TW201536529A

TW201536529A - 拉伸薄膜的製造方法及薄膜拉伸設備

Info

Publication number: TW201536529A
Application number: TW104110153A
Authority: TW
Inventors: Tetsuya Yoshida
Original assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2015-10-01
Also published as: JP5990213B2; CN104943152A; KR20150113857A; JP2015196283A

Abstract

本發明提供一種拉伸薄膜的製造方法及薄膜拉伸設備，其不會在薄膜上發生擦傷和波形變形。本發明的拉伸薄膜的製造方法中，上游側輥與下游側輥之間設定輥圓周速度差來在傳送方向上對薄膜賦予張力。藉由具有升溫區域、拉伸溫度保持區域及冷卻區域之加熱爐來控制薄膜的溫度。在升溫區域中，將加熱溫度以2℃/s以上20℃/s以下範圍內的升溫速度進行升溫。在拉伸溫度保持區域中，保持為(Tg-30)℃以上(Tg+10)℃以下範圍內的拉伸溫度。在冷卻區域中，以2℃/s以上15℃/s以下範圍的冷卻速度進行冷卻。

Description

拉伸薄膜的製造方法及薄膜拉伸設備

本發明係有關一種藉由一對輥的圓周速度差來沿傳送方向拉伸薄膜之拉伸薄膜的製造方法及薄膜拉伸設備者。

一般，纖維素醯化物薄膜和降冰片烯系樹脂薄膜等熱塑性樹脂薄膜的製造大體分類為溶液製膜法和熔融製膜法。在溶液製膜法中，使熱塑性樹脂溶解於溶劑中之濃液(dope)從模具向支撐體上流延之後，剝下來作成薄膜。作為溶液製膜法的支撐體，例如有冷卻滾筒和乾燥傳送帶。並且，在熔融製膜法中，使熱塑性樹脂熔融並利用擠壓機從模具中向支撐體上擠壓之後，剝下來作成薄膜。作為熔融製膜法的支撐體，例如有冷卻滾筒。

如日本專利第4794132號公報、日本專利第5346895號公報、日本專利公開2003-131033號公報、日本專利公開2009-214343號公報所記載，藉由該些方法製造之熱塑性樹脂薄膜藉由沿縱向(傳送方向)、橫向(寬度方向)、進而沿縱橫方向進行拉伸而成為所希望的厚度。並且，能夠藉由拉伸來顯現出面內延遲(Re)和厚度方向延遲(Rth)。藉此，例如作為液晶顯示裝置的相位差膜而進行使用時，能夠擴大視場角。

日本專利第4794132號公報所記載的飽和降冰片烯薄膜的製造方法中包含縱向拉伸製程和以1.05~2.2倍的拉伸倍率進行橫向拉伸之製程。該製造方法減少因與夾持輥表面的黏接和黏著而產生之黏著痕跡來抑制發生微細的面狀不均勻。在縱向拉伸製程中，使用2對以上的夾持輥，並且將夾持輥的輥芯間距離L除以縱向拉伸前的薄膜的寬度W之縱橫比(L/W)設為10以上20以下。縱向拉伸倍率為1.1倍~2.5倍，在將玻璃化轉變溫度設為Tg時，拉伸溫度在(Tg+5)℃以上(Tg+30)℃以下範圍。

在日本專利第5346895號公報所記載的飽和降冰片烯薄膜的製造方法中，為了抑制發生微細的面狀不均勻，使用配置於拉伸區域外側之2對以上的夾持輥來進行縱向拉伸。縱向拉伸溫度為(Tg+5)℃以上(Tg+30)℃以下，夾持輥的溫度在入口側及出口側均為(Tg-150)℃以上且低於(Tg)℃，縱向拉伸倍率為1.8倍~3.0倍。

在日本專利公開2003-131033號公報所記載的相位差膜的製造方法中，在玻璃化轉變溫度Tg附近的溫度氣氛下進行縱向拉伸而在相位差膜的面內使慢軸的方向沿同一方向對齊。在該縱向拉伸中，分為預熱、拉伸、冷卻該3個區域，並調整其中的拉伸區域和冷卻區域的長度，以此來將寬度縮小之向內彎曲從完成95%至完成100%為止的距離L2設為從向內彎曲開始進行至完成95%為止的距離L1以上的長度。

在日本專利公開2009-214343號公報記載的拉伸薄膜的製造方法中，使熱塑性樹脂薄膜依次通過基於預熱輥之預熱製程、基於浮動方式的加熱裝置之加熱製程、及基於除熱輥之除熱製程。並且，利用預熱輥與除熱輥的圓周速度差來進行縱向拉伸。在薄膜的流動方向上分為3個以上的區段來進行加熱製程。各區段隨著朝向下游而逐漸升溫(T1，T2，……Tn)，相鄰區間之間的溫度差控制在10℃以內，T1控制在(Tg-5)℃以上(Tg+5)℃以下的溫度範圍。藉此，得到具有較高的慢軸精確度且平面性良好的拉伸薄膜。

然而，對於最近的液晶顯示裝置要求輕量、薄型、高品質，對於所使用之薄膜亦要求例如25μm以上60μm以下左右的較薄且高品質者。當進行縱向拉伸來製造該種薄型薄膜時，即使藉由上述日本專利第4794132號公報、日本專利第5346895號公報、日本專利公開2003-131033號公報、日本專利公開2009-214343號公報所記載的縱向拉伸方法，亦有可能在薄膜表面上發生擦傷和波形變形(成為吊起狀態而形成之折皺)的面狀不均勻。該面狀不均勻在薄膜寬度方向上連續存在波形且在薄膜輸送方向上較長。因此，存在抑制發生擦傷和波形變形的要求。並且，因波形變形的面狀不均勻，相位差和慢軸的朝向等光學特性亦會變得不均勻。

例如，在日本專利第4794132號公報、日本專利第5346895 號公報所記載的縱向拉伸方法中，在加熱爐內升溫至拉伸溫度時，因加熱所引起之薄膜的收縮，發生波形變形而成為面狀不均勻。冷卻時亦相同，從拉伸溫度進行冷卻時，因長邊方向的薄膜溫度差，發生波形變形而成為面狀不均勻。

在日本專利公開2003-131033號公報所記載的縱向拉伸方法中，分為預熱、拉伸、冷卻該3個區域來控制溫度，但會發生波形變形而與日本專利第4794132號公報、日本專利第5346895號公報所記載的縱向拉伸方法同樣地成為面狀不均勻。

在日本專利公開2009-214343號公報所記載的縱向拉伸方法中記載有在加熱裝置內進行區域劃分並使其溫度逐漸上升之技術，但無法可靠地抑制波形變形，因此成為面狀不均勻。

本發明係解決了該種課題者，其目的在於提供一種不會在薄膜上發生擦傷和波形變形之拉伸薄膜的製造方法及薄膜拉伸設備。

本發明的拉伸薄膜的製造方法具備薄膜傳送步驟(A步驟)、加熱爐內升溫步驟(B步驟)、加熱爐內拉伸溫度保持步驟(C步驟)、加熱爐內冷卻步驟(D步驟)及預熱步驟(E步驟)，並且沿傳送方向拉伸由帶狀的熱塑性樹脂構成之薄膜來作成拉伸薄膜。在A步驟中，對在薄膜的傳送方向上分開配置之上游側輥和下游側輥設定圓周速度差並使其旋轉驅動，藉此對上游側輥與下游側輥之間的薄膜賦予張力。在B步驟中，在加熱爐的升溫區域中，以2℃/s以上20℃/s以下範圍的升溫速度對薄膜進行升溫。加熱爐覆蓋上游側輥與下游側輥之間的薄膜。加熱爐在薄膜的傳送方向上具有升溫區域、拉伸溫度保持區域及冷卻區域。在C步驟中，在拉伸溫度保持區域中，將薄膜的溫度保持為(Tg-30)℃以上(Tg+10)℃以下範圍內的拉伸溫度Te。Tg為薄膜的玻璃化轉變溫度。在D步驟中，在冷卻區域中冷卻薄膜。在E步驟中，將加熱爐的入口的薄膜的溫度設在(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下。

在D步驟中，以2℃/s以上15℃/s以下範圍內的冷卻速度冷卻薄膜，並將加熱爐的出口的薄膜的溫度設為(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下且(Tg-5)℃以下為較佳。

在將拉伸前的薄膜的寬度設為W1時，升溫區域的薄膜傳送方向長度L01在W1×0.5以上W1×3.0以下範圍內，拉伸溫度保持區域的薄膜傳送方向長度L02在W1以上W1×5.0以下範圍內，且冷卻區域的薄膜傳送方向長度L03在W1×0.5以上W1×3.0以下範圍內為較佳。

在E步驟中，藉由上游側輥和設置於比上游側輥更靠上游之預熱機構中的至少任意一個來預熱薄膜為較佳。

本發明的薄膜拉伸設備具備薄膜傳送機構、加熱爐、加熱爐內升溫機構、加熱爐內拉伸溫度保持機構、加熱爐內冷卻機構及預熱機構，並且沿傳送方向拉伸由帶狀的熱塑性樹脂構成之薄膜。薄膜傳送機構具有在薄膜的傳送方向上分開配置之上游側輥及下游側輥。薄膜傳送機構對上游側輥和下游側輥的圓周速度設定差，藉此對上游側輥與下游側輥之間的薄膜賦予張力。加熱爐覆蓋上游側輥與下游側輥之間的薄膜。加熱爐在傳送方向上具有升溫區域、拉伸溫度保持區域及冷卻區域。加熱爐內升溫機構在升溫區域中，以2℃/s以上20℃/s以下範圍內的升溫速度對薄膜進行升溫。加熱爐內拉伸溫度保持機構在拉伸溫度保持區域中，將薄膜的溫度保持為(Tg-30)℃以上(Tg+10)℃以下範圍內的拉伸溫度Te。Tg為薄膜的玻璃化轉變溫度。加熱爐內冷卻機構在冷卻區域中冷卻薄膜。預熱機構將加熱爐的入口的薄膜的溫度設在(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下。

加熱爐內冷卻機構以2℃/s以上15℃/s以下範圍內的冷卻速度冷卻薄膜，並將加熱爐的出口的薄膜的溫度設在(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下為較佳。

依本發明，可以防止上游側輥表面上的薄膜的變形，且可以抑制發生擦傷。並且，可以防止針對拉伸前的薄膜的溫度急劇上升，且可以抑制發生波形變形。

10‧‧‧薄膜拉伸設備

11‧‧‧前製程裝置

12‧‧‧預熱機構

13‧‧‧縱向拉伸裝置

14‧‧‧冷卻機構

15‧‧‧後製程裝置

16‧‧‧薄膜

25‧‧‧上游側輥

25a、25b‧‧‧導引輥

25c、26c‧‧‧夾持輥

26‧‧‧下游側輥

26a‧‧‧入口導引輥

26b‧‧‧出口導引輥

27‧‧‧加熱爐

27a‧‧‧第1隔板

27b‧‧‧第2隔板

30、35‧‧‧馬達

30a、35a‧‧‧驅動器

32‧‧‧控制器

40‧‧‧升溫區域

41‧‧‧拉伸溫度保持區域

42‧‧‧冷卻區域

44、45、46‧‧‧溫度調節噴嘴

47、48、49‧‧‧配管

50、51、52‧‧‧溫度調節器

54、55、56‧‧‧送風機

L01‧‧‧升溫區域的薄膜傳送方向長度

L02‧‧‧拉伸溫度保持區域的薄膜傳送方向長度

L03‧‧‧冷卻區域的薄膜傳送方向長度

圖1係表示本發明的薄膜拉伸設備的一例的概要之側視圖。

(薄膜拉伸設備)

如圖1所示，本發明的薄膜拉伸設備10具備前製程裝置11、預熱機構12、縱向拉伸裝置13、冷卻機構14及後製程裝置15。作為前製程裝置11，有未圖示的製膜設備、薄膜送出裝置等。作為製膜設備，可以使用周知的溶液製膜設備、熔融製膜設備等。與從製膜設備直接輸送薄膜16之情況不同，薄膜送出裝置從製膜後捲取成卷狀之卷膜中拉出薄膜16並將薄膜16供給至預熱機構12。作為後製程裝置15，有在縱向拉伸之後進行橫向拉伸時所使用之夾子拉幅機和薄膜捲取裝置等。縱向拉伸之後不緊接著連續進行橫向拉伸時，可以省略夾子拉幅機，藉由薄膜捲取裝置將薄膜16捲取成卷狀。冷卻機構14將經縱向拉伸之薄膜16冷卻至能夠由後製程裝置15處理的溫度。

拉伸之薄膜16只要是帶狀的熱塑性樹脂薄膜即可，例如適合用於相位差膜等光學薄膜之纖維素醯化物和降冰片烯系樹脂、丙烯酸、聚碳酸酯製的薄膜16為較佳。

預熱機構12具備張力調節部(未圖示)及預熱爐(未圖示)。張力調節部例如具有張力輥、1對自由輥及位移機構。1對自由輥在薄膜16的傳送方向上分開設置，張力輥設置於1對自由輥之間。位移機構使張力輥升降來將預熱機構12內的薄膜16的張力維持為恆定。預熱爐對薄膜16進行預熱，以使薄膜16在加熱爐27的薄膜入口成為(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下範圍內的恆定溫度。另外，Te為拉伸溫度，在將薄膜16的玻璃化轉變溫度設為Tg時，為(Tg-30)℃以上(Tg+10)℃以下範圍內的恆定溫度。

預熱爐將薄膜16預熱至(Te-20)℃以上，藉此在對縱向拉伸裝置13的上游側輥25上的薄膜16進行加熱時的溫度上升量不會變得過大，且在上游側輥25上可以抑制產生波形狀的折皺。並且，在預熱爐中，將薄膜16預熱至(Te-5)℃以下且(Tg-5)℃以下，藉此薄膜16不會在預熱爐內被拉伸，能夠在縱向拉伸裝置13中均勻地進行拉伸。另外，亦可以代替基於預熱爐之預熱或者與此同時藉由後述之縱向拉伸裝置13的上游側輥25進行預熱。

經預熱機構12預熱至恆定溫度之薄膜16被輸送至縱向拉伸裝置13。縱向拉伸裝置13具備上游側輥25、下游側輥26及加熱爐27。上游側輥25具有導引輥25a、25b和夾持輥25c，且藉由馬達30而被旋轉驅動。夾持輥25c在與上游側輥25之間夾持薄膜16。導引輥25a向上游側輥25引導薄膜16。導引輥25b將通過上游側輥25之薄膜16引導至加熱爐27。馬達30經由驅動器30a與控制器32連接。控制器32控制馬達30來改變上游側輥25的轉速。

下游側輥26亦與上游側輥25同樣構成，具有入口導引輥26a、夾持輥26c及出口導引輥26b，且藉由馬達35而被旋轉驅動。馬達35經由驅動器35a與控制器32連接。控制器32控制馬達35來改變下游側輥26的轉速。

上游側輥25與下游側輥26之間設定有圓周速度差。下游側輥26的圓周速度大於上游側輥25的圓周速度。藉由該圓周速度差，對上游側輥25與下游側輥26之間的薄膜16沿傳送方向賦予張力，薄膜16沿傳送方向被拉長而縱向拉伸(拉伸步驟)。依據拉伸倍率適當地改變上游側輥25與下游側輥26的圓周速度差，上游側輥25的圓周速度設定在例如10m/min以上80m/min以下範圍內為較佳。藉由設為10m/min以上，製造效率不會下降。並且，藉由設為80m/min以下，能夠確保薄膜16與上游側輥25的接觸時間。薄膜傳送機構由該些上游側輥25、下游側輥26、馬達30、35及控制器32構成。藉由薄膜傳送機構進行對上游側輥25與下游側輥26之間的薄膜16賦予張力之薄膜傳送步驟。如此，上游側輥25和下游側輥26具有薄膜傳送步驟的傳送和拉伸步驟的拉伸該兩種功能。

加熱爐27覆蓋上游側輥25與下游側輥26之間的薄膜16，並對薄膜16進行升溫、保持及冷卻。加熱爐27具備第1隔板27a及第2隔板27b。第1隔板27a配置於升溫區域40與拉伸溫度保持區域41之間，並且將升溫區域40和拉伸溫度保持區域41隔開。第2隔板27b配置於拉伸溫度保持區域41與冷卻區域42之間，並且將拉伸溫度保持區域41和冷卻區域42隔開。在第1隔板27a和第2隔板27b上，為了使薄膜16通過而形成有開口。

在升溫區域40、拉伸溫度保持區域41及冷卻區域42的各內部配置有溫度調節噴嘴44~46。溫度調節噴嘴44在升溫區域40內以從上下方向夾住薄膜16之方式配置。在溫度調節噴嘴44上經由配管47連接有溫度調節器50、送風機54。來自送風機54的風的溫度藉由溫度調節器50調節在一定範圍之後，從溫度調節噴嘴44朝向薄膜16吹出。加熱爐內升溫機構由溫度調節噴嘴44、溫度調節器50及送風機54構成，其進行加熱爐內升溫步驟。

溫度調節噴嘴44只要係將風送至薄膜16的整個面者即可，例如具有沿薄膜寬度方向以狹縫狀較長地延伸之吹出口，該些吹出口在薄膜傳送方向上分開設有複數個例如3個。該些溫度調節噴嘴44在薄膜傳送方向上以恆定間距配置。經溫度調節之風從溫度調節噴嘴44吹向薄膜16，藉此在升溫區域40內，薄膜16以規定的升溫速度升溫，在升溫區域40的出口處成為拉伸溫度Te。升溫速度依據薄膜16的傳送速度來進行調整。升溫速度的調整藉由改變供給至溫度調節噴嘴44之風的溫度和風量來進行。

拉伸溫度保持區域41亦與升溫區域40同樣具有溫度調節噴嘴45、配管48、溫度調節器51及送風機55。當薄膜16通過拉伸溫度保持區域41時，藉由從溫度調節噴嘴45吹出風來將薄膜16保持為恆定溫度。恆定溫度的保持藉由改變供給至溫度調節噴嘴45之風的溫度和風量來進行。

冷卻區域42亦與升溫區域40同樣具有溫度調節噴嘴46、配管49、溫度調節器52及送風機56。當薄膜16通過冷卻區域42時，藉由從溫度調節噴嘴46吹出風來將在冷卻區域42內以規定的冷卻速度冷卻薄膜16。冷卻速度依據薄膜16的傳送速度來進行調整，並且藉由改變供給至溫度調節噴嘴46之風的溫度和風量來進行調整。

另外，在升溫區域40、拉伸溫度保持區域41及冷卻區域42 中，分別藉由從溫度調節噴嘴44~46吹出風來對薄膜16進行加熱。但是，亦可以僅藉由向升溫區域40、拉伸溫度保持區域41及冷卻區域42的各內部輸送經溫度調節之風來對薄膜16進行加熱。

在將拉伸前的薄膜16的寬度設為W1時，升溫區域40的薄膜傳送方向長度L01設定在W1×0.5以上W1×3.0以下範圍內，亦即設為(W1×0.5)L01(W1×3.0)為較佳，本實施形態中亦如此。拉伸溫度保持區域41的薄膜傳送方向長度L02設定在W1以上W1×5.0以下範圍內，亦即設為W1L02(W1×5.0)為較佳，本實施形態中亦如此。冷卻區域42的薄膜傳送方向長度L03設定在W1×0.5以上W1×3.0以下範圍內，亦即設為(W1×0.5)L03(W1×3.0)為較佳，本實施形態中亦如此。此時，能夠進一步可靠地抑制發生擦傷和波形變形。

溫度調節介質從未圖示的溫度調節介質循環部單獨供給至上游側輥25、下游側輥26。溫度調節介質例如為油或加壓蒸汽。藉由該溫度調節介質的循環供給，將上游側輥25、下游側輥26分別設定為所希望的表面溫度。例如，上游側輥25的表面溫度為預熱機構12的預熱爐出口的溫度以上(Tg-5)℃以下，下游側輥26的表面溫度為(Te-20)℃以上且冷卻區域42出口溫度以下。藉由薄膜16分別與該些上游側輥25、下游側輥26接觸，薄膜16加熱或冷卻至與上游側輥25、下游側輥26各自的表面溫度相同的溫度。

使用以下的動態黏彈性測定裝置求出Tg。藉由動態黏彈性測定裝置(Vibron：DVA-225(IT Keisoku Seigyo Co.,Ltd.製造))，以夾具間距離20mm、升溫速度2℃/分鐘、測定溫度範圍30℃~250℃、頻率1Hz對薄膜試樣(未拉伸)5mm×30mm進行測定，將損失彈性模量與儲存彈性模量之比亦即損耗角正切(tan δ)的峰值溫度設為玻璃化轉變溫度Tg。當為已乾燥的薄膜時，以25℃、相對濕度60%調濕2小時以上之後進行測定。拉伸包含溶劑之薄膜時的Tg設為如下。利用包含溶劑之薄膜進行上述動態黏彈性測定，求出Tg。此時，將測定開始時與測定結束時的溶劑含量的平均作為該薄膜的溶劑含量。依據被賦予與測定操作相同的溫度記錄之另一薄膜的重量變化來計算出測定開始時與結束時的溶劑含量。對溶劑含量不同之薄膜進行複數次測定來得到橫軸為溶劑含量、縱軸為Tg的曲線圖。就拉伸步驟的溶劑含量而言，依據以未進行拉伸操作的未拉伸狀態在拉伸區域的入口處測定之薄膜厚度、和從加熱爐搬出後進行乾燥之薄膜的厚度來計算出溶劑含量。從前述曲線圖讀取該溶劑含量時的Tg，將其作為用於決定拉伸溫度Te之Tg。

(拉伸薄膜製造方法)

接著，對使用圖1所示之薄膜拉伸設備10製造拉伸薄膜之方法進行說明。從前製程裝置11輸送來之薄膜16藉由預熱機構12進行預熱步驟。在預熱步驟中，使薄膜16通過預熱爐內來進行預熱，並將加熱爐27的入口的薄膜16的溫度設在(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下。

經預熱之薄膜16借助上游側輥25及下游側輥26通過加熱爐27內。在該通過過程中，在升溫區域40中藉由加熱爐內升溫機構對薄膜16進行加熱爐內升溫步驟。在加熱爐內升溫步驟中，經溫度調節之風從溫度調節噴嘴44吹向薄膜16，從而薄膜16以2℃/s以上20℃/s以下範圍的升溫速度升溫。另外，升溫速度為2℃/s以上15℃/s以下為較佳，2℃/s以上10℃/s以下更為佳。當升溫速度低於2℃/s時，升溫區域40的長度過長而生產率下降。並且，若超過20℃/s，則發生波形變形。藉由加熱爐內升溫步驟，升溫區域40的出口處的薄膜16的溫度成為拉伸溫度Te。

在升溫區域40中升溫之薄膜16在拉伸溫度保持區域41中藉由加熱爐內拉伸溫度保持機構進行加熱爐內拉伸溫度保持步驟。在加熱爐內拉伸溫度保持步驟中，經溫度調節之風從溫度調節噴嘴45吹向薄膜16，從而薄膜16保持為拉伸溫度Te。在將薄膜16的玻璃化轉變溫度設為Tg時，拉伸溫度Te為(Tg-30)℃以上(Tg+10)℃以下範圍內的恆定溫度。另外，拉伸溫度Te為(Tg-25)℃以上(Tg+5)℃以下為較佳，(Tg-20)℃以上(Tg+5)℃以下更為佳。當拉伸溫度低於(Tg-30)℃或者超過(Tg+10)℃時，產生拉伸不均(拉伸不均勻)而光學特性變得不均勻。

上游側輥25與下游側輥26之間設定有圓周速度差。藉由該圓周速度差，上游側輥25與下游側輥26之間的薄膜16沿傳送方向被拉長而縱向拉伸。此時，縱向拉伸倍率在1.05倍以上2.00倍以下範圍內為較佳。當縱向拉伸倍率在1.05以上2.00以下範圍內時，能夠抑制薄膜16產生厚度不均(厚度不均勻)，從而能夠抑制所顯現出之延遲的變動。另外，縱向拉伸倍率為拉伸後的薄膜長度除以初始狀態(拉伸前)的薄膜長度之比。

在拉伸溫度保持區域41中加熱之薄膜16在冷卻區域42中藉由加熱爐內冷卻機構進行加熱爐內冷卻步驟。在加熱爐內冷卻步驟中，經溫度調節之風從溫度調節噴嘴46吹向薄膜16，從而薄膜16以2℃/s以上15℃/s以下範圍的冷卻速度被冷卻。另外，冷卻速度為2℃/s以上12℃/s以下為較佳，2℃/s以上10℃/s以下更為佳。當冷卻速度低於2℃/s時，冷卻區域42過長而生產率變差，若超過15℃/s，則發生波形變形。藉由加熱爐內冷卻步驟，冷卻區域42的出口(加熱爐27的出口)處的薄膜16的溫度成為(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下且(Tg-5)℃以下範圍內的溫度。

藉由縱向拉伸裝置13縱向拉伸之薄膜(拉伸薄膜)16輸送至冷卻機構14，並冷卻至能夠由後製程裝置15處理的溫度。當後製程裝置15為薄膜捲取機時，薄膜16捲取成卷狀。並且，當後製程裝置15具備夾子拉幅機時，藉由夾子拉幅機進行橫向拉伸。在夾子拉幅機中，眾所周知，藉由夾子把持薄膜16的兩側緣部，隨著薄膜16的傳送，夾子沿薄膜寬度方向移動，對薄膜16進行橫向拉伸。橫向拉伸後的薄膜16藉由薄膜捲取機捲取成卷狀。

另外，預熱機構12藉由預熱爐對薄膜16進行預熱，但亦可以代替或同時利用上游側輥25進行預熱。

在本實施形態中，藉由預熱步驟，將加熱爐27的入口處的薄膜16的溫度預熱至(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下。藉此，可以防止在上游側輥25的表面上由薄膜16的熱引起之變形，且可以抑制發生擦傷。並且，對於加熱爐27，在入口至出口之間分為升溫區域40、拉伸溫度保持區域41及冷卻區域42該3個區域40~42，在升溫區域40中以2℃/s以上20℃/s以下範圍的升溫速度逐漸進行升溫。藉此，進入加熱爐27內之薄膜16的溫度不會急劇上升。因此，不會在薄膜16上發生波形變形，且光學特性的均勻性亦得到提高。

由於在冷卻區域42中以2℃/s以上15℃/s以下範圍的冷卻速度緩慢進行冷卻，因此在拉伸區域中縱向拉伸之薄膜16的溫度不會急劇下降。因此，能夠抑制產生由收縮引起之折皺，且光學特性的均勻性亦得到提高。並且，藉由該冷卻區域42的冷卻，將加熱爐27的出口處的薄膜16的溫度設在(Te-20)℃以上(Te-5)℃以下範圍內且(Tg-5)℃以下。因此，可以防止薄膜16在配置於比加熱爐27更靠下游之下游側輥26上的變形，且可以抑制發生波狀變形。

在將拉伸前的薄膜16的寬度設為W1時，將升溫區域40的薄膜傳送方向長度L01及冷卻區域42的薄膜傳送方向長度L03設為(W1×0.5)以上(W1×3.0)以下，將拉伸溫度保持區域41的薄膜傳送方向長度L02設為W1以上(W1×5.0)以下，藉此能夠進一步抑制縱向拉伸時在薄膜16上發生擦傷和波形變形。

在上述實施形態中，使用夾持方式的上游側輥25及下游側輥26來作為縱向拉伸裝置13，但並不限於夾持方式，亦可以使用帶槽的加工輥等高保持力輥。

[實施例] (實驗1)

使用厚度為55μm、寬度為1000mm且Tg為165℃的纖維素醯化物薄膜作為薄膜16，藉由圖1所示之薄膜拉伸設備10進行預熱、縱向拉伸及冷卻。使用薄膜送出機作為前製程裝置11，從薄膜卷中拉出薄膜16並向預熱機構12送出。使用薄膜捲取機作為後製程裝置15，捲取薄膜16來作成薄膜卷。在預熱機構12中，將薄膜16預熱至130℃。在加熱爐27中，將入口溫度設為130℃，將出口溫度設為138℃，在升溫區域40中以8℃/s的升溫速度進行升溫，在拉伸溫度保持區域41中保持為150℃的溫度，在冷卻區域42中以4.8℃/s的冷卻速度進行冷卻。在冷卻機構14中，將薄膜16冷卻至80℃。將拉伸倍率設為1.5倍，將升溫區域長度L01設為1m，將拉伸溫度保持區域長度L02設為3m，將冷卻區域長度L03設為1m。如下述表1 所示，改變加熱爐27的入口和出口各自的溫度、升溫區域40的升溫速度及冷卻區域42的冷卻速度(還包括加熱風溫度和風速、冷卻風溫度和風速的改變)、升溫區域長度L01、冷卻區域長度L03、及在拉伸溫度保持區域41中保持之溫度，除此以外的條件設為與實驗1相同來進行實驗2~實驗6。另外，將薄膜的種類改變為降冰片烯系樹脂(Tg：150℃)，且如下述表1所示改變加熱爐27的入口和出口各自的溫度、升溫區域40的升溫速度及冷卻區域42的冷卻速度(還包括加熱風溫度和風速、冷卻風溫度和風速的改變)、及在拉伸溫度保持區域41中保持之溫度，除此以外的條件設為與實驗1相同來進行實驗7~實驗9。

對於所得到之薄膜16亦即拉伸薄膜，評價外觀(波形變形) 和光學特性的不均(不均勻)。就外觀而言，將薄膜靜置於平板上，使用激光變位檢測儀(KEYENCE Corporation製造LK-G3000V)測定該薄膜在寬度方向各位置(1mm間距)上的距平板的高度，將該高度的最大值作為外觀評價結果。將高度為1mm以下的情況視為“無實際危害”而評價為A，將高度超過1mm且3mm以下的情況視為“與評價A相比存在波形變形，但無實際危害”而評價為B。將高度超過3mm的情況視為“有實際危害”而評價為C。

光學特性的不均(不均勻)的值為如下值：使用相位差測定裝置(Otsuka Electronics Co.,Ltd.RE-100)測定薄膜的寬度方向各位置(1mm間距)的相位差(延遲)，並將測定結果亦即波形延遲的每一個變動的波的大小數值化後的平均值。將不均值為2nm以下的情況視為“無實際危害“而評價為A，將不均值超過2nm且5nm以下的情況視為“與評價A相比有不均，但無實際危害”而評價為B，將不均值超過5nm的情況視為“有實際危害”而評價為C。

如表1所示，在將升溫速度設為8℃/s、將冷卻速度設為4.8 ℃/s之實驗1中，外觀評價及光學特性評價均為A。相對於此，在將冷卻風溫度設為40℃、將風速設為25m/s、將冷卻速度設為16℃/s且除此以外設為與實驗1相同條件之實驗2中，外觀評價及光學特性評價均為B。並且，在改變預熱溫度及拉伸溫度保持區域41中的溫度而將升溫速度設為2℃/s、改變冷卻區域42的出口溫度(加熱爐27的出口溫度)及冷卻風溫度而將冷卻速度設為2℃/s且除此以外設為與實驗1相同條件之實驗3中，外觀評價及光學特性評價均為A。並且，在改變預熱溫度及升溫區域長度L01而將升溫速度設為20℃/s、改變冷卻區域長度L03、冷卻風溫度及風速而將冷卻速度設為15℃/s、且將拉伸溫度保持區域41中的溫度、冷卻區域42的出口溫度如表1所示進行改變且除此以外設為與實驗1相同條件之實驗4中，外觀評價及光學特性評價均為A。

相對於此，在改變預熱溫度及加熱風溫度而將升溫速度設為 22℃/s且除此以外設為與實驗1相同條件之實驗5中，外觀評價及光學特性評價均為C。並且，在改變預熱溫度及加熱風溫度而將升溫速度設為22℃/s、改變冷卻風溫度及風速而將冷卻速度設為16℃/s、將冷卻區域42的出口溫度如表1所示進行改變且除此以外設為與實驗1相同條件之實驗6中，外觀評價及光學特性評價均為C。如上，在將升溫速度設在2℃/s以上20℃/s以下範圍內的實驗1~4中，外觀評價及光學特性評價均為B以上，為實際使用中不存在問題的評價。並且，在升溫速度成為22℃/s而超過20℃/s之實驗5及實驗6中，外觀評價及光學特性評價均為C，可知在實際使用中存在問題。另外，在將冷卻速度設在2℃/s以上15℃/s以下範圍的實驗1、3、4中，外觀評價及光學特性評價均為A，相對於此，在將冷卻速度設為超過15℃/s之16℃/s之實驗2、實驗6中，外觀評價為B、C，可知評價有所下降。另外，在實驗6中，外觀評價與實驗5的評價C相同，但與實驗5的評價C相比，高度的最大值較大，可知波形變形較大。

在將薄膜種類從纖維素醯化物改變為降冰片烯系樹脂、將升溫速度設為8℃/s、將冷卻速度設為4.8℃/s之實驗7中，外觀評價及光學特性評價均為A。相對於此，在將升溫速度設為8℃/s、將冷卻速度設為超過15℃/s之16℃/s之實驗8中，外觀評價及光學特性評價均為B。另外，在將升溫速度設為超過20℃/s之22℃/s、將冷卻速度設為超過15℃之16℃/s之實驗9中，外觀評價及光學特性評價均為C。

由以上實驗結果可知，升溫區域中之較佳的升溫速度為20 ℃/s以下。並且，可知冷卻區域中之較佳的冷卻速度為15℃/s以下。另外，升溫速度和冷卻速度的下限值可以依據生產率容許下降至何種程度來進行決定。