KR101006419B1 - 튜브형 수지 필름의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

연신에 의해 배향성이 부여된, 고품질이고 두께의 불균일이 적은 위상차 필름 등에 적합하게 사용할 수 있는 튜브형 수지 필름의 제조 장치를 제공한다. 상기 장치는 튜브형 수지 필름(20)을 연신하는 연신부(6)와, 연신된 상기 튜브형 수지 필름(20)의 형상을 유지하는 유지부(7)를 구비한다. 또한, 상기 연신부(6)는, 상기 튜브형 수지 필름(20)을 길이 방향 및/또는 원주 방향으로 연신하는 연신력을 상기 튜브형 수지 필름(20)에 부여할 수 있도록 구성되어 있다.

수지 필름, 노즐, 연신부, 형상 유지부, 예열부, 맨드렐, 위상차 필름, 열가소성 수지

Description

튜브형 수지 필름의 제조 장치{UNIT FOR PRODUCTION OF TUBULAR RESIN FILM}

본 발명은 열 가소성 수지를 원료로 한 튜브형 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 위상차 필름, 수축 필름, 라미네이트 필름 등에 사용 가능한, 막 두께가 얇을 뿐 아니라 균일하고 평탄한 표면을 가지는 튜브형 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

열 가소성 수지 필름에 관한 연구ㆍ개발은, 지금까지 많은 연구자, 기업 등에 의해 여러 가지로 이루어져 왔다. 그리고, 열 가소성 수지 필름은, 원료가 비교적 저가격이면서, 기계적 성질, 내약품성, 투명성, 수증기 투과성 등이 우수하기 때문에, 사용되는 분야는, 포장, 잡화, 농업, 공업, 식품, 의료 등 광범위에 걸쳐 있다.

근래, 열 가소성 수지 필름을 광학분야에서 이용하는 사례가 많이 나타난다. 열 가소성 수지(예를 들면, 폴리카보네이트, 환형 폴리올레핀 등)는 광 투과성이 비교적 양호하고, 또한 연신처리(1축 연신 또는 2축 연신)를 행하면, 광학적 이방성(배향성)을 부여할 수 있다. 이러한 배향성이 부여된 열 가소성 수지로 제조된 필름은, 액정 디스플레이(LCD) 등에 이용하는 위상차 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.

또, 이러한 열 가소성 수지 필름을 제조하기 위한 여러 가지 방법이 지금까지 알려져 있고, 또한 실시되고 있다. 열 가소성 수지 필름의 제조 방법으로서, 일반적으로는 용제에 수지를 용해시킨 수지 용액을 유리판 등에 캐스트하여 막을 형성하는 용액 캐스트법(예를 들면, 일본 특개평 5-239229호 공보 참조), 압출기에 의한 용융 수지의 압출 후에 냉각롤로 냉각하여 필름화하는 T-다이 압출법(예를 들면, 일본 특개 2000-219752호 공보 참조), 압출기에 의해 용융 수지를 튜브형으로 압출하는 튜브 압출법(예를 들면, 일본 특개소 59-120428호 공보 참조), 튜브형으로 압출한 수지의 내측에 공기압을 가하면서 성형하는 인플레이션 압출법(예를 들면, 일본 특개소 60-259430호 공보, 일본 특개평 8-267571호 공보 참조) 등이 공업적으로 이용되고 있다.

그러나, 상기 종래의 열 가소성 수지 필름 제조 방법은, 여러 가지 문제점을 안고 있다. 예를 들면, 용액 캐스트법은 용제를 사용하기 때문에 장치 전체가 복잡하고 또한 대규모로 된다고 하는 결점이 있고, 이것은 제조비용 상승의 요인이 된다. 또한 더욱 심각한 문제로서, 용액 캐스트법은 대량의 용제를 사용하기 때문에 환경에 대한 부하가 커서, 오늘날 환경 보호의 조류에 역행한다는 것이다.

또, T-다이 압출법도 장치가 대규모로 되기 때문에 큰 설치 면적을 필요로 하고, 게다가 장치 자체도 대단히 고가라는 문제가 있다. 또 T-다이 압출법에서는, 필름 두께를 얇게 하고자 하면, 필름 단부(端部)의 두께 정밀도가 악화되기 때문에 이 필름 단부를 폐기하지 않을 수 없게 되어, 결과적으로 제품 수율이 저하된다고 하는 문제도 있다.

또, T-다이 압출법에 의해 제조된 필름은 텐터 방식으로 연신되는 것이 일반적이다. 텐터 방식으로서는 필름의 단부를 클립으로 좁히기 때문에, 단부의 위상 지연축 각도의 편차가 크고, 필름 중앙부밖에 이용할 수 없었다.

한편, 튜브 압출법은, 설비를 비교적 작게 구성하는 것이 가능하여, 제품 수율도 양호하다는 점에서, 수지 필름의 성형 분야에서 종래부터 널리 실시되고 있다. 또, 튜브 압출법은 수지 필름을 튜브 형상으로 얻는 것이 가능하여, 이 튜브형 수지 필름을 롤커터 등의 절단 수단으로 길이 방향으로 절개하면, 광폭의 수지 필름으로 만들 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 튜브 압출법에서는, 일정 품질의 수지 필름을 정상적으로 얻는 것은 매우 곤란했다. 압출기로부터 튜브형으로 압출된 수지가 불안정하고 외부환경의 영향을 받기 쉽고, 그 형상이 쉽게 변화될 수 있기 때문이다. 따라서, 튜브 압출법에서는, 위상차 필름 등에 사용 가능한, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가진 수지 필름 제품을 안정적으로 제조하는 것은 거의 불가능했다.

인플레이션 압출법은, 압출기로부터 용융 수지를 튜브형으로 압출한 후, 수지의 내측에 공기를 불어 넣으면서 수지 필름을 성형하는 방법이지만, 이 방법에 있어서도 상기와 동일하게, 압출기로부터 튜브형으로 압출된 수지의 불안정성 때문에, 약간의 필름 장력의 변화나 공기 흐름의 난류(turbulence)에 따라 필름에 주름, 늘어짐(slack), 물결짐(lenticulation) 등이 생기기 쉽다. 이와 같이, 인플레이션 압출법에 있어서도, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가진 수지 필름 제품을 안정적으로 제조하기 어렵다고 하는 문제는 여전히 해결되어 있지 않 다.

종래의 튜브 압출법이나 인플레이션 압출법으로 제조된 필름은 두께의 불균일이 심하기 때문에 위상차 필름 등에 적합하게 사용할 수 없었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 연신함으로써 배향성이 부여된 고품질이고 두께의 불균일이 적은 위상차 필름 등에 적합하게 사용할 수 있는 튜브형 수지 필름의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 튜브형 수지 필름을 연신하는 연신부, 및 연신된 상기 튜브형 수지 필름의 형상을 유지하는 유지부를 구비하는 점을 특징으로 한다.

이 구성의 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 연신부에 의해 튜브형 수지 필름으로 연신되고, 이어서 유지부에서 상기 연신된 필름의 형상이 유지 고정되기 때문에, 연신 후에 잘 나타나는 수축 등의 현상이 튜브형 수지 필름에 발생할 우려가 없다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 상기 연신부가 상기 튜브형 수지 필름을 길이 방향으로 연신하는 연신력을 상기 튜브형 수지 필름에 부여할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

이 구성이면, 튜브형 수지 필름을 연신함으로써 필름의 길이 방향으로 배향성을 부여할 수 있기 때문에, 액정 디스플레이(LCD) 등에 이용하는 위상차 필름으로서 바람직한 튜브형 수지 필름을 제조할 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 상기 연신부가 상기 튜브형 수지 필름을 원주(圓周) 방향으로 연신하는 연신력을 상기 튜브형 수지 필름에 부여할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

이 구성이면, 튜브형 수지 필름을 연신함으로써 필름의 원주 방향으로 배향성을 부여할 수 있기 때문에, 액정 디스플레이(LCD) 등에 이용하는 위상차 필름으로서 바람직한 튜브형 수지 필름을 제조할 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에는, 상기 연신부가 다공질 재료를 이용한 맨드렐(mandrel)을 구비하는 것도 가능하다.

본 구성과 같이 연신부의 맨드렐이 다공질 재료이면, 그 표면에서 균일하게 가스를 삼출(渗出)시킬 수 있기 때문에, 가스 삼출량의 국소적인 편차가 거의 없게 된다. 따라서, 튜브형 수지 필름과 연신부의 비접촉성이 더욱 높아지기 때문에, 필름 내면에 흠이나 줄 모양 등이 생길 우려가 거의 없게 되어, 보다 매끄럽고 평탄한 고품질의 필름을 얻을 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다. 또, 튜브형 수지 필름과 연신부의 비접촉성이 향상됨으로써 연신 시의 저항이 감소되므로, 연신부에 의한 연신 공정을 원활히 행할 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 상기 연신부가 복수의 부분으로 분할될 수 있으며, 상기 복수 부분의 각각이 직경 방향으로 이동 가능하게 구성된 분할형 직경 확장 맨드렐이 되도록 할 수도 있다.

본 구성과 같이 연신부를 분할형 직경 확장 맨드렐로 함으로써, 단일 맨드렐로 여러 가지 연신 배율을 가진 튜브형 수지 필름을 제조하는 것이 가능하게 된다. 또, 분할형 직경 확장 맨드렐은, 튜브형 수지 필름의 작업을 행하고 있지 않은 오프라인 상태일 때뿐 아니라, 연신 공정중에도 이동시킬 수 있기 때문에, 가동중에 필름 제조 조건의 미세 조정을 행하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 튜브형 수지 필름을 보다 고품질의 수지 필름 제품으로 할 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 상기 유지부에 다공질 재료를 이용하는 것도 가능하다.

본 구성과 같이 유지부를 다공질 재료로 함으로써, 그 표면에서 균일하게 가스를 삼출시킬 수 있기 때문에, 가스 삼출량의 국소적인 편차가 거의 없게 된다. 따라서, 튜브형 수지 필름과 유지부의 비접촉성이 보다 높아지기 때문에, 필름 내면에 흠이나 줄 모양 등이 생길 우려가 거의 없게 되어, 보다 매끄럽고 평탄한 고품질의 필름을 얻을 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에서는, 상기 유지부에서 튜브형 수지 필름이 냉각되도록 구성하는 것도 가능하다.

이 구성이면, 연신부에 의해 튜브형 수지 필름이 연신되고, 계속해서 유지부에서 상기 연신된 필름의 형상이 냉각되면서 유지 고정되기 때문에, 연신 후에 잘 나타나는 수축 등의 현상이 튜브형 수지 필름에 발생될 우려가 없다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치에는, 상기 튜브형 수지 필름의 튜브 내 압력의 상승을 방지하기 위한 통기 수단을 설치하는 것도 가능하다.

이 구성이면, 통기 수단에 의해 튜브형 수지 필름의 내부와 외부의 압력을 조정할 수 있기 때문에, 튜브형 수지 필름이 외측 방향으로 팽창되거나, 수축 확대를 반복할 우려가 없어져, 양호한 필름의 평탄성을 유지할 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치는, 연신 전의 상기 튜브형 수지 필름을 예열하는 예열부를 구비할 수도 있다.

이 구성이면, 예열부가 튜브형 수지 필름을 예열함으로써, 예열 온도를 바꿀 수 있기 때문에, 연신부에서 적절한 온도 범위에서 튜브형 수지 필름의 연신이 가능하게 된다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 두께의 불균일, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치의 일례를 나타내는 개략도이고,

도 2는 안정화 수단을, 가열 압출기의 노즐과 코어 부재를 이격시키기 위한 이간부(離間部)로 하는 구성의 일례를 나타낸 개략도이고,

도 3은 안정화 수단을, 표면에서 가스가 삼출하는 제2 코어 부재로 하는 구성의 일례를 나타낸 개략도이고,

도 4는 안정화 수단을 온도조절 기구로 하는 구성의 두 가지 예를 나타낸 개략도이고,

도 5는 안정화 수단을, 가스 흐름 방지 기구로 하는 구성의 일례를 나타낸 개략도이고,

도 6은 노즐의 (a) 사시도이고, (b) 단면도, 및 개구 에지부의 (c) 확대 단면도이고,

도 7은 직경 확대 노즐을 구비한 노즐의 예를 나타내는 개략도이고,

도 8은 외측 부재를 구비한 튜브형 수지 필름 제조 장치의 부분 확대도이고,

도 9는 본 발명의 다른 실시예인 튜브형 수지 필름 제조 장치를 나타내는 개략도이고,

도 10은 분할형 직경 확장 맨드렐의 일례를 나타내는 개략도이고,

도 11은 튜브형 수지 필름의 내부와 외기를 연통 상태로 하는 통기 수단이 설치된 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치의 일례를 나타내는 일부 확대도이고,

도 12는 튜브형 수지 필름이 절단 수단으로 절단되어 전개되는 모습을 나타내는 튜브형 수지 필름 제조 장치의 하면도이고,

도 13은 절단 수단을 2개 설치한 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치의 일부를 나타내는 (a) 개략도, 및 (b) 그의 하면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다. 또, 본 발명은 이하의 실시예 및 도면에 기재되는 구성에 한정되지 않는다.

도 1은, 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)의 일례를 나타내는 개략도이다. 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)는 가열 압출기(1)와 코어 부재(2)를 구비하고 있다. 가열 압출기(1)에는 호퍼(1a)로부터 열 가소성 수지가 투입된다. 투입된 열 가소성 수지는 배럴(1b) 내를 이동함에 따라서 가열 용융된다. 이 때, 열 가소성 수지가 산화되기 쉬운 수지일 경우에는, 필요에 따라, 배럴(1b) 내를 불활성 가스로 치환하거나, 탈기하는 것이 바람직하다. 또, 가열 압출기(1)는, 그 수지 압출량을 조절할 수 있는 것이 바람직하고, 용융 수지의 압출압을 조정하기 위한 압력 조정 기구(도시되지 않음)를 설치할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 가열 압출기(1)로서는, 예를 들면, 배럴(1b) 내에 격납되는 스크루(1c)가 풀 플라이트 단일축 타입으로서, L/D= 20∼30이고(여기서, L은 스크루 길이, D는 스크루 직경을 나타냄), 배럴(1b)을 열 가소성 수지의 진행 방향을 따라 3 구역으로 분할하고, 각각의 구역이 온도 조절 가능하도록 구성되어 있는 것이 적합하게 이용된다.

또, 가열 압출기(1)는 용융된 열 가소성 수지를 튜브형으로 압출하는 노즐(3)을 가진다. 여기에서, 노즐(3)은 본 명세서에서는 열 가소성 수지를 직접 압출하기 위한 가열 압출기(1)의 선단부에 장착된 부재이지만, 이러한 구성에 한정되지 않고, 예를 들면, 노즐(3)을 가열 압출기(1)와 일체화한 구성으로 해도 된다. 또, 노즐(3)에는 용융 수지를 통과시키기 위한 링형의 단면을 가진 유로(流路)(3a)가 설치되어 있다. 이 유로(3a)는, 단위면적당 수지 압출량이 링형 단면 전체에 걸쳐 균일하게 되도록 설계되어 있다. 유로(3a)의 구경은, 예를 들면, 약 300mm가 되도록 구성할 수 있다. 또, 유로(3a)의 벽면에 요철이나 흠이 있으면, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름의 표면에 바람직하지 않은 줄 모양 등이 발생되기 때문에, 유로 벽면은 연마처리 등을 행함으로써, 가능한 한 평탄하게 해 두는 것이 바람직하다. 또, 용융 수지의 압출량은 노즐(3)의 온도의 영향에 의해, 편차를 발생하는 경우가 있기 때문에, 노즐(3)은 온도제어 수단(도시되지 않음)에 의해 그 온도를 정밀히 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의해서 얻어지는 튜브형 수지 필름은, 노즐(3)의 온도를 유리 전이온도(Tg)+20℃로부터 유리 전이온도(Tg)+80℃ 사이로 조절함으로써, 압출과 동시에 배향시킬 수도 있다. 노즐(3)의 온도가 (Tg)+20℃보다 낮은 경우에서는, 수지의 점도가 올라가기 때문에 차후의 필름화가 곤란해지고, 한편, 노즐(3)의 온도가 (Tg)+80℃보다 높은 경우에서는, 수지를 구성하는 분자의 완화(緩和)에 의해 배향이 곤란해진다. 노즐(3) 온도의 보다 바람직한 범위는, (Tg)+30℃ 내지 유리 전이온도(Tg)+50℃ 사이이다.

또, 노즐(3)은, 노즐(3)의 유로(3a)의 폭을 d라고 하면, 유로폭 d와 압출된 열 가소성 수지의 두께 t의 관계가 이하의 식(1):

t＜d＜20t (1)

을 만족시키도록 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족시킴으로써, 필름의 주기적 두께의 불균일(드로 레조넌스(draw resonance))를 방지할 수 있다.

또, 노즐(3)이 복수의 가열 압출기와 접속되어 노즐(3) 속에서 복수 종류의 수지가 합류하도록 구성하면, 다층 구조를 가진 튜브형 수지 필름을 제조하는 것도 가능하다.

코어 부재(2)는, 가열 압출기(1)의 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 내면에 대향하도록 배치되어, 열 가소성 수지를 튜브형 수지 필름(20)으로 성형한다. 코어 부재(2)는 가스 공급원(도시되지 않음)과 접속되어 있고, 도 1의 확대된 원(P)에 나타낸 바와 같이, 성형 시에 열 가소성 수지와 코어 부재(2)의 접촉에 의한 마찰을 저감시키도록 코어 부재(2)의 표면에서 열 가소성 수지의 내면에 대하여 가스가 삼출 가능하게 구성되어 있다. 이 코어 부재(2)의 표면으로부터 삼출되는 가스는, 그의 온도 및 삼출량이 열 가소성 수지의 종류에 따라서 조절될 수 있으며, 이것은 도시하지 않은 온도 조절 수단 및 압력조절 수단에 의해서 달성될 수 있다. 또, 코어 부재(2)는, 만일 성형 시 열 가소성 수지와 접촉했다고 해도, 과도한 마찰을 발생시키지 않도록, 그 표면에 플루오르 코팅 등이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 코어 부재(2)의 상면(가열 압출기(1)측 면)에는, 거기에서 가스가 삼출되지 않도록 금속판, 금속박, 도금 처리 등으로 피복되어 있는 것이 바람직하다.

또, 가열 압출기(1)의 노즐(3)과 코어 부재(2) 사이에는, 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 형상을 안정시키기 위한 안정화 수단(4)이 설치되어 있다. 가열 압출기(1)의 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 직후의 열 가소성 수지는, 유리 전이온도(Tg)보다 상당히 높은 온도를 유지한 상태에서 노즐의 유로 폭의 두께로부터 소정의 두께로 급격히 변화되기 때문에, 약간의 장력의 변화나 주변 가스류의 난류 등에 의해 영향을 받기 쉬운 불안정한 상태에 있다. 안정화 수단(4)은, 이러한 불안정한 상태에 있는 열 가소성 수지에 대하여, 그 수지의 흐름을 방해하지 않도록 하여 형상을 안정화시키는 기능을 가지기 때문에, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가진 필름을 얻을 수 있다.

이와 같이 안정화 수단(4)은, 본 발명에 있어서 가장 특징적인 구성을 이루는 것 중 하나이다. 여기에서, 보다 이해를 깊게 하기 위해, 안정화 수단(4)의 몇 가지 구체적인 예를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다.

도 2는 안정화 수단을, 가열 압출기(1)의 노즐(3)과 코어 부재(2)를 이격시키기 위한 이간부(4a)로 하는 구성의 일례를 나타낸 개략도이다. 이 구성에서는, 가열 압출기(1)의 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 직후의 열 가소성 수지는, 상기와 같이 아직 유리 전이온도(Tg)보다 상당히 높은 온도에 있지만, 이간부(4a)가, 예를 들면, 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 직후의 열 가소성 수지에 대하여, 다른 것과의 접촉 등에 의한 외력부가(外力付可), 가스의 불균일 흐름이나 온도 불균일 등, 필름 주변 분위기의 난류를 방지하고, 두께가 급감하는 원래 불안정한 영역을 안정화 상태로 유도할 수 있기 때문에, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지는 필름을 얻을 수 있다. 도 2에 나타내는 이간부(4a)의 크기(L)(노즐(3)로부터 코어 부재(2)까지의 거리)는, 예를 들면, 3∼50mm로 설정할 수 있다. 형상이 안정화된 열 가소성 수지는 계속해서 코어 부재(2)에 이송되어 튜브형 수지 필름(20)으로 성형된다.

도 3은 안정화 수단(4)을, 표면에서 가스가 삼출하는 제2 코어 부재(4b)로 하는 구성의 일례를 나타낸 개략도이다. 제2 코어 부재(4b)는, 코어 부재(2)와 마찬가지로 가스 공급원(도시되지 않음)에 접속되어 있다. 이 제2 코어 부재(4b)의 표면에서 삼출되는 가스는, 그의 온도 및 삼출량이 열 가소성 수지의 종류에 따라서 조절될 수 있으며, 이것은 도시하지 않은 온도 조절 수단 및 압력조절 수단에 의해서 달성될 수 있다. 여기에서, 제2 코어 부재(4b)는, 그 표면에서의 가스 삼출 상태가 코어 부재(2)의 표면에서의 가스 삼출 상태와 다르도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 제2 코어 부재(4b)의 가스 삼출량이 코어 부재(2)의 가스 삼출량보다도 적어지도록 구성되어 있다. 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 직후의 열 가소성 수지는 아직 유리 전이온도(Tg)보다 상당히 높은 온도에 있기 때문에, 제2 코어 부재(4b)에서의 가스 삼출량이 너무나 많으면, 열 가소성 수지의 내면을 거칠게 만들수도 있으므로, 바람직하지 않다. 이 구성에서는 제2 코어 부재가, 예를 들면, 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 직후의 열 가소성 수지에 대하여, 비접촉 상태를 유지하도록 코어 부재보다 완만한 가스 삼출을 행하여 열 가소성 수지의 내면에 형상변화가 생기지 않도록 하면서, 소정의 냉각 조건 등을 실현하는 것이 가능하게 되므로, 열 가소성 수지의 형상이 안정화하여, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지는 필름을 얻을 수 있다. 또, 이 제2 코어 부재(4b)는, 상기에서 설명한 이간부(4a)와 병용하는 구성으로 할 수도 있다.

도 4(a) 및 4(b)는, 안정화 수단(4)을 온도조절 기구로서 구성하는 두 가지 예를 나타낸 개략도이다. 도 4(a)에서는, 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 온도를 관 내측에서 조절하는 온도조절 히터(4c)로서 온도조절 기구를 구성하고 있다. 또, 도 4(b)에서는, 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 온도를 관 외측에서 조절하는 온도조절 히터(4d)로서 온도조절 기구를 구성하고 있다. 온도조절 히터(4c, 4d)는, 예를 들면, PID 제어되어 열 가소성 수지를 Tg 부근의 온도까지 서서히 냉각할 수 있다. 이러한 구성에서는 온도조절 기구가, 예를 들면, 열 가소성 수지를 자연 냉각에 대하여 적극적으로 온도 조절하고, 그에 따라서 열 가소성 수지의 형상이 안정화되기 때문에, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지는 필름을 얻을 수 있다. 또, 이 온도조절 기구는, 도 4(a)와 도 4(b)를 합친 것, 즉, 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 관 내측 및 관 외측 쌍방에 온도조절 히터 를 구비한 구성일 수도 있고, 또는 온도조절 히터와 상기에서 설명한 이간부(4a)나 제2 코어 부재(4b)를 병용하는 구성으로 할 수도 있다.

도 5는, 안정화 수단(4)을 가스류 방지 기구(4e)로 하는 구성의 일례를 나타낸 개략도이다. 가스류 방지 기구(4e)는, 예를 들면, 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지에 대하여 가스류가 접촉하는 것을 방지하는 방지벽과 같은 구성으로 할 수 있다. 이 구성에서는 가스류 방지 기구(4e)가, 예를 들면, 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지에 대한, 코어 부재(2)로부터의 삼출 가스에 의한 관 내에서의 가스류의 분사, 및 관외에서의 가스류의 분사를 방지하기 때문에, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지는 필름을 얻을 수 있다. 또, 이 가스류 방지 기구(4e)는, 상기에서 설명한 이간부(4a), 제2 코어 부재(4b), 온도조절 기구와 병용하는 구성으로 할 수도 있다.

또, 가열 압출기(1)의 노즐(3)은, 최소한 그 개구 에지부(3b)를 초경(超硬) 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 여기에서, 개구 에지부(3b)란 노즐(3)의 열 가소성 수지의 토출 구멍 선단부를 말한다. 도 6은, 노즐(3)의 (a) 사시도, (b) 단면도, 및 개구 에지부(3b)의 (c) 확대 단면도이다.

노즐(3)로부터의 열 가소성 수지의 박리성을 높이기 위해서는, 통상, 노즐(3)의 개구 에지부(3b)를 예리한 형상으로 가공하는 것이 필요하다. 구체적으로는, 도 6(c)에 있어서, 코너반경 R1 및 R2를 50±5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이러한 형상으로 하면, 노즐(3)로부터 압출된 열 가소성 수지가 개구 에지부 (3b)에 부착하지 않기 때문에, 표면이 매끄럽고 평탄한 필름을 생성할 수 있다. 그러나, 개구 에지부(3b)를 예리한 형상으로 하면 할수록, 일반적으로 개구 에지부(3b)의 강도가 저하되기 때문에, 유지보수 등에 의하여, 개구 에지부(3b)가 서서히 마모되거나, 최악의 경우, 개구 에지부(3b)가 빠져 버리거나 하는 문제가 생길 수 있다. 또, 일반적으로 철이나 스테인리스재 등의 재질이 부드러운 것은, 가공 시에 개구 에지부가 이완될 가능성이 있어, 예리한 형상으로 가공하기 어려운 경우가 있다. 따라서, 본 발명에서는 노즐(3)의 개구 에지부(3b)를 초경 재료로 구성함으로써, 보다 예리한 형상으로 가공하는 것이 가능해지고, 또한, 충분한 내구성을 부여하는 것도 가능하게 된다. 이에 따라, 열 가소성 수지의 압출압에 의해서 개구 에지부가 마모되거나, 빠지거나 하는 일이 없고, 장시간 연속적으로 안정된 열 가소성 수지의 압출을 행하는 것이 가능하게 된다. 또, 노즐(3)을 구성하는 초경 재료의 Rockwell A 경도는 85 이상인 것이 바람직하다. 초경 재료로는, 예를 들면, 티탄 합금, 세라믹 재료 등을 들 수 있다. 초경 재료의 표면은 도금, 질화 처리 등이 실시되어 있을 수도 있다.

또, 노즐(3)로부터 용융 수지를 압출할 때, 노즐(3)은 임의의 노즐을 갖출 수 있다. 이 때, 용융 수지는 이 노즐을 통하여 노즐(3)로부터 압출된다. 노즐의 예로서는, 통상 도 6(b)에 도시한 바와 같이 유로가 그 출구까지 직선으로 설치된 평행노즐(30)을 채용하지만, 필요에 따라, 도 7(a)에 도시한 바와 같은 직경 확대 노즐(31)을 사용할 수도 있다. 직경 확대 노즐(31)은, 열 가소성 수지를 방사상으로 넓히도록 압출하기 때문에, 압출된 열 가소성 수지의 직경을 확대할 수 있다. 이러한 직경 확대 노즐(31)을 구비한 노즐로부터 열 가소성 수지의 압출을 행하면, 압출되는 수지에 대하여 직경을 확대시키는 힘을 부여할 수도 있기 때문에, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름(20)의 원주 방향으로 배향을 부여하는 것도 가능하게 되어, 위상차가 더 큰 수지 필름을 얻을 수 있다. 또, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 일단 유로(3a)의 직경을 조이고, 그 후 직경을 확대하도록 한 직경 확대 노즐(32)을 사용할 수도 있다. 이러한 형상이면, 열 가소성 수지의 압출 직경을 작게 할 수 있기 때문에, 장치 전체의 구성을 보다 치밀하게 하는 것도 가능하다.

그런데, 가열 압출기(1)의 배럴(1b)에서 노즐(3)에 용융 수지를 송출하는 방식으로서, 주로 다음 두 가지 방식이 있다. 즉, 용융 수지를 단일 유로를 이용하여 보통의 양식으로 압출하는 스파이더 방식과, 예를 들면 배럴(1b)의 단부에 설치된 4개의 나선 형상을 가지는 유로에 의해서 일단 분기되고, 그 후 분기된 용융 수지를 다시 합류시키는 나선 방식이다. 본 발명에서는 어느 방식이든 이용할 수 있지만, 후자의 나선 방식이면, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름(20)의 표면에 수지의 유동 모양이 나타나기 어려우므로 미관이 우수하기 때문에 바람직하다. 또, 가열 압출기(1)의 배럴(1b)로부터 노즐(3)의 사이에 필터를 설치하면, 용융 수지 중의 불순물을 제거할 수 있기 때문에, 더욱 우수한 미관을 얻을 수 있다.

또한, 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)는, 가열 압출기(1)로부터 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 외면과 대향하여, 외측 부재(5)를 구비하고 있을 수도 있다. 도 8은 외측 부재(5)를 구비한 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)의 부분 확대도이다. 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)에 외측 부재(5)를 설치한 경우, 이 외측 부재(5)가 코어 부재(2)와 협동하여, 노즐(3)로부터 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지의 외측 및 내측의 양쪽으로부터 성형을 행할 수 있기 때문에, 형상이 더욱 정돈된 평탄성이 우수한 튜브형 수지 필름(20)을 제조할 수 있다. 또, 외측 부재(5)는, 그 표면의 일부 또는 전체로부터 가스를 삼출시키는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 삼출되는 가스의 온도를 조절할 수 있게 하는 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 열 가소성 수지의 외면과 외측 부재(5)를 비접촉 상태로 유지할 수 있기 때문에, 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지는 필름을 얻을 수 있다.

또, 상술한 코어 부재(2), 제2 코어 부재(4b) 및 외측 부재(5)는 각각 다공질 재료로 구성할 수 있다. 상기 각 부재를 다공질 재료로 구성하면, 각 부재의 표면 전체에 걸쳐 동일한 가스 삼출 상태를 달성할 수 있기 때문에, 가스의 삼출량의 국소적인 편차가 거의 없게 된다. 따라서, 열 가소성 수지와 코어 부재의 비접촉성이 더욱 높아지기 때문에 후에 생성되는 튜브형 수지 필름에 상처나 줄 모양 등이 생길 우려가 거의 없게 되고, 표면이 보다 매끄럽고 평탄한 고품질의 필름을 얻을 수 있다. 다공질 재료의 예로서는, 금속성 다공질 재료(다공질 소결 금속 등), 무기 다공질 재료(다공질 세라믹 등), 필터 재료, 다수의 구멍이 형성된 금속 등을 들 수 있다. 내구성, 유지보수성, 가스 삼출 상태의 균일성을 고려하면, 금속 다공질 재료가 바람직하고, 가장 바람직하게는 다공질 소결 금속이다. 다공질 재료는, 동일한 가스 삼출 상태를 달성할 수 있도록 구경, 두께 등을 조정하는 것 이 바람직하다.

다음으로, 지금까지 설명한 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치 및 제조 방법과 관련하여, 튜브형 수지 필름을 연신하기 위한 기구 및 방법을 다시 도 1을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다. 그리고, 본 명세서 이하에 설명하는 필름의 연신 기구 및 연신 방법의 기재에 관해서는, 당연히 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치로 제조한 튜브형 수지 필름을 사용할 수 있지만, 이와는 별도로 미리 제조해 둔 튜브형 수지 필름(이것은, 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치로 제조한 것에 한정되지 않음)을 연신하는 경우에 적용할 수도 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)는, 코어 부재(2)에 의해서 성형된 튜브형 수지 필름(20)을 연신하는 연신부(6)와, 연신한 튜브형 수지 필름(20)의 형상을 유지하는 유지부(7)를 구비한다. 또, 연신부(6)의 전단(前段)에는, 튜브형 수지 필름(20)을 예열하는 예열부(11)를 설치할 수도 있다. 예열부(11)는, 예를 들면, 코어 부재(2)와 같이 다공질 재료로 구성되고, 도시하지 않은 가스 공급원과 접속되어, 적절하게 온도 조절이 이루어진 가스류를 예열부(11)의 표면에서 튜브형 수지 필름(20)의 내면에 대하여 삼출시키는 구성으로 할 수 있다. 예열부(11)로부터 삼출되는 가스의 온도나 유량을 조절함으로써, 튜브형 수지 필름(20)이 예열되고, 예열 온도를 바꿀 수 있다. 위상차를 발현시키는 등, 튜브형 수지 필름(20)을 배향시키는 것이 필요한 경우는, 튜브형 수지 필름(20)의 연신 온도가, Tg 내지 Tg+50(℃)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 온도 범위는, Tg+10(℃) 내지 Tg+30(℃)의 범위이다. 이러한 범위이면, 튜브형 수지 필름(20)에서의 배향이 효율적으로 이루어져, 유의적으로 위상차를 발현시킬 수 있다. 연신 온도가 Tg 보다 낮은 경우에서는, 연신하기 위해서 강한 응력을 필름에 부여해야 하므로, 필름이 파단될 우려가 있다. 또, 연신 온도가 상한치보다 높은 경우에는, 대부분의 경우에 수지가 용융 상태에 가까워지기 때문에 연신하더라도 분자를 배향시킬 수 없고, 위상차를 발현시키는 것을 기대할 수 없다.

연신부(6) 및 유지부(7)는, 본 발명에 있어서 가장 특징적인 구성을 이루는 것이다. 여기에서, 보다 이해를 깊게 하기 위해 연신부(6) 및 유지부(7)에 대해, 이하에 구체적으로 설명한다.

연신부(6)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 튜브형 수지 필름(20)을 주로 길이 방향으로 연신(MD 연신)하는 연신 롤러(8) 및/또는 주로 원주 방향으로 연신(TD 연신)하는 직경 확장 맨드렐(9)로 구성되어 있다.

연신부(6)를 이용하여 MD 연신만을 행하는 경우는, 도 9에 나타내는 튜브형 수지 필름 제조 장치(200)를 사용하면 된다. 튜브형 수지 필름 제조 장치(200)는, 도 1의 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)에 있어서, 원추형 맨드렐(9) 대신 코어 부재(2)와 동일한 단면 형상을 가진 원통형 맨드렐(10)을 채용한다. 이 원통형 맨드렐을 채용함으로써, MD 연신 시 TD 방향으로의 수축을 억제할 수 있다. 또, 연신부(6)를 구성하는 연신 롤러(8)는, 튜브형 수지 필름(20)상에 최소한 1개소 설치되어 있으면 되지만, 도 1 또는 도 9에 도시한 바와 같이, 튜브형 수지 필름(20)의 길이 방향을 따라, 적절하게 간격을 두고 2개소에 설치하면, 2개의 연신 롤러(8)의 회전속도 차이에 의해서 MD 연신을 보다 정확하고 또한 용이하게 행할 수 있기 때 문에 바람직하다. 또, 연신 롤러(8)는, 튜브형 수지 필름(20)의 외면측 또는 내면 측 한 쪽에서 접하도록 배치할 수도 있고, 또는 튜브형 수지 필름(20)의 내면측과 외면측의 양쪽에 배치하여, 쌍방의 연신 롤러로 튜브형 수지 필름(20)을 끼워넣도록 구성할 수도 있다.

이 구성에 의해 MD 연신을 행하면, 필름의 길이 방향으로 배향성을 부여할 수 있기 때문에, 액정 디스플레이(LCD) 등에 이용하는 위상차 필름으로서 바람직한 튜브형 수지 필름을 제조할 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은, 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지고, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

TD 연신을 행하는 경우는, 도 1에 도시한 바와 같이, 원추형 맨드렐(9)의 표면에 따르도록 튜브형 수지 필름(20)을 적합시키고, 그대로 튜브형 수지 필름(20)을 아래 쪽으로 반송하면 된다. 튜브형 수지 필름(20)이 반송됨에 따라, 맨드렐의 외경에 대응한 연신 배율로 튜브형 수지 필름(20)의 TD 연신이 행하여진다.

또, 원추형 맨드렐(9)을, 복수의 부분으로 분할할 수 있도록 하고, 각 부분을 직경 방향으로 이동 가능하게 하여 튜브형 수지 필름의 확대 직경을 가변적으로 하는 구성도 가능하다. 이러한 분할형 직경 확장 맨드렐(50)의 일례를 도 10에 나타낸다. 도 10의 분할형 직경 확장 맨드렐은 4개의 맨드렐 편(片)(50a∼50d)으로 분할 가능한 구성으로 되어 있다. 각 맨드렐 편(50a∼50d)은 각각 직경 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 이동은 수동으로 행해할 수도 있고, 전기 모터 등의 기계적 수단으로 행할 수도 있다. 또, 각 맨드렐 편(50a∼50d)은 튜브형 수지 필름 의 작업을 행하고 있지 않는 오프라인 상태일 때뿐만 아니라, 연신 공정중에도 이동시킬 수 있기 때문에, 가동중에 필름 제조 조건의 미세 조정을 행하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 본 발명의 튜브형 수지 필름을 보다 고품질의 수지 필름 제품으로 할 수 있다. 또, 상기와 같은 분할형 직경 확장 맨드렐(50)을 이용하는 경우에는, 분할형 직경 확장 맨드렐(50)의 분할 및 이동에 맞추어, 예열부(11) 및 유지부(7)도 동일한 동작을 하도록 구성할 수도 있다.

이 구성에 의해 TD 연신을 행하면, 필름의 원주 방향으로 배향성을 부여할 수 있기 때문에, 액정 디스플레이(LCD) 등에 이용하는 위상차 필름으로서 바람직한 튜브형 수지 필름을 제조할 수 있다. 이러한 튜브형 수지 필름은 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지고, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품으로 만들어질 수 있다.

MD 연신 및 TD 연신을 동시에 행하는, 이른바 2축 연신을 행할 경우는, 도 1에 도시한 바와 같이, 원추형 맨드렐(9)과 연신 롤러(8)를 동시에 사용하면 된다. MD 연신 방향 및 TD 연신 방향에서의 튜브형 수지 필름(20)의 연신 배율은, 연신 롤러(8)의 회전속도 및 원추형 맨드렐(9)의 외경을 선택함으로써 원하는 값으로 설정할 수 있다. 또, 2축 연신을 행하는 데 있어서는, MD연신, TD 연신을 각각 따로따로 행하도록 할 수도 있다. 예를 들면, 처음에 연신 롤러(8)에 의해 MD 연신을 행하고, 이어서, MD 연신된 튜브형 수지 필름을 원추형 맨드렐(9)에 걸어 TD 연신을 행할 수 있다. 또는 처음에 튜브형 수지 필름을 원추형 맨드렐(9)에 걸어 TD 연신을 행하고, 이어서, TD 연신된 튜브형 수지 필름을 연신 롤러(8)에 의해 MD 연 신할 수도 있다.

연신부(6)를 구성하는 연신 롤러(8)는, 튜브형 수지 필름(20)의 표면에 직접 접촉되기 때문에, 표면을 손상시키지 않는 유연한 재료(예를 들면, 실리콘 고무 등)로 구성되는 것이 바람직하다. 또, 연신 롤러(8)는 튜브형 수지 필름(20)을 균등하게 연신할 수 있도록, 튜브형 수지 필름(20)의 주위에 걸쳐 균등한 간격의 다수 점에서 접촉하도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 연신부(6)를 구성하는 원추형 맨드렐(9) 및/또는 원통형 맨드렐(10)은, 상술한 코어 부재(2), 제2 코어 부재(4b), 또는 외측 부재(5)와 마찬가지로, 다공질 소결 금속 등의 다공질 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 이 때, 각 맨드렐은 가스 공급원(도시되지 않음)과 접속되어, 그들의 표면에서 필요에 따라 온도 및 유량이 적절하게 조절된 가스를 삼출시키는 구성이면, 튜브형 수지 필름(20)과 맨드렐의 직접 접촉을 피할 수 있기 때문에, 튜브형 수지 필름의 내면에 흠이나 줄 모양 등이 생길 우려도 없고, 표면이 보다 매끄럽고 평탄한 고품질의 수지 필름을 얻을 수 있다. 또, 튜브형 수지 필름과 연신부의 비접촉성의 향상에 의해 연신 시의 저항이 감소되므로, 연신부에 의한 연신 공정을 원활히 행할 수 있다고 하는 효과도 있다.

유지부(7)는, 연신한 튜브형 수지 필름(20)의 형상을 유지하기 위해 설치되어 있다. 연신이 완료된 튜브형 수지 필름으로부터 연신력의 부여를 즉시 해제하면, 그 반동에 의해 튜브형 수지 필름이 수축되는 경우가 있다. 유지부가 없으면, 연신 배향된 필름이 자유로운 상태로 수축하게 되어, 두께의 불균일이나 위상차 불균일이 발생된다. 본 발명에서는, 이러한 현상을 방지하기 위해, 연신 후의 튜브 형 수지 필름(20)을 유지부(7)로 유지하면서 그 형상을 고정하여, 연신 후의 필름에 수축 등이 발생하는 것을 방지하고 있다. 따라서, 본 발명에서는, 유지부(7)를 통과한 후의 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지고, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품을 얻을 수 있다.

필름이 유지부를 완전히 통과할 때까지, 필름이 어느 정도의 온도까지 냉각되어 있지 않으면, 유지부를 통과한 시점에서, 연신 배향된 필름이 고온 상태인채로 자유로운 상태로 수축하게 되어, 두께의 불균일이나 위상차 불균일이 발생될 가능성이 높다. 본 발명에서는, 이러한 현상을 방지하기 위해, 유지부(7)는 튜브형 수지 필름이 냉각되도록 구성하는 것이 바람직하다. 또, 유지부에서의 냉각 온도 및 유지부의 길이는, 필름이 유지부를 완전히 통과할 때까지 필름 온도가 Tg 이하의 온도가 되도록 조정되는 것이 바람직하다.

또, 유지부(7)는, 예를 들면, 상기 연신부(6)와 같이 다공질 재료로 구성되고, 도시하지 않은 가스 공급원에 접속되어, 필요에 따라 온도 및 유량이 적절하게 조절된 가스를 유지부(7)의 표면에서 연신된 튜브형 수지 필름(20)의 내면에 삼출시키는 구성으로 할 수도 있다.

그런데, 도 1 및 도 9에서는, 예열부(11), 연신부(6)를 구성하는 원추형 맨드렐(9) 또는 원통형 맨드렐(10), 유지부(7)는, 원통형 수지 필름(20)의 내측에 배치된 것으로 나타내고 있지만, 원통형 수지 필름(20)의 내측 및 외측에 배치하고, 원통형 수지 필름(20)을 양측에서 끼워넣은 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 원 통형 수지 필름(20)은, 완전히 노출되는 일이 없게 되므로, 보다 안정된 상태로 연신을 행할 수 있다.

이렇게 하여 얻어진 튜브형 수지 필름(20)은, 작은 두께이면서 표면이 매우 평탄하고, 또한 우수한 배향성을 부여하는 것이 가능하기 때문에, 액정 디스플레이(LCD) 등에 사용되는 위상차 필름으로서 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 위상차 필름으로서 사용하는 필름의 두께는 임의의 값으로 할 수 있지만, 비용절감이나 위상차 필름을 부재로서 사용하는 장치의 박형화를 목적으로 하는 경우는, 가능한 한 얇은 편이 바람직하다. 본 발명의 튜브형 수지 필름 제조 장치를 이용하면, 예를 들면, O.1mm 이하의 두께에서도 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 얇으면서 균일하고 평탄한 표면을 가지고, 위상차 불균일이 적은 고품질의 수지 필름 제품을 얻을 수 있다.

그런데, 코어 부재(2), 제2 코어 부재(4b), 예열부(11), 연신부(6), 유지부(7) 등의 표면에서 삼출되는 가스는, 노즐로부터 코어 부재에 걸친 안정화 수단(4)의 영역에 유입됨으로써 안정화 수단(4)의 영역 내에서 불의의 압력 상승을 일으키거나, 튜브형 수지 필름(20) 내의 튜브 내 압력을 갑자기 상승시킬 수 있다. 이러한 경우, 열 가소성 수지가 외측 방향으로 팽창되어 버리거나, 수축 확대를 반복하거나 한다. 이러한 현상은, 최종적으로 얻어지는 필름의 표면의 평탄성이나 막 두께 균일성에 악영향을 미칠 수도 있어 바람직하지 않다. 따라서, 이러한 사태를 미연에 방지하기 위해서, 튜브형 수지 필름 내의 튜브 내 압력 상승을 방지하기 위한 통기 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 튜브형 수지 필 름이 외측 방향으로 팽창하거나, 수축 확대를 반복하거나 할 우려가 없어지고 양호한 필름의 평탄성을 유지할 수 있다. 따라서, 튜브형 수지 필름에 주름, 늘어짐, 물결짐 등을 발생하지 않고, 막 두께가 작게 또한 균일하고 평탄한 표면을 가지는 고품질의 수지 필름 제품을 얻을 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시한 바와 같이, 노즐(3)로부터 가열 압출기(1)에 걸어 설치된 통기 수단(14)을 통하여 외기(外氣)와 연통 상태로 하거나, 코어 부재(2)나 제2 코어 부재를 관통하는 통기 수단(16)이나 유지부(7)로부터 연신부(6)(또는, 예열부(11))에 걸쳐 이들을 관통하는 통기 수단(15)을 설치하여, 튜브형 수지 필름(20)의 내부와 외기를 연통 상태로 할 수 있다. 이들 통기 수단은, 단독으로 이용할 수도 있고 병용할 수도 있다. 또, 내압 조정 밸브 등의 내압 조정 기구를 가질 수도 있다. 단, 통기 수단(14)을 설치하는 경우는, 통기 수단(14)을 통하여 가스가 유출되기 때문에, 노즐로부터 코어 부재에 걸친 안정화 수단(4)의 영역에 가스류의 난류가 발생되고, 최종적으로 얻어지는 필름의 표면의 평탄성이나 막 두께 균일성에 약영향을 줄 가능성이 있다. 따라서, 가스류의 난류가 필름에 영향을 주지 않도록 주의해야 한다. 통기 수단(14)을 설치하는 경우는, 예를 들면, 통기 수단(14)으로부터 배관을 소정의 위치(예를 들면, 코어 부재(2), 제2 코어 부재(4b)의 상부 부근이나 예열부(11), 연신부(9)의 상부 부근)까지 밑으로 늘리거나, 통기 수단(14) 부근에 내압 조정 밸브 등을 설치하여 튜브 내압을 소정 압으로 조정하거나 함으로써, 노즐로부터 코어 부재(2)에 걸친 안정화 수단(4)의 영역에 가스류의 난류를 발생시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

형상이 완전히 고정화된 튜브형 수지 필름(20)은 절단 수단(12)의 위치까지 반송되어, 여기서 길이 방향으로 절개되고 평탄한 긴 시트상 필름이 된다(도 1 참조). 절단 수단(12)은, 예를 들면, 그 절단부(12a)가 튜브형 수지 필름(20)의 반송 방향으로 대향하도록 배치되고, 튜브형 수지 필름(20) 아래 쪽으로 반송됨과 아울러, 절단 수단(12)이 튜브형 수지 필름(20)을 절개할 수 있다. 도 12는, 튜브형 수지 필름(20)이 절단 수단(12)에 절단되어 전개되는 모습을 나타내는 튜브형 수지 필름 제조 장치(100)의 하면도이다. 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 절단 수단(12)은 튜브형 수지 필름(20)에 대하여 교차하는 임의의 위치에 고정되어 있으면 된다.

한편, 절단 수단(12)을 튜브형 수지 필름(20)의 원주를 따라 선회(旋回) 가능하게 구성할 수도 있다. 이 경우, 절단 수단(12)의 선회에 따라서 절단부(12a)의 방향을 바꾸도록 구성하면, 튜브형 수지 필름(20)의 아래 쪽으로의 반송과 협동하여, 튜브형 수지 필름(20)을, 예를 들면, 나선형으로 절단할 수 있다. 또, 튜브형 수지 필름(20)의 반송 속도와 절단 수단(12)의 선회 속도를 적절하게 조절하면, 원하는 피치의 나선절단을 행할 수 있다. 절단 수단(12)으로서 레이저 커터를 이용한 경우에는, 레이저가 지나가는 프리즘의 방향을 원격조작 등으로 바꿈으로써 레이저의 발사 방향을 마음대로 바꿀 수 있기 때문에, 레이저 커터를 직접 움직이지 않더라도 튜브형 수지 필름(20)의 나선 절단을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 레이저 커터의 설치 장소를 튜브형 수지 필름(20)의 반송 방향과는 관계없이 임의로 선택할 수 있기 때문에, 장치 설계상의 자유도가 크게 향상된다. 그리고, 이러 한 레이저 커터이면, 나선 절단뿐 아니라, 복잡한 절단을 행하는 것도 가능하기 때문에, 수지 필름의 용도가 크게 확대된다. 상기에서는, 절단 수단(12)을 튜브형 수지 필름(20)의 원주를 따라 선회시키는 방법을 기술했지만, 절단 수단(12)을 고정하고, 노즐 부근을 회전시키는 것에 따라서도 동일한 나선형으로 절단된 필름을 얻을 수 있다. 이러한 구성으로 하면, 후에 설명하는 권취(卷取) 수단을 선회시킬 필요가 없어지므로 공간의 절약이 가능하다.

또, 본 명세서에서는, 지금까지 절단 수단(12)이 튜브형 수지 필름(20)에 대하여 하나만 설치한 태양에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 태양에 한정되는 것이 아니고, 도 13에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 절단 수단(12)을 2개 설치하여, 한번에 복수의 시트상 필름을 얻을 수 있는 구성으로 할 수도 있다. 도 13의 (a)는 절단 수단(12)을 2개 설치한 튜브형 수지 필름 제조 장치의 일부를 나타내는 개략도이며, (b)는 (a)에서의 튜브형 수지 필름 제조 장치의 하면도이다. 또, 절단 시에 튜브형 수지 필름(20)의 내측에 튜브형 수지 필름(20)의 내경과 대략 동일한 외경을 가지는 삽입 부재(60)를 삽입해 둘 수도 있다. 이러한 삽입 부재는, 튜브형 수지 필름(20)의 반송시의 거동을 안정시키기 때문에, 절단 수단(12)의 흔들림을 감소시켜, 보다 정확하고도 안정된 튜브형 수지 필름(20)의 절단이 가능해진다. 또, 이 삽입 부재(60)를 다공질 재료로 하고, 도시하지 않은 가스 공급원과 접속하여, 삽입 부재(60)의 표면에서 가스를 삼출하도록 구성하면, 삽입 부재와 튜브형 수지 필름(20)의 내면을 비접촉 상태로 할 수 있기 때문에, 흠이 생길 우려가 저감되므로 더욱 바람직하다.

또, 본 발명에서는, 튜브형 수지 필름(20)을 길이 방향으로 절단하여 시트상 필름으로 만들지만, 물론 종래부터 행하여진 방법, 즉, 튜브형 수지 필름(20)을 접어 그 양단을 절단하는 방법에 의해 2개의 시트상 필름을 얻도록 할 수도 있다.

절단 수단(12)에 의해서 절개되어 만들어진 긴 시트상 필름은, 최종적으로 권취 수단(13)에 의해서 감긴다(도 1 또는 도 13 참조). 권취 수단(13)은, 감을 때에 필름이 비틀어지지 않도록, 상기 절단 수단(12)과 연동시키는 것이 필요하다. 즉, 절단 수단(12)이 고정되어 있는 경우는 권취 수단(13)도 고정하고, 절단 수단(12)이 선회운동을 하고 있는 경우는 그것에 맞추어 권취 수단(13)도 선회운동시킬 필요가 있다. 권취 수단(13)과 절단 수단(12)을 일체화하여 구성하면, 튜브형 수지 필름(20)이 절단되는 상태로 권취가 이루어지기 때문에, 상기의 어느 경우에도 대응할 수 있다. 권취 수단(13)의 예로서는, 가늘고 긴 지관(紙管) 등을 들 수 있다.

이상과 같이 하여 제조한 본 발명의 튜브형 수지 필름으로부터 얻어진 시트상 필름은, 우수한 배향성의 부여가 가능하기 때문에, 위상차 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다. 여기에서, 위상차 필름은 TN, VA, STN 배향을 이용하는 액정 표시소자 등에 있어서, 액정의 복굴절에 의한 시야각의 저하를 개선하기 위해서 이용되는 것이다. 일반적으로, 위상차 필름은 위상 지연축 각도의 편차가 ±3도를 넘으면 액정표시 장치의 색 얼룩이 원인이 되지만, 본 발명에 의해 얻어진 시트상 필름은, 위상 지연축 각도의 편차가 필름 폭 방향으로 ±3도 이내로서, 표시품질이 우수하다.

또, 종래의 텐터 방식의 연신에 의해서 제조된 위상차 필름에서는, 그 단부의 위상 지연축 각도의 편차가 크기 때문에 필름 중앙부밖에 이용할 수 없지만, 본 발명에서는, 수지 필름을 튜브형으로 유지한 채로 연신하기 때문에 필름의 전폭에 걸쳐 이용할 수 있고, 이에 따라 수율이 향상되어 제조비용을 대폭 저감시킬 수 있다.

본 발명에서 사용 가능한 열 가소성 수지를 예시하면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리알릴레이트, 폴리아미드, 환형 폴리올레핀, 에틸렌비닐알코올 코폴리머, 폴리에테르술폰, 등을 들 수 있다. 이들 수지는, 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 두 가지 이상을 함유하는 폴리머 블렌드나 공중합체로서 사용할 수도 있다. 또는 이들 수지의 유도체 또는 변성물로서 사용할 수도 있다.

본 발명의 튜브형 수지 필름으로부터 얻어지는 열 가소성 수지 필름을, 특히 상기와 같은 액정 디스플레이(LCD) 등에 제공하는 위상차 필름으로서 이용하는 경우, 그 수지 재료로서, 열 및/또는 수분의 영향을 받지 않고 높은 치수 안정성(예를 들면, 두께 균일성)이나 광학적 안정성(예를 들면, 리타데이션 균일성)을 확보할 수 있는 재료, 액정표시 장치의 백라이트로부터의 열에 견딜 수 있도록 높은 유리 전이온도(Tg)(예를 들면, 120℃ 이상)를 가지는 재료, 또 양호한 액정표시가 얻어지도록 가시광 투과성이 우수한 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 열 가소성 수지 필름은 연신되지 않은 것일 수도 있지만, 1축 또는 2축 연신된 것일 수도 있다. 또는 열 가소성 수지 필름 상에 디스코틱 액정 폴리머나 네마틱 액정 폴리머 등을 코팅하여 배향시킨 것일 수도 있다.

또, 위상차 필름에는 장기 안정성이 요구되지만, 그것을 위해서는 필름의 광탄성(光彈性) 계수의 절대치가 1.O×10^-11 Pa^-1 이하인 것이 바람직하다. 이러한 특성을 만족하는 열 가소성 수지로서, 환형 폴리올레핀인 노르보르넨계 폴리머를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 여기에서, 노르보르넨계 폴리머란, 노르보르넨계 모노머로 이루어지는 호모폴리머 또는 그의 수소 첨가물, 노르보르넨계 모노머와 비닐화합물과의 코폴리머 또는 그의 수소 첨가물 등이 있고, 구체적인 제품으로서, "Arton"(JSR사제), "ZEONOR", "ZEONEX"(닛폰제온사제), "APEL"(미쓰이가가쿠사제), "Topas"(Ticona사제) 등을 들 수 있다.

열 가소성 수지에는, 그의 물성(유리 전이온도, 광 투과성 등)에 영향을 미치지 않는 범위에서, 산화 방지제, 활제, 착색제, 염료, 안료, 무기 충전재, 커플링제 등의 첨가물을 소량 가할 수도 있다.

산화 방지제의 예로서는, 페놀계 산화 방지제, 인산계 산화 방지제, 황계 산화 방지제, 락톤계 산화 방지제, 힌더드 아민계 광안정제(hindered amine light stabilizer; HALS) 등을 들 수 있다. 예를 들면, 환형 폴리올레핀 등의 수지에는, 열안정성 및 상용성을 고려할 때, 페놀계 산화 방지제가 적합하게 사용된다. 페놀계 산화 방지제의 구체적인 예로는, 펜타에리스리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](예: 상품명 "IRGANOX 1010"(치바 스페샬티 케미칼즈사제), 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(예:상품 명 "IRGANOX 1076"(치바 스페샬티 케미칼즈사제), 3,3',3",5, 5',5"-헥사-t-부틸-a,a',a"-(메시틸렌-2,4,6 -트리일)트리-p-크레졸(예: 상품명 "IRGANOX 1330"(치바 스페샬티 케미칼즈사제), 1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6(lH,3H,5H)-트리온(예: 상품명 "IRGANOX 3114"(치바 스페샬티 케미칼즈사제), 3,9-비스{2-[3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]-1,1-디메틸에틸}-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸(예: 상품명 "Adekastab AO-80"(아사히덴카고교샤제) 등을 들 수 있다. 산화 방지제의 열 가소성 수지에 대한 함유량은, 0.01∼5중량%의 범위로 조제되는 것이 바람직하다. 함유량이 5중량%보다 많으면, 필름의 광 투과성이나 기계적 강도가 뒤떨어지고, O.O1중량%보다 적으면 충분한 산화방지 효과를 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다.

또, 활제의 예로서는, 지방산 아미드계 활제, 비이온 계면활성제계 활제, 탄화수소계 활제, 지방산계 활제, 에스테르계 활제, 알코올계 활제, 지방산 금속염계 활제(금속비누), 몬탄산에스테르 부분비누화물, 실리콘계 활제 등을 들 수 있다. 예를 들면, 환형 폴리올레핀 등의 수지에는, 열안정성 및 상용성을 고려할 때, 지방산 아미드계 활제가 바람직하다. 지방산 아미드계 활제의 구체적인 예로는, 스테아르산아마이드(예: 상품명 "DIAMID 200"(日本化成社제)), 메틸렌비스스테아르산아마이드(예: 상품명 "BISAMID LA"(日本化成社제)), m-크실릴렌비스스테아르산아마이드(예: 상품명 "SLIPAX PXS"(日本化成社제)), 에틸렌비스스테아르산아마이드(예: 상품명 "Kao Wax EB"(카오사제)), "ARMO WAX EBS"(라이온·악조사제) 등을 들 수 있다. 활제의 열 가소성 수지에 대한 함유량은, 0.01∼10중량%가 바람직하고, 0.05∼1중량%가 가장 바람직하다. 함유량이 0.01중량% 미만이면, 압출 토크 감소, 필름의 스크래치 발생 방지 등의 효과가 거의 발현되지 않는다. 함유량이 10중량%를 넘으면, 압출기 스크루와의 슬립 발생이 많아져, 수지를 균일하게 공급할 수 없게 되어 필름의 안정된 제조가 곤란해진다. 또한, 시간이 경과하면 블리드 아웃(bleed-out)량이 많아져, 필름의 외관불량, 접착불량 등의 원인이 된다.

상기의 페놀계 산화 방지제, 활제 등은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.

산화 방지제, 활제 등의 첨가제의 열 가소성 수지에 대한 첨가 방법으로는, 예를 들면, 열 가소성 수지의 펠릿과 소정량의 첨가제 분말을 혼합하고, 가열 압출기로 가열 용융하는 방법, 열 가소성 수지와 첨가제를 유기 용매에 용해시킨 후, 용매를 제거하는 방법, 열 가소성 수지와 첨가제의 마스터배치를 미리 조제해 두는 방법, 상기 마스터배치에 상기 마스터배치의 제조에 사용한 수지와 동종 또는 이종의 수지를 혼합하는 방법 등이 있다. 또, 상기 산화 방지제, 활제 등에 관해서는, 가열 압출기 내부의 유로(특히, 노즐 부근)를 상기 첨가제로 코팅하는 방법, 호퍼 또는 도중의 유로로부터 일정 비율로 상기 첨가제를 공급하는 방법 등에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 이해를 보다 깊게 하기 위해, 구체적인 실시예를 제시하여 설명한다. 또한, 이제부터 설명하는 실시예에서는, 각 실시예에 공통적으로 튜브형 수지 필름 제조 장치 및 튜브형 수지 필름의 각종 특성을 아래와 같이 측정했다.

(1) 튜브형 수지 필름 제조 장치의 온도

安立計器社제 K 열전대(AM-7002)를 사용했다. K 열전대를 튜브형 수지 필름 제조 장치의 소정 부위에 부착시켜 측정을 행했다.

(2) 가스 삼출량

STEC INC.제 FLOLINE SEF-52를 사용하여 측정했다.

(3) 필름 온도

레이테크닉·저팬사제 THERMLET T3P를 사용하여, 연속적으로 유동하는 필름의 온도를 측정했다.

(4) 필름 두께

TES사제 필름 인스펙터(TS-0600AS2)를 사용했다. 먼저, TD 방향에 있어서, 1mm 간격으로 필름 전폭에 대해 필름 두께의 측정을 행하고, 이어서 상기 측정을 MD 방향으로 200회 반복했다. 전체 데이터로부터 평균을 산출하여, 그것에 대한 두께의 불균일을 %로 표시했다.

(5) 필름의 위상차 및 위상 지연축

王子計測機器社제 KOBRA-21ADH를 사용했다. 먼저, TD 방향에 있어서, 20mm 간격으로 필름 전폭에 대해 필름의 위상차 및 위상 지연축의 측정을 행하고, 이어서 상기 측정을 MD 방향으로 50회 반복했다. 전체 데이터로부터 평균을 산출하여, 그것에 대한 위상차 불균일을 %로 표시했다. 위상 지연축 불균일에 관해서는 전체 데이터 편차의 범위를 구하여 °(도)로 표시했다.

[실시예 1]

예를 들면, 도 1의 장치와 동일한 장치를 사용하고, 본 발명에 따라서, 연신된 튜브형 수지 필름을 제조했다. 본 실시예에서는, 필름 원료로서, ZEONOR 1420R(Tg=136℃; 닛폰제온사제)를 이용했다. 이하에 필름의 제조 조건을 나타낸다.

[가열 압출기]

메쉬 타입의 필터(메쉬 사이즈 10㎛)를 구비한 나선 방식의 가열 압출기를 사용했다.

ㆍ 배럴 직경: 50mm

ㆍ 스크루 형상: 풀플라이트(full flight) 단일축 타입

ㆍ L/D: 25

[노즐]

평행 노즐을 가진 노즐을 사용했다.

ㆍ 구경: 300mm

ㆍ 코너 반경: 10㎛

ㆍ 재질: 초경 재료(Rockwell A 경도=91)

ㆍ 온도: 230℃

[안정화 수단]

수지의 튜브 내측에 금속제 원주를 설치하여 안정화 수단으로 했다.

ㆍ 이간 거리: 20mm

[코어 부재]

35㎛의 평균 구경을 가진 금속성 다공질 재료를 사용했다.

ㆍ 코어 부재의 길이: 50mm

ㆍ 코어 부재의 외경: 296mm

ㆍ 가스 삼출량: 7L/분

[예열부]

다공질 재료로 이루어지는 예열부를 튜브형 수지 필름의 내측 및 외측에 설치했다.

ㆍ 예열부 온도: 155℃(내측 및 외측)

ㆍ 예열부에서의 최종 필름 온도: 155℃

ㆍ 가스 삼출량: 필름을 손상하지 않을 정도로 조정

ㆍ 예열부의 길이: 상기 최종 필름 온도를 유지할 수 있는 길이로 조정

[연신부]

상하의 직경비가 1:1.4인 다공질 재료로 이루어지는 직경 확장 맨드렐, 및 상하의 속도비가 1: 1.2인 다점식(多点式) 연신 롤러를 사용했다. 또, 연신 시에는 필름의 내측 및 외측으로부터 온도 조절을 하면서, MD 연신 및 TD 연신을 동시에 행했다.

ㆍ 연신부 온도: 155℃(내측 및 외측)

ㆍ 가스 삼출량: 필름을 손상하지 않을 정도로 조정

ㆍ 연신부의 길이: 필름 온도가 155℃로 유지될 수 있는 길이로 조정

[유지부]

상기 직경 확장 맨드렐의 하부 직경과 동일한 직경을 가진 다공질 재료로 이루어지는 유지부를 튜브형 수지 필름의 내측에 설치했다.

ㆍ 유지부 온도: 100℃(외측은 상온)

ㆍ 가스 삼출량: 필름을 손상하지 않을 정도로 조정

ㆍ 유지부의 길이: 필름 온도가 원료 수지의 Tg 이하까지 내려가는 길이로 조정

[통기 수단]

도 11에 도시한 바와 같은, 예열부, 연신부를 구성하는 직경 확장 맨드렐, 및 유지부를 관통하는 통기 수단(15)을 설치하여 구성했다.

이상과 같이 하여 얻은 튜브형 수지 필름을, 도 13과 같이, 2매의 커터로 절개하여, 폭 650mm 정도의 2매의 시트상 필름으로 만들어 감았다. 이 시트상 필름은, 양호한 외관을 가지고, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이며, 위상 지연축 불균일도 ±2°이하였다.

[실시예 2]

본 실시예에서는, 상기 실시예 1과는 상이한 필름 원료 및 안정화 수단을 이용한 예를 나타낸다.

예를 들면, 도 11에 나타내는 것과 동일한 장치를 사용하고, 본 발명에 따라서 연신된 튜브형 수지 필름을 제조했다. 본 실시예에서는, 필름 원료로서, Topas 6013(Tg=130℃; Ticona사제)에 활제로서 ARMO WAX EBS(라이온 악조사제)를 0.2중량% 배합한 것을 이용했다.

본 실시예의 필름 제조 조건은, 이하의 점을 제외하고는 상기 실시예 1의 조건과 동일하다.

[안정화 수단]

수지의 튜브 내측에 다공질 재료로 이루어지는 제2 코어 부재를 설치했다.

[예열부]

예열부 온도 및 예열부에서의 최종 필름 온도는 150℃로 했다.

[연신부]

필름의 내측 및 외측으로부터 온도 조절을 하면서, MD 연신 및 TD 연신을 따로따로 행했다.

연신부 온도는 내측 및 외측을 모두 150℃로 하고, 연신부의 길이는 필름 온도가 150℃를 유지할 수 있는 길이로 조정했다.

[유지부]

상기 직경 확장 맨드렐의 하부 직경-2mm의 직경을 가진 다공질 재료로 이루어지는 부재를 튜브형 수지 필름의 내측에 설치했다.

[통기 수단]

도 11에 도시한 바와 같은, 노즐(3)로부터 가열 압출기(1)에 설치된 통기 수단(14)과 예열부, 연신부를 구성하는 직경 확장 맨드렐, 및 유지부를 관통하는 통기 수단(15)을 설치했다.

이상과 같이 하여 얻은 튜브형 수지 필름을, 도 12와 같이, 1매의 커터로 절개하여, 폭 1300mm 정도의 1매의 시트상 필름으로 만들어 감았다. 이 시트상 필름 은, 양호한 외관을 가지고, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이며, 위상 지연축 불균일도 ±2°이하였다.

[실시예 3]

본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 1과는 상이한 필름 원료 및 안정화 수단을 이용한 예를 나타낸다.

여기서는, 예를 들면 도 4의 장치와 동일한 장치를 사용하고, 본 발명에 따라서, 연신된 튜브형 수지 필름을 제조했다. 본 실시예에서는, 필름 원료로서 APEL 6013T(Tg=125℃; 미쓰이가가쿠사제)에 산화 방지제로서 IRGANOX 1010(치바 스페샬티 케미칼즈사제)를 0.5중량% 배합한 것을 이용했다.

본 실시예의 필름 제조 조건도, 이하의 점을 제외하고는 상기 실시예 1의 조건과 동일하다.

[안정화 수단]

수지의 튜브 내측 및 튜브 외측측에 온도조절 히터를 설치하여 안정화 수단으로 했다. 이 온도조절 히터는, 튜브형으로 압출된 열 가소성 수지에 두께의 불균일을 일으키지 않을 정도로 온도 조절되어 있다.

[예열부]

ㆍ 예열부 온도: 145℃(내측 및 외측)

ㆍ 예열부에서의 최종 필름 온도: 145℃

[연신부]

또, 연신 시에는 필름의 내측 및 외측으로부터 온도 조절을 하면서, MD 연신 및 TD 연신을 따로따로 행했다.

ㆍ 연신부 온도: 145℃(내측 및 외측)

ㆍ 연신부의 길이: 필름 온도가 145℃로 유지될 수 있는 길이로 조정

[통기 수단]

도 11에 도시한 바와 같은, 노즐(3)로부터 가열 압출기(1)에 설치된 통기 수단(14)을 설치하여 구성했다. 통기 수단(14)으로부터는 예열부 상부까지 배관을 연장시킨 구조로 하여, 예열부, 연신부, 유지부 등으로부터 삼출하는 가스가 안정화 수단(4)의 영역에 영향을 미치지 않고 직접통기 수단(14)을 통하여 나가는 구조로 했다.

이상과 같이 하여 얻은 튜브형 수지 필름을, 도 13과 같이, 2매의 커터로 절개하여, 폭 650mm 정도의 2매의 시트상 필름으로 만들어 감았다. 이 시트상 필름은 양호한 외관을 가지며, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이고, 위상 지연축 불균일도 ±2°이하였다.

[실시예 4]

본 실시예에서는, 예를 들면 도 10에 도시한 바와 같이, 분할형 직경 확장 맨드렐을 이용하여 필름을 제조한 예를 나타낸다.

본 실시예에서는, 실시예 1과 같이 필름 원료로서 ZEONOR 1420R(Tg=136℃; 닛폰제온사제)을 이용했다. 본 실시예의 필름 제조 조건도, 이하의 점을 제외하고는 상기 실시예 1의 조건과 동일하다.

[연신부]

도 10에 도시한 바와 같은, 상하의 직경비가 1:1.4인 다공질 재료로 이루어지는 분할형 직경 확장 맨드렐, 및 상하의 속도비가 1:1.2인 다점식 연신 롤러를 사용했다. 분할형 직경 확장 맨드렐은 직경 방향의 연신 배율이 1.5배가 되도록 분할확장했다. 또한, 연신 시에는 필름의 내측 및 외측으로부터 온도 조절을 하면서, MD 연신 및 TD 연신을 동시에 행했다.

[유지부]

상기 직경 확장 맨드렐의 하부 직경과 동일한 직경을 가진 다공질 재료로 이루어지는 유지부를 튜브형 수지 필름의 내측에 설치했다. 또, 외측에도 이종의 다공질 재료로 이루어지는 유지부를 설치했다.

이상과 같이 하여 얻은 튜브형 수지 필름을, 도 13과 같이, 2매의 커터로 절개하여, 폭 650mm 정도의 2매의 시트상 필름으로 만들어 감았다. 이 시트상 필름은 양호한 외관을 가지고, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이며, 위상 지연축 불균일도 ±2° 이하였다.

[실시예 5]

본 실시예에서는, 예를 들면, 도 9에 나타내는 필름 제조 장치를 이용하여 필름을 길이 방향으로 연신한 예를 나타낸다.

열 가소성 수지로서 Tg=163℃인 환형 폴리올레핀(ZEONOR 1600: 닛폰제온사제)를, 압출기(배럴 직경 50mm, 스크루 형상: 풀플라이트 단일축ㆍ L/D=25)에 의해 수지온도 240℃)에서 용융 압출하고, 노즐 구경 300mm, 노즐 간극 1.Omm의 링형 노즐을 가진 금형에 도입하고, 노즐 폭 방향의 수지 토출량이 일정하게 되도록, 압 출기 회전수 및 금형 노즐 간극을 조정했다.

금형으로부터 토출된 용융 수지막은 원통 필름의 내측 및 외측에 다이스 노즐로부터의 거리가 20mm인 위치에 설치된 간극이 1mm인 공기냉각 장치(코어 부재 및 외측 부재)로부터 흐르는 유량 50L/분의 25℃ 공기에 의해 180℃까지 냉각된 후, 필름 내부에 가동(可動) 롤 및 필름을 통하여 외측에 속도 조정 가능한 롤을 가진 4점 지지식 제1 인수장치에 유도되어, 5m/분의 속도로 인수되었다.

그 후 원통 필름을 분위기 온도를 175℃로 조절한 가열로(예열부)에서 재가열한 후, 제1 인수 장치와 동일한 기능을 가지는 제2 인수 장치에 의해 그 속도차가 1.3배가 되도록 인수되고 길이 방향으로 1.3배 연신된다. 여기에서, 내부는 다공질 재료를 이용한 연신부와 유지부로 구성된다.

그 후, 필름 외측에 설치된 흐름 방향과 평행하게 설치된 절단기에 의해 절개되고, 그 후 주름이 생기지 않도록 만들어진 반송 가이드를 따라 면상(面狀)으로 벌어진다.

얻어진 면상 필름은 폭이 권취기인 600mm의 지관(紙管)에 감기어, 두께가 0.lmm인 2개의 면상 필름이 얻어졌다.

얻어진 필름의 두께를 폭 방향으로 1Omm 마다 마이크로미터로 측정한 결과, 그 폭 방향의 두께 정밀도는 ±2㎛로 양호한 결과가 얻어졌다. 또한 위상차를 측정한 바, 면 내 위상차가 100nm의 값을 나타내는 위상차 필름이 얻어졌다. 또한 필름 인스펙터 등을 이용하여 상세하게 측정한 바, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이며, 위상 지연축 불균일은 ±2°이하였다. 이 때, 필름 위상 차의 위상 지연축은 필름의 길이 방향에 대하여 평행한 각도를 가지고 있었다.

[실시예 6]

여기서는, 예를 들면, 도 10에 나타내는 장치를 이용하여, 필름을 원주 방향으로 연신한 예를 나타낸다.

본 실시예에서는, 상기 실시예 5의 제조 조건과 비교하여, 연신 방법이 상이하다.

구체적으로는, 상기 실시예 5에서의 4점 지지식 제1 인수 장치와 동일한 인수 장치에 인수된 원통 필름은, 분위기 온도를 175℃로 조절한 가열로(예열부)에서 재가열된 후, 도 10에 도시한 바와 같이, 필름 내부에 설치된 원주 방향으로 4분할되어, 그 외벽에 공기의 유출구를 가지는 내부 맨드렐에 유도되고, 175℃의 온풍을 내부에서 불어주고 맨드렐 본체가 반경 방향으로 1.3배 기계적으로 확대됨으로써 원주 방향으로 연신된다. 이 때 필름은 절단기의 후에 설치된 제2 인수 장치에 의해 5m/분의 속도로 인수된다.

그 후, 필름 외측에 설치된 흐름 방향과 평행하게 설치된 절단기에 의해 절개되고, 그 후 주름이 생기지 않도록 만들어진 반송 가이드를 따라 면상으로 벌어진다. 얻어진 면상 필름은 지관에 감기어, 두께가 0.1mm인 2개의 면상 필름이 얻어졌다.

얻어진 필름의 두께를 폭 방향으로 1Omm 마다 마이크로미터로 측정한 바, 그 폭방향의 두께 정밀도는 ±2㎛로 양호한 결과가 얻어졌다. 또한 위상차를 측정한 바, 두께 위상차가 10Onm의 값을 나타내는 위상차 필름이 얻어졌다. 또 필름 인스 펙터 등을 이용하여 상세하게 측정한 바, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이며, 위상 지연축 불균일은 ±2° 이하였다. 이 때, 필름 위상차의 위상 지연축은 필름의 길이 방향에 대하여 90도의 각도를 가지고 있었다.

[실시예 7]

여기서는, 예를 들면 도 11에 나타내는 장치를 이용하여, 필름의 길이 방향과 필름의 원주 방향 쌍방으로 연신한 예를 나타낸다.

구체적으로는, 상기 실시예 5에서의 4점 지지식 제1 인수 장치와 동일한 인수 장치에 인수된 원통 필름은, 분위기 온도를 175℃로 조절한 가열로(예열부)에서 재가열된 후, 필름 내부에 설치된, 원주 방향으로 4분할되어 그 외벽에 공기의 유출구를 가진 내내부 맨드렐에 유도되고, 175℃의 온풍을 내부에서 불어주고 맨드렐 본체를 반경 방향으로 1.3배 기계적으로 확대함으로써 원주 방향으로 연신된다.

또한 원통 필름은 제1 인수 장치와 동일한 기능을 가지는 제2 인수 장치에 의해 그 속도 차이가 1.3배가 되도록 인수되고 길이 방향으로도 1.3배 연신된다.

그 후, 실시예 5와 같이 절단되어 감기고, 두께가 0.lmm의 2개의 면형 필름이 얻어졌다.

얻어진 필름의 두께를 폭 방향으로 1Omm 마다 마이크로미터로 측정한 바, 그 폭방향의 두께 정밀도는 ±2㎛로 양호한 결과가 얻어졌다. 또한 위상차를 측정한 바, 면내 위상차 및 두께 위상차가 모두 1O0nm의 값을 나타내는 위상차 필름이 얻어졌다. 또한 필름 인스펙터 등을 이용하여 상세하게 측정한 바, 두께의 불균일, 위상차 불균일은 모두 ±2% 이하이며, 위상 지연축 불균일은 ±2°이하였다.

본 발명에 따른 튜브형 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법은, 다양한 종류에 걸친 용도로 사용하는 것이 가능하고, 예를 들면, 위상차 필름, 수축 필름, 라미네이트필름 등의 제조 장치 및 제조 방법으로서 이용할 수 있다.

Claims (10)

1. 튜브형 수지 필름을 연신할 수 있고, 다공질 재료로 이루어지며, 내부로부터 상기 튜브형 수지 필름의 면 쪽으로 가스를 삼출할 수 있는 연신부(6), 및

   연신된 상기 튜브형 수지 필름의 형상을 유지하는 유지부(7)를 구비하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연신부(6)가, 상기 튜브형 수지 필름을 길이 방향으로 연신하는 연신력을 상기 튜브형 수지 필름에 부여할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 연신부(6)가, 상기 튜브형 수지 필름을 원주 방향으로 연신하는 연신력을 상기 튜브형 수지 필름에 부여할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,

   상기 연신부(6)가, 복수의 부분으로 분할될 수 있고 상기 복수의 부분 각각이 직경 방향으로 이동 가능하게 구성된 분할형 직경 확장 맨드렐(50)인 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 유지부(7)가, 다공질 재료를 이용한 것임을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 유지부(7)에 있어서, 튜브형 수지 필름이 냉각되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 튜브형 수지 필름의 튜브 내 압력의 상승을 방지하기 위한 통기 수단(14, 15, 16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
9. 제1항에 있어서,

   연신 전의 상기 튜브형 수지 필름을 예열하는 예열부(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.
10. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유지부보다 하류의 상기 튜브형 수지 필름의 내주측 및 외주측 각각에, 상기 튜브형 수지 필름의 둘레 방향을 따라 복수 설치되어 상기 튜브형 수지 필름을 반송하는 롤러와,

    상기 롤러보다 상류의 상기 튜브형 수지 필름의 내주측 및 외주측 각각에, 상기 튜브형 수지 필름의 둘레 방향을 따라 복수 설치되어 상기 튜브형 수지 필름을 반송하는 롤러

    를 더 포함하고,

    하류측의 상기 롤러의 회전 속도를 상류측의 상기 롤러의 회전 속도보다 크게 설정하는 것에 의해 상기 튜브형 수지 필름을 길이 방향으로 연신하는 것을 특징으로 하는 튜브형 수지 필름 제조 장치.

Images