KR101876276B1 - 필름 권취장치 및 필름 권취장치를 사용한 필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일형태에 따른 필름 권취장치는 필름을 권취축에 권취하여 권회 롤을 형성하는 장치로서 상기 권취축이 복수개 설치된 터릿을 선회축을 중심으로 선회시킴으로써 권회 롤을 권취 위치로부터 이동시키고, 다음에 권취하는 권취축을 상기 권취 위치로 이동시키는 필름 권취장치에 있어서, 상기 권회 롤의 표면에 에어를 분사하고, 분사된 에어에 의해 상기 권취된 필름을 상기 표면에 압박하는 에어 노즐과, 중공으로 형성된 상기 선회축을 통해서 에어를 상기 에어 노즐에 도입하는 에어 도입 라인과, 상기 에어 노즐의 분출구와 상기 권회 롤 표면의 거리를 소정의 범위로 유지하면서 상기 권회 롤의 권취 지름의 변화에 추종해서 상기 에어 노즐을 이동시키는 이동 수단을 구비한 에어 분출 유닛을 구비하고, 상기 에어 분출 유닛이 상기 권취축마다 상기 터릿과 일체적으로 설치되어 있고, 상기 에어 분출 유닛이 상기 터릿의 선회와 함께 선회한다.

Description

필름 권취장치 및 필름 권취장치를 사용한 필름의 제조방법{A FILM TAKE UP APPARATUS AND A FILM MANUFACTURING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 터릿식의 필름 권취장치 및 필름 권취장치를 사용한 필름의 제조방법에 관한 것이고, 특히 터릿식의 필름 권취장치에 에어 압박 방식을 적용했을 경우의 장치 개량에 관한 것이다.

예를 들면, 제막된 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 필름 자체를 액정표시장치의 편광판 보호에 사용하는 보호 필름, 또는 제막된 필름에 도포·건조 등의 처리 공정을 거쳐서 제조되는 광학 보상 필름, 반사 방지 필름 등의 광학 필름은 고도한 면형상 성능이 요구된다.

필름은 일반적으로 용액 제막법 또는 용융 제막법으로 제막되고, 제막된 필름은 권취장치에 권취된다. 따라서, 권취시의 권취 어긋남, 권취 주름, 스크래치 (50㎛∼100㎛ 정도의 미소 손상을 포함함), 필름 중앙부의 함몰 변형, 필름 단부(통칭, 에지부)의 변형(웨이브나 함몰) 등의 권취 고장이 품질상의 큰 문제가 된다.

필름에서의 권취 고장은 그 후의 도포 고장이나 건조 고장으로 연결되기 때문에 유저에 있어서 제품 필름 이상으로 엄격한 검사가 행해지고 있다. 특히, 최근의 필름의 광폭화(예를 들면, 2000㎜ 이상)에 의해 권취시에 도입 공기가 빠져나오기 어려워지고 있기 때문에, 권취 고장을 발생시키지 않는 권취가 어렵게 되고 있다.

일반적으로, 주행하는 필름을 권취축에 권취하여 권회 롤을 형성할 경우, 필름의 주행에 동반되는 동반 공기가 필름층끼리의 사이에 도입된다. 이것에 의해, 권취가 느슨해져서 권취 어긋남 등의 권취 고장이 발생한다. 상기한 웨이브나 함몰은 권취시에 권회 롤 내에 도입된 동반 공기가 시간의 경과와 함께 권회 롤로부터 빠지고, 빠진 부분이 좌굴하는 현상이다. 따라서, 권취 어긋남이 발생하지 않는 권취 경도를 얻기 위해서는 권취시에 동반 공기를 배제할 필요가 있다. 특히, 최근과 같이 필름 폭이 커짐에 따라서 권취시에 권회 롤에 도입된 동반 공기가 권회 롤의 양단부로부터 빠져나오기 어렵게 되므로 권취 고장이 발생하기 쉽다.

동반 공기를 배제하는 종래의 일반적인 권취 방법은 권취 텐션(장력)을 높게 하는 방법이다. 그러나, 권취 텐션을 높이는 방법에서는(특히 필름 폭방향 중앙부의) 동반 공기 배제성이 낮은 것과, 필름 폭방향의 에지부로의 응력 집중에 의해 에지부 변형(널링부의 웨이브나 신장)이 발생하는 단점이 있다.

이것으로부터, 권취 텐션을 높게 하지 않고도 동반 공기를 배제할 수 있는 권취장치가 개발되어 있고, 예를 들면 특허문헌 1∼2가 있다.

특허문헌 1의 권취장치는 압박 롤러에 의해 권취 개시점의 권회 롤면을 에어 압박하면서 권취함으로써 권회 롤에 도입되는 동반 공기를 배제하고 있다.

그러나, 특허문헌 1의 권취장치는 압박 롤러가 필름면에 접촉하기 때문에 슬립 등에 의한 스크래치의 발생을 방지할 수는 없다. 특히, 권회 롤러 표면에 먼지 등의 이물이 부착되어 있으면 압박 롤러와 권회 롤 사이에 개재되는 이물에 기인해서 큰 손상이 발생하기 쉽다.

이것으로부터, 특히 광학 필름용의 권취장치로서는 권회 롤 표면에 비접촉인 에어 압박 방식의 예를 들면 특허문헌 2의 권취장치가 채용되는 경우가 많다.

특허문헌 2의 권취장치는 에어 노즐로부터 권회 롤 표면에 에어를 분사하여 에어 압박함으로써 권회 롤에 비접촉인 상태에서 권회 롤에 도입되는 동반 공기를 배제할 수 있다.

일본 특허 공개 2002-220143호 공보 일본 특허 공개 2005-096915호 공보

그런데, 복수의 권취축을 갖고, 라인을 정지하지 않고 필름의 권취를 연속해서 행하는 터릿식의 권취장치에 에어 압박 방식을 채용할 경우에는, 도 9에 나타내는 바와 같이 권취 종반(終盤)의 만권 상태에 있는 권회 롤(1)을 권취 위치로부터 이동시키고, 다음에 권취하는 권취축(2)을 권취 위치로 이동시킬 필요가 있다. 이 때문에, 선회축(3A)을 중심으로 터릿(3)을 180도 선회할 필요가 있다. 이 경우, 터릿(3)의 선회시에 에어 노즐(4)이 방해가 되어 에어 노즐(4)을 터릿(3)의 선회 궤도(5) 밖으로 일단 퇴피시키지 않으면 안되다고 하는 문제가 발생한다. 여기에서, 터릿(3)의 선회 궤도란 도 9에 나타내는 바와 같이 터릿의 선회축(3A)의 중심(O)으로부터 가장 거리가 긴 권회 롤(1)의 최외측 가장자리가 그리는 궤적(1점 쇄선)을 말한다.

이 에어 노즐(4)의 퇴피에 의해 권취 종반인 권회 롤(1)의 외주측 권취시에 권회 롤(1) 표면으로의 에어 압박이 행하여지지 않게 되기 때문에 외주측에 상기한 권취 어긋남 등의 권취 고장이 생겨버린다. 이 대책으로서 종래는 외주측의 권취시에 권취 텐션을 높여서 대응하고 있었다.

그러나, 외주측의 권취시에 권취 텐션을 높여도 권취 고장을 해결할 수는 없었다. 특히, 필름 폭이 2000㎜ 이상인 광폭 필름의 경우에는 동반 공기를 충분하게 배제할 수 없기 때문에 웨이브나 함몰의 권취 고장이 발생하여 버린다. 또한, 필름 폭이 2000㎜ 이하인 필름에서도 권취 텐션을 높이는 타이밍에서 발생하는 권취 어긋남 고장이 빈발하고 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 터릿 방식의 필름 권취장치에 에어 압박 방식을 적용할 경우이여도 터릿 선회시에 에어 노즐을 퇴피시킬 필요가 없고, 권취의 개시로부터 종료까지 권회 롤로의 에어 압박을 행할 수 있으므로 동반 공기를 효율적으로 배제할 수 있어, 고도의 면형상 성능이 요구되는 필름의 권취에 최적인 필름 권취장치 및 이 장치를 사용한 필름의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일형태에 따른 필름 권취장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 주행하는 띠 형상의 필름을 권취축에 권취하여 권회 롤을 형성하는 권취장치로서, 상기 권취축이 복수개 설치된 터릿을 선회축을 중심으로 선회시킴으로써 만권 상태의 권회 롤을 권취 위치로부터 이동시키고, 다음에 권취하는 권취축을 상기 권취 위치로 이동시키는 터릿식의 필름 권취장치에 있어서, 상기 권회 롤의 표면에 에어를 분사하여 에어 압박하는 에어 노즐과, 상기 선회축을 중공으로 형성함과 아울러 상기 선회축을 통해서 에어를 상기 에어 노즐에 도입하는 에어 도입 라인과, 상기 에어 노즐의 분출구와 상기 권회 롤 표면의 거리를 소정으로 유지하면서 상기 권회 롤의 권취 지름의 변화에 추종해서 상기 에어 노즐을 이동시키는 이동 수단을 적어도 구비한 에어 분출 유닛을 상기 권취축마다 상기 터릿과 일체적으로 설치하고, 상기 에어 분출 유닛이 상기 터릿의 선회와 함께 선회하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

여기에서, 선회축을 통해서 에어를 상기 에어 노즐에 도입한다는 것은 선회축 자체를 에어 압박용 배관으로서 이용하는 것 외에, 선회축 내에 에어 호스를 설치하는 것도 포함한다.

상기 형태에 따른 필름 권취장치에 의하면, 권회 롤 표면에 에어를 분사하여 에어 압박하는 에어 노즐, 에어 노즐을 이동시키는 이동 수단, 및 에어를 에어 노즐에 도입하는 에어 도입 라인으로 이루어지는 에어 분출 수단이 터릿의 선회와 함께 선회한다. 이에 따라 종래와 같이 필름의 권취 교체를 위해서 터릿을 선회할 때에 에어 노즐을 터릿의 선회 궤도 밖으로 일단 퇴피시킬 필요가 없다. 따라서, 필름의 권취 개시부터 권회 롤 표면을 에어 압박할 수 있는 것은 물론, 터릿을 선회시켜서 필름 권취 교체를 행하는 권회 롤 외주측의 권취시에 있어서도 권회 롤 표면에 에어 압박을 확실하게 행할 수 있다.

따라서, 터릿 방식의 필름 권취장치에 에어 압박 방식을 적용할 경우이여도 터릿 선회시에 종래와 같이 에어 노즐을 퇴피시킬 필요가 없고, 권취축으로의 권취의 개시부터 종료까지 권회 롤로의 에어 압박을 행할 수 있다. 이것에 의해, 동반 공기에 기인하는 권취 고장을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면 상기 에어 분출 유닛은 상기 터릿의 선회 궤도 내에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 터릿이 선회할 때에 터릿 주위에 배치된 기기류에 에어 분출 유닛이 접촉할 일이 없음과 아울러 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면 상기 선회축에는 상기 터릿의 외부에 설치된 에어 원(air source)까지의 에어 배관을 회동 가능하게 연결시키는 로터리 조인트가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 터릿의 선회에 의해 에어 도입 라인이 비틀리는 일이 없어진다.

본 발명에 있어서는 상기 터릿의 선회시에 터릿과 함께 선회해서 상기 권회 롤러에 권취되는 필름이 래핑(wrapping)하는 가이드 롤러가 설치됨과 아울러 상기 가이드 롤러에 래핑된 필름의 주행경로 내에 상기 에어 분출 유닛이 배치되는 구성인 것이 바람직하다.

이것에 의해, 가이드 롤러는 터릿이 선회할 때에 권취 중의 필름이 에어 분출 유닛에 접촉하지 않도록 필름의 주행경로를 규제할 수 있으므로, 필름이 에어 분출 유닛에 접촉해서 필름에 손상을 줄 일이 없다.

본 발명에 있어서는 상기 이동 수단은 상기 에어 노즐의 분출구와 상기 권회 롤 표면의 거리가 2∼15㎜를 유지하면서 상기 에어 노즐을 이동시키는 것이 바람직하다. 2㎜ 미만에서는 에어 노즐의 분출구가 권회 롤 표면에 접촉할 우려가 있음과 아울러 15㎜를 초과하면 권회 롤의 표면을 에어 압박하는 압력이 동반 공기를 확실하게 배제하는 점에서 불충분해진다. 또한, 이동 수단은 권회 롤의 권취 지름이 바뀌어도 권회 롤 표면으로의 에어 압박 압력을 적절한 압력으로 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 에어 도입 라인은 상기 선회축으로부터 상기 에어 노즐마다 설치된 헤더관(header tube)으로 분기됨과 아울러, 상기 헤더관으로부터 복수개의 플렉시블 호스를 통해서 상기 에어를 상기 에어 노즐의 폭방향으로 균등하게 도입하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 권취되는 필름 폭에 대응해서 에어 노즐 폭이 커져도 권회 롤 표면을 폭방향으로 균등하게 에어 압박할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 각 헤더관에는 선회축으로부터 각 권취축용 에어 노즐로의 에어의 스위칭이 3초 이내에 실행 가능한 스위칭 수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 복수의 권취축끼리 사이의 필름 권취 교체 종료시에 맞춰서 권회 롤 표면으로의 에어 압박의 스위칭을 신속하게 행할 수 있다. 따라서, 권취 교체시에 동반 공기에 기인하는 권취 고장이 발생하지 않는다.

본 발명에 있어서는 상기 이동 수단은 구동부의 진애가 상기 필름 상에 낙하하지 않도록 상기 에어 노즐 폭방향의 양단부 위치에 1쌍 설치되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이동 수단의 구동부에서 발생하는 진애가 필름 상에 부착되기 어려워진다. 특히, 필름이 광학 필름인 경우에는 필름으로의 진애 등의 이물의 부착이 품질에 영향을 주기 때문에, 에어 분출 유닛을 터릿과 일체적으로 설치했을 경우에는 이동 수단의 구동부에서 발생하는 진애의 권회 롤로의 부착 방지가 중요해진다. 구동부란, 예를 들면 볼나사나 리니어 가이드를 말한다.

본 발명에 있어서는 상기 이동 수단의 구동부에는 커버가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이동 수단의 구동부에서 발생하는 진애가 외부로 비산하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 필름의 폭은 2000㎜ 이상인 것이 바람직하다.

필름 폭이 2000㎜ 이상의 광폭으로 되면 권취시의 동반 공기가 권회 롤에 도입되었을 경우에 권회 롤의 양단으로부터 빠지기 어려워진다. 따라서, 본 발명은 필름의 폭은 2000㎜ 이상에 있어서 특히 유효하다. 또한, 필름의 폭이 2000㎜ 이하인 경우이여도 권취 어긋남 방지에 유효하다.

본 발명의 일형태에 따른 필름의 제조방법은 상기 목적을 달성하기 위하여, 필름을 제막하는 제막 공정과, 상기 제막된 필름을 상기 형태에 따른 필름 권취장치로 권취하는 필름 권취 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

제막 공정으로서는, 예를 들면 원료 수지를 용제에 용해 또는 분산시킨 도프를, 지지체 상에 박막 형상으로 유연하는 용액 제막법, 또는 원료 수지를 압출기에서 용융한 용융 수지를 다이로부터 냉각 드럼 상에 박막 형상으로 압출하는 용융 제막법을 채용할 수 있다.

상기의 형태에 따른 필름의 제조방법에 의하면, 제막한 필름의 권취 공정을 상기한 필름 권취장치에서 행하도록 했으므로 권취시의 권취 어긋남, 권취 주름, 스크래치(50㎛∼100㎛ 정도의 미소 손상을 포함함), 필름 중앙부의 함몰 변형, 필름 단부(통칭, 에지부)의 변형(널링부 웨이브나 신장) 등의 권취 고장이 발생하지 않는다. 이것에 의해, 면형상의 고품질인 필름을 제조할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따른 광학 필름의 제조방법은 상기 목적을 달성하기 위하여, 광학 필름을 제조하는 필름을 상기 형태에 따른 필름 권취장치에서 권취하는 필름 권취 공정과, 상기 권취한 필름을 되감아서 광학용 도포액을 도포하는 도포 공정과, 상기 도포된 도포층을 건조하는 건조 공정을 적어도 구비한 것을 특징으로 한다.

상기의 형태에 따른 필름의 제조방법에 의하면, 필름의 권취 공정을 상기한 필름 권취장치로 행하도록 했으므로 권취시의 권취 어긋남, 권취 주름, 스크래치(50㎛∼100㎛ 정도의 미소 손상을 포함함), 필름 중앙부의 함몰 변형, 필름 단부(통칭, 에지부)의 변형(널링부 웨이브나 신장) 등의 권취 고장이 발생하지 않는다. 이것에 의해, 도포 공정이나 건조 공정에 있어서 권취 고장에 기인하는 도포 고장이나 건조 고장이 발생하지 않으므로 고품질인 광학 필름을 제조할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는 상기 제조된 광학 필름을 상기 형태에 따른 필름 권취장치에서 권취하는 제품 필름 권취 공정을 구비하는 것이 바람직하다.

제품의 광학 필름을 권취할 때에도 본 발명의 필름 권취장치를 사용하면 한층더 고품질인 광학 필름을 제조할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는 상기 광학 필름은 액정표시장치의 편광판 보호 필름, 광학 보상 필름, 반사 방지 필름 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이러한 광학 필름은 매우 고도의 면형상 성능이 요구되기 때문이다.

(발명의 효과)

본 발명의 필름 권취장치에 의하면, 터릿 방식의 권취장치에 에어 압박 방식을 적용할 경우이여도 터릿 선회시에 에어 노즐을 퇴피시킬 필요가 없고, 권취의 개시부터 종료까지 권회 롤로의 에어 압박을 행할 수 있으므로 권취 전체 길이에서 고품질을 확보할 수 있다.

따라서, 이 권취장치를 사용한 광학 필름의 제조방법에 의하면 고도의 면형상 성능이 요구되는 광학 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 필름 권취장치를 필름의 제막 라인에 장착한 개념도,
도 2는 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치의 측면도,
도 4의 (A) 및 (B)는 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치의 에어 노즐을 이동시키는 이동 수단의 설명도,
도 5의 (A), (B) 및 (C)는 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치의 작용을 설명하는 설명도,
도 6은 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치의 다른 형태의 측면도,
도 7은 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치를 광학 보상 필름의 제조 라인에 장착한 개념도,
도 8은 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치의 실시예를 설명하는 설명도,
도 9는 종래의 터릿식의 필름 권취장치의 실시예를 설명하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 필름 권취장치 및 이 장치를 사용한 광학 필름의 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치(10)를 필름(12)의 제막 라인(14)에 장착한 개념도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이 제막 라인(14)에서 제조된 필름(12)은 필름 권취 교체장치(16)를 통해서 터릿식의 필름 권취장치(10)에 권취된다. 본 실시형태에서는 권취축이 2축인 2축 터릿식 필름 권취장치의 예에 의해 설명하지만, 2축 이상이어도 좋다. 제막 라인(14)으로서는, 예를 들면 원료 수지를 용제에 용해 또는 분산시킨 도프를 지지체 상에 박막 형상으로 유연하는 용액 제막법, 또는 원료 수지를 압출기에서 용융한 용융 수지를 다이로부터 냉각 드럼 상에 박막 형상으로 압출하는 용융 제막법을 채용할 수 있다.

또한, 필름 권취 교체장치(16)는 2축 중 한쪽의 권취축이 만권으로 되어서 터릿이 선회하고, 권취 위치에 빈 권취축이 위치했을 때에 필름(12)의 권취를 만권의 권취축으로부터 빈 권취축으로 교체하는 장치이다. 필름 권취 교체장치(16)의 상세한 설명은 본 발명의 취지가 아니므로 생략하지만, 예를 들면 일본 특허 공개 2008-230723호 공보에 기재되는 필름 권취 교체장치를 적합하게 사용할 수 있다.

필름 권취장치(10)의 권취를 구동 제어하는 권취 구동 제어부(10A), 및 필름 권취 교체장치(16)의 권취 교체를 구동 제어하는 권취 교체 구동 제어부(16A)는 컨트롤러(18)로부터의 지령에 의해 제어를 행한다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 2축 터릿식의 필름 권취장치(10)는 가대(20)에 회동 가능하게 설치된 터릿(22)과, 터릿(22)과 함께 선회하는 에어 분출 유닛(24)을 구비한다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 필름 권취 중에 있어서의 터릿(22)의 자세가 도 1의 수평 상태에 비해서 경사져 있지만, 터릿(22)의 자세에 대해서는 특별하게 한정되지 않는다.

가대(20)는 저판(20A)과, 필름(12)의 폭보다 이간해서 대향 배치된 한쌍의 측판(20B, 20B)에 의해 단면 오목 형상으로 형성된다. 또한, 한쌍의 측판(20B, 20B)의 상단부에 설치된 한쌍의 베어링(도시하지 않음)에 선회축(회전축)(26)이 회전 가능하게 지지된다. 터릿(22)은 평행하게 대향하는 한쌍의 암 판(28, 28)으로 구성됨과 아울러 한쌍의 암 판(28, 28)의 중심부가 선회축(26)에 지지된다. 선회축(26)은 도시하지 않은 회전 구동원에 연결된다. 이것에 의해, 터릿(22)은 선회축(26)이 회전함으로써 선회된다. 본 실시형태에서는 터릿(22)을 암 형상인 터릿의 예로 설명하지만, 평행한 한쌍의 원판으로 구성된 원판 형상의 터릿을 사용하도록 하여도 좋다.

평행하게 대향하는 한쌍의 암 판(28, 28)의 양단부 내측에는 보스(30, 30)가 돌기되어 있고, 이 한쌍의 보스(30, 30)에 중공인 권취심(31)이 감합 지지된다. 이것에 의해 필름(12)을 권취하는 권취축(32)이 형성된다. 또한, 필름 권취 교체장치(16)에 가까운 권취 위치에 있어서 권취를 행하고 있는 권취축(32)을 제 1 권취축(32A)이라 한다. 또한, 다음의 권취를 위해서 필름 권취 교체장치(16)로부터 먼 대기위치에서 대기하고 있는 빈 권취축(32)을 제 2 권취축(32B)이라 한다.

그리고, 권취 구동 제어부(10A)는 컨트롤러(18)로부터의 지령에 의거하여 터릿(22)의 간헐 회전(180도씩) 및 권취축(32A, 32B)의 회전을 각각 구동 제어한다.

또한, 권취 위치 근방에는 제 1 권취축(32A)에 권취된 권회 롤(34)의 권취 지름을 계측하는 권취 지름 센서(도시하지 않음)가 설치되고, 검출 신호가 컨트롤러(18)에 보내진다. 컨트롤러(18)는 권취 지름 센서의 검출 신호로부터 권회 롤(34)의 권취 지름을 수시 연산함과 아울러 권취 지름이 만권이 되면 필름 권취장치(10) 및 필름 권취 교체장치(16)에 권취 교체 지령을 출력한다.

터릿(22)과 일체적으로 설치된 에어 분출 유닛(24)은 권회 롤(34)의 표면을 에어 압박하여 권취되는 필름(12)에 동반되는 동반 공기가 권회 롤(34)에 도입되는 것을 방지하는 것이며, 제 1 및 제 2 권취축(32A, 32B)마다 설치된다. 즉, 에어 분출 유닛(24)은 권회 롤(34)의 표면에 에어를 분사하여 에어 압박하는 에어 노즐(36)과, 선회축(26)을 중공으로 형성함과 아울러 상기 선회축(26)을 통해서 에어를 에어 노즐(36)에 도입하는 에어 도입 라인(38)과, 권회 롤(34)의 권취 지름의 변화에 추종해서 에어 노즐(36)을 이동시키는 이동 수단(40)을 구비한다. 이 에어 분출 유닛(24)은 터릿(22)의 선회와 함께 선회하도록 터릿(22)과 일체적으로 설치된다. 이와 같이 구성된 에어 분출 유닛(24)은 터릿(22)의 선회 궤도(S) 내에 설치되는 것이 바람직하다. 터릿(22)의 선회 궤도(S)란, 도 3에 나타내는 바와 같이 터릿(22)의 선회축(26)의 중심(O)으로부터 가장 거리가 긴 권회 롤(34)의 최외측 가장자리가 그리는 궤적(2점 쇄선)을 말한다.

에어 노즐(36)은 필름(12)의 폭과 동등 폭으로 형성된 슬릿 형상의 분출구(36A)를 갖고 있다. 에어 도입 라인(38)으로부터 공급된 에어가 분출구(36A)로부터 권회 롤(34)의 표면을 향해서 분사된다.

에어 도입 라인(38)은 에어 노즐(36)의 폭방향으로 형성된 복수의 에어 도입구(38A)에 한쪽 끝이 접속된 복수개의 플렉시블 호스(38B)와, 복수개의 플렉시블 호스(38B)의 다른쪽 끝이 접속되는 헤더관(38C)과, 헤더관(38C)과 연통하는 중공인 선회축(26)을 구비한다. 그리고, 선회축(26)에 설치된 로터리 조인트(38D)에 에어의 에어 발생장치(도시하지 않음)까지의 에어 배관(42)이 접속된다. 이것에 의해, 터릿(22)의 선회와 함께 에어 분출 유닛(24)이 선회해도 에어 도입 라인(38)이 비틀려 버릴 일이 없다.

복수개의 플렉시블 호스(38B) 및 헤더관(38C)은 에어 노즐(36)마다 설치됨과 아울러 각각의 헤더관(38C) 내에는 개폐 밸브(도시하지 않음)가 설치된다. 각 개폐 밸브는 컨트롤러(18)로부터의 지시에 의해 개폐 동작을 행한다. 즉, 필름 권취 중의 에어 노즐(36)에 에어를 보내는 헤더관(38C)의 개폐 밸브는 개방되고, 다른쪽의 헤더관(38C)의 개폐 밸브는 폐쇄된다.

이것에 의해, 에어 발생장치로부터의 에어는 에어 배관(42), 로터리 조인트(38D), 중공인 선회축(26), 개폐 밸브가 개방 되어 있는 헤더관(38C) 및 복수개의 플렉시블 호스(38B)를 지나서 에어 노즐(36)에 공급된다. 에어 노즐(36)로부터의 에어로 권회 롤(34)의 표면을 에어 압박하는 압력은 5∼30㎪의 범위인 것이 바람직하다. 에어 압박하는 압력이 5㎪ 미만에서는 동반 에어를 배제하는 효과가 작고, 권취 고장의 원인이 된다. 한편, 에어 압박하는 압력이 30㎪를 초과하면 에어 압박의 압력이 지나치게 강해서 지나치게 단단하게 권취되므로 검은 띠 등의 권취 공장으로 될 우려가 있다.

이동 수단(40)은 에어 노즐(36)과 권회 롤(34)의 표면 사이의 거리를 소정 거리로 유지하면서 에어 노즐(36)을 권회 롤(34) 표면에 대하여 진퇴 이동하는 것이며, 다음과 같이 구성된다. 즉, 대향하는 한쌍의 암 판(28, 28)에는 그 양단부로부터 서로 역방향으로 연설판(延設板)(28A, 28A)이 이어 설치되어 있고, 암 판(28)이 N자형상으로 형성된다. 그리고, 대향하는 연설판(28A, 28A)의 내측에는 제 1 또는 제 2 권취축(32A, 32B)의 축심에 대하여 직교하는 방향으로 각각 리니어 가이드의 레일(44)이 2개 평행하게 부설(敷設)된다. 또한, 대향하는 레일(44)에 블록(46) 및 슬라이드 블록(너트 부재)(48)을 개재해서 에어 노즐(36)의 양단부가 지지된다. 또한, 슬라이드 블록(48)에는, 볼나사(50)가 나사결합됨과 아울러 볼나사(50)의 한쪽 끝이 연설판(28A)에 지지된 모터(52)의 회전축에 연결된다.

그리고, 컨트롤러(18)는 권취 지름 센서로부터의 검출 신호에 의해 연산되는 권회 롤(34)의 권취 지름에 의거하여 모터(52)의 회전수를 제어한다. 이것에 의해, 도 4의 (A), (B)에 나타내는 바와 같이 에어 노즐(36)의 분출구(36A)와, 권회 롤(34)의 표면의 거리(L)를 소정 거리로 유지하면서 권회 롤(34)의 권취 지름의 변화에 추종해서 에어 노즐(36)을 이동시킬 수 있다. 도 4(A)는 권취 지름이 가는 상태, 도 4(B)는 권취 지름이 굵은 상태이다.

에어 노즐(36)의 분출구(36A)와 권회 롤(34)의 표면의 거리(L)는 2㎜∼15㎜의 범위인 것이 바람직하다. 거리(L)가 2㎜ 미만인 경우에는 분출구(36A)가 권회 롤(34)의 표면에 접촉할 우려가 있다. 한편, 거리(L)가 15㎜를 초과할 경우에는 권회 롤(34)의 표면을 에어 압박하는 압력이 동반 공기를 배제하는 점에서 불충분해진다. 또한 리니어 가이드[레일(44)과 블록(46)]와 볼나사(50)에는 방진 커버(도시하지 않음)를 해서 발진된 먼진가 비산하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이 터릿(22)에는 상기 터릿(22)이 선회할 때에 권회 롤(34)에 권취되기 직전의 필름(12)이 에어 분출 유닛(24), 특히 에어 도입 라인(38)의 플렉시블 호스(38B)나 이동 수단(40)에 접촉하지 않도록 필름(12)의 주행경로를 규제하는 가이드 롤러(54)를 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이 연설판(28A)으로부터 지지 암(56)이 플렉시블 호스(38B)의 외측에 만곡형상으로 이어 설치된다. 이 지지 암(56)의 선단부와 중앙부에 각각 가이드 롤러(54)가 회전 가능하게 지지된다. 이에 따라 터릿(22)의 선회시에 터릿(22)과 함께 선회해서 권회 롤(34)에 권취되는 필름(12)이 래핑되는 가이드 롤러(54)가 설치됨과 아울러, 상기 가이드 롤러(54)에 래핑된 필름(12)의 주행경로 내에 에어 분출 유닛(24)이 배치된 구성이 형성된다.

또한, 가이드 롤러(54)의 수는 2개에 한정되지 않는다. 또한, 도 3에서는 연설판(28A)으로부터 이어 설치된 지지 암(56)에 가이드 롤러(54)를 지지하도록 했지만, 상기한 원판 형상의 터릿을 채용함으로써 가이드 롤러(54)의 지지 부분을 형성해도 좋다. 요는 가이드 롤러(54)도 터릿(22)의 선회와 함께 선회하는 구성이면 된다. 이것에 의해, 터릿(22)이 선회할 때에 권회 롤(34)에 권취되기 직전의 필름(12)이 에어 분출 유닛(24)에 접촉하지 않도록 할 수 있으므로 접촉에 의해 필름(12)면이 손상될 일이 없다.

이어서, 상기와 같이 구성된 필름 권취장치(10)의 작용에 대하여 설명한다.

도 5(A)에 나타내는 바와 같이 권취 위치에 있어서 제 1 권취축(32A)에 필름(12)이 권취됨과 아울러 권회 롤(34)의 표면은 에어 노즐(36)로부터 분출되는 에어에 의해 에어 압박된다. 이것에 의해, 필름(12)의 주행에 동반되는 동반 공기가 권회 롤(34)에 도입되어서 상기한 권취 고장이 발생하는 것을 방지한다.

이어서, 도시하지 않은 권취 지름 센서로부터의 검지 신호에 의해 컨트롤러(18)가 권취되는 필름(12)의 권취 지름이 만권으로 된 것을 검지하면, 컨트롤러(18)는 권취 교체 지령을 필름 권취장치(10)의 권취 구동 제어부(10A)와, 필름 권취 교체장치(16)의 권취 교체 구동 제어부(16A)에 보낸다. 예를 들면, 제 1 권취축(32A)에 필름(12)을 4000m 권취할 경우, 컨트롤러(18)는 3800m 권취했을 때의 권취 지름에서 만권이 되었다고 판단하고 권취 교체 지령을 발생시킨다.

권취 교체 지령에 의거하여 권취 구동 제어부(10A)는, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이 터릿(22)을 180도 선회해서 대기위치에 위치하고 있었던 제 2 권취축(32B)을 권취 위치로 이동시킨다. 한편, 만권된 권회 롤(34)은 대기위치로 이동하고, 필름 권취 교체장치(16)에서의 필름(12)의 권취 교체가 종료할 때까지(4000m 권취할 때까지) 필름(12)의 권취를 속행한다.

이러한 필름 권취 교체를 위한 터릿(22)의 선회에 있어서 에어 노즐(36)을 포함하는 에어 분출 유닛(24)은 터릿(22)과 일체적으로 설치되어 있기 때문에 터릿(22)의 선회와 함께 선회한다. 이것에 의해, 터릿 방식의 필름 권취장치(10)에 에어 압박 방식을 적용할 경우이여도 터릿 선회시에 에어 노즐(36)을 선회 궤도(S) 밖으로 퇴피시킬 필요가 없다. 따라서, 제 1 권취축(32A)으로의 필름 권취의 개시부터 종료까지 권회 롤(34) 표면으로의 에어 압박을 계속해서 행할 수 있다. 특히, 터릿 선회에 의한 권취 교체 개시로부터 종료까지(3800m로부터 4000m 사이)의 사이도 권회 롤(34) 표면에는 에어 노즐(36)로부터의 에어에 의한 에어 압박이 행하여지므로, 종래의 터릿식의 권취장치와 같이 권취 교체 개시 이후(즉, 권취 롤의 외주부)에 있어서 권취 고장이 발생할 일이 없다.

또한, 본 발명의 실시형태에서는 터릿(22)과 함께 선회하는 가이드 롤러(54)를 설치하였기 때문에 권회 롤(34)에 권취되기 직전의 필름(12)이 에어 분출 유닛(24)에 접촉하여 손상 등의 고장을 발생할 일이 없다.

이것을 도 5(A)부터 도 5(C)에서 설명한다. 도 5(A)의 상태로부터 터릿(22)이 90도 선회하면 도 5(B)의 상태가 된다. 도 5(B)에서 알 수 있는 바와 같이, 플렉시블 호스(38B)나 이동 수단(40)이 권취 직전의 필름(12)에 접촉하기 전에 가이드 롤러(54)가 필름(12)에 래핑해서 종동 회전한다. 그리고, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이 터릿(22)이 180도 선회하면 플렉시블 호스(38B)나 이동 수단(40)의 외측을 필름(12)이 주행하도록 주행경로를 형성한다. 이것에 의해, 터릿(22)의 선회시에 권회 롤(34)에 권취되기 직전의 필름(12)이 에어 분출 유닛(24)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 권취 교체 구동 제어부(16A)는 터릿(22)이 선회해서 권취 위치에 제 2 권취축(32B)이 이동되면 제 1 권취축(32A)에 권취되어 있는 필름(12)을 절단하고, 절단한 필름(12)의 선단부를 제 2 권취축(32B)에 부착한다. 부착과 동시에 권취 구동 제어부(10A)에 의해 제 2 권취축(32B)이 회전하고, 제 2 권취축(32B)으로의 권취가 개시된다. 이것에 의해, 주행하는 필름(12)은 제 1 권취축(32A)으로부터 제 2 권취축(32B)으로 권취 교체되어 필름(12)의 권취가 연속적으로 행하여진다.

이 권취 교체 종료와 대략 동시에 컨트롤러(18)는 제 1 권취축(32A)측의 헤더관(38C)의 개폐 밸브를 폐쇄하고, 제 2 권취축(32B)측의 헤더관(38C)을 개방한다. 이것에 의해, 제 2 권취축(32B)에 권취되는 권회 롤(34) 표면에 에어 노즐(36)로부터 에어가 분사되고, 필름(12)에 동반하는 동반 공기가 배제된다.

개폐 밸브가 스위칭되는 타이밍으로서는 빠르면 빠른수록 좋지만, 바람직하게는 권취 교체 종료로부터 3초 이내이면 권취 고장의 발생을 방지할 수 있어 문제 없다.

이와 같이, 본 실시형태의 필름 권취장치(10)에 의하면 터릿 방식의 권취장치에 에어 압박 방식을 적용할 경우이여도 터릿 선회시에 에어 노즐(36)을 퇴피시킬 필요가 없고, 권취의 개시로부터 종료까지 권회 롤(34)로의 에어 압박을 행할 수 있으므로 동반 공기를 효율적으로 배제할 수 있다. 이에 따라 권취 고장을 확실하게 방지할 수 있다.

상기 설명한 필름 권취장치(10)에서는 권취 중의 권회 롤(34)에 대하여 에어를 상향으로 분사하여 에어 압박하도록 에어 분출 유닛(24)을 배치했다. 그러나, 도 6과 같이 권회 롤(34)에 대하여 에어를 횡방향으로 분사하도록 에어 분출 유닛(24)을 배치해도 좋고, 도시하지 않지만 하향으로 분사하도록 해도 좋다. 이와 같이, 횡방향 또는 하향으로 에어를 권회 롤에 분사함으로써 권취시에 발생하는 진애가 날아 올라가기 어려워지므로 진애가 권회 롤 표면에 재부착되는 것을 억제할 수 있다.

상기 필름 권취장치(10)에서는 제막된 필름을 그대로 권취하는, 예를 들면 편광판의 보호 필름 등을 제조할 때의 권취의 예로 설명했다. 이어서, 도 7에 의해 상기와 같이 필름 권취장치(10)에 권취한 필름(12)에 더욱 도포·건조 등의 처리를 실시해서 광학 필름을 제조하는 제조방법의 일례를 설명한다. 광학 필름의 일례로서 광학 보상 필름의 예로 설명한다.

또한, 본 발명의 필름 권취장치는 상기 설명한 필름 그 자체를 편광판의 보호 필름으로서 사용할 때의 권취에 유효한 것 이외에, 이 필름에 기능성 도포액을 부여한 광학 필름의 권취에도 유효한 것은 물론이다.

여기에서는, 기능성 도포액을 부여한 광학 필름의 예로서 광학 보상 필름의 경우에 대하여 설명하지만, 광학 필름은 광학 보상 필름에 한정되지 않고, 띠 형상의 필름 상에 경화성 도포액을 도포한 후에 건조 존에서 가열풍에 의해 도포층을 건조시키고, 경화 존에서 건조시킨 도포층을 경화시키는 각종 광학 필름, 예를 들면 방현 필름, 반사 방지 필름 등의 제조방법에도 적용할 수 있다.

도 7은 광학 보상 필름의 제조장치(100)의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 미리 배향막 형성용 투명 수지층이 형성된 띠 형상의 필름(12)이 터릿식의 송출기(112)로부터 송출된다. 또한, 부호 114는 구(舊) 롤의 필름(12) 후단부와 신(新) 롤의 필름(12) 선단부를 자동 접합하는 필름 접합장치이다.

필름 접합장치(114)를 통해서 송출기(112)로부터 송출된 필름(12)은 가이드 롤러(116)에 의해 가이드되면서 하류측에 배치된 러빙 처리장치(118)에 보내지고, 러빙 롤러(120)에 의해 투명 수지층이 러빙 처리된다. 이것에 의해 배향막이 형성된다.

러빙 처리장치(118)에서는 러빙 롤러(120)가 필름(12)의 연속 반송 공정 내에 있는 2개의 반송용 롤 사이에 배치되어 있다. 그리고, 필름(12)이 회전하는 러빙 롤러(120)에 래핑되어서 반송됨으로써 연속적으로 러빙 처리된다. 이 경우, 러빙 롤러(120)는 그 회전축이 필름(12)의 반송 방향에 대하여 기울도록 배치되어도 좋다.

러빙 처리장치(118)의 하류측에는 제진기(122)가 배치되어 있고, 필름(12) 면에 부착된 먼지가 제거된다. 또한, 제진기(122)의 하류측에는 그라비어 도포장치(124)가 배치되고, 액정성 화합물을 포함하는 도포액이 필름(12)의 배향막 상에 도포된다. 액정성 화합물로서는 가교성 관능기를 갖는 액정성 디스코틱 화합물(discotic compound)이 바람직하게 사용된다.

그라비어 도포장치(124)는 그라비어 롤러(126)와, 상기 그라비어 롤러(126)의 하방에 배치되고, 액정성 화합물을 포함하는 도포액이 채워진 액받이 팬(128)을 구비하고 있다. 그라비어 롤러(126)의 약 하반부는 도포액에 침지되어 있다. 또한, 그라비어 롤러(126)의 약 10시의 위치에 블레이드(129)가 배치되어 있다. 이에 따라 그라비어 롤러(126) 면의 셀에 도포액이 공급되고, 블레이드(129)로 여분의 도포액이 긁어 떨어뜨려진 후 필름(12)의 배향막 면에 도포된다. 도포액의 도포량은 10mL/㎡ 이하인 것이 바람직하다.

상류 가이드 롤러(117) 및 하류 가이드 롤러(119)는 그라비어 롤러(126)와 대략 평행한 상태에서 배치되어 있다. 또한, 상류 가이드 롤러(117) 및 하류 가이드 롤러(119)는 그 양단부가 도시하지 않은 베어링 부재(볼 베어링 등)에 의해 회동 가능하게 지지되고, 구동기구를 갖고 있지 않은 것이 바람직하다. 그라비어 도포장치(124)는 클린룸 등의 청정한 분위기에 설치되는 것이 바람직하다. 청정도는 클래스 1000 이하가 바람직하고, 클래스 100 이하가 보다 바람직하며, 클래스 10 이하가 더욱 바람직하다.

도포장치로서는, 도 7에서는 그라비어 도포장치(124)의 예를 나타냈지만 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 딥 코팅법, 에어나이프 코팅법, 커튼 코팅법, 롤러 코팅법, 와이어바 코팅법, 마이크로그라비아법 또는 익스트루젼 코팅법 등의 방법을 적당하게 사용할 수 있다. 필름(12)의 반송 속도는 5∼200m/분이 바람직하다. 또한, 필름(12)에 형성되는 도포층의 폭은 0.5∼3m인 것이 바람직하다.

액정성 화합물을 포함하는 도포층이 형성된 필름(12)은 즉시 하류측에 형성된 초기 건조 존(130)에 의해 건조된다. 또한, 초기 건조 존(130)의 하류측에는 건조 존(132)이 형성되어 건조된 필름(12)의 도포층이 더욱 건조된다. 그리고, 건조 존(132)의 하류측에는 경화 존(136)이 형성되어 건조된 필름(12)의 도포층이 경화된다.

이 경우, 건조 존(132)과 경화 존(136) 사이에 건조 존(132)의 온도와 경화 존(136)의 온도의 어느 것보다 낮아지도록 제어된 중간 존(134)을 형성하는 것이 바람직하다. 중간 존(134)을 갖지 않고 건조 존(132)으로부터 직접 경화 존(136)으로 도포층이 반송되면 건조 존(132)에서 가열된 필름(12) 및 도포층으로부터 증발한 저분자량 화합물이 건조 존(132)보다 온도가 낮은 경화 존(136)에 있어서 결로되는 경우가 있다. 결로에 의해 석출된 석출물(결로물)이 필름(12) 이면 및 도포층 면에 부착되어서 오염된다. 또한, 경화 존(136)의 벽면 등에서 결로된 결로물이 띠 형상 필름(12) 이면 및 도포막 면에 낙하 부착되어서 오염된다. 또한, 여기에서 저분자량 화합물이란 분자량이 1000 이하인 것을 말한다.

광학 보상 필름의 제조에 있어서 이 저분자량 화합물로서는, 예를 들면 가소제로서 트리페닐·포스페이트(TPP), 비페닐·디페닐·포스페이트(BDP)가, 경막제로서 일가큐어[나가세 산교 가부시키가이샤(NAGASE & Co., Ltd.)의 일본국 등록상표] 184, 실란커플링제로서 아크로일옥시프로필트리메톡시실란 등이 있다.

그리고, 경화 존(136)을 거쳐서 제조된 광학 보상 필름(13)은 권취 텐션 제어장치(138)를 경유하고, 상기 설명한 필름 권취 교체장치(16)를 통해서 터릿식의 필름 권취장치(10)에 권취된다. 또한, 부호 138A는 댄서 롤러이다.

이와 같이, 필름(12)의 권취와, 필름(12)에 도포·건조 등의 처리를 행해서 제조한 광학 보상 필름(13)의 권취 양쪽에 본 발명의 터릿식의 필름 권취장치(10)를 사용함으로써 권취시의 권취 어긋남, 권취 주름, 스크래치(50㎛∼100㎛ 정도의 미소 손상을 포함함), 필름 중앙부의 함몰 변형, 필름 단부(통칭, 에지부)의 변형(널링부 웨이브나 신장) 등의 권취 고장이 없는 고도한 면형상 성능을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있다.

이어서, 본 실시형태의 광학 필름의 제조에 사용되는 각종 재료에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서 사용되는 디스코틱 화합물(액정성 화합물)로서는, 일본 특허 공개 평 7-267902호, 일본 특허 공개 평 7-281028호, 일본 특허 공개 평 7-306317호의 각 공보에 기재된 것을 사용할 수 있다. 이것들에 의하면, 광학이방층(액정성 화합물을 포함하는 도포층)은 디스코틱 구조단위를 갖는 화합물로 형성되는 층이다. 즉, 광학이방층은 모노머 등의 저분자량의 액정성 디스코틱 화합물층,또는 중합성의 액정성 디스코틱 화합물의 중합(경화)에 의해 얻어지는 폴리머층이다.

디스코틱(원반 형상) 화합물로서는, 예를 들면 C. Destrade들의 연구 보고, Mol. Cryst. 71권, 111쪽(1981년)에 기재되어 있는 벤젠 유도체, C. Destrade들의 연구 보고, Mol. Cryst. 122권, 141쪽(1985년), Physicslett, A, 78권, 82쪽(1990)에 기재되어 있는 트룩센 유도체, B. Kohne들의 연구 보고, Angew. Chem. 96권, 70쪽(1984년)에 기재된 시클로헥산 유도체 및 J. M. Lehn들의 연구 보고, J. Chem. Commun., 1794쪽(1985년), J. Zhang들의 연구 보고, J. Am. Chem. Soc. 116권, 2655쪽(1994년)에 기재되어 있는 아자크라운계나 페닐아세틸렌계 매크로사이클 등을 들 수 있다.

상기 디스코틱(원반 형상) 화합물은 일반적으로 이것들을 분자 중심의 모핵으로 하고, 직쇄의 알킬기나 알콕시기, 치환 벤조일옥시기 등이 그 직쇄로서 방사선 형상으로 치환된 구조이며, 액정성을 나타낸다. 상기 디스코틱(원반 형상) 화합물에는 일반적으로 디스코틱 액정이라 불리는 것이 포함된다. 단, 분자 자신이 부(負)의 1축성을 갖고, 일정한 배향을 부여할 수 있는 것이면 상기 기재에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 공보에 있어서 원반 형상 화합물로 형성했다는 것은 최종적으로 만들어진 것이 상기 화합물일 필요는 없고, 예를 들면 상기 저분자 디스코틱 액정이 열, 광 등에 의해 반응하는 기를 갖고 있고, 결과적으로 열, 광 등으로 반응에 의해 중합 또는 가교하여 고분자량화하여 액정성을 잃어버린 것도 포함된다. 또한, 디스코틱 네마틱 상(相) 또는 1축성의 기둥형상 상(相)을 형성할 수 있는 원반 형상 화합물의 적어도 1종을 함유하고, 또한 광학이방성을 갖는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 원반 형상 화합물이 트리페닐렌 유도체인 것이 바람직하다. 여기에서, 트리페닐렌 유도체가 일본 특허 공개 평 7-306317호 공보 에 기재된 (화2)로 나타내어지는 화합물인 것이 바람직하다.

배향막층의 지지체가 되는 필름(12)으로서는, TAC 등의 셀룰로오스아실레이트 필름이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 일본 특허 공개 평 9-152509호 공보에 상세하게 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다. 즉, 배향막은 셀룰로오스아실레이트 필름 상 또는 그 셀룰로오스아실레이트 필름 상에 도포된 프라이머층 상에 설치된다. 배향막은 그 위에 설치되는 액정성 디스코틱 화합물의 배향 방향을 규정하도록 기능한다. 여기에서 배향막은 광학이방층에 배향성을 부여할 수 있는 것이면 어떤 층이어도 좋다.

배향막의 바람직한 예로서는 유기 화합물(바람직하게는 폴리머)의 러빙 처리된 층, 무기 화합물의 사방 증착(oblique evaporation)층, 및 마이크로 그루브를 갖는 층, 더욱이 ω-트리코산산, 디옥타데실메틸암모늄클로라이드 및 스테아릴산 메틸 등의 랑뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett)법(LB막)에 의해 형성되는 누적막, 또는 전기장(Electrical Field) 또는 자기장(magnetic field)의 부여에 의해 유전체를 배향시킨 층을 들 수 있다.

배향막용의 유기 화합물로서는, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴산/메타크릴산 공중합체, 스티렌/말레이미드 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리(N-메티롤아크릴아미드), 스티렌/비닐톨루엔 공중합체, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 니트로셀룰로오스, 폴리염화비닐, 염소화 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산 비닐/염화비닐 공중합체, 에틸렌/아세트산 비닐 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 등의 폴리머 및 실란커플링제 등의 화합물을 들 수 있다. 바람직한 폴리머의 예로서는, 폴리이미드, 폴리스티렌, 스티렌 유도체의 폴리머, 젤라틴, 폴리비닐알코올 및 알킬기(탄소원자수 6 이상이 바람직하다)를 갖는 알킬 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다.

그 중에서도, 알킬 변성의 폴리비닐알코올은 특히 바람직하고, 액정성 디스코틱 화합물을 균일하게 배향시키는 능력이 우수하다. 이것은 배향막 면의 알킬쇄와 디스코틱 액정의 알킬 측쇄의 강한 상호작용 때문으로 추찰된다. 또한, 알킬기는 탄소원자수 6∼14가 바람직하고, 또한 -S-, -(CH₃)C(CN)- 또는 -(C₂H₅)N-CS-S-를 통해서 폴리비닐알코올에 결합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 알킬 변성 폴리비닐알코올은 말단에 알킬기를 갖는 것이며, 비누화도 80% 이상, 중합도 200 이상이 바람직하다. 또한, 상기 측쇄에 알킬기를 갖는 폴리비닐알코올은 쿠라레(주)(KURARAY Co., Ltd.) 제품의 MP103, MP203, R1130(상품명) 등의 시판품을 이용할 수 있다.

또한, 액정표시장치(LCD)의 배향막으로서 널리 사용되고 있는 폴리이미드막 (바람직하게는 불소원자 함유 폴리이미드)도 유기 배향막으로서 바람직하다. 이것은 폴리아믹산[예를 들면, 히타치 가세이(주)(Hitachi Chemical Co., Ltd.) 제품의 LQ/LX 시리즈(상품명), 닛산 카가쿠(주)(Nissan Chemical Industries, Ltd.) 제품의 SE 시리즈(상품명) 등]을 웨브(web) 면에 도포하고, 100∼300℃에서 0.5∼1시간 소성한 후 러빙함으로써 얻어진다.

또한, 셀룰로오스아실레이트 필름에 적용되는 배향막은 상기 폴리머에 반응성 기를 도입함으로써, 또는 상기 폴리머를 이소시아네이트 화합물 및 에폭시 화합물 등의 가교제와 함께 사용하고, 이것들의 폴리머를 경화시킴으로써 얻어지는 경화막인 것이 바람직하다.

배향막에 사용되는 폴리머와, 광학이방층의 액정성 화합물이 이들 층의 계면 을 통해서 화학적으로 결합되어 있는 것이 바람직하다. 배향막의 폴리머가 비닐 부분, 옥시라닐 부분 또는 아지리디닐 부분을 갖는 기이고, 적어도 1개의 히드록실기가 치환된 폴리비닐알코올로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 비닐 부분, 옥시라닐 부분 또는 아지리디닐 부분을 갖는 기가 에테르 결합, 우레탄 결합, 아세탈 결합 또는 에스테르 결합을 통해서 폴리비닐알코올 유도체의 폴리머쇄에 결합되어 있는 것이 바람직하다. 비닐 부분, 옥시라닐 부분 또는 아지리디닐 부분을 갖는 기가 방향족환을 가지지 않는 것이 바람직하다. 상기 폴리비닐알코올이 일본 특허 공개 평 9-152509호 공보에 기재된 (화22)인 것이 바람직하다.

상기 러빙 처리는 LCD의 액정 배향 처리 공정으로서 널리 채용되고 있는 처리 방법을 이용할 수 있다. 즉, 배향막의 면을 종이나 거즈, 펠트, 고무 또는 나일론, 폴리에스테르 섬유 등을 이용하여 일정 방향으로 문지름으로써 배향을 얻는 방법을 사용할 수 있다. 일반적으로는 길이 및 굵기가 균일한 섬유를 평균적으로 식모한 천 등을 이용하여 수회정도 러빙을 행함으로써 실시된다.

또한, 무기 사방 증착막의 증착 물질로서는 SiO를 대표로 하고, TiO₂, ZnO₂ 등의 금속산화물, 또는 MgF₂ 등의 불화물, Au, Al 등의 금속을 들 수 있다. 또한, 금속산화물은 고유전율의 것이라면 사방 증착 물질로서 사용할 수 있다. 또한, 상기 증착 물질의 종류는 상기에 한정되는 것은 아니다. 무기 사방 증착막은 증착장치를 이용하여 형성할 수 있다. 웨브를 고정해서 증착하거나, 또는 장척 웨브를 이동시켜서 연속적으로 증착함으로써 무기 사방 증착막을 형성할 수 있다. 배향막을 사용하지 않고 광학이방층을 배향시키는 방법으로서 웨브 상의 광학이방층을 디스코틱 액정층을 형성할 수 있는 온도로 가열하면서 전기장 또는 자기장을 부여하는 방법을 들 수 있다.

셀룰로오스아실레이트 필름 상에 광학이방층이 형성된 광학 보상 필름의 액정표시장치에의 적용방법으로서는 편광판의 한쪽에 상기 광학 보상 필름을 점착제 을 통해서 서로 붙이거나, 또는 편광소자의 한쪽에 보호 필름으로서 상기 광학 보상 필름을 접착제를 통해서 서로 붙이는 것이 바람직하다. 광학이방소자는 적어도 디스코틱 구조단위(디스코틱 액정이 바람직하다)를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디스코틱 구조단위의 원반면이 셀룰로오스아실레이트 필름면에 대하여 기울어 있고, 또한 디스코틱 구조단위의 원반면과 셀룰로오스아실레이트 필름이 이루는 각도가 광학이방층의 깊이 방향에 있어서 변화되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광학 보상 필름은 특히 투과형 액정표시장치에 바람직하게 사용된다. 투과형 액정표시장치는 액정 셀 및 그 양측에 배치된 2장의 편광판으로 이루어진다. 액정 셀은 2장의 전극 기판 사이에 액정을 담지하고 있다. 광학 보상 필름은 액정 셀과 한쪽의 편광판 사이에 1장 배치되거나, 또는 액정 셀과 양쪽의 편광판 사이에 2장 배치된다. 액정 셀의 모드는 VA(Vertical Alignment) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드, 또는 OCB(Optically Compensated Bend) 모드인 것이 바람직하다.

(실시예 1)

터릿식의 필름 권취장치에 의해 도 1의 제막 라인에서 제막한 폭 2000㎜, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 권취축에 4000m 권취함과 아울러, 3800m 권취했을 때에 터릿을 선회해서 필름의 권취 교체를 행했다.

그리고, 하기의 실험 1∼3의 권취 조건에서 필름을 권취했을 때의 권취 필름의 품질을 조사했다.

(권취 조건)

실험 1 … 에어 압박을 하지 않고 필름 권취 텐션을 높게 함으로써 권회 롤에 도입되는 동반 공기를 배제하는 종래의 필름 권취장치이며, 터릿의 선회 전 및 선회 후 모두 550(N)의 권취 텐션으로 행하였다.

실험 2 … 에어 압박에 의해 동반 공기를 배제하는 방식이지만, 에어 노즐이 터릿과 일체가 아니기 때문에 터릿 선회시에는 에어 노즐을 선회 궤도 밖으로 퇴피시킬 필요가 있다. 이 때문에, 선회 후는 권취 텐션을 높여서 동반 공기를 배제하는 종래의 필름 권취장치이다. 즉, 터릿 선회 전의 권취 텐션을 400(N)으로 하고, 선회 후의 권취 텐션을 550(N)으로 향상시켰다. 또한, 터릿 선회 전의 에어 압박 압력은 8.0(㎪)이지만, 선회 후는 에어 노즐을 퇴피시키기 위해서 0.0(㎪)으로 되었다.

실험 3 … 에어 압박에 의해 동반 공기를 배제하는 방식이며, 에어 분출 유닛을 터릿과 일체적으로 설치함으로써 터릿의 선회 전 및 선회 후 모두 에어 압박을 행할 수 있는 본 발명의 필름 권취장치이다. 즉, 터릿의 선회 전 및 선회 후 모두 권취 텐션을 400(N)으로 하고, 에어 압박 압력은 8.0(㎪)으로 했다.

(권취 필름의 품질 평가방법)

상기 실험 1, 2, 3의 권취 조건으로 권취한 각 필름에 대해서 권취 품질을 평가했다. 권취 평가의 방법으로서는 권회 롤 전체에 대해서 「권취 어긋남」, 「검은 띠」의 2항목을 육안에 의해 평가했다. 또한, 터릿의 선회 전까지의 권취(권취 길이 3800m까지의 권회 롤. 이후, 내주측이라 표기한다)와 선회 후(권취 길이 3800∼4000m까지. 이후, 외주측이라 표기한다)의 각각에 대해서 「허니콤 패턴의 함몰」, 「사각 권취」, 「에지부 웨이브」의 3항목을 육안으로 평가했다.

(평가 항목의 평가기준)

<권취 어긋남> 권회 롤의 끝면(측면)의 일치 정도나 흐트러짐을 ○, △, ×의 3레벨로 평가했다.

○ … 권회 롤 끝면의 어긋남량(최대 볼록과 최대 오목의 차)이 3㎜ 미만이며, 권취 상태가 깨끗하다.

△ … 권회 롤 끝면의 어긋남량(최대 볼록과 최대 오목의 차)이 3㎜∼10㎜이며, 권취 어긋남이 보여진다.

× … 권회 롤 끝면의 어긋남량(최대 볼록과 최대 오목의 차)이 10㎜를 초과하고 있고, 권취 상태가 나쁘다.

<검은 띠> 블록킹이라고도 불리며, 권회 롤 내의 필름층끼리가 밀착한 결과, 필름끼리가 서로 붙어서 비쳐 보이는 외관으로 되는 부분이 나타나는 권취 고장을 말한다. 이것은 권취 반경방향의 응력이 지나치게 클 경우에 악화되고, 권회 롤로의 도입 공기가 전혀 없기 때문에 지나치게 단단하게 권취된 경우에 발생한다. 검은 띠 고장에 대해서도 ○, △, ×의 3레벨로 평가했다.

○ … 권회 롤 표면의 어디에도 검은 띠가 발생되어 있지 않다.

△ … 권회 롤 표면의 일부에 검은 띠가 발생되어 있다.

× … 권회 롤 표면의 대략 전역에 검은 띠가 발생되어 있다.

<허니콤 패턴의 함몰> 권회 롤 표면에 거북의 등껍질 모양으로 보이는 함몰 변형이 발생하는 권취 고장이며, 권회 롤에 도입된 동반 공기가 시간의 경과에 의해 빠짐으로써 권회 롤 표면이 함몰됨으로써 발생한다. 허니콤 패턴의 함몰 고장에 대해서도 ○, △, ×의 3레벨로 평가했다.

○ … 권회 롤 표면의 어디에도 허니콤 패턴의 함몰이 발생되어 있지 않다.

△ … 권회 롤 표면의 일부에 약한 허니콤 패턴의 함몰이 발생되어 있다.

× … 권회 롤 표면의 광범위에 강한 허니콤 패턴의 함몰이 발생되어 있다.

<사각 권취> 권회 롤의 지름방향 단면이 깨끗한 원형으로 되지 않고, 여기저기에 네모진 변형 개소가 보여지는 권취 고장을 말하고, ○, △, ×의 3레벨로 평가했다.

○ … 권회 롤의 지름방향 단면이 깨끗한 원형이며, 사각 권취가 발생되어 있지 않다.

△ … 권회 롤의 지름방향 단면의 일부에 약한 사각 권취가 발생되어 있다.

× … 권회 롤의 지름방향 단면의 광범위에 강한 사각 권취가 발생되어 있다.

<에지 신장> 「에지부 웨이브」이라고도 부르고, 필름 폭방향 양단부의 널링되어 있는 부근이 물결친 상태로 되는 권취 고장을 말한다. 권취 텐션이 지나치게 높으면 발생하기 쉽고, ○, △, ×의 3레벨로 평가했다.

○ … 권회 롤 표면의 양단부에 에지 신장 발생되어 있지 않다.

△ … 권회 롤 표면의 양단부에 약한 에지 신장이 발생되어 있다.

× … 권회 롤 표면의 양단부에 강한 에지 신장이 발생되어 있다.

(시험 결과)

그 결과, 종래의 필름 권취장치를 사용한 실험 1은 권회 롤의 「권취 어긋남」 및 「검은 띠」는 ○의 평가이었다. 그러나, 권회 롤의 내주측 「허니콤 패턴의 함몰」 「사각 권취」 「에지 신장」은 모두 △의 평가임과 아울러 외주측은 모두 ×의 평가이었다.

또한, 종래의 에어 압박형의 필름 권취장치를 사용한 실험 2는 권회 롤의 「권취 어긋남」이 △의 평가이며, 「검은 띠」는 ○의 평가이었다. 또한 권회 롤의 내주측 「허니콤 패턴의 함몰」 「사각 권취」 「에지 신장」은 모두 ○의 평가이었다. 그러나, 에어 압박을 행하지 않고 권취 텐션을 높임으로써 동반 공기 배제에 대처한 권회 롤의 외주측은 「허니콤 패턴의 함몰」 「사각 권취」가 ×의 평가이며, 「에지 신장」이 △의 평가이었다.

이에 대하여 본 발명의 에어 압박형의 필름 권취장치를 사용한 실험 3은 권회 롤의 「권취 어긋남」 및 「검은 띠」의 평가가 ○이었다. 또한 권회 롤의 내주측 및 외주측 모두 「허니콤 패턴의 함몰」 「사각 권취」 「에지 신장」이 모두 ○의 평가이었다.

10 … 필름 권취장치 12…필름
14…제막 라인 16…필름 권취 교체장치
18…컨트롤러 20…가대
22…터릿 24…에어 분출 유닛
26…선회축 28…암 판
30…보스 32…권취축
32A…제 1 권취축 32B…제 2 권취축
34…권회 롤 36…에어 노즐
36A…분출구 38…에어 도입 라인
38A…에어 도입구 38B…플렉시블 호스
38C…헤더관 38D…로터리 조인트
40…이동 수단 42…에어 배관
44…LM(Linear Motion) 레일 46…LM 블록

Claims (14)

1. 필름을 권취축에 권취하여 권회 롤을 형성하는 필름 권취장치로서 상기 권취축이 복수개 설치된 터릿을 선회축을 중심으로 선회시킴으로써 상기 권회 롤을 권취 위치로부터 이동시키고, 이어서 권취하는 권취축을 상기 권취 위치로 이동시키는 필름 권취장치에 있어서:
   상기 권회 롤의 표면에 에어를 분사하고, 분사된 에어에 의해 상기 권취된 필름을 상기 표면에 압박하는 에어 노즐과,
   중공으로 형성된 상기 선회축을 통해서 에어를 상기 에어 노즐에 도입하는 에어 도입 라인과,
   상기 에어 노즐의 분출구와 상기 권회 롤 표면의 거리를 소정의 범위로 유지하면서 상기 권회 롤의 권취 지름의 변화에 추종해서 상기 에어 노즐을 이동시키는 이동 수단을 구비한 에어 분출 유닛을 구비하고;
   상기 에어 분출 유닛이 상기 권취축마다 상기 터릿과 일체적으로 설치되어 있고, 상기 에어 분출 유닛이 상기 터릿의 선회와 함께 선회하도록 구성된 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어 분출 유닛은 상기 터릿의 선회 궤도 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 선회축에 설치된 로터리 조인트로서 상기 터릿의 외부에 설치된 에어 원까지의 에어 배관과 상기 선회축을 회동 가능하게 연결시키는 로터리 조인트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 터릿의 선회시에 터릿과 함께 선회해서 상기 권회 롤에 권취되는 필름이 래핑되는 가이드 롤러가 설치됨과 아울러,
   상기 가이드 롤러에 래핑된 필름의 주행경로 내에 상기 에어 분출 유닛이 배치되는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 수단은 상기 에어 노즐의 분출구와 상기 권회 롤 표면의 거리가 2∼15㎜를 유지하면서 상기 에어 노즐을 이동시키는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 에어 도입 라인은 상기 선회축으로부터 상기 에어 노즐마다 설치된 헤더관으로 분기됨과 아울러,
   상기 헤더관으로부터 복수개의 플렉시블 호스를 통해서 상기 에어를 상기 에어 노즐의 폭방향으로 균등하게 도입하는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 각 헤더관에 설치된 스위칭 수단으로서 선회축으로부터 각 에어 노즐로의 에어의 스위칭을 3초 이내에 스위칭할 수 있는 스위칭 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 수단은 구동부의 진애가 상기 필름 상에 낙하되지 않도록 상기 에어 노즐 폭방향의 양단부 위치에 1쌍 설치되는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 수단의 구동부에는 커버가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름의 폭은 2000㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 필름 권취장치.
11. 필름을 제막하는 제막 공정과,
    상기 제막된 필름을 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 필름 권취장치로 권취하는 필름 권취 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 필름의 제조방법.
12. 광학 필름을 제조하는 필름을 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 필름 권취장치로 권취하는 필름 권취 공정과,
    상기 권취한 필름을 되감아서 광학용 도포액을 도포하는 도포 공정과,
    상기 도포된 도포층을 건조하는 건조 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제조된 광학 필름을 상기 필름 권취장치로 권취하는 제품 필름 권취 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광학 필름은 액정표시장치의 편광판 보호 필름, 광학 보상 필름, 반사 방지 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조방법.

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