JP2006521945A - 溶剤成膜装置のための界面活性剤アプリケーター及びフィルム製造のための該アプリケーターの使用方法 - Google Patents

Abstract

バンド式の溶剤成膜装置が提供される。溶剤成膜装置は、回転する少なくとも第１ドラム及び第２ドラムと、これら第１ドラム及び第２ドラムの回転により第１ドラム及び第２ドラムの周囲を引張下に移動する連続する金属バンドとを有するバンド成膜装置を含み、このバンド成膜装置のためのポリマー溶液を混練及びあるいは貯蔵するためのタンクを収納している。タンクのポリマー溶液をシートダイが金属バンド上に塗布し、金属バンド、シートダイの下流側の少なくとも一部分を包囲する乾燥チャンバが、金属バンド上をポリマー溶液のシート状の薄膜が移動するに際してこの薄膜から溶剤を除去するために使用される。界面活性剤源及び金属バンドの一部分と連通する界面活性剤アプリケーターが含まれる。更に、ポリマーフィルム製品における気泡を実質的に減少あるいは排除するための界面活性剤の使用のみならず、界面活性剤による気泡減少を容易化させると考えられる機構が提供される。システムの少なくとも１つの構成部分を監視及びあるいは制御するためのシステムコントローラーが連結され得る。

Description

本発明は一般に溶剤成膜装置に関し、詳しくは、溶剤成膜装置のための界面活性剤アプリケーター及び、溶剤成膜装置における、実質的に気泡の無い、水溶性薄膜（フィルム）を製造するための界面活性剤の使用に関する。界面活性剤には、これを水溶性フィルムの製造に使用した場合、例えば、気泡発生量を減少させる作用、あるいは発生させないことによるフィルム製品の品質向上作用がある。

溶剤成膜法は、プラスチック材料を製造するための一般的技術として数十年来用いられ来ているが、この技法への関心は尚、高まり続けている。その理由の一つには、この溶剤成膜法のみが水溶性パッケージの製造分野及びその他の関連用途分野の特定の要件に適合するということがある。
プラスチックフィルムの連続製法の開発は１９世紀末に出現した写真産業と密接な関係がある。当時は他に工業フィルムを製造する方法はなく、高分子化学もその黎明期にあった。その後、二つの異なる成膜法、即ち、（１）車輪あるいは大型ドラムを使用する成膜法と、（２）可撓性材料からなる無端ベルトを用いる成膜法とが開発されたが、熱可塑性ポリマーフィルムを製造する押し出し成膜法が開発されると溶剤成膜法の価値は低下し、今日ではニッチ市場や特定の且つ高品質要件を持つフィルムのための特別の製造法となっている。
代表的な溶剤成膜システムでは、アセトン、アニリン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、エチルアセテート、エチレンジクロリド、トルエン、テトラヒドロフラン、その他の様な有機溶剤が用いられるが、こうした溶剤を使用する場合は通常、溶剤蒸気を回収及び回復（ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）するための複雑なシステムが必要となる。しかも、人間や周囲環境がこれらの溶剤に曝露されるのは最も望ましくないことであり、爆発の危険性といったような安全性に関わるその他の様々な関心事項も生じてくる。
本発明によれば水が溶剤として用いられ、かくして上記問題は解決される。溶剤蒸気を回収及び回復するためのシステムは不要となり、環境及び人間が溶剤に曝露されることに関わる問題もなくなる。
成膜法にはその他に数多くのものがあり、それらには、カレンダ成膜法、押し出し成膜法、プラスチゾル成膜法、オルガノゾル成膜法などが含まれる。プラスチゾル成膜法及びオルガノゾル成膜法には、ポリマーを可塑剤マトリクス中に溶解させ、次いで可塑剤を溶剤としてフィルムを形成する段階が含まれる。

米国特許第４，４２１，１５４号

水を溶剤として用いる成膜法を提供することである。

本発明の一様相において、バンド成膜装置のような溶剤成膜装置の成膜面に界面活性剤が塗布される。様々な実施例において、フィルム製品中の気泡を減少及びあるいは排除し、順次製造されるフィルムをこの成膜面から除去しやすいようにすることを含む一つ以上の目的のために、一つ以上の界面活性剤を使用することができる。

本発明の他の様相において、バンド成膜装置のような溶剤成膜装置の成膜面に界面活性剤を塗布する装置が提供される。本装置の一実施例には、装置の被塗布面、即ち成膜面と連通するローラーと、界面活性剤を収納するトラフと、余剰の界面活性剤を除去するための、例えばフェルトパッドのような界面活性剤リムーバとが含まれる。

本発明の溶剤成膜法によれば、従来の溶解法にはなかった幾つかの独特の特徴が提供される。溶剤成膜法ではフィルム形成は、溶融ではなく溶解性に依存する。従って、溶剤成膜法によれば広汎なポリマー合金の製造が可能となる。溶剤がフィルム形成のための流動性を提供することから、純粋な樹脂フィルムを、熱、安定剤、可塑剤あるいは潤滑材に起因する純度低下を来すことなく製造することが可能である。ポリマーには最終製品のために有益な添加物のみを混入すれば良い。

溶剤成膜法によれば、寸法形状的な安定性において優れるのみならず、ピンホール、ゲル状部分、及びその他の欠陥の少ないあるいは存在しないフィルムが提供され得る。溶剤成膜法によって製造されるフィルムは本来熱履歴が極めて少ないのでフィルムの使用寿命も長くなる。
本発明の方法、装置そしてシステムにはフィルムの品質に関わる利益もある。フィルムの気泡やピンホールはフィルムを使用する上で有害な場合が多いが、本発明の方法及び装置はその種々の様相において、そうした欠陥の発生頻度及び大きさを低減させることができる。

溶剤成膜は、以下に説明するような溶剤バンド成膜システムを使用することにより効果的に実施することができる。ポリマーフィルムを製造する際には、その使用上有害な場合が多い気泡やピンホールの発生頻度及び大きさを最小化することが望ましいが、本発明の方法及び装置によれば、溶剤成膜システムを使用して製造するポリマーフィルムにおける気泡を減少あるいは排除する、シンプルで尚且つ有効な手段が提供される。フィルムのこうした品質改善は、ポリマー溶液を成膜面に塗布するに先立って成膜面に界面活性剤をコーティングすることにより実現される。

特定の理論に限定する意図はないが、界面活性剤を用いることで成膜面位置に吸着された空気が排除される結果、フィルム製品の欠陥が低減されると考えられる。従って、本発明の方法及び装置では成膜面から空気を排除する界面活性剤が用いられる。好適な界面活性剤は成膜面を構成する材料に依存し得るものであり、当業者において容易に決定され得るものである。

特定の理論に限定する意図はないが、界面活性剤を用いることで塗布されるポリマー溶液の“ぬれ”性が改善され、その結果、フィルム製品の欠陥が低減されると考えられる。従って、本発明の方法及び装置では特定の成膜面に塗布される特定のポリマー溶液の“ぬれ”性を改善する界面活性剤が使用される。好適な界面活性剤は塗布するべき特定のポリマー溶液及び成膜面を構成する材料に依存し得るものであり、当業者において容易に決定され得るものである。

図１〜４を参照して本発明の方法及び装置を更に説明するに、溶剤バンド成膜システムが全体を番号１０で示され、界面活性剤アプリケーターが全体を番号３１で示されている。詳細な説明及び図面では類似及び同じ構成部品は同じ参照番号で示される。

“気泡の無い”とは、気泡カウント数が、約１０ｃｍ×１４０ｃｍ（約４インチ×５５インチ）のフィルムサンプルの全幅を光学（目視）検査した場合に基づく所定の閾値未満である場合を言い、本発明ではサンプルフィルム中の直径２５ミクロン未満の気泡計数が５０を超えない場合を言うものとする。随意的には、直径が２５〜４０ミクロンの範囲の気泡数が１０を超えないことが好ましい。やはり随意的ではあるが、サンプルフィルム中に直径４０ミクロン以上の気泡が存在しないことが更に好ましい。フィルム中に気泡が無いことを決定するために手動的な検査方法（例えば、サブサンプルの拡大観察）を使用する場合、統計的サンプリングを用いることで全サンプル中の気泡合計数の近似値を求めることができる。好ましい実施例では、フィルムサンプルの各々約１０ｃｍ×０．６３ｃｍ（約４インチ×０．２５インチ）の１４カ所の異なる部分が、“気泡の無い”閾値に関する適否を検査される。

“アップライン”とは、フィルム製造ラインの一つの構成部品の、参照ポイントより前の時系列的な運転位置を言うものとする。
“ダウンライン”とは、フィルム製造ラインの一つの構成部品の、参照ポイントより後の時系列的な運転位置を言うものとする。
“ライン”とは、本発明の実施例で使用する製造用構成部品のシーケンスの総称である。
“オンライン”とは、成膜システムを介して、その市場性があるとは限らないが、フィルム製品が製造される運転状況を言うものとする。
“ポリマー溶液”とは、好適な溶液中に溶解したポリマーの任意の均質混合物を言うものとする。本発明の方法及び装置は水に溶解したポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）のために特に好適なものである。ＰＶＯＨ溶液中の水の含有量は約６０重量パーセント〜約８５重量パーセントの範囲内であることが好ましい。その他のポリマー溶液を本発明と共に好適に用いることができるが、ここでは特に、パッケージ用のＰＶＯＨフィルムの製造に関しての説明が成される。

被パッケージ化製品には化学的形式の異なるものが多く、各フィルムは異なる方法で調製される。つまり、ＰＶＯＨ樹脂と、可塑剤と、その他の原料とを変化させることで、製品としての適合特性が異なるフィルムが提供される。好適なフィルムグレードを適合性試験に基づいて容易に予想し得る状態下に、一つ以上の異なるフィルムがある特定の用途に適合され得る。

“水溶性”とは、水に露呈されると溶解するあるいは最小成分に分解する性質を言うものとする。ＰＶＯＨは親水性ポリマーでありこの親水性ポリマーの製造に際して代表的に用いられる可塑剤も親水性である。ＰＶＯＨは湿った雰囲気中から水分を吸収し、吸収した水分を乾燥雰囲気中に放出する。ＰＶＯＨフィルムは水分含有量が増大する（湿気によってさえも）につれて急速に軟化し始め且つずっと弾性化され、伸長性が失われ、極限伸び（ｕｌｔｉｍａｔｅ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）が増え、摩擦係数も大きくなる。

溶剤バンド成膜装置の一般的な構成部品について図１を参照して説明するに、図１の実施例における溶剤バンド成膜装置１０がポリマー溶液を混練及び保存する混練装置１２から開始されている。混練装置１２はシングルタンク型のものであり得るが、好ましい一実施例のものでは複数のタンクと付属配管と、各タンク間のポリマー溶液の流れを制御するポンプ及び弁とが含まれ得る。図示された実施例では混練装置１２はバルクハンドリングステーション４４と、混練タンク７２を有するミキサー４６と、保持タンク４８と、運転タンク５０とを含み、各タンクあるいは容器はミキサー４６と流体連通される。送給物ライン１３が保持タンク４８から運転タンク５０に伸延され、運転タンクに入った送給物は金属バンド２０上にキャスチングされるべく押し出しダイ２２にポンピングされる。保持タンク４８と運転タンク５０との間部分、あるいは運転タンク５０と押し出しダイ２２との間部分、もしくはそれら２つの間部分にはフィルター４７が配置される。

混練装置１２に近接してバンド成膜装置１４が示される。バンド成膜装置１４は図２に詳しく例示される。バンド成膜装置１４は、第１ドラムあるいは前方ドラム１６と、第２ドラムあるいは後方ドラム１８とを含み、これら各ドラムの周囲には金属バンド２０が連続的に巻き付けられる。前方ドラム１６と後方ドラム１８とは矢印で示す方向に回転し、金属バンド２０を同様の回転方向に移動させる。好ましい実施例では前方ドラム１６と後方ドラム１８とは幅が約１６５ｃｍ（６５インチ）、直径が約１２２ｃｍ（４８インチ）であり、金属バンド２０は幅が約１５５ｃｍ（６１インチ）、周囲方向長さが約９７．５ｍ（３２５フィート）である。好適なバンド成膜装置はイリノイ州ＣａｒｐｅｎｔｅｒｓｖｉｌｌｅのＢｅｒｎｄｏｒｆ Ｂｅｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ社より入手することができる。バンドは、任意の所定位置において製造部分あるいは上方部分２１と、戻り部分あるいは下方部分２３とを有し、上方部分２１は、塗布されたポリマー溶液を乾燥中に支持するために使用される。金属バンド２０を支持するための図示されない幾つかのアイドラーを上方部分の裏側に沿って間隔を置いて配置することができる。金属バンド２０は非常に高価な装置部品であるので、装置は、その製造時において金属バンド２０を損傷させるような複雑なものとすべきではない。金属バンド２０の寸法が変化する（加熱あるいは冷却による漸増的な変化であっても）と、金属バンド２０はドラムの一方の端部からランオフし始める。従って、バンドは前方ドラム１６と後方ドラム１８との間における装置の熱勾配の変化に対応し得るステンレス鋼製のものとすることが好ましい。適正なあるいは望ましい熱膨張パラメータを有するその他の金属あるいは合金も、金属バンド２０を構成するために好適である。

再度図１を参照するに、混練装置１２からのポリマー溶液を成膜装置１４の金属バンド２０に塗布するためにシートダイあるいは押し出しダイ２２が使用されている。送給物ライン１３が、ポリマー溶液を混練装置１２から押し出しダイ２２に移動させる。図３には押し出しダイ２２の詳細が示される。押し出しダイ２２は金属バンド２０を幅方向に横断し、金属バンド２０にポリマー溶液の連続膜をコーティングする。ダイ２２は、溶液を流動させるチャンネルをその内部に含んでおり、チャンネルの端部にはダイ２２を幅方向に横断して伸延する長孔状のオリフィス１１が配置される。オリフィス１１の上側表面はリップ５３により形成され且つオリフィス１１の下側表面５５に関して自在に変形し、オリフィス１１の寸法形状を変化させることができる。ダイ２２を幅方向に横断して配置したネジ溝付きの一連のボルト５２が、これらボルトの回転方向に基づいてオリフィスの開口寸法を変化させるために使用される。図６に示すように、真空箱ブロワ５４及び真空箱５１が、回転するバンドがポリマー溶液をダイ２２の外側にあるいはダイから引き離そうとする本来の傾向に逆らって、このポリマー溶液が金属バンド２０にもっと直交するように引き寄せる力を創出するべく、ダイ２２に隣り合って位置決めされる。この真空箱システムにより、ポリマー溶液の膜の背後に低圧領域が創出され、この低圧領域の大きさを変化させることで、ポリマー溶液の膜が金属バンド２０と接触する角度を制御することが可能である。

図１に示すように、乾燥チャンバ２４がダイ２２の下流側でバンドの一部分を包囲する。この乾燥チャンバ２４は上流側帯域２６と下流側帯域２８とを含み、これら各帯域の下流側端部に近接する空気入口３２に接近して、乾燥チャンバ２４内に加熱された空気を導入するようになっているヒーター３０が位置付けられる。上流側帯域２６及び下流側帯域２８の各上流側端部に近接する空気出口３８に接近して排気ブロワ３４も位置付けられる。ヒーター３０、空気入口３２、空気出口３８、排気ブロワ３４の全ては、各帯域２６、２８の乾燥チャンバ２４内に加熱空気の流れを生じさせるべく組み合わされる。金属バンド２０の、乾燥チャンバ２４内の一部分は任意の所定の時間に一連の支持ローラーあるいはアイドラ４０を乗り越え且つ支持されつつ移動する。図１の実施例には、アイドラと、各アイドラの回転を監視するための関連するセンサとを組み合わせた状態での一連のアイドラ４０が含まれる。

乾燥されたフィルムは後方ドラム１８の位置で金属バンド２０から除去（任意の従来様式で）される。巻き取りワインダー６０を使用してフィルム製品を図５に示すように巻き取ることができる。フィルムはその縁部をトリミング処理され、次いで図示されないトリムリワインダーに巻き付けることができる。また、カメラ６２やゲージスキャナ４２のような品質検査用デバイスを、金属バンド２０から除去されるフィルムを監視するように位置決めしても良い。

再度図１を参照するに、金属バンド２０の戻り側に、この金属バンド２０に界面活性剤を塗布するための界面活性剤アプリケーター３１が位置決めされる。界面活性剤アプリケーター３１は、金属バンドの戻り側部分に位置決めするのが好ましいが、ダイ２２の上流側で且つフィルム除去位置の下流側の任意の場所に位置決めすることができる。また、金属バンド２０の下側には好ましくはバッファ６６を設け、金属バンド２０にピボット動作により接触する形態とされる。バッファ６６は、気泡の無いフィルムの製造を助成する上で望ましい光沢レベルを金属バンド２０上に創出するために使用され得、界面活性剤アプリケーター３１の上流側あるいは下流側に位置決めされ得るが、下流側の方がより好ましい。制御システム３６が、混練装置１２、バンド成膜装置１４、シートダイ２２、乾燥チャンバ２４、巻き取りワインダー６０、図示されないトリムワインダー、界面活性剤アプリケーター３１、の少なくとも１つの運転を監視し及びあるいは制御する。
図４には界面活性剤アプリケーター３１の詳細が示される。界面活性剤アプリケーター３１は界面活性剤を収納するトラフ３７と連通し、また金属バンド２０の表面と連通するローラー３３を含んでおり、パッド３５（例えばフェルトパッドのような吸収性のパッド）が、過剰な界面活性剤を吸収及びあるいは拭き取り、界面活性剤過剰状況の発生頻度を減少させる。

図示された実施例では、界面活性剤アプリケーター３１は金属バンド２０の外側表面に接触することでこの外側表面に界面活性剤を塗布するように位置決めされる。好ましい実施例では、パッド３５が余剰の界面活性剤を除去する前にローラー３３が界面活性剤の厚い層を塗布する。ローラー３３は、金属バンド２０の幅方向に移動するトラフ３７内の界面活性剤流体と連通される。本発明には想定され得るその他の数多くの実施例があり、それらの実施例の主要コンポーネンツは、界面活性剤源から金属バンドの表面上に塗布される界面活性剤流体と連通する界面活性剤アプリケーターである。
界面活性剤アプリケーターは、接触移行用具を介して界面活性剤を塗布するものであることが好ましいが、その他のコーティング方法及び好適な装置を使用することができる。好適な装置（及び方法）には、グラヴィアコーティング、リバースロールコーティング、ナイフオーバーロールコーティング（ａ．ｋ．ａ．ｇａｐ ｃｏａｔｉｎｇ）、メータリングロッドコーティング（ａ．ｋ．ａ．Ｍｅｙｅｒ ｒｏｄ）、スロットダイコーティング（好ましいポリマー溶液コーターを使用する場合）、カーテンコーティング、が含まれる。

界面活性剤源は界面活性剤アプリケーターに近接して配置したリザーバ（例えばトラフ）であることが好ましいが、リザーバを遠くに配置し、流体導管を介して接続することもできる。界面活性剤アプリケーターは（一体化、関連化あるいはその両方により）、余剰の界面活性剤を除去するための装置を含むことが好ましいが、そうした装置が常に必要なわけではない。そうした装置には、当業者において既知であるような、例えば、これらに限定するわけではないが、メータリングロッド（ａ．ｋ．ａ．ｍｅｙｅｒ ｂａｒあるいはｒｏｄ）、ナイフ、エアナイフ、ドクターブレード、メータリングローラー、吸収パッド、その他を含む任意の好適な装置を用いることができる。界面活性剤アプリケーターは、界面活性剤を成膜面に連通させる近さの距離に配置される。例えば、界面活性剤アプリケーターがローラーである場合、ローラーは成膜面に接触し得る近さに配置され、スプレーノズルである場合はノズルの噴霧パターンが成膜面に届くような位置に配置される。

前記装置の好ましい実施例はローラー３３（図４参照）である。ローラー３３はラバーで好ましくラッピングされるが、移行状態でコーティングするに適した任意のその他の材料から作製することが可能であり、また非平坦面を含むものであり得る。あるいは界面活性剤アプリケーターは、スポンジ、ブラシ、あるいは界面活性剤源と連通するパッドでもあり得る。それらに代えて、界面活性剤を金属バンド表面上にこの表面と物理的に接触して塗布するのではなくむしろ、そうした表面に噴霧することにより塗布する単数あるいは一群のノズルを使用することができる。更には、金属バンドを、界面活性剤を満たした容器を通してこの界面活性剤に部分的あるいは全体的に沈ませた状態で送ることで、金属バンドに界面活性剤を染みこませることができる。単一のローラー３３を使用するのではなく複数のローラーを使用して金属バンドに界面活性剤をコーティングすることも可能である。当業者には更に別の実施例が存在し得ることは明らかである。

界面活性剤を除去する装置が必要である場合、そうした装置は幾つかの形態の内の一つを取り得、その好ましい実施例は稠密のフェルトパッド３５（図４参照）であるが、任意の形式のパッド、フラップ、あるいは、ゴム製のストリップ、あるいは任意のその他の好適な材料とすることができる。金属ベルトに接触させる装置を検討するに、通常はスクイージーと称されるものであり得る。金属バンドと接触させたスポンジも、余剰の界面活性剤を除去するために同様にうまく作用する。また、米国特許第４，４２１，１５４号（“Ｆａｉｌ Ｓａｆｅ Ａｉｒ Ｗｉｐｅ”）あるいはその変更例のような、空気式あるいは強制通気式機構も余剰の界面活性剤を除去するために機能させ得る。前記米国特許に記載される装置は界面活性剤アプリケーター（以下、単にアプリケーターとも称する）と共には動作されず、金属バンドから液体を完全に払拭する作用もないが、この装置の変形例は本発明の範囲内において有効に作用し得る。更に他の実施例も当業者には明らかである。

界面活性剤源の好ましい実施例は、ローラー３３と連通する界面活性剤を収納するトラフ３７（図４）である。トラフ３７は、過剰な界面活性剤を界面活性剤源４３に戻すオーバーフローオリフィス４５を有している。トラフ３７に界面活性剤を送るためにポンプ４９が使用される。界面活性剤のこの継続的な動作が界面活性剤の分離を継続的に防止し、また、トラフ３７の内部での過熱を防止する。あるいは、界面活性剤源は様々な形態の一つを取り得る。なぜなら、別のアプリケーター実施例では別の界面活性剤源である方がもっと有効に機能し得る、あるいは別の界面活性剤源が必要とさえなり得るからである。スポンジ、ブラシ、あるいはパッドをアプリケーターとして使用する場合、アプリケーターに界面活性剤を、例えば重力あるいは強制流れによって吸収させるための手段（重力の場合は、例えばアプリケーターと連通する状態下にアプリケーターの上方に配置したタンクであり、強制流れの場合は、例えばチューブあるいはパイプ配管を介してアプリケーターと連結したタンク）が必要となり得る。ゴム製ではない吸収性のローラーを用いる場合、界面活性剤源をこのローラーの内部に位置付けることができる。アプリケーターとしてスプレーノズルを使用する場合はこのスプレーノズルに加圧様式下にタンクを連結することができる。更には、界面活性剤流体を浸漬を介してアプリケーターに付着させる場合、アプリケーター及び界面活性剤源は、少なくとも部分的に同一の構成を有する。当業者には数多くの界面活性剤源が存在し得ること及び、そうした界面活性剤源がアプリケーターの特性のみによる制約を受けることが容易に想定されよう。

好ましい界面活性剤はＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙが製造及び販売するＺＯＮＹＬ ＦＳＰの溶液である。この溶液は原液のままであるいは希釈したものを使用し得るが、希釈したものの方が好ましい。希釈は、重量パーセントでＺＯＮＹＬを約０．０５〜約５．０％の範囲としたものが好ましい。しかしながら、無気泡の望ましいフィルムを製造するためにその他の好適な界面活性剤を使用することができる。
本実施例のアプリケーター３１は制御システム３６による制御は受けず、代わりに装置オペレーターの手動により管理される。しかしながら、他の実施例では制御システム３６がアプリケーター３１を制御する態様のものとされ得る。

任意の特定の理論に束縛しようとするわけではないが、界面活性剤の使用が、一つ以上のメカニズムを介しての気泡の除去作用を助成し得るものと考えられる。金属バンドが初期にコーティングされる場合、金属バンド表面上に吸着されていた空気は、界面活性剤の硬質表面拡散湿潤（ｈａｒｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｗｅｔｔｉｎｇ）として知られるメカニズムを介して排斥される。吸着された空気が排除されることで、そうした空気によるフィルム製品中での気泡形成が防止される。加えて、あるいは別態様では、界面活性剤が金属バンドの表面エネルギーを低下させ、かくして、やはり界面活性剤を含むポリマー溶液が金属バンド表面をより効果的に“ぬれ”させる、即ち、金属バンド表面をより広く且つ一様に覆って広がるようになる。こうしたより良好な“ぬれ”により、ポリマー溶液による金属バンド表面位置での空気の捕捉が防止される。

タイプ及び量の異なる界面活性剤を使用し得、そうしたタイプあるいは量の何れかを変更することで、気泡の除去性あるいはフィルム釈放特性に関わる効果が向上あるいは抑制され得る。好ましい界面活性剤は、ＺＯＮＹＬ ＦＳＰ銘柄の界面活性剤の溶液、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙが製造及び販売するフッ化界面活性剤である。しかしながら、所望の無気泡のフィルムを製造するために、これに限定するわけではないが、その他のフッ化界面活性剤を含むその他の好適な界面活性剤を用いることができる。界面活性剤は希釈され得るものであることが好ましい。界面活性剤は、ＺＯＮＹＬ ＦＳＰ銘柄の界面活性剤のようなフッ化界面活性剤を含む、重量パーセントで約０．０５％〜約５．０％の範囲のものであることが好ましい。適切な“ぬれ”を得るために必要な界面活性剤量は、バンド面にコーティングされるフィルムによって変化され得る。その他の製品の場合は釈放特性を改善するためにずっと高い濃度が要求され得る。界面活性剤の硬質表面拡散湿潤の効率は、界面活性剤濃度が臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）に至るまでの高濃度下においてずっと良くなる。臨界ミセル濃度は、界面活性剤の硬質表面拡散湿潤の効率が、それ以降追加される界面活性剤によっては高められることのない閾値を表す。しかしながら、ＣＭＣを越えて濃度を増大させることで、ポリマー溶液による“ぬれ”及びある種のフィルム配合物における釈放特性が向上され得る。

例１
２０００年５月、気泡減少試験が実施され、二種類の界面活性剤がその気泡減少の有効性について評価された。１回目の試験では、界面活性剤をコーティングしないバンドと、ＴＥＣＨＮＯＬ ＡＥ−１０６界面活性剤の２％溶液を連続コーティングしたバンドとの上に各３．０ｍｉｌのＭＯＮＯＳＯＬ Ｍ−８６３０ ＰＶＯＨフィルムが製造された。各条件下において入手されたフィルムサンプルの７０カ所の位置における気泡数が観察された。各サンプルは、各ロールから全幅のサンプルを一つ取り出すことにより入手され、７０カ所の位置での気泡数はマイクロフィッシュ篩を用いて観察された。前記７０カ所は、１４本の各“観察レーン”で５回実施した観察に際して選択された位置である。マイクロフィッシュ篩１平方インチ（約６．４５ｃｍ²）当たりに出現した気泡数がカウントされた。マイクロフィッシュ篩の倍率は３６Ｘであることから、各観察領域の実際の面積は０．０００７７２平方インチ（０．００４９７９４ｃｍ²）となり、従って、フィルムの実際の１平方インチ（約６．４５ｃｍ²）当たりの気泡数を評価するためにはカウントされた気泡数を１２９６倍する必要がある。ＴＥＣＨＮＯＬ ＡＥ−１０６界面活性剤の２％溶液を連続コーティングしたバンド上に製造したフィルムの場合、界面活性剤をコーティングしなかったベルト上で製造したサンプルの気泡数に対し、気泡数は９２．０９％減少した。二回目の試験では界面活性剤をコーティングしないバンドと、ＴＥＣＦＬＯ ５３０界面活性剤の２％溶液を連続コーティングしたバンドとの上に各３．０ｍｉｌのＭＯＮＯＳＯＬ ＰＸＰ−４０４５（ここではＭ−４０４５と称する）が製造された。サンプルが入手され、前述の観察が実施された。この２回目の試験ではＴＥＣＦＬＯ ５３０界面活性剤の２％溶液を連続コーティングしたバンド上に製造されたフィルムの気泡数が界面活性剤をコーティングしないバンドに製造したフィルムに対し３７．５６％減少した。表１に各試験の結果が表示される。表によれば、界面活性剤を使用することによりフィルム品質が向上し得ることが例示される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。

本発明に従う界面活性剤アプリケーターを含むバンド成膜装置の実現可能な実施例を示す概略図である。 本発明に従うバンド成膜装置の無端の可撓性ベルトの一実施例を例示する斜視図である。 本発明に従う、バンド成膜装置のシートダイの一実施例の正面図である。 本発明に従う界面活性剤アプリケーターの斜視図である。 本発明に従う巻き取り装置、カメラ、スキャナの実施例を例示する斜視図である。 本発明に従うダイコーター及びバンドを有する、バキュームボックス及びブロワの実施例の例示図である。

符号の説明

１０ 溶剤バンド成膜装置
１１ オリフィス
１２ 混練装置
１３ 送給物ライン
１４ バンド成膜装置
１６ 第１ドラム
１８ 第２ドラム
２０ 金属バンド
２１ 上方部分
２２ 押し出しダイ
２３ 下方部分
２４ 乾燥チャンバ
２６ 上流側帯域
２８ 下流側帯域
３０ ヒーター
３１ 界面活性剤アプリケーター
３２ 空気入口
３３ ローラー
３４ 排気ブロワ
３５ パッド
３６ 制御システム
３７ トラフ
３８ 空気出口
４０ アイドラ
４２ ゲージスキャナ
４３ 界面活性剤源
４４ バルクハンドリングステーション
４５ オーバーフローオリフィス
４６ ミキサー
４７ フィルター
４８ 保持タンク
４９ ポンプ
５０ 運転タンク
５１ 真空箱
５２ ボルト
５３ リップ
５４ 真空箱ブロワ
５５ 下側表面
６０ 巻き取りワインダー
６２ カメラ
６６ バッファ
７２ 混練タンク

Claims (31)

1. 回転する成膜面と、ポリマー溶液を成膜面に塗布させるためのシートダイと、界面活性剤流体を成膜面に連通させるための運転上接近して配置した界面活性剤アプリケーターと、を含む溶剤成膜装置。
2. 回転する成膜面が、回転する少なくとも第１ドラム及び第２ドラムの周囲において引張された金属バンドを含んでいる請求項１の溶剤成膜装置。
3. 界面活性剤アプリケーターが、成膜面と接触自在に配置したローラーを含んでいる請求項１あるいは２の溶剤成膜装置。
4. 界面活性剤アプリケーターが、少なくとも１つを成膜面と接触自在に配置した複数のローラーを含む請求項３の溶剤成膜装置。
5. 界面活性剤アプリケーターが、噴霧ノズルを含む請求項１〜４の何れかの溶剤成膜装置。
6. 界面活性剤アプリケーターが、成膜面と接触自在に配置したスポンジを含んでいる請求項１〜５の何れかの溶剤成膜装置。
7. 界面活性剤アプリケーターが、成膜面と接触自在に配置したブラシを含んでいる請求項１〜６の何れかの溶剤成膜装置。
8. 界面活性剤アプリケーターが、成膜面と接触自在に配置したパッドを含んでいる請求項１〜７の何れかの溶剤成膜装置。
9. 界面活性剤アプリケーターが、界面活性剤の流体を収納するようになっているリザーバを含み且つ成膜面に対して該リザーバ内の流体と接触するべく配置される請求項１あるいは２の溶剤成膜装置。
10. 界面活性剤リムーバーを更に含む請求項１〜９の何れかの溶剤成膜装置。
11. 界面活性剤リムーバーが、成膜面と接触するべく配置したフェルトパッドを含む請求項１０の溶剤成膜装置。
12. 界面活性剤リムーバーが、成膜面と接触するべく配置したスクイージーを含む請求項１０の溶剤成膜装置。
13. 界面活性剤リムーバーが、成膜面と接触するべく配置したエアナイフを含む請求項１０の溶剤成膜装置。
14. 界面活性剤リムーバーが、成膜面と接触するべく配置したスポンジを含む請求項１０の溶剤成膜装置。
15. 界面活性剤アプリケーターと連通する界面活性剤源を含み、界面活性剤がフッ化界面活性剤である請求項１〜１４の何れかの溶剤成膜装置。
16. 界面活性剤がＺＯＮＹＬ ＦＳＰ界面活性剤を含む請求項１５の溶剤成膜装置。
17. ダイと連通するポリマー溶液の保存装置を更に含み、前記ポリマー溶液が水に溶解したポリビニルアルコールを含む請求項１〜１６の何れかの溶剤成膜装置。
18. 界面活性剤アプリケーターが電子システムコントローラーにより制御されるようになっている請求項１〜１７の何れかの溶剤成膜装置。
19. 界面活性剤アプリケーターが自動制御されるようになっている請求項１８の溶剤成膜装置。
20. 巻き取りワインダーを更に含み、界面活性剤アプリケーターが、ポリマー溶液のためのシートダイの上流側で且つ前記巻き取りワインダーの下流側に配置される請求項１〜１９の何れかの溶剤成膜装置。
21. ポリマーフィルム製造方法であって、
    界面活性剤を成膜面に塗布すること、
    溶剤に溶解したポリマーを含むポリマー溶液を成膜面に塗布して該成膜面の少なくとも一部分をコーティングすること、
    成膜面に塗布したポリマー溶液から溶剤を除去してポリマーフィルムを製造すること、
    成膜面からポリマーフィルムを取り外すこと、
    を含むポリマーフィルム製造方法。
22. 成膜面が連続しているようにした請求項２１のポリマーフィルム製造方法。
23. 成膜面が、バンド成膜装置における連続する金属バンドを含み、前記バンド成膜装置が回転する第１ドラム及び第２ドラムを含み、前記金属バンドが前記第１ドラム及び第２ドラムの回転により該第１ドラム及び第２ドラムを含の周囲で引張され且つ移動されるようにした請求項２２のポリマーフィルム製造方法。
24. 塗布されたポリマー溶液を乾燥チャンバ内で乾燥させることにより溶剤が除去されることを含む請求項２１〜２３の何れかのポリマーフィルム製造方法。
25. 溶剤が水であるようにした請求項２１〜２４の何れかのポリマーフィルム製造方法。
26. ポリマー溶液が水に溶解したポリビニルアルコールであるようにした請求項２１〜２５の何れかのポリマーフィルム製造方法。
27. 成膜面に界面活性剤を塗布することが、
    成膜面を界面活性剤で“ぬれ”させること、
    “ぬれ”を生じさせた界面活性剤を除去すること、
    を含む請求項２１〜２６の何れかのポリマーフィルム製造方法。
28. 界面活性剤がフッ化界面活性剤を含むようにした請求項２１〜２７の何れかのポリマーフィルム製造方法。
29. 界面活性剤がＺＯＮＹＬ ＦＳＰ界面活性剤を含むようにした請求項２８のポリマーフィルム製造方法。
30. フィルムが無気泡である請求項２１〜２９の何れかのポリマーフィルム製造方法。
31. 連続的に実施される請求項２１〜３０の何れかのポリマーフィルム製造方法。

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