溶液製膜方法及び溶液製膜設備
【課題】流延膜表面での故障発生に応じて、ドープの吐出口に付着した異物を取り除く。
【解決手段】ポリマー１１と溶剤１２とを含むドープ１５に所望とする添加剤を含有させた流延用ドープを調製する。流延用ドープをフィードブロック５０で合流させた後に、流延ダイ５１の吐出口から支持体５４上に共に流延して、複層の流延膜６１を形成させる。支持体５４から流延膜６１を剥ぎ取り、乾燥させてフィルム１８とする。製膜中、故障検出機８０でフィルム１８の表面に発生した故障を検出する。故障検出時には、コントローラ８３に検出された故障に基づく故障信号が送られ、溶剤ガス供給装置５３から溶剤１２の蒸気を含む溶剤ガスが吐出口の全幅領域に送られる。溶剤ガスの供給は、蒸気を液化させない範囲で高濃度に保持するよう行なわれる。これにより、製造時間のロスや危険を伴うことなく異物を溶解し、除去することができる。
【解決手段】ポリマー１１と溶剤１２とを含むドープ１５に所望とする添加剤を含有させた流延用ドープを調製する。流延用ドープをフィードブロック５０で合流させた後に、流延ダイ５１の吐出口から支持体５４上に共に流延して、複層の流延膜６１を形成させる。支持体５４から流延膜６１を剥ぎ取り、乾燥させてフィルム１８とする。製膜中、故障検出機８０でフィルム１８の表面に発生した故障を検出する。故障検出時には、コントローラ８３に検出された故障に基づく故障信号が送られ、溶剤ガス供給装置５３から溶剤１２の蒸気を含む溶剤ガスが吐出口の全幅領域に送られる。溶剤ガスの供給は、蒸気を液化させない範囲で高濃度に保持するよう行なわれる。これにより、製造時間のロスや危険を伴うことなく異物を溶解し、除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置の偏光板の保護フィルムや視野角拡大フィルム等として好適に用いられるフィルムを製造する溶液製膜方法及び、このフィルムの製造に用いられる溶液製膜設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セルロースアシレートを原料とするフィルムは、透明度が高く、かつ強靭性や難燃性に優れる等の特徴から写真感光材料の支持体として広く利用されてきた。最近では、セルロースアシレートの中で、５７．５〜６２．５％の平均酢化度を有するセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を原料としたＴＡＣフィルムの需要が著しく増大している。ＴＡＣフィルムは、上記の特性に加えて光学的等方性に優れていることから、液晶表示装置の主要構成部材である偏光板の保護フィルムや、光学補償フィルム、視野角拡大フィルム等の光学材料の支持体として利用可能なことが理由である。
【０００３】
ＴＡＣフィルムは、一般に溶液製膜方法で作られる。溶液製膜方法は、走行する支持体上に、ポリマーと溶剤とを含むフィルムの原料液であるドープを、流延ダイのスリット状の吐出口から流出して支持体との間に流延ビードを形成し、流延ビードにより支持体上に形成した流延膜を支持体から剥ぎ取って溶剤を含んだ湿潤フィルムとした後、これを乾燥させてフィルムとする。
【０００４】
ところで、連続的に製膜していると、吐出口に蓄積されたドープやドープ中に含まれていた不溶解物にドープが絡んだものが空気に触れて乾燥し、異物となって吐出口付近に付着する。流延ビードが異物に接触すると、流延膜の表面にスジが発生し、スジ状のキズ、すなわちスジ故障としてフィルムの表面に残るため問題である。このようなスジ故障がフィルムに確認された場合には、異物が付着した箇所に手動で溶剤をかけて溶解除去する処置が行なわれているが、この方法は溶剤を手動でかけるために危険を伴い、また、ドープの吐出速度を遅くしたり、製造ラインを一旦停止させる必要があるので製造時間のロスが多い。
【０００５】
今までに、吐出口付近の異物を取り除く方法として、例えば、特許文献１には、流延ダイの吐出口の全幅領域をカバーするように溶剤を供給して、吐出口付近に付着している異物を膨潤又は溶解させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、特許文献２には、流延ダイの側面側下端部近傍に囲いを設けて、ここに濃度と風速との比を規定しながら気体状態の溶剤を含むガスを供給すると共に、流延ダイに近接して設けた溶剤流下手段により流延膜の両側端部にドープ可溶な溶剤を供給することでドープの乾燥を抑制し、異物の付着を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３８１４３６８号
【特許文献２】特開２００２−０３６２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、吐出口付近に溶剤を供給すると、溶剤が飛散して流延ビードや流延膜に付着し、その面状を悪化させるおそれがある。また、特許文献２は異物の付着を抑制するものであること、また、仮に異物を取り除く方法として応用できるとした場合、ドープが接触する吐出口の全幅領域に異物が付着するおそれがあるにも係らず、吐出口の両側端部しか対象としていないので改善が必要である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、異物の付着を検知した後に、製造時間のロスを招くことなく、かつ安全に吐出口の全幅領域に付着した異物を自動で取り除き、スジ故障がなく、面状が良好なフィルムを連続して製造することができる溶液製膜方法及び溶液製膜設備を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の溶液製膜方法は、走行する支持体上に、流延ダイの吐出口からポリマーと溶剤とを含むドープを流出させて流延膜を形成した後、支持体から流延膜を剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜方法において、フィルムの表面に発生したスジ状の故障を故障検出手段により検出し、スジ状の故障検出時に、流延ダイの吐出口の全幅領域に溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、蒸気を液化させない範囲で流延ダイの吐出口周辺を高濃度に保持し、スジ状の故障発生原因を取り除くことを特徴とする。
【０００９】
また、溶剤ガス中に含まれる蒸気の割合を５体積％以上６５体積％以下とすることが好ましい。溶剤をジクロロメタンとすることが好ましい。更に、溶剤をジクロロメタン及びポリマーを溶解又は分散させる化合物を含む混合物とし、蒸気中にジクロロメタンを気化させたガスを８０体積％以上の割合で含ませることが好ましい。
【００１０】
なお、複数のドープを支持体に向かって共に、或いは逐次に流出させることにより複層構造の流延膜を形成することが好ましい。
【００１１】
故障検出手段は、スジ状の故障が発生されると予測される流延時間に基づき、故障が発生したと判断することが好ましい。
【００１２】
本発明の溶液製膜設備は、フィルムの表面に発生したスジ状の故障を検出する故障検出手段と、スジ状の故障検出時に、流延ダイの吐出口の全幅領域に溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、蒸気を液化させない範囲で流延ダイの吐出口の周辺を高濃度に保持し、スジ状の故障発生原因を取り除く故障発生原因除去手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、異物の付着を検知した後に、製造時間のロスを招くことなく、かつ安全に吐出口の全幅領域に付着した異物を自動で取り除き、スジ故障がなく、面状が良好なフィルムを連続して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態を示して、本発明の詳細を説明する。ただし、ここに示す形態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。
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る溶液製膜設備１０は、ポリマー１１や溶剤１２、及び添加剤１３等を混合したドープ１５をベースとし、基層を形成するための基層用ドープと、基層の表面に接するようにして配される外層を形成するための外層用ドープとを調製するためのドープ製造ライン１６と、各ドープを用いてフィルム１８を作るためのフィルム製造ライン１９とから構成される。なお、以下の説明では、基層用ドープ及び外層用ドープを併せて流延用ドープと称する。
【００１６】
本発明に係るポリマー１１は、特に限定されるものではなく、一般に溶液製膜方法で使用されているものを用いることができる。本実施形態では、偏光板用保護フィルムや光学補償フィルム等の光学用途に広く用いられるセルロースアシレートを用いる場合を例にして説明する。
【００１７】
セルロースアシレートの中では、セルロースアセテート、特にアセチル化度の平均値が５７．５％〜６２．５％のセルローストリアセテートが光学特性に優れたフィルムをつくる上で好ましい。上記のアセチル化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味し、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従って求めることができる。本実施形態では、粒子状のセルローストリアセテートを使用し、その９０重量％以上が０．１〜４ｍｍの粒子径、好ましくは１〜４ｍｍの粒子径を有する。なお、本発明で用いることができるセルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１４１］段落から［０１９２］段落に記載されており、本記載は本発明に適用することができる。
【００１８】
溶剤１２は、ジクロロメタンが好適に用いられる他、ジクロロメタン及び蒸気のポリマーを溶解又は分散させる化合物を含む混合物も好ましい。この化合物としては、例えば、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等があるが、特に限定されない。化合物は、ポリマー種等に応じて１種、或いは複数種を適宜選択して使用すれば良い。具体的には、ハロゲン化炭化水素、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテート等）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル等）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール等）等が挙げられる。なお、本実施形態では、溶剤１２としてジクロロメタンを使用する。
【００１９】
添加剤１３は、所望の特性をフィルムに発現させること、また、流延膜を支持体から剥ぎ取る際の剥ぎ取り易さ、すなわち剥取性を向上させること等を目的としてドープに添加されるものである。本発明では、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、離型剤、剥離促進剤、フッ素系界面活性剤や、公知であるその他の添加剤１３を要望に応じて適宜選択し、用いれば良い。
【００２０】
上記の添加剤１３のうち、例えば、可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等）、フタル酸エステル系（例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート等）、グリコール酸エステル系（例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等）及びその他の可塑剤を用いることができる。この中で、セルロースアシレートをフィルムとするために特に好ましいものとしてはＴＰＰが挙げられる。
【００２１】
また、例えば、紫外線吸収剤としては、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物が好ましく用いられる例として挙げられる。中でも、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物が特に好ましい。なお、本発明で用いることができる溶剤や添加剤に関しては、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１９３］段落から［０５１３］段落に記載されており、本記載は本発明に適用することができる。
【００２２】
ドープ製造ライン１６は、混合タンク２０と、スタティックミキサ２４，２５と、濾過装置２７，２８，２９とが備えられており、また、混合タンク２０の下流には、四方弁３０で切り替えられる配管Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が接続されている。なお、スタティックミキサ及び濾過装置はいずれも同形のものを使用している。
【００２３】
混合タンク２０は、モータ３２により連続して回転可能な攪拌機３３と、ジャケット３４とが備えられており、ポリマー１１と溶剤１２と添加剤１３とは、ジャケット３４により内部温度が調整された混合タンク２０の中に投入された後、攪拌機３３で攪拌されてドープ１５が調製される。
【００２４】
ドープ１５は、ポンプＰ１，Ｐ３でその流量が調節されながら、四方弁３０の切り替えにより各配管Ｌ１〜Ｌ３に適宜送られる。配管Ｌ１，Ｌ３には、添加剤溶液２１ａを貯留する添加剤タンク２１が接続されており、配管内のドープ１５には、適宜適量の添加剤溶液２１ａが投入される。添加剤溶液２１ａは、予め、攪拌機２３により所望の溶剤と添加剤とを攪拌混合させたものであり、添加剤は、例えば、剥離促進剤やマット剤が挙げられる。ただし、特に限定されず、所望とする機能をフィルムに発現することができるものを選択して使用すれば良い。なお、既にドープ１５に含ませたものを使用しても良いが、少なくとも支持体と接触する外層用ドープには剥離促進剤を含ませることが好ましい。
【００２５】
添加剤溶液２１ａが投入されたドープ１５は、各スタティックミキサ２４，２５で攪拌混合された後に、フィルタ(図示しない)を備える濾過装置２７，２９に送られ、濾過により不溶解物が除去される。この濾過後のドープは外層用ドープとして使用する。また、混合タンク２０から、ポンプＰ２により流量が調節されながら四方弁３０の切り替えにより適宜適量のドープ１５が配管Ｌ２に送られる。このドープ１５には新たに添加剤を投入せずに第２濾過装置２８で濾過する。この濾過後のドープは基層用ドープとして使用する。
【００２６】
一方、フィルム製造ライン１９は、流延室４０と、渡り部４１と、テンタ４２と、乾燥室４５と冷却室４６と、巻取室４８とを有する。
【００２７】
流延室４０は、その内部にフィードブロック５０が取り付けられた流延ダイ５１と、減圧チャンバ５２と、溶剤ガス供給装置５３と、支持体５４と、一対のロール５５ａ，５５ｂと、送風装置５６ａ，５６ｂと、加熱装置５７と、凝縮器（コンデンサ）５８と、剥取ローラ５９とを備える。また、流延室４０の外部には、その内部温度を略一定に保持するための温度調節装置６０が取り付けられている。
【００２８】
フィードブロック５０は、その内部に流延用ドープの流路が形成されており、ドープ製造ライン１６から送られた流延用ドープを所望とする流延膜６１の層構造になるように合流させるものである。なお、フィードブロック５０に関しては、後で別途図を示して説明する。流延ダイ５１は、その先端にドープの吐出口が形成されている。また、図１では、支持体５４に対してほぼ垂直に設置された形態を示しているが、実際には、支持体５４側に少し傾斜を持たせて設置されており、吐出口から支持体までの間に安定した流れの流延ビードを形成して、面状が良好な流延膜６１を得る。減圧チャンバ５２は、支持体５４の走行方向に対して流延ダイ５１の後方に設置され、流延ダイ５１の吐出口付近を大気圧よりも低くなるように減圧するためのものである。
【００２９】
溶媒ガス供給装置５３はスリット状の送風口を備えており、この送風口より必要に応じて流延ダイ５１の吐出口の全幅領域に対し所定の蒸気を含む溶剤ガスを供給する。溶剤ガスは、前記の蒸気を液化させない範囲でその供給量が調節され、流延ダイ５１の吐出口の全幅領域に渡って蒸気の濃度を高く維持する。なお、溶剤ガスの供給に関しては、後で別図を示して説明する。
【００３０】
支持体５４は、流延膜６１の支持台として作用するものであり、例えば、無端で走行するバンドや、連続して回転可能なドラムが挙げられる。なお、支持体５４の材質等は特に限定されるものではないが、耐久性や耐熱性に優れる等の観点からステンレス製のものが好ましい。本実施形態では、ステンレス製の流延バンドを使用し、いずれか一方が駆動手段（図示しない）に接続されたロール５５ａ，５５ｂに巻き掛け、これを駆動させることにより、支持体５４は図１の矢印方向に無端で走行している。
【００３１】
送風装置５６ａ，５６ｂは、支持体５４の走行する向きに開口した送風口を有しており、この送風口から流延膜６１に対して略平行の乾燥風を供給する。流延ダイ５１側に設置された送風装置５６ａは遮風板６２を備える。遮風板６２は、各送風装置から供給される乾燥風が吐出したドープに当たるのを防止する。遮風板６２としては、例えば、プラスチック板やステンレス等で作られた金属板が好適に用いられるが、その材質や形状等は特に制限されない。また、加熱装置５７は、支持体５４の走行に伴って移動する流延膜６１の搬送路近傍に設置され、流延膜６１の空気側を加熱する。凝縮器（コンデンサ）５８は、流延膜６１から発生した溶剤の蒸気を凝縮液化して回収する。この凝縮器５８には回収装置５８ａが接続されており、凝縮液化した溶剤が回収される。剥取ローラ５９は、支持体５４から流延膜６１を剥ぎ取る際に、流延膜６１を支持するためのものである。
【００３２】
渡り部４１は、複数のローラ６６と送風装置６７とを備える。送風装置６７は湿潤フィルム６５の搬送路近傍、かつその上方に設置され、各ローラ６６で支持し搬送する湿潤フィルム６５に対して乾燥風を供給する。
【００３３】
テンタ４２は、クリップ４２ａと図示しない乾燥装置とを備える。また、テンタ４２の下流には、クラッシャ７０に接続され、その内部にカッタを備える耳切装置６７が設置されている。乾燥機４５は、複数のローラ７２と、乾燥風を供給するための送風装置（図示しない）とを有する。また、乾燥機４５には吸着回収装置７６が接続されている。
【００３４】
冷却室４６は、加熱されたフィルム１８を略室温となるまで冷やすためのものである。冷却方法は特に限定されず、略室温とした室内にフィルム１８を放置して自然に冷やしても良いし、冷熱や冷却風を供給することができる冷却手段を用いてフィルム１８を冷やしても良い。ナーリング付与ローラ７７は、冷却されたフィルム１８にナーリングを付与するためのものである。
【００３５】
巻取室４８は、フィルム１８を巻き取るための巻取機７８と、フィルム１８に押圧を付与する押圧ローラ７９と、故障検出機８０とを備える。また、溶液製膜設備１０には、必要に応じてフィルム１８を支持するための支持ローラ８５，８６が設置されているが、支持ローラを設置する場所や個数は特に限定されない。
【００３６】
故障検出機８０は、フィルム１８の表面の面状故障を検出することができるものであり、投光器、受光器、故障検出部を有している。この故障検出機８０としては、レーザフライングスポット方式やＣＣＤラインセンサ方式等が採用される。これらの方式は、いずれも走行するフィルムを幅方向に連続的にスキャンすることにより受光信号を得て、この受光信号に増幅処理をした上で基準値と比較し、基準値からずれた部分を異常部（故障）もしくはその候補部として抽出する。異常部もしくは候補部は、故障判定処理が施されて、故障信号とその故障種別、例えば、スジ故障である等の故障種別信号が出力される。更に、この故障の検出位置を特定し、この位置情報と故障種別信号とを対応させた故障情報を記憶媒体に記憶される。必要に応じて、この故障種別信号に基づき故障部位が特定され、製品から故障部位を取り除く等の処理が行なわれる。なお、フィルムの表面に発生したスジ故障を認識する手段は、本実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
次に、上記の溶液製膜設備１０を用いてフィルム１８を製造する流れを説明する。
【００３８】
ドープ製造ライン１６からフィードブロック５０に送られた流延用ドープは、流延ダイ５１の吐出口から支持体５４上に共に吐出される。減圧チャンバ５２により上記吐出口と支持体５４との間に形成された流延ビードの後方、即ち支持体５４側は減圧され、流延ビードは支持体５４側に引き寄せられながら支持体５４上に到達する。このため、支持体５４と流延ビードとの間にエアを巻き込むことなく流延膜６１が形成される。
【００３９】
送風装置５６ａ，５６ｂの送風口から乾燥風が供給される。また、流延膜６１の表面付近は加熱装置５７によりポリマーを劣化させない温度範囲で加熱される。流延膜６１の乾燥を効率良くかつ効果的に進めて自己支持性を持たせる。この後、剥取ローラ５９で支持された状態で流延膜６１は支持体５４から剥ぎ取られて、溶剤を含んだ湿潤フィルム６５とされる。
【００４０】
テンタ４２に送られた湿潤フィルム６５は、その入口付近で両側端部がクリップ４２ａにより把持される。両側端部が固定された湿潤フィルム６５はテンタ４２内部を搬送される間に、図示しない乾燥装置から供給される乾燥風により乾燥が進められる。搬送時には、対面するクリップ４２ａ同士の間隔を調節して、湿潤フィルム６５の幅方向に張力を付与する。張力の大きさを調整することにより、湿潤フィルム６５の幅方向の分子配向を制御して、所望のレタデーション値をフィルムに発現させる。渡り部４１においてローラ６６の搬送速度を調整したり、テンタ４２においてクリップ４２ａの搬送方向に対する間隔を調整すると、湿潤フィルム６５の搬送方向に張力を付与し、その方向での分子配向を制御することができるので好ましい。
【００４１】
テンタ４２の出口付近でクリップ４２ａによる把持が解放された湿潤フィルム６５は、耳切装置６７により把持跡が残るその両側端部が切断される。なお、この切断片はクラッシャ７０に送られチップ状に裁断される。
【００４２】
乾燥機４５に送られた湿潤フィルム６５は、各ローラ７２に巻き掛けられながら搬送される間に、供給される乾燥風により十分に乾燥が進められてフィルム１８となる。乾燥機４５から冷却室４６内に送られたフィルム１８は、ここで略室温まで冷却された後に、ナーリング付与ローラ７７によりナーリングが付与される。この後、巻取室４８に送られたフィルム１８は、押圧ローラ７９でその中心方向に押圧されながら巻取機７８で巻き取られ、しわやつれがなく面状が良好なロール状のフィルムとされる。
【００４３】
図２に示すように、巻き取る前のフィルム１８は故障検出機８０に送られる。前述したように、本実施形態における故障検出機８０は、被検査物であるフィルム１８の一方の面に配置された走査器２００と、フィルム１８の他方の面に配置された受光部２０１とを備える。投光部である走査器２００はフィルム１８の搬送方向に直交したその幅方向に対してレーザービーム２００ａを照射させる。受光部２０１は、レーザービーム２００ａで照明されフィルム１８を透過した光を受け光電変換する。ここで変換された受光信号は、故障信号発生ユニット２１０に送られる。
【００４４】
コントローラ８０と故障検出機８０に接続された故障信号発生ユニット２１０は、ゲート回路２１１と、検査幅設定回路２１２と、比較器２１３と、しきい値設定器２１４とを備える。
【００４５】
受光部２０１で得られた受光信号はゲート回路２１１に送られる。このとき、ゲート回路２１１には受光信号の他に、検査幅設定回路２１２から検査幅領域信号が送られる。検査幅領域信号は、フィルム１８上をレーザービーム２００ａが走査している期間に相当する信号であり、走査器２００内の各走査開始点で光電センサによりレーザービーム２００ａを受光した走査開始タイミングに基づいて検査幅設定回路２１２で生成される。ゲート回路２１１は検査幅領域信号の期間のみ受光信号を通過させる。しきい値設定器２１４は、例えば、ダイヤル式ポテンショメータから構成されており、しきい値電圧信号を生成し、これをしきい値として比較器２１３に設定する。ゲート回路２１１を通過した検査領域内受光信号は、比較器２１３によりしきい値と比較される。ここで、しきい値を越えた場合には故障と判定され、コントローラ８３に故障信号が出力される。「しきい値を越えた」とは、＋方向と−方向の片方もしくは両方を含んでいる。すなわち、故障信号には正常面の信号レベルにおける中心値に対して、受光光量が増加する（信号が＋側に振れる）故障と、受光光量が減少する（信号が−側に振れる）故障とがあり、前者に対しては＋側のしきい値を設定し、それを超える電圧の信号を故障と判定し、後者に対しては−側のしきい値を設定し、それを下回る電圧の信号を故障と判定する。比較器８は、＋側の比較と−側の比較の片方もしくは両者を含む。
【００４６】
故障信号を受信したコントロールからは、溶剤ガス供給装置に対して作動信号が出力される。図３に示すように、作動信号を受信した溶剤ガス供給装置５３からは、その下方に備えたノズル１００の送風口１０１より流延ダイ５１の吐出口１０５に対して溶剤ガス１０７が送られる。この送風口１０１は、流延ダイ５１の吐出口１０５に向くように支持体５４の走行方向下流側に配置されており、溶剤ガス１０７が吐出口１０５付近に効果的に送られる。ここで、溶剤ガス１０７は蒸気を液化させない範囲で高濃度を保持するように供給される。なお、流延ダイ５１の周辺には遮風シール１２０が設置されており、周辺と仕切られているので、高濃度を保持することができる。
【００４７】
溶剤ガス１０７としては、ドープの調製に使用した溶剤の蒸気を５体積％以上６５体積％以下の割合で含むものが好適に用いられる。より好ましくは２０体積％以上６５体積％以下であり、特に好ましくは４０体積％以上６５体積％以下である。これにより、既に吐出口１０５付近に付着して故障発生原因となっているドープの固化物等が溶解し、取り除かれる。
【００４８】
ただし、流延室４０内の温度は、流延膜の乾燥を効果的に行う等を目的として−１０℃〜５７℃とされているので、このような雰囲気下において溶剤ガス１０７に含まれる蒸気の割合が６５体積％を超えると、蒸気が飽和濃度を超えて溶剤露点に達し液化が始まる。液化した溶剤は流延ダイ５１の表面に付着して、流延ビード１１０や流延膜６１に飛散し、これらの面状を悪化させるので好ましくない。一方で、蒸気を５体積％未満しか含まない溶剤ガス１０７では、空気中の溶剤ガス濃度を高くする効果が弱く、流延ビード１１０の乾燥を防止することは難しい。なお、流延ダイ５１付近にガス濃度計を設置して、オンラインで流延ビード１１０の温度や周辺のガス濃度を測定し、この測定された温度及び濃度に応じて供給するガスの量を調整することが好ましい。この場合、流延ビード１１０付近の溶剤ガス濃度をより的確に知ることができるので、より好適に液化しない範囲で高濃度に維持することができ、異物を効率良くかつ効果的に溶解することができる。
【００４９】
ドープ調製用の溶剤として、ジクロロメタンとその他の所定の化合物とを含ませた混合物を用いる場合には、混合物中に含ませた全ての化合物の蒸気の総和を当該蒸気とみなす。この混合蒸気の中には、ジクロロメタンを気化させたジクロロメタンガスを８０体積％以上含ませる。なお、ジクロロメタンガスを含ませる割合は１００体積％に近づくほど好ましい。
【００５０】
図４に示すように、送風口１０１の全長Ｗ１（ｍｍ）は、吐出口１０５の全長Ｗ２（ｍｍ）と略同等とされており、吐出口１０５の幅方向全領域に渡って均一に溶剤ガス１０７が送られる仕組みになっている。これにより、吐出口１０５の全幅領域に付着している異物が溶解除去される。ここで、送風口１０１と吐出口１０５との全長は必ずしも略同等とする必要はなく、吐出口１０５の全幅領域に溶剤ガスを送ることができれば良い。
【００５１】
以上より、製膜中において、故障が検出されたときに応じて、ドープの吐出口付近に付着した故障発生の原因である異物を、製造時間のロスがなく、また安全に取り除くことができる。なお、溶剤ガス供給装置の形態は特に限定されず、例えば、送風口が吐出口に向くように配した複数の送風ユニットを使用しても良いし、その送風口の形状もスリットに限定されず、例えば、円形や四角形等が挙げられる。溶剤ガスを供給する方法も、特に限定されず、例えば、流延ダイの側面に溶剤ガスを吹き付け、側面を沿わせるようにして吐出口付近に供給する方法が挙げられる。また、吐出口付近の蒸気の濃度を高濃度に維持することを目的として、流延ダイの吐出口付近であり、支持体の走行方向下流側に周辺の風を遮るように遮風部材を設置しても良い。
【００５２】
また、本実施形態では、複層構造の流延膜を形成することを目的として、図５に示すように、フィードブロック５０としては、その内部に複数のドープの流路が形成されたものを使用する。第１流路８０は、ドープ製造ラインの配管Ｌ１に接続されており、所望の外層用ドープが送られる。また、配管Ｌ２に接続された第２流路８１には基層用ドープが送られると共に、配管Ｌ３に接続された第３流路８２には、所望の外層用ドープが送られる。各流路８０〜８２に送られたドープを合流部８３で合流させた後に、吐出口１０５から支持体５４の上に共に流延させる。これにより、図７に示すように、支持体５４の上には、基層６１ａを挟み込むようにして２層の外層６１ｂ，６１ｃが配された３層構造の流延膜６１が形成される。このように複数のドープを用いて流延膜を形成すれば、各ドープに含有させる剥離促進剤やレタデーション制御剤、マット剤等の量や種類を調節することで、フィルムに対し所望の機能を容易に付与することができる。
【００５３】
複層の流延膜を形成する方法に特に限定されず、周知のものを用いれば良い。例えば、図７に示すように、支持体５４の走行方向上流側から下流側に向かい、流延ダイ１５０と、流延ダイ１５１と、流延ダイ１５２とを設置し、走行する支持体５４上に流延ダイ１５０から所定のドープを逐次に流出させると複層構造の流延膜１６０が得られる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明に係る実施例として、洗浄条件等を変更することにより実験１〜１０を行なった。ただし、ここに示す形態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。したがって、下記の材料、割合、操作等は本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。なお、以下の説明では、各実験に共通する流れを記載し、各実験条件は表１に纏めて示す。
【００５５】
先ず、図１に示すドープ製造ライン１６において、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）と、ジクロロメタンと、添加剤である可塑剤及び紫外線吸収剤を混合することによりドープ１５を調製した。次に、このドープ１５を主成分とした中に剥離促進剤を添加したものを外層用ドープとし、更に、新たに添加剤を含ませないドープ１５を基層用ドープとして流延用ドープを用意した。次に、この流延用ドープをフィルム製造ライン１９に送り、各ドープをフィードブロック５０で合流させた後、流延ダイ５１の吐出口から流延ビードを形成しながら支持体５４上に共に吐出させて流延膜６１とした。流延膜６１は乾燥を進めた後に支持体５４から剥ぎ取り、湿潤フィルム６５とし、これを十分に乾燥してフィルム１８を製造した。
【００５６】
各実験条件及び、評価結果を表１に纏めて示す。ここで、実験１では、故障検出機８０を使用せずに手動により支持体５４上を洗浄した従来法に該当する。その一方で、実験２〜１０では、故障検出機８０を使用し、検出された故障に応じて自動的に支持体５４を洗浄した。本発明の効果を知るため、洗浄手段である溶剤ガス及び溶剤の供給を開始してからスジ故障が検出されなくなるまでの時間を、「異物を取り除くのに費やした洗浄時間」として測定した。なお、表１において、溶剤濃度とは、溶剤を使用した場合にはその溶剤に含まれている成分の割合を示し、溶剤ガスの場合には、そのガス中に占めるジクロロメタン或いはメタノールの割合を示したものである。
【００５７】
【表１】
【００５８】
各実験結果から、先ず、実験１の従来法に比べて自動的に洗浄を行うと、洗浄時間を短縮させて作業を行うことが可能となる。また、ジクロロメタンガスを含む割合が８０体積％以上のガスを使用すれば優れた洗浄効果が得られること。更に、ジクロロメタンを含む割合が８０体積％程度であっても、洗浄ガス中に含まれている総ガスの割合が５体積％を超えれば、優れた洗浄効果が得られることを確認した。なお、溶剤と溶剤ガスとを対比した場合、溶剤を供給すれば、供給部に溶剤が凝結して流延膜の平面性に影響を及ぼす可能性が高いが、溶剤ガスを使用すればその可能性が著しく低減できるので、品質の良好なフィルムを得るには溶剤ガスが好適といえる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る溶液製膜設備の一例の概略図である。
【図２】フィルムの表面に発生したスジ故障を検出する故障検出機の一例の概略図である。
【図３】流延ダイの吐出口付近の一例の概略図である。
【図４】流延ダイの吐出口付近を上方から見た一例の概略図である。
【図５】本発明に係るフィードブロックの一例の断面図である。
【図６】支持体上に形成された流延膜の一例の断面図である。
【図７】複層構造の流延膜を製造する一例の概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 溶液製膜設備
１８ フィルム
５１ 流延ダイ
５３ 溶剤ガス供給装置
６１ 流延膜
８０ 故障検出機
８３ コントローラ
１０１ 送風口
１０５ 吐出口
１０７ 溶剤ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置の偏光板の保護フィルムや視野角拡大フィルム等として好適に用いられるフィルムを製造する溶液製膜方法及び、このフィルムの製造に用いられる溶液製膜設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セルロースアシレートを原料とするフィルムは、透明度が高く、かつ強靭性や難燃性に優れる等の特徴から写真感光材料の支持体として広く利用されてきた。最近では、セルロースアシレートの中で、５７．５〜６２．５％の平均酢化度を有するセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を原料としたＴＡＣフィルムの需要が著しく増大している。ＴＡＣフィルムは、上記の特性に加えて光学的等方性に優れていることから、液晶表示装置の主要構成部材である偏光板の保護フィルムや、光学補償フィルム、視野角拡大フィルム等の光学材料の支持体として利用可能なことが理由である。
【０００３】
ＴＡＣフィルムは、一般に溶液製膜方法で作られる。溶液製膜方法は、走行する支持体上に、ポリマーと溶剤とを含むフィルムの原料液であるドープを、流延ダイのスリット状の吐出口から流出して支持体との間に流延ビードを形成し、流延ビードにより支持体上に形成した流延膜を支持体から剥ぎ取って溶剤を含んだ湿潤フィルムとした後、これを乾燥させてフィルムとする。
【０００４】
ところで、連続的に製膜していると、吐出口に蓄積されたドープやドープ中に含まれていた不溶解物にドープが絡んだものが空気に触れて乾燥し、異物となって吐出口付近に付着する。流延ビードが異物に接触すると、流延膜の表面にスジが発生し、スジ状のキズ、すなわちスジ故障としてフィルムの表面に残るため問題である。このようなスジ故障がフィルムに確認された場合には、異物が付着した箇所に手動で溶剤をかけて溶解除去する処置が行なわれているが、この方法は溶剤を手動でかけるために危険を伴い、また、ドープの吐出速度を遅くしたり、製造ラインを一旦停止させる必要があるので製造時間のロスが多い。
【０００５】
今までに、吐出口付近の異物を取り除く方法として、例えば、特許文献１には、流延ダイの吐出口の全幅領域をカバーするように溶剤を供給して、吐出口付近に付着している異物を膨潤又は溶解させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、特許文献２には、流延ダイの側面側下端部近傍に囲いを設けて、ここに濃度と風速との比を規定しながら気体状態の溶剤を含むガスを供給すると共に、流延ダイに近接して設けた溶剤流下手段により流延膜の両側端部にドープ可溶な溶剤を供給することでドープの乾燥を抑制し、異物の付着を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３８１４３６８号
【特許文献２】特開２００２−０３６２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、吐出口付近に溶剤を供給すると、溶剤が飛散して流延ビードや流延膜に付着し、その面状を悪化させるおそれがある。また、特許文献２は異物の付着を抑制するものであること、また、仮に異物を取り除く方法として応用できるとした場合、ドープが接触する吐出口の全幅領域に異物が付着するおそれがあるにも係らず、吐出口の両側端部しか対象としていないので改善が必要である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、異物の付着を検知した後に、製造時間のロスを招くことなく、かつ安全に吐出口の全幅領域に付着した異物を自動で取り除き、スジ故障がなく、面状が良好なフィルムを連続して製造することができる溶液製膜方法及び溶液製膜設備を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の溶液製膜方法は、走行する支持体上に、流延ダイの吐出口からポリマーと溶剤とを含むドープを流出させて流延膜を形成した後、支持体から流延膜を剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜方法において、フィルムの表面に発生したスジ状の故障を故障検出手段により検出し、スジ状の故障検出時に、流延ダイの吐出口の全幅領域に溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、蒸気を液化させない範囲で流延ダイの吐出口周辺を高濃度に保持し、スジ状の故障発生原因を取り除くことを特徴とする。
【０００９】
また、溶剤ガス中に含まれる蒸気の割合を５体積％以上６５体積％以下とすることが好ましい。溶剤をジクロロメタンとすることが好ましい。更に、溶剤をジクロロメタン及びポリマーを溶解又は分散させる化合物を含む混合物とし、蒸気中にジクロロメタンを気化させたガスを８０体積％以上の割合で含ませることが好ましい。
【００１０】
なお、複数のドープを支持体に向かって共に、或いは逐次に流出させることにより複層構造の流延膜を形成することが好ましい。
【００１１】
故障検出手段は、スジ状の故障が発生されると予測される流延時間に基づき、故障が発生したと判断することが好ましい。
【００１２】
本発明の溶液製膜設備は、フィルムの表面に発生したスジ状の故障を検出する故障検出手段と、スジ状の故障検出時に、流延ダイの吐出口の全幅領域に溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、蒸気を液化させない範囲で流延ダイの吐出口の周辺を高濃度に保持し、スジ状の故障発生原因を取り除く故障発生原因除去手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、異物の付着を検知した後に、製造時間のロスを招くことなく、かつ安全に吐出口の全幅領域に付着した異物を自動で取り除き、スジ故障がなく、面状が良好なフィルムを連続して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態を示して、本発明の詳細を説明する。ただし、ここに示す形態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。
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る溶液製膜設備１０は、ポリマー１１や溶剤１２、及び添加剤１３等を混合したドープ１５をベースとし、基層を形成するための基層用ドープと、基層の表面に接するようにして配される外層を形成するための外層用ドープとを調製するためのドープ製造ライン１６と、各ドープを用いてフィルム１８を作るためのフィルム製造ライン１９とから構成される。なお、以下の説明では、基層用ドープ及び外層用ドープを併せて流延用ドープと称する。
【００１６】
本発明に係るポリマー１１は、特に限定されるものではなく、一般に溶液製膜方法で使用されているものを用いることができる。本実施形態では、偏光板用保護フィルムや光学補償フィルム等の光学用途に広く用いられるセルロースアシレートを用いる場合を例にして説明する。
【００１７】
セルロースアシレートの中では、セルロースアセテート、特にアセチル化度の平均値が５７．５％〜６２．５％のセルローストリアセテートが光学特性に優れたフィルムをつくる上で好ましい。上記のアセチル化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味し、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従って求めることができる。本実施形態では、粒子状のセルローストリアセテートを使用し、その９０重量％以上が０．１〜４ｍｍの粒子径、好ましくは１〜４ｍｍの粒子径を有する。なお、本発明で用いることができるセルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１４１］段落から［０１９２］段落に記載されており、本記載は本発明に適用することができる。
【００１８】
溶剤１２は、ジクロロメタンが好適に用いられる他、ジクロロメタン及び蒸気のポリマーを溶解又は分散させる化合物を含む混合物も好ましい。この化合物としては、例えば、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等があるが、特に限定されない。化合物は、ポリマー種等に応じて１種、或いは複数種を適宜選択して使用すれば良い。具体的には、ハロゲン化炭化水素、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテート等）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル等）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール等）等が挙げられる。なお、本実施形態では、溶剤１２としてジクロロメタンを使用する。
【００１９】
添加剤１３は、所望の特性をフィルムに発現させること、また、流延膜を支持体から剥ぎ取る際の剥ぎ取り易さ、すなわち剥取性を向上させること等を目的としてドープに添加されるものである。本発明では、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、離型剤、剥離促進剤、フッ素系界面活性剤や、公知であるその他の添加剤１３を要望に応じて適宜選択し、用いれば良い。
【００２０】
上記の添加剤１３のうち、例えば、可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等）、フタル酸エステル系（例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート等）、グリコール酸エステル系（例えば、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等）及びその他の可塑剤を用いることができる。この中で、セルロースアシレートをフィルムとするために特に好ましいものとしてはＴＰＰが挙げられる。
【００２１】
また、例えば、紫外線吸収剤としては、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物が好ましく用いられる例として挙げられる。中でも、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物が特に好ましい。なお、本発明で用いることができる溶剤や添加剤に関しては、特開２００５−１０４１４８号公報の［０１９３］段落から［０５１３］段落に記載されており、本記載は本発明に適用することができる。
【００２２】
ドープ製造ライン１６は、混合タンク２０と、スタティックミキサ２４，２５と、濾過装置２７，２８，２９とが備えられており、また、混合タンク２０の下流には、四方弁３０で切り替えられる配管Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が接続されている。なお、スタティックミキサ及び濾過装置はいずれも同形のものを使用している。
【００２３】
混合タンク２０は、モータ３２により連続して回転可能な攪拌機３３と、ジャケット３４とが備えられており、ポリマー１１と溶剤１２と添加剤１３とは、ジャケット３４により内部温度が調整された混合タンク２０の中に投入された後、攪拌機３３で攪拌されてドープ１５が調製される。
【００２４】
ドープ１５は、ポンプＰ１，Ｐ３でその流量が調節されながら、四方弁３０の切り替えにより各配管Ｌ１〜Ｌ３に適宜送られる。配管Ｌ１，Ｌ３には、添加剤溶液２１ａを貯留する添加剤タンク２１が接続されており、配管内のドープ１５には、適宜適量の添加剤溶液２１ａが投入される。添加剤溶液２１ａは、予め、攪拌機２３により所望の溶剤と添加剤とを攪拌混合させたものであり、添加剤は、例えば、剥離促進剤やマット剤が挙げられる。ただし、特に限定されず、所望とする機能をフィルムに発現することができるものを選択して使用すれば良い。なお、既にドープ１５に含ませたものを使用しても良いが、少なくとも支持体と接触する外層用ドープには剥離促進剤を含ませることが好ましい。
【００２５】
添加剤溶液２１ａが投入されたドープ１５は、各スタティックミキサ２４，２５で攪拌混合された後に、フィルタ(図示しない)を備える濾過装置２７，２９に送られ、濾過により不溶解物が除去される。この濾過後のドープは外層用ドープとして使用する。また、混合タンク２０から、ポンプＰ２により流量が調節されながら四方弁３０の切り替えにより適宜適量のドープ１５が配管Ｌ２に送られる。このドープ１５には新たに添加剤を投入せずに第２濾過装置２８で濾過する。この濾過後のドープは基層用ドープとして使用する。
【００２６】
一方、フィルム製造ライン１９は、流延室４０と、渡り部４１と、テンタ４２と、乾燥室４５と冷却室４６と、巻取室４８とを有する。
【００２７】
流延室４０は、その内部にフィードブロック５０が取り付けられた流延ダイ５１と、減圧チャンバ５２と、溶剤ガス供給装置５３と、支持体５４と、一対のロール５５ａ，５５ｂと、送風装置５６ａ，５６ｂと、加熱装置５７と、凝縮器（コンデンサ）５８と、剥取ローラ５９とを備える。また、流延室４０の外部には、その内部温度を略一定に保持するための温度調節装置６０が取り付けられている。
【００２８】
フィードブロック５０は、その内部に流延用ドープの流路が形成されており、ドープ製造ライン１６から送られた流延用ドープを所望とする流延膜６１の層構造になるように合流させるものである。なお、フィードブロック５０に関しては、後で別途図を示して説明する。流延ダイ５１は、その先端にドープの吐出口が形成されている。また、図１では、支持体５４に対してほぼ垂直に設置された形態を示しているが、実際には、支持体５４側に少し傾斜を持たせて設置されており、吐出口から支持体までの間に安定した流れの流延ビードを形成して、面状が良好な流延膜６１を得る。減圧チャンバ５２は、支持体５４の走行方向に対して流延ダイ５１の後方に設置され、流延ダイ５１の吐出口付近を大気圧よりも低くなるように減圧するためのものである。
【００２９】
溶媒ガス供給装置５３はスリット状の送風口を備えており、この送風口より必要に応じて流延ダイ５１の吐出口の全幅領域に対し所定の蒸気を含む溶剤ガスを供給する。溶剤ガスは、前記の蒸気を液化させない範囲でその供給量が調節され、流延ダイ５１の吐出口の全幅領域に渡って蒸気の濃度を高く維持する。なお、溶剤ガスの供給に関しては、後で別図を示して説明する。
【００３０】
支持体５４は、流延膜６１の支持台として作用するものであり、例えば、無端で走行するバンドや、連続して回転可能なドラムが挙げられる。なお、支持体５４の材質等は特に限定されるものではないが、耐久性や耐熱性に優れる等の観点からステンレス製のものが好ましい。本実施形態では、ステンレス製の流延バンドを使用し、いずれか一方が駆動手段（図示しない）に接続されたロール５５ａ，５５ｂに巻き掛け、これを駆動させることにより、支持体５４は図１の矢印方向に無端で走行している。
【００３１】
送風装置５６ａ，５６ｂは、支持体５４の走行する向きに開口した送風口を有しており、この送風口から流延膜６１に対して略平行の乾燥風を供給する。流延ダイ５１側に設置された送風装置５６ａは遮風板６２を備える。遮風板６２は、各送風装置から供給される乾燥風が吐出したドープに当たるのを防止する。遮風板６２としては、例えば、プラスチック板やステンレス等で作られた金属板が好適に用いられるが、その材質や形状等は特に制限されない。また、加熱装置５７は、支持体５４の走行に伴って移動する流延膜６１の搬送路近傍に設置され、流延膜６１の空気側を加熱する。凝縮器（コンデンサ）５８は、流延膜６１から発生した溶剤の蒸気を凝縮液化して回収する。この凝縮器５８には回収装置５８ａが接続されており、凝縮液化した溶剤が回収される。剥取ローラ５９は、支持体５４から流延膜６１を剥ぎ取る際に、流延膜６１を支持するためのものである。
【００３２】
渡り部４１は、複数のローラ６６と送風装置６７とを備える。送風装置６７は湿潤フィルム６５の搬送路近傍、かつその上方に設置され、各ローラ６６で支持し搬送する湿潤フィルム６５に対して乾燥風を供給する。
【００３３】
テンタ４２は、クリップ４２ａと図示しない乾燥装置とを備える。また、テンタ４２の下流には、クラッシャ７０に接続され、その内部にカッタを備える耳切装置６７が設置されている。乾燥機４５は、複数のローラ７２と、乾燥風を供給するための送風装置（図示しない）とを有する。また、乾燥機４５には吸着回収装置７６が接続されている。
【００３４】
冷却室４６は、加熱されたフィルム１８を略室温となるまで冷やすためのものである。冷却方法は特に限定されず、略室温とした室内にフィルム１８を放置して自然に冷やしても良いし、冷熱や冷却風を供給することができる冷却手段を用いてフィルム１８を冷やしても良い。ナーリング付与ローラ７７は、冷却されたフィルム１８にナーリングを付与するためのものである。
【００３５】
巻取室４８は、フィルム１８を巻き取るための巻取機７８と、フィルム１８に押圧を付与する押圧ローラ７９と、故障検出機８０とを備える。また、溶液製膜設備１０には、必要に応じてフィルム１８を支持するための支持ローラ８５，８６が設置されているが、支持ローラを設置する場所や個数は特に限定されない。
【００３６】
故障検出機８０は、フィルム１８の表面の面状故障を検出することができるものであり、投光器、受光器、故障検出部を有している。この故障検出機８０としては、レーザフライングスポット方式やＣＣＤラインセンサ方式等が採用される。これらの方式は、いずれも走行するフィルムを幅方向に連続的にスキャンすることにより受光信号を得て、この受光信号に増幅処理をした上で基準値と比較し、基準値からずれた部分を異常部（故障）もしくはその候補部として抽出する。異常部もしくは候補部は、故障判定処理が施されて、故障信号とその故障種別、例えば、スジ故障である等の故障種別信号が出力される。更に、この故障の検出位置を特定し、この位置情報と故障種別信号とを対応させた故障情報を記憶媒体に記憶される。必要に応じて、この故障種別信号に基づき故障部位が特定され、製品から故障部位を取り除く等の処理が行なわれる。なお、フィルムの表面に発生したスジ故障を認識する手段は、本実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
次に、上記の溶液製膜設備１０を用いてフィルム１８を製造する流れを説明する。
【００３８】
ドープ製造ライン１６からフィードブロック５０に送られた流延用ドープは、流延ダイ５１の吐出口から支持体５４上に共に吐出される。減圧チャンバ５２により上記吐出口と支持体５４との間に形成された流延ビードの後方、即ち支持体５４側は減圧され、流延ビードは支持体５４側に引き寄せられながら支持体５４上に到達する。このため、支持体５４と流延ビードとの間にエアを巻き込むことなく流延膜６１が形成される。
【００３９】
送風装置５６ａ，５６ｂの送風口から乾燥風が供給される。また、流延膜６１の表面付近は加熱装置５７によりポリマーを劣化させない温度範囲で加熱される。流延膜６１の乾燥を効率良くかつ効果的に進めて自己支持性を持たせる。この後、剥取ローラ５９で支持された状態で流延膜６１は支持体５４から剥ぎ取られて、溶剤を含んだ湿潤フィルム６５とされる。
【００４０】
テンタ４２に送られた湿潤フィルム６５は、その入口付近で両側端部がクリップ４２ａにより把持される。両側端部が固定された湿潤フィルム６５はテンタ４２内部を搬送される間に、図示しない乾燥装置から供給される乾燥風により乾燥が進められる。搬送時には、対面するクリップ４２ａ同士の間隔を調節して、湿潤フィルム６５の幅方向に張力を付与する。張力の大きさを調整することにより、湿潤フィルム６５の幅方向の分子配向を制御して、所望のレタデーション値をフィルムに発現させる。渡り部４１においてローラ６６の搬送速度を調整したり、テンタ４２においてクリップ４２ａの搬送方向に対する間隔を調整すると、湿潤フィルム６５の搬送方向に張力を付与し、その方向での分子配向を制御することができるので好ましい。
【００４１】
テンタ４２の出口付近でクリップ４２ａによる把持が解放された湿潤フィルム６５は、耳切装置６７により把持跡が残るその両側端部が切断される。なお、この切断片はクラッシャ７０に送られチップ状に裁断される。
【００４２】
乾燥機４５に送られた湿潤フィルム６５は、各ローラ７２に巻き掛けられながら搬送される間に、供給される乾燥風により十分に乾燥が進められてフィルム１８となる。乾燥機４５から冷却室４６内に送られたフィルム１８は、ここで略室温まで冷却された後に、ナーリング付与ローラ７７によりナーリングが付与される。この後、巻取室４８に送られたフィルム１８は、押圧ローラ７９でその中心方向に押圧されながら巻取機７８で巻き取られ、しわやつれがなく面状が良好なロール状のフィルムとされる。
【００４３】
図２に示すように、巻き取る前のフィルム１８は故障検出機８０に送られる。前述したように、本実施形態における故障検出機８０は、被検査物であるフィルム１８の一方の面に配置された走査器２００と、フィルム１８の他方の面に配置された受光部２０１とを備える。投光部である走査器２００はフィルム１８の搬送方向に直交したその幅方向に対してレーザービーム２００ａを照射させる。受光部２０１は、レーザービーム２００ａで照明されフィルム１８を透過した光を受け光電変換する。ここで変換された受光信号は、故障信号発生ユニット２１０に送られる。
【００４４】
コントローラ８０と故障検出機８０に接続された故障信号発生ユニット２１０は、ゲート回路２１１と、検査幅設定回路２１２と、比較器２１３と、しきい値設定器２１４とを備える。
【００４５】
受光部２０１で得られた受光信号はゲート回路２１１に送られる。このとき、ゲート回路２１１には受光信号の他に、検査幅設定回路２１２から検査幅領域信号が送られる。検査幅領域信号は、フィルム１８上をレーザービーム２００ａが走査している期間に相当する信号であり、走査器２００内の各走査開始点で光電センサによりレーザービーム２００ａを受光した走査開始タイミングに基づいて検査幅設定回路２１２で生成される。ゲート回路２１１は検査幅領域信号の期間のみ受光信号を通過させる。しきい値設定器２１４は、例えば、ダイヤル式ポテンショメータから構成されており、しきい値電圧信号を生成し、これをしきい値として比較器２１３に設定する。ゲート回路２１１を通過した検査領域内受光信号は、比較器２１３によりしきい値と比較される。ここで、しきい値を越えた場合には故障と判定され、コントローラ８３に故障信号が出力される。「しきい値を越えた」とは、＋方向と−方向の片方もしくは両方を含んでいる。すなわち、故障信号には正常面の信号レベルにおける中心値に対して、受光光量が増加する（信号が＋側に振れる）故障と、受光光量が減少する（信号が−側に振れる）故障とがあり、前者に対しては＋側のしきい値を設定し、それを超える電圧の信号を故障と判定し、後者に対しては−側のしきい値を設定し、それを下回る電圧の信号を故障と判定する。比較器８は、＋側の比較と−側の比較の片方もしくは両者を含む。
【００４６】
故障信号を受信したコントロールからは、溶剤ガス供給装置に対して作動信号が出力される。図３に示すように、作動信号を受信した溶剤ガス供給装置５３からは、その下方に備えたノズル１００の送風口１０１より流延ダイ５１の吐出口１０５に対して溶剤ガス１０７が送られる。この送風口１０１は、流延ダイ５１の吐出口１０５に向くように支持体５４の走行方向下流側に配置されており、溶剤ガス１０７が吐出口１０５付近に効果的に送られる。ここで、溶剤ガス１０７は蒸気を液化させない範囲で高濃度を保持するように供給される。なお、流延ダイ５１の周辺には遮風シール１２０が設置されており、周辺と仕切られているので、高濃度を保持することができる。
【００４７】
溶剤ガス１０７としては、ドープの調製に使用した溶剤の蒸気を５体積％以上６５体積％以下の割合で含むものが好適に用いられる。より好ましくは２０体積％以上６５体積％以下であり、特に好ましくは４０体積％以上６５体積％以下である。これにより、既に吐出口１０５付近に付着して故障発生原因となっているドープの固化物等が溶解し、取り除かれる。
【００４８】
ただし、流延室４０内の温度は、流延膜の乾燥を効果的に行う等を目的として−１０℃〜５７℃とされているので、このような雰囲気下において溶剤ガス１０７に含まれる蒸気の割合が６５体積％を超えると、蒸気が飽和濃度を超えて溶剤露点に達し液化が始まる。液化した溶剤は流延ダイ５１の表面に付着して、流延ビード１１０や流延膜６１に飛散し、これらの面状を悪化させるので好ましくない。一方で、蒸気を５体積％未満しか含まない溶剤ガス１０７では、空気中の溶剤ガス濃度を高くする効果が弱く、流延ビード１１０の乾燥を防止することは難しい。なお、流延ダイ５１付近にガス濃度計を設置して、オンラインで流延ビード１１０の温度や周辺のガス濃度を測定し、この測定された温度及び濃度に応じて供給するガスの量を調整することが好ましい。この場合、流延ビード１１０付近の溶剤ガス濃度をより的確に知ることができるので、より好適に液化しない範囲で高濃度に維持することができ、異物を効率良くかつ効果的に溶解することができる。
【００４９】
ドープ調製用の溶剤として、ジクロロメタンとその他の所定の化合物とを含ませた混合物を用いる場合には、混合物中に含ませた全ての化合物の蒸気の総和を当該蒸気とみなす。この混合蒸気の中には、ジクロロメタンを気化させたジクロロメタンガスを８０体積％以上含ませる。なお、ジクロロメタンガスを含ませる割合は１００体積％に近づくほど好ましい。
【００５０】
図４に示すように、送風口１０１の全長Ｗ１（ｍｍ）は、吐出口１０５の全長Ｗ２（ｍｍ）と略同等とされており、吐出口１０５の幅方向全領域に渡って均一に溶剤ガス１０７が送られる仕組みになっている。これにより、吐出口１０５の全幅領域に付着している異物が溶解除去される。ここで、送風口１０１と吐出口１０５との全長は必ずしも略同等とする必要はなく、吐出口１０５の全幅領域に溶剤ガスを送ることができれば良い。
【００５１】
以上より、製膜中において、故障が検出されたときに応じて、ドープの吐出口付近に付着した故障発生の原因である異物を、製造時間のロスがなく、また安全に取り除くことができる。なお、溶剤ガス供給装置の形態は特に限定されず、例えば、送風口が吐出口に向くように配した複数の送風ユニットを使用しても良いし、その送風口の形状もスリットに限定されず、例えば、円形や四角形等が挙げられる。溶剤ガスを供給する方法も、特に限定されず、例えば、流延ダイの側面に溶剤ガスを吹き付け、側面を沿わせるようにして吐出口付近に供給する方法が挙げられる。また、吐出口付近の蒸気の濃度を高濃度に維持することを目的として、流延ダイの吐出口付近であり、支持体の走行方向下流側に周辺の風を遮るように遮風部材を設置しても良い。
【００５２】
また、本実施形態では、複層構造の流延膜を形成することを目的として、図５に示すように、フィードブロック５０としては、その内部に複数のドープの流路が形成されたものを使用する。第１流路８０は、ドープ製造ラインの配管Ｌ１に接続されており、所望の外層用ドープが送られる。また、配管Ｌ２に接続された第２流路８１には基層用ドープが送られると共に、配管Ｌ３に接続された第３流路８２には、所望の外層用ドープが送られる。各流路８０〜８２に送られたドープを合流部８３で合流させた後に、吐出口１０５から支持体５４の上に共に流延させる。これにより、図７に示すように、支持体５４の上には、基層６１ａを挟み込むようにして２層の外層６１ｂ，６１ｃが配された３層構造の流延膜６１が形成される。このように複数のドープを用いて流延膜を形成すれば、各ドープに含有させる剥離促進剤やレタデーション制御剤、マット剤等の量や種類を調節することで、フィルムに対し所望の機能を容易に付与することができる。
【００５３】
複層の流延膜を形成する方法に特に限定されず、周知のものを用いれば良い。例えば、図７に示すように、支持体５４の走行方向上流側から下流側に向かい、流延ダイ１５０と、流延ダイ１５１と、流延ダイ１５２とを設置し、走行する支持体５４上に流延ダイ１５０から所定のドープを逐次に流出させると複層構造の流延膜１６０が得られる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明に係る実施例として、洗浄条件等を変更することにより実験１〜１０を行なった。ただし、ここに示す形態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。したがって、下記の材料、割合、操作等は本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。なお、以下の説明では、各実験に共通する流れを記載し、各実験条件は表１に纏めて示す。
【００５５】
先ず、図１に示すドープ製造ライン１６において、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）と、ジクロロメタンと、添加剤である可塑剤及び紫外線吸収剤を混合することによりドープ１５を調製した。次に、このドープ１５を主成分とした中に剥離促進剤を添加したものを外層用ドープとし、更に、新たに添加剤を含ませないドープ１５を基層用ドープとして流延用ドープを用意した。次に、この流延用ドープをフィルム製造ライン１９に送り、各ドープをフィードブロック５０で合流させた後、流延ダイ５１の吐出口から流延ビードを形成しながら支持体５４上に共に吐出させて流延膜６１とした。流延膜６１は乾燥を進めた後に支持体５４から剥ぎ取り、湿潤フィルム６５とし、これを十分に乾燥してフィルム１８を製造した。
【００５６】
各実験条件及び、評価結果を表１に纏めて示す。ここで、実験１では、故障検出機８０を使用せずに手動により支持体５４上を洗浄した従来法に該当する。その一方で、実験２〜１０では、故障検出機８０を使用し、検出された故障に応じて自動的に支持体５４を洗浄した。本発明の効果を知るため、洗浄手段である溶剤ガス及び溶剤の供給を開始してからスジ故障が検出されなくなるまでの時間を、「異物を取り除くのに費やした洗浄時間」として測定した。なお、表１において、溶剤濃度とは、溶剤を使用した場合にはその溶剤に含まれている成分の割合を示し、溶剤ガスの場合には、そのガス中に占めるジクロロメタン或いはメタノールの割合を示したものである。
【００５７】
【表１】
【００５８】
各実験結果から、先ず、実験１の従来法に比べて自動的に洗浄を行うと、洗浄時間を短縮させて作業を行うことが可能となる。また、ジクロロメタンガスを含む割合が８０体積％以上のガスを使用すれば優れた洗浄効果が得られること。更に、ジクロロメタンを含む割合が８０体積％程度であっても、洗浄ガス中に含まれている総ガスの割合が５体積％を超えれば、優れた洗浄効果が得られることを確認した。なお、溶剤と溶剤ガスとを対比した場合、溶剤を供給すれば、供給部に溶剤が凝結して流延膜の平面性に影響を及ぼす可能性が高いが、溶剤ガスを使用すればその可能性が著しく低減できるので、品質の良好なフィルムを得るには溶剤ガスが好適といえる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る溶液製膜設備の一例の概略図である。
【図２】フィルムの表面に発生したスジ故障を検出する故障検出機の一例の概略図である。
【図３】流延ダイの吐出口付近の一例の概略図である。
【図４】流延ダイの吐出口付近を上方から見た一例の概略図である。
【図５】本発明に係るフィードブロックの一例の断面図である。
【図６】支持体上に形成された流延膜の一例の断面図である。
【図７】複層構造の流延膜を製造する一例の概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 溶液製膜設備
１８ フィルム
５１ 流延ダイ
５３ 溶剤ガス供給装置
６１ 流延膜
８０ 故障検出機
８３ コントローラ
１０１ 送風口
１０５ 吐出口
１０７ 溶剤ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する支持体上に、流延ダイの吐出口からポリマーと溶剤とを含むドープを流出させて流延膜を形成した後、前記支持体から前記流延膜を剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜方法において、
前記フィルムの表面に発生したスジ状の故障を故障検出手段により検出し、
前記スジ状の故障検出時に、
前記流延ダイの吐出口の全幅領域に前記溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、前記蒸気を液化させない範囲で前記流延ダイの吐出口周辺を高濃度に保持し、
前記スジ状の故障発生原因を取り除くことを特徴とする溶液製膜方法。
【請求項２】
前記溶剤ガス中に含まれる前記蒸気の割合を５体積％以上６５体積％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の溶液製膜方法。
【請求項３】
前記溶剤をジクロロメタンとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶液製膜方法。
【請求項４】
前記溶剤をジクロロメタン及び前記ポリマーを溶解又は分散させる化合物を含む混合物とし、
前記蒸気中に前記ジクロロメタンを気化させたガスを８０体積％以上の割合で含ませることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶液製膜方法。
【請求項５】
複数の前記ドープを前記支持体に向かって共に、或いは逐次に流出させることにより複層構造の前記流延膜を形成することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つに記載の溶液製膜方法。
【請求項６】
前記故障検出手段は、
前記スジ状の故障が発生されると予測される流延時間に基づき、前記故障が発生したと判断することを特徴とする請求項１に記載の溶液製膜方法。
【請求項７】
前記フィルムの表面に発生したスジ状の故障を検出する故障検出手段と、
前記スジ状の故障検出時に、前記流延ダイの吐出口の全幅領域に前記溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、前記蒸気を液化させない範囲で前記流延ダイの吐出口の周辺を高濃度に保持し、
前記スジ状の故障発生原因を取り除く故障発生原因除去手段と、
を有することを特徴とする溶液製膜設備。
【請求項１】
走行する支持体上に、流延ダイの吐出口からポリマーと溶剤とを含むドープを流出させて流延膜を形成した後、前記支持体から前記流延膜を剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜方法において、
前記フィルムの表面に発生したスジ状の故障を故障検出手段により検出し、
前記スジ状の故障検出時に、
前記流延ダイの吐出口の全幅領域に前記溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、前記蒸気を液化させない範囲で前記流延ダイの吐出口周辺を高濃度に保持し、
前記スジ状の故障発生原因を取り除くことを特徴とする溶液製膜方法。
【請求項２】
前記溶剤ガス中に含まれる前記蒸気の割合を５体積％以上６５体積％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の溶液製膜方法。
【請求項３】
前記溶剤をジクロロメタンとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶液製膜方法。
【請求項４】
前記溶剤をジクロロメタン及び前記ポリマーを溶解又は分散させる化合物を含む混合物とし、
前記蒸気中に前記ジクロロメタンを気化させたガスを８０体積％以上の割合で含ませることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶液製膜方法。
【請求項５】
複数の前記ドープを前記支持体に向かって共に、或いは逐次に流出させることにより複層構造の前記流延膜を形成することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つに記載の溶液製膜方法。
【請求項６】
前記故障検出手段は、
前記スジ状の故障が発生されると予測される流延時間に基づき、前記故障が発生したと判断することを特徴とする請求項１に記載の溶液製膜方法。
【請求項７】
前記フィルムの表面に発生したスジ状の故障を検出する故障検出手段と、
前記スジ状の故障検出時に、前記流延ダイの吐出口の全幅領域に前記溶剤の蒸気を含む溶剤ガスを供給して、前記蒸気を液化させない範囲で前記流延ダイの吐出口の周辺を高濃度に保持し、
前記スジ状の故障発生原因を取り除く故障発生原因除去手段と、
を有することを特徴とする溶液製膜設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２３０１０４（Ｐ２００８−２３０１０４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７４３５８（Ｐ２００７−７４３５８）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【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２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【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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