JP6480883B2 - 溶液製膜方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶液製膜方法に関する。

偏光板の構成部材であるフィルムに対しては、厚みをより薄くすることが求められている。また、偏光板は、偏向膜とこの偏向膜を挟む例えば一対の保護膜との積層体を目的とするサイズに切断することにより得られる。偏向膜と保護膜とは接着剤により接着することが多い。

例えば上記の偏光板に用いられるフィルムは、工業的には通常、長尺に製造される。長尺のフィルムの製造方法として、溶液製膜方法が知られている。溶液製膜方法は、ポリマーが溶剤に溶解したドープを流延ダイから、走行する流延支持体上に流出して流延膜を形成し、この流延膜を流延支持体から剥がしてフィルムを形成し、形成したフィルムを乾燥する方法である。流延膜は、剥ぎ取って形成したフィルムが搬送可能になるように、流延支持体上で固められる。流延膜を流延支持体上で固める方法の一手法として、流延膜を乾燥する手法があり、乾燥の手法としては、例えば、加熱する方法と、乾燥した気体を供給する方法とがあり、後者の方法においては加熱した気体を用いることもある。

流延膜を加熱することにより乾燥する手法として、遠赤外線で加熱する手法が例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１では、流延膜は溶剤含有率が１０％以上２００％以下の範囲内で流延支持体から剥ぎ取り、ドープにアルコールを含ませてよいこと、及び、共流延を用いてもよいことが記載されている。アルコールは、ドープの溶剤全体に対し２〜２５質量％が好ましいとされている。

特許文献２のフィルムの製造方法は、ドープに近赤外線を吸収する物質を含ませて流延し、流延膜に近赤外線を照射している。また、特許文献３には、少なくとも一層を近赤外線吸収層とする光学フィルムの製造方法が記載されている。

特開２００６−０６３２６６号公報 特開２００４−０６７８１６号公報 特開２００７−１７１２４４号公報

フィルムの厚みを小さくした偏光板は、へこみやすいという問題があるので、薄くても硬いフィルムが求められる。また、硬いフィルムほど、目的とするサイズの偏光板を得るために上記の切断をした場合に、フィルム面に近い位置で、フィルムが欠けるあるいは凝集破壊を起こすという問題が生じやすい。フィルム面に近い位置とは、フィルム面から１μｍ程度という極めて近い位置である。

そして、流延膜を、乾燥した気体を吹き付けることにより乾燥した場合には、他のフィルムと接着剤を介して積層した状態で切断した場合には、フィルムの欠け、あるいは凝集破壊が、支持体に接していたフィルム面側において発生しやすい。また、特許文献１の方法を用いても、切断によって発生する上記のフィルムの欠けあるいは凝集破壊を確実に防止するには至らない。特許文献２の方法は、フィルムの引き裂き強度を向上することはできるが、上記のような切断においては特許文献２，３の方法を用いた場合にも同様にフィルムの欠けあるいは凝集破壊が生じることがある。

そこで、本発明は、他のフィルムと接着剤を介して積層した状態で切断した場合に、フィルム面近くにおけるフィルムの欠け、あるいは凝集破壊が発生しないフィルムを製造する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、本発明の溶液製膜方法は、流延膜形成工程と遠赤外乾燥工程とを有する。流延膜形成工程は、第１ドープの流れを第２ドープの流れにより挟んだ状態で第１ドープと第２ドープとを走行する流延支持体に流延し、流延膜を形成する。遠赤外乾燥工程は、流延膜の溶剤含有率が２００％に達するまで、流延膜を遠赤外線ヒータによって加熱することにより乾燥する。第２ドープは、遠赤外線を吸収する液体の有機化合物を含む。第２ドープの質量をＭＤとし、第２ドープにおける固形分の質量をＭＳとし、有機化合物の質量をＭＬとするときに、第２ドープは、｛ＭＬ／（ＭＤ−ＭＳ）｝×１００で求める前記有機化合物の含有率が少なくとも１０％である。第１ドープは有機化合物の含有率が第２ドープよりも低い。

単層構造のフィルムを製造する場合には、上記の溶液製膜方法は効果がある。

上記の有機化合物はアルコールであることが好ましい。

第１ドープにおける上記の有機化合物の含有率は大きくても１３％であることが好ましい。

遠赤外線ヒータの遠赤外線を射出する射出部の温度は低くても２５０℃であることが好ましい。流延支持体と射出部との距離は２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。

本発明によると、他のフィルムと接着剤を介して積層した状態で切断した場合に、フィルム面近くにおけるフィルムの欠け、あるいは凝集破壊が発生しないフィルムを製造することができる。

溶液製膜設備の概略図である。 遠赤外線ヒータの平面概略図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 流延膜とフィルムとの説明図である。

本発明を実施した図１に示す溶液製膜設備１０は、厚みが１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であり、フィルム面にハードコート層を設けた場合における鉛筆硬度が２Ｈ以上５Ｈ以下の範囲内であるポリマーフィルム（以下、単に「フィルム」と称する）１１を製造するためのものである。ハードコート層を設ける場合には、フィルム１１もできるだけ硬く製造する。なお、ハードコート層は、塗布により設けることができる。鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ ５４００に準じて求めることができる。具体的には、フィルム１１を偏向膜の両膜面に貼り付けることにより偏光板をつくり、この偏光板の３辺を接着テープによりガラス板上へ貼り付け、温度２５℃、相対湿度６０％で２４時間調湿した後、５００ｇの荷重をかけて傷の有無を確認することにより求められる。本実施形態では、厚みが例えば４０μｍ、後にハードコート層を設け、ハードコート層がある状態において３Ｈの鉛筆硬度を示すフィルム１１を製造している。溶液製膜設備１０は、流延装置１３と、テンタ１４と、ローラ乾燥装置１５と、スリッタ１６と、巻取装置１７とを、上流側から順に備える。なお、本明細書においては、溶剤含有率（単位；％）は乾量基準の値であり、具体的には、溶剤の質量をＭＳ、溶剤含有率を求める対象のフィルム１１または流延膜２９の質量をＭＦとするときに、｛ＭＳ／（ＭＦ−ＭＳ）｝×１００で求める百分率である。後述の遠赤外吸収液がポリマーを溶解する機能をもたないものである場合には、遠赤外吸収液と溶剤との質量の和を上記のＭＳとする。

流延装置１３は、ポリマーが溶剤に溶解した第１ドープ２１と第２ドープ２２とからフィルム１１を形成するためのものである。第１ドープ２１と第２ドープ２２とは、ポリマーが溶剤に溶解したポリマー溶液である。ポリマーとして、本実施形態では、セルローストリアセテート（以下、ＴＡＣと称する）を用いているが、ＴＡＣと異なる他のセルロースアシレートを用いてもよい。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。

また、第１ドープ２１のポリマーはセルロースアシレートに限られない。例えば、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂（例えばＪＳＲ（株）製のアートン（登録商標））等でもよい。

第１ドープ２１と第２ドープ２２とは、フィルム１１になる固形分としてポリマー以外のものが含まれていてもよい。ポリマー以外の固形分としては、例えば、可塑剤、紫外線吸収剤、レタデーション制御剤、微粒子等があり、本実施形態では可塑剤を含ませている。微粒子は、フィルム１１に滑り性や耐傷性を付与したり、フィルム１１を重ねた際の貼り付きを抑制するなどの目的で使用されるいわゆるマット剤である。

第１ドープ２１と第２ドープ２２とにおける各固形分の割合（以下、固形分含有率と称する）は、固形分の質量をＭＳとし、第１ドープ２１と第２ドープ２２との質量をそれぞれＭＤとするときに、（ＭＳ／ＭＤ）×１００で求める百分率で１０％以上２３％以下の範囲内とされ、本実施形態ではともに１９％としている。

第１ドープ２１と第２ドープ２２との溶剤としては、本実施形態においては、ジクロロメタンとメタノールとの混合物を用いている。溶剤は本実施形態の例に限られず、例えば、ブタノール、エタノール、プロパノール等が用いられ、これらは混合物として２種以上を併用してもよい。

第２ドープ２２は、遠赤外線（４μｍ以上５０μｍ以下の波長範囲）を吸収する液体を含み、この液体は有機化合物である。以下、遠赤外線を吸収する液体の有機化合物を、遠赤外吸収液と称する。ここで、「遠赤外線を吸収する」とは、ＦＴ−ＩＲ（Fourier transform infrared spectrometer、フーリエ変換赤外分光光度計）のスペクトル分析により、黒体での各波長の遠赤外線放射発散度（この遠赤外線放射発散度は周知の通りプランクの式により求められる）を積分して求める値（エネルギ）をＥ１とし、上記の遠赤外線放射発散度に各素材の吸収率を乗じ、得られた乗算値を積分することにより求める値（エネルギ）をＥ２とするときに、（Ｅ２／Ｅ１）×１００の算出式により求められる値（単位は％）が２０％以上であることを意味する。上記の「黒体」は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８１１７の遠赤外線用語において定義されており、具体的には「すべての波長の放射を完全に吸収する仮想的な物体」である。第２ドープ２２は遠赤外吸収液を含む。第２ドープ２２は、遠赤外吸収液の含有率が少なくとも１０％、すなわち１０％以上である。第２ドープ２２の遠赤外吸収液の含有率は、第２ドープ２２の質量をＭＤとし、第２ドープ２２における固形分の質量をＭＳとし、第２ドープ２２における遠赤外吸収液の質量をＭＬとするときに、｛ＭＬ／（ＭＤ−ＭＳ）｝により求める値である。第２ドープ２２は、遠赤外吸収液を少なくとも１３％含むことがより好ましく、少なくとも１５％含むことがさらに好ましい。本実施形態では、第２ドープ２２は遠赤外吸収液を例えば１５％含んでいる。

遠赤外吸収液としては、アルコールが好ましい。アルコールとしては、エタノールとブタノールとメタノールとがそれぞれ好ましく、メタノールがさらに好ましい。なお、複数種類の遠赤外吸収液を併用してもよい。本実施形態では、前述の溶剤の一成分として用いているメタノールがこの遠赤外吸収液として機能している。すなわち、本実施形態においては、第２ドープ２２のメタノールは、溶剤としての機能と、遠赤外線を吸収する機能との両方の機能を担っている。

遠赤外吸収液は、第２ドープ２２の他の成分と相溶性を有するものがよい。この点、第２ドープ２２に水が含まれている場合には相分離を起こす場合があるので、水が含まれていないことが最も好ましい。しかし、含水率を厳格に０（ゼロ）とすることは困難であり、含水率は０．５％以下であれば水を含まないとみなして許容してよい。

第１ドープ２１は、遠赤外吸収液の含有率が第２ドープ２２よりも低い。第２ドープ２２よりも低いとは、０（ゼロ）である場合も含む。第１ドープ２１は、遠赤外吸収液の含有率が大きくても１３％である、すなわち１３％以下であることが好ましく、大きくても１０％すなわち１０％以下であることがより好ましく、大きくても５％すなわち５％以下であることがさらに好ましい。第１ドープ２１の遠赤外吸収液の含有率は、第２ドープにおける算出方法と同様の算出方法で求められ、第１ドープ２１の質量をＭＤとし、第１ドープ２１における固形分の質量をＭＳとし、遠赤外吸収液の質量をＭＬとするときに｛ＭＬ／（ＭＤ−ＭＳ）｝×１００で求める。本実施形態の第１ドープ２１は、前述のように溶剤の一成分としてアルコールを含んでいるから遠赤外吸収液を含んでおり、遠赤外吸収液の含有率は８％である。第１ドープ２１は、遠赤外吸収液を非含有としていてもよいが、本実施形態のようにポリマーの溶剤成分として例えばアルコールを使用している場合には、第１ドープ２１は遠赤外吸収液を含んでいることになる。このような場合には、アルコールは遠赤外線を吸収する機能を担うためではなく、溶剤としての機能を担うために用いている。

流延装置１３は、環状に形成された無端の流延支持体であるベルト２３と、周方向に回転する第１ローラ２６及び第２ローラ２７とを備える。ベルト２３は、第１ローラ２６と第２ローラ２７との周面に巻き掛けられる。第１ローラ２６と第２ローラ２７との少なくともいずれか一方が駆動手段を有する駆動ローラであればよく、本実施形態においては第１ローラ２６と第２ローラ２７との両方が駆動ローラとされている。この駆動ローラが周方向に回転することにより、周面に接するベルト２３が長手方向に走行して循環する。なお図１において符号Ｘを付している矢線は、ベルト２３の走行方向ならびにフィルム１１の搬送方向を示している。

ベルト２３の上方にはダイユニット２８が備えられている。ダイユニット２８は、流延ダイ（以下、ダイと称する）２８ａと、ダイ２８ａの上流に配されるフィードブロック２８ｂとを有する。フィードブロック２８ｂは、供給されてきた第１ドープ２１と第２ドープ２２との流れを合流させ、合流した状態でダイ２８ａへ案内する。フィードブロック２８ｂは、第１ドープ２１の流れを一対の第２ドープ２２の流れによって挟んだ状態に、第１ドープ２１と第２ドープ２２とを合流させる。ダイ２８ａは、フィードブロック２８ｂから案内されてきた第１ドープ２１と第２ドープ２２とを、これらの流れを第２ドープ２２、第１ドープ２１、第２ドープ２２の順で重なった状態で図１の紙面奥行方向に拡がった膜状に拡幅した後に、流出口２８ｃ（図２参照）連続的に流出する。これにより、走行しているベルト２３に、流延膜２９が形成される。なお、重なった状態の第１ドープ２１と第２ドープ２２とがベルト２３に接触を開始する位置を、以下、流延位置ＰＣと称する。

第１ドープ２１を挟む一対の第２ドープ２２の各々の流量は、製造されたフィルム１１において厚みが概ね各３μｍになるように調整するとよい。

本実施形態においては、ダイ２８ａは、第１ローラ２６上のベルト２３の上方に設けており、流延位置ＰＣは第１ローラ２６上としている。しかし、ダイ２８ａの位置はこれに限定されない。例えば、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の上方に設けてもよい。この場合には、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の下方にローラ３１を配し、ローラ３１により支持されているベルト２３の上方にダイ２８ａを配することが好ましい。

第１ローラ２６と第２ローラ２７とは、それぞれ周面温度を制御する温度コントローラ（図示せず）を備える。例えば、第１ローラ２６は、周面温度が所定の範囲となるように冷却する。第１ローラ２６を冷却することにより、ベルト２３は１周する毎に冷却される。これにより、連続走行して遠赤外線ヒータ４１と給気乾燥ユニット４２とにより加熱され続けても、ベルト２３、特に両側部２３ｓ（図２参照）の温度上昇が抑えられる。第２ローラ２７は、周面温度が所定の範囲となるように加熱する。第２ローラ２７を加熱することにより、流延膜２９はより効果的に乾燥する。

第１ローラ２６の周面温度は、３℃以上３０℃以下の範囲にすることが好ましく、５℃以上２５℃以下の範囲にすることがより好ましく、８℃以上２０℃以下の範囲にすることがさらに好ましい。第２ローラ２７の周面温度は、２０℃以上５０℃以下の範囲にすることが好ましく、２５℃以上４５℃以下の範囲にすることがより好ましく、３０℃以上４０℃以下の範囲にすることがさらに好ましい。

ダイ２８ａからベルト２３に至る積層状態の第１ドープ２１と第２ドープ２２、いわゆるビードに関して、ベルト２３の走行方向における上流には、減圧チャンバが設けられるが図示は略す。この減圧チャンバは、ビードの上流側エリアの雰囲気を吸引することによりこのエリアを減圧する。

流延膜２９を、テンタ１４への搬送が可能な程度にまで固く（ゲル化）してから、溶剤を含む状態でベルト２３から剥がし、フィルム１１を形成する。剥ぎ取りは、溶剤含有率が７０％以下になってから行うことが好ましく、より好ましくは１０％以上７０％以下の範囲内、さらに好ましくは２０％以上５０％以下の範囲内で行うことがより好ましい。

剥ぎ取りの際には、フィルム１１を剥ぎ取り部としてのローラ（以下、剥取ローラと称する）３２で支持し、流延膜２９がベルト２３から剥がれる剥取位置ＰＰを一定に保持する。剥取ローラ３２は、駆動手段を備えて周方向に回転する駆動ローラであってもよい。なお、剥ぎ取りは、第１ローラ２６上のベルト２３で行っている。ベルト２３は循環して剥取位置ＰＰから流延位置ＰＣに戻ると再び新たな第１ドープ２１と第２ドープ２２とが流延される。

流延装置１３は、遠赤外線ヒータ４１と給気乾燥ユニット４２とを備える。遠赤外線ヒータ４１は、流延膜２９を形成直後から溶剤含有率が２００％に達するまで乾燥させる第１の流延膜乾燥部である。遠赤外線ヒータ４１は、第１ローラ２６から第２ローラ２７へ向かうベルト２３の走行路近傍に配されており、流延膜２９を形成直後から溶剤含有率が２００％に達するまで乾燥させる。遠赤外線ヒータ４１は、第１ローラ２６と第２ローラ２７上のベルト２３の、走行方向におけるほぼ全域にわたって設けられているが、流延膜２９の溶剤含有率が２００％に達するまでの領域であれば、この例に限定されない。また、流延膜２９の溶剤含有率が２００％よりも低い領域にわたって、遠赤外線ヒータ４１を設けてもよい。すなわち、前述の「溶剤含有率が２００％に達するまで乾燥する」とは、少なくとも２００％に達するまでは乾燥することを意味し、２００％より低くなっても乾燥することを含む。

この例では、遠赤外線ヒータ４１は、ベルト２３の流延面２３ａと対向して配されている。しかし、遠赤外線ヒータ４１は、ベルト２３の反流延面２３ｂと対向して配してもよいし、あるいは、流延面２３ａと反流延面２３ｂとの両方に対向するように一対の遠赤外線ヒータ４１を配してもよい。遠赤外線ヒータ４１の詳細は、別の図面を用いて後述する。

給気乾燥ユニット４２は、遠赤外線ヒータ４１での乾燥を経た流延膜２９を、ベルト２３から剥ぎ取った後の搬送ができる程度にまでさらに乾燥させる第２の流延膜乾燥部である。給気乾燥ユニット４２は、ベルト２３の走行方向における遠赤外線ヒータ４１よりも下流に設けられ、第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とを有する。これらは、ベルト２３の走行方向に沿って、上流側から第１給気部４５，排気部４６，第２給気部４７の順に並べて配されている。第１給気部４５は、第２ローラ２７上のベルト２３の走行路近傍に配され、排気部４６と第２給気部４７とは、第２ローラ２７から第１ローラ２６へ向かうベルト２３の走行路近傍に配されている。ただし、第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とが配される位置はこの例に限られず、ベルト２３の走行方向における遠赤外線ヒータ４１よりも下流であればよい。

第１給気部４５と第２給気部４７とは乾燥した気体を流出し、排気部４６は気体を吸引し、排気する。ここで、ベルト２３、ダイユニット２８、遠赤外線ヒータ４１、第１給気部４５，排気部４６，第２給気部４７などは、外部空間と仕切るチャンバ５６の内部に収容されており、排気部４６は吸引した気体をこのチャンバ５６の外部へ排気する。給気乾燥ユニット４２は、チャンバ５６の外部に、コントローラ５７を備える。コントローラ５７は、第１給気部４５と第２給気部４７とに乾燥した気体（以下、乾燥気体と称する）、例えば空気を送り、その気体の温度と、湿度と、第１給気部４５と第２給気部４７とからの流量と、排気部４６での気体の吸引力とを独立して調節する。本実施形態においては、第１給気部４５と第２給気部４７とからの乾燥気体は、コントローラ５７により概ね１００℃に加熱されてある。このように加熱された気体を温風として流延膜２９上に流すことにより、流延膜２９を加熱し、乾燥をすすめる。乾燥気体の温度は、５０℃以上１４０℃以下の範囲内であることが好ましい。

第１給気部４５は、乾燥気体を流出する流出口４５ａがベルト２３の走行方向Ｘに向くように配されており、これにより、搬送されている流延膜２９に対し乾燥気体を追い風で供給する。この乾燥気体は流延膜２９の膜面に対して並行な流れとなる。第２給気部４７は、乾燥気体を流出する流出口４７ａがベルト２３の走行方向Ｘとは反対側に向くように配されており、これにより、搬送されている流延膜２９に対し乾燥気体を向かい風で供給する。この乾燥気体も流延膜２９の膜面に対して並行な流れとなる。排気部４６は、気体を吸引する吸引口４６ａが通過する流延膜２９に向くように配されており、第１給気部４５と第２給気部４７との間で気体を吸引する。なお、流出口４５ａ，流出口４７ａ，吸引口４６ａは、ベルト２３の幅方向（図１の紙面奥行き方向）に延びたスリット状の開口としている。

本実施形態では、第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とをコントローラ５７によりそれぞれ独立して制御しているが、この態様に限られない。例えば、第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とにそれぞれコントローラ（図示無し）を設け、各コントローラにより第１給気部４５と排気部４６と第２給気部４７とを制御してもよい。

この例では、遠赤外線ヒータ４１を経た流延膜２９の乾燥をさらにすすめる乾燥部として給気乾燥ユニット４２を用いているが、これに限定されず、流延膜を乾燥する公知の乾燥機器を乾燥部として使用してよい。例えば、流延膜２９を覆うサイズの箱状に形成された給気ボックスと、この給気ボックスのベルト２３との対向面に設けられた、乾燥気体を先端の開口から送出する複数の送出ノズルとを備える送風機であってもよい。

ベルト２３からの剥ぎ取りにより形成されたフィルム１１は、テンタ１４に案内される。流延装置１３とテンタ１４との間の搬送路には、送風装置（図示無し）を配してもよい。この送風装置からの送風により、フィルム１１の乾燥がすすめられる。

テンタ１４は、フィルム１１を搬送しながら乾燥をすすめる第１のフィルム乾燥装置である。本実施形態のテンタ１４は、フィルム１１の各側部を保持部材としてのクリップ１４ａで保持して長手方向に搬送しながら、幅方向での張力を付与することにより、フィルム１１を幅方向に延伸する延伸処理も行う。テンタ１４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てある。なお、緩和エリアは無くてもよい。

テンタ１４は、１対のレール（図示無し）及びチェーン（図示無し）を備える。レールはフィルム１１の搬送路の両側に設置され１対のレールは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である。なお、緩和エリアのレール間隔は、下流に向かうに従って次第に狭くなるようにしてもよい。

チェーンは、原動スプロケット及び従動スプロケット（図示無し）に掛け渡され、レールに沿って移動自在に取り付けられている。複数のクリップ１４ａは、チェーンに所定の間隔で取り付けられている。原動スプロケットの回転により、クリップ１４ａはレールに沿って循環移動する。クリップ１４ａは、テンタ１４の入口近傍で、案内されてきたフィルム１１の保持を開始し、出口に向かって移動して、出口近傍で保持を解除する。保持を解除したクリップ１４ａは再び入口近傍に移動して、新たに案内されてきたフィルム１１を保持する。

予熱エリア、延伸エリア、緩和エリアは、ダクト１４ｂからの乾燥風の送り出しによって空間として形成されたものであり、明確な境界があるわけではない。ダクト１４ｂはフィルム１１の搬送路の上方に設けられる。ダクト１４ｂは、乾燥気体（例えば乾燥した空気）を送り出すスリット（図示無し）を複数有し、乾燥気体は送風機（図示無し）から供給される。送風機は、所定の温度や湿度に調整した乾燥風をダクト１４ｂに送る。スリットがフィルム１１の搬送路と対向するようにダクト１４ｂは配される。各スリットはフィルム１１の幅方向に長く伸びた形状であり、複数のスリットは搬送方向Ｘにおいて互いに所定の間隔をもって形成されている。なお、同様の構造を有するダクトを、フィルム１１の搬送路の下方に設けてもよいし、フィルム１１の搬送路の上方と下方との両方に設けてもよい。

ローラ乾燥装置１５は、フィルム１１をさらに乾燥させるための第２の乾燥装置である。ローラ乾燥装置１５の内部の雰囲気は、温度や湿度などが空調機（図示無し）により調節されている。ローラ乾燥装置１５では、多数のローラ１５ａにフィルム１１が巻き掛けられて搬送される。

スリッタ１６は、フィルム１１の両側部を切除してフィルム１１を目的とする幅にするためのものである。この切除では、クリップ１４ａによる保持跡を含むようにフィルム１１の両側部を切除する。巻取装置１７は、フィルム１１を巻き芯に巻いてロール状にする。

遠赤外線ヒータ４１について、図２を参照しながら説明する。遠赤外線ヒータ４１は、前述のように流延膜２９を形成直後から溶剤含有率が２００％に達するまで乾燥するためのものであり、流延位置ＰＣの下流に設けられている。本実施形態では、流延位置ＰＣの下流側近傍にラビリンスシール６１を設けてあり、遠赤外線ヒータ４１は可能な限りラビリンスシール６１に近づけて配してある。ラビリンスシール６１は、チャンバ５６（図１参照）の内壁から先端をベルト２３に向けて、ベルト２３に対して起立した姿勢で設けられている。なお、ラビリンスシール６１の他に、ダイ２８ａの上流側にもラビリンスシール６２（図１参照）を設けてあり、これらラビリンスシール６１，６２は、ダイユニット２８を囲む空間を形成するためのものである。これにより、前述のビードの形状が安定するとともに、ダイユニット２８の周囲における気圧のばらつきや気圧の変化が抑制される。

遠赤外線ヒータ４１は、流延膜２９を加熱することにより乾燥するためのものである。遠赤外線ヒータ４１は、ベルトに対向して配された複数の射出部４１ａと、射出部４１ａを支持する基板４１ｂとを備える。射出部４１ａは、遠赤外線を射出し、流延膜２９に照射するものであり、図２においては、各射出部４１ａを大きく誇張して描いている。したがって、図２では、射出部４１ａの数は、ベルト２３の幅方向Ｙに９個、ベルトの走行方向Ｘに２０個とされているが、実際の数はこれよりも多い。また、本実施形態においては、複数の射出部４１ａを、マトリックス状に並べているが、他の並べ方でもよく、規則的な並びでなくてもよい。なお、ベルト２３の幅方向Ｙは、流延膜２９，フィルム１１の各幅方向と互いに一致するので、以降の説明においては単に幅方向と称して、いずれも符号Ｙを付す。

射出部４１ａの温度は低くても２５０℃であること、すなわち２５０℃以上であることが好ましく、２００℃以上４００℃以下の範囲内であることがより好ましく、２４０℃以上３２０℃以下の範囲内であることがさらに好ましい。本実施形態においては射出部４１ａの温度は例えば２５０℃としている。

射出部４１ａからの遠赤外線の照射により流延膜２９は加熱されて昇温し、乾燥がすすむ。ここで、遠赤外線ヒータ４１は、幅方向Ｙにおける長さが流延膜２９の幅よりも小さく形成され、また、射出部４１ａが流延膜２９の側縁２９ｅよりも幅方向Ｙにおける内側に位置するように配されていることが好ましい。流延膜２９はベルト２３の第１ドープ２１と第２ドープ２２とが流延される流延面２３ａの両側部２３ｓには形成されないので、両側部２３ｓは露呈した状態で遠赤外線ヒータ４１を通過するが、遠赤外線ヒータ４１を上記の大きさ及び配置とすることで、両側部２３ｓの加熱が抑制されている。両側部２３ｓの加熱が抑制されることで、流延膜２９の側部の過度な加熱も抑制され、流延膜２９の側部における発泡も生じない。

この例では、遠赤外線ヒータ４１は、ベルト２３の流延面２３ａと対向して設けられており、流延膜２９に向けて赤外線を射出する。ただし、遠赤外線ヒータ４１は、流延面２３ａと対向する位置と、反流延面２３ｂと対向する位置との少なくともいずれか一方に設ければよい。反流延面２３ｂと対向して設ける場合の遠赤外線ヒータ４１は、反流延面２３ｂに向けて赤外線を射出し、ベルト２３を介して流延膜２９を加熱する。

ベルト２３の流延面２３ａと射出部４１ａとの距離をＤ２とするときに、距離Ｄ２は２０ｍ以上２００ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましく、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。本実施形態ではＤ２を５０ｍｍとしている。この例では、遠赤外線ヒータ４１を流延面２３ａと対向して配してあるから、距離Ｄ２は、流延面２３ａと射出部４１ａとの距離である。遠赤外線ヒータ４１を反流延面２３ｂと対向して配する場合の距離Ｄ２は、反流延面２３ｂと射出部４１ａとの距離である。

上記構成の作用を説明する。走行するベルト２３へダイ２８ａから第１ドープ２１と第２ドープ２２とが連続的に流出されることにより、ベルト２３上に流延膜２９が形成される（流延膜形成工程）。ダイ２８ａの流出口２８ｃからは、第１ドープ２１の流れを第２ドープ２２の流れによって挟んだ状態に第１ドープ２１と第２ドープ２２とが流出する。これにより、流延膜２９は、図４の（Ａ）に示すように、厚み方向において、第１ドープ２１から形成される中央層２９ａが、第２ドープ２２から形成される第１表層２９ｂと第２表層２９ｃとの間に位置する態様となる。第１表層２９ｂは露呈する膜面を構成する表層を第１表層２９ｂとし、ベルト２３に接して形成される表層を第２表層２９ｃとする。したがって、この例において遠赤外線ヒータ４１に対向する表層は第１表層２９ｂである。図４においては、説明の便宜上、第１表層２９ｂと中央層２９ａとの境界、及び、第２表層２９ｃと中央層２９ａとの境界を描いているが、この境界は観察されるものではない。

流延膜２９は、走行するベルト２３により搬送され、遠赤外線ヒータ４１に案内される。流延膜２９は、遠赤外線ヒータ４１の下方を通過することで、赤外線が直接照射され、加熱される。この加熱により、流延膜２９は昇温し、乾燥がすすむ。ベルト２３の下方に遠赤外線ヒータ４１を配した場合には、流延膜２９はベルト２３を介して加熱される。遠赤外線ヒータ４１による加熱により、遠赤外線ヒータ４１を通過後の流延膜２９の溶剤含有率を２００％以下にする（遠赤外乾燥工程）。

給気して乾燥させる手法では、本実施形態のように厚みが小さい流延膜２９は膜面が給気により凹凸形状を成したまま乾燥してしまい、厚みが例えば８０μｍ以上などの厚いフィルムを製造する場合において効果的な皮膜形成による膜面の平滑化の作用は得られない。これに対して、上記のように給気をしないいわゆる無給気状態下で流延膜２９を遠赤外線ヒータ４１で加熱する手法によると、流延膜２９は、膜面を平滑に保った状態で乾燥がすすむ。

第１表層２９ｂには遠赤外吸収液が含まれ、その含有率は少なくとも１０％であるから、第１表層２９ｂは遠赤外線ヒータ４１からの遠赤外線を吸収しやすい。また、第２表層２９ｃには遠赤外吸収液が含まれ、その含有率は少なくとも１０％であり、中央層２９ａは第１表層２９ｂと第２表層２９ｃとに比べて遠赤外吸収液の含有率が低くされているから、第１表層２９ｂ及び第２表層２９ｃと同じまたはこれらよりも高い場合に比べて、遠赤外線ヒータ４１からの遠赤外線は中央層２９ａにおいて吸収が多少なりとも抑えられ、第２表層２９ｃに吸収されやすい。そして、中央層２９ａを厚く形成する場合ほど、中央層２９ａにおける遠赤外吸収液の含有率を低く抑えておくことの効果は高い。遠赤外線の吸収により、第１表層２９ｂと第２表層２９ｃとに含まれるポリマーの分子は、運動が活発化し、互いにより絡むようになる。そして、溶媒含有率が２００％以上と大きい間に遠赤外線が照射させているから、ポリマーの分子の動くことができる領域が確実に広く確保されているから分子同士が確実に絡み合う。その結果、得られるフィルム１１は、他のフィルムと接着剤を介して積層した状態、すなわち他のフィルムと接着剤により積層された積層体の状態で切断した場合に、フィルム面近くにおける欠けと凝集破壊とが生じない。

また、加熱した気体を供給して流延膜２９を乾燥する手法によると、ベルト２３に接した一方の膜面側には熱エネルギが伝わりにくいが、本実施形態の構成によると、流延膜２９は、一方の膜面側と他方の膜面側とで同程度に、分子の運動が活発化するから、ポリマーの分子は両膜面側においてそれぞれ確実に絡む。

なお、ポリマーの分子の運動を活発化するために、ポリマーの良溶媒を増量したドープを第２ドープ２２として用いる手法も考えられる。しかし、製造するフィルム１１の厚みを例えば１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内というように小さくする場合、あるいは、生産性を向上するために流延膜２９を乾燥するための乾燥条件をより過酷にする場合には、分子が十分に絡み合う前に流延膜２９が乾燥しすぎてしまう。これに対し、上記構成によると、流延膜２９の乾燥の進み具合と分子の絡み合いとがバランスよくすすむ。

また、上記の構成によると、中央層２９ａを形成する第１ドープ２１の処方は、従来の単層構造のフィルムを製造するためのドープの処方と同じでよいというメリットがある。また、第２ドープ２２の処方は、遠赤外吸収液を第１ドープ２１よりも増量した処方に変更するだけでよいというメリットがある。

遠赤外線を吸収する物質としてフィルム１１中に残留するような固体を用いた場合には、第１表層２９ｂと第２表層２９ｃとに遠赤外線が吸収されても、流延膜２９におけるポリマーの分子の運動を活発化することよりもむしろ絡み合いを阻害するようになる。本実施形態では、遠赤外線を吸収する物質として液体を用いているから、ポリマーの分子の動くことができる領域がより広く確保され、かつ、ポリマーの分子の運動自体も活発化する。

射出部４１ａの温度を低くても２５０℃としているから、第１表層２９ｂと第２表層２９ｃとにおいてポリマーの分子がより絡みあい、かつ、流延膜２９の乾燥も確実にすすむ。

ベルト２３と射出部４１ａとの距離Ｄ２が２０ｍｍ以上であるから、流延膜２９の膜面から未溶解のゲル状のものが突出していても、ラビリンスシール６１の先端とベルト２３までの距離は通常２０ｍｍよりも小さく、例えば本実施形態では１５ｍｍであるため、大きなゲル状のものはこのラビリンスシール６１により通過が防がれ、高温の射出部４１ａに接触することがより確実に防止される。距離Ｄ２が２００ｍｍ以下であるから、流延膜２９がより確実に加熱され、その結果、ポリマーの分子がより確実に絡み合い、かつ、流延膜２９の乾燥もより確実にすすむ。

遠赤外線ヒータ４１を通過した流延膜２９は、給気乾燥ユニット４２へ案内される。第１給気部４５と第２給気部４７とからの給気（風速は概ね３ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下の範囲内）により、流延膜２９は乾燥をすすめられる。排気部４６は、気体を吸引する吸引口４６ａが通過する流延膜２９に向くように配されており、第１給気部４５と第２給気部４７との間で気体を吸引するから、第１給気部４５と第２給気部４７とから流出した乾燥気体は、より確実に流延膜２９上を流れる。このため、流延膜２９の乾燥はより効率的にすすむ。また、流延膜２９は、遠赤外線ヒータ４１により２００％以下に溶剤含有率を下げられているから、第１給気部と第２給気部４７とからの乾燥気体の流量を多めに設定しても流延膜２９の露呈した膜面の平滑性が維持される。

流延膜２９をベルト２３から剥ぎ取られることで形成されるフィルム１１は、テンタ１４で搬送されながら、ダクト１４ｂからの乾燥風により乾燥をすすめられるとともに、クリップ１４ａにより幅方向に延伸されて目的とする光学特性を発現する。フィルム１１は、ローラ乾燥装置１５によりさらに乾燥されて、スリッタ１６で側部を除去された後に、巻取装置１７によりロール状に巻かれる。得られるフィルム１１は、図４の（Ｂ）に示すように単層構造として得られる。

上記構成は、製造するフィルム１１の厚みが小さいほど上記作用が顕著であり、例えば１０μｍ以上４０μｍ以下の厚みである場合に特に顕著である。また、上記構成は、製造するフィルム１１が硬い場合ほど上記作用が顕著であり、例えばハードコート層が後工程で設けられるフィルム１１であり、かつ、ハードコート層を設けた状態での鉛筆硬度が３Ｈ以上５Ｈ以下の範囲である硬いフィルム１１を製造する場合に特に顕著である。

以下、実施例と比較例とを挙げる。詳細は実施例に記載し、比較例については実施例と異なる条件のみを記載する。

［実施例１］〜［実施例２６］
厚みが４０μｍであるフィルム１１を製造し、実施例１〜１３とした。また、厚みが２５μｍであるフィルム１１を製造し、実施例１４〜２６とした。第１ドープ２１の固形分を、ジクロロメタンとメタノールとの混合物に溶解して第１ドープ２１をつくった。また、第２ドープ２２の固形分を、ジクロロメタンとメタノールとの混合物に溶解して第２ドープ２２をつくった。第１ドープ２１と第２ドープ２２との各メタノールの含有率は表１及び表２の「第１ドープの遠赤外吸収液の含有率」欄と「第２ドープの遠赤外吸収液の含有率」欄とに示す。第１ドープ２１と第２ドープ２２との固形分は、以下の通り、ＴＡＣと第１可塑剤と第２可塑剤である。第１可塑剤はトリフェニルフォスフェートであり、第２可塑剤はビフェニルジフェニルフォスフェートである。

第１ドープ２１と第２ドープ２２との各固形分は以下である。
ＴＡＣ １００質量部
第１可塑剤 ７質量部
第２可塑剤 ５質量部

溶液製膜設備１０により、フィルム１１を製造した。ベルト２３の走行速度は６０ｍ／分とした。射出部４１ａの温度は、表１と表２との「射出部の温度」欄に示す。遠赤外乾燥工程終了時の流延膜２９の溶剤含有率は、表１と表２との「遠赤外乾燥工程終了時の溶剤含有率」欄に示す。得られたフィルム１１の厚みは、小野計測社製の厚み測定機ＤＧ１２５で測定し、実施例１〜１３では４０μｍであること、実施例１４〜２６では２５μｍであることを確認した。また、各フィルム１１からシート状にサンプリングした第１のサンプルシートには後工程でハードコート層を設け、ハードコート層を設けた状態でのハードコート層側における鉛筆硬度は、前述の方法で測定し、いずれも３Ｈであった。

得られた各フィルム１１からシート状にサンプリングした第２のサンプルシートにつき、下記の切断試験を行った。下記の剥離試験における評価結果が良いものほど、他のフィルムと積層した状態で切断した場合に、フィルム面近くにおけるフィルムの欠け及び凝集破壊が発生しない。まず、第２のサンプルシート用いて偏光板をつくった。偏光板は、ポリビニルアルコールから形成されている偏向膜の一方の膜面に、ポリビニルアルコール系の接着剤を用いて第２のサンプルシートを貼り付け、かつ、偏向膜の他方の膜面に、ポリビニルアルコール系の接着剤を用いて市販のＴＡＣフィルムを貼り付けることによりつくった。偏光板を８０℃に設定した恒温槽（オーブン）中に入れ、８０℃の条件下に２４時間放置した。その後、温度が２５℃、相対湿度が６０％の部屋に１時間静置することにより調湿した。その後、トムソン刃と呼ばれる切断刃を用いて、偏光板を第２サンプルシートが設けられている表面側から、４ｃｍ×４ｃｍの矩形に打ち抜いた。ひとつの偏光板から打ち抜いた枚数は５枚である。

打ち抜いて得られた５枚の打ち抜きサンプルの個々について、第２サンプルシート部分の各辺における剥がれ具合を、以下の基準に基づいて点数化した。そして四辺での点数を合計し、各打ち抜きサンプルについて４点を最高点として点数化した。
０．００点：剥がれが無い。
０．２５点：剥がれている領域が、一辺の２５％以下である。
０．５０点：剥がれている領域が、一辺の２５％より大きく５０％以下である。
０．７５点：剥がれている領域が、一辺の５０％より大きく７５％未満である。
１．００点：剥がれている領域が、一辺の７５％より大きい。

５枚の打ち抜きサンプルの点数を合計し、以下の基準で評価した。ＡとＢとは合格、Ｃは不合格である。結果は表１と表２との「評価結果」欄に示す。
Ａ；０点以上３点以下である
Ｂ；３点より大きく５点以下である
Ｃ；５点より大きい

［比較例１］〜［比較例２４］
実施例における第１ドープ２１及び第２ドープ２２のジクロロメタンとメタノールとの比率を変えて、比較例１〜２４を実施した。具体的には、メタノールの含有率が表１と表２との「第１ドープの遠赤外吸収液の含有率」欄及び「第２ドープの遠赤外吸収液の含有率」欄に記載の値である第１ドープと第２ドープとをつくった。これらの第１ドープと第２ドープとを用いてフィルムを製造した。遠赤外乾燥工程終了時における流延膜の溶剤含有率と射出部４１ａの温度とは、表１と表２との「遠赤外乾燥工程終了時の溶剤含有率」欄と「射出部の温度」欄とに示す。比較例１〜１２で製造したフィルムの厚みは４０μｍであり、比較例１３〜２４で製造したフィルムの厚みは２５μｍであった。比較例１〜２４で製造したフィルムからサンプリングした第１のサンプルシートにハードコート層を設け、ハードコート層がある状態における鉛筆硬度はいずれも３Ｈであった。その他の条件は、実施例と同じである。

実施例と同様の方法及び基準で切断試験を行った。評価結果は表１と表２とに示す。

１０ 溶液製膜設備
１１ フィルム
１３ 流延装置
１４ テンタ
１４ａ クリップ
１４ｂ ダクト
１５ ローラ乾燥装置
１５ａ ローラ
１６ スリッタ
１７ 巻取装置
２１ 第１ドープ
２２ 第２ドープ
２３ ベルト
２３ａ 流延面
２３ｂ 反流延面
２３ｓ 側部
２６ 第１ローラ
２７ 第２ローラ
２８ ダイユニット
２８ａ ダイ
２８ｂ フィードブロック
２８ｃ 流出口
２９ 流延膜
２９ａ 中央層
２９ｂ 第１表層
２９ｃ 第２表層
２９ｅ 側縁
３１ ローラ
３２ 剥取ローラ
４１ 遠赤外線ヒータ
４１ａ 射出部
４１ｂ 基板
４２ 給気乾燥ユニット
４５ 第１給気部
４５ａ 流出口
４６ 排気部
４７ 第２給気部
４７ａ 流出口
５６ チャンバ
５７ コントローラ
Ｄ２ ベルトと射出部との距離
ＰＣ 流延位置
ＰＰ 剥取位置

Claims (6)

1. 第１ドープの流れを第２ドープの流れにより挟んだ状態で前記第１ドープと前記第２ドープとを走行する流延支持体に流延し、流延膜を形成する流延膜形成工程と、
   前記流延膜の溶剤含有率が２００％に達するまで、前記流延膜を遠赤外線ヒータによって加熱することにより乾燥する遠赤外乾燥工程と、
   を有し、
   前記第２ドープは、遠赤外線を吸収する液体の有機化合物を含み、かつ、前記第２ドープの質量をＭＤとし、前記第２ドープにおける固形分の質量をＭＳとし、前記有機化合物の質量をＭＬとするときに｛ＭＬ／（ＭＤ−ＭＳ）｝×１００で求める前記有機化合物の含有率が少なくとも１０％であり、
   前記第１ドープは前記有機化合物の含有率が前記第２ドープよりも低い溶液製膜方法。
2. 単層構造のフィルムを製造する請求項１に記載の溶液製膜方法。
3. 前記有機化合物はアルコールである請求項１または２に記載の溶液製膜方法。
4. 前記第１ドープにおける前記有機化合物の含有率は大きくても１３％である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶液製膜方法。
5. 前記遠赤外線ヒータの遠赤外線を射出する射出部の温度は低くても２５０℃である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の溶液製膜方法。
6. 前記流延支持体と前記射出部との距離は２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲内である請求項５に記載の溶液製膜方法。

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