JP6346579B2 - 溶液製膜方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶液製膜方法に関する。

スマートフォンやタブレット端末などに搭載される中小型ディスプレイの市場においては、さらなる高精細化が求められている。そのため、それらディスプレイに用いられるフィルムに対しては、フィルム面における平滑度を従来よりもさらに高くすることが要請されている。また、それらディスプレイに用いるフィルムに対しては、厚みをより薄くすること、具体的には４０μｍ以下にすることも併せて求められている。

フィルムは、工業的には通常、長尺に製造され、目的とする大きさにカットされて使用に供される。長尺のフィルムの製造方法としては、大きく分類して、溶液製膜方法と溶融製膜方法とがある。このうち、溶液製膜方法は、フィルム面がより平滑なフィルムを製造することができる点で、溶融製膜方法より優位とされてきた。溶液製膜方法は、ポリマーが溶剤に溶解したドープを流延ダイから、走行する流延支持体上に流出して流延膜を形成し、この流延膜を流延支持体から剥がしてフィルムを形成し、形成したフィルムを乾燥する方法である。流延膜は、剥ぎ取って形成したフィルムが搬送可能になるように、流延支持体上で固められる。流延膜を流延支持体上で固める方法の一手法として、流延膜を乾燥する手法があり、乾燥の手法としては、加熱や、加熱に代えてあるいは加えて乾燥した気体を供給するといった方法がある。気体を流延膜に供給して乾燥させる方法は、流延膜の膜面に、供給した気体の流れで凹凸を生じさせることがある。そのため得られるフィルムのフィルム面も平滑さが損なわれたものになり、フィルムの長手方向に延びた凹凸として認められる。

フィルムの平滑性を向上させる手法としては、従来より提案されている。例えば、流延ダイから流出したドープであるビードに遠赤外線を照射して乾燥させることで、流延膜の平滑性を高め、得られるフィルムを平滑にする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、流延支持体としてベルトを用い、ベルトの流延膜が形成される流延面とは反対側の反流延面に加熱装置を設け、ベルトを介して流延膜を加熱し、また凝縮装置により、気化した溶剤を回収する方法がある（例えば特許文献２参照）。また、流延直後の流延膜に乾燥した気体を供給して膜面に皮膜を形成し、この皮膜による膜面の平滑化を図る方法がある（例えば特許文献３参照）。

特開２０１２−０６６４８３号公報 特開２００４−３２２５３５号公報 特開２００６−３０６０５５号公報

しかし、４０μｍ以下という薄いフィルムを製造する場合においては、特許文献３の方法は、供給される気体により流延膜の膜面に凹凸がつき、皮膜により平滑化する間もなく流延膜が乾燥してしまう。そのため、厚みが４０μｍ以下のフィルムには特許文献３の方法は適用することができない。

また、特許文献１，２の方法は、流延膜に対して気体を供給せずに乾燥をすすめるので、気体の流れによって生じる長手方向に延びた凹凸ができない点で一定の効果はある。しかし、特許文献１，２の方法を用いても、４０μｍ以下のフィルムを製造する場合には、このような長手方向に延びた凹凸ではなく、向きがばらついたより細かな凹凸がフィルム面に生じてしまう。フィルム面のこの凹凸の高さの差は、フィルムの厚みの差に対応するので、微小ながらも厚みの差がフィルムにあることを意味する。このような、向きがばらついた厚みのむら、すなわち無指向性のむらは、４０μｍ以下のフィルムを製造する場合において初めて確認されたものであり、中小型ディスプレイの高精細化に求められるレベルの平滑度を満たさない。

そこで、本発明は、無指向性の厚みむらが抑制された４０μｍ以下の厚みのフィルムを製造する溶液製膜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、本発明は、厚みが１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であるフィルムを製造する溶液製膜方法において、走行するベルトにポリマーが溶剤に溶解したドープを連続的に流延して流延膜を形成する流延膜形成工程と、ベルトのドープが流涎される流延面と対向して設けられ、流延膜に向けて赤外線を射出する赤外線ヒータにより流延膜に赤外線を照射し、無給気状態下で流延膜を加熱することにより乾燥し、流延膜における溶剤含有率が３００％に達するまで、流延膜上での風速を０．５ｍ／秒以下に抑えた状態で、ベルトの側縁に対向した吸引口を有する気体吸引部により、ベルトの側縁よりも外側にて気体を吸引することにより流延膜上の雰囲気における気化した溶剤の濃度を１０％以下に抑える吸引乾燥工程と、第１流延膜乾燥工程後の流延膜に乾燥気体を供給することにより流延膜の乾燥をすすめる給気乾燥工程と、溶剤を含んだ状態の流延膜をベルトから剥がしてフィルムを形成する剥ぎ取り工程と、フィルムを乾燥するフィルム乾燥工程とを有することを特徴として構成されている。

上記吸引口は、ベルトの走行方向において赤外線ヒータが配されている加熱領域に、設けられていることが好ましい。吸引口は、ベルトの走行方向に延びていることが好ましい。

流延膜形成工程はベルトの上側に設けられた流延ダイからドープを流出し、上記吸引口の下端はベルトの反流延面よりも低いことが好ましい。

吸引乾燥工程は、吸引する気体の量を調節することにより、気化した溶剤の濃度を調整することが好ましい。気体吸引部は、吸引口に移動自在に備えられて上記吸引口の開度を調節する開度調節部材を有し、上記吸引口の開度を調節することにより吸引する気体の量を調節することが好ましい。

開度調節部材は、上下方向で移動自在とされ、上方への変位により吸引口を開状態とする開放位置と、下方への変位により吸引口を閉状態とする閉塞位置との間で移動することが好ましい。

吸引乾燥工程は、第１の位置で気体を吸引する第１吸引工程と、第１の位置よりもベルトの走行方向における下流の第２の位置で気体を吸引する第２吸引工程とを有し、第２吸引工程は、第１吸引工程よりも吸引する気体の量が少ないことが好ましい。

ベルトのドープが流延される流延面とは反対側の反流延面に赤外線を照射することにより、ベルトを介して流延膜を加熱することが好ましい。

本発明によると、無指向性の厚みむらが抑制された４０μｍ以下の厚みのフィルムを製造することができる。

溶液製膜設備の概略図である。 吸引乾燥ユニットの平面概略図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 送風部の概略図である。 実施例１−３で得られたフィルムを透過光で撮影した顕微鏡写真である。 比較例１−４で得られたフィルムを透過光で撮影した顕微鏡写真である。

本発明の実施した溶液製膜設備１０は、厚みが１０μｍ以上４０μｍ以下のフィルム２２を製造するためのものであり、図１に示すように、流延装置１１と、テンタ１２と、ローラ乾燥装置１５と、スリッタ１６と、巻取装置１７とを、上流側から順に備える。なお、本明細書においては、溶剤含有率（単位；％）は乾量基準の値であり、具体的には、溶剤の質量をＭＳ、フィルム２２の質量をＭＦとするときに、｛ＭＳ／（ＭＦ−ＭＳ）｝×１００で求める百分率である。

流延装置１１は、ポリマーが溶剤に溶解したドープ２１からポリマーフィルム（以降、単に「フィルム」と称する）２２を形成するためのものである。ドープ２１は、ポリマーが溶剤に溶解したポリマー溶液であり、フィルム２２になる固形分としてポリマー以外のものが含まれていてもよい。ポリマー以外の固形分としては、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、レタデーション制御剤、微粒子等があり、本実施形態では可塑剤を含ませている。微粒子は、フィルム２２に滑り性や耐傷性を付与したり、フィルム２２を重ねた際の貼り付きなどを抑制するなどの目的で使用されるいわゆるマット剤である。ドープ２１における固形分は、固形分の質量をＭＰとし、溶剤の質量をＭＳとするときに、ＭＰ／（ＭＰ＋ＭＳ）×１００で求める百分率で１０％以上２３％以下の範囲内とされ、本実施形態では１９％としている。

溶剤としては、本実施形態においては、ジクロロメタンとメタノールとの混合物を用いている。溶液製膜において用いられる溶剤は、気体状態において気体より重いものが用いられるのが通常であり、本実施形態の溶剤も気体状態において気体より重い。溶剤は本実施形態の例に限られず、例えば、ブタノール、エタノール、プロパノール等が用いられ、これらは混合物として２種以上を併用してもよい。

流延装置１１は、環状に形成された無端の流延支持体であるベルト２３と、周方向に回転する第１ローラ２６及び第２ローラ２７とを備える。ベルト２３は、第１ローラ２６と第２ローラ２７との周面に巻き掛けられる。第１ローラ２６と第２ローラ２７との少なくともいずれか一方が駆動手段を有する駆動ローラであればよく、本実施形態においては第１ローラ２６と第２ローラ２７との両方が駆動ローラとされている。この駆動ローラが周方向に回転することにより、周面に接するベルト２３が長手方向に走行して循環する。なお図１において符号Ｘを付している矢線は、ベルト２３の走行方向ならびにフィルム２２の搬送方向を示している。

ベルト２３の上方にはドープ２１を流出する流延ダイ（以下、ダイと称する）２８が備えられる。走行しているベルト２３にダイ２８からドープ２１を連続的に流出することにより、ドープ２１はベルト２３上で流延されて流延膜２９が形成される。なお、ドープ２１がベルト２３に接触を開始する位置を、以下、流延位置ＰＣと称する。

本実施形態においては、ダイ２８は、第１ローラ２６上のベルト２３の上方に設けており、流延位置ＰＣは第１ローラ２６上としている。しかし、ダイ２８の位置はこれに限定されない。例えば、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の上方に設けてもよい。この場合には、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の下方にローラ３１を配し、ローラ３１により支持されているベルト２３の上方にダイ２８を配することが好ましい。

第１ローラ２６と第２ローラ２７とは、それぞれ周面温度を制御する温度コントローラ（図示せず）を備える。例えば、第１ローラ２６は、周面温度が所定の範囲となるように冷却する。第１ローラ２６を冷却することにより、ベルト２３は１周する毎に冷却される。これにより、連続走行して後述の吸引乾燥ユニット４１と給気乾燥ユニット４２とにより加熱され続けても、ベルト２３、特に両側部２３ｓ（図２参照）の温度上昇が抑えられる。第２ローラ２７は、周面温度が所定の範囲となるように加熱する。第２ローラ２７を加熱することにより、流延膜２９はより効果的に乾燥する。

第１ローラ２６の周面温度は、３℃以上３０℃以下の範囲にすることが好ましく、５℃以上２５℃以下の範囲にすることがより好ましく、８℃以上２０℃以下の範囲にすることがさらに好ましい。第２ローラ２７の周面温度は、２０℃以上５０℃以下の範囲にすることが好ましく、２５℃以上４５℃以下の範囲にすることがより好ましく、３０℃以上４０℃以下の範囲にすることがさらに好ましい。

ダイ２８からベルト２３に至るドープ２１、いわゆるビードに関して、ベルト２３の走行方向における上流には、減圧チャンバが設けられるが図示は略す。この減圧チャンバは、流出したドープ２１の上流側エリアの雰囲気を吸引して前述のエリアを減圧する。

流延膜２９を、テンタ１２への搬送が可能な程度にまで固く（ゲル化）してから、溶剤を含む状態でベルト２３から剥がし、フィルム２２を形成する。剥ぎ取りは、溶剤含有率が７０％以下になってから行うことが好ましく、より好ましくは１０％以上７０％以下の範囲内、さらに好ましくは２０％以上５０％以下の範囲内で行うことがより好ましい。

剥ぎ取りの際には、フィルム２２を剥ぎ取り部としてのローラ（以下、剥取ローラと称する）３２で支持し、流延膜２９がベルト２３から剥がれる剥取位置ＰＰを一定に保持する。剥取ローラ３２は、駆動手段を備えて周方向に回転する駆動ローラであってもよい。なお、剥ぎ取りは、第１ローラ２６上のベルト２３で行っている。ベルト２３は循環して剥取位置ＰＰから流延位置ＰＣに戻ると再び新たなドープ２１が流延される。

流延装置１１は、吸引乾燥ユニット４１と給気乾燥ユニット４２とを備える。吸引乾燥ユニット４１は、赤外線ヒータ５０と、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３とを備え、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の走行路近傍に配されており、流延膜２９を形成直後から溶剤含有率が３００％に達するまで乾燥させる。吸引乾燥ユニット４１の詳細は、別の図面を用いて後述する。

給気乾燥ユニット４２は、吸引乾燥ユニット４１での乾燥を経た流延膜２９を、ベルト２３から剥ぎ取った後の搬送ができる程度にまでさらに乾燥させる給気乾燥部である。給気乾燥ユニット４２は、ベルト２３の走行方向における吸引乾燥ユニット４１よりも下流に設けられ、上流側から第１給気部４５，排気部４６，第２給気部４７の順に、ベルト２３の走行方向に沿って並べて配されている。第１給気部４５は、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の走行路近傍に配され、排気部４６と第２給気部４７とは、第２ローラ２７から第１ローラ２６へ向かうベルト２３の走行路近傍に配されている。

第１給気部４５と第２給気部４７とは乾燥した気体を流出し、排気部４６は気体を吸引して排気する。ここで、ベルト２３、ダイ２８、赤外線ヒータ５０、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３、第１給気部４５，排気部４６，第２給気部４７などは、外部空間と仕切るチャンバ５６の内部に収容されており、排気部４６は吸引した気体をこのチャンバ５６の外部へ排気する。給気乾燥ユニット４２は、チャンバ５６の外部に、コントローラ５７を備える。コントローラ４８は、第１給気部４５と第２給気部４７とに乾燥した気体（以下、乾燥気体と称する）、例えば空気を送り、その気体の温度、湿度、第１給気部４５と第２給気部４７とからの流量、排気部４６での気体の吸引力を独立して調節する。本実施形態においては、第１給気部４５と第２給気部４７とからの乾燥気体は、コントローラ４８により概ね１００℃に加熱されてある。このように加熱された気体を温風として流延膜２９上に流すことにより、流延膜２９を加熱し、乾燥をすすめる。乾燥気体の温度は、５０℃以上１４０℃以下の範囲内であることが好ましい。

第１給気部４５は、乾燥気体を流出する流出口４５ａがベルト２３の走行方向Ｘに向くように配されており、これにより、搬送されている流延膜２９に対し乾燥気体を追い風で供給する。この乾燥気体は流延膜２９の膜面に対して並行な流れとなる。第２給気部４７は、乾燥気体を流出する流出口４７ａがベルト２３の走行方向Ｘとは反対側に向くように配されており、これにより、搬送されている流延膜２９に対し乾燥気体を向かい風で供給する。この乾燥気体も流延膜２９の膜面に対して並行な流れとなる。排気部４６は、気体を吸引する吸引口４６ａが通過する流延膜２９に向くように配されており、第１給気部４５と第２給気部４７との間で気体を吸引する。なお、流出口４５ａ，流出口４７ａ，吸引口４６ａは、ベルト２３の幅方向（図１の紙面奥行き方向）に延びたスリット状の開口としている。

本実施形態では、第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とをコントローラ４８によりそれぞれ独立して制御しているが、この態様に限られない。例えば、第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とにそれぞれコントローラ（図示無し）を設け、各コントローラにより第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とを制御してもよい。

ベルト２３からの剥ぎ取りにより形成されたフィルム２２は、テンタ１２に案内される。流延装置１１とテンタ１２との間の搬送路には、送風装置（図示無し）を配してもよい。この送風装置からの送風により、フィルム２２の乾燥がすすめられる。

テンタ１２は、フィルム２２を搬送しながら乾燥をすすめる第１のフィルム乾燥装置である。本実施形態のテンタ１２は、フィルム２２の各側部を保持部材としてのクリップ１２ａで保持して長手方向に搬送しながら、幅方向での張力を付与することで、フィルム２２を幅方向に延伸する延伸処理も行う。テンタ１２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、緩和エリアは無くてもよい。

テンタ１２は、１対のレール（図示無し）及びチェーン（図示無し）を備える。レールはフィルム２２の搬送路の両側に設置され１対のレールは所定の間隔で離間して配される。このレール間隔は、予熱エリアでは一定であり、延伸エリアでは下流に向かうに従って次第に広くなり、緩和エリアでは一定である。なお、緩和エリアのレール間隔は、下流に向かうに従って次第に狭くなるようにしてもよい。

チェーンは、原動スプロケット及び従動スプロケット（図示無し）に掛け渡され、レールに沿って移動自在に取り付けられている。複数のクリップ１２ａは、チェーンに所定の間隔で取り付けられている。原動スプロケットの回転により、クリップ１２ａはレールに沿って循環移動する。クリップ１２ａは、テンタ１２の入口近傍で、案内されてきたフィルム２２の保持を開始し、出口に向かって移動して、出口近傍で保持を解除する。保持を解除したクリップ１２ａは再び入口近傍に移動して、新たに案内されてきたフィルム２２を保持する。

予熱エリア、延伸エリア、緩和エリアは、ダクト１２ｂからの乾燥風の送り出しによって空間として形成されたものであり、明確な境界があるわけではない。ダクト１２ｂはフィルム２２の搬送路の上方に設けられる。ダクト１２ｂは、乾燥気体（例えば乾燥した空気）を送り出すスリットを有し、乾燥気体は送風機（図示無し）から供給される。送風機は、所定の温度や湿度に調整した乾燥風をダクト１２ｂに送る。スリットがフィルム２２の搬送路と対向するようにダクト１２ｂは配される。各スリットはフィルム２２の幅方向に長く伸びた形状であり、搬送方向で互いに所定の間隔をもって形成されている。なお、同様の構造を有するダクトを、フィルム２２の搬送路の下方に設けてもよいし、フィルム２２の搬送路の上方と下方との両方に設けてもよい。

ローラ乾燥装置１５は、フィルム２２をさらに乾燥させるための第２の乾燥装置である。ローラ乾燥装置１５の内部の雰囲気は、温度や湿度などが空調機（図示無し）により調節されている。ローラ乾燥装置１５では、多数のローラ１５ａにフィルム２２が巻き掛けられて搬送される。

スリッタ１６は、フィルム２２の両側部を切除して目的とする幅にするためのものである。この切除では、クリップ１２ａよる保持跡を含むようにフィルム２２の両側部を切除する。巻取装置１７は、フィルム２２を巻き芯に巻いてロール状にする。

吸引乾燥ユニット４１について、図２を参照しながら説明する。吸引乾燥ユニット４１は、前述のように流延膜２９を形成直後から溶剤含有率が３００％に達するまで乾燥するための吸引乾燥部であり、流延位置ＰＣの下流に設けられている。本実施形態では、流延位置ＰＣの下流側近傍にラビリンスシール６１を設けてあり、吸引乾燥ユニット４１は可能な限りラビリンスシール６１に近づけて配してある。ラビリンスシール６１は、チャンバ５６の内壁から先端をベルト２３に向けて、ベルト２３に対して起立した姿勢で設けられている。なお、ラビリンスシール６１の他に、ダイ２８の上流側にもラビリンスシール６２（図１参照）は設けてあり、これらラビリンスシール６１，６２は、ダイ２８を囲む空間を形成するためのものである。これにより、前述のビードの形状が安定するとともに、ダイ２８の周囲における気圧のばらつきや気圧の変化が抑制される。

加熱部としての赤外線ヒータ５０は、流延膜２９を加熱することにより乾燥するためのものである。赤外線ヒータ５０は、ベルトに対向して配された複数の射出部５０ａと、射出部５０ａを支持する基板５０ｂとを備える。射出部５０ａは、赤外線を射出し、流延膜２９に照射するものであり、図２においては、各射出部５０ａを大きく誇張して描いている。したがって、図２では、射出部５０ａの数は、ベルト２３の幅方向Ｙに９個、ベルトの走行方向Ｘに２０個とされているが、実際の数はこれよりも覆い。また、本実施形態においては、複数の射出部５０ａを、マトリックス状に並べているが、他の並べ方でもよく、規則的な並びでなくてもよい。なお、ベルト２３の幅方向Ｙは、流延膜２９，フィルム２２の各幅方向と互いに一致するので、以降の説明においては単に幅方向と称して、いずれも符号Ｙを付す。

射出部５０ａからの赤外線の照射により流延膜２９は加熱されて昇温し、乾燥がすすむ。ここで、赤外線ヒータ５０は、幅方向Ｙにおける長さが流延膜２９の幅よりも小さく形成されており、また、射出部５０ａが流延膜２９の側縁２９ｅよりも幅方向Ｙにおける内側に位置するように配されている。流延膜２９はベルト２３のドープ２１が流延される流延面２３ａの両側部２３ｓには形成されないので、両側部２３ｓは露呈した状態で通過するが、赤外線ヒータ５０を上記の大きさ及び配置とすることで、両側部２３ｓの加熱が抑制されている。両側部２３ｓの加熱が抑制されることで、流延膜２９の側部の過度な加熱も抑制され、流延膜２９の側部における発泡も生じない。

ベルト２３の走行方向Ｘにおいて赤外線ヒータ５０による加熱領域ＲＨには、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３が設けられる。ベルト２３の走行方向Ｘにおいて、第２吸引部５２は第１吸引部５１の下流に、第３吸引部５３は第２吸引部５２の下流に設けられている。このように、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３は、ベルト２３の走行方向Ｘに沿って設けられている。

第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３は、流延膜２９上での風速を０．５ｍ／秒以下に抑制した状態で、流延膜２９上の雰囲気における溶剤ガスの濃度を低く抑えるためのものである。なお、０．５ｍ／秒という風速は、ベルト２３の走行速度に対する相対速度であり、マイナス（−）の値は考えない。風速は、小さいほど好ましい。具体的には、０．５ｍ／秒以下であることがより好ましく、０．３ｍ／秒以下であることが更に好ましい。溶剤ガスの濃度は低いほど好ましく、１０％以下であると一定の効果はある。溶剤ガスの濃度は、５％以下であることがより好ましく、２％以下であることがさらに好ましい。第２吸引部５２，第３吸引部５３は、第１吸引部５１と同様に構成されているので、以下の説明においては第１吸引部５１について説明し、第２吸引部５２，第３吸引部５３については、説明を略す。なお、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３に代えて、溶剤ガスを冷却して凝縮する凝縮装置を用いてもよい。

第１吸引部５１は、ベルト２３の走行方向Ｘに延びた吸引口５１ａ（図３参照）が形成されており、この吸引口５１ａから気体を吸引することにより、前述の風速を抑えた状態に維持しつつ、溶剤ガスの濃度を低く抑える。第１吸引部５１は、幅方向Ｙにおけるベルト２３の側縁２３ｅよりも外側に配されている。本実施形態におけるベルト２３の幅は概ね２ｍと大きいので、気体の吸引をより確実にするために、両側縁２３ｅの外側に１対設けてある。第２吸引部５２、第３吸引部５３についても同様に、両側縁２３ｅの外側に１対設けてある。

図３において、第１吸引部５１は吸引機構６８に接続しており、この吸引機構６８により吸引する気体の量（以下、吸引量と称する）を調節する。また吸引機構６８は気体清浄装置（図示無し）を有しており、第１送風部から案内されてきた気体から溶剤ガスを除去して、溶剤ガスの濃度が極めて低い気体にする。第１吸引部５１は、吸引口５１ａがベルト２３の側縁２３ｅに対向して設けられている。吸引口５１ａの下端はベルト２３の流延面２３ａとは反対側の反流延面２３ｂよりも低い位置にされていることが好ましく、本実施形態でもそのようにしている。また、吸引口５１ａの上端はベルト２３の流延面２３ａよりも高く位置しているが、反流延面２３ｂよりも低い位置でも構わない。

第１吸引部５１の吸引口５１ａとベルト２３の側縁２３ｅとの距離を第１距離Ｄ１とするときに、第１吸引部５１は、第１距離Ｄ１が１００ｍｍとなるように配されている。ただし、第１距離Ｄ１はこれに限定されず、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましい。

吸引口５１ａには、多孔板７０と開度調節部材としての開度調節板７１とが設けられている。多孔板７０は、第１吸引部５１による気体の吸引量を、吸引口５１ａにおいて一定に平均化するためのものである。多孔板７０は、孔７０ａが複数設けられており、気体は孔７０ａから第１吸引部５１内に引き込まれる。本実施形態において孔７０ａの形状は円形（真円）としているが、楕円や多角形に代えてもよく形状は特に限定されない。孔７０ａの径は本実施形態では概ね２０ｍｍとしているが、これに限られず、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内が好ましい。なお図３においては、多孔板７０に対して孔７０ａを大きく誇張して描いている。開度調節板７１は、吸引量を調節するためのものである。本実施形態では、吸引量の調節を吸引機構６８と開度調節板７１との両方で行っており、具体的には吸引機構６８での調節後に、開度調節板７１で精緻ないわゆる微調整を行っている。開度調節板７１は、多孔板７０のベルト２３との対向面側に設けられている。開度調節板７１は、シフト機構７２を備え、このシフト機構７２により、すべての孔７０ａを開状態とする開放位置と、すべての孔７０ａを平状態とする閉塞位置との間で移動自在とされており、開放位置と閉塞位置との間の任意の位置にセットされる。本実施形態の開度調節板７１は上下方向で移動自在としていることで、吸引口５１ａをベルト２３の走行方向Ｘにおいて一定の開度に設定することが可能である。

また、ベルト２３と赤外線ヒータ５０との間であって幅方向Ｙにおける概ね中央に、センサ６３が設けられている。この例では、センサ６３は、赤外線ヒータ５０の下面に設けている。センサ６３は、流延膜２９上の風速を検出する第１検出部（図示無し）と流延膜２９から気化した溶剤、すなわち溶剤ガスの濃度を検出する第２検出部（図示無し）とを備える。

吸引量は、センサ６３により検出される風速と、溶剤ガスの濃度とに基づいて調節することが好ましい。本実施形態では、センサ６３により検出された風速と溶剤ガスの濃度とに基づいて、コントローラ７３によりシフト機構７２と吸引機構６８とを制御することで、吸引量を調節している。

この例では、赤外線ヒータ５０は、ベルト２３の流延面２３ａと対向して設けられており、流延膜２９に向けて赤外線を射出する。ただし、赤外線ヒータ５０は、流延面２３ａと対向する位置に代えて、または加えて、反流延面２３ｂと対向して設けられてもよい。反流延面２３ｂと対向して設ける場合の赤外線ヒータ５０は、反流延面２３ｂに向けて赤外線を射出する。なお、流延面２３ａと赤外線ヒータ５０との距離を第２距離Ｄ２とするときに、本実施形態では、第２距離Ｄ２を５０ｍｍとしているが、これに限られず、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲内であればよい。

図４において、第２吸引部５２と第３吸引部５３とには、第１吸引部５１と同様に多孔板７０と開度調節板７１と吸引機構６８とが設けられている。なお、図４においては吸引機構６８の図示は略している。ここで、流延膜２９からの溶剤ガスの発生量は、形成直後が最も多く、下流に向かうほど少なくなる。そこで本実施形態では、ベルト２３の走行方向Ｘにおいて、下流の吸引部ほど開度を小さくしている。すなわち、第１吸引部５１、第２吸引部５２、第３吸引部５３の順で吸引口５１ａ、５２ａ、５３ａの開度が小さい。また、吸引機構により設定される吸引力も、第１吸引部５１、第２吸引部５２、第３吸引部５３の順で低く設定される。これにより、最も上流の第１の位置において第１吸引部５１は最も多い吸引量で気体を吸引し（第１吸引工程）、第１の位置よりも下流の第２の位置において第２吸引部５２は第１吸引部５１よりも少ない吸引量で気体を吸引し（第２吸引工程）、第２の位置よりも下流の第３の位置において第３吸引部５３は第２吸引部５２よりも少ない吸引量で気体を吸引する（第３吸引工程）。

上記構成の作用を説明する。走行するベルト２３へダイ２８から連続的にドープ２１が流出されることにより、ベルト２３上に流延膜２９が形成される。流延膜２９は、走行するベルト２３により搬送され、吸引乾燥ユニット４１に案内される。流延膜２９は、赤外線ヒータ５０の下方を通過することで、赤外線が直接照射され、加熱される。この加熱により、昇温し、乾燥がすすめられる。ベルト２３の下方に赤外線ヒータ５０を配した場合には、流延膜２９はベルト２３を介して加熱される。赤外線ヒータ５０による加熱により、赤外線ヒータ５０を通過後の流延膜２９は溶剤含有率が３００％以下になる。

加熱領域ＲＨでは、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３による気体の吸引が行われる。この吸引は非常に小さな吸引量（例えば、０．１ｍ^３／ｓ以上０．７ｍ^３／ｓ以下の範囲内）により行われ、流延膜２９の溶剤含有率が３００％以下になるまでの間、流延膜２９上の風速は０．５ｍ／秒以下に抑えられる（吸引乾燥工程）。風速がこのように小さく抑えられることにより、溶媒含有率が高い流延膜２９であっても膜面の平滑性が損なわれず、得られるフィルム２２には無指向性の厚みむらが発生しない。強い風速で給気して乾燥させる手法では、流延膜２９の膜面が給気により凹凸形状を成したまま乾燥してしまい、厚みが例えば８０μｍ以上などの厚いフィルムで効果的な皮膜形成による膜面の平滑化の作用は得られない。これに対して、上記のように給気をしないいわゆる無給気状態下で流延膜２９を赤外線ヒータ５０で加熱し、かつ流延膜２９上の風速を小さく抑える手法によると、流延膜２９は、膜面を平滑に保った状態で、厚み方向で概ね均一に乾燥がすすむ。

流延膜２９上において風速を０（ゼロ）にしても溶剤ガスの濃度が高ければ溶剤ガスの対流が生じて、無指向性の厚みむらがフィルム２２に発生する。しかし、第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３による気体の吸引により、流延膜２９上の雰囲気における溶剤ガスの濃度は低く抑えた状態に制御され、例えば１０％以下という低い濃度に確実に抑えられる。１０％以下に溶剤ガスの濃度がおさえられることで、流延膜２９上における溶剤ガスの対流が抑えられるから、無指向性の厚みむらの発生は確実に抑制される。

第１吸引部５１，第２吸引部５２，第３吸引部５３はそれぞれベルト２３の側縁２３ｅよりも外側に配されているから、吸引量を上昇させても流延膜２９上の風速の急激な上昇が抑えられる。さらに、流延膜２９上の風速は穏やかに制御されるので、風速は急激に変化することがない。また、吸引口５１ａ，５２ａ，５３ａは、ベルト２３の走行方向Ｘに沿って延びてそれぞれ形成されているから、ベルト２３の走行方向Ｘにおける広い領域で、流延膜２９上の風速が制御されるとともに溶剤ガスの濃度が低く抑えられる。

ドープ２１の溶剤には、気体状態において通常は空気よりも重いものが使用され、本実施形態におけるジクロロメタンも気体状態において空気よりも重い。そこで、本実施形態のように吸引口５１ａの下端をベルト２３の反流延面２３ｂよりも低い位置にすることで、溶剤ガスはより確実に吸引される。

第１距離Ｄ１は、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲内とされているから、流延膜２９上の風速は０．５ｍ／秒以下により確実に抑えられ、また溶剤ガスの濃度も例えば１０％以下に低く抑えられる。第１距離Ｄ１が５０ｍｍ以上である場合には、５０ｍｍ未満である場合に比べて、流延膜２９上の風速をより穏やかに制御して風速の急激な変化が抑えられる。第１距離Ｄ１が５００ｍｍ以下である場合には、５００ｍｍより大きい場合に比べて、流延膜２９上の風速はより確実に０．５ｍ／秒以下に抑えられるとともに、また、溶剤ガスの濃度も確実に１０％以下に低く抑えられる。

吸引機構６８と開度調節板７１とにより吸引量は調節されるから、溶剤ガスの濃度はより確実に調整される。また、第１吸引部５１、第２吸引部５２、第３吸引部５３の順で吸引量は低くされるから、溶剤ガスは濃度を確実に低く抑えられながらも、風速がより穏やかな変化の下で０．５ｍ／秒以下に小さく抑えられる。

吸引乾燥ユニット４１を通過した流延膜２９は、給気乾燥ユニット４２へ案内される。第１給気部４５と第２給気部４７とからの給気（風速は概ね３ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下の範囲内）により、流延膜２９は乾燥をすすめられる。排気部４６は、気体を吸引する吸引口４６ａが通過する流延膜２９に向くように配されており、第１給気部４５と第２給気部４７との間で気体を吸引するから、第１給気部４５と第２給気部４７とから流出した乾燥気体は、より確実に流延膜２９上を流れる。このため、流延膜２９の乾燥はより効率的にすすむ。また、流延膜２９は、吸引乾燥ユニット４１により３００％以下に溶剤含有率を下げられているから、第１給気部と第２給気部４７とからの乾燥気体の流量を多めに設定しても流延膜２９の露呈した膜面の平滑性が維持される。

流延膜２９をベルト２３から剥ぎ取られることで形成されるフィルム２２は、テンタ１２で搬送されながら、ダクト１２ｂからの乾燥風により乾燥をすすめられるとともに、クリップ１２ａにより幅方向に延伸されて目的とする光学特性を発現する。フィルム２２は、ローラ乾燥装置１５によりさらに乾燥されて、スリッタ１６で側部を除去された後に、巻取装置１７によりロール状に巻かれる。

本発明は、ベルト２３の走行速度を大きくするほど、ベルト２３の幅が広いほど、製造するフィルム２２の幅が広い場合ほど、効果がある。本発明は、液晶ディスプレイ等の位相差フィルムとして用いるフィルムを製造する場合に特に好ましい。

本実施形態では、ドープ２１のポリマーとして、セルローストリアセテート（以下、ＴＡＣと称する）を用いているが、ＴＡＣに代えて他のセルロースアシレートを用いてもよい。セルロースアシレートのアシル基は１種類だけでも良いし、あるいは２種類以上のアシル基を有していても良い。アシル基が２種以上であるときは、その１つがアセチル基であることが好ましい。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、すなわち、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好ましい。なお、以下の式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ａ及びＢは、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。

（Ｉ） ２．０≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（ＩＩ） １．０≦ Ａ ≦３．０
（ＩＩＩ） ０ ≦ Ｂ ≦２．０

アシル基の全置換度Ａ＋Ｂは、２．２０以上２．９０以下であることがより好ましく、２．４０以上２．８８以下であることが特に好ましい。また、炭素原子数３〜２２のアシル基の置換度Ｂは、０．３０以上であることがより好ましく、０．５以上であることが特に好ましい。

また、ドープ２１のポリマーはセルロースアシレートに限られない。例えば、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂（例えばＪＳＲ（株）製のアートン（登録商標））等でもよい。

以下、本発明の実施例と、本発明に対する比較例とを挙げる。詳細は、実施例１に記載し、その他の実施例及び比較例では、実施例１と異なる条件のみを記載する。

フィルム２２になる固形分を、溶剤の第１成分としてのジクロロメタン９２質量部と溶剤の第２成分としてのメタノール８質量部との混合物に溶解して、固形分が１９．０質量％のドープ２１をつくった。固形分は、以下のＴＡＣと第１可塑剤と第２可塑剤である。第１可塑剤はトリフェニルフォスフェートであり、第２可塑剤はビフェニルジフェニルフォスフェートである。つくったドープ２１は、静置脱泡した後に、送液ポンプによってフィルタを通して異物を除去し、異物除去後のドープ２１を流延に供した。
ＴＡＣ １００質量部
第１可塑剤 ７質量部
第２可塑剤 ５質量部

図１に示す溶液製膜設備１０により、ドープ２１から厚みが４０μｍのフィルム２２を製造した。ベルト２３の走行速度は５０ｍ／分とした。吸引乾燥ユニット４１により、流延膜２９上の雰囲気の溶剤ガスの濃度と、流延膜２９上の風速とを表１に示す各条件とした実施例１−１〜１−１５を行った。得られたフィルム２２の厚みは、小野計測社製の厚み測定機ＤＧ１２５で測定し、４０μｍであることを確認した。

得られた各フィルム２２につき、無指向性の厚みむらの有無を評価した。評価は、透過光を用いて観察し、濃淡差をもって評価した。なお濃淡差は、微小なものとして確認されるものであり、目視で認められなかった場合を無指向性の厚みむらがないものとして合格と、認められたものを無指向性の厚みむらがあるものとして不合格と評価した。合格である場合の一例として、実施例１−３の写真を図５に示す。また、不合格である場合の一例として、後述の比較例１−４の写真を図６に示す。図５中及び図６中においては、上方向がベルト２３の走行方向Ｘに対応する。結果は表１の「評価結果」欄に示す。

［比較例１］
吸引乾燥ユニット４１により、流延膜２９上の雰囲気の溶剤ガスの濃度と、流延膜２９上の風速とを表１に示す各条件にして、比較例１−１〜１−２０を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

得られた各フィルムについて、無指向性の厚みむらの有無を、実施例１と同様の方法及び評価基準で評価した。評価結果は表１に示す。

ドープ２１から厚みが２５μｍのフィルム２２を製造する実施例２−１〜２−１５を実施した。その他の条件は実施例１と同じである。

得られた各フィルム２２について、無指向性の厚みむらの有無を、実施例１と同様の方法及び評価基準で評価した。評価結果は表２に示す。

［比較例２］
吸引乾燥ユニット４１により、流延膜２９上の雰囲気の溶剤ガスの濃度と、流延膜２９上の風速とを表１に示す各条件にして、比較例２−１〜２−２０を行った。その他の条件は実施例１と同じである。

得られた各フィルムについて、無指向性の厚みむらの有無を、実施例１と同様の方法及び評価基準で評価した。評価結果は表２に示す。

１０ 溶液製膜設備
１２ テンタ
１５ ローラ乾燥装置
２１ ドープ
２２ フィルム
１５ 流延装置
２３ バンド
２９ 流延膜
４１ 吸引乾燥ユニット
４２ 給気乾燥ユニット
５０ 赤外線ヒータ
５１〜５３ 第１〜第３吸引部
ＲＨ 加熱領域

Claims (9)

1. 厚みが１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であるフィルムを製造する溶液製膜方法において、
   走行するベルトにポリマーが溶剤に溶解したドープを連続的に流延して流延膜を形成する流延膜形成工程と、
   前記ベルトの前記ドープが流涎される流延面と対向して設けられ、前記流延膜に向けて赤外線を射出する赤外線ヒータにより前記流延膜に赤外線を照射し、無給気状態下で前記流延膜を加熱することにより乾燥し、前記流延膜における溶剤含有率が３００％に達するまで、前記流延膜上での風速を０．５ｍ／秒以下に抑えた状態で、前記ベルトの側縁に対向した吸引口を有する気体吸引部により、前記ベルトの側縁よりも外側にて気体を吸引することにより前記流延膜上の雰囲気における気化した前記溶剤の濃度を１０％以下に抑える吸引乾燥工程と、
   前記第１流延膜乾燥工程後の前記流延膜に乾燥気体を供給することにより前記流延膜の乾燥をすすめる給気乾燥工程と、
   前記溶剤を含んだ状態の前記流延膜を前記ベルトから剥がしてフィルムを形成する剥ぎ取り工程と、
   前記フィルムを乾燥するフィルム乾燥工程とを有することを特徴とする溶液製膜方法。
2. 前記吸引口は、前記ベルトの走行方向において前記赤外線ヒータが配されている加熱領域に、設けられている請求項１に記載の溶液製膜方法。
3. 前記吸引口は、前記ベルトの走行方向に延びている請求項１または２に記載の溶液製膜方法。
4. 流延膜形成工程は前記ベルトの上側に設けられた流延ダイから前記ドープを流出し、前記吸引口の下端は前記ベルトの反流延面よりも低い請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶液製膜方法。
5. 前記吸引乾燥工程は、吸引する前記気体の量を調節することにより、前記気化した溶剤の濃度を調整する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の溶液製膜方法。
6. 前記気体吸引部は、前記吸引口に移動自在に備えられて前記吸引口の開度を調節する開度調節部材を有し、前記吸引口の開度を調節することにより吸引する前記気体の量を調節する請求項５に記載の溶液製膜方法。
7. 前記開度調節部材は、上下方向で移動自在とされ、上方への変位により前記吸引口を開状態とする開放位置と、下方への変位により前記吸引口を閉状態とする閉塞位置との間で移動する請求項６に記載の溶液製膜方法。
8. 前記吸引乾燥工程は、
   第１の位置で気体を吸引する第１吸引工程と、
   前記第１の位置よりも前記ベルトの走行方向における下流の第２の位置で気体を吸引する第２吸引工程とを有し、
   前記第２吸引工程は、前記第１吸引工程よりも吸引する前記気体の量が少ない請求項６または７に記載の溶液製膜方法。
9. 前記ベルトの前記ドープが流延される流延面とは反対側の反流延面に赤外線を照射することにより、前記ベルトを介して前記流延膜を加熱する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の溶液製膜方法。