CN1672883A - 切割聚合物膜的方法 - Google Patents

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Abstract

一种膜被加热以满足公式：Tg－90≤T≤Tg－30，所述膜的聚合物的玻璃转变温度是Tg。通过把热的空气从管供入膜上而进行加热。来自管的空气的温度和流速被控制。通过剪切切割机进行剪边。此外，如果从热空气的加热位置至剪切的切割机的切割位置的距离是从10mm至200mm，则没有剪边的灰尘和粉末材料不粘附于获得的膜的成品部分，膜的切割形成成品部分的足够的边缘。

Description

切割聚合物膜的方法
技术领域
本发明涉及一种切割成形的聚合物膜的方法，尤其涉及切割在光学领域使用的聚合物膜(例如偏振滤光片、光学补偿膜、液晶显示器等)的方法。
背景技术
聚合物膜用于光学领域，例如用于偏振滤光片、光学补偿膜、液晶显示器等。由于对低成本的强烈需求和对上述光学产品需求的增加，产生了提高聚合物膜生产率和增加生产速度的需要。而且，在上述光学应用中，非常需要聚合物膜具有较高和更多的功能，根据这种需要，希望使聚合物膜更薄。
通常，为了获得用于光学应用的聚合物膜，使用溶液浇铸方法，在所述溶液浇铸方法中，涂料(dope)被浇铸在支撑件上然后作为膜被剥落，并且烘干被剥落的膜。溶液浇铸方法是产生聚合物膜典型的方法。被产生的聚合物膜被切割成具有预定的尺寸。例如，为了获得具有预定尺寸的烘干的聚合物膜，切割有时是在卷绕轴周围缠绕之前切开薄膜，并且有时把连续的膜截片(sheet-cutting)成具有预定长度的膜片。另外，连续膜从辊子中展开，然后在其上涂敷涂层溶液，然后，边缘部分被修剪或切掉，否则连续膜被切成具有预定尺寸的膜片。
在切割过程中，如果在切割中的特性不好，则在切割表面形成裂纹，产生切割灰尘和粉状材料并粘附于将用作产品的部分膜上。在这些情况下，有时输送膜也有麻烦并且膜产品具有缺陷。另外，如果膜没有被切好，则膜产品的边缘部分被变形或有时产品被撕裂。
另外，在上述光学领域，根据膜产品的使用而拉伸(draw)膜。然而，拉伸使膜变得脆弱。因此，通过拉伸膜的切割特性被破坏。因此更经常地产生切割灰尘和粉末材料。
因此，为了更好地进行切割，提出多种建议。例如，如果玻璃转变温度是Tg(℃)，则聚合物膜的切割区域被加热至在Tg(℃)至(Tg+100)℃的范围内的一个温度，然后在切割区域进行切割(见日本专利公开出版物No.1-281896)。否则，当残余的挥发成分和温度保持在预定范围内(见日本专利公开出版物No.9-85680)时切割聚合物膜。优选地，在这种情况下，残余挥发成分在1％至15％，切割区域的温度从60℃至Tg(℃)。
然而，在上述方法中，不能完全防止切割灰尘(和粉末材料)的产生和切割膜的变形。例如，即使溶剂含量是任意值，聚合物膜被加热至Tg(℃)以使膜可变软并且切割可以容易地进行。在这种情况下，在切割之后膜的修剪边缘变形成具有波浪形或高边缘。
图6是在切割之后具有在修剪边缘102上形成的高边缘103的膜101的截面图。在膜101的切割过程中，当刀片切割膜101并离开膜101时，膜101的修剪边缘粘附于刀片并被拉长以至于形成高的边缘103。在这种情况下，膜101太软，粘度非常大。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高的切割效率的聚合物膜的切割方法，所述方法用于更好地进行切割并减小切割灰尘和粉末材料的产生。
为了达到这个目的和其他目的，在用切削刀具切割由高分子制成的聚合物膜的方法中，聚合物膜持续地被供入，控制在切割中聚合物膜的温度T(单位：℃)满足下述与聚合物的玻璃转变温度Tg(单位：℃)相关的公式：Tg-90≤T≤Tg-30。
优选地，温度T的控制通过使用加热设备而获得，并且加热的加热位置和切割的切割位置之间的距离至少为10mm，最大为200mm。
优选地，在聚合物膜的两个表面通过使用加热设备而加热。另外，加热设备优选地是供气设备和照明设备。所述照明设备是白炽灯或红外线加热器。另外，切削刀具是旋转型剪切的剪切机或旋转型剃刀切削刀具。
根据本发明的切割聚合物膜的方法，使得聚合物膜的切割更好，减小切割灰尘和粉末材料的产生。因此，切割形成足够的边缘。另外，即使在切割具有涂层等的多层膜过程中，也可获得相同的效果，并且能够重新使用膜的切削下的图案碎片的情况下对膜进行切割。
附图说明
当根据附图详细阅读下面的说明时，本领域普通技术人员都将容易地理解本发明的上述目的和优点。
图1是根据本发明的悬液(dispersion)、膨胀溶液和涂料的生产设备的示意图；
图2是应用溶液浇铸方法的膜生产设备的一个实施例的示意图；
图3是说明根据浇铸模的一个实施例的浇铸涂料的示意图；
图4是说明根据浇铸模的第二实施例的浇铸涂料的示意图；
图5是说明根据多个浇铸模的第三实施例的浇铸涂料的示意图；
图6是使用溶液浇铸方法的膜生产设备的另一个实施例的示意图；
图7是说明通过使用现有技术的切割膜的方法的膜切割截面的截面图。
具体实施方式
在图1中，膜生产设备10包括：储备料箱12，涂料11被供应至储备料箱12中；进料泵15；浇铸装置16；拉幅干燥机17；烘干装置21；切割设备22和缠绕装置23。浇铸装置16具有浇铸模25和作为支撑件的带27，所述带27通过垫辊(back-up roller)26的支撑而移动。另外，在从带27的下游侧，设有剥落辊子32，所述剥落辊子32用于把膜31从带27上剥落。在剥落辊32的下游侧，设有多个辊子33，所述辊子33用于把膜31稳定地导向进入拉幅干燥机，并且多个辊子33的数量应该适当地变化。另外，适当地确定这些辊子32、33是否被驱动。
涂料11由进料泵15从储备料箱12送入浇铸模25。浇铸模25把涂料11浇铸在带27上。带27根据垫辊的旋转连续地移动。当在带27上的涂料具有自支撑性能时，随着放置在最上游位置的剥落辊子32的驱动和旋转，涂料在经过区域34被持续地剥落为膜31。请注意，通过从带27的下游侧在膜31的输送方向上施加张力可由其它剥落装置进行所述剥落。
膜13通过经过区域34输送至拉幅干燥机17，在所述拉幅干燥机17内膜的宽度被调整。拉幅干燥机17具有拉幅夹具(未示出)，所述拉幅夹具用于保持膜31的两个边缘部分，并且拉幅夹具随着所述保持在轨道上移动以输送膜31。拉幅夹具受到控制以自动地开和关，以进行膜31的保持和释放。运行的拉幅夹具在拉幅干燥机17的出口附近的释放位置打开以便释放膜31。请注意，连接销的弹簧卡可用于替代拉幅夹具。
在拉幅干燥机17内的膜31由用作支撑或传输的辊子32被送入干燥装置21。在干燥装置21中，膜31通过许多辊子21a的支撑而输送并干燥。在干燥装置21之后，两个边缘部分被切割装置22修剪，并且保留的中部作为产品被缠绕装置23缠绕。请注意，后面将详细说明切割装置22，并且为了理解的容易，一些部分和元件在图1中未示出。
本发明的切割方法将通过图2和3说明。切割装置22包括导管41、鼓风机42和用于加热的控制器43，并且进一步包括作为Goebel-型剪切切割机的旋转型剪切切割机46。每个切割机46被构造成外部刀片46a和内部刀片46b。外部刀片46a和内部刀片46b被连接至用于在方向A1、A2控制它们的交替的控制器(未示出)。在图2中导管41放置膜31的下面和上面。注意，为了图的简便，未示出导管41。导管41具有狭缝(未示出)，所述狭缝用于把空气朝向膜31供应。每个狭缝设有多个盖子，所述多个盖子沿膜的宽度方向布置以便独立地打开和关闭狭缝。因此，空气能够仅供入被输送膜31的预定位置。切割装置22能够被用于具有不同宽度的膜。
在本实施例中，设置导管41以加热切割区域，切割在所述切割区域进行。从鼓风机42供应的加热空气被供入预定位置。控制器43连接至鼓风机42以便控制供应至导管41的空气温度和流速。因此，具有预定温度的空气以预定流速从导管41送出。
因此，在确定从导管41供入的空气的温度和流速时，考虑输送速度、空气供入位置和切割位置。在本发明中，如果膜31的聚合物的玻璃转变温度以Tg代表，则供入空气的条件这样确定：在切口处膜31的温度T1可处于(Tg-90)℃至(Tg-30)℃的范围内。注意，在值Tg之上的聚合物具有橡胶状的弹性。如果在切口处膜31的温度T1低于(Tg-90)℃，则聚合物的弹性是不够的。因此，膜31从由切割形成的侧面裂开，并且产生修剪灰尘和粉末材料。另外，如果在切割处膜的温度T1大于(Tg-30)℃，则膜31变得非常软。因此，在两个边缘部分31a都被修剪之后，在产品部分31b的修剪边缘内形成高的边缘。请注意，温度T1是膜31的切割区域在切割位置处的温度，因此膜31的所有位置有温度T1是不必要的。另外，在供入空气的温度和流速的确定中，优选地考虑导热性、比热等，当膜31在厚度上最大为100μm特别是最大为80μm时，不用考虑导热性、比热等。
在切割机46中，在切割开始时，外部刀片46a和内部刀片46b分别在方向A2和A1上移动至预定位置。另外，在切割的停止或末尾，外部刀片46a和内部刀片46b分别在方向A1和A2上移动。外部刀片46a和内部刀片46b在旋转轴线上分别设有旋转轴46c、46b。当外部和内部刀片46a、46b旋转时，被输送的膜31的边缘部分31a被修剪。然后，膜31的产品部分31b被缠绕装置所缠绕，并且边缘部分31a被回收以再利用。注意，在外部46a和内部刀片46b如图3所示部分重叠的情况下，切割机46可预先设在膜31的输送通道上。在这种情况下，切割机46从外侧向切割位置移动以启动被输送膜31的切割。
实际上，在剪切过程中温度的测量很困难。因此，在本实施例中，红外线热传感器47恰恰设在切割机46前面，并且热传感器47的测量值被认为是切割处的温度T1。热传感器47可连接至控制器43。在这种情况下，测量数据从热传感器47输送至控制器43，并且根据测量的数据确定供应空气的条件。
如上所述，在本发明中，膜31在剪边前被加热至预定温度，剪边处的温度处于(Tg-90)℃至(Tg-30)℃的范围内。因此不产生剪边灰尘和粉末材料，并且剪边之后的生产部分31b的剪切边缘的情况也是好的。例如，在酰化纤维素膜中，由于玻璃转变温度是130℃，所以在剪切处膜31具有大约50℃的温度，从而剪切效率可以变得较高。
当空气从导管41处供应至膜31上时，在膜31上有个区域施加有空气。因此被输送的膜从此区域的最上位置P1处被加热。在此实施例中，从位置P1到切割机46的距离是10mm至200mm。当距离小于10mm时，切割机46和整个切割设备22被加热。因此，剪边效率变得较低并且切割机46的寿命变短。另外，当距离大于200mm时，在剪边之前膜的温度变化太大，以至于剪边时不在预定范围内。距离优选地为10mm至100mm，特别优选为从10mm至50mm。在本发明中，距离被预定以便剪边时的温度不可低于(Tg-90)℃。否则，从导管出来的空气的加热温度根据距离和输送速度而预设，以便在剪边处的温度在(Tg-90)℃至(Tg-30)℃的范围内。在这种情况下，加热温度依赖于距离和输送速度而确定。
在本发明中，控制膜31的温度以调整聚合物的机械性能，例如，断裂伸长率、弹性模量等。即，在本发明中，聚合物的机械性能的温度相关性是用于确定剪边处温度的标准。因此，本发明不仅限制在聚合物具有玻璃转变温度Tg的情况。例如，即使当聚合物具有玻璃转变温度，在玻璃转变温度Tg有时不能被探测的情况下，也有一些要素是有效的，例如聚合条件、聚合度、分子排列等。另外，聚合物是否具有玻璃转变温度依赖于聚合物是否是结晶的。另外，在膜生产中，必要数量的多种添加剂被加入膜中，或者进行多种加工，例如拉伸等。即使当作为膜的主要成分的聚合物是相同时，生产的膜的上述机械强度有时显示不同的温度相关性。在这些情况下，预先获得机械性能的温度相关性的数据，例如，待剪边的膜上的聚合物的断裂延伸率、弹性模量等，并且来自导管41的空气的加热温度根据此数据而确定。
下面，将说明获得剪边温度的范围的步骤。乙酸纤维素(TAC)作为聚合物被使用。测量乙酸纤维素的机械性能的温度相关性来获得此数据。断裂延伸率是在施加拉力时直到膜断裂的延伸百分比。在施加拉力前选择的两点的距离是x1，在施加拉力之后(在断裂时)的两点的距离是x2。断裂延伸率(％)从公式：[(x1-x2)/x1]×100来获得。通过使用市场上的拉伸检测机(商标：Tensilon等)等进行距离的测量。如前述，断裂延伸率和弹性模量根据模的处理方法(例如拉伸方法等)和包含的添加剂的种类而不同。然而，通常在热塑性聚合物膜上，在从20℃至140℃的温度范围内断裂延伸率变大而弹性模量变小，从而如果温度升高，则模可容易地伸长。
在使用TAC的本实施例具有相似的趋势。当断裂延伸率在大约40±10(％)的范围内而弹性模量在大约3±1.5(GPa)的范围内，模31能够被适当地剪边。在这种情况下，模31的温度从(Tg-90)℃至(Tg-30)℃。如果至少控制模31的表面温度在此范围内，则控制断裂延伸率和弹性模量以便对剪边有足够的值。如果剪边温度小于(Tg-90)℃，则弹性模量高于上述范围，并且断裂延伸率变得太小。因此断裂延伸率和弹性模量对剪边不是足够的。如果剪边温度大于(Tg-30)℃，则断裂延伸率大于上述范围，弹性模量变得太低。因此模变得柔软而容易延伸，从而具有波浪形变形和其它变形。注意，在此实施例中，剪边性能的评估通过观察剪边之后生产部分31b的剪边边缘的形状和在由剪边而形成的剪边表面上的剪边灰尘和粉末材料的数量而进行。
TAC是一种具有130℃的玻璃转变温度的聚合物。然而，如上所述，加热温度能够根据诸如粘弹性等机械性能而确定，而不用考虑玻璃转变温度Tg的标准。因此，在聚合物没有玻璃转变温度、聚合物的玻璃转变温度太低并低于在载荷下偏移温度等的情况下也能确定加热温度。
在本发明中，导管41的开口是在膜的宽度方向上延伸的狭缝。然而，开口的形状不限于此。只要在预定条件下空气被供入预定范围，可提供多孔板以便空气通过其多个孔流出。
在此实施例中，导管41被放置在膜的两侧以便同时加热两个表面。然而，可顺序地首先加热一个表面然后加热另一个表面。此外，只要切开区域被加热至预定温度，能仅在一个侧面进行加热，并且本发明不限于在两个侧面加热。请注意，由于膜31的分解，优选地加热时间较短。另外，考虑到效率，热能优选地施加于两个表面。
另外，在膜31的切割位置、切割机46等附近可设吸气装置，以便在切割位置周围吸入小量的剪边灰尘和粉末材料。
此外，在本实施例中，加热方法不限于供入加热的空气。如图4所示，光源(例如白炽灯51等)可被用来代替导管41和鼓风机42(见图2)，以便通过施加热能而加热膜31。另外，如图5所示，可提供红外线加热器56等来代替导管和鼓风机进行加热。这些光源、红外线加热器等在通过供入空气引起的膜的颤动不发生和在膜周围的灰尘和粉末材料被防止粘附于膜上的方面是有效的。另外，可以采用这些方法的单独一种或组合方法。在本发明中，如上所述，不限于此加热方法。然而，优选地考虑可操作性、成本等使用来自至少白帜灯和红外线加热器之一的热能。
在图6中，作为旋转型剃刀切割机的刻痕型切割机61被使用替代剪切切割机46。刻痕型切割机61具有辊子62和旋转刀片63。辊子62在旋转轴63周围支撑膜31。在辊子62的周边上沿辊子62的旋转方向上的一个侧面制有凹槽62a。膜31的切割区域在凹槽62a上移动。旋转刀片63具有盘形的形状并且切割部分63a制在旋转刀片63的周围。旋转刀片63在旋转轴63b周围旋转。当膜31被输送时夹在旋转轴63和辊子62之间，并且随着根据辊子62的旋转速度连续地剪边膜31，切割部分63a定位在辊子62的凹槽62a内。旋转刀片63的旋转速度可不同于辊子62的旋转速度。当加热膜31之后膜31通过这种方法被剪边时，能够不产生灰尘和粉末材料而获得足够的切割部分。请注意，切割机刀片63的切割部分63a可是双刃型或单刃型。然而，为了通过平衡在切割部分上的两个表面上的应力而获得足够的切割部分，切割部分优选地是双刃型，如图6所示。
在本发明中，切割方法不限于使用旋转型剪切切割机和旋转型皮带切割机，可以使用已知的切割机。然而特别优选地使用旋转型剪切切割机和旋转型皮带切割机(例如刻痕型切割机)。
在本发明中，在剪边处膜31内的溶剂的含量不特别被限制。因此，在本实施例中，虽然剪边恰恰在缠绕之前进行，在剥落之后特别在拉幅干燥机内拉伸之后也能够进行剪边。请注意，当指明做含有溶剂的膜31的剪边时，加热温度的上限被设定低于溶剂的沸点。如果使用混合溶剂，则上限是混合溶剂的化合物当中最低沸点。否则，当加热含溶剂的膜时，溶剂的成分将从膜的内侧迅速地蒸发以产生气泡、空洞、破裂、膨胀等。另外，当膜31包含添加剂(例如润滑剂、紫外线吸收剂等)时，考虑加热特性和挥发性设定加热温度是必要的。特别当膜31包含溶剂时，优选地根据所获得的数据预先获得蒸发行为的数据和设定加热温度。因此空洞、膨胀等的产生更有效地被减小。
当进行包含溶剂的膜的剪边时，优选地根据在溶剂含量下的粘弹性的数据确定加热温度。在加热前的机械性能不同于加热后的机械性能。当膜含有溶剂比当膜不含有溶剂这种差别更大。通过这种方式，优选地溶剂的含量较低，含量的上限大约25％，特别地是20％。请注意，溶剂的含量从公式中计算，当在抽样时样品膜的质量是x(单位：g)，烘干后样品膜的质量是y(单位：g)；
[(x-y)/y]×100。
如果溶剂的含量大于25％，则空洞和膨胀经常发生。
如果指明剪边包含溶剂的膜，本发明不限于本实施例的溶剂，也能够使用已知的溶剂的其它化合物。例如，碳氢卤化物、乙醇、乙醚、酯、酮等，单独的这些化合物或混合物能够用做溶剂。另外当指明多种添加剂包含于膜中时，并不限于这些添加剂，例如，增塑剂、紫外线吸收剂、染料、光的各向异性化合物、去光剂等。
另外，本发明特别对剪边厚度为20μm至200μm的膜有效。通常，当膜的输送速度变大时，产生静电荷，因此粘附更多的剪边灰尘和粉末材料。然而，本发明的有效性由于剪边灰尘荷粉末材料的产生而降低。另外，本发明特别优选地用于剪边厚度40μm至100μm的膜。
此外，在本实施例中，膜是TAC膜。然而，本发明不限于此。另外，本发明也不限于使用由溶液浇铸方法生产的膜。即，当由熔融-挤压方法等生产的聚合物膜使用时，本发明也具有相同效果。
作为本发明待用的聚合物，有酰化纤维素(例如本实施例的TAC)、聚酯(例如聚乙烯酞酸盐(PET)、聚乙烯-2，6萘甲醛(PEN)等)、多烯烃(例如聚乙烯(PE)等)、聚乙烯、氯化乙烯聚合物(PVC)、氯化聚偏二乙烯、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)等。请注意，当聚合物是聚酰亚胺时，聚酰胺酸、聚酰胺的前体的溶液被浇铸并随着加热烘干以便去除溶剂并使得它们交联。由此获得膜。因此，在交联完成之前和之后可进行剪边。然而，当TAC被用做聚合物时，本发明的效果是最大的。
另外，本发明是聚合物膜的切割方法。然而，能够使用本发明的切割方法来切割除了聚合物膜的聚合物产品，例如，纤维、带、空心纤维等。
另外，在膜不仅具有单层也具有多层结构时，本发明也是有效的。另外，膜具有多层结构的情况下，能够使用连续浇铸方法和共同浇铸方法。请注意，具有多层结构的膜在溶剂被去除的情况下被剪边。在这种情况下，当进行加热以调整诸如弹性模量等机械性能时，防止在层和溶剂内边界的聚合物的连接力变大。
具有多层结构的膜的实例(下文称多层膜)是偏振滤光片、光补偿膜等。在这些多层膜中，重叠层的每一层由不同的聚合物制成，并且具有不同的功能。在本发明中，即使当这种多层膜被剪边时，不产生剪边灰尘和粉末材料，并且在剪边之后能够获得足够的剪边边缘。因此，由于通过本发明的切割方法获得的多层膜能够没有增加层之间的结合力而被剪边，每一层能够通过预定处理方法而分离并再利用。优选地，如果剪边多层膜，在使用的聚合物中最低的玻璃转变温度被确定为剪边时膜的温度T12的上限，随后进行加热。
另外，如果多层膜具有由玻璃转变温度的聚合物制成的两层和由没有玻璃转变温度的聚合物制成的层，则膜的温度上限和加热温度不仅根据玻璃转变温度而且也根据在载荷下的缺陷温度和熔点来确定。否则，在这种情况下，比较每个聚合物的粘弹性的数据，加热温度优选地根据此数据确定。
[实例1]
[实验1]
下面将说明本发明的实例。通过使用膜产生设备10生产膜。在下面的说明中，将说明聚合物溶液(涂料)的成分和制备方法，然后说明膜生产方法和所获得的膜的性能评估和结果。其后，说明使用切割设备22通过本发明的切割方法的剪边条件。
[涂料成分]
三乙酸纤维素颗粒                100pts.质量
(置换度，2.84；聚合的测粘平均程度，306；水含量，0.2wt.％；在甲基氯化物溶液中6wt.％的粘性，315mPa·s；平均颗粒直径，1.5mm；颗粒标准偏差，0.5mm)。
二氯甲烷(第一溶剂化合物)        320pts.质量
甲醇(第二溶剂化合物)            83pts.质量
1-丁醇(第三溶剂化合物)          3pts.质量
调整光特性的试剂                1.0pts.质量
紫外线吸收剂a                   0.7pts.质量
(2-(2’-羟基-3’，5’-第二-第三-丁基苯基)苯并三唑
紫外线吸收剂b                   0.3pts.质量
((2-(2’-羟基-3’，5’-第二-第三-酰氨基苯基)-5-卤化苯并三唑)
柠檬酸酯混合物                     0.006pts.质量
(柠檬酸、柠檬酸一乙酯、柠檬酸二乙基酯、和柠檬酸三乙(烷)基酯的混合物)
颗粒                               0.05pts.质量
(具有15nm直径和莫氏硬度大约7的二氧硅树脂颗粒)
[三乙酸纤维素]
用在本实验中的三乙酸纤维素包含至多0.1wt.％的残余乙酰基群酸；58ppm的残余Ca；42ppm的残余镁；0.5ppm的残余Fe；40ppm的无乙酰基群酸和15ppm的硫酸盐离子。在第六位置的用于氢氧基群的醋酸基群的置换度是0.91，在总的醋酸基群中32.5％被置换成第六位置的氢氧基群。用丙酮萃取的材料的重量百分数是8wt.％，重均分子量比数均分子量的比率是2.5。另外根据获得的TAC，黄色指数是1.7，混浊度是0.08，透明度93.5％。玻璃转变温度Tg(由DSC测量)是160℃，在结晶化中的生热值是6.4J/g。TAC由纤维素的聚合而产生，所述纤维素作为原料由棉花中获得。下文中，TAC被称为棉花TAC。
(1-1)涂料的制备
通过使用涂料制备装置制备涂料。多个溶剂化合物被混合并在具有搅拌器刀片的4000升的不锈溶(解)性的罐中成分搅拌，以便获得混合溶剂。请注意，在所有溶剂化合物中水的含量最多为0.5wt.％。然后，TAC颗粒(片状颗粒)通过溶解槽的漏斗逐渐被加入，随后，在预定条件下通过使用溶解器型的电子搅拌器进行30分钟的搅拌，所述溶解器型的电子搅拌器具有簧片型刀片。搅拌在25℃下开始，随后温度变成48℃。另外，预先制备的添加溶剂通过用阀控制流速被供应至溶解槽中，从而获得的混合物的质量总量可以是2000kg。当搅拌结束时，用溶解器型的搅拌轴的高速搅拌被停止。随后，以簧片型刀片的0.5m/s的旋转速度下搅拌100分钟。进行三乙酸纤维素的膨胀以获得膨胀溶液。直到膨胀完成，氮气被供应至溶解罐中，从而溶解罐的内部压力可能是0.12MPa。在这种情况下，氧气的浓度小于2体积百分比以防止爆炸。在膨胀溶液中水的含量是0.3wt.％。
(1-2)溶解、过滤
膨胀溶液由泵从溶解罐通过管供入。管具有护套，在管中膨胀溶液被加热至50℃。随后，在压力增加2MPa下把膨胀溶液加热至90℃，从而溶质可完全溶解。在加热中，加热时间是15分钟。然后，获得的溶液通过温度控制器被冷却至36℃，通过过滤装置过滤，所述过滤装置包括公称孔直径为8μm的滤波器。因此获得低浓度涂料。在过滤装置中，主侧压力是1.5MPa，次级侧压力是1.2MPa。另外，过滤器、外壳和管由镍基合金制造，由于它们在高温下使用，所述镍基合金耐腐蚀性能优异。另外，外壳和管都具有护套，在所述护套内传热材料被供入以加热或保持高的温度。
(1-3)浓缩、过滤、去沫、添加剂
然后低浓度涂料从管中排出进入闪蒸装置，其中在大气压下温度为80℃。蒸发的溶剂化合物是液态化的(浓缩)的。在闪蒸之后，在涂料中的固态材料的浓度是21.8wt.％。
液化溶剂化合物被再生进入再生装置，并且在在生产装置中进行一些再生处理。然后液化溶剂被供入溶剂罐并作为溶剂重新利用。在闪蒸槽中，有簧片型刀片，所述簧片型刀片以预定旋转速度旋转以便消除泡沫。在闪蒸槽中的涂料的温度是25℃，并且在闪蒸槽中的涂料的对流时间是50分钟。在闪蒸槽中的涂料被取样，样品的剪切粘度在25℃下测量。测量值在10(s-1)的剪切速度下为450Pa·s。
然后，微弱的超声波被施加于涂料上以便消除泡沫。然后涂料的压力由泵增加至1.5MPa。在这种情况下，涂料通过过滤装置供入，在所述过滤装置中，涂料通过烧结金属纤维过滤器(第一过滤器)被供入，所述烧结金属纤维过滤器具有10μm的最小公称孔径。第一和第二过滤器的压力分别是1.5MPa和1.2MPa，第一和第二过滤器的次级侧压力分别是1.0MPa和0.8MPa。在过滤之后涂料的温度被控制成36℃，涂料被供入2000升的不锈储存槽中。在储备料箱12中，涂料被作为图1中的涂料12储存。储存槽有簧片型刀片，涂料通过旋转簧片型刀片而被搅拌。注意，在浓缩之前获得涂料到获得涂料11之间涂料的元件或设备的接触部分没有观察到腐蚀等。另外，制备混合溶剂A，所述混合溶剂A包含86.5pts.质量的二氯化甲烷、13pts.质量的丙酮，和0.5pts.质量的1-丁醇。
(1-4)供入、添加、浇铸、解压
膜通过使用图1中的膜生产设备10而生产。在储备料箱12中的涂料11通过驱动齿轮泵15以高的精确度被供入过滤装置。泵15具有增加主侧压力的功能，并把具有反馈控制的涂料11从泵15通过使用变换器电动机供入上游侧，从而主压力可以是0.8MPa。泵的测定体积的效率为99.2％，并且从泵15排出涂料11的流速的波动系数至多为0.5％。另外排出压力是1.5MPa。另外，涂料11进一步通过过滤装置供入浇铸模31。
浇铸模31的宽度为1.8m，并且从狭缝浇铸的涂料11的流速被控制从而烘干后的模31的厚度可为92μm。另外，从模浇铸的涂料的宽度为1700mm。涂料11的温度控制成36℃。浇铸模31配有护套(未示出)，热转换介质被供入保护外罩。加热转换介质的温度在护套的入口处为36℃。
浇铸模31和管的温度在模生产设备10驱动过程中保持在36℃。浇铸模31是涂层吊架型模，在浇铸模31中，有厚度调节螺栓，所述厚度调节螺栓以20mm的间距排布。浇铸模31包括由热螺栓的厚度自动调节机构。可以预设用于控制热螺栓的轮廓，以便对应泵15的供入速率，所述泵15由预定程序驱动。因此，除了具有20mm宽度的边缘部分外，在选择的两点之间的模厚度的差别至多为1μm，并且在宽度方向上模厚度的最大差别是3μm/m。模厚度的波动最多为±1.5％。
另外，解压单元被放置在浇铸模31的主侧上，以便进行浇铸模31的主侧的解压。在解压单元内的解压度被控制，从而可在从浇铸涂料的轮缘的上和下游侧之间具有在1Pa至5000Pa范围内的压力差。解压度根据浇铸速度而控制，并且从轮缘的两侧上的压力差被控制从而轮缘的长度可是预定值。另外，解压单元设有一个装置，所述装置能够将解压单元内的温度设定大于溶剂蒸气浓缩的浓缩温度。另外，汽封(未示出)放置在轮缘的前和后侧的模的模唇附近。另外，模唇的两侧配有开口。此外，减小轮缘边缘的不规则的吸气装置(未示出)连接至浇铸模31。
(1-5)浇铸模
浇铸模的材料是沉淀硬化不锈钢，它的热膨胀系数最大为2×10-5(℃-1)。在电解液水溶液中腐蚀检测中由不锈钢制造的浇铸模具有几乎与SUS316相同的耐腐蚀性。此外，浇铸模的不锈钢具有这种耐腐蚀性以至于即使它被放入二氯甲、甲醇和水的混合物中在气-液截面上通过氢腐蚀也不形成孔。用于接触涂料的浇铸模31的表面的表面粗糙度最多为1μm，在任何方向上平直度最多为1μm/m，并且狭缝的间隙为1.5μm。在浇铸模31中，涂料的模唇的接触表面的边缘制成具有通过狭缝最多50μm的曲率半径。
在浇铸模31中的剪切速度是从1(1/s)至5000(1/s)。此外，浇铸模31的模唇的前边缘以喷涂方法涂敷WC(碳化钨)涂层。
此外，在浇铸模31的模唇附近，为了防止浇铸涂料11的局部干燥和固化，混合溶剂A以0.5ml/min的速度被供应模唇和浇铸涂料31的轮廓的两边缘之间的界面。此外，在轮廓的后侧处的压力被设定成低于前侧150Pa。此外，设置护套(未示出)以控制解压单元的内部温度成预定值，传热介质被供入护套，所述传热介质的温度控制成35℃。吸气装置能够调节以便吸入空气的流速可从1升/分钟至100升/分钟。在本发明中，吸气空气流速被适当地控制成从30升/分钟至40升/分钟。
(1-6)金属支撑件
作为支撑件，使用宽度2.1m、长度70m的不锈钢环状的带。带27是1.5mm的厚度并被抛光，从而表面粗糙度可为最大0.05μm。带27的材料是SUS316以使带27可具有足够的耐腐蚀性和强度。浇铸带27的厚度波动最多为0.5％。带27被垫辊32移动，从而在传输方向上带27的拉力可为预定值并且带27和垫辊的速度差别至多为0.01m/min。此外，带27的传输速度的波动至多为0.5％。此外，在带27的两侧端位置被探测并调节以使在宽度方向上带27的弯曲至多可为1.5mm。此外，在垂直方向上模唇边缘和带27之间的位置波动至多为200μm。请注意，带27放置在具有缠绕压力的控制装置的浇铸室(未示出)。涂料11由浇铸模31浇铸在带27上。
该处的传热介质能够提供给垫辊32以便控制带27的温度。在浇铸模31的侧面上垫辊32被提供传热介质，所述传热介质的温度为40℃。在带27的宽度方向上中间处表面温度在浇铸前为15℃，并且两侧之间的温度差别至多为6℃，注意，带27优选地没有表面缺陷，没有大于30μm的针孔。而且至多有10μm至30μm的一个针孔，至多两个小于10μm的针孔。
(1-7)浇铸、烘干
在浇铸室的温度保持在35℃，浇铸涂料在支撑件上形成浇铸膜，烘干空气平行于浇铸膜供入以便烘干浇铸膜。从干燥空气至浇铸膜的总传热系数为24kcal/m2·hr·℃。在带27的上传输通道上，上游侧干燥空气的温度为135℃，下游侧为140℃。此外，在带27的下传输通道上干燥空气的温度为65℃。每个干燥空气的饱和的温度为大约-8℃。在上通道中干燥中的大气中的氧气的浓度保持在5体积百分比。为了保持氧气在5体积百分比的浓度，氮气代替空气。此外，为了再生浇铸室内的溶剂蒸汽，设置压缩机，在压缩机出口的温度设定为-10℃。
在浇铸室中，有遮风屏装置，以便干燥空气被屏蔽而在浇铸之后5秒钟内不到达浇铸膜。在浇铸膜31附近的静压波动在±1Pa的范围内。当在浇铸膜内溶剂的含量变成50wt.％，浇铸膜被作为膜从用剥落辊支撑的带27剥落。注意，当干燥之后在样品之后的样品膜的重量为y1，干燥的溶剂的含量由如下公式计算：{(y1-y2)/y2}×100。剥落拉力被控制成预定值，并且剥落拉力(剥落辊的拉伸力)比带27的传输速度在100.1％至111％范围内适当调整，以便减少剥落的缺陷。在剥落时膜的表面温度是15℃。带27上的平均干燥速度为60wt.％/分钟，以通过干燥机理蒸发溶剂。在干燥过程钟产生的溶剂蒸汽在压缩机中在-10℃下浓缩，并再生进入再生装置。在再生的溶剂中的水含量被控制为至多0.5％。溶剂蒸汽被去除的干燥空气再一次被加热并作为干燥空气再利用。膜进一步通过辊子输送至拉幅干燥器17。在输送过程中，40℃的干燥空气从鼓风机(未示出)向膜31供入。注意，当膜31在经过区域34内输送时，预定拉力施加于膜31上。
(1-8)被拉幅干燥机输送、干燥、切割
在拉幅干燥机17中，膜31的边缘部分由夹保持并且膜被在拉幅干燥机17的干燥区域内输送。在拉幅区域内，施加干燥空气以干燥膜31。夹通过把20℃的传热介质供入而冷却。在拉幅干燥机17中的夹的输送使用链条进行，链条的链轮齿的速度波动至多为0.5％。此外，在拉幅干燥机17的温度为140℃。干燥空气的成分与-10℃的饱和气体相同。在由干燥原理的溶剂蒸发过程中在拉幅干燥机17的的平均干燥速度是120wt.％/分钟。干燥区域的条件被调节，以便在拉幅干燥机的出口处膜31内残余的溶剂的数量可为7wt.％。在拉幅干燥机17中，在宽度方向上随着输送膜31进行膜31的拉伸。注意，当在拉伸前膜31的宽度为100％时，在拉伸之后宽度为103％。通过从剥落辊32拉伸至拉幅干燥机17在输送方向上(或机器方向)拉伸率为102％。在拉幅干燥机17内的拉伸率被控制以便是预定值。此外，当从拉幅干燥机的入口到出口的长度是拉幅长度，从夹的开始到结束的长度是夹长度时，夹长度比拉幅长度的比率为90％。由在拉幅干燥机17内蒸发产生的溶剂蒸汽在-10℃下浓缩，然后再生。配置压缩机用于再生，在出口的温度为-8℃。在浓缩的溶剂中的水含量被控制至至多0.5wt.％，然后再利用。
在从拉幅干燥机17的出口的30秒内，膜31的边缘部分由与切割装置22相似的切割装置(未示出)剪边。后面将说明剪边。
(1-9)干燥、中和
膜31进一步在高温下由干燥装置21干燥，所述干燥装置21包括辊子21a。干燥室21被分成四个部分，各自的干燥空气从上游被供入四个部分。进入最上游部分的干燥空气的温度是120℃，进入其它部分的干燥空气的温度是130℃。控制由辊子21a施加至膜31的输送拉力，干燥进行10分钟，从而剩余溶剂的含量最终可为0.3wt.％。折叠角(对应于与膜接触的辊子的区域的圆弧的中心角)是90°或180℃。辊子21a的材料是铝或碳钢，在表面进行镀硬铬。一些辊子21a的表面是平坦的，通过喷射在其他辊子的表面进行平整处理。辊子的旋转产生的膜的位置移动至多50μm。此外，施加拉力之后的辊子21a的弯曲至多为0.5mm。
在干燥空气中的溶剂蒸汽被吸收至吸收装置(未示出)内的吸收材料中，从而从干燥空气中去除溶剂。吸收材料是活性碳。通过使用干燥的氮气进行解吸附作用。水含量被调整至0.3wt.％之后再生的溶剂作为溶剂被再利用用于涂料的制备。干燥空气不仅包含溶剂蒸汽而且包含可塑剂、紫外线吸收剂和具有高的沸点的其他材料。因此这些通过用于再循环的冷却装置和吸收器通过冷却而去除。然后控制吸收条件以便排除外部的废气中的VOC(挥发性有机化合物)至多可为10ppm。另外，90wt.％的溶剂蒸汽被浓缩方法再生，残余的溶剂被吸收而再生。
干燥了的膜31被输送至第一控制室(未示出)，以控制干燥装置21之后的湿度。在干燥装置21和第一控制室之间的空间中，供入110℃的干燥空气。干燥空气进入第一控制室，所述干燥空气的温度是50℃，露点为20℃。此外，为了防止膜31的卷曲，膜进一步被送入第二控制室(未示出)以控制湿度。在第二控制室中，70％湿度、90℃的干燥空气直接施加于膜31。
(1-10)滚花和缠绕的条件
在湿度控制之后膜31在冷却室中被冷却至最高为30℃，然后两个边缘部分由切割装置22剪边。设置中和装置(或抗静电的装置)，例如中和杆(neutralization bar)，以便输送的膜31的带电静电电位总是在-3kv至+3kv范围内。此外，在剪边之后的膜31的两个剪边边缘上，通过滚花辊子在膜31的两个剪边边缘上进行滚花。通过在膜31的一个表面上的压花程序制作滚花的性能。滚花的宽度是10mm，滚花辊子的压力被确定以便每个由滚花制成的突出部分的平均高度是12μm“Aug.”，大于膜31的平均厚度。
此外，膜31被输送至缠绕装置23，在所述缠绕装置23中，内部温度和湿度分别保持在28℃和70％。另外，
设置具有释放离子风的中和装置以便输送的膜31的带静电电位总是在-1.5kv至+1.5kv范围内。获得的膜宽度1475mm，厚度92μm。缠绕装置23的辊子的直径是169mm。在缠绕的开始和结束时拉力被控制成预定值。膜31的整个长度是3940m。在缠绕过程中膜31的位移长度(或振动宽度)是±5mm，并且在缠绕轴周围的缠绕膜的波动循环是400m。此外，挤压辊子对缠绕轴的压力被控制成预定值。在缠绕时膜31具有25℃的温度、1.4wt.％的水含量和0.3wt.％的残余溶剂的含量。在整个过程中由干燥原理获得的溶剂的平均干燥速度为20wt.％/分钟。没有观察到缠绕损失和折皱，在10G的冲击实验中不发生缠绕波动。此外，膜辊的表面是良好的。
膜辊被以25℃和55RH的相对湿度在储存架内储存一个月。随后进行与上述相同的检测。在两个检测之间没有差别，在膜棍上不发生膜的粘附。此外，在膜生产之后，由涂料11制成的浇铸膜的任何片段不保留在带27上。
(1-11)评估和结果
下面将说明评估在实例中获得的样品的标准。
(1)溶液的稳定性
在浓缩之后，涂料11被取样。样品静止地保持在30℃，按下述A-D级观察。
A：溶液的透明度和均匀性被保持20天；
B：溶液的透明度和均匀性被保持10天，但20天以后观察到白色的混浊；
C：在溶液制备之后就能辨别溶液的透明度和均匀性，但是在一天之后就能够观察到胶凝作用，从而溶液是不均匀的。
D：膨胀和溶解不能识别，并且生产的溶液即不透明也不均匀。
(2)表面情况
用肉眼观察膜，表面情况评估如下：
A：膜表面是光滑的
B：膜表面是光滑的但观察到一些异物；
C：在膜表面有轻微的不平坦并且可清晰地观察到异物；
D：观察到不平坦，并且可观察到许多异物。
(3)膜的耐湿-耐热性
1g的膜31被切下做为样品，所述样品被向上折叠，并放入15ml的玻璃瓶中。然后温度调整到90℃和100％RH。随后，样品在保持内部温度90℃下紧密地储存，10天之后去除。观察膜31的情况，评估如下：
A：没有特别观察到坏的情况；
B：轻微地感觉到分解的气味；
C：感觉到很多分解的气味；
D：觉察到分解的气味和变形。
涂料11的稳定性为A。此外，获得的膜的表面情况为A，膜撕开以16g进行。直到71次膜才损坏。此外，残余醋酸的含量小于0.01wt.％，Ca的含量小于0.05wt.％，Mg的含量小于0.01wt.％。三乙酸纤维素膜的总厚度为80μm±1.5μm。在长度方向上的前末端部分、中间部分和后末端部分和宽度方向上的两个剪边边缘和中间部分进行厚度的评估。预先检测数据的错误至多为0.2％。此外，在80℃和90％RH和49小时条件下长度和宽度平均的热损失为-0.1％。因此，膜31的热损失几乎不发生。此外，在拉幅干燥机17的出口处，在膜31内的残余溶剂的含量为7wt.％。在储存槽中，溶剂蒸汽的浓缩至多为25％。
此外，获得的膜31具有混浊度0.3％、透明度92.4％、19.6nm的波长倾斜宽度和392.7nm的波长限制。此外，在374.1nm和380nm处的吸收波长的边缘是2.0％。内表面延迟(in-surface retardation)RE为1.2nm，厚度延迟Rth为48nm。分子的方位轴为1.4℃。在长度方向上弹性模量为3.54GPa，在宽度方向上弹性模量为3.45GPa。在长度方向上抗拉强度为142MPa，在宽度方向上抗拉强度为141MPa。在长度方向上延伸率为43％，在宽度方向上延伸率为49％。可水解的碱性为A，在25％RH下曲率值为-0.4在湿润条件下为1.7。此外，水含量为1.4wt.％，残余溶剂的含量为0.3wt.％。在长度方向上的热损失为-0.09％，在宽度方向上-0.08％。观察到的异物是棉绒状，所述棉绒状的数量为5个/米。此外，在0.02mm至0.05mm范围内的发光点的数量少于每3米10个，在0.05mm至0.1mm的范围内发光点的数量少于每3米5个，在至少0.1mm的发光点的数量是0(zero)。样品光学应用性能优异。此外没有观察到浇铸之后的粘附(评估为A)，湿度渗透性也很好(评估为A)。
现在说明在上述模生产过程中由切割装置22使用的模的切割方法。模的厚度为92μm。如图2和3所示，在剪边之前模被热空气加热，随后由Goebel型剪切切割机的切割机剪边。在剪边时的模31的温度为50℃。此外，从加热点P1到切割位置的距离为30mm。注意，在切割过程中室温为25℃。
作为实验1的结果，剪边表面的裂纹很下，并且没有任何高的边缘和成为波形的变形。虽然观察到剪边灰尘和粉末材料，但是其数量非常小，以至于对实际没有影响。
[检测2]
在剪边时模31的温度是70℃。其它条件与实验1相同。作为检测2的结果，剪边表面的裂纹很小，并且几乎没有观察到高的边缘、成为波形的变形和剪边灰尘和粉末材料。
[检测3]
在剪边时模31的温度是100℃。其它条件与实验1相同。作为检测3的结果，剪边表面的裂纹很小，并且几乎没有观察到剪边灰尘和粉末材料，然而，观察到高的边缘、成为波形的变形。
[检测4]
在剪边时模31的厚度是100μ，其它条件与实验1相同。作为检测4的结果，剪边表面的裂纹很小，几乎没有任何高的边缘、成为波形的变形。虽然观察到剪边灰尘和粉末材料，但是其数量太少以至于实际上没有坏的影响。
[检测5]
在剪边时模31的厚度是100μ，其它条件与实验2相同。作为检测5的结果，剪边表面的裂纹很小，并且几乎没有观察到高的边缘、成为波形的变形和剪边灰尘和粉末材料。
[检测6]
在剪边时模31的厚度是100μ，其它条件与实验3相同，作为检测6的结果，剪边表面的裂纹很小，并且几乎没有观察到剪边灰尘和粉末材料，然而，由于厚度变大，耐切割性增加，因此观察到高的边缘、变形成为波形。
[检测7]
从加热点P1到切割位置的距离是300mm。其它条件与实验1相同，作为实验7的结果，没有观察到高的边缘和成为波形的变形。然而，模31的温度变得较低直到膜到达切割位置，并且观察到裂纹和剪边灰尘和粉末材料。
[实例2]
由溶液浇铸方法生产的三乙酸纤维素膜被剪边。这种如图7所示的刻痕型切割机61被用于替代实例1中的实验1的切割机46(Goebel型剪切切割机)，在剪边前膜被热空气加热。加热的膜由这种刻痕型切割机61剪边。其它条件与实例1中的实验1相同。
作为实例2的结果，剪边表面的裂纹变形，没有观察到高的边缘和成为波形的变形。虽然从裂纹处观察到剪边灰尘和粉末材料，但是其数量太少以至于实际上没有坏的影响。
[实例3]
由溶液浇铸方法生产的三乙酸纤维素膜被剪边。图5所示的白炽灯51用于替代实例1中的实验1的切割机46(Goebel型剪切切割机)，在切割前膜被白炽灯51加热。加热的膜由这种刻痕型切割机61剪边。其它条件与实例1中的实验1相同。
作为实例3的结果，剪边表面的裂纹很小，没有观察到高的边缘、成为波形的变形。虽然从裂纹处观察到剪边灰尘和粉末材料，但是其数量太少以至于实际上没有坏的影响。
[实例4]
由溶液浇铸方法生产的三乙酸纤维素膜被剪边。图6所示的红外线加热器55用于替代实例1中的实验1的切割机46(Goebel型剪切切割机)，在剪边前膜被红外线加热器55加热。加热的膜31由这种刻痕型切割机61剪边。其它条件与实例1中的实验1相同。
作为实例4的结果，剪边表面的裂纹很小，没有观察到高的边缘、成为波形的变形。虽然从裂纹处观察到剪边灰尘和粉末材料，但是其数量太少以至于实际上没有坏的影响。
在实例1中，当膜的温度在(Tg-90)℃至(Tg-30)℃的范围内时，防止了高的边缘、裂纹、变形成波形、剪边灰尘和粉末材料的产生，从而膜的剪边刻形成产品部分的足够边缘。此外，在实例2-4中，能够使用剪切切割机和激光切割机。因此能够稳定地获得上述的的预定效率。因此，在本发明中，膜能够适当地被剪边。
注意，本发明不限于剪膜的边，而且也可应用于进行薄片切割。
在本发明中可进行多种变化和修改，并且可理解在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种用切割机切割由聚合物制成的膜的方法，包括：
在切割时控制所述膜的温度T(单位：℃)，从而所述温度T满足下面的公式，
Tg-90≤T≤Tg-30
其中Tg(单位：℃)是所述聚合物的玻璃转变温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜被连续地输送。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述温度T的控制通过使用加热装置进行，所述加热装置的加热位置和切割的切割位置之间的距离最小是10mm，最大为200mm。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述膜的两个表面被所述加热装置加热。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述加热装置是供气装置和照明装置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述照明装置是白炽灯或红外线加热器。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述切割机是旋转型剪切切割机或旋转型剃刀切割机。
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