JP5105604B2 - 延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、延伸フィルムの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、歩留まりに優れた延伸フィルムの製造方法に関する。

延伸フィルムの製造において、経済性の向上が望まれている。そこで、幅方向中央部と幅方向端部（エッジ部）とをアッシュ含量が異なるプロピレンポリマーで形成されたフィルムを延伸する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、さらなる経済性の向上が望まれている。
特開平８−３３６８８４号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、フィルムの中央部を選択的に横延伸して、歩留まりにきわめて優れた延伸フィルムの製造方法を提供することにある。

本発明の延伸フィルムの製造方法は、フィルムを横延伸する工程を有する延伸フィルムの製造方法であり、該フィルムの幅方向中央部が第１の樹脂組成物で形成され、該フィルムの幅方向端部が第２の樹脂組成物で形成され、該第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）が、該第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高い。

好ましい実施形態においては、上記延伸工程における延伸温度が、上記第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高く、上記第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）よりも低い。

好ましい実施形態においては、上記第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）と上記第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）との差（Ｔｇ_２−Ｔｇ_１）が５℃以上である。

好ましい実施形態においては、上記第１の樹脂組成物のメルトフローレートと上記第２の樹脂組成物のメルトフローレートとの差の絶対値が１０ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）以下である。

好ましい実施形態においては、上記第１の樹脂組成物が（メタ）アクリル系樹脂を含む。

好ましい実施形態においては、上記第２の樹脂組成物がポリカーボネート系樹脂を含む。

好ましい実施形態においては、上記フィルムの端部の幅が１００ｍｍ以下である。

本発明の別の局面によれば、延伸フィルムが提供される。この延伸フィルムは、上記製造方法により得られる。

本発明によれば、ガラス転移温度の高い樹脂組成物で形成された端部を設けることにより、フィルム（特に、端部）に割れが生じるのを防止し得る。また、ガラス転移温度の異なる樹脂組成物で形成された中央部と端部とを有するフィルムを横延伸することにより、中央部を選択的に延伸し得る。その結果、歩留まりにきわめて優れた延伸フィルムの製造方法を提供し得る。
本発明の製造方法により得られた延伸フィルムは、厚みにも物性的にも均一性に優れ得る。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。本発明の延伸フィルムの製造方法は、フィルムを横延伸（代表的には、テンター延伸方法）する工程を有する。

Ａ．フィルム
図１は、本発明の延伸フィルムの製造方法で用いられるフィルムの好ましい実施形態を示す平面図である。フィルム１０は、その幅方向中央部１０ａが第１の樹脂組成物で形成され、幅方向端部１０ｂ，１０ｂが第２の樹脂組成物で形成されている。第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）は、第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高い。このような関係を有するフィルムを、例えば、端部１０ｂ，１０ｂをテンター延伸機のクリップで把持して横延伸した場合、第１の樹脂組成物で形成された中央部１０ａを選択的に延伸し得る。具体的には、中央部１０ａの端部まで所望の厚みに延伸し得、有効幅が大きくなる（端部１０ｂは延伸後に切断除去され得る）。さらに、延伸された中央部１０ａの厚みムラは小さく均一性に優れ得る。また、このような端部１０ｂ，１０ｂを設けることで、物性的にも均一性に優れた延伸フィルムが得られ得る。具体的には、このような端部を有しないフィルムでは、横延伸により中心付近とクリップ把持部近傍との間で物性差が生じ得る（例えば、クリップ把持部近傍でタルミが生じ得る）が、ガラス転移温度の高い第２の樹脂組成物で形成された端部１０ｂ，１０ｂを設けることで、中央部１０ａに物性差が生じるのを抑制し得、中央部１０ａを均一性に優れた延伸フィルムとし得る。

上記第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）と上記第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）との差（Ｔｇ_２−Ｔｇ_１）は、任意の適切な値に設定し得る。（Ｔｇ_２−Ｔｇ_１）は、好ましくは５℃以上、さらに好ましくは１０〜４０℃、特に好ましくは１５〜３５℃である。差がこのような範囲であることにより、第１の樹脂組成物で形成された中央部１０ａをより選択的に横延伸し得る。また、横延伸により中央部１０ａに物性差が生じるのを効果的に抑制し得、均一性により優れた延伸フィルムが得られ得る。

上記第１の樹脂組成物のメルトフローレートと上記第２の樹脂組成物のメルトフローレートとの差の絶対値は、好ましくは１０ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）以下、さらに好ましくは５ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）以下である。フィルム１０の成形性に優れ得るからである。なお、フィルム１０の成形方法については後述する。

上記第１の樹脂組成物は、任意の適切な樹脂を含む。当該樹脂の具体例としては、（メタ）アクリル系樹脂等が挙げられる。なお、単に（メタ）アクリル系樹脂から形成されるフィルムを延伸する場合、クリップ把持部近傍でタルミが生じやすい傾向にある。したがって、第１の樹脂組成物が（メタ）アクリル系樹脂を含む場合、本発明の効果が顕著に発現し得る。

上記（メタ）アクリル系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのポリ（メタ）アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−（メタ）アクリル酸共重合体、（メタ）アクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂など）、脂環族炭化水素基を有する重合体（例えば、メタクリル酸メチル−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸ノルボルニル共重合体など）などが挙げられる。好ましくは、ポリ（メタ）アクリル酸メチルなどのポリ（メタ）アクリル酸Ｃ_１−６アルキルを主成分（５０〜１００重量％、好ましくは７０〜１００重量％）とする（メタ）アクリル酸Ｃ_１−６アルキル系樹脂が挙げられ、より好ましくは、メタクリル酸メチルを主成分（５０〜１００重量％、好ましくは７０〜１００重量％）とするメタクリル酸メチル系樹脂が挙げられる。

上記（メタ）アクリル系樹脂の具体例としては、例えば、三菱レイヨン社製のアクリペットＶＨやアクリペットＶＲＬ２０Ａ、特開２００４−７０２９６号公報に記載の分子内に環構造を有する（メタ）アクリル系樹脂、分子内架橋や分子内環化反応により得られる高Ｔｇ（メタ）アクリル系樹脂が挙げられる。また、特開２０００−２３００１６号公報、特開２００１−１５１８１４号公報、特開２００５−１４６０８４号公報などに記載の、ラクトン環構造を有する（メタ）アクリル系樹脂や、特開２００５−３１４５３４号公報などに記載の、グルタル酸無水物構造を有する（メタ）アクリル系樹脂を用いても良い。

上記第１の樹脂組成物は、任意成分を含み得る。任意成分の具体例としては、紫外線吸収剤、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃助剤、位相差低減剤、艶消し剤、抗菌剤、防かび等が挙げられる。

上記（メタ）アクリル系樹脂を含む場合、第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）は、代表的には１１０℃以上であり、好ましくは１１５℃以上、さらに好ましくは１２０℃以上である。耐久性に優れ得るからである。Ｔｇ_１の上限値は、代表的には２００℃以下であり、好ましくは１８０℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下である。成形性に優れ得るからである。

上記（メタ）アクリル系樹脂を含む場合、第１の樹脂組成物のメルトフローレートは、代表的には５〜２０ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）であり、好ましくは１０〜１６ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）である。成形性および耐久性に優れ得るからである。

上記第２の樹脂組成物は、そのガラス転移温度（Ｔｇ_２）が上記第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高い限り、任意の適切な樹脂を含む。上記第１の樹脂組成物が（メタ）アクリル系樹脂を含む場合、第２の樹脂組成物に含まれる樹脂の具体例としては、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。好ましくは、ポリカーボネート系樹脂である。ポリカーボネート系樹脂を含む場合、第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）は、代表的には１２０〜２５０℃であり、好ましくは１２５〜２３０℃、さらに好ましくは１３０〜２１０℃である。このように、ポリカーボネート系樹脂を用いることで、上記好ましいガラス転移温度の差（Ｔｇ_２−Ｔｇ_１）を満たし得る。また、ポリカーボネート系樹脂を含む場合、第２の樹脂組成物のメルトフローレートは、代表的には０．１〜３０ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）であり、好ましくは０．５〜２０ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）である。このように、ポリカーボネート系樹脂を用いることで、上記好ましいメルトフローレートの差を満たし得る。さらに、ポリカーボネート系樹脂を用いることにより、（メタ）アクリル系樹脂を含む第１の樹脂組成物で形成された中央部１０ａとの密着性に優れた端部１０ｂを形成し得る。その結果、良好にフィルム１０を横延伸し得る。なお、ポリカーボネート系樹脂は（メタ）アクリル系樹脂よりも安価に入手し得、経済性にも優れ得る。

上記ポリカーボネート系樹脂としては、好ましくは、芳香族ポリカーボネートが用いられる。芳香族ポリカーボネートは、代表的には、カーボネート前駆物質と芳香族２価フェノール化合物との反応によって得ることができる。カーボネート前駆物質の具体例としては、ホスゲン、２価フェノール類のビスクロロホーメート、ジフェニルカーボネート、ジ−ｐ−トリルカーボネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、ホスゲン、ジフェニルカーボネートが好ましい。芳香族２価フェノール化合物の具体例としては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジプロピルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。これらは単独で、または２種以上組み合わせて用いてもよい。好ましくは、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが用いられる。特に、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンと１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとを共に使用することが好ましい。

上記第２の樹脂組成物は、任意成分を含み得る。任意成分の具体例としては、紫外線吸収剤、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃助剤、位相差低減剤、艶消し剤、抗菌剤、防かび等が挙げられる。

上記フィルム１０は、代表的には、ロール状とされている。フィルム１０の厚みは、任意の適切な値に設定し得る。好ましくは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは５０〜３００μｍである。第１の樹脂組成物で形成される中央部１０ａの幅は、所望の値に設定し得る。代表的には５００〜３０００ｍｍである。第２の樹脂組成物で形成される端部１０ｂの幅は、テンター延伸機のクリップで端部を把持し得る限り、任意の適切な値に設定し得る。好ましくは１００ｍｍ以下、さらに好ましくは５〜１００ｍｍ、特に好ましくは３０〜８０ｍｍである。このような範囲であっても、第１の樹脂組成物で形成された中央部１０ａを選択的に横延伸し得、均一性に優れた延伸フィルムが得られ得る。また、このような値に設定することにより、経済性にも優れ得る。

上記フィルム１０の成形方法としては、代表的には、押出成形法が用いられる。図２は、上記フィルムの製造に用いられる押出機の押出部の好ましい実施形態を示す斜視図である。押出部１００は、主押出部１０１と副押出部１０２，１０２とを備える。主押出部１０１から上記第１の樹脂組成物の溶融物を押し出し、副押出部１０２，１０２から上記第２の樹脂組成物の溶融物を押し出す。第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物は、同時にダイリップ１１０から押し出され薄膜化される。このとき、第１の樹脂組成物がダイリップの中央部１１０ａから押し出され、第２の樹脂組成物はダイリップの端部１１０ｂ，１１０ｂから押し出される。なお、押出部１００は、同時押し出しで３層積層フィルムを得るための押出部を９０°回転させた形態であり得る。

Ｂ．延伸方法
上記フィルムは、横延伸される。横延伸は、代表的にはテンター延伸方法が用いられる。具体的には、フィルム１０の端部１０ｂ，１０ｂを、テンター延伸機のクリップで把持して幅方向に延伸する。延伸工程における延伸温度は、好ましくは、上記第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高く、上記第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）よりも低い。延伸温度をこのように設定することにより、第１の樹脂組成物で形成された中央部１０ａをより選択的に延伸し得、均一性により優れた延伸フィルムが得られ得る。具体的には、第１の樹脂組成物が（メタ）アクリル系樹脂を含み、第２の樹脂組成物がポリカーボネート系樹脂を含む場合、好ましくは１３０〜１５０℃、さらに好ましくは１３５〜１４５℃である。延伸倍率は、任意の適切な値に設定し得る。延伸倍率は、好ましくは１．１〜５．０倍であり、さらに好ましくは１．２〜３．０倍、特に好ましくは１．４〜２．５倍である。なお、上記フィルム１０は、さらに、縦延伸され得る。この場合、逐次延伸でもよいし同時二軸延伸でもよい。縦延伸の延伸倍率は好ましくは１．１〜５．０倍である。

上記フィルム１０は、第１の樹脂組成物で形成された中央部１０ａが選択的に横延伸され得る。延伸後、第２の樹脂組成物で形成された端部１０ｂ，１０ｂをスリットすることにより、厚みにも物性的にも均一性に優れた延伸フィルムが歩留まりよく得られ得る。延伸フィルムの厚みは、代表的には１０〜１５０μｍであり、好ましくは１５〜１００μｍある。

Ｃ．用途
本発明の延伸フィルムの製造方法により得られた延伸フィルムは、液晶表示装置に用いられる偏光子の保護フィルムとして好適に用いられる。偏光子の保護フィルム以外にも、例えば、窓やカーポート屋根材等の建築用採光部材、窓等の車輌用採光部材、温室等の農業用採光部材、照明部材、前面フィルター等のディスプレイ部材、家電の筐体、車輌内装部材、内装用建築材料、壁紙、化粧板、玄関ドア、窓枠、巾木等に積層して用いることができる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）およびメルトフローレートは下記の方法で測定した。
１．ガラス転移温度（Ｔｇ）
ＤＳＣ装置（Ｓｅｉｋｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＥＸＳＴＡＲ６０００）を用いて測定した。
２．メルトフローレート
ＪＩＳ−Ｋ６８７４に基づき、試験温度２４０℃、荷重１０ｋｇで測定した。

［実施例１］
（フィルムの成形）
ガラス転移温度１２０℃のアクリル系樹脂（三菱レイヨン製、商品名：アクリペットＶＨ）を１００℃で真空乾燥し、これを単軸押出機（東芝機械（株）製、製品名：ＳＥ−６５）の原料ホッパーから主押出部に供給して、シリンダセット温度２３０〜２７０℃で溶融させた。なお、原料ホッパーから主押出部までは窒素置換されている。
同時に、ガラス転移温度１５０℃のポリカーボネート系樹脂（帝人化成社製、商品名パンライトＬ−１２５０Ｙ）を１００℃で真空乾燥し、これを単軸押出機（東芝機械（株）製、製品名：ＳＥ−５０）の原料ホッパーから副押出部に供給して、シリンダセット温度２３０〜２７０℃で溶融させた。なお、原料ホッパーから副押出部までは窒素置換されている。
図２に示すように、これらをコートハンガータイプのＴダイ（リップ長：５００ｍｍ、リップ開度：０．６ｍｍ、温度２６０℃）を通過させ、１２０℃の冷却クロムメッキ製キャスティングロールで冷却した。このようにして、アクリル系樹脂で形成された中央部とポリカーボネート系樹脂で形成された端部を有するフィルムを成形した。このようにして得られたフィルムの厚みは１３０μｍ、中央部の幅は１３００ｍｍ、各端部の幅は５０ｍｍであった。

上記で得られたフィルムをロール延伸して縦延伸した後、テンター延伸機で横延伸して延伸フィルムを得た。このとき、ポリカーボネート系樹脂で形成された両端部をクリップで把持して横延伸した（延伸温度１４０℃、延伸倍率１．８倍）。得られた延伸フィルムにおいて、アクリル系樹脂で形成された中央部は、厚み４０μｍ±２．５μｍの有効幅が１３００ｍｍであった。

（比較例１）
上記ポリカーボネート系樹脂で形成される端部を設けずに、すなわち、実施例１のアクリル系樹脂を通常のＴダイ押出によりフィルム成形した。得られたフィルムの厚みは１３０μｍ、幅は１４００ｍｍであった。
得られたフィルムを実施例１と同様の条件で延伸した。得られた延伸フィルムの厚み４０μｍ±２．５μｍの有効幅が１０００ｍｍであった。

実施例１および比較例１で得られた延伸フィルムの膜厚を、アンリツ社製、フィルムシックネステスタ ＫＧ６０１Ｂで測定した。測定結果を図３に示す。

図３に示すとおり、実施例１で得られた延伸フィルムはポリカーボネート系樹脂で形成された端部を境にほぼ均一な厚みを有していた。均一なフィルムを得るために延伸フィルムの両端をスリットしても、その廃棄片のほとんどはポリカーボネート系樹脂を含んでいた。一方、比較例１で得られた延伸フィルムは、クリップの把持部だけでなく、当該把持部周辺においても中心に比べて厚みは厚かった。したがって、均一な厚みの延伸フィルムを得るためには、前記把持部周辺までスリットしなければならなかった。以上より、ポリカーボネート系樹脂で形成された端部を設けることで有効幅が大きくなり、歩留まりが格段に向上したといえる。

上記のように両端の厚肉部をスリットした実施例１の延伸フィルムは、そのスリット端部においてタルミは確認されなかった。一方、両端の厚肉部をスリットした比較例１の延伸フィルムは、そのスリット端部でタルミが確認された。ポリカーボネート系樹脂で形成された端部を設けることで、タルミの発生が抑制され、物性的にも均一性に優れた延伸フィルムが歩留まりよく得られ得るといえる。

本発明の延伸フィルムは、偏光子の保護フィルム等の光学フィルムとして好適に使用され得る。

本発明の延伸フィルムの製造方法で用いられるフィルムの好ましい実施形態を示す平面図である。 図１に示すフィルムの製造に用いられる押出機の押出部の好ましい実施形態を示す斜視図である。 本発明の実施例１および比較例１で得られた延伸フィルムの膜厚測定の結果を示すグラフである。

符号の説明

１０ フィルム
１０ａ 中央部
１０ｂ 端部

Claims (6)

1. フィルムを横延伸する工程を有する延伸フィルムの製造方法であって、
   該フィルムの幅方向中央部が第１の樹脂組成物で形成され、
   該フィルムの幅方向端部が第２の樹脂組成物で形成され、
   該第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）が、該第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高く、
   該延伸工程における延伸温度が、該第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）よりも高く、該第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）よりも低い、
   延伸フィルムの製造方法。
2. 前記第２の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_２）と前記第１の樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ_１）との差（Ｔｇ_２−Ｔｇ_１）が５℃以上である、請求項１に記載の延伸フィルムの製造方法。
3. 前記第１の樹脂組成物のメルトフローレートと前記第２の樹脂組成物のメルトフローレートとの差の絶対値が１０ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）以下である、請求項１または２に記載の延伸フィルムの製造方法。
4. 前記第１の樹脂組成物が（メタ）アクリル系樹脂を含む、請求項１から３のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。
5. 前記第２の樹脂組成物がポリカーボネート系樹脂を含む、請求項４に記載の延伸フィルムの製造方法。
6. 前記フィルムの端部の幅が１００ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載の延伸フィルムの製造方法。

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