JP5279861B2 - ナーリング形成方法及び装置、並びに溶液製膜方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、溶液製膜設備10は、フィルム製造部10aとナーリング形成部10bと巻取部10cとを備える。フィルム製造部10aは、ポリマーフィルム(以下、フィルムと称する)11の原料となるポリマー(原料ポリマーと称する)12とポリマー12の溶剤(以下、ポリマー溶剤)13とを含むドープ14からフィルム11をつくるものであり、流延装置15と乾燥装置16とを備える。フィルム製造部10aから巻取部10cにかけて略水平方向に並べられた搬送ローラ10rにより、フィルム製造部10aから巻取部10cへ延びる搬送路が形成される。ナーリング形成部10bは、搬送ローラ10rによってなる搬送路に設けられる。ナーリング形成部10bは、フィルム11にナーリングを形成するナーリング形成装置17を備える。巻取部10cは、ナーリングが形成されたフィルム11を巻き取る巻取装置18を備える。
流延装置15は、ドープ14から湿潤フィルム19をつくるものであり、流延ダイ21、流延ドラム22、減圧チャンバ23及び剥取ローラ24を収容する流延室27からなる。
乾燥装置16は、湿潤フィルム19からポリマー溶剤13を蒸発させることにより、湿潤フィルム19からフィルム11をつくるものであり、ピンテンタ35と、スリッタ36と、ローラ乾燥室37と、冷却室38とを備える。流延室27とピンテンタ35との間の渡り部40では、複数のローラ41を用いて、流延室27から送り出された帯状の湿潤フィルム19をピンテンタ35へ搬送する。
巻取装置18は、巻き芯51と、巻き芯駆動部(図示しない)と、プレスローラ52とを有する巻取室54を備える。巻き芯51の外径は、例えば、100mm以上500mm以下である。制御部(図示しない)により、巻き芯駆動部は、所定の速度で巻き芯51を回転する。この結果、フィルム11は、所定の巻き取り張力で巻き芯51に巻き取られ、フィルムロール55となる。プレスローラ52は、巻き芯51または巻き芯51に巻き取られたフィルムロール55に向けて、巻き芯51へ巻き取られるフィルム11を押しつける。これにより、フィルム11の間にエアーの混入を防ぎながら、フィルム11を巻きつけることができる。
図1及び図2に示すように、ナーリング形成装置17は、フィルム11の搬送方向(X方向)上流側から下流側に向かって順次配される、塗布ダイ61ddと乾燥手段とを有する。乾燥手段は表側乾燥ダクト62aと裏側乾燥ダクト62bとからなる。塗布ダイ61dと表側乾燥ダクト62aとはフィルム11の一方の面側に配され、裏側乾燥ダクト62bはフィルム11の他方の面側にて表側乾燥ダクト62aと向き合うように配される。また、塗布ダイ61d、表側乾燥ダクト62a及び裏側乾燥ダクト62bは、フィルム11の搬送路の幅方向(Y方向)両端側に配される。更に、サポートロール61rは、フィルム11の他方の面側にて塗布ダイ61dと向き合うように配される。
流延室27では、ドープ14からなる帯状の流延膜30を流延ドラム22の周面上に形成する膜形成工程と、流延ドラム22の周面から流延膜30を剥ぎ取って湿潤フィルム19とする剥取工程とが行われる。流延ダイ21は、スリット出口からドープ14を流延ドラム22の周面に向けて流出する。流出したドープ14により、周面上には帯状の流延膜30が形成する。流延ドラム22は、流延膜30は自立して搬送可能な状態となるまで、流延膜30を冷却する。流延ドラム22による冷却により、流延膜30をなすドープ14は、ゲル状となる結果、流延膜30は自立して搬送可能な状態となる。剥取ローラ24は、自立して搬送可能となった流延膜30を、流延ドラム22から湿潤フィルム19として剥ぎ取り、渡り部40を介して、ピンテンタ35へ案内する。
ピンテンタ35や乾燥室37では、湿潤フィルム19からポリマー溶剤13を蒸発させる湿潤フィルム乾燥工程が行われる。ピンテンタ35は、湿潤フィルム19の両端を保持するピンを走行させることにより、湿潤フィルム19を搬送する。更に、ピンテンタ35は、湿潤フィルム19に乾燥風をあてて、湿潤フィルム19からポリマー溶剤13を蒸発させる。スリッタ36は、ピンテンタ35から送り出された湿潤フィルム19の両端を切断する。両端が切断された湿潤フィルム19は、乾燥室37に送り出される。乾燥室37を搬送中の湿潤フィルム19には、乾燥風が送り出され、湿潤フィルム19からポリマー溶剤13を蒸発させる。この結果、湿潤フィルム19はフィルム11となる。乾燥室37の出口におけるフィルム11の溶剤含有量は、5重量%以下となる。
図2に示すように、ナーリング形成装置17は、ナーリング形成工程を行う。ナーリング形成工程では、耳部11eに向けてナーリング形成液64を流出する塗布工程と、液膜68からナーリング溶剤66を蒸発させる乾燥工程とが順次行われる。
塗布ダイ61dに設けられた温調機により、ナーリング形成液64の温度は、30℃以上35℃以下の範囲で略一定に調節される。塗布ダイ61dは、サポートロール61rに支持された耳部11eに向けてナーリング形成液64を連続して流出する。塗布ダイ61dのスロットから流出したナーリング形成液64は、フィルム11の一方の面側の耳部11eにおいて、フィルム11のX方向へ延びる液膜68を形成する。
表側乾燥ダクト62aは液膜68に向けて乾燥風63aを送り出す。裏側乾燥ダクト63bは、フィルム11の他方の面の耳部11eに向けて乾燥風63bを送り出す。各乾燥風63a、63bの温度は、例えば、60℃以上100℃以下である。各乾燥風63a、63bとの接触により液膜68からナーリング溶剤66が蒸発する。乾燥工程により、液膜68はナーリング原料65からなるナーリング70となる。
ナーリング形成工程を経たフィルム11は、冷却室38を通過した後、巻取室54に送られる。巻取室54では、ナーリング形成工程を経たフィルム11は、プレスローラ52によって押し付けられながら、所定の巻き取り張力(70N/m以上200N/m以下)で巻き芯51に巻き取られる。これにより、ナーリング形成工程を経たフィルム11からフィルムロール55が得られる。
上記実施形態では、ポリマーフィルムの原料となるポリマーは、特に限定されない。溶液製膜方法を行う場合には、原料ポリマーとして、例えば、セルロースアシレートや環状ポリオレフィン等がある。一方、溶融製膜方法を行う場合には、原料ポリマーとして、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状ポリオレフィン、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、環状ポリオレフィンであり、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ポリオレフィンであり、さらに好ましくは付加重合によって得られた環状ポリオレフィンである。
セルロースアシレートとしては、トリアセチルセルロース(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をカルボン酸でエステル化している割合、すなわち、アシル基の置換度が下記式(I)〜(III)の全てを満足するものがより好ましい。なお、以下の式(I)〜(III)において、A及びBは、アシル基の置換度を表わし、Aはアセチル基の置換度、またBは炭素原子数3〜22のアシル基の置換度である。なお、TACの90重量%以上が0.1mm〜4mmの粒子であることが好ましい。
(I) 2.0≦A+B≦3.0
(II) 0≦A≦3.0
(III) 0≦B≦2.9
ドープを調製するためのポリマー溶剤としては、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。なお、本発明において、ドープとはポリマーを溶剤に溶解または分散して得られるポリマー溶液,分散液を意味している。
本発明のポリマーフィルムは、偏光板保護フィルムや位相差フィルムとして有用である。このポリマーフィルムに光学的異方性層、反射防止層、防眩機能層等を付与して、高機能フィルムとしてもよい。
ナーリング形成液Aの調製に用いた化合物を下記に示す。
セルローストリアセテート(酢化度:60.8%) 100 質量部
可塑剤A(トリフェニルホスフェート) 7.6 質量部
可塑剤B(ジフェニルホスフェート) 3.8 質量部
二酸化ケイ素(平均粒径:15nm、モース硬度:約7) 0.05質量部
からなる固形分を
ジクロロメタン 378 質量部
メタノール 68 質量部
からなる混合溶剤に適宜添加し、攪拌溶解してナーリング形成液Aを調製した。
フィルム基部75の厚さd75、ナーリング部76の厚みd76、幅W76を表1に示すものとしたこと以外は、実験1と同様にして、フィルム74を得た。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA 日本化薬製)100質量部を、質量部103のメチルエチルケトンに溶解させて、溶液1を得た。光重合開始剤(イルガキュア907、チバガイキー社製)3質量部を、10質量部のメチルエチルケトンに溶解させて、溶液2を得た。溶液1に溶液2を添加して、ナーリング形成液Bを調製した。
フィルムの耳部にナーリングローラを押し当てて、両耳部にナーリング部を有するフィルムを得た。このフィルムの断面形状は、図9と略同様である。窪み部202の底におけるフィルムの厚みdxは表1の厚さd75に、窪み部202の底からナーリング201の頂上までの高さhxは表1の厚みd76に、ナーリング201の最大幅Wxは表1の厚みW76にそれぞれ示す。
厚みdx(表1中では厚さd75として表記)、高さhx(表1中では厚みd76として表記)、最大幅wx(表1中では厚みW76として表記)を表1に示すものとしたこと以外は、実験1と同様にして、フィルム74を得た。
パーティクルカウンターを用いて、得られたフィルムの耳部近傍の雰囲気に含まれる大きさ1μm以上塵埃の数をカウントし、以下基準に基づいて評価を行った。
○:1ft3あたりの塵埃の数が、1個以下であった。
△:1ft3あたりの塵埃の数が、2個以上9個以下であった。
×:1ft3あたりの塵埃の数が、10個以上であった。
得られたフィルムの耳部(端から10mmまでの範囲)について、波打ち変形の規模を評価を行った。ここで、フィルムの耳部のうち、一方の面側に突出する部分と他方の面側に突出する部分とのギャップ高さΔHを、波打ち変形の規模の大きさの指標とし、以下基準に基づいて評価を行った。
○:ΔHが1mm未満であった。
×:ΔHが1mm以上であった。
11 フィルム
11e 耳部
17 ナーリング形成装置
61 塗布ダイ
62 乾燥ダクト
63 乾燥風
64 ナーリング形成液
70 ナーリング
74 フィルム
75 フィルム基部
76 ナーリング部
Claims (5)
- ポリマーウェブの表面から突設するナーリングを前記ポリマーウェブの幅方向両縁部に形成するナーリング形成方法において、
前記表面の幅方向両縁部に向けてナーリング形成材料を送り出し、前記ナーリング形成材料からなる膜を前記表面の幅方向両縁部に形成する塗布工程と、
前記表面の幅方向中央部のみを支持する表面側搬送ローラと前記ポリマーウェブの裏面を支持する裏面側搬送ローラとが千鳥状に並べられている搬送手段を用いて、前記ポリマーウェブを搬送しながら、前記膜の乾燥により前記膜から前記ナーリングを得る乾燥工程とを有することを特徴とするナーリング形成方法。 - 前記ナーリング形成材料には前記ポリマーウェブの原料ポリマーが含まれることを特徴とする請求項1記載のナーリング形成方法。
- 前記乾燥工程では、前記膜及び前記ポリマーウェブの裏面へ乾燥風をあてることを特徴とする請求項1または2記載のナーリング形成方法。
- ポリマー及び溶剤を含むドープを支持体に向けて連続的に流出し、前記ドープからなるウェブ状の流延膜を前記支持体上に形成する膜形成工程と、
前記流延膜が自立して搬送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膜乾燥工程と、
前記膜乾燥工程を経た前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取り湿潤ウェブとする剥取工程と、
前記湿潤ウェブから前記溶剤を蒸発させて前記ポリマーウェブとする湿潤ウェブ乾燥工程とを有し、
前記ポリマーウェブに対し、請求項1ないし3のうちいずれか1項記載のナーリング形成方法を行うことを特徴とする溶液製膜方法。 - ポリマーウェブの表面から突設するナーリングを前記ポリマーウェブの幅方向両縁部に形成するナーリング形成装置において、
前記表面の幅方向両縁部に向けてナーリング形成材料を送り出し、前記ナーリング形成材料からなる膜を前記表面の幅方向両縁部に形成する塗布手段と、
前記表面を支持する表面側搬送ローラと前記ポリマーウェブの裏面を支持する裏面側搬送ローラとが千鳥状に並べられている搬送手段を用いて前記ポリマーウェブを搬送しながら、前記膜に乾燥風をあてる表側乾燥手段と前記裏面へ乾燥風をあてる裏側乾燥手段とを用いて前記膜を乾燥して前記膜から前記ナーリングを得る乾燥手段とを有し、
前記表面側搬送ローラは、
前記ポリマーウェブの幅方向中央部のみを支持する大径ローラ部と、
前記大径ローラの軸方向両端に設けられ前記大径ローラよりも径の小さい小径ローラ部とを備えたことを特徴とするナーリング形成装置。
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