JP6013392B2 - 溶液製膜方法及び設備 - Google Patents

Description

本発明は、溶液製膜方法及び設備に関する。

光透過性を有するポリマーフィルム（以下、フィルムと称する）は、偏光板の保護フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム、透明導電性フィルムなど光学フィルムとして多岐に利用されている。フィルムには、厚み均一性や光学特性が要求される。従来は厚さが８０μｍ以上の厚膜フィルムが中心に用いられていたが、最近では、光学フィルムの多様化に伴い、フィルムの薄膜化の要望が強くなってきており、厚みが１５μｍ以上４０μｍ以下程度の薄膜フィルムが求められている。

フィルムの製造方法としては、溶液製膜方法が用いられる。溶液製膜方法は、例えば、流延ダイによりポリマーを溶剤に溶かした溶液（以下、ドープ、と称する）を金属製のドラムやバンドなどの支持体上に流延して流延膜を形成し、乾燥させて剥ぎ取ることによってフィルムを得る方法である。流延膜から溶剤を蒸発させ、剥ぎ取り可能なレベルまで流延膜を乾燥させる膜乾燥工程は、溶液製膜方法全体において長い時間がかかる工程であるため、膜乾燥工程の短縮化が望まれている。

膜乾燥工程の短縮化のために、特許文献１に記載の溶液製膜方法では、ドープが流延ダイから流出されてから支持体に流延されるまでの間に赤外線を照射し、支持体上に形成された流延膜に１００℃程度の熱風を当てて流延膜を加熱及び乾燥している。

特開２０１２−０６６４８３号公報

薄膜フィルムを得るためには、薄い流延膜（以下、薄流延膜と称する）を形成する必要がある。このため、従来の厚膜フィルムを得るための厚い流延膜（以下、厚流延膜と称する）を乾燥するために、乾燥風を流延膜に吹き付けて乾燥を行う方式では、乾燥風により厚みむらが生じて、表面平滑性が損なわれるという問題がある。このため、特許文献１に記載の溶液製膜方法では、ダイから支持体上にかけて流出したドープからなるビードに対して、赤外線ヒータにより赤外線を照射して、ビードにおける溶剤の蒸発を促進させて、流延膜の乾燥を効率良く行っている。

流延膜が剥ぎ取れる程に乾燥が進行した段階で、支持体から流延膜を剥がして湿潤フィルムとしてクリップテンタに送り、クリップテンタで湿潤フィルムの乾燥を促進させる。クリップテンタでは、湿潤フィルムの両側縁部をクリップにより把持して搬送し、この搬送中に乾燥風によってさらに乾燥を促進させる。しかしながら、単に赤外線ヒータでビードの段階から溶剤の蒸発を促進させても、薄いフィルムの場合には次の延伸工程で、クリップによりフィルム側縁部が噛み千切られることがあり、改良が望まれていた。

本発明はこのような課題を解決するものであり、薄いフィルムを製造する場合に延伸工程でフィルム側縁部の噛み千切れを発生させることなく、厚みむらや延伸むらのないフィルムを製造することができる溶液製膜方法及び設備を提供することを目的とする。

本発明の溶液製膜方法は、流延膜形成工程と、流延膜乾燥工程と、剥取工程と、フィルム乾燥工程と、側縁部乾燥工程とを有する。流延膜形成工程は、移動する支持体に向けて流延ダイからポリマー及び溶剤を含むドープを流出し、支持体上に両側縁部が中央部に比べて厚い流延膜を形成する。流延膜乾燥工程は、流延膜から溶剤を蒸発させて乾燥させる。剥取工程は、流延膜乾燥工程を経た流延膜を支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする。フィルム乾燥工程は、湿潤フィルムの両側縁部をクリップにより把持して溶剤を蒸発させ且つ延伸しフィルムとする。側縁部乾燥工程は、流延膜乾燥工程中に、流延膜の両側縁部を輻射方式で遠赤外線を照射して加熱し、流延膜を剥ぎ取る際の流延膜の両側縁部の残留溶剤量をＶＳ１とし、流延膜を剥ぎ取る際の流延膜の中央部の残留溶剤量をＶＣ１とした際に、５０％ＤＢ＜ＶＣ１≦１００％ＤＢの場合に（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）の範囲内とし、２０％ＤＢ＜ＶＣ１≦５０％ＤＢの場合に（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とし、ＶＣ１≦２０％ＤＢの場合にＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とするべく、剥ぎ取り前の流延膜の中央部の残留溶剤量及び側縁部の残留溶剤量を検出し、検出した残留溶剤量に基づき、両側縁部への加熱量を制御する。流延膜形成工程では、フィルム乾燥工程後に、フィルムの中央部の最大厚みをＴＣとし、側縁部の最大厚みをＴＳとした際に、１．１×ＴＣ≦ＴＳとなるように流延膜を形成し、且つ流延膜の両側縁部は、クリップにより把持される範囲を含む。

本発明の溶液製膜設備は、流延膜形成装置と、流延膜乾燥部と、剥取ローラと、フィルム乾燥部と、側縁部乾燥部とを備える。流延膜形成装置は、移動する支持体に向けて流延ダイからポリマー及び溶剤を含むドープを流出し、支持体上に両側縁部が中央部に比べて厚い流延膜を形成する。流延膜乾燥部は、支持体上に形成された流延膜から溶剤を蒸発させて乾燥させる。剥取ローラは、乾燥された流延膜を剥ぎ取り、湿潤フィルムとする。フィルム乾燥部は、湿潤フィルムの両側縁部をクリップにより保持して溶剤を蒸発させ且つ延伸しフィルムとする。側縁部乾燥部は、流延膜乾燥部に設けられ、流延膜の両側縁部を輻射方式で遠赤外線を照射して加熱し、流延膜を剥ぎ取る際の流延膜の両側縁部の残留溶剤量をＶＳ１とし、流延膜を剥ぎ取る際の流延膜の中央部の残留溶剤量をＶＣ１とした際に、５０％ＤＢ＜ＶＣ１≦１００％ＤＢの場合に（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）の範囲内とし、２０％ＤＢ＜ＶＣ１≦５０％ＤＢの場合に（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とし、ＶＣ１≦２０％ＤＢの場合にＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とするべく、剥ぎ取り前の流延膜の中央部の残留溶剤量及び側縁部の残留溶剤量を検出し、検出した残留溶剤量に基づき、両側縁部への加熱量を制御する。流延膜形成部では、フィルム乾燥部による乾燥後に、フィルムの中央部の最大厚みをＴＣとし、側縁部の最大厚みをＴＳとした際に、１．１×ＴＣ≦ＴＳとなるように流延膜を形成し、且つ流延膜の両側縁部は、クリップにより把持される範囲を含む。

本発明によれば、剥ぎ取った後の湿潤フィルムの両側縁部が十分乾燥されており、延伸工程でのフィルム側縁部の千切れや噛み込み不良の発生を防止することができ、厚みむらや延伸むらのないフィルムを製造することができる。

溶液製膜設備の概要を示す側面図である。 流延膜形成装置を示す側面図である。 流延ダイのスリット形状の一例を示す側面図である。 両側縁部が厚い流延膜の一例を示す斜視図である。 流延膜の乾燥方法の一例を示す断面図である。 溶液製膜方法のフローチャートである。 逐次流延により両側縁部が厚い流延膜を形成する一例を示す斜視図である。 ドープ追加により両側縁部が厚い流延膜を形成する一例を示す断面図である。 流延膜の厚みを測定するセンサを設けた別の実施形態を示す側面図である。 実施例１〜１９及び比較例１〜１７の結果を示す表である。 流延膜の残留溶剤量ＶＣ１とＶＳ１との関係を示すグラフである。

図１に示すように、本発明を実施した溶液製膜設備１０は、製造ラインの上流側から順に、流延膜形成装置１２と、クリップテンタ（フィルム乾燥部）１３と、乾燥室１５と、冷却室１６と、巻取室１７とを有する。流延膜形成装置１２では、ポリマーと溶剤とを含むドープ１８から、湿潤フィルム１９を形成する。

流延膜形成装置１２とクリップテンタ１３との間の渡り部２１には、湿潤フィルム１９に乾燥風を送る送風機２１ａと、湿潤フィルム１９を支持する複数の支持ローラ２１ｂとが設けられている。複数の支持ローラ２１ｂは、湿潤フィルム１９の搬送方向へ並べられている。支持ローラ２１ｂは、流延膜形成装置１２から送出された湿潤フィルム１９を支持して、クリップテンタ１３へ案内する。

クリップテンタ１３は、湿潤フィルム１９の両側縁部をクリップ（図示せず）で把持しながら搬送する。クリップテンタ１３は、湿潤フィルム１９に乾燥や延伸などの所定の処理を施すことにより、フィルム２３とする。フィルム２３は、クリップテンタ１３から乾燥室１５へ送出される。

乾燥室１５には、多数のローラ２７が設けられている。乾燥室１５内の雰囲気の温度や湿度などは、図示しない空調機により調節されている。フィルム２３は、乾燥室１５内を多数のローラ２７に巻き掛けられて搬送され、乾燥室１５内で乾燥処理が施される。乾燥室１５には、吸着回収装置２８が接続されている。吸着回収装置２８は、フィルム２３から蒸発した溶剤ガスを吸着剤に吸着して回収する。

冷却室１６は、フィルム２３の温度が略室温となるまで、フィルム２３を冷却する。冷却室１６と巻取室１７との間には、上流側から順に、除電バー２９、ナーリング付与ローラ３０が設けられている。除電バー２９は、冷却室から送出され、帯電したフィルム２３を除電する。ナーリング付与ローラ３０は、フィルム２３の幅方向両端に巻取用のナーリングを付与する。

巻取室１７には、プレスローラ３４と巻き芯３５とを有する巻取機３６が設けられている。巻取室１７に送出されたフィルム２３は、プレスローラ３４によって押し付けられながら巻き芯３５に巻き取られ、ロール状となる。

（流延膜形成装置）
図２に示すように、流延膜形成装置１２には、流延室３８内に、流延ダイ４１、流延バンド４２、ドラム４３ａ，４３ｂ及び剥取ローラ４４が設けられている。流延室３８は、仕切り板３９ａ〜３９ｃにより、流延部３８ａ、乾燥部３８ｂ、剥取部３８ｃに区画されている。仕切り板３９ａ〜３９ｃは、流延室３８の内壁面から流延バンド４２に向かって延びており、先端にはラビリンスシール４０が形成されている。ラビリンスシール４０は、流延バンド４２に近接して配されており、各部３８ａ〜３８ｃ間の雰囲気ガスの出入りを抑制する。

流延バンド４２は、金属製帯板の長手方向の一端と他端とを連結することにより形成され、環状となっている。流延バンド４２は、例えば十分な耐腐食性と強度とを有するステンレス（ＳＵＳ３１６）から構成されている。流延バンド４２は、ドラム４３ａ，４３ｂに巻き掛けられている。ドラム４３ａ，４３ｂは、軸方向が水平となるように、互いに同じ高さに略平行に並べられている。図示しないモータの駆動により、一方のドラム４３ａが回転すると、流延バンド４２はＸ方向へ循環移動する。これにより、ドラム４３ａ，４３ｂの上側では、流延バンド４２はドラム４３ａからドラム４３ｂに向かって移動し、ドラム４３ｂに接触している際にはドラム４３ｂに沿って流延バンド４２は上側から下側へ移動する。また、ドラム４３ａ，４３ｂの下側では、流延バンド４２はドラム４３ｂからドラム４３ａに向かって移動し、ドラム４３ａに接触している際にはドラム４３ａに沿って流延バンド４２は下側から上側へ移動する。

流延ダイ４１はドラム４３ａの上方に位置し、支持体である流延バンド４２に近接して配されている。図３に示すように、流延ダイ４１の先端には、スリット出口４１ａが設けられている。スリット出口４１ａの隙間は、例えばスリット隙間調整ボルト（図示せず）によって調整されている。これにより、スリット出口４１ａは、幅方向（Ｙ方向）の両側縁部、例えば端から２５ｍｍの範囲の隙間が、幅方向中央部に比べて広くなっている。なお、図３では、流延ダイ４１の先端面のみを図示している。

図４に示すように、流延したドープ１８は、循環移動する流延バンド４２上に、Ｘ方向に長く延びる帯状の流延膜４５を形成する。流延膜４５は、流延バンド４２の移動によってＸ方向に搬送される。また、スリット出口４１ａの隙間形状によって、流延膜４５は、Ｙ方向における両側縁部４５ａが中央部４５ｂに比べて肉厚となる。本実施形態では、両側縁部４５ａは、流延膜４５の端から２５ｍｍの範囲となっているが、その範囲は、クリップテンタ１３のクリップにより把持される範囲を含むものであればよい。例えば、流延膜４５の端から１５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内が好ましく、より好ましくは１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。なお、流延膜４５や流延バンド４２の厚さは流延膜４５や流延バンド４２の幅に比べて微小であるため、厚みは幅に比べて誇張して図示し、また、判り易くするために簡略化している。

図２に示すように、流延ダイ４１のＸ方向上流側には、減圧チャンバ４７が流延ダイ４１に接して設けられている。減圧チャンバ４７により、流延ダイ４１から流延バンド４２に至るまでのドープ１８、いわゆる流延ビードの上流側のエリアが減圧される。これにより、流延バンド４２の循環移動により発生する同伴風に起因する流延ビードの振動が抑えられ、厚みむらが抑えられる。

流延バンド４２の周りには、流延バンド４２に近接させて側縁部用赤外線照射装置（側縁部乾燥部）５１，５２、中央部用赤外線照射装置５３，５４（図５参照）が設けられている。

図４に示すように、側縁部用赤外線照射装置５１は、流延ダイ４１よりＸ方向下流側であり、ドラム４３ａからドラム４３ｂ（図２参照）へ向かう流延バンド４２の上方で、流延膜４５の両側縁部４５ａに対面するように配されている。図５に示すように、側縁部用赤外線照射装置５１は、赤外線ヒータ５１ａを有する。赤外線ヒータ５１ａからは、流延膜４５の両側縁部４５ａに赤外線が照射され、両側縁部４５ａの溶剤を蒸発させて両側縁部４５ａを乾燥する。

中央部用赤外線照射装置５３は、側縁部用赤外線照射装置５１に挟まれ、流延膜４５の中央部４５ｂに対面するように配されている。中央部用赤外線照射装置５３も、側縁部用赤外線照射装置５１と同じように、赤外線ヒータ５３ａを有し、流延膜４５の両側縁部４５ａを除いた中央部４５ｂに赤外線を照射して、中央部４５ｂを乾燥する。なお、図４では、中央部用赤外線照射装置５３の図示を省略している。

側縁部用赤外線照射装置５２及び中央部用赤外線照射装置５４は、ドラム４３ｂからドラム４３ａへ向かう流延バンド４２の下方近傍に配されている。側縁部用赤外線照射装置５２及び中央部用赤外線照射装置５４は、側縁部用赤外線照射装置５１及び中央部用赤外線照射装置５３と同様に構成されており、赤外線ヒータ５２ａ，５４ａを有し、流延膜４５を乾燥する。これら各赤外線照射装置５１〜５４により流延膜乾燥部が構成され、流延膜乾燥工程７３（図６参照）が行われる。なお、各赤外線照射装置５１〜５４の赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａは、１個または複数個から構成されており、複数個を用いるものでは、個別に温度制御してもよい。

各赤外線照射装置５１〜５４は、コントローラ５０（図２参照）に接続されている。コントローラ５０は、各赤外線照射装置５１〜５４を制御して、流延膜４５のＹ方向厚み変動に対応して、剥ぎ取る際の流延膜４５の残留溶剤量が下記の範囲内になるように、流延膜４５を乾燥させる。

各赤外線照射装置５１〜５４による赤外線の照射により、流延膜４５は、中央部４５ｂの残留溶剤量が１００％ＤＢ（Ｄｒｙ Ｂａｓｅ：乾量基準）以下になるまで乾燥される。なお、本実施形態では、流延膜４５や各フィルム中に残留する溶剤量を乾量基準で示したものを残留溶剤量とする。残留溶剤量は、残留溶剤量を求めるべき測定対象の流延膜４５の質量をｘ、この流延膜４５を完全に乾燥した後の質量をｙとする際に、｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００で求められる。なお、「完全に乾燥」とは溶剤の量が厳格に０（ゼロ）である必要はない。例えば、１１０℃で３時間、測定対象のフィルム２３に対して乾燥処理を行った後の質量をｙとすればよい。

コントローラ５０は、側縁部用赤外線照射装置５１，５２及び中央部用赤外線照射装置５３，５４を制御して、流延膜４５を剥ぎ取る際の流延膜４５の両側縁部４５ａの残留溶剤量と、中央部４５ｂの残留溶剤量とをある一定範囲にする。具体的には、流延膜４５を剥ぎ取る際の流延膜４５の両側縁部４５ａの残留溶剤量をＶＳ１とし、流延膜４５を剥ぎ取る際の流延膜４５の中央部４５ｂの残留溶剤量をＶＣ１とした際に、
５０％ＤＢ＜ＶＣ１≦１００％ＤＢの場合に、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）の範囲内とする。また、
２０％ＤＢ＜ＶＣ１≦５０％ＤＢの場合に、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とする。さらに、
ＶＣ１≦２０％ＤＢの場合に、ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とする。

コントローラ５０における各赤外線照射装置５１〜５４の温度制御は、以下のようにして行う。まず、製品となるフィルム２３の厚み、流延膜４５の両側縁部４５ａと中央部４５ｂとの厚み比率、流延した際のドープ濃度、流延バンド４２の長さ及び走行速度の各種条件に応じて、剥ぎ取る際の両側縁部４５ａと中央部４５ｂとの残留溶剤量と、その際の各赤外線照射装置５１〜５４の温度（以下、制御温度と称する）とを求めておく。残留溶剤量の算出は、例えば、（株）キーエンス製の分光干渉式ウェハ厚み計ＳＩ−Ｆ８０Ｒを用いて、剥ぎ取る際の流延膜４５の各部の厚みを測定し、（株）小野測器のディジタルリニアゲージＤＧ−５２５を用いてフィルム２３の各部の厚みを測定し、これらの測定結果に基づいて、剥ぎ取る際の流延膜４５の各部の残留溶剤量を算出する。コントローラ５０は、各赤外線照射装置５１〜５４の温度が各種条件から特定される制御温度となるように、各赤外線照射装置５１〜５４を制御する。

図２に示すように、流延ダイ４１よりＸ方向上流側であるドラム４３ａの近傍には、剥取ローラ４４が設けられている。剥取ローラ４４は、各赤外線照射装置５１〜５４によって赤外線が照射されて自己支持性を得た流延膜４５を流延バンド４２から剥ぎ取る。流延膜４５が剥ぎ取られた流延バンド４２は、流延ダイ４１の下方へ移動し、再びドープ１８が流延されて支持体として機能する。

ドラム４３ａ，４３ｂには、温調装置５８が接続されている。温調装置５８は、伝熱媒体の温度を調節する温度調節部を内蔵する。温調装置５８は、温度調節部とドラム４３ａ，４３ｂ内に設けられる流路との間で、所望の温度に調節された伝熱媒体を循環させる。この伝熱媒体の循環により、流延バンド４２の温度を所望の温度に保持する。

また、流延バンド４２の内側には、図示は省略したが、ヒータが設けられている。このヒータは、流延バンド４２を加熱することにより、流延膜４５から溶剤を蒸発させて流延膜４５の乾燥を進行させる。

流延膜形成装置１２には、排気装置５９が設けられている。排気装置５９は、流延膜形成装置１２の雰囲気を排気する。流延膜形成装置１２の外に設けられた図示しない凝縮回収装置は、排気された雰囲気に含まれる溶剤ガスを凝縮して、凝縮した溶剤ガスを回収する。凝縮回収装置は、流延膜形成装置１２の雰囲気に含まれる溶剤ガスを流延膜形成装置１２内の雰囲気に含まれる溶剤ガスの濃度を一定の範囲に保持する。排気装置５９は、雰囲気を排気することにより、流延膜形成装置１２内のガスの流れを制御する。

（溶液製膜方法）
次に、溶液製膜方法について説明する。図１に示す溶液製膜設備１０では、図６に示す溶液製膜方法が行われる。溶液製膜方法では、流延膜形成工程７１と、側縁部乾燥工程７２を有する流延膜乾燥工程７３と、剥取工程７４と、フィルム乾燥工程７５とが順に行われる。

（流延膜形成工程）
図２に示すように、ドラム４３ａ，４３ｂの回転により、流延バンド４２はＸ方向へ循環移動する。流延バンド４２の移動速度は、例えば、１０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下であり、好ましくは４０ｍ／分以上１２０ｍ／分以下である。流延バンド４２の上に流延ダイ４１からドープ１８を流延すると、Ｘ方向に長く延びる帯状の流延膜４５が形成される。図３に示すように、スリット出口４１ａは両側縁部の隙間が中央部に比べて広いため、図４に示すように、流延膜４５は、幅方向の端から２５ｍｍの範囲である両側縁部４５ａが、中央部４５ｂに比べて厚くなる。

（流延膜乾燥工程）
流延膜４５は、移動する流延バンド４２により搬送される。図５に示すように、側縁部用赤外線照射装置５１の赤外線ヒータ５１ａは、搬送されてきた流延膜４５の両側縁部４５ａに向けて赤外線を照射する。中央部用赤外線照射装置５３の赤外線ヒータ５３ａは、流延膜４５の中央部４５ｂに向けて赤外線を照射する。

各赤外線照射装置５１，５３によって赤外線が照射されて乾燥が進行した流延膜４５は、移動する流延バンド４２により、各赤外線照射装置５２，５４の上方を通過する。各赤外線照射装置５２，５４は、各赤外線照射装置５１，５３と同様に、流延膜４５を加熱する。

赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａの温度は、１００℃以上５００℃以下の範囲内が好ましく、１００℃以上３５０℃以下の範囲内がより好ましい。赤外線の波長は、０．８μｍ以上５０μｍ以下の範囲内が好ましく、２μｍ以上３０μｍ以下の範囲内がより好ましい。側縁部用赤外線照射装置５１，５２の赤外線ヒータ５１ａ，５２ａの温度は、例えば１８０℃であり、中央部用赤外線照射装置５３，５４の赤外線ヒータ５３ａ，５４ａの温度は、赤外線ヒータ５１ａ，５２ａの温度に合わせて、適宜設定される。本実施形態では、赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａは、波長が２μｍ以上３０μｍ以下の範囲で、且つ、４μｍ以上２０μｍ以下の範囲が他の範囲よりも強く照射される赤外線を照射する。

ステンレス製の流延バンド４２は赤外線を反射するので、流延バンド４２は加熱が抑えられる。また、流延膜４５は赤外線を吸収し易い。そのため、流延バンド４２の温度上昇を抑えた状態で流延膜４５は加熱され、流延膜４５から溶剤が蒸発して流延膜４５は乾燥される。流延膜４５は、両側縁部４５ａが中央部４５ｂに比べて厚いが、この両側縁部４５ａに赤外線を照射する赤外線ヒータ５１ａ，５２ａは、中央部４５ｂに赤外線を照射する赤外線ヒータ５３ａ，５４ａに比べて温度が高い。これにより、流延膜４５は、両側縁部４５ａが中央部４５ｂと略同様に乾燥される。この乾燥によって、剥ぎ取る際の中央部残留溶剤量ＶＣ１と側縁部残留溶剤量ＶＳ１とは、以下の関係範囲内になる。
５０％ＤＢ＜ＶＣ１≦１００％ＤＢの場合に、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）の範囲内となり、
２０％ＤＢ＜ＶＣ１≦５０％ＤＢの場合に、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内となり、
ＶＣ１≦２０％ＤＢの場合に、ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内となる。

（剥取工程）
剥取ローラ４４は、自己支持性を得た流延膜４５を、流延バンド４２から湿潤フィルム１９として剥ぎ取り、渡り部２１を介してクリップテンタ１３へ送出する。

（フィルム乾燥工程）
クリップテンタ１３では、湿潤フィルム１９の両側縁部をクリップにより把持し、湿潤フィルム１９に所定の乾燥風を送って、湿潤フィルム１９から溶剤を蒸発させる。この結果、湿潤フィルム１９からフィルム２３を得る。流延膜４５を剥ぎ取る際の中央部残留溶剤量ＶＣ１及び側縁部残留溶剤量ＶＳ１とは、上記の所定範囲内になっているので、剥ぎ取った後の湿潤フィルム１９の両側縁部が十分乾燥されており、クリップの把持による噛み千切りは発生しない。また、フィルム２３の厚みむらや延伸むらの発生も防止される。さらに、フィルム２３の幅方向の両端から２５ｍｍの範囲である両側縁部の最大厚みＴＳと、フィルム２３の幅方向中央部の最大厚みＴＣとの関係は、１．１×ＴＣ≦ＴＳとなっている。このように、湿潤フィルム１９は、両側縁部が中央部に比べて肉厚に形成されているため、クリップの把持による噛み千切り防止には、より一層効果的である。また、両側縁部が肉厚になっているため、クリップの噛み込み不良が発生することがなくなる。なお、ＴＳは、ＴＣよりも厚ければ厚いほど、クリップによる把持が安定するが、流延ダイ４１によるドープ１８の流延や、流延バンド４２での流延膜４５の形成の安定化を考慮して、ＴＳ≦５×ＴＣが好ましく、ＴＳ≦２×ＴＣがより好ましい。

クリップテンタ１３から送出されたフィルム２３は、乾燥室１５及び冷却室１６を順次通過し、各室において所定の処理が施される。冷却室１６から送出されたフィルム２３は、除電バー２９による除電処理、ナーリング付与ローラ３０によるナーリング付与処理が順次施され、巻取室１７に送出される。巻取室１７に送出されたフィルム２３は、プレスローラ３４によって押し付けられながら巻き芯３５に巻き取られ、ロール状となる。

上記実施形態では、流延膜４５の製品となる中央部４５ｂを、両側縁部４５ａと同様に、赤外線により乾燥しているが、中央部４５ｂの乾燥方法は上記方法に限定されることなく、熱風乾燥や、流延バンド４２の内側に設けたヒータによる流延バンド４２を介した加熱乾燥などを用いて乾燥してもよい。熱風乾燥を行う場合には、流延膜４５の表面が波打つことがないように、流延膜４５に対する乾燥風の相対速度を小さくして厚みむらが出ないようにする。

上記実施形態では、流延ダイ４１のスリット出口４１ａの両側縁部の隙間を中央部に比べて広く形成することにより、流延膜４５の両側縁部４５ａを中央部４５ｂに比べて厚くしているが、図７に示すように、逐次流延により両者の厚み差を設けてもよい。この場合には、スリット出口が直線状に形成された流延ダイ１００から流延バンド４２にドープ１８を流して流延膜４５を形成し、この流延膜４５の両側縁部に対して、側縁部用流延ダイ１０１からドープ１８を流延して、流延膜４５の両側縁部４５ａを中央部４５ｂに比べて肉厚にする。

上記の逐次流延に代えて、図８に示すように、流延ダイ１００から流出されたドープ１８の両側縁部にドープ供給ノズル１１１からドープ１８を供給することにより、流延膜４５の両側縁部４５ａを、中央部４５ｂに比べて厚くしてもよい。なお、追加ドープの合流は、流延ビードの側方から行う他に、流延ビードの前後方向いずれかまたは両方向から行ってもよい。さらに、スリットの隙間による側縁部肉厚化と、逐次流延による側縁部肉厚化と、流延ビードへの追加ドープ合流による側縁部肉厚化のいずれかを適宜組み合わせて、流延膜４５の両側縁部４５ａを中央部４５ｂに比べて厚くしてもよい。

上記実施形態では、コントローラ５０は、各赤外線照射装置５１〜５４の赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａの温度を、それぞれ制御温度で一定にしているが、図９に示すように、制御温度での制御に加えて、第１，第２流延膜厚みセンサ１２１，１２２での厚み検出結果に基づき、各赤外線照射装置５１〜５４を制御して、剥ぎ取る際の流延膜４５の残留溶剤量が上記の所定範囲内になるように、流延膜４５を乾燥させてもよい。この場合には、ドラム４３ｂの上方に第１流延膜厚みセンサ１２１を配し、ドラム４３ａの下方に第２流延膜厚みセンサ１２２を配する。コントローラ５０は、各流延膜厚みセンサ１２１，１２２での厚み検出結果に基づき、剥ぎ取る前の流延膜４５の中央部４５ｂの残留溶剤量と、剥ぎ取る前の流延膜４５の両側縁部４５ａの残留溶剤量とを算出する。この算出結果に基づいて、コントローラ５０は、各赤外線照射装置５１〜５４の赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａを制御して、剥ぎ取る際の中央部残留溶剤量ＶＣ１及び側縁部残留溶剤量ＶＳ１を上記所定の範囲内にする。例えば、流延膜４５の厚みが規定値よりも増加した場合には、各流延膜厚みセンサ１２１，１２２での検出結果も、厚みが増加した検出結果となる。この場合、赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａの温度が、制御温度のままであると、中央部残留溶剤量ＶＣ１及び側縁部残留溶剤量ＶＳ１が上記所定の範囲内から外れる。これを防止するために、コントローラ５０は、各流延膜厚みセンサ１２１，１２２での検出結果に基づき、赤外線ヒータ５１ａ〜５４ａの温度を上げる。流延膜厚みセンサは１個以上あればよく、また、流延膜厚みセンサの検出位置は適宜変更してもよい。

上記実施形態では、流延膜４５の支持体としてドラム４３ａ，４３ｂに巻き掛けられた流延バンド４２を用いているが、流延バンド４２に代えて回転可能な流延ドラムを流延膜の支持体として用いてもよい。

上記実施形態では、各側縁部用赤外線照射装置５１，５２の赤外線ヒータ５１ａ，５２ａから照射される赤外線により流延膜４５の両側縁部４５ａを加熱しているが、近赤外線を放射して流延膜４５の両側縁部４５ａを加熱してもよい。また、輻射方式で加熱可能であれば、他の方式のヒータを用いてもよい。

以下、本発明の効果を確認するための実験の例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、ここに示す例はあくまで本発明に係る一例であり、本発明を限定するものではない。

ドープ１８の原料としては、下記のポリマー原料及び溶剤原料を用いた。
〔ポリマー原料〕
セルローストリアセテート １００質量部トリフェニルフォスフェート ７質量部ビフェニルジフェニルフォスフェート ５．０質量部
〔溶剤原料〕
メチレンクロライド ９２質量部
メタノール ８質量部

ポリマー原料を溶剤原料に溶解して、固形分濃度が１９．０質量％のドープ１８を調製した。なお、上記のセルローストリアセテートは、置換度２．８４、粘度平均重合度３０６、含水率０．２質量％、ジクロロメタン溶液中の６質量％の粘度３１５ｍＰａ・ｓ、平均粒子径１．５ｍｍ、標準偏差０．５ｍｍの粉体である。また、トリフェニルフォスフェート及びビフェニルジフェニルフォスフェートは可塑剤である。本実施例では、調整されたドープ１８を静置することにより脱泡し、送液ポンプによりフィルタを経由させたものを用いた。

図１の溶液製膜設備１０を用いて、図６の流延膜形成工程７１，側縁部乾燥工程７２を有する流延膜乾燥工程７３，剥取工程７４，フィルム乾燥工程７５を順次行い、中央部の最大厚み４０μｍのフィルム２３を製造した。流延バンド４２の幅は２０００ｍｍとし、流延膜４５の幅は１５００ｍｍとした。また、流延バンド４２の走行速度を、８０ｍ／分とした。

実施例１では、フィルム２３の幅方向の両端から２５ｍｍの範囲である両側縁部の最大厚みＴＳを４６．８μｍとし、フィルム２３の幅方向中央部の最大厚みＴＣを４０μｍとし、剥ぎ取る際の流延膜４５の両側縁部４５ａの残留溶剤量ＶＳ１を１００％ＤＢ、剥ぎ取る際の流延膜４５の中央部４５ｂの残留溶剤量ＶＣ１を１１０％ＤＢ、側縁部用赤外線照射装置５１，５２の赤外線ヒータ５１ａ，５２ａの温度を１８０℃とした。中央部用赤外線照射装置５３，５４の赤外線ヒータ５３ａ，５４ａの温度を２５０℃とした。

実施例２〜１９、比較例１〜１７では、図１０に示す条件で実験を行った。他の条件は、実施例１と同じにした。この実験の結果を図１０及び図１１に示す。図１０の「噛み千切り」は、湿潤フィルム１９の両側縁部をクリップテンタ１３のクリップで把持した際に、湿潤フィルム１９が破断する噛み千切りが発生したか否かであり、噛み千切りが発生していない場合は評価Ａとし、噛み千切りが発生した場合には評価Ｂとした。この判定は目視により行った。また、Ｒｅ幅方向変動量は、フィルム２３の全幅に亘って面内レターデーションＲｅを測定し、その変動量が±３ｎｍの範囲内である場合は評価Ａとし、±３ｎｍの範囲を超える場合には評価Ｂとした。

面内レターデーションＲｅの測定方法としては、サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ 王子計測（株））にて５８９．３ｎｍにおける垂直方向から測定したレターデーション値の外挿値より次式に従い算出した。
Ｒｅ＝｜ｎＸ−ｎＹ｜×ｄ
ｎＸはＸ方向の屈折率，ｎＹはＹ方向の屈折率，ｄはフィルムの厚み（膜厚）を表す。

図１１では、横軸に中央部残留溶剤量ＶＣ１をとり、縦軸に側縁部残留溶剤量ＶＳ１をとって、実施例１〜１９、比較例１〜１７の実験結果を２次元のグラフにプロットした。５０＜ＶＣ１≦１００の場合に（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）、２０＜ＶＣ１≦５０の場合に（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）、ＶＣ１≦２０の場合にＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の各条件式の上限値及び下限値を、上限線Ｌ１及び下限線Ｌ２で示している。

比較例１〜４では、５０＜ＶＣ１≦１００の場合に、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしていない。比較例１では、ＶＳ１が１２５％ＤＢ、ＶＣ１が１００％ＤＢで、（０．９６×ＶＣ１＋２５）が１２１％ＤＢであり、ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしていない。同様に、比較例３でも、ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしていない。このため、比較例１及び３では、剥ぎ取った後の湿潤フィルム１９の側縁部が十分乾燥されておらず、噛み千切りが発生した。

比較例２では、ＶＳ１が８０％ＤＢ、ＶＣ１が１００％ＤＢで、（ＶＣ１−１５）が８５％ＤＢであり、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１を満たしていない。同様に、比較例４でも、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１を満たしていない。このため、比較例２及び４は、Ｒｅ幅方向変動量で±３ｎｍの範囲を超えた。

比較例５及び６では、２０＜ＶＣ１≦５０の場合に、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たしていない。比較例５では、ＶＳ１が６６％ＤＢ、ＶＣ１が４５％ＤＢで、（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）が６３．３１％ＤＢであり、ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たしていない。このため、比較例５では、噛み千切りが発生した。比較例６では、ＶＳ１が２８％ＤＢ、ＶＣ１が４５％ＤＢで、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）が３０．３９％ＤＢであり、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１を満たしていない。このため、比較例６は、Ｒｅ幅方向変動量で±３ｎｍの範囲を超えた。

比較例７では、２０≦ＶＣ１の場合に、ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たしていないため、噛み千切りが発生した。

比較例８，９，１４，１５でも、５０＜ＶＣ１≦１００の場合に、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしていない。また、比較例１０〜１３，１６，１７では、２０＜ＶＣ１≦５０の場合に、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たしていない。このため、比較例８〜１７では、噛み千切りが発生、または、Ｒｅ幅方向変動量で±３ｎｍの範囲を超えた。

これに対して、実施例１では、５０＜ＶＣ１≦１００の場合に、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしている。実施例１では、ＶＳ１が１１０％ＤＢ、ＶＣ１が１００％ＤＢで、（ＶＣ１−１５）が８５％ＤＢ、（０．９６×ＶＣ１＋２５）が１２１％ＤＢであり、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしている。これにより、剥ぎ取った後の湿潤フィルム１９の両側縁部が十分乾燥されており、噛み千切りは発生しなかった。また、Ｒｅ幅方向変動量は、±３ｎｍの範囲内であった。実施例２〜４，９，１０，１５，１６でも、５０＜ＶＣ１≦１００の場合に、（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）を満たしており、実施例１と同様に、噛み千切りは発生せず、Ｒｅ幅方向変動量も、±３ｎｍの範囲内であった。

実施例５，６，１１〜１４，１７，１８では、２０＜ＶＣ１≦５０の場合に、（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たしている。これにより、実施例５，６，１１〜１４，１７，１８では、噛み千切りは発生せず、Ｒｅ幅方向変動量は、±３ｎｍの範囲内であった。

実施例７，８，１９では、ＶＣ１≦２０の場合に、ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たしている。これにより、実施例７，８，１９では、噛み千切りは発生せず、Ｒｅ幅方向変動量は、±３ｎｍの範囲内であった。

以上のように、剥ぎ取る際の流延膜４５の両側縁部４５ａの残留溶剤量ＶＳ１と、剥ぎ取る際の流延膜４５の中央部４５ｂの残留溶剤量ＶＣ１とが、５０＜ＶＣ１≦１００の場合に（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）、２０＜ＶＣ１≦５０の場合に（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）、ＶＣ１≦２０の場合にＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）を満たすと、噛み千切りは発生せず、Ｒｅ幅方向変動量も、±３ｎｍの範囲内であり、厚みむらや延伸むらのないフィルム２３を製造することができる。

図１１に示すように、上限線Ｌ１は、５０＜ＶＣ１≦１００の場合の傾きが、２０＜ＶＣ１≦５０の場合の傾きに比べて小さい。５０＜ＶＣ１≦１００の場合の傾きを、２０＜ＶＣ１≦５０の場合の傾きと同じにすると、中央部残留溶剤量ＶＣ１が１００％ＤＢの際に側縁部残留溶剤量ＶＳ１が１３０％ＤＢを超え、噛み千切りが発生する。本発明では、５０＜ＶＣ１≦１００の場合の傾きを、２０＜ＶＣ１≦５０の場合の傾きに比べて小さくすることで、噛み千切りを防止している。また、下限線Ｌ２は、５０＜ＶＣ１≦１００の場合の傾きが、２０＜ＶＣ１≦５０の場合の傾きに比べて大きい。５０＜ＶＣ１≦１００の場合の傾きを、２０＜ＶＣ１≦５０の場合の傾きと同じにすると、下限線Ｌ２に比べて、中央部残留溶剤量ＶＣ１と側縁部残留溶剤量ＶＳ１との差が大きくなり、Ｒｅ幅方向変動量で、±３ｎｍの範囲を超える。本発明では、５０＜ＶＣ１≦１００の場合の傾きを、２０＜ＶＣ１≦５０の場合の傾きに比べて大きくすることで、Ｒｅ幅方向変動量を、±３ｎｍの範囲内にしている。

１０ 溶液製膜設備
１２ 流延膜形成装置
１３ クリップテンタ（フィルム乾燥部）
１８ ドープ
１９ 湿潤フィルム
２３ フィルム
４１，１００ 流延ダイ
４２ 流延バンド（支持体）
４４ 剥取ローラ
４５ 流延膜
４５ａ 側縁部
４５ｂ 中央部
５１，５２ 側縁部用赤外線照射装置（側縁部乾燥部）
５１ａ〜５４ａ 赤外線ヒータ
５３，５４ 中央部分用赤外線照射装置
７１ 流延膜形成工程
７２ 側縁部乾燥工程
７３ 流延膜乾燥工程
７４ 剥取工程
７５ フィルム乾燥工程

Claims (2)

1. 移動する支持体に向けて流延ダイからポリマー及び溶剤を含むドープを流出し、前記支持体上に両側縁部が中央部に比べて厚い流延膜を形成する流延膜形成工程と、
   前記流延膜から前記溶剤を蒸発させて乾燥させる流延膜乾燥工程と、
   前記流延膜乾燥工程を経た前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥取工程と、
   前記湿潤フィルムの前記両側縁部をクリップにより把持して前記溶剤を蒸発させフィルムとするフィルム乾燥工程と、
   前記流延膜乾燥工程中で、前記流延膜の前記両側縁部を輻射方式で遠赤外線を照射して加熱し、前記流延膜を剥ぎ取る際の前記流延膜の両側縁部の残留溶剤量をＶＳ１とし、前記流延膜を剥ぎ取る際の前記流延膜の中央部の残留溶剤量をＶＣ１とした際に、
   ５０％ＤＢ＜ＶＣ１≦１００％ＤＢの場合に（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）の範囲内とし、
   ２０％ＤＢ＜ＶＣ１≦５０％ＤＢの場合に（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とし、
   ＶＣ１≦２０％ＤＢの場合にＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とするべく、
   剥ぎ取り前の前記流延膜の中央部の残留溶剤量及び側縁部の残留溶剤量を検出し、検出した残留溶剤量に基づき、前記両側縁部への加熱量を制御する側縁部乾燥工程と、
   を有し、
   前記流延膜形成工程では、前記フィルム乾燥工程後に、前記フィルムの中央部の最大厚みをＴＣとし、側縁部の最大厚みをＴＳとした際に、１．１×ＴＣ≦ＴＳとなるように前記流延膜を形成し、且つ前記流延膜の両側縁部は、前記クリップにより把持される範囲を含む溶液製膜方法。
2. 移動する支持体に向けて流延ダイからポリマー及び溶剤を含むドープを流出し、前記支持体上に両側縁部が中央部に比べて厚い流延膜を形成する流延膜形成装置と、
   前記支持体上に形成された前記流延膜から前記溶剤を蒸発させて乾燥させる流延膜乾燥部と、
   乾燥された前記流延膜を剥ぎ取り、湿潤フィルムとする剥取ローラと、
   前記湿潤フィルムの両側縁部をクリップにより保持して前記溶剤を蒸発させフィルムとするフィルム乾燥部と、
   前記流延膜乾燥部に設けられ、前記流延膜の前記両側縁部を輻射方式で遠赤外線を照射して加熱し、前記流延膜を剥ぎ取る際の前記流延膜の両側縁部の残留溶剤量をＶＳ１とし、前記流延膜を剥ぎ取る際の前記流延膜の中央部の残留溶剤量をＶＣ１とした際に、
   ５０％ＤＢ＜ＶＣ１≦１００％ＤＢの場合に（ＶＣ１−１５）≦ＶＳ１≦（０．９６×ＶＣ１＋２５）の範囲内とし、
   ２０％ＤＢ＜ＶＣ１≦５０％ＤＢの場合に（０．８５×ＶＣ１−７．８６）≦ＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とし、
   ＶＣ１≦２０％ＤＢの場合にＶＳ１≦（１．２８×ＶＣ１＋５．７１）の範囲内とするべく、
   剥ぎ取り前の前記流延膜の中央部の残留溶剤量及び側縁部の残留溶剤量を検出し、検出した残留溶剤量に基づき、前記両側縁部への加熱量を制御する側縁部乾燥部と、
   を有し、
   前記流延膜形成部では、前記フィルム乾燥部による乾燥後に、前記フィルムの中央部の最大厚みをＴＣとし、側縁部の最大厚みをＴＳとした際に、１．１×ＴＣ≦ＴＳとなるように前記流延膜を形成し、且つ前記流延膜の両側縁部は、前記クリップにより把持される範囲を含む
   溶液製膜設備。

Images