JP2004114328A - 溶液製膜装置及び方法並びにその方法によるフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】流延ビードの安定化を確実に図ることができるので、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる。
【解決手段】高分子材料を溶媒に溶解したドープ１３を流延ダイ２４から、移動する流延バンド２２上に流延してフィルム２６を製造する装置であって、流延部分に膜状の流延ビード３４が形成される溶液製膜装置１０において、流延バンド２２の移動方向から見た流延ビード３４の後方に、流延ビード３４に対する遮風物３６を設けた。
【選択図】 図２
【解決手段】高分子材料を溶媒に溶解したドープ１３を流延ダイ２４から、移動する流延バンド２２上に流延してフィルム２６を製造する装置であって、流延部分に膜状の流延ビード３４が形成される溶液製膜装置１０において、流延バンド２２の移動方向から見た流延ビード３４の後方に、流延ビード３４に対する遮風物３６を設けた。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶液製膜装置及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムに係り、特にセルロースアシレートフィルムの製膜に使用されるセルロースアシレート溶液の流延技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルロースアシレート、特にセルローストリアセテートから形成されたフィルム（以下、ＴＡＣフィルムと称する）は、一般的に溶液製膜法により製造され、メルトキャスト法などの他の製造方法と比較して、光学等方性、厚み均一性に優れ、また異物も少ないため、保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に利用されている。
【０００３】
溶液製膜法は、ポリマーを溶媒（主に有機溶媒）に溶解してドープを調製した後、このドープを流延ダイから、周回走行して移動する流延バンドや回転して流延面が移動する流延ドラムなどの流延支持体に流延して製膜する。製膜されて流延支持体から剥離されたフィルムは乾燥装置で乾燥され、これにより薄膜状のフィルムが製造される。この場合、製造されたフィルムの厚み均一性を向上するには、流延ダイと流延支持体との間の流延部分に形成される流延ビードを安定化することが重要である。特に、フィルムが薄膜化し、流延支持体の移動速度、即ち流延速度が高速化している今日では、流延ビードが不安定になり易いため、流延ビードの安定化対策がますます重要になってきている。
【０００４】
このことから、例えば特許文献１には、流延ビードと流延支持体面との間に細いスリット状の吸引ノズルを設けて吸引することにより、流延ビードを流延支持体面に安定して密着化させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−５２７２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流延ビードと流延支持体面との間に細いスリット状の吸引ノズルを設ける方法では、流延ビードの安定化を十分に達成することができず、特に、フィルムが薄膜化され且つ高速流延が主流になっている今日では、吸引ノズルだけでは流延ビードの十分な安定化に対しては不十分である。
【０００７】
別の対策として、ドープの希釈や乾燥の徐乾などにより、流延された膜表面のレベリングを促進することで、製造するフィルムの厚みムラを多少軽減できるが、この対策も根本的な解決にはならない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、流延ビードの安定化を確実に図ることができるので、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる溶液製膜装置及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者が流延ビードの不安定要因を検討したところ、流延支持体の移動によって発生する同伴風に起因する風の流れや空気圧振動、流延支持体から剥離したフィルムを乾燥する乾燥風に起因する風の流れや空気圧振動、吸引ノズルを設けた場合に吸引ノズルに流延ビード周辺の空気が吸引される際に誘引される誘引風に起因する風の流れや空気圧振動、の３つの不安定要因により、流延支持体の移動方向から見た流延ビードの後方（以下、「流延ビードの裏」という）における風の流れや空気圧振動が流延ビードの自励振動の起振源になり、製造されたフィルムの流延方向（流延支持体の移動方法）に厚みムラを発生させることが分かった。この為、単に、流延ビードと流延支持体面との間に吸引ノズルを設けて減圧するだけでは、流延ビードの不安定要因の一部を除去できても、全ての不安定要因を除去することはできない。更には、吸引ノズルによる誘引風のような二次的な不安定要因も生じる。
【００１０】
発明者は、この対策として、流延ビードの裏に遮風物を設けて、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動の流延ビードへの影響を遮断することが流延ビードの安定化に極めて有効であるとの知見を得た。また、遮風物と流延支持体とのクリアランス、遮風物の奥行き（遮風物の流延支持体に対面する面における流延支持体の移動方向の長さ）、遮風物の幅率（流延ビードの幅に対する遮風物の幅の比率％）を適切に設定することにより、流延ビードの裏における風の流れのうち水平成分速度を２ｍ／秒以下にし、流延ビードの裏における空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にすることができ、これにより流延ビードの安定効果を図ることが分かった。本発明はかかる知見に基づいて流延ビードを安定化のための手段を備えた溶液製膜装置、及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムを具体的に構成したものである。
【００１１】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、高分子材料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから移動する流延支持体上に流延してフィルムを製造する装置であって、前記流延部分に膜状の流延ビードが形成される溶液製膜装置において、前記流延支持体の移動方向から見た前記流延ビードの後方に、前記流延ビードに対する遮風物を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、流延支持体の移動方向から見た流延ビードの後方に、即ち流延ビードの裏に流延ビードに対する遮風物を設け、上記した３つの流延ビードの不安定要因により生じる風の流れや空気圧振動の流延ビードへの影響を遮風物で遮断するようにしたので、流延ビードの安定化を確実に図ることができる。この場合、遮風物は流延ビードに接触しない限度において流延ビードに近接している流延ビードの真裏に配置することが好ましい。
【００１３】
本発明の請求項２は、請求項１において、遮風物と流延支持体との間のクリアランスが０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることを特徴とするもので、これにより、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動が流延ビードに影響するのを効果的に遮断できる。
【００１４】
本発明の請求項３は、請求項１又は２において、遮風物の奥行きが５ｍｍ以上であることを特徴とするもので、これにより、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動が流延ビードに影響するのを効果的に遮断できる。
【００１５】
本発明の請求項４は、請求項１〜３の何れか１において、遮風物の幅率が３５％以上、１２０％以下であることを特徴とするものであり、これにより、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動が流延ビードに影響するのを効果的に遮断できる。
【００１６】
本発明の請求項５は、請求項１〜４の何れか１において、前記遮風物を前記ドープの主溶媒の沸点から±２０°Ｃの範囲に保温する保温手段を設けたことを特徴とするもので、これにより流延ビードから蒸発した溶媒が遮風物で結露しないようにできる。
【００１７】
本発明の請求項６は、請求項１〜５の何れか１において、遮風物と流延ダイとが一体的に形成されていることを特徴とするもので、これにより、遮風物と流延流延ダイとの間にクリアランスが形成されないので、流延ビードと流延支持体との間のクリアランスだけとなり、それだけ風の流れや空気圧振動の遮断効果が大きくなる。ここで、一体的に設けるとは一体物として製作することに限らず、遮風物と流延ダイを別々に製作して一体的に配置することも含む。
【００１８】
本発明の請求項７は、請求項１〜６の何れか１において、遮風物の上流側に、流延支持体面に向いた吸引口を有する吸引チャンバを備えたことを特徴とするものである。これは、吸引チャンバを設けることで高速流延に一層対応し易くなるだけでなく、吸引チャンバと流延ビードとの間に遮風物を介在させることで、吸引チャンバによる流延ビードの二次的な不安定化要因である誘引風が流延ビードに影響しにくくなる。
【００１９】
本発明の請求項８は、請求項７において、遮風物と吸引チャンバとが一体的に設けることを特徴としたものである。これにより、流延ビードの裏への風が生じにくくできる。この場合も、一体物として製作しても、遮風物と吸引チャンバとを別々に製作して一体的に配置してもよいが、例えば、一体物として製作する場合には、長靴状の吸引チャンバのつま先部分に詰め物をすることで遮風物を簡単に製作することができる。
【００２０】
本発明の請求項９は、請求項７において、遮風物と流延ダイと吸引チャンバとが一体的に設けられていることを特徴とするものである。これにより、流延ビードの裏への風が生じにくくできる。この場合も、一体的に設けるとは一体物として製作することに限らず、遮風物と流延ダイを別々に製作して一体的に配置することも含む。
【００２１】
本発明の請求項１０は、請求項１〜９の少なくとも１において、前記流延支持体面の移動速度が３０ｍ／分以上であることを特徴とするもので、本発明の溶液製膜装置は、流延支持体の移動速度、即ち流延速度が３０ｍ／分以上の高速流延において特に有効である。
【００２２】
本発明の請求項１１は、請求項１〜１０の少なくとも１において、製造されるフィルムの乾膜厚みが３０μｍ以上、８５μｍ以下であることを特徴とするもので、本発明の溶液製膜装置は、フィルムの乾膜厚みが３０μｍ以上、８５μｍ以下の薄膜において特に有効である。
【００２３】
本発明の請求項１２は、前記目的を達成するために、高分子材料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから移動する流延支持体上に流延してフィルムを製造する方法であって、前記流延部分に膜状の流延ビードが形成される溶液製膜方法において、前記流延支持体の移動方向から見た前記流延ビードの裏における風の流れの水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に前記流延ビード裏の空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にすることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、溶液製膜方法において、流延ビード裏における風の水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に流延ビード裏の空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にしたので、流延ビードの安定化を図ることができ、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる。ここで「空気圧振動変動」とは、測定箇所２点の差圧変動を言い、測定方法はＳＴ研究所の微差圧測定器を用いて、対象箇所と大気圧の差圧変動を測定し、ＦＦＴ解析をかけて分析する。
【００２５】
本発明においては、水平成分風速を２ｍ／秒以下を達成することができれば、どのような手段でもよいが、請求項１〜９の何れか１の溶液製膜装置が好適である。
【００２６】
本発明の請求項１３は、前記目的を達成するために、請求項１２の溶液製膜方法を用いて製造されたフィルムであって、該フィルム面の前記流延支持体移動方向に周波数が３Ｈｚ以上の周期性をもつ厚みムラ変動寸法をＢ、前記フィルムの全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で表される厚みムラ変動率が０．８％未満になるようにすることを特徴とする。これにより、保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に好適な厚み均一性に優れたフィルムを得ることができる。
【００２７】
本発明の請求項１４は請求項１３のフィルムを使用したことを特徴とする偏光板であり、本発明の請求項１５は請求項１４の偏光板を使用したことを特徴とする液晶表示装置である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る溶液製膜装置及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムの好ましい実施の形態について説明する。尚、本実施の形態は、本発明の一例でありこれに限定されるものではない。
【００２９】
図１は本発明の溶液製膜装置の全体構成図である。
【００３０】
同図に示すように溶液製膜装置１０は、主として、流延・剥離部１２、テンター乾燥部１４、ロール乾燥部１６、及び巻取部１８で構成され、これらの各部はケーシング１１によって区画されていると共に、隔壁１７にはフィルム２６が通過する通過孔２５が形成される。
【００３１】
流延・剥離部１２には、一対の支持ローラ２０、２０、流延バンド２２、流延流延ダイ２４が設けられている。流延バンド２２はステンレス板などによって無端状に形成されており、一対の支持ローラ２０、２０に巻き掛けられている。一対の支持ローラ２０は少なくとも一方が不図示の駆動装置に接続されている。この支持ローラ２０を回転駆動させることによって、流延バンド２２が一対の支持ローラ２０、２０間で周回走行して移動する。
【００３２】
流延ダイ２４は流延バンド２２の上方に設けられており、この流延ダイ２４にセルロースエステルのドープ１３（図３〜図６参照）が供給配管２３から供給される。ドープ１３は、例えばセルロースエステルを可塑剤、ＵＶ吸収剤、滑り剤、その他の添加剤とともに溶媒に溶かして調製され、流延ダイ２４から流延バンド２２上に一定厚さの流延膜１３Ａ（図２参照）として流延される。流延膜１３Ａは流延バンド２２の移動とともに搬送され、その搬送中に流延バンド２２と反対側の流延膜１３Ａ面から有機溶媒が蒸発する。そして流延膜１３Ａが自己支持性を持ったところで、剥離ロール２８によってフィルム２６として流延バンド２２から剥離される。
【００３３】
剥離後のフィルム２６は、剥離ロール２８に接触した後、テンター乾燥部１４に導入される。このテンター乾燥部１４において、フィルム２６は幅方向の端部がクリップやピンなどで保持され、張力が付与された状態で搬送されて乾燥される。なお、剥離ロール２８の他にもロールを設置して、テンター乾燥部１４の前段のフィルム２６を安定させるようにしてもよい。
【００３４】
テンター乾燥部１４で乾燥されたフィルム２６は、ロール乾燥部１６に送られる。ロール乾燥部１６は、５０〜１５０℃の範囲に温度制御されており、このロール乾燥部１６に送られたフィルム２６は、複数のロール３０、３０…に巻き掛けられて均一に乾燥される。乾燥後のフィルム２６は、巻取部１８に送られ、巻取機３２に巻き取られる。これによりフィルム２６が製造される。尚、上述した実施の形態はドープの支持体として流延バンド２２を使用したが、図示しない流延ドラムを使用してもよい。すなわち、表面がクロムメッキなどによって円滑になっているドラムを回転させて表面を移動させながら、その表面にドープを流延してもよい。
【００３５】
ところで、図２に示すように、流延・剥離部１２において、ドープ１３を流延ダイ２４から流延バンド２２上に流延する際に、流延部分（流延ダイ２４の吐出口２４Ａと流延バンド２２との間）に膜状の流延ビード３４が形成され、この流延ビード３４が不安定になると製造されるフィルム２６の厚み均一性が悪くなる。従って、流延ビード３４を安定化することが厚み均一性に優れたフィルム２６を製造するために極めて重要であり、本発明では、流延バンド２２の移動方向（図２の矢印方向）における流延ビード３４の後方、即ち流延ビード３４の裏に、流延ビード３４の裏の風の流れや空気圧振動の流延ビード３４への影響を遮断する遮風物３６を設けるようにした。
【００３６】
図２及び図３は、流延・剥離部１２の斜視図で、流延バンド２２の移動方向から見た流延ビード３４の後方に遮風物３６を設けたものである。尚、３０ｍ／分以上の高速流延する場合には、図４〜図６に示すように、流延バンド２２の移動方向から見た遮風物３６の後方に吸引チャンバ３８を設けることが好ましい。遮風物３６と吸引チャンバ３８を組み合わせる場合には、図４に示すように遮風物３６と吸引チャンバ３８とを一体的に設けることが好ましい。また、図５に示すように、遮風物３６と流延ダイ２４とを一体的に設けることも好ましい方法であり、更には図６に示すように遮風物３６と流延ダイ２４と吸引チャンバ３８とを一体的に設けることが特に好ましい。図４のように、遮風物３６と吸引チャンバ３８とを一体物として製作する場合には、長靴状の箱体を作成して、長靴のつま先に詰め物をして遮風物３６を形成すればよい。また、流延バンド２２が湾曲している位置、例えば支持ローラ２０付近に遮風物３６や吸引チャンバ３８を配置する場合には、遮風物３６の流延バンド２２に対向する面３６Ａや吸引口３８Ａは流延バンド２２の湾曲と同一の湾曲形状を有することが好ましい。
【００３７】
遮風物３６と流延バンド２２との間のクリアランス（ｔ）は０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下になるように配置することが好ましい。これは、クリアランス（ｔ）が０．１ｍｍ未満では、遮風物３６の熱膨張や流延バンド２２の振動等により遮風物３６が流延バンド２２に接触する危険があり、クリアランス（ｔ）が３０ｍｍを超えると、流延バンド２２の移動に伴う同伴風や空気圧振動を遮断する効果が小さくなるだけでなく、遮風物３６の外側から流延ビード３４側にクリアランス（ｔ）を介して風が侵入し易くなり流延ビード３４の不安定化の要因になる。クリアランス（ｔ）のより好ましい範囲としては０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、特に好ましい好ましい範囲としては０．６ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。
【００３８】
遮風物３６の奥行き（ｄ）は５ｍｍ以上であることが好ましい。これは、遮風物３６の奥行き（ｄ）が５ｍｍ未満では、流延バンド２２の移動に伴う同伴風や空気圧振動を遮断する効果が小さくなるためである。また、遮風物３６の奥行き（ｄ）のより好ましい数値は３０ｍｍ以上であり、特に好ましい数値は５０ｍｍ以上である。また、遮風物３６の奥行き（ｄ）を６０ｍｍ以上にしても効果は変わらないので、あえて最大値を設定すれば安全を見て１００ｍｍが適切である。
【００３９】
流延ビード３４の幅（ａ）に対する遮風物３６の幅（ｂ）の比率％で表される遮風物３６の幅率［（ｂ／ａ）×１００］は３５％以上、１２０％以下であることが好ましい。これは、遮風物３６の幅（ｂ）が流延ビード３４の幅（ａ）に対して３５％未満では、遮風物３６による流延ビード３４の安定化効果が顕著に低下し、遮風物３６の幅率が１２０％を超えても流延ビード３４の安定化効果が変わらないためである。遮風物３６の幅率のより好ましい範囲は７０％以上、１２０％以下であり、特に好ましい範囲は９０％以上、１１０％以下である。
【００４０】
遮風物３６の材質はＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４、アルミニウム等の金属や、テフロン、デルリン等の有機物質を使用することができる。また、上記したように、遮風物と流延バンドのクリアランス（ｔ）が小さいので、遮風物３６の熱膨張により遮風物３６が流延バンド２２に接触しないように熱膨張係数の小さな材質がよい。また、遮風物３６は流延ビード３４の裏に近接配置されるので、流延ビード３４から蒸発した溶媒が遮風物３６で結露しないように保温手段を設けて遮風物３６を保温することが好ましい。保温温度としては、ドープ１３の主溶媒の沸点から±２０°Ｃの範囲とすることが好ましく、より好ましくはドープ１３の主溶媒の沸点から±１５°Ｃの範囲である。保温手段としては、特に図示しないが、遮風物３６内に入口と出口に繋がる蛇管状の流路を形成し、この流路に温水を流す方法が好適であるが、これに限定されない。
【００４１】
吸引チャンバ３８は、流延バンド２２の面に沿った吸引口３８Ａを有する中空な箱体で形成され、箱体に吸引管４０が連結されると共に、吸引管４０が図示しない真空ポンプに連結される。これにより、真空ポンプを駆動すると吸引口３８Ａから空気が吸引され、遮風物３６と流延バンド２２のクリアランス（ｔ）を介して流延ビード３４の裏空間が減圧されるので、流延ビード３４の流延バンド２２への着地がふらつかないように固定化される。この場合、本発明では、吸引チャンバ３８と流延ビード３４の間には遮風物３６が介在しており、吸引チャンバ３８が空気を吸引したときの誘引風が流延ビード３４に影響されにくくなっている。
【００４２】
そして、上記した遮風物３６と流延バンド２２とのクリアランス（ｔ）、遮風物の奥行き（ｄ）、遮風物の幅率を、上記の範囲内で変化させることにより、流延ビード３４の裏における風の流れの水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に、流延ビード３４の裏における空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にする。これにより、厚みムラ変動率が０．８％未満のフィルム２６を製造することができるので、保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に好適なフィルムを製造することができる。ここで、厚みムラ変動率は、図７に示すように、フィルム２６について流延バンド２２の走行方向（図７の矢印方向）に周波数が３Ｈｚ以上の周期性をもつ厚みムラ変動寸法をＢ、フィルム２６の全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で表される。
【００４３】
本発明の溶液性膜装置１０は、低速な流延速度から高速な流延速度まで、或いは厚膜のフィルム２６から薄膜なフィルム２６までの、有効に適用することができるが、特に流延速度が３０ｍ／分以上の高速流延の場合や、フィルム２６の乾膜厚みが３０μｍ以上、８５μｍ以下の薄膜のフィルム２６のように、流延ビード３４が不安定化し易い場合に特に有効である。
【００４４】
尚、本発明に用いられるポリマーとしては、セルロースエステルを用いることが好ましい。また、セルロースエステルの中では、セルロースアシレートを用いることが好ましく、特に、セルロースアセテートを使用することが好ましい。さらに、このセルロースアセテートの中では、その平均酢化度が５７．５ないし６２．５％（置換度：２．６ないし３．０）のセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を使用することが最も好ましい。酢化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従う。本発明では、セルロースアシレート粒子を使用し、使用する粒子の９０重量％以上が０．１ないし４ｍｍの粒子径、好ましくは１ないし４ｍｍを有する。また、好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９７重量％以上、さらに好ましくは９８重量％以上、最も好ましくは９９重量％以上の粒子が０．１ないし４ｍｍの粒子径を有する。さらに、使用する粒子の５０重量％以上が２ないし３ｍｍの粒子径を有することが好ましい。より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上、最も好ましくは９０重量％以上の粒子が２ないし３ｍｍの粒子径を有する。セルロースアシレートの粒子形状は、なるべく球に近い形状を有することが好ましい。
【００４５】
本発明に用いられる溶媒を、塩素系有機溶媒を主溶媒とすることも、非塩素系有機溶媒を主溶媒とすることも可能であるが、環境面を考慮すると非塩素系有機溶媒を主溶媒とすることがより好ましい。
【００４６】
塩素系有機溶媒とは、一般的にハロゲン化炭化水素化合物を意味しており、代表的な例として、ジクロロメタン（塩化メチレン）、クロロホルムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また非塩素系有機溶媒としては、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類などがあるが、これらに限定されるものではない。溶媒は、市販品の純度であれば、特に制限される要因はない。溶媒は、単独（１００重量％）で使用しても良いし、炭素数１ないし６のエステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類を混合して使用するものでもよい。使用できる溶媒の例には、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテートなど）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル，メチルーｔ−ブチルエーテルなど）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、ブタノールなど）などが挙げられる。なお、本発明に用いられる有機溶媒には、前述した塩素系有機溶媒と非塩素系有機溶媒とを混合して用いることも可能である。
【００４７】
本発明のドープ中には添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤などがある。可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート（以下、ＢＤＰと称する）、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェートなど）、フタル酸エステル系（例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレートなど）、グリコール酸エステル系（例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなど）及びその他の可塑剤を用いることができる。
【００４８】
紫外線吸収剤としては例えば、オキシベンゾフエノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル酢塩系化合物及びその他の紫外線吸収剤を用いることができる。特に好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物である。
【００４９】
【実施例】
以下に本発明の遮風物を備えた溶液製膜装置を用い、遮風物と流延バンドとのクリアランスと製造されたフィルムの厚みムラとの関係、遮風物の奥行きとフィルムの厚みムラとの関係、遮風物の幅とフィルムの厚みムラとの関係を試験した。尚、遮風物は各試験ともに３０°Ｃに保温して実施した。
【００５０】
試験に供したドープは、表１の材料組成を混合溶解して、固形分濃度が１９．０重量％のものを調製した。調製されたドープは静置脱泡された後、送液ポンプによりフィルタを経由して流延ダイに送られ、５０ｍ／分で移動する流延バンドに流延（流延速度５０ｍ／分）した後、流延バンドからフィルムとして剥離し、剥離したフィルムを乾燥した。フィルムの乾膜後の膜厚は８０μｍであった。
【００５１】
このように製造されたフィルムを５ｍの長さに切り出し、ＡＮＲＩＴＳＵ 社製のＦＩＬＭＴＨＩＣＫＮＥＳ ＴＥＳＴＥＲ ＫＧ６０１ を用いて厚みムラを測定した。厚みムラの評価は、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定の３評価方法で行った。
【００５２】
厚みムラ変動率は小さい方が良く、０．２％未満を極めて良好（◎）、０．２％〜０．５％未満を良好（○）、０．５％〜０．８％未満を普通（△）、０．８％以上を悪い（×）とした。ここで、厚みムラ変動率は、フィルムの流延方向の周波数で３Ｈｚ以上の周期性を有する膜厚変動寸法をＢ、前記フィルムの全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で計算される。
【００５３】
蛍光灯下厚みムラ目視判定は、蛍光灯の下に置いたフィルムに蛍光灯の光が反射することで厚みムラを目視で判定するもので、限度見本と比較することにより評価する。そして、反射により厚みムラが全く観察されないときを極めて良好（◎）、反射により厚みムラが極微量に観察されるときを良好（○）、反射により厚みムラが微量に観察されるときを普通（△）、反射により厚みムラが明らかに観察されるときは悪い（×）とした。
【００５４】
フィルム透過光による厚みムラ判定は、フィルムに光を透過させてその像から厚みムラを観察するもので、厚みムラが全く観察されないときを極めて良好（◎）、厚みムラが非常にうっすらと観察されるときを良好（○）、厚みムラがうっすらと観察されるときを普通（△）、厚みムラがはっきりと観察されるときを悪い（×）とした。
【００５５】
【表１】
表２は、遮風物の奥行きを４０ｍｍ、遮風物の幅率を１００％（遮風物の幅と流延ビードの幅が同じ）に一定して、遮風物と流延バンドとの間のクリアランスを変化させたときに厚みムラがどのように変化するかを調べたものである。
【００５６】
【表２】
表２の結果から分かるように、遮風物と流延バンドとのクリアランスが小さいほど空気圧振動変動及び流延ビード裏の水平成分風速が小さくなり、流延ビードが安定化するので、厚みムラがなくなるが、クリアランスが０．０５ｍｍでは遮風物が流延バンドに接触することがあり、試験不可となった。
【００５７】
また、クリアランスが３０ｍｍでは、流延ビード裏の水平成分風速が２．０ｍ／秒となり、２．０ｍ／秒を超えないので、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定ともに△であったが、クリアランスが３５ｍｍでは、流延ビード裏の水平成分風速が２．４ｍ／秒となり、２．０ｍ／秒を超え、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定ともに×であった。これにより、遮風物と流延バンドのクリアランスは０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下がよい。
【００５８】
表３は、遮風物と流延バンドとのクリアランスを１．３ｍｍで一定、遮風物の幅率を１００％（遮風物の幅と流延ビードの幅が同じ）で一定とし、遮風物の奥行きを変化させたときに厚みムラがどのように変化するかを調べたものである。
【００５９】
【表３】
表３の結果から分かるように、遮風物の奥行きが長いほど空気圧振動変動及び流延ビード裏の水平成分風速が小さくなり、流延ビードが安定化するので、厚みムラがなくなるが、奥行きが６０ｍｍの場合も１００ｍｍも同じ結果であった。また、奥行きが５ｍｍ未満では、空気圧振動変動が１３Ｐａとなり、１０ Ｐａを超えてしまうと共に流延ビード裏の水平成分風速が２．８ｍ／秒となり、２．０ｍ／秒を超えてしまうので、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定ともに×となった。この結果から、遮風物の奥行きは、５ｍｍ以上が良く、最大値をあえて設定すれば１００ｍｍ以下（安全を見て）がよい。
【００６０】
表４は、遮風物と流延バンドとのクリアランスを１．３ｍｍで一定、遮風物の奥行きを４０ｍｍで一定とし、遮風物の幅率を変化させたときに厚みムラがどのように変化するかを調べたものである。
【００６１】
【表４】
表４の結果から分かるように、遮風物の幅率が大きいほど空気圧振動変動及び流延ビード裏の水平成分風速が小さくなり、流延ビードが安定化するので、厚みムラがなくなるが、幅率が３０ｍｍの場合には、空気圧振動変動が５Ｐａで１０Ｐａ以下であるものの、流延ビード裏の水平成分風速が２．１ｍ／秒で２．０ｍ／秒を超えてしまう。この結果、厚みムラ変動率は○であるが、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定ともに×で総合評価も×であった。また、幅率が１２０％を超えても空気圧振動変動及び流延ビード裏の水平成分風速は変わらなかった。この結果から、遮風物の幅率は３５％以上１２０％以下が良いことが分かる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶液製膜装置及び方法並びにその方法により製造されたフィルムによれば、流延ビードの安定化を確実に図ることができるので、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶液製膜装置の全体構成図
【図２】本発明の溶液製膜装置の流延・剥離部の斜視図
【図３】本発明の溶液製膜装置の流延・剥離部の腰部断面図
【図４】遮風物と吸引チャンバとを一体化した場合の断面図
【図５】遮風物と流延ダイとを一体化した場合の断面図
【図６】遮風物と流延ダイと吸引チャンバとを一体化した場合の断面図
【図７】フィルムの厚みムラ変動率を説明する説明図
【符号の説明】
１０…溶液製膜装置、１１…ケーシング、１２…流延・剥離部、１３…ドープ、１３Ａ…流延膜、１４…テンター乾燥部、１６…ロール乾燥部、１７…隔壁、１８…巻取部、２０…支持ローラ、２２…流延バンド、２４…流延ダイ、２６…フィルム、２８…剥離ロール、３０…ロール、３２…巻取機、３４…流延ビード、３６…遮風物、３８…吸引チャンバ
【発明の属する技術分野】
本発明は溶液製膜装置及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムに係り、特にセルロースアシレートフィルムの製膜に使用されるセルロースアシレート溶液の流延技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルロースアシレート、特にセルローストリアセテートから形成されたフィルム（以下、ＴＡＣフィルムと称する）は、一般的に溶液製膜法により製造され、メルトキャスト法などの他の製造方法と比較して、光学等方性、厚み均一性に優れ、また異物も少ないため、保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に利用されている。
【０００３】
溶液製膜法は、ポリマーを溶媒（主に有機溶媒）に溶解してドープを調製した後、このドープを流延ダイから、周回走行して移動する流延バンドや回転して流延面が移動する流延ドラムなどの流延支持体に流延して製膜する。製膜されて流延支持体から剥離されたフィルムは乾燥装置で乾燥され、これにより薄膜状のフィルムが製造される。この場合、製造されたフィルムの厚み均一性を向上するには、流延ダイと流延支持体との間の流延部分に形成される流延ビードを安定化することが重要である。特に、フィルムが薄膜化し、流延支持体の移動速度、即ち流延速度が高速化している今日では、流延ビードが不安定になり易いため、流延ビードの安定化対策がますます重要になってきている。
【０００４】
このことから、例えば特許文献１には、流延ビードと流延支持体面との間に細いスリット状の吸引ノズルを設けて吸引することにより、流延ビードを流延支持体面に安定して密着化させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−５２７２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流延ビードと流延支持体面との間に細いスリット状の吸引ノズルを設ける方法では、流延ビードの安定化を十分に達成することができず、特に、フィルムが薄膜化され且つ高速流延が主流になっている今日では、吸引ノズルだけでは流延ビードの十分な安定化に対しては不十分である。
【０００７】
別の対策として、ドープの希釈や乾燥の徐乾などにより、流延された膜表面のレベリングを促進することで、製造するフィルムの厚みムラを多少軽減できるが、この対策も根本的な解決にはならない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、流延ビードの安定化を確実に図ることができるので、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる溶液製膜装置及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者が流延ビードの不安定要因を検討したところ、流延支持体の移動によって発生する同伴風に起因する風の流れや空気圧振動、流延支持体から剥離したフィルムを乾燥する乾燥風に起因する風の流れや空気圧振動、吸引ノズルを設けた場合に吸引ノズルに流延ビード周辺の空気が吸引される際に誘引される誘引風に起因する風の流れや空気圧振動、の３つの不安定要因により、流延支持体の移動方向から見た流延ビードの後方（以下、「流延ビードの裏」という）における風の流れや空気圧振動が流延ビードの自励振動の起振源になり、製造されたフィルムの流延方向（流延支持体の移動方法）に厚みムラを発生させることが分かった。この為、単に、流延ビードと流延支持体面との間に吸引ノズルを設けて減圧するだけでは、流延ビードの不安定要因の一部を除去できても、全ての不安定要因を除去することはできない。更には、吸引ノズルによる誘引風のような二次的な不安定要因も生じる。
【００１０】
発明者は、この対策として、流延ビードの裏に遮風物を設けて、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動の流延ビードへの影響を遮断することが流延ビードの安定化に極めて有効であるとの知見を得た。また、遮風物と流延支持体とのクリアランス、遮風物の奥行き（遮風物の流延支持体に対面する面における流延支持体の移動方向の長さ）、遮風物の幅率（流延ビードの幅に対する遮風物の幅の比率％）を適切に設定することにより、流延ビードの裏における風の流れのうち水平成分速度を２ｍ／秒以下にし、流延ビードの裏における空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にすることができ、これにより流延ビードの安定効果を図ることが分かった。本発明はかかる知見に基づいて流延ビードを安定化のための手段を備えた溶液製膜装置、及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムを具体的に構成したものである。
【００１１】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、高分子材料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから移動する流延支持体上に流延してフィルムを製造する装置であって、前記流延部分に膜状の流延ビードが形成される溶液製膜装置において、前記流延支持体の移動方向から見た前記流延ビードの後方に、前記流延ビードに対する遮風物を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、流延支持体の移動方向から見た流延ビードの後方に、即ち流延ビードの裏に流延ビードに対する遮風物を設け、上記した３つの流延ビードの不安定要因により生じる風の流れや空気圧振動の流延ビードへの影響を遮風物で遮断するようにしたので、流延ビードの安定化を確実に図ることができる。この場合、遮風物は流延ビードに接触しない限度において流延ビードに近接している流延ビードの真裏に配置することが好ましい。
【００１３】
本発明の請求項２は、請求項１において、遮風物と流延支持体との間のクリアランスが０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることを特徴とするもので、これにより、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動が流延ビードに影響するのを効果的に遮断できる。
【００１４】
本発明の請求項３は、請求項１又は２において、遮風物の奥行きが５ｍｍ以上であることを特徴とするもので、これにより、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動が流延ビードに影響するのを効果的に遮断できる。
【００１５】
本発明の請求項４は、請求項１〜３の何れか１において、遮風物の幅率が３５％以上、１２０％以下であることを特徴とするものであり、これにより、流延ビードの裏における風の流れや空気圧振動が流延ビードに影響するのを効果的に遮断できる。
【００１６】
本発明の請求項５は、請求項１〜４の何れか１において、前記遮風物を前記ドープの主溶媒の沸点から±２０°Ｃの範囲に保温する保温手段を設けたことを特徴とするもので、これにより流延ビードから蒸発した溶媒が遮風物で結露しないようにできる。
【００１７】
本発明の請求項６は、請求項１〜５の何れか１において、遮風物と流延ダイとが一体的に形成されていることを特徴とするもので、これにより、遮風物と流延流延ダイとの間にクリアランスが形成されないので、流延ビードと流延支持体との間のクリアランスだけとなり、それだけ風の流れや空気圧振動の遮断効果が大きくなる。ここで、一体的に設けるとは一体物として製作することに限らず、遮風物と流延ダイを別々に製作して一体的に配置することも含む。
【００１８】
本発明の請求項７は、請求項１〜６の何れか１において、遮風物の上流側に、流延支持体面に向いた吸引口を有する吸引チャンバを備えたことを特徴とするものである。これは、吸引チャンバを設けることで高速流延に一層対応し易くなるだけでなく、吸引チャンバと流延ビードとの間に遮風物を介在させることで、吸引チャンバによる流延ビードの二次的な不安定化要因である誘引風が流延ビードに影響しにくくなる。
【００１９】
本発明の請求項８は、請求項７において、遮風物と吸引チャンバとが一体的に設けることを特徴としたものである。これにより、流延ビードの裏への風が生じにくくできる。この場合も、一体物として製作しても、遮風物と吸引チャンバとを別々に製作して一体的に配置してもよいが、例えば、一体物として製作する場合には、長靴状の吸引チャンバのつま先部分に詰め物をすることで遮風物を簡単に製作することができる。
【００２０】
本発明の請求項９は、請求項７において、遮風物と流延ダイと吸引チャンバとが一体的に設けられていることを特徴とするものである。これにより、流延ビードの裏への風が生じにくくできる。この場合も、一体的に設けるとは一体物として製作することに限らず、遮風物と流延ダイを別々に製作して一体的に配置することも含む。
【００２１】
本発明の請求項１０は、請求項１〜９の少なくとも１において、前記流延支持体面の移動速度が３０ｍ／分以上であることを特徴とするもので、本発明の溶液製膜装置は、流延支持体の移動速度、即ち流延速度が３０ｍ／分以上の高速流延において特に有効である。
【００２２】
本発明の請求項１１は、請求項１〜１０の少なくとも１において、製造されるフィルムの乾膜厚みが３０μｍ以上、８５μｍ以下であることを特徴とするもので、本発明の溶液製膜装置は、フィルムの乾膜厚みが３０μｍ以上、８５μｍ以下の薄膜において特に有効である。
【００２３】
本発明の請求項１２は、前記目的を達成するために、高分子材料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから移動する流延支持体上に流延してフィルムを製造する方法であって、前記流延部分に膜状の流延ビードが形成される溶液製膜方法において、前記流延支持体の移動方向から見た前記流延ビードの裏における風の流れの水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に前記流延ビード裏の空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にすることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、溶液製膜方法において、流延ビード裏における風の水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に流延ビード裏の空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にしたので、流延ビードの安定化を図ることができ、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる。ここで「空気圧振動変動」とは、測定箇所２点の差圧変動を言い、測定方法はＳＴ研究所の微差圧測定器を用いて、対象箇所と大気圧の差圧変動を測定し、ＦＦＴ解析をかけて分析する。
【００２５】
本発明においては、水平成分風速を２ｍ／秒以下を達成することができれば、どのような手段でもよいが、請求項１〜９の何れか１の溶液製膜装置が好適である。
【００２６】
本発明の請求項１３は、前記目的を達成するために、請求項１２の溶液製膜方法を用いて製造されたフィルムであって、該フィルム面の前記流延支持体移動方向に周波数が３Ｈｚ以上の周期性をもつ厚みムラ変動寸法をＢ、前記フィルムの全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で表される厚みムラ変動率が０．８％未満になるようにすることを特徴とする。これにより、保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に好適な厚み均一性に優れたフィルムを得ることができる。
【００２７】
本発明の請求項１４は請求項１３のフィルムを使用したことを特徴とする偏光板であり、本発明の請求項１５は請求項１４の偏光板を使用したことを特徴とする液晶表示装置である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る溶液製膜装置及び方法並びにその方法を用いて製造したフィルムの好ましい実施の形態について説明する。尚、本実施の形態は、本発明の一例でありこれに限定されるものではない。
【００２９】
図１は本発明の溶液製膜装置の全体構成図である。
【００３０】
同図に示すように溶液製膜装置１０は、主として、流延・剥離部１２、テンター乾燥部１４、ロール乾燥部１６、及び巻取部１８で構成され、これらの各部はケーシング１１によって区画されていると共に、隔壁１７にはフィルム２６が通過する通過孔２５が形成される。
【００３１】
流延・剥離部１２には、一対の支持ローラ２０、２０、流延バンド２２、流延流延ダイ２４が設けられている。流延バンド２２はステンレス板などによって無端状に形成されており、一対の支持ローラ２０、２０に巻き掛けられている。一対の支持ローラ２０は少なくとも一方が不図示の駆動装置に接続されている。この支持ローラ２０を回転駆動させることによって、流延バンド２２が一対の支持ローラ２０、２０間で周回走行して移動する。
【００３２】
流延ダイ２４は流延バンド２２の上方に設けられており、この流延ダイ２４にセルロースエステルのドープ１３（図３〜図６参照）が供給配管２３から供給される。ドープ１３は、例えばセルロースエステルを可塑剤、ＵＶ吸収剤、滑り剤、その他の添加剤とともに溶媒に溶かして調製され、流延ダイ２４から流延バンド２２上に一定厚さの流延膜１３Ａ（図２参照）として流延される。流延膜１３Ａは流延バンド２２の移動とともに搬送され、その搬送中に流延バンド２２と反対側の流延膜１３Ａ面から有機溶媒が蒸発する。そして流延膜１３Ａが自己支持性を持ったところで、剥離ロール２８によってフィルム２６として流延バンド２２から剥離される。
【００３３】
剥離後のフィルム２６は、剥離ロール２８に接触した後、テンター乾燥部１４に導入される。このテンター乾燥部１４において、フィルム２６は幅方向の端部がクリップやピンなどで保持され、張力が付与された状態で搬送されて乾燥される。なお、剥離ロール２８の他にもロールを設置して、テンター乾燥部１４の前段のフィルム２６を安定させるようにしてもよい。
【００３４】
テンター乾燥部１４で乾燥されたフィルム２６は、ロール乾燥部１６に送られる。ロール乾燥部１６は、５０〜１５０℃の範囲に温度制御されており、このロール乾燥部１６に送られたフィルム２６は、複数のロール３０、３０…に巻き掛けられて均一に乾燥される。乾燥後のフィルム２６は、巻取部１８に送られ、巻取機３２に巻き取られる。これによりフィルム２６が製造される。尚、上述した実施の形態はドープの支持体として流延バンド２２を使用したが、図示しない流延ドラムを使用してもよい。すなわち、表面がクロムメッキなどによって円滑になっているドラムを回転させて表面を移動させながら、その表面にドープを流延してもよい。
【００３５】
ところで、図２に示すように、流延・剥離部１２において、ドープ１３を流延ダイ２４から流延バンド２２上に流延する際に、流延部分（流延ダイ２４の吐出口２４Ａと流延バンド２２との間）に膜状の流延ビード３４が形成され、この流延ビード３４が不安定になると製造されるフィルム２６の厚み均一性が悪くなる。従って、流延ビード３４を安定化することが厚み均一性に優れたフィルム２６を製造するために極めて重要であり、本発明では、流延バンド２２の移動方向（図２の矢印方向）における流延ビード３４の後方、即ち流延ビード３４の裏に、流延ビード３４の裏の風の流れや空気圧振動の流延ビード３４への影響を遮断する遮風物３６を設けるようにした。
【００３６】
図２及び図３は、流延・剥離部１２の斜視図で、流延バンド２２の移動方向から見た流延ビード３４の後方に遮風物３６を設けたものである。尚、３０ｍ／分以上の高速流延する場合には、図４〜図６に示すように、流延バンド２２の移動方向から見た遮風物３６の後方に吸引チャンバ３８を設けることが好ましい。遮風物３６と吸引チャンバ３８を組み合わせる場合には、図４に示すように遮風物３６と吸引チャンバ３８とを一体的に設けることが好ましい。また、図５に示すように、遮風物３６と流延ダイ２４とを一体的に設けることも好ましい方法であり、更には図６に示すように遮風物３６と流延ダイ２４と吸引チャンバ３８とを一体的に設けることが特に好ましい。図４のように、遮風物３６と吸引チャンバ３８とを一体物として製作する場合には、長靴状の箱体を作成して、長靴のつま先に詰め物をして遮風物３６を形成すればよい。また、流延バンド２２が湾曲している位置、例えば支持ローラ２０付近に遮風物３６や吸引チャンバ３８を配置する場合には、遮風物３６の流延バンド２２に対向する面３６Ａや吸引口３８Ａは流延バンド２２の湾曲と同一の湾曲形状を有することが好ましい。
【００３７】
遮風物３６と流延バンド２２との間のクリアランス（ｔ）は０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下になるように配置することが好ましい。これは、クリアランス（ｔ）が０．１ｍｍ未満では、遮風物３６の熱膨張や流延バンド２２の振動等により遮風物３６が流延バンド２２に接触する危険があり、クリアランス（ｔ）が３０ｍｍを超えると、流延バンド２２の移動に伴う同伴風や空気圧振動を遮断する効果が小さくなるだけでなく、遮風物３６の外側から流延ビード３４側にクリアランス（ｔ）を介して風が侵入し易くなり流延ビード３４の不安定化の要因になる。クリアランス（ｔ）のより好ましい範囲としては０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、特に好ましい好ましい範囲としては０．６ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。
【００３８】
遮風物３６の奥行き（ｄ）は５ｍｍ以上であることが好ましい。これは、遮風物３６の奥行き（ｄ）が５ｍｍ未満では、流延バンド２２の移動に伴う同伴風や空気圧振動を遮断する効果が小さくなるためである。また、遮風物３６の奥行き（ｄ）のより好ましい数値は３０ｍｍ以上であり、特に好ましい数値は５０ｍｍ以上である。また、遮風物３６の奥行き（ｄ）を６０ｍｍ以上にしても効果は変わらないので、あえて最大値を設定すれば安全を見て１００ｍｍが適切である。
【００３９】
流延ビード３４の幅（ａ）に対する遮風物３６の幅（ｂ）の比率％で表される遮風物３６の幅率［（ｂ／ａ）×１００］は３５％以上、１２０％以下であることが好ましい。これは、遮風物３６の幅（ｂ）が流延ビード３４の幅（ａ）に対して３５％未満では、遮風物３６による流延ビード３４の安定化効果が顕著に低下し、遮風物３６の幅率が１２０％を超えても流延ビード３４の安定化効果が変わらないためである。遮風物３６の幅率のより好ましい範囲は７０％以上、１２０％以下であり、特に好ましい範囲は９０％以上、１１０％以下である。
【００４０】
遮風物３６の材質はＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４、アルミニウム等の金属や、テフロン、デルリン等の有機物質を使用することができる。また、上記したように、遮風物と流延バンドのクリアランス（ｔ）が小さいので、遮風物３６の熱膨張により遮風物３６が流延バンド２２に接触しないように熱膨張係数の小さな材質がよい。また、遮風物３６は流延ビード３４の裏に近接配置されるので、流延ビード３４から蒸発した溶媒が遮風物３６で結露しないように保温手段を設けて遮風物３６を保温することが好ましい。保温温度としては、ドープ１３の主溶媒の沸点から±２０°Ｃの範囲とすることが好ましく、より好ましくはドープ１３の主溶媒の沸点から±１５°Ｃの範囲である。保温手段としては、特に図示しないが、遮風物３６内に入口と出口に繋がる蛇管状の流路を形成し、この流路に温水を流す方法が好適であるが、これに限定されない。
【００４１】
吸引チャンバ３８は、流延バンド２２の面に沿った吸引口３８Ａを有する中空な箱体で形成され、箱体に吸引管４０が連結されると共に、吸引管４０が図示しない真空ポンプに連結される。これにより、真空ポンプを駆動すると吸引口３８Ａから空気が吸引され、遮風物３６と流延バンド２２のクリアランス（ｔ）を介して流延ビード３４の裏空間が減圧されるので、流延ビード３４の流延バンド２２への着地がふらつかないように固定化される。この場合、本発明では、吸引チャンバ３８と流延ビード３４の間には遮風物３６が介在しており、吸引チャンバ３８が空気を吸引したときの誘引風が流延ビード３４に影響されにくくなっている。
【００４２】
そして、上記した遮風物３６と流延バンド２２とのクリアランス（ｔ）、遮風物の奥行き（ｄ）、遮風物の幅率を、上記の範囲内で変化させることにより、流延ビード３４の裏における風の流れの水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に、流延ビード３４の裏における空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にする。これにより、厚みムラ変動率が０．８％未満のフィルム２６を製造することができるので、保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に好適なフィルムを製造することができる。ここで、厚みムラ変動率は、図７に示すように、フィルム２６について流延バンド２２の走行方向（図７の矢印方向）に周波数が３Ｈｚ以上の周期性をもつ厚みムラ変動寸法をＢ、フィルム２６の全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で表される。
【００４３】
本発明の溶液性膜装置１０は、低速な流延速度から高速な流延速度まで、或いは厚膜のフィルム２６から薄膜なフィルム２６までの、有効に適用することができるが、特に流延速度が３０ｍ／分以上の高速流延の場合や、フィルム２６の乾膜厚みが３０μｍ以上、８５μｍ以下の薄膜のフィルム２６のように、流延ビード３４が不安定化し易い場合に特に有効である。
【００４４】
尚、本発明に用いられるポリマーとしては、セルロースエステルを用いることが好ましい。また、セルロースエステルの中では、セルロースアシレートを用いることが好ましく、特に、セルロースアセテートを使用することが好ましい。さらに、このセルロースアセテートの中では、その平均酢化度が５７．５ないし６２．５％（置換度：２．６ないし３．０）のセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を使用することが最も好ましい。酢化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従う。本発明では、セルロースアシレート粒子を使用し、使用する粒子の９０重量％以上が０．１ないし４ｍｍの粒子径、好ましくは１ないし４ｍｍを有する。また、好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９７重量％以上、さらに好ましくは９８重量％以上、最も好ましくは９９重量％以上の粒子が０．１ないし４ｍｍの粒子径を有する。さらに、使用する粒子の５０重量％以上が２ないし３ｍｍの粒子径を有することが好ましい。より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上、最も好ましくは９０重量％以上の粒子が２ないし３ｍｍの粒子径を有する。セルロースアシレートの粒子形状は、なるべく球に近い形状を有することが好ましい。
【００４５】
本発明に用いられる溶媒を、塩素系有機溶媒を主溶媒とすることも、非塩素系有機溶媒を主溶媒とすることも可能であるが、環境面を考慮すると非塩素系有機溶媒を主溶媒とすることがより好ましい。
【００４６】
塩素系有機溶媒とは、一般的にハロゲン化炭化水素化合物を意味しており、代表的な例として、ジクロロメタン（塩化メチレン）、クロロホルムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また非塩素系有機溶媒としては、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類などがあるが、これらに限定されるものではない。溶媒は、市販品の純度であれば、特に制限される要因はない。溶媒は、単独（１００重量％）で使用しても良いし、炭素数１ないし６のエステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類を混合して使用するものでもよい。使用できる溶媒の例には、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテートなど）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル，メチルーｔ−ブチルエーテルなど）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、ブタノールなど）などが挙げられる。なお、本発明に用いられる有機溶媒には、前述した塩素系有機溶媒と非塩素系有機溶媒とを混合して用いることも可能である。
【００４７】
本発明のドープ中には添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤などがある。可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート（以下、ＢＤＰと称する）、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェートなど）、フタル酸エステル系（例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレートなど）、グリコール酸エステル系（例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなど）及びその他の可塑剤を用いることができる。
【００４８】
紫外線吸収剤としては例えば、オキシベンゾフエノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル酢塩系化合物及びその他の紫外線吸収剤を用いることができる。特に好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物である。
【００４９】
【実施例】
以下に本発明の遮風物を備えた溶液製膜装置を用い、遮風物と流延バンドとのクリアランスと製造されたフィルムの厚みムラとの関係、遮風物の奥行きとフィルムの厚みムラとの関係、遮風物の幅とフィルムの厚みムラとの関係を試験した。尚、遮風物は各試験ともに３０°Ｃに保温して実施した。
【００５０】
試験に供したドープは、表１の材料組成を混合溶解して、固形分濃度が１９．０重量％のものを調製した。調製されたドープは静置脱泡された後、送液ポンプによりフィルタを経由して流延ダイに送られ、５０ｍ／分で移動する流延バンドに流延（流延速度５０ｍ／分）した後、流延バンドからフィルムとして剥離し、剥離したフィルムを乾燥した。フィルムの乾膜後の膜厚は８０μｍであった。
【００５１】
このように製造されたフィルムを５ｍの長さに切り出し、ＡＮＲＩＴＳＵ 社製のＦＩＬＭＴＨＩＣＫＮＥＳ ＴＥＳＴＥＲ ＫＧ６０１ を用いて厚みムラを測定した。厚みムラの評価は、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定の３評価方法で行った。
【００５２】
厚みムラ変動率は小さい方が良く、０．２％未満を極めて良好（◎）、０．２％〜０．５％未満を良好（○）、０．５％〜０．８％未満を普通（△）、０．８％以上を悪い（×）とした。ここで、厚みムラ変動率は、フィルムの流延方向の周波数で３Ｈｚ以上の周期性を有する膜厚変動寸法をＢ、前記フィルムの全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で計算される。
【００５３】
蛍光灯下厚みムラ目視判定は、蛍光灯の下に置いたフィルムに蛍光灯の光が反射することで厚みムラを目視で判定するもので、限度見本と比較することにより評価する。そして、反射により厚みムラが全く観察されないときを極めて良好（◎）、反射により厚みムラが極微量に観察されるときを良好（○）、反射により厚みムラが微量に観察されるときを普通（△）、反射により厚みムラが明らかに観察されるときは悪い（×）とした。
【００５４】
フィルム透過光による厚みムラ判定は、フィルムに光を透過させてその像から厚みムラを観察するもので、厚みムラが全く観察されないときを極めて良好（◎）、厚みムラが非常にうっすらと観察されるときを良好（○）、厚みムラがうっすらと観察されるときを普通（△）、厚みムラがはっきりと観察されるときを悪い（×）とした。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
また、クリアランスが３０ｍｍでは、流延ビード裏の水平成分風速が２．０ｍ／秒となり、２．０ｍ／秒を超えないので、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定ともに△であったが、クリアランスが３５ｍｍでは、流延ビード裏の水平成分風速が２．４ｍ／秒となり、２．０ｍ／秒を超え、厚みムラ変動率、蛍光灯下厚みムラ目視判定、フィルム透過光による厚みムラ判定ともに×であった。これにより、遮風物と流延バンドのクリアランスは０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下がよい。
【００５８】
表３は、遮風物と流延バンドとのクリアランスを１．３ｍｍで一定、遮風物の幅率を１００％（遮風物の幅と流延ビードの幅が同じ）で一定とし、遮風物の奥行きを変化させたときに厚みムラがどのように変化するかを調べたものである。
【００５９】
【表３】
【００６０】
表４は、遮風物と流延バンドとのクリアランスを１．３ｍｍで一定、遮風物の奥行きを４０ｍｍで一定とし、遮風物の幅率を変化させたときに厚みムラがどのように変化するかを調べたものである。
【００６１】
【表４】
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶液製膜装置及び方法並びにその方法により製造されたフィルムによれば、流延ビードの安定化を確実に図ることができるので、厚み均一性に優れたフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶液製膜装置の全体構成図
【図２】本発明の溶液製膜装置の流延・剥離部の斜視図
【図３】本発明の溶液製膜装置の流延・剥離部の腰部断面図
【図４】遮風物と吸引チャンバとを一体化した場合の断面図
【図５】遮風物と流延ダイとを一体化した場合の断面図
【図６】遮風物と流延ダイと吸引チャンバとを一体化した場合の断面図
【図７】フィルムの厚みムラ変動率を説明する説明図
【符号の説明】
１０…溶液製膜装置、１１…ケーシング、１２…流延・剥離部、１３…ドープ、１３Ａ…流延膜、１４…テンター乾燥部、１６…ロール乾燥部、１７…隔壁、１８…巻取部、２０…支持ローラ、２２…流延バンド、２４…流延ダイ、２６…フィルム、２８…剥離ロール、３０…ロール、３２…巻取機、３４…流延ビード、３６…遮風物、３８…吸引チャンバ
Claims (15)
- 高分子材料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから移動する流延支持体上に流延してフィルムを製造する装置であって、前記流延部分に膜状の流延ビードが形成される溶液製膜装置において、
前記流延支持体の移動方向から見た前記流延ビードの後方に、前記流延ビードに対する遮風物を設けたことを特徴とする溶液製膜装置。 - 前記遮風物と前記流延支持体との間のクリアランスが０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１の溶液製膜装置。
- 前記遮風物の奥行きが５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２の溶液製膜装置。
- 前記流延ビードの幅（ａ）に対する前記遮風物の幅（ｂ）の比率％で表される遮風物の幅率［（ｂ／ａ）×１００］が３５％以上１２０％以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の溶液製膜装置。
- 前記遮風物を前記ドープの主溶媒の沸点から±２０°Ｃの範囲に保温する保温手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１の溶液製膜装置。
- 前記遮風物と前記流延ダイとが一体的に設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１の溶液製膜装置。
- 前記遮風物の前記上流側に、前記流延支持体の面に沿った吸引口を有する吸引チャンバを備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１の溶液製膜装置。
- 前記遮風物と前記吸引チャンバとが一体的に設けられていることを特徴とする請求項７の溶液製膜装置。
- 前記遮風物と前記流延ダイと前記吸引チャンバとが一体的に設けられていることを特徴とする請求項７の溶液製膜装置。
- 前記流延支持体の移動速度が３０ｍ／分以上であることを特徴とする請求項１〜９の少なくとも１の溶液製膜装置。
- 前記製造されるフィルムの乾膜厚みが３０〜８５μｍの薄膜であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１の溶液製膜装置。
- 高分子材料を溶媒に溶解したドープを、流延ダイから移動する流延支持体上に流延してフィルムを製造する方法であって、前記流延部分に膜状の流延ビードが形成される溶液製膜方法において、
前記流延支持体の移動方向から見た前記流延ビードの裏における風の流れの水平成分風速を２ｍ／秒以下にすると共に前記流延ビードの裏における空気圧振動変動を１０Ｐａ以下にすることを特徴とする溶液製膜方法。 - 請求項１２の溶液製膜方法を用いて製造されたフィルムであって、該フィルム面の前記流延支持体移動方向に周波数が３Ｈｚ以上の周期性をもつ厚みムラ変動寸法をＢ、前記フィルムの全厚み寸法をＡとしたときに、（Ｂ／Ａ）×１００で表される厚みムラ変動率が０．８％未満になるようにすることを特徴とするフィルム。
- 請求項１３のフィルムを使用したことを特徴とする偏光板。
- 請求項１４の偏向板を使用したことを特徴とする液晶表示装置。
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