KR20140003578A - 필름의 연신 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적고, 특히 광학 용도에 적절하게 사용되는 열가소성 수지 필름의 연신 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 전후의 롤의 주위 속도차로 필름을 길이 방향으로 연신하는 방법이며, 상기 전후의 롤 사이에 있어서, 필름의 상측 및 필름의 하측으로부터 각각 필름에 집광식 히터에 의해 적외선을 조사하고, 필름의 상측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이를 a, 필름의 하측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이를 b로 하고, a의 부분과 b의 부분이 중첩되며, a, b가 모두 10mm 이상 40mm 이하이고 필름을 세로 연신하는 것을 해결 수단으로 한다.
Description
본 발명은 열가소성 수지 필름의 연신 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적고, 특히 광학 용도에 적절하게 사용되는 열가소성 수지 필름의 연신 방법에 관한 것이다.
열가소성 수지 필름을 유리 전이 온도 이상으로 가열한 후, 롤 사이의 주위 속도차를 이용해서 길이 방향으로 연신(세로 연신)하는 기술은 종래부터 알려져 온 것으로, 특허문헌 1과 같이 저속의 롤 군을 통과함으로써, 폴리에스테르 필름 등의 열가소성 수지 필름을 유리 전이 온도(이하, Tg라고도 함) 이상의 연신 온도까지 가열한 후, 롤 주위 속도차를 이용해서 세로 연신하는 방법이 알려져 있다. 또한, 특허문헌 1이나 2와 같이 저속의 가열 롤 군과 고속의 냉각 롤 군을 사용하여, 그들의 재질에 대해서 필름 위에 발생하는 점착이나 흠집 등의 표면 결점을 저감시키기 위해, 롤 표면 재질이나 롤 표면 조도 등을 규정하는 것이 제안되어 있다.
한편, 디스플레이 용도를 중심으로 한 광학 용도의 필름으로는, 우수한 투명성을 가지면서, 광학 결점이 최대한 적은 것이 요망된다. 특히, 제품의 고성능화나 고품질화에 따라, 광학 결점의 저감에 대한 요구도 한층 더 높아, 특히 두께 불균일이나 흠집에 대해서는, 기재 필름의 코팅 가공시에 광학적 간섭 불균일이나 코팅 결점을 발생시키는 원인 중 하나가 되고 있다.
이러한 가운데 두께 불균일의 발생을 억제하는 세로 연신 방법으로는, 특허문헌 3과 같이, 롤 사이에 필름이 연신을 개시하는 위치(연신 개시 위치)를 설정하고, 상기 연신 개시 위치에 필름 폭 방향으로 설치한 비접촉 방식의 국소 급속 가열 수단에 의해 열가소성 수지 필름을, 상기 필름의 Tg-5℃ 이상 Tg+30℃ 이하의 범위에서 국소적이면서 급속하게 가열하면서 세로 연신하는 방법이 알려져 있다.
또한, 광학 결점이 될 수 있는 흠집이 표면에 거의 존재하지 않는 세로 연신 방법으로는, 특허문헌 4와 같이, 세로 연신 공정에 있어서 가열 장치를 사용해서 필름을 가열할 때에 롤 사이에 있어서 길이 방향의 가열의 폭을 2mm 이상 25mm 이하로 하는 방법이 알려져 있다.
광학 용도의 필름은, 그의 우수한 투명성을 발현시키기 위해, 필름 기재로는 실질적으로 무입자 또는 무입자에 가까운 구성인 경우가 많아, 결과적으로 필름 표면이 평활화되기 때문에, 특허문헌 1이나 2와 같은 롤 위에서의 유리 전이 온도 이상의 가열에 의해, 필름 표면이 롤에 점착되거나, 롤이 이격될 때부터 필름이 세로 연신되거나, 롤 표면 부착 이물질이나 롤 표면 형상이 필름에 열전사됨으로써 많은 흠집이 필름 표면에 발생하는 문제가 있었다.
한편, 특허문헌 3이나 4의 방법은, 롤 사이에서의 국소적인 필름 가열에 의해, 롤 사이에 연신 개시 위치를 설정하고 있는 것으로, 롤이 이격될 때부터 필름이 세로 연신되지는 않는다고 되어 있다.
그러나, 특허문헌 3은, 저속 롤 위에서의 필름 점착에 의한 흠집의 발생을 방지하기 위해 필름의 예비 가열 온도를 낮추면, 연신시에 필요한 열량이 부족하여 길이 방법으로 불균일한 연신이 되기 때문에, 길이 방향의 두께 불균일을 발생시킨다. 이를 보완하기 위해, 롤 사이의 국소 급속 가열 수단의 열량을 높이면 주변 롤도 가온되어, 결과적으로 롤 표면 부착 이물질이나 롤 표면 형상이 필름에 열전사되게 된다.
또한, 특허문헌 4는, 세로 연신 조건이나 원료 수지 조성에 따라서도 다르지만, 일반적으로 세로 연신 전의 필름이 2000 ㎛ 이상의 두께인 필름이면 문제없지만, 2000 ㎛보다 얇은 필름이면, 세로 연신에 가해지는 장력에 의해 필름 길이 방향으로 주름이 발생하며, 필름 두께가 보다 두꺼운 엣지부 근방에서는 필름의 굴곡이 발생함으로써, 연신 개시 위치가 정해지지 않고, 폭 방향의 두께 불균일을 발생시킨다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 길이 방향(세로 방향이라고도 함) 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적고, 특히 광학 용도에 적절하게 사용되는 열가소성 수지 필름의 연신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖고 있다.
(1) 전후의 롤의 주위 속도차로 필름을 길이 방향으로 연신하는 방법이며, 상기 전후의 롤 사이에 있어서, 필름의 상측 및 필름의 하측으로부터 각각 필름에 집광식 히터에 의해 적외선을 조사하고, 필름의 상측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이를 a, 필름의 하측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이를 b로 하고, a의 부분과 b의 부분이 중첩을 가지며, a, b가 모두 10mm 이상 40mm 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
(2) 상기 (1)에 있어서, 필름 상측의 집광식 히터의 하우징 하단부에서부터 필름면까지의 거리를 A, 필름 하측의 집광식 히터의 하우징 상단부에서부터 필름면까지의 거리를 B로 하고, A, B가 모두 10mm 이상 30mm 이하인 필름의 연신 방법.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 길이 a, b가 모두 25mm 이상 40mm 이하인 필름의 연신 방법.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 조사 길이 a의 부분과 b의 부분이 각각의 중심 위치가 길이 방향에서 일치하고, 길이 a와 b가 동등한 것인 필름의 연신 방법.
(5) 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, A와 B가 동등한 것인 필름의 연신 방법.
(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 필름 상측의 집광식 히터의 출력이 필름 하측의 집광식 히터의 출력의 1.2배 이상 3.0배 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 길이 방향으로 연신하기 전의 필름 두께가 300 ㎛ 이상 3000 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 길이 방향의 연신 배율이 2배 이상 4배 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 전후의 롤의 주위 속도차로 필름을 길이 방향으로 연신하기 전에 예비 가열 공정을 갖고, 상기 예비 가열에 있어서의 가열 온도가 [필름의 유리 전이 온도-15]℃ 이상 [필름의 유리 전이 온도-5]℃ 이하인 필름의 연신 방법.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 필름의 연신 방법을 사용한 것을 특징으로 하는 필름의 제조 방법.
본 발명의 방법에 의하면, 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적고, 특히 광학 용도에 적합한 필름을 얻을 수 있다. 또한, 세로 연신한 필름의 표면에 접착 용이층을 설치하거나, 추가로 가로 연신을 행해서 2축 연신함으로써, 프리즘 시트, 반사 방지 필름이나 하드 코팅 필름, 광 확산판 등의 베이스 필름, 플라즈마 디스플레이의 전면판에 사용하는 근적외선 흡수 필름이나 전자파 흡수 필름의 베이스 필름, 터치 패널이나 투명 도전성 필름의 베이스 필름에 적절하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 롤 연신 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 롤 사이 연신부의 확대 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 롤 사이 연신부의 확대 개략 단면도이다.
본 발명의 적용이 가능한, 필름을 구성하는 열가소성 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 수지, 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라 약기하기도 함. 이하의 괄호 내는 마찬가지임), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PPT), 폴리에틸렌-p-옥시벤조에이트, 폴리-1,4-시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 등에, 공중합 성분으로서, 예를 들어 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리알킬렌글리콜 등의 디올 성분이나, 아디프산, 세박산, 프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 디카르복실산 성분 등을 공중합한 폴리에스테르 수지, 그 밖에 폴리아세탈 수지, 폴리페닐렌술피드 수지 등이 있다. 또한, 위상차나 두께 불균일의 제어가 엄밀하게 요구되는 광학 용도에도 적절하게 적용할 수 있고, 폴리카르보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 환상 폴리올레핀 수지, 폴리아크릴 수지 등의 비정질성의 수지를 구성 성분으로 하지만 세로 연신에도 효과가 있다.
PET의 중합법으로는, 테레프탈산과 에틸렌글리콜 및 필요에 따라 다른 디카르복실산 성분 및 디올 성분을 직접 반응시키는 직접 중합법 및 테레프탈산의 디메틸에스테르(필요에 따라 다른 디카르복실산의 메틸에스테르를 포함함)와 에틸렌글리콜(필요에 따라 다른 디올 성분을 포함함)을 에스테르 교환 반응시키는 에스테르 교환법 등의 임의의 제조 방법이 이용될 수 있다.
본 발명은 비용이나 생산성 측면에서 용융 제막법에 적용될 수 있다. 용융 제막법은, 사용하는 다이의 형상에 따라 스트레이트 다이법, 크로스헤드 다이법, 플랫 다이법, 특수 다이법으로 분류할 수 있는데, 본 발명의 연신 방법은 플랫 다이법에 의한 제막법에 사용하는 것이 바람직하다. 원료 수지를 용융 압출할 때에는, 수지 원료를 호퍼 드라이어, 패들 드라이어 등의 건조기 또는 진공 건조기를 사용해서 건조하는 것이 바람직하다. 이와 같이 수지 원료를 건조시킨 후에, 용융 압출 장치 등에 의해 용융된 수지는 기어 펌프로 계량되고, 다이에 연속적으로 보내진다. 다이는 그 내부에서의 용융 수지의 체류가 적은 설계이면 되고, 플랫 다이법에서는, 일반적으로 사용되는 매니폴드 다이, 코트 행어 다이, 피쉬테일 다이 중 어느 타입이어도 된다. 다이로부터 시트상으로 압출된 용융 수지를 드럼 등의 냉각 매체 위에서 냉각 고화하여, 필름을 얻을 수 있다. 플랫 다이법에 의한 용융 제막에서는 압출 온도, 인취시의 인취 속도 및 다이의 립 간극을 조정함으로써, 소정의 필름 두께를 얻을 수 있다.
본 발명의 연신 방법의 대상이 되는 필름의 두께는 목적에 따라 적절히 선택되는데, 일반적으로는 세로 연신 전(길이 방향으로 연신하기 전)의 필름 두께가 10 ㎛ 이상 3000 ㎛ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300 ㎛ 이상 3000 ㎛ 이하이다. 필름 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 세로 연신했을 때에 파단이 발생하기 쉬워지는 등 수율을 악화시키는 경우가 있고, 3000 ㎛를 초과하는 경우에는 투명성이 저하되거나 부재로서의 두께가 너무 두꺼워진다. 또한, 300 ㎛ 미만인 필름에서는, 세로 연신 조건이나 열가소성 수지 조성에 따라서도 다르지만, 세로 연신시에 가해지는 장력과 필름 엣지 근방의 필름 폭 수축에 의해 필름 길이 방향의 주름이 보다 현저하게 발생하기 쉬워진다. 단, 2000 ㎛를 초과하는 필름에서는 필름 길이 방향의 주름이 거의 발생하지 않기 때문에, 특허문헌 4와 같이 종래 기술에 의한 세로 연신도 가능하다.
세로 연신 전의 필름의 임의의 방향에 있어서의 두께 불균일은 필름 두께의 2.5％ 이하인 것이 바람직하고, 예를 들어 필름 두께가 1500 ㎛인 경우에는, 두께 불균일이 필름 길이 방향 및 폭 방향 모두 37.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이는 두께 불균일의 형상·개소에 따라서는, 세로 연신을 행했을 때에 두께가 얇은 개소가 국소적으로 세로 연신됨으로써 길이 방향의 주름이 발생하기 쉬워지기 때문이다.
다음으로 본 발명에 대해서 도 1 및 도 2를 사용해서 설명한다. 도 1은 필름의 세로 연신 방법에 있어서의 롤 연신 장치 (1)의 개략 단면도이다. 롤 연신 장치 (1)은, 필름 (2)의 진행 방향(길이 방향)의 상류측으로부터 순서대로 저속 롤 (3)과 고속 롤 (3')을 배치하고, 각각의 롤 (3, 3')에는 필름 (2)를 닙핑하기 위한 닙 롤 (4, 4')을 갖고, 롤 (3, 3')사이와 필름 (2)의 상측 및 하측에 집광식 히터 및 그의 하우징 (5, 5')이 배치된다. 도 2는 롤 사이 연신부의 확대 개략 단면도이다. 롤 사이 연신부에 있어서의 필름 (2) 상측의 집광식 히터로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향의 조사 길이 (6)은, 상측 집광식 히터의 초점 (7) 및 상측 집광식 히터의 하우징 (5)의 하단부에서부터 필름 (2)의 연신 개시 전의 상측 표면까지의 거리 (8)에 의해 정해진다. 이들은 초점 (7)을 정점으로 하고, 조사 길이 (6) 및 하우징 하단부의 조사 폭 (9)를 저변으로 한 2개의 삼각형의 상사 관계에 있기 때문에, 조사 길이 (6)은 [조사 길이 (6)]=[조사 폭 (9)]×(1-[거리 (8)]/ [하우징 (5) 하단부에서부터의 초점 (7)까지의 거리])의 관계에 의해 구해진다. 마찬가지로, 필름 (2) 하측의 집광식 히터로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향의 조사 길이 (6')은, 하측 집광식 히터의 초점 (7'), 및 하측 집광식 히터의 하우징 (5')의 상단부에서부터 필름 (2)의 연신 개시 전의 하측 표면까지의 거리 (8')에 의해 정해진다. 이들은 초점 (7')을 정점으로 하고, 조사 길이 (6') 및 하우징 상단부의 조사 폭 (9')을 저변으로 한 2개의 삼각형의 상사 관계에 있기 때문에, 조사 길이 (6')은 [조사 길이 (6')]=[조사 폭 (9')]×(1- [거리 (8')]/[하우징 (5') 상단부에서부터의 초점 (7')까지의 거리])의 관계에 의해 구해진다. 또한, 조사 길이 (6, 6')의 부분은 필름 위에서 중첩되는 부분이 있다. 이 경우의 "중첩되는 부분"은, 상측 집광식 히터에 의한 필름의 한쪽면에의 조사광을 그대로 다른쪽의 면에 투영했을 때에, 하측 집광식 히터에 의한 조사광과 중첩되는 부분을 말한다.
각 집광식 히터의 초점 (7, 7')은, 필름을 사이에 두고 반대측의 집광식 히터의 하우징 내에 들어가지 않도록 설정하는 것이 바람직하다. 집광식 히터의 하우징 내에 초점이 있을 경우, 하우징 내부의 적외선 히터 본체 및 그의 전장 기기 등이 국소적으로 고온이 되고, 내열 온도를 초과함으로써 수명 저하나 고장을 초래하기 때문이다. 또한, 초점은 특별히 이유가 없는 한, 집광식 히터의 필름 길이 방향의 중심 위치의 연장 위에 설정함으로써, 주위로의 적외선의 산란을 최소한으로 억제할 수 있다.
구금 부재로부터 용융 압출되어 냉각 드럼 등으로 냉각 고화된 필름은, 우선 예비 가열 롤이나 열풍, 적외선 히터 등에 있어서 세로 연신 전에 예비 가열된 후, 주위 속도차나 장력차가 부여된 저속 롤과 고속 롤 사이에서, 필름 상측 및 하측으로부터 집광식 히터에 의한 적외선이 조사되면서 세로 연신된다. 또한, 롤 위에서의 필름 미끄럼을 방지하기 위해, 도 1에 도시한 바와 같이 저속 롤 (3)과 고속 롤 (3')에 대하여 닙 롤 (4, 4')을 닙핑하는 등을 하여 텐션 차단을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 세로 연신 공정은 하나의 구간으로 한정되지 않으며, 예를 들어 저속 롤과 고속 롤 사이에 중간 속도의 롤을 설치해서 주위 속도 차를 생기게 함으로써, 다단 연신으로 할 수도 있다.
본 발명에서 얻어지는 필름을 광학 용도에 적용하는 경우에는 무결점성이 요구되지만, 실제 연신 과정이 발생하고 있을 때에 롤에 접촉하고 있으면 필름 표면에 흠집을 발생시키기 때문에, 실제 연신 과정은 비접촉의 롤 사이에서 유리 전이 온도 이상으로 가열하여 연신을 일으키도록 한다. 그 때문에, 예비 가열 온도는 필름을 구성하는 열가소성 수지의 유리 전이 온도 이하로 한다. 단, 너무 낮은 온도에서는 효율적인 예비 가열이 불가능하기 때문에, 어느 정도는 높은 온도로 해야 한다. 또한, 유리 전이 온도 이하여도 필름 표면이 저속 롤에 점착되어, 필름이 롤로부터 박리되었을 때에 미소한 흠집을 발생시키는 경우가 있다. 이로 인해, 예비 가열 온도는, 바람직하게는 [필름의 유리 전이 온도-20]℃ 이상 [필름의 유리 전이 온도]℃ 이하의 범위이며, 더욱 바람직하게는 [필름의 유리 전이 온도-15]℃ 이상 [필름의 유리 전이 온도-5]℃ 이하의 범위이다.
이와 같이 해서 세로 연신된 필름은, 냉각된 고속 롤 군에 의해 반송되거나, 냉각 오븐을 통과함으로써, 유리 전이 온도 이하로 냉각된다. 이 냉각될 때, 필름이 유리 전이 온도보다 높은 상태로 반송되면, 필름이 고속 롤 위에서 세로 연신되기 때문에 흠집이 발생하거나, 필름이 냉각 오븐에서 세로 연신됨으로써 두께 불균일을 일으키기 때문에, 가능한 한 급속하게 냉각하는 것이 바람직하다.
롤의 재질은 스테인리스나 철제 및 그들에 도금 처리한 금속제 롤, 금속제의 심금(芯金)에 고무를 피복한 고무 롤, 금속제의 심금에 세라믹을 피복한 세라믹 롤 등이 적절하게 사용된다. 또한 가열을 위해 심금을 중공으로 하여 내부에 가열된 스팀이나 열수 또는 열매를 통과시켜 가열하는 방법, 또는 내부에 전열선을 설치해서 가열하는 방법 또는 전자파에 의한 유도 가열로 가열하는 방법 등도 적합하다.
본 발명의 연신 방법에서 사용하는 집광식 히터는, 집광이나 단열을 목적으로 한 금속 등을 포함하는 하우징의 내부에 적외선 히터를 갖고, 상기 적외선 히터의 파장은 단파장 내지 중파장(0.8 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하)의 범위로 필름을 구성하는 열가소성 수지의 흡수 효율이나 필요 열량에 따라 적절히 선택된다. 광은 그의 진동수(파장의 역수)에 따른 에너지를 갖고 있기 때문에, 파장이 짧을수록 보다 높은 에너지를 갖는다. 그로 인해, 열가소성 수지의 흡수 효율이 상기 파장 0.8 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하의 범위에서 크게 변하지 않는다면, 단파장(0.8 ㎛ 이상 2.0 ㎛ 이하)을 선택함으로써, 보다 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있다.
적외선 히터의 총출력은, 필름을 구성하는 열가소성 수지의 적외선 파장의 흡수 효율이나 예비 가열 온도, 연신 배율 등의 연신 조건에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 파장 1.1 ㎛의 적외선 히터(하이베크사 제조)를 필름 상측 및 하측의 집광식 히터 하우징 내에 설치하고, 열가소성 수지를 연신하기 위해서 필요한 적외선 히터의 총 전력량은, 열가소성 수지의 단위 중량(1kg)당 10W·h/kg 이상 23W·h/kg 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 12W·h/kg 이상 21W·h/kg 이하이다. 적외선 히터의 총 전력량이 10W·h/kg 미만인 경우, 예비 가열 온도를 열가소성 수지의 유리 전이 온도 이상으로 설정하지 않으면, 연신에 필요한 열량이 부족하기 때문에, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 발생한다. 23W·h/kg보다 높은 경우, 연신은 가능하여도 실질적으로 분자 배향에 대한 변화를 수반하지 않는, 소위 슈퍼드로우의 상태에 가깝기 때문에, 필요로 하는 물성을 얻을 수 없다.
필름 상측 및 하측의 적외선 히터의 각 출력은, 롤 연신 장치의 구성이나 제막 조건 등에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은, 실리콘 고무를 피복한 닙 롤을 구비한 한 쌍의 금속제 롤을 포함하는 롤 연신 장치를 사용한 경우, 필름 하측의 필름면은 롤 사이 연신부 직전의 저속 롤에 의해 가열되어 있기 때문에, 필름 상측의 적외선 히터의 출력이 필름 하측의 적외선 히터의 출력보다 높은 것이 바람직하다. 필름 양면으로부터 받는 열량이 보다 동등해짐으로써 균일한 연신이 가능하여, 두께 불균일을 보다 작게 할 수 있다. 또한, 롤에 의한 표면 형상의 전사 흠집은 특히 닙 롤에 의해 발생하기 쉽기 때문에 필름 하측의 적외선 히터로부터의 필름 투과광에 의한 닙 롤의 가열을 억제하기 위해, 필름 상측 및 하측의 적외선 히터의 각 출력은, 닙 롤이 있는 필름 상측의 적외선 히터의 출력이 필름 하측의 적외선 히터의 출력의 1.2배 이상 3.0배 이하인 것이 바람직하다. 필름 상측 및 하측의 적외선 히터의 출력비가 3.0배보다 큰 경우에는, 필름 양면으로부터 받는 열량의 차가 커져, 연신에 의한 두께 불균일이 발생하기 쉬워진다.
집광식 히터는, 롤 사이와 필름의 상측 및 하측의 필름 폭 방향으로 배치되고, 필름 길이 방향의 설치 위치는 세로 연신 공정에 따라 적절히 선택되는데, 실제 연신 개시 위치를 롤 사이로 하기 위해, 집광식 히터는 롤 사이의 중심 근방의 위치가 바람직하다. 또한, 연신 개시 위치를 안정시키기 위해 필름 상측 및 하측의 집광식 히터의 필름 길이 방향의 중심 위치를 정렬시키는 것이 바람직하다.
또한, 필름 상측의 집광식 히터의 하우징 하단부에서부터 필름면까지의 거리를 A, 필름 하측의 집광식 히터의 하우징 상단부에서부터 필름면까지의 거리를 B라 했을 때에, A 및 B가 각각 10mm 이상 30mm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 A와 B가 10mm 이상 30mm 이하이면서 동등한 것이다. 거리 A 및 B가 10mm보다도 좁은 경우에는, 필름 길이 방향으로 주름이나 굴곡이 발생했을 때에 하우징과 필름이 접촉하기 쉬워져 필름 흠집을 일으키거나, 접촉이 큰 경우에는 필름을 파단시킨다. 반대로, 거리 A 및 B가 30mm보다도 떨어져 있는 경우에는, 주위로의 적외선의 누설에 의한 주변 롤이나 부재의 가열에 의해, 롤에 필름이 점착하거나 열전사함으로써 필름 흠집을 일으킨다. 또한, 거리 A와 B가 동등함으로써, 필름 상측과 하측으로부터의 적외선에 의한 필름 가열이 균일해져, 연신 개시 위치를 보다 안정시킬 수 있다.
또한, 집광식 히터 하우징 내의 적외선 히터의 배면 및/또는 측면에 적외선의 반사판을 설치하여, 반사광이 초점에 집광할 수 있는 것이 바람직하다. 초점은, 광원으로부터 반사판에 대하여 입사각과 반사각이 동등하게 반사한 교점에서 생긴다. 반사판은, 상기 적외선 히터의 반사광을 집광시킬 뿐만 아니라, 필름에 대하여 반대측에 설치한 적외선 히터로부터의 적외선 투과광도 상기 하우징 내에서 재반사시켜 필름의 가열에 기여할 수 있기 때문에, 주위로의 적외선의 누설에 의한 악영향, 특히 저속 롤이나 닙 롤의 가열에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집의 발생을 방지할 수 있으며, 종래의 필름면의 한쪽 측에만(주로 상측에) 설치하였던 상태보다 적외선의 손실이 적기 때문에, 보다 적은 에너지로 효율적으로 필름을 가열하는 것이 가능해진다. 바꾸어 말하면, 히터 출력에 여력이 가능하므로, 종래보다 고속의 세로 연신에 대응할 수 있어, 생산성을 높일 수 있다.
본 발명에서 말하는 집광식 히터는, 집광이나 단열을 목적으로 한 금속 등을 포함하는 하우징의 내부에 적외선 히터를 갖고, 상기 적외선 히터로부터 확산되는 적외선(이하, 확산광이라고도 함)의 일부 또는 전부를 집속할 수 있고, 보다 바람직하게는 확산광의 일부만을 집속할 수 있는 것이다. 예를 들어, 상기 하우징 내에 설치한 반사판에 의해 적외선의 반사광만을 집속시킨 상태, 즉 적외선의 확산광과 집속광이 혼재한 상태가 보다 바람직하다. 확산광에 의해 롤 사이에서도 필름을 예비 가열하는 것이 가능해져, 집속광에 의해 필름이 가열되는 범위에 있어서의 연신 개시 위치를 보다 안정시킬 수 있다.
필름 상측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향의 조사 길이를 a, 필름 하측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향의 조사 길이를 b라 했을 때에, 조사 길이 a의 부분과 b의 부분이 중첩되는 부분이 단위 면적당 에너지 밀도가 가장 높기 때문에, 상기 부분이 필름의 연신 개시 위치가 되도록 적외선 히터의 출력을 선택함으로써, 연신 개시 위치를 안정시킬 수 있다. 반대로 조사 길이 a의 부분과 b의 부분이 중첩되는 부분이 없는 경우, 필름의 연신 개시 위치가 안정되지 않기 때문에, 길이 방향에서 연신 불균일을 일으키고, 그 결과 두께 불균일이 커지기 때문에, 조사 길이 a의 부분과 b의 부분은 중첩되는 부분을 가질 필요가 있다. 여기서, 조사 길이 a의 부분과 b의 부분이 중첩되는 부분을 갖는다는 것은, 필름 상측의 집광식 히터에 의한 필름의 한쪽 면에의 조사광을 그대로 필름의 다른쪽의 면에 투영했을 때에 필름 하측의 집광식 히터에 의한 조사광과 중첩되는 부분이 존재하는 것을 말한다.
조사 길이 a의 부분과 b의 부분은, 중첩을 갖는 것이면, 조사 길이 a와 b의 각각의 중심 위치가 길이 방향에서 상이해도 관계없다. 조사 길이 a의 부분과 b의 부분이 중첩이 되는 부분을 갖는다는 것은, a의 부분과 b의 부분이 어긋나 일부 중첩되어 있는 경우, a(또는 b)의 부분이 b(또는 a)의 부분에 포함되어 있는 경우를 말한다. 바람직하게는, 필름 상측 및 하측의 집광식 히터의 길이 방향의 중심 위치가 정렬되며, 초점을 집광식 히터의 중심 위치의 연장 상에 설정한 경우, 조사 길이 a의 부분과 b 부분의 각각의 중심 위치가 길이 방향으로부터 일치하고, 길이 a의 부분과 b의 부분이 동등한 경우가 가장 바람직하다.
또한, 조사 길이 a와 b는 각각 10mm 이상 40mm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 각각 25mm 이상 40mm 이하이고, 가장 연신 개시점이 안정적인 것은 30mm 이상 40mm 이하이다. 종래, 10mm 미만의 좁은 조사 길이쪽이 보다 필름의 연신 개시 위치가 안정된다고 여겨져 왔지만, 세로 연신 조건이나 필름을 구성하는 열가소성 수지에 따라서도 다르지만, 일반적으로 세로 연신 전의 필름 두께가 2000 ㎛보다도 얇아지면, 세로 연신시에 가해지는 장력과 필름 엣지 근방의 필름 폭 수축에 의해 필름 길이 방향의 주름이나 굴곡이 발생하기 쉬워지고, 주름이나 굴곡에 의해 필름 위의 조사 길이가 안정되지 않아 연신 개시 위치가 안정되지 않게 된다. 필름의 주름이나 굴곡이 발생하는 상태에서도, 보다 연신 개시 위치가 안정되는 것은, 조사 길이가 25mm 이상 40mm 이하인 경우이다. 조사 길이가 40mm보다도 넓어지면, 조사 길이 중에서 연신 개시 위치가 움직여서 불안정해지기 때문에, 연신 불균일을 일으켜, 필름의 두께 불균일이 된다.
집광식 히터의 필름 길이 방향의 하우징 폭은 적외선 히터의 최대 출력에 따라 적절히 선택된다. 필름 상측 및 하측의 하우징 폭이 상이한 경우, 필름 상측의 롤이나 주변 부재가 적외선에 의해 가열되는 것을 억제하기 위해서는, 필름 상측에의 적외선의 누설을 없애도록, 상측 하우징 폭이 하측 하우징 폭보다도 넓은 것이 바람직하고, 반대로 필름 하측의 롤이나 부재가 적외선에 의해 가열되는 것을 억제하기 위해서는 하측 하우징 폭이 상측 하우징 폭보다도 넓은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 필름 상측 및 하측의 하우징 폭이 동일한 것으로, 보다 적외선의 누설을 적게 할 수 있다.
또한, 집광식 히터의 하우징 부분은 내부에 냉각된 공기나 물을 통과시켜 냉각할 수 있는 구조가 바람직하다. 하우징 내부의 적외선 히터 및 그의 전장 기기의 내열 온도를 초과함에 따른 수명 저하나 고장을 방지하며, 하우징 자체가 가열원이 되어, 주변 롤이나 부재를 가온시키는 것을 방지한다.
본 발명에 있어서, 세로 연신의 배율은 목적에 따라 적절히 선택되지만, 일반적으로 인성이나 가요성의 향상을 목적으로 해서는 1.2배 이상, 강도나 위상차 발현의 목적으로는 1.5배 내지 4배의 범위가 선택된다. 또한 롤 속도는, 목적이나 설비의 크기, 사용하는 열가소성 수지의 종류 등에서 적절하게 선택되는데, 일반적으로 연신 전의 반송 속도로 1 내지 50m/분이다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 무엇보다 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다. 각 실시예의 기술에 앞서서 실시예에서 채용한 각종 물성의 측정 방법을 기재한다.
(1) 유리 전이 온도(Tg)
시료(필름)를 약 5mg 칭량하고, 시차 주사 열량계(세이꼬 덴시 고교사 제조 RDC220형)를 사용하여, 질소 분위기하에서 25℃부터 200℃의 범위에서 20℃/분의 승온 속도로 측정하고, 1st Run의 측정 결과에 기초하여 결정하였다. 유리 전이 온도의 구하는 방법은, JIS-K-7121(1987)의 9.3항의 중간점 유리 전이 온도의 구하는 방법에 따라, 측정 차트의 각 베이스 라인의 연장한 직선으로부터 종축 방향으로 등거리에 있는 직선과 유리 전이의 계단상 변화 부분의 곡선이 교차하는 점의 온도로 하였다. 또한, 복수의 계단상 변화 부분이 있는 경우에는, 측정 범위 내에서 낮은 값을 채용한다.
(2) 필름의 평균 두께
디지털 마이크로미터 MDC-25MJ(미쯔도요(Mitsutoyo) 제조)를 사용하여, 필름 엣지부의 영향을 배제하기 위해 필름 폭 방향의 양단 100mm씩 제외한 폭 방향의 범위에서, 세로 연신 전 또는 세로 연신 후의 필름의 폭 방향 10점의 두께를 측정하고, 그의 평균값을 [필름의 평균 두께]로 했다(소수점 이하는 반올림).
(3) 필름의 두께 불균일
세로 연신 전 또는 세로 연신 후의 필름을 길이 방향 및 폭 방향에 대해서 각각 50mm의 폭으로 잘라내고, 안리쓰 가부시끼가이샤 제조 "필름 시넥스"로 측정압 0.15g의 하중으로 1.5m/분의 속도로 주행시키면서 두께를 연속적으로 측정하고, 길이 방향은 길이 1m의 범위에서, 폭 방향은 양단 100mm를 제외한 폭 방향의 범위에서, 그 두께 차트의 [최대값과 최소값의 차]를 구하고, [최대값과 최소값의 차]를 상기 [필름의 평균 두께]로 나눔으로써, 두께 불균일 R(％)을 길이 방향과 폭 방향으로 구하였다.
세로 연신 후의 두께 불균일이 길이 방향 및 폭 방향 모두 2.4％ 이하인 경우, 두께 불균일: 양호라고 판단하였다.
(4) 평균 표면 조도
필름에 닙 롤 등의 롤 표면 형상의 열전사가 일어나면, 필름 표면 조도가 변화하기 때문에, 3차원 표면 조도계(고사까 겡뀨쇼제, ET4000AK)를 사용하고, 다음 조건으로 촉침법에 의해 측정을 행하였다. 표면 조도는, 조도 곡면의 높이와 조도 곡면의 중심면의 높이의 차를 취하고, 그 절대값의 평균값을 나타낸 것이다. 또한, 본 발명에 있어서의 표면 조도 SRa는 필름 양면의 표면 조도의 평균값으로 하였다.
바늘 직경 2(㎛R)
침압 10 (mg)
측정 길이 500(㎛)
세로 배율 20000(배)
컷오프(CUT OFF) 250(㎛)
측정 속도 100(㎛/s)
측정 간격 5(㎛)
기록 개수 80개
히스테리시스 폭 ±6.25(nm)
기준 면적 0.1(mm2)
실질적으로 첨가 입자를 포함하지 않는 열가소성 수지의 경우, 이 SRa가 4.0nm 이상이 되면 강력한 광원인 비디오 라이트(LPL사 제조 "VL-G301")를 사용하여, 필름을 암실 내에서 육안으로 관찰하면 롤의 표면 형상 전사를 시인할 수 있다. SRa가 4.0nm 이상이면 표면 형상 전사: 불량이라고 판단하였다.
(5) 필름의 흠집의 측정
세로 연신 후의 필름을 암실 내에서, 강력한 광원인 비디오 라이트(LPL사 제조 "VL-G301")를 사용해서 길이 방향으로 10m 육안으로 관찰해서 흠집을 검출하고, 롤 기인으로 발생하는 흠집에는 주기 피치가 있는 것을 기초로 하여, 저속 롤, 즉 예비 가열 롤에서 발생하는 흠집이 무슨 계열이 있는지를 카운트하였다. 흠집이 없는 것이 합격이고, 흠집이 1계열 이상 있는 것은 불합격이다.
(실시예 1)
열가소성 수지로서, 중합 촉매 잔사 등에 기초하는 내부 입자 및 불활성 입자를 가능한 한 포함하지 않는 극한 점도 0.65dl/g, Tg 80℃의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 펠릿을 사용하였다. 충분히 진공 건조한 후, 첨가 입자를 넣지 않고 단일 원료로 1축 압출기를 사용해서 285℃에서 압출하여, 기어 펌프에 의해 토출량을 일정하게 한 후, 폭 1000mm의 플랫 다이로부터 시트상으로 토출시켜, 평균 두께 1500 ㎛, 밀도 1.34g/cm3, 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일: 2.4 내지 2.5％의 필름을 얻었다. 계속해서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 φ250mm의 실리콘 고무(고무 경도 60도)를 피복한 닙 롤을 구비한 φ250mm의 금속제 롤을 포함하는 한 쌍의 롤 사이에 파장 1.1 ㎛의 적외선 히터(600V, 24kW/m) 및 적외선의 반사판을 구비한 집광식 히터(하이베크사 제조 "근적외선 라인 히터: HYL-1000")를 필름의 상측 및 하측에 필름 길이 방향의 중심 위치를 정렬시켜서 배치하고, 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이 a 및 b가 모두 30mm이면서 30mm 중첩하고, 집광식 히터 하우징과 필름면까지의 거리 A 및 B가 20mm가 되도록 조정한 롤 연신 장치를 사용하였다. 상기 필름을 연신 전의 반송 속도 10m/분으로, φ250mm의 금속제 롤 10개를 포함하는 롤 군에 있어서 롤 온도 70℃에서 예비 가열한 후에, 본 발명에 따른 필름의 상측 및 하측의 집광식 히터에 총 전력 20kW(상측 13kW, 하측 7kW)를 가하면서 길이 방향으로 3.0배로 세로 연신한 후에, φ250mm의 금속제 롤 5개를 포함하는 롤 군에 있어서, 롤 온도 25℃에서 냉각함으로써, 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이와 같이 하여 얻어진 세로 연신 필름의 평균 두께, 두께 불균일, 평균 표면 조도, 예비 가열 롤 흠집을 각각 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 두께 불균일은 길이 방향 및 폭 방향 모두 2.4％ 이하로 연신 전에 비하여 양호화되어, 평균 표면 조도는 4nm 이하로 롤의 표면 형상 전사가 없으며, 예비 가열 롤에 의한 흠집이 없는 필름을 얻을 수 있었다.
(비교예 1)
집광식 히터를 필름 상측의 한쪽 측에만 설치하고, 예비 가열 롤 온도가 80℃, 적외선 히터의 총 전력이 15kW인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 연신에 필요한 열량을 예비 가열로 보충함으로써, 예비 가열 롤 위에서의 필름 점착에 의한 예비 가열 롤 흠집이 발생하였다.
(비교예 2)
집광식 히터를 필름 상측의 한쪽 측에만 설치하고, 적외선 히터의 총 전력이 24kW인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 연신에 필요한 열량을 적외선 히터로 보충하면서, 필름 하측에 집광식 히터가 없어 주위로의 적외선의 누설이 증가하여, 주변 롤이나 부재를 가온한 결과, 예비 가열 롤에 의한 점착 흠집이나, 닙 롤의 표면 형상의 전사 흠집이 발생하였다.
(비교예 3)
필름 상측 및 하측의 적외선 히터가 적외선의 반사판이나 초점을 설치하지 않는 적외선 히터의 확산광 뿐이고, 예비 가열 롤 온도가 80℃, 적외선 히터의 총 전력이 20kW(상측 13kW, 하측 7kW)인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 연신 개시 위치가 정해지지 않아 두께 불균일이 연신 전보다도 악화되었다. 또한, 연신에 필요한 열량을 예비 가열로 보충함으로써, 예비 가열 롤 위에서의 필름 점착에 의한 예비 가열 롤 흠집이 발생하였다. 또한, 주위로의 적외선의 누설이 증가하여, 주변 롤이나 부재를 가온한 결과, 닙 롤에 의한 표면 형상의 전사 흠집이 발생하였다.
(비교예 4)
필름 상측 및 하측의 적외선 히터가 적외선의 반사판이나 초점을 설치하지 않는 적외선 히터의 확산광 뿐이며, 적외선 히터의 총 전력이 25kW(상측 17kW, 하측 8kW)인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 비교예 3과 마찬가지로, 연신 개시 위치가 정해지지 않아 두께 불균일이 연신 전보다도 악화되었다. 또한, 연신에 필요한 열량을 적외선 히터로 보충함으로써, 주위로의 적외선의 누설이 증가하여, 주변 롤이나 부재를 가온한 결과, 예비 가열 롤에 의한 점착 흠집이나, 닙 롤의 표면 형상의 전사 흠집이 발생하였다.
(비교예 5)
조사 길이 a의 부분 및 b의 부분이 필름 위에서 중첩되지 않도록, 필름 상측 및 하측의 집광식 히터 및 그의 하우징의 필름 길이 방향의 중심 위치를 20mm 어긋나게 배치하고, 적외선 히터의 총 전력이 25kW(상측 17kW, 하측 8kW)인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 연신 개시 위치가 가열 길이 내에서 정해지지 않아 두께 불균일이 연신 전보다도 악화되었다. 또한, 하우징의 중심 위치가 어긋남으로써, 주위로의 적외선의 누설이 증가하고, 주변 롤이나 부재를 가온한 결과, 예비 가열 롤에 의한 점착 흠집이 발생하였다.
(실시예 2)
연신 전의 평균 두께가 300 ㎛, 연신 전의 반송 속도가 50m/분, 예비 가열 롤 온도가 75℃인 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 3)
연신 전의 평균 두께가 3000 ㎛, 연신 전의 반송 속도가 5m/분, 예비 가열 롤 온도가 65℃인 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 4 내지 17)
조사 길이 a 및 b가 10 내지 40mm, a의 부분 및 b의 부분의 중첩이 10 내지 40mm인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 두께 불균일은 길이 방향 및 폭 방향 모두 실시예 1에 비해 악화되었지만, 연신 전에 비하여 양호화되어 있고, 특히 조사 길이 a 및 b가 25 내지 40mm인 실시예 12, 13, 16, 17에서는 두께 불균일이 2.0％ 이하로 보다 양호화되었다. 또한, 조사 길이 a의 부분 및 b의 부분의 중첩이 동일한 조건인 경우, a의 부분 및 b의 부분이 동등한 조건인 것이 두께 불균일이 보다 양호화되었다.
(비교예 6 내지 16)
조사 길이 a 및 b가 5 내지 45mm, a의 부분 및 b의 부분의 중첩이 5 내지 40mm인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 필름면 위에서의 가열 길이 중에서의 연신 개시 위치가 안정되지 않아, 두께 불균일이 연신 전에 비해서 악화되었다.
(실시예 18 내지 25)
거리 A 및 B가 10 내지 35mm인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 실시예 18 이외에는 평균 표면 조도가 실시예 1에 비해 악화되어 있고, 특히 거리 A 또는 B가 35mm인 실시예 20, 23 내지 25에서는 평균 표면 조도가 3nm를 초과했지만, 육안 검사에 의한 롤 표면 형상의 전사 흠집은 없어, 두께 불균일이 우수한 필름을 얻을 수 있었다. 또한, 거리 A 및 B가 동등한 조건인 것이 두께 불균일이 보다 양호화되고, 평균 표면 조도도 작았다.
(실시예 26 내지 27)
적외선 히터의 총 전력이 15 내지 25kW(상측 10 내지 17kW, 하측 5 내지 8kW)인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 두께 불균일 또는 평균 표면 조도가 실시예 1에 비해 악화되었지만, 두께 불균일은 연신 전에 비하여 양호화되어 있으며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 28)
필름 상측 및 하측의 적외선 히터의 전력이 상측 11kW, 하측 9kW인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 두께 불균일 및 평균 표면 조도가 실시예 1에 비해 악화되었지만, 두께 불균일은 연신 전에 비하여 양호화되어 있으며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 29)
필름 상측 및 하측의 적외선 히터의 전력이 상측 15kW, 하측 5kW인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 두께 불균일이 실시예 1에 비해 악화되었지만, 연신 전에 비하여 두께 불균일은 양호화되어 있으며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 30 내지 32)
세로 연신 배율이 2.0 내지 4.0배인 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 33 내지 37)
연신 전의 평균 두께가 300 내지 3000 ㎛, 플랫 다이로부터의 토출량이 변화 없이 일정해지도록 연신 전의 반송 속도가 5 내지 50m/분인 것 이외에는, 실시예 14와 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일은 연신 전에 비하여 양호화되어 있으며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 38)
열가소성 수지로서 Tg 120℃, 밀도 1.34g/cm3의 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트(PEN) 펠릿을 사용하고, 연신 전의 평균 두께가 350 ㎛, 연신 전의 반송 속도가 43m/분, 예비 가열 롤 온도를 110℃, 세로 연신 배율을 3.5배로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
(실시예 39 내지 40)
열가소성 수지로서 비정질성인 환상 올레핀 공중합체(COC)(닛본 폴리플라스틱스사 제조 "TOPAS", Tg 130℃, 밀도 1.02g/cm3)나 환상 올레핀 중합체(COP)(닛본 제온사 제조 "제오노아", Tg 160℃, 밀도 1.01g/cm3)의 펠릿을 사용하고, 연신 전의 평균 두께가 200 ㎛, 연신 전의 반송 속도가 30m/분, 예비 가열 롤 온도를 125 내지 155℃, 적외선 히터의 총 전력이 7kW(상측 4kW, 하측 3kW), 세로 연신 배율을 2.0배로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 세로 연신 필름을 얻었다. 각종 조건을 표 1에, 각종 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 롤에 의한 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적은 필름을 얻을 수 있었다.
상기한 실시예, 비교예로부터 이하가 명확하다.
즉, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 열가소성 수지 필름은 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 연신 전에 비하여 양호화되어 있으며, 평균 표면 조도에 나타나는 롤에 의한 표면 형상의 전사 흠집이 없고, 또한 예비 가열 롤에 의한 점착 흠집이 없는 필름을 얻을 수 있다.
<산업상 이용가능성>
상기한 본 발명의 세로 연신 방법에 의해 얻어진 열가소성 수지 필름은, 길이 방향 및 폭 방향의 두께 불균일이 우수하며, 점착 흠집이나 전사 흠집과 같은 흠집 결점이 적고, 특히 광학 용도에 적절하게 사용할 수 있으며, 세로 연신한 필름의 표면에 접착 용이층을 설치하거나, 추가로 가로 연신을 행해서 2축 연신함으로써, 프리즘 시트, 반사 방지 필름이나 하드 코팅 필름, 광 확산판 등의 베이스 필름, 플라즈마 디스플레이의 전면판에 사용하는 근적외선 흡수 필름이나 전자파 흡수 필름의 베이스 필름, 터치 패널이나 투명 도전성 필름의 베이스 필름에 적절하게 사용할 수 있다.
1: 롤 연신 장치
2: 필름
3: 저속 롤
3': 고속 롤
4: 닙 롤
4': 닙 롤
5: 필름 상측의 집광식 히터 및 그의 하우징
5': 필름 하측의 집광식 히터 및 그의 하우징
6: 상측 집광식 히터에 의한 필름면에서의 조사 길이 a의 부분
6': 하측 집광식 히터에 의한 필름면에서의 조사 길이 b의 부분
7: 상측 집광식 히터의 초점
7': 하측 집광식 히터의 초점
8: 상측 집광식 히터의 하우징 하단부에서부터 필름면까지의 거리 A
8': 하측 집광식 히터의 하우징 상단부에서부터 필름면까지의 거리 B
9: 상측 집광식 히터의 하우징 하단부의 조사 폭
9': 하측 집광식 히터의 하우징 상단부의 조사 폭
2: 필름
3: 저속 롤
3': 고속 롤
4: 닙 롤
4': 닙 롤
5: 필름 상측의 집광식 히터 및 그의 하우징
5': 필름 하측의 집광식 히터 및 그의 하우징
6: 상측 집광식 히터에 의한 필름면에서의 조사 길이 a의 부분
6': 하측 집광식 히터에 의한 필름면에서의 조사 길이 b의 부분
7: 상측 집광식 히터의 초점
7': 하측 집광식 히터의 초점
8: 상측 집광식 히터의 하우징 하단부에서부터 필름면까지의 거리 A
8': 하측 집광식 히터의 하우징 상단부에서부터 필름면까지의 거리 B
9: 상측 집광식 히터의 하우징 하단부의 조사 폭
9': 하측 집광식 히터의 하우징 상단부의 조사 폭
Claims (10)
- 전후의 롤의 주위 속도차로 필름을 길이 방향으로 연신하는 방법이며, 상기 전후의 롤 사이에 있어서, 필름의 상측 및 필름의 하측으로부터 각각 필름에 집광식 히터에 의해 적외선을 조사하고, 필름의 상측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이를 a, 필름의 하측으로부터 조사되는 적외선의 집속광에 의한 필름면에서의 길이 방향 조사 길이를 b로 하고, a의 부분과 b의 부분이 중첩을 가지며, a, b가 모두 10mm 이상 40mm 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
- 제1항에 있어서, 필름 상측의 집광식 히터의 하우징 하단부에서부터 필름면까지의 거리를 A, 필름 하측의 집광식 히터의 하우징 상단부에서부터 필름면까지의 거리를 B로 하고, A, B가 모두 10mm 이상 30mm 이하인 필름의 연신 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 길이 a, b가 모두 25mm 이상 40mm 이하인 필름의 연신 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조사 길이 a의 부분과 b의 부분이 각각의 중심 위치가 길이 방향에서 일치하고, 길이 a의 부분과 b의 부분이 동등한 것인 필름의 연신 방법.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, A와 B가 동등한 것인 필름의 연신 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 상측의 집광식 히터의 출력이 필름 하측의 집광식 히터의 출력의 1.2배 이상 3.0배 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 길이 방향으로 연신하기 전의 필름 두께가 300 ㎛ 이상 3000 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 길이 방향의 연신 배율이 2배 이상 4배 이하인 것을 특징으로 하는 필름의 연신 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전후의 롤의 주위 속도차로 필름을 길이 방향으로 연신하기 전에 예비 가열 공정을 갖고, 상기 예비 가열에 있어서의 가열 온도가 [필름의 유리 전이 온도 -15]℃ 이상 [필름의 유리 전이 온도 -5]℃ 이하인 필름의 연신 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 필름의 연신 방법을 사용한 것을 특징으로 하는 필름의 제조 방법.
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