CN102079133A - 光学膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学膜的制造方法,布铗拉幅机从湿润膜的传送方向的上游侧依次具有预热区、拉伸区、松弛区。在松弛区中,松弛在拉伸区中拉伸的湿润膜的内部应力的同时,校正侧端部中的慢轴的偏移。该校正通过由第1加热装置对侧端部进行加热而升温来进行。在预热区中,预先提高湿润膜的温度。在预热区中,还进行用于调整慢轴偏移量的加热。该偏移量的调整通过第2加热装置进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学膜,尤其涉及一种在显示装置等中使用的光学膜的制造方法。
背景技术
近几年,对液晶显示器等显示装置的要求性能逐渐增高。因此,对在显示装置中使用的光学膜的要求性能也不断高涨。例如,在液晶显示器中,亮度逐渐增高,而且画面逐渐变大,随之对相位差膜等光学膜更加严格要求有关光学特性的均匀性。
光学膜还用溶液制膜法和熔融制膜法中的任一方法制造。在这些任意方法中,光学膜用连续制造法制造。即,光学膜做成长形状。而且,在长形光学膜的宽度方向方面更加强烈要求上述光学特性的均匀性。并且,另一方面,随着显示装置的大面积化,必须使光学特性均匀的宽度也增宽。另外,根据显示装置的需求的延伸或成本降低,使用现有的制膜设备的同时,必须提高其制造速度。而且,越提高制造速度,制膜过程中产生的光学膜的废料量越增加。
近几年,在光学特性中尤其重视慢轴的均匀性。慢轴可在显示双折射的膜中看到。而且,当将长形膜以向宽度方向扩展的方式拉伸时,在拉伸之前向宽度方向加长的直线状标记在拉伸之后在长形方向上成为凸形状。这样,通过拉伸看到的标记的线称为拉伸线或弓形线。另外,一边传送一边实施拉伸时,拉伸线有时在传送方向上成为凸状,也有时在传送方向的相反方向上成为凸状。慢轴大多与成为该曲线状的拉伸线中的切线几乎一致,在聚合物的主链方向上也几乎一致。
由聚合物构成的膜一般显示双折射。即使是被称为各向异性小的纤维素酰化物膜也显示双折射。难以使显示这种双折射的膜的慢轴在宽度方向上均匀,过去已有各种提案。
例如,日本专利公开2006-182020号公报提出了如下方法:在用把持机构把持各侧部而向宽度方向拉伸时,将一方的侧部的把持机构和另一方的侧部的把持机构分别行走的轨道栏杆设为互不相同的长度,并使该长度独立地变化。根据该方法,因使膜左右的把持长度独立而变化,所以在拉伸时,能够以慢轴在宽度方向在某种程度上成为均匀的方式控制。
另外,日本专利公开2006-150659号公报提出了向宽度方向拉伸且通过退出轧辊退出的膜的制造方法,即,在宽度方向上观测膜的取向角,根据观测到的取向角的分布,通过退出轧辊控制行走方向上的张力的方法。
并且,在日本专利第3935570号公报中,公开了如下内容:就关于光学特性中依存于慢轴上的折射率和进相轴上的折射率的延迟而言,可以在热松弛工序中通过向宽度方向设置温度梯度进行热处理来使其均匀。
然而,为了谋求厚度的均匀性或显现所希望的延迟,向宽度方向进行拉伸的拉伸工序的条件需要周密地设定。除此之外,为了谋求慢轴在宽度方向上的均匀性,将拉伸工序中的设定条件设成日本专利公开2006-182020号公报来选出,会使拉伸工序中的设定条件变得更复杂。另外,在日本专利公开2006-182020号公报中,需要改变拉伸装置的结构,以使轨道栏杆的长度可变。并且,在日本专利公开2006-182020号公报的方法中,慢轴的偏移就算降低也只是1°左右而以,无法达到如近几年要求的水平的慢轴的均匀性。
并且,根据日本专利公开2006-150659号公报的方法,可以将所期待的慢轴在宽度方向上所显现的范围扩大某种程度,但其范围有限。尤其是,越是增大所制造的光学膜的宽度,越存在无法消除慢轴偏移的范围就变得越大的倾向。
更进一步而言,根据日本专利第3935570号公报的方法,虽然可以使延迟在宽度方向上均匀,但无法使慢轴在宽度方向上均匀。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种光学膜的制造方法,该方法能够以宽度变得更宽的方式制造慢轴的偏移在宽度方向上更小的光学膜。
本发明的光学膜的制造方法具备拉伸步骤、松弛步骤、求偏移量的步骤、以及校正步骤。拉伸步骤以一边加热一边向宽度方向扩展的方式拉伸被传送的长形聚合物膜。松弛步骤在限制被拉伸的所述聚合物膜宽度的状态下,加热所述聚合物膜,由此松弛被拉伸的所述聚合物膜的内部应力。求偏移量的步骤求出经过所述松弛步骤的所述聚合物膜的侧端部中的慢轴与作为目的慢轴的偏移量。校正步骤根据所求出的所述偏移量,在下一个所述松弛步骤时,将所述侧端部加热至更高的温度来校正慢轴的偏移。
当经过所述松弛步骤的所述聚合物膜的弓形形状相对传送方向为凸状时,优选在下一个所述松弛步骤中进行所述校正。
预选所述偏移量预先按所述拉伸步骤中的设定条件求出,所述设定条件为所述聚合物膜的温度、所述聚合物膜的拉伸倍率、及所述聚合物膜的传送速度,所述聚合物膜的拉伸倍率由开始拉伸所述聚合物膜时的宽度及拉伸结束时的宽度求出。
优选在所述拉伸步骤之前具有预先加热被传送的所述聚合物膜而使之升温的预热步骤,在所述预热步骤时,将所述侧端部加热至更高的温度来调整所述偏移量。
当经过所述松弛步骤的所述聚合物膜的弓形形状相对传送方向为凹状时,优选在下一个所述预热步骤中进行所述调整,以使所述形状成为凸状。
优选所述聚合物膜具有第1层和配设于所述第1层的至少一方的面的第2层,所述第1层由总酰基取代度Z满足下述公式(I)的纤维素酰化物构成,所述第2层由总酰基取代度Z满足下述公式(II)的纤维素酰化物构成。
2.0≤Z<2.7 (I)
2.7≤Z≤3.0 (II)
发明效果
根据本发明,可以制造在宽度方向上没有慢轴的偏移的光学膜,并且能够以将慢轴均匀的宽度进一步加宽的方式制造。
附图说明
本领域技术人员通过参照附图并阅读优选实施例的详细说明,可以容易理解上述目的及优点。
图1是表示溶液制膜设备的简要图。
图2是布铗拉幅机的简要图。
图3是相对传送方向显示凸形状的弓形时的偏移量D和取向角θ的说明图。(a)是弓形线BL的说明图。(b)是湿润膜的俯视图。(c)是沿(b)的测定线ML的偏移量D的图表。(d)是沿(b)的测定线ML的取向角θ的图表。
图4是表示布铗拉幅机的截面简要的侧视图。
图5是对作为第1实施方式的布铗拉幅机中的侧端部的加热方法进行说明的说明图。
图6是说明基于第1加热装置的校正方法的取向角θ的图表。
图7是拉伸工序中的设定条件互不相同时的取向角θ的图表。
图8是相对传送方向显示凹形状的弓形时的偏移量D和取向角θ的说明图。(a)是弓形线BL的说明图。(b)是湿润膜的俯视图。(c)是沿(b)的测定线ML的偏移量D的图表。(d)是沿(b)的测定线ML的取向角θ的图表。
图9是作为第2实施方式的布铗拉幅机的简要图。
图10是说明基于第2加热装置的偏移量调整方法的取向角θ的图表。
图11是说明基于第1加热装置的偏移校正方法的取向角θ的图表。
图12是供气式加热装置的截面图。
图13是供气式加热装置的截面图。
具体实施方式
图1的溶液制膜设备10由浓液11制造光学膜(以下,仅称为“膜”)22。浓液11是聚合物溶解于溶剂中的产物。溶液制膜设备10从上游侧依次具备流延装置15、针板拉幅机16、第1切除装置17、布铗拉幅机20、第2切除装置21、干燥室25、冷却室26、及卷取装置27。流延装置15由浓液11形成湿润膜12。针板拉幅机16用针(未图示)保持湿润膜12的各侧部来干燥湿润膜12。第1切除装置17切除有针的保持痕迹的各侧部。布铗拉幅机20用夹子50(参照图2)把持湿润膜12的各侧部,并向宽度方向拉伸湿润膜12。第2切除装置21切除有夹子的把持痕迹的各侧部。干燥室25进一步干燥湿润膜12作为膜22。冷却室26冷却膜22。卷取装置27将膜22卷取成轧辊状。
流延装置15在与外部空间隔开的室36中具备滚筒30、流延模31及剥离辊35。滚筒30为流延支承体。流延模31朝向滚筒30的周面流出浓液11。剥离辊35为了剥离形成于滚筒30的周面的流延膜32而支承湿润膜12。
滚筒30具有驱动部(无图示)。滚筒30通过该驱动部以轴30a为中心向箭头线A1所示的周向旋转。轴30a设在截面圆形的中央。若浓液11从流延模31朝向正在旋转的滚筒30的周面流出,则在滚筒30的周面形成流延膜32。由浓液11构成的液珠遍及流延模31至滚筒30而形成。在滚筒30的旋转方向A1上的液珠的上游处具备减压室(无图示)。减压室通过吸收空气对液珠的上游侧区域进行减压。
滚筒30通过调温机37控制周面的温度。在滚筒30的内部形成有传热介质所流过的流道。调温机37调整传热介质的温度。调温机37使传热介质在与滚筒30之间进行循环。例如,在使流延膜32冷却固化(凝胶化)的所谓冷却流延时,调温机37冷却传热介质,并将冷却的传热介质送入滚筒30。传热介质通过连续进行该送入来巡回滚筒30内部的流道,并返回调温机37。
另外,流延支承体不限定于滚筒30。例如,也可以使用架设于支承辊对上的无端带代替滚筒30。将无端带作为流延支承体使用时,根据使传热介质通过各支承辊的内部,通过支承辊调整带的温度。当干燥流延膜并使之固化的所谓干燥流延时,大多使用带代替滚筒30。
剥离辊35配设成长边方向与滚筒30的长边方向平行。通过湿润膜12向传送方向Z1拉紧且剥离辊35在周面支承该湿润膜12,流延膜32在预定的位置从滚筒30剥下来。
流延装置15的内部具备冷凝器(电容器)。冷凝器使分别从浓液11、流延膜32、湿润膜12蒸发而成为气体的溶剂冷凝。通过该冷凝器液化的溶剂被引导至配设于室36外部的回收装置,通过该回收装置回收。另外,省略冷凝器和回收装置的图示。
湿润膜12通过辊40从流延装置15引导至针板拉幅机16。针板拉幅机16具有多个在湿润膜12的侧部贯穿多个针来保持的针板(无图示)。这些针板在预定轨道上行走。湿润膜12通过针板的行走被传送。在湿润膜12的传送路的上方具备流出干燥空气的导管(无图示)。导管的下面形成有在湿润膜12的宽度方向上为长狭缝状的空气流出口。根据从该空气流出口流出干燥空气,被传送的湿润膜12慢慢干燥。在该针板拉幅机16中,优选以湿润膜12的残余溶剂量成为3质量%以上20质量%以下的范围的方式进行干燥。另外,本说明书中的残余溶剂量是指所谓的干量基准值。该干量基准值用{(X-Y)/Y}×100求出。X为湿润膜12的质量,Y为干燥该湿润膜12之后的质量。
第1切除装置17具备剪切湿润膜12的各侧部的切断刀片。各侧部以湿润膜12连续引导至切断刀片处而去除基于针板的保持痕迹的方式切开。
本实施方式中,用针板拉幅机16干燥湿润膜12之后,引导至布铗拉幅机20。但是,在干燥流延时,也可以不使用针板拉幅机16。即,在干燥流延时,也可以不设置针板拉幅机16和第1切除装置17,将来自流延装置15的湿润膜12引导至布铗拉幅机20。
用第1切除装置17切除两侧部的湿润膜12被引导至布铗拉幅机20。关于布铗拉幅机20的结构及作用,使用其他附图进行后述。
第2切除装置21具有与第1切除装置17相同的结构。以将湿润膜12连续引导至切断刀片而去除基于夹子的把持痕迹的方式切开各侧部。
干燥室25中具备多个以周面支承湿润膜12的辊41。这些多根辊41中具有向周向旋转的驱动辊。通过该驱动辊的旋转传送湿润膜12。干燥室25中供给有被加热的干燥空气。根据使湿润膜12通过该干燥室25干燥。冷却室26中供给有大致室温的干燥空气。根据使所获得的膜22通过该冷却室26来进行降温。降温的膜22从冷却室26引导至卷取装置27而卷取到卷芯42。
如图2所示,布铗拉幅机20具备室43,该室以围绕湿润膜12的传送路的方式将该传送路及周边与外部空间隔开。室43从传送方向Z1的上游侧依次具有预热区45、拉伸区46、松弛区47及冷却区48。其中,室43并非在内部设置以各区45~48成为各自独立的空间的方式区划的隔开部件。如后述,各区45~48由夹子50的行走轨道以及分别从第1~第4给气室55a~55d(参照图4)流出的干燥空气形成。
布铗拉幅机20具备多个夹子50、栏杆51、52、导管55及供气部56。各夹子50把持湿润膜12的侧部。栏杆51、52形成夹子50的行走轨道。导管55流出干燥空气。供气部56向导管55送入预定条件的干燥空气。栏杆51、52设置于湿润膜12的传送路的两侧。
栏杆51和栏杆52以预定的栏杆宽度相互分开。栏杆宽度在预热区45中是一定的。将预热区45中的宽度设为W1。在拉伸区46中,栏杆宽度随着朝向方向Z1从宽度W1逐渐向宽度W2加宽。在松弛区47中,栏杆宽度随着朝向方向Z1从宽度W2逐渐向宽度W3变窄。在冷却区48中,栏杆宽度为宽度W3是一定的。通过如此设定各栏杆宽度,在预热区45中,以限制宽度的状态传送湿润膜12,以使保持一定的宽度,而在拉伸区46中,被传送的湿润膜12拉伸成向宽度方向扩展。并且,在松弛区47中,以宽度变小却宽度被限制的状态传送湿润膜12,而在冷却区48中,以保持一定宽度的状态传送。
其中,有关预热区45及冷却区48中的栏杆宽度的上述“一定”不需要严密。即,也可以是如下形态:为了显现所期待的光学特性(作为目的的光学特性),分别在预热区45和冷却区48中,使栏杆宽度遍及上游至下游分别以宽度W1、宽度W3稍微变化成可以说是大致一定的程度。并且,关于松弛区47中的栏杆宽度,也未必一定遍及上游至下游而逐渐缩窄。例如,也可以是下列形态:在松弛区47中栏杆宽度遍及上游至下游以宽度W2稍微变化成可以说是大致一定的程度。
多个夹子50隔着预定间隔而安装于链条上(未图示)。该链条分别安装于栏杆51和栏杆52中,并沿栏杆51、52移动自如。链条与转动盘57、链轮58相啮合。转动盘57配设于比预热区45更靠上游侧。链轮58配设于冷却区48的下游端。根据链轮58的旋转,链条连续行走。根据链条的行走,夹子50沿栏杆51、52移动。
在比预热区45更靠上游侧处,设置把持开始机构(无图示)。把持开始机构开始基于夹子50的湿润膜12的侧部的把持。在冷却区48的下游侧设置把持解除机构(无图示)。把持解除机构(无图示)解除基于夹子50的湿润膜12的侧部的把持。根据这些,湿润膜12在比预热区45更靠上游处把持于夹子50,夹子50沿栏杆51、52移动,从而向Z1方向传送并依次通过各区36~39,在各区36~39被施以预定的处理,在冷却区48的下游端解除把持。
在不实施后述的慢轴偏移的校正时,在经过松弛区47中的松弛工序的湿润膜12中一般产生弓形。在此,参照图3对弓形形状和慢轴的偏移进行说明。另外,湿润膜12的长形方向在传送方向Z1及传送方向的相反方向上是一致的。对使传送方向Z1朝上时的湿润膜12的右边附加符号12e(R),对左边附加12e(L)。
图3(a)的弓形线BL具有相对传送方向Z1为凸状的形状。这样,对产生有相对传送方向Z1为凸弓形的松弛工序后的湿润膜12测定慢轴。慢轴沿在如图3(b)的宽度方向Z2上所取的测定线ML来进行测定。所期待的慢轴即作为目的慢轴就是宽度方向Z2。
宽度方向Z2中的中央部12c的慢轴在宽度方向Z2上几乎一致。从而,中央部12c的慢轴就是所期待的慢轴。随着分别从中央部12c朝向右边12e(R)及从中央部12c朝向左边12e(L),慢轴从宽度方向Z2慢慢较大地偏移。表示偏移的范围成为作为校正对象区域的侧端部12s。
在此,如图3(c)所示,将侧端部12s上的慢轴、与两侧端部12s之间的中央部12c的慢轴的偏移量D设为纵轴,将传送方向Z2设为横轴。在本说明书中,当弓形如图3(a)所示相对传送方向Z1显现凸形状时,如图3(b)所示,将偏移量D定义为正(+)值。即,当弓形线BL相对传送方向Z1为凸状,测定线ML上的点P上的慢轴与所期待的慢轴偏移时,在本说明书中将点P上的偏移量D(P)设为正值。
偏移量D例如可以用侧端部12s上的慢轴与中央部12c的慢轴的夹角表示。因此,以下将该夹角称为取向角θ(其中,-90°≤θ≤90°)。如图3(c)及(d)所示,在本说明书中,将偏移量D为正时的取向角θ定义为正(+)值。即,本说明书中的取向角θ在左边12e(L)侧时,从所期待的慢轴朝向已偏移的慢轴以顺时针方向取的角为正,而在右边12e(R)侧时,以逆时针方向取的角为正。例如,如图3(c)所示,当偏移量D(P)为正时,如图3(d)所示将点P上的取向角θ(P)设为正。另外,侧端部12s的慢轴相对作为所期待的慢轴的中央部12c的慢轴未偏移(偏移量=0)时的取向角θ为0(零)。另外,(c)、(d)的横轴上的符号“c”表示湿润膜12的宽度方向Z2上的中央。
如图2所示,在湿润膜12的宽度方向Z2上拉伸以成为以中央对称的拉伸倍率时,一般可以得到如图3所示的左右对称的偏移量D的图表和取向角θ的图表。
在以下的第1实施方式中,关于慢轴的偏移未通过后述的第1加热装置63(参照图4、5)校正而经过松弛区47中的松弛工序的湿润膜12,如图3(d)所示,在其侧端部12s上的取向角θ为正时,校正慢轴的偏移。即,在弓形相对传送方向为凸状时,校正慢轴的偏移。另外,本说明书中,“经过松弛工序”是指松弛工序结束时以后。从而,也可以是像松弛工序结束时以后的湿润膜12或完成在干燥室25中的干燥的膜22的弓形相对传送方向为凸状这样的情况。另外,本实施方式中,作为经过松弛工序的膜,以下例举松弛工序结束时的湿润膜12进行说明。并且,松弛工序结束时的湿润膜12是指松弛区47的下游端处的湿润膜12。
如图4所示,导管55设置于传送路的上方,以使与湿润膜12的传送路的间隔成为大致一定。另外,在传送路的下方也设置具有与导管55相同结构的导管,以使与传送路的间隔成为大致一定,省略图示。在导管55的下部形成有向湿润膜12的宽度方向Z2延伸的狭缝61,狭缝61在Z1方向上设有多个。与此相反,在传送路下方的导管(无图示)中,各狭缝形成于上部。另外,使传送方向Z1和宽度方向Z2正交。并且,导管55的内部由多个隔开板62区划为第1~第4给气室55a~55d。另外,图4中,第1及第2给气室55a、55b的狭缝61各有多个,第3及第4给气室55c、55d的狭缝61各有一个。但是,各给气室55a~55d中的各狭缝61的数量不限于此。即,也可以在第1给气室55a或第2给气室55b设置1个狭缝61,而在第3给气室55c或第4给气室55d设置多个狭缝61。
供气部56向导管55的第1~第4给气室55a~55d供给干燥空气。供气部56具备调温机(无图示),该调温机独立地控制分别供给至第1~第4给气室55a~55d的各干燥空气的温度。根据该调温机调节成预定温度的干燥空气分别通过第1~第4给气室55a~55d供给至各区45~48。
根据来自第2给气室55b的干燥空气的供给,在拉伸区46加热湿润膜12,以使成为预定温度。拉伸区46中的湿润膜12的温度根据所制造的光学膜的延迟等光学特性决定。
并且,根据来自第1给气室55a的干燥空气的供给,预先加热进入拉伸区46之前的湿润膜12。通过基于该预热区45的加热,迅速开始拉伸区46中的拉伸的同时,在拉伸区46中拉伸时,在宽度方向Z2上赋予更均匀的张力。
在松弛区47中,除了通过把持两侧部限制宽度之外,还进行基于来自第3给气室55c的干燥空气的加热。由此,适当地松弛残留于内部的应力(残余应力)。在该松弛工序中,将湿润膜12中的分子取向设为所期待的状态。另外,关于该松弛工序,进一步详细后述。
在冷却区48中,通过干燥空气冷却在松弛工序中成为所期待的分子取向的湿润膜12。通过该冷却,分子以所期待的取向状态固定。另外,图4中,为了避免繁杂,省略夹子50或转动盘57、链轮58的图示。
如图4所示,第1实施方式中,在松弛区47中设有第1加热装置63。第1加热装置63配设于第3给气室55c与湿润膜12的传送路之间,下部为加热器64。第1加热装置63具有分别控制来自加热器64的发热量的控制器71。另外,图4中,为了方便说明,相对湿润膜12较大地描绘各加热器64及它们的排列间距。
就湿润膜12的传送路而言,第1加热装置63可以配设于与第3给气室55c的相反侧即湿润膜12的下方。此时,以加热器64朝上的方式设置第1加热装置63。其中,将加热器64配设于湿润膜12的下方时,如果湿润膜12因某种原因万一破裂,则可以设想到破裂的湿润膜12与加热器64接触。因此,加热器64更优选配设于湿润膜12的传送路的上方。
如图5所示,第1加热装置63在松弛区47中设有多个,配设于湿润膜12的各侧端部12s的上方。第1加热装置63具备多个加热器64。多个加热器64在湿润膜12的宽度方向上排列多个。另外,图5中省略配设于湿润膜12的传送路的下方的导管、夹子50、转动盘57及链轮58的图示。
控制器71独立控制这些加热器64,除控制各加热器64的开/关的切换之外,还控制来自各加热器64的发热量。控制器71中预先输入有与各加热器64的开/关信息有关的信号和与被打开的加热器64应发出热量信息有关的信号,根据这些信号控制各加热器64。
根据以上控制,关于供给至下一个松弛工序中的湿润膜12,对慢轴与所期待的慢轴偏移的校正对象的侧端部12s进行加热,以使成为高于比仅喷吹来自第3给气室55c的干燥空气时的温度的预定温度。通过该加热,在松弛区47中,侧端部12s向传送方向Z1及传送方向的相反方向的收缩大于中央部12c的收缩。通过使侧端部12s的收缩量大于中央部12c预定量,在松弛工序结束时,成为侧端部12s的慢轴与所期待的慢轴的偏移被校正的湿润膜12。通过该校正,湿润膜12的慢轴在宽度方向Z2上变得均匀。
经过松弛区47中的松弛工序的湿润膜12的侧端部12s的慢轴与所期待的慢轴的偏移只有在限制宽度的状态下加热侧端部12s,才能有效地进行校正。因此,即使在不限制宽度而实施的松弛工序中加热侧端部12s,也无法充分地校正慢轴的偏移。作为不限制宽度而实施的松弛工序,例如为如对一边支承于多个辊的周面一边被传送的湿润膜12进行加热来去除残余应力的松弛工序。
参照图6对使用第1加热装置63的侧端部12s中的慢轴偏移的校正方法进行说明。如图3(d)所示,在以中央对称延伸时,取向角θ大致以左右对称。因此,图6中,仅表示从湿润膜12的左边12e(L)至中央的范围。即,图6中,横轴的左端为湿润膜12的左边12e(L),横轴的“c”所表示的右端为湿润膜12的中央。用虚线表示的曲线L1是松弛工序结束时的弓形相对传送方向Z1凸形状时的取向角θ的图表。不校正慢轴的偏移直接引导至干燥室25而得到的膜的弓形形状几乎与L1一致。
在曲线L1中取向角θ为正的位置就是表示与所期待的慢轴(θ=0°)偏移的慢轴的位置。从而,在曲线L1中取向角θ为正的位置成为作为校正对象的侧端部12s。这样,关于在预定的设定条件下向宽度方向Z2拉伸的湿润膜12,根据松弛工序结束时的取向角θ的分布来特定作为校正对象的侧端部12s。打开成为校正对象的侧端部12s所通过的加热器64(参照图4),控制其发热量。通过加热器64的发热,在松弛工序时将侧端部12s加热成预定的温度。由此,能够以慢轴的偏移消失的方式校正。
如曲线L1所示,弓形相对传送方向Z1显现为凸形状时的侧端部12s的取向角θ为正(+)。因此,曲线L1随着靠近左边12e(L),成为更大地倾斜于正(+)侧的曲线形状。通过加热器64的加热应达到的侧端部12s的温度,根据松弛工序结束时的取向角θ的大小决定。首先,求出松弛工序结束时的取向角θ与加热具有该取向角θ的侧端部12s时的温度的关系。并且,求出如应校正的位置的取向角θ成为0°这样的侧端部12s的温度。例如,在将处于从左侧边12e(L)距离P的位置的点P的松弛工序结束时的取向角θ(P)校正为0°时,预先求出θ(P)收缩成0°的点P处的温度,打开该点P所通过的加热器64来调整其发热量。由此,在之后引导至第1加热装置63的湿润膜12中,处于从左侧边12e(L)距离P的位置的点P通过打开的加热器64。通过调整加热器64的发热量,使点P升温,以使成为预先求出的预定温度。由此,松弛工序结束时的θ(P)成为0°。这样,根据侧端部12s所通过的加热器64加热而得到的膜22的取向角θ的图表成为用实线表示的曲线L2。
这样,在松弛区47中,根据松弛工序结束时的侧端部12s的慢轴与所期待的慢轴的偏移量D,对之后引导至第1加热装置63的湿润膜12的侧端部12s给予多于中央部12c的热能进行加热,以成为更高的温度,并校正慢轴的偏移。这样,求出完成松弛区47中的松弛工序的湿润膜12中的偏移量D,根据该偏移量D校正之后供给至松弛区47中的松弛工序的湿润膜12的偏移。另外,按每一个湿润膜12的传送速度,预先求出加热器64的发热量与根据该发热达到的侧端部12s的温度的关系即可。这是因为,传到侧端部12s的热能量根据传送速度改变。
若加热器64的发热量过大,则侧端部12s的温度变得高于所期待的值。这样,若使侧端部12s的温度过高于所期待的值,则松弛工序结束时的取向角θ(P)超过L2的线而成负值。这样,若使侧端部12s的温度过高,则松弛工序结束时的取向角θ的图表如双点划线所示的曲线L3,越是在逆符号负(-)的区域中具有倾斜度,而且越使侧端部12s的温度增高,曲线L3的倾斜度变得越陡峭。这样,在通过加热器64过于提高侧端部12s的温度而如曲线L3在点P处的取向角θ(P)转变成逆符号负时,降低点P所通过的加热器64的发热量而使侧端部12s降温即可。
关于松弛工序结束时的湿润膜12,用曲线L1的形状确认的慢轴的偏移量D根据拉伸区46中的设定条件改变。具体而言,如果改变拉伸区46中的设定条件,则成为校正对象的侧端部12s的范围或侧端部12s的曲线的倾斜度就会发生变化。因此,按每一个拉伸区46中的设定条件求出松弛工序结束时的取向角θ与加热具有该取向角θ的侧端部12s时的温度的关系。拉伸区46中的设定条件是指拉伸区46中的湿润膜12的温度、拉伸倍率、前述的湿润膜12的传送速度。拉伸倍率是指由拉伸区46中的拉伸工序开始时湿润膜12的宽度、和拉伸工序结束时湿润膜12的宽度求出的值,例如为用W2/W1求出的值。
拉伸区46的设定条件根据作为目的的延迟值的光学特性决定。其中,如果在拉伸区46也完全进行侧端部12s的慢轴偏移的校正,则会影响延迟值等的控制。即便在拉伸区46除延迟值等光学特性的校正以外,还进行慢轴偏移的校正,其设定条件也会变得非常复杂的组合。与此相反,本发明中,拉伸区46的设定条件根据作为目的的延迟值等光学特性决定,侧端部12s的慢轴的偏移在松弛区47中进行校正,因此拉伸区46的设定条件变得比较简单,而且容易控制延迟值等。另外,本发明中,关于经过松弛工序的湿润膜12检测偏移量D,并根据该检测值校正偏移,所以能够更可靠地校正偏移。
另外,即使在拉伸工序中校正慢轴的偏移,也仅能将慢轴的偏移量D校正至1.5°左右。这是因为慢轴在松弛工序中也容易发生变化。但是,本发明中,在松弛区47中的松弛工序中,对作为校正对象的侧端部12s进行加热。而且,该校正在限制湿润膜12的宽度的状态下实施,而所校正的偏移量D在已完成松弛工序的湿润膜12中检测。由此,本发明中,即使是小于1°的慢轴的偏移,也能够精细地校正。其结果,可以大幅增加可作为产品使用的面积的同时,可以大幅减少用第2切除装置21(参照图1)切除的侧部的量。从而,即便使用以往的生产线,也可以制造更大宽度的光学膜,得到如还能对应更大画面的显示装置的光学膜。
在本实施方式中,以取向角θ这样的角度检测所期待的慢轴与侧端部12s的慢轴的偏移及偏移量D,而偏移的有无及偏移量D未必以取向角θ检测。例如,仅对所期待的慢轴与侧端部的慢轴进行检测,并根据两个慢轴的方向不一致的情况检测偏移,以及根据相交的两个慢轴方向的大小检测偏移量D即可。
另外,经过松弛工序的湿润膜12的侧端部12s的取向角θ根据聚合物的种类和拉伸工序的设定条件而不同。即使聚合物的种类相同,如果拉伸工序中的设定条件不同,则取向角θ成正负符号倒过来等互不相同的值。
例如,如图7的曲线(A)、(B)、(C)所示,即便使用三醋酸纤维素(TAC)来作为聚合物成分,因改变拉伸工序中的设定条件,取向角θ的图表也会互不相同。
例如,在如后述的线拉伸中,如果将聚合物成分设为TAC,拉伸工序中的膜的温度设为200℃以上且小于220℃的范围,用W2/W1求出的拉伸倍率设为1.40以上1.55以下的范围,传送速度设为40m/分钟以下,则如实线曲线(A)及虚线(B)所示,经过松弛工序的侧端部12s的取向角θ成正(+)。并且,仅将拉伸工序中的膜的温度代替为220℃以上230℃以下的范围,则如双点划线的曲线(C)所示,经过松弛工序的膜的取向角θ成负(-)。并且,如图7所示,侧端部12s的慢轴与中央部12c的慢轴的偏移量的大小|D|或中央部12c和慢轴偏移的侧端部12s的范围也互不相同。
另外,二醋酸纤维素(DAC)与TAC相比,分子取向变化的温度依存性大。因此,聚合物成分为DAC时比为TAC时更能减小加热器64的发热量而进行慢轴偏移的校正。
根据本发明,即使是弓形相对传送方向Z1显现凸形状或凹形状中的任一形状的情况,也能获得校正慢轴偏移的效果。
以下的第2实施方式在经过松弛工序的湿润膜12的侧端部12s中的取向角θ为负时,校正慢轴的偏移。即,在弓形相对传送方向Z1为凹状时,校正慢轴的偏移。另外,也可以是将经过松弛工序的湿润膜12直接在干燥室25干燥的膜的弓形相对传送方向为凹状的情况。在以下的第2实施方式的说明中,以具有松弛工序结束时的湿润膜12具有凹进的弓形形状的情况作为例子进行说明。
在图8中,与图3相同,对使传送方向Z1朝上时的湿润膜12的右边附加符号12e(R),对左边附加12e(L)。并且,图8(c)、(d)的横轴上的符号“c”表示湿润膜12的宽度方向Z2上的中央。如果按照前述的定义,弓形相对传送方向Z1显现凹形状时的偏移量D的正负及取向角θ的正负为如以下。
如图8(a)所示,当弓形线BL相对传送方向Z1为凹形状时,如果沿(b)的测定线ML测定慢轴,则如(c)所示,偏移量D为负(-),如(d)所示,取向角θ也为负(-)。例如,此时的侧端部12s中的点P偏移量D(P)和取向角0(P)均为负。这样,偏移量D(P)及取向角θ(P)在松弛工序结束时为负时的偏移的校正,也可以通过控制拉伸工序中的设定条件进行某种程度,但优选使用以下的布铗拉幅机120进行。
图9中,对与图2、图4、图5相同的装置、部件附加与图2、图4、图5相同的符号,省略说明。图9的布铗拉幅机120代替图1的溶液制膜设备10的布铗拉幅机20而使用。布铗拉幅机120在预热区45中具备具有与第1加热装置63相同结构的第2加热装置67。第2加热装置67配设于第1给气室55a与湿润膜12的传送路之间,与第1加热装置63相同,下部为加热器68。另外,图9中,为了方便说明相对湿润膜12较大地描绘各加热器64、68及它们的排列间距。
第2加热装置67也可以在湿润膜12的传送路中与第1给气室55a的相反侧即湿润膜12的下方配设。此时,以加热器68朝上的方式设置第2加热装置67。其中,第2加热装置67与第1加热装置63时相同,优选设在湿润膜12的传送路的上方。
第2加热装置67也与第1加热装置63相同,连接于控制器71。控制器71中输入有与加热器的开/关及应发出热量信息有关的信号,以使每一个多个加热器64、68将侧端部12s加热至预定的温度。控制器71根据所输入的这些信号分别独立地控制来自各加热器64、68的发热量。
根据控制器71,加热器68以预定的发热量对作为后述的偏移量调整区域的侧端部12s的温度进行控制。由此,调整在之后供给至预热工序中的湿润膜12的松弛工序结束时的偏移量D。仅与基于来自第1给气室55a的干燥空气的加热相比,侧端部12s根据基于加热器68的加热,以成为更高的温度。由此,在拉伸区46中实施的拉伸工序中,与仅为基于来自第1给气室55a的干燥空气的加热时相比,使侧端部12s在宽度方向Z2上更大地延伸。这样,通过第2加热装置67中的侧端部12s的加热,增加拉伸工序中的侧端部12s的宽度方向Z2上的延伸量。根据该延伸量的增加,调整应在第1加热装置63中校正的侧端部12s的取向角θ。从而,应在第1加热装置63中校正的偏移量D也被调整。
各加热器68按照松弛工序结束时的慢轴的偏移量D,调整其发热量。根据发热量的调整,调整拉伸工序中的侧端部12s的延伸量的增加量,松弛工序结束时的侧端部12s的取向角θ成为所期待的角度。取向角θ成为所期待的角度是指,偏移量D成为所期待的偏移量。
作为偏移量调整区域的侧端部12s与在松弛工序中成为校正对象的侧端部12s对应。偏移量调整区域通过如后述的方式特定即可:求出松弛工序结束时的宽度方向上的位置与取向角θ的关系,以及求出松弛工序结束时的宽度方向上的位置与拉伸工序开始时的宽度方向上的位置的对应关系。根据已特定的偏移量调整区域,决定是否应该打开多个加热器68中的任一个,并向控制器71输入与已决定的信息有关的信号。偏移量调整区域所通过的加热器68被打开。
以松弛工序结束时的侧端部12s成为所期待的取向角θ的方式调整的湿润膜12,与第1实施方式相同,校正为引导至第1加热装置63而取向角θ成为0°。这样,得到校正慢轴的偏移的膜22。
参照图10对基于布铗拉幅机120的慢轴偏移的校正方法进行说明。如图8(c)及(d)所示,以中央对称延伸时,松弛工序结束时的偏移量D及取向角θ几乎左右对称。因此,图10中与图6相同,仅表示从湿润膜12的左边12e(L)至中央的范围。用实线表示的曲线L4为松弛工序结束时弓形相对传送方向Z1凹形状时的取向角θ的图表,是不实施基于第2加热装置67的偏移量D的调整的情况。另外,当松弛工序结束时的取向角θ为如曲线L4的形态时,如果在不使用第2加热装置67的状态下,通过第1加热装置63对湿润膜12的侧端部12s进行加热,则获得的膜22中的取向角θ的曲线的倾斜度变得大于曲线L4,弓形成为更陡峭倾斜度的凹形状。
曲线L4中取向角θ为负的位置成为偏移量调整对象的侧端部12s。这样,关于以预定的设定条件向宽度方向Z2拉伸的膜,特定作为偏移量调整对象的侧端部12s。打开成为偏移量调整对象的侧端部12s所通过的加热器68(参照图9),控制其发热量。根据加热器68的发热,对湿润膜12进行加热,以使成为预定的温度,由此调整应在第1加热装置63中校正的偏移量D。
如曲线L4所示,弓形相对传送方向Z1在松弛工序结束时显现凹形状时的侧端部12s的取向角θ为负(-)。从而,曲线L4随着靠近左边12e(L),成为更大地倾斜于负(-)侧的曲线形状。根据加热器68的加热应达到的侧端部12s的温度根据取向角θ的大小决定。首先,求出取向角θ与加热具有该取向角θ的侧端部12s时的温度的关系。而且,求出如应调整位置取向角θ成正(+)的侧端部12s的温度。例如,将处于侧端部12s上且处于从左侧边12e(L)距离P的点P的取向角θ(P)调整为正时,预先求出以θ(P)成正的方式在拉伸工序中延伸的点P处的温度,打开点P所通过的加热器68,调整其发热量。通过加热器68的发热量的调整,使处于之后引导至第2加热装置67的湿润膜12中从左侧边12e(L)距离P的点P升温至成为预先求出的预定的温度。由此,松弛工序结束时的θ(P)成正值的调整取向角θa(P)。这样,由侧端部12s所通过的加热器68加热的湿润膜12成松弛工序结束时如双点划线的曲线L5的图表所示的取向角θ的分布。因此,偏移量D也成相同的分布。如以上,根据第2加热装置67,将应在第1加热装置63中校正的湿润膜12的松弛工序结束时的弓形形状相对传送方向Z1设为凸状。
这样,在预热区45中,根据松弛工序结束时的侧端部12s的慢轴与所期待的慢轴的偏移量D,对之后供给至预热区45中的预热工序的湿润膜12的侧端部12s给予多于中央部12c的热能进行加热,以成为更高的温度,并且调整慢轴的偏移量D,以使成正。另外,按每一个湿润膜12的传送速度预先求出加热器68的发热量与根据该发热达到的侧端部12s的温度的关系即可。这是因为,传到侧端部12s的热能量根据传送速度改变。
加热器68的发热量根据松弛工序结束时的侧端部12s的偏移量D决定。因此,在本实施方式中,加热器68的发热量根据松弛工序结束时的取向角θ(P)决定。
在松弛工序中,根据第1加热装置63对在松弛工序结束时如曲线L5成正的调整取向角θa(P)的湿润膜12的侧端部12s进行加热。根据该加热校正侧端部12s的慢轴的偏移。基于第1加热装置63的校正与第1实施方式相同。因此,调整取向角θa(P)为正的范围就是校正对象区域的侧端部12s,该侧端部12s所通过的加热器64的发热量根据正的调整取向角θa(P)的大小决定。根据以上方法,所获得的膜22如同取向角θ的图表用图11的实线表示的线段L6,在宽度方向上以θ=0°成为一定。因此,获得没有慢轴的偏移的膜22。
在第2加热装置67中,将侧端部12s加热成调整取向角θa(P)成正即可,并不需要像在正的区域那样加大θa(P)。这是因为,根据第1加热装置63进行偏移的校正时的侧端部12s的温度,正的调整取向角θa(P)越大越变高,因此如果调整取向角θa(P)在正的区域变得过大,则必须使松弛区47中的侧端部12s成为更高温。
在调整取向角θa(P)超过可进行通过第1加热装置63校正的可校正量时,降低预定的加热器68的发热量,并进一步降低侧端部12s根据第2加热装置67所达到的温度。由此,调整取向角θa(P)成为更小的值。这样,通过第2加热装置67调整通过第1加热装置63校正的偏移量D。
如以上,在第2实施方式中,当松弛工序结束时的弓形为凹形状时,用第2加热装置67对侧端部12s进行加热,以使松弛工序结束时的弓形成为凸形状。在该第2实施方式中,拉伸区46的设定条件也根据作为目的的延迟值等光学特性决定,侧端部12s的慢轴的偏移在松弛区47中校正,偏移量D的调整根据作为拉伸工序之后的松弛工序结束时以后的偏移量D进行。由此,拉伸区46的设定条件变得比较简单,且容易控制延迟值等。
另外,根据该方法,即使是如弓形形状成为凹形状的膜,也在预热区45中的预热工序中对作为偏移量调整对象的侧端部12s进行加热,以及在松弛工序中对作为校正对象的侧端部12s进行加热,由此与第1实施方式的情况相同,即使是慢轴的偏移量为负且其大小|D|小于1°时,也可以精细地校正偏移。由此,可以大幅增加可作为产品使用的面积的同时,可以大幅减少用第2切除装置21(参照图1)切除的侧部的量。从而,即便使用以往的生产线,也可以制造更大宽度的光学膜,得到如还能对应更大画面的显示装置的光学膜。
在第2实施方式中也与第1实施方式相同,以取向角θ这样的角度检测所期待的慢轴与侧端部12s的慢轴的偏移及偏移量D。但是,偏移的有无及偏移量D未必以取向角θ检测。例如,仅对所期待的慢轴与侧端部的慢轴进行检测,并根据两个慢轴的方向不一致的情况检测偏移,以及根据相交的两个慢轴方向的大小检测偏移量D即可。
另外,二醋酸纤维素(DAC)与TAC相比,分子取向变化的温度依存性大。因此,聚合物成分为DAC时比为TAC时更能减小加热器68的发热量而调整偏移量D。
另外,通过用预定的加热器68对作为偏移量调整对象的侧端部12s进行加热,有时可以使松弛工序结束时以后的侧端部12s的取向角θ成为O°。此时,不使用第1加热装置63。
如以上,布铗拉幅机120具备第1加热装置63和第2加热装置67。因此,根据使用该布铗拉幅机120,即使是松弛工序结束时以后的湿润膜12或膜中的弓形形状为凹凸状的任一种,也能校正偏移。即,在松弛工序结束时以后的湿润膜12或膜中的弓形形状为凸状时,不使用第2加热装置67,仅使用第1加热装置63足以。与此相反,在松弛工序结束时以后的湿润膜12或膜中的弓形形状为凹状时,并用第1加热装置63和第2加热装置67。
通过并用第2加热装置67和第1加热装置63,有时更能可靠地获得遍及光学膜22的整个宽度而显现所期待的慢轴这样的效果。例如,根据由第1加热装置63的加热,松弛工序结束时的点P的取向角θ(P)转换成负时,由第2加热装置67在预热工序中对侧端部12s进行加热,以使成为更高的温度,由此,可无需使根据第1加热装置63所达到的侧端部12s的温度进一步变化,而获得补正偏移的膜22。
制造速度大时,即传送速度越大,只加热第1给气室55a(参照图4)会降低湿润膜12在宽度方向Z2上的温度均匀性。因此,制造速度越大,第2加热装置67的使用效果越显著地表现。与此相反,当松弛工序中的宽度方向Z2上的温度分布很难达到所期待的分布时,第1加热装置63的使用效果就会显著地表现。这样,优选根据制造速度等各种条件调整基于第1加热装置63和第2加热装置67的各侧端部的加热的平衡。
另外,即使在比预热区45更靠上游处配设第2加热装置67来加热侧端部,也得不到与上述相同效果或同等效果。例如,若在比预热区45更靠上游处加热侧端部12s,则在预热区45中侧端部12s向传送方向及传送方向的相反方向的收缩大于宽度方向Z2上的中央部的收缩,侧端部12s变得更厚于中央部。如果将这种厚度分布的湿润膜向宽度方向Z2拉伸,则侧端部的延伸量变得少于中央部,导致经过松弛工序的湿润膜中的慢轴的偏移量D在负的区域变得更大。即,有关作为负的偏移量D,其大小|D|就会变大。
另外,在图3、图6~图8、图10、图11中,相对中央部12c的范围扩大侧端部12s的范围而进行图示。
另外,布铗拉幅机20、120中,夹子50(参照图2)周边的温度有变得低于湿润膜12的宽度方向Z2的中央部的倾向。在这种情况下,第1加热装置63、第2加热装置67的使用就会尤其有效。
图4、图5、图9的各加热器64、68作为在非防爆环境下使用的所谓电热加热器。但是,在溶液制膜过程中实施拉伸工序时,有时在预热区45、松弛区47中存在溶剂气体。这样在考虑溶剂气体处于气氛中等防爆时,如图12所示,代替第1加热装置63或第2加热装置67使用具有导管155和供气部156的供气式加热装置163即可。导管155朝向侧端部12s喷吹加热成预定温度的干燥空气。供气部156将加热成预定温度的干燥空气送至该导管155。
向宽度方向Z2延伸的一个导管155的内部由隔开板162在宽度方向Z2上隔开为多个。控制分别向由隔开板162形成的第1~第7给气室155a~155g送入干燥空气的开/关。另外,供气部156向应送入干燥空气的第1~第7给气室155a~155g送入独立地控制温度和风量的干燥空气。控制器171按每一个应送入干燥空气的给气室和送入的干燥空气的温度,控制供气部156。
应从供气部156送入干燥空气的给气室是侧端部12s通过下方的给气室。图12显示从第3给气室155c及第4给气室155d送出干燥空气的形态。由此,通过第3给气室155c及第4给气室155d下方的侧端部12s被加热成预定的温度。
作为供气式加热装置,可以使用如图13所示的加热装置263来代替加热装置163。该加热装置263具备多个导管255、供气部256及控制器271。供气部256分别向各导管255送出独立地控制温度及风量的干燥空气。控制器271按每一个应送入干燥空气的向管道255的各干燥空气的温度及风量,控制供气部256。
对于用熔融制膜制造的膜,在实施拉伸工序时,由于处于非防爆环境,所以可以使用如上述加热器64、68。作为在这种非防爆环境下使用的加热器64、68,优选如市售的所谓陶瓷加热器。与有无布铗拉幅机20、120无关,都可以用针板拉幅机16(参照图1)实施向宽度方向Z2的拉伸,并可以在这种形态下,在拉伸工序之后实施如本发明的松弛工序及侧端部12s的加热,另外在拉伸工序之前,在预热工序中实施侧端部12s的加热。在通过这种针板拉幅机16实施拉伸工序时,优选按照针板拉幅机16内部的溶剂气体浓度,使用供气式加热装置来代替具有陶瓷加热器的第1加热装置63、第2加热装置67。
另外,也可以在比溶液制膜设备10(参照图1)的布铗拉幅机20、120更靠下游侧,配设在线检测慢轴或慢轴偏移的慢轴检测装置。此时,根据基于慢轴检测装置的检测结果求出偏移量,并使用将与按照求出的偏移量求出的加热器64、68的发热量信息有关的信号送给控制器71的控制装置,从而可以控制在线时的反馈控制。由此,即使在运转溶液制膜设备10时,也能够校正慢轴的偏移或进行偏移量的调整。
上述第1实施方式及第2实施方式为在溶液制膜过程中向宽度方向Z2拉伸的情况,而本发明并不限定于该形态。例如,即使是将暂且制造出来的聚合物膜向宽度方向Z2拉伸的所谓在线拉伸时,也可以应用本发明。作为暂且制造出来的聚合物膜,是用熔融制膜制造的不含溶剂的聚合物膜、或用溶液制膜制造且如残余溶剂量小于数%而通常看作实际上不含有这样的聚合物膜。此时,将上述的第1及第2实施方式中的湿润膜12代替为不含溶剂或如看作实际上不含有的聚合物膜来实施。如上述,供给至在线拉伸的聚合物膜可以用溶液制膜法和熔融制膜法中的任一种方法制造。并且,在将本发明应用于由溶液制膜法制造的聚合物膜或溶液制膜过程中的湿润膜12时,如本实施方式,可以为单层结构,也可以是基于同时共流延和逐次共流延的多层结构。
根据本发明制造的光学膜可特别优选用作在偏振板中使用且光学补偿来自光源的光的相位差膜。其中,在制造VA用相位差膜时,本发明尤其有效,根据本发明因慢轴变得均匀,所以在显示装置上使用该光学膜时,可以得到对比度进一步提高的显示性能。
(聚合物)
根据本发明制造的光学膜的聚合物为热塑性聚合物。作为热塑性聚合物,使用纤维素酰化物时,本发明的效果尤其大。
在纤维素酰化物中也使用如向纤维素的羟基的酰基取代度满足下述公式(1)~(3)那样的TAC时,本发明尤其有效。在式(1)~(3)中,A及B表示对纤维素的羟基中的氢原子的酰基的取代度,A是乙酰基的取代度,B是碳原子数为3~22的酰基的取代度。另外,纤维素酰化物的总酰基取代度Z是以A+B求出的值。
(1)2.7≤A+B≤3.0
(2)0≤A≤3.0
(3)0≤B≤2.9
并且,取代TAC,或者除此之外,使用如向纤维素的羟基的酰基的取代度满足下述公式(4)的DAC时,本发明也尤其有效。
(4)2.0≤A+B<2.7
从延迟的波长分散性的观点,优选在满足式(4)的同时,DAC的乙酰基的取代度A,及碳数为3以上22以下的酰基的取代度的合计B满足下述公式(5)及(6)。
(5)1.0<A<2.7
(6)0≤B<1.5
作为聚合物使用TAC时,优选光学膜22为由TAC构成的单层构造。与此相反,作为聚合物使用DAC时,优选光学膜22为多层构造。优选的多层构造为在由DAC构成的层的一方的面上设置由TAC构成的层的构造。更优选的多层构造为在由DAC构成的层的一方的面及另一方的面上分别设置由TAC构成的层的构造。这种带有由DAC构成的层的多层构造的光学膜优选以溶液制膜制造,优选用同时共流延或逐次流延制造。
另外,对于在由TAC构成的2层之间具备DAC层的多层构造的聚合物膜,使用布铗拉幅机20、120进行离线拉伸时,作为拉伸区46的设定条件的聚合物膜的温度优选在160℃以上190℃以下的范围,更优选在165℃以上185℃以下的范围,进一步优选在170℃以上180℃以下的范围。并且,对于在由TAC构成的2层之间具备DAC的层的多层构造的聚合物膜,使用布铗拉幅机20、120进行离线拉伸时,以W2/W1求出的拉伸倍率优选在1.0以上1.5以下的范围,更优选在1.1以上1.4以下的范围,进一步优选1.15以上1.35以下的范围。在使用DAC且以这样的设定条件拉伸时,拉伸区46的拉伸开始时的聚合物膜的弓形形状相对传送方向Z1为凸状时,在松弛区47将侧端部12s的温度设成高于中央部12c,此时,优选由加热器64加热侧端部12s,以使与中央部12c的温度差成为1℃以上20℃以内,更优选加热成为3℃以上15℃以内,进一步优选加热为5℃以上10℃以内。
并且,对于在由TAC构成的2层之间具备二醋酸纤维素(DAC)的层多层构造的聚合物膜,使用布铗拉幅机120进行离线拉伸时,以上述设定条件拉伸,拉伸区46中的拉伸开始时的聚合物膜的弓形形状相对传送方向Z1为凹状时,在预热区45中将侧端部12s的温度设成高于中央部。此时,优选由加热器68加热侧端部,以使与中央部的温度差成为1℃以上20℃以内,更优选加热成为3℃以上15℃以内,进一步优选加热为5℃以上10℃以内。
构成纤维素的进行β-1,4结合的葡萄糖单位具有游离至2位、3位及6位的羟基(氢氧基)。纤维素酰化物是将这些羟基的一部分或全部通过碳数为2以上的酰基酯化的聚合物(聚合体)。酰取代度是指纤维素的羟基关于2位、3位及6位分别酯化的比例(将100%的酯化的情况设为取代度1)。
[实施例]
首先,如表1记载,调制酰基的种类、取代度不同的2种纤维素酰化物。将样品名分别设为C2、C4。样品名为C2的纤维素酰化物为均为TAC,样品名为C4的纤维素酰化物为DAC。调制时使用硫酸作为催化剂。对于该催化剂的纤维素100质量份的添加量为7.8质量份。添加成为酰取代基的原料的羧酸在40℃下进行酰化反应。酰基的种类、取代度的调整通过调整羧酸的种类、量而进行。并且,酰化后在40℃下进行成熟。进一步将该纤维素酰化物的低分子量成分用丙酮洗净并去除。
[表1]
调制2种以下所示的处方的浓液。
(浓液C2)
纤维素酰化物:在表1记载的C2 100质量份
添加剂A:表2的A-3 11.3质量份
化合物D:在化学式1所示的化合物D 4质量份
二氯甲烷 406质量份
甲醇 61质量份
[化学式1]
(浓液C4)
纤维素酰化物:在表1记载的C4 100质量份
添加剂A:表2的A-3 19质量份
化合物D:在化学式1所示的化合物D 4质量份
二氯甲烷 406质量份
甲醇 61质量份
并且,向以上2种浓液中的任一种混合、搅拌消光剂分散溶液,以使相对于纤维素酰化物100质量份成为作为微粒的消光剂(AEROSILR972,日本AEROSIL株式会社制造,二次平均粒子大小为1.0μm以下)0.13质量份。
[表2]
另外,添加剂A为聚酯,该聚酯通过表2中记载的二羧酸和二醇的组合及比率获得。在表2中,“芳香族二羧酸”栏的“TPA”表示对苯二甲酸,“脂肪族二羧酸”栏的“SA”表示琥珀酸。
在以下所示的条件下实施实验1~实验12。实验1~5是制造由TAC构成的单层结构的光学膜的实验。“表3的光学膜”中记载为“TAC”。实验6~12是制造在由DAC构成的层两面分别配设由TAC构成的层的3层结构的光学膜。“表3的光学膜”中记载为“DAC”。实验6~12通过同时共流延来制造。在3层结构中外露的2个表层由相同的浓液形成。在以下的记载中,将在3层结构中由DAC构成的层称为主层。
(实验1)~(实验5)
使用溶液制膜设备10通过浓液C2制造光学膜。另外,由于在布铗拉幅机20内部的气氛中存在有溶剂气体,因此使用图12所示的供气式加热装置163来代替第1加热装置63和第2加热装置67。表3中,分别在“预热区中的侧端部的温度”栏和“松弛区中的侧端部的温度”栏中记载了在预热区45、松弛区47中使用加热装置163时通过加热装置163达到的侧端部12s的温度。在这些栏中记成“-”的是未实施基于供气式加热装置163的加热的情况。另外,表3中,对每一个拉伸工序中的设定条件在“温度”栏中记载湿润膜的温度,在“拉伸倍率W2/W1”栏中记载拉伸倍率。
按每一个在实验1~实验5中得到的各光学膜,测定取向角θ并求出慢轴偏移的程度的同时,确认了弓形形状。在表3的“弓形形状”中记载有相对于传送方向Z1的形状,当看到在宽度方向Z2上为直线状时记载“大致平坦”。
使用KOBRA21ADH或WR(王子计测设备株式会社制造)实施取向角θ的测定。在该测定装置上安装制造出来的各光学膜,从其法线方向对光学膜入射波长λnm的光而测定取向角θ。当选择测定波长λnm时,用手动或程序等交换通过特定波长的波长选择滤波器。这样,使特定波长λnm的光入射于光学膜。在本实施例中,使光学膜相对光源移动并测定取向角θ。关于取向角θ,选择测定线ML上的任意的多个部位,并在所选择的各部位进行测定。当光学膜移动时,使测定线ML在溶液制膜设备10中的宽度方向Z2上一致。将距离光学膜一方的侧边20mm的位置设为一方的端点,将距离光学膜另一方的侧边20mm的位置设为另一方的端点来取测定线ML。其中,取向角θ的测定方法不限定于该方法,例如,可以在与溶液制膜设备10的宽度方向Z2对应的方向上连续测定。
关于如上述测定的各取向角θ,分别取绝对值|θ|。从所有的|θ|值中选出最大值|θ|max。将在该最大值|θ|max乘上2倍的值,即|θ|max×2(单位;°)设为慢轴偏移的程度。关于该慢轴偏移的程度示于表3的“偏移程度”栏中。
(实验6)~(实验12)
将表层用的浓液设为浓液C2,主层的浓液设为浓液C4来实施同时共流延。对每一个所得到的各光学膜求出慢轴偏移的程度的同时,确认了弓形形状。
[表3]
Claims (6)
1.一种光学膜的制造方法,该方法具备如下步骤:
拉伸步骤,以一边加热一边向宽度方向扩展的方式拉伸被传送的长形聚合物膜;
松弛步骤,在限制被拉伸的所述聚合物膜宽度的状态下,加热所述聚合物膜,由此松弛被拉伸的所述聚合物膜的内部应力;
求偏移量步骤,求出经过所述松弛步骤的所述聚合物膜的侧端部中的慢轴与作为目的慢轴的偏移量;以及
校正步骤,根据所求出的所述偏移量,在下一个所述松弛步骤时,将所述侧端部加热至更高的温度来校正慢轴的偏移。
2.如权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中,
当经过所述松弛步骤的所述聚合物膜的弓形形状相对传送方向为凸状时,在下一个所述松弛步骤中进行所述校正。
3.如权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中,
所述偏移量预先按所述拉伸步骤中的设定条件求出,所述设定条件为所述聚合物膜的温度、所述聚合物膜的拉伸倍率、及所述聚合物膜的传送速度,所述聚合物膜的拉伸倍率由开始拉伸所述聚合物膜时的宽度及结束拉伸时的宽度求出。
4.如权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中,
在所述拉伸步骤之前,具有预先加热被传送的所述聚合物膜而使之升温的预热步骤,在所述预热步骤时,将所述侧端部加热至更高的温度来调整所述偏移量。
5.如权利要求4所述的光学膜的制造方法,其中,
当经过所述松弛步骤的所述聚合物膜的弓形形状相对传送方向为凹状时,在下一个所述预热步骤中进行所述调整,以使所述形状成为凸状。
6.如权利要求1所述的光学膜的制造方法,其中,
所述聚合物膜具有第1层和配设于所述第1层的至少一方的面的第2层,所述第1层由总酰基取代度Z满足下述公式(I)的纤维素酰化物构成,所述第2层由总酰基取代度Z满足下述公式(II)的纤维素酰化物构成。
2.0≤Z<2.7 (I)
2.7≤Z≤3.0 (II)
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