CN101267930A - 聚合物膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

将由CAP、添加剂和溶剂制备的流延涂料(11)流延到传动带(35)上，剥离并且干燥为初级膜(14)，并且收卷为初级膜卷材(16)。在储存之后，将初级膜(14)退卷，并且供给到拉幅机装置(18)中。在拉幅机装置(18)中，在将进行横向上的拉伸的同时，进行所述初级膜(14)在纵向上的松弛。如果所述拉伸的程度百分比小于预定值的70％，则开始所述松弛。将所述初级膜(14)从所述拉幅机装置(18)中供给出来作为制备的聚合物膜(22)，并且将所述聚合物膜(22)收卷成产品膜卷材(24)。在所述制备的聚合物膜(22)上，面内延迟增加而厚度延迟降低。因此，光学性能变得是优选的。

Description

聚合物膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚合物膜的制备方法，并且特别是涉及一种用作光学功能膜的聚合物膜的制备方法。
背景技术
因为轻而薄，并且具有低功耗，液晶显示器(以下为LCD)在数种产品中使用。作为所述产品，例如在大尺寸显示器方面，有笔记本个人电脑、具有大屏幕的TV接收器等。此外，作为中等或小尺寸产品，有移动电话、个人数字助手(PDA)等。特别是近年来，LCD经常用于大型显示器。
在LCD中，使用聚合物膜，因为它是合理的并且在柔韧性方面是优异的。聚合物膜用作LCD中的偏振滤光器的保护膜，并且用作加宽LCD的视角用的延迟膜的载体。在LCD中使用的膜被称为光学功能膜。此外，研究人员迅速展开了对通过加宽TN(扭曲向列)型的视角制造的VA(垂直排列)型和OCB(光学补偿弯曲)型的研究。而且对于这些表示型LCD，使用了很多光学功能膜。通过与通用聚合物膜相同的溶液流延方法或熔体挤出法制备光学功能膜(例如，电子显示技术(Electronic Display Technology)2004，Kogyo Chosakai Publishinig.Co.，LTD.，2004年6月)。
在溶液流延方法中，将聚合物如三乙酸纤维素(以下为TAC)溶解于其主要溶剂为二氯甲烷和乙酸甲酯的混合物溶剂中，以可以制备聚合物溶液(以下为流延涂料)。将流延涂料从流延模流延到载体上以形成流延膜，同时在流延模和载体之间的排放涂料形成流道(bead)。当流延膜具有自支撑性能时，将流延膜剥离作为湿膜，并且将湿膜干燥而成为膜。之后将膜收卷。(对照：日本发明创新协会(Japan Institute of Invention andInnovation)(JIII)技术公开期刊(Journal of Technical Disclosure)2001-1745)。
顺便地，对于光学功能膜，特别是偏振滤光器的保护膜，必需的是不但具有高透明度和高强度，而且具有高耐热性。如果保护膜的耐热性不足，则在高温和高湿度下容易发生保护膜的收缩和劣化，并且另外容易发生在保护膜和液晶单元的玻璃板之间的粘合剂层的劣化等。所述收缩、劣化等导致保护膜从玻璃板上的剥离。
因此，存在其中使用不同于TAC的聚合物以增加通过溶液流延方法制备的膜的耐湿性和耐热性的方法。例如，对于纤维素的酰化，如在日本专利公开出版物2001-188128中所述，通过乙酰基(-CO-CH3)和丙酰基(CO-C2H5)进行酰化，即，使用乙酸和丙酸进行酯化，使得可以制备丙酸酰化纤维素(以下为CAP)，然后使用CAP作为膜的原料。
如下进行熔体挤出法。例如，由对苯二甲酸和乙二醇制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下为PET)的小片。然后将PET小片加热熔融，并且将熔融的PET从挤出机中挤出到作为载体的冷却鼓轮上以形成膜。应指出其它聚酯膜如聚萘二甲酸乙二醇酯、纤维素膜等是通过相同的方法制备的。此外，在熔体挤出法中，为了获得目标光学性能的膜，进行在横向上的拉伸，此外进行在纵向上的松弛。(对照：日本发明创新协会(Japan Institute ofInvention and Innovation)(JIII)技术公开期刊(Journal of Technical Disclosure)2001-1745)。如果将膜的拉伸和松弛组合，则膜的双折射(birefringency)变得可调。具有双折射的膜用作LCD的延迟膜。
通过进行横向上的拉伸和在纵向上的松弛，调节聚合物分子的取向。因此，控制了膜的面内延迟或厚度延迟。然而，在拉伸处理或松弛处理后的处理导致聚合物分子的重取向。因此，几乎得不到具有目标光学性能的膜。
对于用于VA型LCD的光学功能膜，需要高光学性能，因为高速度响应和宽视角是必需的。根据VA型LCD，为了实现高速度响应，使用于将液晶分子夹在中间的玻璃板之间的单元间隙变得更小。在这种情况下，光学功能膜的面内延迟(Re)变得更大，因此考虑到光学补偿，这是优点。然而，厚度延迟(Rth)也以与面内延迟(Re)几乎相同的比率变得更大。因此，与单元间隙相比，厚度延迟太大，从而导致LCD的更差的光学性能。
本发明的一个目的是提供一种批量生产的聚合物膜的制备方法，该聚合物膜具有预定的光学性能。
本发明的另一个目的是提供一种聚合物膜的制备方法，与现有技术相比，在所述聚合物膜中面内延迟更大而厚度延迟更低。
发明内容
为了达到该目的以及其它目的，在本发明的聚合物膜的制备方法中，在将膜收卷之后，进行由涂料形成的膜在横向上的拉伸和在纵向上的松弛。涂料含有聚合物和溶剂，并且从流延模流延到载体上以形成流延膜。然后将流延膜以湿膜形式从载体上剥离，并且将湿膜干燥而变成被收卷成膜卷材的聚合物膜。在储存之后，将聚合物膜从膜卷材上退卷。然后进行在横向上的拉伸。在拉伸过程中进行聚合物膜在纵向上的松弛。
优选地，在通过拉伸的拉伸比率变为目标值的70％之前，开始聚合物膜的松弛。特别是，优选地，所述膜通过所述松弛的松弛比率在1％至5％的范围内。
优选地，拉伸的拉伸比率在10％至40％的范围内。
优选地，所述聚合物是三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素中的一种。特别是，优选地，在拉伸后的聚合物膜的面内延迟Re在5nm至150nm的范围内，并且厚度延迟Rth在40nm至250nm的范围内。
优选地，在拉伸后的聚合物膜用于光学功能膜。
此外，在本发明的聚合物膜的制备方法的另一个实施方案中，将熔融的聚合物在载体上挤出并且冷却，并且剥离作为被收卷成膜卷材的聚合物膜。在储存之后，将聚合物膜从膜卷材上退卷。然后进行在横向上的拉伸。在拉伸过程中进行聚合物膜在纵向上的松弛。
优选地，在通过拉伸的拉伸比率变为目标值的70％之前，开始聚合物膜的松弛。特别是，优选地，所述膜通过所述松弛的松弛比率在1％至5％的范围内。
优选地，拉伸的拉伸比率在10％至40％的范围内。
优选地，所述聚合物是三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素中的一种。特别是，优选地，在拉伸后的聚合物膜的面内延迟Re在5nm至150nm的范围内，并且厚度延迟Rth在40nm至250nm的范围内。
优选地，在拉伸后的聚合物膜用于光学功能膜。
根据本发明的聚合物膜的制备方法，其主要组分为聚合物的连续聚合物膜通过溶液流延方法和熔体挤出法中的一种制备，并且被收卷成膜卷材。之后，将聚合物膜从膜卷材上退卷，并且进行聚合物膜在横向上的拉伸，使得可以获得聚合物膜。在横向上拉伸的过程中，进行聚合物膜在纵向上的松弛。因此，获得的聚合物膜的光学性能可以在即将装运之前产生。
根据聚合物膜的制备方法，当在聚合物膜的拉伸过程中的膜宽度与在拉伸前的膜宽度之差小于目标值的70％时，开始聚合物膜的松弛。因此，面内延迟Re增加而厚度延迟降低。
附图简述
图1是本发明的制备聚合物膜的方法的第一实施方案的流程图；
图2是用于制备在本发明的溶液流延方法中所用的流延涂料的涂料生产线的示意图；
图3是在拉幅机装置中的拉伸和松弛的说明图；
图4是本发明的制备聚合物膜的方法的第二实施方案的流程图；
图5是在实施例1-6中的每一个膜的面内延迟Re和厚度延迟Rth之间的关系的图；
图6是在实施例1-6中的每一个膜在横向上的拉伸比率R1和Re/Rth的延迟比率之间的关系的图；和
图7是在本发明中使用的拉幅机装置的主要部分。
实施本发明的最佳方式
将在下面说明本发明的实施方案。首先，当在第一实施方案中进行溶液流延方法时，将说明制备聚合物膜的方法的第一实施方案的工序。应指出将稍后说明其中进行熔体挤出法的第二实施方案的工序。
在本发明的第一实施方案中，使用CAP作为聚合物。然而，在本发明中使用的聚合物不限于CAP，并且可以是任何纤维素酯。
如在图1中所示，本发明使用的溶液流延方法的膜生产线2包括涂料制备工序10、流延工序12、干燥工序13、第一收卷工序15、储存工序17、退卷工序20、拉伸/松弛工序21和第二收卷工序23。
在本发明中，聚合物的种类不受特别限制，只要可以通过熔体挤出法或溶液流延方法制备膜即可。
在涂料制备工序10中，使用涂料生产线(未显示)制备被供给到涂料生产装置4(参见，图2)中的流延涂料11。
在膜生产装置4中，进行流延工序12、干燥工序13、第一收卷工序15和储存工序17。在流延工序12中，将流延涂料11流延到载体上以形成流延膜34(参见，图2)，并且将延膜34剥离作为湿膜36(参见，图2)。将湿膜36在干燥工序13中干燥，然后在第一收卷工序15中以初级膜14的形式收卷成初级膜卷材16。然后在储存工序17中，将初级膜卷材16储存在预定的位置。应指出用于制备初级膜14的溶液流延方法包括涂料制备工序10、流延工序12和干燥工序13。
在储存后，将初级膜卷16固定到拉伸/松弛仪5上，在此进行退卷工序20、拉伸/松弛工序21和第二收卷工序23。在退卷工序20中，将初级膜14从初级膜卷材16上退卷到拉幅机装置18(参见，图3)中以进行拉伸/松弛工序21。在拉幅机装置18中，进行初级膜14在预定方向上的拉伸或松弛，然后将初级膜14从拉幅机装置18中供给出来作为制备的聚合物膜(以下为聚合物膜)22。在第二收卷工序23中将聚合物膜收卷成产品膜卷材24。
[涂料生产装置]
涂料生产装置包含：用于储存溶剂的溶剂罐；用于供给CAP的加料斗；用于储存添加剂的添加剂罐；和混合罐，其用于混合从溶剂罐供给出来的溶剂和从加料斗供给的CAP以及从添加剂罐供给出来的添加剂。因此，在混合罐中制备混合物液体。此外，有加热装置、温度控制器和过滤装置。在加热装置中，加热从混合罐供给出来的混合物液体，从而获得涂料。在温度控制器中，控制涂料的温度。在过滤装置中，进行涂料的过滤。在过滤装置的下游，有通过闪蒸(flush)浓缩使涂料浓缩的闪蒸装置和用于过滤浓缩涂料的另一个过滤装置。此外，涂料生产装置包含用于回收通过涂料的蒸发产生的溶剂蒸气的回收装置和用于精制并且再循环回收的溶剂的精制装置。
[膜生产线]
如在图2中所示，膜生产装置4包含用于进行流延工序12的流延部分26和用于进行干燥工序13的干燥部分27以及用于进行第一收卷工序15的第一膜收卷装置28。
[流延部分]
流延部分26配置有用于储存作为流延涂料11的浓缩涂料的储罐25、泵38、连接到储罐25上的过滤装置32和流延室39。储罐25在其中配置有通过电动机31a旋转的搅拌器。驱动泵38以将出自混合罐25的流延涂料11供给到过滤装置32中，因此通过过滤装置32进行流延涂料11的过滤。在过滤之后，将流延涂料11供给流延室39中。
流延室39包含连接到过滤装置32上的流延模33、作为载体的流延传动带35和剥离辊37。流延传动带35由支持辊35a、35b搭接，并且根据支持辊35a、35b的旋转环形或循环移动。流延模33将流延涂料11流延到移动的流延传动带35上以形成流延膜34。当具有自支撑性能时，通过剥离辊37将流延膜34从流延传动带35上剥离作为湿膜36。应指出通过用于经由供给路线(未显示)循环传热介质的传热介质循环器(未显示)，将支持辊35a、35的温度控制至预定值。而且，应指出在从流延模33的流延传动带35的移动方向的上游将减压室33a连到流延模33上。此外，在从流延模33的流动方向的下游，有空气遮挡板33b。稍后将详细进行减压室33a和空气遮挡板33b的说明。
[干燥部分]
干燥部分27具有传送区40、鼓风机41、切边装置42和粉碎机43。鼓风机41吹送干燥空气以干燥湿膜36，然后通过切边装置42切除湿膜36的两个侧边部分。通过粉碎机43粉碎被切割的部分。
干燥部分27包含用于干燥湿膜36的干燥室44和用于将湿膜36冷却至预定温度的冷却室45。在干燥室中，有许多在其上搭接并且输送湿膜36的辊44a。此外，干燥室44具有用于吸附在干燥室44中产生的溶剂蒸气的回收装置44b以回收溶剂。在冷却后，将湿膜36从冷却室45中供给出来作为初级膜14。
[初级膜收卷部分]
第一膜收卷装置28配置有强制中和装置50、滚花辊51和收卷室52。强制中和装置50将初级膜14所带的静电势消除至预定值。然后通过滚花辊51进行初级膜14的两侧部分的压花以提供滚花。之后将初级膜14供给到收卷室52中。
收卷室52在其中配置有收卷轴52a和压辊52b。将初级膜14在收卷轴52上收卷成初级膜卷材16。此时，通过压辊52b以预定值施加张力。
储存获得的初级膜卷材16使得在初级膜14中的聚合物分子可以在热和水分的影响下不分解。因此，初级膜14的光学性能和质量得到保持。
[拉伸/松弛装置]
如在图3中所示，拉伸/松弛装置5包含膜退卷装置60、拉幅机装置18和膜收卷装置61。膜退卷装置60将初级膜14从初级膜卷材16上退卷。然后，在拉幅机装置14中进行初级膜14的拉伸和松弛，并且将其从拉幅机装置14中供给出来作为初级膜14。将制备的聚合物膜22收卷成产品膜卷材24。
拉幅机装置18由下列部分构成：入口部分62；拉伸部分63，其中进行初级膜14在横向X1、X2上的拉伸；松弛部分64，其中进行初级膜14在横向X1、X2上的松弛；和出口部分65。
拉幅机装置18具有许多连接到链(未显示)上的夹具(未显示)。在拉幅机装置18的入口部分中的入口18a，通过夹具夹住初级膜14的两个侧边部分。夹紧的位置(以下为夹紧位置)CL是以虚线的形式显示的。此外，将夹具在输送方向上固定到链上，并且该链通过使用链轮齿夹住而环形移动。根据链的移动，夹具移动而将初级膜14从入口部分62通过拉伸部分63和松弛部分64输送到出口部分中。
滑动型夹具的夹紧部分配置有可以锁住以在初级膜14的纵向Y1上移动和解锁以与纵向Y1反向地移动的构件。作为夹具的具体类型，有辊夹具、算盘珠夹具、带状夹具和鼓轮形辊夹具。因此，在拉伸部分63中同步进行初级膜14在横向X1、X2上的拉伸和在纵向Y1上的松弛。
将在下面进行在图1中的膜生产线2的详细说明。
[涂料制备工序]
在涂料制备工序10(参见，图1)中，将溶剂从溶剂罐送到混合罐中。然后，在测量CAP的量的情况下，将加料斗中的CAP供给到混合罐中。此外，将必需量的添加剂从添加剂罐供给到混合罐中。
混合罐配置有覆盖在混合罐的外表面上的夹套、通过电动机旋转的搅拌器。通过使搅拌器旋转，进行溶剂、CAP和添加剂的混合，从而获得其中CAP在溶剂中溶胀的混合物液体。
然后将混合物液体供给到加热装置中，在其中将混合物液体加热至在50℃至120℃的范围内的预定温度。优选地，将压力施加到加热装置中的混合物液体上。因此，将混合物液体中的固体材料在加热条件或加热且加压的条件下溶解，使得可以获得涂料。在下面上述方法被称为加热溶解法。此外，冷却溶解法可以用于本发明。在冷却溶解法中，将混合物液体在-100℃至-30℃的范围内冷却以进行溶解。在此实施方案中，可以根据材料的性质选择加热溶解和冷却溶解方法中的一种，以控制溶解度。因此，可以使CAP在溶剂中的溶解是充分的。将涂料供给到温度控制装置，以将温度控制为接近室温。然后，将涂料供给到过滤装置中，使得可以从涂料中捕集杂质。之后，将涂料储存在膜生产装置4中的储罐25中作为流延涂料11。
因此，制备的流延涂料11具有在5重量％至40重量％的范围内的CAP浓度。应指出，在日本专利公开出版物2005-104148中的[0517]至[0616]中详细公开了制备涂料的方法，例如在用于形成CAP膜的溶液流延方法中的材料、原料和添加剂的溶解方法和加入方法，过滤方法，气泡除去方法等。
[流延工序]
在流延工序12中，通过搅拌器31的旋转搅拌在储罐25中的流延涂料11以使其均匀。在搅拌时，可以加入添加剂，如增塑剂、UV吸收剂等。
通过泵38将均匀的流延涂料11从储罐25供给到过滤装置32中。在过滤之后，将流延涂料11从流延模33流延到流延传动带35上以形成流延膜34。
通过移动流延传动带35输送流延膜34。此外，将空气出口(没有显示)安置在流延传动带35附近，并且供给出干燥空气以使溶剂从流延膜34中蒸发。此外，将空气遮挡板33a垂直设置在从流延模33的流延传动带35的移动方向的下游侧并且靠近流延模33，使得流延板33b的较低端靠近流延膜34，并且空气遮挡板33b的宽度平行流延膜34的横向。因此，空气遮挡板防止通过将干燥空气吹到靠近流延模33的流延膜34上所导致的更差状态。
通过剥离辊37将具有自支撑性能的流延膜34从流延传动带35上剥离作为湿膜36。
[干燥工序]
在干燥工序13中，通过传送区40将湿膜36输送到切边装置42中。
在传送区40中，多根辊被安置，并且在预定方向上旋转以将湿膜36输送到切边装置42中。在传送区40中，从鼓风机41中供给具有预定温度的干燥空气，以干燥湿膜36。
通过切边装置42切除湿膜36的两个侧边部分。通过切割机鼓风机(未显示)将被切割的部分送到粉碎机中，并且通过粉碎机43粉碎成小片。该小片重新用于制备涂料。
将在切边之后的湿涂料送到干燥室44中，并且在其中干燥。在干燥室44中的温度不受特别限制，并且优选在50℃至160℃的范围内。在干燥室44中，将初级膜14在搭接在辊44a的情况下输送。通过回收装置44b，吸附在干燥室44中从湿膜36中蒸发的溶剂蒸气。将从中除去溶剂成分的空气重新用于干燥室44中的干燥空气。然后将湿膜36作为初级膜供给到冷却室45中，在此将初级膜冷却至预定温度。
[第一收卷工序]
在第一收卷工序15中，将初级膜14围绕收卷轴52a收卷，并且此时在收卷室52中通过压辊52b将张力施加到初级膜14上。因此，获得了初级膜卷材16。
[储存工序]
在储存工序17中，储存初级膜卷材16使得初级膜14的聚合物分子在热和水分的影响下可以不分解。
[退卷工序]
在退卷工序20中，如图3中所示，退卷装置60将初级膜14从初级膜卷材16上退卷，并且将初级膜14连续供给到拉幅机装置18中。
[拉伸/松弛工序]
拉伸/松弛工序21在拉幅机装置18中进行，其中设定在横向X1、X2上的拉伸和在纵向Y1上的松弛的预定条件。在这些条件下，进行初级膜14的拉伸和松弛。因此，获得了具有预定的面内延迟(Re)和厚度延迟(Rth)的聚合物膜22。应指出稍后将进行拉伸和松弛的条件的说明。
[膜收卷工序]
在第二收卷工序23中，初级膜14具有预定的光学性能，并且围绕收卷轴(未显示)收卷成产品膜卷材24。
因此，在本发明中，因为进行在横向上的拉伸和在纵向上的松弛，所以控制了光学性能。因此，获得的聚合物膜22具有预定的光学性能。
在下面，将详细说明在拉伸/松弛工序21中的拉伸和松弛。
在拉幅机装置18的入口部分中的入口18a，通过夹具(未显示)夹住初级膜14的两个侧边部分。将夹具相对地设置在横向上而构成夹具对(未显示)。在该图中，L1(mm)是在入口部分62中的夹具对的距离的最小值。应指出L1是在湿膜47的两侧的夹紧位置CL之间的距离。此外，将在下面说明的L1’，L1”，L2，L3也是在湿膜47的两侧的夹紧位置CL之间的距离。
此外，将夹具在输送方向上固定到链上，并且该链通过使用链轮齿夹住而环形移动。根据链的移动，夹具移动而将初级膜14从入口部分62向拉伸部分63输送。应指出初级膜14的宽度与在入口部分62中相同。
在拉伸部分63中的拉伸开始位置63a，开始初级膜14在横向X1、X2上的拉伸。在进行初级膜14的拉伸的同时，夹具对的距离从L1(mm)变大至L2(mm)，其被确定为夹具对的距离的最大值。之后，在松弛部分64中，进行初级膜14的松弛。因此，夹具对的距离从L2(mm)变小至L3(mm)，其是夹具对的距离的指定的最终值。然后在出口部分65中，将夹具对的距离保持为L3(mm)，并且初级膜14经由出口18b从拉幅机装置18中出来作为初级膜14。应指出在权利要求2中的目标值是在下列描述中的目标拉伸比率。
在松弛开始位置63b和松弛结束位置63c之间进行在纵向Y1上的松弛。在松弛开始位置63b和松弛结束位置63c之间的夹具可与链的输送方向相反地移动，使得可以进行初级膜14在纵向上的松弛。
在本发明中，在横向上拉伸初级膜14的同时，在纵向上进行松弛。因此，在初级膜14中的聚合物分子的取向得到控制，使得面内延迟(Re)增加。此外，因为初级膜14的厚度不均匀性比在纵向上的正常拉伸的情况下更小，所以厚度延迟(Rth)降低。
在横向X1、X2上拉伸初级膜14的同时，在纵向上进行松弛。拉伸被定义为在拉伸方向上的张力的施加。因此，如果与在本发明中相同在横向上进行拉伸，则膜的宽度有时变得更大，有时不变化(即，宽度是恒定的)，并且有时变得更小(即，发生在横向上的膜收缩)。在本发明中，松弛被定义为残留在初级膜14中的应力的降低。具体地，松弛是降低在横向X1、X2上施加到湿膜上的张力而消除张力，以保持初级膜14或在初级膜14周围的气氛的温度等。因此，松弛不受特别限制，只要可以降低在初级膜14中的残留应力即可。
在本发明中，横向的目标拉伸比率R1被定义为R1＝{(L2-L1)/L1}×100。目标拉伸比率R1优选在10％至40％的范围内，特别是15％至35％，并且尤其是25％至30％。如果目标拉伸比率R1小于10％，则聚合物分子可以重排。在这种情况下，增加面内延迟(Re)的作用有时变得更小。而且，补救由拉伸产生的缺陷(如皱褶和折痕等)的作用有时变得更小。如果目标拉伸比率R1大于40％，则聚合物分子的重排过度进行，因此面内延迟(Re)变得太大。而且，有时产生缺陷，例如初级膜14撕裂。
当夹具对的距离变为松弛开始值L1’时，开始在纵向Y1上的松弛。松弛开始值L1’预先由横向X1、X2上的拉伸的预定的程度(extent)百分比EP1(％)计算。值EP(％)是如下定义的：
EP1＝[(L1’-L1)/(L2-L1)]×100
因此，松弛开始值L1’由下式计算：
L1’＝[(L2-L1)×EP/100]+L1
在本发明中，程度百分比EP1优选小于70％，特别优选在1％至40％的范围内，并且特别优选在3％至30％的范围内。例如，夹具对的距离的最小值L1(mm)为1300mm，最大值L2(mm)为1650mm，并且最终值L3为1620mm。在这种情况下，目标拉伸比率R1为26.92％。优选当在纵向上的松弛开始时，松弛开始值L1’优选在1300mm(对应目标拉伸比率R1的0％)至1545mm(对应目标拉伸比率R1的约70％)的范围内，特别是1303.5mm(对应目标拉伸比率R1的1％)至1440mm(对应目标拉伸比率R1的约40％)，并且尤其是1310mm(对应目标拉伸比率R1的3％)至1405mm(对应目标拉伸比率R1的约30％)。应指出拉伸结束点101c是在拉伸开始点101b和在纵向Y1上的松弛比率RL1的基础上确定的。
如在图7中所示，在纵向Y1上的松弛比率RL1表示为：
RL1＝{(Z1-Z2)/Z1}×100，
其中Z1是在纵向Y1上的松弛前，在相邻夹具108之间的间隔的纵向Y1上的项，并且Z2是在纵向Y1上的松弛后，在相邻夹具108之间的间隔的纵向Y1上的项。应指出Z1和Z2可以不被定义为在纵向Y1上的项，而被定义为在相邻夹具108之间的间隔。
松弛比率RL1不受特别限制。然而，它优选在1％至5％的范围内，特别优选2％至5％，并且特别优选3％至5％。如果松弛比率小于1％，则降低厚度延迟(Rth)的作用有时不足。如果松弛比率大于5％，有时发生初级膜14的放松，从而导致生产故障，如输送缺陷等。
在纵向上的松弛的速度，即在单位时间(1秒)内的松弛比率RL1的变化优选在0.0150％/秒至2.000％/秒的范围内，特别是0.050％/秒至1.000％/秒。
在本发明中，在横向X1、X2上拉伸初级膜14的同时，进行在纵向Y1上的松弛。因此，在拉伸过程中产生的在纵向Y1上的张力降低。因此，在初级膜14中的聚合物分子的取向得到控制，使得面内延迟(Re)增加而厚度延迟(Rth)降低。
作为在本发明中使用的拉幅机装置18，有几种与其中利用环形变化驱动夹具的类型不同的类型。即，还有线性电动机类型、缩放仪(pantograph)型等。线性电动机型由具有二次绕组和夹具的车架、用于在预定方向上引导多个车架的导轨和安置在每个导轨附近的一次绕组构成。此外，因为在一次绕组中流动的电流的大小和方向得到控制，所以可以以预定的速度移动在导轨上的每一个车架。缩放仪型由夹具、导轨和设置在唇和导轨之间的缩放仪机构构成。因为缩放仪机构得到控制，所以在纵向Y1和横向X1、X2上的夹具之间的距离得到调节。因此，即使在使用线性电动机型或缩放仪型的情况下，也可以进行初级膜14在横向X1、X2和纵向Y1上的拉伸和松弛。在日本专利公开出版物2002-507501，H06-57618等中进行了关于线性电动机型的拉幅机装置的详细说明。在日本专利公开出版物2003-236927等中进行了关于缩放仪型的拉幅机装置的详细说明。
此外，在在纵向上的松弛过程中的拉幅机装置47中的温度优选为80℃至160℃，特别是100℃至150℃。在此，当样品膜的重量在取样时为x并且在样品膜的干燥后为y时，以折干计的残留溶剂含量由{(x-y)/y}×100计算。
此外，松弛开始点63b和松弛结束点63c可以是多个，以进行几次在纵向上的松弛。在这种情况下，松弛比率RL1可以是进行几次的松弛的松弛比率RL1的总和，另外可以是在最上游松弛开始点63b和最下游松弛结束点63c之间的松弛比率RL1。此外，尽管在图6中松弛结束点63c位于拉伸部分101中，但是它还可以位于松弛部分102中。
如上所述，在适当地设定初级膜14在横向上的拉伸和在纵向上的松弛的条件时，制备的初级膜14的面内延迟(Re)和厚度延迟(Rth)变成预定值。
在下面，将说明用于初级膜14的原料(或初级膜14)。
[原料]
用于本发明的聚合物是纤维素酯。对于纤维素酯，优选满足所有下式(I)-(II)。
(I)2.5≤A+B≤3.0
(II)1.25≤B≤3.0
在这些式(I)-(II)中，A是酰基(-CO-R)对纤维素的羟基上的氢原子的取代度，并且B是丙酰基(-CO-C2H5)、丁酰基(-CO-C3H7)、戊酰基(-CO-C4H9)和己酰基(-CO-C5H11)对纤维素的羟基上的氢原子的取代度。如果B是丙酰基，则将纤维素酯称为CAP(乙酸丙酸纤维素)，并且如果B是丁酰基，则将纤维素酯称为CAB(乙酸丁酸纤维素)。此外，式(II)优选为1.3≤B≤2.97，并且特别优选为1.4≤B≤2.97。优选地，至少90重量％的CAP和CAB是直径为0.1mm至4mm的颗粒。
作为用于制备涂料的溶剂化合物，有芳族烃(例如苯、甲苯等)、卤代烃(例如二氯甲烷、氯苯等)、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二甘醇等)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮等)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、醚(例如四氢呋喃、甲基溶纤剂等)等。在本发明中应指出，涂料是通过将聚合物溶解或分散于溶剂中获得的聚合物溶液或分散体。
溶剂化合物优选为含1至7个碳原子的卤代烃，并且特别是二氯甲烷。然后，考虑到CAP的溶解度、流延膜从载体上的剥离性、膜的机械强度、膜的光学性能等，优选将一种或几种含1至5个碳原子的醇和二氯甲烷混合。在此，醇相对于全部溶剂的含量优选在2重量％至25重量％的范围内，并且尤其在5重量％至20重量％的范围内。具体地，有甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等。醇的优选实例是甲醇、乙醇、正丁醇或它们的混合物。
顺便地，近来为了将对环境的影响降低至最低，逐渐考虑在不使用二氯甲烷时的溶剂组成。为了达到这种目的，优选含4至12个碳原子的醚、含3至12个碳原子的酮、含3至12个碳原子的酯和含1-12个碳原子的醇，并且可以使用它们的混合物。例如，作为混合物，有乙酸甲酯、丙酮、乙醇和正丁醇的混合物。这些醚、酮、酯和醇可以具有环结构。此外，可以将具有在醚、酮、酯和醇中的至少两个官能团(即，-O-、-CO-、-流速-和-OH)的化合物用于溶剂。
由日本专利公开出版物2005-104148中的[0140]至[0195]进行了酰化纤维素的详细说明。该出版物的描述也适用于本发明。此外，对于添加剂，有由日本专利公开出版物2005-104148中的[0196]至[0516]详细描述的几种添加剂材料(如溶剂、增塑剂、劣化抑制剂、UV吸收剂、光学各向异性控制剂、延迟控制剂、染料、消光剂、脱模剂、脱模促进剂等)。
[熔体挤出方法]
将在下面描述本发明的第二实施方案。在第二实施方案中，使用CAP作为聚合物以通过熔体挤出法形成聚合物膜。然而，在本发明中，在第二实施方案中使用的聚合物不限于CAP，并且可以使用其它聚合物。作为其它聚合物，有纤维素衍生物(如乙酸丁酸纤维素(CAB)等)、聚乙烯类(聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等)和聚酰胺(尼龙等)。
在图4中，本发明使用的熔体挤出法的膜生产线70包括原料制备工序71、熔体挤出工序73、冷却工序74、第一收卷工序76、储存工序77、退卷工序80、拉伸/松弛工序81和第二收卷工序83。
在原料制备工序71中，制备作为聚合物的CAP小片作为在膜生产线70中使用的原料。使CAP小片熔化，并且在熔体挤出工序73中进行熔融的CAP在载体上的挤出，并且在冷却工序74中使载体上的薄CAP膜冷却而成为初级膜72。在第一收卷工序76中将初级膜72收卷成初级膜卷材75，并且在储存工序77中将初级膜卷材75储存在预定的位置。在退卷工序80中，将初级膜72从初级膜卷材75上退卷到拉幅机装置18(参见，图3)中以进行拉伸/松弛工序81。在拉幅机装置18中，进行初级膜72在预定方向上的拉伸或松弛，然后将初级膜72从拉幅机装置18中供给出来作为制备的聚合物膜(以下为聚合物膜)82。在第二收卷工序83中将聚合物膜82收卷成产品膜卷材84。
应指出形成初级膜72的熔体挤出法由原料制备工序71、熔体挤出工序73和冷却工序74组成。
(聚合物)
以上述方式拉伸的聚合物不受特别限制。例如，优选的聚合物是饱和降冰片烯和酰化纤维素。通过拉伸，饱和降冰片烯膜和酰化纤维素膜可以具有适当的面内延迟(Re)和适当的厚度延迟(Rth)，并且是优异的，因为几乎不产生拉伸不均匀性。
(酰化纤维素树脂)
对于在该实施方案中使用的酰化纤维素，优选满足所有下式(III)-(IV)。
(III)2.5≤A+B≤3.0
(IV)1.25≤B≤3
在这些式(I)-(H)中，A是乙酰基对纤维素的羟基上的氢原子的取代度，并且B是丙酰基(-CO-C2H5)、丁酰基(-CO-C3H7)、戊酰基(-CO-C4H9)和己酰基(-CO-C5H11)对纤维素的羟基上的氢原子的总取代度。根据取代度，如果根据总程度B的取代基的至少一半是丙酸酯基(propionate group)，则该条件优选为2.6≤A+B≤2.95和2.0≤B≤2.95，特别优选为2.7≤A+B≤2.95和2.4≤B≤2.9。如果根据总程度B的少于一半的取代基是丙酰基，则该条件优选为2.6≤A+B≤2.95和1.3≤B≤2.5，特别优选为2.7≤A+B≤2.95和1.3≤B≤2.0。
在本发明中，使乙酸酯基(acetate group)的取代度变得更小，而使丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的总取代度变得更大。因此，在拉伸过程中防止了拉伸不均匀性，并且面内延迟Re和厚度延迟Rth几乎没有变得不均匀。而且，可以降低晶体熔点Tm。此外，通过熔体挤出形成的膜的分解减少，因此防止了膜颜色改变为黄色。当取代度变得更大时，可以获得这些作用。然而，取代度太大，玻璃化转变温度Tg和弹性系数变得更小。因此，取代基优选为比乙酰基更大的丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基。取代基特别优选为丙酰基和丁酰基，并且尤其优选为丁酰基。
[原料制备工序]
在本发明中，用作膜的原料的酰化纤维素树脂可以是颗粒。然而，优选地，在原料制备工序71中获得酰化纤维素树脂的粒料。原料中的水分含量优选为至多1％，并且特别是至多0.5％，然后将原料供给到加料斗中。如果原料的玻璃化转变温度表示为Tg，则加料斗的温度优选在Tg-50℃至Tg+30℃的范围内，特别是在Tg-40℃至Tg+10℃的范围内，并且特别优选在Tg-40℃至Tg的范围内。因此，在加料斗中的水分的再吸附减少，因此干燥的效果变得更大。
[熔体挤出工序和冷却工序]
在该实施方案中，依次进行熔体挤出工序73和冷却工序74。在熔体挤出工序73中，将CAP小片供给到在真空下或在氮气中加热的挤出机中，并且通过已知的方式进行熔体挤出。挤出机将熔融的具有薄片状形态的CAP挤出到冷却的鼓轮上。之后，在冷却工序74中，将熔融的薄片在冷却的鼓轮上冷却以进行凝固。因此形成了初级膜72。
如果使用多个挤出机同步进行多个挤出，则制备的膜可以具有多层结构。而且，同时挤出添加剂(例如消光剂)以将其混合到初级膜72中。
将在下面详细进行熔体挤出工序73的说明。CAP小片的熔融温度优选在120℃至250℃的范围内，特别优选为140℃至220℃，并且尤其优选为150℃至200℃。熔融可以在恒定的温度下进行，否则在预定的几个温度下进行。捏合时间优选在2分钟至60分钟的范围内，特别优选为3分钟至40分钟，并且尤其优选为4分钟至30分钟。此外，还优选在惰性气体(氮气等)的气流中或在抽真空过程中使用挤出机。
根据驱动齿轮泵，通过具有通风口的挤出机供给熔融的树脂(CAP)，并且降低挤出机的脉动。然后使用金属筛网过滤器等进行熔融的CAP的过滤。在过滤之后，将熔融的CAP从T型流延模流延到冷却的鼓轮上以具有薄片状形态。可以进行挤出使得具有单层。另外，流延模可以具有供料头或多个歧管以进行多层的挤出。可以通过调节流延模的唇的间隙控制在横向上的厚度不均匀性。
有几种挤出方法，如静电涂布法、气刀法、空气室法、真空喷嘴法、接触辊法等。优选地，将接触辊法用于该实施方案，使得熔融的CAP与冷却的鼓轮的粘附性可以更大。可以对在冷却的鼓轮上的熔融CAP的整个或部分进行增加粘附性的这种方法。应指出冷却的鼓轮的温度优选在60℃至150℃的范围内。
[第一收卷工序]
在第一收卷工序76中，将初级膜72收卷成初级膜卷材75。初级膜72的宽度优选在1.3m至3m的范围内，而厚度为50μm至200μm。
在收卷之前，优选进行初级膜72的两个边缘侧部的切割。将被切割的部分粉碎。然后进行必需的处理(如造粒、解聚、再聚合等)。因此，将被切割的部分处理为可以用于制备相同或其它种类的膜的原料。此外，考虑到防止膜表面上的划伤，在收卷之前，可以将层压膜至少涂覆到初级膜的表面上。
[储存工序]
在储存工序77中，储存初级膜卷材75使得初级膜72的聚合物分子在热和水分的影响下可以不分解。因此初级膜72的光学性能和质量得到保持。
[退卷工序和拉伸/松弛工序]
在退卷工序80中，将初级膜72退卷，并且供给到拉幅机装置18中。然后在拉幅机装置18中进行拉伸/松弛工序21，其中在横向上的拉伸和在纵向上的松弛在与上述相同的条件下进行。在程度百分比EP小于70％时，开始初级膜72在纵向上的松弛。目标拉伸比率R1优选在10％至40％的范围内，特别是15％至35％，并且尤其是25％至30％。松弛比率RL1优选在1％至5％的范围内，特别优选为2％至5％，并且特别优选为3％至5％。应指出在拉伸/松弛工序81中的其它条件优选与拉伸/松弛工序21相同。
因为同步进行初级膜72在横向上的拉伸和在纵向上的松弛，所以聚合物膜82具有预定的光学性能。根据聚合物膜82的具体光学性能，当聚合物膜82的厚度为60μm至120μm时，面内延迟(Re)在30nm至150nm的范围内，并且厚度延迟(Rth)在100nm至250nm的范围内。然而，本发明不限于此。
[第二收卷工序]
在第二收卷工序83中，将聚合物膜82围绕收卷轴(未显示)收卷成产品膜卷材84。
[实验1]
在下列中，将说明本发明的实验。然而，本发明不限于此。根据实施例1进行说明。在作为比较的实施例2和实施例3-6中，将省略与实施例1相同的说明。
<实施例1>
乙酸丙酸纤维素                              100重量份
(粉末：乙酰化度，1.00；丙酰基取代度，1.70；总取代度，2.70；粘度平均聚合度，260；水含量，0.2质量％；6质量％二氯甲烷溶液的粘度，150mPa·s；平均粒径，1.5mm；平均粒径的标准偏差，0.4mm)
二氯甲烷(第一溶剂化合物)                     320重量份
甲醇(第二溶剂化合物)                         83质量份
1-丁醇(第三溶剂化合物)                       3质量份
增塑剂A                                      7.6质量份
(磷酸三苯酯)
增塑剂B                                      3.8质量份
(磷酸二苯酯)
UV吸收剂A                                    0.7重量份
(2(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑)
UV吸收剂B                                    0.3重量份
(2(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)-5-氯苯并三唑)
柠檬酸酯的混合物                             0.006重量份
(柠檬酸、柠檬酸单乙酯、柠檬酸二乙酯、柠檬酸三乙酯的混合物)
颗粒                                         0.05重量份
(二氧化硅粒径，15nm；莫氏硬度，约7)
[三乙酸纤维素]
根据在此实验中使用的三乙酸丙酸纤维素(CAP)，残留乙酸的含量为至多0.1质量％，残留丙酸的含量为至多0.1质量％，Ca含量为60ppm，Mg含量为10ppm，Fe含量为0.2ppm，并且处于含硫基团形式的硫含量为65ppm。在6位的乙酰化度为0.32，在6位的丙酰基的取代度为0.58，并且在6位的乙酰基相对全部乙酰基的百分比为33％。甲醇萃取物为5重量％，并且重均分子量与数均分子量的比率为2.5。此外，黄度指数为1.3，雾度为0.08，并且透明度为92.9％。Tg(通过DSC测量)为133℃，并且在结晶中的热值为6.4J/g。这种CAP是由作为从阔叶树获得的材料的纤维素合成的。
在涂料制备工序10中制备流延涂料11。混合罐具有第一和第二搅拌器，并且由不锈钢制成，并且容积为4000L。将多种溶剂化合物混合到混合罐中，以获得混合物溶剂。应指出在每种溶剂化合物中的水含量为至多0.5质量％。使用具有锚状叶片的第一搅拌器和作为溶解器型偏心搅拌器的第二搅拌器进行搅拌。首先，第一搅拌器以1m/秒的圆周速度进行搅拌。因此，在搅拌的过程中，进行30分钟分散。溶解在25℃开始，并且分散体的温度最后变为48℃。在进行混合物溶剂的搅拌的同时，将三乙酸纤维素薄片从加料斗逐渐加入混合物溶剂中，使得混合物溶液和三乙酸纤维素薄片的总质量可以是2000kg。在分散后，停止(第二搅拌器的)高速度搅拌，并且通过第一搅拌器以0.5m/秒的圆周速度进行100分钟搅拌。因此，CAP薄片溶胀，所以得到混合物液体。直到溶胀结束，使用氮气将混合罐的内部压力升高到0.12MPa。此时，混合罐中的氢气浓度小于2体积％，这不导致爆炸。此外，涂料中的水含量为0.3质量％。
将混合物液体通过泵供给到加热装置，即具有夹套的管，并且加热至50℃，然后在2MPa的压力的施加下加热至90℃。从而，溶解进行完全。加热时间为15分钟。通过温度控制器将混合物液体的温度降低至36℃，然后通过具有其公称直径为8μm的过滤材料的过滤装置过滤。此时，上游侧过滤压力为1.5MPa，并且下游侧过滤压力为1.2MPa。因为过滤器、外壳和管由哈斯特洛依合金(商品名)制成，并且具有在高温下使用的夹套，所以它们由耐腐蚀性优异的材料制成。
将涂料供给到在80℃下将其压力保持在大气压的闪蒸装置，以进行涂料的闪蒸。通过冷凝器将溶剂蒸气冷凝至液态，并且通过回收装置回收。在闪蒸后，在涂料中的固体化合物的含量为21.8质量％。应指出，将回收的溶剂通过精制装置精制并且再循环，并且再利用。将锚状叶片安置在闪蒸装置的闪蒸罐的中心轴，并且通过锚状叶片以0.5m/秒的圆周速度搅拌涂料。在闪蒸罐中的涂料的温度为25℃，涂料在闪蒸罐中的停留时间为50分钟。对部分涂料采样，并且在25℃进行剪切粘度的测量。剪切粘度在10(1/s)的剪切速率下为450Pa·s。
然后，通过辐照很弱的超声波进一步进行消泡。之后，在1.5MPa的压力的施加下，通过泵将涂料供给到过滤装置31中。在过滤装置中，首先将涂料供给通过其公称直径为10μm的烧结纤维金属过滤器，然后通过10μm公称直径的相同过滤器。在前一个和后一个过滤器，上游压力分别为1.5MPa和1.2MPa，并且下游压力分别为1.0MPa和0.8MPa。将过滤后的涂料的温度控制至36℃，并且贮存在其容积为2000L的不锈钢储罐25中作为流延涂料11。将锚状叶片安置到储罐25的中心轴上，并且始终通过锚状叶片以0.3m/秒的圆周速度搅拌流延涂料11。应指出，在进行涂料的浓缩时，根本不发生在装置中接触涂料的部件或部分的腐蚀。
此外，用于制备添加剂液体的混合物溶剂A含有86.5重量份二氯甲烷，13重量份丙酮和0.5重量份1-丁醇。
在图2中所示的膜生产装置4中形成初级膜14。通过泵38将在储罐25中的流延涂料11供给到过滤装置32中。用于增加上游压力的泵38是高精度齿轮泵，并且被驱动以供给流延涂料11，同时通过换向器电动机进行反馈控制。因此，将高精度齿轮泵的上游压力控制为0.8MPa。对于泵38，容积效率为99.2％，并且排放的变化率为至多0.5％。此外，排放压力为1.5MPa。
流延模43的宽度为1.8m，控制靠近流延模33的模唇的流延涂料11的流量速率，使得初级膜的厚度可以是80μm。来自模唇的流延涂料11的流延宽度为1700mm。此外，为了将流延涂料11的温度控制为36℃，在夹套(未显示)的入口的传热介质的温度为36℃。
在膜生产中将流延模33和管的温度保持为36℃。流延模33为衣架型，其中以20mm的间距设置用于调节膜厚度的加热螺栓。因此，通过加热螺栓自动控制膜厚度(或流延涂料的厚度)。可以在预设程序的基础上将加热螺栓(volt)的分布图设定为对应高精度齿轮泵的流速。因此，在设置于膜生产装置4中的红外线厚度计(未显示)的曲线图的基础上，通过控制程序，可以进行反馈控制。进行该控制，使得除两侧边部分(各自在所制备的膜的横向上20mm)之外，彼此相隔50mm的两个位置之间的膜厚度差可以为至多1μm，并且在横向上的膜厚度的最小值之间最大的差可以为至多3μm/m。此外，可以将平均膜厚度控制在±1.5％内。
流延模33的材料是沉淀硬化不锈钢，其热膨胀系数为至多2×10-5(℃-1)。在电解质溶液中的强制腐蚀实验中，耐腐蚀性与SUS316的耐腐蚀性几乎相同。此外，用于流延模33的材料具有足够的耐腐蚀性，使得即使将此材料在二氯甲烷，甲醇和水的混合物液体中浸渍3个月，在气-液界面上也可以不发生点蚀(或点腐蚀)。每一个流延模与流延涂料11的接触表面的抛光精度以表面粗糙度计为至多1μm，在任何方向上的平直度以表面粗糙度计为至多1μm，并且将模唇的狭缝间隙调节为1.5mm。根据流延模33的唇端的接触部分的边缘，在全部宽度中，R为至多50μm。此外，将流延模33中的剪切速率控制在1至5000/秒的范围内。此外，通过熔体挤出法在流延模33的唇端上进行WC涂覆，以安置硬化层。
为了防止在流延模33的狭缝末端部分上的干燥和凝固，将可以溶解凝固的涂料的混合物溶剂A以0.5ml/分钟供应到狭缝的气-液界面的每个边缘部分。因此，将混合物溶剂供应到每个流道边缘。用于供应混合物溶剂的泵的脉冲频率为至多5％。此外，安置减压室33a，以将背面侧的压力降低150Pa。为了控制减压室33a的温度，安置夹套(未显示)，并且将其温度被控制在35℃的传热介质供应到夹套中。可以将边缘抽吸速率控制在1L/分钟至100L/分钟的范围内，并且在该实验中适当控制，以使其在30L/分钟至40L/分钟的范围内。
流延传动带35是宽度为2.1m并且长度为70m的环形不锈钢皮带。流延传动带35的厚度为1.5mm，并且将流延传动带35的表面抛光，使得表面粗糙度可以为至多0.05μm。材料为具有足够的耐腐蚀性和强度的SUS316。整个流延传动带35的厚度不均匀性至多为预定值的0.5％。通过旋转支持辊35a、35b移动流延传动带35。此时，将流延传动带35的张力控制为1.5×105N/m2。此外，改变每根辊相对于流延传动带35的相对速度。但是，在此实验中，进行控制，使得支持辊35a、35b之间的相对速度之差为至多0.01m/分钟。此外，进行控制，使得流延传动带35的速度的变化至多为预定值的0.5％。在检测侧端的位置的情况下，控制流延传动带35在横向上的位置，以将移动一个循环的流延传动带35的弯曲减小在1.5mm内。此外，在流延模33下面，在流延模33的唇端和流延传动带35之间的垂直方向上的位置变化在200μm内。优选将在具有空气压力控制器(未显示)的流延室39中合并流延传动带35。将流延涂料从流延模33流延到流延传动带35上。
在此实验中，支持辊35a、35b在其中供应有传热介质，使得可以控制流延传动带35的温度。设置在流延模33侧的支持辊35a供应有5℃的传热介质(水)，并且支持辊35b供应有40℃的传热介质(水)。在即将流延之前的位置的流延传动带35的中间部分的表面温度为15℃，并且流延传动带35的两侧之间的温度差为至多6℃。应指出，针孔(直径，至多30μm)的数量为0，在每平方米中的针孔(直径，10μm至30μm)的数量为至多1个，并且在每平方米中的针孔(直径，小于10μm)的数量为至多2个。
将流延室39的温度保持为35℃。首先，将干燥空气平行供给到流延膜34上以进行干燥。从干燥空气到流延膜34的总传热系数为24kcal/(m2·hr·℃)。此外，从上游空气导管70供给135℃的干燥空气以干燥流延膜34，从下游空气导管71供给140℃的干燥空气以干燥流延膜34，并且从更低的空气导管72供给65℃的干燥空气以干燥流延膜34。每次干燥空气的饱和温度约为-8℃。应指出，通过将空气替换为氮气，将在流延传动带35上的干燥气氛中的氧气浓度保持为5体积％。为了将氧气浓度保持为5体积％，通过氮气替换干燥气氛的内部空气。通过将冷凝器66的出口温度设定为-10℃，回收在流延室39中的溶剂蒸气。
设置空气遮挡板33b，使得在流延后的5秒内，不可以将干燥空气直接用于流延膜34和流道。将靠近流延模33的静压波动降低为至多±1Pa。当溶剂与流延膜34的质量比以折干计变为50质量％时，在剥离辊37的支承下，将流延膜34从流延传动带35上剥离作为初级膜14。如果流延膜34的样品重量为x并且在干燥后的样品重量为y，则在式{(x-y)/y}×100中计算以折干计的溶剂含量(％)。应指出在以折干计的残留溶剂的含量中，通过完全干燥涂料获得的固体的重量对应100％。此外，剥离张力为1×102N/m2。为了减少剥离缺陷，控制剥离速度(剥离辊的拉伸)与流延传动带35速度的百分比为100.1％至110％。初级膜14的表面温度为15℃。在流延传动带35上的干燥速度以折干计平均为60质量％/分钟。通过冷凝器66将在蒸发中产生的溶剂蒸气在-10℃下冷凝至液态，并且通过回收装置回收。将回收的溶剂中的水含量调节为至多0.5％。
将从中除去溶剂成分的空气再次加热，并且重新用于干燥空气。使用传送区80中的辊将初级膜14输送。在传送区80中，鼓风机81将40℃的干燥空气供给到初级膜14上。应指出将约30N的张力在传送区80中的辊的纵向上施加到初级膜14上。此外，在传送区40的最下游位置，在湿膜36中的残留溶剂的含量以折干计为20质量％。
在供给到干燥室44中之前，通过切边装置42切除湿膜36的两个侧边部分。在切边装置42中安置的切割机是NT型切割机。在切割之后，通过切割机鼓风机(未显示)将被切割的部分供给到粉碎机90中，并且粉碎为平均约80mm2的小片。将小片与CAP薄片一起用作涂料制备的原料。此外，在切边装置42和干燥室44之间，有预干燥室(未显示)，其中将100℃的干燥空气吹送到湿膜36上用于预干燥。
将湿膜36在隔开成四个隔间的干燥室44中的高温下干燥。将从上游侧起其温度为120℃，130℃，130℃和130℃的鼓风从空气鼓风机(未显示)供给到所述隔间中。每根辊44a相对于湿膜36的输送张力为100N/m。进行10分钟干燥，使得残留溶剂的含量可以为0.3质量％。辊4的搭接角(接触弧的中心角)为90°和180°。辊44a由铝或碳钢制成。在表面上，进行硬铬涂覆。辊44a的表面是平坦的，或通过消光喷砂方法处理。在旋转中的辊的摆动在50μm内。此外，将在100N/m的张力下辊44a的弯曲降低到至多0.5mm。
使用其中使用吸附剂的回收装置44b，除去在干燥空气中含有的溶剂蒸气。吸附剂是活性炭，并且使用干燥的氮气进行脱附。在水含量可以为至多0.3质量％之后，将回收的溶剂重新用作涂料制备用溶剂。干燥空气不仅含有溶剂蒸气，而且含有增塑剂、UV吸收剂和高沸点的材料的气体。因此，使用通过冷却除去的冷却器和预吸附器除去它们。因此，重新使用干燥空气。设定吸附和脱附条件，使得在废气中的VOC(挥发性有机化合物)的含量可以为至多10ppm。此外，在全部溶剂蒸气中，通过冷凝方法回收的溶剂的含量为90质量％，并且残留溶剂蒸气几乎都通过吸附回收而回收。
将湿膜36输送到第一湿度控制室(未显示)中。在干燥室44和第一湿度控制室之间的间隔部分中，供给110℃的干燥空气。在第一湿度控制室中，供给其温度为50℃并且露点为20℃的空气。此外，将湿膜36输送到第二湿度控制室(未显示)中，在其中减少湿膜36的卷曲。在第二湿度控制室中，将其温度为90℃并且湿度为70％的空气用于湿膜36上。
在水分调节之后，将湿膜36在冷却室45中冷却至30℃，并且供给出来作为初级膜14。然后通过切边装置(未显示)进行切边。安置强制中和装置(或中和棒)50，使得在输送中初级膜14所带的静电势在-3kV至+3kV的范围内。此外，通过滚花辊51在初级膜14的每侧的表面上进行膜滚花。滚花的宽度为10mm，并且设定滚花压力，使得最大高度可以比平均厚度平均大至多12μm。
将初级膜14输送到收卷室52中，所述收卷室52的内部温度和湿度分别被保持为28℃和70％。此外，安置强制中和装置(未显示)，使得膜所带的静电势可以在-1.5kV至+1.5kV的范围内。得到的初级膜14在厚度方面为80μm并且在宽度方面为1475mm。收卷轴52a的直径为169mm。设定张力模式，使得收卷张力首先为300N/m，并且最终为200N/m。初级膜14的长度整个为3940m。在收卷过程中的弯曲环为400m，并且摆动宽度在±5mm内。此外，将压辊96对收卷轴52a的压力设定为50N/宽度。在收卷时的膜温度为25℃，水含量为1.4质量％，并且残留溶剂的含量为0.3质量％。通过所有处理，根据干燥速度，平均每分钟蒸发以干重标准计为20质量％的溶剂。此外，没有发生松散的收卷和皱褶，并且即使在10G冲击试验中，膜也不在膜卷材中移动。此外，卷材外观是良好的。
将初级膜卷材16在25℃和55％RH的条件下储存一个月。而且，作为以如与上述相同的方式检查的结果，没有辨认出具有膜质量的影响的变化。而且，在膜卷材中有任何的粘附。此外，在制备初级膜14之后，在剥离后，流延膜34没有一部分残留在流延传动带35上。
然后将初级膜14在退卷工序20中退卷，并且供给到图3中的拉幅机装置18中。供给速度为50m/分钟。然后在拉伸/松弛工序21中进行拉伸。通过夹具固定被供给到拉幅机装置18中的初级膜14的两个侧边，并且供给到拉幅机装置18中。使用传热介质(未显示)将夹具冷却。夹具的输送通过链进行，并且夹具输送的速度波动为至多0.5％。
在拉幅机装置18中，进行初级膜14在横向上的拉伸和在纵向上的松弛。根据夹具对的距离，最小值L1(mm)为1000mm，最大值L2(mm)为1250mm。因此，目标拉伸比率R1为25％。此外，夹具对的距离的最终值L3(mm)为1200mm。当距离为L1’(1050mm)时，开始在纵向上的松弛。当以2％的松弛比率完成在纵向上的松弛时，距离L1”(mm)为1170mm。
根据在拉幅机装置18中的拉伸比率，在离夹具的固定位置至少10mm远的位置之间的实际拉伸比率的差为至多10％，并且在离固定位置至少20mm远的位置之间的实际拉伸比率的差为至多5％。在拉幅机装置18中的侧边部分中，在夹具开始位置和夹具释放位置之间的长度与在入口18a和出口18b之间的长度的比率为90％。
将初级膜14供给出来作为制备的聚合物膜22，然后进行第二收卷工序23。将聚合物膜22围绕收卷轴收卷成产品膜卷材24。在这种情况下，为了防止收卷缺陷(如收卷不规则性等)，使用压辊52b将聚合物膜22在50Pa下朝收卷轴52a按压。
[评价]
(面内延迟(Re)的测量)
将初级膜14切割为70mm×100mm以获得样品膜。然后将样品膜在25℃和60％RH的湿度下放置2小时，并且通过自动双折射率计(KOBRA21DH，由Oji Scientific Instruments制造)，使用632.8nm的可见射线根据样品膜的垂直方向测量折射率的外推值。在上述结果的基础上，由下式计算面内延迟：
Re＝|nMD-nTD|×d    (2)
应指出“nMD”和“nTD”分别是初级膜14在纵向和横向上的折射率。“d”为样品膜的平均厚度(nm)。根据该式，初级膜14的面内延迟(Re)为82nm。
(厚度延迟(Rth)的测量)
将初级膜14切割为30mm×40mm以获得样品膜。然后将样品膜在25℃和60％RH的湿度下放置2小时。使用椭圆偏振计(elipsometer)(M150，由Jasco公司制造)，根据样品膜的垂直方向测量折射率的值，并且在将样品膜倾斜的情况下测量折射率的外推值。用于测量的射线的波长为632.8nm。在上述结果的基础上，由下式计算厚度延迟：
Rth＝{(nMD+nTD)/2-nTH}×d    (1)
应指出“nMD”、“nTD”和“nTH”分别是样品膜在纵向(流延)、横向和厚度方向上的折射率。“d”为样品膜的平均厚度(nm)。根据该式，初级膜14的厚度延迟(Rth)为192nm。
<实施例2>
在实验2中，在横向上的目标拉伸比率R1为15％。当程度百分比/目标拉伸比率R1为6％时，开始在纵向上的松弛。当松弛比率RL1变为2％时，完成松弛。其它条件与实验1相同。将获得的数据用于计算面内延迟Re和厚度延迟Rth，它们分别为60nm和174nm。
[比较]
<实施例3-6>
在比较中，目标拉伸比率在实施例3中为30％，在实施例4中为25％，在实施例5中为15％，并且在实施例6中为35％。在实施例3-6中不进行在纵向上的松弛。其它条件与实验1相同。将获得的数据用于计算面内延迟Re和厚度延迟Rth。在实施例3中，值Re和Rth分别为80nm和202nm。在实施例4中，值Re和Rth分别为70nm和194nm。在实施例5中，值Re和Rth分别为50nm和175nm。在实施例6中，值Re和Rth分别为85nm和205nm。
在实施例1-2(在拉伸过程中进行松弛)和实施例3-6(在拉伸过程中不进行松弛)的结果的基础上，在图4中显示了在面内延迟Re和厚度延迟Rth之间的关系，并且在图5中显示了在目标拉伸比率和延迟比率(Re/Rth)之间的关系。
如在图5中所示，在相同的厚度延迟Rth的值，实施例1-2的线的面内延迟低于实施例3-6的面内延迟。特别是，在实施例4中，在横向上拉伸的过程中不进行在纵向上的松弛，并且其它条件与实施例1相同。在实施例1与实施例4的比较中，如用箭头A所示，如果在横向上拉伸的过程中进行在纵向上的松弛，则面内延迟Re增加而厚度延迟Rth降低。
如在图5中所示，如果在拉伸过程中不进行松弛，则目标拉伸比率R1必须是实施例6的35％以获得与实施例1相同的Re/Rth值。然而，在实施例6中，膜的透明度变差。因此，如由箭头B所示，即使目标拉伸比率R1低，在横向上拉伸的过程中在纵向上松弛也提高延迟比率(Re/Rth)。此外，如以箭头C所示，在拉伸过程中的松弛提高延迟比率Re/Rth。
在图6中，将实施例1和实施例2分别与实施例4和实施例5比较。如果在横向上拉伸的过程中进行在纵向上的松弛，则制备的聚合物膜22的延迟比率(Re/Rth)增加(参见，该图的箭头A)。
如果以高的拉伸比率进行膜的拉伸，则膜的透明度有时变得更低，并且在这种情况下，所述膜不能用于显示器。然而，在本发明中，在横向上拉伸的过程中进行在纵向上的松弛。作为结果，即使拉伸比率低，面内延迟Re也增加而厚度延迟Rth降低，而不降低膜的透明度以致是优选的。
在本发明中各种变化和修改是可以的，并且可以被认为在本发明之内。

Claims (14)

1.一种聚合物膜的制备方法，所述方法包括下列步骤：
将含有聚合物和溶剂的流延涂料从流延模流延到载体上，以形成流延膜；
将所述流延膜以湿膜形式从所述载体上剥离；
将所述聚合物膜干燥以获得聚合物膜；
将所述聚合物膜收卷为膜卷材；
将所述聚合物膜从所述膜卷材上退卷；
将所述聚合物膜在其横向上拉伸；和
在拉伸过程中进行所述聚合物膜在其纵向上的松弛。
2.如权利要求1所述的制备方法，其中在通过拉伸的拉伸比率变为目标值的70％之前，开始所述聚合物膜的松弛。
3.如权利要求2所述的制备方法，其中通过所述松弛，所述聚合物膜的松弛比率在1％至5％的范围内。
4.如权利要求1所述的制备方法，其中所述拉伸的拉伸比率在10％至40％的范围内。
5.如权利要求1所述的制备方法，其中所述聚合物是三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素中的一种。
6.如权利要求5所述的制备方法，其中在拉伸后的所述聚合物膜的面内延迟Re在5nm至150nm的范围内，并且厚度延迟Rth在40nm至250nm的范围内。
7.如权利要求1所述的制备方法，其中在所述拉伸后的所述聚合物膜用于光学功能膜。
8.一种制备方法，所述方法包括下列步骤：
通过熔体挤出由聚合物形成聚合物膜；
将所述聚合物膜收卷为膜卷材；
将所述聚合物膜从所述膜卷材上退卷；
将所述聚合物膜在其横向上拉伸；和
在拉伸过程中进行所述聚合物膜在其纵向上的松弛。
9.如权利要求8所述的制备方法，其中在通过拉伸的拉伸比率变为目标值的70％之前，开始所述聚合物膜的所述松弛。
10.如权利要求9所述的制备方法，其中通过所述松弛，所述聚合物膜的松弛比率在1％至5％的范围内。
11.如权利要求8所述的制备方法，其中通过拉伸的拉伸比率在10％至40％的范围内。
12.如权利要求8所述的制备方法，其中所述聚合物是三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素中的一种。
13.如权利要求12所述的制备方法，其中在拉伸后的所述聚合物膜的面内延迟Re在5nm至150nm的范围内，并且厚度延迟Rth在40nm至250nm的范围内。
14.如权利要求8所述的制备方法，其中在所述拉伸后的所述聚合物膜用于光学功能膜。
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