KR102567308B1 - 제막 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가이드 롤러의 내마모성을 향상시킬 수 있는 제막 장치 및 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 용액 제막 장치(10)에서는, 고리 형상으로 형성되고, 회전 드럼(32a, 32b)에 걸쳐져 유연(流延) 위치 PC와 박취(剝取) 위치 PP를 순환해서 주행하는 벨트(30)에, 도프(12)를 연속적으로 유연하는 것에 의해 유연막(36)을 형성하는 스텝, 유연막(36)을 벨트(30)로부터 벗기고, 텐터(22) 및 롤러 건조기(24)에 의해 건조하는 스텝을 거쳐 필름(14)이 제조된다. 회전 드럼(32a, 32b) 사이에는, 외주면을 벨트(30)에 맞닿게 해서 벨트(30)를 아래쪽으로부터 지지하는 가이드 롤러(70)가 배치되어 있다. 가이드 롤러(70)는, RTI가 150℃ 이상인 수지에 의해 외주면이 형성되어 있다.

Description

제막 장치 및 방법{FILM FORMING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 제막 장치 및 방법에 관한 것이며, 특히, 광학 필름을 제조하는 제막 장치 및 방법에 관한 것이다.

필름(특히 광학 필름)을 제조하는 제막 장치로서, 폴리머를 용매에 용해한 폴리머 용액으로 필름을 제조하는 용액 제막 장치와, 폴리머를 고온에서 용융한 폴리머 용융액으로 필름을 제조하는 용융 제막 장치가 널리 알려져 있다. 예를 들면, 용액 제막 장치로 장척의 필름을 제조할 경우, 주행하는 지지체에 폴리머 용액을 유연(流延) 다이(유출부)로부터 연속적으로 유출하는 것에 의해 유연막(폴리머막)을 형성하고, 이 유연막을 지지체로부터 박취(剝取)하고, 건조시킨다. 지지체로서 이용되는 벨트는, 고리 형상으로 형성되어 있고, 한 쌍의 롤러(회전 드럼)에 걸쳐진 상태에서 장변 방향으로 주행한다. 이것에 의해, 벨트는, 폴리머 용액이 유연되는 유연 위치와, 유연막이 박취되는 박취 위치를 순환한다. 벨트의 소재로서는, 예를 들면, 금속, 보다 구체적으로는, 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스강 등이 이용되고 있다.

필름에는 평활성, 즉, 필름면이 평활할 것이 요구된다. 그리고, 벨트의 폴리머 용액이 유연되는 유연면은, 필름의 평활성에 영향을 주므로, 정기적으로 연마 처리하는 등 해서 가능한 한 평활하게 된다. 또한, 회전 드럼 사이에 복수의 가이드 롤러를 배치하고, 가이드 롤러의 외주면에 의해서 벨트를 하측으로부터 지지함에 의해, 벨트의 상하 방향의 늘어짐 및/또는 진동을 방지하고 있다.

그러나, 벨트의 소재에 오스테나이트계의 스테인리스강을 이용했을 경우, 가이드 롤러와 벨트의 접촉면압이 높으면, 벨트가 마텐자이트 변태해 버려서, 필름의 평활성이 손상되는 경우가 있다. 이 때문에, 일본 특개2008-221761호 공보에서는, 가이드 롤러로서 금속성의 롤러(금속 롤러)의 표면을 불소계의 고무를 라이닝한 가이드 롤러(고무 롤러)를 이용함으로써, 벨트와의 접촉면압을 저감시켜, 마텐자이트 변태를 방지하고 있다.

또한, 일본 특개2013-18180호 공보에는, 벨트가 걸쳐진 롤러(회전 드럼)를 벨트(필름)의 폭방향으로 이동시킴에 의해, 벨트의 폭방향에 있어서의 위치를 제어(조정)하는 위치 제어 기구를 구비한 제막 장치가 기재되어 있다. 벨트의 폭방향에 있어서의 위치는, 제조하는 필름의 폭이 넓어질수록 정밀하게 제어할 필요가 있기 때문에, 예를 들면, 폭이 2m 이상인 비교적 넓은 필름을 제조하는 제막 장치에서는, 전술한 위치 제어 기구를 구비하고 있는 경우가 많다.

일본 특개2008-221761호 공보와 같이, 가이드 롤러로서 고무 롤러를 이용함으로써, 벨트와의 접촉면압을 억제할 수 있다. 그러나, 한편, 고무 롤러는, 내열성과 내용제성이 높은 불소계의 고무를 이용해도, 장기간에 걸쳐서 연속 사용하면, 사용에 수반해서 외경이 변화하거나, 마모함에 의해 절삭 부스러기가 발생해 버린다는 문제가 있었다.

이와 같이, 가이드 롤러의 외경이 변화하거나 마모해 버리면, 가이드 롤러 및/또는 벨트의 청소와, 가이드 롤러의 교환 등을 행할 필요가 있고, 그 때문에, 생산 효율이 저하해 버린다. 또한, 일본 특개2013-18180호 공보와 같이, 벨트의 폭방향에 있어서의 위치를 제어하는 경우에는, 벨트의 컨트롤성이 저하해 버리는 등의 문제가 있었다.

본 발명은, 가이드 롤러와 금속 벨트 간의 내마모성을 향상시킬 수 있어 마텐자이트 변태 및/또는 벨트의 컨트롤성의 저하 등을 방지할 수 있는 제막 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 제막 장치는, 금속제의 벨트와, 유출부와, 내성 롤러를 구비한다. 벨트는, 고리 형상으로 형성되고 장변 방향으로 연속 주행한다. 유출부는, 벨트 상에 폴리머를 연속적으로 유출하는 것에 의해, 폴리머막을 형성한다. 내성 롤러는, 벨트의 고리 내에 배치되고, 외주면을 벨트에 맞닿게 해서 벨트를 아래쪽으로부터 지지한다. 내성 롤러는, 아메리카보험업자안전시험소 프로토콜 UL746B에 의해 규정되는 장기 내열 온도 지수가 150℃ 이상인 수지로 외주면이 형성되어 있다.

벨트의 고리 내에 배치되고, 외주면을 벨트에 맞닿게 해서 벨트를 아래쪽으로부터 지지하는 복수의 가이드 롤러를 구비하고, 복수의 가이드 롤러 중의 적어도 1개가 내성 롤러여도 된다.

내성 롤러로서, 외주면이 방향족 폴리에테르케톤으로 형성된 제1 내성 롤러와, 외주면이 불소 수지로 형성된 제2 내성 롤러 중의 적어도 한쪽을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

벨트의 고리 내에 배치되고, 벨트가 걸쳐지는 한 쌍의 회전 드럼과, 회전 드럼의 적어도 한쪽을 벨트의 폭방향으로 슬라이딩시키는 것에 의해, 벨트의 폭방향의 위치를 제어하는 벨트 위치 제어 장치를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

내성 롤러는, 회전 드럼으로부터 벨트의 폭의 3배 이내의 영역에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

벨트는, 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스강으로 형성된 것이어도 된다.

유출부는, 폴리머가 용매에 용해한 폴리머 용액을 벨트 상에 유출시키는 것에 의해, 폴리머막으로서 유연막을 형성하는 유연 다이여도 된다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제막 방법은, 폴리머막 형성 스텝과, 건조 스텝을 갖는다. 폴리머막 형성 스텝은, 고리 형상으로 형성되고 장변 방향으로 연속 주행하는 금속제의 벨트 상에, 유출부로부터 폴리머를 연속적으로 유출하는 것에 의해, 폴리머막을 형성한다. 건조 스텝은, 폴리머막을 벨트로부터 벗기고, 건조한다. 폴리머막 형성 스텝에 있어서, 아메리카보험업자안전시험소 프로토콜 UL746B에 의해 규정되는 장기 내열 온도 지수가 150℃ 이상인 수지로 외주면이 형성된 내성 롤러를, 벨트의 고리 내에 배치하고, 외주면을 벨트에 맞닿게 해서 벨트를 아래쪽으로부터 지지한다.

본 발명에 따르면, 가이드 롤러와 금속 벨트 간의 내마모성을 향상시킬 수 있어 마텐자이트 변태 및/또는 벨트의 컨트롤성의 저하 등을 방지할 수 있다.

상기 목적, 이점은, 첨부하는 도면을 참조해서, 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽음에 의해, 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 용액 제막 장치의 개략도.
도 2a는 내성 롤러와 비교 대상 롤러의 검증을 행하는 실험계의 설명도.
도 2b는 내성 롤러와 비교 대상 롤러의 검증 결과를 나타내는 설명도.
도 3a는 실시예와 비교예에 있어서의 롤러의 배치 위치의 설명도.
도 3b는 실시예와 비교예에 있어서의 성능 평가를 나타내는 설명도.

도 1에 나타내는 용액 제막 장치(10)는, 도프(12)로부터 필름(14)을 연속적으로 제조하기 위한 것이다. 도프(12)는, 폴리머가 용매에 녹아있는 폴리머 용액이다. 본 실시형태에서는, 폴리머로서 셀룰로오스트리아세테이트(TAC, triacetylcellulose), 용매로서 디클로로메탄과 메탄올의 혼합물을 이용하고 있지만, 폴리머 및 용매는 이들로 한정되지 않는다. 본 발명에서 이용할 수 있는 폴리머 및 용매의 상세에 대해서는 후술한다. 도프(12)에는, 가소제(可塑劑), 자외선흡수제, 리타데이션제어제 등의 각종 첨가제와, 필름(14)끼리의 첩부(貼付)를 방지하기 위한 매트제 등이 포함되어 있어도 된다.

용액 제막 장치(10)는, 유연 유닛(20)과, 텐터(22)와, 롤러 건조기(24)와, 권취기(卷取機)(26)를 구비하며, 이들이 상류측으로부터 순서대로 배치되어 있다. 유연 유닛(20)은, 벨트(30)와, 한 쌍의 회전 드럼(32a, 32b)과, 유연 다이(유출부)(34)와, 박취 롤러(38)를 구비한다. 벨트(30)는, 고리 형상으로 형성되어 있다. 한 쌍의 회전 드럼(32a, 32b)에는 벨트(30)가 걸쳐지고, 한 쌍의 회전 드럼(32a, 32b)은 벨트(30)를 둘레면에서 지지한 상태에서 장변 방향으로 주행시킨다. 유연 다이(34)는, 도프(12)를 벨트(30) 상에 유연시킨다. 박취 롤러(38)는, 도프(12)가 유연됨에 의해서 형성된 유연막(폴리머막)(36)을 벨트(30)로부터 박취하기 위한 것이다.

벨트(30)는, 유연막(36)의 지지체이며, 예를 들면, 길이가 55m 이상 200m 이하의 범위 내, 폭이 1.5m 이상 5.0m 이하의 범위 내, 두께가 1.0㎜ 이상 2.0㎜ 이하의 범위 내로 되어 있다. 벨트(30)는, 금속, 일례로서 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스강으로 형성되어 있다. 벨트(30)는, 소재(즉, 오스테나이트계의 스테인리스강)를 압연(壓延)함에 의해 장척의 벨트재로 한 후, 장변 방향의 일단과 타단을 맞대서 용접하고, 용접부를 연마함으로써 제조된다.

회전 드럼(32a)에는, 회전 구동 기구(40)가 접속되어 있다. 회전 구동 기구(40)는, 모터 등의 구동력 공급부(도시 없음)와, 캠 및/또는 기어 등의 구동력 전달부(도시 없음)를 구비한다. 회전 구동 기구(40)는, 구동력 공급부로부터 공급된 구동력을, 구동력 전달부를 통해 회전 드럼(32a)에 전달함에 의해, 회전 드럼(32a)을 회전시킨다. 이 회전 드럼(32a)의 회전에 의해 벨트(30)가 장변 방향으로 연속 주행한다. 또한, 벨트(30)의 주행에 종동(從動)해서 회전 드럼(32b)이 회전한다. 이 예에서는, 회전 드럼(32a)을 회전 구동하고 있지만, 이 태양으로 한정되지 않는다. 즉, 회전 드럼(32b)을 회전 구동해도 되며, 또는, 회전 드럼(32a)과 회전 드럼(32b)의 양쪽을 회전 구동해도 된다.

회전 드럼(32b)에는, 위치 제어 기구(벨트 위치 제어 장치)(50)가 접속되어 있다. 위치 제어 기구(50)는, 회전 드럼(32b)을 회전축 방향(벨트(30)의 폭방향)으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지 기구와, 액추에이터 등의 구동력 공급부(도시 없음)와, 캠 및/또는 기어 등의 구동력 전달부(도시 없음)를 구비한다. 위치 제어 기구(50)는, 구동력 공급부로부터 공급된 구동력을, 구동력 전달부를 통해 지지 기구에 전달하고, 회전 드럼(32b)을 벨트(30)의 폭방향으로 슬라이딩 이동시킴에 의해서, 벨트(30)의 폭방향에 있어서의 위치를 제어한다. 또, 회전 드럼(32b)을 슬라이딩시킴에 의해 벨트(30)의 위치 제어를 행하는 예(회전 드럼(32b)이 위치 제어 기구(50)로서 기능하는 예)로 설명을 했지만, 이 태양으로 한정되지 않는다. 즉, 회전 드럼(32a)을 슬라이딩시킴에 의해 벨트(30)의 위치 제어를 행해도 되며, 또는, 회전 드럼(32a)과 회전 드럼(32b)의 양쪽을 슬라이딩시킴에 의해 벨트(30)의 위치 제어를 행해도 된다.

유연 다이(34)는, 공급되어 온 도프(12)를, 벨트(30)에 대향하는 유출구(34a)로부터 연속적으로 유출한다. 주행 중의 벨트(30)에 도프(12)를 연속적으로 유출함에 의해, 도프(12)는 벨트(30) 상에서 유연되고, 벨트(30) 상에 유연막(36)이 형성된다. 도 1에 있어서는, 도프(12)가 벨트(30)에 접촉해서 유연막(36)이 형성되기 시작하는 위치(유연 위치)에, 부호 PC를 부여한다. 또, 본 실시형태에서는, 유연 다이(34)를 회전 드럼(32a)의 위쪽에 배치하고 있지만, 유연 다이(34)를 회전 드럼(32a)과 회전 드럼(32b) 사이의 벨트(30)의 위쪽에 배치해도 된다.

한 쌍의 회전 드럼(32a, 32b)은, 둘레면 온도를 조절하는 온도 컨트롤러(도시 없음)를 구비한다. 둘레면 온도를 조절한 회전 드럼(32a, 32b)에 의해, 벨트(30)를 통해서 유연막(36)은 온도가 조정된다. 유연막(36)을 가열함에 의해 건조를 촉진하고, 이 건조에 의해 굳히는(겔화하는) 소위 건조 겔화 방식의 경우에는, 회전 드럼(32a, 32b)의 둘레면 온도는, 예를 들면 15℃ 이상 35℃ 이하의 범위 내로 하면 된다. 이러한 겔화에 의해 유연막(36)은 반송 가능한 굳기로 된다.

유연 다이(34)로부터 벨트(30)에 도달하는 도프(12), 소위 비드에 관하여, 벨트(30)의 주행 방향에 있어서의 상류에, 감압 챔버(도시 없음)를 배치해도 된다. 감압 챔버는, 유출한 도프(12)의 상류측 에어리어의 분위기를 흡인함에 의해 이 에어리어를 감압한다. 또한, 유연막(36)의 건조를 촉진하기 위한 송풍기(도시 없음)를, 벨트(30)에 대향시킨 상태로 배치해도 된다.

유연막(36)을, 텐터(22)에의 반송이 가능한 정도까지 벨트(30) 상에서 굳히고 나서, 용매를 포함하는 상태에서 벨트(30)로부터 벗긴다. 박취 롤러(38)는, 유연막(36)을 벨트(30)로부터 연속적으로 박취하기 위한 것이다. 박취 롤러(38)는, 벨트(30)로부터 박취함으로써 형성된 필름(14)을 예를 들면 아래쪽으로부터 지지하여, 유연막(36)이 벨트(30)로부터 벗겨지는 박취 위치 PP를 일정하게 유지한다. 박취하는 방법은, 필름(14)을 하류측으로 인장(引張)하는 방법과, 박취 롤러(38)를 둘레 방향으로 회전시키는 방법 등 어느 것이어도 된다.

벨트(30)로부터의 박취는, 건조 겔화 방식의 경우에는, 예를 들면, 유연막(36)의 용매 함유율이 3질량% 이상 100질량% 이하의 범위에 있는 사이에 행한다. 또, 본 명세서에 있어서는, 용매 함유율(단위; %)은 건량(乾量) 기준의 값이며, 구체적으로는, 용매의 질량을 x, 용매 함유율을 구하는 필름(14) 또는 유연막(36)의 질량을 y로 할 때에, {x/(y-x)}×100으로 구하는 백분율이다.

이상과 같이 유연 유닛(20)은, 도프(12)로부터 필름(14)을 형성한다. 벨트(30)는 유연 위치 PC와 박취 위치 PP를 순환해서 주행함으로써, 도프(12)의 유연과 유연막(36)의 박취가 반복해서 행해진다.

유연 유닛(20)과 텐터(22) 사이의 반송로에는, 필름(14)의 건조를 진행하기 위한 송풍기(도시 없음)를 배치해도 된다. 유연막(36)을 박취함에 의해 형성된 필름(14)은, 텐터(22)로 안내된다. 텐터(22)는, 장척의 필름(14)의 측부를 파지(把持)하는 복수의 클립(60)과, 한 쌍의 레일(도시 없음) 및 체인(도시 없음)을 구비한다. 클립(60) 대신에 핀플레이트(도시 없음)를 이용해도 된다. 핀플레이트는, 복수의 핀(도시 없음)이 다이의 상면에 기립한 자세로 배치되고, 필름(14)의 측부에 개개의 핀을 꽂는 것에 의해서 필름(14)을 유지한다.

레일은 필름(14)의 반송로의 각 측부에 설치된다. 체인은, 원동 스프로킷 및 종동 스프로킷(도시 없음)에 가설되고, 레일을 따라 이동 가능하게 부착되어 있다. 클립(60)은, 체인에 소정의 간격으로 부착되어 있고, 원동 스프로킷의 회전에 의해, 클립(60)은 레일을 따라 순환 이동한다. 클립(60)은, 텐터(22)의 입구 근방에서, 안내되어 온 필름(14)의 유지를 개시하고, 출구를 향해서 이동하고, 출구 근방에서 유지를 해제한다. 유지를 해제한 클립(60)은 다시 입구 근방으로 이동하여, 새롭게 안내되어 온 필름(14)을 유지한다. 이와 같이, 클립(60)은, 필름(14)의 각 측부를 파지한 상태에서 장변 방향으로 반송한다.

텐터(22)는, 제1 건조기로서의 기능을 갖고, 필름(14)의 반송로의 위쪽에 송풍기(62)를 구비한다. 송풍기(62)의 하면에는, 건조 기체를 유출하는 유출구(도시 없음)가 형성되어 있고, 통과하는 필름(14)을 향해서 건조 기체를 분출한다. 또, 마찬가지의 구조를 갖는 송풍기를, 필름(14)의 반송로의 아래쪽에 설치해도 된다.

롤러 건조기(24)는, 제2 건조기이고, 복수의 롤러(64)와 공조기(도시 없음)를 구비한다. 각 롤러(64)는 필름(14)을 둘레면에서 지지한다. 필름(14)은 롤러(64)에 감겨서, 반송된다. 공조기는, 롤러 건조기(24)의 내부의 온도 및/또는 습도 등을 조절한다. 권취기(26)는, 필름(14)을 롤 형상으로 권취하기 위한 것이다.

이와 같이, 용액 제막 장치(10)에서는, 유연 다이(34)로부터 벨트(30) 상에 도프(12)(폴리머 용액)를 연속적으로 유연함에 의해 유연막(36)을 형성하는 스텝(유연막 형성 스텝), 유연막(36)을 벨트(30)로부터 벗기고, 텐터(22) 및 롤러 건조기(24)에 의해 건조하는 스텝(건조 스텝)을 거쳐 필름(14)이 제조된다. 그리고, 이와 같이 해서 제조된 필름(14)은, 예를 들면, 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 광학 필름으로서는, 예를 들면, 편광판의 보호 필름과, 위상차 필름을 들 수 있다.

전술한 용액 제막 장치(10)에 있어서 막두께가 일정한 고품위의 필름(14)을 제조하기 위해서는, 유연 유닛(20)에 있어서 도프(12)가 유연되는 벨트(30)(특히, 유연 위치 PC로부터 회전 드럼(32b)까지의 사이의 벨트(30))를 수평으로 유지하여, 유연막(36)의 막두께를 일정하게 하는 것이 중요하다. 이 때문에, 유연 유닛(20)에서는, 회전 드럼(32a)과 회전 드럼(32b) 사이의 벨트(30)(회전 드럼(32a)으로부터 회전 드럼(32b)을 향하는 벨트(30))의 아래쪽에 가이드 롤러(70)를 배치하고, 가이드 롤러(70)의 외주면을 벨트(30)에 맞닿게 하는 것에 의해, 벨트(30)를 아래쪽으로부터 지지하고 있다. 이렇게 함으로써, 플랩핑 및/또는 늘어짐을 억제한 상태에서 벨트(30)를 수평으로 유지하고, 유연막(36)의 막두께를 일정하게 할 수 있다.

또한, 가이드 롤러(70), 특히 가이드 롤러(70)의 표면(외주면)은, 벨트(30)에 맞닿게 되기 때문에, 마모에 의해 외경이 변화해 버리면, 벨트(30)를 수평으로 유지할 수 없게 되어 버린다. 또한, 마모에 의해 발생한 분진이 유연막에 부착되어 버리면 필름(14)의 품질 저하를 초래해 버린다. 또한, 마찰에 의해 발생한 분진이 가이드 롤러(70) 및/또는 벨트(30)의 이면(내주면)에 부착되면 벨트의 진동 등에 의해 필름(14)의 평면성 저하(품질 저하)를 초래해 버린다.

한편, 가이드 롤러(70)로서, 적어도 표면을 마모성이 우수한 금속제로 한 것(금속 롤러)을 이용했을 경우, 가이드 롤러(금속 롤러)의 마모는 방지되지만, 벨트(30)와의 마찰에 의해, 벨트(30)가 마모해 버린다는 문제가 있다. 또한, 예를 들면, 벨트(30)의 재질이, 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스강일 경우, 벨트(30)가 마텐자이트 변태해서 변형해 버려, 필름(14)의 품질 저하 및/또는 벨트(30)를 새로운 것으로 교환해야 한다는 문제도 발생한다.

이 때문에, 종래는, 가이드 롤러(70)로서 금속 롤러에 내열성과 내용제성을 갖는 불소계의 고무를 라이닝한 것(고무 롤러)을 이용하고 있었다. 그러나, 이 고무 롤러는 마텐자이트 변태를 방지하는 효과는 얻어지지만, 필름(특히 광학 필름)을 장기간에 걸쳐서 연속해서 제조하는 경우에는, 마모성으로서는 아직 불충분하다. 즉, 필름의 장기 연속 제조 시에는, 필름의 온도와, 벨트(30) 사이의 압력과, 폴리머 용액의 용제 및/또는 필름 재료의 휘산(揮散) 성분의 부착과, 라이닝된 고무의 팽윤 등의 요인이 영향을 미쳐서 마모성이 저하해 버린다.

또한, 본 실시형태와 같이, 위치 제어 기구(50)에 의해 벨트(30)의 폭방향의 위치를 제어할 경우, 가이드 롤러(70)와 벨트(30) 사이의 마찰력이 부족하거나 일정하지 않으면, 벨트(30)의 폭방향의 위치를 제어할 때의 벨트 제어 성능(컨트롤성)이 저하해 버린다는 문제도 발생한다.

즉, 가이드 롤러(70)로서 고무 롤러를 이용했을 경우, 필름을 장기간에 걸쳐서 연속해서 제조하고 있는 동안에 가이드 롤러(고무 롤러)의 외경의 변화와, 마모 및/또는 마찰에 의해 발생한 분진이 가이드 롤러(고무 롤러) 및 벨트(30)의 이면(내주면)에 부착되는 것에 의해, 가이드 롤러(고무 롤러)와 벨트(30) 사이의 마찰력이 부족하거나 변화해 버려서, 벨트(30)의 제어 성능이 저하해 버린다. 또한, 가이드 롤러(70)로서 금속 롤러를 이용했을 경우, 가이드 롤러(금속 롤러)와 벨트(30) 사이의 마찰력을 높이는 것이 어려워(마찰력이 부족하게 되어서), 벨트(30)의 컨트롤성이 저하해 버린다.

이 때문에, 본 발명의 용액 제막 장치(10)에서는, 가이드 롤러(70)로서, 아메리카보험업자안전시험소 프로토콜 UL746B에서 규정되는 장기 내열 온도 지수(이하, RTI라 함)가 150℃ 이상인 수지에 의해 표면(외주면)을 형성한 것(이하, 이와 같은 가이드 롤러를 내성 롤러라 하는 경우가 있음)을 이용하고 있다. 또, RTI는, 규정 시간이 경과했을 때에 초기의 물성값(전기적 특성 및/또는 기계적 특성 등)이 50%로 저하하는 온도를 나타내는 것이며, Relative Thermal Index의 약어이다. 이 RTI의 값은, 일반적으로 플라스틱의 열적 내구성 및/또는 기계적 내구성을 나타내는 지표로서, 각종 수지 소재의 규격값 등으로 나타내지고 있다.

내성 롤러에서 이용하는 수지(내성 롤러의 표면을 형성하는 수지)는, 벨트(30)와의 장기 접촉 시의 마모성, 벨트(30)로서, 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스 벨트를 이용했을 경우의 마텐자이트화에 의한 변형 등을 종합적으로 평가하여 선정했다. 이들을 실사용에 있어서의 용제와 첨가제 휘산물의 부착 등의 영향도 의거하여 평가한 결과, 소위 「수퍼 엔지니어링 플라스틱」이라 불리는, 내열성이 우수하며, 또한, 높은 기계 특성을 갖는 수지를 이용함으로써, 마모성의 향상과 마텐자이트화의 방지를 양립할 수 있었다. 또한, 벨트(30)와의 마찰력도 고무 롤러 및 금속 롤러와 비교해서, 안정적으로 높은 상태를 유지할 수 있었다(벨트(30)의 컨트롤성도 높은 상태로 유지할 수 있었다).

또, 「수퍼 엔지니어링 플라스틱」이라 불리는 수지는, 일반적인 정의로서 RTI가 150℃ 이상인 것을 들 수 있다. RTI가 150℃ 이상인 수지로서는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK, RTI 240℃), 폴리페닐렌설파이드(PPS, RTI 230℃), 폴리에테르설폰(PES, RTI 190℃), 폴리이미드(PI, RTI 300℃), 폴리에테르이미드(PEI, RTI 170℃), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, RTI 260℃), 퍼플루오로알콕시불소 수지(PFA, RTI 260℃), 폴리설폰(PSU, RTI 160℃), 폴리페닐술폰(PPSU, RTI 170℃), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF, RTI 150℃) 등을 들 수 있다. 이들 RTI의 값은, 수지 메이커의 공개 정보 등에 의해서 알 수 있다.

이들 RTI 150℃ 이상의 「수퍼 엔지니어링 플라스틱」이라 불리는 수지는, 불소 성분 및/또는 방향족의 비율이 많은 수지의 구조에 의해서 높은 내열성과 함께 내용제성도 갖는다. 이 때문에, 상기한 내성 롤러와 같이 벨트(30)와 높은 압력에서 장기간 접촉하거나, 필름의 제조 과정에 있어서의 온도 조건이라는 환경과 용제와 첨가제 휘산물의 부착이 일어나는 환경에서 사용되는 내성 롤러의 표면의 수지로서 바람직하게 이용할 수 있다.

이들 수지(RTI가 150℃ 이상인 수지) 중, 금속 롤러의 표면에 분체 코팅을 할 수 있거나, 또는, 수지를 튜브 형상으로 형성하고, 이것을 금속 롤러 또는 고무 롤러에 씌워서 수축시킴에 의해 표면에 부여할 수 있는 등의 점으로부터 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등의 방향족 폴리에테르케톤, 및/또는 PFA(퍼플루오로알콕시불소 수지) 등의 불소 수지를 내성 롤러의 표면에 부여하는 것이 바람직하다.

구체적으로는 빅트렉스·엠씨사의 PEEK 코팅제를 가이드 롤러 표면에 부여하거나, 군제(주)의 불소 수지 PFA 열수축 튜브를 가이드 롤러 표면에 부여하는 것 등에 의해 내성 롤러를 만들 수 있다. 내성 롤러는, 가이드 롤러(70)로서 벨트(30)를 지탱하는 것 등의 점을 고려하여, 금속 롤러의 표면에 전술한 수지를 부여하는 것이 바람직하다. 또한 불소계 고무 라이닝한 롤의 표면에 상기 수지를 부여해도 된다. 이와 같이 RTI가 150℃ 이상인 수지에 의해 외주면을 형성한 내성 롤러를 이용함으로써, 마모 및/또는 마텐자이트 변태에 의한 필름(14)의 품질 저하를 방지해서 양호한 품질의 필름(14)을 제조할 수 있다.

또, 본 발명은, 적어도 외주면이, RTI가 150℃ 이상인 수지로 형성된 내성 롤러를, 적어도 1개 구비하고 있으면 되므로, 세부의 구성에 대해서는 상기 실시형태로 한정되지 않으며 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 모든 가이드 롤러를 내성 롤러로 하는 예로 설명을 했지만, 일부의 가이드 롤러만을 내성 롤러로 해도 된다. 물론, 내성 롤러의 배열 위치와 배열 개수와 배열 피치, 및, 가이드 롤러 중의 내열 롤러의 비율 등에 대해서도 자유롭게 설정할 수 있다.

또, 일부의 가이드 롤러만을 내성 롤러로 할 경우, 내성 롤러 이외의 가이드 롤러로서는, 금속 롤러(SUS 등의 금속으로 형성된 롤러)와, 고무 롤러(금속 롤러를 고무 라이닝한 롤러) 등 주지의 각종 롤러를 이용할 수 있다. 그러나, 금속 롤러를 이용한 경우는 마텐자이트 변태에 의한 문제가 발생할 우려가 있기 때문에, 일부의 가이드 롤러만을 내성 롤러로 할 경우, 내성 롤러 이외의 가이드 롤러로서는 고무 롤러를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 같은 재질일 경우, 회전 드럼(32a, 32b)에 가까울수록 가이드 롤러의 마모가 크고, 특히, 회전 드럼(32a, 32b)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이내의 영역은 가이드 롤러의 마모가 커지는 경향이 있는 것이 알려져 있다(도 3b 참조). 이것은, 위치 제어 기구(50)에 의한 벨트의 위치 제어 시에는, 회전 드럼(32a, 32b)에 가까울수록, 벨트(30) 폭방향에의 위치의 변동이 크고, 가이드 롤러에 대해서 큰 마찰 저항이 가해지며, 그 결과, 회전 드럼(32a, 32b)으로부터의 거리가 벨트 폭의 3배까지인 영역의 가이드 롤러가 마모하기 쉽기 때문인 것으로 생각할 수 있다. 또한, 유연 다이(34)가 회전 드럼(32a)의 근방에 배치되어 있는 것, 및, 벨트(30) 상에서의 건조 시에 회전 드럼(32a)의 근방의 배기 효율이 나쁜 것에 의해 회전 드럼(32a)에 가까울수록 용제 및/또는 첨가제 휘산물의 농도가 높아서 이들이 가이드 롤러 및/또는 벨트(30)에 부착되는 것 등의 영향도 생각할 수 있다.

이 때문에, 일부의 가이드 롤러만을 내성 롤러로 할 경우, 내성 롤러를 회전 드럼(32a, 32b)에 가까운 측에 배치하고, 내성 롤러 이외의 롤러를 회전 드럼(32a, 32b)으로부터 먼 측에 배치하는 것이 바람직하며, 또한, 회전 드럼(32a, 32b)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이내의 영역에 내성 롤러를 배치하는 것이 바람직하다. 또, 회전 드럼으로부터 벨트의 폭의 3배 이내의 영역이란, 회전 드럼이 벨트와 접촉하는 위치를 기준 위치로 하고, 이 기준 위치로부터의 거리가 벨트 폭의 3배 이내로 되는 범위를 나타내고 있다.

또한, 내성 롤러와 고무 롤러를 비교했을 경우, 내마모성에 대해서는 내성 롤러의 쪽이 우수하지만, 위치 제어 기구(50)에 의한 제어 성능, 즉, 벨트(30)의 폭방향의 위치 제어를 행할 때의 컨트롤성에 대해서는 고무 롤러의 쪽이 우수한 경우도 있다. 이것은 벨트(30)와의 마찰 계수와 표면의 경도와 표면 거칠기 등과 같은 특성에 의하기 때문에, 내성 롤러의 표면을 형성하는 수지의 종류(재질)와 거칠기와 두께 중의 적어도 어느 하나를 조정하거나, 표면의 수지의 내측에 고무 라이닝하는 것 등에 의해 내성 롤러의 컨트롤성을 고무 롤러와 동등하게 되도록 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 내마모성이 필요한 장소에 한정해서 내성 롤러를 이용해도 된다. 이 경우, 위치 제어 기구(50)측(상기 실시형태에 있어서는, 회전 드럼(32b)측)에 대해서는, 내성 롤러를 배치하는 범위를 회전 드럼(32b)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이내의 범위로 하고, 이것보다 먼 범위에 대해서는 고무 롤러를 배치하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한, 반대로, 위치 제어 기구(50)측과는 반대측(상기 실시형태에 있어서는, 회전 드럼(32a)측)에 대해서는, 내성 롤러를 배치하는 범위를 회전 드럼(32a)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이상으로 해도 된다. 이와 같이, 위치 제어 기구(50)측에 대해서는 내성 롤러를 사용하는 범위를 최저 한도로 제한하고, 위치 제어 기구(50)와는 반대측에 대해서는 내성 롤러를 사용하는 범위를 적극적으로 확대함으로써, 벨트(30)의 폭방향의 위치 제어를 행할 때의 컨트롤성의 저하를 방지하며, 또한, 마모에 의한 문제도 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 1종류의 내성 롤러만을 이용하는 구성으로 한정되지 않으며, 복수 종류의 내성 롤러를 이용하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 금속 롤러의 표면에 PEEK를 코팅한 PEEK 롤러(제1 내성 롤러)와, 고무 롤러의 표면을 PFA제 튜브로 피복한 PFA 롤러(제2 내성 롤러)를 이용하는 것을 생각할 수 있다.

또, 전술한 PEEK 롤러와 PFA 롤러를 비교하면, 내마모성에 대해서는 PEEK 롤러가, 컨트롤성(벨트(30)의 폭방향의 위치 제어를 행할 때의 컨트롤성)에 대해서는 보다 유연한 PFA 롤러가 우수하다. 이 때문에, 요구되는 성능에 따라서 PEEK 롤러와 PFA 롤러의 각 배치 위치를 결정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 보다 내마모성을 중시하는 경우와 범위(예를 들면, 회전 드럼(32a, 32b)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이내의 범위)에 대해서는 PEEK 롤러를 이용하고, 보다 컨트롤성을 중시하는 경우와 범위(예를 들면, 위치 제어 기구(50)의 근방(회전 드럼(32b)측))에 대해서는 PFA 롤러를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 폴리머의 용매에 의한 팽윤율(외경의 확대율)은, 고무 롤러가 가장 높고, 다음으로 소재에 고무를 포함하는 PFA 롤러가 높고, PEEK 롤러가 가장 낮다. 그리고, 용액 제막 장치(10)에서는, 유연 다이(34)의 근방일수록 공기 중의 용매 함유량(용매 가스의 농도)이 높아, 팽윤의 영향을 받기 쉽다. 이 때문에, PEEK 롤러와 PFA 롤러의 양쪽의 내성 롤러를 이용할 경우, 유연 다이(34)에 가까운 측(회전 드럼(32a)측)에 PEEK 롤러를 배치하고, 유연 다이(34)로부터 먼 측(회전 드럼(32b)측)에 PFA 롤러를 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 고무 롤러와 내성 롤러의 2종류의 가이드 롤러를 이용할 경우, 유연 다이(34)에 가까운 측에 내성 롤러를 배치하고, 유연 다이(34)로부터 먼 측에 고무 롤러를 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시형태는, 1종의 도프(12)를 이용하여 단층 구조의 필름(14)을 제조하는 예이지만, 제조하는 필름은 복층 구조여도 된다. 복층 구조의 필름을 제조하는 경우에는, 주지(周知)의 공(共)유연 또는 축차 유연에 의해, 복수 종류의 도프를 유연하면 된다.

또한, 상기 실시형태는, 폴리머로서 TAC를 이용한 예이지만, 폴리머는 TAC와 다른 그 밖의 셀룰로오스아실레이트, 또는 환상 폴리올레핀 등으로 해도 된다. 셀룰로오스아실레이트에 대하여, 상세를 이하에 설명한다.

<셀룰로오스아실레이트>

셀룰로오스아실레이트는, 셀룰로오스의 수산기를 카르복시산으로 에스테르화하고 있는 비율, 즉 아실기의 치환도(이하, 아실기 치환도라 함)가 하기 식(1)∼(3)의 모든 조건을 만족하는 것이 특히 바람직하다. 또, (1)∼(3)에 있어서, A 및 B는 모두 아실기 치환도이며, A에 있어서의 아실기는 아세틸기이고, B에 있어서의 아실기는 탄소 원자수가 3∼22인 것이다.

2.4≤A+B≤3.0…(1)

0≤A≤3.0…(2)

0≤B≤2.9…(3)

셀룰로오스를 구성하고, β-1,4 결합하고 있는 글루코오스 단위는, 2위치, 3위치 및 6위치에 유리(遊離)의 수산기를 갖고 있다. 셀룰로오스아실레이트는, 이와 같은 셀룰로오스의 수산기의 일부 또는 전부가 에스테르화되고, 수산기의 수소가 탄소수 2 이상인 아실기로 치환된 폴리머이다. 또, 글루코오스 단위 중의 1개의 수산기의 에스테르화가 100% 되어 있으면 치환도는 1이므로, 셀룰로오스아실레이트의 경우에는, 2위치, 3위치 및 6위치의 수산기가 각각 100% 에스테르화되어 있으면 치환도는 3으로 된다.

여기에서, 글루코오스 단위로 2위치의 아실기 치환도를 DS2, 3위치의 아실기 치환도를 DS3, 6위치의 아실기 치환도를 DS6으로 해서 「DS2+DS3+DS6」으로 구해지는 전(全)아실기 치환도는 2.00∼3.00인 것이 바람직하고, 2.22∼2.90인 것이 보다 바람직하고, 2.40∼2.88인 것이 더 바람직하다. 또한, 「DS6/(DS2+DS3+DS6)」은 0.32 이상인 것이 바람직하고, 0.322 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.324∼0.340인 것이 더 바람직하다.

아실기는 1종류만이어도 되며, 2종류 이상이어도 된다. 아실기가 2종류 이상일 때에는, 그 1개가 아세틸기인 것이 바람직하다. 2위치, 3위치, 및 6위치의 수산기의 수소의 아세틸기에 의한 치환도의 총합을 DSA로 하고, 2위치, 3위치, 및 6위치에 있어서의 아세틸기 이외의 아실기에 의한 치환도의 총합을 DSB로 할 때, 「DSA+DSB」의 값은, 2.2∼2.86인 것이 바람직하고, 2.40∼2.80인 것이 특히 바람직하다. DSB는 1.50 이상인 것이 바람직하고, 1.7 이상인 것이 특히 바람직하다. 그리고, DSB는, 그 28% 이상이 6위치 수산기의 치환인 것이 바람직하지만, 보다 바람직하게는 30% 이상, 더 바람직하게는 31% 이상, 특히 바람직하게는 32% 이상이 6위치 수산기의 치환인 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스아실레이트의 6위치의 「DSA+DSB」의 값이 0.75 이상인 것이 바람직하고, 0.80 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.85 이상인 것이 특히 바람직하다. 이상과 같은 셀룰로오스아실레이트를 이용함에 의해, 용액 제막에 이용되는 폴리머 용액을 만들기 위해서 바람직한 용해성이 얻어진다.

탄소수가 2 이상인 아실기로서는, 지방족기여도 되며 아릴기여도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 셀룰로오스의 알킬카르보닐에스테르, 알케닐카르보닐에스테르 또는 방향족 카르보닐에스테르, 방향족 알킬카르보닐에스테르 등이 있으며, 이들은, 각각 치환된 기를 더 갖고 있어도 된다. 프로피오닐기, 부타노일기, 펜타노일기, 헥사노일기, 옥타노일기, 데카노일기, 도데카노일기, 트리데카노일기, 테트라데카노일기, 헥사데카노일기, 옥타데카노일기, iso-부타노일기, t-부타노일기, 시클로헥산카르보닐기, 올레오일기, 벤조일기, 나프틸카르보닐기, 신나모일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 프로피오닐기, 부타노일기, 도데카노일기, 옥타데카노일기, t-부타노일기, 올레오일기, 벤조일기, 나프틸카르보닐기, 신나모일기 등이 보다 바람직하고, 프로피오닐기, 부타노일기가 특히 바람직하다.

폴리머로서 셀룰로오스아실레이트를 이용하는 경우에는, 도프(12)의 용매로서는, 셀룰로오스아실레이트 필름을 용액 제막으로 제조할 경우의 도프의 용매로서 공지의 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 디클로로메탄, 각종 알코올, 각종 케톤 등이다. 이들에게서 선택되는 복수를 혼합해서, 이 혼합물을 용매로서 이용해도 된다.

[검증]

도 2a에 나타내는 실험계(110)에 의해, 전술한 내성 롤러의 성능과 효과를 검증했다.

실험계(110)는, 도 1의 유연 유닛(20)을 소형화 및 간략화한 것이며, 직경 10㎝의 2개의 금속 드럼(132a, 132b)(도 1의 회전 드럼(32a, 32b)에 대응)에, 폭 0.25m, 길이 2.5m의 오스테나이트계의 스테인리스 벨트(130)(도 1의 벨트(30)에 대응)를 걸치고, 금속 드럼(132a)의 상측으로부터 스테인리스 벨트(130) 상에 도프를 유연하고, 금속 드럼(132a)의 하측에서 스테인리스 벨트(130)로부터 유연막을 벗겨내는 구성으로 하고 있다.

그리고, 이 실험계(110)에 있어서, 상기 내성 롤러를 가이드 롤러로서 사용했을 경우(즉, 본 발명의 내성 롤러에 의해, 금속 드럼(132a, 132b) 간의 스테인리스 벨트(130)를 아래쪽으로부터 지지했을 경우)와, 비교 대상의 롤러를 가이드 롤러로서 사용했을 경우를 비교함에 의해, 내성 롤러의 성능과 효과를 검증했다. 또, 실험계(110)는, 가이드 롤러를 1개만 이용하는 구성으로 되어 있고, 검증은, 가이드 롤러를 교환하면서 복수회 행했다.

또한, 내성 롤러로서, PEEK 롤러(140)와 PFA 롤러(150)의 2종류에 대하여 검증했다. 또한, 비교 대상의 롤러로서, 금속 롤러(160)와 고무 롤러(170)의 2종류에 대하여 검증했다. 금속 롤러(160)는, 스테인리스제의 롤러이고, 고무 롤러(170)는, 금속제의 본체에 불소계 고무 바이톤(등록상표)(듀퐁사제)을 라이닝한 롤러이다. 또한, PEEK 롤러(140)는, 금속 롤러(160)의 외주에 빅트렉스·엠씨사의 PEEK 코팅제를 코팅한 롤러이고, PFA 롤러(150)는, 고무 롤러(170)의 외주를 군제(주)의 불소 수지 PFA 열수축 튜브로 피복한 롤러이다.

검증에 의해 얻어진 각 롤러(140, 150, 160, 170)의, 내마모성의 평가, 스트라이프 버 변위량, 스트라이프 버에 기인해서 발생하는 스테인리스 벨트(130)의 변형의 유무에 대하여, 도 2b에 나타낸다. 또, 스트라이프 버는, 스테인리스 벨트(130)의 주행 방향으로 연장하는 줄(스트라이프) 형상의 버이며, 스테인리스 벨트(130)가 마텐자이트 변태함에 의해서 발생한다. 스트라이프 버 변위량은, 스테인리스 벨트(130)의 유연면(도프(12)가 유연되는 측의 면)에 발생한 스트라이프 버의 높이(크기)를 계측해서 얻어진 값이며, 스트라이프 버의 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점의 높이의 차를 나타내고 있다.

도 2b에 나타내는 바와 같이, 내마모성의 평가는, 고무 롤러(170) 이외는 마모가 확인되지 않고, 또한, 고무 롤러(170)의 마모도 제품에 문제가 발생할 정도는 아니었기 때문에, 고무 롤러(170)의 평가를 「B」로 하고, 그 이외의 롤러에 대해서는 평가를 「A」로 했다. 또, 평가는 「A」, 「B」, 「C」의 3단계로 행했다. 「A」는 가장 높은 평가이고, 「C」는 가장 낮은 평가이다. 또한, 평가 「A」, 「B」는, 필름의 품질에 영향을 미치지 않는(또는, 영향을 미친다고 해도 무시할 수 있는 레벨의 근소한 영향인), 즉, 합격 기준에 달한 것을 나타내는 평가이고, 평가 「C」는, 필름에 문제가 발생할 우려가 있는, 즉, 합격 기준에 달하지 못한 것을 나타내는 평가이다.

스트라이프 버 변위량에 대해서는, 금속 롤러(160)를 이용한 경우가 가장 크고, 그 이외의 롤러를 이용한 경우에 대해서는, 모두 금속 롤러(160)를 이용한 경우보다도 대폭으로 작은 값이었다. 구체적으로는, 금속 롤러(160)를 이용한 경우가 1.2㎛, 고무 롤러(170)를 이용한 경우가 0.3㎛, PEEK 롤러(140)를 이용한 경우가 0.15㎛, PFA 롤러(150)를 이용한 경우가 0.2㎛였다.

또한, 스트라이프 버에 기인해서 발생하는 스테인리스 벨트(130)의 변형은, 금속 롤러(160)를 이용한 경우에 대해서만 변형이 확인되고, 그 이외의 롤러에 대해서는 변형이 확인되지 않았다.

이와 같이, 실험계(110)를 이용한 검증에서는, 내성 롤러(PEEK 롤러(140), PFA 롤러(150))가, 고무 롤러(170)보다도 내마모성이 높을 뿐만 아니라, 금속 롤러(160)보다도 스트라이프 버의 발생을 억제할 수 있다는(스테인리스 벨트(130)를 마텐자이트 변태시키기 어려운) 것을 확인할 수 있었다.

[실시예]

계속해서, 실제의 용액 제막 장치(10)(도 1 참조)에 있어서, 내성 롤러를 사용한 실시예 1-4, 및, 실시예와의 비교에 이용한 비교예에 대하여 설명을 행한다.

모든 실시예 및 비교예에서는, 직경이 약 2m인 회전 드럼(32a, 32b)을, 중심 간의 거리가 약 50m로 되도록 배치하고, 여기에 폭 약 2m의 벨트(30)를 걸쳤다. 전술한 바와 같이, 벨트(30)의 재질은 오스테나이트계의 스테인리스이다. 또한, 회전 드럼(32a)은, 회전 구동 기구(40)에 의해 회전 구동되고, 회전 드럼(32b)은, 위치 제어 기구(50)에 의해 벨트(30)의 폭방향으로 슬라이딩되는 것이다.

가이드 롤러(70)는, 회전 드럼(32a)과 벨트(30)의 접점(제1 접점)으로부터, 회전 드럼(32b)과 벨트(30)의 접점(제2 접점)까지의 약 50m 사이에, No.1 롤러∼No.19 롤러의 19개의 가이드 롤러(70)를 배치했다. 또, No.1롤러는, 제1 접점으로부터 850㎜의 지점에 배치하고, No.2 롤러는, No.1 롤러로부터 제2 접점측에 2280㎜의 지점에 배치하고, 이후는, 2370㎜ 피치로 No.3 롤러∼No.19 롤러를 배치했다.

이용한 도프(12)는 하기의 제1 도프와 제2 도프의 2종류이고, 유연 다이(34)로서는, 제1 도프의 흐름을 제2 도프의 흐름 사이에 둔 태양에서 유연하는 공유연용의 유연 다이를 이용하고, 회전 드럼(32a)의 위쪽으로부터 유연을 행했다. 또, 제1 도프와 제2 도프는, 하기의 TAC 등을 용매에 용해함에 의해 조제하고, 여과하고 나서 유연 다이로 안내했다.

<제1 도프>

TAC(치환도 2.85, 점도 평균 중합도 320) 100질량부

첨가제 A 8질량부

디클로로메탄 470질량부

메탄올 70질량부

자외선흡수제 0.3질량부

상기한 첨가제 A는, 아디프산과 에틸렌글리콜을 아디프산:에틸렌글리콜=50:50의 몰비로 반응시키고, 아세틸기로 말단 밀봉해서 얻어진 수 평균 분자량(Mn)이 1000인 폴리에스테르 화합물이다. 또, 수 평균 분자량(Mn), 질량 평균 분자량(Mw) 및 분자량 분포(MWD)의 측정은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 행할 수 있다. 구체적으로는, N-메틸피롤리돈을 용매로 하고, 폴리스티렌겔을 사용하고, 표준 단분산 폴리스티렌의 구성 곡선으로부터 미리 구해진 환산 분자량 교정 곡선을 이용하여 구할 수 있다. 첨가제 A는, 하기의 제2 도프에도 사용했다. 하기의 제2 도프에 이용한 미립자는, 이산화규소이며, 일차 입경은 20㎚, 모스 경도는 7.0이었다.

<제2 도프>

TAC(치환도 2.85, 점도 평균 중합도 320) 100질량부

첨가제 A 8질량부

디클로로메탄 520질량부

메탄올 80질량부

자외선흡수제 0.3질량부

미립자(아에로질사제 NX90S 등) 0.05질량부

박취 위치 PP에 있어서의 유연막(36)의 용매 함유율이 30질량%로 되도록 유연막(36)을 건조했다. 박취된 필름(14)을 텐터(22)에 의해 온도가 120℃인 건조 기체로 건조하고, 텐터(22)의 출구에서의 필름(14)의 용매 함유율을 10질량% 이하로 했다. 텐터(22)로부터 나온 필름(14)을 슬리터(도시 없음)로 안내하고, 클립(60)에 의한 파지 흔적을 필름(14)으로부터 절제(切除)하도록 측부를 떼어냈다. 이 필름(14)을, 내부의 온도를 130℃ 이상 140℃ 이하의 범위 내로 조절한 롤러 건조기(24)로 안내하고, 용매 함유율이 0.1질량% 이하로 될 때까지 건조했다. 필름(14)의 측부에 널링을 부여한 후, 권취기(26)에 의해 필름(14)을 5000m, 롤 형상으로 권취했다.

전술한 바와 같이 No.1∼No.19의 19개의 가이드 롤러(70)를 설치한 용액 제막 장치(10)에 있어서, 제1 접점(회전 드럼(32a)과 벨트(30)의 접점)을 「0m」, 제2 접점(회전 드럼(32b)과 벨트(30)의 접점)을 「50m」로 한 0m∼50m의 범위를, 제1∼제4의 4개의 영역으로 분할하고, 각 영역의 가이드 롤러(70)를, 고무 롤러 또는 내성 롤러(PEEK 롤러, PFA 롤러)로 변경함에 의해, 비교예 및 실시예 1―4로 했다(도 3a 참조).

「제1 영역」은, 제1 접점을 0m, 제2 접점을 50m로 했을 때에 0m 이상 6m 이하의 영역(회전 드럼(32a)측(유연 다이(34)측, 위치 제어 기구(50)와는 반대측)의 영역)이며, 또한, 회전 드럼(32a)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이내의 영역)이다.

「제2 영역」은, 6m보다도 크며 25m 이하의 영역(회전 드럼(32a)측(유연 다이(34)측, 위치 제어 기구(50)와는 반대측)의 영역)이다.

「제3 영역」은, 25m보다도 크며 44m 이하의 영역(회전 드럼(32b)측(유연 다이(34)와는 반대측, 위치 제어 기구(50)측의 영역)이다.

「제4 영역」은, 44m보다도 크며 50m 이하의 영역(회전 드럼(32b)측(유연 다이(34)와는 반대측, 위치 제어 기구(50)측)의 영역이며, 또한, 회전 드럼(32b)으로부터 벨트(30)의 폭의 3배 이내의 영역)이다.

도 3a에 나타내는 바와 같이, 「비교예」는, 제1∼제4의 모든 영역에 있어서, 고무 롤러(금속제의 본체에 고무 라이닝한 롤러)를 이용한 예이다.

「실시예 1」은, 제1, 제4 영역에 PEEK 롤러(금속 롤러의 외주에 PEEK를 코팅한 롤러)를 이용하고, 제2, 제3 영역에 고무 롤러를 이용한 예이다.

「실시예 2」는, 제1, 제4 영역에 PFA 롤러(고무 롤러의 외주를 PFA제의 튜브로 피복한 롤러)를 이용하고, 제2, 제3 영역에 고무 롤러를 이용한 예이다.

「실시예 3」은, 제1, 제4 영역에 PEEK 롤러를 이용하고, 제2 영역에 고무 롤러를 이용하고, 제3 영역에 PFA 롤러를 이용한 예이다.

「실시예 4」는, 제1, 제4 영역에 PEEK 롤러를 이용하고, 제2 영역에 PFA 롤러를 이용하고, 제3 영역에 고무 롤러를 이용한 예이다.

비교예, 및, 실시예 1-4의 각각에 대하여 장기간 연속 운전 후의, 내마모성의 평가와, 벨트 제어성의 평가(벨트(30)의 폭방향의 위치를 행할 때의 컨트롤성)와, 벨트 변형의 유무에 대하여, 도 3b에 나타낸다. 또, 평가는, 전술의 도 2b의 경우와 마찬가지로 「A」, 「B」, 「C」의 3단계로 행했다. 즉, 「A」는 가장 높은 평가이고, 「C」는 가장 낮은 평가이고, 「A」, 「B」는, 합격 기준에 달한 것을 나타내는 평가이고, 평가 「C」는, 합격 기준에 달하지 못한 것을 나타내는 평가이다.

도 3b에 나타내는 바와 같이, 비교예, 및, 실시예 1-4에서는, 모두 벨트의 변형은 확인되지 않았기 때문에, 고무 롤러와 내성 롤러의 어느 것을 이용해도(금속 롤러를 이용하지 않음으로써) 벨트(30)의 마텐자이트화를 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 제1, 제4 영역은, 제2, 제3 영역과 비교해서 가이드 롤러의 마모가 커, 고무 롤러로는 합격 기준을 충족시키지 못하는 것을 알 수 있었다(도 3b의 비교예 참조).

또한, 가이드 롤러가 모두 고무 롤러일 경우, 벨트 제어성도 합격 기준을 충족시키지 못하는 것을 알 수 있었다(도 3b의 비교예 참조).

한편, 제1, 제4 영역에 내성 롤러(PEEK 롤러 또는 PFA 롤러)를 이용함으로써, 제2, 제3 영역에 대해서는 고무 롤러를 이용해도 내마모성, 벨트 제어성 모두 합격 기준을 충족시키는 것을 알 수 있었다(도 3b의 실시예 1-4 참조).

또한, PEEK 롤러의 쪽이 PFA 롤러보다도 내마모성이 우수한 것을 알 수 있었다(도 3b의 실시예 1, 2 참조).

또, 제3 영역(위치 제어 기구(50)측(벨트(30)의 폭방향으로 슬라이딩되는 회전 드럼(32b)측)의 영역)에 대해서는, 내성 롤러(PFA 롤러)를 이용함으로써, 내마모성을 향상할 수 있지만, 고무 롤러를 이용하는 경우와 비교해서 벨트 제어성이 저하해 버리는 것을 알 수 있었다(도 3b의 실시예 3 참조).

한편, 제2 영역(위치 제어 기구(50)와는 반대측(벨트(30)의 폭방향으로 슬라이딩되는 회전 드럼(32b)과는 반대측)의 영역)에 대해서는, 내성 롤러(PFA 롤러)를 이용함으로써, 제2 영역의 내마모성을 향상할 수 있으며, 또한, 벨트 제어성도 저하하지 않는 것을 알 수 있었다(도 3b의 실시예 4 참조).

이상, 폴리머를 용매에 용해한 폴리머 용액으로 필름을 제조하는 용액 제막 장치에 본 발명을 적용하는(가이드 롤러로서 내성 롤러를 이용하는) 예로 설명을 했지만, 폴리머를 고온에서 용융한 폴리머 용융액으로 필름을 제조하는 용융 제막 장치에 대해서 본 발명을 적용해도 된다.

10 : 용액 제막 장치 12 : 도프
14 : 필름 20 : 유연 유닛
22 : 텐터 24 : 롤러 건조기
30 : 벨트 32a, 32b : 회전 드럼
34 : 유연 다이(유출부) 36 : 유연막(폴리머막)
40 : 회전 구동 기구 50 : 위치 제어 기구(벨트 위치 제어 장치)
70 : 가이드 롤러 110 : 실험계
132a, 132b : 금속 드럼(회전 드럼)
130 : 스테인리스 벨트(벨트) 140 : PEEK 롤러(내성 롤러, 제1 내성 롤러)
150 : PFA 롤러(내성 롤러, 제2 내성 롤러)
160 : 금속 롤러 170 : 고무 롤러

Claims (18)

1. 고리 형상으로 형성되고 장변 방향으로 연속 주행하는 금속제의 벨트와,
   상기 벨트 상에 폴리머를 연속적으로 유출하는 것에 의해, 폴리머막을 형성하는 유출부와,
   상기 벨트의 고리 내에 배치되고, 외주면(外周面)을 상기 벨트에 맞닿게 해서 상기 벨트를 아래쪽으로부터 지지하는 내성(耐性) 롤러와, 상기 벨트의 고리 내에 배치되고, 상기 벨트가 걸쳐지는 한 쌍의 회전 드럼을 구비하고,
   상기 내성 롤러는, 아메리카보험업자안전시험소 프로토콜 UL746B에 의해 규정되는 장기 내열 온도 지수가 150℃ 이상인 수지로 상기 외주면이 형성되어 있고, 상기 회전 드럼으로부터 상기 벨트의 폭의 3배 이내의 영역에 배치되어 있는 제막 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벨트의 고리 내에 배치되고, 외주면을 상기 벨트에 맞닿게 해서 상기 벨트를 아래쪽으로부터 지지하는 복수의 가이드 롤러를 구비하고,
   상기 복수의 가이드 롤러 중의 적어도 1개가 상기 내성 롤러인 제막 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 내성 롤러로서, 상기 외주면이 방향족 폴리에테르케톤으로 형성된 제1 내성 롤러와, 상기 외주면이 불소 수지로 형성된 제2 내성 롤러 중의 적어도 한쪽을 구비한 제막 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 회전 드럼의 적어도 한쪽을 상기 벨트의 폭방향으로 슬라이딩시키는 것에 의해, 상기 벨트의 폭방향의 위치를 제어하는 벨트 위치 제어 장치를 구비한 제막 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 회전 드럼의 적어도 한쪽을 상기 벨트의 폭방향으로 슬라이딩시키는 것에 의해, 상기 벨트의 폭방향의 위치를 제어하는 벨트 위치 제어 장치를 구비한 제막 장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 벨트는, 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스강으로 형성되는 제막 장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 벨트는, 오스테나이트계의 결정 구조를 갖는 스테인리스강으로 형성되는 제막 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유출부는, 상기 폴리머가 용매에 용해한 폴리머 용액을 상기 벨트 상에 유출시키는 것에 의해, 상기 폴리머막으로서 유연막을 형성하는 유연 다이인 제막 장치.
11. 제3항에 있어서,
    상기 유출부는, 상기 폴리머가 용매에 용해한 폴리머 용액을 상기 벨트 상에 유출시키는 것에 의해, 상기 폴리머막으로서 유연막을 형성하는 유연 다이인 제막 장치.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제3항에 있어서,
    상기 내성 롤러로서 제1 내성 롤러와 제2 내성 롤러의 양쪽을 각각 적어도 하나 이상 구비한 제막 장치.
15. 한 쌍의 회전 드럼에 걸쳐지고, 고리 형상으로 형성되고 장변 방향으로 연속 주행하는 금속제의 벨트 상에, 유출부로부터 폴리머를 연속적으로 유출하는 것에 의해, 폴리머막을 형성하는 폴리머막 형성 스텝과,
    상기 폴리머막을 상기 벨트로부터 벗기고, 건조하는 건조 스텝을 갖고,
    상기 폴리머막 형성 스텝에 있어서,
    아메리카보험업자안전시험소 프로토콜 UL746B에 의해 규정되는 장기 내열 온도 지수가 150℃ 이상인 수지로 외주면이 형성된 내성 롤러를, 상기 벨트의 고리 내이며, 상기 회전 드럼으로부터 상기 벨트의 폭의 3배 이내의 영역에 배치하고, 상기 외주면을 상기 벨트에 맞닿게 해서 상기 벨트를 아래쪽으로부터 지지하는 제막 방법.
16. 삭제
17. 삭제
18. 제15항에 있어서,
    상기 내성 롤러로서 상기 외주면이 방향족 폴리에테르케톤으로 형성된 제1 내성 롤러와 상기 외주면이 불소 수지로 형성된 제2 내성 롤러의 양쪽을 각각 적어도 하나 이상 구비한 제막 방법.
    

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