JP5017481B2 - 溶液製膜方法 - Google Patents
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Description
送出部16は、側部材11を送り出す第1送出装置23と、中央部材12を送り出す第2送出装置24とを有し、側部材11と中央部材12とをそれぞれ独立して突き合わせ部17に送る。第1送出装置23には、ロール状に巻かれた側部材11がセットされ、側部材11を巻き出して突き合わせ部17に送る。第2送出装置24には、ロール状に巻かれた中央部材12がセットされ、中央部材12を巻き出して突き合わせ部17に送る。
溶接ユニット18は、互いの側縁11e,12eが接触した状態で突き合わせ部17から供給される側部材11と中央部材12とを溶接する。突き合わせ部17から連続的に供給されることにより、側部材11と中央部材12とを長手方向で溶接する長手溶接工程を行うことができる。溶接ユニット18は、溶接装置42を備える。溶接装置42としては、例えば、レーザ溶接装置が挙げられる。レーザ溶接装置としては、例えば、CO2レーザ溶接装置や、YAGレーザ溶接装置を用いることができる。本実施態様では、CO2レーザ溶接装置を溶接装置42として用いた場合を説明する。
加熱部19は、溶接ユニット18の下流に設けられることが好ましい。加熱部19は、溶接により得られたバンド部材13の溶接部13wを一定の温度範囲になるように加熱するものであれば特に限定されない。溶接部13w及びその周辺には、溶接により生じたひずみに起因する応力が内部に残っていることがある。このような溶接部13wやその周辺を加熱部19により加熱することにより応力を除去することができる。この応力の除去により、長時間連続して溶液製膜方法を行う場合であっても、溶接部13wの変形を抑えることができる。
溶接は、側部材11と中央部材12とバンド部材13との位置ずれを抑止しながら実施することが好ましい。例えば、溶接ユニット18に代えて、押圧装置を備える図3及び図4に示すような溶接ユニット61を用いてもよい。溶接ユニット61は、図1及び図2に示す溶接ユニット18に、押圧装置62をさらに備えたものであり、シフト機構50、コントローラ51、チャンバ52、清浄装置55を溶接ユニット18と同様に備えるが、図示の煩雑化を避けるため図3及ぶ図4ではこれらの図示を略してある。また、図1及び図2と同じ装置、部材については図1及び図2と同じ符号を付し、説明を略す。なお、溶接ユニット61では、チャンバ52は、押圧装置62と溶接支持ローラ41とを外部空間と仕切るように囲む。
図9に示すように、流延支持体として用いるバンド91は、環状にされた無端のバンドである。バンド91は、バンド部材13の長手方向における一端と他端とを溶接してなる。なお、バンド91をつくるためのバンド部材13は、所定の長さにカットしても良いし、あらかじめ所定の長さにカットされた側部材11と中央部材12とからバンド部材13を作った場合は、カットせずにそのまま、バンド91をつくってもよい。
図10及び図11に示すように、溶液製膜設備110は、セルロースアシレート111が溶剤112に溶解したドープ113からフィルム116を形成するフィルム形成装置117と、フィルム116の各側部を保持手段119で保持しながら乾燥をすすめる第1テンタ120と、フィルム116を複数のローラ122で支持しながら乾燥するローラ乾燥装置124と、フィルム116の各側部を保持手段で保持し、幅方向への張力をフィルム116に付与する第2テンタ125と、第2テンタ125の保持手段により保持された各耳部を切除するスリッタ126と、耳部を切除されたフィルム116を巻き芯に巻いてロール状にする巻取装置127とを上流側から順に備える。
フィルム形成装置117は、周方向に回転する1対のローラ131、132を備える。1対のローラ131、132は水平に並べられ、ローラ131とローラ132との周面には、バンド91が巻き掛けられる。ローラ131は、ドライブローラであり、ローラ132は、フリーローラである。
流延ダイ133は、ローラ131の真上となるように、バンド91の上方に位置する。流延ダイ133の先端には、ドープ113を流出する流出口133aが設けられる。流延ダイ133は、流出口133aがバンド91の表面と対向するように配される。流出口133aから流出したドープ113は、バンド91の表面上にて流れ延ばされる。この結果、流出口133aから流出したドープ113からなる流延膜136がバンド91の表面上に形成する。なお、流延ダイ133の詳細は後述する。
第1テンタ120は、保持手段119を用いてフィルム116の両側縁部を保持して長手方向に搬送しながら、幅方向への張力を付与し、フィルム116の幅を拡げる。第1テンタ120には、上流側から順に、予熱エリア、延伸エリア、及び緩和エリアが形成されてある。なお、緩和エリアは省略してもよい。
ローラ乾燥装置124の内部の雰囲気は、温度や湿度などが図示しない空調機により調節されている。ローラ乾燥装置124には、多数のローラ122が設けられており、これらにフィルム116が巻き掛けられて搬送される。ローラ乾燥装置124において、フィルム116から溶剤が蒸発する。ローラ乾燥装置124では、溶剤含有率が5質量%D.B.%以下となるまで、乾燥工程を行うことが好ましい。
第2テンタ125は、フィルム116を延伸する。この延伸により、所望の光学特性を有するフィルム116となる。得られるフィルム116は位相差フィルムとして利用することができる。第2テンタ125は、第1テンタ120と同様の構造を有する。なお、第2テンタ125に設けられるダクト157は、スリット(図示せず)から、所定の温度に加熱された乾燥風を流出し、フィルム116に向かって流れる。
図16、図17及び図18に示すように、制御部198は、モータ171と、駆動部172と、ロードセル173と、測距センサ180と、シフト部194と接続する。
図10に戻って、流延ダイ133は、バンド91の表面91aへドープ113を連続的に流出する。ドープ113はバンド91上に流延される。この結果、バンド91上の流延エリアA1内には、表面91aに露出する溶接部91wを覆うようにして、流延膜136が形成する(図11参照)。
図18に示すように、制御部198は、浮き量CLに基づいて定められた切断位置Pcへカッタ190を変位する。カッタ190により、フィルム116の耳部116aは切除される。耳部116aが切除されたフィルム116は、巻取装置127によって、ロール状となる。
図21及び図22に示すように、裏面加熱部210は、加熱風212を送り出すノズル214を備える。ノズル214は、バンド91の裏面91b側において、溶接部91wと対向するように配される。ノズル214から送り出された加熱風212が溶接部91wにあたると、溶接部91wは加熱される。
本発明に用いることのできるポリマーは、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状オレフィン、ポリカーボネイト等が挙げられる。中でも好ましいのがセルロースアシレート、環状オレフィンであり、中でも好ましいのがアセテート基、プロピオネート基を含むセルロースアシレート、付加重合によって得られた環状オレフィンである。
セルロースアシレートとしては、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式(I)〜(III)を満たすものであることが好ましい。下記式(I)〜(III)において、A及びBは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Aはアセチル基の置換度、Bは炭素原子数が3〜22のアシル基の置換度である。セルロースアシレートの90質量%以上が0.1〜4mmの粒子であることが好ましい。中でも、本発明は、セルロースアシレートとしてセルロースジアセテート(DAC)を用いた場合に特に大きな効果がある。
(I) 2.0≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
ドープを調製する溶剤としては、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエンなど)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、クロロベンゼンなど)、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ジエチレングリコールなど)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなど)及びエーテル(例えば、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブなど)などが挙げられる。
バンド製造設備10において、SUS316製の側部材11とSUS316製の中央部材12とから、第1のバンド(以下、バンドAと称する)を製造した。バンドAは、図19に示すタイプであり、側部材の幅は150mm、中央部材の幅は2000mmであった。
バンドAに代えてバンドBを用いたこと以外は、実験1と同様にしてフィルム116を製造した。バンドBは、図17に示すタイプであり、搬送テンションが60N/mm2のときの浮き量CL(Pr)は1mmであり、浮き量CL(Pc)は0.1mmであったこと以外は、バンドAと同様である。
バンドAに代えてバンドCを用いたこと以外は、実験1と同様にしてフィルム116を製造した。バンドCは、図17に示すタイプであり、搬送テンションが60N/mm2のときの浮き量CL(Pr)は0.1mmであり、浮き量CL(Pc)は0.05mmであったこと、1対の切断位置Pcの間の長さW2は2100mmであったこと以外は、バンドAと同様である。{CL(Pc)/LPt−Pc}の値は、9.1×10−6であった。
バンドAに代えてバンドDを用いたこと以外は、実験1と同様にしてフィルム116を製造した。バンドDは、図17に示すタイプであり、搬送テンションが60N/mm2のときの浮き量CL(Pr)は0.2mmであり、浮き量CL(Pc)は0.1mmであったこと、1対の切断位置Pcの間の長さW2は2100mmであったこと以外は、バンドAと同様である。{CL(Pc)/LPt−Pc}の値は、1.8×10−5であった。
バンドAに代えてバンドEを用いたこと以外は、実験1と同様にしてフィルム116を製造した。バンドEは、図20に示すタイプであり、搬送テンションが60N/mm2のときの浮き量CL(Pr)は0.9mmであり、浮き量CL(Pc)は0.09mmであったこと以外は、バンドAと同様である。
バンドAに代えてバンドFを用いたこと以外は、実験1と同様にしてフィルム116を製造した。バンドFは、図20に示すタイプであり、搬送テンションが60N/mm2のときの浮き量CL(Pr)は1mmであり、浮き量CL(Pc)は0.1mmであったこと以外は、バンドAと同様である。
得られたフィルムを所定の寸法に裁断し、偏光顕微鏡を用いてクロスニコル下で観察し、観察された光学的なムラについて、下記の基準に基づいて評価を行った。
◎:光学的なムラは見られなかった。
○:光学的なムラが観察されたものの、製品として許容できる数であった。
×:○:製品として許容できない光学的なムラが観察された。
○:バンドのうち1対の切断位置Pcの間において剥げ残りが起こらなかった。
×:バンドのうち1対の切断位置Pcの間において剥げ残りが起きた。
○:流延膜のうち1対の切断位置Pcの間において発泡が起こらなかった。
×:流延膜のうち1対の切断位置Pcの間において発泡が起きた。
126 スリッタ
131 ローラ
133 流延ダイ
173 ロードセル
180 測距センサ
194 シフト部
198 制御部
Claims (6)
- 金属製の中央ウェブ及びこの中央ウェブの幅方向両側に溶接された金属製の側ウェブからなり駆動ローラに巻きかけられ長手方向に移動する移動バンドであって、溶接ラインが露出する前記移動バンドについて前記ローラからの浮き量を検知する浮き量検知工程と、
前記検知した浮き量に基づいて、前記移動バンドの浮き量が1mm未満の領域であって前記溶接ラインを含む領域に流延エリアを設定する流延エリア設定工程と、
前記溶接ラインよりも幅方向外側であって、前記移動バンドの浮き量が0.1mm未満の領域に切断位置を設定する切断位置設定工程と、
前記移動バンドの表面へポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出し、前記流延エリア設定工程にて設定した前記流延エリア上に前記ドープからなる流延膜を形成する膜形成工程と、
前記支持体から剥ぎ取られた前記流延膜の幅方向両端を、前記切断位置設定工程において設定した前記切断位置で切断する耳切工程とを有することを特徴とする溶液製膜方法。 - 前記移動バンドは前記幅方向外側において前記駆動ローラへ近づくように反っていることを特徴とする請求項1記載の溶液製膜方法。
- 前記切断位置における前記浮き量をCL(Pc)とし、
前記移動バンドが前記駆動ローラから浮いている部分のうち最も幅方向中央側の位置と前記切断位置との距離をLPt−Pcとするときに、{CL(Pc)/LPt−Pc}の値が、10−5以下であることを特徴とする請求項1または2記載の溶液製膜方法。 - 金属製の中央ウェブ及びこの中央ウェブの幅方向両側に溶接された金属製の側ウェブからなり駆動ローラに巻きかけられ長手方向に移動する移動バンドと、
溶接ラインが露出する前記移動バンドの表面へポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出し、前記溶接ラインを含む流延エリア上に前記ドープからなる流延膜を形成する流延ダイと、
前記移動バンドについて前記ローラからの浮き量を検知する浮き量検知手段と、
前記検知した浮き量に基づいて、前記移動バンドの浮き量が1mm未満の領域に前記流延エリアを設定する流延エリア設定手段と、
前記移動バンドの浮き量が0.1mm未満の領域に切断位置を設定する切断位置設定手段とを有することを特徴とする溶液製膜設備。 - 前記移動バンドは前記幅方向外側において前記駆動ローラへ近づくように反っていることを特徴とする請求項4記載の溶液製膜設備。
- 前記切断位置における前記浮き量をCL(Pc)とし、
前記移動バンドが前記駆動ローラから浮いている部分のうち最も幅方向中央側の位置と前記切断位置との距離をLPt−Pcとするときに、{CL(Pc)/LPt−Pc}の値が、10−5以下であることを特徴とする請求項4または5記載の溶液製膜設備。
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