KR101258567B1 - 폴리머 필름의 제조방법 및 폴리머 필름의 제조장치 - Google Patents
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Abstract
캐스팅 필름이 지지체 상에 폴리머 및 용매를 함유하는 도프를 캐스팅함으로써 형성된다. 이어서, 상기 캐스팅 필름은 습윤 필름(74)으로서 지지체로부터 박리된다. 상기 습윤 필름(74)은 복수 텐터 클립(101)을 갖는 텐터 장치(47)로 운반된다. 상기 텐터 클립(101)에 의해 상기 습윤 필름(74)의 측가장자리가 파지되기 전에, 공기가 컬부(74a)에 대하여 가압되도록 송풍 노즐(120)의 출구(120a)로부터 컬부(74a)에 송풍이 행해진다. 따라서, 상기 컬부(74a)는 평평하게 되어 대략 평면부(74b)가 된다.
폴리머 필름
Description
본 발명은 폴리머 필름을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
폴리머 필름은 광학 용도에 널리 사용된다. 특히, 셀룰로오스 아실레이트 필름은 편광 필터의 보호 필름 등에 사용할 수 있으므로 저가로 박막형의 액정표시장치를 제조하기 위한 광학 필름으로서 폭넓게 사용된다.
상기 폴리머 필름은 주로 용액 캐스팅 방법에 의해 제조된다. 상기 용액 캐스팅 방법에 있어서, 셀룰로오스 아실레이트 등의 폴리머와 용매를 함유하는 폴리머 용액(도프)이 주행하는 지지체 상에 캐스팅되어 캐스팅 필름을 형성한다. 상기 캐스팅 필름은 습윤 필름으로서 지지체로부터 박리된다. 상기 습윤 필름은 건조되어 상기 폴리머 필름을 형성한다.
상기 습윤 필름은 복수의 롤러에 의해 지지되면서, 운반되는 동안에 건조된다. 또한, 상기 습윤 필름을 건조하기 위하여, 텐터 장치를 사용할 수도 있다. 상기 텐터 장치에 있어서, 상기 습윤 필름의 양 측가장자리가 유지 수단에 의해 유지 및 연신되면서, 상기 습윤 필름이 건조된다. 그러나, 이 경우, 상기 캐스팅 필름이 상기 지지체로부터 습윤 필름으로서 박리된 후, 건조 정도가 양 측가장자리, 중앙 부 또는 앞면과 뒷면 표리 등의 상기 습윤 필름의 위치에 따라서 달라서, 상기 습윤 필름의 양 측가장자리에 컬이 발생한다. 상기 컬의 크기는 건조가 진행됨에 따라서 증가된다.
그러나, 이렇게 큰 컬은 특히, 상기 습윤 필름의 측가장자리가 유지 수단(예를 들면, 클립)에 의해 유지되는 텐터 장치를 사용시에 상기 습윤 필름의 접힘 및 파단 등의 유지 결함이 야기될 수 있다. 상기 유지 결함이 발생하면, 상기 유지 부재가 상기 습윤 필름의 양 측가장자리를 안정되게 유지할 수 없다. 그 결과, 상기 습윤 필름의 운반시에 안정성의 저하를 야기하는, 상기 습윤 필름에 가해진 불균일한 장력 등의 문제가 발생될 수 있다.
상기 텐터 장치에서의 유지 결함을 방지하기 위하여, 상기 지지체로부터의 상기 습윤 필름의 박리 공정과 권취 공정간의 습윤 필름의 측가장자리를 절단하는 필름 제조 장치, 및 컬 방지 장치가 구비된 필름 제조 장치가 제안되어 있다. 상기 컬 방지 장치는 컬링을 방지하기 위하여 텐터 장치의 입구 부근의 양 측가장자리에 배치된 한쌍의 상하 가이드 판을 가져서 상기 습윤 필름의 측가장자리를 안내한다(예를 들면, 일본특허공개 평11-090942호). 또한, 상기 가이드판의 윤활성 및 내구성이 표면 재료를 개량시킴으로써 향상되는 필름 형성 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 일본특허공개 2003-033933호).
그러나, 상기 필름 제조 장치는 가이드 판을 사용하므로, 습윤 필름과 가이드판의 접촉에 의해 상기 가이드 판의 마모가 야기된다. 상기 습윤 필름의 일부가 상기 가이드 판에 의해 깍일 수 있고, 그 깍아진 부스러기가 상기 건조 공정시에 습윤 필름에 혼입될 수 있다. 따라서, 광산란 등의 광학특성의 저하 및 평면성의 저하가 야기될 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 유지 부재가 상기 습윤 필름을 용이하고 안정하게 유지할 수 있도록 상기 습윤 필름을 접촉하지 않고 상기 습윤 필름의 양 측가장자리의 컬을 대략 평평하게 함으로써 상기 유지 결함을 방지하는 폴리머 필름을 제조하기 의한 방법 및 장치가 제공되어 우수한 필름 운반 안정성을 달성한다.
상기 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 폴리머 필름의 제조방법에 있어서, 주행하는 지지체상에 폴리머와 용매를 함유한 도프를 캐스팅함으로서, 캐스팅 필름이 형성된다. 상기 용매를 함유하는 캐스팅 필름이 습윤 필름으로써 상기 지지체로부터 박리된다. 상기 습윤 필름 상부에 송풍기가 배치된다. 상기 송풍기는 상기 습윤 필름의 각각의 측가장자리부 상으로 송풍한다. 상기 공기는 상기 각각의 측가장자리부를 대하여 압력을 가하여 상기 측가장자리부를 대략 평평하게 한다. 상기 송풍 장치의 송풍구가 상기 각각의 측가장자리부의 상부에 형성된다. 상기 습윤 필름은 필름 홀더에 의해 대략 평평하게 된 측가장자리부가 유지되면서 운반된다.
상기 습윤 필름과 상기 송풍구의 하단간의 거리 H1이 5nm~50mm의 범위내인 것이 바람직하다. 상기 송풍구로부터의 공기의 송풍 방향과 상기 습윤 필름간의 각도θ가 17°~60°의 범위내인 것이 바람직하다.
상기 송풍구로부터의 송풍의 풍속 V는 30m/sec~100m/sec의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기 송풍구는 상기 습윤 필름의 운반 방향으로 연장된 슬릿이고, 슬릿폭 W1은 0.5mm~5mm의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 필름 홀더에 의해 상기 습식 필름의 유지 개시 위치 PH와 운반 방향에서의 송풍구의 하류단 PU간의 거리 L1은 10mm~500mm의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기 운반 방향에서의 상기 송풍구의 하류단 PD와 상기 유지 개시 위치 PH간의 거리 L2는 0mm~200mm의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기 폴리머는 셀룰로오스 아실레이트인 것이 바람직하다.
상기 지지체로부터 박리된 직후의 습윤 필름 중의 잔존 용매는 10질량%~200질량%의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기 습윤 필름을 건조함으로써 얻어진 폴리머 필름의 두께는 30㎛~300㎛의 범위내인 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리머 필름의 제조장치는 캐스팅 필름 형성 장치, 박리 장치, 송풍 장치 및 유지 및 건조 장치를 포함한다. 상기 캐스팅 필름 형성 장치는 주행하는 지지체 상에 폴리머와 용매를 함유하는 도프를 캐스팅함으로써 캐스팅 필름을 형성한다. 상기 박리 장치는 상기 지지체로부터 용매를 함유하는 캐스팅 필름을 습윤 필름으로서 박리한다. 상기 송풍 장치는 상기 습윤 필름 상부에 설치된다. 상기 송풍 장치는 상기 습윤 필름의 측가장자리부 상으로 송풍을 행한다. 상기 송풍 장치의 송풍구는 상기 측가장자리부 상부에 위치된다. 상기 유지 및 건조 장치는 송풍되는 측가장자리부를 유지하고, 상기 필름을 운반하면서 건조한다.
본 발명에 따라서, 상기 습윤 필름을 접촉하지 않고 상기 측가장자리부의 컬을 대략 평평하게 함으로써 유지 결함이 억제된다. 따라서, 상기 필름 홀더는 상기 습윤 필름의 대략 평평하게 된 측가장자리부를 유지할 수 있다. 따라서, 상기 폴리머 필름은 운반 안정성이 개선되어 제조된다.
도 1은 본 발명의 도프 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 필름 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 텐터 장치 근방의 개략도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V선에 따른 단면도이다.
도 6a는 송풍 노즐에 의해 필름의 흡인을 야기하는 송풍 노즐 하방의 감압 영역의 설명도이다.
도 6b는 상기 송풍 노즐로서 2중 송풍 노즐을 사용했을 때의 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태가 설명된다. 그러나, 본 발명은 이들 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
[원료]
본 실시예에 있어서는 폴리머로서 셀룰로오스 아실레이트가 사용되는 것이 바람직하다. 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)가 상기 셀룰로오스 아실레이트로서 특히 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트에서, 셀룰로오스의 히드록실기상의 수소 원자에 대한 아실기의 치환도가 하기 식(I)~(III)의 모두를 만족하는 것이 바람직하다. 하기 식(I)~(III)에 있어서, A는 셀룰로오스의 히드록실기상의 수소원자에 대한 아 세틸기의 치환도이고, B는 각각의 아실기가 3~22개의 탄소 원자를 갖는 경우의 상기 수소 원자에 대한 아실기의 치환도이다. TAC의 90질량%이상이 0.1~4mm의 직경을 갖는 입자이다. 또한, 본 발명에 사용되는 폴리머는 셀룰로오스 아실레이트로 한정되는 것은 아니다.
(I) 2.5≤A+B≤3.0
(II) 0≤A≤3.0
(III) 0≤B≤2.9
β-1,4 결합을 지닌 셀룰로오스를 구성하는 글루코오스 단위는 2, 3 및 6위치에 유리 히드록실기를 갖는다. 셀룰로오스 아실레이트는 에스테르화에 의해 상기 히드록실기의 일부 또는 모두의 수소 원자가 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 아실기에 의해 치환된 폴리머이다. 아실화도는 2, 3 및 6위치의 히드록실기의 에스테르화도이다. 각각의 히드록실기에 있어서, 상기 에스테르화가 100%이면, 아실화도는 1이다.
여기서, 글루코오스 단위의 2위치상의 수소 원자에 대하여 상기 아실기가 치환되어 있으면, 상기 아실화도는 DS2로서 기재되고(2위치상의 아실화에 의한 치환도), 글루코오스 단위의 3위치상의 수소 원자에 대하여 상기 아실기가 치환되어 있으면, 상기 아실화도는 DS3으로서 기재된다(3위치상의 아실화에 의한 치환도). 또한, 글루코오스 단위의 6위치상의 수소 원자에 대하여 상기 아실기가 치환되어 있으면, 상기 아실화도는 DS6으로서 기재된다(6위치상의 아실화에 의한 치환도). 아실화도의 합계, DS2+DS3+DS6는 2.00~3.00이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.22~2.90이고, 특히 바람직하게는 2.40~2.88이다. 또한 DS6/(DS2+DS3+DS6)는 0.28이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.30이상이고, 특히 바람직하게는 0.31~0.34이다.
본 발명에 있어서, 셀룰로오스 아실레이트의 아실기의 개수 및 종류는 1종만이어도 좋고, 또는 2종 이상이어도 좋다. 2종 이상의 아실기가 있으면, 그들 중 하나는 아세틸기인 것이 바람직하다. 상기 2, 3 및 6 위치의 히드록실기 상의 수소 원자가 아세틸기로 치환되면, 총 치환도는 DSA로 기재되고, 상기 2, 3 및 6위치의 히드록실기에 대한 수소 원자가 아세틸기 이외의 아실기로 치환되면, 총 치환도는 DSB로서 기재된다. 이 경우, DSA+DSB는 2.22~2.90이 바람직하고, 특히 바람직하게는 2.40~2.88이다.
또한, DSB가 0.30이상이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.7이상이다. DSB에 따라서, 2, 3 및 6위치상의 치환에 대한 6위치상의 치환비는 20%이상이다. 그러나, 상기 비는 25%이상이 바람직하고, 30%이상이 보다 바람직하며, 33%이상이 특히 바람직하다. 또한, 상기 셀룰로오스 아실레이트의 6위치의 DSA+DSB는 0 .75이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.80이상이고, 특히 바람직하게는 0.85이상이다. 이들 종류의 셀룰로오스 아실레이트가 사용되는 경우, 특히 비염소계 유기 용매에 대하여 바람직한 용해성을 갖는 용액(도프)가 제조될 수 있다. 또한, 상기 용액(또는 도프)는 저점도 및 우수한 여과성을 갖는다.
아실레이트 셀룰로오스의 원료로서의 셀룰로오스는 린터 코튼 및 펄프 중 하나로부터 얻어질 수 있다. 그러나, 상기 셀룰로오스는 린터 코튼으로부터 얻어지는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 아실레이트에 있어서, 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 아실기는 지방족기 또는 아릴기이어도 좋다. 이러한 셀룰로오스 아실레이트는, 예를 들면, 셀룰로오스의 알킬카르보닐 에스테르 및 알케닐카르보닐 에스테르이다. 또한, 방향족 카르보닐 에스테르, 방향족 알킬카르보닐 에스테르 등이 있고, 이들 화합물은 치환기를 가져도 좋다. 상기 화합물의 바람직한 예로서, 프로피오닐기, 부타노일기, 펜타노일기, 헥사노일기, 옥타노일기, 데카노일기, 도데카노일기, 트리데카노일기, 테트라데카노일기, 헥사데카노일기, 옥타데카노일기, 이소-부타노일기, t-부타노일기, 시클로헥산 카르보닐기, 올레오일기, 벤조일기, 나프틸카르보닐기, 신나모일기 등이 있다. 이들 중에서, 보다 바람직한 기로는 프로피오닐기, 부타노일기, 도데카노일기, 옥타데카노일기, t-부타노일기, 올레오일기, 벤조일기, 나프틸카르보닐기, 신나모일기 등이 있고, 특히 바람직한 기로는 프로피오닐기 및 부타노일기가 있다.
도프를 조제하는 용매로서는, 방향족 탄화수소(예를 들면, 벤젠, 톨루엔 등), 할로겐화 탄화수소(예를 들면, 디클로로메탄, 클로로벤젠 등), 알콜(예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 디에틸렌글리콜 등), 케톤(예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤 등), 에스테르(예를 들면, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트 등) 및 에테르(예를 들면, 테트라히드로푸란, 메틸셀로솔브 등) 등이 사용될 수 있다. 상기 도프는 폴리머 등이 상기 용매에 용해 또는 분산된 폴리머 용액 또는 분산액이다.
상기 용매는 탄소원자가 1~7개인 할로겐화 탄화수소가 바람직하고, 디클로로메탄이 특히 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트의 용해성, 캐스팅 필름의 지지체로부터의 박리성, 필름의 기계적 강도, 광학 특성 등의 물성의 관점으로부터, 탄소 원자가 1~5개인 하나 또는 복수종의 알콜이 디클로로메탄과 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 전체 용매에 대한 상기 알콜 함량은 2~25질량%의 범위내가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5~20질량%의 범위내이다. 구체적으로, 일반적으로 사용되는 알콜은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등이다. 이들 중 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.
최근, 환경에 대한 악영향을 최소한으로 하기 위하여, 디클로로메탄을 사용하지 않는 용매 조성도 검토되고 있다. 상기 목적을 달성하기 위해서, 탄소원자가 4~12개인 에테르, 탄소 원자가 3~12개인 케톤, 탄소 원자가 3~12개인 에스테르, 탄소 원자가 1~12개인 알콜이 바람직하고, 이들의 적당한 혼합물을 사용할 수도 있다. 이러한 혼합물은 예를 들면, 메틸아세테이트, 아세톤, 에탄올 및 n-부탄올을 함유해도 좋다. 이들 에테르, 케톤, 에스테르 및 알콜은 환구조를 가져도 좋다. 또한, 용매로 에테르, 케톤, 에스테르 및 알콜에 관능기(즉, -0-, -CO-, -CO0- 및 -OH)를 2개 이상 갖는 화합물을 사용할 수도 있다.
상기 셀룰로오스 아실레이트는 일본특허공개 2005-104148호의 [0140]~ [0195] 단락에 상세히 기재되어 있고, 상기 기재가 본 발명에 적용될 수 있다. 또한, 상기 용매 및 가소제, 열화방지제, UV 흡수제(UV제), 광학 이방성 조절제, 리타데이션 조절제, 염료, 매트제, 박리제, 및 박리 촉진제 등의 첨가제가 일본 특허 공개 2005-104148호의 [0196]~[0516]단락에 상세히 개시되어 있다.
[도프 제조 방법]
우선, 도프가 상기 재료로 제조된다. 도 1에 있어서, 도프 제조 장치(10)가 용매를 저장하기 위한 용매 탱크(11), 용매와 TAC를 혼합하기 위한 혼합 탱크(12), TAC를 공급하기 위한 호퍼(13), 및 첨가제를 저장하기 위한 첨가제 탱크(14)가 구비되어 있다. 또한, 상기 도프 제조 장치(10)는 후술하는 팽윤액(25)을 가열하기 위한 가열기(15), 조제된 도프(27)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기(16), 상기 도프로부터 이물질을 제거하기 위한 제 1 여과 장치(17), 상기 도프(27)를 농축하기 위한 플래시 장치(30), 제 2 여과 장치(31)를 구비한다. 또한, 상기 도프 제조 장치(10)는 상기 용매를 회수하기 위한 회수 장치(32), 회수된 용매를 세정하기 위한 세정 장치(33)가 구비되어 있다. 상기 도프 제조 장치(10)는 저장 탱크(41)를 통하여 필름 제조 장치(40)에 접속된다.
상기 도프 제조 장치(10)를 사용하여 상기 도프(27)를 제조하기 위한 공정이 설명된다. 우선, 밸브(18)가 개방되어 용액을 용매 탱크(11)로부터 혼합 탱크(12)에 공급한다. 다음에, 상기 호퍼(13)로부터 적당량의 TAC가 혼합 탱크(12)에 공급된다. 상기 밸브(19)가 개방되어 상기 첨가제 탱크(14)로부터 상기 혼합 탱크(12)에 필요량의 첨가 용액을 공급한다.
다른 형태로 상기 첨가제를 공급할 수 있다. 예를 들면, 상기 첨가제가 실온에서 액체인 경우, 상기 첨가제는 액체상으로 상기 혼합 탱크(12)에 공급될 수 있다. 또한, 상기 첨가제가 고체인 경우, 상기 호퍼(13) 등을 사용하여 상기 혼합 탱 크(12)에 첨가제가 공급될 수 있다. 복수개의 첨가제가 첨가되기 위하여, 복수개의 첨가제가 상기 첨가 탱크(14)에 용해된 용액을 넣을 수도 있다. 또한, 다른 첨가제를 함유하는 용액으로 채워진 각각의 복수개의 첨가제 탱크가 사용될 수 있다. 각각의 용액이 서로 독립한 배관을 통하여 상기 혼합 탱크(12)에 공급될 수 있다.
상술에서, 상기 용매(상기 용매 혼합물을 포함), 상기 TAC 및 첨가제가 순서대로 상기 혼합 탱크(12)에 넣어진다; 그러나, 이 순서에 한정되는 것은 아니다. 상기 혼합 탱크(12)에 TAC를 공급한 후, 적당량의 용매가 상기 혼합 탱크(12)에 공급될 수 있다. 또한, 상기 혼합 탱크(12)에 상기 첨가제를 미리 넣어 둘 필요는 없다. 상기 첨가제는 후공정에서 상기 TAC와 용매의 혼합 화합물을 혼합할 수도 있다. 본 발명에 있어서, 상기 용매로서 용매의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 혼합 화합물이 도프로서 언급되는 경우도 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 혼합 탱크(12)는 외면을 피복하기 위한 재킷(20) 및 모터(21)에 의해 회전되는 제 1 교반기(22)를 구비한다. 또한, 상기 혼합 탱크(12)에 모터로 회전되는 제 2 교반기(24)를 부착하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 교반기(22)는 앵커 블레이드(anchor blade)를 갖고, 상기 제 2 교반기(24)는 디솔버형의 편심 교반기를 갖는다. 상기 재킷(17)의 내부에 전열 매체를 유동시킴으로써 상기 혼합 탱크(12)의 내부 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 상기 온도는 -10℃~55℃의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기 TAC는 상기 용매에 팽윤된 팽윤액(25)이 제 1 교반기(22) 및 제 2 교반기(24)를 적당하게 선택하고 회전시킴으로써 얻어진다.
상기 팽윤액(25)이 펌프(26)를 사용하여 상기 가열기(15)로 공급된다. 상기 가열기(15)에 재킷을 갖는 배관을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 배관은 상기 팽윤액(25)을 가압하기 위한 구조가 더욱 바람직하다. 상기 가열기(15)를 사용함으로써, 상기 팽윤액(25)이 가열 또는 가압과 가열되는 조건 하에 상기 용매에 상기 TAC 등을 용해함으로써 상기 도프를 얻을 수 있다. 이하, 상기 방법은 가열-용해 방법으로서 언급된다. 상기 팽윤액(25)의 온도는 50℃~120℃가 바람직하다. 또한, 상기 팽윤액(25)이 -100℃~-30℃의 범위내로 냉각되는 냉각 용해 방법을 사용할 수도 있다. 상기 가열 용해 방법 및 냉각 용해 방법 중 하나를 적당하게 선택함으로서 상기 용매에 TAC를 충분하게 용해시킬 수 있다. 상기 도프(27)의 온도가 상기 온도 조절기(16)에 의해 대략 실온으로 조절된 후, 제 1 여과 장치(17)를 통하여 상기 도프(27)를 여과함으로써 상기 도프 중의 불순물이 제거된다. 상기 여과 장치(17)의 여과기의 평균 세공 직경은 100㎛이하가 바람직하다. 또한, 여과 유량은 50L/hr이상이 바람직하다. 상기 여과 후, 상기 도프(27)는 밸브(28)를 통하여 상기 저장 탱크(41)에 넣어진다.
상기 제조 시간은 상기 TAC의 농도가 증가됨에 따라서 증가되므로, 상기 팽윤액(25)을 제조한 후에 상기 도프(27)를 제조하기 위한 상기 방법은 제조 비용이 증가한다. 상기 문제를 방지하기 위하여, 보다 낮은 TAC 농도의 도프를 농축함으로써 목적 TAC농도의 도프(27)를 제조하는 것이 바람직하다. 상기 방법에 있어서, 상기 제 1 여과 장치(17)를 통하여 여과된 도프(27)는 상기 밸브(28)를 통하여 플래시 유닛(30)에 공급된다. 상기 플래시 유닛(30)에 있어서, 상기 도프(27)의 용매의 일부분이 증발된다. 상기 용매 증기는 응축기(도시하지 않음)에 의해 액체로 응축되고 회수 장치(32)에 의해 회수된다. 상기 회수된 용매는 상기 세정 장치(33)에서 세정되고, 상기 도프 제조용 용매로서 재사용된다. 상기 재사용은 비용면에서 효과적이다.
상기 농축된 도프(27)는 펌프(34)를 통하여 상기 플래시 유닛(30)으로부터 추출된다. 또한, 상기 도프(27)로부터 기포를 제거하는 것이 바람직하다. 상기 기포를 제거하기 위하여, 예를 들면, 자외선 조사 방법 등의 공지의 방법이 사용될 수 있다. 이어서, 상기 제 2 여과 장치(31)를 통하여 상기 도프(27)로부터 불순물이 제거된다. 이 때, 상기 도프의 온도는 0℃~200℃가 바람직하다. 상기 여과 도프(27)는 상기 저장 탱크(41)에 저장된다. 상기 저장 탱크(41)는 모터(60)로 회전되는 교반기(61)를 구비한다. 상기 도프(27)는 상기 교반기(61)를 회전시킴으로서 항상 교반된다.
상기 방법을 사용함으로써, 상기 도프(27)가 제조된다. 상기 도프(27)의 TAC 농도는 5질량%~40질량%의 범위내에 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15질량%~30질량%의 범위내이고, 특히 바람직하게는 17질량%~25질량%의 범위내이다. 상기 첨가제(주로, 가소제)의 농도는, 상기 도프(27)의 총고형분이 100질량%라 여겨질 때, 1질량%~20질량%의 범위내로 유지되는 것이 바람직하다. TAC 필름을 얻기 위한 용액 캐스팅 방법에 있어서, 도프 제조 방법의 재료, 첨가물의 용해 및 첨가 방법, 여과 방법, 기포의 제거 등이 일본특허공개 2005-104148호의 [0517]~[0616] 단락에 상세히 설명되어 있고, 이것은 본 발명에 적용될 수 있다.
[용액 캐스팅 방법]
상기 방법에 의해 제조된 도프(27)를 사용함으로써 필름이 제조되는 방법이 이하에 기재된다. 도 2는 필름 제조 장치(40)의 예가 설명된다. 그러나, 본 발명은 도 2에 기재된 실시형태로 한정되지 않는다.
상기 필름 제조 장치(40)는 캐스팅 다이(43), 롤러(44, 45)에 걸쳐서 연결된 벨트(46) 및 그 하류에 텐터 장치(47), 가장자리 슬리팅 장치(50), 건조 챔버(51), 냉각 챔버(52) 및 권취 챔버(53)가 구비되어 있다. 상기 도프 제조 장치(10) 및 필름 제조 장치(40)를 연결하는 저장 탱크(41)로부터의 하류에는 펌프(62) 및 제 3 여과 장치(42)가 배치되어 있다.
상기 캐스팅 다이(43)의 재질로서는 석출 경화형의 스테인레스 강이 바람직하다. 상기 재료의 열팽윤 계수는 2×10-5(℃-1)이하인 것이 바람직하다. 또한, 전해질 용액에서의 부식 실험에서 SUS316과 거의 동등한 내부식성을 갖는 재료도 사용할 수 있다. 또한, 상기 재료는 디클로로메탄, 메탄올 및 물의 혼합액에 3개월 동안 침지된 후에도 기-액 계면 상에 피팅(구멍)이 형성되지 않는 내부식성을 갖는다. 또한, 캐스팅 후에 1개월보다 오래 경과한 재료를 연마하여 캐스팅 다이(43)를 제조하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 상기 도프가 캐스팅 다이(43)를 통하여 균일하게 흐른다. 따라서, 상기 캐스팅 필름에 있어서 후술되는 것과 같은 줄무늬(streak) 등이 방지된다.
상기 도프에 대한 캐스팅 다이(43)의 접촉면의 마무리 정밀도는 표면 조도의 1㎛이하이고, 직선도는 어느 방향으로도 1㎛/m이하인 것이 바람직하다. 상기 슬릿 의 클리어런스는 0.5mm~3.5mm의 범위 내로 자동적으로 조절된다. 상기 도프에 대한 캐스팅 다이(43)의 각 립의 접촉부의 끝은 슬릿을 통해 50㎛이하에서 챔퍼 반경을 갖도록 가공된다. 또한, 상기 캐스팅 다이에서의 전단속도는 1(ℓ/sec)~5000(ℓ/sec)의 범위 내로 조정되는 것이 바람직하다.
상기 캐스팅 다이(43)의 폭은 특별히 한정되지 않는다. 그러나 상기 캐스팅 다이(30)의 폭은 최종 제품으로서 필름의 폭보다 1.1배~2.0배의 범위만큼 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 필름 제조시에 소정의 온도를 유지하기 위해서 캐스팅 다이(43)에 온도 조절기를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 캐스팅 다이(43)는 코트행거형인 것이 바람직하다. 또한, 필름 두께를 조정하기 위해서 상기 캐스팅 다이(43)의 폭방향에 소정의 간격으로 볼트(히트 볼트)를 설치하고, 상기 히트 볼트를 사용하여 자동 두께 조절 메카니즘을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 필름 제조시 히트 볼트를 사용하는 경우에, 미리 설정되는 프로그램을 기준으로 펌프(62)의 유량에 따라 프로파일을 설정하는 것이 바람직하다. 상기 펌프(62)는 고정밀 기어 펌프인 것이 바람직하다.
두께 게이지(도시하지 않음), 예컨대, 적외선 두께 게이지 등의 프로파일에 따른 조정 프로그램을 기초로 피드백 제어를 행할 수도 있다. 상기 피드백 제어에 사용되는 두께 게이지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 캐스팅 가장자리부를 제외한 상기 제조 필름에서의 임의의 2점 사이의 두께 차이는 1㎛이하로 조정되고, 횡방향으로의 두께의 최대값과 최소값의 차이는 3㎛이하인 것이 바람직하다. 또한, 두께 정밀도는 ±1.5㎛이하로 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 캐스팅 다이(43)의 립단은 경화층을 구비하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 경화층을 형성하기 위해서, 세라믹코팅, 경질 크롬 도금, 질화 처리 등의 방법이 있다. 상기 세라믹이 경화층으로 사용되는 경우에는, 공극률이 낮고 내부식성이 양호하면서, 연마할 수 있지만 부스러지지 않는 세라믹이 바람직하다. 상기 도프에 접착되지 않지만, 상기 캐스팅 다이(43)에 접착되는 세라믹이 바람직하다. 예를 들면, 텅스텐 카바이드, Al2O3, TiN, Cr2O3 등이 사용될 수 있고, 특히 텅스텐 카바이드(WC)가 바람직하다. 텅스텐 카바이드 코팅은 스프레이 방법으로 행해진다.
상기 캐스팅 다이(43)로부터 토출된 도프(27)는 상기 캐스팅 다이(43)의 슬릿의 양 가장자리에서 부분적으로 건조되어 고체로 될 수 있다. 상기 도프의 이러한 고체화를 방지하기 위해서, 상기 캐스팅 다이(43)의 양 슬릿 가장자리에 용매 공급 장치(도시하지 않음)를 배치하는 것이 바람직하다. 상기 도프를 용해하는 용매(예컨대, 디클로로메탄 86.5질량부, 메탄올 13질량부 및 n-부탄올 0.5질량부의 혼합 용매)를 캐스팅 비드 가장자리, 캐스팅 다이 슬릿 가장자리 및 공기에 의해 형성되는 3상 접촉선 주위에 공급하는 것이 바람직하다. 상기 도프(27)는 상기 캐스팅 다이(43) 및 상기 벨트(46)간의 캐스팅 비드로서 언급된다. 캐스팅 필름으로 불순물이 혼합되는 것을 방지하기 위해서 각각의 슬릿 가장자리에 대하여 0.1㎖/min~1.0㎖/min의 범위로 상기 용매를 공급하는 것이 바람직하다. 상기 도프를 공급하기 위해서 맥동률이 5% 이하인 펌프를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 캐스팅 다이(43)의 하방에는 상기 롤러(44, 45)에 걸쳐서 연결되는 벨트(46)가 있다. 상기 벨트(46)는 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 상기 롤러(44, 45)의 회전에 따라서 무한 주행한다. 상기 벨트(46)의 주행 속도, 즉, 캐스팅 속도는 10m/min~200m/min의 범위내가 바람직하다. 또한, 소정값으로 상기 벨트(46)의 표면 온도를 유지하기 위하여 상기 롤러(44, 45)는 전열 매체 순환 장치(63)에 연결되는 것이 바람직하다. 상기 벨트(46)의 표면 온도는 -20℃~40℃의 범위내인 것이 바람직하다. 각각의 롤러(44, 45)에 있어서, 전열 매체 통로(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 상기 롤러(44, 45)의 각각의 온도는 상기 전열 매체 통로를 통하여 전열 매체를 공급함으로써 일정한 소정값으로 유지된다.
상기 벨트(46)의 폭은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 도프(27)의 캐스팅 폭 보다 1.1배~2.0배의 범위내로 큰 것이 바람직하다. 상기 벨트(46)의 길이는 20m~200m의 범위내가 바람직하다. 상기 벨트(46)의 두께는 0.5mm~2.5mm의 범위내인 것이 바람직하다. 표면 조도가 0.05㎛이하가 되도록 상기 벨트(46)는 연마되는 것이 바람직하다. 상기 벨트(46)의 재료는 스테인레스 강이 바람직하고, 충분한 내부식성과 강도를 제공하는 SUS 316이 더욱 바람직하다. 상기 벨트(46)의 두께 불균일은 0.5%이하이다.
지지체로서, 롤러(44, 45)를 사용할 수도 있다. 이 경우, 회전 불균일이 0.2mm이하로 유지되도록 고정밀로 상기 롤러(44, 45)를 회전시키는 것이 바람직하고, 상기 롤러(44, 45)의 평균 표면 조도는 0.01㎛이하인 것이 바람직하다. 이 목적을 위하여, 상기 롤러(44, 45)의 표면에 크롬 도금을 가하여 충분한 경도 및 내 성이 얻어진다. 상기 지지체로서 사용되어도 좋은 롤러(44, 45) 및 상기 벨트(46)의 표면 결함을 최소화시킬 필요가 있다. 구체적으로는 직경이 30㎛이상인 핀홀의 수가 0인 것이 바람직하다. 직경이 10㎛이상 30㎛미만인 핀홀의 수는 1㎡당 1개 이하인 것이 바람직하다. 직경이 10㎛미만인 핀홀의 수는 1㎡당 2개 이하이다.
상기 캐스팅 다이(43) 및 벨트(46)는 캐스팅 챔버(64)에 수용되어 있다. 상기 캐스팅 챔버(64)는 소정의 온도로 내부 온도를 유지하기 위해서, 온도 조절 장치(65)와 상기 유기 용매 증기를 응축시키기 위해서 응축기(66)를 구비하고 있다. 상기 캐스팅 챔버(64)에 감압 챔버(68)를 설치하여 상기 운반 방향에 대하여 캐스팅 비드로부터 상류 영역의 압력을 조절하는 것이 바람직하다. 상기 캐스팅 비드는 상기 캐스팅 다이(43) 및 벨트(46)간에 형성된다. 상기 실시형태에 있어서, 감압 챔버(68)가 사용된다. 송풍 덕트(70)는 상기 벨트(46)의 표면 근방에 설치된다. 상기 롤러(75)는 상기 벨트(46)로부터 박리된 캐스팅 필름(69), 즉, 습윤 필름(74)을 지지하기 위해 배치된다.
운반부(80)는 복수의 롤러(80a) 및 송풍기(81)가 구비되어 있다. 상기 운반부(80)로부터의 하류에, 습윤 필름(74)이 건조되어 필름(82)이 되는 텐터 장치(47) 및 가장자리 슬리팅 장치(50)가 배치되어 있다. 크러셔(90)는 상기 가장자리 슬리팅 장치(50)에 연결되어 있다. 상기 크러셔(90)는 상기 가장자리 슬리팅 장치(50)에 의해 절단된 필름(82)의 측가장자리를 칩으로 절단하다. 상기 텐터 장치(47)는 후술된다.
상기 건조 챔버(51)에는, 복수의 롤러(91) 및 흡착 장치(92)가 설치되어 있 다. 상기 흡착 장치(92)는 흡착에 의해 상기 필름(82)으로부터 증발된 용매 증기를 회수한다. 도 2에 있어서, 상기 냉각 챔버(52)는 상기 건조 챔버(51) 하방에 배치된다. 그러나, 상기 건조 챔버(51) 및 상기 냉각 챔버(52)사이에 가습 챔버(도시하지 않음)를 형성할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 냉각 챔버(52)로부터 하류에는, 상기 필름(82)의 대전 전압을 소정의 범위(예를 들면, -3kV~+3kV)로 조정하기 위해서 강제 제전 장치(제전 바)(93)가 배치되어 있다. 그러나, 강제 제전 장치(93)의 위치는 상기 도면으로 한정되지는 않는다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 강제 제전 장치(93)로부터 하류에, 엠보싱 가공에 의해 필름(82)의 양 가장자리에 널링을 형성하기 위한 널링 롤러쌍(94)을 배치한다. 상기 권취 챔버(53)내부에, 상기 필름(82)을 권취하기 위한 권취축(95)과 권취시 장력을 조절하기 위한 가압 롤러(96)가 배치되어 있다.
도 3에 있어서, 상기 텐터 장치(47)는 상기 운반 통로를 따라서 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리상에 위치된 엔들레스 체인(100)에 의해 연결된 복수 텐터 클립(101)을 구비하고 있다. 상기 체인(100)은 구동 롤러쌍(102)에 걸쳐서 연결되어 있다. 하부 구동 롤러의 설명은 생략한다. 상기 체인(100)은 구동 롤러쌍(102)에 의해 구동되어 연속적으로 주행된다. 출구(120a)를 갖는 송풍 노즐(120)은 파지선 PH의 각각의 측 가장자리부 상방에 배치된다. 상기 파지선 PH은 상기 텐터 클립(101)이 개시되어 상기 습윤 필름(74)의 측가장자리를 유지하는 유지 개시 위치를 연결한 가상선이다. 상기 텐터 클립은 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에 대하여 대칭 위치에 설치되고, 상기 습윤 필름(74)의 측가장자리를 동시에 유지한다.
상기 출구(120a)는 상기 습윤 필름(74)의 측가장자리를 향하여 마주보도록 배치된다. 상기 출구(120a)는 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에 대하여 거의 평행하게 연장된 슬릿이다. 상기 출구(120a)의 종방향으로 복수의 단면 슬릿을 정렬시킬 수도 있다. W1이 슬릿폭을 나타내면, W1은 0.5~5mm의 범위내이고, 이것은 후술하는 바와 같이, 상기 출구(120a)에서 상기 습윤 필름(74)의 양 가장자리부에 형성된 컬상에 효율적으로 송풍할 수 있다. 상기 측가장자리는 상기 텐터 클립(101)에 의해 유지되기 전에 컬이 대략 평평해진다. 상기 컬의 평면화의 상세는 후술한다. 본 발명에 있어서 평면이란 대략 평면을 포함한다.
상기 롤러(80a)에 의해 지지되면서 상기 운반부(80)에서 상기 습윤 필름(74)이 건조된다. 여기서, 상기 습윤 필름(74)은 상기 텐터 장치(47)로 운반된다. 상기 텐터 장치(47) 내부의 파지선 PH에, 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리가 상기 텐터 클립(101)에 의해 유지되고, 상기 습윤 필름(74)은 상기 체인(100)의 이동에 의해 운반되면서, 건조된다. 상기 텐터 클립(101) 상방에, 건조풍 노즐을 갖는 송풍구가 배치된다(도시하지 않음). 상기 습윤 필름(74)은 상기 건조풍 노즐을 통하여 상기 건조풍을 공급함으로써 건조된다.
본 발명에 있어서, 상기 텐터 클립(101)이 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리를 유지하기 전에, 상기 출구(120a)로부터 양 측가장자리상에 송풍이 행해진다. L1은 파지선 PH와 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에서의 상기 출구(120a)의 하류단인 지점 PU간의 거리를 나타낸다. 상기 거리 L1은 10mm~500mm의 범위내의 값이 되도록 한다. L2는 상기 파지선 PH와 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에서의 상기 출구(120a)의 하류단인 지점 PD간의 거리를 나타낸다. 상기 거리(L2)는 0mm~200mm의 범위내의 값이 되도록 한다.
도 4에 있어서, 상술한 바와 같이, 상기 공기가 상기 컬부(curled portion)(74a)에 대하여 가압되도록 상기 습윤 필름(74)의 측가장자리의 각각의 컬부(74a)에 상기 출구(120a)로부터 송풍이 행해진다. 따라서, 상기 컬부(74a)는 평평해지고, 대략 평면부(74b)가 된다. 상기 송풍 노즐(120)의 높이 H1 및 송풍각 θ가 소정범위를 만족하도록 상기 송풍 노즐(120)을 위치시킴으로써 상기 컬부(74a)상에 효율적으로 송풍이 행해진다.
더욱 구체적으로, 상기 H1은 5mm~50mm의 범위내가 되도록 상기 출구(120a)가 위치된다. 상기 높이 H1은 상기 출구(120a)의 하단(120b)과 습윤 필름(74)간의 거리이다. 더욱 구체적으로는, 상기 높이 H1은 7mm~30mm의 범위내이다. 상기 높이 H1이 50mm를 초과하면, 상기 출구(120a)로부터 공급된 공기는 상기 컬을 대략 평평하게 하는 효과가 감소되도록 분산된다. 한편, 상기 높이 H1이 5mm미만이면, 상기 출구(120a)와 습윤 필름(74)의 거리가 너무 가까워져 상기 출구(120a)와 습윤 필름(74)이 서로 접착하게 되어 바람직하지 않다.
상기 습윤 필름(74)의 표면과 출구(120a)로부터의 송풍의 방향간의 송풍각θ는 17°~60°의 범위내로 조정된다. 상기 θ는 20°~40°의 범위내가 바람직하다. 상기 θ는 25°~35°의 범위내가 특히 바람직하다. 상기 송풍각θ가 60°를 초과하 면, 컬부(74a)상에 효율적으로 송풍되는 것이 곤란하게 된다. 한편, 상기 송풍각이 17°미만이면, 상기 송풍 노즐(120)의 하방 영역에 압력이 감소된다. 그 결과, 상기 습윤 필름(74)이 송풍 노즐(120)의 흡인에 의해 상기 송풍 노즐(120)의 출구(120a)에 부착된다.
H2는 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에 대해 수직인 출구(120a)의 폭을 나타낸다. 상기 폭(H2)은 0.5~5mm의 범위를 만족한다. 상기 폭(H2)을 만족하는 출구(120a)로부터의 공기는, 상기 공기의 분산을 방지하면서, 상기 컬부(74a)에 정확하게 조준된다. 상기 폭(H2)이 5mm를 초과하면, 상기 습윤 필름(74)은 상기 송풍 노즐(120)의 흡인에 의해 상기 출구(120a)에 부착될 수 있다. 한편, 상기 H2가 0.5mm미만이면, 상기 출구(120a)는 너무 작아져 상기 풍속이 너무 낮게 된다. 그 결과, 상기 컬부(74a)를 대략 평평하게 하는 효과가 감소된다.
도 5에 있어서, 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리가 상기 파지선(PH)에 도달하면, 각각의 대략 평면부(74b)는 클립 본체(101a)와 스윙가능한 가압바(101b)사이에 파지된다. 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리는 대략 평면부(74b)가 되므로, 상기 습윤 필름(74)은 접힘 및 파단 등의 유지 결함 없이 상기 텐터 클립(101)으로 유지된다. 또한, 상기 습윤 필름(74)은 상기 클립 본체(101a)와 스윙가능한 가압바(101a)사이에 안정하게 파지되므로 상기 습윤 필름(74)의 운반 안정성이 개선된다.
그러나, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 상기 출구(120a)로부터 공기를 공급할 때, 상기 송풍 노즐(120)의 하방 영역의 압력이 감소될 수 있다(상기 영역은 감압 영역(140)으로서 언급된다). 그 결과, 상기 습윤 필름(74)의 일부(74c)가 상기 출구(120a)에 부착되고, 이것은 상기 송풍 노즐(120)의 흡인에 의해 상기 습윤 필름(74)과 출구(120a)의 부착으로서 언급된다. 상기 부착은 상기 습윤 필름(74)의 불균일을 야기하고, 이것은 바람직하지 않다. 상기 습윤 필름(74) 및 출구(120a)의 부착을 방지하기 위해서, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 2개의 출구(121a, 121b)를 갖는 2중 송풍 노즐(121)이 사용된다. 상기 2중 송풍 노즐(121)은 상기 2중 송풍 노즐 하방의 감압 영역(140)의 형성을 감소시켜, 상기 습윤 필름(74) 및 출구(120a)의 부착을 방지한다.
본 발명에 있어서, 상기 출구(120a, 121a 및 121b) 각각으로부터 공급된 공기의 풍속 V은 30m/sec~100m/sec의 범위내이고, 50m/sec~80m/sec의 범위내가 더욱 바람직하다. 특히 바람직한 범위는 60m/sec~72m/sec이다. 상기 습윤 필름(74)의 컬부(74a)상에 상기 풍속 V를 만족하도록 하는 송풍에 의해 우수한 평면화 효과가 얻어진다. 상기 풍속 V가 100m/sec를 초과하면, 상기 습윤 필름(74)과 출구(120a)의 부착이 야기되어 바람직하지 않다. 한편, 상기 풍속 V가 30m/sec 미만이면, 상기 풍속 V는 너무 느려 상기 컬부(74)를 평면화시킬 수 없다.
상기 송풍 노즐이 2중 송풍 노즐 등의 복수 출구를 갖는 경우, 상기 컬부(74a)의 평면화도를 체크하면서, 상기 각각의 출구로부터 공급된 공기의 풍속 V을 변화시킬 수 있다. 상기 2중 송풍 노즐을 사용하면, 높이 H와 송풍각 θ가 상기와 동일한 범위를 만족시켜 그 설명은 생략된다.
상기 실시형태에 있어서, 상기 텐터 장치(47)에 1중 또는 2중의 송풍 노 즐(120 또는 121)이 배치된 형태가 기재된다. 그러나, 상기 송풍 노즐의 개수 및 형태는 이들에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각각 소정폭의 출구를 갖는 복수의 송풍 노즐이 사용될 수 있다(도시하지 않음). 상기 운반 방향으로 상기 습윤 필름의 각각의 측가장자리 상방에 이러한 복수 송풍 노즐이 배치된다. 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향을 따라서 일정하게 간격을 두면서 상기 복수 노즐은 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 습윤 필름(74)의 컬부(74a)를 대략 평탄화하는 효과를 향상시키기 위해서, 각각의 상기 송풍 노즐로부터 공급된 공기의 풍속(V)을 변화시키는 것이 바람직하다.
이하에, 상기 필름 제조 장치(40)를 사용하여 상기 필름(82)을 제조하는 방법의 예가 설명된다. 그러나, 본 발명은 이들 예로 한정되지 않는다.
상기 도프(27)는 교반기(61)의 회전에 의해 항상 균일하게 유지된다. 교반시에 가소제, UV흡수제 등의 첨가제가 상기 도프(27)에 첨가될 수 있다. 상기 도프(27)는 상기 펌프(62)를 통하여 제 3 여과 장치(42)에 공급되어 여과된다. 그런 후, 상기 도프(27)는 상기 캐스팅 다이(43)로부터 벨트(47)상으로 캐스트된다. 상기 롤러(44, 45)는 상기 벨트(46)의 장력이 104N/m~105N/m의 범위내로 조정되도록 구동된다. 또한, 상기 벨트(46) 및 롤러(44, 45)간의 상대 속도차는 0.01m/min이하로 조정된다. 바람직하게는, 상기 벨트(46)의 속도 변동율은 0.5%이하이고, 상기 벨트(46)가 1회전되는 경우에 폭방향으로 야기되는 사행(meandering)은 1.5mm이하이다. 상기 사행을 제어하기 위하여, 검출기(도시하지 않음) 및 위치 조절기(도시 하지 않음)를 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 검출기는 상기 벨트(46)의 양측의 위치를 검출한다. 상기 위치 조절기는 상기 검출기의 측정값에 따라서 피드백 제어에 의해 상기 벨트(46)의 위치를 조절한다. 상기 캐스팅 다이(43)의 바로 하방에 위치된 벨트(46)의 부분에서, 상기 롤러(45)의 회전에 의해 야기된 수직 위치 변동이 200㎛이하로 조정되는 것이 바람직하다. 또한, 온도 조절 장치(65)에 의해 상기 캐스팅 챔버(64)의 온도가 -10℃~57℃의 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 상기 캐스팅 챔버(64) 내의 용매 증기가 회수 장치(67)로 수집되고, 세정되어 상기 용매를 제조하기 위한 도프로서 재사용된다.
상기 캐스트 도프(27)가 상기 캐스팅 다이로부터 캐스트되는 경우, 상기 도프(27)는 상기 캐스팅 다이(43)와 상기 벨트(46)간에 캐스팅 비드로서 언급된다. 상기 캐스팅 필름(69)은 벨트(46)상에 형성된다. 캐스팅시, 상기 도프(27)의 온도는 -10℃~57℃의 범위내가 바람직하다. 상기 캐스팅 비드를 안정화시키기 위해서, 상기 벨트(46)의 운반 방향으로 상기 캐스팅 비드로부터 상류 영역이 감압 챔버(68)에 의해 감압되어 소정 압력값을 달성하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 캐스팅 비드로부터 상류 영역은 상기 캐스팅 비드로부터 하류 영역에 비하여 2000Pa~10Pa의 범위 내로 감압된다. 또한, 재킷(도시하지 않음)을 상기 감압 챔버(68)에 부착하여 소정값으로 내부 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 감압 챔버(68)의 내부 온도는 특별히 제한되지는 않는다. 그러나, 상기 유기 용매의 응축점보다 높게 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 소망의 형태로 캐스팅 비드를 유지하기 위해 상기 캐스팅 다이(43)의 가장자리부에 흡인 장치(도시하지 않음)를 부착하는 것이 바람직하다. 상기 흡인에 의해 가장자리부로부터 제거된 유량의 바람직하는 범위는 1L/min~1OOL/min이다. 상기 용매의 증발은 상기 벨트(46)에 의해 운반된 캐스팅 필름(69)상으로 상기 송풍 덕트(70)로부터의 송풍에 의해 촉진된다.
상기 캐스팅 필름(69)이 자기 지지성을 획득한 후에, 상기 캐스팅 필름(69)은 상기 롤러(75)에 의해 지지되면서 상기 벨트(46)로부터 상기 습윤 필름(74)으로서 박리된다. 다음에, 상기 습윤 필름(74)은 복수의 롤러(80a)를 갖는 운반 영역(80)을 따라서 상기 텐터 장치(47)로 운반된다. 상기 운반 영역(80)에서, 소정 온도의 건조풍이 송풍기(81)로부터 상기 습윤 필름(74)에 보내져 상기 습윤 필름(74)의 건조를 촉진시킨다. 이 때, 상기 건조풍의 온도는 20℃~250℃의 범위내가 바람직하다. 상기 운반 영역(80)에서, 상기 상류 롤러의 회전 속도 보다 하류 롤러의 회전 속도가 높게 설정됨으로서, 상기 습윤 필름(74)에 연신 장력을 부여할 수 있다.
상기 박리시에, 상기 습윤 필름(74) 중의 잔존 용매는 총고형분에 대하여 건조 기준으로 10질량%~200질량%의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기 잔존 용매는 수학식 {(x-y)}×100으로 산출되고, 여기서, x는 샘플링 필름의 중량이고, y는 상기 건조된 샘플링 필름의 중량이다. 상기 잔존 용매의 비는 건조 기준으로 완전히 건조되고 고화된 도프의 중량이 100%로 여겨질 때의 비율이다.
상기 습윤 필름(74)은 상기 텐터 장치(47)로 운반된다. 상기 컬부(74a)가 대략 평면부(74b)가 되도록 상기 습윤 필름(74)의 각각의 측가장자리에 파지선(PH) 근방에 제공된 송풍 노즐(120)의 출구(120a)로부터 송풍이 행해져 상기 습윤 필 름(74)의 컬부(74a)에 대하여 가압이 행해진다. 다음에, 상기 대략 평면부(74b)가 상기 클립(101)에 의해 유지되고, 상기 습윤 필름(74)은 상기 텐터 장치(47)를 통하여 운반되면서 건조된다. 이 때, 각각의 부에 건조 조건을 조정하기 위해서, 상기 텐터 장치(47)가 복수부로 나누어지는 것이 바람직하다. 상기 텐터 장치(74)를 사용하여 상기 습윤 필름(74)이 횡방향으로 연신될 수도 있다. 상기 운반부(80) 및 텐터 장치(47) 중 적어도 하나에서, 캐스팅 방향 및 횡방향 중 적어도 한 방향으로 상기 습윤 필름(74)을 0.5%~300%의 범위내로 연신하는 것이 바람직하다.
상기 습윤 필름(74)이 잔류 용매가 소정값에 달할 때까지, 상기 텐터 장치(47)에서 건조된다. 그런 후, 상기 습윤 필름(74)은 필름(82)으로서 상기 텐터 장치(47) 외부로 방출된다, 이 때, 상기 필름(82)의 양 측가장자리는 상기 가장자리 슬리팅 장치(50)에 의해 커팅된다. 상기 커팅된 측가장자리는 상기 커터 블러워(도시하지 않음)의 사용에 의해 크러셔(90)로 보내지고, 칩으로 절단된다. 상기 칩은 상기 도프 제작에 재사용될 수 있으므로, 제조 비용의 점에서 효과적이다. 상기 필름 측가장자리에 대한 슬리팅 공정은 생략된다. 그러나, 상기 캐스팅 공정과 필름 권취 공정 사이에 상기 슬리팅 공정을 행하는 것이 바람직하다.
상기 측가장자리가 커팅된 필름(82)이 상기 건조 챔버(51)로 운반되어 더 건조된다. 상기 건조 챔버(51)의 온도는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 건조 챔버의 온도는 50℃~160℃의 범위내로 유지되는 것이 바람직하다. 상기 건조 챔버(51)에 있어서, 상기 필름(82)은 상기 롤러(91)에 걸쳐서 연결하면서 운반된다. 상기 필름(82)으로부터 증발된 용매 증기는 상기 흡착 장치(92)에 의해 흡착되고, 회수된다. 따라서, 상기 검조 챔버(51)에서 상기 용매가 제거된 공기가 건조풍으로서 재사용된다. 상기 건조 챔버(51)는 각각의 부에서의 건조 온도를 변화하기 위하여 복수의 부로 나눠지는 것이 바람직하다. 상기 건조 챔버(51)에서 상기 필름(82)의 온도의 급격한 증가를 방지하기 위해서, 상기 가장자리 슬리팅 장치(50)와 건조 챔버(51)간의 예비건조 챔버(도시하지 않음)가 설치되어 상기 필름(82)을 예비건조한다. 이렇게 하여, 상기 필름(82)의 형태 및 조건의 변화를 더욱 방지할 수 있게 된다.
상기 필름(82)은 냉각 챔버(52)에서 대략 실온으로 냉각된다. 상기 건조 챔버(51)와 냉각 챔버(52) 사이에 가습 챔버(도시하지 않음)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 가습 챔버에서는, 적절한 온도와 습도를 지닌 공기가 상기 필름(82)으로 송풍되는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 상기 필름(82)의 컬링 및 권취 결함을 방지할 수 있게 된다.
운반 동안의 상기 필름(82)의 대전 전압이 강제 제전 장치(제전 바)(93)를 사용하여 소정의 범위(예를 들면, -3kV~+3kV)로 조정된다. 상기 도 2에 있어서, 상기 강제 제전 장치(93)는 상기 냉각 챔버(52)로부터 하류에 설치된다. 그러나, 상기 설치 위치는 상기 도 2에 나타낸 구성으로 한정되지 않는다. 또한, 상기 필름(82)의 양 측가장자리에 엠보싱 가공으로 널링을 제공하기 위한 널링 롤러쌍(94)을 설치하는 것이 바람직하다. 상기 돌출부의 높이 및 함몰부의 깊이는 1㎛~200㎛의 범위내인 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 권취 챔버(53)에서 권취축(95)으로 상기 필름(82)이 권취 된다. 권취 동안에 상기 가압 롤러(96)를 사용하여 상기 필름(82)에 적당한 장력을 가하는 것이 바람직하다. 상기 권취의 개시에서 종료까지 장력을 서서히 변화시키는 것이 바람직하다. 권취되는 필름(82)의 길이는 종방향(캐스팅방향)으로 100m이상인 것이 바람직하고, 그 폭은 600mm이상인 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 1400mm~1800mm의 범위내이다. 본 발명은 폭이 1800mm를 초과하는 경우에도 효과적이다. 상기 제조 필름의 두께가 30㎛~300㎛의 범위 내이어야 한다.
본 발명의 용액 캐스팅 방법에 있어서, 2종 이상의 도프를 동시에 또는 순차적으로 코-캐스팅할 수 있다. 또한, 상기 도프의 동시 및 순차 코-캐스팅을 조합할 수도 있다. 상기 순차 코-캐스팅에 있어서, 피드블록을 구비한 캐스팅 다이 또는 멀티-매니폴드형 캐스팅 다이를 사용할 수 있다. 상기 코-캐스팅에 의해 형성된 다층 필름에 있어서, 다층 필름의 2개의 표면층 중 1개는 필름 총두께의 0.5~30%의 범위내를 차지하는 것이 바람직하다. 또한, 동시 코-캐스팅에 있어서, 상기 다이 슬릿으로부터 상기 도프(27)를 캐스팅 할 때, 고점도 도프가 저점도 도프를 피복하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 다이 슬릿 및 지지체간의 형성된 캐스팅 비드에 있어서, 공기를 접촉한 도프는 상기 내부 도프 보다 알콜의 조성비가 높다.
캐스팅 다이, 감압 챔버 및 지지체의 구조, 코-캐스팅 방법, 박리 방법, 연신 방법, 각 공정에서의 건조 조건, 취급 방법, 컬링, 평면 교정 후의 권취 방법, 용매의 회수 방법, 및 필름의 회수 방법 등이 일본특허공개 2005-104148호의 [0617]~[0889] 단락에 상세히 기재되어 있다. 이것을 본 발명에 적용할 수 있다.
[특성, 측정 방법]
(컬링도 및 두께)
일본특허공개 2005-104148호의 [0112]~[0139] 단락에는 권취된 셀룰로오스 아실레이트 필름의 특성 및 측정 방법이 기재되어 있다. 상기 기재가 본 발명에 적용될 수 있다.
[표면 처리]
상기 셀룰로오스 아실레이트 필름의 적어도 한 면을 표면 처리하는 것이 바람직하다. 상기 표면 처리로서, 진공 글로우 방전처리, 대기압하의 플라즈마 방전처리, UV선 조사처리, 코로나 방전처리, 화염 처리, 산 처리 및 알칼리 처리 중 적어도 하나가 행해지는 것이 바람직하다.
[기능층]
(대전 방지층, 경화층, 반사 방지층, 용이 밀착층 및 방현층)
상기 셀룰로오스 아실레이트 필름의 적어도 한면이 초벌 도포되어도 좋다.
또한, 셀룰로오스 아실레이트 필름을 베이스 필름으로 사용하고, 그 상에 기능층을 형성하여 기능성 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 기능층은 대전 방지층, 경화 수지층, 반사 방지층, 용이 밀착층, 방현층 및 광학 보상층 중 적어도 하나를 갖는 것이 바람직하다.
상기 기능층은 1종 이상의 표면활성제를 0.1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위 내로 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기능층은 1종 이상의 윤활제를 0.1mg/㎡~1000mg/㎡ 의 범위내로 함유하는 것이 바람직하다. 상기 기능층은 1종 이상의 매 트제를 0.1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위내로 함유하는 것이 바람직하다. 상기 기능층은 1종 이상의 대전 방지제를 1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위내로 함유하는 것이 바람직하다. 각종 기능 및 특성을 얻기 위해서 상기 셀룰로오스 아실레이트 필름에 표면 기능층을 형성하기 위한 조건 및 방법이 일본특허공개 2005-104148호의 [0890]~[1087]단락에 상세히 기재되어 있고, 본 발명에 적용할 수 있다.
[용도]
상기 셀룰로오스 아실레이트 필름은 편광 필터용 보호 필름으로서 특히 유용하다. LCD 소자를 제조하기 위해서, 2개의 편광 필터를 액정층을 샌드위치하도록 배치한다. 각각의 편광 필터는 편광자에 부착된 셀룰로오스 아실레이트 필름을 갖는다. 액정층 및 편광 필터의 구성은 상기 예에 한정되지 않고, 다른 공지된 구성을 사용할 수 있다. 일본특허공개 2005-104148호(예를 들면, [1088]~[1256] 단락)에는 TN형, STN형, VA형, OCB형, 반사형 및 LCD 소자의 다른 예가 상세히 기재되어 있다. 이들 형태는 본 발명에 적용될 수 있다. 또한, 상기 출원에는 광학 이방성층이 구비된 셀룰로오스 아실레이트 필름 및 반사 방지 및 방현 기능이 구비된 셀룰로오스 아실레이트 필름이 기재되어 있다. 또한, 상기 출원에는 적당한 광학 기능을 지닌 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제공하여 광학 보상 필름으로서 사용된 2축 셀룰로오스 아실레이트 필름을 얻는 것이 기재되어 있다. 또한, 상기 광학 보상 필름은 상기 편광 필터에 보호 필름으로서의 역할을 한다. 상기 기재는 본 발명에 적용된다.
본 발명에 의하면, 광학 특성이 우수한 셀룰로오스 트리아세테이트 필름(TAC 필름)을 얻을 수 있다. 상기 TAC 필름은 편광 필터에서의 보호 필름 및 감광성 재료용 베이스 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, 상기 TAC 필름은 텔레비전 등에 사용되는 LCD 소자의 시야각 확대를 위한 광학 보상 필름으로서 사용될 수 있다. 특히, 상기 TAC 필름은 상기 TAC 필름이 편광 필터의 보호 필름 및 광학 보상 필름으로서 작용하는 용도에 효과적이다. 따라서, 상기 TAC 필름은 종래의 TN모드 뿐만 아니라, IPS모드, OCB모드, VA모드 등에도 사용할 수 있다. 또한, 상기 편광 필터에 있어서, 상기 보호 필름을 사용하는 편광 필터를 형성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 구체예가 기재된다. 그러나, 본 발명은 이들 예로 한정되지 않는다. 제조 방법 및 조건은 실시예 1에서만 상세히 기재된다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예가 이하에 기재된다. 상기 필름을 제조하는데 사용되는 폴리머 용액(도프)의 조성은 이하와 같다.
[조성]
셀룰로오스 트리아세테이트 100질량부
(분말: 치환도 2.84, 점도평균 중합도 306, 함수율 0.2질량%, 6질량%의 디클로로메탄 용액의 점도 315mPa·s, 평균 입자직경 1.5mm, 입자직경의 표준편차 0.5mm)
디클로로메탄(제 1 용매 화합물) 320질량부
메탄올(제 2 용매 화합물) 83질량부
1-부탄올(제 3 용매 화합물) 3질량부
가소제 A(트리페닐포스페이트) 7.6질량부
가소제 B(디페닐포스페이트) 3.8질량부
UV제 A 0.7질량부
(2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸)
UV제 B 0.3질량부
(2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)-5-클로로벤조트리아졸)
시트르산 에스테르 혼합물 0.006질량부
(시트르산, 시트르산 모노에틸에스테르, 시트르산 디에틸에스테르 및 시트르산 트리에틸에스테르의 혼합물)
미립자 0.05질량부
(이산화규소 평균 입자 직경: 15nm, 모스 경도: 약 7)
[셀룰로오스 트리아세테이트]
본 실시예에서 사용하는 셀룰로오스 트리아세테이트는 아세트산의 잔존량이 0.1질량%이하이고, Ca 함유량이 58ppm이고, Mg 함유량이 42ppm이고, Fe 함유량 이 0.5ppm이고, 유리 아세트산이 40ppm이며, 황산이온 함유량이 15ppm인 것을 포함한다. 또한, 6위치에서의 아세틸화도는 0.91이고, 총아세틸기에 대한 6위치에서의 아세틸기의 비는 32.5%이었다. 또한, 상기 TAC가 아세톤에 의해 추출된 아세톤 추출량은 8질량%이었고, 중량평균분자량/수평균분자량의 비는 2.5이었다. 또한, 옐로우 인덱스는 1.7이었고, 헤이즈는 0.08이었으며, 투명도는 93.5%이었다. DSC로 측정한 Tg(유리전이온도)는 160℃이었고, 결정화의 발열량은 6.4J/g이었다. 상기 셀룰로오 스 트리아세테이트는 코튼으로부터 얻어진 셀룰로오스로부터 합성되었다. 이하, 상기 TAC가 코튼 유도 TAC로 언급된다.
상기 도프(27)가 도 1에 나타낸 도프 제조 장치(10)를 사용하여 제조되었다. 상기 용매 화합물은 교반 블레이드를 갖는 4000L 스테인레스 혼합 탱크(12)에서 혼합 및 교반되어 혼합 용매를 제조하였다. 각 용매 화합물의 함수율은 0.5질량% 이하였다. 다음으로, 상기 TAC분말이 상기 호퍼(13)로부터 혼합 탱크(12)에 점차적으로 분산되고, 주속 5m/sec로 분산기형의 편심 교반축의 제 2 교반기(24)와 주속 1m/sec로 상기 축에 부착된 앵커 블래이드를 갖는 제 1 교반기(22)를 사용하여 30분간 교반 및 분산되었다. 분산 개시시의 온도는 25℃이었고, 분산의 최종온도는 48℃이었다.
그런 후, 미리 제조된 첨가제 용액이 혼합 탱크(12)에서의 총량이 2000kg이 될 때까지 밸브(19)에 의해 상기 분산량을 조정하면서, 상기 첨가제 탱크(14)에서 혼합 탱크(12)로 분산되었다. 첨가 첨가제 용액이 분산된 후에 상기 고속 교반기가 정지되었다. 그런 후, 0.5m/sec의 주속으로 100분간 상기 제 1 교반기(22)의 앵커 블레이드에 의해 교반이 연속되었다. 그렇게 해서, 상기 TAC 플레이크를 팽윤시켜서 팽윤액(25)을 얻었다. 상기 팽윤이 완료될 때까지 상기 혼합 탱크(12)의 내부 압력이 질소 가스를 사용하여 0.12MPa로 상승되었다. 이 때, 상기 혼합 탱크(12)의 수소 농도는 2부피% 미만이었고, 이것은 폭발을 야기하지 않는다. 또한, 상기 팽윤액의 함수량은 0.3질량%이었다.
상기 팽윤액(25)은 상기 펌프(26)를 통하여 혼합 탱크(12)로부터 재킷이 구 비된 배관인 가열기(15)로 공급되었고, 50℃로 가열된 후 2MPa로의 가압하에 90℃까지 가열되었다. 그런 후, 상기 팽윤액(25)은 완전히 용해되었다. 상기 가열 시간은 15분이었다. 상기 팽윤액(25)의 온도는 온도 조절 장치(16)에 의해 36℃로 감소된 후에, 공칭 직경이 8㎛인 필터를 갖는 제 1 여과 장치(17)를 통하여 여과되었다. 이렇게 하여 도프(이하, 농축전의 도프로서 언급됨)가 얻어졌다. 상기 제 1 여과 장치(17)의 상류의 압력은 1.5MPa이었고, 여과 장치의 하류에서의 압력은 1.2MPa이었다. 고온에 노출된 배관 및 필터는 하스텔로이(상품명)로 제조되었다.
농축 전 도프가 80℃의 상압을 유지하는 플래시 장치(30)로 공급되어, 플래시 증발이 행해져 도프(27)를 얻었다. 상기 용매 증기는 응축기로 회수되었다. 상기 플래싱 후의 도프(27)의 고형분 농도는 21.8질량%이었다. 응축된 용매가 회수 장치(32)에 의해 회수되었고, 세정 장치(33)에서 세정되었다. 그런 후, 세정된 용매가 상기 용매 탱크(11)로 보내지고, 상기 도프 제조용으로 재사용되었다. 상기 회수 장치(32) 및 세정 장치(33)에 있어서, 증류 및 탈수가 행해졌다. 상기 플래시 장치(30)의 플래시 탱크에, 앵커 블래이드(도시하지 않음)를 갖는 교반기가 제공되고, 0.5m/sec의 주속으로 회전시켜 플래시된 도프에서 기포를 제거하였다. 상기 플래시 탱크 내의 도프(27)의 온도는 25℃이었다. 상기 탱크 내의 도프의 평균 체류시간은 50분이었다. 상기 추출된 도프(27)의 전단 점도가 전단속도 10(초-1)로 25℃에서 450Pa·s이었다.
다음에, 상기 도프(27)에 약한 초음파를 조사하여 기포를 제거하였다. 그 후, 상기 도프(27)는 1.5MPa의 압력을 가하면서 펌프(37)를 사용하여 제 2 여과 장치(31)에 상기 도프(27)를 공급하였다. 상기 제 2 여과장치(31)에서, 상기 도프(27)는 공칭 세공 직경이 10㎛인 소결 금속 섬유 필터를 통과시킨 후, 동일한 크기(공칭 세공 직경 10㎛)의 다른 소결 금속 섬유 필터를 통과시켰다. 상기 소결 금속 섬유 필터의 상류에서의 압력은 각각 1.5MPa 및 1.2MPa이었다. 상기 소결 금속섬유 필터의 하류에서의 압력은 각각 1.0MPa 및 0.8MPa이었다. 여과 후 도프(27)의 온도가 36℃로 유지되고, 2000L 스테인레스 강 저장 탱크(41)에 저장되었다. 상기 저장 탱크(41)에 있어서, 중심축에 앵커블래이드를 갖는 교반기(61)로 0.3m/sec의 주속으로 계속해서 교반되었다.
도 2에 나타낸 필름 제조 장치(40)를 사용하여 상기 필름(82)이 제조되었다. 상기 저장 탱크(41) 내에 상기 도프(27)가 상기 상류 압력을 증가시키는 기능을 갖는 고정밀 기어펌프(62)를 통하여 상기 제 3 여과 장치(42)에 공급되었다. 상류 압력이 0.8MPa로 유지되도록 인버터 모터에 의해 상기 기어 펌프(62)로부터 상류에 대한 피드백 제어가 행해졌다. 상기 고정밀 기어 펌프(62)는 이하의 성능을 가졌다: 용적 효율이 99.2%이었고, 토출량의 변동율은 0.5%이하이었다. 상기 토출 압력은 1.5MPa이었다. 상기 제 3 여과 장치(42)를 통과한 상기 도프(21)는 상기 캐스팅 다이(43)에 공급되었다.
상기 캐스팅 다이(30)는 폭이 1.8m이었다. 건조된 필름의 두께가 80㎛가 되도록 상기 도프(27)의 유량을 조절하면서 캐스팅이 행해졌다. 또한, 상기 캐스팅 다이(73)의 출구로부터 토출된 상기 도프(27)의 캐스팅 폭은 1700mm이었다. 상기 도프(27)의 온도를 36℃로 조절하기 위해서, 상기 캐스팅 다이(43)에 재킷(도시하지 않음)이 부착되어 상기 재킷 내부에 전열 매체를 공급한다. 상기 도프(27)가 통과된 캐스팅 다이(43) 및 배관은 상기 캐스팅 동안에 36℃에서 단열되었다. 상기 캐스팅 다이(43)는 코트행거형이었다. 또한, 상기 캐스팅 다이(43)는 필름 두께를 조정하기 위하여 볼트(히트 볼트)가 20mm 피치에 구비되었고, 상기 히트 볼트를 사용한 자동 두께 조정 메카니즘이 구비되었다. 상기 히트 볼트는 미리 설정한 프로그램에 기초하여 고정밀 기어 펌프(62)의 유량에 따라 프로파일을 설정하고, 상기 필름 제조 장치(40)에 배치된 적외선 두께 게이지(도시하지 않음) 등의 두께 게이지의 프로파일에 따라서 조정된 프로그램에 기초하여 피드백 조절을 행할 수 있었다. 서로 50mm 떨어진 두 지점 사이의 두께차는 캐스팅 가장자리부(상기 필름의 측가장자리부로부터 20mm의 폭을 갖는 부분)를 제외하고는 1㎛내로 조정되는 것이 바람직하고, 횡방향으로의 두께의 변화는 3㎛이하로 조정된다. 또한, 전체 필름의 두께 변동이 ±1.5% 이하가 되도록 조절되었다.
상기 지지체 주행 방향으로 상기 캐스팅 다이(43)에서 상류에 감압 챔버(68)가 배치된다. 상기 운반 방향에 대하여 상기 캐스팅 비드로부터 상류 영역 및 하류 영역간의 압력차가 상기 캐스팅 속도에 따라서 1Pa~5000Pa의 범위내가 되도록 상기 감압 챔버(68)의 감압도가 조정되었다. 또한, 상기 캐스팅 비드의 길이가 20mm~50mm의 범위내가 되도록 상기 캐스팅 비드부터 상류 및 하류 영역간의 압력차가 설정되었다. 또한, 상기 감압 챔버(68)는 상기 캐스팅부 주위의 가스의 응축 온도 보다 높은 온도로 설정되도록 메카니즘을 가졌다. 또한, 상기 캐스팅 다이(43)의 출구의 상류 및 하류측의 각각에 래비린스 패킹(도시하지 않음)을 설치하였다. 또한, 상기 출구의 각각의 측가장자리에는 개구가 형성되었다. 또한, 상기 캐스팅 비드의 측가장자리에 위치 변동을 제어하기 위하여 가장자리 흡인 장치(도시하지 않음)가 상기 캐스팅 다이(43)에 설치되었다.
상기 캐스팅 다이(43)의 재료는 석출 경화형 스테인레스 강이다. 상기 재료는 2×10-5(℃-1)이하의 열팽창 계수를 가졌다. 상기 캐스팅 다이(43)의 접촉면의 마무리 정밀도는 1㎛/m이하이고, 직선도는 어느 방향에서나 1㎛/m이하이었다. 상기 슬릿의 클리어런스는 1.5mm로 조절되었다. 상기 캐스팅 다이(43)의 립단은 상기 스프레이법을 사용한 텅스텐 카바이드(WC) 코팅에 의해 형성된 경화층을 구비하였다. 상기 도프에 대한 각 립의 접촉부의 모서리는 슬릿을 통해 챔퍼 반경이 50㎛이하가 되도록 가공되었다.
상기 캐스팅 다이(73)에서 토출되는 도프(27)는 상기 슬릿에서 부분적으로 건조되어 고화되어도 좋다. 상기 도프(27)의 고화를 방지하기 위해서, 상기 도프(27)를 용해시키는 혼합 용매 혼합물 A(디클로로메탄 86.5질량부, 메탄올 13질량부 및 1-부탄올 0.5질량부의 혼합물)가 상기 캐스팅 비드의 각각의 측가장자리와 슬릿간의 계면에 0.5㎖/min으로 공급된다. 상기 용매 A를 공급하기 위한 펌프의 맥동률은 5%이하이었다. 상기 감압 챔버(68)의 사용에 의해 상기 운반 방향에 대하여 상기 캐스팅 비드로부터의 상류 영역의 압력은 하류 영역의 압력 보다 150Pa 낮았다. 상기 재킷(도시하지 않음)이 상기 감압 챔버(68)에 부착되었다. 상기 갑압 챔 버(68)의 온도는 상기 재킷 내부를 35℃로 유지한 전열 매체를 공급함으로써 제어되었다. 상기 가장자리 흡인 장치는 1ℓ/min~100ℓ/min의 범위 내에서 가장지리 흡인 유량을 조절할 수 있었다. 본 실시형태에 있어서, 상기 가장자리 흡인 유량은 30ℓ/min~40ℓ/min의 범위 내에서 적절히 조절되었다.
상기 도프(27)는 공기 압력 조절기(도시하지 않음)를 갖는 상기 캐스팅 챔버(64)에 배치된 벨트(46)상으로 캐스트되었다. 상기 벨트(46)는 표면 조도가 0.05㎛이하가 되도록 연마된 SUS 316 스테인레스로 이루어지는 길이가 70m, 폭이 2.1m 및 두께가 1.5mm인 엔들레스 벨트이었다. 상기 전체 벨트(46)의 두께 불균일은 0.5%이하이었다. 상기 벨트(46)는 롤러(44, 45)에 의해 구동되었다. 운반 방향으로 상기 벨트(46)의 장력은 1.5×105N/m2으로 조절되었다. 상기 롤러(44, 45)에 대한 상기 벨트(46)의 회전 속도의 상대차는 0.01m/min이하로 조절되었다. 상기 벨트(46)의 속도 변동율은 0.5%이하로 조절되었다. 또한, 상기 벨트(46)의 양 가장자리 위치는 한 방향에서 횡방향으로 1.5mm이하로 사행을 조정하도록 검출되었다. 상기 캐스팅 다이(43)의 바로 하방의 립단과 상기 벨트(46)간의 수직 방향에서의 위치 변동은 200㎛이하로 조절되었다.
상기 전열 매체가 상기 롤러(44, 45)내부에 공급되어 상기 벨트(46)의 온도를 조절하였다. 건조를 위하여 상기 롤러(44) 내부에 40℃의 상기 전열 매체가 공급되었다. 한편, 5℃의 상기 전열 매체는 상기 롤러(45) 내부에 공급되었다. 상기 캐스팅 바로 전의 상기 벨트(46)의 중앙부의 표면 온도는 15℃이었다. 상기 벨 트(46) 중앙부와 양 측가장자리간의 온도차는 6℃이하이었다. 표면 결함이 없는 벨트(46)가 사용되었다. 구체적으로, 직경이 30㎛이상인 핀홀의 수가 0인 것이 바람직하다. 직경이 10㎛~30㎛인 핀홀의 수가 1㎡당 1개 이하인 것이 바람직하다. 직경이 10㎛ 미만인 핀홀의 수는 1㎡ 당 2개 이하이었다. 상기 캐스팅 챔버(64)의 온도는 상기 온도 조절 장치(65)를 사용하여 35℃로 유지되었다. 상기 캐스팅 필름(69)을 건조하기 위해서, 우선, 상기 벨트(46)상에 상기 캐스팅 필름(69)과 평행하게 건조풍이 송풍되었다. 상기 건조풍에서 상기 캐스팅 필름(69)까지 총전열 계수는 24kcal/(m2·hour·℃)이었다.
상기 벨트(46)의 운반 방향에 대하여 상류측의 상기 벨트(46) 상부에 송풍구(70)가 설치되었다. 상기 캐스팅 필름(69)은 상기 송풍구(70)로부터 135℃의 건조풍을 공급함으로써 건조되었다. 상기 벨트(46)상의 건조 분위기 중의 산소 농도는 공기를 질소 가스로 치환함으로써 5부피%로 유지되었다. 상기 캐스팅 챔버(64) 내부의 용매 증기가 응축기(66)의 외부 온도를 -10℃로 설정함으로써 응축 및 회수되었다.
상기 캐스팅 필름(69) 중의 잔존 용매가 50질량%에 도달한 시점에서, 상기 벨트(46)로부터 상기 캐스팅 필름(69)이 상기 습윤 필름(74)으로서 박리된 후, 상기 습윤 필름(74)은 상기 롤러(75)에 의해 지지되었다. 상기 박리 장력은 1×102N/m2이었다. 박리 결함을 감소시키기 위해서, 상기 벨트(46)의 속도에 대한 상기 박리 속도율(상기 박리 롤러의 연신)은 100.1%~110%로 제어되었다. 상기 습윤 필름(74)의 표면 온도는 15℃이었다. 상기 용매 증기는 -10℃로 조절된 응축기(66)에 의해 응축되고 액화되었고, 회수 장치(67)에 의해 회수되었다. 따라서, 공기 중의 함수량이 0.5%이하가 되도록 상기 용매는 상기 공기로부터 제거되었다. 상기 공기는 건조풍으로서 가열되었고, 재사용되었다. 상기 습윤 필름(74)은 상기 운반 영역(80)의 복수의 롤러(80a)를 통하여 상기 텐터 장치(47)로 운반되었다. 상기 운반시에 상기 습윤 필름(74)의 종방향으로 상기 습윤 필름(74)에 대하여 약 30N의 장력을 가하면서, 상기 송풍기(81)로부터 40℃의 건조풍을 공급함으로써 상기 습윤 필름(74)은 건조되었다.
상기 텐터 장치(47)에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이 송풍 노즐(120)이 사용되었다. 상기 송풍 노즐(120)은 높이 H1, 즉, 상기 습윤 필름(74)과 상기 출구(120a)의 하단(120b)사이의 거리는 10mm이었고, 상기 출구(120a)로부터 송풍된 공기와 상기 습윤 필름(74)의 표면간의 송풍각θ는 30°가 되도록 배치되었다.
공기는 이하의 조건하에 습윤 필름(74)의 컬부(74a)상으로 송풍되었다: 파지선 PH와 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에서의 상기 출구(120)의 상류단인 지점 PU간의 거리 L1(송풍 개시 위치)는 300mm이었고, 상기 파지선 PH와 상기 습윤 필름(74)의 운반 방향에서의 상기 출구(120)의 하류단인 지점 PD간의 거리 L2(송풍 완료 위치)는 150mm이었고, 상기 출구(120a)로부터의 공기의 풍속 V는 72m/sec이었다.
컬부(74a)를 대략 평면부(74b)로 형성한 후, 상기 텐터 클립(101)에 의해 양쪽의 대략 평면부가 유지되었다. 이 때, 상기 필름(82)은 운반되면서, 횡방향으로 연신되었다. 상기 텐터 장치(47)내부가 3개 부분으로 나누어졌다. 각각의 부분의 온도는 상류에서부터 각각 90℃, 110℃ 및 120℃이었다. 상기 건조풍의 가스 조성은 -10℃에서의 포화 가스 농도의 조성이다. 상기 필름(82)은 상기 텐터 장치(47)의 출구에서 잔존 용매가 7질량%에 도달하도록 건조되었다.
상기 텐터 장치(47)내부에, 상기 유지 개시 위치로부터 10mm이상 떨어진 임의의 2점 위치간의 상기 필름(82)의 연신율의 차는 10% 이하이었고, 상기 유지 개시 위치로부터 20mm 떨어진 것의 차는 5%이하이었다. 상기 텐터 장치(47)의 입구와 출구간의 길이에 대하여 상기 유지 개시 위치 및 클립 끝 위치간의 비는 90%이었다. 상기 응축기(66)의 외부 온도는 -8℃로 설정되었다. 상기 텐터 장치(47)의 용매 증기는 -10℃에서 응축 및 액화되었다. 상기 응축 용매의 함수율은 0.5질량%이하로 조정되었다. 그런 후, 상기 용매는 재사용되었다. 상기 습윤 필름(74)은 상기 필름(82)으로서 상기 텐터 장치(47) 외부로 방출되었다.
상기 필름(82)이 상기 텐터 장치(47) 밖으로 방출된 후 30초내에 상기 가장자리 슬리팅 장치(50)로서 NT커터를 사용하여 상기 필름(82)의 측가장자리로부터 50mm의 폭을 갖는 양 측부가 커팅되었다. 상기 커팅 측 가장자리는 상기 커터 블로워(도시하지 않음)를 사용하여 상기 크러셔(90)로 보내졌다. 상기 크러셔(90)는 상기 커팅된 측 가장자리를 평균 크기 80㎟의 칩으로 절단하였다. 상기 칩은 상기 도프 제조의 재료로서 재사용되었다. 상기 텐터 장치(47)의 공기를 질소 가스로 치환함으로써 상기 건조 분위기의 산소 농도는 5부피%로 유지되었다. 또한, 후술하는 건조 챔버(51)에서 고온으로 상기 필름(82)을 건조하기 전에, 상기 필름(82)은 100 ℃의 건조풍을 공급하는 예비 건조실(도시하지 않음)에서 예비 건조되었다.
상기 필름(82)은 건조 챔버(51)에서 고온으로 건조되었다. 상기 건조 챔버(51)는 4개 부분으로 나눠졌다. 상기 송풍기(도시하지 않음)로부터 상기 4개 부분으로 120℃, 130℃, 130℃ 및 130℃의 건조풍이 공급되었다. 상기 필름(82)이 운반되면서 상기 롤러(91)에 의해 상기 필름(81)에 장력 100N/m이 가해졌다. 상기 잔존 용매를 0.3질량%로 감소시키기 위해서 10분동안 상기 필름(82)를 건조시켰다. 랩각은 90°및 180°이었다. 상기 랩각은 상기 롤러(91)(여기서, 상기 랩각은 도 2에서 확대됨)를 접촉하는 상기 필름(82)의 부분의 각도이다. 상기 롤러(91)의 재료는 알루미늄 또는 탄소강철이고, 표면에 경질 크롬 도금을 하였다. 평면을 갖고 블래스팅에 의해 매트 가공된 표면을 갖는 롤러(91)가 사용되었다. 상기 롤러(91)의 회전에 의해 야기된 필름 위치 변동은 각각의 롤러(91)에서 50㎛이하이었다.
건조풍에 함유된 용매 가스는 흡착 장치(92)로 흡착되었다. 흡착제는 활성탄이었다. 탈착은 건조 질소로 행해졌다. 상기 회수된 용매의 함수량은 0.3질량%이하로 조정되었고, 상기 회수된 용매는 도프 제조용으로 재사용되었다. 상기 건조풍은 상기 용매 증기 이외에 가소제, UV흡수제 및 고비점의 다른 화합물을 함유하였다. 상기 물질은 상기 냉각 장치 및 예비 흡착기로 상기 건조풍으로부터 제거되었다. 그 다음, 상기 건조풍은 순환 및 재사용되었다. 외부로의 상기 가스 배출 중에 VOC(휘발성 유기 화합물)가 10ppm이하가 되도록 흡착 및 탈착 조건이 설정되었다. 상기 응축법으로 회수된 용매량은 총용매 증기의 90질량%를 차지하였다. 상기 잔존 용매 증기의 대부분은 흡착으로 회수되었다.
상기 건조 필름(82)은 제 1 가습 챔버(도시하지 않음)로 운반되었다. 110℃의 건조풍이 상기 건조 챔버(51)와 제 1 가습 챔버 사이의 운반부(80)에 공급되었다. 이슬점이 20℃인 50℃의 공기를 상기 제 1 가습 챔버에 공급되었다. 그런 후, 상기 필름(82)의 컬링을 방지하기 위해서, 제 2 가습 챔버(도시하지 않음)로 상기 필름(82)이 운반되었다. 상기 제 2 가습 챔버에서, 습도 70%, 온도 90℃의 공기가 상기 필름(82)에 직접 송풍되었다.
가습 후에, 상기 필름(82)은 냉각 챔버(52)에서 30℃ 이하로 냉각되었다. 그런 후, 상기 가장자리 슬리팅 장치(도시하지 않음)에 의해 다시 상기 필름의 양 측가장자리가 커팅되었다. 운반시에 상기 필름(82)의 대전 전압을 -3kV~+3kV의 범위내로 항상 유지되도록 강제 제전 장치(제전바)(93)가 배치되었다. 널링 롤러쌍(94)에 의해 상기 필름(82)의 양 측가장자리에 널링이 형성되었다. 상기 필름(82)의 각각의 측가장자리에 상기 필름(82)의 표면 중 하나에 엠보싱 가공이 가해졌다. 상기 널링이 가해진 폭은 상기 필름(82)의 양 측가장자리로부터 10mm이었다. 상기 엠보싱 높이가 평균 필름 두께 보다 평균 12㎛ 높아지도록 상기 필름(82)에 가해진 널링 압력이 설정되었다.
마지막으로, 상기 필름(82)은 상기 권취 챔버(53)로 운반되었다. 상기 권취 챔버(53)내부는 온도가 28℃로 유지되었고, 습도가 70%로 유지되었다. 대전 전압이 -1.5kV~+1.5kV의 범위 내로 유지되도록 상기 권취 챔버(53)에 이온화 장치(도시하지 않음)가 설치되었다. 그 얻어진 필름(82)은 두께가 80㎛이었고, 폭은 1475mm이 었다. 상기 권취된 필름의 총길이는 3940m이었다. 169mm의 직경을 지닌 권취축(95)이 사용되었다. 권취 개시시의 장력은 300N/m이었고, 권취 종료시의 장력은 200N/m이었다. 상기 권취축(95)상의 횡방향으로 권취된 필름(82)의 측가장자리의 위치 변동(요철)(진동폭이라고 하는 경우도 있다)은 -5mm~+5mm의 범위내이었다. 상기 위치 변동은 400mm마다 주기적으로 발생할 수 있다. 상기 권취축(95)에 가해진 상기 가압 롤러(96)의 압력은 50N/m이었다. 권취시에 있어서, 상기 필름(82)의 온도는 25℃이었고, 함수율은 1.4질량%이었고, 잔류용매는 0.3질량%이었다.
[실시예 2]
필름 두께가 40㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건(동일한 도프(27) 및 동일한 방법)하에 상기 필름(82)이 제조되었다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 실시예 1의 것과 동등한 송풍 노즐(120)이 상기 텐터 장치(47)에 설치되었다. L1, L2 및 H1은 실시예 1과 동일하였다. 그러나, 상기 송풍각 θ는 50°이었다. 공기 흐름 타이밍 및 풍속은 실시예 1과 동일하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 실시예 1의 것과 동등한 송풍 노즐(120)이 상기 텐터 장치(47)에 설치되었다. L1, L2 및 H1은 실시예 1과 동일하였다. 그러나, 상기 송풍각 θ는 15°이었다. 공기 흐름 타이밍 및 풍속은 실시예 1과 동일하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 실시예 1의 것과 동등한 송풍 노즐(120)이 상기 텐터 장치(47)에 설치되었다. L1, L2 및 H1은 실시예 1과 동일하였다. 그러나, 상기 송풍각 θ는 70°로 설정되었다. 공기 흐름 타이밍 및 풍속은 실시예 1과 동일하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 실시예 1의 것과 동등한 송풍 노즐(120)이 상기 텐터 장치(47)에 설치되었다. L1, L2 및 θ는 실시예 1과 동일하였다. 그러나, H1은 3mm이었다. 공기 흐름 타이밍 및 풍속은 실시예 1과 동일하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 실시예 1의 것과 동등한 송풍 노즐(120)이 상기 텐터 장치(47)에 설치되었다. L1, L2 및 θ는 실시예 1과 동일하였다. 그러나, H1은 60mm이었다. 공기 흐름 타이밍 및 풍속은 실시예 1과 동일하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 송풍 노즐(120)의 형태 및 조건, 설치 조건 및 공기 흐름 타이밍은 상기 실시예 1의 것과 동등하였다. 그러나, 상기 풍속 V는 62m/sec로 조정되었다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 송풍 노즐(120)의 형태 및 조건, 설치 조건 및 공기 흐름 타이밍은 상기 실시예 1의 것과 동등하였다. 그러나, 상기 풍속 V는 110m/sec로 조정되었다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 상기 송풍 노즐(120)의 형태 및 조건, 설치 조건 및 공기 흐름 타이밍은 상기 실시예 1의 것과 동등하였다. 그러나, 상기 풍속 V는 20m/sec로 조정되었다.
[비교예]
실시예 1과 동일한 도프(27) 및 동일한 방법을 사용하여 필름(82)이 제조되었다. 텐터 장치(47)에 있어서, 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리에 송풍이 행해지지 않았다.
상기 실시예 및 비교예에 있어서, 상기 텐터 장치(47)에서 파지선 PH에서 유지 결함이 육안으로 관찰되었고, 결함의 정도가 평가되었다. 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리가 접힘 및 파단 등의 유지 결함 없이 클립에 의해 유지될 때, 상기 필름(82)은 A로서 평가되었다. 상기 필름 제조에 영향을 미치지 않는 약간의 유지 결함이 있을 때, 상기 필름(82)은 B로서 평가되었다. 상기 필름 제조에 영향을 미치지 않는 유지 결함이 다소 있을 때, 상기 필름(82)은 C로서 평가되었다. 컬이 평면화되지 않아서 상기 필름 홀더가 상기 필름 측가장자리를 유지하는 것이 실패될 때, 상기 필름(82)은 F로서 평가되었다. 상기 F는 상기 필름 제조에 부적합하다고 간주되었다. 상기 필름(82)의 조건은 상기 텐터 장치(47)의 출구 근방에서 관찰되었다.
상기 실시예 및 비교예에서의 필름 제조 조건 및 상기 제조된 필름의 평가는 이하의 표 1에 나타내어졌다. 상기 표 1에 있어서, 실시예 1~10은 E1~E10으로서 나타내어지고, 상기 비교예는 C.Ex로서 나타내어졌다.
노즐 높이 H1(mm) |
송풍각 θ(°) |
풍속 V(m/sec) |
유지 결함 | 평가 | |
E1 | 10 | 30 | 72 | A | 대략 평평한 측가장자리 형성에 효율성이 매우 우수함 |
E2 | 10 | 30 | 72 | A | |
E3 | 10 | 50 | 72 | A | |
E4 | 10 | 15 | 72 | C | 필름이 상기 송풍 노즐에 약간 부착됨 |
E5 | 10 | 70 | 72 | C | 대략 평평한 측가장자리 형성에 효율성이 감소됨 |
E6 | 3 | 30 | 72 | C | 필름이 약간 송풍 노즐에 부착됨 |
E7 | 60 | 30 | 72 | B | 필름이 약간 불균일함 |
E8 | 10 | 30 | 62 | A | 운반 안정성이 우수함 |
E9 | 10 | 30 | 110 | B | 필름이 송풍 노즐에 부착됨 |
E10 | 10 | 30 | 20 | C | 대략 평평한 측가장자리 형성에 효율성이 감소됨 |
C.Ex. | - | - | - | F | 필름 홀더가 필름 측가장자리를 유지하는 것이 실패됨 |
상기 실시예 1~10에 있어서, 약간 유지 결함이 상기 송풍 조건에 따라서 발생되는 경우라도, 상기 유지 결함은 상기 송풍 노즐(120)을 사용하여 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리상의 송풍에 의해 필름 제조에 영향을 주지 않는 정도로 감소되는 것이 명백하였다. 특히, 상기 실시예 1~3 및 8은 상기 유지 결함의 발생이 없는 운반 안정성이 우수한 것을 나타내었다.
다음에, 상기 실시예 및 비교예의 각각의 결과를 상세히 설명한다. 각각의 실시예 3~5에 있어서, 상기 출구(120)로부터 송풍의 송풍각 θ는 실시예 1의 것으로부터 변경되었다. 상기 유지 결함의 발생에 차이가 있었다. 그러나, 이러한 유지 결함은 상기 필름 제조에 영향을 주지 않는 정도내이었다. 실시예 4에 있어서, 상기 송풍시에 상기 송풍 노즐(120)의 흡인에 의해 상기 출구(120a) 및 습윤 필름(74)의 접착으로 인하여 유지 결함이 발생되었다. 실시예 5에 있어서, 상기 컬은 약하게 잔존하였다. 한편, 대략 평평한 측가장자리 형성에서 효율성의 저감으로 인하여 약하게 유지 결함이 발생되어 C로서 평가되었다. 상기 유지 결함의 원인은 이하와 같다. 상기 실시예 4에 있어서, 과도하게 작은 송풍각 θ(15°)는 상기 송풍 노즐(120) 하방 영역에 압력이 감소된다고 생각되었다. 따라서, 상기 습윤 필름(74)은 상기 출구(120a)에 부착되었다. 실시예 5에 있어서, 과도하게 큰 송풍각(70°)으로 인하여 상기 공기는 상기 컬부(74a) 상에 효율적으로 송풍된다고 생각되었다. 따라서, 상기 대략 평면부는 형성되지 않았다.
실시예 6 및 7에 있어서, 실시예 1 및 실시예 3~5의 결과를 고려하여, 상기 송풍각은 30°로 설정되었고, 풍속 V는 72m/sec로 설정되었고, 유지 결함은 야기되지 않았다. H1은 실시예 6 및 7의 각각에서 변화되었다. 그 결과, 실시예 6에 있어서, 약간의 유지 결함이 발생되었다(C로서 평가됨). 실시예 7에 있어서, 상기 습윤 필름(74)은 약간 불균일하였지만, 상기 대략 평평한 측가장자리를 형성하는 효율성이 우수하여 B로서 평가되었다. 상기 결함의 원인은 이하와 같다. 상기 실시예 6에 있어서, 과도하게 작은 H1(3mm)은 상기 송풍 노즐(120) 및 습윤 필름(74)의 접촉을 야기한다고 생각되었다. 상기 실시예 7에 있어서, 과도하게 큰 H1(60mm)이 상기 출구(120a)로부터 송풍의 분산을 야기하여 상기 컬부(74a) 이외의 습윤 필름(74)의 부분상에 약하게 송풍된다고 생각되었다.
상기 결과의 관점에서, 상기 실시예 8~10의 각각에 있어서, H1이 10mm로 유지되고, 송풍각 θ가 30°로 유지되는 한편, 상기 풍속 V는 변화되었다. 결과는 이하와 같다. 실시예 8에 있어서, 상기 유지 결함이 발생되지 않아 상기 대략 평평한 측가장자리를 형성하는 효율성이 우수하였다(A로서 평가됨). 상기 실시예 9에 있어서, 상기 습윤 필름(74)은 상기 송풍 노즐(120)에 접착되지만, 상기 대략 평평한 측가장자리를 형성하는데 효율이 우수하였다(B로서 평가됨). 실시예 10에 있어서, 약하게 유지 결함이 발생되어 상기 대략 평평한 측가장자리를 형성하는데 효율이 감소되었다(C로서 평가됨). 원인은 이하와 같다. 상기 실시예 9에 있어서, 상기 과도하게 높은 풍속 V(110m/sec)은 상기 송풍 노즐(120) 하방 영역의 압력을 감소시킨다고 생각되었다. 따라서, 상기 습윤 필름(74)는 상기 송풍 노즐(120)의 흡인에 의해 출구(120a)에 부착되었다. 실시예 10에 있어서, 과도하게 낮은 송풍 V 20m/sec는 상기 컬부(74a)를 대략 평면화하는데 실패를 야기한다고 생각되었다.
상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리상으로의 송풍없이 상기 필름(82)이 제조되는 비교예에 있어서, 모든 컬은 평면화되지 않고 잔존하였다. 따라서, 상기 필름 홀더는 상기 습윤 필름(74)의 컬 측가장자리를 파지하는 것을 실패하였다.
상기한 바와 같이, 상기 텐터 장치에 있어서, 상기 습윤 필름(74)의 양 측가장자리가 상기 텐터 클립에 의해 유지되기 전에, 소정값으로 상기 양 측가장자리상으로(특히, 컬부상으로) 송풍을 향하여 상기 유지 결함을 억제하는 상기 대략 평면부를 형성하였다. 상기 습윤 필름의 표면에서 상기 송풍 노즐의 하부 가장자리까지의 높이 H1 및 상기 송풍각이 소정 범위를 만족하도록 상기 송풍 노즐의 설치부가 조정되었다. 이리하여 상기 필름의 컬은 효율적으로 대략 평면화되었다.
본 발명에 있어서, 각종 변경 및 변조가 가능하고, 본 발명의 범위내로 이해될 수 있다.
본 발명은 LCD 등의 광학 용도에 사용되는 폴리머 필름의 제조에 적용될 수 있다.
Claims (10)
- 주행하는 지지체 상에 폴리머와 용매를 함유한 도프를 캐스팅함으로써 캐스팅 필름을 형성하는 공정;상기 용매를 함유하는 캐스팅 필름을 상기 지지체로부터 습윤 필름으로서 박리하는 공정;상기 습윤 필름의 각각의 측가장자리부상으로 송풍 장치로부터 공기를 송풍하는 공정; 및평면화된 측가장자리부를 필름 홀더로 유지하면서 상기 습윤 필름을 운반하는 공정을 포함하는 폴리머 필름의 제조방법으로서:상기 송풍 장치는 상기 습윤 필름 상방에 설치되고, 상기 각각의 측가장자리부에 대하여 공기가 가압되어 상기 측가장자리부가 평면화되고, 상기 송풍 장치의 송풍구는 상기 각각의 측가장자리의 상방에 형성되고, 상기 송풍구는 상하 방향으로 구획되어 배치되는 복수의 출구를 갖고, 상기 습윤 필름의 상방에서 상기 송풍 장치의 하방의 감압 영역의 형성을 억제하는 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 습윤 필름과 상기 송풍구의 하단간의 거리 H1은 5mm~50mm의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 송풍구로부터의 공기의 송풍 방향과 상기 습윤 필름간의 각도 θ는 17°~60°의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방 법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 송풍구로부터 송풍된 공기의 풍속 V가 30m/sec~100m/sec의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 송풍구는 상기 습윤 필름의 운반 방향으로 연장된 슬릿이고, 슬릿폭 W1은 0.5mm~5mm의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 운반 방향에서의 상기 송풍구의 상류단 PU와 상기 필름 홀더에 의한 상기 습윤 필름의 유지 개시 위치 PH간의 거리 L1이 10mm~500mm의 범위내이고, 상기 유지 개시 위치 PH와 상기 운반 방향에서의 상기 송풍구의 하류단 PD간의 거리 L2가 0mm~200mm의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머는 셀룰로오스 아실레이트인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지지체로부터 박리된 직후의 상기 습윤 필름 중의 잔존 용매는 10질량%~200질량%의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 습윤 필름을 건조시킴으로써 얻어진 폴리머 필름의 두께는 30㎛~300㎛의 범위내인 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조방법.
- 주행하는 지지체상에 폴리머 및 용매를 함유하는 도프를 캐스팅함으로써 캐스팅 필름을 형성하기 위한 캐스팅 필름 형성 장치;상기 지지체로부터 상기 용매를 함유하는 캐스팅 필름을 습윤 필름으로서 박리하기 위한 박리 장치;상기 습윤 필름의 측가장자리부 상으로 공기를 송풍하기 위한 송풍 장치; 및송풍이 행해지는 상기 측가장자리부를 유지하고, 상기 필름을 운반하면서 상기 필름을 건조하기 위한 유지 및 건조 장치를 포함하는 폴리머 필름의 제조장치로서:상기 송풍 장치는 상기 습윤 필름 상방에 설치되고, 상기 송풍 장치의 송풍구는 상기 측가장자리부의 상방에 위치되고, 상기 송풍구는 상하 방향으로 구획되어 배치되는 복수의 출구를 갖고, 상기 습윤 필름의 상방에서 상기 송풍 장치의 하방의 감압 영역의 형성을 억제하는 것을 특징으로 하는 폴리머 필름의 제조장치.
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