JP4032222B2

JP4032222B2 - フィルム製造方法及び装置

Info

Publication number: JP4032222B2
Application number: JP2001385881A
Authority: JP
Inventors: 政明宮崎
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP2003181860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルム製造方法及び装置に係り、特に、偏光膜保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に使用されるフィルムの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶液キャスト法は、高分子材料を溶剤に溶解した溶液（以下、ドープと称す）を、ダイより押し出して金属支持体上に流延し、乾燥、剥離してフィルムを得る方法である。この方法で製造されるフィルムは、溶融押出法で得られるフィルムに比べ、光学等方性、厚み均一性に優れている。また、精密な濾過が可能であるため異物が少なく、偏光膜保護フィルム、位相差フィルム、透明導電性フィルムなどのオプト・エレクトロニクス用途に適している。
【０００３】
ところで、溶液キャスト法では、金属支持体からキャストフィルムを剥ぎ取った際に、フィルムの幅方向の端部（以下、耳部という）がまくれ上がって、支持体に接していた面（以下、支持体面）側に湾曲するカール現象が発生する。この耳部のカール現象が発生すると、フィルムをロールでガイドした際に耳部が折れてシワを発生し、フィルムの切断に至るおそれがあった。また、耳部をテンターで保持しながら乾燥した場合には、大きくカールした耳部をテンターで噛み込むことによって耳部が変形し、搬送不良を引き起こすことがあった。例えば、変形した耳部を切り取った際に、切り取り後の耳部に折れシワが発生して切断を生じ、フィルムの搬送に影響するおそれがあった。
【０００４】
フィルムの搬送性を考えると、耳部のカールを完全に無くすことが好ましい。しかし、溶液キャスト法の原理上、耳部のカールを完全に無くすことは困難である。すなわち、溶液キャスト法では、フィルムの支持体面側に多くの残留溶剤が残っている状態でフィルムを支持体から剥離することになるので、剥離直後に支持体面側の溶剤が急速に揮発して体積収縮が生じ、耳部にカールが発生する。
【０００５】
そこで、近年では、耳部のカールを極力抑制する方法が提案されている。例えば、特開平１１−９０９４４号公報には、耳部に小型のロールを接触させ、耳部のカール（すなわち、幅方向のたるみ）を制御する方法が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−９０９４４号公報に記載された方法は、ロールによる抵抗が経時的に増加し、かえってツレやシワを発生させてしまうという問題があり、実現性が乏しい。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、支持体から剥ぎ取った際に発生するフィルムの耳部のカールを抑制し、搬送性に優れたキャストフィルムを製造するフィルム製造方法及び装置を提供することを目的とする。また、この製造方法で製造された光学特性の良いセルロースアシレートフィルムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、支持体上に流延したドープを前記支持体から剥離し、該剥離したフィルムの耳部をテンターで保持して幅を広げながら乾燥させることによってフィルムを製造するフィルム製造方法において、前記耳部の平均厚みが、該耳部を除く中央部の平均厚みよりも薄くなるように流延し、前記中央部の平均厚みが６５〜１４０μｍの際、前記フィルムの幅方向の縁から１０ｍｍまでの範囲を前記耳部とし、該耳部の平均厚みを、前記中央部の平均厚みに対して０．８０〜０．９７倍にしたことを特徴としている。
【０００９】
本願発明の発明者は、前記課題に関して鋭意検討した結果、支持体上にドープを流延する際、フィルムの耳部の平均厚みを中央部の平均厚みよりも薄くすることによって、耳部のカール特性が良化することを見いだした。すなわち、耳部を中央部よりも薄く流延すれば、耳部が早く乾燥し、フィルムの剥離時に耳部の剛性が得られるので、耳部のカールを抑制できるとの知見を得た。したがって、請求項１に記載の発明によれば、耳部のカールを抑制でき、ロール搬送した際にも搬送不良を生じることがない。また、耳部のカールを抑制できるので、テンターで耳部を確実に保持することができ、耳部の変形に伴う搬送不良を防止することができる。これにより、請求項１に記載の発明によれば、搬送性の優れたフィルムを製造することができる。
【００１０】
また、本願発明の発明者は、膜厚が６５〜１４０μｍであるフィルムを製造する際、フィルムの幅方向の縁から１０ｍｍの範囲を耳部とし、その平均厚みを中央部の平均厚みに対して０．８０〜０．９７倍とすれば、耳部のカール特性が著しく改善されることを見いだした。したがって、請求項１に記載の発明によれば、膜厚が比較的厚くて、耳部のカールが発生しやすかった、６５〜１４０μｍの膜厚のフィルムを良好に製造することができる。
【００１１】
さらに、本願発明の発明者は、流延ダイの開口の側面に、傾きが０．５〜０．６５の傾斜部を設ければ、耳部の平均厚みが中央部の平均厚みよりも小さくなって耳部のカール特性が著しく抑制されることを見いだした。したがって、請求項２に記載の発明によれば、耳部のカール特性を著しく改善することができるので、搬送性の優れたフィルムを製造することができる。
【００１２】
また、請求項１又は２で製造されたフィルムは、耳部のカールに伴う折れシワがないので、平面性が良く、光学特性に優れている。したがって、請求項３に示す如く、光学用途フィルムとして使用されることが多いセルロースアシレートフィルムの製造に適している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るフィルム製造方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１は、本発明を用いたフィルム製造装置の全体構成を示す概念図である。
【００１５】
同図に示すように、フィルム製造装置１０は主として、流延工程部１２、延伸乾燥工程部１４、乾燥工程部１６、及び巻取工程部１８から成り、流延工程部１２には、流延ダイ２０と流延バンド２２が設けられている。流延ダイ２０には供給ライン２８が接続されており、この供給ライン２８からセルロースアシレートのドープが供給される。供給されたドープは、流延ダイ２０の先端から膜状に押し出され、流延バンド２２上に流延される。流延バンド２２は、無端状に形成されており、駆動ドラム２４と従動ドラム２６に巻き掛けられ、駆動ドラム２４を回転させることによって走行するようになっている。この流延バンド２２上に流延されたドープは、自己支持性がでた後に、剥ぎ取り用ローラ３０によって流延バンド２２から剥ぎ取られる。剥ぎ取られたフィルム３４は、まず、パスローラ３２を介して延伸乾燥工程部１４に送られ、この延伸乾燥工程部１４で乾燥される。
【００１６】
延伸乾燥工程部１４は、図２に示すように、テンター３６、３６でフィルム３４の両側の耳部を噛み込んで保持し、その噛み込み幅を広げながら乾燥させる。すなわち、テンター離脱幅ｄ₂がテンター噛み込み幅ｄ₁よりも大きくなるように、フィルム３４を幅方向に延伸しながら乾燥させる。延伸乾燥工程部１４で乾燥されたフィルム３４は、図１に示す如く、乾燥工程部１６に送られ、さらに乾燥される。
【００１７】
乾燥工程部１６では、フィルム３４を搬送ローラ３８に巻き掛けて搬送しながら乾燥エアを吹きつけることによって、フィルム３４を乾燥させる。こうして乾燥されたフィルム３４は、必要に応じてナーリングが付与されたり、耳切加工が施された後、巻取工程部１８でロール状に巻き取られる。
【００１８】
ところで、図３及び図４に示すように、流延ダイ２０の内部には、中空状のポケット部４２が流延ダイ２０の幅方向に形成されている。ポケット部４２は、両端が閉塞板５０、５０で閉塞されるとともに、中央部に供給ライン２８が連通されている。また、ポケット部４２は、流延ダイ２０の先端開口４６にスリット４４を介して連通されている。これにより、供給ライン２８からポケット部４２に供給されたドープは、ポケット部４２において幅方向に拡流された後、スリット４４を介して先端開口４６から押し出される。
【００１９】
スリット４４の幅方向の両端部には、拡散板４８、４８が挿着されている。拡散板４８、４８にはそれぞれ、傾きが０．５〜０．６５の傾斜部４８Ａ、４８Ａが設けられており、スリット４４の幅寸法が先端になるにつれて大きく形成されている。ここで、傾斜部４８Ａの傾きは、傾斜部４８Ａの奥行き寸法をＬ１、幅寸法をＬ２とした際に、Ｌ２／Ｌ１で表される値とする。
【００２０】
次に上記の如く構成されたフィルム製造装置１０の作用について説明する。
【００２１】
流延ダイ２０の先端開口４６からドープを押し出すと、ドープは拡散板４８の傾斜部４８Ａに沿って幅方向に拡がりながら流延される。このため、流延ダイ２０の幅方向の両端部では、単位面積あたりのドープ押し出し量が中央部よりも少なくなり、流延バンド２２上のドープは、両端の耳部が中央部よりも薄くなる。したがって、ドープの耳部では、溶剤が早く蒸発して乾燥するとともに、厚み方向の含有溶剤の濃度差分布が小さくなる。
【００２２】
このドープを流延バンド２２から剥がし取ると、図５に示すような膜厚分布のフィルム３４が得られる。図５の膜厚分布では、縁（距離が零）から１０μｍ以内の耳部は、縁に近づくにつれて薄くなっており、耳部を除く中央部では、略均一な厚みになっている。このため、耳部の平均厚み（約７０μｍ）は、中央部の平均厚み（約８０μｍ）よりも小さくなっている。特に、上記の如く、流延ダイ２０の傾斜部４８Ａの傾きを０．５〜０．６５にした場合には、中央部の平均厚みに対する耳部の平均厚みの比（以下、膜厚比という）は０．８０〜０．９７になる。
【００２３】
耳部が中央部よりも薄いフィルム３４、特に膜厚比が０．９７以下のフィルム３４は、流延バンド２２から剥離する際に、耳部が乾燥しており、耳部の剛性が強い。また、フィルム３４を剥離する際の耳部における含有溶剤の濃度差分布が小さいので、剥離直後に耳部の支持体面側で溶剤が急激に揮発しない。したがって、フィルム３４は、剥離直後に耳部のカールが発生しにくく、搬送性に優れている。これにより、剥ぎ取り用ローラ３０やパスローラ３２でフィルム３４をガイドした際にシワが発生することを防止できる。また、延伸乾燥工程部１４のテンター３６、３６で耳部を保持した際に、耳部が大きく変形することを防止できる。したがって、耳部の変形に起因する不具合、例えば、耳切加工で耳部を切り取った際に耳部が切断して搬送不良を引き起こすことを防止できる。
【００２４】
また、本実施の形態では、フィルム３４の膜厚比を０．８以上にしたので、テンター３６、３６でフィルム３４の耳部を確実に噛み込んで保持することができる。すなわち、膜厚比が０．８よりも小さい場合には、耳部をテンター３６で噛み込んだ際に耳部が噛みちぎられて搬送不能となるおそれがあるが、膜厚比を０．８以上にすることによってこれを防止することができる。
【００２５】
このように本実施の形態のフィルム製造装置１０によれば、流延ダイ２２のスリット４４の側面に傾斜部４８Ａを設け、耳部が中央部よりも薄くなるように流延したので、耳部のカールを抑制することができ、フィルム３４の搬送性を向上させることができる。特に、本実施の形態では、傾斜部４８Ａの傾きを０．５〜０．６５とすることにより、膜厚が６５〜１４０μｍのフィルム３４の膜厚比を０．８０〜０．９７にしたので、耳部のカール特性を改善しつつ、テンター３６による耳部の保持を確実に行うことができ、搬送性の優れたフィルム３４を製造することができる。なお、傾斜部４８Ａの傾きは、耳部のカール特性の改善と耳部の保持をより確実に行うために０．５４〜０．６５、より好ましくは０．５８〜０．６４にするとよい。
【００２６】
また、フィルム製造装置１０によれば、フィルム３４を確実に搬送することができるので、平面性の良いフィルム３４を製造することができる。したがって、フィルム製造装置１０で製造したフィルム３４は、光学特性に優れており、光学用途フィルムとして適している。特にフィルム３４がセルロースアシレートフィルムの場合には、偏光板の保護フィルムとして適しており、セルロースアシレートフィルムを偏光膜の両面に貼り付けることにより、高品質の偏光板を製造することができる。また、この偏光板を用いれば、高品質の液晶表示装置を製造することができる。
【００２７】
また、フィルム製造装置１０は、耳部のカールを抑制することができるので、搬送不良の発生しやすい幅広のフィルムを製造することができ、製品の得率を向上させることができる。
【００２８】
なお、本発明は、図６に示すような逐次流延タイプの製造装置に適している。図６に示す装置は、三個の流延ダイ５２、５４、５６を備え、この三個の流延ダイ５２、５４、５６を用いて逐次流延している。すなわち、流延ダイ５２から流延バンド２２上にドープを押し出して流延し、このドープの上にさらに別のドープを流延ダイ５４から押し出して流延し、さらにこれらのドープの上に別のドープを流延ダイ５６から押し出して流延している。このようにドープを重ねて流延すると、フィルム５８が厚くなるため、耳部のカールが発生しやすい。そこで、上記の如く、各流延ダイ５２、５４、５６に傾斜部（不図示）を設け、耳部が中央部よりも薄くなるように流延する。これにより、フィルム５８全体の耳部が薄くなってカールしにくくなるので、搬送性に優れたフィルム５８を製造することができる。なお、三個の流延ダイ５２、５４、５６のうちの少なくとも一つに傾斜部（不図示）を設ければ、耳部のカールを抑制する効果を得ることができる。
【００２９】
【実施例】
セルローストリアセテートが１００重量部、トリフェニルフォスフェートが７重量部、ビフェニルジフェニルフォスフェートが５重量部からなる固形分を、メチレンクロライドが９２重量部、メタノールが８重量部からなる溶媒に溶解してドープを調製した。その際、固形分濃度は１７．５重量％に調整した。このドープを静置脱泡した後、送液ポンプを用い、ドープをフィルターを経由して流延ダイに送液した。
【００３０】
そして、拡散板の傾斜部の傾きがそれぞれ異なる流延ダイを用い、３５ｍ／分で走行する流延バンド上に上記のドープを流延した。その後、流延バンドから剥ぎ取ったフィルムを、剥ぎ取り用ローラや、パスローラを介してテンターに導入し、両面を乾燥させ、膜厚が７８〜８２μｍのフィルムを製造した。このような製造過程において、剥ぎ取り用ローラとパスローラとの間のフィルムを観察し、折れシワの有無を確認した。また、テンター後のフィルムにおいて、耳部（縁から１０ｍｍ以内）の厚みと中央部の厚みを測定し、中央部に対する耳部の比を求めた。これらの結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】

表１に示すように、傾斜部の傾きが０．３２である比較例１は、厚み比が１．０５となり、耳部の方が中央部よりも厚くなった。このため、耳部のカールが発生しやすくなり、パスロールを通過した後、耳部に折れシワが発生した。そして、テンターの噛み込み不良を発生した後、切断してしまった。
【００３２】
また、拡散板の傾きを０．７０とした比較例２では、耳部が非常に薄くなり、厚み比が０．７０になった。このとき、フィルムは平坦な状態で搬送され、耳部のカールを抑制することができた。しかし、耳部が薄くて強度が低いため、耳部をテンタークリップで保持した際に、耳部が噛みちぎられて、搬送不良を生じた。
【００３３】
これに対し、実施例１、２では、傾斜部の傾きが０．５〜０．６５の範囲にあるため、膜厚比が０．８０〜０．９７の適性なフィルムが得られる。したがって、カールの発生を抑制しつつ、且つ、耳部を確実にテンターで保持できるので、搬送性の優れたフィルムを製造することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフィルム製造方法及び装置によれば、フィルムの耳部のカールを抑制することができるので、搬送性に優れたフィルムを製造することができる。また、本発明は、平面性が良く、光学特性に優れたフィルムを製造することができるので、高品質のセルロースアシレートフィルムを提供することができる。また、このセルロースアシレートフィルムを用いれば、高品質の偏光板、さらには、高品質の液晶表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルム製造装置の全体構成を模式的に示す側面図
【図２】フィルム製造装置の流延工程部と延伸乾燥工程部を示す平面図
【図３】流延ダイを示す側面断面図
【図４】流延ダイを示す正面図
【図５】フィルムの膜厚分布を示す説明図
【図６】逐次流延で使用される流延ダイを示す側面図
【符号の説明】
１０…フィルム製造装置、１２…流延工程部、１４…延伸乾燥工程部、１６…乾燥工程部、１８…巻取工程部、２０…流延ダイ、２２…流延バンド、２４…駆動ドラム、２６…従動ドラム、２８…供給ライン、３０…剥ぎ取り用ローラ、３２…パスローラ、３４…フィルム、３６…テンター、３８…搬送ローラ、４２…ポケット部、４４…スリット、４６…先端開口、４８…拡散板、４８Ａ…傾斜部５０…閉塞板

Claims

支持体上に流延したドープを前記支持体から剥離し、該剥離したフィルムの耳部をテンターで保持して幅を広げながら乾燥させることによってフィルムを製造するフィルム製造方法において、
前記耳部の平均厚みが、該耳部を除く中央部の平均厚みよりも薄くなるように流延し、
前記中央部の平均厚みが６５〜１４０μｍの際、前記フィルムの幅方向の縁から１０ｍｍまでの範囲を前記耳部とし、該耳部の平均厚みを、前記中央部の平均厚みに対して０．８０〜０．９７倍にしたことを特徴とするフィルム製造方法。
流延ダイからドープを押し出して支持体上に流延することにより形成されたフィルムを前記支持体から剥離し、該フィルムの耳部をテンターで保持して幅を広げながら乾燥させるフィルム製造装置において、
前記流延ダイには、前記ドープが押し出される開口の幅方向の側面に、奥行き寸法をＬ１、幅寸法をＬ２とした際にＬ２／Ｌ１で表される傾きが０．５〜０．６５の傾斜部が形成され、該傾斜部に沿って前記ドープが幅方向に拡がりながら押し出されることを特徴とするフィルム製造装置。
請求項１に記載のフィルム製造方法、又は、請求項２に記載のフィルム製造装置で製造されたことを特徴とするセルロースアシレートフィルム。