KR20100056378A - 필름의 권취 방법과 장치 및 필름 롤의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름의 권취를 개시하기 전에 권취 정보 입력부에 필름의 두께, 전체 권취 길이 등의 권취 정보가 입력된다. 스위칭시의 권취 길이 특정부는 권취 정보 입력부에 입력된 권취 정보와 LUT 메모리에 기억된 권취 정보를 대조하여 스위칭시의 권취 길이를 특정한다. 필름의 권취는 우선, 측 가장자리가 맞춰지도록 필름을 권취하는 스트레이트 권취로부터 개시한다. 권취 길이가 스위칭시의 권취 길이에 도달했을 때에 측 가장자리를 일정한 진폭(Wo)의 범위 내에서 변위시키면서 필름을 권취하는 오실레이트 권취로 변경한다.

권취 방법

Description

필름의 권취 방법과 장치 및 필름 롤의 제조 방법{METHOD AND DEVICE FOR WINDING FILM, AND METHOD FOR MANUFACTURING FILM ROLL}

본 발명은 폴리머 필름 등의 필름을 권취하는 필름의 권취 방법, 장치 및 필름 롤의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD)용 편광판의 보호 필름 등에 사용되는 폴리머 필름은 일반적으로 용액 제막 방법에 의해 제조되고 있다. 용액 제막 방법에서는 우선, 도프를 조제한다. 도프는 셀룰로오스아세테이트 등의 폴리머를 가소제, UV 흡수제, 활제 등의 각종 첨가제와 함께 용매에 녹여 조제한다. 조제한 도프는 금속 밴드 등의 무단(endless) 지지체로 유연되어 유연막을 형성한다. 유연막은 자기 지지성을 갖는 점에서 금속 밴드로부터 박리된다. 박리된 유연막이 열풍 등에 의해 건조됨으로써 폴리머 필름(이하, 간단히 「필름」이라고 함)이 형성된다. 필름은 널링 부여 롤러에 의해 양측 단부(귀부)에 요철상의 엠보싱 가공이 실시된 후에 권취 장치에 의해 권취된다.

권취 장치는 일반적으로 필름의 측 가장자리가 맞춰지도록 순차적으로 필름을 권심(卷芯)에 권취해 가는 소위 스트레이트 권취에 의해 필름의 권취를 행하고 있다. 스트레이트 권취에 의해 권취된 필름 롤은 엠보싱 가공에 의해 귀부의 두께가 폭 방향에서의 중앙부에 비해 커진다. 이 때문에 귀부의 권취 직경이 중앙부의 권취 직경보다 커지는 경우가 많다. 이 경우에는 필름의 표면의 압력이 귀부에 집중되기 때문에 널링 부여 롤러에 의해 형성된 요철상의 엠보스가 붕괴됨과 아울러 필름의 귀부가 폭 방향으로 신장되어 버리는 귀부 신장으로 불리는 현상이 발생되어 버린다. 또한, 최근의 액정 표시 장치의 수요에 따라 행해지고 있는 필름의 박막화, 장척화 및 광폭화에 의해 귀부가 더 신장되게 된다.

귀부 신장이 발생된 필름은 중앙부의 두께와 귀부의 두께가 불균일하게 되어 있다. 이 때문에 이러한 필름을 액정 디스플레이에 도입한 경우에는 표시 성능에 영향을 주게 된다. 또한, 귀부 신장이 발생된 필름 롤로부터 필름을 인출했을 때에는 귀부 신장에 의해 필름 롤의 권심 외측에 감겨 있던 필름의 폭이 필름 롤의 권심 내측에 감겨 있던 필름의 폭보다 크게 되어 있다. 즉, 필름의 사이즈가 맞지 않는 것으로 된다. 그 때문에 필름의 폭을 맞추기 위한 재단 등이 별도로 필요하게 되기 때문에 공정과 비용을 더 요하게 된다.

그래서, 일본 특허공개 2002-28972호 공보 및 일본 특허공개 2002-87690호 공보에서는 필름의 측 가장자리가 어느 일정 범위 내에서 폭 방향으로 흔들리도록 필름을 권심에 권취해 가는 소위 오실레이트(oscillate) 권취에 의해 필름을 권취한다. 이러한 권취를 행함으로써 양측 가장자리부(귀부)의 권취 직경과 중앙부의 권취 직경이 거의 동일하게 되도록 되어 있다. 이것에 의해 귀부 신장의 발생이 억제되어 필름의 두께가 불균일하게 되는 것이 방지된다.

그러나, 일본 특허공개 2002-28972호 공보 및 일본 특허공개 2002-87690호 공보와 같이, 오실레이트 권취에 의해 필름을 권취한 경우에는 필름 롤의 일부에 권취 느슨함이 발생되는 경우가 있다. 필름 롤에 권취 느슨함이 발생되면 필름 롤을 수송할 때의 진동 등에 의해 권취 느슨함이 발생되어 있는 개소에 권취 어긋남이 발생되게 된다. 권취 어긋남이 발생됨으로써 필름에 마찰 손상 등이 생길 우려가 있다. 권취 어긋남이란, 소정의 권취 형상(롤 형상)이 유지되지 않고 변해 버리는 현상, 즉 필름 롤에 있어서의 양측 가장자리의 위치가 소정의 위치로부터 어긋나 버리는 현상을 말한다.

그래서, 본 발명의 목적은 권취 후의 필름 롤에 귀부 신장 및 권취 어긋남이 발생되지 않도록 필름을 권취할 수 있는 필름의 권취 방법, 장치 및 필름 롤의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 필름의 권취 방법은 제 1 권취 스텝과, 제 2 권취 스텝을 구비한다. 제 2 권취 스텝은 제 1 권취 스텝 후에 행한다. 제 1 권취 스텝과, 필름의 측 가장자리가 맞춰지도록 상기 필름을 권심에 권취한다. 제 2 권취 스텝은 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름 또는 상기 권심을 주기적으로 진동시켜 상기 필름을 상기 권심에 권취한다. 이 제 2 권취 스텝에서는 상기 측 가장자리가 상기 필름의 폭 방향에 대하여 일정 범위에서 주기적으로 어긋나도록 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름 또는 상기 권심을 주기적으로 진동시킨다.

상기 필름의 권취 길이가 미리 정해지는 스위칭시의 권취 길이에 도달했을 때에 상기 제 1 권취 스텝으로부터 상기 제 2 권취 스텝으로 스위칭하는 것이 바람직하다. 상기 스위칭시의 권취 길이는 상기 필름의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위 내에서 정해진다.

또한, 본 발명의 필름 롤의 제조 방법은 제 1 권취 스텝과, 제 2 권취 스텝을 구비한다. 제 2 권취 스텝은 제 1 권취 스텝 후에 행한다. 제 1 권취 스텝은 필름의 측 가장자리가 맞춰지도록 상기 필름을 권심에 권취한다. 제 2 권취 스텝은 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름 또는 상기 권심을 주기적으로 진동시켜 상기 필름을 상기 권심에 권취한다. 이 제 2 권취 스텝에서는 상기 측 가장자리가 상기 필름의 폭 방향에 대하여 일정 범위에서 주기적으로 어긋나도록 상기 필름 또는 상기 권심을 상기 필름의 폭 방향으로 주기적으로 진동시킨다.

이 필름 롤의 제조 방법은 스위칭 타이밍을 구하는 스텝을 더 구비한다. 이 스위칭 타이밍은 제 1 권취 스텝으로부터 제 2 권취 스텝으로 스위칭하는 타이밍이다. 상기 타이밍은 상기 필름의 전체 권취 길이에 의거하여 구해진다. 상기 전체 권취 길이는 권취해야 하는 상기 필름의 길이이다. 상기 스위칭 타이밍은 상기 필름의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위 내의 권취 길이에 의해 정해지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 필름의 권취 장치는 필름 권취부와, 오실레이트부와, 스위칭부를 구비한다. 필름 권취부는 권심을 회전시켜 상기 권심에 상기 필름을 권취한다. 오실레이트부는 상기 필름의 권취에 연동시켜 상기 필름 또는 상기 권심을 상기 필름의 폭 방향으로 진동시킨다. 이 오실레이트부는 상기 필름이 상기 권심 상에서 상기 필름의 폭 방향으로 일정 범위 내에서 주기적으로 어긋나는 오실레이트 권취가 되도록 상기 필름 또는 상기 권심을 진동시킨다. 스위칭부는 상기 필름의 권취 길이가 미리 정해지는 스위칭시의 권취 길이에 도달했을 때에 상기 필름의 권취를 상기 스트레이트 권취로부터 상기 오실레이트 권취로 스위칭한다.

이 필름의 권취 장치에 있어서는 상기 스위칭시의 권취 길이는 상기 필름의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 권취 후의 필름 롤에 귀부 신장 및 권취 어긋남이 발생되지 않도록 필름을 권취할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 필름 제조 라인(10)은 필름 제조 장치(11)와, 권취 장치(12)를 구비하고 있다. 필름 제조 장치(11)는 예를 들면, 용액 제막 방법에 의해 필름(13)을 제조한다. 용액 제막 방법에서는 우선, 하기 [원료]에 기재된 원료를 이용하여 도프를 조제한다. 그리고, 조제한 도프를 무단(endless) 지지체 상에 유연하여 유연막을 형성한다. 유연막이 자기 지지성을 갖게 되었을 때에 무단 지지체로부터 유연막을 박리한다. 박리된 유연막을 열풍 등에 의해 건조시킴으로써 필름(13)이 형성된다. 형성된 필름(13)은 널링 부여 롤러(15)를 통해 권취 장치(12)로 이송된다. 널링 부여 롤러(15)는 엠보싱 가공 등에 의해 필름(13)의 폭 방향의 양측 가장자리부(귀부)에 대하여 미소한 요철을 형성한다. 또한, 널링 부여 롤러에 의해 형성되는 요철의 높이는 5㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 권취 장치(12)는 권취축(19), 권심 홀더(20), 권심(21), 터릿(turret)(22), 가이드 롤러(23, 24), 댄서 롤러(dancer roller)(25), 인코더(encoder)(27), 오실레이트부(29), 권취 모터(30), 컨트롤러(31) 및 댄서부(32)를 구비하고 있다. 이 권취 장치(12)에 있어서의 권취 대상의 필름 사이즈 등은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면, 전체 권취 길이가 2000m 이상 7000m 이하이며, 폭이 500㎜ 이상 2500㎜ 이하인 사이즈의 필름인 것이 바람직하다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 권취축(19)은 터릿(22)에 외팔보 지지 기구에 의해 부착되어 있다. 외팔보 지지 기구란, 권취축(19)의 일단만을 지지하는 기구이 다. 권취축(19)에는 권심(21)이 부착되어 있다. 권심(21)은 권취축(19)의 권심 홀더(20)에 의해 양단부가 협지된다. 권심 홀더(20)는 권취축(19)의 축 방향(Y방향)으로 슬라이딩 가능하고, 또한 권취축(19)에 회전 불능으로 부착되어 있다. 권취축(19)의 일단에는 권취 모터(30)가 연결되어 있고, 권취축(19)을 회전시키도록 구성되어 있다. 이 회전에 의해 권심(21)도 회전하여 필름(13)을 권심(21)에 권취할 수 있다. 이 필름(13)의 권취에 의해 필름(13)이 롤상으로 둘러감긴 필름 롤(38)이 얻어진다.

터릿(22)에는 권취축(19)의 부착 단부에 시프트 기구(28)가 부착되어 있다. 이 시프트 기구(28)는 권심 홀더(20)를 권취축(19) 상에서 축 방향으로 왕복 운동시킨다. 이 시프트 기구(28), 권취축(19), 권심 홀더(20)에 의해 오실레이트부(29)가 구성되어 있다. 이 오실레이트부(29)를 작동시켜 시프트 기구(28)에 의해 권심 홀더(20)를 권취축(19) 상에서 Y방향으로 왕복 운동시킴으로써 필름(13)이 적층될 때마다 측 가장자리(13a)의 위치가 진폭(Wo)의 범위 내에서 어긋나면서 필름(13)이 권취되는 오실레이트 권취를 가능하게 한다. 오실레이트부(29)를 작동시키지 않는 경우에는 필름(13)의 양측 가장자리가 맞춰진 상태가 되는 스트레이트 권취가 가능하게 된다. 이 스트레이트 권취 및 오실레이트 권취의 스위칭은 컨트롤러(31)에 의해 행해진다.

여기에서, 오실레이트 권취에 있어서 그 진동폭인 오실레이트폭(Wo)은 임의로 설정할 수 있고, 진폭(Wo)은 10㎜ 이상 30㎜ 이하의 범위 내인 것이 바람직하며, 상기 범위 내이면 진폭(Wo)은 일정값으로 고정되는 것 외에 서서히 증가시키거 나 감소시키거나 증가 후에 감소시켜도 좋다.

가이드 롤러(23, 24) 및 댄서 롤러(25)는 필름 제조 장치(11)로부터의 필름(13)을 반송 방향(X방향)으로 안내한다. 또한, 댄서 롤러(25)는 시프트 기구(26)에 의해 필름(13)을 상하 방향(Z방향)으로 이동시킴으로써 필름(13)의 권취 장력을 조정한다. 이 시프트 기구(26) 및 댄서 롤러(25)에 의해 댄서부(32)가 구성된다. 인코더(27)는 가이드 롤러(24)가 일정한 회전 각도로 회전할 때마다 인코더 펄스 신호를 컨트롤러(31)에 송신한다. 또한, 가이드 롤러(24)에는 필름(13)의 권취 장력을 측정하는 장력 센서를 설치해도 좋다.

컨트롤러(31)는 오실레이트부(29), 권취 모터(30) 및 댄서부(32)의 구동을 제어한다. 컨트롤러(31)는 권취 정보 입력부(39), LUT 메모리(40), 스위칭시의 권취 길이 특정부(41), 권취 길이 측정부(42) 및 스위칭 판정부(43)를 구비하고 있다. 권취 정보 입력부(39)에는 필름(13)의 전체 권취 길이, 두께, 폭, 권심(21)의 외경, 권취 장력 등의 권취 정보가 입력된다.

LUT 메모리(40)에는 권취 정보마다 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭할 때의 필름(13)의 권취 길이(스위칭시의 권취 길이)가 기억되어 있다. 스위칭시의 권취 길이는 바람직하게는 필름(13)의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위에서 설정되어 있고, 또한 보다 바람직하게는 필름(13)의 전체 길이에 대하여 15% 이상 25% 이하의 범위에서 설정되어 있다.

스위칭시의 권취 길이가 상기 범위로 설정되어 있는 것은 이하의 이유에서이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 그래프(50)는 권심(21)의 원주 방향으로 필름(13) 에 발생되는 응력과 권취 길이의 관계를 나타낸 것이다. 필름(13)의 원주 방향의 응력은 권심(21)의 회전 토크와 댄서부(32)에 의한 장력에 의거하여 구해진다. 권심(21)의 회전 토크가 댄서부(32)에 의한 장력보다 커졌을 때에 필름(13)의 원주 방향의 응력은 양으로 되고, 권심(21)의 회전 토크가 댄서부(32)에 의한 장력보다 작아졌을 때에 음으로 된다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 필름(13)이 권심(21)에 권취되어 있는 필름 롤(38)에 있어서 점(P1)으로부터 둘레 방향의 외측을 향하여 힘이 가해질 때에 필름(13)의 점(P1)에 있어서의 원주 방향의 응력이 양이라고 한다. 또한, 점(P2)을 향하여 둘레 방향으로 힘이 가해질 때에 필름(13)의 점(P2)에 있어서의 원주 방향의 응력이 음이라고 한다.

도 3의 그래프(50)는 필름(13)의 권취 개시의 장력과 권취 종료의 장력 등에 의거하여 주지의 응력 계산식으로부터 미리 구해진다. 필름(13)의 원주 방향의 응력의 분포 패턴은 각 필름의 두께, 폭, 권취 길이, 권심의 외경 등의 파라미터나 권취 장력 패턴의 변화 상황에 따라 각종 값이나 음의 영역 등이 변화되지만 지금까지의 필름 권취 결과로부터 대체로 도 3과 대략 동일한 분포 패턴인 것을 알 수 있다.

그래프(50)가 나타내는 바와 같이, 필름(13)의 원주 방향의 응력은 필름 롤(38)에 있어서 권심(21)측의 권취 길이가 작은 부분에서는 양(+)으로 되어 있다. 도 3에서는 권취 길이가 0인 부분부터 응력이 감소하여 음(-)으로 변하는 권취 길이에 부호 L1을 붙인다. 이렇게 권취 개시에서는 권취 길이가 길어짐에 따라 원주 방향의 응력이 급격하게 감소한다. 그리고, 원주 방향의 응력은 더욱 감소하여 음(-)의 영역으로 들어간다. 또한, 도 3에서는 권취 완료에 대응되는 권취 길이에는 부호 LE를 붙인다. 그리고, 음(-)의 영역에서 원주 방향의 응력은 최소값(Smin)을 나타낸다. 도 3에서는 원주 방향의 응력이 최소값(Smin)을 나타낸 권취 길이에 부호 Lmin을 붙인다. 권취 길이가 Lmin을 초과하는 부분에서는 원주 방향의 응력은 권취 길이가 길어짐에 따라 점차 증가하여 양(+)의 영역으로 들어간다. 원주 방향의 응력이 최소값(Smin)을 나타낸 후에 증가하여 양으로 변하는 권취 길이에 부호 L2를 붙이다. 여기에서, 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역에 있는 경우에는 권심(21)의 회전 토크가 댄서부(32)에 의한 장력보다 크게 되어 필름(13)의 권취가 느슨하게 되어 버리기 때문에 필름(13)의 표면의 압력(면압)은 저하되어 버린다. 도 5의 그래프(51)는 스트레이트 권취에 의해 권취를 행했을 때의 필름(13)의 양측 단부에 있어서의 면압의 변화를 나타내고 있고, 도 6의 그래프(52)는 오실레이트 권취에 의해 권취를 행했을 때의 필름(13)의 좌측 단부에 있어서의 면압의 변화를 나타내고 있으며, 그래프(53)는 우측 단부에 있어서의 면압의 변화를 나타내고 있다. 이들 그래프(51~53)가 나타내는 바와 같이, 필름(13)의 권취 개시에서는 스트레이트 권취에 의해 권취했을 때의 면압의 저하는 오실레이트 권취에 의해 권취했을 때의 면압의 저하보다 비교적 작다. 또한 필름(13)의 좌측 단부란, X방향을 향하여 좌측의 단부이며, 우측 단부란, X방향을 향하여 우측의 단부이다.

필름(13)의 권취 개시에 있어서의 면압의 저하는 권취 후의 필름 롤(38)에 권취 느슨함이나 권취 어긋남 등을 발생시키는 원인이 된다. 그래서 상기와 같이, 필름(13)의 권취 개시에 있어서 면압이 저하되는 동안, 즉 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역에 있는 동안에는 스트레이트 권취를 행하고, 그 후, 권취 길이가 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위가 되었을 때에 오실레이트 권취로 스위칭한다. 이것에 의해 도 7의 그래프(54, 55)에 나타내는 바와 같이, 필름(13)의 권취 개시에 있어서 스트레이트 권취에 의해 권취함으로써 면압의 저하가 억제됨과 아울러 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역을 빠져나갔을 때에 오실레이트 권취에 의해 권취함으로써 면압을 필름(13)의 폭 방향에 대하여 좌우 방향으로 분산시켜 귀부 신장의 발생을 경감시킬 수 있다. 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭하는 타이밍은 권취 길이가 전체 권취 길이에 대하여 15% 이상 25% 이하의 범위가 되었을 때가 보다 바람직하다.

또한, 권취 길이가 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상일 때에 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭했을 때에는 10% 미만일 때에 스위칭하는 경우와 비교하여 필름(13)의 권취 개시에 있어서 면압이 급격하게 저하되는 것을 보다 확실하게 방지한다. 이 때문에 필름 롤(38)에 권취 느슨함이나 권취 어긋남이 발생되어 버리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 권취 길이가 전체 권취 길이에 대하여 30%를 초과하고 나서 스위칭했을 때에는 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역을 빠져나간 후에도 스트레이트 권취에 의해 권취하게 되기 때문에 30% 이하일 때에 스위칭하는 경우과 비교하여 필름 롤(38)에 귀부 신장이 발생되기 쉽다. 그래서, 권취 길이가 전체 권취 길이에 대하여 30% 이하일 때에 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭함으로써 30%를 초과하고 나서 스위칭하는 경우보다 귀부 신장의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

스위칭시의 권취 길이 특정부(41)는 LUT 메모리(40)에 기억된 권취 정보와, 권취 정보 입력부(39)에 입력된 권취 정보를 대조하여 입력된 권취 정보에 대응되는 스위칭시의 권취 길이를 특정한다. 권취 길이 측정부(42)는 인코더(27)로부터의 인코더 펄스 신호에 의거하여 권심(21)에 권취된 필름(13)의 권취 길이를 측정한다.

스위칭 판정부(43)는 권취 길이 측정부(42)에서 측정한 권취 길이가 스위칭시의 권취 길이 특정부(41)에서 특정된 스위칭시의 권취 길이를 초과했는지의 여부를 판정한다. 권취 길이가 스위칭시의 권취 길이를 초과했다고 판정한 경우에는 오실레이트부(29)에 오실레이트 권취 개시 신호가 송신된다. 오실레이트부(29)는 오실레이트 권취 개시 신호를 수신하면 필름의 측 가장자리(13a)가 맞춰지도록 필름(13)을 권취해 가는 스트레이트 권취로부터 측 가장자리(13a)의 위치를 진폭(Wo)의 범위 내에서 변위시키면서 필름(13)을 권취해 가는 오실레이트 권취로 필름(13)의 권취를 변경한다.

이어서, 권취 장치의 작용에 대해서 도 8에 나타내는 플로우챠트를 참조하면서 설명한다. 우선, 권취 대상이 되는 필름(13)의 권취 정보를 권취 정보 입력부(39)에 입력한다. 스위칭시의 권취 길이 특정부(41)는 권취 정보 입력부(39)에 입력된 권취 정보와 LUT 메모리(40)에 기억된 권취 정보를 대조함으로써 입력된 권취 정보에 대응되는 스위칭시의 권취 길이를 특정한다.

그리고, 필름(13)의 권취가 스트레이트 권취에 의해 개시된다. 권취시에는 가이드 롤러(24)가 일정한 회전 각도로 회전될 때마다 인코더(27)로부터 인코더 펄 스 신호가 일정 시간마다 컨트롤러(31)에 송신된다. 이 인코더 펄스 신호에 의거하여 권취 길이 측정부(42)에서 필름(13)의 권취 길이가 측정된다.

권취 길이 측정부(42)에서 측정된 권취 길이가 스위칭시의 권취 길이를 초과했는지의 여부가 스위칭 판정부(43)에 의해 순차적으로 판정된다. 권취 길이가 스위칭시의 권취 길이를 초과했다고 판정되었을 때에는 컨트롤러(31)로부터 오실레이트부(29)에 오실레이트 권취 개시 신호가 송신된다. 오실레이트 권취 개시 신호를 수신한 오실레이트부(29)는 권심(21)을 축 방향(Y방향)을 따라 일정한 진폭(Wo)으로 진동시킨다. 이것에 의해 필름(13)의 권취가 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 변경된다.

필름(13)의 권취가 완료되면 필름 롤(38)이 권취축(19)으로부터 분리된다. 필름 롤(38)은 트럭 등의 수송 수단에 의해 각종 공장으로 반송된다. 그 때, 필름 롤(38)의 권심 내측은 스트레이트 권취로 되어 있기 때문에 권취 느슨함이 없어 반송시의 진동 등이 있어도 필름 롤(38)에 권취 어긋남이 발생되는 경우는 없다. 또한, 필름 롤(38)의 권심 외측이 오실레이트 권취로 되어 있다는 점에서 귀부 신장의 발생이 억제되어 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 권심을 필름의 폭 방향으로 진동시킴으로써 필름을 권취하고 있다. 그러나, 오실레이트 권취 방법은 이 방법에 한정되지 않고, 주지의 방법을 사용하면 좋다. 예를 들면, 권심은 움직이지 않고, 필름(13) 자체를 그 폭 방향으로 진동시켜도 좋다.

상기 실시형태에서는 온라인 방식의 용액 제막 설비에 대하여 본 발명을 적 용하고 있다. 그러나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 온라인 방식의 용융 제막 설비나 오프라인 방식의 롤 권취 스위칭 설비에 대해서도 본 발명의 적용이 가능하다.

(원료)

본 실시형태에 있어서는 폴리머로서 셀룰로오스아실레이트를 사용하고 있고, 셀룰로오스아실레이트로서는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)가 특히 바람직하다. 그리고, 셀룰로오스아실레이트 중에서도 셀룰로오스의 수산기의 수소 원자에 대한 아실기의 치환도가 하기 식(I)~(Ⅲ) 모두를 만족시키는 것이 보다 바람직하다. 또한, 이하의 식(I)~(Ⅲ)에 있어서 A 및 B는 셀룰로오스의 수산기의 수소 원자에 대한 아실기의 치환도를 나타내고, A는 아세틸기의 치환도, 또한 B는 탄소 원자수 3~22의 아실기의 치환도이다. 또한, TAC의 90중량% 이상이 0.1㎜~4㎜의 입자인 것이 바람직하다.

(I) 2.5≤A+B≤3.0

(Ⅱ) 0≤A≤3.0

(Ⅲ) 0≤B≤2.9

또한, 본 발명에 사용되는 폴리머는 셀룰로오스아실레이트에 한정되는 것은 아니다.

셀룰로오스를 구성하는 β-1,4 결합되어 있는 글루코오스 단위는 2위치, 3위치 및 6위치에 유리의 수산기를 갖고 있다. 셀룰로오스아실레이트는 이들 수산기의 일부 또는 전부를 탄소수 2 이상의 아실기에 의해 에스테르화한 중합체(폴리머)이 다. 아실 치환도는 2위치, 3위치 및 6위치 각각에 대해서 셀룰로오스의 수산기가 에스테르화되어 있는 비율(100%의 에스테르화는 치환도 1이다)을 의미한다.

전체 아실화 치환도, 즉 DS2+DS3+DS6은 2.00~3.00이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.22~2.90이며, 특히 바람직하게는 2.40~2.88이다. 또한, DS6/(DS2+DS3+DS6)은 0.28 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.30 이상, 특히 바람직하게는 0.31~0.34이다. 여기에서, DS2는 글루코오스 단위의 2위치의 수산기의 아실기에 의한 치환도(이하, 「2위치의 아실 치환도」라고도 함)이며, DS3은 3위치의 수산기의 아실기에 의한 치환도(이하, 「3위치의 아실 치환도」라고도 함)이며, DS6은 6위치의 수산기의 아실기에 의한 치환도(이하, 「6위치의 아실 치환도 」라고도 함)이다.

본 발명의 셀룰로오스아실레이트에 사용되는 아실기는 1종류만이라도 좋고,또는 2종류 이상이어도 좋다. 2종류 이상의 아실기를 사용할 때에는 그 하나가 아세틸기인 것이 바람직하다. 2위치, 3위치 및 6위치의 수산기에 의한 치환도의 총합을 DSA로 하고, 2위치, 3위치 및 6위치의 수산기의 아세틸기 이외의 아실기에 의한 치환도의 총합을 DSB로 하면 DSA+DSB의 값은 보다 바람직하게는 2.22~2.90이며, 특히 바람직하게는 2.40~2.88이다. 또한, DSB는 0.30 이상이며, 특히 바람직하게는 0.7 이상이다. 또한, DSB는 그 20% 이상이 6위치 수산기의 치환기이지만 보다 바람직하게는 25% 이상이 6위치 수산기의 치환기이며, 30% 이상이 더욱 바람직하고, 특히는 33% 이상이 6위치 수산기의 치환기인 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스아실레이트의 6위치의 치환도가 0.75 이상이며, 또한 0.80 이상이고, 특히는 0.85 이상 인 셀룰로오스아실레이트도 예시할 수 있다. 이들 셀룰로오스아실레이트에 의해 용해성이 바람직한 용액(도프)을 제작할 수 있다. 특히 비염소계 용매에 있어서 양호한 용액의 제작이 가능하게 된다. 또한, 점도가 낮고, 여과성이 좋은 용액의 제작이 가능하게 된다.

본 발명의 셀룰로오스아실레이트의 탄소수 2 이상의 아실기로서는 지방족기라도 아릴기라도 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 이들은 예를 들면, 셀룰로오스의 알킬카르보닐에스테르, 알케닐카르보닐에스테르 또는 방향족 카르보닐에스테르, 방향족 알킬카르보닐에스테르 등이며, 각각 치환된 기를 더 갖고 있어도 좋다. 이들의 바람직한 예로서는 프로피오닐, 부타노일, 펜타노일, 헥사노일, 옥타노일, 데카노일, 도데카노일, 트리데카노일, 테트라데카노일, 헥사데카노일, 옥타데카노일, iso-부타노일, t―부타노일, 시클로헥산카르보닐, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐, 신나모일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 프로피오닐, 부타노일, 도데카노일, 옥타데카노일, t―부타노일, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐, 신나모일 등이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 프로피오닐, 부타노일이다.

도프를 조제하는 용매로서는 방향족 탄화수소(예를 들면, 벤젠, 톨루엔 등)할로겐화 탄화수소(예를 들면, 디클로로메탄, 클로로벤젠 등), 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 디에틸렌글리콜 등), 케톤(예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤 등), 에스테르(예를 들면, 초산메틸, 초산에틸, 초산프로필 등) 및 에테르(예를 들면, 테트라히드로푸란, 메틸셀로솔브 등) 등을 예시할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 도프란, 폴리머를 용매에 용해 또는 분산시켜 얻어지 는 폴리머 용액, 분산액을 의미하고 있다.

이들 중에서도 탄소 원자수 1~7의 할로겐화 탄화수소가 바람직하게 사용되고, 디클로로메탄이 가장 바람직하게 사용된다. TAC의 용해성, 유연막의 지지체로부터의 박리성, 필름의 기계적 강도 등 및 필름의 광학 특성 등의 물성의 관점으로부터 디클로로메탄 외에 탄소 원자수 1~5의 알코올을 1종 내지 수종류 혼합하는 것이 바람직하다. 알코올의 함유량은 용매 전체에 대하여 2중량%~25중량%가 바람직하고, 5중량%~20중량%가 보다 바람직하다. 알코올의 구체예로서는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등을 들 수 있지만 메탄올, 에탄올, n-부탄올 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용된다.

그런데, 최근 환경에 대한 영향을 최소한으로 억제하는 것을 목적으로 디클로로메탄을 사용하지 않는 경우의 용매 조성에 대해서도 검토가 진행되고, 이 목적에 대해서는 탄소 원자수가 4~12인 에테르, 탄소 원자수가 3~12인 케톤, 탄소 원자수가 3~12인 에스테르, 탄소수 1~12의 알코올이 바람직하게 사용된다. 이들을 적당히 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 초산메틸, 아세톤, 에탄올, n-부탄올의 혼합 용매를 들 수 있다. 이들 에테르, 케톤, 에스테르 및 알코올은 환상 구조를 갖는 것이어도 좋다. 또한, 에테르, 케톤, 에스테르 및 알코올의 관능기(즉, ―O-,―CO-, ―COO- 및 ―OH) 중 어느 하나를 2개 이상 갖는 화합물도 용매로서 사용할 수 있다.

또한, 셀룰로오스아실레이트의 상세에 대해서는 일본 특허공개 2005-104148호의 [0140] 단락~[0195] 단락에 기재되어 있다. 이들 기재도 본 발명에도 적용할 수 있다. 또한, 용매 및 가소제, 열화 방지제, 자외선 흡수제(UV제), 광학 이방성 컨트롤제, 리타데이션 제어제, 염료, 매트제, 박리제, 박리 촉진제 등의 첨가제에 대해서도 마찬가지로 일본 특허공개 2005-104148호의 [0196] 단락~[0516] 단락에 상세하게 기재되어 있다.

이하의 실시예 1~7에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 비교에 1~3은 본 발명에 대한 비교 실험으로서 행한 것이다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

도 1 및 도 2에 나타내는 권취 장치(12)를 이용하여 권심(21)에 필름(13)을 권취했다. 처음에는 스트레이트 권취에 의해 필름(13)을 권취하고, 권취 길이가 스위칭시의 권취 길이에 도달했을 때에 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭했다. 필름(13)의 전체 권취 길이를 5400m로 하고, 스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 20%로 했다.

[실시예 2]

스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 12%로 한 이외에는 실시예 1 과 마찬가지로 필름(13)을 권취했다.

[실시예 3]

필름(13)의 전체 권취 길이를 1800m로 했다. 또한, 스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 28%로 했다. 이들 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 필름(13)을 권취했다. 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭을 한 시점에 서는 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력은 음의 영역이었다.

[실시예 4]

스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 8%로 한 이외에는 실시예 1 과 마찬가지로 필름(13)을 권취했다. 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭한 시점에서는 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력은 음의 영역이었다.

[실시예 5]

필름(13)의 전체 권취 길이를 1800m로 했다. 또한, 스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 32%로 했다. 이들 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 필름(13)을 권취했다.

[실시예 6]

스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 10%로 한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 필름(13)을 권취했다. 이 실시예 6은 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역에 있는 동안에는 스트레이트 권취를 행하고, 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역으로부터 양의 영역으로 된 시점에서 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭한 것이다. 즉, 이 실시예 7은 도 3의 L2가 540m(5400m의 10%에 해당되는 길이)이며, 권취 길이가 540m에 도달한 시점에서 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭한 것이다.

[실시예 7]

필름(13)의 전체 권취 길이를 1800m로 했다. 또한, 스위칭시의 권취 길이를 전체 권취 길이에 대하여 30%로 했다. 이들 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 필름(13)을 권취했다. 또한, 이 실시예 7은 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역에 있는 동안에는 스트레이트 권취를 행하고, 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역으로부터 양의 영역으로 된 시점에서 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭한 것이다. 즉, 이 실시예 7은 도 3의 L2가 540m(1800m의 30%에 해당되는 길이)이며, 권취 길이가 540m에 도달한 시점에서 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭한 것이다.

[비교예 1]

스트레이트 권취만으로 필름(13)을 권취한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 했다.

[비교예 2]

처음에 오실레이트 권취에 의해 필름(13)을 권취하고, 그 후에 스트레이트 권취에 의해 필름(13)을 권취한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 했다.

[비교예 3]

오실레이트 권취만으로 필름(13)을 권취한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 했다.

[권취 어긋남]

실시예 1~7에서 얻어진 필름 롤(38) 및 비교예 1~3에서 얻어진 필름 롤의 권 취 어긋남에 대해서 작업자의 육안 확인에 의해 이하와 같이 평가했다.

무: 필름 롤에 권취 어긋남은 보여지지 않았다.

유: 필름 롤에 권취 어긋남이 발생되는 빈도가 적잖이 있었기 때문에 제품상 문제가 있었다.

꽤 있음: 필름 롤에 권취 어긋남이 발생되는 빈도가 수많이 있었기 때문에 제품상 문제가 있었다.

[귀부 신장]

실시예 1~7에서 얻어진 필름 롤(38) 및 비교예 1~3에서 얻어진 필름 롤의 귀부 신장에 대해서 이하와 같이 평가했다.

A: Lx/La×100<100.1%(제품으로서 매우 바람직한 레벨)

B: 100.1%≤Lx/La×100<100.4%(제품상 문제가 없는 레벨)

C: Lx/La×100≥100.4%(제품상 문제가 있는 레벨)

여기에서, Lx는 필름 롤에 권취된 필름의 폭이며, La는 필름 롤에 권취되기 전의 필름의 폭을 나타내고 있다.

[마찰 손상]

실시예 1~7에서 얻어진 필름 롤(38)의 필름 및 비교예 1~3에서 얻어진 필름 롤의 마찰 손상에 대하여 작업자의 육안 확인에 의해 이하와 같이 평가했다. 또한, 권취 어긋남이 확인되지 않은 경우라도 마찰 손상이 약간 확인되는 경우가 있다. 이것은 필름 롤 중에서 필름이 삐걱거림(마찰)으로써 발생되는 것이다. 이러한 경우의 마찰 손상이 하기 평가에 있어서의 「B」에 해당된다.

A: 필름 상에 거의 마찰 손상이 보여지지 않았다.

B: 필름 상에 약간 마찰 손상이 보여졌지만 제품상 문제는 없었다.

C: 필름 상에 다수의 마찰 손상이 보여져 제품상 문제가 있었다.

[결과]

실시예 1~7 및 비교예 1~3의 결과를 이하의 [표 1]에 나타낸다.

실시예 1~3에서는 권취 후의 필름 롤(38)에 권취 어긋남, 마찰 손상, 귀부 신장 등의 고장이 발생되는 경우는 없었다.

실시예 4에서는 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역에 있는 동안에 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭했다. 단, 원주 방향의 응력이 음의 영역일 때에 오실레이트 권취로 한 길이가 비교적 짧으므로 권취 어긋남이 발생되지 않았다. 이 때문에 발생된 마찰 손상도 제품상 문제가 없는 레벨인 것이었다. 또한, 귀부 신장도 확인되지 않았다. 이것에 비해 실시예 6에서는 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역으로부터 양의 영역으로 된 시점에서 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭했다. 이 때문에 권취 어긋남이 없고, 마찰 손상도 전혀 확인되지 않았다. 또한, 귀부 신장도 발생되지 않았다.

실시예 5에서는 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역으로부터 양의 영역으로 된 후에 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭했다. 단, 원주 방향의 응력이 양의 영역이 되고 나서 스트레이트 권취로 한 길이가 비교적 짧으므로 귀부 신장은 제품상 문제가 없는 레벨이었다. 이것에 비해 실시예 7에서는 권심의 원주 방향에 대한 필름(13)의 원주 방향의 응력이 음의 영역으로부터 양의 영역으로 된 시점에서 스트레이트 권취로부터 오실레이트 권취로 스위칭했다. 이 때문에 권취 어긋남이 없고, 마찰 손상도 전혀 확인되지 않았다. 또한, 귀부 신장도 발생되지 않았다.

또한, 비교예 1에서는 권취 개시로부터 권취 종료까지 모두 스트레이트 권취에 의해 권취했기 때문에 필름 롤에 귀부 신장이 발생되어 버렸다. 또한, 비교예 2에서는 권취 개시에 오실레이트 권취에 의해 권취하고, 권취 종료에 스트레이트 권취에 의해 권취했기 때문에 필름 롤에 권취 어긋남이 발생되고, 또한 그 권취 어긋남에 의한 마찰 손상이 발생되었다. 또한, 비교예 3에서는 귀부 신장은 발생되지 않았지만 권취 개시로부터 권취 종료까지 모두 오실레이트 권취에 의해 권취했기 때문에 필름 롤에 큰 권취 어긋남이 발생되고, 또한 그 권취 어긋남에 의한 큰 마찰 손상이 발생되었다.

상기 목적, 이점은 첨부하는 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 필름 제조 라인의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 권취 장치의 평면도이다.

도 3은 권심의 원주 방향에 대한 필름의 응력과 권취 길이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 4는 권심의 원주 방향에 대한 필름의 응력의 설명도이다.

도 5는 스트레이트 권취에 의해 권취했을 때의 면압과 권취 길이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 6은 오실레이트 권취에 의해 권취했을 때의 면압과 권취 길이의 관계를 나타내는 그래프이다. 실선은 필름의 폭 방향에 대하여 좌측의 측단부에 있어서의면압의 변화를 나타낸다. 파선은 우측의 측단부에 있어서의 면압의 변화를 나타내고 있다.

도 7은 스트레이트 권취와 오실레이트 권취에 의해 권취했을 때의 면압과 권취 길이의 관계를 나타내는 그래프이다. 실선은 필름의 폭 방향에 대하여 좌측의 측단부에 있어서의 면압의 변화를 나타낸다. 파선은 우측의 측단부에 있어서의 면압의 변화를 나타내고 있다.

도 8은 본 발명의 권취 장치의 작용을 나타내는 플로우챠트이다.

Claims (6)

1. 이하의 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 필름의 권취 방법.

   (A) 필름의 측 가장자리가 맞춰지도록 상기 필름을 권심에 권취하는 것; 및

   (B) 상기 측 가장자리가 상기 필름의 폭 방향에 대하여 일정 범위에서 주기적으로 어긋나도록 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름 또는 상기 권심을 주기적으로 진동시켜 상기 필름을 상기 권심에 권취하는 것, 이 권취는 상기 스텝(A) 후에 행해진다.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 필름의 권취 길이가 상기 필름의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위 내에서 미리 정해지는 스위칭시의 권취 길이에 도달했을 때에 상기 스텝(A)로부터 스텝(B)로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 필름의 권취 방법.
3. 이하의 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.

   (A) 필름의 측 가장자리가 맞춰지도록 상기 필름을 권심에 권취하는 것; 및

   (B) 상기 측 가장자리가 상기 필름의 폭 방향에 대하여 일정 범위에서 주기적으로 어긋나도록 상기 필름의 폭 방향으로 상기 필름 또는 상기 권심을 주기적으로 진동시켜 상기 필름을 상기 권심에 권취하는 것, 이 권취는 상기 스텝(A) 후에 행해진다.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 스텝(A)로부터 상기 스텝(B)로 스위칭하는 타이밍을 구하는 것, 상기 타이밍은 상기 필름의 전체 권취 길이에 의거하여 구해지고, 상기 전체 권취 길이는 권취해야 하는 상기 필름의 길이이며, 상기 스위칭 타이밍은 상기 필름의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위 내의 권취 길이에 의해 정해지는 스텝을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 롤의 제조 방법.
5. 권심을 회전시켜 상기 권심에 필름을 권취하는 필름 권취부;

   상기 필름의 권취에 연동시켜 상기 필름이 상기 권심 상에서 상기 필름의 폭 방향으로 일정 범위 내에서 주기적으로 어긋나는 오실레이트 권취가 되도록 상기 필름 또는 상기 권심을 상기 필름의 폭 방향으로 진동시키는 오실레이트부; 및

   상기 필름의 권취 길이가 미리 정해지는 스위칭시의 권취 길이에 도달했을 때에 상기 필름의 권취를 상기 스트레이트 권취로부터 상기 오실레이트 권취로 스위칭하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필름의 권취 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 스위칭시의 권취 길이는 상기 필름의 전체 권취 길이에 대하여 10% 이상 30% 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 필름의 권취 장치.

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