CN104513400B - 溶液制膜方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种溶液制膜方法及设备,在生产薄膜的情况下,可在不产生厚度不均或起泡的情况下以比较短的时间使流延膜干燥。流延膜(45)的干燥是通过照射红外线来进行的。将此时的流延膜(45)的膜面附近的气体环境的风速抑制在2.0m/s以下。红外线的照射以使流延膜(45)的膜面上的第1位置上的膜面温度(T1)成为第2位置上的支撑体温度(T2)以上的方式进行,所述第2位置位于未形成流延膜(45)的流延带(42)上的较第1位置更靠宽度方向外侧的位置。进行红外线的照射至流延膜(45)中的溶剂的残留量成为100质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种溶液制膜方法及设备。
背景技术
具有透光性的聚合物膜(以下称为膜),作为偏光板的保护膜、相位差膜、防反射膜、透明导电性膜等光学膜而用于多种用途。对膜要求厚度均匀性或光学特性。以往重点使用厚度为80μm以上的厚膜,但近年来,膜的薄膜化的期望变得强烈,要求厚度为40μm以下的薄膜。
作为膜的制造方法而使用溶液制膜方法。溶液制膜方法例如为如下方法,即,通过流延模(die)将在溶剂中溶解聚合物而成的溶液(以下称为浓液(dope))流延至金属制的滚筒(drum)或带等支撑体上而形成流延膜,使该流延膜干燥并加以剥离,由此获得膜。使溶剂从流延膜蒸发而使流延膜干燥至能剥离的级别(level)的膜干燥步骤为在整个溶液制膜方法中花费长时间的步骤,因此期望缩短膜干燥步骤。
为缩短膜干燥步骤,在专利文献1记载的溶液制膜方法中,在浓液从流延模流出后至流延至支撑体上的期间照射红外线,并使100℃左右的热风接触支撑体上所形成的流延膜来对流延膜进行加热及干燥。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2012-066483号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
当使热风接触流延膜时,流延膜的表面产生起伏。在用以获得厚膜的流延膜(以下称为厚流延膜)中,利用形成流延膜的浓液的流动性或表面张力等的作用而将流延膜流平(leveling)。流平是指膜面平坦化而厚度变得均匀。另一方面,在用以获得薄膜的流延膜(以下称为薄流延膜)中未充分流平。因此,薄流延膜在膜面有起伏的状态下干燥,因此在所形成的膜的表面形成有如起伏般的绉状的褶皱,从而产生厚度不均。
此外,就支撑体的供流延流延膜的流延区域而言,即便对流延膜加热,也因来自流延膜的溶剂的蒸发而消耗掉潜热(latent heat),故而该流延区域的温度也不怎么上升。另一方面,支撑体的未流延流延膜的非流延区域的温度上升。而且,通过从非流延区域向流延区域产生热传递,而使流延区域的宽度方向两侧端部的温度上升。由此,位于流延区域的宽度方向两侧端部上的流延膜的温度急剧上升,从而在流延膜的宽度方向两侧端部起泡。热容比较低的薄流延膜与厚流延膜相比更显著地产生该宽度方向两侧端部的起泡,因此尤其在获得薄膜的情况下成为大问题。
另一方面,在不对流延膜加热而等待溶剂蒸发的情况下,虽可获得厚度不均及起泡均无的薄膜,但膜干燥步骤所用的时间延长。因此生产效率差。
由此,本发明的目的在于提供一种溶液制膜方法及设备,在生产薄膜的情况下,可在不产生厚度不均或起泡的情况下以比较短的时间使流延膜干燥。
[解决问题的手段]
本发明的溶液制膜方法包括:流延膜形成步骤,将包含聚合物及溶剂的浓液流延至支撑体的表面而形成流延膜;红外线照射干燥步骤,在风速被抑制在2.0m/s以下的气体环境中,通过对流延膜照射红外线而对流延膜加热,一面将流延膜的膜面上的第1位置上的膜面温度T1保持在第2位置上的支撑体温度T2以上,一面对流延膜干燥而使流延膜中的溶剂的残留量为100质量%以下,所述第2位置位于未形成流延膜的支撑体上的较第1位置更靠宽度方向外侧的位置;剥离步骤,将溶剂的残留量成为100质量%以下的流延膜从支撑体剥离而制成湿润膜;及膜干燥步骤,对剥离的湿润膜干燥而制成膜。
优选为,将对流延膜照射红外线的红外线加热器(heater)的照射宽度设为流延膜的宽度的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内。此外,更优选为在红外线加热器的红外线的射出侧相互分离而设置有一对反射板,这一对反射板覆盖红外线加热器的宽度方向两侧端部而反射红外线,照射宽度通过反射板而加以限制。此外,优选为反射板可在支撑体的宽度方向上移动地设置,通过使反射板在宽度方向移动而调节照射宽度。
红外线加热器的温度优选为100℃以上且500℃以下的范围内。此外,红外线的波长优选为1μm以上且1000μm以下的范围内。
本发明的溶液制膜设备包括:流延模,将包含聚合物及溶剂的浓液流延至支撑体的表面而形成流延膜;红外线照射装置,利用红外线加热器对流延膜照射红外线,由此进行加热来对流延膜干燥;一对反射板,以覆盖红外线加热器的宽度方向两侧端部的方式相互分离而设置在红外线加热器的红外线的射出侧,通过反射红外线而限制红外线加热器的照射宽度;以及剥离辊(roller),将已干燥的流延膜从支撑体剥离而制成湿润膜。
优选为,反射板可在宽度方向上移动地设置,且所述溶液制膜设备具有反射板控制器,该反射板控制器通过使反射板在宽度方向上移动而调节照射宽度。
[发明的效果]
根据本发明,流延膜不产生厚度不均或起泡。此外,与不对流延膜加热而等待溶剂蒸发的情况相比,能以短时间使溶剂从流延膜蒸发。因此,可高效率地生产薄膜。
附图说明
图1是实施本发明的溶液制膜设备的概略图。
图2是第1实施方式的流延室的概略图。
图3是第1实施方式的红外线照射装置的说明图。
图4是溶液制膜方法的概略图。
图5是表示第1实施方式的流延膜及流延带的宽度方向上的温度分布的曲线图。
图6是第2实施方式的红外线照射装置的说明图。
图7是表示第2实施方式的流延膜及流延带的宽度方向上的温度分布的曲线图。
图8是第3实施方式的流延室的概略图。
图9是第3实施方式的红外线照射装置的说明图。
图10是第4实施方式的红外线照射装置的说明图。
图11是第5实施方式的红外线照射装置的说明图。
图12是第6实施方式的红外线照射装置的说明图。
图13是第7实施方式的红外线照射装置的说明图。
图14是第8实施方式的流延室的概略图。
图15是第8实施方式的红外线照射装置的说明图。
图16是绘制实施例的实验1~实验6中的温度测定结果而得的曲线图。
[符号的说明]
10:溶液制膜设备
12、72、102:流延室
13:铗布式拉幅机
15:干燥室
16:冷却室
17:卷取室
18:浓液
19:湿润膜
21:跨接部
21a:送风机
21b:支撑棍
23:膜
25、31:切边装置
27:辊
28:吸附回收装置
29:除电棒
30:滚花赋予辊
34:压辊
35:卷芯
36:卷取机
41、45、82:流延膜
41a:减压腔室
42:流延带
43a、43b:滚筒
44:剥离辊
45a、45b:流延膜面
51、52、67、68、73、74、83、86、111~114:红外线照射装置
51a、52a、67a、68a、73a、74a、83a、86a、111a~114a:红外线加热器
51b、52b、111b~114b:紧急红外线阻断机构
53、85a:温度计
55、85b:风速计
57:调温装置
58:排气装置
59a、59b、59c:迷宫式密封件
61:流延膜形成步骤
62:红外线照射干燥步骤
63:剥离步骤
64:膜干燥步骤
77、78、89、90:照射宽度控制装置
77a、78a、88、89a、90a:反射板
77b、78b、89b、90b:反射板控制器
81:流延片材
82a、82b:流延膜面
a、b:方向
B、E、Ea、G、S、Sa:位置
C:大致中央位置
H1、H2、H3、H4:加热器距离
L:距离
Lm、Lh1、Lh2、Lh3、Lh4:宽度
Lha1、Lhb1、Lha2、Lhb2、Lma、Lmb:长度
Lha3、Lhb3:照射宽度
MD、TD:方向
T1:膜面温度
T2:带温度
T(B)、T(E)、T(S)、T(G)、T(C):温度
Ts(0.9)、Ts(1.0)、Tm(0.9)、Tm(1.0):温度分布曲线
U1、U2:直线
具体实施方式
[第1实施方式]
(溶液制膜设备)
如图1所示般,实施本发明的溶液制膜设备10从制造线的上游侧依序包括流延室12、铗布式拉幅机(clip tenter)13、干燥室15、冷却室16及卷取室17。流延室12中,从包含聚合物与溶剂的浓液18获得湿润膜19。聚合物及溶剂的详细内容以及流延室12的详细内容将于下文叙述。
在流延室12与铗布式拉幅机13之间的跨接部21设置有:送风机21a,使干燥风接触湿润膜19;及多个支撑辊21b,支撑湿润膜19。多个支撑辊21b排列在湿润膜19的搬送方向上。支撑辊21b支撑从流延室12送出的湿润膜19,并将该湿润膜19向铗布式拉幅机13引导。
铗布式拉幅机13一面利用夹具(clip)夹持湿润膜19的宽度方向两侧端部一面搬送湿润膜19。铗布式拉幅机13通过对湿润膜19实施干燥或向宽度方向的延伸等规定的处理而制成膜23。膜23被从铗布式拉幅机13送出至切边装置25。切边装置25切断膜23的两端。膜23被从切边装置25送出至干燥室15。
在干燥室15中设置有多个辊27。干燥室15内的气体环境的温度或湿度等通过未图示的空气调节机来调节。膜23卷绕在多个辊27上而在干燥室15内搬送,在干燥室15内对该膜23实施干燥处理。干燥室15上连接有吸附回收装置28。吸附回收装置28利用吸附剂吸附并回收从膜23蒸发的溶剂即溶剂气体。
冷却室16对膜23进行冷却,直至膜23的温度成为大致室温为止。在冷却室16与卷取室17之间,从上游侧依序设置有除电棒(bar)29、滚花(knurling)赋予辊30及切边装置31。除电棒29对被从冷却室送出来的带电的膜23进行除电。滚花赋予辊30对膜23的宽度方向两侧端部赋予卷取用的滚花。切边装置31以在切断后的膜23的宽度方向两侧端部残留有滚花的方式切断膜23的宽度方向两侧端部。
在卷取室17中设置有卷取机36,该卷取机36具有压辊(press roller)34与卷芯35。送出至卷取室17的膜23一面通过压辊34按压一面被卷取于卷芯35上而成为卷状。
(聚合物)
可用于本发明的聚合物只要为热可塑性树脂,则并无特别限定,列举例如酰化纤维素、含内酯环聚合物、环状烯烃、聚碳酸酯等。其中优选为酰化纤维素、环状烯烃,其中优选为包含醋酸酯基、丙酸酯基的酰化纤维素、及通过加成聚合而得的环状烯烃,进而优选为通过加成聚合而得的环状烯烃。再者,第1实施方式中,聚合物使用作为酰化纤维素的一种的三乙酰纤维素(Triacetylcellulose,TAC)。
(酰化纤维素)
作为酰化纤维素,优选为酰基对纤维素的羟基的取代度满足下述式(I)~式(III)。下述式(I)~式(III)中,A及B表示酰基对纤维素的羟基中的氢原子的取代度,A为乙酰基的取代度,B是碳原子数为3~22的酰基的取代度。优选为酰化纤维素的90质量%以上为0.1mm~4mm的粒子。但是,可用于本发明的聚合物并不限定于酰化纤维素。
(I) 2.0≤A+B≤3.0
(II) 0≤A≤3.0
(III) 0≤B≤2.9
构成纤维素的β-1,4键结的葡萄糖单元在2位、3位及6位具有游离的羟基。酰化纤维素为通过碳数2以上的酰基使该等的羟基的一部分或全部酯化而得的聚合物(polymer)。酰基取代度意味着在2位、3位及6位的各者上纤维素的羟基酯化的比例(将100%酯化的情况设为取代度1)。
总酰基化取代度即DS2+DS3+DS6的值,优选为2.00~3.00,更优选为2.22~2.90,尤其优选为2.40~2.88。又,DS6/(DS2+DS3+DS6)的值优选为0.28,更优选为0.30以上,尤其优选为0.31~0.34。此处,DS2为葡萄糖单元中的2位的羟基的氢被酰基取代的比例(以下设为“2位的酰基取代度”),DS3为葡萄糖单元中的3位的羟基的氢被酰基取代的比例(以下称为“3位的酰基取代度”),DS6为葡萄糖单元中的6位的羟基的氢被酰基取代的比例(以下称为“6位的酰基取代度”)。
可用于本发明的酰化纤维素中使用的酰基也可仅为1种,或者也可使用2种以上的酰基。在使用2种以上的酰基时,优选为其中之一为乙酰基。当将2位、3位及6位的羟基被乙酰基取代的程度的总和设为DSA,且将2位、3位及6位的羟基被乙酰基以外的酰基取代的程度的总和设为DSB时,DSA+DSB的值优选为2.22~2.90,尤其优选为2.40~2.88。
此外,DSB优选为0.30以上,尤其优选为0.7以上。进而,DSB优选为其20%以上为6位的羟基的取代基,更优选为25%以上为6位的羟基的取代基,进而优选为30%以上为6位的羟基的取代基,尤其优选为33%以上为6位的羟基的取代基。进而,酰化纤维素的6位上的DSA+DSB的值为0.75以上,进而优选为0.80以上,尤其为0.85以上的酰化纤维素也优选,通过使用该等酰化纤维素,可制成溶解性更优异的浓夜。尤其,如果使用非氯系有机溶剂,则可制成显示优异的溶解性、低粘度且过滤性优异的浓夜。
酰化纤维素的原料即纤维素也可为从棉绒(linter)、纸浆(pulp)的任一者中获得者。
作为可用于本发明的酰化纤维素的碳数2以上的酰基,既可为脂肪族基亦可为芳基,并无特别限定。列举例如纤维素的烷基羰基酯、烯基羰基酯、芳香族羰基酯、芳香族烷基羰基酯等,也可分别具有进一步被取代的基。作为该等的较佳例,列举丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等。该等中更优选为丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等,尤其优选为丙酰基、丁酰基。
(溶剂)
作为制备浓夜的溶剂,列举芳香族烃(例如苯、甲苯等)、卤化烃(例如二氯甲烷、氯苯等)、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二乙二醇等)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮等)、酯(例如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等)及醚(例如四氢呋喃、甲基溶纤剂等)等。再者,第1实施方式中,溶剂使用在二氯甲烷(dichloromethane)(别名:二氯甲烷(methylenechloride))中混合有少量的甲醇等醇者。
所述卤化烃中,优选为使用碳原子数1~7的卤化烃,最佳为使用二氯甲烷。从酰化纤维素的溶解性、流延膜从支撑体的剥离性、膜的机械强度及光学特性等物性的观点考虑,除二氯甲烷之外,优选为还混合有1种或数种碳原子数1~5的醇。醇的含量优选为相对于溶剂全体而为2质量%~25质量%,更优选为5质量%~20质量%。作为醇,列举甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等,优选为使用甲醇、乙醇、正丁醇、或者该等的混合物。
近来,以将对环境的影响抑制在最小限度为目的,也研究不使用二氯甲烷的溶剂组成。该情况下,优选为碳原子数4~12的醚、碳原子数3~12的酮、碳原子数3~12的酯、及碳原子数1~12的醇,也存在将该等适当混合而使用的情况。列举例如醋酸甲酯、丙酮、乙醇、正丁醇的混合溶剂。该等醚、酮、酯及醇也可为具有环状构造者。又,具有2种以上的醚、酮、酯及醇的官能基(即-O-、-CO-、-COO-及-OH)中的任一者的化合物也可用作溶剂。
(流延室)
如图2所示般,在流延室12中设置有流延模41、流延带42、滚筒43a、滚筒43b及剥离辊44。
流延带42为环状,通过将形成为带状的带体的长边方向的一端与另一端连结而形成,且相当于本发明的支撑体。流延带42优选为使用周长为50m以上且150m以下的范围内者。流延带42优选为使用宽度为1000mm以上且3000mm以下的范围内者。流延带42优选为使用具有充分的耐腐蚀性与强度的不锈钢(stainless)(例如SUS316)制的的带。以轴为中心而旋转自如的滚筒43a、滚筒43b分别以轴方向成为水平的方式,相互大致平行地排列在同一高度上。流延带42卷绕在滚筒43a、滚筒43b。滚筒43a、滚筒43b中的至少一者通过未图示的电动机(motor)的驱动而旋转,由此流延带42向规定方向循环移动。以下将流延带的移动方向称为MD方向。第1实施方式中,在滚筒43a、滚筒43b的上侧,流延带42从滚筒43a向滚筒43b移动,且在接触滚筒43b时,流延带42沿滚筒43b从上侧向下侧移动。此外,在滚筒43a、滚筒43b的下侧,流延带42从滚筒43b向滚筒43a移动,且在接触滚筒43a时,流延带42沿滚筒43a从下侧向上侧移动。
流延模41位于滚筒43a的上方,且与作为支撑体的流延带42接近而配置。流延模41将浓液18连续地流延至循环移动的流延带42上,而形成在MD方向上长长地延伸的带状的流延膜45。流延膜45是宽度为500mm以上且2500mm以下的范围内者,优选形成为宽度较流延带42窄。通过循环移动的流延带42而将流延膜45向MD方向搬送。
在流延模41的MD方向上游侧,接触流延模41而设置有减压腔室(chamber)41a。通过减压腔室41a对从流延模41至流延带42的浓液18、即所谓的流延流道(bead)的上游侧的区域减压。由此,抑制因由流延带42的循环移动而产生的伴随风所引起的流延流道的振动,从而可抑制厚度不均。
在较流延模41更靠MD方向下游侧、且从滚筒43a向滚筒43b的流延带42的上方附近设置有红外线照射装置51。红外线照射装置51具备红外线加热器51a。红外线照射装置51从红外线加热器51a对流延膜45照射红外线。第1实施方式中,红外线加热器51a与流延膜45的距离设为200mm。红外线加热器51a与流延膜45的距离优选为25mm以上且300mm以下的范围内,更优选为50mm以上200mm以下的范围内。另外,红外线照射装置51也可通过将规定尺寸(size)的红外线加热器51a在MD方向上排列多个而形成。也可通过多个红外线加热器51a断断续续地照射红外线。
在红外线加热器51a与流延带42之间设置有紧急红外线阻断机构51b。紧急红外线阻断机构51b为如下机构,其用以通过将来自红外线加热器51a的红外线阻断,而防止利用红外线持续对流延膜45加热。紧急红外线阻断机构51b在因产生设备故障等不良情况而导致流延带42的循环移动停止等紧急情况下动作。紧急红外线阻断机构51b包含例如:阻断板,阻断红外线;及移动机构,使阻断板移动至阻断红外线的位置。阻断板使用例如反射红外线的铝板。
在红外线照射装置51的MD方向下游侧附近配置有温度计53及风速计55。温度计53测定刚通过红外线照射装置51的下方的流延膜45的膜面及流延带42的温度。第1实施方式中,通过测定刚通过红外线照射装置51的流延膜45的膜面及流延带42中的非流延区域的温度,而确认正在通过红外线照射装置51的该等的温度满足本发明的条件。风速计55测定红外线照射装置51的MD方向下游侧附近的风速。红外线照射装置51与流延膜45之间的风速,与红外线照射装置51的MD方向下游侧附近的风速大致相等。因此,第1实施方式中,测定红外线照射装置51的MD方向下游侧附近的风速来作为红外线照射装置51与流延膜45之间的风速。另外,也可在构成红外线照射装置51的多个红外线加热器51a的各者之间适当配置温度计53及风速计55,而增加温度及风速的测定部位。
在较红外线照射装置51更靠MD方向下游侧、且从滚筒43b向滚筒43a的流延带42的下方附近设置有红外线照射装置52。红外线照射装置52采用与红外线照射装置51相同的构成。红外线照射装置52具备红外线加热器52a。红外线照射装置52从红外线加热器52a对流延膜45照射红外线。红外线加热器52a与流延膜45的距离优选为300mm以上且1200mm以下的范围内,更优选为400mm以上且1000mm以下的范围内。另外,红外线照射装置52亦可将规定尺寸的红外线加热器51a在MD方向上排列多个而形成。也可通过多个红外线加热器51a断断续续地照射红外线。
在红外线加热器52a与流延带42之间设置有紧急红外线遮断机构52b。紧急红外线遮断机构52b具有与紧急红外线遮断机构51b相同的构成,具有在紧急时将来自红外线加热器52a的红外线遮断的功能。
与红外线照射装置51相同,在红外线照射装置52的MD方向下游侧附近配置有温度计53及风速计55。另外,也可在构成红外线照射装置52的多个红外线加热器51a的各者之间适当配置温度计53及风速计55,而增加温度及风速的测定部位。
在位于较红外线照射装置52更靠MD方向下游侧、且较流延模41更靠MD方向上游侧的滚筒43a附近设置有剥离辊44。剥离辊44将经红外线照射装置51、红外线照射装置52照射红外线而获得自支撑性的流延膜45从流延带42剥离。已剥离流延膜45的流延带42向流延模41的下方移动,再次供流延浓液18而作为支撑体发挥功能。
在滚筒43a及滚筒43b上连接有调温装置57。调温装置57内置有调节导热介质的温度的温度调节部。调温装置57使被调节为所需温度的导热介质在温度调节部与设置在滚筒43a、滚筒43b内的流路之间循环。通过该导热介质的循环而将流延带42的温度保持在所需的温度。
在流延室12中设置有排气装置58。排气装置58对流延室12的气体环境排气。设置在流延室12外部的未图示的冷凝回收装置,使排出的气体环境中所包含的溶剂气体冷凝并回收冷凝的溶剂气体。冷凝回收装置将流延室12内的环境中所包含的溶剂气体的浓度保持在固定范围。排气装置58通过对气体环境排气而控制流延室12内的气体的流动。
在红外线照射装置52与剥离辊44之间设置有迷宫式密封件(labyrinth seal)59a。此外,在剥离辊44与流延模41之间设置有迷宫式密封件59b,在流延模41与红外线照射装置51之间设置有迷宫式密封件59c。迷宫式密封件59a、迷宫式密封件59b、及迷宫式密封件59c均以从流延室12的内壁面朝向流延带42延伸的方式形成。此外,迷宫式密封件59a、迷宫式密封件59b、及迷宫式密封件59c的前端接近于流延带42。通过迷宫式密封件59a、迷宫式密封件59b、及迷宫式密封件59c而使流延室12内部的气体环境的流动稳定化。
(红外线照射装置)
将流延带42的宽度方向称为TD方向。流延膜45的宽度方向也成为TD方向。如图3所示般,红外线照射装置51以红外线加热器51a的TD方向的中央与流延膜45的TD方向的中央相互对向的方式设置。红外线照射装置51及流延膜45以及流延带42相对于通过该等的大致中央的直线而成为线对称。红外线加热器51a的TD方向的长度为Lh1。Lh1为流延膜45的TD方向的宽度Lm的0.9倍。
第1实施方式中,由于红外线照射装置51与流延膜45的距离小,因此实质上红外线的扩散小。因此,第1实施方式中,来自红外线加热器51a的红外线的射出宽度与对流延膜45照射红外线的照射宽度大致相等。即,红外线照射装置51对流延膜45照射红外线的照射宽度可视为Lh1。另外,图3为从MD方向上游侧向MD方向下游侧观察红外线照射装置51与流延膜45及流延带42的剖面的图,夸大描画流延膜45及流延带42的厚度。此外,图3中省略风速计55及紧急红外线遮断机构51b的图示。
此处,将流延膜45的膜面的TD方向大致中央位置置于位置C。此外,将从红外线加热器51a的TD方向两侧端向流延膜45的膜面的垂线的垂足的位置均设为B。此外,将流延膜45的膜面两侧端的位置均设为E。此时,从E向流延带42的垂线的垂足的位置均成为流延区域与非流延区域的分界位置G。另外,流延区域是指供流延膜流延的流延带42的区域,非流延区域是指流延膜未流延的流延带42的区域。
将从流延区域与非流延区域的两侧的分界位置G分别向非流延区域侧进入距离L的流延带42上的位置均置于S。第1实施方式中,距离L为50mm。另外,在与MD方向垂直的方向切断而得的剖面图即图3中,位置C、位置B、位置E、位置G以点状表示,但该等位置均在MD方向(图3的与纸面垂直的方向)延伸而形成为直线状。红外线照射装置51及流延膜45以及流延带42相对于位置C而成为线对称。
将位置B的2条直线之间的流延膜45的膜面的区域、即与红外线加热器51a对向且位于红外线加热器51a的正下方的流延膜45的膜面的区域置于流延膜面45a。此外,将相对于位置C而位于相同侧的位置B的直线与位置E的直线之间的流延膜45的膜面的区域、即不与红外线加热器51a对向的从红外线加热器51a的正下方朝TD方向两侧端部偏离的流延膜45的膜面的区域置于流延膜面45b。流延膜面45b形成在流延膜面45a的TD方向两侧端部。对流延膜面45a照射红外线,另一方面,不对流延膜面45b及非流延区域照射红外线。
红外线照射装置52也具有与红外线照射装置51相同的构成。即,红外线照射装置52所具备的红外线加热器52a的TD方向的长度为Lh1,且其照射宽度为Lh1。红外线照射装置52也与红外线照射装置51同样地对流延膜45照射红外线。
(溶液制膜方法)
接下来,对溶液制膜方法进行说明。在图1所示的溶液制膜设备10中实施溶液制膜方法。溶液制膜方法如图4所示般,具有流延膜形成步骤61、红外线照射干燥步骤62、剥离步骤63、及膜干燥步骤64。
(流延膜形成步骤)
如图2所示般,流延带42通过滚筒43a及滚筒43b的旋转而向MD方向循环移动。流延带42的移动速度V1例如为10m/分钟以上且150m/分钟以下。移动速度V1优选为40m/分钟以上且120m/分钟以下。当从流延模41将浓液18流延至以移动速度V1移动的流延带42上时,形成在MD方向上长长地延伸的带状的流延膜45。
(红外线照射干燥步骤)
流延膜45通过移动的流延带42而搬送。如图3所示般,红外线照射装置51向搬送而来的流延膜45的膜面照射红外线。通过红外线对流延膜45加热。虽然流延膜45容易吸收红外线,但在流延带42使用不锈钢的情况下,流延带42难以吸收红外线。因此,可在流延带42的温度几乎不上升的情况下对流延膜45加热,从而溶剂从流延膜45蒸发而使流延膜45干燥。
在红外线照射干燥步骤62中,以流延膜45的膜面附近的气体环境的风速成为2.0m/s以下的方式进行控制。此处,流延膜45的膜面附近的气体环境是指,存在于从流延膜45的膜面至某固定距离为止的气体环境,对流延膜45的厚度不均带来影响。流延膜45的膜面附近具体上是指从流延膜45的膜面起50mm以下的范围内的区域。此外,被控制的风速的方向并未特别限定。通过排气装置58而控制该风速。流延膜45的膜面附近的气体环境的风速越小越好,优选为1.0m/s以下,更优选为0.5m/s以下。
薄流延膜如所述般较厚流延膜难以流平。因此,当通过热风对薄流延膜进行干燥时,与热风的方向无关,流延膜45的膜面因热风而起伏,因该起伏而成为在表面产生绉布状的皱褶的存在厚度不均的薄膜。此外,通过热风而对流延带42的非流延区域进行加热,因该加热而使得流延膜45的TD方向两侧端部成为较适当温度区域高的温度,从而在流延膜45的TD方向两侧端部产生起泡。即便欲降低起泡而使接触热风的宽度小于流延膜45的宽度,也无法降低由流延膜45的膜面的起伏引起的厚度不均。
另一方面,第1实施方式中,不使用热风而是通过红外线对流延膜45进行干燥,将流延膜45的膜面附近的气体环境的风速抑制在2.0m/s以下。另外,该风速始终通过风速计55进行测定,确认风速是否被抑制在2.0m/s以下。因此,与使用热风的情况相比,流延膜45的膜面起伏变得极少,厚度不均大幅降低。该风速越小,厚度不均越降低。具体而言,在将该风速抑制在1.0m/s以下的情况下,厚度不均进一步降低,在将该风速抑制在0.5m/s以下的情况下,厚度不均更进一步降低。
此外,第1实施方式中,红外线加热器51a的照射宽度Lh1设为流延膜45的宽度Lm的0.9倍。一面参照图5一面对照射红外线时的流延膜45的膜面及流延带42的表面的TD方向上的各温度进行说明。图5中,以实线表示流延膜45的膜面的温度分布曲线,对其附上符号Tm(0.9),此外,以虚线表示非流延区域的流延带42的表面的温度分布曲线,对其附上符号Ts(0.9)。Ts(0.9)为TD方向两侧端部的温度分布曲线。
红外线是相对于流延膜45的膜面的大致中央位置C而大致左右对称地照射至流延膜面,因此温度分布曲线成为相对于流延膜45的膜面的大致中央位置C而大致左右对称且平滑的曲线。在大致中央位置C取最大值T(C)[单位:℃],随着从大致中央位置C朝向TD方向两侧端部而平缓减少,在位置B取值T(B)[单位:℃]。值随着从位置B进而朝向TD方向两侧端部而平缓减少,在位置E取值T(E)[单位:℃]。如此,流延膜45的膜面的最高温度成为T(C),流延膜45的膜面的最低温度成为T(E)。
对流延膜面45a照射红外线来进行加热,但不对流延膜面45b及流延带42的非流延区域照射红外线而不进行加热。因此,在流延膜面45a与流延膜面45b及非流延区域之间产生温度差。由此,从通过红外线而加热的流延膜面45a向流延膜面45b及流延带42的非流延区域产生热传递。在流延膜面45a中的大致中央位置C附近难以受到该热传递的影响,另一方面,在与流延膜面45b接触的位置B上受该热传递的影响而温度难以上升。因此,在流延膜45的膜面,在大致中央位置C上温度成为最大,整体上呈现如流延膜面温度曲线Tm(0.9)般的温度分布。另一方面,在使热风接触流延区域及非流延区域的现有技术中,非流延区域较流延区域成为高温。即,通过本发明的红外线照射而产生的流延区域及非流延区域的温度分布,与现有的利用热风所形成的温度分布相比成为完全相反的倾向。
位置G的温度T(G)[单位:℃]稍低于位置E的温度T(E)。而且,流延带42表面的非流延区域中的TD方向的温度分布曲线,成为随着从T(G)朝向流延带42的TD方向两侧端部而平缓地减少的温度分布曲线。此外,位置S的温度T(S)[单位:℃]稍低于T(E)。
此处,第1实施方式中,将位置S的温度作为流延带42的非流延区域的温度进行测定。位置S与位置G离开得并不那么远,温度差微小。因此,位置S可视为非流延区域中能测定温度且最高温的位置。第1实施方式中L为50mm,但并不限定于此。L越短越好。
流延膜45的膜面的最低温度即T(E)成为作为流延带42的非流延区域的温度而测定的T(S)以上的温度。因此,在流延膜45及流延带42的任意的与MD方向垂直的剖面中,流延膜45的膜面上的任意位置的膜面温度T1[单位:℃]成为流延带42表面上的非流延区域中的任意位置的带温度T2[单位:℃]以上。
T1及T2的优选范围(以下称为适当温度范围)由用于浓液18的聚合物或溶剂决定。T1及T2只要为聚合物不因热而受到损害的范围内,且为溶剂以充分的速度蒸发的范围内,且不超过溶剂的沸点的范围内即可。根据通常使用的聚合物及溶剂的物性,T2的范围优选为25℃以上且60℃以下的范围内。此外,更优选为以满足以下的式(1)的方式照射红外线(红外线照射干燥工程62)。
T1≥1.05×T2-1.25(25≤T2≤60)…式(1)
红外线照射时的红外线加热器51a、红外线加热器52a的温度与所照射的红外线的波长均以膜面温度T1成为带温度T2以上的方式根据溶剂来决定。红外线加热器51a、红外线加热器52a的温度,优选为100℃以上且500℃以下的范围内,更优选为100℃以上且350℃以下的范围内。红外线的波长优选为1μm以上且1000μm以下的范围内,更优选为2.5μm以上且30μm以下的范围内。另外,膜面温度T1及带温度T2通过温度计53进行测定,从而可确认膜面温度T1是否高于带温度T2。优选为,可确认膜面温度T1及带温度T2是否处于适当温度范围。
第1实施方式中,通过测定刚通过红外线照射装置51之后的流延膜45的膜面及流延带42的温度,而确认正在通过红外线照射装置51的该等的温度满足本发明的条件,其原因在于如下理由。在溶液制膜方法中,流延的浓液18的温度以高于通过流延模41的正下方的流延带42的温度的方式而控制。即,在开始对流延膜45加热之前,膜面温度T1理应成为带温度T2以上。此外,由于通过前一轮的红外线照射而在流延带42存在余热,因此在使流延膜45干燥至所需的残留溶剂量(下述)的情况下,带温度T2理应为25℃以上。在形成流延膜45之后,为使流延膜45干燥而进行加热,由此流延膜45的膜面温度上升,伴随于此,从流延膜45向流延带42传递热,流延带42的表面温度也上升。其原因在于,根据所述情况,在流延膜45与流延带42的加热结束的时间点,如果膜面温度T1为带温度T2以上,则在流延膜45与流延带42的加热中的任意时间点,膜面温度T1均成为带温度T2以上。根据以上所述,第1实施方式中,通过测定刚通过红外线照射装置51之后的流延膜45的膜面及流延带42的温度,而确认正在通过红外线照射装置51的该等的温度满足本发明的条件。另外,此情况也适用于利用红外线照射装置52的红外线照射。
已通过红外线照射装置51照射红外线的流延膜45利用流延带42移动而通过红外线照射装置52的上方。红外线照射装置52与红外线照射装置51同样地,通过对流延膜45加热而使之干燥。
通过红外线照射装置52照射红外线的情况也与通过红外线照射装置51照射红外线的情况相同,照射红外线时的流延膜45的膜面的TD方向的温度分布成为如上述的流延膜面温度曲线Tm(0.9)、带面温度曲线Ts(0.9)般。因此,在红外线照射装置52中,与使用红外线照射装置51时相同,以膜面温度T1成为带温度T2以上的方式,优选为以满足式(1)的方式照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。
如现有般,即便利用红外线照射较薄流延膜的宽度宽的宽度的范围,也有产生问题的情况。如果进行该红外线照射,则流延带42的非流延区域被红外线加热,从非流延区域向流延区域产生热传递,由此流延区域的TD方向两侧端部的温度上升。由此,位于流延区域的TD方向两侧端部上的流延膜45的温度急剧上升,有可能在流延膜45的TD方向两侧端部产生起泡。
另一方面,第1实施方式中,通过具有流延膜45的宽度Lm的0.9倍的宽度的红外线加热器51a、红外线加热器52a对流延膜45的膜面进行红外线照射,因此流延膜45的膜面及其两侧的流延带42的表面的温度分布分别成为上述的Tm(0.9)、Ts(0.9)。即,流延膜45的膜面温度T1高于其TD方向两侧端部的流延带42表面的带温度T2。优选为,以带温度T2成为25℃以上且60℃以下的方式进行控制。更优选为,从一般使用的聚合物及溶剂的物性考虑,以满足上述式(1)的方式控制。
如此,将膜面温度T1控制在溶剂的沸点温度以下,因此在流延膜45产生起泡的概率大幅降低。此外,同时将膜面温度T1控制在溶剂可充分蒸发的温度,因此流延膜45内的溶剂高效地蒸发。因此,与不对流延膜进行加热而等待溶剂蒸发的情况相比,流延膜45的残留溶剂量在短时间成为100质量%以下。另外,残留溶剂量只要为100质量%即足够,但残留溶剂量少则更可获得流延膜45的自支撑性,因此更优选为对流延膜45照射红外线,直至残留溶剂量成为50质量%以下为止。
通过以上所述,第1实施方式中,可在不引起厚度不均或起泡的情况下以比较短的时间从流延膜45蒸发溶剂。
通过利用红外线照射装置51、红外线照射装置52照射红外线,而将流延膜45干燥至残留溶剂量成为100质量%以下为止。另外,本发明中,将以干量基准表示流延膜45或各膜中所残留的溶剂量的值设为残留溶剂量。此外,该残留溶剂量是从对象膜采取样品,且在将该样品的质量设为x,将样品干燥后的质量设为y时,以{(x-y)/y}×100[单位:质量%]算出。
(剥离步骤)
剥离辊44将残留溶剂量成为100质量%以下而获得自支撑性的流延膜45作为湿润膜19而从流延带42剥离,并经由跨接部21而送出至铗布式拉幅机13。
(膜干燥步骤)
铗布式拉幅机13中,一面使湿润膜19沿TD方向延伸,一面使规定的干燥风接触湿润膜19而使溶剂从湿润膜19蒸发。其结果,从湿润膜19获得膜23。
通过切边装置25而对从铗布式拉幅机13送出的膜23实施切边处理。从切边装置25送出的膜23依序通过干燥室15及冷却室16而在各室中实施规定的处理。从冷却室16送出的膜23依序通过除电棒29实施除电处理,通过滚花赋予辊30实施滚花赋予处理,及通过切边装置31实施切边处理后送出至卷取室17。送出至卷取室17的膜23一面通过压辊34按压一面被卷取于卷芯35上而成为卷状。
[第2实施方式]
本发明的第2实施方式的溶液制膜设备为将溶液制膜设备10的红外线照射装置51、红外线照射装置52替换为红外线照射装置67、红外线照射装置68者。如图6所示,红外线照射装置67、红外线照射装置68分别具备红外线加热器67a、红外线加热器68a。此外,在红外线加热器67a、红外线加热器68a与流延带42之间,分别设置具有与紧急红外线阻断机构51b、紧急红外线阻断机构52b相同的功能的紧急红外线阻断机构(省略图示)。红外线加热器67a、红外线加热器68a的TD方向的长度均为Lh2,Lh2为流延膜的宽度Lm的1.0倍。即,红外线加热器67a、红外线加热器68a的TD方向的照射宽度均为Lh2,与流延膜的宽度Lm大致相等。对于与第1实施方式相同的构成附上相同的符号,并省略其详细说明。另外,图6中,与图3同样夸大描画流延膜45及流延带42的厚度。此外,图6中,省略风速计55及紧急红外线阻断机构的图示。
第2实施方式中,红外线照射干燥步骤62使用红外线照射装置67、红外线照射装置68进行。红外线照射装置67从红外线加热器67a向流延膜面45a照射红外线。通过红外线对流延膜45进行加热。溶剂从经加热的流延膜45蒸发,从而流延膜45干燥。第2实施方式中,流延膜45的膜面全体位于红外线加热器67a的正下方,因此对膜面全体照射红外线。另一方面,不对流延膜45未流延的非流延区域照射红外线。即,第2实施方式实质上成为将第1实施方式中的流延膜45的膜面全体设为流延膜面45a,将流延膜面45b的面积设为0,且位置B与位置E一致的形态。红外线照射装置68也采用与红外线照射装置67相同的构成,与红外线照射装置67相同地将红外线照射至流延膜45。
红外线加热器67a的照射宽度Lh2设为流延膜45的宽度Lm的1.0倍。一面参照图7一面对照射红外线时的流延膜45的膜面与流延带42的表面的TD方向上的各温度进行说明。图7中,以实线表示流延膜45的膜面的温度分布曲线,对其附上符号Tm(1.0),此外,以虚线表示非流延区域的流延带42的表面的温度分布曲线,对其附上符号Ts(1.0)。Ts(1.0)为TD方向的两侧端侧的温度分布曲线。
红外线相对于流延膜45的膜面的大致中央位置C而大致左右对称地照射至流延膜面,因此温度分布曲线成为相对于流延膜45的膜面的大致中央位置C而大致左右对称且平滑的曲线。在大致中央位置C上取最大值T(C),随着从大致中央位置C向TD方向两侧端部侧而平缓地减少,在位置E上取值T(E)。如此,流延膜45的膜面的最高温度成为T(C),流延膜45的膜面的最低温度成为T(E)。成为该温度分布的理由与第1实施方式相同。第2实施方式的红外线照射时的温度分布为与第1实施方式大致相同的倾向。
流延带42表面的非流延区域中的TD方向的温度分布曲线与第1实施方式相同,成为随着从T(E)向流延带42的TD方向两侧端部而平缓减少的温度分布曲线。与第1实施方式相同,位置S上的温度T(S)稍低于位置E的T(E)。
由此,与第1实施方式相同,流延膜45的膜面上的最低温度T(E)成为T(S)以上的温度。因此,在流延膜45及流延带42的任意的与MD方向垂直的剖面中,流延膜45的膜面上的任意位置的膜面温度T1[单位:℃],成为流延带42的表面上的非流延区域中的任意位置的带温度T2[单位:℃]以上。
T1及T2的优选范围(适当温度范围)与第1实施方式相同。根据通常使用的聚合物及溶剂的物性,T2的范围优选为设为25℃以上且60℃以下的范围内。此外,优选为以满足所述的式(1)的方式照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。
通过红外线照射装置68照射红外线的情况,也与通过红外线照射装置67照射红外线的情况相同,照射红外线时的流延膜45的膜面上的TD方向的温度分布成为上述的Tm(1.0)、Ts(1.0)。因此,红外线照射装置68中,与使用红外线照射装置67时相同,以膜面温度T1成为带温度T2以上的方式,优选为以满足式(1)的方式照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。另外,与第1实施方式相同,通过温度计53连续地且始终通过温度计53测定温度,而确认膜面温度T1是否高于带温度T2。优选为,确认膜面温度T1及带温度T2是否处于适当温度范围。
由于将膜面温度T1控制在上述范围,因此与第1实施方式相同,在流延膜45产生起泡的概率大幅降低,且流延膜45内的溶剂高效地蒸发,流延膜45的残留溶剂量可在短时间成为100质量%以下。此外,与第1实施方式相同,残留溶剂量如果成为100质量%则足够,但更优选为照射红外线至残留溶剂量成为50质量%以下为止。
第2实施方式的照射红外线时的红外线加热器67a、红外线加热器68a的温度、及所照射的红外线的波长均与第1实施方式相同地决定。红外线加热器67a、红外线加热器68a的温度的优选范围及红外线的波长的优选范围均与第1实施方式相同。
此外,第2实施方式中,与第1实施方式相同,不使用热风而是通过红外线对流延膜45进行干燥,将流延膜45的膜面附近的气体环境的风速抑制在2.0m/s以下。因此,与第1实施方式相同,厚度不均大幅降低。与第1实施方式相同,该风速越小,厚度不均越降低。另外,该风速始终通过风速计55进行测定,而确认风速是否被抑制在2.0m/s以下。
根据以上所述,第2实施方式也与第1实施方式相同,可在不产生厚度不均或起泡的情况下以比较短的时间从流延膜45蒸发溶剂。
第1实施方式中,将红外线加热器51a、红外线加热器52a的TD方向的长度Lh1设为流延膜45的宽度Lm的0.9倍,第2实施方式中,将红外线加热器67a、红外线加热器68a的TD方向的长度Lh2设为流延膜45的宽度Lm的1.0倍,但并不限定于此,红外线加热器的TD方向的长度Lh只要为流延膜45的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内即可,优选如果为流延膜45的宽度Lm的0.9倍以上且1.0倍以下的范围内,则可降低厚度不均或起泡,并且可使流延膜在比较短的时间干燥。
在红外线加热器的TD方向的长度Lh处于Lm的0.8倍以上且小于0.9倍的范围内的情况下,与第1实施方式相比位置B更接近于位置C,因此虽然流延膜45的膜面及流延带42的表面的温度分布的倾向相同,但梯度的斜率增大,而成为T(C)与T(S)的温度差增大的温度分布。另一方面,在红外线加热器的TD方向的长度Lh处于Lm的0.9倍以上且1.0倍以下的范围内的情况下,流延膜45的膜面及流延带42的表面的温度分布,采用第1实施方式与第2实施方式的温度分布的中间的状态。
第1实施方式及第2实施方式中,使2个红外线加热器的TD方向的长度Lh相同,但并不限定于此,在流延膜45的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为在0.9倍以上且1.0倍以下的范围内,也可组合使用TD方向的长度Lh各不相同的2个红外线加热器。
[第3实施方式]
本发明的第3实施方式的溶液制膜设备10为将溶液制膜设备10的流延室12替换为流延室72者。流延室72如图8所示般,分别具备红外线照射装置73、红外线照射装置74来代替流延室12的红外线照射装置51、红外线照射装置52。红外线照射装置73、红外线照射装置74分别具备红外线加热器73a、红外线加热器74a。此外,在红外线加热器73a、红外线加热器74a与流延带42之间,分别设置有具有与紧急红外线阻断机构51b、紧急红外线阻断机构52b相同的功能的紧急红外线阻断机构(省略图示)。红外线加热器73a、红外线加热器74a的TD方向的长度均宽于流延膜的宽度Lm。对与第1实施方式相同的构成,附上相同符号并省略其详细说明。另外,图8中省略紧急红外线阻断机构。此外,图9中,与图3及图6同样地夸大描画流延膜45及流延带42的厚度,且省略风速计55及紧急红外线阻断机构的图示。图9也进而省略温度计53的图示。
此外,在红外线照射装置73与流延带42之间设置有一对反射板77a。此外,在红外线照射装置74与流延带42之间设置有一对反射板78a。另外,反射板77a、反射板78a的位置与紧急红外线阻断机构中所使用的阻断板的移动路径,也可均以接近于红外线照射装置73、红外线照射装置74的方式设计。两对反射板77a、反射板78a均由反射红外线的材料制作成,例如使用经研磨的铝。如图9所示般,一对反射板77a以分别覆盖红外线加热器73a的TD方向两侧端部的方式,相互隔开分离宽度Lh3的间隔而设置在红外线加热器73a的红外线照射侧。分离宽度Lh3为流延膜45的宽度Lm的0.9倍。由此,红外线加热器73a的照射宽度被限制为Lh3。此外,红外线加热器74a与反射板78a的位置关系和上述的红外线加热器73a与反射板77a的位置关系相同,由此红外线加热器74a的照射宽度也通过反射板78a被限制为Lh3。
第3实施方式中,使用红外线照射装置73、红外线照射装置74照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。红外线加热器73a向流延膜45的膜面照射红外线。从红外线加热器73a向位于红外线加热器73a的照射宽度的区域的正下方的流延膜面45a射出的红外线照射至流延膜面45a。另一方面,从红外线加热器73a向自红外线加热器73a的照射宽度的区域朝TD方向两侧端部偏离的流延膜面45b射出的红外线被反射板77a阻断而反射。向非流延区域出射的红外线也同样地被反射板77a阻断而反射。因此,对流延膜面45a照射红外线,但不对流延膜面45b及非流延区域照射红外线。
其结果,对流延膜45及流延带42照射红外线的形态与第1实施方式大致相同。因此,第3实施方式中发挥与第1实施方式相同的效果,因此省略详细的说明。
另外,第3实施方式中,通过将反射板77a、反射板78a的分离宽度设为Lh3,而使红外线加热器中的未被反射板77a、反射板78a遮蔽的部分的TD方向的长度、即红外线加热器的TD方向的照射宽度Lh3为流延膜45的宽度Lm的0.9倍,但并不限定于此,也可将Lh3设为流延膜45的宽度Lm的1.0倍。在将Lh3设为流延膜45的宽度Lm的1.0倍的情况下,对流延膜45的膜面全体照射红外线,但不对非流延区域照射红外线。因此,红外线照射的形态与第2实施方式大致相同,从而发挥与第2实施方式相同的效果。
第3实施方式中,Lh3只要为流延膜45的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内即可,优选为流延膜45的宽度Lm的0.9倍以上且1.0倍以下的范围内即可。在Lh3处于该范围内的情况下,与在第1实施方式及第2实施方式中所记载者同样地得到本发明的效果。此外,第3实施方式中,使红外线加热器73a、红外线加热器74a的Lh3相同,但并不限定于此,在流延膜45的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为在0.9倍以上且1.0倍以下的范围内也可组合使用不同者。
[第4实施方式]
本发明的第4实施方式的溶液制膜设备10如图10所示般,在第3实施方式的溶液制膜设备10的两对反射板77a、反射板78a上分别连接有反射板控制器77b、反射板控制器78b。对于与第3实施方式相同的构成附上相同的符号,并省略其详细说明。另外,图10中,与图3、图6及图9同样地夸大描画流延膜45及流延带42的厚度。此外,图10中,与图9相同省略温度计53、风速计55及紧急红外线阻断机构的图示。
第4实施方式中,使用红外线照射装置73、红外线照射装置74照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。如图10所示般,反射板控制器77b、反射板控制器78b为使反射板77a、反射板78a分别沿TD方向移动而变更两对反射板77a、反射板78a各自的TD方向的分离宽度Lh4的机构。这些反射板的分离宽度Lh4分别与红外线加热器73a、红外线加热器74a的照射宽度相等。因此,反射板控制器77b、反射板控制器78b通过控制两对反射板77a、反射板78a的TD方向的分离宽度Lh4,而可控制红外线加热器73a、红外线加热器74a的照射宽度。另外,将反射板77a、反射板78a与反射板控制器77b、反射板控制器78b合在一起而分别称为照射宽度控制装置77、照射宽度控制装置78。通过照射宽度控制装置77、照射宽度控制装置78将照射宽度Lh4控制在流延膜45的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内而照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。
第4实施方式通过照射宽度控制装置77、照射宽度控制装置78将照射宽度Lh4控制在相同的范围内,而代替第3实施方式中将照射宽度Lh3设定为流延膜45的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内。因此,第4实施方式形成与第3实施方式相同的红外线照射状态,因此当然发挥与第3实施方式相同的效果。因此,省略其详细的说明。另外,在第4实施方式的情况下,与第3实施方式不同,可随时变更照射宽度Lh4,因此操作性较第3实施方式更佳。
[第5实施方式]
本发明的第5实施方式与第1实施方式~第4实施方式不同,在本发明的红外线照射干燥步骤62中使用所谓的批次(batch)式红外线照射装置。如图11所示般,在充分大的流延片材81上,流延在a方向为长度Lma、在b方向为长度Lmb的长方形状的流延膜82。另外,流延片材81上的流延膜82也可与第1实施方式~第4实施方式相同地使用流延模进行流延,也可通过涂布进行流延(流延膜形成步骤61)。此外,使用例如刮板等从流延片材81剥离流延膜82(剥离步骤63)。此外,例如以夹具夹持剥离而得的不为带状的湿润膜的a方向或b方向的两侧端部,并使干燥风接触该湿润膜而对湿润膜进行干燥(膜干燥步骤64)。此外,与第1实施方式~第4实施方式相同,也可设置紧急红外线阻断机构。
在流延膜82的上方设置红外线照射装置83。红外线照射装置83具备红外线加热器83a,且以红外线加热器83a的中心与流延膜82的中心对向的方式配置。红外线加热器83a与流延膜82的距离优选为25mm以上且300mm以下的范围内,更优选为50mm以上且200mm以下的范围内。红外线加热器83a为薄的长方体状,a方向的长度为Lha1,b方向的长度为Lhb1。Lha1为Lma的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内。此外,Lhb1为Lmb的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内。
此外,测定流延片材81的表面及流延膜82的膜面的温度的温度计85a,与测定流延片材与流延膜82之间的气体环境的风速的风速计85b设置在流延膜82的上方附近。通过温度计85a连续测定流延片材81的表面及流延膜82的膜面的温度,而确认满足与第1实施方式~第4实施方式相同的温度条件。此外,通过风速计85b而连续地测定该风速,而确认满足与第1实施方式~第4实施方式相同的风速条件。
由此,对流延膜82的膜面中位于红外线加热器83a的正下方的流延膜面82a照射红外线。另一方面,几乎不对从红外线加热器83a的正下方朝a方向或b方向的两侧端部偏离的流延膜面82b或流延膜82未流延的非流延区域照射红外线。
因此,流延膜82的膜面及流延片材81的非流延区域在a方向与b方向上,分别形成与第1实施方式~第4实施方式的流延膜45的膜面及流延带42的非流延区域中的温度分布大致相同的温度分布。例如,在通过流延膜82的中心位置C且与b方向垂直的剖面上,流延膜82的膜面中a方向两侧端部的位置Ea为成为最低温的位置,从位置Ea向a方向两侧端部朝非流延区域仅进入L的位置Sa的温度成为较位置Ea的温度更低的温度。此处,位置Sa的温度是作为非流延区域的温度来测定。由此,得知在a方向上,形成与第1实施方式~第4实施方式的流延膜45的膜面及流延带42的非流延区域的温度分布大致相同的温度分布。在a方向上的其他剖面上、及在b方向上也相同。此外,流延膜45的膜面附近的气体环境的风速也被抑制在与第1实施方式~第4实施方式相同的范围内。因此,第5实施方式也与第1实施方式~第4实施方式同样地得到本发明的效果,因此省略其详细的说明。
[第6实施方式]
本发明的第6实施方式如图12所示般将第5实施方式的红外线照射装置83替换为红外线照射装置86、且为在流延膜82与红外线照射装置86之间具备新的长方形状的反射板88者。红外线照射装置86具备红外线加热器86a。红外线加热器86a的a方向、b方向的长度均宽于流延膜的宽度Lm。对于与第5实施方式相同的构成附上相同符号,并省略其详细说明。
在反射板88的中央部设置有长方形状的孔。该孔的a方向的长度为Lha2,b方向的长度为Lhb2。此处,Lha2、Lhb2分别为Lma、Lmb的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内。反射板88以覆盖红外线加热器86a的a方向或b方向的两侧端部的方式配置。反射板88由反射红外线的材料制作成,例如使用经研磨的铝。
第6实施方式中,使用红外线照射装置86照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。红外线加热器86a向流延膜82的膜面照射红外线。通过反射板88而分别限制红外线加热器86a的a方向、b方向的照射宽度。即,从红外线加热器86a向流延膜82中位于红外线加热器86a的照射宽度内的区域的正下方的流延膜面82a照射的红外线照射至流延膜面82a。另一方面,从红外线加热器86a向流延膜82中自红外线加热器86a的照射宽度内的区域朝两端偏离的流延膜面82b射出的红外线被反射板88阻断而反射。向非流延区域射出的红外线也相同地被反射板88阻断而反射。
因此,不对流延膜面82b及非流延区域照射红外线。红外线加热器86a的照射区域与反射板88的设置有长方形状的孔的区域大致相等,红外线加热器86a的照射宽度在a方向为Lha2,且在b方向为Lhb2。
其结果,对流延膜82及流延片材81照射红外线的形态与第5实施方式相同。因此,第6实施方式中发挥与第5实施方式相同的效果,因此省略详细的说明。
[第7实施方式]
本发明的第7实施方式如图13所示般,将第6实施方式的反射板88替换为2对反射板89a、反射板90a,且在2对反射板89a、反射板90a上分别连接有反射板控制器89b、反射板控制器90b。对于与第6实施方式相同的构成附上相同的符号,并省略其详细说明。另外,图13中简化描画温度计85a及风速计85b的图示。
第7实施方式中,使用红外线照射装置86照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。一对反射板89a分别以覆盖红外线加热器86a的a方向两侧端部的方式,相互分离而设置在红外线照射装置86的红外线照射侧。此外,一对反射板90a分别以覆盖红外线加热器86a的b方向两侧端部的方式,相互分离而设置在红外线照射装置86的红外线照射侧。
反射板控制器89b、反射板控制器90b为如下机构,即,使反射板89a、反射板90a分别向a方向、b方向移动,而变更一对反射板89a、反射板90a各自的a方向、b方向的分离宽度Lha3、分离宽度Lhb3。这些反射板的分离宽度Lha3、分离宽度Lhb3分别与红外线加热器86的a方向、b方向的照射宽度相等。因此,反射板控制器89b、反射板控制器90b通过分别控制一对反射板89a、反射板90a的a方向、b方向的分离宽度Lha3、分离宽度Lhb3,而可分别控制红外线加热器86的a方向、b方向的照射宽度。另外,将反射板89a、反射板90a与反射板控制器89b、反射板控制器90b合在一起而分别称为照射宽度控制装置89、照射宽度控制装置90。通过照射宽度控制装置89、照射宽度控制装置90,而分别将照射宽度Lha3、照射宽度Lhb3控制在流延膜82的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内、优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内而照射红外线(红外线照射干燥步骤62)。
第7实施方式通过照射宽度控制装置89、照射宽度控制装置90而将a方向、b方向的照射宽度Lha3、照射宽度Lhb3控制在相同的范围内,来代替第6实施方式中将a方向、b方向的照射宽度Lha2照射宽度Lhb2设定为流延膜82的宽度Lm的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内,优选为0.9倍以上且1.0倍以下的范围内。因此,第7实施方式形成与第6实施方式相同的红外线照射状态,因此当然发挥与第6实施方式相同的效果。因此,省略其详细的说明。另外,在第7实施方式的情况下,与第6实施方式不同,可随时变更照射宽度Lha3、照射宽度Lhb3,因此操作性较第6实施方式更佳。
[第8实施方式]
本发明的第8实施方式的溶液制膜设备10将第1实施方式的溶液制膜设备10的流延室12替换为流延室102。流延室102如图14所示分别具备红外线照射装置111及红外线照射装置112、红外线照射装置113及红外线照射装置114来代替流延室12的红外线照射装置51、红外线照射装置52。对与第1实施方式相同的构成,附上相同符号并省略其详细说明。另外,图15中,与图3、图6、图9、图10相同,夸大描画流延膜45及流延带42的厚度。此外,图15中,与图9、图10相同,省略温度计53、风速计55及紧急红外线阻断机构的图示。
如图14所示,在红外线照射装置111、红外线照射装置112、红外线照射装置113、红外线照射装置114分别具备红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a。此外,在红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a与流延带42之间,分别设置有具有与紧急红外线阻断机构51b、紧急红外线阻断机构52b相同的功能的紧急红外线阻断机构111b、紧急红外线阻断机构112b、紧急红外线阻断机构113b、紧急红外线阻断机构114b。红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的TD方向的长度均为Lh1。红外线照射装置111、红外线照射装置112、红外线照射装置113、红外线照射装置114均在MD方向下游侧附近配置有温度计53及风速计55。
第8实施方式中,红外线照射装置111、红外线照射装置112、红外线照射装置113、红外线照射装置114,从流延带42分别隔开加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4而配置。加热器距离按照H1、H2、H3、H4的顺序变大。此处,加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4分别是指流延膜面45a与对向于流延膜面45a的各红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的面之间的距离。
随着加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4变大,流延膜45所接收的红外线的能量变小,因此难以将流延膜45加热,流延膜45中的溶剂难以蒸发。但是,根据流延膜45的TD方向上的位置的不同,所接收的红外线的能量如以下所说明般不同,随着从红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a射出的红外线的能量变大,照射至TD方向的中央的例如位置C与两侧端的位置B的红外线的能量差变大。具体而言为以下所述。
红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a分别由射出红外线的多个射出部(未图示)形成。第8实施方式的红外线加热器111a是将多个射出部沿流延带42的表面排列为面状而形成,从各个射出部射出的红外线照射至流延膜45。另外,对于红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a也相同,因此参照图15的以下说明是以红外线加热器111a的照射为例来进行说明,省略对红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的红外线照射的说明。
从射出部射出的红外线均匀地向周围扩散,表示能量大小相等的位置的等能量线成为球面状。图15中,以圆弧状的二点链线表示该等能量线。因此,在TD方向上,对位置C除照射从正上方的射出部射出的红外线以外,还照射从其两侧附近的射出部射出的红外线,对位置B除照射从正上方的射出部射出的红外线,还照射仅从其单侧附近的射出部射出的红外线。从位置B的正上方的射出部射出的红外线的一部分向TD方向侧端部射出。因此,红外线加热器111a的加热器距离H1越大,从TD方向侧端部的射出部射出的更多的红外线越向TD方向侧端部射出,因此照射至位置C与位置B的红外线的能量差变大。关于红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的红外线的照射也相同。
在照射至上述位置C与位置B的红外线的能量差越大的情况下,流延膜45的位置C与位置B上的残留溶剂量的差变得越大。该情况下,将流延膜45从流延带42剥离而得的湿润膜19的TD方向中央部与TD方向两侧端部上的残留溶剂量的差变大。当利用铗布式拉幅机13将在该TD方向中央部与TD方向两侧端部上残留溶剂量的差大的湿润膜19沿TD方向延伸时,TD方向上的延伸不均显著。
越向流延带42的MD方向上游,流延膜45的残留溶剂量越多,因此越向上游,越易于在TD方向上产生该流延膜45的残留溶剂量的差,从而因将剥离后的湿润膜19沿TD方向延伸而易于产生延伸不均。由此,优选越向流延膜45的残留溶剂量多的上游,越减小加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4,即便在本实施方式中也如此。即,按照加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4的顺序增大地设定加热器距离。由此,越向流延膜45的残留溶剂量多的上游,将照射至位置C与位置B的红外线的能量的差抑制得越小。
此外,红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的加热器温度越高,照射至流延膜45的红外线的能量在TD方向上的差越大。由此,优选越向流延膜45的残留溶剂量少的下游,使红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的加热器温度越低,即便在本实施方式中也如此。即,按照红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的顺序降低地设定加热器温度。由此,越向流延膜45的残留溶剂量少的下游,将照射至流延膜45的红外线的能量在TD方向上的差抑制得越小。
第8实施方式中,在与第1实施方式相同使用三乙酰纤维素作为聚合物,且使用在二氯甲烷(dichloromethane)(别名:二氯甲烷(methylene chloride))中混合有少量的甲醇等醇者作为溶剂的情况下,优选为例如将红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的加热器温度分别设定为350℃左右、300℃左右、250℃左右、200℃左右。此外,优选为例如将加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4分别设定为约50mm、约200mm、约400mm、约1000mm。
在如此般设定红外线加热器111a、红外线加热器112a、红外线加热器113a、红外线加热器114a的加热器温度及加热器距离H1、加热器距离H2、加热器距离H3、加热器距离H4的情况下,通过350℃左右的红外线加热器111a对流延膜45进行加热,直至浓液18的残留溶剂量为较400质量%多的量,且流延的流延膜45的残留溶剂量成为300质量%左右为止,通过300℃左右的红外线加热器112a对流延膜45进行加热,直至流延膜45的残留溶剂量成为200质量%左右为止,通过250℃左右的红外线加热器113a对流延膜45进行加热,直至流延膜45的残留溶剂量成为100质量%左右为止,在流延膜45的残留溶剂量低于100质量%时,通过200℃左右的红外线加热器114a对流延膜45进行加热。如此,在流延膜45中,在残留溶剂量多的区域上加热器距离短,通过温度高的红外线加热器将流延膜45的温度保持得高,因此流延膜45的溶剂快速蒸发。此外,在即将剥离前(剥离辊44的MD方向上游侧)加热器距离比较长,利用温度比较低的红外线加热器114a进行加热,因此照射至流延膜45的红外线的能量在TD方向上的差被抑制得小。由此,可抑制在利用铗布式拉幅机13将从流延带42剥离流延膜45而得的湿润膜19沿TD方向延伸时产生延伸不均。进而,通过剥离辊44时的流延带42的温度被抑制得比较低。因此,在再次到达流延模41下方之前,流延带42确实地降温。
本发明并不限定于第1实施方式~第8实施方式。除互不相容的要素的组合以外,也可适当地组合第1实施方式~第8实施方式的要素。只要将流延膜的膜面附近的气体环境的风速抑制在规定的值以下,且对流延膜45照射红外线,在流延膜45及流延带42的任意的与MD方向垂直的剖面中,以流延膜45的膜面上的任意位置的膜面温度T1[单位:℃]成为流延带42的表面上的非流延区域中的任意位置的带温度T2[单位:℃]以上的方式,优选为以满足上述的式(1)的方式保持温度来对流延膜45干燥,则可获得与本发明的效果相同的效果。由此,以膜面温度T1成为带温度T2以上的方式,优选为以满足上述的式(1)的方式对流延膜45照射红外线的任意方法,均可视为本发明的范围内的方法。
[实施例]
以下,表示用以确认本发明的效果的实验例而对本发明具体地进行说明。但是,此处所示的例子只不过为本发明的一例,不为限定本发明者。
[实验1]
作为浓液18的原料,使用下述的聚合物原料及溶剂原料。
[聚合物原料]
三醋酸纤维素 100质量份
磷酸三苯脂 7质量份
联苯基磷酸二苯酯 5.0质量份
[溶剂原料]
二氯甲烷(methylene chloride) 92质量份
甲醇 8质量份
将聚合物原料溶解于溶剂原料中而制备固体成分浓度为19.0质量%的浓液18。另外,上述的三醋酸纤维素为取代度(substitution degree)2.84、粘度平均聚合度306、含水率0.2质量%、二氯甲烷(dichloromethane)溶液中的6质量%的粘度为315mPa.s、平均粒径1.5mm、标准偏差0.5mm的粉体。此外,磷酸三苯脂及联苯基磷酸二苯酯为塑化剂。本实施例中使用如下方法,即通过将制备的浓液18静置而除泡,并通过送液泵而经由过滤器。
使用图1的溶液制膜设备10,进行具有图4的流延膜形成步骤61、红外线照射干燥步骤62、剥离步骤63、膜干燥步骤64的溶液制膜方法而制造出膜厚40μm的膜23。流延带42的MD方向的长度较100m稍长,TD方向的宽度设为2000mm,流延膜45的宽度Lm设为1500mm。此外,将流延带42向MD方向的移动速度设为100m/分钟。为测定下述的温度,而在非流延区域贴上黑体胶带。
实验1中,在溶液制膜设备10中,将具备TD方向的长度Lh为流延膜45的宽度Lm的0.9倍、且MD方向的长度为25m的红外线加热器的2个红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2沿MD方向依序排列配置,而代替红外线照射装置51。此外,将与红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2相同的红外线照射装置IR3、红外线照射装置IR4沿MD方向依序排列配置,而代替红外线照射装置52。即,在流延带42上的合计100m的区间配置红外线照射装置,将红外线加热器的红外线照射时间设为60秒。在红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2之间、及在红外线照射装置IR3、红外线照射装置IR4之间,设置有能进行下述的温度测定的最低限度的间隙。将红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3、红外线照射装置IR4的各红外线加热器与流延膜45的距离设为约200mm。将红外线加热器的温度TH均设为250℃。该红外线混有波长2μm~30μm者,在测定该红外线的放射特性时,依照普朗克定律(planck′s law)。将红外线加热器的条件示于表1的干燥条件的栏中。
持续10分钟以上而制造膜23,在流延室12内的温度稳定之后,使用基恩士(KEYENCE)股份公司制造的红外线温度计(IT2-50)测定位置C(参照图3)的温度、位置E(参照图3)的温度、及位置S(参照图3)的温度。对于位置C及位置E,使用从流延膜45辐射的红外线来测定温度。对于位置S,使用从贴在非流延区域上的黑体胶带辐射的红外线来测定温度。该温度测定在以下的MD方向6坐标上进行。该6坐标是流延膜45即将被导入至红外线照射装置IR1的正下方之前(坐标1)、红外线照射装置IR1与红外线照射装置IR2之间(坐标2)、流延膜45刚完全通过红外线照射装置IR2的正下方之后(坐标3)、流延膜45即将被导入至红外线照射装置IR3的正下方之前(坐标4)、红外线照射装置IR3与红外线照射装置IR4之间(坐标5)、及流延膜45刚完全通过红外线加热装置IR3的正下方之后(坐标6)的6坐标。将这些温度测定结果示于表1的T(C)、T(E)、T(S)的栏中。
此外,根据在坐标1~坐标6上测定的温度,而评估在坐标1~坐标6上是否满足膜面温度T1≥带温度T2及式(1)。在满足T1≥T2、及式(1)的情况下,在表1的T1≥T2、及式(1)的栏中分别显示“A”,而在不满足T1≥T2、及式(1)的情况下,在表1的T1≥T2、及式(1)的栏中分别显示“B”。
此外,在相同的坐标1~坐标6的6个部位,测定从移动的流延膜45的膜面离开30mm的位置的风速(以下称为膜面附近的风速)。该等风速使用加野麦克斯(KANOMAX)公司制造的库里莫玛斯特(Climomaster)(注册商标)模型6542来测定。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均为1.2m/s。
此外,在该坐标1~坐标6的6个部位上,使用KEYENCE股份公司制造的多层膜厚测定器(SI-T系列)测定移动的流延膜45的膜厚Th。根据该膜厚Th及使流延膜45完全干燥时的膜厚Td而算出坐标1~坐标6的6个部位上的残留溶剂量Z。此处,在残留溶剂量Z的算出中,使用Z={(Th-Td)/Td}×100[单位:质量%]的式。将所算出的残留溶剂量Z示于表1的Z栏中。
对于所获得的膜23的两表面中与流延带42接触的侧的相反侧的面,使用富士能(FUJINON)公司制造的边缘分析仪(FRINGEANALYZER)FX03测定流延方向的表面粗糙度Ra[单位:μm]。另外,FRINGE ANALYZER FX03为通过以边缘扫描(fringe scan)方式获取被检品的波前相位(wavefront phase)而测定被检品的平滑性的装置。将该表面粗糙度Ra设为厚度不均的值。将厚度不均的值示于表1的厚度不均的值的栏中。此外,基于以下基准对厚度不均的值进行评估。如果满足以下基准A,则满足作为膜的制品标准的合格基准。将其评估结果示于表1的厚度不均的评估的栏中。
A:表面粗糙度Ra小于0.3μm
B:表面粗糙度Ra为0.3μm以上
此外,在红外线照射干燥步骤62中,基于以下基准而评估流延膜45是否产生起泡。将其评估结果示于表1的起泡的栏中。
A:未产生起泡
B:产生起泡
[实验2]
除针对红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3及红外线照射装置IR4的全部而将红外线加热器的TD方向的长度Lh设为流延膜45的宽度Lm的1.0倍以外,以与实验1相同的条件进行各测定及各评估。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均为1.2m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表1的各个栏中。
[实验3]
除针对红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3及红外线照射装置IR4的全部而将红外线加热器的TD方向的长度Lh设为流延膜45的宽度Lm的0.8倍以外,以与实验1相同的条件进行各测定及各评估。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均为1.2m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表1的各个栏中。
[实验4]
除针对红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3及红外线照射装置IR4的全部而将红外线加热器的TD方向的长度Lh设为流延膜45的宽度Lm的1.1倍以外,以与实验1相同的条件进行各测定及各评估。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均为1.2m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表2的各个栏中。
[实验5]
除针对红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3及红外线照射装置IR4的全部而将红外线加热器的TD方向的长度Lh设为流延膜45的宽度Lm的1.2倍以外,以与实验1相同的条件进行各测定及各评估。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均为1.2m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表2的各个栏中。
[实验6]
除针对红外线照射装置IR1、红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3及红外线照射装置IR4的全部而将红外线加热器的TD方向的长度Lh设为流延膜45的宽度Lm的1.3倍以外,以与实验1相同的条件进行各测定及各评估。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均为1.2m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表2的各个栏中。
[实验7]
除设置热风干燥装置HW1、热风干燥装置HW2、热风干燥装置HW3、及热风干燥装置HW4来代替红外线照射装置IR1及红外线照射装置IR2、红外线照射装置IR3及红外线照射装置IR4的全部以外,以与实验1相同的条件进行各测定及各评估。另外,热风干燥装置HW1、热风干燥装置HW2、热风干燥装置HW3、及热风干燥装置HW4吹出的热风的温度TW均设为100℃,热风的风速VW均设为5.0m/s。此外,吹出热风的热风口的TD方向的长度Lw均设为流延膜45的TD方向的宽度Lm的0.9倍。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均与VW相同地为5.0m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表3的各个栏中。
[实验8]
除将热风干燥装置HW1、热风干燥装置HW2、热风干燥装置HW3、及热风干燥装置HW4的热风口的TD方向的长度Lw均设为流延膜45的TD方向的宽度Lm的1.2倍以外,以与实验7相同的条件进行各测定及各评估。各部位的膜面附近的风速测定结果在任一部位上均与VW相同地为5.0m/s。将温度的测定结果、是否满足T1≥T2、是否满足式(1)、残留溶剂量Z、厚度不均的值及其评估结果、起泡的评估结果示于表3的各个栏中。
[实验9]
以与实验1相同的方法在流延带42上形成流延膜45,当形成固定长度的流延膜45时,停止流延带42的循环移动及流延,在不使用红外线及热风的情况下放置。当放置约200秒时,流延膜45的残留溶剂量Z成为100质量%以下。此时的流延膜45未产生起泡。其后,与实验1相同地依序进行剥离步骤63、膜干燥步骤64。当对由此而获得的膜23与实验1相同地测定厚度不均的值时,测得厚度不均的值为0.2μm。
[表1]
[表2]
[表3]
根据实验1~实验9的结果明白,如果在流延膜45的干燥中使用热风则会产生厚度不均,但如果使用红外线则可抑制厚度不均。另外,即便如实验8般限制接触热风的宽度,与实验9相比也无法降低厚度不均,因此也明白仅限制接触热风的宽度并不会有助于消除热风所引起的厚度不均的问题。
以横轴T2为T(S)、且以纵轴T1为T(C)或T(E)来将实验1~实验6的所有坐标上的温度测定结果绘制为二维的曲线图。将该曲线图示于图16。在该曲线图中,也一并显示有表示T1=T2的直线U1、表示T1=1.05×T2-1.25的直线U2。实验1~实验3中,在所有温度测定结果中,成为T1≥T2,且成为25≤T2≤60。另一方面,实验4~实验6中,在所有温度测定结果中成为T1<T2,产生T2>60的点。此外,实验1~实验3中抑制起泡,实验4~实验6中产生起泡。由此,明白直线U1与T2=60的直线成为是否可使用红外线照射抑制起泡并且使流延膜45干燥的分界线。
此外,实验1~实验3中,如果将红外线照射60秒则流延膜45的残留溶剂量Z成为100质量%以下。与实验3相比,实验1中流延膜45的干燥得以促进,此外,与实验1相比,实验2中流延膜45的干燥加快。由此可确认,与Lh/Lm处于0.8以上且小于0.9的范围内相比,处于0.9以上且1.0以下的范围内可进一步加快流延膜45的干燥,因此优选Lh/Lm处于0.9以上且1.0以下的范围内者。
由此,明白在满足T1≥T2,且在流延膜45的干燥时使用红外线的系统中,各部位的流延膜45的膜面附近的风速在任一部位上均被抑制在2.0m/s以下。而且,可在红外线的照射时间60秒以内使溶剂从流延膜蒸发,从而可在不产生厚度不均的不良或起泡不良的情况下获得薄膜。尤其明白在实验1~实验3中获得优选的结果,且为可稳定地在红外线的照射时间60秒以内使流延膜45的残留溶剂量Z为100质量%以下的系统。
Claims (8)
1.一种溶液制膜方法,其特征在于包括:
流延膜形成步骤,将包含聚合物及溶剂的浓液流延至支撑体的表面而形成流延膜;
红外线照射干燥步骤,在风速被抑制在2.0m/s以下的气体环境中,通过对所述流延膜照射红外线而对所述流延膜加热,一面将所述流延膜的膜面上的第1位置上的膜面温度T1保持在第2位置上的支撑体温度T2以上,一面对所述流延膜干燥而使所述流延膜中的所述溶剂的残留量为100质量%以下,所述第2位置位于未形成所述流延膜的所述支撑体上的较所述第1位置更靠宽度方向外侧的位置;
剥离步骤,将所述溶剂的残留量成为100质量%以下的所述流延膜从所述支撑体剥离而制成湿润膜;以及
膜干燥步骤,对剥离的所述湿润膜干燥而制成膜,
其中所述溶液制膜方法不包括热风干燥步骤。
2.根据权利要求1所述的溶液制膜方法,其特征在于:将对所述流延膜照射所述红外线的红外线加热器的照射宽度设为所述流延膜的宽度的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内。
3.根据权利要求2所述的溶液制膜方法,其特征在于:覆盖所述红外线加热器的宽度方向两侧端部、且反射所述红外线的一对反射板相互分离而设置在所述红外线加热器的所述红外线的射出侧,且所述照射宽度通过所述反射板而加以限制。
4.根据权利要求3所述的溶液制膜方法,其特征在于:所述反射板可在所述支撑体的宽度方向上移动地设置,通过使所述反射板在所述宽度方向上移动而调节所述照射宽度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的溶液制膜方法,其特征在于:所述红外线加热器的温度为100℃以上且500℃以下的范围内。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的溶液制膜方法,其特征在于:所述红外线的波长为1μm以上且1000μm以下的范围内。
7.一种溶液制膜设备,其特征在于包括:
流延模,将包含聚合物及溶剂的浓液流延至支撑体的表面而形成流延膜;
红外线照射装置,利用红外线加热器对所述流延膜照射红外线,由此进行加热来使所述流延膜干燥;
一对反射板,以覆盖所述红外线加热器的宽度方向两侧端部的方式相互分离而设置在所述红外线加热器的所述红外线的射出侧,通过反射所述红外线而限制所述红外线加热器的照射宽度,所述红外线加热器的所述照射宽度设为所述流延膜的宽度的0.8倍以上且1.0倍以下的范围内;以及
剥离辊,将已干燥的所述流延膜从所述支撑体剥离而制成湿润膜,
其中所述溶液制膜设备不包括热风干燥装置。
8.根据权利要求7所述的溶液制膜设备,其特征在于:
所述反射板可在所述支撑体的宽度方向上移动地设置,且
所述溶液制膜设备包括反射板控制器,所述反射板控制器通过使所述反射板在所述宽度方向上移动而调节所述照射宽度。
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