CN117142201A - 膜卷及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供进一步减少膜卷的粘附以及卷绕偏移的手段。一种不具有压花部的膜卷,在将在所述膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为X(单位:μm)、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足下述数式(1)以及数式(2)的膜卷0.05μm<X<0.50μm…数式(1);0.7<X/Y<2.0…数式(2)。

Description

膜卷及其制造方法
技术领域
本发明涉及膜卷及其制造方法。
背景技术
近年来,随着液晶电视的激烈的价格竞争,偏振板制造商正在研究减少切换损失等成本减少措施。更具体而言,偏振板通过贴合起偏器与光学膜而生产,但以上述切换损失带来的生产时间的缩短化等为目的,在制造光学膜的制造商中,进行了用于提供长条光学膜卷的研究。
但是,由于膜卷的长度变长,卷自重增加,更加难以均匀地调整从卷芯到卷外的应力平衡,提供一种维持没有经时变形的高品质的卷状态的膜卷成为课题。
以往,也出于生产性能·成本等观点,在工业上采用了卷取有在膜端部进行了压花加工的光学膜的膜卷。作为压花加工部的主要功能,认为有
1)通过取得膜间的空隙(也称作空气层)来抑制粘附
2)抑制物理凹凸所引起的卷绕偏移
这两个。另外,在该膜卷刚卷起之后(刚制造之后),前述的膜间的空隙(空气层)抑制产品面彼此的粘附。
然而,在输送中(海运、卡车等中的输送)或者在仓库中保管时,会发生膜间的空隙(空气层)随着时间的推移而消失的现象。由于立即使用仓库中保管的膜卷而开始生产的情况较少,也有在仓库中长期保管的情况,因此要求改善与粘附相关的保管性。
另外,由于在用卡车等输送时产生的振动、冲击,容易引起膜卷的卷绕偏移,也受季节变动的影响,控制非常困难,即使卷取在端部进行了压花加工的光学膜也无法解决,因此要求改善。
这里,在专利文献1中,公开了在两端部实施了滚花加工的光学膜和卷入有空气层的卷筒体。另外,在专利文献2中,公开了一边在两端部赋予压花一边将光学膜卷取于卷取轴而形成卷筒体的光学膜的制造方法,在该制造方法中,通过使压花高度相对于卷径变动,从而将卷取之后的卷筒的膜层间空隙保持为一定。
在专利文献3中,作为相位差膜的品质提高,公开了将膜的膜厚不均(偏差)设为特定的范围的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-208358号公报
专利文献2:日本特开2013-46966号公报
专利文献3:日本特开2007-254699号公报
发明内容
发明将要解决的课题
然而,在上述专利文献所记载的技术中,膜卷的粘附以及卷绕偏移的减少不充分,要求进一步的改进。
因此,本发明的目的在于提供一种进一步减少膜卷的粘附以及卷绕偏移的手段。
用于解决课题的手段
本发明人们反复进行了深刻研究。结果发现通过下述的膜卷解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明为一种不具有压花部的膜卷,在将在所述膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为X(单位:μm)、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足下述数式(1)以及数式(2)的膜卷:
【式1】
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0…数式(2)。
发明效果
根据本发明,可提供进一步减少膜卷的粘附以及卷绕偏移的手段。
附图说明
图1是表示测定膜层间空隙时使用的拍摄装置所具备的拍摄单元的一个例子的示意图。
图2是表示测定膜层间空隙时使用的拍摄装置的一个例子的示意图。
图3是表示测定膜层间空隙时使用的拍摄装置所具备的系统构成的一个例子的图。
图4是表示膜层间空隙的测定方法以及测定结果的一个例子的概略图。
图5是表示膜层间空隙的测定方法以及测定结果的一个例子的概略图。
图6是表示红外线(IR)加热器的配置的例子的概略图。
具体实施方式
本发明为一种不具有压花部的膜卷,在将在所述膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为X(单位:μm)、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足下述数式(1)以及数式(2)的膜卷:
【式2】
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0…数式(2)。
具有这种构成的本发明的膜卷进一步减少了粘附以及卷绕偏移。
本发明人们为了解决使膜卷的粘附以及卷绕偏移进一步减少的课题,首先分析了在进行了压花加工的膜卷中发生粘附的步骤。
在膜卷的保管中,随着时间的推移,膜间的空隙(空气层)逐渐消失,由于膜卷的自重,在中央部附近开始产生压曲。接下来,粘附部分重叠几点,为了释放力,除了宽度方向的微小的褶皱(皱折)之外,还会产生具有长度周期的宽度方向的粘附。可知随着膜卷的长度变长,卷自重增加,因此该粘附变得更显著。
根据这样的现象,本发明人们尝试了取消压花加工部而减小膜层间空隙,以便抑制输送振动所引起的卷绕偏移、经时的压曲变形。明确了虽然通过减小膜层间空隙解决了前述的压曲变形的问题,但是取而代之会新产生膜彼此接触而粘附的故障(也称为黑带故障,厚度不均带(gauge band)故障)。
因此,本发明人们进一步进行了研究,发现膜层间空隙以及膜厚偏差与卷故障之间存在相关性,考虑了通过控制膜厚偏差来弥补代替压花的功能。
可知若膜厚偏差相比于膜层间空隙过小,则膜彼此的接触部(阻力部)面积变小,因此容易滑动,容易引起卷绕偏移,相反,若膜厚偏差相比于膜层间空隙过大,则容易以膜厚偏差的峰为起点出现粘附故障(黑带故障)。由此,本发明人们发现在将卷中膜层间空隙(单位:μm)设为X、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足上述数式(1)以及数式(2)的膜卷能够解决上述课题。
以往的具有压花部的膜卷欲通过存在于膜的两端部的几μm的凹凸(压花),用所谓的线支撑而减少粘附、卷绕偏移。与此相对,本申请发明通过在膜的两端部不具有压花部、而是利用伴随着膜的膜厚偏差的凹凸(比压花小的凹凸)在整个面上控制粘附以及卷绕偏移这一迄今为止没有的新方法来完成。
另外,上述机理基于推测,其正确与否不会给本发明的技术范围带来影响。
以下,详细地说明本发明与其构成要素以及用于实施本发明的方式·方式。另外,本发明并不仅限于以下的实施方式。
在本说明书中,“X~Y”以包含其前后所记载的数值(X以及Y)作为下限值以及上限值的意思使用,是指“X以上Y以下”。另外,在本说明书中,只要没有特别记载,操作以及物理性质等的测定在室温(20~25℃)/相对湿度40~50%RH/常压(1atm)的条件下进行。
[本发明的膜卷的概要]
本发明的膜卷不具有压花部,在将在膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为X(单位:μm)、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足下述数式(1)以及数式(2):
【式3】
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0…数式(2)。
(词语的定义)
首先,以下,对本发明的主要的词语的意义进行说明。
“在膜卷侧面测定的卷中膜层间空隙X”采用通过下述的方法测定的值:
<测定方法>
将包含图1所示的拍摄单元且具有图3所示的系统构成的图2的拍摄装置如图5所示那样设置于膜卷侧面,拍摄膜卷侧面。关于拍摄,以从卷芯起在卷筒体侧面的50%卷绕外侧的点(膜卷直径的50%的点图4以及图5的点B)为中心进行测定,测定用于计算卷中膜层间空隙的图像。同样,分别测定用于计算从卷筒体端面的卷芯起在20%卷绕外侧(膜卷直径的20%的点,图5的点A)的卷内膜层间空隙以及从卷筒体端面的卷芯起在80%卷绕外侧(膜卷直径的80%的点,图5的点C)的卷外膜层间空隙的图像。取得所测定出的图像数据,对于取得的图像数据进行边缘强调处理,获得加工图像(例如图4以及图5的粗框内的图像)。进而,以该加工图像的中心位置为起点,以朝向卷绕外侧位于第100层的位置为终点,测量半径方向的长度,通过下述式,计算各膜层间空隙:
【式4】
膜层间空隙={100层膜的半径方向的长度-(利用膜厚测定器测量出的膜厚度×100)}÷100
另外,在膜卷的全长较短、没有计算卷外膜层间空隙所需的100层的层的情况下,卷外膜层间空隙只要使用从卷筒体端面的卷芯起在80%卷绕外侧到最外层的层数来计算即可。
<膜的膜厚>
在本说明书中,如以下那样求出膜的膜厚。在宽度方向上,在线测定包含膜端部的100个点的膜厚。在输送方向上,每隔1m地在线进行全长测定。例如如果是全长3,000m的膜卷,则进行宽度方向100点×输送方向3,000点=共计300,000点的测定。
在卷内膜层间空隙的计算中使用的膜厚是在成为膜卷的直径的20%的时刻测定的宽度方向的100个点的膜厚的平均值。在卷中膜层间空隙的计算中使用的膜厚是在成为膜卷的直径的50%的时刻测定的宽度方向的100个点的膜厚的平均值。在卷外膜层间空隙的计算中使用的膜厚是在成为膜卷的直径的80%的时刻测定的宽度方向的100个点的膜厚的平均值。
上述数式(2)中的包含膜端部的膜厚偏差Y是为了计算卷中膜层间空隙而测定出的100个点的膜厚的偏差(膜厚的最大值-膜厚的最小值)。
该膜厚使用株式会社Keyence制的SI-T10(分光干涉位移型,多层膜厚测定器)来测定。另外,膜厚并不局限于上述测定装置,也可以使用大冢电子株式会社制的膜厚测定装置RE-200L2T来测定。
“膜端部”是指距膜的宽度方向的末端为10cm内侧的范围内的区域部分。
“中央部”是指膜卷的除了宽度方向的两端部的区域部分。“外径”是指在将与膜卷的中心轴(芯)垂直的剖面设为圆时在卷筒的最外周形成的圆的直径。因而,“端部的外径”是指在端部区域观察的圆形剖面的直径(平均值)。另外,“中央部的外径”是指在中央部的中心点观察的圆形剖面的直径。
(本发明的膜卷的形状等)
本发明的膜卷未在两端部实施压花加工(不具有压花部),在将在膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为X(单位:μm)、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足上述数式(1)以及数式(2)。
上述数式(1)中的X为0.05μm以下的情况下,更容易引起粘附故障。另外,该X为0.50μm以上的情况下,更容易引起卷绕偏移。该X优选的是0.08~0.48μm,更优选的是0.10~0.30μm。
在上述数式(2)中的X/Y是0.7以下的情况下,更容易引起粘附故障。另外,在该Y为2.0以上的情况下,更容易引起卷绕偏移。该X/Y优选的是0.75~1.80,更优选的是0.80~1.50,进一步优选的是0.80~1.40。
出于进一步提高本发明效果的观点,本发明的膜卷的卷内膜层间空隙、卷中膜层间空隙以及卷外膜层间空隙的标准偏差σ优选的是0.18以下,更优选的是0.15以下,进一步优选的是小于0.08,最优选的是0。
在本发明中,膜层间空隙可以通过适当调整1)接触卷筒对膜的按压量(以下,也简称为接触压力)、2)卷取张力、3)卷取速度、4)辊包角等来控制。另外,膜厚偏差Y可以通过适当选择拉伸膜时的加热方法(加热机构、加热器的间隔等)来控制。之后详细说明它们中的特别是1)以及2)的控制方法。
而且,本发明的膜卷优选为中央部的外径与端部的外径之比(中央部的外径/端部的外径)为0.98~1.02。如果在该范围,则能够进一步提高本发明的效果。
(使用于膜卷的树脂)
<热塑性树脂>
作为使用于从本发明的膜卷获得的膜(以下也简称为“本发明的膜”)的材料,优选的是热塑性树脂。作为热塑性树脂材料,只要是制膜后可作为膜卷来处理,就不被特别限制。该热塑性树脂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。而且,本发明的膜可以是单层构造,也可以是两层以上的多层构造。
作为热塑性树脂的例子,例如可列举用作偏振板用途的环烯烃聚合物等环状聚烯烃树脂(以下,也称为环烯烃树脂(COP))、聚丙烯(PP)等链状聚烯烃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂、三乙酰纤维素(TAC)、乙酸丙酸纤维素(CAP)、二乙酰纤维素(DAC)等纤维素酯树脂以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂等。其中,优选的是环烯烃树脂、丙烯酸树脂、或者纤维素酯树脂。
但是,从容易控制拉伸性、结晶度的观点以及粘合剂容易浸透、能够确保与起偏器的更好的粘合性的观点出发,更优选的是使用环烯烃树脂(COP)。即,本发明的膜卷更优选的是包含环烯烃树脂。另外,本发明的膜也可以在制造后实施表面改性处理。
另外,本发明的效果在薄膜区域中价值提高。作为本发明的膜的膜厚,优选的是5~80μm的范围内,更优选的是10~65μm的范围内,进一步优选的是10~45μm的范围内。如果膜厚是5μm以上,则膜卷的刚性高,容易保持卷筒形状。如果膜厚是80μm以下,则质量不会过度增加,容易制作长条的膜卷。
以下,详细说明作为优选的热塑性树脂的环烯烃树脂、丙烯酸树脂以及纤维素酯树脂。
<环烯烃树脂(COP)>
本发明中使用的环烯烃树脂(COP)优选的是环烯烃单体的聚合物、或者环烯烃单体与除此以外的共聚性单体的共聚物。另外,环烯烃树脂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为环烯烃单体,优选的是具有降冰片烯骨架的环烯烃单体,更优选的是具有下述通式(A-1)或者(A-2)所表示的构造的环烯烃单体。
【化学式1】
通式(A-1)
在上述通式(A-1)中,R1~R4分别独立地为氢原子、碳原子数为1~30的烃基,或者极性基团。P是0~2的整数。其中,设为R1~R4并非全部同时为氢原子,R1与R2并非同时为氢原子,R3与R4并非同时为氢原子。
在通式(A-1)中,由R1~R4表示的碳原子数为1~30的烃基例如优选的是碳原子数为1~10的烃基,更优选的是碳原子数为1~5的烃基。
碳原子数为1~30的烃基例如也可以还具有包含卤素原子、氧原子、氮原子、硫原子、或者硅原子的连接基团。这样的连接基团的例子包含羰基、亚氨基、醚键、甲硅烷基醚基、硫醚键等2价的极性基团。
碳原子数为1~30的烃基的例子包含甲基、乙基、丙基以及丁基等。
在上述通式(A-1)中,由R1~R4表示的极性基团的例子例如包含羧基、羟基、甲氧基、烷氧基、芳氧基羰基、氨基、酰胺基以及氰基。
其中,也优选的是羧基、羟基、烷氧基以及芳氧基羰基,出于确保溶液制膜时的溶解性的观点,优选的是烷氧基以及芳氧基羰基。
通式(A-1)中的p出于提高本发明的膜的耐热性的观点,优选的是1或者2。这是因为,若p为1或者2,则得到的聚合物的体积变大,玻璃化转变温度提高容易。
【化学式2】
通式(A-2)
在上述通式(A-2)中,R5是具有氢原子、碳数为1~5的烃基、或者碳数为1~5的烷基的烷基甲硅烷基。R6是羧基、羟基、烷氧基、芳氧基羰基、氨基、酰胺基、氰基、或者卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子)。p是0~2的整数。
通式(A-2)中的R5优选的是碳数为1~5的烃基,更优选的是碳数为1~3的烃基。
通式(A-2)中的R6优选的是羧基、羟基、烷氧基、或者芳氧基羰基,出于确保溶液制膜时的溶解性的观点,更优选的是烷氧基或者芳氧基羰基。
通式(A-2)中的p出于提高本发明的膜的耐热性的观点,优选的是1或者2。这是因为,如果p为1或者2,则得到的聚合物的体积变大,玻璃化转变温度容易提高。
从提高向有机溶剂的溶解性的观点出发,优选的是具有由通式(A-2)表示的构造的环烯烃单体。一般来说,有机化合物由于破坏对称性而使结晶性降低,因此向有机溶剂的溶解性提高。通式(A-2)中的R5以及R6相对于分子的对称轴仅被单侧的环构成碳原子取代,因此分子的对称性较低,即,具有由通式(A-2)表示的构造的环烯烃单体由于溶解性较高,因此适于通过溶液流延法制造膜的情况。
在环烯烃单体的聚合物中,具有由通式(A-2)表示的构造的环烯烃单体的含有比例相对于构成环烯烃树脂的全部环烯烃单体的总摩尔数例如为70摩尔%以上,优选的是80摩尔%以上,更优选的是100摩尔%。如果含有一定比例以上的具有由通式(A-2)表示的构造的环烯烃单体,则树脂的取向性提高,因此相位差(延迟)值容易上升。
以下,例示化合物1~14表示具有由通式(A-1)表示的构造的环烯烃单体的具体例,例示化合物15~34表示具有由通式(A-2)表示的构造的环烯烃单体的具体例。
【化学式3】
在能够与环烯烃单体共聚的共聚性单体的例子中,包括能够与环烯烃单体开环共聚的共聚性单体以及能够与环烯烃单体加成共聚的共聚性单体等。
能够开环共聚的共聚性单体的例子中包含环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯以及二环戊二烯等环烯烃。
能够加成共聚的共聚性单体的例子中含有含不饱和双键的化合物、乙烯基系环状烃单体以及(甲基)丙烯酸酯等。
含不饱和双键的化合物的例子包含碳原子数为2~12(优选的是2~8)的烯烃系化合物,其例子中包含乙烯、丙烯和丁烯等。
乙烯基系环状烃单体的例子包含4-乙烯基环戊烯以及2-甲基-4-异丙烯基环戊烯等乙烯基环戊烯系单体。
(甲基)丙烯酸酯的例子包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯以及(甲基)丙烯酸环己酯等碳原子数为1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。
环烯烃单体与共聚性单体的共聚物中的环烯烃单体的含有比例相对于构成共聚物的全部单体的总摩尔数,例如可以在20~80摩尔%的范围内,优选的是在30~70摩尔%的范围内。
环烯烃树脂如之前所述,是将具有降冰片烯骨架的环烯烃单体、优选的是具有由上述通式(A-1)或者(A-2)表示的构造的环烯烃单体聚合或者共聚而获得的聚合物,其例子包含下述的(1)~(7)的聚合物:
(1)环烯烃单体的开环聚合物
(2)环烯烃单体和能够与其开环共聚的共聚性单体的开环共聚物
(3)上述(1)或者(2)的开环(共)聚合物的加氢产物
(4)通过弗瑞德-克来福特反应将上述(1)或者(2)的开环(共)聚合物环化之后添加了氢的(共)聚合物
(5)环烯烃单体与含不饱和双键的化合物的饱和共聚物
(6)与环烯烃单体的乙烯基系环状烃单体的加成共聚物及其加氢产物
(7)环烯烃单体与(甲基)丙烯酸酯的交替共聚物。
·上述(1)~(7)的聚合物都可以通过公知的方法、例如日本特开2008-107534号公报、日本特开2005-227606号公报所记载的方法获得
·上述(2)的开环共聚所使用的催化剂、溶剂例如可以使用日本特开2008-107534号公报的0019~0024段所记载的物品
·上述(3)以及(6)的加氢产物的制造所使用的催化剂例如可以使用日本特开2008-107534号公报的0025~0028段所记载的物品
·上述(4)的弗瑞德-克来福特反应所使用的酸性化合物例如可以使用日本特开2008-107534号公报的0029段所记载的物品
·上述(5)~(7)的加成聚合所使用催化剂例如可以使用日本特开2005-227606号公报的0058~0063段所记载的物品
·上述(7)的交替共聚合反应例如可以通过日本特开2005-227606号公报的0071以及0072段所记载的方法进行。
其中,优选的是上述(1)~(3)以及(5)的聚合物,更优选的是上述(3)以及(5)的聚合物。
即,出于能够提高得到的环烯烃树脂的玻璃化转变温度、并且能够提高透光率的观点,环烯烃树脂优选的是包含由下述通式(B-1)表示的构造单位以及由下述通式(B-2)表示的构造单位的至少一方,更优选的是仅包含由通式(B-2)表示的构造单位,或者包含由下述通式(B-1)表示的构造单位与由下述通式(B-2)表示的构造单位这两方。
由下述通式(B-1)表示的构造单位是出自于由前述的通式(A-1)表示的环烯烃单体的构造单位,由下述通式(B-2)表示的构造单位是出自于由前述的通式(A-2)表示的环烯烃单体的构造单位。
【化学式4】
通式(B-1)
在上述通式(B-1)中,X为-CH=CH-或者-CH2CH2-。R1~R4以及p分别与通式(A-1)的R1~R4以及p同义。
【化学式5】
通式(B-2)
在上述通式(B-2)中,X是-CH=CH-或者-CH2CH2-。R5~R6以及p分别与通式(A-2)的R5~R6以及p同义。
本发明中使用的环烯烃树脂也可以是市售品。环烯烃树脂的市售品的例子包含JSR株式会社制的Arton(注册商标,以下相同)G(例如G7810等)、ArtonF、ArtonR(例如R4500、R4900以及R5000等)以及ArtonRX等。
环烯烃树脂的特性粘度〔η〕inh在30℃下优选的是在0.2~5cm3/g的范围内,更优选的是在0.3~3cm3/g的范围内,进一步优选的是在0.4~1.5cm3/g的范围内。另外,该特性粘度〔η〕inh可以按照JIS Z8803(2011)所记载的方法测定。
环烯烃树脂的数均分子量(Mn)优选的是在8,000~100,000的范围内,更优选的是在10,000~80,000的范围内,进一步优选的是在12,000~50,000的范围内。
环烯烃树脂的重均分子量(Mw)优选的是在20,000~300,000的范围内,更优选的是在30,000~250,000的范围内,进一步优选的是在40,000~200,000的范围内。
环烯烃树脂的数均分子量、重均分子量例如可以使用下述那样的凝胶渗透色谱(GPC)通过聚苯乙烯换算来测定的:
<凝胶渗透色谱>
溶剂:二氯甲烷
谱柱:Shodex(注册商标)K806、K805、K803G(连接三根昭和电工株式会社制来使用)
谱柱温度:25℃
试料浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Sciences株式会社制)
泵:L6000(株式会社日立制作所制)
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用基于标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(Tosoh株式会社制)Mw=500~2,800,000的范围内的13个样品的校正曲线。优选的是大致等间隔地使用13个样品。
若特性粘度〔η〕inh、数均分子量以及重均分子量在上述范围,则环烯烃树脂的耐热性、耐水性,耐药品性以及机械特性、还有作为膜的成形加工性变得良好。
环烯烃树脂的玻璃化转变温度(Tg)通常为110℃以上,优选的是110~350℃的范围内,更优选的是120~250℃的范围内,进一步优选的是120~220℃的范围内。若玻璃化转变温度(Tg)为110℃以上,则容易抑制高温条件下的变形。另一方面,若玻璃化转变温度(Tg)为350℃以下,则成形加工变得容易,也容易抑制成形加工时的热量引起的树脂的劣化。另外,在本说明书中,玻璃化转变温度能够采用由差示扫描量热仪(DSC)测定的值。
环烯烃树脂的含量相对于膜的总质量优选的是70质量%以上,更优选的是80质量%以上。
<丙烯酸树脂>
本发明的丙烯酸树脂是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的聚合物,也包含与其他单体的共聚物。因而,本发明的丙烯酸树脂中也包含甲基丙烯酸树脂。另外,丙烯酸树脂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为丙烯酸树脂,不被特别限制,但优选的是甲基甲基丙烯酸酯单位在50~99质量%的范围内以及能够与其共聚的其他单体单位为1~50质量%的范围内的构成。
作为上述能够共聚的其他单体,例如可列举烷基数的碳数为2~18的甲基丙烯酸烷基酯、烷基数的碳数为1~18的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2-羟基乙酯等丙烯酸羟基烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等α、β-不饱和羧酸、丙烯酰吗啉、N-羟基苯基甲基丙烯酰胺等丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、马来酸、富马酸、衣康酸等含不饱和基团的2元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等α、β-不饱和腈、马来酸酐、马来酰亚胺、N-取代马来酰亚胺、戊二酰亚胺以及戊二酸酐等。
作为除戊二酰亚胺以及戊二酸酐以外的形成来自单体的构造单位的能够共聚的单体,可列举上述的单体。即,可列举烷基数的碳数为2~18的甲基丙烯酸烷基酯、烷基数的碳数为1~18的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2-羟基乙酯等丙烯酸羟基烷基酯、丙烯酸酸、甲基丙烯酸酸等α、β-不饱和羧酸、丙烯酰吗啉、N-羟基苯基甲基丙烯酰胺等丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、马来酸、富马酸、衣康酸等不含不饱和基团的2元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物、芳腈、甲基丙烯腈等α、β-不饱和腈、马来酸酐、马来酰亚胺以及N-取代马来酰亚胺等单体。
另外,戊二酰亚胺单位可以通过例如使具有(甲基)丙烯酸酯单位的中间体聚合物与伯胺(酰亚胺化剂)反应而酰亚胺化来形成(例如参照日本特开2011-26563号公报)。
戊二酸酐单位可以通过例如加热具有(甲基)丙烯酸酯单位的中间体聚合物来形成(例如参照日本专利第4961164号公报)。
在上述的构造单位之中,出于机械强度的观点,本发明的丙烯酸树脂更优选的是包含来自甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、N-羟基苯基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯、甲基丙烯酸羟基乙酯、马来酸酐、马来酰亚胺、N-取代马来酰亚胺、戊二酸酐、或者戊二酰亚胺的构造单位。
关于本发明的丙烯酸树脂,出于控制相对于环境的温湿度环境的变化的尺寸变化的观点、改善膜生产时从金属支承体的剥离性、有机溶剂的干燥性、耐热性以及机械强度的观点,优选的是重均分子量(Mw)在50,000~1,000,000的范围内,更优选的是在100,000~1,000,000的范围内,特别优选的是在200,000~800,000的范围内。如果重均分子量(Mw)是50,000以上,则耐热性以及机械强度优异,如果是1,000,000以下,则从金属支承体的剥离性以及有机溶剂的干燥性优异。另外,丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)通过使用了前述的凝胶渗透色谱(GPC)的测定而求出。
作为本发明的丙烯酸树脂的制造方法,没有特别限制,也可以使用悬浮聚合、乳化聚合、本体聚合、或者溶液聚合等公知的方法中的任一种。
作为所使用的聚合引发剂,能够使用通常的过氧化物聚合引发剂或者偶氮聚合引发剂,另外,也能够使用氧化还原聚合引发剂。关于聚合温度,在悬浮或者乳化聚合中可以是30~100℃的范围内,在本体或者溶液聚合中可以是80~160℃的范围内。另外,为了控制获得的共聚物的比浓粘度,也可以使用烷基硫醇等作为链转移剂来实施聚合。
出于保持膜的机械强度的观点,优选的是丙烯酸树脂的玻璃化转变温度(Tg)在80~120℃的范围内。
作为本发明的丙烯酸树脂,也能够使用市售品。作为市售品的例子,例如可列举DELPET60N、80N、980N、SR8200(以上是旭化成株式会社制)、DIANAL(注册商标)BR52、BR80、BR83、BR85、BR88、EMB-143、EMB-159、EMB-160、EMB-161、EMB-218、EMB-229、EMB-270、EMB-273(以上是三菱化学株式会社制)、KT75、TX400S以及IPX012(以上是DENKA株式会社制)等。
本发明的丙烯酸树脂优选的是含有添加剂。作为优选的添加剂的例子,例如可列举国际公开第2010/001668号所记载的丙烯酸粒子(橡胶弹性体粒子)。通过添加这种添加剂,能够提高膜的机械强度、调整尺寸变化率。
作为丙烯酸粒子的市售品的例子,例如可列举三菱化学株式会社制的“METABLEN(注册商标)W-341”、株式会社Kaneka制的“kane Ace(注册商标)”、陶氏化学公司制的“PARALOID”、Rohm&Hass公司制的“acryloid”、AICA工业株式会社制的“STAFILOID(注册商标)”、综研化学株式会社制的CHEMISNOWMR-2G、MS-300X以及Kuraray株式会社制的“Parapet(注册商标)SA”等。这些市售品可以单独使用或组合2种以上使用。
丙烯酸粒子的体积平均粒径优选的是0.35μm以下,更优选的是在0.01~0.35μm的范围内,进一步优选的是在0.05~0.30μm的范围内。如果粒径为一定以上,则可以在加热下容易地将膜拉伸,如果粒径为一定以下,则得到的膜的透明性不易受损。
出于柔软性的观点,本发明的膜通过JIS K7171(2016)所记载的方法测定的弯曲弹性模量优选的是10.5GPa以下,更优选的是1.3GPa以下,进一步优选的是1.2GPa以下。弯曲弹性模量根据膜中的丙烯酸树脂、橡胶弹性体粒子的种类、量等而变动,例如丙烯酸粒子(橡胶弹性体粒子)的含量越多,一般来说弯曲弹性模量越小。
另外,作为丙烯酸树脂,与使用甲基丙烯酸酸烷基的均聚物相比,使用甲基丙烯酸酸烷基与丙烯酸酸烷基等共聚物的话一般来说弯曲弹性模量变小。
<纤维素酯树脂>
在本发明的膜中,也优选的是使用纤维素酯树脂。这里,纤维素酯树脂是指构成纤维素的β-1,4键合的葡萄糖单位中的2位、3位以及6位的羟基(-OH)的氢原子的一部分或者全部被酰基取代的纤维素酰化物树脂。
所使用的纤维素酯不被特别限定,但优选的是碳数为2~22左右的直链状或者支链状的羧酸的酯。另外,构成酯的羧酸可以是脂肪族羧酸,也可以形成环,也可以是芳香族羧酸。
例如可列举纤维素的羟基部分的氢原子被乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、新戊酰基、己酰基、辛酰基、月桂酰基、硬脂酰基等碳数为2~22的酰基取代的纤维素酯。
构成酯的羧酸(酰基)可以具有取代基。构成酯的羧酸特别优选的是碳数为6以下的低级脂肪酸,进一步优选的是碳数为3以下的低级脂肪酸。另外,纤维素酯中的酰基可以仅为1种,也可以为多种酰基的组合。
关于优选的纤维素酯的具体例,除了二乙酰纤维素(DAC)、三乙酰纤维素(TAC)等醋酸酯纤维素之外,还可以举出乙酸丙酸纤维素(CAP)、乙酸丁酸纤维素、乙酸酯丙酸酯丁酸酯纤维素那样的除了乙酰基之外还键合有丙酸酯基或丁酸酯基的纤维素的混合脂肪酸酯。
这些纤维素酯可以单独使用1种或组合2种以上使用。
·酰基的种类·取代度
通过调节纤维素酯的酰基的种类以及取代度,能够将相位差的湿度变动控制在希望的范围,能够提高膜厚的均匀性。纤维素酯的酰基的取代度越小,相位差显现性越是提高,因此可以薄膜化。另一方面,若酰基的取代度过小,则有耐久性恶化的隐患。
纤维素酯的酰基的取代度越大,越不显现相位差,因此在制膜时需要增加拉伸倍率,但难以以高拉伸倍率均匀地拉伸,因此,有时膜厚偏差变大(有时恶化)。
另外,作为膜厚方向的延迟(相位差)的Rt湿度变动由于水分子与纤维素的羰基配位而产生,因此酰基的取代度越高,即纤维素中的羰基越多,Rt湿度变动越有变差的趋势。
纤维素酯优选的是总取代度在2.1~2.5的范围内。通过设定为该范围,能够抑制环境变动(特别是湿度所引起的Rt变动),并且能够提高膜厚的均匀性。出于提高制膜时的流延性以及拉伸性、进一步提高膜厚的均匀性的观点,总取代度更优选的是在2.2~2.45的范围内。
更具体而言,纤维素酯优选为同时满足下述式(a)以及(b)。在下述式(a)以及(b)中,X表示乙酰基的取代度,Y表示丙酰基或丁酰基的取代度、或者其混合物的取代度:
式(a):2.1≤X+Y≤2.5
式(b):0≤Y≤1.5。
纤维素酯更优选的是纤维素醋酸酯(Y=0)以及乙酸丙酸纤维素(CAP)(Y>0),出于减少膜厚的偏差的观点,进一步优选的是Y=0的纤维素醋酸酯。
出于使相位差显现性、Rt湿度变动、膜厚的偏差为希望的范围的观点,特别优选使用的纤维素醋酸酯是2.1≤X≤2.5(进一步优选的是2.15≤X≤2.45)的二醋酸纤维素(DAC)。
另外,在Y>0的情况下,特别优选使用的乙酸丙酸纤维素(CAP)满足0.95≤X≤2.25、0.1≤Y≤1.2、2.15≤X+Y≤2.45。
通过使用上述的纤维素醋酸酯或者乙酸丙酸纤维素,可获得延迟优异、机械强度、环境变动优异的膜卷。
另外,酰基的取代度表示每1个葡萄糖单位的酰基的平均数,表示1个葡萄糖单位的2位、3位以及6位的羟基的几个氢原子被酰基取代。因而,最大的取代度为3.0,在这种情况下意味着2位、3位以及6位的羟基的氢原子全部被酰基取代。
这些酰基也可以在葡萄糖单位的2位,3位,6位平均地取代,也可以具有分布地取代。另外,取代度通过ASTM D817-96中规定的方法求出。
为了获得希望的光学特性,也可以混合使用取代度不同的纤维素醋酸酯。在该情况下,不同的纤维素醋酸酯的混合比率不被特别限定。
若纤维素酯树脂的数均分子量(Mn)在20,000~300,000的范围内、进而是20,000~120,000的范围内、进而是40,000~80,000的范围内,则从得到的膜卷的机械强度变高的观点来看是优选的。
若纤维素酯树脂的重均分子量(Mw)在20,000~1,000,000的范围内、进而是20,000~600,000的范围内、进而是40,000~400,000的范围内,则从得到的膜卷的机械强度变高的观点来看是优选的。另外,纤维素酯树脂的数均分子量(Mn)以及重均分子量(Mw)通过使用了前述的凝胶渗透色谱(GPC)的测定来求出。
纤维素酯树脂的原料纤维素不被特别限定,但能够列举绵短绒、木材纸浆、洋麻等。另外,由它们获得的纤维素酯可以分别以任意的比例混合使用。
纤维素酯树脂可以通过公知的方法制造。一般来说将原料的纤维素、规定的有机酸(乙酸、丙酸等)与酸酐(乙酸酐、丙酸酐等)、催化剂(硫酸等)混合,将纤维素酯化,进行反应直至形成纤维素的三酯。
在三酯中,葡萄糖单位的三个羟基被有机酸的酰基取代。若同时使用两种有机酸,则可以制作混合酯型的纤维素酯、例如乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。
接着,通过将纤维素的三酯水解,合成具有所希望的酰基取代度的纤维素酯树脂。之后,经过过滤、沉淀、水洗、脱水、干燥等工序,制成纤维素酯树脂。具体而言,可以参考日本特开平10-45804号公报所记载的方法来合成。
<其他添加剂>
本发明的膜卷除了上述热塑性树脂之外,也可以还含有下述说明的其他添加剂。
<增塑剂>
本发明的膜卷例如为了对偏振板保护膜等赋予加工性的目的而优选的是包含至少一种增塑剂。在增塑剂之中,也是出于能够高度兼顾透湿性的有效控制以及与纤维素酯等基材树脂的相溶性的观点,优选的是包含从由糖酯、聚酯以及苯乙烯化合物构成的组选择的至少一种增塑剂。
出于兼顾耐湿热性的改善以及与纤维素酯等基材树脂的相溶性的观点,优选的是该增塑剂的分子量为15,000以下、进而是10,000以下。在该分子量为10,000以下的化合物是聚合物的情况下,优选的是重均分子量(Mw)为10,000以下。更优选的重均分子量(Mw)的范围为100~10,000的范围内,进一步优选的是400~8,000的范围内。
增塑剂的含量相对于上述热塑性树脂100质量份优选的是在6~40质量份的范围内,更优选的是在10~20质量份的范围内。通过在上述范围内含有,能够兼顾透湿性的有效控制和与基材树脂的相溶性,较为优选。
·糖酯
本发明的膜卷也可以以防止水解为目的而含有糖酯化合物。具体而言,作为糖酯化合物,可以使用具有一个以上12个以下吡喃糖结构或呋喃糖结构中的至少一种、且将该结构OH基的全部或者一部分酯化而得的糖酯。
·聚酯
本发明的膜卷也可以含有聚酯。作为聚酯,没有特别限制,例如可以使用能够通过二羧酸或它们的酯形成性衍生物与二醇的缩合反应而获得的末端为羟基的聚合物(聚酯多元醇),或者该聚酯多元醇的末端的羟基被单羧酸封端的聚合物(末端封端的聚酯)。这里所说的酯形成性衍生物是指二羧酸的酯化物、二酰氯、二羧酸的酸酐。
·苯乙烯化合物
在本发明的膜卷中,也可以在上述糖酯、聚酯的基础上或者取代它们,以膜的耐水性改善为目的添加苯乙烯化合物。
苯乙烯化合物可以是苯乙烯单体的均聚物,也可以是苯乙烯单体与其以外的共聚单体的共聚物。为了使分子结构具有一定以上的膨松度,苯乙烯化合物中的来自苯乙烯单体的构成单位的含有比例优选的是30~100摩尔%的范围内,更优选的是50~100摩尔%的范围内。
苯乙烯单体的例子包含苯乙烯;α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯等烷基取代苯乙烯类;4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯等卤素取代苯乙烯类;对羟基苯乙烯、α-甲基-对羟基苯乙烯、2-甲基-4-羟基苯乙烯、3,4-二羟基苯乙烯等羟基苯乙烯类;乙烯基苄基醇类;对甲氧基苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯等烷氧基取代苯乙烯类;3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸等乙烯基苯甲酸类;4-乙烯基苄基乙酸酯;4-乙酰氧基苯乙烯;2-丁基酰胺苯乙烯、4-甲基酰胺苯乙烯、p-磺酰胺苯乙烯等酰胺苯乙烯类;3-氨基苯乙烯、4-氨基苯乙烯、2-异丙烯基苯胺、乙烯基苄基二甲基胺等氨基苯乙烯类;3-硝基苯乙烯、4-硝基苯乙烯等硝基苯乙烯类;3-氰基苯乙烯、4-氰基苯乙烯等氰基苯乙烯类;乙烯基苯基乙腈;苯基苯乙烯等芳基苯乙烯类、茚类等。这些苯乙烯单体可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
<任意成分>
本发明的膜卷可以含有防氧化剂、着色剂、紫外线吸收剂、消光剂、丙烯酸粒子、氢键性溶剂、离子性表面活性剂等其他任意成分。这些成分相对于热塑性树脂100质量份可以在0.01~20质量份的范围内添加。
·防氧化剂
作为防氧化剂,能够使用通常已知的防氧化剂。特别是,能够使用内酯系、硫系、酚系、双键系、受阻胺系、磷系的各化合物。这些防氧化剂相对于热塑性树脂在0.05~20质量%的范围内、优选的是0.1~1质量%的范围内添加。
这些防氧化剂与仅使用单独1种相比,通过组合使用几种不同系的化合物,可以得到协同效果,因此优选。例如优选的是同时采用内酯系、磷系或酚系与双键系。
·着色剂
本发明的膜卷为了在不损害本发明的效果的范围内进行色调调整,优选的是包含着色剂。这里,着色剂是指染料、颜料,在本发明中,是指具有使液晶画面的色调成为蓝色调的效果或黄色指数的调整、雾度的降低的着色剂。作为着色剂,能够使用各种染料、颜料,但蒽醌染料、偶氮染料、酞菁颜料等是有效的。
·紫外线吸收剂
本发明的膜卷也可以用于偏振板的可视侧、背光灯侧,因此也可以以赋予紫外线吸收功能为目的而含有紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,不被特别限定,但例如可以举出苯并三唑系紫外线吸收剂、2-羟基二苯甲酮系紫外线吸收剂、或者水杨酸苯酯系紫外线吸收剂等紫外线吸收剂。具体而言,能够例示例如2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-双(α、α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三唑等苯并三唑类、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮等2-羟基二苯甲酮系紫外线吸收剂。这些紫外线吸收剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
紫外线吸收剂的使用量根据紫外线吸收剂的种类、使用条件等而不同,但通常相对于热塑性树脂优选的是在0.05~10质量%的范围内、更优选的是在0.1~5质量%的范围内添加。
·细颗粒
本发明的膜卷优选的是包含对膜卷赋予光滑性的细颗粒。特别是,也出于提高本发明的膜表面的光滑性、提高卷取时的光滑性,防止损伤的发生或粘连的发生的观点,包含细颗粒较为有效。
作为细颗粒,只要不损害得到的膜卷的透明性且具有熔融时的耐热性,则可以是无机细颗粒以及有机细颗粒中的任一种,但更优选的是无机细颗粒。细颗粒可以单独使用1种或组合2种以上使用。
通过组合颗粒直径、形状(例如针状与球状等)不同的粒子来使用,还可以高度兼顾透明性与光滑性。
在构成上述细颗粒的化合物之中,也是特别优选使用折射率与环烯烃树脂、丙烯酸树脂、纤维素酯树脂等接近且透明性(雾度)优异的二氧化硅。
作为包含二氧化硅的细颗粒的具体例,例如可优选使用具有AEROSIL(注册商标)200V、AEROSIL(注册商标)R972V、AEROSIL(注册商标)R972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上为日本AEROSIL株式会社制)、SEAHOSTAR(注册商标)KEP-10、SEAHOSTAR(注册商标)KEP-30、SEAHOSTAR(注册商标)KEP-50(以上为株式会社日本催化剂制)、Sylophobic(注册商标)100(富士Silysia株式会社制)、Nipsil(注册商标)E220A(日本二氧化硅工业株式会社制)以及Admafine(注册商标)SO(株式会社ADMATECHS制)等商品名的市售品等。
作为细颗粒的形状,可以是不规则形状、针状、扁平、球状等无限制地使用,但特别是使用球状的粒子时,可以改善所得的膜卷的透明性,因此优选。
若接近可见光的波长,则光散射,透明性变差,因此细颗粒的大小优选的是比可见光的波长小,进一步优选的是可见光的波长的1/2以下。但是,若细颗粒的大小过小,则有时不能改善光滑性,因此特别优选的是在80~180nm的范围内。另外,细颗粒的大小在细颗粒是一次粒子的凝聚体(二次粒子)的情况下是指凝聚体的大小(平均二次粒径)。另外,在细颗粒不是球状的情况下,是指相当于其投影面积的圆的直径。
细颗粒相对于热塑性树脂优选的是在0.05~10质量%的范围内、更优选的是在0.1~5质量%的范围内添加。
[膜的用途]
由本发明的膜卷获得的膜(本发明的膜)可作为光学膜适当地利用于偏振板的保护膜等,能够使用于各种光学测定装置以及液晶显示装置、有机电致发光显示装置等显示装置。即,本发明提供包含由本发明的膜卷获得的膜的偏振板。作为本发明的膜以外的偏振板的构成,不被特别限制,可适当采用以往公知的见解。
[膜卷的制造方法]
本发明的膜卷的制造方法不被特别限制,但优选的是如下一种膜卷的制造方法,其包含一边控制膜厚偏差Y(单位:μm)一边拉伸所述膜的拉伸工序、及一边控制在膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙X(单位:μm)一边卷取所述膜的卷取工序,其中,所述X以及所述Y满足下述数式(1)以及数式(2)
【式5】
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0…数式(2)。
本发明的膜的制膜可以没有特别限制地使用通常的吹胀法、T型模具法、压延法、切削法、流延法、乳液法、热压法等方法。然而,出于抑制着色、抑制异物缺陷、抑制模线等光学缺陷等观点,优选的是溶液流延制膜法以及熔融流延制膜法,出于获得均匀的表面的观点,更优选的是溶液流延制膜法。
以下,对作为本发明的膜卷的优选的制造方法的溶液流延制膜法以及熔融流延制膜法进行说明。
(基于溶液流延制膜法的膜卷的制造工序)
基于溶液流延制膜法的膜的制造方法不被特别限制,但优选的是包含胶浆制备工序(S1)、流延工序(S2)、剥离工序(S3)、收缩工序(S4)、第一干燥工序(S5)、第一拉伸工序(S6)、第一切断工序(S7)、第二拉伸工序(S8)、第二切断工序(S9)、第二干燥工序(S10)、第三切断工序(S11)以及卷取工序(S12)。
另外,该制造方法无需包含第一干燥工序(S5)以及第二干燥工序(S10)这两方,只要包含至少一方的工序即可。另外,只要包含从由第一切断工序(S7)、第二切断工序(S9)以及第三切断工序(S11)构成的组选择的至少一个切断工序即可。
<胶浆制备(搅拌制备)工序(S1)>
在胶浆制备(搅拌制备)工序(S1)中,在搅拌装置1的搅拌槽1a中搅拌至少搅拌树脂以及溶剂,制备在支承体(环带)上流延的胶浆。作为溶剂,使用良溶剂以及不良溶剂的混合溶剂。
以下,作为本发明的一实施方式,说明作为热塑性树脂使用环烯烃树脂(COP)的情况下的胶浆制备工序,但本发明并不限定于此。
本工序是在以对环烯烃树脂(COP)的良溶剂为主的溶剂中、在溶解釜中一边搅拌一边溶解该COP与根据需要的其他化合物并形成胶浆的工序,或者是将该COP的溶液与根据需要的其他化合物的溶液混合而制备作为主溶解液的胶浆的工序。
胶浆中的环烯烃树脂(COP)的浓度越浓,越能够降低在支承体流延之后的干燥负载,因此优选。但是,若COP的浓度过浓,则有过滤时的负载增加而精度变差的情况。作为兼顾它们的浓度,优选的是10~35质量%的范围内,更优选的是15~30质量%的范围内。
在胶浆中使用的溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用,但将环烯烃树脂(COP)的良溶剂与不良溶剂混合使用在生产效率的观点上是优选的,良溶剂多的话在COP的溶解性的观点上更优选。
良溶剂与不良溶剂的优选的混合比率的范围是良溶剂:不良溶剂(质量比)=70:30~98:2的范围内。所谓良溶剂以及不良溶剂,将单独溶解使用的环烯烃树脂(COP)的溶剂定义为良溶剂,将单独膨润或者不溶解的溶剂定义为不良溶剂。因此,良溶剂以及不良溶剂可以根据COP的平均取代度而改变。
良溶剂不被特别限定,但可列举二氯甲烷等有机卤素化合物、二氧戊环类、丙酮、乙酸甲酯、乙酰乙酸甲酯等,优选的是二氯甲烷或者乙酸甲基。另外,不良溶剂不被特别限定,但优选的是使用例如甲醇、乙醇、正丁醇、环己烷、环己酮等。另外,优选的是在胶浆中%含有0.01~2质量的水。
使用于环烯烃树脂(COP)的溶解的溶剂可以回收在膜制膜工序中通过干燥从膜去除的溶剂并将其再次利用来使用。在回收溶剂中,有时也含有微量的添加于COP的添加剂、例如增塑剂、紫外线吸收剂、聚合物、单体成分等,但即使含有它们也可以优选地再次利用的,必要时也可以精制后再次利用。
作为制备胶浆时的环烯烃树脂(COP)的溶解方法,能够使用一般的方法。具体而言,优选的是在常压下进行的方法、在主溶剂的沸点以下进行的方法、在主溶剂的沸点以上加压进行的方法,如果组合加热与加压,则可以加热至常压下的沸点以上。另外,一边以溶剂的常压下的沸点以上并且是加压下溶剂不沸腾的范围的温度加热一边搅拌溶解的方法,也是为了防止产生凝胶、被称为疙瘩的块状未溶解物而优选。另外,还优选使用将环烯烃树脂(COP)与不良溶剂混合而使其湿润或者膨润之后、进一步添加良溶剂而溶解的方法。
也可以通过压入氮气等非活性气体的方法、通过加热使溶剂的蒸气压上升的方法进行加压。加热优选的是从外部进行,例如夹套管式的加热由于温度控制容易而优选。
出于环烯烃树脂(COP)的溶解性的观点,添加溶剂后的加热温度越高越优选,但如果加热温度过高,则所需的压力变大,生产性能变差。加热温度优选的是30~120℃的范围内,更优选的是60~110℃的范围内,进一步优选的是70~105℃的范围内。另外,压力被调整成在设定温度下溶剂不沸腾。
环烯烃树脂(COP)的溶解中也优选使用冷却溶解法,由此可以使环烯烃树脂(COP)溶解于醋酸甲基等溶剂。
获得的环烯烃树脂(COP)溶液(溶解中或者溶解后的胶浆)优选的是使用滤纸等适当的过滤材料来过滤。作为过滤材料,为了去除不溶物等,优选的是绝对过滤精度较小,但若绝对过滤精度过小,则有容易产生过滤材料的堵塞的趋势。因此,优选的是绝对过滤精度是0.008mm以下的过滤材料,更优选的是绝对过滤精度是0.001~0.008mm的范围内的过滤材料,进一步优选的是绝对过滤精度是0.003~0.006mm的范围内的过滤材料。
过滤材料的材质没有特别限制,能够使用通常的过滤材料,但聚丙烯、特氟隆(注册商标)等塑料制的过滤材料、不锈钢等金属制的过滤材料不会发生纤维的脱落等,是优选的。
优选的是通过过滤去除、减少原料的环烯烃树脂(COP)所含的杂质、特别是亮点异物。亮点异物是指将2张偏振板以交叉棱镜状态配置,在其间放置膜等,从一方的偏振板的一侧照射光,从另一方的偏振板的一侧观察时,可看到来自相反侧的光泄漏的点(异物),优选的是直径为0.01mm以上的亮点数为200个/cm2以下。
直径为0.01mm以上的亮点数更优选的是100个/cm2以下,进一步优选的是50个/m2以下,更优选的是0~10个/cm2以下。另外,直径小于0.01mm的亮点也优选为较少。
胶浆的过滤可以通过通常的方法进行,但一边以溶剂的常压下的沸点以上并且是加压下溶剂不沸腾的范围的温度加热一边过滤的方法,过滤前后的滤压之差(差压)的上升较小,较为优选。
过滤中的优选的温度在30~120℃的范围内,更优选的是45~70℃的范围内,进一步优选的是45~55℃的范围内。另外,优选的是滤压较小。具体而言,滤压优选的是1.6MPa以下,更优选的是1.2MPa以下,进一步优选的是1.0MPa以下。
<流延工序(S2)>
在流延工序(S2)中,将在支承体上流延的胶浆所形成的流延膜在支承体上加热,使溶剂蒸发至可以利用剥离卷筒从支承体剥离流延膜。蒸发优选的是在5~75℃的范围内的温度下进行。
为了使溶剂蒸发,有将热风吹到流延膜上表面的方法以及/或者利用液体从支承体的背面导热的方法、利用辐射热从表里导热的方法等,但利用辐射热从表里导热的方法的干燥效率良好而优选。另外,也优选使用将它们组合的方法。
出于生产性能的观点,流延(cast)的宽度优选的是1.3m以上,更优选的是1.3~4.0m的范围内。如果流延(cast)的宽度为4.0m以下,则在制造工序中不产生条纹,之后的输送工序中的稳定性变高。从输送性能、生产性能的观点出发,流延(cast)的宽度进一步优选的是1.3~3.0m的范围内。
流延工序(S2)中使用的支承体优选为对表面进行了镜面加工的支承体,优选的是使用利用不锈钢钢带或铸件对表面进行了镀敷加工的滚筒。
流延工序(S2)中的支承体的表面温度优选的是-50℃至溶剂的沸点的范围内的温度,温度越高,流延膜的干燥速度越快,因此优选。支承体的表面温度更优选的是0~55℃的范围内,进一步优选的是22~50℃的范围内。
控制支承体的温度的方法不被特别限制,但吹送暖风或冷风的方法、使热水接触支承体的里侧的方法。使用热水是优选的,因为可以有效地进行热传递,并且直到支承体的温度达到一定为止的时间较短。在使用暖风的情况下,有时使用温度比目标温度高的风。
根据几个实施方式,在流延工序(S2)中,在将胶浆制备工序(S1)中制备的胶浆通过加压型定量齿轮泵等利用导管输送到流延模,在无限地输送的由的旋转驱动不锈钢制环带构成的支承体上的流延位置,从流延模流延胶浆。
作为在流延工序(S2)中用于提高膜厚的均匀性的方法,在溶液流延制膜法以及熔融流延制膜法的任一种中,均可举出对流延模的模唇部分的狭缝间隙进行控制的方法。例如在挤出粘度较高的胶浆(包含熔体)时,产生上述狭缝间隙的宽度方向上的偏差,但为了防止该情况,有在宽度方向上设置多个加热螺栓来控制狭缝间隙的方法。但是,该方法存在加热螺栓数量有物理上的设置极限的问题。
另外,为了抑制产生上述狭缝间隙的宽度方向的偏差的宽度方向上的压力变动,有使流延模的内部构造在宽度方向上变化的方法。但是,必须按照每个生产品种切换流延模,存在花费时间及成本的问题。
·基于流延模的加热螺栓的初期排出膜厚控制
利用上述流延模的加热螺栓控制初期排出膜厚是本发明的膜的膜厚控制手段之一。
在流延模设有在宽度方向上调整排出胶浆(熔融的情况下是挤出树脂)的狭缝的机构。优选的是通过上述流延模的加热螺栓,将排出胶浆的狭缝的宽度方向的间隙调整为排出之后的膜厚偏差相对于流延膜整体为1.0~5.0%的范围内,进行流延膜的初期排出膜厚的控制。
·其他
流延模狭缝的流出胶浆的部位称作模唇,但优选的是能够调整模唇部分的狭缝形状且容易使膜厚均匀的流延模。流延模有衣架型模头、T模等,但都优选使用。
另外,在本说明书中,流延膜是指从上述的模唇部分流延的胶浆膜。
为了提高本发明的膜的制膜速度,也可以在支承体上设置2个以上的上述流延模,将胶浆量分割来层叠。或者,优选的是通过同时流延多个胶浆的共流延法获得层叠构造的膜卷。为了提高制膜速度,也可以在支承体上设置2个以上的流延模,将胶浆量分割而层叠。
在流延工序(S2)中,使流延的胶浆在支承体上干燥,形成流延膜。此时,流延模的倾斜、即胶浆从流延模向支承体的排出方向只要适当设定为相对于支承体的面(流延胶浆的面)的法线的角度在0~90°的范围内即可。
支承体例如由不锈钢带构成,由位于一对卷筒以及位于它们之间的多个卷筒保持。此时,支承体的表面优选为镜面。在一对卷筒的至少一方设有对支承体赋予张力的驱动装置,由此,支承体以被施加张力而张紧的的状态使用。另外,支承体也可以也可以是滚筒。
<剥离工序(S3)>
在本工序中,在上述流延工序(S2)中,使溶剂蒸发至流延膜在支承体上成为能够剥离的膜强度,使其干燥固化或者冷却凝固之后,在膜在支承体上旋转一周之前,将膜从支承体剥离。即,本工序是在剥离位置剥离在支承体上溶剂蒸发了的膜的工序。
此时,出于面品质、透湿性、剥离性的观点,优选的是在30~600秒的范围内将该膜从支承体剥离。另外,将从支承体剥离膜的位置称为剥离点,另外,将有助于剥离的卷筒称作剥离卷筒。
在剥离工序(S3)中,在保持自身支承性的状态下利用剥离卷筒剥离膜。支承体上的剥离点处的温度优选的是-50~40℃的范围内,更优选的是10~40℃的范围内,进一步优选的是15~30℃的范围内。
·残留溶剂量
剥离时的支承体上的膜的残留溶剂量根据干燥条件的强弱、支承体的长度等适当调节。虽然也取决于膜的膜厚,但若剥离点处的残留溶剂量过多,则有时膜过于柔软而难以剥离,有时损害平面性、容易产生由剥离张力引起的横向阶梯(日文:横段)、褶皱、纵条纹。相反,若残留溶剂量过少,则有时在中途膜的一部分剥离。
为了使膜显示出良好的平面性,出于兼顾经济发展速度与品质的观点,优选的是残留溶剂量在10~50质量%的范围内。
作为提高制膜速度的方法(由于在残留溶剂量尽可能多时剥离,因此可以提高制膜速度),有即使残留溶剂量多也可以剥离的凝胶流延法(gel-casting)。
作为该方法,有在胶浆中加入对于环烯烃树脂(COP)的不良溶剂而在胶浆流延后使流延膜凝胶化的方法、通过将支承体冷却而使流延膜凝胶化并在含有大量残留溶剂的状态下剥离的方法等。另外,也有在胶浆中加入金属盐的方法。
如上述那样,通过在支承体上使流延膜凝胶化,并增强膜,可以加快剥离并提高制膜速度。
另外,残留溶剂量由下述式定义:
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
在上述式中,M是在制造中或者制造后的任意的时刻采取流延膜或者膜的试料的质量,N是将M在115℃下加热1小时后的质量。
剥离支承体与膜时的剥离张力优选的是300N/m以下。该剥离张力更优选的是196~245N/m的范围内,但在剥离时容易产生褶皱的情况下,优选的是以190N/m以下的张力剥离。
<收缩工序(S4)>
收缩工序(S4)是使膜在面内收缩的工序。该收缩工序通过将从支承体剥离后的膜沿输送方向(Machine Direction,以下也称为“MD方向”)拉伸来进行。在该情况下,膜在膜面内沿与MD方向正交的宽度方向(Traverse Direction,以下也称为“TD方向”)收缩。
通过收缩工序,促进膜的膜厚方向上的聚合物分子(基质分子)间的相互缠绕。由此,在制作偏振板时,即使在经由粘合剂粘合膜与起偏器的情况下,粘合剂也容易经由基质分子间的相互缠绕的部分(交联部分)浸透到膜内部。其结果,能够经由粘合剂将膜稳固地固定于起偏器,能够提高膜相对于起偏器的剥离强度。即,能够确保膜与起偏器的良好的粘合性。
·收缩率的定义
在本说明书中,收缩率由下述式定义:
收缩率[%]=收缩工序结束时的膜的宽度[mm]/收缩工序开始时的膜的宽度[mm]×100。
在收缩工序(S4)中,若膜的收缩率过小,则促进基质分子间的相互缠绕的效果变得不充分的,若过大,则有膜(拉伸膜)的生产效率降低隐患。因此,收缩工序(S4)中的膜的收缩率优选的是1~40%的范围内,更优选的是5~20%的范围内。
·收缩率的测定方法与计算方法
在本说明书中,膜的宽度可以通过株式会社Keyence制的LS-9000测定。另外,本发明的膜的收缩率通过将用上述的测定器每隔1秒地测定5分钟(300秒)膜的宽度的各值的平均值作为膜的宽度并代入上述式而求出,但不限于上述方法,例如也可以使用从规尺读取膜的宽度的值作为膜的宽度并代入上述式。
在收缩工序(S4)中,使膜沿宽度方向收缩。作为使膜收缩的方法,例如有(1)在不保持宽度的状态下对膜进行高温处理,提高膜的密度,(2)对于膜沿输送方向(MD方向)施加张力,使膜沿宽度方向(TD方向)收缩,以及(3)急剧地减少膜的残留溶剂量的等方法。
<第一干燥工序(S5)>
第一干燥工序(S5)是在支承体上加热膜并使溶剂蒸发的工序。在干燥装置内,利用从侧面观察时配置为交错状的多个输送卷筒输送膜,在其间干燥膜。
干燥装置的干燥方法没有特别限制,一般来说,可列举使用热风、红外线、加热卷筒、微波等的方法,但从简便的观点出发,优选的是用热风使膜干燥的方法。另外,也优选将它们组合的方法。另外,第一干燥工序(S5)根据需要进行即可。
膜的膜厚越薄,干燥越快,但过于急剧的干燥容易损害完成的膜的平面性。在进行高温下的干燥时,需要考虑残留溶剂量,但由于残留溶剂量不会过多,因此可以防止由溶剂的发泡引发的故障。从上述残留溶剂量达到30质量%以下左右开始进行基于高温的干燥较好。通过整体,干燥在大约30~250℃的范围内进行。特别是,优选的是在35~200℃的范围内干燥,干燥温度优选的是阶段性地升高。
另外,剥离工序(S3)中的剥离时的支承体上的膜的残留溶剂量根据干燥条件的强弱、支承体的长度等适当调节,收缩工序(S4)中的上述的残留溶剂量受到膜厚、树脂等的较大影响,因此在剥离工序(S3)与收缩工序(S4)中,残留溶剂量的优选的范围存在重复的范围。
支承体的温度可以整体相同,也可以根据位置而不同。在第一干燥工序(S5)中,利用干燥装置将膜从支承体剥离进而进行干燥。
在膜的干燥工序中,一般采用卷筒干燥方式(使膜交替地通过上下配置的多个卷筒而干燥的方式)、以拉幅机方式一边输送膜一边干燥的方式。
在使用拉幅装置的情况下,优选的是使用在后述的拉伸工序中能够通过拉幅装置的左右把持机构在左右独立地控制膜的把持长度(从把持开始到把持结束的距离)的装置。
另外,在拉伸工序中,为了改善平面性,也优选有意地制作具有不同温度的区域。另外,为了避免在不同的温度区域之间各个区域发生干扰,也优选的是设置中间区域。
<第一拉伸工序(S6)>
拉伸工序也可以是将膜在膜面内仅沿MD方向拉伸的工序,也可以是仅沿TD方向拉伸的工序,也可以是相对于MD方向以及TD方向这两个方方向拉伸的工序,也可以是沿倾斜方向拉伸的工序。
另外,拉伸方向没有限制,但从得到宽幅的膜的观点出发,优选具有至少包含宽度方向的拉伸的工序。这种拉伸可以使用拉伸装置进行。
为了确保高相位差、确保宽幅以及促进起偏器与粘合时的粘合剂浸透,优选的是在拉伸工序中以高倍率拉伸膜。但是,若拉伸倍率过高,则由于拉伸应力,可能会在膜内产生粘土、保持膜强度的基质分子间的相互缠绕难以解离而导致膜脆弱化。因此,拉伸工序中的拉伸倍率优选的是1.1~5.0倍的范围内,更优选的是1.3~3.0倍的范围内。
另外,在进行多次拉伸的情况下,在多次拉伸中,基质分子的解离的风险最高的最高倍率的拉伸优选在最后一次进行。例如最高倍率的拉伸优选的是在第二拉伸工序(S8)中进行。在该情况下,在最高倍率的拉伸之前,可以使基质分子的相互缠绕稳固,因此即使进行最高倍率的拉伸,也可以抑制基质分子的相互缠绕的解离进而抑制凝聚破坏。
在第一拉伸工序(S6)中,利用拉幅装置拉伸膜。作为此时的拉伸方法,为了提高膜的性能·生产性能、平面性、尺寸稳定性,优选的是设置卷筒的周速差而沿输送方向(MD方向)拉伸的方式、用夹具等固定膜的两侧缘部而沿宽度方向(TD方向)拉伸的拉幅机方式。
另外,在所谓的拉幅机法的情况下,如果以线性驱动方式驱动夹具部分,则可以进行平滑的拉伸,可以减少断裂等的危险性,因此优选。
制膜工序的这些宽度保持或者横向的拉伸优选利用拉幅装置进行,也可以是针板拉幅机,也可以是夹子拉幅机。另外,在拉幅装置内,也可以拉伸的基础上进行干燥。
然而,拉幅装置的内部设有预热区域、(横向)拉伸区域以及热固定区域。区域彼此之间由挡风帘隔开。另外,在各区域的内部,相对于膜F从上方或下方、或者这两方供给热风。热风以按照每个区域被管理为规定的温度的状态向膜的宽度方向均匀地吹出。由此,各区域的内部被控制为希望的温度。以下,对各区域进行说明。
预热区域是对膜进行预热处理的区域,不扩大夹具的间隔地加热膜。在该预热区域中,为了使包含膜端部的膜厚偏差Y成为希望的值,优选的是对于膜实施局部的加热。
作为局部的加热机构,例如可列举红外线(IR)加热器、热风等,但不被特别限定,也可以利用其他机构进行热处理。
热风式具有无论什么材料都有足够的膜厚调整能力的优点。在本发明中,出于膜厚控制性、稳定性的观点,优选的是由沿膜的宽度方向(TD方向)与输送方向(MD方向)配置的红外线(IR)加热器进行局部的加热。
膜上的红外线(IR)加热器例如如图6的(a)、(b)以及(c)那样,规则地在膜的输送方向上配置1列或者多列(图6的(a)在膜的输送方向上配置1列,图6的(b)在膜的输送方向上配置2列,图6的(c)在膜的输送方向上配置5列)。另外,红外线(IR)加热器也可以在输送方向上配置为交错状。
在图6中,P1、P2以及P3表示各红外线加热器的热源部设置间隔的间距。
这里,参照图6(a)、(b)以及(c)可知,红外线(IR)加热器中的各个热源部是各个红外线(IR)加热器的中央部。
本发明中的红外线(IR)加热器的形状不被限定,实际的红外线(IR)加热器的热源部具有点状、线状、或者面状等形状,本发明中的“红外线(IR)加热器的热源部”是指实际的红外线(IR)加热器的形状取点状、线状或者面状等任意形状时,实际的红外线(IR)加热器的热源部的中央部。
<红外线(IR)加热器>
详细地说明本发明中使用的红外线(IR)加热器。作为本发明中使用的红外线(IR)加热器,与一般的红外线(IR)加热器不同,优选的是设计成通过使用反射红外线的反射镜、能够精确地缩窄红外线的照射范围的加热器。
作为反射红外线的反射镜,例如可以举出冷光镜(SIGMA KOKI株式会社制)、红外用加强铝反射镜(novooptics公司制)等多个。本发明的实施例中使用的反射镜是作为使用了铝的反射镜的红外用加强铝反射镜(novooptics公司制)。
现有的一个一般的红外线(IR)加热器一个红外线的照射范围例如在作为远红外线加热器的产品编号MCHNNS3(照射能量400W,株式会社MISUMI制)中在宽度方向上为500mm,相对于此,本发明中使用的一个红外线(IR)加热器(株式会社heattec制)红外线的照射范围在照射能量550W下,在宽度方向上为100~150mm。
虽然未图示,但在拉幅装置中,红外线(IR)加热器仅配置在喷嘴的上侧,使得在膜断裂时膜不与红外线(IR)加热器接触。
使红外线(IR)加热器接近膜能够使基于红外线(IR)加热器的放射能量集中在更窄的范围。由此,优选的是在不干扰夹具的宽度调整动作的范围内,使红外线(IR)加热器尽可能地接近膜。具体而言,从膜到红外线(IR)加热器的距离优选的是30~120mm的范围内。
另外,上述红外线(IR)加热器优选的是使用100~250mm的加热宽度的加热器。另外,“加热宽度”是指在将红外线(IR)加热器的正下方的加热强度设为1时,该加热强度成为0.2为止的由红外线(IR)加热器加热的宽度。
作为红外线(IR)加热器的热源部的设置间隔(间距),优选的是10~300mm,更优选的是15~200mm,进一步优选的是20~150mm。另外,红外线(IR)加热器优选的是以照射能量100~1,000W在150~400℃的范围内加热。
通过调整该红外线(IR)加热器的热源部的设置间隔、照射能量、加热温度等,能够控制上述的膜厚偏差Y。
在预热区域预热的膜向横向拉伸区域移动。横向拉伸区域是通过扩大夹具的间隔而将膜沿宽度方向横向拉伸的区域。该横向拉伸处理中的拉伸倍率优选的是1.0~2.5倍的范围内,更优选的是1.05~2.3倍的范围内,进一步优选的是1.1~2倍的范围内。
在横向拉伸区域中横向拉伸后的膜向热固定区域移动。
另外,在本实施方式中,将拉幅装置的内部分为预热区域、(横向)拉伸区域、热固定区域,但区域的种类、配置并不限定于此,例如也可以在横向拉伸区域之后设置将膜冷却的冷却区域。另外,也可以在热固定区域之中设置热缓和区域。
另外,在本实施方式中,可以利用拉幅装置仅进行横向拉伸,也可以在纵向上也同时拉伸。在该情况下,在夹具移动时,只要使夹具的间距(输送方向上的夹具彼此的间隔)变化即可。作为使夹具的间距变化的机构,例如可以利用缩放机构或线性引导机构。
作为拉伸膜的方法,可列举沿纵向(输送)方向拉伸的方法(纵向拉伸)、沿横向(宽度)方向拉伸的方法(横向拉伸)、依次进行纵向拉伸与横向拉伸的方法(逐次双轴拉伸),同时进行纵向拉伸与横向拉伸的方法(同时双轴拉伸)。其中,在进行横向拉伸、同时双轴拉伸(包含斜向拉伸)的情况下,使用拉幅装置。
拉幅装置是用夹具把持膜的宽度方向的两端部、使该夹具与膜一起行驶的同时扩大间隔来拉伸膜的装置。
·热处理定时
拉幅装置通常被分为多个区域,例如设有加热膜的预热区域、横向拉伸膜的横向拉伸区域、进行膜的结晶化的热固定区域、去除膜的热应力的缓和区域等。
·炉内温度
通常,拉伸炉的炉内温度优选的是120~200℃的范围内,更优选的是120~180℃的范围内。这里,本发明中的炉内温度是在后述的拉幅装置的拉伸区域中测定距拉伸之前的膜中央为100mm上侧的位置的温度,将每1分钟的各温度的值测定1小时,计算出它们的平均值。
这里,在多个区域中,在输送方向上具有温度梯度时,将热处理的区域设为炉内温度的对象。另外,在本发明中,在拉伸区域中实施热处理的情况下和不实施热处理的情况下,炉内温度不同,但在拉伸区域中实施热处理的情况下,该炉内温度是指实施热处理之前的拉伸区域中的炉内温度。
·残留溶剂量
拉伸时的膜中的残留溶剂量优选的是20质量%以下,更优选的是15质量%以下。
<第一切断工序(S7)>
在第一切断工序(S7)中,由裁切机构成的切断部将在第一拉伸工序(S6)拉伸后的膜的宽度方向的两端部切断。在膜中,两端部的切断后残留的部分构成成为膜产品的产品部。另一方面,也可以将从膜切断的部分回收,再次作为原材料的一部分而再利用于膜的制膜。
<第二拉伸工序(S8)>
在第二拉伸工序(S8)中,与第一拉伸工序(S6)相同,利用拉伸装置拉伸膜。作为此时的拉伸方法,为了提高膜的性能·生产性能、平面性、尺寸稳定性,优选的是设置卷筒的周速差并沿输送方向(MD方向)拉伸的方式、利用夹具等固定膜的两侧缘部而沿宽度方向(TD方向)拉伸的拉幅机方式。另外,在拉伸装置内,也可以在拉伸的基础上进行干燥。
<第二切断工序(S9)>
在第二切断工序(S9)中,与第一切断工序(S7)相同,由裁切机构成的切断部将制膜后的膜的宽度方向的两端部切断。另外,膜两端部的夹具的把持部分通常由于膜变形、不能用作产品而被切除。在没有发生由热量引起的材料的劣化的情况下,在回收后再次利用。在膜中,两端部的切断后残留的部分构成成为膜产品的产品部。另一方面,从膜切断的部分被回收,再次作为原材料的一部分而再利用于膜的制膜。
<第二干燥工序(S10)>
在第二干燥工序(S10)中,与第一干燥工序(S5)相同,膜被干燥装置干燥。在干燥装置内,利用从侧面观察时配置为交错状的多个输送卷筒输送膜,在其间干燥膜。
干燥装置中的干燥方法没有特别限制,一般来说可列举使用热风、红外线、加热卷筒、或者微波等的方法。在这些干燥方法之中,也是从简便的观点出发,优选的是使用热风使膜干燥的方法。另外,第二干燥工序(S10)根据需要进行即可。
<第三切断工序(S11)>
在第三切断工序(S11)中,与第一切断工序(S7)、第二切断工序(S9)相同,由裁切机构成的切断部将制膜后的膜的宽度方向的两端部切断。在膜中,两端部的切断后残留的部分构成成为膜产品的产品部。另一方面,从膜切断的部分被回收,再次作为原材料的一部分而再利用于膜的制膜。
<卷取工序(S12)>
最后,在卷取工序(S12)中,利用卷取装置卷取膜,获得膜卷。即,在卷取工序(S12)中,通过一边输送膜一边卷取于卷芯,制造出膜卷。
卷取工序中的膜卷取时的卷取张力不被特别限制,但优选的是10~300N/m的范围内,优选的是20~200N/m的范围内。通过调整该卷取张力,能够控制上述的膜层间空隙。卷取张力可以在卷取工序期间恒定,也可以在卷取工序的中途变化。
·残留溶剂量
本工序更具体而言是膜中的残留溶剂量成为2质量%以下后利用卷取装置卷取膜的工序,优选的是通过使残留溶剂量为0.4质量%以下,能够获得尺寸稳定性良好的膜。
特别是,优选的是在残留溶剂量为0.00~0.20质量%的范围内卷取。
(卷取方法)
膜的卷取方法只要是使用通常使用的络纱机的方法即可,例如有恒转矩法、恒张力法、锥形张力法、内部应力恒定的程序张力控制法等控制张力的方法,只要分开使用它们即可。在卷取之前,在成为产品的宽度切开端部并裁掉,为了防止卷绕中的粘附、擦伤,也可以对膜两端部实施压花加工以外的表面改性处理。
在本工序中,通过适当调整与卷取于卷取轴的膜接触并按压的接触卷筒的按压量(接触压力),能够控制膜层间空隙。
接触卷筒具有控制其按压量的按压量控制装置,通过调整按压量,能够控制膜层间空隙。按压量控制装置配设于接触卷筒的两端。
接触卷筒与张力控制(卷取张力)的关系可以通过基于文献(J.K.Good ModelingNip Induced Tension in Wound Rolls)Proceedings of Forth InternationalConference on Web Handling,1997)所记载的以下的公式;
TW(卷取张力)=Th(输送张力)+μN(μ:摩擦系数,N:接触压)的构思,设定不发生故障的最佳的卷绕中的半径方向应力、圆周方向应力。
作为接触卷筒的材质,能够使用金属、或者在金属卷筒的周围卷绕有树脂、橡胶等的材质。另外,也能够使用随着从宽度方向的中心部向侧面去而使直径变化的中高辊。作为芯材,能够使用铝、铁、CFRP(carbon fiber reinforced plastics)等。另外,也可以作为表面加工而实施铬涂敷,或将弹性卷筒等用作接触卷筒。接触卷筒的数量可以是1根,也可以是2根以上。
接触卷筒的按压量(接触压)不被特别限制,但优选的是超过5N/m且小于80N/m,更优选的是7~60N/m,进一步优选的是10~50N/m。卷取张力可以在卷取工序期间恒定,也可以在卷取工序的中途变化。
(基于熔融流延制膜法的膜卷的制造工序)
本发明的膜也可以利用熔融流延法制膜。“熔融流延制膜法”是指将含有热塑性树脂以及上述的添加剂的组成物加热熔融至显示流动性的温度、之后流延含有流动性的热塑性树脂的熔融物的方法。
作为加热熔融的成形方法,详细地说,可以分类为熔融挤出成形法、压制成形法、吹胀法、注射成形法、吹塑成形法、拉伸成形法等。在这些成形法中,出于机械强度以及表面精度等点,优选的是熔融挤出成形法。
以下,对熔融流延制膜法进行说明。
根据几个实施方式,基于熔融流延制膜法的膜卷的制造方法包含挤出工序(M1)、流延·成形工序(M2)、第一拉伸工序(M3)、第一切断工序(M4)、第二拉伸工序(M5)、第二切断工序(M6)以及卷取工序(M7)。
另外,基于熔融流延制膜法的制造方法无需包含第一拉伸工序(M3)以及第二拉伸工序(M5)这两方,只要包括至少一方的工序即可。另外,第一切断工序(M4)以及第二切断工序(M6)也同样至少包含一方的工序即可。
<挤出工序(M1)>
在挤出工序(M1)中,利用挤出机,至少将热塑性树脂熔融挤出,在流延鼓上成形。热塑性树脂优选的是预先混炼而颗粒化。
颗粒化可以用公知的方法进行。例如用送料器将干燥树脂、增塑剂、其他添加剂供给到挤出机,使用单轴或双轴的挤出机进行混炼,从流延模挤出成股线状,进行水冷或者空冷并切割,由此可以颗粒化。
添加剂可以在供给到挤出机之前与热塑性树脂混合,也可以将添加剂以及热塑性树脂分别用单独的送料器供给到挤出机。少量的添加剂为了均匀地混合,优选的是预先混合到热塑性树脂中。
从供给料斗向挤出机导入颗粒时,优选的是在真空下或者减压下、非活性气体环境下防止氧化分解等。另外,挤出机为了抑制剪切力,避免热塑性树脂劣化(分子量降低、着色、凝胶生成等),优选的是在可颗粒化的温度并且是尽可能的低的温度下加工。
例如在双轴挤出机的情况下,优选的是使用深槽类型的螺杆,使其向相同方向旋转。出于混炼的均匀性,优选的是啮合类型。树脂·颗粒优选的是在熔融时用叶盘式的过滤器等过滤而去除异物。
使用如以上那样而获得的颗粒进行膜制膜。当然,也可以不进行颗粒化,而是将原材料的热塑性树脂(粉末等)原样地用送料器供给到挤出机并进行膜制膜。
<流延·成形工序(M2)>
在流延·成形工序(M2)中,将通过挤出工序熔融的树脂·颗粒通过加压型定量齿轮泵等,利用导管从流延模以膜状流延,在无限移送的旋转驱动不锈钢制环状流延鼓上的流延位置,从流延模流延熔融的树脂·颗粒。然后,使流延的熔融状态的树脂·颗粒在流延鼓上成形,形成流延膜。
流延模的倾斜、即熔融状态的树脂·颗粒从流延模向支承体的排出方向只要以相对于流延鼓的面(流延熔融状态的树脂·颗粒的面)的法线的角度在0~90°的范围内的方式适当设定即可。
也可以将接触卷筒、辅助流延鼓的冷却鼓适当地单独或者组合两个以上而形成膜。
用于提高流延·成形工序(M2)中的膜厚的均匀性的方法等与前述的基于溶液流延制膜法的膜卷的制造工序中的流延工序(S2)相同,剥离工序(S3)中的残留溶剂量、收缩工序(S4)中的收缩率以及第一干燥工序(S5)中的干燥方法等的记载也重复,因此省略。
<第一拉伸工序(M3)>
在第一拉伸工序(M3)中,利用拉伸装置拉伸膜。作为此时的拉伸方法,为了提高膜的性能·生产性能、平面性、尺寸稳定性,优选的是设置卷筒的周速差而沿MD方向拉伸的方式、利用夹具等固定膜的两侧缘部而沿TD方向拉伸的拉幅机方式。另外,在拉伸装置内,也可以在拉伸的基础上进行干燥。
关于拉幅装置、局部加热的方法、热处理定时、炉内温度、拉伸温度以及残留溶剂量等的记载,与基于溶液流延制膜法的膜卷的制造方法中的第一拉伸工序(S6)重复,因此省略。
<第一切断工序(M4)>
在第一切断工序(M4)中,由裁切机构成的切断部将制膜后的膜的宽度方向的两端部切断。在膜中,两端部的切断后残留的部分构成成为膜产品的产品部。另一方面,从膜切断的部分也可以被回收,再次作为原材料的一部分而再利用于膜的制膜。
<第二拉伸工序(M5)>
在第二拉伸工序(M5)中,与第一拉伸工序(M3)相同,利用拉伸装置拉伸膜。作为此时的拉伸方法,为了提高膜的性能·生产性能、平面性、尺寸稳定性,优选的是设置卷筒的周速差而沿MD方向拉伸的方式、用夹具等固定膜的两侧缘部而沿TD方向拉伸的拉幅机方式。另外,在拉伸装置内,也可以在拉伸的基础上进行干燥。
<第二切断工序(M6)>
在第二切断工序(M6)中,与第一切断工序(M4)相同,由裁切机构成的切断部将制膜后的膜的宽度方向的两端部切断。在膜中,两端部的切断后残留的部分构成成为膜产品的产品部。另一方面,从膜切断的部分也可以被回收,再次作为原材料的一部分而再利用于膜的制膜。
<卷取工序(M7)>
最后,在卷取工序(M7),利用卷取装置卷取膜,获得膜卷。即,在卷取工序中,通过一边输送膜一边卷取于卷芯而制造膜卷。本工序的详细情况与上述说明的卷取工序(S12)相同,因此这里省略说明。
本发明的膜卷优选的是长条膜,具体而言,膜卷的全长优选的是100~12,000m的范围内。另外,本发明的膜卷的宽度优选的是400~3,000mm的范围内。
虽然详细说明了本发明的实施方式,但这只是说明性和例示性的,并不是限定性的,本发明的范围明显应由所附的权利要求书解释。
本发明包括下述方式和形态:
1.一种不具有压花部的膜卷,在将在所述膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为X(单位:μm)、将包含膜端部的膜厚偏差设为Y(单位:μm)时,满足下述数式(1)以及数式(2):
【式6】
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0…数式(2)
2.根据上述1.所记载的膜卷,所述膜卷的卷内膜层间空隙、所述卷中膜层间空隙以及卷外膜层间空隙的标准偏差σ为0.15以下。
3.根据上述1.或者2.所记载的膜卷,包含环烯烃树脂。
4.一种膜卷的制造方法,包含:拉伸工序,使用多个红外线加热器对膜进行局部的加热,一边控制包含膜端部的膜厚偏差Y(单位:μm)一边拉伸所述膜;以及卷取工序,一边控制在膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙X(单位:μm)一边卷取所述膜,其中,所述X以及所述Y满足下述数式(1)以及数式(2):
【式7】
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0…数式(2)。
5.一种偏振板,包含由上述1.~3.中任一项所记载的膜卷获得的膜。
【实施例】
使用以下的实施例对本发明效果进行说明。但是,本发明的技术范围并不仅限于以下的实施例。在下述的实施例中,使用“%”“部”的表述,但只要没有特别说明,就表示“质量%”“质量份”。
〔实施例1〕
<膜卷的制作>
在膜的制膜中使用了溶液流延制膜法。
(胶浆制备工序(S1))
〈环状聚烯烃树脂P-1的合成〉
将100质量份的精制甲苯与100质量份的降冰片烯羧酸甲酯投入到搅拌装置。接着,将溶解于甲苯中的乙基己酸酯-Ni 25毫摩尔%(对单体摩尔)三(五氟苯基)硼0.225摩尔%(对单体摩尔)以及溶解于甲苯的三乙基铝0.25摩尔%(对单体摩尔)投入到搅拌装置中。在室温(25℃)下一边搅拌一边使其反应18小时。反应结束后,在过度的乙醇中投入反应混合物,生成聚合物的沉淀。将沉淀精制,将获得的环状聚烯烃树脂(环烯烃树脂(COP))(P-1)在真空下干燥,并在65℃下干燥24小时。
通过下述的凝胶渗透色谱(GPC)测定的环状聚烯烃树脂(P-1)的重均分子量(Mw)为140,000:
<凝胶渗透色谱>
溶剂:二氯甲烷
谱柱:Shodex(注册商标)K806、K805、K803G(将昭和电工株式会社制连接三根来使用)
谱柱温度:25℃
试料浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Sciences株式会社制)
泵:L6000(株式会社日立制作所制)
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用了基于标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(Tosoh株式会社制)Mw=500~2,800,000的范围内的13个样品的校正曲线。
<细颗粒分散液(M-1)的制备>
制备了下述组成的细颗粒分散液(M-1):
细颗粒(AEROSIL(注册商标)R812:日本AEROSIL株式会社制,平均匀次粒径:7nm,平均二次粒径:100nm,表观比重50g/L)
4质量份
二氯甲烷 76质量份
乙醇 20质量份。
将25质量份的上述获得的环状聚烯烃树脂(P-1)、65质量份的二氯甲烷、10质量份的乙醇以及0.75质量份的细颗粒分散液(M-1)投入到混合罐中,搅拌并溶解各成分之后,用平均孔径34μm的滤纸以及平均孔径10μm的烧结金属过滤器过滤,制备出环状聚烯烃树脂溶液(胶浆D-1)。
(流延工序(S2))
将在胶浆制备工序(S1)中制备的制膜用胶浆(环状聚烯烃树脂组成物COP1)通过加压型定量齿轮泵,利用导管输送到流延模。在由无限输移送的旋转驱动不锈钢制环带构成的支承体上的流延位置,从流延模在制膜生产线上以1800mm宽度流延胶浆。在支承体上加热至胶浆具有自支承性为止,使溶剂蒸发至能够利用剥离卷筒从支承体剥离流延膜从而干燥,形成流延膜。
另外,将从泵到流延模的导管的长度设为30m,调整使用于胶浆送液的齿轮泵的齿轮比,将泵的旋转速度设为70rpm。
利用流延模的加热螺栓,将排出胶浆的狭缝的宽度方向的间隙调整为刚排出之后的膜厚偏差相对于流延膜整体为5.5%,进行了流延膜的初期排出膜厚的控制。
干燥至带上的流延膜的残留溶剂量为5质量%为止,在表层上形成被膜之后,吹送风速45m/sec(40℃)的暖风,使突起平坦化。
(剥离工序(S3))
在流延工序(S2)中形成流延膜之后,利用剥离卷筒从支承体将流延膜保持自支承性地剥离。
(收缩工序(S4))
在不保持宽度的状态下对膜进行高温处理,提高膜的密度,从而使膜在宽度方向上以收缩率7%收缩。
(第一干燥工序(S5))
之后,在支承体上加热膜,使溶剂蒸发。通过下述的方法测定膜的残留溶剂量,结果为5质量%以下:
(残留溶剂量测定)
残留溶剂量通过气相色谱如以下那样计算。即,采取任意场所的膜片,为了防止残留于膜中的溶剂的挥发,迅速地确保在小瓶中进行栓封。接下来,向小瓶插入针,使用气相色谱仪(Agilent Technologies株式会社制)进行质量分析。另外,残留溶剂量由下述式定义:
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
上述式中的M是在流延膜或者膜的制造中或者制造后的任意时刻采取的试料的质量(g),上述式中的N是将上述试料以115℃加热1小时后的质量(g)。
(第一拉伸工序(S6)(局部的加热,Y的调整))
之后,将膜在用140℃的热风加热的拉幅装置内输送,一边对膜实施局部的加热,一边将膜横向拉伸。
<局部加热机构>
作为局部加热机构,使用了红外线(IR)加热器。膜上的各红外线(IR)加热器的热源部的位置设为距膜表面离开75mm的位置。另外,加热宽度设为150mm(在将红外线(IR)加热器的正下方的强度设为1时,强度成为0.2的加热宽度)。红外线(IR)加热器的各热源部为额定750W且设为180~350℃。
<红外线(IR)加热器的排列与热源部设置间隔>
红外线(IR)加热器如图6的(b)那样,沿输送方向排列成2列,各红外线(IR)加热器的热源部设置间隔设为间距50mm。
(第一切断工序(S7))
将拉伸后的膜的宽度方向的两端部切断。
(第二拉伸工序(S8))
除了将热风的温度设为180℃以外,与第一拉伸工序(S6)相同,利用拉幅装置拉伸膜。通过与上述相同的方法测定膜的残留溶剂量,结果为1~5质量%。
(第二切断工序(S9))
与第一切断工序相同,将拉伸后的膜的宽度方向的两端部切断。
(第二干燥工序(S10))
与第一干燥工序(S5)相同,将膜在支承体上加热,使溶剂蒸发。通过上述的方法测定膜的残留溶剂量,结果为0.1~2质量%。
(第三切断工序(S11))
与第一切断工序(S7)以及第二切断工序(S9)相同,将拉伸后的膜的宽度方向的两端部切断。
(卷取工序(S12))
卷取上述的膜。卷取张力为40N/m,以锥度70%以及角部25%实施。从卷取开始到卷取结束,将接触卷筒(TR)的按压量固定为16N/m。以膜卷宽度2,000mm、卷绕长度7,800m实施,输送膜的线速度为60m/分钟。
通过以上的工序,进行了膜卷No.1的制作。
〔实施例2〕
除了在第一拉伸工序(S6)中将各红外线(IR)加热器的热源部设置间隔设为间距200mm以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.2。
〔实施例3〕
除了在卷取工序(S12)中将卷取张力设为20N/m以外,与实施例2相同,制作出膜卷No.3。
〔实施例4〕
除了在第一拉伸工序(S6)中将各红外线(IR)加热器的热源部设置间隔设为间距15mm、在卷取工序(S12)中将卷取张力设为80N/m、将接触卷筒(TR)的按压量设为36N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.4。
〔实施例5〕
除了在卷取工序(S12)中将卷取开始时的接触卷筒(TR)的按压量设为32N/m、在卷取3,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为16N/m、在卷取5,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为8N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.5。
〔实施例6〕
除了在卷取工序(S12)中将卷取开始时的接触卷筒(TR)的按压量设为8N/m、在卷取3,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为16N/m、在卷取5,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为32N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.6。
〔实施例7〕
除了在卷取工序(S12)中将卷取开始时的接触卷筒(TR)的按压量设为40N/m、在卷取3,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为12N/m、在卷取5,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为40N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.7。
〔实施例8〕
在膜的制膜中使用了熔融流延制膜法。
(挤出工序(M1))
按照与实施例1相同的顺序,制备环状聚烯烃树脂(P-1)并颗粒化,并和添加剂(细颗粒,AEROSIL(注册商标)R812:日本AEROSIL株式会社制,平均匀次粒径:7nm,平均二次粒径:100nm,表观比重50g/L)一起向挤出机供给,在挤出机内熔融,通过加压型定量齿轮泵,从流延模以膜状挤出到流延鼓上。
(流延·成形工序(M2))
在上述挤出工序(M1)中,将从泵至流延模的配管的长度设为60m,调节使用于送液的齿轮泵的齿轮比,将泵的旋转速度设为20rpm。
利用流延模的加热螺栓,将排出胶浆的狭缝的宽度的间隙调整为刚排出之后的膜厚偏差相对于流延膜整体为1.5%,进行流延膜的初期排出膜厚的控制。将挤出的树脂用冷却滚筒冷却而成形,形成流延膜。
(第一拉伸工序(M3)(局部的加热,Y的调整))
之后,在拉幅装置内输送流延膜并横向拉伸。此时,使用红外线(IR)加热器,进行局部的加热。膜上的各红外线(IR)加热器的热源部的位置配置于距膜表面离开75mm的位置。另外,加热宽度设为150mm(在将红外线(IR)加热器的正下方的强度设为1时,强度成为0.2的加热宽度)。红外线(IR)加热器的各热源部为额定750W且设为180~350℃。
<红外线(IR)加热器的排列与热源部设置间隔>
红外线(IR)加热器如图6的(b)那样,沿输送方向排列2列,各红外线(IR)加热器的热源部设置间隔设为间距50mm。
(第一切断工序(M4))
将拉伸后的膜的宽度方向的两端部切断。
(第二拉伸工序(M5))
与第一拉伸工序相同,利用拉幅装置拉伸膜。
(第二切断工序(M6))
与第一切断工序相同,将拉伸后的膜的宽度方向的两端部切断。
(卷取工序(M7))
卷取上述的膜。卷取张力为40N/m,以锥度70%以及角部25%实施。从卷取开始到卷取结束,将接触卷筒(TR)的按压量固定为16N/m。以膜卷宽度2,000mm、卷绕长度7,800m实施,输送膜的线速度为60m/分钟。
通过以上的工序,进行了膜卷No.8的制作。
〔实施例9〕
除了取代环状聚烯烃树脂(P-1)而使用三乙酰纤维素(TAC、重均分子量:300,000)以外与实施例1相同地制作出膜卷No.9。
〔实施例10〕
除了在卷取工序(S12)中将卷取开始时的接触卷筒(TR)的按压量设为32N/m、在卷取3,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为13N/m、在卷取5,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为7N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.10。
〔比较例1〕
除了在第一拉伸工序(S6)中将各红外线(IR)加热器的热源部设置间隔变更为间距10mm、在卷取工序(S12)中将接触卷筒(TR)的按压量变更为80N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.11。
〔比较例2〕
除了在第一拉伸工序(S6)中不进行基于红外线(IR)加热器的加热、在卷取工序(S12)中将接触卷筒(TR)的按压量设为5N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.12。
〔比较例3〕
除了在卷取工序(S12)中将接触卷筒(TR)的按压量设为16N/m以外,与比较例2相同,制作出膜卷No.13。
〔比较例4〕
除了在第一拉伸工序(S6)中将各红外线(IR)加热器的热源部设置间隔设为间距100mm、在卷取工序(S12)中将接触卷筒(TR)的按压量设为8N/m以外,与实施例1相同,制作出膜卷No.14。
〔比较例5〕
与实施例1相同地进行胶浆制备工序(S1)~第三切断工序(S11)。
(压花加工工序)
之后,对膜照射激光束,形成压花加工部(部位A)。两端部的压花加工宽度设为距膜端15mm。输送膜的线速度为60m/分钟。
作为激光装置,使用二氧化碳激光装置,将激光装置的输出设为20W,将出光波长的中心波长设为9.4μm,将出光波长范围以中心波长为中心设为±0.01μm以下。
激光束向膜的照射通过如下方式进行:将从二氧化碳激光装置发出的平行化的光束用2片电流镜反射,经由fθ透镜(焦距200mm)聚光在所输送的膜的表面。
通过控制电流镜的角度,使聚光位置沿膜平面方向移动,由此,控制激光束向膜表面上的照射轨迹。
(大气压等离子体处理工序:表面改性处理)
将春日电机株式会社制AGP-500设置于膜的压花加工部的背面侧,照射0.5kW。以产生大气压等离子体的探头与膜的距离为5mm来实施。照射的大气压等离子体在与压花加工部对置的膜背面侧,以能够照射压花加工宽度的110%的宽度的方式设定设置位置。
(卷取工序(S12))
卷取上述的膜。卷取张力为40N/m,以锥度70%以及角部25%实施。从卷取开始到卷取结束,将接触卷筒(TR)的按压量固定为8N/m。以膜卷宽度2,000mm、卷绕长度7,800m实施,输送膜的线速度为60m/分钟。
通过以上的工序,进行了膜卷No.15的制作。
〔比较例6〕
除了在卷取工序(S12)中将卷取开始时的接触卷筒(TR)的按压量设为16N/m、在卷取3,000m的阶段将接触卷筒(TR)的按压量变更为5N/m以外,与比较例5相同,制作出膜卷No.16。
将各实施例以及比较例的膜卷的制造条件以及构成表示在下述表1中。
【表1】
[测定]
<膜层间空隙>
将包含图1所示的拍摄单元且具有图3所示的系统构成的图2的拍摄装置如图5所示那样设置于膜卷侧面,拍摄了膜卷侧面。关于拍摄,以从卷芯起在卷筒体侧面的50%卷绕外侧的点(膜卷直径的50%的点图4以及图5的点B)为中心进行测定,测定用于计算卷中膜层间空隙的图像。同样,分别测定用于计算从卷筒体端面的卷芯起在20%卷绕外侧(膜卷直径的20%的点,图5的点A)的卷内膜层间空隙以及从卷筒体端面的卷芯起在80%卷绕外侧(膜卷直径的80%的点,图5的点C)的卷外膜层间空隙的图像。取得所测定出的图像数据,对于取得的图像数据进行边缘强调处理,获得了加工图像(例如图4以及图5的粗框内的图像)。进而,以该加工图像的中心位置为起点,以朝向卷绕外侧位于第100层的位置为终点,测量半径方向的长度,通过下述式,计算出了各膜层间空隙:
【式8】
膜层间空隙={100层膜的半径方向的长度-(利用膜厚测定器测量出的膜厚度×100)}÷100
另外,图1所示的高亮度线照明3使用了CCS株式会社制的白色线照明(产品编号:LNSP2-100SW),远心透镜4使用了株式会社moritex制的产品编号:MML1-HR130VI-35F(倍率×1,WD130mm),黑白行传感器相机5使用了日本Electro-Sensory Devices株式会社制的产品编号:RMSL8K39CL(3.5μm/pixel的8,000像素)。
<包含膜端部的膜厚>
使用株式会社Keyence制、SI-T10的膜厚测定器,求出膜的膜厚。在宽度方向上,在线测定了包含膜端部的100个点的膜厚。另外,在输送方向上,每隔1m地在线测定了7,800点。即,对于全长7,800m的膜卷测定了宽度方向100点×输送方向7,800点=共计780,000点的膜厚。
在卷内膜层间空隙的计算中使用的膜厚是在成为膜卷的直径的20%的时刻(卷绕长度1,100m的时刻)测定的宽度方向的100个点的膜厚的平均值。在卷中膜层间空隙的计算中使用的膜厚是在成为膜卷的直径的50%的时刻(卷绕长度3,200m的时刻)测定的宽度方向的100个点的膜厚的平均值。在卷外膜层间空隙的计算中使用的膜厚是在成为膜卷的直径的80%的时刻(卷绕长度5,800m的时刻)测定的宽度方向的100个点的膜厚的平均值。
上述数式(2)中的包含膜端部的膜厚偏差Y是为了计算卷中膜层间空隙而测定出的宽度方向的100个点(卷绕长度3,200m的时刻)的膜厚的偏差(膜厚的最大值-膜厚的最小值)。
另外,在各实施例以及比较例中,通过膜卷全长的膜的平均膜厚都为35μm。
[评价]
<卷绕偏移>
通过振动试验,对在各实施例以及比较例中获得的膜卷沿宽度方向施加5.8m/s2的加速度30分钟,测定左右的偏移量。振动试验机使用了IMV株式会社制,TR1000。如果评价等级为○~△,则可以实用:
卷绕偏移的评价等级
○:小于偏移量2mm
△:偏移量2mm以上且小于10mm
×:偏移量10mm以上。
<粘附>
从在各实施例以及比较例中获得的膜卷送出膜,目视观察重合的膜彼此的粘附(以下,也称为粘连)的状态,基于以下的基准进行了评价。如果评价等级为○~△,则可以实用:
评价等级
○:无粘连
△:粘连较弱的水平,但实用上没有问题
×:粘连为上述以外的水平(用户不满的水平)
另外,上述评价等级△中的“粘连较弱的水平”是指难以判断是粘附还是未粘附的水平。
将在实施例以及比较例的膜卷中进行了上述的各种测定以及评价的结果表示在下述表2中。
【表2】
根据上述表2可知,实施例的膜卷的粘附以及卷绕偏移进一步减少。另一方面,可知比较例的膜卷的粘附以及卷绕偏移的至少一方恶化。
附图标记说明
1半透镜,
2全反射镜,
3高亮度线照明,
4远心透镜,
5黑白行传感器相机,
6膜卷的被测定面(卷端面),
10拍摄单元,
20卷芯。

Claims (7)

1.一种不具有压花部的膜卷,其特征在于,在将在所述膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙设为Xμm、将包含膜端部的膜厚偏差设为Yμm时,满足下述数式(1)以及数式(2):
0.05μm<X<0.50μm …数式(1)
0.7<X/Y<2.0 …数式(2)。
2.根据权利要求1所述的膜卷,其特征在于,
所述膜卷的卷内膜层间空隙、所述卷中膜层间空隙以及卷外膜层间空隙的标准偏差σ为0.15以下。
3.根据权利要求1或2所述的膜卷,其特征在于,
包含环烯烃树脂。
4.一种膜卷的制造方法,其特征在于,包含:
拉伸工序,使用多个红外线加热器对膜进行局部的加热,一边控制包含膜端部的膜厚偏差Yμm,一边拉伸所述膜;以及
卷取工序,一边控制在膜卷的侧面测定的卷中膜层间空隙Xμm一边卷取所述膜,
所述X以及所述Y满足下述数式(1)以及数式(2):
0.05μm<X<0.50μm…数式(1)
0.7<X/Y<2.0 …数式(2)。
5.根据权利要求4所述的膜卷的制造方法,其特征在于,
所述膜卷的卷内膜层间空隙、所述卷中膜层间空隙以及卷外膜层间空隙的标准偏差σ为0.15以下。
6.根据权利要求4或5所述的膜卷的制造方法,其特征在于,
所述膜卷包含环烯烃树脂。
7.一种偏振板,包含从权利要求1或者2所述的膜卷获得的膜。
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