JP6752602B2 - Method for manufacturing stretched film - Google Patents
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Description
本発明は、延伸フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a stretched film.
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または幅方向のいずれか一方向に加熱延伸を行う一軸延伸法や、長さ方向または幅方向のいずれか一方向に加熱延伸を行い次いで他方向に加熱延伸を行う逐次二軸延伸法、長さ方向および幅方向の二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。 When producing a stretched film, a method of preparing a film as a material and stretching the prepared film is used, and as a method of stretching the film, both ends of the film are gripped with clips and placed in a heating furnace. A uniaxial stretching method in which the film is conveyed and heat-stretched in either the length direction or the width direction by a clip holding both ends of the film in a heating furnace, or either in the length direction or the width direction. Known are a sequential biaxial stretching method in which heat stretching is performed in one direction and then a heating stretching in the other direction, and a simultaneous biaxial stretching method in which heat stretching is performed simultaneously in two directions in the length direction and the width direction.
このような一軸延伸法や二軸延伸法においては、通常、クリップによりフィルムの幅方向の両端部を把持した状態で、加熱炉内にて、フィルムを引っ張ることで、必要な延伸倍率まで加熱延伸させ、その後冷却させるものである。このような一軸延伸法や二軸延伸法においては、フィルムの幅方向の両端部はクリップにより把持されているため、フィルムの幅方向の両端近傍では、加熱延伸によって生じる延伸応力や、加熱延伸後の冷却時に発生する収縮応力の影響が小さいのに対し、フィルムの幅方向の中央部では、クリップによる拘束力が弱くなり、上記の延伸応力や収縮応力の影響が大きくなる傾向にある。そのため、一軸延伸法や二軸延伸法においては、加熱延伸および冷却を経たフィルムは、フィルムの幅方向中央部の変形が、幅方向両端部の変形に比べて、遅延する現象(ボーイング現象)が発生することが知られている。 In such a uniaxial stretching method or a biaxial stretching method, the film is usually stretched by heating to a required stretching ratio by pulling the film in a heating furnace while holding both ends of the film in the width direction with clips. It is allowed to cool and then cooled. In such a uniaxial stretching method or a biaxial stretching method, both ends in the width direction of the film are gripped by clips. Therefore, in the vicinity of both ends in the width direction of the film, stretching stress caused by heating stretching and after heating stretching While the influence of the shrinkage stress generated at the time of cooling is small, the binding force by the clip is weakened in the central portion in the width direction of the film, and the influence of the above-mentioned stretching stress and shrinkage stress tends to be large. Therefore, in the uniaxial stretching method and the biaxial stretching method, in the film that has undergone heating stretching and cooling, the deformation of the central portion in the width direction of the film is delayed as compared with the deformation of both ends in the width direction (Boeing phenomenon). It is known to occur.
上述したボーイング現象が発生した場合には、得られる延伸フィルムの分子配列が不均一になり、得られる延伸フィルムは、幅方向における物性にムラが生じ、光学的な異方性が生じたり、強度や耐久性が低下したりしてしまうことがある。 When the above-mentioned Boeing phenomenon occurs, the molecular arrangement of the obtained stretched film becomes non-uniform, and the obtained stretched film has uneven physical properties in the width direction, resulting in optical anisotropy and strength. And durability may decrease.
これに対し、フィルムの分子配列を均一化する方法として、たとえば、特許文献1では、熱可塑性フィルムを横延伸した後、横延伸時の温度より1〜50℃低い温度で熱固定することで、ボーイング現象を抑制する技術が開示されている。また、たとえば、特許文献2では、無配向の非晶性樹脂フィルムを、幅方向に一軸延伸する際において、拡幅開始から拡幅完了までの間に、拡幅速度を下げる低拡幅領域を設けることで、ボーイング現象を抑制する技術が開示されている。
On the other hand, as a method for homogenizing the molecular arrangement of the film, for example, in
しかしながら、上記特許文献1,2の技術では、フィルムの分子配列を均一化するための適切な処理条件を求めるためには、実際の商品の製造に使用される製造装置を用いて、製造条件を変えながら何度も延伸フィルムを試作する必要があり、適切な処理条件を得るのに手間を要するという問題や、一軸延伸法にしか適用できず、しかも延伸方法が制限されてしまうという問題があった。
However, in the techniques of
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、フィルムの分子配列を均一化するための熱緩和処理を、簡便に、適切な条件で行うことができ、これにより、光学特性、強度および耐久性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。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and when a film is heat-stretched to produce a stretched film, a heat relaxation treatment for homogenizing the molecular arrangement of the film can be easily and appropriately performed. It is an object of the present invention to provide a method for producing a stretched film, which can be carried out under conditions, whereby a stretched film having excellent optical properties, strength and durability can be obtained.
本発明者等は、加熱延伸および冷却を行ったフィルムに対し、所定の条件で加熱する熱緩和処理を行うことにより、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。 The present inventors have found that the above object can be achieved by performing a heat relaxation treatment of heating a film that has been heat-stretched and cooled under predetermined conditions, and have completed the present invention.
すなわち、本発明によれば、熱可塑性樹脂のフィルムを、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以上に加熱した状態で、一方向または二方向に延伸する延伸工程と、前記延伸後のフィルムを、前記ガラス転移温度Tg未満の温度で冷却する冷却工程と、前記冷却後のフィルムを、前記ガラス転移温度Tg以上の熱処理温度Trで加熱することで熱緩和する熱緩和工程と、を有する延伸フィルムの製造方法であって、前記熱緩和工程における熱緩和時間を、下記式(1)により算出される下限処理時間tmin (秒)以上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、前記冷却工程で冷却したフィルムを、一旦巻き取った後、巻き取った前記フィルムに対して、前記熱緩和工程を行うことが好ましい。
本発明の製造方法において、前記冷却工程で冷却したフィルムに対し、前記冷却工程から連続して前記熱緩和工程を行うことが好ましい。
本発明の製造方法では、前記熱緩和工程において、前記熱緩和時間を、前記下限処理時間tmin以上、かつ、下記式(2)で示す上限処理時間tmax (秒)以下とすることが好ましい。
本発明の製造方法において、前記熱可塑性樹脂が、非晶性樹脂であることが好ましい。
本発明の製造方法において、前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネートを含有する樹脂であることが好ましい。
In the production method of the present invention, it is preferable that the film cooled in the cooling step is once wound and then the heat relaxation step is performed on the wound film.
In the production method of the present invention, it is preferable that the heat relaxation step is continuously performed from the cooling step on the film cooled in the cooling step.
In the production method of the present invention, in the heat relaxation step, the heat relaxation time is preferably set to the lower limit processing time t min or more and the upper limit processing time t max (seconds) represented by the following formula (2). ..
In the production method of the present invention, it is preferable that the thermoplastic resin is an amorphous resin.
In the production method of the present invention, the thermoplastic resin is preferably a resin containing polycarbonate.
また、本発明によれば、上述した製造方法により得られた延伸フィルムを用いた光学フィルムの製造方法が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a method for producing an optical film using a stretched film obtained by the above-mentioned production method.
本発明によれば、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、フィルムの分子配列を均一化するための熱緩和処理を、簡便に、適切な条件で行うことができ、これにより、光学特性、強度および耐久性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ができる。 According to the present invention, when a film is heat-stretched to produce a stretched film, a heat relaxation treatment for homogenizing the molecular arrangement of the film can be easily performed under appropriate conditions. It is possible to provide a method for producing a stretched film capable of obtaining a stretched film having excellent optical properties, strength and durability.
本実施形態に係る延伸フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂のフィルムを、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以上に加熱した状態で、一方向または二方向に延伸する延伸工程と、前記延伸後のフィルムを、前記ガラス転移温度Tg未満の温度で冷却する冷却工程と、前記冷却後のフィルムを、前記ガラス転移温度Tg以上の熱処理温度Trで加熱することで熱緩和する熱緩和工程と、を有する延伸フィルムの製造方法であって、前記熱緩和工程における熱緩和時間を、下記式(1)により算出される下限処理時間tmin以上とすることを特徴とする。
まず、本発明に係る実施形態について、図1に示す方法で延伸フィルムを製造する場面を例に、説明する。図1は、予熱帯、延伸帯、第1冷却帯、熱緩和帯および第2冷却帯を備える同時二軸延伸装置によって、熱可塑性樹脂のフィルムを、長さ方向および幅方向に同時に延伸する場面を示す図である。図1に示す例においては、同時二軸延伸装置により、熱可塑性樹脂のフィルムを、予熱帯にて予備加熱し、延伸帯にて加熱しながら長さ方向および幅方向に同時に延伸し、第1冷却帯にて冷却することで熱固定し、熱緩和帯にてフィルムの分子配向(配向角)を均一化するための加熱を行う熱緩和処理を施し、第2冷却帯にて冷却することで再度熱固定する。 First, an embodiment according to the present invention will be described by taking as an example a scene in which a stretched film is produced by the method shown in FIG. FIG. 1 shows a scene in which a film of a thermoplastic resin is simultaneously stretched in the length direction and the width direction by a simultaneous biaxial stretching device including a pre-tropical zone, a stretching zone, a first cooling zone, a heat relaxation zone, and a second cooling zone. It is a figure which shows. In the example shown in FIG. 1, the film of the thermoplastic resin is preheated in the pre-tropical zone by the simultaneous biaxial stretching device, and is simultaneously stretched in the length direction and the width direction while being heated in the stretching zone, and the first By cooling in the cooling zone, heat is fixed, and in the heat relaxation zone, heat relaxation treatment is performed to make the molecular orientation (orientation angle) of the film uniform, and then cooling is performed in the second cooling zone. Heat fix again.
本実施形態の製造方法によれば、上述した熱緩和帯における、フィルムに対する熱緩和処理の熱処理時間を、上記式(1)に基づいて算出される下限処理時間tmin以上とすることにより、簡便に、フィルムの分子配列を均一化することができ、光学特性、強度および耐久性に優れた延伸フィルムを得ることができる。 According to the manufacturing method of the present embodiment, the heat treatment time of the heat relaxation treatment for the film in the above-mentioned heat relaxation zone is set to the lower limit treatment time t min or more calculated based on the above formula (1), which is convenient. In addition, the molecular arrangement of the film can be made uniform, and a stretched film having excellent optical properties, strength and durability can be obtained.
本実施形態においては、上記式(1)のA、B、Cおよびθ0は、いずれも係数であり、これらの係数を求める方法としては、たとえば、予め、延伸フィルムの材料となる熱可塑性樹脂のフィルムを用いて、加熱延伸および熱固定を行った後で熱緩和処理を行うというプロセスを試行し、試行により得られた結果を、上記式(1)にカーブフィッティングさせることで、上記係数(A、B、Cおよびθ0)を求める方法を用いることができる。そして、本実施形態では、求めた係数(A、B、C、θ0)を上記式(1)に代入し、上記式(1)に基づいて、所望の幅Lの延伸フィルムを製造する際における、熱緩和処理の最適な熱処理時間を、算出することができる。 In the present embodiment, A, B, C and θ 0 of the above formula (1) are all coefficients, and as a method of obtaining these coefficients, for example, a thermoplastic resin which is a material of a stretched film is used in advance. The above coefficient (1) was obtained by trialing the process of performing heat relaxation treatment after heat stretching and heat fixing using the film of the above, and curve-fitting the result obtained by the trial to the above formula (1). A, B, C and θ 0 ) can be determined. Then, in the present embodiment, when the obtained coefficients (A, B, C, θ 0 ) are substituted into the above formula (1) and a stretched film having a desired width L is produced based on the above formula (1). The optimum heat treatment time for the heat relaxation treatment can be calculated.
本実施形態によれば、たとえば、試験機のような比較的小規模の延伸装置を用いた場合でも、幅が小さいフィルムに対して加熱延伸、熱固定および熱緩和処理を行うというプロセスを試行することで、上記式(1)の係数(A、B、C、θ0)を求めることができ、次いで、求めた係数および上記式(1)に基づいて、実際の延伸フィルムの製造に使用されるような大規模の延伸装置を用いて、幅が大きい延伸フィルムを製造する際における熱緩和処理の下限処理時間tminを、算出することができる。すなわち、本実施形態によれば、大規模の延伸装置を用いて繰返し延伸フィルムを試作することなく、上記式(1)を用いた計算により、簡便に、熱緩和処理の下限処理時間tminを算出できるものである。
以下、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る延伸フィルムの製造方法の各工程を説明する。
According to the present embodiment, even when a relatively small-scale stretching device such as a testing machine is used, a process of performing heat stretching, heat fixing, and heat relaxation treatment on a film having a small width is tried. Therefore, the coefficient (A, B, C, θ 0 ) of the above formula (1) can be obtained, and then it is used in the production of an actual stretched film based on the obtained coefficient and the above formula (1). The lower limit processing time t min of the heat relaxation treatment in producing a stretched film having a large width can be calculated by using such a large-scale stretching device. That is, according to the present embodiment, the lower limit processing time t min of the heat relaxation treatment can be easily set by the calculation using the above formula (1) without making a prototype of the repeatedly stretched film using a large-scale stretching apparatus. It can be calculated.
Hereinafter, each step of the method for producing a stretched film according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
<延伸工程>
延伸工程は、図1に示す予熱帯にてフィルム100を予熱し、予熱したフィルム100を、延伸帯にて長さ方向および幅方向に加熱延伸する工程である。具体的には、延伸工程では、まず、ロール等からフィルム100を連続的に送り出し、複数のクリップ200を用いてフィルム100を一定間隔ごとに把持し、各クリップ200を移動させることでフィルム100を同時二軸延伸装置に搬送する。次いで、フィルム100を、搬送しながら、図1に示す予熱帯にて予熱した後、延伸帯にて、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以上に加熱した状態で、クリップ200により長さ方向および幅方向に引っ張ることで延伸する。
<Stretching process>
The stretching step is a step of preheating the
なお、本実施形態においては、同時二軸延伸装置内を通過するようにして、クリップ200が移動するための一対のガイドレール(不図示)が設置されている。一対のガイドレールは、図1に示すフィルム100の上側を把持するクリップ200の位置と、下側を把持するクリップ200の位置にそれぞれ設置されており、予熱帯では互いに平行であり、延伸帯では互いにフィルム100の幅方向に離れていき、第1冷却帯、熱緩和帯および第2冷却帯ではまた互いに平行となっている。あるいは、第1冷却帯および第2冷却帯においては、フィルムの固化時の収縮分を考慮して、一対のガイドレール同士の距離を、幅方向に近づけるようにしてもよい。本実施形態においては、フィルム100を把持したクリップ200が、このようなガイドレールに沿って移動することで、フィルム100を搬送および延伸できるようになっている。
In this embodiment, a pair of guide rails (not shown) for moving the
フィルム100は、たとえば、熱可塑性樹脂をTダイスから溶融押出しすることで得ることができる。
The
熱可塑性樹脂としては、得よう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、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、環状オレフィンコポリマー(COC)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル樹脂、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、なかでも、後述する熱緩和工程における熱緩和処理により、配向角をより良好に均一化させることができるという観点より、非晶性樹脂が好ましく、ポリカーボネート(PC)が特に好ましい。 The thermoplastic resin may be selected according to the intended use of the stretched film to be obtained. For example, an acrylic resin such as polymethylmethacrylate (PMMA), a cyclic olefin copolymer (COC), a polycarbonate (PC), or polyethylene terephthalate. One of polyester resins such as (PET) can be used alone, or a mixed resin of two or more can be used. Among them, the orientation angle can be adjusted by the heat relaxation treatment in the heat relaxation step described later. Acrylic resins are preferable, and polycarbonate (PC) is particularly preferable, from the viewpoint that uniformization can be performed better.
延伸を行う前のフィルム100の幅は、好ましくは280〜1000mm、より好ましくは400〜600mmであり、延伸を行う前のフィルム100の厚みは、好ましくは70〜250μm、より好ましくは100〜150μmである。
The width of the
フィルム100を図1に示す予熱帯で予熱する際の加熱温度は、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgよりも、好ましくは10〜30℃高い温度、より好ましくは20〜25℃高い温度である。
The heating temperature at the time of preheating by the preheating zone showing the
本実施形態においては、このようなフィルム100を、予熱帯で予熱した後、延伸帯にて延伸する。すなわち、延伸帯にて、フィルム100を、フィルム100のガラス転移温度Tg以上に加熱した状態で、フィルム100を把持したクリップ200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200同士の間隔を広げる制御を行うことで、フィルム100を、図1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、フィルム100が、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。
In the present embodiment, such a
本実施形態においては、延伸帯にてフィルム100を延伸する際には、延伸方向(フィルム100の長さ方向または幅方向)に対する延伸倍率は、好ましくは3倍以内、より好ましくは2.5倍以内、さらに好ましくは2倍以内である。
In the present embodiment, when the
また、延伸後のフィルム100の幅は、好ましくは500〜3000mm、より好ましくは1000〜2000mmであり、延伸後のフィルム100の厚みは、好ましくは10〜60μm、より好ましくは20〜40μmである。
The width of the stretched
<第1冷却工程>
次いで、本実施形態においては、延伸帯にて延伸したフィルム100を、図1に示すように第1冷却帯に搬送し、第1冷却帯にて、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg未満の温度で冷却することで熱固定する。
<First cooling process>
Next, in the present embodiment, the
第1冷却帯にてフィルム100を冷却する際の温度は、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgよりも、好ましくは10〜50℃低い温度、より好ましくは30〜40℃低い温度である。
Temperature when cooling the
<熱緩和工程>
次いで、本実施形態においては、第1冷却帯にて冷却したフィルム100を、図1に示すように熱緩和帯に搬送し、熱緩和帯にて、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以上の熱処理温度Trで、下記式(1)で表される下限処理時間tmin以上加熱することで、熱緩和処理を行う。これにより、フィルム100は、分子配向が均一化され、光学特性、強度および耐久性に優れたものとなる。
Next, in the present embodiment, the
すなわち、図1に示すようにしてフィルム100を延伸する際には、フィルム100の幅方向の両端部はクリップ200により把持されているため、フィルム100の幅方向の両端近傍では、加熱延伸によって生じる延伸応力や、加熱延伸後の冷却時に発生する収縮応力の影響が小さいのに対し、フィルム100の幅方向の中央部では、クリップ200による拘束力が弱くなり、上記の延伸応力や収縮応力の影響が大きくなる。そのため、図1に示すようにして延伸されたフィルム100は、フィルム100の幅方向中央部の変形が幅方向端部の変形に比べて遅延する現象(ボーイング現象)が発生することが知られている。
That is, when the
これに対し、本実施形態においては、延伸工程で延伸した後、第1冷却工程で熱固定したフィルム100について、上述したボーイング現象によって不均一化した分子配向(配向角)を均一化させるために、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以上の熱処理温度Trで、下記式(1)で表される下限処理時間tmin以上加熱する熱緩和処理を行うことで、適切に、フィルム100の配向角を均一化することができる。
On the other hand, in the present embodiment, in order to homogenize the molecular orientation (orientation angle) of the
特に、本発明者等は、フィルム100を熱緩和処理する際の熱処理時間の下限値(下限処理時間tmin)を、上記式(1)に基づいて算出できることを見出し、これにより、延伸フィルムの配向角を均一化させるための適切な熱処理時間を、実際の製造装置を用いて延伸フィルムを試作することなく、簡便に求めることができ、求めた熱処理時間の条件で、熱緩和処理を行うことにより、光学特性、強度および耐久性に優れた延伸フィルムを得ることができるようになった。
In particular, the present inventors have found that the lower limit of the heat treatment time (lower limit treatment time t min ) when the
ここで、上記式(1)は、本発明者等の知見により、次のようにして得られたものである。まず、本発明者等は、延伸後のフィルム100に対する熱緩和処理の熱処理時間と、この熱緩和処理に応じたフィルム100の配向角の変化との関係について検討し、図2に示す関係を見出した。図2は、ポリカーボネートを主成分とする熱可塑性樹脂(ガラス転移温度Tgは約130℃)からなる、厚さ150μm、幅280mm、長さ2,000mmのフィルム100を用いて、フィルム100の両端部を83mm間隔でクリップ200にて把持し、150℃で予熱した後、145℃にて長さ方向1倍、幅方向2倍の延伸倍率で延伸し、その後、120℃および100℃で冷却することで熱固定したサンプルを得て(なお、熱固定後のサンプルは、幅525mm、長さ1,600mmであった)、得られたサンプルについて、温度133℃にて熱緩和処理を行い、その後100℃で冷却することで熱固定した際における、フィルムの分子配向の緩和の様子を測定したグラフである。なお、図2では、熱緩和処理を行う前(図2では、0秒で表した)、熱緩和処理を42秒間行った後、熱緩和処理を84秒間行った後、熱緩和処理を168秒間行った後のサンプルについて、それぞれ、フィルムの幅方向の各位置(幅方向の中心、幅方向の中心から±40mmの位置、±80mmの位置、±120mmの位置、および±160mmの位置)における、フィルムの幅方向を基準軸とした配向角(分子配向方向の基準軸からの角度)を測定した結果を示している。図2では、横軸が、フィルムの幅方向の位置(フィルムの幅方向の中心を0とした)を示し、縦軸が、フィルムの幅方向に対する配向角を示している。
Here, the above formula (1) was obtained as follows based on the knowledge of the present inventors. First, the present inventors examined the relationship between the heat treatment time of the heat relaxation treatment for the
図2に示すように、熱緩和処理を行う前のサンプル(0秒)は、フィルムの幅方向の中心位置(図2のグラフの原点)から離れるにつれて配向角が大きくなっており、フィルムの幅方向両端部では、配向角が最も大きくなっている。同様に、熱緩和処理を行ったサンプル(42秒、84秒および168秒)についても、フィルムの幅方向の中心位置から離れるにつれて配向角が大きくなっているものの、熱緩和処理の熱処理時間が長くなるほど、フィルムの各位置における配向角の大きさが、小さくなっている。 As shown in FIG. 2, the sample (0 seconds) before the heat relaxation treatment has an orientation angle that increases as the distance from the center position in the width direction of the film (the origin of the graph in FIG. 2) increases, and the width of the film increases. The orientation angle is the largest at both ends of the direction. Similarly, for the samples subjected to the heat relaxation treatment (42 seconds, 84 seconds, and 168 seconds), the heat treatment time of the heat relaxation treatment is long, although the orientation angle increases as the distance from the center position in the width direction of the film increases. Indeed, the size of the orientation angle at each position of the film is small.
このような図2の結果から、本発明者等は、図2に示すフィルムの幅方向の位置とフィルムの配向角との関係を、直線で近似することができるとの知見を得て、これにより、熱緩和処理によるフィルムの配向角の均一化は、図3に示すようにして進行することを見出した。すなわち、図3に示すように、フィルムの幅方向の位置と、フィルムの配向角との関係について、熱緩和処理前のサンプルを破線の直線で近似し、熱緩和処理後のサンプルを実線の直線で近似した場合に、熱緩和処理を行うことで、横軸に対する近似直線の角度が、小さくなる(具体的には、横軸に対する近似直線の角度が、θ0からθtまで小さくなる)ことを見出した。 From such a result of FIG. 2, the present inventors have obtained the finding that the relationship between the position in the width direction of the film and the orientation angle of the film shown in FIG. 2 can be approximated by a straight line. As a result, it was found that the uniformity of the orientation angle of the film by the heat relaxation treatment proceeds as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, regarding the relationship between the position in the width direction of the film and the orientation angle of the film, the sample before the heat relaxation treatment is approximated by a broken straight line, and the sample after the heat relaxation treatment is a solid straight line. By performing the thermal relaxation treatment, the angle of the approximate straight line with respect to the horizontal axis becomes smaller (specifically, the angle of the approximate straight line with respect to the horizontal axis becomes smaller from θ 0 to θ t ). I found.
さらに、本発明者等は、上述したフィルムの幅方向の位置と、フィルムの配向角との関係を示す近似直線(以下、「配向角近似直線」という。)の角度について、さらに検討を加え、上述したポリカーボネートを主成分とする熱可塑性樹脂のフィルムを用いて、熱処理時間を変更して熱緩和処理を行った場合の評価結果を、図4に示すようにプロットした。その結果、図4に示すように、配向角近似直線の角度θは、熱緩和処理の熱処理時間tとの関係で、緩和現象を表す一般式(下記式(3))でカーブフィッティングできることを見出した。なお、図4においては、熱処理時間を上述した42秒、84秒、168秒としたサンプルに加えて、熱処理時間を275秒としたサンプルの評価結果も併せてプロットした。
延伸フィルムは、通常、分子配列が均一化しているほど、光学特性、強度および耐久性に優れたものとなる傾向にある。そのため、たとえば、延伸フィルムの用途(光学フィルム等)に応じて、その延伸フィルムの配向角を、所定の規格値以下に抑えることが求められる場合がある。たとえば、図5に示す例のように、幅Lの延伸フィルムを得ようとする場合には、延伸フィルムにおける最大の配向角(通常、延伸フィルムの幅方向両端の配向角)を、規格値(目標値)φmin以下に抑えることが求められる場合がある。この場合において、図5に示すように、延伸フィルムの幅方向両端の配向角が、規格値(目標値)φminとなる際における、配向角近似直線の角度θφは、上記式(3)に基づいて、下記式(4)のように表すことができる。
ここで、上記式(4)を、熱緩和処理の処理時間tminについて解くと、下記式(5)で表すことができる。
なお、上記式(5)中、配向角近似直線の角度θφは、図5に示すグラフから、下記式(6)で表すことができる。
すなわち、上述した図5に示すグラフから、下記式(7)を導くことができ、この式(7)を、配向角近似直線の角度θφについて解くと、上記式(6)が得られる。
次いで、上記式(5)に、上記式(6)における配向角近似直線の角度θφを代入すると、下記式(8)で表すことができる。
上記式(8)中、通常、Lはφminと比較して非常に大きい値である(すなわち、得ようとする延伸フィルムの幅L(単位はmm)は、通常、延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φminと比較して非常に大きい値である)ことから、2φmin/L<<1であり、これにより、tan−1(2φmin/L)は2φmin/Lと近似することができる。そのため、上記式(8)において、tan−1(2φmin/L)を2φmin/Lと近似することにより、下記式(9)で表すことができる。
一方で、本発明者等は、鋭意検討を行ったところ、上記式(9)中の緩和時間τ(上記式(3)において、θ=θ0/eとなる時点の時間t)は、下記式(10)で表すことができることを見出した。
すなわち、まず、上述した図4に示すように、ポリカーボネートを主成分とする熱可塑性樹脂のフィルムを、所定倍率で延伸した後に熱固定したサンプルに対して、熱処理温度133℃にて熱緩和処理を行った場合には、緩和時間τ(θ=θ0/eとなる時点の時間t)は、図4中にてτで表しているように、225秒となった。これに対し、熱処理温度を135℃、137℃および140℃に変更して、熱処理時間42秒、84秒および168秒の条件で熱緩和処理を行った場合における、配向角近似直線の角度の変化を、図4と同様にプロットすると、図6に示す結果が得られた。 That is, first, as shown in FIG. 4 described above, a sample of a thermoplastic resin film containing polycarbonate as a main component is stretched at a predetermined magnification and then heat-fixed, and heat relaxation treatment is performed at a heat treatment temperature of 133 ° C. When this was done, the relaxation time τ (time t at the time when θ = θ 0 / e) was 225 seconds as represented by τ in FIG. On the other hand, when the heat treatment temperature was changed to 135 ° C., 137 ° C. and 140 ° C. and the heat treatment was performed under the conditions of the heat treatment times of 42 seconds, 84 seconds and 168 seconds, the angle of the alignment angle approximate straight line changed. Was plotted in the same manner as in FIG. 4, and the results shown in FIG. 6 were obtained.
このような図6に示す結果に基づいて、各熱処理温度(135℃、137℃および140℃)で熱緩和処理を行った場合における配向角近似直線の角度の変化を、上記式(3)に基づいてカーブフィッティングすると、緩和時間τ(θ=θ0/eとなる時点の熱処理時間t)は、それぞれ、95.7秒(135℃)、28.4秒(137℃)、19.4秒(140℃)となった。このようにして、熱処理温度を変化させた場合の緩和時間τを求め、熱処理温度と緩和時間τとの関係をプロットすると、図7に示すような結果が得られた。なお、図7には、熱処理温度を135℃、137℃および140℃とした結果に加えて、熱処理温度を145℃および150℃とした場合における緩和時間τの評価結果も併せて記載した。なお、熱処理温度を145℃および150℃とした際の緩和時間τは、それぞれ、17秒(145℃)、15秒(150℃)であった。 Based on the results shown in FIG. 6, the change in the angle of the alignment angle approximate straight line when the heat relaxation treatment is performed at each heat treatment temperature (135 ° C., 137 ° C. and 140 ° C.) is expressed in the above equation (3). Based on the curve fitting, the relaxation time τ (heat treatment time t at the time when θ = θ 0 / e) is 95.7 seconds (135 ° C.), 28.4 seconds (137 ° C.), and 19.4 seconds, respectively. It became (140 ° C.). In this way, the relaxation time τ when the heat treatment temperature was changed was obtained, and the relationship between the heat treatment temperature and the relaxation time τ was plotted, and the results shown in FIG. 7 were obtained. In addition to the results of the heat treatment temperatures of 135 ° C., 137 ° C. and 140 ° C., FIG. 7 also shows the evaluation results of the relaxation time τ when the heat treatment temperatures are 145 ° C. and 150 ° C. The relaxation times τ when the heat treatment temperatures were 145 ° C. and 150 ° C. were 17 seconds (145 ° C.) and 15 seconds (150 ° C.), respectively.
ここで、本発明者等は、図7に示す結果に基づいて検討したところ、図7に示す結果を、上記式(10)を用いてカーブフィッティングできることを見出した。すなわち、緩和時間τを、上記式(10)で表すことができることを見出した。これにより、上記式(10)で表される緩和時間τを、上記式(9)に代入すると、下記式(1)が得られることが分かった。なお、下記式(1)においては、上記式(10)における係数a、bおよびcを、それぞれA、BおよびCに書き改めた。a、bおよびcと、A、BおよびCとの関係は、下記式(11)〜式(13)で表される。
本実施形態によれば、予め、所望の熱可塑性樹脂のフィルム100を用いて、加熱延伸および熱固定を行うことで、図2,3に示すように、熱緩和処理前の配向角近似直線の角度θ0を得て、さらに、この加熱延伸および熱固定を行ったフィルム100に対して、熱緩和処理を、熱処理温度を変えて試行し、得られた結果を、上述した図7に示すようにプロットしてカーブフィッティングすることにより、上記式(1)におけるA、BおよびCの値を求めることができる。なお、上記式(1)におけるこれらの係数(A、B、Cおよびθ0)は、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂の種類(熱可塑性樹脂の配合)や、フィルム100の延伸条件(たとえば、長さ方向、幅方向それぞれの延伸倍率、延伸時の加熱温度、延伸速度等)に応じて変化すると考えられる。
According to the present embodiment, by heat-stretching and heat-fixing using a desired
これにより、本実施形態によれば、予め、上記式(1)の係数(A、B、Cおよびθ0)を求めておくことにより、所望の幅Lを有する延伸フィルムを得ようとする場合における、延伸フィルムの配向角を所望の規格値(目標値)φminに制御するための熱緩和処理の下限処理時間tminを、上記式(1)に基づいて算出することができる。 As a result, according to the present embodiment, when the coefficients (A, B, C and θ 0 ) of the above formula (1) are obtained in advance, a stretched film having a desired width L is to be obtained. The lower limit processing time t min of the heat relaxation treatment for controlling the orientation angle of the stretched film to a desired standard value (target value) φ min can be calculated based on the above formula (1).
本実施形態においては、熱緩和処理を行う際の熱処理時間は、図8に示すように、得ようとする延伸フィルムの幅Lに応じて変化させることが望ましい。ここで、図8は、延伸フィルムの最大の配向角(通常、延伸フィルムの幅方向両端の配向角)を、規格値(目標値)φmin以下に抑えようとしている場面を例示している。図8に示すように、延伸フィルムの幅がLである場合には、延伸フィルムの幅方向両端の配向角を規格値(目標値)φmin以下にするためには、配向角近似直線の角度をθφ以下とすればよいが、一方で、延伸フィルムの幅がLより大きいL’である場合には、配向角近似直線の角度をθφに制御したとしても、延伸フィルムの幅方向両端の配向角は、規格値(目標値)φminを超えたφ’となってしまう。 In the present embodiment, it is desirable that the heat treatment time for performing the heat relaxation treatment is changed according to the width L of the stretched film to be obtained, as shown in FIG. Here, FIG. 8 illustrates a scene in which the maximum orientation angle of the stretched film (usually the orientation angles at both ends in the width direction of the stretched film) is suppressed to a standard value (target value) of φ min or less. As shown in FIG. 8, when the width of the stretched film is L, the angle of the alignment angle approximate straight line is required to make the orientation angles at both ends of the stretched film in the width direction equal to or less than the standard value (target value) φ min. the may be less theta phi, while, when the width of the stretched film is larger than L L ', even to control the angle of the orientation angle approximation line in theta phi, both widthwise ends of the stretched film The orientation angle of is φ'exceeding the standard value (target value) φ min .
これに対し、本実施形態によれば、得ようとする延伸フィルムの幅Lを変化させた場合においても、延伸フィルムの配向角を、規格値(目標値)φmin以下に制御するための熱緩和処理の処理時間(下限処理時間tmin)を、上記式(1)から、簡便に算出することができる。これにより、実際に延伸フィルムを製造する際において、上記式(1)から算出した下限処理時間tminに基づいて熱緩和処理を行うことにより、より簡便に、光学特性、強度および耐久性に優れた延伸フィルムを製造することが可能となる。特に、本実施形態によれば、上記式(1)から算出した下限処理時間tminに基づいて熱緩和処理を行うことにより、得られる延伸フィルムの分子配列を高精度に均一化することができるため、得られる延伸フィルムは、たとえば、延伸フィルムの分子配列の均一化の要求が厳しい光学フィルムとして、好適に用いることができる。 On the other hand, according to the present embodiment, even when the width L of the stretched film to be obtained is changed, the heat for controlling the orientation angle of the stretched film to the standard value (target value) φ min or less is applied. The processing time of the relaxation processing (lower limit processing time t min ) can be easily calculated from the above equation (1). As a result, when the stretched film is actually manufactured, the heat relaxation treatment is performed based on the lower limit treatment time t min calculated from the above formula (1), which makes it easier and more excellent in optical characteristics, strength and durability. It becomes possible to manufacture a stretched film. In particular, according to the present embodiment, the molecular arrangement of the obtained stretched film can be made uniform with high accuracy by performing the heat relaxation treatment based on the lower limit treatment time t min calculated from the above formula (1). Therefore, the obtained stretched film can be suitably used, for example, as an optical film in which the demand for uniform molecular arrangement of the stretched film is strict.
なお、延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φminとしては、特に限定されず、延伸フィルムの用途などに応じて適宜設定すればよいが、たとえば、好ましくは5°以下、より好ましくは2°以下、さらに好ましくは1〜0.5°である。延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φminを上記範囲とすることにより、得られる延伸フィルムは、光学特性、強度および耐久性に優れたものとなる。 The standard value (target value) φ min of the orientation angle of the stretched film is not particularly limited and may be appropriately set according to the intended use of the stretched film. For example, it is preferably 5 ° or less, more preferably. It is 2 ° or less, more preferably 1 to 0.5 °. By setting the standard value (target value) φ min of the orientation angle of the stretched film in the above range, the obtained stretched film has excellent optical characteristics, strength and durability.
ここで、上述した図7を参照して、具体的に、上記式(1)の係数(A、B、Cおよびθ0)を求め、上記式(1)に基づいて、下限処理時間tminを求める方法の一例を説明する。 Here, with reference to FIG. 7 described above, specifically, the coefficients (A, B, C and θ 0 ) of the above formula (1) are obtained, and based on the above formula (1), the lower limit processing time t min. An example of the method of obtaining is described.
なお、図7に示すグラフは、次のようにして得られた評価結果である。すなわち、まず、厚さ150μm、幅280mm、長さ2,000mmのポリカーボネートを主成分とする熱可塑性樹脂(ガラス転移温度Tgは約130℃)のフィルムを、83mmの間隔にてクリップ200で把持し、150℃で予熱した後、145℃にて長さ方向1倍、幅方向2倍の条件で延伸し(なお、延伸後のフィルムは、幅Lが525mm、長さが1,600mmであった)、その後、120℃および100℃で熱固定を行ったフィルムを複数準備した。なお、準備したフィルムにおける最大の配向角(幅方向端部の配向角θ0)は、3.4°であった。
The graph shown in FIG. 7 is an evaluation result obtained as follows. That is, first, a thickness of 150 [mu] m, width 280 mm, a film of a thermoplastic resin whose main component is polycarbonate length 2,000 mm (glass transition temperature The T g of about 130 ° C.), held with
次いで、準備した複数のフィルムについて、それぞれ、熱処理温度133℃、135℃、137℃、140℃、145℃および150℃にて熱緩和処理を行い、上述した図6のようにして、熱緩和処理の熱処理時間に対する配向角近似直線の角度θをプロットし、上記式(3)に基づいてカーブフィッティングすることにより、それぞれ、緩和時間τ(θ=θ0/eとなる時点の時間t)を求めた。 Next, the prepared plurality of films were subjected to heat relaxation treatment at heat treatment temperatures of 133 ° C., 135 ° C., 137 ° C., 140 ° C., 145 ° C. and 150 ° C., respectively, and heat relaxation treatment was performed as shown in FIG. 6 described above. By plotting the angle θ of the alignment angle approximate straight line with respect to the heat treatment time and performing curve fitting based on the above equation (3), the relaxation time τ (time t at the time when θ = θ 0 / e) is obtained. It was.
そして、求めた緩和時間τと、熱緩和処理の熱処理温度Trとの関係を、図7に示すようにプロットし、プロットした結果を、上記式(10)に基づいてカーブフィッティングしたところ、係数である上記式(10)中の係数であるa、bおよびcの値は、それぞれ、a=1444、b=0.56、c=15であった。ここで、得られたa、bおよびcの値は、上述したように、熱緩和処理前のフィルムの幅方向端部の配向角θ0が3.4°であり、延伸フィルムの幅Lが525mmである場合における係数である。また、図7の例では、緩和時間τ(配向角近似直線の角度θが、θ0/eとなるまでの時間)を求めた結果を示すものであるため、このことから、図7の例は、熱緩和処理後のフィルムの配向角(延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φmin)における配向角近似直線の角度θφをθ0/eに設定した場合に相当し、緩和時間τが下限処理時間tminとなる。なお、図7においては、延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φminにおける配向角近似直線の角度θφがθ0/eである例を示したが、このφminは、得ようとする延伸フィルムの製品仕様に応じて、任意に設定することができ、緩和時間τの替りに下限処理時間tminを縦軸とした図7と同様の図を、設定したφminに応じて描くことができる。 Then, the relationship between the obtained relaxation time τ and the heat treatment temperature Tr of the heat relaxation treatment was plotted as shown in FIG. 7, and the plotted results were curve-fitted based on the above equation (10). The values of a, b, and c, which are the coefficients in the above formula (10), were a = 1444, b = 0.56, and c = 15, respectively. Here, as described above, the obtained values of a, b and c are such that the orientation angle θ 0 of the widthwise end portion of the film before the heat relaxation treatment is 3.4 °, and the width L of the stretched film is It is a coefficient when it is 525 mm. Further, in the example of FIG. 7, the relaxation time τ (the time until the angle θ of the orientation angle approximate straight line becomes θ 0 / e) is shown. Therefore, from this, the example of FIG. 7 is shown. Corresponds to the case where the angle θ φ of the alignment angle approximate straight line in the orientation angle of the film after the heat relaxation treatment (standard value (target value) φ min of the orientation angle of the stretched film) is set to θ 0 / e, and is relaxed. The time τ is the lower limit processing time t min . Note that FIG. 7 shows an example in which the angle θ φ of the alignment angle approximate straight line at the standard value (target value) φ min of the orientation angle of the stretched film is θ 0 / e, but this φ min can be obtained. It can be arbitrarily set according to the product specifications of the stretched film, and instead of the relaxation time τ, the same figure as in FIG. 7 having the lower limit processing time t min as the vertical axis is drawn according to the set φ min. Can be drawn.
したがって、これらのa、bおよびcの値、ならびに、延伸後のフィルムの幅L、熱緩和処理前のフィルムの幅方向端部の配向角θ0、および延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φminの値から、たとえば、上記式(11)〜式(13)に基づいて、係数A、BおよびCの値を求めることができ、求めたA、BおよびCの値を上記式(1)に代入することにより、上記式(1)に基づいて、得ようとするフィルムの幅Lを変化させた場合においても、延伸フィルムの配向角を規格値(目標値)φmin以下とするための熱緩和処理の下限処理時間tminを、簡便に算出することができる。 Therefore, these values of a, b and c, the width L of the film after stretching, the orientation angle θ 0 of the widthwise end of the film before the heat relaxation treatment, and the standard values of the orientation angle of the stretched film (target). Value) From the value of φ min , for example, the values of the coefficients A, B and C can be obtained based on the above equations (11) to (13), and the obtained values of A, B and C can be obtained from the above equations. By substituting into (1), even when the width L of the film to be obtained is changed based on the above formula (1), the orientation angle of the stretched film is set to the standard value (target value) φ min or less. The lower limit processing time t min of the heat relaxation treatment for this can be easily calculated.
また、上述した例では、延伸フィルムの最大の配向角を規格値(目標値)φmin以下とするための熱緩和処理の下限処理時間tminを求める方法を例示したが、本実施形態においては、上記式(1)において、φminの値を、得ようとする延伸フィルムの配向角の制御限界値φmaxに置き換えることで、下記式(2)のように、熱緩和処理の熱処理時間の上限値(上限処理時間tmax)を求めることもできる。
なお、上記式(2)における、制御限界値φmaxとしては、たとえば、延伸フィルムの最大の配向角を制御限界値φmaxより小さくしようとすると、熱緩和処理の条件が過剰になってしまうような値が挙げられる。熱緩和処理の条件が過剰になってしまう場合としては、たとえば、熱処理時間が長すぎる場合や、熱処理温度が高すぎる場合が挙げられる。熱処理時間が長すぎると、延伸フィルムの製造効率が低下し、延伸フィルムの製造コストが高くなってしまう。さらに、熱処理時間が長すぎると、得られる延伸フィルムは、分子の配向自体が小さくなる傾向にあり、そのため、延伸フィルムを位相差フィルムに用いる場合に、位相差が小さくなって位相差フィルムとしての性能が低下するおそれがある。また、熱処理温度が高すぎると、フィルムが変形しやすくなり、外乱(フィルムを加熱するために用いるオーブンの風等)や自重により変形して形状不良を起こすおそれがある。制御限界値φmaxとしては、特に限定されず、延伸フィルムの用途などに応じて適宜設定すればよいが、たとえば、好ましくは1°以下、より好ましくは0.5°以下である。また、制御限界値φmaxは、熱緩和処理の条件が過剰にならないようにする観点より、0.3°以上とすることが好ましい。 As for the control limit value φ max in the above equation (2), for example, if the maximum orientation angle of the stretched film is made smaller than the control limit value φ max , the conditions of the heat relaxation treatment become excessive. Value can be mentioned. Examples of cases where the conditions of the heat relaxation treatment become excessive include cases where the heat treatment time is too long and cases where the heat treatment temperature is too high. If the heat treatment time is too long, the production efficiency of the stretched film is lowered, and the manufacturing cost of the stretched film is increased. Further, if the heat treatment time is too long, the resulting stretched film tends to have a small molecular orientation itself. Therefore, when the stretched film is used as a retardation film, the retardation becomes small and the stretched film becomes a retardation film. Performance may deteriorate. Further, if the heat treatment temperature is too high, the film is easily deformed, which may be deformed by disturbance (such as the wind of an oven used to heat the film) or its own weight, resulting in shape defects. The control limit value φ max is not particularly limited and may be appropriately set according to the intended use of the stretched film, but is preferably 1 ° or less, more preferably 0.5 ° or less, for example. Further, the control limit value φ max is preferably 0.3 ° or more from the viewpoint of preventing the conditions of the heat relaxation treatment from becoming excessive.
ここで、上述した図7に示す評価に用いたフィルムについて、延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φminを5°とした場合における下限処理時間tminのグラフと、延伸フィルムの配向角の制御限界値φmaxを0.5°に設定した場合における上限処理時間tmaxのグラフとを、図10に示す。 Here, regarding the film used for the evaluation shown in FIG. 7 described above, a graph of the lower limit processing time t min when the standard value (target value) φ min of the orientation angle of the stretched film is set to 5 °, and the orientation of the stretched film. FIG. 10 shows a graph of the upper limit processing time t max when the angle control limit value φ max is set to 0.5 °.
本実施形態においては、予め、図9に示すようにして、下限処理時間tminおよび上限処理時間tmaxを求めておき、所望の熱処理温度で熱緩和処理を行う際における熱処理時間を、図9に示す下限処理時間tmin以上、かつ、上限処理時間tmax以下とすることにより、より良好な条件で熱緩和処理を行うことができるようになり、これにより、光学特性、強度および耐久性に優れた延伸フィルムを得ることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the lower limit treatment time t min and the upper limit treatment time t max are obtained in advance, and the heat treatment time when the heat relaxation treatment is performed at a desired heat treatment temperature is shown in FIG. By setting the lower limit processing time t min or more and the upper limit processing time t max or less shown in the above, the heat relaxation treatment can be performed under better conditions, thereby improving the optical characteristics, strength and durability. An excellent stretched film can be obtained.
なお、本実施形態においては、熱緩和処理の熱処理温度は、特に限定されないが、たとえば、外乱(フィルムを加熱するために用いるオーブンの風等)や自重による延伸フィルムの形状不良の発生を防止するという観点より、延伸工程における加熱温度より、好ましくは0〜30℃低い温度、より好ましくは5〜15℃低い温度である。 In the present embodiment, the heat treatment temperature of the heat relaxation treatment is not particularly limited, but for example, it prevents the occurrence of shape defects of the stretched film due to disturbance (air of an oven used to heat the film, etc.) or its own weight. From this point of view, the temperature is preferably 0 to 30 ° C. lower, more preferably 5 to 15 ° C. lower than the heating temperature in the stretching step.
同様に、熱緩和処理の熱処理時間は、特に限定されないが、たとえば、得られる延伸フィルムの位相差の低下を防止するという観点より、好ましくは60秒以下、より好ましくは20秒以下である。 Similarly, the heat treatment time of the heat relaxation treatment is not particularly limited, but is preferably 60 seconds or less, more preferably 20 seconds or less, for example, from the viewpoint of preventing a decrease in the phase difference of the obtained stretched film.
<第2冷却工程>
次いで、本実施形態においては、熱緩和帯にて熱緩和処理を行ったフィルム100を、図1に示すように第2冷却帯に搬送し、第2冷却帯にて、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg未満の温度で冷却することで熱固定することが望ましい。
<Second cooling process>
Next, in the present embodiment, the
第2冷却帯にてフィルム100を冷却する際の温度は、フィルム100を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgよりも、好ましくは10〜50℃低い温度、より好ましくは30〜50℃低い温度である。
Temperature when cooling the
本実施形態においては、以上のようにして延伸フィルムを得ることができる。なお、本実施形態では、得られた延伸フィルムについて、必要に応じて幅方向両端部を切断して除去してもよい。これにより、延伸フィルムにおける特に厚みが厚い幅方向両端部を除去することができ、延伸フィルム全体の厚みを均一化することができる。 In the present embodiment, the stretched film can be obtained as described above. In the present embodiment, the obtained stretched film may be removed by cutting both ends in the width direction, if necessary. As a result, both ends of the stretched film in the width direction, which are particularly thick, can be removed, and the thickness of the entire stretched film can be made uniform.
また、上述した例においては、図1に示すように、熱可塑性樹脂のフィルム100を、予熱帯、延伸帯、第1冷却帯、熱緩和帯および第2冷却帯に連続して搬送して、延伸工程、第1冷却工程、熱緩和工程および第2冷却工程を連続して行うことで延伸フィルムを製造する例を示したが、本実施形態においては、このような例に限定されず、図10,11に示すようにして、各工程を分割して行って延伸フィルムを製造するようにしてもよい。
Further, in the above-described example, as shown in FIG. 1, the
たとえば、図10,11に示す例では、まず、図10に示すようにして、熱可塑性樹脂のフィルム100を、予熱帯にて予備加熱し、延伸帯にて加熱しながら長さ方向および幅方向に延伸し、第1冷却帯にて熱固定し、その後、得られたフィルムを一旦巻き取るようにする。次いで、巻き取ったフィルムを用いて、図11に示すようにして、フィルムを巻き出しながら、フィルムの幅方向両端部をクリップ200で把持した状態で、熱緩和帯にてフィルムに熱緩和処理を施した後、第2冷却帯にて熱固定することで、延伸フィルムを製造するようにしてもよい。
For example, in the examples shown in FIGS. 10 and 11, first, as shown in FIG. 10, the
本実施形態においては、たとえば、上述した図10,11に示すラインを用いて延伸フィルムを製造することで、上記式(1)の係数(A、B、Cおよびθ0)を求めておき、その後、図1に示すようにして連続して延伸フィルムを製造する際に、熱緩和処理の下限処理時間tminや上限処理時間tmaxを、上記式(1)から算出するようにしてもよい。 In the present embodiment, for example, by producing a stretched film using the lines shown in FIGS. 10 and 11 described above, the coefficients (A, B, C and θ 0 ) of the above formula (1) are obtained. After that, when the stretched film is continuously produced as shown in FIG. 1, the lower limit processing time t min and the upper limit processing time t max of the heat relaxation treatment may be calculated from the above formula (1). ..
また、本実施形態においては、延伸帯における延伸工程では、上述した同時二軸延伸に限定されず、一軸(フィルムの長さ方向または幅方向)のみの延伸を行ってもよいし、フィルムの長さ方向および幅方向に、逐次延伸するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the stretching step in the stretched zone is not limited to the simultaneous biaxial stretching described above, and may be stretched only in one axis (length direction or width direction of the film) or the length of the film. It may be sequentially stretched in the longitudinal direction and the width direction.
さらには、上述した例においては、フィルムの幅方向を基準軸とし、熱緩和処理により、フィルムの配向角を幅方向に沿って均一化させる方法について例示したが、本実施形態においては、フィルムの長さ方向を基準軸とし、熱緩和処理によって、フィルムの配向角を長さ方向に沿って均一化させるようにしてもよい。 Further, in the above-mentioned example, a method of making the orientation angle of the film uniform along the width direction by heat relaxation treatment with the width direction of the film as a reference axis has been illustrated, but in the present embodiment, the film The orientation angle of the film may be made uniform along the length direction by heat relaxation treatment with the length direction as the reference axis.
たとえば、延伸前のフィルムが、もともと長さ方向に沿って配向している場合や、延伸工程において、フィルムの幅方向の延伸倍率に対して、フィルムの長さ方向の延伸倍率が高いような場合においては、延伸後のフィルムは、熱緩和処理により、フィルムの配向角が長さ方向に均一化される場合がある。 For example, when the film before stretching is originally oriented along the length direction, or when the stretching ratio in the length direction of the film is higher than the stretching ratio in the width direction of the film in the stretching step. In the film after stretching, the orientation angle of the film may be made uniform in the length direction by the heat relaxation treatment.
そのため、たとえば、延伸工程で延伸されたフィルムについて、熱緩和処理を行う前の最大の配向角(通常、フィルムの幅方向両端の配向角)が、フィルムの幅方向に対して30°以下である場合には、フィルムの幅方向を基準軸とし、熱緩和処理によって、フィルムの配向角を幅方向に沿って均一化させるようにし、一方で、熱緩和処理を行う前の最大の配向角(通常、フィルムの幅方向両端の配向角)が、フィルムの幅方向に対して60°以上である場合には、フィルムの長さ方向を基準軸とし、熱緩和処理によって、フィルムの配向角を長さ方向に沿って均一化させるようにすることが好ましい。 Therefore, for example, for a film stretched in a stretching step, the maximum orientation angle (usually, the orientation angles at both ends in the width direction of the film) before the heat relaxation treatment is 30 ° or less with respect to the width direction of the film. In some cases, the width direction of the film is used as the reference axis, and the orientation angle of the film is made uniform along the width direction by the heat relaxation treatment, while the maximum orientation angle before the heat relaxation treatment (usually). , Orientation angle at both ends in the width direction of the film) is 60 ° or more with respect to the width direction of the film, the orientation angle of the film is set to the length by heat relaxation treatment with the length direction of the film as the reference axis. It is preferable to make the film uniform along the direction.
熱緩和処理によって、フィルムの配向角を長さ方向に沿って均一化させる場合には、上記式(1)および式(2)における、熱緩和処理を行う前の配向角近似直線の角度θ0、延伸フィルムの配向角の規格値(目標値)φmin、および延伸フィルムの配向角の制御限界値φmaxは、フィルムの長さ方向を基準軸とした角度を設定して、上記式(1)および式(2)に基づき、下限処理時間tminおよび上限処理時間tmaxを算出することができる。 When the orientation angle of the film is made uniform along the length direction by the heat relaxation treatment, the angle θ 0 of the alignment angle approximate straight line before the heat relaxation treatment in the above equations (1) and (2). , The standard value (target value) φ min of the orientation angle of the stretched film and the control limit value φ max of the orientation angle of the stretched film are set by setting an angle with the length direction of the film as a reference axis, and the above equation (1). ) And equation (2), the lower limit processing time t min and the upper limit processing time t max can be calculated.
100…フィルム
200…クリップ
100 ...
Claims (7)
前記延伸後のフィルムを、前記ガラス転移温度Tg未満の温度で冷却する冷却工程と、
前記冷却後のフィルムを、前記ガラス転移温度Tg以上の熱処理温度Trで加熱することで熱緩和する熱緩和工程と、を有する延伸フィルムの製造方法であって、
前記熱緩和工程における熱緩和時間を、下記式(1)により算出される下限処理時間tmin(秒)以上とする延伸フィルムの製造方法。
A cooling step of cooling the stretched film at a temperature lower than the glass transition temperature Tg, and
A method for producing a stretched film, which comprises a heat relaxation step of heat-relaxing the cooled film by heating it at a heat treatment temperature Tr of the glass transition temperature T g or higher.
A method for producing a stretched film, wherein the heat relaxation time in the heat relaxation step is at least the lower limit processing time t min (seconds) calculated by the following formula (1).
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