KR20090102708A - 지지 롤러, 웹 반송 방법, 용액 캐스팅 방법 및 용액 캐스팅 장치 - Google Patents

Abstract

지지 롤러는 롤러 보디 및 회전축을 포함하고, 롤러 보디의 주위면으로 반송 중인 웹을 지지한다. 주위면은 에지 접촉 영역 및 제품부분 접촉 영역을 포함한다. 에지 접촉 영역은 웹의 폭방향으로 에지와 접촉한다. 각각의 에지 접촉 영역은 아치 단면을 갖는 돌기 및 오목부를 갖고, 롤러 보디의 주위 방향으로 연장되어 있다. 돌기 및 오목부는 축 방향으로 교대로 배열된다. 돌기는 0.01mm~2mm의 간격으로 위치한다. 오목부의 저면으로부터 돌기의 정점의 높이는 0.01mm~1mm이다. 정점은 0.1mm~0.5mm의 범위 내의 곡률 반경을 갖는다.

Description

지지 롤러, 웹 반송 방법, 용액 캐스팅 방법 및 용액 캐스팅 장치{SUPPORT ROLLER, WEB CONVEYANCE METHOD, SOLUTION CASTING METHOD AND SOLUTION CASTING APPARATUS}

본 발명은 반송 중인 웹을 지지하기 위한 지지 롤러, 웹 반송 방법, 용액 캐스팅 방법, 및 용액 캐스팅 장치에 관한 것이다.

폴리머 필름(이하, 필름)은 그 우수한 광 투과성, 가요성, 경량 및 저 프로파일 특성 때문에 광 기능 필름으로서 광범위하게 사용된다. 특히, 셀룰로오스 아실레이트 등으로 이루어진 셀룰로오스 에스테르 필름은 그 우수한 광 투과성 및 우수한 광학 등방성 때문에 액정 디스플레이 장치 및 다른 편광 관련 장치에 도입되는 경우가 많다. 이러한 특성은 셀룰로오스 에스테르 필름을 비스듬히 봤을 때의 디스플레이의 콘트라스트를 향상시키는(시야각 보상) 광학 보상 필름의 지지체로 가장 우수한 후보 중 하나로서 제안한다.

액정 디스플레이 장치 내의 소자 중 하나인 편광 필터는 편광 필름 및 보호 필름으로 이루어진다. 편광 필름은 연신되고 요오드 또는 2색성 염료로 염색된 폴리비닐알콜(PVA) 필름으로 이루어지는 것이 일반적이다. 보호 필름으로서, 셀룰로오스 아실레이트 필름이 편광 필름에 직접 페이스팅할 수 있기 때문에 사용되는 경우가 많다. 편광 필름의 광학 특성에 대한 보호 필름의 광학 특성의 현저한 영향 때문에 편광 필름용 보호 필름에는 우수한 광학 등방성 및 우수한 광학 특성이 요구된다.

현대 액정 디스플레이 장치에는 시야각에 대한 개선이 강하게 요구되고 있으므로, 편광 필름용 보호 필름 및 광학 보상 필름용 지지체에는 더욱 우수한 광학 등방성이 요구된다.

2개의 주요 형태의 필름 제조 방법, 용융 압출 방법 및 용액 캐스팅 방법이 있다. 용융 압출 방법은 폴리머를 직접 가열하여 용융하는 단계, 및 상기 폴리머 용융물을 압출기로부터 필름으로 압출시키는 단계를 포함한다. 용융 압출 방법은 고 생산성이고, 상대적으로 낮은 설비 비용을 요구한다. 동시에, 용융 압출 방법은 막 두께의 제어가 부족하고, 또한 필름 상에 미세 라인(다이 라인 또는 스트리크 라인)을 남긴다. 이들 결점은 광 기능 필름으로서 사용되는 고품질 필름을 제조하기 위한 선택으로서 용융 압출 방법을 실격시킨다. 반면에, 용액 캐스팅 방법은 용융 압출 방법으로 제조한 것보다 우수한 광학 등방성, 보다 균일한 두께 및 보다 적은 이물질을 갖는 필름의 제조를 가능하게 한다. 따라서, 디스플레이 장치용 광학 필름은 대부분의 경우에 용액 캐스팅 방법에 의해서 제조된다.

이러한 형태의 광 기능 필름, 및 자기 테이프 및 사진 필름은 웹 롤로부터 웹을 연속적으로 권출시키고, 자성 재료, 감광성 재료 또는 광 기능성 재료 등의 기능성 재료를 상기 웹 상에 도포하고, 그것을 건조하고, 이어서 상기 웹을 롤로 재권취하는 필름 제조 장치에서 제조되는 것이 일반적이다. 이러한 형태의 제조 설비는 반송로를 따라서 배열된 복수의 롤러를 구비하고, 그들의 표면 상에 웹을 지지 및/또는 반송한다.

대략 요약하면, 용액 캐스팅 방법은 셀룰로오스 트리아세테이트 또는 이러한 폴리머를 디클로로메탄 또는 메틸 아세테이트 등의 용매에 용해시켜 도프를 제조하는 제 1 단계, 1종 이상의 첨가제를 상기 도프와 혼합시켜 캐스팅 도프를 제조하는 제 2 단계, 상기 캐스팅 도프를 캐스팅 다이의 토출구로부터 주행 지지체(캐스팅 드럼 또는 엔들리스 밴드 등) 상으로 연속적으로 캐스팅하여 상기 지지체 상에 캐스팅 필름을 형성하는 제 3 단계, 상기 지지체로 상기 캐스팅 필름을 소정의 속도로 반송하는 제 4 단계, 냉각 또는 건조되어 자기 지지성을 갖는 상기 캐스팅 필름을 상기 지지체로부터 박리하여 습윤 필름을 얻는 제 5 단계, 상기 습윤 필름으로부터 잔존 용매를 건조시키기 위한 건조 공정을 위해서, 상기 습윤 필름을 지지 롤러(구동 및 비구동 롤러 모두) 및 프리 롤러(이하, 총체적으로 가이드 롤러)로 상기 지지체로부터 건조부로 반송시키는 제 6 단계, 및 상기 필름을 롤로 권취하는 마지막 단계를 포함한다(예를 들면, 일본 특허 공개 2006-306025호 공보 참조).

그러나, 소정 레벨의 장력이 상당량의 용매를 함유하는 습윤 필름에 가해지므로, 상기 습윤 필름 중의 폴리머 분자가 장력의 방향으로 쉽게 배향된다. 즉, 가이드 롤러가 습윤 필름을 지지 및/또는 반송하기 위해서 사용되는 경우, 상기 습윤 필름 중의 폴리머 분자가 반송 방향으로 배향된다. 이것은 최종 필름 제품에 광학 이방성을 갖게 할 위험을 부여한다.

최근, 광학 필름에 대한 요구가 현저하게 증가하면서, 용액 캐스팅 방법이 보다 높은 생산성을 달성하도록 요구된다. 그러나, 용액 캐스팅 방법에 있어서의 필름 형성 속도가 증가함에 따라서, 습윤 필름의 반송 속도, 즉 가이드 롤러의 주속도 증가한다. 습윤 필름 반송 속도 또는 가이드 롤러 주속의 증가는 가이드 롤러와 습윤 필름 사이에 주위 공기가 쉽게 유입되게 한다. 일단, 가이드 롤러와 습윤 필름 사이에 공기가 유입되면, 공기는 습윤 필름이 가이드 롤러 상에서 미끄러지게 한다. 습윤 필름의 미끄러짐은 필름 표면에 소정의 스크래치를 남기고, 또한 가이드 롤러의 반송 능력을 저하시켜 바람직하지 못하다.

또한, 자기 테이프, 사진 필름 및 광 기능 필름을 사용하거나 도입하는 장치의 소형화의 최근 경향은 더욱 얇고 평탄한 웹을 요구한다. 따라서, 웹의 반송시, 웹이 롤러 상에서 미끄러지는 경향이 있어 웹 상에 스크래치 또는 주름이 생기는 경우가 있다. 또한, 기능성 재료의 도포 직후의 웹의 반송시, 롤러는 새로운 코팅층에 흔적을 남길 수도 있다(롤러 자국 전사라고 불리우는 현상). 이들 손상은 제품의 수율을 감소시킨다.

코팅 공정 뿐만 아니라, 폴리머 필름의 제조 공정에 있어서도 필름은 롤러 상에서 미끄러져 스크래치 및 주름을 갖는다. 또한, 반송시에 롤러 자국이 용액 캐스팅 방법에 있어서의 용매 함유 필름 또는 고온 가열된 용매 함유 필름 중 어느 하나, 및 용융 압출 방법에 있어서의 거의 융점에 이른 고온 필름에 전사될 수 있다.

이들 문제의 관점에 있어서, 주로 나선형 홈 및 개재 범프를 갖는 25㎛ 이하의 두께를 갖는 얇은 웹을 위한 롤러의 형태가 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 평 08-175727호 공보 및 일본 특허 공개 평 10-077146호 공보 참조). 또한, 표면 상에 미소 오목부를 갖는 웹 지지 롤러가 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 2003-146505호 공보 참조). 이러한 웹 지지 롤러에 있어서, 미소 오목부의 평균 깊이는 5㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위 내이고, 오목부를 갖지 않는 평탄한 영역은 전체 면적의 50% 이상 70% 이하를 차지한다.

그러나, 일본 특허 공개 평 08-175727호 공보 및 일본 특허 공개 평 10-077146호 공보의 롤러는 25㎛ 이하의 두께를 갖는 얇은 필름을 위해서 고안되어 기능성 재료 코팅 공정 이전의 웹에 적합하다. 즉, 이들 롤러는 코팅 공정 후에 웹의 반송시 롤러 자국 전사를 위한 해결책이 아니다.

일본 특허 공개 2003-146505호 공보의 웹 지지 롤러에 관해서, 오목부는 알루미나 졸 또는 유리 비드 등의 미소 입자를 롤러 표면 상으로 발포함으로써 형성된다. 이러한 발포 공정은 오목부의 무질서한 분포를 초래한다. 또한, 입경의 불균일 때문에, 오목부의 깊이 및 크기를 균일하게 할 수 없다. 그 외에, 이러한 웹 지지 롤러는 웹이 고속으로 반송될 때 마찰력을 유지할 수 없어 웹 하부로 미끄러지는 경향이 있다.

상기 관점에 있어서, 본 발명의 주요 목적은 웹에 대한 스크래치, 주름 및 롤러 자국 전사를 방지할 수 있는 지지 롤러, 및 이러한 지지 롤러를 사용한 웹 반송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 지지 롤러를 사용하여 우수한 광학 등방성을 갖는 폴리머 필름을 효율적으로 제조하는 용액 캐스팅 방법 및 용액 캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

상기 및 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 지지 롤러는 웹을 지지하도록 웹의 반송로측을 따라서 배치된다. 지지 롤러는 그 주위면 상에 에지 접촉 영역을 갖는 고체 실린더 형태의 롤러 보디, 및 각각의 에지 접촉 영역에 제공되는 복수의 돌기를 포함한다. 에지 접촉 영역은 웹의 폭방향에서 에지와 접촉한다. 돌기는 롤러 보디의 주위 방향으로 연장되어 롤러 보디의 회전축 방향으로 간격을 두고 배열된다. 회전축에 따른 단면으로 봤을 때, 각각의 돌기는 0.1mm 이상 0.5mm 이하의 곡률 반경을 갖는 실질적으로 아치 형태의 정점을 갖는다. 돌기의 간격은 0.1mm 이상 2mm 이하이다. 각각의 돌기는 상기 정점으로부터 인접한 돌기 사이에 형성된 오목부의 저면까지의 0.01mm 이상 1mm 이하의 높이를 갖는다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 있어서, 회전축에 따른 단면으로 봤을 때, 돌기는 회전축에 대하여 평행하게 주행하는 평탄한 정점을 갖고, 회전축 방향에서 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 길이를 갖는다. 이들 돌기의 간격은 회전축 방향으로 0.01mm 이상 2mm 이하이다. 각각의 돌기는 상기 정점으로부터 인접한 돌기 사이에 형성된 오목부의 저면까지의 0.01mm 이상 1mm 이하의 높이를 갖는다.

바람직하게는, 모든 돌기의 정점이 롤러 보디의 제품부분 접촉 영역보다 더욱 현저하게 돌출되어 에지를 제외한 웹에 걸쳐서 연장하는 제품부분과 접촉된다. 또한, 돌기는 롤러 보디의 일단 상의 제 1 에지 접촉 영역, 및 롤러 보디의 타단 상의 제 2 에지 접촉 영역에 군으로서 제공될 수 있고, 돌기는 곡선 방향이 반대인 나선으로 형성될 수 있고, 또한 롤러 보디는 웹이 반송 방향으로 전진함에 따라서 돌기 군이 서로로부터 멀어지도록 배향될 수 있다.

본 발명에 따른 웹 반송 방법은 상기 지지 롤러 중 하나로 반송 중인 웹을 지지하는 단계를 포함한다. 이러한 웹은 20㎛ 이상 200㎛ 이하의 두께를 갖는다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 있어서, 지지 롤러는 롤러 보디, 롤러 보디의 회전축 방향에서 양 단부 상에 배치된 테이퍼부, 롤러 보디의 회전축 방향에서 중심에 배치된 소정 직경부, 및 롤러 보디의 주위면 상의 복수의 돌기를 포함한다. 각각의 테이퍼부는 웹의 폭방향에서 측면 에지 중 하나와 접촉하는 에지 접촉 영역을 갖고, 그 직경은 롤러 보디의 선단을 향하여 점차적으로 증가한다. 소정 직경부는 에지를 제외한 웹을 전체에 걸쳐서 커버링하는 제품부분과 접촉하는 제품 접촉 영역을 갖는다. 소정 직경부는 회전축 방향으로의 그 전체 길이에 걸쳐서 일정한 직경으로 유지하기 위해서 형성된다. 돌기는 에지 접촉 영역에 제공된다. 이들 돌기는 롤러 보디의 주위 방향을 따라서 연장되고, 롤러 보디의 회전축 방향으로 규칙적 간격을 두고 배열된다. 회전축에 따른 단면으로 봤을 때, 돌기는 실질적으로 아치 형태의 정점을 갖는다.

바람직하게는, 돌기의 간격은 0.01mm 이상 2mm 이하이다. 각각의 돌기는 상기 정점으로부터 인접한 상기 돌기 사이에 형성되는 오목부의 저면까지 0.01mm 이상 1mm 이하의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 소정 직경부에 대한 경계에서의 테이퍼부의 직경을 Dc로 나타내고, 롤러 보디의 선단에서의 테이퍼부의 직경을 De로 나타내는 경우, (De-Dc)/Dc의 산출값은 0.001 이상 0.1 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 용액 캐스팅 장치는 연속 주행 지지체, 캐스팅 필름 형성 장치, 건조 장치 및 상술한 지지 롤러를 포함한다. 캐스팅 필름 형성 장치는 캐스팅 필름이 연속적으로 형성되도록 폴리머와 용매의 도프를 지지체 상에 캐스팅한다. 건조 장치는 지지체로부터 습윤 필름으로서 박리된 캐스팅 필름을 건조시킨다. 지지 롤러는 건조 장치로의 운반 중인 습윤 필름을 지지한다.

바람직하게, 지지체의 온도는 -15℃ 이상 0℃ 이하의 범위로 실질적으로 일정하다. 또한, 건조 장치는 습윤 필름의 폭방향에서의 양쪽 에지를 고정하여 건조시키는 핀 텐터인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 용액 캐스팅 방법은 캐스팅 단계, 박리 단계, 건조 단계 및 반송 단계를 포함한다. 캐스팅 단계에 있어서는, 폴리머와 용매의 도프는 주행 지지체 상에 캐스팅되어 캐스팅 필름이 연속적으로 형성된다. 박리 단계에 있어서는, 캐스팅 필름은 지지체로부터 습윤 필름으로서 박리된다. 건조 단계에에 있어서는, 습윤 필름은 건조 장치에서 건조된다. 반송 단계에 있어서는, 습윤 필름은 상술한 지지 롤러에 의해서 지지되면서 건조 장치로 반송된다.

본 발명의 지지 롤러에 따르면, 롤러 보디의 에지 접촉 영역에서의 돌기는 반송 중 웹의 미끄러짐 및 롤러 자국 전사를 방지한다. 따라서, 웹 상에 스크래치 및 주름을 만들지 않고 웹을 지지할 수 있다. 돌기와 오목부의 크기 및 형태는 필요에 따라서 웹과 롤러 보디의 주위면 사이에 소정 레벨 이상으로 접촉 영역을 형성하여 롤러 보디의 축 방향을 따라서 잘랐을 때 각각의 오목부에 대하여 소정 레벨 이상의 단면적을 제공하도록 결정될 수 있다. 이러한 구조에 의해 웹 유지력을 소정 레벨 이상으로 유지하고, 또한 웹과 롤러 보디의 주위면 사이로부터 공기가 방출되므로 웹의 미끄러짐이 방지된다.

웹이 고속으로 반송되는 경우라도, 웹과 지지 롤러 사이의 갭은 공기를 확실하게 방출하여 상기 공기로 인한 웹의 미끄러짐이 방지될 수 있다. 그 결과, 웹을 손상시키는 것을 회피할 수 있고, 또한 고속으로 웹을 반송할 수 있다.

또한, 테이퍼부는 반송시 웹의 폭방향으로의 장력을 생성하는데 작용한다. 폴리머 분자가 반송 중인 웹의 반송 방향으로 배향되는 경우에 있어서, 소망량의 장력이 반송 방향에 대하여 실질적으로 직각인 웹의 폭방향으로 적용될 수 있다. 따라서, 반송 방향에서의 면내 리타데이션(Re)의 이방성을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 광학 이방성이 극히 낮은 폴리머 필름이 쉽고 효율적으로 제조된다.

본 발명의 웹 반송 방법에 따르면, 웹은 스크래치, 주름 및 롤러 자국 전사로부터 보호된다. 따라서, 제품 수율은 증가하고, 제조 비용은 감소된다.

본 발명의 상기 목적 및 이점은 상기 상세한 설명을 첨부한 도면을 참조하여 읽으면 보다 명백해진다.

도 1은 본 발명에 따른 웹 반송 장치를 도해하는 설명도이고;

도 2는 하부에서 본 지지 롤러의 평면도이며;

도 3은 축 방향에 따른 제 1 지지 롤러의 연장된 부분 단면도이고;

도 4는 축 방향에 따른 습윤 필름을 지지하는 제 1 지지 롤러의 연장 부분 단면도이며;

도 5는 축 방향에 따른 제 2 지지 롤러의 연장 부분 단면도이고;

도 6은 축 방향에 따른 제 3 지지 롤러의 연장 부분 단면도이며;

도 7은 축 방향에 따른 제 4 지지 롤러의 연장 부분 단면도이고;

도 8은 하부에서 본 제 5 지지 롤러의 평면도이며;

도 9는 지지 롤러가 장착된 용액 캐스팅 장치를 도해하는 설명도이고;

도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용액 캐스팅 장치의 설명도이며;

도 11은 제 1 건조 챔버를 도해하는 설명도이고;

도 12는 하부에서 본 제 6 지지 롤러의 평면도이며;

도 13은 롤러 보디의 축 방향에 따른 제 6 지지 롤러의 에지 접촉 영역 주위의 단면도이고;

도 14는 습윤 필름을 지지하는 제 6 지지 롤러의 단면도이며;

도 15는 롤러 보디의 축 방향에 따른 제 7 지지 롤러의 에지 접촉 영역 주위의 단면도이고;

도 16은 롤러 보디의 축 방향에 따른 제 8 지지 롤러의 에지 접촉 영역 주위의 단면도이며;

도 17은 롤러 보디의 축 방향에 따른 제 9 지지 롤러의 에지 접촉 영역 주위의 단면도이고;

도 18은 습윤 필름을 위에서 본 제 10 가이드 롤러의 평면도이며;

도 19는 다른 롤러 구조를 갖는 제 1 건조 챔버를 도해하는 설명도이다.

도 1에 관해서, 웹 반송 장치(20)는 웹 롤(10)로부터 웹(11)을 연속적으로 권출하여 공급하기 위한 공급부(12), 웹(11)의 표면을 기능성 재료로 코팅하여 기능성 코팅층을 형성하기 위한 코팅부(13), 코팅층을 건조하기 위한 건조부(14), 및 코팅층을 갖는 웹(11)을 롤로 재권취하기 위한 권취부(16)를 포함한다. 본 실시형태에 있어서는, 1개 이상의 건조된 코팅층을 갖는 웹(11)은 필름(15)이라고 한다. 기능성 층으로서 자기 코팅층, 광 기능 코팅층 등이어도 좋다. 이하에, 기능성 재료는 자기 테이프용 자성 재료, 사진 필름용 감광성 재료, 및 액정 디스플레이 장치용 광 기능 재료를 포함한다.

웹(11)은 예를 들면, 폭이 100mm 이상 3000mm 이하이고, 길이가 100m 이상 5000m 이하이며, 두께가 20㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 표면 조도(Ra)가 1nm 이상 100nm 이하인 가요성 지지체이다. 보다 바람직하게는 웹(11)의 폭은 1000mm 이상 2500mm 이하이다. 웹(11)은 바람직하게는 플라스틱 필름; 종이; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-부텐 폴리머 등의 탄소수 2~10개의 α-폴리올레핀으로 코팅 또는 적층된 종이; 및 알루미늄, 구리 또는 주석의 금속박으로 이루어져도 좋다. 또한, 플라스틱 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리비닐 클로리드, 폴리비닐리덴 클로리드, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 또는 폴리아미드의 플라스틱 필름으로 이루어진 필름 중 어느 것이어도 좋다.

코팅부(13)에서 도포된 1개 이상의 새로운 코팅층을 갖는 웹(11)(이하, 습윤 필름(17))을 반송하는 지지 롤러(18)는 코팅부(13)와 건조부(14)의 사이에 배치된다. 지지 롤러(18)는 습윤 필름이 반송되는 것과 같은 속도로 모터(19)에 의해서 회전된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(18)는 롤러 보디(18a) 및 이 롤러 보디(18a)의 양 단부면에 부분적으로 조립되는 1쌍의 축(18b)으로 이루어진다. 실질적으로 고체 실린더로 형성된 롤러 보디(18a)는 그 주위면 상에 습윤 필름(17)을 지지하여 습윤 필름(17)을 애로우 MD의 방향(이하에, MD 방향)으로 반송한다. 롤러 보디(18a) 및 축(18b)은 알루미늄, 철, 스테인리스 및 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 등의 고 내식성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 롤러 보디(18a)는 고체 실린더에 한정할 필요는 없고, 중공 실린더일 수 있다.

롤러 보디(18a)는 에지 접촉 영역(18e)과 주위면 상의 제품부분 접촉 영역(18c)의 2개를 갖는다. 에지 접촉 영역(18e)은 습윤 필름(17)의 양쪽 에지 부분(이하, 에지)(17e)을 지지하도록 지지 롤러(18)의 축 방향(AX)(이하, AX 방향)으로 위치된다. 제품부분 접촉 영역(18c)은 습윤 필름(17)의 에지(17e) 사이에서 연장하는 제품부분(17c)을 지지하도록 위치된다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 각각의 에지 접촉 영역(18e)은 롤러 보디(18a)의 AX 방향에 있어서의 아치 단면을 갖는 복수의 오목부(30) 및 돌기(31)를 갖는다. 오목부(30) 및 돌기(31)는 AX 방향으로 서로 교대되어 있다. 오목부(30) 및 돌기(31)는 예를 들면, 커팅 바이트를 갖는 정밀 선반에 의해서 정확하게 커팅되고 형상화된다.

인접 돌기(31)의 정점(31a) 사이의 거리, 즉 피치(Pm)는 0.01mm 이상 2mm 이하이다. 피치(Pm)가 0.01mm 미만이면, 선반 세공이 어려워져 제조 비용이 증가될 뿐만 아니라, 지지 롤러의 효과가 거의 발생하지 않는다. 반면, 피치(Pm)가 2mm를 초과하면, 미끄러짐 및 롤러 자국 전사가 발생하기 더욱 쉬워지는 경향이 있다. 또한, 인접 오목부(30)의 저면(30a) 사이의 거리, 즉 피치(Pv)는 0.01mm 이상 2mm 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 오목부(30)의 피치(Pv) 및 돌기(31)의 피치(Pm)는 모두 0.3mm 이상 0.5mm 이하이다.

저면(30a)으로부터 정점(31a)까지의 높이(Hv-m)는 0.01mm 이상 1mm 이하이다. 높이(Hv-m)가 0.01mm 미만이면, 습윤 필름(17)의 지지 동안에 공기 방출 효과를 기대하기 어려워서 미끄러짐이 발생하기 쉽다. 반면에 높이(Hv-m)가 1mm를 초과하면, 선반 세공이 어려워지고, 선반 세공이 행해지는 경우, 제조 비용을 증가시켜 롤러가 고가로 된다. 여기에서, 용어 "공기"는 습윤 필름(17)의 주행 작용 및 롤러 보디(18a)의 회전에 의한 롤러 보디(18a)의 주위면과 습윤 필름(17) 사이에 도입되는 공기를 의미한다. 높이(Hv-m)는 0.02mm 이상 0.1mm 이하인 것이 매우 바람직하다.

돌기(31)의 단면 원에서의 중심(Om)과 정점(31a) 사이의 거리, 즉 돌기(31)의 곡률 반경(Rm)은 0.1mm 이상 0.5mm 이하이다. 곡률 반경(Rm)이 0.1mm 미만이면, 습윤 필름(17)에 대한 접촉 영역이 작아져 미끄러짐을 발생시킨다. 오목부(30)에는 오목부(30)의 단면 원에서의 중심(Om)과 저면(30a) 사이의 거리, 즉 0.1mm 이상 0.5mm 이하의 곡률 반경(Rv)이 주어지는 것이 바람직하다. 오목부(30) 및 돌기(31)의 곡률 반경(Rv, Rm)은 모두 0.2mm 이상 0.4mm 이하인 것이 보다 바람직하다.

다음에, 웹 반송 장치(20)의 작동이 설명된다. 우선, 도 1에 나타낸 바와 같이, 웹(11)은 공급부(12)에서 웹 롤(10)로부터 권출되어 코팅부(13)로 반송된다. 코팅부(13)에서, 웹(11)은 소정의 기능성 재료로 코팅되고, 습윤 필름(17)으로서 지지 롤러(18)로 반송된다.

습윤 필름(17)은 지지 롤러(18)에 의해서 건조부(14)로 반송된다. 건조부(14)에서, 습윤 필름(17)은 건조되어 필름(15)이 되고, 권취부(16)에서 롤로 재권취된다. 이러한 필름(15)의 롤은 다음 세공 단계로 이동되어 제품 필름이 된다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(18)가 롤러 보디(18a)의 주위면 상의 습윤 필름(17)을 지지 및/또는 반송할 때, 주위 공기가 롤러 보디(18a)의 주위면과 습윤 필름(17) 사이에 유입된다. 그 가요성 때문에, 습윤 필름(17)은 돌기(31)의 표면을 따라서 휘어지고, 오목부(30)가 볼록해진다. 돌기(31)는 소정의 형상 및 치수로 형성되어서 롤러 자국 전사를 방지하면서 습윤 필름(17)에 대하여 강한 마찰력을 발생시킬 수 있다. 반면에, 오목부(30)는 높이(Hv-m)에 의해서 정점(31a)으로부터 아래에 있고, 지지 롤러(18)와 습윤 필름(17) 사이로부터 공기를 방출한다. 지지 롤러(18)로 공기 유입에 의한 미끄러짐 및 롤 자국을 방지할 수 있고, 따라서 스크래치 및 주름을 발생시키지 않고 습윤 필름(17)을 지지 및/또는 반송할 수 있다.

미끄러짐 및 롤 자국은 에지 접촉 영역(18e)과 제품부분 접촉 영역(18c)에 걸쳐서 돌기(31)를 제공함으로써 보다 효과적으로 방지될 수 있지만, 돌기(31)의 형상화 공정은 고도의 정확성을 요구하여 제품 비용이 증가하게 된다. 반면에, 돌기(31)가 에지 접촉 영역(18e)에만 제공되는 본 발명은 미끄러짐 및 롤 자국을 방지하는 능력을 제공하는 저렴한 지지 롤러를 제조하는 것을 가능하게 한다.

일반적으로, 지지 롤러의 반송 속도, 또는 롤러 보디(18a)의 주속이 50m/분 이상인 경우, 공기의 유입으로 인한 미끄러짐이 발생한다. 반면에, 본 발명에 따르면, 지지 롤러는 높은 반송 속도에서도 습윤 필름(17)의 지지 및/또는 반송시의 미끄러짐 및 롤 자국을 방지할 수 있다.

몇몇의 경우, 재료 및 특성에 따라서, 웹(11)은 그것이 지지 롤러의 주위면에 접촉함에 따라서 MD 방향으로 소정 레벨의 장력이 가해진다. 이러한 장력은 습윤 필름(17)을 과도하게 연신시켜 목적한 특성 및 품질의 최종 필름(15)을 제공할 수 없다. 본 발명에 따르면, 지지 롤러(18)의 에지 접촉 영역(18e)에서의 돌기(31) 때문에, 습윤 필름(17)은 제품부분(17c)에서 사이에 유입된 공기로 인하여 제품부분 접촉 영역(18c) 상에 분리 또는 가볍게 지지되면서 에지 접촉 영역(18e)에 의해서 에지(17e)에서 지속적으로 지지된다. 따라서, 웹(11)이 지지 롤러(18)의 주위면과 접촉시 그 특성 또는 품질이 저하되더라도, 이것은 에지(17e) 내에만 부정적인 효과를 미치고, 제품부분(17c)에서는 목적한 특성 및 품질이 유지된다. 예를 들면, 편광 보호 필름 또는 광학 보상 필름 등의 광학 필름으로서, 필름(15)에 고 이방성이거나 또는 소정 범위 내의 리타데이션을 제공할 필요가 있다. 그리고, 이러한 리타데이션은 제조 공정에 있어서의 습윤 필름(17)에 대한 장력에 의해서 변화된다. 지지 롤러(18)가 습윤 필름(17)용 반송기로서 사용되는 경우, 습윤 필름(17)에 대한 장력 및 반송 동안의 발생된 연신은 대부분 에지에 영향을 미치고, 제품부분에는 거의 영향을 미치지 않는다. 그 결과, 소망의 리타데이션을 갖는 필름(15)를 제조할 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 저면(30a)은 실질적으로 롤러의 반경 방향에 대하여 제품부분 접촉 영역(18c)과 수평이고, 각각의 돌기(31)의 정점(31a)은 제품부분 접촉 영역(18c) 위로 돌출된다. 그러나, 지지 롤러(18)는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 지지 롤러(40 또는 45)로 대체되어도 좋다. 이하에, 지지 롤러(40, 45)가 상세하게 설명되고, 상기 실시형태에 있어서와 동일한 부호는 동일한 참조 번호로 나타내어지며, 그 설명은 생략된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(40)는 롤러 보디(40a)를 갖는다. 롤러 보디(18a)와 동일하게, 롤러 보디(40a)는 부분 접촉 영역(40c)과, 오목부(30) 및 돌기(31)가 구비된 2개의 에지 접촉 영역(40e)을 갖는다. 각 오목부(30)의 저면(30a)은 제품부분 접촉 영역(40c)과 수평이 아니고, 그보다 높게 올라온다. 제품부분 접촉 영역(40c) 위로 돌출된 돌기(31) 때문에, 지지 롤러(40)는 습윤 필름(17)에 대하여 강한 마찰력을 발생할 수 있다. 롤러 보디(40a)는 우선 롤러 보디(40a)의 에지 접촉 영역(40e)에 걸쳐서 오목부(30) 및 돌기(31)를 형성한 다음 반경 방향에 대하여 저면(30a)보다 낮아질 때까지 제품부분 접촉 영역(40c)을 연마함으로써 형상화된다. 반경 방향에서의 높이(H)는 제품부분 접촉 영역(40c)과 높이(Hv-m)의 실질적인 반 길이만큼 저면(30a)으로부터 높이 있는 중도점(41) 사이의 롤러 보디의 반경에 대하여 0.01% 이상 2% 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(45)는 롤러 보디(45a)를 갖는다. 롤러 보디(18a)와 동일하게, 롤러 보디(45a)는 제품부분 접촉 영역(45c)과, 오목부(30) 및 돌기(31)가 구비된 2개의 에지 접촉 영역(45e)를 갖는다. 각 돌기(31)의 정점(31a)은 실질적으로 제품부분 접촉 영역(45c)과 수평이다.

상기 실시형태에 있어서, 오목부(30) 및 돌기(31)는 저면(30a) 또는 정점(31a)이 제품부분 접촉 영역에 대한 에지 접촉 영역의 경계에 있도록 배열된다. 그러나, 그들은 저면과 정점 사이의 중도점이 제품부분 접촉 영역에 대한 에지 접촉 영역의 경계선에 있도록 배열되어도 좋다.

반면, 상기 실시형태에 있어서, 오목부(30) 및 돌기(31)는 에지 접촉 영역(18e) 전체에 걸쳐서 제공되고, 에지 접촉 영역(18e)에 부분적으로 제공되어도 좋다. 또한, 롤러 자국 전사 또는 이러한 부정적인 효과가 거의 발생하지 않는 경우, 오목부(30) 및 돌기(31)는 제품부분 접촉 영역(13c)의 일부 또는 전체에 걸쳐서 제공되어도 좋다. 또한, 건조부(14)와 웹 지지 롤러 사이 또는 건조부(14)와 권취부(16) 사이의 임의의 장소에 습윤 필름(17) 또는 필름(15)의 에지를 커팅하는 에지 슬릿팅 장치를 도입할 수도 있다. 이러한 구성으로도, 롤러 자국은 에지에 전사될 수 있다. 그 경우, 이들 에지는 슬릿팅 장치를 사용하여 간단하게 제거될 수 있다.

오목부(30)는 상기 실시형태에서와 같이 실질적으로 아치 단면을 가질 필요는 없지만, 습윤 필름(17)이 돌기(31) 상에 위치하는 경우에 갭을 형성하여 공기를 방출하는 한, 직사각형, 삼각형 또는 다른 형태의 단면을 가져도 좋다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와같이, 돌기(31)의 정점(31a)는 실질적으로 AX 방향으로 연장되는 평활면(31f)으로 형상화되어도 좋다. 이러한 평활면(31f)은 예를 들면, 오목부(30) 및 돌기(31)가 형성된 후에 연마기로 정점(31a)을 연마함으로써 형상화될 수 있다. 평활면(31f)은 줄무늬의 롤러 자국 전사를 방지한다. 또한, 평활면(31f)은 롤러의 축 방향으로 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 폭(Wf)을 갖는다. 이러한 폭을 갖는 평활면(31f)은 습윤 필름(17)에 대한 마찰력을 쉽게 발생시키는 동시에 줄무늬 롤러 자국을 효과적으로 방지한다. 폭(Wf)이 0.05mm 미만인 경우, 정점을 완전하게 연마하여 소정 정확도의 돌기(31)로 할 수 없다. 폭(Wf)이 0.5mm를 초과하면, 오목부(30) 및 돌기(31)는 상기 피치로 배열될 수 없다. 보다 바람직하게는 폭(Wf)은 0.1mm 이하, 0.3mm 이상이다.

오목부(30) 및 돌기(31)는 상기 실시형태에서와 같이 분리된 원일 필요는 없고, 나선 라인이어도 좋다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(47)는 에지(17e)에 접촉하는 에지 접촉 영역(47e)에서의 롤러 표면 상에 1쌍의 나선부(48)를 갖는다. 각 나선부(48)는 나선 연장 돌기 및 개재 오목부를 갖는다. 이들 오목부 및 돌기는 오목부(30) 및 돌기(31)와 각각 동일한 구조를 갖는다. 또한, 한 쌍의 나선부(48)의 돌기는 서로 곡선 방향이 반대이고, MD 방향의 하류측을 향하여 지지 롤러(47) 상에서 서로로부터 점차적으로 멀어진다. 이러한 구성은 미끄러짐 및 롤 자국, 또한 습윤 필름(17)의 주름을 방지한다. 나선부(48)는 1개 이상의 나선 돌기를 가져도 좋다는 것에 주의해야 한다.

상기 실시형태는 모터(19)에 의해서 활성화되는 구동 롤러인 지지 롤러(18)를 나타내지만, 본 발명은 구동원이 없는 프리 롤러에 적용할 수도 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(18)는 소정의 랩 각으로 습윤 필름(17)으로 부분 랩핑되는 방식으로 배열되지만, 0°의 랩각으로 배열되어도 좋다.

상기 실시형태에 있어서는 단일 지지 롤러(18)가 사용되지만, 복수의 지지 롤러를 사용할 수 있다. 예를 들면, 1개 이상의 추가 지지 롤러가 습윤 필름(17)의 반송 방향으로 지지 롤러(18)로부터 상류측이나 하류측, 또는 양측 모두에 제공되어도 좋다. 이러한 경우, 몇몇의 추가적 롤러는 자유롭게 회전하는 프리 롤러여도 좋고, 반면에 다른 것은 모터에 결합된 구동 롤러이다.

지지 롤러(18)는 용액 캐스팅 장치 및 용융 압출 장치에 적용할 수 있다. 용액 캐스팅 장치에 있어서는, 지지 롤러(18)가 제공되어 이들 2개 형태의 웹을 반송하고, 지지체로부터 소위 용매를 함유하는 습윤 필름을 박리하고, 상기 습윤 필름을 건조하여 필름을 얻는다. 용액 캐스팅 장치에 있어서는, 폴리머와 용매의 도프가 캐스팅 지지체 상에 캐스팅되어 캐스팅 필름이 형성된 다음 지지체로부터 습윤 필름으로서 박리된다. 이러한 습윤 필름은 지지 롤러(18)에 의해서 건조 챔버로 반송된다. 건조 챔버에서, 습윤 필름은 잔존 용매가 증발되도록 건조된다. 이렇게 하여 얻어진 필름은 권취 장치에 의해서 롤로 권취된다. 이러한 필름의 롤은 도 1에 나타낸 웹 반송 장치(20)에 웹 롤(10)로서 설치될 수 있다. 반면, 용융 압출 장치에 있어서, 지지 롤러(18)는 용융 압출기에 의해서 얇은 필름으로 용융 압출된 폴리머 필름을 반송한다.

용액 캐스팅 장치에 의해서 제조된 필름은 길이 방향(캐스팅 방향)으로 적어도 100m의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 필름의 폭은 600mm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1400mm 이상 2500mm 이하의 범위 내이다. 또한, 본 발명은 2500mm 이상의 폭을 갖는 필름에도 효과적이다. 또한, 본 발명은 40㎛ 이상 60㎛ 이하의 폭을 갖는 얇은 필름의 제조에도 적용할 수 있다.

용액 캐스팅 방법에 있어서, 습윤 필름은 용매를 함유하고, 또한 가열되어 건조를 가속한다. 용융 압출 방법에 있어서, 필름은 용융 압출기로부터 압출될 때에 융점에 가까운 고온에 이른다. 지지 롤러(18)는 이들 용매 함유 웹 및 고온 웹을 미끄러짐없이 반송할 수 있어 스크래치, 주름 및 롤러 자국 전사를 방지할 수 있다. 이하에, 필름 제조 장치의 지지 롤러(18)의 예로서, 용액 캐스팅 장치가 설명된다.

[재료]

도프는 용액 캐스팅 방법에 의한 필름 제조에 종래 사용된 이들 폴리머 및 용매로부터 이루어져도 좋다. 이들 폴리머 중에서, 셀룰로오스 아실레이트 및 환상 폴리올레핀이 사용되는 것이 바람직하다. 임의의 종류의 폴리머에 대하여, 제조 장치의 구성 및 제조 방법의 순서는 필수적으로 동일하다. 따라서, 이하 설명은 셀룰로오스 아실레이트를 폴리머로 한다.

셀룰로오스 아실레이트 중에서, 카르복실산을 사용한 셀룰로오스의 히드록실기의 에스테르화의 비율, 즉, 아실 치환도(이하, 아실화도)는 이하 조건 (I)~(III)을 만족하는 것이 바람직하다.

(I) 2.5≤A+B≤3.0

(II) 0≤A≤3.0

(III) 0≤B≤2.9

여기에서, A 및 B는 모두 아실화도이고, A의 아실기는 아세틸기이며, 반면에 B의 아실기는 탄소수 3~22개의 아실기이다.

셀룰로오스는 β-1,4 결합을 이루는 글루코오스 유닛을 갖고, 각 글루코오스 유닛은 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 6 위치에 유리 히드록실기를 갖는다. 셀룰로오스 아실레이트는 히드록실기의 일부 또는 전체가 에스테르화되어 수소가 2개 이상의 탄소를 갖는 아실기로 치환된 폴리머이다. 글루코오스 유닛의 1개의 에스테르기가 100% 에스테르화되면, 치환도는 1이 된다. 따라서, 셀룰로오스 아실레이트에 있어서, 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 6 위치의 에스테르기 각각이 100% 에스테르화 되는 경우에 치환도는 3이 된다.

여기에서, 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 6 위치에서의 아실화도는 DS2, DS3 및 DS6으로서 각각 나타내어진다. 전체 아실화도, DS2+DS3+DS6의 값은 2.00~3.00의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.22~2.90의 범위 내이며, 가장 바람직하게는 2.40~2.88의 범위 내이다. 또한, DS6/(DS2+DS3+DS6)은 0.28 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.30 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.31~0.34의 범위 내이다.

이들 아실기는 1종, 또는 다른 2종 이상이어도 좋다. 2종 이상의 아실기가 사용되는 경우, 그들 중 하나는 아세틸기인 것이 바람직하다. 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 6 위치에서의 히드록실기의 아세틸기, 및 아세틸기 이외의 아실기에 대한 전체 치환도는 각각 DSA 및 DSB로서 기재하고, DSA+DSB의 값은 2.22~2.90의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.40~2.88의 범위 내이다. 또한, DSB는 적어도 0.30인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 적어도 0.70이다. DSB에 있어서, 제 6 위치에서의 히드록실기의 치환도는 적어도 20%이고, 바람직하게는 적어도 25%이며, 보다 바람직하게는 적어도 30%이고, 가장 바람직학는 적어도 33%이다. 또한, 히드록실기가 셀룰로오스 아실레이트에서 제 6 위치인 경우에 DSA+DSB의 값은 적어도 0.75인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 적어도 0.80이며, 가장 바람직하게는 적어도 0.85이다. 이러한 형태의 셀룰로오스 아실레이트는 가용성이 높은 도프, 및 점도가 낮고 여과가 용이한 도프가 제조되게 한다. 비염소계 유기 용매와의 조합을 위해서, 이러한 형태의 셀룰로오스 아실레이트가 특히 바람직하다.

탄소수 2개 이상의 아실기는 지방족기 또는 아릴기 중 어느 하나여도 좋고, 특별하게 한정되지 않는다. 셀룰로오스 아실레이트의 예로는 알킬카르보닐 에스테르, 알케닐카르보닐 에스테르, 방향족 카르보닐 에스테르, 방향족 알킬카르보닐 에스테르 등이 포함된다. 또한, 셀룰로오스 아실레이트는 다른 치환기를 갖는 에스테르여도 좋다. 바람직한 치환기는 예를 들면, 프로피오닐기, 부타노일기, 펜타노일기, 헥사노일기, 옥타노일기, 데카노일기, 도데카노일기, 트리데카노일기, 테트라데카노일기, 헥사데카노일기, 옥타데카노일기, 이소부타노일기, t-부타노일기, 시클로헥산 카르보닐기, 올레일기, 벤조일기, 나프틸카르보닐기, 신나모일기 등이다. 이들 중에서, 보다 바람직한 기는 프로피오닐기, 부타노일기, 도데카노일기, 옥타데카노일기, t-부타노일기, 올레일기, 벤조일기, 나프틸 카르보닐기, 신나모일기 등이다. 특히, 프로피오닐기 및 부타노일기가 가장 바람직하다.

셀룰로오스 아실레이트는 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [0140]~[0195] 단락에 보다 상세하게 설명되어 있고, 이들 상세 설명은 본 발명에도 적용된다.

도프 제조를 위한 용매는 방향족 탄화수소(예를 들면, 벤젠, 톨루엔 등), 할로겐화 탄화수소(예를 들면, 디클로로메탄, 클로로벤젠 등), 알콜(예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 디에틸렌글리콜 등), 케톤(예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤 등), 에스테르(예를 들면, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트 등), 에테르(예를 들면, 테트라히드로푸란, 메틸셀로솔브 등) 등이어도 좋다. 여기에서, 용어 "도프"는 용매에 폴리머를 용해 또는 분산시킴으로써 얻어진 폴리머 용액 또는 분산 용액을 의미한다.

상기 화합물 중에서 바람직한 용매는 탄소수 1~7개의 할로겐화 탄화수소이고, 가장 바람직한 용매는 디클로로메탄이다. 지지체로부터의 캐스팅 필름의 박리성, 필름의 기계적 강도, 및 필름의 광학 특성의 관점에서, 탄소수 1~5개의 알콜 1종 이상을 디클로로메탄과 함께 사용하는 것이 바람직하다. 알콜의 함량은 전체 용매에 대하여 2중량%~25중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5중량%~20중량%의 범위 내이다. 대표적인 알콜은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등이어도 좋고, 특히 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 및 그들의 혼합물이 보다 바람직하다.

환경에 대한 부정적 효과가 최소화되어야 하는 경우, 도프는 디클로로메탄 이외의 것으로부터 제조되어도 좋다. 이러한 경우, 용매는 탄소수 4~12개의 에테르, 탄소수 3~12개의 케톤, 탄소수 3~12개의 에스테르, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. 예를 들면, 용매 혼합물은 메틸아세테이트, 아세톤, 에탄올, 및 n-부탄올을 함유해도 좋다. 이들 에테르, 케톤 및 에스테르는 환상 구조를 가질 수 있다. 또한, 에테르, 케톤 및 에스테르의 관능기(즉, -O-, -CO-, 및 -COO-)를 2개 이상 갖는 화합물이 용매로서 사용될 수 있다. 또한, 용매는 그 화학 구조 내에 알콜성 히드록실기 등의 다른 관능기를 가져도 좋다.

도프는 필요에 따라서 가소제, UV 흡수제(UV제), 열화 방지제, 윤활제, 및 박리 개선제 등의 일반적인 첨가제와 조합되어도 좋다. 예를 들면, 가소제는 트리페닐포스페이트 및 비페닐디페닐포스페이트 등의 인산 에스테르 가소제, 디에틸프탈레이트 등의 프탈산 에스테르 가소제, 또는 폴리에스테르 폴리우레탄 엘라스토머 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 용매 및 첨가제 뿐만 아니라, 가소제, 열화 방지제, UV 흡수제, 광학 이방성 제어제, 리타데이션 제어제, 염료, 매팅제, 이형제 등의 다른 성분이 상기 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [0196]~[0516] 단락에 상세하게 설명되어 있고, 이들 상세 설명은 본 발명에도 적용될 수 있다.

상기 재료를 사용하여, 셀룰로오스 아실레이트 농도가 5중량% 이상 40중량% 이하인 도프가 제조된다. 특히, 바람직한 셀룰로오스 아실레이트 농도는 15중량% 이상 30중량% 이하이고, 보다 바람직한 셀룰로오스 아실레이트 농도는 17중량% 이상 25중량% 이하이다. 또한, 첨가제 농도는 전체 고형분 함량에 대하여 1중량% 이상 20중량% 이하인 것이 바람직하다.

원료의 용해 방법, 여과 방법, 소포 방법 및 첨가 방법 등의 도프 제조에 관한 몇몇의 기술은 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [0517]~[0616] 단락에 상세하게 설명되어 있고, 이들 상세 설명은 본 발명에도 적용될 수 있다.

[필름 제조 방법]

본 발명은 용액 캐스팅 장치(50)에 한정되지 않는다. 용액 캐스팅 장치(50)는 셀룰로오스 아실레이트와 용매의 도프(51)가 용매를 함유하는 셀룰로오스 아실레이트의 필름, 즉 습윤 필름(52)으로부터 캐스팅되는 캐스팅 챔버(53), 상기 습윤 필름(52)을 반송하면서 건조시키기 위한 제 1 건조 챔버(56), 상기 습윤 필름(52)의 양측 에지를 제 1 건조 챔버(56) 밖에서 고정하고 그것을 반송 및 건조하기 위한 텐터(57), 상기 습윤 필름(52)의 측면 에지를 커팅하기 위한 에지 슬릿팅 장치(58), 상기 습윤 필름(52)을 반송하면서 용매가 거의 건조된 셀룰로오스 아실레이트 필름(이하, 필름)(59)으로 건조시키기 위한 제 2 건조 챔버(61), 상기 필름(59)을 냉각시키기 위한 냉각 챔버(62), 상기 필름(59)으로부터 대전을 제거하기 위한 제전 장치(63), 상기 필름(59)의 양쪽 후단을 엠보싱 처리하기 위한 널링 롤러 쌍(66), 및 상기 필름(59)을 권취하기 위한 권취 챔버(67)를 포함한다.

캐스팅 챔버(53)는 도프(51)를 토출하기 위한 캐스팅 다이(71) 및 캐스팅 지지체로서의 캐스팅 드럼(72)을 갖는다. 바람직하게는, 캐스팅 다이(71)는 옷걸이 형태이다. 캐스팅 다이(71)는 캐스팅 다이(71)의 온도를 조절하는 온도 제어기(도시하지 않음)를 구비하여 도프(51)를 소정 온도로 유지한다.

특별하게 제한되는 것은 아니지만, 본 실시형태에 있어서의 캐스팅 다이(71)의 폭은 완성된 필름(59)의 폭의 1.1~2.0배이다. 또한, 방전 동안 비드의 두께 조절을 위해서, 슬릿의 클리어런스를 조절하는 복수의 이격 간격의 두께 조절 볼트(히트 볼트)를 구비한 캐스팅 다이(71)를 제공하는 것이 바람직하다.

캐스팅 드럼(72) 또는 캐스팅 지지체는 축(도시하지 않음)에 부착된다. 제어기(도시하지 않음)의 제어 하에, 캐스팅 드럼(72)은 축 주위를 회전한다. 이러한 회전 드럼(72)의 주위면이 도프(51)를 지지한다. 캐스팅 드럼(72)의 폭은 특별하게 제한되지 않지만, 본 실시형태에 있어서는 도프(51)의 캐스팅 폭의 1.1~2.0배이다. 캐스팅 드럼(72)의 주위면은 표면 조도가 0.01㎛ 이하가 되도록 마무리되어 크롬 도금된다. 캐스팅 드럼(72)은 전열 매체의 온도를 조절하는 전열 매체 순환기(도시하지 않음)에 연결되고, 캐스팅 드럼(72) 내부 채널에서 순환되어 캐스팅 드럼(72)의 주위면은 실질적으로 소정 온도 범위 이내로 일정하게 유지된다. 캐스팅 드럼(72)의 주위면의 온도는 -15℃ 이상 0℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하지만, 용매의 종류, 고형 성분의 종류, 도프(51)의 농도 및 기타 조건에 따라 필요에 따라서 변화되어도 좋다.

캐스팅 도프(51)는 캐스팅 다이(71) 및 캐스팅 드럼(72)을 가교하는 캐스팅 비드를 형성하여 캐스팅 드럼(72) 상에 캐스팅 필름(78)을 형성한다. 캐스팅 드럼(72)의 주위면과의 접촉으로 인하여, 캐스팅 필름(78)은 겔 상태로 냉각되어 자기 지지성을 갖는다. 캐스팅 비드로부터 상류측 상에 캐스팅 비드의 상류 영역 주변의 기압을 감소시키는 감압 챔버(76)가 제공되어 캐스팅 비드의 형태가 안정화된다.

바람직하게는, 상류 영역의 압력은 캐스팅 비드로부터 하류 영역 보다 2000Pa~10Pa만큼 감소된다. 보다 우수한 캐스팅 비드의 형상화를 위해서, 캐스팅 비드의 양쪽 에지 주변의 공기를 흡인하는 흡인 장치(도시하지 않음)가 캐스팅 다이(71)의 에지에 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 흡인 공기 체적은 1L/분~100L/분의 범위 내인 것이 바람직하다.

캐스팅 챔버(53)에는 캐스팅 챔버(53)의 내부를 소정의 온도로 유지시키는 온도 제어기(77), 및 도프(51) 및 캐스팅 필름(78) 모두로부터 증발된 용매를 응축 회수하는 응축기(도시하지 않음)가 장착된다. 또한, 용매 응축액을 회수하기 위한 회수 장치(도시하지 않음)가 캐스팅 챔버(53) 외부에 제공된다. 회수 장치에 의해 회수된 용매는 정제되어 도프용 용매로서 재사용된다.

또한, 캐스팅 챔버(53)에는 박리 롤러(85)가 장착된다. 박리 롤러(85)는 그때까지 자기 지지성을 갖는 캐스팅 필름(78)을 캐스팅 드럼(72)으로부터 박리하고, 얻어진 습윤 필름(52)은 지지한다. 박리시, 캐스팅 필름(78) 중의 잔존 용매의 중량은 고형 성분의 중량을 100으로 나타냈을 때 10~200의 범위 내인 것이 바람직하다.

캐스팅 드럼(72) 대신에, 한 쌍의 백업 롤러 및 그들을 가교하는 밴드를 사용할 수 있다. 이러한 경우, 캐스팅 필름(78)의 자기 지지성을 발현시키기 위해서, 용매가 증발될 때까지 캐스팅 필름(78)이 건조된다.

제 1 건조 챔버(56)에는 송풍기(도시하지 않음)가 구비된다. 이러한 송풍기는 20℃~250℃의 온도 범위의 공기를 송풍한다. 또한, 제 1 건조 챔버(56)는 습윤 필름(52)을 텐터(57)로 안내하는 지지 롤러(18)를 갖는다. 지지 롤러(18)는 습윤 필름(25)이 송풍기에 의해서 100℃ 이상의 고온으로 가열되거나 또는 용매를 함유하는 경우에도 미끄러짐없이 안정하게 습윤 필름(52)을 반송하여 습윤 필름(52)의 스크래치 및 주름을 방지한다. 지지 롤러(18)는 습윤 필름(52) 상에 이물질을 거의 프레스하지 않아서 습윤 필름(52) 상에 자국을 남기지도 않는다. 또한, 지지 롤러(18)는 필름 상의 롤러 자국 전사를 방지한다. 지지 롤러(18)는 습윤 필름(52)에 50N/m 이하의 장력을 가하는 것이 바람직하다. 이러한 양의 장력에 의해 지지 롤러(18)가 100중량% 이상 250중량% 이하의 잔존 용매 함량을 갖는 습윤 필름을 반송 방향으로 연신되는 일 없이 반송한다. 여기에서 잔존 용매 함량은 건식 기준값이고, 식 {(x-y)/y}×100에 의해서 산출되며, 여기에서, "x"는 샘플링시 습윤 필름의 중량이고, "y"는 샘플링된 필름의 건조 중량이다.

제 1 건조 챔버(56)에 있어서, 1개 이상의 지지 롤러(18)를 제공할 수 있다. 또한, 제 1 건조 챔버(56)의 롤러가 모두 지지 롤러(18)이거나, 또는 롤러의 일부가 지지 롤러(18)일 수 있다. 전체 롤러 중에서, 적어도 모든 구동 롤러는 지지 롤러(18)인 것이 바람직하고, 구동 롤러 뿐만 아니라 프리 롤러도 지지 롤러(18)인 것이 보다 바람직하다.

제 1 건조 챔버(56)에 있어서, 반송로에 따른 롤러의 회전 속도는 하류측의 롤러가 상류측의 롤러보다 빠르게 회전하도록 제어된다. 이러한 제어에 의해 습윤 필름(52)에 반송 방향으로 인발장력, 즉 장력을 가하여 습윤 필름(52)의 새깅 및 변형을 방지할 수 있다.

텐터(57)로 반송된 습윤 필름(52)은 양측 에지가 홀더(도시하지 않음)에 의해서 고정되고, 홀더가 이동함에 따라서 습윤 필름(52)이 반송된다. 반송시, 습윤 필름(17)이 건조된다. 홀더는 습윤 필름(52)의 단부를 고정하는 클립 또는 단부를 관통하는 일련의 핀이어도 좋다. 캐스팅 드럼(72)이 캐스팅 지지체로서 사용되는 경우, 및 캐스팅 필름(78)이 용매의 대부분이 아직 증발되지 않은 상태로 냉각 및 박리되는 경우에는 핀이 텐터(57)의 홀더로서 적합하다. 반면, 밴드가 캐스팅 지지체로서 사용되는 경우, 및 용매의 일부가 증발되면서 캐스팅 필름이 박리되는 경우에는 클립이 텐터(57)의 홀더로서 적합하다. 텐터(57)에서 습윤 필름(52)은 120℃ 이상 180℃ 이하의 온도로 유지되어 건조가 가속화된다.

텐터(57)에서 건조된 습윤 필름(52)의 에지는 에지 슬릿팅 장치(58)에 의해서 커팅된다. 제거된 에지는 커터 송풍기(도시하지 않음)를 통해서 분쇄기(89)로 보내져 에지가 칩으로 분쇄된다. 이들 칩은 도프의 제조에 재사용된다.

에지를 따라서 커팅된 습윤 필름(52)은 제 2 건조 챔버(61)로 반송되고, 반송시 더 건조된다. 제 2 건조 챔버(61)의 내부 온도는 특별하게 제한되지 않지만, 60℃~140℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 제 1 건조 챔버(56)과 동일하게, 지지 롤러(18)는 제 2 건조 챔버(61)의 반송로를 따라서 구비된다. 지지 롤러(18)는 습윤 필름(52)이 송풍기에 의해서 100℃ 이상의 고온으로 가열되거나, 또는 용매를 함유하는 경우라도 습윤 필름(52)을 미끄러짐 없이 안정하게 반송하여 습윤 필름(52)의 스크래치 및 주름을 방지한다. 지지 롤러(18)는 습윤 필름(52) 상에 이물질을 거의 프레스하지 않아서 습윤 필름(52) 상에 자국을 남기지도 않는다. 또한, 지지 롤러(18)는 필름 상의 롤러 자국 전사를 방지한다.

제 2 건조 챔버(61)의 롤러는 모두 지지 롤러(18)이거나, 또는 롤러의 일부가 지지 롤러(18)일 수 있다. 전체 롤러 중에서, 적어도 모든 구동 롤러는 지지 롤러(18)인 것이 바람직하고, 구동 롤러 뿐만 아니라 프리 롤러도 지지 롤러(18)인 것이 보다 바람직하다.

건조된 필름(59)은 냉각 챔버(62)에서 대략 실온으로 냉각되는 것이 바람직하다. 제전 장치(63)는 소위 제전 바 등의 강제 제전 장치이고, 필름(59)의 정전 전압을 소정 범위로 감소시킨다. 구체적으로는 필름(59)의 정전 전압을 -3kV~+3kV의 범위 내의 범위로 감소시키는 것이 바람직하다.

널링 롤러 쌍(66)은 필름(59)의 후단을 엠보싱 처리하여 널을 제공한다. 이러한 엠보싱 공정에 있어서, 널의 높이는 1㎛~200㎛의 범위로 제어되는 것이 바람직하다.

권취 챔버(67)는 필름(59)을 권취하기 위한 권취 롤러(92), 및 권취시 필름(59)의 장력을 조절하는 프레스 롤러(93)를 갖는다.

도시하지 않았지만, 용액 캐스팅 장치(50)는 반송로를 따라서 다수의 다른 롤러를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 지지 롤러는 이들 롤러에 적용할 수 있고, 이로써 습윤 필름(52) 및 필름(59)를 종래 장치보다 더욱 안정하게 반송할 수 있고, 또한 습윤 필름(52)의 스크래치, 주름 및 롤러 자국 전사를 방지할 수 있다. 반송로에 따른 롤러는 일반적으로 프리 롤러 및 구동 롤러이고, 본 발명에 따른 지지 롤러는 구동 롤러로서 사용되는 경우에 현저하게 효과적이다.

다음에, 다른 형태의 지지 롤러가 설명된다. 도 9에 나타내어진 용액 캐스팅 장치(50)과 동일하게, 도 10에 있어서의 용액 캐스팅 장치(110)은 용액 캐스팅 방법을 사용하여 폴리머 필름을 제조하는 폴리머 필름 제조 장치이다. 따라서, 도 10에 있어서, 용액 캐스팅 장치(50)에서와 동일한 부호가 동일한 참조 번호로 나타내어지고, 그들의 상세 설명은 생략된다.

용액 캐스팅 장치(110)은 파이프를 통해서 도프(51)를 공급하는 도프 제조 장치(111)에 연결된다.

캐스팅 장치(116)는 캐스팅 챔버(53) 내에 감압 챔버(126), 전열 매체 순환기(129) 및 웅축 장치(130)를 갖는다. 캐스팅 다이(71)는 도프를 방출하는 압출 다이이다.

박리 롤러(85)는 전체 길이에 걸쳐서 직경이 실질적으로 일정하다. 박리 롤러(85)는 캐스팅 드럼(72)의 주위면(72a)으로부터 캐스팅 필름(78)을 박리하고, 이제까지 습윤 필름(52)이 된 상기 박리 캐스팅 필름(78)의 밴드를 캐스팅 챔버(53)의 토출구를 통해서 제 1 건조 챔버(56)로 안내한다. 온도 제어기(77)는 캐스팅 챔버(53)의 내부 온도를 조절한다. 웅축 장치(130)는 응축기(132) 및 회수 장치(133)를 포함한다. 응축기(132)는 캐스팅 장치(116) 중의 용매 증기를 응축 및 액화시킨다. 회수 장치(133)는 액화된 용매를 회수한다.

캐스팅 다이(71)는 수평으로 연장된 슬릿의 형태로 토출구가 그 선단에 구비되어 도프(51)을 토출하고, 이 토출구 아래에는 캐스팅 드럼(72)이 위치한다. 도프(51)는 토출구로부터 적하되어 얇은 시트 형태로 캐스팅 드럼(72)의 주위면(72a)으로 유동한다. 캐스팅 다이(71)는 전해액, 디클로로메탄 및 메탄올의 혼합액에 대하여 높은 내식성 및 낮은 열팽창 계수를 제공하는 SUS 316 등의 재료로 이루어진다.

캐스팅 드럼(72)은 실린더 형태를 갖는다. 구동 유닛(도시하지 않음)에 연결된 캐스팅 드럼(72)은 도 10의 회전축(72b) 주위를 시계 반대 방향으로 일정한 속도로 회전한다. 이러한 회전 때문에, 주위면(72a)은 10m/분~300m/분의 속도로 주행한다. 주위면(72a)은 크롬 도금되어 적절한 내식성 및 강도를 제공한다. 캐스팅 드럼(72)의 치수 및 재료에 관해서 특별하게 제한되지 않지만, 캐스팅 드럼은 도프의 캐스팅 폭의 1.1~2.0배인 것이 바람직하고, 고 내식성 및 고 강도 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 주위면(72a)의 주행 속도는 100m/분 이상인 것이 바람직하다.

전열 매체 순환기(129)는 캐스팅 드럼(72)에 연결된다. 상기 실시형태와 동일하게, 전열 매체 순환기(129)는 전열 매체를 순환시켜 캐스팅 드럼(72)의 주위면(72a)의 온도를 예를 들면, -15℃ 이상 0℃ 이하의 범위로 유지시킨다. 캐스팅 필름(78)의 평활성을 위해서, 주위면(72a)는 연마되는 것이 바람직하다.

캐스팅 다이(71)로부터 토출된 도프(51)는 주위면(72a) 상에서 캐스팅 필름으로 된다. 그 다음, 주위면(72a) 상에서 냉각된 캐스팅 필름(78)은 겔 상태로 변형된다. 이러한 캐스팅 필름(78)은 캐스팅 드럼(72)의 회전 방향으로 이동한다.

상기 겔 상태는 젤리로 경화된 콜로이드 용액 뿐만 아니라 유동성을 잃은 액체도 포함한다. 여기에서, 용어 "유동성을 잃은"은 고분자 용질에 있어서는 용매가 용질의 분자쇄에서 유동성을 잃어서 액체가 유동성을 잃은 상태, 및 저분자 용질에 관하여 용매 및 용질의 분자가 서로 상호 작용하여 용액이 유동성을 잃은 상태를 의미한다.

감압 챔버(126)는 캐스팅 드럼(72)의 회전 방향으로 토출구로부터 상류측에 위치하여 토출구로부터 캐스팅 드럼(72)으로의 도프(51)의 유동을 결정하는 캐스팅 비드 후방의 기압을 감소시킨다. 따라서, 캐스팅 비드가 후측에서 네거티브 가압된다. 이것은 캐스팅 드럼(72)의 주위면(72a) 상의 캐스팅 비드의 착지 위치를 안정화시키고 고정시키는 작용을 한다. 이러한 실시형태에 있어서, 감압 챔버(126)는 2000Pa~50Pa로 감압한다.

박리 롤러(85)는 캐스팅 드럼(72)의 회전 방향으로 캐스팅 다이(71)로부터 하류측에 위치한다. 박리 롤러(85)는 캐스팅 드럼(72)으로부터 습윤 필름(52)로서 캐스팅 필름(78)을 박리하고, 이러한 습윤 필름(52)를 MD 방향으로 캐스팅 챔버(53)의 토출구를 통해서 제 1 건조 챔버(56)로 보낸다.

상술한 바와 같이, 박리 직후의 습윤 필름(52), 또는 겔 상태의 웹 중의 잔존 용매 함량은 100중량% 이상 250중량% 이하일 필요가 있다.

도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 제 1 건조 챔버(56)에는 복수의 지지 롤러(136)가 구비된다. 필요한 경우, 지지롤러(136)을 따라서, 한 쌍의 덕트(137, 138)가 제 1 건조 챔버(56)에 구비되어도 좋다. 지지 롤러(136)는 2개의 구동 지지 롤러(136a, 136b) 및 프리 지지 롤러(136c)를 포함한다. 이들 롤러(136a~136c)는 그들의 주위면으로 습윤 필름(52)의 하면(131b)을 지지하고, 구동 지지 롤러(136a, 136b)는 습윤 필름(52)을 MD 방향으로 반송한다.

구동 지지 롤러(136a, 136b)는 MD 방향의 상류로부터 하류까지 순차로 위치하고, 모터에 의해서 구동된다.

덕트(137, 138)는 냉각 공기를 각각 송풍하기 위한 일련의 슬릿(137a, 138a)을 갖는다. 덕트(137)는 슬릿(137a)이 습윤 필름(52)의 상면(131a)으로 배향되도록 배열되고, 덕트(138)는 슬릿(138a)이 습윤 필름(52)의 하면(131b)으로 배향되도록 배열된다. 덕트(137, 138)는 냉각 공기를 슬릿(137a, 138a)를 통하여 습윤 필름(52)의 표면(131a, 131b)으로 송풍하고, 이것은 제어기(도시하지 않음)에 의해서 제어되어 용매 증기의 온도, 습도 및 이슬점을 소정 범위로 조절한다. 이러한 냉각 공기의 송풍은 제 1 건조 챔버(56)에서의 습윤 필름(52)의 겔화를 가속화한다. 냉각 공기는 -20℃~50℃의 온도 범위 내에서 일정하게 유지되어 습윤 필름(52)의 겔 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 슬릿(137a, 138a) 대신에 또는 조합하여 직사각형, 원형 또는 타원형의 개구를 형성할 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 2개의 덕트(137, 138)가 습윤 필름(52)의 표면(131a, 131b)을 따라서 제공되는 경우, 덕트는 1개여도 좋고, 표면 중 한 쪽에 위치해도 좋다. 또한, 냉각 공기는 습윤 필름(52)의 폭 전체에 걸쳐서, 또는 중심 부분에만, 또는 습윤 필름(52)의 폭방향으로 양쪽 또는 한쪽 단부에 전달되어도 좋다. 또한, 냉각 공기는 습윤 필름(52)의 표면에 대하여 실질적으로 수직 방향으로부터, MD 방향으로부터, 또는 습윤 필름(52)의 양측으로부터 송풍될 수 있다. 또한, 캐스팅 드럼(72)의 주위면(72a)에 접촉하는 습윤 필름(52)의 표면을 상면(131a)으로서 선택하고, 다른 공기 노출 표면을 하면(131b)으로서 선택할 수 있으며, 또는 그 반대로 선택할 수 있다.

웹 필름(131)을 겔 상태로 유지하기 위해서, 습윤 필름(52)에 접촉하는 지지 롤러(136)의 표면 온도는 도시하지 않은 제어기의 제어 하에 -20℃~50℃의 범위로 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다.

[텐터]

텐터(57)는 체인(57b), 한 쌍의 풀리(57c), 및 한 쌍의 클램핑 브러시(57d)를 갖는다. 풀리(57c)는 각각 고정 영역(57a) 및 해방 영역(도시하지 않음)에 위치한다. 클램핑 브러시(57d)는 고정 영역(57a)의 상류측에 위치하고, 각각은 습윤 필름(52)의 반송로의 후단 중 가까운 1곳에 위치한다. 도시하지 않은 제어기의 제어 하에, 풀리(57c)는 그들의 회전축 주위를 회전한다. 풀리(57c)의 회전은 체인(57b)이 고정 영역(57a) 및 해방 영역에 걸쳐서 무한 회전하게 한다. 고정 영역(57a)에서의 습윤 필름(52)은 체인(57b)에 구비된 핀에 대하여 클램핑 브러시(57d)에 의해서 푸싱되고, 이들 핀은 습윤 필름(52)를 관통한다. 이러한 방법으로, 고정 영역(57a)에서의 습윤 필름(52)은 체인(57b)의 핀에 의해서 양 단부가 고정된다. 결국에는 해방 영역에서, 습윤 필름(52)는 핀으로부터 해방된다. 고정 영역(57a) 및 해방 영역을 통과함으로써, 캐스팅 장치(116)로부터 나온 습윤 필름(52)은 필름(120)으로서 에지 슬릿팅 장치(58)로 반송된다.

또한, 텐터(57)에는 1개 이상의 덕트(도시하지 않음)가 구비된다. 이들 덕트는 특이적 조건의 건조 공기를 습윤 필름(52)에 전달한다. 이러한 건조 공기는 습윤 필름(52)으로부터 용매를 증발시켜서 습윤 필름(52)을 건조시킨다. 습윤 필름(52)으로부터의 용매의 효율적인 증발을 위해서, 건조 공기의 온도는 130℃ 이상 190℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

텐터(57)와 에지 슬릿팅 장치(58) 사이에 연신 장치를 제공할 수 있다. 이러한 연신 장치는 입구로부터 출구로 서로 멀어져서 필름의 폭을 연신하는 1쌍의 레일을 갖는 것 또는 필름의 폭을 연신하기 위한 수축 장치를 갖는 것 중 어느 하나여도 좋다. 텐터(57)가 고정 부재로서 핀을 갖는 핀 텐터로서 설명하지만, 텐터는 습윤 필름(52)의 에지를 고정하는 복수의 클립을 고정 부재로서 갖는 클립 텐터여도 좋다. 또한, 핀 텐터와 클립 텐터를 함께 사용할 수 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 에지 슬릿팅 장치(58)는 지지 롤러(136)와의 접촉 및 핀에 의한 관통에 의해서 손상된 습윤 필름의 에지를 커팅한다. 측면 에지가 커팅된 습윤 필름(52)은 제 2 건조 챔버(61)로 반송된다. 제거된 에지(필름 에지 파편)는 칩으로 분쇄된 후 도프(51)용 재료로서 재사용된다.

건조 챔버에는 복수의 패스 롤러(144)가 구비된다. 습윤 필름(52)은 이들 패스 롤러(144) 주위에 훅킹되어 습윤 필름(52)의 양면이 완전하게 건조된다. 건조시, 용매는 습윤 필름(52)으로부터 증발된다. 이렇게 증발된 용매는 제 1 건조 챔버(56)의 외부에 구비되는 흡착 장치(145)에 의해서 회수된다. 건조된 습윤 필름(52)은 필름(59)로서 냉각 챔버(62)로 보내어지고, 실온까지 냉각된다.

MD 방향으로 냉각 챔버(62)의 하류에 제전 장치(63)가 제공된다. 제전 장치(63)는 필름(59)으로부터 대전을 제거한다. 제전 장치(63)의 옆에는 널링 롤러 쌍(66)이 제공된다. 널링 롤러 쌍(66)은 제전 후의 필름(59)을 엠보싱 처리하여 필름(59)의 양쪽 후단에 널을 제공한다.

권취 챔버(67)는 MD 방향으로 널링 롤러 쌍(66)의 하류에 위치한다. 권취 챔버(67)는 권취 롤러(92) 및 프레스 롤러(93)를 갖는다. 권취 롤러(92)는 널링 롤러 쌍(66)으로부터 반송된 필름(59)을 권취한다. 이어서, 프레스 롤러(93)는 권취시에 필름(59)을 권취 롤러(92)에 대하여 푸싱한다.

다음에, 지지 롤러(136)가 상세하게 설명된다. 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 각각의 지지 롤러(136)는 롤러 보디(160) 및 회전축인 축(161)으로 이루어진다. 지지 롤러(136)는 축(161)이 MD 방향에 대하여 직각인 AX 방향이 되게 배열된다. 롤러 보디(160) 및 축(161)은 알루미늄, 철, 스테인리스 및 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 등의 고 내식성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 테플론(등록 상표) 코팅으로 지지 롤러(136)의 표면을 마무리하는 것이 바람직하다.

롤러 보디(160)는 주위면 상에 에지 접촉 영역(160e) 및 제품부분 접촉 영역(160c)의 2개를 갖는다. 에지 접촉 영역(18e)은 습윤 필름(52)의 에지(131e)와 접촉하고, 제품부분 접촉 영역(160c)는 습윤 필름(52)의 제품부분(131c)와 접촉한다. 제품부분 접촉 영역(160c)의 직경(Dc)은 AX 방향으로 실질적으로 일정하다. 반면, 각각의 에지 접촉 영역(160e)의 직경은 롤러 보디(160)의 단부를 향하여 Dc에서 De로 점차 증가하거나 테이퍼된다.

습윤 필름(52)이 반송에 도입되는 경우, 상기 구성의 롤러 보디(160)를 갖는 지지 롤러(136)는 AX 방향의 중심으로부터 단부로 지시된 장력을 습윤 필름(52), 특히 에지(131e)에 가한다. 장력의 강도는 테이퍼의 양에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들면, (De-Dc)/Dc의 식에 의해서 측정되는 테이퍼 양은 0.001 이상 0.1 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.005 이상 0.02 이하이다. 또한, AX 방향을 따라서, 에지 접촉 영역(160e)이 습윤 필름(52)에 겹치는 2개의 길이(Le)와 제품부분 접촉 영역(160c)의 길이(Lc)의 총합은 1.8m 이상 2.2m 이하인 것이 바람직하다. 필름 제조 효율을 위해서는 각각의 길이(Le)는 200mm 이하인 것이 바람직하다.

각각의 에지 접촉 영역(160e)에 있어서, 복수의 돌기(166)가 AX 방향을 따라서 일정 간격으로 배열된다. 이들 돌기(166)는 롤러 보디(160)의 주위 방향으로 연장한다. 인접한 돌기(166) 사이에 오목부(167)가 제공된다. 반면에, 제품부분 접촉 영역(160c)은 평활면을 갖는다.

돌기(166) 및 오목부(167)는 반원 단면을 갖고, 예를 들면, 커팅 바이트를 갖는 정밀 선반에 의해서 정확하게 커팅 및 형상화된다. 각 돌기(166)의 정점(169)의 라인(이하, 정점 라인)은 롤러의 회전축에 대하여 직각으로 주행한다. 각각의 오목부(167)의 저면(168)의 라인은 정점 라인에 대하여 평행으로 주행한다. 습윤 필름(52)이 필름 폭방향으로 점차적으로 연신될 수 있도록 정점 라인을 롤러의 폭을 따라서 V 형태로 배열할 수 있다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 소위 겔 필름이라고 불리우는 습윤 필름(52)은 지지 롤러(136)에 의해 지지되어 에지(131e)는 돌기(166)의 표면을 따라 컬링되고 오목부(167)와 갭을 생성하면서 오목부(167)로 느슨하게 부풀어오른다. 지지 롤러(136)가 습윤 필름(167)을 반송하는 동안에 주위의 공기가 지지 롤러(136)와 습윤 필름(52) 사이로 유입된다. 돌기(166)는 습윤 필름(52)의 에지(131e)를 지지하고 오목부(167)는 갭을 통하여 공기를 방출한다. 따라서, 전체로서 습윤 필름(17)이 돌기(166)에 의해 안정하게 지지 및 반송되면서 공기 유입으로 인한 에지(131e)와 에지 접촉 영역(160e)의 미끄러짐이 방지된다. 본 발명에 따른 지지 롤러(136)는 습윤 필름(52)과 지지 롤러(136) 사이에 공기가 유입될 때에도 습윤 필름(52)의 미끄러짐을 방지하여 습윤 필름(52)을 안정하게 반송한다.

제품부분 접촉 영역(160c)은 돌기(166) 및 오목부(167)를 갖는 대신에 평활면을 가지므로 습윤 필름(52)을 반송할 때 스크래치가 생기지 않고, 또한 지지 롤러(136)가 습윤 필름(52)의 제품부분에 전사되는 돌기(166)의 자국도 없다.

지지 롤러(136)를 사용하여도 습윤 필름(52)은 MD 방향으로 장력을 갖지만 종래의 평탄한 롤러가 생성하는 것보다 약하다. 이 장력은 습윤 필름(52)의 폴리머 분자가 MD 방향으로 배향되게 한다. 배향된 폴리머 분자는 MD 방향으로 필름의 굴절률(Ny)을 증가시키기 위해 기능을 하여 필름 두께와 복굴절 |Nx-Ny|의 곱으로 결정되는 면내 리타데이션(Re)을 변화시킨다. 지지 롤러(136)는 습윤 필름(52)을 반송할 때 MD 방향과 실질적으로 직각인 AX 방향으로 습윤 필름(52)에 장력을 부여할 수 있다. 추가적으로, AX 방향으로의 장력량은 지지 롤러(136)의 테이퍼량을 조정함으로써 필요에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 지지 롤러(136)를 사용하여 반송시에 면내 리타데이션(Re)의 변동을 방지할 수 있어 습윤 필름(52)의 주름 및 컬링도 방지할 수 있다.

돌기(166)가 습윤 필름(52)의 에지(131e)에 실질적인 손상을 입히거나 주름지게 할 수 있다는 것은 사실이다. 그러나, 손상된 에지(131e)는 에지 슬릿팅 장치(58)에 의해 제거되므로 전혀 문제되지 않고, 남은 제품부분(131c)이 최종 제품인 필름(59)이 된다.

돌기(166) 및 오목부(167)는 지지 롤러(18)의 돌기(31) 및 오목부(30)와 거의 동일하다. 곡률 반경(Rm)이 커질수록 습윤 필름(52)에 대한 파지력이 증가되어 미끄러짐이 더욱 방지된다. 본 실시형태의 습윤 필름(52)에 대해서는 0.5㎜ 정도의 곡률 반경(Rm)이 적절한 파지력을 제공할 것이다. 오목부(167)에는 오목부(167)의 단면 원에서의 중심(Om)과 저면(168) 사이의 거리, 즉 곡률 반경(Rv)이 0.1㎜ 이상 0.5 이하로 부여되는 것이 바람직하다. 오목부(167) 및 돌기(166)의 곡률 반경(Rv, Rm)은 모두 0.2㎜ 이상 0.4㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.

돌기(166) 및 오목부(167)는 도 15 및 도 16에 나타낸 방법으로 에지 접촉 영역(160e)에 형성될 수 있다. 이들 타입의 롤러 보디(160)는 우선 에지 접촉 영역(160e)에서 돌기(166) 및 오목부(167)를 형상화한 다음, 오목부(167)의 저면(168)과 같은 레벨까지 에지 접촉 영역(160e)을 문지르고 연마하거나, 또는 에지 접촉 영역(160e)에 대응되는 큰 직경 부분을 갖는 스테핑된 롤러를 사용하여 지지 롤러(136)의 표면을 형상화함으로써 얻어질 수 있다. 두 경우에서, 각 돌기(166)의 정점(169)은 도 13 및 도 14에 나타낸 롤러 보디(160)보다 제품부분 접촉 영역(160c)으로부터 상방으로 더 돌출되므로 보다 양호한 파지력이 제공된다. 축 방향에서의 높이(H)는 제품부분 접촉 영역(160c)과 높이(Hv-m)의 실질적으로 반의 길이만큼 저면(168)으로부터 올라온 중도점(170) 사이의 롤러 보디(160)의 반경에 대하여 0.01% 이상 2% 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

저면(168)과 정점(169) 사이의 높이(Hv-m)는 상기 실시형태에서 롤러 폭에 걸쳐 실질적으로 일정하지만, 돌기(166) 및 오목부(167)는 도 17에 나타낸 바와 같이, 높이(Hv-m)가 AX 방향의 중심보다 양측에서 더 높도록 형성될 수도 있다.

돌기(166) 및 오목부(167)는 상기 실시형태에서와 같이 분리된 원일 필요는 없지만, 1개 이상의 나선 라인일 수 있다. 돌기(166) 및 오목부(168)의 라인은 회전축과 직교하여 주행하고, 이들 라인은 비스듬하게 회전축과 교차할 수도 있다. 이러한 경우에, 도 18에 나타낸 바와 같이, 나선부(180)은 AX 방향으로의 정점 라인쌍의 간격이 MD 방향에서의 상류측보다 하류측에서 보다 작아지는 방식으로 제공될 수 있다.

지지 롤러(136)는 도 11에 나타낸 바와 같이 제 1 건조 챔버(56)를 따라 수평으로 정렬되지만, 도 19에 나타낸 바와 같이 지그재그 형태로 배열될 수도 있다. 지지 롤러(136)에 추가하여, 복수의 종래의 평탄한 롤러가 도 19에서의 지그재그 형태로 배열될 수도 있다.

상기 실시형태와 다르게, 도 10~도 18에 나타낸 바와 같이, 돌기(166) 및 오목부(167)가 모든 지지 롤러(136)에 제공되는 경우, 지지 롤러(136a~136c) 중 적어도 하나에 제공될 수도 있다. 돌기(166) 및 오목부(167)를 갖는 지지 롤러는 구동 롤러 또는 프리 롤러 중 하나일 수 있다.

에지(131e)의 폭은 습윤 필름(52)의 전체 폭에 대하여 1% 이상 10% 이하의 범위 내에서 규정되는 것이 바람직하다. 또한, 전체 돌기(166)에 대하여 동일한 폭을 부여하는 것이 바람직하다.

이러한 방법으로, 매우 평활한 필름(59)이 고속으로 안정하게 제조될 수 있다. 본 발명은 MD 방향으로의 100m 이상의 길이 및 AX 방향으로의 100㎜~3000㎜의 폭을 갖는 필름(59)를 제조할 수 있다. 본 발명은 100m~5000m 범위의 길이를 갖는 필름과 1400㎜~1800㎜ 범위의 폭을 갖는 필름에 특히 효과적이다. 필름(59)의 두께는 20㎛~500㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 30㎛~300㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 35㎛~200㎛의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 필름(59)이 15~100㎛만큼 얇을 때에도 효과적이다.

캐스팅 지지체는 상기 실시형태에서 캐스팅 드럼이지만, 1쌍의 회전 부재 주위를 무한 주행하는 엔들리스 벨트여도 좋다.

도 10~도 18에 나타낸 상기 실시형태에서, 캐스팅 필름(78)은 자기 지지성이 발현될 때까지 주행 지지체 상에서 냉각된다. 그러나, 캐스팅 필름(78)은 자기 지지성을 발현시키기 위해서 건조될 수도 있다. 이러한 경우, 박리 직후의 습윤 필름(52)의 잔존 용매는 건식 기준에서 70중량% 이상 100중량% 이하인 것이 바람직하다. 캐스팅 필름(78)을 자기 지지성을 위해 건조할 경우, 온도 20℃ 이상 250℃ 이하의 건조풍을 습윤 필름(52)에 송풍할 수 있다. 이 건조풍은 상기 냉풍과 동일한 방법으로 습윤 필름(52)으로 송풍되어도 좋다.

상기 실시형태에서 지지 롤러(136)는 제 1 건조 챔버(56)에 제공되지만, 습윤 필름(52)용 반송로를 따라 배열되어 있는 한 텐터(57), 에지 슬릿팅 장치(58) 및 제 2 건조 챔버(61)에 제공될 수도 있다. 또한, 지지 롤러(136)는 반송로 사이의 연결로에 제공될 수도 있다. 상기 실시형태는 폴리머 필름 제조 장치를 나타내지만, 본 발명은 용질 및 용매가 겔화된 웹을 반송하는 이들 지지 롤러에도 적용할 수 있다. 용질 및 용매가 겔화된 웹은 제조시의 웹뿐만 아니라 용질 및 용매를 함유하는 제품으로서의 겔화된 시트 및 필름의 조각도 포함한다.

상기 모든 실시형태에서 단일종의 도프로부터 단일층의 필름을 제조하지만, 본 발명은 다층 캐스팅 필름의 제조에도 효과적이다. 이러한 경우, 임의의 공지된 방법도 동시에 또는 순차적으로 소망한 수의 도프를 캐스팅하는데 사용될 수 있고, 사용되는 방법은 특별하게 한정되지 않는다. 캐스팅 다이의 구조, 감압 챔버 및 지지체, 코캐스팅 공정, 박리 공정, 연신 공정, 각 공정의 건조 조건, 취급 방법, 컬링, 평면성 보정 후의 권취 방법, 용매 회수 방법 및 필름 회수 방법에 대한 상세 설명을 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [0617]~[0889] 단락에 설명되어 있다. 이들 상세 설명은 본 발명에 적용될 수도 있다. 또한, 최종 필름의 성능, 컬링 정도, 두께, 및 그 측정 방법은 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [1073]~[1087] 단락에 개시되어 있다. 이들 설명은 본 발명에 적용된다.

예를 들면, 편광 필터의 광학부에 대한 제조된 필름의 접착성을 향상시키기 위해 제조된 필름의 표면 중 적어도 하나에 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 표면 처리로서, 예를 들면, 진공 글로우 방전, 대기압하의 플라즈마 방전, 자외선 조사, 코로나 방전, 화염 처리, 산 처리 및 알칼리 처리 중 적어도 하나의 처리를 행하는 것이 바람직하다.

베이스로서 사용하여 한면 또는 양면에 소망의 기능성 층을 제공하면, 최종 필름은 기능성 필름으로 변한다. 기능성 층의 예로서는 대전 방지층, 경화성 수지층, 반사 방지층, 이접착층(easy-adhesion layer), 방현층, 광학 보상층 등이 있다. 예를 들면, 반사 방지 필름은 제조된 필름(37)에 반사 방지층을 제공함으로써 제조된다. 반사 방지 필름은 광 반사를 방지하여 고화질을 달성하기 위해 이용된다. 필름에 각종 기능을 부여하기 위한 상술된 기능성 층 및 그 형성 방법은 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [0890]~[1072] 단락에 상세하게 기재된다. 이들 설명은 본 발명에도 적용된다. 본 발명에 따른 폴리머 필름은 일본 특허 공개 2005-104148호 공보의 [1088]~[1265] 단락에 기재된 TN, STN, V, OCB 및 반사형의 액정 디스플레이 장치에 특히 적합하다.

다음에, 본 발명을 위한 도프 재료가 상세하게 설명된다.

도프 재료로서 셀룰로오스 아실레이트는 고 투명성 필름을 제조하기에 적합하다. 대표적 셀룰로오스 아실레이트는 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아실레이트 부티레이트 등의 저지방산 에스테르의 셀룰로오스이다. 그 중에서, 보다 우수한 투명도를 위해 셀룰로오스 아실레이트가 바람직하고, 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC)가 특히 바람직하다. 이러한 실시형태의 도프는 폴리머로서 셀룰로오스 트리아세테이트를 포함함을 주목해야 한다. 이러한 경우, TAC의 90중량% 이상을 0.1㎜~4㎜의 입자가 차지하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트의 상세한 설명은 상술된 바와 같다.

[실험 1]

지지 롤러(18)의 효과를 증명하기 위해서, 제 1 실험은 다음의 조건 하에서 행해졌다. 우선, 지지 롤러(18)로서 직경 300㎜ 및 길이 1000㎜의 스테인리스(비도금) 롤러 보디(18a)를 준비하여 축(18b)과 결합시켰다. 이 롤러 보디(18a)를 피치(Pv, Pm) 1㎜, 높이(Hv-m) 0.5㎜ 및 곡률 반경(Rv, Rm) 0.3㎜의 오목부(30) 및 돌기(31)를 갖도록 처리했다.

그 다음, 도 9에 나타낸 용액 캐스팅 장치(50)를 사용하여 필름(59)이 도프(51)로부터 제조되었다. 구체적으로는, 도프(51)는 캐스팅 다이(71)로부터 캐스팅 지지체 상으로 캐스팅되어 캐스팅 필름(78)을 형성하였다. 캐스팅 지지체는 캐스팅 드럼(72)의 주위면이다. 캐스팅 드럼(72)의 온도는 주위면이 -15℃ 이상 0℃ 이하의 온도로 실질적으로 일정하게 유지되도록 제어되었다. 캐스팅 드럼(72)의 주위면과의 접촉으로 인하여 캐스팅 필름(78)은 자기 지지성을 갖도록 겔 상태로 냉각되었다. 자기 지지성을 갖는 캐스팅 필름(78)은 캐스팅 드럼(72)으로부터 박리되어 습윤 필름(52)이 얻어졌다. 박리 직후에 습윤 필름(52)은 100중량% 이상 250중량% 이하의 잔존 용매를 함유하였다. 지지 롤러(18)를 사용하여 장력 50N/m의 반송 조건 하에 습윤 필름(52)이 텐터(57)로 반송되었고, 지지 롤러(18)의 주속은 20m/분~ 60m/분의 범위로 유지되었다. 이러한 핀 텐터에서 습윤 필름(52)이 건조되었다. 그 다음, 습윤 필름(52)은 에지 슬릿팅 장치(58)에서 그 에지를 커팅하고, 제 2 건조 챔버(61)에서 필름(59)으로 더 건조되었다. 이 건조된 필름(59)은 냉각 챔버(62) 등을 통하여 권취 챔버(67)로 반송되었다. 이와 같이 제조된 필름(59)은 폭 2000㎜ 및 두께 80㎛를 가졌다. 또한, 필름(59)은 면내 리타데이션(Re) 4㎜ 및 두께 방향 리타데이션(Rth) 45㎚를 가졌다.

면내 리타데이션(Re)은 필름(59)을 70㎜×100㎜의 조각으로 커팅하는 단계, 이 필름 조각을 온도 25℃ 및 습도 60%RH 하에서 2시간 동안 상태 조절하는 단계, 자동 복굴절 측정기(KOBRA21DH, Oji Scientific Instrument Co., Ltd.)를 사용하여 파장 632.8㎚에서 상태 조절된 필름 조각의 리타데이션 값을 수직 방향으로부터 측정하는 단계, 및 측정된 리타데이션 값의 외삽값을 사용하여 이하 식에 의해 Re를 산출하는 단계에 의해 산출되었다.

Re = |nMD-nTD|×d

여기에서, nMD는 반송 방향에서의 굴절률이고, nTD는 필름 폭방향에서의 굴절률이며, d는 필름의 두께였다.

두께 방향 리타데이션(Rth)은 필름(59)을 30㎜×40㎜의 조각으로 커팅하는 단계, 이 필름 조각을 온도 25℃ 및 습도 60%RH 하에서 2시간 동안 상태 조절하는 단계, 엘립소미터(ellipsometer)(M150, JASCO Corporation)를 사용하여 파장 632.8㎚에서 상기 상태 조절된 필름 조각의 리타데이션 값을 우선 수직 방향으로부터 측정한 후 필름 조각을 비스듬하게 하여 측정하는 단계, 및 측정된 리타데이션 값의 외삽값을 사용하여 이하 식에 의해 Rth를 산출하는 단계에 의해 측정되었다.

Rth = {(nMD+nTD)/2-nTH}×d

여기에서, nTD는 필름 두께 방향에서의 굴절률이었다.

이하는 폴리머 필름의 제조에 사용된 폴리머 용액(도프)의 조성이다.

[도프 제조]

도프(51)는 이하를 함유하는 소정 체적의 고형분 함량(용질)을 하기 혼합 용매에 첨가함으로써 제조되었다.

셀룰로오스 트리아세테이트(치환도 2.85) ..... 100중량부

가소제 A(트리페닐 포스페이트) ..... 7.1중량부

가소제 B(비페닐 디페닐 포스페이트) ..... 3.6중량부

혼합 용매:

디클로로메탄 ..... 80중량부

메탄올 ..... 13.5중량부

N-부탄올 ..... 6.5중량부

이 도프(51)는 대략 23중량%의 TAC 농도를 갖도록 제조되었다. 도프(51)는 첫번째로 종이 필터(63LB, Toyo Roshi Kaisha, Ltd.), 두번째로 소결 금속 필터(06N, Nippon Seisen Co., Ltd., 공칭공경 10㎛), 및 마지막으로 메쉬 필터로 여과되어 저장 탱크에 투입되었다.

[셀룰로오스 트리아세테이트]

이 실험의 셀룰로오스 트리아세테이트는 이하 특성: 잔존 아세트산 함량 0.1중량% 이하; Ca 함량비 5ppm; Mg 함량비 42ppm; Fe 함량비 0.5ppm를 갖고, 또한 40ppm의 유리 아세트산 및 15ppm의 황산 이온을 함유한다. 제 6 위치에서의 히드록실기에 대한 아세틸 치환도는 0.91이었다. 제 6 위치에서의 히드록실기는 전체 아세틸기의 32.5% 치환되었다. TAC가 아세톤에 의해서 추출된 아세톤 추출물은 8중량%였고, 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비는 2.5였다. 또한, 황색도는 1.7이었고, 헤이즈는 0.08이었으며, 투명성은 93.5%였다. 이러한 TAC는 코튼으로부터 얻어진 셀룰로오스로부터 합성되었다. 이하, 이러한 형태의 TAC를 펄프 TAC라고 한다.

[실험 2]~[실험 10]

제 2 내지 제 10 실험도 제 1 실험과 동일한 조건 하에 행해졌지만, 상이한 Pm 및 Hv-m을 갖는 지지 롤러(18) 및 돌기가 없는 지지 롤러 중 임의의 것인 상이한 지지 롤러를 사용하여 행해졌다. 제 2 내지 제 10 실험 각각에서의 지지 롤러의 실제 조건은 이하 표 1에 나타내어진다.

또한, 표 1은 제 1 내지 제 10 실험에 이하 평가의 결과를 나타낸다. 표 1에서 평가 결과에 할당된 수는 평가 항목의 수에 대응된다.

1. 미끄러짐 평가

지지 롤러(18)에 의한 반송 중의 습윤 필름(17)의 미끄러짐 정도는 다음과 같이 평가된다:

우수: 필름(17)의 미끄러짐은 발생하지 않고, 스크래치 및 주름은 관찰되지 않았다.

양호: 약간의 미끄럼짐이 발생하지만, 스크래치 및 주름은 거의 관찰되지 않았다.

불량: 미끄러짐이 발생하고, 스크래치 및 주름이 관찰되었다.

2. 롤러 자국 전사 평가

지지 롤러(18)로부터 습윤 필름(17)로 전사되는 롤러 자국 전사의 정도는 다음과 같이 평가된다:

우수: 습윤 필름(17) 상에 롤러 자국 전사은 관찰되지 않았다.

양호: 습윤 필름(17) 상에 약간, 그러나 많지 않은 롤러 자국 전사이 관찰되었다.

불량: 습윤 필름(17) 상에 많거나 심각한 롤러 자국 전사이 관찰되었다.

실 험	돌기	Pm	Hv-m	평 가
				1	2
1	존재	1	0.5	우수	우수
2	존재	1	0.01	양호	양호
3	존재	1	1	양호	양호
4	존재	1	0.006	불량	불량
5	존재	1	3	양호	양호
6	존재	0.01	0.5	양호	양호
7	존재	2	0.5	양호	양호
8	존재	0.001	0.5	불량	불량
9	존재	3	0.5	불량	불량
10	부재	-	-	불량	불량

제 1 내지 제 3, 제 6, 및 제 7 실험에서는 제 1 건조 챔버(56)에서 미끄러짐 및 롤러 자국 전사가 발생되지 않았다. 제 10 실험에서는 지지 롤러 상에 돌기가 존재하지 않으므로 제 1 건조 챔버(56)에서 미끄러짐 및 롤러 자국 전사가 발생하였다. Hv-m이 소정의 범위를 이하이거나 Pm이 소정의 범위를 벗어난 제 4, 제 8 및 제 9 실험에서는 오목부의 단면 영역이 공기 제거 효과를 성취하기에 너무 작아서 미끄러짐 및 롤러 자국 전사가 방지될 수 없었다. Hv-m이 소정의 범위를 상회하였던 제 5 실험에서는 제 1 내지 제 3, 제 6 및 제 7 실험과 같이, 미끄러짐 및 롤러 자국 전사는 방지되었지만, 롤러 보디의 제조 비용 및 노력이 증가되었다.

이러한 결과는 에지 접촉 영역에서의 돌기 때문에 본 발명에 따른 지지 롤러가 웹의 미끄러짐 및 롤러 자국 전사를 야기하지 않고 웹을 반송하는 기능을 하는 것을 증명한다.

다음에, 지지 롤러(136)의 효과를 증명하기 위해서, 제 11 내지 제 23 실험은 돌기(166)의 존재/부재, 피치(Pm) 및 높이(Hv-m)의 값, 및 테이퍼량[(De-Dc)/Dc] 중 적어도 하나가 지지 롤러(136)와 상이한 특정 지지 롤러를 사용하여 행해졌다. 이하, 제 11 실험이 상세하게 설명되고, 제 12 실험 내지 제 23 실험은 제 11 실험과의 차이점에 대해서만 설명될 것이다.

[실험 11]

필름 제조에 사용된 폴리머 용액(도프)의 조성이 이하에 나타내어진다.

[도프 제조]

제 1 내지 제 10 실험의 것과 상이한 도프(51)는 이하를 함유하는 소정 체적의 고형분 함량(용질)을 하기 혼합 용매에 첨가함으로써 제조되었다.

셀룰로오스 트리아세테이트(치환도 2.8) ..... 89.3중량%

가소제 A(트리페닐 포스페이트) ..... 7.1중량%

가소제 B(비페닐 디페닐 포스페이트) ..... 3.6중량%

혼합 용매:

디클로로메탄 ..... 80중량%

메탄올 ..... 13.5중량%

N-부탄올 ..... 6.5중량%

이 도프(51)는 대략 23중량%의 TAC 농도를 갖도록 제조되었다. 도프(51)는 첫번째로 종이 필터(63LB, Toyo Roshi Kaisha, Ltd.), 두번째로 소결 금속 필터(06N, Nippon Seisen Co., Ltd., 공칭공경 10㎛), 및 마지막으로 메쉬 필터로 여과되어 저장 탱크에 투입되었다.

[셀룰로오스 트리아세테이트]

이 실험의 셀룰로오스 트리아세테이트는 제 1 실험에서 사용되는 것과 동일했다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 필름(59)은 용액 캐스팅 장치(110)를 사용하여 제조되었다. 펌프는 여과 장치를 통하여 도프(51)를 캐스팅 다이(71)에 전달하기 위해 사용되었다. 캐스팅 다이(71)에는 온도 조절이 가능한 전열 매체를 함유하는 재킷(도시하지 않음)이 구비되어 있어 도프(51)는 대략 34℃의 온도로 유지되었다.

회전축(13b)은 캐스팅 드럼(72)을 돌리기 위해 회전된다. 표면(113a)의 주속은 50m/분 이상 200m/분 이하로 규정되었다. 전열 매체 순환기(129)는 -10℃ 이상 10℃ 이하의 범위로 캐스팅 드럼(72)의 주위면(72a)의 온도를 유지했다. 주위면(72a)의 온도는 폭의 중심에서 0℃였고, 측면 에지 영역과의 온도차는 6℃ 이하였다.

드럼(82) 위 주변의 건조 대기 중의 산소 농도는 5체적%로 유지되었다. 이 산소 농도를 유지하기 위해 주변 공기는 질소 가스에 의해 치환되었다. 또한, 캐스팅 장치(116) 내부로부터 용매를 응축 및 회수하기 위해서 그 안에는 응축기(32)가 구비되었다. 응축기(87)의 출구 온도는 -3℃로 설정했다.

도프(51)가 캐스팅 다이(71)로부터 주위면(72a) 상으로 캐스팅되어 주위면(72a) 상에 캐스팅 필름(78)이 형성되었다. 감압 챔버(126)는 캐스팅 비드가 20㎜~50㎜의 길이를 갖도록 캐스팅 비드의 후측 상의 압력을 감압하여 캐스팅 비드의 양측의 압력차를 조절했다.

캐스팅 필름(78)은 자기 지지성을 발현시키기 위해 냉각된 후, 박리 롤러(85)로 캐스팅 드럼(72)으로부터 습윤 필름(52)으로서 박리되었다. 박리 결함을 방지하기 위해서, 박리 속도(박리 롤러 드로윙)는 캐스팅 드럼(72)의 속도에 대하여 100.1%~110%의 범위 내로 대략 규정되었다.

박리 롤러(85)는 제 1 건조 챔버(56)로 습윤 필름(52)을 안내했다. 제 1 건조 챔버(56)에서 습윤 필름(52)은 그것이 건조될 때까지 대략 60℃의 건조 공기에 노출되었다. 그 다음, 습윤 필름(52)은 제 1 건조 챔버(56)에서 지지 롤러(136)에 의해 텐터(57)로 안내되었다.

텐터(57)에서 습윤 필름(52)은 실질적으로 120℃의 건조 공기 중에서 건조되었다. 습윤 필름(52)은 텐터(57)로부터 습윤 필름(52)의 에지(131e)(도 12 참조)를 커팅하는 에지 슬릿팅 장치(58)로 반송되었다. 그 다음, 습윤 필름(52)은 제 2 건조 챔버(61)로 반송되었다. 에지 슬릿팅 장치(58) 밖에서 습윤 필름(52)은 대략 3중량%의 잔존 용매 함량을 가졌다. 제 2 건조 챔버(61)에서 습윤 필름(52)은 대략 140℃의 건조 공기 중에 노출되어 필름(59)으로 건조되었다.

필름(59)은 권취 챔버(67)로 반송되었다. 권취 챔버(67)는 내부 온도 28℃ 및 내부 습도 70%를 유지하도록 제어되었다. 또한, 이온화 장치(도시하지 않음)가 권취 챔버(57)에 설치되어 필름(59)의 대전을 -1.5kV~+1.5kV의 범위로 유지했다. 마지막으로, 프레스 롤러(93)로부터의 소정 장력 하에 필름(59)은 권취 챔버(67)에서 권취 롤러(92)에 권취되었다.

제 1 건조 챔버(56)에서의 조건은 이하와 같다:

제 1 건조 챔버(56)에서의 반송 장력: 100N/m

지지 롤러(136)의 주속: 50m/분

습윤 필름(52)의 폭: 1900㎜

습윤 필름(52)의 두께: 160㎜

박리 롤러(85)로 박리된 습윤 필름(52)의 잔존 용매 함량: 250중량%

AX 방향으로 지지 롤러(136)의 중심에서의 외부 직경(Dc): 100~105㎜

AX 방향으로 지지 롤러(136)의 단부에서의 외부 직경(De): 105~110㎜

AX 방향으로 지지 롤러(136)의 길이(Le+Lc): 2100~2300㎜

[평가]

제 11 실험에서 이하의 평가가 이루어졌다.

1. 미끄러짐 평가

습윤 필름의 미끄러짐 정도는 이하와 같이 평가된다:

우수: 제 1 건조 챔버(56)에서 습윤 필름의 미끄러짐은 발생하지 않았다.

양호: 약간의 미끄럼짐이 발생하지만, 스크래치는 관찰되지 않았다.

불량: 미끄러짐이 발생하고, 스크래치가 관찰되었다.

2. Rtd의 측정

라인 센서를 제 1 건조 챔버(56)의 입구 및 출구에 도입하여 제 1 건조 챔버(56)의 입구에서의 습윤 필름(52)의 폭(W0) 및 제 1 건조 챔버(56)의 출구에서의 습윤 필름(52)의 폭(W1)을 측정했다. 그 다음, W1/W0의 값이 AX 방향에서의 습윤 필름의 치수 변화율(Rtd)로서 얻어졌다.

2. Rmd의 측정

MD 방향으로의 길이(L0)로의 절단은 제 1 건조 챔버(56) 직전의 습윤 필름(52)에 대해 이루어졌다. 이 MD 방향으로의 절단의 길이(L1)는 제 1 건조 챔버(56)의 출구를 통과할 때 습윤 필름(52)에 대해 측정되었다. 그 다음, L1/L0의 값이 MD 방향으로의 습윤 필름의 치수 변화율(Rmd)로서 얻어졌다.

[실험 12]~[실험 23]

제 12 내지 제 23 실험도 돌기의 존재/부재, 피치(Pm), 높이(Hv-m) 및 (De-Dc)/Dc의 값을 제외하고는 제 11 실험과 동일한 조건하에 행해졌다. 제 11 실험과 동일한 평가가 모든 실험에서 이루어졌다.

실 험	돌기	Pm(㎜)	Hv-m(㎜)	(De-Dc)/Dc	Rmd	Rtd	평 가
11	존재	1	0.5	0.02	1.02	0.98	우수
12	존재	1	0.5	0	1.09	0.91	양호
13	부재	1	0.5	0.02	1.12	0.88	불량
14	존재	0.01	0.5	0.02	1.02	0.98	우수
15	존재	2.0	0.5	0.02	1.03	0.97	우수
16	존재	0.005	0.5	0.02	1.03	0.97	양호
17	존재	2.5	0.5	0.02	1.04	0.96	양호
18	존재	1	0.01	0.02	1.04	0.96	양호
19	존재	1	1.5	0.02	1.05	0.95	양호
20	존재	1	0.5	0.001	1.03	0.97	우수
21	존재	1	0.5	0.10	1.01	0.99	우수
22	존재	1	0.5	0.0005	1.04	0.95	양호
23	존재	1	0.5	0.12	1.02	0.91	양호

표 2는 돌기의 존재/부재, 피치(Pm), 높이(Hv-m) 및 (De-Dc)/Dc의 값에 따른 미끄러짐에 대한 평가 결과와 Rmd 및 Rtd의 측정 결과를 나타낸다.

표 2로부터, 본 발명에 따른 지지 롤러는 고속으로 습윤 필름을 반송할 수 있고, 특정 범위의 테이퍼량 내에서 이 지지 롤러는 반송시 습윤 필름에 스크래치가 생기는 것을 방지하는 기능을 하는 것을 알 수 있다. 습윤 필름(52)이 제 23 실험에서만 사행된다는 사실에서 보면, 테이퍼량은 이러한 사행 방지의 관점에서 0.1 이하가 바람직하다.

본 발명은 수반되는 도면을 참조하여 바람직한 실시형태의 방식으로 충분히 설명되었지만, 각종 변화 및 변경이 당업자에 의해 명백해질 것이다. 그러므로, 그 변화 및 변경이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 그 안에 포함되도록 구성되어야 한다.

Claims (15)

1. 웹을 위한 반송로를 따라서 배치되어 상기 웹을 지지하는 지지 롤러로서:

   주위면이 에지 접촉 영역을 포함하고, 상기 에지 접촉 영역이 상기 웹의 폭방향으로 에지와 접촉하는 고체 실린더 형태의 롤러 보디; 및

   각각의 상기 에지 접촉 영역에 제공되고, 상기 롤러 보디의 주위 방향으로 연장되도록 형성되며, 상기 롤러 보디의 회전축 방향으로 간격을 두고 배열된 복수의 돌기로서, 상기 회전축에 따른 단면으로 봤을 때, 각각은 0.1mm 이상 0.5mm 이하의 곡률 반경을 갖는 실질적으로 아치 형태의 정점을 가지며, 상기 간격은 0.01mm 이상 2mm 이하이고, 각각은 상기 정점으로부터 인접한 상기 돌기 사이에 형성된 오목부의 저면까지 0.01mm 이상 1mm 이하의 높이를 갖는 복수의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 정점은 상기 에지를 제외한 상기 웹을 전체에 걸쳐서 커버링하는 제품부분과 접촉하는 상기 롤러 주위면의 제품부분 접촉 영역보다 더 밖으로 돌출된 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌기는 상기 롤러 보디의 일단 상의 제 1 에지 접촉 영역 및 상기 롤러 보디의 타단 상의 제 2 에지 접촉 영역에 군으로서 제공되고, 곡선 방향이 반대인 나선으로 형성되며, 상기 롤러 보디는 상기 돌기군이 상기 웹이 반송 방향으로 주행함에 따라서 서로 멀어지도록 배향되는 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
4. 제 1 항에 기재된 지지 롤러를 사용하여 반송 중인 20㎛ 이상 200㎛ 이하의 두께를 갖는 웹을 지지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 반송 방법.
5. 웹을 위한 반송로를 따라서 배치되어 상기 웹을 지지하는 지지 롤러로서:

   주위면이 에지 접촉 영역을 포함하고, 상기 에지 접촉 영역이 상기 웹의 폭방향으로 에지와 접촉하는 고체 실린더 형태의 롤러 보디; 및

   각각의 상기 에지 접촉 영역에 제공되고, 상기 롤러 보디의 주위 방향으로 연장되도록 형성되며, 상기 롤러 보디의 회전축 방향으로 간격을 두고 배열된 복수의 돌기로서, 상기 회전축에 따른 단면으로 봤을 때, 각각은 상기 회전축 방향으로 0.05mm 이상 0.5mm 이하의 길이를 갖는 평탄한 정점을 가지며, 상기 간격은 0.01mm 이상 2mm 이하이고, 각각은 상기 정점으로부터 인접한 돌기 사이에 형성된 오목부의 저면까지 0.01mm 이상 1mm 이하의 높이를 갖는 복수의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 정점은 상기 에지를 제외한 상기 웹을 전체에 걸쳐서 커버링하는 제품부분과 접촉하는 상기 롤러 주위면의 제품부분 접촉 영역보다 더 밖으로 돌출된 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 돌기는 상기 롤러 보디의 일단 상의 제 1 에지 접촉 영역 및 상기 롤러 보디의 타단 상의 제 2 에지 접촉 영역에 군으로서 제공되고, 곡선 방향이 반대인 나선으로 형성되며, 상기 롤러 보디는 상기 돌기군이 상기 웹이 반송 방향으로 주행함에 따라서 서로 멀어지도록 배향되는 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
8. 제 5 항에 기재된 지지 롤러를 사용하여 반송 중인 20㎛ 이상 200㎛ 이하의 두께를 갖는 웹을 지지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 반송 방법.
9. 웹을 위한 반송로를 따라서 배치되어 상기 웹을 지지하는 지지 롤러로서:

   롤러 보디;

   상기 롤러 보디의 회전축 방향으로 양 단부에 배치되고, 상기 웹의 폭방향의 에지 중 하나와 접촉하는 에지 접촉 영역을 구비하며, 그 직경이 상기 롤러 보디의 최단부를 향하여 점차적으로 증가하도록 형성된 테이퍼부;

   상기 롤러 보디의 상기 회전축 방향에 있어서의 중심에 배치되고, 상기 에지를 제외한 상기 웹을 전체에 걸쳐서 커버링하는 제품부분과 접촉하는 제품 접촉 영역을 구비하며, 상기 회전축 방향으로 그 길이 전체에 걸쳐서 일정 직경을 유지하도록 형성된 소정 직경부; 및

   상기 에지 접촉 영역에 제공되고, 상기 롤러 보디의 주위 방향을 따라 연장되도록 형성되며, 상기 롤러 보디의 회전축 방향으로 일정 간격을 두고 배열된 복수의 돌기로서, 회전축에 따른 단면으로 봤을 때, 실질적으로 아치 형태의 정점을 갖는 복수의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 간격은 0.01mm 이상 2mm 이하이고, 각각의 상기 돌기는 상기 정점으로부터 인접한 돌기 사이에 형성된 오목부의 저면까지 0.01mm 이상 1mm 이하의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 소정 직경부에 대한 경계에서의 상기 테이퍼부의 직경을 Dc로 나타내고, 상기 롤러 보디의 상기 최단부에서의 상기 테이퍼부의 직경을 De로 나타낼 때, (De-Dc)/Dc의 산출값이 0.001 이상 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 지지 롤러.
12. 연속 주행 지지체;

    폴리머와 용매의 도프를 상기 지지체 상으로 캐스팅하여 연속적으로 캐스팅 필름을 형성하기 위한 캐스팅 필름 형성 장치;

    상기 지지체로부터 습윤 필름으로서 박리된 상기 캐스팅 필름을 건조하기 위한 건조 장치; 및

    제 9 항에 기재된 지지 롤러로서 웹이 습윤 필름을 포함하는 지지 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 지지체의 온도는 -15℃ 이상 0℃ 이하의 범위 내로 실질적으로 일정한 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 장치.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 건조 장치는 상기 습윤 필름의 폭방향으로 양 단부를 고정하는 핀 텐터이고, 상기 습윤 필름을 건조시키는 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 장치.
15. 폴리머와 용매의 도프를 연속 주행 지지체 상으로 캐스팅하여 캐스팅 필름을 연속적으로 형성하는 단계;

    상기 지지체로부터 상기 캐스팅 필름을 습윤 필름으로서 박리하는 단계;

    상기 습윤 필름을 건조 장치로 건조시키는 단계; 및

    제 9 항에 기재된 지지 롤러를 사용하여 상기 습윤 필름을 상기 건조 장치로 반송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 캐스팅 방법.