KR20190045263A - 용액 제막 방법 - Google Patents

Abstract

평활성이 보다 향상된 광학 필름을 제조하는 용액 제막 방법을 제공한다.
용액 제막 설비는 도프로부터 필름을 제조한다. 환상의 벨트는 제1 롤러와 제2 롤러에 감겨 걸쳐진 상태에서 길이 방향으로 연속 주행한다. 제2 롤러는, 제1 롤러보다 둘레면의 온도가 높다. 제1 롤러 상의 벨트에 도프를 유연함으로써 유연막을 형성한다. 제2 롤러로부터 제1 롤러를 향하는 벨트에, 제1 롤러의 둘레면보다 높은 온도의 기체를 보낸다. 이로써, 제1 롤러를 향하는 벨트를 5℃/분 이하의 냉각 속도로 냉각한다. 유연막을 벨트로부터 박리함으로써 필름을 형성한다. 형성된 필름을 건조한다.

Description

용액 제막 방법

본 발명은, 용액 제막 방법에 관한 것이다.

광학 필름의 제조 방법으로서, 용액 제막 방법이 있다. 용액 제막 방법은, 폴리머가 용매에 용해된 도프를, 주행하는 유연 지지체에 유연함으로써 유연막을 형성하고, 이 유연막을 유연 지지체로부터 박리하여 필름을 형성하며, 형성한 필름을 건조하는 방법이다. 유연막은, 박리하여 형성한 필름이 반송 가능해지도록, 유연 지지체 상에서 굳혀진다. 유연막을 유연 지지체 상에서 굳히는 수법으로서, 유연막에 가열한 기체를 분사함으로써 건조하는 수법이 있다.

유연 지지체는, 환상으로 형성되어 있고, 적어도 2개의 롤러에 감겨 걸쳐진 상태에서 길이 방향으로 주행하여, 도프의 유연과 유연막의 박리가 반복된다. 도프의 유연은, 한쪽의 제1 롤러 상의 유연 지지체, 또는 제1 롤러로부터 다른 쪽의 제2 롤러를 향하는 유연 지지체로 이루어진다. 형성된 유연막이 통과하는 제2 롤러는, 유연막의 건조를 촉진하기 위하여 둘레면을 가열하는 경우가 많지만, 제1 롤러는, 새롭게 형성되는 유연막이 발포하지 않도록, 제2 롤러보다 낮은 온도에 둘레면이 냉각된다. 또, 제2 롤러를 적극적으로는 가열하지 않는 경우이더라도, 유연막을 건조하기 위하여 분사한 기체에 의하여 유연 지지체가 승온하고, 이 유연 지지체에 접촉함으로써 제2 롤러는 따뜻해지기 때문에, 결과적으로, 냉각되는 제1 롤러의 둘레면쪽이 제2 롤러의 둘레면보다 낮은 온도가 된다.

도프가 유연되는 유연 위치를 향하는 유연 지지체를 보다 확실히 냉각하기 위하여, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-071475호의 방법은, 유연 지지체의 유연막이 형성되는 유연면과는 반대 측의 비유연면 측에 액체를 공급하고, 이 액체의 기화에 의한 증발 잠열에 의하여, 도프가 유연되는 유연 위치를 향하는 유연 지지체를 냉각하고 있다.

또, 일본 공개특허공보 2002-273747호의 방법은, 유연 지지체와 제1 롤러 및 제2 롤러와의 각 접점 온도차를 소정 조건으로 하고 있다. 이 조건을 충족시키기 위하여, 일본 공개특허공보 2002-273747호의 방법은, 유연 지지체가 주행하는 영역을 4개의 존으로 나누어, 각 존의 온도를 소정 온도로 설정하고 있다. 또, 이 일본 공개특허공보 2002-273747호에는, 유연 지지체의 승온 속도와 강온 속도를 고려하는 것이 기재되어 있다.

그런데, 휴대 단말의 화상 표시면에 이용되어 있는 유리는, 예를 들면 충격 등에 의하여 균열되기 쉽다. 따라서, 유리의 표면을 덮는 수지(폴리머)제의 필름, 및/또는 유리를 수지(폴리머)제의 필름으로 치환할 것이 요망된다. 이 점, 일본 공개특허공보 2012-071475호 및 일본 공개특허공보 2002-273747호 등의 종래의 용액 제막 방법에 의하여 제조되는 광학 필름은, 편광판의 보호 필름 등의 용도에는 충분한 평활성을 갖는다. 그러나, 그 평활성은 염감(艶感)이 있는 상기 유리에는 미치지 않고, 예를 들면 상기와 같은 화상 표시면의 커버 필름으로서 이용하려면 평활성에 있어서 추가적인 향상이 요망된다.

따라서, 본 발명은, 평활성이 보다 향상된 광학 필름을 제조하는 용액 제막 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 용액 제막 방법은, 유연막 형성 공정과 지지체 냉각 공정과 박리 공정과 건조 공정을 갖고, 제1 롤러와 둘레면의 온도가 제1 롤러보다 높은 제2 롤러에 감겨 걸쳐진 상태에서 길이 방향으로 연속 주행하는 환상의 유연 지지체에, 도프를 유연한다. 유연막 형성 공정은, 제1 롤러 상의 유연 지지체 또는 제1 롤러로부터 제2 롤러를 향하는 유연 지지체에, 도프를 유연함으로써 유연막을 형성한다. 지지체 냉각 공정은, 제2 롤러로부터 제1 롤러를 향하는 유연 지지체에, 제1 롤러의 둘레면보다 높은 온도의 기체를 보냄으로써, 제1 롤러를 향하는 유연 지지체를 5℃/분 이하의 냉각 속도로 냉각한다. 박리 공정은, 유연막을 유연 지지체로부터 박리함으로써 필름을 형성한다. 건조 공정은, 박리 공정에 의하여 형성된 필름을 건조한다.

유연 지지체와 제1 롤러와의 접촉 개시 위치에 있어서의 유연 지지체의 온도를 TS로 하고, 도프가 유연되는 유연 위치의 유연 지지체의 온도를 TC로 할 때에, ｜TS-TC｜≤5℃로 하는 것이 바람직하다.

유연 지지체의 길이를 L로 할 때에, 지지체 냉각 공정을 개시하는 냉각 개시 위치에서 유연 지지체와 제1 롤러와의 접촉 개시 위치까지의 거리는, 길어도 (1/5)×L인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 평활성이 보다 향상된 광학 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 용액 제막 설비의 개략도이다.
도 2는 평활성의 평가 방법의 설명도이다.

본 발명을 실시한 도 1에 나타내는 용액 제막 설비(10)은, 광학 필름(이하, 간단히 "필름"이라고 칭함)(11)을 제조하기 위한 것이다. 이 필름(11)은, 휴대 단말의 화상 표시면을 구성하는 것이며, 즉, 화상 표시부인 터치 패널의 최표면에 배치되는 커버 필름으로서 이용된다. 이 필름(11)은, 종래의 유리를 치환하여 사용, 즉 대체품으로서 사용할 수도 있고, 유리의 표면에 첩부한 상태에서 이용해도 된다. 제조되는 필름(11)의 두께는 10μm 이상 300μm 이하의 범위 내이며, 100μm 이상 300μm 이하의 범위 내가 보다 바람직하고, 150μm 이상 250μm 이하의 범위 내가 더 바람직하다. 본 실시형태에서는 200μm로 하고 있다.

용액 제막 설비(10)은, 유연 장치(13)과, 텐터(14)와, 롤러 건조 장치(15)와, 슬리터(16)과, 권취 장치(17)을, 상류 측에서부터 순서대로 구비한다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 용매 함유율(단위; %)은 건량(乾量) 기준의 값이며, 구체적으로는, 용매의 질량을 MS, 용매 함유율을 구하는 대상의 필름(11) 또는 유연막(29)의 질량을 MF로 할 때에, {MS/(MF-MS)}×100으로 구하는 백분율이다.

유연 장치(13)은, 도프(21)로부터 필름(11)을 형성하기 위한 것이다. 도프(21)은, 폴리머가 용매에 용해된 폴리머 용액이다. 폴리머로서, 본 실시형태에서는, 셀룰로스트라이아세테이트(이하, TAC라고 칭함)를 이용하고 있지만, TAC와 상이한 다른 셀룰로스아실레이트를 이용해도 된다. 셀룰로스아실레이트의 아실기는 1종류만이어도 되거나, 혹은 2종류 이상의 아실기를 갖고 있어도 된다. 아실기가 2종 이상일 때에는, 그 1개가 아세틸기인 것이 바람직하다. 셀룰로스의 수산기를 카복실산으로 에스터화하고 있는 비율, 즉, 아실기의 치환도가 하기 식 (I)~(III) 모두를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 이하의 식 (I)~(III)에 있어서, A 및 B는, 아실기의 치환도를 나타내고, A는 아세틸기의 치환도, 또 B는 탄소 원자수 3~22의 아실기의 치환도이다.

(I) 2.0≤A+B≤3.0

(II) 1.0≤A≤3.0

(III) 0≤B≤2.0

아실기의 전체 치환도 A+B는, 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 B는, 0.30 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이상인 것이 특히 바람직하다.

또, 도프(21)의 폴리머는 셀룰로스아실레이트에 한정되지 않는다. 예를 들면, 아크릴 수지, 환상 올레핀 수지(예를 들면 JSR(주)제의 아톤(등록 상표)) 등이어도 된다.

도프(21)은, 필름(11)이 되는 고형분으로서 폴리머 이외의 것을 포함하고 있어도 된다. 폴리머 이외의 고형분으로서는, 예를 들면 가소제, 자외선 흡수제, 리타데이션 제어제, 미립자 등이 있으며, 본 실시형태에서는 가소제를 포함시키고 있다. 미립자는, 필름(11)에 슬라이딩성 및/또는 내상성을 부여하거나, 필름(11)을 겹쳤을 때의 첩부를 억제하는 등의 목적으로 사용되는 이른바 매트제이다.

도프(21)에 있어서의 고형분의 비율(이하, 고형분 함유율이라고 칭함)은, 고형분의 질량을 MK로 하고, 도프(21)의 질량을 MD로 할 때에, (MK/MD)×100으로 구하는 백분율로 17% 이상 25% 이하의 범위 내가 되며, 본 실시형태에서는 19.5%로 하고 있다.

도프(21)의 용매로서는, 본 실시형태에 있어서는, 다이클로로메테인과 메탄올과의 혼합물을 이용하고 있다. 용매는 본 실시형태의 예에 한정되지 않고, 예를 들면 뷰탄올, 에탄올, 프로판올 등이 이용되며, 이들은 혼합물로서 2종 이상을 병용해도 된다.

유연 장치(13)은, 환상으로 형성된 무단(無端)의 유연 지지체인 벨트(23)과, 둘레 방향으로 회전하는 제1 롤러(26) 및 제2 롤러(27)을 구비한다. 벨트(23)은, 제1 롤러(26)과 제2 롤러(27)과의 둘레면에 감겨 걸쳐진다. 제1 롤러(26)과 제2 롤러(27) 중 적어도 어느 한쪽이 구동 수단을 갖는 구동 롤러이면 되고, 본 실시형태에 있어서는 제1 롤러(26)과 제2 롤러(27) 양쪽 모두가 구동 롤러로 되어 있다. 구동 롤러가 둘레 방향으로 회전함으로써, 둘레면에 접하는 벨트(23)이 길이 방향으로 연속 주행하여, 순환한다. 벨트(23)과 제1 롤러(26)과의 접촉이 개시되는 위치를 접촉 개시 위치라고 칭하고, 부호 PS를 부여한다. 또한 도 1에 있어서 부호 X를 부여하고 있는 화살표는, 벨트(23)의 주행 방향과 필름(11)의 반송 방향을 나타내고 있다.

벨트(23)의 상방에는 유연 다이(이하, 다이라고 칭함)(28)이 구비되어 있다. 다이(28)은, 공급된 도프(21)을 도 1의 지면(紙面) 깊이 방향으로 확산된 막 형상으로 확폭한 후에, 유출구(도시하지 않음)로부터 연속적으로 유출한다. 이로써, 주행하고 있는 벨트(23)에, 유연막(29)가 형성된다. 또한, 벨트(23)의 주행로에 있어서 도프(21)이 유연되는 위치, 즉, 도프(21)이 벨트(23)에 접촉을 개시하는 위치를, 이하, 유연 위치라고 칭하고, 부호 PC를 부여한다.

본 실시형태에 있어서는, 다이(28)은, 제1 롤러(26) 상의 벨트(23)의 상방에 마련하고 있고, 유연 위치(PC)는 제1 롤러(26) 상으로 하고 있다. 그러나, 다이(28)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 롤러(26)으로부터 제2 롤러(27)을 향하는 벨트(23)의 상방에 마련하고, 이로써, 도프(21)을 제1 롤러(26)으로부터 제2 롤러(27)을 향하는 벨트(23)에 유연해도 된다. 이 경우에는, 제1 롤러(26)으로부터 제2 롤러(27)을 향하는 벨트(23)의 하방에 롤러(31)을 배치하고, 롤러(31)에 의하여 지지되어 있는 벨트(23)의 상방에 다이(28)을 배치하는 것이 바람직하다.

제1 롤러(26)과 제2 롤러(27)은, 각각 둘레면의 온도를 제어하는 온도 컨트롤러(32)를 구비한다. 제1 롤러(26)의 둘레면은 온도가 소정 범위가 되도록 냉각되고, 이로써, 벨트(23)은 한 바퀴 돌 때마다 냉각된다. 이로써, 유연막(29)의 발포가 억제된다. 제2 롤러(27)의 둘레면은 온도가 소정 범위가 되도록 가열되고, 이로써, 유연막(29)는 보다 효과적으로 건조된다.

제1 롤러(26)의 둘레면 온도는, 0℃ 이상 40℃ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 10℃ 이상 30℃ 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 20℃ 이상 25℃ 이하의 범위로 하는 것이 더 바람직하다. 제2 롤러(27)의 둘레면 온도는, 15℃ 이상 80℃ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 20℃ 이상 60℃ 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 25℃ 이상 40℃ 이하의 범위로 하는 것이 더 바람직하다. 단, 제2 롤러(27)의 둘레면 온도는, 제1 롤러(26)의 둘레면 온도보다 높게 한다.

다이(28)로부터 벨트(23)에 이르는 도프(21), 이른바 비드에 관하여, 벨트(23)의 주행 방향(X)에 있어서의 상류에는, 감압 챔버(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 감압 챔버는, 비드의 상류 측 에어리어의 분위기를 흡인함으로써 이 에어리어를 감압한다.

유연막(29)를, 텐터(14)로의 반송이 가능할 정도까지 건조한 다음, 용매를 포함하는 상태에서 벨트(23)으로부터 박리하고, 이로써 필름(11)을 형성한다. 박리는, 용매 함유율이 100% 이하가 되고 나서 행하는 것이 바람직하고, 25% 이상 70% 이하의 범위 내에서 행하는 것이 보다 바람직하다.

박리 시에는, 필름(11)을 박리부로서의 롤러(이하, 박리 롤러라고 칭함)(33)으로 지지하여, 유연막(29)가 벨트(23)으로부터 박리되는 박리 위치(PP)를 일정하게 유지한다. 박리 롤러(33)은, 구동 수단을 구비하고 둘레 방향으로 회전하는 구동 롤러여도 된다. 또한, 박리는, 제1 롤러(26) 상의 벨트(23)에서 행하고 있다. 벨트(23)은 순환하여 박리 위치(PP)로부터 유연 위치(PC)로 되돌아가, 유연 위치(PC)에 있어서 다시 새로운 도프(21)이 유연된다.

유연 장치(13)은, 급기 건조 유닛(41)과 벨트 냉각 유닛(42)를 구비한다. 급기 건조 유닛(41)은, 유연막(29)를, 벨트(23)으로부터 박리한 후의 반송이 가능할 정도까지 건조시키기 위한 것이다. 급기 건조 유닛(41)은, 벨트(23)의 주행 방향(X)에 있어서의 다이(28)보다 하류에 마련되고, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)과 제1 배기부(48), 제2 배기부(49)를 갖는다. 이들은, 벨트(23)의 유연막(29)가 형성되는 유연면 측에 배치되어 있고, 벨트(23)의 주행 방향(X)를 따라, 상류 측으로부터 제1 급기부(45), 제1 배기부(48), 제2 급기부(46), 제2 배기부(49), 제3 급기부(47)의 순서로 나열되어 있다.

이 예에서는, 제1 급기부(45)는, 제1 롤러(26) 상의 벨트(23)의 주행로 근방에 배치되며, 제1 배기부(48)과 제2 급기부(46)은, 제1 롤러(26)으로부터 제2 롤러(27)을 향하는 벨트(23)의 주행로 근방에 배치되고, 제2 배기부(49)는, 제2 롤러(27)에 접촉하고 있는 벨트(23)의 주행로 근방에 배치되며, 제3 급기부(47)은 접촉 개시 위치(PS) 근방의 벨트(23)의 주행로 근방에 배치되어 있다. 단, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)과 제1 배기부(48), 제2 배기부(49)가 배치되는 위치는 이 예에 한정되지 않고, 유연 위치(PC)로부터 박리 위치(PP)를 향하는 벨트(23)의 주행로 근방이면 된다. 또, 급기부와 배기부의 수도 이 예에 한정되지 않고, 벨트(23)의 길이 등에 따른 수로 하면 된다.

제1 급기부(45)~제3 급기부(47)은 가열된 건조 기체를 유출하고, 제1 배기부(48)과 제2 배기부(49)는 기체를 흡인하여, 배기한다. 여기에서, 벨트(23), 다이(28), 제1 급기부(45)~제3 급기부(47), 제1 배기부(48), 제2 배기부(49) 등은, 외부 공간과 구획하는 챔버(51)의 내부에 수용되어 있고, 제1 배기부(48)과 제2 배기부(49)는 흡인한 기체를 이 챔버(51)의 외부로 배기한다. 급기 건조 유닛(41)은, 챔버(51)의 외부에, 송풍 컨트롤러(52)를 구비한다. 송풍 컨트롤러(52)는, 팬(도시하지 않음)과 제어부(도시하지 않음)를 구비하고, 제어부가 팬을 통하여 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)의 각각에 건조 기체로서의 예를 들면 공기를 보내, 그 기체의 온도와, 습도와, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)로부터의 각 유량과, 제1 배기부(48)과 제2 배기부(49)와의 각각의 기체의 흡인력을 독립적으로 조절한다.

본 실시형태에 있어서는, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)로부터의 건조 기체는, 송풍 컨트롤러(52)에 의하여 대체로 90℃로 가열되어 있다. 이와 같이 가열된 건조 기체를 온풍으로 하여 유연막(29) 상에 흘려 보냄으로써, 유연막(29)를 가열하여, 건조를 진행시킨다. 건조 기체의 온도는, 40℃ 이상 140℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

제1 급기부(45)와 제2 급기부(46)은, 건조 기체를 유출하는 유출구(도시하지 않음)가 벨트(23)의 주행 방향(X)를 향한 상태로 배치되어 있고, 이로써, 반송되고 있는 유연막(29)에 대하여 건조 기체를 순풍으로 공급한다. 이 건조 기체는 유연막(29)의 막면에 대하여 병행한 흐름이 된다. 제3 급기부(47)은, 건조 기체를 유출하는 유출구(도시하지 않음)가 벨트(23)의 주행 방향(X)와는 반대 측을 향한 상태로 배치되어 있고, 이로써, 반송되고 있는 유연막(29)에 대하여 건조 기체를 맞바람으로 공급한다. 이 건조 기체도 유연막(29)의 막면에 대하여 병행한 흐름이 된다. 제1 배기부(48)과 제2 배기부(49)는, 기체를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가, 통과하는 유연막(29)를 향한 상태로 배치되어 있다. 제1 배기부(48)은 제1 급기부(45)와 제2 급기부(46)의 사이에서, 제2 배기부(49)는 제2 급기부(46)과 제3 급기부(47)의 사이에서, 각각 기체를 흡인한다. 단, 공급하는 건조 기체의 방향은 이 예에 한정되지 않고, 유연막(29)에 대하여 수직인 방향이어도 된다. 또한, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)의 유출구와, 제1 배기부(48) 및 제2 배기부(49)의 흡인구는, 벨트(23)의 폭방향(도 1의 지면 깊이 방향)으로 뻗어 있는 슬릿 형상의 개구로 하고 있다.

본 실시형태에서는, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)과, 제1 배기부(48), 제2 배기부(49)를 송풍 컨트롤러(52)에 의하여 각각 독립적으로 제어하고 있지만, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47), 제1 배기부(48), 제2 배기부(49)의 각각에 컨트롤러(도시하지 않음)를 마련하여, 각 컨트롤러에 의하여 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)과 제1 배기부(48), 제2 배기부(49)를 제어해도 된다. 급기부와 배기부와의 수를 변경한 경우도 동일하다.

유연막(29)를 건조하는 건조 기기는, 급기 건조 유닛(41)에 한정되지 않고, 유연막을 건조하는 공지의 건조 기기를 사용해도 된다. 예를 들면, 유연막(29)를 덮는 사이즈의 상자 형상으로 형성된 급기 박스(도시하지 않음)와, 이 급기 박스의 벨트(23)과의 대향면에 마련된, 건조 기체를 선단의 개구로부터 송출하는 복수의 송출 노즐(도시하지 않음)을 구비하는 송풍기(도시하지 않음)여도 된다.

벨트 냉각 유닛(42)는, 제2 롤러(27)로부터 제1 롤러(26)을 향하는 벨트(23)을 냉각하기 위한 것이다. 벨트 냉각 유닛(42)는, 제2 롤러(27)로부터 제1 롤러(26)을 향하는 벨트(23)의 유연면과는 반대 측인 유연 반대면에 대향하여 배치되는 급기부(56)과 배기부(57)을 구비한다. 이 예에서는, 벨트(23)의 주행 방향(X)에 있어서, 급기부(56)을 배기부(57)의 하류 측에 배치하고 있지만, 급기부(56)과 배기부(57)과의 위치 관계는 이와 반대여도 된다.

급기부(56)은 제1 롤러(26)의 둘레면의 온도보다 높은 온도의 기체(예를 들면 공기)를 유출하고, 배기부(57)은 기체를 흡인하여, 배기한다. 벨트 냉각 유닛(42)는, 챔버(51)의 외부에, 컨트롤러(58)을 구비하고, 컨트롤러(58)은, 급기부(56)에 제1 롤러(26)의 둘레면의 온도보다 높은 온도로 조절한 기체를 보내며, 또한 그 기체의 온도와 배기부(57)의 기체의 흡인력을 독립적으로 조절한다. 벨트 냉각 유닛(42)는, 상기의 기체에 의하여, 제2 롤러(27)로부터 제1 롤러(26)을 향하는 벨트(23)을, 5℃/분 이하, 즉 0℃/분보다 크고 5℃ 이하의 냉각 속도로 냉각한다. 냉각 속도는, 2℃/분 이상 6℃/분 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 2℃/분 이상 3℃/분 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 냉각 속도는, 후술하는 온도 TR로부터 온도 TS를 뺀 값을, 후술하는 냉각 개시 위치(PR)로부터 접촉 개시 위치(PS)에 이를 때까지의 벨트(23)의 주행 시간으로 나눔으로써, 구할 수 있다.

냉각 속도는, 급기부(56)으로부터의 기체의 온도와, 급기부(56)으로부터의 기체의 유속과, 배기부(57)에 의한 기체의 흡인력에 의하여 조절할 수 있다. 단, 급기부(56)으로부터의 기체의 온도는 제1 롤러(26)의 둘레면보다 높게 하기 때문에, 급기부(56)으로부터의 기체의 온도에 의한 냉각 속도의 조절에는 제한이 있다. 그 경우에는, 급기부(56)으로부터의 기체의 유속과, 배기부(57)에 의한 기체의 흡인력에 의하여 냉각 속도를 조절한다. 예를 들면, 냉각 속도를 높이는 경우에는 유속과 흡인력을 올리고, 냉각 속도를 낮추는 경우에는 유속과 흡인력을 내리면 된다.

이 예에서는, 제1 롤러(26)의 둘레면의 온도는, 제1 롤러(26)의 둘레면에 대향한 상태로 배치한 시판 중인 비접촉식의 온도 검출기(도시하지 않음)에 의하여 검출하고 있으며, 이 검출 결과에 근거하여, 컨트롤러(58)은, 기체의 온도를 조절한다.

급기부(56)은, 기체를 유출하는 유출구(도시하지 않음)가 벨트(23)의 주행 방향(X)와 역방향 상태로 배치되어 있고, 이로써, 주행하고 있는 벨트(23)에 대하여 기체를 맞바람으로 공급한다. 이 기체는 벨트(23)의 유연 반대면에 대하여 병행한 흐름이 된다. 배기부(57)은, 기체를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가, 벨트(23)을 향한 상태로 배치되어 있는, 배기부(57)은 반드시 마련하지 않아도 되지만, 배기부(57)이 급기부(56)의 상류 측에서 기체를 흡인함으로써, 급기부(56)으로부터의 기체는, 보다 확실히 벨트(23)의 유연 반대면을 따라 흐른다. 단, 공급하는 기체의 방향은 이 예에 한정되지 않고, 벨트(23)에 대하여 수직인 방향이어도 된다. 또한, 급기부(56)의 유출구와 배기부(57)의 흡인구는, 벨트(23)의 폭방향(도 1의 지면 깊이 방향)으로 뻗어 있는 슬릿 형상의 개구로 하고 있다.

본 실시형태에서는, 급기부(56)과 배기부(57)을 컨트롤러(58)에 의하여 각각 독립적으로 제어하고 있지만, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 급기부(56)과 배기부(57)과의 각각에 컨트롤러(도시하지 않음)를 마련하여, 각 컨트롤러에 의하여 급기부(56)과 배기부(57)을 제어해도 된다.

접촉 개시 위치(PS)에 있어서의 벨트(23)의 온도를 TS로 하고, 유연 위치(PC)에 있어서의 벨트(23)의 온도를 TC로 할 때에, ｜TS-TC｜≤5℃인 것이 바람직하다. ｜TS-TC｜≤4℃인 것이 더 바람직하다. 상술한 온도 TR과 온도 TS와 온도 TC는, 벨트(23)의 유연면에 대향한 상태로 배치한 시판 중인 비접촉식의 온도 검출기(도시하지 않음)에 의하여 각각 검출하고 있으며, 이 검출 결과에 근거하여, 온도 컨트롤러(32)는 제1 롤러(26)의 둘레면의 온도를 조절하고, 컨트롤러(58)은 급기부(56)의 기체의 온도와 배기부(57)의 기체의 흡인력을 조절한다.

제2 롤러(27)로부터 제1 롤러(26)을 향하는 벨트(23)은, 배기부(57)과 대향하는 위치로부터 냉각이 개시된다. 따라서 배기부(57)과 대향하는 위치가 벨트(23)의 냉각을 개시하는 냉각 개시 위치(PR)이며, 상술한 온도 TR은 이 냉각 개시 위치(PR)에 있어서의 벨트(23)의 온도이다. 냉각 개시 위치(PR)로부터 접촉 개시 위치(PS)까지의 거리(LR)은, 벨트(23)의 길이를 L로 할 때에, 길어도 (1/5)×L, 즉 0보다 길고 (1/5)×L 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, (1/10)×L 이상 (1/5)×L 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

벨트(23)으로부터의 박리에 의하여 형성된 필름(11)은, 텐터(14)에 안내된다. 유연 장치(13)과 텐터(14)의 사이의 반송로에는, 송풍 장치(도시하지 않음)를 배치해도 된다. 이 송풍 장치로부터의 송풍에 의하여, 필름(11)의 건조가 진행된다.

텐터(14)는, 필름(11)을 반송하면서 건조를 진행시키는 제1 필름 건조 장치이다. 본 실시형태의 텐터(14)는, 필름(11)의 각 측부를 지지 부재로서의 클립(14a)에 의하여 지지하고, 필름(11)을 길이 방향으로 반송하면서 폭방향으로의 장력을 부여함으로써, 필름(11)을 폭방향으로 연신하는 연신 처리도 행한다.

텐터(14)는 덕트(14b)를 갖고, 덕트(14b)는 필름(11)의 반송로의 도 1에 있어서의 상방에 마련된다. 덕트(14b)는, 건조 기체(예를 들면 건조한 공기)를 송출하는 슬릿(도시하지 않음)을 복수 갖고, 건조 기체는 송풍기(도시하지 않음)로부터 공급된다. 송풍기는, 소정 온도 및/또는 습도로 조정한 건조 기체를 덕트(14b)에 보낸다. 슬릿이 필름(11)의 반송로와 대향하도록 덕트(14b)는 배치된다. 각 슬릿은 필름(11)의 폭방향으로 길게 뻗은 형상이며, 복수의 슬릿은 반송 방향(X)에 있어서 서로 소정 간격을 두고 형성되어 있다. 또한, 동일한 구조를 갖는 덕트를, 필름(11)의 반송로의 도 1에 있어서의 하방에 마련해도 되고, 필름(11)의 반송로의 도 1에 있어서의 상방과 하방 양쪽 모두에 마련해도 된다.

롤러 건조 장치(15)는, 필름(11)을 더 건조시키기 위한 제2 건조 장치이다. 롤러 건조 장치(15)의 내부의 분위기는, 온도 및/또는 습도 등이 공조기(도시하지 않음)에 의하여 조절되고 있다. 롤러 건조 장치(15)에서는, 다수의 롤러(15a)에 필름(11)이 감겨 걸쳐져 반송된다.

슬리터(16)은, 필름(11)의 양측부를 절제하여 필름(11)을 목적으로 하는 폭으로 하기 위한 것이다. 이 절제에서는, 클립(14a)에 의한 지지 자국을 포함하도록 필름(11)의 양측부를 절제한다. 슬리터(16)은 텐터(14)와 롤러 건조 장치(15)의 사이에 마련해도 된다. 권취 장치(17)은, 필름(11)을 권선 코어에 감아 롤 형상으로 한다.

상기 구성의 작용을 설명한다. 주행하는 벨트(23)에 다이(28)로부터 도프(21)이 연속적으로 유출됨으로써, 벨트(23) 상에 유연막(29)가 형성된다(유연막 형성 공정). 유연막(29)는, 주행하는 벨트(23)에 의하여 반송되어, 급기 건조 유닛(41)로 안내된다. 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)로부터의 급기에 의하여, 유연막(29)는 건조가 진행된다. 제1 배기부(48)과 제2 배기부(49)는, 기체를 흡인하는 흡인구가 유연막(29)를 향한 상태로 배치되어 있기 때문에, 제1 급기부(45)~제3 급기부(47)로부터 유출된 건조 기체는, 보다 확실히 유연막(29) 상을 흐른다. 이로 인하여, 유연막(29)의 건조는 보다 효율적으로 진행된다.

그런데 벨트(23)과 제1 롤러(26)은, 정교하게 제조해도, 서로의 접촉에 있어서의 압력(접촉압)에 불균일(이하, 접촉 불균일이라고 칭함)이 발생하고, 접촉 불균일은 벨트(23)의 온도 불균일의 원인이 되며, 벨트(23)의 온도 불균일은 유연막(29)의 건조 불균일의 원인이 된다. 이 접촉 불균일에 의한 건조 불균일은, 편광판의 보호 필름 등의 광학 필름으로서 이용하는 경우에는 문제가 되지 않을 정도의 작은 것이지만, 이것보다 더 평활성이 요구되는 예를 들면 상술한 커버 필름 등에 있어서 문제인 것을 알 수 있었다. 그리고, 이 접촉 불균일에 의한 건조 불균일은, 벨트(23)을 급속히 냉각(이하, 급랭이라고 칭함)한 경우에 특히 현저해지는 것도 알 수 있었다. 또, 벨트(23)의 냉각은, 고체 또는 액체에 의한 냉각, 예를 들면 제1 롤러(26)과의 접촉에 의한 냉각 또는 액체의 공급에 의한 냉각보다, 기체에 의한 냉각쪽이 온화하다. 이 점, 벨트 냉각 유닛(42)는, 제2 롤러(27)로부터 제1 롤러(26)을 향하는 유연 지지체로서의 벨트(23)을, 기체에 의하여 냉각하고, 또한 그 기체의 온도는 제1 롤러(26)보다 높은 온도로 하고 있다. 이로 인하여, 벨트 냉각 유닛(42)는, 5℃/분 이하라는 느린 냉각 속도로 벨트(23)을 냉각하므로(지지체 냉각 공정), 벨트(23)은, 냉각된 제1 롤러(26)에 접촉하기 시작해도 급랭되지 않는다. 그 결과, 접촉 불균일에 기인하는 유연막(29)의 건조 불균일이 억제되어, 얻어지는 필름(11)의 평활성이 향상된다. 또, 벨트 냉각 유닛(42)는, 유연 반대면 측에 있어서만 벨트(23)을 기체의 흐름으로 냉각하고 있다. 이로 인하여, 유연면 측에서의 냉각에 비하여, 유연막(29)의 건조 효율의 저하가 억제된다.

｜TS-TC｜≤5℃이면, 제1 롤러(26)에 의한 벨트(23)의 냉각 속도도 작게 억제되기 때문에, 접촉 불균일에 의한 건조 불균일이 보다 작게 억제된다. 냉각 개시 위치(PR)로부터 접촉 개시 위치(PS)까지의 거리가 길어도 (1/5)×L이기 때문에, 유연막(29)의 건조 효율이 보다 확실히 유지된다.

유연막(29)를 벨트(23)으로부터 박리하는(박리 공정) 것에 의하여 형성되는 필름(11)은, 텐터(14)로 반송되면서, 덕트(14b)로부터의 건조풍에 의하여 건조가 진행되며, 이 건조 동안에, 클립(14a)에 의하여 폭방향으로 연신된다. 필름(11)은, 롤러 건조 장치(15)에 의하여 더 건조된다. 이와 같이, 텐터(14)와 롤러 건조 장치(15)에 의하여 필름(11)은 건조된다(건조 공정). 슬리터(16)에서 측부가 제거된 후에, 권취 장치(17)에 의하여 롤 형상으로 감긴다.

이하, 실시예와 비교예를 든다. 상세는 실시예에 기재하고, 비교예에 대해서는 실시예와 다른 조건만을 기재한다.

실시예

[실시예 1]~[실시예 5]

용액 제막 설비(10)에 의하여, 필름(11)을 제조하여, 실시예 1~5로 했다. 도프(21)의 고형분을, 다이클로로메테인과 메탄올과의 혼합물에 용해시켜 도프(21)을 만들었다. 도프(21)의 고형분은 이하이다. 조건은, 표 1에 나타낸다.

TAC 17.1질량부

제1 가소제 1.7질량부

제2 가소제 0.7질량부

얻어진 각 필름(11)로부터 시트 형상으로 샘플링한 샘플 시트(62)(도 2 참조)에 대하여, 하기 방법 및 기준에 의하여, 평활성과 주름과의 평가를 행하여, 제조 중에 있어서의 유연막(29)에 발포가 있었는지 여부를 평가했다. 평가 결과는 표 1에 나타낸다.

1. 평활성

도 2를 참조하면서 평활성의 평가 방법을 설명한다. 먼저, 샘플 평가판으로서, 평활한 유리판(61)을 준비했다. 이 유리판(61)의 한 면에 상술한 샘플 시트(62)를 첩부하고, 다른 면에 흑색 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(63)을 첩부함으로써, 유리판(61)과 샘플 시트(62)와 흑색 PET 필름(63)이 적층한 적층체(64)를 만들었다. 첩부에는, 광학용 투명 점착 시트(도시하지 않음)를 이용했다. 형광등(67)이 마련되어 있는 평활성 평가계에, 샘플 시트(62)가 상향이 되도록 적층체(64)를 두었다. 이 평활성 평가계에는 관찰점(PW)가 설정되어 있고, 이 관찰점(PW)로부터, 샘플 시트(62)에 비친 형광등(67)의 상(像)을 관찰한다. 형광등(67)로서는, 관경 32.5mm의 40W 직관형의 것을 이용했다.

적층체(64)를 두는 곳은 수평으로 되어 있고, 이로써 샘플 시트(62)의 상면이 수평으로 되어 있다. 또, 일 방향으로 뻗어 있는 형광등(67)의 길이 방향도 수평으로 배치되어 있고, 이로써 형광등(67)과 샘플 시트(62)의 상면과는 서로 평행하게 되어 있다. 형광등(67)과 관찰점(PW)는 동일한 높이로 되어 있고, 형광등(67)로부터의 광의 샘플 시트(62)로의 입사각이 60°가 되는 상태이며, 또한 반사각(즉 60°)에서의 관찰이 가능한 상태에서, 적층체(64)를 두는 곳은 위치 결정되어 있고, 관찰점(PW)로부터는 샘플 시트(62)의 상면의 중앙(62c)에 형광등(67)의 상이 관찰된다. 형광등(67)과 샘플 시트(62)의 상면의 중앙(62c)와의 거리, 및 관찰점(PW)와 상술한 중앙(62c)와의 거리는, 모두 2m로 하고 있으며, 도 2에 있어서는 부호 L1을 부여하고 있다. 또한, 도 2에 있어서는, 입사각과 반사각에 부호 θ1을 부여하고 있으며, 형광등(67)의 광을 조사한 상태에 있어서의 형광등(67)의 상의 외곽선(Li)를 2점 파선으로 그리고 있다. 이 외곽선(Li)는, 샘플 시트(62)의 평활성이 매우 양호한 경우에는 직선으로서 관찰되지만, 평활성이 나쁠수록, 진폭이 보다 큰 파형(波型)의 선으로서 관찰된다.

형광등(67)의 광을 조사한 상태에서, 중앙(62c)를 회전 중심으로 하여 적층체(64)를 회전시키면서 관찰점(PW)에서 샘플 시트(62)에 비친 형광등(67)의 상을 관찰하고, 상의 외곽선(Li)의 진폭이 가장 큰 위치에서 적층체(64)의 회전을 멈추어, 그 자세를 평가 대상 자세로서 특정했다. 외곽선(Li)의 진폭 중 가장 큰 값을 V1로 하고, 형광등의 폭(직경)에 대응하는 상의 폭을 V2로 하며, V1/V2의 산출식으로 구해지는 값을 하기의 기준에 근거하여 평가하여, 이것을 평활성의 평가로 했다. A는 합격이며, B와 C는 불합격이다. 또한, 외곽선(Li)에 진폭이 있는 경우에는, 한쪽의 외곽선(Li)의 진폭의 중앙으로부터 다른 쪽의 외곽선(Li)의 진폭의 중앙까지의 치수를 V2로 했다.

A: 1/10 미만이었다.

B: 1/10 이상 1/5 미만이었다.

C: 1/5 이상이었다.

2. 발포

유연막(29)의 건조 조건에 따라서는 유연막(29)의 온도가 너무 높아짐으로써, 발포가 발생한다. 발포로 발생하고 있는 기포가 큰 경우에는 텐터(14)에서의 필름(11)의 파단을 일으켜, 유연을 계속하는 것이 곤란해진다. 또, 유연막(29)에 발생한 기포가 작아도 그 기포가 필름(11)에 존재하는 경우는 품질상의 문제가 된다. 따라서, 유연막(29)의 발포의 평가를 이하의 기준으로 행했다. A는 합격이며, B는 불합격이다.

A: 발포가 보이지 않았다.

B: 발포가 보였다.

3. 주름

유연막(29)의 건조 조건에 따라서는 박리 위치(PP)의 용매 함유율이 높아져, 박리 롤러(33) 위에서 필름(11)에 주름이 발생하고, 샘플 시트(62) 상에 있어서도 주름이 시인되게 된다. 따라서 샘플 시트(62)를 육안으로 관찰하여, 하기의 기준에 의하여 주름의 평가를 행했다. A는 합격이며, B는 불합격이다.

A: 샘플 시트에 주름이 확인되지 않았다.

B: 샘플 시트에 주름이 확인되었다.

주름의 평가가 B였던 실시예 4를 실시한 후에, 벨트(23)의 주행 속도를 약간 낮추어(구체적으로는 1분간당 주행 거리를 실시예 4에 대하여 10% 낮추어), 그 외의 조건은 변경하지 않고, 즉 그 외의 조건은 실시예 4와 동일한 조건으로, 다시 필름(11)을 제조했다. 그와 같이 하여 얻어진 필름(11)에 대하여, 평활성과 주름과 발포와의 평가를 행한바, 평활성과 발포는 실시예 4의 경우와 동일하게 A의 평가 결과가 얻어지고, 주름은 실시예 4의 경우보다 향상되어, A의 평가 결과가 얻어졌다.

주름의 평가가 B였던 실시예 5를 실시한 후에, 벨트(23)의 주행 속도를 약간 낮추어(구체적으로는 1분간당 주행 거리를 실시예 5에 대하여 10% 낮추어), 그 외의 조건은 변경하지 않고, 즉 그 외의 조건은 실시예 5와 동일한 조건으로, 다시 필름(11)을 제조했다. 그와 같이 하여 얻어진 필름(11)에 대하여, 평활성과 주름과 발포와의 평가를 행한바, 평활성과 발포는 실시예 5의 경우와 동일하게 A의 평가 결과가 얻어지고, 주름은 실시예 5의 경우보다 향상되어, A의 평가 결과가 얻어졌다.

[비교예 1]~[비교예 6]

표 1에 나타내는 조건에 의하여, 필름을 제조했다. 그 외의 조건은, 실시예와 동일하다.

실시예와 동일한 방법 및 기준으로 평활성과 주름과 발포와의 평가를 행했다. 평가 결과는 표 1에 나타낸다.

[표 1]

Claims (3)

1. 제1 롤러와 둘레면의 온도가 상기 제1 롤러보다 높은 제2 롤러에 감겨 걸쳐진 상태에서 길이 방향으로 연속 주행하는 환상의 유연 지지체에, 도프를 유연하는 용액 제막 방법에 있어서,
   상기 제1 롤러 상의 상기 유연 지지체 또는 상기 제1 롤러로부터 상기 제2 롤러를 향하는 상기 유연 지지체에, 상기 도프를 유연함으로써 유연막을 형성하는 유연막 형성 공정과,
   상기 제2 롤러로부터 상기 제1 롤러를 향하는 상기 유연 지지체에, 상기 제1 롤러의 둘레면보다 높은 온도의 기체를 보냄으로써, 상기 제1 롤러를 향하는 상기 유연 지지체를 5℃/분 이하의 냉각 속도로 냉각하는 지지체 냉각 공정과,
   상기 유연막을 상기 유연 지지체로부터 박리함으로써 필름을 형성하는 박리 공정과,
   상기 박리 공정에 의하여 형성된 필름을 건조하는 건조 공정을 갖는 용액 제막 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유연 지지체와 상기 제1 롤러와의 접촉 개시 위치에 있어서의 상기 유연 지지체의 온도를 TS로 하고, 상기 도프가 유연되는 유연 위치의 상기 유연 지지체의 온도를 TC로 할 때에, ｜TS-TC｜≤5℃로 하는 용액 제막 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 유연 지지체의 길이를 L로 할 때에,
   상기 지지체 냉각 공정을 개시하는 냉각 개시 위치로부터, 상기 유연 지지체와 상기 제1 롤러와의 접촉 개시 위치까지의 거리는, 길어도 (1/5)×L인 용액 제막 방법.

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