(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内で回転するエンドレスバンドもしくはドラムからなる支持体上に、有機溶媒に溶解された高分子溶液を流延し、この高分子溶液を乾燥させてフイルムを形成する溶液製膜方法において、
前記ケーシングに設けられ、弾性を有する薄膜を用いて形成され、前記ケーシング内の雰囲気の風圧による振動に応じて前記薄膜が弾性変形するように構成した振動吸収チャンバを用い、
前記ケーシング内の雰囲気の風圧による振動を抑制することを特徴とする溶液製膜方法。
【請求項２】
前記支持体上に前記高分子溶液を流延する流延部を含む区画に、前記振動吸収チャンバを用いることを特徴とする請求項１記載の溶液製膜方法。
【請求項３】
前記支持体上に流延された前記高分子溶液を乾燥する乾燥部を含む区画に、前記振動吸収チャンバを用いることを特徴とする請求項２記載の溶液製膜方法。
【請求項４】
前記振動吸収チャンバとして正圧用及び負圧用を用い、これらの振動吸収チャンバを前記ケーシング内の風圧分布に応じて配置したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の溶液製膜方法。
【請求項５】
ケーシング内で回転するエンドレスバンドもしくはドラムからなる支持体上に、有機溶媒に溶解された高分子溶液を流延し、この高分子溶液を乾燥させてフイルムを形成する溶液製膜装置において、
前記ケーシングに設けられ、弾性を有する薄膜を用いて形成され、前記ケーシング内の雰囲気の風圧による圧力振動に応じて前記薄膜が弾性変形するように構成した振動吸収チャンバを備えていることを特徴とする溶液製膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶液製膜方法及び装置に関し、更に詳しくはフイルムの膜厚むらを軽減する溶液製膜方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルローストリセアセテート、ポリカーボネート、セロファン等のフイルムは、連続的に回転するエンドレスバンドもしくはドラムからなる支持体上に、それぞれの高分子溶液を流延ダイのダイスリットから連続的に流して支持体上に流延し、これを乾燥風を用いて乾燥したのち、支持体上に形成されたフイルムを支持体面から剥離して巻き取ることにより製造される。このような製膜方法は、一般に溶液製膜方法と呼ばれている。
【０００３】
このような溶液製膜方法によってフイルムを製造する溶液製膜装置では、支持体上に流延した高分子溶液を乾燥する際に気化する溶剤が放散しないように、流延ダイ及び支持体となるエンドレスバンドもしくはドラムを密閉されたケーシング内に配置している。そして、ケーシングに設けられた吹込口から高分子溶液を乾燥させる乾燥風を吹き込み、ケーシングに設けられた排気口から気化した溶剤を含む乾燥風を排気している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、乾燥風や支持体の走行に伴ってケーシング内の雰囲気の風圧による振動（以下、単に風圧振動と称する。）が発生する。この風圧振動は、流延ダイのダイスリットから流される高分子溶液が支持体に接触するまでのビード部に影響を与え、このビード部を振動させるので、支持体上に流延される高分子溶液の膜厚が一定せず、フイルムに膜厚むらが発生する。そこで、流延ダイ近傍での風圧振動を防止するために、流延ダイの周囲をラビリンスで囲む方法が一般によく用いられている。しかし、この方法を用いた溶液製膜方法及び装置では、ケーシング内の雰囲気の風圧振動を十分に防止することができず、フイルムの膜厚むらが依然発生している。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、乾燥風や支持体の回転に伴うケーシング内の雰囲気の風圧振動を抑制してフイルムの膜厚むらを軽減する溶液製膜方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の溶液製膜方法は、ケーシング内で回転するエンドレスバンドもしくはドラムからなる支持体上に、有機溶媒に溶解された高分子溶液を流延し、この高分子溶液を乾燥させてフイルムを形成する溶液製膜方法において、前記ケーシングに設けられ、弾性を有する薄膜を用いて形成され、前記ケーシング内の雰囲気の風圧による振動に応じて前記薄膜が弾性変形するように構成した振動吸収チャンバを用い、前記ケーシング内の雰囲気の風圧による振動を抑制することを特徴とする。
【０００７】
なお、前記支持体上に前記高分子溶液を流延する流延部を含む区画に、前記振動吸収チャンバを用いることが好ましい。また、前記支持体上に流延された前記高分子溶液を乾燥する乾燥部を含む区画に、前記振動吸収チャンバを用いることが好ましい。さらに、前記振動吸収チャンバとして正圧用及び負圧用を用い、これらの振動吸収チャンバを前記ケーシング内の風圧分布に応じて配置することが好ましい。
【０００８】
また、本発明の溶液製膜装置は、ケーシング内で回転するエンドレスバンドもしくはドラムからなる支持体上に、有機溶媒に溶解された高分子溶液を流延し、この高分子溶液を乾燥させてフイルムを形成する溶液製膜装置において、前記ケーシングに設けられ、弾性を有する薄膜を用いて形成され、前記ケーシング内の雰囲気の風圧による圧力振動に応じて前記薄膜が弾性変形するように構成した振動吸収チャンバを備えていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の溶液製膜方法を実施するための溶液製膜装置を示す概略図である。溶液製膜装置１０は、ケーシング１１、ドラム１２，１３、ベルト１４、流延ダイ１５、遮蔽板１６，１７，１８、振動吸収チャンバ２０、剥ぎ取りローラ２１から構成されている。ケーシング１１内には２つのドラム１２，１３が配置され、この２つのドラム１２，１３の間に高分子溶液の支持体となるエンドレスのベルト１４が張架されている。一方のドラム１２の周囲には、遮蔽板１６，１７，１８が設けられている。遮蔽板１６，１７，１８には、ベルト１４と対向する部分に周知のラビリンス１６ａ，１７ａ，１８ａが設けられている。これらの遮蔽板１６，１７，１８により、ケーシング１１内は３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃに区画される。
【００１０】
領域Ａは、遮蔽板１６，１７によりドラム１２の右上半分を覆う空間として区画される。領域Ａには、ベルト１４上に高分子溶液を流す流延部が配置される。ドラム１２の右上方には、ベルト１４上に高分子溶液を流す流延ダイ１５が配置され、不図示のダイスリットから高分子溶液をベルト１４上に連続的に流して膜状に流延する。遮蔽板１６，１７により、流延ダイ１５及びビード部１５ａには乾燥風２２が当たらないようにされている。また、流延ダイ１５の上方のケーシング１１に設けられた開口１１ａには、後述する振動吸収チャンバ２０がケーシング１１に密着して取り付けられている。
【００１１】
領域Ｂは、遮蔽板１６，１８によりベルト１４の大部分を覆う空間として区画される。この領域Ｂには乾燥風２２が送られる。乾燥風２２は、ケーシング１１の吹込口１１ｂ，１１ｃからケーシング１１内に送られ、排気口１１ｄから排気される。この乾燥風２２によってベルト１４上に流延された高分子溶液を乾燥する。そして、気化した溶剤が含まれる乾燥風２２ａを排気口１１ｄから排気する。ベルト１４上に流延された高分子溶液は、ベルト１４がドラム１２，１３の間を略一周する間に乾燥風２２によって乾燥され、フイルム２４が形成される。
【００１２】
領域Ｃは、遮蔽板１７，１８によりドラム１２の右下半分を覆う空間として区画される。この領域Ｃには、剥ぎ取り部２５が配置される。剥ぎ取り部２５は剥ぎ取りローラ２１から構成されている。剥ぎ取りローラ２１は、ベルト１４上に形成されたフイルム２４を剥ぎ取り、ケーシング１１外に排出する。ベルト１４から剥ぎ取られたフイルム２４は、ケーシング１１に設けられている開口１１ｅから排出され、必要に応じ設けられる乾燥装置を経た後に、溶液製膜装置１０の外部に設けられている不図示の巻き取り軸に巻き取られる。
【００１３】
図２において、振動吸収チャンバ２０は直方体形状とされており、弾性を有する軽量なフレーム２７と、弾性を有する薄膜で形成された薄膜袋２８とから構成されている。振動吸収チャンバ２０の周囲には、金網等によって形成された保護枠２６が設けられている。この保護枠２６は、振動吸収チャンバ２０の破損を防止する。薄膜袋２８は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成され、その開口部がケーシング１１の開口１１ａを覆うように配置され、図示しない粘着テープ等によって接合されている。薄膜袋２８は、フレーム２７に接着剤あるいは粘着テープ等で取り付けられ保持される。また、各フレーム２７及び保護枠２６との間にはコイルバネ２９ａ，２９ｂがそれぞれ配置され、フレーム２７及び薄膜袋２８は保護枠２６に対して所定の位置に保持される。コイルバネ２９ａは、静圧でケーシング１１内が正圧のときに薄膜袋２８が張り切って弾性を失わないようにするために設けられている。また、コイルバネ２９ｂは、静圧でケーシング１１内が負圧のときに振動吸収チャンバ２０がつぶれないようにするために設けられている。なお、薄膜袋２８を形成する薄膜の膜厚は、２０μｍ〜７０μｍが好ましい。
【００１４】
このように構成された振動吸収チャンバ２０は、乾燥風２２やベルト１４の走行に伴う風圧振動によってケーシング１１内の雰囲気の圧力が高くなると、振動吸収チャンバ２０の容積を大きくするように薄膜袋２８が弾性変形して圧力変動を吸収し、ケーシング１１内の雰囲気の圧力が低くなると、振動吸収チャンバ２０の容積を小さくするように薄膜袋２８が弾性変形して同様に圧力変動を吸収する。こうして、振動吸収チャンバ２０の容積を変化させてケーシング１１内の雰囲気の圧力変動を吸収して風圧振動を抑制する。これにより、ビード部１５ａが振動して発生するフイルム２４の膜厚むらが軽減される。
【００１５】
なお、上記実施形態では、振動吸収チャンバ２０を直方体形状としているが、本発明はこれに限られず、円柱状、半球状などの箱形としてもよい。また、箱形にすることなく開口１１ａを１枚の薄膜で塞ぐようにしてもよい。さらに、薄膜は平面状のものを用いているが、蛇腹状のものを用いてもよい。
【００１６】
図３は、本発明の第２実施形態を示しており、流延ダイ１５の近傍である領域Ａのみならず、乾燥部を構成する領域Ｂにも振動吸収チャンバ３１，３２を設けている。これら振動吸収チャンバ３１，３２は、図２に示す振動吸収チャンバ２０と同様に構成されている。なお、図３において図１と同一構成部材には同一符号が付してあり、重複した説明を省略している。本実施形態によれば、領域Ａの風圧振動の直接的な原因となる領域Ｂの風圧振動も振動吸収チャンバ３１，３２により抑えることができ、領域Ａの風圧振動をより一層抑えることができる。これにより、ビード部１５ａの振動に起因するフイルム２４の膜厚むらをより一層軽減することができる。
【００１７】
図４は、本発明の第３実施形態を示しており、第１の振動吸収チャンバ２０の他に第２〜第６の振動吸収チャンバ４１，４２，４３，４４，４５を設けている。第２の振動吸収チャンバ４１は、図５に示すように蛇腹を有する薄膜袋４６を備えており、薄膜袋４６が伸縮することにより圧力変動を吸収する。第３の振動吸収チャンバ４２は、図２に示す振動吸収チャンバ２０と同様の構成にされている。第４の振動吸収チャンバ４３，第５の振動吸収チャンバ４４は、図２に示す振動吸収チャンバ２０と略同様の構成にされているが、図６に示すように、コイルバネ２９ａのみの構成とした正圧用の振動吸収チャンバとなっている。第５の振動吸収チャンバ４４は、保持用コイルバネ４８によって図示しない保護枠に対して所定の位置に保持される。第６の振動吸収チャンバ４５は、図２に示す振動吸収チャンバ２０と略同様の構成にされているが、図７に示すように、コイルバネ２９ｂのみの構成とした負圧用の振動吸収チャンバとなっている。なお、図４、図６及び図７において図１、図２と同一構成部材には同一符号が付してあり、重複した説明を省略している。
【００１８】
本実施形態によれば、乾燥風２２の吹き込みと排気とのバランスによって発生する吹込口１１ｂ近傍のケーシング１１内の正圧部分には、正圧用の振動吸収チャンバ４３，４４を配置して圧力変動を吸収し、排気口１１ｄ近傍の負圧部分には負圧用の振動吸収チャンバ４５を配置して圧力変動を吸収する。また、正圧及び負圧両対応の振動吸収チャンバ４２により遮蔽板１６近傍の圧力変動を吸収し、同じく正圧及び負圧両対応の振動吸収チャンバ２０，４１により流延ダイ１５近傍の圧力変動を吸収する。このように、乾燥風２２の吹込みと排気とのバランスによるケーシング１１内の正圧部分と負圧部分とに対応した振動吸収チャンバを用いて圧力変動を吸収するので、より一層効果的に風圧振動を抑制することができる。これにより、ビード部１５ａの振動に起因するフイルム２４の膜厚むらをより一層効果的に軽減することができる。なお、各振動吸収チャンバの個数や配置位置は図示のものに限定されない。各装置の乾燥風の風圧分布に応じて適宜位置に正圧用又は負圧用のチャンバを設けてよい。
【００１９】
図８は、振動吸収チャンバ２０の代わりに、圧力センサ５１、低周波増幅器５２、スピーカー５３を用いて風圧振動を抑えるようにした別の実施形態を示している。圧力センサ５１は、領域Ａ内の圧力変動を検出する。圧力センサ５１からの出力は低周波増幅器５２で増幅され、スピーカー５３を用いて負帰還をかけて圧力変動を吸収する。これにより、ビード部１５ａの振動に起因するフイルム２４の膜厚むらを軽減することができる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、フレームの保持にコイルバネを使用しているが、本発明はこれに限られず、バンドや紐などを使用してもよい。また、フレームそのものをバンドや紐から構成してもよい。さらに、フレームは金属や木製の棒、板などから構成してもよい。
【００２１】
上記各実施形態では、２つのドラムの間に張架したエンドレスのベルトを支持体とする溶液製膜装置について説明しているが、ドラムのみで支持体を構成する溶液製膜装置にも本構成が適用できることは言うまでもない。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を実施例をあげて具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２３】
〈従来例〉
図１に示す溶液製膜装置１０において、振動吸収チャンバ２０を取り外してケーシング１１内の雰囲気の圧力変動が吸収されない状態でフイルムの製造を行った。高分子溶液は、セルローストリアセテートをメチレンクロライド及びメタノール混合溶媒に溶解したものであり、粘度は約５００ポイズ（３０℃）、溶液温度は３０℃であった。流延ダイ１５とベルト１４とのクリアランスは１．５ｍｍで、乾燥後の膜厚が８０μｍとなるようにして高分子溶液をベルト１４上に流延した。この場合のフイルム２４の膜厚むらは４μｍであった。
【００２４】
〈実施例１〉
図１に示すように、振動吸収チャンバ２０を流延ダイ１５の近傍に配置した溶液流延装置１０を用いて、上記した従来例と同様の製造条件で高分子溶液をベルト１４上に流延してフイルムの製造を行った。振動吸収チャンバ２０は、縦Ｌ１＝０．１５ｍ×横Ｌ２＝１．０ｍ×高さＬ３＝０．８ｍの直方体で、表面積が約２．０ｍ2 であった。また薄膜袋２８の膜厚は５０μｍであった。この場合のフイルム２４の膜厚むらは３μｍとなり、振動吸収チャンバ２０を設けることによりフイルム２４の膜厚むらが軽減された。なお、振動吸収チャンバ２０の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ａの容積（ｍ3 ）との比率は８：１である。この比率は、好ましくは５：１〜２０：１、より好ましくは７：１〜１５：１である。
【００２５】
〈実施例２〉
図３に示すように、各振動吸収チャンバ２０，３１，３２を流延ダイ１５の近傍、吹込口１１ｂの近傍及びドラム１３の近傍にそれぞれ配置した溶液流延装置３０を用いて、上記した従来例と同様の製造条件で高分子溶液をベルト１４上に流延してフイルムの製造を行った。振動吸収チャンバ２０は、図２に示す実施例１と同じ形状、表面積の薄膜袋２８を用いた。振動吸収チャンバ３１は、図２に示す実施例１と同じ形状であるが、縦Ｌ１＝０．３ｍ×横Ｌ２＝１．０ｍ×高さＬ３＝０．８ｍで、表面積が約２．４ｍ2 の薄膜袋２８を用い、振動吸収チャンバ３２は、図２に示す実施例１と同じ形状であるが、縦Ｌ１＝０．３ｍ×横Ｌ２＝１．０ｍ×高さＬ３＝１．５ｍで、表面積が約４．２ｍ2 の薄膜袋２８を用いた。この場合のフイルム２４の膜厚むらは２μｍとなり、実施例１と比較してさらにフイルム２４の膜厚むらが軽減された。なお、チャンバ２０の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ａの容積（ｍ3 ）との比率は８：１であり、チャンバ３１，３２の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ｂの容積（ｍ3 ）との比率は０．３：１である。なお、チャンバ２０の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ａの容積（ｍ3 ）との比率は、好ましくは５：１〜２０：１、より好ましくは７：１〜１５：１である。また、チャンバー３１，３２の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ｂの容積（ｍ3 ）との比率は、好ましくは０．１：１〜０．８：１、より好ましくは０．２：１〜０．５：１である。
【００２６】
〈実施例３〉
図４に示すように、領域Ａに第１及び第２の振動吸収チャンバ２０，４１を、領域Ｂに第３〜第６の振動吸収チャンバ４２，４３，４４，４５をそれぞれ配置した溶液流延装置４０を用いて、上記した従来例と同様の製造条件で高分子溶液をベルト１４上に流延してフイルムの製造を行った。第１の振動吸収チャンバ２０は、図２に示す実施例１と同じ形状、表面積の薄膜袋２８を用い、第３の振動吸収チャンバ４２は、図２に示す実施例１と同じ形状であるが、縦Ｌ１＝０．２ｍ×横Ｌ２＝１．０ｍ×高さＬ３＝０．７ｍで、表面積が約１．９ｍ2 の薄膜袋２８を用いた。また、図５に示すように、第２の振動吸収チャンバ４１は縦Ｌ４＝０．２ｍ×横Ｌ５＝１．０ｍ×高さＬ６＝０．２ｍで表面積が約０．６ｍ2 の薄膜袋４６を用いた。第４の振動吸収チャンバ４３は、図６に示すように、縦Ｌ７＝０．３ｍ×横Ｌ８＝１．０ｍ×高さＬ９＝０．８ｍで表面積が約２．４ｍ2 の薄膜袋４７を用いた。また、第５の振動吸収チャンバ４４は、図６に示すように、縦Ｌ７＝０．３ｍ×横Ｌ８＝１．０ｍ×高さＬ９＝１．７ｍで表面積が約４．７ｍ2 の薄膜袋４７を用いた。さらに、第６の振動吸収チャンバ４５は、図７に示すように、縦Ｌ１１＝０．３ｍ×横Ｌ１２＝１．０ｍ×高さＬ１３＝１．５ｍで表面積が約４．２ｍ2 の薄膜袋４９を用いた。
【００２７】
この場合のフイルム２４の膜厚むらは１．５μｍとなり、実施例１と比較してさらにフイルム２４の膜厚むらが軽減された。なお、チャンバ２０，４１の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ａの容積（ｍ3 ）との比率は１２：１であり、チャンバ４２，４３，４４，４５の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ｂの容積（ｍ3 ）との比率は０．５：１である。なお、チャンバ２０，４１の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ａの容積（ｍ3 ）との比率は、好ましくは５：１〜２０：１、より好ましくは７：１〜１５：１である。また、チャンバー４２，４３，４４，４５の表面積（ｍ2 ）とケーシング１１の領域Ｂの容積（ｍ3 ）との比率は、好ましくは０．２：１〜１：１、より好ましくは０．３：１〜０．８：１である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の溶液製膜方法及び装置によれば、ケーシング内の雰囲気の風圧振動を抑制する風圧振動抑制手段をケーシングに設け、この風圧振動抑制手段によって乾燥風及び支持体の走行に伴うケーシング内の雰囲気の風圧振動を抑制するようにしたので、風圧振動に伴って発生するビード部の振動によるフイルムの膜厚むらを軽減することができる。また、風圧振動抑制手段を、弾性を有する薄膜を用いて形成し、ケーシング内の雰囲気の風圧振動に応じて薄膜が弾性変形するように構成するとともに、支持体上に高分子溶液を流延する流延部を含む区画にこの風圧振動抑制手段を設けたので、風圧振動に伴って発生するビード部の振動によるフイルムの膜厚むらを軽減することができる。また、流延部を含む区画の他に、支持体上に流延された高分子溶液を乾燥する乾燥部を含む区画に風圧振動抑制手段を設けたので、風圧振動に伴って発生するビード部の振動によるフイルムの膜厚むらを効果的に軽減することができる。さらに、風圧振動抑制手段として正圧用及び負圧用を設け、これらの風圧振動抑制手段をケーシング内の風圧分布に応じて配置したので、風圧振動に伴って発生するビード部の振動によるフイルムの膜厚むらをより一層効果的に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶液製膜装置の構成を示す概略図である。
【図２】振動吸収チャンバの構成を示す斜視図である。
【図３】第２実施形態の溶液製膜装置の構成を示す概略図である。
【図４】第３実施形態の溶液製膜装置の構成を示す概略図である。
【図５】蛇腹式の振動吸収チャンバの構成を示す斜視図である。
【図６】正圧用の振動吸収チャンバの構成を示す斜視図である。
【図７】負圧用の振動吸収チャンバの構成を示す斜視図である。
【図８】第４実施形態の溶液製膜装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，３０，４０，５０  溶液製膜装置
１１  ケーシング
１２，１３  ドラム
１４  ベルト
１５  流延ダイ
１６，１７，１８  遮蔽板
２０，３１，３２，４１，４２，４３，４４，４５  振動吸収チャンバ
２２  乾燥風
２４  フイルム
２７  フレーム
２８，４６，４７，４９  薄膜袋
２９  コイルバネ
４８  保持用コイルバネ
５１  圧力センサ
５２  低周波増幅器
５３  スピーカー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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