JP3987746B2 - 部材洗浄方法及びその方法を用いた溶液製膜方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドープを製造する装置の部材洗浄方法及びその方法を用いた溶液製膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、化学製品の工業的な製造は、各種装置類が複雑に組み合わされた大規模な化学プラントにより行なわれている。化学プラントは通常２４時間操業で行なわれている。しかし、各種の装置は、メンテナンスするために定期的に洗浄などを行なう必要がある。そこで、通常は化学プラント全体の操業を停め、その装置を取り外して洗浄していたので、時間ロスを招いていた。
【０００３】
例えば、フイルム製膜製造に使用する、ドープ調製用熱交換器の洗浄方法は、熱交換器の上下流側にそれぞれ取り付けられている配管を取り外し、ドープを排出した後に、別途洗浄配管系を接続し溶剤洗浄を実施していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この洗浄方法には、いくつかの問題点が挙げられていた。（１）ドープを排出するときに、ドープに含まれる有機溶剤が溶剤ガスとして大気に飛散するために、環境の汚染を招いていた。（２）ドープを排出した後に、そのドープを熱乾燥させ固形化して捨てるため産廃物の増大を招いていた。（３）洗浄使用した溶剤は、再利用するが、工程上一度蒸留回収工程へ移し精製する必要があるために、無駄な工程が生じていた。（４）ドープ製造配管系と別途洗浄配管系とを取り替えるために、作業時間、作業費用がかかっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決した部材洗浄方法及びその方法を用いた溶液製膜方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の部材洗浄方法は、溶剤を送液機により送液しながら固形分を溶解する装置を用いて、ドープを製造する際に、前記装置に用いられている部材を洗浄する部材洗浄方法において、前記ドープを製造している際の送液方向に対して逆方向に前記送液機を駆動させて、前記部材内に存在している液を抜き取る第１の工程と、前記部材内に洗浄溶液を送液して洗浄する第２の工程とからなり、前記部材を洗浄した後の洗浄溶液を前記ドープの原料として用いることを特徴として構成されている。なお、本発明においてドープとは、溶剤に固形分を溶解させた溶液、または分散させた分散液の両方を意味している。
【０００７】
前記第１の工程では、前記抜き取った液を上流側のタンクに戻すことが好ましい。また、前記第１の工程の時、前記第１の工程の後であって前記第２の工程の前、の少なくともいずれかに、前記部材内に加圧したガスを注入するガスパージ工程を含むことが好ましい。
【０００８】
前記第２の工程が、前記ドープを製造する第１の液路と、前記洗浄溶液を送液する第２の液路とを併設したものを用いて、前記第１の液路と前記第２の液路とを切り替えて、前記洗浄溶液を前記部材に送液することが好ましい。この場合において、前記第１の液路と前記第２の液路との切り替えは、自動で行なっても良いし、手動で行なっても良い。前記部材を洗浄した洗浄溶液を、前記ドープの原料として用いることが好ましい。さらには、前記第１の工程で抜き取った液を、前記ドープの原料として用いることが好ましい。
【０００９】
前記部材が、熱交換器であることが好ましい。また、前記熱交換器が、スパイラル式熱交換器であることがより好ましい。さらに、前記洗浄溶液を、前記スパイラル式熱交換器の下から送液することがより好ましい。さらには、前記装置には、洗浄される複数の部材が直列に接続されたものが備えられ、前記複数の部材を直列に洗浄することが好ましい。
【００１０】
前記固形分には、少なくとも１種類のポリマーが含まれていることが好ましい。また、前記ポリマーが、セルロースアシレートであることが好ましく、セルローストリアセテートであることがより好ましい。さらに、前記ドープが、フイルム製膜に用いられることが好ましい。
【００１１】
また、本発明には、前記ドープを流延してフイルムを製膜する溶液製膜方法において、前述したいずれかの洗浄方法を用いて、前記装置に用いられている部材を洗浄することを特徴とした溶液製膜方法も含まれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る部材洗浄方法について、フイルム製膜に用いられるドープ調製ラインを用いて説明する。しかしながら、本発明の部材洗浄方法は、そのラインに限定されず、その他の化学プラントに備えられた部材への適用も可能である。また、本発明に係る部材洗浄方法を用いた溶液製膜方法についても説明する。
【００１３】
始めに、ドープの調製に用いられる固形分であるポリマーと添加剤とについて説明し、次にドープ調製用の溶剤と部材洗浄溶液について説明する。
【００１４】
［ポリマー］
本発明に用いられるポリマーは特に限定されないが、セルロースエステルを用いることが好ましい。また、セルロースエステルの中では、セルロースアシレートを用いることが好ましく、特に、セルロースアセテートを使用することが好ましい。さらに、このセルロースアセテートの中では、その平均酢化度が５７．５ないし６２．５％のセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を使用することが最も好ましい。酢化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従う。本発明では、セルロースアシレート粒子を使用し、使用する粒子の９０重量％以上が０．１ないし４ｍｍの粒子径、好ましくは１ないし４ｍｍを有する。また、好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９７重量％以上、さらに好ましくは９８重量％以上、最も好ましくは９９重量％以上の粒子が０．１ないし４ｍｍの粒子径を有する。さらに、使用する粒子の５０重量％以上が２ないし３ｍｍの粒子径を有することが好ましい。より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上、最も好ましくは９０重量％以上の粒子が２ないし３ｍｍの粒子径を有する。セルロースアシレートの粒子形状は、なるべく球に近い形状を有することが好ましい。
【００１５】
［添加剤］
本発明に用いられる添加剤としては、可塑剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート（以下、ＢＤＰと称する）、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェートなど）、フタル酸エステル系（例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレートなど）、グリコール酸エステル系（例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなど）及びその他の可塑剤を用いることができる。
【００１６】
紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物及びその他の紫外線吸収剤を用いることができる。特に好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物である。
【００１７】
さらにドープには、必要に応じて種々の添加剤、例えば、離型剤、剥離促進剤、フッ素系界面活性剤などをドープの調製前から調製後のいずれかの段階で添加してもよい。なお、本発明に用いられる固形分は、前述したポリマー、添加剤に限定されるものではない。
【００１８】
［ドープ調製溶剤］
本発明に用いられる溶剤としては、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、エーテル類などがあるが、これらに限定されるものではない。溶剤は、市販品の純度であれば、特に制限される要因はない。溶剤は、単独（１００重量％）で使用しても良いし、炭素数１ないし６のハロゲン化炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類を混合して使用するものでもよい。使用できる溶剤の例には、ハロゲン化炭化水素類（例えば、塩化メチレンなど）、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテートなど）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル，メチル−ｔ−ブチルエーテルなど）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノールなど）などが挙げられる。特に、本発明に用いられる溶剤として、ハロゲン化炭化水素を主成分にすると、前述したポリマーが溶解しやすくなるために好ましい。具体的には、ドープを調製する溶剤中の７０〜９５重量％がハロゲン化炭化水素であることが好ましい。
【００１９】
［部材洗浄溶液］
本発明に用いられる部材洗浄溶液（以下、洗浄溶液と称する）は、特に限定されるものではない。しかしながら、化学プラントに備えられた熱交換器、フィルタ、ポンプ、バルブ、配管などの部材に影響を及ぼさないために、主に有機溶剤からなるものを用いることが好ましい。具体的な有機溶剤の例としては、塩化メチレン、アセトン、アルコール類、酢酸メチル及び酢酸エチルなどのエステル類などが挙げられ、特にポリマーにＴＡＣを用いた際には、塩化メチレンを用いることが好ましい。また、洗浄溶液が、ドープを構成する溶剤と同一又は類似の組成比のものを用いると、洗浄溶液を回収して、ドープの原料として利用することができ、廃棄物を減少させることができるために好ましい。
【００２０】
［ドープ調製方法］
図１に本発明の部材洗浄方法が用いられるドープ調製ライン１０を示す。ドープの調製は、始めに溶剤タンク１１から必要な量の溶剤を溶解タンク１２に送液する。溶剤タンク１１には、前述した溶剤（混合溶剤を用いるときも以下の説明においては、単に溶剤と称する場合もある）が注入されている。この溶剤は、溶剤タンク１１と溶解タンク１２との間に取り付けられているバルブ１３により、送液量が調整される。
【００２１】
次に、計量器１４に仕込まれているポリマーを溶解タンク１２に計量しながら送り込む。ポリマーは、前述した溶剤に対して１５．０〜２５．０重量％仕込むことが好ましく、これにより調製されたドープから製膜したフイルムの品質は、良好なものとなる。しかしながら、本発明において溶剤に仕込むポリマー量は前述した範囲に限定されるものではない。なお、ポリマーにはＴＡＣを用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２２】
さらに、可塑剤タンク１５から可塑剤を溶解タンク１２に送り込む。可塑剤タンク１５と溶解タンク１２との間には、バルブ１６が取り付けられており、必要量の可塑剤を溶解タンク１２に送り込む。なお、可塑剤には、ＴＰＰ、ＢＤＰが用いられることが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、図１では、可塑剤を溶剤に溶解させた溶液として、溶解タンク１２に送り込んでいるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。可塑剤が常温で液体の場合には、その液体の状態で溶解タンク１２に送り込むことも可能である。また、可塑剤が固体の場合には、計量器を用いて溶解タンク１２に送り込むことも可能である。なお、本発明において溶解タンク１２に送り込む可塑剤の量は、前述したポリマーに対して５．０〜１５．０重量％であると、調製されたドープから製膜されたフイルムの可塑性が製品として最も好ましい柔軟性を持つものが得られる。しかしながら、本発明において溶解タンクに送り込む可塑剤の量は前述した範囲に限定されるものではない。
【００２３】
また、前述した説明においては、溶解タンク１２に仕込む順番が、溶剤、ポリマー、可塑剤の順であったが、本発明は必ずしもこの順番に限定されるものではない。例えば、ポリマーを計量し、溶解タンク１２に送り込んだ後に、好ましい量の溶剤を送液することも可能である。また、可塑剤は、溶解タンク１２に予め送り込む必要はなく、後の工程でポリマーと溶剤との混合物（以下、これらの混合物もドープと称する場合がある）に、混合することもできる。また、溶解タンク１２に可塑剤以外の前述した添加剤を送り込むことも可能である。
【００２４】
溶解タンク１２には、モータ１７により回転する撹拌翼１８が備えられている。撹拌翼１８が回転することにより、溶解タンク１２内に送り込まれていた溶剤、ポリマー、可塑剤などを撹拌することで、溶剤にポリマーなどの溶質（固形分）を粗溶解させる。粗溶解とは、溶質が完全に溶剤に溶解していない状態を意味している。以下の説明においてこの粗溶解した液を粗溶解液１９と称する。
【００２５】
貯蔵タンク２０に一旦粗溶解液１９を送り込み、溶解タンク１２内を空にして、粗溶解液を１９を形成する工程を繰り返す連続バッチ式で行なうことが、コストの点から好ましい。貯蔵タンク２０にも、モータ２１で回転する撹拌翼２２が備えられており、送り込まれた粗溶解液１９を撹拌し、均一にする。貯蔵タンク２０内の粗溶解液１９は、ポンプ２４により配管２３、配管２５、切替器２６、配管２７を通り加熱器２８に送液される。なお、貯蔵タンク２０とポンプ２４との間には図示しない粗ろ過フィルタが取り付けられていても良い。ろ過フィルタは、ドープ調製に必要でないゴミなどの不純物を取り除くために用いられる。なお、本工程は図示したものに限定されるものではない。
【００２６】
ポンプ２４から加熱器２８へ粗溶解液１９を送液する際に、配管などを保温あるいは加熱することで、粗溶解液１９中の溶剤に溶解していないポリマーなどの溶質の溶解が進行するために、短時間でドープを調製することができる。そして、加熱器２８により粗溶解液１９を加熱することでフイルムの製膜に必要なポリマーなどの溶質が溶解してドープを調製することができる。
【００２７】
加熱器２８には、ドープを効率良く調製するために多管式熱交換器（シェル＆チューブ方式）や２重管以上の管を備え加熱手段を有する静的混合撹拌器（スタチックミキサーとも称する）などのインラインミキサーを用いることが、ドープ調製時間を短縮するために好ましい。特に熱交換効率及び洗浄の観点から、スパイラル式熱交換器を用いることがより好ましい。スパイラル式熱交換器は、２枚の板を中心部から渦巻状に巻きあげ、２つの流路から構成されている。この構造は、プロセス液の流路断面積に対して、伝熱面積を広くとれるために、熱交換効率に極めて優れた機器である。また、加熱器２８の材質は、耐食性の高いものを用いることが好ましく、具体的にはステンレス、チタン、ハステロイ（商品名）などから形成されたものを用いることがより好ましい。これにより、溶解タンク１２の容量を変更することなく、ドープの量産のためのスピードアップが可能となる。
【００２８】
次に、ドープを配管２９、切替器３０、配管３１を通して冷却器３２に送り込む。冷却器３２は、特に限定されるものではないが、前記スパイラル式熱交換器を用いることが、熱効率及び後述する洗浄のために好ましい。冷却器３２でドープを構成している主要溶剤の沸点以下まで冷却することが、良好な品質のフイルムを製膜するためのドープを調製するために好ましい。しかしながら、本発明において、ドープを冷却することは必ずしも行なう必要はない。
【００２９】
冷却器３２からドープを配管３３、切替器３４、配管３５を通して、ろ過フィルタ３６に送り込む。ろ過フィルタ３６でドープ中の製膜に不必要な不純物が除去される。なお、図１では、ろ過フィルタ３６を２個設けて切り替えて使用する例を図示したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。次に、ドープをポンプ３８により切替器３７、配管３９、切替器４０、配管４１を通して加熱器４２に送り込む。この加熱器４２にも、スパイラル式熱交換器を用いることが好ましいが、それに限定されるものではない。加熱器４２により温度の調節がされたドープは、配管４３、切替器４４を通りドープ用タンク４５に送液され、均一なドープ４６となる。
【００３０】
［部材洗浄方法］
本発明に係る部材洗浄方法について説明する。なお、説明は加熱器２８、４２、冷却器３２の洗浄方法について行なう。しかしながら、本発明において「部材」とはこれら加熱器、冷却器に限定されずに、例えば、フィルタ、バルブ、切替器、配管などをも意味し、それら部材を洗浄する際にも適用することが可能である。また、加熱器、冷却器内にある粗溶解液、粗溶解液からドープに変化しつつあるもの、ドープなどの液状物質は、全て本発明における「液」を意味し、以下の説明においては全て「液状物質」と称する。
【００３１】
加熱器２８の洗浄方法は、始めに切替器３０により、配管２９と配管３１との間を閉止する。次に、ポンプ２４をドープ調製時（以下、正方向と称する）と逆に送液（以下、逆方向と称する）するように駆動させて、加熱器２８内の液状物質を貯蔵タンク２０に戻す。なお、この液状物質を貯蔵しておくタンクは、ライン１０中に他のタンク（図示しない）に設けても良い。また、このように正方向と逆方向とに送液できるポンプには、ギヤポンプ、ロータリーポンプなどの容積式のものが挙げられるが、本発明に用いられるポンプはこれらに限定されるものではない。また、送液方向を変える方法は、ポンプ２４の駆動方向を変えるものに限定されない。例えば、ポンプ２４を配管２３、２５と直接に接続せずに、流路切替バルブ（図示しない）を介してポンプ２４と配管２３、２５とを接続してもよい。この場合には、ドープ調製時には流路切替バルブを正方向にし、部材洗浄時には逆方向に切り替えることで、本発明を実施することができる。
【００３２】
配管２９に窒素ガス源５０を連結し、そのガス源５０から窒素を加圧ガスとして送り出し、加熱器２８内を加圧することにより、液状物質を貯蔵タンク２０に戻してもよい。この加圧ガスは、貯蔵タンク２０に設けられているベント（図示しない）から排出される。この方法は、ポンプ２４による液状物質の抜き出しと同時に行なってもよいし、抜き出し後に行なってもよいし、両方に渡って行なっても良い。また、加圧のみにより液状物質の抜き出しを行なってもよい。また、加圧ガスは、窒素に限定されるものではない。例えば、ヘリウム、ネオンなどの不活性ガスを用いることもできる。なお、部材（この場合には、加熱器２８）の腐食を防止するために酸素を含有していないものを用いることが好ましい。コストの点から窒素ガスを用いることが最も好ましい。
【００３３】
加圧ガスの圧力は、０．０５ＭＰａ〜２ＭＰａの範囲であることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。０．０５ＭＰａ未満であると、加熱器２８内の液状物質の抜き出しを十分に行なえない場合が生じる。また、２ＭＰａを超えると、加熱器２８などの部材の耐圧性を高める必要が生じ、コストの点から不利になる場合が生じる。
【００３４】
さらに、加熱器２８内に前述した洗浄溶液を流し、その内部を洗浄する。なお、この際に前述した加圧ガスで加熱器２８内に加圧していた際には、加圧ガスの注入を停める。洗浄溶液５１は、洗浄溶液タンク５２に仕込まれている。洗浄溶液タンク５２には、モータ５３で回転する撹拌翼５４が備えられており、洗浄溶液５１を撹拌し、均一にしている。
【００３５】
洗浄溶液５１は、ポンプ５５により切替器５６、配管５７、配管５８を通して加熱器２８内に送液され、その内部を洗浄する。なお、洗浄溶液の送液量は、５００〜２０００Ｌ／ｍｉｎの範囲であることが好ましいが、この数値範囲に限定されるものではない。その後に洗浄溶液５１は、配管２９、切替器３０、配管５９、配管６０を通り、洗浄溶液タンク５２に戻される。このようにして、洗浄溶液５１は循環して利用されることが好ましいが、この方法に限定されるものではない。また、加熱器２８にスパイラル式熱交換器を用いた場合には、装置内に残存している液状物質を押し上げるように、その装置の下から洗浄溶液５１を流すことが最も好ましいが、この方法に限定されるものではない。なお、洗浄溶液の送液方向は、図示した形態に限定されるものではない。
【００３６】
洗浄溶液５１は、一定の回数洗浄に用いられると、その組成に変化が生じる場合がある。この洗浄溶液５１は切替器５６、配管６１を通して調整タンク６２に送られる。調整タンク６２では、洗浄溶液から不純物を除去し、その組成の調整を行なった後に、ポンプ６３により配管６４を通してリサイクル溶液タンク６５に送液する。この洗浄溶液をドープ調製用の原料として利用すると、廃棄処理する溶剤の量を減らすことができるために好ましいが、この方法に限定されるものではない。
【００３７】
このリサイクルされた溶液には、溶剤に対して０．１〜２５．０重量％のポリマーを含むことが均一なドープが調製されるために好ましい。また、このリサイクルされた溶液には、溶液中のポリマーに対して０．１〜２０．０重量％の可塑剤を含むことが好ましい。
【００３８】
次に、冷却器３２の洗浄方法について説明する。始めに切替器３４により配管３３と配管３５との間を閉止する。次に、ポンプ２４を逆方向に駆動させて、冷却器３２内の液状物質を配管３１、切替器３０、配管６６、切替器２６、配管２５を介して貯蔵タンク２０に戻す。なお、加熱器２８の液状物質を抜き出し際と同様に、配管３３に連結された窒素ガス源６７により加圧ガスを冷却器３２内に注入することもできる。
【００３９】
冷却器３２内の洗浄は、加熱器２８と同様に行なうことができる。すなわち、洗浄溶液５１を、ポンプ５５により切替器５６、配管５７、配管６８、切替器３０、配管３１を通して冷却器３２内に送液して、洗浄する。そして、洗浄した後の洗浄溶液５１は、配管３３、切替器３４、配管６９、配管６０を通して洗浄溶液タンク５２に戻され、再利用される。なお、洗浄溶液５１の送液方向が図示した形態に限定されないことも、加熱器２８の洗浄方法の場合と同様である。
【００４０】
前述の説明では、加熱器２８と冷却器３２との中に存在している液状物質をそれぞれ単独で抜き出し、洗浄溶液５１を流して洗浄する方法を示した。しかしながら、本発明の部材洗浄方法は前述した方法に限定されない。例えば、図１に示したように洗浄される部材（加熱器２８、冷却器３２）が直列に取り付けられているときには、同時に直列洗浄方法を行なうと、作業時間が短くてすみ、効率が良い。すなわち、切替器３４により配管３３と配管３５との間を閉止し、ポンプ２４を逆方向に駆動させて、冷却器３２内の液状物質を配管３１、切替器３０、配管２９を通して加熱器２８に送り込む。この液状物質を加熱器２８内の液状物質と一緒に配管２７、切替器２６、配管２５、配管２３を通して貯蔵タンク２０に戻すことができる。液状物質の抜き取りと同時に加圧する場合には、最も上流側の窒素ガス源６７から加圧ガスを注入することが好ましい。
【００４１】
また、洗浄溶液５１も直列に送液すれば、作業効率の点から好ましい。この場合には、ポンプ５５により切替器５６、配管５７、配管５８、切替器２６、配管２７を通して加熱器２８に送液して洗浄する。さらに加熱器２８から配管２９、切替器３０、配管３１を通して冷却器３２に送液して洗浄する。洗浄した後の洗浄溶液５１は、冷却器３２から配管３３、切替器３４、配管６９、配管６０を通して洗浄溶剤タンク５３に戻される。
【００４２】
このように、直列に接続された部材を本発明の部材洗浄方法を用いて洗浄する場合には、それぞれを単独で洗浄できる配管系統と、直列に同時に洗浄できる配管系統の２種類を予め取り付けておくことが最も好ましい。すなわち、加熱器２８を通過した直後の液状物質と、冷却器３２を通過した直後の液状物質とでは、固形分の溶剤への溶解度が異なる。このため、常に直列に部材洗浄を行なうと、これら溶解度が異なる液状物質を混合して、貯蔵タンク２０に戻すことになり、ドープの調製を再開した際に、ドープ製造条件の決定を困難にするおそれがあるからである。
【００４３】
また、本発明の部材洗浄方法は、他の部材の洗浄にも適用することが可能である。例えば、ろ過フィルタ３６を通過後に再度ドープを加熱する加熱器４２にも適用できる。始めに切替器４４により配管４３とドープ用タンク４５との間を閉止する。次に、ポンプ３８を逆方向に駆動させて、加熱器内の液状物質（この場合にはドープである）配管４１、切替器４０、配管３９、配管７０を通し貯蔵タンク２０に戻す。また、前述した加熱器２８の場合と同じように、配管４３に連結された窒素ガス源７１から加圧ガスを注入することができる。なお、液状物質を戻すタンクは、前述したように貯蔵タンク２０に限定されない。続いて、洗浄溶液５１をポンプ５５により切替器５６、配管７２、切替器４０、配管４１、加熱器４２、配管４３、切替器４４、配管７３を通して加熱器４２内に送液して、洗浄する。このように洗浄に用いられた洗浄溶液５１は、前述したように調製タンク６２に送られ、成分などが調製された後に、リサイクル溶液タンク６５に送られる。
【００４４】
［溶液製膜方法］
図２に示すようにフイルム製膜ライン８０は、バンドゾーン８１と乾燥ゾーン８２とに分けられる。前述したドープ４６が仕込まれているドープ用タンク４５は、ポンプ８３とフィルタ８４とを介してフイルム製膜ライン８０に接続している。また、ドープ用タンク４５には、モータ８５により回転する撹拌翼８６が取り付けられ、ドープ４６を常に均一にしている。なお、ドープ４６を調製する溶剤には、フイルム製膜ライン８０から回収された溶剤を使用することもできる。
【００４５】
バンドゾーン８１には、ローラ８７、８８に掛け渡された流延バンド８９が設けられており、この流延バンド８９は、図示しない駆動装置により回転する。流延バンド８９の上には、流延ダイ９０が設けられている。ドープ４６は、ドープ用タンク４５からポンプ８３により送液され、フィルタ８４で不純物が除去された後に流延ダイ９０に送られる。流延ダイ９０は、ドープ４６を流延バンド８９上に流延する。ドープ４６は流延バンド８９で搬送されながら自己支持性を有するまで徐々に乾燥し、剥ぎ取りローラ９１によって流延バンド８９から剥ぎ取られフイルム９２が形成される。
【００４６】
フイルム９２は、テンタ９３により搬送されながら乾燥される。なお、この際に少なくとも一軸以上が所定の幅に引き伸ばされることが好ましい。また、図２では、無端支持体である流延バンド８９上にドープ４６を流延したが、本発明は図示した形態に限定されずに、回転ドラムに流延する溶液製膜方法にも適用できる。
【００４７】
テンタ９３から乾燥ゾーン８２に送られたフイルム９２は、乾燥ゾーン８２内で、複数のローラ９４に巻き掛けられて乾燥する。乾燥後のフイルム９２は、巻き取り機９５に巻き取られる。乾燥ゾーン８２内の温度は、５０〜１５０℃の範囲に制御されていることが、フイルム９２の均一な乾燥のために好ましい。
【００４８】
なお、図２では、単層の流延ダイを用いた溶液製膜方法を示した。しかしながら、本発明は、その他の溶液製膜方法にも適用可能である。例えば、マルチマニホールドを備えた流延ダイによる共流延による溶液製膜方法についても適用することができる。また、本発明は、逐次的に流延（逐次流延）する溶液製膜方法にも適用することができる。
【００４９】
前述した溶液製膜方法で製膜されたフイルムは、偏光板保護膜として用いることができる。この偏光板保護膜をポリビニルアルコールなどから形成された偏光膜の両面に貼付することで偏光板を形成することができる。さらに、フイルム上に光学補償シートを貼付した光学補償フイルム、防眩層をフイルム上に積層させた反射防止膜などの光機能製膜として用いることもできる。これら製品から、液晶表示装置の一部を構成することも可能である。
【００５０】
【実施例】
従来の方法により加熱器２８と冷却器３２との洗浄を行なった。始めに、ポンプ２４の駆動を停止させた後に、配管２７と配管２９とを加熱器２８から切り離した。そして、加熱器２８に洗浄溶液系の配管（図示しない）を取り付けて、洗浄溶液を流した。次に、冷却器３２も同様に、配管３１と配管３３とを切り離した後に、洗浄溶液系の配管に取り付けて、洗浄溶液を流した。これら配管の切り離し時に、配管内の溶剤が大気中に飛散したことが、臭いから確認された。また、作業時間には、ほぼ一日かかり、その間フイルムの製膜を行なうことはできなかった。
【００５１】
次に、本発明の部材洗浄方法を用いて加熱器２８と冷却器３２との洗浄を行なった。始めに切替器３４を閉止した。次に、ポンプ２４を逆方向に駆動させて、加熱器２８、冷却器３２及び配管などに存在する液状物質を貯蔵タンク２０に６０分間かけて戻した。この際に、窒素ガス源６７から０．５ＭＰａの窒素ガスをライン内に加圧して送り込んだ。続いて、洗浄溶液５１を１０００Ｌ／ｍｉｎで、直列に３０分間送液した。その後に、加熱器２８、冷却器３２内の洗浄の様子を確認するために、それら機器をライン１０から取り外し、中を目視で確認したところ、残存する液状物質は、見られなかった。以上のことから、従来は一日かけていた作業を、３時間で行なうことが可能となった。また、機器の洗浄中は、有機溶剤が大気中に飛散することもないため、環境保護及び作業者の安全の点からも、本発明の部材洗浄方法は好ましい方法であることが分かる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の部材洗浄方法は、溶剤を送液機により送液しながら固形分を溶解する装置を用いて、ドープを製造する際に、前記装置に用いられている部材を洗浄する部材洗浄方法において、前記ドープを製造している際の送液方向に対して逆方向に前記送液機を駆動させて、前記部材内に存在している液を抜き取る第１の工程と、前記部材内に洗浄液を送液して洗浄する第２の工程とからなるから、有機溶剤ガスが大気中へ飛散することを防ぐことができ、溶剤などを廃棄する量を減らすこともできると共に、洗浄作業時間の短縮化も図ることができる。
【００５３】
また、前記第２の工程が、前記ドープを製造する第１の液路と、前記洗浄溶液を送液する第２の液路とを併設したものを用いて、前記第１の液路と前記第２の液路とを切り替えて、前記洗浄液を前記部材に送液し、その洗浄液を、循環して利用すると、前記洗浄液を工程内でリサイクルすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００５４】
さらに、本発明の溶液製膜方法によれば、前記ドープを流延してフイルムを製膜する溶液製膜方法において、本発明の部材洗浄方法を用いて、前記装置に用いられている部材を洗浄するから、有機溶剤ガスが大気中へ飛散することを防ぐことができると共に、溶剤などを廃棄する量を減らすこともできる。さらに、洗浄液のリサイクル化が行なえ、さらには、その洗浄液をドープの原料として用いることができるために、廃棄される溶剤の量を減らすこともできる。さらには、フイルムの連続製膜にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部材洗浄方法に用いられるドープ調製ラインの概略図である。
【図２】本発明の溶液製膜方法に用いられるフイルム製膜ラインの概略図である。
【符号の説明】
１０ ドープ調製ライン
２０ 貯蔵タンク
２４、３８ ポンプ
２８、４２ 加熱器
３２ 冷却器
４５ ドープ用タンク
４６ ドープ
５０、６７、７１ 窒素ガス源
５１ 洗浄溶液
８０ フイルム製膜ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドープを製造する装置の部材洗浄方法及びその方法を用いた溶液製膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、化学製品の工業的な製造は、各種装置類が複雑に組み合わされた大規模な化学プラントにより行なわれている。化学プラントは通常２４時間操業で行なわれている。しかし、各種の装置は、メンテナンスするために定期的に洗浄などを行なう必要がある。そこで、通常は化学プラント全体の操業を停め、その装置を取り外して洗浄していたので、時間ロスを招いていた。
【０００３】
例えば、フイルム製膜製造に使用する、ドープ調製用熱交換器の洗浄方法は、熱交換器の上下流側にそれぞれ取り付けられている配管を取り外し、ドープを排出した後に、別途洗浄配管系を接続し溶剤洗浄を実施していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この洗浄方法には、いくつかの問題点が挙げられていた。（１）ドープを排出するときに、ドープに含まれる有機溶剤が溶剤ガスとして大気に飛散するために、環境の汚染を招いていた。（２）ドープを排出した後に、そのドープを熱乾燥させ固形化して捨てるため産廃物の増大を招いていた。（３）洗浄使用した溶剤は、再利用するが、工程上一度蒸留回収工程へ移し精製する必要があるために、無駄な工程が生じていた。（４）ドープ製造配管系と別途洗浄配管系とを取り替えるために、作業時間、作業費用がかかっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決した部材洗浄方法及びその方法を用いた溶液製膜方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の部材洗浄方法は、溶剤を送液機により送液しながら固形分を溶解する装置を用いて、ドープを製造する際に、前記装置に用いられている部材を洗浄する部材洗浄方法において、前記ドープを製造している際の送液方向に対して逆方向に前記送液機を駆動させて、前記部材内に存在している液を抜き取る第１の工程と、前記部材内に洗浄溶液を送液して洗浄する第２の工程とからなり、前記部材を洗浄した後の洗浄溶液を前記ドープの原料として用いることを特徴として構成されている。なお、本発明においてドープとは、溶剤に固形分を溶解させた溶液、または分散させた分散液の両方を意味している。
【０００７】
前記第１の工程では、前記抜き取った液を上流側のタンクに戻すことが好ましい。また、前記第１の工程の時、前記第１の工程の後であって前記第２の工程の前、の少なくともいずれかに、前記部材内に加圧したガスを注入するガスパージ工程を含むことが好ましい。
【０００８】
前記第２の工程が、前記ドープを製造する第１の液路と、前記洗浄溶液を送液する第２の液路とを併設したものを用いて、前記第１の液路と前記第２の液路とを切り替えて、前記洗浄溶液を前記部材に送液することが好ましい。この場合において、前記第１の液路と前記第２の液路との切り替えは、自動で行なっても良いし、手動で行なっても良い。前記部材を洗浄した洗浄溶液を、前記ドープの原料として用いることが好ましい。さらには、前記第１の工程で抜き取った液を、前記ドープの原料として用いることが好ましい。
【０００９】
前記部材が、熱交換器であることが好ましい。また、前記熱交換器が、スパイラル式熱交換器であることがより好ましい。さらに、前記洗浄溶液を、前記スパイラル式熱交換器の下から送液することがより好ましい。さらには、前記装置には、洗浄される複数の部材が直列に接続されたものが備えられ、前記複数の部材を直列に洗浄することが好ましい。
【００１０】
前記固形分には、少なくとも１種類のポリマーが含まれていることが好ましい。また、前記ポリマーが、セルロースアシレートであることが好ましく、セルローストリアセテートであることがより好ましい。さらに、前記ドープが、フイルム製膜に用いられることが好ましい。
【００１１】
また、本発明には、前記ドープを流延してフイルムを製膜する溶液製膜方法において、前述したいずれかの洗浄方法を用いて、前記装置に用いられている部材を洗浄することを特徴とした溶液製膜方法も含まれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る部材洗浄方法について、フイルム製膜に用いられるドープ調製ラインを用いて説明する。しかしながら、本発明の部材洗浄方法は、そのラインに限定されず、その他の化学プラントに備えられた部材への適用も可能である。また、本発明に係る部材洗浄方法を用いた溶液製膜方法についても説明する。
【００１３】
始めに、ドープの調製に用いられる固形分であるポリマーと添加剤とについて説明し、次にドープ調製用の溶剤と部材洗浄溶液について説明する。
【００１４】
［ポリマー］
本発明に用いられるポリマーは特に限定されないが、セルロースエステルを用いることが好ましい。また、セルロースエステルの中では、セルロースアシレートを用いることが好ましく、特に、セルロースアセテートを使用することが好ましい。さらに、このセルロースアセテートの中では、その平均酢化度が５７．５ないし６２．５％のセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を使用することが最も好ましい。酢化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従う。本発明では、セルロースアシレート粒子を使用し、使用する粒子の９０重量％以上が０．１ないし４ｍｍの粒子径、好ましくは１ないし４ｍｍを有する。また、好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９７重量％以上、さらに好ましくは９８重量％以上、最も好ましくは９９重量％以上の粒子が０．１ないし４ｍｍの粒子径を有する。さらに、使用する粒子の５０重量％以上が２ないし３ｍｍの粒子径を有することが好ましい。より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上、最も好ましくは９０重量％以上の粒子が２ないし３ｍｍの粒子径を有する。セルロースアシレートの粒子形状は、なるべく球に近い形状を有することが好ましい。
【００１５】
［添加剤］
本発明に用いられる添加剤としては、可塑剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート（以下、ＢＤＰと称する）、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェートなど）、フタル酸エステル系（例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレートなど）、グリコール酸エステル系（例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなど）及びその他の可塑剤を用いることができる。
【００１６】
紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物及びその他の紫外線吸収剤を用いることができる。特に好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物である。
【００１７】
さらにドープには、必要に応じて種々の添加剤、例えば、離型剤、剥離促進剤、フッ素系界面活性剤などをドープの調製前から調製後のいずれかの段階で添加してもよい。なお、本発明に用いられる固形分は、前述したポリマー、添加剤に限定されるものではない。
【００１８】
［ドープ調製溶剤］
本発明に用いられる溶剤としては、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、エーテル類などがあるが、これらに限定されるものではない。溶剤は、市販品の純度であれば、特に制限される要因はない。溶剤は、単独（１００重量％）で使用しても良いし、炭素数１ないし６のハロゲン化炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類を混合して使用するものでもよい。使用できる溶剤の例には、ハロゲン化炭化水素類（例えば、塩化メチレンなど）、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテートなど）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル，メチル−ｔ−ブチルエーテルなど）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノールなど）などが挙げられる。特に、本発明に用いられる溶剤として、ハロゲン化炭化水素を主成分にすると、前述したポリマーが溶解しやすくなるために好ましい。具体的には、ドープを調製する溶剤中の７０〜９５重量％がハロゲン化炭化水素であることが好ましい。
【００１９】
［部材洗浄溶液］
本発明に用いられる部材洗浄溶液（以下、洗浄溶液と称する）は、特に限定されるものではない。しかしながら、化学プラントに備えられた熱交換器、フィルタ、ポンプ、バルブ、配管などの部材に影響を及ぼさないために、主に有機溶剤からなるものを用いることが好ましい。具体的な有機溶剤の例としては、塩化メチレン、アセトン、アルコール類、酢酸メチル及び酢酸エチルなどのエステル類などが挙げられ、特にポリマーにＴＡＣを用いた際には、塩化メチレンを用いることが好ましい。また、洗浄溶液が、ドープを構成する溶剤と同一又は類似の組成比のものを用いると、洗浄溶液を回収して、ドープの原料として利用することができ、廃棄物を減少させることができるために好ましい。
【００２０】
［ドープ調製方法］
図１に本発明の部材洗浄方法が用いられるドープ調製ライン１０を示す。ドープの調製は、始めに溶剤タンク１１から必要な量の溶剤を溶解タンク１２に送液する。溶剤タンク１１には、前述した溶剤（混合溶剤を用いるときも以下の説明においては、単に溶剤と称する場合もある）が注入されている。この溶剤は、溶剤タンク１１と溶解タンク１２との間に取り付けられているバルブ１３により、送液量が調整される。
【００２１】
次に、計量器１４に仕込まれているポリマーを溶解タンク１２に計量しながら送り込む。ポリマーは、前述した溶剤に対して１５．０〜２５．０重量％仕込むことが好ましく、これにより調製されたドープから製膜したフイルムの品質は、良好なものとなる。しかしながら、本発明において溶剤に仕込むポリマー量は前述した範囲に限定されるものではない。なお、ポリマーにはＴＡＣを用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２２】
さらに、可塑剤タンク１５から可塑剤を溶解タンク１２に送り込む。可塑剤タンク１５と溶解タンク１２との間には、バルブ１６が取り付けられており、必要量の可塑剤を溶解タンク１２に送り込む。なお、可塑剤には、ＴＰＰ、ＢＤＰが用いられることが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、図１では、可塑剤を溶剤に溶解させた溶液として、溶解タンク１２に送り込んでいるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。可塑剤が常温で液体の場合には、その液体の状態で溶解タンク１２に送り込むことも可能である。また、可塑剤が固体の場合には、計量器を用いて溶解タンク１２に送り込むことも可能である。なお、本発明において溶解タンク１２に送り込む可塑剤の量は、前述したポリマーに対して５．０〜１５．０重量％であると、調製されたドープから製膜されたフイルムの可塑性が製品として最も好ましい柔軟性を持つものが得られる。しかしながら、本発明において溶解タンクに送り込む可塑剤の量は前述した範囲に限定されるものではない。
【００２３】
また、前述した説明においては、溶解タンク１２に仕込む順番が、溶剤、ポリマー、可塑剤の順であったが、本発明は必ずしもこの順番に限定されるものではない。例えば、ポリマーを計量し、溶解タンク１２に送り込んだ後に、好ましい量の溶剤を送液することも可能である。また、可塑剤は、溶解タンク１２に予め送り込む必要はなく、後の工程でポリマーと溶剤との混合物（以下、これらの混合物もドープと称する場合がある）に、混合することもできる。また、溶解タンク１２に可塑剤以外の前述した添加剤を送り込むことも可能である。
【００２４】
溶解タンク１２には、モータ１７により回転する撹拌翼１８が備えられている。撹拌翼１８が回転することにより、溶解タンク１２内に送り込まれていた溶剤、ポリマー、可塑剤などを撹拌することで、溶剤にポリマーなどの溶質（固形分）を粗溶解させる。粗溶解とは、溶質が完全に溶剤に溶解していない状態を意味している。以下の説明においてこの粗溶解した液を粗溶解液１９と称する。
【００２５】
貯蔵タンク２０に一旦粗溶解液１９を送り込み、溶解タンク１２内を空にして、粗溶解液を１９を形成する工程を繰り返す連続バッチ式で行なうことが、コストの点から好ましい。貯蔵タンク２０にも、モータ２１で回転する撹拌翼２２が備えられており、送り込まれた粗溶解液１９を撹拌し、均一にする。貯蔵タンク２０内の粗溶解液１９は、ポンプ２４により配管２３、配管２５、切替器２６、配管２７を通り加熱器２８に送液される。なお、貯蔵タンク２０とポンプ２４との間には図示しない粗ろ過フィルタが取り付けられていても良い。ろ過フィルタは、ドープ調製に必要でないゴミなどの不純物を取り除くために用いられる。なお、本工程は図示したものに限定されるものではない。
【００２６】
ポンプ２４から加熱器２８へ粗溶解液１９を送液する際に、配管などを保温あるいは加熱することで、粗溶解液１９中の溶剤に溶解していないポリマーなどの溶質の溶解が進行するために、短時間でドープを調製することができる。そして、加熱器２８により粗溶解液１９を加熱することでフイルムの製膜に必要なポリマーなどの溶質が溶解してドープを調製することができる。
【００２７】
加熱器２８には、ドープを効率良く調製するために多管式熱交換器（シェル＆チューブ方式）や２重管以上の管を備え加熱手段を有する静的混合撹拌器（スタチックミキサーとも称する）などのインラインミキサーを用いることが、ドープ調製時間を短縮するために好ましい。特に熱交換効率及び洗浄の観点から、スパイラル式熱交換器を用いることがより好ましい。スパイラル式熱交換器は、２枚の板を中心部から渦巻状に巻きあげ、２つの流路から構成されている。この構造は、プロセス液の流路断面積に対して、伝熱面積を広くとれるために、熱交換効率に極めて優れた機器である。また、加熱器２８の材質は、耐食性の高いものを用いることが好ましく、具体的にはステンレス、チタン、ハステロイ（商品名）などから形成されたものを用いることがより好ましい。これにより、溶解タンク１２の容量を変更することなく、ドープの量産のためのスピードアップが可能となる。
【００２８】
次に、ドープを配管２９、切替器３０、配管３１を通して冷却器３２に送り込む。冷却器３２は、特に限定されるものではないが、前記スパイラル式熱交換器を用いることが、熱効率及び後述する洗浄のために好ましい。冷却器３２でドープを構成している主要溶剤の沸点以下まで冷却することが、良好な品質のフイルムを製膜するためのドープを調製するために好ましい。しかしながら、本発明において、ドープを冷却することは必ずしも行なう必要はない。
【００２９】
冷却器３２からドープを配管３３、切替器３４、配管３５を通して、ろ過フィルタ３６に送り込む。ろ過フィルタ３６でドープ中の製膜に不必要な不純物が除去される。なお、図１では、ろ過フィルタ３６を２個設けて切り替えて使用する例を図示したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。次に、ドープをポンプ３８により切替器３７、配管３９、切替器４０、配管４１を通して加熱器４２に送り込む。この加熱器４２にも、スパイラル式熱交換器を用いることが好ましいが、それに限定されるものではない。加熱器４２により温度の調節がされたドープは、配管４３、切替器４４を通りドープ用タンク４５に送液され、均一なドープ４６となる。
【００３０】
［部材洗浄方法］
本発明に係る部材洗浄方法について説明する。なお、説明は加熱器２８、４２、冷却器３２の洗浄方法について行なう。しかしながら、本発明において「部材」とはこれら加熱器、冷却器に限定されずに、例えば、フィルタ、バルブ、切替器、配管などをも意味し、それら部材を洗浄する際にも適用することが可能である。また、加熱器、冷却器内にある粗溶解液、粗溶解液からドープに変化しつつあるもの、ドープなどの液状物質は、全て本発明における「液」を意味し、以下の説明においては全て「液状物質」と称する。
【００３１】
加熱器２８の洗浄方法は、始めに切替器３０により、配管２９と配管３１との間を閉止する。次に、ポンプ２４をドープ調製時（以下、正方向と称する）と逆に送液（以下、逆方向と称する）するように駆動させて、加熱器２８内の液状物質を貯蔵タンク２０に戻す。なお、この液状物質を貯蔵しておくタンクは、ライン１０中に他のタンク（図示しない）に設けても良い。また、このように正方向と逆方向とに送液できるポンプには、ギヤポンプ、ロータリーポンプなどの容積式のものが挙げられるが、本発明に用いられるポンプはこれらに限定されるものではない。また、送液方向を変える方法は、ポンプ２４の駆動方向を変えるものに限定されない。例えば、ポンプ２４を配管２３、２５と直接に接続せずに、流路切替バルブ（図示しない）を介してポンプ２４と配管２３、２５とを接続してもよい。この場合には、ドープ調製時には流路切替バルブを正方向にし、部材洗浄時には逆方向に切り替えることで、本発明を実施することができる。
【００３２】
配管２９に窒素ガス源５０を連結し、そのガス源５０から窒素を加圧ガスとして送り出し、加熱器２８内を加圧することにより、液状物質を貯蔵タンク２０に戻してもよい。この加圧ガスは、貯蔵タンク２０に設けられているベント（図示しない）から排出される。この方法は、ポンプ２４による液状物質の抜き出しと同時に行なってもよいし、抜き出し後に行なってもよいし、両方に渡って行なっても良い。また、加圧のみにより液状物質の抜き出しを行なってもよい。また、加圧ガスは、窒素に限定されるものではない。例えば、ヘリウム、ネオンなどの不活性ガスを用いることもできる。なお、部材（この場合には、加熱器２８）の腐食を防止するために酸素を含有していないものを用いることが好ましい。コストの点から窒素ガスを用いることが最も好ましい。
【００３３】
加圧ガスの圧力は、０．０５ＭＰａ〜２ＭＰａの範囲であることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。０．０５ＭＰａ未満であると、加熱器２８内の液状物質の抜き出しを十分に行なえない場合が生じる。また、２ＭＰａを超えると、加熱器２８などの部材の耐圧性を高める必要が生じ、コストの点から不利になる場合が生じる。
【００３４】
さらに、加熱器２８内に前述した洗浄溶液を流し、その内部を洗浄する。なお、この際に前述した加圧ガスで加熱器２８内に加圧していた際には、加圧ガスの注入を停める。洗浄溶液５１は、洗浄溶液タンク５２に仕込まれている。洗浄溶液タンク５２には、モータ５３で回転する撹拌翼５４が備えられており、洗浄溶液５１を撹拌し、均一にしている。
【００３５】
洗浄溶液５１は、ポンプ５５により切替器５６、配管５７、配管５８を通して加熱器２８内に送液され、その内部を洗浄する。なお、洗浄溶液の送液量は、５００〜２０００Ｌ／ｍｉｎの範囲であることが好ましいが、この数値範囲に限定されるものではない。その後に洗浄溶液５１は、配管２９、切替器３０、配管５９、配管６０を通り、洗浄溶液タンク５２に戻される。このようにして、洗浄溶液５１は循環して利用されることが好ましいが、この方法に限定されるものではない。また、加熱器２８にスパイラル式熱交換器を用いた場合には、装置内に残存している液状物質を押し上げるように、その装置の下から洗浄溶液５１を流すことが最も好ましいが、この方法に限定されるものではない。なお、洗浄溶液の送液方向は、図示した形態に限定されるものではない。
【００３６】
洗浄溶液５１は、一定の回数洗浄に用いられると、その組成に変化が生じる場合がある。この洗浄溶液５１は切替器５６、配管６１を通して調整タンク６２に送られる。調整タンク６２では、洗浄溶液から不純物を除去し、その組成の調整を行なった後に、ポンプ６３により配管６４を通してリサイクル溶液タンク６５に送液する。この洗浄溶液をドープ調製用の原料として利用すると、廃棄処理する溶剤の量を減らすことができるために好ましいが、この方法に限定されるものではない。
【００３７】
このリサイクルされた溶液には、溶剤に対して０．１〜２５．０重量％のポリマーを含むことが均一なドープが調製されるために好ましい。また、このリサイクルされた溶液には、溶液中のポリマーに対して０．１〜２０．０重量％の可塑剤を含むことが好ましい。
【００３８】
次に、冷却器３２の洗浄方法について説明する。始めに切替器３４により配管３３と配管３５との間を閉止する。次に、ポンプ２４を逆方向に駆動させて、冷却器３２内の液状物質を配管３１、切替器３０、配管６６、切替器２６、配管２５を介して貯蔵タンク２０に戻す。なお、加熱器２８の液状物質を抜き出し際と同様に、配管３３に連結された窒素ガス源６７により加圧ガスを冷却器３２内に注入することもできる。
【００３９】
冷却器３２内の洗浄は、加熱器２８と同様に行なうことができる。すなわち、洗浄溶液５１を、ポンプ５５により切替器５６、配管５７、配管６８、切替器３０、配管３１を通して冷却器３２内に送液して、洗浄する。そして、洗浄した後の洗浄溶液５１は、配管３３、切替器３４、配管６９、配管６０を通して洗浄溶液タンク５２に戻され、再利用される。なお、洗浄溶液５１の送液方向が図示した形態に限定されないことも、加熱器２８の洗浄方法の場合と同様である。
【００４０】
前述の説明では、加熱器２８と冷却器３２との中に存在している液状物質をそれぞれ単独で抜き出し、洗浄溶液５１を流して洗浄する方法を示した。しかしながら、本発明の部材洗浄方法は前述した方法に限定されない。例えば、図１に示したように洗浄される部材（加熱器２８、冷却器３２）が直列に取り付けられているときには、同時に直列洗浄方法を行なうと、作業時間が短くてすみ、効率が良い。すなわち、切替器３４により配管３３と配管３５との間を閉止し、ポンプ２４を逆方向に駆動させて、冷却器３２内の液状物質を配管３１、切替器３０、配管２９を通して加熱器２８に送り込む。この液状物質を加熱器２８内の液状物質と一緒に配管２７、切替器２６、配管２５、配管２３を通して貯蔵タンク２０に戻すことができる。液状物質の抜き取りと同時に加圧する場合には、最も上流側の窒素ガス源６７から加圧ガスを注入することが好ましい。
【００４１】
また、洗浄溶液５１も直列に送液すれば、作業効率の点から好ましい。この場合には、ポンプ５５により切替器５６、配管５７、配管５８、切替器２６、配管２７を通して加熱器２８に送液して洗浄する。さらに加熱器２８から配管２９、切替器３０、配管３１を通して冷却器３２に送液して洗浄する。洗浄した後の洗浄溶液５１は、冷却器３２から配管３３、切替器３４、配管６９、配管６０を通して洗浄溶剤タンク５３に戻される。
【００４２】
このように、直列に接続された部材を本発明の部材洗浄方法を用いて洗浄する場合には、それぞれを単独で洗浄できる配管系統と、直列に同時に洗浄できる配管系統の２種類を予め取り付けておくことが最も好ましい。すなわち、加熱器２８を通過した直後の液状物質と、冷却器３２を通過した直後の液状物質とでは、固形分の溶剤への溶解度が異なる。このため、常に直列に部材洗浄を行なうと、これら溶解度が異なる液状物質を混合して、貯蔵タンク２０に戻すことになり、ドープの調製を再開した際に、ドープ製造条件の決定を困難にするおそれがあるからである。
【００４３】
また、本発明の部材洗浄方法は、他の部材の洗浄にも適用することが可能である。例えば、ろ過フィルタ３６を通過後に再度ドープを加熱する加熱器４２にも適用できる。始めに切替器４４により配管４３とドープ用タンク４５との間を閉止する。次に、ポンプ３８を逆方向に駆動させて、加熱器内の液状物質（この場合にはドープである）配管４１、切替器４０、配管３９、配管７０を通し貯蔵タンク２０に戻す。また、前述した加熱器２８の場合と同じように、配管４３に連結された窒素ガス源７１から加圧ガスを注入することができる。なお、液状物質を戻すタンクは、前述したように貯蔵タンク２０に限定されない。続いて、洗浄溶液５１をポンプ５５により切替器５６、配管７２、切替器４０、配管４１、加熱器４２、配管４３、切替器４４、配管７３を通して加熱器４２内に送液して、洗浄する。このように洗浄に用いられた洗浄溶液５１は、前述したように調製タンク６２に送られ、成分などが調製された後に、リサイクル溶液タンク６５に送られる。
【００４４】
［溶液製膜方法］
図２に示すようにフイルム製膜ライン８０は、バンドゾーン８１と乾燥ゾーン８２とに分けられる。前述したドープ４６が仕込まれているドープ用タンク４５は、ポンプ８３とフィルタ８４とを介してフイルム製膜ライン８０に接続している。また、ドープ用タンク４５には、モータ８５により回転する撹拌翼８６が取り付けられ、ドープ４６を常に均一にしている。なお、ドープ４６を調製する溶剤には、フイルム製膜ライン８０から回収された溶剤を使用することもできる。
【００４５】
バンドゾーン８１には、ローラ８７、８８に掛け渡された流延バンド８９が設けられており、この流延バンド８９は、図示しない駆動装置により回転する。流延バンド８９の上には、流延ダイ９０が設けられている。ドープ４６は、ドープ用タンク４５からポンプ８３により送液され、フィルタ８４で不純物が除去された後に流延ダイ９０に送られる。流延ダイ９０は、ドープ４６を流延バンド８９上に流延する。ドープ４６は流延バンド８９で搬送されながら自己支持性を有するまで徐々に乾燥し、剥ぎ取りローラ９１によって流延バンド８９から剥ぎ取られフイルム９２が形成される。
【００４６】
フイルム９２は、テンタ９３により搬送されながら乾燥される。なお、この際に少なくとも一軸以上が所定の幅に引き伸ばされることが好ましい。また、図２では、無端支持体である流延バンド８９上にドープ４６を流延したが、本発明は図示した形態に限定されずに、回転ドラムに流延する溶液製膜方法にも適用できる。
【００４７】
テンタ９３から乾燥ゾーン８２に送られたフイルム９２は、乾燥ゾーン８２内で、複数のローラ９４に巻き掛けられて乾燥する。乾燥後のフイルム９２は、巻き取り機９５に巻き取られる。乾燥ゾーン８２内の温度は、５０〜１５０℃の範囲に制御されていることが、フイルム９２の均一な乾燥のために好ましい。
【００４８】
なお、図２では、単層の流延ダイを用いた溶液製膜方法を示した。しかしながら、本発明は、その他の溶液製膜方法にも適用可能である。例えば、マルチマニホールドを備えた流延ダイによる共流延による溶液製膜方法についても適用することができる。また、本発明は、逐次的に流延（逐次流延）する溶液製膜方法にも適用することができる。
【００４９】
前述した溶液製膜方法で製膜されたフイルムは、偏光板保護膜として用いることができる。この偏光板保護膜をポリビニルアルコールなどから形成された偏光膜の両面に貼付することで偏光板を形成することができる。さらに、フイルム上に光学補償シートを貼付した光学補償フイルム、防眩層をフイルム上に積層させた反射防止膜などの光機能製膜として用いることもできる。これら製品から、液晶表示装置の一部を構成することも可能である。
【００５０】
【実施例】
従来の方法により加熱器２８と冷却器３２との洗浄を行なった。始めに、ポンプ２４の駆動を停止させた後に、配管２７と配管２９とを加熱器２８から切り離した。そして、加熱器２８に洗浄溶液系の配管（図示しない）を取り付けて、洗浄溶液を流した。次に、冷却器３２も同様に、配管３１と配管３３とを切り離した後に、洗浄溶液系の配管に取り付けて、洗浄溶液を流した。これら配管の切り離し時に、配管内の溶剤が大気中に飛散したことが、臭いから確認された。また、作業時間には、ほぼ一日かかり、その間フイルムの製膜を行なうことはできなかった。
【００５１】
次に、本発明の部材洗浄方法を用いて加熱器２８と冷却器３２との洗浄を行なった。始めに切替器３４を閉止した。次に、ポンプ２４を逆方向に駆動させて、加熱器２８、冷却器３２及び配管などに存在する液状物質を貯蔵タンク２０に６０分間かけて戻した。この際に、窒素ガス源６７から０．５ＭＰａの窒素ガスをライン内に加圧して送り込んだ。続いて、洗浄溶液５１を１０００Ｌ／ｍｉｎで、直列に３０分間送液した。その後に、加熱器２８、冷却器３２内の洗浄の様子を確認するために、それら機器をライン１０から取り外し、中を目視で確認したところ、残存する液状物質は、見られなかった。以上のことから、従来は一日かけていた作業を、３時間で行なうことが可能となった。また、機器の洗浄中は、有機溶剤が大気中に飛散することもないため、環境保護及び作業者の安全の点からも、本発明の部材洗浄方法は好ましい方法であることが分かる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の部材洗浄方法は、溶剤を送液機により送液しながら固形分を溶解する装置を用いて、ドープを製造する際に、前記装置に用いられている部材を洗浄する部材洗浄方法において、前記ドープを製造している際の送液方向に対して逆方向に前記送液機を駆動させて、前記部材内に存在している液を抜き取る第１の工程と、前記部材内に洗浄液を送液して洗浄する第２の工程とからなるから、有機溶剤ガスが大気中へ飛散することを防ぐことができ、溶剤などを廃棄する量を減らすこともできると共に、洗浄作業時間の短縮化も図ることができる。
【００５３】
また、前記第２の工程が、前記ドープを製造する第１の液路と、前記洗浄溶液を送液する第２の液路とを併設したものを用いて、前記第１の液路と前記第２の液路とを切り替えて、前記洗浄液を前記部材に送液し、その洗浄液を、循環して利用すると、前記洗浄液を工程内でリサイクルすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００５４】
さらに、本発明の溶液製膜方法によれば、前記ドープを流延してフイルムを製膜する溶液製膜方法において、本発明の部材洗浄方法を用いて、前記装置に用いられている部材を洗浄するから、有機溶剤ガスが大気中へ飛散することを防ぐことができると共に、溶剤などを廃棄する量を減らすこともできる。さらに、洗浄液のリサイクル化が行なえ、さらには、その洗浄液をドープの原料として用いることができるために、廃棄される溶剤の量を減らすこともできる。さらには、フイルムの連続製膜にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部材洗浄方法に用いられるドープ調製ラインの概略図である。
【図２】本発明の溶液製膜方法に用いられるフイルム製膜ラインの概略図である。
【符号の説明】
１０ ドープ調製ライン
２０ 貯蔵タンク
２４、３８ ポンプ
２８、４２ 加熱器
３２ 冷却器
４５ ドープ用タンク
４６ ドープ
５０、６７、７１ 窒素ガス源
５１ 洗浄溶液
８０ フイルム製膜ライン
Claims (14)
- 溶剤を送液機により送液しながら固形分を溶解する装置を用いて、ドープを製造する際に、前記装置に用いられている部材を洗浄する部材洗浄方法において、
前記ドープを製造している際の送液方向に対して逆方向に前記送液機を駆動させて、前記部材内に存在している液を抜き取る第１の工程と、
前記部材内に洗浄溶液を送液して洗浄する第２の工程と、
からなり、
前記部材を洗浄した後の洗浄溶液を前記ドープの原料として用いることを特徴とする部材洗浄方法。 - 前記第１の工程では、前記抜き取った液を上流側のタンクに戻すことを特徴とする請求項１記載の部材洗浄方法。
- 前記第１の工程の時、前記第１の工程の後であって前記第２の工程の前、の少なくともいずれかに、
前記部材内に加圧したガスを注入するガスパージ工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の部材洗浄方法。 - 前記第２の工程が、
前記ドープを製造する第１の液路と、前記洗浄溶液を送液する第２の液路とを併設したものを用いて、
前記第１の液路と前記第２の液路とを切り替えて、
前記洗浄溶液を前記部材に送液することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の部材洗浄方法。 - 前記洗浄溶液を、循環して利用することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載の部材洗浄方法。
- 前記第１の工程で抜き取った液を、
前記ドープの原料として用いることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載の部材洗浄方法。 - 前記部材が、熱交換器であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１つ記載の部材洗浄方法。
- 前記熱交換器が、スパイラル式熱交換器であることを特徴とする請求項７記載の部材洗浄方法。
- 前記洗浄溶液を、前記スパイラル式熱交換器の下から送液することを特徴とする請求項８記載の部材洗浄方法。
- 前記装置には、洗浄される複数の部材が直列に接続されたものが備えられ、
前記複数の部材を直列に洗浄することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１つ記載の部材洗浄方法。 - 前記固形分には、少なくとも１種類のポリマーが含まれていることを特徴とする請求項１ないし１０いずれ１つ記載の部材洗浄方法。
- 前記ポリマーが、セルロースアシレートであることを特徴とする請求項１１記載の部材洗浄方法。
- 前記ドープが、フイルム製膜に用いられることを特徴とする請求項１ないし１２いずれか１つ記載の部材洗浄方法。
- 前記ドープを流延してフイルムを製膜する溶液製膜方法において、
請求項１３記載の洗浄方法を用いて、前記装置に用いられている部材を洗浄することを特徴とする溶液製膜方法。
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