WO2015108035A1 - 延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

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WO2015108035A1
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film
stretching
composite film
stretched
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弘志 稲澤
邦博 清家
山本　省吾
かおり 平郡
健一 藤澤
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東洋鋼鈑株式会社
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    • B29C49/78—Measuring, controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a stretched film.
  • a method of preparing a film as a material and stretching the prepared film is used.
  • the film is held in a heating furnace while holding both ends of the film with clips.
  • a simultaneous biaxial stretching method in which heating and stretching are simultaneously performed in the length direction and the width direction by clips that are conveyed and gripped at both ends of the film in a heating furnace.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and in producing a stretched film by heating and stretching the film, it is possible to prevent the film from being broken, and to provide a stretched film excellent in productivity and quality. It aims at providing the manufacturing method of the stretched film which can be obtained.
  • the present inventors have found that the above object can be achieved by smoothing both sides of a film before heat-stretching the film obtained by melt extrusion from a forming die, and complete the present invention. It came to.
  • thermoplastic resin is melt-extruded from a molding die and then cooled and solidified to form a pre-stretch film forming step, and the thickness of the pre-stretch film is defined.
  • a method for producing the characterized stretched film is provided.
  • the manufacturing method of this invention it is preferable to perform smoothing in the said smoothing process by removing the area
  • the heat stretching of the pre-stretched film in the stretching step is performed by simultaneous biaxial stretching that stretches in the width direction in addition to the length direction of the pre-stretched film.
  • the film before stretching in the stretching step is heated and stretched so that the thickness of the stretched film after heat stretching is in the range of 15 to 50 ⁇ m.
  • thermoplastic resin in the pre-stretching film forming step, a first thermoplastic resin and a second thermoplastic resin different from the first thermoplastic resin are used as the thermoplastic resin.
  • the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are melt-coextruded from a molding die and then cooled and solidified to form a central portion made of the first thermoplastic resin, and in the width direction. It is preferable to form the pre-stretched film formed at both ends of the central portion and including both end portions made of the second thermoplastic resin.
  • the pre-stretch film when the pre-stretch film is formed by melt coextrusion as the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin, the both end portions made of the second thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin such that the elongation at break at room temperature is greater than the elongation at break at room temperature of the central portion made of the first thermoplastic resin.
  • an acrylic resin is preferably used as the first thermoplastic resin.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a method for producing a composite film in the composite film forming step.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of stretching a composite film by a simultaneous biaxial stretching method in a stretching step.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining another example of a method for producing a composite film in the composite film forming step.
  • the stretched film manufacturing method includes a first thermoplastic resin and a second thermoplastic resin different from the first thermoplastic resin by melt coextrusion using a molding T die. After forming the film, a composite film forming step of trimming both ends of the formed composite film and a stretching step of heating and stretching the composite film in the length direction and the width direction are provided.
  • the composite film forming step is a step of forming the composite film 100 by melt coextruding the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin from a T die and trimming both ends of the formed composite film 100.
  • FIG. 1 is a figure for demonstrating a composite film formation process.
  • the composite film 100 includes a central portion 110 and both end portions 120 formed at both ends in the width direction of the central portion 110, and the central portion 110 is a first portion.
  • a film made of a thermoplastic resin and having both end portions 120 made of a second thermoplastic resin is obtained.
  • the center part 110 of the composite film 100 is a part which becomes a stretched film by being heat-stretched by a stretching process described later.
  • both end portions 120 of the composite film 100 are for reinforcing the central portion 110 when the composite film 100 is heat-stretched, and are removed by cutting as necessary after the composite film 100 is heat-stretched. be able to.
  • cutting the composite film 100 it is desirable to completely remove both end portions 120 by cutting part of both ends of the central portion 110. In this case, a part of both ends of the central portion 110 is also removed, but it is preferable to remove all portions held by the clip 310 described later.
  • thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are supplied to the T dice 220 through the feed block 210 while being heated and melted.
  • the feed block 210 includes a first melt extruder (not shown) for melt-extruding the first thermoplastic resin and a second melt-extruding second thermoplastic resin. These melt extruders (not shown) are connected to each other. These melt extruders are not particularly limited, and any of a single screw extruder and a twin screw extruder can be used.
  • the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are melt-extruded by the respective melt extruders at a temperature equal to or higher than the melting point (melting) temperature. Supply.
  • the composite film 100 obtained by the T dice 220 is formed as shown in FIG. Supply of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin so that both end portions 120 made of the second thermoplastic resin are formed at both ends of the central portion 110 made of one thermoplastic resin. I do.
  • the feed block 210 has both sides in the widening direction of the T-die 220 with respect to the inlet for supplying the first thermoplastic resin and the inlet for supplying the first thermoplastic resin.
  • an inlet for supplying the second thermoplastic resin is separately provided.
  • the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin respectively introduced from the inlet of the feed block 210 are merged in the feed block 210, and at the outlet of the feed block 210, the T dice 220 is formed.
  • the first thermoplastic resin flows in the central portion with respect to the widening direction of the first thermoplastic resin, flows out in such a manner that the second thermoplastic resin flows in both end portions of the first thermoplastic resin, and is supplied to the T dice 220. It is supposed to be.
  • the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin supplied from the feed block 210 are fed in the width direction (first thermoplastic resin by the manifold 221 provided in the T die 220. And in the direction in which the second thermoplastic resins are lined up), thereby co-extrusion from the die slip 222 into a sheet shape.
  • the co-extruded sheet-like first thermoplastic resin and second thermoplastic resin are continuously taken up by the touch roll 230 and the cooling roll 240 as shown in FIG.
  • the composite film 100 including the central portion 110 made of the first thermoplastic resin and the both end portions 120 formed at both ends of the central portion 110 and made of the second thermoplastic resin is produced.
  • sides which prescribe
  • the smoothing of the side surfaces of both end portions 120 reduces the unevenness of the side surfaces of both end portions 120 so that when the composite film 100 is pulled in the length direction, stress is not concentrated on a part of both end portions 120. Just do it.
  • the cutter 250 may be anything as long as the side surfaces of both end portions 120 can be satisfactorily smoothed by trimming.
  • a rotary shear cutter that cuts by a laser beam or a laser cutter that uses a solid laser, a semiconductor laser, a liquid laser, or a gas laser can be used, but the stress applied to the composite film 100 during trimming can be reduced, and during trimming. From the viewpoint that the occurrence of cracks in the composite film 100 can be prevented, a laser cutter is preferable.
  • both ends 120 of the composite film 100 it is preferable to trim while heating both ends 120. Thereby, the side surfaces of both end portions 120 can be made smoother, and breakage of the composite film 100 when the composite film 100 is heated and stretched can be more appropriately prevented.
  • the trimming width is preferably 30 mm or less in width from the most protruding portion of both side surfaces toward the central portion 110 of the both end portions 120.
  • the width is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less. This makes it possible to reduce the amount of both end portions 120 to be trimmed and removed while making the side surfaces of both end portions 120 smooth, so the amount of the second thermoplastic resin used to form both end portions 120 This is advantageous in terms of cost.
  • the composite film 100 with both end portions 120 trimmed in this way is wound up by a composite film winding roll (not shown), whereby the composite film 100 is continuously wound. Can get to.
  • the stretching process is a process in which the composite film 100 obtained by the composite film forming process is heated and stretched in the length direction and the width direction.
  • FIG. 2 is a figure for demonstrating an extending process.
  • the composite film 100 is sent out from the above-described composite film take-up roll, and the length direction and width of the composite film 100 are gripped by the clips 310 as shown in FIG.
  • the composite film 100 is heated and stretched by a simultaneous biaxial stretching method that simultaneously stretches in the direction.
  • the composite film 100 is continuously fed out from the composite film winding roll, the both ends 120 of the composite film 100 are held at regular intervals using a plurality of clips, and composited by each clip 310.
  • the film 100 is transported into the stretching furnace 320, and the composite film 100 is stretched in the length direction and the width direction by the respective clips 310 in the stretching furnace 320.
  • the composite film 100 is conveyed while being held by the clip 310, so that the composite film 100 passes through the stretching furnace 320.
  • 100 is preheated to a temperature about 10 to 30 ° C. higher than the glass transition temperature of the second thermoplastic resin at both end portions 120 constituting this, and is then kept in the drawing zone in the drawing furnace 320.
  • the clip 310 is pulled in the length direction and the width direction as it is, and is stretched in the length direction and the width direction. And a stretched film can be obtained by cooling and solidifying in the cooling heat fixed zone following this. And the stretched film can be obtained continuously by opening the clip 310 and winding up with a roll.
  • the stretched film and the composite film forming process can be integrated into a continuous line (process) to obtain a stretched film.
  • a pair of guide rails for moving the clip 310 so as to pass through the drawing furnace 320 are installed.
  • the pair of guide rails are respectively installed at the position of the clip 310 that holds the upper ends 120 of the composite film 100 and the position of the clip 310 that holds the lower ends 120 of the composite film 100 shown in FIG. 320 are parallel to each other in the pre-tropical zone, are separated from each other in the width direction of the composite film 100 in the stretch zone, and are parallel to each other in the cooling heat fixing zone.
  • the distance between the pair of guide rails in the cooling heat fixing band is determined in consideration of the shrinkage when the stretched film heated and stretched in the stretching band is solidified.
  • the width of the stretched film on the side it may be approximated by several percent in the width direction.
  • the clip 310 that holds the both ends 120 of the composite film 100 moves along such a guide rail so that the composite film 100 can be conveyed and stretched.
  • the composite film 100 is stretched in the stretching zone in the stretching furnace 320 by using the clip 310 that moves along such a guide rail. That is, the clip 310 holding the both ends 120 of the composite film 100 is moved in the stretching zone in the stretching furnace 320 so as to spread in the width direction along the guide rail, and the interval between the clips 310 is also expanded.
  • both end portions 120 of the composite film 100 are pulled in the length direction and the width direction as shown by arrows in FIG.
  • the center part 110 and the both ends 120 of the composite film 100 are heat-stretched in the length direction and the width direction, respectively, until a necessary stretch ratio is obtained.
  • the heat-stretched composite film 100 is cooled and solidified in a cooling heat fixing zone in the stretching furnace 320, and is wound up by a roll installed outside the stretching furnace 320.
  • a stretched film can be obtained.
  • the thickness of the central portion 110 of the composite film 100 after heat stretching is preferably 15 to 50 ⁇ m, more preferably 20 to 40 ⁇ m.
  • the composite film 100 including the central portion 110 made of the first thermoplastic resin and the both end portions 120 made of the second thermoplastic resin is formed by the composite film forming step.
  • the stretched film can be obtained by heat-stretching the center part 110 and the both ends 120 of the composite film 100 by a extending process.
  • rupture of the composite film 100 at the time of heat-stretching the composite film 100 can be prevented, and the productivity of a stretched film can be improved.
  • both ends of the film before heat stretching are centered in order to prevent breakage when performing heat stretching by simultaneous biaxial stretching.
  • a method of forming a thicker portion than the portion is known.
  • the shape of both sides of the film becomes non-uniform and rough due to unevenness of extrusion by a forming die, etc., so that when the film is stretched by the clip 310, the both sides of the film become rough.
  • the present inventors as a characteristic of the thermoplastic resin used for the production of the stretched film, the elongation at break when heated to the glass transition temperature or higher (the dimension before stretching when stretched until the film is broken)
  • the film made of the thermoplastic resin is heated and stretched, the film has the above elongation at break. Focusing on the fact that it breaks at an elongation rate lower than the rate, we have studied and obtained the knowledge that the breakage of the film during heat stretching is due to the roughness of both sides of the film . And based on such knowledge, the present inventors smooth the side surfaces of both end portions 120 of the composite film 100 before performing heat stretching, thereby preventing the composite film 100 from being broken during heat stretching. It has been found that it can be.
  • the composite film 100 when the composite film 100 is heated and stretched by using the method of trimming the both end portions 120 as described above, as a method for smoothing the both side surfaces of the both end portions 120 of the composite film 100.
  • a portion where the thickness of the boundary portion between the central portion 110 and both end portions 120 is thin as follows It is possible to prevent cracks from occurring.
  • thermoplastic resin is pulled toward the both end portions 120 at the boundary portion between the central portion 110 and the both end portions 120, which are different in the manner in which stress is applied when neck-in occurs, and the thickness of the boundary portion is reduced. It tends to become.
  • the first thermoplastic resin for forming the central portion 110 may be selected according to the intended use of the stretched film.
  • acrylic resin (PMMA), annular An olefin copolymer (COC) or the like can be used.
  • thermoplastic resin any material can be used as long as the side surfaces can be appropriately smoothed after both end portions 120 of the composite film 100 are formed. It is preferable to use a thermoplastic resin in which 120 has higher ductility.
  • a thermoplastic resin in which the elongation at break at room temperature is higher at the both ends 120 than at the center 110 is used. Is preferred.
  • the elongation at break at normal temperature is a value indicating the elongation relative to the dimension before stretching when the center portion 110 and both end portions 120 are stretched to break in a room temperature environment of about 10 to 30 ° C.
  • the central portion 110 is cracked by the stress applied to the composite film 100 during trimming. It may occur.
  • the second thermoplastic resin by using the thermoplastic resin so that the elongation at break at room temperature is higher at the both end portions 120 than at the central portion 110, the stress at the time of trimming can be increased. It can be mitigated, and the occurrence of cracks in the central portion 110 can be effectively prevented.
  • thermoplastic resin there is a difference (
  • thermoplastic resin having a temperature of 10 ° C. or lower.
  • the difference in glass transition temperature between the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin is preferably 10 ° C. or less, more preferably 5 ° C. or less. More preferably, it is 3 degrees C or less.
  • thermoplastic resin based on the above-described viewpoint, specifically, the following thermoplastic resin can be used.
  • the second thermoplastic resin when an acrylic resin is used as the first thermoplastic resin, one of polyethylene naphthalate (PEN) and cyclic olefin polymer (COP) is used alone.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • COP cyclic olefin polymer
  • a mixed resin in which two or more kinds are mixed can be used.
  • thermoplastic resin a resin obtained by adding a small amount of elastic rubber particles to the above-described first thermoplastic resin as long as the productivity of the stretched film is not impaired may be used.
  • the glass transition temperature is higher than that of the first thermoplastic resin, and the difference between the thermoplastic resin (heat-resistant thermoplastic resin) having a difference of more than 10 ° C.
  • a mixed resin obtained by blending a thermoplastic resin having a glass transition temperature lower than that of the thermoplastic resin (low temperature meltable thermoplastic resin) can be used.
  • the glass transition temperature of the obtained mixed resin is adjusted with the first thermoplastic resin by adjusting the blending ratio of the heat-resistant thermoplastic resin and the low-melting thermoplastic resin. It is preferable to adjust the glass transition temperature difference (
  • thermoplastic resin having a glass transition temperature Tg 1 of about 120 ° C.
  • a polycarbonate (PC) having a high glass transition temperature of about 150 ° C. is used as the second thermoplastic resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • thermoplastic resin polycarbonate (PC), cyclic olefin polymer (COP), or the like can be used as the heat-resistant thermoplastic resin.
  • polyester such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS), polyethylene (PE), glass from the first thermoplastic resin.
  • An acrylic resin, polyester (PEs), polybutylene terephthalate (PBT), or the like having a low transition temperature can be used.
  • polycarbonate PC
  • polyethylene terephthalate polyethylene terephthalate (low-melting thermoplastic resin)
  • PET polyethylene terephthalate
  • both ends 120 are shown.
  • the method for smoothing the side surfaces and methods such as polishing of the end portions of both end portions 120 and heat pressing molding of the end portions of both end portions 120 can be used.
  • FIG. 2 as a method of heating and stretching the composite film 100, an example of using a simultaneous biaxial stretching method in which the composite film 100 is heated and stretched in both the length direction and the width direction is used. In this embodiment, a method of uniaxially stretching the composite film 100 only in the length direction may be used.
  • the heat stretching in the length direction of the composite film 100 can be performed in the same manner as the simultaneous biaxial stretching method shown in FIG. That is, while holding the both ends 120 of the composite film 100 with the clip 310, it is transported into the stretching furnace 320, and then, in the stretching furnace 320, each clip 310 holding the both ends 120 of the composite film 100, A method of heating and stretching only in the length direction can be used by widening the interval between the clips 310 without moving in the width direction.
  • both the end portions 120 of the composite film 100 are used as shown in FIG. 2 in both the case where simultaneous biaxial stretching is performed in the length direction and the width direction, and the case where uniaxial stretching is performed only in the length direction.
  • the productivity of the stretched film can be improved compared to the conventional sequential biaxial stretching method, and the resulting stretched film is excellent in quality. Can be.
  • the conventional sequential biaxial stretching method is a method in which the composite film 100 produced by the method shown in FIG. 1 is first heat-stretched in the length direction and then heat-stretched in the width direction.
  • the sequential biaxial stretching method the composite film 100 is heated and stretched in the length direction by being conveyed by a plurality of rolls, and thereafter, both ends 120 of the composite film 100 are held by clips 310 as shown in FIG. While stretching in the width direction.
  • the stretching in the length direction of the composite film 100 in the sequential biaxial stretching method is specifically performed as follows. That is, according to the sequential biaxial stretching method, the composite film 100 is preheated to about the glass transition temperature of both end portions 120 while being conveyed by a plurality of preheated rolls preheated, While further heated to a temperature about 10 to 30 ° C. higher than the glass transition temperature of both end portions 120 by a heater or the like, it is continuously conveyed by a cooling roll. At this time, by making the transport speed by the cooling roll faster than the transport speed by the pre-tropical roll, a tension is generated between the pre-tropical roll and the cooling roll, and the composite film 100 is formed using this tension. The film is stretched to the necessary stretching ratio in the length direction.
  • the sequential biaxial stretching method when the composite film 100 is stretched in the length direction, the surface of the composite film 100 comes into contact with the preheating roll and the cooling roll, so that the surface of the composite film 100 is scratched. May occur, and the appearance quality of the obtained stretched film may be deteriorated.
  • the sequential biaxial stretching method when the composite film 100 is heated and stretched in the length direction, the both ends 120 of the composite film 100 are not fixed in the width direction. There is a concern that the stretched film may be reduced in productivity due to shrinkage in the direction.
  • the composite film 100 is stretched in the length direction by using the above-described simultaneous biaxial stretching method or the above-described method of uniaxial stretching only in the length direction.
  • the composite film 100 is stretched in the length direction by using the above-described simultaneous biaxial stretching method or the above-described method of uniaxial stretching only in the length direction.
  • FIG. 2 by using a method of stretching in the length direction while holding both ends 120 of the composite film 100 with the clip 310), contact with the roll can be avoided. Therefore, scratches on the surface of the composite film 100 after heat stretching can be reduced.
  • an external appearance quality can be improved and it can use suitably for an optical film etc. with a severe request
  • the both ends 120 of the composite film 100 are held by the clips 310, so that the composite film 100 is contracted in the width direction by heat. Can be prevented, and the productivity of the stretched film can be improved.
  • the composite film 100 is shown.
  • the first thermoplastic resin may be used alone. That is, with respect to the composite film 100, both the central portion 110 and both end portions 120 may be formed of the first thermoplastic resin, and the composite film 100 may be a film made of only the first thermoplastic resin.
  • the first thermoplastic resin is a resin determined in accordance with the required stretched film
  • the smoothness of the side surface after trimming may be inferior, but when trimming a film made of only the first thermoplastic resin, By adjusting the trimming conditions, the side surfaces of the film may be smoothed to such an extent that stress is not concentrated locally during heating and stretching.
  • Example 1 An acrylic resin (glass transition temperature Tg 1 : 123 ° C., elongation at break: 5%) is prepared as a first thermoplastic resin for forming the central portion 110 of the composite film 100, and both ends of the composite film 100 are prepared.
  • a second thermoplastic resin for forming the portion 120 an acrylic resin (glass transition temperature Tg 2 : 125 ° C., elongation at break at room temperature: 18%) added with a small amount of rubber elastic particles was prepared.
  • the glass transition temperature is measured by differential scanning calorimetry (DSC), and the elongation at break at room temperature is a tensile tester (manufactured by Orientec Co., Ltd.). Model No .: RTC-1210A). The same applies to Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 below.
  • the prepared first thermoplastic resin and second thermoplastic resin were respectively supplied to the feed block 210 by a twin screw extruder, and a composite film 100 was produced under the following conditions by the method shown in FIG. .
  • the produced composite film 100 had an overall width of about 315 mm, of which the regions having a width of about 50 mm from the end portions at both ends were both end portions 120, and the remaining central region was the central portion 110.
  • the thickness of the central portion 110 was about 150 to 170 ⁇ m, and the maximum thickness of both end portions 120 was about 400 ⁇ m.
  • an acrylic resin to which rubber elastic particles were added was used as the second thermoplastic resin.
  • T dice 220 outlet width 380mm
  • Air gap length 60mm
  • Supply amount of the first thermoplastic resin to the feed block 210 15 kg / hr
  • Supply amount of second thermoplastic resin to feed block 210 5 kg / hr
  • the air gap length described above indicates the distance from the outlet of the thermoplastic resin in the die slip 222 to the reduction position by the cooling roll 240 and the touch roll 230 (that is, the position where the cooling roll 240 and the thermoplastic resin are in contact). Is.
  • both end portions 120 were continuously trimmed with a leather blade. Trimming was performed by cutting 10 mm width from both side surfaces of both end portions 120.
  • both end portions 120 are gripped by clips 310 and heated in the length direction and the width direction under the following conditions by the simultaneous biaxial stretching method as shown in FIG. Stretched. Entry speed before heat drawing: 1 mpm Outlet speed after heating and stretching: 2 mpm Stretch ratio: 100% in length direction x 100% in width direction (twice in length direction x double in width direction)
  • Clip 310 gripping position: 15 mm from the end of the composite film 100 Pre-tropical temperature, distance: 140 ° C., 350 mm Stretch zone temperature, distance: 140 ° C., 500 mm Cooling heat fixing temperature, distance: 90 ° C, 700mm
  • Example 2 As a method for producing the composite film 100, as shown in FIG. 3, the first and second thermoplastic resins melt-coextruded from the T-die 220 are used as the cooling roll 240 without using the touch roll 230.
  • the distance between the T die 220 and the cooling roll 240 is made closer by using the method of taking only by the air gap length (the position where the cooling roll 240 and the thermoplastic resin come into contact with each other from the outlet of the thermoplastic resin in the die slip 222).
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance was 25 mm.
  • the composite film 100 before trimming has a central portion 110 with a thickness of about 140 to 180 ⁇ m, a maximum thickness of both end portions 120 of about 170 ⁇ m, and a T die 220 and a cooling roll 240.
  • the neck-in was suppressed and both end portions 120 were thinned, and the entire composite film 100 was flat as compared with Example 1 described above.
  • Example 2 As in Example 1, it is possible to suppress precipitation of rubber elastic particles when the composite film 100 is melt-coextruded, and while the composite film 100 is heated and stretched, The composite film 100 was not broken, and a stretched film excellent in quality could be continuously produced.
  • Example 3 As a second thermoplastic resin for forming both end portions 120 of the composite film 100, a mixed resin (glass transition temperature) comprising 75% by weight of polycarbonate (PC) and 25% by weight of polyethylene terephthalate (PET). A stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that Tg 2 : 125 ° C., elongation at break at room temperature: 20%) was used.
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example 3 as in Example 1, while the composite film 100 is heated and stretched, the composite film 100 does not break, and a stretched film excellent in quality is continuously produced. I was able to.
  • Example 4 As the second thermoplastic resin for forming both end portions 120 of the composite film 100, the same acrylic resin as the first thermoplastic resin (glass transition temperature Tg 1 : 123 ° C., elongation at break at room temperature: 5%) By using the film, a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composite film 100 was formed as a single layer film made of only the acrylic resin.
  • Example 4 the thickness of the portion corresponding to the central portion 110 of the single layer film before trimming is about 140 to 175 ⁇ m, and the maximum thickness of the portions corresponding to both end portions 120 is about 310 ⁇ m. As in Example 1 described above, both end portions 120 were thicker than the central portion 110.
  • Example 4 the acrylic resin constituting the single-layer film has a low elongation at break of 5% at room temperature and low ductility, so when trimming the single-layer film, the side surface of the single-layer film is As compared with Examples 1 to 3 described above, the film became slightly rough, and when the single layer film was continuously heated and stretched, the single layer film was broken only once. However, in Example 4, the frequency of occurrence of breakage of the single-layer film during heat stretching was remarkably low, and was in a range that did not hinder the productivity of the stretched film. As a result, a stretched film having excellent quality was continuously produced. I was able to.
  • Examples 1 to 4 in which the side surfaces of the composite film 100 or the single-layer film before heat stretching are smoothed suppress the breakage of the composite film 100 when the composite film 100 is heat stretched. As a result, a stretched film excellent in quality could be obtained, and the productivity of the stretched film could be improved.

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Abstract

　熱可塑性樹脂を、成形用ダイス（２２０）から溶融押出しした後に冷却して固化させることにより延伸前フィルム（１００）を形成する延伸前フィルム形成工程と、前記延伸前フィルム（１００）の厚みを規定している両側面を平滑化する平滑化工程と、前記両側面を平滑化した前記延伸前フィルム（１００）を、少なくとも長さ方向に加熱延伸することにより、延伸フィルムを形成する延伸工程と、を有することを特徴とする延伸フィルムの製造方法を提供する。

Description

延伸フィルムの製造方法
　本発明は、延伸フィルムの製造方法に関する。
　延伸フィルムを製造する際には、材料となるフィルムを準備し、準備したフィルムを延伸する方法が用いられ、フィルムを延伸する方法としては、フィルムの両端部をクリップで把持しながら加熱炉内に搬送し、加熱炉内にて、フィルムの両端部を把持しているクリップにより長さ方向および幅方向に同時に加熱延伸を行う同時二軸延伸法などが知られている。
　このような同時二軸延伸法においては、加熱炉内にて、フィルムを長さ方向および幅方向に引っ張ることで、必要な延伸倍率まで加熱延伸させるものであるが、フィルムを延伸させる際には、クリップにより把持される部分であるフィルムの両端部に大きな応力が加わることで、両端部に裂け目が生じてしまい、これをきっかけとしてフィルム全体が破断してしまうことがある。
　これに対し、たとえば、特許文献１では、同時二軸延伸による加熱延伸時におけるフィルムの破断を防止するために、加熱延伸前のフィルムについて、クリップにより把持される両端部を、中央部よりも厚くすることで補強する技術が開示されている。
特開平１１－１０５１３１号公報
　しかしながら、この特許文献１の技術では、加熱延伸するためのフィルムは、成形用ダイスにより熱可塑性樹脂を溶融押出しして形成されるものであるため、成形用ダイスによる押出しムラなどにより、フィルムの厚みを規定している両側面が粗くなってしまい、フィルムの両端部を厚くしたとしても、同時二軸延伸によりフィルムを長さ方向に加熱延伸する際において、フィルムの両側面の粗くなっている部分に局所的に応力が集中してフィルムが破断し易くなってしまうという問題がある。
　本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、フィルムを加熱延伸して延伸フィルムを製造する際において、フィルムの破断を防止することができ、生産性および品質に優れた延伸フィルムを得ることができる延伸フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者等は、成形用ダイスから溶融押出しして得たフィルムについて、加熱延伸を行う前に、フィルムの両側面を平滑化することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明によれば、熱可塑性樹脂を、成形用ダイスから溶融押出しした後に冷却して固化させることにより延伸前フィルムを形成する延伸前フィルム形成工程と、前記延伸前フィルムの厚みを規定している両側面を平滑化する平滑化工程と、前記両側面を平滑化した前記延伸前フィルムを、少なくとも長さ方向に加熱延伸することにより、延伸フィルムを形成する延伸工程と、を有することを特徴とする延伸フィルムの製造方法が提供される。
　本発明の製造方法において、前記平滑化工程における平滑化を、前記延伸前フィルムの幅方向の両端に位置する領域を除去することにより行うことが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記延伸前フィルムの幅方向の両端に位置する領域のうち、前記両側面から幅３０ｍｍ以下の範囲を除去することが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記延伸前フィルムの幅方向の両端に位置する領域を切断することにより除去することが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記延伸工程における前記延伸前フィルムの加熱延伸を、前記延伸前フィルムの長さ方向に加えて、幅方向にも延伸する同時二軸延伸により行うことが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記延伸工程における前記延伸前フィルムの加熱延伸を、加熱延伸後の前記延伸フィルムの厚みが１５～５０μｍの範囲となるように行うことが好ましい。
　また、本発明の製造方法において、前記延伸前フィルム形成工程において、前記熱可塑性樹脂として、第１の熱可塑性樹脂と、前記第１の熱可塑性樹脂とは異なる第２の熱可塑性樹脂とを用い、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂を、成形用ダイスから溶融共押出しした後に冷却して固化させることにより、前記第１の熱可塑性樹脂からなる中央部と、幅方向において前記中央部の両端に形成され、前記第２の熱可塑性樹脂からなる両端部とを備える前記延伸前フィルムを形成することが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂として、溶融共押出しにより前記延伸前フィルムを形成した場合に、前記第２の熱可塑性樹脂からなる前記両端部の常温における破断伸び率が、前記第１の熱可塑性樹脂からなる前記中央部の常温における破断伸び率よりも大きくなるような熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記第１の熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂を用いることが好ましい。
　本発明の製造方法において、前記第２の熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート（ＰＣ）に、前記アクリル樹脂よりも低いガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂を配合してなる混合樹脂を用いることが好ましい。
　さらに、本発明の製造方法において、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度の差が１０℃以下である熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
　本発明によれば、延伸を行う際における破断を防止することができ、生産性および歩留まりに優れた延伸フィルムの製造方法を提供することができる。
図１は、複合フィルム形成工程において複合フィルムを作製する方法の一例を説明するための図である。 図２は、延伸工程において同時二軸延伸法により複合フィルムを延伸する方法を説明するための図である。 図３は、複合フィルム形成工程において複合フィルムを作製する方法の別の例を説明するための図である。
　以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。
　本実施形態に係る延伸フィルムの製造方法は、第１の熱可塑性樹脂、および第１の熱可塑性樹脂とは異なる第２の熱可塑性樹脂を、成形用のＴダイスによって溶融共押出しすることにより複合フィルムを形成した後、形成した複合フィルムの両端をトリミングする複合フィルム形成工程と、この複合フィルムを、長さ方向および幅方向に加熱延伸する延伸工程と、を備える。
＜複合フィルム形成工程＞
　複合フィルム形成工程は、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を、Ｔダイスから溶融共押出しすることで複合フィルム１００を形成し、形成した複合フィルム１００の両端をトリミングする工程である。ここで、図１は、複合フィルム形成工程を説明するための図である。本実施形態においては、複合フィルム１００として、図１に示すように、中央部１１０と、中央部１１０の幅方向の両端に形成される両端部１２０とから構成され、中央部１１０が第１の熱可塑性樹脂からなり、両端部１２０が第２の熱可塑性樹脂からなるフィルムを得る。なお、複合フィルム１００の中央部１１０は、後述する延伸工程により加熱延伸されることで延伸フィルムとなる部分である。また、複合フィルム１００の両端部１２０は、複合フィルム１００の加熱延伸を行う際に中央部１１０を補強するためのものであり、複合フィルム１００を加熱延伸した後に必要に応じて切断して除去することができる。複合フィルム１００を切断する際には中央部１１０の両端の一部を切断することで両端部１２０を完全に除去することが望ましい。この場合には、中央部１１０の両端の一部も除去することになるが、後述するクリップ３１０で把持された部分は全て除去することが好ましい。
　複合フィルム形成工程においては、まず、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を、加熱溶融させた状態で、フィードブロック２１０を通じてＴダイス２２０に供給する。
　本実施形態においては、フィードブロック２１０には、第１の熱可塑性樹脂を溶融押出するための第１の溶融押出機（不図示）と、第２の熱可塑性樹脂を溶融押出するための第２の溶融押出機（不図示）がそれぞれ連結されている。これらの溶融押出機としては、特に限定されず、単軸押出機、二軸押出機のいずれも用いることができる。そして、本実施形態においては、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を、各溶融押出機により、それぞれ、融点(溶融)温度以上の温度で溶融押出することで、フィードブロック２１０に供給する。
　なお、フィードブロック２１０から、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂をＴダイス２２０に供給する際においては、Ｔダイス２２０により得られる複合フィルム１００が、図１に示すように、第１の熱可塑性樹脂からなる中央部１１０の両端に、第２の熱可塑性樹脂からなる両端部１２０が形成された構成となるように、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂の供給を行う。
　具体的には、フィードブロック２１０には、第１の熱可塑性樹脂を供給するための入口と、第１の熱可塑性樹脂を供給するための入口に対して、Ｔダイス２２０の拡幅方向における両脇に、第２の熱可塑性樹脂を供給するための入口とが別々に設けられている。そして、本実施形態では、フィードブロック２１０の入口からそれぞれ流入させた第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂は、フィードブロック２１０内で合流し、フィードブロック２１０の出口において、Ｔダイス２２０の拡幅方向に対して、中央部分に第１の熱可塑性樹脂が流れ、この第１の熱可塑性樹脂の両端部分に第２の熱可塑性樹脂が流れるような態様で流出させ、Ｔダイス２２０に供給するようになっている。
　そして、Ｔダイス２２０において、フィードブロック２１０から供給された第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が、Ｔダイス２２０内に設けられたマニホールド２２１により、幅方向（第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂が並んでいる方向）に拡幅し、これにより、ダイスリップ２２２からシート形状に共押出しする。
　次いで、共押出ししたシート状の第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を、図１に示すように、連続的にタッチロール２３０および冷却ロール２４０によって引取り、挟圧して冷却および固化させることにより、第１の熱可塑性樹脂からなる中央部１１０と、中央部１１０の両端に形成され、第２の熱可塑性樹脂からなる両端部１２０とを備えた複合フィルム１００を作製する。
　そして、本実施形態においては、作製された複合フィルム１００について、両端部１２０のうち、両側面から所定幅をカッター２５０によって連続的にトリミングすることにより、フィルムの厚みを規定している両側面（成形用ダイスにより溶融押出する際に側面となる面）を平滑化する。これにより、本実施形態によれば、後述する延伸工程において、複合フィルム１００の両端部１２０を引っ張って複合フィルム１００を加熱延伸する際に、両端部１２０の側面の粗さに起因する局所的な応力の集中を防止し、両端部１２０での裂け目の発生を防止することができ、延伸フィルムの生産性を向上させることができる。
　なお、両端部１２０の側面の平滑化は、両端部１２０の側面の凹凸を低減させ、複合フィルム１００を長さ方向に引っ張った際に、両端部１２０の一部に応力が集中しなくなる程度に行えばよい。
　また、カッター２５０としては、トリミングによって両端部１２０の側面を良好に平滑化できるものであれば何でもよく、たとえば、レザー刃や、円形の上刃と下刃とを擦り合わせながら連続回転させて剪断により切断を行うロータリーシェアカッターや、固体レーザー、半導体レーザー、液体レーザーまたは気体レーザーなどを使用したレーザーカッターを用いることができるが、トリミング時に複合フィルム１００に加わる応力を低減することができ、トリミング時における複合フィルム１００への亀裂の発生を防止することができるという観点より、レーザーカッターが好ましい。
　なお、複合フィルム１００の両端部１２０をトリミングする際には、両端部１２０を加熱しながらトリミングすることが好ましい。これにより、両端部１２０の側面をより平滑なものとすることができ、複合フィルム１００を加熱延伸する際における複合フィルム１００の破断をより適切に防止することができる。
　なお、複合フィルム１００の両端部１２０をトリミングする場合には、トリミングする幅は、両端部１２０のうち、両側面の最も突出している部分から中央部１１０に向かって、好ましくは幅３０ｍｍ以下、より好ましくは幅１０ｍｍ以下、さらに好ましくは幅５ｍｍ以下である。これにより、両端部１２０の側面を平滑なものとしながら、トリミングして除去する両端部１２０の量を低減することができるため、両端部１２０を形成するための第２の熱可塑性樹脂の使用量を低減することができ、コスト的に有利である。
　そして、本実施形態においては、このように両端部１２０がトリミングされた複合フィルム１００は、複合フィルム巻取りロール（不図示）によって巻き取られるようになっており、これにより複合フィルム１００を連続的に得ることができる。
＜延伸工程＞
　延伸工程は、複合フィルム形成工程により得られた複合フィルム１００を、長さ方向および幅方向に加熱延伸する工程である。ここで、図２は、延伸工程を説明するための図である。本実施形態においては、延伸工程では、上述した複合フィルム巻取りロールから複合フィルム１００を送り出し、図２に示すように、複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持しながら長さ方向および幅方向に同時に延伸する同時二軸延伸法により、複合フィルム１００の加熱延伸を行う。
　具体的には、延伸工程では、複合フィルム巻取りロールから複合フィルム１００を連続的に送り出し、複数のクリップを用いて複合フィルム１００の両端部１２０を一定間隔ごとに把持し、各クリップ３１０により複合フィルム１００を延伸炉３２０内に搬送し、延伸炉３２０内において、各クリップ３１０により複合フィルム１００を長さ方向および幅方向に引っ張って延伸する。この際においては、複合フィルム１００は、クリップ３１０により把持された状態のまま搬送されることで、延伸炉３２０内を通過するようになっており、延伸炉３２０内の予熱帯にて、複合フィルム１００は、これを構成する両端部１２０における第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも１０～３０℃程度高い温度まで予備加熱された後、延伸炉３２０内の延伸帯にて、保熱されたままクリップ３１０により長さ方向および幅方向に引っ張られて、長さ方向および幅方向に延伸される。そして、これに続く、冷却熱固定帯において冷却および固化されることにより、延伸フィルムを得ることができる。そして、クリップ３１０を開放し、ロールにて巻き取られることで、連続的に延伸フィルムを得ることができる。
　なお、本実施形態においては、延伸工程と、複合フィルム形成工程とを一貫した連続ライン（工程）とし、延伸フィルムを得ることも可能である。
　本実施形態においては、延伸炉３２０内を通過するようにして、クリップ３１０が移動するための一対のガイドレールが設置されている。一対のガイドレールは、図２に示す複合フィルム１００の上側の両端部１２０を把持するクリップ３１０の位置と、下側の両端部１２０を把持するクリップ３１０の位置にそれぞれ設置されており、延伸炉３２０内の予熱帯では互いに平行であり、延伸帯では互いに複合フィルム１００の幅方向に離れていき、冷却熱固定帯ではまた互いに平行となっている。あるいは、冷却熱固定帯においては、延伸帯にて加熱延伸された延伸フィルムの固化時の収縮分を考慮して、冷却熱固定帯内で、一対のガイドレール同士の距離を、延伸帯の出側における延伸フィルムの幅を基準として、幅方向に数％程度近づけるようにしてもよい。本実施形態においては、複合フィルム１００の両端部１２０を把持したクリップ３１０が、このようなガイドレールに沿って移動することで、複合フィルム１００を搬送および延伸できるようになっている。
　本実施形態においては、このようなガイドレールに沿って移動するクリップ３１０を用いて、延伸炉３２０内の延伸帯にて、複合フィルム１００を延伸する。すなわち、延伸炉３２０内の延伸帯にて、複合フィルム１００の両端部１２０を把持したクリップ３１０を、ガイドレールに沿って幅方向に広がるようにして移動させ、併せてクリップ３１０同士の間隔を広げる制御を行うことで、複合フィルム１００の両端部１２０を、図２に示す矢印のように長さ方向および幅方向に引っ張る。これにより、複合フィルム１００の中央部１１０および両端部１２０が、それぞれ長さ方向および幅方向に、必要な延伸倍率となるまで加熱延伸される。そして、加熱延伸された複合フィルム１００は、延伸炉３２０内の冷却熱固定帯において冷却および固化され、延伸炉３２０の外に設置されたロールによって巻き取られるようになっており、これにより連続的に延伸フィルムを得ることができる。
　なお、本実施形態においては、加熱延伸後の複合フィルム１００の中央部１１０の厚みは、好ましくは１５～５０μｍ、より好ましくは２０～４０μｍである。加熱延伸後の複合フィルム１００の中央部１１０の厚みを上記範囲に制御することにより、加熱延伸中における複合フィルム１００の破断を防止し、複合フィルム１００の加熱延伸を適切に行うことができる。
　また、本実施形態においては、複合フィルム１００を加熱延伸して得られた延伸フィルムについて、必要に応じて両端部１２０の部分を切断してもよい。これにより、延伸フィルムを、中央部１１０のみからなるフィルムとすることができる。
　以上のようにして、本実施形態においては、複合フィルム形成工程により、第１の熱可塑性樹脂からなる中央部１１０と、第２の熱可塑性樹脂からなる両端部１２０とを備える複合フィルム１００を形成し、形成した複合フィルム１００の両端部１２０の両側面を平滑化した後、延伸工程により複合フィルム１００の中央部１１０および両端部１２０を加熱延伸することにより、延伸フィルムを得ることができる。これにより、本実施形態によれば、複合フィルム１００を加熱延伸する際における複合フィルム１００の破断を防止し、延伸フィルムの生産性を向上させることができる。
　なお、従来より、熱可塑性樹脂を成形用ダイスにより溶融押出しして得たフィルムについて、同時二軸延伸により加熱延伸を行う際における破断を防止するために、加熱延伸前のフィルムの両端部を中央部に比べて厚く形成する方法が知られている。しかしながら、この方法においては、成形用ダイスによる押出しムラなどにより、フィルムの両側面の形状が不均一となり粗くなってしまうため、クリップ３１０によってフィルムを延伸する際において、フィルムの両側面の粗くなっている部分に応力が集中してしまい、フィルムが破断し易くなってしまうという問題がある。この際においては、フィルムの両側面を平滑化する方法として、成形用ダイスによる押出量の調整や、タッチロール２３０および冷却ロール２４０の位置や搬送速度などの調整を行う方法が考えられるが、このような方法のみでは、フィルムの両側面を十分に平滑化することは困難である。また、このようなフィルムの両端部の厚みを厚くする方法においては、延伸フィルムを得るために必要な熱可塑性樹脂の量が増加してしまい、コスト的に不利になるという問題もある。
　これに対し、本発明者等は、延伸フィルムの製造に用いる熱可塑性樹脂の特性として、ガラス転移温度以上まで加熱した際の破断伸び率（フィルムを破断するまで延伸した際における、延伸前の寸法に対する伸び率を示す値）が数百％と大きい一方で、図１，２に示すような実際の製造工程において、該熱可塑性樹脂からなるフィルムを加熱延伸した場合には、フィルムが上記破断伸び率よりも低い伸び率で破断してしまうという点に着目し、検討を行ったところ、加熱延伸時におけるフィルムの破断は、フィルムの両側面の粗さに起因しているとの知見を得た。そして、本発明者等は、このような知見に基づき、加熱延伸を行う前の複合フィルム１００について、両端部１２０の側面を平滑化することにより、加熱延伸時における複合フィルム１００の破断を防止することができることを見出したものである。
　特に、本実施形態によれば、複合フィルム１００の両端部１２０の両側面を平滑化する方法として、上述したように両端部１２０をトリミングする方法を用いることにより、複合フィルム１００を加熱延伸する際において、両端部１２０の両側面の粗さに起因する複合フィルム１００の破断を防止できることに加えて、次のように、央部１１０と両端部１２０との境界部の厚みが薄くなっている部分における亀裂の発生を防止することができる。
　すなわち、Ｔダイス２２０から溶融押出された複合フィルム１００においては、溶融押出された直後に冷却ロール２４０によって引取られることで、長さ方向に伸長するとともに幅方向に収縮するネックインと呼ばれる現象が発生する。ここで、複合フィルム１００が冷却ロール２４０によって長さ方向に伸長される際には、複合フィルム１００の中央に位置する中央部１１０において、隣接する熱可塑性樹脂が存在することで幅方向への収縮が抑制され、厚み方向にのみ収縮する力が働くと考えられる。すなわち、中央部１１０は、幅方向に第１の熱可塑性樹脂が並んで構成されるものであるため、隣接した樹脂同士が互いに引っ張り合うことで、中央部１１０全体として幅方向への収縮が抑制されると考えられる。これに対し、両端部１２０においては、一方の端部は中央部１１０と隣接するものの、もう一方の端部は隣接する樹脂が存在しないため、厚み方向に加えて幅方向にも収縮する力が働くと考えられる。これにより、ネックインが発生する際における応力の加わり方が異なる中央部１１０と両端部１２０との境界部においては、熱可塑性樹脂が両端部１２０側に引っ張られてしまい、境界部の厚みが薄くなってしまう傾向にある。この場合には、中央部１１０と両端部１２０との境界部の厚みに対して、両端部１２０の厚みが厚すぎると、延伸工程にて複合フィルム１００を加熱延伸する際に、厚みが薄い境界部に応力が集中してしまい、境界部に亀裂が発生し易くなってしまう。
　これに対し、複合フィルム１００の両端部１２０をトリミングすることによれば、両端部１２０の厚みが厚くなっている部分をトリミングにより除去することができるため、両端部１２０と、上記境界部との厚みの差を小さくすることができ、複合フィルム１００を加熱延伸する際における、境界部への応力の集中を抑制し、境界部における亀裂の発生を有効に防止することができる。
　また、従来においては、加熱延伸時における複合フィルム１００の破断を防止するために、複合フィルム１００の両端部１２０にゴム弾性粒子を添加し、両端部１２０を軟化させる（常温での破断伸び率を高くする）方法が知られている。しかしながら、この方法においては、両端部１２０中のゴム弾性粒子が熱により劣化し易いため、次のような問題がある。すなわち、複合フィルム１００をＴダイス２２０から溶融共押出する際において、熱により劣化したゴム弾性粒子が、Ｔダイス２２０のダイスリップ２２２上に析出して堆積物を形成してしまい、この堆積物によって複合フィルム１００に押し跡がついてしまうおそれや、堆積物が延伸フィルムの製品巻に混入して延伸フィルムの品質を低下させてしまうおそれがある。さらに、このようなゴム弾性粒子の堆積物が形成されてしまうと、図２に示すようにクリップ３１０を用いて複合フィルム１００を加熱延伸する際に、複合フィルム１００とクリップ３１０との間に堆積物が入り込んでしまい、これにより複合フィルム１００が破断し易くなってしまうというおそれもある。
　これに対し、本実施形態によれば、複合フィルム１００の両端部１２０にこのようなゴム弾性粒子を添加する必要がない、あるいは、両端部１２０に添加するゴム弾性粒子の量を少量とすることができるため、複合フィルム１００を溶融共押出する際におけるゴム弾性粒子の析出を抑制することができ、得られる延伸フィルムを品質に優れたものとすることができる。
　なお、本実施形態においては、中央部１１０を形成するための第１の熱可塑性樹脂としては、必要とする延伸フィルムの用途などに応じて選択すればよく、たとえば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などを用いることができる。
　また、第２の熱可塑性樹脂としては、複合フィルム１００の両端部１２０を形成した後に、側面を適切に平滑化できるものであればよいが、たとえば、複合フィルム１００において、中央部１１０より両端部１２０の方が延性が高くなるような熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。具体的には、第２の熱可塑性樹脂としては、加熱延伸前の複合フィルム１００において、中央部１１０より両端部１２０の方が、常温における破断伸び率が高くなるような熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。なお、常温における破断伸び率は、１０～３０℃程度の常温環境下で、中央部１１０や両端部１２０を破断するまで延伸した際における、延伸前の寸法に対する伸び率を示す値である。これにより、複合フィルム１００の両端部１２０をトリミングする際における複合フィルム１００に加わる応力を緩和することができ、トリミング時における複合フィルム１００への亀裂の発生を有効に防止することができる。
　特に、複合フィルム１００の両端部１２０をトリミングする際において、中央部１１０の常温における破断伸び率が１０％以下と低い場合には、トリミング時に複合フィルム１００に加わる応力により、中央部１１０に亀裂が生じてしまうおそれがある。これに対し、上述したように、第２の熱可塑性樹脂として、中央部１１０より両端部１２０の方が、常温における破断伸び率が高くなるよう熱可塑性樹脂を用いることにより、トリミング時における応力を緩和することができ、中央部１１０への亀裂の発生を有効に防止することができる。
　さらに、第２の熱可塑性樹脂としては、第１の熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ１と、第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ２との差（｜Ｔｇ１－Ｔｇ２｜）が１０℃以下である熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。これにより、本実施形態においては、延伸工程により複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持して加熱延伸を行う際において、クリップ３１０により把持された両端部１２０が延伸炉３２０による加熱で適度に軟化し、加熱延伸時におけるクリップ外れや、複合フィルム１００の破断などを防止することができ、延伸フィルムの生産性を向上させることができる。
　なお、この際においては、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂のガラス転移温度の差（｜Ｔｇ１－Ｔｇ２｜）は、好ましくは１０℃以下、より好ましくは５℃以下、さらに好ましくは３℃以下である。
　本実施形態においては、第２の熱可塑性樹脂としては、上述した観点に基づいて、具体的には以下のような熱可塑性樹脂を用いることができる。たとえば、第２の熱可塑性樹脂としては、第１の熱可塑性樹脂にアクリル樹脂を用いた場合には、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのうち１種を単独で使用、または２種以上を混合した混合樹脂を用いることができる。
　また、第２の熱可塑性樹脂としては、上述した第１の熱可塑性樹脂に、延伸フィルムの生産性を阻害しない範囲で少量のゴム弾性粒子を添加した樹脂を用いてもよい。
　あるいは、第２の熱可塑性樹脂としては、第１の熱可塑性樹脂よりもガラス転移温度が高く、その差が１０℃超である熱可塑性樹脂（耐熱性の熱可塑性樹脂）に対し、第１の熱可塑性樹脂よりもガラス転移温度が低い熱可塑性樹脂（低温溶融性の熱可塑性樹脂）を配合してなる混合樹脂を用いることができる。この際においては、上記の耐熱性の熱可塑性樹脂と、低温溶融性の熱可塑性樹脂との配合比率を調整することで、得られる混合樹脂のガラス転移温度を、第１の熱可塑性樹脂とのガラス転移温度の差（｜Ｔｇ１－Ｔｇ２｜）が上記範囲となるように調整することが好ましい。
　たとえば、第１の熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Ｔｇ１が１２０℃程度のアクリル樹脂を用いた場合には、第２の熱可塑性樹脂としては、ガラス転移温度が１５０℃程度と高いポリカーボネート（ＰＣ）に、ガラス転移温度が７０℃程度と低いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を配合して、ガラス転移温度を上記ガラス転移温度Ｔｇ１と同程度の１２０℃付近に調整した混合樹脂を用いることができる。
　なお、第２の熱可塑性樹脂としてこのような混合樹脂を用いる場合には、耐熱性の熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）などを用いることができる。また、低温溶融性の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、第１の熱可塑性樹脂よりガラス転移温度が低いアクリル樹脂、ポリエステル（ＰＥｓ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などを用いることができる。本実施形態においては、これらのうち、得られる混合樹脂のガラス転移温度を調整し易いという観点より、耐熱性の熱可塑性樹脂としてポリカーボネート（ＰＣ）を、低温溶融性の熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることが好ましい。
　また、上述した例においては、このような第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を用いて複合フィルム１００を作製する方法として、図１に示すように、Ｔダイス２２０から溶融共押出しした複合フィルム１００を、タッチロール２３０および冷却ロール２４０によって引取る方法を用いる例を示したが、本実施形態においては、図３に示すように、タッチロール２３０を用いることなく、冷却ロール２４０のみによって複合フィルム１００を引取る方法を用いてもよい。これにより、Ｔダイス２２０と冷却ロール２４０との距離を近づけることができ、Ｔダイス２２０から押出された第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂について、冷却ロール２４０に引き取られるまでに発生するネックイン（冷却ロール２４０によって引取られることで、長さ方向に伸長するとともに、幅が狭くなる現象）の発生を抑制することができ、得られる複合フィルム１００について、ネックインによる収縮を抑制することで厚みのばらつきを抑えることができる。
　さらに、上述した例においては、加熱延伸前の複合フィルム１００について、両端部１２０をトリミングすることで、両端部１２０の側面を平滑化する例を示したが、本実施形態においては、両端部１２０の側面を平滑化する方法としては、特に限定されず、両端部１２０の端部の研磨、両端部１２０の端部の加熱押圧成形などの方法を用いることができる。
　また、上述した例においては、複合フィルム１００を加熱延伸する方法として、図２に示すように、複合フィルム１００を、長さ方向および幅方向の両方向に加熱延伸する同時二軸延伸法を用いる例を示したが、本実施形態においては、複合フィルム１００を、長さ方向のみに一軸延伸する方法を用いてもよい。
　この際においては、複合フィルム１００の長さ方向への加熱延伸は、図２に示す同時二軸延伸法と同様にして行うことができる。すなわち、複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持しながら延伸炉３２０内に搬送し、その後、延伸炉３２０内にて、複合フィルム１００の両端部１２０を把持している各クリップ３１０を、幅方向に移動させることなく、クリップ３１０同士の間隔を広げることで、長さ方向のみに加熱延伸を行う方法を用いることができる。
　本実施形態においては、長さ方向および幅方向に同時二軸延伸を行う場合や、長さ方向のみに一軸延伸を行う場合のいずれにおいても、図２に示すように複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持しながら延伸を行うことにより、従来より用いられている逐次二軸延伸法と比較して、延伸フィルムの生産性を向上させることができ、さらに得られる延伸フィルムを品質に優れたものとすることができる。
　なお、従来の逐次二軸延伸法は、図１に示す方法により作製された複合フィルム１００を、まず長さ方向に加熱延伸し、その後、幅方向に加熱延伸を行う方法である。逐次二軸延伸法においては、複合フィルム１００を複数のロールによって搬送することで長さ方向に加熱延伸した後、図２に示すようにして、複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持しながら幅方向に加熱延伸する。
　ここで、逐次二軸延伸法における複合フィルム１００の長さ方向への延伸は、具体的には次のようにして行われる。すなわち、逐次二軸延伸法によれば、複合フィルム１００を予め加熱された複数の予熱ロールにより搬送しながら、両端部１２０のガラス転移温度程度まで予備加熱し、予備加熱した複合フィルム１００を、赤外線ヒータなどにより両端部１２０のガラス転移温度よりも１０～３０℃程度高い温度までさらに加熱しながら、連続的に冷却ロールにより搬送する。この際において、冷却ロールによる搬送速度を、予熱帯ロールによる搬送速度よりも速くすることで、予熱帯ロールと冷却ロールとの間で張力が発生し、この張力を利用して、複合フィルム１００を長さ方向に必要な延伸倍率まで延伸させる。
　ここで、逐次二軸延伸法においては、複合フィルム１００を長さ方向に延伸する際に、複合フィルム１００の表面が、予熱ロールおよび冷却ロールに触れることとなるため、複合フィルム１００の表面に擦り傷が発生してしまい、得られる延伸フィルムの外観品質が低下してしまうおそれがある。また、逐次二軸延伸法においては、複合フィルム１００を長さ方向に加熱延伸する際に、複合フィルム１００の両端部１２０は幅方向の位置が固定されていないため、複合フィルム１００が熱により幅方向に収縮してしまい、延伸フィルムの生産性が低下してしまうおそれがある。
　これに対し、本実施形態によれば、複合フィルム１００について、長さ方向への延伸を、上述した同時二軸延伸法、または上述した長さ方向のみに一軸延伸する方法を用いて行うことにより（すなわち、図２に示すように、複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持しながら、長さ方向に延伸を行う方法を用いて行うことにより）、ロールとの接触を回避することができるため、加熱延伸後の複合フィルム１００の表面の擦り傷を低減させることができる。これにより、加熱延伸された複合フィルム１００の両端部１２０を切断して得られる延伸フィルムについて、外観品質を向上させることができ、特に、外観品質の要求が厳しい光学フィルムなどに好適に用いることができる。さらに、本実施形態によれば、複合フィルム１００を長さ方向に延伸する際に、複合フィルム１００の両端部１２０をクリップ３１０で把持しているため、複合フィルム１００について、熱による幅方向の収縮を防止することができ、延伸フィルムの生産性を向上させることができる。
　また、上述した例においては、複合フィルム１００を、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂の２種類の樹脂から形成する例を示したが、本実施形態においては、複合フィルム１００を、第１の熱可塑性樹脂のみから構成されるものとしてもよい。すなわち、複合フィルム１００について、中央部１１０および両端部１２０を、いずれも第１の熱可塑性樹脂により形成し、複合フィルム１００を第１の熱可塑性樹脂のみからなるフィルムとしてもよい。
　この際においては、第１の熱可塑性樹脂は、必要とする延伸フィルムに応じて決定される樹脂であるため、Ｔダイス２２０によりフィルムとして形成された後、両端部をトリミングされた場合において、上述した第２の熱可塑性樹脂からなる両端部１２０と比較して、トリミング後の側面の平滑性に劣る場合があるが、このような第１の熱可塑性樹脂のみからなるフィルムをトリミングする際には、トリミングの条件を調整することにより、フィルムの側面を、加熱延伸時において局所的に応力が集中しない程度に平滑化すればよい。
　以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
＜実施例１＞
　複合フィルム１００の中央部１１０を形成するための第１の熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ１：１２３℃、常温における破断伸び率：５％）を準備し、複合フィルム１００の両端部１２０を形成するための第２の熱可塑性樹脂として、少量のゴム弾性粒子を添加したアクリル樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ２：１２５℃、常温における破断伸び率：１８％）を準備した。
　ここで、第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂については、ガラス転移温度は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定し、常温における破断伸び率は引張試験機（株式会社オリエンテック製、型番：ＲＴＣ－１２１０Ａ）により測定した。以下の実施例２～４および比較例１，２についても同様とした。
　次いで、準備した第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を、それぞれ二軸押出機によりフィードブロック２１０に供給し、図１に示す方法により、以下の条件にて複合フィルム１００を作製した。ここで、作製した複合フィルム１００は、全体幅が約３１５ｍｍであり、そのうち両端における端部から各約５０ｍｍ幅の領域が両端部１２０であり、残りの中央の領域が中央部１１０であった。また、作製した複合フィルム１００においては、央部１１０の厚みが１５０～１７０μｍ程度であり、両端部１２０の最大厚みが４００μｍ程度であった。なお、本実施例においては、第２の熱可塑性樹脂としてゴム弾性粒子を添加したアクリル樹脂を用いたが、添加したゴム弾性粒子の量は少量であったため、複合フィルム１００を溶融共押出する際におけるゴム弾性粒子の析出を抑制することができた。
　Ｔダイス２２０出口幅：３８０ｍｍ
　エアギャップ長：６０ｍｍ
　冷却ロール２４０の引取速度：６ｍｐｍ
　フィードブロック２１０への第１の熱可塑性樹脂の供給量：１５ｋｇ／ｈｒ
　フィードブロック２１０への第２の熱可塑性樹脂の供給量：５ｋｇ／ｈｒ
　なお、上述したエアギャップ長は、ダイスリップ２２２における熱可塑性樹脂の出口から、冷却ロール２４０およびタッチロール２３０による圧下位置（すなわち、冷却ロール２４０と熱可塑性樹脂とが接する位置）までの距離を示すものである。
　次いで、得られた複合フィルム１００について、冷却ロール２４０により搬送した後、連続的に、両端部１２０をレザー刃によりトリミングした。なお、トリミングは、両端部１２０の両側面から１０ｍｍ幅ずつ切断することで行った。
　次いで、両端部１２０をトリミングした複合フィルム１００について、両端部１２０をクリップ３１０により把持し、図２に示すように、同時二軸延伸法により、以下の条件にて長さ方向および幅方向に加熱延伸した。
　加熱延伸する前の入側速度：１ｍｐｍ
　加熱延伸した後の出側速度：２ｍｐｍ
　延伸倍率：長さ方向１００％×幅方向１００％（長さ方向２倍×幅方向２倍）
　クリップ３１０把持位置：複合フィルム１００の端部から１５ｍｍの位置
　予熱帯温度、距離：１４０℃、３５０ｍｍ
　延伸帯温度、距離：１４０℃、５００ｍｍ
　冷却熱固定温度、距離：９０℃、７００ｍｍ
　なお、本実施例では、複合フィルム１００について、延伸フィルムの生産性の良否が確認できる程度の長さに渡って、連続して加熱延伸を行った際において、複合フィルム１００の破断は発生しなかったため、品質に優れた延伸フィルムを連続的に製造することができた。
＜実施例２＞
　複合フィルム１００を作製する方法として、図３に示すように、Ｔダイス２２０から溶融共押出しした第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を、タッチロール２３０を用いることなく、冷却ロール２４０のみによって引取る方法を用いることにより、Ｔダイス２２０と冷却ロール２４０との距離を接近させ、エアギャップ長（ダイスリップ２２２における熱可塑性樹脂の出口から、冷却ロール２４０と熱可塑性樹脂とが接する位置までの距離）を２５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムを得た。
　なお、実施例２においては、トリミングを行う前の複合フィルム１００は、央部１１０の厚みが１４０～１８０μｍ程度であり、両端部１２０の最大厚みが１７０μｍ程度であり、Ｔダイス２２０と冷却ロール２４０との距離を接近させたことによって、上述した実施例１と比較して、ネックインが抑制され、両端部１２０が薄くなっていることが確認され、複合フィルム１００全体が平坦となっていた。
　また、実施例２においても、実施例１と同様に、複合フィルム１００を溶融共押出する際におけるゴム弾性粒子の析出を抑制することができ、さらに複合フィルム１００を加熱延伸している間において、複合フィルム１００の破断が発生せず、品質に優れた延伸フィルムを連続的に製造することができた。
＜実施例３＞
　複合フィルム１００の両端部１２０を形成するための第２の熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート（ＰＣ）７５重量％に対して、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）２５重量％を配合してなる混合樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ２：１２５℃、常温における破断伸び率：２０％）を用いた以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムを得た。
　なお、実施例３においても、実施例１と同様に、複合フィルム１００を加熱延伸している間において、複合フィルム１００の破断が発生せず、品質に優れた延伸フィルムを連続的に製造することができた。
＜実施例４＞
　複合フィルム１００の両端部１２０を形成するための第２の熱可塑性樹脂として、第１の熱可塑性樹脂と同一のアクリル樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ１：１２３℃、常温における破断伸び率：５％）を用いることで、複合フィルム１００として上記アクリル樹脂のみからなる単層フィルムを形成した以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムを得た。
　なお、実施例４においては、トリミングを行う前の単層フィルムは、央部１１０に相当する部分の厚みが１４０～１７５μｍ程度であり、両端部１２０に相当する部分の最大厚みが３１０μｍ程度であり、上述した実施例１と同様に、央部１１０よりも両端部１２０の方が厚い形状であった。
　また、実施例４においては、単層フィルムを構成するアクリル樹脂は、常温における破断伸び率が５％と低く、延性が低いため、単層フィルムをトリミングした際において、単層フィルムの側面は、上述した実施例１～３と比較してやや粗くなってしまい、単層フィルムを連続して加熱延伸した際に、１度だけ単層フィルムの破断が発生してしまった。ただし、実施例４では、加熱延伸時における単層フィルムの破断の発生頻度は著しく低く、延伸フィルムの生産性を阻害しない範囲であったため、結果として品質に優れた延伸フィルムを連続的に製造することができた。
＜比較例１＞
　複合フィルム１００を作製した後に、両端部１２０のトリミングを行わなかった以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムを得た。
　なお、比較例１においては、複合フィルム１００を作製した後、両端部１２０のトリミングを行わなかったため、両端部１２０の側面が粗いままであったことから、複合フィルム１００を加熱延伸する際に、複合フィルム１００の破断が多発してしまい、延伸フィルムの生産性が低下してしまった。
＜比較例２＞
　複合フィルム１００を作製した後に、両端部１２０のトリミングを行わなかった以外は、実施例２と同様にして延伸フィルムを得た。
　なお、比較例２においては、複合フィルム１００を作製した後、両端部１２０のトリミングを行わなかったため、両端部１２０の側面が粗いままであったことから、複合フィルム１００を加熱延伸する際に、複合フィルム１００の破断が多発してしまい、延伸フィルムの生産性が低下してしまった。
　上述したように、加熱延伸前の複合フィルム１００または単層フィルムについて、側面を平滑化した実施例１～４は、複合フィルム１００を加熱延伸した際において、複合フィルム１００の破断を抑制することができたため、品質に優れた延伸フィルムを得ることができ、また延伸フィルムの生産性を向上させることができた。
　一方、上述したように、加熱延伸前の複合フィルム１００について、側面の平滑化を行わなかった比較例１，２は、複合フィルム１００の加熱延伸時に、複合フィルム１００の破断が多発してしまい、延伸フィルムの生産性に劣るものであった。
１００…複合フィルム
　１１０…中央部
　１２０…両端部
２１０…フィードブロック
２２０…Ｔダイス
２３０…タッチロール
２４０…冷却ロール
２５０…カッター
３１０…クリップ
３２０…延伸炉

Claims (11)

  1. 　熱可塑性樹脂を、成形用ダイスから溶融押出しした後に冷却して固化させることにより延伸前フィルムを形成する延伸前フィルム形成工程と、
    　前記延伸前フィルムの厚みを規定している両側面を平滑化する平滑化工程と、
    　前記両側面を平滑化した前記延伸前フィルムを、少なくとも長さ方向に加熱延伸することにより、延伸フィルムを形成する延伸工程と、を有することを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
  2. 　前記平滑化工程における平滑化を、前記延伸前フィルムの幅方向の両端に位置する領域を除去することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の延伸フィルムの製造方法。
  3. 　前記延伸前フィルムの幅方向の両端に位置する領域のうち、前記両側面から幅３０ｍｍ以下の範囲を除去することを特徴とする請求項２に記載の延伸フィルムの製造方法。
  4. 　前記延伸前フィルムの幅方向の両端に位置する領域を切断することにより除去することを特徴とする、請求項２または３に記載の延伸フィルムの製造方法。
  5. 　前記延伸工程における前記延伸前フィルムの加熱延伸を、前記延伸前フィルムの長さ方向に加えて、幅方向にも延伸する同時二軸延伸により行うことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
  6. 　前記延伸工程における前記延伸前フィルムの加熱延伸を、加熱延伸後の前記延伸フィルムの厚みが１５～５０μｍの範囲となるように行うことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
  7. 　前記延伸前フィルム形成工程において、前記熱可塑性樹脂として、第１の熱可塑性樹脂と、前記第１の熱可塑性樹脂とは異なる第２の熱可塑性樹脂とを用い、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂を、成形用ダイスから溶融共押出しした後に冷却して固化させることにより、前記第１の熱可塑性樹脂からなる中央部と、幅方向において前記中央部の両端に形成され、前記第２の熱可塑性樹脂からなる両端部とを備える前記延伸前フィルムを形成することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
  8. 　前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂として、溶融共押出しにより前記延伸前フィルムを形成した場合に、前記第２の熱可塑性樹脂からなる前記両端部の常温における破断伸び率が、前記第１の熱可塑性樹脂からなる前記中央部の常温における破断伸び率よりも大きくなるような熱可塑性樹脂を用いることを特徴とする請求項７に記載の延伸フィルムの製造方法。
  9. 　前記第１の熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂を用いることを特徴とする請求項７または８に記載の延伸フィルムの製造方法。
  10. 　前記第２の熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート（ＰＣ）に、前記アクリル樹脂よりも低いガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂を配合してなる混合樹脂を用いることを特徴とする請求項９に記載の延伸フィルムの製造方法。
  11. 　前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度の差が１０℃以下である熱可塑性樹脂を用いることを特徴とする請求項７～１０のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
PCT/JP2015/050669 2014-01-17 2015-01-13 延伸フィルムの製造方法 WO2015108035A1 (ja)

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