(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の樹脂フィルムを連続して製造する際に、移動する樹脂フィルムの表面に近接あるいは当接して当該樹脂フィルムの走行を案内するマンドレルであって、開口部を有するマンドレル本体と、前記開口部に取り付けられた複数の孔部を有する弾性部材からなり、樹脂フィルムの側に突出・引退可能な案内部とを備え、
前記案内部と前記マンドレル本体とで内部空間を形成し、当該内部空間の側から前記孔部を介して流体を滲出するように前記内部空間に流体滲出手段を有するマンドレル。
【請求項２】
前記案内部を多孔質体で構成することで前記複数の孔部を形成してある請求項１に記載のマンドレル。
【請求項３】
前記内部空間に前記流体滲出手段を構成する流体貯留部を設けてあり、前記案内部の突出・引退変形を、前記流体貯留部に貯留した流体の圧力調節により制御する請求項１又は２に記載のマンドレル。
【請求項４】
前記流体を前記流体貯留部に供給し、あるいは、前記流体を前記流体貯留部から排出する流体給排部を前記マンドレル本体に備えており、
前記流体貯留部を、仕切壁によって、前記流体給排部と連通する第１空間と、前記案内部の孔部に連通する第２空間とに仕切ると共に、当該仕切壁に、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通部を前記仕切壁の延在方向に沿って設けてある請求項３に記載のマンドレル。
【請求項５】
前記案内部と前記マンドレル本体との接続部位において、前記マンドレル本体に互いに平行に形成された第１保持部と第２保持部とにより、前記案内部の縁部が狭持されて前記マンドレル本体と前記案内部とが接続されている請求項１〜４の何れか一項に記載のマンドレル。
【請求項６】
前記マンドレル本体の側と前記案内部とに亘り、前記案内部が所定量を超えて突出変形するのを規制する変形規制部を備えた請求項１〜５の何れか一項に記載のマンドレル。
【請求項７】
前記案内部を加熱或いは冷却する温度調節装置を備えた請求項１〜６の何れか一項に記載のマンドレル。
【請求項８】
前記案内部が円筒状の外周面あるいは円筒状の内周面を構成するように前記マンドレル本体に取り付けてある請求項１〜７の何れか一項に記載のマンドレル。
【請求項９】
加熱押出機の口金から管状に押出した熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルムに成形する成形部と、
成形された前記管状樹脂フィルムを冷却する冷却部と、
冷却された前記管状樹脂フィルムを一定速度で引き取る搬送部と、
冷却された前記管状樹脂フィルムの形状を保持する保持部とのうち、少なくとも何れか一つの部位に請求項１〜８の何れか一項に記載のマンドレルを用いる管状樹脂フィルムの押出成形装置。
【請求項１０】
管状樹脂フィルム搬送する搬送部と、
前記管状樹脂フィルムを加熱する加熱部と、
加熱された前記管状樹脂フィルムを延伸する延伸部と、
延伸された前記管状樹脂フィルムを冷却する冷却部と、
延伸された前記管状樹脂フィルムの形状を保持する保持部とのうち少なくとも何れか一つの部位に請求項１〜８の何れか一項に記載のマンドレルを用いる管状樹脂フィルムの延伸装置。
【請求項１１】
成形された管状樹脂フィルムを切断する切断部と、請求項１〜８の何れか一項に記載のマンドレルのうち少なくとも何れか一つのマンドレルとを備える管状樹脂フィルムの切断装置。
【請求項１２】
加熱溶融した熱可塑性樹脂を加熱押出機の口金から管状に押出したのち、
前記熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルムに成形する成形工程と、
成形された前記管状樹脂フィルムを冷却する冷却工程と、
冷却された前記管状樹脂フィルムを一定速度で引き取る搬送工程と、
冷却された前記管状樹脂フィルムの形状を保持する保持工程とを有する管状樹脂フィルムの押出成形方法であって、
上記工程のうち少なくとも何れか一つの工程に請求項１〜８の何れか一項に記載のマンドレルを用いる管状樹脂フィルムの押出成形方法。
【請求項１３】
管状樹脂フィルムを搬送する搬送工程と、
管状樹脂フィルムを加熱する加熱工程と、
管状樹脂フィルムを延伸する延伸工程と、
延伸後の管状樹脂フィルムを冷却する冷却工程とを有する管状樹脂フィルムの延伸方法であって、
上記工程のうち少なくとも何れか一つの工程に請求項１〜８の何れか一項に記載のマンドレルを用いる管状樹脂フィルムの延伸方法。
【請求項１４】
成形された管状樹脂フィルムを切断部材により平面状に切り開く切断工程に先立ち、
請求項１〜８の何れか一項に記載のマンドレルを、前記成形された管状樹脂フィルムの内側に配置して、その内径以下の径から所定の径に拡張し、前記流体を介して管状樹脂フィルムに近接又は接触させつつ管状樹脂フィルムの形状を保持する保持工程を有する管状樹脂フィルムの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状の樹脂フィルムを連続して製造する際に、移動する樹脂フィルムの表面に近接あるいは当接して当該樹脂フィルムの走行を案内するマンドレル、当該マンドレルを用いた樹脂フィルムの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フィルムに関する研究・開発は、これまで多くの研究者、企業等によって、数多くなされてきている。そして、熱可塑性樹脂フィルムは、原料が比較的低価格でありながら、機械的性質、耐薬品性、透明性、水蒸気透過性などが優れているため、使用される分野は、包装、雑貨、農業、工業、食品、医療など広範囲にわたっている。
【０００３】
近年、熱可塑性樹脂フィルムを光学分野で利用する事例が数多く見られる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられるが、特に、ポリカーボネート、環状ポリオレフィンなどは光透過性が比較的良好であり、未延伸品は、導光板、反射防止板、延伸前の位相差フィルム用減反などに好適に用いられる。また延伸処理（一軸延伸または二軸延伸）を行うと、光学的異方性（配向性）を付与することができる。このような配向性が付与された熱可塑性樹脂から作製されたフィルムは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などに用いる位相差フィルムとして好適に使用することができる。
【０００４】
また、このような熱可塑性樹脂フィルムを製造するための様々な方法がこれまで知られており、且つ実施されている。熱可塑性樹脂フィルムの製造方法として、一般に、溶剤に樹脂を溶解させた樹脂溶液をガラス板等にキャストして成膜する溶液キャスト法（例えば、特許文献１参照）、押出機による溶融樹脂の押出し後にチルロールで冷却してフィルム化するＴ―ダイ押出法（例えば、特許文献２参照）、押出機により溶融樹脂を管状に押出すチューブ押出法（例えば、特許文献３参照）、管状に押出した樹脂の内側に空気圧を付与しながら成形するインフレーション押出法（例えば、特許文献４，５参照）などが工業的に用いられている。
【０００５】
中でも、高延伸倍率の確保、延伸倍率の調整、作業性の向上のため、多数個の分割マンドレルを拡開してパイプないしチューブを延伸させる方法（特許文献６参照）が、また、安定した操業を維持する方法として、インフレーションフィルム成形をするに当たり、ダイスの中心上部に取り付けられ、外径を空気圧によって調整された伸縮自在な円筒形安定体、または、その伸縮自在な円筒形安定体の外周部にコイルバネを円周に沿って、多段に巻きつけるように施行したものに、インフレーションダイスのリップから押出されたフィルムのバブルのくびれ部を接触せしめ、そのまま膨張させながら引き取る方法（例えば、特許文献７参照）が、また、高品質のフィルム製造、その効率向上のため、管への押出しと管が押出し型を出た後にかつ管が挟みローラに達する前に円錐体を超えた管の直径の膨張とによる管状プラスチックフィルム製造方法（特許文献８参照）が提案されている。
【０００６】
また、最近、安定化手段を用いることにより、管状フィルムの厚みムラを大きく減少させ膜厚が小さく且つ均一で平坦な表面を有する樹脂フィルム製品を作製できること、また、多孔質マンドレル等で作製された延伸部、保持部にそのフィルムを通し延伸することにより配向性が付与された高品質で厚みムラ延伸ムラの小さい樹脂フィルム製品を作製できることが提案されている（例えば、特許文献９，１０参照）。  
【特許文献１】特開平５−２３９２２９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９７５２号公報
【特許文献３】特開昭５９−１２０４２８号公報
【特許文献４】特開昭６０−２５９４３０号公報
【特許文献５】特開平８−２６７５７１号公報
【特許文献６】特開昭５０−５６４５３号公報
【特許文献７】特開昭５８−１８８６２６号公報
【特許文献８】特公昭５２−２９４９号公報
【特許文献９】ＷＯ２００４−０６７２６０
【特許文献１０】ＷＯ２００４−０６７２６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した従来の熱可塑性樹脂フィルム製造方法は、様々な問題点を抱えている。例えば、溶液キャスト法は、溶剤を使用するため装置全体が複雑かつ大規模になるという欠点があり、これは製造コストの上昇の要因となる。さらに、溶液キャスト法は大量の溶剤を使用するため環境に対する負荷が大きく、今日の環境保護の潮流に逆行するものである。
【０００８】
また、Ｔ−ダイ押出法も装置が大規模になるため大きな設置面積を必要とし、その上、装置自体も非常に高価であるという問題がある。さらにＴ−ダイ押出法では、フィルム厚を小さくすると、フィルム端部の厚み精度が悪化するため、フィルム端部を廃棄せざるを得なくなる。その結果、製品歩留まりが低下するという問題もある。また、Ｔ−ダイ押出法により作製されたフィルムはテンター方式で延伸されるのが一般的である。テンター方式ではフィルムの端部をクリップで挟むため、端部の遅相軸角度のバラツキが大きく、フィルム中央部しか利用することができない。
【０００９】
一方、チューブ押出法は、設備を比較的小さく構成することができ、製品歩留まりも良好であることから、樹脂フィルム成形の分野において従来広く実施されている。また、チューブ押出法は樹脂フィルムを管状形状で得ることができ、この管状の樹脂フィルムをロールカッター等の切断手段で長手方向に切り開けば、幅広の樹脂フィルムとすることができる。しかし、このような従来のチューブ押出法では、押出機から管状に押出された樹脂が不安定で外部環境の影響を受け易く、その形状が変化しやすいので、一定品質の樹脂フィルムを定常的に得ることは極めて困難であった。従って、チューブ押出法では、位相差フィルム等に使用可能な、膜厚が小さく且つ均一で平坦な表面を有する樹脂フィルム製品を、安定的に製造することは困難であった。
【００１０】
インフレーション押出法は、押出機から溶融樹脂を管状に押し出した後、樹脂の内側に空気を吹き込みながら樹脂フィルムを成形する方法であるが、この方法においても上記と同様に、押出機から管状に押出された樹脂の不安定性のため、わずかなフィルム張力の変化や空気流の乱れによって、フィルムに皺、たるみ、波打ち等が生じ易い。
【００１１】
そのため、安定した操業を維持する方法として、インフレーションフィルム成形をするに当たり、ダイスの中心上部に取り付けられ、外径を空気圧によって調整された伸縮自在な円筒形安定体、または、その伸縮自在な円筒形安定体の外周部にコイルバネを円周に沿って、多段に巻きつけるように施行したものに、インフレーションダイスのリップから押出されたフィルムのバブルのくびれ部を接触せしめ、そのまま膨張させながら引き取る方法が提案されている。この方法を用いても、フィルムとのすべり性が悪くその伸縮自在な円筒形安定体やその外周部に巻きつけたコイルバネにフィルムがすれる、引っ掛かるなどの問題が発生するばかりか、その後の空気圧の拡張により、フィルムが不均一に拡張し厚みムラ、延伸ムラを発生する。
このように、インフレーション押出法においても、膜厚が小さく且つ均一で平坦な表面を有する樹脂フィルム製品を、安定的に製造することが困難であるという問題は依然として解決されていない。
【００１２】
また、フィルムの延伸方法として、高延伸倍率の確保、延伸倍率の調整、作業性の向上のため、多数個の分割マンドレルを拡開してパイプないしチューブを延伸させる方法が提案されているが、円周方向に分割される構造や途切れてしまう構造だと、分割部分、途切れた部分の端部にフィルムがふれフィルムキズを発生したり、均一にフィルムを固定・延伸することができずフィルム厚みムラ・延伸ムラが発生する確率が高くなる。特に、潤滑剤としてガスを用いる場合などは、分割された隙間からエアーが漏れてしまい、潤滑の効果が無くなる為、ガス流量を多量に流さないとフィルムキズが多発する問題が起きる。ガス流量を増やすと、潤滑の不均一性や温度ムラなど厚みムラや延伸ムラに起因する各種要因が制御しにくくなり、フィルム厚みムラ・延伸ムラが発生する確率が高くなる。
【００１３】
一方、高品質のフィルム製造、その効率向上のため、管への押出しと管が押出し型を出た後にかつ管が挟みローラに達する前に円錐体を超えた管の直径の膨張とによる管状プラスチックフィルム製造方法が提案されている。この方法であると、膨張自在の円錐体が周方向に分割されることなく途切れることなく膨張し、膨張自在の円錐体とフィルムの間の空気クッションが潤滑剤として働くので比較的安定にフィルムを保持、延伸できそうであるが、空気クッションを生成する方法として、円錐体以外の部分から空気を導入していることから管内圧力を上昇させ、フィルムの収縮拡大等を発生させるばかりか、２つの円錐体のバランスが崩れるとフィルムと円錐体間の間隙が変わり、空気の流れがアンバランスになり、フィルムのすれ、引っ掛かり、ふらつきを発生する可能性が高い。さらに、空気クッションを生成させるために空気を多く供給する必要があり、その空気の流れによりフィルムの冷却ムラが発生し、厚みムラや延伸ムラが発生する。
【００１４】
したがって、従来のチューブ押出法やインフレーション押出法、及びその改良法で作製されたフィルムは厚みムラや延伸ムラが大きいため、光学フィルムや位相差フィルム用原反、位相差フィルム等に好適に使用することができなかった。
【００１５】
最近、安定化手段を用いることにより、管状フィルムの厚みムラを大きく減少させ膜厚が小さく且つ均一で平坦な表面を有する樹脂フィルム製品を作製できること、また、多孔質マンドレル等で作製された延伸部、保持部にそのフィルムを通し延伸することにより配向性が付与された高品質で厚みムラ延伸ムラの小さい樹脂フィルム製品を作製できることが提案された。この方法により、厚みムラ、延伸ムラの小さい樹脂フィルムを作製できるようになったが、フィルムが振動することによりフィルムにキズがつく問題や、円錐型延伸マンドレルの径が変更できず、延伸倍率の微調整がしにくい、フィルムを延伸マンドレルに通しにくいなどの問題、また、分割型マンドレルを用いた場合には、延伸倍率の調整が可能であるが、分割部分がフィルムに接しておらず、延伸倍率が均一に制御できなくなる、分割部分の端にフィルムがすれキズがつくなどの問題が発生する場合があった。
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来のチューブ押出法やインフレーション押出法などでは達成し得なかった、膜厚が小さく且つ均一で、平坦な表面を有する樹脂フィルム製品を、熱可塑性樹脂から安定的にキズ無く製造するための製造装置およびその製造方法を提供すること、また、延伸倍率を自由に調整でき、均一にキズ無く延伸することが可能であり、位相差フィルムの製造等に好適に使用することが可能な樹脂フィルムの製造装置およびそ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】
【００１７】
本願の第１の特徴構成は、長尺状の樹脂フィルムを連続して製造する際に、移動する樹脂フィルムの表面に近接あるいは当接して当該樹脂フィルムの走行を案内するマンドレルであって、開口部を有するマンドレル本体と、前記開口部に取り付けられた複数の孔部を有する弾性部材からなり、樹脂フィルムの側に突出・引退可能な案内部とを備え、前記案内部と前記マンドレル本体とで内部空間を形成し、当該内部空間の側から前記孔部を介して流体を滲出するように前記内部空間に流体滲出手段を有する点にある。
【００１８】
本構成によれば、マンドレル本体の開口部に取り付けられた案内部が樹脂フィルムの側に突出・引退可能であるので、案内部の突出・引退を調整して樹脂フィルムとの任意の近接あるいは当接状態を得ることができる。この結果、移動する樹脂フィルムを安定的に案内することができる。
また、本構成によれば、案内部とマンドレル本体との間の内部空間に備えた流体滲出手段が、内部空間の側から案内部の複数の孔部を介して流体を滲出することができるので、案内部が流体を介して樹脂フィルムと近接又は当接することとなる。この結果、案内部と樹脂フィルムとの摩擦を低減し、案内部により樹脂フィルムにキズが生じることを防止することができる。
【００１９】
本発明の第２の特徴構成は、前記案内部を多孔質体で構成することで前記複数の孔部を形成してある点にある。
【００２０】
本構成によれば、案内部を多孔質体で構成することで複数の孔部を形成してあるので、流体は多孔質体の表面に均一に分布する孔部から滲出することとなり、流体の滲出量が局所的にばらつくことを防止することができる。このため、案内部と樹脂フィルムとの摩擦をより低減することができる。この結果、案内部により樹脂フィルムにキズが生じることをより確実に防止することができる。
【００２１】
本発明の第３の特徴構成は、前記内部空間に前記流体滲出手段を構成する流体貯留部を設けてあり、前記案内部の突出・引退変形を、前記流体貯留部に貯留した流体の圧力調節により制御する点にある。
【００２２】
本構成によれば、流体滲出手段を構成する流体貯留部の圧力調整により、案内部の突出・引退変形を制御するので、案内部の突出・引退を制御するための手段を別途設ける必要がない。この結果、装置を簡略化することができるので、低コストで案内部の突出・引退を制御可能なマンドレルを得ることができる。
【００２３】
本発明の第４の特徴構成は、前記流体を前記流体貯留部に供給し、あるいは、前記流体を前記流体貯留部から排出する流体給排部を前記マンドレル本体に備えており、前記流体貯留部を、仕切壁によって、前記流体給排部と連通する第１空間と、前記案内部の孔部に連通する第２空間とに仕切ると共に、当該仕切壁に、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通部を前記仕切壁の延在方向に沿って設けてある点にある。
【００２４】
本構成によれば、第１空間に供給された流体が、仕切壁の延在方向に沿って設けてある連通部を介して第２空間に供給されるので、第２空間に均一に流体を供給することができる。この結果、第２空間における流体の圧力の局所的なばらつきがなくなるので案内部を均一に突出・引退させることができる。
【００２５】
本発明の第５の特徴構成は、前記案内部と前記マンドレル本体との接続部位において、前記マンドレル本体に互いに平行に形成された第１保持部と第２保持部とにより、前記案内部の縁部が狭持されて前記マンドレル本体と前記案内部とが接続されている点にある。
【００２６】
本構成によれば、案内部と前記マンドレル本体との接続部位が、マンドレル本体において、前記マンドレル本体に形成された第１保持部と第２保持部とにより、前記案内部の縁部が狭持されているので、案内部の場所による突出量のバラツキを減少させ、案内部の形状を所期の形状に維持しつつ、突出・引退を行うことができる。また、案内部の縁部が、引退・突出の何れの場合にもマンドレル本体に押し付けられることとなり、密閉性を高めることができるので、マンドレル本体と案内部との接続部位からの流体の漏出を防止することができる。
【００２７】
本発明の第６の特徴構成は、前記マンドレル本体の側と前記案内部とに亘り、前記案内部が所定量を超えて突出変形するのを規制する変形規制部を備えた点にある。
【００２８】
本構成によれば、案内部が所定量以上突出変形することを防止することができるので、例えば案内部が局部的に過度に突出すること等を防止することができる。この結果、案内部の場所による突出量のバラツキを減少させることができるので、突出後の案内部の形状を所期の形状に維持することができる。
【００２９】
本発明の第７の特徴構成は、前記案内部を加熱或いは冷却する温度調節装置を備えた点にある。
【００３０】
本構成によれば、案内部を所期の温度に設定することができるので、樹脂フィルムの温度をその加工に応じて最適に設定することができる。
【００３１】
本発明の第８の特徴構成は、前記案内部が円筒状の外周面あるいは円筒状の内周面を構成するように前記マンドレル本体に取り付けてある点にある。
【００３２】
本構成によれば、案内部が円筒状の外周面あるいは円筒状の内周面を構成するようにマンドレル本体に取り付けてある。このため、円筒状の外周面を管状樹脂フィルムの内周面に近接又は当接させて、あるいは円筒状の内周面を管状樹脂フィルムの外周面に管状樹脂フィルムの外周を近接又は当接させて、管状樹脂フィルムの走行を案内することができる。
【００３３】
本発明の第９の特徴構成は、加熱押出機の口金から管状に押出した熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルムに成形する成形部と、成形された前記管状樹脂フィルムを冷却する冷却部と、冷却された前記管状樹脂フィルムを一定速度で引き取る搬送部と、冷却された前記管状樹脂フィルムの形状を保持する保持部とのうち、少なくとも何れか一つの部位に上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルを用いる点にある。
【００３４】
本構成によれば、管状樹脂フィルムの押出成形装置において、成形部・冷却部・搬送部・保持部のうちの少なくとも何れか一つの部位に上述のマンドレルが用いてあるので、各部位の目的に応じて案内部を突出・引退させて、案内部と管状樹脂フィルムとの所期の近接状態あるいは当接状態を得ることができる。この結果、適切に樹脂フィルムの案内を行うことができるので、樹脂フィルムにキズが生じることを防止することができる。
【００３５】
本発明の第１０の特徴構成は、管状樹脂フィルム搬送する搬送部と、前記管状樹脂フィルムを加熱する加熱部と、加熱された前記管状樹脂フィルムを延伸する延伸部と、延伸された前記管状樹脂フィルムを冷却する冷却部と、延伸された前記管状樹脂フィルムの形状を保持する保持部とのうち少なくとも何れか一つの部位に上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルを用いる点にある。
【００３６】
本構成によれば、管状樹脂フィルムの延伸装置において、搬送部・加熱部・延伸部・冷却部のうちの少なくとも何れか一つの部位に上述のマンドレルが用いてあるので、各部位の目的に応じて案内部を突出・引退させて、案内部と管状樹脂フィルムとの所期の近接状態あるいは当接状態を得ることができる。この結果、適切に樹脂フィルムの案内を行うことができるので、樹脂フィルムにキズが生じることを防止することができる。
【００３７】
本発明の第１１の特徴構成は、成形された管状樹脂フィルムを切断する切断部材と、少なくとも一つの上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルとを備える点にある。
【００３８】
本構成によれば、管状樹脂フィルムの切断装置が上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルを備えるので、当該マンドレルにより保持しつつ、管状樹脂フィルムを切断することができる。この結果、管状樹脂フィルムが例えば切断部材との接触による付勢力等で移動及び振動することを防止することができるので、安定して管状樹脂フィルムの切断を行うことができる。
【００３９】
本発明の第１２の特徴構成は、加熱溶融した熱可塑性樹脂を加熱押出機の口金から管状に押出したのち、前記熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルムに成形する成形工程と、成形された前記管状樹脂フィルムを冷却する冷却工程と、冷却された前記管状樹脂フィルムを一定速度で引き取る搬送工程と、冷却された前記管状樹脂フィルムの形状を保持する保持工程とを有する管状樹脂フィルムの押出成形方法であって、
上記工程のうち少なくとも何れか一つの工程に上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルを用いる点にある。
【００４０】
本構成によれば、成形工程・冷却工程・搬送工程・保持工程のうちの少なくとも何れか一つの工程で上述のマンドレルを用いるので、各工程の目的に応じて案内部を突出・引退させて、案内部と管状樹脂フィルムとの所期の近接状態あるいは当接状態を得ることができる。この結果、上記の工程において適切に樹脂フィルムの案内をすることができるので、樹脂フィルムにキズが生じることを防止することができる。
【００４１】
本発明の第１３の特徴構成は、管状樹脂フィルムを搬送する搬送工程と、管状樹脂フィルムを加熱する加熱工程と、管状樹脂フィルムを延伸する延伸工程と、
延伸後の管状樹脂フィルムを冷却する冷却工程とを有する管状樹脂フィルムの延伸方法であって、上記工程のうち少なくとも何れか一つの工程に上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルを用いる点にある。
【００４２】
本構成によれば、本構成によれば、搬送工程・加熱工程・延伸工程・冷却工程のうちの少なくとも何れか一つの工程で上述のマンドレルを用いるので、各工程の目的に応じて案内部を突出・引退させて、案内部と管状樹脂フィルムとの所期の近接状態あるいは当接状態を得ることができる。この結果、上記の工程において適切に樹脂フィルムを案内したり延伸したりすることができるので、樹脂フィルムにキズが生じることを防止することができる。
【００４３】
本発明の第１４の特徴構成は、成形された管状樹脂フィルムを切断部材により平面状に切り開く切断工程に先立ち、上述の第１〜８特徴構成の何れかの特徴構成を有するマンドレルを、前記成形された管状樹脂フィルムの内側に配置して、その内径以下の径から所定の径に拡張し、前記流体を介して管状樹脂フィルムに近接又は接触させつつ管状樹脂フィルムの形状を保持する保持工程を有する点にある。
【００４４】
本構成によれば、マンドレルにより管状樹脂フィルムを、当該管状樹脂フィルムの内部から保持しつつ、切断部材により切断することとなる。この結果、管状樹脂フィルムが例えば切断手段との接触による付勢力等で移動及び振動することを防止することができるので、安定して管状樹脂フィルムの切断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
［マンドレル］
本発明に係るマンドレルは、例えば長尺状の管状樹脂フィルムや平面状樹脂フィルムを連続して製造する際に、移動する樹脂フィルムの内周面に近接あるいは当接して当該樹脂フィルムの走行を案内するのに用いることができる。このマンドレルは、周方向に分割されることなく径を変更可能である。
【００４６】
図１はマンドレル７を示す断面図である。このマンドレル７は円筒形状であり、円筒の外周の部分に開口部７１ａを有するマンドレル本体７１と、前記開口部７１ａに取り付けられ円筒状の外周面を構成する案内部７２とを備える。
【００４７】
マンドレル本体７１の外周の部分には、案内部７２が取り付けられる開口部７１ａを備えている。また、マンドレル本体７１の外周の付近には、案内部７２を保持する第１保持部７１ｃと第２保持部７１ｂとが設けてある。第１保持部７１ｃはマンドレル本体７１の外周の部分に全周に渡って設けてあり、第２保持部７１ｂは第１保持部７１ｃより内周の側に、第１保持部７１ｃと平行に全周に渡って設けてある。
また、マンドレル本体７１には、流体を前記流体貯留部７４に供給し、あるいは、流体を流体貯留部７４から排出する流体給排部７５が設けてある。流体給排部７５には、流体の供給・排出を行う流体給排手段Ｐが接続してある。
【００４８】
マンドレル本体の開口部７１ａの部分には、樹脂フィルムと近接あるいは当接する案内部７２が設けてある。案内部７２は、第１保持部７１ｃと第２保持部７１ｂとによって案内部７２の縁部７２ａを、当該案内部７２の表面に対する法線方向に沿った両側から狭持して、開口部７１ａに接続してある。この案内部７２は、後述する流体貯留部７４の流体の圧力に応じて、開口部７１ａから樹脂フィルムの側に突出・引退可能である。また、第１保持部７１ｃ・第２保持部７１ｂ及び案内部７２の縁部７２ａは変形規制部Ｌを構成する。案内部７２の両方の縁部７２ａが、全周に亘って第１保持部７１ｃと第２保持部７１ｂとで狭持してあるので、案内部７２の中央部の付近が突出変形しても縁部７２ａは、変形しない。このため、突出後の案内部７２を例えば円筒形等の所期の形状にすることができる。また、変形規制部Ｌは、例えば仕切壁７４ｃの高さ方向における中央部の付近と案内部７２の高さ方向における中央部の付近との間に放射線状に設けた複数の棒状部材・ひも状部材などであってもよい。このような変形規制部Ｌを設けることによって、例えば案内部７２の一部が局部的に過度に突出しようとした場合であっても棒状部材・ひも状部材が、過度の突出を防止することができる。このため、突出後の案内部７２の形状を所期の形状に維持することができる。
【００４９】
マンドレル７の内部には、案内部７２とマンドレル本体７１とで内部空間が形成してある。この内部空間は、案内部７２から滲出させる流体を貯留する流体貯留部７４として機能する。また、流体貯留部７４に貯留した流体の圧力調節により、案内部７２の突出・引退変形を制御可能である。流体貯留部７４には、当該流体貯留部７４を流体給排部７５と連通する第１空間７４ａと、案内部７２の孔部に連通する第２空間７４ｂとに仕切る仕切壁７４ｃが設けてある。この仕切壁７４ｃは、案内部７２に対向して、マンドレル７の周方向に沿って延在している。本実施形態において、流体貯留部７４のうち、マンドレル７の内周の側が第１空間７４ａであり、外周の側が第２空間７４ｂである。仕切壁７４ｃには、第１空間７４ａと第２空間７４ｂとを連通する連通部７４ｄが、仕切壁７４ｃの延在方向（即ち、仕切壁７４ｃの周方向）に沿って設けてある。なお、本実施形態では、仕切壁７４ｃの延在方向に沿って連通部７４ｄが連続して設けてある例を示すが、連通部７４ｄは、例えば仕切壁７４ｃを貫通する孔部を、仕切壁７４ｃの延在方向に沿って断続的に設けるなど上述以外の構成であってもよい。
また、仕切壁７４ｃは、第２空間に均一に流体を供給することができ、第２空間における流体の圧力の局所的なばらつきがなくなる用にその位置及び孔径等を設定してあるものであればよい。
【００５０】
流体給排手段Ｐから、流体給排部７５を介して流体貯留部７４に供給された流体は、案内部７２の孔部から樹脂フィルムの側へ滲出される。ここで、流体給排部７５・流体貯留部７４は、流体滲出手段Ｒを構成する。
【００５１】
マンドレル本体７１は、ステンレス鋼やアルミニウムなどの各種金属製のものが好適に用いられる。マンドレル本体７１と案内部７２との間には、ゴムや接着剤などの密閉のためのシーリング材を使用することができる。マンドレル７が加熱される場合などは、使用するシーリング材は、耐熱性を有するものが好ましい。例えば、フッ素樹脂ゴムやシリコンシーリング材などが好適に用いられる。
【００５２】
案内部７２は、例えば多孔性の弾性部材から構成してある。多孔性の弾性部材としては、弾性変形可能なものであれば特に制限されないが、ウレタン系、シリコン系、架橋ゴム系、フッ素系、汎用樹脂系、エンジニアリングプラスチック系などの各種有機材料を多孔質化したものが挙げられる。耐熱性を考慮すると、シリコンゴムなどのシリコン系、架橋ゴム系、フッ素樹脂などのフッ素系、エンジニアリングプラスチック系の多孔質材が好ましい。伸縮性が小さくてよい場合は、管状樹脂フィルムとのすべり性が良好なフッ素樹脂などのフッ素系多孔質材が好適に用いられる。使用条件により、１５０℃以上の耐熱が必要で且つ大きな伸縮性が必要な場合は、シリコンゴムなどのシリコン系多孔質材や架橋ゴム系多孔質材などが好適に用いられる。
【００５３】
図２に別実施形態に係るマンドレル７の断面図を示す。このマンドレルは、例えば長尺状の管状樹脂フィルムを連続して製造する際に、移動する樹脂フィルムの外周面に近接あるいは当接して当該樹脂フィルムの走行を案内するのに用いることができる。上述の実施例と同様に、円筒形状であり、開口部７１ａを有するマンドレル本体と案内部７２とを有する。本実施例では、マンドレル本体の内周の部分に開口部７１ａが設けられ、案内部７２が円筒形状の内周面を構成する。
【００５４】
上述の実施例と同様に、マンドレルの内部に流体貯留部７４が設けてあり、当該流体貯留部７４を流体給排部７５と連通する第１空間７４ａと、案内部７２の孔部に連通する第２空間７４ｂとに仕切る仕切壁７４ｃが設けてある。本実施形態において、流体貯留部７４のうち、マンドレルの外周の側が第１空間７４ａであり、内周の側が第２空間７４ｂである。
【００５５】
流体貯留部７４に流体給排部７５を介して流体を供給すると、第２空間７４ｂの流体の圧力が外部の圧力よりも高くなり、案内部７２がマンドレル本体７１の内周面から突出する。一方、流体貯留部７４から流体を排出すると、案内部７２はマンドレル本体の内周面の側に引退する。
【００５６】
図３に別実施形態に係るマンドレル７の断面図を示す。このマンドレルは、例えば長尺状の平面状樹脂フィルムを連続して製造する際に、移動する樹脂フィルムの表面に近接あるいは当接して当該樹脂フィルムの走行を案内するのに用いることができる。このマンドレルは、略矩形形状を有し、略矩形形状のマンドレル本体７１の一面に案内部７２を設ける開口部７１ａが設けてある。開口部７１ａの周方向に沿って案内部７２をマンドレル本体に保持する第１保持部７１ｃと第２保持部７１ｂとが略平行に設けてある。
マンドレルの内部には、マンドレル本体と案内部７２とによって内部空間が形成してある。
【００５７】
また、上述の各マンドレル７において、案内部７２は、所定の突出量を得るために、形状や拡張の仕方を調整可能である。例えば、図４（ａ）〜（ｃ）は、マンドレル７の径の拡張の仕方（拡張前と拡張後）を模式的に示したものである。
案内部７２を蛇腹状に形成するなど、突出・引退し易い構造とすることもできる。
【００５８】
［マンドレル動作］
このマンドレル７は、案内部７２が突出・引退して径の変更が可能である。このマンドレルの案内部７２の突出・引退の動作について説明する。図１（ａ）は、流体貯留部７４の流体の圧力と外圧とが略等しい状態であり、マンドレル７は円筒形状である。流体貯留部７４の第１空間７４ａに流体給排部７５を介して流体を供給すると、第１空間７４ａの流体の圧力が高まり、この流体が連通部７４ｄを介して第２空間７４ｂに供給される。このため、図１（ｂ）に示すように、第２空間７４ｂの流体の圧力が外部の圧力よりも高くなり、案内部７２が突出するとともに、案内部７２の孔部から流体を滲出する。
【００５９】
一方、流体貯留部７４の第１空間７４ａに流体給排部７５を介して流体を排出すると、第１空間７４ａの流体の圧力が第２空間７４ｂの流体の圧力よりも低くなり、流体が連通部７４ｄを介して第２空間７４ｂから第１空間７４ａに排出される。このため、第２空間７４ｂと外部との圧力差が小さくなり、案内部７２はマンドレル本体７１の側に引退する。さらに、流体を排出すると、第２空間７４ｂと外部との圧力差が無くなり、マンドレル７は初期の円筒形状になる。さらに、流体を排出すると、第２空間７４ｂの流体の圧力が外部の圧力よりも小さくなり、案内部７２がマンドレル本体７１の内部の側へ引退する。
【００６０】
このように、流体貯留部７４に貯留した流体の圧力調節により、案内部７２の突出・引退変形の制御が可能である。なお、流体の圧力が外部の圧力よりも小さい場合でも流体を滲出可能なように、案内部７２の突出・引退変形の制御を行う部位とは、別途に流体滲出手段Ｒを設けてもよい。
【００６１】
図５（ａ）〜（ｃ）に、マンドレル７の案内部７２から流体を滲出させながら、案内部７２をマンドレルの径方向に突出させ、管状樹脂フィルムを保持する様子を示す。図５（ａ）は、管状樹脂フィルムの内側から、図５（ｂ）は、管状樹脂フィルムの外側から、図５（ｃ）は、内側外側の両方から管状樹脂フィルムを保持する例を示す。保持部７２の表面から流体を滲出させることにより、樹脂フィルムと案内部７２との間の摩擦を低減することができ、フィルムキズの発生や、フィルムの引っ掛りを抑制することができ、安定に外観良好なフィルムを作製することができる。
また、案内部７２を管状樹脂フィルムの径よりやや小さい径に設定しておき、管状樹脂フィルムを通過させた後に、案内部７２を所期の径まで突出させることにより、容易に管状樹脂フィルムを通過させることができる。
【００６２】
流体としては、案内部７２と樹脂フィルムとの間の摩擦を低減する潤滑作用のあるものが好適であり、具体的には、水、低分子量の有機化合物、ガスなどが挙げられる。中でも、最終製品に残りにくく、除去する工程を必要としないガスが好ましい。一般に空気が安価で好ましいが、樹脂フィルムが酸化しやすい場合は窒素などの不活性ガスを用いる等、樹脂フィルム等の条件に応じて適宜決定することができる。以下、このような潤滑作用を有する流体を潤滑剤と称する。
【００６３】
［マンドレルを用いた管状樹脂フィルムの製造装置及び方法］
以下、本発明に係るマンドレルを用いた管状樹脂フィルムの製造装置１００及び製造方法について説明する。
【００６４】
図６は、本発明の管状樹脂フィルム製造装置１００の一例を示す概略図である。
管状樹脂フィルム製造装置１００は、管状樹脂フィルムを押出成形する押出し成形装置５０と、管状樹脂フィルムを延伸する延伸装置６０と、樹脂フィルムを切断する切断装置９０と、樹脂フィルムを巻き取る巻取装置８０とを備えている。
【００６５】
［押出成形装置および押出成形方法］
まず、本発明の押出成形装置および押出成形方法について、図６を参照しながら以下に説明する。
押出し成形装置５０は、溶融した熱可塑性樹脂を管状に押出す加熱押出機１と、管状に押出された前記熱可塑性樹脂の内面に対向して、当該内面に潤滑剤を滲出させながら前記熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルムに成形する芯部材２ａと、成形された管状樹脂フィルムの内面およびまたは外面に潤滑剤を介して近接又は接触し振動を抑制しながら管状樹脂フィルムの形状を保持するマンドレル７ａと、管状樹脂フィルムを一定速度で搬送する搬送部材６ａと、管状に押出した前記熱可塑性樹脂の外面と対向して、管状樹脂フィルムを冷却する外側部材５ａを備えている。なお、本発明のマンドレルを以下の実施形態において可変径マンドレルと称する。
【００６６】
本発明の押出成形装置および押出成形方法において、芯部材２ａが加熱押出機１の口金３から管状に押出された熱可塑性樹脂の内面に対向するように配置され、熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルム２０へと成形する。芯部材２ａは潤滑剤供給源（図示せず）と接続されており、図６の拡大円Ｐ中に示すように、成形の際に熱可塑性樹脂と芯部材２ａとの接触による摩擦を低減させるべく芯部材２ａの表面から熱可塑性樹脂の内面に対して潤滑剤が滲出可能に構成されている。芯部材２ａは、例えば多孔質材料で構成してある。
【００６７】
また、加熱押出機１の口金３と芯部材２ａとの間には、管状に押出された熱可塑性樹脂の形状を安定させるための安定化手段４を設けるのが好ましい。安定化手段４としては、ＷＯ２００４−０６７２６０に述べられる公知の方法を用いることができる。例えば、安定化手段４を加熱押出機１の口金３と芯部材２ａとを離間させて設けた離間部とするもの等が挙げられる。
【００６８】
押出成形装置５０は、加熱押出機１から管状に押出された熱可塑性樹脂の外面と対向して、ガスを滲出させながら管状に押出された熱可塑性樹脂を冷却する外側部材５ａを備えるのが好ましい。外側部材５ａは、管状に押出した前記熱可塑性樹脂の外面と対向して、当該外面にガスを滲出させながら管状樹脂フィルムを冷却するので、外乱因子を多く含む自然冷却よりも均質にかつ効率よく冷却できる。外側部材５ａは、例えば多孔質材料で構成してある。
【００６９】
芯部材２ａにより成形され、冷却された管状樹脂フィルム２０は、搬送部６ａにより下流に搬送される。搬送部６ａとしては、管状樹脂フィルム２０の内面およびまたは外面に周方向に配置された多点式のローラを用いることができる。なお、多点式のローラを用いることなく、後述する巻き取る巻取装置８０で直接フィルムを下流に搬送する構成であってもよい。
【００７０】
例えば、図６及び図８（ａ）に示すように、芯部材２ａと搬送部６ａとの間に可変径マンドレル７ａが配置してある。可変径マンドレル７ａは、成形された管状樹脂フィルム２０の内面に潤滑剤を介して近接又は当接し、振動を抑制しながら管状樹脂フィルムの形状を保持する。押出成形装置において、芯部材２ａ通過後に配置することで、フィルムを保持でき、例えば搬送部材６ａなどの振動が口金３の側に伝わることを防止できる。
また、図８（ｂ）に示すように、管状樹脂フィルム２０の外面に可変径マンドレル７ｄを配置して、可変径マンドレル７ａと可変径マンドレル７ｄとで、管状樹脂フィルム２０を内面及び外面の両面から保持するように構成してもよい。また、管状樹脂フィルム２０の外面に配置した可変径マンドレル７ｄを単独で用いてもよい。
【００７１】
なお、図１５（ａ）及び図１６に示すように、本発明の押出成形装置および押出成形方法において、芯部材２ａを可変径マンドレル７ｇで構成してもよい。
可変径マンドレル７ｇは、加熱押出機１の口金３から管状に押出された熱可塑性樹脂の内面に対向するように配置され、熱可塑性樹脂を管状樹脂フィルム２０へと成形する。可変径マンドレル７ｇは、図１６の拡大円Ｐ２中に示すように、管状樹脂フィルムの成形の際に熱可塑性樹脂と可変径マンドレル７ｇとの接触による摩擦を低減させるべく可変径マンドレル７ｇの表面から熱可塑性樹脂の内面に対して潤滑剤が滲出可能に構成されている。芯部材２ａを可変径マンドレル７ｇで構成することにより、案内部７２を突出・引退させて管状樹脂フィルムの径を微調整することができる。
【００７２】
また、図１５（ｂ）、に示すように管状に押し出された熱可塑性樹脂の外面に、可変径マンドレル７ｇと対向して可変径マンドレル７ｄを設けてもよい。可変径マンドレル７ｄを設けることにより、可変径マンドレル７ｄの下流に設けた延伸装置等の加熱装置から管状樹脂フィルムの外側を伝わって上昇する熱風等の上昇気流を遮断することができ、管状樹脂フィルムに厚みムラ等が生じることを防止できる。
【００７３】
［延伸装置および延伸方法］
次に、管状樹脂フィルムを延伸するための延伸装置および延伸方法を、再度図６を参照しながら以下に説明する。なお、この延伸装置において、本発明の押出成形装置で製造した管状樹脂フィルムを使用することができるが、これとは別に予め製造しておいた管状樹脂フィルム（これは、本発明の押出し成形装置で製造したものに限定されない）を延伸する場合に適用することも可能である。
【００７４】
延伸装置６０は、成形された管状樹脂フィルムの内面およびまたは外面に潤滑剤を介して近接又は接触し振動を抑制しながら管状樹脂フィルムの形状を保持する３つの可変径マンドレルと、前記管状樹脂フィルムを搬送しながらその速度比を変更してフィルムの進行方向に延伸する２つの搬送部材６ａ、６ｂと、延伸中の管状樹脂フィルムの内面に対向して、当該内面に潤滑剤を滲出させながら前記管状樹脂フィルムの径収縮を抑える３つの芯部材２ｂ〜２ｄとを備えている。３つの可変径マンドレルは、３つの芯部材２ｂ〜２ｄを挟む構成で設けられている。また、管状樹脂フィルムを加熱する外側部材５ｂ，５ｃと冷却する外側部材５ｄとを備えている。
【００７５】
芯部材２ｂ〜２ｄは、管状樹脂フィルムの内面に対向するように配置され、管状樹脂フィルムが延伸されるときの管状樹脂フィルム径収縮（ネッキング現象）や、冷却されるときのフィルムの冷却収縮を抑制する。芯部材２ｂ〜２ｄは、芯部材２２ａと同様にその表面から潤滑材を滲出可能に構成してある。潤滑剤は、その温度および滲出量が熱可塑性樹脂の種類に応じて調節されることが可能である。また、芯部材２ｂ〜２ｄは、例えば多孔質材料で構成してある。
【００７６】
芯部材２ｂ〜２ｄは、３つの芯部材で構成されているが、上述の構成に限られること無く、自由に数を調整することができる。
【００７７】
延伸装置６０において、管状樹脂フィルムの外面に対向し、管状樹脂フィルムを加熱する外側部材５ｂ、５ｃおよび冷却する外側部材５ｄを備えるのが好ましい。外側部材５ｂ、５ｃ、５ｄは例えば多孔質材料で構成してある。３つの外側部材で構成されているが、その使用に応じて自由に数を調整することができる。管状樹脂フィルムを加熱する外側部材５ｂ、５ｃとしては、赤外により加熱するものやガスを滲出させながら温風により加熱するものなどが用いられる。
【００７８】
搬送部６ａ，６ｂとしては、管状樹脂フィルム２０の内面およびまたは外面に周方向に配置された多点式のローラを用いることができる。搬送部材６ａと６ｂおよびまたは６ｄの周速を変えることで、管状樹脂フィルムをフィルム進行方向に延伸することができる。例えば、搬送部材６ａより６ｂの周速を大きくすると、フィルム進行方向に管状樹脂フィルムが延伸される。
【００７９】
図６及び図９乃至図１１に示すように、可変径マンドレル７ｂ〜７ｄは、成形された管状樹脂フィルムの内面およびまたは外面に潤滑剤を介して近接又は接触し、振動を抑制しながら管状樹脂フィルムの形状を保持する。可変径マンドレル７ｂ〜７ｄを、芯部材２ｂ〜２ｄの上流及び下流に配置することで、フィルムを内側及びまたは外側から固定でき、芯部材２ｂ〜２ｄ、芯部材２ｂや搬送部材６ａ、６ｂの影響等によるフィルムの振動を抑えることが可能となる。この結果、管状樹脂フィルム２０が、芯部材２ｂや２ｄの端に当接してキズが生じる、加熱ムラにより管状樹脂フィルムに皺・たるみを発生する等の問題を抑制することができる。
【００８０】
また、可変径マンドレル７ｄは、管状樹脂フィルムの外面に潤滑剤を介して近接又は接触し、可変径マンドレル７ｄより下流に配置された加熱装置、例えば、延伸装置として用いられる外側部材５ｂ〜５ｃなどの熱や、外側部材５ｂ〜５ｃなどから滲出される加熱ガスなどが上昇気流となり上流へ流れ込むことを防止する機能を持つ。この結果、例えば口金３と芯部材２ａの間の管状に押出された熱可塑性樹脂に上昇気流が外側から影響し、後に生成する管状樹脂フィルムの厚みムラや位相差ムラの原因となるなどの問題を防止することができる。
【００８１】
なお、図１７に示すように、本発明に係る延伸装置および延伸方法において、芯部材２ｂ，２ｃ，２ｄに替えて、可変径マンドレル７ｈ，７ｉ，７ｊを用いてもよい。
可変径マンドレル７ｈ、７ｉは、元の管状樹脂フィルムとほぼ同径の径をもった例えば円柱形を有し、潤滑剤を滲出させながら管状樹脂フィルムの径方向への収縮を抑制する。
【００８２】
また、延伸後の管状樹脂フィルムの不均一な冷却収縮を抑制するために、外側部材５ｄと対面するように可変径マンドレル７ｊを設けるのが好ましい。
延伸装置及び延伸工程に、芯部材２ｂ，２ｃ，２ｄに替えて、可変径マンドレル７ｈ，７ｉ，７ｊを用いることにより、可変径マンドレル７ｈ，７ｉ，７ｊの管状樹脂フィルムの近接あるいは当接の程度を所期の程度に保つことができるので、管状樹脂フィルムの延伸・収縮防止などを効果的に行うことができる。
【００８３】
可変径マンドレル７ｈ，７ｉ，７ｊの案内部７２を管状樹脂フィルムの径以上に突出させて、管状樹脂フィルムを径方向に延伸するように構成してもよい。このように構成することで、案内部７２を突出・引退することにより所期の延伸状態を得ることができる。
【００８４】
また、図１２に示すように、芯部材２ｂ，２ｃ，２ｄに替えて、芯部材案内部７２を突出させた後の径が異なる可変径マンドレル７ｂ，７ｃを用いて２軸延伸を行ってもよい。
【００８５】
［切断装置および切断方法］
次に、管状樹脂フィルムを切断するための切断装置および切断方法を、図６を参照しながら以下に説明する。なお、このフィルムの切断装置および切断方法において、本発明の押出成形装置およびまたは延伸装置で製造した管状樹脂フィルムのみならず、これとは別に予め製造しておいた管状樹脂フィルム（これは、本発明の押出し成形装置で製造したものに限定されない）を切断する場合に適用することもできる。
【００８６】
切断装置９０は、成形された管状樹脂フィルムの内面およびまたは外面に潤滑剤を介して近接又は接触し振動を抑制しながら管状樹脂フィルムの形状を保持する２つの可変径マンドレル７ｅ、７ｆと、成形された管状樹脂フィルムを平面状に切り開く切断部材と、前記切断部材で切断された前記管状樹脂フィルムを搬送する２つの搬送部材を備えている。
【００８７】
切断部材８は、例えば、その切断部材８が管状樹脂フィルム２０の搬送方向に対向するように配置され、管状樹脂フィルム２０が下方向に搬送されるにともなって、切断部材８が管状樹脂フィルム２０を切り開くことができる。また、切断手段が旋回してスパイラル状に管状樹脂フィルムを切り開くこともできる。
切断部材８としては、例えば、金属刃やセラミック刃等の接触式の切断部材や、レーザーカッター等の非接触式の切断部材などが挙げられる。なお、切断部材８は複数個設けてもよい。
【００８８】
図１３（ｂ）及び図１４に示すように、切断部材８の上流の側に可変径マンドレル７ｅが、切断部材８の下流の側に可変径マンドレル７ｆが夫々配置してある。可変径マンドレル７ｅ，７ｆは、可変径マンドレルから潤滑剤を滲出させながら前記管状樹脂フィルムの内径以下の径から所定の径に拡張し、切断される前の成形された管状樹脂フィルムの内面およびまたは外面に潤滑剤を介して近接又は接触し振動を抑制しながら管状樹脂フィルムの形状を保持する。このような可変径マンドレル７ｅ，７ｆは、管状樹脂フィルム２０の搬送時の挙動を安定させるとともに、切断部材によるフィルム切断時にフィルムが振動することによる切断部材のフィルムへの引っ掛かり等を低減し、より正確かつ安定した管状樹脂フィルム２０の切断が可能となる。
なお、図１３（ａ）に示すように、可変径マンドレル７ｅを単独で配置しても良く、可変径マンドレル７ｆを単独で配置してもよい。
また、可変径マンドレル７は、管状樹脂フィルムの内面にまたは外面に単独で配置してもよく内面及び外面の両方に配置しても良い。
【００８９】
切断装置９０によって切り開かれて生成したシート状フィルムは、最終的に巻取装置８０によって巻き取られる。巻取装置８０は、巻取り時にフィルムが捻れないように、上記切断部材８と連動させることが必要である。すなわち、切断部材８が固定されている場合は巻取装置８０も固定し、切断部材８が旋回運動をしている場合はそれに合わせて巻取装置８０も旋回運動させる必要がある。巻取装置８０と切断装置９０とを一体化して構成すれば、管状樹脂フィルム２０が切断されるとそのまま巻き取りが行われるので、上記のいずれの場合にも対応することができる。巻取装置８０の例としては、細長の紙管などを回転させ巻き取りながら搬送する搬送部材６ｄで構成されるものなどが挙げられる。
【００９０】
なお、管状樹脂フィルムの製造装置１００は、図７に示すように内圧調整手段９を備えたものであってもよい。内圧調整手段９を備えることにより管状樹脂フィルムの内圧を所期の値に調整することができるので、芯部材２、可変径マンドレル７の表面から滲出する潤滑剤が、口金３と芯部材２ａ間の領域（安定化手段４の領域）や芯部材２ｂ〜２ｃの延伸冷却領域等に流入した場合であっても、圧力が上昇することを抑制することができる。
【００９１】
内圧の調整手段としては、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、口金３から加熱押出機１にかけて設けられた通気手段９ａや芯部材２ａに設けられた通気手段９ｂを介して外気と連通状態にすることができる。また、可変径マンドレル７ａ、延伸装置・切断装置を併用する場合は、各装置に用いられている、例えば、芯部材２ｂ〜２ｄ、可変径マンドレル７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆを貫通する通気手段９ｃ〜９ｈを設けて、口金３と芯部材２ａ間の領域（安定化手段４の領域）や芯部材２ｂ〜２ｃの延伸冷却領域等と外気とを連通状態にすることができる。
【００９２】
従来の芯部材を用いて、フィルム形状を保持したり延伸したりするチューブ押出法等では、芯部材前およびまたは後の形状保持を十分考慮されていなかった。このため、特に厚みの薄いフィルムの場合には、フィルムがふらつきキズが生じたり、そのふらつきの影響がフィルムの厚みが大きく変化する不安定な領域に伝わってフィルムの厚みムラや位相差ムラが大きくなるなど、光学フィルムに応用できるレベルのフィルムや厚さ５０μｍ以下の極薄フィルムを安定的に製造することが困難であった。しかし、可変径マンドレル７は、上記問題を完全に解決できる。つまり、必要な部分に必要な量だけ潤滑剤を滲出して管内圧力の上昇を極力抑えながらキズをつけることなくフィルムの形状を保持したり延伸したりすることができる。
【００９３】
以上のようにして作製した本発明の管状樹脂フィルムから得られたシート状フィルムは、優れた配向性を付与することが可能であるので、位相差フィルムとして好適に使用することができる。ここで、位相差フィルムは、ＴＮ、ＶＡ、ＳＴＮ配向を用いる液晶表示素子等において、液晶の複屈折による視野角の低下を改善するために用いられるものである。一般に、位相差フィルムは遅相軸角度のバラツキが±３度を超えると液晶表示装置の色むらの原因となるが、本発明により得られたシート状フィルムは、遅相軸角度のバラツキがフィルム幅方向で±３度以内であり、表示品質が優れている。
【００９４】
また、従来のテンター方式の延伸によって製造された位相差フィルムでは、その端部の遅相軸角度のバラツキが大きいのでフィルム中央部しか利用することができなかったが、本発明では、樹脂フィルムを管状に維持したまま延伸しているのでフィルムの全幅にわたって利用することができ、このため歩留まりが向上し、製造コストを大幅に低減することができる。
【００９５】
本発明で使用可能な熱可塑性樹脂を例示すると、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミド、環状ポリオレフィン、エチレンビニルアルコールコポリマー、ポリエーテルスルホン、等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、または２種類以上を含有するポリマーブレンドや共重合体として用いてもよい。あるいは、これらの樹脂の誘導体または変成物として用いてもよい。
【００９６】
本発明の管状樹脂フィルムから得られる熱可塑性樹脂フィルムを、特に上記のような液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等に供する位相差フィルムとして用いる場合、その樹脂材料として、熱および／または水分の影響を受けずに高い寸法安定性（例えば、厚み均一性）や光学的安定性（例えば、リターデーション均一性）を確保することができる材料、液晶表示装置のバックライトからの熱に耐え得るように高いガラス転移温度（Ｔｇ）（例えば、１２０℃以上）を有する材料、さらに良好な液晶表示が得られるように可視光透過性の優れた材料を選択することが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムは未延伸であってもよいが、一軸または二軸延伸したものでもよい。あるいは、熱可塑性樹脂フィルム上にディスコチック液晶ポリマーやネマチック液晶ポリマーなどをコーティングして配向させたものでもよい。 
【００９７】
また、位相差フィルムにはディスプレイが組み立てられるまでに位相差値が変化しないような機械的安定性が求められるが、そのためにはフィルムの光弾性係数の絶対値が１．０×１０-11Ｐａ-1以下であることが好ましい。このような特性を満たす熱可塑性樹脂として、環状ポリオレフィンであるノルボルネン系ポリマーやオレフィンマレイミド共重合体などを用いることが特に好ましい。ここで、ノルボルネン系ポリマーとは、ノルボルネン系モノマーからなるホモポリマーまたはその水素添加物、ノルボルネン系モノマーとビニル化合物とのコポリマーまたはその水素添加物などがあり、具体的な製品として、「アートン」（ＪＳＲ社製）、「ゼオノア」、「ゼオネックス」（日本ゼオン社製）、「アペル」（三井化学社製）、「Ｔｏｐａｓ」（Ｔｉｃｏｎａ社製）等が挙げられる。またオレフィンマレイミド共重合体としては「ＯＰＮ」、「ＯＰＰ」（東ソー社製）等が挙げられる。
【００９８】
熱可塑性樹脂には、その物性（ガラス転移温度、光透過性など）に影響を与えない範囲で、酸化防止剤、着色剤、染料、顔料、無機フィラー、カップリング剤等の添加物を少量加えてもよい。酸化防止剤の例としては、フェノール系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）等が挙げられる。特に、位相差フィルム用の樹脂には、熱安定性および相溶性を考慮すると、フェノール系酸化防止剤が好適に使用される。フェノール系酸化防止剤の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（例：商品名「イルガノックス１０１０」（チバスペシャルティケミカルズ社製））、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（例：商品名「イルガノックス１０７６」（チバスペシャルティケミカルズ社製））、３，３’，３”，５，５’，５”−ヘキサ−ｔ−ブチル−ａ，ａ’，ａ”−（メシチレン−２，４，６，−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール（例：商品名「イルガノックス１３３０」（チバスペシャルティケミカルズ社製））、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキベンジル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン（例：商品名「イルガノックス３１１４」（チバスペシャルティケミカルズ社製））、３，９−ビス｛２−［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ］−１，１−ジメチルエチル｝−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン（例：商品名「アデカスタブＡＯ−８０」（旭電化工業社製））などが挙げられる。これらのフェノール系酸化防止剤は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００９９】
［実施例］
以下、具体的な実施例を示して本発明を説明する。実施例１〜５および比較例１〜３は、図６に示した管状樹脂フィルム製造装置１００を使用した例である。実施例１〜５および比較例１〜３においては、各実施例に共通して、管状樹脂フィルム製造装置および管状樹脂フィルムの各種特性を以下のようにして測定した。 
【０１００】
（１）管状樹脂フィルム製造装置の温度
安立計器社製のＫ熱電対（ＡＭ−７００２）を使用した。Ｋ熱電対を管状樹脂フィルム製造装置の所定の部位に貼り付けて測定を行った。
（２）ガス滲出量
ＳＴＥＣ  ＩＮＣ製のＦＬＯＬＩＮＥ  ＳＥＦ−５２を使用して測定した。
（３）管状樹脂フィルムの内圧および内圧変動
キーエンス社製の微差圧センサヘッド（ＡＰ−４７）を用い、管状樹脂フィルム内部と外部の圧力差を内圧として測定した。また、経時的に変化する内圧の最大値と最小値の差を内圧変動として求めた。
（４）フィルム厚さ
ティーイーエス社製のフィルムインスペクタ（ＴＳ−０６００ＡＳ２）を使用した。まず、ＴＤ方向において、１ｍｍ間隔でフィルム全幅についてフィルム厚さの測定を行い、次いでこの測定をＭＤ方向に２００回繰り返した。全データから平均を算出し、それに対する全データの最大値と最小値の差の割合を厚みムラとして％で表示した。
（５）フィルムの位相差および遅相軸
王子計測機器社製のＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨを使用した。まず、ＴＤ方向において、２０ｍｍ間隔でフィルム全幅についてフィルムの位相差および遅相軸の測定を行い、次いでこの測定をＭＤ方向に５０回繰り返した。全データから平均を算出し、それに対する全データの最大値と最小値の差の割合を位相差ムラとして％で表示した。遅相軸ムラについては全データばらつきの範囲を求め°（度）で表示した。
（６）フィルムの外観
約１００ｍのフィルムの裏表全面を目視にて観察し、キズ、しわ、波うちの有無を確認した。
【０１０１】
フィルム原料としては、ＡＲＴＯＮ  Ｄ４５３１（Ｔｇ＝１３５℃；ＪＳＲ社製）、Ｔｏｐａｓ６０１３（Ｔｇ＝１４０℃；Ｔｉｃｏｎａ社製）を用いた。    
【０１０２】
実施例１〜５、比較例１〜３では図１６に示した管状樹脂フィルム製造装置１００を使用した。
加熱押出機１は、以下の構成のものを用いた。
バレル径：５０ｍｍ，スクリュー形状：フルフライト単軸タイプ，Ｌ／Ｄ：２５，フィルターメッシュサイズ：５μｍ，方式：スパイラル方式
【０１０３】
口金３は、以下の構成のものを用いた。
ノズル形状：平行ノズル，口径：３５０ｍｍ
【０１０４】
芯部材２ａ、２ｂ、２ｃは、以下の構成のものを用いた。
材質：多孔質粉末焼結金属，外径：３４０ｍｍ，長さ：２００ｍｍ
【０１０５】
芯部材２ｄは、以下の構成のものを用いた。
材質：多孔質粉末焼結金属，外径：３４０ｍｍ，長さ：１００ｍｍ
【０１０６】
外側部材５ａ、５ｂ、５ｃは、以下の構成のものを用いた。
材質：焼結金網，内径：３６０ｍｍ，長さ：２００ｍｍ
【０１０７】
外側部材５ｄは、以下の構成のものを用いた。
材質：焼結金網，内径：３６０ｍｍ，長さ：１００ｍｍ
【０１０８】
可変径マンドレル７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは、以下の構成のものを用いた。
材質：フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）の粉末焼結材，初期外径：３３０ｍｍ，長さ：１００ｍｍ
【０１０９】
搬送部材６ａ、６ｂは、以下の構成のものを用いた。
方式：多点式ローラ
【０１１０】
切断部材８は、以下の構成のものを用いた。
方式：接触式金属刃
【０１１１】
実施例６〜８、比較例４，５では図１６に示した管状樹脂フィルム製造装置１００を使用した。以下に示す条件以外は上述の実施例・比較例と同一の条件である。
加熱押出機１は、以下の構成のものを用いた。
【０１１２】
可変径マンドレル７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは、以下の構成のものを用いた 。
材質：フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）の粉末焼結材，初期外径：３３０ｍｍ，長さ：１００ｍｍ
【０１１３】
実施例９〜１１、比較例６では図１７に示した管状樹脂フィルム製造装置１００を使用した。以下に示す条件以外は上述の条件と同一の条件である。
加熱押出機１は、以下の構成のものを用いた。
【０１１４】
可変径マンドレル７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｈ、７ｉ、７ｊは、以下の構成のものを用いた。
材質：フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）の粉末焼結材，初期外径：３３０ｍｍ，長さ：１００ｍｍ
【０１１５】
実施例で使用した装置構成、製造条件、及び使用樹脂を表１〜表３に示した。比較例で使用した装置構成、製造条件、及び使用樹脂を表４〜表６に示した。実施例及び比較例で作成されたフィルムの特性を表７〜表９に示した。
【０１１６】
【表１】
0003948740.tif 000002
【０１１７】
【表２】
0003948740.tif 000003
【０１１８】
【表３】
0003948740.tif 000004
【０１１９】
【表４】
0003948740.tif 000005
【０１２０】
【表５】
0003948740.tif 000006
【０１２１】
【表６】
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【０１２２】
【表７】
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【０１２３】
【表８】
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【０１２４】
【表９】
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【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明に係るマンドレルを示す断面図
【図２】本発明に係るマンドレルを示す断面図
【図３】本発明に係るマンドレルを示す断面図
【図４】マンドレルの案内部の突出の様子を示した概略図
【図５】マンドレルによる樹脂フィルムの案内の一例を示す図
【図６】本発明の管状樹脂フィルム製造装置の一例を示す概略図
【図７】内圧調整手段を有するフィルム製造装置の一例を示す図
【図８】押出成形工程においてマンドレルを用いる例を示す図
【図９】延伸工程においてマンドレルを用いる例を示す図
【図１０】延伸工程においてマンドレルを用いる例を示す図
【図１１】延伸工程においてマンドレルを用いる例を示す図
【図１２】延伸工程においてマンドレルを用いる例を示す図
【図１３】マンドレルを切断工程の際の樹脂フィルムの保持に用いる例を示す図
【図１４】マンドレルを切断工程の際の樹脂フィルムの保持に用いる例を示す図
【図１５】マンドレルを成形工程に用いる例を示す図
【図１６】本発明の管状樹脂フィルム製造装置の別実施例を示す概略図
【図１７】本発明の管状樹脂フィルム製造装置の別実施例を示す概略図
【符号の説明】
【０１２６】
１      加熱押出機
２      芯部材
３      口金
７      マンドレル
８      切断部材 
７１    マンドレル本体
７１ａ  開口部
７２    案内部
７２ａ  縁部
７４    流体貯留部
７４ａ  第１空間
７４ｂ  第２空間
７５    流体給排部
１００  管状樹脂フィルム製造装置
Ｌ      変形規制部
Ｒ      滲出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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