JP2013052600A - 環状バンドの移動方向制御装置、環状バンドの移動方向制御方法、流延設備、及び溶液製膜方法 - Google Patents
環状バンドの移動方向制御装置、環状バンドの移動方向制御方法、流延設備、及び溶液製膜方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】環状の流延バンド26は、テンションがかかった状態で水平ローラ24、25に掛け渡される。水平ローラ24は、モータ24Mにより、回転する。流延バンド26は、水平ローラ24、25の周りに形成された移動路を、循環移動する。水平ローラ24と水平ローラ25との間には、流延バンド26のY方向一端部を冷却する冷却部61Pと、流延バンド26のY方向他端部を冷却する冷却部61Qとが設けられる。また、制御ユニット67は、検知センサ65PB・65QBにより、流延バンド26が移動路から外れた方向を検知する。更に、制御ユニット67は、流延バンド26のうち移動路から外れた方向の端部を、外れた方向と反対側の端部よりも優先的に冷却する。
【選択図】図3
Description
図1に示すように、溶液製膜設備10は、ドープ12から湿潤フィルム13をつくる流延装置15と、湿潤フィルム13の乾燥によりフィルム16を得るクリップテンタ17と、湿潤フィルム13の乾燥を行う乾燥装置18と、フィルム16を巻き芯に巻き取る巻取装置19とを有する。
図1及び図2に示すように、流延装置15は、ケーシング23と、ケーシング23内に水平かつ互いに平行に並べられた水平ローラ24、25とを有する。水平ローラ24は、駆動軸24Aと、駆動軸24Aに軸着されたステンレス製のロール本体24Bとを備える。水平ローラ25は、軸25Aと、軸25Aに軸着されたステンレス製のロール本体25Bとを備える。水平ローラ24、25には環状の流延バンド26が巻き掛けられる。流延バンド26は、帯状のシート材の両端を連結することにより得られる。
流延室23Aには、流延ダイ40と減圧ユニット41とが設けられる。流延ダイ40は、ドープ12を流出するドープ流出口40Aを有し、ドープ流出口40Aが流延バンド26と近接するように、水平ローラ24の上方に配される。
乾燥室23Bには、流延膜43に所定の乾燥風を供給する第1乾燥ユニット51〜第2乾燥ユニット52が、X方向上流側から下流側に向かって、順次設けられる。第1乾燥ユニット51は、水平ローラ24,25に掛け渡された流延バンド26の上方に配される。第2乾燥ユニット52は、水平ローラ24,25に掛け渡された流延バンド26の下方に配される。
図2に示すように、水平ローラ24にはローラ温調機57が取り付けられ、水平ローラ25には、ローラ温調機58が取り付けられる。ローラ温調機57、58は、制御部の制御の下、所望の温度に調節された伝熱媒体を、ロール本体24B、25B内に設けられる流路中で循環させる。この伝熱媒体の循環により、ロール本体24B、25Bの温度を所望の温度に保つことができる。流延バンド26の流延面26A、特に流延膜43が形成される部分の温度は10℃〜40℃の範囲内で略一定に調節されることが好ましい。
図3に示すように、乾燥室23Bには、環状バンドの移動方向制御装置60が設けられる。環状バンドの移動方向制御装置60は、一端バンドテンション調節部であるバンド一端温調ユニット61Pと、他端バンドテンション調節部であるバンド他端温調ユニット61Qと、外れ検知部65と、制御ユニット67とを備える。なお、図2では、図が煩雑になるため、環状バンドの移動方向制御装置60を省略している。
図4及び図5に示すように、バンド一端温調ユニット61Pは、流延バンド26のうちY方向の一端部26EPに温調ガスをあてて一端部26EPの温度を調節するものであり、一端部26EPの流延面26A及び裏面26Bに対向するように設けられ温調ガス68が流通する一端温調ガスダクト61PAと、一端温調ガスダクト61PAへ温調ガス68を供給する一端温調ガス供給機61PBと、一端温調ガスダクト61PAを通った温調ガス68を吸引する一端温調ガス吸引機61PCとを備える。一端温調ガスダクト61PAのうち流延面26Aに対向するダクト面には、開口61POが設けられる。この開口61POにより、一端温調ガスダクト61PAに供給された温調ガス68は、一端部26EPに接触する。
バンド他端温調ユニット61Qは、バンド一端温調ユニット61Pと同様に、流延バンド26のうちY方向の他端部26EQに温調ガス68をあてて他端部26EQの温度を調節するものであり、他端部26EQの流延面26A及び裏面26Bに対向するように設けられ温調ガス68が流通する他端温調ガスダクト61QAと、他端温調ガスダクト61QAへ温調ガス68を供給する他端温調ガス供給機61QBと、他端温調ガスダクト61QAを通った温調ガス68を吸引する他端温調ガス吸引機61QCとを備える。他端温調ガスダクト61QAのうち流延面26Aに対向するダクト面には、開口61QOが設けられる。この開口61QOにより、他端温調ガスダクト61QAに供給された温調ガス68は、他端部26EQと接触する。
図4及び図7に示すように、外れ検知部65は、乾燥室23Bに設けられる。外れ検知部65は、流延バンド26の一端側に設けられた一端外れ検知部65Pと、流延バンド26の他端側に設けられた他端外れ検知部65Qとを備える。
一端外れ検知部65Pは、光源を内蔵し、光源からの検査光を外部へ出射する発光部65PAと、検査光を受光可能な光センサを内蔵し、光センサが発光部65PAからの検査光を検知したか否かを判定する受光部65PBとを備える。受光部65PBが検査光を検知した場合、受光部65PBは検知信号を出力する。発光部65PA及び受光部65PBは、発光部65PAから受光部65PBまでの検査光の光路70PXが、予め設定された流延バンド26の移動路26RのY方向の一端を通るように、設けられる。
他端外れ検知部65Qは、一端外れ検知部65Pと同様に、光源を内蔵し、光源からの検査光を外部へ出射する発光部65QAと、検査光を受光可能な光センサを内蔵し、光センサが発光部65QAからの検査光を検知したか否かを判定する受光部65QBとを備える。受光部65QBが検査光を検知した場合、受光部65QBは検知信号を出力する。発光部65QA及び受光部65QBは、発光部65QAから受光部65QBまでの検査光の光路70QXが、予め設定された流延バンド26の移動路26RのY方向の他端を通るように、設けられる。
図8に示すように、制御ユニット67は、一端温調ガス供給機61PBと、他端温調ガス供給機61QBと、受光部65PBと、受光部65QBとを制御するものであり、外れ方向判定部67Aと、バンドテンション制御部であるバンド温調制御部67Bとを備える。
図2に戻って、剥取室23Cには、剥取ローラ86が設けられる。剥取ローラ86は、剥ぎ取り可能な状態となった流延膜43を流延バンド26から剥ぎ取って湿潤フィルム13とし、剥取室23Cに設けられた出口23COから湿潤フィルム13を送り出す。
流延室23Aでは、流延バンド26上にドープ12からなる流延膜43を形成する流延工程が行われる。流延ダイ40は、ドープ流出口40Aからドープ12を連続的に流出する。流出したドープ12は、流延ダイ40から流延バンド26にかけてビードを形成し、流延バンド26上にて流れ延ばされる。こうして、流延バンド26上には、ドープ12からなる流延膜43が形成される(図9参照)。
乾燥室23Bでは、所定の乾燥風を流延膜43にあてて、流延膜43から溶剤を蒸発させる乾燥工程が行われる。乾燥工程は、流延膜43は、自立して搬送可能な状態となるまで行われる。乾燥工程では、第1乾燥工程と第2乾燥工程とが順次行われる。
第1乾燥工程では、流延膜43の表層に乾燥層43A(図10参照)が形成するまで、流延膜43から溶剤を蒸発させる。図2に示すように、第1乾燥ユニット51は、第1乾燥風51DAを第1給気口51AOから送り出す。
第2乾燥工程は、第2乾燥風52DAを用いて、自立して搬送可能な状態となるまで流延膜43から溶剤を蒸発させる。第2乾燥ユニット52は、流延膜43の膜面に沿って、X方向下流側から上流側に向かって第2乾燥風52DAを流す。このように、第2乾燥風52DAをX方向と逆向きに流すことにより、X方向に流す場合に比べて溶剤の蒸発が促進される。第2膜乾燥工程は、溶剤の含有量が20質量%以上150質量%以下の流延膜43に対して行うことが好ましい。第2乾燥風52DAの温度は40℃以上80℃以下であることが好ましい。また、第2乾燥風52DAの風速は5m/秒以上20m/秒以下であることが好ましい。
剥取室23Cでは、剥ぎ取り可能な状態となった流延膜43を流延バンド26から剥ぎ取る剥ぎ取り工程が行われる。剥取ローラ86は、剥ぎ取り可能な状態となった流延膜43を流延バンド26から剥ぎ取って湿潤フィルム13とし、剥取室23Cに設けられた出口23COから湿潤フィルム13を送り出す。剥取工程は、溶剤の含有量が20質量%以上80質量%以下の流延膜43に対して行うことが好ましい。
図13に示すように、一端バンドテンション調節部として、一端部26EPに一端用の溶剤を塗布する一端塗布ダイ100Pと、塗布された一端用の溶剤を蒸発させる一端溶剤蒸発機101Pと、一端塗布ダイ100Pへ一端用の溶剤を供給する一端溶剤ポンプ102Pとを備えるバンド一端温調ユニットを用いても良い。同様に、他端バンドテンション調節部として、他端部26EQに他端用の溶剤を塗布する他端塗布ダイ100Qと、塗布された他端用の溶剤を蒸発させる他端溶剤蒸発機101Qと、他端塗布ダイ100Qへ他端用の溶剤を供給する他端溶剤ポンプ102Qとを備えるバンド他端温調ユニットを用いても良い。
例えば、図15に示すように、一端バンドテンション調節部としてローラ一端温調ユニットを用い、他端バンドテンション調節部としてローラ他端温調ユニットを用いてもよい。ローラ一端温調ユニットは、ローラ本体24Bの一端部(以下、一端ローラ部と称する)24BPに温調ガスを送り出す一端温調ノズル110Pと、一端温調ノズル110Pに温調ガスを供給する一端温調ガス供給機111Pとを備える。ローラ他端温調ユニットは、ローラ本体24Bの他端部(以下、他端ローラ部と称する)24BQに温調ガスを送り出す他端温調ノズル110Qと、他端温調ノズル110Qに温調ガスを供給する他端温調ガス供給機111Qとを備える。
また、図17に示すように、一端ローラ部24BPに一端用の溶剤を塗布する一端塗布ダイ120Pと、塗布された一端用の溶剤を蒸発させる一端溶剤蒸発機121Pと、一端塗布ダイ120Pへ一端用の溶剤を供給する一端溶剤ポンプ122Pとを備えるローラ一端温調ユニットを用いても良い。同様に、他端ローラ部24BQに他端用の溶剤を塗布する他端塗布ダイ120Qと、塗布された他端用の溶剤を蒸発させる他端溶剤蒸発機121Qと、他端塗布ダイ120Pへ他端用の溶剤を供給する他端溶剤ポンプ122Qとを備えるローラ他端温調ユニットを用いても良い。
ローラ本体24B内に設けられた伝熱媒体の流路を、次のように設けても良い。図19及び図20に示すように、ローラ本体24BのうちY方向の一側ローラ部24BRに、一側内蔵流路130Rを設け、ローラ本体24BのうちY方向の他側ローラ部24BLに、他側内蔵流路130Lを設けてもよい。一側内蔵流路130Rや他側内蔵流路130Lは、ローラ本体24Bの周面近傍において螺旋状に形成されたことが好ましい。
Re=|n1−n2|×d
n1は遅相軸の屈折率,n2は進相軸2の屈折率,dはフィルムの厚み(膜厚)を表す
Rth={(n1+n2)/2−n3}×d
n3は厚み方向の屈折率を表す。
上記実施形態では、ポリマーフィルムの原料となるポリマーは、特に限定されず、例えば、セルロースアシレートや環状ポリオレフィン等がある。
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種類だけでも良いし、あるいは2種類以上のアシル基が使用されていても良い。2種類以上のアシル基を用いるときは、その1つがアセチル基であることが好ましい。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、すなわち、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好ましい。なお、以下の式(I)〜(III)において、A及びBは、アシル基の置換度を表わし、Aはアセチル基の置換度、またBは炭素原子数3〜22のアシル基の置換度である。なお、トリアセチルセルロース(TAC)の90重量%以上が0.1mm〜4mmの粒子であることが好ましい。
(I) 2.0≦A+B≦3.0
(II) 1.0≦ A ≦3.0
(III) 0 ≦ B ≦2.0
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。なお、本発明において、ドープとはポリマーを溶剤に溶解または分散して得られるポリマー溶液,分散液を意味している。
15 流延装置
26 流延バンド
43 流延膜
60 環状バンドの移動方向制御装置
61P バンド一端温調ユニット
61Q バンド他端温調ユニット
65 外れ検知部
67 制御ユニット
Claims (17)
- 平行に配された駆動ローラ及び従動ローラに巻き掛けられ、幅方向において予め設定された移動路上を前記駆動ローラの回転により移動可能なステンレス製の環状バンドの移動方向制御装置において、
前記環状バンドの幅方向一端部のテンションを調節可能な一端バンドテンション調節部と、
前記環状バンドの幅方向他端部のテンションを調節可能な他端バンドテンション調節部と、
前記環状バンドのうち前記移動路から外れた方向の端部における前記テンションが、前記外れた方向と反対側の端部における前記テンションよりも大きくなるように、前記一端バンドテンション調節部又は前記他端バンドテンション調節部を制御するバンドテンション制御部とを備えたことを特徴とする環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記一端バンドテンション調節部は前記環状バンドのうち前記幅方向一端側の温度を調節するバンド一端温調部を備え、
前記他端バンドテンション調節部は前記環状バンドのうち前記幅方向他端側の温度を調節するバンド他端温調部を備え、
前記バンドテンション制御部は、前記環状バンドのうち前記外れた方向の端部を、前記外れた方向と反対側の端部よりも優先的に冷却するように、前記バンド一端温調部及び前記バンド他端温調部を制御するバンド温調制御部を備えたことを特徴とする請求項1記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記バンド一端温調部は前記バンドの前記幅方向一端側へ温調ガスを供給し、
前記バンド他端温調部は前記バンドの前記幅方向他端側へ温調ガスを供給すること
を特徴とする請求項2項記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記バンド一端温調部は、
前記バンドの前記幅方向一端側へ一の液体を塗布する一端バンド塗布機と、
前記バンドの前記幅方向一端側に塗布された前記一の液体を蒸発させる一端バンド蒸発機とを有し、
前記バンド他端温調部は、
前記バンドの前記幅方向他端側へ他の液体を塗布する他端バンド塗布機と、
前記バンドの前記幅方向他端側に塗布された前記他の液体を蒸発させる他端バンド蒸発機とを有することを特徴とする請求項2または3記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記一端バンドテンション調節部は、前記駆動ローラ及び前記従動ローラのうちいずれかのローラの前記幅方向一端側の温度を調節するローラ一端温調部を備え、
前記他端バンドテンション調節部は、前記ローラの前記幅方向他端側の温度を調節するローラ他端温調部を備え、
前記バンドテンション制御部は、前記環状バンドのうち前記外れた方向の端部を、前記外れた方向と反対側の端部よりも優先的に冷却するように、前記ローラ一端温調部又は前記ローラ他端温調部を制御するローラ温調制御部を備えたことを特徴とする請求項1記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記ローラ一端温調部は前記ローラの前記幅方向一端側へ温調ガスを供給し、
前記ローラ他端温調部は前記ローラの前記幅方向他端側へ温調ガスを供給することを特徴とする請求項5記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記ローラは、
前記幅方向一端側に内蔵され、一端側温調用媒体が流通可能な一端流路と、
前記幅方向他端側に内蔵され、他端側温調用媒体が流通可能な他端流路とを有し、
前記ローラ一端温調部は前記一端側温調用媒体を前記一端流路へ供給し、
前記ローラ他端温調部は前記他端側温調用媒体を前記他端流路へ供給することを特徴とする請求項5または6記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記ローラ一端温調部は、
前記ローラの前記幅方向一端側へ一の液体を塗布する一端ローラ塗布機と、
前記ローラの前記幅方向一端側に塗布された前記一の液体を蒸発させる一端ローラ蒸発機とを有し、
前記ローラ他端温調部は、
前記ローラの前記幅方向他端側へ他の液体を塗布する他端ローラ塗布機と、
前記ローラの前記幅方向他端側に塗布された前記他の液体を蒸発させる他端ローラ蒸発機とを有することを特徴とする請求項5ないし7のうちいずれか1項記載の環状バンドの移動方向制御装置。 - 前記幅方向の一端側または他端側のいずれの方向に前記環状バンドが外れたか否かを判定する外れ方向判定部を備えたことを特徴とする請求項1ないし8のうちいずれか1項記載の環状バンドの移動方向制御装置。
- ポリマー及び溶剤を含むドープを前記環状バンドに向けて流出する流延ダイと、
前記流出したドープを支持する支持面を有し、前記ドープからなる膜を前記支持面上に形成する前記環状バンドと、
前記膜から前記溶剤を蒸発させる溶剤蒸発装置と、
前記膜を前記環状バンドから剥ぎ取る剥ぎ取り装置と、
請求項1ないし9のうちいずれか1項記載の環状バンドの移動方向制御装置とを備えたことを特徴とする流延設備。 - 前記環状バンドの幅方向両端部を冷却する両端部冷却装置を備えたことを特徴とする請求項10記載の流延設備。
- 前記両端部冷却装置は、前記バンドのうち前記ローラから離れた部分を冷却することを特徴とする請求項11記載の流延設備。
- 平行に配された駆動ローラ及び従動ローラに巻き掛けられ、幅方向において予め設定された移動路上を前記駆動ローラの回転により移動可能なステンレス製の環状バンドの移動方向制御方法において、
前記環状バンドのうち前記移動路から外れた方向の端部における前記テンションが、当該方向と反対側の端部における前記テンションよりも大きくなるように、前記環状バンドの幅方向一端側の前記テンションを調節可能な一端バンドテンション調節部と、前記環状バンドの幅方向他端側の前記テンションを調節可能な他端バンドテンション調節部とを制御するバンドテンションバランス工程を有することを特徴とする環状バンドの移動方向制御方法。 - 前記幅方向の一端側または他端側のいずれの方向に前記環状バンドが外れたか否かを判定する外れ方向判定工程を有することを特徴とする請求項13記載の環状バンドの移動方向制御方法。
- 前記環状バンドに向けて、ポリマー及び溶剤を含むドープを流出して、前記環状バンドのバンド面に前記ドープからなる膜を形成する膜形成工程と、
前記バンド面上の前記膜に風をあてて前記膜から前記溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、
前記膜乾燥工程を経た前記膜を前記環状バンドから剥ぎ取る剥取工程と、
請求項13または14記載の環状バンドの移動方向制御方法が行われる移動制御工程とを有することを特徴とする溶液製膜方法。 - 前記環状バンドの幅方向両端部を冷却する両端部冷却工程を、前記膜乾燥工程と並行して行なうことを特徴とする請求項15記載の溶液製膜方法。
- 前記両端部冷却工程と前記膜乾燥工程とを同時に開始することを特徴とする請求項16記載の溶液製膜方法。
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