JP2007137962A - Preparation method of dope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドープの調製方法に関するものである。 The present invention relates to a method for preparing a dope.
高分子化合物(以下、ポリマーと称する)は、取り扱いの容易さや、自在に形を作り出すことができるなどの利点から様々な分野で使用されており、また、その製造方法も、製品用途に応じて多種多様に存在している。例えば、プラスチックフイルムは、ポリマーを加熱して溶融状にする溶融製膜法や、有機溶媒中にポリマーなどの溶質を溶解または分散させた液(以下、ドープと称する)を調製した後、このドープを用いて製膜する溶液製膜法などにより製造される。この溶液製膜法では、ドープを支持体上に流延した後に、ドープ中の溶媒を揮発させることによりフイルムを製造する。 High molecular compounds (hereinafter referred to as polymers) are used in various fields because of their ease of handling and the ability to freely create shapes, and their manufacturing methods also depend on the product application. It exists in a wide variety. For example, a plastic film is prepared by a melt film-forming method in which a polymer is heated to a molten state or a liquid (hereinafter referred to as a dope) in which a solute such as a polymer is dissolved or dispersed in an organic solvent. It is manufactured by the solution casting method etc. which form into a film using. In this solution casting method, a film is produced by casting a dope on a support and then volatilizing a solvent in the dope.
このとき、ドープに使用される溶媒は、ポリマーの溶解性や揮発性、人体や環境への影響などを考慮した上で、最も適切なものが選択されている。例えば、写真用フイルムベースとしてよく用いられるセルローストリアセテート(以下、セルローストリアセテート(トリアセチルセルロース)と併せてTACとも称する)フイルムを製造する際には、塩化メチレン(メチレンクロライド、ジクロロメタン)を主溶媒とし、溶液製膜法により製造されている。このように製造されるTACフイルムは、光学等方性に優れるため、偏光板保護フイルムのような光学機能性膜としても用いられている(例えば、非特許文献1参照)。 At this time, as the solvent used for the dope, the most appropriate one is selected in consideration of the solubility and volatility of the polymer, the influence on the human body and the environment, and the like. For example, when producing a cellulose triacetate (hereinafter also referred to as TAC in combination with cellulose triacetate (triacetylcellulose)) film which is often used as a photographic film base, methylene chloride (methylene chloride, dichloromethane) is used as a main solvent, Manufactured by a solution casting method. Since the TAC film produced in this way is excellent in optical isotropy, it is also used as an optical functional film such as a polarizing plate protective film (for example, see Non-Patent Document 1).
しかし、主溶媒として使用される塩化メチレンは、人体や環境への悪影響が懸念される物質であるため、代替品への切り換えを行う必要がある。この塩化メチレンの代替品としては、例えば、人体や環境への影響が少ない酢酸メチル、アセトンなどが挙げられる。しかしながら、これらの溶媒では、TACが溶解し難いという問題が生じる。 However, methylene chloride, which is used as the main solvent, is a substance that may be adversely affected by humans and the environment, so it is necessary to switch to an alternative product. As an alternative to this methylene chloride, for example, methyl acetate, acetone, etc. that have little influence on the human body and the environment can be mentioned. However, these solvents have a problem that TAC is difficult to dissolve.
そこで、ドープを調製する際、溶媒に対するTACの溶解性を向上させる装置として、スクリュー混合機(スクリュー押出機)を利用した冷却溶解装置が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。この方法によれば、置換度2.80(酢化度60.1%)から置換度2.90(酢化度61.3%)のTACとアセトンとを、−80℃以上−70℃以下に冷却後、加温することにより、アセトン中にTACを0.5重量%以上5重量%以下に溶解させたドープを得ることができる。このようにポリマーを含む溶媒を冷却してドープを調製する方法を、冷却溶解法と称する。また、冷却溶解法を紡糸方法の技術に適用したものであるが、得られる繊維の力学的性質や染色性、および繊維の断面形状に留意して、冷却溶解法が検討され、10重量%以上25重量%以下の濃度のドープを得ることができるとも報告されている(例えば、非特許文献3参照)。
ところで、この冷却溶解法は、TACと溶媒とを含む原料を所定温度まで冷却させた後、所定時間、温度を保持することにより溶媒に対するTACの溶解性を確保するものであるため、本手法をドープ製造工程に適用する場合には、非特許文献2でも使用されているように、粘性液体の送液が可能であり、かつ熱交換率が高い冷却型スクリュー押出機を使用することが有効である。ただし、このようなスクリュー押出機(以下、押出機と称する)を用いる場合には、ドープの溶解性、および次工程への送液流量を均一に制御することが重要となる。 By the way, this cooling dissolution method is to secure the solubility of TAC in the solvent by holding the temperature for a predetermined time after cooling the raw material containing TAC and the solvent to a predetermined temperature. When applied to the dope manufacturing process, as used in Non-Patent Document 2, it is effective to use a cooling-type screw extruder capable of feeding a viscous liquid and having a high heat exchange rate. is there. However, when such a screw extruder (hereinafter referred to as an extruder) is used, it is important to uniformly control the solubility of the dope and the flow rate of liquid fed to the next process.
しかしながら、押出機の内部のドープ原料(またはドープ)の物性が異なってくると、押出機のスクリューの回転により、押出機から吐出されるドープの温度が一定とならない場合がある。このように次工程に供給するドープの温度が異なると、例えば、冷却工程や加熱工程、濾過工程などの次工程以下における製造条件が異なってしまうために、各ロットにおいて温度や製造速度などの製造条件を模索しなければならず、作業時間の増加など生産性が悪化してしまう。 However, if the physical properties of the dope raw material (or dope) inside the extruder are different, the temperature of the dope discharged from the extruder may not be constant due to the rotation of the screw of the extruder. If the temperature of the dope supplied to the next process is different in this way, for example, the manufacturing conditions in the following process such as the cooling process, the heating process, and the filtration process will be different. The conditions must be sought, resulting in a deterioration in productivity such as an increase in working hours.
したがって、本発明は、押出機を用いるドープ調製時において、溶媒に対するポリマーの溶解性を向上させながら、温度を一定に保持したドープを次工程へと供給することができるドープの調製方法を提案する。 Therefore, the present invention proposes a dope preparation method capable of supplying a dope having a constant temperature to the next step while improving the solubility of the polymer in the solvent during dope preparation using an extruder. .
本発明のドープの調製方法は、ポリマーと溶媒とを含むドープを調製するドープの調製方法において、回転機能を備えたスクリューと流路が形成されたジャケットとを有する押出機を用いて、流路に冷却用媒体を流すことにより冷却した押出機の中に、ポリマーと溶媒とを供給した後、スクリューを回転させることにより、溶媒中にポリマーを溶解させる冷却溶解工程を有し、スクリューの回転数に応じて冷却用媒体の流量を調整することにより、押出機から吐出するドープの温度を略一定とすることを特徴とする。 The dope preparation method of the present invention is a dope preparation method for preparing a dope containing a polymer and a solvent, using an extruder having a screw having a rotation function and a jacket in which a channel is formed. A cooling and dissolving step of dissolving the polymer in the solvent by rotating the screw after supplying the polymer and the solvent into the extruder cooled by flowing the cooling medium into the screw, and the number of rotations of the screw The temperature of the dope discharged from the extruder is made substantially constant by adjusting the flow rate of the cooling medium according to the above.
冷却用媒体の温度を、−120℃以上0℃以下とすることが好ましい。また、冷却用媒体として、メタノール、ジクロロメタン、フルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテルのうち少なくとも1つを用いることが好ましい。 The temperature of the cooling medium is preferably set to −120 ° C. or higher and 0 ° C. or lower. Further, it is preferable to use at least one of methanol, dichloromethane, fluorocarbon, and hydrofluoroether as the cooling medium.
押出機から吐出される際のドープの平均温度T(℃)が、−100℃以上0℃以下の範囲で略一定とされることが好ましい。そして、押出機の内部では、ドープの温度範囲が、ドープ平均温度T(℃)に対して、(T−5)℃以上(T+5)℃以下であることが好ましい。なお、ポリマーが、セルロースアシレートであることが好ましい。 It is preferable that the average temperature T (° C.) of the dope when discharged from the extruder is substantially constant in the range of −100 ° C. to 0 ° C. And in the extruder, it is preferable that the temperature range of dope is (T-5) degreeC or more and (T + 5) degreeC or less with respect to dope average temperature T (degreeC). In addition, it is preferable that a polymer is a cellulose acylate.
本発明により、ドープ調製時において、ジャケット内に形成される流路に冷却媒体を流すことにより冷却することができる押出機を用いて、ポリマーと溶媒とを冷却しながら、スクリューを回転させて攪拌することにより、優れた溶解性を発現させながら溶媒にポリマーを溶解させることができる。また、スクリューの回転数に応じて、冷却媒体の流量を調整するようにしたので、常時一定のドープ温度を保持することができる。これにより、次工程へ供給する際のドープの温度は常時一定であるため、次工程以降でもロットの違いに関わらず、一定条件により優れた生産性を維持しながらフイルムを製造することができる。 According to the present invention, at the time of dope preparation, using an extruder that can be cooled by flowing a cooling medium through a channel formed in the jacket, the polymer and the solvent are cooled, and the screw is rotated and stirred. By doing so, the polymer can be dissolved in the solvent while exhibiting excellent solubility. Further, since the flow rate of the cooling medium is adjusted according to the number of rotations of the screw, a constant dope temperature can always be maintained. Thereby, since the temperature of the dope at the time of supplying to the next process is always constant, the film can be manufactured while maintaining excellent productivity under certain conditions regardless of the lot even after the next process.
以下に、本発明の実施態様について詳細に説明する。ただし、本発明はここに挙げる実施態様に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments listed here.
[原料]
本実施形態においては、ポリマーとしてセルロースアシレートを用いており、セルロースアシレートとしては、トリアセチルセルロース(TAC)が特に好ましい。そして、セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式(I)〜(III)の全てを満足するものがより好ましい。なお、以下の式(I)〜(III)において、AおよびBは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表わし、Aはアセチル基の置換度、Bは炭素原子数が3〜22のアシル基の置換度である。なお、TACの90質量%以上が0.1〜4mmの粒子であることが好ましい。ただし、本発明に用いることができるポリマーは、セルロースアシレートに限定されるものではない。
(I) 2.5≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
[material]
In the present embodiment, cellulose acylate is used as the polymer, and triacetyl cellulose (TAC) is particularly preferable as the cellulose acylate. Of the cellulose acylates, those in which the substitution degree of the acyl group to the hydroxyl group of cellulose satisfies all of the following formulas (I) to (III) are more preferable. In the following formulas (I) to (III), A and B represent the substitution degree of the acyl group with respect to the hydrogen atom in the hydroxyl group of cellulose, A is the substitution degree of the acetyl group, and B is 3 carbon atoms. The substitution degree of the acyl group of ˜22. In addition, it is preferable that 90 mass% or more of TAC is a particle | grain of 0.1-4 mm. However, the polymer that can be used in the present invention is not limited to cellulose acylate.
(I) 2.5 ≦ A + B ≦ 3.0
(II) 0 ≦ A ≦ 3.0
(III) 0 ≦ B ≦ 2.9
セルロースを構成するβ−1,4結合しているグルコース単位は、2位,3位および6位に遊離の水酸基を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部または全部を炭素数2以上のアシル基によりエステル化した重合体(ポリマー)である。アシル置換度は、2位,3位および6位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合(100%のエステル化の場合を置換度1とする)を意味する。 Glucose units having β-1,4 bonds constituting cellulose have free hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions. Cellulose acylate is a polymer obtained by esterifying some or all of these hydroxyl groups with an acyl group having 2 or more carbon atoms. The degree of acyl substitution means the ratio at which the hydroxyl groups of cellulose are esterified at each of the 2-position, 3-position and 6-position (the substitution degree is 1 in the case of 100% esterification).
全アシル化置換度、すなわち、DS2+DS3+DS6の値は、2.00〜3.00が好ましく、より好ましくは2.22〜2.90であり、特に好ましくは2.40〜2.88である。また、DS6/(DS2+DS3+DS6)の値は、0.28以上が好ましく、より好ましくは0.30以上であり、特に好ましくは0.31〜0.34である。ここで、DS2は、グルコース単位における2位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合(以下、2位のアシル置換度と称する)であり、DS3は、グルコース単位における3位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合(以下、3位のアシル置換度と称する)であり、DS6は、グルコース単位において、6位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合(以下、6位のアシル置換度と称する)である。 The total degree of acylation substitution, that is, the value of DS2 + DS3 + DS6 is preferably 2.00 to 3.00, more preferably 2.22 to 2.90, and particularly preferably 2.40 to 2.88. Further, the value of DS6 / (DS2 + DS3 + DS6) is preferably 0.28 or more, more preferably 0.30 or more, and particularly preferably 0.31 to 0.34. Here, DS2 is the ratio of the hydrogen of the hydroxyl group at the 2-position in the glucose unit (hereinafter referred to as the acyl substitution degree at the 2-position), and DS3 is the hydroxyl group at the 3-position in the glucose unit. This is the rate at which hydrogen is substituted by an acyl group (hereinafter referred to as the 3-position acyl substitution degree), and DS6 is the rate at which the hydrogen at the 6-position hydroxyl group is substituted by an acyl group in a glucose unit (hereinafter, (Referred to as the degree of acyl substitution at the 6-position).
本発明のセルロースアシレートに用いられるアシル基は1種類だけでもよいし、あるいは2種類以上のアシル基が使用されていてもよい。2種類以上のアシル基を用いるときには、その1つがアセチル基であることが好ましい。2位,3位および6位の水酸基がアセチル基により置換されている度合いの総和をDSAとし、2位,3位および6位の水酸基がアセチル基以外のアシル基によって置換されている度合いの総和をDSBとすると、DSA+DSBの値は、2.22〜2.90であることが好ましく、特に好ましくは2.40〜2.88である。 Only one type of acyl group may be used in the cellulose acylate of the present invention, or two or more types of acyl groups may be used. When two or more kinds of acyl groups are used, it is preferable that one of them is an acetyl group. The sum of the degree of substitution of the hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions by acetyl groups is DSA, and the sum of the degree of substitution of the hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions by acyl groups other than acetyl groups When DSB is DSB, the value of DSA + DSB is preferably 2.22 to 2.90, and particularly preferably 2.40 to 2.88.
また、DSBは0.30以上であることが好ましく、特に好ましくは0.7以上である。さらにDSBは、その20%以上が6位水酸基の置換基であることが好ましく、より好ましくは25%以上であり、30%以上がさらに好ましく、特には33%以上であることが好ましい。さらに、セルロースアシレートの6位におけるDSA+DSBの値が0.75以上であり、さらに好ましくは、0.80以上であり、特には0.85以上であるセルロースアシレートも好ましく、これらのセルロースアシレートを用いることで、より溶解性に優れた溶液(ドープ)を作製することができる。特に、非塩素系有機溶媒を使用すると、優れた溶解性を示し、低粘度で濾過性に優れるドープを作製することができる。 The DSB is preferably 0.30 or more, particularly preferably 0.7 or more. Further, 20% or more of DSB is preferably a substituent at the 6-position hydroxyl group, more preferably 25% or more, further preferably 30% or more, and particularly preferably 33% or more. Further, the value of DSA + DSB at the 6-position of cellulose acylate is 0.75 or more, more preferably 0.80 or more, and particularly preferably cellulose acylate of 0.85 or more. These cellulose acylates By using, a solution (dope) having better solubility can be produced. In particular, when a non-chlorine organic solvent is used, a dope having excellent solubility, low viscosity and excellent filterability can be produced.
セルロースアシレートの原料であるセルロースは、リンター綿、パルプ綿のどちらから得られたものでもよいが、リンター綿から得られたものが好ましい。 Cellulose, which is a raw material for cellulose acylate, may be obtained from either linter cotton or pulp cotton, but is preferably obtained from linter cotton.
本発明におけるセルロースアシレートの炭素数2以上のアシル基としては、脂肪族基でもアリール基でもよく、特に限定はされない。例えば、セルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステル、芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどが挙げられ、それぞれ、さらに置換された基を有していてもよい。これらの好ましい例としては、プロピオニル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基、iso−ブタノイル基、t−ブタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などが挙げられる。これらの中でも、プロピオニル基、ブタノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、t−ブタノイル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などがより好ましく、特に好ましくは、プロピオニル基、ブタノイル基である。 The acyl group having 2 or more carbon atoms of the cellulose acylate in the present invention may be an aliphatic group or an aryl group, and is not particularly limited. For example, cellulose alkylcarbonyl ester, alkenylcarbonyl ester, aromatic carbonyl ester, aromatic alkylcarbonyl ester and the like may be mentioned, and each may further have a substituted group. Preferred examples of these include propionyl group, butanoyl group, pentanoyl group, hexanoyl group, octanoyl group, decanoyl group, dodecanoyl group, tridecanoyl group, tetradecanoyl group, hexadecanoyl group, octadecanoyl group, iso-butanoyl group. , T-butanoyl group, cyclohexanecarbonyl group, oleoyl group, benzoyl group, naphthylcarbonyl group, cinnamoyl group and the like. Among these, a propionyl group, a butanoyl group, a dodecanoyl group, an octadecanoyl group, a t-butanoyl group, an oleoyl group, a benzoyl group, a naphthylcarbonyl group, a cinnamoyl group, and the like are more preferable, and a propionyl group and a butanoyl group are particularly preferable. It is.
ドープを調製する溶媒としては、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエンなど)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、クロロベンゼンなど)、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ジエチレングリコールなど)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなど)およびエーテル(例えば、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブなど)などが挙げられる。なお、本発明においてドープとは、ポリマーを溶媒に溶解または分散させることで得られるポリマー溶液または分散液を意味している。 Solvents for preparing the dope include aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, etc.), halogenated hydrocarbons (eg, dichloromethane, chlorobenzene, etc.), alcohols (eg, methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, Diethylene glycol, etc.), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, etc.), esters (eg, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, etc.) and ethers (eg, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, etc.). In the present invention, the dope means a polymer solution or dispersion obtained by dissolving or dispersing a polymer in a solvent.
上記のハロゲン化炭化水素の中でも、炭素原子数1〜7のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられ、ジクロロメタンが最も好ましく用いられる。TACの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フイルムの機械的強度および光学特性などの物性の観点から、ジクロロメタンの他に炭素原子数1〜5のアルコールを1種ないし数種類混合することが好ましい。アルコールの含有量は、溶媒全体に対して2〜25質量%が好ましく、より好ましくは、5〜20質量%である。アルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノールなどが挙げられるが、メタノール、エタノール、n−ブタノール、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。 Among the above halogenated hydrocarbons, halogenated hydrocarbons having 1 to 7 carbon atoms are preferably used, and dichloromethane is most preferably used. From the viewpoint of physical properties such as solubility of TAC, peelability from cast film support, mechanical strength and optical properties of film, one or several kinds of alcohols with 1 to 5 carbon atoms are mixed in addition to dichloromethane. It is preferable to do. As for content of alcohol, 2-25 mass% is preferable with respect to the whole solvent, More preferably, it is 5-20 mass%. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, and n-butanol, but methanol, ethanol, n-butanol, or a mixture thereof is preferably used.
最近、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない溶媒組成も検討されている。この場合には、炭素原子数が4〜12のエーテル、炭素原子数が3〜12のケトン、炭素原子数が3〜12のエステル、炭素数1〜12のアルコールが好ましく、これらを適宜混合して用いる場合もある。例えば、酢酸メチル、アセトン、エタノール、n−ブタノールの混合溶媒が挙げられる。これらのエーテル、ケトン、エステルおよびアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン、エステルおよびアルコールの官能基(すなわち、−O−、−CO−、−COO−および−OH)のいずれかを2つ以上有する化合物も溶媒として用いることができる。 Recently, a solvent composition that does not use dichloromethane has been studied for the purpose of minimizing the impact on the environment. In this case, an ether having 4 to 12 carbon atoms, a ketone having 3 to 12 carbon atoms, an ester having 3 to 12 carbon atoms, and an alcohol having 1 to 12 carbon atoms are preferable. Sometimes used. For example, a mixed solvent of methyl acetate, acetone, ethanol, and n-butanol can be mentioned. These ethers, ketones, esters and alcohols may have a cyclic structure. A compound having two or more functional groups of ether, ketone, ester and alcohol (that is, —O—, —CO—, —COO— and —OH) can also be used as the solvent.
なお、セルロースアシレートの詳細については、特開2005−104148号公報の[0140]段落から[0195]段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶媒および可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤(UV剤)、光学異方性コントロール剤、レターデーション制御剤、染料、マット剤、剥離剤、剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開2005−104148号公報の[0196]段落から[0516]段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。 The details of cellulose acylate are described in paragraphs [0140] to [0195] of JP-A-2005-104148, and these descriptions can also be applied to the present invention. The same applies to additives such as solvents and plasticizers, deterioration inhibitors, UV absorbers (UV agents), optical anisotropy control agents, retardation control agents, dyes, matting agents, release agents, and release accelerators. The details are described in paragraphs [0196] to [0516] of JP-A-2005-104148, and these descriptions can also be applied to the present invention.
[ドープ調製方法]
(膨潤工程)
膨潤工程において、ドープの原料となるセルロースアシレートと混合溶媒をはじめとする溶媒とを混合し、セルロースアシレートを溶媒中で膨潤させる。膨潤工程での溶媒の温度は、−10℃以上55℃以下であることが好ましく、通常は室温で実施する。セルロースアシレートと溶媒との比率は、最終的に得られるドープの濃度に応じて決定する。一般に、膨潤工程におけるセルロースアシレートの量は、調製されるドープに対して、5重量%以上30重量%以下であることが好ましく、8重量%以上20重量%以下であることがさらに好ましく、10重量%以上15重量%以下であることが最も好ましい。また、溶媒とセルロースアシレートとの膨潤混合物は、セルロースアシレートが充分に膨潤するまで攪拌されることが好ましい。その攪拌時間は、10分以上150分以下であることが好ましく、さらには、20分以上120分以下であることが、十分にセルロースアシレートを膨潤させることができるので好ましい。なお、膨潤工程では、溶媒とセルロースアシレートとの他に、所望の特性の付与および機能を発現させることを目的として、例えば、可塑剤や劣化防止剤および紫外線吸収剤などの添加剤を添加しても良い。
[Dope Preparation Method]
(Swelling process)
In the swelling step, cellulose acylate as a raw material for the dope is mixed with a solvent such as a mixed solvent to swell the cellulose acylate in the solvent. The temperature of the solvent in the swelling step is preferably −10 ° C. or higher and 55 ° C. or lower, and is usually performed at room temperature. The ratio between the cellulose acylate and the solvent is determined according to the concentration of the dope finally obtained. In general, the amount of cellulose acylate in the swelling step is preferably 5% by weight or more and 30% by weight or less, more preferably 8% by weight or more and 20% by weight or less with respect to the dope to be prepared. Most preferably, it is at least 15% by weight. The swollen mixture of the solvent and cellulose acylate is preferably stirred until the cellulose acylate is sufficiently swollen. The stirring time is preferably 10 minutes or more and 150 minutes or less, and more preferably 20 minutes or more and 120 minutes or less because the cellulose acylate can be sufficiently swollen. In the swelling process, in addition to the solvent and cellulose acylate, additives such as a plasticizer, an anti-degradation agent, and an ultraviolet absorber are added for the purpose of imparting desired characteristics and expressing functions. May be.
(ドープ製造)
図1は、本発明においてドープを調製する際の流れを示す工程図である。ドープ製造工程10は、冷却溶解工程11と冷却工程12と加熱工程13と濾過工程14とを有する。そして、このドープ製造工程10において製造されたドープ15は、フイルム製造工程50に用いられてフイルムが製造される。
(Dope production)
FIG. 1 is a process diagram showing a flow when preparing a dope in the present invention. The
冷却溶解工程11では、単軸スクリュー押出機(以下、押出機と称する)により、上記のようにして調製された膨潤液16を冷却しながら攪拌されて第1ドープが調製される。次に、この第1ドープは冷却工程12に供給された後、連続して加熱工程13へと供給されて第2ドープが調製される。そして、この第2ドープは濾過工程14において濾過されてドープ15が製造される。なお、本実施形態では、冷却溶解工程11の後で得られるドープを第1ドープ17とし、加熱工程13後で得られるドープを第2ドープ18、さらに、この第2ドープ18を濾過した後に得られるものをドープ15と称するが、冷却工程12や加熱工程13及び濾過工程14を省略し、冷却溶解工程11において十分にポリマーを溶媒に溶解させたものをドープ15として、フイルムの製造に用いることもできる。
In the cooling and dissolving
図2は、ドープ製造工程10で使用される押出機20の概略図である。押出機20は、タンク21と、その内部にスクリュー22を備え、さらに、その外部には、ジャケット23を備えたシリンダ24と冷媒循環機25と第1コントローラ26と第2コントローラ27とを有している。
FIG. 2 is a schematic view of the extruder 20 used in the
タンク21の内部には、一定量の膨潤液16が貯蔵されている。そして、タンク21からシリンダ24の中へ膨潤液16が適宜投入される。この膨潤液16の投入方法は、回分式でも連続式でもよいが、本実施形態では回分式を適用している。シリンダ24の内部では、スクリュー軸22aにスクリュー羽根22bが取り付けられたスクリュー22を回転させることにより、膨潤液16を攪拌させる。また、シリンダ24の外周部には、複数に分割されたジャケット23が取り付けられている。このように区画されたジャケット23を用いると、膨潤液16および第1ドープ17の送液を効率よく行うことができるほか、冷却などの温度制御を効率よく行うことができるので好ましい。なお、本実施形態では、ジャケット23を2つに区画し、入口側を入口側ジャケット23a、出口側を出口側ジャケット23bと称する。
A certain amount of swelling
膨潤液16をシリンダ24の内部に供給する以前に、あらかじめ、ジャケット23の内部に所望の温度に調整した冷却用媒体(冷媒)35を送液する。このとき、入口側ジャケット23a内に入口側冷媒35a、出口側ジャケット23b内に出口側冷媒35bを、それぞれ供給することで、押出機出口20aでの第1ドープ17の温度の制御を行うことができる。本発明において、冷媒35は、特に限定されるものではないが、メタノール、ジクロロメタン、フルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテルなどを用いることが好ましい。また、冷媒35の温度は、−120℃以上0℃以下の範囲とすることが好ましく、より好ましくは−100℃以上−40℃以下であり、最も好ましくは−90℃以上−50℃以下であるが、特に限定されるものではない。
Before supplying the swelling
押出機出口20a付近には温度計36が取り付けられている。この温度計36により、押出機出口20aから吐出される第1ドープ17の温度が測定される。測定後、この温度測定値は、第1コントローラ26に送信される。そして、受信した温度測定値に応じて、押出機出口20a付近での第1ドープ17の温度が常時一定となるように第1コントローラ26により冷媒循環機25が制御される。また、押出機20の内部には、スクリュー22の回転数を測定する第2コントローラ27が取り付けられている。スクリュー22の回転数は、常時、第2コントローラ27に送信される。この回転数に関する信号は、第2コントローラ27から冷媒循環機25に送信される。そして、スクリュー22の回転数の変化に応じて、冷媒循環機25の動きが制御されて、上記と同じように押出機出口20a付近での第1ドープ17の温度が略一定となるように調整されている。なお、冷媒循環機25には、冷媒の送液流量を調整できるポンプ40,41が取り付けられており、これらのポンプ40,41により所望量の冷媒35がジャケット23a,23bに送液される。
A
上記のように、スクリュー22の回転数に応じて、すなわち、スクリュー22の回転速度を、高速回転から低速回転としたり、低速回転から高速回転とする回転数の変化に応じて、冷媒35の流量を高速流量から低速流量へ変更したり、低速流量から高速流量に変更することにより、押出機出口20aでの第1ドープ17の平均温度T(℃)を略一定に保つことができる。このようにして、押出機20から吐出される際の第1ドープ17の温度(吐出温度)を略一定とすると、次工程である冷却工程12や加熱工程13において、TACと溶媒とが均一に混合されたドープを調製することができ、かつ異物の含有および凝集も抑制することができるので、濾過工程14での濾過機への負荷を抑制することができたり、高品質のドープ15を製造することができる。なお、スクリュー22の回転数に関して、高速回転とは、5rpm以上200rpm以下の回転数の場合とし、高速流量とは、30L/分以上200L/分以下により高速で送液する場合とする。
As described above, according to the rotation speed of the
以下、押出機20によるドープ調製方法について説明する。タンク21から所望量(例えば、1.0L/分以上5.0L/分以下)の膨潤液16を、回分式でシリンダ24の内部に投入する。このとき、スクリュー22を高速回転させることが好ましい。この場合、冷媒35の流量は、ジャケット23a,23b共に、高速流量であることが好ましい。これにより、十分な製造速度を保持しながら異物の生成などを抑制して、高純度であり温度が略一定に保持された第1ドープ17を、高生産性により製造することができる。
Hereinafter, the dope preparation method by the extruder 20 is demonstrated. A desired amount (for example, 1.0 L / min or more and 5.0 L / min or less) of the swelling
なお、上記のように冷媒循環機25の制御により、スクリュー22の回転数や、流量などの製造条件を最適化することにより、押出機出口20aでの第1ドープ17の平均温度T(℃)は、−100℃以上0℃以下の範で略一定とする。また、押出機20の内部では、第1ドープ17の温度範囲が、平均温度Tに対して、(T−5)℃以上(T+5)℃以下とする。より好ましくは、第1ドープ17の温度範囲が、平均温度Tに対して、(T−3)℃以上(T+3)℃以下とすることである。
As described above, the average temperature T (° C.) of the
押出機出口20aから吐出される第1ドープ17は、冷却工程12が行われる冷却機(図示しない)の内部に送られる。そして、冷却機内で第1ドープ17の冷却溶解が、さらに促進される。なお、冷却機内部の温度t1(℃)や滞留時間(分)は、特に限定されるものではないが、t1は−100℃以上0℃以下であることが好ましく、より好ましくは−90℃以上−30℃以下であり、最も好ましくは、−80℃以上−50℃以下である。また、滞留時間は、0分以上60分以下であることが好ましく、より好ましくは、5分以上30分以下とすることであり、最も好ましくは、8分以上15分以下とすることである。これにより、ポリマーなどの溶質がさらに溶媒に溶解し易くなり、均一な第1ドープ17となる。
The
冷却工程12後、第1ドープ17は加熱工程13へと送られる。加熱工程13において、加熱機(図示しない)の内部に送液された第1ドープ17は、加熱される。これにより、冷却溶解で溶解していない成分が溶解された第2ドープ18が得られる。このとき、加熱機の加熱温度t2(℃)や滞留時間(分)は、特に限定されるものではないが、t2は、0℃以上100℃以下であることが好ましく、より好ましくはt2が10℃以上60℃以下であり、最も好ましくは、t2が20℃以上40℃以下である。また、滞留時間は、0分以上30分以下であることが好ましく、より好ましくは、3分以上20分以下であり、最も好ましくは、5分以上10分以下である。なお、加熱機の形態は特に限定されるものではないが、温度制御可能なジャケット付き配管であることが好ましく、さらに、溶媒中へのポリマーの溶解を促進させるために、第1ドープ17および第2ドープ18を加圧することができる構成のものがより好ましい。
After the
第2ドープ18は、温調機(図示しない)により略室温とされた後、濾過工程14に送られる。濾過工程14では、濾過機(図示しない)により第2ドープ18が濾過されて、異物が取り除かれることによりドープ15が得られる。この濾過機に使用される濾過フィルタは、特に限定はされないが、その平均孔径が100μm以下であることが好ましい。また、濾過流量は、略一定であることが好ましい。そして、濾過後、ドープ15は、フイルム製造ライン50に送られて、フイルムが製造される。
The second dope 18 is brought to substantially room temperature by a temperature controller (not shown) and then sent to the
ところで、上記のように、一旦膨潤液16を調製した後、この膨潤液16をドープ15とする方法は、セルロースアシレートの濃度を上昇させるほど要する時間が長くなり、製造コストの点で問題となる場合がある。したがって、この問題を改善するために、目的とする濃度よりも低濃度のドープ15を調製した後、濃縮工程を行うことにより目的のドープ濃度とすることが好ましい。この場合には、濾過工程14後のドープ15を、フラッシュ装置(図示しない)に送り、このフラッシュ装置内でドープ15中の溶媒の一部を蒸発させることにより濃縮させればよい。なお、蒸発により発生した溶媒ガスを、凝縮器(図示しない)により凝縮液化させた後、回収装置により回収し、この回収された溶媒を再生装置によりドープ調製用の溶媒として再利用すると、製造コストの削減を行うことができるなど効果が得られるので好ましい。そして、濃縮されたドープ15は、ポンプによりフラッシュ装置から抜き出される。このとき、ドープ15に発生した気泡を抜くために泡抜き処理が行われることが好ましい。この泡抜き方法としては、公知の種々の方法が適用され、例えば超音波照射法が挙げられる。この後、ドープ15は濾過機に送られて、異物が除去されることにより、フイルムの製造に用いられるドープ15となる。ただし、濾過する際のドープ15の温度は、0℃以上200℃以下であることが好ましい。
By the way, once the swelling
以上の方法により、セルロースアシレート濃度が5質量%以上40質量%以下であるドープ15を製造することができる。このとき、セルロースアシレート濃度が、15質量%以上30質量%以下でることがより好ましく、最も好ましくは、17質量%以上25質量%以下の範囲とすることである。また、主に可塑剤などの添加剤の濃度は、ドープ15中の固形分全体を100質量%とした場合に、1質量%以上20質量%以下の範囲とすることが好ましい。なお、セルロースアシレートフイルムの製造に用いられる溶液製膜法での素材、原料、添加剤の溶解方法、および添加方法、濾過方法、脱泡などのドープの製造方法については、特開2005−104148号公報の[0517]段落から[0616]段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。 By the above method, the dope 15 having a cellulose acylate concentration of 5% by mass or more and 40% by mass or less can be manufactured. At this time, the cellulose acylate concentration is more preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less, and most preferably 17% by mass or more and 25% by mass or less. Further, the concentration of the additive such as a plasticizer is preferably in the range of 1% by mass or more and 20% by mass or less when the total solid content in the dope 15 is 100% by mass. In addition, about the manufacturing method of dopes, such as the raw material in the solution film forming method used for manufacture of a cellulose acylate film, a raw material, an additive, the addition method, a filtration method, and defoaming, Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-104148 [0517] paragraph to [0616] paragraph of the publication number, and these descriptions can also be applied to the present invention.
[溶液製膜方法]
次に、上記の方法により調製したドープ15を用いてフイルムを製造する方法について説明する。本実施形態では、その一例として、セルロースアシレートフイルムの製造方法を示す。図3は、フイルム製造設備50を示す概略図である。ただし、本発明は、図3に示す形態に限定されるものではない。
[Solution casting method]
Next, a method for producing a film using the dope 15 prepared by the above method will be described. In this embodiment, the manufacturing method of a cellulose acylate film is shown as the example. FIG. 3 is a schematic view showing the
フイルム製造設備50には、ストックタンク51とポンプ52と濾過装置53と流延ダイ54と回転ローラ55,56に掛け渡された流延バンド57とが備えられている。そして、その下流には、テンタ式乾燥機58と耳切装置60と乾燥室61と冷却室62と巻取室63などが配されている。
The
ストックタンク51には、モータ70で回転する攪拌機71が取り付けられている。また、このストックタンク51は、ポンプ52および濾過装置53を介して流延ダイ54と接続されている。
An
流延ダイ54の材質としては、析出硬化型のステンレス鋼が好ましく、その熱膨張率が2×10-5(℃-1)以下であることが好ましい。電解質水溶液での強制腐食試験でSUS316製と略同等の耐腐食性を有するものや、ジクロロメタン、メタノール、水の混合液に3ヵ月浸漬しても気液界面にピッティング(孔開き)が生じない耐腐食性を有するものも、この流延ダイ54の材質として用いることができる。なお、鋳造後1ヶ月以上経過したものを研削加工して流延ダイ54を作製することが好ましい。これにより、流延ダイ54の内部をドープ15が一様に流れ、後述する流延膜80にスジなどが生じるのを防止することができる。
As a material of the casting die 54, precipitation hardening type stainless steel is preferable, and its thermal expansion coefficient is preferably 2 × 10 −5 (° C. −1 ) or less. Pitting (perforation) does not occur at the gas-liquid interface even when immersed in a mixed solution of dichloromethane, methanol, or water for 3 months in a forced corrosion test with an aqueous electrolyte solution that has approximately the same corrosion resistance as SUS316. Those having corrosion resistance can also be used as the material of the casting die 54. In addition, it is preferable that the casting die 54 is manufactured by grinding a material that has passed one month or more after casting. Thereby, it is possible to prevent the dope 15 from flowing uniformly in the casting die 54 and causing streaks or the like in the
流延ダイ54の接液面の仕上げ精度は、表面粗さで1μm以下、真直度はいずれの方向にも1μm/m以下であることが好ましい。流延ダイ54のスリットのクリアランスは、自動調整により0.5mm以上3.5mm以下の範囲で調整可能とされている。流延ダイ54のリップ先端の接液部の角部分について、そのRは全巾にわたり50μm以下とされている。また、流延ダイ54内部における剪断速度が1(1/秒)以上5000(1/秒)以下となるように調整されていることが好ましい。 The finishing accuracy of the wetted surface of the casting die 54 is preferably 1 μm or less in terms of surface roughness and the straightness is 1 μm / m or less in any direction. The clearance of the slit of the casting die 54 can be adjusted in the range of 0.5 mm to 3.5 mm by automatic adjustment. About the corner | angular part of the liquid-contacting part of the lip tip of the casting die 54, R is 50 micrometers or less over the whole width. Further, it is preferable that the shear rate in the casting die 54 is adjusted to be 1 (1 / second) or more and 5000 (1 / second) or less.
流延ダイ54の幅は、特に限定されるものではないが、最終製品となるフイルムの幅の1.1倍以上2.0倍以下であることが好ましい。また、製膜中の温度が所定温度に保持されるように、この流延ダイ54に温調機(図示しない)を取り付けることが好ましく、流延ダイ54にはコートハンガー型のものを用いることが好ましい。さらに、厚み調整ボルト(ヒートボルト)を流延ダイ54の幅方向に所定の間隔で設けて、ヒートボルトによる自動厚み調整機構が流延ダイ54に備えられていることがより好ましい。このヒートボルトは、予め設定されるプログラムにより、ポンプ52の送液量に応じてプロファイルを設定し製膜を行うことが好ましい。なお、ポンプ52は高精度ギアポンプを用いることが好ましい。
The width of the casting die 54 is not particularly limited, but is preferably 1.1 times or more and 2.0 times or less the width of the film to be the final product. Further, it is preferable to attach a temperature controller (not shown) to the casting die 54 so that the temperature during film formation is maintained at a predetermined temperature, and the casting die 54 is of a coat hanger type. Is preferred. Furthermore, it is more preferable that thickness adjusting bolts (heat bolts) are provided at predetermined intervals in the width direction of the casting die 54 and the casting die 54 is provided with an automatic thickness adjusting mechanism using a heat bolt. The heat bolt is preferably formed by setting a profile in accordance with a liquid feeding amount of the
このとき、厚み計(図示しない)のプロファイルに基づく調整プログラムによって、フィードバック制御を行っても良い。この厚み計としては、例えば、赤外線厚み計などが挙げられるが、特に限定されるものではない。流延エッジ部を除いて製品フイルムの幅方向の任意の2点の厚み差は、1μm以内に調整し、幅方向厚みの最小値と最大値との差が3μm以下となるように調整することが好ましく、2μm以下に調整することがより好ましい。なお、厚み精度は±1.5μm以下に調整されているものを用いることが好ましい。 At this time, feedback control may be performed by an adjustment program based on a profile of a thickness gauge (not shown). Examples of the thickness gauge include an infrared thickness gauge, but are not particularly limited. The thickness difference between any two points in the width direction of the product film, excluding the casting edge, should be adjusted within 1 μm, and the difference between the minimum value and the maximum value in the width direction thickness should be adjusted to 3 μm or less. Is preferable, and it is more preferable to adjust to 2 μm or less. In addition, it is preferable to use the one whose thickness accuracy is adjusted to ± 1.5 μm or less.
流延ダイ54のリップ先端には、硬化膜が形成されていることがより好ましい。硬化膜の形成方法は、特に限定されるものではないが、セラミックスコーティング、ハードクロムめっき、窒化処理方法などが挙げられる。硬化膜としてセラミックスを用いる場合には、研削することができるとともに、低気孔率であり、脆くなく耐腐食性に優れ、かつ流延ダイ54と密着性がよい一方で、ドープ15との密着性が悪いものが好ましい。具体的には、タングステン・カーバイド(WC)、Al2 O3 、TiN、Cr2 O3 などが挙げられるが、なかでも、WCであることが好ましい。なお、このWCコーティングは、溶射法で行うことができる。 More preferably, a cured film is formed at the lip end of the casting die 54. The method for forming the cured film is not particularly limited, and examples thereof include ceramic coating, hard chrome plating, and a nitriding method. When ceramic is used as the cured film, it can be ground, has a low porosity, is not brittle and has excellent corrosion resistance, and has good adhesion to the casting die 54, while it adheres to the dope 15. Is preferable. Specific examples include tungsten carbide (WC), Al 2 O 3 , TiN, and Cr 2 O 3 , among which WC is preferable. In addition, this WC coating can be performed by a thermal spraying method.
流延ダイ54のスリット端には、流出されるドープ15が局所的に乾燥固化することを防止するために、溶媒供給装置(図示しない)が取り付けられていることが好ましい。また、ドープ15を可溶化させる溶媒(例えば、ジクロロメタン86.5質量部、アセトン13質量部、n−ブタノール0.5質量部の混合溶媒)を流延ビードの両端部やダイスリット端部、および外気が形成する三相接触線の周辺部付近に供給することが好ましい。このとき、端部の片側にそれぞれに0.1mL/分以上1.0mL/分以下で溶媒を供給すると、流延膜80中への異物の混入を防止することができるので好ましい。なお、この液を供給するポンプとしては、脈動率が5%以下のものを用いることが好ましい。
A solvent supply device (not shown) is preferably attached to the slit end of the casting die 54 in order to prevent the
流延ダイ54の下方には、回転ローラ55,56に掛け渡された流延バンド57が設けられている。回転ローラ55,56は駆動装置(図示しない)により回転し、この回転に伴い流延バンド57は無端で走行する。流延バンド57は、その移動速度、すなわち流延速度が10m/分以上200m/分以下で移動できるものであることが好ましい。また、流延バンド57の表面温度を所定の値にするために、回転ローラ55,56に伝熱媒体循環装置73が取り付けられていることが好ましく、流延バンド57は、その表面温度が−20℃以上40℃以下に調整可能なものであることが好ましい。本実施形態において用いられている回転ローラ55,56の内部には、それぞれ伝熱媒体流路(図示しない)が形成されており、その中に所定の温度に保持されている伝熱媒体を通過させることにより、回転ローラ55,56の温度を所定の値に保持している。
A casting
流延バンド57の幅は特に限定されるものではないが、ドープ15の流延幅の1.1倍以上2.0倍以下の範囲のものを用いることが好ましく、その長さは、20m以上200m以下であり、厚みは0.5mm以上2.5mm以下であり、表面粗さは0.05μm以下となるように研磨されていることが好ましい。流延バンド57は、ステンレス製であることが好ましく、十分な耐腐食性と強度とを有するようにSUS316製であることがより好ましい。また、流延バンド57の全体の厚みムラは0.5%以下のものを用いることが好ましい。
The width of the
なお、回転ローラ55,56を直接支持体として用いることもできる。この場合には、回転ムラが0.2mm以下となるように高精度で回転できるものであることが好ましく、回転ローラ55,56の表面の平均粗さを0.01μm以下とすることが好ましい。そこで、回転ローラ55,56の表面にクロムメッキ処理などを行い、十分な硬度と耐久性を持たせるようにする。なお、支持体(流延バンド57や回転ローラ55,56)の表面欠陥は最小限に抑制する必要がある。具体的には、30μm以上のピンホールが無く、10μm以上30μm未満のピンホールが1個/m2 以下であり、10μm未満のピンホールが2個/m2 以下であることが好ましい。
The
流延ダイ54や流延バンド57とは流延室74に収められている。流延室74には、その内部温度を所定の値に保つための温調設備75と、揮発している有機溶媒を凝縮回収するための凝縮器(コンデンサ)76とが設けられている。また、凝縮液化した有機溶媒を回収するための回収装置77が流延室74の外部に設けられている。なお、流延ダイ54の後方には、流延ダイ54から流延バンド57にかけて形成される流延ビードの背面部を圧力制御するための減圧チャンバ78が配されていることが好ましく、本実施形態においてもこれを使用している。この減圧チャンバ78には、ジャケット(図示しない)を取り付けて、内部温度が所定の温度を保つように温度制御されることが好ましい。減圧チャンバ78の温度は、特に限定されるものではないが、使用する溶媒の凝縮点以上となるように調整することが好ましい。加えて、流延ダイ54のエッジ部に吸引装置(図示しない)を取り付けて、この吸引装置によりエッジ吸引風量を、1L/分以上100L/分以下の範囲とすると、流延ビードの形状を所望のものに保つことができるため好ましい。
The casting die 54 and the
流延バンド57の周面近くには、流延膜80中の溶媒を蒸発させるために使用される送風口81,82,83が設けられている。また、流延直後の流延膜80に乾燥風が吹き付けられることにより流延膜80の面状が変動するのを抑制するために、流延ダイ54近傍の送風口81には、遮風板84が設けられていることが好ましい。なお、各送風口81〜83の設置箇所は、本形態に限定されるものではなく、流延膜80に対して送風することにより効果的に溶媒を揮発させることができるように調整されればよい。また、溶媒を揮発させる手段として、本実施形態では送風口を設けた形態を示したが、直接的あるいは間接的に流延膜80を加熱することができる加熱装置などを用いることもできる。
Near the peripheral surface of the
渡り部90には、複数のローラ90aと送風機91とが備えられている。渡り部90の下流には、テンタ式乾燥機58と耳切装置60とが配置されている。この耳切装置60には、切り取ったフイルム100の側端部(耳)を細かく切断するためのクラッシャ92が接続されている。
The
乾燥室61には、多数のローラ93と、蒸発して発生した溶媒ガスを吸着回収するための吸着回収装置94とが取り付けられている。なお、図3では、乾燥室61の下流に冷却室62が設けられているが、乾燥室61と冷却室62との間に調湿室(図示しない)を設けて、フイルム100を調湿してもよい。
A large number of
冷却室62の下流には、フイルム100の帯電圧を所定の範囲(例えば、−3kV以上+3kV以下)となるように調整するための強制除電装置(除電バー)95が設けられている。なお、図3では、強制除電装置95を冷却室62の下流側とする形態を示しているが、この形態に限定されるものではない。また、本実施形態では、フイルム100の両縁にエンボス加工でナーリングを付与するためのナーリング付与ローラ96を強制除電装置95の下流に設けている。そして、巻取室63の内部には、フイルム100を巻き取るための巻取ローラ97と、その巻き取り時の張力を制御するためのプレスローラ98とが備えられている。
A forced static elimination device (static elimination bar) 95 for adjusting the charged voltage of the film 100 to be within a predetermined range (for example, −3 kV to +3 kV) is provided downstream of the cooling
次に、上述したフイルム製造設備50を用いてセルロースアシレートフイルム(以下、フイルムと称する)100を製造する方法の一例を以下に説明する。ただし、本発明は、ここに示す形態に限定されるものではない。
Next, an example of a method for producing a cellulose acylate film (hereinafter referred to as a film) 100 using the above-described
ストックタンク51の内部では、攪拌機71の回転によりドープ15が常に均一化されている。ドープ15は、ポンプ52により適宜濾過装置53に送られて濾過された後、流延ダイ54から流延バンド57上に流延される。回転ローラ55,56の駆動は、流延バンド57に生じるテンションが104 N/m以上105 N/m以下となるように調整されることが好ましい。また、流延バンド57と回転ローラ55,56との相対速度差は、0.01m/分以下となるように調整する。なお、流延バンド57の速度変動は0.5%以下とし、流延バンド57が一回転する際に生じる幅方向の蛇行は、1.5mm以下とすることが好ましい。この蛇行を制御するために流延バンド57の両端の位置を検出する検出器(図示しない)を設け、その測定値に基づき、流延バンド57の位置制御機(図示しない)を用いてフィードバック制御を行うことにより、流延バンド57の位置の調整を行うとより好ましい。
Inside the
流延ダイ54の直下に位置する流延バンド57は、回転ローラ56の回転に伴う上下方向の位置変動が200μm以下となるように調整されることが好ましい。また、流延室74の温度は、温調設備75により−10℃以上57℃以下とされていることが好ましい。なお、流延室74の内部で蒸発した溶媒は、コンデンサ76で液化された後、回収装置77により回収されドープ調製用溶媒として再利用される。
The
流延ダイ54から流延バンド57にかけては流延ビードが形成され、流延バンド57上には流延膜80が形成される。流延時のドープ18の温度は、−10℃以上57℃以下であることが好ましい。このとき、減圧チャンバ78により流延ビードを安定させるために、流延ビード背面が前面よりも−2000Pa以上−10Pa以下の範囲で減圧されることが好ましい。
A casting bead is formed from the casting die 54 to the
流延膜80は、流延バンド57の走行とともに移動される。このとき、送風口81〜83により、流延膜80に乾燥風があてられることにより、流延膜80中の溶媒の蒸発が促進される。
The
流延膜80の乾燥が促進されて自己支持性を有するものとなった後、この流延膜80は剥取ローラ102で支持されながら、湿潤フイルム101として流延バンド57から剥ぎ取られる。この剥ぎ取り時での湿潤フイルム101の残留溶媒量は、固形分基準で20質量%以上250質量%以下であることが好ましい。この湿潤フイルム101は、渡り部90において多数のローラ90aで支持されながら搬送される間に、送風機91からの乾燥風により乾燥が促進される。このとき乾燥風の温度は、20℃以上250℃以下であることが好ましい。なお、渡り部90では、複数あるローラ90aのうち、下流側のローラの回転速度を上流側のローラよりも速くすると、湿潤フイルム101にドローテンションを付与させることができる。
After drying of the
そして、湿潤フイルム101はテンタ式乾燥機58に搬送される。テンタ式乾燥機58では、湿潤フイルム101の両端部がクリップで把持され、搬送される間に幅方向に延伸されながら乾燥される。このとき、テンタ式乾燥機58の内部を複数に区画して、その区画毎に異なる温度とするなど乾燥条件を適宜調整すると、しわやつれが生じることなく湿潤フイルム101の乾燥をより促進させることができるので好ましい。なお、テンタ式乾燥機58においては、湿潤フイルム101の流延方向と幅方向との少なくとも1方向を0.5%以上300%以下で延伸させることが好ましい。これにより、湿潤フイルム101の配向を高める効果が得られるので、優れたレターデーション値を示すフイルム100を得ることができる。
Then, the
湿潤フイルム101は、テンタ式乾燥機58で所定の残留溶媒量まで乾燥された後、フイルム100として下流側に送り出される。このフイルム100の両側端部は、耳切装置60により切断される。この切断された側端部は、カッターブロワ(図示しない)によりクラッシャ92に送られた後、粉砕されてチップとされる。なお、このチップは、ドープ調製用に再利用されるので、低コスト化を図ることができる。このフイルム両側端部の切断工程は省略することもできるが、フイルムの両側端部には把持跡や乾燥過多による損傷が生じている場合が多いため、湿潤フイルム101として流延バンド57より剥がされた後から、フイルム100を巻き取るまでのいずれかで行うことが好ましい。
The
両側端部が切断されたフイルム100は乾燥室61に送られ、さらに乾燥が促進される。乾燥室61の内部の温度は、特に限定されるものではないが、50℃以上160℃以下の範囲であることが好ましい。乾燥室61では、フイルム100はローラ93に巻き掛けられながら搬送される。このとき発生した溶媒ガスは、吸着回収装置94により吸着回収された後、溶媒成分が除去されて、乾燥室61の内部に乾燥風として再度送風される。なお、乾燥室61は、乾燥温度を変えるために複数に区画されていることがより好ましい。また、耳切装置60と乾燥室61との間に予備乾燥室(図示しない)を設けてフイルム100を予備乾燥させると、乾燥室61においてフイルム温度の急激な上昇を防止することができるので、フイルム100の形状変化をより抑制させることができる。
The film 100 whose both ends are cut is sent to the drying
冷却室62に送り込まれたフイルム100は、略室温まで冷却される。なお、乾燥室61と冷却室62との間に調湿室(図示しない)を設け、この調湿室でフイルム100に対して、所望の湿度および温度に調整された空気を吹き付けると、フイルム100にカールが発生したり、巻き取る際の巻き取り不良の発生を抑制させたりすることができるので好ましい。
The film 100 sent to the cooling
そして、強制除電装置(除電バー)95により、フイルム100が搬送されている間の帯電圧が所定の範囲(例えば、−3kV以上+3kV以下)となるように調整される。続けて、ナーリング付与ローラ96により、フイルム100の両縁にエンボス加工でナーリングが付与される。このとき、ナーリングされた箇所の凹凸は、1μm以上200μm以下であることが好ましい。
Then, the charged voltage while the film 100 is being transported is adjusted by a forced static eliminator (static charge bar) 95 to be within a predetermined range (for example, -3 kV or more and +3 kV or less). Subsequently, knurling is applied to both edges of the film 100 by embossing by the
最後に、巻取室63において、プレスローラ98により所望の張力が付与されながら、フイルム100が巻取ローラ97に巻き取られる。巻き取り時では、付与する張力を巻取開始時から終了までの間で、徐々に変化させるとしわやつれなくフイルム100を巻き取ることができるのでより好ましい。また、巻き取られるフイルム100は、長手方向に少なくとも100m以上とすることが好ましい。フイルム100の幅は、600mm以上であることが好ましく、1400mm以上1800mm以下であることがより好ましい。ただし、本発明は、1800mmより大きい場合にも効果を得ることができる。なお、完成時でのフイルム100の厚みが、15μm以上100μm以下の薄いフイルム100を製造する際にも本発明は適用される。
Finally, in the winding
本発明の溶液製膜方法において、ドープを流延する際に、2種類以上のドープを同時積層共流延、または逐次積層共流延させることもできる。さらに両共流延を組み合わせても良い。同時積層共流延を行う際には、フィードブロックを取り付けた流延ダイを用いても良いし、マルチマニホールド型流延ダイを用いても良い。共流延により多層からなるフイルムは、空気面側の層の厚さと支持体側の層の厚さとの少なくともいずれか一方が、フイルム全体の厚みの0.5%以上30%以下であることが好ましい。さらに、同時積層共流延を行う場合には、ダイスリットから支持体にドープを流延する際に、高粘度ドープが低粘度ドープにより包み込まれることが好ましい。また、同時積層共流延を行なう場合には、ダイスリットから支持体にかけて形成される流延ビードのうち、外界と接するドープが内部のドープよりもアルコールの組成比が大きいことが好ましい。 In the solution casting method of the present invention, when casting the dope, two or more kinds of dopes can be simultaneously laminated co-casting or sequentially laminated co-casting. Furthermore, you may combine both casting. When performing simultaneous lamination and co-casting, a casting die to which a feed block is attached may be used, or a multi-manifold casting die may be used. It is preferable that at least one of the thickness of the layer on the air surface side and the thickness of the layer on the support side is 0.5% or more and 30% or less of the total film thickness of the film composed of multiple layers by co-casting. . Furthermore, when performing simultaneous lamination co-casting, it is preferable that the high-viscosity dope is wrapped with the low-viscosity dope when the dope is cast from the die slit to the support. Moreover, when performing simultaneous lamination | stacking co-casting, it is preferable that the dope which contact | connects an external field has a larger alcohol composition ratio than an internal dope among the casting beads formed from a die slit to a support body.
流延ダイ、減圧チャンバ、支持体などの構造、共流延、剥離法、延伸、各工程の乾燥条件、ハンドリング方法、カール、平面性矯正後の巻取方法から、溶媒回収方法、フイルム回収方法まで、特開2005−104148号公報の[0617]段落から[0889]段落に詳しく記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。 From casting die, decompression chamber, support structure, co-casting, peeling method, stretching, drying conditions of each process, handling method, curl, winding method after flatness correction, solvent recovery method, film recovery method Until now, it is described in detail in paragraphs [0617] to [0889] of JP-A-2005-104148, and these descriptions can also be applied to the present invention.
[性能・測定法]
(カール度・厚み)
巻き取られたセルロースアシレートフイルムの性能およびそれらの測定法は、特開2005−104148号公報の[0112]段落から[0139]段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
[Performance / Measurement method]
(Curl degree / thickness)
The performance of the wound cellulose acylate film and the measuring method thereof are described in paragraphs [0112] to [0139] of JP-A-2005-104148, and these descriptions are also applied to the present invention. Can do.
[表面処理]
上述のセルロースアシレートフイルムにおいては、少なくとも一方の面が表面処理されていることが好ましい。そして、この表面処理が、真空グロー放電処理、大気圧プラズマ放電処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、火炎処理、酸処理またはアルカリ処理の少なくとも一種であることが好ましい。
[surface treatment]
In the above-mentioned cellulose acylate film, it is preferable that at least one surface is surface-treated. The surface treatment is preferably at least one of vacuum glow discharge treatment, atmospheric pressure plasma discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona discharge treatment, flame treatment, acid treatment or alkali treatment.
[機能層]
(帯電防止・硬化層・反射防止・易接着・防眩)
上述のセルロースアシレートフイルムの少なくとも一方の面が下塗りされていても良い。
[Functional layer]
(Antistatic, hardened layer, antireflection, easy adhesion, antiglare)
At least one surface of the above-described cellulose acylate film may be undercoated.
さらに、このセルロースアシレートフイルムをベースフイルムとして、他の機能性層を付与した機能性材料として用いることが好ましい。この機能性層としては、帯電防止層、硬化樹脂層、反射防止層、易接着層、防眩層および光学補償層のうち、少なくとも1層を設けることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to use this cellulose acylate film as a base film as a functional material provided with other functional layers. As the functional layer, it is preferable to provide at least one of an antistatic layer, a cured resin layer, an antireflection layer, an easy adhesion layer, an antiglare layer, and an optical compensation layer.
この機能性層が、少なくとも一種の界面活性剤を0.1mg/m2 以上1000mg/m2 以下含有することが好ましい。また、前記機能性層が、少なくとも一種の滑り剤を0.1mg/m2 以上1000mg/m2 以下含有することが好ましい。さらに、前記機能性層が、少なくとも一種のマット剤を0.1mg/m2 以上1000mg/m2 以下含有することが好ましい。さらには、前記機能性層が、少なくとも一種の帯電防止剤を1mg/m2 以上1000mg/m2 以下含有することが好ましい。セルロースアシレートフイルムに、種々様々な機能、特性を実現するための表面処理機能性層の付与方法は、上記以外にも、特開2005−104148号公報の[0890]段落から[1087]段落に詳細な条件、方法も含めて記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。 This functional layer preferably contains at least one surfactant in the range of 0.1 mg / m 2 to 1000 mg / m 2 . Further, the functional layers preferably contain at least one sort of plasticizers in the 0.1 mg / m 2 or more 1000 mg / m 2 or less. Furthermore, the functional layer preferably contains at least one kind of matting agent in the range of 0.1 mg / m 2 to 1000 mg / m 2 . Furthermore, it is preferable that the functional layer contains 1 mg / m 2 or more and 1000 mg / m 2 or less of at least one antistatic agent. In addition to the above, the method for applying a surface-treated functional layer for realizing various functions and properties on cellulose acylate film is described in paragraphs [0890] to [1087] of JP-A-2005-104148. Detailed conditions and methods are also described, and these descriptions can also be applied to the present invention.
(用途)
上述のセルロースアシレートフイルムは、特に偏光板保護フイルムとして有用である。例えば、セルロースアシレートフイルムを偏光子に貼り合わせた偏光板を、液晶層に貼り合わせると、液晶表示装置を作製することができる。なお、液晶層と偏光板との配置は限定されるものではなく、公知の各種配置とすることができる。特開2005−104148号公報には、液晶表示装置として、TN型、STN型、VA型、OCB型、反射型、その他の例が詳しく記載されているが、この方法は、本発明にも適用することができる。また、同出願には光学的異方性層を付与した、セルロースアシレートフイルムや、反射防止、防眩機能を付与したセルロースアシレートフイルムについての記載もある。更には適度な光学性能を付与し二軸性セルロースアシレートフイルムとして光学補償フイルムとしての用途も記載されている。これは、偏光板保護フイルムと兼用して使用することもできるなど、特開2005−104148号公報の[1088]段落から[1265]段落に詳細が記載されているが、これらの記載は、本発明にも適用することができる。
(Use)
The above-mentioned cellulose acylate film is particularly useful as a polarizing plate protective film. For example, a liquid crystal display device can be manufactured by bonding a polarizing plate in which a cellulose acylate film is bonded to a polarizer to a liquid crystal layer. In addition, arrangement | positioning with a liquid crystal layer and a polarizing plate is not limited, It can be set as well-known various arrangement | positioning. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-104148 describes in detail TN type, STN type, VA type, OCB type, reflective type, and other examples of liquid crystal display devices, but this method is also applicable to the present invention. can do. The application also describes a cellulose acylate film provided with an optically anisotropic layer and a cellulose acylate film provided with antireflection and antiglare functions. Furthermore, the use as an optical compensation film is also described as a biaxial cellulose acylate film imparting appropriate optical performance. This is described in detail in paragraphs [1088] to [1265] of JP-A-2005-104148, such as being able to be used in combination with a polarizing plate protective film. The invention can also be applied.
また、本発明により、得られるセルローストリアセテートフイルム(TACフイルム)は、光学特性に優れるため、偏光板保護フイルムや写真感光材料のベースフイルムとして用いることができるとともに、テレビ用途などの液晶表示装置の視野角依存性を改良するための光学補償フイルムとしても用いることができる。中でも、特に、偏光板の保護膜を兼ねる用途に効果的である。 In addition, the cellulose triacetate film (TAC film) obtained by the present invention is excellent in optical properties, so that it can be used as a polarizing plate protective film or a base film of a photographic photosensitive material, and can be used as a field of view for liquid crystal display devices for television applications. It can also be used as an optical compensation film for improving angular dependence. Especially, it is effective for the use which also serves as the protective film of a polarizing plate.
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はここに示す形態に限定されるものではない。また、製造方法および製造条件などに関しては、実施例1においてのみ詳細に示し、実施例2〜4では説明を割愛する。なお、実施例2〜4は、実施例1に対する比較例である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the embodiment shown here. Further, the manufacturing method and manufacturing conditions are shown in detail only in the first embodiment, and the description is omitted in the second to fourth embodiments. Examples 2 to 4 are comparative examples with respect to Example 1.
本実施例で使用したポリマー溶液(ドープ)の調製に関する配合を下記に示す。
セルローストリアセテート(置換度2.84、粘度平均重合度306、含水率0.2質量%、ジクロロメタン溶液中6質量%の粘度 315mPa・s、平均粒子径1.5mmであって標準偏差0.5mmである粉体) 100質量部
ジクロロメタン(第1溶媒) 320質量部
メタノール(第2溶媒) 83質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 3質量部
可塑剤A(トリフェニルフォスフェート) 7.6質量部
可塑剤B(ジフェニルフォスフェート) 3.8質量部
UV剤a:2(2´−ヒドロキシ−3´,5´−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール 0.7質量部
UV剤b:2(2´−ヒドロキシ−3´,5´−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール 0.3質量部
クエン酸エステル混合物(クエン酸、モノエチルエステル、ジエチルエステル、トリエチ
ルエステル混合物) 0.006質量部
微粒子(二酸化ケイ素(平均粒径15nm)、モース硬度 約7) 0.05質量部
The formulation relating to the preparation of the polymer solution (dope) used in this example is shown below.
Cellulose triacetate (substitution degree 2.84, viscosity average polymerization degree 306, water content 0.2 mass%, viscosity 6 mass% in dichloromethane solution 315 mPa · s, average particle diameter 1.5 mm with standard deviation 0.5 mm Some powders) 100 parts by mass dichloromethane (first solvent) 320 parts by mass methanol (second solvent) 83 parts by mass 1-butanol (third solvent) 3 parts by mass plasticizer A (triphenyl phosphate) 7.6 parts by mass Plasticizer B (diphenyl phosphate) 3.8 parts by mass UV agent a: 2 (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) benzotriazole 0.7 part by mass UV agent b: 2 ( 2'-Hydroxy-3 ', 5'-di-tert-amylphenyl) -5-chlorobenzotriazole 0.3 parts by mass of citric acid ester mixture (citric acid, Ethyl ester, diethyl ester, triethyl ester mixture) 0.006 parts by weight fine particles (silicon dioxide (
ここで使用したセルローストリアセテートは、残存酢酸量が0.1質量%以下であり、Ca含有率が58ppm、Mg含有率が42ppm、Fe含有率が0.5ppmであり、遊離酢酸40ppm、さらに硫酸イオンを15ppm含むものであった。また、6位のアシル置換度は0.91であり、全アセチル基中の32.5%が6位の水酸基が置換されたアセチル基であった。また、このTACをアセトンで抽出したアセトン抽出分は8質量%であり、その重量平均分子量/数平均分子量比は2.5であった。得られたTACのイエローインデックスは1.7であり、ヘイズは0.08、透明度は93.5%であり、DSCにより測定したTg(ガラス転移温度)は160℃、結晶化発熱量は6.4J/gであった。なお、このTACは、綿から採取したセルロースを原料として合成されたものである。以下の説明において、これを綿原料TACと称する。
The cellulose triacetate used here has a residual acetic acid content of 0.1% by mass or less, a Ca content of 58 ppm, a Mg content of 42 ppm, a Fe content of 0.5 ppm, free
図1に示すドープ製造工程10にしたがい、上記の原料と図2に示す押出機20とを用いてドープ15の調製を行った。
According to the
あらかじめ調製され、タンク21の中に貯留されている膨潤液16をシリンダ24の中へ適量投入し、スクリュー22を高速回転させることにより攪拌混合した。なお、シリンダ24に膨潤液16を投入する前には、ジャケット23の内部に冷媒として−90℃のハイドロフルオロエーテルを送液し、冷媒の流量を調整しながら、押出機出口20aでの第1ドープ17の温度を制御した。実施例1では、押出機出口20a付近での第1ドープ17の平均温度は−70℃であった。また、この平均温度の振幅は±2℃であった。
An appropriate amount of the swelling
また、押出機出口20a付近での温度管理は、温度計36により第1ドープ17の温度を常時測定後、この温度測定値に基づき、第1コントローラ26により冷媒循環機25を調整することで行った。さらには、押出機20の内部に第2コントローラ27を設けて、スクリュー22の回転数を測定しながら、この回転数に基づき冷媒循環機25を調整し、第1ドープ17の温度が略一定となるように管理した。
Further, the temperature control near the
攪拌混合し、温度を略一定となるように調整した第1ドープ17を押出機出口20aから冷却機(図示しない)に押出して、ここで冷却溶解を促進させた(冷却工程12)。このとき、第1ドープ17の押出流量は、1.5L/分であった。そして、冷却した第1ドープ17を加熱機(図示しない)へと送り出して、加熱することにより十分に混合溶媒などを溶解させて第2ドープ18とした(加熱工程13)。最後に、この第2ドープ18を温調機(図示しない)により略室温とした後、濾過機(図示しない)による濾過を行うことで不純物を除去してドープ15とした(濾過工程14)。このドープ15は、不溶解成分などをほとんど確認することができないほどの、非常に溶解性に優れるもの(溶解性◎)であった。
The
図3に示すフイルム製造設備50を用いてフイルム100を製造した。ストックタンク51の内部において、攪拌機71を回転させることにより、均一化が保持されたドープ15を、ポンプ52により濾過装置53に送り出して濾過した後、流延ダイ54から流延バンド57上に流延した。このとき、流延ダイ54の吐出口から、幅が1.8mであり、乾燥したフイルムの膜厚が80μmとなるように流量を調整し、さらに、流延幅を1700mmとしてドープ15を流延した。また、流延ダイ54には、内部に伝熱媒体を供給して温度制御を行うことができるジャケット(図示しない)を取り付けて、ドープ15の温度を36℃に調整した。
The film 100 was manufactured using the
流延ダイ54は、コートハンガータイプのダイであり、厚み調整ボルトが20mmピッチに設けられており、ヒートボルトによる自動厚み調整機構を具備しているものを使用した。このヒートボルトは、あらかじめ設定したプログラムによりポンプ52の送液量に応じたプロファイルを設定することもでき、フイルム製造設備50に設置した赤外線厚み計(図示しない)のプロファイルに基づいた調整プログラムによってフィードバック制御も可能な性能を有するものを用いた。端部20mmを除いたフイルムは、50mm離れた任意の2点の厚み差は1μm以内であり、幅方向における厚みのばらつきが3μm/m以下であり、全体厚みが±1.5%以下になるように調整した。また、流延ダイ54の1次側に、減圧チャンバ78を設置した。そして、この減圧チャンバ78の減圧度を調整することで、流延ビードを安定化させながらドープ15の流延を行った。
The casting die 54 was a coat hanger type die having thickness adjusting bolts provided at a pitch of 20 mm and having an automatic thickness adjusting mechanism using a heat bolt. The heat bolt can also set a profile according to the amount of liquid delivered by the
流延ダイ54の材質は、熱膨張率が2×10-5(℃-1)以下の析出硬化型のステンレス鋼を用いた。流延ダイ54の接液面の仕上げ精度は、表面粗さで1μm以下、真直度はいずれの方向にも1μm/m以下であり、スリットのクリアランスは1.5mmに調整した。流延ダイ54のリップ先端には、溶射法によりWC(タングステンカーバイト)コーティングを行って硬化膜を設けた。また、接液面の角部分については、Rはスリット全巾に亘り50μm以下になるように加工されているものを用いた。 As the material of the casting die 54, precipitation hardening type stainless steel having a thermal expansion coefficient of 2 × 10 −5 (° C. −1 ) or less was used. The finishing precision of the liquid contact surface of the casting die 54 was 1 μm or less in terms of surface roughness, the straightness was 1 μm / m or less in any direction, and the slit clearance was adjusted to 1.5 mm. A WC (tungsten carbide) coating was applied to the lip end of the casting die 54 by a thermal spraying method to provide a cured film. As for the corner portion of the wetted surface, R processed so as to be 50 μm or less over the entire width of the slit was used.
流延ダイ54の吐出口には、流延するドープ15が局所的に乾燥固化することを防止するために、ドープ15を可溶化する溶媒として、ジクロロメタンが86.5質量部、アセトンが13質量部、1−ブタノールが0.5質量部を混合した混合溶媒Aを作製して、流延ビードの両側端部と吐出口との界面部に対し、それぞれ0.5ml/分ずつ供給した。このとき、混合溶媒Aを供給するポンプの脈動率を5%以下とした。 In order to prevent the dope 15 to be cast from being locally dried and solidified at the discharge port of the casting die 54, 86.5 parts by mass of dichloromethane and 13 parts by mass of acetone are used as a solvent for solubilizing the dope 15. The mixed solvent A in which 0.5 part by mass of 1-butanol was mixed was prepared, and 0.5 ml / min was supplied to each interface between the both ends of the casting bead and the discharge port. At this time, the pulsation rate of the pump supplying the mixed solvent A was set to 5% or less.
流延バンド57上に形成された流延膜80に対して、その搬送方向に向かうように送風口81〜83から乾燥風を吹き付けて、乾燥を促進させた。そして、流延膜80の乾燥が進行し、自己支持性を有するものとなった後、この流延膜80を剥取ローラ102により流延バンド57から剥ぎ取って湿潤フイルム101とした。なお、流延バンド57上での乾燥雰囲気における酸素濃度を、空気を窒素ガスで置換することで5vol%に保持し、さらには、流延室74の内部の溶媒を、凝縮器(コンデンサ)76の出口温度を−10℃に設定して凝縮回収した。
Drying air was blown from the blowing
湿潤フイルム101を渡り部90のローラ90aを介して搬送する間に、送風機91から乾燥風を吹き付けて乾燥を促進させた後、テンタ式乾燥機58に送った。渡り部90では、湿潤フイルム101の長手方向に対して約30Nの張力を付与して搬送する間に、送風機91から40℃の乾燥風を送風した。テンタ式乾燥機58では、湿潤フイルム101の両側端部をテンタクリップにより把持した状態で、幅方向に延伸しながら搬送した。なお、テンタ式乾燥機58の内部を3つに区画して、各区画の乾燥風温度を上流側から90℃,110℃,120℃とした。このとき、乾燥風のガス組成は−10℃における飽和ガス濃度とした。そして、テンタ式乾燥機58の出口では、残留溶媒量が7質量%となるまで乾燥して、フイルム100とした。
While the
テンタ式乾燥機58の出口から30秒以内に、耳切装置60としてNT型カッターを用いて、フイルム100の両側50mmの耳をカットした。このとき、カットした耳は、カッターブロワ(図示しない)によりクラッシャ92に風送して平均80mm2 程度のチップに粉砕し、このチップを再度ドープ調製用原料として利用した。なお、テンタ式乾燥機58の空気を窒素ガスで置換して、乾燥雰囲気における酸素濃度を5vol%に保持した。また、後述する乾燥室61で高温乾燥させる前に、100℃の乾燥風が供給されている予備乾燥室(図示しない)でフイルム100を予備加熱した。
Within 30 seconds from the exit of the
フイルム100を乾燥室61で高温乾燥した。乾燥室61を4区画に分割して、上流側から120℃,130℃,130℃,130℃の乾燥風を送風機(図示しない)から送り出した。フイルム100のローラ93による搬送張力を100N/mとして、最終的に残留溶媒量が0.3質量%になるまで約10分間乾燥した。このとき、ローラ93のラップ角度(フイルムの巻き掛け中心角)は、90度および180度とした(図2では誇張して示している)。ローラ93の材質は、アルミ製もしくは炭素鋼製であり、表面にはハードクロム鍍金を施した。また、ローラ93の表面形状はフラットなものとブラストによりマット化加工したものとを用いた。ローラ93の回転によるフイルム位置の振れは、全て50μm以下であった。
The film 100 was dried at a high temperature in the drying
乾燥風に含まれる溶媒ガスは、吸着回収装置94を用いて吸着回収除去した。ここに使用した吸着剤は活性炭であり、脱着は乾燥窒素を用いて行った。回収した溶媒は、水分量を0.3質量%以下に調整して、ドープ調製用溶媒として再利用した。乾燥風には、溶媒ガスの他、可塑剤、UV吸収剤、その他の高沸点物が含まれるので冷却除去する冷却器およびプレアドソーバでこれらを除去して再生循環使用した。そして、最終的に屋外排出ガス中のVOC(揮発性有機化合物)は10ppm以下となるよう、吸脱着条件を設定した。また、全蒸発溶媒のうち、凝縮法で回収する溶媒量は90質量%であり、残りのものの大部分は吸着回収により回収した。
The solvent gas contained in the drying air was adsorbed and recovered using an
乾燥したフイルム100を第1調湿室(図示しない)に搬送した。乾燥室61と第1調湿室との間の渡り部には、110℃の乾燥風を送り出した。第1調湿室には、温度50℃、露点が20℃の空気を送り出した。さらに、フイルム100のカールの発生を抑制する第2調湿室(図示しない)にフイルム100を搬送した。第2調湿室では、フイルム100に直接90℃,湿度70%の空気を送り出した。
The dried film 100 was conveyed to the 1st humidity control chamber (not shown). A drying air of 110 ° C. was sent out to the transition part between the drying
調湿後のフイルム100は、冷却室62で30℃以下に冷却した後に、耳切装置(図示しない)で再度両端の耳切りを行った。また、強制除電装置(除電バー)95を設置して、搬送中のフイルム100の帯電圧を、常時−3〜+3kVの範囲となるようにした。さらに、フイルム100の両端にナーリング付与ローラ96でナーリングの付与を行った。ナーリングは、フイルム100の片側からエンボス加工を行うことで付与した。このとき、ナーリングを付与する幅は10mmであり、凹凸の高さがフイルム100の平均厚みよりも平均12μm高くなるようにナーリング付与ローラによる押し圧を設定した。
The film 100 after humidity control was cooled to 30 ° C. or lower in the cooling
最後に、フイルム100を巻取室63に搬送した。巻取室63は、室内温度28℃,湿度70%に保持した。巻取室63の内部には、イオン風除電装置(図示しない)を設置して、フイルム100の帯電圧が−1.5〜+1.5kVとなるようにした。このようにして得られたフイルム(厚さ80μm)82は、その幅が1475mmであり、巻取り全長は3940mであった。巻取ローラ97の径は169mmのものを用いた。巻き始めの張力は300N/mであり、巻き終わりの張力が200N/mとなるようにした。また、巻き取りの際の巻きズレの変動幅(オシレート幅と称することもある)を±5mmとして、巻取ローラ97に対する巻きズレ周期を400mとした。巻取ローラ97に対するプレスローラ98の押し圧は、50N/mに設定した。巻き取り時のフイルム100の温度は25℃、含水量は1.4質量%、残留溶媒量は0.3質量%であった。
Finally, the film 100 was conveyed to the winding
実施例1と同じ調製方法で製造したドープ15およびフイルム製造設備50を用いてフイルム100を製造した。ただし、押出機20では、ジャケット23の内部に対して、実施例1と同様に、−90℃に調整されたハイドロフルオロエーテルを冷媒として供給したが、その流量を調整せずに作業を行った。その結果、押出機出口20a付近での第1ドープ17の平均温度は−70℃であったが、平均温度の振幅が±6℃であり、得られたドープ15の溶解性を確認したところ、フイルム製造には問題ない範囲であったが(溶解性○)、実施例1と比べて、成分の溶け残りを若干ながら確認した。
A film 100 was produced using the dope 15 produced by the same preparation method as in Example 1 and the
実施例1と同じ調製方法で製造したドープ15およびフイルム製造設備50を用いてフイルム100を製造した。ただし、押出機20では、ジャケット23の内部に対して、−90℃に調整されたフロン系冷媒R23(CHF3 )を冷媒として供給し、その流量を調整しながら作業を行ったところ、押出機出口20a付近での第1ドープ17の平均温度は−50℃であったが、平均温度の振幅が±10℃であり、得られたドープ15の溶解性を確認したところ成分の溶け残りを確認した(溶解性×)。
A film 100 was produced using the dope 15 produced by the same preparation method as in Example 1 and the
実施例1と同じ調製方法で製造したドープ15およびフイルム製造設備50を用いてフイルム100を製造した。ただし、押出機20では、ジャケット23の内部に対して、25℃に調整された水を冷媒として供給し、さらに、その流量を調整せずに作業を行った。その結果、押出機出口20a付近での第1ドープ17の平均温度は25℃であり、平均温度の振幅が±5℃であった。また、得られたドープ15の溶解性を確認したところ、非常に多くの成分の溶け残りを確認した(溶解性××)。
A film 100 was produced using the dope 15 produced by the same preparation method as in Example 1 and the
上記の実施例の結果から、ドープ15を調製する際に使用する押出機20において、所定の温度に調整した冷媒を供給し、その流量を調整しながら作業を行った実施例1および2では、優れた溶解性を示すドープ15を得ることができた。ただし、実施例1に対して、実施例2では、平均温度の振幅が大きくなったことから、平均温度のバラつきが小さいドープ15を得るためには、冷媒の循環流量を常時管理することが有効であることが分かった。一方で、実施例3では、溶解性に優れたドープ15を得ることができた実施例1,2と同様の温度に調整した冷媒を供給し、さらに、その流量を調整しながらドープ調製を行ったが、満足のいく溶解性を示すドープ15を得ることはできなかった。したがって、冷媒の種類がドープ15の溶解性に影響を与えることを確認した。また、実施例4では、調製したドープ15中には、非常に多くの溶け残りが存在していた。この原因として、実施例4では、他の実施例では零下に温度調整された冷媒を使用したのに対して、冷媒として25℃に調整された水を使用したため、十分に冷却溶解を行うことができなかったと考えられる。
From the results of the above Examples, in Examples 1 and 2 in which the refrigerant adjusted to a predetermined temperature was supplied to the extruder 20 used when preparing the dope 15, and the operation was performed while adjusting the flow rate. A dope 15 exhibiting excellent solubility could be obtained. However, in contrast to Example 1, in Example 2, since the amplitude of the average temperature is large, it is effective to always manage the circulating flow rate of the refrigerant in order to obtain the dope 15 having a small average temperature variation. It turns out that. On the other hand, in Example 3, the refrigerant adjusted to the same temperature as in Examples 1 and 2 in which the dope 15 having excellent solubility was obtained, and the dope was prepared while adjusting the flow rate. However, the dope 15 showing satisfactory solubility could not be obtained. Therefore, it was confirmed that the kind of the refrigerant affects the solubility of the dope 15. Further, in Example 4, a very large amount of undissolved residue was present in the
以上より、ポリマーと溶媒とを含むドープを調製するドープの調製方法においては、回転機能を備えたスクリューと流路が形成されたジャケットとを有する押出機を用いて、この流路に冷却用媒体を流すことにより押出機を冷却してから、ポリマーと溶媒とを供給し、さらに、スクリューを回転させることにより、溶媒中にポリマーを十分に溶解させることができることを確認した。また、この冷却媒体の流量をスクリューの回転数に応じて調整することにより、押出機から吐出するドープの温度を略一定とすることができることを確認した。 As described above, in the dope preparation method for preparing a dope containing a polymer and a solvent, a cooling medium is provided in the flow path using an extruder having a screw having a rotating function and a jacket having a flow path formed therein. It was confirmed that the polymer can be sufficiently dissolved in the solvent by supplying the polymer and the solvent after rotating the extruder and then rotating the screw. It was also confirmed that the temperature of the dope discharged from the extruder can be made substantially constant by adjusting the flow rate of the cooling medium according to the number of rotations of the screw.
10 ドープ製造工程
11 冷却溶解工程
15 ドープ
20 単軸スクリュー押出機
20a 押出機出口
22 スクリュー
23 ジャケット
25 冷媒循環機
35 冷媒
50 フイルム製造設備
100 フイルム
DESCRIPTION OF
Claims (6)
回転機能を備えたスクリューと流路が形成されたジャケットとを有する押出機を用いて、
前記流路に冷却用媒体を流すことにより冷却した前記押出機の中に、前記ポリマーと前記溶媒とを供給した後、前記スクリューを回転させることにより、前記溶媒中に前記ポリマーを溶解させる冷却溶解工程を有し、
前記スクリューの回転数に応じて前記冷却用媒体の流量を調整することにより、前記押出機から吐出する前記ドープの温度を略一定とすることを特徴とするドープの調製方法。 In a dope preparation method for preparing a dope comprising a polymer and a solvent,
Using an extruder having a screw with a rotating function and a jacket formed with a flow path,
Cooling dissolution in which the polymer is dissolved in the solvent by rotating the screw after supplying the polymer and the solvent into the extruder cooled by flowing a cooling medium through the flow path. Having a process,
A method for preparing a dope characterized in that the temperature of the dope discharged from the extruder is made substantially constant by adjusting the flow rate of the cooling medium according to the number of rotations of the screw.
The dope preparation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer is cellulose acylate.
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---|---|---|---|---|
JP2010234693A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | Solution film forming process |
JP2012051289A (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Niigata Machine Techno Co Ltd | High shear device and high shear method |
KR102486237B1 (en) * | 2022-02-14 | 2023-01-10 | 주식회사 성운테크 | Fluid wax pelletizer for continuous discharging of granular wax |
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2005
- 2005-11-16 JP JP2005331237A patent/JP2007137962A/en active Pending
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