JP2012091397A - 光学フィルムの製造方法および該製造方法によって製造された光学フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】厚みムラが十分に抑制され、かつヘイズが十分に低減された光学フィルムを製造する方法を提供すること。
【解決手段】連続的に走行する表面温度２０℃以上の支持体１の上に、高分子材料を含む溶液を、ダイス２から吐出して、ダイスと支持体との間に流延ビード２１を形成するとともに、支持体上に流延膜２２を形成するに際し、流延ビード２１の支持体走行方向上流側を減圧する光学フィルムの製造方法であって、少なくとも流延ビード２１の支持体走行方向上流側の雰囲気２７を、２０℃での粘度が０．０１７０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ水蒸気量が１２．８ｇ／ｍ^３以下である低粘性ガスの雰囲気にすることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は光学フィルムの製造方法および該製造方法によって製造された光学フィルムに関する。

溶液流延製膜法では、連続的に走行する支持体の上に、高分子材料を含む溶液（ドープ）を、ダイスから吐出して、支持体上に流延膜を形成する。このとき、ダイスの吐出口と支持体との間に形成されるドープの流れを流延ビードという。その後、溶媒の蒸発を行い、流延膜をフィルムとして支持体から剥離する。そのような溶液流延製膜法において、流延膜の支持体に対する密着性を高めるために、ダイスの支持体走行方向上流側に減圧チャンバを配設することが知られている。減圧チャンバで流延ビードの背面を減圧することによって、流延ビードを支持体走行方向（ＭＤ）上流側に引っ張り、流延膜を支持体に密着させる。

しかしながら、上記技術では、支持体の走行によって支持体表面に発生する同伴エアが流延膜と支持体との間に巻き込まれるため、フィルムに走行方向で厚みムラが生じる、という問題があった。

そこで、ダイスの支持体走行方向上流側に、支持体表面の同伴エアを遮断するエジェクタを設け、ダイスとエジェクタとの間で水蒸気を噴出させる技術が開示されている（特許文献１）。しかしながら、この技術では、ダイスとエジェクタとの間で水蒸気が支持体表面に同伴し、やはり同伴エアが発生した。しかも、水蒸気が結露し、流延膜と支持体との間に巻き込まれた。それらのため、厚みムラの問題を十分に解決できなかった。

流延ビード背面の大気の安定化を図るために、減圧チャンバと支持体との間隙を低減する技術が開示されている（特許文献２）。しかしながら、支持体の走行速度が比較的低速（例えば、５０〜８０ｍ／分）であるときは一定の効果は得られるものの、比較的高速（例えば、９０ｍ／分）になると同伴エアが発生し、厚みムラがやはり発生した。

そのような厚みムラの問題は、支持体の走行速度を速くするほど、顕著に発生した。

同伴エアの発生を抑制するためには、支持体の表面温度を低くすることが好ましいことは知られているが、支持体の表面温度を低くすると、ドープ温度との温度差により、フィルムに厚み方向で乾燥ムラが生じ、ヘイズが上昇する、という問題があった。

特開２００１−３８２７１号公報 特開２００６−１２３５００号公報

本発明は、厚みムラが十分に抑制され、かつヘイズが十分に低減された光学フィルム、およびそのような光学フィルムを製造する方法を提供することを目的とする。

本発明は、連続的に走行する表面温度２０℃以上の支持体の上に、高分子材料を含む溶液を、ダイスから吐出して、ダイスと支持体との間に流延ビードを形成するとともに、支持体上に流延膜を形成するに際し、流延ビードの支持体走行方向上流側を減圧する光学フィルムの製造方法であって、
少なくとも流延ビードの支持体走行方向上流側の雰囲気を、２０℃での粘度が０．０１７０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ水蒸気量が１２．８ｇ／ｍ^３以下である低粘性ガスの雰囲気にすることを特徴とする光学フィルムの製造方法に関する。

本発明によれば、流延ビードの支持体走行方向上流側を所定の低粘性ガスの雰囲気にするので、表面温度が比較的高い支持体を用いながらも、同伴エアの発生および水蒸気の結露が抑制される。その結果、厚みムラが十分に抑制され、かつヘイズが十分に低減された光学フィルムを製造できる。しかも、そのような光学フィルムは、支持体の走行速度が比較的速くても有効に得ることができる。

本発明に係るフィルムの製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る流延工程におけるダイス近傍の概略見取り図である。 図２に示すダイスの吐出口近傍について拡大した、支持体幅方向に対する垂直断面模式図である。 図２において減圧チャンバのみを描いたときの減圧チャンバの概略見取り図である。 本発明の別の一実施形態に係る流延工程におけるダイスの吐出口近傍について拡大した、支持体幅方向に対する垂直断面模式図である。

本発明に係る光学フィルムの製造方法は、溶液流延製膜法に基づくものであり、すなわち連続的に走行する支持体の上に、高分子材料を含む溶液（以下、ドープということがある）を吐出して、支持体上に流延膜を形成する。このとき、ダイスと支持体との間に形成されるドープの流れを流延ビードという。支持体上に流延膜を形成した後は、溶媒の蒸発を行い、流延膜をフィルムとして支持体から剥離する。本発明においてフィルムを剥離した後は、特に制限されるものではなく、例えば、延伸工程、乾燥工程および巻き取り工程からなる群から選択された１以上の工程を任意の順序で実施してよい。例えば、延伸工程、乾燥工程および巻き取り工程を順次、実施してもよいし、または図１に示すように第１乾燥工程７、延伸工程８、第２乾燥工程９および巻き取り工程１０を順次、実施してもよい。図１は本発明に係る光学フィルムの製造方法の一実施形態を示す模式図である。図１においてフィルムは支持体１からの剥離後、左から右への方向で連続的に走行し、連続生産される。以下、図１〜図５を用いて、各工程について詳しく説明する。本明細書中、幅方向とは支持体の幅方向を意味するものとし、支持体表面上において支持体走行方向と直交する方向である。走行方向とは支持体の走行方向を意味するものとする。垂直方向とは支持体表面に対して垂直な方向を意味するものとする。図１〜図５において共通する記号は特記しない限り同じ部材を示すものである。

（流延工程）
本工程では、連続的に走行する支持体１の上に、ドープを、ダイス２の下部に配設された吐出口２３から吐出して、ダイス２と支持体１との間に流延ビード２１を形成するとともに、支持体１上に流延膜２２を形成する。このとき、減圧チャンバ２４によって流延ビード２１の支持体走行方向（ＭＤ）上流側におけるダイス２と支持体１との間隙２７を減圧する（図２〜図３参照）。図２は本発明に係るフィルムの製造方法における流延工程の一実施形態を示す見取り図であり、ＭＤは支持体１の走行方向である。図３は、図２に示すダイスの吐出口近傍を支持体の幅方向から見たときの拡大見取り図である。

支持体１は、無限移送する無端のものが好ましく使用され、表面が鏡面となっているものがより好ましい。支持体は金属からなっているものが好ましく使用され、具体例として、例えば、ステンレスベルト、ステンレス鋼ベルトあるいは回転する金属ドラム等が挙げられる。

支持体１の表面温度は２０℃以上、特に２０〜３０℃であり、好ましくは２０〜２５℃である。本発明においては、支持体の表面温度がこのように比較的高くても、支持体の走行による同伴ガスの発生を有効に抑制できる。支持体表面温度が低すぎると、ヘイズが上昇する。支持体表面温度が高すぎると、流延したドープが支持体上で発泡するため好ましくない。

支持体の表面温度は、支持体１表面の幅方向中央における流延ビード２１との接触地点ｒ_１（図３参照）から１０ｍｍ上流での支持体表面温度であって、サーモビジョンＣＰＡ−ＳＣ６００シリーズ（株式会社チノー社製）によって測定された値を用いている。

支持体１の走行速度は特に制限されないが、５０ｍ／分以上、特に１００〜１５０ｍ／分であることが好ましい。支持体の走行速度は、高速であるほど、同伴ガスが発生し易くなり、厚みムラが顕著になるが、本発明では比較的高速であっても、同伴エアの発生を抑制でき、厚みムラを十分に抑制できるためである。
支持体の走行速度は、支持体外表面の移動速度である。

ダイス２は、幅方向に対する垂直断面において、吐出口に向かうに従い次第に細くなる形状を有している。ダイス２は通常、具体的には、下部の走行方向下流側にテーパー面２ａを有し、下部の走行方向上流側にテーパー面２ｂを有し、当該テーパー面２ａ、２ｂの間に吐出口２３がスリット形状で形成されている。ダイス２は金属からなっているものが好ましく使用され、具体例として、例えば、ステンレス、チタン等が挙げられる。

ダイス２は加圧ダイを用いることが好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやＴダイ等が挙げられるが、何れも好ましく用いられる。製膜速度を上げるため、加圧ダイを支持体上に２基以上設け、流延量を分割して重層製膜してもよい。膜厚の調節は、所望の厚さになるように、ドープ濃度、ポンプの送液量、ダイスの口金のスリット間隙、ダイスの押し出し圧力、支持体の速度等を適宜調整することにより行うことができる。

減圧チャンバ２４は、図４に示すように、ダイス２に対向する側面の下方部および支持体１に対向する下面が開口した箱体で形成され、当該箱体に吸引管２４０が連結されると共に、吸引管２４０は図示されないブロワに連結されている。図４は、図２において減圧チャンバのみを描いたときの減圧チャンバの概略見取り図である。

減圧チャンバ２４はダイス２の支持体走行方向上流側に配設され、ダイス２に対向する外表面がダイス２の外表面との間で間隙を形成しないようにダイス２と密着して連結されている。ブロワが駆動すると、図３の破線矢印で示すように、減圧チャンバ２４の開口部から、ダイス２および減圧チャンバ２４と支持体１との間隙におけるガスが吸引される。その結果、流延ビード２１の支持体走行方向（ＭＤ）上流側におけるダイス２と支持体１との間隙（裏空間）２７が減圧されるので、流延ビード２１は支持体走行方向上流側に引っ張られ、流延膜２２の支持体１への密着性が向上する。

減圧チャンバ２４によって達成される間隙２７の圧力は通常、−１００〜−１５００Ｐａであり、好ましくは−３００〜−１０００Ｐａである。圧力は周囲気圧を基準にしたときの値で示すものとする。
そのような間隙２７の圧力は、減圧チャンバ内の圧力に等しいものとし、当該減圧チャンバ内における支持体１の幅方向中央でマノスターゲージ（山本計器製造株式会社製）によって測定された値を用いている。

減圧チャンバ２４は、金属からなっているものが好ましく使用され、具体例として、例えば、ステンレス、チタン、アルミ等が挙げられる。

減圧チャンバ２４と支持体１との間隙は特に制限されるものではなく、例えば０．１〜１０ｍｍであり、好ましくは０．１〜５．０ｍｍ、より好ましくは０．１〜１．０ｍｍである。
そのような間隙のばらつきは当該間隙の平均値に対して±２０％以内であることが好ましい。

間隙ばらつきは、任意の１０ヶ所の測定値について、平均値Ｃ_Ａおよび該平均値Ｃ_Ａから最も離れた測定値Ｃ_ｘを用いて以下の式に基づいて算出された値である。
間隙ばらつき（％）＝｛（Ｃ_ｘ−Ｃ_Ａ）／Ｃ_Ａ｝×１００

本発明においては、流延ビード２１の支持体走行方向上流側において、そのような減圧を行いながらも、その雰囲気を所定の低粘性ガスの雰囲気にする。詳しくは、少なくとも流延ビード２１の支持体走行方向上流側におけるダイス２と支持体１との間隙２７の雰囲気を所定の低粘性ガスの雰囲気にする。当該間隙２７の雰囲気は、減圧されているものの、真空状態ではなく、ガスが存在するものであるので、当該間隙２７に存在するガスとして、所定の低粘性ガスを存在させる。低粘性ガスは、その低粘性に基づいて、走行する支持体１の表面に同伴し難いため、同伴ガスの発生を十分に抑制できる。

間隙２７における低粘性ガス雰囲気は、当該間隙２７に低粘性ガスを直接的かつ連続的に供給することによって形成されよいが、ドープのダイス２から支持体１への吐出を、低粘性ガスの雰囲気下で行うことによって形成されてもよい。具体的には、図１〜図３に示すように、少なくともドープのダイス２から支持体１への吐出部、好ましくは当該吐出部および減圧チャンバー２４による減圧部を、箱体２８で囲み、当該箱体２８の内部を所定の低粘性ガスで充満させ、吐出および好ましくは吐出および減圧を行う。

低粘性ガスは通常、ダイス２から支持体１へのドープ吐出中も継続して、箱体２８へ供給することによって、間隙２７における低粘性ガス雰囲気を維持する。低粘性ガスの供給量は本発明の目的が達成される限り特に制限されず、例えば、内容量約１０〜５０ｍ^３の箱体２８を用いる場合で２００〜１０００ｍ^３／分が好適である。

低粘性ガスとは、２０℃での粘度が０．０１７０ｍＰａ・ｓ以下、特に０．００６０〜０．０１７０ｍＰａ・ｓ、好ましくは０．００７０〜０．０１６５ｍＰａ・ｓであって、かつ水蒸気量が１２．８ｇ／ｍ^３以下、特に０．０１９７〜１２．８ｇ／ｍ^３、好ましくは０．０１９７〜９．５０ｇ／ｍ^３であるガスである。当該粘度が高すぎる場合、例えば、低粘性ガスとして、空気、窒素、酸素またはアルゴンを単独または組み合わせて用いる場合、同伴ガスの発生を十分に抑制できないため、流延膜２２と支持体１との間への同伴ガスの巻き込みが起こり、フィルムに厚みムラが生じる。水蒸気量が多すぎる場合、流延ビードの表面およびダイス２の表面に水蒸気の結露が起こるため、流延膜２２と支持体１との間への水の巻き込みが起こり、フィルムに厚みムラが生じる。

低粘性ガスの２０℃での粘度はＣｈａｐｍａｎ−Ｅｎｓｋｏｇの式に基づいて算出された値を用いている。詳しくは、Ｃｈａｐｍａｎ−Ｅｎｓｋｏｇの式は、例えば、化学工学便覧（丸善株式会社出版、改定六版、第９９〜１００頁）に記載されており、Ｃｈａｐｍａｎ−Ｅｎｓｋｏｇの式によれば、２０℃での粘度は、二酸化炭素＝０．０１４９、水素＝０．００８７、窒素＝０．０１７４、酸素＝０．０２０２、およびアルゴン＝０．０２２４である。混合ガスの２０℃での粘度は、モル分率に基づいて算出可能である。具体的には、例えば空気（Ｎ_２：７８．０８４体積％、Ｏ_２：２０．９４６体積％、Ａｒ：０．９３４体積％、ＣＯ_２：０．０３２体積％）の２０℃での粘度は、体積比に基づくモル分率より、０．０１８０と算出できる。また例えば、空気：５０体積％、ＣＯ_２：５０体積％からなる混合ガスの２０℃での粘度は、体積比に基づくモル分率より、０．０１６５と算出できる。

低粘性ガスは、２０℃での粘度および水蒸気量がそれぞれ上記範囲内であれば特に制限されず、例えば、二酸化炭素または水素の単独ガスを用いるか、または二酸化炭素、水素、空気、窒素、酸素、およびアルゴンからなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスを用いる。低粘性ガスのコストや環境適性の観点から好ましくは、二酸化炭素または水素の単独ガスを用いるか、または二酸化炭素、水素、空気、および窒素からなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスを用いる。より好ましくは二酸化炭素または水素の単独ガスを用いるか、または二酸化炭素、水素、および空気からなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスを用いる。低粘性ガスが混合ガスのとき、混合比率は、混合ガスの２０℃での粘度および水蒸気量がそれぞれ上記範囲内になるような混合比率であればよい。

具体的には、低粘性ガスが、二酸化炭素、水素、空気、および窒素からなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスのとき、二酸化炭素および水素の総混合比率が５０％以上であれば、当該混合ガスの２０℃での粘度は所定の範囲内である。当該粘度を算出するとき、空気は単体として算出するものとし、例えば二酸化炭素の混合比率は、空気に含まれる二酸化炭素の混合比率は含まないものとする。

低粘性ガスの水蒸気量は、低粘性ガスを箱体２８に供給する際に使用される各種ガスの露点を調整することによって制御できる。例えば、二酸化炭素、水素、窒素、酸素、およびアルゴン等の水蒸気量はそれぞれ、無視できる程度に極めて少量であり、通常、０．１７７ｇ／ｍ^３以下である。また例えば、空気の水蒸気量は通常、１．０８ｇ／ｍ^３以下である。

低粘性ガスの温度は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、支持体表面温度の変動抑制の観点から、好ましくは１５〜３０℃であり、より好ましくは常温１５〜２５℃である。

低粘性ガスの温度は、低粘性ガスを箱体２８に供給する供給口直前のダクトでの測定ポイントで測定された値を用いている。

本発明の好ましい実施形態においては、流延ビード２１の支持体走行方向上流側で、支持体１表面に対してガス流を支持体の全幅にわたって吹き付けることが好ましい。詳しくは、図５に示すように、流延ビード２１の支持体走行方向上流側におけるダイス２と支持体１との間隙２７のさらに上流において、ガス流２９０を支持体１表面に対して吹き付ける。ガス流２９０を支持体１表面に吹き付けることによって、間隙２７の支持体走行方向上流で発生した同伴ガスを掻き取ることができ、結果としてフィルムの厚みムラをより一層有効に低減できる。図５は、ガス供給ブレード２９を備え、当該ガス供給ブレード２９からガス流２９０を支持体１の表面に対して吹き付けること以外、図３と同様である。

ガス流２９０は、通常、支持体幅方向において吹き出し口を連続的に設けられたガス供給ブレード２９によって供給される。

ガス流２９０の流速は、通常、２０ｍ／ｓ以上が好ましく、より好ましくは２０〜４０ｍ／ｓである。流速が小さすぎると、同伴ガスを掻き取る効果が小さくなる。流速が大きすぎると、周囲の風が乱れ、流延ビードが振動し、好ましくない。
ガス流２９０の吹き付け方向２９１と、支持体走行方向の反対方向２９２とのなす角度θは２０〜６０°が好ましく、より好ましくは３０〜６０°である。角度θは、図５に示すような支持体幅方向に対する垂直断面図における吹き付け方向２９１と、支持体走行方向の反対方向２９２とのなす角度である。角度が小さすぎると、同伴ガスを掻き取る効果が小さくなる。角度が大きすぎると、ガス流が同伴ガスに成長し、流延ビードを押す方向に流れが変わるため、好ましくない。

支持体１表面における流延ビード２１との接触地点ｒ_１と、ガス流２９０との接触地点ｒ_２との距離Ｌは１０〜５００ｍｍが好ましく、より好ましくは１０〜３００ｍｍである。距離Ｌは、図５に示すような支持体幅方向に対する垂直断面図における前記点ｒ_１と前記ｒ_２との距離である。

ガス流２９０の粘性は特に制限されるものではないが、同伴ガスの掻き取り効率の向上の観点から、ガス流２９０は高粘性ガスからなっていることが好ましい。

高粘性ガスとは、２０℃での粘度が０．０１７０ｍＰａ・ｓ超、特に０．０１８０〜０．０２２０ｍＰａ・ｓ、好ましくは０．０１８０〜０．０２００ｍＰａ・ｓのガスである。

高粘性ガスの２０℃での粘度は、低粘性ガスの２０℃での粘度と同様に、Ｃｈａｐｍａｎ−Ｅｎｓｋｏｇの式に基づいて算出された値を用いている。詳しくは、Ｃｈａｐｍａｎ−Ｅｎｓｋｏｇの式によれば、２０℃での粘度は、二酸化炭素、窒素、酸素、およびアルゴンは上記した通りであり、さらにヘリウム＝０．０１９６である。

高粘性ガスは、２０℃での粘度が上記範囲内であれば特に制限されず、例えば、空気、窒素、酸素、ヘリウムまたはアルゴンの単独ガスを用いるか、または二酸化炭素、空気、窒素、酸素、ヘリウムおよびアルゴンからなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスを用いる。高粘性ガスのコストの観点から好ましくは、空気または窒素の単独ガスを用いるか、または空気、窒素からなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスを用いる。高粘性ガスが混合ガスのとき、混合比率は、混合ガスの２０℃での粘度が上記範囲内になるような混合比率であればよい。混合ガスの２０℃での粘度は、前記したように、モル分率に基づいて算出可能である。

具体的には、高粘性ガスが、二酸化炭素、空気、窒素、酸素、ヘリウムおよびアルゴンからなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスのとき、二酸化炭素の混合比率は５％以下であれば、当該混合ガスの２０℃での粘度は所定の範囲内である。

高粘性ガスの水蒸気量は特に制限されず、例えば、１２．８ｇ／ｍ^３以下、特に０．０５〜１０ｇ／ｍ^３が好ましい。

高粘性ガスの水蒸気量は、高粘性ガスを箱体２８に供給する際に使用される各種ガスの露点を調整することによって制御できる。特に、窒素等の水蒸気量は、無視できる程度に極めて少量であり、通常、０．１ｇ／ｍ^３以下である。

高粘性ガスの温度は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、支持体表面温度の変動抑制の観点から、好ましくは１５〜３０℃であり、より好ましくは常温１５〜２５℃である。

高粘性ガスの温度は、ガス供給ブレードへの供給口直前の配管にて測定された値を用いている。

本発明の別の好ましい実施形態においては、支持体表面の同伴ガスの掻き取り効率向上の観点から、ガス供給ブレード２９を多段で設けること、減圧チャンバー２４を多段で設けること、またはそれらの方策を複合して実施することが好ましい。

ガス供給ブレードを多段で設ける場合、２段以上、特に２段〜４段であると、同伴ガスを掻き取る効果がより高くなり好ましい。４段を超えると、風の干渉が大きくなり、流延ビードへの影響が大きくなる。

減圧チャンバ２４を多段で設ける場合、減圧チャンバ内部を仕切りにより複数の部屋に分けると、減圧振動の影響を受けにくくなるので、流延ビードがより安定化する。特に、ＭＤ方向に分けるのが好ましい。

（溶媒蒸発工程）
溶媒蒸発工程は、支持体１上で実施され、ウェブを支持体１上で加熱し、溶媒を蒸発させる予備乾燥工程である。ウェブとは、ドープを支持体１上に流延した以降のドープ膜（フィルム）を意味する。溶媒を蒸発させるには、例えば、図１に示すように、乾燥機３，４によりウェブ側及び支持体裏側から加熱風を吹かせる方法、支持体の裏面から加熱液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等を挙げることができる。それらを適宜選択して組み合わせる方法も好ましい。ウェブの膜厚が薄ければ乾燥が早い。支持体の表面温度は全体が同じでも、位置によって異なっていてもよい。加熱風の温度は１０〜８０℃が好ましい。

溶媒蒸発工程においては、ウェブの剥離、ならびに剥離後の搬送性の観点から、残留溶媒量が３０〜１５０質量％になるまで、ウェブを乾燥することが好ましい。

残留溶媒量をできるだけ多くして、後の剥離工程で剥離することにより、製膜速度を上げることができる方法の１つとして、残留溶媒量が多くとも剥離できるゲル流延法（ゲルキャスティング）を挙げることができる。ゲル流延法には、ドープ中に高分子材料に対する貧溶媒を加えて、ドープ流延後にゲル化する方法、あるいは支持体の温度を低めてゲル化する方法等がある。また、ドープ中に金属塩を加える方法もある。支持体上でゲル化させ、流延膜を強くすることによって、剥離を早め製膜速度を上げることができる。

本明細書中、残留溶媒量は下記の式で表すことができる。
残留溶媒量（質量％）＝｛（Ｍ−Ｎ）／Ｎ｝×１００
ここで、Ｍはウェブ（フィルム）の所定の時点での質量、ＮはＭのものを１１０℃で３時間乾燥させた時の質量である。特に溶媒蒸発工程において達成された残留溶媒量を算出するときのＭは剥離工程直前のウェブの質量である。

（剥離工程）
剥離工程は、支持体上で有機溶媒を蒸発させたウェブ（フィルム）を、支持体が一周する前に剥離する工程である。支持体からウェブを剥離する位置のことを剥離点といい、また剥離を助けるロール５を剥離ロールという。

剥離されたフィルムは、延伸工程８等の他の工程に直接送られてもよいし、または図１に示すように所望の残留溶媒量を達成するまで第１乾燥工程７に送られた後で、延伸工程８に送られてもよい。本発明においては、延伸工程での安定搬送の観点から、剥離工程後、フィルムは、第１乾燥工程７および延伸工程８に順次、送られることが好ましい。

（第１乾燥工程）
第１乾燥工程７は、フィルムを加熱し、溶媒をさらに蒸発させる乾燥工程である。乾燥手段は特に制限されず、例えば、熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等を用いることができる。簡便さの観点からは、例えば図１に示すように、千鳥状に配置したロール７１でフィルムを搬送しながら、熱風等で乾燥を行うことが好ましい。乾燥温度は残留溶媒量、搬送における伸縮率、等を考慮して、３０〜１００℃の範囲が好ましい。

第１乾燥工程においては残留溶媒量が０．５〜３０質量％になるまで、フィルムを乾燥することが好ましい。第１乾燥工程において達成された残留溶媒量を算出するときのＭは第１乾燥工程直後のフィルムの質量である。

（延伸工程）
延伸工程は、フィルムを加熱下で少なくとも幅方向に延伸して保持する工程であり、図１中、８で示される。

延伸工程では、通常、延伸・保持した後、緩和が行われ、すなわち本工程は、フィルムを幅手方向に延伸する延伸段階、フィルムを延伸状態で保持する保持段階およびフィルムを幅手方向に緩和する緩和段階をこれらの順序で実施する。

延伸段階では、加熱下でフィルムに幅手方向または幅手方向および搬送方向の両方向に張力を付与し、フィルムの延伸を行う。延伸方法は特に制限されず、従来からフィルムの製造方法の分野で公知の延伸方法を採用できる。幅手方向の延伸方法としては、例えば、ピンテンター法、クリップテンター法等が挙げられる。搬送方向の延伸方法としては、例えば、上流側と下流側とで搬送用駆動ロールの周速を異ならせる方法や、搬送張力を異ならせる方法等が挙げられる。

保持段階では、延伸段階で達成された延伸倍率での延伸を、延伸段階における延伸温度で保持する。

緩和段階では、延伸段階における延伸を保持段階で保持した後、延伸のための張力を解除することによって、延伸を緩和する。緩和は延伸段階における延伸温度以下で行えばよい。

（第２乾燥工程）
第２乾燥工程９は、延伸されたフィルムを加熱し、溶媒をさらに蒸発させる乾燥工程である。乾燥手段は特に制限されず、例えば、熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等を用いることができる。簡便さの観点からは、例えば図１に示すように、千鳥状に配置したロール９１でフィルムを搬送しながら、熱風等で乾燥を行うことが好ましい。乾燥温度は残留溶媒量、搬送における伸縮率、等を考慮して、４０〜１５０℃の範囲が好ましい。

第２乾燥工程においては、残留溶媒量が０．５質量％以下になるまで、フィルムを乾燥することが好ましい。特に第２乾燥工程において達成される残留溶媒量を算出するときのＭは第２乾燥工程直後のフィルムの質量である。

（巻き取り工程）
巻き取り工程１０は得られたフィルムを巻き取って室温まで冷却する工程である。巻き取り機１０１は、一般的に使用されているものでよく、例えば、定テンション法、定トルク法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法などの巻き取り方法で巻き取ることができる。

光学フィルムの厚さは特に制限されず、例えば、２０〜２００μｍ、特に３０〜１００μｍであることが好ましい。

上述した溶媒蒸発工程から巻き取り工程までの各工程は、空気雰囲気下であってもよいし、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下であってもよい。また、各工程、特に乾燥工程や延伸工程は、雰囲気における溶媒の爆発限界濃度を考慮して実施する。

（ドープ）
ドープに含まれる高分子材料は特に制限されず、フィルムの分野で公知の高分子材料が使用可能である。特に光学フィルムを製造する場合においては、セルロースエステル系樹脂が好ましく使用される。以下、セルロースエステル系樹脂について詳しく説明するが、当該説明を準用することによって、当該樹脂以外の高分子材料を用いてフィルムを製造できる。例えば、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル樹脂を単体で使用してもよいし、前記セルロースエステル系樹脂をアクリル樹脂に混合して使用しても良い。

セルロースエステル系樹脂は、セルロースに酢酸またはその無水物を常法により反応させて得られるアセチル系セルロースエステルである。具体的には、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースモノアセテート、セルロースアセテートプロピオネート等があげられ、透明性、コスト、接着性の観点からセルローストリアセテートが好ましい。上記反応に使用されるセルロースとしては、例えば、リンターパルプ、ウッドパルプ及びケナフパルプから選ばれるパルプに由来するセルロースが挙げられる。

アセチル系セルロースエステルは、アセチル基及びプロピオニル基の総置換度が２．３０〜３．００であることが好ましい。

アセチル系セルロースエステルのアシル基及びプロピオニル基の置換度の測定方法としては、ＡＳＴＭのＤ−８１７−９１に準じて実施することができる。

アセチル系セルロースエステルの分子量は、重量平均分子量として７０，０００〜３００，０００の範囲が、フィルムに成形した場合の機械的強度が強く好ましく、更に、８０，０００〜２００，０００がより好ましい。通常、アセチル系セルロースエステルは反応後の水洗等の処理後において、フレーク状となり、その形状で使用されるが、粒子サイズとしては、平均粒径として０．０５〜２．０ｍｍの範囲とすることが、より溶解性を早める観点から好ましい。

ドープ中には、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤、酸化防止剤などの添加剤が含有されてよい。

可塑剤としては、特に限定しないが、例えば、リン酸エステル化合物、フタル酸エステル化合物、グリコール酸化合物等が使用可能である。リン酸エステル化合物の具体例としては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等が挙げられる。フタル酸エステル化合物の具体例としては、例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート等が挙げられる。グリコール酸エステル化合物の具体例としては、例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等が挙げられる。可塑剤は必要に応じて、２種類以上を併用して用いてもよい。

リン酸エステル化合物の使用比率は高分子材料に対して５０質量％以下とすることが、耐久性に優れるため好ましい。リン酸エステル化合物の比率は少ない方がさらに好ましく、特には、フタル酸エステル化合物やグリコール酸エステル化合物だけを使用することが好ましい。可塑剤の高分子材料に対する添加量としては、０．５〜３０質量％が好ましく、特に２〜１５質量％が好ましい。

紫外線吸収剤としては、液晶の劣化防止の観点より、波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の点より波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が可及的に少ないものが好ましく用いられる。特に、波長３７０ｎｍでの透過率が１０％以下であることが必要となり、好ましくは５％以下、より好ましくは２％以下である。本発明において、使用し得る紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることができるが、着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。ベンゾトリアゾール系の市販の紫外線吸収剤として、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のチヌビン１０９、チヌビン１７１、チヌビン３２６、チヌビン３２７、チヌビン３２８等を好ましく用いることができるが、これらには限定されない。紫外線吸収剤は、２種以上用いてもよい。

紫外線吸収剤のドープへの添加方法は、アルコールや塩化メチレン、酢酸メチル、ジオキソランなどの有機溶媒に紫外線吸収剤を溶解してから添加するか、または直接ドープ組成中に添加してもよい。無機粉体のように有機溶剤に溶解しないものは、有機溶剤とディゾルバーやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。本発明において、紫外線吸収剤の使用量は高分子材料に対し０．５〜２０質量％の範囲で添加することができ、０．６〜５．０質量％が好ましく、特に好ましくは０．６〜２．０質量％である。

マット剤としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム等の無機微粒子や架橋高分子微粒子を含有させることが好ましい。中でも、二酸化ケイ素がフィルムのヘイズ（失透性）を小さくできるので好ましい。微粒子の２次粒子としては、平均粒径で０．０１〜１．０μｍであることが好ましい。マット剤の含有量は高分子材料に対して０．００５〜０．５質量％が好ましい。二酸化ケイ素のような微粒子では、有機物により表面処理されている場合が多いが、このようなものはフィルムのヘイズを低下できるため好ましい。表面処理で好ましい有機物としては、例えば、ハロシラン類、アルコキシシラン類、シラザン、シロキサン等が挙げられる。マット剤の平均粒径としては、大きい方がマット効果は大きく、逆に平均粒径の小さい方は透明性に優れるため、好ましい微粒子の一次粒子の平均粒径として５〜５０ｎｍで、より好ましくは７〜２０ｎｍである。これらの微粒子は、フィルム中では、通常、凝集体として存在しフィルム表面に０．０１〜１．０μｍの凹凸を形成させることが好ましい。二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、日本アエロジル（株）製のＡＥＲＯＳＩＬ ２００、２００Ｖ、３００、Ｒ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７４、Ｒ２０２、Ｒ８１２，ＯＸ５０、ＴＴ６００等を挙げることができ、好ましくはＡＥＲＯＳＩＬ２００Ｖ、Ｒ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７４、Ｒ２０２、Ｒ８１２である。これらのマット剤は２種以上併用してもよい。２種以上併用する場合、任意の割合で混合して使用することができる。この場合、平均粒径や材質の異なるマット剤、例えば、ＡＥＲＯＳＩＬ ２００Ｖと同Ｒ９７２Ｖとを質量比で０．１：９９．９〜９９．９〜０．１の範囲で使用できる。

（ドープの調製方法）
溶解釜中で高分子材料の良溶媒を主とする有機溶媒を攪拌しながら、フレーク状の高分子材料を添加、溶解してドープを形成する。溶解方法としては、例えば、大気圧で行う方法、主溶媒の沸点以下の温度で行う方法、主溶媒の沸点以上の温度で加圧しながら行う方法、特開平９−９５５４４号、同９−９５５５７号または同９−９５５３８号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平１１−２１３７９号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法を挙げることができる。溶解した高分子材料溶液、いわゆるドープは、次いで濾材による濾過を施した後、脱泡してポンプにより次工程に送液される。

ドープの溶媒として用いることのできる良溶媒としては、高分子材料に対して良好な溶解性を有する有機溶媒であり、例えば、２０℃において１ｍＬあたり０．１ｍｇ以上の高分子材料を溶解し得る有機溶剤である。セルロースエステルの良溶媒の具体例として、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、ギ酸エチル、アセトン、シクロヘキサノン、アセト酢酸メチル、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、２，２，２−トリフルオロエタノール、２，２，３，３−ヘキサフルオロ−１−プロパノール、１，３−ジフルオロ−２−プロパノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−メチル−２−プロパノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロパノール、ニトロエタン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、塩化メチレン、ブロモプロパン等を挙げることができる。ドープ溶媒として好ましい良溶媒は、酢酸メチル、アセトン、塩化メチレンまたはそれらの混合液である。

本発明に係るドープに使用する有機溶媒は、高分子材料の良溶剤と貧溶剤を混合して使用することが生産効率の点で好ましく、良溶剤と貧溶剤の混合比率の好ましい範囲は、それらの合計比率を１００体積％として表したとき、良溶剤が８０〜９５体積％であり、貧溶剤が５〜２０体積％である）。ドープの溶媒として用いることのできる貧溶媒としては、高分子材料に対して溶解性を有さない有機溶媒であり、例えば、２０℃において１ｍＬあたり０．０５ｍｇ以上の高分子材料を溶解し得ない有機溶剤である。セルロースエステルの貧溶媒の具体例として、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール等の低級アルコール、シクロヘキサン、アセトン、シクロヘキサノン等を挙げることができる。ドープ溶媒として好ましい貧溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、シクロヘキサン、アセトン、シクロヘキサノンまたはそれらの混合液である。前述のように、添加剤を使用する場合には、通常の添加方法で行うことができ、ドープ中に添加剤を直接添加してもよいし、予め添加剤を有機溶媒に溶解／分散してからドープ中に注ぎ入れてもよい。

前記のような種々の添加剤の溶液または分散液を高分子材料ドープに添加する際、それぞれの移送系列より移送され、移送管が合流したところで各添加要素をドープ液とし合液させ、その直後に管内混合器で十分に混合する方法も好ましい。例えば、スタチックミキサーＳＷＪ（東レ静止型管内混合器 Ｈｉ−Ｍｉｘｅｒ 東レエンジニアリング製）のようなインラインミキサーを使用するのが好ましい。インラインミキサーを用いる場合、高分子材料を高圧下で濃縮溶解したドープに適用することもできる。

本発明において製造されたフィルムは光学フィルムとして有用である。本発明でいう光学フィルムとは、液晶画像表示装置等の表示装置に使用されるフィルムのことで、例えば、偏光フィルム用保護フィルム、位相差フィルム、防眩フィルム、無反射フィルム、等があげられる。上記記載の中でも偏光フィルム用保護フィルム、位相差フィルムに好ましく用いられる。本発明において製造されたフィルムが偏光フィルム用保護フィルムとして使用される場合、偏光フィルムは少なくとも一方の面に当該保護フィルムを有する。本発明の表示装置は、そのような偏光フィルムを備えている。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（セルロースエステル溶液（ドープ）の調製）
下記の素材を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解、濾過し、ドープを調製した。
セルロースアセテートプロピオネート（アセチル基置換度＋プロピオニル基置換度＝２．４５）（Ｍｎ＝６００００、Ｍｗ＝１８００００、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．００）
１００質量部
トリフェニルフォスフェート ８質量部
エチルフタリルエチルグリコレート ２質量部
メチレンクロライド ３６０質量部
エタノール ６０質量部
チヌビン１０９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．５質量部
チヌビン１７１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．５質量部
アエロジル９７２Ｖ（日本アエロジル（株）製） ０．２質量部

（セルロースエステルフィルムの製造）
上記ドープおよび図５に記載の製造装置を用いて、セルロースエステルフィルムを製造した。詳しくは、まず、箱体２８（ステンレス製、容量１５ｍ^３）の内部を表１に示す雰囲気ガス（低粘性ガス）で満たし、低粘性ガスを箱体２８内に供給量３００ｍ^３／分で継続して供給しながら、減圧チャンバ２４（ステンレス製）による吸引を行った。ガス供給ブレード２９から表１に示すガス流２９０（高粘性ガス）を支持体１の表面に対して吹き付けた。ガス供給ブレード２９の流速および設置角度θは表１に示した。減圧チャンバ２４と支持体１との間隙は１ｍｍであり、間隙ばらつきは１０％であった。

次いで、１００ｍ／分で連続的に走行するステンレスベルト製支持体１（幅２０００ｍｍ、周長７５ｍ、表面温度２０℃）の上に、ドープ（３０℃）を、ダイス２の下部に配設された吐出口２３から吐出して、ダイス２と支持体１との間に流延ビード２１を形成するとともに、支持体１上に流延膜２２（１８００ｍｍ幅）を形成した（流延工程）。このとき、支持体１の表面温度は表１に示す通りであった。支持体１表面における流延ビード２１との接触地点ｒ_１と、ガス流２９０との接触地点ｒ_２との距離Ｌは２００ｍｍであった。間隙２７の圧力は−３００Ｐａであった。

流延を行った後は、フィルム側の乾燥機４からは４５℃の風を１０ｍ／秒の風速で送り、ステンレスベルト側の乾燥機３からは、４０℃の風を１０ｍ／秒で送り、ウェブを乾燥した（溶媒蒸発工程）。乾燥したウェブを剥離ロール５にて剥離した（剥離工程）。剥離工程直前におけるウェブ中の残留溶媒量は８０質量％であった。

剥離したフィルムを乾燥工程７に導入して、８０℃で１分間乾燥した（第１乾燥工程）。乾燥工程７ではロール７１を千鳥状に配置した装置を用いた。
乾燥したフィルムを延伸工程８（２軸延伸テンター）に導入し、残留溶媒量３質量％〜１０質量％である時に１５０℃の雰囲気下で幅方向に１．２５倍に延伸した。
延伸したフィルムを乾燥工程９に導入し、１２５℃で乾燥した（第２乾燥工程）。乾燥工程９ではロール９１を千鳥状に配置した装置を用いた。
次いで、巻き取り工程１０で、フィルムを巻取り機１０１で巻き取り、最終的に２０℃に冷却して、膜厚４０μｍ、幅１５００ｍｍの光学セルロースエステルフィルムを５０００ｍ長で得た。

＜実施例２〜２０／比較例１〜１０＞
低粘性ガスおよび高粘性ガスの条件を表１に示すように変更したこと、支持体１の表面温度および走行速度を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により光学フィルムを製造した。
実施例１６〜１８、比較例７において、高粘性ガスの吹き付けは行わなかった。

＜評価＞
（厚みムラ）
得られた光学フィルムの膜厚を、ＦＩＬＭ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＴＥＳＴＥＲ ＫＧ６０ＩＢ（Ａｎｒｉｔｓｕ社製）によって測定した。詳しくは、フィルムの幅方向および走行方向について任意の１００点で膜厚ｔの測定を行った。平均値ｔ_Ａおよび該平均値ｔ_Ａから最も離れた測定値ｔ_ｘについて、以下の式に基づいて厚みムラを算出した。
厚みムラ（％）＝｛｜ｔ_ｘ−ｔ_Ａ｜／ｔ_Ａ｝×１００
◎；厚みムラ≦１．３０％（最良）；
○；１．３０％＜厚みムラ≦１．７０％（良）；
△；１．７０％＜厚みムラ≦２．１０％（可；実用上問題なし）；
×；２．１０％＜厚みムラ（不可；実用上問題あり）。

（ヘイズ）
得られた光学フィルムのヘイズを、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に記載の方法に従って測定した。測定は日本電色工業（株）製の濁度計（ＮＤＨ２０００）を使用した。詳しくは、１０００ｍ毎に幅方向で５点の測定を、４回行い、平均値Ｈ_Ａを求めた。
◎；Ｈ_Ａ≦０．１５％（最良）；
○；０．１５％＜Ｈ_Ａ≦０．１７％（良）；
△；０．１７％＜Ｈ_Ａ≦０．２０％（可；実用上問題なし）；
×；０．２０％＜Ｈ_Ａ（不可；実用上問題あり）。

本発明に係る方法によって製造された光学フィルムは、例えば、偏光フィルム用保護フィルム、位相差フィルム、防眩フィルム、無反射フィルム、等としての使用に特に適している。

１：支持体
２：ダイス
２ａ：２ｂ：テーパー面
３：乾燥機
４：乾燥機
５：剥離ロール
７：乾燥工程
８：延伸工程
９：乾燥工程
１０：巻き取り工程
２１：流延ビード
２２：流延膜
２３：吐出口
２４：減圧チャンバ
２７：低粘性ガス雰囲気
２８：低粘性ガス雰囲気用箱体
２９：ガス供給ブレード（高粘性ガス用）
２９０：ガス流（高粘性ガス）

Claims (10)

1. 連続的に走行する表面温度２０℃以上の支持体の上に、高分子材料を含む溶液を、ダイスから吐出して、ダイスと支持体との間に流延ビードを形成するとともに、支持体上に流延膜を形成するに際し、流延ビードの支持体走行方向上流側を減圧する光学フィルムの製造方法であって、
   少なくとも流延ビードの支持体走行方向上流側の雰囲気を、２０℃での粘度が０．０１７０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ水蒸気量が１２．８ｇ／ｍ^３以下である低粘性ガスの雰囲気にすることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
2. 前記高分子材料を含む溶液のダイスから支持体への吐出を、前記低粘性ガスの雰囲気下で行う請求項１に記載の光学フィルムの製造方法。
3. 低粘性ガスが、二酸化炭素または水素の単独ガスであるか、または二酸化炭素、水素、空気、窒素、酸素、およびアルゴンからなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスである請求項１または２に記載の光学フィルムの製造方法。
4. 低粘性ガスが、二酸化炭素、水素、空気、および窒素からなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスのとき、二酸化炭素および水素の総混合比率が５０％以上である請求項３に記載の光学フィルムの製造方法。
5. 流延ビードの支持体走行方向上流側におけるダイスと支持体との間隙のさらに上流において、支持体表面に対して流速２０ｍ／ｓ以上のガス流を支持体の全幅にわたって吹き付け、
   ガス流の吹き付け方向と、支持体走行方向の反対方向とのなす角度が２０〜６０°である請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
6. 支持体表面における流延ビードとの接触地点と、ガス流との接触地点との距離が１０〜５００ｍｍである請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
7. 前記ガス流が、２０℃での粘度が０．０１７０ｍＰａ・ｓ超の高粘性ガスからなる請求項５または６に記載の光学フィルムの製造方法。
8. 高粘性ガスが、空気、窒素、酸素、ヘリウムまたはアルゴンの単独ガスであるか、または二酸化炭素、空気、窒素、酸素、ヘリウムおよびアルゴンからなる群から選択される２種類以上のガスからなる混合ガスである請求項７に記載の光学フィルムの製造方法。
9. 支持体の走行速度が１００〜１５０ｍ／分である請求項１〜８のいずれかに記載の光学フィルムの製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の方法によって製造された光学フィルム。

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