KR20080060249A - 엠보싱 시트를 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 엠보싱 시트의 제조 방법은, 가요성 스트립 형상의 시트를 연속 주행시키는 단계, 시트의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅함으로써 코팅층을 형성하는 단계, 회전하는 엠보스 롤러에 시트를 감음으로써 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 코팅층에 전사하는 단계, 엠보스 롤러에 감겨진 시트에 방사선을 조사함으로써 코팅층을 경화하는 단계, 엠보스 롤러로부터 시트를 박리하는 단계, 박리 이후 연속 주행하는 시트의 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하는 단계, 및 라미네이트 이후 연속 주행하는 시트를 롤 형태로 권취하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에 따르면, 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조할 수 있다.
엠보싱 시트, 요철 패턴, 엠보스 롤러, 닙 롤러, 방사선
Description
본 발명은 엠보싱 시트 (embossed sheet) 를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 가지며 반사방지 효과를 갖는 엠보스 시트 (emboss sheet) 와 같은 고품질의 결함이 없는 시트상 재료를 높은 생산성으로 또는 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조하는데 적합한 엠보싱 시트를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이들과 같은 전자 디스플레이들의 용도에 반사방지 효과를 갖는 엠보스 시트들이 사용되고 있다. 또한, 렌티큘러 렌즈들 및 플라이-아이 렌즈들과 같은 플랫 렌즈들과, 광 확산 시트들, 휘도 향상 시트들, 광도파로 시트들 및 프리즘 시트들과 같은 엠보스 시트들이 사용되고 있다. 이러한 엠보스 시트로서는 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 시트들이 공지되어 있다. 이러한 미세한 규칙적인 요철 패턴을 형성하기 위한 기술로서는 다양한 방법들이 종래부터 공지되어 있다 (일본 특허공개 평11-262958호, 평11-300768호, 제2001-314815호, 제2002-67057호 및 제2002-365405호, 일본 특허 제2533379호 및 제2891344호, 일본 특허공개 제2000-141481호 및 제2005-53039호 참조).
예컨대, 이들 공보에는, 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 장치에서, 규칙적인 요철 패턴이 형성된, 스탬퍼 롤러 (1) 의 표면에 코팅 수단 (2) 에 의해 수지를 도포하고; 스탬퍼 롤러 (1) 와 닙 롤러 (4) 사이에 연속 주행하는 시트 (3) 를 끼우고; 스탬퍼 롤러 (1) 상의 수지가 시트 (3) 와 접촉하고 있는 상태에서 전리 방사선의 조사에 의해 수지를 경화시키고; 그후 시트 (3) 를 박리 롤러 (5) 에 감음으로써 스탬퍼 롤러 (1) 로부터 시트 (3) 를 박리하는 내용이 기재되어 있다.
또한, 이들 공보에는, 도 5에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 장치에서, 연속 주행하는 시트 (3) 의 표면에 수지를 미리 도포하고; 상기 시트 (3) 를 규칙적인 요철 패턴이 형성된 스탬퍼 롤러 (1) 와 닙 롤러 (4) 사이에 끼우고 스탬퍼 롤러 (1) 의 요철 패턴을 수지에 전사시킨 상태에서 전리 방사선의 조사에 의해 수지를 경화시키고; 그후 시트 (3) 를 박리 롤러 (5) 에 감음으로써 스탬퍼 롤러 (1) 로부터 시트 (3) 를 박리하는 내용이 기재되어 있다.
그러나, 이러한 엠보스 시트의 생산 라인에 관한 상술한 일본 특허공개 평11-262958호, 평11-300768호, 제2001-314815호, 제2002-67057호 및 제2002-365405호는, 기본 구조만을 기재하고, 전체 생산 라인을 기재하고 있지 않다. 따라서, 일본 특허공개 평11-262958호, 평11-300768호, 제2001-314815호, 제2002-67057호 및 제2002-365405호의 기재내용만으로는, 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조하는 것은 매우 어렵다.
게다가, 이러한 구성의 장치에서 연속 주행하는 시트 (3) 와 스탬퍼 롤러 (1) 가 상이한 속도를 가지는 경우, 시트와 롤러 사이에 미끄러짐 (slipping) 이 발생되어, 롤러의 표면상의 규칙적인 요철 패턴이 시트상에 정확하게 전사되거나 또는 형성될 수 없다는 문제를 야기시킨다.
즉, 이러한 프로세서들에 있어서 중요한 포인트는 연속 주행하는 시트 (3) 와 회전하는 롤러 (1) (엠보스 롤러) 의 속도 차이가 롤러상에서 제로가 되는 것이다. 특히, ㎛ 정도의 요철 패턴의 경우에 있어서 ㎛ 정도의 미끄러짐도 명백히 없어야 한다.
이러한 사실에도 불구하고, 공지된 기술의 참조문헌 (일본 특허공개 평11-300768호, 일본 특허 제2533379호, 제2891344호, 일본 특허공개 제2000-141481 등) 에는, 시트와 롤러 사이의 이러한 미끄러짐에 대한 대책이 전혀 기재되어 있지 않으며, 상술한 문제에 대한 어떠한 해결책도 발견할 수 없었다.
또한, 광학 시트들을 제조하는데 사용되는 이러한 엠보스 시트의 생산 라인은 먼지와 같은 오염물질로 인해 품질이 열화되고 수율이 감소되는 문제를 수반한다.
특히, 스탬퍼 롤러 (1) 의 요철 패턴을 시트 (3) 에 전사하기 전에 시트 (3) 의 표면에 미소 오염물질들 (먼지) 이 부착될 경우, 그 오염물질들이 제품에 통합되어, 광학 특성 및 품질에 상당히 영향을 미친다. 적어도 스탬퍼 롤러 (1) 에 의해 시트 (3) 의 표면상에 패턴이 형성되기 전에, 이러한 오염물질들은 가능한 한 많이 제거되어야만 한다.
오염물질들의 부착은 다음의 경우들을 포함한다:
1) 시트에 이미 부착되어 있는 오염물질들
2) 방사선 경화성 수지에 이미 포함되어 있는 오염물질들
3) 롤러를 구동하기 위해 사용되는 모터로부터 발생되는 오염물질들
4) 주행하는 시트와 롤러 사이의 미끄러짐으로 인해 시트 표면의 긁힘에 의해 발생되는 오염물질들 (롤러에 대한 랩 각도 (wrap angle) 가 작고 정지 롤러상에서 주행하는 시트에서 종종 발견됨)
오염물질들의 문제에 대처하기 위해, 예컨대, 상술한 일본 특허공개 제2005-53039호에는, 접착 롤러를 사용하여 시트 상의 오염물질들을 제거하는 구성을 기재하고 있다. 그러나, 미소 오염물질들 (먼지) 의 부착을 방지하는 것은 이러한 접착 롤러만에 의해서는 매우 어렵고, 품질의 열화 및 수율의 저하가 불가피하다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조하는데 적합한 엠보싱 시트를 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양태는, 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴이 시트상 재료의 표면상에 전사되어 형성된 엠보싱 시트를 제조하는 방법으로서, 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계, 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅함으로써 코팅층을 형성하는 단계, 회전하는 상기 엠보스 롤러에 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감음으로써 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 코팅층에 전사하는 단계, 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 코팅층에 방사선을 조사함으로써 상기 코팅층을 경화하는 단계, 상기 엠보스 롤러로부터 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 박리하는 단계, 박리 이후 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하는 단계, 및 라미네이트 이후 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 롤 형태로 권취하는 단계를 포함하는, 엠보싱 시트를 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 이를 위해, 본 발명의 제1 양태는, 엠보싱 시트를 제조하는 장치로서, 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 공급하기 위한 시트상 재료 공급 디바이스, 상기 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅하여 코팅층을 형성하기 위한 코팅 디바이스, 상기 코팅층에 함유된 용매를 건조시키기 위한 건조 디바이스, 연속 주행하는 상기 시트상 재료가 회전하는 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 시트상 재료의 표면에 전사하여 형성하기 위한 전사 디바이스, 상기 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 코팅층을 경화하기 위한 경화 디바이스, 상기 엠보스 롤러로부터 상기 시트상 재료를 박리하기 위한 박리 디바이스, 박리 이후 상기 시트상 재료의 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하기 위한 라미네이트 디바이스, 및 라미네이트 이후 상기 시트상 재료를 롤 형태로 권취하기 위한 시트상 재료 권취 디바이스를 포함하는, 엠보싱 시트를 제조하는 장치를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 상류에서부터의 일련의 단계들에서, 연속 주행하는 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 도포하고; 엠보스 롤러에 시트상 재료를 감고 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 시트상 재료에 전사하는 동안 방사선의 조사에 의해 코팅층을 경화시키고; 엠보스 롤러로부터 시트상 재료를 박리하고; 그 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하고; 시트를 롤 형태로 권취한다. 따라서, 권취까지의 절차들을 일련의 단계들로 수행할 수 있기 때문에, 고품질의 결함이 없는 시트들을 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조할 수 있다.
본 명세서에 있어서 "엠보스 롤러" 는 원통형 롤러상에 요철 (엠보스) 패턴을 갖는 엠보스 롤러들뿐만 아니라 벨트 부재의 표면상에 요철 (엠보스) 패턴을 갖는 엔드리스 벨트들 (endless belt) 과 같은 부재들도 포함한다. 이는 이러한 벨트 부재도 또한 원통형 엠보스 롤러들과 마찬가지로 동일한 기능을 가지며 동일한 효과들을 산출하기 때문이다.
바람직하게, 상기 제1 양태의 방법은 코팅층에 함유된 용매를 건조하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 여기에 서술된 바와 같이 시트상 재료가 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 시트상 재료를 경화하기 전에 코팅층에 함유된 용매를 건조하는 단계를 가지기 때문에, 경화한 후에 잔류하는 첨가된 용매로 인해 제품들의 기능의 열화의 우려 및 경화 필름의 강도의 저하의 우려가 없다. 제품 사용 도중에 용매의 방출로 인한 악취의 발생 우려가 없고 건강에 악영향을 미칠 우려도 없다.
바람직하게, 상기 제1 양태의 방법은 연속 주행하는 시트상 재료의 폭방향의 에지의 위치를 검출함으로써 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어하는 단계를 더 포함한다. 본 발명에 있어서 엠보싱 시트의 표면상에 미세 패턴이 형성되기 때문에, 시트들의 반송시에 장력의 변동 또는 불균일은 결함의 발생을 일으킨다. 여기서 서술한 바와 같이 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어할 수 있을 경우, 상술한 결함의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 제1 양태에 있어서, 외표면상에 시트상 재료를 흡인 유지하고 소정의 외주 속도로 회전하는 구동 드럼에 의해 시트상 재료를 연속 주행시키는 것이 바람직하다. 시트상 재료를 이러한 구동 드럼에 의해 연속 주행시킬 경우, 시트상 재료의 주행 속도는 안정되며, 요철 패턴이 양호한 조건으로 전사된다. 이러한 구동 드럼들에 대하여, 외표면상에 형성된 다수의 홀들을 통한 흡인에 의해 시트상 재료를 유지하는 드럼들 및 외표면상에 형성된 복수의 홈들에 의해 시트상 재료를 유지하는 소위 그루브드 (grooved) 흡인 드럼들을 사용할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 양태의 방법은 장력 제어 디바이스에 의해 연속 주행하는 시트상 재료의 장력을 제어하는 단계를 더 포함한다. 시트상 재료의 장력을 이러한 장력 제어 디바이스에 의해 제어할 경우, 시트상 재료의 주행 속도는 안정되며, 요철 패턴이 양호한 조건으로 전사된다.
바람직하게, 상기 제1 양태의 방법은 롤 형태로 권취된 시트상 재료를 제품 사이즈로 절단하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 절단 단계는 일련의 단계들 이후에 오프-라인으로 수행된다.
바람직하게, 상기 제1 양태의 방법은 시트상 재료상에 전사되어 형성된 요철 패턴의 결함을 검사하는 단계를 더 포함한다. 이러한 검사 단계가 일련의 단계들에 포함되어 있는 경우, 결함 부분들의 제거가 용이하다.
바람직하게, 상기 제1 양태의 방법에 있어서, 상기 방사선은 자외선이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제2 양태는, 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴이 시트상 재료의 표면상에 전사되어 형성된 엠보싱 시트를 제조하는 방법으로서, 상기 시트에 수지 용액을 코팅함으로써 수지 용액 층이 형성된 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계, 회전하는 상기 엠보스 롤러에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감고 상기 엠보스 롤러와 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 가압함으로써, 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 수지 용액 층에 전사하는 단계, 및 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 수지 용액 층을 경화시키는 단계를 포함하는, 엠보싱 시트를 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 이를 위해, 본 발명의 제2 양태는, 엠보싱 시트를 제조하는 장치로서, 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 공급하기 위한 시트상 재료 공급 디바이스, 상기 시트상 재료의 표면에 수지 용액을 코팅하기 위한 코팅 디바이스, 회전하는 엠보스 롤러에 상기 시트상 재료를 감고 상기 시트상 재료를 상기 엠보스 롤러와 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 가압함으로써 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 수지 용액 층에 전사하여 형성하기 위한 전사 디바이스, 상기 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 수지 용액을 경화시키기 위한 경화 디바이스, 및 상기 수지 용액 층을 경화한 후 상기 시트상 재료를 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 박리 롤러에 감음으로써 상기 엠보스 롤러로부터 상기 시트상 재료를 박리하기 위한 박리 디바이스를 포함하는, 엠보싱 시트를 제조하는 장치를 제공한다.
제2 양태에 따르면, 수지 용액 층이 형성되어 있는 시트상 재료를 회전하는 엠보스 롤러에 감고 엠보스 롤러와 그 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 가압하여 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 수지 용액 층에 전사하며, 그 상태에서 수지 용액 층을 경화시킨다. 이때, 엠보스 롤러 근방에서, 주행하는 시트상 재료의 장력이 변동하거나 또는 불균일할 경우에도, 닙 롤러의 가압력에 의해 엠보스 롤러상에 시트상 재료가 유지되기 때문에 미끄러짐이 발생되지 않는다.
따라서, 제2 양태는 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 양태의 방법은 수지 용액 층을 경화한 후 엠보스 롤러에 대향 배치된 박리 롤러에 시트상 재료를 감음으로써 엠보스 롤러로부터 시트상 재료를 박리하는 단계를 더 포함한다. 여기서 서술한 바와 같이 경화후 시트상 재료를 박리 롤러에 감음으로써 시트상 재료를 엠보스 롤러로부터 박리할 경우, 시트상 재료를 양호하게 박리할 수 있고 요철 패턴이 매우 정밀하게 전사된다.
또한, 제2 양태에 있어서, 엠보스 롤러는 닙 롤러와 박리 롤러 사이에 제공되며, 엠보스 롤러는 닙 롤러와 박리 롤러에 의해 가압되는 것이 바람직하다. 엠보스 롤러가 닙 롤러와 박리 롤러에 의해 가압되는 구성에서는, 닙 롤러에 의해 시트상 재료를 양호하게 가압할 수 있고, 요철 패턴이 매우 정밀하게 전사된다.
또한, 제2 양태에 있어서, 수지 용액은 방사선 경화성 수지 용액이며, 수지 용액 층에 방사선을 조사함으로써 수지 용액 층을 경화시키는 것이 바람직하다. 이러한 방사선 경화성 수지 용액을 사용함으로써, 수지의 경화를 더욱 용이하게 할 수 있다.
또한, 제2 양태에 있어서, 가압이 0.01 내지 1.0kgf/mm에서 수행되는 것이 바람직하다. 가압력이 이 범위내에 있을 경우, 요철 패턴이 매우 정밀하게 전사된다. 가압력이란 닙 롤러에 의한 미는 힘 (pushing force) (kgf) 을 롤러의 폭 (mm) 으로 나눈 값을 의미한다. 가압이 0.05 내지 0.5kgf/mm에서 수행되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제2 양태에 있어서, 닙 롤러 및/또는 박리 롤러의 표면은 JIS (일본 공업 규격) K6253 에 따른 고무 경도가 40 내지 80도인 재료로부터 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 닙 롤러 및/또는 박리 롤러는 적절히 가압을 수행하며 엠보스 롤러상에서의 시트상 재료의 미끄러짐을 발생시키지 않는다.
또, 상기 제2 양태의 방법은 수지 용액 층내의 용액을 건조하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 양태의 방법은 연속 주행하는 시트상 재료의 폭방향의 에지의 위치를 검출함으로써 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제2 양태에 있어서, 외표면상에 시트상 재료를 흡인 유지하고 소정의 외주 속도로 회전하는 구동 드럼에 의해 시트상 재료를 연속 주행시키는 것이 바람직하다. 시트상 재료를 이러한 구동 드럼에 의해 연속 주행시킬 경우, 시트상 재료의 주행 속도는 안정되며, 요철 패턴이 양호한 조건으로 전사된다. 이러한 구동 드럼들에 대하여, 외표면상에 형성된 다수의 홀들을 통한 흡인에 의해 시트상 재료를 유지하는 드럼들 및 외표면상에 형성된 복수의 홈들에 의해 시트상 재료를 유지하는 소위 그루브드 흡인 드럼들을 사용할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 양태의 방법은 장력 제어 디바이스에 의해 연속 주행하는 시트상 재료의 장력을 제어하는 단계를 더 포함한다. 시트상 재료의 장력을 이러한 장력 제어 디바이스에 의해 제어할 경우, 시트상 재료의 주행 속도는 안정되며, 요철 패턴이 양호한 조건으로 전사된다.
또한, 상기 제2 양태의 방법은 시트상 재료상에 전사되어 형성된 요철 패턴의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 제2 양태의 방법에 있어서, 상기 방사선은 자외선인 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제3 양태는, 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴이 시트상 재료의 표면상에 전사되어 형성된 엠보싱 시트를 제조하는 방법으로서, 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계, 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면으로부터 이물질들을 제거하는 단계, 이물질들이 제거된 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅함으로써 코팅층을 형성하는 단계, 회전하는 상기 엠보스 롤러에 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감음으로써 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 코팅층에 전사하는 단계, 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 코팅층에 방사선을 조사함으로써 상기 코팅층을 경화하는 단계, 및 상기 엠보스 롤러로부터 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 박리하는 단계를 포함하는, 엠보싱 시트를 제조하는 방법을 제공한다.
제3 양태에 따르면, 상류에서부터의 일련의 단계들에서, 연속 주행하는 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 도포하고; 엠보스 롤러에 시트상 재료를 감고 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 시트상 재료에 전사하는 동안 방사선의 조사에 의해 코팅층을 경화시키고; 엠보스 롤러로부터 시트상 재료를 박리하고; 그 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하고; 시트를 롤 형태로 권취한다. 따라서, 권취까지의 절차들을 일련의 단계들로 수행할 수 있기 때문에, 고품질의 결함이 없는 시트들을 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
특히, 시트상 재료의 표면으로부터 이물질들을 제거하는 단계 이후에 방사선 경화성 수지를 도포하기 때문에, 미소 오염물질들 (먼지) 의 부착을 방지하는 것이 용이하며, 따라서, 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
제3 양태에 있어서, 시트상 재료의 표면으로부터 이물질들을 제거하는 단계에서 건식 또는 습식 세정 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 서술한 바와 같이 이물질들을 제거하기 위해 건식 또는 습식 세정 디바이스를 사용할 경우, 미소 오염물질들 (먼지) 을 용이하게 제거할 수 있다.
건식 세정 디바이스란 소위 드라이 세정 디바이스를 의미한다. 그 예로는, 불활성 가스, 증기, 플라즈마, 자외선를 이용한 디바이스 또는 그외 디바이스들 (접착 롤러를 사용한 디바이스들) 을 포함한다. 습식 세정 디바이스들의 예로는 용매, 세제 (detergent) 또는 초순수를 이용한 디바이스들을 포함한다.
바람직하게, 상기 제3 양태의 방법은 코팅 이전에 10㎛ 미만의 포어 직경 (pore diameter) 을 갖는 필터링 디바이스에 의해 방사선 경화성 수지를 필터링하는 단계를 더 포함한다. 이러한 필터링은 방사선 경화성 수지에 원래 함유된 오염물질들을 효율적으로 제거한다. 필터링은, 수지 용액의 공급 (코팅) 시에 수행될 수도 있고 (온-라인 방식) 또는 미리 별도의 탱크에서 수행될 수도 있다 (오프-라인 방식).
또한, 제3 양태에 있어서, 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계에서, 시트상 재료는 롤러 부재에 의해 유지되고, 시트상 재료를 20도 미만의 랩 각도로 유지하여 롤러 부재의 외주 속도를 시트상 재료의 주행 속도와 일치시키는 구동 디바이스가 롤러 부재상에 제공되는 것이 바람직하다.
시트상 재료를 작은 랩 각도로 유지하여 롤러 부재의 외주 속도를 시트상 재료의 주행 속도와 일치시키는 구동 수단이 롤러 부재상에 제공될 경우, 주행하는 시트상 재료와 롤러 사이의 미끄러짐으로 인한 시트 표면의 긁힘에 의해 오염물질이 발생되지 않는다.
또한, 제3 양태에 있어서, 코팅층을 형성하는 단계에서의 청정도가 class 1000 미만으로 유지되고 각각의 단계에서의 청정도가 class 5000 미만으로 유지되는 것이 바람직하다. 코팅 단계뿐만 아니라 모든 단계들에서 적절한 청정도를 유지함으로써, 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
또, 제3 양태에 있어서, 각각의 단계에서, 먼지-발생 부위를 케이스에 의해 커버하여 밀폐시키고, 케이스 내부의 압력을 그것과 연통하는 흡인 수단에 의해 감소시키는 것이 바람직하다. 먼지-발생 부위를 케이스로 커버하고 케이스 내부의 압력을 감소시킴으로써, 단계들에서 먼지가 발생되지 않고 롤러를 구동하기 위해 사용되는 모터로부터 오염물질이 발생되지 않는다.
또한, 제3 양태에 있어서, 전사는 엠보스 롤러와 그 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 시트상 재료를 가압하는 동안 수행되는 것이 바람직하다.
또, 제3 양태의 방법은 수지를 경화한 후에 엠보스 롤러에 대향 배치된 박리 롤러에 시트상 재료를 감음으로써 엠보스 롤러로부터 시트상 재료를 박리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 제3 양태의 방법은 연속 주행하는 시트상 재료의 폭방향의 에지의 위치를 검출함으로써 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제3 양태의 방법에서, 외표면상에 시트상 재료를 흡인 유지하고 소정의 외주 속도로 회전하는 구동 드럼에 의해 시트상 재료를 연속 주행시키는 것이 바람직하다.
또한, 제3 양태의 방법은 롤 형태로 권취된 시트상 재료를 제품 사이즈로 절단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제3 양태의 방법은 장력 제어 수단에 의해 연속 주행하는 시트상 재료의 장력을 제어하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 제3 양태의 방법은 시트상 재료상에 전사되어 형성된 요철 패턴의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
게다가, 상술한 양태들에서, 시트상 재료상에 전사되어 형성된 요철 패턴은 100㎛ 이하의 피치를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 양태들에서, 엠보싱 시트를 광학 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표면상에 미세한 규칙적인 요철 패턴을 갖는 고품질의 결함이 없는 엠보싱 시트를 높은 생산성으로 또는 높은 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 엠보싱 시트의 제조 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 엠보스 롤러의 개요를 도시한 단면도이다.
도 3은 엠보싱 시트의 개요를 도시한 단면도이다.
도 4는 종래의 실시형태에 따른 엠보싱 시트의 제조 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 5는 종래의 실시형태에 따른 엠보싱 시트의 제조 장치의 다른 구성을 도시한 개념도이다.
도 6은 제3 실시형태에 따른 수지 용액의 조성을 나타낸 표이다.
도 7은 제3 실시형태에 있어서 실시예의 조건 및 결과를 나타낸 표이다.
도 8은 제3 실시형태에 있어서 실시예 및 비교예의 결함 개수를 나타낸 표이다.
참조 부호의 설명
10: 엠보싱 시트의 제조 장치
11: 시트 공급 수단
12: 코팅 수단
13: 엠보스 롤러
14: 닙 롤러
15: 수지 경화 수단
16: 박리 롤러
17: 보호필름 공급 수단
18: 시트 권취 수단
21: 결함 검사 수단
24: 제1 흡인 드럼
26: 제2 흡인 드럼
28: 집진장치 (dust collector)
30: 댄서 롤러 (dancer roller)
32: 에지 위치 제어 수단
H: 보호필름
W: 시트
[제1 실시형태]
이하, 본 발명에 따른 제1 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명할 것이다. 도 1은 본 발명이 적용되는 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 의 구성을 도시한 도면이다.
엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 는, 시트상 재료 공급 수단 (11), 코팅 수단 (12), 건조 수단 (19), 요철 표면을 갖는 엠보스 롤러 (13), 닙 롤러 (14), 수지 경화 수단 (15), 박리 롤러 (16), 결함 검사 수단 (21), 보호필름 공급 수단 (17) 및 시트 권취 수단 (18) 으로 구성된다. 시트상 재료의 시트 (W) 는 상류측 (시트 공급 수단 (11)) 에서부터 하류측 (시트 권취 수단 (18)) 까지 가이드 롤러들 (G 내지 G) 에 의해 지지되어 반송된다.
시트상 재료 공급 수단인 시트 공급 수단 (11) 은 시트상 재료의 시트 (W) 를 공급하며, 시트 (W) 가 감겨지는 페이-오프 롤 (pay-off roll) 등으로 구성된다.
시트 공급 수단 (11) 과 코팅 수단 (12) 사이에는, 제1 흡인 드럼 (24) 이 배치된다. 제1 흡인 드럼 (24) 은, 후술하는 제2 흡인 드럼 (26) 과 마찬가지 로, 시트 (W) 를 흡인 유지함과 동시에 소정의 외주 속도로 회전 구동함으로써 시트 (W) 를 연속 주행시키는 수단이다. 시트 (W) 를 유지하기 위한 드럼은, 드럼의 외표면에 개방된 다수의 홀들을 통해 시트를 흡인하는 구성을 가지며, 드럼의 외표면에 형성된 복수의 홈들에 의해 시트를 유지하는 구성 (그루브드 흡인 드럼) 을 가진다.
제1 흡인 드럼 (24) 의 하류측에는 집진장치 (28) 가 설치된다. 집진장치 (28) 는 시트 (W) 의 표면상의 퇴적된 먼지를 제거한다. 집진장치 (28) 는 먼지를 정전기적으로 제거하는 건조공기 분무 타입 및 도면에 도시된 바와 같이 접착 롤러가 시트 (W) 를 감도록 한 타입와 같은 다양한 공지된 타입들을 채용할 수 있다.
코팅 수단 (12) 은 시트 (W) 의 표면상에 방사선 경화성 수지를 함유하는 액체를 도포하기 위한 디바이스이며, 방사선 경화성 수지를 함유하는 액체를 공급하기 위한 액체 공급원; 액체 공급 디바이스 (액체 공급 펌프) (상기 컴포넌트들은 도 1에 도시하지 않음); 코팅 헤드 (12C); 시트를 감음으로써 코팅될 시트 (W) 를 지지하기 위한 지지 롤러 (12D); 및 액체 공급원으로부터 코팅 헤드 (12C) 로 방사선 경화성 수지를 함유하는 액체를 공급하는 파이프 (도시하지 않음) 로 구성된다. 여기서 채용된 코팅 헤드 (12C) 는 다이 코터 (압출 코터) 의 코팅 헤드이다.
도 1에 도시된 터널형상 건조 장치와 같이 시트 (W) 상의 코팅 용액을 균일하게 건조시킬 수 있다면, 임의의 공지된 건조 수단 (19) 을 채용할 수 있다. 예컨대, 채용가능한 건조 수단으로는, 히터를 이용한 복사 가열 타입, 열풍 순환 타입, 원적외선 타입 및 진공 타입을 포함한다.
도 1에 도시된 건조 수단 (19) 은, 제1 블록 (19A), 제2 블록 (19B), 제3 블록 (19C) 및 제4 블록 (19D) 이 상류로부터 이 순서로 배치된 4개 블록들의 터널형상 장치들로 나눠진다. 그때, 각 블록의 온도는 개별적으로 설정될 수 있다.
엠보스 롤러 (13) 는, 시트 (W) 의 표면상으로 롤러 표면의 요철 패턴을 전사하여 형성할 수 있도록 하는 정밀한 요철 패턴, 기계적 강도 및 진원도를 가지도록 요구된다. 이러한 엠보스 롤러 (13) 로는 금속제 롤러가 바람직하다.
엠보스 롤러 (13) 는 외표면상에 형성된 규칙적인 미세한 요철 패턴을 가진다. 규칙적인 미세한 요철 패턴은 제품의 엠보싱 시트의 표면상에 미세한 요철 패턴의 반전된 형상이 형성되도록 요구된다. 엠보스 롤러 (13) 의 개략 단면도가 도 2에 도시되어 있다.
예컨대, 엠보싱 시트의 제품은, 미세한 요철 패턴들이 2차원적으로 배열된 렌티큘러 렌즈, 미세한 요철 패턴들이 3차원적으로 배열된 플라이-아이 렌즈, 및 원뿔, 각뿔 등의 미세한 뿔들이 XY 방향으로 펼쳐진 플랫 렌즈의 용도로 사용되므로, 엠보스 롤러 (13) 의 외표면상에 형성된 규칙적인 미세한 요철 패턴은 상기 패턴에 대응되어야 한다.
엠보스 롤러 (13) 의 외표면상에 규칙적인 미세한 요철 패턴을 형성하기 위한 채용가능한 방법으로는, 다이아몬드 터닝 툴 (싱글 포인트) 에 의해 엠보스 롤러 (13) 의 표면을 절단하는 방법; 포토 에칭, 전자빔 리소그래피 및 레이저 가공에 의해 엠보스 롤러 (13) 의 표면상에 요철 패턴을 직접 형성하는 방법; 및 포토 에칭, 전자빔 리소그래피, 레이저 가공 또는 레이저빔 리소그래피에 의해 금속제 얇은 시트의 표면상에 요철 패턴을 형성한 후, 롤러에 시트를 감고 그것을 고정하여 엠보스 롤러 (13) 를 형성하는 방법을 포함한다.
채용가능한 방법으로는, 금속보다 더 가공하기 쉬운 재료의 표면상에, 포토 에칭, 전자빔 리소그래피, 레이저 가공 및 레이저빔 리소그래피에 의해 요철 패턴을 형성한 후, 전기 주조법에 의해 그 형상의 반전 몰드를 갖는 금속제 얇은 시트를 형성하고, 롤러에 금속제 시트를 감고 그것을 고정하여 엠보스 롤러 (13) 를 형성하는 방법을 포함한다. 이 중에서도, 전기 주조법에 의해 반전 몰드를 형성하는 방법은, 하나의 원판 (마더 (mother)) 으로부터 동일한 형상을 갖는 복수의 금속제 시트들을 획득하는 이점을 가진다.
엠보스 롤러 (13) 의 표면에는 몰드 박리 (mold release) 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 엠보스 롤러 (13) 의 몰드 박리 처리된 표면은 미세한 요철 패턴의 형상을 양호하게 유지할 수 있다. 채용가능한 몰드 박리 처리 방법으로는, 불소수지 코팅 처리와 같은 각종 공지된 방법들을 포함한다. 엠보스 롤러 (13) 에는 구동 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 엠보스 롤러 (13) 는 도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이 시계 방향 (CW) 으로 회전한다.
닙 롤러 (14) 는 엠보스 롤러 (13) 와 쌍을 이루어 시트 (W) 를 가압하면서 롤-성형하는 디바이스이며, 따라서, 소정의 기계적 강도 및 진원도를 가지는 것이 요구된다. 닙 롤러 (14) 의 표면 부분은 적절한 종방향 탄성률 (영률) 을 가지는 것이 바람직한데, 이는, 탄성률이 너무 작으면, 닙 롤러는 시트를 불충분하게 롤-성형하며, 탄성률이 너무 크면, 닙 롤러는 오염물질들과 같은 이물질들에 대해 민감하게 반응하여 결함을 발생시키는 경향이 있기 때문이다. 닙 롤러 (14) 에는 구동 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 닙 롤러 (14) 는 도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이 시계반대 방향 (CCW) 으로 회전한다.
엠보스 롤러 (13) 와 닙 롤러 (14) 사이에 소정의 가압력을 부가하기 위하여 엠보스 롤러 (13) 및 닙 롤러 (14) 중 어느 하나에 압력부여 수단을 설치하는 것이 바람직하다. 유사하게, 엠보스 롤러 (13) 와 닙 롤러 (14) 사이에 갭 (클리어런스) 을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 미세 조절 수단을 엠보스 롤러 (13) 및 닙 롤러 (14) 중 어느 하나에 설치하는 것이 바람직하다.
수지 경화 수단 (15) 은 닙 롤러 (14) 의 하류측에서 엠보스 롤러 (13) 와 대향하도록 설치된 광 조사 수단이다. 수지 경화 수단 (15) 은 광을 조사함으로써 광이 시트 (W) 를 투과하도록 한 후 수지 용액 층을 경화시키며, 따라서, 수지의 경화 특성과 매칭되는 파장을 갖는 광 (방사선) 을 조사할 수 있고, 시트 (W) 의 주행 속도와 매칭되는 세기를 갖는 방사선을 조사할 수 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 채용가능한 수지 경화 수단 (15) 은, 시트 (W) 의 폭과 거의 동일한 길이를 갖는 원통형 조사 램프이다. 또한, 복수의 원통형 조사 램프들이 병렬로 배치될 수 있고, 또한 원통형 조사 램프의 배면에 반사판이 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 본 실시형태에서는, 각각 하우징에 수용되는 원통형 조사 램프를 갖는 2 세트의 램프 하우스 (lamp house) 가 배치되어 있다.
박리 롤러 (16) 는 엠보스 롤러 (13) 와 쌍을 이루면서 엠보스 롤러 (13) 로 부터 시트 (W) 를 박리하기 위한 디바이스이며, 따라서, 소정의 기계적 강도 및 진원도를 갖는 것이 요구된다. 박리 지점에서, 박리 롤러 (16) 는 엠보스 롤러 (13) 의 외주에 감긴 시트 (W) 를 회전하는 엠보스 롤러 (13) 와 박리 롤러 (16) 사이에 끼우면서 엠보스 롤러 (13) 로부터 시트 (W) 를 박리하며, 시트 (W) 를 박리 롤러 (16) 에 감는다. 동작을 확실하게 하기 위해, 박리 롤러 (16) 에는 구동 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 박리 롤러 (16) 는 도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이 시계반대 방향 (CCW) 으로 회전한다.
수지 등이 경화됨에 따라 그 온도가 상승할 경우, 시트 (W) 를 신뢰성 있게 박리할 수 있도록 시트 (W) 를 냉각하기 위한 냉각 수단이 박리 롤러 (16) 에 또한 제공될 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았지만 다른 채용가능한 구성으로서, 엠보스 롤러 (13) 의 가압 지점 (0°의 위치) 과 엠보스 롤러 (13) 상의 박리 지점 (180°의 지점) 사이에 엠보스 롤러 (13) 와 대향되도록 복수의 백업 롤러들이 설치되어, 엠보스 롤러 (13) 와 함께 시트 (W) 를 가압하며, 그동안 코팅된 수지를 경화시키는 구성도 있다.
박리 롤러 (16) 의 하류측에 결함 검사 수단 (21) 이 배치된다. 결함 검사 수단 (21) 은 시트 (W) 상에 전사되어 형성된 요철 패턴의 결함을 검사할 수 있으며, 결함을 쉽게 제거한다. 결함 검사 수단 (21) 의 사용가능한 종류로는 각종 공지된 종류의 검사 디바이스들 (예컨대, 전하결합 촬상 디바이스) 을 포함한다.
검사 결함 수단 (21) 의 하류측에 장력 제어 수단의 댄서 롤러 (30) 가 배치된다. 댄서 롤러 (30) 는 고정 롤러들 (30A, 30B) 및 이 고정 롤러들 (30A, 30B) 사이에 배치된 이동 롤러 (30C) 로 구성된다. 댄서 롤러 (30) 는 이동 롤러 (30C) 를 승강시킴으로써 시트 (W) 의 장력을 제어한다.
댄서 롤러 (30) 의 하류측에 제2 흡인 드럼 (26) 이 배치된다. 제2 흡인 드럼 (26) 은, 앞서 서술한 제1 흡인 드럼 (24) 과 마찬가지로, 시트 (W) 를 흡인 유지함과 동시에 소정의 외주 속도로 회전 구동시킴으로써 시트 (W) 를 연속 주행시키는 수단이다.
제2 흡인 드럼 (26) 의 하류측에 에지 위치 제어 수단 (에지 위치 제어기) (32) 이 배치된다. 에지 위치 제어 수단 (32) 은 연속 주행하는 시트 (W) 의 폭방향의 에지 위치를 검출하여 시트 (W) 의 폭방향의 위치를 제어하기 위한 디바이스이다.
에지 위치 제어 수단 (32) 은 고정 롤러들 (32A, 32B) 및 이 고정 롤러들 (32A, 32B) 사이에 배치된 경사 롤러들 (32C, 32D) 로 구성된다. 도 1에 도시하지 않은 에지 위치 센서 (예컨대, 레이저 타입 위치 센서) 가 시트 (W) 의 위치를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 시트 (W) 의 폭방향의 위치가 적절하게 되도록 경사 롤러들 (32C, 32D) 을 경사시킴으로써, 에지 위치 제어 수단은 시트 (W) 의 폭방향의 위치를 제어한다.
시트 권취 수단 (18) 은 박리된 시트 (W) 를 수납하며, 시트 (W) 를 권취하기 위한 권취 롤로 구성된다. 시트 권취 수단 (18) 에서, 인접하여 설치된 보 호필름 공급 수단 (17) 으로부터 시트 (W) 의 표면에 보호필름 (H) 을 공급하고, 시트 권취 수단 (18) 은 시트와 보호필름을 겹침상태로 수납한다.
이하, 본 발명에 적용되는 각 재료에 대해 설명할 것이다. 사용가능한 시트 (W) 는 수지 필름, 페이퍼 (수지 코팅된 페이퍼, 합성 페이퍼), 금속제 포일 (알루미늄 웹) 등을 포함한다. 수지 필름의 사용가능한 재료로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아세트산비닐, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 아크릴, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트), 이축-연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리아미드-이미드, 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 셀룰로오스 아크릴레이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 디아세테이트와 같은 공지된 재료들을 포함한다. 이 중에서도, 폴리에스테르, 셀룰로오스 아실레이트, 아크릴, 폴리카보네이트 및 폴리올레핀이 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
일반적으로 채용되는 시트 (W) 는 폭 0.1 내지 3m, 길이 1,000 내지 100,000m, 및 두께 1 내지 300㎛를 가진다. 그러나, 그외에 다른 사이즈를 갖는 시트 (W) 를 사용할 수도 있다.
시트 (W) 에는 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 접착-용이 처리, 열 처리, 제진 처리 등을 미리 실시할 수도 있다. 시트 (W) 는 컷오프 값이 0.25mm로 설정될 경우 표면 조도 Ra가 3 내지 10nm인 것이 바람직하다.
또한, 사용될 시트 (W) 에는 건조 및 경화된 접착층과 같은 하지층 (underlayer) 이 미리 형성될 수도 있고, 또는 그 이면에 형성된 다른 기능층을 미리 가질 수도 있다. 유사하게, 하나의 층으로 구성된 시트 (W) 뿐만 아니라 2층 이상의 층으로 구성된 시트 (W) 도 채용될 수 있다. 게다가, 광이 시트 (W) 를 투과할 수 있도록 시트 (W) 는 투명 또는 반투명한 것이 바람직하다.
본 발명에 사용가능한 수지는 (메타)아크릴로일기, 비닐기 및 에폭시기와 같은 반응성 기를 함유하는 화합물, 및 자외선과 같은 방사선을 조사할 경우, 반응성 기를 함유하는 화합물을 제작할 수 있는 라디칼 또는 양이온 활성종들을 생성하는 화합물을 함유한다.
특히, 경화되는 속도의 관점에서, 수지는 (메타)아크릴로일기 및 비닐기와 같은 불포화기를 함유하는 반응성 기를 함유하는 화합물 (모노머) 을 광에 의해 라디칼 기를 생성하는 광 라디칼-중합 개시제와 조합하여 함유하는 것이 바람직하다. 이 중에서도, (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트 및 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트와 같은 (메타)아크릴로일기를 함유하는 화합물이 바람직하다.
(메타)아크릴로일기를 함유하는 사용가능한 화합물로는, 하나 이상의 (메타)아크릴로일기들을 함유하는 화합물을 포함한다. 또한, 아크릴로일기 및 비닐기와 같은 상술한 불포화기를 함유하는 반응성 기를 함유하는 화합물 (모노머) 을 단독으로 사용하거나, 또는 필요에 따라 그들을 혼합함으로써 복수의 화합물들을 사용하는 것도 허용가능하다.
이러한 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물들 중에서, 예컨대, 하나의 (메타) 아크릴로일기만을 함유하는 단일 관능기 모노머로는, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 보르닐 (메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 4-부틸시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 아크릴로일몰포린, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 아밀 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 이소아밀 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 헵틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 이소데실 (메타)아크릴레이트, 운데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 이소스테아릴 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트, 부톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 및 메톡시폴리프로필렌 글리콜 (메타)아크릴레이트를 포함한다.
또한, 방향족 고리를 갖는 단일 관능기 모노머로는, 페녹시에틸 (메타)아크 릴레이트, 페녹시-2-메틸에틸 (메타)아크릴레이트, 페녹시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-페녹시-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-페닐페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 4-페닐페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-(2-페닐페닐)-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드와 반응된 P-쿠밀페놀의 (메타)아크릴레이트, 2-브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 4-브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2,4-디브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2,6-디브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2,4,6-트리브로모페닐 (메타)아크릴레이트, 및 2,4,6-트리브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트를 포함한다.
이와 같은 방향족 고리를 갖는 단일 관능기 모노머의 시판품으로는, Aronics M113, M110, M101, M102, M5700 및 TO-1317 (Toagosei Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); Biscoat #192, #193, #220 및 3BM (Osaka Organic Chemical Industry Ltd.에 의해 모두 제조됨); NK Ester AMP-10G 및 AMP-20G (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); Light Acrylate PO-A 및 P-200A, Epoxy Ester M-600A 및 Light Ester PO (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); 및 New Frontier PHE, CEA, PHE-2, BR-30, BR-31, BR-31M 및 BR-32 (Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨) 을 포함한다.
또한, 분자내에 2개의 (메타)아크릴로일기를 갖는 불포화 모노머로는, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 1,9-노난디올 디아크릴레이트와 같은 알킬디올 디아크릴레이트; 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트와 같은 폴리알킬렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트 및 트리시클로데칸메타놀 디아크릴레이트를 포함한다.
비스페놀 골격을 갖는 불포화 모노머로는, 에틸렌 옥사이드 부가 비스페놀 A (메타)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드 부가 테트라브로모비스페놀 A (메타)아크릴레이트, 프로필렌 옥사이드 부가 비스페놀 A (메타)아크릴레이트, 프로필렌 옥사이드 부가 테트라브로모비스페놀 A (메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환 반응에 의해 제조된 비스페놀 A 에폭시 (메타)아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환 반응에 의해 제조된 테트라브로모비스페놀 A 에폭시 (메타)아크릴레이트, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환 반응에 의해 제조된 비스페놀 F 에폭시 (메타)아크릴레이트, 및 테트라브로모비스페놀 F 디글리시딜 에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환 반응에 의해 제조된 테트라브로모비스페놀 F 에폭시 (메타)아크릴레이트를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 불포화 모노머의 시판품으로는, Biscoat #700 및 #540 (Osaka Organic Chemical Industry Ltd.에 의해 모두 제조됨); Aronics M-208 및 M-210 (Toagosei Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); NK Ester BPE-100, BPE-200, BPE-500 및 A-BPE-4 (Shin-nakamura Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); Light Ester BP-4EA 및 BP-4PA, 및 Epoxy Ester 3002M, 3002A, 3000M 및 3000A (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); KAYARADR-551 및 R-712 (Nippon Kayaku Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); BPE-4, BPE-10 및 BR-42M (Dai- ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); Lipoxy VR-77, VR-60, VR-90, SP-1506, SP-1506, SP-1507, SP-1509 및 SP-1563 (Showa Highpolymer Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); 및 Neopol V779 및 Neopol V779MA (Japan U-PiCA Company, Ltd.에 의해 제조됨) 를 포함한다.
또한, 3개 이상의 관능기를 갖는 불포화 (메타)아크릴레이트 모노머로는, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸 (메타)아크릴레이트 및 트리스(2-아크릴로일옥시에틸) 이소시아누레이트와 같은 3개 이상의 원자가를 갖는 다가 알콜의 (메타)아크릴레이트를 포함한다. 시판품으로는, Aronics M305, M309, M310, M315, M320, M350, M360 및 M408 (Toagosei Co., Ltd.에 의해 제조됨); Biscoat #295, #300, #360, GPT, 3PA 및 #400 (Osaka Organic Chemical Industry Ltd.에 의해 모두 제조됨); NK Ester TMPT, A-TMPT, A-TMM-3, A-TMM-3 L 및 A-TMMT (Shin-nakamura Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); Light Acrylate TMP-A, TM P-6EO-3A, PE-3A, PE-4A 및 DPE-6A (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); 및 KAYARADPET-30, GPO-303, TMPTA, TPA-320, DPHA, D-310, DPCA-20 및 DPCA-60 (Nippon Kayaku Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨) 을 포함한다.
또한, (메타)아크릴로일기를 함유하는 화합물은 우레탄 (메타)아크릴레이트의 올리고머와 배합될 수도 있다. 우레탄 (메타)아크릴레이트로는, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리테트라메틸 글리콜과 같은 폴리에테르 폴리올; 숙신산, 아디핀산, 아젤라인산, 세바신산, 프탈산, 테트라히드로 (무수)프탈산 및 헥사히드로 (무수) 프탈산과 같은 이염기산과, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 네오펜틸 글리콜과 같은 디올의 반응에 의해 제조된 폴리에스테르 폴리올; 폴리-e-카프로락톤 변성 폴리올; 폴리메틸 발레로락톤 변성 폴리올; 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 네오펜틸 글리콜과 같은 알킬 폴리올; 에틸렌 옥사이드 부가 비스페놀 A 및 프로필렌 옥사이드 부가 비스페놀 A와 같은 비스페놀 A 골격 알킬렌 옥사이드 변성 폴리올; 에틸렌 옥사이드 부가 비스페놀 F 및 프로필렌 옥사이드 부가 비스페놀 F와 같은 비스페놀 F 골격 알킬렌 옥사이드 변성 폴리올, 또는 그 혼합물; 톨릴렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 크실릴렌 디이소시아네이트와 같은 유기 폴리이소시아네이트; 및 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트와 같은 히드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 포함한다. 우레탄 (메타)아크릴레이트의 올리고머가, 본 발명에 따른 경화성 조성물의 점도를 적절히 유지하는 점에서 바람직하다.
이들 우레탄 (메타)아크릴레이트류의 시판되는 모노머로는, 예컨대, Aronics M120, M-150, M-156, M-215, M-220, M-225, M-240, M-245 및 M-270 (Toagosei Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); AIB, TBA, LA, LTA, STA, Biscoat #155, IBXA, Biscoat #158, #190, #150, #320, HEA, HPA, Biscoat #2000, #2100, DMA, Biscoat #195, #230, #260, #215, #335HP, #310HP, #310HG 및 #312 (Osaka Organic Chemical Industry Ltd.에 의해 모두 제조됨); Light Acrylate IAA, L-A, S-A, BO-A, EC-A, MTG-A, DMP-A, THF-A, IB-XA, HOA, HOP-A, HOA-MPL 및 HOA-MPE, Light Acrylate 3EG-A, 4EG-A, 9EG-A, NP-A, 1,6HX-A 및 DCP-A (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); KAYARADTC-110S, HDDA, NPGDA, TPGDA, PEG 400DA, MANDA, HX-220 및 HX-620 (Nippon Kayaku Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); FA -511A, 512A 및 513A (Hitachi Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); VP (BASF A.G.에 의해 제조됨); 및 ACMO, DMAA 및 DMAPAA (KOHJIN Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨) 를 포함한다.
우레탄 (메타)아크릴레이트의 올리고머는, (a) 히드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트, (b) 유기 폴리이소시아네이트 및 (c) 폴리올의 반응물이지만, (a) 히드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트와 (b) 유기 폴리이소시아네이트를 반응시키고 후속하여 그 반응물을 (c) 폴리올과 반응시킴으로써 제조되는 것이 바람직하다.
상술한 불포화 모노머는 단독으로 사용될 수도 있고, 또는 필요에 따라 복수의 모노머들의 혼합 형태로 사용될 수도 있다.
광 라디칼-중합 개시제로는, 예컨대, 아세토페논, 아세토페논 벤질 케탈, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 크산톤, 플루오레논, 벤즈알데히드, 플루오렌, 안트라퀴논, 트리페닐아민, 카르바졸, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 미힐러 케톤 (Michler's ketone), 벤조인 프로필 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤질 디메 틸 케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 티옥산톤, 디에틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드, 비스-(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀 옥사이드, 및 에틸-2,4,6-트리메틸벤조일에톡시페닐포스핀 옥사이드를 포함한다.
광 라디칼-중합 개시제의 시판품으로는, 예컨대, Irgacure 184, 369, 651, 500, 819, 907, 784, 2,959, CGI1700, CGI1750, CGI11850 및 CG24-61 및 Darocur 1116 및 1173 (Ciba Specialty Chemicals에 의해 모두 제조됨); Lucirin LR8728 및 8893X (BASF A.G.에 의해 모두 제조됨); Ubecryl P36 (UCB Company에 의해 제조됨); 및 KIP150 (Lanbelty Corporation에 의해 제조됨) 을 포함한다. 이 중에서도, 액체이며 용매에 용해되기 쉽고 고감도를 가지기 때문에, Lucirin LR8893X가 바람직하다.
광 라디칼-중합 개시제는, 모든 조성물들에 대하여 0.01 내지 10wt%의 양으로 배합되는 것이 바람직하며, 0.5 내지 7wt%의 양으로 배합되는 것이 특히 바람직하다. 배합량의 상한은, 조성물의 경화 특성, 경화된 물질의 기계적 특성 및 광학 특성, 및 조성물의 취급 용이성의 관점에서 상기 범위내에 있는 것이 바람직하다. 한편, 배합량의 하한은, 경화 속도의 저하를 방지하기 위해 상기 범위내에 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 조성물은 광증감제를 더 함유할 수 있다. 광증감제로는, 예컨대, 트리에틸아민, 디에틸아민, N-메틸디에탄올아민, 에탄올아민, 4-디메틸아 미노벤조산, 4-디메틸 아미노메틸 벤조에이트, 4-디메틸 에틸 아미노벤조에이트 및 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀을 포함한다. 시판품으로는, 예컨대, Ubecryl P102, 103, 104 및 105 (UCB Company에 의해 모두 제조됨) 를 포함한다.
또한, 필요에 따라, 조성물은 상술한 성분들 이외에 각종 첨가제들을 더 포함할 수 있다. 각종 첨가제들로는, 예컨대, 산화방지제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 실란 커플링제, 코팅면 개질제, 열 중합 방지제, 레벨링제, 세제, 착색제, 보존 안정제, 가소제, 윤활제, 용매, 필러, 노화방지제, 젖음성 개질제 및 몰드 윤활제 (mold lubricant) 를 포함한다.
상기 설명에서, 산화방지제로는, 예컨대, Irganox 1010, 1035, 1076 및 1222 (Ciba Specialty Chemicals에 의해 모두 제조됨); 및 Antigen P, 3C, FR 및 GA-80 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 을 포함한다. 자외선 흡수제로는, 예컨대, Tinuvin P, 234, 320, 326, 327, 328, 329 및 213 (Ciba Specialty Chemicals에 의해 모두 제조됨); 및 Seesorb 102, 103, 110, 501, 202, 712 및 704 (Shipro Kasei Kaisha, Ltd.에 의해 모두 제조됨) 를 포함한다. 광 안정제로는, 예컨대, Tinuvin 292, 144 및 622LD (Ciba Specialty Chemicals에 의해 모두 제조됨); SanolLS770 (Sankyo Co., Ltd.에 의해 제조됨); 및 Sumisorb TM-061 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 을 포함한다. 실란 커플링제로는, 예컨대, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란을 포함한다. 시판품으로는 SH6062 및 6030 (Dow Corning Toray Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); 및 KBE 903, 603 및 403 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 을 포함한다. 코팅면 개질제로는, 예컨대, 디메틸실록산 폴리에테르와 같은 실리콘 첨가제 및 비이온성 플루오로계면활성제를 포함한다. 실리콘 첨가제의 시판품으로는, DC-57 및 DC-190 (Dow Corning Corporation에 의해 모두 제조됨); SH-28PA, SH-29PA, SH-30PA 및 SH-190 (Dow Corning Toray Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); KF351, KF352, KF353 및 KF354 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); 및 L-700, L-7002, L-7500 및 FK-024-90 (Nippon Unicar Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨) 을 포함한다. 비이온성 플루오로계면활성제의 시판품으로는, FC-430 및 FC-171 (3M Co., Ltd.에 의해 모두 제조됨); 및 Megafac F-176, F-177, R-08 및 F780 (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.에 의해 모두 제조됨) 을 포함한다. 몰드 윤활제로는 Prisurf A208F (Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.에 의해 제조됨) 를 포함한다.
본 발명에 따른 수지 용액의 점도를 제어하기 위한 유기 용매는, 침전, 상 분리 및 백탁과 같은 불균일성을 야기시키지 않고 수지 용액과 혼합될 수 있는 임의의 용매일 수도 있으며; 예컨대, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 2-메톡시 에탄올, 시클로헥산올, 시클로헥산, 시클로헥사논 및 톨루엔을 포함한다. 필요에 따라, 상기 용매를 복수종 혼합한 혼합액을 사용할 수도 있다.
수지 용액에 유기 용매를 첨가할 경우, 유기 용매는 제조 공정중에 건조 또는 증발 단계를 필요로 한다. 증발된 후에도 제품에 다량의 용매가 잔류할 경우, 잔류 용매가 제품의 기계적 특성을 열화시키거나, 제품 사용동안 증발, 확산하 여, 악취를 방출하고, 환경상 사람의 건강에 악영향을 미칠 수도 있다. 따라서, 높은 비점을 갖는 유기 용매는 잔류 용매의 양을 증가시키기 때문에 바람직하지 않다.
그러나, 용매가 너무 낮은 비점을 가질 경우, 용매는 급격하게 증발하기 때문에 표면 상태를 열화시킬 수도 있고, 건조 단계에서 증발 열로 인해 조성물의 표면에 이슬 (dew) 을 형성하여 이슬 흔적으로 인해 표면 결함을 형성할 수도 있고, 제조 환경에서 증기 밀도를 증가시켜 인화 등의 위험을 증가시킬 수도 있다.
따라서, 유기 용매의 비점은 50℃ 이상 150℃ 이하가 바람직하며, 70℃ 이상 120℃ 이하가 더욱 바람직하다. 기재 (base material) 의 용해성 및 비점의 관점에서, 유기 용매로는 메틸 에틸 케톤 (비점 79.6℃) 및 1-프로판올 (비점 97.2℃) 이 바람직하다.
본 발명에 따른 수지 용액에 대한 유기 용매의 첨가량은, 용매의 종류 및 용매와 혼합되기 전의 수지 용액의 점도에 따라 다르지만, 혼합물의 도포 특성을 충분히 개량하기 위해, 10wt% 이상 40wt% 이하의 범위이며, 15wt% 이상 30wt% 이하의 범위가 바람직하다. 유기 용매의 첨가량이 너무 작으면, 유기 용매는 점도를 저감시키고 혼합물의 도포량을 증가시키는 효과를 거의 발휘하지 못하며, 따라서 도포 특성을 충분히 개량하지 못한다.
그러나, 수지 용액이 용매에 의해 지나치게 많이 희석될 경우, 너무 낮은 점도로 인해 시트상 재료상에서 혼합액이 유동하는 경향이 있고, 따라서, 바디에 불균일을 야기하거나 그 재료의 이면으로 흘러드는 문제를 발생시킨다. 또한, 건 조 단계에서 완전히 건조되지 않기 때문에 제품내에 다량의 유기 용매가 잔류하여, 제품의 기능을 열화시키고, 제품 사용 동안 휘발에 의해 악취를 발생시키고, 건강에 악영향을 미칠 수도 있다.
본 발명에 따른 수지 용액은, 필요에 따라, 가열에 의해 그들을 용해시킴으로써, 종래의 방법에 의해 상술한 각각의 성분들을 혼합하여 제작할 수 있다. 이와 같이 제작된 수지 용액은 통상 10 내지 50,000mPa·s/25℃의 점도를 가진다.
시트 (W) 및 엠보스 롤러 (13) 상에 수지 용액을 공급할 경우, 수지 용액은 너무 높은 점도를 가지지 않아야 하며, 이는 조성물을 균일하게 공급하지 못하고, 렌즈 제조시에 코팅 불균일, 코팅 기복 및 기포들의 혼입을 발생시켜서, 목적으로 하는 렌즈의 두께를 거의 제공하지 못하고, 렌즈로서의 충분한 성능을 부여할 수 없기 때문이다.
특히, 라인 속도가 높아질수록, 상기 경향은 현저해진다. 따라서, 이 경우, 액체는 10 내지 100mPa·s의 범위의 낮은 점도를 가지는 것이 바람직하며, 10 내지 50mPa·s의 범위의 낮은 점도를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 낮은 점도는 적당량의 유기 용매를 첨가함으로써 획득될 수 있다. 또한, 코팅 용액을 설정 온도로 유지함으로써 점도를 조절할 수 있다.
한편, 용매를 증발시킨 후에 형성된 수지 층의 점도가 너무 낮을 경우, 수지 층을 엠보스 롤러 (13) 에 의해 엠보싱할 때 렌즈의 두께를 제어하지 못할 수도 있고, 일정 두께를 갖는 균일한 렌즈를 형성하지 못할 수도 있다. 바람직한 점도는 10 내지 3,000 mPa·s이다. 수지 용액을 유기 용매와 혼합할 경우, 수지 용 액을 공급하는 단계와 건조된 수지 층을 엠보스 롤러 (13) 에 의해 엠보싱하는 단계 사이에, 가열 및 건조에 의해 유기 용매를 증발시키는 단계를 배치하면, 낮은 점도를 갖는 상태에서 혼합액을 균일하게 공급할 수 있고, 유기 용매를 건조함으로써 증가된 점도를 갖는 상태의 수지 용액을 엠보스 롤러 (13) 에 의해 균일하게 엠보싱할 수 있다.
본 발명에 따른 수지 용액을 방사선에 의해 경화시킴으로써 획득된 경화물을 프리즘 렌즈 시트로 사용할 경우, 후술하는 바와 같은 물리적 특성 (굴절률 및 연화점) 을 갖는 물질이 특히 바람직하다.
경화물의 25℃에서의 굴절률은 1.55 이상이 바람직하며, 1.56 이상이 더욱 바람직하다. 경화물의 25℃에서의 굴절률이 1.55 미만일 경우, 본 조성물을 사용하여 형성된 프리즘 렌즈 시트는 충분한 정면 휘도를 신뢰성있게 발휘하지 못할 수도 있다.
연화점은 40℃ 이상이 바람직하며, 50℃ 이상이 더욱 바람직하다. 이는 40℃ 미만의 연화점을 갖는 경화물은 충분한 내열성을 발휘하지 못할 수도 있기 때문이다.
이하, 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 의 동작에 대해 도 1을 다시 참조하면서 설명할 것이다. 시트상 재료 공급 수단 (11) 은 일정 속도로 시트 (W) 를 공급한다. 시트 (W) 는 제1 흡인 드럼 (24) 에 감겨져서, 드럼에 의해 흡인 유지되고, 연속적으로 반송된다. 다음으로, 시트 (W) 는 집진장치 (28) 로 보내져서, 시트 (W) 의 표면상에 퇴적된 먼지를 제거한다.
그후, 시트 (W) 는 코팅 수단 (12) 으로 보내져서, 시트 (W) 의 표면상에 수지 용액을 도포한다. 코팅된 시트 (W) 는 건조 수단 (19) 으로 보내져서, 용매 함유량을 증발시킴으로써 시트 (W) 상에 도포된 수지 용액을 건조시킨다. 그리하여, 제조 장치 (10) 는 엠보스 롤러 (13) 에 시트 (W) 를 감기 전에 코팅층에 포함된 용매를 건조하고 코팅층을 경화시키는 단계를 가지므로, 제품은 그 기능이 저하될 우려가 없고 경화된 후에 여전히 잔류하는 첨가 용매에 의해 야기되는 경화된 필름의 강도가 저하될 우려가 없다. 유사하게, 제품에 대해, 제품 사용 동안 용매가 방출되어 악취를 발생시키고 환경상 사람의 건강에 악영향을 미칠 우려가 없다.
다음으로, 시트 (W) 는 엠보스 롤러 (13) 와 닙 롤러 (14) 로 이루어진 성형 수단으로 보내진다. 그후, 회전하는 엠보스 롤러 (13) 및 닙 롤러 (14) 는, 엠보스 롤러 (13) 에 대해 0° 위치에서 시트를 가압하면서, 연속 주행하는 시트 (W) 를 롤-성형한다. 즉, 회전하는 엠보스 롤러 (13) 는 그 주위에 시트 (W) 를 감고, 엠보스 롤러 (13) 의 표면의 요철 패턴을 수지 층상으로 전사시킨다.
이어서, 수지 경화 수단 (15) 은 엠보스 롤러 (13) 에 감겨져 있는 상태의 시트 (W) 상의 수지 용액 층에 방사선을 조사한다. 그후, 방사선은 시트 (W) 를 투과하여 수지 용액 층을 경화시킨다. 후속하여, 박리 롤러 (16) 는 엠보스 롤러 (13) 에 대해 180°의 위치에서 박리 롤러 (16) 에 시트 (W) 를 감으면서 엠보스 롤러 (13) 로부터 시트 (W) 를 박리한다.
상기 단계에서, 도 1에는 그 디바이스가 도시되어 있지 않지만, 시트 (W) 가 엠보스 롤러로부터 박리된 후 경화를 더욱 촉진하기 위해 시트 (W) 에 방사선을 재차 조사할 수 있다.
박리된 시트 (W) 는 결함 검사 수단 (21) 으로 반송되어, 시트 (W) 상에 전사되어 형성된 요철 패턴의 결함을 검사한다. 이러한 결함 검사 수단 (21) 에 의해, 시트 (W) 상에 전사되어 형성된 요철 패턴의 결함을 검사할 수 있고, 결함이 있는 부분을 쉽게 제거할 수 있다.
후속하여, 시트 (W) 는 댄서 롤러 (30) 로 반송되어, 고정 롤러들 (30A, 30B) 사이에 설치된 이동 롤러 (30C) 의 승강 동작을 제어함으로써 시트 (W) 의 장력을 제어한다. 댄서 롤러 (30) (장력 제어 수단) 가 시트 (W) 의 장력을 제어하기 때문에, 시트 (W) 가 안정된 속도로 이동할 수 있고, 양호하게 전사된 요철 패턴을 가진다.
그후, 제2 흡인 드럼 (26) 은 그 주위에 시트 (W) 를 감아서, 시트 (W) 를 흡인 유지하고, 시트를 연속 이동시킨다.
그후, 시트 (W) 는 에지 위치 제어 수단 (32) 으로 반송되어, 시트 (W) 의 폭방향의 위치를 제어한다. 본 발명에 따른 엠보싱 시트는 시트의 표면상에 형성된 미세한 패턴을 가지므로, 시트가 반송되는 동안 이탈하거나 변화될 경우, 이탈 또는 변화가 민감하게 결함의 생성으로 이어진다. 그러나, 상기 제조 장치는 상술한 바와 같이 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어할 수 있으며, 상술한 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
그후, 시트 (W) 는 시트 권취 수단 (18) 으로 반송되어, 시트 (W) 의 표면상 에 보호필름 공급 수단 (17) 으로부터 공급된 보호필름 (H) 을 배치하고, 시트와 보호필름을 겹친 상태로 시트 권취 수단에 권취하여 이들을 수납한다. 이와 같이 완성된 시트 (W) 의 개략 단면도를 도 3에 도시한다. 시트 (W) 는 그 표면상에 엠보스 롤러 (13) 의 표면상의 요철 패턴이 전사되어 형성된 수지 층 (F) 을 가진다.
이와 같이 권취 롤에 의해 권취되어 수납된 완성된 시트 (W) 는 일련의 단계들 이후에 오프라인에서 제품 사이즈로 절단된다. 이러한 완성된 시트 (W) 는 광학 필름으로서 바람직하게 사용된다.
상술한 본 실시형태에 따라 상류로부터 일련의 단계들을 갖는 제조 장치는, 연속 주행하는 시트 (W) 의 표면상에 방사선 경화성 수지를 도포하고; 시트 (W) 를 엠보스 롤러 (13) 에 감고; 엠보스 롤러가 그 표면상의 요철 패턴을 코팅층에 전사한 상태에서 코팅층에 방사선을 조사하여 엠보싱 층을 경화시키고; 엠보스 롤러 (13) 로부터 시트 (W) 를 박리하고; 시트 (W) 의 편면 또는 양면상에 보호필름 (H) 을 라미네이트하고; 롤 형태로 권취한다. 따라서, 상기 제조 장치는 일련의 단계들로 시트 (W) 를 권취할 수 있고, 결함이 없는 고품질을 갖는 엠보싱 시트를 우수한 생산성과 함께 높은 라인 속도로 제조할 수 있다.
[제2 실시형태]
이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대해 첨부 도면에 기초하여 설명할 것이다. 도 1은 본 발명이 적용되는 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 의 구성을 도시한 도면이다. 제2 실시형태에 따른 엠보싱 시트를 제조하는 방법 및 장치는 제 1 실시형태와 동일한 구성을 가지며, 특히 후술하는 구성에 의해 특징지워진다.
닙 롤러 (14) 의 표면은 JIS K 6253으로 규정되는 40 내지 80도의 고무 경도를 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 닙 롤러 (14) 가 엠보스 롤러 (13) 와 함께 시트 (W) 를 적절히 끼울 수 있고/엠보스 롤러 (13) 상으로 시트 (W) 를 적절히 가압할 수 있으며, 엠보스 롤러 (13) 상에서 시트 (W) 의 미끄러짐을 발생시키지 않는다.
닙 롤러 (14) 는 도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이 시계반대 방향 (CCW) 으로 회전한다 (프리-런; free-run).
엠보스 롤러 (13) 와 닙 롤러 (14) 사이에 소정의 가압력을 부여하기 위하여 엠보스 롤러 (13) 및 닙 롤러 (14) 중 어느 하나에 압력-부여 수단을 설치하는 것이 바람직하다. 가압력은 0.01 내지 1.0kgf/mm인 것이 바람직하며, 0.05 내지 0.5kgf/mm인 것이 더욱 바람직하다. 양쪽 롤러들은 이러한 범위의 끼움력/가압력을 가질 경우, 시트 (W) 상으로 요철 패턴을 양호하고 정밀하게 전사시킬 수 있다. 여기서, 끼움력/가압력은 닙 롤러 (14) 에 의해 가해지는 힘 (kg) 을 롤러의 폭 (mm) 으로 나눔으로써 획득된 값이다.
유사하게, 엠보스 롤러 (13) 와 닙 롤러 (14) 사이의 갭 (클리어런스) 을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 미세 조절 수단을, 엠보스 롤러 (13) 및 닙 롤러 (14) 중 어느 하나에 설치하는 것이 바람직하다.
박리 롤러 (16) 의 표면은 JIS K 6253으로 규정되는 40 내지 80도의 고무 경도를 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 박리 롤러 (16) 는 엠보 스 롤러 (13) 와 함께 시트 (W) 를 적절히 끼울 수 있고/엠보스 롤러 (13) 상으로 시트 (W) 를 적절히 가압할 수 있으며, 엠보스 롤러 (13) 상에서 시트 (W) 의 미끄러짐을 발생시키지 않는다.
엠보스 롤러 (13) 또는 박리 롤러 (16) 사이에 소정의 가압력을 부여하기 위하여 엠보스 롤러 (13) 와 박리 롤러 (16) 중 어느 하나에 압력-부여 수단을 설치하는 것이 바람직하다. 가압력은 0.01 내지 1.0kgf/mm인 것이 바람직하며, 0.05 내지 0.5kgf/mm인 것이 더욱 바람직하다. 양쪽 롤러들은 이러한 범위의 끼움력/가압력을 가질 경우, 시트 (W) 상으로 요철 패턴을 양호하고 정밀하게 전사시킬 수 있다. 여기서, 끼움력/가압력은 박리 롤러 (16) 에 의해 가해지는 힘 (kg) 을 롤러의 폭 (mm) 으로 나눔으로써 획득된 값이다.
유사하게, 엠보스 롤러 (13) 와 박리 롤러 (16) 사이의 갭 (클리어런스) 을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 미세 조절 수단을, 엠보스 롤러 (13) 또는 박리 롤러 (16) 중 어느 하나에 설치하는 것이 바람직하다.
상술한 본 실시형태에 따른 제조 장치는, 박리 롤러 (16) 에 시트 (W) 를 감음으로써 엠보스 롤러 (13) 로부터 경화된 수지를 갖는 시트 (W) 를 박리하고, 따라서, 양호한 조건으로 시트 (W) 를 박리하며, 시트 (W) 상으로 요철 패턴을 양호하고 정밀하게 전사시킨다.
[제3 실시형태]
이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대해 첨부 도면에 기초하여 설명할 것이다. 도 1은 본 발명이 적용되는 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 의 구성을 도시 한 도면이다. 제3 실시형태에 따른 엠보싱 시트를 제조하는 방법 및 장치는 제1 실시형태와 동일한 구성을 가지며, 특히 후술하는 구성에 의해 특징지워진다.
도 1에 도시된 디바이스들 (수단) 중에서 집진장치 (28) 및 세정 디바이스 (22) 는 시트 (W) (시트상 재료) 의 표면으로부터 이물질을 제거하는 단계에 대응된다. 상기 집진장치 (28) 는 건식 세정 디바이스들 중 하나이다.
사용가능한 세정 디바이스 (22) 는 건식 및 습식 세정 디바이스를 포함한다. 이 중에서도, 건식 세정 디바이스는 소위 드라이 세정용 디바이스이며, 예컨대, 불활성 가스 타입, 증기 타입, 플라즈마 타입, 자외선 타입 및 기타 타입들 (예컨대, 접착 롤러 타입) 을 포함한다. 습식 세정 디바이스는, 예컨대, 용매 타입, 세제 타입 및 초순수 타입을 포함한다.
드라이 세정 디바이스들 중에서, 불활성 가스 타입이 입자들의 제거에 고도화되어 있으며, 특히 저감된 러닝 비용으로 동작하고, 예컨대, 초저온에서 아르곤 미립자를 사용한 디바이스를 포함한다.
드라이 세정 디바이스들 중에서, 증기 타입은 세정 능력이 고도화되어 있으며, 특히 저감된 러닝 비용으로 동작하고, 예컨대, 습식 (웨트) 세정과 조합하여 사용되는 디바이스를 포함한다.
드라이 세정 디바이스들 중에서, 플라즈마 타입은 유기물들의 제거에 고도화되어 있으며, 특히 저감된 러닝 비용으로 동작하고, 예컨대, 대기압에 개방하지 않은 타입의 디바이스 및 대기압 부근에서의 플라즈마 세정 디바이스를 포함한다.
드라이 세정 디바이스들 중에서, 자외선 타입은 유기물들의 제거에 고도화되 어 있으며, 특히 저감된 러닝 비용으로 동작하고, 예컨대, 자외선의 파장 및 발생원에 의해 특징지워지는 디바이스 및 분위기 가스에 의해 특징지워지는 디바이스를 포함한다.
이하, 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 에서 오염물질들을 제거하기 위한 수단에 대해 설명할 것이다. 상기 수단 중에서, 상술한 집진장치 (28) 및 세정 디바이스 (22) 에 대한 설명은 생략할 것이다.
엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 는 5,000 미만의 청정도 class를 갖는 클린룸내에 배치된다. 상기 디바이스들 중에서, 세정 디바이스 (22) 및 코팅 수단 (12) 이 1,000 미만의 청정도 class로 유지되는 클린벤치 (clean bench) 내에 또한 설치된다. 상술한 바와 같이, 코팅 단계의 분위기를 양호한 클린 정도로 유지함으로써 뿐만 아니라, 전체 단계들을 양호한 클린 정도로 유지함으로써도, 결함이 없는 고품질의 엠보싱 시트를 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
또한, 도포 이전에, 10㎛ 미만의 포어 직경을 갖는 필터링 수단에 의해 방사선 경화성 수지를 필터링한다. 이러한 필터링에 의해 방사선 경화성 수지에 자연적으로 함유된 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있다. 공급 (도포) 이전에 수지 용액을 필터링할 수도 있고 (온라인 방식), 또는 다른 탱크에서 사전에 수지 용액을 필터링할 수도 있다 (오프라인 방식).
앞서 서술한 시트 (W) 를 연속 주행시키는 단계에서의 부재들인 가이드 롤러들 (G 내지 G) 중에서, 20°미만의 랩 각도로 가이드 롤러들에 시트를 감으면서 시트 (W) 를 가이드하기 위한 가이드 롤러들 (G) 은, 각 가이드 롤러 (G) 의 외주 속 도를 시트 (W) 의 주행 속도와 일치시키는 구동 수단을 구비한다.
상술한 바와 같이, 작은 랩 각도로 가이드 롤러들에 시트를 감으면서 시트 (W) 를 가이드하기 위한 가이드 롤러들 (G), 예컨대, 건조 수단 (19) 내의 가이드 롤러들 (G 내지 G) 은 각 가이드 롤러 (G) 의 외주 속도를 시트 (W) 의 주행 속도와 동기시키는 각 구동 수단을 구비하며, 따라서, 주행하는 시트 (W) 와 각 가이드 롤러 (G) 사이의 미끄러짐으로 인해 시트 표면에 대한 긁힘에서 유래되는 오염물질들을 생성하지 않는다.
또한, 장치 (10) 는 각 단계에서 밀폐 상태로 도시하지 않은 먼지-발생 부위 (예컨대, 모터) 를 둘러싸기 위한 벽을 구비하며, 벽의 내부를 흡인 수단과 연통시킴으로써 벽의 내부를 감압 상태로 제어하여, 이로써 흡인된 공기를 외부로 배기시킨다. 상술한 바와 같이, 먼지-발생 부위가 벽으로 둘러싸여져서, 감압 상태로 제어되고, 따라서 롤러를 각 단계의 분위기로 구동하기 위해 사용되는 모터에서 생성되는 오염물질들 및 먼지를 방출하지 않는다.
장치 (10) 는, 방사선 경화성 수지를 도포하는 단계 이전에, 특히 시트 (W) 의 표면으로부터 이물질들을 제거하는 단계들인 집진장치 (28) 및 세정 디바이스 (22) 를 배치하여, 그 안의 오염물질들을 제거하기 위한 다양한 대책을 도입하고, 그리하여 미세한 오염물질들 (먼지) 이 시트상에 퇴적되는 것을 쉽게 방지하며, 따라서 표면상에 형성된 규칙적인 미세한 요철 패턴을 가지며 결함이 없는 고품질의 엠보싱 시트를 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
상기 설명에서, 본 발명에 따른 엠보싱 시트를 제조하는 방법 및 장치에 대 한 실시형태들의 예들을 서술하였지만, 본 발명은 상술한 실시형태들의 예들에 한정되지 않으며, 여러 형태들을 채용할 수 있다.
예컨대, 본 실시형태의 예에서는 롤러 형상의 엠보스 롤러 (13) 를 사용하는 형태를 채용하고 있지만, 또한, 표면상에 요철 (엠보싱 형상) 패턴을 갖는 엔드리스 벨트와 같은 벨트 형상 바디를 사용하는 형태를 채용할 수 있다. 이는, 이러한 벨트 형상 바디가 원통형 롤러와 유사하게 동작하며 유사한 효과를 제공할 수 있기 때문이다.
[
실시예
]
이하, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 실시예들을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명할 것이지만, 본 발명은 이들 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
[수지 용액의 제작]
도 6의 표에 나타낸 화합물들을 기재된 중량비로 혼합하고, 50℃로 가열하고, 교반하면서 용해시킴으로써 수지 용액을 제작하였다. 표에 기재된 화합물들의 각 명칭 및 내용을 이하에 나타낸다.
EB3700: Daicel-UCB Company Ltd.에 의해 제조된 Ubecryl 3700, 비스페놀 A 타입 에폭시 아크릴레이트 (2,200mPa·s/65℃의 점도를 가짐);
BPE200: Shin-nakamura Chemical Corporation에 의해 제조된 NK Ester BPE-200, 에틸렌 옥사이드 부가 비스페놀 A 메타크릴레이트 (590mPa·s/25℃의 점도를 가짐);
BR-31: Dai-ichi Kogyo Seiyaku industry Co., Ltd.에 의해 제조된 New Frontier BR-31, 트리브로모페녹시에틸 아크릴레이트 (상온에서 고체, 50℃ 이상의 융점을 가짐);
LR8893X: Lucirin LR8893X, BASF A.G.에 의해 제조된 광라디칼 발생제, 에틸-2,4,6-트리메틸벤조일에톡시페닐오스핀 옥사이드; 및
MEK: 메틸 에틸 케톤
[엠보싱 시트의 제조]
도 1에 도시된 구성을 갖는 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 를 사용하여 엠보싱 시트를 제조하였다.
시트 (W) 로는, 폭 500mm 및 두께 100㎛를 갖는 투명한 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름을 사용하였다.
엠보스 롤러 (13) 로는, 길이 700mm (시트 (W) 의 폭방향) 및 직경 300mm를 가지며, S45C로 이루어지고, 표면 부분이 니켈로 이루어진 것을 사용하였다. 대략 500mm의 폭을 갖는 롤러의 표면의 전체 원주상에, 다이아몬드 터닝 툴 (싱글 포인트) 로 표면을 절삭함으로써 롤러 축방향의 피치 50㎛인 홈들을 형성하였다. 홈의 단면 형상은 홈의 상부에서 정점 각도 90°를 가지며 홈의 저부에서도 평탄 부분이 없이 정점 각도 90°를 갖는 삼각 형상이었다. 구체적으로, 홈 폭은 50㎛이며, 홈 깊이는 25㎛이었다. 롤러의 원주 방향으로 조인트 라인이 없이 엔드리스인 홈들을 가지기 때문에, 엠보스 롤러 (13) 는 시트 (W) 상에 삼각형 단면을 갖는 렌티큘러 렌즈 (프리즘 시트) 를 형성할 수 있다. 롤러는 홈들을 형성한 후에 표면을 니켈 도금하였다. 엠보스 롤러 (13) 의 개략 단면도는 전술한 도 2에 나타나 있다.
코팅 수단 (12) 으로서 다이 코터를 사용하였다. 코팅 수단 (12) 의 헤드 (12C) 로서 압출형 코팅 헤드를 사용하였다.
코팅 용액 F (수지 용액) 로서 전술한 도 6의 표에 기재된 액체를 사용하여 각 실시예 및 비교예에 대한 샘플들을 제조하였다.
웨트 조건에서 코팅 용액 F (수지 용액) 의 두께는, 유기 용매를 건조한 후에 필름 두께가 20㎛가 될 수 있도록 액체공급 디바이스 (액체공급 펌프) (12B) 에 의해 코팅 헤드 (12C) 에 공급되는 코팅 용액 F의 양을 조절함으로써 제어되었다.
건조 수단 (19) 으로서 열풍 순환 타입 디바이스를 사용하였다. 열풍의 온도는 100℃로 설정되었다.
닙 롤러 (14) 로는, 직경 200mm를 가지며, 고무 경도 90인 실리콘 고무로 형성된 표면층을 갖는 것을 사용하였다. 엠보스 롤러 (13) 와 닙 롤러 (14) 에 의해 시트 (W) 를 가압하는 니핑 압력 (nipping pressure) (유효 니핑 압력) 은 0.5Pa로 설정되었다.
수지 경화 수단 (15) 으로서 금속 할라이드 램프를 사용하여, 수지에 에너지 1,000mJ/㎠를 갖는 광을 조사하였다.
상기 동작을 통해, 후술하는 도 8의 표에 나타낸 각 실시예 및 비교예에 대응되는 요철 패턴이 형성된 시트 (W) 를 획득하였다.
[엠보싱 형상의 평가]
시트 (W) 를 절단하여, 복수의 지점에서 요철 패턴의 단면형상을 SEM (주사 형 전자 현미경) 에 의해 측정함으로써 엠보싱 형상을 평가하였다. 시트 (W) (엠보싱 시트) 의 개략 단면 형상은 전술한 도 3에 나타나 있다.
[경화된 필름의 물리적 특성의 평가]
이하에 나타낸 바와 같은 방법에 의해 여분의 경화된 필름을 제작하고 경화된 필름의 물리적 특성을 측정하였다.
[굴절률의 측정]
스피너를 사용하여 유리판에 경화성 액체 조성물을 도포하고, 100℃로 설정된 오븐에서 1분간 건조하였다. 질소 분위기에서, 필름에 1,000mJ/㎠의 강도를 갖는 자외선을 조사하여 경화된 필름을 획득하였다. 아베 굴절계를 사용하여, 25℃에서 경화된 필름의 굴절률을 측정하였다.
[Tg (유리 전이 온도) 의 측정]
스피너를 사용하여 유리판에 경화성 액체 조성물을 도포하고, 100℃로 설정된 오븐에서 1분간 건조하였다. 질소 분위기에서, 필름에 1,000mJ/㎠의 강도를 갖는 자외선을 조사하여 필름 두께가 약 20㎛인 경화된 필름을 획득하였다. 진자형 점탄성 측정기 (모델 번호: Orientec Co., Ltd.에 의해 제조된 DDV-OPA) 에 의해 가열 속도 5℃/분에서 유리판상의 경화된 필름의 진자 점탄성을 측정하고, 대수 감쇠 곡선이 최대값을 나타내는 온도를 Tg로 결정하였다.
진자 점탄성 측정의 원리는, Gijutu Joho Kyokai Co., Ltd.에 의해 편찬된 "거대분자의 열물성 및 열 분석에 대한 노하우집" (제1 판), 287페이지의 "강성체 진자형 점탄성 디바이스에 의해 고분자계 복합재의 점탄성의 평가" 단락에서와 같 이 일반적인 서적에 기재되어 있다.
제작된 엠보싱 시트의 결과를 도 7의 표에 나타낸다. 또한, 상술한 평가 방법에 따라 굴절률 및 Tg를 측정하였다. 그 결과도 또한 도 7의 표에 나타낸다. 도 7의 표에 따르면, 실시예들 및 비교예들은, 엠보싱 형상의 평가 결과에서 오염물질들로 인한 결함의 개수를 제외하고는 차이가 없었다.
[오염물질 제거 대책 및 그 평가 결과]
상기 오염물질 제거 대책을 후술하는 바와 같이 취하는 장치를 사용하여, 상술한 조건에서, 각 실시예 (실시예 1 내지 4) 및 비교예에 대한 샘플들을 제작하였다. 오염물질들로 인해 제작된 시트 (W) 의 면적 100㎡당 발생된 결함 개수를 카운트하였다. 그 결과를 도 8의 표에 나타낸다.
실시예 1: 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 에 있어서, 세정 디바이스 (22) 로서 점착 롤러를 사용하였다.
실시예 2: 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 에 있어서, 시트상 재료 공급 수단 (11) 과 박리 롤러 (16) 사이의 각 단계를 위한 디바이스들을 1,000 미만의 청정도 class로 유지하였다.
실시예 3: 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 에 있어서, 시트상 재료 공급 수단 (11) 과 박리 롤러 (16) 사이의 각 단계를 위한 디바이스들을 100 미만의 청정도 class로 유지하였다.
실시예 4: 엠보싱 시트의 제조 장치 (10) 에 있어서, 시트상 재료 공급 수단 (11) 과 박리 롤러 (16) 사이의 각 단계를 위한 디바이스들을 100 미만의 청정도 class로 유지하고, 세정 디바이스 (22) 로서 점착 롤러를 사용하였다.
비교예 1: 실시예 1 내지 4에 있어서의 오염물질 제거 대책을 취하지 않았다.
상술한 실험의 결과로서, 각 오염물질 제거 대책을 취함으로써, 표면상에 표면 상태의 불균일이 없는 규칙적인 미세한 요철 패턴이 형성된 결함이 없는 고품질의 엠보싱 시트를 높은 생산성으로 제조할 수 있다는 본 발명의 효과를 확인하였다.
Claims (38)
- 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴이 시트상 재료의 표면상에 전사되어 형성된 엠보싱 시트 (embossed sheet) 를 제조하는 방법으로서,가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계;상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅함으로써 코팅층을 형성하는 단계;회전하는 상기 엠보스 롤러에 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감음으로써 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 코팅층에 전사하는 단계;상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 코팅층에 방사선을 조사함으로써 상기 코팅층을 경화하는 단계;상기 엠보스 롤러로부터 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 박리하는 단계;박리 이후 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하는 단계; 및라미네이트 이후 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 롤 형태로 권취하는 단계를 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 코팅층내의 용매를 건조하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 폭방향의 에지의 위치를 검출함으로써 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,외표면상에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 흡인 유지하고 소정의 외주 속도로 회전하는 구동 드럼에 의해 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,장력 제어 수단에 의해 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 장력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,롤 형태로 권취된 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 제품 사이즈로 절단하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료상에 전사되어 형성된 상기 요철 패턴의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 방사선은 자외선인, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴이 시트상 재료의 표면상에 전사되어 형성된 엠보싱 시트 (embossed sheet) 를 제조하는 방법으로서,상기 시트에 수지 용액을 코팅함으로써 수지 용액 층이 형성된 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계;회전하는 상기 엠보스 롤러에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감고 상기 엠보스 롤러와 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 가압함으로써, 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 수지 용액 층에 전사하는 단계; 및상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 수지 용액 층을 경화하는 단계를 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 수지 용액 층을 경화한 후 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 박리 롤러에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감음으로써 상기 엠보스 롤러로부터 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 박리하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 엠보스 롤러는 상기 닙 롤러와 상기 박리 롤러 사이에 제공되며,상기 엠보스 롤러는 상기 닙 롤러와 상기 박리 롤러에 의해 가압되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 수지 용액은 방사선 경화성 수지 용액이며,상기 수지 용액 층에 방사선을 조사함으로써 상기 수지 용액 층을 경화하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가압이 0.01 내지 1.0kgf/mm에서 수행되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 닙 롤러 및/또는 상기 박리 롤러의 표면은 JIS K 6253 에 따른 고무 경도가 40 내지 80도인 재료로부터 형성되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 수지 용액 층내의 용액을 건조하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 폭방향의 에지의 위치를 검출함으로써 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,외표면상에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 흡인 유지하고 소정의 외주 속도로 회전하는 구동 드럼에 의해 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,장력 제어 수단에 의해 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재 료의 장력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료상에 전사되어 형성된 상기 요철 패턴의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 방사선은 자외선인, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴이 시트상 재료의 표면상에 전사되어 형성된 엠보싱 시트 (embossed sheet) 를 제조하는 방법으로서,가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계;상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면으로부터 이물질들을 제거하는 단계;이물질들이 제거된 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅함으로써 코팅층을 형성하는 단계;회전하는 상기 엠보스 롤러에 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감음으로써 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 코팅층에 전사하는 단계;상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러 에 감겨져 있는 상태에서 상기 코팅층에 방사선을 조사함으로써 상기 코팅층을 경화하는 단계; 및상기 엠보스 롤러로부터 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 박리하는 단계를 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 표면으로부터 이물질들을 제거하는 단계에서 건식 또는 습식 세정 디바이스를 사용하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,코팅 이전에 10㎛ 미만의 포어 직경 (pore diameter) 을 갖는 필터링 수단에 의해 상기 방사선 경화성 수지를 필터링하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는 단계에서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료는 롤러 부재에 의해 유지되며,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 20도 미만의 랩 각도 (wrap angle) 로 유지하고 상기 롤러 부재의 외주 속도를 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 주행 속도와 일치시키는 구동 수단이 상기 롤러 부재상에 제공되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 코팅층을 형성하는 단계에서의 청정도가 class 1000 미만으로 유지되고 각각의 단계들에서의 청정도가 class 5000 미만으로 유지되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,각각의 단계에서, 먼지-발생 부위를 케이스에 의해 커버하여 밀폐시키고,상기 케이스 내부의 압력을 케이스 내부와 연통되는 흡인 수단에 의해 감소시키는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전사는 상기 엠보스 롤러와 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 가압하면서 수행되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 수지를 경화한 후에 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 박리 롤러에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 감음으로써 상기 엠보스 롤러로부터 상기 가 요성 스트립 형상의 시트상 재료를 박리하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 폭방향의 에지의 위치를 검출함으로써 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 폭방향의 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,외표면상에 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 흡인 유지하고 소정의 외주 속도로 회전하는 구동 드럼에 의해 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 연속 주행시키는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,롤 형태로 권취된 상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 제품 사이즈로 절단하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,장력 제어 수단에 의해 상기 연속 주행하는 가요성 스트립 형상의 시트상 재료의 장력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 21 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료상에 전사되어 형성된 상기 요철 패턴의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가요성 스트립 형상의 시트상 재료상에 전사되어 형성된 상기 요철 패턴은 100㎛ 이하의 피치를 가지는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 엠보싱 시트는 광학 필름으로서 사용되는, 엠보싱 시트의 제조 방법.
- 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 공급하기 위한 시트상 재료 공급 디바이스;상기 시트상 재료의 표면에 방사선 경화성 수지를 코팅하여 코팅층을 형성하기 위한 코팅 디바이스;상기 코팅층에 함유된 용매를 건조시키기 위한 건조 디바이스;연속 주행하는 상기 시트상 재료가 회전하는 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 상기 시트상 재료의 표면에 전사하여 형성하기 위한 전사 디바이스;상기 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 코팅층을 경화시키기 위한 경화 디바이스;상기 엠보스 롤러로부터 상기 시트상 재료를 박리하기 위한 박리 디바이스;박리 이후 상기 시트상 재료의 일측 또는 양측에 보호필름을 라미네이트하기 위한 라미네이트 디바이스; 및라미네이트 이후 상기 시트상 재료를 롤 형태로 권취하기 위한 시트상 재료 권취 디바이스를 포함하는, 엠보싱 시트 (embossed sheet) 의 제조 장치.
- 가요성 스트립 형상의 시트상 재료를 공급하기 위한 시트상 재료 공급 디바이스;상기 시트상 재료의 표면에 수지 용액을 코팅하기 위한 코팅 디바이스;회전하는 엠보스 롤러에 상기 시트상 재료를 감고 상기 시트상 재료를 상기 엠보스 롤러와 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 닙 롤러에 의해 가압함으로써 상기 엠보스 롤러 표면의 요철 패턴을 수지 용액 층에 전사하여 형성하기 위한 전사 디바이스;상기 시트상 재료가 상기 엠보스 롤러에 감겨져 있는 상태에서 상기 수지 용액을 경화시키기 위한 수지 용액 경화 디바이스;상기 수지 용액 층을 경화한 후 상기 시트상 재료를 상기 엠보스 롤러에 대향 배치된 박리 롤러에 감음으로써 상기 엠보스 롤러로부터 상기 시트상 재료를 박리하기 위한 박리 디바이스를 포함하는, 엠보싱 시트 (embossed sheet) 의 제조 장 치.
- 제 37 항에 있어서,상기 수지 용액 경화 디바이스는 상기 엠보스 롤러 근방에 제공된 방사선 조사 디바이스인, 엠보싱 시트의 제조 장치.
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