KR101990181B1 - 광경화성 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

광경화성 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

광경화성 수지 필름을 가열하여 광경화성 수지층의 경도를 높이는 가열로를 갖는 광경화성 수지 필름의 제조 장치가 제공된다. 가열로는, 광경화성 수지 필름에 원적외선을 조사함으로써 광경화성 수지 필름을 가열하는 원적외선 히터를 갖는다.

Description

광경화성 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING AND DEVICE FOR PRODUCING PHOTOCURABLE RESIN FILM}
본 발명은, 광경화성 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2013년 6월 25일에 일본에서 출원된 일본 특허 출원 제2013-132686호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 광경화성 수지 필름으로서는, 액상의 광경화성 수지 조성물을 한 쌍의 기재 필름에 의해 끼워 넣어 구성된 적층 필름을 갖고, 광경화성 수지 조성물을 자외선 조사에 의해 경화시킨 구조인 것이 있다(예를 들어 특허문헌 1을 참조).
경화성 수지를 포함하는 필름의 제조 장치로서는, 필름을 가열하여 수지를 경화시키는 열풍식 가열로, 오븐 등을 사용한 장치가 있다(예를 들어 특허문헌 2를 참조).
일본 특허 공개 제2006-306081호 공보 일본 특허 공개 제2009-197102호 공보
상술한 광경화성 수지 조성물을 광경화시킨 후, 경화를 더욱 진행시키기 위해 당해 광경화성 수지 필름을 가열하는 경우에는, 열풍식 가열로 등을 사용한 제조 장치를 사용할 수 있지만, 이 제조 장치는, 수지 조성물을 경화시키는 데 장시간을 필요로 하기 때문에 생산 효율 면에서 문제가 있다.
가열 온도를 높이면 생산 효율의 문제는 개선할 수 있지만, 그 경우에는 필름의 변형이나 열분해가 우려된다.
본 발명은 상술한 사정을 감안한 것으로서, 광경화성 수지 필름의 광경화성 수지 조성물의 경화를 더욱 진행시키기 위해 이것을 가열하는 경우에, 생산 효율을 저하시키지 않고, 또한 필름의 변형이나 열분해를 방지할 수 있는 광경화성 수지 필름의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 이하의 [1] 내지 [7]에 관한 것이다.
[1] 액상의 광경화성 수지 조성물을 포함하는 광경화성 수지층을 한 쌍의 기재 필름에 의해 끼워 넣어 이루어지는 띠 형상의 적층 필름에 광을 조사해서 상기 광경화성 수지층을 경화시켜서 얻은 광경화성 수지 필름을 가열하여 상기 광경화성 수지층의 경도를 높이는 가열로를 갖고, 상기 가열로는, 상기 광경화성 수지 필름에 원적외선을 조사함으로써 상기 광경화성 수지 필름을 가열하는 하나 또는 복수의 원적외선 조사 수단을 갖는 광경화성 수지 필름의 제조 장치.
[2] 상기 원적외선 조사 수단은, 상기 가열로 내에 도입된 상기 광경화성 수지 필름에 대면하도록 설치된 평판 형상의 원적외선 히터를 갖는 상기 [1]에 기재된 광경화성 수지 필름의 제조 장치.
[3] 상기 광경화성 수지 필름을 그 길이 방향으로 이송하는 이송 수단을 더 갖고, 상기 원적외선 조사 수단은, 상기 이송 수단에 의해 이송되는 상기 광경화성 수지 필름에 상기 원적외선을 조사하는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 광경화성 수지 필름의 제조 장치.
[4] 상기 복수의 원적외선 조사 수단은, 상기 광경화성 수지 필름의 이송 방향을 따라서 나란히 설치되고, 또한 서로 독립적으로 원적외선의 조사량을 설정할 수 있는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 수지 필름의 제조 장치.
[5] 상기 광경화성 수지 필름의 적어도 한쪽 측연부는, 상기 한 쌍의 기재 필름만을 적층하여 구성되어 있는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 수지 필름의 제조 장치.
[6] 상기 광경화성 수지 조성물은, 다가 알릴에스테르 수지인 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 수지 필름의 제조 장치.
[7] 액상의 광경화성 수지 조성물을 포함하는 광경화성 수지층을 한 쌍의 기재 필름에 의해 끼워 넣어 이루어지는 띠 형상의 적층 필름에 광을 조사하여 상기 광경화성 수지층을 경화시켜서 얻은 광경화성 수지 필름을, 원적외선 조사 수단을 갖는 가열로에 도입하고, 상기 원적외선 조사 수단에 의해 상기 광경화성 수지 필름에 원적외선을 조사하여 상기 광경화성 수지 필름을 가열하는 광경화성 수지 필름의 제조 방법.
광은, 예를 들어 자외선이다.
본 발명의 형태에 의하면, 원적외선 조사 수단을 갖는 가열로를 사용하므로, 광경화성 수지층을 기재 필름 사이에 끼워 넣은 적층 구조의 광경화성 수지 필름을 대상으로 함에도 불구하고, 광경화성 수지층에 대한 가열 효율을 향상시켜, 광경화성 수지층의 경도를 높일 수 있다.
가열 온도를 높게 할 필요가 없기 때문에, 필름의 변형이나 열분해를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광경화성 수지 필름의 제조 장치의 가열로를 도시하는 개략도이다.
도 2는 가열로를 광경화성 수지 필름의 이송 방향에서 본 단면 개략도이다.
도 3은 광경화성 수지 필름의 제조 장치의 전체를 도시하는 개략도이다.
도 4는 가열로에 사용되는 원적외선 히터의 평면도 및 원적외선 히터의 측면도이다.
도 5는 발열체를 도시하는 사시도이다.
도 6은 광경화성 수지 필름의 일례를 도시하는 개략 사시도이다.
도 7은 가열로 내의 광경화성 수지 필름의 온도에 관한 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 6은 광경화성 수지 필름의 일례를 도시하는 것으로, 여기에 나타내는 광경화성 수지 필름(1)은, 액상의 광경화성 수지 조성물을 포함하는 필름 형상의 광경화성 수지층(2)을 한 쌍의 기재 필름(3, 4)에 의해 끼워 넣어 이루어지는 띠 형상체이다.
광경화성 수지 필름(1)은, 한 쌍의 기재 필름(3, 4)의 폭 치수가, 광경화성 수지층(2)의 폭 치수보다도 크게 설정되어 있고, 기재 필름(3, 4)의 측연부 사이에는, 광경화성 수지층(2)은 형성되어 있지 않다. 즉, 광경화성 수지 필름(1)의 양측연부는, 한 쌍의 기재 필름(3, 4)만을 서로 적층한 귀부(5)로 되어 있다.
또한, 광경화성 수지 필름(1)은, 한쪽 측연부만이 한 쌍의 기재 필름(3, 4)만을 적층하여 구성되어 있어도 된다.
본 실시 형태에 있어서의 광경화성 수지 조성물로서는, 광(자외선, 가시광) 및 전자선 등의 활성 에너지선에 의해 경화 반응(중합 반응)이 진행되는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 광경화성 수지 조성물은 중합성 수지 성분에 광중합성 개시제를 배합한 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 광경화성 수지 조성물로서는, 광중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 복수개 갖는 화합물이 바람직하다. 광경화성 수지 조성물의 예로서는, (1) 다가 알릴에스테르 수지, (2) 다가 비닐에스테르 수지, (3) 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 수지, (4) 바구니형 실록산-(메트)아크릴레이트 수지 조성물, 등을 들 수 있다.
(1) 다가 알릴에스테르 수지는, 다가 알릴에스테르 화합물과 광중합 개시제를 포함하는 조성물이다. 다가 알릴에스테르 화합물은, 다가 카르복실산의 알릴에스테르 단량체와 2 내지 6개의 수산기를 갖는 탄소수 2 내지 20의 다가 알코올과의에스테르 교환 반응에 의해 제조된다.
다가 카르복실산의 알릴에스테르 단량체의 구체예로서는, 프탈산 디알릴, 이소프탈산 디알릴, 테레프탈산 디알릴, 2,6-나프탈렌디카르복실산 디알릴, 1,2-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 1,3-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 1,4-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 엔도메틸렌테트라히드로프탈산 디알릴, 메틸테트라히드로프탈산 디알릴, 아디프산 디알릴, 숙신산 디알릴, 말레산 디알릴 등을 들 수 있다. 이들 알릴에스테르 단량체는, 필요에 따라 2종 이상 사용할 수도 있고, 또한, 상술한 구체예에 한정되는 것은 아니다.
탄소수 2 내지 20의 다가 알코올의 구체예 중, 2가의 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 비스페놀-A의 에틸렌옥시드 부가물, 비스페놀-A의 프로필렌옥시드 부가물, 2,2-[4-(2-히드록시에톡시)-3,5-디브로모페닐]프로판 등을 들 수 있다.
또한, 3가 이상의 다가 알코올의 구체예로서는, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등을 들 수 있다. 이들의 다가 알코올의 2종 이상 혼합물이어도 된다. 또한, 상술한 구체예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 다가 알릴에스테르 화합물은 라디칼 중합성이며, 열이나 자외선, 전자선 등에 의해 중합시킬 수 있다. 또한, 다른 라디칼 중합성 화합물과 공중합할 수도 있다.
다가 알릴에스테르 화합물과 공중합시키는 라디칼 중합성 화합물은, 다가 알릴에스테르 화합물과 공중합하는 화합물이라면 특별히 제한은 없다. 그 구체예로서는, 디알릴프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트, 디알릴테레프탈레이트, 알릴벤조에이트, α-나프토산 알릴, β-나프토산 알릴, 2-페닐벤조산 알릴, 3-페닐벤조산 알릴, 4-페닐벤조산 알릴, o-클로로벤조산 알릴, m-클로로벤조산 알릴, p-클로로벤조산 알릴, o-브로모벤조산 알릴, m-브로모벤조산 알릴, p-브로모벤조산 알릴, 2,6-디클로로벤조산 알릴, 2,4-디클로로벤조산 알릴, 2,4,6-트리브로모벤조산 알릴, 1,4-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 1,3-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 1,2-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 1-시클로헥센-1,2-디카르복실산 디알릴, 3-메틸-1,2-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 4-메틸-1,2-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 엔딕산 디알릴, 클로렌드산 디알릴, 3,6-메틸렌-1,2-시클로헥산디카르복실산 디알릴, 트리멜리트산 트리알릴, 피로멜리트산 테트라알릴, 디펜산 디알릴 등, 숙신산 디알릴, 아디프산 디알릴 등의 알릴에스테르류, 디벤질말레에이트, 디벤질푸마레이트, 디페닐말레에이트, 디페닐푸마레이트, 디부틸말레에이트, 디부틸푸마레이트, 디메톡시에틸말레에이트, 디메톡시에틸푸마레이트 등의 말레산 디에스테르/푸마르산 디에스테르류, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, i-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 에톡시화 시클로헥산 디메탄올디메타크릴레이트, 아다만틸(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산 에스테르류; 스티렌, α-메틸스티렌, 메톡시스티렌, 디비닐벤젠 등의 방향족 비닐 화합물; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 피발산 비닐, 스테아르산 비닐, 카프로산 비닐 등의 지방족 카르복실산의 비닐에스테르; 시클로헥산카르복실산 비닐에스테르 등의 지환식 비닐에스테르; 벤조산 비닐에스테르, t-부틸벤조산 비닐에스테르 등의 방향족 비닐에스테르, 디알릴카르보네이트, 디에틸렌글리콜비스알릴카보네이트, PPG사 제조 상품명 CR-39로 대표되는 폴리에틸렌글리콜비스(알릴)카르보네이트 수지 등의 알릴카르보네이트 화합물, 분자 내에 반응성이 상이한 중합성 이중 결합을 갖는 (메트)아크릴산 알릴, (메트)아크릴산 비닐이나 말레산 디알릴 등의 화합물, 이소시아누르산 트리알릴이나 시아누르산 트리알릴 등의 질소 함유 다관능 알릴 화합물, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등 올리고 아크릴레이트류 등을 들 수 있다.
단, 이들 라디칼 중합성 화합물은 어디까지나 예시이고, 상기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 라디칼 중합성 화합물은, 목적으로 하는 물성을 얻기 위해서 2종 이상 병용해도 된다.
(2) 다가 비닐에스테르 수지로서는, 상기 다가 알릴에스테르의 알릴기를 비닐기로 치환한 것을 들 수 있다.
(3) 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 수지로서는, 폴리이소시아네이트계 화합물과 수산기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물을, 필요에 따라 디부틸틴디라우레이트 등의 촉매를 사용하여 반응시켜서 얻어진 물질을 들 수 있다. 폴리이소시아네이트계 화합물로서는 이소포론디이소시아네이트, 트리시클로데칸디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트, 1,3-디이소시아나토시클로헥산, 1,4-디이소시아나토시클로헥산, 수소 첨가화 크실릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가화 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트계 화합물 등이 예시된다. 수산기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 구체예로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-(메트)아크릴로일옥시프로필(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
(4) 바구니형 실록산-(메트)아크릴레이트 수지 조성물로서는, 일본 특허 공개 제2010-195986호 공보에 기재된 수지 조성물을 들 수 있다.
한편, 각 기재 필름(3, 4)은, 자외선을 투과 가능한 광투과성 수지를 포함하는 필름이다. 구체적인 기재 필름(3, 4)의 재료로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 들 수 있다. 또한, 기재 필름(3)과 기재 필름(4)의 재질은 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한 하드 코팅층이나 반사 방지층을 본 발명의 광경화성 수지의 경화물 필름에 전사하는 기능을 갖고 있어도 된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태에 따른 광경화성 수지 필름의 제조 장치(10)는, 액상의 광경화성 수지 조성물을 포함하는 광경화성 수지층(2)을 한 쌍의 기재 필름(3, 4)에 의해 끼워 넣어 띠 형상의 광경화성 수지 필름(1)으로 하는 제1 가공부(6)와, 광경화성 수지 필름(1)을 가열하여 광경화성 수지층(2)의 경도를 높이는 제2 가공부(7)(가열부)를 구비하고 있다.
제1 가공부(6)는, 적층 필름을 그 길이 방향으로 이송하면서, 적층 필름에 자외선을 조사하는 것으로서, 2개의 기재 롤(11, 12), 도포 시공부(13), 라미네이트부(14), 자외선 조사부(15), 권취 롤(16)을 구비하고 있다.
기재 롤(11)은 기재 필름(3)을 공급하고, 기재 롤(12)은 기재 필름(4)을 공급한다.
도포 시공부(13)는, 한쪽 기재 롤(11)로부터 풀어내진 기재 필름(3)(한쪽 기재 필름(3)) 상에 액상의 광경화성 수지 조성물을 도포 시공하여, 광경화성 수지 조성물을 포함하는 필름 형상의 광경화성 수지층(2)(도 6 참조)을 형성한다.
도포 시공부(13)는, 도시하지 않은 모터에 의해 구동 회전하여 한쪽 기재 필름(3)을 그 길이 방향으로 이송하는 백업 롤(21)과, 백업 롤(21)의 외주면에 걸어 감아진 한쪽 기재 필름(3) 상에 광경화성 수지 조성물을 도포 시공하는 슬릿 다이(22)를 구비하고 있다.
라미네이트부(14)는, 도포 시공부(13)를 통과한 한쪽 기재 필름(3)과, 다른 쪽 기재 롤(12)로부터 풀어내진 기재 필름(4)(다른 쪽 기재 필름(4))에 의해, 광경화성 수지층(2)을 끼워 넣어, 적층 필름(도 6 참조)으로 한다.
라미네이트부(14)는, 기재 필름(3, 4) 및 광경화성 수지층(2)을 끼워 넣는 한 쌍의 롤(14a, 14b)에 의해 구성되어 있다.
자외선 조사부(15)는, 이송되는 적층 필름에 자외선 R1을 조사하여, 광경화성 수지층(2)을 경화시켜 광경화성 수지 필름(1)으로 한다. 자외선 조사부(15)는, 라미네이트부(14)보다도 적층 필름의 이송 방향의 하류측에 배치되어 있다. 구체적인 자외선 조사부(15)로서는, 예를 들어 아크 방전을 이용한 램프(메탈할라이드 램프, 크세논 램프, 수은등 등), 글로우 방전을 이용한 램프(네온등 등) 등을 들 수 있다.
권취 롤(16)은 도시하지 않은 모터 등에 의해 구동 회전하여 자외선 조사부(15)를 통과한 후의 광경화성 수지 필름(1)을 권취한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 제2 가공부(7)는, 광경화성 수지 필름(1)을 그 길이 방향으로 이송하면서, 광경화성 수지 필름(1)에 원적외선을 조사하여 광경화성 수지 필름(1)을 가열함으로써, 광경화성 수지층(2)을 더욱 경화시킨다.
제2 가공부(7)는, 광경화성 수지 필름(1)을 공급하는 공급 롤(31), 광경화성 수지 필름(1)을 가열하는 가열로(32), 광경화성 수지 필름(1)을 권취하는 권취 롤(33)(도 3 참조)을 구비하고 있다.
가열로(32)는, 연속식 가열로이고, 광경화성 수지 필름(1)이 도입되는 로 본체(34)와, 로 본체(34) 내에서 광경화성 수지 필름(1)을 이송하는 하나 또는 복수의 이송 롤러(35)와, 로 본체(34) 내의 광경화성 수지 필름(1)을 가열하는 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)(원적외선 조사 수단)를 갖는다.
도 4는 원적외선 히터(36)를 도시하는 도면이고, 도 4의 (a)는 원적외선 히터의 평면도이며, 도 4의 (b)는 원적외선 히터의 측면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 원적외선 히터(36)는, 예를 들어 평판 형상으로 형성되어 있다.
원적외선 히터(36)는, 알루미늄 합금, 스테인리스 강 등을 포함하는 직사각형의 금속 박판(37)과, 이 금속 박판(37)의 길이 방향 양단부면(37a, 37a) 사이에 관통하는 관통 구멍(38)에 삽입 관통하는 발열체(39)를 갖는다.
금속 박판(37)의 외면에는, 원적외선 방사층(40)이 형성되어 있다.
원적외선 방사층(40)의 재료로서는, 원적외선 방사 재료, 예를 들어 실리카(SiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화 티타늄(TiO2), 알루미나(Al2O3), 베릴리아(BeO2), 코디에라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2) 등의 II 내지 IV족의 금속 산화물 세라믹스, 산화철(Fe2O3), 산화 크롬(Cr2O3), 산화 니켈(NiO), 산화 코발트(CoO) 등의 II 내지 VIII족의 금속 산화물 세라믹스, 탄화 규소(SiC) 등의 비산화물 세라믹스 및 그들의 혼합물 등이 적절하게 사용된다.
원적외선 방사층(40)에는, 원적외선 방사 재료를 주성분으로 하는 분체가 합성 수지, 유리 등의 결합제에 의해 결합된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
원적외선 방사층(40)의 두께는, 예를 들어 10 내지 100㎛이다. 원적외선 방사층(40)은 디핑법 등에 의해 형성할 수 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 발열체(39)는, 바닥이 있는 원통 형상의 금속제의 카트리지(41) 내에 그 내경 치수보다도 작은 외경을 갖는 나선 형상의 저항 발열체(42)가 수납된 구조를 갖는다.
저항 발열체(42)의 단부(42a, 42b)는, 도시하지 않은 전원(외부 에너지원)에 접속되어 있다.
저항 발열체(42)로의 통전에 의해 발열체(39)가 발열되고, 금속 박판(37)이 고온으로 되면, 원적외선 방사층(40)이 가열된다. 이에 의해, 원적외선 방사층(40)은 원적외선을 방출한다. 원적외선은, 파장이 예를 들어 4 내지 1000㎛인 전자파이다.
도시한 예에서는, 발열체(39)는 3개의 관통 구멍(38(38a, 38b, 38c)) 중 측연부(37b, 37b)에 가까운 관통 구멍(38a, 38c)에 삽입된다. 중앙의 관통 구멍(38b)에는, 온도 조절용 공기를 도입할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 원적외선 히터(36)는, 로 본체(34) 내에서 이송되는 광경화성 수지 필름(1)에 대면하는 위치에 설치된다.
구체적으로는, 로 본체(34) 내에는, 수평 배치된 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)를 포함하는 상면측 히터(43)와, 수평 배치된 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)를 포함하는 하면측 히터(44)가 설치되고, 이들 사이에 광경화성 수지 필름(1)이 이송되는 이송 공간(45)이 확보되어 있다.
도 1에 도시하는 예에서는, 상면측 히터(43)는 하나 또는 복수의 히터 블록을 포함한다. 도시한 예의 상면측 히터(43)는 4개의 히터 블록(43A 내지 43D)을 갖는다. 히터 블록(43A 내지 43D)은, 이 순서로 입구(34a)로부터 출구(34b)에 걸쳐서 배열되어 있다.
히터 블록(43A 내지 43D)은, 예를 들어 서로 동일한 길이 치수 및 면적을 갖는다. 이로 인해, 히터 블록(43A)은, 상면측 히터(43) 중 길이 방향의 약 4분의 1의 부분을 구성하고, 다른 히터 블록(43B 내지 43D)도, 각각 상면측 히터(43) 중 길이 방향의 약 4분의 1의 부분을 구성한다.
히터 블록(43A 내지 43D)은, 각각 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)를 포함한다.
도시한 예에서는, 히터 블록(43A 내지 43D)은, 각각 복수의 히터 유닛(46)을 포함한다. 히터 유닛(46)은 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)에 의해 구성된다.
하면측 히터(44)는, 하나 또는 복수의 히터 블록을 포함한다. 도시한 예의 하면측 히터(44)는 4개의 히터 블록(44A 내지 44D)을 갖는다. 히터 블록(44A 내지 44D)은, 이 순서로 입구(34a)로부터 출구(34b)에 걸쳐서 배열되어 있다.
히터 블록(44A 내지 44D)은 서로 동일한 길이 치수 및 면적을 갖는다. 이로 인해, 히터 블록(44A)은, 하면측 히터(44) 중 길이 방향의 약 4분의 1의 부분을 구성하고, 히터 블록(44B 내지 44D)도, 각각 하면측 히터(44) 중 길이 방향의 약 4분의 1의 부분을 구성한다.
히터 블록(44A 내지 44D)은, 각각 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)를 포함한다.
도시한 예에서는, 히터 블록(44A 내지 44D)은, 각각 복수의 히터 유닛(47)을 포함한다. 히터 유닛(47)은 하나 또는 복수의 원적외선 히터(36)에 의해 구성된다.
히터 블록(43A 내지 43D) 및 히터 블록(44A 내지 44D)은, 원적외선 히터(36)의 발열체(39)로의 공급 전력의 조정에 의해, 각각 독립적으로 원적외선의 조사량을 설정 가능한 것이 바람직하다.
또한, 각 히터 블록을 구성하는 복수의 원적외선 히터(36)는, 각각 독립적으로 원적외선의 조사량을 설정 가능한 것이 바람직하다.
이로 인해, 상면측 히터(43) 및 하면측 히터(44)는, 이송 방향 D1의 영역마다 독립적으로 가열 온도의 설정을 할 수 있다. 예를 들어, 히터 블록(43A 내지 44D)마다, 또는 히터 유닛(46, 47)마다 독립적으로 가열 온도의 설정을 할 수 있다. 히터 유닛(46, 47)이 복수의 원적외선 히터(36)를 포함하는 경우에는, 그 원적외선 히터(36)마다 독립적으로 가열 온도의 설정을 할 수 있다.
원적외선 히터(36)는, 관통 구멍(38)이 광경화성 수지 필름(1)의 이송 방향 D1(도 4의 상하 방향)에 대하여 수직인 방향으로 되도록 설치할 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 이송 롤러(35)는 광경화성 수지 필름(1)을 이송 이동시키는 기능을 갖는다. 이송 롤러(35)는 축부(35a)와, 축부(35a)보다 외경이 큰 이송부(35b)를 갖고, 축부(35a)를 중심으로 하여 회전함으로써, 이송부(35b) 상에 적재된 광경화성 수지 필름(1)을 이송할 수 있다.
이송 롤러(35)는, 축부(35a)를 광경화성 수지 필름(1)의 이송 방향(도 2의 지면에 수직인 방향)에 대하여 수직을 향하여 수평하게 설치되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 이송 롤러(35)는, 광경화성 수지 필름(1)의 이송 방향(도 1의 우측 방향)으로 간격을 두고 설치할 수 있다.
권취 롤(33)은 도시하지 않은 모터 등에 의해 구동 회전하여 광경화성 수지 필름(1)을 권취한다. 권취 롤(33)은 광경화성 수지 필름(1)을 그 길이 방향으로 이송하는 이송 수단을 구성하고 있다.
이어서, 이상과 같이 구성되는 제조 장치(10)를 사용한 광경화성 수지 필름의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 가공부(6)의 도포 시공부(13)에 있어서 한쪽 기재 필름(3)의 한쪽 면에 액상의 광경화성 수지 조성물을 도포 시공한다(도포 시공 공정).
이어서, 라미네이트부(14)에 있어서, 도포 시공부(13)를 통과한 한쪽 기재 필름(3)과, 다른 쪽 기재 롤(12)로부터 풀어내진 다른 쪽 기재 필름(4)에 의해 광경화성 수지층(2)을 끼워 넣어 적층 필름으로 한다(라미네이트 공정).
이어서, 자외선 조사부(15)에 의해 이송되는 적층 필름에 대하여 자외선 R1을 조사하여 광경화성 수지층(2)의 중합 반응을 진행시키고 광경화성 수지층(2)을 경화시켜, 광경화성 수지 필름(1)을 얻는다(자외선 조사 공정).
이때, 광경화성 수지층(2)은, 중합 반응이 완전히 진행되지는 않고, 미반응물이 남는 반경화 상태이면 된다. 광경화성 수지층(2)은 겔상 내지 고체 상태 중 어느 한 형태(예를 들어 겔상 내지 반고체 형상)가 되는 것이 바람직하다.
자외선 조사 공정을 거친 광경화성 수지 필름(1)은 권취 롤(16)에 권취된다. 권취 롤(16)은 그대로 공급 롤(31)로서 사용된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 광경화성 수지 필름(1)을 공급 롤(31)로부터 로 본체(34)에 도입한다. 광경화성 수지 필름(1)은, 이송 롤러(35)에 의해, 상면측 히터(43)와 하면측 히터(44) 사이의 이송 공간(45)을 수평면을 따라 입구(34a)로부터 출구(34b)를 향하여 이송된다.
이때, 상면측 히터(43) 및 하면측 히터(44)를 구성하는 원적외선 히터(36)의 저항 발열체(42)로의 통전에 의해 발열체(39)를 발열시키고, 금속 박판(37)을 고온으로 하여, 원적외선 방사층(40)을 가열한다. 이에 의해, 원적외선 방사층(40)은 원적외선을 방출한다(도 4 참조).
원적외선 히터(36)로부터의 원적외선은, 대면하는 광경화성 수지 필름(1)에 방사된다. 원적외선에 의해, 광경화성 수지층(2)의 중합 반응은 더욱 진행되고, 광경화성 수지층(2)의 경도가 높아진다(열경화 공정).
이에 의해, 광경화성 수지층(2)의 경도가 높아진 광경화성 수지 필름(1)을 얻는다.
가열로(32) 내는, 공기 분위기여도 되고, 질소 가스 분위기여도 된다. 질소 가스 분위기로 하면, 광경화성 수지층(2) 내의 중합 개시제가 공기에 접촉하여 소비됨으로써 광경화성 수지층(2)의 중합 반응이 불충분해지는 사태를 피할 수 있다.
도 7은 열경화 공정에서의 가열로(32) 내의 온도의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 횡축은 광경화성 수지 필름(1)의 이송 과정에 있어서의 온도 변화이며, 가열로(32) 내의 이송 방향의 위치를 나타낸다. 종축은 온도를 나타낸다.
실선은 광경화성 수지 필름(1)의 온도 변화를 나타낸다(시험 1). 파선은 광경화성 수지 필름(1)대신에 기재 필름(3)만을 가열로(32)에 도입한 경우의 기재 필름(3)의 온도 변화를 나타낸다(시험 2).
2점 쇄선은 상면측 히터(43) 및 하면측 히터(44)의 설정 온도를 나타낸다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 가열로(32)에서는, 히터 블록(43A 내지 44D)마다(상세하게는 히터 유닛(47)마다) 온도를 설정함으로써, 가열로(32) 내의 이송 방향의 광경화성 수지 필름(1)의 온도 분포를 조정할 수 있다.
도시한 예에서는, 가열로(32)의 길이 방향의 거의 중앙 위치에 피크가 있는 온도 분포로 되어 있다(시험 1).
또한, 시험 1과 시험 2의 비교에 의해, 광경화성 수지 필름(1)의 온도는, 광경화성 수지층(2)의 중합 반응의 반응열에 의해 높게 되어 있음을 알 수 있다.
원적외선 히터(36)의 원적외선 조사량은, 이 광경화성 수지층(2)의 중합 반응의 반응열을 고려하여 정하는 것이 바람직하다.
광경화성 수지 필름(1)의 최고 온도는, 165 내지 180℃(바람직하게는 170 내지 175℃)가 적합하다.
이에 의해, 기재 필름(3, 4)의 열 변형이나 열 분해를 피하고, 또한 광경화성 수지층(2)에 있어서의 중합 반응을 충분히 진행시킬 수 있다.
광경화성 수지층(2)에 있어서의 중합 반응을 확실하게 진행시키기 위해서는, 급격한 온도 상승이나 급격한 온도 강하를 피하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 도 7의 시험 1에 나타내는 바와 같이, 온도 상승 및 강하를 완만하게 설정함으로써, 중합 반응을 확실하게 진행시켜, 높은 경도의 광경화성 수지 필름(1)이 얻어진다.
또한, 고온 상태를 너무 오래 유지하면, 기재 필름(3, 4)과 광경화성 수지층(2)과의 밀착이 과잉으로 강해져, 후속 공정에 있어서 기재 필름(3, 4)을 박리하는 것이 용이하지 않게 되지만, 도 7의 시험 1에 나타내는 바와 같이, 고온 상태가 되는 시간을 짧게 설정함으로써, 이러한 사태를 방지할 수 있다.
제조 장치(10)에서는, 원적외선 히터(36)를 구비하고 있으므로, 원적외선에 의해 광경화성 수지 필름(1)을 가열할 수 있다.
광경화성 수지 필름(1)은, 광경화성 수지층(2)을 한 쌍의 기재 필름(3, 4)에 의해 끼워 넣은 적층 구조를 갖기 때문에 광경화성 수지층(2)으로의 가열 효율이 낮아지기 쉽지만, 원적외선은 광경화성 수지 필름(1)의 심부에까지 도달하여 이것을 가열하기 때문에, 가열 효율을 높일 수 있다.
이로 인해, 광경화성 수지 필름(1)의 생산 효율을 높일 수 있다. 또한, 열손실을 적게 하여, 에너지 소비량을 억제할 수 있다.
또한, 원적외선에 의해 광경화성 수지 필름(1)을 내부까지 확실하게 가열할 수 있기 때문에, 공기를 매체로 하여 열전도에 의해 가열하는 방식(열풍 가열식 등)에 비해, 과잉 가열이 일어나기 어려워, 기재 필름(3, 4)의 변형이나 열분해를 방지할 수 있다.
과잉 가열을 원인으로 하는 기재 필름(3, 4)의 변형에 의해 기재 필름(3, 4)이 광경화성 수지층(2)으로부터 박리되면, 광경화성 수지층(2) 내의 중합 개시제가 공기에 접촉하여 소비되어 광경화성 수지층(2)의 중합 반응이 불충분해질 가능성이 있지만, 제조 장치(10)에서는 이러한 사태를 방지할 수 있기 때문에, 광경화성 수지층(2)의 중합 반응을 충분히 진행시킬 수 있다.
또한, 제조 장치(10)에서는, 가열 효율을 높일 수 있기 때문에, 필요한 가열시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 가열로(32)의 이송 방향 D1의 길이를 짧게 할 수도 있다.
원적외선에 의한 가열을 채용하는 제조 장치(10)는, 열풍 가열식 등에 비해, 가열로(32) 내의 기류 등에 의한 광경화성 수지 필름(1)의 이송에 대한 악영향을 고려할 필요가 없고, 정상적인 이송이 가능하다.
또한, 원적외선 히터(36)의 채용에 의해 내부 구조를 간략화할 수 있기 때문에, 제조 장치(10)를 소형화할 수 있어, 장치의 설치 스페이스 삭감의 관점에서 유리하다.
제조 장치(10)에서는, 원적외선 히터(36)를 채용하기 때문에, 열풍 가열식 등에 비해, 가열로(32) 내의 온도 설정이 용이하다. 예를 들어, 가열로(32) 내의 이송 방향 D1의 영역마다의 온도 설정이 가능하기 때문에, 광경화성 수지 필름(1)의 특성에 따른 가열이 가능하다.
예를 들어, 도 7의 시험 1에 나타내는 바와 같이, 온도 상승 및 강하를 완만하게 설정함으로써, 광경화성 수지층(2)에 있어서의 중합 반응을 확실하게 진행시킬 수 있다. 특히, 온도 강하가 급격하면 중합 반응의 진행이 불충분해지기 쉽지만, 온도 강하의 구배를 완만하게 함으로써, 중합 반응을 확실하게 진행시켜, 광경화성 수지층(2)의 경도를 높일 수 있다.
또한, 원적외선 히터(36)를 채용하기 때문에, 열풍 가열식 등과는 상이하게, 발진이 일어나지 않고, 진애의 악영향을 방지할 수 있다.
또한, 가열로(32) 내의 광경화성 수지 필름(1)의 폭 방향의 온도를 균일화하여, 광경화성 수지 필름(1)의 특성을 폭 방향으로 균일화할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가할 수 있다.
도 6의 광경화성 수지 필름(1)의 양측연부는, 한 쌍의 기재 필름(3, 4)만을 적층하여 구성되어 있지만, 다른 부분과 마찬가지로 광경화성 수지층(2)을 한 쌍의 기재 필름(3, 4)에 의해 끼워 넣어 구성되어도 된다.
또한, 경도의 지표로서는 JIS K6253, JIS K7215 등이 있다.
1: 광경화성 수지 필름
2: 광경화성 수지층
3, 4: 기재 필름
5: 귀부
7: 제2 가공부
10: 제조 장치
32: 가열로
33: 권취 롤(이송 수단)
36: 원적외선 히터(원적외선 조사 수단)

Claims (7)

  1. 액상의 광경화성 수지 조성물을 포함하는 광경화성 수지층을 한 쌍의 자외선을 투과 가능한 광투과성 기재 필름에 의해 끼워 넣어 이루어지는 띠 형상의 적층 필름에 광을 조사하여 상기 광경화성 수지층을 겔상 내지 반경화 상태로 경화시켜서 얻은 광경화성 수지 필름을, 상기 광경화성 수지 필름의 이송 방향을 따라서 나란히 설치된 복수의 원적외선 조사 수단을 갖는 가열로에 도입하고,
    상기 복수의 원적외선 조사 수단은, 상기 가열로의 길이 방향의 중앙 위치에 피크가 있는 온도 분포로 되도록 서로 독립적으로 원적외선의 조사량을 설정하여, 상기 광경화성 수지 필름의 양면으로부터 원적외선을 조사하여 상기 광경화성 수지 필름을 가열하는, 광경화성 수지 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원적외선 조사 수단은, 상기 가열로 내에 도입된 상기 광경화성 수지 필름에 대면하도록 설치된 평판 형상의 원적외선 히터를 갖는, 광경화성 수지 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광경화성 수지 필름의 적어도 한쪽 측연부는, 상기 한 쌍의 기재 필름만을 적층하여 구성되어 있는, 광경화성 수지 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광경화성 수지 조성물은, 다가 알릴에스테르 수지인, 광경화성 수지 필름의 제조 방법.
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