JP6377355B2 - 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。

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、フィルムの両端部や、フィルムにおける厚みが薄くなっている部分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、上記特許文献１の技術では、加熱延伸するためのフィルムは、成形用ダイスによる熱可塑性樹脂の溶融押出により形成されるものであるため、溶融押出時にフィルムの一部の厚みが薄くなってしまい、そのため、加熱延伸を行う際にこの薄くなった部分が裂けてフィルム全体が破断してしまうという問題がある。

すなわち、成形用ダイスから溶融押出された熱可塑性樹脂のフィルムにおいては、溶融押出されてから冷却ロールなどによって引取られるまでの間に、長さ方向に伸長するとともにフィルム幅が狭くなるネックインと呼ばれる現象が発生する。このようなネックインは、次のようにして発生すると考えられている。すなわち、成形用ダイスから溶融押出された熱可塑性樹脂は、フィルムの幅方向中央となる部分では、熱可塑性樹脂同士が隣接して存在するため、熱可塑性樹脂の流動方向が制限されることで、熱可塑性樹脂内部の所定の面に沿って平面伸長することとなり、これにより、幅方向の収縮は抑制され、主に厚み方向に収縮する。一方、成形用ダイスから溶融押出された熱可塑性樹脂は、フィルムの幅方向両端となる部分では、外側の側面には隣接する熱可塑性樹脂が存在しないため、熱可塑性樹脂が自由に流動することで、熱可塑性樹脂内部の所定の軸を中心に一軸伸長することとなり、これにより、厚み方向に加えて幅方向にも収縮する。そのため、形成されたフィルムにおいては、幅方向中央部と幅方向両端部との間の境界部は、熱可塑性樹脂の収縮形態の差異により、厚み方向に凹んでしまい、厚みが薄くなってしまう。そして、このようなフィルムを加熱延伸する際には、厚みが薄い境界部に亀裂が発生し、これによりフィルム全体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、加熱延伸する前のフィルムについて、フィルムの中央部の平均厚みに対して、フィルムの中央部と両端部との間に形成された境界部の厚みを調整することにより、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、アクリル樹脂のみを単独で、成形用ダイスから溶融押出しした後に、ロールによって引取ることで冷却して固化させ、アクリル樹脂のみからなる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を、少なくとも一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、を有する延伸フィルムの製造方法であって、前記延伸前フィルム形成工程において、前記延伸前フィルムの中央部が、前記延伸前フィルムの厚み方向の中央位置または中央位置近傍に位置する特定の面に沿って伸長する平面伸長により、前記特定の面に向かって収縮し、かつ、前記延伸前フィルムの両端部が、前記両端部の中心または中心位置近傍を通る特定の軸を中心として伸長する一軸伸長により、前記特定の軸を中心として収縮することで、前記中央部と前記両端部との間に形成される境界部の極小厚みをｔ_ｂとし、前記中央部の平均厚みをｔ_ｃとした場合に、前記境界部の極小厚みｔ_ｂと前記中央部の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が、０．７５以上となるように、前記延伸前フィルムの形成を行う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、前記両端部の最大厚みをｔ_ｅとした場合に、前記両端部の最大厚みｔ_ｅと前記中央部の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｅ／ｔ_ｃ」が、１．０〜２．０の範囲となるように、前記延伸前フィルム形成工程における前記延伸前フィルムの形成を行うことが好ましい。
本発明の製造方法において、前記成形用ダイスの出口のスリット幅をｔ_ｓとした場合に、前記成形用ダイスの出口のスリット幅ｔ_ｓと前記中央部の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｓ／ｔ_ｃ」が、８．０以下となるように、前記延伸前フィルム形成工程における前記延伸前フィルムの形成を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、前記延伸前フィルムの長さ方向および幅方向に同時に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の延伸方向に対する延伸倍率を、３倍以内と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、加熱延伸後の前記延伸フィルムの中央部の厚みが１５〜５０μｍの範囲となるように行うことが好ましい。

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、適切に加熱延伸を行うことができ、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ができる。

図１は、延伸前フィルムを作製する方法を説明するための図である。 図２は、溶融押出された熱可塑性樹脂のネックインについて説明するための図である。 図３は、溶融押出された熱可塑性樹脂の収縮について説明するための図である。 図４は、延伸前フィルムの幅方向位置に対する厚みの一例を示す図である。 図５は、延伸工程において同時二軸延伸法により延伸前フィルムを延伸する方法を説明するための図である。 図６は、実施例および比較例で作製した延伸前フィルムおよび延伸フィルムの幅方向位置に対する厚みを測定した結果を示すグラフである。

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、熱可塑性樹脂を成形用のＴダイスによって溶融押出しす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、この延伸前フィルムを、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。

＜延伸前フィルム形成工程＞
延伸前フィルム形成工程は、熱可塑性樹脂をＴダイスから溶融押出しすることで、延伸前フィルム１００を得る工程である。ここで、図１は、延伸前フィルム形成工程を説明するための図である。

延伸前フィルム形成工程においては、まず、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、熱可塑性樹脂を溶融押出するための溶融押出機（不図示）が連結されている。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、熱可塑性樹脂を、溶融押出機により融点(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、本実施形態においては、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステルテレフタレート（ＰＥＴ）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。

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により幅方向に拡幅し、これにより、ダイスリップ２２２からシート形状に押出しされる。

次いで、押出したシート状の熱可塑性樹脂を、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、延伸前フィルム１００を得る。

そして、本実施形態においては、作製した延伸前フィルム１００は、延伸前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、これにより延伸前フィルム１００を連続的に得ることができる。

なお、このようにして得られる延伸前フィルム１００においては、Ｔダイス２２０のダイスリップ２２２から溶融押出されてから冷却ロール２４０によって引取られるまでの間に、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、図２は、Ｔダイス２２０のダイスリップ２２２、および本実施形態において形成される延伸前フィルム１００の断面を示す図であり、ダイスリップ２２２の幅方向の寸法と、形成される延伸前フィルム１００の幅との関係を表している。本実施形態においては、延伸前フィルム１００を形成する際には、熱可塑性樹脂は、Ｔダイス２２０によりダイスリップ２２２の幅で溶融押出されるが、溶融押出されてから冷却ロール２４０によって引取られるまでの間に、図２に示す矢印のとおり、幅方向に収縮するネックインが発生し、得られる延伸前フィルム１００の幅は、ダイスリップ２２２の幅方向の寸法より小さくなる。

なお、このようなネックインは、Ｔダイス２２０から溶融押出された熱可塑性樹脂が、図２に示す矢印の向きに収縮する、すなわち、延伸前フィルム１００の中央となる部分が矢印で示す向き（厚み方向）に収縮し、延伸前フィルム１００の両端となる部分が矢印で示す向き（厚み方向および幅方向）に収縮することによって発生する。そして、Ｔダイス２２０から溶融押出された熱可塑性樹脂は、ネックインによって収縮することにより、断面形状が図２示すようなものとなる。

ここで、図３は、溶融押出された熱可塑性樹脂の収縮について説明するための図である。本実施形態においては、Ｔダイス２２０から溶融押出された熱可塑性樹脂は、図３に示すように、延伸前フィルム１００の中央部１１０となる部分では、隣接する熱可塑性樹脂の存在により熱可塑性樹脂の流動方向が制限され、これにより、熱可塑性樹脂が、厚み方向中央位置または中央位置近傍に位置する面αに沿って伸長する平面伸長により、矢印で示すとおり厚み方向に収縮する。一方、Ｔダイス２２０から溶融押出された熱可塑性樹脂は、延伸前フィルム１００の両端部１２０となる部分では、図３に示すように、両端部１２０の外側の側面には隣接する熱可塑性樹脂が存在しないため、熱可塑性樹脂が比較的自由に流動し、これにより、両端部１２０の中心または中心位置近傍を通る軸βを中心として伸長する一軸伸長により、矢印で示すとおり厚み方向に加えて幅方向にも収縮する。これにより、中央部１１０と両端部１２０との間には、熱可塑性樹脂の収縮形態の差異により、厚み方向に凹んだ形状の境界部１３０が形成される。

そのため、図１に示す方法により形成される延伸前フィルム１００は、図４に示すように、中央部１１０と両端部１２０との間の境界部１３０が、特に厚みが薄くなってしまう。なお、図４は、延伸前フィルム１００について、幅方向の位置に対する厚みを測定した結果の一例を示す図である。

ここで、形成した延伸前フィルム１００について、境界部１３０の厚みが、中央部１１０の厚みに対して薄くなりすぎると、延伸工程にて延伸前フィルム１００を加熱延伸する際に、厚みが薄い境界部１３０に亀裂が発生し易くなり、適切に加熱延伸を行うことができなくなってしまうという問題がある。

これに対し、本実施形態においては、Ｔダイス２２０により溶融押出しし、冷却ロール２４０によって引取ることにより形成した延伸前フィルム１００について、図４に示すように、中央部１１０の平均厚みをｔ_ｃとし、境界部１３０の極小厚みをｔ_ｂとした場合に、これらの厚みの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」を０．７５以上に調整することにより、後述するように、延伸前フィルム１００を加熱延伸する際における、境界部１３０の亀裂を有効に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、図４に示す中央部１１０の平均厚みｔ_ｃとしては、中央部１１０の厚みが安定している部分の厚みの平均値とし、たとえば、中央部１１０の中心を基準として、厚みが±５〜１０％以内の領域における厚みの平均値とすることができる。また、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとしては、延伸前フィルム１００における２か所の境界部１３０の極小厚みのうち、より薄い方の厚みとする。

＜延伸工程＞
延伸工程は、延伸前フィルム形成工程により得られた延伸前フィルム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５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、上述した延伸前フィルム巻取りロールから延伸前フィルム１００を送り出し、図５に示すように、延伸前フィルム１００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、延伸前フィルム１００の加熱延伸を行う。

具体的には、延伸工程では、延伸前フィルム巻取りロールから延伸前フィルム１００を連続的に送り出し、複数のクリップを用いて延伸前フィルム１００を一定間隔ごとに把持し、各クリップ３１０により延伸前フィルム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により延伸前フィルム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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００は、これを構成する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５に示す延伸前フィルム１００の上側を把持するクリップ３１０の位置と、下側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、延伸帯では互いに延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００を延伸する。すなわち、延伸炉３２０内の延伸帯にて、延伸前フィルム１００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、延伸前フィルム１００を、図５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、延伸前フィルム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。そして、延伸前フィルム１００は、加熱延伸された後、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、延伸工程と、延伸前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。

また、本実施形態においては、延伸前フィルム１００を加熱延伸する際には、延伸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。これにより、加熱延伸中における延伸前フィルム１００の破断をより有効に防止し、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００を加熱延伸して得られる延伸フィルムは、中央部１１０の部分の厚みが、好ましくは１５〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。延伸フィルムにおける中央部１１０の部分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延伸前フィルム１００の破断をより有効に防止し、延伸前フィルム１００の加熱延伸を適切に行うことができる。

さらに、本実施形態においては、延伸前フィルム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両端部１２０の部分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。

以上のようにして、本実施形態においては、延伸前フィルム形成工程により、熱可塑性樹脂からなる延伸前フィルム１００を形成し、延伸工程により延伸前フィルム１００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。

ここで、本実施形態においては、延伸前フィルム形成工程により延伸前フィルム１００を形成する際には、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃと、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が０．７５以上となるように延伸前フィルム１００の厚みを調整する。これにより、延伸工程にて延伸前フィルム１００を加熱延伸する際に、厚みが薄い境界部１３０における亀裂の発生を有効に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、延伸前フィルム１００を加熱延伸する際においては、延伸前フィルム１００のうち境界部１３０は、厚みが薄いことにより延伸に必要な延伸応力が低く、優先的に延伸されることとなる。そして、境界部１３０において延伸が進むことにより、境界部１３０の延伸応力が徐々に増加し、中央部１１０の延伸に必要な延伸応力に達すると、境界部１３０に続いて中央部１１０も延伸されるようになる。この際において、中央部１１０に対して境界部１３０の厚みが薄すぎると、境界部１３０が延伸されている間に、中央部１１０の延伸が開始される前に、境界部１３０が破断してしまう。また、中央部１１０に対して境界部１３０の厚みが薄すぎると、図５に示すように加熱延伸した後、延伸前フィルム１００をクリップ３１０から解放する際の衝撃や、得られた延伸フィルムをロールに巻き取る際の応力によっても、境界部１３０に亀裂が発生してしまう。

ここで、従来より、同時二軸延伸により加熱延伸する際におけるフィルムの破断を防止する方法として、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、延伸するためのフィルムをＴダイス２２０による溶融押出により作製する場合には、上述したようにフィルムの両端部を厚くしたとしても、フィルムの中央部と両端部との間に形成される境界部については、図３に示すように、厚みが薄くなってしまい、フィルムを加熱延伸する際において、このような境界部に亀裂が発生してしまうという問題がある。

これに対し、本実施形態によれば、Ｔダイス２２０により溶融押出した後、冷却ロール２４０によって引取ることにより形成する延伸前フィルム１００について、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃと境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」を上記範囲に調整することにより、延伸前フィルム１００を加熱延伸する際に、境界部１３０における亀裂の発生を有効に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、本実施形態においては、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃと境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」は、上述したように０．７５以上であればよいが、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上である。

また、本実施形態においては、形成する延伸前フィルム１００について、上述した中央部１１０の平均厚みｔ_ｃと境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」を上記範囲に調整する方法としては、特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂として伸長粘度がより低い樹脂を用いる方法、Ｔダイス２２０のダイスリップ２２２のスリット幅を調整する方法、Ｔダイス２２０と冷却ロール２４０との距離を小さくする方法、冷却ロール２４０による延伸前フィルム１００の引取り速度を低下させる方法などを、単独または組合せて用いることができる。

なお、本実施形態においては、これらの方法のうち、適用可能な熱可塑性樹脂の種類が限定されず、また延伸前フィルム１００の作製効率を低下させないという観点より、ダイスリップ２２２のスリット幅を調整する方法を用いることが好ましい。この際には、ダイスリップ２２２のスリット幅をｔ_ｓとした場合に、ダイスリップ２２２のスリット幅ｔ_ｓと中央部１１０の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｓ／ｔ_ｃ」を、好ましくは８．０以下、より好ましくは６．０以下、さらに好ましくは５．０以下となるように調整する。これにより、Ｔダイス２２０により溶融押出して得られる延伸前フィルム１００の厚みをより均一化することができ、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃと境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」を適切に上記範囲に調整することができる。

また、本実施形態においては、形成する延伸前フィルム１００については、上述したように中央部１１０の平均厚みｔ_ｃと境界部１３０の極小厚みｔ_ｂとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」を上記範囲に調整することに加えて、両端部１２０の最大厚みを適度なものとなるように調整することにより、加熱延伸時における延伸前フィルム１００の破断をより有効に防止することができる。

具体的には、延伸前フィルム１００を形成する際において、図４に示すように、両端部１２０の最大厚みをｔ_ｅとした場合に、両端部１２０の最大厚みｔ_ｅと中央部１１０の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｅ／ｔ_ｃ」を、好ましくは１．０〜３．０、より好ましくは１．０〜２．０、さらに好ましくは１．０〜１．５に調整する。ここで、両端部１２０の最大厚みｔ_ｅとしては、延伸前フィルム１００の両端部１２０（幅方向における一方の端部および他方の端部）の厚みのうち、より厚い方の厚みとする。なお、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃに対して、両端部１２０の最大厚みｔ_ｅが厚すぎる場合には、Ｔダイス２２０により溶融押出して得た延伸前フィルム１００を、タッチロール２３０および冷却ロール２４０によって挟圧する際に、両端部１２０が厚すぎることで、両端部１２０に圧力が集中して延伸前フィルム１００全体に圧力が均一に伝わらず、延伸前フィルム１００の厚みがばらつき、これを加熱延伸して得られる延伸フィルムの厚みもばらついてしまう傾向にある。一方、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃに対して、両端部１２０の最大厚みｔ_ｅが薄すぎる場合には、Ｔダイス２２０により溶融押出された延伸前フィルム１００がネックインする際において、両端部１２０が熱可塑性樹脂を引っ張る力が強くなる傾向にあり、これにより、境界部１３０の厚みがより薄くなり、加熱延伸時に延伸前フィルム１００が破断し易くなってしまう。

なお、本実施形態においては、延伸前フィルム形成工程により形成した延伸前フィルム１００について、加熱延伸する前に、両端部１２０の側面を平滑化することが好ましい。延伸前フィルム１００の両端部１２０の側面を平滑化することによれば、延伸工程において延伸前フィルム１００の両端部１２０を引っ張って延伸前フィルム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。

延伸前フィルム１００の両端部１２０の側面を平滑化する方法としては、特に限定されないが、両端部１２０の両側面から所定幅をカッターによりトリミングする方法、両端部１２０の端部を研磨する方法、両端部１２０の端部を加熱押圧成形する方法などを用いることができる。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、延伸前フィルム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。

延伸前フィルム１００の両端部１２０をカッターによりトリミングする場合には、カッターとしては、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などを用いることができるが、トリミング時に延伸前フィルム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延伸前フィルム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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００を加熱延伸する際における延伸前フィルム１００の破断をより適切に防止することができる。

また、上述した例においては、延伸前フィルム１００を加熱延伸する方法として、図５に示すように、延伸前フィルム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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００の長さ方向への加熱延伸は、図５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、延伸前フィルム１００をクリップ３１０で把持しながら加熱炉３２０内に搬送し、その後、加熱炉３２０内にて、延伸前フィルム１００を把持しているクリップ３１０により、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５に示すように延伸前フィルム１００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延伸前フィルム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、延伸前フィルム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５に示すようにして、延伸前フィルム１００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延伸前フィルム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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度程度まで予備加熱し、予備加熱した延伸前フィルム１００を、赤外線ヒータなどにより保熱しながら、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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００を長さ方向に延伸する際に、延伸前フィルム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、延伸前フィルム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、延伸前フィルム１００を長さ方向に加熱延伸する際に、延伸前フィルム１００の両端部１２０がクリップなどで固定されていないため、延伸前フィルム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、延伸前フィルム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５に示すように、延伸前フィルム１００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、延伸前フィルム１００を加熱延伸して得られる延伸フィルムについて、表面の擦り傷を低減することで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、延伸前フィルム１００を長さ方向に延伸する際に、延伸前フィルム１００をクリップ３１０で把持しているため、延伸前フィルム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。

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＞
延伸前フィルム１００を形成するための熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ_１：１２３℃、常温における破断伸び率：５％）を準備した。

ここで、準備した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、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および比較例１についても同様とした。

次いで、準備した熱可塑性樹脂を用いて、図１に示すようにして、以下の条件にて延伸前フィルム１００を作製した。ここで、作製した延伸前フィルム１００は、全体幅が約３１０ｍｍであった。そして、作製した延伸前フィルム１００について厚みの測定を行ったところ、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃが１６０μｍ、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂが１２８μｍ、両端部１２０の最大厚みｔ_ｅが２９０μｍであり、これらの厚みの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が０．８、「ｔ_ｅ／ｔ_ｃ」が１．８１、「ｔ_ｓ／ｔ_ｃ」が５．０であった。結果を図６（Ａ）に示す。ここで、図６（Ａ）および後述する図６（Ｂ）、図６（Ｃ）においては、延伸前フィルム１００の幅方向の位置に対応した厚みを示している。なお、図６（Ａ）に示すように、延伸前フィルム１００の境界部１３０は、延伸前フィルム１００の幅方向の端部から各約４０ｍｍの位置に形成されていた。
Ｔダイス２２０出口の幅方向寸法：３８０ｍｍ
ダイスリップ２２２のスリット幅ｔ_ｓ：０．８ｍｍ
Ｔダイス２２０と冷却ロール２４０との距離：６０ｍｍ
冷却ロール２４０の引取速度：５ｍｐｍ

次いで、得られた延伸前フィルム１００を、クリップ３１０により把持し、図５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、その後ロールによって巻き取ることにより、延伸フィルムを得た。なお、本実施例では、延伸前フィルム１００を加熱延伸している間において、延伸前フィルム１００の破断は発生しなかった。さらに、得られた延伸フィルムについて厚みを測定したところ、境界部１３０に相当する部分の厚みは３０μｍ以上と比較的厚く、また、製品有効幅（中央部１１０における厚み４０μｍ以上の領域）が３９０ｍｍと比較的広く確保された延伸フィルムを得ることができた。結果を図６（Ａ）に示す。
延伸機の入側速度：１ｍｐｍ
延伸機の出側速度：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：延伸前フィルム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

＜実施例２＞
延伸前フィルム１００を作製する際において、ダイスリップ２２２のスリット幅ｔ_ｓを１．２ｍｍに拡大させた以外は、実施例１と同様にして延伸前フィルム１００および延伸フィルムを得て、厚みを測定した。延伸前フィルム１００および延伸フィルムについて厚みを測定した結果を図６（Ｂ）に示す。

実施例２においては、作製した延伸前フィルム１００は、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃが１６０μｍ、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂが１２０μｍであり、これらの厚みの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が０．７５、「ｔ_ｓ／ｔ_ｃ」が７．５であった。また、実施例２では、上述した実施例１と比較して、加熱延伸前の延伸前フィルム１００の境界部１３０が薄くなり、これにより、加熱延伸後の延伸フィルムは、図６（Ｂ）に示すように、製品有効幅（中央部１１０における厚み４０μｍ以上の領域）が減少していた。

しかしながら、実施例２においても、実施例１と同様に、延伸前フィルム１００を加熱延伸している間において、延伸前フィルム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。

＜比較例１＞
Ｔダイス２２０による熱可塑性樹脂の押出量を増加させるとともに、冷却ロール２４０の引取速度を１５ｍｐｍに増加させた以外は、実施例１と同様にして延伸前フィルム１００および延伸フィルムを得て、厚みを測定した。延伸前フィルム１００および延伸フィルムについて厚みを測定した結果を図６（Ｃ）に示す。

比較例１においては、作製した延伸前フィルム１００は、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃが１５８μｍ、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂが１１０μｍであり、これらの厚みの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が０．７０であった。

比較例１では、作製した延伸前フィルム１００において、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂが、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃに対して薄すぎたため、延伸前フィルム１００を加熱延伸する際に、延伸前フィルム１００の境界部１３０に亀裂が発生して、延伸前フィルム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。ここで、比較例１においては、加熱延伸を行う際の予熱帯および延伸帯の温度を、１４０℃から１５０℃に変更することで、加熱延伸時における延伸前フィルム１００の破断の発生頻度を低下させることができたが、得られた延伸フィルムは、境界部１３０に相当する部分の極小厚みが８μｍ程度と非常に薄くなってしまい、加熱延伸後の延伸フィルムからクリップ３１０を開放する際の応力や、得られた延伸フィルムをロールに巻き取る際の応力により、境界部１３０に相当する部分に亀裂が発生し、延伸フィルムが破断してしまった。

上述したように、加熱延伸を行う前の延伸前フィルム１００について、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃに対する、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」を０．７５以上とした実施例１，２は、延伸前フィルム１００を加熱延伸した際において、延伸前フィルム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。特に、実施例１，２は、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃに対する、ダイスリップ２２２のスリット幅ｔ_ｓの比「ｔ_ｓ／ｔ_ｃ」を８．０以下としたため、図６（Ａ）に示すように、得られた延伸フィルムは厚みが均一であり、品質に優れたものであった。

一方、上述したように、加熱延伸を行う前の延伸前フィルム１００について、中央部１１０の平均厚みｔ_ｃに対する、境界部１３０の極小厚みｔ_ｂの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が０．７５未満であった比較例１は、延伸前フィルム１００の加熱延伸時に、延伸前フィルム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…延伸前フィルム
１１０…中央部
１２０…両端部
１３０…境界部
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
３１０…クリップ
３２０…延伸炉

Claims (6)

1. アクリル樹脂のみを単独で、成形用ダイスから溶融押出しした後に、ロールによって引取ることで冷却して固化させ、アクリル樹脂のみから構成される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を、少なくとも一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、を有する延伸フィルムの製造方法であって、
   前記延伸前フィルム形成工程において、前記延伸前フィルムの中央部が、前記延伸前フィルムの厚み方向の中央位置または中央位置近傍に位置する特定の面に沿って伸長する平面伸長により、前記特定の面に向かって収縮し、かつ、前記延伸前フィルムの両端部が、前記両端部の中心または中心位置近傍を通る特定の軸を中心として伸長する一軸伸長により、前記特定の軸を中心として収縮することで、前記中央部と前記両端部との間に形成される境界部の極小厚みをｔ_ｂとし、前記中央部の平均厚みをｔ_ｃとした場合に、
   前記境界部の極小厚みｔ_ｂと前記中央部の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｂ／ｔ_ｃ」が、０．７５以上となるように、前記延伸前フィルムの形成を行うことを特徴とする延伸フィルムの製造方法。
2. 前記両端部の最大厚みをｔ_ｅとした場合に、前記両端部の最大厚みｔ_ｅと前記中央部の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｅ／ｔ_ｃ」が、１．０〜２．０の範囲となるように、前記延伸前フィルム形成工程における前記延伸前フィルムの形成を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. 前記成形用ダイスの出口のスリット幅をｔ_ｓとした場合に、前記成形用ダイスの出口のスリット幅ｔ_ｓと前記中央部の平均厚みｔ_ｃとの比「ｔ_ｓ／ｔ_ｃ」が、８．０以下となるように、前記延伸前フィルム形成工程における前記延伸前フィルムの形成を行うことを特徴とする請求項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および幅方向に同時に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１〜３のいずれか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の延伸方向に対する延伸倍率を、３倍以内とする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中央部の厚みが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。