(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾材支持体に濾過助剤を堆積させたプレコートを形成してなる濾材を有する複数の濾過器を用いて、ポリマー及び溶媒を含むドープに前記濾過助剤を添加して濾過し、この濾過済みドープを、エンドレスで走行する支持体上に流延して流延膜を形成し、前記流延膜が自己支持性を有した後に前記支持体から剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜方法において、
前記濾過器の内、濾過能力が低下した濾過器への前記ドープ供給を停止し、前記濾過助剤をスラリーとして抜き取り後に洗浄する洗浄工程と、
前記ドープを溶媒により希釈した希釈ドープに濾過助剤を分散させて形成したプレコート液を前記洗浄工程を終了した前記濾過器に循環供給し、前記プレコートを形成するプレコート形成工程と、
前記プレコートの形成後に前記濾過器からプレコート液を、その抜取り流速をプレコート層の面に対し、１×１０−３ｍ／ｓｅｃ以下として、自重により抜き取りつつ、この抜き取ったプレコート液分に応じて前記溶媒の飽和ガスを前記濾過器に補充するプレコート液抜き取り工程と、
前記洗浄工程を行う前に、前記プレコート液抜き取り工程を終了した前記濾過器に前記ドープを送り、前記濾過器を切り替える濾過器切替工程とを有することを特徴とする溶液製膜方法。
【請求項２】
前記溶媒の飽和ガスの補充を、前記プレコート液が抜き取られて貯留されるタンクと前記濾過器との間を連通する連通管により行うことを特徴とする請求項１項記載の溶液製膜方法。
【請求項３】
前記濾過助剤として平均粒径が２０〜５０μｍの範囲内のＳｉＯ２を用い、前記ポリマーをセルロースアシレートとし、前記プレコート液の濾過助剤濃度を０．２５〜５重量％、セルロース濃度を０．５〜５重量％と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。
【請求項４】
濾材支持体に濾過助剤を堆積させたプレコートを形成してなる濾材を有する複数の濾過器を用いて、ポリマー及び溶媒を含むドープに前記濾過助剤を添加して濾過し、この濾過済みドープを、エンドレスで走行する支持体上に流延して流延膜を形成し、前記流延膜が自己支持性を有した後に前記支持体から剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜設備において、
前記濾過器の内、濾過能力が低下した濾過器への前記ドープ供給を停止し、前記濾過助剤をスラリーとして抜き取り後に洗浄する洗浄部と、
前記ドープを溶媒により希釈した希釈ドープに濾過助剤を分散させて形成したプレコート液を前記洗浄を終了した前記濾過器に循環供給し、前記プレコートを形成するプレコート形成部と、
前記プレコートの形成後に前記濾過器からプレコート液を、その抜取り流速をプレコート層の面に対し、１×１０−３ｍ／ｓｅｃ以下として、自重により抜き取りつつ、この抜き取ったプレコート液分の前記溶媒の飽和ガスを補充するプレコート液抜き取り部と、
前記洗浄部で前記濾過器を洗浄する際に、前記プレコート液の抜き取りを終了した前記濾過器に前記ドープを送り、前記濾過器を切り替える切替部とを有することを特徴とする溶液製膜設備。
【請求項５】
前記プレコート液抜き取り部は、前記プレコート液を貯留するプレコート液タンクと、前記濾過器の出口側に接続され前記プレコート液を前記プレコート液タンクに戻す戻し配管系と、前記プレコート液タンクの溶媒飽和ガスを前記濾過器の入り口側に供給するための溶媒飽和ガス連通管とを備えることを特徴とする請求項４記載の溶液製膜設備。
【請求項６】
前記濾過助剤として平均粒径が２０〜５０μｍの範囲内のＳｉＯ２を用い、前記ポリマーをセルロースアシレートとし、前記プレコート液の濾過助剤濃度を０．２５〜５重量％、セルロース濃度を０．５〜５重量％とすることを特徴とする請求項４または５記載の溶液製膜設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドープを効率良く濾過する溶液製膜方法及び設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等の各種表示装置には、偏光板の保護フィルムや視野角拡大フィルムをはじめとする様々なポリマーフィルムが使用されている。このような光学用途のポリマーフィルムの製法としては、溶融製膜方法、溶液製膜方法などがある。溶液製膜方法では、ポリマーと溶媒とを含むドープを、走行する支持体上に流延して流延膜を形成した後、流延膜を支持体から剥ぎ取り、乾燥してフィルムとする方法であり、溶融製膜方法のような熱ダメージの問題がない。したがって、透明度の高さや光学特性が求められるポリマーフィルムの製造方法としては最適である。
【０００３】
ところで、ドープの中には、ドープの溶媒に不溶な異物であって、元々ドープの原料に含まれていたものや、ドープを調製する際に混入したゴミや埃等の不純物が含まれている。ただし、不純物を含むドープを使用すると、支持体上に不純物が汚れとして析出し、支持体から流延膜を剥ぎ取ることが困難となる他、完成したフィルムでは不純物のところで光の散乱を生じる等の問題を引き起こす。このため、流延に供する前に、ドープ中の不純物をできる限り取り除く必要がある。
【０００４】
そこで、通常、溶液製膜方法では、ドープ中の不純物を取り除くことを目的として、流延する前のドープを多孔質の濾材で濾過する。濾材としては、濾紙や金属フィルタ、濾布等が使用される。しかし、いずれの濾材も濾過開始から時間が経つほど通液孔が閉塞し、濾過時間が長引いたり、濾圧の上昇や濾過流量が減少して濾過効率が低下したりするという問題を抱える。このため、金属フィルタを使用する場合には、金属フィルタに対して濾過方向とは逆向きに洗浄液を供給し、これを循環させることにより、金属フィルタを洗浄し再生させる対策を講じている。しかしながら、これらの対策を講じても一時的なものであり、濾過効率を根本的に向上させるに至っていないのが現状である。
【０００５】
また、濾紙や金属フィルタ、濾布等のような濾材を使用するだけでは、溶媒に対して難溶性を示す不純物を取り除くことが難しい。そこで、例えば、特許文献１では、濾材の他に濾過助剤を使用することにより、難溶性の不純物を取り除く助剤濾過方法が提案されている。濾過助剤は、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ２）などの不活性な粒又は粉末である。この濾過助剤は金網フィルタ等の濾材支持体の上にランダムに堆積させて使用される。このような堆積層が形成された濾材にドープを通過させると、難溶性であるか否かに係わらず不純物を濾過助剤に吸着させて回収することができるので、清澄度の高い濾液が得られる。この他にも、濾過助剤を使用すれば、濾材の目詰まりを抑えることができるので生産性の向上が見込まれる。
【特許文献１】特開２００４−１０７６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、溶液製膜では、生産速度を上げるためには、流延ドープによる流延膜が早期に自己支持性を有することが重要である。このためにはドープ濃度を上げることが望ましいが、高粘度ドープに対して上記の助剤濾過を行う場合には、圧力損失が大きくなる。この圧力損失を抑えるためには、粒子径が大きく空隙をある程度保持することができる濾過助剤を使用することが必要となる。
【０００７】
助剤濾過方式では、所定の濾過精度を得るために、金網フィルタなどの濾材支持体上に一定量の濾過助剤を堆積させるプレコート操作が必要になる。このプレコート操作では、濾過と同じ液体を用いることが、液の入れ換え等を行う必要がなく、効率的である。しかしながら、溶液製膜におけるドープのように高粘度液体の場合には、粘度が高いために圧力損失が大きく、流量を上げることができないという問題がある。流量を上げることができない場合には、プレコート操作に多くの時間を要し、結果として効率のよい濾過作業が行えない。これに対して、実際に用いる濾過液の代わりに、例えばプレコート液としてドープ形成用の溶媒のみを用いることも考えられるが、この場合には、プレコート液の粘度が小さくなり、濾過助剤の沈降性が増大するという新たな問題が発生する。沈降性が増大すると、フィルタハウジング内での濾過助剤に不均一な濃度分布が生じ、プレコートの均一性を確保することが困難となる。
【０００８】
そこで、その中間を取り、ドープを希釈した希釈ドープ液を使用することが考えられるが、この液は乾燥しやすい性質を有しており、適切にプロセス操作を実施しなければ、表面にスキン層が直ぐに形成されてしまい、濾過助剤表面の微細孔が塞がれて、濾過を適切に実施することができなくなるという新たな問題が発生する。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、均一なプレコートを確実に形成して効率良くドープを濾過することができるようにした溶液製膜方法及び設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、濾材支持体に濾過助剤を堆積させたプレコートを形成してなる濾材を有する複数の濾過器を用いて、ポリマー及び溶媒を含むドープに前記濾過助剤を添加して濾過し、この濾過済みドープを、エンドレスで走行する支持体上に流延して流延膜を形成し、前記流延膜が自己支持性を有した後に前記支持体から剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜方法において、前記濾過器の内、濾過能力が低下した濾過器への前記ドープ供給を停止し、前記濾過助剤をスラリーとして抜き取り後に洗浄する洗浄工程と、前記ドープを溶媒により希釈した希釈ドープに濾過助剤を分散させて形成したプレコート液を、前記洗浄工程を終了した前記濾過器に循環供給し、前記プレコートを形成するプレコート形成工程と、前記プレコートの形成後に前記濾過器からプレコート液を、その抜取り流速をプレコート層の面に対し、１×１０−３ｍ／ｓｅｃ以下として、自重により抜き取りつつ、この抜き取ったプレコート液分に応じて前記溶媒の飽和ガスを前記濾過器に補充するプレコート液抜き取り工程と、前記洗浄工程を行う前に、前記プレコート液抜き取り工程を終了した前記濾過器に前記ドープを送り、前記濾過器を切り替える濾過器切替工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記溶媒の飽和ガスの補充を、前記プレコート液が抜き取られて貯留されるタンクと前記濾過器との間を連通する連通管により行うことが好ましい。前記濾過助剤として平均粒径が２０〜５０μｍの範囲内のＳｉＯ２を用い、前記ポリマーをセルロースアシレートとし、前記プレコート液の濾過助剤濃度を０．２５〜５重量％、セルロース濃度を０．５〜５重量％とすることが好ましい。
【００１２】
本発明は、濾材支持体に濾過助剤を堆積させたプレコートを形成してなる濾材を有する複数の濾過器を用いて、ポリマー及び溶媒を含むドープに前記濾過助剤を添加して濾過し、この濾過済みドープを、エンドレスで走行する支持体上に流延して流延膜を形成し、前記流延膜が自己支持性を有した後に前記支持体から剥ぎ取り、乾燥させてフィルムとする溶液製膜設備において、前記濾過器の内、濾過能力が低下した濾過器への前記ドープ供給を停止し、前記濾過助剤をスラリーとして抜き取り後に洗浄する洗浄部と、前記ドープを溶媒により希釈したドープに濾過助剤を分散させて形成したプレコート液を、前記洗浄を終了した前記濾過器に循環供給し、前記プレコートを形成するプレコート形成部と、前記プレコートの形成後に前記濾過器からプレコート液を、その抜取り流速をプレコート層の面に対し、１×１０−３ｍ／ｓｅｃ以下として、自重により抜き取りつつ、この抜き取ったプレコート液分の前記溶媒の飽和ガスを補充するプレコート液抜き取り部と、前記洗浄部で前記濾過器を洗浄する際に、前記プレコート液の抜き取りを終了した前記濾過器に前記ドープを送り、前記濾過器を切り替える切替部とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記プレコート液抜き取り部は、前記プレコート液を貯留するプレコート液タンクと、前記濾過器の出口側に接続され前記プレコート液を前記プレコート液タンクに戻す戻し配管系と、前記プレコート液タンクの溶媒飽和ガスを前記濾過器の入り口側に供給するための溶媒飽和ガス連通管とを備えることが好ましい。前記濾過助剤として平均粒径が２０〜５０μｍの範囲内のＳｉＯ２を用い、前記ポリマーをセルロースアシレートとし、前記プレコート液の濾過助剤濃度を０．２５〜５重量％、セルロース濃度を０．５〜５重量％とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プレコートの形成後に濾過器からプレコート液を自重により抜き取るので、乾燥空気や乾燥窒素にて加圧して押し出す方式に比べて、プレコートの表面にスキン層が形成されることがなく、スキン層の形成による濾過不能や濾過効率の低下が無くなる。また、抜き取ったプレコート液分の溶媒飽和ガスを濾過器に補充するから、プレコートの形成後にプレコート液を抜き取っても、プレコートが乾燥してスキン層が形成されることがなく、プレコートを確実に維持することができる。しかも、ドープを希釈したものに濾過助剤を入れたプレコート液を用いる場合であってもスキン層が形成されることがなくなる。
【００１５】
ドープを溶媒により希釈した希釈ドープに濾過助剤を分散させてプレコート液を形成することにより、適切な沈降速度を確保して濾過助剤による厚みが均一な濾過層を形成することができる。しかも、プレコート液抜き取り工程におけるプレコート液の抜き取り流速をプレコート層の面に対して１×１０−３ｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、形成したプレコートの崩落が抑えられる。特に、濾過助剤として平均粒径が２０〜５０μｍの範囲内のＳｉＯ２を用い、ポリマーをセルロースアシレートとし、プレコート液の濾過助剤濃度を０．２５〜５重量％、セルロース濃度を０．５〜５重量％とすることにより、プレコートの確実な形成と、崩落を抑えたプレコート液の抜き取りが可能になり、セルロースアシレートフィルムを溶液製膜する場合に、ドープの濾過を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示す溶液製膜設備１０は、原料ドープ調製ユニット１１と、濾過ユニット１２と、製膜ユニット１３とを備える。
【００１７】
原料ドープ調製ユニット１１は、計量器１４、溶媒タンク１５、添加剤タンク１６、溶解タンク１７、及び貯蔵タンク１８を備える。計量器１４にはポリマー２０が入れられており、このポリマー２０は計量されて溶解タンク１７に投入される。溶媒タンク１５には溶媒２１が貯留されており、開閉バルブ２３を制御することにより溶解タンク１７への投入量が調整される。また、添加剤タンク１６には添加剤２２が貯留されており、開閉バルブ２４を制御することにより溶解タンク１７への投入量が調整される。
【００１８】
本発明に係るポリマー２０は特に限定されず、溶液製膜方法に適用可能であれば良い。この中で、セルロースアシレートを使用すれば、透明度が高く、光学特性に優れたフィルムを得ることができるので、偏光板用の保護フィルムや光学補償フィルム等の光学用途として好適である。中でも、セルロースアセテートを使用し、特にアセチル化度の平均値が５７．５％〜６２．５％のセルローストリアセテートを使用すれば、光学特性に優れたフィルムを得ることができる。上記のアセチル化度とは、セルロース単位重量当りの結合酢酸量を意味し、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験方法）におけるアセチル化度の測定および計算に従って求めることができる。本実施形態では、粒状のセルローストリアセテートを使用する。なお、粒状のポリマーを使用する場合には、溶媒との相溶性の観点から、その９０重量％以上が０．１〜４ｍｍの粒径であることが好ましく、より好ましくは粒径が１〜４ｍｍである。
【００１９】
溶媒２１は、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等が好適であるが特に限定されず、使用するポリマーとの溶解性等を考慮して適宜選択すれば良い。溶媒２１は１種類の化合物であっても良いし、複数の化合物を混合した混合溶媒でも良い。具体的には、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン等）、エステル類（例えば、酢酸メチル、メチルホルメート、エチルアセテート、アミルアセテート、ブチルアセテート等）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）、エーテル類（例えば、ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル等）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール等）等が挙げられる。
【００２０】
添加剤２２は、所望とするフィルム１９の特性に応じて適宜選択すれば良い。例えば、可塑剤や、紫外線吸収剤、剥離促進剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。この中で、可塑剤としては、リン酸エステル系（例えば、トリフェニルホスフェート（以下、ＴＰＰと称する）、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、ジフェニルビフェニルホスフェート（以下、ＢＤＰと称する）、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等）、フタル酸エステル系（例えば、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等）、グリコール酸エステル系（例えば、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、ブチルフタリルブチルグリコレート等）等が挙げられる。この中で、セルロースアシレートをフィルムとするために特に好ましいものとしてはＴＰＰが挙げられる。なお、可塑剤は、上記以外にも公知であるものを用いることができ、特に限定されない。また、紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物が好ましく、中でも、ベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物が特に好ましい。
【００２１】
溶解タンク１７は、モータ２６によって回転する攪拌翼２７を備えている。攪拌翼２７が回転することにより、溶解タンク１５内のポリマー２０、溶媒２１、添加剤２２が攪拌される。この攪拌により、ポリマー２０などの溶質が溶媒に完全には溶けていない粗溶解液３０が得られる。
【００２２】
溶解タンク１７内の粗溶解液３０は、貯蔵タンク１８に一旦貯蔵される。これにより溶解タンク１７は空になり、粗溶解液３０を繰り返し形成する連続バッチ式が可能になる。貯蔵タンク１８も、モータ３１で回転する攪拌翼３２を備えている。攪拌翼３２を回転することにより、粗溶解液３０が攪拌され均一にされる。
【００２３】
貯蔵タンク１８内の粗溶解液３０はポンプ３５及び配管３６を介して、加熱器４０に送られる。加熱器４０は、多管式熱交換器や静止型混合器などのインラインミキサが用いられる。この加熱器４０により粗溶解液３０が加熱される。加熱温度は５０〜１２０℃が好ましく、加熱時間は５〜３０分が好ましい。この加熱により、溶液製膜に必要なポリマー２０などの溶質は変性することなく完全に溶解し、原料ドープ４１が調製される。このようにして調製される原料ドープ４１は、セルロースエステルの固形分濃度として１４〜２２重量％にされる。なお、必要に応じてフラッシュ濃縮法等により、原料ドープ４１を濃縮してもよい。
【００２４】
加熱器４０により加熱された原料ドープ４１は、冷却器４２に送られる。冷却器４２によって原料ドープ４１を構成する主要溶媒の沸点以下にまで冷却される。冷却された原料ドープ４１はポンプ４３により濾過ユニット１２のボディフィード用タンク４５に送られる。
【００２５】
濾過ユニット１２は、ボディフィード用タンク４５、濾過助剤タンク４６、第１濾過器４７、第２濾過器４８、プレコート液循環部４９、洗浄液循環部５０、及び流延ドープ貯留タンク５１を備え、濾過助剤４４を利用して原料ドープ４１を濾過し、流延ドープ５２を生成する。また、各タンク４５，４６，５１や濾過器４７，４８を繋ぐ配管には、適所にバルブＶ１〜Ｖ７が取り付けられており、各バルブＶ１〜Ｖ７の開閉操作により配管の切り替えが行われ、濾過器４７，４８の切替、使用済み濾過器４７，４８の洗浄処理、プレコート処理などが実施される。これにより、原料ドープ４１が連続的に濾過されて流延ドープ５２が得られる。なお、濾過ユニット１２内に設置されるバルブＶ１〜Ｖ７は本実施形態に限定されず、必要に応じて増減して良い。また、必要に応じて適宜箇所に図示しないポンプが配置されている。
【００２６】
濾過助剤タンク４６には、濾過助剤溶液５６が貯留されている。濾過助剤溶液５６は、ポンプ５７及びバルブ５８を介して、ボディフィード用タンク４５に送られる。濾過助剤溶液５６は、予め所望とする濾過助剤４４を溶媒に分散させたものであり、原料ドープ４１に含まれている不純物の捕捉効率を向上させる目的で使用される。濾過助剤４４は特に限定されるものではないが、例えば、粒状の珪藻土（ＳｉＯ２）或いはセルロース系化合物からの派生物が好適に用いられる。また、上記の溶媒は、ドープとの相溶性の観点から原料ドープ４１に含まれている溶媒と同一のものを少なくとも１種類以上含んでいることが好ましい。原料ドープ４１に対する濾過助剤４４の添加量は０．０１〜１０重量％であり、好ましくは０．０５〜５重量％であり、より好ましくは０．１〜２重量％である。なお、濾過助剤４４の種類、組成、平均粒径、嵩密度に関しては、特開２００４−１０７６２９号公報に詳しく記載されており、この記載も本発明に適用することができる。
【００２７】
ボディフィード用タンク４５には、原料ドープ４１と濾過助剤溶液５６が入れられる。ボディフィード用タンク４５はモータ５３で回転する攪拌翼５４を備えている。攪拌翼５４を回転することにより、原料ドープ４１に一定割合の濾過助剤溶液５６を均一に分散させることができる。
【００２８】
第１濾過器４７を使用して助剤濾過を行う場合に、バルブＶ１〜Ｖ６の開閉操作により、ボディフィード用タンク４５を第１濾過器４７に接続するように、ラインが切り替えられた後、濾過助剤４４が混入された原料ドープ４１が第１濾過器４７に送られる。第１濾過器４７には、図２に示すように、金網フィルタからなる濾材支持体６０上に濾過助剤４４がランダムに堆積して堆積層６２が形成されており、これら濾材支持体６０及び堆積層６２から濾材６３が構成されている。
【００２９】
なお、第１濾過器４７の洗浄処理後は、単に濾材支持体６０のみがあるだけであり、この状態では適正な助剤濾過が行えないため、濾材支持体６０上に一定厚みの堆積層６２を形成する。この初期の堆積層６２がプレコート６２ａであり、このプレコート６２ａは、プレコート液循環部４９により一定時間プレコート液６１（図３参照）を第１濾過器４７に循環させることで形成される。
【００３０】
図２に示すように、第１濾過器４７では原料ドープ４１のみが濾材６３を通過し、濾材６３の上には濾過助剤４４がランダムに堆積し、堆積層６２が構成される。そして、原料ドープ４１は、堆積層６２及び濾材支持体６０からなる濾材６３を通過する際に、不純物６４が濾過助剤４４に吸着回収される他、堆積層６２に形成された多数の空隙により比較的サイズの大きい不純物が捕捉される。したがって、濾材６３を原料ドープ４１が通過することにより、不純物６４や未溶解物などが濾過されて清澄度が高い濾液が得られる。この濾液は流延ドープ５２として製膜ユニット１３に供給され、不純物の混入が無い高品質なフィルム１９が製造される。
【００３１】
第２濾過器４８も第１濾過器４７と同様に構成されている。そして、一方の濾過器４７で濾過が、他方の濾過器４８で洗浄及びこれに続きプレコート処理が行われる。そして、洗浄・プレコート処理、濾過処理が交互に行われることにより、連続濾過が可能になる。なお、２台の濾過器４７，４８を用いているが、濾過器４７，４８の設置台数はこれに限られず、３台以上であってもよい。そして、一方の濾過器例えば第１濾過器４７で濾過を行い、濾過圧力が高くなった時点で、他方の第２濾過器４８に切り替えて、連続濾過を行う。そして、濾過圧力が高くなって切り替えられた第１濾過器４７に対しては、洗浄液循環部５０により、濾過助剤４４及び濾過物をスラリー（図４参照）として取りだして、洗浄を行う。洗浄後に、プレコート液循環部４９により第１濾過器４７に対してプレコート液６１を循環させ、図２に示すように、プレコート６２ａを形成する。プレコート６２ａの形成後は、次の切り替えのための待機状態となる。なお、濾過器４７，４８は並列に複数台を配列する他に、直列に配列してもよく、この場合には濾過による不純物の回収効率を上げることができる。
【００３２】
次に、各濾過器４７，４８のプレコート処理及び洗浄処理について説明する。図３に示すように、プレコート液循環部４９は、プレコート液調製タンク６５と、プレコート液貯留タンク６６と、バルブ６５ａ，６７と、ポンプ６８と、濁度計６９とを備えている。プレコート液調製タンク６５には、ボディフィード用タンク４５から濾過助剤４４入りの原料ドープ４１がポンプ４５ａを介して所定量送られる他に、希釈用溶媒７０が溶媒タンク７１からバルブ７１ａを介して所定量送られて、濾過助剤４４入りの原料ドープ４１が一定濃度に希釈されたプレコート液６１が形成される。プレコート液６１は、モータ６５ｂにより回転駆動される攪拌翼６５ｃによって攪拌され、均一にされる。
【００３３】
プレコート液６１は、セルロースエステルの固形分濃度が０．２５〜７重量％であり、また、プレコート液６１に対する濾過助剤４４の添加量は０．０１〜１０重量％である。なお、好ましくはセルロースエステルの固形分濃度が０．５〜５重量％であり、濾過助剤４４の添加量が０．２５〜５重量％である。より好ましくはセルロースエステルの固形分濃度が２〜４重量％、濾過助剤４４の添加量が０．７〜２重量％である。なお、プレコート液６１に対するセルロースエステルの固形分濃度が０．２５重量％未満の場合や、濾過助剤４４の添加量が０．０１重量％未満の場合には、粘度が低くなり、濾過助剤の沈降性が増大し、プレコートの均一性を確保することができなくなる。また、セルロースエステルの固形分濃度が７重量％を超える場合や、濾過助剤の添加料が１０重量％を超える場合には、粘度が高くなり、圧力損失が高くなり、流量を上げることができなくなる。濾過助剤４４は、平均粒径が１０〜７０μｍのＳｉＯ２ が用いられ、より好ましくは２０〜５０μｍの平均粒径が良い。濾材支持体は、ＳＵＳ製の３５０メッシュの金網である。
【００３４】
図３に示すように、プレコート処理では、まず、プレコート液貯留タンク６６からプレコート液６１が第１濾過器４７に送られて、濾材支持体６０を通過した後にプレコート液貯留タンク６６に戻るように循環される。この濾材支持体６０を通過する際に、図２に示すように、プレコート液６１中の濾過助剤４４が徐々に濾材支持体６０の上に堆積し、この堆積層６２が所定厚みになったときに、プレコート６２ａの形成終了と判定してプレコート処理を終了する。なお、図３では、プレコート液調製タンク６５、プレコート液貯留タンク６６を設けているが、プレコート液貯留タンク６６は省略して、プレコート液調製タンク６５で調製と貯留とを行い、プレコート液６１を循環させてもよい。
【００３５】
濾過器４７を開放してプレコート６２ａの形成厚みを確認することは手間を要する他に、空気と接触してプレコート６２ａの表面にカワバリが発生するおそれがあり、好ましくない。そこで、プレコート液貯留タンク６６の出口側と濾過器４７の入り口側との接続配管７４に濁度計６９を設け、この濁度計６９の出力に基づきプレコート６２ａの形成完了か否かを判定する。すなわち、プレコート６２ａが形成されると、濾過性能が安定し、プレコート液中の濾過助剤４４はその殆どが濾材６３で捕捉されるため、濾過器４７の出口からのプレコート液６１中の濾過助剤４４は激減する。また、所定の強度を有するように一定量の濾過助剤４４が循環されることにより、プレコート６２ａが一定厚みで形成されることになり、一定の強度を有するようになる。この濾過助剤４４の減少を濾過器４７の入り口側に配置された濁度計６９の出力により検出することにより、簡単にプレコート６２ａの形成が完了したか否かを知ることができる。
【００３６】
濁度計６９はプレコート液６１の濾過助剤４４の量を検知することができるものであればよく、その検出方法は限定されない。例えば、吸光光度方式やレーザー散乱光方式で濁度を検出するものが用いられる。また、濁度計６９は、プレコート液貯留タンク６６の出口側と濾過器４７の入り口側との接続配管７４に設ける外に、濾過器４７の出口側とプレコート液貯留タンク６６の入り口側との接続配管７３にも設けてもよい。この場合には、二つの濁度計出力によりプレコート形成の完了を判定することにより、確実な判定が行える。
【００３７】
プレコート６２ａの形成完了を確認後に、濾過器４７内のプレコート液６１が自重により抜き取られる。このように自重による抜液によるため、乾燥エアや乾燥窒素を用いて加圧し押し出す方式に比べて抜液速度を低くした緩和な条件となり、堆積層６２の表面にスキン層が形成されることがなくなる。また、この自重による抜き取りの際に、プレコート液貯留タンク６６と濾過器４７とを連通する連通管７５のバルブＶ７を開として連通させることで、自重での抜液時に溶媒飽和ガス７６をプレコート液貯留タンク６６から前記濾過器４７内に補充することができる。この溶媒飽和ガス７６を用いて濾過器４７内をガス置換することにより、溶媒乾燥による堆積層６２のカワバリや、このカワバリが広範囲に広がってなるスキン層が形成されることがなく、次の濾過処理を安定的に行うことができる。
【００３８】
次に洗浄処理について説明する。濾過器４７，４８のいずれかを使用していて、堆積層６２が一定以上の厚みとなり濾過圧力が上昇すると、濾過器４７，４８の切り替えが行われる。例えば、第１濾過器４７で濾過を行い、第１濾過器４７の濾過圧力が上昇して切り替え時期となったときには、各バルブＶ１〜Ｖ６等を切り替えて、第１濾過器４７から第２濾過器４８へ原料ドープ４１が流れるように流路が切り替えられ、連続的な濾過が行われる。第２濾過器４８に切り替えた後は、第１濾過器４７の抜液、洗浄が行われた後に、上述したプレコート処理が行われる。なお、この切り替えは、互いの流量を徐々に増減させて、次第に切り替えることが好ましい。
【００３９】
図４に示すように、洗浄液循環部５０は、洗浄液タンク８０と、洗浄タンク８１と、回収タンク８２と、供給配管８３，回収配管８４と、ポンプ７８ａ，７９ａ，８５，９２ａと、加熱器８６と、分離器８７と、及び乾燥装置８８（図５参照）とを備えている。供給配管８３は洗浄タンク８１の溶媒出口と第１濾過器４７のドープ出口とに接続されており、この供給配管８３には、ポンプ８５及び加熱器８６が設けられている。また、回収配管８４は、洗浄タンク８１の溶媒入り口と第１濾過器４７のドープ入り口とに接続されている。洗浄液タンク８０には洗浄液８９が貯留されており、バルブ８０ａの開閉制御により、所定量の洗浄液８９が洗浄タンク８１内に送られる。洗浄液８９は、濾過器４７，４８の濾材６３を洗浄することができるものであれば特にその溶媒種類は限定されないが、溶媒がドープ溶媒を構成する溶媒の内、少なくとも１種以上の溶媒であることが好ましく、ドープ溶媒を構成する全溶媒であることが更に好ましい。
【００４０】
加熱器８６は多管式熱交換器が用いられ、この加熱器８６により洗浄液８９が加熱される。加熱温度は、洗浄液８９が沸騰しない条件下で洗浄液８９の常圧での沸点よりも２０℃低い値以上の温度とする。このように洗浄液８９を加熱して濾過器４７に供給することによって、濾過器４７の洗浄効果を向上させることができる。
【００４１】
供給配管８３を介して濾過器４７に送られた洗浄液８９は、濾過処理時の原料ドープ４１とは逆方向に濾材６３を通過し、回収配管８４を介して洗浄タンク８１に戻される。これにより、濾過器４７に洗浄液８９が循環して供給され、濾材支持体６０上の堆積層６２が濾材支持体６０から剥離される。剥離後の堆積層（ケーク）６２は洗浄液８９に分散されてスラリー９０となり、濾過器４７から排出されて洗浄タンク８１に戻される。スラリー９０の濁度は濁度計８４ａを用いて測定されており、このスラリー９０の濁度が目標値になったときに、洗浄タンク８１の一部（又は全部）が排出配管７８及びポンプ７８ａを介して回収タンク８２に送られる。また、回収タンク８２へのスラリー９０の排出が終了すると、新品の洗浄液８９が洗浄液タンク８０から洗浄タンク８１に補充される。そして、予め決定されている洗浄時間に達しており、前記スラリー９０の濁度が一定値以下になったときに、洗浄液８９の循環を停止する。この停止の後に洗浄液８９が第１濾過器４７から抜き取られる。この抜き取りは、第１濾過器４７内に洗浄液の溶媒飽和ガス７６や窒素ガス等が送られることにより確実且つ迅速に行われる。
【００４２】
回収タンク８２に送られたスラリー９０は、配管９１を介して分離器８７に送られ、この分離器８７により、残渣９０ａ溶液９０ｂとに分離される。また、回収タンク８２と洗浄タンク８１との間の循環配管７９には、ポンプ７９ａ、粘度計７９ｂが設けられている。
【００４３】
粘度計７９ｂは、回収したスラリー９０の粘度を常時測定する。そして、粘度計７９ｂによる測定粘度に基づきスラリー９０の粘度が常に一定範囲となるように、洗浄タンク８１に洗浄液８９が投入される。これにより、例えば、スラリー９０の粘度を２００ｍＰａ・ｓ以下としてから、このスラリー９０を分離器８７に送ることができる。ここでスラリー９０の粘度を２００ｍＰａ・ｓ以下とすると、流量を確保しながら分離回収を行うことができる。ただし、粘度が２００ｍＰａ・ｓを超えるようなスラリー９０は粘度が高いので分離器８７による作業性が低下する。
【００４４】
分離器８７では、ＳＵＳ製の３５０メッシュの金網により円筒状に形成したストレーナ９５を用いて、スラリー９０を残渣９０ａと溶液９０ｂとに分離する。この分離器８７でも残渣９０ａが濾過助剤として作用し、残渣９０ａと溶液９０ｂとの分離を確実に行うことができる。なお、分離直後は、残渣９０ａによるプレコートが形成されていない状態であり、分離を確実に行うことができない。このため、所定厚みのプレコートが形成されるように、分離開始時には、分離器８７と回収タンク８２との間で循環配管９２，９３を用いて、スラリー９０を循環させる。循環配管９２，９３は、ポンプ９２ａ，バルブ９２ｂ，９３ｂを有する。そして、スラリー９０の循環により、図２と同様にしてプレコートが形成されると、分離効果が得られるので、バルブ９３ｂを切り替えて、循環処理から分離処理にして、分離後の溶液９０ｂを溶液回収タンク９４に送る。回収した溶液９０ｂは、ドープ調製用や洗浄用に再利用することができる。
【００４５】
分離器８７には圧力計９６が設けられており、分離器８７内の濾過圧力を検出している。この濾過圧力値が所定値になった時点で、分離用の濾材厚みが使用限界に達したと判断し、分離処理を終了する。この場合には、分離器ケース８７ａからストレーナ９５を取りだして、図５に示すような乾燥装置８８で残渣９０ａを乾燥させる。
【００４６】
乾燥装置８８は、乾燥室１２０、溶媒ガス回収装置１２１、乾燥風循環装置１２２を備えている。乾燥室１２０内には、ストレーナ９５が並べて配置される。乾燥室１２０内には乾燥風循環装置１２２により、乾燥風１２３が送られる。この乾燥風によって、残渣９０ａから溶液９０ｂが揮発される他に、不純物６４が燃焼する。なお、乾燥方法は、乾燥風１２３の循環の他に、バーナーやヒータによる直接加熱方式で行ってもよい。
【００４７】
乾燥に供された乾燥風１２３は、溶媒ガスを含んだ状態である。このため、溶媒ガス回収装置１２１により乾燥風１２３は一旦回収されて、ここで溶媒２１が除去される。この後、溶媒２１が取り除かれた乾燥風１２３は、乾燥風循環装置１２２内の加熱部で所定の温度に加熱された後、再び乾燥風１２３として乾燥室１２０内に供給される。乾燥後の残渣９０ａは濾過助剤として再利用することができる。なお、再利用に際しては、そのまま用いても、新品の濾過助剤４４と適宜比率で混合して用いてもよい。
【００４８】
回収タンク８２から分離器８７へのスラリー９０の送液はポンプ７９ａにより行う他に、図示しない加圧装置によるＮ２ガスを利用した圧送方式や自重を利用した方式を用いてもよい。また、スラリー９０のスムーズな流れを確保する上で、スラリー９０の濃度は０．１５重量％以上２５重量％以下とすることが好ましい。スラリー９０の濃度とは、スラリー９０に含まれている残渣９０ａの割合である。この濃度が２５重量％を超えるようなスラリー９０の場合には、スラリー９０を送液することが難しく、特に自重を利用しての送液が著しく困難となる。
【００４９】
洗浄処理後の濾過器４７に対しては、上述したように、プレコート液循環部４９によりプレコート操作を行い、図２に示すように濾材支持体６０上にプレコート６２ａを形成する。なお、第１濾過器４７についてのみ洗浄処理、プレコート処理を説明したが、第２濾過器４８についても同様の洗浄処理及びプレコート処理が行われる。
【００５０】
また、洗浄液循環部５０では、洗浄タンク８１、回収タンク８２、及び分離器８７を用いているが、回収タンク８２は省略して、回収タンク８２の代わりに分離器８７を設けて、スラリー９０の回収及び分離を行ってもよい。
【００５１】
図６に示すように、製膜ユニット１３は、流延室１００と、渡り部１０１と、テンタ１０２と、乾燥室１０３、巻取機１０４とを備え、流延ドープ５２を用いてフィルム１０６が作られる。流延室１００には、流延ドープ５２の吐出口が形成された流延ダイ１０７と、支持体として作用する流延ドラム１０８と、剥取ローラ１０９とが配置されている。
【００５２】
不純物が取り除かれた流延ドープ５２は、流延ダイ１０７を介してエンドレスに回転している流延ドラム１０８の上に流延され、流延膜１１１が形成される。流延ドラム１０８の表面温度は−１０℃以上１０℃以下の範囲内で略一定とすることが好ましい。このような流延ドラム１０８にドープを流延すれば、ドープは速やかに冷却されるため短時間の内にゲル状の流延膜１１１が形成される。流延ドラム１０８の回転と共に流延膜１１１のゲル化が進められ、自己支持性を有する流延膜１１１は剥取ローラ１０９で支持されながら流延ドラム１０８から湿潤フィルム１１３として剥ぎ取られる。
【００５３】
渡り部１０１では、多数のローラで湿潤フィルム１１３を支持し、搬送する間に乾燥が進められる。テンタ１０２では、湿潤フィルム１１３の両側端部がピン等の保持手段で保持された後、搬送する間に乾燥が進められフィルム１０６とされる。この後、フィルム１０６は、巻取ローラ１０５によりロール状に巻き取られる。
【００５４】
流延ダイ１０７の上流側には濾過器１１４が設置されており、流延に供する前のドープが濾過される。これにより流延ドープ中の不純物がよりいっそう取り除かれる。本実施形態では金属製のフィルタを備える装置を使用するが特に、濾過方式は特に限定されず、濾紙も好適に用いられる。ここで、フィルタが有する孔は微細な不純物でさえも取り除く上で、その平均孔径が１００μｍ以下であることが好ましい。平均孔径が小さすぎると濾過に要する時間が長くなるので濾過効率が低下する。その一方で、平均孔径が大きすぎると流延ドープ５２中の微細な不純物を捕捉するのが難しい。フィルタは、生産性などを考慮しながら適宜選択すれば良い。
【００５５】
流延ダイ、減圧室、支持体等の構造、共流延、剥離法、延伸、各工程の乾燥条件、ハンドリング方法、カール、平面性矯正後の巻取方法から、溶媒回収方法、フィルム回収方法まで、特開２００５−１０４１４８号公報の［０６１７］段落から［０８８９］段落に詳しく記述されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【００５６】
本発明により得られるフィルムは、透明度やレタデーション値が高く、湿度依存性が低い。そのため、特に、偏光板の位相差フィルムとして好適に用いることができるが、偏光板の表面を保護するための保護フィルムとしても利用することができる。本発明のセルロースエステルフィルムの具体的用途に関しては、特開２００５−１０４１４８号公報において、例えば、［１０８８］段落から［１２６５］段落には、液晶表示装置として、ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＶＡ型、ＯＣＢ型、反射型、その他の例が詳しく記載されており、この記載も本発明に適用させることができる。
【００５７】
以下、本発明について行なった実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００５８】
下記の各種ドープ原料を混合して原料ドープ４１を調製した。本実施例では、溶媒２１としては、ジクロロメタンと、メタノールと、１−ブタノールとを混合した混合溶媒を用いた。
【００５９】
〔ドープ原料〕
セルローストリアセテート                                            １００重量部ジクロロメタン                                                      ３２０重量部メタノール                                                            ８３重量部１−ブタノール                                                          ３重量部可塑剤Ａ                                                            ７．６重量部可塑剤Ｂ                                                            ３．８重量部ＵＶ剤ａ                                                            ０．７重量部ＵＶ剤ｂ                                                            ０．３重量部クエン酸エステル混合物                                          ０．００６重量部
微粒子                                                            ０．０５重量部
【００６０】
上記のセルローストリアセテートは、置換度２．８４、粘度平均重合度３０６、含水率０．２重量％、ジクロロメタン溶液中の６重量％の粘度が３１５ｍＰａ・ｓであり、平均粒子径１．５ｍｍ、標準偏差０．５ｍｍの粉体であり、可塑剤Ａは、トリフェニルフォスフェートであり、可塑剤Ｂは、ジフェニルフォスフェートであり、ＵＶ剤ａは、２（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾールであり、ＵＶ剤ｂは、２（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾールであり、クエン酸エステル化合物はクエン酸とモノエチルエステルとジエチルエステルとトリエチルエステルとの混合物であり、微粒子は平均粒径が１５ｎｍ、モース硬度が約７の二酸化ケイ素である。また、原料ドープ４１の調製時には、レタデーション制御剤（Ｎ−Ｎ−ジ−ｍ−トルイル−Ｎ−Ｐ−メトキシフェニル−１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン）をフィルムとしたときの全重量に対して４．０重量％となるように添加した。
【００６１】
次に、図１に示す溶液製膜設備１０のうち、濾過ユニット１２において濾過器４７を使用して原料ドープ４１を濾過した。この時、濾過助剤としては、平均粒径が３５μｍの珪藻土を使用し、予め原料ドープ４１を濾過する前に、プレコート形成処理を行い、プレコートを形成した後に、プレコート液を抜き取った。
【００６２】
プレコート液は、濾過助剤として平均粒径が３５μｍの珪藻土、セルローストリアセテートが２０重量％のドープ液、及び希釈用の溶媒をプレコート液調製タンクに入れて、前記プレコート液の濾過助剤濃度が３．０重量％、セルロース濃度が３．５重量％となるように調製したもので、調製後にプレコート液貯留タンクに貯留した。このプレコート液を２０Ｌ（リットル）／分／ｍ２の流量で、濾過器４７とプレコート液貯留タンク６６との間で循環させ、第１濾過器内の濾材支持体上に、プレコートを形成した。濾材支持体６０としては、ＳＵＳ製の３５０メッシュの金網を用いた。
【００６３】
そして、接続配管７３に設けた濁度計６９がある一定濃度以下となったときに、所期の濾過能力に達したとして、プレコートの形成完了とする。このプレコート６２ａの形成完了後は、第１濾過器４７から、プレコート液６１を自重により抜き取る。このときに、連通管７５のバルブＶ７が開けられてプレコート液貯留タンク６６と第１濾過器４７とが連通され、自重によるプレコート液６１の抜き取りに連動してプレコート液６１を抜き取った分だけ溶媒飽和ガス７６が第１濾過器４７内に補充される。これにより、従来のように、形成したプレコート６２ａを乾燥空気や乾燥窒素で圧力をかけて抜液するものと異なり、プレコート６２ａの表面にスキン層が形成されることがない。また、連通管７５のバルブＶ７の開度を調節することにより、プレコート液６１の抜き取り流速をプレコート層の面に対して１×１０−３ｍ／ｓ以下とすることができる。このプレコート液６１の抜き取り速度を１×１０−３ｍ／ｓ以下とすることで、プレコート６２ａの崩落がなく、その後にドープの濾過を円滑に行うことができた。
【００６４】
［比較例１］
プレコート６２ａの形成完了までは実施例１と同様に構成した。プレコート６２ａの完了後に、窒素ガスを第１濾過器４７に送り、抜液した。この抜液後にプレコート６２ａの表面にカワバリが発生し、圧力損失が大きくなり、濾過不能となった。
【００６５】
［比較例２］
実施例１における自重抜液速度が２×１０−３ｍ／ｓとなるように、連通管７５のバルブＶ７の開き度合を制御した以外は実施例１と同じにした。自重抜液速度が早いために、折角形成したプレコート６２ａが流れてしまい、結果としてプレコート６２ａを形成することができなかった。
【００６６】
以上の結果により、プレコート液の抜液時の速度をプレコート層の面に対して１×１０−３ｍ／ｓ以下とすることにより、プレコートを形成維持することができ、また、抜液に合わせて溶剤飽和ガスを濾過器内に補充することにより、プレコートの表面にカワバリが発生することを阻止し、濾過能力に優れたプレコートを形成することができることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を実施した溶液製膜設備の一例を示す概略図である。
【図２】濾過器内の濾材とプレコートとを拡大して示す断面図である。
【図３】プレコート液循環部を示す概略図である。
【図４】洗浄液循環部を示す概略図である。
【図５】乾燥装置を示す概略図である。
【図６】製膜ユニットを示す概略図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    溶液製膜設備
１１    原料ドープ調製ユニット
１２    濾過ユニット
１３    製膜ユニット
１４  計量器
１９  フィルム
３０  粗溶解液
４１  原料ドープ
４４  濾過助剤
４５  ボディフィード用タンク
４６  濾過助剤タンク
４７  第１濾過器
４８  第２濾過器
４９  プレコート液循環部
５０  洗浄液循環部
５１  流延ドープ貯留タンク
５２  流延ドープ
５６  濾過助剤溶液
６０  濾材支持体
６１  プレコート液
６２  堆積層
６２ａ  プレコート
６３  濾材
６４  不純物
６５  プレコート液調製タンク
６６  プレコート液貯留タンク
６９  濁度計
７０  希釈用溶媒
７１  溶媒タンク
７５  連通管
７６  溶媒飽和ガス
【図１】
0004959475.tif 000002
【図２】
0004959475.tif 000003
【図３】
0004959475.tif 000004
【図４】
0004959475.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004959475.tif 000007