JP2009073146A - 流延ダイ、溶液製膜設備及び溶液製膜方法 - Google Patents

流延ダイ、溶液製膜設備及び溶液製膜方法 Download PDF

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Abstract

【課題】厚みムラ故障を抑えつつ、フイルムを容易に製造する。
【解決手段】フィードブロック51は、各ドープ39a〜39cが供給される第1〜第3供給口91a〜93cと、流出口92と、第1流入口91a及び流出口92を接続する主流路93とを備える。副流路94b、94cは、主流路93と第2流入口91b及び第3流入口とを連通する。主流路93との連通部の直前の副流路94b、94cには、ディストリビューションピン96b、96cが設けられる。駆動部98b、98cは、ディストリビューションピン96b、96cを、軸を中心に回動し、第2流入口91b、91cにおける副流路94b、94cの断面積S1と主流路93との連通部の直前における副流路94b、94cの断面積S2との比S2/S1の値を0.03〜0.5に調節する。
【選択図】図3

Description

本発明は、流延ダイ、溶液製膜設備及び溶液製膜方法に関する。
ポリマーフイルム(以下、フイルムと称する)は、優れた光透過性や柔軟性および軽量薄膜化が可能であるなどの特長から光学機能性フイルムとして多岐に利用されている。中でも、セルロースアシレートなどを用いたセルロースエステル系フイルムは、高い強靭性、低い光学的異方性、そして、低いレターデーションを有し、更に安価であることから、液晶表示装置(LCD)の構成部材である偏光板の保護フイルム、光学補償フイルム、反射防止フイルムや視野角拡大フイルムなどの光学機能性フイルムとして広く用いられている。
ポリマーフイルムの主な製造方法としては、溶融押出方法と溶液製膜方法とがある。溶融押出方法とは、ポリマーをそのまま加熱溶解させた後、押出機で押し出してフイルムを製造する方法であり、生産性が高く、設備コストも比較的低額であるなどの特徴を有する。しかし、溶融押出方法では、膜厚精度を調整することが難しく、また、フイルム上に細かいスジ(ダイライン)ができるために、光学機能性フイルムとして使用可能な高品質のフイルムを製造することが困難である。一方、溶液製膜方法は、ポリマーと溶媒とを含んだポリマー溶液(ドープ)を支持体上に流延して形成した流延膜が自己支持性を有するものとなった後、これを支持体から剥がして湿潤フイルムとし、さらに、この湿潤フイルムを乾燥させてフイルムとする方法である。溶液製膜方法では、溶融押出方法と比べて、光学等方性や厚み均一性に優れるとともに、含有異物の少ないフイルムを得ることができるため、光学機能性フイルムの製造方法には、溶液製膜方法が用いられることが多い。
この溶液製膜方法では、セルローストリアセテートなどのポリマーをジクロロメタンや酢酸メチルを主成分とする溶媒に溶解した高分子溶液(以下、ドープと称する)を用いる。そして、このドープに所定の添加剤を添加・混合し、流延用のドープを調製する。このドープを流延ダイより吐出させて、キャスティングドラムやエンドレスバンドなどの支持体上に流延膜を形成する。そして、流延膜の冷却により、流延膜のゲル化を進行させ、流延膜に自己支持性を発現させる。その後、この流延膜を、支持体から湿潤フイルムとして剥ぎ取り、この湿潤フイルムを乾燥させたものをフイルムとして巻き取る。
ところで、このフイルムを写真感光材料や光学材料の支持体などの光学機能性フイルムとして用いる場合には、前述の光学特性等が優れていることは当然必要であるが、これに加えて、フイルム全体の厚みが均一であることが要求される。光学的特性のムラを誘発するとされる厚さムラの抑制は、光学機能性フイルムの製造方法において重要な課題である。
例えば、流延直後の流延膜が厚みムラを有する場合、この流延膜を用いてそのまま製膜しても、最終的には、フイルムに厚みムラが残ってしまう。流延膜における厚みムラは、乾燥工程などの後処理がフイルム全体に均一に行われることを阻害するため、結果として、形状や光学的特性のムラを誘発する。したがって、流延膜を形成する前、すなわち、流延ビードの時点で厚みムラを取り除くことが必要になるが、現時点では、流延中に流延ビードの表面を平滑化する手法は確立されていない。この厚さムラを抑制する光学機能性フイルムの製造方法として、上述した溶液製膜方法に代えて、光学機能性フイルムの主要部を形成する層(以下、主層と称する)と主層の片面或いは両面に露出する層(以下、副層と称する)とからなるフイルムを製造する共流延方式の溶液製膜方法が用いられることが多い。
共流延方式の溶液製膜方法では、特許文献1に記載されるように、フィードブロックを用いて、粘度の高い主層用ドープと粘度の低い副層用ドープとをそれぞれの流路から送液し、これらをフィードブロックの合流部で合流させて、主層用ドープからなる主層と副層用ドープからなる副層とを含む積層ドープをつくる。そして、流延ダイを介して、支持体上にこの積層ドープを流出し、流延膜を形成する。自己支持性を有するものとなった流延膜は、支持体から剥ぎ取られ、乾燥工程など所定の後工程を経て、主層と副層とが膜厚方向に層を成すフイルムとなる。
そして、この共流延方式の溶液製膜方法では、ディストリビューションピンや流延ダイの上流側に設けられたポンプを用いて、フィードブロックの合流部における主層用ドープの流速と副層用ドープの流速とが略等しくなるように、主層用ドープ及び副層用ドープの流速を調節し、厚みムラ故障の発生を抑制する。更に、共流延方式の溶液製膜方法では、主層用ドープとして光学機能性フイルムの強度や光学的機能に適するドープを用い、副層用ドープとして平面性や滑り性を良くするためのドープを用いるため、光学機能性フイルム全体の強靭性や光学特性などを損なうことなく、表面の平面性や滑り性を向上させることができる。
特開2002−221620号公報
また、近年の液晶表示装置の開発により、TN方式やVA方式などさまざま方式の液晶表示装置が登場したことに伴い、各方式の液晶表示装置に応じた光学フイルムが求められるようになり、フイルムメーカには、多品種のフイルムを効率よく製造する技術の確立が求められている。
しかしながら、各ドープの成分や製造するフイルムの製造条件等を変更すると、再び、合流時における主層用ドープの流速と副層用ドープの流速とを略等しくなるように、各ドープの流速を調節しなければならない。したがって、特許文献1に記載される共流延方式の溶液製膜方法は、製造するフイルムの品種が切り替えられる都度、各ドープの流速を調節しなければならず、厚さムラ故障を抑えつつ、多品種のフイルムを効率よく製造する製造方法としては、十分ではない。
本発明は、上記課題を解決するものであり、厚さムラ故障を抑えつつ、多品種のフイルムを効率よく製造することができる流延ダイ、溶液製膜設備及び溶液製膜方法を提供することを目的とする。
本発明は、ポリマーと溶媒とを含む主層用ドープが供給される主供給口、及び前記主層用ドープを流延ビードとして流延させる流出口を有するスロットと、前記主層用ドープよりも粘度の低い副層用ドープが供給される副供給口、及び前記副層用ドープを前記スロットの途中で前記主層用ドープに合流させる合流部を有する副流路とを備え、前記主層用ドープと前記副層用ドープとを層状にさせて前記流延ビードとする流延ダイにおいて、前記副流路における前記副供給口でのドープ流れ方向に交差する入口側断面積をS1とし、前記副流路における前記合流部でのドープ流れ方向に前記入口側断面積の交差角度と同じ角度で交差する出口側断面積をS2とするときに、S2/S1が0.03以上0.5以下であり、下流に向かうに従い前記断面積が次第に小さくなることを特徴とする。
前記流延ダイは、流延ダイ本体と、この流延ダイ本体に接続されるフィードブロックとからなり、前記スロットは、前記流延ダイ本体に形成される第1スロット部と、前記フィードブロックに形成される第2スロット部とから構成され、前記副流路は前記フィードブロックに形成されることが好ましい。また、前記合流部に、前記出口側断面積を変更するディストリビーションピンを有することが好ましい。更に、前記合流部における前記主層用ドープの速度と、前記合流部における前記副層用ドープの速度との差が、0.1m/秒以上であることが好ましい。
本発明の溶液製膜設備は、上記流延ダイのうちいずれか1つと、前記流延ダイに前記主層用ドープまたは前記副層用ドープを供給するドープ供給装置と、前記流延ビードを支持して流延膜を形成するエンドレス走行の支持体と、前記支持体上で自己支持性を有するに至った前記流延膜を前記エンドレス支持体から剥ぎ取り乾燥する乾燥装置とを有することを特徴とする。
本発明の溶液製膜方法は、上記流延ダイのうちいずれか1つを用いて、走行する支持体上に前記流延ビードを流延して、前記支持体上に流延膜を形成し、前記支持体上で自己支持性を有するに至った前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って乾燥することを特徴とする。
本発明の流延ダイによれば、副流路における副供給口でのドープ流れ方向に交差する入口側断面積をS1とし、副流路における前記合流部でのドープ流れ方向に入口側断面積の交差角度と同じ角度で交差する出口側断面積をS2とするときに、S2/S1が0.03以上0.5以下であり、下流に向かうに従い前記断面積が次第に小さくなるため、厚みムラ故障を抑えつつ、フイルムを効率よく製造することができる。また、本発明は、合流時の主層用ドープの流速と副層用ドープの流速とを略等しくする調節を行わずに、厚みムラ故障を抑えることができる。したがって、本発明は、厚みムラ故障を抑えつつ、多品種のフイルムを効率よく製造することができる。
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。
(溶液製膜方法)
図1に、本実施形態で用いるフイルム製造ライン10の概略図を示す。フイルム製造ライン10は、流延室12とピンテンタ13とクリップテンタ14と乾燥室15と冷却室16と巻取室17とを有する。
ストックタンク20は、後述する流路を介して流延室12と接続する。ストックタンク20には、モータ20aで回転する攪拌翼20bとジャケット20cとが備えられており、その内部には、溶媒とフイルム22の原料となるポリマーとを含むドープ24が貯留されている。ストックタンク20は、常時、その外周面に設けられているジャケット20cにより、ドープ24の温度が略一定となるように調整されるとともに、攪拌翼20bの回転により、ポリマーなどの凝集を抑制しながら、ドープ24を均一の状態に保持する。
ストックタンク20と後述するフィードブロックとの間には、中間層用ドープ流路30aと裏面層用ドープ流路30bと表面層用ドープ流路30cとが接続されている。ドープ24は、それぞれの流路30a〜30cに設けられているポンプ31a〜31cにより送液される。ポンプ31a〜31cは、図示しない制御部に接続する。この制御部により、ポンプ31a〜31cは、所定の流量で各ドープを送り出す。ポンプ31a〜31cとしては、ギアポンプを用いることが好ましい。このギアポンプとしては、公知のギアポンプであればいずれでもよい。
中間層用ドープ流路30aには、配管を介してストックタンク33aが接続する。ストックタンク33aには、中間層用添加液34aが貯留する。流路30aとストックタンク33aとを接続する配管には、ポンプ35aが設けられる。ストックタンク33a中の中間層用添加液34aは、ポンプ35aにより中間層用ドープ流路30aに送液され、中間層用ドープ流路30a中のドープ24に添加される。その後、ドープ24と中間層用添加液34aとは、中間層用ドープ流路30aに設けられる静止型混合器(スタティックミキサ)38aにより攪拌混合されて均一となる。以下、このドープを中間層用ドープ39aと称する。中間層用添加液34aには、例えば紫外線吸収剤,レターデーション制御剤や可塑剤などの添加剤が予め含まれた溶液(または分散液)が入れられている。
裏面層用ドープ流路30bには、配管を介してストックタンク33bが接続する。ストックタンク33bには、裏面層用添加液34bが貯留する。流路30bとストックタンク33bとを接続する配管には、ポンプ35bが設けられる。ストックタンク33b中の裏面層用添加液34bは、ポンプ35bにより裏面層用ドープ流路30bに送液され、裏面層用ドープ流路30b中のドープ24に添加される。その後、ドープ24と裏面層用添加液34bとは、裏面層用ドープ流路30bに設けられる静止型混合器38bにより攪拌混合されて均一となる。以下、このドープを裏面層用ドープ39bと称する。
表面層用ドープ流路30cには、配管を介してストックタンク33cが接続される。ストックタンク33cには、表面層用添加液34cが貯留する。流路30cとストックタンク33cとを接続する配管には、ポンプ35cが設けられる。ストックタンク33c中の表面層用添加液34cは、ポンプ35cにより表面層用ドープ流路30cに送液され、表面層用ドープ流路30c中のドープ24に添加される。その後、ドープ24と表面層用添加液34cとは、表面層用ドープ流路30cに設けられる静止型混合器38cにより攪拌混合されて均一となる。以下、このドープを表面層用ドープ39cと称する。
裏面層用添加液34bや表面層用添加液34cには、支持体である流延バンドからの剥離を容易とする剥離促進剤(例えば、クエン酸エステルなど)、フイルムをロール状に巻き取った際にフイルム面間での密着を抑制するマット剤(例えば、二酸化ケイ素など)や劣化防止剤などの添加剤が予め含有されている。なお、裏面層用添加液34bや表面層用添加液34cには、可塑剤,紫外線吸収剤やレターデーション制御剤などの光学特性制御剤などの添加剤が含まれていても良い。
(ドープの粘性)
本実施形態では、中間層を形成するドープ、いわゆる主層として中間層用ドープ39aを用い、裏面層を形成するドープ及び表面層を形成するドープ、いわゆる副層用ドープとして、裏面層用ドープ39b及び表面層用ドープ39cをそれぞれ用いる。中間層用ドープ39aとしては、製造する光学機能性フイルムの強度や光学的機能に適するドープを用い、ドープ39b、39cとしては、光学機能性フイルムの平面性や滑り性を良くするためのドープを用いる。また、上記に加え、ドープ39b、39cとして、中間層用ドープ39aよりも粘性が低いものを用いることが好ましい。これにより、後述する流延膜や湿潤フイルムの表面におけるスジやムラの生成や、厚さムラなどを防ぐことができる。
(ドープ濃度)
なお、中間層用ドープ39aに含まれるポリマー濃度は、15重量%以上30重量%以下であることが好ましく、20重量%以上25重量%以下であることがより好ましい。表層形成用ドープに含まれるポリマー濃度は、10重量%以上25重量%以下であることが好ましく、15重量%以上25重量%以下であることがより好ましく、19重量%以上22重量%以下であることが特に好ましい。
流延室12には、3種類のドープ39a〜39cから、後述する積層ドープをつくるフィードブロック51と、積層ドープを流出する流延ダイ52と、支持体であり、積層ドープから流延膜53を形成するキャスティングドラム(以下、流延ドラムと称する)54と、流延ドラム54から流延膜53を剥ぎ取る剥取ローラ55と、温調装置56、57と凝縮器(コンデンサ)58と回収装置59とが備えられている。また、制御部60は、流延ドラム54、温調装置56、57、回収装置59と接続する。
また、凝縮器58は、流延室12内に気化する溶媒を凝縮液化する。制御部60の制御の下、回収装置59は、凝縮器58により凝縮液化した溶媒を回収し、流延室12内の雰囲気のガス露点TRを、所定の範囲に保つ。ガス露点とは、流延室12内の雰囲気に気化する溶媒の凝縮液化が開始する温度である。回収された溶媒は再生装置で再生された後に、ドープ調製用溶媒として再利用される。制御部60の制御の下、温調装置57は、流延室12内の雰囲気の温度を所定の範囲に保つ。
(流延ドラム)
流延ドラム54は、制御部60の制御の下、図示を省略した駆動装置により軸54aを中心に、方向Z1へ回転する。流延ドラム54の回転により、周面54bは方向Z1へ所定の速度ZVで走行する。温調装置56は、制御部60の制御の下、所望の温度に調節された伝熱媒体を、流延ドラム54内に設けられる流路中を循環させる。この伝熱媒体の循環により、流延ドラム54の周面54bの温度を所望の温度TSに保つことができる。
流延ドラム54の幅は特に限定されるものではないが、ドープの流延幅の1.1倍〜2.0倍の範囲のものを用いることが好ましい。周面54bの表面粗さは0.01m以下となるように研磨したものを用いることが好ましい。周面54b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未満のピンホールは1個/m2以下であり、10μm未満のピンホールは2個/m2以下であることが好ましい。流延ドラム54の回転に伴う周面54b上下方向の位置変動は200μm以下であることが好ましい。流延ドラム54の速度変動を3%以下とし、流延ドラム54が一回転する際に生じる幅方向の蛇行は3mm以下とすることが好ましい。
流延ドラム54の材質は、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。流延ドラム54の周面54bに施されるクロムメッキ処理はビッカース硬さHv700以上、膜厚2μm以上、いわゆる硬質クロムメッキであることが好ましい。
図1及び図2のように、フィードブロック51は、流路30a〜30cから送られる各ドープ39a〜39cを合流させて、積層ドープ61をつくり、所定の流量の積層ドープ61を流延ダイ52へ送る。そして、流延ダイ52は、回転する流延ドラム54の周面54bに向けて、積層ドープ61を吐出する。その後、流延ドラム54の周面54b上の積層ドープ61から流延膜53が形成される。そして、流延ドラム54が約3/4回転する間に、ゲル化による自己支持性が流延膜53に発現し、流延膜53は剥取ローラ55によって流延ドラム54から剥ぎ取られる。
また、図1のように、減圧チャンバ63を、流延ダイ52に対し、方向Z1の上流側に配置してもよい。減圧チャンバ63は、流延ビードの背面(後に、流延ドラム54の周面54bに接する面)側を所望の圧力まで減圧する。図示しない制御部の制御の下、減圧チャンバ63は、流延ビードの背面側を−10Pa以上−2000Pa以下の範囲で減圧することができる。流延ビードの背面側の減圧により、流延ドラム54の回転により発生する同伴風の影響を少なくし、流延ダイ52と流延ドラム54との間に安定した流延ビードを形成し、膜厚ムラの少ない流延膜53を形成することができる。
流延室12の下流には、渡り部65、ピンテンタ13、クリップテンタ14が順に設置されている。渡り部65は、剥取ローラ55によって剥ぎ取られた湿潤フイルム68を、ローラ66により、ピンテンタ13に導入する。ピンテンタ13は、湿潤フイルム68の両側縁部を貫通して保持する多数のピンプレートを有し、このピンプレートが軌道上を走行する。ピンプレートにより走行する湿潤フイルム68に対し乾燥風が送られ、湿潤フイルム68は乾燥し、フイルム22となる。
クリップテンタ14は、フイルム22の両側縁部を把持する多数のクリップを有し、このクリップが延伸軌道上を走行する。クリップにより走行するフイルム22に対し乾燥風が送られ、フイルム22には、フイルム幅方向への延伸処理とともに乾燥処理が施される。
ピンテンタ13及びクリップテンタ14の下流にはそれぞれ耳切装置70a、70bが設けられている。耳切装置70a、70bはフイルム22の両側縁部を裁断する。この裁断した両側縁部は、送風によりクラッシャ71a、71bに送られて、粉砕され、ドープ等の原料として再利用される。
乾燥室15には、多数のローラ75が設けられており、これらにフイルム22が巻き掛けられて搬送される。乾燥室15内の雰囲気の温度や湿度などは、図示しない空調機により調節されており、乾燥室15の通過によりフイルム22の乾燥処理が行われる。乾燥室15には吸着回収装置76が接続されており、フイルム22から蒸発した溶媒が吸着回収される。
乾燥室15の出口側には冷却室16が設けられており、この冷却室16でフイルム22が室温となるまで冷却される。冷却室16の下流には強制除電装置(除電バー)80が設けられており、フイルム22が除電される。さらに、強制除電装置80の下流側には、ナーリング付与ローラ81が設けられており、フイルム22の両側縁部にナーリングが付与される。巻取室17には、プレスローラ83を有する巻取機84が設置されており、フイルム22が巻き芯にロール状に巻き取られる。
(フィードブロック)
図2及び図3のように、フィードブロック51は、流路30a〜30cと接続する第1〜第3流入口91a〜91cと、流延ダイ52と接続する流出口92と、第1流入口91a及び流出口92を接続する主流路93とを備える。副流路94bは、第2流入口91bと主流路93とを連通し、副流路94cは、第3流入口91cと主流路93とを連通する。主流路93と連通する副流路94b、94cの連通部に合流部95が設けられる。合流部95では、各ドープ39b〜39cが、ドープ39aに合流する。この合流により、各ドープ39a〜39cが方向SDにおいて層をなす積層ドープ61がつくられる。主流路93との連通部の直前の副流路94b、94cには、略円柱状に形成されたディストリビューションピン96b、96cが、横たわるように設けられる。なお、方向SDとは、流延ダイ52の流出口105の近傍における流延ドラム54(図2参照)の周面54b(図1参照)の走行方向を指し、方向LDとは、方向SDと略垂直の方向を指す。
また、副流路94b、94cは、ドープ39b、39cが流れる方向に交差する断面における断面積は、上流側から下流側に向かうに従い、次第に小さくなるように形成される。
図4のように、ディストリビューションピン96bの周面上には、副流路94bの上流側と下流側とを連通する切欠溝97が設けられる。軸方向A1における切欠溝97の幅は、周方向SA1に沿って、幅WA1から幅WA2まで次第に狭くなるように形成される。切欠溝97の幅とは、ディストリビューションピン96bの軸A1方向における切欠溝97の長さである。切欠溝97の溝深さD1は、0mmより大きく5mm以下であることが好ましく、より好ましくは0mmより大きく4mm以下であることが好ましい。溝深さD1が5mmを超えると、副層の膜厚分布が確保することが困難となるため好ましくない。また、切欠溝97は、周方向SA1またはSA2に向かうに従い、溝深さD1が大きくなる、または一定になるように形成されてもよい。なお、ディストリビューションピン96cも、ディストリビューションピン96bと同様の形状に形成される。
図3のように、駆動部98b、98cは、ディストリビューションピン96b、96cと接続し、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1(図4参照)を中心に、方向SA1またはSA2へ回動させる。駆動部98b、98cにより、主流路93との連通部の直前における副流路94b、94cの断面積を所望の範囲に調節することができる。
図2のように、流延ダイ52は、流路100と、供給口104と、流出口105とを備える。流路100は、流延ダイ52の内部に設けられ、供給口104と流出口105とを連通する。供給口104は、フィードブロック51の流出口92と接続する。流路100及び流出口105は、積層ドープ61が流れる方向に直交する断面において、スリット状になるように形成される。
流路100には、第1スロット部111が設けられる。第1スロット部111の下流側の流路100には、第1スロット部の方向SDの流路幅よりも狭い流路幅の第2スロット部112が設けられる。そして、第1スロット部111と第2スロット部112との間の流路100には、接続スロット部116が設けられる。接続スロット部116は、その方向SDの流路幅が、第1スロット部111側から第2スロット部112側に向かうに従って次第に狭くなるように、設けられる。
フィードブロック51及び流延ダイ52の材質は析出硬化型のステンレス鋼を用いることが好ましい。その熱膨張率が2×10-5 (℃-1 )以下の素材を用いることが好ましい。また、電解質水溶液での強制腐食試験でSUS316と略同等の耐腐食性を有するものを用いることもできる。さらに、その素材はジクロロメタン、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を用いる。さらに、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52を作製することが好ましい。これにより流延ダイ52内を流れるドープの面状が一定に保たれる。流延ダイ52及びフィードブロック51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以下のものを用いることが好ましい。スリットのクリアランスの平均値が、自動調整により0.5mm〜3.5mmの範囲で調整可能なものを用いる。流延ダイ52のリップ先端の接液部の角部分について、Rはスリット全巾に亘り50μm以下のものを用いる。また、流延ダイ52内でのドープ39a〜39cは、剪断速度は1(1/秒)〜5000(1/秒)となるように調整されているものを用いることが好ましい。
製膜中は、所定の温度に保持されるように温調機(例えば、ヒータ,ジャケットなど)を取り付けることが好ましい。また、流延ダイ52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を取り付けることがより好ましい。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(高精度ギアポンプが好ましい)31a〜31c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。また、フイルム製造ライン10中に図示しない厚み計(例えば、赤外線厚み計)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。流延エッジ部を除いて任意の2点の厚み差は1μm以内に調整し、幅方向厚みの最小値で最も大きな差が3μm以下となるように調整することが好ましい。また、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。
流出口105の周縁のリップの先端には、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、ハードクロムメッキ、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、研削でき気孔率が低く脆くなく耐腐食性が良く、かつ流延ダイ52と密着性が良く、ドープと密着性がないものが好ましい。具体的には、タングステン・カーバイド(WC),Al23 ,TiN,Cr23 などが挙げられるが特に好ましくはWCを用いることである。WCコーティングは、溶射法で行うことができる。
次に、図1を用いて、フイルム製造ライン10によりフイルム22を製造する方法の一例を説明する。ストックタンク20では、ジャケット20cの内部に伝熱媒体を流すことによりドープ24の温度を25℃以上35℃以下の範囲で略一定となるように調整するとともに、攪拌翼20bの回転により常に均一化している。
ストックタンク20に貯留するドープ24と所定の中間層用添加液34aとから中間層用ドープ39aが調製される。調製された中間層用ドープ39aは、ポンプ31aにより、流路30aを介して、フィードブロック51へ送られる。同様にして、ドープ24と所定の添加液34bとから裏面層用ドープ39bが、ドープ24と所定の添加液34cとから表面層用ドープ39cが、それぞれ調製される。ポンプ31b、31cによって、裏面層用ドープ39bは流路30bを介して、表面層用ドープ39cは流路30cを介して、フィードブロック51へ送られる。
図1及び図2のように、フィードブロック51は、各ドープ39a〜39cが方向SDに層を成す積層ドープ61をつくり、流延ダイ52へ積層ドープ61を送る。流延ドラム54は、軸54aを中心に回転する。これにより、周面54bは、速度ZVで方向Z1へ走行する。速度ZVは、40m/分以上200m/分以下であることが好ましく、40m/分以上150m/分以下であることがより好ましい。流延ダイ52は、積層ドープ61を流延ドラム54へ流延し、流延膜53を形成する。その後、剥取ローラ55は、自己支持性が発現した流延膜53を、流延ドラム54から湿潤フイルム68として剥ぎ取る。
図1のように、流延ドラム54から剥ぎ取った湿潤フイルム68を、渡り部65を介して、ピンテンタ13へ案内する。ピンテンタ13では、多数のピンを湿潤フイルム68の両側端部に差し込んで固定した後、この湿潤フイルム68を搬送する間に乾燥を促進させてフイルム22とする。そして、まだ溶媒を含んでいる状態のフイルム22をクリップテンタ14に送り込む。このとき、クリップテンタ14に送られる直前でのフイルム22の残留溶媒量は、50〜150重量%であることが好ましい。なお、本発明では、フイルム中に残留する溶媒量を乾量基準で示したものを残留溶媒量とする。また、その測定方法は、対象のフイルムからサンプルを採取し、このサンプルの重量をx、サンプルを乾燥した後の重量をyとするとき、{(x−y)/y}×100で算出する。
クリップテンタ14では、チェーンの動きによりエンドレスで走行する多数のクリップによりフイルム22の両側端部を挟持した後、このフイルム22を搬送する間に、乾燥を促進させる。このとき、対面するクリップ間距離(フイルム幅)を拡げてフイルム22の幅方向に張力を付与することでフイルム22を延伸する。このように、フイルム22の幅方向への延伸処理により、フイルム22中の分子が配向し、所望のレターデーション値をフイルム22に付与することができる。
ピンテンタ13及びクリップテンタ14を出たフイルム22は、耳切装置70a、70bによって両側端部が裁断される。両側端部が切断されたフイルム22は、乾燥室15と冷却室16とを経由し、巻取室17内の巻取機84によって巻き取られる。また、耳切装置70a、70bによって切断された両側端部はクラッシャ71a、71bにより粉砕されて、ドープ調製用チップとなり再利用される。
巻取機84で巻き取られるフイルム22は、長手方向(流延方向)に少なくとも100m以上とすることが好ましい。また、フイルム22の幅が600mm以上であることが好ましく、1400mm以上2500mm以下であることがより好ましい。また、本発明は、2500mmより幅広の場合にも効果がある。さらに、フイルム22の厚みが20μm以上または80μm以下の薄いフイルムを製造する際にも本発明は適用される。
フイルム22のうち、中間層用ドープ39aからなる中間層の厚さをDg1とし、裏面層用ドープ39bからなる裏面層の厚さをDg2とすると、Dg2/Dg1が、0.01以上0.5以下であることが好ましく、0.04以上0.3以下であることがより好ましい。なお、表面層の厚さについては、上記式にて、表面層用ドープ39cからなる裏面層の厚さをDg2とすればよい。
図3のように、中間層用ドープ39aは、ポンプ31a(図1参照)により、所定の流量で第1流入口91aへ送られる。そして、第1流入口91aに供給された中間層用ドープ39aは、主流路93を通過する。一方、裏面層用ドープ39bは、ポンプ31b(図1参照)により、所定の流量で第2流入口91bへ送られる。そして、第2流入口91bに供給された裏面層用ドープ39bは、副流路94bを介して、主流路93へ送られる。同様にして、表面層用ドープ39cは、ポンプ31c(図1参照)により、所定の流量で第3流入口91cへ送られる。そして、第3流入口91cに供給された表面層用ドープ39cは、副流路94cを介して、主流路93へ送られる。
駆動部98b、98cは、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1(図4参照)を中心に回動させ、S2/S1の値が所定範囲内となるように、合流部95における副流路94b、94cの断面積を調節する。そして、合流部95では、主流路93を通過した中間層用ドープ39aに、ディストリビューションピン96bの切欠溝97を経た裏面層用ドープ39bと、ディストリビューションピン96cの切欠溝97を経た表面層用ドープ39cとが合流し、積層ドープ61がつくられる。
S1とは、第2流入口91b、第3流入口91cにおいて、ドープ39b、39cが流れる方向に角度θ1で交差する断面における副流路94b、94cの断面積(図5参照)であり、S2とは、ドープ39b、39cが流れる方向に角度θ1で交差する断面における副流路94b、94cの断面積(図6参照)である。また、S2は、ディストリビューションピン96b、96cの切欠溝97によって調節される。交差角度θ1は、略90°であることが好ましいが、これに限られない。
なお、駆動部98b、98cの制御の下、S2/S1の値を0.03以上0.5以下とする。なお、S2/S1の値を0.05以上0.2以下であることがより好ましい。S2/S1の値が、0.03以下の場合は、厚みムラ故障が発生するため好ましくない。一方、S2/S1の値が0.5を超える場合は、裏面層用ドープ39b、表面層用ドープ39cにかかる圧力が小さいため、合流部95では、裏面層用ドープ39b、表面層用ドープ39cが、フイルムの幅方向に十分広がらずに、中間層用ドープ39aと合流し、結果として、各ドープ39a〜39cが層を成す積層ドープ61をつくることができない。
本発明によれば、駆動部98b、98cの制御の下、S2/S1の値を所定範囲に調節するため、合流部95では、各ドープ39a〜39cが方向SDにおいて層をなす積層ドープ61がつくられ、且つ、この積層ドープ61から形成される流延膜53の膜厚は略均一となり、結果として、流延膜53から得られるフイルム22の膜厚も略均一となる。したがって、本発明によれば、厚みムラを抑えつつ、効率よくフイルムを製造することができる。
更に、従来の共流延方式の溶液製膜方法において、厚みムラを抑えつつ、主層と副層との厚み比を変更等するためには、主層用ドープと副層用ドープとの流速を調節しつつ、合流部での主層用ドープと副層用ドープとの流速が等しくなるように調節する必要がある。一方、本発明では、ディストリビューションピン96b、96cにより、S2/S1の値を所定の範囲に調節することにより、合流部での主層用ドープと副層用ドープとの流速とが異なっていても、厚みが略均一の流延膜を周面54b上に形成することができる。したがって、本発明によれば、フイルムの品種切り替え時において、各ドープの流速の調節の手間入らずで、厚みが略均一なフイルムを容易に製造することができる。
なお、上記実施形態では、製造する条件を変更する形態として、主層と副層との厚み比を変更するとしたが、本発明はこれに限られず、例えば、成分や処方等の変更に起因して、各ドープの粘度が変更した際においても、合流時の際における各ドープの流速を調節せずに、厚みムラ故障を防ぎつつ、フイルムを製造することができる。
上記実施形態では、駆動部98b、98cの制御の下、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1(図4参照)を中心に回動させ、S2/S1の値が所定の範囲になるように調節したが、本発明はこれに加えて、W2/W1の値を、0.05以上0.7以下となるように、調節してもよい。なお、W2/W1の値は0.2以上0.6以下であることが好ましい。W2/W1の値が、0.05未満の場合は、厚みムラ故障が発生するため好ましくない。一方、W2/W1の値が0.7を超える場合は、裏面層用ドープ39b、表面層用ドープ39cにかかる圧力が小さいため、各ドープ39a〜39cが層を成す積層ドープ61をつくることができない。
ここで、図7のように、W1とは、屈曲する副流路94cの内壁面のうち、上側の屈曲部110と、屈曲部110と対向する内壁面111との距離であり、W2とは、屈曲する副流路94bの内壁面のうち、主流路93の内壁面と接続する上側の接続部115と、接続部115と対向する内壁面111との距離である。
なお、合流部95における中間層用ドープ39aの速度をV1とし、合流部95における裏面層用ドープ39bまたは表面層用ドープ39cの速度をV2とすると、|V1−V2|の値を、0.1m/秒以上0.5m/秒以下とすることが好ましく、0.1m/秒以上0.3m/秒以下とすることがより好ましい。
上記実施形態では、フィードブロック51を流延ダイ52の上流側に設けたが、本発明はこれに限られず、フィードブロック51と流延ダイ52とが一体となったものを流延ダイとして用いてもよい。
複数層のフイルムを製造するために複数のドープを流延する方法としては、前述の同時積層共流延でも良いし、逐次流延でも良いし、双方を組み合わせても良い。同時積層共流延を行う際には、本実施形態のように流延ダイ52にフィードブロック51を取り付けても良いし、マルチマニホールド型流延ダイ(図示しない)を用いても良い。複層構造のフイルムは、共流延により多層からなるフイルムは、空気面側の層(エアー面層)の厚さ及び/又は支持体側の層の厚さがそれぞれ全体のフイルム厚さ中で0.5%〜30%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、ダイスリットから支持体にドープを流延する際に、高粘度ドープを低粘度ドープで包み込まれることが好ましい。また、同時積層共流延を行う場合に、ダイスリットから支持体にドープを流延する際に内部のドープは、そのドープよりもアルコールの組成比が大きなドープで包み込まれることが好ましい。なお、本発明は、1つの種類のドープを流延する流延工程や溶液製膜方法に用いることができる。
なお、本実施形態では、ポリマーフイルムとしてフイルム22を用いて説明を行ったが、本発明は各種ポリマーフイルムに適用可能である。
上記実施形態では、支持体として、流延ドラム54を用いたが、本発明はこれに限られず、ローラに掛け渡され、ローラの回転により、エンドレスに走行する流延バンドを用いてもよい。
上記実施形態では、冷却により流延膜53に自己支持性を発現させたが、本発明はこれに限られず、流延膜53に含まれる溶媒の乾燥により流延膜53に自己支持性を発現させてもよい。
(ポリマー)
以下、本発明においてドープ24を調製する際に使用する原料について説明する。
本実施形態では、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、セルローストリアセテート(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重量%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
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。
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。
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。
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。
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,パルプのどちらから得られたものでもよい。
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。
(溶媒)
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。
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重量%が好ましく、より好ましくは、5〜20重量%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。
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。
セルロースアシレートの詳細については、特開2005−104148号の[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。
次に、本発明の実施例を説明する。なお、以下の各実施例において、実施例1〜4は本発明の実施様態の例であり、比較例1は、実施例1〜4に対する比較実験である。また、各実施例の説明は実施例1で詳細に行い、実施例2〜4及び比較例1については、実施例1と同じ条件の箇所の説明は省略する。
次に、本発明の実施例1について説明する。フイルム製造に使用したポリマー溶液(ドープ)の調製に際しての配合を下記に示す。
[ドープの調製]
ドープ24の調製に用いた化合物の処方を下記に示す。
セルローストリアセテート(置換度2.8) 89.3重量%
可塑剤A(トリフェニルフォスフェート) 7.1重量%
可塑剤B(ビフェニルジフェニルフォスフェート) 3.6重量%
の組成比からなる固形分(溶質)を
ジクロロメタン 80重量%
メタノール 13.5重量%
n−ブタノール 6.5重量%
からなる混合溶媒Aに適宜添加し、攪拌溶解してドープ24を調製した。なお、ドープ24のTAC濃度は略23重量%になるように調整した。ドープ24を濾紙(東洋濾紙(株)製,#63LB)にて濾過後さらに焼結金属フィルタ(日本精線(株)製06N,公称孔径10μm)で濾過し、さらにメッシュフイルタで濾過した後にストックタンク20に入れた。
[セルローストリアセテート]
なお、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重量%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位水酸基の水素に対するアセチル基の置換度は0.91であった。また、全アセチル基中の32.5%が6位の水酸基の水素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重量%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。また、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%であった。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。
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),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)とレターデーション制御剤(N,N’−di−M−トリル−N’’−p−メトキシフェニル−1、3、5−トリアジン−2、4、6−トリアミン)と混合溶媒Aとドープ24とを混合させた中間層用添加液34aをストックタンク33aに入れた。中間層用添加液34aをポンプ35aにより中間層用ドープ流路30a中のドープ24に送液した。そして、静止型混合器38aを介して混合させて、中間層用ドープ39aとした。
マット剤である二酸化ケイ素(粒径15nm モース硬度 約7)を0.05重量部と剥離促進剤であるクエン酸エステル混合物(クエン酸,クエン酸モノエチルエステル,クエン酸ジエチルエステル,クエン酸トリエチルエステル)を0.006重量部とドープ24と混合溶媒Aとを溶解または分散させて裏面層用添加液34bとした。裏面層用添加液34bをストックタンク33bに入れ、ポンプ35bを用いて所望の流量で裏面層用ドープ流路30b中に流れているドープ24に送液した。そして、静止型混合器38bで混合させて、裏面層用ドープ39bを作製した。添加量は、全固形分濃度が20.5重量%、フイルム形態でマット剤濃度が0.05重量%、フイルム形態で剥離促進剤濃度が0.03重量%となるように行った。
二酸化ケイ素0.05重量部を混合溶媒Aに分散させて表面層用添加液34cを調製しストックタンク33cに入れた。表面層用添加液34cをポンプ35cにより表面層用ドープ流路39c中のドープ24に送液した。そして、静止型混合器38cを介して混合させて、表面層用ドープ39cを作製した。添加量は、全固形分濃度が20.5重量%、フイルム形態でマット剤濃度が0.1重量%となるように行った。
フイルム製造ライン10を用いてフイルム22を製造した。ポンプ31a〜31cは、ストックタンク20内のドープ24を、流路30a〜30cを介して、各ドープ39a〜39cとして、フィードブロック51へ送った。フィードブロック51は、各ドープ39a〜39cから積層ドープ61をつくり、積層ドープ61を流延ダイ52へ送った。積層ドープ61の温度を略34℃に調整するために、流延ダイ52にジャケット(図示しない)を設けてジャケット内に供給する伝熱媒体の温度を調節した。
流延ドラム54としては、ステンレス製の円柱であり、その周面54bにクロムメッキ及び鏡面加工処理が施されたものを用いた。制御部60の制御の下、軸54aの駆動により、流延ドラム54を回転させた。周面54bの走行方向Z1における速度ZVを、略100m/分とした。制御部60の制御の下、温調装置36は、流延ドラム54の周面54bの温度TSを、略−10℃に調節した。流延ドラム54上での乾燥雰囲気における酸素濃度は5vol%に保持した。なお、この酸素濃度を5vol%に保持するために空気を窒素ガスで置換した。
フィードブロック51及び流延ダイ52は、フイルム22の厚みが80μmとなるように、そして、中間層、裏面層、表面層の膜厚がそれぞれ64μm,8μm,8μmとなるように、積層ドープ61を周面54b上に流延し、周面54bに流延膜53を形成した。減圧チャンバ63は、流延ビードの背面側を減圧し、流延ビードの長さが20mm〜50mmとなるように流延ビードの前面側と背面側との圧力差を調節した。駆動部98b、98cの制御の下、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1を中心に回動させ、S2/S1の値が0.4とし、W2/W1の値を0.6とした。合流部95における中間層用ドープ39aの速度V1と、合流部95における裏面層用ドープ39bの速度V2との差は、0.2m/sであり、合流部95における中間層用ドープ39aの速度V1と、合流部95における表面層用ドープ39cの速度V2との差は、0.2m/sであった。
冷却により、流延膜53が自己支持性を有するものとなった後、剥取ローラ55を用いて、流延ドラム54から流延膜53を湿潤フイルム68として剥ぎ取った。剥取不良を抑制するために流延ドラム54の速度に対して剥取速度(剥取ローラドロー)は100.1%〜110%の範囲で適切に調整した。
剥取ローラ55は、湿潤フイルム68に渡り部65に案内した。渡り部65では、温度が略60℃の乾燥空気を湿潤フイルム68にあてて、湿潤フイルム68を乾燥させた。渡り部65に設けられるローラ66は、湿潤フイルム68をピンテンタ13に案内した。
ピンテンタ13では、湿潤フイルム68に乾燥空気をあてて、湿潤フイルム68を乾燥した。この乾燥により湿潤フイルム68からフイルム22を得た。その後、ピンテンタ13は、フイルム22をクリップテンタ14に送った。ピンテンタ14では、フイルム22に乾燥空気をあてて、フイルム22を乾燥しながら、幅方向に延伸処理を施した。
ピンテンタ13、クリップテンタ14から送られたフイルム22の両側縁部を、耳切装置70a、70bにて、切断した。NT型カッターを用いて、幅が略50mmの両側縁部をカットし、カットされた側縁部はカッターブロワ(図示しない)によりクラッシャ71a、71bに風送して平均80mm2 程度のチップに粉砕した。このチップは、再度ドープ調製用原料としてTACフレークと共にドープ製造の際の原料として利用した。
耳切装置70bを経たフイルム22を、乾燥室15に送った。耳切装置70bから送り出されたフイルム22の残留溶媒量が乾量基準で略10重量%であった。乾燥室15では、フイルム22に温度が略140℃の乾燥空気をあてて、フイルム22を乾燥した。
そして、フイルム22を巻取室17に搬送した。巻取室17は、室内温度28℃,湿度70%に保持した。巻取室17の内部には、フイルム22の帯電圧が−1.5kV〜+1.5kVとなるようにイオン風除電装置(図示しない)も設置した。最後に、プレスローラ83で所望のテンションを付与しつつ、フイルム22を巻取室17内の巻取機84で巻き取った。
駆動部98b、98cの制御の下、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1を中心に回動させ、S2/S1の値が0.2とし、W2/W1の値を0.3としたこと以外は実施例1と同様にして、フイルム22を製造した。
駆動部98b、98cの制御の下、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1を中心に回動させ、S2/S1の値が0.06とし、W2/W1の値を0.08としたこと以外は実施例1と同様にして、フイルム22を製造した。
駆動部98b、98cの制御の下、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1を中心に回動させ、S2/S1の値が0.04とし、W2/W1の値を0.05としたこと以外は実施例1と同様にして、フイルム22を製造した。
(比較例1)
駆動部98b、98cの制御の下、ディストリビューションピン96b、96cを、軸A1を中心に回動させ、S2/S1の値が0.02とし、W2/W1の値を0.03としたこと以外は実施例1と同様にして、フイルムを製造した。
〔評価〕
各実施例及び比較例における製造条件及び評価結果を、表1に纏めて示す。なお、表1中の評価結果は、厚みムラの評価結果であり、評価方法は次のとおりである。
Figure 2009073146
(厚みムラの評価)
各実施例にて得られたフイルムについて、厚みムラ測定を行った。この厚みムラ測定の手順は、次のとおりである。第1に、各実施例で製造されたフイルムから、略6cm四方のサンプルフイルムを切り出した。第2に、サンプルフイルムの屈折率差を厚み差に換算できる装置を用いてサンプルフイルムの屈折率差を測定した。この装置として、FX−03 FRINGEANALYZER(FUJINON(株)社製)を用いた。第3に、サンプルフイルムの全域にわたりこの屈折率差を測定し、この平均値を各実施例における厚みムラとした。このようにして得られた厚みムラについて、以下基準で評価した。なお、フイルムの厚みは、マイクロメータを用いてフイルムの6箇所の厚みを計測し、この平均値をフイルムの厚みとした。
◎:厚みムラがフイルムの厚みに対して1.5%未満である。
○:厚みムラがフイルムの厚みに対して1.5%以上1.8%以下である。
×:厚みムラがフイルムの厚みに対して1.8%より大きい。
上記実施例より、本発明により、各ドープ39a〜39cの流速の微調節不要で、厚みムラ故障の発生を抑えつつ、フイルムを効率よく製造することができたことがわかった。したがって、本発明によれば、製造条件が変更されても、厚みが略均一のフイルムを効率よく製造することができることがわかった。
フイルム製造ラインの概要を示す説明図である。 フィードブロック及び流延ダイの概要を示す断面図である。 フィードブロックの断面図である。 ディストリビューションピンの概要を示す斜視図である。 V−V線における副流路の断面図である。 VI−VI線における副流路の断面図である。 副流路周辺の断面図である。
符号の説明
10 フイルム製造ライン
12 流延室
13 ピンテンタ
14 クリップテンタ
15 乾燥室
16 冷却室
17 巻取室
20 ストックタンク
22 フイルム
24 ドープ
51 フィードブロック
52 流延ダイ
53 流延膜
54 流延ドラム
54a 軸
54b 周面
55 剥取ローラ
61 積層ドープ
91a〜91c 第1〜第3流入口
93 主流路
94b、94c 副流路
95 合流部
96b、96c ディストリビューションピン
98b、98c 駆動部

Claims (6)

  1. ポリマーと溶媒とを含む主層用ドープが供給される主供給口、及び前記主層用ドープを流延ビードとして流延させる流出口を有するスロットと、前記主層用ドープよりも粘度の低い副層用ドープが供給される副供給口、及び前記副層用ドープを前記スロットの途中で前記主層用ドープに合流させる合流部を有する副流路とを備え、前記主層用ドープと前記副層用ドープとを層状にさせて前記流延ビードとする流延ダイにおいて、
    前記副流路における前記副供給口でのドープ流れ方向に交差する入口側断面積をS1とし、前記副流路における前記合流部でのドープ流れ方向に前記入口側断面積の交差角度と同じ角度で交差する出口側断面積をS2とするときに、S2/S1が0.03以上0.5以下であり、下流に向かうに従い前記断面積が次第に小さくなることを特徴とする流延ダイ。
  2. 前記流延ダイは、流延ダイ本体と、この流延ダイ本体に接続されるフィードブロックとからなり、
    前記スロットは、前記流延ダイ本体に形成される第1スロット部と、前記フィードブロックに形成される第2スロット部とから構成され、
    前記副流路は前記フィードブロックに形成されることを特徴とする請求項1記載の流延ダイ。
  3. 前記合流部に、前記出口側断面積を変更するディストリビーションピンを有することを特徴とする請求項1または2記載の流延ダイ。
  4. 前記合流部における前記主層用ドープの速度と、前記合流部における前記副層用ドープの速度との差が、0.1m/秒以上であることを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項記載の流延ダイ。
  5. 請求項1から4いずれか1項記載の流延ダイと、
    前記流延ダイに前記主層用ドープまたは前記副層用ドープを供給するドープ供給装置と、
    前記流延ビードを支持して流延膜を形成するエンドレス走行の支持体と、
    前記支持体上で自己支持性を有するに至った前記流延膜を前記エンドレス支持体から剥ぎ取り乾燥する乾燥装置とを有することを特徴とする溶液製膜設備。
  6. 請求項1から4いずれか1項記載の流延ダイを用いて、走行する支持体上に前記流延ビードを流延して、前記支持体上に流延膜を形成し、
    前記支持体上で自己支持性を有するに至った前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って乾燥することを特徴とする溶液製膜方法。
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