(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流延ダイから押し出された溶融樹脂をタッチロールとキャストロールとの間の挟圧位置で狭圧する工程を含み、前記キャストロール側より前記溶融樹脂を送り出してフィルムを得る、フィルムの製造方法において、
前記タッチロールにおける表面粗さをＲｙＴＲとし、前記キャストロールにおける表面粗さをＲｙＣＲとした場合に、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＣＲ≦０．２Ｓ、且つ、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０の関係を満たし、
前記タッチロールの前記挟圧位置における弾性度をＥＴＲとし、前記キャストロールの前記挟圧位置における弾性度をＥＣＲとした場合に、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の関係を満たすことを特徴とする、
フィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルムの製造方法であって、
前記タッチロールにおける表面の温度をＴＴＲとし、前記キャストロールにおける表面の温度をＴＣＲとした場合、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の関係を満たすことを特徴とする、
フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融樹脂をタッチロールとキャストロールとの間で狭圧してフィルムを製造するフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、幅広く普及している液晶表示装置等では、熱可塑性を有する樹脂（熱可塑性樹脂）を用いたフィルムが利用されている。そして、熱可塑性樹脂を用いたフィルムの製膜方法としては、例えば、溶融流延製膜法等といった生産性の高い製膜方法が知られている。【０００３】
溶融流延成膜法によるフィルムの製造のうち代表的な製膜方法の一つとして、熱可塑性樹脂を含む溶融樹脂を流延ダイからキャストロールの表面にフィルム状に押し出し、押し出されたフィルム状の溶融樹脂をキャストロールとタッチロールとによって挟圧することによってフィルムを得る方法が挙げられる。この際、フィルムにかかる圧力が樹脂の配向状態に影響を与えるため、十分に均一な圧力で挟圧を行うことが重要になる。【０００４】
そこで、溶融樹脂を２本のロールで挟圧してフィルムを作製する方法において、残留歪みをなくし、幅手に均一に挟圧できるタッチロールの改良が行われてきた（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３５７４７号公報
【特許文献２】特開平２００２−３６３３２号公報
【特許文献３】特許第３４２２７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３の技術では、高速で製膜する際にはそれらタッチロールの改良だけでは対応しきれなかった。すなわち、キャストロールからの剥離される時に溶融樹脂に横段が生じる剥離横段の問題、狭圧する時に溶融樹脂に横段が生じるキャスト横段の問題、タッチロールに溶融樹脂が部分的に接触しないタッチ抜けの問題、狭圧が均一でないために端や中央などの幅手方向でムラが生じる押圧ムラといった問題が生じてしまい、タッチロールのみの改良では片手落ちだった。【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、タッチロールとキャストロールとによる狭圧の均一性を安定化させ、高速製膜時のタッチロールからの剥離安定性を向上させるとともに、フィルムの平面性を高い精度で得ることが可能なフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、第１の態様に係るフィルムの製造方法は、流延ダイから押し出された溶融樹脂をタッチロールとキャストロールとの間の挟圧位置で狭圧する工程を含み、前記キャストロール側より前記溶融樹脂を送り出してフィルムを得る、フィルムの製造方法において、前記タッチロールにおける表面粗さをＲｙＴＲとし、前記キャストロールにおける表面粗さをＲｙＣＲとした場合に、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＣＲ≦０．２Ｓ、且つ、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０の関係を満たし、前記タッチロールの前記挟圧位置における弾性度をＥＴＲとし、前記キャストロールの前記挟圧位置における弾性度をＥＣＲとした場合に、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
また、第２の態様に係るフィルムの製造方法は、第１の態様に係るフィルムの製造方法であって、前記タッチロールにおける表面の温度をＴＴＲとし、前記キャストロールにおける表面の温度をＴＣＲとした場合に、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１または第２の態様に係るフィルムの製造方法によれば、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲの関係を満たすことにより、タッチロールからの剥離安定性を向上させることが可能となる。また、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲの関係を満たすことにより、タッチロールとキャストロールとによる狭圧の均一性を安定化させることができる。さらに、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０、および、ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の関係を満たすことにより、フィルムの平面性を高い精度で得ることが可能となる。その結果、高品質のフィルムを製造することができる。【００１１】
第２の態様に係るフィルムの製造方法によれば、（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の関係を満たすことにより、タッチロールとキャストロールとによる狭圧の均一性をより安定化させることが可能となる。また、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）の関係を満たすことにより、高速製膜時においてもタッチロールからの剥離安定性をより向上させることができる。その結果、より高品質なフィルムが製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るフィルム製造装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は模式的に示されたものであり、構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。
【００１４】
＜１．フィルム製造装置の概要＞
溶融流延製膜法を用いたフィルムの製造では、熱可塑性樹脂溶融液が、フィルムを製造するための原料として使用される。具体的には、熱可塑性樹脂溶融液は、熱可塑性樹脂の溶融物に必要な添加剤が混合されてなる粘性流体である。なお、熱可塑性種々の溶融物の原料としては、樹脂ペレットや紛体状の樹脂化合物が用いられる。
【００１５】
＜１−１．基本構成＞
図１は、実施形態に係るフィルム製造装置１００の模式図である。フィルム製造装置１００では、溶融流延製膜法を用いたフィルムの製造が行われる。
【００１６】
図１に示すフィルム製造装置１００は、キャストロール（第１冷却ロール）１０２、タッチロール１０４、第２冷却ロール１０６、第３冷却ロール１０８、剥離ロール１１０、縦延伸予熱ロール１８、縦延伸機１１２ａ、横延伸機１１２ｂ、巻き取り機１１４、流延ダイ１１６、押出機１１８、および制御部１６０を備えている。
【００１７】
押出機１１８では、押出し機１５０において２００〜３００℃で樹脂が溶融され、その樹脂の溶融物がリーフディスクタイプのフィルタ１５２でろ過され、スタチックミキサー１５４において管壁および管中央におけるその樹脂におけるその樹脂の成分を均一化している。これにより、熱可塑性樹脂溶融液が生成され、該熱可塑性樹脂溶融液が、押出機１１８から流延ダイ１１６へ送られる。なお、本実施形態に係る必要な添加剤は、押出し機１５０に入れる前の樹脂に予め混合されている。
【００１８】
流延ダイ１１６は、キャストロール１０２の外周面（以下、ＣＲ外周面１２６と称する）に近接し且つ対向する。
【００１９】
フィルム製造装置１００によりフィルムＦＯＰが製造される際には、キャストロール１０２が回転し、ＣＲ外周面１２６が流延ダイ１１６の近傍を走行する。このとき、熱可塑性樹脂が溶融された液（熱可塑性樹脂溶融液）が押出機１１８から流延ダイ１１６へ供給されることで、流延ダイ１１６からＣＲ外周面１２６へ熱可塑性樹脂溶融液が流延されてタッチロール１０４のロール外面（以下、ＴＲ外周面１２４と称する）とＣＲ外周面１２６とにより狭圧されることにより熱可塑性樹脂溶融液の流延膜ＦＣ（溶融樹脂）が形成される。ＣＲ外周面１２６のうち、狭圧位置ＰＡからＣＲ外周面１２６の走行方向へ沿って剥離位置ＰＢに至る迄の第１区間ＲＡＢにおいて、熱可塑性樹脂溶融液の流延膜ＦＣが形成される。なお、狭圧位置ＰＡは、ＴＲ外周面１２４のうち、流延ダイ１１６によって流延された熱可塑性樹脂溶融液がキャストロール１０２とタッチロール１０４とで狭圧される位置であり、剥離位置ＰＢは、流延膜ＦＣがＣＲ外周面１２６から剥離される位置である。
【００２０】
流延膜ＦＣは、ＣＲ外周面１２６で冷却および固化し、ＣＲ外周面１２６から剥離される。ＣＲ外周面１２６から剥離された流延膜ＦＣは、第２冷却ロール１０６および第３冷却ロール１０８に渡しかけられてジグザグに蛇行する走行経路を走行し、縦延伸予熱ロール１８を経て縦延伸機１１２ａに導かれ、そこで縦方向（長手方向）に延伸される。続いて流延膜ＦＣを横延伸機１１２ｂに導き、そこで横方向（幅方向）に延伸され、巻き取り機１１４で巻き取られる。これにより、フィルムＦＯＰのロールが製造される。
【００２１】
＜１−２．動作の制御＞
フィルム製造装置１００では、制御部１６０は、記憶部およびＣＰＵ等のハードウェア構成を含み、例えば、記憶部内のプログラムをＣＰＵ等において実行することにより、各種機能を実現する。具体的には、制御部１６０によって、押出機１１８と、キャストロール１０２とを含む各構成の動作タイミングを制御する。これにより、押出機１１８から流延ダイ１１６への熱可塑性樹脂溶融液の供給、キャストロール１０２（ＣＲ外周面１２６）およびタッチロール１０４（ＴＲ外周面１２４）の回転を含む各動作のタイミングが適宜制御される。
【００２２】
＜２．フィルムの製造方法＞
図１で示されたフィルム製造装置１００がベースとされて、タッチロール１０４のＴＲ外周面１２４およびキャストロール１０２のＣＲ外周面１２６における、粗度（表面粗さ）、弾性度および温度が適宜変更されたフィルム製造装置を用いて、フィルムＦＯＰが溶融流延製膜法によって製造される。
【００２３】
ここで、粗度の調整手段として、ＴＲ外周面１２４およびＣＲ外周面１２６の各表面の最終研磨における研磨剤を、目標粗度に合わせて変更することで粗度の調整を行える。また、弾性度の調整手段としては、ＴＲ外周面１２４およびＣＲ外周面１２６の各表面の材質や表面加工方法による調整、あるいは、ＴＲ外周面１２４およびＣＲ外周面１２６が薄肉金属外筒ロールから構成されていれば、外筒の肉厚で調整を行うことができる。さらに、ＴＲ外周面１２４およびＣＲ外周面１２６の温度の調節手段としては、ヒータ等を含む温度調節装置等によって調整される。
【実施例】
【００２４】
＜２−１．実施例および比較例の製造条件＞
狭圧位置ＰＡを通過後に流延膜ＦＣがＴＲ外周面１２４から剥離する現象では、ＣＲ外周面１２６と流延膜ＦＣとの密着力が、ＴＲ外周面１２４と流延膜ＦＣとの密着力を上回れば剥離が安定する。すなわち、ＴＲ外周面１２４と流延膜ＦＣとの密着力（あるいは、ＣＲ外周面１２６と流延膜ＦＣとの密着力）そのものではなく、ＣＲ外周面１２６，流延膜ＦＣ間の密着力と、ＴＲ外周面１２４，流延膜ＦＣ間の密着力との差（比）が重要な意味を持つ。したがって、密着力に関しては、従来のタッチロール１０４単体の性能のみならず、対向するキャストロール１０２との性能のバランスこそが重要であり、２本のロールをトータルで考えた設計が必要となる。【００２５】
そこで、本実施形態に係る製造条件として、下記４つのカテゴリに分類された。すなわち、
(条件１)を、狭圧位置ＰＡにおけるＴＲ外周面１２４の粗度（ＲｙＴＲ）、ＣＲ外周面１２６の粗度（ＲｙＣＲ）、および、ＣＲ粗度ＲｙＣＲに対するＴＲ粗度ＲｙＴＲの比（ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ）を用いた条件とし；
(条件２)を、狭圧位置ＰＡにおけるＣＲ外周面１２６の弾性度（ＥＣＲ）を１と表現したときのＴＲ外周面１２４の弾性度（ＥＴＲ）の比（ＥＴＲ／ＥＣＲ）を用いた条件とし；
(条件３)を、狭圧位置ＰＡにおけるＴＲ外周面１２４の温度（ＴＴＲ）とＣＲ外周面１２６の温度（ＴＣＲ）との温度差（ＴＣＲ−ＴＴＲ）を用いた条件とし；
(条件４)を、製膜速度を用いた条件とする。【００２６】
＜２−１−１．ケーススタディ（実験）Ａにおける実施例および比較例＞
下記のケーススタディＡにおいて製造されたフィルムＦＯＰを、実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例１Ａ〜６Ａと称する。ケーススタディＡでは、下表１で示されるように、(条件１)および(条件２)が変更された。【００２７】
また、下表２で示されるように、下表１における実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例１Ａ〜６Ａのいずれの場合においても、(条件３) および(条件４)は一定で実施された。具体的には、(条件３)においては、ＴＲ外周面１２４の温度（ＴＴＲ）が７０℃、ＣＲ外周面１２６の温度（ＴＣＲ）が１２０℃、温度差（ＴＣＲ−ＴＴＲ）が５０℃で一定であり、且つ、(条件４)における製膜速度が１０ｍ／分の一定で実施された。【００２８】
【表１】
0005971253.tif 000002
【００２９】
【表２】
0005971253.tif 000003
【００３０】
表１の具体的な条件として、条件１の粗度について、実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例３Ａ，５Ａ，６Ａの各製造では、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０の規定範囲内でＲｙＴＲ、ＲｙＣＲの値が変更された。また、比較例１Ａ，２Ａ，４Ａの各製造では、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０の規定範囲外に変更され、比較例１Ａでは０．５、比較例２Ａでは１、比較例４Ａでは５とされた。また、比較例３Ａの製造では、ＲｙＣＲを０．２５とし、残余の比較例および実施例１Ａ〜４Ａでは、ＲｙＣＲ≦０．２Ｓとして実施された。さらに、比較例３Ａ，４Ａの製造では、ＲｙＴＲを０．５０とし、残余の比較例および実施例１Ａ〜４Ａでは、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓとして実施された。【００３１】
条件２の弾性度について、実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例１Ａ〜４Ａの各製造では、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の規定範囲内でＥＴＲ、ＥＣＲの値が変更された。また、比較例５Ａ，６Ａの各製造では、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の規定範囲外に変更され、比較例５Ａでは１００、比較例２Ａでは１０４とされた。【００３２】
＜２−１−２．ケーススタディ（実験）Ｂにおける実施例および比較例＞
下記のケーススタディＢにおいて製造されたフィルムＦＯＰを、実施例１Ｂ〜６Ｂおよび比較例１Ｂ〜６Ｂと称する。ケーススタディＢでは、下表３で示されるように、(条件４)、および、(条件３)が変更された。【００３３】
また、下表４で示されるように、下表３における実施例１Ｂ〜６Ｂおよび比較例１Ｂ〜６Ｂのいずれの場合においても、(条件１) および(条件２)は一定で実施された。具体的には、(条件１)においては、ＲｙＴＲを０．１０、ＲｙＣＲを０．１５、ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲを１．５の一定とし、(条件２)においては、ＥＴＲ／ＥＣＲを１０１の一定とした。【００３４】
【表３】
0005971253.tif 000004
【００３５】
【表４】
0005971253.tif 000005
【００３６】
表３の具体的な条件として、条件３の温度について、実施例１Ｂ〜６Ｂの各製造では、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の規定範囲内でＴＴＲ、ＴＣＲの値が変更された。また、比較例１Ｂ〜６Ｂの各製造では、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の規定範囲外に変更され、比較例１Ｂ，４Ｂでは−１２０℃、比較例２Ｂ，５Ｂでは０℃、比較例３Ｂ，６Ｂでは２０℃とされた。【００３７】
条件４の製膜速度について、実施例１Ｂ〜３Ｂおよび比較例１Ｂ〜３Ｂの各製造では２０ｍ／分（高速成膜）とし、実施例４Ｂ〜６Ｂおよび比較例４Ｂ〜６Ｂの各製造では１０ｍ／分とされた。【００３８】
＜２−２．本実施形態によるフィルムの性能検証＞
実施例１Ａ〜４Ａと比較例１Ａ〜６Ａとについて得られた製造結果が下表５に示され、実施例１Ｂ〜６Ｂと比較例１Ｂ〜６Ｂとについて得られた製造結果が下表６に示されている。【００３９】
ここでは、下表５および下表６で示されるように、品質評価項目、および、評価レベル記載として、(評価１)ＴＲ外周面１２４からの流延膜ＦＣの剥離安定性、(評価２)フィルムＦＯＰの平面性、および、(評価３) キャストロール１０２とタッチロール１０４とによる狭圧均一性により評価された。【００４０】
具体的には、(評価１)ＴＲ外周面１２４からの流延膜ＦＣの剥離安定性に関して、フィルムＦＯＰに対し４５度の角度から点光源の光線を照射し、無地のスクリーンに投影した像を観察し、短手方向に横段状のムラが確認できなければ○（良判定）とし、確認できるが問題にならない弱いレベルならば△（許容範囲判定）とし、ムラが確認され製品として使用できないレベルであれば×（不良判定）とし、３段階で評価した。【００４１】
(評価２)フィルムＦＯＰの平面性に関して、フィルムＦＯＰに対し４５度の角度から点光源の光線を照射し、無地のスクリーンに投影した像を観察し、長手方向にスジが確認できなければ○とし、確認できるが問題にならない弱いレベルなら△とし、スジがあり製品として使用できないレベルであれば×とし、３段階で評価した。【００４２】
(評価３) キャストロール１０２とタッチロール１０４とによる狭圧の均一性に関しては、フィルムＦＯＰに対し正面から点光源の光線を照射し、無地のスクリーンに投影した像を観察し、長手方向３ｍにわたってタッチ抜け(局所的な未挟圧部分)の発生がなければ○とし、２個以下であれば△とし、３個以上であれば×とし、３段階で評価した。【００４３】
＜２−２−１．ケーススタディＡに対する製造結果＞【００４４】
【表５】
0005971253.tif 000006
【００４５】
表５で示されるように、(評価１)ＴＲ外周面１２４からの流延膜ＦＣの剥離安定性においては、実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例３Ａ〜６Ａの何れについても、○であるのに対し、比較例１Ａ，２Ａに関しては、×という結果が得られた。このことから、タッチロール１０４（ＴＲ外周面１２４）からの流延膜ＦＣの剥離安定性を良好にするためには、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲの関係を満たすことが必要であると確認された。【００４６】
(評価２) フィルムＦＯＰの平面性においては、実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例１Ａ，２Ａ，５Ａの何れについても、○であるのに対し、比較例３Ａ，４Ａ，６Ａに関しては、×という結果が得られた。このことから、フィルムＦＯＰの平面性を高い精度で得るためには、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＣＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０、および、ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の関係を満たすことが必要であると確認された。【００４７】
(評価３) キャストロール１０２とタッチロール１０４とによる狭圧の均一性においては、実施例１Ａ〜４Ａおよび比較例１Ａ〜４Ａ，６Ａの何れについても、○であるのに対し、比較例５Ａに関しては、×という結果が得られた。このことから、キャストロール１０２とタッチロール１０４とによる狭圧の均一性を安定化させるためには、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲの関係を満たすことが必要であると確認された。【００４８】
以上の評価１〜３により、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＣＲ≦０．２Ｓ、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０、および、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の関係を満たす場合、高品質のフィルムを製造することが可能と推察される。【００４９】
＜２−２−２．ケーススタディＢに対する製造結果＞【００５０】
【表６】
0005971253.tif 000007
【００５１】
表６で示されるように、(評価１)ＴＲ外周面１２４からの流延膜ＦＣの剥離安定性においては、実施例１Ｂ〜６Ｂおよび比較例１Ｂ、４Ｂ〜６Ｂの何れについても、○であるのに対し、比較例２Ｂ，３Ｂに関しては、△という結果が得られた。このことから、タッチロール１０４（ＴＲ外周面１２４）からの流延膜ＦＣの剥離安定性をより良好にするためには、２０ｍ／分程度の高速製膜時においては、とりわけ、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）の関係を満たすことが必要であると確認された。【００５２】
(評価２) フィルムＦＯＰの平面性においては、実施例１Ｂ〜６Ｂおよび比較例４Ｂ〜６Ｂの何れについても、○であるのに対し、比較例１Ｂ〜３Ｂに関しては、△という結果が得られた。このことから、フィルムＦＯＰの平面性をより高い精度で得るためには、２０ｍ／分程度の高速製膜時においては、とりわけ、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の関係を満たすことが必要であると確認された。【００５３】
(評価３) キャストロール１０２とタッチロール１０４とによる狭圧の均一性においては、実施例１Ｂ〜６Ｂおよび比較例２Ｂ〜６Ｂの何れについても、○であるのに対し、比較例１Ｂに関しては、△という結果が得られた。このことから、キャストロール１０２とタッチロール１０４とによる狭圧の均一性をより安定化させるためには、２０ｍ／分程度の高速製膜時においては、とりわけ、（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の関係を満たすことが必要であると確認された。【００５４】
以上の評価１〜３により、２０ｍ／分程度の高速製膜時においては、ＲｙＴＲ≦０．２Ｓ、ＲｙＣＲ≦０．２Ｓ、１．５≦ＲｙＴＲ／ＲｙＣＲ≦４．０、および、１０１≦ＥＴＲ／ＥＣＲ≦１０３の関係を満たした上で、さらに、１℃≦（ＴＣＲ−ＴＴＲ）≦１００℃の関係を満たす場合に、より高品質のフィルムを製造することが可能と推察される。
【符号の説明】
【００５５】
１００  フィルム製造装置
１０４  タッチロール
１２４  ＴＲ外周面
１０２  キャストロール
１２６  ＣＲ外周面
１６０  制御部
１１８  押出機
ＦＯＰ  フィルム
ＦＣ  流延膜
ＰＡ  狭圧位置
ＰＢ  剥離位置
ＲＡＢ  第１区間
【図１】
0005971253.tif 000008