流延装置及び溶液製膜方法
【課題】支持体の更なる高速化を実現する。
【解決手段】流延室１２には、流延ダイ２１、流延ドラム２２、剥取ローラ２４、減圧装置８８が設けられる。流延室１２の出口は、シール装置６１と接続する。シール装置６１により、流延室１２の気密性が保持される。減圧装置８８は流延室１２内の雰囲気を吸引する。減圧装置８８の吸引により流延室１２が減圧状態となる。流延ダイ２１から流出したドープ２８は、流延ドラム２２上で流延膜３１となる。剥ぎ取り可能となった流延膜３１は剥取ローラ２４によって剥ぎ取られ、湿潤フィルム３５となる。湿潤フィルム３５は、流延室１２の外部へ搬送される。
【解決手段】流延室１２には、流延ダイ２１、流延ドラム２２、剥取ローラ２４、減圧装置８８が設けられる。流延室１２の出口は、シール装置６１と接続する。シール装置６１により、流延室１２の気密性が保持される。減圧装置８８は流延室１２内の雰囲気を吸引する。減圧装置８８の吸引により流延室１２が減圧状態となる。流延ダイ２１から流出したドープ２８は、流延ドラム２２上で流延膜３１となる。剥ぎ取り可能となった流延膜３１は剥取ローラ２４によって剥ぎ取られ、湿潤フィルム３５となる。湿潤フィルム３５は、流延室１２の外部へ搬送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流延装置及び溶液製膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光透過性を有する熱可塑性フィルム（以下、フィルムと称する）は、軽量であり、成形が容易であるため、光学フィルムとして多岐に利用されている。中でも、セルロースアシレートなどを用いたセルロースエステル系フィルムは、写真感光用フィルムをはじめとして、近年市場が拡大している液晶表示装置の構成部材である光学フィルム（例えば、位相差フィルムや偏光板保護フィルム等）に用いられている。
【０００３】
フィルムは溶液製膜方法により製造される。溶液製膜方法は、流延ダイを用いて、ポリマーと溶剤とを含むポリマー溶液（以下、ドープと称する）を流し、支持体上に流延膜を形成する。次に、流延膜が剥ぎ取り可能になった後、これを支持体から剥がして湿潤フィルムとする。そして、この湿潤フィルム溶剤を蒸発させてフィルムとする。
【０００４】
また、流延膜を剥ぎ取り可能な状態にする方法として、乾燥方式と冷却ゲル化方式とがある。乾燥方式は、流延膜の残留溶剤量を所定の範囲になるまで、支持体上の流延膜から溶剤を蒸発させるものである。一方、冷却ゲル化方式では、流延膜に含まれる溶剤の流動性を低下させるために、支持体上の流延膜を冷却するものである。
【０００５】
フィルムの生産効率を向上させるためには、支持体の移動速度の向上や、流延膜の形成から流延膜の剥ぎ取りまでに要する時間を短くすることが必要となる。冷却ゲル化方式は、乾燥方式に比べ、流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまでに要する時間が短い。このため、フィルムを大量生産する方法として、冷却ゲル化方式が採用されることが多い。この冷却ゲル化方式の採用により、支持体の移動速度を「５０ｍ／分〜２００ｍ／分」まで向上させることが容易なとなる（例えば、特許文献１）。
【０００６】
一方、支持体の移動速度が向上すると、移動する支持体の表面に沿って流れる同伴風が発生する。この同伴風が、流延ダイから流出したドープのうち、流延ダイ及び支持体の間にある部分（以下、ビードと称する）にあたると、ビードが振動してしまう。このビードの振動は、流延膜の厚みムラ、ひいては、フィルムの厚みムラとなってしまう。
【０００７】
そこで、この同伴風の弊害を抑えるべく、ビードの背面側（支持体の移動方向上流側）の気体を吸引し、ビードの背面側の圧力が正面側（支持体の移動方向下流側）に比べて低い状態にする減圧チャンバが設けられる（例えば、特許文献２〜３）。この減圧チャンバによれば、支持体の移動速度の向上に応じて、ビードの背面側及び正面側の圧力差を大きくすることにより、フィルムの厚みムラを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２２１８３３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９０３８８号公報
【特許文献３】特開２００５−１９３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、支持体の移動速度の更なる高速化（例えば、１００ｍ／分を超える範囲）を行う場合には、同伴風の規模が大きくなる。したがって、同伴風の弊害を防ぐためには、同伴風の規模に応じて、ビードの背面側及び正面側の圧力差を大きくする必要がある。しかしながら、減圧チャンバを用いた当該圧力差の更なる増大は、特許文献２〜３にて指摘されるように、ビード周辺や減圧チャンバ内の圧力変動の結果、ビードの振動を誘発してしまう。このように、特許文献２〜３に記載の発明は、支持体の移動速度が小さい場合、同伴風の弊害を解決する手段として一定の効果を発揮するものの、支持体の移動速度が大きい場合には、同伴風の弊害を解決する手段として用いることが困難である。
【００１０】
更に、支持体の移動速度の更なる高速化を行う場合には、従来の剥ぎ取り位置において、流延膜が剥ぎ取り可能な程度な状態となっていないため、流延膜の一部が剥ぎ取られずに支持体上に残ってしまう（剥ぎ取り故障と称する）、または、湿潤フィルムが十分な弾性率を有していないため、湿潤フィルムの搬送が困難となる（搬送故障と称する）。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するものであり、支持体の更なる高速化を実現する流延装置及び溶液製膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の溶液製膜方法は、ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイ及び移動する支持体が設けられた流延室にて行われ、前記流出したドープから帯状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、前記流延室にて行われ、前記流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまで前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる第１乾燥工程と、この第１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、前記湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させてフィルムとする第２乾燥工程とを有し、前記流延室は減圧状態であることを特徴とする。
【００１３】
前記支持体の移動速度が１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましい。また、前記膜形成工程の前に行われる準備工程では、前記帯状の流延膜の先端部を形成する先端部形成工程と、前記流延室の出口から前記先端部を搬出する搬送工程と、前記流延室の出口をシールするシール工程と、前記流延室内を減圧する減圧工程とが順次行われることが好ましい。
【００１４】
本発明の流延装置は、ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイと、前記流延ダイから流出した前記ドープを支持し、このドープから流延膜を形成する支持体と、前記流延ダイ及び前記支持体を内部に収めるケーシングと、前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる乾燥手段と、前記支持体から剥ぎ取られた前記流延膜を外部へ出す前記ケーシングの出口と接続し、前記ケーシングの内部及び外部の気圧差を維持するシール手段とを有し、前記乾燥手段は、前記ケーシングの内部の気圧を減ずる減圧手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポリマー及び溶剤を含むドープを移動する支持体へ連続して流出し、前記流出したドープから帯状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、前記流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまで前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる第１乾燥工程とを減圧環境下で行うため、従来よりも効率よくフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の溶液製膜設備の概要を示す説明図である。
【図２】第１のシール装置の概要を示す断面図である。
【図３】シール装置に設けられた搬送路の概要を示す拡大図である。
【図４】上側シール部材が退避位置にあるときの、シール装置の概要を示す断面図である。
【図５】第２のシール装置の概要を示す側面図である。
【図６】第２の溶液製膜設備の概要を示す説明図である。
【図７】先端部形成工程の概要を示す説明図である。
【図８】搬送工程後におけるシール装置内部の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（溶液製膜方法）
図１に示すように、溶液製膜設備１０は、流延室１２とピンテンタ１３と乾燥室１５と冷却室１６と巻取室１７とを有する。流延室１２には、流延ダイ２１、流延ドラム２２、及び剥取ローラ２４が設けられる。
【００１８】
流延ダイ２１は、ポリマーと溶剤とを含むドープ２８を流出するものであり、ドープ２８が流出するスリット出口は、流延ダイ２１の先端に設けられる。流延ドラム２２は、流延ダイ２１の下方に位置し、軸方向が水平となるように配される。そして、流延ドラム２２は、周面２２ａがスリット出口と近接するように配される。更に、流延ドラム２２は、軸を中心に回転自在となっている。制御部（図示しない）の制御の下、駆動装置（図示しない）により、流延ドラム２２が回転すると、流延ドラム２２の周面２２ａはＺ１方向へ所定の速度で移動する。流延ダイ２１のスリット出口から流出したドープ２８は、周面２２ａ上で延ばされる結果、帯状の流延膜３１を形成する。流延ダイ２１及び流延ドラム２２は、ステンレス製であることが好ましく、十分な耐腐食性と強度とを有する点から、ＳＵＳ３１６製であることがより好ましい。
【００１９】
流延ドラム２２には温調装置３２が接続される。温調装置３２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３２は、温度調節部及び流延ドラム２２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、流延ドラム２２の周面２２ａの温度を所望の温度に保つことができる。
【００２０】
また、流延室１２には、流延膜３１から溶剤を蒸発させる乾燥ユニット３３が設けられる。乾燥ユニット３３は、流延室１２内の雰囲気に含まれる溶剤を凝縮する凝縮装置３３ａと、凝縮した溶剤を回収する回収装置３３ｂとを有する。乾燥ユニット３３は、図示しない制御部の制御の下、流延室１２内の雰囲気に含まれる溶剤の濃度を一定の範囲に保つ。
【００２１】
剥取ローラ２４は、流延ダイ２１よりもＺ１方向の下流側に配される。剥取ローラ２４は、周面２２ａ上に形成された流延膜３１を剥ぎ取って、湿潤フィルム３５として、流延室１２の下流側へ案内する。
【００２２】
流延室１２の下流には、ピンテンタ１３、乾燥室１５、冷却室１６、及び巻取室１７が順に設置されている。
【００２３】
ピンテンタ１３は、湿潤フィルム３５から溶剤を蒸発させる乾燥工程を行うためのものであり、湿潤フィルム３５の耳部を保持するピンと、ピンを下流側へ移動させる移動部と、湿潤フィルムに乾燥風をあてる乾燥部とを有する。ピンテンタ１３における乾燥工程により、湿潤フィルム３５からフィルム４０を得る。ピンテンタ１３から送出されたフィルム４０は、ピンの貫通跡が残っている耳部を切り離す耳切装置４１を通過した後、乾燥室１５へ送出される。
【００２４】
乾燥室１５には、多数のローラ４２が設けられており、これらにフィルム４０が巻き掛けられて搬送される。乾燥室１５内の気圧は大気圧となっている。また、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。乾燥室１５では、フィルム４０の乾燥処理が行われる。乾燥室１５には吸着回収装置４３が接続する。吸着回収装置４３は、フィルム４０から蒸発した溶剤を吸着により回収する。
【００２５】
冷却室１６は、フィルム４０の温度が略室温となるまで、フィルム４０を冷却する。冷却室１６及び巻取室１７の間では、上流側から順に、除電バー４５、ナーリング付与ローラ４６、及び耳切装置４７が設けられる。除電バー４５は、冷却室１６から送り出され、帯電したフィルム４０から電気を除く除電処理を行う。ナーリング付与ローラ４６は、フィルム４０の幅方向両端に巻き取り用のナーリングを付与する。耳切装置４７は、切断後のフィルム４０の幅方向両端にナーリングが残るように、フィルム４０の幅方向両端を切断する。
【００２６】
巻取室１７には、プレスローラ５１と巻き芯５２を有する巻取機５３とが設置されており、巻取室１７に送られたフィルム４０は、プレスローラ５１によって押し付けられながら巻き芯５２に巻き取られ、ロール状となる。
【００２７】
流延室１２とピンテンタ１３との間の渡り部６０には、シール装置６１が設けられる。図２に示すように、シール装置６１は、ケーシング６２を有する。ケーシング６２は、流延室１２の出口１２ｏとピンテンタ１３の入口１３ｉとをつなぐ湿潤フィルム３５の搬送エリア６２ｒを有する。搬送エリア６２ｒには、出口１２ｏ側から入口１３ｉ側へ向かって、第１ロール７１及び第２ロール７２が所定のピッチで交互に並べられる。なお、第１ロール７１及び第２ロール７２は、従動ロールでもよいし、駆動ロールでもよい。
【００２８】
第１ロール７１及び第２ロール７２の上方には上側ブロック７５が設けられ、第１ロール７１及び第２ロールの下方には下側ブロック７６が設けられる。上側ブロック７５と第２ロール７２とが連結し、下側ブロック７６と第１ロール７１とが連結する。第１ロール７１と上側ブロック７５との間隔、第２ロール７２と下側ブロック７６との間隔、及び第１ロール７１及び第２ロール７２の間隔は、それぞれ、湿潤フィルム３５の厚みよりもやや大きいものであり、流延室１２の気密性が維持できる程度のものであれば良い。このように、搬送エリア６２ｒには、第１ロール７１、第２ロール７２、上側ブロック７５及び下側ブロック７６により、蛇行したシール路７７（図３参照）が形成される。
【００２９】
図２及び図４に示すように、第２ロール７２及び上側ブロック７５とからなる上側シール部材８１は、シール路７７を形成するシール位置、及びシール位置よりも上側へ退避した退避位置（図４参照）の間を移動自在となっている。
【００３０】
上側シール部材８１は移動機構８４と接続する。移動機構８４は、図示しない制御部の制御の下、シール位置及び退避位置の間で上側シール部材８１を移動する。
【００３１】
第１ロール７１及び第２ロール７２には、温調装置３２が取り付けられる。これにより、第１ロール７１及び第２ロール７２それぞれの周面の温度は、所定の範囲内（例えば、−５℃以上１５℃以下）に調節される。
【００３２】
図１に戻って、流延室１２には、減圧装置８８が接続する。減圧装置８８は、流延室１２内に設けられた圧力センサ（図示しない）を読みながら、圧力センサから読み取った圧力値が所定のものとなるまで、流延室１２内の気体を吸引する。これにより、減圧装置８８は、流延室１２内の気圧を所定の範囲内に調節することができる。
【００３３】
次に、本発明の作用について説明する。図示しないポンプにより、ドープ２８が流延ダイ２１へ送られる。ドープ２８におけるポリマー濃度は、５重量％以上４０重量％以下であることが好ましく、１５重量％以上２５重量％以下であることがより好ましい。また、ドープ２８の温度は３０℃以上３５℃以下の範囲で略一定に保たれ、流延ドラム２２の周面２２ａの温度は０℃以上１０℃以下の範囲で略一定に保たれる。
【００３４】
（膜形成工程）
流延室１２では、流延ダイ２１は、Ｚ１方向に回転する流延ドラム２２の周面２２ａに向けて、ドープ２８を流出する。周面２２ａの移動速度は、特に限定されないが、例えば、１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましい。周面２２ａには、ドープ２８からなる帯状の流延膜３１が形成される。
【００３５】
（第１乾燥工程）
周面２２ａ上の流延膜３１はＺ１方向へ搬送される。乾燥ユニット３３により、周面２２ａ上の流延膜３１から溶剤が蒸発する。また、流延膜３１は、流延ドラム２２との接触により冷却される。冷却により、流延膜３１をなすドープ２８はゲル化する。溶剤の蒸発や冷却の結果、流延膜３１は剥ぎ取り可能な状態となる。
【００３６】
ここで、ゲル化とは、コロイド溶液がジェリー状に固化した状態の他、ドープの流動性が失われた状態を含む。なお、「ドープの流動性が失われた」とは、溶質が高分子の場合において、溶剤が溶質の分子鎖の中で保持された状態で流動性を失い、結果的に溶液の流動性が失われた状態と、溶質が低分子の場合において、溶剤の分子と溶質の分子との相互作用により、結果的に溶液の流動性が失われた状態とを含む。
【００３７】
（剥取工程）
その後、剥取ローラ２４は、剥ぎ取り可能となった流延膜３１を、流延ドラム２２から帯状の湿潤フィルム３５として剥ぎ取り、渡り部４０を介して、ピンテンタ１３へ案内する。
【００３８】
剥ぎ取り時の流延膜３１の残留溶剤量は、２００重量％以上３００重量％以下であることが好ましい。なお、本発明では、流延膜３１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。また、その測定方法は、対象のフィルムからサンプルを採取し、このサンプルの重量をｘ、サンプルを乾燥した後の重量をｙとするとき、｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００で算出する。
【００３９】
（第２乾燥工程）
ピンテンタ１３は、湿潤フィルム３５の両端を保持して、湿潤フィルム３５を搬送する。更に、ピンテンタ１３は、湿潤フィルム３５に乾燥風をあてて、湿潤フィルム３５から溶剤を蒸発させる。この結果、湿潤フィルム３５からフィルム４０を得ることができる。
【００４０】
耳切装置４１は、ピンテンタ１３から送り出されたフィルム４０の両端を切断する。両端が切り離されたフィルム４０は、乾燥室１５に送られる。乾燥室１５では、大気圧における乾燥処理が行われる。これにより、フィルム４０から溶剤が蒸発する。その後、フィルム４０は、冷却室１６等を順次通過し、所定の処理が施される。
【００４１】
冷却室１６から送り出されたフィルム４０には、除電バー４５による除電処理、ナーリング付与ローラ４６によるナーリング付与処理、耳切装置４７による耳切処理が順次施される。巻取室１７に送られたフィルム４０は、プレスローラ５１によって押し付けられながら巻き芯５２に巻き取られ、ロール状となる。
【００４２】
図４に示すように、シール装置６１の上側シール部材８１はシール位置となっている。このため、シール装置６１は、流延室１２の内部と外部との気圧差を維持可能な状態となる。図１に示すように、減圧装置８８が流延室１２内の雰囲気を吸引すると、流延室１２の内部の気圧は、外部に比べて低い状態（減圧状態）が維持される。減圧状態としては、溶剤の発泡が起こらない程度であることが好ましい。また、流延室１２の内部と外部との気圧差は、例えば、０．１ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００４３】
減圧状態では、流延膜３１から溶剤が蒸発しやすい。このため、流延膜３１が剥ぎ取り可能な状態となるまでに要する時間を短くすることができる。また、流延室１２内を減圧することにより、周面２２ａ近傍に発生する同伴風の規模を抑えることができる結果、同伴風に起因する弊害を抑えることができる。このように、本発明によれば、流延ドラム２２の周面２２ａの移動速度を向上させても、ビードの振動に起因する故障とともに、剥ぎ取り故障や搬送故障を抑えることができる。したがって、本発明によれば、溶液製膜方法の更なる高速化を実現することができる。
【００４４】
また、流延室１２の内部を減圧する結果、流延室１２内の雰囲気に含まれる酸素濃度も低下する。したがって、本発明によれば、流延室１２内における防爆レベルを、従来に比べて低いものにすることができる。
【００４５】
上記実施形態では、流延室１２における、膜形成工程、第１乾燥工程及び剥取工程を減圧環境下で行ったが、本発明はこれに限られず、膜形成工程及び第１乾燥工程及び剥取工程を減圧環境下で行ってもよいし、膜形成工程、第１乾燥工程、剥取工程及び第２乾燥工程を減圧環境下で行ってもよい。前者の方法を行う溶液製膜設備が有する流延室１２を図５に、後者の方法を行う溶液製膜設備１０を図６に、それぞれ示す。図６において、ピンテンタ１３では、減圧下にて湿潤フィルム３５から溶剤を蒸発させる。
【００４６】
（準備工程）
なお、膜形成工程の前に準備工程を行うことが好ましい。準備工程では、先端部形成工程、搬出工程、及びシール部材移動工程を大気圧下において順次行った後、減圧工程を行う。
【００４７】
先端部形成工程では、図７に示すように、流延ダイ２１が流延ドラム２２上にドープ２８を流し、流延ドラム２２上に流延膜３１の先端部３１ａを形成する。搬出工程では、流延ドラム２２から剥ぎ取られた流延膜３１の先端部３１ａを、シール装置６１を通した後、ピンテンタ１３へ搬出する。シール工程では、図８に示すように、退避位置にある上側シール部材８１をシール位置へ移動させる（図２参照）。その後、減圧工程では、減圧装置８８が流延室１２の雰囲気を吸引する。これにより、流延室１２内の気圧が下がった状態で維持される。なお、流延ドラム２２の回転速度を先端部形成工程や搬出工程におけるものよりも大きい状態にする高速化工程を、シール部材移動工程と減圧工程との間、減圧工程と並行して、または減圧工程の後に行うことが好ましい。
【００４８】
上記実施形態では、支持体として、流延ドラム２２を用いたが、本発明はこれに限られず、流延バンドを用いてもよい。軸方向が水平となるように配されたローラに、流延バンドを掛け渡し、ローラを回転させることにより、流延バンドを移動させることができる。
【００４９】
上記実施形態では、冷却ゲル化方式により、流延膜を剥ぎ取り可能な状態にしたが、本発明はこれに限られず、乾燥方式により、流延膜を剥ぎ取り可能な状態にしてもよい。
【００５０】
本発明により得られるフィルム４０は、特に、位相差フィルムや偏光板保護フィルムに用いることができる。
【００５１】
フィルム４０の幅は、６００ｍｍ以上であることが好ましく、１４００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、本発明は、フィルム４０の幅が２５００ｍｍより大きい場合にも効果がある。またフィルム４０の膜厚は、３０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
また、フィルム４０の面内レターデーションＲｅは、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましく、フィルム４０の厚み方向レターデーションＲｔｈは、−１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
面内レターデーションＲｅの測定方法は次の通りである。面内レターデーションＲｅ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（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨ 王子計測（株））にて６３２．８ｎｍにおける垂直方向から測定したレターデーション値を用いた。なおＲｅは以下式で表される。
Ｒｅ＝｜ｎ１−ｎ２｜×ｄ
ｎ１は遅相軸の屈折率，ｎ２は進相軸２の屈折率，ｄはフィルムの厚み（膜厚）を表す
【００５４】
厚み方向レターデーションＲｔｈの測定方法は次の通りである。サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、エリプソメータ（Ｍ１５０ 日本分光（株）製）で６３２．８ｎｍにより垂直方向から測定した値と、フィルム面を傾けながら同様に測定したレターデーション値の外挿値とから下記式に従い算出した。
Ｒｔｈ＝｛（ｎ１＋ｎ２）／２−ｎ３｝×ｄ
ｎ３は厚み方向の屈折率を表す。
【００５５】
（ポリマー）
本発明に用いることのできるポリマーは、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状オレフィン、ポリカーボネイト等が挙げられる。中でも好ましいのがセルロースアシレート、環状オレフィンであり、中でも好ましいのがアセテート基、プロピオネート基を含むセルロースアシレート、付加重合によって得られた環状オレフィンであり、さらに好ましくは付加重合によって得られた環状オレフィンである。
【００５６】
（セルロースアシレート）
セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）が特に好ましい。そして、セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ａ及びＢは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Ａはアセチル基の置換度、Ｂは炭素原子数が３〜２２のアシル基の置換度である。なお、ＴＡＣの９０重量％以上が０．１〜４ｍｍの粒子であることが好ましい。ただし、本発明に用いることができるポリマーは、セルロースアシレートに限定されるものではない。
（Ｉ） ２．０≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（ＩＩ） ０≦Ａ≦３．０
（ＩＩＩ） ０≦Ｂ≦２．９
【００５７】
セルロースを構成するβ−１，４結合しているグルコース単位は、２位、３位および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、これらの水酸基の一部または全部を炭素数２以上のアシル基によりエステル化した重合体（ポリマー）である。アシル置換度は、２位、３位及び６位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合（１００％のエステル化の場合を置換度１とする）を意味する。
【００５８】
全アシル化置換度、すなわち、ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６の値は、２．００〜３．００が好ましく、より好ましくは２．２２〜２．９０であり、特に好ましくは２．４０〜２．８８である。また、ＤＳ６／（ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６）の値は、０．２８が好ましく、より好ましくは０．３０以上であり、特に好ましくは０．３１〜０．３４である。ここで、ＤＳ２は、グルコース単位における２位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「２位のアシル置換度」とする）であり、ＤＳ３は、グルコース単位における３位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「３位のアシル置換度」という）であり、ＤＳ６は、グルコース単位において、６位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「６位のアシル置換度」という）である。
【００５９】
本発明のセルロースアシレートに用いられるアシル基は１種類だけでもよいし、あるいは２種類以上のアシル基が用いられてもよい。２種類以上のアシル基を用いるときには、その１つがアセチル基であることが好ましい。２位、３位及び６位の水酸基がアセチル基により置換されている度合いの総和をＤＳＡとし、２位、３位及び６位の水酸基がアセチル基以外のアシル基によって置換されている度合いの総和をＤＳＢとすると、ＤＳＡ＋ＤＳＢの値は、２．２２〜２．９０であることが好ましく、特に好ましくは２．４０〜２．８８である。
【００６０】
また、ＤＳＢは０．３０以上であることが好ましく、特に好ましくは０．７以上である。さらにＤＳＢは、その２０％以上が６位の水酸基の置換基であることが好ましく、より好ましくは２５％以上であり、３０％以上がさらに好ましく、特には３３％以上であることが好ましい。さらに、セルロースアシレートの６位におけるＤＳＡ＋ＤＳＢの値が０．７５以上であり、さらに好ましくは０．８０以上であり、特には０．８５以上であるセルロースアシレートも好ましく、これらのセルロースアシレートを用いることで、より溶解性に優れたドープを作製することができる。特に、非塩素系有機溶剤を使用すると、優れた溶解性を示し、低粘度で濾過性に優れるドープを作製することができる。
【００６１】
セルロースアシレートの原料であるセルロースは、リンター、パルプのいずれかから得られたものでもよい。
【００６２】
本発明におけるセルロースアシレートの炭素数２以上のアシル基としては、脂肪族基でもアリール基でもよく、特には限定されない。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、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挙げられ、それぞれ、さらに置換された基を有していてもよい。これらの好ましい例としては、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、オレノイル基、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挙げられる。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、特に好ましくは、プロピオニル基、ブタノイル基である。
【００６３】
（溶剤）
ドープを調製する溶剤としては、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン、クロロベンゼンなど）、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ジエチレングリコールなど）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブなど）などが挙げられる。
【００６４】
上記のハロゲン化炭化水素の中でも、炭素原子数１〜７のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられ、ジクロロメタンが最も好ましく用いられる。ＴＡＣの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械的強度及び光学特性など物性の観点から、ジクロロメタンの他に炭素原子数１〜５のアルコールを１種ないし数種類混合することが好ましい。アルコールの含有量は、溶剤全体に対して２〜２５重量％が好ましく、より好ましくは５〜２０重量％である。アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどが挙げられるが、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００６５】
最近、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない溶剤組成も検討されている。この場合には、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、炭素数１〜１２のアルコールが好ましく、これらを適宜混合して用いる場合もある。例えば、酢酸メチル、アセトン、エタノール、ｎ−ブタノールの混合溶剤が挙げられる。これらのエーテル、ケトン、エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン、エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−および−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も溶剤として用いることができる。
【００６６】
セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶剤及び可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤（ＵＶ剤）、光学異方性コントロール剤、レターデーション制御剤、染料、マット剤、剥離剤、剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開２００５−１０４１４８号の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【実施例】
【００６７】
（実験１）
図１の溶液製膜設備１０を用いて、フィルム４０を製造した。詳細は次のとおりである。準備工程における周面２２ａの移動速度ＶＺ１は１００ｍ／分であり、流面ドラム２２の周面２２ａの温度を略１０℃であり、流延室１２内の気圧は１００ｋＰａであった。かかる条件で、先端部形成工程と、搬出工程と、シール工程とを行った。減圧工程では、流延室１２内の気圧を目標気圧Ｐまで減圧したにした。目標気圧Ｐは１００Ｐａであった。準備工程の後、周面２２ａの移動速度ＶＺ２を２００ｍ／分にした。かかる条件下で溶液製膜方法を行ない、フィルム４０を製造した。
【００６８】
（実験２）
減圧工程にいて、目標気圧Ｐを１ｋＰａにしたこと以外は、実験１と同様にして、フィルム４０を製造した。
【００６９】
（実験３）
減圧工程にいて、目標気圧Ｐを１０ｋＰａにしたこと以外は、実験１と同様にして、フィルム４０を製造した。
【００７０】
（実験４）
減圧工程を行わなかったこと以外は、実験１と同様にして、フィルム４０を製造した。
【００７１】
（評価）
実験１〜４にて得られたフィルム４０について、次の評価を行った。
【００７２】
１．剥ぎ取り性の評価
以下基準に基づいて、剥ぎ取り性の評価を行った。
○：流延膜を支持体から剥ぎ取ることができた。
×：流延膜が剥ぎ取り可能な状態となっておらず、流延膜を支持体から剥ぎ取ることができなかった。
【００７３】
２．厚みムラの評価
以下基準に基づいて厚みムラの評価を行った。長手方向の最大膜厚をＴＨｍａｘ、長手方向の最小膜厚をＴＨｍｉｎ、長手方向の平均膜厚をＴＨａｖｅとすると、厚みムラＭは、（ＴＨｍａｘ−ＴＨｍｉｎ）／ＴＨａｖｅ×１００で表される。
○：Ｍが２％未満であった。
×：Ｍが２％以上であった。
【００７４】
実験１〜実験４で得られたフィルムにおける各評価項目の評価結果を表１に示す。なお、表１において、評価結果に付した番号は、上記評価項目に付した番号を表す。
【００７５】
【表１】
【符号の説明】
【００７６】
１０ 溶液製膜設備
１２ 流延室
２１ 流延ダイ
２２ 流延ドラム
３１ 流延膜
３５ 湿潤フィルム
４０ フィルム
６１ シール装置
８８ 減圧装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流延装置及び溶液製膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光透過性を有する熱可塑性フィルム（以下、フィルムと称する）は、軽量であり、成形が容易であるため、光学フィルムとして多岐に利用されている。中でも、セルロースアシレートなどを用いたセルロースエステル系フィルムは、写真感光用フィルムをはじめとして、近年市場が拡大している液晶表示装置の構成部材である光学フィルム（例えば、位相差フィルムや偏光板保護フィルム等）に用いられている。
【０００３】
フィルムは溶液製膜方法により製造される。溶液製膜方法は、流延ダイを用いて、ポリマーと溶剤とを含むポリマー溶液（以下、ドープと称する）を流し、支持体上に流延膜を形成する。次に、流延膜が剥ぎ取り可能になった後、これを支持体から剥がして湿潤フィルムとする。そして、この湿潤フィルム溶剤を蒸発させてフィルムとする。
【０００４】
また、流延膜を剥ぎ取り可能な状態にする方法として、乾燥方式と冷却ゲル化方式とがある。乾燥方式は、流延膜の残留溶剤量を所定の範囲になるまで、支持体上の流延膜から溶剤を蒸発させるものである。一方、冷却ゲル化方式では、流延膜に含まれる溶剤の流動性を低下させるために、支持体上の流延膜を冷却するものである。
【０００５】
フィルムの生産効率を向上させるためには、支持体の移動速度の向上や、流延膜の形成から流延膜の剥ぎ取りまでに要する時間を短くすることが必要となる。冷却ゲル化方式は、乾燥方式に比べ、流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまでに要する時間が短い。このため、フィルムを大量生産する方法として、冷却ゲル化方式が採用されることが多い。この冷却ゲル化方式の採用により、支持体の移動速度を「５０ｍ／分〜２００ｍ／分」まで向上させることが容易なとなる（例えば、特許文献１）。
【０００６】
一方、支持体の移動速度が向上すると、移動する支持体の表面に沿って流れる同伴風が発生する。この同伴風が、流延ダイから流出したドープのうち、流延ダイ及び支持体の間にある部分（以下、ビードと称する）にあたると、ビードが振動してしまう。このビードの振動は、流延膜の厚みムラ、ひいては、フィルムの厚みムラとなってしまう。
【０００７】
そこで、この同伴風の弊害を抑えるべく、ビードの背面側（支持体の移動方向上流側）の気体を吸引し、ビードの背面側の圧力が正面側（支持体の移動方向下流側）に比べて低い状態にする減圧チャンバが設けられる（例えば、特許文献２〜３）。この減圧チャンバによれば、支持体の移動速度の向上に応じて、ビードの背面側及び正面側の圧力差を大きくすることにより、フィルムの厚みムラを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２２１８３３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９０３８８号公報
【特許文献３】特開２００５−１９３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、支持体の移動速度の更なる高速化（例えば、１００ｍ／分を超える範囲）を行う場合には、同伴風の規模が大きくなる。したがって、同伴風の弊害を防ぐためには、同伴風の規模に応じて、ビードの背面側及び正面側の圧力差を大きくする必要がある。しかしながら、減圧チャンバを用いた当該圧力差の更なる増大は、特許文献２〜３にて指摘されるように、ビード周辺や減圧チャンバ内の圧力変動の結果、ビードの振動を誘発してしまう。このように、特許文献２〜３に記載の発明は、支持体の移動速度が小さい場合、同伴風の弊害を解決する手段として一定の効果を発揮するものの、支持体の移動速度が大きい場合には、同伴風の弊害を解決する手段として用いることが困難である。
【００１０】
更に、支持体の移動速度の更なる高速化を行う場合には、従来の剥ぎ取り位置において、流延膜が剥ぎ取り可能な程度な状態となっていないため、流延膜の一部が剥ぎ取られずに支持体上に残ってしまう（剥ぎ取り故障と称する）、または、湿潤フィルムが十分な弾性率を有していないため、湿潤フィルムの搬送が困難となる（搬送故障と称する）。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するものであり、支持体の更なる高速化を実現する流延装置及び溶液製膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の溶液製膜方法は、ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイ及び移動する支持体が設けられた流延室にて行われ、前記流出したドープから帯状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、前記流延室にて行われ、前記流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまで前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる第１乾燥工程と、この第１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、前記湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させてフィルムとする第２乾燥工程とを有し、前記流延室は減圧状態であることを特徴とする。
【００１３】
前記支持体の移動速度が１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましい。また、前記膜形成工程の前に行われる準備工程では、前記帯状の流延膜の先端部を形成する先端部形成工程と、前記流延室の出口から前記先端部を搬出する搬送工程と、前記流延室の出口をシールするシール工程と、前記流延室内を減圧する減圧工程とが順次行われることが好ましい。
【００１４】
本発明の流延装置は、ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイと、前記流延ダイから流出した前記ドープを支持し、このドープから流延膜を形成する支持体と、前記流延ダイ及び前記支持体を内部に収めるケーシングと、前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる乾燥手段と、前記支持体から剥ぎ取られた前記流延膜を外部へ出す前記ケーシングの出口と接続し、前記ケーシングの内部及び外部の気圧差を維持するシール手段とを有し、前記乾燥手段は、前記ケーシングの内部の気圧を減ずる減圧手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポリマー及び溶剤を含むドープを移動する支持体へ連続して流出し、前記流出したドープから帯状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、前記流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまで前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる第１乾燥工程とを減圧環境下で行うため、従来よりも効率よくフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の溶液製膜設備の概要を示す説明図である。
【図２】第１のシール装置の概要を示す断面図である。
【図３】シール装置に設けられた搬送路の概要を示す拡大図である。
【図４】上側シール部材が退避位置にあるときの、シール装置の概要を示す断面図である。
【図５】第２のシール装置の概要を示す側面図である。
【図６】第２の溶液製膜設備の概要を示す説明図である。
【図７】先端部形成工程の概要を示す説明図である。
【図８】搬送工程後におけるシール装置内部の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（溶液製膜方法）
図１に示すように、溶液製膜設備１０は、流延室１２とピンテンタ１３と乾燥室１５と冷却室１６と巻取室１７とを有する。流延室１２には、流延ダイ２１、流延ドラム２２、及び剥取ローラ２４が設けられる。
【００１８】
流延ダイ２１は、ポリマーと溶剤とを含むドープ２８を流出するものであり、ドープ２８が流出するスリット出口は、流延ダイ２１の先端に設けられる。流延ドラム２２は、流延ダイ２１の下方に位置し、軸方向が水平となるように配される。そして、流延ドラム２２は、周面２２ａがスリット出口と近接するように配される。更に、流延ドラム２２は、軸を中心に回転自在となっている。制御部（図示しない）の制御の下、駆動装置（図示しない）により、流延ドラム２２が回転すると、流延ドラム２２の周面２２ａはＺ１方向へ所定の速度で移動する。流延ダイ２１のスリット出口から流出したドープ２８は、周面２２ａ上で延ばされる結果、帯状の流延膜３１を形成する。流延ダイ２１及び流延ドラム２２は、ステンレス製であることが好ましく、十分な耐腐食性と強度とを有する点から、ＳＵＳ３１６製であることがより好ましい。
【００１９】
流延ドラム２２には温調装置３２が接続される。温調装置３２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３２は、温度調節部及び流延ドラム２２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、流延ドラム２２の周面２２ａの温度を所望の温度に保つことができる。
【００２０】
また、流延室１２には、流延膜３１から溶剤を蒸発させる乾燥ユニット３３が設けられる。乾燥ユニット３３は、流延室１２内の雰囲気に含まれる溶剤を凝縮する凝縮装置３３ａと、凝縮した溶剤を回収する回収装置３３ｂとを有する。乾燥ユニット３３は、図示しない制御部の制御の下、流延室１２内の雰囲気に含まれる溶剤の濃度を一定の範囲に保つ。
【００２１】
剥取ローラ２４は、流延ダイ２１よりもＺ１方向の下流側に配される。剥取ローラ２４は、周面２２ａ上に形成された流延膜３１を剥ぎ取って、湿潤フィルム３５として、流延室１２の下流側へ案内する。
【００２２】
流延室１２の下流には、ピンテンタ１３、乾燥室１５、冷却室１６、及び巻取室１７が順に設置されている。
【００２３】
ピンテンタ１３は、湿潤フィルム３５から溶剤を蒸発させる乾燥工程を行うためのものであり、湿潤フィルム３５の耳部を保持するピンと、ピンを下流側へ移動させる移動部と、湿潤フィルムに乾燥風をあてる乾燥部とを有する。ピンテンタ１３における乾燥工程により、湿潤フィルム３５からフィルム４０を得る。ピンテンタ１３から送出されたフィルム４０は、ピンの貫通跡が残っている耳部を切り離す耳切装置４１を通過した後、乾燥室１５へ送出される。
【００２４】
乾燥室１５には、多数のローラ４２が設けられており、これらにフィルム４０が巻き掛けられて搬送される。乾燥室１５内の気圧は大気圧となっている。また、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。乾燥室１５では、フィルム４０の乾燥処理が行われる。乾燥室１５には吸着回収装置４３が接続する。吸着回収装置４３は、フィルム４０から蒸発した溶剤を吸着により回収する。
【００２５】
冷却室１６は、フィルム４０の温度が略室温となるまで、フィルム４０を冷却する。冷却室１６及び巻取室１７の間では、上流側から順に、除電バー４５、ナーリング付与ローラ４６、及び耳切装置４７が設けられる。除電バー４５は、冷却室１６から送り出され、帯電したフィルム４０から電気を除く除電処理を行う。ナーリング付与ローラ４６は、フィルム４０の幅方向両端に巻き取り用のナーリングを付与する。耳切装置４７は、切断後のフィルム４０の幅方向両端にナーリングが残るように、フィルム４０の幅方向両端を切断する。
【００２６】
巻取室１７には、プレスローラ５１と巻き芯５２を有する巻取機５３とが設置されており、巻取室１７に送られたフィルム４０は、プレスローラ５１によって押し付けられながら巻き芯５２に巻き取られ、ロール状となる。
【００２７】
流延室１２とピンテンタ１３との間の渡り部６０には、シール装置６１が設けられる。図２に示すように、シール装置６１は、ケーシング６２を有する。ケーシング６２は、流延室１２の出口１２ｏとピンテンタ１３の入口１３ｉとをつなぐ湿潤フィルム３５の搬送エリア６２ｒを有する。搬送エリア６２ｒには、出口１２ｏ側から入口１３ｉ側へ向かって、第１ロール７１及び第２ロール７２が所定のピッチで交互に並べられる。なお、第１ロール７１及び第２ロール７２は、従動ロールでもよいし、駆動ロールでもよい。
【００２８】
第１ロール７１及び第２ロール７２の上方には上側ブロック７５が設けられ、第１ロール７１及び第２ロールの下方には下側ブロック７６が設けられる。上側ブロック７５と第２ロール７２とが連結し、下側ブロック７６と第１ロール７１とが連結する。第１ロール７１と上側ブロック７５との間隔、第２ロール７２と下側ブロック７６との間隔、及び第１ロール７１及び第２ロール７２の間隔は、それぞれ、湿潤フィルム３５の厚みよりもやや大きいものであり、流延室１２の気密性が維持できる程度のものであれば良い。このように、搬送エリア６２ｒには、第１ロール７１、第２ロール７２、上側ブロック７５及び下側ブロック７６により、蛇行したシール路７７（図３参照）が形成される。
【００２９】
図２及び図４に示すように、第２ロール７２及び上側ブロック７５とからなる上側シール部材８１は、シール路７７を形成するシール位置、及びシール位置よりも上側へ退避した退避位置（図４参照）の間を移動自在となっている。
【００３０】
上側シール部材８１は移動機構８４と接続する。移動機構８４は、図示しない制御部の制御の下、シール位置及び退避位置の間で上側シール部材８１を移動する。
【００３１】
第１ロール７１及び第２ロール７２には、温調装置３２が取り付けられる。これにより、第１ロール７１及び第２ロール７２それぞれの周面の温度は、所定の範囲内（例えば、−５℃以上１５℃以下）に調節される。
【００３２】
図１に戻って、流延室１２には、減圧装置８８が接続する。減圧装置８８は、流延室１２内に設けられた圧力センサ（図示しない）を読みながら、圧力センサから読み取った圧力値が所定のものとなるまで、流延室１２内の気体を吸引する。これにより、減圧装置８８は、流延室１２内の気圧を所定の範囲内に調節することができる。
【００３３】
次に、本発明の作用について説明する。図示しないポンプにより、ドープ２８が流延ダイ２１へ送られる。ドープ２８におけるポリマー濃度は、５重量％以上４０重量％以下であることが好ましく、１５重量％以上２５重量％以下であることがより好ましい。また、ドープ２８の温度は３０℃以上３５℃以下の範囲で略一定に保たれ、流延ドラム２２の周面２２ａの温度は０℃以上１０℃以下の範囲で略一定に保たれる。
【００３４】
（膜形成工程）
流延室１２では、流延ダイ２１は、Ｚ１方向に回転する流延ドラム２２の周面２２ａに向けて、ドープ２８を流出する。周面２２ａの移動速度は、特に限定されないが、例えば、１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましい。周面２２ａには、ドープ２８からなる帯状の流延膜３１が形成される。
【００３５】
（第１乾燥工程）
周面２２ａ上の流延膜３１はＺ１方向へ搬送される。乾燥ユニット３３により、周面２２ａ上の流延膜３１から溶剤が蒸発する。また、流延膜３１は、流延ドラム２２との接触により冷却される。冷却により、流延膜３１をなすドープ２８はゲル化する。溶剤の蒸発や冷却の結果、流延膜３１は剥ぎ取り可能な状態となる。
【００３６】
ここで、ゲル化とは、コロイド溶液がジェリー状に固化した状態の他、ドープの流動性が失われた状態を含む。なお、「ドープの流動性が失われた」とは、溶質が高分子の場合において、溶剤が溶質の分子鎖の中で保持された状態で流動性を失い、結果的に溶液の流動性が失われた状態と、溶質が低分子の場合において、溶剤の分子と溶質の分子との相互作用により、結果的に溶液の流動性が失われた状態とを含む。
【００３７】
（剥取工程）
その後、剥取ローラ２４は、剥ぎ取り可能となった流延膜３１を、流延ドラム２２から帯状の湿潤フィルム３５として剥ぎ取り、渡り部４０を介して、ピンテンタ１３へ案内する。
【００３８】
剥ぎ取り時の流延膜３１の残留溶剤量は、２００重量％以上３００重量％以下であることが好ましい。なお、本発明では、流延膜３１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。また、その測定方法は、対象のフィルムからサンプルを採取し、このサンプルの重量をｘ、サンプルを乾燥した後の重量をｙとするとき、｛（ｘ−ｙ）／ｙ｝×１００で算出する。
【００３９】
（第２乾燥工程）
ピンテンタ１３は、湿潤フィルム３５の両端を保持して、湿潤フィルム３５を搬送する。更に、ピンテンタ１３は、湿潤フィルム３５に乾燥風をあてて、湿潤フィルム３５から溶剤を蒸発させる。この結果、湿潤フィルム３５からフィルム４０を得ることができる。
【００４０】
耳切装置４１は、ピンテンタ１３から送り出されたフィルム４０の両端を切断する。両端が切り離されたフィルム４０は、乾燥室１５に送られる。乾燥室１５では、大気圧における乾燥処理が行われる。これにより、フィルム４０から溶剤が蒸発する。その後、フィルム４０は、冷却室１６等を順次通過し、所定の処理が施される。
【００４１】
冷却室１６から送り出されたフィルム４０には、除電バー４５による除電処理、ナーリング付与ローラ４６によるナーリング付与処理、耳切装置４７による耳切処理が順次施される。巻取室１７に送られたフィルム４０は、プレスローラ５１によって押し付けられながら巻き芯５２に巻き取られ、ロール状となる。
【００４２】
図４に示すように、シール装置６１の上側シール部材８１はシール位置となっている。このため、シール装置６１は、流延室１２の内部と外部との気圧差を維持可能な状態となる。図１に示すように、減圧装置８８が流延室１２内の雰囲気を吸引すると、流延室１２の内部の気圧は、外部に比べて低い状態（減圧状態）が維持される。減圧状態としては、溶剤の発泡が起こらない程度であることが好ましい。また、流延室１２の内部と外部との気圧差は、例えば、０．１ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００４３】
減圧状態では、流延膜３１から溶剤が蒸発しやすい。このため、流延膜３１が剥ぎ取り可能な状態となるまでに要する時間を短くすることができる。また、流延室１２内を減圧することにより、周面２２ａ近傍に発生する同伴風の規模を抑えることができる結果、同伴風に起因する弊害を抑えることができる。このように、本発明によれば、流延ドラム２２の周面２２ａの移動速度を向上させても、ビードの振動に起因する故障とともに、剥ぎ取り故障や搬送故障を抑えることができる。したがって、本発明によれば、溶液製膜方法の更なる高速化を実現することができる。
【００４４】
また、流延室１２の内部を減圧する結果、流延室１２内の雰囲気に含まれる酸素濃度も低下する。したがって、本発明によれば、流延室１２内における防爆レベルを、従来に比べて低いものにすることができる。
【００４５】
上記実施形態では、流延室１２における、膜形成工程、第１乾燥工程及び剥取工程を減圧環境下で行ったが、本発明はこれに限られず、膜形成工程及び第１乾燥工程及び剥取工程を減圧環境下で行ってもよいし、膜形成工程、第１乾燥工程、剥取工程及び第２乾燥工程を減圧環境下で行ってもよい。前者の方法を行う溶液製膜設備が有する流延室１２を図５に、後者の方法を行う溶液製膜設備１０を図６に、それぞれ示す。図６において、ピンテンタ１３では、減圧下にて湿潤フィルム３５から溶剤を蒸発させる。
【００４６】
（準備工程）
なお、膜形成工程の前に準備工程を行うことが好ましい。準備工程では、先端部形成工程、搬出工程、及びシール部材移動工程を大気圧下において順次行った後、減圧工程を行う。
【００４７】
先端部形成工程では、図７に示すように、流延ダイ２１が流延ドラム２２上にドープ２８を流し、流延ドラム２２上に流延膜３１の先端部３１ａを形成する。搬出工程では、流延ドラム２２から剥ぎ取られた流延膜３１の先端部３１ａを、シール装置６１を通した後、ピンテンタ１３へ搬出する。シール工程では、図８に示すように、退避位置にある上側シール部材８１をシール位置へ移動させる（図２参照）。その後、減圧工程では、減圧装置８８が流延室１２の雰囲気を吸引する。これにより、流延室１２内の気圧が下がった状態で維持される。なお、流延ドラム２２の回転速度を先端部形成工程や搬出工程におけるものよりも大きい状態にする高速化工程を、シール部材移動工程と減圧工程との間、減圧工程と並行して、または減圧工程の後に行うことが好ましい。
【００４８】
上記実施形態では、支持体として、流延ドラム２２を用いたが、本発明はこれに限られず、流延バンドを用いてもよい。軸方向が水平となるように配されたローラに、流延バンドを掛け渡し、ローラを回転させることにより、流延バンドを移動させることができる。
【００４９】
上記実施形態では、冷却ゲル化方式により、流延膜を剥ぎ取り可能な状態にしたが、本発明はこれに限られず、乾燥方式により、流延膜を剥ぎ取り可能な状態にしてもよい。
【００５０】
本発明により得られるフィルム４０は、特に、位相差フィルムや偏光板保護フィルムに用いることができる。
【００５１】
フィルム４０の幅は、６００ｍｍ以上であることが好ましく、１４００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、本発明は、フィルム４０の幅が２５００ｍｍより大きい場合にも効果がある。またフィルム４０の膜厚は、３０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
また、フィルム４０の面内レターデーションＲｅは、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましく、フィルム４０の厚み方向レターデーションＲｔｈは、−１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
面内レターデーションＲｅの測定方法は次の通りである。面内レターデーションＲｅ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（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨ 王子計測（株））にて６３２．８ｎｍにおける垂直方向から測定したレターデーション値を用いた。なおＲｅは以下式で表される。
Ｒｅ＝｜ｎ１−ｎ２｜×ｄ
ｎ１は遅相軸の屈折率，ｎ２は進相軸２の屈折率，ｄはフィルムの厚み（膜厚）を表す
【００５４】
厚み方向レターデーションＲｔｈの測定方法は次の通りである。サンプルフィルムを温度２５℃，湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、エリプソメータ（Ｍ１５０ 日本分光（株）製）で６３２．８ｎｍにより垂直方向から測定した値と、フィルム面を傾けながら同様に測定したレターデーション値の外挿値とから下記式に従い算出した。
Ｒｔｈ＝｛（ｎ１＋ｎ２）／２−ｎ３｝×ｄ
ｎ３は厚み方向の屈折率を表す。
【００５５】
（ポリマー）
本発明に用いることのできるポリマーは、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状オレフィン、ポリカーボネイト等が挙げられる。中でも好ましいのがセルロースアシレート、環状オレフィンであり、中でも好ましいのがアセテート基、プロピオネート基を含むセルロースアシレート、付加重合によって得られた環状オレフィンであり、さらに好ましくは付加重合によって得られた環状オレフィンである。
【００５６】
（セルロースアシレート）
セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）が特に好ましい。そして、セルロースアシレートの中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ａ及びＢは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Ａはアセチル基の置換度、Ｂは炭素原子数が３〜２２のアシル基の置換度である。なお、ＴＡＣの９０重量％以上が０．１〜４ｍｍの粒子であることが好ましい。ただし、本発明に用いることができるポリマーは、セルロースアシレートに限定されるものではない。
（Ｉ） ２．０≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（ＩＩ） ０≦Ａ≦３．０
（ＩＩＩ） ０≦Ｂ≦２．９
【００５７】
セルロースを構成するβ−１，４結合しているグルコース単位は、２位、３位および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、これらの水酸基の一部または全部を炭素数２以上のアシル基によりエステル化した重合体（ポリマー）である。アシル置換度は、２位、３位及び６位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合（１００％のエステル化の場合を置換度１とする）を意味する。
【００５８】
全アシル化置換度、すなわち、ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６の値は、２．００〜３．００が好ましく、より好ましくは２．２２〜２．９０であり、特に好ましくは２．４０〜２．８８である。また、ＤＳ６／（ＤＳ２＋ＤＳ３＋ＤＳ６）の値は、０．２８が好ましく、より好ましくは０．３０以上であり、特に好ましくは０．３１〜０．３４である。ここで、ＤＳ２は、グルコース単位における２位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「２位のアシル置換度」とする）であり、ＤＳ３は、グルコース単位における３位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「３位のアシル置換度」という）であり、ＤＳ６は、グルコース単位において、６位の水酸基の水素がアシル基によって置換されている割合（以下「６位のアシル置換度」という）である。
【００５９】
本発明のセルロースアシレートに用いられるアシル基は１種類だけでもよいし、あるいは２種類以上のアシル基が用いられてもよい。２種類以上のアシル基を用いるときには、その１つがアセチル基であることが好ましい。２位、３位及び６位の水酸基がアセチル基により置換されている度合いの総和をＤＳＡとし、２位、３位及び６位の水酸基がアセチル基以外のアシル基によって置換されている度合いの総和をＤＳＢとすると、ＤＳＡ＋ＤＳＢの値は、２．２２〜２．９０であることが好ましく、特に好ましくは２．４０〜２．８８である。
【００６０】
また、ＤＳＢは０．３０以上であることが好ましく、特に好ましくは０．７以上である。さらにＤＳＢは、その２０％以上が６位の水酸基の置換基であることが好ましく、より好ましくは２５％以上であり、３０％以上がさらに好ましく、特には３３％以上であることが好ましい。さらに、セルロースアシレートの６位におけるＤＳＡ＋ＤＳＢの値が０．７５以上であり、さらに好ましくは０．８０以上であり、特には０．８５以上であるセルロースアシレートも好ましく、これらのセルロースアシレートを用いることで、より溶解性に優れたドープを作製することができる。特に、非塩素系有機溶剤を使用すると、優れた溶解性を示し、低粘度で濾過性に優れるドープを作製することができる。
【００６１】
セルロースアシレートの原料であるセルロースは、リンター、パルプのいずれかから得られたものでもよい。
【００６２】
本発明におけるセルロースアシレートの炭素数２以上のアシル基としては、脂肪族基でもアリール基でもよく、特には限定されない。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、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挙げられ、それぞれ、さらに置換された基を有していてもよい。これらの好ましい例としては、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、オレノイル基、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挙げられる。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、特に好ましくは、プロピオニル基、ブタノイル基である。
【００６３】
（溶剤）
ドープを調製する溶剤としては、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン、クロロベンゼンなど）、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ジエチレングリコールなど）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブなど）などが挙げられる。
【００６４】
上記のハロゲン化炭化水素の中でも、炭素原子数１〜７のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられ、ジクロロメタンが最も好ましく用いられる。ＴＡＣの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械的強度及び光学特性など物性の観点から、ジクロロメタンの他に炭素原子数１〜５のアルコールを１種ないし数種類混合することが好ましい。アルコールの含有量は、溶剤全体に対して２〜２５重量％が好ましく、より好ましくは５〜２０重量％である。アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどが挙げられるが、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００６５】
最近、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない溶剤組成も検討されている。この場合には、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、炭素数１〜１２のアルコールが好ましく、これらを適宜混合して用いる場合もある。例えば、酢酸メチル、アセトン、エタノール、ｎ−ブタノールの混合溶剤が挙げられる。これらのエーテル、ケトン、エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン、エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−および−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も溶剤として用いることができる。
【００６６】
セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶剤及び可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤（ＵＶ剤）、光学異方性コントロール剤、レターデーション制御剤、染料、マット剤、剥離剤、剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開２００５−１０４１４８号の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【実施例】
【００６７】
（実験１）
図１の溶液製膜設備１０を用いて、フィルム４０を製造した。詳細は次のとおりである。準備工程における周面２２ａの移動速度ＶＺ１は１００ｍ／分であり、流面ドラム２２の周面２２ａの温度を略１０℃であり、流延室１２内の気圧は１００ｋＰａであった。かかる条件で、先端部形成工程と、搬出工程と、シール工程とを行った。減圧工程では、流延室１２内の気圧を目標気圧Ｐまで減圧したにした。目標気圧Ｐは１００Ｐａであった。準備工程の後、周面２２ａの移動速度ＶＺ２を２００ｍ／分にした。かかる条件下で溶液製膜方法を行ない、フィルム４０を製造した。
【００６８】
（実験２）
減圧工程にいて、目標気圧Ｐを１ｋＰａにしたこと以外は、実験１と同様にして、フィルム４０を製造した。
【００６９】
（実験３）
減圧工程にいて、目標気圧Ｐを１０ｋＰａにしたこと以外は、実験１と同様にして、フィルム４０を製造した。
【００７０】
（実験４）
減圧工程を行わなかったこと以外は、実験１と同様にして、フィルム４０を製造した。
【００７１】
（評価）
実験１〜４にて得られたフィルム４０について、次の評価を行った。
【００７２】
１．剥ぎ取り性の評価
以下基準に基づいて、剥ぎ取り性の評価を行った。
○：流延膜を支持体から剥ぎ取ることができた。
×：流延膜が剥ぎ取り可能な状態となっておらず、流延膜を支持体から剥ぎ取ることができなかった。
【００７３】
２．厚みムラの評価
以下基準に基づいて厚みムラの評価を行った。長手方向の最大膜厚をＴＨｍａｘ、長手方向の最小膜厚をＴＨｍｉｎ、長手方向の平均膜厚をＴＨａｖｅとすると、厚みムラＭは、（ＴＨｍａｘ−ＴＨｍｉｎ）／ＴＨａｖｅ×１００で表される。
○：Ｍが２％未満であった。
×：Ｍが２％以上であった。
【００７４】
実験１〜実験４で得られたフィルムにおける各評価項目の評価結果を表１に示す。なお、表１において、評価結果に付した番号は、上記評価項目に付した番号を表す。
【００７５】
【表１】
【符号の説明】
【００７６】
１０ 溶液製膜設備
１２ 流延室
２１ 流延ダイ
２２ 流延ドラム
３１ 流延膜
３５ 湿潤フィルム
４０ フィルム
６１ シール装置
８８ 減圧装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイ及び移動する支持体が設けられた流延室にて行われ、前記流出したドープから帯状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、
前記流延室にて行われ、前記流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまで前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる第１乾燥工程と、
この第１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、
前記湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させてフィルムとする第２乾燥工程とを有し、
前記流延室は減圧状態であることを特徴とする溶液製膜方法。
【請求項２】
前記支持体の移動速度が１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることを特徴とする請求項１記載の溶液製膜方法。
【請求項３】
前記膜形成工程の前に行われる準備工程では、
前記帯状の流延膜の先端部を形成する先端部形成工程と、
前記流延室の出口から前記先端部を搬出する搬送工程と、
前記流延室の出口をシールするシール工程と、
前記流延室内を減圧する減圧工程とが順次行われることを特徴とする請求項１または２記載の溶液製膜方法。
【請求項４】
ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイと、
前記流延ダイから流出した前記ドープを支持し、このドープから流延膜を形成する支持体と、
前記流延ダイ及び前記支持体を内部に収めるケーシングと、
前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる乾燥手段と、
前記支持体から剥ぎ取られた前記流延膜を外部へ出す前記ケーシングの出口と接続し、前記ケーシングの内部及び外部の気圧差を維持するシール手段とを有し、
前記乾燥手段は、前記ケーシングの内部の気圧を減ずる減圧手段を備えることを特徴とする流延装置。
【請求項５】
前記支持体の移動速度が１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることを特徴とする請求項４記載の流延装置。
【請求項１】
ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイ及び移動する支持体が設けられた流延室にて行われ、前記流出したドープから帯状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、
前記流延室にて行われ、前記流延膜が剥ぎ取り可能な状態となるまで前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる第１乾燥工程と、
この第１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、
前記湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させてフィルムとする第２乾燥工程とを有し、
前記流延室は減圧状態であることを特徴とする溶液製膜方法。
【請求項２】
前記支持体の移動速度が１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることを特徴とする請求項１記載の溶液製膜方法。
【請求項３】
前記膜形成工程の前に行われる準備工程では、
前記帯状の流延膜の先端部を形成する先端部形成工程と、
前記流延室の出口から前記先端部を搬出する搬送工程と、
前記流延室の出口をシールするシール工程と、
前記流延室内を減圧する減圧工程とが順次行われることを特徴とする請求項１または２記載の溶液製膜方法。
【請求項４】
ポリマー及び溶剤を含むドープを連続して流出する流延ダイと、
前記流延ダイから流出した前記ドープを支持し、このドープから流延膜を形成する支持体と、
前記流延ダイ及び前記支持体を内部に収めるケーシングと、
前記流延膜から前記溶剤を蒸発させる乾燥手段と、
前記支持体から剥ぎ取られた前記流延膜を外部へ出す前記ケーシングの出口と接続し、前記ケーシングの内部及び外部の気圧差を維持するシール手段とを有し、
前記乾燥手段は、前記ケーシングの内部の気圧を減ずる減圧手段を備えることを特徴とする流延装置。
【請求項５】
前記支持体の移動速度が１００ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることを特徴とする請求項４記載の流延装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０７０５０（Ｐ２０１１−２０７０５０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７１６５（Ｐ２０１０−７７１６５）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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