JP5404491B2 - 溶液製膜方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学用途のセルロースアシレートフィルムを製造する溶液製膜方法に関する。

セルロースアシレートフィルムは、光学的異方性が小さいために各種の光学部材として用いられている。セルロースアシレートフィルムを光学部材として用いるためには、光学的異方性のみならず、透明性やフィルム面の平滑性等も求められる。このため、セルロースアシレートフィルムの製造方法としては、高い透明性や平滑なフィルム面をもつフィルムをつくることができる点で溶融製膜方法よりも溶液製膜方法の方が好ましい。

長尺のフィルムを製造する溶液製膜方法では、周知のように、ドープから、溶剤を含むセルロースアシレートフィルム、いわゆる湿潤フィルムを形成し、これを搬送しながら乾燥する。搬送は、湿潤フィルムの各側端部を保持手段で保持し、この保持手段を走行させることで行ったり、ローラの周面に湿潤フィルムをまきかけて、ローラを周方向に回転させることにより行う。いずれの場合にも、湿潤フィルムには力が付与されるので、得られるセルロースアシレートフィルムは、光学的異方性が小さいとはいえ全く無いわけではない。そして、製造速度をより大きくして生産性を向上させようとするほど、光学的異方性は大きくなる傾向がある。

そこで、特許文献１では、前記保持手段を備えるテンタで溶剤含有率が５〜８％になるまで長尺の湿潤フィルムを加熱して乾燥した後に、前記ローラを備える乾燥ゾーンでさらに乾燥する。テンタでは、湿潤フィルムの幅を拡げるように、すなわち拡幅するように、保持手段を移動させる。乾燥ゾーンでは、搬送方向における張力を幅１ｍあたり３．５〜１６ｋｇｆ（＝３．５×９．８〜１６×９．８Ｎ）となるように、ローラの回転のトルクを調整している。これにより、光学的異方性を小さくする。

しかし、テンタにおいては、湿潤フィルムのうち保持手段で保持される保持位置及びその周辺は、一方の側端部と他方の側端部との間の中央部に比べて温度が低くなってしまい、中央部よりも伸びにくい。幅方向で伸びやすさが異なると、結果として遅相軸の方向が幅方向で異なるフィルムとなる。遅相軸の方向がフィルムの位置によって互いに異なる現象は、軸ズレと呼ばれており、上記のように側端部で顕著である。このため、保持手段による保持跡を後工程で切除しても製品は、軸ズレがある領域（以降、軸ズレ領域と称する）を側部にもつようになってしまう。このような軸ズレがあるフィルムを位相差フィルムとして液晶表示装置に用いると、コントラストが低い表示品位となってしまう。そして、側部の軸ズレの程度がフィルムの長手方向（フィルム製造過程での搬送方向）で異なると、各側部の軸ズレ領域の幅も長手方向で異なったりする。

幅方向での光学特性を均一化する試みは種々為されており、例えば特許文献２は、遅相軸の方向を長尺のフィルムの幅方向で一定にするために、一方の側端部を保持する複数の保持手段同士の間隔と、他方の側端部を保持する複数の保持手段同士の間隔とを、独立して調整するテンタを提案している。

また、近年は、Ｒｅが互いに異なる種々のセルロースアシレートフィルムが求められている。３０〜８０ｎｍと大きなＲｅをもつフィルムを製造する方法として、特許文献３は、前記保持手段を備えるテンタで拡幅を行った後に、前記ローラを備える加熱室で乾燥をすすめる。テンタでは、湿潤フィルムの温度を（Ｔｇ−１０）℃〜（Ｔｇ＋８０）℃の範囲に保持するように加熱し、１．２〜１．７倍に拡幅する。なお、Ｔｇはポリマーのガラス転移点である。加熱室では、フィルムの温度と、搬送方向における張力と、加熱時間とをそれぞれ所定範囲としている。Ｒｅは、周知のように、フィルム面内の遅相軸方向における屈折率をｎｘ、進相軸方向における屈折率をｎｙ、フィルムの厚みをｄ（単位；ｎｍ）とするときに式（１）で求められる値である。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ ・・・（１）

また、近年では、既存設備を利用してより大量もしくは多品種のセルロースアシレートフィルムを製造するために、製造効率をより向上させる試みが続けられている。例えば、特許文献４は、前記ローラの周面を所定形状にしており、このローラを備える第１乾燥室及び第２乾燥室と、第１乾燥室と第２乾燥室の間のテンタとによりフィルムを製造する。第１乾燥室と第２乾燥室には溶剤含有率がそれぞれ所定範囲のフィルムを導入し、各乾燥室では搬送方向における張力を所定範囲とする。

特開２００４−００９３８０号公報 特開２００６−１８２０２０号公報 特開２００９−０９８６５６号公報 特開２００９−１６０８０４号公報

しかし、特許文献２の発明は、テンタの構造自体を変えなければならない。そして、テンタは非常に高価格であり、設置するために確保する面積も大きいため、特許文献２の提案を適用することは現実的ではない。また、仮に適用することができるとしても、テンタにおける条件は、製造しようとするフィルムのＲｅ等に応じて決定するものであり、軸ズレをも考慮するとなると、その設定条件はより複雑化してしまうという問題がある。

また、特許文献３や特許文献４の方法でも、製品たるフィルムの側部は、軸ズレ領域となってしまう。

そこで本発明は、側部の軸ズレ領域の幅が従来よりも小さいもしくは側部に軸ズレ領域がない長尺のセルロースアシレートフィルムを製造する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、セルロースアシレートが溶剤に溶解したドープを支持体上に流延して溶剤を含む状態で前記支持体から剥ぎ取ることにより形成されたセルロースアシレートフィルムを、搬送しながら乾燥する乾燥工程と、溶剤の含有率が８質量％以下のセルロースアシレートフィルムを１００℃以上２００℃以下の温度範囲に保持しながら、このセルロースアシレートフィルムに対して、幅１ｍあたり３５×９．８Ｎ以上２００×９．８Ｎ以下の範囲の搬送方向での第１張力を付与する第１張力付与工程と、セルロースアシレートフィルム面内の遅相軸方向における屈折率をｎｘ、進相軸方向における屈折率をｎｙ、セルロースアシレートフィルムの厚みをｄ（単位；ｎｍ）とするときに（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで求めるレタデーションＲｅが予め設定した値となるように、第１張力付与工程を経たセルロースアシレートフィルムに対して幅方向での第２張力を付与することにより前記セルロースアシレートフィルムの幅を１８％以上拡げる第２張力付与工程とを有することを特徴として構成されている。

第１張力付与工程では、周方向に回転しセルロースアシレートフィルムの搬送方向に並ぶ２つの駆動ローラの各周面にセルロースアシレートフィルムを巻き掛け、前記２つの駆動ローラの回転によりセルロースアシレートフィルムを搬送し、上流側の一方の駆動ローラと、下流側の他方の駆動ローラとの各回転速度を調整することにより、一方の駆動ローラと他方の駆動ローラとの間のセルロースアシレートフィルムに対して付与する第１張力を制御することが好ましい。

第１張力付与工程の前に、前記乾燥工程の間のセルロースアシレートフィルムの各側端部を保持手段で保持することによりセルロースアシレートフィルムの幅を規制することが好ましい。

セルロースアシレートフィルムの予め設定した値であるレタデーションＲｅが、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲である場合に、上記の発明は特に効果が大きい。

本発明によると、側部の軸ズレ領域の幅が従来よりも小さいもしくは側部に軸ズレ領域がない長尺のセルロースアシレートフィルムを製造することができる。

本発明を実施する溶液製膜設備の概略図である。 第１テンタの内部の概略図である。 溶液製膜設備の概略図である。 軸ズレの評価に関する説明図である。

図１の溶液製膜設備１０は、セルロースアシレート１１が溶剤１２に溶解したドープ１３からセルロースアシレートフィルム（以降、単に「フィルム」と称する）１６を形成するフィルム形成装置１７と、セルロースアシレートフィルム１６を複数のローラ１８で支持しながら乾燥して、溶剤含有率を２質量％以下にするローラ乾燥装置１９と、フィルム１６の各側部を保持手段で保持し、フィルム１６に対して幅方向での張力をフィルム１６に付与する第１テンタ２３と、第１テンタ２３の保持手段により保持された各側部の保持跡を切除するスリッタ２４と、フィルム１６の内部応力を緩和する緩和装置８０と、フィルム１６を冷却してフィルム１６の温度を下げる冷却装置８２と、フィルム１６を巻き芯に巻いてロール状にする巻取装置２５とを、上流側から順に備える。なお、本明細書においては、溶剤含有率（単位；％）は乾量基準の値であり、具体的には、溶剤の質量をｘ、フィルム１６の質量をｙとするときに、｛ｘ／（ｙ−ｘ）｝×１００で求める値である。

なお、ローラ乾燥装置１９において溶剤含有率が２質量％以下になるまでフィルム１６が乾燥しない場合には、ローラ乾燥装置１９からのフィルム１６を第１テンタ２３に案内して、この第１テンタ２３でさらに乾燥をすすめることにより溶剤含有率を２質量％以下にしてもよい。

フィルム形成装置１７は、周方向に回転する第１のローラ２７と第２のローラ２８とを備える。第１のローラ２７と第２のローラ２８との周面には、無端の流延支持体としてのバンド２９が巻き掛けられる。第１のローラ２７と第２のローラ２８との少なくともいずれか一方が、駆動手段を有する駆動ローラであればよい。この第１のローラ２７と第２のローラ２８とからなるローラ対の少なくともいずれか一方が周方向に回転することにより、周面に接するバンド２９が搬送される。

バンド２９の上方にはドープ１３を流出する流延ダイ３１が備えられている。搬送されているバンド２９に流延ダイ３１からドープ１３を連続的に流出することにより、ドープ１３はバンド２９上で流延されて流延膜３２が形成される。なお、ダイ３１からバンド２９に至るドープ１３、いわゆるビードに関して、バンド２９の走行方向における上流には、減圧チャンバが設けられるが図示は略す。この減圧チャンバは、流出したドープ１３の上流側エリアの雰囲気を吸引して前記エリアを減圧する。

流延膜３２を、ローラ乾燥装置１９への搬送が可能な程度にまで固くしてから、溶剤を含む状態でバンド２９から剥がす。剥ぎ取りの際には、フィルム１６を剥ぎ取り用のローラ（以下、剥取ローラと称する）３３で支持し、流延膜３２がバンド２９から剥がれる剥取位置を一定に保持する。剥取ローラ３３は、駆動手段を備え周方向に回転する駆動ローラであってもよい。

フィルム形成装置１７には、バンド２９の走行路に沿って上流側から順に、乾燥した気体を流延膜３２に向けて送り出す第１ダクト３６、第２ダクト３７、第３ダクト３８の３つのダクトが設けられる。ただし、ダクトの数は３に限定されない。

第１ダクト〜第３ダクト３６〜３８には、乾燥した気体を流出する流出口（図示せず）がバンド２９の走行路に対向してそれぞれ複数形成される。各流出口は、バンド２９の幅方向に延びたスリット形状としてある。しかし、流出口の形状はこれに限定されない。

第１ダクト〜第３ダクト３６〜３８は、それぞれ送風機（図示せず）に接続し、送風機から供給された気体を流出口から流出する。送風機には、第１ダクト〜第３ダクト３６〜３８のそれぞれへ供給する気体の温度、湿度、流量を独立して制御する送風コントローラ（図示せず）が接続する。第１ダクト〜第３ダクト３６〜３８による気体の流出により、流延膜３２の乾燥をすすめる。

第１〜第３ダクト３６〜３８からの気体は、加熱された温風であり、この温風により流延膜３２を加熱する。流延膜３２の温度は、この温風の温度及び流量の制御と、第１ローラ２７及び第２ローラ２８の後述の温度制御とにより、調整される。

第１ローラ２７及び第２ローラには、周面温度を所定の温度に制御する第１コントローラ（図示せず）及び第２コントローラ（図示せず）がそれぞれ備えられる。

流延膜３２を乾燥するために、本実施形態では、第１〜第３ダクト３６〜３８を含む乾燥手段を用いる。しかし、乾燥手段はこれに限定されず、流延膜３２の性状及びその経時変化に応じて他の乾燥手段を用いてもよい。他の乾燥手段としては、例えば、凝縮器を含む乾燥手段があり、これを第１〜第３ダクト３６〜３８を含む乾燥手段に代えて、または加えてもよい。

フィルム形成装置１７からローラ乾燥装置１９への渡りには、複数のローラ３６が備えられる。各ローラ３６は、回転自在に設けられており、搬送されているフィルム１６が周面に接すると周方向に回転する。剥ぎ取りによって形成されたフィルム１６はこれらのローラ３６による支持と、後述の第１駆動ローラ４５による搬送とにより、ローラ乾燥装置１９に案内される。

ローラ乾燥装置１９は、フィルム１６の搬送路を囲むようにして温度及び湿度を調整すべき空間を外部空間と仕切るチャンバ３８と、チャンバ３８に所定の温度及び湿度の気体を所定の流量で送り込む第１送風機４１と、第１送風機４１から送り出す気体の温度及び湿度と流量とを制御する第１送風コントローラ４２とを備える。

チャンバ３８には、第１送風機４１からの気体が供給される供給口（図示せず）と、内部の雰囲気を外部に排出する排出口（図示せず）とが形成されてある。フィルム１６がチャンバ３８に案内されると、フィルム１６に含まれる溶剤１２が蒸発する。蒸発した溶剤成分、すなわち溶剤ガスの濃度が一定量を超えないように、供給口からの気体の供給と、排気口からの雰囲気の排出とを行う。

チャンバ３８の内部温度は、第１送風機４１からの気体により調整される。チャンバ３８の内部には、フィルム１６の温度を検出する温度計３９が備えられる。温度計３９は、フィルム１６が乾燥を進められて溶剤含有率が徐々に減り８質量％に達する第１位置Ｐ１またはこの第１位置Ｐ１よりも下流に備えてあればよい。温度計３９により、溶剤含有率が８質量％以下のフィルム１６の温度を検出する。したがって、フィルム１６が８質量％以下の溶剤含有率でローラ乾燥装置１９に導入される場合には、温度計３９のチャンバ３８内部における位置は、特に限定されない。好ましくは、溶剤含有率が３％以上８％以下の範囲であるフィルム１６の温度を温度計３９で検出することが好ましい。

ドープ１３の処方やフィルム１６の搬送速度等に応じて第１位置Ｐ１は通常変わる。そこで、チャンバ３８の内部の搬送路に沿った複数箇所に予めそれぞれ温度計３９を配しておいてもよい。これにより、複数の位置でフィルム１６の温度を測定することができるので、ドープ１３の処方や搬送速度に応じて第１位置Ｐ１が上流や下流に変化しても、温度計３９を変位させることなく第１位置Ｐ１またはその下流でのフィルム１８の温度を測定することができる。

第１位置Ｐ１は、予め特定しておくことが好ましい。ただし、上記のように、ローラ乾燥装置１９内の温度計３９で測定するフィルム１６の溶剤含有率は、８質量％以下であればよいので、第１位置Ｐ１は必ずしも厳格に求めなくてもよい。ドープ１３の処方やフィルム形成装置１７における流延膜３２とフィルム１６との乾燥条件、ローラ乾燥装置１９における乾燥条件、フィルム１６の搬送速度の各条件と、溶剤含有率との関係を予め求めておき、求めた関係に基づいて、おおよその第１位置Ｐ１を求めることができる。

本実施形態では、複数のローラ１８のうち最も下流のローラ１８よりも下流に温度計３９を配してある。チャンバ３８の内部温度がチャンバ３８に案内されるフィルム１６の温度よりも高い場合には、チャンバ３８で搬送されるにつれてフィルム１６の温度は徐々に上昇し、チャンバ３８の内部温度に近づく。温度計３９により検出される温度に基づいて、第１送風コントローラ４２により第１送風機４１を制御する。第１送風機４１からの気体の温度を制御することにより、ローラ乾燥装置１９におけるフィルム１６の乾燥速度と溶剤含有率が８％以下のフィルム１６の温度とを制御する。

図１では、第１位置Ｐ１が、ローラ乾燥装置１９の上流にある場合を図示している。このように、フィルム１６は、ローラ乾燥装置１９に入る時点で既に溶剤含有率が８質量％に達していてもよい。このような場合には、搬送方向Ｚ１における温度計３９の位置は限定されず、チャンバ３８内のフィルム１６の温度をいずれのタイミングで測定してもよい。

溶剤含有率が８％以下のフィルム１６の温度は、１００℃以上２００℃以下の範囲にする。なお、この温度範囲にする温度調整は、溶剤含有率が８％以下の間継続的に実施する必要はない。すなわち、溶剤含有率が８％以下となってから一定の時間のみ、この温度範囲にすればよい。

溶剤含有率が８％以下のフィルム１６の温度を１００℃未満に保持する場合に比べて、１００℃以上にした場合には、このローラ乾燥装置１９における後述の幅方向Ｚ２（図２参照）の屈折率（以降、幅方向屈折率と称する）ｎ２の低下と搬送方向Ｚ１の屈折率（以降、搬送方向屈折率と称する）ｎ１の上昇との少なくともいずれか一方の効果が確実に得られる。溶剤含有率が８％以下のフィルム１６の温度を２００℃以上にすると、ローラ乾燥装置１９においてフィルム面の状態が悪化する。

溶剤含有率が８％以下のフィルム１６の温度は、１１０℃以上１８０℃以下の範囲にすることがより好ましく、１２０℃以上１６０℃以下の範囲とすることがさらに好ましい。

チャンバ３８の外部には、案内された雰囲気から溶剤ガスを除去して、この雰囲気をチャンバ３８に供給する気体として再利用するように回収する回収機（図示せず）が備えられる。この回収機により、排気口から排出された雰囲気は、溶剤ガスを除去された後に第１送風機４１に送られる。このようにして、チャンバ３８に送る気体は循環して利用する。

ローラ乾燥装置１９は、フィルム１６の搬送方向に並ぶ第１駆動ローラ４５と第２駆動ローラ４６との２つの駆動ローラ、第１駆動ローラ４５の回転数を制御する第１コントローラ、及び、第２駆動ローラの回転数を制御する第２コントローラを備える。第１駆動ローラ４５はチャンバ３８の上流に、第２駆動ローラはチャンバ３８の下流に配される。第１駆動ローラ４５は、周方向に回転する回転速度を制御する第１コントローラ４７を有し、第２駆動ローラ４６は、第１コントローラ４７と同様の第２コントローラ４８を有する。

第１駆動ローラ４５と第２駆動ローラ４６との周面にフィルム１６を巻き掛け、これら第１駆動ローラ４５と第２駆動ローラ４６との回転によりフィルム１６を搬送する。第１駆動ローラ４５と第２駆動ローラ４６との各回転速度を第１コントローラ４７と第２コントローラ４８とにより制御することにより、チャンバ３８におけるフィルム１６の搬送方向Ｚ１における張力Ｔ１を制御する。搬送方向Ｚ１における張力Ｔ１を、以下の説明においては第１張力Ｔ１と称する。

ローラ乾燥装置１９は、チャンバ３８を搬送されているフィルム１６の第１張力Ｔ１を測定するための張力計５１を備える。張力計５１としては、温度計３９により測定されているフィルム１６について第１張力Ｔ１を測定することができるものであれば特に限定されない。すなわち、張力計５１は、溶剤含有率が８％以下であるフィルム１６について第１張力Ｔ１を測定する。本実施形態では、張力計５１は、複数のローラ１８のうち最も下流のローラ１８に備えられ、このローラ１８に巻き掛かったフィルム１６がローラ１８を押す力とフィルム１６の幅とに基づき第１張力Ｔ１を測定する。これにより、このローラ１８と第２駆動ローラ４６との間のフィルム１６に対して付与されている第１張力Ｔ１を測定する。

張力計５１により測定される第１張力Ｔ１が３５×９．８Ｎ以上２００×９．８Ｎ以下の範囲、より好ましくは３８×９．８Ｎ以上１５０×９．８Ｎ以下の範囲、さらに好ましくは４０×９．８Ｎ以上１００×９．８Ｎ以下の範囲となるように、第１駆動ローラ４５と第２駆動ローラ４６との少なくともいずれか一方の回転速度を調整する。これら第１張力Ｔ１の値は、いずれもフィルム１６の幅１ｍあたりの値である。

張力計５１により測定される第１張力Ｔ１を上記範囲とすることにより、第１テンタ２３に供するフィルム１６の幅方向屈折率ｎ２が低下もしくは搬送方向屈折率ｎ１が上昇する。幅方向屈折率ｎ２を低下させるとともに搬送方向屈折率ｎ１を上昇させることもある。これにより、第１テンタ２３で従来よりも大きな延伸倍率で幅を拡げても、従来の方法で得られるフィルムと同じ大きさのＲｅをフィルム１６に発現させることができる。したがって、本発明では、フィルム１６に所定のＲｅを発現させるために、後述のように従来の方法よりも大きな延伸倍率でフィルム１６を幅方向に延伸する。延伸倍率を大きくすることで第１テンタ２３を経たフィルム１６の幅はより大きくなる。このため、スリッタ２４で切除した側端部に軸ズレ領域が含まれ、巻取装置２５で巻き取られる長尺のフィルム１６には軸ズレ領域が含まれなくなる。仮に、延伸倍率を大きくすることで軸ズレ領域の幅が大きくなっても、延伸倍率を大きくすることで遅相軸の方向が一定である領域の幅も大きくなっているので、スリッタ２４で軸ズレ領域のすべてを切除しても、十分な製品幅を確保することができる。

なお、溶剤含有率が８質量％よりも高いフィルム１６について、上記範囲の第１張力Ｔ１を付与しても、第１テンタ２３に供するフィルム１６の幅方向屈折率ｎ２の低下と搬送方向屈折率ｎ２の上昇との効果はほとんど得られない。これに対し、溶剤含有率が２質量％以下、例えば０質量％であるフィルム１６に対して、１００℃以上２００℃以下の温度保持下で上記範囲の第１張力Ｔ１を付与しても、幅方向屈折率ｎ２の低下と搬送方向屈折率ｎ２の上昇とについて一定の効果はある。しかし、製造効率の観点と、幅方向屈折率ｎ２の低下と搬送方向屈折率ｎ２の上昇との少なくともいずれか一方の効果をより確実に得る観点とにおいては、２質量％よりも高い溶剤含有率のフィルム１６に対してこの第１張力Ｔ１の付与を実施することがより好ましい。

張力計５１により測定される第１張力Ｔ１が幅１ｍあたり３５×９．８Ｎ未満であっても、第１テンタ２３に供するフィルム１６に、幅方向屈折率ｎ２の低下と搬送方向屈折率ｎ２の上昇との少なくともいずれか一方を発現させることができる場合もあるが、３５×９．８Ｎ以上とすることで確実になる。また、張力計５１により測定される第１張力Ｔ１が幅１ｍあたり２００×９．８Ｎよりも大きい場合に比べて２００×９．８Ｎ以下の場合には、破断をより確実に防止しつつ搬送方向Ｚ１におけるフィルム１６の伸び率を幅方向でより均一にすることができ、このため、一定のＲｅ及び一定の遅相軸方向を発現する幅方向での領域をより確実に確保することができる。すなわち、側部における軸ズレ領域の幅がより狭くなる、あるいは無くなる。

第１張力Ｔ１は、１００℃以上２００℃以下の温度範囲とされているフィルム１６について上記範囲とする。ただし、１００℃以上２００℃以下の範囲に温度が保持されている間のフィルム１６全体を、上記の範囲の第１張力Ｔ１にする必要はない。すなわち、本発明では、１００℃以上２００℃以下の範囲に温度が保持されているフィルム１６について、一時的にでも上記範囲の第１張力を付与すればよい。

フィルム１６のＲｅは以下の方法で測定することができる。Ｒｅは、フィルム１６から切り出したサンプルを温度２５℃、湿度６０％ＲＨで２時間調湿し、自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨ 王子計測機器（株））により６３２．８ｎｍにおける垂直方向から測定したレタデーション値である。このレタデーション値は前述の式（１）で求められたものである。

本実施形態では、第１駆動ローラ４５と第２駆動ローラ４６とを用いて第１張力Ｔ１を制御しているが、第１張力Ｔ１の制御方法はこれに限定されない。また、ローラ乾燥装置１９の複数のローラ１８のうちいずれかを、第１駆動ローラ４５や第２駆動ローラ４６と同じ構成をもつ駆動ローラに代えて、これにより第１張力Ｔ１を制御してもよい。

第１テンタ２３は、第２駆動ローラ４６の下流で、フィルム１６の搬送路を囲むようにして温度及び湿度を調整すべき空間を外部空間と仕切るチャンバ５２と、チャンバ５２に所定の温度及び湿度の気体を所定の流量で送り込む第２送風機５３と、第２送風機５２から送り出す気体の温度及び湿度と流量とを制御する第２送風コントローラ５３とを備える。

チャンバ５２には、第２送風機５３からの気体を流出するダクト５７が設けられる。フィルム１６は、チャンバ５２に案内されると、ダクト５７から出る気体により、昇温する。なお、溶剤含有率が２質量％に達しないうちにフィルム１６がローラ乾燥装置１９から出てチャンバ５２に案内された場合には、チャンバ５２でフィルム１６に含まれる溶剤１２が徐々に蒸発していき、フィルム１６の溶剤含有率が２質量％以下になる。

第１テンタ２３は、フィルム１６の側部を保持する複数の保持手段を備える。第１テンタ２３は、保持手段がフィルム１６を把持するクリップ５８である周知のクリップテンタであることが好ましい。第１テンタ２３の詳細は、別の図面を用いて後述する。

スリッタ２４は、フィルム１６の各側部を連続的に切断する。一方の側部と他方の側部との間は製品領域である。この製品領域のフィルム１６を、緩和装置８０に案内する。緩和装置８０には、フィルム１６を周面で支持して搬送する複数のローラ８１と、乾燥気体をフィルム１６に吹き付けるダクト（図示無し）とが設けられる。フィルム１６は、これらローラ８１に巻きかけられて搬送される間に、ダクトからの乾燥気体により加熱される。搬送方向Ｚ１における張力は、第１張力Ｔ１よりも非常に小さくしてあり、幅１ｍあたり４０Ｎ以上１００Ｎ以下の範囲である。加熱して昇温されたフィルム１６に対して、搬送方向Ｚ１での小さな張力を付与することにより、ローラ乾燥装置１９での第１張力Ｔ１の付与と第１テンタ２３での第２張力Ｔ２の付与とによるフィルム１６の内部応力を緩和して除去する。この緩和装置８０による緩和処理で、第１テンタ２３における緩和で除去しきれなかった内部応力が除去される。この緩和装置８０における搬送方向Ｚ１での張力は非常に小さいので、フィルム１６の幅はほとんど変化しない。

緩和装置８０で昇温したフィルム１６を冷却するために、緩和装置８０から冷却装置８２へフィルム１６を案内する。フィルム１６は、この冷却装置８２で所定温度に冷却された後、巻取装置２５に案内されてロール状に巻き取られる。

図２に示すように、第１テンタ２３のチャンバ５２は、搬送方向Ｚ１の上流側から順に、予熱エリア６１、延伸エリア６２、緩和エリア６３及び冷却エリア６４を有する。ただし、チャンバ５２は、各エリア６１〜６４がそれぞれ独立した空間となるように区画する仕切り部材が内部に設けてあるものではない。各エリア６１〜６４は、後述のように、クリップ５８の走行軌道と、ダクト５７（図１参照）のそれぞれから流出する気体とにより概念的に形成される。なお、図２は、第１テンタ２３をフィルム１６のフィルム面の法線方向から見た図である。この図２では、フィルム１６の幅に対して第１テンタ２３の各部材を大きく誇張して描いてある。

第１テンタ２３は、クリップ５８の走行軌道を成すレール６７，６８を備える。レール６７，６８はフィルム１６の搬送路の両側に設置され、所定のレール間隔をもって互いに離間している。

複数のクリップ５８は、所定の間隔をもってチェーン（図示せず）に取り付けられている。チェーンは、レール６７とレール６８とにそれぞれ取り付けられており、レール６７，６８に沿って移動自在とされている。チェーンは、予熱エリア６１よりも上流側に配されるターンホイール７１と、冷却エリア６４の下流端に配されるスプロケット７２とに噛み合っている。スプロケット７２が回転することにより、チェーンは連続走行する。チェーンの走行により、クリップ５８はレール６７，６８に沿って移動する。

予熱エリア６１よりも上流には、クリップ５８によるフィルム１６の側部の把持を開始する把持開始手段（図示無し）が設けられ、冷却エリア６４の下流側には、クリップ５８によるフィルム１６の側部の把持を解除する把持解除手段（図示無し）が設けられる。これにより、フィルム１６は、予熱エリア６１よりも上流でクリップ５８に把持され、クリップ５８がレール６７，６８に沿って移動することで搬送方向Ｚ１へ搬送され、各エリア６１〜６４を順次通過し、各エリア６１〜６４において所定の処理が施され、冷却エリア６４の下流端で把持を解除される。

レール６７とレール６８とのレール間隔は、予熱エリア６１では幅Ｗ１と一定であり、延伸エリア６２では搬送方向Ｚ１に向かうに従って幅Ｗ１から幅Ｗ２へと次第に広くなり、緩和エリア６３では搬送方向Ｚ１に向かうに従って幅Ｗ２から幅Ｗ３へと次第に狭くなり、冷却エリア６４では幅Ｗ３と一定である。このように各レール間隔を設定することにより、予熱エリア６１では、フィルム１６は一定の幅を保持するように、幅を規制された状態で搬送され、延伸エリア６２では、搬送されているフィルム１６は幅方向Ｚ２へ拡げられるように、すなわち拡幅されるように、張力が付与されて延伸される。また、緩和エリア６３では、フィルム１６は、幅が小さくされながらも所定の張力で幅を規制された状態で搬送され、冷却エリア６４では、幅を一定に保持された状態で搬送される。なお、搬送方向Ｚ１は、巻取装置２５に巻き取られるフィルム１６の進相軸方向に一致し、幅方向Ｚ２は、遅相軸方向に一致する。

ただし、予熱エリア６１及び冷却エリア６４におけるレール間隔に関する上記「一定」とは、厳密である必要はない。つまり、製品たるフィルム１６に目的とするＲｅを発現させるために、予熱エリア６１と冷却エリア６４とのそれぞれにおいて、上流から下流にかけて幅Ｗ１、幅Ｗ３でそれぞれ略一定と言える程度にレール間隔を若干変化させる態様でもよい。また、緩和エリア６３におけるレール間隔についても、必ずしも上流から下流にかけて次第に狭くする必要はない。例えば、緩和エリア６３では、レール間隔が上流から下流にかけて幅Ｗ２で略一定といえる程度に若干変化する態様でもよい。

本発明では、幅Ｗ１よりも幅Ｗ３が大きくなるように各幅Ｗ１〜Ｗ３を設定する。このように、第１テンタ２３では、幅方向での張力（以降、第２張力と称する）Ｔ２を付与する。各幅Ｗ１〜Ｗ３は、フィルム１６のＲｅが目的とする値となるように設定する。

本発明では、一定のＲｅをフィルム１６に発現させるための延伸倍率は、従来の方法における延伸倍率よりも大きい。ローラ乾燥装置１９で、所定の温度範囲とされたフィルム１６に第１張力Ｔ１を付与するからである。第１張力Ｔ１を付与するので、第２張力Ｔ２を従来の方法におけるより大きくしても、フィルム１６のＲｅが一定のＲｅを超えることがない。なお、延伸倍率は、延伸エリア６３での拡幅開始時点におけるフィルム１６の幅Ｗ１と、第１テンタ２３を出る時点でのフィルム１６の幅とから求め、｛（Ｗ３−Ｗ１）／Ｗ１｝×１００で求める値（単位；％）である。

延伸倍率は、１８％以上であることが好ましい。これにより、スリッタ２４で切除した側端部に、軸ズレ領域がより確実に含まれるようになり、巻取装置２５で巻き取られるフィルム１６には軸ズレ領域が含まれなくなる。すなわち、巻き取られるフィルム１６の遅相軸の方向は、幅方向で一定である。

延伸倍率は、２２％以上であることがより好ましく、２５％以上であることがさらに好ましい。

なお、第１テンタ２３での拡幅は、溶剤含有率が２質量％以下のフィルム１６に対して行えばよい。したがって、０（ゼロ）質量％となってから拡幅を行ってもよい。また２質量％よりも大きい溶剤含有率のフィルム１６が第１テンタ２３に導入された場合には、フィルム１６の乾燥を予熱エリア６１で十分すすめて溶剤含有率が２質量％に達してから延伸エリア６２で拡幅をするとよい。

以上のように、本発明によると、第１テンタ２３による第２張力Ｔ２の大きさでの調整で容易に目的とするＲｅを発現させることができる。また、ローラ乾燥装置１９で付与する第１張力Ｔ１の大きさを大きくするほど、第２張力Ｔ２をより大きく設定することができる。このため、Ｒｅを２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲で高精度に発現する場合に特に効果がある。

ローラ乾燥装置１９で所定温度範囲とされたフィルム１６に第１張力Ｔ１を付与し、第１テンタ２３で一定のＲｅが得られるように第２張力Ｔ２を付与すると、Ｒｔｈが目標値にならない場合がある。この場合には、フィルム１６の厚みや、拡幅している間のフィルム１６の温度を調整することによりＲｔｈを目標の値に制御することができる。

溶液製膜設備１０（図１参照）で製造効率をさらにあげようとすると、フィルム形成装置１７におけるフィルム１６の乾燥が十分にすすまないうちに、フィルム１６がローラ乾燥装置１９へ案内されることがある。ローラ乾燥装置１９でフィルム１６の溶剤含有率が８質量％に達しない場合には、上記の第１張力Ｔ１を付与することができなくなる。このような場合には、以下のようにするとよい。

図３に示す溶液製膜設備１１０は、第１テンタ２３に加えて、第２テンタ１１１を備える。第２テンタ１１１は、フィルム形成装置１７とローラ乾燥装置１９との間に配される。第２テンタ１１１は、第１テンタ２３と同じ構成をもつので詳細な説明は略す。第２テンタ１１１のチャンバ（図示せず）には、第１テンタ２３と同様に気体が外部から所定の温度及び湿度の気体が所定流量で送り込まれ、これによりフィルム１６が乾燥する。

第２テンタ１１１では、フィルム１６の各側端部を保持手段で保持するが、フィルム１６の溶剤含有率が多すぎてクリップの把持に耐えることができない場合には、クリップ５８（図１，図２参照）に代えて複数のピン（図示せず）を保持手段として用いるとよい。

第２テンタ１１１では、フィルム１６の各側端部を保持手段で保持することで、幅を規制する。これにより、フィルム１６の乾燥による収縮及びこの収縮による変形を抑止するとともに、収縮による軸ズレの発生を抑止することができる。

この方法によると、製造速度をさらに上げてもローラ乾燥装置１９で幅方向屈折率ｎ２を下げたり搬送方向屈折率ｎ１を上げることができるので、溶液製膜設備１０を用いる第１の実施態様と同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施例と本発明に対する比較例とを挙げる。

図１の溶液製膜設備１０により、Ｒｅが５５ｎｍ、Ｒｔｈが１４０ｎｍ、幅が１３４０ｍｍであるフィルム１６を４０ｍ／分の速度で連続的に製造した。第１張力付与工程の条件が互いに異なる実施例１〜実施例７を行った。

実施例１〜７の各第１張力付与工程の条件は表１に示す。表１において「溶剤含有率（質量％）」は第１張力Ｔ１を付与しているフィルム１６における最も上流位置における値である。「温度（℃）」は、第１張力Ｔ１が付与されている時点のフィルム１６の温度である。

第１テンタ２３の内部温度を、第２送風機５３からの気体により１８０℃に設定することにより、案内されてきたフィルム１６の温度を１８０℃にした。そして、１８０℃のフィルム１６をＲｅが５５ｎｍとなるように、表１に示す延伸倍率（単位；％）とした。

Ｒｔｈが１４０ｎｍとなるように、フィルム１６の厚みを表１の「厚み（μｍ）」の値に調整した。

実施例１〜実施例７で得られた各フィルム１６について、軸ズレの程度と、軸ズレ領域の幅を測定した。測定方法は図４を参照しながら以下に説明する。まず、得られた長尺のフィルム１６から、サンプリング範囲を決めた。サンプリング範囲は、搬送方向Ｚ１での長さＬ１で１０ｍとした。なお、前述の通り、得られたフィルム１６の幅Ｌ２は１３４０ｍｍであり、幅方向Ｚ２でのサンプリング範囲は得られたフィルム１６の全幅域とした。このサンプリング範囲から、正方形のサンプル片を２６０枚切り出した。

図４では、フィルム１６の搬送方向Ｚ１を上方に採る場合の右側縁に符号１６ｅ（Ｒ）、左側縁に符号１６ｅ（Ｌ）を付す。各サンプル片は、一辺の長さＬ３が４ｃｍ、すなわち４ｃｍ×４ｃｍのサイズであり、サンプリング範囲から以下のようにマトリックス状に切り出した。

幅方向Ｚ２に沿って切り出すサンプル片は１３枚であり、これらを等間隔で切り出した。幅方向Ｚ２において隣り合うサンプルの幅方向Ｚ２での中心と中心との距離Ｌ４は１００ｍｍとした。右側縁１６ｅ（Ｒ）に最も近いサンプルの幅方向Ｚ２での中心から右側縁１６ｅ（Ｒ）までの距離Ｌ５（Ｒ）と、左側縁１６ｅ（Ｌ）に最も近いサンプルの幅方向Ｚ２での中心から左側縁１６ｅ（Ｌ）までの距離Ｌ５（Ｌ）とは、いずれも７０ｍｍとした。

搬送方向Ｚ１に沿って切り出すサンプル片は２０枚であり、これらを等間隔で切り出した。搬送方向Ｚ１において隣り合うサンプルの搬送方向Ｚ１での中心と中心との距離Ｌ６は５００ｍｍとした。

各サンプルを、温度２５℃、湿度６０％ＲＨで２時間調湿した。この後、自動複屈折計（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨまたはＷＲ 王子計測機器（株）製）にサンプルをセットした。波長λが６３２．８ｎｍである光を、フィルム面の法線方向からフィルム１６に入射させて配向角θ（単位；°）を測定した。配向角θは、搬送方向Ｚ１と遅相軸とのなす角であり、採りうる範囲を０°≦θ＜１８０°として測定した。遅相軸が搬送方向Ｚ１に一致する場合をθ＝０°、遅相軸が幅方向Ｚ２に一致する場合をθ＝９０°とした。測定波長λ（ｎｍ）は、特定の波長を通過させる波長選択フィルタを、適宜選定することにより設定する。

＜軸ズレの程度＞
２６０枚すべてのサンプル片につき、配向角θを測定した。２６０個の測定値のうち最も大きい値をθｍａｘ，最も小さい値をθｍｉｎとおいた。そして、θｍａｘ−θｍｉｎで求める値を軸ズレ量（単位；°）とした。結果は表１に示す。この軸ズレ量が小さいフィルム１６ほど軸ズレの程度が小さく、好ましいフィルムといえる。

＜軸ズレ領域の幅＞
幅方向Ｚ２でのサンプル片１３枚のうち１枚を選択した。選択した１枚を含み、搬送方向Ｚ１に並ぶ２０枚のサンプル片のそれぞれに関して、サンプル片の中央における配向角θを測定した。なお、搬送方向Ｚ１に並ぶ２０枚のサンプル片のそれぞれに関して配向角θを測定する場合には、図４に示すように、搬送方向Ｚ１から遅相軸に向かって互いに同じ方向で回転させて測定するなす角を配向角θとした。２０個の測定値のうち最も大きい値をθ（ＭＤ）ｍａｘ，最も小さい値をθ（ＭＤ）ｍｉｎとおいた。そして、θ（ＭＤ）ｍａｘ−θ（ＭＤ）ｍｉｎで求めた。このように求めた値を、以降、搬送方向軸ズレ量（単位；°）と称する。

幅方向Ｚ２に並ぶ他の１２枚から同様に１枚を選択し、選択したこの１枚を含み、搬送方向Ｚ１に並ぶ２０枚のサンプル片のそれぞれに関して、配向角θを測定した。そして、同様に搬送方向軸ズレ量を求めた。なお、搬送方向Ｚ１での２０枚のサンプル片からなる各並びを「列」と称すると、幅方向Ｚ２には１３列が並んでいることになる。他の１１列についてもそれぞれ搬送方向軸ズレ量を求めた。

求めた１３個の搬送方向軸ズレ量のうち、設定した基準値より大きい列を検出した。本実施例では、基準値を０．５°とした。搬送方向軸ズレ量は、右側縁１６ｅ（Ｒ）と左側縁１６ｅ（Ｌ）との各側縁に近くなるほど大きい。そこで、右側縁１６ｅ（Ｒ）から０．５°より大きい列までの長さを右軸ズレ領域の幅とし、左側縁１６ｅ（Ｌ）から０．５°より大きい列の中央までの長さを左軸ズレ領域の幅とした。例えば、左側縁１６ｅ（Ｌ）から１列目と２列目との各搬送方向軸ズレ量が０．５°よりも大きい場合には、図４に示すように、左軸ズレ領域の幅は、左側縁１６ｅ（Ｌ）から第１列の中央までの距離（＝７０ｍｍ）と、１列目の中央から第２列の中央までの距離（＝１００ｍｍ）の和で求め、１７０ｍｍということになる。

そこで、両者の和、すなわち（右軸ズレ領域の幅）＋（左軸ズレ領域の幅）で求める値を、軸ズレ領域の幅とした。結果は表１に示す。この値が小さいフィルム１６ほど好ましいフィルムといえる。なお、搬送方向軸ズレ量は、フィルム１６の幅方向Ｚ２における中央に関して対象、すなわち左右対称となる場合が多い。このような場合には、右軸ズレ領域の幅と左軸ズレ領域の幅とは互いに同じ値となるので、これらのうちいずれか一方を求めて、求めた値を２倍にすると軸ズレ領域の幅を求めることができる。

［比較例］
第１張力付与工程の条件が互いに異なる比較例１〜５を行った。第１張力付与工程での各条件、第１テンタ２３での延伸倍率は表１に示す。得られたフィルムの厚みは表１に示す通りである。他の条件は実施例と同じである。

比較例１〜５でそれぞれ得られたフィルムについても、実施例と同様の方法で軸ズレの程度と軸ズレ領域の幅とを求めた。結果は表１に示す。

１０，１１０ 溶液製膜設備
１６ フィルム
１７ フィルム形成装置
１９ ローラ乾燥装置
２３ 第１テンタ
２４ スリッタ
１１１ 第２テンタ

Claims (4)

1. セルロースアシレートが溶剤に溶解したドープを支持体上に流延して前記溶剤を含む状態で前記支持体から剥ぎ取ることにより形成されたセルロースアシレートフィルムを、搬送しながら乾燥する乾燥工程と、
   前記溶剤の含有率が８質量％以下の前記セルロースアシレートフィルムを１００℃以上２００℃以下の温度範囲に保持しながら、このセルロースアシレートフィルムに対して、幅１ｍあたり３５×９．８Ｎ以上２００×９．８Ｎ以下の範囲の搬送方向での第１張力を付与する第１張力付与工程と、
   前記セルロースアシレートフィルム面内の遅相軸方向における屈折率をｎｘ、進相軸方向における屈折率をｎｙ、前記セルロースアシレートフィルムの厚みをｄ（単位；ｎｍ）とするときに（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで求めるレタデーションＲｅが予め設定した値となるように、前記第１張力付与工程を経た前記セルロースアシレートフィルムに対して幅方向での第２張力を付与することにより前記セルロースアシレートフィルムの幅を１８％以上拡げる第２張力付与工程とを有することを特徴とする溶液製膜方法。
2. 前記第１張力付与工程では、
   周方向に回転し前記セルロースアシレートフィルムの搬送方向に並ぶ２つの駆動ローラの各周面に前記セルロースアシレートフィルムを巻き掛け、前記２つの駆動ローラの回転により前記セルロースアシレートフィルムを搬送し、
   上流側の一方の前記駆動ローラと、下流側の他方の前記駆動ローラとの各回転速度を調整することにより、前記一方の駆動ローラと前記他方の駆動ローラとの間の前記セルロースアシレートフィルムに対して付与する前記第１張力を制御することを特徴とする請求項１記載の溶液製膜方法。
3. 前記第１張力付与工程の前に、前記乾燥工程の間の前記セルロースアシレートフィルムの各側端部を保持手段で保持することにより前記セルロースアシレートフィルムの幅を規制す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。
4. 前記セルロースアシレートフィルムの前記予め設定した値であるレタデーションＲｅが、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の溶液製膜方法。

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