JP4875992B2 - 溶液製膜設備及び溶液製膜方法 - Google Patents
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図1に示すように、熱回収設備50は、伝熱媒体51を用いて脱着蒸気42を冷却するコンデンサ52と、伝熱媒体51を蓄えるための蓄熱槽54と、伝熱媒体51の流路であり、コンデンサ52と蓄熱槽54との間を接続する伝熱媒体流路切替部55とを有する。また、蓄熱槽54には、蓄熱槽54からの伝熱媒体51がもつ熱エネルギを外部機器に送る熱交換器56が接続する。
コンデンサ52は、脱着蒸気42が導入されるコンデンサ本体52aと、このコンデンサ本体52aの内部に備えられ、脱着蒸気42を冷却する伝熱媒体51が通過する冷却配管52bと、冷却配管52bと接続する伝熱媒体51の入口52c及び出口52dとを有する。また、コンデンサ52には、脱着蒸気42が凝縮して生成した液を化合物毎に分留する蒸留手段としての蒸留塔57が接続する。
蓄熱槽54は、伝熱媒体51を貯留する貯留部54aと、貯留部54aに貯留する伝熱媒体51をコンデンサ52へ流出する流出口54bと、コンデンサ52からの伝熱媒体51を貯留部54aへ流入する流入口54cと、貯留部54aに貯留する伝熱媒体51を熱交換器56に流出する流出口54dと、熱交換器56からの伝熱媒体51を貯留部54aへ流入する流入口54eとを有する。貯留部54aは、断熱性に富む材質を用いて、内径略3m、高さ略5mの略円柱状に形成される。貯留部54aの内周面には、温度センサ58が略垂直方向に並ぶように設けられる。流出口54b、流入口54eは、貯留部54aの下部側に設けられる。流入口54c、流出口54dは、貯留部54aの上部側に設けられる。温度センサ58は、熱回収制御部59と接続する。熱回収制御部59の詳細は後述する。
熱交換器56は、内部配管56aと内部配管56bとを有する。伝熱媒体51は内部配管56aを通過する。内部配管56bは、図示しない外部機器と接続する。熱交換器56では、内部配管56aを通過する伝熱媒体51と内部配管56bを通過する伝熱媒体との間で熱交換が行われ、これにより伝熱媒体51の熱が外部機器に伝わる。このような熱交換を行う熱交換器56としては、公知の熱交換器であればいずれを用いてもよい。この熱交換器56での熱交換を経て、冷却された伝熱媒体51は、後述する配管73を介して蓄熱槽54へ送られる。
伝熱媒体流路切替部55は、戻し経路としての戻し配管60、供給経路としての供給配管61、循環経路としての循環配管62、各配管60〜62を用いてコンデンサ52と蓄熱槽54との間の伝熱媒体51の流路を切り替える熱回収制御部59、供給切替弁63、ポンプ65、及び温度センサ80、81とを有する。
※ 蓄熱槽内の温度分布を形成・維持するための制御方法並びにその因子について上記以外のものがありましたら、補充願います。補充のポイントとしては、本願発明の成立に必要な事項の記載は必須であり、本願発明においてあったほうがよい事項については記載したほうが好ましいと思います。
伝熱媒体51としては、コンデンサ52における脱着蒸気42の冷却や、蓄熱槽54における蓄熱や、熱交換器56における熱交換に適した伝熱媒体であればよい。この伝熱媒体51の具体的なものとして、上記要件を満たすことに加え、取り扱いが容易であることから、水を用いることが好ましい。また、貯留部54aでの温度分布を安定して形成させるために、伝熱媒体51として、密度の温度変化の大きい物質や、水にその物質を添加したものを用いることが好ましい。なお、これらのコンデンサ52と蓄熱槽54と熱交換器56における伝熱媒体51の温度が伝熱媒体の沸点の近傍或いはそれ以上になるときは、伝熱媒体51のキャビテーションが発生するため好ましくない。この場合には、伝熱媒体或いは各装置52、54、56の諸条件を適宜変更すればよい。伝熱媒体51として、水を用いる場合には、各装置52、54、56における温度を水の沸点より5℃以上低くすることが好ましく、より好ましくは装置52、54、56における温度を水の沸点より8℃以上低くすることが好ましい。
流延ダイ15の下方には、回転ローラに掛け渡された支持体14が設けられている。回転ローラは図示しない駆動装置により回転し、この回転に伴い支持体14は無端で走行する。支持体14は、その移動速度、すなわち流延速度が10m/分以上200m/分以下で移動できるものであることが好ましい。また、支持体14の表面温度を所定の値にするために、回転ローラに伝熱媒体循環装置が取り付けられていることが好ましい。支持体14は、その表面温度が−20℃以上40℃以下に調整可能なものであることが好ましい。本実施形態において用いられている回転ローラ内には伝熱媒体流路(図示しない)が形成されており、その中を所定の温度に保持されている伝熱媒体が通過することにより、回転ローラの温度を所定の値に保持されるものとなっている。
吸着設備110は、熱交換器111と加熱器112と吸着塔113、114とボイラ118と吸着制御部119とを有する。この吸着塔113、114は、それぞれ吸着剤を有し、前述した第1、第2吸着塔と同等の機能を有する。吸着塔113、114と乾燥室22との間には、熱交換器111と加熱器112とが設けられ、乾燥室22と、各部111〜114とが配管で接続される。
テンタ20には、回収設備120が接続する。回収設備120は、熱交換器122と、凝縮器123と、プレ加熱器125と加熱器126と送風器128とフィルタ129とを有する。回収設備120は、図示しない送風器によりテンタ20内の乾燥処理にて生成する乾燥処理後空気200を回収し、送風器128によりテンタ20に新たな乾燥処理前空気201を供給する。テンタ20を通過するフイルム18は、乾燥処理前空気201により乾燥処理を施され、溶媒の残留溶媒量が所定量まで低減する。
熱交換器122は、テンタ20から送られた乾燥処理後空気200、及び後述する乾燥処理前空気201を通過させる。乾燥処理後空気200、及び乾燥処理前空気201の通過により、熱交換器122内で熱交換が行われる。
凝縮器123は、熱交換器122を通過した乾燥処理後空気200を冷却し、この冷却により乾燥処理後空気200に含有する溶媒化合物が凝縮する。この凝縮により、乾燥処理後空気200から溶媒化合物と乾燥処理前空気201とが生成する。なお、この凝縮時には、乾燥処理後空気200を略−10℃以上−3℃以下まで冷却することが好ましく、−7℃以上−5℃以下まで冷却することがより好ましい。
プレ加熱器125は、内部配管125a、125bとを有する。内部配管125aは熱回収設備50と接続するため、熱回収設備50からの伝熱媒体51が内部配管125aを通過する。内部配管125bは熱交換器122と接続するため、熱交換器122にて加熱処理が施された乾燥処理前空気201が内部配管125bを通過する。内部配管125aに伝熱媒体51が、内部配管125bに乾燥処理前空気201が通過することにより、伝熱媒体51と乾燥処理前空気201との間で熱交換が行われる。このときに伝熱媒体51の温度が、乾燥処理前空気201の温度よりも高くすることにより、プレ加熱器125は、乾燥処理前空気201を更に加熱することができる。
加熱器126は、プレ加熱器125から送り出される乾燥処理前空気201が通過する第1内部配管と、所定の温度の伝熱媒体が通過する第2内部配管とを有する。第1内部配管に乾燥処理前空気201が通過し、第2内部配管に所定の温度の伝熱媒体が通過することにより、加熱器126にて乾燥処理前空気201と伝熱媒体との間で熱交換が行われる。こうして、加熱器126は、プレ加熱器125から送り出される乾燥処理前空気201を更に加熱し、テンタ20へ送る。
乾燥処理前空気201は、送風器128により、加熱器126からテンタ20へ送られる。送風器128とテンタ20との間には、フィルタ129が設けられる。フィルタ129は、送風器128から送られる乾燥処理前空気201から異物等を取り除く。
本実施形態においては、ポリマーとしてセルロースアシレートを用いており、セルロースアシレートとしては、トリアセチルセルロース(TAC)が特に好ましい。そして、セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基の水素原子に対する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より好ましい。なお、以下の式(I)〜(III)において、A及びBは、セルロースの水酸基の水素原子に対するアシル基の置換度を表わし、Aはアセチル基の置換度、またBは炭素原子数3〜22のアシル基の置換度である。なお、TACの90重量%以上が0.1mm〜4mmの粒子であることが好ましい。
(I) 2.5≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
また、本発明に用いられるポリマーはセルロースアシレートに限定されるものではない。
0.30以上、特に好ましくは0.31〜0.34である。ここで、DS2はグルコース単位の2位の水酸基のアシル基による置換度(以下、「2位のアシル置換度」とも言う)であり、DS3は3位の水酸基のアシル基による置換度(以下、「3位のアシル置換度」とも言う)であり、DS6は6位の水酸基のアシル基による置換度(以下、「6位のアシル置換度」とも言う)である。
11 ポリマー
12 溶媒
13 ドープ
20 テンタ
22 乾燥室
23 流延室
24 吸着設備
26 乾燥処理後空気
31 第1吸着塔
32 第2吸着塔
40 蒸気
42 脱着蒸気
45 吸着制御部
50 熱回収設備
51 伝熱媒体
52 コンデンサ
52a コンデンサ本体
52b 冷却配管
54 蓄熱槽
54a 貯留部
54b、54d 流出口
54c、54e 流入口
56 熱交換器
57 蒸留塔
58、80〜83 温度センサ
59 熱回収制御部
60 戻し配管
61 供給配管
62 循環配管
63 供給切替弁
68 戻し切替弁
65、74、91 ポンプ
110 吸着設備
120 回収設備
125 プレ加熱器
Claims (6)
- 原料であるポリマーが溶媒に溶解するドープを走行する支持体上に流延し、流延膜を形成する流延膜形成手段と、
前記流延膜形成手段から前記流延膜を剥ぎ取り、湿潤フイルムとする剥ぎ取り手段と、
第1乾燥風をあてて、前記湿潤フイルムを乾燥して、フイルムとする第1乾燥手段と、
第2乾燥風をあてて、前記フイルムを乾燥する第2乾燥手段と、
を備える溶液製膜設備において、
前記溶媒の成分である溶媒化合物を吸着する吸着剤を用いて、前記第2乾燥手段からの前記第2乾燥風から前記溶媒化合物を吸着する吸着処理と、前記溶媒化合物を脱着する脱着気体を用いて、前記吸着剤に吸着した前記溶媒化合物を脱着する脱着処理とを交互に行う複数の吸着脱着手段と、
少なくともいずれか1つの前記吸着脱着手段において、前記吸着処理及び前記脱着処理が行われるように、前記吸着脱着手段における前記吸着処理と前記脱着処理との切替を行う吸着制御手段と、
前記吸着処理を経た前記第2乾燥風を前記第2乾燥手段へ供給する第2乾燥風供給手段と、
前記脱着処理を経た前記脱着気体の熱を奪い、前記脱着気体から前記溶媒化合物を除去する熱回収手段と、
前記溶媒化合物を含む前記第1乾燥風を冷却し、前記溶媒化合物を凝縮する凝縮手段と、
前記脱着気体から奪った前記熱を用いて、前記冷却後の前記第1乾燥風を加熱する加熱手段と、
前記加熱された前記第1乾燥風を前記第1乾燥手段へ供給する第1乾燥風供給手段と、
を備えることを特徴とする溶液製膜設備。 - 前記加熱手段が、前記冷却後の前記第1乾燥風を75℃以上90℃以下に加熱することを特徴とする請求項1記載の溶液製膜設備。
- 前記支持体が、前記流延膜を冷却する冷却支持体或いは前記流延膜を乾燥する乾燥支持体であることを特徴とする請求項1または2項記載の溶液製膜設備。
- 原料であるポリマーが溶媒に溶解するドープを走行する支持体に流延し、前記支持体上に形成される流延膜を剥ぎ取って湿潤フイルムとし、前記湿潤フイルムを第1乾燥風により乾燥してフイルムとし、第2乾燥風により前記フイルムを乾燥する溶液製膜方法において、
前記溶媒の成分である溶媒化合物を吸着する吸着剤を用いて、前記溶媒化合物を含む前記第2乾燥風から前記溶媒化合物を吸着する吸着処理と、前記溶媒化合物を脱着する脱着気体を用いて、前記吸着剤に吸着した前記溶媒化合物を脱着する脱着処理とを交互に行う複数の吸着脱着手段のうち少なくともいずれか1つで、前記吸着処理及び前記脱着処理が行われるように、前記吸着脱着手段における前記吸着処理と前記脱着処理との切替を行い、
前記吸着処理を経た前記第2乾燥風を用いて前記フイルムを乾燥させ、
前記脱着処理を経た前記脱着気体の熱を奪い、前記脱着気体から前記溶媒化合物を除去し、
前記溶媒化合物を含む前記第1乾燥風の冷却により、前記溶媒化合物を凝縮し、
前記脱着気体から奪った前記熱を用いて、前記凝縮後の前記第1乾燥風を加熱し、
前記加熱後の前記第1乾燥風を用いて前記湿潤フイルムを乾燥させることを特徴とする溶液製膜方法。 - 前記脱着気体から奪った前記熱を用いて、前記凝縮後の前記第1乾燥風を75℃以上90℃以下に加熱し、
その後、前記第1乾燥風を100℃以上120℃以下に加熱することを特徴とする請求項4記載の溶液製膜方法。 - 前記支持体上で前記流延膜を冷却或いは乾燥し、
自己支持性が発現した前記流延膜を剥ぎ取ることを特徴とする請求項4または5記載の溶液製膜方法。
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