JP6686620B2 - エンドレスベルトの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜に用いるエンドレスベルトの製造方法に関するものである。
溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜においては、樹脂や溶媒を含むドープを、金属支持体であるエンドレスベルト上に流延し、エンドレスベルト上で乾燥させてウェブを形成する。そして、このウェブをエンドレスベルトから剥離した後、延伸、乾燥させて光学フィルムとする。製膜された光学フィルムは、最終的にロール状に巻き取られる。
このようにして製膜される光学フィルムは、例えば液晶表示装置の偏光板の保護フィルムに適用される。近年では、液晶表示装置の大画面化に伴い、幅広の光学フィルムの製膜が要求されるようになってきている。
幅手方向の長さが例えば2000mm以上の光学フィルムを製膜する場合において、溶液流延製膜法では、そのような光学フィルムの製膜に対応すべく、エンドレスベルトとしても、幅が2000mm以上のベルトを使用することが望ましい。幅がおよそ2000mmを超えるベルトは、例えば特許文献1のように、基準となるベルトの幅手方向の両端のそれぞれに別のベルトを接合(例えば溶接)することによって得ることができる。
ところで、上記のように3つのベルトを接合して幅広の1つのベルトを形成したときに、接合部に凹凸が存在していると、その凹凸が、製膜するフィルムに転写されてフィルム故障となる。このため、接合部を研磨したり、叩くことによって、接合部を平坦化しておくことが必要となる。
しかし、上記のようにして接合部を平坦化すると、ベルトの最端部の変形量が大きくなることがわかった。これは、接合部を研磨したり、叩いたときに発生する振動が、接合部を起点として最端部側に伝達され、また、ベルトの最端部は自由端であるために、固定端である接合部よりも振動しやすく、変形しやすい(波打ちやすい)ことが原因であると推測される。このように、ベルトの最端部の変形量が大きいと(例えばベルトの中央部に対する最端部の高さが増大すると)、上記ベルトを用いて光学フィルムを製膜する工程において、例えばウェブを乾燥させるための熱風をベルトに当てるときに、ベルトの中央部と端部とで均一に当たらず、その結果、ベルト上でのウェブの乾燥において幅手方向にムラが生じる。このことは、製膜される光学フィルムの幅手方向において膜厚ムラを生じさせ、光学フィルムの生産性が低下する原因となる。したがって、3つのベルトを接合して幅広の1つのベルトを製造する場合でも、ベルトの最端部の変形量を小さくすることが望まれる。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、3つのベルトを接合して幅広のエンドレスベルトを製造する場合でも、最端部の変形量の小さいエンドレスベルトを得ることができる、エンドレスベルトの製造方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の製造方法によって達成される。
1.溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜に用いるエンドレスベルトの製造方法であって、
以下の条件式(1)〜(5)を満足するように、第1のベルトの幅手方向の両端のそれぞれに第2および第3のベルトを接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、前記第2および第3のベルトにおける前記第1のベルトとの接合側とは反対側の各端部を切断することにより、前記第1のベルトよりも幅広の前記エンドレスベルトを製造することを特徴とするエンドレスベルトの製造方法;
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
ただし、
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。
以下の条件式(1)〜(5)を満足するように、第1のベルトの幅手方向の両端のそれぞれに第2および第3のベルトを接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、前記第2および第3のベルトにおける前記第1のベルトとの接合側とは反対側の各端部を切断することにより、前記第1のベルトよりも幅広の前記エンドレスベルトを製造することを特徴とするエンドレスベルトの製造方法;
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
ただし、
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。
2.以下の条件式(6)を満足するように、前記第2および第3のベルトの幅手方向の端部を切断することを特徴とする前記1に記載のエンドレスベルトの製造方法;
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
である。
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
である。
3.前記第2および第3のベルトの少なくとも一方の、切断後に残った部分の表面に、ベルトの長手方向の位置情報を付加することを特徴とする前記1または2に記載のエンドレスベルトの製造方法。
4.前記第2および第3のベルトを補助ロールで支持しながら、前記第2および第3のベルトの幅手方向の端部を切断することを特徴とする前記1から3のいずれかに記載のエンドレスベルトの製造方法。
5.前記エンドレスベルトの長手方向の長さが、40m以上150m以下であることを特徴とする前記1から4のいずれかに記載のエンドレスベルトの製造方法。
上記の製造方法によれば、条件式(1)〜(5)を満足するようにエンドレスベルトを製造することにより、幅広で、最端部の変形量の小さいエンドレスベルトを得ることができる。
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本明細書において、数値範囲をA〜Bと表記した場合、その数値範囲に下限Aおよび上限Bの値は含まれるものとする。なお、以下での説明において、支持体またはフィルムの平面に沿った面内で、支持体またはフィルムの搬送方向(長手方向)に垂直な方向を、幅手方向とする。
本実施形態のエンドレスベルトの製造方法は、溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜に用いるエンドレスベルトの製造方法である。以下、エンドレスベルトの製造方法について説明する前に、まず、溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜について説明する。
〔光学フィルムの製膜方法〕
図1は、本実施形態の光学フィルムの製膜に用いられる製造装置1の概略の構成を示す説明図である。溶液流延製膜法では、樹脂と溶媒とを含むドープを、走行する支持体上に流延ダイから流延して支持体上で乾燥させ、流延膜(ウェブ)を支持体から剥離した後、ウェブを延伸、乾燥させてフィルムを製膜する。以下、溶液流延製膜法による光学フィルムの製膜ついて、より詳細に説明する。
図1は、本実施形態の光学フィルムの製膜に用いられる製造装置1の概略の構成を示す説明図である。溶液流延製膜法では、樹脂と溶媒とを含むドープを、走行する支持体上に流延ダイから流延して支持体上で乾燥させ、流延膜(ウェブ)を支持体から剥離した後、ウェブを延伸、乾燥させてフィルムを製膜する。以下、溶液流延製膜法による光学フィルムの製膜ついて、より詳細に説明する。
(ドープ調製工程)
図示しない調製部にて、支持体3(エンドレスベルト)上に流延するドープを調製する。
図示しない調製部にて、支持体3(エンドレスベルト)上に流延するドープを調製する。
(流延、乾燥、剥離工程)
次に、調製部にて調製されたドープを、流延ダイ2から支持体3上に流延する。そして、支持体3で搬送しながら乾燥させて形成した流延膜としてのウェブ5を、支持体3から剥離する。より具体的には、以下の通りである。
次に、調製部にて調製されたドープを、流延ダイ2から支持体3上に流延する。そして、支持体3で搬送しながら乾燥させて形成した流延膜としてのウェブ5を、支持体3から剥離する。より具体的には、以下の通りである。
調製部にて調製されたドープを、加圧型定量ギヤポンプ等を通して、導管によって流延ダイ2に送液し、無限に移送する回転駆動ステンレス鋼製エンドレスベルトよりなる支持体3上の流延位置に、流延ダイ2からドープを流延し、これにより支持体3上に流延膜としてのウェブ5を形成する。
支持体3は、一対のロール3a・3bおよびこれらの間に位置する複数のロール(不図示)によって保持されている。ロール3a・3bの一方または両方には、支持体3に張力を付与する駆動装置(不図示)が設けられており、これによって支持体3は張力が掛けられて張った状態で使用される。
支持体3上に流延されたドープにより形成されたウェブ5を、支持体3上で加熱し、支持体3から剥離ロール4によってウェブ5が剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる。溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法や、支持体3の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があり、適宜、単独であるいは組み合わせて用いればよい。支持体3上でウェブ5が剥離可能な膜強度となるまで乾燥固化あるいは冷却凝固させた後、ウェブ5を、自己支持性を持たせたまま剥離ロール4によって剥離する。
なお、剥離時点での支持体3上でのウェブ5の残留溶媒量は、乾燥の条件の強弱、支持体3の長さ等により、50〜120質量%の範囲であることが望ましい。残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、ウェブ5が柔らか過ぎると剥離時平面性を損ね、剥離張力によるシワや縦スジが発生しやすいため、経済速度と品質との兼ね合いで剥離時の残留溶媒量が決められる。なお、残留溶媒量は、下記式で定義される。
残留溶媒量(質量%)=(ウェブの加熱処理前質量−ウェブの加熱処理後質量)/
(ウェブの加熱処理後質量)×100
ここで、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、115℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
(ウェブの加熱処理後質量)×100
ここで、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、115℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
(延伸工程)
この工程では、支持体3から剥離されたウェブ5を、テンター6によって延伸する。このときの延伸方向としては、フィルム搬送方向(MD方向;Machine Direction)、フィルム面内で上記搬送方向に垂直な幅手方向(TD方向;Transverse Direction)、これらの両方向、のいずれかである。延伸工程では、ウェブ5の両側縁部をクリップ等で固定して延伸するテンター方式が、フィルムの平面性や寸法安定性を向上させるために好ましい。なお、テンター6内では、延伸に加えて乾燥を行ってもよい。延伸工程において、ウェブ5をMD方向およびTD方向の両方向に延伸することにより、ウェブ5をMD方向およびTD方向に対して斜めに交差する方向に延伸(斜め延伸)することもできる。
この工程では、支持体3から剥離されたウェブ5を、テンター6によって延伸する。このときの延伸方向としては、フィルム搬送方向(MD方向;Machine Direction)、フィルム面内で上記搬送方向に垂直な幅手方向(TD方向;Transverse Direction)、これらの両方向、のいずれかである。延伸工程では、ウェブ5の両側縁部をクリップ等で固定して延伸するテンター方式が、フィルムの平面性や寸法安定性を向上させるために好ましい。なお、テンター6内では、延伸に加えて乾燥を行ってもよい。延伸工程において、ウェブ5をMD方向およびTD方向の両方向に延伸することにより、ウェブ5をMD方向およびTD方向に対して斜めに交差する方向に延伸(斜め延伸)することもできる。
(乾燥工程)
テンター6にて延伸されたウェブ5は、乾燥装置7にて乾燥される。乾燥装置7内では、側面から見て千鳥状に配置された複数の搬送ロールによってウェブ5が搬送され、その間にウェブ5が乾燥される。乾燥装置7での乾燥方法は、特に制限はなく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等を用いてウェブ5を乾燥させる。簡便さの点から、熱風でウェブ5を乾燥させる方法が好ましい。
テンター6にて延伸されたウェブ5は、乾燥装置7にて乾燥される。乾燥装置7内では、側面から見て千鳥状に配置された複数の搬送ロールによってウェブ5が搬送され、その間にウェブ5が乾燥される。乾燥装置7での乾燥方法は、特に制限はなく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等を用いてウェブ5を乾燥させる。簡便さの点から、熱風でウェブ5を乾燥させる方法が好ましい。
ウェブ5は、乾燥装置7にて乾燥後、光学フィルムFとして巻取装置10に向かって搬送される。
(切断、エンボス加工工程)
乾燥装置7と巻取装置10との間には、切断部8およびエンボス加工部9がこの順で配置されている。切断部8では、製膜された光学フィルムFを搬送しながら、その幅手方向の両端部を、スリッターによって切断する切断工程が行われる。光学フィルムFにおいて、両端部の切断後に残った部分は、フィルム製品となる製品部を構成する。一方、光学フィルムFから切断された部分は、シュータにて回収され、再び原材料の一部としてフィルムの製膜に再利用される。
乾燥装置7と巻取装置10との間には、切断部8およびエンボス加工部9がこの順で配置されている。切断部8では、製膜された光学フィルムFを搬送しながら、その幅手方向の両端部を、スリッターによって切断する切断工程が行われる。光学フィルムFにおいて、両端部の切断後に残った部分は、フィルム製品となる製品部を構成する。一方、光学フィルムFから切断された部分は、シュータにて回収され、再び原材料の一部としてフィルムの製膜に再利用される。
切断工程の後、光学フィルムFの幅手方向の両端部には、エンボス加工部9により、エンボス加工(ナーリング加工)が施される。エンボス加工は、加熱されたエンボスローラーを光学フィルムFの両端部に押し当てることにより行われる。エンボスローラーの表面には細かな凹凸が形成されており、エンボスローラーを光学フィルムFの両端部に押し当てることで、上記両端部に凹凸が形成される。このようなエンボス加工により、次の巻取工程での巻きズレやブロッキング(フィルム同士の貼り付き)を極力抑えることができる。
(巻取工程)
最後に、エンボス加工が終了した光学フィルムFを、巻取装置10によって巻き取り、光学フィルムFの元巻(フィルムロール)を得る。すなわち、巻取工程では、光学フィルムFを搬送しながら巻芯に巻き取ることにより、フィルムロールが製造される。光学フィルムFの巻き取り方法は、一般に使用されているワインダーを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等の張力をコントロールする方法があり、それらを使い分ければよい。光学フィルムFの巻長は、1000〜7200mであることが好ましい。また、その際の幅は1000〜3200mm幅であることが望ましく、膜厚は10〜60μmであることが望ましい。
最後に、エンボス加工が終了した光学フィルムFを、巻取装置10によって巻き取り、光学フィルムFの元巻(フィルムロール)を得る。すなわち、巻取工程では、光学フィルムFを搬送しながら巻芯に巻き取ることにより、フィルムロールが製造される。光学フィルムFの巻き取り方法は、一般に使用されているワインダーを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等の張力をコントロールする方法があり、それらを使い分ければよい。光学フィルムFの巻長は、1000〜7200mであることが好ましい。また、その際の幅は1000〜3200mm幅であることが望ましく、膜厚は10〜60μmであることが望ましい。
〔エンドレスベルトの製造方法について〕
図2は、上述した溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜の際に用いられる支持体3の概略の構成を示す斜視図である。以下で示す製造方法によって製造される本実施形態のエンドレスベルト30は、支持体3に適用される。エンドレスベルト30は、第1のベルト31の幅手方向の両端のそれぞれに第2のベルト32および第3のベルト33を接合し、第1のベルト31と第2のベルト32との接合部Pおよび第1のベルト31と第3のベルト33との接合部Qの凹凸を平坦化した後、第2のベルト32における第1のベルト31との接合側とは反対側の端部32b(図4参照)および第3のベルト33における第1のベルト31との接合側とは反対側の端部33b(図4参照)を長手方向に沿って切断することによって製造される。
図2は、上述した溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜の際に用いられる支持体3の概略の構成を示す斜視図である。以下で示す製造方法によって製造される本実施形態のエンドレスベルト30は、支持体3に適用される。エンドレスベルト30は、第1のベルト31の幅手方向の両端のそれぞれに第2のベルト32および第3のベルト33を接合し、第1のベルト31と第2のベルト32との接合部Pおよび第1のベルト31と第3のベルト33との接合部Qの凹凸を平坦化した後、第2のベルト32における第1のベルト31との接合側とは反対側の端部32b(図4参照)および第3のベルト33における第1のベルト31との接合側とは反対側の端部33b(図4参照)を長手方向に沿って切断することによって製造される。
すなわち、本実施形態のエンドレスベルト30の製造方法は、図3のフローチャートに示すように、第1のベルト31の幅手方向の両端のそれぞれに第2のベルト32および第3のベルト33を接合する接合工程(S1)と、接合部P・Qの凹凸を平坦化する平坦化工程(S2)と、第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bを長手方向に沿って切断する切断工程(S3)とを含む。なお、各ベルトの接合は、例えば溶接によって行うことができる。また、接合部P・Qの凹凸の平坦化は、接合部P・Qの凹凸を研磨したり、叩くことによって行うことができる。また、各ベルトの切断方法は特に限定されず、例えば金属製の回転刃を用いて行うこともできるし、レーザ光を用いて行うこともできる。
第1のベルト31の両端部に第2のベルト32および第3のベルト33が接合された後、第2のベルト32の端部32bが切断されることにより、第2のベルト32の残余部分32aが第1のベルト31の幅手方向の一端部に接合された状態で残る。同様に、第3のベルト33の端部33bが切断されることにより、第3のベルト33の残余部分33aが第1のベルト31の幅手方向の他端部に接合された状態で残る。したがって、エンドレスベルト30は、第1のベルト31を、第2のベルト32の残余部分32aと第3のベルト33の残余部分33aとで幅手方向から挟んで互いに接合した状態で構成されることになる。これにより、第1のベルト31よりも幅広のエンドレスベルト30が構成される。
なお、周状のエンドレスベルト30を製造するにあたって、第1のベルト31、第2のベルト32および第3のベルト33を予め周状に形成しておき、周状の各ベルトを幅手方向に接合した後に、幅手両端部のベルトの一部を長手方向に切断することにより、周状のエンドレスベルト30を製造してもよい。また、各ベルトを平板状のままで先に幅手方向に接合して、幅手両端部のベルトの一部を長手方向に切断し、その後、平板状のベルトをまとめて周状に形成することにより、周状のエンドレスベルト30を製造してもよい。
第1のベルト31の両端部に第2のベルト32および第3のベルト33を接合した後、接合部P・Qの凹凸を平坦化すると、第2のベルト32における接合部Pとは反対側の端部32b、および第3のベルト33における接合部Qとは反対側の端部33bにおいて、接合側の残余部分32a・33aよりも変形量が大きい(第1のベルト31に対する端部32b・33bの高さが増大する)ことがわかった。これは、(i)接合部P・Qの凹凸の平坦化の際に、凹凸を研磨したり叩いたりするときの発生する振動が、接合部P・Qを起点として端部32b・33bに伝達されること、(ii)第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bは自由端であるために、固定端である接合部P・Qよりも振動しやすいこと、から、残余部分32a・33aよりも端部32b・33bのほうが変形しやすくなるため(波打ちやすくなるため)と推測している。
本実施形態では、複数のベルトの接合部P・Qの凹凸を平坦化した後、変形量の大きい第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bを切断し、変形量の小さい残余部分32a・33aを残すため、切断後の最終的なエンドレスベルト30の幅手方向の両端部の変形量は、残余部分32a・33aの変形量となり、切断前の両端部32b・33bの変形量よりも小さくすることができる。特に、後述する条件式(1)〜(5)を満足するようにエンドレスベルト30を製造することにより、第1のベルト31、第2のベルト32および第3のベルト33の各幅、最終的に得られるエンドレスベルト30の幅、第2のベルト32および第3のベルト33の各切断幅の関係が適切に規定されるため、エンドレスベルト30を幅広で製造する効果と、両端部での変形量を小さく抑える効果とをバランスよく得ることができる。
また、上記の製造方法により、エンドレスベルト30の両端部での変形量を小さく抑えることができるため、製造されたエンドレスベルト30を支持体3として用い、溶液流延製膜法によって光学フィルムを製膜する場合でも、支持体3上でのウェブ5の乾燥において、乾燥風が支持体3の幅手方向に均一に当たり、幅手方向においてウェブ5の乾燥ムラが生じるのを抑えることができる。その結果、光学フィルムの幅手方向の膜厚ムラを低減することが可能となり、光学フィルムの生産性を向上させることが可能となる。
次に、条件式(1)〜(5)の詳細について説明する。図4は、エンドレスベルト30の各部の比率を規定するパラメータを模式的に示している。本実施形態では、以下の条件式(1)〜(5)を満足するように、上述した接合工程および切断工程を行って、エンドレスベルト30を製造するようにしている。
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
ただし、
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
ただし、
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。
条件式(1)は、エンドレスベルト30の最終幅W(端部切断後の幅)の範囲を規定している。条件式(1)を満足することにより、エンドレスベルト30を幅広で製造しながら、端部の変形量を小さく抑える効果を得ることができる。ちなみに、Wが下限よりも小さいと、Wが小さすぎて幅広のエンドレスベルト30が得られない。一方、Wが上限よりも大きいと、第2のベルト32および第3のベルト33を切断する際に、その切断幅(切断される端部32b・33bの幅)を小さくすることが必要となり、切断によって変形量の大きい部分を除去する効果が小さくなるおそれがある。
条件式(2)は、エンドレスベルト30の最終幅Wと第1のベルト31の幅W0との比を規定している。条件式(2)を満足することにより、条件式(1)と同様に、エンドレスベルト30を幅広で製造しながら、端部の変形量を小さく抑える効果を得ることができる。ちなみに、W/W0の値が下限よりも小さくなると、WがW0に近づくため、エンドレスベルト30を幅広にする効果が小さくなる。一方、W/W0の値が上限よりも大きくなると、第2のベルト32および第3のベルト33において、切断後の残余部分32a・33aの幅が大きくなる、つまり、第2のベルト32および第3のベルト33の切断幅(切断される端部32b・33bの幅)が小さくなるため、切断によって変形量の大きい部分を除去する効果が小さくなり、切断後の端部の変形量を小さく抑える効果が得られにくくなる。
条件式(3)は、第2のベルト32の幅Aに対する端部32bの幅Cの比、および、第3のベルト33の幅Bに対する端部33bの幅Dの比の適切な範囲を規定している。条件式(3)を満足することにより、変形量の大きい部分(端部32b・33b)を切断する効果と、エンドレスベルト30を幅広にする効果とをバランスよく得ることができる。ちなみに、C/Aの値が下限よりも小さいと、Cが小さすぎるため、エンドレスベルト30を幅広にすることはできても、切断によって変形量の大きい部分を除去する効果が乏しくなる。一方、C/Aの値が上限よりも大きいと、切断によって変形量の大きい部分を除去する効果が大きくなるが、Cが大きくなりすぎて、第2のベルト32の残余部分32aの幅が小さくなりすぎ、エンドレスベルト30を幅広にする効果が乏しくなる。
なお、D/Bについても上記と同様である。すなわち、D/Bの値が下限よりも小さいと、Dが小さすぎるため、エンドレスベルト30を幅広にすることはできても、切断によって変形量の大きい部分を除去する効果が乏しくなる。一方、D/Bの値が上限よりも大きいと、切断によって変形量の大きい部分を除去する効果が大きくなるが、Dが大きくなりすぎて、第3のベルト33の残余部分33aの幅が小さくなりすぎ、エンドレスベルト30を幅広にする効果が乏しくなる。
条件式(4)は、C/AまたはD/BをYとし、W/W0をXとしたときの、Xに対するYの上限を規定している。条件式(4)は、XおよびYを用いて規定すると、以下のように変形することができる。
(4’)Y≦(−10/3)×X+317/60
(4’)Y≦(−10/3)×X+317/60
条件式(4)を満足することにより、条件式(1)〜(3)を満足するW、W0、A、B、C、Dを設定することが可能となる。すなわち、条件式(4)を満足しないと、条件式(1)〜(3)の少なくともいずれかを満足することができなくなり、エンドレスベルト30を幅広にし、かつ、端部の変形量を小さく抑える効果が得られなくなる。
図5は、後述する実施例で得られるXおよびYの値をXY座標平面上にプロットしたものである。条件式(4’)を満足する(X,Y)は、図5では、直線Y=aX+bよりも下側(Yが小さくなる側)の領域にあることを意味する。ただし、直線Y=aX+bは、条件式(1)〜(3)を満足するXのうち、Xの値が最大となる点M1を通り、直線の傾きの絶対値が最大となる点M2とを結ぶ上記直線を指す。なお、条件式(3)は、図5では、直線Y=0.05とY=0.4とで挟まれる領域を指す。
条件式(5)は、条件式(4)と同様に、C/AまたはD/BをYとし、W/W0をXとしたときの、Xに対するYの下限を規定している。条件式(5)は、XおよびYを用いて規定すると、以下のように変形することができる。
(5’)Y≧−20×(W/W0)+21.6
(5’)Y≧−20×(W/W0)+21.6
条件式(5)を満足することにより、条件式(1)〜(3)を満足するW、W0、A、B、C、Dを設定することが可能となる。すなわち、条件式(5)を満足しないと、条件式(1)〜(3)の少なくともいずれかを満足することができなくなり、エンドレスベルト30を幅広にし、かつ、端部の変形量を小さく抑える効果が得られなくなる。
なお、条件式(5’)を満足する(X,Y)は、図5では、直線Y=cX+dよりも上側(Yが大きくなる側)の領域にあることを意味する。ただし、直線Y=cX+dは、条件式(1)〜(3)を満足するXのうち、Xの値が最小となる点N1を通り、直線の傾きの絶対値が最大となる点N2とを結ぶ上記直線を指す。
また、本実施形態のエンドレスベルト30の製造方法は、以下の条件式(6)を満足するように、第2のベルト32および第3のベルト33の幅手方向の端部32b・33bを切断することが望ましい。すなわち、
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
である。
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
である。
A−Cは、第2のベルト32の残余部分32aの幅に対応し、B−Dは、第3のベルト33の残余部分33aの幅に対応する。したがって、条件式(6)は、残余部分32aの幅と、残余部分33aの幅とのバランス、すなわち、切断後のエンドレスベルト30の幅手方向の対称性を規定している。条件式(6)を満足することにより、残余部分32aの幅と残余部分33aの幅とが近づくため、両端部での変形量の差が小さくなり(片側の変形量が大きく、もう片側の変形量が小さいというような、変形量のアンバランスが低減され)、これによって変形量を両端部ともに小さくすることができる。
また、エンドレスベルト30が幅手方向において対称な形状に近くなるので、溶液流延製膜法での製膜において、エンドレスベルト30をロール3a・3bによって搬送する際に、エンドレスベルト30が幅手方向に蛇行しにくくなる。これにより、蛇行を抑えるための制御(例えばベルトに平行な面内でのロール3a・3bの傾き制御)が複雑になることもない。また、エンドレスベルト30が幅手方向に蛇行すると、エンドレスベルト30の両端部がロール3a・3bとの接触時に負荷を受けて変形し、反りやすくなる。したがって、条件式(6)を満足することによってエンドレスベルト30の蛇行を抑えることは、エンドレスベルト30の使用時の両端部の変形を抑える点でも有効である。
エンドレスベルト30を製造するにあたり、第2のベルト32および第3のベルト33の少なくとも一方の、切断後に残った部分の表面、つまり、残余部分32a・33aの少なくとも一方の表面に、ベルトの長手方向の位置情報を付加してもよい。図6は、第3のベルト33の残余部分33aの表面に、ベルトの長手方向の位置情報Vを付加したエンドレスベルト30の平面図である。位置情報Vは、例えば基準位置からの長手方向の距離を示す情報(0m、1m、2m・・・など)であってもよいし、所定間隔で配置される記号(A、B、C、・・・など)であってもよい。また、位置情報Vの付加の方法としては、刻印(表面を彫って印を付ける)であってもよいし、インク等の印刷であってもよいし、シールの貼付であってもよい。
例えば、エンドレスベルト30を用いて製膜された光学フィルムにおいて、長手方向に周期的な故障(傷など)が生じている場合、その故障はエンドレスベルト30に起因していることがわかる(ベルト上の任意の位置が、ベルトの1周によって元の位置に戻ってくるため)。上記のように、接合したベルト(上記の例では第3のベルト33)で切断後に残った部分(上記の例では残余部分33a)に位置情報Vを付加しておくことにより、光学フィルムに転写された傷の位置から、エンドレスベルト30の長手方向のどの位置に傷が付いているかを追跡し、傷の位置を特定することが容易となる。
図7は、エンドレスベルト30の他の製造方法を示す断面図である。エンドレスベルト30の製造において、第2のベルト32および第3のベルト33を補助ロール41で支持しながら、第2のベルト32の幅手方向の端部32bおよび第3のベルト33の幅手方向の端部33bを切断部材42(例えば回転刃)によって切断することが望ましい。なお、図7では、第2のベルト32側の補助ロール41しか図示していないが、第3のベルト33側も同様の補助ロール41を配置して端部33bを切断することが望ましい。また、補助ロール41の本数に特に制限はなく、各端部32b・33bの切断位置に1本ずつ配置されてもよいし、図7のように2本ずつ配置されてもよい。
第2のベルト32および第3のベルト33を補助ロール41で支持しながら、端部32b・33bを切断することにより、切断時において、端部32b・33bの振動が補助ロール41によって抑えられる。これにより、端部32b・33bを切断した後の残余部分32a・33aに反りやうねりなどの変形が生じるのを抑えることができ、また、その変形量も小さく抑えることができる。特に、切断時に必然的に熱が発生するため、補助ロール41での支持によって切断部に圧力をかけることで、その圧力と発生した熱とで反り等がより抑えられることが期待できる。
本実施形態で製造するエンドレスベルト30の長手方向の長さは、40m以上300m以下であり、望ましくは、40m以上150m以下である。エンドレスベルト30が長くなると、接合部の凹凸を平坦化する工程に時間がかかり、振動が長時間ベルトに伝達されるため、エンドレスベルト30の両端部が変形しやすくなることがわかっている。このため、エンドレスベルト30の長さは、150m以下であることが望ましい。また、エンドレスベルト30が短くなると、接合部の凹凸を平坦化する工程が短時間で済むため、振動による両端部の変形量がそれほど大きくならない。しかし、エンドレスベルト30が短くなると、光学フィルムの生産性が低下するおそれもある。以上のことを考慮すると、エンドレスベルト30の長さは、40m以上であることが望ましい。
本実施形態において、第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bの切断は、チャンバー内で行われる。このとき、チャンバー内は、空気の吸引によって陰圧(減圧、負圧)にしてもよいし、空気を送り込んで陽圧(正圧)にしてもよい。
陰圧にすることで、切断時に生じる異物(切粉、粉塵、その他のゴミ)が吸引空気の流れに乗ってチャンバーから排出されるため、異物が切断後のエンドレスベルト30の表面に付着するのを低減することができる。このとき、切断前のベルト(第1のベルト31、第2のベルト32、第3のベルト33)の表面にプロテクトフィルムを貼り付けておき、この状態で端部32b・33bを切断するようにしてもよい。これにより、切断時の異物がエンドレスベルト30に付着するのを確実に回避することができる。なお、プロテクトフィルムは、端部32b・33bの切断後、若しくはフィルム工場にエンドレスベルト30を設置した後に剥がせばよい。
また、切断時にチャンバー内に空気を送り込んで陽圧にすると、空気を切断部に吹き付けて切断時の異物を吹き飛ばすことができる。この場合も、切断前のベルトにプロテクトフィルムを貼りつけて端部32b・33bを切断することで、切断時の異物がエンドレスベルト30に付着するのを確実に回避することができる。
本実施形態で製造するエンドレスベルト30の厚みは、1.2mm以上2.0mm以下であることが望ましい。また、エンドレスベルト30の材質は、金属であることが望ましく、特にステンレス(SUS)であることが望ましい。
なお、本実施形態のエンドレスベルト30は、第1のベルト31、第2のベルト32、第3のベルト33として、未使用のベルトを用いて作製することもできるし、使用済みの(溶液流延製膜で使用していた)ベルトを、第1のベルト31、第2のベルト32、第3のベルト33の少なくともいずれかとして用いて作製することもできる。
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるわけではない。
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるわけではない。
<エンドレスベルトの製造>
表1の実施例1〜17および比較例1〜10の各パラメータの条件で、第1のベルト31の幅手方向の両端のそれぞれに第2のベルト32および第3のベルト33を溶接によって接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bを切断して、第1のベルト31よりも幅広のエンドレスベルト30(第1のベルト31と残余部分32a・33aとを接合したもの)を製造した。
表1の実施例1〜17および比較例1〜10の各パラメータの条件で、第1のベルト31の幅手方向の両端のそれぞれに第2のベルト32および第3のベルト33を溶接によって接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bを切断して、第1のベルト31よりも幅広のエンドレスベルト30(第1のベルト31と残余部分32a・33aとを接合したもの)を製造した。
このとき、いずれの実施例および比較例においても、エンドレスベルト30の厚みは1.6mmであり、周方向の長さは80mであった。また、各ベルトの材質としては、SUSを用いた。また、ここでは、第1のベルト31、第2のベルト32、第3のベルト33として、予め周方向に巻いたものを用意し、それらを幅手方向に並べて接合した。また、ベルトの切断は、回転刃を用いて行った。さらに、いずれの実施例および比較例においても、補助ロールを使用せずにベルトを切断した。
なお、表1における各パラメータは、以下の通りである。すなわち、
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。
<変形量の測定>
上記のようにして製造したエンドレスベルト30の両端部の変形量を、シックネスゲージ(すきまゲージ)を用いて測定した。具体的には、製造したエンドレスベルト30を平坦面に載置し、シックネスゲージのリーフと呼ばれる薄い金属板を、上記平坦面とエンドレスベルト30の端部との間に挿入し、挿入した金属板の厚みによって隙間の寸法を測定し、この隙間の寸法を端部の変形量とした。変形量の測定は、幅手方向の両端部ともに行った。
上記のようにして製造したエンドレスベルト30の両端部の変形量を、シックネスゲージ(すきまゲージ)を用いて測定した。具体的には、製造したエンドレスベルト30を平坦面に載置し、シックネスゲージのリーフと呼ばれる薄い金属板を、上記平坦面とエンドレスベルト30の端部との間に挿入し、挿入した金属板の厚みによって隙間の寸法を測定し、この隙間の寸法を端部の変形量とした。変形量の測定は、幅手方向の両端部ともに行った。
<評価>
以下の評価基準に基づき、エンドレスベルト30の変形量を評価した。なお、1つのエンドレスベルト30の両端部の変形量のうち、変形量の大きいほうの値を用いて、エンドレスベルト30の変形量を評価した。このとき、○’以上の評価を良好とし、△以下の評価を不良とする。
《評価基準》
◎ ・・・変形量が1mm以下である。
○ ・・・変形量が1mmよりも大きく2mm以下である。
○’・・・変形量が2mmよりも大きく3mm以下である。
△ ・・・変形量が3mmよりも大きく4mm以下である。
× ・・・変形量が4mmよりも大きい。
以下の評価基準に基づき、エンドレスベルト30の変形量を評価した。なお、1つのエンドレスベルト30の両端部の変形量のうち、変形量の大きいほうの値を用いて、エンドレスベルト30の変形量を評価した。このとき、○’以上の評価を良好とし、△以下の評価を不良とする。
《評価基準》
◎ ・・・変形量が1mm以下である。
○ ・・・変形量が1mmよりも大きく2mm以下である。
○’・・・変形量が2mmよりも大きく3mm以下である。
△ ・・・変形量が3mmよりも大きく4mm以下である。
× ・・・変形量が4mmよりも大きい。
表2は、実施例1〜17および比較例1〜10の評価の結果を示している。また、先で示した図5は、実施例1〜17におけるX(W/W0)とY(C/AまたはD/B)との関係をXY座標平面上にプロットしたものである。
表2より、実施例1〜11のエンドレスベルト30は、以下の条件式(1)〜(5)を全て満足しており、その結果、変形量の評価が良好となっていることがわかる。
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
特に、実施例1〜4、9〜17のエンドレスベルト30は、以下の条件式(6)をさらに満足しており、その結果、実施例5〜8のエンドレスベルト30よりも変形量の評価がさらに良好となっていることがわかる。
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
<補助ロールの使用による変形量の評価>
次に、表1の実施例7で示したパラメータと同じ条件で第1ベルト31、第2ベルト32、第3ベルト33を接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、第2のベルト32および第3のベルト33を補助ロール41(図7参照)で支持しながら、第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bを切断し、実施例18のエンドレスベルト30を製造した。そして、上記と同様の手法で、実施例18のエンドレスベルト30の端部の変形量について評価した。その結果を表3に示す。
次に、表1の実施例7で示したパラメータと同じ条件で第1ベルト31、第2ベルト32、第3ベルト33を接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、第2のベルト32および第3のベルト33を補助ロール41(図7参照)で支持しながら、第2のベルト32の端部32bおよび第3のベルト33の端部33bを切断し、実施例18のエンドレスベルト30を製造した。そして、上記と同様の手法で、実施例18のエンドレスベルト30の端部の変形量について評価した。その結果を表3に示す。
表3より、実施例18のエンドレスベルト30は、実施例7のエンドレスベルト30に比べて変形量の評価が良好であることから、補助ロール41を用いて切断することにより、変形量をより小さく抑えることができると言える。
<ベルトの長さと変形量との関係>
次に、第1ベルト31、第2ベルト32、第3ベルト33の長手方向の長さを表4のように変化させて、実施例7と同様の条件で、実施例19〜21のエンドレスベルト30を製造した。そして、上記と同様の手法で、実施例19〜21のエンドレスベルト30の端部の変形量について評価した。その結果を表4に示す。
次に、第1ベルト31、第2ベルト32、第3ベルト33の長手方向の長さを表4のように変化させて、実施例7と同様の条件で、実施例19〜21のエンドレスベルト30を製造した。そして、上記と同様の手法で、実施例19〜21のエンドレスベルト30の端部の変形量について評価した。その結果を表4に示す。
表4の結果より、エンドレスベルト30の長さが、実施例21のように150mを超えると、エンドレスベルト30の長さが40m〜150mである実施例7、19、20に比べて、変形量の評価が一段階落ちていることから、製造するエンドレスベルト30の長さは、40m〜150mであることが望ましいと言える。なお、実施例21のエンドレスベルト30は、実施例7、19、20に比べて変形量の評価が落ちているものの、評価が依然として良好であることに変わりはない。
なお、溶液流延製膜法で用いられる支持体は、エンドレスベルトの代わりに回転ドラムで構成することも可能である。本実施形態で説明した、条件式(1)〜(5)を満足するようにエンドレスベルトを製造する方法は、回転ドラムの製造にも適用することが可能である。
本発明は、溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜に用いるエンドレスベルトの製造に利用可能である。
30 エンドレスベルト
31 第1のベルト
32 第2のベルト
32b 端部
33 第3のベルト
33b 端部
41 補助ロール
P 接合部
Q 接合部
V 位置情報
31 第1のベルト
32 第2のベルト
32b 端部
33 第3のベルト
33b 端部
41 補助ロール
P 接合部
Q 接合部
V 位置情報
Claims (5)
- 溶液流涎製膜法による光学フィルムの製膜に用いるエンドレスベルトの製造方法であって、
以下の条件式(1)〜(5)を満足するように、第1のベルトの幅手方向の両端のそれぞれに第2および第3のベルトを接合し、接合部の凹凸を平坦化した後、前記第2および第3のベルトにおける前記第1のベルトとの接合側とは反対側の各端部を切断することにより、前記第1のベルトよりも幅広の前記エンドレスベルトを製造することを特徴とするエンドレスベルトの製造方法;
(1)2000mm≦W≦3140mm
(2)1.06≦W/W0≦1.57
(3)0.05≦C/A≦0.4、かつ、0.05≦D/B≦0.4
(4)C/A≦(−10/3)×(W/W0)+317/60、かつ、D/B≦(−10/3)×(W/W0)+317/60
(5)C/A≧−20×(W/W0)+21.6、かつ、D/B≧−20×(W/W0)+21.6
ただし、
W :エンドレスベルトの最終幅(mm)
W0:第1のベルト幅(mm)
A :第2のベルト幅(mm)
B :第3のベルト幅(mm)
C :第2のベルトの切断幅(mm)
D :第3のベルトの切断幅(mm)
である。 - 以下の条件式(6)を満足するように、前記第2および第3のベルトの幅手方向の端部を切断することを特徴とする請求項1に記載のエンドレスベルトの製造方法;
(6)|(A−C)−(B−D)|≦250mm
である。 - 前記第2および第3のベルトの少なくとも一方の、切断後に残った部分の表面に、ベルトの長手方向の位置情報を付加することを特徴とする請求項1または2に記載のエンドレスベルトの製造方法。
- 前記第2および第3のベルトを補助ロールで支持しながら、前記第2および第3のベルトの幅手方向の端部を切断することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のエンドレスベルトの製造方法。
- 前記エンドレスベルトの長手方向の長さが、40m以上150m以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のエンドレスベルトの製造方法。
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