JP2012030482A - 乾燥装置及び溶液製膜方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バンド91は、帯状の中央部91cと中央部91cの幅方向両側に配された帯状の側部91sとからなる。中央部91c及び側部91sの溶接部91wは、表面91aから露出する。流出口133aから移動状態のバンド91の表面91aに向けてドープが流出する。表面91a上では、ドープからなる流延膜136が、溶接部91wを覆うように形成される。ダクトから流延膜136に向けて乾燥風が送り出される。乾燥風との接触により流延膜136から溶剤が蒸発する。ノズル151は、裏面91b側から溶接部91wへ加熱風150をあてる。加熱風150により、表面91a上の流延膜から溶剤が蒸発する。剥取ローラは、流延膜136をバンド91から剥ぎ取ってフィルムとする。
【選択図】図12
Description
送出部16は、側部材11を送り出す第1送出装置23と、中央部材12を送り出す第2送出装置24とを有し、側部材11と中央部材12とをそれぞれ独立して突き合わせ部17に送る。第1送出装置23には、ロール状に巻かれた側部材11がセットされ、側部材11を巻き出して突き合わせ部17に送る。第2送出装置24には、ロール状に巻かれた中央部材12がセットされ、中央部材12を巻き出して突き合わせ部17に送る。
溶接ユニット18は、互いの側縁11e,12eが接触した状態で突き合わせ部17から供給される側部材11と中央部材12とを溶接する。突き合わせ部17から連続的に供給されることにより、側部材11と中央部材12とを長手方向で溶接する長手溶接工程を行うことができる。溶接ユニット18は、溶接装置42を備える。溶接装置42としては、例えば、レーザ溶接装置が挙げられる。レーザ溶接装置としては、例えば、CO2レーザ溶接装置や、YAGレーザ溶接装置を用いることができる。本実施態様では、CO2レーザ溶接装置を溶接装置42として用いた場合を説明する。
加熱部19は、溶接ユニット18の下流に設けられることが好ましい。加熱部19は、溶接により得られたバンド部材13の溶接部13wを一定の温度範囲になるように加熱するものであれば特に限定されない。溶接部13w及びその周辺には、溶接により生じたひずみに起因する応力が内部に残っていることがある。このような溶接部13wやその周辺を加熱部19により加熱することにより応力を除去することができる。この応力の除去により、長時間連続して溶液製膜方法を行う場合であっても、溶接部13wの変形を抑えることができる。
溶接は、側部材11と中央部材12とバンド部材13との位置ずれを抑止しながら実施することが好ましい。例えば、溶接ユニット18に代えて、押圧装置を備える図3及び図4に示すような溶接ユニット61を用いてもよい。溶接ユニット61は、図1及び図2に示す溶接ユニット18に、押圧装置62をさらに備えたものであり、シフト機構50、コントローラ51、チャンバ52、清浄装置55を溶接ユニット18と同様に備えるが、図示の煩雑化を避けるため図3及ぶ図4ではこれらの図示を略してある。また、図1及び図2と同じ装置、部材については図1及び図2と同じ符号を付し、説明を略す。なお、溶接ユニット61では、チャンバ52は、押圧装置62と溶接支持ローラ41とを外部空間と仕切るように囲む。
図9に示すように、流延支持体として用いるバンド91は、環状にされた無端のバンドである。バンド91は、バンド部材13の長手方向における一端と他端とを溶接してなる。なお、バンド91をつくるためのバンド部材13は、所定の長さにカットしても良いし、あらかじめ所定の長さにカットされた側部材11と中央部材12とからバンド部材13を作った場合は、カットせずにそのまま、バンド91をつくってもよい。
図10及び図11に示すように、溶液製膜設備110は、セルロースアシレート111が溶剤112に溶解したドープ113からフィルム116を形成するフィルム形成装置117と、フィルム116の各側部を保持手段119で保持しながら乾燥をすすめる第1テンタ120と、フィルム116を複数のローラ122で支持しながら乾燥するローラ乾燥装置124と、フィルム116の各側部を保持手段で保持し、幅方向への張力をフィルム116に付与する第2テンタ125と、第2テンタ125の保持手段により保持された各側部の保持跡を切除するスリッタ126と、フィルム116を巻き芯に巻いてロール状にする巻取装置127とを、上流側から順に備える。
フィルム形成装置117は、周方向に回転する1対のローラ131、132を備える。1対のローラ131、132は水平に並べられ、ローラ131とローラ132との周面には、バンド91が巻き掛けられる。ローラ131,132の少なくともいずれか一方が、駆動手段を有する駆動ローラであればよい。
バンド91の上方に位置する流延ダイ133を、一方のローラ131の真上、または、一方のローラ131と他方のローラ132との間に配してもよい。なお、流延ダイ133を一方のローラ131と他方のローラ132との間に配する場合には、バンド91を介して流延ダイ133と対向する位置にローラ(図示無し)を配し、このローラによりバンド91を支持してもよい。
膜乾燥装置は、第1ダクト141〜第3ダクト143と、裏面加熱部144とを有する。
流延膜136に向けて乾燥風を送り出す第1ダクト141〜第3ダクト143は、バンド91の移動路に沿って上流側から順に配される。第1ダクト141は、ローラ131,132よりも上方に設けられる。第3ダクト143は、ローラ131,132よりも下方に設けられる。第2ダクト142は、第1ダクト141及び第3ダクト143の間に設けられる。
裏面加熱部144は、ローラ131,132の間に設けられる。図12及び図13に示すように、裏面加熱部144は、加熱風150を送り出すノズル151を備える。ノズル151は、バンド91の裏面91b側において、溶接部91wと対向するように配される。ノズル151から送り出された加熱風150が溶接部91wにあたると、溶接部91wは加熱される。
図10に戻って、フィルム形成装置117と第1テンタ120との間の搬送路には、送風装置(図示無し)を配してもよい。この送風装置からの送風により、フィルム116の乾燥をすすめる。
第1テンタ120は、クリップ110を用いてフィルム116の両側縁部を保持して長手方向に搬送しながら、幅方向への張力を付与し、フィルム116の幅を拡げる。第1テンタ120には、上流側から順に、予熱エリア、延伸エリア、及び緩和エリアが形成されてある。なお、緩和エリアは省略してもよい。
ローラ乾燥装置124の内部の雰囲気は、温度や湿度などが図示しない空調機により調節されている。ローラ乾燥装置124には、多数のローラ122が設けられており、これらにフィルム116が巻き掛けられて搬送される。ローラ乾燥装置124において、フィルム116から溶剤が蒸発する。ローラ乾燥装置124では、溶剤含有率が5質量%D.B.以下となるまで、乾燥工程を行うことが好ましい。
第2テンタ125は、フィルム116を延伸する。この延伸により、所望の光学特性を有するフィルム116となる。得られるフィルム116は位相差フィルムとして利用することができる。第2テンタ125は、第1テンタ120と同様の構造を有する。なお、第2テンタ125に設けられるダクト157は、スリット(図示せず)から、所定の温度に加熱された乾燥風を流出し、フィルム116に向かって流れる。
流延膜136を乾燥するために、本実施形態では、第1〜第3ダクト141〜143を含む膜乾燥装置を用いたが、本発明はこれに限られず、他の乾燥手段を用いてもよい。他の乾燥手段としては、例えば、凝縮器を含む乾燥手段があり、これを第1〜第3ダクト141〜143を含む乾燥手段に代えて、または加えてもよい。
図14及び図15に示すように、第1ダクト141と側部91sとの間には、1対の遮風板170を設けても良い。バンド91の移動方向に設けられた遮風板170は、起立した姿勢で配される。遮風板170により、第1ダクト141からの乾燥風がバンド91の側部91sにあたることを防ぐことができるため、乾燥風によって加熱された側部91sの変形を防ぐことができる。側部91sの変形には、例えば、側部91sがローラ131,132から浮くもの等がある。
流延ダイ133からのドープ113がバンド91に接触し始める接触開始位置の上流側に、1対のローラ165を設けることが好ましい。1対のローラ165は、ローラ131とともに側部91sをニップするように配される。同様に、接触開始位置の下流の側部にも、1対のローラ165が配されることが好ましい。これらのローラ165により側部91sを押圧して、ドープの流延時における側部91sの浮き上がりをより確実に防止することができる。
本発明に用いることのできるポリマーは、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状オレフィン、ポリカーボネイト等が挙げられる。中でも好ましいのがセルロースアシレート、環状オレフィンであり、中でも好ましいのがアセテート基、プロピオネート基を含むセルロースアシレート、付加重合によって得られた環状オレフィンである。
セルロースアシレートとしては、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)を満たすものであることが好ましい。下記式(I)〜(III)において、A及び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。セルロースアシレートの90質量%以上が0.1〜4mmの粒子であることが好ましい。中でも、本発明は、セルロースアシレートとしてセルロースジアセテート(DAC)を用いた場合に特に大きな効果がある。
(I) 2.0≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
ドープを調製する溶剤としては、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)などが挙げられる。
バンド製造設備10において、SUS316製の側部材11とSUS316製の中央部材12とから、第1のバンド(以下、バンドAと称する)を製造した。側部材の幅は150mm、中央部材の幅は2000mmであった。目視で認めた溶接ビードと熱影響領域との各幅を測定した。溶接ビードの幅は2mm、熱影響領域の幅は4mmであった。
溶接部におけるピンホールの数は、目視によりカウントした。また、目視により確認したピンホールの直径について、ファイバスコープを用いて測定した。
バンドAに代えてバンドBを用いたこと以外は、実験1と同様にして、フィルム116を製造した。バンドBは、溶接部におけるピンホールの数・直径等の以外は、バンドAと同一のものである。バンドBの溶接部において、直径が50μm以上70μm以下のピンホールの数は、長手方向1mあたり6個、かつ、長手方向1mmあたり2個以下であった。また、直径が70μm以上のピンホールは存在しなかった。
バンドAに代えてバンドCを用いたこと以外は、実験1と同様にして、フィルム116を製造した。バンドCは、溶接部におけるピンホールの数・直径等の以外は、バンドAと同一のものである。バンドCの溶接部において、直径が50μm以上70μm以下のピンホールの数は、長手方向1mあたり6個、かつ、長手方向2mmあたり2個以下であった。直径が75μm以上のピンホールの数は、全体において1個であった。
バンドAに代えてバンドBを用いたこと、バンド91の移動速度を70m/分としたこと、及びバンド91を介して第3ダクト143と対向する位置に設けられた裏面加熱部144を用いて流延膜136の乾燥を行ったこと、及び、裏面加熱部144が流延膜136に温度50℃の加熱風をあてたこと以外は、実験1と同様にして、フィルム116を製造した。なお、バンド91から剥ぎ取る際、流延膜136のうち溶接部91wよりも幅方向内側の部分の溶剤含有率は70質量%D.B.であり、流延膜136のうち溶接部91w、及び側部91s上の部分の溶剤含有率は60質量%D.B.であった。
バンドAに代えてバンドBを用いたこと、バンド91の移動速度を70m/分としたこと以外は、実験1と同様にして、フィルム116を製造した。なお、バンド91から剥ぎ取る際、流延膜136のうち溶接部91wよりも幅方向内側の部分の溶剤含有率は70質量%D.B.であり、流延膜136のうち溶接部91w、及び側部91s上の部分の溶剤含有率は70質量%D.B.であった。
実験1〜5について、剥げ残りの有無について評価を行った。実験1及び4では、剥げ残りが発生しなかった。実験2では、わずかながら剥げ残りが発生した。実験3及び5では、剥げ残りが顕著に発生した。
91a 表面
91b 裏面
91s 側部
91c 中央部
91w 溶接部
110 溶液製膜設備
144 裏面加熱部
150 加熱風
151 ノズル
Claims (8)
- 第1金属製シートと第2金属製シートとが溶接してなる移動バンドであって、移動方向にのびる溶接部が露出する前記移動バンドの表面へポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出し、前記ドープからなり前記溶接部を覆う流延膜を前記表面上に形成する膜形成工程と、
乾燥風をあてて前記流延膜から溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、
前記支持体から前記流延膜を剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥取工程と、
前記湿潤フィルムから溶剤を蒸発させるフィルム乾燥工程とを有し、
前記溶接部には直径50μm以上70μm未満のピンホールがあることを特徴とする溶液製膜方法。 - 前記膜形成工程と前記剥取工程との間では、前記移動バンドの裏面側から前記溶接部を加熱する溶接部加熱工程を行うことを特徴とする請求項1記載の溶液製膜方法。
- 第1金属製シートと第2金属製シートとが溶接してなる移動バンドであって、移動方向にのびる溶接部が露出する前記移動バンドの表面へポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出し、前記ドープからなり前記溶接部を覆う流延膜を前記表面上に形成する膜形成工程と、
乾燥風をあてて前記流延膜から溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、
前記支持体から前記流延膜を剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥取工程と、
前記湿潤フィルムから溶剤を蒸発させるフィルム乾燥工程とを有し、
前記膜形成工程と前記剥取工程との間では、前記移動バンドの裏面側から前記溶接部を加熱する溶接部加熱工程を行うことを特徴とする溶液製膜方法。 - 移動バンドの表面上に形成されポリマー及び溶剤を含むドープからなる膜から前記溶剤を蒸発させる乾燥装置において、
前記移動バンドは第1金属製シートと第2金属製シートとが溶接してなり、
移動方向にのび前記表面に露出する溶接部は前記膜により覆われ、
前記溶接部を前記移動バンドの裏面側から加熱する裏面加熱部を有することを特徴とする乾燥装置。 - 前記裏面加熱部は前記溶接部に加熱風をあてるノズルを備えることを特徴とする請求項4記載の乾燥装置。
- 前記流延膜に乾燥風をあてる乾燥風供給部を有することを特徴とする請求項4または5記載の乾燥装置。
- 前記移動バンドは環状に形成され、ローラに掛け渡された状態で循環移動し、
前記ドープを前記表面へ流出する流延ダイと前記膜を前記表面から剥ぎ取る剥取ローラとが移動方向上流側から順次設けられ、
前記裏面加熱部は、前記移動方向において前記流延ダイ及び前記剥取ローラの間に配されることを特徴とする請求項4ないし6のうちいずれか1項記載の乾燥装置。 - 前記溶接部中には、直径50μm以上70μm未満のピンホールがあることを特徴とする請求項4ないし7のうちいずれか1項記載の乾燥装置。
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