CN101224613A - 聚合物膜的制造方法以及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有外周表面的流延鼓，该表面设置有电绝缘层。直流高压施加到设置在从排出口的上游一侧的电极棒上以向流延鼓放电。通过静电吸引，流道吸引到充电的流延鼓上。因此，在流道和流延鼓之间的粘合性增加，且因此可阻止夹气现象的发生。将通过从流延鼓剥落流延膜而获得的湿膜干燥。由此可在高速和稳态下制造出具有极少的例如空隙的缺陷和具有例如极好平滑度的高质量膜。

Description

聚合物膜的制造方法以及其制造装置

发明领域

本发明涉及一种聚合物膜的制造方法以及它的制造装置。

发明背景

在作为液晶显示器(LCD)的主体部分的偏振片表面上，使用诸如用于保护偏振片表面的保护膜、用于去除光的光学失真的延迟膜以及抗反射膜的用于光学用途的聚合物膜。根据LCD明显的需求扩张，聚合物膜的需求扩张也增加了。在下面的解释中，聚合物膜称作膜，用于光学用途的聚合物膜称作光学膜。

作为聚合物膜的制造方法，普遍使用溶液流延方法和熔体挤出方法。在熔体挤出方法中，聚合物粒料被加热并熔化以通过挤压机挤压，这样制造膜。熔体挤出方法在生产率上是极好的并能够使用简单的装置制作膜。然而，在加热和熔化时聚合物被热破坏使得膜的透明性退化，并且难于制造具有均匀厚度的膜。由此，作为需要极好透明性的光学膜的制造方法，溶液流延方法成为主流。

在溶液流延方法中，包括聚合物、溶剂和添加剂的混合物的涂料流延到移动的载体上以形成流延膜，并且然后流延膜作为待干燥的湿膜从载体上剥离，因而获得膜。在该方法中，制造具有例如极好的透明性和平滑性的良好质量的膜是重要的。希望通过加快薄膜形成速度获得生产率上的改进。作为改进的一部分，试图加快涂料的流延速度。然而，当加快涂料的流延速度时，在排出口和载体之间的作为涂料流的流道(bead)经受夹气。因此，出现在流延膜中生成空隙并且在它的表面上出现均匀性以使薄膜的平滑度恶化的问题。

考虑到上述情况，作为防止夹气的方法，例如，在日本专利待审公开No.2001-113544中提出一种方法，其中静电荷施加在流道和载体之间。在该方法中，电极设置在流道的附近，也就是，在排出口的附近，而且电压在氧气浓度被调节的情况下施加在流道和载体之间。另外，如在日本待审公开No.2002-103359中所公开的，提出了一种方法，其中使用相对于流道宽度方向具有多个部分的设有吸入口的吸入室，并且控制每一部分中的压力以用于抵偿从而使流道附近减压。

然而，根据日本专利待审公开No.2001-113544，由于电极设置在流道附近，同时继续形成膜，因此从流道或添加剂蒸发的溶剂蒸气粘附到电极上，并毁坏电极，这样导致难以施加电压。由此，在日本专利待审公开No.2001-113544中，产生阻止夹气效果的降低。另外，根据日本专利待审公开No.2002-103359，仅吸入室等不足以阻止夹气现象的发生，并且另外，由于膜形成速度变快，所以流道的两侧末端起伏并变得不稳定，且因此出现流延膜可能具有较差的平滑度的问题。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种聚合物膜的制造方法，其能够形成流延膜同时阻止夹气现象的出现从而高速并稳定地制造具有极少缺陷和具有极好的平滑度的膜。

根据本发明，提供一种聚合物膜的制造方法，包括如下步骤：将包含聚合物和溶剂的涂料从流延模具排出到持续移动的载体上，且将形成在流延模具和载体之间的流道流延到载体上以形成流延膜；干燥从载体剥离的流延膜作为膜；且在流延膜形成之前通过设置在载体表面附近的电压施加装置对载体的表面充电。

优选地，电压施加装置是通过朝向载体放电而向载体施加电荷的电极体，且设置在载体移动方向上的流道的上游侧。

电绝缘层优选地设置在载体的表面上。

载体的表面电势V优选设置为0.1kV≤|V|≤3kV，并且在氧气浓度小于10重量％的条件下执行流延。

设置在流道上游侧的吸入室优选地对流道上游侧的部分减压。电绝缘层优选地具有多层结构。

根据本发明，提供一种聚合物膜的制造装置，包括：持续移动的载体、用于将包含聚合物和溶剂的涂料排出到载体上以形成流延膜的流延模具、用于给要被流延的载体的表面充电的电压施加装置，电压施加装置设置在载体表面附近、以及用于干燥从载体剥离的流延膜以形成聚合物膜的干燥装置。

根据本发明，可高速地形成流延膜同时将流道吸引到载体的表面并阻止夹气现象的发生。另外，通过干燥流延膜，可高速并稳定地制造具有极少缺陷并具有极好平滑度的膜。

附图说明

当参照附在这里的附图解读下面的详细描述时，本领域技术人员很容易理解本发明的上述目的和优点：

图1是示出根据本发明实施例的膜制造装置的示意图；

图2A是示出根据本发明实施例的涂料流延部分和它的附近的示意图；以及

图2B是在图2A中由虚线环绕的区域(b)的放大视图。

具体实施方式

通过参照实施例详细解释根据本发明的聚合物膜的制造方法。

如图1所示，膜制造装置10包括流延室14、传输部分16、拉幅装置19，边缘切割装置20、干燥室22、冷却室23、强制中和装置25、滚花辊26以及卷绕室28。将涂料流延到旋转的载体上以在流延室14中形成流延膜12。流延膜12作为湿膜13从载体上剥离并且在传输部分16中传输时被干燥。当湿膜13的两侧末端由固定装置保持并传输时，促进湿膜13的干燥以在拉幅装置19中获得膜18。在边缘切割装置20中切除膜18的两侧末端。在干燥室22中充分干燥膜18。在冷却室23中冷却干燥后的膜18。强制中和装置25调节施加到膜18上的电压。滚花辊26向膜18施加滚花。在卷绕室28中以卷的方式卷绕膜18。注意膜制造装置10通过作为涂料流动通道的管子连接到涂料制造装置30，并且从涂料制造装置30中向薄膜制造装置10任意施加足量的涂料。

流延室14包括供料区31、流延模具33、流延鼓34、传热介质给送器36、剥离辊38、冷凝器40以及回收装置41。从涂料制造装置30向供料区31施加涂料。流延模具33具有作为排出口的切口，通过该切口将涂料排出到载体上。流延鼓34起到载体的作用。为了调节流延鼓34的表面温度，传热介质给送器36向形成在流延鼓34中的流动通道提供温度被调节的传热介质。从流延鼓34剥离的湿膜13通过剥离辊38支撑。流延室14中的溶剂蒸气通过冷凝器40冷凝并液化。液化溶剂由回收装置(recovery device)41回收。另外，用于调节流延室14内部温度的温度调节器43贴附到流延室14外部。

涂料的流动通道形成在供料头(feed block)31中。可通过调节流动通道的位置形成具有希望结构的流延膜12。流延模具33设有吸入室45。吸入室45设置在从流延模具33的排出口形成到流延鼓34的流道上游一侧中。吸入室45用于吸入空气并减少压力以便对作为从排出口到流延鼓34的涂料的流道的上游区域减压。吸入室45的外部表面设有使温度被调节的传热介质流动的护套(未示出)并且由此调节吸入室45内部的温度。由于以该方式调节吸入室45内部温度，所以防止从涂料、流道以及流延膜12蒸发的溶剂蒸气与吸入室45的表面粘结。

尽管流延模具33的形状、材料、尺寸等没有特别的限制，但是衣架类型模具优选用做流延模具33以便保持将被流延的涂料的宽度大致恒定。另外，流延模具33的排出口优选地为待流延的涂料宽度的1.1到2.0倍。作为流延模具33的材料，从耐久性、耐热性等的角度考虑，优选地使用淀积(脱溶)硬化的不锈钢。优选材料具有抗腐蚀性以便在二氯甲烷、甲醇和水的混合溶液中浸泡三个月后在气液交界面上不生成蚀损斑。另外，还优选抗腐蚀性实际上相当于使用电解水溶液经受强制腐蚀测验的SUS316的抗腐蚀性。注意从耐热性的角度考虑，它的热膨胀系数优选地为2×10^-5(℃^-1)或更小。

优选地，为了改善抗磨损性等，在排出口的唇边缘上形成硬化膜。用于形成硬化膜的方法不具体限制，然而存在例如陶瓷涂敷、硬铬喷镀、氮化处理等。当陶瓷用作硬化膜时，优选陶瓷可以被研磨，具有低孔隙率，并具有极好的强度和抗腐蚀性，同时具有与流延模具33极好的粘合性以及与涂料的不良粘合性。具体地，有碳化钨(WC)、Al₂O₃、TiN、Cr₂O₃等。在这些中，优选使用WC。注意可通过熟知的热喷雾方法执行WC涂敷。

为了获得极好平滑度的流延膜12，流延模具33的与涂料接触的表面优选被研磨等以变得平滑。另外，优选为流延模具33边缘部分设置吸入装置(未示出)以吸入边缘部分，而吸入空气的体积在1L/min到100L/min范围内。由此，可降低可导致流道表面上产生不均匀性的空气流速度。

流延鼓34优选能够连续旋转。注意，尽管在该实施例中的载体是流延鼓34，但是载体不局限于此。例如，作为载体，优选使用围绕一对包括一个驱动辊卷绕并持续移动的辊的流延带。另外，载体的尺寸和材料不具体局限于与它的形状一致，然而，载体的宽度优选是被流延的涂料宽度的1.1至2.0倍，且从抗腐蚀性、强度等角度考虑，优选使用不锈钢。另外，为了形成平滑度极好的流延膜，载体的表面优选尽可能地磨光。在该实施例中，使用由不锈钢制成的能通过驱动器(未示出)持续转动的鼓，且在涂料流延的同时使鼓旋转。

作为电压施加装置的电极棒50设置在流道到达流延鼓34的位置的上游一侧。电极棒50的长度与流延鼓34的宽度大致一样。直流高压施加到电极棒50上以朝向流延鼓34放电。由此，流延鼓34被充电。而且，流延室14包括控制器52和氧气计53。氧气计53用于持续测量流延室14内部的氧气浓度。基于测量值，控制电极棒50的开和关。注意，电极棒50具有沿着流延鼓34的宽度方向延伸的杆状形状。仅一个具有与流延鼓34的宽度大致相同的长度的电极棒，在该实施例中如图2A所示设置。然而，可以采用另一实施例。在另一实施例中，多个电极棒，每个具有与流延鼓34的宽度大致一样的长度，可沿膜的供给方向设置。由此，能以更均匀的电荷数量对鼓的表面进行充电。

传输部分16包括多个用于支撑湿膜13的辊，以及用于朝向将被传输的湿膜13吹送干空气的空气供给装置54。多个辊可包括传输辊。拉幅装置19设置有具有针板的一对链(未示出)，和用于调节拉幅装置19内部温度的温度调节器(未示出)。针板具有多个针作为用于保持和固定湿膜13两侧末端的固定装置。一对链环绕一对轨道，该轨道具有从拉幅装置19的入口到它的出口，也就是从上游侧到下游侧逐渐增加的宽度。链沿着轨道移动。

用于压碎切成碎片的膜18的两侧末端的压碎器56连接到边缘切割装置20。多个辊58和温度控制器(未示出)设置在干燥室22中。膜18卷绕多个辊58并通过其支撑来传输。温度控制器用于控制干燥室22内部的温度。另外，用于吸收和回收从膜18蒸发的溶剂蒸气的吸收和回收装置59设置在干燥室22的外侧。在卷绕室28中，设置具有用于向膜18施加压力的按压辊61的卷绕辊62。

下面，详细解释用膜制造装置10制造膜18的程序。首先，将在涂料制造装置30中准备好的涂料通过供料头31提供到流延模具33。

如图2A所示，使用迷宫式密封65来遮蔽流延室14中包括流延模具33和吸入室45的流延部分，流延模具33具有涂料的排出口。这样，可阻止流道表面中由于根据流延鼓34等的转动而在流延室14中产生的风(wind)所引起的变化。

在流延之前通过电极棒50朝流延鼓34的表面执行放电(discharging)。用具有设置有电绝缘层70的外部表面的流延鼓34向流延鼓34充正电或负电。从流延模具33排出到流延鼓34的涂料，即流道通过静电吸引吸引到流延鼓34。由此，流道和流延鼓34之间的粘附增加以阻止夹气。注意优选在沿流延鼓34的旋转方向的流道的上游侧设置电极棒50。由此，可降低由流延室14中粘附到电极棒50的溶剂蒸气导致的充电效应下降的可能性。在该实施例的情况下，当电极棒50设在通过迷宫式密封65遮蔽的流延部分外面时，可进一步减少溶剂蒸气粘附到电极棒50的程度。

为了有效地防止夹气，优选设置流延鼓34的表面电势V，以便满足由0.1kV≤|V|≤3kV代表的条件。可通过调节来自电极棒50的放电数量很容易地控制表面电势V。当|V|小于0.1kV时，仅微弱的吸引力量施加在流道和流延鼓34之间，且因此很难阻止夹气的发生。相反，当|V|大于3kV时，流延鼓34的充电数量变得太大，且流道(bead)会起伏。另外，在一些情况下，在流延鼓34的宽度方向上放电数量可能不均匀。另外，当|V|大于3kV时，在一些情况中在电绝缘层70中发生击穿。

当形成流延膜12时，流延室14内部的氧气浓度通过氧气计53不断地测量，且基于测量的数值调节氮气的流动速度以便流延室14内部的氧气浓度始终低于10重量％。由此，可减少在流延室14中的着火或爆炸的可能性。通过施加例如氮气和二氧化碳的惰性气体、包括惰性气体和空气的混合气体等至流延室14可很容易地调节氧气的浓度。注意，当氧气浓度由于一些原因变成10重量％或更大时，给出警报并通过控制器52停止由电极棒50的放电。

用于流延鼓34的充电方法并不具体地限制，然而优选使用上述方式中的放电处理以向流延鼓34均匀施加充电。上述的放电处理被认为是直流电晕放电。注意优选施加到流延鼓34的所有电荷为单极性电荷。所有单极性的电荷为同样的负电或正电。这样，可获得吸引流道的强大的力量。

电绝缘层70是呈现电绝缘特性的层，通过熔化和沉积绝缘物质或通过其它方法获得。由于电绝缘层70形成在流延鼓34的在其上流延流道且上述的放电处理施加到那里的外围表面上，因此可形成沿电绝缘层70表面的树枝状扩张的放电路径并且容易对由不锈钢制成的流延鼓34充电。尽管不具体限制上面的绝缘物质，但是现有例如：陶瓷，其包含氧化铝、氧化锆、氧化铬和氧化钛中的至少一种，或包含具有氧化铝、氧化锆、氧化铬和氧化钛中的至少两种的混合物；聚四氟乙烯(PTFE)；和塑料。形成的方法和层70的厚度也不是具体限制的，然而优选膜70形成为在流延鼓34的整个表面上的厚度是均匀的。注意根据该实施例的电绝缘层70通过沉积主要包括氧化铝的陶瓷以形成层而获得。

优选地，电绝缘层70具有多层结构而非单层结构。更优选地，例如，多层结构包括与流延膜12接触的第一层70a和形成在第一层70a之上并比第一层70a厚的第二层70b。为了使与第一层70a接触的流延膜12的表面尽可能的平滑，优选第一层70a的暴露的表面为平滑的。当流延膜12的表面粗糙时，在很多情况下，获得的膜18的表面(参见图1)也是粗糙的。为了使由陶瓷制成的第一层70a的暴露表面平滑，作为材料的陶瓷粒径优选小的。对于PTFE代替陶瓷作为第一层70a的材料也同样适用。

在用在第一层70a中的陶瓷或PTFE的颗粒直径较小的情况下，第一层70a更易破裂或倾向于呈现裂纹。为了将电绝缘特性赋予流延鼓34的外周表面，当第一层70a的厚度变厚时，上述的趋势变得更明显。根据以上考虑，第二层70b形成在第一层70a上。即，第二层70b是与流延膜12接触的层，并不暴露到外面。第二层70b中的陶瓷或PTFE的粒径比第一层70a中的大。由此，电绝缘层70具有平滑度且没有裂缝，并通过长期使用不易破裂。另外，由于电绝缘层70具有多层结构，包括由上述材料制成的第一层70a和第二层70b，所以暴露的表面可以是平滑的，且电绝缘特性可以很强。注意，多个第二层70b可形成为彼此堆叠。

在流延的时候，吸入室45用于将流道上游区域的压力设置为低于大气压的水平。由此，流道被吸引到那里的上游区域，即朝向流延鼓34，且可进一步阻止夹气并减少流道附近空气的流动速度。因此，在防止流延膜的表面变化的同时，可流延流道。而且，如上所述，由于流延部分由迷宫式密封65遮蔽，所以通过吸入室45可有效的减少在流道附近的压力。注意流道上游区域的压力优选在(AP(大气压)-2000Pa)到(AP-10Pa)范围内。

流延鼓34的表面温度在-40℃到30℃范围内大致恒定。在该实施例中，其温度被调节的传热介质从传热介质供给器36提供到形成在流延鼓34中的流动通道，以将流延鼓34的表面温度设置在-10℃。另外，在流延的时候，涂料的温度优选在-10℃到55℃的范围内大致恒定。可通过控制供料头31和流延模具33的内部温度调节涂料的温度，并在该实施例中，涂料的温度设置为-5℃。因此，在流延鼓34上流道有效冷却，且凝胶状态的流延膜12在短的周期时间中形成。

还可使用气刀作为粘合装置，用于调节在流延鼓34和流延膜12之间粘附的程度。当使用气刀时，优选对在流道沿流延鼓34的旋转方向的下游区域形成的流延膜12吹空气。因此，将流道按压到流延鼓34上并提高其间粘附的程度。可通过控制吹向流延膜12的空气的速度和流速来充分地调节在流延膜12和流延鼓34表面之间的粘附程度。

优选溶剂提供装置(未示出)连接到流延模具33的排出口的末端部分以便向流道两侧末端和周围空气之间以及在排出口和周围空气之间的气液交界面提供所需溶剂。溶剂优选能够溶解涂料，且作为溶剂，例如存在86.5重量份的二氯甲烷、13重量份的甲醇和0.5重量份的正丁醇的混合溶剂。因此可防止涂料部分地变干或固化，且形成具有稳定形状的流道。除此以外，还可减少固化的涂料作为外来物质与流道和流延膜12混合的可能性。因此，可获得具有无缺陷和极好透明性的膜18。而且，在提供上述混合物中，优选使用具有脉动率5％更小的泵，以便在每一排出口的末端提供的混合物的数量在0.1mL/m到1.0mL/m的范围内。

在流延室14中的溶剂蒸气通过冷凝器40冷凝且液化以通过回收装置41回收。因此，在流延室14中可获得减少溶剂蒸气的效果。通过精制装置(未示出)精制回收的溶剂作为用于制备涂料的溶剂并且再次使用。因此，可获得材料成本的降低。注意，流延室14内部的温度通过温度调节器43优选在-10℃到57℃范围内大致恒定。

流延鼓34上的流延膜12被冷却并随着时间的流逝越来越转变到凝胶状态。在转变到凝胶状态和具有自支持特性后，流延膜12在剥离辊38的支持下从流延鼓34上剥离。在剥离后的流延膜12中的溶剂的剩余数量优选在10％(质量)到200％(质量)的范围内。对于溶剂的剩余数量，溶剂是包含在例如流延膜和作为目标的膜的样品中的主要溶剂。然而，当多种溶剂包含在样品中时，在膜中量最大的溶剂被当作为主要溶剂。剩余数量的溶剂由干燥质决定，且数值由公式[(x-y)/y]×100计算，其中x是膜在取样时的重量且y是完全干燥后的取样膜的重量。

因此剥离的流延膜12送到传输部分16。在传输部分16中，在流延膜12在多个传输辊的支持下被传输的同时，从空气供给装置54向着流延膜12吹干燥空气，这样促进流延膜12的干燥。干燥空气的温度设定在20℃到250℃范围内大致恒定，且因此在没有热破坏流延膜12的情况下可有效地干燥流延膜12。另外，每个传输辊的旋转速度设置为从传输部分16的进口一侧到它的出口一侧更快。因此，可在向其施加适当的张力的同时在传输部分16中传输流延膜12，而不引起流延膜12的表面上的褶皱。

在进行流延膜12的干燥后，流延膜12送到拉幅装置19，且流延膜12的两侧末端由在拉幅装置19入口附近的多个针穿过而固定。拉幅装置19内部的温度主要由温度调节器(未示出)控制。由于设置轨道以便它的宽度从拉幅装置19的入口朝向它的出口增加，因此流延膜12在宽度方向上逐渐延伸同时沿着轨道传输。因此，控制在流延膜12的宽度方向上的分子定向且进行干燥，以获得呈现高延迟值的膜18。注意代替用轨道扩展和拉伸流延膜12，可使用收缩装置在宽度方向上拉伸流延膜12。在拉幅装置19的出口附近，解除膜18通过针的固定。另外，在该实施例中，具有针的针拉幅装置用作固定装置，然而固定装置不局限于此。只要膜的两侧末端能被固定，可使用设置有多个用于固定流延膜12两侧末端的夹具的夹具拉幅装置作为固定装置。

从拉幅装置19传输的膜18的两侧末端由边缘切割装置20切掉。因此，去除由针形成的膜18两侧末端的小孔。注意可省略切割步骤，然而切割步骤优选在从流延室14到卷绕室28的任何一个部分中执行以便获得具有极少缺陷的膜18。

膜18送到干燥室22。当膜18用多个辊58传输时，膜18的膜表面温度通过使用温度控制器(未示出)控制为在60℃到145℃范围内恒定。因此，在不被热破坏的情况下促进膜18的干燥。膜18的薄膜表面温度通过检查设置在膜18的传输路径和膜18的表面附近的温度指示计(未示出)很容易确认。而且，在干燥室22中，在由吸收和回收装置59回收来自膜18的溶剂蒸气之后，溶剂成分被从那里去除，并作为干燥空气再一次提供到干燥室22。因此，溶剂蒸气不粘附到膜18的表面以获得能量成本的减少。

膜18送到冷却室23并冷却直到其温度近似为室温。冷却方法不具体限制。例如，可使用膜18保留在温度调节到室温的冷却室23中以由自然冷却冷却的方法，或用提供冷却空气的连接到冷却室23的空气吹风机冷却膜18的方法。注意，由于可获得有效地拉伸形成在膜18的表面上的褶皱的效果，因此优选湿度控制室(未示出)设置在干燥室22和冷却室23之间，且冷却经历湿度控制后的薄膜18。

施加到温度调节到近似室温的膜18的电压由强制中和装置25调节。施加到膜18的电压不具体限制，然而将被施加到膜18的电压优选为在-3kV到3kV范围内大致恒定。之后，通过滚花辊26在膜18的两侧末端施加滚花。最后，膜18被送到卷绕室28，且通过卷绕辊62卷绕，同时通过由按压辊61在其表面上施加压力来调整平滑度。在膜18卷绕时的张力在卷绕操作期间优选逐渐变化。由此，可在不产生褶皱的情况下卷绕膜18。

如上所述，可高速和平稳地制造平滑度极好的膜18。根据本发明，可制造具有在其给送方向上至少100m或更长的长度，以及其宽度方向上1400mm到2500mm的膜18。然而，在本发明中，即使膜18的长度超过2500mm，仍可获得有效的结果。尽管获得的薄膜18的厚度不具体限制，但是获得的膜18的厚度优选在20μm到500μm范围内，更优选在30μm到300μm范围内，最优选在35μm到200μm范围内。然而，在本发明中，即使膜18的厚度薄至15μm到100μm，也可获得有效的结果。

注意，对流延鼓34充电的方法不局限于该实施例。例如，可采用使用摩擦部件的方法。在这种情况下，通过使摩擦部件与流延鼓34接触以生成静电荷可以对流延鼓34充电。至于摩擦部件，例如存在具有用织物、带子、橡胶产品等包装的表面的金属棒，且摩擦部件不具体局限于此。然而，优选选择合适的材料以便将流延鼓34的表面破坏抑制到最小的程度，且任意调节在用流延鼓34接触摩擦构件的时候施加的压力。

尽管在上述的该实施例中使用一种涂料制造单层结构的膜，但是在形成多层结构的流延膜中本发明仍有效。注意通过同时或依次流延希望数量的涂料的熟知的方法或其它的方法可制造多层结构的流延膜，且方法不具体局限于此。另外，在日本专利待审公开No.2005-104148中[0617]到[0889]自然段详细描述了流延模具、吸入室、载体结构等、共流延、剥离方法、拉伸、在每一步骤中的干燥条件、处理方法、卷曲、在校正平滑度后的卷绕方法、溶剂回收方法和薄膜回收方法。该描述也适用于本发明。注意，在日本专利待审公开No.2005-104148中[1073]到[1087]自然段中描述了获得的膜的性质、卷曲程度、厚度以及它的测量方法。该描述也适用于本发明。

由于可通过表面处理提高在膜表面和例如偏振过滤器的光学部件之间的粘附程度，所以获得的膜的至少一个表面优选经历表面处理。表面处理优选下面的至少一个：真空辉光放电、在大气压下的等离子放电、UV光辐射、电晕放电、火焰处理、酸处理和碱处理。

当获得的膜用作基础膜且它的两个表面或一个表面设置有希望的功能层时，产物可用作多种功能层。例如，作为功能层，存在有抗静电层、硬化树脂层、消反射层、易粘层、防眩层和光补偿层等。例如通过提供消反射层可获得能防止光反射的消反射膜并提供高图像质量。注意，在日本专利待审公开No.2005-104148的[0890]到[1072]自然段中详细地描述了上述功能层和其制造方法。该描述也适用于本发明。另外，对于本发明的聚合物膜的具体应用，有应用到TN型、STN型、VA型、OCB型、反射型的液晶显示器，以及在日本专利待审公开No.2005-104148的[1088]到[1265]自然段中描述的其它类型。

下面，详细解释本发明的涂料的多种材料。

优选使用纤维素酯作为涂料的材料，因为可获得具有极好透明性的膜。例如，作为纤维素酯，存在包括纤维素的低脂肪酸酯，例如三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素。在它们中间，考虑到透明性的程度，优选使用酰化纤维素，且尤其优选三乙酰纤维素(TAC)。注意，该实施例中使用的涂料包括三乙酰纤维素(TAC)作为聚合物。在如上所述使用TAC的情况下，至少90重量％的TAC粒子各自具有在0.1mm到4.0mm范围内的直径。注意，形成涂料用(fort)的聚合物不局限于纤维素酯，并可以是任意熟知的物质，只要该物质可溶解到溶剂中并可用作涂料即可。

在上述的酰化纤维素中，为了获得具有更佳透明性的膜，优选地，酰基对纤维素的羟基上的氢原子取代度满足以下所有公式：

(a)2.5≤A+B≤3.0

(b)0≤A≤3.0

(c)0≤B≤2.9

在上述(a)到(c)的式子中，A代表羟基中氢原子对纤维素中乙酰基的取代度，而B代表羟基中氢原子对纤维素中具有3到22个碳原子的酰基的取代度。

纤维素具有产生β-1，4键的葡萄糖单元，且每个葡萄糖单元在第二、第三和第六位置上都具有释放的羟基。酰化纤维素是羟基部分或全部被酯化从而氢被具有两个或多个碳的酰基取代的聚合物。对酰化纤维素中的酰基的取代度意味着在纤维素的第二、第三和第六位置中每一个的羟基的酯化程度。注意，当相同位置处的羟基全部(100％)被取代时，该位置处的取代度是1。

酰基的总取代度，即DS2+DS3+DS6，优选在2.00到3.00范围内，更优选在2.22到2.90范围内，最优选在2.40到2.88范围内。另外，DS6/(DS2+DS3+DS6)优选至少0.28，更优选至少0.30，最优选在0.31到0.34范围内。注意，DS2是每个葡萄糖单元的第二位置处羟基中的氢原子对酰基的取代度，DS3是每个葡萄糖单元的第三位置处羟基中的氢原子对酰基的取代度，和DS6是每个葡萄糖单元的第六位置处羟基中氢原子对酰基的取代度。

在本发明中，酰化纤维素中的酰基的类型可以是一种或多种。当在酰化纤维素中有两种或多种类型的酰基时，优选它们其中之一是乙酰基。当用DSA和DSB分别描述在第二、第三和第六位置的羟基对乙酰基和除乙酰基之外的酰基的总取代度时，DSA+DSB的值优选在2.22到2.90范围内，且更优选在2.40到2.88范围内。

另外，DSB优选为至少0.30，且更优选为至少0.7。在DSB中，在第六位置的羟基的取代百分比优选为至少20％。该百分比更优选为至少25％，还更优选为至少30％，且最优选为至少33％。而且，羟基在酰化纤维素的第六位置的DSA+DSB的值优选为至少0.75，更优选至少0.80，且最优选为0.85。通过使用满足上述条件的酰化纤维素，可制备具有极好溶解性的涂料。注意在使用上述的酰化纤维素的情况下，由于使用无氯有机溶剂呈现极好的溶解性，所以可制造具有低粘稠度和极好过滤性的涂料。

尽管作为酰化纤维素材料的纤维素可从棉绒或棉浆中获得，但是优选使用绒棉。

根据本发明，对于酰化纤维素，具有至少2个碳原子的酰基可以是脂族基团或芳基，且不具体限制。作为酰化纤维素的实例，有：烷基羰基酯、链烯基羰基酯、芳族羰基酯、芳族烷基羰基酯等。酰化纤维素还可以是具有其它取代基的酯。优选的取代基是，例如，丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等。其中更优选的基团是丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等。具体地，丙酰基和丁酰基是最优选的。

关于酰化纤维素的描述在日本专利待审公开No.2005-104148[0140]到[0195]自然段中描述。该描述还适用于本发明。

根据本发明，用于制备涂料的溶剂优选是能溶解将使用的聚合物的有机化合物。然而，在本发明中，涂料指通过将聚合物溶解或分散到溶剂中而获得的混合物，且因此还可使用对聚合物具有低溶解性的溶剂。作为这种优选的溶剂，有芳族烃(比如，苯、甲苯等)、卤代烃(比如二氯甲烷、氯仿、氯苯等)、醇(比如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二甘醇等)、酮(比如丙酮、甲乙酮等)、酯(比如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、醚(比如四氢呋喃、甲基溶纤剂等)等。可使用包括选自这些溶剂的至少两种类型的溶剂的混合物溶剂。在它们当中，优选二氯甲烷，因为可获得具有极好溶解性的涂料并可在短时间内使溶剂从流延膜挥发，因而形成膜。

优选地，卤代烃具有1到7个碳原子。考虑到物理特性，例如对聚合物的溶解性、从流延膜的载体的可剥离性、薄膜的机械强度和光学特性，优选一起使用具有1至5个碳原子的至少一种醇与二氯甲烷。醇占总溶剂的含量优选为2重量％至25重量％、并且更优选地为5重量％至20重量％。例如，可应用的醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等，且尤其是甲醇、乙醇、正丁醇，且在它们之间更优选它们的混合物。

近期，为了将对环境的负面影响抑制到最小程度，提出了不包含二氯甲烷的溶剂。在这种情况下，溶剂优选包含具有4到12个碳原子的醚、具有3到12碳原子的酮、具有3到12碳原子的酯或它们适当的混合物。注意醚、酮、酯可具有环状结构，且可使用具有其至少两个官能团(即-O-，-CO-和-COO-)的化合物作为溶剂。溶剂可具有例如醇式羟基的其它的官能团。在使用具有两个或多个官能团的溶剂中，碳原子的数量应在具有其中一个官能团的化合物的调节范围内，且数量不具体限制。

多种熟知的添加剂，例如增塑剂、UV吸收剂、劣化抑制剂、滑润剂和分离促进剂(release promoting agent)可根据用途添加到涂料中。例如，作为增塑剂，可使用多种熟知的增塑剂，包括例如磷酸三苯酯和磷酸二苯基联苯酯的磷酸酯增塑剂，例如邻苯二甲酸二乙酯的邻苯二甲酸酯增塑剂，和聚酯聚氨酯弹性体。

另外，为了防止在膜之间的粘附和调节折射率，细小粒子优选添加到涂料中。优选使用二氧化硅衍生物作为细小粒子。在本发明中，二氧化硅衍生物包括二氧化硅和具有三维网形式的有机硅树脂。上述的二氧化硅衍生物的表面优选经受烷基化处理。由于受过例如烷基化处理的细小粒子对溶剂具有极好的可分散生，所以可制备膜而不引起细小粒子聚合，并进一步制造膜。因此，可制造具有极好透明性而极少表面缺陷的膜。

作为如上所述的表面接受烷基化处理的细小粒子，例如可使用可作为具有每种包括辛基的表面的二氧化硅衍生物等的AEROSIL R805(由NIPPONAEROSIL CO.LTD制造)。注意为了保持添加细小粒子的效果和获得透明性极好的膜，基于固态含量的涂料中细小粒子的含量优选设置为0.2％或更小。另外，细小粒子的平均直径优选等于或小于1.0μm，更优选在0.3μm到1.0μm范围内，最优选在0.4μm到0.8μm范围内，以便细小粒子不阻碍光通过。

至此所述，根据本发明，为了获得具有极好透明性的聚合物膜，优选使用TAC作为聚合物以制备涂料。在这种情况下，相对于与溶剂、添加剂等混合后的涂料的整体数量，TAC的浓度优选在5重量％到40重量％范围内，更优选在15重量％到30重量％范围内，且最优选在17重量％到25重量％范围内。另外，相对于包括聚合物和涂料中其它添加剂的整体固态含量，添加剂(主要是增塑剂)的浓度优选在1重量％到20重量％范围内。

注意在日本专利待审公开No.2005-104148的[0196]到[0516]自然段中详细地描述了溶剂、多种添加剂，例如增塑剂、UV吸收剂、劣化抑制剂、滑润剂、分离促进剂、光学各向异性控制剂、延迟控制剂、染料和分离剂以及细小粒子。该说明也适用于本发明。另外，在日本专利待审公开No.2005-104148的[0517]到[0616]自然段中还详细地描述了使用TAC的涂料制造方法，包括材料以及添加剂的溶解方法和添加方法、过滤方法和消去泡沫的方法。该说明也适用于本发明。

下文中，参照实例和比较实例详细描述本发明。然而，本发明不局限于这些实例和比较实例。

[实例1]

如图1所示的膜制造装置10用于生产膜18。在足够数量的涂料通过供料头31从涂料制造装置30提供到流延模具33之后，如图2A所示涂料从流延模具33的排出口排出到持续旋转的流延鼓34。这时，吸入室45中的压力设置为600Pa以减小流道上游区域的压力。调节涂料的排出数量以便干燥后的膜18的厚度为80μm。

流延鼓34由不锈钢制成并能通过驱动器(未示出)控制旋转频率。用于冷却的传热介质从传热介质给送器36提供到流延鼓34以便流延鼓34的表面温度成为-10℃。如图2A所示，在流延涂料之前，直流高压施加到电极棒50用于放电，以便对流延鼓34进行充电。流延鼓34的表面电势V是1kV。另外，氮气施加到流延室14中以便氧气浓度持续调节在小于10重量％的水平。温度调节器43用于持续保持流延室14内的温度在35℃。注意流延模具33设有作为具有1.8m宽度的排出口的切口和用于控制那里温度的护套(未示出)，且因此将被流延的涂料的温度设置在36℃。供料头31和作为涂料流动通道的管具有温度控制功能以便那里的温度分别设置在36℃。

在冷却和变成凝胶状态以具有自支持特性之后的流延膜12在剥离辊38的支持下从流延鼓34中剥离，这样获得湿膜13。接着，湿膜13送到传输部分16。当在多个传输辊的支持下传输时，通过从空气供给装置54提供的具有40℃的调节温度的干空气干燥湿膜13。之后，湿膜13送到针型拉幅装置19并通过由多个针在两侧末端穿孔固定。然后，当传输时，湿膜13在宽度方向上伸展并通过从干燥器(未示出)提供的干空气干燥，这样获得薄膜18。

边缘切割装置20设置有NT型刀具。NT型刀具设置在从拉幅装置19的出口到其需30秒或更少时间的部分。边缘切割装置20在距离朝向里面的膜18的每侧末端50mm的部分切掉。另外，这样切下的膜18的两侧末端通过刀具吹风器(未示出)送到压碎器56以压成平均大致80mm²的碎片。

初步干燥室(未示出)设置在边缘切割装置20和干燥室22之间以通过向其提供100℃温度的空气预热膜18。然后将膜18送到干燥室22。在干燥室22中，该干燥室内侧温度通过温度控制装置(未示出)调节以便膜18的膜表面温度成为140℃，膜18被干燥，同时通过环绕多个辊58被传输。膜18在干燥室22中干燥10分钟。膜18的膜表面温度由温度计测量，该温度计设置在恰好在传输路径上方并在膜18的表面的附近的部分中。在干燥室22中，溶剂蒸气通过使用具有活性碳的吸收剂和干燥氮的释放剂的吸收和回收装置59从膜18中回收。然后，去除湿气以便回收的溶剂蒸气中的水分含量为0.3重量％或更少。

另外，湿度控制室(未示出)设置在干燥室22和冷却室23之间。将温度为50℃且露点为20℃的空气施加到膜18之后，温度为90℃且湿度为70％的空气直接施加到膜18上，这样控制其湿度。由此，校正在膜18上生成的卷曲程度。接着，膜18送到冷却室23并在那里逐步地冷却直到膜18的温度变为30℃或更低。其后，通过强制中和装置25将施加到膜18的电压设置为不小于-3kV并不超过3kV。另外，使用滚花辊26以在膜18的两侧末端提供滚花，以校正膜18表面上生成的不均匀性(不平度)。注意，经受滚花的膜18的宽度设置为10mm，并且调节通过滚花辊26施加的压力以便平坦的高度平均比膜18的高度高12μm。因此，向膜18施加压纹。

将膜18送到卷绕室28，并通过具有169mm直径的卷绕辊62卷绕，同时通过按压辊61向膜18施加50N/m的压力。在开始卷绕膜18的时候，张力设置为300N/m，且在完成卷绕时，张力设置为200N/m。结果，获得膜18的产品卷。获得的膜18的厚度是80μm。另外，在整个过程中，湿膜13和膜18的平均干燥速度设置为20重量％/m。

下面描述在该实施例中使用的涂料的材料。

[涂料的材料]

三乙酸纤维素         100重量份

二氯甲烷             320重量份

甲醇                  83重量份

1-丁醇                 3重量份

增塑剂A              7.6重量份

增塑剂B              3.8重量份

UV剂a                0.7重量份

UV剂b                0.3重量份

柠檬酸酯化合物     0.006重量份

细小粒子            0.05重量份

上述的三乙酸纤维素是取代度为2.84、粘均聚合度为306、水含量为0.2重量％、在6重量％二氯甲烷溶液中的粘度为315Pa·s、平均粒径为1.5mm以及粒径的标准偏差为0.5mm的粉末。增塑剂A是磷酸三苯酯。增塑剂B是磷酸二苯酯。UV剂a是2(2’-羟基3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑。UV剂b是2(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)-5-氯苯并三唑(chlorbenzotriazole)。柠檬酸酯化合物是包括柠檬酸、一乙基酯、二乙酯和三乙酯的混合物。细小粒子是具有平均粒径15nm且莫氏硬度近似为7的二氧化硅。另外，在准备涂料中，添加延迟控制剂(N-N-二-间-甲苯甲酰基-N-对-甲氧苯基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺)以便相对于由涂料制造的薄膜的总重量％来说，它的含量的比率为4.0重量％。

为了评估本发明的效果，用眼睛观察流道中夹气现象的发生。即，在加快流延速度的同时，检查观察到夹气现象的涂料的流延速度。结果，在实例1中，直到流延速度为120m/min时，才确认夹气现象。

[实例2到14]和[比较实例1]

流延鼓34的表面被充电以便流延鼓34的表面电势V呈现如表1中实例2到14每部分示出的值，且在以如实例1相同的方式观察流道中夹气现象的发生。注意比较实例1是相对本发明的比较实例，且不使用电极棒50并且在比较实例1中流延鼓34的表面不充电。因此，在比较实例1中，流延鼓34的表面电势V是零。如在实例1中的情况，表1中“流延速度”一栏中每部分的值是在加快流延速度后观察到流道中夹气现象的发生时的流延速度。除了流延鼓34的表面电势V的条件之外，在实例2到14以及比较实例1中的条件与在实例1中的条件相同。

[表1]

	表面电势V(kV)	流延速度(m/min)
			实例1	1.0	120
实例2	3.1	120
			实例3	3.0	120
实例4	2.8	120
			实例5	0.7	110

实例6	0.2	100
			实例7	0.1	95
实例8	-0.1	95
			实例9	-0.2	100
实例10	-0.7	110
			实例11	-1.0	120
实例12	-2.8	120
			实例13	-3.0	120
实例14	-3.1	120
			比较实例1	0	90

在比较实例1中，在涂料流延速度慢至90m/min时，证实夹气现象的发生。在传统的方法中，涂料的流延速度最多为大致90m/min。然而，从实例1中的结果证实本发明中在可使流延速度加快到大致110m/min到120m/min而不产生夹气现象。由此，根据本发明，证实由于可加速膜形成速度以稳定地形成无空隙且具有极好平滑度的流延膜，同时防止夹气现象的产生，所以可以高速并稳定地制造具有极少缺陷并呈现诸如极佳平滑度的高质量的膜。注意在实例1和14中，直到流延速度达到120m/min，才观察到夹气现象的发生，然而在120m/min的流延速度下观察到膜中的阶梯状的不均匀性。从上述考虑，流延鼓的表面电势V的绝对值优选设置为不小于1且不超过3。

本发明不局限于上述的实施例，且相反地，在没有偏离权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下可有多种修改。

Claims (8)

1.一种聚合物膜的制造方法，包括以下步骤：

将包含聚合物和溶剂的涂料从流延模具排出到持续移动的载体上，并且使形成在所述流延模具和所述载体之间的流道流延到所述载体上以形成流延膜；

将从所述载体剥离的所述流延膜干燥为膜；以及

在所述流延膜形成之前，通过设置在所述载体表面附近的电压施加装置给所述载体的表面充电。

2.如权利要求1所述的聚合物膜的制造方法，其中所述电压施加装置是用于通过朝向所述载体放电来向所述载体施加电荷的电极主体，且设置在所述载体移动方向上的所述流道的上游一侧。

3.如权利要求2所述的聚合物膜的制造方法，其中电绝缘层设置在所述载体的表面上。

4.如权利要求3所述的聚合物膜的制造方法，其中所述载体的表面电势V设置为0.1kV≤|V|≤3kV。

5.如权利要求4所述的聚合物膜的制造方法，其中在氧气浓度小于10重量％的条件下执行所述流延。

6.如权利要求5所述的聚合物膜的制造方法，其中设置在所述流道上游侧的吸入室对所述流道的上游侧的部分进行减压。

7.如权利要求6所述的聚合物膜的制造方法，其中所述电绝缘层具有多层结构。

8.一种聚合物膜的制造装置，包括

持续移动的载体；

流延模具，用于将包含聚合物和溶剂的涂料排出到所述载体上以形成流延膜；

电压施加装置，用于向将被流延的所述载体的表面充电，所述电压施加装置设置在所述载体的表面附近；以及

干燥装置，用于干燥从所述载体剥离的所述流延膜以形成聚合物膜。

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