JP4390264B2 - 複層膜製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複層膜製造装置及びその製造方法に関するものである。

薄膜の透明プラスチックフイルムは、近年、液晶ディスプレイの偏光板保護フイルム、位相差板等の光学補償フイルム等の光学フイルムとして需要が増大している。これらの光学フイルムは、低光学異方性、平面性、高耐久性等の種々の特性が必要とされ、セルローストリアセテートが好ましく用いられる。

これらの光学フイルムの製造には、溶液製膜法及び多層流延法を利用した複層膜製造装置が用いられることが多い。複層膜製造装置では、相対的に高い粘度の樹脂溶液及び相対的に低い粘度の樹脂溶液とをそれぞれの流路から送液して高粘度樹脂溶液流及び低粘度樹脂溶液流とし、これらをフィードブロックの合流部で合流させ樹脂溶液平行流としている。そして、この樹脂溶液平行流を流延ダイで流延させた後に、流延ダイの先端のダイリップから支持体上に吐出させて複層流延膜としている。この複層流延膜は乾燥されて支持体から剥がされることで製品とされる。なお、複層流延膜は、工程の途中で幅方向における端部を切り取られ所定幅のみが製品とされる。

近年では、フィードブロックの合流部において、高粘度樹脂溶液流を中央に流しその両側に低粘度樹脂溶液流を流して樹脂溶液平行流とすることが多い。この場合、複層流延膜は、高粘度樹脂により形成される内層（中間層）と、その両側で低粘度樹脂により形成される外層（表面層と裏面層）との３層構造となる。

従来では、図１２（Ａ）の左側に示すように、内層流１００、外層流１０１をそれぞれ同じ幅にして合流させていた。しかし、このように同じ幅であると、図１２（Ａ）の右側に示すように、ダイリップ吐出時には、低粘度の外層１０２が高粘度の内層１０３を覆った（いわゆる包み込まれ現象が進行した）複層流延膜１０４となる。低粘度の外層により包み込まれ現象の生じた複層流延膜であると、端部は乾燥不足により、引き剥がし時に端部のみが支持体上に残ったり、また、乾燥時に端部近傍に発泡が生じるという問題が生じる。剥げ残りが一部でも発生すると、それをきっかけに剥げ残りが堆積してしまい、端部からフイルムが裂けてしまい製造中止となってしまう。また、乾燥時に端部が発泡することで、発泡箇所からフイルムが裂けて製造中止となってしまう。

特許文献１に記載された複層膜製造装置では、フィードブロックの合流部に、台形状の溝（切欠き溝）を形成したディストリビューションピンを設けている。この切欠き溝に外層流を流すことで、図１２（Ｂ）の左側に示すように、合流時に、内層流１０６の幅より外層流１０５の幅が狭くなるようにしている。切欠き溝の幅は、ディストリビューションピンの回転により任意に変更することができる。

特開２００２−２２１６２０号公報

しかし、特許文献１に記載された、切欠き溝の形成されたディストリビューションピンを用いても、包み込まれ現象を許容できる場合と、できない場合があった。特に、生産性向上のために製造の高速化を行うと、許容できない包み込まれ現象が生じ、端部の剥げ残りが悪化する場合があった。そのため、切欠き溝のサイズの範囲を規定し、合流時における外層流の幅を厳密に定めることが求められてきている。

また、特許文献１で述べられているような台形状の切欠き溝を用いた場合、図１２（Ｂ）の右側に示すように、ダイリップ吐出時に、外層１０７が中央部で大きく凹み、幅方向で厚みが不均一となる問題が生じることがあった。また、合流部における内層流と外層流の流速差がディストリビューションピン回転位置による溝深さの違いにより大きくなってしまうため、合流時に流れが安定せず、流れ方向において各層それぞれの厚みが不均一となる問題が生じていた。

本発明では、支持体上での剥げ残りを防ぐとともに、各層それぞれの厚みが均一な複層膜を製造することができる複層膜製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、相対的に高い粘度の樹脂溶液及び相対的に低い粘度の樹脂溶液をそれぞれの流路に送液して高粘度樹脂溶液流及び低粘度樹脂溶液流とし、これらを合流させて樹脂溶液平行流として流路出口から送り出すフィードブロックと、前記樹脂溶液平行流を拡幅した後に先端のダイリップから支持体上に吐出させて複層流延膜とする流延ダイと、前記複層流延膜の幅を規制して延伸するテンター装置と、延伸された前記複層流延膜の幅方向両端部を切断する耳切装置とを有し、前記複層流延膜のうち前記幅方向両端部を除く製品部分を乾燥させて複層膜を形成する複層膜製造装置において、それぞれの前記樹脂溶液の粘度が３〜３０Ｐａ・ｓであり、前記フィードブロック内の合流部に前記低粘度樹脂溶液を通過させるための溝を有するディストリビューションピンを設け、この溝の幅Ｗｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流れ幅を規制し、前記溝の深さＤｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流速を規制し、前記フィードブロックの前記流路出口の幅をＷａ、その奥行きをＤａ、前記複層流延膜の流延幅をＷｂ、前記流延幅のうち前記製品部分とされる幅をＷｃ、前記複層流延膜の前記高粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｆ、前記複層流延膜の前記低粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｇとしたときに、
前記溝の幅Ｗｄを、
０．６×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）＜Ｗｄ＜１．１４×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）
前記溝の深さＤｄを、
０．５×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）＜Ｄｄ＜３．２×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）
の範囲内にして、前記合流部における前記高粘度樹脂溶液流及び前記低粘度樹脂溶液流の流速差が小さくなるように調節することを特徴とする。

前記ディストリビューションピンは円柱体であり、回転自在に設けられ、前記溝は前記円柱体の周面に形成され、前記溝の幅Ｗｄまたは前記溝の深さＤｄが前記円柱体の周面の領域に応じて変化するよう前記溝が形成されており、前記円柱体を回転することによって前記低粘度樹脂溶液が通過する前記溝の幅Ｗｄまたは前記溝の深さＤｄを変化させることが好ましい。

前記溝は、前記溝の幅Ｗｄ、前記溝の深さＤｄの第１溝部と、その第１溝部の底面の中央に形成された第２溝部とから構成され、
前記第２溝部の幅Ｗｅ、その深さＤｅを、
０．０５Ｗｄ＜Ｗｅ＜０．１５Ｗｄ
０．１５Ｄｄ＜Ｄｅ＜１．５Ｄｄ
の範囲内にしたことが好ましい。なお、前記幅Ｗｅ及び前記深さＤｅが円柱体の周面の領域に応じて変化するように、第２溝部が形成され、前記円柱体を回転することによって幅Ｗｅ、前記深さＤｅを前記溝幅Ｗｄに併せて変化させることが好ましい。

前記複層膜は、セルローストリアセテートフイルムであることが好ましい。

本発明は、相対的に高い粘度の樹脂溶液及び相対的に低い粘度の樹脂溶液をそれぞれの流路に送液して高粘度樹脂溶液流及び低粘度樹脂溶液流とし、これらをフィードブロックの合流部で合流させ樹脂溶液平行流として流路出口から送り出し、この前記樹脂溶液平行流を拡幅した後に先端のダイリップから支持体上に吐出させて複層流延膜とし、テンター装置を用いて前記複層流延膜の幅を規制して延伸し、延伸された前記複層流延膜の幅方向両端部を切断し、前記複層流延膜のうち前記幅方向両端部を除く製品部分を乾燥させて複層膜を製造する複層膜製造方法において、それぞれの前記樹脂溶液の粘度が３〜３０Ｐａ・ｓであり、前記フィードブロック内の合流部に設けられるディストリビューションピンの溝から前記低粘度樹脂溶液流を通過させ、この溝の幅Ｗｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流れ幅を規制し、前記溝の深さＤｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流速を規制し、前記フィードブロックの前記流路出口の幅をＷａ、その奥行きをＤａ、前記複層流延膜の流延幅をＷｂ、前記流延幅のうち前記製品部分とされる幅をＷｃ、前記複層流延膜の前記高粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｆ、前記複層流延膜の前記低粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｇとしたときに、
前記溝の幅Ｗｄを、
０．６×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）＜Ｗｄ＜１．１４×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）
前記溝の深さＤｄを、
０．５×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）＜Ｄｄ＜３．２×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）
の範囲内にして、前記合流部における前記高粘度樹脂溶液流及び前記低粘度樹脂溶液流の流速差が小さくなるように調節することを特徴とする。

本発明によれば、支持体上での剥げ残りを防ぐとともに、各層それぞれの厚みが均一な複層膜を製造することができる複層膜製造装置及びその製造方法を提供することができる。

［樹脂材料］
本発明に用いられる複層膜の原料となる樹脂材料の例としては、セルロースの低級脂肪酸エステル（例えば、セルローストリアセテートなど）、ポリオレフィン類（例えば、ノルボルネン系ポリマーなど）、ポリアミド類（例えば、芳香族ポリアミドなど）、ポリスルホン類、ポリエーテル類（例えば、ポリエーテルスルホン類やポリエーテルケトン類を含む）、ポリスチレン類、ポリカーボネート類、ポリアクリル酸類、ポリアクリルアミド類、ポリメタクリル酸類（例えば、ポリメチルメタクリレートなど）、ポリメタクリルアミド類、ポリビニルアルコール類、ポリウレア類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ポリイミド類、ポリビニルアセテート類、ポリビニルアセタール類（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラールなど）、およびタンパク質（例えば、ゼラチンなど）を挙げることができるが、これらに限定される訳ではない。これらのうちで、光学用途フイルムの原料として好ましいのはセルロースの低級脂肪酸エステルであり、特に好ましいのはセルローストリアセテートである。

［溶媒］
複層膜を製造するための樹脂溶液（以下、ドープ）は、前述した樹脂材料を適当な溶媒に溶解することにより調製することができる。溶媒は、無機および有機溶媒のいずれをも用いることができるが、有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒の例としては、ハロゲン化炭化水素類（例えば、ジクロロメタンなど）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、ブタノールなど）、エステル類（例えば、蟻酸メチル、酢酸メチルなど）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテルなど）、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）を挙げることができるが、これらに限定される訳ではない。

［ドープの調製］
ドープの調製には、公知のいずれの方法も利用できる。例えば、樹脂材料を溶媒に混合溶解する方法を利用してもよいし、あるいは冷却溶解法を利用して、樹脂材料を溶媒で膨潤させた後、この膨潤混合物を−１０℃以下に冷却し、次いで０℃以上に加温して溶解する方法を利用してもよい。溶液の粘度は通常は、３〜３００Ｐａ・ｓ（３５℃での測定値）の範囲にある。内層のドープは、外層のドープより濃度を高くされ、粘度が高くされている。また、ドープには、トリフェニルホスフェート、ビフェニルジフェニルホスフェート、ジエチルフタレート、ポリエステルポリウレタンエラストマー等の公知の各種の可塑剤、あるいは必要に応じてさらに、紫外線吸収剤、劣化防止剤、滑り剤、剥離促進剤など公知の各種の添加剤を、ドープ調製におけるいずれかの段階で添加してもよい。

［複層膜の製造］
図１に示すように、製膜ライン２は、ドープ供給装置３、複層膜製造装置４、テンター装置５、耳切装置６、乾燥装置７、巻取り装置８から構成される。

ドープ供給装置３には、ドープ製造ラインで製造されたドープが送られてくる。ドープ供給装置３では、ドープを常に均一な状態とし、ポンプを用いて流量を調節してドープを複層膜製造装置４に送液する。なお、ドープ供給装置３から送液されるドープは、複層膜の表面層（上述では外層）を形成する表面層用ドープ１２、中間層（上述では内層）を形成する中間層用ドープ１３、及び裏面層（上述では外層）を形成する裏面層用ドープ１４である。複層膜製造装置４は、これら各層用ドープ１２、１３、１４を合流させ流延させて複層流延膜１５を形成する。テンター装置５は、この複層流延膜１５の幅を規制し、延伸させる。耳切装置６は、複層流延膜１５の端部を切断する。乾燥装置７は、複層流延膜１５を乾燥させる。乾燥後の複層膜は巻取り装置８に巻き取られてロール状とされる。

以下では、複層膜製造装置４の詳細について説明する。図２に示すように、複層膜製造装置４は、フィードブロック１９、共流延ダイ２０、減圧チャンバ１８、流延機構２１から構成される。

複層膜製造装置４のフィードブロック１９には、表面層用ドープ１２、中間層用ドープ１３、裏面層用ドープ１４が送液される。図３に示すように、フィードブロック１９は直方体状に形成され、その内部に３本の流路２２、２３、２４が設けられている。流路２３は鉛直下向きに延びており、その途中の合流部１９ａで流路２２と流路２４が流路２３に合流している。フィードブロック１９の上面及び側面には、流路２２、２３、２４の入口となる流路入口２２ａ、２３ａ、２４ａが形成され、下面には、流路の出口となる流路出口２３ｂが形成されている。各層用ドープ２２、２３、２４はそれぞれ流路入口２２ａ、２３ａ、２４ａから送液される。

フィードブロック１９の合流部１９ａには、ディストリビューションピン２５、２６とベーン２７、２８が設けられている。ディストリビューションピン２５とベーン２７は流路２２が流路２３に合流する直前の流路２２上に設けられ、また、ディストリビューションピン２６とベーン２８は流路２４が流路２３に合流する直前の流路２４上に設けられている。

ディストリビューションピン２５は、円柱状に形成されて幅方向に長尺に設けられている。円柱体３０（図５、６、７参照）の周面には、切欠き溝３１（図５、６、７参照）が形成されている。図４に示すように、表面層用ドープ１２は、この切欠き溝３１によって流れ幅及び深さを規制されて流れてゆく。図５に示すように、切欠き溝３１は、第１溝部３１ａと、第１溝部３１ａの底面に形成された第２溝部３１ｂから構成される。第１溝部３１ａは台形状をしている。このように、第１溝部３１ａの溝幅は、周面の領域に応じて変化する。また、第１溝部３１ａの溝深さは、第２溝部３１ｂが形成された領域を除いて、周面の領域に関係なく一定である。なお、第１溝部３１ａの溝深さが周面の領域に応じて変化するように、第１溝部を形成してもよい。図６に円柱体３０の軸方向の断面を示し、図７に円柱体３０の中央部における径方向の断面を示す。

切欠き溝３１の底面の中央部には、第２溝部３１ｂが形成されている。図５に示すように、この第２溝部３１ｂは台形状に形成されており、第２溝部３１ｂの溝幅は第１溝部３１ａの溝幅に合わせて、つまり周面の領域に応じて変化する。第２溝部３１ｂの溝深さは周面の領域に関係なく一定である。なお、第２溝部３１ｂの溝深さが周面の領域に応じて変化するように、第２溝部を形成してもよい。

ディストリビューションピン２５の切欠き溝３１のサイズには許容範囲が設けられており、切欠き溝３１はこの許容範囲内で形成される。許容範囲の詳細は後述する。ディストリビューションピン２５は回転自在である。

表面層用ドープ１２は、ディストリビューションピン２５の切欠き溝３１を流れることで流れ幅及び深さを規制され、その流れ幅及び深さで中間層用ドープ１３と合流する。表面層用ドープ１２は、ディストリビューションピン２５が回転駆動すると、その流れ幅が変化する。図３に示すように、ベーン２７は、ディストリビューションピン２５の上流側に設けられており、楔状に形成されている。ベーン２７は回転することによって、表面層用ドープ１２の流量を調節する。

ディストリビューションピン２６、ベーン２８は、上述したディストリビューションピン２５、ベーン２７と同様の構成をしており、裏面層用ドープ１４の流れ幅及び深さを規制し、流量を調節する。各層用ドープ１２、１３、１４の合流により形成された合流ドープは、流路出口２３ｂから送り出される。

図３、図８に示すように、共流延ダイ２０には、内部に１本の流路３２が形成されている。この流路３２は、流路３２の途中から、下方向に向かうにしたがって次第に幅が広くなっている。また、流路３２の途中の領域で、その深さが狭くなるように傾斜面３２ａが形成されている。フィードブロック１９から流れてきた合流ドープは、この流路３２を流れる途中で拡幅され、共流延ダイ２０の先端に設けられたダイリップ３３から吐出される。減圧チャンバ１８（図１参照）は、ダイリップ３３から吐出された合流ドープの背面側の空気を所定の圧力に保つ。これにより、合流ドープは、形状が安定した状態で流延機構２１へと送られる。

図２に示すように、流延機構２１は、流延ベルト３６と、ローラ３７とによって構成される。ローラ３７は、図示しない駆動機構によって回転する。流延ベルト３６は、このローラ３７に掛け渡されている。流延ベルト３６は、共流延ダイ２０のダイリップ３３から吐出された合流ドープを受けてこれを支持する。合流ドープは複層流延膜１５とされて流延ベルト３６によって搬送される。なお、流延機構は、流延ベルトとローラを用いる替わりに、ドラムを用いるものであってもよい。

図９に示すように、複層流延膜１５は、表面層１５ａ、中間層１５ｂ、裏面層１５ｃから構成される。裏面層１５ｃは流延ベルト３６の上面に接する。複層流延膜１５は、剥ぎ取りローラ３９によって流延ベルト３６から剥ぎ取られる。この複層流延膜１５は、テンター装置５に送られた後、耳切装置６に送られる。耳切装置６では、複層流延膜１５の両端部を切断し、複層流延膜１５の製品領域のみを乾燥装置７に送る。

以下では、上述したディストリビューションピン２５の切欠き溝３１のサイズの許容範囲について説明する。なお、ディストリビューションピン２６もディストリビューションピン２５と同様である。切欠き溝３１のサイズの許容範囲は、複層膜製造装置４を構成する他の要素と比較して、相対的に定められるものである。本例では、切欠き溝３１のサイズのうち、第１溝部３１ａの溝幅及び溝深さ、第２溝部３１ｂの溝幅及び溝深さに関する許容範囲を定めている。

ここでは、フィードブロック１９の流路出口２３ｂの幅をＷａ（図１０参照）、その奥行き（深さ）をＤａ（図１０参照）、流延ベルト３６上に形成される複層流延膜１５の流延幅をＷｂ（図２参照）、複層流延膜１５の流延幅のうち両端部を切断され製品とされる幅をＷｃ（図２参照）、複層流延膜１５の中間層１５ｂの厚みをＤｆ（図９参照）、複層流延膜１５の表面層１５ａ及び裏面層１５ｃの厚みをＤｇ（図９参照）と定める。図９は流路出口２３ｂの断面である。なお、本例においては、表面層１５ａと裏面層１５ｃの厚みを同じサイズとしたが、互いに違うサイズとしてもよい。例えば、裏面層１５ｃの厚みをＤｈと変える場合には、以下の条件式においてＤｇの替わりにＤｈを用いてディストリビューションピン２６の切欠き溝を形成する。

第１溝部３１ａの溝幅Ｗｄ（図６参照）は、
Ｗｄ＝α×（Ｗａ×Ｗｃ／Ｗｂ）
ただし、０．６＜α＜１．１４
の第１条件によって許容範囲を定められる。係数αの範囲は、「０．６＜α＜１．１４」としたが、「０．６５＜α＜１．１」とすると、より好ましい。

なお、第１条件を変形すると、
０．６×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）＜Ｗｄ＜１．１４×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）
となる。

α≦０．６の溝幅Ｗｄであると、複層流延膜１５において表面層１５ａ及び裏面層１５ｃの幅が狭くなり複層流延膜１５の製品領域の幅が狭くなるという問題が生じる。α≧１．１４の溝幅Ｗｄであると、複層流延膜１５における表面層１５ａ及び裏面層１５ｃの幅が広くなり従来と同様に包み込まれ現象が生じるおそれがある。本例では、第１条件を満たす範囲内のサイズで溝幅Ｗｄが形成されており、包み込まれ現象が生じることがない。本例では、ディストリビューションピン２５を回転させることにより溝幅Ｗｄを変化させることができる。

また、第１溝部３１ａの溝深さＤｄ（図６参照）は、
Ｄｄ＝（β×Ｄａ×Ｄｇ）／Ｄｆ
ただし、０．５＜β＜３．２
の第２条件によって許容範囲を定められる。係数βの範囲は、「０．５＜α＜３．２」としたが、「０．６＜β＜３」とするとより好ましく、「０．７＜β＜２．５」とするとさらに好ましい。

なお、第２条件を変形すると、
０．５×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）＜Ｄｄ＜３．２×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）
となる。

表面層用ドープ１２の流量は、溝深さＤｄに依存せず、前述したポンプによって一定に保たれている。つまり、溝深さＤｄが深い場合には、合流部１９ａにおいて、表面層用ドープ１２の流速が中間層用ドープ１３の流速に比べて相対的に遅くなり、溝深さＤｄが浅い場合には、表面層用ドープ１２の流速が中間層用ドープ１３の流速に比べて相対的に速くなる。

合流時における表面層用ドープ１２と中間層用ドープ１３の流速は、できるだけ同じ程度にすることが望ましい。しかし、β≦０．５の溝深さＤｄであると、表面層用ドープ１２の流速が中間層用ドープ１３の流速より相対的に速くなり、また、β≧３．２の溝深さＤｄであると、表面層用ドープ１２の流速が中間層用ドープ１３の流速より相対的に遅くなる。合流時に各層用ドープ１２、１３の流速差が大きくなりすぎると、合流時に流れが安定せず、流れ方向において各層用ドープ１２、１３にそれぞれ厚み差が生じる。本例では、第２条件を満たす範囲内のサイズで溝深さＤｄが形成されており、表面層用ドープ１２と中間層用ドープ１３の流速が同じ程度になり、合流時に安定するため、流れ方向において各層用ドープ１２，１３に厚み差が生じることはなく、複層流延膜１５の各層１５ａ、１５ｂは均一な厚みとなる。

さらに、第２溝部３１ｂの溝幅Ｗｅ（図６参照）は、
Ｗｅ＝ｐ・Ｗｄ
ただし、０．０５＜ｐ＜０．１５
の第３条件によって、許容範囲を定められる。係数ｐの範囲は、「０．０５＜ｐ＜０．１５」としたが、「０．０６５＜ｐ＜０．１１」とするとより好ましい。

また、第２溝部３１ｂの溝深さＤｅ（図６参照）は、
Ｄｅ＝ｑ・Ｄｄ
ただし、０．１５＜ｑ＜１．５
の第４条件によって、許容範囲を定められる。係数ｑの範囲は、「０．１５＜ｑ＜１．５」としたが、「０．５＜ｑ＜１．２」とするとより好ましい。

なお、第３、第４条件をそれぞれ変形すると、
０．０５Ｗｄ＜Ｗｅ＜０．１５Ｗｄ
０．１５Ｄｄ＜Ｄｅ＜１．５Ｄｄ
となる。

ｐ≦０．０５、または、ｑ≦０．１５であると、複層流延膜１５において表面層１５ａ及び裏面層１５ｃの中央部の凹みが直らない。ｐ≧０．１５、または、ｑ≧１．５であると、表面層１５ａ及び裏面層１５ｃの中央部が逆に凸となってしまう。本例では、この第３、第４条件を満たす範囲内のサイズで第２溝部３１ｂが形成されているため、複層流延膜１５の各層のそれぞれの厚みは均一となる（図１１参照）。

このように、ディストリビューションピン２５の切欠き溝３１のサイズの許容範囲を定め、この許容範囲内で切欠き溝３１を形成すれば、この切欠き溝３１を流れる外層の流れ幅を適切に調節でき、図１１に示すように、複層流延膜２５の製品領域において各層のそれぞれの厚みを均一にすることができる。この切欠き溝３１のサイズの許容範囲は、複層膜製造装置４を構成する他の要素と比較して相対的に定められたものであるので汎用性があり、製造条件が変化しても迅速に対応できる。

本実施形態では、複層流延膜１５の外層は表面層１５ａと裏面層１５ｃの２層により構成されたが、外層を一方の層のみとしてもよい。なお、製造される複層膜は、偏光板保護フイルムまたは光学フイルムに用いられると好適である。なお、ディストリビューションピン２５の切欠き溝３１は、上述した許容範囲内のサイズであれば、任意の形状で形成してよい。

［実験］
図２に示す複層膜製造装置４を用いてセルローストリアセテートフイルムを製造した。そして、製造過程における複層流延膜１５の流延ベルト（支持体）３６上での剥げ残り、及び製造されたフイルムの厚みムラを評価した。

製造に用いた中間層用ドープ１３は、原料にセルローストリアセテート（酢化度６０．９％）１００重量部を用い、混合溶媒（メチレンクロライド３００重量部とメタノール６５重量部）に仕込み、さらに添加剤として、可塑剤であるトリフェニルホスフェート７．８重量部とビフェニルジフェニルホスフェート３．９重量部および紫外線吸収剤１．０重量部を加え溶解して、中間層用ドープ１３を調製した。このドープの物性は３４℃での粘度が５０Ｐａ・ｓであり、固形分重量が２３．８％であった。

また、表面層用ドープ１２及び裏面層用ドープ１４は、原料にセルローストリアセテート（木材パルプ製、酢化度６０．９％）８７重量部を用い、混合溶媒（メチレンクロライド３００重量部とメタノール６５重量部）に仕込み、さらに添加剤として可塑剤であるトリフェニルホスフェート６．８重量部とビフェニルジフェニルホスフェート３．４重量部および紫外線吸収剤０．９重量部を加え溶解して、各ドープ１２、１４を調製した。このドープの物性は３４℃での粘度が３６Ｐａ・ｓであり、固形分重量が２０．８％であった。

流路出口２３ｂの幅Ｗａが１００ｍｍ、その奥行きＤａが４０ｍｍ、流延幅Ｗｂが２０００ｍｍ、流延幅のうち製品とされる幅Ｗｃが１３４０ｍｍ、中間層１５ｂの厚みＤｆが７４μｍ、表面層１５ａ及び裏面層１５ｃの厚みＤｇが３μｍである。

ディストリビューションピン２５、２６に関して、α値を０．５、０．８、１．１、１．４（このときの溝幅Ｗｄは順に、３４ｍｍ、５４ｍｍ、７４ｍｍ、９４ｍｍ）、β値を１．０（このときの溝深さＤｄは１．６ｍｍ）、ｐ値を０．０８、ｑ値を０．５としたときの実験結果を表１に示す。複層流延膜１５の流延ベルト３６上での剥げ残り（包み込まれ現象）の評価に関しては、剥げ残りがない場合には（○）、剥げ残りの影響が小さく使用可能である場合には（△）、剥げ残りの影響が大きい場合には（×）とした。

表１より、α値を適切に定めたディストリビューションピンであれば、包み込まれ現象を防ぎ、支持体上での剥げ残りを防ぐことができることがわかる。また、製品領域も狭くならない。

ディストリビューションピン２５、２６に関して、α値を１．０（このときの溝幅Ｗｄは６７ｍｍ）、β値を０．８（このときの溝深さＤｄは１．３ｍｍ）、ｐ値を０．０４、０．０８、０．１２、０．１６、ｑ値を１．０としたときの実験結果を表２に示す。

また、ディストリビューションピン２５、２６に関して、α値を１．０（このときの溝幅Ｗｄは６７ｍｍ）、β値を０．８（このときの溝深さＤｄは１．３ｍｍ）、ｐ値を０．０８、ｑ値を０．１２、０．５、１．０、１．６としたときの実験結果を表３に示す。

製造されたフイルムの厚みムラの評価に関しては、厚みムラがない場合には（○）、厚みムラが小さく使用可能である場合には（△）、厚みムラが大きい場合には（×）とした。

表２、表３より、ｐ値、ｑ値を適切に定めたディストリビューションピンであれば、各層それぞれの厚みが均一なフイルムが製造可能であることがわかる。

製膜ラインの概略図である。 複層膜製造装置の概略斜視図である。 図２のフィードブロック及び流延ダイのIII −III 切断面における断面図である。 ディストリビューションピン及びベーンの斜視図である。 切欠き溝を手前にしたときのディストリビューションピンの側面図である。 図５のディストリビューションピンのVI−VI切断面における断面形状である。 図５のディストリビューションピンのVII −VII 切断面における断面図である。 図２の流延ダイのVIII−VIII切断面における断面図である。 複層流延膜の断面図である。 図３のフィードブロックの流路出口のＸ−Ｘ切断面における断面図である。 合流ドープ及び複層流延膜の断面図である。 従来の複層膜製造装置を用いて製造された合流ドープ及び複層流延膜の断面図である。

符号の説明

２ 製膜ライン
４ 複層膜製造装置
１２ 表面層用ドープ
１３ 中間層用ドープ
１４ 裏面層用ドープ
１５ 複層流延膜
１５ａ 表面層
１５ｂ 中間層
１５ｃ 裏面層
１９ フィードブロック
１９ａ 合流部
２０ 共流延ダイ
２１ 流延機構
２２、２３、２４ 流路
２５、２６ ディストリビューションピン
３０ 円柱体
３１ 切欠き溝
３１ａ 第１溝部
３１ｂ 第２溝部
３２ 流路
３３ ダイリップ
３６ 流延ベルト

Claims (6)

1. 相対的に高い粘度の樹脂溶液及び相対的に低い粘度の樹脂溶液をそれぞれの流路に送液して高粘度樹脂溶液流及び低粘度樹脂溶液流とし、これらを合流させて樹脂溶液平行流として流路出口から送り出すフィードブロックと、前記樹脂溶液平行流を拡幅した後に先端のダイリップから支持体上に吐出させて複層流延膜とする流延ダイと、前記複層流延膜の幅を規制して延伸するテンター装置と、延伸された前記複層流延膜の幅方向両端部を切断する耳切装置とを有し、前記複層流延膜のうち前記幅方向両端部を除く製品部分を乾燥させて複層膜を形成する複層膜製造装置において、
   それぞれの前記樹脂溶液の粘度が３〜３０Ｐａ・ｓであり、
   前記フィードブロック内の合流部に前記低粘度樹脂溶液を通過させるための溝を有するディストリビューションピンを設け、この溝の幅Ｗｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流れ幅を規制し、前記溝の深さＤｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流速を規制し、
   前記フィードブロックの前記流路出口の幅をＷａ、その奥行きをＤａ、前記複層流延膜の流延幅をＷｂ、前記流延幅のうち前記製品部分とされる幅をＷｃ、前記複層流延膜の前記高粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｆ、前記複層流延膜の前記低粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｇとしたときに、
   前記溝の幅Ｗｄを、
   ０．６×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）＜Ｗｄ＜１．１４×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）
   前記溝の深さＤｄを、
   ０．５×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）＜Ｄｄ＜３．２×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）
   の範囲内にして、前記合流部における前記高粘度樹脂溶液流及び前記低粘度樹脂溶液流の流速差が小さくなるように調節することを特徴とする複層膜製造装置。
2. 前記ディストリビューションピンは円柱体であり、回転自在に設けられ、前記溝は前記円柱体の周面に形成され、
   前記溝の幅Ｗｄまたは前記溝の深さＤｄが前記円柱体の周面の領域に応じて変化するよう前記溝が形成されており、
   前記円柱体を回転することによって前記低粘度樹脂溶液が通過する前記溝の幅Ｗｄまたは前記溝の深さＤｄを変化させることを特徴とする請求項１記載の複層膜製造装置。
3. 前記溝は、前記溝の幅Ｗｄ、前記溝の深さＤｄの第１溝部と、その第１溝部の底面の中央に形成された第２溝部とから構成され、
   前記第２溝部の幅Ｗｅ、その深さＤｅを、
   ０．０５Ｗｄ＜Ｗｅ＜０．１５Ｗｄ
   ０．１５Ｄｄ＜Ｄｅ＜１．５Ｄｄ
   の範囲内にしたことを特徴とする請求項１または２記載の複層膜製造装置。
4. 相対的に高い粘度の樹脂溶液及び相対的に低い粘度の樹脂溶液をそれぞれの流路に送液して高粘度樹脂溶液流及び低粘度樹脂溶液流とし、これらをフィードブロックの合流部で合流させ樹脂溶液平行流として流路出口から送り出し、この前記樹脂溶液平行流を拡幅した後に先端のダイリップから支持体上に吐出させて複層流延膜とし、テンター装置を用いて前記複層流延膜の幅を規制して延伸し、延伸された前記複層流延膜の幅方向両端部を切断し、前記複層流延膜のうち前記幅方向両端部を除く製品部分を乾燥させて複層膜を製造する複層膜製造方法において、
   それぞれの前記樹脂溶液の粘度が３〜３０Ｐａ・ｓであり、
   前記フィードブロック内の合流部に設けられるディストリビューションピンの溝から前記低粘度樹脂溶液流を通過させ、この溝の幅Ｗｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流れ幅を規制し、前記溝の深さＤｄによって前記低粘度樹脂溶液流の流速を規制し、
   前記フィードブロックの前記流路出口の幅をＷａ、その奥行きをＤａ、前記複層流延膜の流延幅をＷｂ、前記流延幅のうち前記製品部分とされる幅をＷｃ、前記複層流延膜の前記高粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｆ、前記複層流延膜の前記低粘度樹脂溶液流によって形成される層の厚みをＤｇとしたときに、
   前記溝の幅Ｗｄを、
   ０．６×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）＜Ｗｄ＜１．１４×（Ｗａ・Ｗｃ／Ｗｂ）
   前記溝の深さＤｄを、
   ０．５×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）＜Ｄｄ＜３．２×（Ｄａ・Ｄｇ／Ｄｆ）
   の範囲内にして、前記合流部における前記高粘度樹脂溶液流及び前記低粘度樹脂溶液流の流速差が小さくなるように調節することを特徴とする複層膜製造方法。
5. 前記ディストリビューションピンは円柱体であり、回転自在に設けられ、前記溝は前記円柱体の周面に形成され、
   前記溝の幅Ｗｄまたは前記溝の深さＤｄが前記円柱体の周面の領域に応じて変化するよう前記溝が形成されており、
   前記円柱体を回転することによって前記低粘度樹脂溶液が通過する前記溝の幅Ｗｄまたは前記溝の深さＤｄを変化させることを特徴とする請求項４記載の複層膜製造方法。
6. 前記溝は、前記溝の幅Ｗｄ、前記溝の深さＤｄの第１溝部と、その第１溝部の底面の中央に形成された第２溝部とから構成され、
   前記第２溝部の幅Ｗｅ、その深さＤｅを、
   ０．０５Ｗｄ＜Ｗｅ＜０．１５Ｗｄ
   ０．１５Ｄｄ＜Ｄｅ＜１．５Ｄｄ
   の範囲内にしたことを特徴とする請求項４または５記載の複層膜製造方法。

Images