JP3978107B2

JP3978107B2 - 多層フィルムの製膜装置及び製膜方法

Info

Publication number: JP3978107B2
Application number: JP2002274184A
Authority: JP
Inventors: 英数山崎; 豊広瀬; 清一大野
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP2004106429A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流延法で多層フィルムを製造する製膜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流延法で多層フィルムを製造する装置の一つに、各層を形成する複数の高分子溶液（ドープ）をフィードブロックで合流させて、そこから吐出される多層流状ドープをダイから支持体上に流延させるものがある。
【０００３】
この方式の装置は、流延開始時には各層を形成させるドープを同時に合流させることを前提としている。しかしながら、実際にはその合流タイミングが合わないために、エア巻き込まれが発生し、そのエアがダイリップから吐出する時に、急激な圧力開放により、高分子溶液を飛散させ、リップ先端を汚すという問題がある。
【０００４】
この解決策として、フィードブロックと流延ダイの間に流路切換弁を設けてエアを巻き込んだ初流を抜き取る方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１７９６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法は、エアを巻き込んだ高分子送液の処理量が多い。また、フィードブロック〜ダイ間にバルブを設ける必要があり、スペース確保の制約があるため、よりコンパクトな装置が望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、フィードブロックと流延ダイ間の流れを乱すことがなく、エア巻き込みのない製膜スタートが可能な多層フィルムの製膜装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、各ドープ供給ライン側に開閉弁を設けるとともに、その両側にエア抜取口を設けることを考えた。すなわち、この装置を用いて、製膜のスタート時に少なくとも一の供給ラインを開状態にし、他を閉状態にしてドープを供給すれば、閉状態の供給ラインの弁の上流側ではその上流側のエア抜取口からエアを抜き取って上流側の空間をドープで満たされる。一方、下流側では開状態の供給ラインから供給されたドープが一部はダイリップから洩れるが、ダイリップが狭いために大部分はフィードブロックの開口端から閉状態の供給ラインに入り、これを逆行してエアを弁の下流側のエア抜取口から抜き取って下流側の空間をドープで満たす。従って、全てのドープの供給ラインからエアを完全に抜き取った状態にすることができるため、エア巻き込みのない製膜スタートが可能になったのである。
【０００９】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、各層を形成する複数のドープ供給ラインと、各ドープ供給ラインから供給されるドープを合流させるフィードブロックと、該フィードブロックから吐出される多層流状ドープを流延するダイと、該ダイから流延されたドープを受ける支持体よりなる製膜装置において、該ドープ供給ラインに開閉弁が設けられ、該開閉弁の両側にエア抜取口が設けられているか、あるいは該開閉弁の弁体がエア抜取口を通過してそのいずれの側にも位置しうることを特徴とする多層フィルムの製膜装置に関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の製膜装置は、ドープ供給ラインに設けられる開閉弁とエア抜取口を除いて公知の流延法による製膜装置と同様でよい。この製膜装置の代表例の概略構成を図２と図３に示す。
【００１１】
図２に示す装置は、バンド式の溶液製膜装置である。１０は流延ダイで、この流延ダイ１０に対して支持体４０として回転ドラム４１に流延バンド４２が巻き掛けられて走行するようになっている。４３は流延されたフィルムを剥ぎ取る剥取ロールである。また、流延ダイ１０に隣接して減圧チャンバー５０が設けられている。流延ダイ１０の入口側にはフィードブロック２０が設けられ、このフィードブロック２０には３本のドープ供給管３０が接続されている。中央の管が主流ドープ供給管３１でこれには開閉弁は設けられていない。その両側の管は、いずれも副流ドープ供給管３２，３３で開閉弁３４，３５が取り付けられている。減圧チャンバー５０は、吸引ダクト５１およびバッファータンク５２を介してブロワー５３に連結されている。
【００１２】
図３に示す装置は、ドラム式の溶液製膜装置である。４４は流延ドラムで、バンド式の溶液製膜装置における回転ドラム４１および流延バンド４２の代わりに設けられている。
【００１３】
ドープ供給ラインは通常は管が用いられるが、それに限定されず、フィードブロックにドープを供給できる送液路であればよい。ドープ供給ラインは複数設けられるが、必ずしも多層フィルムの層数に一致しなくてもよい。例えば、２つの表面層の組成が同一である場合、途中で分岐させてフィードブロックに接続することもできる。多層フィルムの層構成に応じて主流ラインと副流ラインに分類することもできる。この場合、主流ラインとは、供給量が最大のものであり、通常は多層フィルムを形成する全ドープ量の４０〜９５容積％を占める。
【００１４】
ドープ供給ラインに設けられる開閉弁の種類は特に限定されないが、乱流をつくらないタイプのものが好ましい。例えば、ピストン弁や弁体が回動するタイプのものが好ましい。好ましい弁の１つに弁体が常に閉状態に付勢されているものがある。この付勢にはバネ等を利用することができ、ドープの供給圧力で開状態にする。
【００１５】
エア抜取口は供給するドープの開閉弁に対し、ダイ側（下流）、反ダイ側（上流）のいずれの側からも抜き取れるように設ける。これは開閉弁の両側にエア抜取口を設けてもよく、あるいは開閉弁の弁体を作動させてエア抜取側を切り換えるようにしてもよい。例えば、図８の弁において、弁体をＩの位置にすれば図面左方の空間のエア抜き取りができ、IIの位置にすれば図面右方の空間のエア抜き取りができる。IIIの位置にすればこの開閉弁は開の状態になる。いずれにしても全てのエア抜取口は開閉できるようにしておく。エア抜取口が１個の場合には、そこから２種のドープが吐出されることになるので、ドープの再利用の観点から開閉弁の両側にエア抜取口を設けることが好ましい。
【００１６】
エアはフィードブロック内のドープ流路上端の肩部であるポケット両端にも溜まりやすいので、そこにもエア抜取口を設けることが好ましい。このエア抜取口も開閉可能にしておく。
【００１７】
本発明の製膜装置で製造されるフィルムの種類は問わないが、セルロースエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂等を主材とする多層フィルム、例えば２〜６層のフィルムを挙げることができる。厚みとしては３０〜２００μｍ程度である。フィルムの用途としては、写真フィルム支持体、偏光板保護フィルム、光学補償フィルム、などを挙げることができる。
【００１８】
【実施例】
本発明の一実施例である製膜装置を図面を引用して説明する。
この装置は、図２に示すバンド式のものであり、そのダイとフィードブロックの側面断面図を図４に、フィードブロックのベーン及びディストリビューションピン部分の正面部分断面図を図５に示す。
【００１９】
図４において、１０は単層の流延ダイで、１つのマニホールド１１が形成されると共にダイリップ１２が形成されている。この流延ダイの１０上部にフィードブロック２０が密着して設けられており、主流ドープ供給管３１がフィードブロック２０の上面中央に、副流ドープ供給管３２，３３が左右側面上部にそれぞれ接続されている。フィードブロック２０の下部はダイ１０に接続され、ダイ１０の後方（図２の右方）には減圧チャンバー５０が配置されている。
【００２０】
この合流部ａには、ベーン１３が設けられるとともに、ディストリビューションピン１４が設けられている。ベーン１３は軸１５を中心に回転自在に設けられており、ディストリビューションピン１４とのベーン１３開度を変更することにより、流速を調整できるようになっている。ディストリビューションピン１４は、軸心を中心に回転自在に設けられており、その表面には、溝１６が形成されている。この溝１６は、図６に示すように、一方から他方にかけて幅が狭まっていく台形状に形成されており、ベーン１３に対向する溝１６の部位により、外層用の副流ドープ流路から内層用の主流ドープ流路へ合流する副流ドープの幅を変更できるようになっている。
【００２１】
副流ドープ供給管３２，３３の途中にはそれぞれ開閉弁３４，３５が設けられ、各開閉弁３４，３５の両側にはエア抜取口６１，６２，６３，６４が（図４には示されていない。）設けられ、各エア抜取口に接続された配管にはいずれも開閉コックＣが設けられている。
【００２２】
上記の開閉弁３４（３５）の構造とエア抜取口６１，６２（６３，６４）の配設状態を模式的に図１に示す。この開閉弁３４はピストン弁の１種であって、図１における図面左側の管が副流ドープ供給側（上流側）であり、下側の管がフィードブロック２０に接続されており、ここでは下流と称する。開閉弁３４内には、左右方向に摺動するピストン３４１が弁体として設けられている。図１の図面右方には、ピストン３４１を作動させる作動室３４２が設けられていて内部には、気密性の摺動板３４３とピストン３４１を図面左側に付勢しているバネ３４４が収容されている。この作動室３４２の図面左端下部には高圧エア送入口３４５が設けられていて、ここから高圧エアを吹き込むことによってピストン３４１を図面右方に動かすことができる。開閉弁３４１の閉状態（図１(イ)）におけるピストン３４１の図面左側にはエア抜取口６１、図面右側にもエア抜取口６２が設けられ、各エア抜取口６１，６２に接続された配管には各々開閉コックＣが設けられている。
【００２３】
なお、エアー巻き込みは、前記のように主流ドープと副流ドープの合流部分で発生するだけでなく、図５に示すように、主流ドープ及び副流ドープがフィードブロックポケットに進入してダイの幅方向に広がる際に、ポケット両端上部のデッドスペースＤにエアーが溜まりやすく、このエアーを抜き取ることも重要である。
【００２４】
従って、ポケット両端側板付近に存在しているエアーを抜きとるため、図４および図５に示すように、フィードブロック２０のポケット両端側板にも主流ドープと２つの副流ドープのエア抜取口２１，２２，２３，２４，２５，２６が設けられ（２４〜２６は２１〜２３の反対側にある。）、各エア抜取口に接続された配管にはいずれも開閉コックＣが設けられている。
【００２５】
この装置における製膜スタート時の操作と動作を、その際の各開閉弁３４（３５も同じ）の作動を模式的に示している図１を引用しつつ説明する。
【００２６】
製膜スタート前は開閉弁３４は図１(イ)の待機状態にある。すわなち、ピストン３４１はバネ３４４で押されて閉状態にあり、エア抜取口６１，６２のコックＣはいずれも開状態にある。さらに他のエア抜取口２１，２２，２３（２４，２５，２６も）開状態にある。
【００２７】
以後、図４の左側の開閉弁３４、エア抜取口２１〜２３及びそのコックＣについて説明するが、同様のことが図４の右側でも行われる。この状態で主流ドープ供給管３１から主流ドープの送液を開始する。主流ドープは図５のフィードブロック２０の中央部に上方から流入し、そこからさらにダイ１０に進入するが、ダイリップ１２の間際が狭いために主流ドープの多くは図４の両側に示されている副流ドープの流路を逆行して開閉弁３４（３５も）の出口側から開閉弁３４内に進入し、図１(ロ)の状態になる。その間、主流ドープはエア抜取口２１，２２，２３からも吐出する。吐出が始まったらエア抜取口２１，２２，２３のコックは閉じる。主流ドープの開閉弁３４内への進入はさらに続いてそのエア抜取口６２からも吐出して図１(ハ)の状態になる。
【００２８】
一方、主流ドープよりも遅れて送液が開始された副流ドープも開閉弁３４に達して図１(ニ)の状態になり、さらにエア抜取口６１から吐出して図１(ホ)の状態になる。ピストン３４１は、副流ドープの送液圧力に押されて図面右方に後退して図１(ヘ)の状態になる。その際、エア抜取口６１，６２のコックＣを閉じる。そこで、高圧エア送入口３４５から作動室３４２内に高圧エアを入れてピストン３４１をさらに図面右方に後退させ、開閉弁３４を全開にして図１(ト)の状態になる。副流ドープは主流ドープを押し下げながら供給管内を進行し、フィードブロック２０に達してエア抜取口２２，２３から吐出するようになる。そこで、これらのエア抜取口２２，２３のコックＣを閉じる。副流ドープはさらに進行してダイ１０に入り、ダイリップ１２から多層流を吐出するようになる。これで製膜が開始される。
【００２９】
以上、主流ドープを先に送液する場合について述べたが、開閉弁を必要により別のものを用いることによって主、副流ドープを同時に、あるいは副流ドープを先に送液することも可能であることはいうまでもない。
【００３０】
上記の装置を用い、上記の手順で３層フィルムを製膜し、エア巻き込みのないスタートを達成できた。
【００３１】
［実施条件］
使用高分子溶液主流：高分子溶液１（スタート流量：１０Ｌ／ｍｉｎ）
各副流(外層)：高分子溶液２(スタート流量：１Ｌ／ｍｉｎ)
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
【発明の効果】
本発明により、エア巻き込みのない多層フィルムの製膜が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における開閉弁の作動を説明する図である。
【図２】本発明の一実施例である製膜装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の別の実施例である製膜装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】図１の装置のフィードブロック周辺の側面断面図である。
【図５】同上左正面部分断面図である。
【図６】ベーンとディストリビューションピンの形状を示す斜視図である。
【図７】ダイの概略構造を示す断面図である。
【図８】別の開閉弁の一例の断面図である。

Claims

各層を形成する複数のドープ供給ラインと、各ドープ供給ラインから供給されるドープを合流させるフィードブロックと、該フィードブロックから吐出される多層流状ドープを流延するダイと、該ダイから流延されたドープを受ける支持体よりなる製膜装置において、該ドープ供給ラインの少なくとも一部に開閉弁が設けられ、該開閉弁の両側にエア抜取口が設けられていることを特徴とする多層フィルムの製膜装置。
各層を形成する複数のドープ供給ラインと、各ドープ供給ラインから供給されるドープを合流させるフィードブロックと、該フィードブロックから吐出される多層流状ドープを流延するダイと、該ダイから流延されたドープを受ける支持体よりなる製膜装置において、該ドープ供給ラインの少なくとも一部に開閉弁が設けられ、該開閉弁の弁体がエア抜取口を通過してそのいずれの側にも位置しうることを特徴とする多層フィルムの製膜装置。
ドープ供給ラインの流量が最も多い主流ラインとそれ以外の副流ラインよりなり、開閉弁が副流ラインのみに設けられ、その両側にエア抜取口が設けられている請求項１又は２記載の製膜装置。
開閉弁が閉状態に付勢されており、ドープ供給圧力によって開状態にされるものである請求項１，２または３記載の製膜装置。
付勢がバネによってなされている請求項４記載の製膜装置。
フィードブロックの内部のドープ流路上端の肩部にもエア抜取口が設けられている請求項１，２，３，４又は５記載の製膜装置。
請求項３記載の製膜装置を用い、まず主流ラインに主流ドープを送液してダイから該ドープを吐出させ、さらにエア抜出口にも主流ドープが流入してそのエア抜取口からも主流ドープを吐出させ、副流ドープはその後該副流ラインのエア抜取口から吐出するように副流ラインに送液を開始し、各ドープがそれぞれのドープ供給ラインのエア抜取口より吐出後開閉弁を開状態にすることを特徴とする多層フィルムの製膜方法。