JP5162397B2

JP5162397B2 - 溶液製膜方法

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Publication number: JP5162397B2
Application number: JP2008254601A
Authority: JP
Inventors: 直貴中村
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP2010082985A

Description

本発明は、複層のフィルムをつくる溶液製膜方法に関する。

液晶表示装置は、液晶表示パネルとバックライトユニットとを備え、バックライトユニットは、光源と、この光源からの光を拡散する拡散フィルムと、正面輝度を向上させる輝度向上フィルムとを備える。

拡散フィルムは、光源による照射光をできるだけ画面全体の領域で均一にするために設けられるものであり、輝度向上フィルムと重ねられ、輝度向上フィルムよりも光源側に配される。拡散フィルムとしては、これまで多くの提案が為されており、例えば、光拡散剤としての粒子、好ましくは球状である粒子をポリマーからなるバインダ中に配した拡散フィルム（特許文献１参照）が提案されている。

上記のような拡散フィルムの他、導電性フィルムは、薄膜状かつ長尺の支持体に対して拡散層や導電層を塗布により形成し、これを所定の大きさにカットすることによって製造されてきた。つまり、支持体を製造する工程と、この支持体に塗布層を形成して拡散層や導電層の塗膜を形成する工程との両工程が実施される。

長尺の支持体を製造する方法としては溶液製膜方法と溶融製膜方法とのいずれでもよいが、いずれの方法においても、製造の過程では側端部を切り除く工程が必要となる。側端部は波状に変形していたり、製造過程でついてしまった保持部材による保持跡が側端部には残っているからである。単層構造である支持体を製造する場合には、切除された側端部は、再利用される。

ところで、液晶ディスプレイに用いるようなポリマーフィルムには、光学的等方性や表面の平滑性が特に強く要請される。この要請に応えるには、溶融製膜よりも溶液製膜による製造の方が好ましい場合がある。溶液製膜法では、単層構造のみならず複層構造のフィルムをも製造することができるという利点がある。したがって、溶液製膜によると、製造すべきフィルムの種類によっては、塗布等の後工程無しに複層構造のフィルムをつくることができる。

複層構造のフィルム、すなわち複層フィルムを、溶液製膜法でつくる場合には、互いに異なる配合の複数のドープを流延して、複層の流延膜を形成してこれを乾燥する。長尺のフィルムをつくる場合には、流延膜は走行する支持体の上に形成されて剥がされ、そして乾燥されて複層フィルムとなる。複層の流延膜を形成する場合には、切除される側端部を除いた製品部において厚みが均一となるように、異なる配合のドープを流延ダイから流出させる。例えば、流延ダイに設けるフィードブロックで複数のドープの流れを合流し、この合流部で所定の断面形状で各流れが合流されるように、フィードブロックに所定形状のディストリビューションピンを配して複数のドープを共流延する方法が提案されている（特許文献２参照）。そして、複層であって、露出する少なくとも一方の層に微粒子含有するようなフィルムを溶液製膜法で製造する方法が提案されている（例えば特許文献３）。
特開２００２−３２３７００号公報特開２００５−２７９９８６号公報特許第４０３６０１４号公報

しかしながら、特許文献２のように溶液製膜で複層フィルムを製造しても、上記のように側端部を切除すると、その側端部は、配合が異なる複数のドープから形成されているので、再利用することができない。したがって、複層フィルムの製造過程で切除される側端部は、廃棄処分とせざるを得ない。

一方、拡散フィルムや導電性フィルムを塗布工程無しにひとつの製造工程で製造すると、製造設備の小型化ならびに製造効率の向上を図ることができる。しかし、特許文献３のような溶液製膜法での共流延を利用して拡散フィルムや導電性フィルムを製造したとしても、製造過程での生まれる上記のような廃棄量はさらに増えてしまうという問題がある。

そこで、本発明は、支持体の製造工程と塗布工程との両工程を要していた複層のフィルム製品を、廃棄物量を増やすことなく、溶液製膜方法で製造する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の溶液製膜方法は、ポリマーと粒子と前記ポリマーを溶かす溶剤とが含まれる第１の層と、前記ポリマー及び前記溶剤を含み前記粒子が非含有である第２の層とを有する複層フィルムの側端部を保持手段で保持しながら乾燥手段で乾燥する乾燥工程と、前記保持手段により保持された保持位置を含む側端部を切除する切除工程と、この切除工程で切除された側端部を前記溶剤と同じ液体に混ぜて、この側端部に含まれていた前記ポリマーが溶解した溶解液とする溶解工程と、前記第１の層を形成する第１液と前記第２の層を形成する第２液とが幅方向の中央部で重なり、前記切除工程で切除される側端部が第２液のみから形成されるように、走行する支持体の上に第１液と第２液とを流延して流延膜を形成し、この流延膜を支持体から前記複層フィルムとして剥がす流延工程と、流延すべき前記第１液と前記第２液との少なくともいずれか一方に、前記溶解液を混ぜる混合工程とを有することを特徴として構成されている。

側端部を切除された複層フィルムが、入射した光を内部で散乱させて外部へ射出する拡散フィルムであるときに、上記溶液製膜方法は特に効果がある。

本発明の溶液製膜方法により、支持体の製造工程と塗布工程との両工程を要していた複層のフィルム製品を、廃棄物量を増やすことなく製造することができる。

本発明の製造方法によりつくられる拡散フィルムは、液晶表示装置に用いることができる。本発明による拡散フィルムを用いた液晶表示装置の概略を図１に示す。ただし、液晶表示装置１０は、この構成に限定されるものではない。液晶表示装置１０は、液晶パネル１１と、光源ユニット１２とから構成される。液晶パネル１１は、液晶セル１３と、その両面に密着するように配される１対の偏光板１４，１５とから構成される。液晶セル１３は、透明なガラス基板の間に液晶を封入したものであり、各ガラス基板の内面に形成された透明な電極間に電圧を印加することによって、透過する光の偏光状態を変化させる。

偏光板１４は、偏光膜１４ａと、その両面に密着させた一対の保護フィルム１４ｂ，１４ｃとから構成してある。偏光板１５も偏光板１４と同じ構成であり、偏光膜１５ａと一対の保護フィルム１５ｂ，１５ｃとから構成してある。各偏光板１４，１５は、互いにクロスニコルとなるように配置され、これらの間に液晶セル１３が配される。

光源ユニット１２は、光源ランプ（図示無し）、導光板２２、拡散フィルム２３、輝度向上フィルム２６からなる。光源ユニット１２は、液晶パネル１１を背後から照明する。この光源ユニット１２は、例えば棒状の蛍光管である光源ランプを、楔形状の導光板２２の端部（エッジ）に沿うように配したエッジライト方式となっている。この光源ランプから放出される照明光は、直接、またはリフレクタで反射されて、導光板２２の端部から内部に入射する。図１では、光が導光板２２に入射する向きを矢線（Ａ）で示す。導光板２２は、端部より入射した光を内部で反射することにより、拡散フィルム２３側の一面から射出する。

導光板２２の液晶パネル１１側には、拡散フィルム２３が重ねられる。拡散フィルム２３は、液晶パネル１１の全面を均一に照明するために、導光板２２の一面から射出された光を内部及び表面で散乱させて拡散する。

輝度向上フィルム２６は、拡散フィルム２３と液晶パネル１２との間に配され、そのサイズは液晶パネル１２の背面とほぼ同じにしてある。輝度向上フィルム２６には拡散フィルム２３で拡散された光が入射し、輝度向上フィルム２６から射出された光が液晶パネル１２に入射する。輝度向上フィルム２６は、液晶表示装置１０における正面輝度を向上させる。

図２は、本発明の製造方法で製造される拡散フィルム２３の一例であり、拡散フィルム２３の厚み方向での断面図である。図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。拡散フィルム２３は、内部で光を反射して拡散する拡散層３１と、この拡散層３１を支持する支持体３２とを備える。拡散フィルム２３は、輝度向上フィルム２６と拡散層３１とが密着する態様で用いられ、光を拡散層３１で拡散して輝度向上フィルム２６に入射させる。以下の説明においては、拡散フィルム２３の輝度向上フィルム２６側の一面を第１表面２３ａと称し、導光板２２側の他面を第２表面２３ｂと称する。

拡散層３１は、複数の粒子３３と、粒子３３同士のつなぎとなるバインダ３４とを有する。バインダ３４は透明なポリマーからなる。粒子３３とバインダ３４とは互いに異なる屈折率を有し、これにより粒子３３とバインダ３４との界面で光が屈折する。いずれの粒子３３も拡散層３１から突出しないように配されている。「拡散層３１から突出しないように」とは、第１表面２３ａが平滑となるように粒子３３が拡散層３１の内部に配されていればよく、粒子３３の表面が部分的にバインダ３４の中から露出していてもよい。そして、粒子３３は、第１表面２３ａの近傍に配されている。

以上の構成により、導光板２２からの光はバインダと粒子との界面で反射して、拡散フィルム２３の内部で散乱するとともに液晶パネル１１の法線方向に射出される照明光の光量を大きくするように、照射光の光量分布を制御する。すなわち、以上の構成により、拡散フィルム２３は、光の散乱及び拡散の機能をもつとともに、従来の拡散フィルムよりも高い正面輝度向上機能をもつ。さらに、第１表面２３ａは平滑なので、この拡散フィルム２３は輝度向上フィルム３６との密着性がよく、フィルム面に沿う方向における光の漏れも防止することができる。

光の拡散効果をより高める点では、粒子３３としてバインダ３４よりも屈折率が高いものを用いることが、好ましい。バインダ３４よりも屈折率が高い粒子３３は、固体、液体のいずれであってもよい。バインダ３４がセルローストリアセテート（ＴＡＣ、屈折率＝約１．４８）である場合にこれよりも屈折率が高い固体としてはポリスチレン（ＰＳ、屈折率＝１．６）、ポリエチレン（ＰＥ、屈折率＝１．５３）、ガラスビーズ（屈折率＝１．５）、シリカ（屈折率＝１．５４）、マイカ（屈折率＝１．５８）等、液体としてはシリコーンオイル（屈折率＝１．５０）、ベンゼン（屈折率＝１．５０）等がある。さらに、粒子３３の屈折率ＮＰからバインダ３４の屈折率ＮＢを減じた差ｄＮ１が少なくとも０．０２であることが、粒子３３の内部での散乱の効果をより確実に向上させる点で好ましい。

一方、液晶パネル１１の正面輝度を向上させる効果をより大きくする点では、粒子３３として、バインダ３４よりも屈折率が低いものを用いることが、好ましい。バインダよりも屈折率が低い粒子３３は、固体、液体、気体のいずれであってもよい。バインダ３４がＴＡＣである場合にこれよりも屈折率が低い固体としてはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率＝約１．５０）、石英ＳｉＯ_２（屈折率＝１．４５）等、液体としては水（屈折率＝１．３３）、エチルアルコール（屈折率＝１．３６）等、気体としては空気、窒素Ｎ_２、二酸化炭素ＣＯ_２等がある。さらに、バインダ３４の屈折率ＮＢから粒子３３の屈折率ＮＰを減じた差ｄＮ２が少なくとも０．０２であることが、粒子３３の内部での屈折による集光効果をより確実に向上させる点で好ましい。

また、屈折率を基準に粒子３３を選択することと、粒子３３とバインダ３４との体積比率とを制御することにより、拡散の効果と正面輝度向上の効果とのバランスを制御することができる。

また、屈折率を基準に粒子３３を選択することと、粒子３３とバインダ３４との体積比率を制御することとにより、拡散の効果と正面輝度向上の効果とのバランスを制御することができる。

バインダ３４の体積をＶＢ、粒子３３の体積をＶＰとするときに、拡散層３１は、ＶＰ／ＶＢで求める体積比が０．１５以下にならないように、すなわち０．１５よりも大きくなるようにされている。これにより、光拡散の機能を確実に発現することができるとともに、輝度を向上させることができる。体積比ＶＰ／ＶＢは、０．１５より大きく２．０以下の範囲であることがより好ましく、０．２以上１．５以下の範囲であることがさらに好ましく、０．６以上１．０以下の範囲であることが特にさらに好ましい。

（粒子３３の形）
粒子３３は、いずれの方向における断面においてもその形状が真円であるような球であることが最も好ましいが、粒子３３の形状はこれに限定されない。

（粒子の大きさ）
粒子３３が断面真円形の球である場合には、２μｍ以上１５μｍ以下の範囲の粒径をもつ大きさである。これにより、光拡散と輝度向上の両方の効果をバランスよく、しかも効果的に発現させることができる。２μｍよりも小さな粒径である場合には、輝度向上効果が損なわれることがある。したがって、溶液製膜でフィルムをつくるに際し、フィルムの滑りを向上させるためにフィルム内に含有されてきたいわゆるマット剤のような粒子では、粒径が小さすぎて光拡散と輝度向上の両方の効果を得ることは難しい。１５μｍよりも大きな粒径である場合には、光拡散の効果が得られないことがある。粒子３３が断面真円形の球である場合には、より好ましい粒径は５μｍ以上１０μｍ以下の範囲であり、さらに好ましい粒径は６μｍ以上９μｍ以下の範囲である。さらに、すべての粒径が略同一であることが好ましい。

（粒子の分布）
粒子３３は、拡散層３１で、ランダムに分布させている。これにより、光源と拡散層３１の中の粒子３３によるモアレを解消することができる。粒子３３と粒子３３とは、フィルム面に平行な方向では、間隔をもって配されているすなわち接していないことが好ましい。

そして、粒子３３は厚み方向に重ならないように分布させることが最も好ましい。これにより、光拡散効果に加えて輝度向上の効果をより確実に発現させることができる。

拡散フィルム２３のヘイズは少なくとも２０％、すなわち２０％以上であることが好ましい。これにより、光拡散と輝度向上との両方をより確実に発現する。ヘイズが２０％よりも小さいと光拡散の効果は不十分である場合がある。

バインダ３４はＴＡＣで構成しているが、バインダ３４は前述にように透明、すなわち光透過率が高く、シートのような薄膜状にすることができる公知のポリマーを用いることができる。また、ポリマーは、光学的異方性がないもの、すなわち光学的等方性のあるものがより好ましい。これらの条件を満たす好ましいポリマーとしては、セルロースアシレートが挙げられる。

セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基をカルボン酸でエステル化している割合、つまりアシル基の置換度（以下、アシル基置換度と称する）が下記式（１）〜（３）の全ての条件を満足するＴＡＣが特に好ましい。なお、（１）〜（３）において、Ａ及びＢはともにアシル基置換度であり、Ａにおけるアシル基はアセチル基であり、Ｂにおけるアシル基は炭素原子数が３〜２２のものである。
２．５≦Ａ＋Ｂ≦３．０・・・（１）
０≦Ａ≦３．０・・・（２）
０≦Ｂ≦２．９・・・（３）

セルロースを構成し、β−１，４結合しているグルコース単位は、２位、３位及び６位に遊離の水酸基を有している。セルロースアシレートは、このようなセルロースの水酸基の一部または全部がエステル化されて、水酸基の水素が炭素数２以上のアシル基に置換されたポリマーである。なお、グルコース単位中のひとつの水酸基のエステル化が１００％されていると置換度は１であるので、セルロースアシレートの場合には、２位、３位及び６位の水酸基がそれぞれ１００％エステル化されていると置換度は３となる。

ここで、グルコース単位で２位のアシル基置換度をＤＳ２、３位のアシル基置換度をＤＳ３、６位のアシル基置換度をＤＳ６として「ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６」で求められる全アシル基置換度は２．００〜３．００であることが好ましく、２．２２〜２．９０であることがより好ましく、２．４０〜２．８８であることがさらに好ましい。さらに、「ＤＳ６／（ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６）」は０．３２以上であることが好ましく、０．３２２以上であることがより好ましく、０．３２４〜０．３４０であることがさらに好ましい。

アシル基は１種類だけでもよいし、２種類以上であってもよい。アシル基が２種類以上であるときには、そのひとつがアセチル基であることが好ましい。２位、３位、及び６位の水酸基の水素のアセチル基による置換度の総和をＤＳＡとし、２位、３位、及び６位におけるアセチル基以外のアシル基による置換度の総和をＤＳＢとするとき、「ＤＳＡ＋ＤＳＢ」の値は、２．２〜２．８６であることが好ましく、２．４０〜２．８０であることが特に好ましい。ＤＳＢは１．５０以上であることが好ましく、１．７以上であることが特に好ましい。そして、ＤＳＢは、その２８％以上が６位水酸基の置換であることが好ましいが、より好ましくは３０％以上、さらに好ましくは３１％以上、特に好ましくは３２％以上が６位水酸基の置換であることが好ましい。また、セルロースアシレートの６位の「ＤＳＡ＋ＤＳＢ」の値が０．７５以上であることが好ましく、０．８０以上であることがより好ましく、０．８５以上であることが特に好ましい。以上のようなセルロースアシレートを用いることにより、溶液製膜に用いられるポリマー溶液をつくるために好ましい溶解性が得られ、また、ろ過性の好ましい粘度が低いポリマー溶液を製造することができる。特に非塩素系有機溶媒を用いる場合には、上記のようなセルロースアシレートが好ましい。

炭素数が２以上であるアシル基としては、脂肪族基でもアリール基でもよく、特に限定されない。例えばセルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどがあり、これらは、それぞれさらに置換された基を有していてもよい。プロピオニル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基、ｉｓｏ−ブタノイル基、ｔ−ブタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などを挙げることが出来る。これらの中でも、プロピオニル基、ブタノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、ｔ−ブタノイル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などがより好ましく、プロピオニル基、ブタノイル基が特に好ましい。

なお、セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これらの記載は本発明にも適用することができる。

バインダ３４には、可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤、光学異方性コントロール剤、染料、マット剤、剥離剤等の各種添加剤を適宜含ませてもよい。これらについては、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、本発明に適用することができる。

拡散層３１の厚みは、２μｍ以上１５μｍ以下の範囲であることが好ましい。これは、前述のように径が２μｍ以上１５μｍ以下の範囲の断面真円形の粒子３３を用いる場合であって、この粒子３３が拡散層３１から突出しないように、かつ拡散層３１で厚み方向に重ならないように、拡散層３１に収容するためである。したがって、粒子３３が不定形である場合や、断面楕円形であるような球である場合には、最も大きな径が拡散層３１の厚みの上限値となり、最も小さな径が拡散層３１の厚みの下限値となる。

支持体３２は、拡散フィルム２３の取り扱い性や強度の向上、厚みの調整等の目的とするものであり、必ずしも必要な層ではない。しかし、拡散フィルム２３の強度や他のフィルムとの貼り合わせ時等における取り扱い性を向上させるという観点では、設けることが好ましい。

支持体３２はバインダ３４と同様に透明なポリマーからなる。支持体３２を構成するポリマーとしては、バインダ３４と同様に、光透過率が高く、薄膜形状にすることができる公知のものを用いてよい。バインダ３４と異なるポリマーから構成されてもよいし同じポリマーから構成されてもよい。支持体３２がバインダ３４と同じポリマーから構成される場合には、製造過程で支持体３２とバインダ３４とが一体となって境界が消失する場合がある。

図４に示すように、フィルム製造設備４０は、流延すべき複数のドープを製造するドープ製造部４１と、溶液製膜によりドープから拡散フィルム２３をつくる溶液製膜部４２とからなる。ドープ製造部４１では、拡散層３１（図１参照）を形成するための第１ドープ４５と、支持体３２（図１参照）を形成するための第２ドープ４６とがそれぞれつくられる。溶液製膜部４２は、第１ドープ４５と第２ドープ４６とからなる流延膜４７を形成して溶剤を含んだ状態の湿潤フィルム４８として剥がす流延エリア５１と、湿潤フィルム４８を乾かして拡散フィルム２３とする乾燥エリア５２と、拡散フィルム２３を巻き取ってロール状にする巻取エリア５３とからなる。

流延エリア５１には、第１ドープ４５及び第２ドープ４６を流出する流延ダイ５６と、この流延ダイ５６の下方に配されて連続走行する無端支持体としてのバンド５７と、バンド５７が周面に巻き掛けられて少なくとも一方が駆動回転することによりバンド５７を走行させる２つのバックアップローラ５８と、流延膜４７をバンド５７から剥ぎ取るに際して湿潤フィルム４８を支持するローラ５９とが備えられている。また、流延ダイ５６の上流端面には、第１ドープ４５と第２ドープ４６との流れを合流させて流延ダイ５６に案内するフィードブロック６１が設けられ、バンド５７の走行方向における流延ダイ５６の上流側には、流延ダイ５６からバンド５７に渡って形成されるビードよりも上流側のエリアの空気を吸引して減圧する減圧チャンバ６２が設けられる。

第１ドープ４５と第２ドープ４６とは、ともにひとつの流延ダイ５６からバンド５７へ流延され、これにより、第１ドープ４５から形成される層と第２ドープ４６から形成される層との２層からなる複層構造の流延膜４７が形成される。なお、この流延膜４７の両側端部は、２層構造ではなく、第２ドープ４６のみからなる単層構造とされる。流延膜４７における第１ドープ４５と第２ドープ４６との重なりの態様の詳細については、別の図面を用いて後述する。流延膜４７は、ローラでの搬送が可能な程度に硬くなると、すなわち自己支持性をもつようになると、バンド５７から剥ぎ取られ、湿潤フィルム４８は乾燥エリア５２のテンタ６６に案内される。バンド５７からテンタ６６に至る搬送路の近傍には、湿潤フィルム４８の乾燥を進めるために湿潤フィルム４８に乾燥空気を吹き付ける送風ダクト６７が設けられている。

テンタ６６には、湿潤フィルム４８の側端部を保持する保持手段としてのクリップ６８が、湿潤フィルム４８の搬送路の両側にそれぞれ複数配されている。クリップ６８は、湿潤フィルム４８の、単層構造とされている側端部を把持する。保持手段としては、湿潤フィルム４８を把持するクリップ６８に代えて、湿潤フィルム４８を突き刺して保持するピンを用いてもよい。複数のクリップ６８は、連続走行する無端のチェーン（図示せず）に備えられてあり、このチェーンの走行路を変位することによりクリップ６８の走行軌道を変えることができる。湿潤フィルム４８の両側にそれぞれ配されてあるクリップ６８とクリップ６８との距離を下流側に向かって徐々に拡げるようにチェーンの走行路を設定することにより、湿潤フィルム４８の幅を拡げることができる。

テンタ６６には、温度調整された乾燥空気を湿潤フィルム４８に吹き付ける送風ダクト６６ａが備えられており、この送風により、クリップ６８で保持されて搬送されている間の湿潤フィルム４８は乾燥が進む。

クリップ６８での把持を解除された湿潤フィルム４８は、テンタ６６の下流に備えられる切除装置７１に案内される。湿潤フィルム４８のクリップ６８により把持された把持位置には、把持の跡が残っている。この把持跡が、拡散フィルム２３となる中央部と分離されるように、切除装置７１は、湿潤フィルム４８の側端部を連続的にカットする。このとき、カットされるカット位置は、単層構造となっているエリア内とされる。

切除装置７１の下流には、両側端部が切除された湿潤フィルム４８を周面で支持する複数のローラ７３と、乾燥空気を吹き出す送風ダクト（図示せず）とを備える乾燥室７４がある。ローラ７３の中には、周方向に回転駆動することにより湿潤フィルム４８を搬送する駆動ローラが含まれる。送風ダクトには、湿潤フィルム４８の幅方向に延びたスリット（図示せず）が搬送方向に複数設けられており、これらのスリットから出される所定温度の乾燥空気により湿潤フィルム４８は乾燥されて拡散フィルム２３となる。そして、拡散フィルム２３は、巻取エリア５３の巻取装置７７でロール状に巻かれる。

切除装置７１で湿潤フィルム４８の中央部と分離された各側端部は、ロータリカッタ（図示無し）を備えるクラッシャ７２に送られると、細かいチップ状に切断される。このチップ７８を、ドープ製造部４１で第１ドープ４５と第２ドープ４６との少なくともいずれか一方の原料として再利用する。

ドープ製造部４１では、チップ７８の他に、新たなポリマー、すなわち未使用のポリマー（ｖｉｒｇｉｎｐｏｌｙｍｅｒ）と、第１ドープ４５と第２ドープ４６との溶媒成分になる溶剤８１と、粒子３３を含む粒子含有液８２とが用いられる。未使用のポリマーとチップ７８に含まれ再利用するポリマーとを区別するために、以下の説明では、前者をＶポリマー、後者をＲポリマーと称するものとし、図４ではＶポリマーに符号８３を付す。

ドープ製造部４１には、チップ７８と溶剤８１とを混合してＲポリマーを溶剤８１に溶解するための第１溶解装置８６と、Ｖポリマー８３を溶剤８１に溶解するための第２溶解装置８７とを備える。

チップ７８は、第１溶解装置８６で溶剤８１と混合される。この混合では、チップ７８に含まれているＲポリマーを溶剤８１に溶解させるために、チップ７８と溶剤８１との混合物に対して、適宜、加熱や加圧、攪拌等が実施される。この第１溶解装置８６での混合により得られる液を第１溶解液８８と称するものとする。Ｒポリマーは、バインダ３４（図２参照）と支持体３２（図２参照）とを構成するために流延に供されたポリマーである。チップ７８とされた側端部は、第２ドープ４６から形成される単層構造であるために、チップ７８には、第１ドープ４５に用いられた粒子３３が含まれていない、すなわち粒子３３が非含有となっている。そこで、得られる第１溶解液８８は、第１ドープ４５の一部としても用いることができるし、第２ドープ４６の一部としても用いることができる。

Ｒポリマーを溶解するためにチップ７８と混合される溶剤８１は、溶液製膜部４２での流延に用いられた第１ドープ４５の溶媒と同じものである。これにより、第１溶解液８８は、後述の第２溶解液８９と、より混ざりやすくなる。この溶媒が複数の化合物からなる場合には、そのうちの少なくとも１成分と同じ化合物でＲポリマーを溶解してもよい。

第２溶解装置８７では、Ｖポリマー８３が溶剤８１に溶解されて第２溶解液８９が得られる。より効果的かつ効率的にＶポリマー８３を溶解させるために、Ｖポリマー８３と溶剤８１との混合物に対して、適宜、加熱や加圧、攪拌等が実施される。

第１溶解装置８６から下流へ第１溶解液８８を案内する第１送液ラインＬ１と第２溶解装置８７から下流へ第２溶解液８９を案内する第２送液ラインＬ２とは、それぞれ分岐する。第２送液ラインＬ２が分岐した一方の送液ライン（以降、第３送液ラインと称する）Ｌ３では第１ドープ４５がつくられ、他方の送液ライン（以降、第４送液ラインと称する）Ｌ４では第２ドープ４６がつくられる。第１送液ラインＬ１が分岐した一方の送液ライン（以降、第５送液ラインと称する）Ｌ５は第３送液ラインＬ３に接続し、他方の送液ライン（以降、第６送液ラインと称する）Ｌ６は第４送液ラインＬ４に接続する。

第１送液ラインＬ１が第５送液ラインＬ５と第６送液ラインＬ６とに分岐する分岐位置にはバルブが備えられており、このバルブにより、第３送液ラインＬ３と第４送液ラインＬ４とに対する第１溶解液８８の送り込みのオン・オフ及び送り込み量が、独立して制御される。したがって、第１溶解液８８は、第３送液ラインＬ３と第４送液ラインＬ４との少なくともいずれか一方に適宜送り込まれる。

第４送液ラインＬ４には、第６送液ラインＬ６との接続位置よりも下流側に濃度調整手段（図示せず）が設けられており、この濃度調整手段により溶剤８１の質量割合が調整されて第２溶解液８９が第２ドープ４６となる。また、第４送液ラインＬ４には、第６送液ラインＬ６が接続する接続位置と濃度調整手段との間に、案内されてきた第１溶解液８８と第２溶解液８９とを均一な液となるように混ぜ合わせる混合器が備えられているが、図示は略す。

第３送液ラインＬ３には、粒子含有液８２が案内される添加ラインＬＡが接続し、これにより、第２溶解液８９に粒子含有液８２が加えられる。第３送液ラインＬ３を流れる第２溶解液８９に第１溶解液８８を加える場合には、第１溶解液８８が混ぜられた後の第２溶解液８９に対して粒子含有液８２を加えることが好ましい。したがって、添加ラインＬＡの第３送液ラインＬ３に対する接続位置は、第５送液ラインＬ５が接続する接続位置よりも下流側とされることが好ましい。

Ｖポリマー８３とＲポリマーとの質量の和に対する粒子３３の質量の割合が、流延すべき第１ドープ４５における所定値になるように、添加ラインＬＡから粒子含有液８２を第２溶解液８８に対して加える。このように、粒子３３が第３送液ラインＬ３の第２溶解液８９に混ぜられて、新たに流延すべき第１ドープ４５がつくられる。したがって、第３溶解液８９に含まれるＶポリマーとＲポリマーとの質量和に応じて、混ぜるべき粒子３３の量を決め、この粒子３３の量に基づいて粒子含有液８２の量は決定される。なお、新たに流延すべき第１ドープ４５における粒子３３の含有率は、製造しようとする拡散フィルム２３のヘイズ値の目標値によって決定するとよい。つまり、粒子含有液８２における粒子３３の含有率と第３送液ラインＬ３の第２溶解液８８におけるポリマー成分の含有率を制御することにより製造する拡散フィルム２３のヘイズ値を制御することができる。

粒子含有液８２は、溶液製膜部４２での流延に用いられた第１ドープ４５の溶媒と同じ液体化合物に分散した分散液である。これにより、粒子含有液８２と第２溶解液８９との親和性が向上するので、効果的かつ効率的に粒子含有液８２と第２溶解液８９とが均一に混じり合って粒子３３が液中に均一に分散することになる。第１ドープ４５で用いられた溶媒が複数の化合物からなる場合には、そのうちの少なくとも１成分と同じ化合物で粒子を分散させてもよい。

第３送液ラインＬ３には、第５送液ラインＬ５が接続する接続位置と添加ラインＬＡが接続する接続位置との間に、案内されてきた第１溶解液８８と第２溶解液８９とを均一な液となるように混ぜ合わせる混合器が備えられているが、図示は略す。

第３送液ラインＬ３には、添加ラインＬＡとの接続位置よりも下流側に濃度調整手段（図示せず）が設けられており、この濃度調整手段により溶剤８１の質量割合が調整されて第１ドープ４５が得られる。

溶液製膜部４２では、流延すべき第１ドープ４５の処方を切り替えることにより、拡散層３１の性状が異なる拡散フィルム２３の製造を、稼働を停止することなく始めることができる。例えば、拡散層３１におけるバインダ３４の質量比率を高めるように第１ドープ４５の処方を切り替える場合には、切り替え前の処方でのチップ８８から第１溶解液８８をつくり、この第１溶解液８８を、第３送液ラインＬ３の第２溶解液８９に加える。これにより、Ｖポリマー８３にＲポリマーが加えられてＲポリマーが再利用されることになり、新たな処方の第１ドープ４５がつくられる。

以上のように新たにつくられた第１ドープ４５と第２ドープ４６とは、溶液製膜部４２で流延されて拡散フィルム２３を形成する。

以上の方法によると、（１）拡散層３１を支持体３２に付与するための塗布工程が不要となる、（２）切除される側端部が粒子３３を含まないので、この側端部は廃棄せずに、新たな第１ドープと第２ドープ４６とのいずれにも再利用することができる、（３）再利用する側端部は、第１ドープ４５と第２ドープ４６とのいずれにも共通する成分から構成されているために、再利用しても新たな第１ドープ４５と第２ドープ４６とのいずれの性状を変化させることがないという各効果がある。

図５は、流延ダイ５６及びフィードブロック６１の概略図である。フィードブロック６１には、第１ドープ４５及び第２ドープ４６が送られる。フィードブロック６１は直方体状とされており、その内部に２つの流路１０３、１０４が形成されている。流路１０３は、フィードブロックの上面の開口１０３ａから下面の開口１０３ｂに向けて鉛直方向に延びている。上面の開口１０３ａは第２ドープ４６の入口である。流路１０４は、フィードブロック６１の側面の開口１０４ａから流路１０３に向けて形成され、開口１０４ａは第１ドープ４５の入口となる。流路１０３と流路１０４とは、第１ドープ４５と第２ドープ４６とが合流するように合流部１０５を形成するように接続する。

合流部１０５には、ディストリビューションピン１０７とベーン１０８とが設けられている。ディストリビューションピン１０７とベーン１０８とは、流路１０４が流路１０３に合流する直前の流路１０４上に設けられている。ディストリビューションピン１０７は、周面に切欠き溝が形成された円柱状であり、長手方向が流延ダイ５６及びフィードブロック６１の幅方向に一致するように配されている。

ディストリビューションピン１０７は回転自在であり、第１ドープ４５は、このディストリビューションピン１０７の切欠き溝によって流れ幅及び深さを規制されて流れていき、合流部１０５に至る。第１ドープ４５は、第２ドープ４６よりも流れ幅が小さくなるようにディストリビューションピン１０７により流れ幅を規制され、第１ドープ４５の流れが第２ドープ４６の流れの幅方向中央部に合流し、第２ドープ４６の両側端部には第１ドープ４５が重ならないようにされて、両ドープ４５，４６は開口１０３ｂから流延ダイ５６へと送り出される。なお、ディストリビューションピン１０７の詳細については、別の図面を用いて後述する。

流延ダイ５６には、内部に１本の流路１０９が形成されている。この流路１０９は、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１０９の途中の領域で、その深さが狭くなるように傾斜面１０９ａが形成されている。フィードブロック６１で合流して、側端部が第２ドープ４６とされ、幅方向中央部では流れが重なった状態の第１ドープ４５，第２ドープ４６は、この流路１０９により拡幅され、流延ダイ５６の先端に設けられたダイリップ１１０から流出される。

図６はディストリビューションピン及びベーンの概略図であり、図７はディストリビューションピンの長手方向における断面であり、図８はディストリビューションピンの長手方向中央部における径方向の断面である。ディストリビューションピン１０７は、周面に切欠き溝１１１が形成された円柱状であり、長手方向が流延ダイ５６及びフィードブロック６１の幅方向に一致するように配されている。第１ドープ４５は、この切欠き溝１１１によって流れ幅及び深さを規制されて流れてゆく。

第１ドープ４５は、ディストリビューションピン１０７が回転駆動すると、その流れ幅が変化する。ベーン１０８は、ディストリビューションピン１０７の上流側に設けられており、楔状である。このベーン１０８は回転することによって、第１ドープ４５の流量を調節する。そして、第１ドープ４５は、ディストリビューションピン１０７の切欠き溝１１１で規制された流れ幅及び深さをもって第２ドープ４６と合流する。

図７及び図８に示すように、切欠き溝１１１は、第１溝部１１１ａと、第１溝部１１１ａの底面に形成された第２溝部１１１ｂとからなる。第１溝部１１１ａは図７に示すように台形状である。このように、第１溝部１１１ａの溝幅は、周面の領域に応じて変化する。また、第１溝部１１１ａの溝深さは、第２溝部１１１ｂが形成された領域を除いて、一定である。なお、第１溝部１１１ａ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。

第２溝部１１１ｂは、切欠き溝１１１の底面の中央部に形成されている。図７に示すように、この第２溝部１１１ｂは台形状に形成されており、第２溝部１１１ｂの溝幅は第１溝部１１１ａの溝幅の変化に合わせて、つまり周面の領域に応じて変化する。具体的には、第２溝部１１１ｂの溝幅は、第１溝部１１１ａの溝幅が大きくなるに従い大きくされている。第２溝部１１１ｂ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１１１ｂ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１０７の切欠き溝１１１のサイズには許容範囲が設けられており、切欠き溝１１１はこの許容範囲内で形成される。この許容範囲は特開２００５−２７９９８６号公報の段落［００３３］〜［００４６］記載の範囲であることが好ましい。

図１０の（Ａ）は、フィードブロック６１の合流部１０５（図５参照）における第１ドープ４５及び第２ドープ４６の流れの断面図であり、（Ｂ）は、ダイリップ１１０から流出してバンド５７に接した時における第１ドープ４５及び第２ドープ４６の流れの断面図である。

図１０の（Ａ）に示すように、第１ドープ４５は、ディストリビューションピンの切欠き溝１１１（図６〜９参照）により、合流部における流れ幅が第２ドープ４６よりも狭くされている。第１ドープ４５の両側には第２ドープ４６が存在しており、第２ドープ４６の両側は第１ドープ４５側に凸となっている。そして、第１ドープ４５の幅方向中央部は、第２ドープ４６側に凸となっている。したがって、第２ドープ４６の幅方向中央部は、凹となっている。このように第１ドープ４５と第２ドープとが合流することにより、第１ドープと第２ドープ４６とは、図１０の（Ｂ）に示すように、流延膜４７（図４参照）を形成しはじめたときには、幅方向中央部においてそれぞれ厚みが均一な第１ドープ４５の層と第２ドープ４６の層とが重なった態様となっており、両側部は第２ドープ４６の単層構造でその厚みは中央部の厚みと同じとなる。

図１０の（Ｂ）では、流延膜４７における第１ドープ４５の側縁の位置（以降、第１ドープ側縁位置と称する）に符号ＥＬ、湿潤フィルム４８とされた後に切除装置７１によりカットされる位置（カット位置）に符号ＣＬを付す。ディストリビューションピン１０７は、第１ドープ側縁位置ＥＬがカット位置ＣＬよりも外側となるように、第１ドープ４５の流れ幅を制御する。なお、クリップ６８による保持位置（図示せず）は、カット位置ＣＬよりも外側である。

本実施形態は、拡散層３１と支持体３２とで構成される拡散フィルム２３を製造する場合であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、粒子３３に代えて導電性の物質、例えば粒子やフィラー等を用い、このような導電性物質とバインダ３４からなる導電層を拡散層３１に代え、この導電層と支持体３２とが重なる導電性フィルムを製造する場合等にも適用することができる。

また、本発明では、第２ドープ４６に粒子が含まない上記実施形態に限らず、第２ドープ４６に第１ドープ４５よりも小さい含有率で粒子３３を含ませる場合にも適用することができる。

本実施形態では、切除装置７１に案内する湿潤フィルム４８の側端部を単層構造とする方法として、ディストリビューションピン１０７を用いて第１ドープ４５と第２ドープ４６とを合流される方法を用いたが、本発明はこの方法に限定されない。例えば、この方法に代えて次の方法がある。流延ダイ５６のダイリップ１１０（図５参照）の各側部に、第２ドープ４６を流し出すドープ供給手段を設ける。ダイリップ１１０からは、第１ドープ４５と第２ドープ４６とを一方の側縁から他方の側縁まで重ねた態様で流出する。このように第１ドープ４５と第２ドープとの重なったいわゆるビードの各側縁に対し、ドープ供給手段から第２ドープを供給して、ビードにドープ供給手段からの第２ドープが一体になるようにして流延膜を形成する。このようにして流延膜の各側端部は第２ドープから形成されることになり、クリップによる把持と切除装置による切除の後に、再利用に供される。

バインダ３４及び支持体３２としてＴＡＣを用い、微粒子３３としてポリメチルメタクリレート系ビーズ（総研化学製、ＭＸ１５０Ｈ３ＣＦ）を用いて、フィルム製造設備４０で拡散フィルム２３をつくった。テンタ６６のクリップ６８で保持された保持位置を含む両側端部を切除し、この側端部をチップ７８にして第２ドープ４６に所定量含まれるようにした。そして、粒子含有液８２を適宜加えた。切除した側端部、すなわちチップ７８とされた側端部の単位重量に対する、支持体３２の重量の割合は１００ｗｔ％である。この重量割合は、側端部の単位重量をｘ、支持体３２の重量をｙとするときに、１００×ｙ／ｘで求める値である。

そして、得られた長尺の拡散フィルム２３につき、ヘイズ値を測定するためのサンプルとして、長手方向で任意に複数サンプリングした。各サンプルについてヘイズ値を求めたところ、ヘイズはいずれも液晶ディスプレイの拡散フィルムとして用いるに好適な４０％であった。このヘイズ値は、得られた拡散フィルム２３に光を照射して光透過率を測定し、１００×散乱光線透過率Ｔｄ／全光線透過率Ｔｔで求める値Ｔｈ（単位；％）である。

［比較例］
側端部における支持体の重量割合を５０ｗｔ％とし、切除された側端部は、チップ７８とした。このチップは、第１ドープ４５には使用せずに、第２ドープ４６の原料として再利用した。つまり、チップ７８は支持体中に含まれるように再利用した。得られたフィルムについても実施例１と同様に、ヘイズ値を測定したところ、ヘイズは９０％であり、拡散フィルムとして用いることはできないレベルであった。

本発明の光沢化処理装置の一例を示す斜視図である。拡散フィルムの概略断面図である。図２のIII−III線に沿う断面図である。本発明の製造方法を実施するフィルム製造設備の概略図である。流延ダイの概略断面図である。ディストリビューションピン及びベーンの概略図である。ディストリビューションピンの概略図である。図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。図７のIX−IX線に沿う断面図である。（Ａ）はフィードブロックの合流部における第１ドープ及び第２ドープの重なりを示す断面図であり、（Ｂ）はバンド５７に接した時における第１ドープ及び第２ドープの重なりを示す断面図である。

符号の説明

２３拡散フィルム
３１拡散層
３２支持体
３３粒子
３４バインダ
４０フィルム製造設備
４５第１ドープ
４６第２ドープ
５１流延エリア
５２乾燥エリア
６６テンタ
６６ａ送風ダクト
６８クリップ
７１切除装置
８２粒子含有液

Claims

ポリマーと粒子と前記ポリマーを溶かす溶剤とが含まれる第１の層と、前記ポリマー及び前記溶剤を含み前記粒子が非含有である第２の層とを有する複層フィルムの側端部を保持手段で保持しながら乾燥手段で乾燥する乾燥工程と、
前記保持手段により保持された保持位置を含む前記側端部を切除する切除工程と、
前記切除工程で切除された前記側端部を前記溶剤と同じ液体に混ぜて、この側端部に含まれていた前記ポリマーが溶解した溶解液とする溶解工程と、
前記第１の層を形成する第１液と前記第２の層を形成する第２液とが幅方向の中央部で重なり、前記切除工程で切除される前記側端部が前記第２液のみから形成されるように、走行する支持体の上に前記第１液と前記第２液とを流延して流延膜を形成し、この流延膜を前記支持体から前記複層フィルムとして剥がす流延工程と、
流延すべき前記第１液と前記第２液との少なくともいずれか一方に、前記溶解液を混ぜる混合工程とを有することを特徴とする溶液製膜方法。
前記側端部が切除された前記複層フィルムは、入射した光を内部で散乱させて外部へ射出する拡散フィルムであることを特徴とする請求項１記載の溶液製膜方法。