JP2014193601A - Die head, manufacturing method of the same, and manufacturing method of film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die head in which occurrence of crack in providing a DLC film for a base of the die head is suppressed, a manufacturing method of die head, and a manufacturing method of film.SOLUTION: A casting die includes a detachable die head 82 at a dope outlet. The die head 82 has a base 85, a foundation layer 92, and a DLC film 86. The base 85 consists of stainless steel. The foundation layer 92 consists of tungsten carbide (WC). The DLC film 86 is formed on the foundation layer 92. In forming the DLC film 86, combination of a coefficient of linear expansion between the base 85 and the foundation layer 92, a length LY of the base 85 in a longitudinal direction, heating temperature in a vapor phase film deposition method is determined such that stress that works on the foundation layer 92, which is obtained from external force caused by thermal expansion distortion between the base 85 and the foundation layer 92, becomes less than rupture stress of the foundation layer 92. The foundation layer 92 and the DLC film 86 are formed based on the combination.

Description

本発明は、ダイヘッド及びその製造方法並びにフィルムの製造方法に関する。   The present invention relates to a die head, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a film.

光透過性を有するポリマーフィルム(以下、フィルムと称する)は軽量であり、成形が容易であるため、光学フィ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ィルムは、写真感光用フィルムの他、液晶表示装置の光学フィルム(偏光板保護フィルムや位相差フィルム等)として用いられている。   Polymer films having light permeability (hereinafter referred to as films) are lightweight and easy to mold, and thus are widely used as optical films. Among these, cellulose ester films using cellulose acylate are used as optical films (polarizing plate protective films, retardation films, etc.) for liquid crystal display devices in addition to photographic photosensitive films.

フィルムの主な製造方法として溶液製膜方法が知られている。溶液製膜方法では、膜形成工程と膜乾燥工程と剥取工程とフィルム乾燥工程とが順次行われる。膜形成工程では、流延ダイを用いて、ポリマーと溶剤とを含むポリマー溶液(以下、ドープと称する)を流出し、移動する支持体の上に流延膜を形成する。膜乾燥工程では、流延膜が自立して搬送可能になるまで、流延膜から溶剤を蒸発させたり、流延膜を冷却したりする。剥取工程では、膜乾燥工程を経た流延膜を支持体から剥がして湿潤フィルムとする。フィルム乾燥工程では、湿潤フィルムから溶剤を蒸発させてフィルムとする。   A solution casting method is known as a main method for producing a film. In the solution casting method, a film forming process, a film drying process, a stripping process, and a film drying process are sequentially performed. In the film forming step, a casting solution is formed on a moving support by using a casting die to flow out a polymer solution containing a polymer and a solvent (hereinafter referred to as a dope). In the film drying step, the solvent is evaporated from the cast film or the cast film is cooled until the cast film becomes self-supporting and can be conveyed. In the peeling process, the cast film that has undergone the film drying process is peeled off from the support to form a wet film. In the film drying step, the solvent is evaporated from the wet film to obtain a film.

流延ダイは、支持体の移動方向に並設された1対のリップ板と、これら1対のリップ板の両側端部を覆う1対の側板と、1対のリップ板及び1対の側板によって囲まれてなる流路とを有する。ドープの流れ方向に直交する断面において、流路はスリット状に形成される。スリットは、支持体の移動方向へ延びる短辺と、支持体の移動方向に直交する方向(幅方向)に延びる長辺とからなる細長い矩形に形成される。リップ板や側板は、熱膨張率が小さく、ドープに用いられる溶剤に対して溶解性が低いステンレスから形成される。ステンレスは、例えば、SUS316L等である。   The casting die includes a pair of lip plates arranged in parallel in the moving direction of the support, a pair of side plates that cover both side ends of the pair of lip plates, a pair of lip plates, and a pair of side plates. And a flow path surrounded by. In the cross section orthogonal to the flow direction of the dope, the flow path is formed in a slit shape. The slit is formed in an elongated rectangle composed of a short side extending in the moving direction of the support and a long side extending in a direction (width direction) orthogonal to the moving direction of the support. The lip plate and the side plate are made of stainless steel having a low coefficient of thermal expansion and low solubility in the solvent used for the dope. The stainless steel is, for example, SUS316L.

流延ダイは、移動する支持体に向けて流路の出口からドープを流出する。この結果、リップ板の先端部と支持体との間にはビードが形成される。膜形成工程において、ビードが不安定になると、流延膜に厚みむらが生じてしまう。このため、ビード形成の起点となるリップ板の先端部を尖鋭化することにより、ビードの安定化を図っている。   The casting die flows out of the dope from the outlet of the channel toward the moving support. As a result, a bead is formed between the tip of the lip plate and the support. If the bead becomes unstable in the film forming step, unevenness of thickness occurs in the cast film. For this reason, the bead is stabilized by sharpening the tip of the lip plate that is the starting point of bead formation.

ところが、SUS316Lは、ビッカース硬度がHv180程度と比較的軟らかいため、機械加工による先端部の尖鋭化が非常に困難である。このため、リップ板の先端部にSUS316Lよりも硬質な超硬層を設け、この超硬層に対して所定の機械加工により、リップ板の先端部を尖鋭化している。この超硬層としては、例えば特許文献1に開示されているように、炭化タングステン(WC)層が知られている。   However, since SUS316L is relatively soft with a Vickers hardness of about Hv180, it is very difficult to sharpen the tip by machining. For this reason, a cemented carbide layer harder than SUS316L is provided at the tip of the lip plate, and the tip of the lip plate is sharpened by a predetermined machining on the cemented carbide layer. As this super hard layer, for example, as disclosed in Patent Document 1, a tungsten carbide (WC) layer is known.

また、リップ板の先端部の好ましい形状は、フィルムの製造条件によって変わる。このため、リップ板を、流路の入口をなすリップ板本体と流路の出口をなす先端部(以下、ダイヘッドと称する)に分け、リップ板本体にダイヘッドを着脱自在に設ける。このようなダイヘッドを選択して使用することで、1つの製造ラインにおいて、多品種のフィルムを切り替えて製造することが容易となる。   Moreover, the preferable shape of the front-end | tip part of a lip board changes with film manufacturing conditions. For this reason, the lip plate is divided into a lip plate main body that forms the inlet of the flow path and a tip portion (hereinafter referred to as a die head) that forms the outlet of the flow path, and the die head is detachably provided on the lip plate main body. By selecting and using such a die head, it becomes easy to switch and manufacture various types of films in one production line.

ところで、膜形成工程を長時間連続して行うと、ダイヘッドに設けられた炭化タングステン層が腐食してしまう。炭化タングステン層の腐食は、バインダー金属(コバルト原子等)の溶出に起因する。炭化タングステン層が腐食したままの状態で流延ダイを用いると、炭化タングステン層が剥がれ、この剥がれに起因して、フィルムの表面にすじ(筋)が生じる故障が発生してしまう。このため、膜形成工程を一定時間行う度に膜形成工程を停止してダイヘッドを新しいものに交換せざるを得ず、フィルムの生産効率が低下してしまう。   By the way, when the film forming process is continuously performed for a long time, the tungsten carbide layer provided on the die head is corroded. Corrosion of the tungsten carbide layer is caused by elution of a binder metal (such as cobalt atoms). If the casting die is used in a state where the tungsten carbide layer is corroded, the tungsten carbide layer is peeled off, and due to this peeling, a failure in which streaks (streaks) are generated on the surface of the film occurs. For this reason, every time the film forming process is performed for a certain period of time, the film forming process must be stopped and the die head replaced with a new one, and the production efficiency of the film is lowered.

このような背景から、特許文献2に開示されているように、炭化タングステン層よりも長寿命であって、安定したDLC(Diamond Like Carbon)膜をダイヘッドに形成することが行われている。また、液晶表示装置の大型化に伴い、幅広な光学フィルムの需要が急増している。幅広な光学フィルムを製造するためには、1対の側板の間隔を従来よりも大きくし、リップ板本体やダイヘッドを長くしなければならない。このダイヘッドを長くすると、DLC膜形成時に生じるダイヘッドの反りの量が増大する。反りが生じたダイヘッドは、リップ板本体への取り付けが困難となる。このため、特許文献2では、DLC膜を130℃以上200℃以下の加熱温度で形成することにより、ダイヘッドの反りを一定範囲に抑えている。   From such a background, as disclosed in Patent Document 2, a DLC (Diamond Like Carbon) film having a longer life than a tungsten carbide layer and stable is formed on a die head. In addition, with the increase in size of liquid crystal display devices, the demand for wide optical films is rapidly increasing. In order to manufacture a wide optical film, the distance between the pair of side plates must be made larger than before, and the lip plate body and die head must be lengthened. When this die head is lengthened, the amount of warpage of the die head that occurs when the DLC film is formed increases. It is difficult to attach the warped die head to the lip plate body. For this reason, in Patent Document 2, the warpage of the die head is suppressed to a certain range by forming the DLC film at a heating temperature of 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.

特開2003−200097号公報JP 2003-200097 A 特開2012−148442号公報JP 2012-148442 A

しかしながら、DLC膜を表面に有し反りを抑えたダイヘッドを、流延ダイのドープ流出口に取り付けて、溶液製膜した場合に、製膜開始直後はフィルムの表面にすじが生じる故障が発生することはないものの、製膜を長時間連続して行うと、すじ状故障が発生することが判り、対策が望まれていた。このようなすじ状故障は、フィルムの幅広化に対応させた長い出口形状の流延ダイを用いると、発生率が高くなる。   However, when a die head having a DLC film on the surface and suppressing warpage is attached to the dope outlet of the casting die and solution film formation is performed, a failure that causes streaks on the film surface occurs immediately after the start of film formation. However, it has been found that streak-like failure occurs when film formation is performed continuously for a long time, and a countermeasure has been desired. Such a streak-like failure becomes higher when a long outlet-shaped casting die corresponding to the widening of the film is used.

本発明はこのような課題を解決するものであり、フィルムの幅広化に対応したダイヘッド及びその製造方法並びにフィルムの製造方法を提供することを目的とする。   This invention solves such a subject, and it aims at providing the die head corresponding to the widening of a film, its manufacturing method, and the manufacturing method of a film.

上記すじ状故障の発生原因を検討したところ、DLC膜や下地層に微細なクラックが発生しており、クラックやこのクラックに起因するDLC膜の剥がれによって、すじ状故障が発生している知見を得た。この知見に基づき、鋭意検討した結果、微細なクラックは、DLC膜を成形する際に、下地層とベースとの間で発生する熱膨張歪みに起因して発生することが判明した。   As a result of examining the cause of the occurrence of the streak-like failure, it was found that fine cracks occurred in the DLC film and the underlayer, and that the streak-like failure was caused by the crack and the peeling of the DLC film caused by the crack. Obtained. As a result of intensive studies based on this knowledge, it has been found that fine cracks are generated due to thermal expansion strain generated between the underlayer and the base when the DLC film is formed.

本発明は上記知見に基づきなされたものであり、ポリマー及び溶剤を含むドープを支持体に流出する流延ダイのドープ流出口に取り付けられるダイヘッドであって、ステンレス製のベースと、ベースの上に超硬材料で形成される下地層と、下地層の上に形成されるDLC膜と、DLC膜形成の際の下記条件の組み合わせとを備える。条件の組み合わせは、DLC膜を形成する際の温度上昇によるベースと下地層との熱膨張歪みによって下地層に作用する応力σ1が、下地層の破断応力σ2未満となる組み合わせで、ベースと下地層との各線膨張係数、ベースの長手方向の長さ、DLC膜を形成する際の加熱温度からなる。   The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and is a die head attached to a dope outlet of a casting die for flowing a dope containing a polymer and a solvent to a support, and a base made of stainless steel, on the base A base layer formed of a super hard material, a DLC film formed on the base layer, and a combination of the following conditions when forming the DLC film are provided. The combination of conditions is a combination in which the stress σ1 acting on the underlayer due to the thermal expansion strain between the base and the underlayer due to the temperature rise when forming the DLC film is less than the breaking stress σ2 of the underlayer. And the linear expansion coefficient, the length of the base in the longitudinal direction, and the heating temperature when forming the DLC film.

ベースに作用する圧縮力をPB、下地層に作用する引っ張り力をPL、ベースの長手方向に直交する断面における下地層の断面積をALとした際に、下地層に作用する応力σ1を、σ1=(PB−PL)/ALにより求めることが好ましい。   When the compressive force acting on the base is PB, the tensile force acting on the base layer is PL, and the cross-sectional area of the base layer in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the base is AL, the stress σ1 acting on the base layer is σ1 = (PB-PL) / AL is preferable.

ベースは細長い柱体であり、長手方向の長さをLYとし、長手方向に直交する断面における最大長さをLWとした際にLY≧50・LWであり、長さLYが1500mm以上であり、下地層の厚みが70μm以上130μm以下であり、DLC膜の厚みが0.7μm以上2μm以下であることが好ましい。   The base is an elongated column body, where LY ≧ 50 · LW when the length in the longitudinal direction is LY and the maximum length in a cross section perpendicular to the longitudinal direction is LW, and the length LY is 1500 mm or more, The thickness of the underlayer is preferably 70 μm or more and 130 μm or less, and the thickness of the DLC film is preferably 0.7 μm or more and 2 μm or less.

ベースがSUS316L、SUS329J1、SUS630のいずれか一つから形成されており、下地層が炭化タングステンから形成されていることが好ましい。   It is preferable that the base is formed of any one of SUS316L, SUS329J1, and SUS630, and the underlayer is formed of tungsten carbide.

下地層とDLC膜との硬度差が500Hv以下であることが好ましい。また、DLC膜は気相成膜法により形成され、硬度が1300Hv以上であることが好ましい。   The difference in hardness between the underlayer and the DLC film is preferably 500 Hv or less. The DLC film is preferably formed by a vapor deposition method and has a hardness of 1300 Hv or more.

気相成膜法は、イオン化蒸着、イオンプレーティング、プラズマCVDのいずれか一つであることが好ましい。   The vapor deposition method is preferably any one of ionized vapor deposition, ion plating, and plasma CVD.

本発明のフィルムの製造方法は、上記ダイヘッドを有する流延ダイを用いて、支持体の上にドープからなる膜を形成する膜形成工程と、膜が自立して搬送可能となるまで膜から溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、膜を支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥取工程と、湿潤フィルムから溶剤を蒸発させてフィルムとするフィルム乾燥工程とを含むことが好ましい。   The method for producing a film of the present invention includes a film forming step of forming a film made of a dope on a support using a casting die having the die head, and a solvent from the film until the film can be carried independently. It is preferable to include a film drying process for evaporating the film, a peeling process for peeling the film from the support to obtain a wet film, and a film drying process for evaporating the solvent from the wet film to obtain a film.

本発明のダイヘッドの製造方法は、ポリマー及び溶剤を含むドープを流出する流延ダイのドープ流出口に取り付けられるダイヘッドの製造方法であって、下地層形成工程と、DLC膜形成工程と、クラック阻止適合条件の判定工程とを含む。下地層形成工程は、ステンレス製のベースの上に、超硬材料を有する下地層を形成する。DLC膜形成工程は、下地層の上に気相成膜法によりDLC膜を形成する。クラック阻止適合条件の判定工程は、DLC膜形成工程におけるベースと下地層との熱膨張歪みにより求められる下地層に作用する応力を、下地層の破断応力未満にするために、ベースと下地層との各線膨張係数、ベースの長手方向の長さ、気相成膜法における加熱温度の組み合わせを決定する。この組み合わせに基づき下地層形成工程とDLC膜形成工程とが行われる。   The die head manufacturing method of the present invention is a die head manufacturing method that is attached to a dope outlet of a casting die that flows out a dope containing a polymer and a solvent, and includes an underlayer forming step, a DLC film forming step, and crack prevention And a determination step of conformity conditions. In the base layer forming step, a base layer having a super hard material is formed on a stainless base. In the DLC film forming step, a DLC film is formed on the underlayer by a vapor deposition method. In order to make the stress acting on the underlayer determined by the thermal expansion strain between the base and the underlayer in the DLC film forming step less than the breaking stress of the underlayer, The combination of the linear expansion coefficient, the length of the base in the longitudinal direction, and the heating temperature in the vapor phase film forming method is determined. Based on this combination, a base layer forming step and a DLC film forming step are performed.

ベースに作用する圧縮力をPB、下地層に作用する引っ張り力をPL、ベースの長手方向に直交する断面における下地層の断面積をALとした場合に、下地層に作用する応力σ1を、σ1=(PB−PL)/ALにより求めることが好ましい。   When the compressive force acting on the base is PB, the tensile force acting on the base layer is PL, and the cross-sectional area of the base layer in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the base is AL, the stress σ1 acting on the base layer is σ1 = (PB-PL) / AL is preferable.

気相成膜法は、イオン化蒸着、イオンプレーティング、プラズマCVDのいずれか一つであることが好ましい。   The vapor deposition method is preferably any one of ionized vapor deposition, ion plating, and plasma CVD.

本発明によれば、下地層に対してDLC膜を形成する際に、下地層やDLC膜のクラックの発生が抑えられ、クラックの無いDLC膜からなるダイヘッドが得られる。このようなダイヘッドを備えた流延ダイを用いることにより、クラックに起因するDLC膜の剥がれが無くなる。また、剥がれに起因してDLC膜による低摩擦特性が部分的に低下するため、この低下部分のダイヘッド出口に、ドープ固形物が発生し成長することがあるが、剥がれが無くなることにより、このドープ固形物の発生・成長が抑えられる。したがって、ドープ固形物を除去するために、流延を中断して、ダイヘッドを洗浄する回数を大幅に減らすことができ、流延中断による製品ロスが少なくなり、連続且つ安定してフィルムを製造することができる。また、フィルムの幅広化に対しても、これらの効果は得られる。   According to the present invention, when the DLC film is formed on the underlayer, the generation of cracks in the underlayer and the DLC film is suppressed, and a die head composed of the DLC film without cracks can be obtained. By using a casting die having such a die head, the DLC film is not peeled off due to cracks. In addition, since the low friction characteristic due to the DLC film is partially lowered due to peeling, dope solids may be generated and grow at the die head exit of the lowered portion. Generation and growth of solid materials can be suppressed. Therefore, in order to remove the dope solids, the casting can be interrupted to greatly reduce the number of times the die head is washed, and the product loss due to the casting interruption is reduced, and the film is manufactured continuously and stably. be able to. Also, these effects can be obtained for widening the film.

溶液製膜設備の一例の概要を示す側面図である。It is a side view which shows the outline | summary of an example of solution casting apparatus. 流延室内の流延ダイ、流延ドラム等の一例の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of examples, such as a casting die in a casting chamber, a casting drum. 流延ダイの先端部分の一例の概要を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the outline | summary of an example of the front-end | tip part of a casting die. 流延ダイの一例の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of an example of a casting die. 流延ダイの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a casting die. 流延ダイに設けられた流路の一例の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of an example of the flow path provided in the casting die. 流路の概要の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the outline | summary of a flow path. リップ板本体とダイヘッドとを有するリップ板の一例の概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline | summary of an example of the lip plate which has a lip plate main body and a die head. リップ板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a lip board. ダイヘッドの概要の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the outline | summary of a die head. 出口を構成するリップ板の先端部分の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the front-end | tip part of the lip board which comprises an exit. ベースと下地層の概要の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the outline | summary of a base and a base layer. DLC膜形成装置の一例の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of an example of a DLC film forming apparatus. 固定具に取り付けられたダイヘッドの概要の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the outline | summary of the die head attached to the fixing tool. 固定具及びダイヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a fixing tool and a die head. ダイヘッドの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of a die head.

(溶液製膜設備)
溶液製膜設備の一例を示す図1において、溶液製膜設備10は、流延室12とピンテンタ13と乾燥室15と冷却室16と巻取室17とを有する。流延室12には、流延ダイ21、流延ドラム22(支持体)、減圧チャンバ23、剥取ローラ24が設けられる。
(Solution casting equipment)
In FIG. 1 showing an example of the solution casting equipment, the solution casting equipment 10 includes a casting chamber 12, a pin tenter 13, a drying chamber 15, a cooling chamber 16, and a winding chamber 17. The casting chamber 12 is provided with a casting die 21, a casting drum 22 (support), a decompression chamber 23, and a peeling roller 24.

図2に示すように、流延ドラム22は、水平に配される駆動軸22aと、駆動軸22aに固定されるドラム本体22bとを備える。駆動軸22aは駆動装置(図示しない)に接続される。流延ドラム22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点から、SUS316L製であることがより好ましい。   As shown in FIG. 2, the casting drum 22 includes a drive shaft 22a disposed horizontally and a drum body 22b fixed to the drive shaft 22a. The drive shaft 22a is connected to a drive device (not shown). The casting drum 22 is preferably made of stainless steel, and more preferably made of SUS316L because it has sufficient corrosion resistance and strength.

図3に示すように、流延ダイ21は、内部に流路29を有する。流延ダイ21の下部先端部分には、流路29の出口29oが開口する。流延ダイ21は、出口29oが流延ドラム22の周面22cと近接するように配される。流延ダイ21の詳細は後述する。流延ドラム22の回転により、出口29oの近傍では、周面22cが所定の速度でX方向へ移動する。なお、X方向は流延ドラム22の回転方向を示し、Y方向はX方向に直交する方向(流延膜34の幅方向)を示し、Z方向はX方向及びY方向を含むXY面に直交する方向(流延ダイ21の高さ方向)を示している。   As shown in FIG. 3, the casting die 21 has a flow path 29 inside. An outlet 29o of the flow path 29 opens at the lower end portion of the casting die 21. The casting die 21 is disposed so that the outlet 29 o is close to the peripheral surface 22 c of the casting drum 22. Details of the casting die 21 will be described later. Due to the rotation of the casting drum 22, in the vicinity of the outlet 29o, the peripheral surface 22c moves in the X direction at a predetermined speed. The X direction indicates the direction of rotation of the casting drum 22, the Y direction indicates a direction orthogonal to the X direction (the width direction of the casting film 34), and the Z direction is orthogonal to the XY plane including the X direction and the Y direction. Direction (height direction of the casting die 21).

流延ダイ21の流路29にはドープ28が送られる。ドープ28は、出口29oから周面22cに向けてドープ28を流出する。出口29oから出て周面22cに達するまでのドープ28により、ビード33が形成される。周面22cに到達したドープ28は、周面22c上でX方向に延ばされる結果、帯状の流延膜34になる。このようにして、流延ダイ21及び流延ドラム22により流延膜34を形成する膜形成工程が行われる。   The dope 28 is sent to the flow path 29 of the casting die 21. The dope 28 flows out from the outlet 29o toward the peripheral surface 22c. A bead 33 is formed by the dope 28 from the outlet 29o to the peripheral surface 22c. The dope 28 that has reached the peripheral surface 22 c is extended in the X direction on the peripheral surface 22 c, resulting in a belt-shaped casting film 34. In this way, the film forming step of forming the casting film 34 by the casting die 21 and the casting drum 22 is performed.

減圧チャンバ23は、流延ダイ21よりもX方向の上流側に配置される。図示しないコントローラの制御により、減圧チャンバ23は、ビード33のX方向上流側の気体を吸引する。この気体の吸引により、ビード33の上流側の圧力がビード33の下流側の圧力よりも低い状態になる。減圧チャンバ23により、周面22cの移動に伴って発生し、周面22cの近傍にてX方向に流れる同伴風を吸引することができる。したがって、同伴風との衝突によるビード33の振動が抑えられる。また、吸引によりビード33の長さが短くなり、短くなった分に対応してビード33の振動が抑えられる。   The decompression chamber 23 is disposed upstream of the casting die 21 in the X direction. Under the control of a controller (not shown), the decompression chamber 23 sucks the gas upstream of the beads 33 in the X direction. Due to the suction of the gas, the pressure on the upstream side of the bead 33 becomes lower than the pressure on the downstream side of the bead 33. The decompression chamber 23 can suck accompanying air that is generated along with the movement of the peripheral surface 22c and flows in the X direction in the vicinity of the peripheral surface 22c. Therefore, the vibration of the bead 33 due to the collision with the accompanying wind is suppressed. Further, the length of the bead 33 is shortened by suction, and the vibration of the bead 33 is suppressed corresponding to the shortened length.

流延ドラム22には温調装置32が接続される。温調装置32は、伝熱媒体の温度を調節する温度調節部を内蔵する。温調装置32は、温度調節部と流延ドラム22内に設けられる流路との間で、所望の温度に調節された伝熱媒体を循環させる。この伝熱媒体の循環により、流延ドラム22の周面22cの温度を所望の温度に保つことができる。また、溶液製膜設備10には、流延室12内の雰囲気に含まれる溶剤を凝縮する凝縮装置、及び凝縮した溶剤を回収する回収装置が設けられており、流延室12内の雰囲気に含まれる溶剤の濃度が一定の範囲に保たれている。このようにして、流延ドラム22では、流延膜34から溶剤を蒸発させる膜乾燥工程が行われる。   A temperature control device 32 is connected to the casting drum 22. The temperature adjustment device 32 includes a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the heat transfer medium. The temperature control device 32 circulates the heat transfer medium adjusted to a desired temperature between the temperature adjusting unit and the flow path provided in the casting drum 22. By circulating the heat transfer medium, the temperature of the peripheral surface 22c of the casting drum 22 can be maintained at a desired temperature. The solution casting apparatus 10 is provided with a condensing device for condensing the solvent contained in the atmosphere in the casting chamber 12 and a collecting device for collecting the condensed solvent. The concentration of the solvent contained is kept within a certain range. Thus, in the casting drum 22, a film drying process for evaporating the solvent from the casting film 34 is performed.

剥取ローラ24は、流延ダイ21よりもX方向の下流側に配される。剥取ローラ24は、周面22c上に形成された流延膜34を剥ぎ取って、湿潤フィルム35とする剥取工程を行う。湿潤フィルム35は、流延室12の下流側へ案内される。   The stripping roller 24 is disposed downstream of the casting die 21 in the X direction. The stripping roller 24 performs a stripping process in which the casting film 34 formed on the peripheral surface 22 c is stripped to form a wet film 35. The wet film 35 is guided downstream of the casting chamber 12.

図1に示すように、流延室12の下流には、ピンテンタ13、乾燥室15、冷却室16、巻取室17が順に配置されている。流延室12とピンテンタ13との間には渡り部40を有する。渡り部40には支持ローラ41が複数並べられている。支持ローラ41は、図示しないモータにより回転する。支持ローラ41は、湿潤フィルム35を支持して、ピンテンタ13へ案内する。なお、渡り部40の支持ローラ41の本数は2本に限られず、1個以上であれば良い。また、支持ローラ41はフリーローラでもよい。   As shown in FIG. 1, a pin tenter 13, a drying chamber 15, a cooling chamber 16, and a winding chamber 17 are sequentially arranged downstream of the casting chamber 12. A crossover 40 is provided between the casting chamber 12 and the pin tenter 13. A plurality of support rollers 41 are arranged in the transition part 40. The support roller 41 is rotated by a motor (not shown). The support roller 41 supports the wet film 35 and guides it to the pin tenter 13. Note that the number of the support rollers 41 of the crossover portion 40 is not limited to two, and may be one or more. The support roller 41 may be a free roller.

ピンテンタ13は、1対の環状のチェーンとプーリと乾燥風供給器とを有する。環状のチェーンは、一定ピッチで取り付けられた複数のピンを有する。複数のピンは、湿潤フィルム35の幅方向の両端を貫通して保持する。環状チェーンはプーリ間に掛け巡らされて循環走行する。乾燥風供給器は、ピンにより保持される湿潤フィルム35に乾燥風を供給する。ピンテンタ13の入り口にはブラシが設けられる。ブラシは、湿潤フィルム35の両側部を押圧し、ピンを湿潤フィルム35に貫通させる。ピンにより両側部が保持された湿潤フィルム35は、環状チェーンの循環走行により搬送される。この搬送中に、乾燥風との接触により、湿潤フィルム35から溶剤が蒸発し、フィルム45となる。このようにして、渡り部40からピンテンタ13にかけて、湿潤フィルム35から溶剤を蒸発させてフィルム45とするフィルム乾燥工程が行われる。   The pin tenter 13 has a pair of annular chains, pulleys, and a dry air supply device. The annular chain has a plurality of pins attached at a constant pitch. The plurality of pins pass through and hold both ends of the wet film 35 in the width direction. The annular chain is circulated between pulleys. The dry air supply device supplies dry air to the wet film 35 held by the pins. A brush is provided at the entrance of the pin tenter 13. The brush presses both sides of the wet film 35 and causes the pins to penetrate the wet film 35. The wet film 35 whose both sides are held by the pins is conveyed by circulating travel of the annular chain. During this conveyance, the solvent evaporates from the wet film 35 by the contact with the dry air, and the film 45 is obtained. In this way, a film drying process is performed from the transition part 40 to the pin tenter 13 to evaporate the solvent from the wet film 35 to obtain the film 45.

ピンテンタ13と乾燥室15との間にはサイドスリッタ47が設けられている。サイドスリッタ47は、ピンによる貫通孔が残ったフィルム両側部を中央部から切り落とす。切り離された両側部は、カットブロワを介してクラッシャ(共に図示せず)へ送られて細かく切断され、ドープ等の原料として再利用される。   A side slitter 47 is provided between the pin tenter 13 and the drying chamber 15. The side slitter 47 cuts off both sides of the film where the through-holes by the pins remain from the center. The separated both sides are sent to a crusher (both not shown) via a cut blower, and are cut into small pieces and reused as raw materials for dopes and the like.

乾燥室15は、多数のローラ49を有する。フィルム45はローラ49に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いる。乾燥室15ではフィルム45の乾燥処理が行われる。乾燥室15には吸着回収装置52が接続される。吸着回収装置52は、フィルム45から蒸発した溶剤を吸着により回収する。   The drying chamber 15 has a large number of rollers 49. The film 45 is wound around a roller 49 and conveyed. The temperature and humidity of the atmosphere in the drying chamber 15 are adjusted by an air conditioner (not shown). In the drying chamber 15, the film 45 is dried. An adsorption recovery device 52 is connected to the drying chamber 15. The adsorption recovery device 52 recovers the solvent evaporated from the film 45 by adsorption.

冷却室16は、フィルム45の温度が略室温となるまで、フィルム45を冷却する。冷却室16及び巻取室17の間には、上流側から順に、除電バー54、ナーリング付与ローラ55、サイドスリッタ56が設けられる。除電バー54は、帯電したフィルム45から電気を除く除電処理を行う。ナーリング付与ローラ55は、フィルム45の両側部に巻き取り用のナーリングを付与する。サイドスリッタ56は、ナーリングを製品フィルム側に残すようにフィルム45の両側部を切り離す。   The cooling chamber 16 cools the film 45 until the temperature of the film 45 reaches substantially room temperature. Between the cooling chamber 16 and the winding chamber 17, a static elimination bar 54, a knurling roller 55, and a side slitter 56 are provided in order from the upstream side. The neutralization bar 54 performs a neutralization process for removing electricity from the charged film 45. The knurling roller 55 applies a winding knurling to both sides of the film 45. The side slitter 56 cuts off both sides of the film 45 so as to leave a knurling on the product film side.

巻取室17は巻取機63を有する。巻取機63は、巻き芯62にフィルム45を巻き付けてロール状に巻き取る。プレスローラ61は、フィルム45を巻き芯62側に押し付ける。   The winding chamber 17 has a winder 63. The winder 63 winds the film 45 around the winding core 62 in a roll shape. The press roller 61 presses the film 45 against the winding core 62 side.

図4に示すように、流延ダイ21は、ステンレス製(SUS316やSUS316L等)の1対の側板71と、1対のリップ板72とを有する。1対のリップ板72は向き合って密着する。図5に示すように、リップ板72の密着面には流路形成面72aが形成され、この流路形成面72aによって、図6に示すように流路29が形成される。1対の側板71はリップ板72の両端面72bを覆うように取り付けられる。この側板71により、流路29の両端が閉じられる。   As shown in FIG. 4, the casting die 21 has a pair of side plates 71 made of stainless steel (SUS316, SUS316L, etc.) and a pair of lip plates 72. The pair of lip plates 72 are in close contact with each other. As shown in FIG. 5, a flow path forming surface 72a is formed on the close contact surface of the lip plate 72, and the flow path 29 is formed by the flow path forming surface 72a as shown in FIG. The pair of side plates 71 are attached so as to cover both end surfaces 72 b of the lip plate 72. The side plate 71 closes both ends of the flow path 29.

図6に示すように、流路29は、入口流路29aと、マニホールド29bと、スリット流路29cとを有し、これらが流延ダイ21の上部に開口する入口29iから、出口(ドープ流出口)29oに向かって順次設けられる。入口流路29aは、入口29iから流入したドープ28をマニホールド29bへ送る。マニホールド29bは、ドープ28をY方向へ広げながら、ドープ28に含まれるポリマー分子の歪みを緩和させた後、ドープ28をスリット流路29cへ送る。スリット流路29cは、出口29oへ向けてドープ28を送る。   As shown in FIG. 6, the flow path 29 has an inlet flow path 29a, a manifold 29b, and a slit flow path 29c. These flow from the inlet 29i that opens to the upper part of the casting die 21 to the outlet (dope flow). (Exit) are provided sequentially toward 29o. The inlet channel 29a sends the dope 28 flowing from the inlet 29i to the manifold 29b. The manifold 29b spreads the dope 28 in the Y direction, relaxes the distortion of the polymer molecules contained in the dope 28, and then sends the dope 28 to the slit channel 29c. The slit channel 29c sends the dope 28 toward the outlet 29o.

図7に示すように、スリット流路29cは、流路29内のドープ28の流れ方向(Z方向)に直交するXY面上の断面において、細長い矩形状に形成される。このスリット流路29cの断面において1対の長辺は流路形成面72aからなり、短辺は流路形成面71aからなる。   As shown in FIG. 7, the slit channel 29 c is formed in an elongated rectangular shape in a cross section on the XY plane orthogonal to the flow direction (Z direction) of the dope 28 in the channel 29. In the cross section of the slit channel 29c, a pair of long sides is composed of a channel forming surface 72a, and a short side is composed of a channel forming surface 71a.

図8及び図9に示すように、リップ板72は、ステンレス製(SUS316やSUS316L等)のリップ板本体81とダイヘッド82とに分割される。ダイヘッド82は、XZ平面に沿う断面が略楔形のY方向に細長い角柱体であり、リップ板本体81に取付ネジ97によって着脱自在に取り付けられる。これにより、流延ダイ21の出口29oにダイヘッド82が分離可能に設けられている。リップ板本体81とダイヘッド82の分割位置は、流路形成面72aのうちスリット流路29cの途中である。   As shown in FIGS. 8 and 9, the lip plate 72 is divided into a lip plate body 81 and a die head 82 made of stainless steel (SUS316, SUS316L, etc.). The die head 82 is a prismatic body that is substantially wedge-shaped and elongated in the Y direction, and is detachably attached to the lip plate main body 81 with attachment screws 97. Thereby, the die head 82 is detachably provided at the outlet 29o of the casting die 21. The dividing position of the lip plate main body 81 and the die head 82 is in the middle of the slit flow path 29c in the flow path forming surface 72a.

(ダイヘッド)
図10に示すように、ダイヘッド82は、ベース85と、下地層92と、DLC膜86とを有する。図9に示すように、ベース85は、ステンレス製(SUS316やSUS316L、SUS329J1、SUS630等)であり、XZ平面に沿う断面が略楔形である長尺の角柱体から形成されている。ベース85は、Y方向に一定間隔で例えば4個の取付孔95を有する。図11に示すように、この取付孔95に対応する位置でリップ板本体81にはネジ穴96が形成されている。取付孔95を介してネジ穴96に取付ネジ97を取り付けることにより、リップ板本体81にダイヘッド82が着脱自在に締結される。
(Die head)
As shown in FIG. 10, the die head 82 includes a base 85, a base layer 92, and a DLC film 86. As shown in FIG. 9, the base 85 is made of stainless steel (SUS316, SUS316L, SUS329J1, SUS630, etc.), and is formed of a long prismatic body having a substantially wedge-shaped cross section along the XZ plane. The base 85 has, for example, four mounting holes 95 at regular intervals in the Y direction. As shown in FIG. 11, screw holes 96 are formed in the lip plate body 81 at positions corresponding to the mounting holes 95. The die head 82 is detachably fastened to the lip plate body 81 by attaching the attachment screw 97 to the screw hole 96 through the attachment hole 95.

図12に示すように、下地層92は、ベース85の下部先端部85aの表面に形成される。下地層92の表面は、Z方向に向かって尖鋭に形成され、流路29を形成するための流路面92aと、外部に露出する露出面92bとを有する。   As shown in FIG. 12, the base layer 92 is formed on the surface of the lower end portion 85 a of the base 85. The surface of the foundation layer 92 is sharply formed in the Z direction, and has a flow channel surface 92a for forming the flow channel 29 and an exposed surface 92b exposed to the outside.

下地層92の形成材料は、炭化タングステン(WC)、Al2O3、TiN、Cr2O3などの超硬材料が挙げられるが、特に好ましくはWCである。また、WCとしては、バインダー金属としてコバルトが添加されたWC−Co系の他、WC−Ni系、WC−TiC系、WC−TaC系等が挙げられ、いずれも本発明に用いることができる。下地層92は、例えば、溶射によって形成することができる。下地層92の厚みは、例えば、50μm以上200μm以下の範囲が好ましく、70μm以上130μm以下がより好ましい。なお、各図において、下地層92、DLC膜86は図示する関係上、その厚みを他の部材に比べて誇張して描いてある。   Examples of the material for forming the base layer 92 include super hard materials such as tungsten carbide (WC), Al 2 O 3, TiN, and Cr 2 O 3, and WC is particularly preferable. Examples of WC include a WC-Co system in which cobalt is added as a binder metal, a WC-Ni system, a WC-TiC system, and a WC-TaC system, and any of them can be used in the present invention. The underlayer 92 can be formed by thermal spraying, for example. For example, the thickness of the underlayer 92 is preferably in the range of 50 μm to 200 μm, and more preferably 70 μm to 130 μm. In each drawing, the thickness of the underlayer 92 and the DLC film 86 is exaggerated in comparison with other members for the purpose of illustration.

下地層92は、例えば以下のように形成する。まず、楔形のベース85の尖鋭部分に下地層形成エリアを凹設する。次に、下地層形成エリアに下地層92を設ける。下地層92の形成後に、この下地層92を研磨などの機械加工により、ベース85と同一に形成する。このようにして下地層形成工程が行われる。   The underlayer 92 is formed as follows, for example. First, a base layer forming area is recessed at the sharp portion of the wedge-shaped base 85. Next, a base layer 92 is provided in the base layer formation area. After the base layer 92 is formed, the base layer 92 is formed in the same manner as the base 85 by mechanical processing such as polishing. In this way, the underlayer forming process is performed.

図9及び図12に示すように、ダイヘッド82のXY平面での断面における最大長さをLWとし、Y方向におけるダイヘッド82の長さをLYとするとき、(LY/LW)の値は、50以上400以下であること、すなわち50・LW≦LY≦400・LWであることが好ましい。LYは、1500mm以上であることが好ましく、2000mm以上であることがより好ましい。   As shown in FIGS. 9 and 12, when the maximum length in the cross section of the die head 82 in the XY plane is LW and the length of the die head 82 in the Y direction is LY, the value of (LY / LW) is 50 It is preferably 400 or less, that is, 50 · LW ≦ LY ≦ 400 · LW. LY is preferably 1500 mm or more, and more preferably 2000 mm or more.

取付孔95は、ベース85をZ方向に貫通する。この取付孔95はY方向に離間して複数設けられる。この取付孔95に対応する位置で、リップ板本体81にはネジ穴96が設けられる。なお、図12では、図の煩雑化を避けるため、DLC膜86の表示は省略している。   The attachment hole 95 penetrates the base 85 in the Z direction. A plurality of the mounting holes 95 are provided apart from each other in the Y direction. A screw hole 96 is provided in the lip plate body 81 at a position corresponding to the mounting hole 95. In FIG. 12, the display of the DLC film 86 is omitted in order to avoid complication of the drawing.

下地層92のビッカース硬度Hvは、ベース85のビッカース硬度Hvよりも大きい。また、下地層92のビッカース硬度Hvは、DLC膜86のビッカース硬度Hvよりも小さい。下地層92のビッカース硬度Hvは、150Hv以上であることが好ましい。また、DLC膜86のビッカース硬度Hvは、1300Hv以上2500Hv以下であることが好ましい。更に、後に詳しく説明するが、下地層92とDLC膜86のビッカース硬度差(後述のHv2−Hv1)は、500Hv以下であることが好ましい。ビッカース硬度Hvは、ISO14577のインデンテーションハードネス(Oliver&Pharr計算方法)から換算した値である。なお、以下の説明においては、ビッカース硬度を「硬度」、ビッカース硬度差を「硬度差」と称することがある。   The Vickers hardness Hv of the underlayer 92 is larger than the Vickers hardness Hv of the base 85. Further, the Vickers hardness Hv of the underlayer 92 is smaller than the Vickers hardness Hv of the DLC film 86. The Vickers hardness Hv of the underlayer 92 is preferably 150 Hv or higher. In addition, the VLC hardness Hv of the DLC film 86 is preferably 1300 Hv or more and 2500 Hv or less. Further, as will be described in detail later, the Vickers hardness difference (Hv2-Hv1 described later) between the underlayer 92 and the DLC film 86 is preferably 500 Hv or less. The Vickers hardness Hv is a value converted from the indentation hardness (Oliver & Pharr calculation method) of ISO14577. In the following description, Vickers hardness may be referred to as “hardness”, and Vickers hardness difference may be referred to as “hardness difference”.

(DLC膜)
図10に示すように、DLC膜86は、ベース85の表面全体に設けられる。但し、本実施形態では、図10に示すベース85の上端面85bが、図14に示すように固定具106に密着して取り付けられるため、この上端面85bにはDLC膜86が形成されない。DLC膜86は公知の気相成膜法により形成する。処理後のダイヘッド82の反り量を小さくするため、処理中のベース85の加熱温度ΔTは130℃以上300℃以下であることが好ましい。このΔTについては後述する。気相成膜法としては、具体的には、プラズマCVD、イオンプレーティング、イオン化蒸着等があるが、中でもイオン化蒸着が好ましい。DLC膜86の厚みdは、例えば、0.7μm以上2μm以下の範囲内であることが好ましく、1μm以上2μm以下の範囲内であることがより好ましい。
(DLC film)
As shown in FIG. 10, the DLC film 86 is provided on the entire surface of the base 85. However, in this embodiment, since the upper end surface 85b of the base 85 shown in FIG. 10 is attached in close contact with the fixture 106 as shown in FIG. 14, the DLC film 86 is not formed on the upper end surface 85b. The DLC film 86 is formed by a known vapor deposition method. In order to reduce the warp amount of the die head 82 after the treatment, the heating temperature ΔT of the base 85 during the treatment is preferably 130 ° C. or more and 300 ° C. or less. This ΔT will be described later. Specific examples of the vapor deposition method include plasma CVD, ion plating, and ionized vapor deposition. Of these, ionized vapor deposition is preferable. The thickness d of the DLC film 86 is, for example, preferably in the range of 0.7 μm to 2 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 2 μm.

図13に示すように、イオン化蒸着によりDLC膜を形成するDLC膜形成装置99は、処理室100内に、リフレクタ101と、フィラメント102、アノード103と、ターゲット電極104と、ガス導入管105とを有する。リフレクタ101は、例えば底部を有する円筒状に形成されている。アノード103は、リフレクタ101と電気的に絶縁した状態でリフレクタ101内に設けられる。これらフィラメント102、アノード103、リフレクタ101の3極構造によりプラズマ源107が構成される。リフレクタ101にはガス導入管105が接続されている。このガス導入管105からリフレクタ101内に炭化水素ガス等の反応ガス108が送られる。ターゲット電極104には、固定具106を介して、ベース85が取り付けられる。電源部109は、リフレクタ電源109a,フィラメント電源109b,アノード電源109c,ターゲット電源109dを有する。これら電源109a〜109dは接続されるリフレクタ101、フィラメント102、アノード103、ターゲット電極104に所定の電圧を印加する。   As shown in FIG. 13, a DLC film forming apparatus 99 that forms a DLC film by ionization vapor deposition includes a reflector 101, a filament 102, an anode 103, a target electrode 104, and a gas introduction pipe 105 in a processing chamber 100. Have. The reflector 101 is formed in a cylindrical shape having a bottom, for example. The anode 103 is provided in the reflector 101 while being electrically insulated from the reflector 101. A plasma source 107 is configured by the tripolar structure of the filament 102, the anode 103, and the reflector 101. A gas introduction pipe 105 is connected to the reflector 101. A reaction gas 108 such as a hydrocarbon gas is sent from the gas introduction pipe 105 into the reflector 101. A base 85 is attached to the target electrode 104 via a fixture 106. The power supply unit 109 includes a reflector power supply 109a, a filament power supply 109b, an anode power supply 109c, and a target power supply 109d. These power supplies 109 a to 109 d apply a predetermined voltage to the reflector 101, the filament 102, the anode 103, and the target electrode 104 to be connected.

図14及び図15に示すように、ステンレス製の固定具106は、両側に直角に足板111を有する固定板110と、サイズが例えばM6(JIS(日本工業規格))の固定ボルト112とを備える。固定板110にはネジ穴115がY方向に離間し並べて設けられる。取付孔95を介してネジ穴115に固定ボルト112を取り付けられることにより、固定具106にベース85が締結される。   As shown in FIGS. 14 and 15, the stainless steel fastener 106 includes a fixing plate 110 having foot plates 111 at right angles on both sides, and a fixing bolt 112 having a size of, for example, M6 (JIS (Japanese Industrial Standard)). Prepare. The fixing plate 110 is provided with screw holes 115 arranged side by side in the Y direction. By attaching the fixing bolt 112 to the screw hole 115 through the attachment hole 95, the base 85 is fastened to the fixture 106.

図13に示すように、ガス導入管105からは、リフレクタ101の内部空間に反応ガス108が導入される。アノード103の周囲には、直流アーク放電により、プラズマが発生する。このプラズマにより反応ガス108から炭化水素イオンが生成する。生成した炭化水素イオンはターゲット電極104に向かう。ターゲット電極104にはベース85が取り付けられているため、ベース85に炭化水素イオンが衝突し、ベース85にDLC膜86が形成される。このようにして、DLC膜形成装置99では、イオン化蒸着により、ベース85にDLC膜86を形成するDLC膜形成工程が行われる。   As shown in FIG. 13, the reaction gas 108 is introduced from the gas introduction pipe 105 into the internal space of the reflector 101. Plasma is generated around the anode 103 by DC arc discharge. Hydrocarbon ions are generated from the reaction gas 108 by this plasma. The generated hydrocarbon ions are directed to the target electrode 104. Since the base 85 is attached to the target electrode 104, hydrocarbon ions collide with the base 85 and a DLC film 86 is formed on the base 85. Thus, in the DLC film forming apparatus 99, the DLC film forming process for forming the DLC film 86 on the base 85 is performed by ionized vapor deposition.

イオン化蒸着により、ベース85は所定の温度まで加熱される。ダイヘッド82のように細長いものにDLC膜86を形成する場合には、プラズマ源107がダイヘッド82の長さに応じて、長手方向に複数台並べられ、ダイヘッド82の全長に対してイオン化蒸着する。このためダイヘッド82のように細長いものは、その長さが長くなるに従い、プラズマ源107の数量が増え、その分だけ電極数が増えるため、DLC膜形成工程における処理温度が高くなる。   The base 85 is heated to a predetermined temperature by ionization vapor deposition. In the case where the DLC film 86 is formed in an elongated shape like the die head 82, a plurality of plasma sources 107 are arranged in the longitudinal direction according to the length of the die head 82, and ionized vapor deposition is performed on the entire length of the die head 82. For this reason, as the die head 82 is elongated, the number of the plasma sources 107 increases as the length increases, and the number of electrodes increases accordingly, so that the processing temperature in the DLC film forming process increases.

DLC膜86の硬度を調節する場合には、例えばイオン化蒸着法では、次のようにする。先ず、炭化水素ガスを原料とし、プラズマ等の気化により炭素イオンC+を発生させる。ベース85にカソード(−)電圧をかける事により、炭素イオンがベース85に叩き付けられてDLC膜86が形成される。この炭素イオンがベース85に衝突した時に、ベース85に生じる炭素イオンの衝突エネルギーに応じて、DLC膜86を構成するダイヤモンド膜(Sp3結合)、グラファイト膜(Sp2結合)の混合比率が変わる。そして、DLC膜86中に、Sp3結合が多いほど膜が硬くなり、Sp2結合が多いと低摩擦な膜が得られる傾向になる。この傾向を利用して、ベース85にかけるカソード電圧等を調節することにより、所望の特性のDLC膜86を形成することができる。   When adjusting the hardness of the DLC film 86, for example, in the ionization vapor deposition method, the following is performed. First, using hydrocarbon gas as a raw material, carbon ions C + are generated by vaporizing plasma or the like. By applying a cathode (−) voltage to the base 85, carbon ions are struck against the base 85 and a DLC film 86 is formed. When the carbon ions collide with the base 85, the mixing ratio of the diamond film (Sp3 bond) and the graphite film (Sp2 bond) constituting the DLC film 86 changes according to the collision energy of the carbon ions generated on the base 85. In the DLC film 86, the more the Sp3 bonds are, the harder the film is. When there are many Sp2 bonds, a low friction film tends to be obtained. By utilizing this tendency and adjusting the cathode voltage applied to the base 85, the DLC film 86 having desired characteristics can be formed.

イオン化蒸着の後は室温になるまで冷却される。この加熱及び冷却の過程で、ベース85に反りが生じてしまう。このため、固定板110の表面にフッ素コーティングが施してある。ベース85の形成材料(例えば、SUS316L)よりも低摩擦性のフッ素膜を固定板110の表面に設けて、低摩擦性のフッ素膜を介してベース85を固定した状態でイオン化蒸着を行うことにより、ベース85の反りを抑えながら、ベース85にDLC膜86(図10参照)を形成することができる。   After ionization deposition, it is cooled to room temperature. In the process of heating and cooling, the base 85 is warped. For this reason, the surface of the fixed plate 110 is coated with fluorine. By providing a fluorine film having a lower friction than the forming material of the base 85 (for example, SUS316L) on the surface of the fixed plate 110 and performing ionization vapor deposition in a state where the base 85 is fixed via the low friction fluorine film. The DLC film 86 (see FIG. 10) can be formed on the base 85 while suppressing the warp of the base 85.

なお、固定ボルト112(図15参照)の締め付けトルクは、Y方向中央部から、Y方向両端部に向かうにしたがって小さくなることが好ましい。例えば、Y方向中央部における中央部固定ボルト112の締め付けトルクは10N・mであり、Y方向端部における端部固定ボルト112の締め付けトルクは、3N・mである。また、中央部固定ボルト112及び端部固定ボルト112の間における固定ボルト112の締め付けトルクは、5N・mである。このように端部に向かうほど締め付けトルクが小さくなることにより、ベース85の端部が動き易くなり、ベース85の反りやクラックをより確実に抑えながら、ベース85にDLC膜86(図10参照)を形成することができる。   In addition, it is preferable that the fastening torque of the fixing bolt 112 (see FIG. 15) decreases from the central portion in the Y direction toward both ends in the Y direction. For example, the tightening torque of the center fixing bolt 112 at the center in the Y direction is 10 N · m, and the tightening torque of the end fixing bolt 112 at the end in the Y direction is 3 N · m. The tightening torque of the fixing bolt 112 between the center fixing bolt 112 and the end fixing bolt 112 is 5 N · m. Thus, the tightening torque becomes smaller toward the end portion, so that the end portion of the base 85 becomes easier to move, and the DLC film 86 (see FIG. 10) is applied to the base 85 while suppressing warpage and cracking of the base 85 more reliably. Can be formed.

ベース85と下地層92は、材質が異なるため、ベース85の線膨張係数α1と下地層92の線膨張係数α2とが異なる。両者の差(α1−α2)と、DLC膜86を形成する際の加熱温度(DLC膜形成工程での処理温度−室温)ΔTとの関係により、DLC膜86を形成する際に、ベース85の温度上昇によって両者の伸びが異なって熱膨張歪みが発生する。熱膨張歪みは、ベース85と下地層92との各熱膨張により生じる歪みである。この熱膨張歪みによって下地層92が受ける応力σ1がWC破断応力σ2の820MPaを超えると、下地層92が破断し、下地層92及びこの下地層92上に形成されるDLC膜86にクラックが発生する。このクラックの発生により、ダイヘッド82の得率(クラックの発生が無い良品の製品数/製作総数)が低下してしまい、生産効率が低下する。また、従来見逃していた微小なクラックにより、経年使用時にDLC膜86の剥離が生じて、溶液製膜の際にフィルムにすじ状の故障が発生する。   Since the base 85 and the base layer 92 are made of different materials, the linear expansion coefficient α1 of the base 85 and the linear expansion coefficient α2 of the base layer 92 are different. When the DLC film 86 is formed, the relationship between the difference (α1−α2) and the heating temperature (processing temperature in the DLC film forming process−room temperature) ΔT when forming the DLC film 86 is As the temperature rises, the elongation of the two differs and thermal expansion distortion occurs. The thermal expansion strain is a strain generated by each thermal expansion of the base 85 and the base layer 92. When the stress σ1 received by the underlayer 92 due to this thermal expansion strain exceeds the WC rupture stress σ2 of 820 MPa, the underlayer 92 breaks and cracks are generated in the underlayer 92 and the DLC film 86 formed on the underlayer 92. To do. Due to the occurrence of cracks, the yield of the die head 82 (the number of non-defective products with no occurrence of cracks / the total number of manufactured parts) is lowered, and the production efficiency is lowered. In addition, the DLC film 86 is peeled off during use over time due to minute cracks that have been missed so far, and a streak-like failure occurs in the film formation during solution film formation.

このため、図16に示すように、クラック阻止適合条件の判定工程121、下地層形成工程122、DLC膜形成工程123を経てダイヘッド82を製造する。クラック阻止適合条件の判定工程121では、ベース85と下地層92との各線膨張係数、ダイヘッド82の長手方向(Y方向)の長さLY、DLC膜形成の際の加熱温度の組み合わせを変えて、組み合わせ毎に、DLC膜の形成の際の温度上昇によるベース85と下地層92との熱膨張歪みによる外力から下地層92に作用する応力、すなわち熱膨張歪みによって下地層92に作用するσ1を求める。この応力σ1が、下地層92の破断応力σ2である820MPa以上となる場合には、この組み合わせでは、クラックが発生すると判定する。また、求めた応力σ1が、820MPa未満の場合には、クラックが発生しないと判定する。なお、前述の外力とは、ベース85に作用する圧縮力PB、下地層92に作用する引っ張り力PLによって生じ、それぞれに対して長手方向の向きにかかる力である。具体的には、PB−PLによって算出される。なお、破断応力σ2は、破断を開始する応力そのものを用いる他に、安全を考慮して、破断を開始する応力に対して、例えば95%、90%、85%、その他の適宜数値からなる安全率を掛けた応力を用いてもよい。   For this reason, as shown in FIG. 16, the die head 82 is manufactured through a crack prevention suitable condition determination step 121, an underlayer formation step 122, and a DLC film formation step 123. In the crack prevention conformity condition determination step 121, the combination of the linear expansion coefficient of the base 85 and the base layer 92, the length LY in the longitudinal direction (Y direction) of the die head 82, and the heating temperature in forming the DLC film is changed. For each combination, the stress acting on the underlayer 92 from the external force due to the thermal expansion strain between the base 85 and the underlayer 92 due to the temperature rise during the formation of the DLC film, that is, σ1 acting on the underlayer 92 due to the thermal expansion strain is obtained. . When this stress σ1 is 820 MPa or more, which is the rupture stress σ2 of the underlayer 92, it is determined that cracks are generated in this combination. Further, when the obtained stress σ1 is less than 820 MPa, it is determined that no crack is generated. The aforementioned external force is a force generated by a compressive force PB acting on the base 85 and a pulling force PL acting on the underlayer 92, and acting on each in the longitudinal direction. Specifically, it is calculated by PB-PL. Note that the breaking stress σ2 is not only the stress itself that starts rupture, but also safety, for example, 95%, 90%, 85%, etc. A stress multiplied by a rate may be used.

下地層92に作用する応力σ1は、ベース85に作用する圧縮力をPB、下地層92に作用する引っ張り力をPL、ダイヘッド82の長手方向に直交する断面(XZ平面に沿う断面)における下地層92の断面積をALとした際に、
σ1=(PB−PL)/ALにより求める。
The stress σ1 acting on the underlayer 92 is PB as the compressive force acting on the base 85, PL as the tensile force acting on the underlayer 92, and the underlayer in a cross section (cross section along the XZ plane) orthogonal to the longitudinal direction of the die head 82. When the cross-sectional area of 92 is AL,
It calculates | requires by (sigma) 1 = (PB-PL) / AL.

ベース85に作用する圧縮力PBは次のようにして求める。先ず、ベース85の加熱温度による伸び量ΔLYBとベースの長さLYとから、歪みεBを、εB=ΔLYB/LYから求める。次に歪みεBに、ベース85のヤング率EBを乗じて、垂直応力σB(σB=εB・EB)を求める。求めた垂直応力σBにXZ平面に沿う断面での断面積ABを乗じることで、圧縮力PB(PB=σB・AB)を求める。同様にして、下地層92の引っ張り力PLを求める。先ず、下地層92の加熱温度による伸び量ΔLYLとベースの長さLYとから歪みεLを、εL=ΔLYL/LYから求める。次に、下地層92の歪みεLにヤング率ELを乗じて、垂直応力σL(σL=εL・EL)を求める。求めた垂直応力σLに断面積ALを乗じることで、引っ張り力PL(PL=σL・AL)を求める。ここで、ΔLYBは、ベース85を上記加熱温度下でのY方向における長さから、加熱する前(非加熱状態、すなわち室温下)でのY方向における長さを減じたものである。ΔLYLは、下地層92を上記加熱温度下でのY方向における長さから、加熱する前(非加熱状態、すなわち室温下)でのY方向における長さを減じたものである。   The compression force PB acting on the base 85 is obtained as follows. First, the strain εB is obtained from εB = ΔLYB / LY from the amount of elongation ΔLYB of the base 85 due to the heating temperature and the length LY of the base. Next, the vertical stress σB (σB = εB · EB) is obtained by multiplying the strain εB by the Young's modulus EB of the base 85. The compression force PB (PB = σB · AB) is obtained by multiplying the obtained vertical stress σB by the cross-sectional area AB in the cross section along the XZ plane. Similarly, the tensile force PL of the underlayer 92 is obtained. First, the strain εL is obtained from εL = ΔLYL / LY from the amount of elongation ΔLYL due to the heating temperature of the underlayer 92 and the length LY of the base. Next, the vertical stress σL (σL = εL · EL) is obtained by multiplying the strain εL of the base layer 92 by the Young's modulus EL. The tensile force PL (PL = σL · AL) is obtained by multiplying the obtained normal stress σL by the cross-sectional area AL. Here, ΔLYB is obtained by subtracting the length in the Y direction before heating (non-heated state, that is, at room temperature) from the length in the Y direction under the above heating temperature. ΔLYL is obtained by subtracting the length in the Y direction before heating (non-heated state, that is, at room temperature) from the length in the Y direction under the heating temperature of the base layer 92.

なお、対象であるベース85の長さLYが長くなるに従い、リフレクタ101の数量を増やしていく必要がある。このため、リフレクタ101の数が増えるに従い、電極数が増える。この電極により真空プラズマ放電を行うため、電極の増加は処理温度の上昇に繋がる。このように、DLC膜形成工程123における処理温度は、ベース85の長さに応じたリフレクタ101の増量により上昇する。したがって、DLC膜形成工程123における加熱温度は予め実験により求めたり、今までの処理実績データに基づき決定したりする。   In addition, it is necessary to increase the quantity of the reflectors 101 as the length LY of the target base 85 becomes longer. For this reason, the number of electrodes increases as the number of reflectors 101 increases. Since vacuum plasma discharge is performed by this electrode, an increase in the electrode leads to an increase in the processing temperature. As described above, the processing temperature in the DLC film forming step 123 rises due to the increase in the amount of the reflector 101 according to the length of the base 85. Therefore, the heating temperature in the DLC film forming step 123 is obtained in advance by experiments or determined based on the past processing results data.

クラック阻止適合条件の判定は、上記数式による求め方の他に、表計算ソフト(例えばマイクロソフト社製のエクセル等)を用いてもよい。この場合には、下記表1のように、各欄に、使用したいベース85の長手方向での長さLY、ベース85と下地層92との線膨張係数α、DLC膜形成時の加熱温度ΔT、ヤング率E、断面積Aや下地層92の破断応力σ2を数値入力すると、演算結果として、熱膨張による伸びε、熱膨張時の応力σ、その時の外力F、熱膨張歪みにより下地層92に発生する引っ張り応力σ1の各欄に、演算後の数値が表示される。得られた応力σ1と下地層92の破断応力σ2(=820MPa)とを比較し、σ1<σ2である場合に、その組み合わせの数値が適合していると判定し、最右欄の判定欄には、判定結果として、適合する場合には「OK」が、不適合の場合には「NG」が表示される。このように表計算ソフトを用いることにより、作りたいダイヘッドの材質による数値データや寸法データを入力することで、入力した数値が、クラック阻止適合条件に入っているか否かを自動判定することができる。   The determination of the crack prevention conformity condition may be performed by using spreadsheet software (for example, Excel manufactured by Microsoft Corporation) in addition to the method of obtaining by the above formula. In this case, as shown in Table 1 below, in each column, the length LY in the longitudinal direction of the base 85 to be used, the linear expansion coefficient α between the base 85 and the base layer 92, and the heating temperature ΔT when forming the DLC film are listed. When the Young's modulus E, the cross-sectional area A, and the breaking stress σ2 of the underlayer 92 are numerically input, the underlayer 92 is obtained as a calculation result by the elongation ε due to thermal expansion, the stress σ during thermal expansion, the external force F at that time, and the thermal expansion strain. In each column of the tensile stress σ1 generated in FIG. The obtained stress σ1 is compared with the breaking stress σ2 (= 820 MPa) of the underlayer 92, and when σ1 <σ2, it is determined that the combination value is suitable, and the determination column in the rightmost column shows As a result of the determination, “OK” is displayed when it conforms, and “NG” is displayed when it does not conform. By using spreadsheet software in this way, it is possible to automatically determine whether or not the entered numerical value is in the crack prevention conformity condition by inputting numerical data and dimension data depending on the material of the die head to be created. .

Figure 2014193601
Figure 2014193601

このようなクラック阻止適合条件の判定工程121により、クラック無しの条件を満足する組み合わせが得られた場合には、この条件で先ず、下地層形成工程122により下地層92を形成し、次に、DLC膜形成工程123によりDLC膜86を形成することにより、クラックの発生が無いダイヘッド82を確実に得ることができる。   When a combination that satisfies the crack-free condition is obtained by the crack prevention conforming condition determination step 121, first, the underlayer 92 is formed by the underlayer formation step 122 under this condition, and then By forming the DLC film 86 in the DLC film forming step 123, it is possible to reliably obtain the die head 82 free from cracks.

なお、表計算ソフトによる数値演算を行う代わりに、図示は省略したが、比較判定とデータ入力案内機能を付加したアプリケーションとして、これをパソコンに組み込んでもよい。この場合には、上記各条件の入力案内機能、入力された各条件の数値に基づき応力σ1を演算する機能、演算した応力σ1を破断応力σ2と比較して、応力σ1が破断応力σ2未満の場合に、これら各条件の組み合わせが適合すると判定する判定機能、比較判定により応力σ1が破断応力σ2以上になった場合に、クラック発生アラームを出して、各条件の再入力をさせる再入力機能をパソコンに持たせるようにアプリケーションを構成する。   Although not shown in the figure instead of performing the numerical calculation by the spreadsheet software, it may be incorporated in a personal computer as an application to which a comparison determination and a data input guidance function are added. In this case, the input guidance function for each of the above conditions, the function of calculating the stress σ1 based on the input numerical values of each condition, and comparing the calculated stress σ1 with the rupture stress σ2, the stress σ1 is less than the rupture stress σ2. In this case, a judgment function for determining that the combination of these conditions is suitable, and a re-input function for issuing a crack occurrence alarm and re-entering each condition when the stress σ1 becomes equal to or greater than the rupture stress σ2 by comparison judgment. Configure your application to have it on your computer.

また、表計算ソフトを組み合わせたアプリケーションとしてもよい。この場合には、表1に示すような表形式の入力案内の他に、求めた応力σ1と破断応力σ2とを比較して、σ1<σ2の場合に、各条件の組み合わせがクラック発生の無い適合条件となっていると表示する。また、σ1≧σ2である場合には、各欄中の数字が点滅表示され、数値を変えることが促される。このとき、数値を上げる方向で適合条件が求める場合には↑や▲の記号を数値に付し、数値を下げる方向で適合条件が求める場合には↓や▼の記号を数値に付すことにより、条件修正を容易に行うことができる。また、数値入力の代わりに、どの程度まで数値を変更すると適合条件に入るかを自動演算し、色を変えてその数値を表示したり、または入力された数値に隣接させて表示したりしてもよい。このとき、一つの条件数値を固定して、他の数値を変動させて自動演算させてもよい。   Moreover, it is good also as an application which combined spreadsheet software. In this case, in addition to the tabular input guide as shown in Table 1, the obtained stress σ1 and the breaking stress σ2 are compared, and when σ1 <σ2, the combination of the conditions does not cause cracks. Displayed as conforming conditions. When σ1 ≧ σ2, the numbers in each column are displayed blinking to prompt the user to change the numerical value. At this time, if the conformity condition is calculated in the direction of increasing the numerical value, ↑ and ▲ symbols are attached to the numerical value, and if the conformance condition is determined in the direction of decreasing the numerical value, ↓ and ▼ are appended to the numerical value, Condition correction can be easily performed. Also, instead of entering numerical values, it automatically calculates how much the numerical value is changed and enters the matching condition, and changes the color to display the numerical value or display it adjacent to the input numerical value. Also good. At this time, one condition numerical value may be fixed, and other numerical values may be changed and automatically calculated.

下地層92とDLC膜86との硬度差は、500Hv以下、好ましくは200Hv以下、更に好ましくは100Hv以下にする。両者の硬度差が500Hv以下のように一定範囲内にあると、下地層92に対するDLC膜86の密着力が向上することが実験結果により判っている。これは、両者の界面の硬度差が大きいと、歪み量に差が生じて、密着力が低下することによるものと思われる。また、硬度差が一定値を超えると、SUSなどの柔らかい下地が先ず凹み、DLC膜86が下地の変化に追従することができずに割れてしまうこともある。   The hardness difference between the underlayer 92 and the DLC film 86 is 500 Hv or less, preferably 200 Hv or less, and more preferably 100 Hv or less. Experimental results show that the adhesion of the DLC film 86 to the underlying layer 92 is improved when the hardness difference between the two is within a certain range such as 500 Hv or less. This is considered to be due to the fact that when the difference in hardness between the two interfaces is large, a difference occurs in the amount of strain and the adhesion is reduced. If the hardness difference exceeds a certain value, a soft base such as SUS may be recessed first, and the DLC film 86 may not follow the change of the base and may break.

なお、DLC膜86を形成する範囲は、ベース85の表面全体であっても、または先端部の一部であってもよい。   The range in which the DLC film 86 is formed may be the entire surface of the base 85 or a part of the tip.

上記実施形態では、流延ダイ21を、1対の側板71と1対のリップ板72との組み合わせにより構成したが、これに限らず、例えば側板71は省略して、リップ板72のみによって流路29を形成した流延ダイとしてもよい。更には、側板71、リップ板72以外に他の部材を含んで流延ダイを構成してもよい。   In the above embodiment, the casting die 21 is configured by a combination of a pair of side plates 71 and a pair of lip plates 72. However, the present invention is not limited to this. For example, the side plate 71 is omitted, and only the lip plate 72 is used. It is good also as a casting die which formed channel 29. Furthermore, in addition to the side plate 71 and the lip plate 72, other members may be included to constitute the casting die.

上記実施形態では、流延膜34を自立して搬送可能な状態にするために、流延膜34を冷却したが、本発明はこれに限られず、流延膜34に乾燥風を当てて溶剤を蒸発させ、自立して搬送可能な状態にしてもよい。   In the above-described embodiment, the casting film 34 is cooled in order to make the casting film 34 self-supporting, but the present invention is not limited to this. It is also possible to evaporate the water and make it possible to carry it independently.

上記実施形態では、支持体として、流延ドラム22を用いたが、これに代えて流延バンドを用いてもよい。流延バンドを用いる場合には、1対のドラム間に流延バンドを掛け渡して、ドラムを回転させることにより、流延バンドを循環走行させる。   In the above embodiment, the casting drum 22 is used as the support, but a casting band may be used instead. In the case of using a casting band, the casting band is circulated by rotating the casting band between a pair of drums and rotating the drum.

本発明は、ドープを流延する際に、2種類以上のドープを同時に共流延させて積層させる同時積層共流延、または、複数のドープを逐次に共流延して積層させる逐次積層共流延を行うことができる。なお、両共流延を組み合わせてもよい。同時積層共流延を行う場合には、フィードブロックを取り付けた流延ダイを用いてもよいし、マルチポケット型の流延ダイを用いてもよい。   The present invention provides simultaneous lamination co-casting in which two or more types of dopes are simultaneously co-cast and laminated when casting dopes, or sequential lamination co-production in which a plurality of dopes are sequentially co-cast and laminated. Casting can be performed. In addition, you may combine both casting. When simultaneous lamination and co-casting is performed, a casting die to which a feed block is attached may be used, or a multi-pocket casting die may be used.

本発明の溶液製膜設備10において、製品としてのフィルムの幅は、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。なお、フィルムの幅が2500mmより大きい場合にも効果がある。またフィルムの膜厚は、15μm以上80μm以下であることが好ましい。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。   In the solution casting apparatus 10 of the present invention, the width of the film as a product is preferably 600 mm or more, and more preferably 1400 mm or more and 2500 mm or less. It is also effective when the film width is greater than 2500 mm. The film thickness is preferably 15 μm or more and 80 μm or less. The polymer used as the raw material for the polymer film is not particularly limited, and examples thereof include cellulose acylate and cyclic polyolefin.

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。また、トリアセチルセルロース(TAC)の90質量%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 ≦2.9
Only one type of acyl group may be used in the cellulose acylate of the present invention, or two or more types of acyl groups may be used. When two or more kinds of acyl groups are used, it is preferable that one of them is an acetyl group. The ratio in which the hydroxyl group of cellulose is esterified with carboxylic acid, that is, the substitution degree of the acyl group satisfies all of the following formulas (I) to (III) is preferable. In the following formulas (I) to (III), A and B represent the substitution degree of the acyl group, A is the substitution degree of the acetyl group, and B is the substitution degree of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms. It is. Moreover, it is preferable that 90 mass% or more of triacetylcellulose (TAC) is a particle | grain of 0.1 mm-4 mm.
(I) 2.0 ≦ A + B ≦ 3.0
(II) 1.0 ≦ A ≦ 3.0
(III) 0 ≦ B ≦ 2.9

アシル基の全置換度A+Bは、2.20以上2.90以下であることがより好ましく、2.40以上2.88以下であることが特に好ましい。また、炭素原子数3〜22のアシル基の置換度Bは、0.30以上であることがより好ましく、0.5以上であることが特に好ましい。   The total substitution degree A + B of the acyl group is more preferably 2.20 or more and 2.90 or less, and particularly preferably 2.40 or more and 2.88 or less. Further, the substitution degree B of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms is more preferably 0.30 or more, and particularly preferably 0.5 or more.

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]段落に記載されている。これらの記載も本発明にも適用できる。また、溶剤及び可塑剤,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いる。   Details of cellulose acylate are described in paragraphs [0140] to [0195] of JP-A-2005-104148. These descriptions are also applicable to the present invention. The same applies to additives such as solvents and plasticizers, deterioration inhibitors, ultraviolet absorbers (UV agents), optical anisotropy control agents, retardation control agents, dyes, matting agents, release agents, and release accelerators. JP-A-2005-104148 describes in detail in paragraphs [0196] to [0516].

(実験1)
図13に示すDLC膜形成装置99にてイオン化蒸着法により、図12に示すベース85にDLC膜86を形成し、ダイヘッド82(図10参照)を得た。ベース85は、全体がSUS316L製であり、下部先端部85aにWC−Co系の下地層92を有するものを用いた。下地層92はWC溶射により形成し、その硬度Hvは1500であり、線膨張係数は8×10−6/℃であった。ベース85の線膨張係数は16×10−6/℃であり、下地層92とベース85の線膨張係数差は8×10−6/℃であった。ベース85について、長さLXは20mm、長さLYは2000mm、長さLZは20mm、XY平面上の断面における最大長さLWは28mmであった。ステンレス(SUS316L)製の固定板110の表面にフッ素膜が設けられた固定具106(図14及び図15参照)を用いて、ベース85をターゲット電極104に固定した。硬化膜形成工程におけるベース85の加熱温度ΔTは180℃であった。DLC膜86の厚みdは、1.6μmであり、硬度Hvは、2000Hvであった。下地層92とDLC膜86の硬度差は500Hvであった。
(Experiment 1)
A DLC film 86 was formed on the base 85 shown in FIG. 12 by ionization vapor deposition using the DLC film forming apparatus 99 shown in FIG. 13 to obtain a die head 82 (see FIG. 10). The base 85 is entirely made of SUS316L and has a WC-Co base layer 92 at the lower tip 85a. The underlayer 92 was formed by WC spraying, the hardness Hv was 1500, and the linear expansion coefficient was 8 × 10 −6 / ° C. The linear expansion coefficient of the base 85 was 16 × 10 −6 / ° C., and the difference between the linear expansion coefficients of the base layer 92 and the base 85 was 8 × 10 −6 / ° C. Regarding the base 85, the length LX was 20 mm, the length LY was 2000 mm, the length LZ was 20 mm, and the maximum length LW in the cross section on the XY plane was 28 mm. The base 85 was fixed to the target electrode 104 by using a fixture 106 (see FIGS. 14 and 15) in which a fluorine film was provided on the surface of a fixing plate 110 made of stainless steel (SUS316L). The heating temperature ΔT of the base 85 in the cured film forming process was 180 ° C. The DLC film 86 had a thickness d of 1.6 μm and a hardness Hv of 2000 Hv. The hardness difference between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 500 Hv.

(実験2〜11)
実験2〜11では、表2に示した条件以外は、実験1と同様にして、ベース85にDLC膜86を形成し、ダイヘッド82を得た。
(Experiments 2-11)
In Experiments 2 to 11, except for the conditions shown in Table 2, a DLC film 86 was formed on the base 85 in the same manner as in Experiment 1, and a die head 82 was obtained.

Figure 2014193601
Figure 2014193601

表2に、実験1〜11におけるベース85の長さLY(mm)、ベース85の材質、線膨張係数α1、下地層92の材質、線膨張係数α2、硬度Hv1、DLC膜86の硬度Hv2、加熱温度ΔT(℃)を示す。硬度はビッカース硬度Hvを指す。   Table 2 shows the length LY (mm) of the base 85 in Experiments 1 to 11, the material of the base 85, the linear expansion coefficient α1, the material of the base layer 92, the linear expansion coefficient α2, the hardness Hv1, the hardness Hv2 of the DLC film 86, The heating temperature ΔT (° C.) is shown. Hardness refers to Vickers hardness Hv.

実験2では、ベース85の長さLYを2200mmとして実験1よりも700mm長くした。これに伴い、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも60℃高くなり、240℃となった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1と同じ500Hvであった。   In Experiment 2, the length LY of the base 85 was set to 2200 mm, which was 700 mm longer than that in Experiment 1. Accordingly, the same conditions as in Experiment 1 were used except that the heating temperature ΔT in the DLC film forming step was 60 ° C. higher than that in Experiment 1 and became 240 ° C. The difference in hardness between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 500 Hv as in Experiment 1.

実験3では、ベース85の長さLYを2700mmとし、材質をSUS329J1に変更した。これに伴い、ベース85の線膨張係数α1が12×10−6/℃となり、また、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも90℃高くなり、270℃となった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1と同じ500Hvであった。   In Experiment 3, the length LY of the base 85 was 2700 mm and the material was changed to SUS329J1. Accordingly, the linear expansion coefficient α1 of the base 85 is 12 × 10 −6 / ° C., and the heating temperature ΔT in the DLC film forming process is 90 ° C. higher than the experiment 1 and 270 ° C. 1 and the same conditions. The difference in hardness between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 500 Hv as in Experiment 1.

実験4では、ベース85の長さLYを3000mmとし、材質をSUS630に変更した。これに伴い、ベース85の線膨張係数α1が12×10−6/℃となり、また、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも105℃高くなり、285℃となった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1と同じ500Hvであった。   In Experiment 4, the length LY of the base 85 was 3000 mm, and the material was changed to SUS630. Accordingly, the linear expansion coefficient α1 of the base 85 is 12 × 10 −6 / ° C., and the heating temperature ΔT in the DLC film forming process is 105 ° C. higher than the experiment 1 and is 285 ° C. 1 and the same conditions. The difference in hardness between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 500 Hv as in Experiment 1.

実験5では、ベース85の長さLYを1800mmとして実験1よりも300mm長くした。これに伴い、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも20℃高くなり、200℃となり、また得られたDLC膜の硬度が1700Hvとなった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1よりも低い200Hvであった。   In Experiment 5, the length LY of the base 85 was set to 1800 mm, which was 300 mm longer than that in Experiment 1. Along with this, the heating temperature ΔT in the DLC film formation step was 20 ° C. higher than that in Experiment 1, 200 ° C., and the hardness of the obtained DLC film was 1700 Hv. The difference in hardness between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 200 Hv lower than that in Experiment 1.

実験6では、ベース85の長さLYを1700mmとして実験1よりも200mm長くした。これに伴い、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも20℃高くなり、200℃となり、また得られたDLC膜の硬度が1400Hvとなった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1よりも低い−100Hvであった。   In Experiment 6, the length LY of the base 85 was set to 1700 mm, which was 200 mm longer than that in Experiment 1. Along with this, the heating temperature ΔT in the DLC film forming process was 20 ° C. higher than that in Experiment 1, 200 ° C., and the same conditions as in Experiment 1 except that the hardness of the obtained DLC film was 1400 Hv. The hardness difference between the underlayer 92 and the DLC film 86 was −100 Hv, which is lower than that in Experiment 1.

実験7では、ベース85の長さLYを3000mmとして実験1よりも1500mm長くした。これに伴い、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも105℃高くなり、285℃となった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1と同じ500Hvであった。   In Experiment 7, the length LY of the base 85 was set to 3000 mm, which was 1500 mm longer than that in Experiment 1. Accordingly, the same conditions as in Experiment 1 were used except that the heating temperature ΔT in the DLC film forming step was 105 ° C. higher than Experiment 1 and 285 ° C. The difference in hardness between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 500 Hv as in Experiment 1.

実験8では、ベース85の長さLYを1800mmとして実験1よりも300mm長くした。これに伴い、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTが実験1よりも20℃高くなり、200℃となり、また得られたDLC膜86の硬度が1100Hvとなった以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1よりも低い−400Hvであった。   In Experiment 8, the length LY of the base 85 was set to 1800 mm, which was 300 mm longer than that in Experiment 1. Along with this, the heating temperature ΔT in the DLC film forming process was 20 ° C. higher than that in Experiment 1 to 200 ° C., and the same conditions as in Experiment 1 were used except that the hardness of the obtained DLC film 86 became 1100 Hv. . The hardness difference between the underlayer 92 and the DLC film 86 was −400 Hv, which was lower than that in Experiment 1.

実験9では、DLC膜形成工程の加熱温度ΔTを170℃とし、得られたDLC膜の硬度を2700Hvとした以外は、実験1と同じ条件とした。下地層92とDLC膜86の硬度差は実験1よりも高い1200Hvであった。   In Experiment 9, the same conditions as in Experiment 1 were used except that the heating temperature ΔT in the DLC film forming step was 170 ° C. and the hardness of the obtained DLC film was 2700 Hv. The hardness difference between the underlayer 92 and the DLC film 86 was 1200 Hv, which is higher than that in Experiment 1.

実験10では、ベース85に下地層92を形成することなくDLC膜86をベース85に直接形成した以外は、実験5と同じ条件とした。   In Experiment 10, the conditions were the same as in Experiment 5 except that the DLC film 86 was directly formed on the base 85 without forming the base layer 92 on the base 85.

実験11では、実験10のSUS316Lのベースに代えて、ニッケル系超硬材料(WC−Ni)からなるベースとした以外は、実験10と同じ条件とした。   In Experiment 11, the same conditions as in Experiment 10 were used except that instead of the base of SUS316L in Experiment 10, a base made of a nickel-based superhard material (WC-Ni) was used.

(評価)
実験1〜11により得られたダイヘッド82について、次の評価を行った。表2において、評価項目に示した番号は、下記の評価項目に付した番号を表す。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the die head 82 obtained by Experiments 1-11. In Table 2, the numbers shown in the evaluation items represent the numbers given to the following evaluation items.

1.DLC膜のクラック
DLC膜86のクラックの有無を検査した。クラック有無の検査は、株式キーエンス製のマイクロスコープVH−900を使用し、拡大レンズにて100倍に拡大して観察し、クラックの有無と長さを求めた。クラックの有無と長さにより、以下の基準に基づいて評価した。
A:クラックの発生が無い。
B:クラックがあり、その長さが100μm以下である。
C:クラックがあり、その長さが100μmより大きい。
1. Cracks in DLC film The presence or absence of cracks in the DLC film 86 was inspected. The inspection for the presence or absence of cracks was performed using a microscope VH-900 manufactured by Keyence Co., Ltd., and observed with a magnifying lens magnified 100 times to determine the presence and length of cracks. Evaluation was made based on the following criteria depending on the presence and length of cracks.
A: There is no occurrence of cracks.
B: There is a crack, and its length is 100 μm or less.
C: There is a crack, and its length is larger than 100 μm.

2.ダイヘッドの反り
ダイヘッド82について反り量Wを測定した。まず、湾曲部分が下向きになるようにダイヘッド82を台座に配した。ダイヘッド82と台座との隙間のうち最大のものを反り量Wとした。この反り量Wについて、以下の基準に基づいて評価した。
A:Wが5μm以下である。
B:Wが5μmより大きく15μm以下である。
C:Wが15μmより大きい。
2. Warpage of Die Head The warpage amount W of the die head 82 was measured. First, the die head 82 was placed on the pedestal so that the curved portion would face downward. The largest of the gaps between the die head 82 and the pedestal was defined as the warpage amount W. The warpage amount W was evaluated based on the following criteria.
A: W is 5 μm or less.
B: W is larger than 5 μm and not larger than 15 μm.
C: W is larger than 15 μm.

3.DLC膜の摩擦磨耗強度
DLC膜86に対し摩擦摩耗試験を行い、この試験後にDLC膜86を目視観察し、下記基準に基づいて、DLC膜86の強度を評価した。摩擦摩耗試験の手順は次の通りである。CSM Instruments社製のTribometer(ボールオンディスク式)を用いて摩擦摩耗試験(JIS R 1613−1993)を行った。まず、回転台上にダイヘッド82の一部を切り出したテストピース(50mm×20mm×10mm)を固定し、所定の回転速度で回転台を回転させた。次に、ダイヘッド82の先端部分であって、回転中心から3.0mm離れたDLC膜86の位置に、先端がボール状(直径6.35mm)になっているAl2O3製のディスクボール(試験片)を、所定の荷重(5.0N)で押し当てた。押し当て位置におけるDLC膜86の速度は、0.1m/秒であった。ディスクボールを押し当てた状態でダイヘッド82を20000回転/時で回転させた。この後に、ディスクボールによるDLC膜86の磨耗量を、株式会社東京精密製の表面粗さ測定器(サーフコム 2000DX3)にて測定した。この磨耗量により以下の基準に基づいて評価した。
A:磨耗量が「0」であり、磨耗が無い。
B:磨耗量が100nm以下である。
C:磨耗量が100nmよりも大きい。
3. Friction and Wear Strength of DLC Film A friction and wear test was performed on the DLC film 86. After this test, the DLC film 86 was visually observed, and the strength of the DLC film 86 was evaluated based on the following criteria. The procedure of the friction and wear test is as follows. A friction and abrasion test (JIS R 1613-1993) was performed using a Tribometer (ball on disk type) manufactured by CSM Instruments. First, a test piece (50 mm × 20 mm × 10 mm) obtained by cutting a part of the die head 82 was fixed on the turntable, and the turntable was rotated at a predetermined rotation speed. Next, an Al2O3 disk ball (test piece) having a ball-like tip (diameter 6.35 mm) at the position of the DLC film 86 at the tip of the die head 82, 3.0 mm away from the center of rotation. Was pressed with a predetermined load (5.0 N). The speed of the DLC film 86 at the pressing position was 0.1 m / second. The die head 82 was rotated at 20000 rpm with the disc ball pressed. Thereafter, the amount of wear of the DLC film 86 by the disc ball was measured with a surface roughness measuring instrument (Surfcom 2000DX3) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. The amount of wear was evaluated based on the following criteria.
A: The amount of wear is “0” and there is no wear.
B: Abrasion amount is 100 nm or less.
C: Wear amount is larger than 100 nm.

4.DLC膜の密着力評価
DLC膜86に対しスクラッチ試験を行い、DLC膜86の密着力を評価した。スクラッチ試験は、CSM Instruments社製のRevetest(スクラッチ試験機)を用いた。曲率半径が200μmのダイヤモンド圧子(N2−3962)にて、以下の条件で評価した。先ず、DLC膜86にダイヤモンド圧子を100N/minの負荷荷重をかけながら、10mm/minの移動速度でDLC膜86を引っ掻いていく。この引っ掻き中に、DLC膜86が破壊されると、DLC膜86から下地層92のWC膜へと引っ掻き対象が変わる。このとき、DLC膜86の摩擦係数が0.1であるのに対して、WC膜の摩擦係数が0.4であり、この摩擦抵抗の変化を検知する。摩擦抵抗の変化が一定値を超えた場合に、DLC膜86が破壊されたと感知した。そして、DLC膜86が破断した層間剥離(delamination)の臨界荷重を密着力と定義した。
4). Evaluation of adhesion of DLC film A scratch test was performed on the DLC film 86 to evaluate the adhesion of the DLC film 86. For the scratch test, Revetest (scratch tester) manufactured by CSM Instruments was used. Evaluation was performed under the following conditions with a diamond indenter (N2-3962) having a curvature radius of 200 μm. First, the DLC film 86 is scratched at a moving speed of 10 mm / min while a diamond indenter is applied to the DLC film 86 with a load of 100 N / min. If the DLC film 86 is destroyed during this scratching, the scratch target changes from the DLC film 86 to the WC film of the underlayer 92. At this time, the friction coefficient of the DLC film 86 is 0.1, whereas the friction coefficient of the WC film is 0.4, and this change in frictional resistance is detected. When the change in the frictional resistance exceeded a certain value, it was detected that the DLC film 86 was broken. The critical load of delamination where the DLC film 86 was broken was defined as the adhesion force.

スクラッチ試験機で荷重から摩擦係数を演算するのに若干のタイムロスが生じると、正しい密着力(DLC膜86が破壊された応力)が得られない。このため、DLC膜86が破壊された場合は、破壊時に放出される弾性波をAE(アコースティック・エミッション)センサにて感知し、DLC膜86が破壊された時間を正確に記録することにより、より正確な密着力データを得ている。なお、初期荷重は0.9N、負荷荷重は100N/min、移動速度は10.0mm/min、AEセンサの感度は9にした。なお、実用上、DLC膜86の密着力は、本評価方式で30N以上であれば、DLC膜86の剥離が無く安定することが判っている。この密着力により以下の基準に基づいて評価した。
A:密着力が30Nを超えている。
B:密着力が20Nを超えて30N以下である。
C:密着力が20N以下である。
If a slight time loss occurs in calculating the coefficient of friction from the load with a scratch tester, the correct adhesion force (stress in which the DLC film 86 is broken) cannot be obtained. For this reason, when the DLC film 86 is destroyed, the elastic wave emitted at the time of destruction is detected by an AE (acoustic emission) sensor, and the time when the DLC film 86 is destroyed is recorded more accurately. Accurate adhesion data is obtained. The initial load was 0.9 N, the applied load was 100 N / min, the moving speed was 10.0 mm / min, and the sensitivity of the AE sensor was 9. In practice, it has been found that if the adhesion of the DLC film 86 is 30 N or more in this evaluation method, the DLC film 86 does not peel off and is stable. This adhesion was evaluated based on the following criteria.
A: Adhesion strength exceeds 30N.
B: Adhesion force exceeds 20N and is 30N or less.
C: Adhesive strength is 20 N or less.

実験1,3,4では、クラック、反り、強度が「A」であり、密着力が「B」となった。実験2では、強度が「A」であり、クラック、反り、密着力が「B」であった。実験5では、クラック、反り、強度、密着力の全てが「A」になった。実験6では、クラック、反り、密着力が「A」であり、強度が「B」となった。実験7では、クラック、反りが「C」であり、強度が「A」、密着力が「B」となった。実験8では、クラック、反り、密着力が「A」であり、強度が「C」となった。実験9,10では、クラック、反り、強度が「A」であり、密着力が「C」となった。実験11では、クラック、反り、強度、密着力の全てが「A」となった。   In Experiments 1, 3, and 4, the crack, warpage, strength was “A”, and adhesion was “B”. In Experiment 2, the strength was “A”, and the cracks, warpage, and adhesion were “B”. In Experiment 5, all of cracks, warpage, strength, and adhesion were “A”. In Experiment 6, the crack, warpage, and adhesion were “A” and the strength was “B”. In Experiment 7, the crack and warpage were “C”, the strength was “A”, and the adhesion was “B”. In Experiment 8, the crack, warpage, and adhesion were “A” and the strength was “C”. In Experiments 9 and 10, the crack, warpage, strength was “A”, and adhesion was “C”. In Experiment 11, all of cracks, warpage, strength, and adhesion were “A”.

ベース85の材質としてSUS316Lを用いる場合には、ベース長さLYが1500mmの実験1の場合には、クラック、反り、強度が共に「A」であり、密着力がBであるのに対して、ベース長さLYが長くなるに従い、評価が下がる傾向にある。例えばベース長さLYが2200mmと長く(実験2)なると、反り及びクラックの評価が「B」に下がってしまい、100μm以下のクラックができてしまうことが判る。更に、ベース長さLYを3000mmと長く(実験7)すると、強度の評価のみが「A」となり、反り及びクラックの評価は、「C」となり、密着力の評価は「B」となる。   When SUS316L is used as the material of the base 85, in the case of Experiment 1 in which the base length LY is 1500 mm, the crack, warpage, and strength are all “A”, and the adhesion force is B. The evaluation tends to decrease as the base length LY increases. For example, when the base length LY is as long as 2200 mm (Experiment 2), it can be seen that the evaluation of warpage and cracks falls to “B”, and cracks of 100 μm or less are formed. Further, when the base length LY is increased to 3000 mm (Experiment 7), only the strength evaluation is “A”, the warpage and crack evaluation is “C”, and the adhesion strength evaluation is “B”.

実験3及び実験4は、ベースの材質をSUS316Lから、SUS329J1やSUS630に変えた。この場合には、ベース長さLYが2700mmや3000mmと長くなっても、クラック、反り、強度が共に「A」であり、密着力がBであるダイヘッドが得られた。   In Experiment 3 and Experiment 4, the base material was changed from SUS316L to SUS329J1 or SUS630. In this case, even when the base length LY was as long as 2700 mm or 3000 mm, a die head having a crack, warpage, strength of “A” and an adhesion force of B was obtained.

実験5では実験1に対して、ベース長さLYが300mm長くなって1800mmとなり、DLC膜86の加熱温度が200℃、硬度Hv2が1700となった以外は実験1と同じ条件である。この場合にはDLC層と下地層92の硬度差Hv2−Hv1が200となって、クラック、反り、強度、密着力が共に「A」であるダイヘッドが得られた。   Experiment 5 is the same as Experiment 1 except that the base length LY is increased by 300 mm to 1800 mm, the heating temperature of the DLC film 86 is 200 ° C., and the hardness Hv2 is 1700. In this case, the hardness difference Hv2−Hv1 between the DLC layer and the base layer 92 was 200, and a die head having cracks, warpage, strength, and adhesive strength of “A” was obtained.

実験6では、実験1に対して、ベース長さLYが200mm長くなって1700mmとなり、DLC膜86の加熱温度を200℃とし、硬度Hv2を1400とした以外は実験1と同じ条件である。この場合にはDLC層と下地層92の硬度差Hv2−Hv1が−100となって、クラック、反り、密着力が「A」であり、強度が「B」であるダイヘッドが得られた。   Experiment 6 is the same as Experiment 1 except that the base length LY is increased by 200 mm to 1700 mm, the heating temperature of the DLC film 86 is 200 ° C., and the hardness Hv2 is 1400. In this case, the hardness difference Hv2−Hv1 between the DLC layer and the underlayer 92 was −100, and a die head with cracks, warpage, adhesion strength “A”, and strength “B” was obtained.

実験7は、実験4に対して、材質をSUS316Lに変えた以外は実験4と同じ条件としたダイヘッドである。この場合には、クラック、反りがCとなり、強度がA、密着力がBとなるダイヘッドが得られた。クラック、反りがCであるため、製膜用のダイとして用いる場合に、耐久性に問題がある他に、下地層92の剥がれに起因して製膜したフィルムの表面にすじが生じてしまう難点がある。   Experiment 7 is a die head having the same conditions as Experiment 4 except that the material is changed to SUS316L. In this case, a die head was obtained in which the crack and warpage were C, the strength was A, and the adhesion was B. Since cracks and warpage are C, when used as a film-forming die, there is a problem in durability, and there is a problem that streaks occur on the surface of the film formed due to peeling of the underlayer 92. There is.

実験8は、実験5に対して、DLC膜86の硬度Hv2を1100とした以外は実験5と同じ条件としたダイヘッドである。この場合には、下地層92とDLC膜86との硬度差Hv2−Hv1が−400となり、クラック、反り、密着力がAとなり、強度がCとなるダイヘッドが得られた。強度がCであるため、製膜用のダイとして用いる場合に、耐久性に問題がある   Experiment 8 is a die head having the same conditions as Experiment 5 except that the hardness Hv2 of the DLC film 86 is set to 1100. In this case, a die head having a hardness difference Hv2−Hv1 between the underlayer 92 and the DLC film 86 of −400, cracks, warpage, adhesion strength A, and strength C was obtained. Since the strength is C, there is a problem in durability when used as a film-forming die.

実験9は、実験1に対して、DLC膜86の硬度Hv2を2700,加熱温度を170℃とした以外は実験1と同じ条件としたダイヘッドである。この場合には、下地層92とDLC膜86との硬度差Hv2−Hv1が1200となり、クラック、反り、強度がAとなり、密着力がCとなるダイヘッドが得られた。密着力がCであるため、製膜用のダイとして用いる場合に、耐久性に問題がある。   Experiment 9 is a die head having the same conditions as Experiment 1 except that the hardness Hv2 of the DLC film 86 is 2700 and the heating temperature is 170 ° C. In this case, a hardness difference Hv2−Hv1 between the base layer 92 and the DLC film 86 was 1200, cracks, warpage, strength was A, and a die head with adhesion C was obtained. Since the adhesion is C, there is a problem in durability when used as a film-forming die.

実験10では、ベース85に下地層92を形成することなくDLC膜86をベースに直接形成した以外は、実験5と同じ条件としたダイヘッドである。この実験10では、DLC膜86とこれに接する部材との硬度差1800となり、実験5の場合に比べて、密着力がCとなり、低下していることが判った。   In Experiment 10, the die head was subjected to the same conditions as in Experiment 5 except that the DLC film 86 was formed directly on the base without forming the base layer 92 on the base 85. In Experiment 10, the hardness difference between the DLC film 86 and the member in contact therewith was 1800, and it was found that the adhesion was C and decreased compared to Experiment 5.

実験11では、実験10のSUS316Lのベースに代えて、ニッケル系超硬材料からなるベースとした以外は、実験10と同じ条件としたダイヘッドである。この実験11では、DLC膜86とこれに接する部材との硬度差が600となり、実験10の場合に比べて密着力がAとなっていることが判った。   Experiment 11 is a die head under the same conditions as Experiment 10, except that instead of the base of SUS316L in Experiment 10, a base made of a nickel-based superhard material was used. In Experiment 11, the hardness difference between the DLC film 86 and the member in contact therewith was 600, and it was found that the adhesion was A as compared to Experiment 10.

実験11のように、下地層を設けることなく、ベースそのものを超硬材料により構成することにより、DLC膜形成時にベースと下地層との熱膨張歪みに起因する応力が発生することがないため、DLC膜86にクラックが発生したり、クラックに起因するDLC膜86の密着力が低下したりすることがない。これにより、流延ダイの耐久性が高まり、また、すじ状故障の発生を抑えることができる。   As in Experiment 11, since the base itself is made of a super hard material without providing a base layer, stress due to thermal expansion strain between the base and the base layer does not occur when the DLC film is formed. A crack does not occur in the DLC film 86, and the adhesion force of the DLC film 86 due to the crack does not decrease. As a result, the durability of the casting die is increased and the occurrence of streak-like failures can be suppressed.

次に、上記各実験における条件が適合しているかどうかを数値計算表によって演算した結果を表3に示す。   Next, Table 3 shows the result of calculation using the numerical calculation table as to whether or not the conditions in the experiments are satisfied.

Figure 2014193601
Figure 2014193601

表3の結果から、適合条件の判定結果は上記実験1〜9のクラックの評価と一致していることが判る。したがって、ダイヘッドを製造する際に、用いる材質や、この材質に応じた機械的特性、長さ等の組み合わせによって、製造前にクラックの発生有無を確認することができ、得率の低下を招くことがない。また、クラックの発生が無くなるので、微小なクラックに起因する経年使用によるDLC膜86の剥がれも無くなり、すじ状故障の発生がないフィルムを効率良く製造することができる。   From the results in Table 3, it can be seen that the determination result of the matching condition is consistent with the evaluation of the cracks in Experiments 1 to 9. Therefore, when manufacturing a die head, the presence or absence of cracks can be confirmed before manufacturing, depending on the material used and the combination of mechanical properties, length, etc. according to this material, leading to a decrease in yield. There is no. Further, since the generation of cracks is eliminated, the DLC film 86 is not peeled off due to aged use due to minute cracks, and a film free from the occurrence of streak-like failures can be manufactured efficiently.

10 溶液製膜設備
21 流延ダイ
29 流路
29o 出口
72 リップ板
82 ダイヘッド
85 ベース
86 DLC膜
92 下地層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solution casting equipment 21 Casting die 29 Flow path 29o Outlet 72 Lip plate 82 Die head 85 Base 86 DLC film 92 Underlayer

Claims (11)

ポリマー及び溶剤を含むドープを支持体に流出する流延ダイのドープ流出口に取り付けられるダイヘッドにおいて、
ステンレス製のベースと、
前記ベースの上に超硬材料で形成される下地層と、
前記下地層の上に形成されるDLC膜と、
前記DLC膜を形成する際の温度上昇による前記ベースと前記下地層との熱膨張歪みによって前記下地層に作用する応力σ1が、前記下地層の破断応力σ2未満となる前記ベースと前記下地層との各線膨張係数、前記ベースの長手方向の長さ、前記DLC膜を形成する際の加熱温度の組み合わせと
を備えるダイヘッド。
In a die head attached to a dope outlet of a casting die for flowing a dope containing a polymer and a solvent to a support,
A stainless steel base,
An underlayer formed of a super hard material on the base;
A DLC film formed on the underlayer;
A stress σ1 acting on the base layer due to thermal expansion strain between the base and the base layer due to a temperature rise when forming the DLC film is less than a breaking stress σ2 of the base layer; A combination of a coefficient of linear expansion, a length in the longitudinal direction of the base, and a heating temperature when the DLC film is formed.
前記ベースに作用する圧縮力をPB、前記下地層に作用する引っ張り力をPL、前記ベースの長手方向に直交する断面における前記下地層の断面積をALとした際に、前記下地層に作用する応力σ1を、
σ1=(PB−PL)/ALにより求める請求項1記載のダイヘッド。
When the compressive force acting on the base is PB, the tensile force acting on the base layer is PL, and the cross-sectional area of the base layer in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the base is AL, the base layer acts on the base layer. Stress σ1
The die head according to claim 1, which is obtained by σ1 = (PB−PL) / AL.
前記ベースは細長い柱体であり、長手方向の長さをLYとし、長手方向に直交する断面における最大長さをLWとした際にLY≧50・LWであり、前記長さLYが1500mm以上であり、前記下地層の厚みが70μm以上130μm以下であり、前記DLC膜の厚みが0.7μm以上2μm以下である請求項2記載のダイヘッド。   The base is an elongated column body, where LY ≧ 50 · LW when the length in the longitudinal direction is LY and the maximum length in a cross section perpendicular to the longitudinal direction is LW, and the length LY is 1500 mm or more. 3. The die head according to claim 2, wherein the thickness of the underlayer is 70 μm to 130 μm, and the thickness of the DLC film is 0.7 μm to 2 μm. 前記ベースがSUS316L、SUS329J1、SUS630のいずれか一つから形成されており、前記下地層が炭化タングステンから形成されている請求項1から3いずれか1項記載のダイヘッド。   The die head according to any one of claims 1 to 3, wherein the base is made of any one of SUS316L, SUS329J1, and SUS630, and the underlayer is made of tungsten carbide. 前記下地層と前記DLC膜との硬度差が500Hv以下である請求項1から4いずれか1項記載のダイヘッド。   The die head according to any one of claims 1 to 4, wherein a hardness difference between the underlayer and the DLC film is 500 Hv or less. 前記DLC膜は気相成膜法により形成され、硬度が1300Hv以上である請求項5記載のダイヘッド。   The die head according to claim 5, wherein the DLC film is formed by a vapor deposition method and has a hardness of 1300 Hv or more. 前記気相成膜法は、イオン化蒸着、イオンプレーティング、プラズマCVDのいずれか一つである請求項6記載のダイヘッド。   The die head according to claim 6, wherein the vapor phase film forming method is any one of ionized vapor deposition, ion plating, and plasma CVD. 請求項1から7いずれか1項記載のダイヘッドを有する流延ダイを用いて、前記支持体の上に前記ドープからなる膜を形成する膜形成工程と、
前記膜が自立して搬送可能となるまで前記膜から前記溶剤を蒸発させる膜乾燥工程と、
前記膜を前記支持体から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前記溶剤を蒸発させてフィルムとするフィルム乾燥工程とを含むフィルムの製造方法。
A film forming step of forming a film made of the dope on the support using a casting die having the die head according to any one of claims 1 to 7,
A film drying step of evaporating the solvent from the film until the film is self-supporting and transportable;
A stripping step of stripping the membrane from the support to form a wet film;
And a film drying step of evaporating the solvent from the wet film to obtain a film.
ポリマー及び溶剤を含むドープを流出する流延ダイのドープ流出口に取り付けられるダイヘッドの製造方法において、
ステンレス製のベースの上に、超硬材料を有する下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層の上に気相成膜法によりDLC膜を形成するDLC膜形成工程と、
前記DLC膜形成工程における前記ベースと前記下地層との熱膨張歪みにより求められる前記下地層に作用する応力を、前記下地層の破断応力未満にするために、前記ベースと前記下地層との各線膨張係数、前記ベースの長手方向の長さ、前記気相成膜法における加熱温度の組み合わせを決定し、この組み合わせに基づき前記下地層形成工程と前記DLC膜形成工程とを行うクラック阻止適合条件の判定工程とを含むダイヘッドの製造方法。
In a method of manufacturing a die head attached to a dope outlet of a casting die that flows out a dope containing a polymer and a solvent,
An underlayer forming step of forming an underlayer having a super hard material on a stainless steel base;
A DLC film forming step of forming a DLC film on the underlayer by vapor deposition;
In order to make the stress acting on the underlayer determined by thermal expansion strain between the base and the underlayer in the DLC film forming step less than the breaking stress of the underlayer, each line between the base and the underlayer A combination of an expansion coefficient, a length in the longitudinal direction of the base, and a heating temperature in the vapor phase film forming method is determined, and based on this combination, a crack prevention suitable condition for performing the base layer forming step and the DLC film forming step is determined. A method of manufacturing a die head including a determination step.
前記ベースに作用する圧縮力をPB、前記下地層に作用する引っ張り力をPL、前記ベースの長手方向に直交する断面における前記下地層の断面積をALとした際に、
前記下地層に作用する応力σ1を、
σ1=(PB−PL)/ALにより求める請求項9記載のダイヘッドの製造方法。
When the compressive force acting on the base is PB, the tensile force acting on the base layer is PL, and the cross-sectional area of the base layer in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the base is AL,
Stress σ1 acting on the underlayer is
The die head manufacturing method according to claim 9, wherein σ1 = (PB−PL) / AL.
前記気相成膜法は、イオン化蒸着、イオンプレーティング、プラズマCVDのいずれか一つである請求項9または10記載のダイヘッドの製造方法。   11. The method of manufacturing a die head according to claim 9, wherein the vapor phase film forming method is any one of ionized vapor deposition, ion plating, and plasma CVD.
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