JP5384582B2 - 溶液製膜設備のバンド位置制御装置及び方法並びに溶液製膜方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶液製膜設備のバンド位置制御装置及び方法並びに溶液製膜方法に関する。

長尺の光学フィルムの代表的な製造方法としては、連続方式の溶液製膜方法がある。溶液製膜方法は、周知のように、ポリマが溶剤に溶解している溶液（ドープ）を、走行する流延支持体の上に流延し、流延により膜状になったドープ、すなわち流延膜を流延支持体から剥がして乾燥することによりフィルムを製造する方法である。

流延支持体には金属製のバンドやドラムがある。ドラムの場合には流延から剥がされるまでの距離がバンドに比べて短くなるため、流延膜が支持体から剥がせる程度の自己支持性を備えるように乾燥させる場合には不利である。このため、流延膜を長い距離で支持することができるバンド方式が多く利用されている。ところで、製造することができるフィルムの幅はバンドの幅に制約される。より広い幅のフィルムを製造するには、より広い幅のバンドが必要となる。しかし、これまで、バンドの製造技術上の問題から、幅が２ｍ程度までのバンドしか得られていないのが現状である。

特開平６−２９７４８６号公報 特開２００２−２５４４５２号公報

特許文献１では、以下のようにしてフィルム製造装置における蛇行を制御している。先ず、エンドレスベルト（バンド）が正規走行路より右方に位置ずれを起こした際に、この位置ずれを第１検知手段で検知する。第１検知手段は位置ずれを検出したときに、右側修正指令信号を出力して右側伸縮手段により右側軸受部材を固定する。この状態では左側軸受部材はフリー状態が維持されるため、位置ずれを起こしたバンドからの張力により、ターンプーリ（ターンドラム）の回転軸が傾斜する。この傾斜によりバンドが張力の小さい方に移動し、バンドの位置ずれが修正される。同様にして、バンドが正規走行路より左方に位置ずれを起こした際にも、第２検知手段がこれを検知して同様の動作を行うことにより、位置ずれが修正される。

特許文献２では、エンドレスベルトを保持する第１ドラムの近くに、ベルトエッジの位置を検出する第１ベルト位置検出手段と、第２ドラムの近くにベルトエッジの位置を検出する第２ベルト位置検出手段とを設け、各検出手段の位置検出情報と基準位置との差に応じて、ベルト位置調整機構を制御する。ベルト位置調整機構は、第２ドラムの一端部をシリンダによって変位させてドラム軸を傾斜させ、特許文献１と同様に蛇行を抑えている。

ところで、従来は広幅の要求がなかったため、バンドの蛇行量としてはバンドの幅方向に、例えば２ｍのバンド幅の場合に５０ｍｍ程度は許されていた。したがって、上記のような蛇行制御方法によっても対応が可能である。しかしながら、広幅化の要請によって、上記非流延領域を狭くしていくと、例えば２ｍのバンド幅の場合にはその蛇行量を２ｍｍ程度に抑える必要が出てくる。このため、例えば先行文献１，２に記載のように、一方の軸端部を変位させてターンドラム軸を傾斜させ、バンドの張力を利用しターンドラム上でバンドを移動させて位置ずれを修正する方法では、迅速に且つ精度良く位置ずれを修正することができず、広幅化の要請に対応することができないという問題がある。

また、流延ダイのバンド走行方向上流側には、流延ダイからバンドに至るドープ流れであるビードを安定させるために、内部を負圧にした減圧チャンバを設けている。この減圧チャンバにおいて、負圧を一定に保つためには、バンドとの隙間を一定に保つ必要がある。したがって、バンドの蛇行量が大きくなると、減圧チャンバ内にバンドの側縁が位置してしまうこともある。この場合には、バンドの厚み分の隙間が減圧チャンバの側縁部にできてしまい、負圧の急激な変動が発生してビードが不安定になってしまうという問題がある。

さらに、溶液製膜設備において、長期間のバンドの使用によってフィルムに厚みムラや表面特性ムラが発生することがある。鋭意研究を重ねた結果、この厚みムラ等はバンドを長期間使用することによって発生すること、特にバンドのドラム上における蛇行に起因するストレスによることが判明した。すなわち、バンドが蛇行する場合には、例えばドラムの周面上で、バンドがドラムの回転軸方向に滑って移動する。このドラム周面上におけるドラム回転軸方向への移動によって、バンドにはストレスがかかり、主に裏面に、走行方向に長い筋状の厚みムラ（ピーク）が発生し、このバンドの厚みムラは、バンド上の流延膜に転写され、フィルムの厚みムラ、表面特性ムラとなって現れることが判った。このため、バンドへのストレスを軽減するために、バンドの蛇行を効果的に抑える必要がある。

しかしながら、特許文献１及び２に示されるように、従来の蛇行制御では、駆動ドラムとは反対側のフリー回転するドラムの回転軸の傾斜角度を変更することにより、流延位置でのバンドの蛇行を抑えるため、的確な制御を行ったとしても、ドラム間距離が例えば数十メートル程度と長い場合には応答性が低下し、精度の良い蛇行制御が行えないという問題がある。また、何トンもあるドラムをシフトさせて蛇行制御を行う必要があり、摩擦の影響を受けて軸受を円滑に動かすことが困難である。しかも、摩擦の影響などによるメカロスや、軸受をシフトさせる駆動部材の撓みなどの影響によって蛇行制御の精度が低下するという問題がある。

本発明は、フィルムの広幅化にも容易に対応可能であり、精度の良い蛇行制御が行える溶液製膜設備のバンド位置制御装置及び方法並びに溶液製膜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、第１ドラムと第２ドラムとの間に掛け渡されて、前記第１ドラムから前記第２ドラムに向かう第１方向に走行するバンド上に、ポリマが溶剤に溶解したドープを流延ダイから流延して前記バンドに流延膜を形成し、前記流延膜を前記バンドから剥がして乾燥させフィルムにする溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置において、前記バンドの幅方向である第２方向におけるエッジ位置を前記第１ドラムにて検出する第１ドラムバンドエッジ位置センサと、前記第１ドラム及び第２ドラム間の下側バンドの内周面に接触するステアリングロールと、前記ステアリングロールの中心線を前記第２方向の基準線に対して傾斜させ、前記ステアリングロールの傾斜に応じて前記下側バンドを前記ステアリングロール上で前記中心線に沿って移動させるステアリングロール傾斜機構と、前記第１ドラムバンドエッジ位置センサのバンドエッジ位置に基づき、前記バンドエッジ位置の変動を抑えるように、前記ステアリングロールの傾斜の角度を制御するバンドエッジ位置コントローラとを有する。

前記ステアリングロールは前記第１ドラムのバンド入口近くに配置され、前記ステアリングロール傾斜機構は、前記ステアリングロールの両端部を回転自在に保持するロール軸受と、前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に交差する方向に個別にシフトさせる縦シフト部とを有するか、前記ステアリングロール傾斜機構は、前記ステアリングロールの両端部を回転自在に保持するロール軸受と、前記ステアリングロールを前記バンドに接触させた状態で前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に平行な方向に個別にシフトさせる横シフト部とを有することが好ましい。さらには、前記ステアリングロール傾斜機構は、前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に平行な方向に個別にシフトさせる横シフト部を有することが好ましい。

前記バンドエッジ位置コントローラは、前記第１ドラムバンドエッジ位置センサからのバンドエッジ位置信号に基づき前記第２方向におけるバンドエッジの移動速度を求め、前記バンドエッジ移動速度と前記バンドの走行速度とに基づき、前記ステアリングロール傾斜機構を制御して、前記バンドエッジの移動速度を小さくする方向に前記ステアリングロールを傾斜させることが好ましい。

前記第２ドラムの両軸端部を回転自在に支持するドラム軸受と、前記ドラム軸受を前記第１方向にシフトさせるシフト機構と、前記バンドのテンションを検出するテンションセンサと、前記テンションセンサのテンション信号に基づき前記シフト機構を作動させてテンションを一定にするテンションコントローラとを有することが好ましい。また、前記テンションセンサは、前記第１ドラムと前記第２ドラムとの中間位置に設けられ、下側のバンドの懸垂量からテンションを検出することが好ましい。また、前記第２ドラムの両軸端部を回転自在に支持するドラム軸受と、前記ドラム軸受を前記第１方向に個別にシフトさせる右側シフト機構及び左側シフト機構と、前記ドラム軸受の前記第１方向における位置を検出する第２ドラム右側位置センサ及び第２ドラム左側位置センサと、前記第２方向におけるバンドエッジ位置を前記第２ドラムにて検出する第２ドラムバンドエッジ位置センサと、前記ドラム軸受及び前記シフト機構の間にそれぞれ設けられる右側テンションセンサ及び左側テンションセンサと、前記テンションセンサのテンション信号に基づきバンドのテンションを一定に保持するとともに、前記第２ドラムにおけるバンドエッジ位置の変動を抑えるための軸受位置補正信号を前記右側シフト機構及び左側シフト機構に出力するテンションコントローラとを有することが好ましい。

本発明の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法では、前記第１ドラムにて前記バンドの幅方向である第２方向におけるエッジ位置を検出し、前記バンドエッジ位置の検出信号に基づき、前記第１ドラム及び第２ドラム間の下側バンドの内周面に接触するステアリングロールの中心線を前記第２方向の基準線に対して傾斜させ、このステアリングロールの傾斜に応じて下側バンドをステアリングロール上で前記中心線に沿って移動させて前記バンドエッジ位置の変動を抑える。また、本発明の溶液製膜方法では、上記バンドエッジ位置制御方法を用いて溶液製膜を行う。

本発明によれば、第１ドラム及び第２ドラム間の下側バンドの内周面に接触するようにステアリングロールを配置し、第１ドラムにおけるバンドエッジ位置信号に基づきステアリングロールの傾斜角度を変えるため、第１ドラムでのバンドの蛇行を迅速に且つ精度良く抑えることができる。したがって、バンドの位置制御が精度良く行え、例えば２０００ｍｍ幅のバンドに対して２〜３ｍｍ程度の振れ幅に抑えることができる。これにより、バンドのドラム軸方向での移動量が少なくなり、バンドの両側縁と流延膜の両側縁との間の非流延領域の幅を狭くすることができ、広幅の長尺フィルムを効率良く製造することができる。しかも、ステアリングロールによってバンドの蛇行を抑制するため、迅速且つ精度良くバンドの蛇行を抑えることができ、蛇行制御時のドラム上でのバンドシフト量も小さくて済む。したがって、バンドの蛇行に起因する経年変化によって、バンドに筋状のピークが発生することが抑えられる。これにより、バンドの長寿命化と、製膜されるフィルムの厚みムラを無くすことができる。

溶液製膜設備の概略図である。 バンドエッジ位置制御装置を平面から見たブロック図である。 同じく側面から見たブロック図である。 同じく正面から見たブロック図である。 ステアリングロールの動作を説明するための正面図である。 別実施形態のステアリングロールの動作を説明するための平面図である。 同側面図である。 別実施形態のステアリングロールの動作を説明するための側面図である。

図１に示すように、溶液製膜設備１０は、流延装置１１と、第１テンタ１２と、ロール乾燥装置１３と、第２テンタ１４と、スリッタ１５と、巻取装置１６とを上流側から順に直列に接続して構成される。

流延装置１１は、ドラム２１，２２に掛け巡らされたバンド２３と、流延ダイ２４と、ダクト２５と、減圧チャンバ２６と、剥ぎ取りロール２７と、バンドエッジ位置（ＢＥＰ）の制御装置（以下、ＢＥＰ制御装置という）２８とを備える。バンド２３は、環状に形成されたエンドレスの金属製流延支持体であり、第１ドラム２１と第２ドラム２２との周面に巻き掛けられる。各ドラム２１，２２の上側に位置するバンド２３を上側バンド２３Ａと言い、下側に位置するバンド２３を下側バンド２３Ｂと言う。第１ドラム２１はモータ（図２参照）２９により回転駆動され、これによりバンド２３が矢印Ａで示す第１方向に走行する。

第１ドラム２１の上方には流延ダイ２４が配置される。流延ダイ２４は、走行しているバンド２３に対し、ドープ３０を連続的に流す。これにより、バンド２３上には流延膜３１が形成される。ドープ３０は、例えばセルロースアシレートを溶剤に溶解したものであり、図示しないドープ製造ラインで製造され、流延ダイ２４に供給される。

流延ダイ２４からのビード３４に対して、バンド２３の走行方向における上流には、減圧チャンバ２６が設けられる。この減圧チャンバ２６は、ビード３４の上流側エリアの雰囲気を吸引して前記エリアを減圧し、ビード３４の振動を減少させる。

製造速度を向上するために、剥ぎ取りロール２７に向かう流延膜３１は、第２ドラム２２及びバンド２３により加熱される。また、流延位置では、バンド２３が過度に昇温することがないように、第１ドラム２１によりバンド２３が冷却される。このため、各ドラム２１，２２は図示しない温度調節装置を有する。

ダクト２５はバンド２３の走行路に沿って、複数が並べて設けられる。各ダクト２５はそれぞれ送風機を有する温風コントローラ（共に図示無し）に接続され、流出口から乾燥風を吹き出す。温風コントローラは、乾燥風の温度、湿度、流量を独立して制御する。乾燥風の温度及び流量の制御と、ドラム２１，２２自体の温度調節装置による温度制御とにより、流延膜３１の温度が調節され、流延膜３１の乾燥が進行する。そして、第１テンタ１２での搬送が可能な程度にまで流延膜３１が固化されて自己支持性が付与される。

第１ドラム２１の流延ダイ２４の走行方向上流側には、剥ぎ取りロール２７が設けられる。剥ぎ取りロール２７は、溶剤を含む状態の乾燥が進行した流延膜３１をバンド２３から剥がす際に、流延膜３１を支持する。剥ぎ取られた流延膜３１、すなわちフィルム３２は、第１テンタ１２に案内される。

第１テンタ１２では、クリップ３３によりフィルム３２の両側縁部を把持して、フィルム３２を搬送しながら、矢印Ｂで示す第２方向（フィルム幅方向）への張力を付与し、フィルム３２の幅を拡げる。第１テンタ１２には、上流側から順に、予熱エリア、延伸エリア、及び緩和エリアが形成される。なお、緩和エリアは必要に応じて設けられる。

第１テンタ１２は、１対のレール及びチェーン（共に図示無し）を有する。レールはフィルム３２の搬送路の両側に、所定の間隔で離間して配される。このレール間隔は、予熱エリアでは一定であり、延伸エリアでは下流に向かうに従って次第に広くなり、緩和エリアでは一定、または下流に向かうに従って次第に狭くなっている。チェーンには一定間隔でクリップ３３が取り付けられる。

予熱エリア、延伸エリア、緩和エリアは、ダクト３５からの乾燥風の送り出しによって空間として形成されるもので、これら各エリアの間に明確な境界はない。ダクト３５のスリットからは、所定の温度や湿度に調整した乾燥風がフィルム３２に向けて送られる。

ロール乾燥装置１３では、多数のロール３６にフィルム３２が巻き掛けられて搬送される。ロール乾燥装置１３の内部の雰囲気は、温度や湿度などが図示しない温調機により調節されており、フィルム３２が搬送されている間に、フィルム３２から溶剤が蒸発する。

第２テンタ１４は、第１テンタ１２と同様の構造であり、クリップ３８及びダクト３９を有する。第２テンタ１４は、フィルム３２をクリップ３８により保持して延伸する。この延伸により、所望の光学特性を有するフィルム３２となる。得られるフィルム３２は、例えば液晶ディスプレイ用の位相差フィルムとして利用することができる。なお、フィルム３２の光学特性によっては、第２テンタ１４は用いなくてもよい。

スリッタ１５は、第１テンタ１２や第２テンタ１４の各クリップ３３，３８による保持跡を含む側部を切除する。側部が切除されたフィルム３２は、巻取装置１６によりロール状に巻き取られる。

図２及び図３に示すように、第１ドラム２１は軸受１７によってドラム回転軸２１Ａの両端部が回転自在に支持される。また、一端部にはドラム回転モータ２９が接続される。ドラム回転モータ２９にはＴＧ（タコジェネレータ）１８が接続され、このＴＧ１８は第１ドラム２１の回転速度を検出する。ドラム回転モータ２９はドライバ１９を介してシステムコントローラ２０に接続される。また、ＴＧ１８もシステムコントローラ２０に接続される。システムコントローラ２０は、バンド２３が一定速度で回転するように、ドラム回転モータ２９の回転を制御する。なお、システムコントローラ２０は、製膜条件に応じてバンド２３の走行速度や乾燥温度を変更する。

図３及び図４に示すように、ＢＥＰ制御装置２８は、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａと、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂとを有する。第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａは、ステアリングロール４０、第１ドラムバンドエッジ位置センサ（以下、第１ドラムＢＥＰセンサという）４１、ステアリングロール傾斜機構４２、ＢＥＰコントローラ４３を有する。ＢＥＰコントローラ４３は、第１ドラムＢＥＰセンサ４１の信号に基づき、ステアリングロール４０を鉛直面内で第２方向Ｂ（図２参照）に傾斜させることにより、ＢＥＰを一定に保持する。

図２及び図３に示すように、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂは、シフト機構４５Ｒ，４５Ｌと、第２ドラム２２の軸受位置センサ４６Ｒ，４６Ｌと、テンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌと、第２ドラムバンドエッジ位置センサ（以下、第２ドラムＢＥＰセンサという）４８と、テンションコントローラ５１とを有する。

図２に示すように、テンションコントローラ５１は、第２ドラム２２の中心線ＣＬ２を水平面内で基準線ＢＬ２に対し傾斜角度θ２で傾斜させる。これにより、バンド２３の左右のテンション差を無くすようにして、テンション差に起因する第２ドラム２２におけるバンド２３の蛇行が抑えられ、第２ドラム２２におけるＢＥＰを一定に保持する。なお、本実施形態では、左右を識別して説明する必要がある部材に関しては、第１方向Ａに向かったときを基準にして、右側にある部材には各部材の符号に「Ｒ」が付してあり，左側にある部材には各部材の符号に「Ｌ」が付してある。

図４に示すように、ステアリングロール４０は、下側バンド２３Ｂの内周面２３Ｃに接触して回転する。ステアリングロール４０は金属製であり、必要に応じて、ゴムライニングなどの表面加工したものが用いられる。ステアリングロール傾斜機構４２は、ロール軸受４０ＢＲ，４０ＢＬと、これら両ロール軸受４０ＢＲ，４０ＢＬをシフトするシフト部５５Ｒ，５５Ｌとを有する。ロール軸受４０ＢＲ，４０ＢＬは、ステアリングロール４０の両軸端に取り付けられ、ステアリングロール４０を回転自在に支持する。シフト部５５Ｒ，５５Ｌは、各ロール軸受４０ＢＲ，４０ＢＬを、下側バンド２３Ｂの内周面２３Ｃに交差する鉛直方向に個別にシフトさせる。これにより、第２方向の基準線ＢＬ１に対してステアリングロール４０の中心線ＣＬ１を傾斜角度θ１で傾斜させる。ステアリングロール４０が傾斜することにより、ステアリングロール４０に内周面２３Ｃが接触する下側バンド２３Ｂが、ステアリングロール４０の傾斜角度θ１に応じてステアリングロール４０上で移動する。この移動により、下側バンド２３Ｂの第１ドラム２１上における蛇行が抑えられる。

ＢＥＰコントローラ４３は、第１ドラムＢＥＰセンサ４１からのＢＥＰ信号に基づき、各シフト部５５Ｒ，５５Ｌを作動させて、第１ドラムＢＥＰセンサ４１におけるＢＥＰを一定位置に保つようにし、蛇行の発生を抑える。このため、ＢＥＰコントローラ４３には、システムコントローラ２０からバンド走行速度指令信号とＢＥＰ位置指令信号とが入力される。

ＢＥＰコントローラ４３は、第１ドラムＢＥＰセンサ４１からのＢＥＰ信号に基づき、第１ドラム２１における第２方向Ｂでのバンドエッジ移動速度Ｖｅ１を求める。そして、このＢＥ移動速度Ｖｅ１とシステムコントローラ２０からの速度指令信号とに基づき、ＢＥ移動速度Ｖｅ１が「０」になり且つ目標ＢＥＰとなるように、ステアリングロール４０の目標傾斜角度を求める。そして、求めた目標傾斜角度に基づき各シフト部５５Ｒ，５５Ｌのシフト量を算出し、このシフト量となるように、各シフト部５５Ｒ，５５Ｌにシフト制御信号を送る。シフト部５５Ｒ，５５Ｌでは、このシフト制御信号に基づきシフト量が調節される。これにより、現在のＢＥＰに基づきこれを目標ＢＥＰに近づける修正がなされる。なお、ＢＥ移動速度Ｖｅ１とバンド走行速度ＶＢと傾斜角度θ１との関係は予め実機により実験により求められており、これらの関係が例えばルックアップテーブルデータとして記憶されている。

例えば、図５に示すように、第１ドラムＢＥＰセンサ４１の信号に基づき下側バンド２３Ｂが第１ドラム２１上で右側へ移動し始めていることが検出されたときには、これを修正すべく、シフト部５５Ｒ，５５Ｌは、軸受４０ＢＬを下げ、軸受４０ＢＲを上げて、ステアリングロール４０を傾斜させる。これにより、下側バンド２３Ｂがステアリングロール４０上で左側にシフトし、第１ドラム２１におけるＢＥＰが目標ＢＥＰに迅速に位置決めされる。したがって、第１ドラム２１上におけるバンド２３の蛇行が迅速且つ効率良く抑えられる。そして、バンドエッジ移動速度Ｖｅ１が高いときはステアリングロール４０の傾斜角度θ１を大きくし、バンドエッジ移動速度Ｖｅ１が低いときは傾斜角度θ１を小さくする。

このように、ステアリングロール４０によって、流延位置に近い第１ドラム近くでＢＥＰの位置を修正することができ、従来の流延装置のように第２ドラム２２の回転軸２２Ａを傾斜させてバンドの蛇行を抑えるものに比べて、迅速且つ容易に蛇行を抑えることができる。すなわち、従来のように、第２ドラム２２の回転軸２２Ａを傾斜させて、バンド２３の蛇行を抑えようとすると、第１及び第２ドラム２１，２２間の距離が例えば数十メートルと長い場合には、バンド２３が長くなる分だけメカロスや撓みなどが大きくなる。第２ドラムの軸受に掛かる荷重は例えば５トン程度になり、これをシフト機構４５Ｒ，４５Ｌで動かす場合に、摩擦が高くなり動きにくい。しかも、メカロスや撓み量などの発生により、再現性が低くなり、蛇行抑制の精度が低下する他に迅速に蛇行を抑制することができない。これに対して、本実施形態では、第１ドラム２１の近傍で、ステアリングロール４０にて下側バンド２３Ｂの蛇行を修正するため、迅速に蛇行を修正することができる。しかも、第１ドラム２１のバンド入口側にてステアリングロール４０によりバンド２３を傾斜させて蛇行を修正するため、少ないシフト量にて、しかも第２ドラム回転軸２２Ａを傾斜させるのに比べて小さい力にて蛇行を効率良く修正することができ、迅速且つ精度の良い蛇行制御が可能になる。

図２に示すように、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂでは、第２ドラム２２のドラム回転軸２２Ａの両端部を、軸受５２Ｒ，５２Ｌによって回転自在に支持する。これら軸受５２Ｒ，５２Ｌは各ドラム回転軸２１Ａ，２２Ａを含む水平面内で、第１ドラム２１に向かう第１方向Ａに移動自在に設けられる。そして、シフト機構４５Ｒ，４５Ｌによって、それぞれ個別に第１方向Ａに変位する。なお、シフト機構４５Ｒ，４５Ｌや、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａのシフト部５５Ｒ，５５Ｌは、各軸受５２Ｒ，５２Ｌ、４０ＢＲ，４０ＢＬを移動させることができるものであればよく、油圧シリンダを用いたものや、ウォーム軸やネジ棒の回転駆動によるものなどが、適宜選択される。

右側軸受５２Ｒには右側軸受位置センサ４６Ｒが、また左側軸受５２Ｌには左側軸受位置センサ４６Ｌが取り付けられる。これら軸受位置センサ４６Ｒ，４６Ｌは、各軸受５２Ｒ，５２Ｌの第１方向Ａでの位置を検出する。なお、軸受位置センサ４６Ｒ，４６Ｌにより各軸受位置を検出する代わりに、第２ドラム２２の軸端部の変位を第１方向で検出することができるものであればよく、検出位置や検出方法については、特に限定されない。

各軸受５２Ｒ，５２Ｌとシフト機構４５Ｒ，４５Ｌとの間には、右側テンションセンサ４７Ｒ及び左側テンションセンサ４７Ｌが取り付けられる。これら右側テンションセンサ４７Ｒ及び左側テンションセンサ４７Ｌは、バンド２３のテンションをそれぞれ検出し、テンション信号として出力する。

第２ドラム２２上には第２ドラムバンドエッジ位置センサ（以下、第２ドラムＢＥＰセンサという）４８が設けられる。第２ドラムＢＥＰセンサ４８は、バンド２３の一方の側縁、例えば左エッジ位置をフィルム幅方向（第２方向Ｂ）において検出し、第２ドラムにおける第２バンドエッジ位置信号（以下、第２ＢＥＰ信号という）として出力する。

テンションコントローラ５１は、軸受位置センサ４６Ｒ，４６Ｌ、テンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌ、第２ドラムＢＥＰセンサ４８の各信号に基づき、左右のテンション差を無くし、各テンションが一定値になるようにシフト機構４５Ｒ，４５Ｌを作動させる。このため、左右のテンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌの信号の和をバンドテンションとして用い、システムコントローラ２０からのテンション指令に基づきバンドテンションを一定に保持する。また、左右のテンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌの信号の差をバンドの左右テンション差として用い、この左右テンション差に基づき蛇行を制御する。

シフト機構４５Ｒ，４５Ｌは、第１方向Ａへの各軸受５２Ｒ，５２Ｌの個別の変位により、第２ドラム２２を水平面内において、基準線ＢＬ２に対して任意の傾斜角度θ２で傾斜させる。この傾斜によって、第２方向Ｂにおけるテンションムラが解消され、このテンションムラに起因するバンドの蛇行が抑制される。また、シフト機構４５Ｒ，４５Ｌによる軸受５２Ｒ，５２Ｌの個別移動によって、バンド２３の張り（テンション）も一定値になるように調節される。

テンション差に基づくバンド２３の蛇行を抑えるための各シフト機構４５Ｒ，４５Ｌのシフト量は、バンド走行速度に対応させて、予め実機において実験やシミュレーションなどにより求められており、これがルックアップテーブル形式でメモリに記憶されている。したがって、左右のテンション信号、バンド走行速度が入力されると、これらテンション差に基づく蛇行を抑えるためのシフト量が算出される。そして、このシフト量になるように各シフト機構４５Ｒ，４５Ｌが作動する。

また、テンションコントローラ５１は、システムコントローラ２０からのテンション指令信号に基づき各シフト機構４５Ｒ，４５Ｌを作動させて、バンド２３のテンションが指令信号で指示された値になるようにテンション制御を行う。例えば、バンドテンションが小さいときには各シフト機構４５Ｒ，４５Ｌのシフト量を増やし、バンドテンションが大きいときには各シフト機構４５Ｒ，４５Ｌのシフト量を減らすことにより、テンションを一定に保持する。

以上のように、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂでは、第２ドラム２２の各軸受５２Ｒ，５２Ｌを個別にシフトさせてテンションを制御することにより、バンド２３の温度分布が不安定な時期でのテンション変動が効率良く抑えられるため、流延開始時や、流延速度の変更、流延膜の乾燥温度の変更などにおいて、バンド２３の蛇行が効率よく抑えられる。

テンション変動に起因するバンド２３の蛇行補正制御は、流延開始時に特に有効である。流延開始時は定常時と異なり、バンド２３の幅方向温度分布が均一になっていないため、この温度分布の不均一によりバンド２３の第１方向長さが第２方向において部分的に変動しやすい。この部分的なテンション変動を左右のテンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌによって、蛇行要因成分としてとらえることができ、バンド２３の温度分布むらに起因する蛇行を効果的に取り除くことができる。したがって、流延開始時の蛇行制御を精度良く行うことができる。なお、左右のテンション差が所定範囲内になり、左右テンション差に起因する蛇行の影響が少なくなったときには、第２ドラム回転軸２２Ａを傾斜させて蛇行を抑える制御を停止し、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａのみによって蛇行を抑えてもよい。

上記第１実施形態では、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂにより、バンドテンションを一定に保持するテンション制御の他に、左右テンション差に基づく蛇行抑制を行い、それでも抑制できない蛇行を第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａにより取り除くようにして、精度の良い蛇行制御を行っているが、これに代えて、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂでは、バンドテンションを一定に保持する制御のみを行ってもよい。

さらには、第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂで、左右のテンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌからの信号の和に基づきバンドテンションを検出することに代えて、または加えて、バンド走行方向の中間位置における下側バンド２３Ｂの懸垂量に基づくテンションセンサ４９（図３参照）からの信号に基づき、テンション変動を抑えてもよい。

この場合には、第１ドラム２１と第２ドラム２２との中間位置で下側バンド２３Ｂの左側縁部近くに、中間部テンションセンサ４９を設ける。この中間部テンションセンサ４９は、バンド２３のテンションを下側バンド２３Ｂの中央位置での懸垂量から求める。バンド２３のテンションと懸垂量との間には、テンションが大きくなると懸垂量が小さくなる関係がある。式（１）はこの関係を表すもので、Ｔはバンドのテンション（Ｎ）、Ｌｄはドラム中心間の距離（ｍ）、Ｗｂはバンドの幅（ｍｍ）、ｔはバンドの厚み（ｍｍ）、γはバンドの密度（ｋｇ／ｄｍ^３ ）、ｇは重力加速度（９．８１ｍ／ｓ^２ ）、Ｄはドラム中間位置における自然な懸垂量（ｍｍ）である。
Ｔ＝（Ｌｄ^２ ・Ｗｂ・ｔ・γ・ｇ）／（８・Ｄ） ・・・・（１）

なお、バンド中央部の懸垂量は、上記のように、バンド自体の重みによる自然な懸垂量であってもよいし、または押さえロールなどにより下方に付勢した状態での懸垂量であってもよい。この場合には上記（１）式で求めたものに押圧力に応じた補正量を加味して算出する。この中間部テンションセンサ４９からのテンション信号が一定になるように、各軸受５２Ｒ，５２Ｌの変位量を変化させることにより、常に一定範囲内に懸垂量を収めることができ、バンド２３のテンションも略一定に保つことができる。

さらには、右側及び左側のテンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌのテンション信号の他に、中間部テンションセンサ４９のテンション信号をテンションコントローラ５１に入力し、中間部テンションセンサ４９のテンション信号を加味して蛇行制御してもよい。この場合には、右側及び左側のテンションセンサ４７Ｒ，４７Ｌのテンション信号と、中間部テンションセンサ４９のテンション信号との重み付けを変えて加算することで、蛇行制御をより精度よく行うことができる。

また、第２ドラム回転軸２２Ａの軸受５２Ｒ，５２Ｌをシフトさせることによりバンド２３のテンション制御を行う方法に代えて、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａのステアリングロール４０の傾斜によってバンドテンションを制御してもよい。この場合には、蛇行抑制分のシフト量に、バンドテンションを一定に保持するためのシフト量を加えることで、バンドテンション制御も蛇行制御と一緒に行うことができる。

なお、図２〜図４に示す上記第１実施形態では、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａと第２ＢＥＰ制御ユニット２８Ｂからなる新設の流延装置を例に説明したが、既存の流延装置に対して、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａを新設することにより、同様にして、既存の設備に対しても、精度の良い蛇行制御が可能になる。この場合には、既存の蛇行制御は停止してテンション制御のみ行い、第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａにより蛇行制御を行う。また、既存の蛇行制御で第２ドラム上のバンド位置制御も行った上で、それでも発生する突発的な蛇行を第１ＢＥＰ制御ユニット２８Ａにより抑制してもよい。

図４及び図５に示すように、上記実施形態では、ステアリングロール４０は下側バンド２３Ｂの内周面２３Ｃに接触する全幅ロールを用いたが、ロール４０はバンド２３の全幅において接触する全幅ロールの他に、バンド２３の幅方向の一部に互いに離間して接触する複数のローラを軸方向に並べたものであってもよい。また、バンド２３に対して抵抗を少なくして摺動することができるものであればよく、特にロール形態に限定されるものでもなく、バンド２３を傾斜させて蛇行を抑制することができるステアリングガイドを用いてもよい。

ステアリングロール傾斜機構４２は、ステアリングロール４０を下側バンド２３Ｂの内周面２３Ｃに垂直な鉛直面内で変位させ、下側バンド２３Ｂを第２方向Ｂで傾斜させるようにしたが、軸受４０ＢＲ，４０ＢＬのシフト方向は鉛直面に限られるものではなく、下側バンド２３Ｂの内周面２３Ｃに交差する任意方向に変位するものであればよい。

図６及び図７は別実施形態のステアリングロール傾斜機構６２を示しており、横シフト部６０及び縦シフト部６１を有する。縦シフト部６１は、ステアリングロール４０を下側バンド２３Ｂの内周面２３Ｃに接触させて、ステアリングロール４０に下側バンド２３Ｂを所定の範囲で巻き掛ける。次に、横シフト部６０により、軸受４０ＢＲ，４０ＢＬを個別に変位させて、ステアリングロール４０を水平面内にて揺動させる。このようにして、軸受４０ＢＲ，４０ＢＬの鉛直方向シフト量及び水平方向シフト量を蛇行量に応じて変更することにより、蛇行を効率良く抑制することができる。なお、図６及び図７では、ステアリングロール４０と縦シフト部６１とを一括して横シフト部６０によりシフトさせているが、各シフト部６０，６１の接続順序は逆でもよく、この逆順序で接続した場合には、ステアリングロール４０と横シフト部６０とを一括して縦シフト部６１によりシフトする。したがって、ステアリングロール４０を横シフト部６０により水平面内で揺動させた状態で縦シフト部６１により縦方向シフト量が任意に設定される。また、縦シフト部６１は省略して、ステアリングロール４０が所定の巻き掛け角度で下側バンド２３Ｂに接触するような状態に保持した状態で、横シフト部６０のみによりステアリングロール４０を水平面内で揺動させてもよい。

図８は、横シフト部６０及び縦シフト部６１を用いる代わりに、スイングアーム６５を有するスイング機構６６により軸受４０ＢＲ，４０ＢＬを個別に円弧状軌跡６７内の任意位置に変位させるようにしたステアリングロール傾斜機構６８を示している。このステアリングロール傾斜機構６８により、ステアリングロール４０を所望の方向に傾斜させることができ、この傾斜によってバンド２３の蛇行が上記同様の作用により抑制される。

上記実施態様では、流延位置が第１ドラム２１に対するバンド２３の巻き掛け領域上になるように流延ダイ２４を設けたが、流延ダイ２４の位置は適宜変更してよい。例えば、流延位置が第１ドラム２１から第２ドラム２２に向かうバンド２３上になるように、両ドラム２１，２２の間に流延ダイ２４を設けてもよい。この場合には、ドラム２１からドラム２２へ向かうバンド２３の下に支持ロールを設け、支持ロール上のバンド２３に対向するように流延ダイ２４を配置することが好ましい。この場合に、第１ドラムＢＥＰセンサ４１を第１ドラム２１近くに設ける代わりに、流延位置近くに設けてもよい。

バンド２３の幅は特に限定されるものではないが、幅Ｗｂが１５００ｍｍ以上２１００ｍｍ以下のものが好ましく用いられ、製造するフィルム３２の広幅化の要請からは幅が広いものが用いられる。バンド２３の長さは、流延速度や乾燥条件などに応じて決定される。

バンド２３上に流延されるドープは溶液製膜が可能なポリマを溶剤に溶解させたドープであればよいが、セルロースアシレートが好ましく用いられる。セルロースアシレートのアシル基は１種類だけでも良いし、あるいは２種類以上のアシル基を有していても良い。アシル基が２種以上であるときは、その１つがアセチル基であることが好ましい。セルロースの水酸基をカルボン酸でエステル化している割合、すなわち、アシル基の置換度が下記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の全てを満足するものが好ましい。なお、以下の式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ａ及びＢは、アシル基の置換度を表わし、Ａはアセチル基の置換度、またＢは炭素原子数３〜２２のアシル基の置換度である。

（Ｉ） ２．０≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（ＩＩ） １．０≦ Ａ ≦３．０
（ＩＩＩ） ０ ≦ Ｂ ≦２．０

アシル基の全置換度Ａ＋Ｂは、２．２０以上２．９０以下であることがより好ましく、２．４０以上２．８８以下であることが特に好ましい。また、炭素原子数３〜２２のアシル基の置換度Ｂは、０．３０以上であることがより好ましく、０．５以上であることが特に好ましい。中でも、セルロースアシレートとしてセルロースジアセテート（ＤＡＣ）が好ましく用いられる。

１０ 溶液製膜設備
１１ 流延装置
２１ 第１ドラム
２２ 第２ドラム
２１Ａ，２２Ａ ドラム回転軸
２３ バンド
３０ ドープ
３１ 流延膜
３２ フィルム
４０ ステアリングロール
４０ＢＲ，４０ＢＬ 軸受
４１ 第１ドラムＢＥＰ（バンドエッジ位置）センサ
４２，６２，６８ ステアリングロール傾斜機構
４３ ＢＥＰコントローラ
４５Ｒ，４５Ｌ シフト機構
４６Ｒ，４６Ｌ 軸受位置センサ
４７Ｒ，４７Ｌ テンションセンサ
４８ 第２ドラムＢＥＰセンサ
５１ テンションコントローラ
５２Ｒ，５２Ｌ 軸受
５５Ｒ，５５Ｌ シフト部
６０ 横シフト部
６１ 縦シフト部
６６ スイング機構

Claims (17)

1. 第１ドラムと第２ドラムとの間に掛け渡されて、前記第１ドラムから前記第２ドラムに向かう第１方向に走行するバンド上に、ポリマが溶剤に溶解したドープを流延ダイから流延して前記バンドに流延膜を形成し、前記流延膜を前記バンドから剥がして乾燥させフィルムにする溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置において、
   前記バンドの幅方向である第２方向におけるエッジ位置を前記第１ドラムにて検出する第１ドラムバンドエッジ位置センサと、
   前記第１ドラム及び第２ドラム間の下側バンドの内周面に接触するステアリングロールと、
   前記ステアリングロールの中心線を前記第２方向の基準線に対して傾斜させ、前記ステアリングロールの傾斜に応じて前記下側バンドを前記ステアリングロール上で前記中心線に沿って移動させるステアリングロール傾斜機構と、
   前記第１ドラムバンドエッジ位置センサのバンドエッジ位置に基づき、前記バンドエッジ位置の変動を抑えるように、前記ステアリングロールの傾斜の角度を制御するバンドエッジ位置コントローラとを有することを特徴とする溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
2. 前記ステアリングロールは前記第１ドラムのバンド入口近くに配置され、
   前記ステアリングロール傾斜機構は、前記ステアリングロールの両端部を回転自在に保持するロール軸受と、前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に交差する方向に個別にシフトさせるシフト部とを有することを特徴とする請求項１記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
3. 前記ステアリングロール傾斜機構は、前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に平行な方向に個別にシフトさせる横シフト部を有することを特徴とする請求項２記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
4. 前記ステアリングロールは前記第１ドラムのバンド入口近くに配置され、
   前記ステアリングロール傾斜機構は、前記ステアリングロールの両端部を回転自在に保持するロール軸受と、前記ステアリングロールを前記バンドに接触させた状態で前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に平行な方向に個別にシフトさせる横シフト部とを有することを特徴とする請求項１記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
5. 前記バンドエッジ位置コントローラは、前記第１ドラムバンドエッジ位置センサからのバンドエッジ位置信号に基づき前記第２方向におけるバンドエッジの移動速度を求め、前記バンドエッジの移動速度と前記バンドの走行速度とに基づき、前記ステアリングロール傾斜機構を制御して、前記バンドエッジの移動速度を小さくする方向に前記ステアリングロールを傾斜させることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
6. 前記第２ドラムの両軸端部を回転自在に支持するドラム軸受と、
   前記ドラム軸受を前記第１方向にシフトさせるシフト機構と、
   前記バンドのテンションを検出するテンションセンサと、
   前記テンションセンサのテンション信号に基づき前記シフト機構を作動させてテンションを一定にするテンションコントローラとを有することを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
7. 前記テンションセンサは、前記第１ドラムと前記第２ドラムとの中間位置に設けられ、下側のバンドの懸垂量からテンションを検出することを特徴とする請求項６記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
8. 前記第２ドラムの両軸端部を回転自在に支持するドラム軸受と、
   前記ドラム軸受を前記第１方向に個別にシフトさせる右側シフト機構及び左側シフト機構と、
   前記ドラム軸受の前記第１方向における位置を検出する第２ドラム右側位置センサ及び第２ドラム左側位置センサと、
   前記第２方向におけるバンドエッジ位置を前記第２ドラムにて検出する第２ドラムバンドエッジ位置センサと、
   前記ドラム軸受及び前記シフト機構の間にそれぞれ設けられる右側テンションセンサ及び左側テンションセンサと、
   前記テンションセンサのテンション信号に基づきバンドのテンションを一定に保持するとともに、前記第２ドラムにおけるバンドエッジ位置の変動を抑えるための軸受位置補正信号を前記右側シフト機構及び左側シフト機構に出力するテンションコントローラと
   を有することを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御装置。
9. 第１ドラムと第２ドラムとの間に掛け渡されて、前記第１ドラムから前記第２ドラムに向かう第１方向に走行するバンド上に、ポリマが溶剤に溶解したドープを流延ダイから流延して前記バンドに流延膜を形成し、前記流延膜をバンドから剥がして乾燥させフィルムにする溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法において、
   前記第１ドラムにて前記バンドの幅方向である第２方向におけるエッジ位置を検出し、
   前記バンドエッジ位置の検出信号に基づき、前記第１ドラム及び第２ドラム間の下側バンドの内周面に接触するステアリングロールの中心線を前記第２方向の基準線に対して傾斜させ、このステアリングロールの傾斜に応じて下側バンドをステアリングロール上で前記中心線に沿って移動させて前記バンドエッジ位置の変動を抑えることを特徴とする溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
10. 前記ステアリングロールは前記第１ドラムのバンド入口近くに配置され、
    前記ステアリングロールの両端部を回転自在に軸受により支持し、前記軸受を前記バンドの面に交差する方向にシフト部によりシフトさせて、前記下側バンドを前記ステアリングロール上で前記中心線に沿って移動させることを特徴とする請求項９記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
11. 前記シフト部は、前記ロール軸受を前記下側バンドの内周面に平行な方向に個別にシフトさせることを特徴とする請求項１０記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
12. 前記ステアリングロールは前記第１ドラムのバンド入口近くに配置され、
    前記ステアリングロールの両端部を回転自在に軸受により支持し、前記ステアリングロールを前記バンドに接触させた状態で前記軸受を前記バンドの面に平行な方向にシフト部によりシフトさせて、前記下側バンドを前記ステアリングロール上で前記中心線に沿って移動させることを特徴とする請求項９記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
13. 前記第１ドラムバンドエッジ位置に基づき前記第２方向におけるバンドエッジの移動速度を求め、前記バンドエッジの移動速度と前記バンドの走行速度とに基づき、前記バンドエッジの移動速度を小さくする方向に前記ステアリングロールを傾斜させることを特徴とする請求項９から１２いずれか１項記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
14. 前記第２ドラムの両軸端部をドラム軸受により回転自在に支持し、
    前記バンドのテンションをテンションセンサにより検出し、
    前記テンションセンサのテンション信号に基づきシフト機構により前記ドラム軸受を第１方向にシフトさせテンションを一定にすることを特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
15. 前記第１ドラムと前記第２ドラムとの中間位置における下側のバンドの懸垂量からテンションを検出することを特徴とする請求項１４記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
16. 前記第２ドラムの両軸端部を回転自在にドラム軸受により支持し、
    前記ドラム軸受の前記第１方向における位置を第２ドラム右側位置センサ及び第２ドラム左側位置センサにより検出し、
    前記ドラム軸受を前記第１方向に個別に右側シフト機構及び左側シフト機構によりシフトさせ、
    前記第２方向におけるバンドエッジ位置を第２ドラムバンドエッジ位置センサにより前記第２ドラムにて検出し、
    テンションコントローラにより、前記ドラム軸受及び前記シフト機構の間にそれぞれ設けられる右側テンションセンサ及び左側テンションセンサのテンション信号に基づきバンドのテンションを一定に保持するとともに、前記第２ドラムにおけるバンドエッジ位置の変動を抑えるための軸受位置補正信号を前記右側シフト機構及び左側シフト機構に出力することを特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載の溶液製膜設備のバンドエッジ位置制御方法。
17. 請求項９から１６いずれか１項記載のバンドエッジ位置制御方法を用いて溶液製膜する溶液製膜方法。

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