KR20140117268A

KR20140117268A - 연신 필름의 제조 방법 및 필름 연신 설비

Info

Publication number: KR20140117268A
Application number: KR1020140024691A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 요시다
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-10-07
Also published as: JP2014188747A; CN104070667A; JP5819876B2; TW201436996A

Abstract

필름에 흠집이나 파형판 형상의 주름을 발생시키는 일 없이, 반송방향으로 연신하는 연신 필름의 제조 방법 및 필름의 연신 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
저속 롤러 쌍(41)과 고속 롤러 쌍(42)과의 롤러 주속차에 의하여, 필름(15)을 반송방향으로 연신한다. 연신 전의 필름(15)을 예열실(20)에서 가열풍(36)의 송풍에 의하여 필름(15)을 예열한다. 종래의 예열 롤러에 의한 필름으로의 열전도에 의한 직접 가열에 비해, 가열풍(36)에 의하여 필름(15)을 가열하기 때문에, 열팽창에 의한 파형판 형상의 주름의 발생이 없어진다. 주름의 발생이 없어지기 때문에, 흠집의 발생이 억제된다.

Description

연신 필름의 제조 방법 및 필름 연신 설비{METHOD OF MANUFACTURING STRETCHED FILM AND FACILITY FOR STRETCHING FILM}

본 발명은, 한 쌍의 롤러의 주속차에 의하여 필름을 반송방향으로 연신하는 연신 필름의 제조 방법 및 필름 연신 설비에 관한 것이다.

일반적으로, 열가소성 수지 필름의 제조는, 용액제막법과 용융제막법으로 크게 분류된다. 용액제막법에서는, 열가소성 수지가 용제에 용해된 도프를 다이로부터 지지체, 예를 들면 냉각 드럼이나 건조 밴드 상에 유연한 후, 벗겨 열가소성 수지 필름으로 한다. 또, 용융제막법은, 열가소성 수지를 압출기로 용융한 후, 다이로부터 지지체, 예를 들면 냉각 드럼 상에 압출한 후, 벗겨 열가소성 수지 필름으로 한다.

이들 방법에 의하여 제막된 열가소성 수지 필름, 예를 들면 셀룰로오스아실레이트 필름은, 예를 들면 일본 특허공표공보 평6-501040호, 일본 특허공개공보 2001-42130호에 기재되는 바와 같이, 통상, 세로방향(반송방향), 가로방향(폭방향)으로 연신함으로써, 면내 리타데이션(Re), 두께방향의 리타데이션(Rth)을 발현시킨다. 이로써, 액정 표시 장치의 위상차 필름으로서 사용할 때에, 시야각 확대를 도모할 수 있다.

열가소성 수지 필름을 세로방향으로 연신하는 경우에는, 복수 개의 예열 롤러로 열가소성 수지 필름을 예열한 후에, 한 쌍의 연신 롤러의 주속차에 의하여 세로방향으로 연신 가공한다. 이 경우에, 복수 개의 예열 롤러에 열가소성 수지 필름이 접촉하여, 필름 표면에 흠집이 발생하거나, 주름이 발생하거나 하는 문제가 있었다. 이로 인하여, 일본 특허공개공보 2008-213332호의 연신 필름의 제조 방법에서는, 복수 개의 예열 롤러와 연신 롤러의 주속도를, 각 롤러로의 열가소성 수지 필름 접촉 전후에서의 온도 변화에 근거하여, 하류를 향함에 따라 점차 증속시켜, 각 예열 롤러간에 적합한 장력을 부여하여 흠집이나 주름의 발생을 억제하고 있다. 구체적으로는, 예열 롤러에 열가소성 수지 필름이 접촉하는 전후의 온도차(ΔT)에 일정한 계수를 곱하여, 상류측의 예열 롤러에 대한 하류측의 예열 롤러의 증속분을 구하고 있다. 또, 각각의 예열 롤러에 열가소성 수지 필름이 접촉하는 시간을 0.5초 이상 10초 이하의 범위로 하고 있다.

그런데, 최근의 액정 표시 장치는, 경량, 박형(薄型), 고품질이 요구되게 되어, 사용되는 열가소성 수지 필름도, 예를 들면 25㎛~100㎛ 정도의 얇고 고품질인 것이 요구되고 있다. 이러한 박형 열가소성 수지 필름을 세로 연신하여 제조하는 경우에는, 일본 특허공개공보 2008-213332호와 같은 예열 롤러에 의한 예열 방법으로도 한계가 있어, 필름 표면에 흠집이 발생하거나, 주름이 발생하거나 하는 일이 있어, 개선이 요구되고 있었다.

본 발명은, 열가소성 수지 필름의 박형화에 대응 가능하고, 열가소성 수지 필름에 흠집이나 주름을 발생시키지 않는 연신 필름의 제조 방법 및 필름 연신 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 연신 필름의 제조 방법은, 연신스텝(A스텝)과, 예열스텝(B스텝)을 구비하고, 유리 전이 온도가 Tg인 열가소성 수지로 이루어지는 띠 형상의 필름을 반송방향으로 연신하여 연신 필름을 제조한다. A스텝은, 반송방향으로 이간하여 배치된 저속 롤러와 저속 롤러보다 높은 주속으로 회전하는 고속 롤러에 의하여 필름을 반송방향으로 연신한다. 저속 롤러는, 필름에 접촉하여 필름을 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 범위 내의 연신온도(Te)로 가열한다. B스텝은, A스텝 전에, 예열실 내에 가열풍을 공급하여 필름을 (Te-40)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하의 범위 내로 예열한다.

저속 롤러를 거친 필름을, 고속 롤러에 의하여, (Tg-100)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하의 범위 내로 냉각하는 것이 바람직하다.

예열실 내에서의 필름의 텐션은 20N/m 이상 200N/m 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

예열실은 반송방향으로 복수의 예열 영역으로 구획되고, 구획된 복수의 예열 영역의 상류측으로부터 하류측을 향하여 예열온도가 상승되며, 인접하는 하류측 예열 영역과 상류측 예열 영역의 온도차는 50℃ 이하인 것이 바람직하다.

B스텝 중의 필름은, 반송방향을 변경하는 복수의 반송방향 변경부재에 걸쳐져 있는 것이 바람직하다.

반송방향 변경부재는 프리 롤러 또는 턴바인 것이 바람직하다.

반송방향 변경부재는, 반송방향으로 복수의 그룹으로 구획되고, 그룹마다 상류측으로부터 하류측을 향하여 온도가 점차 상승되는 것이 바람직하다.

인접하는 하류측의 그룹과 상류측의 그룹의 반송방향 변경부재의 온도차는 50℃ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 필름 연신 설비는, 세로 연신부와 저속 롤러와 고속 롤러와 예열부를 구비하고, 유리 전이 온도가 Tg인 열가소성 수지로 이루어지는 띠 형상의 필름을 반송방향으로 연신하여 연신 필름을 제조한다. 세로 연신부는, 필름을 반송방향으로 연신한다. 저속 롤러는, 세로 연신부에 구비되고, 필름에 접촉하여 필름을 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 연신온도(Te)로 가열한다. 고속 롤러는, 저속 롤러보다 높은 주속으로 회전함으로써 필름을 반송방향으로 연신한다. 고속 롤러는, 저속 롤러와 반송방향에 있어서 이간하여, 세로 연신부에 배치된다. 예열부는, 예열실 내에 가열풍을 공급하여 필름을 (Te-40)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하로 예열한다. 예열부는, 세로 연신부의 상류에 배치된다.

본 발명에 의하면, 종래와 같이 예열 롤러에 접촉시켜 열가소성 수지 필름을 가열하는 것과 달리, 흠집이나 예열 롤러 상에서의 필름 팽창에 기인하는 파형판 형상의 주름의 발생이 없어져, 열가소성 수지 필름의 박형화에 대응 가능하다.

상기 목적, 이점은, 첨부하는 도면을 참조하여, 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽음으로써, 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 필름 연신 설비의 일례의 개요를 나타내는 측면도이다.
도 2는, 예열실을 복수로 구획한 다른 실시형태의 필름 연신 설비의 일례의 개요를 나타내는 측면도이다.
도 3은, 예열실 내의 프리 롤러를 온도조절하는 다른 실시형태의 예열실의 개요를 나타내는 측면도이다.
도 4는, 턴바를 이용한 다른 실시형태의 예열실의 개요를 나타내는 측면도이다.
도 5는, 연신온도(Te)와 예열온도(Tp)의 적정 범위를 나타내는 그래프이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 필름 연신 설비(10)는, 예열부(11)와, 세로 연신부(12)를 구비한다. 필름 연신 설비(10)에는, 입구측에 전공정장치(13)가 접속되고, 출구측에 후공정장치(14)가 접속된다. 전공정장치(13)로서는, 도시하지 않은 제막 설비, 필름 송출 장치 등이 있다. 제막 설비로서는 주지의 용액제막 설비, 용융제막 설비 등이 이용된다. 필름 송출 장치는, 제막 설비로부터 필름(15)이 직접 보내지는 경우와 달리, 제막 후에 롤 형상으로 권취된 롤 필름으로부터 필름(15)을 인출하여, 필름(15)을 공급한다. 후공정장치(14)로서, 세로 연신의 후에, 가로 연신하는 경우에 이용되는 클립텐터나, 필름 권취장치 등이 있다. 세로 연신에 이어 가로 연신을 연속하여 행하지 않는 경우에는, 클립텐터가 생략되어, 필름 권취장치에 의하여 롤 형상으로 필름(15)이 권취된다.

연신하는 필름(15)은 열가소성 수지 필름이면 되고, 예를 들면 위상차 필름 등의 광학 필름에 이용하기에 적합한 셀룰로오스아실레이트나 노보넨계 수지, 아크릴, 폴리카보네이트제의 필름(15)이 바람직하다.

전공정장치(13)와 필름 연신 설비(10)와의 사이에는, 텐션 조절부(16)가 설치되어 있다. 텐션 조절부(16)는, 프리 롤러(17a)와 프리 롤러(17b)와의 사이의 텐션 롤러(18)를 시프트기구(19)에 의하여 승강시켜, 예열부(11) 내의 필름(15)의 텐션을 일정하게 유지한다. 예열부(11) 내의 필름 텐션은 20N/m 이상 200N/m 이하의 범위가 바람직하다. 20N/m 이상이면, 프리 롤러(25)의 회전 불량이 발생하는 일이 없고, 필름(15)으로의 흠집의 발생이 억제된다. 또, 200N/m 이하이면, 예열부(11) 내에서 세로 연신이 발생하는 일이 없어, 세로 연신부(12)에서 적정한 세로 연신이 행해진다. 다만, 상기의 필름 텐션(단위: N/m)은, 폭 1m당의 장력(단위: N)이다.

예열부(11)는, 예열실(20)을 구비한다. 예열실(20) 내에는, 상하방향으로 이간하여 복수의 프리 롤러(반송방향 변경부재)(25)가 배치되어 있다. 이들 프리 롤러(25)에 필름(15)이 교대로 감겨짐으로써, 필름(15)이 각 프리 롤러(25)간에서 상하방향으로 반송되어, 예열실(20) 내의 필름 경로(패스)가 길게 설정되어 있다.

예열실(20)의 필름 패스 길이는 예열온도(Tp)나 필름(15)의 반송 속도에도 영향을 받지만, 예를 들면 5m 이상 50m 이하의 범위가 바람직하다. 프리 롤러(25)는, 예를 들면 직경이 80mm이며, 필름(15)의 감김에 의한 필름(15)과 프리 롤러(25)와의 접촉 면적이 작게 되어 있다. 프리 롤러(25)의 직경은, 바람직하게는 40mm 이상 150mm 이하의 범위이다. 40mm 이상이면 프리 롤러(25)에 휨이 발생하는 일이 없어, 휨에 기인하는 회전 불균일이나 흠집의 발생이 억제된다. 또, 150mm 이하이면, 프리 롤러(25)와의 접촉 시간이 적정한 범위가 되어, 주름이 억제되는 것 외에, 프리 롤러(25)의 회전 불량에 기인하는 필름의 흠집의 발생이 억제된다. 프리 롤러(25)는, 외주면이 하드 크롬 도금되어 있는 것이 바람직하다. 하드 크롬 도금이 실시됨으로써, 필름(15)과의 밀착성이 향상되어, 필름(15)이 미끄러지기 어려워진다.

예열부(11) 내에는, 예를 들면 상측에 송기 노즐(31)이, 하측에 배기 노즐(32)이 배치되어 있다. 송기 노즐(31) 및 배기 노즐(32)에는 덕트(33)를 통하여 송풍기(34) 및 온도조절기(35)가 접속되어 있다. 온도조절기(35)는, 가열 매체로서의 예를 들면 공기를, 원하는 온도로 가열한다. 송풍기(34)는, 덕트(33)를 통하여, 온도조절기(35)에서 온도가 조절된 공기를 송기 노즐(31)에 보낸다. 송기 노즐(31)로부터는 가열 공기가 송출되고, 이 가열풍(36)에 의하여 예열부(11) 내의 필름(15)을 일정 온도로 예열한다. 가열풍(36)은 예열실(20) 내에서 필름(15)의 측방으로부터 돌아 들어가, 필름(15)의 상면 및 하면의 전체를 예열한다.

가열풍(36)에 의한 예열온도(Tp)는, 연신 가능해지는 온도(연신온도)(Te)보다 낮은 온도로 할 필요가 있다. 따라서, 필름(15)의 유리 전이 온도를 Tg로 하였을 때에, 예열부(11) 내에 가열풍(36)을 공급하여 필름(15)을 (Te-40)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하의 범위 내의 일정 온도로 예열한다. 연신온도(Te)는 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 범위 내이다. 또, 송기 노즐(31)로부터의 가열풍의 송풍 속도는 2m/sec 이상 15m/sec 이하의 범위 내가 바람직하다. 2m/sec 이상이면, 예열실(20)의 온도를 균일하게 유지할 수 있어, 연신 불균일의 발생이 없어진다. 또, 15m/sec 이하이면, 필름(15) 펄럭임에 기인하는 흠집의 발생이 없어진다.

예열부(11)를 거쳐 일정 온도로 예열된 필름(15)은, 세로 연신부(12)에 보내진다. 세로 연신부(12)는, 저속 롤러 쌍(41), 고속 롤러 쌍(42), 냉각 롤러(43)를 구비한다. 저속 롤러 쌍(41)은 저속 롤러(41a)와 닙 롤러(41b)를 가진다. 고속 롤러 쌍(42)은, 고속 롤러(42a)와 닙 롤러(42b)를 가진다. 저속 롤러(41a), 고속 롤러(42a), 냉각 롤러(43)에는, 온도조절매체 순환부로부터 개별적으로 온도조절매체, 예를 들면 오일이나 가압 증기가 공급된다. 이 온도조절매체의 순환 공급에 의하여, 저속 롤러(41a), 고속 롤러(42a), 냉각 롤러(43)는 원하는 표면 온도로 설정된다. 예를 들면, 저속 롤러(41a)의 온도는 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 범위 내이며, 고속 롤러(42a)의 온도는 (Tg-100)℃ 이상(Tg-5)℃ 이하의 범위 내이고, 냉각 롤러(43)의 온도는 20℃ 이상 (Tg-100)℃ 이하의 범위 내이다. 이들 저속 롤러(41a), 고속 롤러(42a), 냉각 롤러(43)에 필름(15)이 접촉함으로써, 필름(15)은 저속 롤러(41a), 고속 롤러(42a), 냉각 롤러(43)의 표면 온도와 동일한 온도로 가열, 또는 냉각된다.

저속 롤러(41a), 고속 롤러(42a), 냉각 롤러(43)에는, 도시는 생략하였지만, 각각 모터가 접속되어 있어, 원하는 회전 속도로 회전이 가능하게 되어 있다. 그리고, 저속 롤러(41a)와 고속 롤러(42a)의 주속차에 의하여, 필름(15)은 반송방향으로 늘려져 세로 연신된다. 저속 롤러(41a)와 고속 롤러(42a)의 "저속", "고속"은, 속도가 상대적으로 낮고, 높은 것을 각각 의미한다. 즉, 고속 롤러(42a)의 주속은, 저속 롤러(41a)의 주속보다 높다. 저속 롤러(41a)와 고속 롤러(42a)의 주속차는 세로 연신 배율에 따라 적절히 변경되고, 저속 롤러(41a)의 주속은 예를 들면 20m/min 이상 80m/min 이하의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 20m/min 이상으로 함으로써 제조 효율을 저하시키는 일이 없어진다. 또, 80m/min 이하로 함으로써, 필름(15)과 저속 롤러(41a)와의 접촉 시간을 확보하여, 확실하게 가열할 수 있다.

세로 연신을 행할 때에는, 세로 연신 배율은, 1.0보다 크고 1.5 이하의 범위인 것이 바람직하다. 세로 연신 배율이 1.0보다 크고 1.5 이하의 범위인 경우에, 두께 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 발현하는 리타데이션의 변동을 억제할 수 있다.

예열부(11)에서, 필름(15)을 (Te-40)℃ 이상으로 예열함으로써, 세로 연신부(12)의 저속 롤러(41a)에서의 필름(15)으로의 가열 시의 온도 상승량이 과도하게 커지는 일이 없어, 저속 롤러(41a) 상에서 파형판 형상의 주름의 발생이 억제된다. 또, 예열부(11)에서, 필름(15)을 (Tg-5)℃ 이하로 예열함으로써, 예열부(11) 내에서 필름(15)이 연신되는 일이 없어, 세로 연신부(12)에서 균일하게 연신할 수 있다.

세로 연신부(12)에서 세로 연신된 필름(15)은, 후공정장치(14)의 예를 들면 필름 권취기에 의하여, 필름 롤에 권취된다.

본 실시형태에서는, 예열실(20)에 가열풍(36)을 송출하여, 가열풍(36)에 의하여 가열하기 때문에, 종래의 예열 롤러에 의한 열전도에 의한 가열과 달리, 예열 롤러 상에서 필름(15)이 열팽창하여 파형판 형상이 되는 일이 없어, 주름이나 흠집의 발생이 억제된다. 특히, 필름(15)의 연신 전의 두께가, 25㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위 내, 바람직하게는 25㎛ 이상 60㎛ 이하의 범위 내인 박막 필름에 대하여, 주름이나 흠집의 발생이 억제된다.

다만, 하나의 예열실(20)을 동일 온도로 예열하면, 프리 롤러(25)의 온도도 예열실(50)의 실온에 가까운 온도가 될 수 있다. 이로 인하여, 예열실(50)에 들어간 필름(15)은, 예열실(50)의 출구 온도까지 높아진 입구측의 프리 롤러(25)에 접촉하기 때문에, 필름(15)이 열팽창하여 필름 폭방향으로 요철을 반복하는 파형판 형상의 주름이 발생할 우려가 있다. 이것을 방지하기 위하여, 프리 롤러(25)의 열전달에 의한 가열을 억제할 수 있도록, 프리 롤러(25)의 직경을 가능한 한 가늘게 하고, 또 그 랩각도 작게 한다. 이로 인하여, 필름 반송 속도가 40m/min인 경우에, 프리 롤러(25)의 직경을 40mm 이상 150mm 이하의 범위 내로 하여, 가열풍(36)으로 가열된 프리 롤러(25)가 필름(15)에 접촉하여도, 열팽창하여 변형을 일으키지 않게 한다. 실제로는, 프리 롤러(25)는, 연속해서 보내져 오는 필름(15)(예열실(20)의 온도보다 낮은 온도임)과의 접촉에 의하여, 예열실(20) 내의 온도보다 낮은 온도로 되어 있으므로, 프리 롤러(25)로의 필름 접촉에 의하여 열변형은 발생하지 않는 경우도 있다.

상기 실시형태에서는, 1개의 예열실(20)에서 필름(15)을 가열하고 있지만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예열실(50)을 격벽(49)에 의하여 필름 반송방향으로 복수 개로 구획한 예열 영역(50a~50c)을 가지는 예열부(51)로 하여도 된다. 다만, 도 2에 있어서는, 상기 실시형태와 동일 구성 부재에는 동일 부호가 붙어져 있다. 이 제2 실시형태의 경우에는, 각 예열 영역(50a~50c)에, 송기 노즐(31), 배기 노즐(32), 덕트(33), 송풍기(34), 온도조절기(35)를 설치하여, 각 예열 영역(50a~50c) 내의 온도를 필름 반송방향에서 점차 높아지도록 설정한다. 인접하는 예열 영역(50a~50c)간의 온도차는, 예를 들면 20℃ 이상 50℃ 이하의 범위 내이다. 이 온도차가 20℃ 이상인 경우에는, 구획수를 적정한 범위로 줄일 수 있어 설비 효율이 향상된다. 또, 50℃ 이하인 경우에는, 인접하는 예열 영역(50a~50c)간에서 공기의 교환에 의한 온도 불균일이 발생하는 일이 없어, 연신 불균일이 발생하지 않는다.

각 예열 영역(50a~50c)의 구획수는, 예열온도(Tp)에 따라 증감한다. 예를 들면, 하나의 예열실(50)을 동일 온도로 예열하면, 예열실(50)에 들어간 필름(15)은, 예열실(50)의 출구 온도까지 높아진 입구측의 프리 롤러(25)에 접촉하기 때문에, 필름(15)이 열팽창하여 필름폭방향으로 요철을 반복하는 파형판 형상의 주름이 발생할 우려가 있다. 이것을 방지하기 위하여, 가열풍(36)으로 가열된 프리 롤러(25)가 필름(15)에 접촉하여도 열팽창하여 변형을 일으키지 않을 정도로, 각 예열 영역(50a~50c)의 예열온도(Tp)를 작게 설정한다. 그리고, 복수의 예열 영역(50a~50c)에 의하여 세로 연신에 가능한 온도로까지, 단계적으로 예열한다.

또, 예열실(50)을 복수 개로 구획하는 대신에, 도 3의 예열부(63)로 하여도 된다. 예열부(63)는, 하나의 예열실(60)에 있어서, 각 프리 롤러(61)에 온도조절기구(62a~62c)에 의하여, 온도조절매체를 공급하여, 프리 롤러(61)의 표면 온도를 그룹마다 온도조절한다. 이 경우에는, 입구측으로부터 차례로 그룹마다 프리 롤러(61)의 표면 온도를 높게 한다. 각 프리 롤러(61)의 표면 온도는, 필름(15)이 접촉하여 열팽창에 의하여 파형판 형상의 주름이 발생하는 일이 없는 온도로 설정한다. 다만, 온도조절은 그룹마다 행하는 것 외에, 프리 롤러(61)마다 온도조절하여도 된다. 나아가서는, 도 2에 나타내는 바와 같이 구획된 예열실(50) 내의 프리 롤러(25)에 대하여, 동일하게 하여 온도조절하여도 된다. 인접하는 하류측 그룹과 상류측 그룹의 프리 롤러(61)의 온도차는 50℃ 이하이며, 최상류 그룹의 프리 롤러(61)의 온도는 예열실(50)의 외부 실온에 대하여 +20℃ 이상 50℃ 이하의 범위 내이다.

상기 각 실시형태에서는, 프리 롤러(25, 61)를 이용하여, 예열실(20, 50, 60) 내에서의 필름 패스 길이를 길게 설정하고 있다. 그러나, 프리 롤러(25, 61) 대신에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 턴바(70)를 이용한 예열부(71)로 하여도 된다. 이 경우에는, 턴바(70)에, 송풍기(72) 및 온도조절기(73)를 접속하여, 턴바(70)에 부상(浮上) 공기를 공급한다. 부상 공기는 예열실(74)의 예열온도(Tp)와 동일하게 설정하여도, 또는 예열온도(Tp)보다 낮게 설정하여도 된다. 다만, 도 3 및 도 4에 있어서는, 예열실(60, 74)은 도 1에 나타내는 송풍기(34) 및 온도조절기(35)를 구비하지만, 도시는 생략하고 있다. 또, 도 2의 실시형태와 마찬가지로, 예열실(60, 74)을 복수로 구획하여 예열 영역을 형성하고, 이들 각 예열실(60, 74)의 예열 영역에 대하여, 송풍기(34) 및 온도조절기(35)를 설치하여, 예열 영역마다 예열온도(Tp)를 설정하고, 입구측으로부터 출구측을 향함에 따라 점차 예열온도(Tp)를 높게 하여도 된다. 또, 도 3의 실시형태의 프리 롤러(61)와 마찬가지로, 각 턴바(70)로부터의 부상 공기의 온도를, 각 턴바(70) 개별로, 또는 그룹마다 바꾸어, 예열실(74)의 입구로부터 출구를 향함에 따라, 점차 높게 하여도 된다.

상기 실시형태에서는, 세로 연신부(12)로서 저속 롤러 쌍(41) 및 고속 롤러 쌍(42)을 이용하였지만, 닙 방식에 한정되지 않고, 홈 부착 가공 롤 등의 고유지력 롤러를 저속 롤러 및 고속 롤러에 이용하여도 된다. 또, 세로 연신부(12)는, 상류측 저속 롤러 쌍(41)과 하류측 고속 롤러 쌍(42)에 의한 1단의 세로 연신으로 하였지만, 복수 단의 세로 연신으로 하여도 된다.

[실시예]

필름(15)으로서, 두께가 55㎛, 폭이 600mm이며, Tg가 145℃인 셀룰로오스아실레이트 필름을 이용하여, 예열, 세로 연신, 냉각을 행하였다. 세로 연신부(12)에서는, 상류측 저속 롤러 쌍(41)과 하류측 고속 롤러 쌍(42)에 의한 1단의 세로 연신을 행하였다. 전공정장치(13)로서 필름 송출기를 이용하여, 필름 롤로부터 필름(15)을 인출하여 예열부(11)에 송출하였다. 후공정장치(14)로서, 필름 권취기를 이용하여, 필름(15)을 권취하여 필름 롤로 하였다. 예열부(11)에서는, 예열실(20) 내에 직경이 60mm인 프리 롤러(25)를 배치하여, 이들에 필름(15)을 걸쳐, 예열실(20) 내의 필름 패스 길이를 20m로 하였다. 그리고, 원하는 필름 온도가 되도록 가열풍(36)을 공급하여 예열을 행하였다. 세로 연신 배율을 1.3배, 연신 길이(Le)(도 1 참조)를 300mm, 냉각 온도를 100℃, 필름 반송 속도를 40m/min로 하고, 상기 표 1에 나타내는 바와 같이, 예열온도(Tp) 및 연신온도(Te)를 변경하여, 실험 1~실험 17을 행하였다. 다만, 실험 1~실험 16에서는 가열실을 이용한 가열풍 공급에 의한 예열을 행하고, 실험 17에서는 예열 롤러에 접촉시켜 예열을 행하였다.

얻어진 연신 필름에 대하여, 흠집, 주름, 연신 불균일을 평가하였다. 흠집은, 현미경 관찰에 의하여, 주름은 욱안 관찰에 의하여 평가를 행하였다. 흠집, 주름이 없을 때에 우수 "A"로 하고, 흠집, 주름이 있지만 허용할 수 있는 레벨일 때에 양호 "B"로 하며, 허용할 수 없는 흠집, 주름일 때에 불가 "C"로 하였다. 연신 불균일은, 길이 5m의 샘플 피스의 길이방향의 최대 두께와 최소 두께와의 차가 3㎛ 이하일 때에 우수 "A"로 하고, 3㎛를 넘고 5㎛ 이하일 때에 허용할 수 있는 레벨로서 양호 "B"로 하며, 5㎛를 넘을 때에 불가 "C"로 하였다. 실험 결과에 의하여, 가열풍에 의한 예열을 행한 실험 1~실험 16에서는, 예열온도(Tp)에 대해서는, (연신온도(Te)-40)℃ 미만 및 (Tg-5)℃를 넘으면, 흠집, 주름, 연신 불균일 중 어느 평가에서 불가 "C"가 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 예열온도(Tp)에 대해서는, (Te-40)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하의 범위 내가 적정인 것을 알 수 있었다. 또, 연신온도(Te)에 대해서는, Tg 미만 및 (Tg+20)℃를 넘으면, 흠집, 주름, 연신 불균일 중의 어느 평가에서 불가 "C"가 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 연신온도(Te)에 대해서는, Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 범위 내가 적정인 것을 알 수 있었다. 또, 예열 롤러에 필름을 접촉시켜 예열을 행한 실험 17에서는 연신 불균일은 없었지만, 흠집 및 주름으로 평가가 불가 "C"가 되었다.

도 5는, 상기 적정 범위를 그래프화한 것이며, 해칭을 부여한 영역이 본원 발명의 적정 조건 범위이다. 세로축은 예열온도(Tp)(단위는 ℃)이며, Tg와의 차로 나타내고 있다. 예를 들면, "-10"이란 (Tg-10)℃의 의미이며, "5"란 (Tg+5)℃의 의미이다. 다만, Tg와의 차가 0(제로)일 때는 "Tg"라고 기재하고 있다. 가로축은 연신온도(Te)(단위는 ℃)이며, Tg와의 차로 나타내고 있다. 예를 들면, "-5"란 (Tg-5)℃의 의미이며, "15"란 (Tg+15)℃의 의미이다. 다만, Tg와의 차가 0(제로)일 때는 "Tg"라고 기재하고 있다. 이와 같이, 균일한 연신을 하기 위해서는, 연신온도(Te)를 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 범위 내로 할 필요가 있고, 또한 예열온도(Tp)를 (Tg-5)℃ 이하로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 또, 주름이나 흠집을 발생시키지 않기 위해서는, 예열온도(Tp)는 (Te-40)℃ 이상이 필요한 것을 알 수 있다.

Claims

유리 전이 온도가 Tg인 열가소성 수지로 이루어지는 띠 형상의 필름을 반송방향으로 연신하여 연신 필름을 제조하는 연신 필름의 제조 방법으로서,
(A) 상기 반송방향으로 이간하여 배치된 저속 롤러와 상기 저속 롤러보다 높은 주속으로 회전하는 고속 롤러에 의하여 상기 필름을 상기 반송방향으로 연신하는 스텝; 및,
(B) 상기 A스텝 전에, 예열실 내에 가열풍을 공급하여 상기 필름을 (Te-40)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하의 범위 내로 예열하는 스텝
을 구비하고,
상기 저속 롤러는 상기 필름에 접촉하여 상기 필름을 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 범위 내의 연신온도(Te)로 가열하는 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 저속 롤러를 거친 필름을, 상기 고속 롤러에 의하여, (Tg-100)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하의 범위 내로 냉각하는 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 예열실 내에서의 상기 필름의 텐션은 20N/m 이상 200N/m 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 예열실은 상기 반송방향으로 복수의 예열 영역으로 구획되고, 구획된 상기 복수의 예열 영역의 상류측으로부터 하류측을 향하여 예열온도가 상승되며, 인접하는 하류측 예열 영역과 상류측 예열 영역의 온도차는 50℃ 이하인 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 B스텝 중의 상기 필름은, 상기 반송방향을 변경하는 복수의 반송방향 변경부재에 걸쳐져 있는 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 반송방향 변경부재는 프리 롤러인 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 반송방향 변경부재는 턴바인 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 반송방향 변경부재는, 상기 반송방향으로 복수의 그룹으로 구획되고, 그룹마다 상류측으로부터 하류측을 향하여 온도가 점차 상승되는 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
인접하는 하류측의 상기 그룹과 상류측의 상기 그룹의 상기 반송방향 변경부재의 온도차는 50℃ 이하인 것을 특징으로 하는 연신 필름의 제조 방법.
유리 전이 온도가 Tg인 열가소성 수지로 이루어지는 띠 형상의 필름을 반송방향으로 연신하여 연신 필름을 제조하는 필름 연신 설비로서,
상기 필름을 상기 반송방향으로 연신하는 세로 연신부;
상기 세로 연신부에 구비되고 상기 필름에 접촉하여 상기 필름을 Tg℃ 이상 (Tg+20)℃ 이하의 연신온도(Te)로 가열하는 저속 롤러;
상기 저속 롤러보다 높은 주속으로 회전함으로써 상기 필름을 상기 반송방향으로 연신하는 고속 롤러; 및,
예열실 내에 가열풍을 공급하여 상기 필름을 (Te-40)℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하로 예열하는 예열부;
를 구비하고,
상기 고속 롤러는 상기 저속 롤러와 상기 반송방향에 있어서 이간하여 상기 세로 연신부에 배치되며,
상기 예열부는 상기 세로 연신부의 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는 필름 연신 설비.