(57)【要約】【課題】塵埃の付着による面状故障や偏光板での輝点欠陥を防止することができ、さらには乾燥工程における結露の発生を防止することができるフィルム製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るフィルム製造装置１０は、クリーンルーム３４の内部に設置され、流延・剥離工程部１２、テンター乾燥工程部１４、ロール乾燥工程部１６、巻取工程部１８で構成される。各工程部はそれぞれ、流延・剥離室４２、テンター乾燥室４４、ロール乾燥室４６、巻取室４８に設置される。巻取室４８は、内圧が外圧に対して−５〜＋１５Ｐａの差圧の範囲になるように制御される。【選択図】　図１
2004106266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料の溶液を支持体上に流延し、該支持体からフィルムとして剥離させる流延・剥離工程と、剥離したフィルムを乾燥させる乾燥工程と、乾燥させたフィルムを巻き取る巻取工程とを連続して行うフィルム製造方法において、
前記巻取工程の周囲を仕切って室を形成するとともに、該室内の圧力を室外の圧力に対して−５以上＋１５以下Ｐａの圧力差に制御することを特徴とするフィルム製造方法。
【請求項２】
前記室の上部から給気を行い、下部から排気を行うことを特徴とする請求項１に記載のフィルム製造方法。
【請求項３】
前記フィルムはセルロースエステルフィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルム製造方法に係り、特にセルロースエステルフィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セルロースエステルフィルム、特にセルロースアセテートフィルムは、電子ディスプレイ用途、写真支持体用途、その他の光学用途として広く用いられている。このようなセルロースエステルフィルムは、一般的に溶液流延法で製造される。
【０００３】
溶液流延法によるフィルム製造装置は主として、セルロースエステルの濃厚溶液（以下、ドープと称す）を調製するドープ調製工程と、調製したドープをバンドやドラムなどの無端支持体上に流延し、自己支持性を持ったところで支持体から剥離する流延・剥離工程と、剥離したフィルムを乾燥させる乾燥工程と、乾燥したフィルムを巻き取る巻取工程とから構成される。
【０００４】
ところで、セルロースエステルフィルムは、近年の高性能化、高機能化に伴い、異物などの欠点をより少なくするため、清浄な環境で各工程を行うことが求められている。例えば、流延してから剥離するまでの工程のプロセス平均雰囲気をクラス１０以上、１００００以下とすることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
このような背景から、従来のフィルム製造装置は、清浄なクリーンルームの内部に設置され、さらに各工程ごとに周囲が仕切られて、その仕切られた室の内部がより清浄な状態に維持されている。すなわち、クリーンルームの内部には、流延・剥離工程を行う流延・剥離室と、乾燥工程を行う乾燥室と、巻取工程を行う巻取室とが設けられ、各室にクリーンルームよりも高い清浄度のエアが供給される。各室はフィルムの製造ラインに沿って連設されており、フィルムが通過する僅かな部分のみが開口されている。また、巻取室には開閉自在な扉が設けられており、この扉を開けることによって、フィルムを巻き取った後の巻き芯を取り出して新たな巻き芯を取り付けられるようになっている。
【０００６】
上記の如く構成された清浄な室の内部で各工程を行うことによって、塵埃の付着のない高品質の製品を製造することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２４６７４７号公報（第８頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフィルム製造装置は、各室における清浄エアの給排気の条件を変更した際に、原因不明の欠陥がフィルム製品に発生することがあった。このため、各室の給排気条件、特に乾燥室の給排気条件を変更したい場合であっても、容易に変更することができないという欠点があった。
【０００９】
そこで、本発明の発明者は、欠陥が生じる原因を調べるため、給排気条件に関する様々な試験を行った。その結果、清浄エアの給排気によって変化した巻取室の内圧が主な原因であることを突き止めることができた。具体的には、巻取室の内圧が変化して乾燥室の内圧よりも大きくなった際に、巻取室と乾燥室との間の小さな開口から巻取室のエアが乾燥室に流れ込み、乾燥室の温度が低下することが明らかになった。その結果、フィルムの乾燥状態が悪化するとともに、乾燥室の内部で結露が発生し、その結露がフィルムに付着して欠陥の主な原因となっていた。
【００１０】
このような知見に基づいて判断すると、巻取室の内圧は小さくすることが好ましい。しかし、巻取室の内圧が小さいと、巻取室の扉を開閉した際に、巻取室に外部から塵埃が入り込み、塵埃がフィルムに付着するという不具合が発生する。そして、面状故障や偏光板での輝点欠陥を生じて、フィルムの品質が低下するという問題が発生する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、乾燥工程における結露の発生を防止することができるとともに、塵埃の付着による面状故障や偏光板での輝点欠陥を防止することができるフィルム製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、高分子材料の溶液を支持体上に流延し、該支持体からフィルムとして剥離させる流延・剥離工程と、剥離したフィルムを乾燥させる乾燥工程と、乾燥させたフィルムを巻き取る巻取工程とを連続して行うフィルム製造方法において、前記巻取工程の周囲を仕切って室を形成するとともに、該室内の圧力を室外の圧力に対して−５以上＋１５以下Ｐａの圧力差に制御することを特徴としている。
【００１３】
前述したように、本発明の発明者は、フィルムに欠陥が発生する主な原因が巻取室の内圧であるという知見を試験により得た。本発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、巻取室の内圧と外圧との圧力差を新たに規定することによって、欠陥の発生を防止し、フィルムの品質を向上させるものである。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、巻取工程の室内の圧力を室外の圧力に対して−５Ｐａ以上の圧力差に制御するので、巻取工程の室を開閉しても、室の外部から内部に入り込む塵埃量が少ない。したがって、フィルムに塵埃が付着してフィルムの品質を低下させることを防止できる。
【００１５】
また、請求項１に記載の発明によれば、巻取工程の室内の圧力を室外の圧力に対して＋１５Ｐａ以下の圧力差に制御するので、巻取工程の室から、隣接する室、すなわち乾燥工程の室に流れ込むエアの流量が減少する。したがって、乾燥工程の室の温度が低下することを防止でき、結露が発生することを防止できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、巻取工程の室の上部から給気を行い、下部から排気を行うので、室の内部にはダウンフローが形成される。したがって、室の内部に塵埃が浮遊することを抑制することができる。
【００１７】
本発明は、請求項３に記載の如く、高性能化、高機能化が求められるセルロースエステルフィルムの製造に適している。
【００１８】
【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の好ましい実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明が採用されるフィルム製造装置１０の構成を模式的に示した図である。
【００２０】
同図に示すようにフィルム製造装置１０は主として、流延・剥離工程部１２、テンター乾燥工程部１４、ロール乾燥工程部１６、及び巻取工程部１８で構成されている。
【００２１】
流延・剥離工程部１２には、一対の支持ローラ２０、２０、流延バンド２２、流延ダイ２４が設けられている。流延バンド２２はステンレス板などによって無端状に形成されており、一対の支持ローラ２０、２０に巻き掛けられている。一対の支持ローラ２０は少なくとも一方が不図示の駆動装置に接続されている。この支持ローラ２０を回転駆動させることによって、流延バンド２２が一対の支持ローラ２０、２０間で周回走行する。
【００２２】
流延ダイ２４は流延バンド２２の上方に設けられており、この流延ダイ２４にセルロースエステルのドープが供給される。ドープは、例えばセルロースエステルを可塑剤、ＵＶ吸収剤、滑り剤、その他の添加剤とともに溶媒に溶かして調製され、流延ダイ２４から流延バンド２２上に一定厚さで流延される。流延されたドープは流延バンド２２とともに搬送され、その搬送中に流延バンド２２と反対側の面から有機溶媒が蒸発する。そしてドープが自己支持性を持ったところで、フィルム２６として流延バンド２２から剥離される。
【００２３】
剥離後のフィルム２６は、剥離ロール２８に接触した後、テンター乾燥工程部１４に導入される。このテンター乾燥工程部１４において、フィルム２６は幅方向の端部がクリップやピンなどで保持され、張力が付与された状態で搬送されて乾燥される。なお、剥離ロール２８の他にもロールを設置して、テンター乾燥工程部１４の前段のフィルム２６を安定させるようにしてもよい。
【００２４】
テンター乾燥工程部１４で乾燥されたフィルム２６は、ロール乾燥工程部１６に送られる。ロール乾燥工程部１６は、５０〜１５０℃の範囲に温度制御されており、このロール乾燥工程部１６に送られたフィルム２６は、複数のロール３０、３０…に巻き掛けられて均一に乾燥される。乾燥後のフィルム２６は、巻取工程部１８に送られ、巻取機３２に巻き取られる。
【００２５】
なお、上述した実施の形態はドープの支持体として流延バンド２２を使用したが、流延ドラムを使用してもよい。すなわち、表面がクロムメッキなどによって円滑になっているドラムを回転させながら、その表面にドープを流延してもよい。
【００２６】
ところで、フィルム製造装置１０は清浄なクリーンルーム３４の内部に設置されている。クリーンルーム３４の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、天井面にＦＦＵ（ファンフィルタユニット）が設置され、床面がグレーチングになっており、不図示の床下空間に連通している。これにより、ＦＦＵから吹き出された清浄エアによってダウンフローが形成され、クリーンルーム３４の内部が清浄な状態に維持される。
【００２７】
このクリーンルーム３４の内部において、上述した各工程部１２、１４、１６、１８はそれぞれ周囲が仕切られており、これによって室４２、４４、４６、４８が形成されている。ここで、流延・剥離工程部１２が設置された室４２を流延・剥離室４２と称し、同様に、テンター乾燥工程部１４、ロール乾燥工程部１６、巻取工程部１８が設置された室をそれぞれ、テンター乾燥室４４、ロール乾燥室４６、巻取室４８と称す。
【００２８】
各室４２〜４８はフィルム２６の製造ラインに沿って連設されている。すなわち、流延・剥離室４２、テンター乾燥室４４、ロール乾燥室４６、巻取室４８の順で連設されている。また、隣接する室同士は、フィルム２６の通過する部分のみが開口されて連通されている。例えば、巻取室４８は、隣接するロール乾燥室４６と開口を介して連通されている。この開口は、フィルム２６の幅よりも若干大きい幅で、且つフィルム２６の厚さ方向に数センチの大きさで形成される。
【００２９】
巻取室４８の上面には、循環ライン３６の給気側が接続され、下面には循環ライン３６の排気側が接続されている。循環ライン３６には、フィルタ部材３８とファン４０が配設されており、このファン４０を駆動することによって巻取室４８のエアが循環ライン３６を介して循環する。その際、循環エアはフィルタ部材３８を通過することによって除塵され、巻取室４８に上面から吹き出される。これにより、巻取室４８の内部には清浄エアのダウンフローが形成され、塵埃が浮遊することが抑制される。巻取室４８の内部の清浄度は、巻取室４８の外部で且つクリーンルーム３４の内部である空間（以下、巻取室４８の外部と称す）よりも高い清浄度に維持される。なお、巻取室４８の上部には、パンチングプレートなどの整流手段が取り付けられており、均一なダウンフローが形成されるようになっている。また、ファン４０はクリーンルーム３４の外部に設置されており、ファン４０で発生した塵埃がクリーンルーム３４の清浄度に影響しないようになっている。
【００３０】
巻取室４８の内圧は、ファン４０の回転数を変えることによって調節される。その際、巻取室４８の内圧は、巻取室４８の外部の圧力に対して−５以上＋１５以下Ｐａの差圧、好ましくは０〜＋５Ｐａの差圧になるように設定される。
【００３１】
また、巻取室４８には、不図示の開閉扉が設けられており、この開閉扉を開くことによって、フィルム２６を巻き取った後の巻芯５０を新たな巻芯５０と交換できるようになっている。
【００３２】
巻取室４８以外の室４２〜４６も、巻取室４８と同様に、清浄なエアがダウンフローされるようになっている。ただし、ロール乾燥室４６は、選択した乾燥方法に応じてエアの給気位置と排気位置とが任意に設定される。また、テンター乾燥室４４とロール乾燥室４６には、温度調節された高温のエアが供給され、室４４、４６の内部が所定の温度範囲に制御される。例えば、ロール乾燥室４６の内部は、５０〜１５０℃に制御される。なお、各室４２〜４８の循環ライン３６ごとにフィルタ部材３８とファン４０を設けてもよいし、共通のフィルタ部材３８やファン４０を利用してもよい。また、除塵手段と送風手段をクリーンルーム３４の空調機と兼用してもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
フィルム製造装置１０が清浄なクリーンルーム３４の内部に設置されるとともに、各工程部１２〜１８がより清浄な室４２〜４８の内部に設置されている。したがって、フィルム２６は塵埃の非常に少ない環境で製造される。
【００３５】
しかし、製造したフィルム２６を搬送する際、巻取室４８の扉を開ける必要がある。巻取室４８の外部（クリーンルーム３４の内部）は作業領域になっているため、巻取室４８の内部よりも清浄度が若干低下している。このため、巻取室４８の内圧が外圧に対して小さ過ぎると、外部から塵埃が入り込み、巻取室４８の清浄度が低下して、フィルム２６の品質が低下するおそれがある。そこで、フィルム２６の品質が低下しないような巻取室４８の内圧を試験により求めたところ、外圧に対して−５Ｐａ（すなわち、外圧よりも５Ｐａ低い値）以上、好ましくは０Ｐａ（すなわち、外圧と同じ値）以上であれば、フィルム２６の品質に影響がなかった。
【００３６】
反対に、巻取室４８の内圧が高過ぎると、巻取室４８からロール乾燥室４６に開口を介して流出するエアの流量が大きくなるという問題が発生する。ロール乾燥室４６の内部は、５０〜１５０℃の高温に維持されているため、巻取室４８からの流出エアの流量が大きくなると、巻取室４８の温度が急激に低下して結露が発生するおそれがある。結露が発生しないような巻取室４８の内圧を試験により求めたところ、外圧に対して＋１５Ｐａ（すなわち外圧よりも１５Ｐａ高い値）以下、好ましくは＋５Ｐａ以下の範囲であった。
【００３７】
本実施の形態のフィルム製造装置１０では、巻取室４８の内圧を外圧に対して−５以上＋１５以下Ｐａの差圧の範囲に制御しているので、巻取室４８の外部から塵埃が入り込んでフィルム２６の品質が低下することを防止できるとともに、巻取室４８からロール乾燥室４６にエアが入り込んで温度が低下することを防止できる。さらに、巻取室４８の内圧を外圧に対して−５以上＋１５以下Ｐａの差圧の範囲に制御することによって、巻取室４８の内部に存在する蒸発溶剤が周囲に拡散されることを抑制でき、クリーンルーム３４内で作業する作業者の安全性を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施の形態のフィルム製造装置１０は、巻取室４８の天井面から給気を行い、下面から排気を行うようにしたので、巻取室４８の内部に清浄エアのダウンフローが形成される。これにより、塵埃の飛散を抑制することができる。これにより、高品質のフィルム２６を製造することができる。
【００３９】
ところで、ドープとして、溶媒よりも高沸点の揮発成分を含むポリマー溶液を用いた場合、巻取室４８からロール乾燥室４６に流れ込む流量が増えてロール乾燥室４６の温度が低下した際に、フィルム２６の揮発成分が固まりやすくなる。このため、例えば可塑剤等が固まりやすくなって、フィルム製品の品質が低下するという問題が発生する。しかし、本実施の形態のように、巻取室４８の内圧を外圧に対して１５Ｐａ以下、好ましくは５Ｐａ以下とすることによって、これを防止することができる。なお、セルロースアセテート系に使用可能な可塑剤としては、例えばトリフェニルホスフェート、ビフェニルジフェニルホスフェート、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、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェートなどの燐酸エステル類、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、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレートなどのフタル酸エステル類、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、などのグリコール酸エステル類を挙げることができる。これらの可塑剤は単独で用いることも、必要に応じて複数を混合して用いることも可能である。また、完成したフィルム中の可塑剤の比率は１〜２０ｗｔ％が好ましく特に偏光板などの液晶表示部材用としては寸法安定性、加工適性、光学特性の面から５〜１５ｗｔ％がさらに好ましく、８〜１２％がもっとも好ましい。
【００４０】
なお、上述した実施の形態は、各工程部１２〜１８の周囲を仕切って室４２〜４８を形成したが、室４２〜４８の形状や大きさは特に限定されるものではない。
【００４１】
また、フィルム製造装置１０の構成は上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、クリーンルーム３４の内部にドープの調整工程部を設けてもよい。
【００４２】
【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によれば、巻取工程の室の内圧が外圧に対して−５以上＋１５以下の差圧であるので、巻取工程の外部から内部に入り込む塵埃量を減少させることができるとともに、隣接する乾燥工程の室に結露が発生することを防止できる。これにより、フィルムに塵埃が付着して品質が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルム製造装置を示す構成図
【符号の説明】
１０…フィルム製造装置、１２…流延・剥離工程部、１４…テンター乾燥工程部、１６…ロール乾燥工程部、１８…巻取工程部、２０…支持ローラ、２２…流延バンド、２４…流延ダイ、２６…フィルム、２８…剥離ロール、３０…ロール、３２…巻取機、３４…クリーンルーム、３６…循環ライン、３８…フィルタ部材、４０…ファン、４２…流延・剥離室、４４…テンター乾燥室、４６…ロール乾燥室、４８…巻取室
【図１】
2004106266.tif 000003