JP6185016B2 - フィルム製造方法及びフィルム延伸装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルム製造方法及びフィルム延伸装置に関する。

帯状の熱可塑性樹脂フィルムは、搬送方向（縦方向）や幅方向（横方向）に延伸することによって、所望の厚さの薄型フィルムにされる。また、延伸によって面内レタデーション（Ｒｅ）や厚み方向のレタデーション（Ｒｔｈ）を発現させることができる。このような特性により、熱可塑性樹脂フィルムは、例えば液晶表示装置の位相差フィルム等の光学用途に用いられている。

横方向への延伸（以下、横延伸と称する）により薄型フィルムを製造する場合に、延伸時のクリップによる把持跡を切り取るために、スリッタによりフィルムの両側部をフィルム製品部から切り離している（例えば、特許文献１ 図７参照）。

また、横延伸した後は、例えば特許文献２に示されるように、横延伸後の弛みによって発生するシワによって、巻き取り時にフィルムが破断するなどの不具合が発生することがある。このため、特許文献２に記載のフィルム製造方法では、エキスパンダーロールやマルチテンションロールなどを用いて、搬送方向に長く発生するシワや幅方向の弛みを解消させている。

特開２０１３−６３５６９号公報 特開２０１０−１６２７４０号公報

ところで、最近の液晶表示装置は、軽量、薄型、高品質が求められるようになり、使用されるフィルムも、例えば４０μｍ以下程度の薄く高品質なものが求められている。このような薄型フィルムを既存の延伸設備にて製造すると、フィルムの側部に搬送方向に長い波形変形の面状むらが発生することがある。このような波形変形はその後のフィルム乾燥やフィルム巻き取り等を経ると、より顕在化して問題になる。また、スリッタによりフィルムを裁断して、両側部を本体部分から、例えば前述のフィルム製品部から切り離す際に、波形変形の影響を受けて、裁断不良が発生する場合がある。

特許文献２（明細書段落００１５）のように、エキスパンダーロールやマルチテンションロールなどを用いる場合には、フィルムの幅方向で部分的にテンション（張力）を変えても、波形変形を完全に除去できないという問題がある。また、上記のエキスパンダーロールやマルチテンションロールは幅方向にテンションを作用させるため、エキスパンダーロールやマルチテンションロール上でフィルムを幅方向に滑らせることによる傷や、幅方向に径の異なるロールが巻き掛けられることによる周速差での傷が懸念される。

本発明はこのような課題を解決するものであり、薄型フィルムを横延伸した後に両側部を連続して切り離す裁断の際に、波形変形の影響を小さくして、裁断不良が発生することがないフィルム製造方法及びフィルム延伸装置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、本発明のフィルム製造方法は、長尺の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら幅方向に延伸して厚みが４０μｍ以下のフィルムを製造する。フィルム製造方法は、延伸工程、冷却工程、裁断工程、パスローラ搬送工程を有する。延伸工程は、熱可塑性樹脂フィルムの両側部を把持部により把持して幅方向に延伸する。冷却工程は、延伸工程で延伸された幅を一定に保持した状態で熱可塑性樹脂フィルムを冷却する。裁断工程は、熱可塑性樹脂フィルムの把持部により把持された両側部を切断刃により切り離す。パスローラ搬送工程は、熱可塑性樹脂フィルムの互いに異なる面側に配されるように搬送方向に離間した状態で隣り合う２本以上のパスローラに、冷却工程で両側部の把持が開放された熱可塑性樹脂フィルムを巻き掛けて熱可塑性フィルムの搬送路を上記の２本以上のパスローラの各々において鋭角に折り返し、切断刃へ搬送する。

本発明のフィルム延伸装置は、長尺の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら幅方向に延伸して厚みが４０μｍ以下のフィルムを製造する。フィルム延伸装置は、テンタ、切断刃、２本以上のパスローラを備える。テンタは、延伸エリアと、冷却エリアとを有する。延伸エリアでは、熱可塑性樹脂フィルムの両側部を把持部により把持して幅方向に延伸する。冷却エリアでは、延伸エリアで延伸された幅を一定に保持した状態で熱可塑性樹脂フィルムを冷却する。切断刃は、熱可塑性樹脂フィルムの把持部により把持された両側部を切り離す。２本以上のパスローラは、冷却エリアにおける上記の両側部の把持開放位置から切断刃までの間で、熱可塑性樹脂フィルムの互いに異なる面側に配されるように搬送方向に離間した状態で隣り合い、熱可塑性樹脂フィルムの搬送路をそれぞれ鋭角に折り返す。

冷却工程で冷却された熱可塑性樹脂フィルムは、非加熱でパスローラ搬送工程に導入されることが好ましい。パスローラには、冷却エリアで冷却された熱可塑性樹脂フィルムが巻き掛けられることが好ましい。パスローラは、熱可塑性樹脂フィルムの幅方向全域に延びていることが好ましい。両側部の把持を開放する把持開放位置は、冷却工程において搬送方向の下流側に設けられていることが好ましい。延伸工程で、熱可塑性樹脂フィルムの幅を１．０７倍以上に拡げることが好ましい。また、把持部による熱可塑性樹脂フィルムの把持開放位置から切断刃までの熱可塑性樹脂フィルムの搬送路長が１．０ｍ以上であることが好ましい。把持部が熱可塑性樹脂フィルムの両側部を挟持するクリップであることが好ましい。また、熱可塑性樹脂フィルムがセルロースアシレートフィルムであることが好ましい。

本発明によれば、横延伸後の熱可塑性樹脂フィルムの波形変形の影響が抑えられ、裁断不良が発生することが無くなる。

溶液製膜設備の一例の概要を示す側面図である。 フィルム延伸装置の概要を示す平面図である。 テンタのチャンバ及びダクトの概要を示す側面図である。

本発明により製造するフィルムにおける樹脂は、透明な熱可塑性樹脂（ポリマー）である。本実施形態では熱可塑性樹脂としてセルロースアシレートを用いている。

セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（１）〜（３）を満たすようなＴＡＣ（セルローストリアセテート）を用いる場合に、本発明は特に有効である。式（１）〜（３）において、Ａ及びＢは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Ａはアセチル基の置換度、Ｂは炭素原子数が３〜２２のアシル基の置換度である。なお、セルロースアシレートの総アシル基置換度Ｚは、Ａ＋Ｂで求める値である。
（１） ２．７≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（２） ０≦Ａ≦３．０
（３） ０≦Ｂ≦２．９

また、ＴＡＣに代えて、または加えて、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（４）を満たすようなＤＡＣ（セルロースジアセテート）を用いる場合にも、本発明は特に有効である。
（４）２．０≦Ａ＋Ｂ＜２．７

レタデーションの波長分散性の観点から、式（４）を満たしながらも、ＤＡＣのアセチル基の置換度Ａ、及び炭素数３以上２２以下のアシル基の置換度の合計Ｂは、下記式（５）及び（６）を満たすことが、好ましい。
（５） １．０＜Ａ＜２．７
（６） ０≦Ｂ＜１．５

セルロースを構成するβ−１，４結合しているグルコース単位は、２位、３位及び６位に遊離の水酸基（ヒドロキシル基）を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部または全部を炭素数２以上のアシル基によりエステル化した重合体（ポリマー）である。アシル置換度は、２位、３位及び６位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合（１００％のエステル化の場合を置換度１とする）を意味する。

図１の溶液製膜設備１０は、ドープ１１から長尺のセルロースアシレートフィルム（以下、単に「フィルム」と称する）１２を製造するためのものである。ドープ１１はポリマーが溶媒に溶解したものである。溶液製膜設備１０は、流延装置１４と、テンタ１５及びスリッタ（切除装置）１６からなるフィルム延伸装置１７と、乾燥室１８と、冷却室１９と、巻取装置２０とを、上流側から順に備える。

流延装置１４は、ドープ１１から溶媒を含んだ状態のフィルム１２を形成するためのものである。流延装置１４は、ベルト３０と、流延ダイ３１と、バックアップローラ３３と、剥取ローラ３５とを、外部空間と仕切るチャンバ３６の中に備える。流延ダイ３１は、ベルト３０に向けてドープ１１を流出する。ベルト３０は、環状に形成された無端の流延支持体であり、１対のバックアップローラ３３に掛け渡される。

１対のバックアップローラ３３の少なくともいずれか一方は駆動部（図示無し）を有し、この駆動部によって、軸３３ａを中心に回転する。この回転により、周面に掛け渡されているベルト３０は長手方向に搬送される。搬送されているベルト３０の周面に向けて、流延ダイ３１からドープ１１が流出することにより、ベルト３０の周面上でドープ１１が流延されて流延膜３２になる。流延ダイ３１からベルト３０にかけては、ドープ１１からなるビードが形成される。バックアップローラ３３の回転方向におけるビードの上流には、空気を吸引することによりビードの上流側エリアを減圧するチャンバ（図示無し）が備えてある。

各バックアップローラ３３は、温調機３３ｂにより、周面の温度が制御される。バックアップローラ３３の内部には、伝熱媒体が流れる流路が形成されている。温調機３３ｂは、伝熱媒体の温度を調整し、バックアップローラ３３との間で、伝熱媒体を循環させる。バックアップローラ３３の周面温度を調整することにより、ベルト３０を介して流延膜３２の温度が制御される。例えば、流延膜３２を冷却固化（ゲル化）させるいわゆる冷却流延の場合には、温調機３３ｂは伝熱媒体を冷却し、冷却された伝熱媒体をバックアップローラ３３に送り込む。この送り込みを例えば連続的に行うことにより、伝熱媒体は、バックアップローラ３３の内部の流路を巡り、温調機３３ｂに戻る。流延膜３２を乾燥して固化させるいわゆる乾燥流延の場合には、温調機３３ｂは、例えばバックアップローラ３３を加熱する。

なお、流延支持体は、ベルト３０に限定されない。例えば、ベルト３０に代えて、周方向に回転するドラム（図示無し）を流延支持体として用いてもよい。乾燥流延の場合には、ベルト３０を用いることが多く、冷却流延の場合にはドラムを用いることが多い。ドラムを流延支持体として用いる場合には、ドラムの内部に伝熱媒体を通過させることにより、ドラムの周面の温度を調整し、このドラムを通じて流延膜３２の温度を制御する。

剥取ローラ３５は、流延膜３２がベルト３０から剥ぎ取られる剥取位置を一定に保持するためのものであり、軸方向がバックアップローラ３３の軸方向と平行になるように配される。フィルム１２が搬送方向Ｚ１に引っ張られ、このフィルム１２を剥取ローラ３５が周面で支持することにより、流延膜３２は所定の位置でベルト３０から剥がされる。この連続的な剥ぎ取りにより、フィルム１２が長尺に形成される。

流延装置１４の内部には、ドープ１１、流延膜３２、フィルム１２のそれぞれから蒸発して気体となった溶媒を凝縮させる凝縮器（コンデンサ）が備えられる。この凝縮器で液化した溶媒は、チャンバ３６の外部に配された回収装置へ案内され、この回収装置で回収される。なお、凝縮器と回収装置との図示は略す。

フィルム１２は、ローラ４０により、流延装置１４からフィルム延伸装置１７のテンタ１５へ案内される。テンタ１５は、フィルム１２の各側部１２ｂ（図２参照）を複数のクリップ（把持部）５０で挟持（把持）することにより保持するいわゆるクリップテンタであり、クリップ５０が所定軌道を走行する。クリップ５０の走行によりフィルム１２は搬送される。

テンタ１５は、図２に示すように、フィルム１２の搬送路を囲んでこの搬送路及び周辺を外部空間と仕切るチャンバ４３を備える。なお、以下の説明において、単に「搬送路」とあるのは、フィルム１２の搬送路を意味する。チャンバ４３は、搬送方向Ｚ１の上流側から順に、予熱エリア４５、延伸エリア４６、冷却エリア４７を分けられており、エリア毎に温度制御された乾燥空気が送られる。

テンタ１５は、クリップ５０と、レール５１，５２と、チェーン５３，５４と、エア流出部としてのダクト（図３参照）５５と、エア供給部５６とを備える。クリップ５０は、フィルム１２の側部１２ｂを把持する。レール５１，５２はクリップ５０の走行を案内するもので、搬送路の両側に設置される。エア供給部５６は、ダクト５５に所定条件の乾燥空気を送り込む。ダクト５５は、乾燥空気を流出させ、フィルム１２を乾燥させる。

複数のクリップ５０は、所定の間隔をもってチェーン５３，５４に取り付けられている。このチェーン５３，５４は、レール５１とレール５２とにそれぞれ取り付けられており、レール５１，５２に沿って移動自在とされている。チェーン５３，５４は、予熱エリア４５の上流側に配されるターンホイール５７と、冷却エリア４７の下流端に配されるスプロケット５８とに噛み合っている。スプロケット５８が回転することにより、チェーン５３，５４は連続走行する。チェーン５３，５４の走行により、クリップ５０はレール５１，５２に沿って移動する。

予熱エリア４５の上流側には、クリップ５０にフィルム１２の側部１２ｂの把持を開始させる把持開始部材６４が設けられる。また、冷却エリア４７の下流側には、クリップ５０にフィルム１２の側部１２ｂの把持を解除させる把持解除部材６５が設けられる。これにより、フィルム１２は、予熱エリア４５の上流側の把持開始位置ＰＡにてクリップ５０に把持され、クリップ５０がレール５１，５２に沿って移動することで長手方向へ搬送され、予熱エリア４５と延伸エリア４６と冷却エリア４７とを順次通過する。予熱〜冷却エリア４５〜４７を通過する間にフィルム１２は、予熱〜冷却エリア４５〜４７において所定の処理が施され、冷却エリア４７の下流側の把持開放位置ＰＢでクリップ５０による把持が解除される。

レール５１とレール５２とは、所定のレール幅で互いに離間している。このレール幅は、図示しないレール移動機構によって調節が可能であり、レール幅を変更することにより、延伸倍率を変更することができる。レール幅は、予熱エリア４５では幅Ｗ１と一定である。これにより、予熱エリア４５では、フィルム１２は幅が規制された状態で一定の幅を保持しながら搬送される。

延伸エリア４６は、延伸処理を行う（延伸工程）ためのものであり、搬送方向Ｚ１、すなわち下流に向かうに従ってレール幅は次第に広くなる。これにより延伸エリア４６では、フィルム１２は搬送されながら幅方向Ｚ２に延伸（横延伸）され、幅が拡げられる。具体的には、延伸エリア４６に導入されるフィルム１２の幅をＷ１、延伸エリア４６を出るフィルム１２の幅をＷ２とするときに、延伸エリア４６でのレール幅を調整することにより、Ｗ２／Ｗ１で求める延伸倍率を例えば１．０１倍以上５．０倍以下にする。

冷却エリア４７は、冷却処理を行う（冷却工程）ためのものであり、レール幅は一定とされる。これにより、冷却エリア４７では、フィルム１２は幅をＷ２で一定に保持された状態で搬送される。なお、予熱エリア４５及び冷却エリア４７におけるレール幅に関する上記「一定」とは、厳密である必要はなく、上流から下流にかけて幅Ｗ１、幅Ｗ２でそれぞれ略一定（例えば２％以内の変化）と言える程度にレール幅を若干変化させる態様でもよい。

図３に示すように、ダクト５５は、フィルム１２の搬送路との間隔が略一定となるように、搬送路の上方に設けられる。ダクト５５の下部には、フィルム１２の幅方向Ｚ２に延びたスリット上の吹き出し口６１が形成されており、吹き出し口６１は搬送方向Ｚ１に沿って複数設けられている。フィルム１２の搬送路の下方にも、搬送路との間隔が略一定となるように、ダクト５５と同様の構成をもつダクトが設けられているが、図示は略す。搬送路の下方のダクト（図示無し）では、各吹き出し口は、上部に形成されている。なお、搬送方向Ｚ１と幅方向Ｚ２とは直交する。

ダクト５５の内部は、複数の仕切り板６２により例えば第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃに区画されている。本実施形態においては、図３に示すように、第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃの吹き出し口６１をそれぞれ複数としている。具体的には、第１給気室５５ａの吹き出し口６１は２つ、第２給気室５５ｂ，第３給気室５５ｃの吹き出し口６１はそれぞれ３つであるが、第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃのそれぞれにおける吹き出し口６１の数はこれに限られない。また、図示は省略したが、各吹き出し口６１の間には排気口や排気溝などを設けてもよい。

エア供給部５６は、ダクト５５の第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃに乾燥空気を供給する。エア供給部５６は、第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃにそれぞれ供給する各乾燥空気の温度を独立して制御する温調機（図示無し）を備える。この温調機により、所定温度に調節された乾燥空気が、それぞれ第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃを介して予熱エリア４５、延伸エリア４６、冷却エリア４７へ供給される。なお、第１給気室５５ａ〜第３給気室５５ｃ内の温度は一定でもよいし、あるいは、さらに温度領域をフィルム１２の搬送方向Ｚ１で細分化してもよい。

第１給気室５５ａからの乾燥空気の供給により、フィルム１２を延伸エリア４６へ入る前に予め加熱する。この予熱エリア４５による加熱により、延伸エリア４６での延伸が迅速に開始され、延伸エリア４６での延伸の際に、フィルム１２に対して幅方向Ｚ２でより均一なテンションが付与される。

テンタ１５の延伸工程では、フィルム１２の温度を例えば１４０℃以下に保った状態でフィルム１２を幅方向Ｚ２に延伸することが好ましい。延伸倍率は、１．０１倍以上５．０倍以下の範囲内で任意に設定可能である。本実施形態では、延伸倍率は１．０７倍以上５．０倍以下であり、好ましくは１．０７倍以上２．００倍以下である。

テンタ１５を通過する間にフィルム１２は乾燥が進む。このテンタ１５では、フィルム１２の乾燥を進めることにより、フィルム１２の残留溶媒量を例えば３質量％以上２０質量％以下の範囲内にすることが好ましい。本明細書における残留溶媒量とは、残留溶媒量を求めるべき測定対象のフィルム１２の質量をＸ、このフィルム１２を完全に乾燥した後の質量をＹとするときに、｛（Ｘ−Ｙ）／Ｙ｝×１００で求めるいわゆる乾量基準の値である。なお、「完全に乾燥」とは溶媒の量が厳格に０（ゼロ）である必要はない。例えば、１４０℃で３時間、測定対象のフィルム１２に対して乾燥処理を行った後の質量をＹとすればよい。

テンタ１５の下流に配されるスリッタ１６は、第１パスローラ７１〜第４パスローラ７４と、切断刃７５とを備え、裁断を行う（裁断工程）。第１パスローラ７１〜第４パスローラ７４は、搬送方向Ｚ１での上流側から下流側に向けて、離間して配され、これら第１パスローラ７１〜第４パスローラ７４によりフィルム１２を搬送する（パスローラ搬送工程）。第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３は切断刃７５よりも上流に配され、第４パスローラ７４は切断刃７５よりも下流に配される。

切断刃７５よりも上流に配される第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３のうち、少なくとも２本にはフィルム１２が巻き掛けられ、総巻き掛け角度が９０°以上とされる。総巻き掛け角度は、切断刃７５よりも上流に配される複数のパスローラの各々での巻き掛け角度（ラップ角度）の総和であり、この例では、第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３の各々での巻き掛け角度（ラップ角度）の総和である。すなわち、第１パスローラ７１における巻き掛け角度をθ７１、第２パスローラ７２における巻き掛け角度をθ７２、第３パスローラ７３における巻き掛け角度をθ７３とするときに、総巻き掛け角度は、θ７１＋θ７２＋θ７３の算出式で求められる。なお、巻き掛け角度は、図１のようにパスローラを側方からみたときに、周面のうちフィルム１２が巻き掛けられた巻き掛け領域と断面円形の中心とから形成される扇形の中心角である。

本実施形態においては、第１パスローラ７１はテンタ１５を出たフィルム１２を下方から支持する。このように、第１パスローラ７１は搬送路を水平に維持するために設けられており、第１パスローラ７１の上流と下流との搬送路の方向は同じである。すなわち、第１パスローラ７１におけるフィルム１２の巻き掛け角度θ７１は０°である。しかし、第１パスローラ７１によって搬送路の方向を変化させてもよく、この場合には、第１パスローラ７１にフィルム１２を巻き掛けて、第１パスローラ７１の上流と下流との搬送路の方向を互いに異なるものとする。すなわち、このように搬送路の方向を変化させる場合には第１パスローラ７１に対するフィルム１２の巻き掛け角度θ７１を０°より大きくする。なお、搬送路を水平に維持するように第１パスローラ７１を設けた場合であっても、フィルム１２の自重の影響で第１パスローラ７１との接触が線接触にはならずに面接触となってしまい、第１パスローラ７１にフィルム１２が巻き掛かってしまうことがあるが、このように搬送路を水平に維持するために下方からフィルム１２を支持する場合のパスローラに対するフィルム１２の巻き掛け角度は０°とみなす。

フィルム１２は、第２パスローラ７２と第３パスローラ７３とに巻き掛けられており、巻き掛け角度θ７２と巻き掛け角度θ７３とは、それぞれ０°よりも大きくされている。前述の通り巻き掛け角度θ７１は０°とされているので、この例では、総巻き掛け角度が９０°以上となるように、第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３はフィルム１２の巻き掛け角度の和が９０°以上とされ、これによりフィルム１２を側面から見た搬送路（パス）形状がＺ字状に折り返される。つまり、本実施形態においては、総巻き掛け角度は、第２パスローラ７２と第３パスローラ７３とに巻き掛けられるフィルム１２の巻き掛け角度の和である。第１パスローラ７１にもフィルム１２を巻き掛けた場合にはθ７１も総巻き掛け角度の算出対象になる。なお、Ｚ字状には、折り返し部分が鋭角（９０°未満）の本来のＺ形状の他に、鈍角（９０°以上１８０°未満）の略Ｚ形状も含まれる。

本実施形態では、切断刃７５よりも上流に配されるパスローラは、第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３とされているが、この本数に限られない。本数が２である場合には、その２つのパスローラの両方にフィルム１２を巻き掛け、総巻き掛け角度を９０°以上にする。また、本数が４以上である場合には、少なくとも２つのパスローラにフィルム１２を巻き掛けて総巻き掛け角度を９０°以上にし、このように総巻き掛け角度の対象となるパスローラの本数は３本以上であってもよい。

上記のように搬送路（パス）形状がＺ字状に折り返されるように、第２パスローラ７２はフィルム１２のベルト３０から剥ぎ取られた剥ぎ取り面側に配され、第３パスローラ７３は剥ぎ取り面とは反対側の反剥ぎ取り面側に配されている。このように、フィルム１２が巻き掛けられるパスローラは搬送路に関して千鳥に配されることがより好ましい。

第３パスローラ７３と第４パスローラ７４との間には切断刃７５が配される。切断刃７５は、レザー刃またはゲーベル刃などが用いられ、フィルム１２の各側部１２ｂを搬送方向Ｚ１に連続的に切断する。これにより、フィルム１２の製品部になる中央部１２ａから各側部１２ｂを切り離すフィルム１２の裁断を行い（裁断工程）、テンタ１５でのクリップ５０による保持跡が除去される。

テンタ１５の把持開放位置ＰＢから切断刃７５までのフィルム１２の搬送路の長さ（以下、搬送路長と称する）Ｌ１は１．０ｍ以上である。この搬送路長Ｌ１は、間に第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３がある場合の長さである。なお、図２に示す搬送路長Ｌ１は、平面視の関係で把持開放位置ＰＢと切断刃７５との距離のように見えるが、この距離ではなく、Ｚ字状に折り曲げられた搬送路の長さ、すなわち、図１において搬送方向Ｚ１に沿った長さである。

切断刃７５の下流側には、第４パスローラ７４が配される。第４パスローラ７４は、切り離した各側部１２ｂを回転して支持し、各側部１２ｂを側部風送装置７８に送る。側部風送装置７８は、周知のように連続して送られてくる各側部１２ｂを細かくカットしチップにして、吸引風によって図示しない回収装置に送る。なお、切断刃７５の下流で第４パスローラ７４の上流位置に、または第４パスローラ７４の下流位置に、図示省略の第５パスローラを設けて、各側部１２ｂが切りとられたフィルム１２の搬送路を例えば上方に向けて変更してもよい。

乾燥室１８には、フィルム１２を周面で支持するローラ８０が複数備えられる。これら複数のローラ８０の中には、周方向に回転する駆動ローラがあり、この駆動ローラの回転によりフィルム１２が搬送される。乾燥室１８には、加熱された乾燥空気が供給されている。この乾燥室１８を通過させることにより、フィルム１２をさらに乾燥する。

冷却室１９には、室温の乾燥空気が供給されている。室温とは、１５℃以上３０℃以下の範囲内の温度である。この冷却室１９を通過させることにより、フィルム１２を降温させる。温度が低下したフィルム１２は、冷却室１９から巻取装置２０に案内されて巻芯８２に巻き取られる。

次に、上記構成の作用を説明する。テンタ１５を出て、クリップ５０の把持が開放されたフィルム１２は、延伸による残留応力や降温によって収縮する。このとき、フィルム１２には搬送によるテンションによって搬送方向Ｚ１にはテンションが作用しているものの、クリップ５０の把持開放によって幅方向Ｚ２にはテンションがなくなりフリーの状態になるため、搬送方向Ｚ１に延びた波形変形が発生する。この波形変形が発生した状態で切断刃７５によりフィルム１２の両側部１２ｂを中央部１２ａから切り離した場合には、波形変形によって裁断不良が発生する。裁断不良が発生すると、次の側部風送装置７８で側部１２ｂの詰まりが発生するため、製造ラインを停止する場合もある。この場合には、再度、流延工程等での立ち上げのための各種作業が必要になり、時間と原料とが無駄になる。

上記構成では、テンタ１５を出たフィルム１２は、第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３を経て、切断刃７５に送られ、フィルム１２の両側部１２ｂが中央部１２ａから切り離される。本実施形態では３つの第１パスローラ７１〜第３パスローラ７３に対しフィルム１２を通過させ、これらのうち、第２パスローラ７２と第３パスローラ７３とにフィルム１２を巻き掛けて総巻き掛け角度を９０°以上にしているので、波形変形が第２パスローラ７２，第３パスローラ７３を通過する間に緩和されて、切断刃７５での両側部１２ｂの切り離しの際には、波形変形の影響が少なくなり、円滑に両側部１２ｂを切り離すことができる。

フィルム１２が巻き掛けられる第２パスローラ７２と第３パスローラ７３とは、搬送路に関して千鳥に配されており、これにより波状変形がより緩和されるから、両側部１２ｂの切り離しはより円滑になる。

本実施形態においては、テンタ１５としてクリップテンタを用いているが、クリップテンタに代えて、ピンテンタを用いてもよい。この場合にも、スリッタ１６を用いて各側部１２ｂを切り離すことによりピンによる保持跡が除去される。ピンテンタは、フィルム１２の側部１２ｂに複数のピンを貫通して保持するピンプレートを有し、このピンプレートが所定軌道を走行することにより、フィルム１２は搬送される。ピンテンタをテンタ１５として用いる場合も、クリップテンタを用いる場合と同様に、フィルム１２の乾燥をすすめることにより、フィルム１２の残留溶媒量を例えば２０質量％以下の範囲内にすることが好ましい。

なお、スリッタ１６の下流側には、必要に応じて、図示省略の第２のテンタを設けてもよい。第２のテンタは、特定の延伸パターンによって光学特性を変更させる場合等に用いられる。この第２のテンタでも、第１のテンタ１５と同様にスリッタ１６を設けることにより、フィルム１２の波形変形の影響を抑えて裁断することができる。

ポリマーとしてＴＡＣを用いる場合には、フィルム１２はＴＡＣからなる単層構造であることが好ましい。これに対し、ポリマーとしてＤＡＣを用いる場合には、フィルム１２は複層構造であることが好ましい。好ましい複層構造は、ＤＡＣからなる層の一方の面にＴＡＣからなる層が設けられている構造である。より好ましい複層構造は、ＤＡＣからなる層の一方の面及び他方の面にそれぞれＴＡＣからなる層が設けられている構造である。このようなＤＡＣからなる層をもつ複層構造の光学フィルムは、溶液製膜方法でつくることが好ましく、同時共流延もしくは逐次流延でつくることが好ましい。同時共流延の場合の流延ダイ３１は、周知のマルチマニホールドダイである。マルチマニホールドダイに代えて、フィードブロックとシングルマニホールドダイとを組み合わせて用いてもよい。フィードブロックは、供給されてきた複数種類のドープを内部で合流させ、合流した流れをシングルマニホールドダイへ送る。

上記の実施形態は、溶液製膜過程でフィルム１２を幅方向Ｚ２に延伸する場合であるが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、一旦製造された熱可塑性樹脂フィルムを幅方向Ｚ２に延伸するいわゆるオフライン延伸の場合にも、スリッタ１６を用いてフィルム１２の両側部１２ｂを中央部１２ａから切り離してもよい。

フィルム１２は、光学フィルムとして使用される。具体的には、フィルム１２は、偏光板に用いられ光源からの光を光学的に補償する位相差フィルムとして、特に好ましく用いることができる。中でもＶＡ用位相差フィルムやＩＰＳ用位相差フィルムとして、特に有効である。

まず、アシル基の置換度が２．８１のセルロースアシレート（ＴＡＣ）をつくった。つくる際には、触媒として硫酸を用いた。この触媒のセルロースアシレート１００質量部に対する添加量は７．８質量部である。アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し４０℃でアシル化反応を行った。アシル基の種類、置換度の調整は、カルボン酸の種類、量を調整することで行った。また、アシル化後に４０℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。

以下に示す処方のドープ１１を調製した。

（ドープ）
セルロースアシレート １００質量部
添加剤Ａ：表１のＡ−３ １１．３質量部
化合物Ｄ：化１に示す化合物 ４質量部
ジクロロメタン ４０６質量部
メタノール ６１質量部

ドープ１１のいずれにも、マット剤分散液を混合、攪拌した。微粒子であるマット剤（ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２、日本エアロジル（株）製、２次平均粒子サイズ１．０μｍ以下）は、セルロースアシレート１００質量部に対して０．１３質量部とした。

なお、添加剤Ａは、ポリエステルであり、このポリエステルは、表１に記載のジカルボン酸とジオールとの組み合わせ及び比率によって得られる。表１においては、「芳香族ジカルボン酸」欄の「ＴＰＡ」はテレフタル酸、「脂肪族ジカルボン酸」欄の「ＳＡ」はコハク酸を表す。表１の「ジカルボン酸比」欄は、芳香族ジカルボン酸／脂肪族ジカルボン酸を示し、「ジオール比」欄はジオール１／ジオール２を示す。

溶液製膜設備１０を用いて上記ドープ１１によりフィルム１２を製造し、厚みが２０，４０，６０μｍのフィルム１２を得る実験１〜１９を実施した。厚みが２０，４０，６０μｍとなるフィルム１２は、流延装置１４による流延膜３２の厚みの調整と、テンタ１５での延伸倍率（Ｗ２／Ｗ１）とを変更して、得ている。また、フィルム延伸装置１７の延伸倍率（Ｗ２／Ｗ１）、把持開放位置ＰＢから切断刃７５までの搬送路長Ｌ１、テンタ１５と切断刃７５との間の搬送路においてフィルム１２が巻き掛けられるパスローラの本数Ｎ及び巻き掛けられたパスローラでの総巻き掛け角度θを表２に示す各実験のように設定した。そして、フィルム延伸装置１７において両側部１２ｂを切り離す裁断の安定性（以下、裁断安定性と称する）をそれぞれ評価した。なお、各実験におけるフィルムの厚みは、表２においては「フィルム厚み」欄に、テンタ１５と切断刃７５との間の搬送路においてフィルム１２が巻き掛けられるパスローラの本数Ｎは「巻き掛けたパスローラ本数Ｎ」欄に、それぞれ示している。

実験１〜１９は、第１パスローラ７１に対するフィルム１２の巻き掛け角度を０°とした。実験１〜８は、図１において、第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３を省略してフィルム搬送路の形状を直線状にし、第１パスローラ７１と第４パスローラ７４との間に切断刃７５を有する参考例を示している。実験１では、厚みが６０μｍ、延伸倍率が１．００、搬送路長Ｌ１が０．６ｍとした場合の裁断安定性を評価した。実験２では実験１におけるフィルムの厚みを４０μｍとした以外は実験１と同じ条件とした。実験３では実験１におけるフィルムの厚みを２０μｍとした以外は実験１と同じ条件とした。実験４〜６では、実験１〜３の延伸倍率を１．０７とした以外は実験１〜３と同じ条件とした。実験７では実験５の延伸倍率を１．１２とした以外は実験５と同じ条件とした。実験８では実験６の延伸倍率を１．１２とした以外は実験６と同じ条件とした。実験９及び実験１０は、図１において、第２パスローラ７２を第１パスローラ７１と第４パスローラ７４との間に配した参考例を示している。実験９では、第２パスローラ７２への巻き掛け角度を３０°とした以外は実験６と同じ条件とした。実験１０では、実験９の第２パスローラ７２への巻き掛け角度を９０°とした以外は実験９と同じ条件とした。

実験１１〜１９では、図１に示すように、第１パスローラ７１〜第４パスローラ７４を配し、第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３へフィルム１２を巻き掛けた。第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３への巻き掛け角度の和を総巻き掛け角度θとして、６０°、９０°、１８０°とした。実験１１では、実験６に第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３を加えてＺ字形のフィルム搬送路の形状とし、総巻き掛け角度θを６０°にした以外は実験６と同じ条件とした。実験１２では、実験１１の総巻き掛け角度を９０°にした以外は実験１１と同じ条件とした。実験１３では、実験１１の総巻き掛け角度を１８０°にした以外は実験１１と同じ条件とした。実験１４では、実験１２の搬送路長Ｌ１を０．８ｍとした以外は実験１２と同じ条件とした。実験１５では、同じく実験１２の搬送路長Ｌ１を１．０ｍとした以外は実験１２と同じ条件とした。実験１６では、実験１５の総巻き掛け角度θを１８０°にした以外は実験１５と同じ条件とした。実験１７では、実験１２のフィルムの厚みを４０μｍにした以外は実験１２と同じ条件とした。実験１８では、実験１７の延伸倍率を１．１２にした以外は実験１７と同じ条件とした。実験１９では、実験１８の搬送路長Ｌ１を１．０ｍとした以外は実験１８と同じ条件とした。

実験２０〜２２では、実験８の搬送路長Ｌ１を０．６ｍ、０．８ｍ、１．０ｍに変え、且つ第１パスローラ７１〜第４パスローラ７４を配し、第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３へフィルム１２を巻き掛けた。第２パスローラ７２及び第３パスローラ７３への巻き掛け角度の和を総巻き掛け角度θとして９０°とした以外は実験８と同じ条件とし、実験８と比較した。

実験２３〜２６では、実験８，２０〜２２のフィルム材質をＴＡＣから、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー（cyclic olefin polymer））に変更した以外は実験８，２０〜２２と同じ条件とした。ＣＯＰフィルムは、ゼオノア（登録商標）１０２０ＲをＷＯ２００６／０１９０８６号中の製造例１に記載の方法に準じて製膜したもので、膜厚は２０μｍとした。

実験２７〜３０では、実験８，２０〜２２のフィルム材質をＴＡＣから、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate））に変更した以外は実験８，２０〜２２と同じ条件とした。ＰＥＴフィルムは以下のように製膜したもので、膜厚は２０μｍとした。先ず、Ｔｉ化合物を触媒として重縮合した固有粘度０．６４のＰＥＴを含水率５０ｐｐｍ以下に乾燥させ、ヒーター温度が２８０℃以上３００℃以下の設定温度の押し出し機内で溶融させた。次に、溶融させたＰＥＴをダイ部より静電印加されたチルロール上に押し出して、帯状の非結晶ベースからなるＰＥＴフィルムを得た。

裁断安定性は、破断の有無と、切断線の安定性と、切断端面のざらつきとに基づき評価した。フィルム１２が破断することがなく、切断線が搬送方向Ｚ１に直線となり安定しており、且つ切断端面にざらつきがない場合に、評価Ａとした。また、フィルム１２が破断することがなく、切断線が搬送方向Ｚ１に直線となり安定しているが、切断端面にざらつきがある場合に、評価Ｂとした。フィルム１２が破断することはないが、切断線が搬送方向Ｚ１で蛇行し不安定である場合に、評価Ｃとした。搬送方向Ｚ１で蛇行とは、切断線がフィルム１２の幅方向においてずれることを意味する。切断線が搬送方向Ｚ１に直線とならず不安定であり、数時間の経過でフィルム１２が破断した場合に評価Ｄとした。さらに、切断線が搬送方向Ｚ１に直線とならず不安定であり、数分でフィルム１２が破断した場合に評価Ｅとした。なお、切断線の安定性については、両側部１２ｂが切り離された中央部１２ａの側縁を目視で観察して評価した。また、切断端面のざらつきについては、両側部１２ｂが切り離された中央部１２ａの側端面を触ってざらつきを感じた場合、もしくは、黒色の布で中央部１２ａの側端面を擦り、その布に粉が付いた場合にざらつきがあると評価した。切断線の安定性について不安定と評価した場合には、切断端面のざらつきの評価は行わなかった。評価が二つの評価の中間に位置する場合に、例えばＡ〜Ｂのように記載した。

実験１〜実験１０のグループは参考例に相当するものであり、フィルム１２が薄くなるに従い、裁断安定性が低下することが判る。また、延伸倍率を高くなるに従い、裁断安定性が低下することが判る。巻き掛けたパスローラ本数Ｎが増えることにより、裁断安定性が良くなることが判る。しかし、フィルムの厚みが４０μｍまたは２０μｍで延伸倍率を１．０７とすると、裁断安定性が低下することが判る。

実験１〜実験６のグループでは、フィルムの厚みが６０μｍ、４０μｍ、２０μｍと薄くなるに従い裁断安定性が次第に低下することが判る。また、延伸倍率が１．０２から１．０７へと高くなると同じく裁断安定性が次第に低下することが判る。

実験２，５，７，３，６，８のグループでは、厚みが同じでも、延伸倍率が１．０２、１．０７、１．１０と高くなるに従い、裁断安定性が次第に低下することが判る。

実験６，９〜１３のグループでは、フィルムの厚みを２０μｍ、延伸倍率を１．０７とした状態で、総巻き掛け角度θを３０°、６０°、９０°、１８０°と増やした場合に、総巻き掛け角度θが大きくなるに従い、また、巻き掛けたパスローラ本数Ｎが増えるほど、裁断安定性が次第に良くなることが判る。

実験１４〜１６のグループでは、フィルムの厚みを２０μｍ、延伸倍率を１．０７とした状態で、搬送路長Ｌ１を０．８ｍ、１．０ｍと長くした場合に、搬送路長Ｌ１が長くなるに従い、裁断安定性が次第に良くなることが判る。また、実験１７〜実験１９のグループでは、フィルムの厚みを４０μｍ、延伸倍率を１．０７、１．１０と変え、また搬送路長Ｌ１を０．６ｍ、１．０ｍとした場合に、搬送路長Ｌ１が長くなるに従い、裁断安定性が次第に良くなることが判る。

実験８，２０〜２３のグループでは、フィルムの厚みを２０μｍ、延伸倍率を１．１２倍とした状態で、搬送路長Ｌ１を０．６ｍ、０．８ｍ、１．０ｍと長くした場合に、搬送路長Ｌ１が長くなるに従い、裁断安定性が次第に良くなることが判る。

実験２３〜２６のグループでは、実験８，２０〜２２のフィルム材質がＴＡＣであるのに対し、ＣＯＰに変えた場合でも、ＴＡＣフィルムと同じように、搬送路長Ｌ１を０．６ｍ、０．８ｍ、１．０ｍとした場合に、搬送路長Ｌ１が長くなるに従い、裁断安定性が次第に良くなることが判る。同様に、実験２７〜３０のグループでは、フィルム材質をＰＥＴに変えた場合でも、ＴＡＣフィルムと同じように、搬送路長Ｌ１が長くなるに従い、裁断安定性が次第に良くなることが判る。

以上の実験結果から、フィルムの厚みが４０μｍ以下の薄型フィルムの延伸後の両側部を切断刃で切り離す裁断において、延伸後のフィルムを２本以上のパスローラに総巻き掛け角度θが９０°以上になるように巻き掛けて切断刃へ搬送することにより、延伸直後に発生する波形変形の影響を切断刃に伝えることがなく、裁断不良の発生が抑えられる。特に、延伸倍率を１．０７倍以上に上げて延伸した場合に、薄型フィルムにおいて裁断不良の発生が抑えられる。また、延伸倍率を１．０７倍以上に上げてさらに薄いフィルムを製造する場合に、搬送路長Ｌ１を１．０ｍ以上にすることにより、より薄いフィルムに対して裁断不良の発生が抑えられる。また、フィルム材質をＴＡＣ以外のＣＯＰやＰＥＴに変えた場合でも、同様に薄いフィルムに対して裁断不良の発生が抑えられる。

１０ 溶液製膜設備
１２ フィルム
１２ａ 中央部
１２ｂ 側部
１５ テンタ
１６ スリッタ
１７ フィルム延伸装置
７１〜７４ 第１〜第４パスローラ
７５ 切断刃

Claims (15)

1. 長尺の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら幅方向に延伸して厚みが４０μｍ以下のフィルムを製造するフィルム製造方法において、
   前記熱可塑性樹脂フィルムの両側部を把持部により把持して幅方向に延伸する延伸工程と、
   前記延伸工程で延伸された幅を一定に保持した状態で前記熱可塑性樹脂フィルムを冷却する冷却工程と、
   前記熱可塑性樹脂フィルムの前記把持部により把持された両側部を切断刃により切り離す裁断工程と、
   前記熱可塑性樹脂フィルムの互いに異なる面側に配されるように搬送方向に離間した状態で隣り合う２本以上のパスローラに、前記冷却工程で前記両側部の把持が開放された前記熱可塑性樹脂フィルムを巻き掛けて前記熱可塑性フィルムの搬送路を前記２本以上のパスローラの各々において鋭角に折り返し、前記切断刃へ搬送するパスローラ搬送工程と
   を有するフィルム製造方法。
2. 前記冷却工程で冷却された前記熱可塑性樹脂フィルムは、非加熱で前記パスローラ搬送工程に導入される請求項１記載のフィルム製造方法。
3. 前記パスローラは、前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向全域に延びている請求項１又は２記載のフィルム製造方法。
4. 前記両側部の把持を開放する把持開放位置は、前記冷却工程において搬送方向の下流側に設けられている請求項１から３いずれか１項記載のフィルム製造方法。
5. 前記延伸工程で、前記熱可塑性樹脂フィルムの幅を１．０７倍以上に拡げる請求項１から４いずれか１項記載のフィルム製造方法。
6. 前記両側部の把持を開放する把持開放位置から前記切断刃までの前記熱可塑性樹脂フィルムの搬送路長が１．０ｍ以上である請求項１から５いずれか１項記載のフィルム製造方法。
7. 前記把持部が前記熱可塑性樹脂フィルムの両側部を挟持するクリップである請求項１から６いずれか１項記載のフィルム製造方法。
8. 前記熱可塑性樹脂フィルムがセルロースアシレートフィルムである請求項１から７いずれか１項記載のフィルム製造方法。
9. 長尺の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら幅方向に延伸して厚みが４０μｍ以下のフィルムを製造するフィルム延伸装置において、
   前記熱可塑性樹脂フィルムの両側部を把持部により把持して幅方向に延伸する延伸エリアと、前記延伸エリアで延伸された幅を一定に保持した状態で前記熱可塑性樹脂フィルムを冷却する冷却エリアとを有するテンタと、
   前記熱可塑性樹脂フィルムの前記把持部により把持された前記両側部を切り離す切断刃と、
   前記冷却エリアにおける前記両側部の把持開放位置から前記切断刃までの間で、前記熱可塑性樹脂フィルムの互いに異なる面側に配されるように搬送方向に離間した状態で隣り合い、前記熱可塑性樹脂フィルムの搬送路をそれぞれ鋭角に折り返す２本以上のパスローラと
   を備えるフィルム延伸装置。
10. 前記パスローラには、前記冷却エリアで冷却された前記熱可塑性樹脂フィルムが巻き掛けられる請求項９記載のフィルム延伸装置。
11. 前記パスローラは、前記熱可塑性樹脂フィルムの幅方向全域に延びている請求項９又は１０記載のフィルム延伸装置。
12. 前記把持開放位置は、前記冷却エリアにおいて搬送方向の下流側に設けられている請求項９から１１いずれか１項記載のフィルム延伸装置。
13. 前記テンタは、前記熱可塑性樹脂フィルムの幅を１．０７倍以上に拡げる請求項９から１２いずれか１項記載のフィルム延伸装置。
14. 前記把持開放位置から前記切断刃までの前記熱可塑性樹脂フィルムの搬送路長が１．０ｍ以上である請求項９から１３いずれか１項記載のフィルム延伸装置。
15. 前記把持部が前記熱可塑性樹脂フィルムの前記両側部を挟持するクリップである請求項９から１４いずれか１項記載のフィルム延伸装置。

Images