KR102235658B1 - 포일 또는 박막 제조 방법 - Google Patents

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하네스 플라쉬
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Abstract

본 발명은 포일 또는 필름(1)을 제조하기 방법으로, a) 포일 또는 필름(1)을 생산하기 위한 적어도 하나의 재료(2)를 이동 벨트(3)에 도포하는 단계, b) 주입된 재료(2)를 적어도 부분적으로 경화 및/또는 부분적으로 건조하는 단계를 포함하는 제조 방법에 관한 것으로, b) 단계 중에, 상기 재료의 특성 및/또는 벨트(3) 주위의 소정 구역의 열적 상태 변수들이 적어도 하나의 비침습 분광법에 의해 기록된다.

Description

포일 또는 박막 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A FOIL OR A FILM}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재된 것과 같은 포일 또는 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
삭제
전술한 타입의 방법들과 장치들은 US2012/292800 A1, JPS62219625 A, US4982500 및 WO94/01430으로부터 공지되어 있다.
전술한 타입의 방법들과 장치들은, 예컨대 약제 산업에서 사용되는 폴리비닐 알코올 포일(PVOH foil) 또는 예컨대 LCD 스크린을 제조하기 위해 사용되는 트리아세테이트 필름(TAC film) 같은 포일 또는 필름을 제조하기 위해 이용된다. 이를 위해, 필름을 도포하고 이송하는 가공 처리 벨트로서의 역할을 하는 무한 벨트가 그 사이에서 벨트가 팽팽하게 되는 구동 롤러와 풀리 롤러 사이에서 순환한다. 공지된 해결 방안에 근거하여, 액상 형태의 출발 재료가 벨트 상에 주입(poured)된다. 다음에 재료는 벨트 표면에 균일한 필름을 형성하고, 그 후에 건조, 스트레칭, 절단 등의 다른 공정 단계들을 거치게 된다. 이해를 쉽게 하기 위해, 이하에서 사용되는 용어 "필름"은 포일을 의미하는 것으로도 이해되어야 하며, 일반적으로 임의 종류의 평평한 특히 탄성 또는 비탄성으로 펴질 수 있거나 펴지지 않는 고체 물질의 판 형상 또는 스트립 형상의 단일층 또는 복수층 배열의 포일로 이해되어야 한다.
높은 생산 속도를 달성하기 위하여, 필름은 여전히 습한 상태(moist state)에서 벨트로부터 분리된다. 용제형 필름(solvent-based film)의 경우에, 용어 "습한"은 용매의 비율이 여전히 필름에 포함되어 있다는 것을 의미한다. 예컨대, 완전 건조된 필름의 경우에 용매의 비율은 0이 될 수 있다. 그러나, 공지된 해결 방안에 기초하여, 필름을 벨트로부터 제거하기 전에 용매의 비율을 측정할 수 없다. 이것은 심각한 문제인데, 왜냐하면 제거될 때 필름의 품질과 관련하여 용제형 필름의 용매 함량은 중요한 파라미터이기 때문이다. 공지된 해결 방안에 기초하여, 제조 공정을 중단하지 않고 제조 공정 동안에 공정 파라미터들에서의 변화를 측정할 수도 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제들을 해결하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징부에서 한정한 특징들에 기초한 본 발명에 의해 제안되는 방법에 의해 달성된다. 본 발명은 발생할 수 있는 임의의 결함들이 정확히 확인될 수 있도록 어떠한 공백 없이 필름 형성 공정을 모니터하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 의해 제안된 해결 방안은 제조 공정에서 조정을 요구하는 측정을 하지 않으며 부정적으로 영향을 미치지 않고 재료의 분광 분석에 의해 전체 제조 공정 중에 정확하게, 필름이 경화되는 정도 및/또는 건조된 정도 및/또는 필름의 두께 및/또는 용매 비율뿐만 아니라 온도와 압력 등의 다른 공정 파라미터 같은 재료의 필름 특성들을 검출하는 간단한 방법을 제공한다.
b) 단계에서의 분광법으로서 적외선 흡수법이 사용될 경우, 특히 유리한 것이 확인되었다. 예컨대, 라만 분광법 같은 다른 분광법들이 사용될 수도 있지만, 적외선 분광법이 본 발명에서 특히 현실적인 것으로 확인되었다.
본 발명의 하나의 실시예에 기초하여, 재료의 적어도 하나의 파라미터 및/또는 벨트 주위의 소정 구역의 상태 변수에 대한 적어도 하나의 실제값이 분광법에 의해 검출된 스텍트럼에서 결정되고 적어도 하나의 목표값과 비교될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 기초하여, 소정 구역의 상태 변수들 중의 적어도 하나 또는 벨트의 이송 속도를 변경하기 위하여 목표값과 실제값의 차이에 따라 액추에이터가 활성화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 경우에, 포일 또는 필름은 용제형 필름이거나 용제형 포일이며 용매를 증발시킴에 따라 재료는 건조 및/또는 경화되고, b) 단계에서 재료의 현재 용매 함량이 적어도 하나의 기설정된 측정 지점에서 검출된다.
삭제
본 발명의 바람직한 변형예에 기초하여, 스펙트럼에서의 개별적인 파장 또는 파장 범위의 강도값(intensity value)들은 재료의 파라미터 및/또는 벨트 주위의 소정 구역의 상태 변수들에 대해 할당되는 값들이 될 수 있다.
재료의 적어도 하나의 파라미터는 유리하게는 재료의 두께 및/또는 재료의 용매 함량이다.
벨트 주위에서 검출되는 소정 구역에서의 적어도 하나의 상태 변수는 소정 구역의 대기압 및/또는 온도일 수 있다.
삭제
더욱 명확하게 이해할 수 있도록, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 자세히 설명될 것이다.
도면들은 각각 매우 개략적으로 간소화된 도면으로 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 의해 제안된 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 적외선 스텍트럼을 도시한 도면이다.
도 3은 파장의 상이한 강도값들에 할당된 재료 파라미터 및 상태 변수들의 값을 제1의 표로 도시한 도면이다.
도 4는 파장의 상이한 강도값들에 할당된 재료 파라미터 및 상태 변수들의 값을 제1의 표로 도시한 도면이다.
설명에 앞서 주지해야 할 사항은, 상이하게 기술된 실시예들에서 동일한 부재들은 동일한 도면 부호들 내지 동일한 부품 명칭들을 가지며, 전체 명세서에 포함된 공개 내용들은 그 의미에 따라 부합하게 동일한 도면 부호 내지 동일한 부품 명칭을 갖는 동일한 부재들에도 전용될 수 있다. 또한, 예컨대 상부, 하부, 측면 등과 같이 명세서에서 설명을 위해 선택된 위치들은 특별히 설명되는 도면에 관련된 것이며 다른 위치가 설명될 경우에 그 의미가 새로운 위치로도 전용될 수 있다. 도시되고 설명된 상이한 실시예들의 개별적인 특징들 또는 특징의 조합들은 그 자체로 본 발명에 의해 제안되는 독립적인 발명의 해결 방안 또는 해결 방안들이 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 제안되는 장치(1)는 테일 풀리(tail pulley)(2)와 구동 드럼(3) 사이에 순환하는 무한 벨트의 형태인 벨트(4)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 무한 벨트를 사용하는 것으로 제한되는 것은 아니고, 단부들이 연결되지 않은, 특히 예컨대 롤러에서 풀리고 다시 한쪽 단부에서 감기는, 벨트(4)를 사용하는 것도 가능하다.
장치(1)는 장치(5)의 컨트롤러(6)에 연결된 하나 이상의 분광기(5), 바람직하게는 광학 분광기를 포함한다. 이 시점에서, 본 발명에는 단지 하나의 분광기(5)만을 사용할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 복수 개의 분광기를 적용하는 설명에서, 검출 스펙트럼을 측정 및 평가하는 것과 관련한 기술적인 교시 내용은 단지 하나의 분광기(5)를 사용하는 경우를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 컨트롤러(6)는 액추에이터(9)에 연결될 수 있고, 컨트롤러에 의해 벨트(4) 위의 특정 구역에서의 온도 또는 벨트(4)의 이송 속도 등과 같은 공정 파라미터가 설정될 수 있다. 액추에이터(9)는 예컨대 구동 드럼 또는 히터 등에 작용하는 브레이크일 수 있다.
장치(1)는 필름(7)을 생산하기 위해 사용된다. 이 필름은 예컨대 TAC 필름, PVOH 필름 등으로 지칭하는 용제형 필름일 수 있다. 사용되는 용매는 예컨대 TAC 필름의 경우에는 디클로로메탄(메틸렌 클로라이드) 또는 PVOH 필름의 경우에는 물이 될 수 있다.
본 발명에 의해 제안된 방법에 따라, 액상 형태의 재료(8)가 필름(7)을 생산하기 위하여 이동하는 벨트(4)에 도포된다. 재료(8)는 재료를 주입하여 예컨대 커튼 코팅, 압출, 분무 등에 의해 도포될 수 있다. 주입된 재료(8)는 벨트(4) 상에 필름 형성층을 형성하고 벨트(5) 상에서 재료(8)의 적어도 부분적인 건조 및/또는 경화되게 하는 공정으로 제공된다.
분광기(5)가 사용되는 비침습 분광법에 의해, 재료(8)의 특성 및/또는 벨트(4) 주위의 소정 구역의 열적 상태 변수들이 검출될 수 있다. 벨트(4)의 소정 구역은 예컨대 벨트(4)의 표면으로부터 각각의 분광기(5)의 거리에 기초하여 설정될 수 있다.
분광법은 바람직하게는 적외선 분광법이다. 본 발명에서, 근적외선 범위에서 푸리에 변환 적외선 분광법을 이용하는 것이 특히 현실적이라는 것이 확인되었다. 이러한 방법들은 약어의 명칭, FT-NIR 분광법으로 공지되어 있다. 이러한 목적으로, 사용되는 분광기(5)는 푸리에 변환 적외선 분광기(FTRI 분광기)이다.
재료(8)는 근적외선 범위의 광 파장으로 조사되며(illuminated), 상응하는 흡수 스펙트럼이 그 자체가 공지된 방식으로 장치(1)의 상이한 지점에서 분광기(5)에 의해 측정된다. 측정이 벨트(4) 위에서 이루어질 경우에는, 활성화하는 광원은 그 설계에 따라 벨트(4) 위에 위치되거나 개별적인 분광기(5)에 통합될 수도 있다. 방사된 광은 재료(8)를 통과하고, 투과된 부분은 바람직하게는 폐쇄 표면을 구비한 금속 벨트의 형태로 제공되는 벨트(4)의 표면에서 반사된다. 광의 일부는 재료(8)에 의해 흡수된다. 입사광 및 반사광의 방향들은 표 1에 화살표로 표시되어 있다. 개별적인 분광기(5)에서 벨트(4)의 표면에 의해 반사되며 상응하는 분광기(5)의 방향으로 재료(8)를 통과하는 입사광을 이용함으로써, NIR 흡수 스펙트럼의 형태인 도 2에 도시된 스펙트럼(11)이 얻어진다. 측정이 (반사하는) 벨트 표면 위에서 이루어지는 것이 아니라 재료(8)가 이미 제거된 필름(7) 형태로 있는 구역에서 이루어질 경우에는, 광원(10)은 반드시 분광기(5)의 반대편에 배치되어야 한다. 그 후에 필름(7)은 광원(10)과 분광기(5) 사이로 공급된다.
도 2는 파수(wave number)(k)에 대해 강도를 표시하여 도시한 것이다. 스펙트럼(11)에는, 예컨대 재료의 용매 함량 같은 구체적인 재료 파라미터에 대한 정보를 획득할 수 있는 특성 파수(k1, k2)들이 있다. 특성 파수(k1, k2)는 사용되는 용매가 예컨대 높은 흡수를 나타내는 범위에 있다.
도 3 및 도 4의 표에서 알 수 있는 바와 같이, 스펙트럼(11)에서 개별적인 특성 파장 또는 파장 범위들의 상이한 강도값(I1, I11, I12, I1i, I2, I21, I22, I2i)은 재료의 파라미터 및/또는 벨트(4) 주위의 소정 구역의 상태 변수들에 대한 값으로 할당될 수 있다.
재료의 개별적인 파라미터 또는 예컨대 공정의 특정 지점에서의 공정 온도(T1, T11, T12, T1i, T2, T21, T22, T2i)는 특성 파수(k1, k12, k1i, k2, k22, k2i)에 대한 측정값들을 직접 할당함으로써 파라미터 또는 온도의 구체적인 값으로 배정될 수 있다. 예컨대, 재료(8)의 현재의 용매 함량(L1, L11, L12, L1i, L2, L21, L22, L2i)은 필름의 무게를 재서 측정될 수 있고, 동시에 파수(k1 및 k2)의 강도(I1, I11, I12, I1i, I2, I21, I22, I2i) 또는 최대 강도(I1, I11, I12, I1i, I2, I21, I22, I2i)는 이들 파수 부근의 미리 설정할 수 있는 변수들의 범위에서 결정될 수 있다. 동시에, 벨트(4) 주위의 정해진 구역에서의 공정 온도가 측정될 수 있다. 이들 측정은 도 3 및 도 4의 표들에서 알 수 있는 바와 같이 강도값(I1, I11, I12, I1i, I2, I21, I22, I2i)들을 용매 함량 및 온도(T1, T11, T12, T1i, T2, T21, T22, T2i)에 할당할 수 있도록 상이한 용매 함량에 대해 이루어질 수 있다. 이 시점에서, 용매 함량으로부터 상응하는 온도를 유도하는 것이 또한 가능하도록 용매 함량과 공정 온도는 서로 매우 높은 연관성이 있다는 것을 유의해야 한다. 원칙적으로, 전술한 접근 방식을 이용하는 경우에 다른 파라미터들이 강도값(I1, I11, I12, I1i, I2, I21, I22, I2i)에 또한 할당될 수도 있고, 마찬가지로 강도값은 용매 함량 또는 벨트(4)의 구역에서의 압력뿐만 아니라 다른 공정 파라미터와 강한 관련성이 있는 재료 두께에 할당될 수도 있다.
전술한 스펙트럼(11)으로부터 정보를 획득하는 접근 방식은 스펙트럼(11)으로부터 상응하는 공정 파라미터의 값들을 직접 획득하는 간단한 방법을 구성한다. 당연히, 공정 파라미터의 상응하는 값들에 대한 정보는 신호 처리에 근거한 정량적인 방법들을 이용하여 스펙트럼(110으로부터 획득될 수도 있다.
예컨대, 스펙트럼(11)을 이용하여 재료(8)의 파라미터 및/또는 벨트(4) 주위의 소정 구역의 상태 변수에 대한 실제값이 결정되고 목표값과 비교될 수 있다. 스펙트럼(11)의 평가 및 목표값과의 비교는 컨트롤러(6), 예컨대 마이크로프로세서 또는 상응하게 프로그램된 신호 프로세서에 의해 실행된다. 비록 도시하지는 않았지만, 목표값은 컨트롤러(6)에 연결된 메모리에 저장될 수 있다. 목표값과 실제값의 차이에 따라, 컨트롤러(6)는 벨트(4)의 소정 구역의 상태 변수들 중의 적어도 하나 또는 이송 속도를 변경하기 위해 액추에이터(9)를 활성화하도록 작동될 수 있다. 이것은 컨트롤러(6)가 예컨대 공정에서 재료의 체류 시간을 증가시키거나 감소시키기 위해 액추에이터(9)를 통해 공정의 특정 지점에서 벨트(4)의 속도를 조정하거나 온도를 변경할 수 있는 경우이다.
만약 필름(7)이 용제형 필름이면, 공정 중에 용매를 증발시킴으로써 재료(8)가 건조 및/또는 경화한다. 이 경우에, 재료(8)의 측정 지점에서 현재의 용매 함량(L1, L11, L12, L1i, L2, L21, L22, L2i)이 실제값으로 검출되고 목표값과 비교될 수 있다.
다수의 분광기(5)를 사용함으로써, 재료(8)를 도포하는 지점과 필름(7)을 벗겨내는 지점 사이의 거리는 섹션들로 분할되고 각각의 섹션에 하나의 분광기(5)가 배정될 수 있다. 이것은 목표값들의 별개의 세트가 각각의 분광기(5)에 할당될 수 있는 경우이다. 그 다음에 실제값과 목표값 사이에 나타나는 차이는 정확한 방식으로 국부적으로 확인될 수 있고, 결과적으로 공정에서 특정 타입의 조정을 가능하게 한다.
본 발명에 의해 제안된 장치의 구조를 더욱 분명하게 이해할 수 있도록, 장치 및 장치의 구성 부품들은 그 구성의 더 나은 이해를 위해 일정한 축척 비율에 맞지 않게 및/또는 확대되어 및/또는 축소되어 도시되었다는 것을 유의해야 한다.
예로서 도시된 실시예들은 본 발명에 의해 제안된 방법의 가능한 변형예들을 나타내는 것이며, 이 시점에서 본 발명은 구체적으로 예시한 변형예들로 국한되는 것이 아니라는 것을 유의해야 한다. 독립항들의 기재 내용에 근거한 개별적인 모든 변형예들은 본 발명의 보호 범위에 속한다.
1 장치
2 테일 풀리
3 구동 드럼
4 벨트
5 분광기
6 컨트롤러
7 필름
8 재료
9 액추에이터
10 광원
11 스펙트럼
I1, I11, I12, I1i 강도값
I2, I21, I22, I2i 강도값
k1, k12, k1i 파수
k2, k22, k2i 파수
L1, L11, L12, L1i 용매 함량
L2, L21, L22, L2i 용매 함량
T1, T11, T12, T1i 온도
T2, T21, T22, T2i 온도

Claims (10)

  1. 포일 또는 필름(7)을 제조하는 방법으로,
    a) 포일 또는 필름(7)을 생산하기 위한 적어도 하나의 재료(8)를 이동 벨트(4)에 도포하는 단계,
    b) 재료(8)를 적어도 부분적으로 경화 및/또는 부분적으로 건조하는 단계를 포함하며,
    b) 단계 중에, 재료(8)의 특성이 적어도 하나의 비침습 분광법에 의해 기록되는, 제조 방법에 있어서,
    재료(8)가 제1 지점에서 벨트(4) 상에 주입되고 적어도 부분적으로 경화 및/또는 건조된 재료(8)가 제2 지점에서 벨트(4)로부터 제거되며, 제1 지점과 제2 지점 사이의 거리는 동일하거나 상이한 크기의 섹션들로 분할되고, 재료(8)의 파라미터들이 각각의 섹션에서 기설정할 수 있는 시간 간격으로 기록되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    b) 단계에서, 적외선 흡수법이 분광법으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    분광법에 의해 기록된 스펙트럼(11)으로부터 재료(8)의 적어도 하나의 파라미터에 대한 적어도 하나의 실제값이 결정되고 적어도 하나의 목표값과 비교되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    목표값과 실제값의 차이에 따라 액추에이터(6)가 벨트(4)의 이송 속도를 변경하도록 활성화되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    포일 또는 필름(7)은 용제형 포일이거나 용제형 필름이고, 용매가 증발함에 따라 재료(8)가 건조 및/또는 경화되며, b) 단계에서 적어도 하나의 기설정된 측정 지점에서의 현재의 용매 함량(L1, L11, L12, L1i, L2, L21, L22, L2i)이 기록되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    스펙트럼에서 개별적인 파장 또는 파장 범위의 강도값(I1, I11, I12, I1i, I2, I21, I22, I2i)이 재료의 파라미터에 대한 값으로 할당되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    재료(8)의 적어도 하나의 파라미터는 재료의 두께인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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