TW201336659A - 光學膜的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光學膜的製造方法。在配設於流延模的上游之進料頭的內部形成有包括第1部份~第3部份的流路。各部份由從上游側依次排列之分割部、轉換部、合流壓縮部構成。將濃液送至第1部份的分割部，並將濃液流分割成複數個。將藉由分割形成之複數個分割濃液流送至轉換部，轉換成沿厚度方向排列之後，送至合流壓縮部，以層狀重疊使其合流，並沿厚度方向壓縮。將該層狀濃液流送至第2部份及第3部份，增加濃液流層，並且壓縮各層的厚度。層狀濃液流提供到流延並乾燥成膜。
Description
本發明是有關一種光學膜的製造方法。
隨著液晶顯示器(LCD)的薄化，對構成LCD之各光學膜之薄化要求越來越高。由於視為光學膜的光學特性之一之相位差由雙折射與厚度之積表示，因此需要依據厚度控制雙折射。亦即，需要依據光學膜的薄化，提高雙折射、尤其需要提高厚度方向之雙折射Rth。
另一方面，作為膜的製造方法，有熔融擠出方法和溶液製膜方法。熔融擠出方法為使聚合物熔融之後，用擠出機擠出而製造膜之方法。該方法具有生產率高、設備成本亦較低等特徵。但是，熔融擠出方法經常導致在膜面顯現較細的條紋。膜越薄該較細的條紋對膜的光學特性之影響越大。
與此相比，溶液製膜方法為藉由使聚合物溶解於溶劑之聚合物溶液(以下稱為濃液)在支撐體上流出來形成流延膜，從支撐體剝下流延膜並乾燥從而製造膜之方法。與熔融擠出方法相比，溶液製膜方法易調節膜的厚度，能夠製造膜面更平滑的膜。而且，溶液製膜方法能夠得到含雜質較少的膜。從這些觀點出發，用於LCD之光學膜中由溶液製膜方法製造之光學膜居多。例如，用作偏光板保護膜或相位差膜之膜中例如有纖維素醯化物膜，該纖維素醯化物膜等主要由溶液製膜方法製造。
作為提高相位差之方法，例如如日本專利公開2002-131538號公報所記載，有使膜中包含具有使相位差上升之作用之化合物、所謂相位差提高劑之方法。作為提高相位差的其他方法，例如如日本專利公開2008-238526號公報、日本專利公開2010-262209號公報、日本專利公開2011-002634號公報及日本專利公開2011-113026號公報所記載，有對構成膜之材料進行改良或使膜中含有特定化合物之方法。並且，作為獨立控制Re與Rth之方法，如日本專利公開2010-128378號公報所記載，有組合具有基於分子取向性雙折射之負光學性各向異性之層和光學性上為大致各向同性之層，並藉由特定材料形成這些各層之方法。
並且，為了控制光學特性，還提出有如下方法：如日本專利公開2006-205729號公報和日本專利公開2008-162289號公報所記載，使用折射率不同的複數個聚合物，由各聚合物形成各層來將膜設為多層結構。
日本專利公開2002-131538號公報所記載之方法，雖對Re的上升有一定的效果，但幾乎沒有使Rth上升之效果。並且，日本專利公開2002-131538號公報和日本專利公開2008-238526號公報所記載之方法，在濃液製造設備中需要將相位差提高劑在線添加到濃液中之添加線，因此存在確保設備空間和增設添加線導致之成本上升之問題。並且使用相位差提高劑本身亦會導致光學膜的成本大幅上升。
依日本專利公開2010-262209號公報、日本專利公開2011-002634號公報及日本專利公開2011-113026號公報所記載之方法，例如能夠製造以40μm的薄度顯示280nm之Rth之膜。但是日本專利公開2010-262209號公報、日本專利公開2011-002634號公報及日本專利公開2011-113026號公報所記載之方法由於只能定量使用特定材料及添加物，因此所製造之膜的種類受限制，並且成本上升。並且，日本專利公開2011-002634號公報及日本專利公開2011-113026號公報所記載之方法中，越使Rth上升Re亦會大幅上升。日本專利公開2010-128378號公報所記載之方法雖然能夠獨立控制Re和Rth，但該方法亦只能使用特定材料，因此所製造之膜的種類受限制，並且成本上升。
並且，日本專利公開2006-205729號公報、日本專利公開2008-162289號公報所記載之方法為製造反射光之反射膜，例如具有金屬光澤之膜之方法，因此將折射率之差較大的聚合物用作材料來組合成層狀。因此，日本專利公開2006-205729號公報、日本專利公開2008-162289號公報所記載之方法無法製造偏光板保護膜或相位差膜之類之要求透明性之光學膜。
因此，本發明的目的為提供一種無需使用相位差提高劑等特定化合物就選擇性地提高光學膜的Rth之光學膜的製造方法。
本發明的光學膜的製造方法具備分流步驟(A步驟)、
合流步驟(B步驟)、壓縮步驟(C步驟)、流延步驟(D步驟)、剝離步驟(E步驟)及乾燥步驟(F步驟)。A步驟將聚合物溶解於溶劑之濃液的流動分割成複數個。B步驟使藉由A步驟的分割形成之複數個分割濃液流以層狀重疊之方式合流。C步驟沿膜厚方向壓縮藉由B步驟的合流形成之層狀濃液流。D步驟在行進之支撐體上藉由使經由C步驟的濃液從流延模流出來進行流延從而形成流延膜。E步驟從支撐體連續剝下流延膜。F步驟對從支撐體剝下之流延膜進行乾燥。
A步驟沿寬度方向分割形成為帶狀之濃液的流動，B步驟沿厚度方向重疊複數個分割濃液流來形成層狀濃液流為較佳。
重疊聚合物的濃度互不相同的濃液，並以該重疊方向成為厚度方向之方式形成帶狀的濃液的流動，將該帶狀的濃液的流動提供到A步驟為較佳。
反覆進行具有A步驟、B步驟及C步驟之層狀化處理，從最終的C步驟將濃液供給到D步驟為較佳。
將濃液供給到配設於流延模的上游之進料口，在進料口內進行具有A步驟、B步驟及C步驟之層狀化處理為較佳。
該進料口的濃液流路具備在濃液的流動方向上串聯連接之複數個流路部份為較佳。各流路部份具有從上游側依次排列之分割部、轉換部及合流壓縮部。分割部包括沿支撐體的寬度方向分叉之複數個分叉流路。轉換部將複數個
分叉流路各自的方向改變成沿支撐體的行進方向重疊。合流壓縮部在與濃液的流動方向正交之截面之支撐體的行進方向上的長度隨著從合流位置朝向下游而變小。合流位置為複數個分叉流路變成一個流路之位置。
對配設於流延模的上游之進料口供給濃液，並在進料口內進行層狀化處理為較佳。
該進料口的濃液流路具有從上游側依次排列之分割部、轉換部及合流壓縮部為較佳。分割部包括沿支撐體的寬度方向分叉之複數個分叉流路。轉換部將複數個分叉流路各自的方向改變成沿支撐體的行進方向重疊。合流壓縮部在與濃液的流動方向正交之截面之支撐體的行進方向上的長度隨著從合流位置朝向下游而變小。合流位置為複數個分叉流路變成一個流路之位置。
依本發明，無需使用相位差提高劑等特定化合物就能夠製造與Re的高低無關地Rth較高的光學膜。
(溶液製膜設備)
光學膜(以下僅稱為膜)例如藉由圖1所示之溶液製膜設備10製造。溶液製膜設備10具備流延裝置12、夾子拉幅機13、乾燥裝置15、冷卻裝置48及捲取裝置17。
流延裝置12具有模單元21、帶22、第1輥23、第2輥24及流延室25。模單元21具有進料口28和流延模29，從流延模29連續流出供給到進料口28之濃液31。利用其他附圖對模單元21的詳細內容進行後述。
帶22為形成為環狀之環狀流延支撐體，捲繞於第1輥23及第2輥24的周面。第1輥23在圓形側面的中心具備旋轉軸23a，該旋轉軸23a藉由馬達32沿周向旋轉。藉此，第1輥23沿周向旋轉。馬達32被控制器33控制驅動，藉此控制旋轉軸23a的轉速。藉由第1輥23的旋轉，帶22沿長邊方向行進。第2輥24在圓形側面的中心具備旋轉軸24a，隨著被捲繞之帶22的行進以旋轉軸24a為旋轉中心進行旋轉。另外，本實施形態中，藉由第1輥23的旋轉使帶22行進，但帶22的行進只要使第1輥23和第2輥24的至少任一方沿周向旋轉即可。
藉由在行進之帶22上使濃液31從流延模29連續流出，在帶22上連續形成流延膜36。另外，本實施形態中將帶22用作流延支撐體，但不限於此。例如亦可使用沿周向旋轉之滾筒來代替帶22和第1輥23、第2輥24。
本實施形態中，如圖1所示，將流延模29配設成使捲繞於第1輥23之帶22的捲繞區域的下游端與流延模29的流出口對置。但是流延模29的位置不限於此。例如，亦可將流延模29配設成流出口與從第1輥23朝向第2輥24之帶22對置。
在第1輥23的旋轉方向上的模單元21的上游配設吸引空氣之減壓腔室37。藉由減壓腔室37吸引空氣，比從流延模29到達帶22之濃液亦即液珠更靠第1輥23的旋轉方向上的上游側之區相比被減壓。藉此液珠的形狀得以穩定。
第1輥23與第2輥24具備控制周面溫度之調溫機(未圖示)。藉由控制第1輥23與第2輥24的周面溫度，控制帶22的溫度。藉由控制帶22的溫度，控制流延膜36的溫度，並調整流延膜36的乾燥速度。
在第1輥23的附近配設剝離輥38。剝離輥38配設成長邊方向與第1輥23的旋轉軸23a大致平行。該剝離輥38支撐以包含溶劑之狀態剝離之流延膜亦即濕潤膜41，藉此將從帶22剝離流延膜36之剝離位置保持為恆定。
流延室25容納模單元21、第1輥23、第2輥24、帶22、剝離輥38等，藉此防止從流延膜36蒸發之溶劑向下游側的夾子拉幅機13等擴散。從流延室25向流延室25的下游的夾子拉幅機13的轉送部位設置從下方支撐濕潤膜41並將其引導向夾子拉幅機13之輥42。圖1中僅圖示1個輥42，但可依據轉送位置的長度配設複數個輥42。
夾子拉幅機13具有複數個把持濕潤膜41的寬度方向上的各側部之夾子(未圖示)，該夾子在軌道(未圖示)上行進。藉由夾子的行進，濕潤膜41被傳送。濕潤膜41的傳送路的上方和下方的至少任一方配設送風機(未圖示)。藉由來自送風機的乾燥風的流出，濕潤膜41被搬送之同時被乾燥。
可藉由使軌道沿濕潤膜41的寬度方向變位來沿寬度方向擴大，或縮小濕潤膜41。例如，製造相位差膜時等提高Re時，沿寬度方向擴大濕潤膜41，並加大其加寬率即可。並且，例如製造Re較低的偏光板保護膜時等，將寬
度保持為恆定，並將加寬率設為0(零)或抑制成較小即可。並且，藉由控制濕潤膜41的溫度亦可控制Re。另外，夾子拉幅機13內的濕潤膜41的溫度的控制能夠藉由控制來自送風機的乾燥風的溫度來進行。如上，Re的高低控制藉由控制夾子拉幅機13中的加寬率和濕潤膜41的溫度的至少任一方來進行。另外，夾子拉幅機13中，將寬度保持為恆定或將其加寬時，在之後藉由縮小寬度來進行濕潤膜41的應力緩和為較佳，應力緩和後從夾子拉幅機13向下一個製程提供濕潤膜41。
離開夾子拉幅機13之濕潤膜41的兩側端部形成因夾子拉幅機13的夾子而產生之保持痕迹。因此，在夾子拉幅機13的下游設置切邊裝置43為較佳。切邊裝置43切開引導過來之濕潤膜41的包含因夾子而產生之保持痕迹之兩側部。藉此，在乾燥裝置15及其下游之傳送得以穩定。從濕潤膜41切開之兩側部藉由風送至破碎機46而被破碎，並作為濃液31等的原材料再利用。
乾燥裝置15中設置有複數個輥15a，濕潤膜41捲繞於這些輥並被傳送。乾燥裝置15內的氣氛的溫度或濕度等藉由空調機(未圖示)調節，濕潤膜41在通過乾燥裝置15期間被乾燥。如此，濕潤膜41藉由通過乾燥裝置15內而成為已乾燥之膜47。另外，有時為了促進濕潤膜41的乾燥而提高乾燥裝置15的溫度。此時，在乾燥裝置15的下游配設內部溫度設為低於乾燥裝置15之冷卻裝置48。藉此，膜47在通過冷卻裝置48的內部期間被冷卻，成為
例如室溫程度的溫度。
冷卻裝置48的下游側設置有滾花賦予輥對51，藉此膜47的兩側部被賦予滾花。
捲取裝置17上設置有卷芯52，捲取裝置17藉由旋轉該卷芯52，將引導過來之膜47捲取成輥狀。
如圖2所示，模單元21由進料口28和流延模29構成。進料口28配設於流延模29的上游側。另外，在以下的說明中，將帶22的寬度方向稱為X方向，將帶22從第1輥23朝向第2輥24之行進方向稱為Y方向，將與帶面垂直的方向稱為Z方向。X方向、Y方向及Z方向相互正交。進料口28及流延模29的各內部形成有濃液31的流路。圖2中，示出在流延模29的上面配設進料口28之態樣。進料口28的上面形成濃液31進入之流入口28b，該流入口28b上連接引導濃液31之配管56(參閱圖1)。以濃液31的流出口29a與帶22對置且狹縫狀的流出口29a的長邊方向成為X方向之方式配設流延模29。若濃液31通過配管56被供給，則進料口28如後述控制濃液31的流動(以下有時稱為濃液流)並送至流延模29。流延模29朝向帶22從流出口29a流出從進料口28被引導之濃液31。
如圖3及圖4所示，流延模29具備1對模唇板57與1對側板58。如圖3所示，1對模唇板57沿Y方向排列且分開配設。1對側板58各自黏附於1對模唇板57的X方向上的各側緣而配設。藉此，形成被1對模唇板57和1對側板58包圍之狹槽59，該狹槽59成為濃液31的流路。
本實施形態中的狹槽59設置成沿Z方向貫穿流延模29。流延模29有時還向Y方向傾斜配設，此時有時狹槽59所貫穿之方向亦向Y方向傾斜設置。狹槽59的一端向流延模29的上面開口而成為濃液31的流入口29b，另一端向流延模29的下端開口而成為流出口29a。
狹槽59從流入口29b朝向流出口29a包括第1狹槽部61、第2狹槽部62、第3狹槽部63及第4狹槽部64。
從第2狹槽部62至流出口29a在X方向上的兩端設置內部定邊板67。該內部定邊板67限制濃液31的流動的寬度(在X方向上的長度)。在以下的說明中，將濃液31的流動的寬度稱為流動寬度。
XY平面上的狹槽59的截面形狀設為沿X方向較長，沿Y方向較短的矩形。狹槽59的X方向的長度從流動方向的上游側朝向下游側在第1狹槽部61、第3狹槽部63及第4狹槽部64分別恆定，而在第2狹槽部62遞增。並且，第3狹槽部63和第4狹槽部64在X方向上的長度相等。藉此，濃液31的流動寬度在第2狹槽部62隨著朝向下游而變寬，而在第3狹槽部63及第4狹槽部64恆定。
另外，狹槽59在Y方向上的長度從流動方向的上游側朝向下游側在第1狹槽部61、第2狹槽部62及第4狹槽部64分別恆定，而在第3狹槽部63遞減。並且，第1狹槽部61和第2狹槽部62在Y方向上的長度相等。藉此，濃液31的流動的厚度(在Y方向上的長度)從第1狹槽部61遍及第2狹槽部62恆定，在第3狹槽部63變薄，而
在第4狹槽部64保持在第3狹槽部63所達到之薄度。在以下的說明中，將濃液31的流動的厚度稱為流動厚度。
進料口28的內部形成有濃液31的流路70(參閱圖5)。如圖5所示，流路70從上游側依次具有第1部份71、第2部份72及第3部份73，第1部份71、第2部份72及第3部份73設為相互相同的結構。
第1部份71與流入口28b連通，從大致正方形的流入口28b至第1部份71的流路74的截面形狀以隨著朝向下游成為沿X方向較長的矩形之方式變化。另外，在本實施形態中，流入口28b在XY平面之截面形狀設為大致正方形，但不限於該形狀，例如可為圓形或長方形、矩形以外的多角形。
第1部份71具有從上游側依次排列之分割部71a、轉換部71b及合流壓縮部71c。分割部71a使沿X方向較長的矩形流路75在長邊方向亦即X方向分叉成4個。該分叉在X方向上大致等份，形成之分叉流路76a~76d在X方向上的長度大致相同。關於各分叉流路76a~76d，從圖5之左側依次稱為第1分叉流路76a、第2分叉流路76b、第3分叉流路76c及第4分叉流路76d。
轉換部71b以沿與流路75的厚度方向一致之Y方向排列之方式轉換第1分叉流路76a~第4分叉流路76d。各分叉流路76a~76d以在X方向上的外側的第1分叉流路76a及第4分叉流路76d成為Y方向上的內側且在X方向上的內側的第2分叉流路76b及第3分叉流路76c成為Y
方向上的外側之方式轉換。
合流壓縮部71c使第1分叉流路76a~第4分叉流路76d沿流路75的Y方向重疊並合流，隨著朝向下游而縮小Y方向上的長度並且增大X方向的長度。合流壓縮部71c的下游端的厚度亦即Y方向上的長度設為與分割部71a之流路75及第1分叉流路76a~第4分叉流路76d的各厚度大致相同。
第2部份72和第3部份73具有與第1部份71相同的結構。第2部份72具有分割部72a、轉換部72b及合流壓縮部72c，第3部份73具有分割部73a、轉換部73b及合流壓縮部73c。第3部份的合流壓縮部73c與流出口28a連通，流出口28a與流延模29的流入口29b連接。合流壓縮部72c與合流壓縮部73c的下游端的各厚度亦即Y方向上的各長度設為與分割部71a之流路75及第1分叉流路76a~第4分叉流路76d的各厚度大致相同。
作為具有如上流路之進料口，有EDI社製增加器。該增加器是為了以熔融擠出方法製造膜而使用之產品，在具有上述的流路這一點上是有用的。
對具備以上的進料口28和流延模29之模單元21供給之濃液31的流動控制成如下。若濃液31連續引導至流入口28b，則藉由流路74，濃液流的截面形狀以成為沿X方向較長的矩形之方式發生變化，藉此濃液流成為帶狀。
形成為帶狀之濃液流若被引導至第1部份71，則藉由分割部71a沿寬度方向亦即X方向大致等份地分割成4
個。以下的說明中將分割濃液流的製程稱為分流。並且，在以下的說明中，將藉由分割形成之各濃液流稱為分割濃液流，將在第1分叉流路76a~第4分叉流路76d流動之分割濃液流稱為第1~第4分割濃液流。另外，由於分割部71a具有第1分叉流路76a~第4分叉流路76d這4個分叉流路，因此本實施形態中濃液流分割為4個，但能夠藉由將分叉流路的數量設為2、3或5以上來將濃液流分割為2個、3個或5以上。
X方向上的外側的第1分割濃液流及第4分割濃液流藉由轉換部71b以成為Y方向的內側之方式被控制路徑，並且X方向上的內側的第2分割濃液流及第3分割濃液流以成為Y方向上的外側之方式被控制路徑。
被控制路徑之第1~第4分割濃液流引導至合流壓縮部71c並以沿Y方向重疊之方式合流，藉此形成濃液流以層狀重疊之層狀濃液流。以下的說明中，將在第1部份71形成之層狀濃液流稱為第1層狀濃液流。
並且，分割濃液流藉由合流壓縮部71c合流而成為層狀濃液流並且沿厚度方向被壓縮。亦即層狀濃液流被壓縮厚度。藉此，呈層狀濃液流的各層之濃液流分別壓縮被厚度，所包含之聚合物的分子沿著XZ平面取向。層狀濃液流沿厚度方向壓縮，並且沿寬度方向亦即X方向擴散，成為比合流時刻的寬度更寬的帶狀。因此，進一步可靠地進行沿著XZ平面之聚合物分子的取向。
如上，在第1部份71中，單層的濃液流80(圖6(A))
成為在XY平面中沿Y方向重疊4層流動之第1層狀濃液流81，各層的流動厚度壓縮成小於導入至分割部71a之濃液流80的流動厚度(圖6(B))。另外，圖6中，相對於流動寬度誇大描述了流動厚度。本實施形態中，使合流壓縮部71c的下游端的厚度與分割部71a中的流路75的厚度大致相同，因此第1層狀濃液流81的各層的流動厚度壓縮成導入至分割部71a之濃液流80的流動厚度的約1/4。如此，在第1部份71中，濃液流80藉由分流、合流及濃液流的壓縮被層狀化。如此，層狀化處理包括分流、合流及壓縮等的各處理。
沿厚度方向壓縮之第1層狀濃液流81在第2部份72中，與第1部份71相同地經過分流、合流及濃液流的壓縮的一連串製程亦即層狀化製程。如此，第1層狀濃液流81成為第2層狀濃液流82，各層的流動厚度壓縮成小於第1層狀濃液流81的各層的流動厚度(圖6(C))。本實施形態中，使合流壓縮部72c的下游端的厚度與合流壓縮部71c的下游端的厚度大致相同，因此第2層狀濃液流82的各層的流動厚度壓縮成離開合流壓縮部71c之第1層狀濃液流81的各層的流動厚度的約1/4。藉此第2層狀濃液流82各層的流動厚度壓縮成導入至分割部71a之濃液流80的流動厚度的約1/16。第2層狀濃液流82是將第1層狀濃液流81沿X方向分割成4個並沿Y方向重疊來形成者，因此為重疊16層之層狀濃液流。
第2層狀濃液流82引導至第3部份73，同樣進行分
流、合流及濃液流的壓縮，成為濃液流重疊64層之第3層狀濃液流83，各層的流動厚度壓縮成小於第2層狀濃液流82的各層的流動厚度(參閱圖6(D))。本實施形態中，使合流壓縮部73c的下游端的厚度TD與合流壓縮部72c的下游端的厚度大致相同，因此第3層狀濃液流83的各層的流動厚度壓縮成離開合流壓縮部72c之第2層狀濃液流82的各層的流動厚度的約1/4。藉此，第3層狀濃液流83的各層的流動厚度壓縮成導入至分割部71a之濃液流80的流動厚度的約1/64。
如上，在進料口28中反覆進行層狀化處理。
藉由反覆3次層狀化處理而形成之第3層狀濃液流83引導至流延模29並從流延模29的流出口29a流出。另外，本實施形態中，在流延模29的第3狹槽部63中第3層狀濃液流83亦沿厚度方向被壓縮，該壓縮成為最終的壓縮處理。因此，當使用這樣沿厚度方向壓縮層狀濃液流之流延模29時，可以用其他態樣代替進料口28的第3部份73的合流壓縮部73c。作為其他態樣，例如可舉出與轉換部73b的下游端連結，且X方向及Y方向上的長度均與轉換部73b的下游端相同的單一的流路。若使用這種流路，則在分割部73a中形成之分割濃液流合流而形成第3層狀濃液流83，所形成之第3層狀濃液流83不會被壓縮而引導至流延模29並在流延模29的第3狹槽部63中被壓縮。
如上，本實施形態的各分割部71a、72a、73a是將流路75分別分叉為4個者，因此所得到之第3層狀濃液流
83的層數成為4的立方(=64)。這樣，能夠依據各部份的分割部之分叉數量設定各層狀濃液流的層數。
部份的數量不限於如本實施形態的3個。例如形成具有更多層之層狀濃液流時，在第3部份73的下游串聯增設相同的部份即可。
提供到流延之層狀濃液流的層數為50以上2000以下為較佳，各層的流動厚度在10nm以上50μm以下的範圍內為較佳。就該各層的流動厚度而言，在所得到之膜47中可識別出各層時，膜47之各層的厚度對應於4nm以上1μm以下的範圍內。若各層的流動厚度大於50μm，則即使進行聚合物的取向，Rth的提高程度亦極小。
依以上的方法，無需使用相位差提高劑就能夠得到Rth明顯高的膜47。並且，依以上的方法，不會使Re上升地或即使上升亦抑制成極小地上升，而製造出Rth明顯高之膜47。因此，例如可製造出如要求較低Re和較高Rth之偏光板保護膜用途的膜47。並且，在夾子拉幅機13中，Re能夠藉由在將濕潤膜41設為預定溫度之狀態下控制寬度方向的加寬率來設為目標值。例如，製造如要求較高Re之相位差膜用途的膜47時，將夾子拉幅機13之寬度方向上的加寬率設為更高即可。這樣，本發明能夠與Re獨立來選擇性地僅提高Rth。並且，依本發明，Rth在流延之前進行控制，而Re在流延之後進行控制，因此能夠獨立設定各自的製程條件。並且，依本發明，不使用用於控制Rth之特定化合物，而是使用以往的濃液31來在膜47中顯現
較高的Rth。並且，依據層狀化製程，可得到彈性率大幅上升之膜47。
由上述方法得到之膜47為單層結構。與不使用進料口28而僅使用流延模29來製造成厚度與膜47相同之膜相比，該膜47的Rth極高。例如，作為濃液31的聚合物成份使用纖維素醯化物，不使用進料口28而將濃液31引導至流延模29，將夾子拉幅機13之加寬率設為20%時的膜的Rth為110nm左右。與此相比，不改變聚合物成份及加寬率，利用串聯形成有3個流路部之進料口28來形成64層的濃液流所重疊之第3層狀濃液流83，從而得到之膜47的Rth變高。並且使用進一步多串聯形成2個流路部之進料口(未圖示)亦即串聯形成有5個流路部之進料口來代替進料口28時，形成1024層的濃液流所重疊之第5層狀濃液流，從該第5層狀濃液流得到之膜的Rth進一步變高，達180nm。
越加大各合流壓縮部71c~73c之濃液流壓縮程度，Rth的上升程度變越大。例如，將濃液流壓縮成1/100所得到之膜47的Rth比將濃液流壓縮成1/10所得到之膜47的Rth高，壓縮成1/1000所得到之膜47的Rth變得更高。這樣，能夠藉由控制濃液流在厚度方向的壓縮程度來控制Rth。亦即，藉由將濃液流壓縮成在厚度方向上變得更小，可得到Rth更高的膜47。
在各層狀濃液流中，以各層不混合地保持界面之狀態流動為較佳。作為各層相混合之情況，例如可以舉出合流
壓縮部71c、72c、73c的各長度過長，亦即以層狀濃液流的狀態流動之時間過長的情況。這樣各層相混合，所得到之膜47的Rth上升得沒有那麼高時，例如使用圖7所示之模單元90進行以下的方法即可。另外，圖7中，關於與圖2相同的構件添加相同符號，來省略說明。
模單元90具備流延模29、第1進料口91及第2進料口92。第1進料口91與圖2的進料口28相同地配設於流延模29的上游側。第1進料口91的內部形成有與圖2的進料口28相同的流路70。流路70的上游端作為濃液94、95的流入口(未圖示)向上面開口，流路70的下游端作為濃液94、95的流出口(未圖示)向下面開口。第1進料口91的流出口與流延模29的流入口29b連接。
第2進料口92配設於第1進料口91的上游側，在本實施形態中配設於第1進料口91的上面。第2進料口92中分別形成有濃液94流入之第1流入口92b與濃液95流入之第2流入口92c。第1流入口92b和第2流入口92c設置成在Y方向上對置。
第2進料口92的內部形成有從流入口92b延伸之流路(未圖示)、從流入口92c延伸之流路(未圖示)、這些流路合流之合流部(未圖示)及從合流部向流出口延伸之單一的流路(未圖示)。
並且，模單元90的上游設置調整濃液31的濃度之濃度調整裝置96。濃度調整裝置96對供給而來之濃液31調整聚合物成份的濃度，配製濃度互不相同的濃液94、95。
藉此成為黏度互不相同的濃液94、95。濃度的調整方法無特別限定，例如可利用藉由濃縮濃液31來提高濃度之方法或添加濃液31的溶劑成份來降低濃度之方法等公知之方法。另外，本實施形態中，從濃液31配製濃度互不相同的2種濃液94、95，但亦可將供給而來之濃液31無需調整其濃度而直接設為濃液94、95中的任一方，將改變濃度者設為濃液94、95中的另一方。並且為了製作黏度互不相同的濃液94、95，本實施形態中對聚合物成份的濃度進行調整，但可在濃液94、95中加入其它的固體成份時，亦可調整聚合物以外的固體成份的濃度。
濃度調整裝置96分別獨立地連接於第2進料口92的第1流入口92b和第2流入口92c，所配製之濃液94、95分別獨立地引導至第2進料口92。例如，如圖2所示，濃液94送至第1流入口92b，濃液95送至第2流入口92c。
藉由上述模單元90從濃度調整裝置96引導至第2進料口92之濃液94、95在第2進料口92內的合流部以沿Y方向重疊之方式合流。若在XY平面中形成X方向的長度大於Y方向的長度的較長形狀的合流部，則已合流之濃液94和濃液95的流動成為帶狀的層狀濃液流100(圖8(A))。
另外，第1進料口91的流入口設為X方向上比進料口28的流入口28b更長的矩形，並且第2進料口92的流出口設為與第1進料口91的流入口相同的形狀及大小。藉此，在第2進料口92形成之濃液流100以更可靠地保持所
形成之2層結構之狀態引導至第1進料口91。
若層狀的濃液流100從第2進料口92引導至第1進料口91，則藉由第1部份71(參閱圖5)經過分流、合流及濃液流的壓縮的一連的層狀化製程，從而成為濃液94與濃液95的各流動交替重疊之第1層狀濃液流101(圖8(B))。本實施形態中，在X方向上將2層結構的濃液流100分割成4個，沿Y方向重疊各分割濃液流來合流，因此第1層狀濃液流101的層數為8。第1層狀濃液流101的各層的流動厚度成為濃液流100的各層的流動厚度的約1/4。
第1層狀濃液流101若被引導至第2部份72(參閱圖5)，則同樣進行層狀化處理。這樣藉由通過第2部份72，第1層狀濃液流101經過層狀化製程。藉此，第1層狀濃液流101成為濃液94與濃液95的各流動交替重疊且各層的流動厚度更小的第2層狀濃液流102(圖8(C))。第2層狀濃液流102的層數為32。第2層狀濃液流102的各層的流動厚度成為第1層狀濃液流101的各層的流動厚度的約1/4。
第2層狀濃液流102若被引導至第3部份73(參閱圖5)，則同樣進行層狀化處理。這樣藉由通過第3部份73，第2層狀濃液流102經過層狀化製程。藉此，第2層狀濃液流102成為濃液94與濃液95的各流動交替重疊且各層的流動厚度更小的第3層狀濃液流103(圖8(D))。第3層狀濃液流103的層數為128。第3層狀濃液流103的各層的流動厚度成為第2層狀濃液流102的各層的流動厚度
的約1/4。
如上，若重疊濃度互不相同的濃液94、95之後進行基於第1部份71~第3部份73之層狀化處理，則可抑制各層狀濃液流中在聚合物層間的移動。因此，變得很難降低濃液流的壓縮效果，因此可更可靠地得到Rth的上升效果。這樣得到之膜47亦為單層結構。
另外，本實施形態中，藉由將濃液94、95設為互不相同的濃度來抑制各層狀濃液流聚合物在層間的移動，但該抑制效果亦能夠由其他方法得到。例如為將互不相同的聚合物成份設為濃液94與濃液95的各聚合物成份之方法。其中，為了確保膜47的透明性，聚合物成份的其中一方與另一方的折射率之比設為最大1.01亦即1以上1.01以下的範圍為較佳。若將互不相同的聚合物成份設為濃液94與濃液95的各聚合物成份，則有時可得到具有提供到流延之層狀濃液流的層數之多層結構的膜，互不相同的聚合物彼此的親和性較高時，有時還可得到層數更少的多層結構或者單層結構的膜。
亦可使用第1進料口91的流路(未圖示)與第2進料口92的流路70從上游側串聯連接之一個進料口來代替第1進料口91與第2進料口92。
上述各實施形態為沿寬度方向分割形成為帶狀之濃液流，並沿厚度方向重疊分割濃液流之態樣，但亦可設為以下的態樣來代替該態樣。例如，能夠使用Cloeren社製Infinano來實施以下的態樣。首先將濃液31送至進料口，
分割引導來之濃液的流動來設為複數個分割濃液流。將該複數個分割濃液流分別設為帶狀來形成帶狀的分割濃液流，並使設為帶狀之複數個分割濃液流以沿厚度方向重疊之方式合流。藉由該合流形成具有多層結構之帶狀的層狀濃液流。沿厚度方向壓縮該層狀濃液流。壓縮之層狀濃液可引導至流延模29，亦可在引導至流延模29之前引導至進料口28並進一步實施層狀化處理。
並且，製造在兩面具有特定功能層之膜時，例如使用多流道型的流延模(未圖示)來代替流延模29即可。作為這種流延模，可舉出例如形成有狹槽59(參閱圖3)和在該狹槽59在Y方向上的兩側分別形成1個流路之流延模。在形成於狹槽59在Y方向上的兩側之2個流路上形成流道。使用這種流延模，分別將經過層狀化製程之層狀濃液流引導至狹槽59，並將形成功能層之濃液分別引導至具有流道的2個流路即可。藉此，能夠得到藉由流過狹槽59之濃液使Rth上升，且藉由流過具有流道之2個流路之濃液形成有功能層之膜。將所得到之膜的厚度設為大致30μm時，將功能層的厚度設為大致1μm左右。作為功能層，例如將引導至狹槽59之層狀濃液流的聚合物成份設為二醋酸纖維素時，存在用於使從帶22的剝離更容易之剝離性提高層。這種剝離性提高層的聚合物成份為三醋酸纖維素(TAC)為較佳。
作為濃液31的聚合物，能夠使用用於溶液製膜之公知之各種聚合物。製造用作偏光板保護膜或相位差膜之膜時
使用透明的聚合物。例如纖維素醯化物為較佳。並且，基於濃液流的壓縮之Rth的上升效果在作為濃液31的聚合物成份具有環狀分子結構者中尤其明顯地顯現。
作為聚合物使用纖維素醯化物時，纖維素醯化物的醯基可僅為1種，或者亦可使用2種以上的醯基。本發明的纖維素醯化物具有碳數2~4的醯基作為取代基為較佳。使用2種以上的醯基時，其中1種為乙醯基為較佳，作為碳數2~4的醯基為丙醯基或丁醯基為較佳。能夠藉由將這些纖維素醯化物溶解於溶媒來製作濃液。
構成纖維素醯化物之β-1，4鍵合之葡糖糖單位在2位、3位及6位具有游離的羟基。纖維素醯化物為藉由醯基對這些羟基的一部份或全部進行醯化之聚合體(聚合物)。醯基取代度是指位於2位、3位及6位之纖維素的羟基被醯化之比例(各位置的100%的酯化為取代度1)的總計。
作為碳數2以上的醯基，可以是脂肪族基亦可以是烯丙基，並不特別限定。它們例如為纖維素的烷羰基酯、烯羰基酯或芳香族羰基酯、芳香族烷羰基酯等，亦可以分別具有進一步被取代之基團。作為它們的較佳例子，可以舉出乙醯基、丙醯基、丁醯基、庚醯基、己醯基、辛醯基、癸醯基、十二烷醯基、十三烷醯基、十四烷醯基、十六烷醯基、十八烷醯基、異丁醯基、第三丁醯基、環己烷羰基、油醯基、苯甲醯基、萘羰基、肉桂醯基等。其中，乙醯基、丙醯基、丁醯基、十二烷醯基、十八烷醯基、第三丁醯基、
油醯基、苯甲醯基、萘羰基、肉桂醯基等為較佳，為乙醯基、丙醯基、丁醯基(醯基為碳原子數2~4時)尤為佳，為乙醯基(纖維素醯化物為醋酸纖維素時)進一步尤為佳。
(溶媒)
作為配製濃液之溶媒，可以舉出芳香族烴(例如苯、甲苯等)、鹵代烴(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)及醚(例如四氫呋喃、甲基溶纖劑等)等。另外，本發明中濃液是指使聚合物溶解或分散於溶劑中，從而得到之聚合物溶液或分散液。
在上述鹵代烴中，也使用碳原子數1~7的鹵代烴為較佳，使用二氯甲烷為最佳。從TAC的溶解性、流延膜從支撐體的剝離性、膜的機械強度及光學特性等物理性質觀點考慮，除了二氯甲烷之外混合1種乃至多種碳原子數1~5的醇為較佳。醇的含量相對於整個溶媒為2~25重量%為較佳，為5~20重量%更為佳。作為醇，可以舉出甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇等，但優選使用甲醇、乙醇、正丁醇或它們的混合物。並且，亦可為不使用二氯甲烷的溶媒組成，作為這種溶媒組成能夠使用公知之組成。
本發明在製造厚度為10μm以上50μm以下範圍之膜47時尤其有效。例如藉由將夾子拉幅機13中的加寬率設為3%，可得到Rth為20nm、Re為1nm、厚度為60μm之膜47，該膜47能夠用作偏光板保護膜。並且，例如藉由
將夾子拉幅機13的加寬率設為25%，可得到Rth為130nm、Re為45nm、厚度為60μm之膜47，該膜47能夠用作相位差膜。
Re為膜面內的光學各向異性，Rth為膜面內和膜厚度方向的光學各向異性。關於連續進行膜製造來得到之長條的膜，將nx設為膜的長邊方向的折射率，將ny設為膜的寬度方向的折射率，將nz設為膜的厚度方向的折射率，將d設為膜厚度時，分別由如下公式求出Re和Rth。本說明書中由KOBRA 21ADH(王子測定設備(株)製)求出Re和Rth的值。
Re=(ny-nx)×d
Rth=((ny+nx)/2-nz)×d
10‧‧‧溶液製膜設備
12‧‧‧流延裝置
13‧‧‧夾子拉幅機
15‧‧‧乾燥裝置
15a、42‧‧‧輥
17‧‧‧捲取裝置
21、90‧‧‧模單元
22‧‧‧帶
23‧‧‧第一輥
23a、24a‧‧‧旋轉軸
24‧‧‧第二輥
25‧‧‧流延室
28‧‧‧進料口
28b、29b‧‧‧流入口
29‧‧‧流延模
28a、29a‧‧‧流出口
31、94、95‧‧‧濃液
32‧‧‧馬達
33‧‧‧控制器
36‧‧‧流延膜
37‧‧‧減壓腔室
38‧‧‧剝離輥
41‧‧‧濕潤膜
43‧‧‧切邊裝置
46‧‧‧破碎機
47‧‧‧膜
48‧‧‧冷卻裝置
51‧‧‧滾花賦予輥對
52‧‧‧卷芯
56‧‧‧配管
57‧‧‧模唇板
58‧‧‧側板
59‧‧‧狹槽
61‧‧‧第1狹槽部
62‧‧‧第2狹槽部
63‧‧‧第3狹槽部
64‧‧‧第4狹槽部
70、74、75‧‧‧流路
71~73‧‧‧第1~第3部份
71a、72a、73a‧‧‧分割部
71b、72b、73b‧‧‧轉換部
71c、72c、73c‧‧‧合流壓縮部
76a、76b、76c、76d‧‧‧分叉流路
80‧‧‧單層的濃液流
81~83、101~103‧‧‧第1~第3層狀濃液流
91‧‧‧第1進料口
92‧‧‧第2進料口
92b‧‧‧第1流入口
92c‧‧‧第2流入口
96‧‧‧濃度調整裝置
100‧‧‧層狀濃液流
X、Y、Z‧‧‧方向
TD‧‧‧厚度
圖1是表示溶液製膜設備的概要之說明圖。
圖2是表示模單元的概要之立體圖。
圖3是沿圖4的III-III線之截面之流延模的端面圖。
圖4是XZ平面中的流延模的截面圖，是沿圖3的IV-IV線之截面圖。
圖5是表示形成於進料口內部之流路的概要之立體圖。
圖6(A)~圖6(D)是層狀濃液流的說明圖。
圖7是表示模單元的概要之立體圖。
圖8(A)~圖8(D)是層狀濃液流的說明圖。
28a‧‧‧流出口
28b‧‧‧流入口
70、74、75‧‧‧流路
71‧‧‧第1部份
7la、72a、73a‧‧‧分割部
71b、72b、73b‧‧‧轉換部
71c、72c、73c‧‧‧合流壓縮部
72‧‧‧第2部份
73‧‧‧第3部份
76a、76b、76c、76d‧‧‧分叉流路
X、Y、Z‧‧‧方向
Claims (8)
- 一種光學膜的製造方法，其具備如下步驟：(A)將聚合物溶解於溶劑之濃液的流動分割成複數個；(B)使藉由前述A步驟的分割形成之複數個分割濃液流以層狀重疊之方式合流；(C)沿厚度方向壓縮藉由前述B步驟的合流形成之層狀濃液流；(D)在行進之支撐體上藉由使經由前述C步驟之前述濃液從流延模流出來進行流延從而形成流延膜；(E)從前述支撐體連續剝下前述流延膜；及(F)對從前述支撐體剝下之前述流延膜進行乾燥。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學膜的製造方法，其中，前述A步驟將形成為帶狀之前述濃液的流動沿寬度方向分割，前述B步驟沿厚度方向重疊前述複數個分割濃液來形成層狀濃液流。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的製造方法，其中，重疊前述聚合物的濃度互不相同的前述濃液，以該重疊方向成為厚度方向之方式形成帶狀的前述濃液的流動，將該帶狀的前述濃液的流動提供到前述A步驟。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項所述之光學膜的製造方法，其中， 反覆進行具有前述A步驟、前述B步驟及前述C步驟之層狀化處理，將前述濃液從最終的前述C步驟供給到前述D步驟。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項所述之光學膜的製造方法，其中，將前述濃液供給到配設於前述流延模的上游之進料口，在前述進料口內進行具有前述A步驟、前述B步驟及前述C步驟之層狀化處理。
- 如申請專利範圍第5項所述之光學膜的製造方法，其中，前述進料口的前述濃液的流路具備在前述濃液的流動方向上串聯連接之複數個流路部份，各流路部份具有從上游側依次排列之分割部、轉換部及合流壓縮部，前述分割部包括在前述支撐體的寬度方向分叉之複數個分叉流路，前述轉換部將前述複數個分叉流路各自的方向改變成沿前述支撐體的行進方向重疊，前述合流壓縮部在與前述濃液的流動方向正交之截面的前述支撐體的行進方向上的長度隨著從合流位置朝向下游而變小，前述合流位置為前述複數個分叉流路變成一個流路之位置。
- 如申請專利範圍第4項所述之光學膜的製造方法，其中，將前述濃液供給到配設於前述流延模的上游之進料口，在前述進料口內進行前述層狀化處理。
- 如申請專利範圍第7項所述之光學膜的製造方法， 其中，前述進料口的前述濃液的流路具有從上游側依次排列之分割部、轉換部及合流壓縮部，前述分割部包括在前述支撐體的寬度方向分叉之複數個分叉流路，前述轉換部將前述複數個分叉流路各自的方向改變成沿前述支撐體的行進方向重疊，前述合流壓縮部在與前述濃液的流動方向正交之截面之前述支撐體的行進方向上的長度隨著從合流位置朝向下游而變小，前述合流位置為前述複數個分叉流路變成一個流路之位置。
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