JP2009160803A - 溶液製膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムの擦り傷や引きつれしわ、面写りを防止する。
【解決手段】溶液製膜設備１０は、複数の案内ローラ４８を搬送路に備える。案内ローラ４８は、バンド３２から剥ぎ取られた湿潤フィルム１２を搬送する。案内ローラ４８は、周方向に沿って形成された、断面略半円形状の谷部６０および山部６１を有する。谷部６０および山部６１は、軸方向に交互に並んでおり、そのピッチＰｖ、Ｐｍは０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下、谷部６０の底点６０ａから山部６１の頂点６１ａまでの高さＨｖ−ｍは０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下となっている。谷部６０および山部６１の曲率半径Ｒｖ、Ｒｍは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ポリマーが溶剤に溶解したドープからフィルムをつくる溶液製膜方法に関する。

溶液製膜方法では、ポリマーを溶剤に溶解してつくったドープを、流延支持体に流延して流延膜を形成し、この流延膜を流延支持体から剥がして乾燥することによりポリマーフィルムをつくる。流延支持体から剥がされた流延膜、すなわち湿潤フィルムは、搬送されながら乾燥される。湿潤フィルムの搬送路には、駆動ローラと湿潤フィルムを支持する非駆動のいわゆるフリーローラとが配され、駆動ローラその他の搬送手段により湿潤フィルムは搬送される。

ポリマーフィルムが用いられる液晶ディスプレイ等の各種光学装置は、薄型化や多機能化が進められており、ポリマーフィルムに対してもこれまで以上に薄膜化や平滑化が望まれている。このため、搬送される湿潤フィルムに対して駆動ローラやフリーローラがスリップしてしまい、湿潤フィルムに擦り傷や引きつれしわが発生することがあった。特に、支持体から剥がされてからテンタへ入るまでの湿潤フィルムは、溶媒含有率が１００％を超えるような非常に高い値である場合が多く、特にスリップしやすいという問題がある。また、湿潤フィルムにローラ跡が残るいわゆる面写りが発生することがあり、製品歩留りが悪くなるという問題があった。

搬送を安定に実施するためや、擦り傷発生の防止を目的として、これまで様々な提案がなされている。例えば、支持体から流延膜を剥ぎ取る際の剥離ローラの直後からテンタの位置口までの間に、湿潤フィルムを無接触で搬送する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この方法では、流延膜のときに露出していた面に対しては無接触である搬送手段としてローラ等を用いている。また、支持体からの剥離時における溶媒含有率を２０〜１５０％とし、剥離ローラと、剥離ローラと乾燥装置までの搬送路に配される移送ローラとの、ビッカース硬度を５００〜８００とする方法（例えば、特許文献２）が提案されている。さらに、移送ローラに接触する際の湿潤フィルムの溶媒含有率を１２〜８０％とし、剥離ローラや移送ローラに湿潤フィルムが接触したときにこれらローラから受ける圧力を５００〜３０００Ｐａとし、湿潤フィルムがローラ１本当たりに接触する時間を０．０１〜０．７２秒とする方法（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
特開２００１−２７７２６７号公報 特開２００２−２９２６５８号公報 特開２００６−２５６１８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、搬送すべきフィルムの溶媒含有率が高いほどフィルムにしわが発生しやすいという問題が残り、特許文献２に記載の方法では、移送ローラの保持力が足りず、フィルムが移送ローラ上でスリップし、フィルムに擦り傷が発生するという問題が残る。また、特許文献３に記載の方法では、フィルムと移送ローラとの接触時間が短すぎて保持力が十分ではなく、そのために搬送方向でフィルムが伸びてしまい、長尺方向（搬送方向）に長く延びたしわ、いわゆる縦じわが発生するという問題がある。

テンタで幅方向に張力を加えるためには、テンタ導入時までに大量の溶媒を蒸発させておく必要がある。そこで、バンドから流延膜を剥がす剥離位置からテンタまでの間では、大量の溶媒を蒸発させるが、溶媒の大量の蒸発に伴い、添加剤も気化してしまうことが多い。気化した添加剤は、駆動ローラやフリーローラの周面に付着して固化すると、湿潤フィルムのスリップ現象をより促進してしまうという問題もある。

上記特許文献１や２では、添加剤のロールへの付着を防止する、あるいは付着しても搬送性や湿潤フィルムの平面性に悪影響を及ぼさない一定の効果はあるものの、ローラの案内により湿潤フィルムに擦り傷やしわが発生してしまうという問題は解決されていない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、剥離からテンタへ入るまでの湿潤フィルムの、添加剤がローラに付着してもこのローラでのスリップすることを防止し、ローラによる案内で発生する擦り傷やしわ、面写りを防止して、２０〜８０μｍの厚みのポリマーフィルムを製造する溶液製膜方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ポリマーと溶媒とが含まれるドープを、走行するバンド上に流延して流延膜を形成する流延工程と、この流延膜を前記溶媒が含まれる状態で剥がして湿潤フィルムとする剥離工程と、乾燥手段と湿潤フィルムの両側部を保持する保持手段とを備えるテンタにより湿潤フィルムを幅方向に延伸しながら乾燥してポリマーフィルムとするテンタ乾燥工程と、前記テンタに入る前の湿潤フィルムを乾燥する前乾燥工程とを有する溶液製膜方法において、前記ポリマーフィルムの厚みが２０〜８０μｍとなるように前記ドープを流延し、前記前乾燥工程では、周方向に沿って周面に交互に形成された断面略半円形状の谷部及び山部を有し、前記谷部及び前記山部のピッチが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下、前記谷部の底点から前記山部の頂点までの高さが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるローラで、溶媒含有率が３０％になるまでの前記湿潤フィルムを支持することを特徴として構成されている。

谷部および前記山部の曲率半径が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましく、山部の頂点部分に、軸方向に平行な平坦面を形成することが好ましい。この平坦面の軸方向における幅が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。

前乾燥工程では、溶媒含有率が７０〜１５０％の範囲の前記湿潤フィルムを、１０℃以上１００℃未満の温度範囲にして１０〜３０％の範囲の溶媒含有率となるまで乾燥することが好ましく、前乾燥工程では、幅１ｍあたり１０Ｎ〜３００Ｎの張力を前記湿潤フィルムの搬送方向にかけることが好ましい。

本発明によれば、ローラによる搬送で発生する擦り傷やしわ、面写りを防止して、２０〜８０μｍの厚みのポリマーフィルムを製造する溶液製膜方法を提供することができる。

［原料］
ドープの原料としては、溶液製膜でフィルムを製造することができる公知のポリマー及び溶剤を用いることができる。ポリマーの中でも、セルロースアシレート、環状ポリオレフィンを好ましく用いることができる。これらのいずれのポリマーであっても、製造設備の構成と製造方法の流れとは基本的に同じであるので、以下、セルロースアシレートフィルムをポリマー成分として用いる場合を例に挙げて説明する。

セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基をカルボン酸でエステル化している割合、つまりアシル基の置換度（以下、アシル基置換度と称する）が下記式（Ｉ）〜（III)の全ての条件を満足するものがより好ましい。なお、（Ｉ）〜（III）において、Ａ及びＢはともにアシル基置換度であり、Ａにおけるアシル基はアセチル基であり、Ｂにおけるアシル基は炭素原子数が３〜２２のものである。これらの中でも、アシル基がアセチル基であるセルローストリアセテートが特に好ましい。
２．５≦Ａ＋Ｂ≦３．０・・・（Ｉ）
０≦Ａ≦３．０・・・（II）
０≦Ｂ≦２．９・・・（III）

セルロースを構成し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がエステル化されて、水酸基の水素が炭素数２以上のアシル基に置換された重合体（ポリマー）である。なお、グルコース単位中のひとつの水酸基のエステル化が１００％されていると置換度は１であるので、セルロースアシレートの場合には、２位、３位および６位の水酸基がそれぞれ１００％エステル化されていると置換度は３となる。

ここで、グルコース単位の２位のアシル基置換度をＤＳ２、３位のアシル基置換度をＤＳ３、６位のアシル基置換度をＤＳ６とする。ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６で求められる全アシル基置換度は２．００〜３．００であることが好ましく、２．２２〜２．９０であることがより好ましく、２．４０〜２．８８であることがさらに好ましい。また、ＤＳ６／（ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６）は０．２８以上であることが好ましく、０．３０以上であることがより好ましく、０．３１〜０．３４であることがさらに好ましい。

アシル基は１種類だけでもよいし、あるいは２種類以上であってもよい。アシル基が２種類以上であるときには、そのひとつがアセチル基であることが好ましい。２位、３位及び６位の水酸基の水素のアセチル基による置換度の総和をＤＳＡとし、２位、３位及び６位におけるアセチル基以外のアシル基による置換度の総和をＤＳＢとすると、ＤＳＡ＋ＤＳＢの値は２．２２〜２．９０であることが好ましく、２．４０〜２．８８であることが特に好ましい。ＤＳＢは０．３０以上であることが好ましく、０．７０以上であることが特に好ましい。そして、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いが、より好ましくは２５％以上、さらに好ましくは３０％以上、特に好ましくは３３％以上が６位水酸基の置換基であることが好ましい。また、セルロースアシレートの６位のＤＳＡ＋ＤＳＢの値が０．７５以上であることが好ましく、０．８０以上であることがより好ましく、０．８５以上であることが特に好ましい。以上のようなセルロースアシレートを用いることにより、溶解性が好ましいドープや、粘度が低く、ろ過性がよいドープを製造することができる。特に非塩素系有機溶剤を用いる場合には、上記のようなセルロースアシレートが好ましい。

炭素数が２以上であるアシル基としては、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あるいは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あり、これらは、それぞれさらに置換された基を有していてもよい。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を挙げることが出来る。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、プロピオニル基、ブタノイル基が特に好ましい。

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、これらの記載は本発明にも適用することができる。

ドープを製造するための溶剤としては、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，クロロホルム，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）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン，メチルセロソルブなど）などが例示される。なお、ここで、ドープとはポリマーを溶剤に溶解して得られるポリマー溶液である。

溶剤としては、上記化合物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、ジクロロメタンが最も好ましい。そして、セルロースアシレートの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械的強度、フィルムの光学特性等の特性の観点から、炭素原子数１〜５のアルコールを一種ないし数種類を、ジクロロメタンに混合して用いることが好ましい。このとき、アルコールの含有量は、溶剤全体に対し２重量％〜２５重量％であることが好ましく、５重量％〜２０重量％であることがより好ましい。アルコールの好ましい具体例としては、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−ブタノール等が挙げられるが、中でも、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。

環境に対する影響を最小限に抑えることを目的にした場合には、ジクロロメタンを用いずにドープを製造してもよい。この場合の溶剤としては、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のエステルが好ましく、これらを適宜混合して用いることがある。これらのエーテル、ケトン及びエステルは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン及びエステルの官能基（すなわち、−Ｏ−，−ＣＯ−及び−ＣＯＯ−）のいずれかを二つ以上有する化合物も、溶剤として用いることができる。また、溶剤は、例えばアルコール性水酸基のような他の官能基を化学構造中に有するものであってもよい。

ドープには、目的に応じて可塑剤、紫外線吸収剤（ＵＶ剤）、劣化防止剤、滑り剤、剥離促進剤等の公知である各種添加剤を添加させても良い。例えば、可塑剤としては、トリフェニルフィスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート等のリン酸エステル系可塑剤や、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル系可塑剤、及びポリエステルポリウレタンエラストマー等の公知の各種可塑剤を用いることができる。

なお、溶剤及び可塑剤，劣化防止剤，紫外線吸収剤，光学異方性コントロール剤，染料，マット剤，剥離剤等の添加剤についても、同じく同じく特開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。

以上の原料を用いて、セルロースアシレート濃度が５重量％〜４０重量％であるドープを製造する。セルロースアシレート濃度は１５重量％以上３０重量％以下の範囲とすることがより好ましく、１７重量％以上２５重量％以下の範囲とすることがさらに好ましい。また、添加剤の濃度は、固形分全体に対して１重量％以上２０重量％以下の範囲とすることが好ましい。

なお、ドープの製造に関して、原料の溶解方法、ろ過方法、脱泡、添加方法については、特開２００５−１０４１４８号公報の［０５１７］段落から［０６１６］段落に詳しく記載されており、これらの記載の内容も本発明に適用することができる。

［フィルム製造方法］
図１は溶液製膜設備１０を示す概略図である。ただし、本発明は、この溶液製膜設備１０に限定されるものではない。溶液製膜設備１０には、セルロースアシレートが溶剤に溶けているドープ１１を流延して溶剤を含んだセルロースアシレートフィルムである湿潤フィルム１２とする流延室１３と、湿潤フィルム１２を搬送しながら乾燥する第１乾燥室１６と、第１乾燥室１６を出た湿潤フィルム１２の両側端部を保持して湿潤フィルム１２を搬送しながら乾燥するテンタ１７と、湿潤フィルム１２の両側端部を切り離す耳切装置１８と、湿潤フィルム１２を搬送しながら乾燥して溶剤がほとんど含まれないセルロースアシレートフィルム（以降、単にフィルムと称する）１９とする第２乾燥室２１と、フィルム１９を冷却するための冷却室２２と、フィルム１９の帯電量を減らすための除電装置２３と、側端部にエンボス加工を施すナーリング付与ローラ対２６と、フィルム１９を巻き取る巻き取り部２７とが備えられる。

流延室１３には、ドープ１１を流出する流延ダイ３１と、流延支持体としてのバンド３２とを備える。流延ダイ３１はコートハンガー型のダイが好ましい。ドープ１１の温度が所定温度に保持されるように、流延ダイ３１の温度を制御する温度コントローラ（図示なし）が流延ダイ３１に取り付けられてある。

流延ダイ３１の幅は特に限定されず、本実施形態では、最終製品となるフィルム１９の幅の１．１倍〜２．０倍程度である。さらに、流延ダイ３１には、流出するときのビードの厚みを調整するために、流延ダイ３１のスリットの隙間を調整する厚み調整ボルト（ヒートボルト）が幅方向に所定の間隔で複数備えられることが好ましい。流延ダイ３１のスリットの隙間の大きさとドープの流出量との調節により、乾燥した後のフィルム１９の厚みが２０〜８０μｍとなるようにする。

バンド３２は、周方向に回転するバックアップローラ３３に巻き掛けられており、バックアップローラ３３の回転により連続走行する。バックアップローラ３３には、駆動手段（図示せず）が設けられ、この駆動手段により回転する。バンド３２の幅は特に限定されず、本実施形態ではドープ１１の流延幅の１．１倍〜２．０倍の範囲とされる。バンド３２は、周面の平均粗さが０．０１μｍ以下とされており、クロムメッキ処理等を施されてある。

バックアップローラ３３は、伝熱媒体が通る流路（図示せず）が内部に形成されている。そして、バックアップローラ３３には、伝熱媒体循環装置（図示せず）が接続しており、この伝熱媒体循環装置は、伝熱媒体の温度を制御し、前記流路に伝熱媒体を循環供給する。これによりバックアップローラ３３の周面温度が制御され、バックアップローラ３３に接するバンド３２の温度を所定値となるようにする。なお、バンド３２の温度は、溶剤の種類、固形成分の種類、ドープ１１の濃度等に応じて適宜設定する。

流延ダイ３１からバンド３２にかけては流延ビードが形成され、バンド３２の上には流延膜３８が形成される。流延ビードの上流側には減圧チャンバ３６が備えられる。減圧チャンバ３６は、流延ビードの上流側の空気を吸引することにより、流延ビートに関し上流側のエリアを減圧して、流延ビードの様態を安定させる。

ビードに関して上流側のエリアの圧力は、下流側のエリアよりも２０００Ｐａ〜１０Ｐａ低くすることが好ましい。また、流延ビードを所望の形状に保つために、流延ダイ３１のエッジ部に吸引装置（図示せず）を取り付けてビードの両側を吸引することが好ましい。この吸引風量は、１Ｌ／ｍｉｎ．〜１００Ｌ／ｍｉｎ．の範囲であることが好ましい。

流延室１３には、その内部温度を所定の値に保つための温調装置３７と、ドープ１１及び流延膜３８から蒸発した溶剤を凝縮して回収するための凝縮器（図示せず）とが設けられる。そして、凝縮液化した溶剤を回収するための回収装置（図示せず）が流延室１３の外部には設けられてある。回収装置により回収された溶剤は、再生してドープ製造用の溶剤として再利用する。

また、流延室１３の内部には、不活性ガスを送り出すガス送出部（図示せず）と、流延室１３の内部の空気を外部に排出するための排気ダクト（図示無し）とが備えられる。不活性ガスにより内部空気を置換することにより、流延室１３の内部における溶媒ガス濃度を２０％以下、より好ましくは１〜２０％にする。

そして、この流延室１３には、流延膜３８をバンド３２から剥ぎ取るために湿潤フィルム１２を支持する剥ぎ取りローラ４５が備えられる。流延膜３８は、自己支持性をもつようになるまで乾燥されてから、バンド３２から剥ぎ取られる。自己支持性をもつとは、第１乾燥室１６における支持及び搬送が可能な程度に湿潤フィルムが乾燥した状態を意味する。

流延膜３８は、溶媒の含有率（以降、溶媒含有率と称する）が７０％にまでに達すると、湿潤フィルム１２として支持及び搬送が可能となっているが、７０％より多くても支持及び搬送が可能である場合もある。この場合には、７０％よりも多い溶媒含有率でも湿潤フィルム１２を第１乾燥室１６に導入してよい。流延膜３８は、溶媒含有率が徐々に減り、１５０％以下になってからであって７０％未満になる前、すなわち７０％以上１５０％以下の範囲であるときに剥ぎ取ることがより好ましい。これにより、バンド３２に流延膜３８が剥ぎ残ることがなく、また、第１乾燥室１６では湿潤フィルム１２に擦り傷やしわを発生させずにより良好に搬送することができる。

上記溶媒含有率は、乾量基準の値であり、具体的には、サンプリングしたサンプルの重量をｘ、サンプルを完全に乾燥した後の重量をｙとするとき１００×｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝算出される値である。

なお、バンド３２とバックアップローラ３３とに代えて、周方向に回転するドラムを流延支持体として用いることもできる。この場合には、流延膜３８を冷却することによりゲル化して自己支持性をもたせる。冷却とともに乾燥を実施することにより、流延膜３８の剥ぎ取りのタイミングをバンド３２とバックアップローラ３３とを用いた場合よりも早めることができる。また、ドラムを使用する場合には、流延膜を冷却するとともに乾燥をもすることにより、剥ぎ取りのタイミングをさらに早め、生産効率をさらに向上させることができる。ドラムを流延支持体として用いる場合には、剥ぎ取りのタイミングは、流延膜の溶媒含有率が１００〜２５０％の範囲であるときが好ましい。

第１乾燥室１６には、乾燥空気を吹き出す送風ダクト４６と、湿潤フィルム１２をテンタ１７へ案内するための案内ローラ４８とが備えられる。案内ローラ４８の詳細については別の図面を参照しながら後述する。この第１乾燥室１６で湿潤フィルム１２は、テンタ１７における後述の把持が可能な程度にまで乾燥される。把持が可能な程度とは、通常は湿潤フィルム１２の溶媒含有率が３０％以下である。流延室１３と第１乾燥室１６とは図１に示すように搬送方向に連続して設けられ、流延膜３８は剥ぎ取られるとすぐに湿潤フィルム１２として第１乾燥室１６に導入されて乾燥されることが好ましい。この場合には、剥ぎ取り時の溶媒含有率と第１乾燥室１６の導入時における溶媒含有率とは同じ値とみなすことができる。

第１乾燥室１６では、溶媒含有率が１０〜３０％の範囲となるまで湿潤フィルム１２を乾燥することがより好ましい。流延膜３８は前述の通り溶媒含有率が７０％〜１５０％の範囲のときに剥ぎ取られることが好ましいので、湿潤フィルム１２は、溶媒含有率が７０％から３０％に下がる間は第１乾燥室１６で乾燥されることが好ましい。そして、バンド３２からの剥ぎ取りのタイミングが１５０％以下であって７０％よりも高い範囲のＡ値であり、また、第１乾燥室１６で１０％以上３０％未満の範囲のＢ値である場合には、Ａ値からＢ値に達する間は第１乾燥室１６で乾燥することになる。添加剤が湿潤フィルムに含まれている場合には、湿潤フィルム１２の溶媒含有率がこのように大きく変化する第１乾燥室１６では、溶媒とともに添加剤も気化して、案内ローラ４８に付着し固化することが多いが、後述の案内ローラ４８で湿潤フィルム１２を支持あるいは搬送することにより、スリップすることなく良好に搬送をすることができ、スリップによって生じる擦り傷やしわを防止することができる。そして、面写りが防止されるとともに、案内ローラ４８の表面に付着して固化した添加剤により湿潤フィルム１２に凹凸がつくこともない。

なお、第１乾燥室１６では、２０％にまで溶媒含有率が下がってもさらに乾燥を進めてよく、１０〜３０％の範囲となるまで乾燥を進めることがより好ましい。溶媒含有率が３０％よりも小さくなっても後述の案内ローラ４８で湿潤フィルム１２を支持あるいは搬送することにより、擦り傷やしわの発生を防止する効果がより高くなる。

送風ダクト４６からは、湿潤フィルム１２に直接吹き付けるように空気が出されてもよいし、湿潤フィルム１２に直接吹き付けるのではなく、湿潤フィルム１２の周辺の溶剤ガス濃度が飽和しないように第１乾燥室１６の内部を循環させるように空気が出されてもよい。

湿潤フィルム１２の温度は、主に、送風ダクト４６からの空気により調節する。第１乾燥室１６における湿潤フィルム１２の好ましい温度範囲は１０℃以上１００℃未満、より好ましくは５０℃以上１００℃未満である。１０℃よりも低いと乾燥効率が悪く、１０℃以上の場合と比べて第１乾燥室１６の搬送路の長さを長くする必要が生じる。また、１００℃以上とすると、湿潤フィルム１２が変形してしまうことがある。湿潤フィルム１２の温度を１０℃以上１００℃未満の範囲にするために、送風ダクト４６からの乾燥空気の温度は、２０℃〜１２０℃の範囲とすることが好ましい。

湿潤フィルム１２は溶媒を含んでいるために、温度が変化すると、接触するものとの摩擦力も変化しやすい。しかし、後述の案内ローラ４８を用いることにより、湿潤フィルム１２の１０℃〜１００℃未満という幅広い温度範囲で設定しても、スリップすることなく良好に搬送することができ、湿潤フィルム１２に擦り傷やしわが発生することがない。したがって、第１乾燥室１６の搬送路の上流側から下流側にかけて湿潤フィルム１２の温度が変化するようにこれを設定しても、良好に搬送することができるという効果がある。

また、第１乾燥室１６の内部には、不活性ガスを送り出すガス送出部（図示せず）が備えられる。不活性ガスにより内部空気を置換することにより、第１乾燥室１６の内部における溶媒ガス濃度を２０％以下、より好ましくは１〜２０％にする。

第１乾燥室１６で搬送される湿潤フィルム１２には、ドローテンションが付与されていることが好ましい。ドローテンションとは、湿潤フィルム１２の搬送方向における張力である。これにより、湿潤フィルム１２のたるみを防止することができる。ドローテンションが付与されている湿潤フィルム１２を支持して下流側に案内するフリーローラは、後述の案内ローラ４８とすることが好ましい。これにより、湿潤フィルム１２に擦り傷やしわが発生することを防止することができ、湿潤フィルム１２のドローテンションが１０〜３００Ｎ／ｍであるときに、この効果は特に大きい。なお、このドローテンションの値は、湿潤フィルム１２の幅方向１ｍあたりに付与される力を意味する。したがって、湿潤フィルム１２の幅がｎ（０＜ｎ、単位；ｍ）である場合には、案内ローラ４８の効果が特に大きい範囲は、ｎ×１０（Ｎ）〜ｎ×３００（Ｎ）である。

第１乾燥室１６の搬送路に駆動ローラを配した場合には、この駆動ローラの回転速度を調整することにより、駆動ローラよりも上流側を走行する湿潤フィルム１２のドローテンションを調整することができる。そして、この駆動ローラとして後述の案内ローラ４８を用いると、たるみを防止する他、擦り傷やしわが発生することなく、案内ローラ４８でスリップせずにより良好に搬送することができる。そして、湿潤フィルム１２の幅方向における１ｍあたりのドローテンションが１０〜３００Ｎの範囲となるようにすることが好ましく、このようなドローテンションの場合には、従来の例えばサクションローラに比べて、案内ローラ４８は上記効果が特に高い。湿潤フィルム１２の張力が１０Ｎ／ｍよりも小さいと、湿潤フィルム１２がたるんで搬送できないといういわゆる搬送不良が生じる場合があり、３００Ｎ／ｍよりも大きいと湿潤フィルム１２が搬送方向に伸びてしまい縦じわが発生する場合がありうる。

案内ローラ４８は、第１乾燥室１６に複数備えられてもよい。なお、第１乾燥室１６の搬送路に備えられる複数のローラのすべてが案内ローラ４８であってもよいし、一部のみが案内ローラ４８であってもよい。複数のローラのうち駆動ローラについては案内ローラ４８とすることがより好ましいが、フリー回転のローラも案内ローラ４８にするとさらに好ましい。

テンタ１７に送られた湿潤フィルム１２は、その両端部が保持手段（図示せず）により保持され、保持手段の移動により搬送される。そして、この搬送の間に乾燥される。保持手段としては、湿潤フィルム１２の側部を把持するクリップや、側部を突き刺して保持する複数のピン等がある。流延支持体としてバンド３２を用い、溶剤の一部を蒸発させた後に流延膜３８を剥ぎ取る場合には、テンタ１７での保持手段はクリップが好ましく、一方、流延支持体としてドラムを用いて溶剤をほとんど蒸発させずに冷却した流延膜を剥ぎ取る場合には、テンタ１７での保持手段はピンが好ましい。なお、テンタ１７では、湿潤フィルム１２は、１２０℃以上１８０℃以下の温度とされることにより乾燥を進められる。

湿潤フィルム１２は、テンタ１７で乾燥された後、その両側端部が耳切装置１８により切断除去される。切り離された両側端部はカッターブロワ（図示なし）によりクラッシャ５１に送られる。クラッシャ５１により、側端部は粉砕されてチップとなる。このチップはドープ製造用に再利用される。

一方、両側端部を切断除去された湿潤フィルム１２は、第２乾燥室２１に送られて、搬送されながらさらに乾燥される。第２乾燥室２１の内部温度は、特に限定されるものではないが、６０〜１４０℃とすることが好ましい。第２乾燥室２１の搬送路にも、第１乾燥室１６と同様に、案内ローラ４８が備えられることがより好ましい。これにより、湿潤フィルム１２の温度が例えば１００℃以上という高温であってもスリップせずに安定して搬送することができ、湿潤フィルム１２に擦り傷や引きつれしわ等がつくことを防止することができる。また、案内ローラ４８により異物を湿潤フィルム１２に押し付けるということがなく、湿潤フィルム１２に凹凸を付けることがない。案内ローラ４８を使用すると、さらに、面写りがないという効果がある。

なお、第２乾燥室２１の搬送路に備えられる複数のローラのすべてが案内ローラ４８であってもよいし、一部のみが案内ローラ４８であってもよい。複数のローラのうち駆動ローラについては案内ローラ４８とすることがより好ましいが、フリー回転であるいわゆるフリーローラも案内ローラ４８にするとさらに好ましい。

乾燥したフィルム１９は、冷却室２２で略室温にまで冷却することが好ましい。

除電装置２３は、除電バー等のいわゆる強制除電装置であり、フィルム１９の帯電圧を所定の範囲にする。帯電圧が−３ｋＶ〜＋３ｋＶとなるようにフィルム１９を除電することが好ましい。なお、除電装置２３の位置は、冷却室２２の下流側に限定されない。

ナーリング付与ローラ対２６は、フィルム１９の両側端部にエンボス加工でナーリングを付与する。ナーリングされた箇所の凹凸の高さが１μｍ〜２００μｍとなるようにエンボス加工をすることが好ましい。

巻き取り部２７の内部には、フィルム１９を巻き取るための巻取装置５２と、その巻き取り時のテンションを制御するためのプレスローラ５３とが備えられている。

図２において、案内ローラ４８は、ローラ本体４８ａと、ローラ本体４８ａの両端部に嵌着された軸部４８ｂとからなる。ローラ本体４８ａは、湿潤フィルム１２をその外周面で支持しながら搬送する。なお、ローラ本体４８ａ、軸部４８ｂの材質としては、耐蝕性に優れたもの、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などが材料として用いられる。

図３において、ローラ本体４８ａの周面には、断面略半円形状の谷部６０および山部６１が周方向に沿って形成されている。谷部６０および山部６１は、軸方向に関して交互に配置されている。谷部６０および山部６１は、例えば、バイトを用いた精密旋盤で精度良く加工成形される。

谷部６０の隣り合う底点６０ａ同士の距離、および山部６１の隣り合う頂点６１ａ同士の距離、すなわち、谷部６０および山部６１のピッチＰｖおよびＰｍは、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下となっている。ピッチＰｖおよびＰｍが０．０１ｍｍ未満であると、旋盤加工が困難となり、もしできたとしても製造コストが掛かって非常に高価になってしまう。また、ピッチＰｖおよびＰｍが２ｍｍよりも大きいと、スリップや面写りが発生する。

底点６０ａから頂点６１ａまでの高さＨｖ−ｍは、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下となっている。高さＨｖ−ｍが０．０１ｍｍ未満であると、湿潤フィルム１２との間の空気層を除去する効果がなくなり、スリップしやすくなってしまう。高さＨｖ−ｍが１ｍｍよりも大きいと、旋盤加工が困難となり、もしできたとしても製造コストが掛かって非常に高価になってしまう。

谷部６０の断面を形成する円の中心Ｏｖから底点６０ａまでの距離、および山部６１の断面を形成する円の中心Ｏｍから頂点６１ａまでの距離、すなわち、谷部６０および山部６１の曲率半径ＲｖおよびＲｍは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となっている。曲率半径ＲｖおよびＲｍが０．１ｍｍ未満であると、湿潤フィルム１２との接触面積が小さくなり、スリップが発生することがある。曲率半径ＲｖおよびＲｍが０．５ｍｍよりも大きいと、高さＨｖ−ｍが低くなりスリップが発生することがある。

図４において、山部６１の頂点６１ａの部分には、軸方向に平行な平坦面７０が形成されている。平坦面７０は、谷部６０および山部６１を形成した後に、例えば、研磨機で山部６１の頂点６１ａの部分を研磨することにより加工成形される。この平坦面７０の軸方向における幅Ｗｆは、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となっている。幅Ｗｆが０．０５ｍｍ未満であると、山部６１の加工精度によっては研磨することができない部分が生じる。幅Ｗｆが０．５ｍｍよりも大きいと、上記で規定されるピッチで谷部６０および山部６１を形成することができない。

以上説明したように、周方向に沿って周面に交互に形成された、断面略半円形状の谷部６０および山部６１を有し、谷部６０および山部６１のピッチＰｖ、Ｐｍが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下、谷部６０の底点６０ａから山部６１の頂点６１ａまでの高さＨｖ−ｍが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の案内ローラ４８を用いて湿潤フィルム１２を搬送するので、添加剤の固化物が案内ローラ４８に付着していても、湿潤フィルム１２との間の空気層が効果的に除去され、湿潤フィルム１２がスリップしないような摩擦力で案内ローラ４８が湿潤フィルム１２に接触する。したがって、擦り傷や引きつれしわの発生を防止することができる。また、谷部６０および山部６１による面写りも発生しない。

山部６１の頂点６１ａの部分に平坦面７０を形成し、軸方向における幅Ｗｆを０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とするので、摩擦力をさらに高めることができ、且つ平坦面７０によるスジ状の面写りが発生しない。

なお、ピッチＰｖおよびＰｍは、より好ましくは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。また、高さＨｖ−ｍは、より好ましくは０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。

曲率半径ＲｖおよびＲｍは、より好ましくは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。幅Ｗｆは、より好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

また、湿潤フィルム１２の幅は、より好ましくは１８００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下である。湿潤フィルム１２の幅が大きくなるほど、スリップによる擦り傷やしわが発生しやすくなるのが通常ではあるが、案内ローラ４８の使用による効果は、１８００ｍｍ以上２５００ｍｍの範囲の幅の湿潤フィルム１２でも十分に確認される。

ピッチＰｖおよびＰｍ、高さＨｖ−ｍ、曲率半径ＲｖおよびＲｍ、幅Ｗｆ、湿潤フィルムの幅に関する以上の好ましい各数値範囲では、特に上記の各効果が大きい。

なお、案内ローラ４８は、モータ（図示無し）により回転駆動される駆動ローラに適用した場合でも駆動源が接続されていないフリーローラに適用した場合でも良好な効果をもたらす。

以上のように、本発明によると、湿潤フィルムは、溶媒を含み、かつ、乾燥促進のために加熱されているが、本発明によると、２０〜８０μｍのフィルムをつくろうとする場合に、案内ローラ４８を用いるので、スリップすることなく湿潤フィルムを案内することができ、擦り傷や引きつれしわ、面写りが湿潤フィルムに発生しない。

［実験１］〜［実験３］
以下の配合でドープ１１をつくった。
セルローストリアセテート（酢化度＝６０．７％） １００重量部
可塑剤ａ（トリフェニルフォスフェート） ８重量部
可塑剤ｂ（ビフェニルジフェニルフォスフェート） ４重量部
マット剤（二酸化ケイ素の微粒子、平均粒径１５ｎｍ、モース硬度約７）
０．０３重量部
溶剤成分１（ジクロロメタン） ５９４重量部
溶剤成分２（メタノール） ６６重量部

溶液製膜設備１０の第１乾燥室１６における複数の案内ローラ４８のうち、最も上流側のひとつと最も下流側のひとつとを駆動ローラとした。前者を第１駆動ローラと称し、後者を第２駆動ローラと称する。そして、第１駆動ローラと第２駆動ローラとの間の搬送路に配される複数の案内ローラ４８はすべてフリーローラとした。第１搬送室１６における案内ローラ４８での湿潤フィルム１２のラップ角はいずれも９０°とした。そして、第１駆動ローラの回転速度よりも第２駆動ローラの回転速度を大きくし、第１駆動ローラと第２駆動ローラとの間における湿潤フィルム１２の搬送方向における張力が、湿潤フィルム１２の幅方向１ｍあたり８０Ｎとなるようにした。湿潤フィルム１２の搬送速度は１０ｍ／分とした。なお、第１乾燥室１６以外の搬送路に配した駆動ローラ及びフリーローラは、すべて案内ローラ４８とした。

案内ローラ４８として、直径３００ｍｍ、面長１０００ｍｍのステンレス製（メッキなし）のローラ本体４８ａに、軸間距離１５００ｍｍとなるように軸部４８ｂを嵌着したものを用意した。ローラ本体４８ａには、ピッチＰｖ、Ｐｍ０．５ｍｍ、高さＨｖ−ｍ０．０４ｍｍ、曲率半径Ｒｖ０．４ｍｍ、Ｒｍ０．４ｍｍとなるように谷部６０および山部６１を形成した。

乾燥後のフィルム１９の厚みが４０μｍとなるように、流延ダイ３６からドープ１１を流出し、バンド３２の上に流延膜３８を形成した。バンド３２から流延膜３８が剥ぎ取られる位置を第１位置、第１乾燥室１６の湿潤フィルム１２の入口を第２位置、第１乾燥室１６の湿潤フィルム１２の出口を第３位置とする。そして、第１位置及び第２位置における湿潤フィルム１２の溶媒含有率が１００重量％となるように、ドープ１１と流延室１３の内部とバンド３２と流延膜３８の近傍に配される送風ダクト（図示無し）からの乾燥風との各温度を調節した。

そして、第３位置における溶媒含有率と、第２位置及び第３位置における湿潤フィルム１２の各温度とを、表１に示す各値として、実験１〜実験３を実施した。第１乾燥室１６には、空気を吹き出す送風ダクト４６と、室内のガスを室外に出すための排気ダクト（図示無し）とを設けており、送風ダクト４６からの空気の湿度と温度とを調節することにより、第３位置における溶媒含有率と第３位置における湿潤フィルム１２の温度とを調節した。

なお、表１の「ローラ」欄における「Ａ」は案内ローラ４８であることを意味し、「溶媒含有率」欄及び「フィルムの温度」欄における「Ｐ１」は第１位置、「Ｐ２」は第２位置、「Ｐ３」は第３位置を意味する。

本実施例１の実験１〜実験３で得られたフィルム１９に擦り傷や引きつれしわ、面写りが有るか否かを目視にて評価した。擦り傷、引きつれしわ、面写りが確認されなかった場合を「◎」、擦り傷、引きつれしわ、面写りが確認されたもののこれらの程度が非常に小さくて液晶ディスプレイ等へは問題がなく供することができる場合を「○」、擦り傷、引きつれしわ、面写りが確認され液晶ディスプレイ等での使用が困難であるとした場合を「×」とした。この評価結果は、表１の「評価結果」欄に示す。

［比較実験１］及び［比較実験２］
実験１における第１乾燥室１６の案内ローラ４８を、周面が平滑ないわゆるフラットローラに代え、これを比較実験１とした。また、第１乾燥室１６の案内ローラ４８を、長手方向の端部から中央に向かうに従い連続して外径が小さくなるいわゆるコンケーブローラに代え、これを比較実験２とした。なお、第１乾燥室１６以外の搬送路に配した駆動ローラとフリーローラとは、実験１〜３と同様にすべて案内ローラ４８とした。その他の条件と評価方法とは実験１〜実験３と同じである。なお、表１の「ローラ」欄における「Ｂ」はフラットローラ、「Ｃ」はコンケーブローラであることを意味する。

［実験１］〜［実験３］
案内ローラ４８として、直径３００ｍｍ、面長１０００ｍｍのステンレス製（メッキなし）のローラ本体４８ａに、軸間距離１５００ｍｍとなるように軸部４８ｂを嵌着したものを用意した。そして、ローラ本体４８ａには、ピッチＰｖ、Ｐｍ１．０ｍｍ、高さＨｖ−ｍ０．５ｍｍ、曲率半径Ｒｖ０．４ｍｍ、Ｒｍ０．４ｍｍとなるように谷部６０および山部６１を形成した。

そして、この案内ローラ４８を、実施例１の実験１〜実験３の各案内ローラ４８に代えて用い、これらの実験を実施例２の実験１〜３とした。その他の条件は、実施例１の実験１〜３と同じである。そして実施例１と同じように評価した。評価結果は表２に示す。

［比較実験３］
案内ローラとして、直径３００ｍｍ、面長１０００ｍｍのステンレス製（メッキなし）のローラ本体４８ａに、軸間距離１５００ｍｍとなるように軸部４８ｂを嵌着したものを用意した。そして、ローラ本体には、ピッチＰｖ、Ｐｍ０．００１ｍｍ、高さＨｖ−ｍ０．００５ｍｍ、曲率半径Ｒｖ０．４ｍｍ、Ｒｍ０．４ｍｍとなるように谷部および山部を形成した。その他の条件は実施例１の実験１と同じとした。この実験を比較実験３とし、実施例１と同様に評価した。評価結果は表２に示す。

［比較実験４］
案内ローラとして、直径３００ｍｍ、面長１０００ｍｍのステンレス製（メッキなし）のローラ本体４８ａに、軸間距離１５００ｍｍとなるように軸部４８ｂを嵌着したものを用意した。そして、ローラ本体には、ピッチＰｖ、Ｐｍ３．０ｍｍ、高さＨｖ−ｍ２．０ｍｍ、曲率半径Ｒｖ０．４ｍｍ、Ｒｍ０．４ｍｍとなるように谷部および山部を形成した。その他の条件は実施例１の実験１と同じとした。この実験を比較実験４とし、評価結果は表２に示す。

実施例１の実験１〜実験３では、湿潤フィルム１２及びフィルム１９が案内ローラ４８でスリップすることはなかった。また、谷部及び山部による面写りも発生しなかった。そして、フィルム１９には擦り傷やしわがなかった。これに対して比較実験１，２では、第３位置における溶媒含有率を６０％として、４０％，２０％の場合と比べて、第１乾燥室での溶媒の蒸発量を少なくした場合であっても、添加剤のローラへの付着からスリップが生じ、搬送は良好であるとはいえなかった。このために、比較実験１，２で得られたフィルムには擦り傷やしわがあり、また、面写りや添加剤の固化物の跡としての凹凸が確認された。また、実施例２の実験１〜３と比較実験３，比較実験４とからは、山部及び谷部のピッチや、谷部底点から山部頂点までの高さを本願発明の範囲とすることにより、より大きな効果が得られることがわかる。

以上の結果より、本発明によると、湿潤フィルムのローラでのスリップがなく、擦り傷やしわ、面写りが防止され、良好な搬送をすることができることがわかる。これにより、得られるフィルムには擦り傷やしわがなく、平滑である。

溶液製膜設備の概略図である。 ウエブ案内ローラの構成を示す斜視図である。 ウエブ案内ローラの表面形状を示す拡大部分断面図である。 ウエブ案内ローラの表面形状を更に拡大して示す拡大部分断面図である。

符号の説明

１０ 溶液製膜設備
１１ ドープ
１２ 湿潤フィルム
１６ 第１乾燥室
１７ テンタ
３２ バンド
３８ 流延膜
４８ ウエブ案内ローラ
６０ 谷部
６０ａ 底点
６１ 山部
６１ａ 頂点
７０ 平坦面

Claims (6)

1. ポリマーと溶媒とが含まれるドープを、走行するバンド上に流延して流延膜を形成する流延工程と、この流延膜を前記溶媒が含まれる状態で剥がして湿潤フィルムとする剥離工程と、乾燥手段と前記湿潤フィルムの両側部を保持する保持手段とを備えるテンタにより前記湿潤フィルムを幅方向に延伸しながら乾燥してポリマーフィルムとするテンタ乾燥工程と、前記テンタに入る前の前記湿潤フィルムを乾燥する前乾燥工程とを有する溶液製膜方法において、
   前記ポリマーフィルムの厚みが２０〜８０μｍとなるように前記ドープを流延し、
   前記前乾燥工程では、周方向に沿って周面に交互に形成された断面略半円形状の谷部及び山部を有し、前記谷部及び前記山部のピッチが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下、前記谷部の底点から前記山部の頂点までの高さが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるローラで、溶媒含有率が３０％になるまでの前記湿潤フィルムを支持することを特徴とする溶液製膜方法。
2. 前記谷部および前記山部の曲率半径が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の溶液製膜方法。
3. 前記山部の頂点部分に、軸方向に平行な平坦面を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の溶液製膜方法。
4. 前記平坦面の軸方向における幅が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の溶液製膜方法。
5. 前記前乾燥工程では、溶媒含有率が７０〜１５０％の範囲の前記湿潤フィルムを、１０℃以上１００℃未満の温度範囲にして１０〜３０％の範囲の溶媒含有率となるまで乾燥することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかひとつに記載の溶液製膜方法。
6. 前記前乾燥工程では、幅１ｍあたり１０Ｎ〜３００Ｎの張力を前記湿潤フィルムの搬送方向にかけることを特徴とする請求項１〜５いずれかひとつ記載の溶液製膜方法。

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