KR20220110234A - 필름 롤의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

필름 롤의 제조 방법은 아크릴 수지의 필름(F)을 적어도 흐름 방향(MD)으로 연신하는 연신 공정과, 연신된 필름(F)을 제 1 권심(W1)에 권취하는 제 1 권취 공정과, 제 1 권취 공정 후, 제 1 권심(W1)에 감겨진 필름(F)을 제 2 권심(W2)에 권취하는 제 2 권취 공정을 포함한다. 제 2 권취 공정은 흐름 방향(MD)에 있어서의 필름(F)의 수축률이 0.015% 이상이 된 후에 개시되고, 0.035% 이하인 동안에 종료된다.

Description

필름 롤의 제조 방법
본 발명은 필름 롤의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 이접착 필름 등의 필름의 제조 방법은 필름을 연신하는 연신 공정과, 연신된 필름을 권취하는 권취 공정을 포함한다(예를 들면 특허문헌 1 참조.).
일본 특허 공개 2020-023170호 공보
상기한 특허문헌 1에 기재되는 방법에서는 권취된 필름이 연신된 방향과 반대의 방향으로 수축한다. 필름이 수축함으로써, 필름 롤은 필름 롤의 지름방향으로 줄어든다. 필름 롤이 줄어들면, 필름의 일부에 과도하게 압력이 가해져서 필름에 감김 자국이 생겨 버릴 가능성이 있다.
본 발명은 감김 자국의 발생을 억제할 수 있는 필름 롤의 제조 방법을 제공한다.
본 발명 [1]은 아크릴 수지의 필름을 적어도 흐름 방향으로 연신하는 연신 공정과, 연신된 상기 필름을 제 1 권심에 권취하는 제 1 권취 공정과, 상기 제 1 권취 공정 후, 상기 제 1 권심에 감겨진 상기 필름을 제 2 권심에 권취하는 제 2 권취 공정을 포함하고, 상기 제 2 권취 공정이 상기 흐름 방향에 있어서의 상기 필름의 수축률이 0.015% 이상이 된 후에 개시되고, 0.035% 이하인 동안에 종료되는 필름 롤의 제조 방법을 포함한다.
이러한 방법에 의하면, 수축률이 0.035%를 초과하기 전에 제 2 권취 공정이 종료됨으로써, 제 2 권취 공정 전의 필름, 즉, 제 1 권심에 감겨진 필름의 수축을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 권취 공정 전에 감김 자국의 발생을 억제할 수 있다.
또한 수축률이 0.015% 이상이 된 후에 제 2 권취 공정이 개시됨으로써, 제 2 권취 공정 후의 필름, 즉, 제 2 권심에 권취된 필름의 수축을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 권취 공정 후에 감김 자국의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명 [2]는 상기 필름이 상기 아크릴 수지로 이루어지는 기재와, 상기 기재를 덮는 이활층을 갖는 상기 [1]의 필름 롤의 제조 방법을 포함한다.
이러한 방법에 의하면, 필름이 이활층을 갖고 있으므로, 제 1 권취 공정 및 제 2 권취 공정에 있어서 필름을 권취할 때에 필름끼리가 스쳐서 상처가 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 필름 롤의 제조 방법에 의하면, 감김 자국의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 필름의 제조 시스템에 의해 제조되는 필름의 단면도이다.
도 2는 필름의 제조 시스템의 개략 구성도이다.
도 3은 필름의 바꿔 감기를 설명하는 설명도이다.
1. 필름
도 1에 나타내듯이, 본 실시형태에서는 필름(F)은 기재(S)와, 피막(C)을 갖는다. 또, 필름(F)은 피막(C)을 갖지 않고, 기재(S)만으로 이루어져도 좋다. 필름(F)은 예를 들면 모바일 기기, 카 네비게이션 장치, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, 텔레비젼 등의 화상 표시 장치의 편광판에 사용된다. 상세하게는 필름(F)은 편광판의 편광자를 보호하는 보호 필름으로서 사용된다.
기재(S)는 기재(S)의 두께 방향에 있어서, 제 1 면(S1)과, 제 2 면(S2)을 갖는다. 기재(S)는 아크릴 수지로 이루어진다. 즉, 필름(F)은 아크릴 수지로 이루어진다.
아크릴 수지는 글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴 수지, 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지이어도 좋다. 글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴 수지, 및, 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지는 높은 내열성, 높은 투명성, 및 높은 기계적 강도를 가지므로, 편광도가 높고 또한 내구성이 우수한 편광판의 제조에 적합하다. 글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴 수지는 일본 특허 공개 2006-283013호 공보, 일본 특허 공개 2006-335902호 공보, 일본 특허 공개 2006-274118호 공보에 기재되어 있다. 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지는 일본 특허 공개 2000-230016호 공보, 일본 특허 공개 2001-151814호 공보, 일본 특허 공개 2002-120326호 공보, 일본 특허 공개 2002-254544호 공보, 일본 특허 공개 2005-146084호 공보에 기재되어 있다.
기재(S)는 아크릴 수지에 추가해서, 아크릴 수지 이외의 다른 열가소성 수지를 함유해도 좋다. 다른 열가소성 수지를 함유함으로써, 아크릴 수지의 복굴절을 제거하여 광학 등방성이 우수한 필름을 얻을 수 있다. 또한 필름의 기계강도를 향상시킬 수도 있다.
또한 기재(S)는 산화방지제, 안정제, 보강재, 자외선흡수제, 난연제, 대전방지제, 착색제, 충전제, 가소제, 활제, 필러 등의 첨가제를 함유해도 좋다.
피막(C)은 기재(S)의 제 1 면(S1) 위에 배치된다. 피막(C)은 기재(S)의 제 1 면(S1)을 덮는다. 본 실시형태에서는 피막(C)은 이활층이다. 피막(C)이 이활층인 경우, 피막(C)은 후술하는 제 1 권취 공정 및 제 2 권취 공정에 있어서 필름(F)을 권취할 때에 필름(F)끼리가 스쳐서 상처가 생기는 것을 억제한다. 또한 피막(C)이 이활층인 경우, 피막(C)은 필름(F)끼리의 블록킹을 억제한다. 상세하게는 이활층은 바인더 수지와, 미립자를 함유한다.
바인더 수지로서는 열경화성 수지 및 열가소성 수지를 들 수 있다. 열경화성 수지로서는 예를 들면 우레탄 수지 및 에폭시 수지를 들 수 있다. 열가소성 수지로서는 예를 들면 아크릴 수지 및 폴리에스테르 수지를 들 수 있다. 바인더 수지는 복수 종류를 병용할 수 있다.
미립자로서는 예를 들면 산화물, 탄산염, 규산염, 규산염 광물, 인산염을 들 수 있다. 산화물로서는 예를 들면 산화규소(실리카), 산화티타늄(티타니아), 산화알류미늄(알루미나) 및 산화지르코늄(지르코니아)을 들 수 있다. 탄산염으로서는 예를 들면 탄산칼슘을 들 수 있다. 규산염으로서는 예를 들면 규산 칼슘, 규산 알루미늄 및 규산 마그네슘을 들 수 있다. 규산염 광물로서는 예를 들면 탤크 및 카올린을 들 수 있다. 인산염으로서는 예를 들면 인산 칼슘을 들 수 있다. 필름(F)이 편광자의 보호 필름으로서 사용될 경우, 미립자는 바람직하게는 산화물, 보다 바람직하게는 산화규소이다. 미립자는 복수 종류를 병용할 수 있다.
미립자의 평균 1차 입자지름은 예를 들면 피막(C)의 두께보다 작다. 미립자의 평균 1차 입자지름이 피막(C)의 두께보다 작음으로써, 미립자가 피막(C)으로부터 탈락되는 것을 억제할 수 있다. 미립자의 평균 1차 입자지름은 예를 들면 200nm 이하, 바람직하게는 150nm 이하, 보다 바람직하게는 100nm 이하, 보다 바람직하게는 80nm 이하, 보다 바람직하게는 60nm 이하, 보다 바람직하게는 50nm 이하이다.
미립자의 평균 1차 입자지름은 예를 들면 10nm 이상, 바람직하게는 15nm 이상, 보다 바람직하게는 20nm 이상이다. 미립자의 평균 1차 입자지름이 상기한 하한값 이상이면, 필름(F)을 권취했을 때에 블록킹을 억제할 수 있다.
미립자는 피막(C) 중에 예를 들면 5질량% 이상, 바람직하게는 10질량% 이상, 예를 들면 30질량% 이하, 바람직하게는 20질량% 이하 함유된다.
이활층은 이접착층이어도 좋다. 이활층이 이접착층일 경우, 필름(F)은 이접착층에서 편광자와 접착된다.
이활층의 두께는 예를 들면 300nm 이하, 바람직하게는 250nm 이하, 예를 들면 100nm 이상, 바람직하게는 150nm 이상이다.
필름(F)의 두께는 예를 들면 60㎛ 미만, 바람직하게는 40㎛ 이하이며, 예를 들면 20㎛ 이상, 바람직하게는 30㎛ 이상이다.
필름(F)의 폭은 예를 들면 3.00m 이하, 바람직하게는 1.50m 이하이며, 예를 들면 1.00m 이상이다.
2. 필름의 제조 시스템
도 2에 나타내듯이, 본 실시형태에서는 필름(F)의 제조 시스템(1)은 압출 성형 장치(2)와, 제 1 연신 장치(4A)와, 도공 장치(3)와, 제 2 연신 장치(4B)와, 슬릿 가공 장치(5)와, 널링 가공 장치(6)와, 권취 장치(7)를 구비한다.
(1)압출 성형 장치
압출 성형 장치(2)는 기재(S)를 압출 성형 한다(압출 성형 공정). 압출 성형 장치(2)로부터 압출된 기재(S)는 시트 형상을 갖는다.
(2)제 1 연신 장치
제 1 연신 장치(4A)는 기재(S)를 가열한 후, 기재(S)의 흐름 방향(MD)으로 연신한다(제 1 연신 공정).
(3)도공 장치
도공 장치(3)는 기재(S)의 제 1 면(S1)에 도공액을 도포한다(도포 공정). 또, 기재(S)의 제 1 면(S1)에는 압출 성형 공정 후, 도포 공정 전에 코로나 처리, 플라즈마 처리 등의 표면 처리가 실시되어도 좋다.
도공 장치(3)로서는 예를 들면 바 코터, 그라비어 코터, 키스 코터 등을 들 수 있다.
이활층을 갖는 필름(F)을 제조할 경우, 도공액은 이활층을 형성하기 위한 수지 조성물이다. 도공액은 수지성분과, 상기한 미립자와, 분산매를 함유한다.
수지성분은 후술하는 연신 공정에 의해, 상기한 바인더 수지의 피막을 형성한다. 바인더 수지가 우레탄 수지일 경우, 수지성분으로서는 예를 들면 수계 우레탄 수지를 들 수 있다. 수계 우레탄 수지로서는 예를 들면 우레탄 수지의 유화물인 비반응형 수계 우레탄 수지, 예를 들면 이소시아네이트기를 블록제로 보호한 우레탄 수지의 유화물인 반응형 수계 우레탄 수지 등을 들 수 있다. 바인더 수지가 우레탄 수지일 경우, 도공액은 우레탄 경화 촉매(트리에틸아민 등), 이소시아네이트 모노머를 함유해도 좋다.
분산매로서는 예를 들면 물, 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 알콜, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 등을 들 수 있다.
(4)제 2 연신 장치
제 2 연신 장치(4B)는 기재(S)에 도포된 도공액을 건조시킨다. 이것에 의해, 도공액이 상기한 피막(C)이 된다. 또한 제 2 연신 장치(4B)는 피막(C)이 형성된 기재(S)를 가열한 후, 기재(S)의 폭 방향(TD)으로 연신한다(제 2 연신 공정). 폭 방향(TD)은 흐름 방향(MD)과 직교한다. 제 2 연신 공정에 의해, 피막(C)이 형성된 기재(S)가 연신되고, 상기한 필름(F)이 얻어진다.
(5)슬릿 가공 장치
슬릿 가공 장치(5)는 필름(F)을 상기의 폭으로 절단한다(슬릿 공정).
(6)널링 가공 장치
널링 가공 장치(6)는 소정의 폭으로 절단된 필름(F)의 폭 방향 양단에 널을 형성한다(널링 공정). 널은 레이저에 의해 형성된다. 널은 가열된 엠보스 롤에 의해 형성되어도 좋다.
(7)권취 장치
권취 장치(7)는 널이 형성된 필름(F)을 제 1 권심(W1)에 권취한다(제 1 권취 공정). 제 1 권취 공정이 종료됨으로써, 제 1 필름 롤(R1)을 얻을 수 있다.
제 1 권심(W1)의 지름은 예를 들면 10cm 이상, 바람직하게는 15.24cm 이상이며, 예를 들면 30cm 이하, 바람직하게는 27.94cm 이하이다. 제 1 권심(W1)의 지름이 상기 하한값 이상이면, 감김 자국의 발생을 보다 억제할 수 있다.
제 1 권취 공정이 종료되었을 때, 제 1 권심(W1)에 권취된 필름(F)의 온도는 예를 들면 30℃ 이하, 바람직하게는 25℃ 이하이며, 예를 들면 20℃ 이상, 바람직하게는 22℃ 이상이다.
제 1 권심(W1)에 권취된 필름(F)은 필름(F)의 연신 방향과 반대의 방향으로 수축한다. 이것에 의해, 필름 롤(R1)은 필름 롤(R1)의 지름방향으로 줄어든다. 필름 롤(R1)이 줄어들면, 필름(F)의 일부에 과도하게 압력이 가해질 가능성이 있다. 이 상태로 일정 기간이 경과하면, 필름(F)에 감김 자국이 나버리는 경우가 있다.
제 1 권심(W1)에 권취된 필름(F)의 수축률은 제 1 권취 공정의 종료 후, 예를 들면 0.01% 이상, 바람직하게는 0.015% 이상이며, 예를 들면 0.05% 이하, 바람직하게는 0.035% 이하이다.
필름(F)의 수축률은 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해, 측정할 수 있다.
3. 필름의 바꿔 감기
필름 롤의 제조 방법에서는, 도 3에 나타내듯이, 제 1 권취 공정 후, 제 1 권심(W1)에 감겨진 필름(F)을 제 2 권심(W2)에 권취한다(제 2 권취 공정). 이것에 의해, 수축에 의해 줄어든 필름(F)을 해방해서 제 2 필름 롤(R2)을 얻는다. 제 1 권취 공정과 제 2 권취 공정 사이, 제 1 필름 롤(R1)은 보관된다. 제 1 권취 공정과 제 2 권취 공정 사이에는 다른 공정은 개재되지 않는다.
여기에서, 제 2 권취 공정은 흐름 방향(MD)에 있어서의 필름(F)의 수축률이 0.015% 이상이 된 후에 개시되고, 0.035% 이하인 동안에 종료된다.
수축률이 0.035%를 초과하기 전에 제 2 권취 공정이 종료됨으로써, 제 2 권취 공정 전의 필름(F), 즉, 제 1 권심(W1)에 감겨진 필름(F)의 수축을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 권취 공정 전에 감김 자국의 발생을 억제할 수 있다.
또한 수축률이 0.015% 이상이 된 후에 제 2 권취 공정이 개시됨으로써, 제 2 권취 공정 후의 필름(F), 즉, 제 2 권심(W2)에 권취된 필름(F)의 수축을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 권취 공정 후에 감김 자국의 발생을 억제할 수 있다.
수축률이 0.015% 이상, 0.035% 이하인 동안이란, 구체적으로는 제 1 권취 공정의 종료 후, 3시간부터 24시간 동안이다.
제 2 권취 공정은 바람직하게는 수축률이 0.018% 이상이 된 후에 개시되고, 0.025% 이하인 동안에 종료된다. 이것에 의해, 필름 롤(R2)을 폭 방향(TD)으로부터 볼 때, 진원에 가까울 수 있다. 바꿔 말하면, 제 2 권심(W2)에 필름(F)을 보다 균일하게 권취할 수 있다. 그 때문에 필름(F)의 일부에 과도하게 압력이 가해지는 것을 보다 억제할 수 있다. 그 결과, 감김 자국의 발생을 보다 억제할 수 있다.
또한 제 2 권취 공정은 바람직하게는 수축률이 0.02% 이하인 동안에 종료된다. 이것에 의해, 제 1 권취 공정과 제 2 권취 공정 사이의 대기 시간의 저감을 꾀할 수 있다.
제 2 권취 공정이 개시될 때, 제 1 권심(W1)에 권취된 필름(F)의 온도는 예를 들면 30℃ 이하, 바람직하게는 25℃ 이하이며, 예를 들면 20℃ 이상, 바람직하게는 22℃ 이상이다.
제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 길이는 예를 들면 8000m 이하, 바람직하게는 7000m 이하이다. 필름(F)의 권취 길이가 상기 상한값 이하이면, 감김 자국의 발생을 보다 억제할 수 있다.
제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 길이는 예를 들면 5000m 이상, 바람직하게는 6000m 이상이다.
본 실시형태에서는 제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 길이는 제 1 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 길이와 같다. 제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 길이는 제 1 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 길이보다 짧아도 좋다.
제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 속도는 예를 들면 125m/분 이하이다. 제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 속도가 상기 상한값 이하이면, 필름(F) 사이에 과도하게 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 속도는 예를 들면 50m/분 이상, 바람직하게는 80m/분 이상이다. 제 2 권취 공정에 있어서의 필름(F)의 권취 속도가 상기 하한값 이상이면, 제 2 권취 공정 중에 필름(F)의 수축률이 상기 상한값을 초과해 버리는 것을 억제할 수 있다.
4. 변형예
(1)필름(F)의 제조 시스템(1)은 제 1 연신 장치(4A)를 구비하지 않아도 좋다. 도공액이 도포된 기재(S)는 제 2 연신 장치(4B)에 의해, 흐름 방향(MD) 및 폭 방향(TD)으로 연신(2축 동시 연신)되어도 좋다.
(2)필름(F)의 제조 시스템(1)은 널링 가공 장치(6) 대신에 마스킹 필름을 조출하는 마스킹 필름 조출 장치와, 조출된 마스킹 필름을 필름(F)에 접합하는 접합 장치를 구비해도 좋다.
실시예
다음에 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의해 한정되지 않는다. 또한 이하의 기재에 있어서 사용되는 물성값, 파라미터 등의 구체적 수치는 상기의 「발명을 실시하기 위한 구체적인 내용」에 있어서 기재되어 있다, 이들에 대응하는 물성값, 파라미터 등의 상한값(「이하」 또는 「미만」으로서 정의되어 있는 수치) 또는 하한값(「이상」으로서 정의되어 있는 수치)으로 대체할 수 있다.
1. 실시예 및 비교예
(1)실시예 1
도 2에 나타내는 필름의 제조 장치를 이용하여, 글루탈이미드환을 함유하는 폴리메틸메타크릴레이트(글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴 수지)로 이루어지는 기재의 표면에 이활층(바인더 수지:우레탄 수지, 미립자:실리카(입자지름:80nm 이하), 실리카 함유량:15질량%, 두께:200nm)을 갖는 필름(폭:1.49m, 두께:40㎛)을 제조하고, 제 1 권심에 권취했다(제 1 권취 공정). 이것에 의해, 제 1 필름 롤(권취 길이 :8000m)을 얻었다.
다음에 제 1 필름 롤을 약 8시간 보관했다. 다음에 제 1 권심에 감겨진 필름의 전부를 제 2 권심에 권취했다(제 2 권취 공정). 이것에 의해, 제 2 필름 롤(권취 길이:8000m)을 얻었다. 제 1 필름 롤로부터 잘라내어진 시험편의 수축률은 제 2 권취 공정이 종료된 시점에서 0.02%였다.
또, 수축률은 후술하는 수축률의 측정 방법에 의해 측정했다. 제 2 권취 공정에 있어서의 권취 속도는 125m/분이었다.
(2)실시예 2, 3, 및, 비교예 1, 2
제 1 필름 롤을 보관하는 시간을 조절하여 제 2 권취 공정을 실행한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 제 2 필름 롤을 얻었다. 제 2 권취 공정이 종료된 시점에서의 수축률을 표 1에 나타낸다.
(3)실시예 4
아크릴 수지로 이루어지는 기재만 갖고, 이활층을 갖지 않는 필름을 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 제 2 필름 롤을 얻었다.
2. 수축률의 측정 방법
필름의 수축률을 측정하기 위해서는 우선, 제 1 권취 공정이 종료된 직후에 제 1 필름 롤로부터 장방형의 시험편(흐름 방향 길이:20cm, 폭 방향 길이:5cm)을 잘라냈다.
다음에 항온조에 넣기 직전에 시험편의 길이 방향 길이(L0)를 측정했다.
다음에 시험편의 길이 방향이 연직 방향을 향하도록 시험편을 항온조 내에 현탁하고, 시험편의 하단부에 20g의 추를 매달아서 연직 하향으로 하중을 가했다. 이 상태로 소정 시간(상기한 각 실시예 및 각 비교예의 경우, 제 2 권취 공정의 종료 시간까지), 시험편을 항온조 내에 정치했다. 항온조 내는 온도 22℃, 상대습도 55%로 유지되었다.
다음에 레이저 변위계를 이용하여 추의 이동거리를 측정했다. 이동거리로부터 시험편의 길이 방향 길이(L)를 계산하고, 하기의 식에 의거하여 필름의 수축률을 계산했다.
식:수축률=(L0-L)/L0×100
3. 평가
(1)필름 외관
각 실시예 및 각 비교예의 필름 롤에 대해서, 인라인 외관 검사 장치를 이용하여 감김 자국 발생수 및 상처 발생수를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(2)진원도
각 실시예 및 각 비교예의 필름 롤에 대해서, 레이저 변위계를 이용하여, 진원도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
또, 상기 발명은 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술분야의 당업자에 의해 명백한 본 발명의 변형예는 후기 청구범위에 포함된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 필름 롤의 제조 방법은 이접착 필름 등의 필름 롤의 제조에 이용된다.
F 필름
S 기재
W1 제 1 권심
W2 제 2 권심

Claims (2)

  1. 아크릴 수지의 필름을 적어도 흐름 방향으로 연신하는 연신 공정과,
    연신된 상기 필름을 제 1 권심에 권취하는 제 1 권취 공정과,
    상기 제 1 권취 공정 후, 상기 제 1 권심에 감겨진 상기 필름을 제 2 권심에 권취하는 제 2 권취 공정을 포함하고,
    상기 제 2 권취 공정은 상기 흐름 방향에 있어서의 상기 필름의 수축률이 0.015% 이상이 된 후에 개시되고, 0.035% 이하인 동안에 종료되는 필름 롤의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름은 상기 아크릴 수지로 이루어지는 기재와, 상기 기재를 덮는 이활층을 갖는 필름 롤의 제조 방법.
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