KR20140106396A - Casting die, diehead and method of manufacturing film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 유연 다이, 다이헤드의 제조방법, 및 필름의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible die, a method of manufacturing a die head, and a method of manufacturing a film.
광투과성을 가지는 폴리머필름(이하, 필름이라고 함)은 경량이며, 성형이 용이하기 때문에, 광학필름으로서 다방면에 이용되고 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스아실레이트 등을 이용한 셀룰로오스에스테르계 필름은, 사진 감광용 필름 외, 액정표시장치의 광학필름(편광판 보호필름이나 위상차필름 등)으로서 이용되고 있다.A light-transmitting polymer film (hereinafter referred to as a film) is lightweight and easy to mold, and thus is used in many fields as an optical film. Among them, a cellulose ester film using cellulose acylate or the like is used as an optical film (a polarizing plate protective film or a retardation film, etc.) of a liquid crystal display device in addition to a photo sensitive film.
필름의 주된 제조방법으로서 용액제막방법이 알려져 있다. 용액제막방법에서는, 유연막 형성공정과 유연막 건조공정과 박리공정과 습윤필름 건조공정이 순차 행해진다. 유연막 형성공정에서는, 유연 다이를 이용하여, 폴리머와 용제를 포함하는 폴리머 용액(이하, 도프라고 함)을 유출하고, 이동하는 지지체 상에 유연막을 형성한다. 유연막 건조공정에서는, 유연막이 자립하여 반송 가능하게 될 때까지, 유연막으로부터 용제를 증발시키거나, 유연막을 냉각하거나 한다. 박리공정에서는, 유연막 건조공정을 거친 유연막을 지지체로부터 벗겨 습윤필름으로 한다. 습윤필름 건조공정에서는, 습윤필름으로부터 용제를 증발시켜 필름으로 한다.As a main production method of a film, a solution casting method is known. In the solution film-forming method, a flexible film forming step, a flexible film drying step, a peeling step and a wet film drying step are sequentially performed. In the flexible film forming step, a polymer solution containing a polymer and a solvent (hereinafter referred to as a dope) is flowed out using a flexible die, and a flexible film is formed on the moving support. In the flexible film drying step, the solvent is evaporated from the flexible film or the flexible film is cooled until the flexible film becomes self-supporting and transportable. In the peeling step, the coarse film that has undergone the coarse film drying step is peeled from the support to form a wet film. In the wet film drying step, the solvent is evaporated from the wet film to form a film.
유연 다이는, 지지체의 이동방향으로 병설된 1쌍의 립판과, 이들 1쌍의 립판의 양측단부를 덮는 1쌍의 측판과, 1쌍의 립판 및 1쌍의 측판에 의하여 둘러싸여 이루어지는 유로를 가진다. 도프의 흐름방향과 직교하는 단면에 있어서, 유로는 슬릿형상으로 형성된다. 슬릿은, 지지체의 이동방향으로 뻗는 단변과, 지지체의 이동방향과 직교하는 방향(폭방향)으로 뻗는 장변으로 이루어지는 가늘고 긴 직사각형으로 형성된다. 립판이나 측판은, 열팽창률이 작고, 도프에 이용되는 용제에 대해서 용해성이 낮은 스테인리스로 형성된다. 스테인리스는, 예를 들면, SUS316L 등이다.The flexible die has a pair of lip plates juxtaposed in the moving direction of the support, a pair of side plates covering both side ends of the pair of lip plates, and a flow path surrounded by the pair of lip plates and the pair of side plates. In the cross section orthogonal to the flow direction of the dope, the flow path is formed in a slit shape. The slit is formed as a rectangle having a long side extending in the moving direction of the support body and a long side extending in the direction (width direction) perpendicular to the moving direction of the support body. The lip plate or the side plate is formed of stainless steel having a low coefficient of thermal expansion and low solubility with respect to a solvent used for dope. The stainless steel is, for example, SUS316L or the like.
유연 다이는, 이동하는 지지체를 향하여 유로의 출구로부터 도프를 유출한다. 이 결과, 립판의 선단부와 지지체와의 사이에는 비드가 형성된다. 유연막 형성공정에 있어서, 비드가 불안정해지면, 유연막에 두께 편차가 발생해 버린다. 이로 인하여, 비드 형성의 기점이 되는 립판의 선단부를 첨예화함으로써, 비드의 안정화를 도모하고 있다.The flexible die drains the dope from the outlet of the flow path toward the moving support. As a result, a bead is formed between the distal end of the lip plate and the support. When the beads become unstable in the process of forming a flexible film, a thickness deviation occurs in the flexible film. Thus, the bead is stabilized by sharpening the tip of the lip plate, which is the starting point of the bead formation.
그러나, SUS316L은, 비커스 경도가 Hv180 정도로 비교적 유연하기 때문에, 기계가공에 의한 선단부의 첨예화가 매우 곤란하다. 이로 인하여, 립판의 선단부에 SUS316L보다 경질인 초경질층을 설치하고, 이 초경질층에 대해서 소정의 기계가공을 함으로써, 립판의 선단부를 첨예화하고 있다. 이 초경질층으로서는, 예를 들면 일본 특허공개공보 2003-200097호에 개시되어 있는 바와 같이, 탄화텅스텐(WC)층이 알려져 있다.However, since SUS316L has relatively Vickers hardness of about Hv 180, it is very difficult to sharpen the front end portion by machining. As a result, a super hard layer harder than SUS316L is provided at the tip of the lip plate, and the super hard layer is subjected to predetermined machining to sharpen the tip of the lip plate. As a super hard layer, for example, a tungsten carbide (WC) layer is known as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-200097.
또, 립판의 선단부의 바람직한 형상은, 필름의 제조조건에 따라 바뀐다. 이로 인하여, 립판을, 유로의 입구를 이루는 립판 본체와 유로의 출구를 이루는 선단부(이하, 다이헤드라고 함)로 나누어, 립판 본체에 다이헤드를 착탈 가능하게 설치한다. 이러한 다이헤드를 선택하여 사용함으로써, 1개의 제조라인에 있어서, 다품종의 필름을 전환하여 제조하는 것이 용이해진다.The preferable shape of the tip of the lip plate is changed according to the production conditions of the film. Due to this, the lip plate is divided into a lip plate body constituting the inlet of the oil passage and a front end portion constituting the outlet of the oil passage (hereinafter referred to as a die head), and the die head is detachably provided on the lip body. By selecting and using such a die head, it becomes easy to manufacture and manufacture a variety of films in one production line.
그런데, 유연막 형성공정을 장시간 연속하여 행하면, 다이헤드에 설치된 탄화텅스텐층이 부식되어 버린다. 탄화텅스텐층의 부식은, 바인더 금속(코발트원자 등)의 용출에 기인한다. 탄화텅스텐층이 부식된 채의 상태로 유연 다이를 이용하면, 탄화텅스텐층이 벗겨지고, 이 벗겨짐에 기인하여, 필름의 표면에 줄이 생기는 고장이 발생해 버린다. 이로 인하여, 유연막 형성공정을 일정시간 행할 때 마다 유연막 형성공정을 정지하여 다이헤드를 새로운 것으로 교환해야 하며, 필름의 생산효율이 저하되어 버린다.However, when the flexible film forming process is continuously performed for a long time, the tungsten carbide layer provided on the die head is corroded. Corrosion of the tungsten carbide layer is caused by elution of the binder metal (cobalt atom, etc.). If a flexible die is used in a state in which the tungsten carbide layer is corroded, a tungsten carbide layer is peeled off and a breakdown occurs in the surface of the film due to the peeling. Therefore, every time the flexible film forming process is performed for a predetermined time, the process for forming a flexible film is stopped to replace the die head with a new one, and the production efficiency of the film is lowered.
이러한 배경으로부터, 일본 특허공개공보 2012-148442호에 개시되어 있는 바와 같이, 탄화텅스텐층보다 장수명으로서, 안정된 DLC(Diamond Like Carbon)막을 다이헤드에 형성하는 것이 행해지고 있다. 또, 액정표시장치의 대형화에 따라, 광폭의 광학필름의 수요가 급증하고 있다. 광폭의 광학필름을 제조하기 위해서는, 1쌍의 측판의 간격을 종래보다 크게 하여, 립판 본체나 다이헤드를 길게 해야 한다. 이 다이헤드를 길게 하면, DLC막 형성시에 발생하는 다이헤드의 휨량이 증대한다. 휨이 발생한 다이헤드는, 립판 본체에 장착하기 곤란해진다. 이로 인하여, 일본 특허공개공보 2012-148442호에서는, DLC막을 130℃ 이상 200℃ 이하의 가열온도로 형성함으로써, 다이헤드의 휨을 일정 범위로 억제하고 있다.From this background, a stable DLC (Diamond Like Carbon) film is formed on the die head, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H04-148442, which has a longer life than the tungsten carbide layer. In addition, as the size of a liquid crystal display device is increased, the demand for wide optical films is rapidly increasing. In order to manufacture a wide optical film, the gap between the pair of side plates must be made larger than in the prior art, and the length of the lip body and the die head must be increased. If this die head is lengthened, the amount of bending of the die head generated at the time of forming the DLC film increases. It is difficult to mount the die head with the warp to the lip board main body. Thus, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H04-148442, the DLC film is formed at a heating temperature of not less than 130 占 폚 and not more than 200 占 폚, thereby suppressing the deflection of the die head to a certain range.
그러나, DLC막을 표면에 가져 휨을 억제한 다이헤드를 유연 다이의 도프 유출구에 장착하여, 용액제막한 경우에, 제막 개시 직후에는 필름의 표면에 줄이 생기는 고장이 발생하지는 않지만, 제막을 장시간 연속하여 행하면, 줄무늬 고장이 발생하는 것을 알 수 있어, 대책이 요망되고 있었다. 이러한 줄무늬 고장은, 필름의 광폭화에 대응시킨 긴 출구형상의 유연 다이를 이용하면, 발생율이 높아진다.However, when a die head having a DLC film on its surface and suppressing warpage is attached to a dope outlet of a flexible die and a solution is formed thereon, no breakage occurs on the surface of the film immediately after the start of film formation. However, It is known that a stripe failure occurs, and a countermeasure has been demanded. Such stripe failure can be prevented by using a flexible die having a long exit shape corresponding to the widening of the film.
따라서 본 발명은, 필름의 광폭화에 대응한 유연 다이, 다이헤드 및 필름의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a flexible die, a die head, and a manufacturing method of a film corresponding to the widening of a film.
상기 줄무늬 고장의 발생 원인을 검토하였는데, DLC막이나 하지층에 미세한 크랙이 발생하고 있으며, 크랙이나 이 크랙에 기인하는 DLC막의 벗겨짐에 의하여, 줄무늬 고장이 발생하고 있다는 지견을 얻었다. 이 지견에 근거하여, 예의검토한 결과, 미세한 크랙은, DLC막을 성막할 때에, 하지층과 베이스와의 사이에서 발생하는 열팽창 변형에 기인하여 발생한다는 것이 판명되었다.The cause of the stripe failure was examined. It was found that a fine crack occurred in the DLC film or the underlayer, and a stripe failure occurred due to peeling of the DLC film due to cracking or cracking. Based on this finding, it was found that fine cracks were generated due to thermal expansion deformation occurring between the base layer and the base when the DLC film was formed.
본 발명의 지지체로 도프를 유출하는 유연 다이는, 도프 유출구에 분리 가능한 다이헤드를 가지고, 다이헤드는, 베이스와, 하지층과, DLC막과, σ1이 σ2 미만이 되는, 베이스와 하지층과의 각 선팽창 계수와, 다이헤드의 길이방향의 길이와, DLC막을 형성할 때의 가열온도와의 조합을 구비하고, 도프는 폴리머 및 용제를 포함한다. 베이스는 스테인리스제이다. 하지층은, 베이스 상에 형성되고, 초경질재료로 형성된다. DLC막은, 하지층의 위에 기상성막법에 의하여 형성된다. 여기에서, σ1은, DLC막을 형성할 때의 온도상승에 의한 베이스와 하지층의 열팽창 변형에 의하여 하지층에 작용하는 응력이며, σ2는, 하지층의 파단응력이다.The flexible die for discharging the dope with the support of the present invention has a detachable die head at the dope outlet and the die head comprises a base, a base layer, a DLC film, a base and an underlayer, The length of the die head in the longitudinal direction, and the heating temperature at the time of forming the DLC film, and the dope includes a polymer and a solvent. The base is made of stainless steel. The base layer is formed on the base and is formed of a super hard material. The DLC film is formed on the base layer by the vapor phase film formation method. Here,? 1 is the stress acting on the underlayer due to the thermal expansion deformation of the base and the underlayer due to the temperature rise at the time of forming the DLC film, and? 2 is the fracture stress of the underlayer.
베이스에 작용하는 압축력을 PB, 하지층에 작용하는 인장력을 PL, 다이헤드의 길이방향과 직교하는 단면에 있어서의 하지층의 단면적을 AL로 할 때에, 하지층에 작용하는 응력(σ1)을, σ1=(PB-PL)/AL에 의하여 구하는 것이 바람직하다.(1) acting on the ground layer when the compressive force acting on the base is PB, the tensile force acting on the ground layer is PL, and the cross sectional area of the ground layer on the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the die head is AL, It is preferable that? 1 = (PB-PL) / AL.
다이헤드는, 길이방향의 길이를 LY로 하고, 길이방향과 직교하는 단면에 있어서의 최대 길이를 LW로 할 때에 LY≥50·LW이며, 길이(LY)는 1500mm 이상이고, 하지층의 두께는 70㎛ 이상 130㎛ 이하이며, DLC막의 두께는 0.7㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 바람직하다.The length LY of the die head is 1500 mm or more when the length in the longitudinal direction is LY and the maximum length in the cross section orthogonal to the longitudinal direction is LW, 70 占 퐉 or more and 130 占 퐉 or less, and the thickness of the DLC film is preferably 0.7 占 퐉 or more and 2 占 퐉 or less.
베이스가 SUS316L, SUS329J1, SUS630 중 어느 하나로 형성되어 있고, 하지층은 탄화텅스텐으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the base is formed of any one of SUS316L, SUS329J1 and SUS630, and the base layer is formed of tungsten carbide.
하지층과 DLC막과의 경도차는 500Hv 이내인 것이 바람직하다.It is preferable that the hardness difference between the base layer and the DLC film is within 500 Hv.
DLC막의 경도는 1300Hv 이상인 것이 바람직하다.The hardness of the DLC film is preferably 1300 Hv or more.
기상성막법은, 이온화 증착, 이온플레이팅, 플라즈마 CVD 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The gas phase film formation method is preferably any one of ionization deposition, ion plating, and plasma CVD.
본 발명의 필름의 제조방법은, 유연막 형성스텝과, 유연막 건조스텝과, 박리스텝과, 습윤필름 건조스텝을 구비한다. 유연막 형성스텝은, 지지체로 유연 다이로부터 도프를 유출함으로써 도프로 이루어지는 유연막을 형성한다. 도프는, 폴리머 및 용제를 포함한다. 유연 다이는, 도프 유출구에 분리 가능한 다이헤드를 가진다. 다이헤드는, 베이스와 하지층과 DLC막을 가진다. 베이스는 스테인리스제이다. 하지층은, 베이스 상에 형성되어 있다. 하지층은 초경질재료로 형성된다. DLC막은, 하지층의 위에 기상성막법에 의하여 형성된다. 다이헤드는, σ1이 σ2 미만이 되는, 베이스와 하지층과의 각 선팽창 계수와, 다이헤드의 길이방향의 길이와, DLC막을 형성할 때의 가열온도와의 조합을 가진다. 유연막 건조스텝은, 유연막이 자립하여 반송 가능해질 때까지 유연막으로부터 용제를 증발시킨다. 박리스텝은, 유연막을 지지체로부터 박리하여 습윤필름으로 한다. 습윤필름 건조스텝은, 습윤필름으로부터 용제를 증발시켜 필름으로 한다. 여기에서, σ1은, DLC막을 형성할 때의 온도상승에 의한 베이스와 하지층의 열팽창 변형에 의하여 하지층에 작용하는 응력이며, σ2는, 하지층의 파단응력이다.The method for producing a film of the present invention comprises a flexible film forming step, a flexible film drying step, a peeling step, and a wet film drying step. The flexible film forming step forms a flexible film made of dope by discharging the dope from the flexible die with the support. The dope includes a polymer and a solvent. The flexible die has a detachable die head at the dope outlet. The die head has a base, a base layer and a DLC film. The base is made of stainless steel. The base layer is formed on the base. The underlayer is formed of a super hard material. The DLC film is formed on the base layer by the vapor phase film formation method. The die head has a combination of coefficient of linear expansion between the base and the underlayer,? 1 is less than? 2, a length in the longitudinal direction of the die head, and a heating temperature at the time of forming the DLC film. The flexible film drying step evaporates the solvent from the flexible film until the flexible film is self-supporting and transportable. In the peeling step, the flexible film is peeled from the support to form a wet film. The wet film drying step evaporates the solvent from the wet film to form a film. Here,? 1 is the stress acting on the underlayer due to the thermal expansion deformation of the base and the underlayer due to the temperature rise at the time of forming the DLC film, and? 2 is the fracture stress of the underlayer.
본 발명의 다이헤드의 제조방법은, 하지층 형성스텝(A 스텝)과, DLC막 형성스텝(B 스텝)과, 크랙방지 적합조건의 판정공정(C 스텝)을 구비하고, 다이헤드는 도프를 유출하는 유연 다이의 도프 유출구에 장착되는 가늘고 긴 기둥체이며, 도프는 폴리머 및 용제를 포함한다. A 스텝은, 스테인리스제의 베이스의 위에 하지층을 형성한다. 하지층은 초경질재료로 형성된다. B 스텝은, 하지층의 위에 기상성막법에 의하여 DLC막을 형성한다. C 스텝은, 베이스와 하지층과의 각 선팽창 계수와, 다이헤드의 길이방향의 길이와, 기상성막법에 있어서의 가열온도와의 조합을, A 스텝 전에 결정한다. C 스텝은, σ1이 σ2 미만이 되는 상술의 조합으로 결정된다. 여기에서, σ1은, B 스텝에 있어서의 베이스와 하지층의 열팽창 변형에 의하여 하지층에 작용하는 응력이며, σ2는, 하지층의 파단응력이다.A method of manufacturing a die head according to the present invention includes a step of forming a base layer (step A), a step of forming a DLC film (step B), and a step of determining a crack preventing conforming condition (step C) Elongated column body mounted to the dope outlet of the outgoing flexible die, the dope including polymer and solvent. Step A forms a base layer on the base made of stainless steel. The underlayer is formed of a super hard material. In the step B, a DLC film is formed on the base layer by a vapor deposition method. Step C determines the combination of the coefficient of linear expansion between the base and the base layer, the length in the longitudinal direction of the die head, and the heating temperature in the vapor phase film forming method before the step A is performed. The C step is determined by the above combination in which? 1 is less than? 2. Here,? 1 is the stress acting on the base layer due to the thermal expansion deformation of the base and the underlayer in the B step, and? 2 is the fracture stress of the base layer.
본 발명에 의하면, 하지층에 대해서 DLC막을 형성할 때에, 하지층이나 DLC막의 크랙의 발생이 억제되어, 크랙이 없는 DLC막으로 이루어지는 다이헤드가 얻어진다. 이러한 다이헤드를 구비한 유연 다이를 이용함으로써, 크랙에 기인하는 DLC막의 벗겨짐이 없어진다. 또, 벗겨짐에 기인하여 DLC막에 의한 저마찰 특성이 부분적으로 저하되기 때문에, 이 저하 부분의 다이헤드 출구에, 도프 고형물이 발생하여 성장하는 경우가 있지만, 벗겨짐이 없어짐으로써, 이 도프 고형물의 발생·성장이 억제된다. 따라서, 도프 고형물을 제거하기 위하여, 유연을 중단하여, 다이헤드를 세정하는 횟수를 큰폭으로 줄일 수 있어, 유연중단에 의한 제품 로스가 적어져, 연속 또한 안정적으로 필름을 제조할 수 있다. 필름의 광폭화에 대해서도, 이러한 효과는 얻을 수 있다.According to the present invention, when the DLC film is formed on the ground layer, generation of cracks in the ground layer and the DLC film is suppressed, and a die head made of a DLC film without cracks is obtained. By using the flexible die having such a die head, the peeling of the DLC film due to the crack is eliminated. In addition, since the low friction characteristic due to the DLC film is partially lowered due to the peeling, dope solids are generated and grow at the die head outlet of this lowered portion. However, since peeling is not caused, Growth is inhibited. Therefore, in order to remove the dope solids, the number of times of cleaning the die head can be greatly reduced by stopping the softening, and the product loss due to the interruption of the softening is reduced, and the film can be continuously and stably produced. This effect can be obtained also for widening of the film.
상기 목적, 이점은, 첨부하는 도면을 참조하여, 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽음으로써, 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 용액제막설비의 일례의 개요를 나타내는 측면도이다.
도 2는 유연실 내의 유연 다이, 유연드럼 등의 일례의 개요를 나타내는 사시도이다.
도 3은 유연 다이의 선단부분의 일례의 개요를 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 유연 다이의 일례의 개요를 나타내는 사시도이다.
도 5는 유연 다이의 분해 사시도이다.
도 6은 유연 다이에 설치된 유로의 일례의 개요를 나타내는 사시도이다.
도 7은 유로의 개요의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 립판 본체와 다이헤드를 가지는 립판의 일례의 개요를 나타내는 사시도이다.
도 9는 립판의 분해 사시도이다.
도 10은 다이헤드의 개요의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 11은 출구를 구성하는 립판의 선단부분의 개요를 나타내는 단면도이다.
도 12는 베이스와 하지층의 개요의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 13은 DLC막 형성장치의 일례의 개요를 나타내는 단면도이다.
도 14는 고정구에 장착된 다이헤드의 개요의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 15는 고정구 및 다이헤드의 분해 사시도이다.
도 16은 다이헤드의 제조방법을 나타내는 플로우차트이다.The above objects and advantages will be readily apparent to those skilled in the art by reading the detailed description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
1 is a side view showing an outline of an example of a solution film-forming equipment.
2 is a perspective view showing an outline of an example of a flexible die, a flexible drum, and the like in a flexible chamber.
3 is a partial cross-sectional view showing an outline of an example of the distal end portion of the flexible die.
4 is a perspective view showing an outline of an example of a flexible die.
5 is an exploded perspective view of the flexible die.
6 is a perspective view showing an outline of an example of a flow path provided in a flexible die.
7 is a cross-sectional view showing an example of the outline of the flow path.
8 is a perspective view showing an outline of an example of a lip plate having a lip plate main body and a die head.
9 is an exploded perspective view of the lip plate.
10 is a cross-sectional view showing an example of the outline of the die head.
11 is a cross-sectional view schematically showing the tip portion of the lip plate constituting the outlet.
12 is a cross-sectional view showing an example of the outline of the base and foundation layer.
13 is a cross-sectional view showing an outline of an example of a DLC film forming apparatus.
14 is a perspective view showing an example of the outline of a die head mounted on a fixture.
15 is an exploded perspective view of a fixture and a die head.
16 is a flowchart showing a manufacturing method of a die head.
(용액제막설비)(Solution deposition equipment)
용액제막설비의 일례를 나타내는 도 1에 있어서, 용액제막설비(10)는, 유연실(12)과 핀 텐터(13)와 건조실(15)과 냉각실(16)과 권취실(17)을 가진다. 유연실(12)에는, 유연 다이(21), 유연드럼(22), 감압 챔버(23), 박리롤러(24)가 설치된다.1 showing an example of a solution film-forming apparatus, the solution film-forming
도 2에 나타내는 바와 같이, 유연드럼(22)은, 수평으로 배치되는 구동축(22a)과, 구동축(22a)에 고정되는 드럼 본체(22b)를 구비한다. 구동축(22a)은 구동장치(도시하지 않음)에 접속된다. 유연드럼(22)은, 스테인리스제인 것이 바람직하고, 충분한 내부식성과 강도를 가지는 점에서, SUS316L제인 것이 보다 바람직하다.2, the
도 3에 나타내는 바와 같이, 유연 다이(21)는, 내부에 유로(29)를 가진다. 유연 다이(21)의 하부 선단부분에는, 유로(29)의 출구(29o)가 개구한다. 유연 다이(21)는, 출구(29o)가 유연드럼(22)의 둘레면(22c)과 근접하도록 배치된다. 유연 다이(21)의 상세는 후술한다. 유연드럼(22)의 회전에 의하여, 출구(29o)의 근방에서는, 둘레면(22c)이 소정의 속도로 X방향으로 이동한다. 다만, X방향은 유연드럼(22)의 회전방향을 나타내고, Y방향은 X방향과 직교하는 방향(유연막(34)의 폭방향)을 나타내며, Z방향은 X방향 및 Y방향을 포함하는 XY면과 직교하는 방향(유연 다이(21)의 높이방향)을 나타내고 있다.As shown in Fig. 3, the
유연 다이(21)의 유로(29)에는 도프(28)가 보내진다. 도프(28)는, 출구(29o)로부터 둘레면(22c)을 향하여 도프(28)를 유출한다. 출구(29o)로부터 나와 둘레면(22c)에 도달할 때까지의 도프(28)에 의하여, 비드(33)가 형성된다. 둘레면(22c)에 도달한 도프(28)는, 둘레면(22c) 상에서 X방향으로 펴지는 결과, 띠형상의 유연막(34)이 된다. 이와 같이 하여, 유연 다이(21) 및 유연드럼(22)에 의하여 유연막(34)을 형성하는 유연막 형성공정이 행해진다.A dope 28 is sent to the
감압 챔버(23)는, 유연 다이(21)보다 X방향의 상류측에 배치된다. 도시하지 않은 컨트롤러의 제어에 의하여, 감압 챔버(23)는, 비드(33)의 X방향 상류측의 기체를 흡인한다. 이 기체의 흡인에 의하여, 비드(33)의 상류측의 압력이 비드(33)의 하류측의 압력보다 낮은 상태가 된다. 감압 챔버(23)에 의하여, 둘레면(22c)의 이동에 따라 발생하고, 둘레면(22c)의 근방에서 X방향으로 흐르는 동반풍(同伴風)을 흡인할 수 있다. 따라서, 동반풍과의 충돌에 의한 비드(33)의 진동이 억제된다. 또, 흡인에 의하여 비드(33)의 길이가 짧아지고, 짧아진 분에 대응하여 비드(33)의 진동이 억제된다.The
유연드럼(22)에는 온도조절장치(32)가 접속된다. 온도조절장치(32)는, 전열매체의 온도를 조절하는 온도조절부를 내장한다. 온도조절장치(32)는, 온도조절부와 유연드럼(22) 내에 설치되는 유로와의 사이에서, 원하는 온도로 조절된 전열매체를 순환시킨다. 이 전열매체의 순환에 의하여, 유연드럼(22)의 둘레면(22c)의 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다. 또, 용액제막설비(10)에는, 유연실(12) 내의 분위기에 포함되는 용제를 응축하는 응축장치, 및 응축된 용제를 회수하는 회수장치가 설치되어 있으며, 유연실(12) 내의 분위기에 포함되는 용제의 농도가 일정한 범위로 유지되고 있다. 이와 같이 하여, 유연드럼(22)에서는, 유연막(34)으로부터 용제를 증발시키는 유연막 건조공정이 행해진다.A
박리롤러(24)는, 유연 다이(21)보다 X방향의 하류측에 배치된다. 박리롤러(24)는, 둘레면(22c) 상에 형성된 유연막(34)을 박리하여, 습윤필름(35)으로 하는 박리공정을 행한다. 습윤필름(35)은, 유연실(12)의 하류측으로 안내된다.The peeling
도 1에 나타내는 바와 같이, 유연실(12)의 하류에는, 핀 텐터(13), 건조실(15), 냉각실(16), 권취실(17)이 순서대로 배치되어 있다. 유연실(12)과 핀 텐터(13)와의 사이에는 통과부(40)를 가진다. 통과부(40)에는 지지롤러(41)가 복수 나열되어 있다. 지지롤러(41)는, 도시하지 않은 모터에 의하여 회전한다. 지지롤러(41)는, 습윤필름(35)을 지지하여, 핀 텐터(13)로 안내한다. 다만, 통과부(40)의 지지롤러(41)의 개수는 2개에 한정되지 않고, 1개 이상이면 된다. 또, 지지롤러(41)는 프리롤러여도 된다.1, a
핀 텐터(13)는, 1쌍의 환형상의 체인과 풀리와 건조풍 공급기를 가진다. 환형상의 체인은, 일정 피치로 장착된 복수의 핀을 가진다. 복수의 핀은, 습윤필름(35)의 폭방향의 양단을 관통하여 지지한다. 환형상 체인은 풀리간에 둘러 걸쳐져 순환 주행한다. 건조풍 공급기는, 핀에 의하여 지지되는 습윤필름(35)에 건조풍을 공급한다. 핀 텐터(13)의 입구에는 브러쉬가 설치된다. 브러쉬는, 습윤필름(35)의 양측부를 압압하여, 핀을 습윤필름(35)에 관통시킨다. 핀에 의하여 양측부가 지지된 습윤필름(35)은, 환형상 체인의 순환 주행에 의하여 반송된다. 이 반송 중에, 건조풍과의 접촉에 의하여, 습윤필름(35)으로부터 용제가 증발하여, 필름(45)이 된다. 이와 같이 하여, 통과부(40)로부터 핀 텐터(13)에 걸쳐, 습윤필름(35)으로부터 용제를 증발시켜 필름(45)으로 하는 습윤필름 건조공정이 행해진다.The
핀 텐터(13)와 건조실(15)과의 사이에는 사이드 슬리터(47)가 설치되어 있다. 사이드 슬리터(47)는, 핀에 의한 관통공이 남은 필름 양측부를 중앙부로부터 잘라낸다. 잘려내진 양측부는, 컷 블로워를 통하여 크러셔(모두 도시하지 않음)로 보내져 잘게 절단되어, 도프 등의 원료로서 재이용된다.A
건조실(15)은, 다수의 롤러(49)를 가진다. 필름(45)은 롤러(49)에 감겨져 반송된다. 건조실(15) 내의 분위기의 온도나 습도 등은, 도시하지 않은 공기조절기에 의하여 조절되고 있다. 건조실(15)에서는 필름(45)의 건조처리가 행해진다. 건조실(15)에는 흡착회수장치(52)가 접속된다. 흡착회수장치(52)는, 필름(45)으로부터 증발된 용제를 흡착에 의하여 회수한다.The drying chamber (15) has a plurality of rollers (49). The
냉각실(16)은, 필름(45)의 온도가 대략 실온이 될 때까지, 필름(45)을 냉각한다. 냉각실(16)과 권취실(17)과의 사이에는, 상류측으로부터 순서대로, 제전바(54), 널링부여롤러(55), 사이드 슬리터(56)가 설치된다. 제전바(54)는, 대전한 필름(45)으로부터 전기를 제거하는 제전처리를 행한다. 널링부여롤러(55)는, 필름(45)의 양측부에 권취용의 널링을 부여한다. 사이드 슬리터(56)는, 널링을 제품필름측에 남기도록 필름(45)의 양측부를 잘라낸다.The cooling
권취실(17)은 권취기(63)를 가진다. 권취기(63)는, 권심(62)에 필름(45)을 감아 롤형상으로 권취한다. 프레스 롤러(61)는, 필름(45)을 권심(62)측으로 누른다.The winding chamber (17) has a winder (63). The winder (63) winds the film (45) around the winding core (62) and winds it in a roll shape. The
도 4에 나타내는 바와 같이, 유연 다이(21)는, 스테인리스제(SUS316이나 SUS316L 등)의 1쌍의 측판(71)과, 1쌍의 립판(72)을 가진다. 1쌍의 립판(72)은 마주보고 밀착된다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 립판(72)의 밀착면에는 유로 형성면(72a)이 형성되고, 이 유로 형성면(72a)에 의하여, 도 6에 나타내는 바와 같이 유로(29)가 형성된다. 1쌍의 측판(71)은 립판(72)의 양단면(72b)을 덮도록 장착된다. 이 측판(71)에 의하여, 유로(29)의 양단이 폐쇄된다.4, the
도 6에 나타내는 바와 같이, 유로(29)는, 입구 유로(29a)와, 매니폴드(29b)와, 슬릿 유로(29c)를 가지고, 이들이 유연 다이(21)의 상부에 개구하는 입구(29i)로부터, 출구(도프 유출구)(29o)를 향하여 순차 설치된다. 입구 유로(29a)는, 입구(29i)로부터 유입된 도프(28)를 매니폴드(29b)로 보낸다. 매니폴드(29b)는, 도프(28)를 Y방향으로 확산시키면서, 도프(28)에 포함되는 폴리머 분자의 변형을 완화시킨 후, 도프(28)를 슬릿 유로(29c)로 보낸다. 슬릿 유로(29c)는, 출구(29o)를 향하여 도프(28)를 보낸다.6, the
도 7에 나타내는 바와 같이, 슬릿 유로(29c)는, 유로(29) 내의 도프(28)의 흐름방향(Z방향)과 직교하는 XY면 상의 단면에 있어서, 가늘고 긴 직사각형상으로 형성된다. 이 슬릿 유로(29c)의 단면에 있어서 1쌍의 장변은 유로 형성면(72a)으로 이루어지고, 단변은 유로 형성면(71a)으로 이루어진다.As shown in Fig. 7, the
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 립판(72)은, 스테인리스제(SUS316이나 SUS316L 등)의 립판 본체(81)와 다이헤드(82)로 분할된다. 다이헤드(82)는, XZ평면을 따르는 단면이 대략 쐐기형상인 Y방향으로 가늘고 긴 각기둥체이며, 립판 본체(81)에 장착 나사(97)에 의하여 착탈 가능하게 장착된다. 이로써, 유연 다이(21)의 출구(29o)에 다이헤드(82)가 분리 가능하게 설치되어 있다. 립판 본체(81)와 다이헤드(82)의 분할 위치는, 유로 형성면(72a) 중 슬릿 유로(29c)의 도중이다.8 and 9, the
(다이헤드)(Die head)
도 10에 나타내는 바와 같이, 다이헤드(82)는, 베이스(85)와, 하지층(92)과, DLC막(86)을 가진다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 베이스(85)는, 스테인리스제(SUS316이나 SUS316L 등)이며, XZ평면을 따르는 단면이 대략 쐐기형상인 장척의 각기둥체로 형성되어 있다. 베이스(85)는, Y방향으로 일정 간격으로 예를 들면 4개의 장착구멍(95)을 가진다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 이 장착구멍(95)에 대응하는 위치에서 립판 본체(81)에는 나사구멍(96)이 형성되어 있다. 장착구멍(95)을 통하여 나사구멍(96)에 장착 나사(97)를 장착함으로써, 립판 본체(81)에 다이헤드(82)가 착탈 가능하게 체결된다.As shown in Fig. 10, the
도 12에 나타내는 바와 같이, 하지층(92)은, 베이스(85)의 하부 선단부(85a)의 표면에 형성된다. 하지층(92)의 표면은, Z방향을 향하여 첨예하게 형성되어, 유로(29)를 형성하기 위한 유로면(92a)과, 외부에 노출되는 노출면(92b)을 가진다.12, the
하지층(92)의 형성재료는, 탄화텅스텐(WC), Al2O3, TiN, Cr2O3 등의 초경질재료를 들 수 있지만, 특히 바람직하게는 WC이다. 또, WC로서는, 바인더 금속으로서 코발트가 첨가된 WC-Co계 외, WC-Ni계, WC-TiC계, WC-TaC계 등을 들 수 있으며, 모두 본 발명에 이용할 수 있다. 하지층(92)은, 예를 들면, 용사(溶射)에 의하여 형성할 수 있다. 하지층(92)의 두께는, 예를 들면, 50㎛ 이상 200㎛ 이하의 범위 내가 바람직하고, 70㎛ 이상 130㎛ 이하가 보다 바람직하다.As the material for forming the
다만, 각 도면에 있어서, 하지층(92), DLC막(86)은 도시하는 관계상, 그 두께를 다른 부재에 비해 과장하여 그리고 있다.However, in the drawings, the
하지층(92)은, 예를 들면 이하와 같이 형성한다. 먼저, 쐐기형상의 베이스(85)의 첨예 부분에 하지층 형성 에리어를 오목하게 설치한다. 다음으로, 하지층 형성 에리어에 하지층(92)을 형성한다. 하지층(92)의 형성 후에, 이 하지층(92)을 연마 등의 기계가공에 의하여, 베이스(85)와 단차 없이 형성한다. 이와 같이 하여 하지층 형성공정이 행해진다.The
도 9 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 다이헤드(82)의 XY평면에서의 단면에 있어서의 최대 길이를 LW로 하고, Y방향에 있어서의 다이헤드(82)의 길이를 LY로 할 때, (LY/LW)의 값은 50 이상 400 이하인 것, 즉 50·LW≤LY≤400·LW인 것이 바람직하다. LY는, 1500mm 이상인 것이 바람직하고, 2000mm 이상인 것이 보다 바람직하다.9 and 12, when the maximum length of the
장착구멍(95)은, 베이스(85)를 Z방향으로 관통한다. 이 장착구멍(95)은 Y방향으로 이간하여 복수 형성된다. 이 장착구멍(95)에 대응하는 위치에서, 립판 본체(81)에는 나사구멍(96)이 형성된다. 다만, 도 12에서는, 도면의 번잡화를 피하기 위하여, DLC막(86)의 표시는 생략하고 있다.The mounting
하지층(92)의 비커스 경도(Hv)는, 베이스(85)의 비커스 경도(Hv)보다 크다. 또, 하지층(92)의 비커스 경도(Hv)는, DLC막(86)의 비커스 경도(Hv)보다 작다. 하지층(92)의 비커스 경도(Hv)는, 150Hv 이상인 것이 바람직하다. 또, DLC막(86)의 비커스 경도(Hv)는, 1000Hv 이상 2500Hv 이하인 것이 바람직하다. 또한, 후에 상세하게 설명하지만, 하지층(92)과 DLC막(86)의 비커스 경도차(후술의 Hv2-Hv1)는, 500Hv 이하인 것이 바람직하다. 비커스 경도(Hv)는, ISO14577의 인덴테이션 하드니스(Oliver&Pharr 계산방법)로부터 환산한 값이다. 다만, 이후의 설명에 있어서는, 비커스 경도를 “경도”, 비커스 경도차를 “경도차”라고 하는 경우가 있다.The Vickers hardness Hv of the
(DLC막)(DLC film)
도 10에 나타내는 바와 같이, DLC막(86)은, 베이스(85)의 표면 전체에 형성된다. 단, 본 실시형태에서는, 도 10에 나타내는 베이스(85)의 상단면(85b)이, 도 14에 나타내는 바와 같이 고정구(106)에 밀착하여 장착되기 때문에, 이 상단면(85b)에는 DLC막(86)이 형성되지 않는다. DLC막(86)은 공지의 기상성막방법에 의하여 형성된다. 처리 후의 다이헤드(82)의 휨량을 작게하기 위하여, 처리 중의 베이스(85)의 가열온도(ΔT)는 130℃ 이상 300℃ 이하인 것이 바람직하다. 이 ΔT에 대해서는 후술한다. 기상성막방법으로서는, 구체적으로는, 플라즈마 CVD, 이온플레이팅, 이온화 증착 등이 있지만, 그 중에서도 이온화 증착이 바람직하다. DLC막(86)의 두께(d)는, 예를 들면, 0.7㎛ 이상 2㎛ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 1㎛ 이상 2㎛ 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.As shown in Fig. 10, the
도 13에 나타내는 바와 같이, 이온화 증착에 의하여 DLC막을 형성하는 DLC막 형성장치(99)는, 처리실(100) 내에, 리플렉터(101)와, 필라멘트(102), 애노드(103)와, 타겟 전극(104)과, 가스도입관(105)을 가진다. 리플렉터(101)는, 예를 들면 바닥부를 가지는 원통형상으로 형성되어 있다. 애노드(103)는, 리플렉터(101)와 전기적으로 절연된 상태로 리플렉터(101) 내에 설치된다. 이들 필라멘트(102), 애노드(103), 리플렉터(101)의 3극 구조에 의하여 플라즈마원(107)이 구성된다. 리플렉터(101)에는 가스도입관(105)이 접속되어 있다. 이 가스도입관(105)으로부터 리플렉터(101) 내에 탄화수소가스 등의 반응가스(108)가 보내진다. 타겟 전극(104)에는, 고정구(106)를 통하여, 베이스(85)가 장착된다. 전원부(109)는, 리플렉터 전원(109a), 필라멘트 전원(109b), 애노드 전원(109c), 타겟 전원(109d)을 가진다. 이들 전원(109a~109d)은 접속되는 리플렉터(101), 필라멘트(102), 애노드(103), 타겟 전극(104)에 소정의 전압을 인가한다.13, a DLC
도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 스테인리스제의 고정구(106)는, 양측에 직각으로 발판(111)을 가지는 고정판(110)과, 사이즈가 예를 들면 M6(JIS; Japanese Industrial Standards, 일본공업규격)의 고정볼트(112)를 구비한다. 고정판(110)에는 나사구멍(115)이 Y방향으로 이간하여 나열되어 형성된다. 장착구멍(95)을 통하여 나사구멍(115)에 고정볼트(112)를 장착함으로써, 고정구(106)에 베이스(85)가 체결된다.As shown in Figs. 14 and 15, the
도 13에 나타내는 바와 같이, 가스도입관(105)으로부터는, 리플렉터(101)의 내부 공간에 반응가스(108)가 도입된다. 애노드(103)의 주위에는, 직류 아크 방전에 의하여, 플라즈마가 발생한다. 이 플라즈마에 의하여 반응가스(108)로부터 탄화수소이온이 생성된다. 생성된 탄화수소이온은 타겟 전극(104)을 향한다. 타겟 전극(104)에는 베이스(85)가 장착되어 있기 때문에, 베이스(85)에 탄화수소이온이 충돌하여, 베이스(85)에 DLC막(86)이 형성된다. 이와 같이 하여, DLC막 형성장치(99)에서는, 이온화 증착에 의하여, 베이스(85)에 DLC막(86)을 형성하는 DLC막 형성공정이 행해진다.As shown in FIG. 13, the
이온화 증착에 의하여, 베이스(85)는 소정의 온도까지 가열된다. 다이헤드(82)와 같이 가늘고 긴 것에 DLC막(86)을 형성하는 경우에는, 플라즈마원(107)이 다이헤드(82)의 길이에 따라, 길이방향으로 복수대 나열되어, 다이헤드(82)의 전체 길이에 대해서 이온화 증착된다. 이로 인하여 다이헤드(82)와 같이 가늘고 긴 것은, 그 길이가 길어짐에 따라, 플라즈마원(107)의 수량이 증가하고, 그러한 분만큼 전극수가 증가하기 때문에, DLC막 형성공정에 있어서의 처리온도가 높아진다.By ionization deposition, the
DLC막(86)의 경도를 조절하는 경우에는, 예를 들면 이온화 증착법에서는, 다음과 같이 한다. 먼저, 탄화수소가스를 원료로 하고, 플라즈마 등의 기화에 의하여 탄소이온 C+를 발생시킨다. 베이스(85)에 캐소드(-) 전압을 걺으로써, 탄소이온이 베이스(85)에 부딪혀 DLC막(86)이 형성된다. 이 탄소이온이 베이스(85)에 충돌하였을 때에, 베이스(85)에 발생하는 탄소이온의 충돌 에너지에 따라, DLC막(86)을 구성하는 다이아몬드막(Sp3 결합), 그래파이트막(Sp2 결합)의 혼합 비율이 바뀐다. 그리고, DLC막(86) 중에, Sp3 결합이 많을 수록 막이 단단해지고, Sp2 결합이 많을 수록 저마찰인 막이 얻어지는 경향이 된다. 이 경향을 이용하여, 베이스(85)에 거는 캐소드 전압 등을 조절함으로써, 원하는 특성의 DLC막(86)을 형성할 수 있다.When the hardness of the
이온화 증착 후에는 실온이 될 때까지 냉각된다. 이 가열 및 냉각의 과정에서, 베이스(85)에 휨이 발생해 버린다. 이로 인하여, 고정판(110)의 표면에 불소 코팅이 실시되어 있다. 베이스(85)의 형성재료(예를 들면, SUS316L)보다 저마찰성의 불소막을 고정판(110)의 표면에 형성하고, 저마찰성의 불소막을 통하여 베이스(85)를 고정한 상태로 이온화 증착을 행함으로써, 베이스(85)의 휨을 억제하면서, 베이스(85)에 DLC막(86)(도 10 참조)을 형성할 수 있다.After ionization deposition, it is cooled to room temperature. In this process of heating and cooling, the
다만, 고정볼트(112)(도 15 참조)의 체결 토크는, Y방향 중앙부로부터, Y방향 양단부를 향함에 따라 작아지는 것이 바람직하다. 예를 들면, Y방향 중앙부에 있어서의 중앙부 고정볼트(112)의 체결 토크는 10N·m이며, Y방향 단부에 있어서의 단부 고정볼트(112)의 체결 토크는, 3N·m이다. 또, 중앙부 고정볼트(112) 및 단부 고정볼트(112)의 사이에 있어서의 고정볼트(112)의 체결 토크는, 5N·m이다. 이와 같이 단부를 향할 수록 체결 토크가 작아짐으로써, 베이스(85)의 단부가 움직이기 쉬워져, 베이스(85)의 휨이나 크랙을 보다 확실히 억제하면서, 베이스(85)에 DLC막(86)(도 10 참조)을 형성할 수 있다.However, it is preferable that the fastening torque of the fastening bolt 112 (see Fig. 15) is reduced from the Y-direction center portion toward the Y-direction both end portions. For example, the tightening torque of the
베이스(85)와 하지층(92)은, 재질이 상이하기 때문에, 베이스(85)의 선팽창 계수(σ1)와 하지층(92)의 선팽창 계수(σ2)가 상이하다. 양자의 차(σ1-σ2)와, DLC막을 형성할 때의 가열온도(DLC막 형성공정에서의 처리온도-실온)(ΔT)와의 관계에 의하여, DLC막(86)을 형성할 때에, 베이스(85)의 온도상승에 따라 양자의 신장이 상이하여 열팽창 변형이 발생한다. 열팽창 변형은, 베이스(85)와 하지층(92)의 각 열팽창에 의하여 발생하는 변형이다. 이 열팽창 변형에 의하여 하지층(92)이 받는 응력(σ1)이 WC파단응력(σ2)의 예를 들면 820MPa를 넘으면, 하지층(92)이 파단되어, 하지층(92) 및 이 하지층(92) 상에 형성되는 DLC막(86)에 크랙이 발생한다. 이 크랙의 발생에 의하여, 다이헤드(82)의 득률(크랙의 발생이 없는 양호품의 제품수/제작 총수)이 저하되어 버려, 생산효율이 저하된다. 또, 종래 간과하고 있던 미소한 크랙에 의하여, 경년 사용시에 DLC막(86)의 박리가 발생하여, 용액제막 시에 필름에 줄무늬의 고장이 발생한다.Since the
이로 인하여, 도 16에 나타내는 바와 같이, 크랙방지 적합조건의 판정공정(121), 하지층 형성공정(122), DLC막 형성공정(123)을 거쳐 다이헤드(82)를 제조한다. 크랙방지 적합조건의 판정공정(121)에서는, 베이스(85)와 하지층(92)과의 각 선팽창 계수, 다이헤드(82)의 길이방향(Y방향)의 길이(LY), DLC막 형성시의 가열온도의 조합을 바꾸고, 조합마다, DLC막의 형성시의 온도상승에 의한 베이스(85)와 하지층(92)의 열팽창 변형에 의한 외력으로부터 하지층(92)에 작용하는 응력, 즉 열팽창 변형에 의하여 하지층(92)에 작용하는 σ1을 구한다. 이 응력(σ1)이, 하지층(92)의 파단응력(σ2)인 820MPa 이상이 되는 경우에는, 이 조합에서는, 크랙이 발생한다고 판정한다. 또, 구한 응력(σ1)이, 820MPa 미만인 경우에는, 크랙이 발생하지 않는다고 판정한다. 다만, 상술의 외력이란, 베이스(85)에 작용하는 압축력(PB), 하지층(92)에 작용하는 인장력(PL)에 의하여 발생하고, 각각에 대해서 길이방향의 방향으로 가하는 힘이다. 구체적으로는, PB-PL에 의하여 산출된다.Thus, as shown in FIG. 16, the
하지층(92)에 작용하는 응력(σ1)은, 베이스(85)에 작용하는 압축력을 PB, 하지층(92)에 작용하는 인장력을 PL, 다이헤드의 길이방향과 직교하는 단면(XZ평면을 따르는 단면)에 있어서의 하지층(92)의 단면적을 AL로 하였을 때에, σ1=(PB-PL)/AL에 의하여 구한다.The compressive force acting on the
베이스(85)에 작용하는 압축력(PB)은 다음과 같이 하여 구한다. 먼저, 베이스(85)의 가열온도에 따른 신장량(ΔLYB)과 베이스의 길이(LY)로부터, 변형(εB)을, εB=ΔLYB/LY로부터 구한다. 다음으로 변형(εB)에, 베이스(85)의 영률(EB)을 곱하여, 수직 응력(σB)(σB=εB·EB)을 구한다. 구한 수직 응력(σB)에 XZ평면을 따르는 단면에서의 단면적(AB)을 곱함으로써, 압축력(PB)(PB=σB·AB)을 구한다. 동일하게 하여, 하지층(92)의 인장력(PL)을 구한다. 먼저, 하지층(92)의 가열온도에 따른 신장량(ΔLYL)과 베이스의 길이(LY)로부터 변형(εL)을, σL=ΔLYL/LY로부터 구한다. 다음으로, 하지층(92)의 변형(εL)에 영률(EL)을 곱하여, 수직 응력(σL)(σL=εL·EL)을 구한다. 구한 수직 응력(σL)에 단면적(AL)을 곱함으로써, 인장력(PL)(PL=σL·AL)을 구한다. 여기에서, ΔLYB는, 베이스(85)를 상기 가열온도 하에서의 Y방향에 있어서의 길이로부터, 가열하기 전(비가열 상태, 즉 실온 하)에서의 Y방향에 있어서의 길이를 뺀 것이다. ΔLYL은, 하지층(92)을 상기 가열온도 하에서의 Y방향에 있어서의 길이로부터, 가열하기 전(비가열 상태, 즉 실온 하)에서의 Y방향에 있어서의 길이를 뺀 것이다.The compressive force PB acting on the
다만, 대상인 베이스(85)의 길이(LY)가 길어짐에 따라, 리플렉터(101)의 수량을 늘려 갈 필요가 있다. 이로 인하여, 리플렉터(101)의 수가 증가함에 따라, 전극수가 증가한다. 이 전극에 의하여 진공 플라즈마 방전을 행하기 때문에, 전극의 증가는 처리온도의 상승으로 이어진다. 이와 같이, DLC막 형성공정(123)에 있어서의 처리온도는, 베이스(85)의 길이(LY)에 따른 리플렉터(101)의 증량에 의하여 상승한다. 따라서, DLC막 형성공정(123)에 있어서의 가열온도는 미리 실험에 의하여 구하거나, 지금까지의 처리 실적 데이터에 근거하여 결정하거나 한다.However, as the length LY of the
크랙방지 적합조건의 판정은, 상기 수식에 의하여 구하는 방법 외에, 표계산 소프트웨어(예를 들면 마이크로소프트사(Microsoft Corporation)제의 엑셀 등)를 이용해도 된다. 이 경우에는, 하기 표 1과 같이, 각 란에, 사용하고자 하는 베이스(85)의 길이방향으로의 길이(LY), 베이스(85)와 하지층(92)의 선팽창 계수(α), DLC막 형성시의 가열온도(ΔT), 영률(E), 단면적(A)이나 하지층(92)의 파단응력(σ2)을 수치 입력하면, 연산 결과로서, 열팽창에 의한 신장(ε), 열팽창 시의 응력(σ), 그 때의 외력(F), 열팽창 변형에 의하여 하지층(92)에 발생하는 인장응력(σ1)의 각 란에, 연산 후의 수치가 표시된다. 얻어진 응력(σ1)과 하지층(92)의 파단응력(σ2)(=820MPa)을 비교하여, σ1<σ2인 경우에, 그 조합의 수치가 적합하다고 판정하고, 최우란의 판정란에는, 판정 결과로서, 적합한 경우에는 “적합”이, 부적합한 경우에는 “부적합”이 표시된다. 이와 같이 표계산 소프트웨어를 이용함으로써, 만들고자 하는 다이헤드의 재질에 의한 수치 데이터나 치수 데이터를 입력함으로써, 입력한 수치가, 크랙방지 적합조건에 들어가 있는지 아닌지를 자동 판정할 수 있다.In addition to the method of obtaining the crack prevention condition, the table calculation software (for example, Excel manufactured by Microsoft Corporation) may be used. In this case, the length (LY) in the longitudinal direction of the base 85 to be used, the linear expansion coefficient (?) Of the
[표 1][Table 1]
이러한 크랙방지 적합조건의 판정공정(121)에 의하여, 크랙 없음의 조건을 만족하는 조합이 얻어진 경우에는, 이 조건으로 먼저, 하지층 형성공정(122)에 의하여 하지층(92)을 형성하고, 다음으로, DLC막 형성공정(123)에 의하여 DLC막(86)을 형성함으로써, 크랙의 발생이 없는 다이헤드(82)를 확실히 얻을 수 있다.In the case where a combination satisfying the condition of no crack is obtained by the
다만, 표계산 소프트웨어에 의한 수치 연산을 행하는 대신에, 도시는 생략하지만, 비교판정과 데이터입력안내 기능을 부가한 애플리케이션으로서, 이것을 PC에 내장해도 된다. 이 경우에는, 상기 각 조건의 입력안내 기능, 입력된 각 조건의 수치에 근거하여 응력(σ1)을 연산하는 기능, 연산한 응력(σ1)을 파단응력(σ2)과 비교하여, 응력(σ1)이 파단응력(σ2) 미만인 경우에, 이들 각 조건의 조합이 적합하다고 판정하는 판정기능, 비교판정에 의하여 응력(σ1)이 파단응력(σ2) 이상이 된 경우에, 크랙발생 알람을 울려, 각 조건을 재입력시키는 재입력 기능을 PC에 부여하도록 애플리케이션을 구성한다.However, instead of performing the numerical calculation by the table calculation software, an application having a comparison judgment and a data input guidance function added thereto may be incorporated in the PC, although not shown. In this case, the function of calculating the stress (? 1) based on the input guidance function of each condition, the inputted numerical value of each condition, and the calculated stress? 1 are compared with the fracture stress? A cracking occurrence alarm is sounded when the stress? 1 is equal to or higher than the breaking stress? 2 by the comparison determination, and when the stress? 1 is less than the breaking stress? 2, The application is configured to give the PC a re-input function for re-entering the condition.
또, 표계산 소프트웨어를 조합한 애플리케이션으로 해도 된다. 이 경우에는, 표 1에 나타내는 표형식의 입력안내 외에, 구한 응력(σ1)과 파단응력(σ2)을 비교하여, σ1<σ2인 경우에, 각 조건의 조합이 크랙발생이 없는 적합 조건으로 되어 있다고 표시한다. 또, σ1≥σ2인 경우에는, 각 란 내의 숫자가 점멸 표시되어, 수치를 변경할 것이 요구된다. 이 때, 수치를 올리는 방향에서 적합 조건이 구하는 경우에는 ↑이나 ▲의 기호를 수치에 부여하고, 수치를 내리는 방향에서 적합 조건이 구하는 경우에는 ↓이나 ▼의 기호를 수치에 부여함으로써, 조건 수정을 용이하게 행할 수 있다. 또, 수치 입력 대신에, 어느 정도까지 수치를 변경하면 적합 조건에 들어갈지를 자동 연산하여, 색을 변경하여 그 수치를 표시하거나, 또는 입력된 수치에 인접시켜 표시하거나 해도 된다. 이 때, 하나의 조건 수치를 고정하여, 다른 수치를 변동시켜 자동 연산시켜도 된다.It is also possible to use an application combining table calculation software. In this case, the calculated stress (? 1) and the fracture stress (? 2) are compared with each other in addition to the tabular input guide shown in Table 1, and it is determined that the combination of the respective conditions is a favorable condition Display. When? 1?? 2, the number in each column is displayed by flashing, and it is required to change the numerical value. In this case, when a satisfactory condition is obtained in the direction of increasing the numerical value, the symbols ↑ and ▲ are assigned to the numerical value, and when the appropriate condition is obtained in the numerical value decreasing direction, Can be easily performed. In place of the numerical value input, it is also possible to automatically calculate whether to enter the acceptable condition by changing the numerical value to some extent, and to change the color to display the numerical value or to display it adjacent to the inputted numerical value. At this time, it is also possible to fix one condition value and automatically calculate another value by varying the value.
하지층(92)과 DLC막(86)과의 경도차는, 500Hv 이하, 바람직하게는 200Hv 이하, 더욱 바람직하게는 100Hv 이하로 한다. 양자의 경도차가 500Hv 이하와 같이 일정 범위 내에 있으면, 하지층(92)에 대한 DLC막(86)의 밀착력이 향상되는 것을 실험 결과에 의하여 알 수 있다. 이것은, 양자의 계면의 경도차가 크면, 변형량에 차가 발생하여, 밀착력이 저하되는 것에 의한 것이라고 생각된다. 또, 경도차가 일정치를 넘으면, SUS 등의 유연한 하지가 먼저 오목하게 되어, DLC막(86)이 하지의 변화에 추종할 수 없어 균열되어 버리는 경우도 있다.The hardness difference between the
다만, DLC막(86)을 형성하는 범위는, 베이스(85)의 표면 전체여도, 또는 선단부의 일부여도 된다.However, the range of forming the
상기 실시형태에서는, 유연 다이(21)를, 1쌍의 측판(71)과 1쌍의 립판(72)과의 조합에 의하여 구성하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 측판(71)은 생략하고, 립판(72)에 의해서만 유로(29)를 형성한 유연 다이로 해도 된다. 나아가서는, 측판(71), 립판(72) 이외에 다른 부재를 포함하여 유연 다이를 구성해도 된다.In the above embodiment, the
상기 실시형태에서는, 유연막(34)을 자립하여 반송 가능한 상태로 하기 위하여, 유연막(34)을 냉각하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 유연막(34)에 건조풍을 쐬어 용제를 증발시키고, 자립하여 반송 가능한 상태로 해도 된다.In the above embodiment, the
상기 실시형태에서는, 지지체로서, 유연드럼(22)을 이용하였지만, 이 대신에 유연밴드를 이용해도 된다. 유연밴드를 이용하는 경우에는, 1쌍의 드럼간에 유연밴드를 걸어, 드럼을 회전시킴으로써, 유연밴드를 순환 주행시킨다.Although the
본 발명은, 도프를 유연할 때에, 2종류 이상의 도프를 동시에 공유연시켜 적층시키는 동시 적층 공유연, 또는, 복수의 도프를 순차로 공유연하여 적층시키는 순차 적층 공유연을 행할 수 있다. 다만, 양 공유연을 조합해도 된다. 동시 적층 공유연을 행하는 경우에는, 피드 블록을 장착한 유연 다이를 이용해도 되고, 멀티포켓형의 유연 다이를 이용해도 된다.In the present invention, it is possible to perform a simultaneous laminated shared lamination in which two or more types of dope are simultaneously shared and fused when the dope is flexible, or a laminated shared laminate in which a plurality of dods are laminated successively and sequentially. However, both shared lines may be combined. In the case of carrying out the simultaneous stacking and stacking, a flexible die equipped with a feed block may be used, or a multi-pocket flexible die may be used.
본 발명의 용액제막설비(10)에 있어서, 제품으로서의 필름의 폭은, 600mm 이상인 것이 바람직하고, 1400mm 이상 2500mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 다만, 필름의 폭이 2500mm보다 큰 경우에도 효과가 있다. 또 필름의 막두께는, 15㎛ 이상 80㎛ 이하인 것이 바람직하다. 폴리머필름의 원료가 되는 폴리머는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 셀룰로오스아실레이트나 환형상 폴리올레핀 등이 있다.In the
본 발명의 셀룰로오스아실레이트에 이용되는 아실기는 1종류만이어도 되고, 혹은 2종류 이상의 아실기가 사용되고 있어도 된다. 2종류 이상의 아실기를 이용할 때는, 그 1개가 아세틸기인 것이 바람직하다. 셀룰로오스의 수산기를 카르복시산으로 에스테르화하고 있는 비율, 즉, 아실기의 치환도가 하기 식(I)~(III)의 모두를 만족하는 것이 바람직하다. 다만, 이하의 식(I)~(III)에 있어서, A 및 B는, 아실기의 치환도를 나타내고, A는 아세틸기의 치환도, 또 B는 탄소 원자수 3~22의 아실기의 치환도이다. 또, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)의 90질량% 이상이 0.1mm~4mm인 입자인 것이 바람직하다.The acyl group used in the cellulose acylate of the present invention may be only one type, or two or more kinds of acyl groups may be used. When two or more kinds of acyl groups are used, one of them is preferably an acetyl group. It is preferable that the ratio of the esterification of the hydroxyl group of cellulose with carboxylic acid, that is, the degree of substitution of the acyl group satisfies all of the following formulas (I) to (III). In the following formulas (I) to (III), A and B represent substitution degrees of an acyl group, A represents an acetyl group substitution degree, and B represents an acyl group substitution of 3 to 22 carbon atoms . It is also preferable that 90 mass% or more of triacetyl cellulose (TAC) is particles having a diameter of 0.1 mm to 4 mm.
(I) 2.0≤A+B≤3.0(I) 2.0? A + B? 3.0
(II) 1.0≤A≤3.0(II) 1.0? A? 3.0
(III) 0≤B≤2.9(III) 0? B? 2.9
아실기의 전체 치환도(A+B)는, 2.20 이상 2.90 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.40 이상 2.88 이하인 것이 특히 바람직하다. 또, 탄소 원자수 3~22의 아실기의 치환도(B)는, 0.30 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이상인 것이 특히 바람직하다.The total substitution degree (A + B) of the acyl group is more preferably 2.20 or more and 2.90 or less, and particularly preferably 2.40 or more and 2.88 or less. The substitution degree (B) of the acyl group having 3 to 22 carbon atoms is more preferably 0.30 or more, and particularly preferably 0.5 or more.
셀룰로오스아실레이트의 상세에 대해서는, 일본 특허공개공보 2005-104148호의 [0140]단락에서 [0195]단락에 기재되어 있다. 이들의 기재도 본 발명에도 적용할 수 있다. 또, 용제 및 가소제, 열화 방지제, 자외선 흡수제(UV제), 광학 이방성 컨트롤제, 리타데이션 제어제, 염료, 매트제, 박리제, 박리 촉진제 등의 첨가제에 대해서도, 동일한 일본 특허공개공보 2005-104148호의 [0196]단락에서 [0516]단락에 상세하게 기재되어 있다.Details of the cellulose acylate are described in paragraph [0195] of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-104148. These descriptions are also applicable to the present invention. The additives such as a solvent and a plasticizer, a deterioration inhibitor, an ultraviolet absorber (UV), an optically anisotropic control agent, a retardation control agent, a dye, a matting agent, a releasing agent and a peeling promoter are also disclosed in the same Japanese Patent Application Publication No. 2005-104148 Are described in detail in the paragraph [0516].
[실시예][Example]
(실험 1)(Experiment 1)
도 13에 나타내는 DLC막 형성장치(99)에서 이온화 증착법에 의하여, 도 12에 나타내는 베이스(85)에 DLC막(86)을 형성하고, 다이헤드(82)(도 10 참조)를 얻었다. 베이스(85)는, 전체가 SUS316L제이며, 하부 선단부(85a)에 WC-Co계의 하지층(92)을 가지는 것을 이용하였다. 하지층(92)은 WC 용사에 의하여 형성하고, 그 경도(Hv)는 1500이며, 선팽창 계수는 8×10-6/℃였다. 베이스(85)의 선팽창 계수는 16×10-6/℃이며, 하지층(92)과 베이스(85)의 선팽창 계수차는 8×10-6/℃였다. 베이스(85)에 대하여, 길이(LX)는 20mm, 길이(LY)는 2000mm, 길이(LZ)는 20mm, XY평면 상의 단면에 있어서의 최대 길이(LW)는 28mm였다. 스테인리스(SUS316L)제의 고정판(110)의 표면에 불소막이 형성된 고정구(106)(도 14 및 도 15 참조)를 이용하여, 베이스(85)를 타겟 전극(104)에 고정하였다. 경화막 형성공정에 있어서의 베이스(85)의 가열온도(ΔT)는 180℃였다. DLC막(86)의 두께(d)는, 1.6㎛이며, 경도(Hv)는, 2000Hv였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 500Hv였다.The
(실험 2~11)(
실험 2~11에서는, 표 2에 나타낸 조건 이외는, 실험 1과 동일하게 하여, 베이스(85)에 DLC막(86)을 형성하고, 다이헤드(82)를 얻었다.In
[표 2][Table 2]
표 2에, 실험 1~11에 있어서의 베이스(85)의 길이(LY)(mm), 베이스(85)의 재질, 선팽창 계수(α1), 하지층(92)의 재질, 선팽창 계수(α2), 경도(Hv1), DLC막(86)의 경도(Hv2), 가열온도(ΔT)(℃)를 나타낸다. 경도는 비커스 경도(Hv)를 나타낸다.In Table 2, the length LY (mm) of the base 85 in
실험 2에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 2200mm로 하여 실험 1보다 700mm 길게 하였다. 이에 따라, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 60℃ 높아져, 240℃가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1과 동일한 500Hv였다.In
실험 3에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 2700mm로 하고, 재질을 SUS329J1로 변경하였다. 이에 따라, 베이스(85)의 선팽창 계수(α1)가 12×10-6/℃가 되고, 또, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 90℃ 높아져, 270℃가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1과 동일한 500Hv였다.In
실험 4에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 3000mm로 하고, 재질을 SUS630로 변경하였다. 이에 따라, 베이스(85)의 선팽창 계수(α1)가 12×10-6/℃가 되고, 또, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 105℃ 높아져, 285℃가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1과 동일한 500Hv였다.In Experiment 4, the length (LY) of the
실험 5에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 1800mm로 하여 실험 1보다 300mm 길게 하였다. 이에 따라, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 20℃ 높아져, 200℃가 되고, 또 얻어진 DLC막의 경도가 1700Hv가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1보다 낮은 200Hv였다.In Experiment 5, the length (LY) of the
실험 6에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 1700mm로 하여 실험 1보다 200mm 길게 하였다. 이에 따라, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 20℃ 높아져, 200℃가 되고, 또 얻어진 DLC막의 경도가 1400Hv가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1보다 낮은 -100Hv였다.In Experiment 6, the length (LY) of the
실험 7에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 3000mm로 하여 실험 1보다 1500mm 길게 하였다. 이에 따라, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 105℃ 높아져, 285℃가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1과 동일한 500Hv였다.In Experiment 7, the length LY of the
실험 8에서는, 베이스(85)의 길이(LY)를 1800mm로 하여 실험 1보다 300mm 길게 하였다. 이에 따라, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)가 실험 1보다 20℃ 높아져, 200℃가 되고, 또 얻어진 DLC막(86)의 경도가 1100Hv가 된 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1보다 낮은 -400Hv였다.In
실험 9에서는, DLC막 형성공정의 가열온도(ΔT)를 170℃로 하고, 얻어진 DLC막의 경도를 2700Hv로 한 것 이외에는, 실험 1과 동일한 조건으로 하였다. 하지층(92)과 DLC막(86)의 경도차는 실험 1보다 높은 1200Hv였다.Experiment 9 was carried out under the same conditions as in
실험 10에서는, 베이스(85)에 하지층(92)을 형성하지 않고 DLC막(86)을 베이스(85)에 직접 형성한 이외는, 실험 5와 동일한 조건으로 하였다.
실험 11에서는, 실험 10의 SUS316L의 베이스 대신에, 니켈계 초경질재료(WC-Ni)로 이루어지는 베이스로 한 것 이외에는, 실험 10과 동일한 조건으로 하였다.Experiment 11 was carried out under the same conditions as in
(평가)(evaluation)
실험 1~11에 의하여 얻어진 다이헤드(82)에 대하여, 다음의 평가를 행하였다. 표 2에 있어서, 평가 항목에 나타낸 번호는, 하기의 평가 항목에 부여한 번호를 나타낸다.The
1. DLC막의 크랙1. DLC film crack
DLC막(86)의 크랙의 유무를 검사하였다. 크랙유무의 검사는, 주식회사 키엔스(KEYENCE CORPORATION)제의 현미경 VH-900을 사용하여, 확대 렌즈로 100배로 확대하여 관찰하여, 크랙의 유무와 길이를 구하였다. 크랙의 유무와 길이에 따라, 이하의 기준에 근거하여 평가하였다.The presence or absence of cracks in the
A: 크랙의 발생이 없다.A: No crack occurred.
B: 크랙이 있고, 그 길이가 100㎛ 이하이다.B: There is a crack, and the length is 100 μm or less.
C: 크랙이 있고, 그 길이가 100㎛보다 크다.C: There is a crack, and its length is larger than 100 탆.
2. 다이헤드의 휨2. Deflection of the die head
다이헤드(82)에 대하여 휨량(W)을 측정하였다. 먼저, 만곡부분이 하향이 되도록 다이헤드(82)를 대좌에 배치하였다. 다이헤드(82)와 대좌와의 간극 중 최대의 것을 휨량(W)으로 하였다. 이 휨량(W)에 대하여, 이하의 기준에 근거하여 평가하였다.And the amount of warpage W was measured with respect to the
A: W가 5㎛ 이하이다.A: W is 5 탆 or less.
B: W가 5㎛보다 크고 15㎛ 이하이다.B: W is greater than 5 탆 and not greater than 15 탆.
C: W가 15㎛보다 크다.C: W is larger than 15 탆.
3. DLC막의 마찰마모 강도3. Friction Wear Strength of DLC Film
DLC막(86)에 대하여 마찰마모 시험을 행하고, 이 시험 후에 DLC막(86)을 육안으로 관찰하여, 하기 기준에 근거하여, DLC막(86)의 강도를 평가하였다. 마찰마모 시험의 순서는 다음과 같다. CSM Instruments사제의 Tribometer(볼 온 디스크식)를 이용하여 마찰마모 시험(JIS R 1613-1993)을 행하였다. 먼저, 회전대 상에 다이헤드(82)의 일부를 잘라낸 테스트 피스(50mm×20mm×10mm)를 고정하여, 소정의 회전 속도로 회전대를 회전시켰다. 다음으로, 다이헤드(82)의 선단부로서, 회전 중심으로부터 3.0mm 떨어진 DLC막(86)의 위치에, 선단이 볼형상(직경 6.35mm)으로 되어 있는 Al2O3제의 디스크볼(시험편)을, 소정의 하중(5.0N)으로 가압하였다. 가압 위치에 있어서의 DLC막(86)의 속도는, 0.1m/초였다. 디스크볼을 가압 상태로 다이헤드(82)를 20000회전/시로 회전시켰다. 이 후에, 디스크볼에 의한 DLC막(86)의 마모량을, 주식회사 도쿄정밀(TOKYO SEIMITSU CO., LTD.)제의 표면 조도 측정기(서프컴(SURFCOM) 2000DX3)로 측정하였다. 이 마모량에 따라 이하의 기준에 근거하여 평가하였다.The
A: 마모량이 “0”으로, 마모가 없다.A: The wear amount is "0" and there is no wear.
B: 마모량이 100nm 이하이다.B: The wear amount is 100 nm or less.
C: 마모량이 100nm보다 크다.C: Wear amount is larger than 100 nm.
4. DLC막의 밀착력 평가4. Evaluation of adhesion of DLC film
DLC막(86)에 대하여 스크래치 시험을 행하여, DLC막(86)의 밀착력을 평가하였다. 스크래치 시험은, CSM Instruments사제의 Revetest(스크래치 시험기)를 이용하였다. 곡률 반경이 200㎛인 다이아몬드 압자(N2-3962)로, 이하의 조건으로 평가하였다. 먼저, DLC막(86)에 다이아몬 드압자를 100N/min의 부하 하중을 가하면서, 10mm/min의 이동 속도로 DLC막(86)을 스크래칭해간다. 이 스크래칭 중에, DLC막(86)이 파괴되면, DLC막(86)으로부터 하지층(92)의 WC막으로 스크래칭 대상이 바뀐다. 이 때, DLC막(86)의 마찰 계수가 0.1인 데 반해, WC막의 마찰 계수가 0.4이며, 이 마찰 저항의 변화를 검지한다. 마찰 저항의 변화가 일정치를 넘은 경우에, DLC막(86)이 파괴되었다고 감지하였다. 그리고, DLC막(86)이 파단한 층간박리(delamination)의 임계 하중을 밀착력이라고 정의하였다.The
스크래치 시험기로 하중으로부터 마찰 계수를 연산할 때 약간의 타임 로스가 발생하면, 정확한 밀착력(DLC막(86)이 파괴된 응력)이 얻어지지 않는다. 이로 인하여, DLC막(86)이 파괴된 경우는, 파괴 시에 방출되는 탄성파를 AE(어쿠스틱·에이션)센서로 감지하고, DLC막(86)이 파괴된 시간을 정확하게 기록함으로써, 보다 정확한 밀착력 데이터를 얻고 있다. 다만, 초기 하중은 0.9N, 부하 하중은 100N/min, 이동 속도는 10.0mm/min, AE센서의 감도는 9로 하였다. 다만, 실용상, DLC막(86)의 밀착력은, 본 평가방식에서 30N 이상이면, DLC막(86)의 박리 없이 안정되는 것을 알 수 있다. 이 밀착력에 따라 이하의 기준에 근거하여 평가하였다.When a slight time loss occurs when the friction coefficient is calculated from the load by the scratch tester, the accurate adhesion (stress in which the
A: 밀착력이 30N을 넘고 있다.A: The adhesion is over 30N.
B: 밀착력이 20N을 넘고 30N 이하이다.B: Adhesion is more than 20N and not more than 30N.
C: 밀착력이 20N 이하이다.C: Adhesion is 20N or less.
실험 1, 3, 4에서는, 크랙, 휨, 강도가 “A”이며, 밀착력이 “B”가 되었다. 실험 2에서는, 강도가 “A”이며, 크랙, 휨, 밀착력이 “B”였다. 실험 5에서는, 크랙, 휨, 강도, 밀착력이 모두 “A”가 되었다. 실험 6에서는, 크랙, 휨, 밀착력이 “A”이며, 강도가 “B”가 되었다. 실험 7에서는, 크랙, 휨이 “C”이며, 강도가 “A”, 밀착력이 “B”가 되었다. 실험 8에서는, 크랙, 휨, 밀착력이 “A”이며, 강도가 “C”가 되었다. 실험 9, 10에서는, 크랙, 휨, 강도가 “A”이며, 밀착력이 “C”가 되었다. 실험 11에서는, 크랙, 휨, 강도, 밀착력이 모두 “A”가 되었다.In
베이스(85)의 재질로서 SUS316L을 이용하는 경우에는, 베이스 길이(LY)가 1500mm의 실험 1의 경우에는, 크랙, 휨, 강도가 모두 “A”이며, 밀착력이 B인데 반해, 베이스 길이(LY)가 길어짐에 따라, 평가가 낮아지는 경향이 있다. 예를 들면 베이스 길이(LY)가 2200mm로 길어(실험 2)지면, 휨 및 크랙의 평가가 “B”로 내려가 버려, 100㎛ 이하의 크랙이 발생해 버리는 것을 알 수 있다. 또한, 베이스 길이(LY)를 3000mm로 길게(실험 7)하면, 강도의 평가만이 “A”가 되고, 휨 및 크랙의 평가는, “C”가 되며, 밀착력의 평가는 “B”가 된다.When the SUS316L is used as the material of the
실험 3 및 실험 4는, 베이스의 재질을 SUS316L로부터, SUS329J1이나 SUS630으로 바꾸었다. 이 경우에는, 베이스 길이(LY)가 2700mm나 3000mm로 길어져도, 크랙, 휨, 강도가 모두 “A”이며, 밀착력이 B인 다이헤드가 얻어진다.In
실험 5에서는 실험 1에 반해, 베이스 길이(LY)가 300mm 길어져 1800mm가 되고, DLC막(86)의 가열온도가 200℃, 경도(Hv2)가 1700이 된 것 이외에는 실험 1과 동일한 조건이다. 이 경우에는 DLC층과 하지층(92)의 경도차(Hv2-Hv1)가 200이 되어, 크랙, 휨, 강도, 밀착력이 모두 “A”인 다이헤드가 얻어졌다.Experiment 5 was the same as
실험 6에서는, 실험 1에 반해, 베이스 길이(LY)가 200mm 길어져 1700mm가 되고, DLC막(86)의 가열온도를 200℃로 하여, 경도(Hv2)를 1400으로 한 것 이외에는 실험 1과 동일한 조건이다. 이 경우에는 DLC층과 하지층(92)의 경도차(Hv2-Hv1)가 -100이 되어, 크랙, 휨, 밀착력이 “A”이며, 강도가 “B”인 다이헤드가 얻어졌다.Experiment 6 was carried out under the same conditions as
실험 7은, 실험 4에 대해서, 재질을 SUS316L로 바꾼 것 이외에는 실험 4와 동일한 조건으로 한 다이헤드이다. 이 경우에는, 크랙, 휨이 C가 되고, 강도가 A, 밀착력이 B가 되는 다이헤드가 얻어졌다. 크랙, 휨이 C이기 때문에, 제막용의 다이로서 이용하는 경우에, 내구성에 문제가 있는 것 외에, 하지층(92)의 벗겨짐에 기인하여 제막한 필름의 표면에 줄이 발생해버리는 난점이 있다.Experiment 7 is a die head under the same conditions as Experiment 4 except that the material is changed to SUS316L for Experiment 4. [ In this case, a die head in which the crack and warpage were C, the strength was A, and the adhesion was B was obtained. There is a problem in that durability is deteriorated when the film is used as a film forming die because cracks and warpage are C. There is a drawback that a film is formed on the surface of the film formed due to the peeling of the
실험 8은, 실험 5에 대해서, DLC막(86)의 경도(Hv2)를 1100으로 한 것 이외에는 실험 5와 동일한 조건으로 한 다이헤드이다. 이 경우에는, 하지층(92)과 DLC막(86)과의 경도차(Hv2-Hv1)가 -400이 되어, 크랙, 휨, 밀착력이 A가 되고, 강도가 C가 되는 다이헤드가 얻어졌다. 강도가 C이기 때문에, 제막용의 다이로서 이용하는 경우에, 내구성에 문제가 있다.
실험 9는, 실험 1에 반해, DLC막(86)의 경도(Hv2)를 2700, 가열온도를 170℃로 한 것 이외에는 실험 1과 동일한 조건으로 한 다이헤드이다. 이 경우에는, 하지층(92)과 DLC막(86)과의 경도차(Hv2-Hv1)가 1200이 되어, 크랙, 휨, 강도가 A가 되고, 밀착력이 C가 되는 다이헤드가 얻어졌다. 밀착력이 C이기 때문에, 제막용의 다이로서 이용하는 경우에, 내구성에 문제가 있다.Experiment 9 is a die head which is the same as
실험 10에서는, 베이스(85)에 하지층(92)을 형성하지 않고 DLC막(86)을 베이스에 직접 형성한 이외는, 실험 5와 동일한 조건으로 한 다이헤드이다. 이 실험 10에서는, DLC막(86)과 이것에 접하는 부재와의 경도차 1800이 되어, 실험 5의 경우에 비해, 밀착력이 C가 되어, 저하되고 있는 것을 알 수 있었다.
실험 11에서는, 실험 10의 SUS316L의 베이스 대신에, 니켈계 초경질재료로 이루어지는 베이스로 한 것 이외에는, 실험 10과 동일한 조건으로 한 다이헤드이다. 이 실험 11에서는, DLC막(86)과 이것에 접하는 부재와의 경도차가 600이 되어, 실험 10의 경우에 비해 밀착력이 A로 되고 있는 것을 알 수 있었다.Experiment 11 was a die head under the same conditions as
실험 11과 같이, 하지층을 형성하지 않고, 베이스 그 자체를 초경질재료에 의하여 구성함으로써, DLC막 형성시에 베이스와 하지층의 열팽창 변형에 기인하는 응력이 발생하는 일이 없기 때문에, DLC막(86)에 크랙이 발생하거나, 크랙에 기인하는 DLC막(86)의 밀착력이 저하되거나 하는 일이 없다. 이로써, 유연 다이의 내구성이 높아지고, 또, 줄무늬 고장의 발생을 억제할 수 있다.As in Experiment 11, since no base layer is formed and the base itself is constituted by an ultra-hard material, stress due to thermal expansion deformation of the base and ground layer does not occur at the time of forming the DLC film, There is no possibility that cracks are generated in the
다음으로, 상기 각 실험에 있어서의 조건이 적합한지 아닌지를 수치계산표에 의하여 연산한 결과를 표 3에 나타낸다.Next, Table 3 shows the results of calculation by the numerical calculation table as to whether or not the conditions in each experiment are appropriate.
[표 3][Table 3]
표 3의 결과로부터, 적합 조건의 판정 결과는 상기 실험 1~9의 크랙의 평가와 일치하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 다이헤드를 제조할 때에, 이용하는 재질이나, 이 재질에 따른 기계적 특성, 길이 등의 조합에 의하여, 제조 전에 크랙의 발생 유무를 확인할 수 있어, 득률의 저하를 초래하는 경우는 없다. 또, 크랙의 발생이 없어지므로, 미소한 크랙에 기인하는 경년 사용에 의한 DLC막(86)의 벗겨짐도 없어져, 줄무늬 고장의 발생이 없는 필름을 효율적으로 제조할 수 있다.From the results shown in Table 3, it can be seen that the determination result of the conformity condition coincides with the evaluation of cracks in
Claims (11)
상기 도프는 폴리머 및 용제를 포함하며,
상기 다이헤드는,
스테인리스제의 베이스;
상기 베이스 상에 형성된 하지층;
상기 하지층의 위에 기상성막법에 의하여 형성된 DLC막; 및
σ1이 σ2 미만이 되는, 상기 베이스와 상기 하지층과의 각 선팽창 계수와, 상기 다이헤드의 길이방향의 길이와, 상기 DLC막을 형성할 때의 가열온도와의 조합을 가지고,
상기 하지층은 초경질재료로 형성되고,
여기에서,
σ1: 상기 DLC막을 형성할 때의 온도상승에 의한 상기 베이스와 상기 하지층의 열팽창 변형에 의하여 상기 하지층에 작용하는 응력,
σ2: 상기 하지층의 파단응력인 것을 특징으로 하는 유연 다이.A flexible die having a detachable die head at a dope outlet to drain the dope to a support,
Wherein the dope comprises a polymer and a solvent,
The die head includes:
A base made of stainless steel;
A ground layer formed on the base;
A DLC film formed on the base layer by a vapor deposition method; And
a combination of respective linear expansion coefficients of the base and the ground layer, a length in the longitudinal direction of the die head, and a heating temperature at the time of forming the DLC film, wherein? 1 is less than? 2,
The base layer is formed of an ultra hard material,
From here,
? 1: stress acting on the underlayer due to thermal expansion deformation of the base and the underlayer due to temperature rise at the time of forming the DLC film,
and? 2 is the breaking stress of the underlying layer.
상기 베이스에 작용하는 압축력을 PB, 상기 하지층에 작용하는 인장력을 PL, 상기 다이헤드의 길이방향과 직교하는 단면에 있어서의 상기 하지층의 단면적을 AL로 할 때에, 상기 하지층에 작용하는 응력(σ1)을, σ1=(PB-PL)/AL에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 유연 다이.The method according to claim 1,
The compressive force acting on the base is denoted by PB, the tensile force acting on the base layer is denoted by PL, and the sectional area of the base layer on the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the die head is denoted by AL. (? 1) is obtained by? 1 = (PB-PL) / AL.
상기 다이헤드는, 길이방향의 길이를 LY로 하고, 길이방향과 직교하는 단면에 있어서의 최대 길이를 LW로 할 때에 LY≥50·LW이며, 상기 길이(LY)가 1500mm 이상이고, 상기 하지층의 두께가 70㎛ 이상 130㎛ 이하이며, 상기 DLC막의 두께가 0.7㎛ 이상 2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유연 다이.3. The method of claim 2,
Wherein the die head has a length LY of LY and a length LY of 50 LW or more and a length LY of 1500 mm or more when a maximum length in a cross section orthogonal to the length direction is LW, Wherein the thickness of the DLC film is not less than 70 占 퐉 and not more than 130 占 퐉 and the thickness of the DLC film is not less than 0.7 占 퐉 and not more than 2 占 퐉.
상기 베이스가 SUS316L, SUS329J1, SUS630 중 어느 하나로 형성되어 있으며, 상기 하지층이 탄화텅스텐으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유연 다이.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the base is formed of one of SUS316L, SUS329J1, and SUS630, and the base layer is formed of tungsten carbide.
상기 하지층과 상기 DLC막과 경도차가 500Hv 이내인 것을 특징으로 하는 유연 다이.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the difference in hardness between the underlying layer and the DLC film is within 500 Hv.
상기 DLC막의 경도가 1300Hv 이상인 것을 특징으로 하는 유연 다이.6. The method of claim 5,
Wherein the hardness of the DLC film is 1300 Hv or more.
상기 기상성막법은, 이온화 증착, 이온플레이팅, 플라즈마 CVD 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유연 다이.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the vapor phase film formation method is any one of ionization deposition, ion plating, and plasma CVD.
지지체로 유연 다이로부터 도프를 유출함으로써 상기 도프로 이루어지는 유연막을 형성하는 스텝,
상기 유연막이 자립하여 반송 가능해질 때까지 상기 유연막으로부터 상기 용제를 증발시키는 스텝;
상기 유연막을 상기 지지체로부터 박리하여 습윤필름으로 하는 스텝; 및
상기 습윤필름으로부터 상기 용제를 증발시켜 필름으로 하는 스텝을 구비하고,
상기 도프는 폴리머 및 용제를 포함하며, 상기 유연 다이는 도프 유출구에 분리 가능한 다이헤드를 가지고, 상기 다이헤드는 베이스와 하지층과 DLC막을 가지며, 상기 베이스는 스테인리스제이고, 상기 하지층은 상기 베이스 상에 형성되어 있으며, 상기 하지층은 초경질재료로 형성되고, 상기 DLC막은 상기 하지층의 위에 기상성막법에 의하여 형성되며, 상기 다이헤드는, σ1이 σ2 미만이 되는, 상기 베이스와 상기 하지층의 각 선팽창 계수와, 상기 다이헤드의 길이방향의 길이와, 상기 DLC막을 형성할 때의 가열온도와의 조합을 가지며,
여기에서,
σ1: 상기 DLC막을 형성할 때의 온도상승에 의한 상기 베이스와 상기 하지층의 열팽창 변형에 의하여 상기 하지층에 작용하는 응력,
σ2: 상기 하지층의 파단응력인 것을 특징으로 하는 필름의 제조방법.A method for producing a film,
A step of forming a flexible film composed of the dope by discharging the dope from the flexible die as a support,
Evaporating the solvent from the flexible film until the flexible film is self-supporting and transportable;
Peeling the flexible film from the support to form a wet film; And
And evaporating the solvent from the wet film to form a film,
Wherein the dope comprises a polymer and a solvent, the flexible die having a separable die head at a dope outlet, the die head having a base, a ground layer and a DLC film, the base being made of stainless steel, Wherein the base layer is formed of an ultra hard material and the DLC film is formed on the base layer by a vapor phase deposition method and the die head is made of a material having a? Layer, the length of the die head in the longitudinal direction, and the heating temperature at the time of forming the DLC film,
From here,
? 1: stress acting on the underlayer due to thermal expansion deformation of the base and the underlayer due to temperature rise at the time of forming the DLC film,
and? 2 is the breaking stress of the underlying layer.
상기 도프는 폴리머 및 용제를 포함하며,
(A) 스테인리스제의 베이스의 위에 하지층을 형성하는 스텝;
(B) 상기 하지층의 위에 기상성막법에 의하여 DLC막을 형성하는 스텝; 및
(C) 상기 베이스와 상기 하지층의 각 선팽창 계수와, 상기 다이헤드의 길이방향의 길이와, 상기 기상성막법에 있어서의 가열온도와의 조합을 상기 A스텝 전에 결정하는 스텝을 구비하고,
상기 하지층은 초경질재료로 형성되고,
σ1이 σ2 미만이 되는 상기 조합으로 결정되며,
여기에서,
σ1: 상기 B 스텝에 있어서의 상기 베이스와 상기 하지층의 열팽창 변형에 의하여 상기 하지층에 작용하는 응력,
σ2: 상기 하지층의 파단응력인 것을 특징으로 하는 다이헤드의 제조방법.A method for manufacturing a die head of an elongated column body mounted on a dope outlet of a flexible die for discharging the dope,
Wherein the dope comprises a polymer and a solvent,
(A) forming a base layer on a base made of stainless steel;
(B) forming a DLC film on the base layer by a vapor deposition method; And
(C) a step of determining, before the step A, a combination of respective linear expansion coefficients of the base and the ground layer, a length of the die head in the longitudinal direction, and a heating temperature in the vapor phase film forming method,
The base layer is formed of an ultra hard material,
lt; / RTI > is determined to be less than sigma 2,
From here,
? 1: stress acting on the base layer due to thermal expansion deformation of the base and the base layer in the B step,
and? 2 is the breaking stress of the underlying layer.
상기 베이스에 작용하는 압축력을 PB, 상기 하지층에 작용하는 인장력을 PL, 상기 다이헤드의 길이방향과 직교하는 단면에 있어서의 상기 하지층의 단면적을 AL로 하였을 때에, 상기 하지층에 작용하는 응력(σ1)을 σ1=(PB-PL)/AL에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 다이헤드의 제조방법.10. The method of claim 9,
Wherein when the compressive force acting on the base is PB, the tensile force acting on the base layer is PL, and the cross sectional area of the base layer on the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the die head is AL, stress acting on the base layer (? 1) is obtained by? 1 = (PB-PL) / AL.
상기 기상성막법은, 이온화 증착, 이온플레이팅, 플라즈마 CVD 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다이헤드의 제조방법.10. The method of claim 9,
Wherein the vapor phase film formation method is any one of ionization deposition, ion plating, and plasma CVD.
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