(57)【要約】      （修正有）【課題】高い平坦性を有するフィルムを連続して製造する方法及び装置を提供する。【解決手段】Ｔダイのダイ出口から押し出されたフィルム状溶融物を、一対のロール２１、３１間に通して挟圧することによりフィルムを製造するフィルム製造方法であって、各ロール２１、３１のロール軸方向中央位置に設けられた中央部挟圧ロール面部２２、３２でフィルム状溶融物の幅方向中央部を押圧して予め設定された第１の圧力を加えると共に、各ロール２１、３１のロール軸方向両側位置に設けられた中央部挟圧ロール面部２２、３２よりも高弾性の両端部挟圧ロール面部２３、３３でフィルム状溶融物の幅方向両端部を押圧して第１の圧力よりも低い第２の圧力を加える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔダイのダイ出口から押し出されたフィルム状溶融物を、一対のロールの間に通して挟圧することによりフィルムを製造するフィルム製造方法であって、
前記各ロールのロール軸方向中央位置に設けられた中央部挟圧ロール面部でフィルム状溶融物の幅方向の中央部を押圧して該中央部に予め設定された第１の圧力を加えると共に、
前記各ロールのロール軸方向両側位置に設けられた前記中央部挟圧ロール面部よりも高弾性の両端部挟圧ロール面部でフィルム状溶融物の幅方向の端部を押圧して該端部に前記第１の圧力よりも低い第２の圧力を加えることを特徴とするフィルム製造方法。
【請求項２】
前記一対のロールは、一方のロールの方が他方のロールよりも速い回転速度で回転駆動されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルム製造方法。
【請求項３】
前記第１の圧力は、２０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム製造方法。
【請求項４】
前記第２の圧力は、前記第１の圧力の１０分の１未満であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフィルム製造方法。
【請求項５】
Ｔダイのダイ出口から押し出されたフィルム状溶融物を、一対のロールの間に通して挟圧することによりフィルムを製造するフィルム製造装置であって、
前記各ロールは、
ロール軸方向中央位置に設けられて前記フィルム状溶融物の中央部に押圧される中央部挟圧ロール面部と、
該中央部挟圧ロール面部のロール軸方向両側位置に設けられて前記フィルム状溶融物の両端部に押圧される両端部挟圧ロール面部と、を有し、
前記一対のロールの少なくとも一方のロールの両端部挟圧ロール面部が該ロールの中央部挟圧ロール面部よりも高弾性であることを特徴とするフィルム製造装置。
【請求項６】
前記一対のロールのうち一方のロールを他方のロールよりも速い回転速度で回転駆動させる回転駆動手段を有することを特徴とする請求項５に記載のフィルム製造装置。
【請求項７】
前記中央部挟圧ロール面部は、５００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下のロール軸方向長さを有し、
前記両端部挟圧ロール面部は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下のロール軸方向長さを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のフィルム製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示素子に用いられる位相差フィルム等のフィルムを製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイから押し出されたフィルム状溶融物は、ネックイン現象によって、フィルム状溶融物の幅方向の中央部よりも端部の方が膜厚が大きくなる。したがって、かかるフィルム状溶融物を、一定径を有する一対のロールの間に通して挟圧した場合に、中央部に十分な圧力を加えることが難しく、幅方向に均一に圧力を加えることができなかった。
【０００３】
特許文献１には、熱可塑性樹脂を溶融してダイから押し出したフィルム状溶融物の中央部のみを挟圧し、端部を２つのロールの少なくとも一方に接触しないようにすることで、フィルム状溶融物の中央部に対して幅方向に均一な圧力を加える技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フィルム状溶融物の中央部のみを挟圧してフィルムを成形すると、端部は挟圧されないので、フィルムの端部が波打つ形状となる膜揺れが発生するおそれがある。また、挟圧によってフィルム状溶融物の中央部のみが延伸されるので、中央部において長手方向にうねりが発生するおそれがある。したがって、フィルム状溶融物の中央部のみを挟圧する方法では、フィルムの平坦性が得られないといった不具合が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い平坦性を有するフィルムを連続して製造する方法及び装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明のフィルム製造方法は、Ｔダイのダイ出口から押し出されたフィルム状溶融物を、一対のロールの間に通して挟圧することによりフィルムを製造するフィルム製造方法であって、前記各ロールのロール軸方向中央位置に設けられた中央部挟圧ロール面部でフィルム状溶融物の幅方向の中央部を押圧して該中央部に予め設定された第１の圧力を加えると共に、前記各ロールのロール軸方向両側位置に設けられた中央部挟圧ロール面部よりも高弾性の両端部挟圧ロール面部でフィルム状溶融物の幅方向の端部を押圧して該端部に前記第１の圧力よりも低い第２の圧力を加えることを特徴としている。
【０００８】
本発明のフィルム製造方法によれば、フィルム状溶融物の中央部を中央部挟圧ロール面部によって第１の圧力で押圧すると共に、フィルム状溶融物の端部を中央部挟圧ロール面部よりも高弾性の両端部挟圧ロール面部によって第１の圧力よりも低い第２の圧力で押圧するので、中央部と端部の両方をそれぞれに適切な圧力で押圧することができ、端部に圧力が加えられないことに起因して端部に膜揺れが発生するのを抑制でき、幅方向に平坦な形状とすることができる。また、中央部と端部の両方を長手方向に沿って一様に延伸することができ、従来のように中央部のみが延伸されて長手方向にうねりが発生するのを防ぎ、長手方向に平坦な形状とすることができる。したがって、幅方向にも長手方向にも平坦なフィルムを提供することが可能となる。
【０００９】
本発明のフィルム製造方法は、一方のロールの方が他方のロールよりも速い回転速度で回転駆動されていることを特徴としている。本発明によれば、フィルム状溶融物にせん断力を加えることができる。したがって、正面位相差のばらつきの少ない位相差フィルムを提供することが可能となる。
【００１０】
本発明のフィルム製造方法は、第１の圧力が２０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることが好ましく、また、第２の圧力が第１の圧力の１０分の１未満であることが好ましい。
【００１１】
本発明のフィルム製造装置は、Ｔダイのダイ出口から押し出されたフィルム状溶融物を、一対のロールの間に通して挟圧することによりフィルムを製造するフィルム製造装置であって、各ロールは、ロール軸方向中央位置でフィルム状溶融物の中央部に押圧される中央部挟圧ロール面部と、中央部挟圧ロール面部のロール軸方向両側位置でフィルム状溶融物の両端部に押圧される両端部挟圧ロール面部とを有し、一対のロールの少なくとも一方のロールの両端部挟圧ロール面部がロールの中央部挟圧ロール面部よりも高弾性であることを特徴としている。
【００１２】
本発明のフィルム製造装置によれば、端部挟圧ロール面部の方が中央部挟圧ロール面部よりも高弾性であるので、フィルム状溶融物の幅方向の中央部を所定の圧力で押圧し、フィルム状溶融物の幅方向の端部を中央部よりも低い圧力で押圧することができる。したがって、中央部と端部の両方をそれぞれに適切な圧力で押圧することができ、端部に圧力が加えられないことに起因して端部に膜揺れが発生するのを抑制でき、幅方向に平坦な形状とすることができる。また、中央部と端部の両方を長手方向に沿って一様に延伸することができ、従来のように中央部のみが延伸されて長手方向にうねりが発生するのを防ぎ、長手方向に平坦な形状とすることができる。したがって、幅方向にも長手方向にも平坦なフィルムを提供することが可能となる。
【００１３】
本発明のフィルム製造装置は、一対のロールのうち一方のロールを他方のロールよりも速い回転速度で回転駆動させる回転駆動手段を有することを特徴としている。本発明によれば、フィルム状溶融物にせん断力を加えることができる。したがって、正面位相差のばらつきの少ない位相差フィルムを提供することが可能となる。
【００１４】
本発明のフィルム製造装置は、中央部挟圧ロール面部は、５００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下のロール軸方向長さを有し、両端部挟圧ロール面部は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下のロール軸方向長さを有することが好ましい。本発明によれば、フィルム状溶融物の端部に荷重が集中するのを防ぎ、中央部に十分な圧力を加えることができる。そして、中央部の幅を広く採ることができ、生産性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のフィルム製造方法によれば、中央部と端部の両方をそれぞれに適切な圧力で押圧することができ、端部に圧力が加えられないことに起因して端部に膜揺れが発生するのを抑制でき、幅方向に平坦な形状とすることができる。また、中央部と端部の両方を長手方向に沿って一様に延伸することができ、従来のように中央部のみが延伸されて長手方向にうねりが発生するのを防ぎ、長手方向に平坦な形状とすることができる。したがって、幅方向にも長手方向にも平坦なフィルムを提供することが可能となる。
【００１６】
したがって、本発明のフィルム製造方法により位相差フィルムを製造した場合に、正面位相差のばらつきの少ない位相差フィルムを得ることができ、かかる位相差フィルムを液晶表示素子に用いることによって、表示コントラスト及び表示色の視角特性を表示画面全面で均一にすることができる。したがって、コントラスト及び視野角特性に優れ、色むら、コントラストむらの少ない光学異方素子を連続製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態におけるフィルム製造装置の構成を説明する図。
【図２】一対のロールの構成例を説明する図。
【図３】一対のロールの他の構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態におけるフィルム製造装置の構成を説明する図であり、図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大図である。
【００１９】
本実施の形態におけるフィルム製造装置１は、例えば液晶表示素子に用いられる位相差フィルムｗ３を製造する装置であり、図１（ａ）に示すように、押出成形装置２とロール装置３を備えている。
【００２０】
押出成形装置２は、ホッパ１１に投入された原料樹脂ｗ１をガラス転移温度よりも高い温度まで加熱して溶融し、押出機１２で押し出す構成を有している。原料樹脂ｗ１には、例えばＣＯＰ樹脂等の環状オレフィン構造を有するものや、ポリカーボネートが使用され、図示していない除湿乾燥機にて100℃で4時間乾燥したものがホッパ１１に投入される。押出機１２には、例えば単軸押出機（軸径50mm、フルフライトタイプ）が使用される。押出機１２に押し出された溶融樹脂は、押出機１２に接続されたギヤポンプ１３及びフィルター１４を通過してＴダイ１５に供給され、Ｔダイ１５のダイ出口１６からフィルム状溶融物ｗ２（図１（ｂ）を参照）として押し出される。
【００２１】
Ｔダイ１５は、本実施の形態では、ダイ出口１６から押し出されたフィルム状溶融物ｗ２のシート幅が３５５ｍｍとなるものを使用した。Ｔダイ１５は、ダイ出口１６に連通したダイ通路を有している。ダイ出口１６は、可能な限りロール装置３の一対のロール２１、３１の間の圧延開始位置Ｐに、より近い位置に設置させることが望ましく、本実施の形態では、Ｔダイ１５の下流部の両外壁１５ａ、１５ｂの挟角θは、４５°以下に設定されている。
【００２２】
そうすることで、ダイ出口１６と圧延開始位置Ｐとの距離Ｄが短くなり、ダイ出口１６から圧延開始位置Ｐに至る間に、ダイ出口１６から押し出されたフィルム状溶融物ｗ２が、気流によって揺れる現象を抑え、長手方向、幅方向のフィルム膜厚均一性を向上することが可能となる。Ｔダイ１５からフィルム状に押し出されたフィルム状溶融物ｗ２は、ロール装置３に供給される。本実施の形態では、ＣＯＰ樹脂が、押し出し温度２６５℃、吐出量８．５ｋｇ／ｈでＴダイ１５から押し出されるようになっている。
【００２３】
ロール装置３は、一対のロール２１、３１の間にフィルム状溶融物ｗ２を通して挟圧することにより位相差フィルムｗ３を製造するように構成されている。一対のロール２１、３１は、Ｔダイ１５の下方で互いに対向してダイ出口１６に沿って平行に延在するように配置されている。
【００２４】
図２は、一対のロールの構成例を説明する図であり、図２（ａ）は、一対のロールをＴダイと反対側（図１の矢印Ｘ方向）から見た状態を示した図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部を拡大して一部破断面で示す分解図である。
【００２５】
ロール２１、３１は、図２（ａ）に示すように、ロール軸方向中央位置でフィルム状溶融物ｗ２の幅方向の中央部を押圧する中央部挟圧ロール面部２２、３２と、中央部挟圧ロール面部２２、３２のロール軸方向両側位置でフィルム状溶融物ｗ２の両端部を押圧する両端部挟圧ロール面部２３、３３とを有している。
【００２６】
ロール２１、３１の中央部挟圧ロール面部２２、３２は、金属製材料によって構成されており、その表面には、クロムめっき処理が施されている。ロール２１、３１の両端部挟圧ロール面部２３、３３は、中央部挟圧ロール面部２２よりも高弾性を有するゴムなどの弾性材料によって構成されている。
【００２７】
ロール２１、３１は、図２（ｂ）に示すように、金属製材料からなる円柱部材２４、３４と、円柱部材２４、３４の軸方向両端部に外嵌装着される弾性体２５、３５とを有している。円柱部材２４、３４は、一定径Ｄ１を有する軸中央部２４Ａ、３４Ａと、軸中央部２４Ａ、３４Ａの両端部から軸方向に突出して軸中央部２４Ａ、３４Ａとの間に段差ｓを介して縮径された軸端部２４Ｂ、３４Ｂを有している。
【００２８】
弾性体２５、３５は、軸端部２４Ｂ、３４Ｂに外嵌されて一体に回転可能に固定される円管形状を有しており、固定された状態で外周面が軸中央部２４Ａ、３４Ａと面一となる肉厚ｔを有している。そして、組み立てられた状態で、円柱部材２４、３４の軸中央部２４Ａ、３４Ａによってロール２１、３１の中央部挟圧ロール面部２２、３２が構成され、弾性体２５、３５によってロール２１、３１の両端部挟圧ロール面部２３、３３が構成される。
【００２９】
一対のロール２１、３１は、フィルム状溶融物ｗ２に対してフィルム状溶融物ｗ２の幅方向に沿って線状に圧力を加えるように、その配置位置が設定されている。中央部挟圧ロール面部２２、３２は、フィルム状溶融物ｗ２の幅方向の中央部を押圧して中央部に予め設定された第１の圧力を加える。一方、両端部挟圧ロール面部２３、３３は、フィルム状溶融物ｗ２の幅方向の端部に押圧されて弾性変形し、端部に第１の圧力よりも低い第２の圧力を加える。
【００３０】
中央部挟圧ロール面部２２、３２は、ロール軸方向長さが５００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下が好ましく、両端部挟圧ロール面部２３、３３は、ロール軸方向長さが５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好ましい。両端部挟圧ロール面部２３、３３は、フィルム状溶融物ｗ２の幅方向の少なくとも一方の端縁から５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の部分を押圧することが好ましい。両端部挟圧ロール面部２３、３３のロール軸方向長さが５０ｍｍ未満の場合には、フィルム状溶融物ｗ２の端部に荷重が集中し、フィルム状溶融物ｗ２の中央部に十分な圧力を加えることができず、両端部挟圧ロール面部２３、３３のロール軸方向の長さが２００ｍｍよりも長い場合には、フィルム状溶融物ｗ２の中央部の平坦な部分の幅（有効幅）が減少し、生産性が下がるおそれがある。本実施の形態では、中央部挟圧ロール面部２２、３２のロール軸方向長さが２５０ｍｍに設定され、両端部挟圧ロール面部２３、３３のロール軸方向長さがそれぞれ５０ｍｍに設定されている。
【００３１】
第１の圧力は、２０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることが好ましい。第１の圧力が２０ＭＰａ未満の場合には、矯正効果が小さく、フィルムの平坦性が得られず、１００ＭＰａよりも大きい場合には、ロール１１、２１にたわみが発生し、幅方向に均一に圧力を加えることができない。本実施の形態では、第１の圧力は、４０ＭＰａに設定されている。
【００３２】
第２の圧力は、第１の圧力の１０分の１未満が好ましく、１０分の１以上の場合には、フィルム状溶融物ｗ２の中央部の圧力が低くなり、平坦性が得られない。本実施の形態では、第２の圧力は、２ＭＰａに設定されており、かかる圧力を加えることができるように、ロール２１、３１の円柱部材２４、３４と弾性体２５、３５の材質、寸法形状等が決定されている。
【００３３】
ロール２１、３１は、図示していない駆動モータ（回転駆動手段）によって回転駆動される。駆動モータは、図示していないモータ制御手段に接続されており、ロール２１、３１との周速比が予め設定された値となるように各回転速度が制御される。本実施の形態では、ロール２１がロール３１よりも速い回転速度で回転するように制御されており、ロール３１が回転速度４ｍｐｍで回転される。
【００３４】
ロール装置３は、図示していない加熱ヒータとヒータ制御手段を有しており、ヒータによりロール２１、３１の表面を加熱して、ロール２１、３１の少なくとも一方の温度を、所定温度に制御できるようになっている。
【００３５】
上記構成を有するフィルム製造装置１によれば、ロールの両端部挟圧ロール面部がロールの中央部挟圧ロール面部よりも高弾性であるので、両端部挟圧ロール面部２３、３３によってフィルム状溶融物ｗ２の幅方向の両端部を押圧した際に、両端部挟圧ロール面部２３、３３を弾性変形させることができる。したがって、中央部挟圧ロール面部２２、３２によってフィルム状溶融物ｗ２の幅方向の中央部を押圧すると共に、両端部挟圧ロール面部２３、３３によって中央部挟圧ロール面部２２、３２よりも低い圧力でフィルム状溶融物ｗ２の幅方向の端部を押圧することができる。
【００３６】
したがって、ネックイン現象によって互いに厚さが異なるフィルム状溶融物ｗ２の中央部と端部の両方をそれぞれに適切な圧力で押圧することができ、フィルム状溶融物ｗ２の端部に圧力が加えられないことに起因して、端部に膜揺れが発生するのを抑制でき、幅方向に平坦な形状とすることができる。また、フィルム状溶融物ｗ２の中央部と端部の両方を長手方向に沿って一様に延伸することができ、従来のように中央部のみが延伸されて長手方向にうねりが発生するのを防ぎ、長手方向に平坦な形状とすることができる。したがって、幅方向にも長手方向にも平坦なフィルムを得ることができ、正面位相差のばらつきの少ない位相差フィルムｗ３を提供することが可能となる。したがって、かかる位相差フィルムを液晶表示素子に用いることによって、表示コントラスト及び表示色の視角特性を表示画面全面で均一にすることができ、コントラスト及び視野角特性に優れ、色むら、コントラストむらの少ない光学異方素子を連続製造することができる。
【００３７】
次に、上記構成を有するフィルム製造装置１を用いて位相差フィルムｗ３を製造する方法について説明する。
【００３８】
まず、押出成形装置２のホッパ１１に原料樹脂ｗ１を投入すると、加熱溶融されて押出機１２により押し出され、ギヤポンプ１３及びフィルター１４を通過してＴダイ１５に供給され、Ｔダイ１５のダイ出口１６からフィルム状溶融物ｗ２として押し出される。
【００３９】
フィルム状溶融物ｗ２は、Ｔダイ１５のダイ出口１６から押し出されると、一対のロール２１、３１の間に通されて厚さ方向に挟圧される。
【００４０】
ロール２１、３１は、金属製材料からなる中央部挟圧ロール面部２２、３２によってフィルム状溶融物ｗ２の幅方向の中央部を押圧して第１の圧力を加えると共に、中央部挟圧ロール面部２２、３２よりも高弾性の弾性部材からなる両端部挟圧ロール面部２３、３３によってフィルム状溶融物ｗ２の幅方向の端部を押圧して、端部に第１の圧力よりも低い第２の圧力を加える。
【００４１】
したがって、フィルム状溶融物ｗ２は、中央部挟圧ロール面部２２、３２によって中央部が押圧されて第１の圧力が加えられ、両端部挟圧ロール面部２３、３３によって端部が押圧されて第１の圧力よりも低い第２の圧力が加えられる。
【００４２】
したがって、ネックイン現象によって互いに厚さが異なるフィルム状溶融物ｗ２の中央部と端部の両方をそれぞれに適切な圧力で押圧することができ、端部に圧力が加えられないことに起因して端部に膜揺れが発生するのを抑制でき、幅方向に平坦な形状とすることができる。また、中央部と端部の両方を長手方向に沿って一様に延伸することができ、従来のように中央部のみが延伸されて長手方向にうねりが発生するのを防ぎ、長手方向に平坦な形状とすることができる。したがって、幅方向にも長手方向にも平坦なフィルムを提供することが可能となる。
【００４３】
フィルム状溶融物ｗ２は、一対のロール２１、３１の周速差によって剪断力が加えられて位相差フィルムｗ３とされ、そのままロール２１上で冷却され、図示していない巻き取り機によってロール２１から巻き取られる。したがって、正面位相差のばらつきの少ない位相差フィルムを得ることができ、かかる位相差フィルムを液晶表示素子に用いることによって、表示コントラスト及び表示色の視角特性を表示画面全面で均一にすることができ、コントラスト及び視野角特性に優れ、色むら、コントラストむらの少ない光学異方素子を連続製造することができる。
【００４４】
本発明は、上述の実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、一対のロール２１、３１の両端部挟圧ロール面部２３、３３の両方が高弾性を有する弾性部材からなる場合を例に説明したが、フィルム状溶融物ｗ２の中央部に第１の圧力を加えると共に、フィルム状溶融物ｗ２の端部に第１の圧力よりも低い第２の圧力を加えることができるものであればよく、例えば図３に示すように、一方のロール２１の両端部挟圧ロール面部２３のみを高弾性とし、他方のロール３１は、一定径Ｄ１でロール軸方向に延在してその表面にクロムめっき処理が施された金属製材料からなるものを用いてもよい。
【００４５】
また、上述の実施の形態では、ロール２１、３１の中央部挟圧ロール面部２２、３２と両端部挟圧ロール面部２３、３３の外径が同一の場合を例に説明したが、中央部挟圧ロール面部２２、３２よりも両端部挟圧ロール面部２３、３３を小径としてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  フィルム製造装置
２  押出成形装置
３  ロール装置
１５  Ｔダイ
１６  ダイ出口
２１、３１  ロール
２２、３２  中央部挟圧ロール面部
２３、３３  両端部挟圧ロール面部
２５、３５  弾性体
ｗ１  原料樹脂
ｗ２  フィルム状溶融物
ｗ３  位相差フィルム
【図１】
2013099855.tif 000003
【図２】
2013099855.tif 000004
【図３】
2013099855.tif 000005