KR101594968B1 - 필름 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

용액 캐스팅 장치는 반송 수단으로서 드라이버 롤러를 포함한다. 드라이버 롤러는 벨트로부터 박리된 폴리머 필름을 반송하며, 폴리머 필름은 여전히 용매를 포함한다. 드라이버 롤러는 드라이버 롤러의 원주 방향을 따라 주위면에 코러게이션 밸리 및 코러게이션 피크를 갖는다. 코러게이션 밸리 및 코러게이션 피크 각각은 실질적으로 반원의 단면을 갖는다. 코러게이션 밸리 및 코러게이션 피크는 드라이버 롤러의 축 방향으로 교대로 배치되어 있다. 코러게이션 밸리들 사이의 피치(Pv) 및 코러게이션 피크들 사이의 피치(Pm) 각각은 0.01 내지 2㎜ 범위에 있고, 코러게이션 밸리의 최하점으로부터 코러게이션 피크의 최고점까지의 높이(Hv -m)는 0.01 내지 1㎜의 범위에 있다. 코러게이션 밸리의 곡률 반경(Rv) 및 코러게이션 피크의 곡률 반경(Rm)은 0.1 내지 0.5㎜의 범위에 있다.
Figure R1020080137810
필름 제조 방법

Description

필름 제조 방법{FILM PRODUCTION METHOD}
본 발명은 폴리머를 용해해서 압출하거나 또는 폴리머 용액을 캐스팅해서 건조함으로써 폴리머 필름을 제조하는 필름 제조 방법에 관한 것이다.
폴리머 필름을 제조하는 방법 즉, 폴리머 필름 제조 방법에는 용해 압출법과 용액 캐스팅법이 있다. 용해 압출법에서, 펠릿(pellet) 또는 파우더를 형성하는 폴리머가 용해되기 위해 가열된다. 용해된 폴리머는 폴리머 필름으로서 압출됨으로써 얇은 필름에 형성된다. 폴리머 필름은 반송되는 동안 냉각된다. 용액 캐스팅법에서, 용매에 의해 폴리머를 용해하여 얻어진 도프가 캐스팅 필름이 되도록 캐스팅 지지대에서 캐스팅된다. 캐스팅 필름은 용매가 캐스팅 필름으로부터 완전히 증발되기 전에 캐스팅 지지대로부터 박리된다. 폴리머 필름은 반송되는 동안 건조된다. 상술한 바와 같이 2가지 필름 제조 방법에서, 폴리머 필름은 반송되는 동안 소정의 처리가 취해진다.
폴리머 필름의 반송 수단으로서 석션 롤러가 광범위하게 이용된다. 석션 롤러는 그것의 주위면에서 공기를 흡입하기 위해 복수개의 구멍을 구비한다. 구멍이 공기를 흡입함으로써 폴리머 필름은 석션 롤러의 주위면과 접촉하도록 끌어 당겨진 다. 폴리머 필름은 석션 롤러의 회전에 따라 반송된다. 석션 롤러는 모터에 의해 원주 방향으로 회전된다.
제조 속도를 가속하기 위해, 폴리머 필름의 반송 속도를 가속시키도록 석션 롤러의 석션력을 강화시키는 것이 필요하다. 그러나, 석션력의 강화는 석션 롤러의 구멍 마크가 폴리머 필름에 남는 현상을 야기시킨다.
이러한 현상을 방지하기 위해서, 석션 롤러의 주위면을 그린딩(grinding)하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 경우 제조 라인의 동작을 잠시 멈춰야 하고 그 결과 제조 손실이 발생한다. 따라서 그린딩은 바람직하지 않다. 상술한 관점에서, 석션 롤러의 표면상에서 98HRR 이하의 로크웰 경도(Rockwell Hardness)를 갖는 부드러운 재질로 캐스팅하는 방법이 제안된다(예컨대, 일본 특허 공개 평6-179556 공보 참조). 또한, 석션 롤러의 구멍 마크가 폴리머 필름에 남는 현상을 방지하고 폴리머 필름이 석션 롤러에 대하여 미끌림으로써 생기는 스크래치 및 주름을 방지하기 위해, 석션 롤러의 석션력이 소정의 범위 내로 설정되고 석션 롤러의 상류측과 하류측 사이의 텐션 차가 반송되는 폴리머 필름의 온도에 따라 소정의 값으로 설정되는 방법이 제안된다(예컨대, 일본 특허 공개 2005-306019호 공보 참조).
그러나, 주위면의 구멍을 통해 공기를 흡입함으로써 석션 롤러가 폴리머 필름을 끌어당기기 때문에 공기 내의 또는 폴리머 필름 표면상의 이물질이 구멍에 부착된다. 이물질은 폴리머 필름에 스크래치를 발생시킨다. 따라서, 일본 특허 공개 평6-179556호 공보 및 일본 특허 공개 2005-306019호 공보에 개시된 방법에서는, 폴리머 필름에 이물질이 부착됨으로써 발생하는 스크래치를 방지하는 것이 불가능 하다.
상술한 관점에서, 본 발명의 목적은 반송 수단으로 이용되는 롤러에 대하여 폴리머 필름의 미끌림을 방지하면서 롤러에 이물질이 부착되는 경우에도 스크래치 및 주름이 없는 완만한 면을 갖는 폴리머 필름을 제조할 수 있는 필름 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적 및 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 필름 제조 방법에 따라 폴리머를 용해해서 압출하거나, 또는 폴리머 용액을 캐스팅해서 건조한다. 압출 또는 캐스팅에 의해 형성된 폴리머 필름은 드라이버 롤러를 사용하여 반송된다. 드라이버 롤러는 실질적으로 반원의 단면을 가지고, 상기 드라이버 롤러의 축방향을 따라 교대로 배열된 코러게이션(corrugation) 밸리와 코러게이션 피크를 원주 방향으로 갖는 코러게이션 프로파일을 포함한다. 코러게이션 밸리들 사이의 피치와 코러게이션 피크들 사이의 피치 각각은 0.01 내지 2㎜의 범위를 갖고, 코러게이션 밸리의 최하점으로부터 코러게이션 피크의 최고점까지의 높이는 0.01 내지 1㎜의 범위에 있다.
코러게이션 밸리의 곡률 반경 및 코러게이션 피크의 곡률 반경은 0.1 내지 0.5㎜의 범위를 갖고, 상기 코러게이션 피크의 최고점에 그라인딩 등에 의해 드라이버 롤러의 축 방향과 평행한 평면을 형성할 수 있고, 상기 드라이버 롤러의 축방향과 평행한 평면이 코러게이션 피크의 최고점 각각에 형성되는 것이 바람직하다. 평면은 축 방향으로 0.05 내지 0.5㎜ 범위의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
100℃ 내지 200℃ 범위의 온도를 갖는 폴리머 필름은 드라이버 롤러에 의해 반송되는 것이 바람직하다.
폴리머 필름의 반송 방향으로의 드라이버 롤러에 대한 상류측과 하류측 사이 의 텐션의 차이는 5 내지 200N/m의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 텐션 차이의 값은 폴리머 필름의 폭 방향으로 미터당 구해진다. 폴리머 필름은 10 내지 230m/min 범위의 반송 속도로 드라이버 롤러에 의해 반송되는 것이 바람직하다.
본 발명의 필름 제조 방법에 따라, 반송 수단으로 이용되는 롤러에 대하여 폴리머 필름의 미끌림을 방지하면서 롤러에 이물질이 부착되는 경우에도 스크래치 및 주름이 없는 완만한 면을 갖는 폴리머 필름을 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상술한 그리고 다른 목적 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 판독될 때 바람직한 실시형태의 이하의 상세한 설명으로부터 명확해지며, 동일 참조 번호는 여러 도면을 통하여 동일 또는 대응하는 부분을 나타낸다.
본 발명의 필름 제조 방법은 용액 캐스팅법 및 용해 압출법 둘 다를 포함한다. 우선, 용액 캐스팅법의 실시형태가 설명된다.
[재료]
도프의 원료로써, 용액 캐스팅법에 의해 필름 제조에 사용되는 것으로 알려진 폴리머 및 용매가 사용될 수 있다. 이러한 폴리머 중에서 셀룰로오스 아실레이트 및 환형 폴리올레핀이 사용되는 것이 바람직하다. 필름 제조 장치의 구성 및 필름 제조 방법은 어느 것이라도 폴리머가 사용되는 것이 기본적으로 동일하다. 이하, 셀룰로오스 아실레이트가 폴리머로서 사용된다.
셀룰로오스 아실레이트를 위해, 카르복실산으로 에스테르화된 셀룰로오스의 수소기의 정도 다시 말해, 아실화도가 이하의 식(Ⅰ)~ (Ⅲ)을 모두 만족한다.
(Ⅰ) 2.5 ≤ A + B ≤ 3.0
(Ⅱ) 0 ≤ A ≤ 3.0
(Ⅲ) 0 ≤ B ≤ 2.9
상기 식(Ⅰ)~ (Ⅲ)에서, "A"는 셀룰로오스의 하이드록실기에서 수소 원자를 위한 아세틸기의 치환도이고, "B"는 각 아실기가 3 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 셀룰로오스의 하이드록실기에서 수소 원자용 아실기의 치환도이다. 아실기가 아세틸기인 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)가 특히 바람직하다.
β-1, 4 결합의 셀룰로오스로 구성되는 글루코스 단위는 2nd, 3rd, 및 6th 위치에서 자유 하이드록실기를 갖는다. 셀룰로오스 아실레이트는 에스테르화에 의해 하이드록실기의 일부 또는 전부에서 수소 원자가 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 아실기로 치환되는 폴리머이다. 글루코스 단위에서 1개의 하이드록실기의 에스테르화가 100%이면 치환도는 1이다. 셀룰로오스 아실레이트를 위해 각 하이드록실기의 2nd, 3rd, 및 6th 위치에서 에스테르화가 100%이면 치환도는 3이다.
여기서, 글루코스 단위의 2nd위치에서 아실화도는 DS2로 표시되고, 글루코스 단위의 3rd위치에서 아실화도는 DS3, 및 글루코스 단위의 6th위치에서 아실화도는 DS6으로 표시된다. 아실화도의 합계 DS2 + DS3 + DS6은 2.00 내지 3.00의 범위인 것이 바람직하고, 2.22 내지 2.90의 범위가 보다 바람직하며, 2.40 내지 2.88의 범위가 더욱 바람직하다. 게다가, DS6/(DS2 + DS3 + DS6)은 0.28 이상인 것이 바람직 하며, 0.30 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.31 내지 0.34의 범위인 것이 가장 바람직하다.
본 발명에서, 셀룰로오스 아실레이트는 한 종류의 아실기 또는 2종류 이상의 아실기로 구성될 수 있다. 2종류 이상의 아실기가 이용되면 그 중 하나는 아세틸기인 것이 바람직하다. 2nd, 3rd, 및 6th 위치에서 하이드록실기를 위한 아세틸기 치환도의 합계는 DSA로 표현되고, 2nd, 3rd, 및 6th 위치에서 하이드록실기를 위한 아세틸기 치환도를 제외한 아실기 치환도의 합계는 DSB로 표현되며, DSA + DSB의 값은 2.22 내지 2.90의 범위인 것이 바람직하고, 2.40 내지 2.88의 범위인 것이 더욱 바람직하다. DSB는 0.30 이상인 것이 바람직하며, 0.70 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 6th 위치에서 하이드록실기는 DSB의 20% 이상의 비를 차지하는 것이 바람직하고, 25% 이상인 것이 보다 바람직하며, 30% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 33% 이상을 차지하는 것이 가장 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트의 6th 위치에서의 DSA + DSB 값은 0.75 이상인 것이 바람직하며, 0.80% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.85 이상인 것이 가장 바람직하다. 이러한 구성의 셀룰로오스 아실레이트는 도프에서 탁월한 용해도를 제공하고, 얻어진 도프는 낮은 점성과 탁월한 여과도를 갖는다. 특히, 비염소계 유기 용매가 함께 사용되는 경우, 상술한 구성의 셀룰로오스 아실레이트가 바람직하다.
셀룰로오스 아실레이트에서 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 아실기는 특별히 한정되지 않지만, 지방족기 또는 아릴기 일 수 있다. 이러한 아릴기는 예를 들면, 셀룰로오스의 알킬카르보닐 에스테르, 셀룰로오스의 알케닐카르보닐 에스테르, 셀룰로오스의 방향족 카르보닐 에스테르, 및 셀룰로오스의 방향족 알킬카르보닐 에스테르일 수 있으며, 이들 각각은 더 많은 치환기를 갖는다. 대표적인 치환기는 프로피오닐기, 부타노일, 펜타노일기, 헥사노일기, 옥타노일기, 데카노일기, 도데카노일기, 트리데카노일기, 테트라데카노일기, 헥사데카노일기, 옥타데카노일기, 이소-부타노일기, t-부타노일기, 사이클로헥산 카르보닐기이고, 올레오일기, 벤조일기, 나프틸 카르보닐기, 및 신나모일기이다. 이 중 프로피오닐기, 부타노일기, 도데카노일기, 옥타데카노일기, t-부타노일기, 올레오일기, 벤조일기, 나프틸 카르보닐기, 및 신나모일기인 것이 바람직하고, 프로피오닐기, 부타노일기인 것이 더욱 바람직하다.
셀룰로오스 아실레이트에 관한 상세 설명은 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 단락 [0140] 내지 [0195]에 설명되어 있다. 또한 이 설명은 본 발명에 적용되기도 한다.
도프 제조용 용매는 방향족 탄화 수소(예컨대, 벤젠, 톨루엔 등), 할로겐화된 탄화 수소(예컨대, 디클로로메탄, 클로로포름, 클로로벤젠 등), 알코올(예컨대, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 디에틸렌 글리콜 등), 케톤(예컨대, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등), 에스테르(예컨대, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트 등), 에테르(예컨대, 테트라하이드로퓨란, 메틸 셀로솔브 등) 등일 수 있다. 도프는 용매에 의해 폴리머를 용해함으로써 얻어진 폴리머 용액이다.
상술한 것 중에서 용매로서 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 탄화 수소가 보다 바람직하며, 디클로로메탄이 가장 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트의 용해도, 지지대로부터의 캐스팅 필름의 박리 조건 및 기계적 강도 및 광학 특성과 같은 필름 제조의 특성의 관점에서, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 1종류 이상의 알코올이 디클로로메탄과 혼합되는 것이 바람직하다. 전체 용매에서 알코올의 바람직한 함유는 2wt% 내지 25wt%의 범위인 것이 바람직하며, 5wt% 내지 20wt%의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 알코올의 바람직한 실시예로서 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등이 있다. 이 중에서, 메탄올, 에탄올, n-부탄올 및 이들의 혼합이 사용되는 것이 바람직하다.
부착으로 인한 환경에 주는 영향을 최소로 줄이기 위해, 디클로로메탄을 포함하지 않는 용매가 도프를 제조하는데 이용될 수도 있다. 이러한 경우, 용매는 4 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 에테르, 3 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 케톤, 및 3 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 에스테르를 포함하는 것이 바람직하다. 용매는 또한 이를 혼합하여 포함할 수도 있다. 에테르, 케톤, 및 에스테르는 환형 구조를 가질 수 있다. 적어도 2개의 작용기(즉, -O-, -CO-, 및 -COO-)를 갖는 화합물이 용매로서 사용될 수 있다. 용매는 화학 구조에서 알코올성 하이드록실기와 같은 다른 작용기를 가질 수 있다.
가소제, UV-흡수제(UV제), 열화 억제제, 윤활제, 이형제 등과 같이 공지된 첨가제가 목적에 따라 다양하게 도프에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 인산 에스테르형 가소제, 프탈레이트 에스테르형 가소제, 폴리에스테르 폴리우레탄 엘라스토머 등과 같은 공지된 가소제가 이용될 수 있다. 인산 에스테르형 가소제는 트리페닐 인산염, 바이페닐 다이페닐 인산염 등이다. 프탈레이트 에스테르형 가소제는 다이에틸 프탈레이트 등이다.
용매 및 첨가제(가소제, 열화 억제제, UV-흡수제, 광학적 비등방성 컨트롤러, 염료, 소광제, 이형제 등)도 일본 공개 특허 2005-104148호 공보의 단락 [0196] 내지 [0516]에 설명되어 있다. 이러한 설명은 본 발명에도 적용된다.
상술한 원료를 사용하여 5wt% 내지 40wt% 범위 농도의 셀룰로오스 아실레이트에 의해 도프가 제조된다. 도프에서 셀룰로오스 아실레이트 농도는 15wt% 이상 30wt% 이하의 범위인 것이 바람직하고, 17wt% 이상 20wt% 이하의 범위인 것이 가장 바람직하다. 전체 고형 컨텐츠에서 첨가제의 농도는 1wt% 이상 20wt% 이하의 범위인 것이 바람직하다.
도프를 제조하기 위한 원료의 용해법, 여과법, 거품 제거법, 및 첨가법이 일본 공개 특허 2005-104148호 공보의 단락 [0517] 내지 [0616]에 상세하게 설명되어 있다. 이러한 설명은 본 발명에서도 적용된다.
[용액 캐스팅에 의한 필름 제조 방법]
도 1에 도시된 바와 같이, 용액 캐스팅 장치(10)는 캐스팅실(13), 제 1 건조실(16), 텐타(17), 가장자리 슬리팅 기기(18), 제 2 건조실(21), 냉각실(22), 중화 기기(23), 한 쌍의 널링 롤러(26), 및 권선 구간(27)을 포함한다. 캐스팅실(13)에서, 셀룰로오스 아실레이트가 용매에 의해 용해된 도프(11)가 셀룰로오스 아실레이트 필름(이후, 필름으로 언급함)을 형성하기 위해 캐스팅된다. 필름(12)은 용매를 포함한다. 제 1 건조실(16)에서, 필름(12)은 반송되는 동안 건조된다. 텐타(17)에 서, 제 1 건조실(16)로부터 반송된 필름(12)은 양측 가장자리에서 유지된다. 이러한 조건하에서, 필름(12)은 반송되는 동안 건조된다. 가장자리 슬리팅 기기(18)는 필름(12)의 양측 가장자리를 절단한다. 제 2 건조실(21)에서, 반송되는 동안 필름(12)에서 용매가 거의 제거 될 때까지 필름(12)은 건조된다. 냉각실(22)에서, 필름(12)은 냉각된다. 중화 기기(23)는 필름(12)에 인가된 전압을 감소시킨다. 한 쌍의 널링 롤러(26)는 필름(12)의 양측 가장자리 부분에서 융기된다. 권선 구간(27)에서, 필름(12)이 감긴다.
캐스팅실(13)에서, 도프(11)를 캐스팅하는 캐스팅 다이(31), 및 캐스팅 지지대로서의 벨트(32)가 제공된다. 캐스팅 다이(31)는 코트 헝거형이 바람직하다. 도프(11)의 온도를 소정의 값으로 유지하기 위하여, 캐스팅 다이(31)는 캐스팅 다이(31)의 온도를 제어하는 온도 컨트롤러(도시되지 않음)와 함께 제공된다.
캐스팅 다이(31)의 폭은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서, 캐스팅 다이(31)의 폭은 최종 제품으로서의 필름(12) 폭의 1.1 내지 2.0배이다. 또한, 캐스팅 다이(31)는 캐스팅 다이(31)의 폭 방향을 따라 임의의 간격으로 복수의 두께 조정 볼트(열 볼트)와 함께 제공된다. 열 볼트는 캐스팅 시에 비즈의 두께를 조정하기 위한 목적으로 캐스팅 다이(31)의 슬릿 클리어런스를 조정한다. 캐스팅 다이(31)의 슬릿 클리어런스 및 도프의 방전량은 건조후에 필름(12)의 두께가 20 내지 80㎛ 범위가 되도록 조정된다.
벨트(32)는 원주 방향으로 회전하는 백업 롤러(33)를 지나서 연결된다. 벨트(32)는 백업 롤러(33)의 회전에 따라 연속으로 이동한다. 백업 롤러(33)는 드라 이브 유닛(도시되지 않음)과 함께 제공되고, 드라이브 유닛으로 인해 회전한다. 벨트(32)의 폭은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서, 벨트(32)의 폭은 도프(11)의 캐스팅 폭의 1.1 내지 2.0배이다. 벨트(32)는 크롬 도금 등이 되기 쉽고, 평균 0.01㎛ 이하의 표면 거칠기를 갖는다.
제공된 백업 롤러(33)의 각 내부는 열 전달 매체(도시되지 않음)를 위한 통로이다. 백업 롤러(33)는 열 전달 매체의 온도를 제어하고, 통로에 열 전달 매체를 제공하기 위해 열 전달 매체 순환기(도시되지 않음)에 접속된다. 이에 따라, 각 백업 롤러(33)의 표면 온도는 각 백업 롤러(33)에 인접하는 벨트(32)의 온도가 소정의 값이 되도록 제어된다. 벨트(32)의 온도는 용매 및 고형 컨텐츠의 타입, 도프(11)의 농도 등에 의해 대략 설정된다.
캐스트 도프(11)의 캐스팅 비즈가 형성됨으로써 캐스팅 다이(31) 및 벨트(32) 사이가 연장될 수 있다. 캐스팅 필름(38)은 벨트(32) 상에 형성된다. 감압실(36)은 벨트(32)의 이동 방향으로 캐스팅 비즈로부터의 상류측에 배치된다. 감압실(36)은 캐스팅 비즈로부터의 상류측에서 공기를 흡입함으로써 캐스팅 비즈를 안정하게 형성하여 캐스팅 비즈로부터 상류 영역에서 감압되도록 한다.
캐스팅 비즈로부터 상류 영역은 상류 영역에서의 압력이 하류 영역에서의 압력보다 10Pa 내지 2000Pa 낮도록 감압되는 것이 바람직하다. 또한, 캐스팅 비즈의 형상이 바람직하게 유지되도록 캐스팅 다이(31)의 가장자리에 석션 유닛(도시되지 않음)을 부착시켜 캐스팅 비즈의 양측이 흡입되는 것이 바람직하다. 캐스팅 다이(31)의 가장자리에서 흡입된 풍량은 1L/min 내지 100L/min의 범위인 것이 바람직 하다.
캐스팅실(13)은 소정의 값으로 캐스팅실(13)의 내부 온도를 유지하는 온도 컨트롤러(37) 및 도프(11) 및 캐스팅 필름(38)으로부터 증발된 용매를 응축 액화시키는 응축기(도시되지 않음)가 제공된다. 캐스팅실(13)의 외부는 응축 액화된 용매를 회수하는 회수 기기(도시되지 않음)가 제공된다. 회수 기기에 의해 회수된 용매는 도프 제조를 위한 용매로서 정제되어 재사용된다.
캐스팅실(13) 내부는 불활성 기체를 공급하는 가스 공급 구간(도시되지 않음)과 가스를 캐스팅실(13) 내부에서 외부로 배출하는 통풍관(도시되지 않음)이 제공된다. 캐스팅실(13) 내부에서 가스는 캐스팅실(13) 내부의 용매 증기 농도가 20% 이하가 되도록 치환되는 것이 바람직하다.
필름(12)을 지지하는 박리 롤러(45)는 벨트(32)로부터 캐스팅 필름(38)을 박리시키기 위해 캐스팅실(13)에 제공된다. 캐스팅 필름(38)은 자체 지지 특성이 생길 때까지 건조된다. 자체 지지 특성을 가지면, 캐스팅 필름(38)은 벨트(32)로부터 박리된다. 캐스팅 필름(38)이 지지되어 반송되도록 제 1 건조실(16)에서 충분히 건조되면 캐스팅 필름(38)은 자체 지지 특성을 가진 것으로 고려된다.
캐스팅 필름(38)에서 용매 함유비가 70%이면, 캐스팅 필름(38)은 필름(12)으로서 지지되어 반송될 수 있다. 그러나, 캐스팅 필름(38)에서 용매 함유비가 70% 이상일지라도 캐스팅 필름(38)은 임의의 경우에서 지지되어 반송될 수 있다. 이러한 경우, 용매 함유비가 70% 이상인 필름(12)은 제 1 건조실(16)로 유입될 수 있다. 캐스팅 필름(38)에서 용매 함유비는 차츰 감소한다. 용매 함유비가 70% 이상 150% 이하이면서 캐스팅 필름(38)이 벨트(32)로부터 박리되는 것이 바람직하다. 따라서, 벨트(32)로부터 박리된 후, 벨트(32)에 캐스팅 필름(38)이 부분적으로 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 건조실(16)에서 드라이버 롤러(48)에 의해 필름(12) 상에 스크래치 및 주름이 발생되는 것을 방지하면서, 용매 함유비가 150% 이상인 경우에 비해 더 순조롭게 필름(12)이 반송되는 것이 가능하다.
용매 함유비는 건조 상태에서 이하의 식에 의해 연산된다. [(X-Y)/Y]×100 여기서, X는 샘플링 시 필름의 중량이고, Y는 완전히 건조된 후 동일한 필름의 중량이다.
벨트(32) 및 백업 롤러(33) 대신에, 원주 방향으로 회전하는 드럼이 캐스팅 지지대로서 사용될 수 있다. 드럼이 사용되면, 캐스팅 필름(38)은 냉각되어 젤 상태로 변하고, 이에 따라 캐스팅 필름(38)의 자체 지지 특성이 발현된다. 캐스팅 필름(38)이 냉각되면서 건조되면, 벨트(32) 및 백업 롤러(33)가 사용되는 경우에 비해서 캐스팅 필름(38)의 박리 전에 취해지는 시간이 감소된다. 이에 따라, 제조 효율이 더욱 향상된다. 또한, 드럼이 캐스팅 지지대로서 사용되면, 캐스팅 필름(38)의 용매 함유비가 100% 내지 300%의 범위에 있으면서 캐스팅 필름(38)이 드럼으로부터 박리되는 것이 바람직하다.
제 1 건조실(16)은 건조 공기를 불어넣는 공급 공기관(46), 필름(12)을 반송하는 드라이버 롤러(48), 및 필름(12)을 지지하는 자유 회전 롤러(50)가 제공된다. 드라이버 롤러(48)는 다른 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 자유 회전 롤러(50)는 드라이버 소스에 접속되지 않고 필름(12)과 접촉하여 회전될 수 있다. 제 1 건조실(16)에서, 필름(12)은 후술하는 바와 같이 텐타(17)에 유지되도록 충분히 건조된다. 필름(12)에서 용매 함유비가 30% 이하이면, 일반적으로 필름(12)은 유지되도록 충분히 건조된 것으로 고려된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 캐스팅실(13) 및 제 1 건조실(16)은 필름(12)의 반송 방향으로 서로 이웃하도록 이 순서로 제공된다. 캐스팅 필름(38)이 필름(12)이 되도록 벨트(32)로부터 박리 된 직후, 필름(12)은 건조되기 위해 제 1 건조실(16)로 유입되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 박리 시 필름(12)의 용매 함유비는 제 1 건조실(16)로 유입될 때와 동일한 것을 간주 될 수 있다.
제 1 건조실(16)에서 용매 함유비가 10% 내지 30%가 될 때까지 필름(12)이 건조되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 용매 함유비가 70% 내지 150% 범위에 있으면서 캐스팅 필름(38)이 벨트(32)로부터 박리되는 것이 바람직하다. 따라서, 용매 함유비가 70% 내지 30%의 범위에 있으면서 필름(12)이 제 1 건조실(16)에서 건조되는 것이 바람직하다. 캐스팅 필름(38)이 필름(12)으로서 벨트(32)로부터 박리 될 때, 용매 함유비는 70% 이상 150% 이하의 범위에 있다. 값 A는 이 범위 내의 임의의 값이다. 필름(12)이 제 1 건조실(16)에서 건조되는 동안, 용매 함유비는 10% 이상 30% 이하의 범위에 있다. 값 B는 이 범위 내의 임의의 값이다. 따라서, 값 A가 값 B에 이를 때까지 필름(12)은 제 1 건조실(16)에서 건조된다. 첨가제가 필름(12)에 함유되는 경우, 필름(12)의 용매 함유비가 상술한 바와 같이 충분히 변하는 제 1 건조실(16)에서 첨가제가 용매와 함께 증발되고 그 후, 증발된 첨가제는 다양한 방법으로 응고되도록 드라이버 롤러(48)에 부착된다. 그러나, 필름(12)의 미끌림 및 폴리머 필름상의 첨가제와 같은 이물질의 부착에 의한 스크래치 및 주름의 발생을 더욱 방지하면서 드라이버 롤러(48)에 의해 필름(12)이 순조롭게 반송되는 것이 가능하다. 또한, 드라이버 롤러(48)의 표면에 부착되어 고형화된 첨가제와 같은 이물질은 필름(12)에 대향하여 프레스되지 않으며 이에 따라 필름(12)의 표면은 왜곡되지 않는다.
필름(12)은 용매 함유비가 20%로 감소 될지라도 제 1 건조실(16)에서 더욱 건조될 수 있다. 용매 함유비가 10 내지 30%의 범위 내가 될 때까지 필름(12)은 제 1 건조실(16)에서 건조되는 것이 바람직하다. 필름(12)의 용매 함유비가 30% 이하일지라도 드라이버 롤러(48)가 필름(12)을 반송하기 위해 사용되면, 스크래치 및 주름 발생 방지 효과는 더욱 향상된다.
공급 공기관(46)으로부터의 공기는 필름(12)으로 직접 흡입될 수 있다. 또한, 공급 공기관(46)으로부터의 공기는 필름(12) 주위의 용매 증기 농도가 포화되지 않도록 제 1 건조실(16) 내부에서 순환될 수 있다.
필름(12)의 온도는 공급 공기관(46)으로부터의 공기에 의해 주로 조정된다. 제 1 건조실(16)에서 필름(12)의 온도는 10℃ 이상 100℃ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 10℃ 이하의 온도는 건조 효과를 감소시켜 10℃ 이상의 온도의 경우에 비해서 제 1 건조실(16)의 반송로의 길이가 더 길 필요가 있다. 반면에, 100℃ 이상의 온도는 급속한 용매의 증발로 인해 필름(12)이 변형된다.
필름(12)이 용매를 포함하기 때문에, 온도가 변함에 따라 필름(12)과 다른 요소간의 마찰력 또한 쉽게 변한다. 그러나, 드라이버 롤러(48)가 사용되면, 필 름(12)의 온도가 10℃ 이상 100℃ 이하의 범위에서 광범위하게 변할지라도, 필름(12)의 미끌림 없이 순조롭게 필름(12)을 반송하는 것이 가능하고 또한 드라이버 롤러(48)에 이물질이 부착될지라도 필름(12)에 스크래치 및 주름이 발생되지 않는 것이 가능하다. 따라서, 필름(12)의 온도가 제 1 건조실(16)의 반송로의 상류측으로부터 하류측으로 변할지라도 필름(12)을 순조롭게 반송하는 것이 가능하다.
제공된 제 1 건조실(16) 내부에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 구간(도시되지 않음)이 제공된다. 제 1 건조실(16) 내부에서 가스는 제 1 건조실(16) 내부의 용매 증기 농도가 20% 이하가 되도록 불활성 가스로 치환되는 것이 바람직하다.
제 1 건조실(16)에서, 필름 반송 방향으로의 텐션인 드로우 텐션이 필름(12)에 인가되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 필름(12)이 느슨해지는 것을 방지할 수 있다. 제 1 건조실(16)의 반송로에 제공된 드라이버 롤러(48)의 회전 속도가 조정되면, 드라이버 롤러(48)로부터의 상류측에서 이동하는 필름(12)에 인가된 드로우 텐션은 조정될 수 있다. 드라이버 롤러(48)가 사용되면, 스크래치 및 주름의 발생없이 필름(12)을 순조롭게 반송하는 것이 가능하고, 또한 드라이버 롤러(48)에 대하여 필름(12)의 느슨해짐 및 미끌림을 방지하는 것이 가능하다. 필름(12)에 인가된 드로우 텐션은 10N/m 내지 300N/m의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 드로우 텐션하에서, 석션 롤러와 같은 종래의 수단에 비해 드라이버 롤러(48)는 필름의 미끌림을 방지하고, 필름(12)의 완만함을 향상시키는데 매우 효과적이다. 드로우 텐션의 값은 필름(12)의 폭 방향으로 미터당 얻어진다. 따라서, 드라이버 롤러(48)를 사용함에 있어서 특히 효과적인 드로우 텐션의 범위는 n×10(N) 내지 n×300(N)이며, 여기서 n은 필름(12)의 폭(0<n, 단위;m)이다. 복수개의 드라이버 롤러(48)가 제 1 건조실(16)에 제공될 수 있다.
텐터(17)에서, 필름(12)의 양측 가장자리는 유지 부재(도시되지 않음)에 의해 유지되고 그 후, 필름(12)은 유지 부재의 이동에 따라 반송된다. 필름(12)은 반송되는 동안 건조된다. 필름(12)의 측 가장자리를 유지하는 클립, 그것을 유지하기 위해 필름(12)의 측 가장자리를 꿰뚫는 핀 등이 유지 부재로서 사용된다. 벨트(32)가 캐스팅 지지대로서 사용되고, 캐스팅 필름(38)으로부터 용매의 일부가 증발된 후 캐스팅 필름(38)이 박리되면, 클립은 텐타(17)에서 유지 부재로서 사용되는 것이 바람직하다. 반면에, 드럼이 캐스팅 지지대로서 사용되고, 용매가 거의 증발되기 전에 캐스팅 필름(38)이 냉각된 후 박리되면, 핀이 텐타(17)에서 유지 부재로서 사용되는 것이 바람직하다. 텐타(17)에서, 필름(12)의 온도는 120℃ 내지 180℃의 범위로 조정되고, 이에 따라 필름(12)의 건조가 진행된다.
텐타(17)가 건조된 후, 필름(12)의 양측 가장자리는 가장자리 슬리팅 기기(18)에 의해 절단된다. 따라서, 절단된 측 가장자리는 커터 블로어(도시되지 않음)에 의해 분쇄기(51)로 보내어져 분쇄기(51)에 의해 칩으로 분쇄된다. 칩은 도프 제조용으로 재활용된다.
측 가장자리가 절단된 필름(12)은 제 2 건조실(21)로 보내진다. 제 2 건조실(21)에서 필름(12)은 반송되는 동안 더욱 건조된다. 제 2 건조실(21)의 반송로도 필름(12)의 반송 수단으로서의 드라이버 롤러(48) 및 제 1 건조실(16)의 경우에서 와 같이 필름(12)을 지지하는 자유 회전 롤러(50)와 함께 제공된다. 예를 들면, 필름의 온도가 100℃ 이상으로 높을지라도 반송 수단으로서의 드라이버 롤러(48)는 필름(12)의 미끌림 없이 필름(12)을 안정하게 반송할 수 있다. 따라서, 필름(12)의 스크래치 및 주름의 발생은 방지될 수 있다. 또한, 이물질은 가이드 롤러(48)에 의해 필름(12)에 대향하여 프레스되지 않으며 따라서, 필름(12)의 표면은 드라이버 롤러(48)에 의해 왜곡되지 않는다.
제 2 건조실(21)의 반송로에 제공된 복수의 롤러 중에서, 드라이버 롤러(48)는 롤러의 최상류측 롤러 및 최하류측 롤러로서 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 2개의 드라이버 롤러(48) 사이에 자유 회전 롤러(50)가 제공된다. 그러나, 드라이버 롤러(48) 및 자유 회전 롤러(50)의 배열은 한정되지 않는다.
공급 공기관(49)으로부터의 공기는 필름(12)으로 직접 흡입된다. 또한, 공급 공기관(49)으로부터의 공기는 필름(12) 주위의 용매 증기의 농도가 포화되지 않도록 제 2 건조실(21) 내부에서 순환된다.
필름(12)의 온도는 공급 공기관(49)으로부터의 공기에 의해 주로 조정된다. 제 2 건조실(21)에서 필름(12)의 온도는 100℃ 내지 200℃의 범위인 것이 바람직하고, 100℃ 내지 180℃의 범위인 것이 더욱 바람직하며, 100℃ 내지 160℃의 범위인 것이 가장 바람직하다. 이에 따라, 제 2 건조실(21)에서 필름(12)의 용매 함유비가 0.1% 이하가 되도록 필름(12)을 건조시키는 것이 가능하다. 필름(12)의 온도가 100℃ 이상인 경우, 종래에 석션 롤러 등이 필름(12)에 스크래치 및 주름을 발생시켰다. 그러나, 본 발명에 의하면, 필름(12)에 스크래치 및 주름을 발생시키지 않고 필름(12)을 순조롭게 반송시키는 것이 가능하다. 필름(12)의 온도가 100℃ 미만인 경우, 건조 효율이 감소하고 이에 따라 필름(12)의 온도가 100℃ 이상인 경우에 비해서 제 2 건조실(21)의 반송로의 길이가 더 길 필요가 있다. 반면에, 필름(12)의 온도가 200℃를 초과하면, 필름(12)은 부드러워지고 늘어나서 반송될 수 없다.
제 2 건조실(21)에서, 필름(12)이 악화되지 않는 범위 내에서 필름(12)을 더욱 효과적이고 효율적으로 건조시키기 위해, 필름(12)의 온도는 상술한 바와 같이 높아진다. 용매를 포함하는 필름(12)의 온도는 필름(12)과 다른 요소 사이의 마찰력에 주로 의존한다. 필름(12)의 온도가 높을수록 마찰력은 더욱 증가한다. 또한, 필름(12)의 온도를 더욱 높게함으로써 필름(12)에 포함된 첨가제는 더욱 용이하게 증발되어 드라이버 롤러(48)에 부착된다. 그러나, 후술하는 드라이버 롤러(48)가 반송 수단으로 사용되면, 용매를 포함하는 필름(12)의 온도가 예를 들면, 100℃ 이상으로 높을지라도 그리고 드라이버 롤러(48)에 부착된 첨가제가 고형화될지라도, 필름(12)은 드라이버 롤러(48)에 대하여 미끌림 없이 순조롭게 반송될 수 있다. 또한, 필름(12)의 스크래치 및 주름을 방지할 수 있고, 고형화된 첨가제에 의해 필름(12)의 표면이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 상술한 효과는 TAC가 필름(12)의 폴리머로서 사용되는 경우에 특히 놓고, 필름(12)의 온도는 대략 140℃ 내지 200℃의 범위에 있다. 따라서, 제 2 건조실(21)에서 필름(12)이 반송되는 동안, 필름(12)에 스크래치 및 주름이 발생하지 않는다.
드로우 텐션은 제 2 건조실(21)로 반송된 필름(12)에 인가되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 필름(12)은 느슨해지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다. 복수의 드라이버 롤러(48)가 제 1 건조실(16)의 반송로를 따라 제공되는 경우에, 각각의 드라이버 롤러(48)의 회전 속도가 조정되면, 각각의 드라이버 롤러(48)로부터 상류측으로 이동하는 필름(12)에 인가되는 드로우 텐션을 조정하는 것이 가능하다. 드라이버 롤러(48)가 사용되는 경우, 필름(12)의 느슨해짐을 방지할 뿐만 아니라 드라이버 롤러(48)에 이물질 등이 부착될지라도 필름(12)에 스크래치 및 주름이 발생하지 않고, 이에 따라 드라이버 롤러(48)에 대하여 필름(12)의 미끌림 없이 순조롭게 필름(12)을 반송할 수 있다.
제 2 건조실(21)에서, 반송 수단의 상류측 및 하류측 사이의 드로우 텐션 차가 5N/m 내지 200N/m의 범위 내인 경우, 반송 수단으로서 드라이버 롤러를 사용하는 효과는 특히 높다. 드로우 텐션 차이의 값도 필름(12)의 폭 방향으로 미터당 얻어진다. 따라서, n이 필름(12)의 폭(0<n, 단위;m)이면, n은 상술한 값을 곱한다.
제 2 건조실(21)에서 드로우 텐션의 바람직한 실시형태는 이하에 설명된다. 예를 들면, 제 2 건조실(21)의 반송로에 제공된 복수의 롤러 중에서 최상류측 롤러와 최하류측 롤러만이 드라이버 롤러(48)인 경우, 최하류측 롤러의 회전 속도가 최상류측 롤러의 회전 속도보다 빠른 것이 바람직하다. 이에 따라, 최상류측 롤러(48)와 최하류측 롤러(48) 사이에 인가된 드로우 텐션(이하, 하류측 드로우 텐션으로 언급함)을 최상류측 롤러(48)로부터 상류측에 인가된 드로우 텐션(이하, 상류측 드로우 텐션으로 언급함)보다 더 높게 만들 수 있다. 하류측 드로우 텐션 및 상류측 드로우 텐션 사이의 드로우 텐션 차가 5N/m 이상 200N/m 이하의 범위 내가 되도록 각 드라이버 롤러(48)의 회전 속도가 조정된다. 드로우 텐션의 조정은 각 드 라이버 롤러(48)의 회전 속도뿐만 아니라 자유 회전 롤러(50)의 위치를 변화시킴으로써 수행될 수 있으며, 또한 공지된 댄서 롤러 등을 사용함으로써 수행될 수 있다.
건조된 필름(12)은 냉각실(22)에서 대략 상온까지 냉각되는 것이 바람직하다.
중화기기(23)는 중화 바 등과 같은 소위 필수 중화기기이며, 소정의 범위 내에서 필름(12)의 인가 전압을 조정한다. 중화기기는 필름(12)의 인가 전압이 -3㎸ 내지 +3㎸의 범위 내가 되도록 중화시키는 것이 바람직하다. 중화기기(23)의 위치는 냉각실(22)로부터의 하류측으로 한정되지 않는다.
한 쌍의 널링 롤러(26)는 필름(12)의 양측 가장자리를 융기시킴으로써 널링되는 필름(12)을 제공한다. 널링이 필름(12)에 제공되면, 널링의 각 돌출 및 감압의 높이가 1㎛ 내지 200㎛의 범위인 것이 바람직하다.
권선 구간(27)의 내부에 필름(12)을 권선하는 권선 기기(52) 및 권선시에 필름(12)의 텐션을 제어하는 프레스 롤러(53)가 제공된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 드라이버 롤러(48)는 롤러 본체(48a) 및 샤프트(48b)로 구성된다. 샤프트(48b)는 롤러 본체(48a)의 반대측 단부에 각각 고정적으로 삽입된다. 각 드라이버 롤러(48)는 모터(도시되지 않음)에 의해 원주 방향으로 회전된다. 주위면에 의해 필름(12)을 지지하면서 롤러 본체(48a)는 필름(12)을 반송한다. 롤러 본체(48a) 및 샤프트(48b)의 재료는 예를 들면, 탁월한 내부식성을 갖는 알루미늄, 철, 스테인리스 강철, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 등이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일정한 피치의 코러게이션 밸리(60) 및 코러게이션 피크(61)를 갖는 코러게이션 프로파일이 롤러 본체(48a)의 원주 방향을 따라 주위면에 교대로 배치된다. 코러게이션 밸리(60) 및 코러게이션 피크(61) 각각은 실질적으로 반원의 단면을 갖는다. 코러게이션 밸리(60) 및 코러게이션 피크(61)는 롤러 본체(48a)의 축 방향으로 형성되며, 상기 코러게이션 밸리(60) 및 코러게이션 피크(61)는 컷팅 툴을 이용하여 정교한 레이드(lathe)에 의해 정확하게 처리되어 형성된다.
두 인접한 코러게이션 밸리(60)의 최하점(60a) 간의 거리인 코러게이션 밸리(60)의 피치(Pv) 및 두 인접한 코러게이션 피크(61)의 최고점(61a) 간의 거리인 코러게이션 피크(61)의 피치(Pm)는 0.01㎜ 이상 2㎜ 이하의 범위에 있다. 피치(Pv 및 Pm)가 0.01㎜ 미만이면, 레이딩 처리는 어렵게 되고, 레이딩이 수행될지라도 제조 비용이 극도로 높게 된다. 반면에 피치(Pv 및 Pm)가 2㎜ 초과하면, 필름(12)은 가이드 롤러(48)에 대하여 미끌릴 수 있다. 또한, 필름(12)에 대향하여 프레스된 롤러 또는 고형화된 첨가제 등과 같은 이물질로 인한 마크 및 스크래치가 필름(12)의 표면에 남을 수 있다.
최하점(60a)으로부터 최고점(61a)까지의 높이(Hv -m)는 0.01 내지 1㎜의 범위에 있다. 높이(Hv -m)가 0.01㎜ 미만이면, 필름(12)과 드라이버 롤러(48) 사이의 공기는 방출될 수 없다. 이에 따라, 필름(12)은 드라이버 롤러(48)에 대하여 미끌릴 수 있으며, 스크래치 및 주름이 필름(12)에 발생할 수 있고, 필름(12)에 대항하여 프레스된 롤러 또는 고형화된 첨가제 등과 같은 이물질로 인한 마크 및 스크래치가 임의의 경우 필름(12)의 표면에 남을 수 있다. 반면에, 높이(Hv -m)가 1㎜를 초과하면 레이딩 처리는 어렵게 되고, 레이딩 처리가 수행될지라도 제조 비용은 극도로 높아질 수 있다.
코러게이션 밸리(60)의 단면을 형성하는 원의 중점(Ov)으로부터 최하점(60a)까지의 거리인 코러게이션 밸리(60)의 곡률 반경(Rv) 및 코러게이션 피크(61)의 단면을 형성하는 원의 중점(Om)으로부터 최고점(61a)까지의 거리인 코러게이션 피크(61)의 곡률 반경(Rm)은 0.1㎜ 이상 0.5㎜ 이하의 범위에 있다. 곡률 반경(Rv 및 Rm)이 0.1㎜ 미만이면, 드라이버 롤러(48)와 필름(12) 접촉 영역이 너무 작아서 필름(12)이 드라이버 롤러(48)에 대하여 미끌릴 수 있다. 또한, 이물질로 인한 마크 및 스크래치가 임의의 경우 필름(12)에 발생할 수 있다. 반면에, 곡률 반경(Rv 및 Rm)이 0.5㎜ 초과하면, 높이(Hv -m)가 너무 작아서 필름(12)이 드라이버 롤러(48)에 대하여 미끌릴 수 있다. 또한, 이물질로 인한 마크와 스크래치 및 필름(12)에 대향하여 프레스된 드라이버 롤러(48)로 인한 마크가 이러한 경우 필름(12)에 남을 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 코러게이션 피크(60) 상의 평면(70)은 코러게이션 피크(61)의 최고점(61a)에 그라인딩 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 이는 코러게이션 밸리(60) 및 코러게이션 피크(61)의 형성 후, 롤러 본체(48a)의 축 방향과 평행한 평면(70)은 예를 들면, 그라인더를 이용하여 코러게이션 피크(61)의 최고점(61a)을 그라인딩하여 형성될 수 있다. 상기 코러게이션 피크의 평면에 있어서, 상기 평면은 축 방향으로 평면(70)의 폭(Wf)은 0.05㎜ 이상 0.5㎜ 이하 범위에 있다. 상기 폭(Wf)이 0.05㎜ 미만이면, 임의의 최고점(61a)은 코러게이션 피크(61)의 처리 정확성에 의지하여 그라인딩될 수 없다. 반면에, 상기 폭(Wf)이 0.5㎜을 초과하면, 코러게이션 밸리(60) 및 코러게이션 피크(61)는 상술한 피치로 형성될 수 없다.
상술한 설명에서, 드라이버 롤러(48)는 이하의 속성으로 특성 지어질 수 있다. 실질적으로 각각 반원의 단면을 가지고, 드라이버 롤러의 축방향을 따라 배열된 코러게이션(corrugation) 밸리와 코러게이션 피크를 원주 방향으로 갖는 코러게이션 프로파일을 포함한다. 코러게이션 밸리(60)의 피치(Pv) 및 코러게이션 피크(61)의 피치(Pm)는 0.01 내지 2㎜의 범위에 있다. 코러게이션 밸리(60)의 최하점(60a)으로부터 코러게이션 피크(61)의 최고점(61a)까지의 높이(Hv-m)는 0.01 내지 1㎜의 범위에 있다. 따라서, 필름(12)이 상술한 특성을 갖는 드라이버 롤러(48)에 의해 반송되면, 고형화된 첨가제 및 다른 이물질이 드라이버 롤러(48)에 부착될지라도 필름(12)과 드라이버 롤러(48) 사이의 공기는 효과적으로 방출될 수 있다. 이 때문에, 드라이버 롤러(48)는 필름(12)이 드라이버 롤러(48)에 대하여 미끌리지 않도록 마찰력과 함께 필름(12)에 접촉한다. 따라서, 필름(12)의 스크래치 및 주름의 발생은 방지될 수 있다. 또한, 필름(12)에 대향하여 프레스된 드라이버 롤러(48) 및 이물질에 의한 마크가 필름(12)에 남지 않는다.
코러게이션 피크(61)의 각 최고점(61a)에 그라인딩 등에 의하여 평면이 형성될 수 있는데, 상기 형성된 축방향의 평면(70)의 폭(Wf)은 0.05 내지 0.5㎜의 범위에 있다. 따라서, 마찰력이 더 강화될 수 있고, 상기 평면(70)으로 인하여 줄 무늬 패턴이 필름(12)에 남지 않는다.
피치(Pv 및 Pm)는 0.3 내지 0.5㎜의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 높이(Hv -m)는 0.02 내지 0.1㎜의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
곡률 반경(Rv 및 Rm)은 0.2 내지 0.4㎜의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 폭(Wf)은 0.1 내지 0.3㎜의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
필름(12)의 반송 속도가 10m/min 내지 230m/min의 범위에 있으면, 드라이버 롤러(48)를 이용하는 효과는 특히 높고, 필름(12)의 반송 속도가 40m/min 내지 230m/min의 범위에 있으면, 드라이버 롤러(48)를 이용한 효과는 더욱 향상된다.
필름(12)의 폭은 1800 내지 2500㎜의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 일반적으로 필름(12)의 폭이 증가하면, 미끌림으로 인한 스크래치 및 주름이 필름(12)에 발생하기 쉽다. 그러나, 필름(12)의 폭이 1800 내지 2500㎜일지라도 드라이버 롤러(48)로 인한 효과는 충분히 발휘된다.
피치(Pv 및 Pm), 높이(Hv-m), 곡률 반경(Rv 및 Rm), 폭(Wf), 및 습윤 필름의 폭의 상술한 더욱 바람직한 범위에 의해 상술한 효과가 더욱 향상된다.
필름 제조 장치의 필름 반송로를 따라 제공되고 드라이버 소스와 접촉하지 않는 자유 회전 롤러가 드라이버 롤러(48)와 동일한 형상인 경우, 상술한 바람직한 효과가 획득될 수 있다.
용해 압출법에 의해, 드라이버 롤러(48)는 공지된 용해 압출 기기(도시되지 않음)로부터 하류측에 제공된다. 용해 압출 기기는 공급된 폴리머를 가열하여 용해하는 가열 구간, 용해된 폴리머를 필름의 형태로 외부로 압출하는 압출 구간을 포함한다. 가열 구간은 폴리머를 혼합하여 반죽하는 반죽 부재를 포함한다. 상업적으로 이용가능한 용해 압출 기기는 본 발명의 용해 압출 기기로서 이용될 수 있다. 용해 압출 기기로부터 압출된 직 후의 폴리머 필름의 온도는 융점만큼 높고, 따라서 폴리머 필름은 많은 경우에 압출된 직 후에 다음 처리가 행해질 수 없다. 다음 처리는 예를 들면 폴리머 필름에 텐션을 인가하여 폭 방향으로 동일하게 스트레칭시키는 스트레칭 처리, 권선 처리 등이다. 폴리머 필름은 반송되는 동안 냉각되는 것이 바람직하다. 냉각은 공기를 블로잉하거나 냉각수와 접촉시키는 소위 강제 냉각에 의해서뿐만 아니라 자체적으로 온도가 하강할 때까지 단지 필름을 반송하는 소위 자연 냉각에 의해 행해진다. 이 둘 다 본 발명에 적용가능하다.
다음 처리까지의 반송 또는 다음 처리 동안의 반송에서, 드라이버 롤러(48)가 이용되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 대략 융점의 온도를 갖는 폴리머 필름뿐만 아니라 냉각 후의 폴리머 필름을 폴리머 필름상에 스크래치 및 주름이 발생하지 않도록 반송하는 것이 가능하다. 따라서, 획득된 폴리머 필름은 탁월한 완만함을 갖는다. 또한, 용해 압출법에서 상술한 바와 같이 압출 직 후의 융점과 같이 높은 온도로부터 최종 제품과 같이 대략 상온과 같은 낮은 온도까지 폴리머 필름의 온도 는 광범위하게 변한다. 본 발명에 의해 온도의 변화에 관계없이 폴리머 필름은 순조롭게 반송될 수 있고 폴리머 필름상에 스크래치 및 주름이 발생하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 필름에서 용매의 존재 여부에 관계없이 가열로 인해 온도가 높은 필름이 반송되는 경우에도 반송 수단으로서의 롤러로 인해 스크래치 및 주름이 필름에 발생하지 않고, 이에 따라 완만함이 탁월한 필름을 얻을 수 있다.
[제 1 실시형태]
각 드라이버 롤러(48)의 롤러 본체(48a)는 스테인리스 강철(도금되지 않음)로 제조되고 300㎜의 직경 및 길이 방향으로 1000㎜의 길이를 갖는다. 샤프트(48b)가 롤러 본체(48a)의 반대측의 중심에 각각 고정적으로 삽입됨으로써 롤러 본체(48a)의 회전 중심을 한정한다. 베어링이 각 샤프트(48b)에 부착됨으로써 롤러 본체(48a)에 대하여 서로 대칭된다. 한 베어링의 코어와 다른 베어링의 코어 사이 거리는 1500㎜였다. 코러게이션 밸리(60)와 코러게이션 피크(61)는 피치(Pv 및 Pm)가 0.5㎜, 높이(Hv-m)가 0.04㎜, 곡률 반경(Rv 및 Rm)이 0.4㎜가 되도록 롤러 본체(48b)에 형성되었다.
이하의 구성을 갖는 도프(11)가 제조되었다.
트리아세틸 셀룰로오스(아세틸화도: 60.7%) 100 pts.wt
가소제 A[트리페닐인산 (TPP)] 8 pts.wt
가소제 B[바이페닐 다이페닐 인산염(BDP)] 4 pts.wt
소광제 0.03 pts.wt
용매 요소 1(디클로로메탄) 594 pts.wt
용매 요소 2(메탄올) 66 pts.wt
도 1에 도시된 용액 캐스팅 장치(10)에 의해 도프(11)로부터 필름(12)이 제조되었다. 제 2 건조실(21)에서 설정된 필름(12)의 온도는 제 1 내지 제 6 실험에서 변한다. 제 2 건조실(21)에 제공된 복수의 롤러 중에서, 상류측 롤러 및 하류측 롤러 각각은 드라이버 롤러(48)였다. 이러한 2개의 드라이버 롤러(48) 사이의 반송로에 복수의 자유 회전 롤러(50)가 제공되었다.
드라이버 롤러(48)의 최하류측과 드라이버 롤러(48)의 최상류측 사이의 드로우 텐션(하류측 드로우 텐션)은 드라이버 롤러(48)의 최상류측으로부터의 상류측에서의 드로우 텐션(상류측 드로우 텐션)보다 10N/m 더 높았다. 하류측 드로우 텐션과 상류측 드로우 텐션 사이의 텐션 차이는 표 1에서 "텐션 차"의 영역에 나타낸다. 필름(12)의 반송 속도는 표 1의 "반송 속도"의 영역에 나타내는 바와 같이 70m/min으로 설정되었다. 제 2 건조실(21)을 제외하고는 용액 캐스팅 장치(10)의 구성 요소에서 반송로에 제공된 것은 모두 드라이버 롤러(48)였다. 제 1 내지 제 6 실험에서 얻어진 필름(12)은 스크래치, 주름, 또는 롤러 마크의 여부에 의해 평가되었다. 롤러 마크는 필름에 대향하여 프레스된 롤러로 인해 필름에 남은 마크를 의미한다. 평가는 필름(12)을 시각적으로 확인하여 이루어졌다. 스크래치, 주름, 또는 롤러 마크가 확인되지 않으면, 필름은 "A"로 평가되었다. 스크래치, 주름, 또는 롤러 마크가 미세하게 확인되면, 필름은 "B"로 평가되었다. 스크래치, 주름, 또 는 롤러 마크가 확인되면, 필름은 "C"로 평가되었다. 스크래치, 주름, 또는 롤러 마크가 깊게 자주 또는 연속으로 확인되면, 필름은 "D"로 평가되었다. 평가 결과는 표 1의 "평가" 영역에 나타낸다.
이하의 특성을 갖는 석션 롤러(2)가 제조되었다. 석션 롤러의 롤러 본체는 스테인리스 강철(도금되지 않음)로 제조되고 직경 300㎜, 및 길이 방향으로 1000㎜의 길이를 갖는다. 샤프트가 롤러 본체의 대향하는 단부의 중심에 고정적으로 각각 삽입됨으로써 롤러 본체의 회전 중심이 한정되었다. 베어링이 각 샤프트에 부착됨으로써 롤러 본체에 대하여 서로 대칭되었다. 한 베어링의 코어와 다른 베어링의 코어 사이의 거리는 1500㎜였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 실질적으로 V-형 홈(3)이 2㎜의 피치, 0.5㎜의 높이, 및 1㎜의 폭을 가지면서 석션 롤러(2)의 롤러 본체의 원주 방향을 따라 형성되었다. 이러한 홈(3)은 수직 홈으로서 언급된다. 롤러 본체는 1㎜의 폭을 갖는 평면(4) 및 수직 홈(3)의 경계에서 0.2㎜의 곡률 반경을 갖는다. 3㎜의 직경을 각각 갖는 복수의 석션 홀(5)도 롤러 본체에 형성되었다. 실질적으로 V-형 홈(6)이 롤러 본체의 축 방향을 따라 형성되어 홈(6)이 각 석션 홀(5)의 중심으로부터 연장되도록 한다. 이러한 홈(6)은 수평 홈으로서 언급된다. 수평 홈(6)은 1㎜의 폭 및 0.5㎜의 높이를 갖는다.
제 1 내지 제 6 비교 실험은 제 1 내지 제 6 실험에서의 드라이버 롤러(6) 사용 대신에 제 2 건조실(21)에서 석션 롤러(2)를 이용하여 수행되었다. 제 2 건조실(21)을 제외하고 용액 캐스팅 장치(10)의 구성 요소에서 반송로에 배치된 드라이버 롤러(48) 전부는 드라이버 롤러(48)였다. 다른 조건 및 평가 방법은 제 1 내지 제 6 실험과 동일하다.
[표 1]
Figure 112008090863794-pat00001
[제 2 실시형태]
제 2 건조실(21)에서 필름(12)의 온도가 100℃로 조정되고, 하류측 드로우 텐션 및 상류측 드로우 텐션 간의 텐션 차가 표 2에 나타내는 바와 같이 제 1 내지 제 5 실험에서 각각 변하는 것을 제외하고는 제 1 내지 제 5 실험은 제 1 실험과 동일한 조건하에 수행되었다. 평가 방법은 제 1 실험과 동일하였다. 그 결과는 표 2에 나타내었다.
제 1 내지 제 5 실험의 드라이버 롤러(48) 사용 대신에 제 1 내지 제 5 비교 실험은 제 2 건조실(21)에서 석션 롤러(2)를 이용하여 수행되었다. 다른 조건은 제 1 내지 제 5 실험과 동일하다. 그 결과는 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112008090863794-pat00002
[제 3 실시형태]
제 2 건조실(21)에서 필름(12)의 온도가 100℃로 조정되고, 필름(12)의 반송 속도가 표 3에 나타내는 바와 같이 제 1 내지 제 4 실험에서 각각 변하는 것을 제외하고는 제 1 내지 제 4 실험은 제 1 실험과 동일한 조건하에 수행되었다. 평가 방법은 제 1 실험과 동일하다. 그 결과는 표 3에 나타내었다.
제 1 내지 제 4 실험의 드라이버 롤러(48) 사용 대신에 제 1 내지 제 4 비교 실험은 제 2 건조실(21)에서 석션 롤러(2)를 사용하여 수행되었다. 다른 조건은 제 1 내지 제 4 실험과 동일하다. 그 결과는 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112008090863794-pat00003
제 1 실시형태의 제 1 내지 제 6 실험, 제 2 실시형태의 제 1 내지 제 5 실험, 제 3 실시형태의 제 1 내지 제 4 실험에서, 필름(12)은 드라이버 롤러에 대하여 미끌리지 않는다. 제 1 실시형태의 제 4 내지 제 6 실험 결과 및 제 4 내지 제 6 비교 실험 결과를 참조하면, 본 발명에 의하여 석션 롤러를 이용하여 필름에 스크래치, 주름, 및 롤러 마크가 발생하지 않으면서, 필름을 반송하는 것이 불가능한 필름 온도 범위일지라도 어떠한 문제점이 발생하지 않고 순조롭게 필름을 반송하는 것이 가능하다. 또한, 코러게이션 밸리 및 코러게이션 피크로 인한 롤러 마크가 필름에 남지 않는다. 게다가, 필름(12)은 임의의 스크래치 또는 주름이 발생하지 않으며, 드라이버 롤러에 부착된 이물질로 인한 스크래치가 필름(12)에 발생하지 않았다. 반면에, 제 1 내지 제 3 실시형태의 비교 실험에서 온도, 반송 방향으로 필름에 인가된 텐션, 및 필름의 반송 속도가 각각 감소함에 따라 롤러에 대한 필름의 미끌림이 더욱 빈번하게 발생하였다. 그 결과, 스크래치 및 주름이 필름에 발생하 였다.
다양한 변화 및 수정이 본 발명에서 가능하며, 본 발명 내에서 이해될 수 있다.
도 1은 드라이브 롤러를 포함하는 용액 캐스팅 장치를 예시하는 개략도이고;
도 2는 드라이브 롤러의 구조를 예시하는 사시도이고;
도 3은 드라이브 롤러의 표면 형상을 예시하는 확대된 부분 단면도이고;
도 4는 드라이브 롤러의 표면 형상을 예시하는 더 확대된 부분 단면도이며;
도 5는 비교예로서 석션 롤러의 형상을 예시하는 설명도이다.

Claims (9)

  1. 폴리머를 용해해서 압출하거나, 폴리머 용액을 캐스팅해서 건조하는 스텝; 및
    압출 또는 캐스팅에 의해 형성된 폴리머 필름을 드라이버 롤러를 사용하여 반송하는 스텝으로서,
    상기 드라이버 롤러는, 상기 드라이버 롤러의 축방향을 따라 교대로 배열된 코러게이션 밸리와 코러게이션 피크를 원주 방향으로 갖는 코러게이션 프로파일을 포함하고,
    상기 코러게이션 밸리는 반원의 단면을 가지고, 상기 코러게이션 피크는 반원의 최고점에 상기 드라이버 롤러의 축방향과 평행한 직선을 가지는 단면을 가지며,
    상기 코러게이션 피크의 최고점 각각에는 상기 드라이버 롤러의 축방향과 평행한 평면이 형성되고,
    상기 코러게이션 밸리들 사이의 피치와 상기 코러게이션 피크들 사이의 피치 각각은 0.01 내지 2㎜의 범위에 있으며,
    상기 코러게이션 밸리의 최하점으로부터 상기 코러게이션 피크의 최고점까지의 높이는 0.01 내지 1㎜의 범위에 있는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코러게이션 밸리의 곡률 반경 및 상기 코러게이션 피크의 곡률 반경은 0.1 내지 0.5㎜의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평면은 상기 축 방향으로 0.05 내지 0.5㎜ 범위의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    100℃ 내지 200℃ 범위의 온도를 갖는 폴리머 필름은 상기 드라이버 롤러에 의해 반송되는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 폴리머 필름의 반송 방향으로의 상기 드라이버 롤러에 대한 상류측과 하류측 사이의 텐션 차이는 5 내지 200N/m의 범위에 있으며, 상기 텐션 차이의 값은 상기 폴리머 필름의 폭 방향으로 미터당 얻어지는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 폴리머 필름은 10 내지 230m/min 범위의 반송 속도로 상기 드라이버 롤러에 의해 반송되는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 코러게이션 밸리들 사이의 피치와 상기 코러게이션 피크들 사이의 피치 각각은 0.3㎜ 이상 2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코러게이션 밸리의 최하점으로부터 상기 코러게이션 피크의 최고점까지의 높이는 0.01㎜ 이상 0.1㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
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