KR101275613B1

KR101275613B1 - 용액 캐스팅 방법

Info

Publication number: KR101275613B1
Application number: KR1020077020286A
Authority: KR
Inventors: 지로 히구치; 모리타카 카토; 유지 스즈키
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2013-06-17
Also published as: KR20070119626A; CN101137482B; WO2006095792A1; JP4607795B2; US20080191376A1; CN101137482A; JP2006281772A; TWI426989B; TW200704493A

Abstract

폴리머와 용매를 함유하는 도프가 캐스팅 다이(30)로부터 캐스팅 드럼(31)으로 캐스팅 비드(38)를 형성하면서 배출된다. 캐스팅 비드(38)의 상류 부분(38a) 영역을 감압 챔버(36)를 이용하여 (대기압-300)Pa까지 감압한다. 상기 감압 챔버(36) 내부에 공기 방지판(70, 71)을 구비한다. 각각의 공기 방지판(70, 71)의 상부 반 부분에 개구부(90)를 형성한다. 캐스팅 비드(38)의 접촉부(A)와 공기 방지판(70) 사이의 거리(L)(mm)를 20mm~100mm의 범위 내로 설정한다. 캐스팅 비드(38)가 캐스팅 드럼(31) 상에 캐스팅 필름(39)을 형성한 후, 캐스팅 필름(39)을 박리하고 건조하여 TAC 필름을 얻는다.

용액 캐스팅 방법, 캐스팅 필름

Description

용액 캐스팅 방법{METHOD FOR CASTING SOLUTION}

본 발명은 필름의 제조 방법에 관한 것이고, 더욱 구체적으로 본 발명은 LCD 장치의 편광 필터의 보호 필름 및 광학 보상 필름, 또는 사진용 지지체 필름으로서 사용되는 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

셀룰로오스 아실레이트 필름, 특히 57.5%~62.5%의 평균 아세틸화도를 갖는 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC)로부터 제조된 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름이 그것의 강인성과 내연성 덕분에 사진 감광 재료에 사용되는 사진용 지지체 필름으로서 사용되고 있다. 또한, 그것의 우수한 광학 등방성 때문에, 상기 TAC필름은 예를 들면, 최근 시장이 확대되고 있는 LCD 장치에 있어서 편광 필터용 보호필름, 광시야각 필름 등의 광학 보상 필름으로서 사용되고 있다.

일반적으로, 상기 TAC필름은 용액 캐스팅 방법에 의해 제조된다. 용융-압출법과 같은 다른 필름 제조 방법과 비교하여, 상기 용액 캐스팅 방법은 광학 특성과 같은 우수한 물리적 특성을 갖는 필름의 제조를 가능하게 한다. 용액 캐스팅 방법에 있어서, 주 용매로서 디클로로메탄 또는 메틸 아세테이트가 함유된 혼합 용매에 폴리머가 용해된 폴리머 용액(이하 도프라고 칭함)이 제조된다. 상기 도프는 캐스팅 다이로부터 지지체 상에 캐스팅되어 캐스팅 필름을 형성한다. 상기 지지체에서 자가 지지성을 얻은 뒤, 상기 캐스팅 필름을 지지체로부터 습윤 필름, 즉 용매를 함유한 필름으로서 떼어낸다. 상기 습윤 필름을 건조시키고, 필름으로서 감는다(예를 들면, 일본 발명 협회 기술 공개 번호 제2001-001745호 참조).

필름 제조 속도가 증가하기 때문에, 캐스팅 비드의 근처에서 발생된 공기 흐름이 심각한 문제가 된다. 캐스팅 비드는 캐스팅 다이에서부터 지지체에 이르는 도프이다. 상기 공기 흐름은 지지체의 이동에 따라서 캐스팅 필름과 캐스팅 비드의 근처에서 발생한다. 상기 캐스터 비드가 이러한 공기 흐름에 도출되는 경우, 캐스팅 비드의 두께가 고르지 않게 되어 제품으로서 필름의 두께 또한 고르지 않게 된다. 또한, 상기 공기 흐름이 캐스팅 비드로 혼입되는 경우, 혼합 공기에 의해 형성된 공극이 이후 공정에서 필름 내에서 파열되고, 필름 표면 상태를 악화시킨다. 필름 표면 상태의 악화는 필름 표면이 필름 표면에 형성된 요철에 의해 불균일해지는 것을 의미한다. 상기 문제를 해결하기 위해서, 지지체와 접촉하고 있는 캐스팅 비드의 표면으로부터 상류 부분, 즉 지지체 이동 방향에 대하여 캐스팅 비드의 상류 측에서의 압력을 캐스팅 비드의 하류 측보다 낮은 값이 되도록 감소시킨다. 그러한 이유로, 감압 챔버를 캐스팅 다이에 구비하고 있다.

최근에는, 필름 제조 속도를 더욱 증가시키기 위해 지지체 이동 속도를 더욱 증가시키는 방법이 시도되고 있다. 그러나, 상기 공기 흐름 부피가 지지체 이동 속도 증가에 따라 증가하기 때문에, 지지체의 이동 방향 및 폭방향에 있어서 필름 두께의 불균일이 더욱 현저해진다. 캐스팅 비드에서 공기 흐름의 영향을 방지하기 위해서, 캐스팅 비드의 상류 부분에서 감압도를 증가시키는 것, 즉 절대 압력을 낮추 는 것이 필요하게 된다. 그러나, 감압도를 증가시키는 것에는 한계가 있기 때문에, 공기 흐름의 영향을 완전히 제거할 수는 없다. 즉, 공기 흐름에 대한 캐스팅 비드의 노출을 방지하기 위한 효과적인 수단은 없었고, 필름 두께의 불균일을 방지하기 위한 수단을 고안하는 것이 어려웠다. 또한, 공기 흐름 부피가 증가함에 따라, 공기 흐름이 캐스팅 비드와 지지체 사이로 더 들어가서 필름 두께의 불균일 및 필름 표면의 악화를 초래한다.

최근에는, 상기 TAC필름이 광학 기능성 필름용 기본 필름으로서 사용된다. 이러한 경우, 예를 들면 두께가 80㎛인 종래 필름의 두께보다 얇은 40㎛의 필름이 또한 요구된다. 얇은 필름을 제조하는데 있어서, 필름 두께의 균일성은 더욱 요구된다. 따라서, 종래 방법과 비교하여 캐스팅 비드를 균일하게 형성하는 것이 더욱 필요하게 된다.

본 발명의 목적은 공기 흐름의 발생을 막음으로써 필름 두께의 불균일 없이 필름을 제조할 수 있는 용액 캐스팅 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들이 집중적인 연구를 수행한 결과, 필름 두께의 불균일의 원인은: (1) 감압 챔버가 대기로부터 공기를 흡수함으로서 공기 흐름이 발생하고 발생된 공기 흐름이 캐스팅 비드로 흘러들어가는 것; 및 (2) 공기 흐름이 캐스팅 비드로 흘러가는 것임을 발견했다. 또한, 본 발명자들은 공기 흐름이 지지체와 캐스팅 비드 사이에 들어가서 필름 두께의 불균일을 초래한다는 것을 발견하였다. 공기 흐름의 유입은: (3) 감압 챔버에서 발생된 공기 소용돌이에 의해 발생하는 캐스팅 비드의 지지체에 대한 접촉 위치의 변동; 및 (4) 도프의 고형분 농도 증가에 따른 캐스팅 비드의 신장 응력 증가로부터 초래된다. (3)은 소위 활성 접촉점의 부상 현상이다. (4)는 건조 공정 동안의 건조 효과 및 효율 향상을 위해 도프의 고형분 농도를 증가시키는 최근의 경향에 근거한다.

본 발명의 용액 캐스팅 방법에 의하면, 폴리머와 용매를 함유하는 도프를 캐스팅 다이로부터 이동하는 지지체로 캐스트 하여 캐스팅 필름을 형성한다. 상기 캐스팅 필름을 필름으로서 떼어낸 후 건조시킨다. 캐스팅 다이로부터 지지체에 이르는 도프를 캐스팅 비드라고 칭한다. 감압 장치는 지지체 이동 방향에 대하여 캐스팅 비드로부터 상류 부분을 감압한다. 감압 챔버 내부에는, 캐스팅 비드의 폭방향으로 확대되는 판부재가 기립 자세로 배치되어 있다. 캐스팅 비드가 지지체와 접촉하는 위치와 판부재 사이의 거리 L(mm)는 20mm≤L(mm)≤100mm를 만족시키는 것이 바람직하다.

판부재에는 공기 흐름이 통과하는 개구부가 구비되는 것이 바람직하다. 복수의 개구부가 수직 방향으로 판부재의 상부 반 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 판부재의 면적에 대해 개구부의 면적 비율은 0.5%~30% 범위 내인 것이 바람직하다.

감압 챔버와 지지체 사이의 클리어런스(clearance) CL(mm)는 0.05mm~3.0mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 감압 장치 내부의 압력은 (대기압-2000)Pa~(대기압-10)Pa의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 지지체의 이동 속도는 30m/min~150m/min의 범위 내인 것이 좋다.

본 발명의 용액 캐스팅 방법에 의하면, 폴리머와 용매를 함유하는 도프를 캐스팅다이로부터 이동하는 지지체로 캐스팅하여 캐스팅 필름을 형성하고, 상기 캐스팅 필름을 지지체로부터 떼어내고 건조시켜서 필름을 형성한다. 이 용액 캐스팅 방법에 있어서, 캐스팅 비드로부터 상류 부분을, 지지체의 폭방향으로 확대되는 판부재를 갖는 감압 챔버로 감압시킨다. 따라서, 공기 흐름이 캐스팅 비드로 흘러들어가는 것을 방지하여 캐스팅 비드의 두께 변화를 방지한다. 상기 캐스팅 비드는 지지체 상의 캐스팅 필름을 형성하기 때문에, 필름 두께의 불균일을 방지한다.

본 발명의 용액 캐스팅 필름에 의하면, 캐스팅 비드가 지지체와 접촉하고 있는 접촉위치와 판 부재 사이의 거리를 L(mm)이라고 정의하는 경우, L(mm)은 20mm≤L(mm)≤100mm를 만족시키다. 또한, 캐스팅 비드로부터 공기 흐름을 배출하기 위한 개구부가 판 부재에 형성되어 있기 때문에, 캐스팅 비드가 공기 흐름에 노출되는 것을 방지한다. 또한, 감압 챔버 내의 공기 흐름이 판부재의 개구부를 통해 조절된다. 따라서, 캐스팅 비드에서 상류 부분으로부터의 공기 흐름이 현저하게 약해지고, 캐스팅 비드로 흘러들어가는 것을 방지한다. 복수의 개구부가 수직 방향으로 판부재의 상부 반 부분에 형성되는 경우, 공기 흐름 조절이 더욱 용이하다.

지지체의 이동방향에 있어서 캐스팅 비드에서 상류 부분으로부터의 공기 흐름이 판부재를 복수개, 예를 들면 2~11개의 범위로 지지체의 이동방향에 대하여 상류부분에 설치함으로써 효과적으로 방지된다.

본 발명은 두꺼운 필름(약 80㎛의 두께)보다 얇은 필름(약 40㎛)의 제조에 더욱 효과적이다. 또한, 캐스팅 비드의 형성이 캐스팅 비드로의 공기 흐름을 방지함으로써 더욱 안정해지고, 따라서 제조에 있어서의 문제점도 격감한다. 또한, 폴리머로서 셀룰로오스 아실레이트가 사용되는 경우, 광학 기능성 필름으로서 바람직하게 사용되는 우수한 광학 등방성을 갖는 얇은 필름이 제조된다.

도 1은 본 발명의 용액 캐스팅 방법의 필름 제조 라인을 설명하는 개략도;

도 2는 감압 챔버의 개략 단면도;

도 3은 본 발명의 용액 캐스팅 방법에 사용되는 감압 챔버의 개략 단면도; 및

도 4는 도 3에서 공기 방지판의 형태를 설명하는 개략도이다.

이하, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 구체예에 한정되는 것은 아니다.

[원료]

본 발명에서 사용되는 폴리머는 특별히 한정되지 않고, 용액 캐스팅 방법에서 필름을 형성할 수 있는 공지의 폴리머는 어느 것이라도 사용된다. 즉, 캐스팅용 도프를 제조할 수 있는 폴리머가 사용된다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 아실레이트에 있어서, 히드록시기의 치환도는 하기 식(1)~(3)을 모두 만족하는 것이 바람직하다. 이하 상기 셀룰로오스 아실레이트를 TAC라고 칭한다.

(1) 2.5≤A+B≤3.0

(2) 0≤A≤3.0

(3) 0≤B≤2.9

상기 식에서, A는 아세틸기에 대한 히드록시기의 수소원자의 치환도이고, B는 탄소수 3~22인 아실기에 대한 히드록시기의 치환도이다. 바람직하게는 TAC 입자의 적어도 90중량%가 0.1mm~4mm의 직경을 갖는다. 또한, 셀룰로오스 아실레이트는 코튼린터(cotton linter) 또는 코튼펄프로부터 얻을 수 있다. 코튼 린터로부터 얻어진 셀룰로오스 아실레이트가 바람직하다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 폴리머는 셀룰로오스 아실레이트에 한정되는 것은 아니다.

도프를 제조하기 위한 용매 화합물은 방향족 탄화수소(예를 들면, 벤젠, 톨루엔 등), 할로겐화 탄화수소류(예를 들면, 디클로로메탄, 클로로벤젠 등), 알콜류(예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 디에틸렌글리콜 등), 케톤류(예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤 등), 에스테르류(예를 들면, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트 등), 에테르류(예를 들면, 테트라히드로푸란, 메틸셀룰로솔브 등) 등이다. 본 발명에 있어서, 도프란 폴리머를 용매에 용해 또는 분산시켜서 얻은 폴리머 용액 및 분산액을 칭한다.

상기 용매 화합물 중에서, 바람직한 용매 화합물은 탄소수 1~7의 할로겐화 탄화수소류이고, 디클로로메탄이 가장 바람직하게 사용된다. TAC의 용해성, 지지체로부터 캐스팅 필름의 떼어냄성, 기계적 강도, 필름의 광학적 특성 등과 같은 물리적 특성의 관점에서, 탄소스 1~5인 알콜 중 적어도 1종을 할로겐화 탄화수소류에 혼합하는 것이 바람직하다. 알콜류의 함량은 용매 내에서 전체 용매 화합물의 2질량%~25질량%의 범위인 것이 바람직하고, 5질량%~20질량%의 범위인 것이 특히 바람 직하다. 알콜류의 구체적인 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등이 있다. 메탄올, 에탄올, n-부탄올 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

최근, 환경에 대한 영향을 감소시키기 위해서, 어떠한 디클로로메탄도 함유하지 않는 용매가 제안된다. 이 경우에, 탄소수 4~12의 에테르류, 탄소수 3~12의 케톤류, 탄소수 3~12의 에스테르류, 또는 탄소수 1~12의 알콜류가 바람직하게 사용된다. 일반적으로, 상기 화합물을 적절히 혼합하여 사용한다. 예를 들면, 메틸아세테이트, 아세톤, 에탄올 및 n-부탄올의 혼합 용매가 사용될 수 있다. 에테르류, 케톤류, 에스테르류 및 알콜류는 환구조를 가져도 좋고, 그들의 관능기(-0-, -CO-, -COO- 및 -OH)를 적어도 2개 갖는 적어도 1종의 화합물이 용매로서 사용되어도 좋다.

상기 셀룰로오스 아실레이트는 일본 특허공개 제2005-104148호의 [0140]~ [0195] 단락에 상세히 기재되어 있고, 상기 기재가 본 발명에 적용될 수 있다. 또한, 셀룰로오스 아실레이트 용매와, 가소제, 열화방지제, 자외선 흡수제(UV제), 광학 이방성 조절제, 레타데이션(retardation)조절제, 염료, 소광제, 박리제, 및 박리 촉진제와 같은 부가물에 대한 설명이 일본 특허공개 제2005-104148호의 [0196]~[0516]단락에 개시되어 있다.

[도프의 제조]

도프는 상기 원료로부터 제조된다. 우선, 용매를 혼합 탱크에 공급한다. 다음으로, TAC를 계량하면서 혼합탱크에 공급한다. 그리고 나서, 미리 조제된 첨가물 용액을 필요한 양만큼 원료탱크에 공급한다. 용액의 형태로 첨가물을 공급하는 것 이외에, 예를 들면, 첨가물이 실온에서 액체인 경우, 첨가물을 액체 형태로 혼합탱크에 공급할 수 있다. 또한, 첨가물이 고체인 경우, 혼합탱크에 첨가물을 공급하기 위해 호퍼(hopper) 등을 사용하는 것도 가능하다. 여러 종류의 첨가물을 첨가하기 위해, 여러 첨가물을 첨가물 용액에 미리 용해시킬 수 있다. 또한, 각각 다른 첨가물이 함유된 용액으로 채워진 복수의 첨가물 용액 탱크를 사용할 수도 있다. 각각의 용액은 독립된 단열 관을 통해서 혼합탱크로 공급될 수 있다.

상기 기재에 있어서, 용매(혼합 용매를 포함함), TAC 및 첨가물을 이 순서대로 혼합탱크에 넣는다. 그러나, 상기 순서는 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, TAC를 계량하면서 혼합탱크에 넣은 후에, 바람직한 양의 용매을 혼합탱크에 넣을 수 있다. 또한, 미리 혼합탱크에 첨가물을 넣을 필요는 없다. 첨가물을 TAC와 용매가 혼합된 화합물에 나중에 혼합할 수 있다. 이하, 상기 순서로 혼합한 혼합된 화합물을 또한 도프라고 칭한다.

혼합탱크에는 재킷(jacket)이 부착되어 있고, 제 1 교반날이 설치되어 있다. 또한, 모터에 의해 회전하는 제 2 교반날이 혼합탱크에 부착되어 있는 것이 바람직하다. 제 1 교반날은 앵커(anchor)날인 것이 바람직하고, 제 2 교반날은 용해기(dissolver)형태인 것이 바람직하다. 재킷을 통해 열전달 매체를 통과시켜서 혼합탱크 내부의 온도를 -10℃~55℃의 범위 내로 조절하는 것이 바람직하다. TAC가 용매 내에서 팽창한 팽창액이 제 1 및 제 2 교반날을 적절히 선택하고 회전시킴으로써 얻어진다.

펌프를 사용하여 상기 팽창액을 가열장치로 공급한다. 가열장치로는 재킷을 갖는 배관을 사용하는 것이 바람직하고, 팽창액을 가압할 수 있는 구성을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 상기 팽창액이 가열되거나, 가열 및 가압되는 조건하에서 상기 TAC 등을 용매에 용해시킴으로써 도프가 얻어진다. 이 경우에 있어서, 팽창액의 온도가 40℃~120℃의 범위로 가열되는 가열-용해법이 바람직하다. 또는, 팽창액이 -100℃~-30℃의 범위로 냉각되는 냉각-용해법 또한 사용될 수 있다. 가열-용해법과 냉각-용해법 중 하나를 적절히 선택하여 용매에 TAC를 충분히 용해시킬 수 있다. 상기 도프의 온도가 가열장치에 의해 대략 실온으로 조절된 후, 도프 내의 불순물을 여과장치로 여과함으로써 제거한다. 여과장치의 필터의 평균 기공 직경은 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 여과 흐름 부피는 적어도 50L/hr인 것이 바람직하다.

그러나, TAC가 팽창액이 제조된 후에 용해되는 상기 방법에는 TAC의 농도가 증가할 만큼의 긴 시간이 요구되어서 비용 증가를 초래할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 더 낮은 TAC 농도의 도프를 제조한 후에 의도한 TAC 농도의 도프를 제조하는 농축 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이러한 농축 공정에 있어서, 여과 공정에 의해 여과된 도프는 플래시 장치로 공급된다. 상기 플래시 장치에서, 도프의 용매 중 일부가 증발한다. 상기 용매 증기를 응축기를 통해 액체로 응축하고, 회수장치로 회수한다. 회수한 용매를 재생장치를 이용하여 도프 제조용 용매로서 재생하고 재 사용한다. 이러한 재사용은 비용면에서 유리하다.

상기 농축 도프는 펌프에 의해 플래시 장치로부터 배출된다. 또한, 도프에서 거품을 제거하는 것이 바람직하다. 초음파 조사법 등과 같은 어떠한 공지의 방법이라도 거품 제거에 사용할 수 있다. 그리고 나서, 도프를 여과장치로 공급하고 여과장치에 의해 불순물을 제거한다. 또한, 도프의 온도는 0℃~200℃인 것이 바람직하다. 이러한 방법에 의해, TAC 농도가 5질량%~40질량%, 더욱 바람직하게는 10질량%~30질량%이고 가장 바람직하게는 15질량%~25질량%인 도프를 제조할 수 있다.

TAC필름 제조용 용액 캐스팅 방법에 있어서, 도프 제조법에 대한 재료, 원료, 첨가물의 용해 및 첨가 방법, 여과방법, 거품 제거 등이 일본 특허공개 제2005-104148호의 [0517]~[0616] 단락에 상세히 설명되어 있고, 이러한 설명을 본 발명에 적용할 수 있다.

[용액 캐스팅 방법]

도 1은 필름 제조라인(10)을 나타낸다. 필름 제조라인(10)에는, 여과장치(11), 캐스팅 챔버(12) 및 텐터(tenter) 건조기(13)가 구비되어 있다. 또한, 상기 필름 제조라인(10)에는 가장자리 슬리팅(slitting) 장치(14), 건조 챔버(15), 냉각 챔버(16) 및 권취 챔버(17)가 배치되어 있다.

상기 방법에 의해 제조된 도프(21)를 저장 탱크(20)에 넣는다. 또한, 모터(22)에 의해 회전하는 교반날(23)을 상기 저장 탱크(20)에 장착한다. 교반날(23)이 회전함으로써, 도프(21)가 항상 균일해진다. 상기 저장 탱크(20)를 펌프(24)를 이용하여 여과 장치(11)에 연결한다. 가소제, 자외선 흡수제 등과 같은 첨가물을 저장 탱크(20) 내의 도프(21)에 혼합할 수도 있다.

캐스팅 다이(30)의 재료로는 석출 경화된 스테인리스 강인 것이 바람직하다. 상기 재료는 열팽창 계수가 2×10^-5(℃^-1) 이하인 것이 바람직하다. 또한, 전해질 용액에서의 부식 실험에서 SUS316와 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(30)를 제조하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 캐스팅 다이(30)에 도프가 균일하게 캐스팅된다. 따라서, 캐스팅 필름에 있어서 후술되는 것과 같은 긁힘(streak) 등이 방지된다.

도프에 대한 캐스팅 다이(30)의 접촉면의 마무리 정밀도는 표면 거칠기의 1㎛/m 이하이고, 직선도는 어느 방향으로도 1㎛/m 이하인 것이 바람직하다. 슬릿의 클리어런스는 0.5mm~3.5mm의 범위 내로 자동으로 조절된다. 도프에 대한 캐스팅 다이(30)의 각 립의 접촉부 첨단은 슬릿을 통해 50㎛ 이하에서 챔퍼반경을 갖도록 가공된다. 또한, 다이에서의 전단속도는 1(ℓ/sec)~5000(ℓ/sec)의 범위 내로 조정하는 것이 바람직하다.

캐스팅 다이(30)의 폭은 그 크기가 한정되지 않지만, 그러나 캐스팅 다이(30)의 폭은 최종제품으로서 필름의 폭보다 1.01배~1.3배 만큼 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 필름 제조시 소정의 온도를 유지하기 위해 캐스팅 다이(30)에 온도 조절장치를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 캐스팅 다이(30)는 옷걸이형인 것이 바람직하다. 또한, 필름 두께를 조정하기 위해서 캐스팅 다이(30)의 폭방향에 소정 의 간격으로 볼트(가열볼트)를 제공하고, 상기 가열볼트를 사용하여 자동두께조절기구를 제공하는 것이 바람직하다. 필름 제조시 가열볼트를 사용하는 경우에, 미리 설정되는 프로그램을 기준으로 펌프(고정밀 기어펌프가 바람직함)(24)의 유량에 따라 프로파일을 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 필름 제조라인(10)에 있어서, 적외선 두께 합계(도시하지 않음) 등과 같은 두께 합계의 프로파일에 따른 조정 프로그램을 기준으로 피드백 조절을 행할 수 있다. 캐스팅 가장자리부를 제외한 임의의 2점 사이의 두께 차이는 1㎛ 이내로 조정하고, 폭방향 두께의 최소값에 있어서의 최대 차이는 3㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 두께 정밀도는 ±1.5㎛ 이하로 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 캐스팅 다이(30)의 립 첨단에 경화층을 제공하는 것이 보다 바람직하다. 경화층을 제공하기 위한 방법으로는, 세라믹코팅, 경질크롬도금, 질화처리 등의 방법이 있다. 세라믹을 경화층으로 사용하는 경우에는, 공극률이 낮고 내부식성이 양호하면서, 연마할 수 있지만 부스러지지 않는 세라믹이 바람직하다. 캐스팅 다이(30)에는 밀착하지만 도프에는 밀착하지 않는 세라믹이 바람직하다. 예를 들면, 세라믹으로는, 텅스텐 카바이드, Al₂O₃, TiN, Cr₂O₃ 등이 사용될 수 있고, 특히 텅스텐 카바이드(WC)가 바람직하다. 텅스텐 카바이드 코팅은 용사법(Spraying method)에 의해 수행된다.

캐스팅 다이(30)의 슬릿의 양쪽 가장자리로 유출되는 도프는 부분적으로 건조되어 고체로 된다. 도프의 고체화를 방지하기 위해서, 캐스팅 다이(30)의 슬릿의 양쪽 가장자리에 용매공급장치(도시하지 않음)를 배치하는 것이 바람직하다. 도프를 녹일 수 있는 용매(예컨대, 디클로로메탄 86.5질량부, 아세톤 13질량부 및 n-부탄올 0.5질량부의 혼합용매)를 비드 가장자리 및 슬릿의 기-액 계면에 공급하는 것이 바람직하다. 각각의 비드 가장자리에 대하여 0.1㎖/min~1.0㎖/min의 범위로 용매를 공급하는 것이 캐스팅 필름으로 불순물이 혼합되는 것을 방지하기 때문에 바람직하다. 도프의 공급에는 맥동률이 5% 이하인 펌프를 사용하는 것이 바람직하다.

캐스팅 다이(30)의 아래쪽에는, 지지체로서 사용되는 캐스팅 드럼(31)이 구비되어 있다. 캐스팅 드럼(31)은 구동장치(도시하지 않음)에 의해 회전한다. 또한, 캐스팅 드럼(31)의 표면 온도를 소정의 값으로 설정하기 위해서, 열전달 매체 순환장치(32)가 캐스팅 드럼(31)에 장착되어 있다. 캐스팅 드럼(31)에는, 열전달 매체 통로(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 열전달 매체 통로를 통해 소정의 온도로 유지되는 열전달 매체가 통과함에 따라 캐스팅 드럼(31)은 소정의 온도로 유지될 수 있다. 캐스팅 드럼(31)의 표면 온도는 특별히 제한되지는 않지만, -20℃~40℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위 내로 표면 온도를 설정함으로써, 캐스팅 필름이 자가 지지성을 갖기 위한 시간이 단축되어서 필름의 제조 효율이 향상된다.

캐스팅 드럼(31)의 폭은 특별히 제한되지는 않지만, 캐스팅 필름 폭 보다 1.05배~1.5배 정도로 큰 범위에 있는 것이 바람직하다. 표면 거칠기가 0.05㎛ 이하가 되도록 연마한 것이 바람직하다. 상기 재료는 스테인리스 강이 바람직하고, 충분한 내부식성과 강도를 제공하는 SUS 316이 더욱 바람직하다.

지지체로서, 롤러에 의해 지지되고 회전하는 캐스팅 벨트를 상기 캐스팅 드 럼(31)을 대신하여 사용할 수 있다. 지지체(상기 캐스팅 드럼(31) 및 벨트)의 표면 결함을 최소화할 필요가 있다. 구체적으로는, 직경이 30㎛ 이하인 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(30) 및 캐스팅 드럼(31)은 캐스팅 챔버(12)에 설치되어 있다. 캐스팅 챔버(12)를 소정의 온도로 유지하기 위해 온도 조절장치(33)를 설치한다. 캐스팅 챔버(12)의 온도는 -10~57℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 유기용매 증기를 응축하기 위해 응축기(34)를 배치한다. 응축된 유기용매는 회수장치(35)에 의해 회수된다. 상기 유기 용매는 재상장치(도시하지 않음)에 의해 재생되고, 도프 제조를 위한 용매로서 재사용된다. 또한, 지지체 이동 방향에 있어서 캐스팅 비드로부터 상류 부분의 압력을 조정하기 위하여 감압 챔버(36)를 캐스팅 다이(30)에 장착한다. 감압 챔버(36)에 있어서, 캐스팅 비드로부터 상류 부분에서의 감압도를 조정하기 위하여 감압 장치(37)를 장착한다. 상기 캐스팅 다이(30), 감압 챔버(36) 및 감압 장치(37)에 대해서는 뒤에 상세히 설명한다.

이송부(50)에는, 송풍기(51)가 구비되어 있다. 또한, 텐터 건조기(13)로부터 하류에는, 가장자리 슬리팅 장치(14)가 배치되어 있다. 측단부(가장자리부라 칭함)를 칩으로 분쇄하기 위한 분쇄기(53)가 가장자리 슬리팅 장치(14)에 연결되어 있다.

건조 챔버(15)에는, 복수의 롤러(54)가 배치되어 있다. 상기 건조 챔버(15)는 또한 용매의 증발에 의해 발생되는 용매 기체를 흡착하여 회수하기 위한 흡착 회수 장치(55)를 구비하고 있다. 또한, 건조 챔버(15)와 냉각 챔버(16) 사이에 가습 챔버(도시하지 않음)를 구비해도 좋다. 또한, 냉각 챔버(16)로부터 하류에는, 필름(52)의 대전전압을 소정의 범위(예컨대, -3kV~+3kV)로 조정하기 위해 강제제전(neutralization)장치(제전바)(56)가 구비되어 있다. 도 1에서, 강제제전장치(56)는 냉각 챔버(16)로부터 하류에 배치되어 있다. 그러나, 강제제전장치(56)의 위치는 상기 도면에 제한되지는 않는다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 필요에 따라 강제제전장치(56)로부터 하류에, 엠보싱 가공에 의해 필름(52)의 양 가장자리 부분에 널링을 형성하기 위한 널링 롤러(57)를 구비하는 것이 바람직하다. 권취 챔버(17) 내부에, 필름(52)을 권취하기 위한 권취축(58)과 권취시 장력을 조절하기 위한 가압 롤러(59)가 구비되어 있다.

다음으로, 상기 필름 제조라인(10)을 사용하는 필름 제조 방법의 예를 이하에 설명한다. 교반날(23)의 회전에 의해 도프(21)를 균일하게 혼합한다. 이 혼합공정시, 가소제, 자외선 흡수제 등과 같은 첨가물을 도프(21)에 첨가할 수 있다.

펌프(24)를 이용하여 도프(21)를 여과 장치(11)로 공급하고 여과한다. 그리고 나서, 도 2에서 나타낸 것과 같이, 도프(21)를 캐스팅 다이(30)로부터 캐스팅 드럼(31)으로 캐스팅하여 캐스팅 필름을 형성한다. 캐스팅 드럼(31)의 속도 변동은 평균 속도의 3% 이하인 것이 바람직하다. 캐스팅 드럼(31)의 1회 회전당 폭방향의 필름 미앤더링(meandering)은 3mm 이하인 것이 바람직하다. 캐스팅 다이(30)의 바로 아래쪽에 있어서 캐스팅 드럼(31)의 수직 방향에 있어서 위치 변화는 500㎛ 이하가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 온도 조절장치(33)에 의해 캐스팅 챔 버(12)의 온도를 -10℃~57℃로 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 캐스팅 챔버(12) 내에서 증발한 용매를 회수 장치(35)로 회수하고 재생산 하여 도프 제조용 용매로 재사용한다.

캐스팅 다이(30)로부터 캐스팅 드럼(31)에 이르는 도프(21)를 캐스팅 비드(38)라고 칭한다. 캐스팅시 도프(21)의 온도는 -10℃~57℃인 것이 바람직하다. 또한, 캐스팅 비드(38)의 형태를 안정화하기 위해서, 캐스팅 비드(38)의 상류 부분(38a) 영역을 감압 챔버(36)에 의해 소정의 압력으로 조정한다. 상류 부분(38a) 영역에서의 압력은 (대기압-2000)Pa~(대기압-10)Pa의 범위 내로 감압하는 것이 바람직하다. 또한, 재킷(도시하지 않음)을 감압챔버(36)에 장착하여 소정의 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 감압 챔버(36)의 온도는 특별히 제한되지는 않는다. 그러나, 감압 챔버(36)의 온도는 사용하는 용매의 응축점보다 높게 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 원하는 형태로 캐스팅 비드(38)를 유지하기 위해 캐스팅 다이(30)의 측단부에 흡인 장치(도시하지 않음)를 배치하는 것이 바람직하다. 가장자리 흡인 유량은 lL/min~lOOL/min의 범위 내인 것이 바람직하다.

도 2에서 나타낸 것과 같이, 캐스팅 드럼(31)의 이동 방향에 있어서 캐스팅 다이(30)로부터 상류에 감압 챔버(36)가 배치된다. 도 3에서 나타낸 것과 같이 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)이 감압 챔버(36)에 구비되어 있다. 감압 챔버(36) 내에서 기립 상태로 구비된 제 1 및 제 2 공기 방지판 (70, 71)이 캐스팅 폭방향으로 확대되어 감압 챔버(36)의 내부를 구분한다. 캐스팅 비드(38)에서부터 제 1, 제 2 공기 방지판 등으로서 공기 방지판들을 지정하였다. 제 1 및 제 2 공기 방지 판(70, 71)은 공기 흐름의 발생을 방지한다. 적은 양의 공기 흐름이 발생하더라도, 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)은 이러한 공기 흐름을 정류하고 막는다. 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)은 수평방향에 대해 수직이 되지 않아도 좋다.

제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)의 위치는 캐스팅 드럼(31)의 이동 방향에서 변경 가능하다. 예를 들면, 감압 챔버(36)의 위쪽 및 아래쪽 내부벽 양쪽 모두에 캐스팅 비드(38)의 폭방향으로 홈을 다수 설치하여 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)을 고정시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)이 고정된 홈을 변경시킴으로써 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)의 위치를 변경시킬 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)의 양 단부를 통해 유입되는 공기를 막기위해 측판(이하 측부 방지판이라 칭함)(72, 73)을 감압 챔버(36)에 부착한다. 또한, 측부 방지판(72, 72)의 외부에 최외부 측부 방지판(74, 75)이 공기 방지판(71)에 장착된다. 상기 측부 방지판(72, 73) 및 최외부 측부 방지판(74, 75)은 서로 거의 평행하고, 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)에 대해서는 거의 수직하다. 기호 36a는 공기 방지판(70, 71)에 대해 대략 수직인 감압 챔버(36)의 측벽을 나타낸다. 또한, 감압 장치(37)는 감압 챔버(36)에 연결되어 감압 챔버(36) 내부로부터의 공기를 흡입한다. 공기 흡입시의 환풍구인 공기 배출구(76, 77)를 지지체 이동 방향에 대해 제 2 공기 방지판(71)으로부터 상류에 구비한다.

도 4에서 나타낸 것과 같이, 유입 공기를 통과시키기 위한 다수의 개구부(90, 91)가 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)에 각각 형성되어 있다. 개구부 (90, 91)의 형태는 도 4에 나타낸 것과 같은 원형으로 제한되지는 않는다. 타원형, 정사각형 등의 형태를 포함한 직사각형, 다각형 또는 다른 형태가 채용될 수 있다. 개구부(90, 91)는 캐스팅 비드(38)의 폭방향에 동일한 피치(pitch)로 형성된다. 개구부(90, 91)의 중심(90a, 91a)은 개구부(90, 91)에 수평하게 대향하지 않도록 폭방향에서 빗나가도록(도 3 참조) 배치하는 것이 바람직하다. 개구부(90, 91)의 중심(90a, 91a)은 캐스팅 드럼(31)의 회전 방향에 정렬되지 않고 서로 수평하게 대향하지 않기 때문에, 공기 유입 통로를 형성하지 않는다. 따라서, 감압 챔버(36) 내부에서, 캐스팅 비드(38)의 폭방향에서의 감압도 변동과 감압 챔버(36)에서 임의의 점에서의 압력 변동 모두를 방지하고, 상류 부분(38a) 영역에서의 압력을 일정하게 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 흐름의 발생도 방지한다.

본 발명에 있어서, 개구부(90, 91)는 공기 방지판(70, 71)의 폭방향에서, 중심선(70a, 71a)으로부터 공기 방지판(70, 71)의 상부 반 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 캐스팅 비드(38)에서 공기 흐름의 영향이 효과적으로 방지된다. 이것은 공기 흐름이 발생되더라도, 이러한 공기 흐름이 상류 측부(38a) 영역으로부터 멀어지는 방향으로 효과적으로 전환되고, 공기 방지판(70, 71)의 상부 반 부분에 개구부(90, 91)를 설치한 것에 의해 외부로 배출되기 때문이다. 또한, 이것에 의해 공기 흐름의 발생도 방지된다.

각각의 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)에 대한 각각의 개구부(90, 91)의 면적비(이하 개구율이라 칭함)는 5%~30%가 바람직하고, 10%~25%가 더욱 바라직하며, 15%~20%가 가장 바람직하다. 제1 공기 방지판(90)의 면적은 제 1 공기 방지판(70)에 개구부(90)가 없을 때의 가장 넓은 표면의 면적인 S1으로서 정의된다. 제 2 공기 방지판(71)의 면적도 제 1 공기 방지판(70)과 같다. 개구부(90)의 면적 또는 개구부(91)의 면적을 S2로 정의하고, 개구부(90)의 개수 또는 개구부(91)의 개수를 n으로 정의할 때, 개구부(90)과 개구부(91)의 면적이 동일한 경우 개구율은 식 {(n×S2)/S1}×100으로 계산된다. 개구율이 5% 미만인 경우, 공기가 효율적으로 배출되지 않을 수도 있다. 또한, 개구율이 30%를 초과하는 경우, 감압도를 증가시키는 동안(즉, 감압 챔버(36)의 절대 압력을 감소시키는 동안) 감압 챔버(37)에 대한 부하가 과도한 값에 도달할 수도 있다.

도 2 및 도 3에서, 접촉 위치(A)는 캐스팅 비드(38)가 캐스팅 드럼(31)과 접촉하는 위치를 나타낸다. 또한, 도 3에 있어서, 상기 접촉 위치(A)는 거의 직선으로 표시된다. 그러나, 상기 접촉 위치(A)는 일반적으로 지지체의 폭방향에 대해 평행한 캐스팅 비드(38)의 양 측부의 중앙 부분이 캐스팅 드럼(31)의 이동 방향에 대하여 약간 변위된 오목면이다. 캐스팅 비드(38)는 캐스팅할 때 확장하기 때문에, 접촉 위치(A)는 캐스팅 드럼(31)의 이동 방향으로 변위한다. 본 발명에 있어서, 거리(L)(mm)는 공기 방지판(70)과 접촉 위치(A) 사이의 거리로서 정의된다. 본 발명에 있어서, 거리(L)(mm)를 정의하기 위해, 캐스팅 드럼(31)의 이동 방향에 대하여 캐스팅 드럼(31)의 가장 상류 부분에 위치한 접촉위치(A)가 사용된다. 접촉 위치(A)가 오목선 상에 있는 경우, 접촉 위치(A)에서 가장 상류위치가 거리(L)(mm)를 정의하는데 사용된다.

거리(L)(mm)는 20mm~100mm인 것이 바람직하고, 20mm~80mm인 것이 더욱 바람직하며, 20mm~40mm인 것이 가장 바람직하다. 거리(L)(mm)가 20mm 미만인 경우, 캐 스팅 비드(38)가 공기 방지판(70)과 접촉할 수도 있다. 또한, 거리(L)(mm)가 너무 짧은 경우, 감압 챔버(36)에서 감압도가 소정의 범위 내로 조정되지 않을 수도 있다. 거리(L)(mm)가 100mm를 초과하는 경우, 공기 방지판(70)에 의한 공기 배출 효과가 감소되거나 전혀 생기지 않을 수도 있다.

도 2~4에는 접촉 위치(A)에 근접하여 배치된 공기 방지판(70, 71)이 나타나 있다. 본 발명에 있어서, 제 2 공기 방지판(71)을 사용하지 않고 접촉 위치(A)에 근접하여 배치된 제 1 공기 방지판(70)만으로도 공기 흐름을 막을 수 있다. 공기 흐름이 캐스팅 드럼(31)의 회전에 의해 발생하더라도, 캐스팅 비드(38)로 유입되지 않고 공기가 배출된다.

또한, 본 발명에 있어서, 공기 방지판의 개수는 2개로 제한되지 않고, 3개 이상의 공기 방지판을 사용하는 것이 바람직하다. 공기 방지판의 개수는 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 공기 방지판은 2~11개인 것이 바람직하고, 2~6개가 더욱 바람직하며, 2~4개가 가장 바람직하다. 12개 이상의 공기 방지판을 사용하는 경우, 감압 챔버(36)가 지지체 방향으로 확장되거나, 공기 방지판 간의 간격이 짧아져야만 한다. 전자의 경우, 감압 챔버(36)의 설치에 있어서의 어려움, 감압 챔버(36) 등의 크기 증가와 같은 문제점이 발생한다. 후자의 경우, 제 1 및 제 2 공기 방지판(70, 71)의 상류에 추가되는 공기 방지판이 감압 챔버(36)에서 공기 흐름을 방해하는 방해판이 된다. 따라서, 감압 챔버(36)에서 소정의 범위로 감압도를 설정하는 것이 어렵게 된다. 그 결과, 캐스팅 비드(38)로 부터 발생한 용매 기체가 공기 방지판 및 감압 챔버(36)의 내벽에 응결하게 되어 용매가 공기 방지판에 부착할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 표면상태가 우수하고 두께가 균일한 캐스팅 비드(38)는 상류 부분(38a) 영역에 공기 흐름을 안정화함으로써 형성된다. 공기 흐름을 안정화시키도록, 캐스팅 드럼(31)(지지체)과 감압 챔버(36) 사이의 클리어런스(CL)을 좁게 한다. 이것에 의해, 상류 부분(38a) 영역의 공기 흐름의 불안정화가 방지된다.공기 흐름의 불안정화를 방지하기 위해서는 가능한 클리어런스(CL)를 좁게 하는 것이 효과적이다. 그러나, 불균일하게 회전함에 따라 캐스팅 드럼(31)의 표면(31a)의 높이가 회전하는 동안 변동한다. 감압 챔버(36)가 캐스팅 드럼(31)과 접촉하는 것을 방지하는 관점에서, 상기 클리어런스(CL)(mm)는 0.05mm~3.0mm의 범위인 것이 바람직하고, 0.05mm~0.7mm의 범위인 것이 더욱 바람직하며, 0.05mm~0.5mm의 범위인 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 캐스팅 드럼(31)(지지체)의 이동 속도는 30m/min~150m/min의 범위인 것이 바람직하고, 50m/min~120m/min의 범위인 것이 더욱 바람직하며, 70m/min~llOm/min의 범위인 것이 가장 바람직하다. 이동 속도가 30m/min 미만인 경우, 필름(52)의 생산성이 낮아지게 된다. 이동 속도가 150m/min을 초과하는 경우, 본 발명의 감압 챔버(36)를 사용하는 경우라도 캐스팅 비드(38)로 유입되는 공기 흐름을 막기 어려워질 수 있다.

자가 지지성을 획득한 후에, 박리 롤러(61)로 지지하면서 캐스팅 드럼(31)으로부터 캐스팅 필름(39)을 습윤 필름(60)으로서 떼어낸다. 그 후, 습윤 필름(60)을 복수의 롤러(62)가 마련된 이송부(50)를 통해 텐터 건조기(13)로 이송한다. 이송 부(50)에서는, 소정온도의 건조풍이 송풍기(51)로부터 공급되어 습윤 필름(60)을 건조시킨다. 건조풍의 온도는 20~250℃의 범위 내가 바람직하다. 이송부(50)에서는, 각 롤러(62)의 회전속도를 상류에 근접한 롤러(62)보다 빠르게 설정하여 이동방향으로 습윤 필름(60)을 연신할 수 있다.

습윤 필름(60)을 텐터 건조기(13)로 이송시키고, 양측의 가장자리를 클립으로 고정하면서 건조시킨다. 텐터 건조기(13)의 내부를 다른 온도 구역으로 나누어 건조조건을 조정하는 것이 바람직하다. 텐터 건조기(13)를 사용하여 습윤 필름(60)을 폭방향으로 연신하는 것도 가능하다. 이와 같이, 이송부(50) 및/또는 텐터 건조기(13)에서 습윤 필름(60)을 캐스팅방향 및 폭방향 중 적어도 한 방향으로 0.5~300% 범위 내에서 연신하는 것이 바람직하다.

습윤 필름(60)은 텐터 건조기(13)를 통해 휘발량이 소정의 값이 될 때까지 건조되어 필름(52)으로서 공급된다. 필름(52)의 양측 가장자리부분을 가장자리 슬리팅 장치(14)로 슬릿한다. 필름(52)의 절단된 가장자리부분을 커터 블로어(도시하지 않음)에 의해 분쇄기(53)로 이송한다. 분쇄기(53)는 필름(52)의 가장자리부분을 칩으로 분쇄한다. 비용의 관점에서, 상기 칩을 도프를 제조하는데 재사용하는 것이 유리하다. 필름(52)의 양쪽 가장자리부분을 절단하는 상기 단계를 생략할 수도 있지만, 캐스팅 공정과 필름 권취 공정 사이의 일 공정에서 필름(52)의 양쪽 가장자리부분을 절단하는 것이 바람직하다.

다음으로, 필름(52)을 복수의 롤러(54)가 배치되어 있는 건조 챔버(15)로 이송한다. 건조 챔버(15)의 온도는 특별히 제한되지 않지만, 50~160℃의 범위 내가 바람직하다. 건조 챔버(15)에서는, 용매를 증발시키기 위해 필름(52)이 롤러(54)와 접촉하는 것과 같은 방식으로 롤러(54)에 의해 필름(52)이 이송되면서 건조된다. 상기 증발된 용매(용매 기체)는 흡착 회수 장치(55)에 의해 흡착되고 회수된다. 용매 증기가 제거된 공기는 건조풍으로서 다시 건조 챔버(15)로 공급된다. 건조 챔버(15)는 건조온도를 변화시키기 위해서 복수의 구획으로 구분되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 가장자리 슬리팅 장치(14)와 건조 챔버(15) 사이에 예비건조 챔버(도시하지 않음)를 제공하여 필름(52)을 예비건조하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 필름 온도의 급격한 증가로 인한 필름(52)의 변형이 방지된다.

필름(52)은 냉각 챔버(16)로 이송되고, 대략 실온으로 냉각된다. 건조 챔버(15)와 냉각 챔버(16) 사이에 가습 챔버(도시하지 않음)을 구비하는 것이 바람직하다. 가습 챔버에서는, 습도와 온도가 소망하는 값으로 조절된 공기가 필름(52)으로 송풍된다. 이렇게 하여 필름(52)의 컬링 및 필름(52)을 권취할 때의 권취 결함이 방지된다.

필름(52)을 이송하는 동안 대전 전압이 소정의 범위(예컨대, -3kV~+3kV)에서 유지되도록 강제제전장치(제전바)(56)를 구비하는 것이 바람직하다. 도 1에서 제전장치(56)는 냉각 챔버(16)로부터 하류에 배치되어 있다. 그러나, 제전 장치(56)의 위치는 상기 도면에 제한되지 않는다. 또한, 필름(52)의 양쪽 가장자리부분에 엠보싱 가공으로 널링을 제공하기 위한 널링 롤러(57)를 구비하는 것이 바람직하다. 널링이 구비된 영역에서 돌출부의 높이 및 함몰부의 깊이는 각각 1㎛~200㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.

마지막으로, 권취 챔버(17)에서 권취축(58) 둘레로 필름(52)이 권취된다. 가압 롤러(59)로 소정의 장력을 적용하여 권취하는 것이 바람직하고, 권취의 시작부터 종료까지 장력을 점차적으로 변화시키는 것이 바람직하다. 권취되는 필름(52)의 길이는 길이방향(캐스팅방향)으로 100m 이상인 것이 바람직하고, 그 폭은 600mm 이상인 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 1400mm~1800mm의 범위 내이다. 그러나, 본 발명은 폭이 1800mm을 초과하는 경우에도 효과적이다. 또한, 본 발명은 두께가 15㎛~100㎛의 범위 내인 박막의 제조에도 적용할 수 있다.

본 발명의 용액 캐스팅 방법에 있어서, 캐스팅 드럼(31) 대신 지지체용으로 엔드리스(endless) 벨트 또한 사용할 수 있다.

본 발명의 용액 캐스팅 방법은, 2종 이상의 도프의 코-캐스팅이 이루어지는 코-캐스팅 방법, 또는 2종 이상의 도프가 순차적으로 캐스팅되는 순차 캐스팅 방법이어도 좋다. 또한, 상기 코-캐스팅 방법과 순차 캐스팅 방법을 조합하여 사용한다. 코-캐스팅 방법을 행하는 경우에는, 피드블록을 구비한 캐스팅 다이 또는 멀티-매니폴드형 캐스팅 다이를 사용할 수 있다. 코-캐스팅 방법에 의한 다층 필름의 제조에 있어서, 지지체 및 그 반대측 상의 층 중 적어도 1개의 두께는 다층 필름의 총두께에 대하여 0.5~30%의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 코-캐스팅 방법에 있어서, 도프를 지지체로 캐스트할 때 저점도 도프가 고점도 도프를 전체적으로 덮는 것이 바람직하다. 또한, 코-캐스팅 방법에 있어서, 도프를 지지체로 캐스트할 때, 내부 도프를 알콜 성분이 내부 도프보다 높은 도프로 덮는 것이 바람직하다.

캐스팅 다이, 감압 챔버 및 지지체의 구조 및 코-캐스팅, 박리, 연신, 각 공 정에서의 건조 조건, 취급 방법, 컬링, 평면 교정 후의 권취 방법, 용매의 회수 방법, 및 필름의 회수 방법이 일본 특허공개 제 2005-104148호의 [0617]~[0889] 단락에 상세히 기재되어 있고, 이것을 본 발명에 적용할 수 있다.

[특성, 측정 방법]

(컬링도 및 두께)

일본 특허공개 제2005-104148호의 [0112]~[0139] 단락에는 셀룰로오스 아실레이트 필름의 특성 및 측정 방법이 기재되어 있고, 이것을 본 발명에 적용할 수 있다.

[표면처리]

셀룰로오스 아실레이트 필름의 적어도 한 면을 표면처리하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 표면처리는 진공 글로우 방전처리, 대기압 플라즈마 방전처리, UV조사처리, 코로나 방전처리, 화염처리, 산처리 및 알칼리처리 중 적어도 하나이다.

[기능층]

(대전방지, 경화층, 반사방지, 용이 밀착 및 광택방지)

셀룰로오스 아실레이트 필름의 적어도 한면을 초벌 도포해도 좋다.

또한, 셀룰로오스 아실레이트 필름을 베이스 필름으로 사용하고 셀룰로오스 아실레이트 필름에 대해 다른 기능층을 제공하여 기능성 재료를 얻는 것이 바람직하다. 대전방지층, 경화수지층, 반사방지층, 용이한 밀착을 위한 밀착층, 광택방지층 및 광학보상층 중 적어도 하나를 기능층으로서 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 기능층은 1종 이상의 표면활성제를 0.1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위 내로 함유한다. 더욱 바람직하게는, 기능층은 1종 이상의 윤활제를 0.1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위 내로 함유한다. 또한, 바람직하게는, 기능층은 1종 이상의 소광제를 0.1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위 내로 함유한다. 또한, 바람직하게는, 기능층은 1종 이상의 대전방지제를 1mg/㎡~1000mg/㎡의 범위 내로 함유한다. 각종 기능 및 특성을 얻기 위해 셀룰로오스 아실레이트 필름 상에 표면처리를 행하는 방법이 일본특허공개 제 2005-104148호의 [0890]~[1087]단락에 조건 및 방법을 포함하여 상세히 기재되어 있고, 이것을 본 발명에 적용할 수 있다.

[용도]

셀룰로오스 아실레이트 필름은 편광필터용 보호필름으로서 특히 유용하다. LCD를 얻기 위해서, 2개의 편광필터를 액정층에 포개도록 배치한다. 각각의 편광필터는 편광프리즘에 부착된 셀룰로오스 아실레이트 필름을 갖는다. 액정층 및 편광필터의 구성은 상기 예에 제한되지않고, 다른 공지된 구성을 사용할 수 있다. 일본특허공개 제 2005-104148호에는 TN형, STN형, VA형, OCB형, 반사형 및 LCD 소자의 다른 예가 상세히 기재되어 있다. 이들 형태는 본 발명의 막에 적용될 수 있다. 또한, 상기 출원에는 광학 이방성층이 제공된 셀룰로오스 아실레이트 필름 및 대전방지 및 광택방지 기능이 부여된 셀룰로오스 아실레이트 필름이 기재되어 있다. 또한, 상기 출원에는 셀룰로오스 아실레이트 필름에 적당한 광학기능을 부여하여 2축 셀룰로오스 아실레이트 필름을 얻고, 이것을 광학보상막으로서 사용하는 것이 기재되 어 있다. 상기 광학보상막은 편광필터에서의 보호 필름으로서도 기능한다. 상기 기재는 본 발명에 적용된다. 일본 특허공개 제 2005-104148호 단락[1088]~[1265]에 상세히 기재되어 있다.

본 발명에 의하면, 광학적 특성이 우수한 폴리머 필름을 제조할 수 있다. 특히, 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC)를 폴리머로서 사용하는 경우, 광학 특성이 우수한 TAC필름을 얻는다. TAC필름은 편광필터에서의 보호 필름 및 감광성 재료용 베이스 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, TAC필름은 텔레비전 등에 사용되는 LCD의 시야각 확대를 위한 광학보상필름으로서 사용할 수 있다. 특히, TAC필름은 TAC필름이 편광필터의 보호필름 및 광학보상필름으로서 작용하는 용도에 효과적이다. 따라서, TAC필름은 종래의 TN모드 뿐만 아니라, IPS모드, OCB모드, VA모드 등에도 사용할 수 있다. 또한, 편광필터에 있어서, 보호막을 사용하는 편광필터를 형성할 수도 있다.

[실시예 1]

실시예 1을 이하에 기재한다. 그러나, 본 발명이 실시예 1로 제한되는 것은 아니다. 실시예 1에서 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 실험 2~17 및 비교 실험 18에 대해서는, 실험 조건 및 결과를 표 1에 함께 나타낸다.

실시예 1에서 사용되는 각 원료의 질량부는 이하와 같다.

[조성]

셀룰로오스 트리아세테이트(치환도 2.84, 점도평균 중합도 306, 수분함유량 0.2질량%, 6질량%의 디클로로메탄 용액의 점도 315mPa·s, 평균 입자직경 1.5mm, 입경의 표준편차 0.5mm인 미립자) 100 질량부

디클로로메탄(제 1용매) 384 질량부

메탄올(제2 용매) 94 질량부

1-부탄올(제 3용매) 2 질량부

가소제A (트리페닐포스페이트) 7.6 질량부

가소제B (디페닐포스페이트) 3.8 질량부

UV제 a

2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸 0.7 질량부

UV제 b

2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)-5-클로로벤조트리아졸 0.3 질량부

시트르산 에스테르 혼합물(시트르산, 시트르산 모노에틸에스테르, 시트르산 디에틸에스테르 및 시트르산 트리에틸에스테르) 0.006 질량부 미립자(이산화규소, 입자직경: 15nm, 모스 경도: 약 7) 0.05 질량부

[셀룰로오스 트리아세테이트]

본 실시예에서 사용하는 셀룰로오스 트리아세테이트는 아세트산 잔존량 0.1질량% 이하, Ca 함유량 58ppm, Mg 함유량 42ppm, Fe 함유량 0.5ppm, 유리 아세트산 40ppm, 황산이온 15ppm을 함유한다. 또한, 6위치에서의 아세틸기의 치환도는 0.91이고 아세틸기의 32.5%이었다. 또한, 아세톤의 추출량은 8질량%이었다. 중량평균분자량/수평균분자량의 비는 2.5이었다. 또한, 옐로우 인덱스는 1.7이었다. 헤이즈는 0.08이었다. 투명도는 93.5%이었다. Tg(DSC로 측정한 유리전이온도)는 160℃이었 다. 결정화의 발열량은 6.4J/g이었다. 이 TAC는 면으로부터 추출한 셀룰로오스로부터 화학적으로 합성하였다. 이하, 이 TAC를 면 유도 TAC라 칭한다.

상기 언급된 복수의 용매를 4000L 스테인리스 강 혼합 탱크에서 교반날로 교반하여 혼합 용매를 제조한다. 각 용매의 수분 함량은 0.5중량% 이하였다. 다음으로, TAC분말(플레이크)를 호퍼로부터 4000L 스테인리스 강 혼합탱크로 점차적으로 분산시키고, 분산기형의 편심 교반축(주변속도 1m/sec)과 앵커날(주변속도 0.5m/sec)을 이용하여 30분간 분산시킨다. 분산 시작시의 온도는 25℃이고 최종온도는 48℃이었다. 또한, 미리 제조된 첨가물 용액을 혼합 탱크에 분산시켜서 전체 혼합 용매 2000kg을 제조한다. 첨가물 용액의 분산이 완료된 후, 고속 교반을 멈췄다. 계속해서, 0.5m/sec의 주변속도로 100분간 앵커날로 교반을 더 행하였다. 그렇게 해서, TAC 플레이크를 팽창시켜서 팽창액을 얻었다. 팽창이 완료될 때까지 혼합 탱크의 내부를 0.12MPa로 유지시키기 위해 질소 기체를 사용하여 혼합 탱크에 압력을 가하였다. 혼합 탱크 내의 산소농도는 2부피% 미만이고 폭발이 없도록 탱크를 유지했다. 팽창액의 수분 함량은 0.3질량%이다.

팽창액을 펌프를 이용하여 혼합탱크로부터 재킷이 구비된 배관으로 공급한다. 재킷이 구비된 배관을 통하여, 팽창액을 50℃로 가열하고, 2MPa의 압력을 가하여 90℃로 더 가열하여 완전히 용해시킨다. 가열시간은 15분이었다. 그리고, 온도조절기로 팽창액의 온도를 36℃로 낮췄다. 그 후에, 공칭의 기공직경이 8㎛인 여과매체로 형성된 여과장치로 팽창액을 통과시키고, 도프(이하 농축 전 도프라고 함)를 얻었다. 이때, 여과장치의 상류에서의 압력은 1.5MPa이고 여과장치의 하류에서 의 압력은 1.2MPa이었다. 또한, 고온에 노출되는 필터, 하우징 및 배관은 내부식성이 우수한 하스텔로이 합금으로 제조되었고, 열전달매체가 단열 및 가열을 위해 순환하는 자켓이 구비되었다.

농축 전 도프를 80℃, 상압을 유지하는 플래시 장치로 플래시하여, 용매를 증발시켰다. 용매증기를 응축기로 회수하였다. 플래시 후 도프의 고형분 농도는 22.5질량%이었다. 응축된 용매를 도프 제조용 용매로서 재사용하기 위해 회수장치로 회수한다. 그리고 나서, 회수된 용매를 재생장치로 재생하여 용매 탱크로 공급한다. 회수장치 및 재생장치에서, 증류 및 탈수를 수행한다. 플래시 장치의 플래시 탱크에, 앵커날을 구비한 교반기를 장착하고, 0.5m/sec의 주변속도로 회전시켜 플래시된 도프에서 기포를 제거하였다. 플래시탱크 내의 도프의 온도는 25℃이다. 탱크 내의 도프의 평균 체류시간은 50분이었다. 도프를 채취해서 25℃에서 측정한 전단점도는 전단속도 10(ℓ/s)에서 450Pa·s이었다.

다음으로, 도프에 약한 초음파를 조사하여 기포를 제거하였다. 그 후, 도프에 1.5MPa의 압력을 가하면서 펌프를 사용하여 여과장치에 도프를 공급하였다. 여과장치에서는, 도프를 공칭의 기공직경이 10㎛인 소결 금속섬유 필터로 통과시킨 다음, 동일한 크기(공칭의 기공직경 10㎛)의 다른 소결 금속섬유 필터로 통과시켰다. 소결 금속섬유 필터의 상류에서의 압력은 각각 1.5MPa, 1.2MPa이었다. 소결 금속섬유 필터의 하류에서의 압력은 각각 1.0MPa, 0.8MPa이었다. 여과 후 도프(21)의 온도를 36℃로 유지하고 2000L 스텐레스 강 저장탱크(20)에 저장한다. 상기 저장탱크는 중심축에 앵커날(23)을 갖고, 도프(21)를 0.3m/sec의 주변속도에서 계속해서 교반한다. 농축 전 도프로부터 도프를 제조하는 동안, 도프에 접촉하는 각 장치의 접촉부에서 부식 등이 일어나지는 않았다.

도 1에 나타낸 필름 제조라인(10)을 사용하여 필름을 제조하였다. 다음으로, 저장탱크(20) 내의 도프(21)를 고정밀 기어펌프(24)로 통과시켰다. 상기 기어펌프(24)는 1차 압력을 증가시키는 기능을 갖고, 펌프(24)의 1차 압력을 0.8MPa로 유지하도록 인버터 모터로 피드백 조절을 행하면서 도프(21)를 여과장치(11)로 공급한다. 고정밀 기어펌프(24)의 성능으로는, 용적효율 99.2%, 유출량의 변동율 0.5% 이하이다. 유출압력은 1.5MPa이다. 그리고 나서, 여과장치를 통과한 도프(21)를 캐스팅 다이(30)로 공급한다.

캐스팅 다이(30)는 폭이 1.8m이다. 건조되는 필름의 두께가 40㎛가 되도록 캐스팅 다이(30)의 출구로부터 배출되는 도프(21)의 유량을 조절하면서 캐스팅을 수행한다. 또한, 캐스팅 다이(30)의 출구로부터 배출되는 도프(21)의 캐스팅 폭은 1700mm이다. 도프(21)의 온도를 36℃로 유지하기 위해, 캐스팅 다이(30)에 재킷(도시하지 않음)을 장착하여 캐스팅 다이의 온도를 30℃~40℃로 유지한다.

캐스팅 다이(30)와 배관은 캐스팅 시 36℃에서 단열된다. 캐스팅 다이(30)는 옷걸이 형태이다. 또한, 캐스팅 다이(30)에는 필름 두께를 조정하기 위한 볼트(가열볼트)가 20mm 피치에 제공되고, 가열볼트를 사용한 자동두께조정기구가 구비된다. 가열볼트는 미리 설정한 프로그램에 기초하여 고정밀 기어 펌프(24)의 유량에 따라 프로파일을 설정하여 필름 제조라인(10)에 배치된 적외선 두께 게이지(도시하지 않음)와 같은 두께 게이지의 프로파일에 따라서 조정된 프로그램에 기초하여 피 드백 조절을 행할 수 있다. 50mm 떨어진 두 점 사이의 두께차는 캐스팅 가장자리부(20mm)를 제외하고는 1㎛ 내로 조정하는 것이 바람직하고, 폭방향에서 두께의 변화는 3㎛ 이하이다. 또한, 전체 필름의 평균 두께 정밀도가 ±1.5% 이하가 되도록 조절한다.

지지체 이동 방향에서 캐스팅 다이(30)로부터 상류에 감압장치(36)를 배치한다. 캐스팅 비드(38)로부터 상류 부분(38a) 영역에서의 압력을 캐스팅 비드(38)에 대하여 하류 영역에서의 압력, 즉 대기압 보다 300Pa 낮게 되도록 감압 챔버(36) 및 감압 장치(37)를 이용하여 조정한다. 또한, 감압 챔버(36)와 제 1 공기 방지판(70)의 위치를 접촉 위치(A)와 제 1 공기 방지판(70) 사이의 거리(L)가 40mm가 되도록(도 3 참조) 조정한다. 캐스팅 시 상기 거리(L)(mm)의 변동은 20mm~100mm 사이의 범위 내이다. 개구율이 20%인 제 1 공기 방지판(70)을 사용한다. 또한, 감압 챔버(36)와 캐스팅 드럼(31)(지지체) 사이의 클리어런스(CL)(mm)가 0.5mm가 되도록 감압 챔버(36)를 배치한다. 캐스팅 드럼(31)의 이동 방향에 대하여 제 1 공기 방지판(70)으로부터 상류에 제 2 공기 방지판(71)을 포함한 5개의 부가적인 공기 방지판을 배치한다. 공기 방지판들 간의 각각의 간격은 7mm이다. 또한, 제 2 공기 방지판(71)을 포함한 5개의 부가적인 공기 방지판들은 각각 제 1 공기 방지판(70)과 같은 개구율, 즉 20%를 갖는다.

캐스팅 다이(30)의 재료는 석출 경화된 스테인리스 강이다. 상기 재료는 적어도 2×10^-5(℃^-1)의 열팽창 계수를 갖고, 전해질 용액에서의 부식 실험에서 SUS316 와 거의 동등한 내부식성을 갖는다. 또한, 상기 재료는 디클로로메탄, 메탄올 및 물의 혼합액에 3개월 동안 침지된 후에도 기-액 계면 상에 피팅(구멍)이 형성되지 않는 내부식성을 갖는다. 캐스팅 다이(30)의 접촉면의 마무리 정밀도는 1㎛/m 이하이고, 직선도는 어느 방향에서나 1㎛/m 이하인 것이 바람직하다. 슬릿의 클리어런스는 1.5mm에서 자동으로 조절된다. 도프에 대한 각 립의 접촉부의 첨단은 슬릿을 통해 챔퍼 반경이 50㎛ 이하가 되도록 가공되었다. 또한, 캐스팅 다이(30)에서 도프(21)의 전단 속도는 1(ℓ/sec)~5000(ℓ/sec)의 범위 내로 조절된다. 캐스팅 다이(30)의 립 단부에는 용사법에 의한 텅스텐 카바이드(WC) 코팅에 의해 형성된 경화층이 제공된다.

캐스팅 다이(30)에서 유출되는 도프(21)는 부분적으로 건조되어 고체화되어도 좋다. 도프(21)의 고체화를 방지하기 위해서, 도프를 용해시킬 수 있는 혼합 용매(디클로로메탄:메탄올=50질량부:50질량부)를 비드(38)의 단부와 슬릿의 기-액 계면에 0.5㎖/min으로 공급한다. 도프 공급시 맥동률 5% 이하의 펌프를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 재킷(도시하지 않음)을 감압 챔버(36)에 부착하여 감압 챔버(36)의 내부온도를 소정의 온도로 일정하게 유지한다. 35℃로 일정한 열전달 매체를 재킷을 통해 공급한다. 가장자리 흡인 유량은 1ℓ/min~100ℓ/min의 범위 내에서 조절될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 가장자리 흡인 유량은 30ℓ/min~40ℓ/min의 범위 내에서 적절히 조절된다.

직경 3m, 폭 1.5m의 캐스팅 드럼(31)을 사용한다. 캐스팅 드럼(31)의 표면 재료는 크롬 도금되어 있고, 충분한 내부식성과 강도를 갖는다. 표면 거칠기가 0.05㎛ 이하가 되도록 연마한다. 캐스팅 드럼(31)에 액체 유로를 형성한다. 상기 액체 유로에 열전달 매체를 공급하도록 열전달 매체 순환기(32)를 구비한다. 캐스팅 드럼(31)의 표면 온도는 0℃ 이하로 유지한다. 또한, 캐스팅 드럼(31)이 1회 회전하는 동안 캐스팅 드럼(30)의 립과 캐스팅 드럼(31) 사이의 가장 가까운 거리(즉, 일반적으로 도프를 캐스팅하는 위치임)의 변동이 500㎛ 이하로 조절된다. 또한, 캐스팅 드럼(31)을 공기압 변동을 방지하기 위한 장치(도시하지 않음)를 구비한 캐스팅 챔버(21)에 배치한다. 도프(21)를 캐스팅 다이(30)로부터 캐스팅 드럼(31)으로 캐스팅한다.

캐스팅 드럼(31)의 표면은 결함이 없는 것이 바람직하다. 캐스팅 드럼(31)의 표면은 직경이 30㎛ 이상인 핀홀의 수는 0이고, 직경이 10㎛~30㎛인 핀홀의 수는 1㎡당 1개 이하이며, 직경이 10㎛ 미만인 핀홀의 수는 1㎡ 당 2개 이하의 상태인 것이 바람직하다.

캐스팅 챔버(12)의 온도는 온도 조절 장치(33)에 의해 35℃로 유지된다. 캐스팅 필름(39)은 건조풍을 공급함으로써 건조시킨다. 건조풍의 포화 온도는 약 -8℃였다. 캐스팅 드럼(31) 상에서의 건조 대기에서 산소 농도를 5부피%로 유지한다. 또한, 캐스팅 챔버(12)에서 용매를 회수하고 응축하기 위한 응축기(34)를 구비한다. 응축기(34)의 출구 온도는 -10℃로 설정한다.

캐스팅 후 5분 동안 캐스팅 비드(38)와 캐스팅 필름(39)이 건조풍과 공기 흐름에 직접적으로 노출되지 않도록 공기 방지판(도시하지 않음)을 설치하여 캐스팅 비드(30)의 바로 옆 부분에서의 정압 변동이 ±1Pa 이하로 조절한다. 캐스팅 필 름(39)에서의 용매 비율이 200질량%(건조량)일 때 캐스팅 필름(39)을 박리롤러(61)로 지지하면서 습윤 필름(60)으로서 캐스팅 드럼(31)로부터 박리하였다. 상기 용매 비율(건조량)은 x는 샘플링 필름의 중량이고, y는 건조된 샘플링 필름의 중량일 때, 식 {(x-y)}×100으로 계산한다. 박리 결함을 방지하기 위해, 박리 속도는 캐스팅 드럼(31)의 이동 속도에 대하여 103%~120%의 범위에서 적절히 조정된다. 건조 공정시 발생하는 용매 기체를 -10℃에서 응축기에 의해 응축하고 액화하여 회수장치(35)로 회수한다. 회수된 용매의 수분 함량을 0.5% 이하로 조정한다. 용매가 제거된 건조풍을 다시 가열하여 건조풍으로서 사용한다.

그리고 나서 습윤 필름(60)을 이송부(50)의 롤러(62)를 통하여 텐터 건조기(13)로 이송한다. 이송부(50)에 있어서, 건조풍은 송풍기(51)로부터 습윤 필름(60)으로 공급된다. 또한, 테플론(Teflon)(등록 상표)이 롤러(62)의 표면 재료로서 사용된다. 롤러(62)의 표면 온도는 20℃ 이하로 조정된다.

습윤 필름(60)을 클립으로 양측 가장자리를 고정하면서 텐터 건조기(13) 내의 건조 구역으로 공급하고, 건조풍으로 건조한다. 20℃의 열전달 매체를 클립으로 공급하여 냉각한다. 클립을 체인으로 이송하고, 톱니바퀴(sprocket) 내의 변동율은 0.5% 이하이다. 또한, 텐터 건조기(13)를 3개의 구역으로 구분하고, 각 구역의 건조풍의 온도는 상류에서부터 각각 90℃, 110℃ 및 120℃이다. 건조풍의 기체 조성은 -10℃에서의 포화기체 농도의 조성이다. 필름(52) 중의 잔류용매가 텐터 건조기(13)의 출구에서 10질량%가 되도록 건조 구역의 상태를 조정하였다. 또한, 텐터 건조기(13)에서, 습윤 필름(60)을 공급하면서 폭방향으로 연신한다. 텐터 건조 기(13)로 이송될 때 확대율은 습윤 필름(60)의 폭(100%)에 대하여 105%이다. 고정부로부터 10mm 떨어진 임의의 두 지점 사이의 연신율의 차이는 10% 이하이고, 고정부로부터 20mm 떨어진 임의의 두 지점 사이의 연신율의 차이는 5% 이하이다. 또한, 클립 시작부 및 클립 해제부 사이의 거리와, 텐터 건조기(13)의 입구 및 출구 사이의 거리와의 비율은 90%이다. 텐터 건조기(13)에서 용매 증기를 응축하고 -10℃에서 액화하여 회수한다. 응축 및 회수를 위해 응축기(도시하지 않음)를 배치하고, 응축기의 출구 온도를 -8℃로 설정한다. 수분 함량 0.5% 이하로 조정한 후 회수된 용매를 재사용한다. 그리고 나서, 습윤 필름(60)을 필름(52)으로서 텐터 건조기(13) 밖으로 이송한다.

필름(52)이 텐터 건조기(13)의 출구를 통과한 후 30초 내에 가장자리 슬리팅 장치(14)로 필름(52)의 양 단부를 자른다. 각각의 측단으로부터 50mm에서 NT형 커터를 이용하여 필름(52)의 양 단부를 자른다. 커터 블로어(도시하지 않음)를 이용하여 절단한 단부를 분쇄기(53)로 이송한다. 분쇄기(53)는 가장자리부를 평균크기 80㎟의 칩으로 분쇄한다. 상기 칩을 TAC 파편과 함께 도프 제조를 위한 재료로서 다시 사용한다. 텐터 건조기(13)의 산소농도는 건조풍 대기에서 5부피%로 유지한다. 또한, 산소농도를 5부피%로 유지하기 위해서 공기를 질소기체로 치환한다. 후술하는 건조 챔버(15)에서 고온으로 필름(52)을 건조하기 전에, 100℃의 건조풍을 공급하는 예열챔버(도시하지 않음)에서 필름(52)을 예열한다.

필름(52)을 건조 챔버(15)에서 고온으로 건조한다. 건조 챔버(15)를 4구획으로 분할하고, 상류에서부터 각각의 구획에 120℃, 130℃, 130℃ 및 130℃의 열풍을 송풍기(도시하지 않음)로부터 공급한다. 건조 챔버(15)에서 이송시 롤러(54)에 의해 필름(52)에 공급되는 장력은 100N/m이고, 잔류용매의 함유량이 0.3질량%이 되도록 약 10분간 건조를 행한다. 롤러(54)의 감김각(필름(52)이 롤러(54)와 접촉하는 중심각)은 90도 및 180도이다. 롤러(54)의 재료는 알루미늄 또는 탄소강철이고, 표면에 경질크롬도금을 하였다. 2종류의 롤러(54)를 사용하였다. 제 1 형태는, 롤러(54)의 표면이 평면이다. 제 2 형태는, 표면에 소광가공 된 블래스팅 롤러(54)이다. 롤러(54)의 회전에 있어서 위치변동(또는 편심)은 50㎛ 이하이고, 100N/m의 장력에서 롤러(54)의 구부러짐은 0.5mm 이하였다.

건조 챔버(15)에 함유된 용매기체를 흡착 회수장치(55)로 제거한다. 흡착제는 활성탄이고, 건조질소로 탈착하였다. 이렇게 하여 회수한 용매의 수분 함유량은 0.3질량% 이하였고, 그 후 회수한 용매를 도프를 제조하기 위한 용매로 사용하였다. 건조풍은 용매기체 뿐만 아니라 가소제, UV흡수제 및 고비점의 화합물 등의 다른 화합물도 포함한다. 그러므로 이러한 화합물을 냉각장치로 냉각하거나 예비흡착기로 제거하여 재순환시킨다. 그 다음 외부 배출 기체 중의 VOC(휘발성 유기 화합물)이 10ppm 이하가 되도록 흡착 및 탈착 조건을 설정하였다. 또한, 응축방법으로 회수된 용매량은 90질량%이고, 나머지의 대부분은 흡착으로 회수한다.

건조필름(52)을 제 1 가습 챔버(도시하지 않음)로 이송한다. 110℃의 건조풍을 건조 챔버(15)와 제 1 가습 챔버 사이의 이송 구간에 공급한다. 이슬점이 20℃인 50℃의 공기를 제 1 가습 챔버에 공급한다. 또한, 필름(52)에서의 컬링 발생을 방지하기 위해 필름을 제 2 가습 챔버(도시하지 않음)로 이송한다. 제 2 가습 챔버에서, 습도 70%, 온도 90℃의 공기를 필름(52)에 직접 공급한다.

가습 후에, 필름(52)을 냉각 챔버(16)에서 30℃ 이하로 냉각하고, 필름(52)의 양 단부를 다듬었다. 필름(52)을 동안 대전 전압을 -3kV~+3kV로 일정하게 유지하도록 강제 제전 장치(제전바)(56)를 구비한다. 또한, 널링 롤러(57)로 필름(52)의 양 단부에 널링을 제공한다. 널링은 필름(52)의 한 쪽을 엠보싱 가공함으로써 수행한다. 널링의 폭은 10mm이고, 압력은 최대 높이가 필름(52)의 평균 두께보다 평균적으로 12㎛ 높아지도록 설정한다.

그 후에, 온도 28℃, 습도 70%인 권취 챔버(17)로 필름(52)을 이송한다. 또한, 대전 전압이 -1.5kV~+1.5kV의 범위 내가 되도록 권취 챔버(17)에 이온화장치(도시하지 않음)를 배치한다. 이렇게 하여 폭이 1475mm인 필름(52)(두께 40㎛)을 얻는다. 권취축(58)의 직경은 169mm이었다. 권취 시작시 장력은 300N/m이고, 권취 종료시에는 200N/m이었다. 권취된 필름의 총길이는 4000m였다. 권취축(58)의 각 측단부에서, 권취된 필름의 일부는 폭방향에서 권취된 필름의 측단으로부터 둘출되거나 들어가도 좋다. 이러한 어긋남(진동범위라고 칭해도 좋음)은 ±5mm 이하이다. 권취시 권취축(58)에서 필름 측단의 어긋남은 400m 전체에서 발생해도 좋다. 또한, 가압 롤러(59)가 권취 롤러(58)에 대해 50N/m에서 가압한다. 권취에 있어서, 필름(52)의 온도는 25℃이고, 수분 함유량은 1.4질량%이고, 잔류용매의 함유량은 0.3질량%였다. 전 공정에 있어서 평균건조속도는 20질량%(건조량)/min이었다. 또한, 권취 풀림 및 주름은 발견되지 않았다. 10G에서의 충격시험에서 권취 불균일은 일어나지 않았다. 롤의 외관도 우수했다.

필름(52)의 필름 롤을 25℃, 55% RH의 저장 선반에서 1개월 동안 저장하고, 상기 평가를 필름(52)에 대해 수행하였다. 그러나, 현저한 차이는 발견되지 않았다. 또한, 필름 롤의 필름 사이에서 밀착도 없었다. 필름(52)의 제조 후, 캐스팅 필름(39)의 잔여가 캐스팅 필름(39)의 박리 후의 캐스팅 드럼(31)에서 발견되지 않았다.

하기 방법에 의해 필름(52) 두께의 불균일을 측정하고, 하기 평가를 수행한다. 25℃ 및 60RH%에서 전자 마이크로미터(Anritsu 제품)를 사용하여 필름(52)의 5부분에서 두께를 측정한다. 측정값의 평균 및 편차로부터 상대 표준 편차(RSD=편차/평균×100%)를 계산한다. 필름 두께의 불균일을 계산된 상대 표준 편차에 따라 4단계로 평가하였다.

계산값이 5% 미만인 경우, 그 필름을 필름 두께의 균일성이 우수한 (A)로 평가한다.

계산값이 5% 이상 10% 미만인 경우, 그 필름을 필름 두께의 균일성이 양호한 (B)로 평가한다.

계산값이 10% 이상 15% 미만인 경우, 그 필름을 필름 두께 불균일이 발견되나 제품으로서 문제 없는 (C)로 평가한다.

계산값이 15% 이상인 경우, 그 필름을 필름 두께의 불균일이 발견되고 제품으로서 이용할 수 없는 (F)로 평가한다.

[표 1]

표 1에 있어서, 본 발명의 실험 1~17에 의하면, 캐스팅 비드로부터 상류를 감압(대기압보다 300Pa~500Pa 낮은 범위)하고 감압 챔버(70)에 제 1 공기 방지판(70)을 구비함으로써 필름 두께의 불균일이 방지된다. 또한, (A)로 평가된 실험 1~10에서는 필름 두께의 불균일이 특히 우수하게 방지된다. 실험 1~10에 있어서, 캐스팅 비드의 접촉부(A)와 제 1 공기 방지판(70) 사이의 거리(L)(mm)가 20mm~100mm의 범위 내로 설정되고, 제 1 공기 방지판(70)의 개구율과 상기 거리(L)(mm) 간의 관계가 최적화된다.

[실시예 2]

실시예 2를 이하에 기재한다. 그러나 본 발명이 실시예 2로 제한되는 것은 아니다. 설명은 실험 19로 상세히 행한다. 그러나, 실시예 1에서와 같은 실험 조건의 설명은 생략한다. 또한, 본 발명에 따른 실험 20~27 및 비교 실험 28에 대하여, 실험 조건 및 결과를 하기 표 2에 함께 나타낸다.

실험 19에서 사용한 원료 각각의 질량부를 이하에 나타낸다.

[조성]

셀룰로오스 트리아세테이트(치환도 2.83, 점도평균 중합도 320, 수분함유량 0.4질량%, 6질량%의 디클로로메탄 용액의 점도 305mPa·s) 28 질량부

메틸아세테이트 75 질량부

시클로펜타논 10 질량부

아세톤 5 질량부

메탄올 5 질량부

에탄올 5 질량부

가소제A (디펜타에리트리톨 헥사아세테이트) 1 질량부

가소제B (트리페닐포스페이트) 1 질량부미립자 (입자직경 20nm의 실리카) 0.1 질량부

UV제 a

(2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3,5-디-tert-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진 0.1 질량부

UV제 b

2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸 0.1 질량부

UV제 c

2(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)-5-클로로벤조트리아졸 0.1 질량부

C₁₂H₂₅OCH₂CH₂O-P(=0)-(OK)₂ 0.05 질량부

상기 UV제는 자외선 흡수제이다.

상기 조성에 따라 도프가 제조된 것을 제외하고는 실험 1과 같은 조건에서 실험 19를 수행한다. 또한, 실험 1과 같은 방법으로 평가를 수행한다.

[표 2]

표 2에 있어서, 본 발명의 실험 19~27에 의하면, 캐스팅 비드로부터 상류를 감압(대기압보다 300Pa~500Pa 낮은 범위)하고 감압 챔버(36)에 제 1 공기 방지판(70)을 구비함으로써 필름 두께의 불균일이 방지된다. 또한, 표 1에서의 실험 1~17과 같이, 캐스팅 비드의 접촉 위치(A)와 제 1 공기 방지판(70) 사이의 거리(L)(mm)을 20mm~100mm의 범위로 설정함으로써 필름 두께의 불균일이 방지된다.

이와 같이, 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않고,다양한 변화와 수정이 본 발명에 있어서 가능하므로, 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해해도 좋다.

본 발명의 용액 캐스팅 방법은 LCD 장치 등에서의 편광 필터용 보호필름 또 광학 보상 필름 또는, 사진용 지지체 필름으로서 사용되는 필름의 제조에 적용할 수 있다.

Claims

폴리머와 용매를 포함하는 도프를, 이동하는 지지체상에 캐스팅 다이로부터 캐스팅하여 캐스팅필름을 형성하고, 상기 캐스팅필름을 필름으로서 박리하고 건조하는 용액 캐스팅 방법에 있어서,

상기 캐스팅 다이에서 상기 지지체에 걸쳐 상기 도프에 의해 형성된 캐스팅 비드에 있어서 상기 지지체의 이동 방향에 대하여 상류부분의 감압해야 하는 영역과 외부공간을 구분하는 챔버와, 상기 챔버 내부의 양측부에 지지체 면에 대하여 기립한 자세로 설치되고, 상기 지지체의 이동 방향으로 확대되는 한 쌍의 측판과, 상기 지지체의 이동방향에 있어서 상기 한 쌍의 측판의 상류단에 지지체 면에 대하여 기립한 자세로 설치되고, 캐스팅 비드의 폭방향으로 확대되는 상류측 공기 방지판과, 상기 한 쌍의 측판의 사이에 지지체 면에 대하여 기립한 자세로 설치되고 캐스팅 비드의 폭방향으로 확대되는 하류측 공기 방지판을 구비하고,

상기 하류측 공기 방지판에 설치되는 공기의 통로로 되는 복수의 개구에 대향하지 않도록 상기 각 개구와는 상기 캐스팅 비드의 폭방향으로 어긋나는 위치에 형성된 복수의 개구를 가지는 상기 상류측 공기 방지판보다도 상류측으로부터, 상기 챔버의 내부의 공기를 흡인하여 상기 영역을 감압하면서 도프를 캐스팅하는 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 캐스팅 비드가 상기 지지체에 접촉하는 위치와 상기 하류측 공기 방지판 사이의 거리를 L(mm)로 정의하는 경우, L은 20mm≤L(mm)≤100mm를 만족시키는 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 개구는 수직방향에 대해 상기 상류측 공기 방지판의 상부 반 부분 및 상기 하류측 공기 방지판의 상부 반 부분에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 상류측 공기 방지판에 대한 상기 개구의 면적 비율 및 상기 하류측 공기방지판에 대한 상기 개구의 면적 비율이 각각 0.5%~30%의 범위 내인 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 챔버와 상기 지지체 사이의 클리어런스 CL(mm)이 0.05mm~3.0mm의 범위 내인 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 챔버의 내부 압력을 (대기압-2000)Pa~(대기압-10)Pa의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 지지체의 이동 속도가 30m/min~150m/min의 범위 내인 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.