フィルムの厚さよりも大きく、
前記フィルムの厚さが５００μｍ以下であり、
前記表面稜線に沿った第１の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第１切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントは、前記第１の方向に直交する第２の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第２切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントよりも小さく、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線は、それぞれ曲線であること
を特徴とするフィルムである。
本発明の一つの態様は、
フィルムの表面及び裏面が、少なくとも１つ以上の区画に区分されており、
前記区画は、前記区画を区分する縁を有し、
前記区画の少なくとも１つにおいて、
前記区画の表面において、前記縁と前記縁の間で延在する山状の表面稜線及び谷状の表面稜線を有し、
前記区画の裏面において、前記表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有し、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、前記フィルムの厚さよりも大きく、
前記フィルムの厚さが５００μｍ以下であり、
前記表面稜線に沿った第１の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第１切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントは、前記第１の方向に直交する第２の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第２切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントよりも小さく、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の間隔がランダムであること
を特徴とするフィルムである。
本発明によれば、製造時の手間やコストを抑えつつ、プラスチック材料に関わらず曲げ強度や伸度が良好であるフィルム、これを用いた積層体、およびフィルムの製造方法を提供することが出来る。
以下に、図面を参照して本発明にかかるフィルムの実施形態について説明する。なお、各図は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状等は理解を容易にするために適宜誇張して示している。また、説明を簡単にするため、各図の対応する部位には同じ符号を付している。本明細書で用いる表面と裏面とは便宜上の記載であり、フィルムにおける一対の面のいずれを表面または裏面としてもよい。
本明細書で用いる「区画」とは、フィルムの表面または裏面に設けられた領域を示す用語であり、それぞれの区画の最外周を「縁」と称する。一連のフィルムに存在する、区画は1つでも良いし、複数であっても良い。複数の区画が存在する場合には、それぞれの区画の縁は相互に接していても良いし、離間していても良い。縁については、縁に固有の形状や領域が存在している必要は無いが、存在していても良い。
本明細書で用いる「区画」とは、フィルムの表面または裏面に設けられた領域を示す用語であり、それぞれの区画の最外周を「縁」と称する。一連のフィルムに存在する、区画は1つでも良いし、複数であっても良い。複数の区画が存在する場合には、それぞれの区画の縁は相互に接していても良いし、離間していても良い。縁については、縁に固有の形状や領域が存在している必要は無いが、存在していても良い。
（フィルムの構成）
図１は、本実施形態のフィルムにおける断面図の一例を示す断面図であり、図２は斜視図であって、フィルムは図の左右方向に延在しているものとする。本実施形態にかかるフィルムは、表裏面に周期的な凹凸構造を有する。かかる凹凸構造は、以下に述べるように山状稜線と谷状稜線とを有する。「稜線」とは面と面との境界線をいい、より具体的には凹凸構造の表面断面又は裏面断面における線の交点又は変曲点を複数の断面ごとに求め、各々を繋いで得られる線をいう。
図１は、本実施形態のフィルムにおける断面図の一例を示す断面図であり、図２は斜視図であって、フィルムは図の左右方向に延在しているものとする。本実施形態にかかるフィルムは、表裏面に周期的な凹凸構造を有する。かかる凹凸構造は、以下に述べるように山状稜線と谷状稜線とを有する。「稜線」とは面と面との境界線をいい、より具体的には凹凸構造の表面断面又は裏面断面における線の交点又は変曲点を複数の断面ごとに求め、各々を繋いで得られる線をいう。
図１、２に示されるように、フィルム１は、単一区画としての表面２において、紙面垂直方向の一縁側から他縁側にわたって平行に延在するストレートな山状稜線２ａと谷状稜線２ｂとを交互に等間隔で有しており、また単一区画としての裏面３において、山状稜線２ａと谷状稜線２ｂとに対応する位置（厚さ方向に略一致する位置）に、紙面垂直方向の一縁側から他縁側にわたって平行に延在するストレートな谷状稜線３ａと山状稜線３ｂとを交互に等間隔で有している。なお、表面に設けた稜線２ａ、２ｂを表面稜線といい、裏面に設けた稜線３ａ、３ｂを裏面稜線として、互いを区別することもある。
図１、２に示すように、フィルム１はいわゆる蛇腹状になっている。この形状を付加することにより、フィルム１の曲げ強度や伸び性を高める効果がある。山状稜線２ａと谷状稜線２ｂのピッチＰは等しくてもよいし、異なっていてもよく、谷状稜線３ａと山状稜線３ｂのピッチも同様である。また、山状稜線２ａと谷状稜線２ｂ及び谷状稜線３ａと山状稜線３ｂは、図１，２で上方から見て、表面２及び裏面３の側縁に対して直交しているが、角度付けされていてもよい。山状稜線２ａと谷状稜線２ｂまたは谷状稜線３ａと山状稜線３ｂとの高さ方向の距離を、フィルムの高低差という。本実施形態のフィルム１の高低差Ｈは、フィルム１の厚みＴよりも大きいと好ましい。
（フィルムの作用）
本実施形態にかかるフィルム１によれば、いわゆる蛇腹状の構造をとるため、通常のフラットなフィルムと比較し、曲げ剛性を向上させることができる。また、表面のみの凹凸構造を持つようなフィルムと比較し、同じ樹脂量であれば、山谷形状の高低差を高くすることができるため、より曲げ剛性を向上させることができる。言い換えれば、等しい曲げ剛性を確保するのに少ない樹脂量で実現できるため、安価に製造することが可能となる。
本実施形態にかかるフィルム１によれば、いわゆる蛇腹状の構造をとるため、通常のフラットなフィルムと比較し、曲げ剛性を向上させることができる。また、表面のみの凹凸構造を持つようなフィルムと比較し、同じ樹脂量であれば、山谷形状の高低差を高くすることができるため、より曲げ剛性を向上させることができる。言い換えれば、等しい曲げ剛性を確保するのに少ない樹脂量で実現できるため、安価に製造することが可能となる。
ここで曲げ剛性は、フィルム１に使用する材料のヤング率と、フィルム１の形状により決定される断面２次モーメント、との積で与えられることが一般的に知られている。フィルム１に別の新たな性能が求められる場合、使用可能な材料が限定される。そのため、断面２次モーメントを向上させることが、曲げ剛性に効果的であるといえる。
フィルムの断面において水平線をＸ軸とした場合、フィルム断面の微小面積要素ｄＡと、微小要素のＸ軸からの距離ｙから、Ｘ軸に関する断面２次モーメントＩは下記の式（１）で表される。
Ｉ＝∫ｙ２ｄＡ ・・・（１）
式（１）によれば、微小要素がある一定の箇所に密集して配置されるより、任意の方向に対して広がった形状を有する方（ここではＸ軸からの値ｙが大きい方）が断面２次モーメントＩの値が大きくなることを示している。
本実施形態にかかるフィルム１では、蛇腹状の構造をとるため、同じ樹脂量を使用した場合、表面のみの凹凸構造よりも高低差の大きいフィルム１を作製可能となり、式（１）における断面２次モーメントＩを大きくすることが可能となり、曲げ剛性が向上するものである。
また、本実施形態にかかるフィルム１のうちの一部によれば、伸び性を備えることができる。例えば、図１のような１方向に山状形状が延在するフィルムや、ミウラ折で代表されるような２方向に山状形状があるものの一部では、図１の左右方向、すなわち周期的な凹凸構造の並び方向に引っ張っていくと、まず、主に凹凸構造が潰れて広がる段階（あまり力をかけずに伸びる領域）と、潰れた凹凸構造がさらに引き伸ばされてほぼフラットになる段階（力がかかって伸びる領域）を経て、降伏点に到達する。さらに引っ張り続けると塑性変形が発生し、ネッキングが起こることで最終的に破断点に到達する。ここで、ネッキングとは、引っ張られるフィルムの幅全体が均一に伸びるのではなく、局所的にくびれを生じる現象を指す。一方、通常のフラットなフィルムでは、フィルムが伸び始めてから短い距離でのみ弾性変形が生じ、すぐに降伏点に到達する。さらに引っ張り続けると塑性変形が発生し、ネッキングが起こることで最終的に破断点に到達する。そのため、本実施形態のフィルム１は、上述のように複数の段階からなる形状変形を行うことで、通常のフィルムに比較して容易に伸ばすことができるといえる。この形状変形領域では、同じ伸度を得るのに必要な力は小さくできる。ただし最終的には凹凸が潰れてフラット状態になり、フィルム材料の特性値が支配的になるため、破断強度は同じ厚みのフィルムとほぼ同等である。このとき、フィルムの高低差Ｈがフィルム１の厚みＴよりも大きいことで、上記のように形状変形を生じさせることができ、伸びる効果を得ることができる。フィルムの高低差Ｈがフィルム１の厚みＴよりも小さい場合は、引っ張った際に形状変形が生じなくなってしまう。
このようにして、一般的に曲げ強度や伸度が低いとされる材料で作られたフィルムであっても、形状に工夫を与えることより高剛性や高い伸び性にすることができる。つまり、ある方向におけるフィルムの曲げ強度と、別の方向におけるフィルムの伸度とを同時に確保することができる。
このときフィルム断面の形状、つまりフィルム１の表面２や裏面３の凹凸構造の形状を適切に制御することにより、任意の伸び性を得ることができる。例えば、フィルムを破断させずに大きく伸ばすようにしたい場合には、凹凸構造の山谷の高低差Ｈを大きくし、稜線頂部または稜線谷部は丸みをあまり帯びないようにするなどの調整を行うとよい。また、フィルム１の表面２や裏面３の凹凸構造の山谷の高低差Ｈを大きくすることで、フィルムの曲げ強度を向上させることができる。
本実施形態にかかる高い伸び性を持つフィルム１は、引張時の初期においては、フィルム全体は、形状が変化することにより伸び性を向上させることができる。つまり、通常のフラットな面を持つフィルムのように、引っ張り当初の段階から材料自身が伸びることでフィルムが伸びているわけではない。本実施形態に係るフィルムにおいては、凹凸構造の並び方向に引っ張った場合は、引っ張り当初において、凹凸構造に局所的な歪み（伸びや縮み）が生じ、それにより形状が変化することで、大きな伸び性を得ることができる。そのため、凹凸構造の形状を適切に設定することで、フィルム全体の伸びを自在に調整することが出来る。
凹凸構造は、図１で示した周期的な三角形状である必要はなく、波形でも良いし、矩形形状でも良く、適時変更できる。この形状により、上述のフィルム全体の伸び及び局所的な歪みが決定される。さらに、山状稜線と谷状稜線は、必ずしも明瞭に視認できるものでなくてもよい。たとえば図３に示すように、波状の周期断面形状を持つフィルム１を想定する。かかるフィルム１において、山状稜線は凸断面における頂点（変曲点）Ｐ１を通り、紙面垂直方向に延在する直線とし、谷状稜線は、山上稜線に対向する位置で凹断面における頂点（変曲点）Ｐ２を通り、紙面垂直方向に延在する直線とすることができる。
（フィルムの応力と歪み）
図４（ａ）は、例えば図３に示すような高い伸び性を持つフィルム１における凹凸構造の１ピッチ分につき、図の左右方向に引っ張った場合の局所的な歪み量を計算して図示した図であり、図４（ｂ）は、比較例としてフラットな従来のフィルムを、図の左右方向に引っ張った場合の局所的な歪み量を計算して図示した図である。かかる計算には、汎用非線形有限要素解析ソリューションＭａｒｃ(登録商標)を用いた。図４に示すフィルム断面において、白からグレー、さらに黒になるにつれて歪が大きくなっていることを示す。上記計算結果を比較すると、図４（ｂ）に示すようにフラットなフィルムの場合、引っ張り応力は一様である。これに対し、図４（ａ）に示すように本実施形態のフィルム１では、頂点を挟んだ両側において高い歪を発生する箇所が生じており、そのため、それ以外のフィルムの部位における引っ張り応力を低減させる効果があることがわかる。
図４（ａ）は、例えば図３に示すような高い伸び性を持つフィルム１における凹凸構造の１ピッチ分につき、図の左右方向に引っ張った場合の局所的な歪み量を計算して図示した図であり、図４（ｂ）は、比較例としてフラットな従来のフィルムを、図の左右方向に引っ張った場合の局所的な歪み量を計算して図示した図である。かかる計算には、汎用非線形有限要素解析ソリューションＭａｒｃ(登録商標)を用いた。図４に示すフィルム断面において、白からグレー、さらに黒になるにつれて歪が大きくなっていることを示す。上記計算結果を比較すると、図４（ｂ）に示すようにフラットなフィルムの場合、引っ張り応力は一様である。これに対し、図４（ａ）に示すように本実施形態のフィルム１では、頂点を挟んだ両側において高い歪を発生する箇所が生じており、そのため、それ以外のフィルムの部位における引っ張り応力を低減させる効果があることがわかる。
（フィルムの全体の伸びと局所的な歪みの最大値との関係）
図５は、フィルムの凹凸構造の形状を変えた場合における、全体の伸びと局所的な歪みの最大値との関係を示したものであり、縦軸が局所的な歪みの最大値であり、横軸がフィルム全体の伸びであって、点線で示す凹凸構造を持たない（形状なし）フィルムを比較例としている。また、図５の演算で用いた高い伸び性を持つフィルム１の断面形状を、図６に示す。図６（ａ）に示す形状Ａは、凹凸構造の山谷の高低差Ｈが比較的大きく、図６（ｃ）に示す形状Ｃは、凹凸構造の山谷の高低差Ｈが比較的小さく（ただしフィルム厚さより大きく）なっており、図６（ｂ）に示す形状Ｂは、凹凸構造の山谷の高低差Ｈがその中間程度である。図５より、本実施形態の高い伸び性を持つフィルム１は、その凹凸構造により全体の伸びと局所的な歪みの最大値の関係が大きく変化することが分かる。
図５は、フィルムの凹凸構造の形状を変えた場合における、全体の伸びと局所的な歪みの最大値との関係を示したものであり、縦軸が局所的な歪みの最大値であり、横軸がフィルム全体の伸びであって、点線で示す凹凸構造を持たない（形状なし）フィルムを比較例としている。また、図５の演算で用いた高い伸び性を持つフィルム１の断面形状を、図６に示す。図６（ａ）に示す形状Ａは、凹凸構造の山谷の高低差Ｈが比較的大きく、図６（ｃ）に示す形状Ｃは、凹凸構造の山谷の高低差Ｈが比較的小さく（ただしフィルム厚さより大きく）なっており、図６（ｂ）に示す形状Ｂは、凹凸構造の山谷の高低差Ｈがその中間程度である。図５より、本実施形態の高い伸び性を持つフィルム１は、その凹凸構造により全体の伸びと局所的な歪みの最大値の関係が大きく変化することが分かる。
例えば図６（ａ）の形状Ａのように凹凸構造の山谷の高低差Ｈを比較的大きくすることで、図５に示すように、フィルム全体の伸びを局所的な歪みよりも小さくすることが出来る。形状Ａを採用したフィルムでは、例えば表面に硬い層をコーティング（例えば、蒸着やハードコート）した状態で引っ張っても、硬いコーティング層にクラックが入りにくくすることができる。硬いコーティング層は、上述の局所的な歪みの分だけ負荷がかかるためである。つまり、形状Ａを採用したフィルムは、例えば蒸着バリアフィルムへ応用することで、蒸着層の破壊を抑えつつ伸び性を持たせることも可能である。例えば蒸着バリアフィルムへ応用することで、蒸着層の破壊を抑えつつ伸び性を持たせることも可能である。蒸着膜としては、例えば、アルミナやシリカなどが挙げられる。
一方、図６（ｃ）の形状Ｃのように凹凸構造の山谷の高低差Ｈを比較的小さくすることで、図５に示すように逆に、フィルム全体の伸びを局所的な歪みよりも大きくすることも出来る。形状Ｃを採用したフィルムでは、例えば、応力や歪みにより反応するマイクロカプセルなどをフィルム中に分散させておけば、少ない伸びにて、意図的に局所的な歪みを大きくすることが出来るという応用も考えられる。図から明らかであるが、式（１）に示す断面２次モーメントＩが最も高いのは図６（ａ)に示す形状Ａであり、断面２次モーメントＩが最も低いのは図６（ｃ)に示す形状Ｃであり、その中間が図６（ｂ）に示す形状である。
（フィルムの厚さ及び凹凸の高さ等）
また、フィルム１の厚さは５００μｍ以下であると好ましく、より好ましくは１００μｍ以下である。なお、フィルムの厚さは、必ずしも均一である必要は無い。凹凸形状加工後のフィルムにあっては、稜線付近のフィルムの厚さは、他の部分のフィルムの厚さと異なっていても良い。
また、凹凸構造の山谷の高低差Ｈは、５μｍ～５００μｍであると良い。山谷の高低差Ｈが５μｍよりも小さい場合には、曲げ強度の効果も小さく、また歪の調整効果を得ることは難しい。また、５００μｍを超える場合には、製造上凹凸構造をつけることが難しくなる。より好ましくは、１０μｍ～２００μｍの範囲内であるとより良い。さらに、フィルム１の厚さは凹凸構造の山谷の高低差Ｈの半分以下あるとより好ましい。このようにすることで、より良好な伸度を得ることができる。
また、フィルム１の厚さは５００μｍ以下であると好ましく、より好ましくは１００μｍ以下である。なお、フィルムの厚さは、必ずしも均一である必要は無い。凹凸形状加工後のフィルムにあっては、稜線付近のフィルムの厚さは、他の部分のフィルムの厚さと異なっていても良い。
また、凹凸構造の山谷の高低差Ｈは、５μｍ～５００μｍであると良い。山谷の高低差Ｈが５μｍよりも小さい場合には、曲げ強度の効果も小さく、また歪の調整効果を得ることは難しい。また、５００μｍを超える場合には、製造上凹凸構造をつけることが難しくなる。より好ましくは、１０μｍ～２００μｍの範囲内であるとより良い。さらに、フィルム１の厚さは凹凸構造の山谷の高低差Ｈの半分以下あるとより好ましい。このようにすることで、より良好な伸度を得ることができる。
また、凹凸構造は規則的に並んでいる周期的構造であると良い。ランダムな構造としないことで、意図した伸び性を得やすいと同時に、凹凸構造の設計や製作を簡便にすることができる。ただし、ランダムな凹凸構造を設けることは任意である。
（本実施形態の断面２次モーメントの異方性）
本実施形態のフィルムは、異なる方向の断面で断面２次モーメントが異なるという特性を有する。これにより、方向毎に曲げ強度が異なるので、例えば貼付剤の支持部材に用いた場合において、関節など人体の局所的な曲げ特性に対応することができる。この異方性について、具体的に説明する。
本実施形態のフィルムは、異なる方向の断面で断面２次モーメントが異なるという特性を有する。これにより、方向毎に曲げ強度が異なるので、例えば貼付剤の支持部材に用いた場合において、関節など人体の局所的な曲げ特性に対応することができる。この異方性について、具体的に説明する。
図７に、本実施形態のフィルムの異なる方向の断面図を示す。図７（ａ）は、図２を参照して山状稜線２ａ（谷状稜線３ａでもよい）に沿った方向（第１の方向）と、フィルムの厚み方向（上下方向）とを含む第１切断面ＰＬ１でフィルム１を切断した際に得られる断面図である。一方、図７（ｂ）は、図２を参照して、山状稜線２ａに直交する方向（第２の方向）と、フィルムの厚み方向とを含む第２切断面ＰＬ２でフィルム１を切断した際に得られる断面図である。なお、山状稜線が曲線である場合、その接線を第１の方向と定義する。
例えば、図７（ｂ）におけるフィルムの一山分（幅Ｗ)を切り取って示す図７（ｃ）の断面において、フィルムの厚さＴを３０μｍ、高低差Ｈを３０μｍ、凹凸構造を頂角９０°のプリズム、軸を谷部の表面と山部の裏面を結ぶ線と仮定すると、幅Ｗは６０μｍとなり、断面２次モーメントを求めると、
Iｂ≒４．６×１０３（μｍ４）
となる。
Iｂ≒４．６×１０３（μｍ４）
となる。
一方、図７（ａ）の断面において、フィルムの厚さをＴ＝３０μｍ、幅をＷ＝６０μｍとして、その断面２次モーメントＩａを求めると、同じ厚みのフラットフィルムの場合は、
Ia＝ＷＴ３/１２≒１．４×１０３（μｍ４）
となる。
上記比較より、同じフィルムでも、断面を取る方向に応じて単位長さ当たりの断面２次モーメントが異なることが明らかである。
Ia＝ＷＴ３/１２≒１．４×１０３（μｍ４）
となる。
上記比較より、同じフィルムでも、断面を取る方向に応じて単位長さ当たりの断面２次モーメントが異なることが明らかである。
なお、本実施形態のフィルム１は、区画が２次元的に配置された構造（「２次元的構造」ともいう。）を持つフィルム１であってもよい。図１，２のように単一の区画からなる構造（「１次元的構造」ともいう。）の場合は、図中、左右方向であって凹凸構造の形状を変化させる方向に伸びやすいが、それと交差する方向（紙面垂直方向）には伸びにくいという異方性のある伸び性を有する。一方、２次元的構造の場合は、２方向のいずれにも伸びるという双方性のある伸び性を有することが出来る。また２次元的構造の場合には、曲げ強度のみでなくフィルム１の引っ張り強度も強くなる。
（フィルムの特性）
また、本実施形態のフィルム１は、応力をかけた際に伸びる効果があるため、衝撃耐性も高く、凹凸構造が潰れることによる衝撃吸収性も高い。さらに、本実施形態のフィルム１はラミネートした場合、フィルム１の凹凸形状により、フィルムの上下に空隙、つまり空気層を有していることから、断熱性が高いという特性も有している。
また、本実施形態のフィルム１は、応力をかけた際に伸びる効果があるため、衝撃耐性も高く、凹凸構造が潰れることによる衝撃吸収性も高い。さらに、本実施形態のフィルム１はラミネートした場合、フィルム１の凹凸形状により、フィルムの上下に空隙、つまり空気層を有していることから、断熱性が高いという特性も有している。
（フィルム材料）
フィルム１の材料としては、熱可塑性樹脂、硬化樹脂（熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等）であると好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、エチレン酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ乳酸、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびこれらの誘導体などが挙げられる。また、硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、およびこれらの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの材料は単独で用いられてもよいし、これらのうちの複数の材料が組み合わされて用いられてもよい。また、複数の層が重ね合わさった多層構成（積層体ともいう）を形成しても良い。
フィルム１の材料としては、熱可塑性樹脂、硬化樹脂（熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等）であると好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、エチレン酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ乳酸、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびこれらの誘導体などが挙げられる。また、硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、およびこれらの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの材料は単独で用いられてもよいし、これらのうちの複数の材料が組み合わされて用いられてもよい。また、複数の層が重ね合わさった多層構成（積層体ともいう）を形成しても良い。
（フィルムの製造方法）
本発明によるフィルムの製造方法については、例えば熱プレスによる方法や、押出成形による方法を用いることができる。
本発明によるフィルムの製造方法については、例えば熱プレスによる方法や、押出成形による方法を用いることができる。
本発明におけるフィルムの製造方法の第一実施形態では、図８に示すように、フィルム１と、それとは異なる材質のフィルム（剥離用フィルム）１０を共押出し、溶融状態の共押出フィルム（１，１０）を、表面に山谷形状８ａが施された冷却ロール８に対しニップロール９により押付ける第７工程と、共押出フィルム（１，１０）を冷却ロール８に沿わせて冷却、固化させ、フィルム１とフィルム１０とを密着した状態で形成する第８工程と、固化後にフィルム１から異なる材質のフィルム１０を剥離し、フィルム１を単膜フィルムとする第９工程とを含む。
図８（ａ）に、共押出により冷却ロール８の表面に施された山谷形状８ａをフィルム１に賦形する工程と、その後、冷却ロール８に沿わせて共押出フィルムを冷却、固化させる工程を示す。
図８（ｂ）は、図８（ａ）で得られた共押出フィルム（１，１０）の断面を示しており、フィルム１の表面には冷却ロール８の表面の山谷形状８ａに対応した山谷形状が賦形されている。また、フィルム１と異なる材質のフィルム１０との界面ＢＤの形状は、表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有した形状となる。このような表裏形状は、山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、フィルム１の厚さよりも大きい場合に適切に再現され、山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、フィルム１の厚さよりも小さい場合には、裏面に凹凸形状ができない、または表面と裏面が適切に対応しなくなってしまう虞れがある。なお、山谷形状８ａが施された冷却ロール８は、公知である種々の方法により作製可能である。たとえば、レーザー彫刻による方法や切削加工による方法、エッチングによる方法などで山谷形状８ａを作製可能である。
このような共押出フィルム（１，１０）を、それぞれの界面ＢＤで剥離しフィルム１とフィルム１０とで分離を行うことで、図８（ｃ）のような、表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有したフィルム１を得ることが可能となる。
本発明におけるフィルムの製造方法の別の実施形態では、図９に示すように、外周に沿って山谷形状８ａが施された冷却ロール８と、外周に沿って同じ山谷形状９ａが施されたニップロール９とを、互いの山形状の山頂（山形状における最もロール中心から離れた位置）と谷形状の谷底（谷形状における最もロール中心に近い位置）が一致するように位置（位相）合わせする。このとき、ロール間のギャップが、製造しようとするフィルムの厚みよりも小さくなるように冷却ロール８とニップロール９とを間隔調整する。本フィルムの製造方法は、このように調整した両ロール間に溶融押出したフィルム１を進入させ、押付ける第１工程と、フィルム１を冷却ロールに沿わせて冷却、固化させる第２工程とを含む。
図９（ａ）に、押出により冷却ロール８とニップロール９の表面に施された山谷形状８ａ、９ａをフィルム１の表面に両面賦形する工程と、その後、冷却ロール８に沿わせてフィルム１を冷却、固化させる工程を示す。
冷却ロール８の表面には山谷形状８ａが施され、ニップロール９の表面には、冷却ロール８の表面と同じ山谷形状９ａが施される。これらを押出装置に組み込む際には、互いのロールの山形状と谷形状が極力精密に位置合わせされることが必要である。また、冷却ロール８とニップロール９の間のギャップは、製造されるフィルム１の厚みよりも小さい方が、形状が正確に賦形されるため好ましい。
なお、冷却ロール８とニップロール９を正確に位置合わせするためには、冷却ロール８、およびニップロール９の径を正確に合わせ、押出成形時の両ロール表面の周速を正確に合わせる（同期させる）必要がある。また、ニップロール９の材質は特に限定されないが、ニップロール９も金属材質とすることが好ましく、さらに好ましくは、ニップロール９の材質と冷却ロール８の材質を同一とすることである。
このようにして得られたフィルム１（図９（ｂ））は、表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有しており、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有した形状となるものとなる。
本発明におけるフィルムの製造方法の別の実施形態では、図１０に示すように、フィルムの融点をＴｍとするとき、フィルム１を（Ｔｍ－２０）℃以上、（Ｔｍ＋１０）℃以下で加熱する第３工程と、表面（下面）に山谷形状１１ａが施された上面平板金型１１と、表面（上面）に同じ山谷形状１２ａが施された下面平板金型１２とを、互いの山形状の山頂（表面の山形状における裏面から最も離れた位置）と谷形状の谷底（表面の谷形状における裏面に最も近い位置）が一致するように位置（位相）合わせし、このように調整した金型の間に、加熱したフィルム１を通し、押付ける第４工程と、フィルム１を金型間で押付けた状態で冷却、固化させる第５工程と、フィルム１を金型から剥離する第６工程とを含む。
図１０（ａ）、（ｂ）に、熱プレスにより型付けする工程を模式的に示す。上面平板金型１１および下面平板金型１２には、あらかじめ表面に山谷形状１１ａ、１２ａが施されており、型押し方向（上下方向）において互いの山形状と谷形状が極力一致するように精密に位置合わせされているものである。かかる状態で、（Ｔｍ－２０）℃以上、（Ｔｍ＋１０）℃以下で加熱されたフィルム１を挿入し、金型１１，１２でプレスを施す。フィルム１を加熱する方法としては、ヒーターや加熱ロールなどがあり、その方法は特に限定されない。加熱温度が（Ｔｍ－２０）℃未満であると、温度が低すぎて形状賦形がしっかりできずに所望の形状が得られなくなってしまい、また、加熱温度が（Ｔｍ＋１０）℃を超えると、フィルムが軟化し流動してしまい、搬送などの際にロールやコンベアなどにフィルム樹脂が張り付いてしまい、成形が適切にできなくなってしまう。また、上下面平板金型の表面には、フィルムとの離形性を向上させる目的で、フッ素系離型剤またはシリコーン系離型剤が被覆されていることが好ましい。
フィルム１は、プレスされた状態で冷却、固化した後、上下面平板金型より剥離されることで、図１０（ｃ）のように表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有した形状となる。
（積層体）
フィルム１は、図１のように１層であっても良いし、さらに図１１に示すように、複数のフィルム１を積層して積層体とすることもできる。フィルムの積層は３層以上であってよい。また、フィルム１に対して、後工程で蒸着層や、ハードコート層、反射防止層などの機能層を積層した積層体とすることもできる。
フィルム１は、図１のように１層であっても良いし、さらに図１１に示すように、複数のフィルム１を積層して積層体とすることもできる。フィルムの積層は３層以上であってよい。また、フィルム１に対して、後工程で蒸着層や、ハードコート層、反射防止層などの機能層を積層した積層体とすることもできる。
その他、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように、フィルム１に別の機能層４をラミネートした積層体５とすることもできる。ここで、図１２（ａ）の実施の形態によれば、フィルム１に別の機能層４を直接貼り付けて積層体５としている。一方、図１２（ｂ）の実施の形態によれば、フィルム１に接着剤層（または粘着剤層）６を介して別の機能層４を貼り付けて積層体５としている。このとき、フィルム１と接着剤層（または粘着剤層）６との間には空隙が保たれている。また、図１２（ｃ）のように、フィルム１に接着剤層（または粘着剤層）６を介して別の機能層４を貼り付けて積層体５としているが、フィルム１と接着剤層（または粘着剤層）６との間に空隙が保たれない状態で積層することもできる。ここで別の機能層４は、例えばインキ層や蒸着バリア層、コーティングバリア層のような特定の機能を持つ機能層とすることが好ましい。
（フィルムの利用用途）
たとえば高曲げ強度や高い伸び性を持つフィルム１やそれを用いた積層体を、包装材、バリアフィルムとして利用することが考えられる。また、湿布などの貼付剤の支持体として利用するという応用も考えられるが、用途はこれらに限られるものではない。適用例である貼付剤の支持体では、貼付剤に含まれる薬剤や添加剤に対する耐性や非吸着性もしくはバリア性が求められ、さらには伸び性があると望ましいとされる。耐薬品性、非吸着性、バリア性の高い材料に対して、凹凸構造を付加し、高い伸び性を持つフィルム１とすることで、これらすべての要求を満たすことができる。耐薬品性、非吸着性、バリア性の高い材料としては、例えば、環状ポリオレフィンやポリエチレンテレフタレート、エチレン－ビニルアルコール共重合体などが挙げられる。
たとえば高曲げ強度や高い伸び性を持つフィルム１やそれを用いた積層体を、包装材、バリアフィルムとして利用することが考えられる。また、湿布などの貼付剤の支持体として利用するという応用も考えられるが、用途はこれらに限られるものではない。適用例である貼付剤の支持体では、貼付剤に含まれる薬剤や添加剤に対する耐性や非吸着性もしくはバリア性が求められ、さらには伸び性があると望ましいとされる。耐薬品性、非吸着性、バリア性の高い材料に対して、凹凸構造を付加し、高い伸び性を持つフィルム１とすることで、これらすべての要求を満たすことができる。耐薬品性、非吸着性、バリア性の高い材料としては、例えば、環状ポリオレフィンやポリエチレンテレフタレート、エチレン－ビニルアルコール共重合体などが挙げられる。
（フィルムの別な実施形態）
図１３～１７は、一連のフィルム１において、複数の区画を有する場合の実施形態を示す表面図であり、山状稜線を実線で示し、谷状稜線を点線で示している。図１３において、フィルム１はそれぞれ縁Ｆｒにより囲まれた１６個の区画１Ａを有しており、各区画１Ａの一つの縁Ｆｒ（「縁端」とも言う）から、これと対向する他の縁端へと山状稜線２ａと谷状稜線２ｂとが異なる方向に延在している。図示していないが、裏面側の山状稜線と谷状稜線も同様である。伸び性をもつフィルムでは、加工時にフィルムが伸びて安定製膜が難しい一面を持つが、このような配置とすることで、成形加工時に安定して製膜ができ、最終製品では区画毎にカットしたり、打ち抜き加工を行うことで、所望の一方向へ伸びる貼付剤用支持体フィルム１を提供できる。隣接する区画１Ａ同士の間には、明確な境界がなくても良い。また、一連の貼付剤用支持体に好適なフィルム上に存在する区画１Ａの数は任意である。複数の区画を分離しないで用いる場合、区画ごとに断面２次モーメントの高い方向を異ならせることで、いずれの方向にも高い曲げ強度を確保できる。
図１３～１７は、一連のフィルム１において、複数の区画を有する場合の実施形態を示す表面図であり、山状稜線を実線で示し、谷状稜線を点線で示している。図１３において、フィルム１はそれぞれ縁Ｆｒにより囲まれた１６個の区画１Ａを有しており、各区画１Ａの一つの縁Ｆｒ（「縁端」とも言う）から、これと対向する他の縁端へと山状稜線２ａと谷状稜線２ｂとが異なる方向に延在している。図示していないが、裏面側の山状稜線と谷状稜線も同様である。伸び性をもつフィルムでは、加工時にフィルムが伸びて安定製膜が難しい一面を持つが、このような配置とすることで、成形加工時に安定して製膜ができ、最終製品では区画毎にカットしたり、打ち抜き加工を行うことで、所望の一方向へ伸びる貼付剤用支持体フィルム１を提供できる。隣接する区画１Ａ同士の間には、明確な境界がなくても良い。また、一連の貼付剤用支持体に好適なフィルム上に存在する区画１Ａの数は任意である。複数の区画を分離しないで用いる場合、区画ごとに断面２次モーメントの高い方向を異ならせることで、いずれの方向にも高い曲げ強度を確保できる。
図１４に示すフィルム１では、それぞれ縁Ｆｒにより囲まれた２区画の貼付剤用支持体フィルムである。これは、例えばフィルムの半分を固定し、残りの半分のみを伸ばしたい場合などに効果があり、また縦横いずれの方向にも高い曲げ強度を確保できる。フィルム１を例えば貼付剤に適用した場合、貼付剤を肌に貼るとき、最初はフィルムの伸びない半分を肌に貼って固定し、残りの半分を伸ばして貼ることも可能である。
図１５に示すフィルム１において、それぞれ縁Ｆｒにより囲まれた各区画１Ａの一縁端から、これと交差する他縁端へと、角度付け（４５度）された山状稜線２ａと谷状稜線２ｂがストレートに延在している。それ以外の構成は、図１３に示すフィルム１と同様である。山状稜線２ａと谷状稜線２ｂの角度は任意であり、区画毎に異なっていても良い。
図１６に示すフィルム１は、単一の区画を持つ帯状のフィルム１であって、その一方の側縁Ｆｒから他方の側縁Ｆｒにわたって、山状稜線２ａと谷状稜線２ｂが円弧状に延在している。これは幅方向の剛性が高く曲がりにくいフィルムである。それ以外の構成は上述してきた実施の形態と同様である。
図１７は、さらに別な実施形態を示す断面図である。図１７に示すフィルム１では、表面２において山状稜線群２ａ１、２ａ２，２ａ３と、谷状稜線群２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３とが並んで設けられ、これらに対向して裏面３において、谷状稜線群３ａ１、３ａ２，３ａ３と、山状稜線群３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３とが並んで設けられている。これら稜線群は周期的に繰り返される。
以上、本発明の実施形態（製造方法を含む）を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではないことはいうまでもない。また、以上の実施の形態を組み合わせて用いることは、任意である。
以下、本発明者らが作成した実施例について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
フィルム１の材料として、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製のポリ乳酸（ＰＬＡ）であるＩｎｇｅｏ ３０５２Ｄ（商品名）とし、共押出の異なる材料として、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であるノバテックＬＤ ＬＣ６００Ａ（商品名）とした。フィルム１（ＰＬＡ）の厚みを８μｍ、ＬＤＰＥの厚みを３０μｍとした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、波形断面形状を周期的に並べた形状とした。波形凹凸構造のピッチは５０μｍ、高低差は２５μｍである。
これら２種の材料を図８の押出装置で共押出し、ＰＬＡが冷却ロールの表面形状に当たるように配置し、ゴム製のニップロールで押付けた後、共押出フィルムを冷却ロールに沿わせて冷却、固化した。その後、固化した共押出フィルムをＰＬＡ／ＬＤＰＥ界面で剥離をし、図１８（ｂ）に示す波形断面の蛇腹構造を持つＰＬＡフィルムを得た。
フィルム１の材料として、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製のポリ乳酸（ＰＬＡ）であるＩｎｇｅｏ ３０５２Ｄ（商品名）とし、共押出の異なる材料として、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であるノバテックＬＤ ＬＣ６００Ａ（商品名）とした。フィルム１（ＰＬＡ）の厚みを８μｍ、ＬＤＰＥの厚みを３０μｍとした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、波形断面形状を周期的に並べた形状とした。波形凹凸構造のピッチは５０μｍ、高低差は２５μｍである。
これら２種の材料を図８の押出装置で共押出し、ＰＬＡが冷却ロールの表面形状に当たるように配置し、ゴム製のニップロールで押付けた後、共押出フィルムを冷却ロールに沿わせて冷却、固化した。その後、固化した共押出フィルムをＰＬＡ／ＬＤＰＥ界面で剥離をし、図１８（ｂ）に示す波形断面の蛇腹構造を持つＰＬＡフィルムを得た。
（実施例２）
実施例１において、冷却ロール表面の山谷形状は、台形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｃ）に示す台形断面の蛇腹構造を持つＰＬＡフィルムを得た。台形断面形状は、上辺６１μｍ、下辺６８μｍ、高低差３１μｍで、ピッチが１４０μｍである。それ以外は、実施例１と同様の方法でサンプルを作製した。
実施例１において、冷却ロール表面の山谷形状は、台形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｃ）に示す台形断面の蛇腹構造を持つＰＬＡフィルムを得た。台形断面形状は、上辺６１μｍ、下辺６８μｍ、高低差３１μｍで、ピッチが１４０μｍである。それ以外は、実施例１と同様の方法でサンプルを作製した。
（比較例１）
実施例１において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例１と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＰＬＡフィルムを得た。
実施例１において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例１と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＰＬＡフィルムを得た。
（実施例３）
実施例１において、フィルム１の材料として、ポリプラスチックス株式会社製の環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）であるＴＯＰＡＳ ８００７（商品名）とし、共押出の異なる材料として、ＰＳジャパン株式会社製のポリスチレン（ＰＳ）ＨＦ７７（商品名）とした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、波形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｂ）に示す波形断面の蛇腹構造を持つＣＯＣフィルムを得た。波形凹凸構造のピッチは５００μｍ、高低差は２５０μｍである。また、フィルム厚さを１２５μｍとした。
実施例１において、フィルム１の材料として、ポリプラスチックス株式会社製の環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）であるＴＯＰＡＳ ８００７（商品名）とし、共押出の異なる材料として、ＰＳジャパン株式会社製のポリスチレン（ＰＳ）ＨＦ７７（商品名）とした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、波形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｂ）に示す波形断面の蛇腹構造を持つＣＯＣフィルムを得た。波形凹凸構造のピッチは５００μｍ、高低差は２５０μｍである。また、フィルム厚さを１２５μｍとした。
（比較例２）
実施例３において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例３と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＣＯＣフィルムを得た。
実施例３において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例３と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＣＯＣフィルムを得た。
（実施例４）
実施例１において、フィルム１の材料として、日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン（ＰＰ）であるノバテックＰＰ ＦＢ３Ｂ（商品名）とし、共押出の異なる材料として、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であるノバテックＬＤ ＬＣ６００Ａ（商品名）とした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、台形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｃ）に示す台形断面の蛇腹構造を持つＰＰフィルムを得た。台形断面形状は、上辺６１μｍ、下辺６８μｍ、高低差３１μｍで、ピッチが１４０μｍである。また、フィルム厚さを２８μｍとした。
実施例１において、フィルム１の材料として、日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン（ＰＰ）であるノバテックＰＰ ＦＢ３Ｂ（商品名）とし、共押出の異なる材料として、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であるノバテックＬＤ ＬＣ６００Ａ（商品名）とした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、台形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｃ）に示す台形断面の蛇腹構造を持つＰＰフィルムを得た。台形断面形状は、上辺６１μｍ、下辺６８μｍ、高低差３１μｍで、ピッチが１４０μｍである。また、フィルム厚さを２８μｍとした。
（比較例３）
実施例４において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例４と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＰＰフィルムを得た。
実施例４において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例４と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＰＰフィルムを得た。
（実施例５）
フィルム１の材料として、日本合成化学工業株式会社製のエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）であるソアノール Ｄ２９０８（商品名）とし、共押出の異なる材料として、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であるノバテックＬＤ ＬＣ７０１（商品名）とした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、台形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｃ）に示す台形断面の蛇腹構造を持つＥＶＯＨフィルムを得た。台形断面形状は、上辺２０５μｍ、下辺２２４μｍ、高低差６０μｍで、ピッチが２５５μｍである。また、フィルム厚さを３０μｍとした。
フィルム１の材料として、日本合成化学工業株式会社製のエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）であるソアノール Ｄ２９０８（商品名）とし、共押出の異なる材料として、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であるノバテックＬＤ ＬＣ７０１（商品名）とした。また、冷却ロール表面の山谷形状は、台形断面形状を周期的に並べた形状とした。これにより図１８（ｃ）に示す台形断面の蛇腹構造を持つＥＶＯＨフィルムを得た。台形断面形状は、上辺２０５μｍ、下辺２２４μｍ、高低差６０μｍで、ピッチが２５５μｍである。また、フィルム厚さを３０μｍとした。
（比較例４）
実施例５において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例５と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＥＶＯＨフィルムを得た
実施例５において、冷却ロール表面を凹凸のない鏡面ロールを用いた以外は、実施例５と同様の方法でサンプルを作製した。これにより図１８（ａ）に示すフラット断面のＥＶＯＨフィルムを得た
（伸び性評価方法）
各実施例及び比較例におけるフィルム１の伸び性性能を評価するため、引張試験評価を実施した。伸び性評価は、ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９に基づき、株式会社島津製作所製 引張試験機（ＡＧＳ－５００ＮＸ）を用いて、ゼロの状態からフィルムが破断するまで引っ張り力を付与しつつ、適時フィルムの伸びを求めることで実施した。測定条件については、サンプル幅は１５ｍｍ、チャック間距離は５０ｍｍ、引張速度は１００ｍｍ／ｍｉｎとした。評価については、フィルム材料が塑性変形を伴いながらネッキングし始めるまでの伸び率が２０％以上であるときは『○』とし、それ未満であるときは『×』とした。
各実施例及び比較例におけるフィルム１の伸び性性能を評価するため、引張試験評価を実施した。伸び性評価は、ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９に基づき、株式会社島津製作所製 引張試験機（ＡＧＳ－５００ＮＸ）を用いて、ゼロの状態からフィルムが破断するまで引っ張り力を付与しつつ、適時フィルムの伸びを求めることで実施した。測定条件については、サンプル幅は１５ｍｍ、チャック間距離は５０ｍｍ、引張速度は１００ｍｍ／ｍｉｎとした。評価については、フィルム材料が塑性変形を伴いながらネッキングし始めるまでの伸び率が２０％以上であるときは『○』とし、それ未満であるときは『×』とした。
（曲げ強度評価方法）
各実施例及び比較例におけるフィルム１の曲げ強度性能を評価するため、株式会社東洋精機製作所製ループステフネステスタを用いて評価した。圧縮速度は３．３ｍｍ／ｓｅｃ、サンプル幅は２５ｍｍ、ループ長は８５ｍｍとした。評価については、同材質で同厚みのフラットフィルムと比較して曲げ強度比が２倍以上であるときは『○』とし、それ未満であるときは『×』とした。
各実施例及び比較例におけるフィルム１の曲げ強度性能を評価するため、株式会社東洋精機製作所製ループステフネステスタを用いて評価した。圧縮速度は３．３ｍｍ／ｓｅｃ、サンプル幅は２５ｍｍ、ループ長は８５ｍｍとした。評価については、同材質で同厚みのフラットフィルムと比較して曲げ強度比が２倍以上であるときは『○』とし、それ未満であるときは『×』とした。
（製膜安定性及び賦形性の評価方法）
押出装置により製造したフィルムを顕微鏡で観察して、均一なフィルムが安定して製造できているか否か、及び精度よく凹凸構造が形成できているか否かを評価した。
押出装置により製造したフィルムを顕微鏡で観察して、均一なフィルムが安定して製造できているか否か、及び精度よく凹凸構造が形成できているか否かを評価した。
各実施例及び比較例における条件、および評価結果の一覧表を表１に示す。
（評価結果）
表１からわかるように、実施例１～５では、フィルム１が蛇腹構造をとっているため、伸び性または曲げ強度が良好な結果を示した。
一方、比較例１～４では、フィルム１がフラットな構造のため、伸び性および曲げ強度は材料そのものが持つ性質以上の結果が得られない結果となった。
なお、製膜安定性については、実施例及び比較例のいずれも基準を満たしており、賦形性については、実施例のいずれも基準を満たしていた。
表１からわかるように、実施例１～５では、フィルム１が蛇腹構造をとっているため、伸び性または曲げ強度が良好な結果を示した。
一方、比較例１～４では、フィルム１がフラットな構造のため、伸び性および曲げ強度は材料そのものが持つ性質以上の結果が得られない結果となった。
なお、製膜安定性については、実施例及び比較例のいずれも基準を満たしており、賦形性については、実施例のいずれも基準を満たしていた。
１ フィルム
１Ａ 区画
２ 表面
２ａ、３ｂ 山状稜線
３ 裏面
２ｂ、３ａ 谷状稜線
４ 別の機能層
５ 積層体
７ Ｔダイ
８ 冷却ロール
９ ニップロール
１０ 異なる材質のフィルム
１１ 上面平板金型
１２ 下面平板金型
Ｐ ピッチ
Ｈ 高低差
Ｔ フィルム厚み
Ｆｒ 縁
１Ａ 区画
２ 表面
２ａ、３ｂ 山状稜線
３ 裏面
２ｂ、３ａ 谷状稜線
４ 別の機能層
５ 積層体
７ Ｔダイ
８ 冷却ロール
９ ニップロール
１０ 異なる材質のフィルム
１１ 上面平板金型
１２ 下面平板金型
Ｐ ピッチ
Ｈ 高低差
Ｔ フィルム厚み
Ｆｒ 縁
Claims (13)
- フィルムの表面及び裏面が、少なくとも１つ以上の区画に区分されており、
前記区画は、前記区画を区分する縁を有し、
前記区画の少なくとも１つにおいて、
前記区画の表面において、前記縁と前記縁の間で延在する山状の表面稜線及び谷状の表面稜線を有し、
前記区画の裏面において、前記表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有し、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、前記フィルムの厚さよりも大きく、
前記フィルムの厚さが５００μｍ以下であり、
前記表面稜線に沿った第１の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第１切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントは、前記第１の方向に直交する第２の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第２切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントよりも小さく、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線は、それぞれ曲線であること
を特徴とするフィルム。 - フィルムの表面及び裏面が、少なくとも１つ以上の区画に区分されており、
前記区画は、前記区画を区分する縁を有し、
前記区画の少なくとも１つにおいて、
前記区画の表面において、前記縁と前記縁の間で延在する山状の表面稜線及び谷状の表面稜線を有し、
前記区画の裏面において、前記表面の山状の表面稜線と対応する位置に谷状の裏面稜線を有し、また前記表面の谷状の表面稜線と対応する位置に山状の裏面稜線を有し、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の高低差が、前記フィルムの厚さよりも大きく、
前記フィルムの厚さが５００μｍ以下であり、
前記表面稜線に沿った第１の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第１切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントは、前記第１の方向に直交する第２の方向及び前記フィルムの厚み方向に沿って前記フィルムを切断したときの第２切断面の単位長さ当たりの断面二次モーメントよりも小さく、
前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線の間隔がランダムであること
を特徴とするフィルム。 - 前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線とは、交互に並んで形成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム。 - 複数の前記山状の表面稜線の一群と、複数の前記谷状の表面稜線の一群とは、交互に並んで形成されていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルム。 - 前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線は、それぞれ直線であること
を特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載のフィルム。 - 前記区画は複数個設けられて、互いに接していること
を特徴とする請求項１～５のいずれか1項に記載のフィルム。 - 前記高低差は、５μｍ～５００μｍであることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルム。
- 前記山状の表面稜線と前記谷状の表面稜線は、等間隔で並んでいる
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか1項に記載のフィルム。 - 請求項１～８のいずれか１項に記載されたフィルムの少なくとも１方の面に、さらに機能層を積層した
ことを特徴とする積層体。 - 請求項１～８のいずれか１項に記載されたフィルムを複数枚積層したことを特徴とする積層体。
- 請求項１～８のいずれか１項に記載されたフィルムの製造方法であって、
山谷形状が外周に沿って施された冷却ロールと、同じ山谷形状が外周に沿って施されたニップロールとを、互いの前記山谷形状の山頂と谷底とが一致するように位相を調整し、更に前記冷却ロールと前記ニップロール間のギャップが前記フィルムの厚みよりも小さくなるように設定した状態で、前記冷却ロールと前記ニップロール間に、溶融押出した前記フィルムの素材を進入させ、押付ける第１工程と、
前記フィルムの素材を前記冷却ロールに沿わせて冷却、固化させて、前記フィルムを形成する第２工程と、を含む
ことを特徴とするフィルムの製造方法。 - 請求項１～８のいずれか１項に記載されたフィルムの製造方法であって、
前記フィルムの素材の融点をＴｍとするとき、前記フィルムの素材を（Ｔｍ－２０）℃以上、（Ｔｍ＋１０）℃以下で加熱する第３工程と、
山谷形状が下面に施された上面平板金型と、同じ山谷形状が上面に施された下面平板金型とを、型押し方向において前記山谷形状の山頂と谷底とが一致するように位相を調整した後に、前記上面平板金型と前記下面平板金型の間に、加熱した前記フィルムの素材を挿入し、押付ける第４工程と、
前記フィルムの素材を金型間で押付けた状態で冷却、固化させる第５工程と、
前記フィルムを金型から剥離する第６工程と、を含む
ことを特徴とするフィルムの製造方法。 - 請求項１～８のいずれか１項に記載されたフィルムの製造方法であって、
前記フィルムの素材と、前記フィルムの素材とは異なる剥離用フィルムの素材を共押出し、溶融している前記フィルムの素材及び前記剥離用フィルムの素材を表面に山谷形状が施された冷却ロールにニップロールにより押付ける第７工程と、
前記共押出された２つの素材を冷却ロールに沿わせて冷却、固化させて、前記フィルムと、前記剥離用フィルムとを密着した状態で形成する第８工程と、
前記フィルムから前記剥離用フィルムを剥離し、前記フィルムを分離する第９工程と、を含む
ことを特徴とするフィルムの製造方法。
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