フィルム処理装置
【課題】
傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きく、かつイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムなどでも、連続液処理において品質と生産性を両立させることが可能なフィルム処理装置を提供する。
【解決手段】
フィルムを液処理するフィルム液処理部、液処理されたフィルムを洗浄するフィルム洗浄部、洗浄されたフィルムを乾燥するフィルム乾燥部、および乾燥されたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部を備え、フィルム乾燥部は、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置は吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機は送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなることを特徴とするフィルム処理装置とする。
傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きく、かつイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムなどでも、連続液処理において品質と生産性を両立させることが可能なフィルム処理装置を提供する。
【解決手段】
フィルムを液処理するフィルム液処理部、液処理されたフィルムを洗浄するフィルム洗浄部、洗浄されたフィルムを乾燥するフィルム乾燥部、および乾燥されたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部を備え、フィルム乾燥部は、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置は吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機は送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなることを特徴とするフィルム処理装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のポリマーフィルムの処理装置に関する。より詳しくは、有機ポリマーフィルムを搬送しながら液処理する際にフィルム表面に発生するキズ、シワ、乾燥ムラ等を低減し高品位のフィルムを得ることができるフィルム処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ポリマーフィルムは、一般的にＴダイなどを用いた押出法や基材上にポリマー溶液を流延するキャスティング法などにより製膜される。また、製膜されたフィルムに対し品質の向上や付加価値を付けるためにフィルムを液中で処理し、その後乾燥させるプロセスを用いることがある。
【０００３】
金属フィルムのように液を吸収しないフィルムの場合は、特別な工夫を行わずに液中での搬送が可能であるが、有機ポリマーフィルムの場合は、液を吸収することによりフィルムの物性が変化することがあり、空気中と同じ搬送条件ではフィルムの皺や傷などの品質不良やフィルムの破断などのトラブルを引き起こすことがある。特に、フィルムが膨潤してサイズが変わる場合やフィルムの弾性率や破断強度が下がる場合、フィルムが薄膜である場合などにおいては、非常に取り扱いが困難になる。
【０００４】
また、液処理後のフィルムはエアーブローや吸水ロール等で液滴を除去した後に、乾燥処理するが、エアーブローでは充分に液滴除去がされず水滴跡が残ったり乾燥ムラが生じることがあり、吸水ロールではロールが乾燥途中のフィルムを挟むため皺発生の原因となる。さらに、吸水性が高く寸法変化率の大きいフィルムにおいては、乾燥とともにフィルムのサイズが変化するため皺が発生したり、擦過キズが入る等の品質不良や巻き取り不良が顕著となり、水滴の除去や乾燥を連続的に行うことが非常に難しいという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する方法としては、フィルムを枠などに固定して枚葉で液処理を行う方法も知られているが、生産効率を高めるためには連続処理プロセスが望ましい。
【０００６】
このように、フィルムを液中で搬送・処理するには種々の問題点があり、特に傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率の大きい燃料電池用電解質フィルムなどでは、品質と生産性を両立させることが非常に困難であった。
【０００７】
これに対し、特許文献１には有機ポリマーを基材上に塗布し乾燥した後に、得られた有機ポリマーフィルムを基材から剥離せずに液処理する方法が開示されている。
【０００８】
しかし、この方法においても、基材ごとフィルムが固定されること無く自由空間において熱風ドライヤー等の手段によって乾燥されるため、基材フィルムと有機ポリマーフィルムの熱収縮率、フィルム厚さ、剛性の違いにより全体がカールし、搬送不良になりうまく巻き取れないという問題があった。
【０００９】
十分厚い基材フィルムを用いれば巻き取りに支障が無い程度にまでカールの発生を抑制できるが、基材フィルムが厚くなったことによるコストアップ、重量増によるハンドリング性不良が生じた。
【００１０】
また特許文献１に開示された方法では巻き出しから巻き取りまでの一連プロセスの中を通過する連続したフィルムの張力は、巻き取り部の張力が最大で巻き出し部が最小であり、巻き取り部では過大な張力で巻き取られるために製品フィルムにキズが入ったり、巻き締まりによりフィルム同志が固着し、使用時に剥離できず破れるという問題があった。この現象は乾燥部でのカール防止のために厚い基材フィルムを用いた時に顕著であった。
さらに特許文献１においてはスルホン化ポリマーを用いて製膜／液処理するにもかかわらず搬送ロール材質に関しては言及しておらず、一般的に用いられる金属製搬送ロールを、燃料電池用電解質フィルムのようにイオン交換能を有するフィルムの搬送に適用した場合、フィルムが金属製搬送ロールに接触することによりイオン交換が行われ、品質上不適合を招くという問題があった。
【００１１】
また特許文献２には、原料ポリマーを支持体上に流延した後に剥離してウェブを形成し、その後ウェブを乾燥し、フィルムとして巻き取るフィルムの製造装置において、複数の乾燥装置の中間に、表面に複数の吸引口を有する中空状ドライブロールを設け、減圧手段によりその内部を減圧することによってウェブをドライブロールの外周面に吸着させ、ドライブロールの回転力をウェブに伝達してウェブをニップすることなくウェブを搬送し、シワの発生を防止すると共にウェブ中の残存溶媒を回収することが開示されている。しかし、この方法においても、吸水による寸法変化率の大きい燃料電池用電解質フィルムに適用した場合には、中空状ドライブロールの前後工程においてフィルムが固定されること無く自由空間において熱風ドライヤー等の手段によって乾燥されるため、基材フィルムと有機ポリマーフィルムの熱収縮率、フィルム厚さ、剛性の違いにより全体がカールし、搬送不良になりうまく巻き取れないという問題があった。
【００１２】
さらに特許文献２に開示されている中空状ドライブロールは、表面の吸引口の大きさが１〜１００ｍｍ２であり、さらにその吸引口の外周面に、網目もしくは貫通孔の大きさが０．５〜５０ｍｍ２である金網もしくは多孔板からなるカバーが設けられている。そのため、吸水による寸法変化率が大きくイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムに適用した場合には、吸引口やカバーのパターンが転写したり、フィルムが当該カバーに接触することによりイオン交換が行われるという問題があった。
【００１３】
このように従来技術では、特に傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きく、かつイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムなどでは、連続液処理において品質と生産性を両立させることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２１１７２号公報
【特許文献２】特開２００３−９４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きく、かつイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムなどでも、連続液処理において品質と生産性を両立させることが可能なフィルム処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は、以下の（１）〜（１０）のいずれかの構成を特徴とするものである。
（１） フィルムを液処理するフィルム液処理部、液処理されたフィルムを洗浄するフィルム洗浄部、洗浄されたフィルムを乾燥するフィルム乾燥部、および乾燥されたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部を備え、フィルム乾燥部は、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置は吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機は送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなることを特徴とするフィルム処理装置。
（２） 吸引搬送ロールが駆動ロールであることを特徴とする、前記（１）に記載のフィルム処理装置。
（３） 非金属製多孔質材料が顆粒状ポリマーの結着物、多孔質ポリマー、多孔質セラミックス、または不織布であることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載のフィルム処理装置。
（４） 吸引搬送ロールは、平均表面開口面積が０．００５〜０．４ｍｍ２、最大表面開口面積が１ｍｍ２以下、および表面開口率が１５〜５０％であることを特徴とする、前記（３）に記載のフィルム処理装置。
（５） フィルム洗浄部、フィルム乾燥部およびフィルム巻き取り部においてフィルムに接触するロールは、その表面が非金属製材料であることを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（６） フィルム乾燥部は、フィルムの搬送方向に関して、フィルムが吸引搬送ロールに吸引され密着し始める位置もしくは該位置よりも下流側から、温風送風機からの温風が吹きつけられる位置までの間に、フィルムを吸引搬送ロールに押圧する押圧ロールを備えてなることを特徴とする、前記（１）〜（５）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（７） さらに、フィルム乾燥部とフィルム巻き取り部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き取り部の速度を制御する巻き取り速度制御機構を備えてなることを特徴とする、前記（１）〜（６）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（８） さらに、フィルム巻き出し部を備え、フィルム巻き出し部とフィルム乾燥部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き出し部の速度を制御する巻き出し速度制御機構を備えてなることを特徴とする、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（９） フィルム液処理部は処理液を貯留する液処理槽を備え、フィルム洗浄部は洗浄液を貯留する洗浄槽を備え、それら槽内には、フィルムを方向転換して搬送する液中ガイドロールが設けられてなり、該液中ガイドロールは、ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように処理液に浸漬されてなることを特徴とする、前記（１）〜（８）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（１０） フィルム洗浄部は、洗浄液を貯留する、複数の槽から構成された洗浄槽を備え、該複数の槽は、フィルムの搬送方向に関して、下流側の槽の上部から流出した洗浄水が隣接する上流側の槽の底部から流入可能なように接続されていることを特徴とする、前記（１）〜（９）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【００１７】
ここで、本発明において、フィルム巻き出し部とは、ロール状に巻かれた長尺フィルムを保持し、所望の張力、速度で巻きだす機構をいう。
【００１８】
また、フィルム液処理部とは搬送されてくる長尺フィルムを処理液中に所望の張力で浸漬し処理する機構を言い、例えば、処理液を溜める液処理槽と、液処理槽への入りロール、出ロールおよび液処理槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロールなどとから構成される。
【００１９】
フィルム洗浄部とはフィルム液処理部で処理されたフィルムを洗浄液で洗浄する機構を言い、例えば、洗浄水を溜める洗浄槽と、洗浄槽への入りロール、出ロール、洗浄槽上部でフィルムの走行方向を転換する空中ガイドロール、洗浄槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロール、および出ロールの上方に設置された仕上げ洗浄ノズルなどとから構成される。
【００２０】
フィルム乾燥部とは、吸引搬送ロール表面にフィルムを密着固定させることにより、フィルムをニップすることなく所望の速度で搬送すると共に、乾燥処理する機構を言い、フィルムのカールを防止し、乾燥時の収縮によりキズやシワが発生するのを防止しながら乾燥処理することができる。
【００２１】
そして、フィルム巻き取り部とは所望の張力で長尺フィルムをロール状に巻き取る機構を言う。
【００２２】
また、本発明において、平均表面開口面積とは、ロール表面に存在する各開口部の面積の数平均を言い、最大表面開口面積とはロール表面に存在する各開口部の面積の最大値を言う。さらに、表面開口率とは、ロール表面のフィルムに接触する部分の全面積（開口部も含む）に、該部分に存在する開口部の合計面積が占める割合を言う。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フィルム乾燥部が、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置が吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機が、送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなるため、表面が非金属製多孔質材料のロールにフィルムを密着させつつ、かつ、該ロールに密着しているフィルムに温風をあてることができ、傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きくかつイオン交換能を有するフィルムなどをも、損傷、寸法変化、イオン交換を防ぎつつ乾燥することができる。そのため、連続液処理において品質と生産性を両立させることが可能となり、また、本発明により液処理されたフィルムは、燃料電池用電解質膜や食塩電解用イオン交換膜、水電解用電解質膜、イオン交換膜等の水処理膜や加湿膜、２次電池セパレータフィルムとしても好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】燃料電池用電解質膜の製造工程で用いることができる、本発明の一実施形態であるフィルム処理装置の概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態の例を燃料電池用電解質膜酸処理装置に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、燃料電池用電解質膜を製造するうえで酸処理に好適に用いられる、本発明にかかるフィルム処理装置の概略模式図である。
【００２７】
図１に示す装置は、フィルム巻き出し部１、フィルム液処理部２、フィルム洗浄部３、フィルム乾燥部４、フィルム巻き取り部５を備えている。フィルム１０は、フィルム巻き出し部１の被処理フィルムロール１１から巻き出された後、フィルム液処理部２において所望の条件で液処理され、引き続きフィルム洗浄部３において洗浄され、その後フィルム乾燥部４において乾燥され、フィルム巻き取り部５において巻き取られる。
【００２８】
フィルム巻き出し部１とフィルム液処理部２の間にはフィルム張力検出機構１２が設けられており、該機構によって検出される張力が所望の値になるように、フィルム巻き出し部１の巻き出し速度、巻き出しブレーキが制御されることにより、所望の張力でフィルム１０がフィルム液処理部２に送り込まれる。
【００２９】
なお、フィルム１０はフィルム巻き出し部１において被処理フィルムロール１１から巻き出されるが、被処理フィルムロール１１が基材付きフィルムの状態で巻かれており、液処理は基材から剥離したフィルム単体で行う場合には、基材巻き取り機構（図示しない）を設け、基材からフィルムを剥離しながら巻き出せば良い。
【００３０】
また、フィルム巻き出し部１は必ずしも設ける必要がなく、製膜されたフィルムを、一旦巻き取ることなく直接フィルム液処理部２に導入してもよい。
【００３１】
フィルム液処理部２は、処理液を溜める液処理槽２０と、フィルムを液処理槽へ導く入りロール２１と、フィルムを液処理槽から次の工程へ導く出ロール２２と、液処理槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅなどとから構成されている。フィルム巻き出し部１から連続的にフィルム液処理部２に送り込まれたフィルム１０は、フィルム液処理部２の入りロール２１、液中ガイドロール２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、出ロール２２にこの順序で巻回されることにより、フィルム液処理部２において上下に複数回反転されながら液処理される。
【００３２】
なお、図１のフィルム液処理部２においてフィルム１０は上下に３往復しているが、必要な処理時間に応じて反転回数を適宜変更すれば良い。すなわち、液中ガイドロールは５本に限定されるものではなく、１本でも、２本以上の複数本であってもよい。複数本を使用して処理液中で複数回折り返すことで、処理槽自体の長さを長くしなくても処理液に浸漬されている部分のフィルムの長さを長くすることができる。そして、処理液に浸漬されている部分のフィルムの長さが決まれば、フィルム走行速度を調整することにより、液処理時間を所望の時間に調整することができる。
【００３３】
液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅは、当該ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように処理液に浸漬されることが好ましい。液中ガイドロールをフリーロールにする場合、当該ロールはフィルムと接触してフィルムとの摩擦で回転することになるが、液中でのロールの重さが重いと回転せずにフィルムがロール表面を擦って傷が付いたり、回転しても張力ロスが大きくてフィルムが伸びたりする可能性が大きい。そこで、液中ガイドロールによる鉛直下向きの荷重と浮力とをバランスさせて液中でのロールの重さをほぼ０にすることで、軽い力でロールを回転することができるようにすることが好ましい。これにより、さらにフィルムへのダメージを低減することができる。さらに液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅは中空構造であることが軽量化の観点から好ましい。
【００３４】
また、図１に示す装置においては、フィルム液処理部２からフィルムが搬出される部分に洗浄ノズル２５が設置され、フィルム洗浄部３からの排出水を用いてフィルム表面を洗浄することができるように構成されている。より具体的には、フィルム液処理部２の出ロール２２からフィルム洗浄部３の入りロール３１の間に洗浄ノズル２５が設置され、該洗浄ノズル２５はポンプを介して第１洗浄槽３６上部に設けられた洗浄シャワー水吸引口と接続されており、第１洗浄槽３６から水を吸引しフィルム表面に噴出することができるように構成されている。これによりフィルム表面に付着してフィルム洗浄部３に持ち込まれる処理液の量を減少することができ、フィルム洗浄部３での洗浄効率を高める共に、フィルム液処理部２からフィルム洗浄部３への搬送途中でフィルムが乾燥してシワが発生するのを防止できる。なお、この時、洗浄シャワー水吸引口から吸引される水量が後述する洗浄ノズル３５に供給されるＲＯ水量とバランスするようにポンプを調整することが好ましい。
【００３５】
そして、フィルム液処理部２には図示しないが処理液加熱機構や処理液循環機構を設け、処理液を所望の温度に加熱すると共に循環しながら使用することが液処理の効率化、均一化の観点から好ましい。また、加温されることによりフィルム液処理部２からは処理液の蒸気が発生する場合があり、処理液も酸性、アルカリ性等化学的に活性な液体が使用されるので、フィルム液処理部２には、フィルム出入り口部のみにスリットを設けた準密閉構造の上部カバー２４を設け、排気を行うことも好ましい。
【００３６】
さらにこの時、フィルム液処理部２の出ロール２２から後述するフィルム洗浄部３の入りロール３１に向かっては下り勾配を持つように出ロール２２、入りロール３１を設置することが好ましい。こうすることにより、フィルム表面を洗浄した水がフィルム液処理部２に入ることを防止できる。
【００３７】
フィルム洗浄部３は、洗浄水を溜める洗浄槽（第１洗浄槽３６、第２洗浄槽３７）と、フィルムを洗浄槽へ導入する入りロール３１と、フィルムを洗浄槽から導出する出ロール３２と、洗浄槽上部でフィルムの走行方向を転換する空中ガイドロール３４ａ、３４ｂと、洗浄槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロール３３ａ、３３ｂと、出ロール３２の上方に設置された仕上げ洗浄ノズル３５などとから構成されている。フィルム液処理部２から送り出されたフィルム１０は、フィルム洗浄部３の入りロール３１、液中ガイドロール３３ａ、空中ガイドロール３４ａ、液中ガイドロール３３ｂ、空中ガイドロール３４ｂ、出ロール３２にこの順序で巻回されることにより、フィルム洗浄部３において上下に複数回反転されながら洗浄される。
【００３８】
液中ガイドロール３３ａ、３３ｂは、フィルム液処理部２の液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅと同様の理由から、当該ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように洗浄液に浸漬されることが好ましく、さらに中空構造であることが軽量化の観点から好ましい。
【００３９】
なお、フィルム洗浄部３における液中ガイドロールや空中ガイドロールも、それぞれ２本に限定されるものではなく、それぞれ１本でも２本以上の複数本を使用してもよい。複数本を使用して洗浄水中で複数回折り返すことで、洗浄槽自体の長さを長くしなくても洗浄水に浸漬されている部分のフィルムの長さを長くすることができる。
【００４０】
そして、出ロール３２に巻回された後立ち上がったフィルム１０は、その両面に対向するように設けられた洗浄ノズル３５よりＲＯ水が噴出され仕上げ洗浄される。
【００４１】
フィルム１０を仕上げ洗浄したＲＯ水は出ロール３２の下部に設けられた洗浄水受け槽３８に溜まる。洗浄水受け槽３８の上部に設けられた排水口と第２洗浄槽３７の底部は洗浄水連通管３９ｂにより連結されており、洗浄水受け槽３８に溜まったＲＯ水は洗浄水連通管３９ｂを通って第２洗浄槽３７の底部に流入する。同様に第２洗浄槽３７の上部に設けられた排水口と第１洗浄槽３６の底部は洗浄水連通管３９ａにより連結されており、第２洗浄槽３７に溜まった水は洗浄水連通管３９ａを通って第１洗浄槽３６の底部に流入する。
【００４２】
このように、フィルム洗浄部を、第１洗浄槽３６、第２洗浄槽３７というように複数の槽から構成し、該複数の槽を、フィルムの搬送方向に関して、下流側の槽の上部から流出した洗浄水が隣接する上流側の槽の底部から流入可能なように接続することで、各槽（第１洗浄槽３６、第２洗浄槽３７）共に底部から上部へ向かう流れが形成され効率的な洗浄を行うことができる。
【００４３】
さらに、図１に示す態様においては、第１洗浄槽３６の上部に洗浄シャワー水吸引口が設けられており、第１洗浄槽３６に溜まった水が洗浄ノズル２５に洗浄水として供給されるように構成されている。同時にフィルム洗浄部３の入りロール３１の手前に液切ロールが設置されておりフィルム表面を流れてきた使用後の洗浄水がオーバーフロー受け槽３０に流れ落ちるように構成され、オーバーフロー受け槽３０に溜まった使用後の洗浄水が適宜装置外に排出されるように構成されている。
【００４４】
なおこの時、各排水口、給引口は、高い方から、洗浄水受け槽３８の排水口＞第２洗浄槽３７の排水口＞第１洗浄槽３６のオーバーフローレベル＞第１洗浄槽３６の洗浄シャワー水吸引口 の位置関係にあることは言うまでもない。
【００４５】
そして、図１ではフィルム洗浄部３が２つの洗浄槽で構成されているが、洗浄効率に応じて洗浄槽の数は適宜変更すれば良い。
【００４６】
フィルム洗浄部３の出ロール３２に巻回され立ち上がったフィルム１０は、斜め下向きに設置された洗浄ノズル３５によりＲＯ水シャワーで両面を仕上げ洗浄された後、フィルム乾燥部４に搬送される。
【００４７】
フィルム乾燥部４は、少なくとも表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロール４１、減圧装置４２、温風送風機４３、押圧ロール４４、吸引機構付きスポンジロール４５、吸引装置４６などから構成されている。
【００４８】
吸引機構付きスポンジロール４５は、洗浄ノズル３５より上方に、フィルム１０を挟んで設けられた一対のスポンジロールからなり、ロールの内部が中空状で吸引装置４６に接続されている。この構成により、スポンジロール４５が吸着した水を排出し、スポンジロール４５を常に水吸着できる状態に保っている。また、一対のスポンジロール４５の中心位置は上下にずれておりフィルム１０をニップする状態には無く、フィルム１０が一対のスポンジロール４５にＳ字状に接触するように配置されている。これによりフィルム１０にキズを付けることなく表面付着水を吸着除去することができる。
【００４９】
吸引搬送ロール４１は、少なくとも表面に非金属製多孔質材料を用いて中空形状に作られており、中心の中空部を減圧装置４２に接続することにより吸引搬送ロール４１の表面を負圧にすることができる。これにより、フィルム１０を吸引搬送ロール４１の表面に密着固定させ、フィルム１０のカールを防止すると共に、乾燥時の収縮によりキズやシワが発生するのを防止することができる。また、その少なくとも表面が非金属製多孔質材料であるので、液処理により末端にＨ＋基を有しイオン交換能を有しているようなフィルムを乾燥処理する場合であってもＨ＋基が金属に置換されたりせず、また、表面に弱酸性の洗浄液が付着しているフィルムを乾燥処理する場合であっても、ロールの錆発生を防ぐことができる。
【００５０】
液処理によりイオン交換能が付与されたフィルムを乾燥する場合であっても、当該吸引搬送ロール４１とフィルムとの間でイオン交換が行われることはなく、フィルムの性能低下を防ぐことができる。
【００５１】
吸引搬送ロール４１に用い得る非金属製多孔質材料としては、顆粒状ポリマーを結着させた多孔質ポリマーやスポンジ状の多孔質ポリマー、さらには多孔質セラミックス、不織布などを挙げることができ、これらをロール状に加工したり、有孔金属ロールの表面を該非金属製材料で被覆しても良い。中でも、軽量かつ安価であることに加え、残留金属イオンがなく、また、適度な表面弾性を持ち開口パターンが転写しにくいという点から、顆粒状ポリマーを結着させた多孔質ポリマー、スポンジ状の多孔質ポリマー、不織布が特に好ましい。
【００５２】
吸引搬送ロール４１の非金属製多孔質材料部分の表面開口面積および表面開口率は、処理するフィルムの剛性、吸水率等から決定すればよい。しかしながら、表面開口面積が大きすぎるとフィルムにロール表面のパターンが転写してフィルム品位が低下し、開口面積が小さすぎると目詰まりを起こしやすく、また減圧装置４２の負荷が過大になるので、平均表面開口面積は０．００５〜０．４ｍｍ２の範囲が好ましい。また表面開口率は、低すぎると減圧装置４２の負荷が過大になると共にロール表面のパターンがフィルムに転写しやすくなり、一方高すぎると機械的強度が低下するので、１５〜５０％の範囲が好ましい。また平均表面開口面積が０．００５〜０．４ｍｍ２の範囲内であっても開口分布の中に１ｍｍ２以上の面積を持つ開口が含まれるとロール表面のパターンがフィルムに転写しやすくなるので、最大開口面積は１ｍｍ２以下であることが好ましい。さらには平均表面開口面積が０．０１〜０．２ｍｍ２、開口率が２０〜４０％、および最大表面開口面積が０．８ｍｍ２以下の範囲であることが好ましい。
【００５３】
また機械精度を高めるために芯金として有孔金属ロールを用い、その表面を該非金属製多孔質材料で被覆することも行われるが、有孔金属ロールの表面開口面積に対して該非金属製多孔質材料の厚さが薄いと、該非金属製多孔質材料自体の表面開口面積が小さくても実質的には有孔金属ロールの開口パターンで吸引されることになり、有孔金属ロールの開口部に該非金属製被覆材料と共に被処理フィルムが吸引され、被処理フィルムに有孔金属ロールの開口パターンが転写しやすくなる。被処理フィルムに有孔金属ロールの開口パターンが転写しないようにするために好ましく設定される該非金属製多孔質材料の厚さは、有孔金属ロールの構造、開口パターン、平均開口面積、および該非金属製多孔質材料の強度、該非金属製多孔質材料の平均開口面積、開口率にも依存するが、少なくとも有孔金属ロールの平均開口径以上であることが好ましく、平均開口径の２倍以上の厚さを有することがさらに好ましい。
【００５４】
また、フィルムの搬送方向に関して、フィルム１０が吸引搬送ロール４１に吸引され密着し始める位置もしくは該位置よりも下流側から、後述する温風送風機４３からの温風が吹きつけられるフィルム上の位置までの間には、小径の押圧ロール４４が設置されている。押圧ロール４４は、吸引搬送ロール４１上のフィルム１０に自重程度の力で接圧し、後述する温風送風機４３からの温風がフィルム表面を流れ落ちるのを防止してスポンジロール４５から吸引搬送ロール４１間のフィルム１０が振動するのを防いでいる。その結果、フィルム密着開始位置を固定することができ、しわの発生を防止できる。
【００５５】
温風送風機４３は、送風口が、フィルム１０を挟んで吸引搬送ロール４１に対向するように、より具体的には、吸引搬送ロール４１の頭頂部からフィルム剥離部にかけてのフィルム１０に接しない位置で、かつ該フィルムに対向するように設置されており、フィルム全幅に渡って均一に送風できる構造になっている。このような構造によればフィルムを吸引搬送ロールに密着させた状態で乾燥することができ、乾燥時の寸法変化やカールの発生を抑制することができる。
【００５６】
このとき、該温風送風機４３からの送風方向を吸引搬送ロール表面に沿って押圧ロール４４に向けることも好ましい。こうすることで、フィルムの乾燥のみならず押圧ロール４４の乾燥も同時に行うことができ、押圧ロール４４の乾燥手段を別途設ける必要がなくなる。
【００５７】
吸引搬送ロール４１上で乾燥されたフィルム１０は、その後フィルム巻き取り部５に搬送され、処理済みフィルムロール５１として巻き取られる。
【００５８】
ここで、図１に示す態様においては、吸引搬送ロール４１とフィルム巻き取り部５との間にフィルム張力検出機構５２が設けられており、該機構によって検出される張力が所望の値になるように、フィルム巻き取り部５の巻き取り速度、巻き取りトルクが制御される。具体的には、過大な張力で巻き取ると製品フィルムにキズが入ったり、巻き締まりによりフィルム同志が固着し、使用時に剥離できず破れるという問題があるので、巻きずれしない程度の低張力０．３〜３ＭＰａで巻き取るのが好ましい。
【００５９】
そして、このような低張力は、吸引搬送ロール４１を駆動ロールとし、該ロールによりフィルム１０を吸引／密着しつつフィルムの搬送速度を制御し、吸引搬送ロール前後の張力を個別に設定することによって可能となる。
【００６０】
さらに、上記装置においては、フィルム洗浄部３、フィルム乾燥部４、およびフィルム巻き取り部５の、フィルムを搬送するロールの少なくともロール表面が、非金属製材料であることが好ましい。このように構成することにより、上述した吸引搬送ロール４１と同様に、液処理により末端にＨ＋基を有しイオン交換能を有しているようなフィルムを搬送する場合であってもＨ＋基が金属に置換されたりせず、またロール自体の錆発生を防ぐことができる。
【００６１】
かかる非金属製材料としては、顆粒状ポリマーを結着させた多孔質ポリマーやスポンジ状の多孔質ポリマー、さらには多孔質セラミックス、不織布などを挙げることができる。これらをロール状に加工したり、金属ロールの表面を該非金属製材料で被覆しても良い。
【００６２】
以上のような装置により処理されるフィルムとしては、有機ポリマーフィルムを挙げることができ、該有機ポリマーフィルムとしてはスルホン酸基を有するポリマーフィルムであることが好ましい。かかる有機ポリマーフィルムは、酸による液処理、好ましくは硫酸水による液処理で、イオン交換能を有するフィルムに改質され、燃料電池用電解質フィルムなどとして好適に用いられる。
【００６３】
ここで、有機ポリマーフィルムを硫酸水により液処理して燃料電池用電解質フィルムを製造する場合、かかる硫酸水における硫酸の濃度は３〜２０重量％の範囲内であることが好ましく、また、硫酸水の液温は室温〜８０℃の範囲内、かかる硫酸水による液処理時間は１〜６０分が好ましく、さらにその液処理時間は５〜３０分であることが好ましい。
【００６４】
なお、該有機ポリマーフィルムはポリエチレンテレフタレートフィルムの基材上に流延製膜されたままの状態で処理しても良いし、流延製膜後に基材から剥離し、該有機ポリマーフィルム単独で巻き取ったものを用いても良いし、巻き出し部で該基材から該有機ポリマーフィルムを剥離しながら処理しても良い。どの条件を用いるかは該有機ポリマーフィルムの厚さ、特性、液処理後の必要特性、処理時間等を勘案して決定すればよい。
【００６５】
また基材フィルム付きのままで処理する場合、吸引搬送ロールに接触する面は、基材フィルム面、被処理フィルム面どちらでも良いが、温風送風機からの温風により電解質フィルムが乾燥し、水分が蒸気となって発生するので、該蒸気を吸引除去するために、被処理フィルム面が吸引搬送ロールに接するようにするのが好ましい。
【００６６】
さらに、基材フィルムの両面に流延製膜した後、基材フィルム付きのままで処理すれば両面の被処理フィルムを同時に処理することができ、生産性を２倍に向上できる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されることはない。なお、得られたフィルムについては下記の方法により評価した。
【００６８】
［評価方法］
〈フィルム搬送状態〉
処理装置内でのフィルムの搬送状態（シワ、蛇行）を目視にて判断し、ＯＫ：正常走行、ＮＧ：異常走行に分類した。
【００６９】
〈表面性状〉
目視にて判断し、皺および傷の大きさや頻度、液滴痕の有無からＡ〜Ｃ（Ａ：良品、Ｂ：合格品だが用途によってはＮＧ品、Ｃ：ＮＧ品）の３ランクに分類した。
【００７０】
＜平均表面開口面積、最大表面開口面積、および表面開口率＞
ＮＥＣ製ＣＣＤカメラＴＩ−３２４Ａを協和光学工業（株）製実体顕微鏡ＫＳＺ−Ｔに装着し、視野幅１６．５ｍｍ、分解能２５．８μｍでロール表面を撮像した。得られた画像に対し、Ｍａｔｒｏｘ社製画像解析ソフトウエアＭａｔｒｏｘ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒを用いて解析を行い、空孔部の面積分布を求め、平均表面開口面積、最大表面開口面積および表面開口率を算出した。なお、測定は各サンプルに対して３箇所行い、平均表面開口面積、および表面開口率は３箇所の平均値を該サンプルの特性値とし、最大表面開口面積は３箇所の最大値を該サンプルの特性値とした。
【００７１】
＜金属イオン含有量＞
液処理済み電解質フィルムが正常にイオン交換されているかを確認するために、セイコーインスツルメンツ（株）製卓上型蛍光Ｘ線分析計「ＳＥＡ２１２０」を用いて酸処理前後のフィルムの金属イオン量を測定した。なお、測定は各サンプルに対して３箇所行い、３箇所の平均値を該サンプルの特性値とした。
【００７２】
処理前の電解質前駆体フィルムは主にＫイオンが付いており、酸処理することによって、イオン交換基の部分がＨ＋となるので、単位厚さ当たりのＫイオン量を測定した。また一部の比較例においては吸引搬送ロールにニッケルめっき金網を被せたＳＵＳ３１６製ロールを用いたので、フィルム中のＮｉイオン量も同様にして測定した。
【００７３】
［製造例１］被処理フィルムの製造法
（１）合成例１（保護基を有するモノマー）
モンモリロナイトクレイＫ１０（１５００ｇ）、ジヒドロキシベンゾフェノン９９０ｇをエチレングリコール２４２０ｍＬ／オルトギ酸トリメチル９９０ｍＬ中、生成する副生成物を蒸留させながら１１０℃で反応させた。１８ｈ後、オルトギ酸トリメチルを６６０ｇ追加し、合成４８ｈ反応させた。反応溶液に酢酸エチル３０００ｍＬを追加し、濾過後、２％炭酸水素ナトリウム水溶液で４回抽出を行った。
【００７４】
さらに、濃縮後、ジクロロエタンで再結晶する事により目的の２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３−ジオキソランを得た。
【００７５】
（２）合成例２（イオン性基を有するモノマー）
次に４，４’−ジフルオロベンゾフェノン１０９０ｇ（アルドリッチ試薬）を発煙硫酸（５０％ＳＯ３）１５００ｍＬ（和光純薬試薬）中、１００℃で１０ｈ反応させた。その後、多量の水中に少しずつ投入し、ＮａＯＨで中和した後、食塩２０００ｇを加え合成物を沈殿させた。得られた沈殿を濾別し、エタノール水溶液で再結晶し、ジソジウム ３，３’−ジスルホネート−４，４’−ジフルオロベンゾフェノンを得た。純度は９９．３％であった。
【００７６】
（３）合成例３ （電解質ポリマーの重合例）
撹拌機、窒素導入管、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップを備えた５Ｌの反応容器に、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン４３ｇ（アルドリッチ試薬０．２ｍｏｌ）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３−ジオキソラン２０７ｇ（０．８ｍｏｌ）、４，４’−ジフルオロベンゾフェノン８７ｇ（アルドリッチ試薬０．２ｍｏｌ）、およびイオン性基を含有するモノマーであるジソジウム ３，３’−ジスルホネート−４，４’−ジフルオロベンゾフェノン３３８ｇ（０．８ｍｏｌ）を入れ、窒素置換後、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）２５００ｇ、トルエン５００ｇ、環状金属捕捉剤として１８−クラウン−６ １８６ｇ（和光純薬試薬）を加え、モノマーが全て溶解したことを確認後、炭酸カリウム２４８ｇ（アルドリッチ試薬、１．８ｍｏｌ）を加え、環流しながら１６０℃で脱水後、昇温してトルエン除去し、２００℃で１時間脱塩重縮合を行った。得られたポリマーの重量平均分子量は２８万であった。次に重合原液の粘度が０．５Ｐa・ｓになるようにＮＭＰを添加し重合原液を得た。
【００７７】
（４）電解質塗液の製造例
久保田製作所製インバーター・コンパクト高速冷却遠心機（型番６９３０にアングルローターＲＡ−８００をセット、２５℃、３０分間、遠心力２００００Ｇ）で重合原液の遠心分離を行った。沈降固形物（ケーキ）と上澄み液（塗液）がきれいに分離できたので上澄み液を回収し、セパラブルフラスコに移した。次に、撹拌しながら８０℃で減圧蒸留し、上澄み液の粘度が２Ｐａ・ｓになるまでＮＭＰを除去し、さらに５μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製フィルターで加圧濾過して電解質塗液を得た。
【００７８】
（５）製膜例
基材として厚さ１２５μｍ、幅３５ｃｍのＰＥＴフィルム（東レ製“ルミラー（登録商標）”）を用い、連続塗工可能なコーター（コーター部；スリットダイコーター）にて上記電解質塗液を連続流延塗布した。塗布速度は１５０℃、１０分間でフィルム中の溶媒を乾燥できる速度とし、溶媒蒸発後の電解質膜の厚みが２０μｍとなるように塗工条件を調整し、得られたフィルムをロール状に巻き取り、フィルムＡとした。このフィルムＡの幅は３００ｍｍ、長さ１００ｍであった。
【００７９】
〔実施例１〕
図１に示した処理装置を用いて、上記製膜例で得られた、ＰＥＴフィルム（基材）を有するフィルムＡの酸処理を行い、ポリマー中の保護基の加水分解とイオン交換を行った。
【００８０】
なお、この処理装置の液処理槽２０には、１０％硫酸を貯蔵し、６０℃に加温しながら槽内を循環させた。また、液処理槽２０におけるフィルムの液中滞留時間は２０分とした。
【００８１】
液中ガイドロールは中空構造とし、体積による浮力と該ロールによる鉛直下向き方向の荷重とがバランスするようにロール壁の厚さを設計し、最終的にはロール端面を研削することによりバランス調整した。
【００８２】
フィルムＡの巻き出し時には、液処理槽入り口に設けた張力検出機構１２が２０Ｎの張力になるようにフィルムＡの巻き出し部ブレーキを調整し、一方、巻き取り時には張力検出機構５２が２０Ｎになるように巻き取りトルクを調整した。またフィルムＡの電解質膜側が吸引搬送ロールに接触するように設定した。
【００８３】
また、フィルム液処理部２の出ロール２２からフィルム洗浄部３の入りロール３１に向かって１０度の下り勾配を持つように出ロール、入りロールを設置した。
【００８４】
押圧ロール４４は、吸引搬送ロール４１よりも小径でポリウレタンゴム製のフリーロールとし、フィルムが吸引搬送ロール４１に吸引／密着し始める位置に設置し、フィルムを吸引搬送ロール４１に対して押圧ロール４４の自重と同等の力で接圧した。
【００８５】
吸引搬送ロール４１には、中心粒径１００μｍの顆粒状ポリプロピレンポリマーを中空金型に入れて焼結・結着させ、中空形状に形成した後、表面を研磨布により研磨仕上げしたものを用いた。該ロールの平均表面開口面積は０．０８ｍｍ２、最大開口面積は０．４７ｍｍ２、表面開口率は２４％であった。
【００８６】
そして、この吸引搬送ロール４１の中空部を減圧装置（日立産機システム（株）製ボルテックスブロワＶＢ−０１５−Ｇ２）に接続し、吸引搬送ロール４１の表面に３ｋＰａの負圧を発生させて、フィルムを吸引搬送ロールの表面に密着固定させた。
【００８７】
また温風送風機４３は、吸引搬送ロール４１の頭頂部からフィルム剥離部にかけてのフィルムに接しない位置に、送風口が、フィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向し、かつ、吸引搬送ロール４１の表面に沿って押圧ロール４４に向けて送風できるように設置し、８０℃の温風をフィルム全幅に渡って均一に送風してフィルムを乾燥するとともに押圧ロール４４の乾燥も同時に行うようにした。
【００８８】
さらに、フィルム乾燥部以降のフィルム１０に接触する搬送ロールは、フィルムと接触してイオン交換を行うことがないように、金属ロール表面に熱収縮性ポリマーフィルムを被覆し、ロール表面を非金属としたものとした。また、液処理部、洗浄部の各ロールは、耐熱性塩化ビニール製のロールとした。
【００８９】
以上のような条件で液処理を行って巻き取られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００９０】
〔実施例２〕
実施例１において、フィルムＡから基材であるＰＥＴフィルムを剥離しながら巻き出したこと以外は実施例１と同様にして処理を行い、フィルムＡ−２を得た。ただし、実施例２では基材であるＰＥＴフィルムが無い状態で処理を行ったので、基材ＰＥＴフィルムの厚さを考慮して、巻き出し、巻き取り張力共に５Ｎに設定した。
【００９１】
液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−２の評価結果を表１に示す。
【００９２】
〔比較例１〕
吸引搬送ロール４１として、中心粒径１ｍｍの顆粒状ポリプロピレンポリマーを中空金型に入れて焼結・結着させ、中空形状に形成した後、表面を研磨布により研磨仕上げしたものを用いた以外は実施例２と同様に、フィルムＡから基材であるＰＥＴフィルムを剥離しながら巻き出して液処理を行い、フィルムＡ−３を得た。該ロールの平均表面開口面積は０．２５ｍｍ２、最大開口面積は１．５ｍｍ２、表面開口率は３５％であった。
【００９３】
巻き取られたフィルム表面には直径１ｍｍ前後の吸引痕があばた状に付いていた。液処理されたフィルムを巻き取るにあたっては、シワが入ることは無く、フィルムの搬送、巻き取りも正常に行われた。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−３の評価結果を表１に示す。
【００９４】
〔比較例２〕
吸引搬送ロール４１としてＳＵＳ３１６製中空ロールの壁面に直径３ｍｍの貫通孔を開口率２０％で設けた多孔金属ロールの表面にメッシュ＃１２５、線径８０μｍのニッケルめっき金網を被せたものを用いた以外は実施例１と同様にフィルムＡの酸処理を行い、フィルムＡ−４を得た。この時の平均表面開口面積は０．０１４ｍｍ２、最大開口面積は０．０２ｍｍ２、表面開口率は３６％であった。
【００９５】
巻き取られたフィルム表面には貫通孔起因の直径約３ｍｍの吸引痕が明瞭に付いていた。液処理されたフィルムを巻き取るにあたっては、シワが入ることは無く、フィルムの搬送、巻き取りは正常に行われた。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−４の評価結果を表１に示す。
【００９６】
〔比較例３〕
温風送風機４３を、送風口が吸引搬送ロールに対向する位置ではなく、吸引搬送ロールよりも下流側かつフィルム張力検出機構５２の上流側の、フィルムが固定されていないフリースペースの位置に対向するように設置した以外は実施例１と同様にフィルムＡの酸処理を行い、フィルムＡ−５を得た。
【００９７】
フィルムは、吸引搬送ロール上ではシワ無く固定されていたが、吸引搬送ロールを出た後で低張力の状態で温風を受けて乾燥したために、基材フィルム毎全体がカールした。このため下流側のロール上でフィルムが蛇行し、巻き取られたフィルムの端部には擦過傷が付いた。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−５の評価結果を表１に示す。
【００９８】
〔比較例４〕
温風送風機４３を、送風口が吸引搬送ロールに対向する位置ではなく、吸引搬送ロールよりも下流側かつフィルム張力検出機構５２の上流側の、フィルムが固定されていないフリースペースの位置に対向するように設置した以外は実施例２と同様に、フィルムＡから基材であるＰＥＴフィルムを剥離しながら巻き出して液処理を行い、フィルムＡ−６を得た。
【００９９】
フィルムは、吸引搬送ロール上ではシワ無く固定されていたが、吸引搬送ロールを出た後で低張力の状態で温風を受けて乾燥したために、わかめ状のシワが縦方向に入り、このシワを持ったまま巻き取られたために正常な巻取りが困難であった。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−６の評価結果を表１に示す。
【０１００】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、燃料電池用電解質膜を得るための酸処理装置に限らず、食塩電解イオン交換膜、水電解用電解質膜、イオン交換膜等の水処理膜や加湿膜を得るための処理装置や、２次電池セパレータフィルムを得るための処理装置、などに適用可能である。さらに、ＴＦＴ型ＬＣＤ、ＳＴＮ型ＬＣＤ、ＰＤＰなどの表示デバイスの基板などの部品、導光板、保護フィルム、位相差フィルム、タッチパネル、透明電極基板、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなどの光学記録基板の処理装置にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【０１０２】
１ フィルム巻き出し部
２ フィルム液処理部
３ フィルム洗浄部
４ フィルム乾燥部
５ フィルム巻き取り部
１０ フィルム
１１ 被処理フィルムロール
２０ 液処理槽
２１、３１ 入りロール
２２、３２ 出ロール
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ，３３ａ、３３ｂ 液中ガイドロール
２４ 上部カバー
２５、３５ 洗浄ノズル
３４ａ、３４ｂ 空中ガイドロール
３０ オーバーフロー受け槽
３６ 第一洗浄槽
３７ 第２洗浄槽
３８ 洗浄水受け槽
３９ａ、３９ｂ 洗浄水連通管
４１ 吸引搬送ロール
４２ 減圧装置
４３ 温風送風機
４４ 押圧ロール
４５ 吸引機構付きスポンジロール
４６ 吸引装置
１２，５２ フィルム張力検出機構
５１ 処理済みフィルムロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のポリマーフィルムの処理装置に関する。より詳しくは、有機ポリマーフィルムを搬送しながら液処理する際にフィルム表面に発生するキズ、シワ、乾燥ムラ等を低減し高品位のフィルムを得ることができるフィルム処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ポリマーフィルムは、一般的にＴダイなどを用いた押出法や基材上にポリマー溶液を流延するキャスティング法などにより製膜される。また、製膜されたフィルムに対し品質の向上や付加価値を付けるためにフィルムを液中で処理し、その後乾燥させるプロセスを用いることがある。
【０００３】
金属フィルムのように液を吸収しないフィルムの場合は、特別な工夫を行わずに液中での搬送が可能であるが、有機ポリマーフィルムの場合は、液を吸収することによりフィルムの物性が変化することがあり、空気中と同じ搬送条件ではフィルムの皺や傷などの品質不良やフィルムの破断などのトラブルを引き起こすことがある。特に、フィルムが膨潤してサイズが変わる場合やフィルムの弾性率や破断強度が下がる場合、フィルムが薄膜である場合などにおいては、非常に取り扱いが困難になる。
【０００４】
また、液処理後のフィルムはエアーブローや吸水ロール等で液滴を除去した後に、乾燥処理するが、エアーブローでは充分に液滴除去がされず水滴跡が残ったり乾燥ムラが生じることがあり、吸水ロールではロールが乾燥途中のフィルムを挟むため皺発生の原因となる。さらに、吸水性が高く寸法変化率の大きいフィルムにおいては、乾燥とともにフィルムのサイズが変化するため皺が発生したり、擦過キズが入る等の品質不良や巻き取り不良が顕著となり、水滴の除去や乾燥を連続的に行うことが非常に難しいという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する方法としては、フィルムを枠などに固定して枚葉で液処理を行う方法も知られているが、生産効率を高めるためには連続処理プロセスが望ましい。
【０００６】
このように、フィルムを液中で搬送・処理するには種々の問題点があり、特に傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率の大きい燃料電池用電解質フィルムなどでは、品質と生産性を両立させることが非常に困難であった。
【０００７】
これに対し、特許文献１には有機ポリマーを基材上に塗布し乾燥した後に、得られた有機ポリマーフィルムを基材から剥離せずに液処理する方法が開示されている。
【０００８】
しかし、この方法においても、基材ごとフィルムが固定されること無く自由空間において熱風ドライヤー等の手段によって乾燥されるため、基材フィルムと有機ポリマーフィルムの熱収縮率、フィルム厚さ、剛性の違いにより全体がカールし、搬送不良になりうまく巻き取れないという問題があった。
【０００９】
十分厚い基材フィルムを用いれば巻き取りに支障が無い程度にまでカールの発生を抑制できるが、基材フィルムが厚くなったことによるコストアップ、重量増によるハンドリング性不良が生じた。
【００１０】
また特許文献１に開示された方法では巻き出しから巻き取りまでの一連プロセスの中を通過する連続したフィルムの張力は、巻き取り部の張力が最大で巻き出し部が最小であり、巻き取り部では過大な張力で巻き取られるために製品フィルムにキズが入ったり、巻き締まりによりフィルム同志が固着し、使用時に剥離できず破れるという問題があった。この現象は乾燥部でのカール防止のために厚い基材フィルムを用いた時に顕著であった。
さらに特許文献１においてはスルホン化ポリマーを用いて製膜／液処理するにもかかわらず搬送ロール材質に関しては言及しておらず、一般的に用いられる金属製搬送ロールを、燃料電池用電解質フィルムのようにイオン交換能を有するフィルムの搬送に適用した場合、フィルムが金属製搬送ロールに接触することによりイオン交換が行われ、品質上不適合を招くという問題があった。
【００１１】
また特許文献２には、原料ポリマーを支持体上に流延した後に剥離してウェブを形成し、その後ウェブを乾燥し、フィルムとして巻き取るフィルムの製造装置において、複数の乾燥装置の中間に、表面に複数の吸引口を有する中空状ドライブロールを設け、減圧手段によりその内部を減圧することによってウェブをドライブロールの外周面に吸着させ、ドライブロールの回転力をウェブに伝達してウェブをニップすることなくウェブを搬送し、シワの発生を防止すると共にウェブ中の残存溶媒を回収することが開示されている。しかし、この方法においても、吸水による寸法変化率の大きい燃料電池用電解質フィルムに適用した場合には、中空状ドライブロールの前後工程においてフィルムが固定されること無く自由空間において熱風ドライヤー等の手段によって乾燥されるため、基材フィルムと有機ポリマーフィルムの熱収縮率、フィルム厚さ、剛性の違いにより全体がカールし、搬送不良になりうまく巻き取れないという問題があった。
【００１２】
さらに特許文献２に開示されている中空状ドライブロールは、表面の吸引口の大きさが１〜１００ｍｍ２であり、さらにその吸引口の外周面に、網目もしくは貫通孔の大きさが０．５〜５０ｍｍ２である金網もしくは多孔板からなるカバーが設けられている。そのため、吸水による寸法変化率が大きくイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムに適用した場合には、吸引口やカバーのパターンが転写したり、フィルムが当該カバーに接触することによりイオン交換が行われるという問題があった。
【００１３】
このように従来技術では、特に傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きく、かつイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムなどでは、連続液処理において品質と生産性を両立させることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２１１７２号公報
【特許文献２】特開２００３−９４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きく、かつイオン交換能を有する燃料電池用電解質フィルムなどでも、連続液処理において品質と生産性を両立させることが可能なフィルム処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は、以下の（１）〜（１０）のいずれかの構成を特徴とするものである。
（１） フィルムを液処理するフィルム液処理部、液処理されたフィルムを洗浄するフィルム洗浄部、洗浄されたフィルムを乾燥するフィルム乾燥部、および乾燥されたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部を備え、フィルム乾燥部は、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置は吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機は送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなることを特徴とするフィルム処理装置。
（２） 吸引搬送ロールが駆動ロールであることを特徴とする、前記（１）に記載のフィルム処理装置。
（３） 非金属製多孔質材料が顆粒状ポリマーの結着物、多孔質ポリマー、多孔質セラミックス、または不織布であることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載のフィルム処理装置。
（４） 吸引搬送ロールは、平均表面開口面積が０．００５〜０．４ｍｍ２、最大表面開口面積が１ｍｍ２以下、および表面開口率が１５〜５０％であることを特徴とする、前記（３）に記載のフィルム処理装置。
（５） フィルム洗浄部、フィルム乾燥部およびフィルム巻き取り部においてフィルムに接触するロールは、その表面が非金属製材料であることを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（６） フィルム乾燥部は、フィルムの搬送方向に関して、フィルムが吸引搬送ロールに吸引され密着し始める位置もしくは該位置よりも下流側から、温風送風機からの温風が吹きつけられる位置までの間に、フィルムを吸引搬送ロールに押圧する押圧ロールを備えてなることを特徴とする、前記（１）〜（５）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（７） さらに、フィルム乾燥部とフィルム巻き取り部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き取り部の速度を制御する巻き取り速度制御機構を備えてなることを特徴とする、前記（１）〜（６）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（８） さらに、フィルム巻き出し部を備え、フィルム巻き出し部とフィルム乾燥部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き出し部の速度を制御する巻き出し速度制御機構を備えてなることを特徴とする、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（９） フィルム液処理部は処理液を貯留する液処理槽を備え、フィルム洗浄部は洗浄液を貯留する洗浄槽を備え、それら槽内には、フィルムを方向転換して搬送する液中ガイドロールが設けられてなり、該液中ガイドロールは、ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように処理液に浸漬されてなることを特徴とする、前記（１）〜（８）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
（１０） フィルム洗浄部は、洗浄液を貯留する、複数の槽から構成された洗浄槽を備え、該複数の槽は、フィルムの搬送方向に関して、下流側の槽の上部から流出した洗浄水が隣接する上流側の槽の底部から流入可能なように接続されていることを特徴とする、前記（１）〜（９）のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【００１７】
ここで、本発明において、フィルム巻き出し部とは、ロール状に巻かれた長尺フィルムを保持し、所望の張力、速度で巻きだす機構をいう。
【００１８】
また、フィルム液処理部とは搬送されてくる長尺フィルムを処理液中に所望の張力で浸漬し処理する機構を言い、例えば、処理液を溜める液処理槽と、液処理槽への入りロール、出ロールおよび液処理槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロールなどとから構成される。
【００１９】
フィルム洗浄部とはフィルム液処理部で処理されたフィルムを洗浄液で洗浄する機構を言い、例えば、洗浄水を溜める洗浄槽と、洗浄槽への入りロール、出ロール、洗浄槽上部でフィルムの走行方向を転換する空中ガイドロール、洗浄槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロール、および出ロールの上方に設置された仕上げ洗浄ノズルなどとから構成される。
【００２０】
フィルム乾燥部とは、吸引搬送ロール表面にフィルムを密着固定させることにより、フィルムをニップすることなく所望の速度で搬送すると共に、乾燥処理する機構を言い、フィルムのカールを防止し、乾燥時の収縮によりキズやシワが発生するのを防止しながら乾燥処理することができる。
【００２１】
そして、フィルム巻き取り部とは所望の張力で長尺フィルムをロール状に巻き取る機構を言う。
【００２２】
また、本発明において、平均表面開口面積とは、ロール表面に存在する各開口部の面積の数平均を言い、最大表面開口面積とはロール表面に存在する各開口部の面積の最大値を言う。さらに、表面開口率とは、ロール表面のフィルムに接触する部分の全面積（開口部も含む）に、該部分に存在する開口部の合計面積が占める割合を言う。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フィルム乾燥部が、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置が吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機が、送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなるため、表面が非金属製多孔質材料のロールにフィルムを密着させつつ、かつ、該ロールに密着しているフィルムに温風をあてることができ、傷が付きやすいフィルムや吸水による寸法変化率が大きくかつイオン交換能を有するフィルムなどをも、損傷、寸法変化、イオン交換を防ぎつつ乾燥することができる。そのため、連続液処理において品質と生産性を両立させることが可能となり、また、本発明により液処理されたフィルムは、燃料電池用電解質膜や食塩電解用イオン交換膜、水電解用電解質膜、イオン交換膜等の水処理膜や加湿膜、２次電池セパレータフィルムとしても好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】燃料電池用電解質膜の製造工程で用いることができる、本発明の一実施形態であるフィルム処理装置の概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態の例を燃料電池用電解質膜酸処理装置に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、燃料電池用電解質膜を製造するうえで酸処理に好適に用いられる、本発明にかかるフィルム処理装置の概略模式図である。
【００２７】
図１に示す装置は、フィルム巻き出し部１、フィルム液処理部２、フィルム洗浄部３、フィルム乾燥部４、フィルム巻き取り部５を備えている。フィルム１０は、フィルム巻き出し部１の被処理フィルムロール１１から巻き出された後、フィルム液処理部２において所望の条件で液処理され、引き続きフィルム洗浄部３において洗浄され、その後フィルム乾燥部４において乾燥され、フィルム巻き取り部５において巻き取られる。
【００２８】
フィルム巻き出し部１とフィルム液処理部２の間にはフィルム張力検出機構１２が設けられており、該機構によって検出される張力が所望の値になるように、フィルム巻き出し部１の巻き出し速度、巻き出しブレーキが制御されることにより、所望の張力でフィルム１０がフィルム液処理部２に送り込まれる。
【００２９】
なお、フィルム１０はフィルム巻き出し部１において被処理フィルムロール１１から巻き出されるが、被処理フィルムロール１１が基材付きフィルムの状態で巻かれており、液処理は基材から剥離したフィルム単体で行う場合には、基材巻き取り機構（図示しない）を設け、基材からフィルムを剥離しながら巻き出せば良い。
【００３０】
また、フィルム巻き出し部１は必ずしも設ける必要がなく、製膜されたフィルムを、一旦巻き取ることなく直接フィルム液処理部２に導入してもよい。
【００３１】
フィルム液処理部２は、処理液を溜める液処理槽２０と、フィルムを液処理槽へ導く入りロール２１と、フィルムを液処理槽から次の工程へ導く出ロール２２と、液処理槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅなどとから構成されている。フィルム巻き出し部１から連続的にフィルム液処理部２に送り込まれたフィルム１０は、フィルム液処理部２の入りロール２１、液中ガイドロール２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、出ロール２２にこの順序で巻回されることにより、フィルム液処理部２において上下に複数回反転されながら液処理される。
【００３２】
なお、図１のフィルム液処理部２においてフィルム１０は上下に３往復しているが、必要な処理時間に応じて反転回数を適宜変更すれば良い。すなわち、液中ガイドロールは５本に限定されるものではなく、１本でも、２本以上の複数本であってもよい。複数本を使用して処理液中で複数回折り返すことで、処理槽自体の長さを長くしなくても処理液に浸漬されている部分のフィルムの長さを長くすることができる。そして、処理液に浸漬されている部分のフィルムの長さが決まれば、フィルム走行速度を調整することにより、液処理時間を所望の時間に調整することができる。
【００３３】
液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅは、当該ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように処理液に浸漬されることが好ましい。液中ガイドロールをフリーロールにする場合、当該ロールはフィルムと接触してフィルムとの摩擦で回転することになるが、液中でのロールの重さが重いと回転せずにフィルムがロール表面を擦って傷が付いたり、回転しても張力ロスが大きくてフィルムが伸びたりする可能性が大きい。そこで、液中ガイドロールによる鉛直下向きの荷重と浮力とをバランスさせて液中でのロールの重さをほぼ０にすることで、軽い力でロールを回転することができるようにすることが好ましい。これにより、さらにフィルムへのダメージを低減することができる。さらに液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅは中空構造であることが軽量化の観点から好ましい。
【００３４】
また、図１に示す装置においては、フィルム液処理部２からフィルムが搬出される部分に洗浄ノズル２５が設置され、フィルム洗浄部３からの排出水を用いてフィルム表面を洗浄することができるように構成されている。より具体的には、フィルム液処理部２の出ロール２２からフィルム洗浄部３の入りロール３１の間に洗浄ノズル２５が設置され、該洗浄ノズル２５はポンプを介して第１洗浄槽３６上部に設けられた洗浄シャワー水吸引口と接続されており、第１洗浄槽３６から水を吸引しフィルム表面に噴出することができるように構成されている。これによりフィルム表面に付着してフィルム洗浄部３に持ち込まれる処理液の量を減少することができ、フィルム洗浄部３での洗浄効率を高める共に、フィルム液処理部２からフィルム洗浄部３への搬送途中でフィルムが乾燥してシワが発生するのを防止できる。なお、この時、洗浄シャワー水吸引口から吸引される水量が後述する洗浄ノズル３５に供給されるＲＯ水量とバランスするようにポンプを調整することが好ましい。
【００３５】
そして、フィルム液処理部２には図示しないが処理液加熱機構や処理液循環機構を設け、処理液を所望の温度に加熱すると共に循環しながら使用することが液処理の効率化、均一化の観点から好ましい。また、加温されることによりフィルム液処理部２からは処理液の蒸気が発生する場合があり、処理液も酸性、アルカリ性等化学的に活性な液体が使用されるので、フィルム液処理部２には、フィルム出入り口部のみにスリットを設けた準密閉構造の上部カバー２４を設け、排気を行うことも好ましい。
【００３６】
さらにこの時、フィルム液処理部２の出ロール２２から後述するフィルム洗浄部３の入りロール３１に向かっては下り勾配を持つように出ロール２２、入りロール３１を設置することが好ましい。こうすることにより、フィルム表面を洗浄した水がフィルム液処理部２に入ることを防止できる。
【００３７】
フィルム洗浄部３は、洗浄水を溜める洗浄槽（第１洗浄槽３６、第２洗浄槽３７）と、フィルムを洗浄槽へ導入する入りロール３１と、フィルムを洗浄槽から導出する出ロール３２と、洗浄槽上部でフィルムの走行方向を転換する空中ガイドロール３４ａ、３４ｂと、洗浄槽中でフィルムの走行方向を転換する液中ガイドロール３３ａ、３３ｂと、出ロール３２の上方に設置された仕上げ洗浄ノズル３５などとから構成されている。フィルム液処理部２から送り出されたフィルム１０は、フィルム洗浄部３の入りロール３１、液中ガイドロール３３ａ、空中ガイドロール３４ａ、液中ガイドロール３３ｂ、空中ガイドロール３４ｂ、出ロール３２にこの順序で巻回されることにより、フィルム洗浄部３において上下に複数回反転されながら洗浄される。
【００３８】
液中ガイドロール３３ａ、３３ｂは、フィルム液処理部２の液中ガイドロール２３ａ〜２３ｅと同様の理由から、当該ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように洗浄液に浸漬されることが好ましく、さらに中空構造であることが軽量化の観点から好ましい。
【００３９】
なお、フィルム洗浄部３における液中ガイドロールや空中ガイドロールも、それぞれ２本に限定されるものではなく、それぞれ１本でも２本以上の複数本を使用してもよい。複数本を使用して洗浄水中で複数回折り返すことで、洗浄槽自体の長さを長くしなくても洗浄水に浸漬されている部分のフィルムの長さを長くすることができる。
【００４０】
そして、出ロール３２に巻回された後立ち上がったフィルム１０は、その両面に対向するように設けられた洗浄ノズル３５よりＲＯ水が噴出され仕上げ洗浄される。
【００４１】
フィルム１０を仕上げ洗浄したＲＯ水は出ロール３２の下部に設けられた洗浄水受け槽３８に溜まる。洗浄水受け槽３８の上部に設けられた排水口と第２洗浄槽３７の底部は洗浄水連通管３９ｂにより連結されており、洗浄水受け槽３８に溜まったＲＯ水は洗浄水連通管３９ｂを通って第２洗浄槽３７の底部に流入する。同様に第２洗浄槽３７の上部に設けられた排水口と第１洗浄槽３６の底部は洗浄水連通管３９ａにより連結されており、第２洗浄槽３７に溜まった水は洗浄水連通管３９ａを通って第１洗浄槽３６の底部に流入する。
【００４２】
このように、フィルム洗浄部を、第１洗浄槽３６、第２洗浄槽３７というように複数の槽から構成し、該複数の槽を、フィルムの搬送方向に関して、下流側の槽の上部から流出した洗浄水が隣接する上流側の槽の底部から流入可能なように接続することで、各槽（第１洗浄槽３６、第２洗浄槽３７）共に底部から上部へ向かう流れが形成され効率的な洗浄を行うことができる。
【００４３】
さらに、図１に示す態様においては、第１洗浄槽３６の上部に洗浄シャワー水吸引口が設けられており、第１洗浄槽３６に溜まった水が洗浄ノズル２５に洗浄水として供給されるように構成されている。同時にフィルム洗浄部３の入りロール３１の手前に液切ロールが設置されておりフィルム表面を流れてきた使用後の洗浄水がオーバーフロー受け槽３０に流れ落ちるように構成され、オーバーフロー受け槽３０に溜まった使用後の洗浄水が適宜装置外に排出されるように構成されている。
【００４４】
なおこの時、各排水口、給引口は、高い方から、洗浄水受け槽３８の排水口＞第２洗浄槽３７の排水口＞第１洗浄槽３６のオーバーフローレベル＞第１洗浄槽３６の洗浄シャワー水吸引口 の位置関係にあることは言うまでもない。
【００４５】
そして、図１ではフィルム洗浄部３が２つの洗浄槽で構成されているが、洗浄効率に応じて洗浄槽の数は適宜変更すれば良い。
【００４６】
フィルム洗浄部３の出ロール３２に巻回され立ち上がったフィルム１０は、斜め下向きに設置された洗浄ノズル３５によりＲＯ水シャワーで両面を仕上げ洗浄された後、フィルム乾燥部４に搬送される。
【００４７】
フィルム乾燥部４は、少なくとも表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロール４１、減圧装置４２、温風送風機４３、押圧ロール４４、吸引機構付きスポンジロール４５、吸引装置４６などから構成されている。
【００４８】
吸引機構付きスポンジロール４５は、洗浄ノズル３５より上方に、フィルム１０を挟んで設けられた一対のスポンジロールからなり、ロールの内部が中空状で吸引装置４６に接続されている。この構成により、スポンジロール４５が吸着した水を排出し、スポンジロール４５を常に水吸着できる状態に保っている。また、一対のスポンジロール４５の中心位置は上下にずれておりフィルム１０をニップする状態には無く、フィルム１０が一対のスポンジロール４５にＳ字状に接触するように配置されている。これによりフィルム１０にキズを付けることなく表面付着水を吸着除去することができる。
【００４９】
吸引搬送ロール４１は、少なくとも表面に非金属製多孔質材料を用いて中空形状に作られており、中心の中空部を減圧装置４２に接続することにより吸引搬送ロール４１の表面を負圧にすることができる。これにより、フィルム１０を吸引搬送ロール４１の表面に密着固定させ、フィルム１０のカールを防止すると共に、乾燥時の収縮によりキズやシワが発生するのを防止することができる。また、その少なくとも表面が非金属製多孔質材料であるので、液処理により末端にＨ＋基を有しイオン交換能を有しているようなフィルムを乾燥処理する場合であってもＨ＋基が金属に置換されたりせず、また、表面に弱酸性の洗浄液が付着しているフィルムを乾燥処理する場合であっても、ロールの錆発生を防ぐことができる。
【００５０】
液処理によりイオン交換能が付与されたフィルムを乾燥する場合であっても、当該吸引搬送ロール４１とフィルムとの間でイオン交換が行われることはなく、フィルムの性能低下を防ぐことができる。
【００５１】
吸引搬送ロール４１に用い得る非金属製多孔質材料としては、顆粒状ポリマーを結着させた多孔質ポリマーやスポンジ状の多孔質ポリマー、さらには多孔質セラミックス、不織布などを挙げることができ、これらをロール状に加工したり、有孔金属ロールの表面を該非金属製材料で被覆しても良い。中でも、軽量かつ安価であることに加え、残留金属イオンがなく、また、適度な表面弾性を持ち開口パターンが転写しにくいという点から、顆粒状ポリマーを結着させた多孔質ポリマー、スポンジ状の多孔質ポリマー、不織布が特に好ましい。
【００５２】
吸引搬送ロール４１の非金属製多孔質材料部分の表面開口面積および表面開口率は、処理するフィルムの剛性、吸水率等から決定すればよい。しかしながら、表面開口面積が大きすぎるとフィルムにロール表面のパターンが転写してフィルム品位が低下し、開口面積が小さすぎると目詰まりを起こしやすく、また減圧装置４２の負荷が過大になるので、平均表面開口面積は０．００５〜０．４ｍｍ２の範囲が好ましい。また表面開口率は、低すぎると減圧装置４２の負荷が過大になると共にロール表面のパターンがフィルムに転写しやすくなり、一方高すぎると機械的強度が低下するので、１５〜５０％の範囲が好ましい。また平均表面開口面積が０．００５〜０．４ｍｍ２の範囲内であっても開口分布の中に１ｍｍ２以上の面積を持つ開口が含まれるとロール表面のパターンがフィルムに転写しやすくなるので、最大開口面積は１ｍｍ２以下であることが好ましい。さらには平均表面開口面積が０．０１〜０．２ｍｍ２、開口率が２０〜４０％、および最大表面開口面積が０．８ｍｍ２以下の範囲であることが好ましい。
【００５３】
また機械精度を高めるために芯金として有孔金属ロールを用い、その表面を該非金属製多孔質材料で被覆することも行われるが、有孔金属ロールの表面開口面積に対して該非金属製多孔質材料の厚さが薄いと、該非金属製多孔質材料自体の表面開口面積が小さくても実質的には有孔金属ロールの開口パターンで吸引されることになり、有孔金属ロールの開口部に該非金属製被覆材料と共に被処理フィルムが吸引され、被処理フィルムに有孔金属ロールの開口パターンが転写しやすくなる。被処理フィルムに有孔金属ロールの開口パターンが転写しないようにするために好ましく設定される該非金属製多孔質材料の厚さは、有孔金属ロールの構造、開口パターン、平均開口面積、および該非金属製多孔質材料の強度、該非金属製多孔質材料の平均開口面積、開口率にも依存するが、少なくとも有孔金属ロールの平均開口径以上であることが好ましく、平均開口径の２倍以上の厚さを有することがさらに好ましい。
【００５４】
また、フィルムの搬送方向に関して、フィルム１０が吸引搬送ロール４１に吸引され密着し始める位置もしくは該位置よりも下流側から、後述する温風送風機４３からの温風が吹きつけられるフィルム上の位置までの間には、小径の押圧ロール４４が設置されている。押圧ロール４４は、吸引搬送ロール４１上のフィルム１０に自重程度の力で接圧し、後述する温風送風機４３からの温風がフィルム表面を流れ落ちるのを防止してスポンジロール４５から吸引搬送ロール４１間のフィルム１０が振動するのを防いでいる。その結果、フィルム密着開始位置を固定することができ、しわの発生を防止できる。
【００５５】
温風送風機４３は、送風口が、フィルム１０を挟んで吸引搬送ロール４１に対向するように、より具体的には、吸引搬送ロール４１の頭頂部からフィルム剥離部にかけてのフィルム１０に接しない位置で、かつ該フィルムに対向するように設置されており、フィルム全幅に渡って均一に送風できる構造になっている。このような構造によればフィルムを吸引搬送ロールに密着させた状態で乾燥することができ、乾燥時の寸法変化やカールの発生を抑制することができる。
【００５６】
このとき、該温風送風機４３からの送風方向を吸引搬送ロール表面に沿って押圧ロール４４に向けることも好ましい。こうすることで、フィルムの乾燥のみならず押圧ロール４４の乾燥も同時に行うことができ、押圧ロール４４の乾燥手段を別途設ける必要がなくなる。
【００５７】
吸引搬送ロール４１上で乾燥されたフィルム１０は、その後フィルム巻き取り部５に搬送され、処理済みフィルムロール５１として巻き取られる。
【００５８】
ここで、図１に示す態様においては、吸引搬送ロール４１とフィルム巻き取り部５との間にフィルム張力検出機構５２が設けられており、該機構によって検出される張力が所望の値になるように、フィルム巻き取り部５の巻き取り速度、巻き取りトルクが制御される。具体的には、過大な張力で巻き取ると製品フィルムにキズが入ったり、巻き締まりによりフィルム同志が固着し、使用時に剥離できず破れるという問題があるので、巻きずれしない程度の低張力０．３〜３ＭＰａで巻き取るのが好ましい。
【００５９】
そして、このような低張力は、吸引搬送ロール４１を駆動ロールとし、該ロールによりフィルム１０を吸引／密着しつつフィルムの搬送速度を制御し、吸引搬送ロール前後の張力を個別に設定することによって可能となる。
【００６０】
さらに、上記装置においては、フィルム洗浄部３、フィルム乾燥部４、およびフィルム巻き取り部５の、フィルムを搬送するロールの少なくともロール表面が、非金属製材料であることが好ましい。このように構成することにより、上述した吸引搬送ロール４１と同様に、液処理により末端にＨ＋基を有しイオン交換能を有しているようなフィルムを搬送する場合であってもＨ＋基が金属に置換されたりせず、またロール自体の錆発生を防ぐことができる。
【００６１】
かかる非金属製材料としては、顆粒状ポリマーを結着させた多孔質ポリマーやスポンジ状の多孔質ポリマー、さらには多孔質セラミックス、不織布などを挙げることができる。これらをロール状に加工したり、金属ロールの表面を該非金属製材料で被覆しても良い。
【００６２】
以上のような装置により処理されるフィルムとしては、有機ポリマーフィルムを挙げることができ、該有機ポリマーフィルムとしてはスルホン酸基を有するポリマーフィルムであることが好ましい。かかる有機ポリマーフィルムは、酸による液処理、好ましくは硫酸水による液処理で、イオン交換能を有するフィルムに改質され、燃料電池用電解質フィルムなどとして好適に用いられる。
【００６３】
ここで、有機ポリマーフィルムを硫酸水により液処理して燃料電池用電解質フィルムを製造する場合、かかる硫酸水における硫酸の濃度は３〜２０重量％の範囲内であることが好ましく、また、硫酸水の液温は室温〜８０℃の範囲内、かかる硫酸水による液処理時間は１〜６０分が好ましく、さらにその液処理時間は５〜３０分であることが好ましい。
【００６４】
なお、該有機ポリマーフィルムはポリエチレンテレフタレートフィルムの基材上に流延製膜されたままの状態で処理しても良いし、流延製膜後に基材から剥離し、該有機ポリマーフィルム単独で巻き取ったものを用いても良いし、巻き出し部で該基材から該有機ポリマーフィルムを剥離しながら処理しても良い。どの条件を用いるかは該有機ポリマーフィルムの厚さ、特性、液処理後の必要特性、処理時間等を勘案して決定すればよい。
【００６５】
また基材フィルム付きのままで処理する場合、吸引搬送ロールに接触する面は、基材フィルム面、被処理フィルム面どちらでも良いが、温風送風機からの温風により電解質フィルムが乾燥し、水分が蒸気となって発生するので、該蒸気を吸引除去するために、被処理フィルム面が吸引搬送ロールに接するようにするのが好ましい。
【００６６】
さらに、基材フィルムの両面に流延製膜した後、基材フィルム付きのままで処理すれば両面の被処理フィルムを同時に処理することができ、生産性を２倍に向上できる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されることはない。なお、得られたフィルムについては下記の方法により評価した。
【００６８】
［評価方法］
〈フィルム搬送状態〉
処理装置内でのフィルムの搬送状態（シワ、蛇行）を目視にて判断し、ＯＫ：正常走行、ＮＧ：異常走行に分類した。
【００６９】
〈表面性状〉
目視にて判断し、皺および傷の大きさや頻度、液滴痕の有無からＡ〜Ｃ（Ａ：良品、Ｂ：合格品だが用途によってはＮＧ品、Ｃ：ＮＧ品）の３ランクに分類した。
【００７０】
＜平均表面開口面積、最大表面開口面積、および表面開口率＞
ＮＥＣ製ＣＣＤカメラＴＩ−３２４Ａを協和光学工業（株）製実体顕微鏡ＫＳＺ−Ｔに装着し、視野幅１６．５ｍｍ、分解能２５．８μｍでロール表面を撮像した。得られた画像に対し、Ｍａｔｒｏｘ社製画像解析ソフトウエアＭａｔｒｏｘ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒを用いて解析を行い、空孔部の面積分布を求め、平均表面開口面積、最大表面開口面積および表面開口率を算出した。なお、測定は各サンプルに対して３箇所行い、平均表面開口面積、および表面開口率は３箇所の平均値を該サンプルの特性値とし、最大表面開口面積は３箇所の最大値を該サンプルの特性値とした。
【００７１】
＜金属イオン含有量＞
液処理済み電解質フィルムが正常にイオン交換されているかを確認するために、セイコーインスツルメンツ（株）製卓上型蛍光Ｘ線分析計「ＳＥＡ２１２０」を用いて酸処理前後のフィルムの金属イオン量を測定した。なお、測定は各サンプルに対して３箇所行い、３箇所の平均値を該サンプルの特性値とした。
【００７２】
処理前の電解質前駆体フィルムは主にＫイオンが付いており、酸処理することによって、イオン交換基の部分がＨ＋となるので、単位厚さ当たりのＫイオン量を測定した。また一部の比較例においては吸引搬送ロールにニッケルめっき金網を被せたＳＵＳ３１６製ロールを用いたので、フィルム中のＮｉイオン量も同様にして測定した。
【００７３】
［製造例１］被処理フィルムの製造法
（１）合成例１（保護基を有するモノマー）
モンモリロナイトクレイＫ１０（１５００ｇ）、ジヒドロキシベンゾフェノン９９０ｇをエチレングリコール２４２０ｍＬ／オルトギ酸トリメチル９９０ｍＬ中、生成する副生成物を蒸留させながら１１０℃で反応させた。１８ｈ後、オルトギ酸トリメチルを６６０ｇ追加し、合成４８ｈ反応させた。反応溶液に酢酸エチル３０００ｍＬを追加し、濾過後、２％炭酸水素ナトリウム水溶液で４回抽出を行った。
【００７４】
さらに、濃縮後、ジクロロエタンで再結晶する事により目的の２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３−ジオキソランを得た。
【００７５】
（２）合成例２（イオン性基を有するモノマー）
次に４，４’−ジフルオロベンゾフェノン１０９０ｇ（アルドリッチ試薬）を発煙硫酸（５０％ＳＯ３）１５００ｍＬ（和光純薬試薬）中、１００℃で１０ｈ反応させた。その後、多量の水中に少しずつ投入し、ＮａＯＨで中和した後、食塩２０００ｇを加え合成物を沈殿させた。得られた沈殿を濾別し、エタノール水溶液で再結晶し、ジソジウム ３，３’−ジスルホネート−４，４’−ジフルオロベンゾフェノンを得た。純度は９９．３％であった。
【００７６】
（３）合成例３ （電解質ポリマーの重合例）
撹拌機、窒素導入管、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップを備えた５Ｌの反応容器に、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン４３ｇ（アルドリッチ試薬０．２ｍｏｌ）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３−ジオキソラン２０７ｇ（０．８ｍｏｌ）、４，４’−ジフルオロベンゾフェノン８７ｇ（アルドリッチ試薬０．２ｍｏｌ）、およびイオン性基を含有するモノマーであるジソジウム ３，３’−ジスルホネート−４，４’−ジフルオロベンゾフェノン３３８ｇ（０．８ｍｏｌ）を入れ、窒素置換後、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）２５００ｇ、トルエン５００ｇ、環状金属捕捉剤として１８−クラウン−６ １８６ｇ（和光純薬試薬）を加え、モノマーが全て溶解したことを確認後、炭酸カリウム２４８ｇ（アルドリッチ試薬、１．８ｍｏｌ）を加え、環流しながら１６０℃で脱水後、昇温してトルエン除去し、２００℃で１時間脱塩重縮合を行った。得られたポリマーの重量平均分子量は２８万であった。次に重合原液の粘度が０．５Ｐa・ｓになるようにＮＭＰを添加し重合原液を得た。
【００７７】
（４）電解質塗液の製造例
久保田製作所製インバーター・コンパクト高速冷却遠心機（型番６９３０にアングルローターＲＡ−８００をセット、２５℃、３０分間、遠心力２００００Ｇ）で重合原液の遠心分離を行った。沈降固形物（ケーキ）と上澄み液（塗液）がきれいに分離できたので上澄み液を回収し、セパラブルフラスコに移した。次に、撹拌しながら８０℃で減圧蒸留し、上澄み液の粘度が２Ｐａ・ｓになるまでＮＭＰを除去し、さらに５μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製フィルターで加圧濾過して電解質塗液を得た。
【００７８】
（５）製膜例
基材として厚さ１２５μｍ、幅３５ｃｍのＰＥＴフィルム（東レ製“ルミラー（登録商標）”）を用い、連続塗工可能なコーター（コーター部；スリットダイコーター）にて上記電解質塗液を連続流延塗布した。塗布速度は１５０℃、１０分間でフィルム中の溶媒を乾燥できる速度とし、溶媒蒸発後の電解質膜の厚みが２０μｍとなるように塗工条件を調整し、得られたフィルムをロール状に巻き取り、フィルムＡとした。このフィルムＡの幅は３００ｍｍ、長さ１００ｍであった。
【００７９】
〔実施例１〕
図１に示した処理装置を用いて、上記製膜例で得られた、ＰＥＴフィルム（基材）を有するフィルムＡの酸処理を行い、ポリマー中の保護基の加水分解とイオン交換を行った。
【００８０】
なお、この処理装置の液処理槽２０には、１０％硫酸を貯蔵し、６０℃に加温しながら槽内を循環させた。また、液処理槽２０におけるフィルムの液中滞留時間は２０分とした。
【００８１】
液中ガイドロールは中空構造とし、体積による浮力と該ロールによる鉛直下向き方向の荷重とがバランスするようにロール壁の厚さを設計し、最終的にはロール端面を研削することによりバランス調整した。
【００８２】
フィルムＡの巻き出し時には、液処理槽入り口に設けた張力検出機構１２が２０Ｎの張力になるようにフィルムＡの巻き出し部ブレーキを調整し、一方、巻き取り時には張力検出機構５２が２０Ｎになるように巻き取りトルクを調整した。またフィルムＡの電解質膜側が吸引搬送ロールに接触するように設定した。
【００８３】
また、フィルム液処理部２の出ロール２２からフィルム洗浄部３の入りロール３１に向かって１０度の下り勾配を持つように出ロール、入りロールを設置した。
【００８４】
押圧ロール４４は、吸引搬送ロール４１よりも小径でポリウレタンゴム製のフリーロールとし、フィルムが吸引搬送ロール４１に吸引／密着し始める位置に設置し、フィルムを吸引搬送ロール４１に対して押圧ロール４４の自重と同等の力で接圧した。
【００８５】
吸引搬送ロール４１には、中心粒径１００μｍの顆粒状ポリプロピレンポリマーを中空金型に入れて焼結・結着させ、中空形状に形成した後、表面を研磨布により研磨仕上げしたものを用いた。該ロールの平均表面開口面積は０．０８ｍｍ２、最大開口面積は０．４７ｍｍ２、表面開口率は２４％であった。
【００８６】
そして、この吸引搬送ロール４１の中空部を減圧装置（日立産機システム（株）製ボルテックスブロワＶＢ−０１５−Ｇ２）に接続し、吸引搬送ロール４１の表面に３ｋＰａの負圧を発生させて、フィルムを吸引搬送ロールの表面に密着固定させた。
【００８７】
また温風送風機４３は、吸引搬送ロール４１の頭頂部からフィルム剥離部にかけてのフィルムに接しない位置に、送風口が、フィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向し、かつ、吸引搬送ロール４１の表面に沿って押圧ロール４４に向けて送風できるように設置し、８０℃の温風をフィルム全幅に渡って均一に送風してフィルムを乾燥するとともに押圧ロール４４の乾燥も同時に行うようにした。
【００８８】
さらに、フィルム乾燥部以降のフィルム１０に接触する搬送ロールは、フィルムと接触してイオン交換を行うことがないように、金属ロール表面に熱収縮性ポリマーフィルムを被覆し、ロール表面を非金属としたものとした。また、液処理部、洗浄部の各ロールは、耐熱性塩化ビニール製のロールとした。
【００８９】
以上のような条件で液処理を行って巻き取られたフィルムの評価結果を表１に示す。
【００９０】
〔実施例２〕
実施例１において、フィルムＡから基材であるＰＥＴフィルムを剥離しながら巻き出したこと以外は実施例１と同様にして処理を行い、フィルムＡ−２を得た。ただし、実施例２では基材であるＰＥＴフィルムが無い状態で処理を行ったので、基材ＰＥＴフィルムの厚さを考慮して、巻き出し、巻き取り張力共に５Ｎに設定した。
【００９１】
液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−２の評価結果を表１に示す。
【００９２】
〔比較例１〕
吸引搬送ロール４１として、中心粒径１ｍｍの顆粒状ポリプロピレンポリマーを中空金型に入れて焼結・結着させ、中空形状に形成した後、表面を研磨布により研磨仕上げしたものを用いた以外は実施例２と同様に、フィルムＡから基材であるＰＥＴフィルムを剥離しながら巻き出して液処理を行い、フィルムＡ−３を得た。該ロールの平均表面開口面積は０．２５ｍｍ２、最大開口面積は１．５ｍｍ２、表面開口率は３５％であった。
【００９３】
巻き取られたフィルム表面には直径１ｍｍ前後の吸引痕があばた状に付いていた。液処理されたフィルムを巻き取るにあたっては、シワが入ることは無く、フィルムの搬送、巻き取りも正常に行われた。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−３の評価結果を表１に示す。
【００９４】
〔比較例２〕
吸引搬送ロール４１としてＳＵＳ３１６製中空ロールの壁面に直径３ｍｍの貫通孔を開口率２０％で設けた多孔金属ロールの表面にメッシュ＃１２５、線径８０μｍのニッケルめっき金網を被せたものを用いた以外は実施例１と同様にフィルムＡの酸処理を行い、フィルムＡ−４を得た。この時の平均表面開口面積は０．０１４ｍｍ２、最大開口面積は０．０２ｍｍ２、表面開口率は３６％であった。
【００９５】
巻き取られたフィルム表面には貫通孔起因の直径約３ｍｍの吸引痕が明瞭に付いていた。液処理されたフィルムを巻き取るにあたっては、シワが入ることは無く、フィルムの搬送、巻き取りは正常に行われた。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−４の評価結果を表１に示す。
【００９６】
〔比較例３〕
温風送風機４３を、送風口が吸引搬送ロールに対向する位置ではなく、吸引搬送ロールよりも下流側かつフィルム張力検出機構５２の上流側の、フィルムが固定されていないフリースペースの位置に対向するように設置した以外は実施例１と同様にフィルムＡの酸処理を行い、フィルムＡ−５を得た。
【００９７】
フィルムは、吸引搬送ロール上ではシワ無く固定されていたが、吸引搬送ロールを出た後で低張力の状態で温風を受けて乾燥したために、基材フィルム毎全体がカールした。このため下流側のロール上でフィルムが蛇行し、巻き取られたフィルムの端部には擦過傷が付いた。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−５の評価結果を表１に示す。
【００９８】
〔比較例４〕
温風送風機４３を、送風口が吸引搬送ロールに対向する位置ではなく、吸引搬送ロールよりも下流側かつフィルム張力検出機構５２の上流側の、フィルムが固定されていないフリースペースの位置に対向するように設置した以外は実施例２と同様に、フィルムＡから基材であるＰＥＴフィルムを剥離しながら巻き出して液処理を行い、フィルムＡ−６を得た。
【００９９】
フィルムは、吸引搬送ロール上ではシワ無く固定されていたが、吸引搬送ロールを出た後で低張力の状態で温風を受けて乾燥したために、わかめ状のシワが縦方向に入り、このシワを持ったまま巻き取られたために正常な巻取りが困難であった。液処理を行って巻き取られたフィルムＡ−６の評価結果を表１に示す。
【０１００】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、燃料電池用電解質膜を得るための酸処理装置に限らず、食塩電解イオン交換膜、水電解用電解質膜、イオン交換膜等の水処理膜や加湿膜を得るための処理装置や、２次電池セパレータフィルムを得るための処理装置、などに適用可能である。さらに、ＴＦＴ型ＬＣＤ、ＳＴＮ型ＬＣＤ、ＰＤＰなどの表示デバイスの基板などの部品、導光板、保護フィルム、位相差フィルム、タッチパネル、透明電極基板、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなどの光学記録基板の処理装置にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【０１０２】
１ フィルム巻き出し部
２ フィルム液処理部
３ フィルム洗浄部
４ フィルム乾燥部
５ フィルム巻き取り部
１０ フィルム
１１ 被処理フィルムロール
２０ 液処理槽
２１、３１ 入りロール
２２、３２ 出ロール
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ，３３ａ、３３ｂ 液中ガイドロール
２４ 上部カバー
２５、３５ 洗浄ノズル
３４ａ、３４ｂ 空中ガイドロール
３０ オーバーフロー受け槽
３６ 第一洗浄槽
３７ 第２洗浄槽
３８ 洗浄水受け槽
３９ａ、３９ｂ 洗浄水連通管
４１ 吸引搬送ロール
４２ 減圧装置
４３ 温風送風機
４４ 押圧ロール
４５ 吸引機構付きスポンジロール
４６ 吸引装置
１２，５２ フィルム張力検出機構
５１ 処理済みフィルムロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを液処理するフィルム液処理部、液処理されたフィルムを洗浄するフィルム洗浄部、洗浄されたフィルムを乾燥するフィルム乾燥部、および乾燥されたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部を備え、フィルム乾燥部は、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置は吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機は送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなることを特徴とするフィルム処理装置。
【請求項２】
吸引搬送ロールが駆動ロールであることを特徴とする請求項１に記載のフィルム処理装置。
【請求項３】
非金属製多孔質材料が顆粒状ポリマーの結着物、多孔質ポリマー、多孔質セラミックス、または不織布であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム処理装置。
【請求項４】
吸引搬送ロールは、平均表面開口面積が０．００５〜０．４ｍｍ２、最大表面開口面積が１ｍｍ２以下、および表面開口率が１５〜５０％であることを特徴とする請求項３に記載のフィルム処理装置。
【請求項５】
フィルム洗浄部、フィルム乾燥部およびフィルム巻き取り部においてフィルムに接触するロールは、その表面が非金属製材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項６】
フィルム乾燥部は、フィルムの搬送方向に関して、フィルムが吸引搬送ロールに吸引され密着し始める位置もしくは該位置よりも下流側から、温風送風機からの温風が吹きつけられる位置までの間に、フィルムを吸引搬送ロールに押圧する押圧ロールを備えてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項７】
さらに、フィルム乾燥部とフィルム巻き取り部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き取り部の速度を制御する巻き取り速度制御機構を備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項８】
さらに、フィルム巻き出し部を備え、フィルム巻き出し部とフィルム乾燥部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き出し部の速度を制御する巻き出し速度制御機構を備えてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項９】
フィルム液処理部は処理液を貯留する液処理槽を備え、フィルム洗浄部は洗浄液を貯留する洗浄槽を備え、それら槽内には、フィルムを方向転換して搬送する液中ガイドロールが設けられてなり、該液中ガイドロールは、ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように処理液に浸漬されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項１０】
フィルム洗浄部は、洗浄液を貯留する、複数の槽から構成された洗浄槽を備え、該複数の槽は、フィルムの搬送方向に関して、下流側の槽の上部から流出した洗浄水が隣接する上流側の槽の底部から流入可能なように接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項１】
フィルムを液処理するフィルム液処理部、液処理されたフィルムを洗浄するフィルム洗浄部、洗浄されたフィルムを乾燥するフィルム乾燥部、および乾燥されたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部を備え、フィルム乾燥部は、少なくともロール表面が非金属製多孔質材料である吸引搬送ロールと、減圧装置と、温風送風機とを備え、減圧装置は吸引搬送ロール表面を負圧に保つように吸引ロールに接続され、かつ、温風送風機は送風口がフィルムを挟んで吸引搬送ロールに対向するように設けられてなることを特徴とするフィルム処理装置。
【請求項２】
吸引搬送ロールが駆動ロールであることを特徴とする請求項１に記載のフィルム処理装置。
【請求項３】
非金属製多孔質材料が顆粒状ポリマーの結着物、多孔質ポリマー、多孔質セラミックス、または不織布であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム処理装置。
【請求項４】
吸引搬送ロールは、平均表面開口面積が０．００５〜０．４ｍｍ２、最大表面開口面積が１ｍｍ２以下、および表面開口率が１５〜５０％であることを特徴とする請求項３に記載のフィルム処理装置。
【請求項５】
フィルム洗浄部、フィルム乾燥部およびフィルム巻き取り部においてフィルムに接触するロールは、その表面が非金属製材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項６】
フィルム乾燥部は、フィルムの搬送方向に関して、フィルムが吸引搬送ロールに吸引され密着し始める位置もしくは該位置よりも下流側から、温風送風機からの温風が吹きつけられる位置までの間に、フィルムを吸引搬送ロールに押圧する押圧ロールを備えてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項７】
さらに、フィルム乾燥部とフィルム巻き取り部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き取り部の速度を制御する巻き取り速度制御機構を備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項８】
さらに、フィルム巻き出し部を備え、フィルム巻き出し部とフィルム乾燥部の間にフィルム張力検出機構を備え、検出された張力が所望の値になるようにフィルム巻き出し部の速度を制御する巻き出し速度制御機構を備えてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項９】
フィルム液処理部は処理液を貯留する液処理槽を備え、フィルム洗浄部は洗浄液を貯留する洗浄槽を備え、それら槽内には、フィルムを方向転換して搬送する液中ガイドロールが設けられてなり、該液中ガイドロールは、ロールによる鉛直下向きの荷重と浮力との平衡が保たれるように処理液に浸漬されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【請求項１０】
フィルム洗浄部は、洗浄液を貯留する、複数の槽から構成された洗浄槽を備え、該複数の槽は、フィルムの搬送方向に関して、下流側の槽の上部から流出した洗浄水が隣接する上流側の槽の底部から流入可能なように接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフィルム処理装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１９４５９３（Ｐ２０１１−１９４５９３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６０８１６（Ｐ２０１０−６０８１６）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 燃料電池・水素技術開発部 委託研究「固体高分子形燃料電池実用化戦略技術開発 要素技術開発 高性能炭化水素系電解質膜の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 燃料電池・水素技術開発部 委託研究「固体高分子形燃料電池実用化戦略技術開発 要素技術開発 高性能炭化水素系電解質膜の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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