TW202415611A - 膜卷及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供更加減低膜卷之貼附及捲繞偏移的手段。
其解決手段為一種膜卷,其係不具有滾花部之膜卷,其中以於前述膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X(單位:μm),包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足下述數式(1)及數式(2)。
Description
本發明係關於膜卷及其製造方法。
近年來,伴隨液晶電視之激烈的價格競爭,於偏光板廠商,有探討切換損耗削減等之成本削減對策。更具體而言,偏光板係藉由將偏光件與光學膜貼合而生產,以上述切換損耗所致之生產時間的縮短等為目的,於製造光學膜的廠商,用以提供長條狀光學膜卷的探討正在進行。
但是,因膜卷成為長條狀,卷本身重量增加,將從捲芯至卷外的應力平衡調整為均勻變得更困難,提供維持經時不變形之高品質的卷狀態之膜卷係成為課題。
以往,將膜端部經滾花(knurling)加工的光學膜捲繞而得的膜卷,就生產性/成本等之觀點亦在工業上被採用。作為滾花加工部之主要功能,被認為有
1)膜間之空隙(亦稱為空氣層)攝入造成抑制貼附
2)物理的凹凸造成抑制捲繞偏移
的2者。又,於該膜卷剛捲起後(剛製造後)時,前述之膜間空隙(空氣層)會抑制製品面彼此貼附。
但是,於輸送中(以船運、卡車等之輸送)或於倉庫中保管時,隨時間經過,會引起膜間空隙(空氣層)消失的現象。將保管於倉庫之膜卷立即使用而開始生產的事例較少,亦有於倉庫中長期保管的事例,因此要求關於貼附之保管性的改善。
又,因於卡車等之輸送時產生的振動或衝擊,容易引起膜卷之捲繞偏移,亦有季節變動的影響,而使控制非常困難,即使將端部經滾花加工的光學膜予以捲繞亦無法解決,故要求改善。
此處,專利文獻1中,揭示與兩端部經實施滾花加工的光學膜一起捲入空氣層而得的滾筒體。又,專利文獻2中,揭示於對兩端部賦予滾花同時使光學膜於捲繞軸成為捲繞滾筒體的光學膜之製造方法中,藉由相對於捲繞直徑變動壓花高度,將捲繞後的滾筒之膜層間空隙保持為一定之製造方法。
專利文獻3中,揭示使膜的膜厚不均(偏差)成為特定範圍的技術,以提高相位差膜之品質。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-208358號公報
[專利文獻2]日本特開2013-46966號公報
[專利文獻3]日本特開2007-254699號公報
[發明所欲解決之課題]
但是,上述專利文獻記載之技術中,膜卷之貼附及捲繞偏移之減低不充分,要求進一步的改良。
因而,本發明之目的為提供更減低膜卷之貼附及捲繞偏移的手段。
[用以解決課題之手段]
本發明者等人重複深入研究。其結果,發現藉由下述膜卷會解決上述課題,而完成本發明。
亦即,本發明為一種模卷,其係不具有滾花部之膜卷,其中以於前述膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X(單位:μm),包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足下述數式(1)及數式(2)。
[發明之效果]
依照本發明,可提供更減低膜卷之貼附及捲繞偏移的手段。
本發明為一種膜卷,其係不具有滾花部之膜卷,其中以於前述膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X(單位:μm),包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足下述數式(1)及數式(2)。
具有如此之構成的本發明之膜卷,為更減低了貼附及捲繞偏移者。
本發明者等人為了解決更減低膜卷之貼附及捲繞偏移的課題,首先解析於經滾花加工之膜卷中引起貼附的步驟。
膜卷之保管中,隨時間經過,膜間之空隙(空氣層)慢慢消失,因膜卷本身重量而於中央部附近開始發生挫屈。接著,貼附部分數點重疊,為了釋放力,除寬度方向之微小的皺紋(皺)外,亦產生具有長度週期之寬度方向的貼附。隨著膜卷成為長條狀,卷本身重量增加,因此可知該貼附變得更顯著。
基於如此的現象,本發明者等人為了抑制輸送振動所致之捲繞偏移,或經時的挫屈變形,嘗試拿掉滾花加工部,使膜層間空隙變小。藉由使膜層間空隙變小,雖解決前述挫屈變形之問題,但得知相對地會新產生膜彼此接觸而貼附之故障(亦稱為黑筋(black band)故障、暴筋(gauge band)故障)。
因而,本發明者等人進一步進行探討後,發現膜層間空隙及膜厚偏差與卷故障之間係有相關,而考量藉由膜厚偏差的控制來補足取代滾花之功能。
膜厚偏差若較膜層間空隙變得過小,則膜彼此之接觸部(抵抗部)面積變小,故容易滑動,容易引起捲繞偏移,相反地,膜厚偏差若較膜層間空隙變得過大,則得知以膜厚偏差之頂點為起點,容易產生貼附故障(黑筋故障)。由如此之實情,本發明者等人發現,以卷中膜層間空隙(單位:μm)為X、包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y (單位:μm)時,滿足上述數式(1)及數式(2)之膜卷,可解決上述課題。
以往之具有滾花部之膜卷,藉由膜之兩端部所存在的數μm之凹凸(壓花),以所謂的線來支撐,而欲減低貼附或捲繞偏移。相對於此,本案發明於膜之兩端部不具有滾花部,為藉由以伴隨膜的膜厚偏差之凹凸(較壓花更小的凹凸),而於面全體來控制貼附及捲繞偏移之至今為止所無的新方法而完成者。
再者,上述機制為基於推測者,其真偽不對本發明之技術範圍造成影響。
以下,詳細說明本發明及其構成要素,及用以實施本發明之形態/態樣。再者,本發明不僅限定於以下實施形態。
本說明書中,「X~Y」係以包含其前後所記載之數值(X及Y)作為下限值及上限值的意義使用,意指「X以上Y以下」。又,本說明書中只要無特別記載,操作及物性等之測定係於室溫(20~25℃)/相對濕度40~50% RH/常壓(1atm)之條件進行。
[本發明之膜卷之概要]
本發明之膜卷,不具有滾花部,當以於膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X(單位:μm)、包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足下述數式(1)及數式(2)。
(用語之定義)
首先,於以下說明本發明之主要用語的意義。
「於膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙X」,係採用藉由下述方法所測定之值:
<測定方法>
將包含圖1所示之攝影單元,且具有圖3所示之系統構成的圖2之攝影裝置,如圖5所示般設置於膜卷側面,將膜卷側面進行攝影。攝影係以位於距捲芯之滾筒體側面之50%卷外側的點(膜卷直徑之50%之點,圖4及圖5之點B)為中心來測定,測定用以算出卷中膜層間空隙之影像。同樣地,分別測定用以算出滾筒體端面之距捲芯20%卷外側(膜卷直徑之20%之點、圖5之點A)的卷內膜層間空隙,及滾筒體端面之距捲芯80%卷外側(膜卷直徑之80%之點、圖5之點C)的卷外膜層間空隙之影像。取得經測定之影像數據,對所取得之影像數據進行邊緣增強處理,得到加工影像(例如圖4及圖5之粗框內之影像)。進一步地,以該加工影像之中心位置為起始點,朝向卷外側第100層之位置為終點,測量半徑方向之長度,藉由下述式算出各膜層間空隙:
膜層間空隙=
{膜100層份之半徑方向的長度-(以膜厚測定器所測量之膜的膜厚×100)}
再者,膜卷之全長短,不到算出卷外膜層間空隙所必要的100層之層時,卷外膜層間空隙,只要由滾筒體端面之捲芯起使用由80%卷外側至最外層為止的層數來算出即可。
<膜的膜厚>
本說明書中,膜的膜厚係如下般求得。於寬度方向,以線上測定包含膜端部之100點的膜厚。於搬送方向係每1m以線上測定全長。例如若為全長3,000m之膜卷,則進行寬度方向100點×搬送方向3,000點=共300,000點之測定。
卷內膜層間空隙之算出所用之膜的膜厚,為於成為膜卷之直徑的20%之時間點所測定的寬度方向100點之膜厚的平均值。卷中膜層間空隙之算出所用之膜的膜厚,為於成為膜卷之直徑的50%之時間點所測定的寬度方向100點之膜厚的平均值。卷外膜層間空隙之算出所用之膜的膜厚,為於成為膜卷之直徑的80%之時間點所測定的寬度方向100點之膜厚的平均值。
上述數式(2)中之包含膜端部之膜厚偏差Y,係為了算出卷中膜層間空隙所測定的100點之膜厚的偏差(膜厚之最大值-膜厚之最小值)。
該膜厚係使用Keyence股份有限公司製、SI-T10(分光干涉變位型、多層膜厚測定器)測定。再者,膜厚不限於上述測定裝置,亦可使用大塚電子股份有限公司製膜厚測定裝置RE-200L2T測定。
「膜端部」係指膜的寬度方向之末端起10cm內側之範圍內的區域部分。
「中央部」係指膜卷之寬度方向的兩端部以外之區域部分。「外徑」係指以垂直於膜卷之中心軸(芯)的截面為圓時,以滾筒之最外周所形成的圓之直徑。因此,「端部之外徑」係指於端部區域所觀察到的圓形截面之直徑(平均值)。又,「中央部之外徑」係指於中央部之中心點所觀察到的圓形截面之直徑。
(本發明之膜卷之形狀等)
本發明之膜卷,於兩端部並未施以滾花加工(不具有滾花部),以於膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X (單位:μm)、包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足上述數式(1)及數式(2)。
上述數式(1)中之X為0.05μm以下時,變得更容易引起貼附故障。又,該X為0.50μm以上時,變得更容易引起捲繞偏移。該X較佳為0.08~0.48μm、更佳為0.10~ 0.30μm。
上述數式(2)中之X/Y為0.7以下時,變得更容易引起貼附故障。又,該Y為2.0以上時,變得更容易引起捲繞偏移。該X/Y較佳為0.75~1.80、更佳為0.80~1.50、又更佳為0.80~1.40。
就更提高本發明之效果之觀點,本發明之膜卷之卷內膜層間空隙、卷中膜層間空隙,及卷外膜層間空隙之標準偏差σ,較佳為0.18以下、更佳為0.15以下、又更佳為未達0.08、最佳為0。
本發明中,膜層間空隙,可藉由適當調整1)接觸輥對膜的按壓量(以下亦僅稱為接觸壓)、2)捲繞張力、3)捲繞速度、4)輥的圍包角等來控制。又,膜的膜厚偏差Y,可藉由適當選擇延伸膜時的加熱方法(加熱手段、加熱器之間隔等)來控制。此等之中,特別就1)及2)之控制方法於後詳述。
進一步地,本發明之膜卷,中央部之外徑與端部之外徑之比(中央部之外徑/端部之外徑),較佳為0.98 ~1.02。若為該範圍,可更提高本發明之效果。
(用於膜卷之樹脂)
<熱可塑性樹脂>
用於由本發明之膜卷所得到之膜(以下亦僅稱為「本發明之膜」)的材料,較佳為熱可塑性樹脂。作為熱可塑性樹脂材料,只要是製膜後可作為膜卷操作者,不特別限制。該熱可塑性樹脂可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。進一步地,本發明之膜可為單層結構、亦可為2層以上之多層結構。
熱可塑性樹脂之例子,例如可列舉作為偏光板用途使用的環烯烴聚合物等之環狀聚烯烴樹脂(以下亦稱環烯烴樹脂(COP))、聚丙烯(PP)等之鏈狀聚烯烴樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯酸樹脂、三乙醯基纖維素(TAC)、纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP)、二乙醯基纖維素(DAC)等之纖維素酯樹脂,及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等之聚酯樹脂等。其中尤佳為環烯烴樹脂、丙烯酸樹脂,或纖維素酯樹脂。
惟,就容易控制延伸性或結晶化度之觀點,及接著劑容易滲透,可確保與偏光件之更良好的接著性之觀點,更佳使用環烯烴樹脂(COP)。亦即,本發明之膜卷,更佳包含環烯烴樹脂。再者,本發明之膜,於製造後亦可實施表面改質處理。
又,本發明之效果,為於薄膜區域提高價值。本發明之膜的膜厚較佳為5~80μm之範圍內、更佳為10~65μm之範圍內、又更佳為10~45μm之範圍內。膜厚若為5μm以上,則膜卷的剛性高,容易保持滾筒形狀。膜厚若為80μm以下,則質量不過度增加,容易製作長條狀之膜卷。
以下詳述較佳的熱可塑性樹脂之環烯烴樹脂、丙烯酸樹脂,及纖維素酯樹脂。
≪環烯烴樹脂(COP)≫
本發明所用的環烯烴樹脂(COP),較佳為環烯烴單體之聚合物,或環烯烴單體與其以外之共聚合性單體之共聚物。再者,環烯烴樹脂,可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。
環烯烴單體,較佳為具有降莰烯骨架之環烯烴單體、更佳為具有下述通式(A-1)或(A-2)表示之結構的環烯烴單體。
上述通式(A-1)中,R
1~R
4係分別獨立為氫原子、碳原子數1~30之烴基,或極性基。p為0~2之整數。惟,R
1~R
4之全部並非同時為氫原子,R
1與R
2並非同時為氫原子,R
3與R
4並非同時為氫原子。
通式(A-1)中,R
1~R
4表示之碳原子數1~30之烴基,例如較佳為碳原子數1~10之烴基、更佳為碳原子數1~5之烴基。
碳原子數1~30之烴基,例如可進一步具有包含鹵素原子、氧原子、氮原子、硫原子,或矽原子之連結基。如此之連結基之例子,包含羰基、亞胺基、醚鍵、矽烷基醚鍵、硫醚鍵等之2價之極性基。
碳原子數1~30之烴基之例子,包含甲基、乙基、丙基,及丁基等。
上述通式(A-1)中,R
1~R
4表示之極性基之例子,例如包含羧基、羥基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基、醯胺基,及氰基。
其中尤佳為羧基、羥基、烷氧基羰基,及芳氧基羰基,就確保溶液製膜時之溶解性的觀點,較佳為烷氧基羰基及芳氧基羰基。
通式(A-1)中之p,就提高本發明之膜的耐熱性之觀點,較佳為1或2。其係因p若為1或2,則所得之聚合物體積變大,玻璃轉移溫度容易提高之故。
上述通式(A-2)中,R
5為氫原子、碳數1~5之烴基,或具有碳數1~5之烷基之烷基矽烷基。R
6為羧基、羥基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基、醯胺基、氰基,或鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子,或碘原子)。p為0~2之整數。
通式(A-2)中之R
5,較佳為碳數1~5之烴基、更佳為碳數1~3之烴基。
通式(A-2)中之R
6,較佳為羧基、羥基、烷氧基羰基,或芳氧基羰基,就確保溶液製膜時之溶解性的觀點,更佳為烷氧基羰基或芳氧基羰基。
通式(A-2)中之p,就提高本發明之膜的耐熱性之觀點,較佳為1或2。其係因p若為1或2,則所得之聚合物體積變大,玻璃轉移溫度容易提高之故。
具有通式(A-2)表示之結構的環烯烴單體,就提高對有機溶劑之溶解性的觀點較佳。一般而言,有機化合物,藉由使對稱性崩解,而降低結晶性,因此對有機溶劑之溶解性提高。通式(A-2)中之R
5及R
6,相對於分子之對稱軸僅取代於單側之環構成碳原子,因此分子之對稱性低,亦即具有通式(A-2)表示之結構的環烯烴單體其溶解性高,因此適於藉由溶液流延法製造膜的情況。
環烯烴單體之聚合物中,具有通式(A-2)表示之結構的環烯烴單體之含有比例,相對於構成環烯烴樹脂之全部環烯烴單體之合計莫耳數而言,例如可為70莫耳%以上,較佳可為80莫耳%以上,更佳可為100莫耳%。若含有一定比例以上的具有通式(A-2)表示之結構的環烯烴單體,則樹脂之配向性提高,因此相位差(遲滯)值容易上昇。
以下,將具有通式(A-1)表示之結構的環烯烴單體之具體例子示於例示化合物1~14,將具有通式(A-2)表示之結構的環烯烴單體之具體例子示於例示化合物15 ~34。
可與環烯烴單體共聚合的共聚合性單體之例子,包含可與環烯烴單體開環共聚合的共聚合性單體,及可與環烯烴單體加成共聚合的共聚合性單體等。
可開環共聚合的共聚合性單體之例子,包含環丁烯、環戊烯、環庚烯、環辛烯,及二環戊二烯等之環烯烴。
可加成共聚合的共聚合性單體之例子,包含含有不飽和雙鍵之化合物、乙烯基系環狀烴單體及(甲基)丙烯酸酯等。
含有不飽和雙鍵之化合物之例子,包含碳原子數2~12(較佳為2~8)之烯烴系化合物,其例子包含乙烯、丙烯及丁烯等。
乙烯基系環狀烴單體之例子,包含4-乙烯基環戊烯及2-甲基-4-異丙烯基環戊烯等之乙烯基環戊烯系單體。
(甲基)丙烯酸酯之例子,包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,及(甲基)丙烯酸環己酯等之碳原子數1~20之烷基(甲基)丙烯酸酯。
環烯烴單體與共聚合性單體之共聚物中的環烯烴單體之含有比例,相對於構成共聚物的全部單體之合計莫耳數而言,例如可為20~80莫耳%之範圍內,較佳可為30~70莫耳%之範圍內。
環烯烴樹脂如前所述,為使具有降莰烯骨架之環烯烴單體、較佳為具有上述通式(A-1)或(A-2)表示之結構的環烯烴單體聚合或共聚合而得到的聚合物,其例子包含下述(1)~(7)之聚合物:
(1)環烯烴單體之開環聚合物;
(2)環烯烴單體,及可與其開環共聚合的共聚合性單體之開環共聚物;
(3)上述(1)或(2)之開環(共)聚合物之氫化物;
(4)使上述(1)或(2)之開環(共)聚合物藉由傅里德-克拉夫茨反應(Friedel-Crafts reaction)而環化後,氫化而得的(共)聚合物;
(5)環烯烴單體與含有不飽和雙鍵之化合物之飽和共聚物;
(6)環烯烴單體與乙烯基系環狀烴單體之加成共聚物及其氫化物;
(7)環烯烴單體與(甲基)丙烯酸酯之交替共聚物。
・上述(1)~(7)之聚合物,均可藉由公知之方法例如日本特開2008-107534號公報或日本特開2005-227606號公報記載之方法而得到。
・上述(2)之開環共聚合所用的觸媒或溶劑,例如可使用日本特開2008-107534號公報之段落0019~0024記載者。
・上述(3)及(6)之氫化物之製造所用的觸媒,例如可使用日本特開2008-107534號公報之段落0025~0028記載者。
・上述(4)之傅里德-克拉夫茨反應所用的酸性化合物,例如可使用日本特開2008-107534號公報之段落0029記載者。
・上述(5)~(7)之加成聚合所用的觸媒,例如可使用日本特開2005-227606號公報之段落0058~0063記載者。
・上述(7)之交互共聚合反應,例如可藉由日本特開2005-227606號公報之段落0071及0072記載之方法進行。
其中尤佳為上述(1)~(3)及(5)之聚合物、更佳為上述(3)及(5)之聚合物。
亦即,就可提高所得環烯烴樹脂之玻璃轉移溫度,且可提高光透過率之觀點,環烯烴樹脂較佳包含下述通式(B-1)表示之結構單位及下述通式(B-2)表示之結構單位的至少一者;更佳僅包含通式(B-2)表示之結構單位,或包含下述通式(B-1)表示之結構單位與下述通式(B-2)表示之結構單位兩者。
下述通式(B-1)表示之結構單位,為源自前述通式(A-1)表示之環烯烴單體的結構單位,下述通式(B-2)表示之結構單位,為源自前述通式(A-2)表示之環烯烴單體的結構單位。
上述通式(B-1)中,X為-CH=CH-或-CH
2CH
2-。R
1~R
4及p分別與通式(A-1)之R
1~R
4及p同義。
上述通式(B-2)中,X為-CH=CH-或-CH
2CH
2-。R
5~R
6及p分別與通式(A-2)之R
5~R
6及p同義。
本發明所用的環烯烴樹脂亦可為市售品。環烯烴樹脂之市售品之例子,包含JSR股份有限公司製之Arton(註冊商標,以下同)G(例如G7810等)、Arton F、Arton R(例如R4500、R4900及R5000等),及Arton RX等。
環烯烴樹脂之固有黏度[η]inh,於30℃,較佳為0.2~5cm
3/g之範圍內、更佳為0.3~3cm
3/g之範圍內、又更佳為0.4~1.5cm
3/g之範圍內。再者,該固有黏度[η]inh可遵照JIS Z8803(2011)記載之方法測定。
環烯烴樹脂之數平均分子量(Mn),較佳為8,000~100,000之範圍內、更佳為10,000~80,000之範圍內、又更佳為12,000~50,000之範圍內。
環烯烴樹脂之重量平均分子量(Mw),較佳為20,000~300,000之範圍內、更佳為30,000~250,000之範圍內、又更佳為40,000~200,000之範圍內。
環烯烴樹脂之數平均分子量或重量平均分子量,例如可使用如下述之凝膠滲透層析(GPC),以聚苯乙烯換算來測定:
<凝膠滲透層析>
溶劑:二氯甲烷
管柱:Shodex(註冊商標) K806、K805、K803G(昭和電工股份有限公司製,連接3支來使用)
管柱溫度:25℃
試樣濃度:0.1質量%
檢測器:RI Model 504(GL Sciences股份有限公司製)
泵:L6000(日立製作所股份有限公司製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:使用以標準聚苯乙烯STK standard 聚苯乙烯(東曹股份有限公司製)Mw=500~2,800,000之範圍內的13個樣品所成之校正曲線。13個樣品較佳大致等間隔地使用。
固有黏度[η]inh、數平均分子量及重量平均分子量若為上述範圍,則環烯烴樹脂之耐熱性、耐水性、耐藥品性,及機械特性,以及作為膜之成形加工性良好。
環烯烴樹脂之玻璃轉移溫度(Tg),通常為110℃以上,較佳為110~350℃之範圍內、更佳為120~250℃之範圍內、又更佳為120~220℃之範圍內。玻璃轉移溫度(Tg)若為110℃以上,則容易抑制於高溫條件下之變形。另一方面,玻璃轉移溫度(Tg)若為350℃以下,則成形加工變得容易,亦容易抑制成形加工時之熱所致之樹脂之劣化。再者,本說明書中,玻璃轉移溫度,可採用藉由示差走査熱量計(DSC)所測定之值。
環烯烴樹脂之含量,相對於膜的全部質量而言,較佳為70質量%以上,更佳為80質量%以上。
≪丙烯酸樹脂≫
本發明之丙烯酸樹脂,為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯之聚合物,亦包含與其他單體之共聚物。因此,本發明之丙烯酸樹脂,亦包含甲基丙烯酸樹脂。再者,丙烯酸樹脂,可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。
作為丙烯酸樹脂,不特別限制,較佳為由甲基丙烯酸甲酯單位50~99質量%之範圍內,及可與其共聚合的其他單體單位1~50質量%之範圍內所構成者。
上述可共聚合的其他單體,例如可列舉烷基數之碳數2~18之甲基丙烯酸烷酯、烷基數之碳數1~18之丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸2-羥基乙酯等之丙烯酸羥基烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等之α,β-不飽和羧酸、丙烯醯基嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺等之丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、馬來酸、富馬酸、依康酸等之含有不飽和基之2元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等之芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等之α,β-不飽和腈、馬來酸酐、馬來醯亞胺、N-取代馬來醯亞胺、戊二醯亞胺,及戊二酸酐等。
形成源自戊二醯亞胺及戊二酸酐以外之單體的結構單位之可共聚合的單體,可列舉上述單體。亦即可列舉烷基數之碳數2~18之甲基丙烯酸烷酯、烷基數之碳數1~18之丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸2-羥基乙酯等之丙烯酸羥基烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等之α,β-不飽和羧酸、丙烯醯基嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺等之丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、馬來酸、富馬酸、依康酸等之含有不飽和基之2元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等之芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等之α,β-不飽和腈、馬來酸酐、馬來醯亞胺,及N-取代馬來醯亞胺等之單體。
又,戊二醯亞胺單位,例如可藉由使具有(甲基)丙烯酸酯單位之中間體聚合物與1級胺(醯亞胺化劑)反應而進行醯亞胺化而形成(例如參照日本特開2011-26563號公報)。
戊二酸酐單位,例如可藉由將具有(甲基)丙烯酸酯單位之中間體聚合物加熱而形成(例如參照日本專利第4961164號公報)。
本發明之丙烯酸樹脂,於上述結構單位之中,就機械強度之觀點,尤更佳包含源自甲基丙烯酸異莰酯、丙烯醯基嗎啉、N-羥基苯基甲基丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、苯乙烯、甲基丙烯酸羥基乙酯、馬來酸酐、馬來醯亞胺、N-取代馬來醯亞胺、戊二酸酐,或戊二醯亞胺之結構單位。
本發明之丙烯酸樹脂,就控制對於環境之溫濕度環境的變化而言的尺寸變化之觀點,或膜生產時由金屬支持體之剝離性、有機溶劑之乾燥性、耐熱性,及機械強度之改善的觀點,重量平均分子量(Mw)較佳為50,000~ 1,000,000之範圍內、更佳為100,000~1,000,000之範圍內、特佳為200,000~800,000之範圍內。重量平均分子量(Mw)若為50,000以上,則耐熱性及機械強度優良,若為1,000,000以下,則由金屬支持體之剝離性及有機溶劑之乾燥性優良。再者,丙烯酸樹脂之重量平均分子量(Mw),可藉由使用前述凝膠滲透層析(GPC)之測定而求得。
本發明之丙烯酸樹脂之製造方法無特別限制,可使用懸浮聚合、乳化聚合、塊狀聚合,或溶液聚合等之公知方法之任意者。
所使用之聚合起始劑,可使用通常之過氧化物聚合起始劑或偶氮聚合起始劑,又,亦可使用氧化還原聚合起始劑。就聚合溫度而言,懸浮或乳化聚合可為30~ 100℃之範圍內、塊狀或溶液聚合可為80~160℃之範圍內。又,為了控制所得共聚物之還原黏度,亦可使用烷基硫醇等作為鏈轉移劑來實施聚合。
丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度(Tg),就保持膜的機械強度之觀點,較佳為80~120℃之範圍內。
本發明之丙烯酸樹脂亦可使用市售品。市售品之例子,例如可列舉Delpet 60N、80N、980N、SR8200 (以上,旭化成股份有限公司製)、Dianal(註冊商標)BR52、BR80、BR83、BR85、BR88、EMB-143、EMB-159、EMB-160、EMB-161、EMB-218、EMB-229、EMB-270、EMB-273(以上,三菱化學股份有限公司製)、KT75、TX400S,及IPX012(以上,Denka股份有限公司製)等。
本發明之丙烯酸樹脂較佳含有添加劑。較佳的添加劑之例子,例如可列舉國際公開第2010/001668號記載之丙烯酸粒子(橡膠彈性體粒子)。藉由添加如此之添加劑,可提高膜的機械強度或調整尺寸變化率。
丙烯酸粒子之市售品之例子,例如可列舉三菱化學股份有限公司製之「Metablen(註冊商標)W-341」、Kaneka股份有限公司製之「Kaneace(註冊商標)」、陶氏化學公司製之「Paraloid」、羅門哈斯公司製之「Acryloid」、Aica工業股份有限公司製之「Staphyloid(註冊商標)」、綜研化學股份有限公司製之Chemisnow MR-2G、MS-300X,及Kuraray股份有限公司製之「Parapet(註冊商標)SA」等。此等市售品可單獨或亦可組合2種以上使用。
丙烯酸粒子之體積平均粒子徑較佳為0.35μm以下、更佳為0.01~0.35μm之範圍內、又更佳為0.05~ 0.30μm之範圍內。粒子徑若為一定以上,則可容易將膜於加熱下延伸,粒子徑若為一定以下,則不易損及所得之膜的透明性。
本發明之膜,就柔軟性之觀點,藉由JIS K7171(2016)記載之方法所測定之彎曲彈性率較佳為10.5GPa以下、更佳為1.3GPa以下、又更佳為1.2GPa以下。彎曲彈性率係依膜中之丙烯酸樹脂或橡膠彈性體粒子之種類或量等而變動,例如丙烯酸粒子(橡膠彈性體粒子)之含量越多,一般而言彎曲彈性率越小。
又,作為丙烯酸樹脂,相較於使用甲基丙烯酸烷酯之均聚物而言,使用甲基丙烯酸烷酯與丙烯酸烷酯等之共聚物,一般而言彎曲彈性率更小。
≪纖維素酯樹脂≫
本發明之膜中,亦佳使用纖維素酯樹脂。此處,纖維素酯樹脂係指構成纖維素之經β-1,4鍵結的葡萄糖單位中之2位、3位,及6位之羥基(-OH)之氫原子的一部分或全部經醯基取代之纖維素醯化物樹脂。
所使用之纖維素酯不特別限定,較佳為碳數2~22左右的直鏈狀或分支鏈狀的羧酸之酯。又,構成酯之羧酸可為脂肪族羧酸、可形成環、亦可為芳香族羧酸。
例如可列舉纖維素之羥基部分的氫原子,經乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、三甲基乙醯基、己醯基、辛醯基、月桂醯基、硬脂醯基等之碳數2~22之醯基取代的纖維素酯。
構成酯之羧酸(醯基),亦可具有取代基。構成酯之羧酸,特佳為碳數6以下之低級脂肪酸、又更佳為碳數3以下之低級脂肪酸。再者,纖維素酯中之醯基可僅為1種、亦可為複數種之醯基的組合。
較佳的纖維素酯之具體例子,可列舉二乙醯基纖維素(DAC)、三乙醯基纖維素(TAC)等之纖維素乙酸酯,此外可列舉如纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP)、纖維素乙酸酯丁酸酯、纖維素乙酸酯丙酸酯丁酸酯般除了乙醯基以外也鍵結有丙酸酯基或丁酸酯基之纖維素的混合脂肪酸酯。
此等之纖維素酯,可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。
・醯基之種類/取代度
藉由調節纖維素酯之醯基的種類及取代度,可將相位差之濕度變動控制為所期望之範圍,可提高膜厚之均一性。纖維素酯之醯基的取代度越小,相位差展現性越提高,因此可薄膜化。另一方面,醯基之取代度過小時,有耐久性惡化之虞。
纖維素酯之醯基的取代度越大,相位差越不展現,因此製膜時有增加延伸倍率的必要。但以高延伸倍率均一地延伸係困難的,因此,有膜厚偏差會變大的情況(有會惡化的情況)。
又,作為膜厚方向之遲滯(相位差)的Rt濕度變動,係藉由使水分子配位於纖維素之羰基而產生,因此醯基之取代度越高亦即纖維素中之羰基越多時,則Rt濕度變動越有變差的傾向。
纖維素酯之總取代度較佳為2.1~2.5之範圍內。藉由成為該範圍,可抑制環境變動(特別是濕度所致的Rt變動),並且提高膜厚之均一性。就提高製膜時之流延性及延伸性,且更加提高膜厚之均一性的觀點,總取代度更佳為2.2~2.45之範圍內。
更具體而言,纖維素酯,較佳一併滿足下述式(a)及(b)。下述式(a)及(b)中,X表示乙醯基之取代度,Y表示丙醯基或丁醯基之取代度,或其混合物之取代度:
纖維素酯更佳為纖維素乙酸酯(Y=0),及纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP)(Y>0),就減低膜厚的偏差之觀點,又更佳為Y=0的纖維素乙酸酯。
特佳使用之纖維素乙酸酯,就使相位差展現性、Rt濕度變動、膜厚的偏差成為所期望之範圍的觀點,為2.1≦X≦2.5(更佳為2.15≦X≦2.45)之纖維素二乙酸酯(DAC)。
又,Y>0時,特佳使用之纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP),為滿足0.95≦X≦2.25、0.1≦Y≦1.2、2.15≦X+Y≦2.45者。
藉由使用上述纖維素乙酸酯或纖維素乙酸酯丙酸酯,可得到遲滯優良,且機械強度、環境變動優良的膜卷。
再者,醯基之取代度,表示每1葡萄糖單位之醯基的平均數,其係表示1葡萄糖單位之2位、3位及6位的羥基之氫原子的多少個被醯基取代。因此,最大取代度為3.0,此時意指2位、3位及6位的羥基之氫原子全部被醯基取代。
此等醯基可於葡萄糖單位之2位、3位、6位上平均地取代,亦可具有分布地取代。再者,取代度可藉由ASTM D817-96規定之方法求得。
為了得到所期望之光學特性,亦可混合取代度不同的纖維素乙酸酯來使用。此時,不同的纖維素乙酸酯之混合比率不特別限定。
纖維素酯樹脂之數平均分子量(Mn),就所得膜卷的機械強度變高的觀點,較佳為20,000~300,000之範圍內、更佳為20,000~120,000之範圍內、又更佳為40,000~ 80,000之範圍內。
纖維素酯樹脂之重量平均分子量(Mw),就所得膜卷的機械強度變高的觀點,較佳為20,000~ 1,000,000之範圍內、更佳為20,000~600,000之範圍內、又更佳為40,000~400,000之範圍內。再者,纖維素酯樹脂之數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw),可藉由使用前述凝膠滲透層析(GPC)之測定來求得。
纖維素酯樹脂之原料纖維素不特別限定,可列舉棉絨、木漿、洋麻等。又,由該等所得到的纖維素酯,可各自以任意比例混合來使用。
纖維素酯樹脂,可藉由公知之方法製造。一般而言,係將原料之纖維素、特定之有機酸(乙酸、丙酸等),與酸酐(乙酸酐、丙酸酐等)、觸媒(硫酸等)混合,將纖維素酯化,進行反應至生成纖維素之三酯為止。
於三酯中,葡萄糖單位之3個羥基,係經有機酸之醯基酸取代。若同時使用2種有機酸,可製作混合酯型之纖維素酯例如纖維素乙酸酯丙酸酯或纖維素乙酸酯丁酸酯。
接著,藉由將纖維素之三酯水解,合成具有所期望之醯基取代度的纖維素酯樹脂。之後,經過濾、沈澱、水洗、脫水、乾燥等之步驟,而生成纖維素酯樹脂。具體而言,可參考日本特開平10-45804號公報記載之方法來合成。
≪其他添加劑≫
本發明之膜卷,於上述熱可塑性樹脂以外,亦可進一步含有下述說明的其他添加劑。
<可塑劑>
本發明之膜卷,例如以對偏光板保護膜等賦予加工性為目的,較佳包含至少1種可塑劑。可塑劑之中尤其就可高度兼顧透濕性之有效的控制及與纖維素酯等之基材樹脂的相溶性的觀點,較佳包含選自由糖酯、聚酯,及苯乙烯化合物所成之群的至少1種可塑劑。
該可塑劑,就兼顧改善耐濕熱性及與纖維素酯等之基材樹脂的相溶性之觀點,較佳為分子量15,000以下、更佳為10,000以下。該分子量10,000以下之化合物為聚合物時,重量平均分子量(Mw)較佳為10,000以下。更佳的重量平均分子量(Mw)之範圍為100~10,000之範圍內、又更佳為400~8,000之範圍內。
可塑劑之含量,相對於上述熱可塑性樹脂100質量份而言,較佳為6~40質量份之範圍內、更佳為10~20質量份之範圍內。藉由於上述範圍內含有,可兼顧透濕性之有效的控制及與基材樹脂的相溶性而較加。
・糖酯
本發明之膜卷,以防止水解為目的,亦可含有糖酯化合物。具體而言,作為糖酯化合物,可使用具有1個以上12個以下的吡喃糖結構或呋喃醣結構之至少1種,且其結構之OH基的全部或一部分經酯化之糖酯。
・聚酯
本發明之膜卷亦可含有聚酯。聚酯不特別限制,例如可使用可藉由二羧酸或此等之酯形成性衍生物與二醇之縮合反應而得到的末端為羥基之聚合物(聚酯多元醇),或該聚酯多元醇之末端的羥基被單羧酸封端的聚合物(末端封端聚酯)。此處所稱之酯形成性衍生物,係指二羧酸之酯化物、二羧酸氯化物、二羧酸之酸酐。
・苯乙烯化合物
本發明之膜卷中,以膜的耐水性改善為目的,除了上述糖酯、聚酯以外,或取代此等,亦可添加苯乙烯化合物。
苯乙烯化合物可為苯乙烯單體之均聚物、亦可為苯乙烯單體與其以外之共聚合單體的共聚物。苯乙烯化合物中源自苯乙烯單體之構成單位的含有比例,為了使分子結構具有一定以上之體積,較佳為30~100莫耳%之範圍內、更佳為50~100莫耳%之範圍內。
苯乙烯單體之例子,包含苯乙烯;α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯等之烷基取代苯乙烯類;4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯等之鹵素取代苯乙烯類;p-羥基苯乙烯、α-甲基-p-羥基苯乙烯、2-甲基-4-羥基苯乙烯、3,4-二羥基苯乙烯等之羥基苯乙烯類;乙烯基苯甲醇類;p-甲氧基苯乙烯、p-tert-丁氧基苯乙烯、m-tert-丁氧基苯乙烯等之烷氧基取代苯乙烯類;3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸等之乙烯基苯甲酸類;乙酸4-乙烯基苯甲酯;4-乙醯氧基苯乙烯;2-丁醯胺苯乙烯、4-甲醯胺苯乙烯、p-磺醯胺苯乙烯等之醯胺苯乙烯類;3-胺基苯乙烯、4-胺基苯乙烯、2-異丙烯基苯胺、乙烯基苯甲基二甲基胺等之胺基苯乙烯類;3-硝基苯乙烯、4-硝基苯乙烯等之硝基苯乙烯類;3-氰基苯乙烯、4-氰基苯乙烯等之氰基苯乙烯類;乙烯基苯基乙腈;苯基苯乙烯等之芳基苯乙烯類、茚類等。此等苯乙烯單體可單獨使用,又,亦可組合2種以上使用。
<任意成分>
本發明之膜卷,可含有抗氧化劑、著色劑、紫外線吸收劑、消光劑、丙烯酸粒子、氫鍵性溶劑、離子性界面活性劑等之其他任意成分。此等之成分,相對於熱可塑性樹脂100質量份而言,能夠於0.01~20質量份之範圍內添加。
・抗氧化劑
抗氧化劑可使用通常已知者。特別可使用內酯系、硫系、酚系、雙鍵系、受阻胺系、磷系之各化合物。此等之抗氧化劑,相對於熱可塑性樹脂而言,係於0.05~20質量%之範圍內、較佳為0.1~1質量%之範圍內添加。
此等之抗氧化劑,相較於僅1種單獨使用,藉由將數種不同系之化合物組合來使用可得到相乘效果,故較佳。例如較佳合併使用內酯系、磷系或酚系,與雙鍵系。
・著色劑
本發明之膜卷,在不損及本發明之效果的範圍內,為了調整色調,較佳含有著色劑。此處,著色劑意指染料或顏料,本發明中,係指具有使液晶畫面之色調成為藍色調之效果或黃色指數之調整、霧度之減低者。作為著色劑,可使用各種之染料、顏料,係以蒽醌染料、偶氮染料、酞青素顏料等較有效。
・紫外線吸收劑
本發明之膜卷亦可使用於偏光板之視覺辯認側或背光側,故以賦予紫外線吸收功能為目的,亦可含有紫外線吸收劑。
紫外線吸收劑不特別限定,例如可列舉苯并三唑系紫外線吸收劑、2-羥基二苯甲酮系紫外線吸收劑,或水楊酸苯酯系紫外線吸收劑等之紫外線吸收劑。具體而言,例如可例示2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α-二甲基苯甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-t-丁基-2-羥基苯基)苯并三唑等之苯并三唑類;2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮等之2-羥基二苯甲酮系紫外線吸收劑。此等紫外線吸收劑可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。
紫外線吸收劑之使用量,依紫外線吸收劑之種類、使用條件等而非一定,一般而言,相對於熱可塑性樹脂而言,較佳於0.05~10質量%之範圍內、更佳為0.1~5質量%之範圍內添加。
・微粒子
本發明之膜卷,較佳含有對膜卷賦予滑動性之微粒子。特別是就提高本發明之膜表面之滑動性,提高捲繞時之滑動性,防止傷痕產生或黏連產生的觀點,含有微粒子亦為有效。
作為微粒子,只要不損及所得膜卷之透明性,且具有熔融時之耐熱性,則不管無機微粒子及有機微粒子的何者均可,更佳為無機微粒子。微粒子,可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。
藉由組合使用粒徑或形狀(例如針狀與球狀等)相異的粒子,亦可高度兼顧透明性與滑動性。
構成上述微粒子之化合物之中,尤特佳使用與環烯烴樹脂、丙烯酸樹脂、纖維素酯樹脂等折射率接近,透明性(霧度)優良的二氧化矽。
含有二氧化矽之微粒子之具體例子,例如較佳可使用具有Aerosil(註冊商標)200V、Aerosil(註冊商標)R972V、Aerosil(註冊商標)R972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上日本Aerosil股份有限公司製)、Seahostar(註冊商標)KEP-10、Seahostar(註冊商標)KEP-30、Seahostar(註冊商標)KEP-50(以上,日本觸媒股份有限公司製)、Sylophobic(註冊商標)100(富士SILYSIA股份有限公司製)、Nipsil(註冊商標)E220A(日本二氧化矽工業股份有限公司製),及Admafine(註冊商標)SO(Admatechs股份有限公司製)等之商品名的市售品等。
微粒子之形狀,可無限制地使用不定形、針狀、扁平、球狀等,特別是若使用球狀之粒子,則可使所得之膜卷的透明性良好,故較佳。
若接近於可見光之波長,則光散射,透明性變差,故微粒子之大小較佳小於可見光之波長、更佳為可見光之波長的1/2以下。惟,微粒子之大小過小時則有滑動性不改善的情況,因此特佳為80~180nm之範圍內。再者,微粒子之大小,當微粒子為一次粒子之凝集體(二次粒子)時,意指凝集體之大小(平均二次粒子徑)。又,微粒子非球狀時,意指相當於其投影面積之圓的直徑。
相對於熱可塑性樹脂而言,微粒子較佳於0.05~10質量%之範圍內、更佳於0.1~5質量%之範圍內添加。
[膜的用途]
由本發明之膜卷所得到的膜(本發明之膜),適合作為光學膜而利用於偏光板之保護膜等,可使用於各種之光學測定裝置,及液晶顯示裝置或有機電致發光顯示裝置等之顯示裝置。亦即,本發明提供包含由本發明之膜卷所得到的膜之偏光板。本發明之膜以外之偏光板的構成,不特別限制,可適當採用以往公知之見解。
[膜卷之製造方法]
本發明之膜卷之製造方法,不特別限制,較佳為一種製造方法,其係包含一邊控制膜的膜厚偏差Y(單位:μm)一邊延伸前述膜之延伸步驟,與一邊控制於膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙X(單位:μm)一邊捲繞前述膜之捲繞步驟的膜卷之製造方法,其中前述X及前述Y滿足下述數式(1)及數式(2)。
本發明之膜的製膜,可無特別限制地使用通常之充氣(inflation)法、T-模法、壓光(calender)法、切削法、流延法、乳化液法、熱壓法等之方法。但是,就著色抑制、異物缺點之抑制、模線(die line)等之光學缺點的抑制等之觀點,較佳為溶液流延製膜法及熔融流延製膜法,就得到均一之表面的觀點,更佳為溶液流延製膜法。
以下說明本發明之膜卷的較佳製造方法之溶液流延製膜法及熔融流延製膜法。
(以溶液流延製膜法進行的膜卷之製造步驟)
以溶液流延製膜法製造膜的方法不特別限制,較佳包含摻雜劑(dope)調製步驟(S1)、流延步驟(S2)、剝離步驟(S3)、收縮步驟(S4)、第1乾燥步驟(S5)、第1延伸步驟(S6)、第1切斷步驟(S7)、第2延伸步驟(S8)、第2切斷步驟(S9)、第2乾燥步驟(S10)、第3切斷步驟(S11),及捲繞步驟(S12)。
再者,該製造方法,並無必要包含第1乾燥步驟(S5)及第2乾燥步驟(S10)之兩者,只要包含至少一者的步驟即可。又,只要包含選自由第1切斷步驟(S7)、第2切斷步驟(S9)及第3切斷步驟(S11)所成之群的至少1個切斷步驟即可。
<摻雜劑調製(攪拌調製)步驟(S1)>
摻雜劑調製(攪拌調製)步驟(S1)中,係於攪拌裝置1之攪拌槽1a中,至少攪拌樹脂及溶劑,調製於支持體(環狀帶)上流延之摻雜劑。溶劑係使用良溶劑及不良溶劑之混合溶劑。
以下,作為本發明之一實施形態,說明使用環烯烴樹脂(COP)作為熱可塑性樹脂時的摻雜劑調製步驟,但本發明不限定於此。
本步驟為於以對環烯烴樹脂(COP)之良溶劑為主的溶劑中,於溶解釜中將該COP與依需要之其他化合物一邊攪拌一邊溶解,而形成摻雜劑之步驟,或將該COP之溶液與依需要之其他化合物之溶液混合而調製作為主溶解液之摻雜劑的步驟。
摻雜劑中之環烯烴樹脂(COP)之濃度若較濃則於支持體流延後之乾燥負荷可減低而較佳。惟,COP之濃度過濃時,則有過濾時之負荷增加而精度變差的情況。作為兼顧此等之濃度,較佳為10~35質量%之範圍內、更佳為15~30質量%之範圍內。
摻雜劑所用之溶劑,可1種單獨使用或亦可組合2種以上使用,就生產效率之觀點較佳為混合環烯烴樹脂(COP)之良溶劑與不良溶劑來使用、就COP之溶解性的觀點更佳為良溶劑較多。
良溶劑與不良溶劑之較佳混合比率之範圍,為良溶劑:不良溶劑(質量比)=70:30~98:2之範圍內。良溶劑及不良溶劑,係將單獨溶解所使用之環烯烴樹脂(COP)者定義為良溶劑、單獨膨潤或不溶解者定義為不良溶劑。因此,良溶劑及不良溶劑可依COP之平均取代度變動。
良溶劑不特別限定,可列舉二氯甲烷等之有機鹵素化合物或二氧戊環(dioxolane)類、丙酮、乙酸甲酯、乙醯乙酸甲酯等,較佳為二氯甲烷或乙酸甲酯。又,不良溶劑不特別限定,例如較佳可使用甲醇、乙醇、n-丁醇、環己烷、環己酮等。又,摻雜劑中較佳含有水0.01~2質量%。
環烯烴樹脂(COP)之溶解所用的溶劑,亦可回收於膜製膜步驟中藉由乾燥而從膜被去除的溶劑,而將其再利用來使用。回收溶劑中亦可能含有微量的添加於COP之添加劑例如可塑劑、紫外線吸收劑、聚合物、單體成分等,即使含有此等亦可較佳地再利用,若有需要亦可精製後進行再利用。
調製摻雜劑時之環烯烴樹脂(COP)之溶解方法,可使用一般的方法。具體而言,較佳為於常壓進行的方法、於主溶劑之沸點以下進行的方法、於主溶劑之沸點以上加壓進行的方法,若組合加熱與加壓,則可加熱至常壓之沸點以上。又,由於會防止稱為凝膠或團塊的塊狀未溶解物之產生,故亦佳為於溶劑之常壓下的沸點以上且加壓下溶劑不沸騰之範圍的溫度加熱同時攪拌溶解的方法。又,亦佳可使用將環烯烴樹脂(COP)與不良溶劑混合而濕潤或膨潤後,進一步添加良溶劑溶解的方法。
加壓亦可藉由壓入氮氣等之惰性氣體之方法,或以加熱使溶劑之蒸氣壓上昇的方法來進行。加熱較佳由外部進行,例如套管型者容易控制溫度而較佳。
添加溶劑後的加熱溫度,就環烯烴樹脂(COP)之溶解性的觀點,較高者較佳,但加熱溫度過高時則必要的壓力變大,生產性變差。加熱溫度較佳為30~120℃之範圍內、更佳為60~110℃之範圍內、又更佳為70~105℃之範圍內。又,壓力係調整為於設定溫度下溶劑不會沸騰。
環烯烴樹脂(COP)之溶解,亦佳可使用冷卻溶解法,藉此可將環烯烴樹脂(COP)溶解於乙酸甲酯等之溶劑。
所得之環烯烴樹脂(COP)溶液(溶解中或溶解後之摻雜劑),較佳使用濾紙等之適當的過濾材過濾。作為過濾材,為了去除不溶物等,較佳為絕對過濾精度較小者,但絕對過濾精度過小時,有容易產生過濾材之堵塞的傾向。因此,較佳為絕對過濾精度0.008mm以下之過濾材、更佳為絕對過濾精度0.001~0.008mm之範圍內之過濾材、又更佳為絕對過濾精度0.003~0.006mm之範圍內之過濾材。
過濾材之材質無特別限制,可使用通常之過濾材,係以聚丙烯、鐵氟龍(註冊商標)等之塑膠製之過濾材,或不鏽鋼等之金屬製之過濾材係無纖維之脫落等而較佳。
較佳藉由過濾而將原料之環烯烴樹脂(COP)中所含有的雜質特別是輝點異物予以去除、減低。輝點異物係指將2枚偏光板以正交尼寇狀態配置,於其間放置膜等,由一方之偏光板側照光,由另一方之偏光板側觀察時來自相反側的光漏過而可見到之點(異物),較佳為直徑0.01mm以上之輝點數為200個/cm
2以下。
直徑0.01mm以上之輝點數更佳為100個/cm
2以下、又更佳為50個/m
2以下、又再更佳為0~10個/cm
2以下。又,直徑未達0.01mm之輝點亦以較少者為佳。
摻雜劑之過濾能夠以通常的方法進行,以於溶劑之常壓下的沸點以上且於加壓下溶劑不會沸騰之範圍的溫度加熱同時過濾的方法,過濾前後之濾壓之差(差壓)之上昇較小而為佳。
過濾時之較佳溫度為30~120℃之範圍內、更佳為45~70℃之範圍內、又更佳為45~55℃之範圍內。又,濾壓係較小者為佳。具體而言,濾壓較佳為1.6MPa以下、更佳為1.2MPa以下、又更佳為1.0MPa以下。
<流延步驟(S2)>
流延步驟(S2)中,係將藉由於支持體上流延的摻雜劑所形成之流延膜,於支持體上加熱,將溶劑蒸發至可藉由剝離輥將流延膜從支持體剝離為止。蒸發較佳於5~75℃之範圍內的溫度下進行。
欲使溶劑蒸發,係有使溫風對流延膜上側面吹送的方法,及/或從支持體之背面藉由液體導熱之方法、藉由輻射熱從表背側導熱之方法等,係以藉由輻射熱從表背側導熱之方法乾燥效率良好而較佳。又,亦佳可使用組合該等之方法。
流延(cast)之寬度,就生產性之觀點較佳為1.3m以上、更佳為1.3~4.0m之範圍內。流延(cast)之寬度若為4.0m以下,則製造步驟中不產生條紋,於之後之搬送步驟中的安定性變高。就搬送性、生產性之觀點,流延(cast)之寬度又更佳為1.3~3.0m之範圍內。
流延步驟(S2)所用之支持體,較佳為表面經鏡面加工者,較佳可使用經不鏽鋼帶或鑄件將表面鍍敷加工而得的鼓輪。
流延步驟(S2)中之支持體之表面溫度,較佳為-50℃至溶劑之沸點之範圍內之溫度,溫度較高者由於可使流延膜之乾燥速度快,故較佳。支持體之表面溫度,更佳為0~55℃之範圍內、又更佳為22~50℃之範圍內。
控制支持體之溫度的方法不特別限制,係有吹溫風或冷風之方法,或使溫水接觸於支持體之背側的方法。使用溫水係有效率地進行熱之傳達,至支持體之溫度成為一定為止的時間短而較佳。使用溫風時,係有使用較目標溫度更高溫度之風的情況。
依照數個實施形態,流延步驟(S2)中,係將於摻雜劑調製步驟(S1)所調製的摻雜劑,通過加壓型定量齒輪泵等,藉由導管送液至流延模,於由無限地移送的旋轉驅動不鏽鋼製環狀帶所成的支持體上之流延位置,由流延模使摻雜劑流延。
流延步驟(S2)中用以提高膜厚之均一性的方法,於溶液流延製膜法及熔融流延製膜法的任意者均可列舉控制流延模之模嘴部分之狹縫間隙的方法。例如,將黏度高的摻雜劑(包含熔體)擠出時,產生於上述狹縫間隙之寬度方向的偏差,為了防止此現象,係有於寬度方向設置複數支加熱栓(heat bolt)來控制狹縫間隙之方法。惟,該方法係有存在加熱栓數之物理設置極限的問題。
又,為了抑制產生上述狹縫間隙之寬度方向的偏差之於寬度方向的壓力變動,係有使流延模之內部結構於寬度方向變化的方法。但是,必需依生產品種不同而切換流延模,係有耗費時間及成本之問題。
・以流延模之加熱栓進行的初期吐出膜厚控制
藉由上述流延模之加熱栓來控制初期吐出膜厚,為本發明之膜的膜厚控制手段之1者。
於流延模設置有使將摻雜劑吐出(熔融的情況為樹脂之擠出)之狹縫於寬度方向調整的機構。較佳藉由上述流延模之加熱栓,將吐出摻雜劑的狹縫之寬度方向的間隙,調整為剛吐出後膜厚偏差相對於流延膜全體成為1.0~5.0%之範圍內,來進行流延膜之初期吐出膜厚的控制。
・其他
流延模狹縫之摻雜劑吐出處係稱為模嘴(lip),可調整模嘴部分之狹縫形狀,較佳為容易使膜厚均一的流延模。流延模係有衣架型模具或T模等,均可較佳地使用。
再者,本說明書中,流延膜係指由上述模嘴部分所流延之摻雜劑膜。
為了提高本發明之膜的製膜速度,亦可於支持體上設置2個以上的上述流延模,將摻雜劑量分割而疊層。或亦佳為藉由將複數之摻雜劑同時流延的共流延法而得到層合結構之膜卷。為了提高製膜速度,亦可於支持體上設置2個以上的流延模,將摻雜劑量分割而疊層。
流延步驟(S2)中,係使經流延的摻雜劑於支持體上乾燥,而形成流延膜。此時,流延模之斜率亦即摻雜劑由流延模朝向支持體之吐出方向,只要適當設定為支持體之面(流延摻雜劑之面)之相對於法線的角度成為0~ 90˚之範圍內即可。
支持體例如以不鏽鋼帶構成,其係被一對輥及位於此等之間的複數個輥所保持。此時,支持體之表面較佳成為鏡面。於一對輥之至少一方,設置有對支持體賦予張力的驅動裝置,藉此支持體係於施加張力而緊繃的狀態使用。再者,支持體亦可為鼓輪。
<剝離步驟(S3)>
本步驟中,係於上述流延步驟(S2)使溶劑蒸發至成為流延膜可於支持體上剝離的膜強度為止,並乾燥固化或冷卻凝固之後,於膜繞支持體上一周之前,將膜由支持體剝離。亦即,本步驟為將於支持體上溶劑經蒸發的膜,於剝離位置剝離之步驟。
此時,就面品質、透濕性、剝離性之觀點,較佳於30~600秒之範圍內將該膜由支持體剝離。再者,由支持體將膜剝離的位置係稱為剝離點,又,協助剝離的輥係稱為剝離輥。
剝離步驟(S3)中,係將膜在具備自我支持性的狀態下藉由剝離輥剝離。於支持體上之剝離點的溫度,較佳為-50~40℃之範圍內、更佳為10~40℃之範圍內、又更佳為15~30℃之範圍內。
・殘留溶劑量
於剝離時於支持體上之膜的殘留溶劑量,係依乾燥條件之強弱、支持體之長度等而適當調節。雖亦依膜的膜厚而異,但於剝離點的殘留溶劑量過多時,膜可能過軟而難以剝離,可能損及平面性,或容易產生剝離張力所致之橫條紋、摺痕或縱條紋。相反地殘留溶劑量過少時,可能膜的一部分會於途中剝離。
為了使膜顯示良好之平面性,就經濟速度與品質的均衡之觀點,殘留溶劑量較佳為10~50質量%之範圍內。
提高製膜速度之方法(由於在趁殘留溶劑量儘可能多時剝離,故可提高製膜速度),係有即使殘留溶劑量多亦可剝離的凝膠流延法(gel casting)。
其方法係有於摻雜劑中添加對環烯烴樹脂(COP)之不良溶劑,摻雜劑流延後,使流延膜凝膠化之方法、藉由將支持體冷卻使流延膜凝膠化,於含多量殘留溶劑的狀態下剝離之方法等。又,亦有於摻雜劑中添加金屬鹽之方法。
如上所述,藉由於支持體上使流延膜凝膠化,使膜強度增大,可加快剝離,提高製膜速度。
再者,殘留溶劑量係由下述式所定義:
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
上述式中,M為將流延膜或膜於製造中或製造後之任意時間點所採取的試樣之質量,N為將M於115℃加熱1小時後之質量。
將支持體與膜剝離時之剝離張力,較佳為300N/m以下。該剝離張力更佳為196~245N/m之範圍內,但剝離時容易產生皺紋時,較佳於190N/m以下之張力剝離。
<收縮步驟(S4)>
收縮步驟(S4)為使膜於面內收縮之步驟。該收縮步驟,係藉由將由支持體剝離後的膜於搬送方向(Machine Direction、以下亦稱「MD方向」)延伸來進行。此時,膜係於膜面內於與MD方向直交的寬度方向(Traverse Direction、以下亦稱「TD方向」)收縮。
藉由收縮步驟,促進於膜的膜厚方向之聚合物分子(基質分子)間的交絡。藉此,偏光板製作時,即使將膜與偏光件透過接著劑接著的情況,接著劑亦容易透過基質分子間之交絡的部分(交聯部分)滲透於膜內部。其結果,可透過接著劑,將膜堅固地固定於偏光件,可提高膜對偏光件的剝離強度。換言之,可確保膜與偏光件之良好的接著性。
・收縮率之定義
本說明書中,收縮率係由下述式定義:
收縮率[%]=收縮步驟結束時之膜的寬度[mm]/收縮步驟開始時之膜的寬度[mm]×100。
收縮步驟(S4)中,膜的收縮率過小時,促進基質分子間之交絡的效果不充分,過大時有降低膜(延伸膜)之生產效率的顧慮。因此,收縮步驟(S4)中之膜的收縮率,較佳為1~40%之範圍內、更佳為5~20%之範圍內。
・收縮率之測定方法與算出方法
本說明書中,膜的寬度可藉由Keyence股份有限公司製之LS-9000測定。再者,本發明之膜的收縮率,能夠以藉由上述之測定器每1秒測定膜的寬度共5分鐘(300秒)所得之各值的平均值為膜的寬度,並代入上述式藉以求得,但不必需限定於上述方法,例如亦可使用由尺讀取膜的寬度所得之值作為膜的寬度,並代入上述式。
收縮步驟(S4)中,係使膜於寬度方向收縮。使膜收縮的方法,例如係有(1)將膜於不保持寬度的狀態下高溫處理,提高膜的密度、(2)對膜於搬送方向(MD方向)施加張力,使膜於寬度方向(TD方向)收縮,及(3)急速減少膜的殘留溶劑量等之方法。
<第1乾燥步驟(S5)>
第1乾燥步驟(S5),為將膜於支持體上加熱,使溶劑蒸發之步驟。於乾燥裝置內,係藉由從側面觀察係配置為曲折交錯狀之複數個搬送輥將膜搬送,於其間將膜乾燥。
以乾燥裝置之乾燥方法無特別限制,一般而言可列舉使用熱風、紅外線、加熱輥、微波等之方法,就簡便之觀點,較佳為以熱風將膜乾燥的方法。又,亦佳為組合該等之方法。再者,第1乾燥步驟(S5)係依需要進行即可。
膜的膜厚越薄乾燥越快,但過於激烈的乾燥,容易損及所生成之膜的平面性。以高溫進行乾燥時,有必要考慮殘留溶劑量,藉由使殘留溶劑量不過多,可防止溶劑起泡所造成的故障。可由上述殘留溶劑量30質量%以下左右起進行高溫乾燥。乾燥大致遍佈全體在30~250℃之範圍內進行。特佳於35~200℃之範圍內進行乾燥,乾燥溫度較佳階段性地增高。
再者,剝離步驟(S3)中之剝離時於支持體上之膜的殘留溶劑量,係依乾燥之條件強弱、支持體之長度等而適當調節,收縮步驟(S4)中之上述殘留溶劑量,係受膜厚、樹脂等的大幅影響,因此剝離步驟(S3)與收縮步驟(S4)中,於殘留溶劑量之較佳範圍係存在重複的範圍。
支持體之溫度可全體相同、亦可依位置而異。第1乾燥步驟(S5)中,係藉由乾燥裝置將膜由支持體剝離,並進一步乾燥。
膜的乾燥步驟中,一般而言係採用輥乾燥方式(使膜交互通過上下配置之多數個輥進行乾燥之方式),或以拉幅方式搬送膜同時乾燥的方式。
使用拉幅延伸裝置時,較佳使用於後述延伸步驟中可藉由拉幅延伸裝置之左右把持手段將膜的把持長(自把持開始至把持結束之距離)於左右獨立控制的裝置。
又,於延伸步驟中,為了改善平面性,亦佳為意圖性地製作具備不同溫度之區劃。又,亦佳以於不同溫度區劃之間,各自的區劃不引起干涉的方式,設置中性區域(neutral zone)。
<第1延伸步驟(S6)>
延伸步驟可為將膜於膜面內僅於MD方向延伸之步驟、可為僅於TD方向延伸之步驟、可對於MD方向及TD方向兩者、亦可為於斜方向延伸之步驟。
又,延伸方向並無限制,就得到寬度寬的膜之觀點,較佳有至少包含寬度方向之延伸的步驟。如此之延伸可使用延伸裝置進行。
以確保高相位差、確保寬度為寬,及與偏光件接著時促進接著劑滲透為目的,於延伸步驟中較佳將膜以高倍率延伸。惟,延伸倍率過高時,因延伸應力,可能有於膜內產生裂紋,或保持膜強度的基質分子間之交絡解離,而使膜脆弱化的情況。因此,延伸步驟中之延伸倍率,較佳為1.1~5.0倍之範圍內、更佳為1.3~3.0倍之範圍內。
再者,進行複數次延伸時,複數次延伸當中基質分子之解離風險最高的最高倍率之延伸,較佳於最終次進行。例如,最高倍率之延伸,較佳於第2延伸步驟(S8)進行。此時,至最高倍率之延伸前,可使基質分子之交絡為堅固,因此即使進行最高倍率之延伸,亦可抑制基質分子之交絡解離,並抑制凝集破壞。
第1延伸步驟(S6)中,係將膜以拉幅延伸裝置延伸。此時之延伸方法,係以設置輥之周速差於搬送方向(MD方向)延伸之方式,或將膜的兩側緣部以夾扣等固定並於寬度方向(TD方向)延伸之拉幅方式,由於會提高膜的性能/生產性、平面性或尺寸安定性,故較佳。
又,所謂拉幅法的情況時,以線性驅動方式驅動夾扣部分時,可進行平滑的延伸,可減少斷裂等之危險性,故較佳。
製膜步驟之此等之寬度保持或橫方向之延伸,較佳藉由拉幅延伸裝置進行,可為插銷拉幅機亦可為夾扣拉幅機。再者,於拉幅延伸裝置內,除了延伸外亦可進行乾燥。
而拉幅延伸裝置之內部,設置有預熱區域、(橫)延伸區域,及熱固定區域。區域彼此之間係藉由遮風簾而分隔。又,於各區域之內部,係對膜F由上方或下方,或其兩方給出熱風。熱風係於在每個區域管理為特定溫度之狀態,於膜的寬度方向均一地吹出。藉此,各區域的內部係控制為所期望之溫度。以下說明各區域。
預熱區域為將膜進行預熱處理之區域,其不擴大夾扣之間隔地將膜加熱。於該預熱區域,為了使包含膜端部之膜的膜厚偏差Y成為所期望之值,較佳對膜實施局部的加熱。
局部的加熱手段,例如可列舉紅外線(IR)加熱器或熱風等,但不特別限定,亦可藉由其他手段進行熱處理。
熱風式其優點為不限材料,具有充分的膜厚調整能力。本發明中,就膜厚控制性、安定性之觀點,較佳以配置於膜的寬度方向(TD方向)與搬送方向(MD方向)之紅外線(IR)加熱器進行局部的加熱。
膜上之紅外線(IR)加熱器,例如如圖6(a)、(b)及(c)般,規則地於膜的搬送方向以1列或複數列配置(圖6之(a)為於膜的搬送方向1列、圖6之(b)為於膜的搬送方向2列、圖6之(c)為於膜的搬送方向5列)。再者,紅外線(IR)加熱器,亦可於搬送方向呈曲折交錯狀配置。
圖6中,P1、P2及P3表示各紅外線加熱器之熱源部設置間隔之間距。
此處,如參照圖6(a)、(b)及(c)即可明確得知的,紅外線(IR)加熱器中之各自的熱源部,為各自的紅外線(IR)加熱器之中央部。
本發明中之紅外線(IR)加熱器之形狀並不限定,實際的紅外線(IR)加熱器之熱源部,係有點狀、線狀或面狀等之形狀,本發明中之「紅外線(IR)加熱器之熱源部」,於實際的紅外線(IR)加熱器之形狀採取點狀、線狀或面狀等之任意形狀時,亦指實際的紅外線(IR)加熱器之熱源部的中央部者。
≪紅外線(IR)加熱器≫
詳細說明本發明所用的紅外線(IR)加熱器。本發明所用的紅外線(IR)加熱器,與一般的紅外線(IR)加熱器不同,較佳為設計為藉由使用反射紅外線之鏡,而能夠以針點使紅外線之照射範圍變窄的加熱器。
作為反射紅外線之鏡,例如可列舉冷光鏡(Sigma光機股份有限公司製),或紅外用鋁增反射鏡(Novooptics公司製)等多數者。本發明之實施例所用之鏡,為使用鋁之鏡的紅外用鋁增反射鏡(Novooptics公司製)。
現行之一般的紅外線(IR)加熱器1個之紅外線照射範圍,例如遠紅外線加熱器之型號MCHNNS3(照射能量400W、MISUMI股份有限公司製)中,為於寬度方向500mm,相對於此,本發明所用之紅外線(IR)加熱器(HeatTec股份有限公司製)1個之紅外線照射範圍,為照射能量550W,於寬度方向100~150mm。
雖未圖示,然於拉幅延伸裝置中,紅外線(IR)加熱器係以膜斷裂時,膜不會接觸於紅外線(IR)加熱器的方式,僅配置於噴嘴之上側。
使紅外線(IR)加熱器接近於膜,較可使紅外線(IR)加熱器之放射能集中於更狹窄的範圍。因而,較佳於不干涉夾扣所致之拉幅動作的範圍,使紅外線(IR)加熱器儘可能接近於膜。具體而言,由膜至紅外線(IR)加熱器的距離,較佳為30~120mm之範圍內。
又,上述紅外線(IR)加熱器,較佳為使用100~250mm之加熱寬者。再者,「加熱寬」係指以紅外線(IR)加熱器之正下方的加熱強度為1時,至其加熱強度成為0.2為止之藉由紅外線(IR)加熱器所加熱的寬度。
紅外線(IR)加熱器之熱源部的設置間隔(間距),較佳為10~300mm、更佳為15~200mm、又更佳為20~ 150mm。又,紅外線(IR)加熱器,較佳以照射能量100~ 1,000W,於150~400℃之範圍內加熱。
藉由調整該紅外線(IR)加熱器之熱源部的設置間隔,或照射能量、加熱溫度等,可控制上述膜的膜厚偏差Y。
於預熱區域經預熱的膜,係移動至橫延伸區域。橫延伸區域,為藉由擴展夾扣之間隔而使膜於寬度方向橫延伸之區域。該橫延伸處理中之延伸倍率,較佳為1.0~2.5倍之範圍內、更佳為1.05~2.3倍之範圍內、又更佳為1.1~2倍之範圍內。
於橫延伸區域經橫延伸的膜,係移動至熱固定區域。
再者,本實施形態中,係將拉幅延伸裝置之內部分為預熱區域、(橫)延伸區域、熱固定區域,但區域之種類或配置不限定於此,例如亦可於橫延伸區域之後設置將膜冷卻的冷卻區域。又,亦可於熱固定區域之中設置熱緩和區域。
又,本實施形態中,能夠以拉幅延伸裝置僅進行橫延伸,亦可於縱方向也同時延伸。此時,於夾扣之移動時,係使夾扣之間距(於搬送方向夾扣彼此的間隔)變化即可。作為使夾扣之間距變化的機構,例如可利用縮放儀機構或線性導件機構。
作為將膜延伸的方法,可列舉於縱(搬送)方向延伸之方法(縱延伸)、於橫(寬度)方向延伸之方法(橫延伸)、依序進行縱延伸與橫延伸之方法(逐次2軸延伸)、同時進行縱延伸與橫延伸之方法(同時2軸延伸)。此等之中,進行橫延伸或同時2軸延伸(含斜向延伸)時,可使用拉幅延伸裝置。
拉幅延伸裝置,為將膜的寬度方向之兩端部以夾扣把持,藉由一邊使該夾扣與膜一起移動,一邊擴展間隔,來使膜延伸之裝置。
・熱處理時機
拉幅延伸裝置通常分為複數區域,例如,設置有將膜加熱之預熱區域、將膜於橫方向延伸之橫延伸區域、進行膜的結晶化之熱固定區域、去除膜的熱應力之緩和區域等。
・爐內溫度
通常、延伸爐之爐內溫度較佳為120~200℃之範圍內、更佳為120~180℃之範圍內。此處,本發明中之爐內溫度,係指於後述拉幅延伸裝置之延伸區域中,測定正要延伸前之膜中央起100mm上側之位置而得的溫度,其係測定每1分鐘之各溫度之值共1小時,並算出該等之平均值而得者。
此處,於複數之區劃中於搬送方向賦予溫度梯度時,係將熱處理之區劃設為爐內溫度之對象。又,本發明中,於延伸區域實施及不實施熱處理的情況,爐內溫度會不同,於延伸區域實施熱處理的情況,該爐內溫度,係指於實施熱處理之前的延伸區域中之爐內溫度者。
・殘留溶劑量
延伸時之膜中之殘留溶劑量較佳為20質量%以下、更佳為15質量%以下。
<第1切斷步驟(S7)>
第1切斷步驟(S7)中,由縱斷器所構成的切斷部,係將藉由第1延伸步驟(S6)所延伸之膜的寬度方向之兩端部切斷。於膜中,兩端部之切斷後所剩餘的部分,構成作為膜製品之製品部。另一方面,由膜所切斷的部分可被回收,並再度作為原材料之一部分而再利用於膜的製膜。
<第2延伸步驟(S8)>
第2延伸步驟(S8)中,係與第1延伸步驟(S6)同樣地,將膜藉由延伸裝置而延伸。此時之延伸方法,係以設置輥之周速差於搬送方向(MD方向)延伸之方式,或將膜的兩側緣部以夾扣等固定而於寬度方向(TD方向)延伸之拉幅方式,由於會提高膜的性能/生產性、平面性或尺寸安定性,故較佳。再者,於延伸裝置內,除了延伸以外亦可進行乾燥。
<第2切斷步驟(S9)>
第2切斷步驟(S9)中,與第1切斷步驟(S7)同樣地,由縱斷器所構成的切斷部,係將經製膜之膜的寬度方向之兩端部切斷。再者,膜兩端部之夾扣的把持部分,通常由於膜變形而無法作為製品使用,故被切除。未發生熱所致材料之劣化時,係於回收後再利用。於膜中,於兩端部之切斷後所剩餘的部分,構成作為膜製品之製品部。另一方面,由膜所切斷的部分係被回收,並再度作為原材料之一部分而再利用於膜的製膜。
<第2乾燥步驟(S10)>
第2乾燥步驟(S10)中,與第1乾燥步驟(S5)同樣地,將膜以乾燥裝置乾燥。於乾燥裝置內,係藉由從側面觀察係配置為曲折交錯狀之複數個搬送輥將膜搬送,於其間將膜乾燥。
以乾燥裝置之乾燥方法無特別限制,一般而言可列舉使用熱風、紅外線、加熱輥或微波等之方法。此等乾燥方法之中,就簡便之觀點,尤佳為使用熱風將膜乾燥的方法。再者,第2乾燥步驟(S10)係依需要進行即可。
<第3切斷步驟(S11)>
第3切斷步驟(S11)中,係與第1切斷步驟(S7)、第2切斷步驟(S9)同樣地,由縱斷器所構成的切斷部,將經製膜之膜的寬度方向之兩端部切斷。於膜中,於兩端部之切斷後所剩餘的部分,構成作為膜製品之製品部。另一方面,由膜所切斷的部分係被回收,並再度作為原材料之一部分而再利用於膜的製膜。
<捲繞步驟(S12)>
最後,於捲繞步驟(S12)中,將膜藉由捲繞裝置捲繞而得到膜卷。亦即捲繞步驟(S12)中,藉由一邊將膜搬送一邊捲繞於捲芯,而製造膜卷。
捲繞步驟中將膜捲繞時之捲繞張力不特別限制,較佳為10~300N/m之範圍內、更佳為20~200N/m之範圍內。藉由調整該捲繞張力,可控制上述膜層間空隙。捲繞張力於捲繞步驟之間可為一定、亦可於捲繞步驟之途中變化。
・殘留溶劑量
本步驟更具體而言,為使膜中之殘留溶劑量成為2質量%以下後,將膜藉由捲繞裝置捲繞之步驟,較佳藉由使殘留溶劑量成為0.4質量%以下,可得到尺寸安定性良好的膜。
特佳以殘留溶劑量為0.00~0.20質量%之範圍內進行捲繞。
(捲繞方法)
膜的捲繞方法只要係一般使用的使用捲繞器之方法即可,例如係有定扭矩法、定張力法、錐形張力法、內部應力一定之程序張力控制法等之控制張力的方法,視情況使用該等即可。捲繞前,將端部切開而裁去,成為製品之寬度,為了防止捲繞中之貼附或擦傷,亦可於膜兩端部實施滾花加工以外之表面改質處理。
本步驟中,藉由適當調整接觸於捲繞於捲繞軸的膜而按壓之接觸輥的按壓量(接觸壓),可控制膜層間空隙。
接觸輥具有控制其按壓量之按壓量控制裝置,藉由調整按壓量,可控制膜層間空隙。按壓量控制裝置係配設於接觸輥之兩端。
接觸輥與張力控制(捲繞張力)之關係,可基於文獻(J.K.Good Modeling Nip Induced Tension in Wound Rolls)Proceedings of Forth International Conference on Web Handling,1997)記載之下式;TW(捲繞張力)=Th(搬送張力) +μN(μ:摩擦係數、N:接觸壓)之想法,設定不產生故障之最適的卷中之半徑方向應力、圓周方向應力。
接觸輥之材質,可使用金屬,或於金屬輥的外周捲繞有樹脂、橡膠等者。又,亦可使用隨著從寬度方向之中心部朝向側面移動,直徑會變化的冠狀輥。芯材可使用鋁、鐵、CFRP(carbon fiber reinforced plastics)等。又,亦可使用經實施鉻塗覆作為表面加工者或彈性輥等作為接觸輥。接觸輥之數目可為1個亦可為2個以上。
接觸輥之按壓量(接觸壓)不特別限制,較佳為超過5N/m且未達80N/m、更佳為7~60N/m、又更佳為10 ~50N/m。捲繞張力於捲繞步驟之間可為一定、亦可於捲繞步驟之途中變化。
(以熔融流延製膜法製造膜卷之步驟)
本發明之膜亦可藉由熔融流延法製膜。「熔融流延製膜法」,係指將含有熱可塑性樹脂及上述添加劑之組成物,加熱熔融至顯示流動性之溫度,之後,使含有流動性之熱可塑性樹脂的熔融物流延之方法。
加熱熔融之成形方法,詳細而言可分類為熔融擠出成形法、壓製成形法、充氣法、射出成形法、吹塑成形法、延伸成形法等。此等之成形法之中,就機械強度及表面精度等之觀點,較佳為熔融擠出成形法。
以下說明熔融流延製膜法。
依照數個實施形態,以熔融流延製膜法製造膜卷之方法,包含擠出步驟(M1)、流延/成形步驟(M2)、第1延伸步驟(M3)、第1切斷步驟(M4)、第2延伸步驟(M5)、第2切斷步驟(M6),及捲繞步驟(M7)。
再者,以熔融流延製膜法進行的製造方法,並無必要包含第1延伸步驟(M3)及第2延伸步驟(M5)之兩者,只要包含至少一者的步驟即可。又,第1切斷步驟(M4)及第2切斷步驟(M6)亦同樣地,只要包含至少一者的步驟即可。
<擠出步驟(M1)>
擠出步驟(M1)中,係以擠出機,至少將熱可塑性樹脂熔融擠出,於流延鼓(cast drum)上成形。熱可塑性樹脂較佳預先混練而丸粒化。
丸粒化係以公知之方法進行即可。例如,可藉由將乾燥樹脂或可塑劑、其他添加劑以進料器對擠出機供給,使用1軸或2軸之擠出機混練,由流延模擠出為條束狀,進行水冷或氣冷並切割來丸粒化。
添加劑可於供給至擠出機之前預先混合於熱可塑性樹脂中、亦可分別以個別之進料器將添加劑及熱可塑性樹脂供給至擠出機。少量之添加劑由於均一混合的理由,因此較佳於事前預先混合於熱可塑性樹脂中。
從進料漏斗對擠出機導入丸粒時,較佳於真空下或減壓下或惰性氣體環境下來防止氧化分解等。又,擠出機較佳以抑制剪切力,不使熱可塑性樹脂劣化(分子量降低、著色、凝膠生成等)的方式,於可丸粒化之溫度且儘可能低的溫度下加工。
例如2軸擠出機的情況,較佳使用深溝型之螺桿於同方向旋轉。就混練之均一性來看,較佳為嚙合型。樹脂/丸粒較佳於熔融時,以葉圓盤(leaf disc)型濾器等過濾來去除異物。
使用如以上般所得之丸粒進行膜的製膜。當然亦可不經丸粒化,將原材料之熱可塑性樹脂(粉末等)直接以進料器供給至擠出機,來進行膜的製膜。
<流延/成形步驟(M2)>
流延/成形步驟(M2)中,係將於擠出步驟經熔融之樹脂/丸粒,通過加壓型定量齒輪泵等,藉由導管由流延模流延為膜狀,於無限地移送之旋轉驅動不鏽鋼製環狀的流延鼓上之流延位置,由流延模使經熔融之樹脂/丸粒流延。然後,使經流延之熔融狀態的樹脂/丸粒於流延鼓上成形,而形成流延膜。
流延模之斜率亦即熔融狀態之樹脂/丸粒由流延模朝向支持體之吐出方向,係以相對於流延鼓之面(熔融狀態之樹脂/丸粒所流延之面)之法線的角度成為0~ 90˚之範圍內的方式適當設定即可。
亦可將輔助接觸輥或流延鼓之冷卻鼓適當地單獨或組合2個以上來形成膜。
用以提高流延/成形步驟(M2)中之膜厚之均一性的方法等,係與前述以溶液流延製膜法製造膜卷之步驟中的流延步驟(S2)相同,剝離步驟(S3)中之殘留溶劑量、收縮步驟(S4)中之收縮率,及第1乾燥步驟(S5)中之乾燥方法等之記載亦為重複,故省略。
<第1延伸步驟(M3)>
第1延伸步驟(M3)中,係將膜藉由延伸裝置延伸。此時之延伸方法,係以設置輥之周速差於MD方向延伸之方式,或將膜的兩側緣部以夾扣等固定而於TD方向延伸之拉幅方式,由於會提高膜的性能/生產性、平面性或尺寸安定性,故較佳。再者,於延伸裝置內除了延伸以外,亦可進行乾燥。
關於拉幅延伸裝置、局部的加熱方法、熱處理時機、爐內溫度、延伸溫度,及殘留溶劑量等之記載,係與以溶液流延製膜法所進行的膜卷之製造方法中的第1延伸步驟(S6)重複,故省略。
<第1切斷步驟(M4)>
第1切斷步驟(M4)中,由縱斷器所構成的切斷部,係將經製膜之膜的寬度方向之兩端部切斷。於膜中,於兩端部之切斷後所剩餘的部分,構成作為膜製品之製品部。另一方面,由膜所切斷的部分可被回收,並再度作為原材料之一部分而再利用於膜的製膜。
<第2延伸步驟(M5)>
第2延伸步驟(M5)中,係與第1延伸步驟(M3)同樣地將膜藉由延伸裝置而延伸。此時之延伸方法,係以設置輥之周速差於MD方向延伸之方式,或將膜的兩側緣部以夾扣等固定而於TD方向延伸之拉幅方式,由於會提高膜的性能/生產性、平面性或尺寸安定性,故較佳。再者,於延伸裝置內,除了延伸以外,亦可進行乾燥。
<第2切斷步驟(M6)>
第2切斷步驟(M6)中,係與第1切斷步驟(M4)同樣地,由縱斷器所構成的切斷部,將經製膜之膜的寬度方向之兩端部切斷。於膜中,於兩端部之切斷後所剩餘的部分,構成作為膜製品之製品部。另一方面,由膜所切斷的部分可被回收,並再度作為原材料之一部分而再利用於膜的製膜。
<捲繞步驟(M7)>
最後,於捲繞步驟(M7)中,將膜藉由捲繞裝置捲繞而得到膜卷。亦即,捲繞步驟中,藉由一邊搬送膜一邊捲繞於捲芯,來製造膜卷。本步驟之詳情係與上述說明的捲繞步驟(S12)相同,故於此省略說明。
本發明之膜卷,較佳為長條狀膜,具體而言,膜卷之全長,較佳為100~12,000m之範圍內。又,本發明之膜卷的寬度,較佳為400~3,000mm之範圍內。
詳細說明本發明之實施形態,但此為說明性且例示性者,並非限定性,本發明之範圍應藉由所附之申請專利之範圍來解釋,此係明顯可知的。
本發明包含下述態樣及形態:
1.一種膜卷,其係不具有滾花部之膜卷,其中以於前述膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X(單位:μm),包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足下述數式(1)及數式(2);
2.如上述1.之膜卷,其中前述膜卷之卷內膜層間空隙、前述卷中膜層間空隙,及卷外膜層間空隙之標準偏差σ,為0.15以下;
3.如上述1.或2.之膜卷,其含有環烯烴樹脂;
4.一種膜卷之製造方法,其係包含使用複數個紅外線加熱器對膜進行局部的加熱,一邊控制包含膜端部之膜的膜厚偏差Y(單位:μm)一邊延伸前述膜之延伸步驟,與一邊控制於膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙X(單位:μm)一邊捲繞前述膜之捲繞步驟的膜卷之製造方法,其中前述X及前述Y,滿足下述數式(1)及數式(2);
5.一種偏光板,其包含由如上述1.~3.中任一項之膜卷所得到的膜(film)。
[實施例]
使用以下之實施例說明本發明之效果。惟,本發明之技術範圍不僅限制於以下實施例。下述之實施例中係使用「%」、「份」之表述,只要無特別指明,係表示「質量%」、「質量份」。
[實施例1]
<膜卷之製作>
膜的製膜係使用溶液流延製膜法。
(摻雜劑調製步驟(S1))
<環狀聚烯烴樹脂P-1之合成>
將精製甲苯100質量份與降莰烯甲酸甲酯100質量份投入攪拌裝置中。接著,將溶解於甲苯中的己酸乙酯-Ni 25毫莫耳%(對單體莫耳)、三(五氟苯基)硼0.225莫耳%(對單體莫耳),及溶解於甲苯中的三乙基鋁0.25莫耳%(對單體莫耳)投入攪拌裝置中。一邊於室溫(25℃)攪拌一邊反應18小時。反應結束後,於過剩的乙醇中投入反應混合物,生成聚合物的沈澱。將沈澱精製,將所得之環狀聚烯烴樹脂(環烯烴樹脂(COP))(P-1)藉由真空乾燥於65℃乾燥24小時。
藉由下述凝膠滲透層析(GPC)所測定之環狀聚烯烴樹脂(P-1)之重量平均分子量(Mw)為140,000:
<凝膠滲透層析>
溶劑:二氯甲烷
管柱:Shodex(註冊商標) K806、K805、K803G(昭和電工股份有限公司製,連接3支來使用)
管柱溫度:25℃
試樣濃度:0.1質量%
檢測器:RI Model 504(GL Sciences股份有限公司製)
泵:L6000(日立製作所股份有限公司製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:使用標準聚苯乙烯STK standard 聚苯乙烯(東曹股份有限公司製)Mw=500~2,800,000之範圍內的13個樣品所成之校正曲線。
<微粒子分散液(M-1)之調製>
調製下述組成之微粒子分散液(M-1):
微粒子(Aerosil(註冊商標)R812:日本Aerosil股份有限公司製、平均一次粒子徑:7nm、平均二次粒子徑:100nm、表觀比重50g/L) 4質量份
二氯甲烷 76質量份
乙醇 20質量份。
將上述所得之環狀聚烯烴樹脂(P-1)25質量份、二氯甲烷 65質量份、乙醇 10質量份,及微粒子分散液(M-1)0.75質量份投入混合槽,攪拌使各成分溶解後,以平均孔徑34μm之濾紙及平均孔徑10μm之燒結金屬濾器過濾而調製環狀聚烯烴樹脂溶液(摻雜劑D-1)。
(流延步驟(S2))
將摻雜劑調製步驟(S1)所調製的製膜用摻雜劑(環狀聚烯烴樹脂組成物COP1)通過加壓型定量齒輪泵,藉由導管對流延模送液。於由無限地移送之旋轉驅動不鏽鋼製環狀帶所成之支持體上的流延位置,由流延模將摻雜劑於製膜產線以1800mm寬度流延。於支持體上加熱至摻雜劑具備自我支持性為止,使溶劑蒸發至可藉由剝離輥由支持體將流延膜剝離為止,藉以乾燥而形成流延膜。
再者,將由泵至流延模為止的導管長度設為30m、調整摻雜劑送液所用的齒輪泵之齒輪比,將泵之旋轉速度設為70rpm。
藉由流延模之加熱栓,將吐出摻雜劑之狹縫的寬度方向之間隙,調整為剛吐出後之膜厚偏差相對於流延膜全體成為5.5%,進行流延膜之初期吐出膜厚的控制。
乾燥至帶上之流延膜的殘留溶劑量成為5質量%為止,於表層生成被膜後,吹拂風速45m/sec(40℃)之溫風,使突起平坦化。
(剝離步驟(S3))
流延步驟(S2)中形成流延膜後,將流延膜由支持體藉由剝離輥在具備自我支持性的狀態下剝離。
(收縮步驟(S4))
藉由將膜在不保持寬度的狀態下高溫處理,提高膜的密度,而使膜於寬度方向以收縮率7%收縮。
(第1乾燥步驟(S5))
之後,將膜於支持體上加熱,使溶劑蒸發。藉由下述方法測定膜的殘留溶劑量後,係5質量%以下:
(殘留溶劑量測定)
殘留溶劑量係藉由氣相層析如下般算出。亦即,採取任意場所之膜片,為了防止膜中殘留的溶劑之揮發,係迅速裝入小玻璃瓶並上栓。接著,將針插入於小玻璃瓶,使用氣相層析儀(安捷倫科技股份有限公司製)進行質譜分析。再者,殘留溶劑量係以下式定義:
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
上述式中之M,為於製造中或製造後之任意時間點採取流延膜或膜而得的試樣之質量(g),上述式中之N為將上述試樣於115℃加熱1小時後之質量(g)。
(第1延伸步驟(S6)(局部的加熱、Y之調整))
之後,將膜於經140℃之熱風加溫的拉幅延伸裝置內搬送,一邊對膜實施局部的加熱一邊將膜橫延伸。
<局部的加熱手段>
局部的加熱手段,係使用紅外線(IR)加熱器。膜上之各紅外線(IR)加熱器的熱源部之位置,係設為距膜表面離開75mm之位置。又,加熱寬設為150mm(以紅外線(IR)加熱器之正下方的強度為1時,強度成為0.2之加熱寬)。紅外線(IR)加熱器之各熱源部,係額定值750W,180~350℃。
<紅外線(IR)加熱器之排列與熱源部設置間隔>
紅外線(IR)加熱器,係如圖6(b)般,於搬送方向並排為2列,各紅外線(IR)加熱器之熱源部設置間隔設為間距50mm。
(第1切斷步驟(S7))
將經延伸之膜的寬度方向之兩端部切斷。
(第2延伸步驟(S8))
將熱風之溫度設為180℃,除此以外與第1延伸步驟(S6)同樣地將膜藉由拉幅延伸裝置延伸。藉由與上述相同之方法測定膜的殘留溶劑量後,係1~5質量%。
(第2切斷步驟(S9))
與第1切斷步驟同樣地,將經延伸之膜的寬度方向之兩端部切斷。
(第2乾燥步驟(S10))
與第1乾燥步驟(S5)同樣地將膜於支持體上加熱,使溶劑蒸發。藉由上述方法測定膜的殘留溶劑量後,係0.1~ 2質量%。
(第3切斷步驟(S11))
與第1切斷步驟(S7)及第2切斷步驟(S9)同樣地,將經延伸之膜的寬度方向之兩端部切斷。
(捲繞步驟(S12))
將上述膜捲繞。以捲繞張力為40N/m、錐形(taper) 70%,及角隅(corner)25%來實施。自捲繞開始至捲繞結束,將接觸輥(TR)之按壓量維持固定於16N/m。以膜卷寬度2,000mm、卷長7,800m來實施,搬送膜的線速度設為60m/分鐘。
藉由以上之步驟進行膜卷No.1之製作。
[實施例2]
第1延伸步驟(S6)中,將各紅外線(IR)加熱器之熱源部設置間隔設為間距200mm,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.2。
[實施例3]
捲繞步驟(S12)中,將捲繞張力設為20N/m,除此以外係與實施例2同樣地製作膜卷No.3。
[實施例4]
第1延伸步驟(S6)中,將各紅外線(IR)加熱器之熱源部設置間隔設為間距15mm、捲繞步驟(S12)中,將捲繞張力設為80N/m、接觸輥(TR)之按壓量設為36N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.4。
[實施例5]
捲繞步驟(S12)中,將捲繞開始時之接觸輥(TR)之按壓量設為32N/m、將於捲繞3,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為16N/m、將於捲繞5,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為8N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.5。
[實施例6]
捲繞步驟(S12)中,將捲繞開始時之接觸輥(TR)之按壓量設為8N/m、將於捲繞3,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為16N/m、將於捲繞5,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為32N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.6。
[實施例7]
捲繞步驟(S12)中,將捲繞開始時之接觸輥(TR)之按壓量設為40N/m、將於捲繞3,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為12N/m、將於捲繞5,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為40N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.7。
[實施例8]
膜的製膜係使用熔融流延製膜法。
(擠出步驟(M1))
以與實施例1相同之流程,調製環狀聚烯烴樹脂(P-1),將經丸粒化者,與添加劑(微粒子、Aerosil(註冊商標)R812:日本Aerosil股份有限公司製、平均一次粒子徑:7nm、平均二次粒子徑:100nm、表觀比重50g/L)供給至擠出機,於擠出機內熔融,通過加壓型定量齒輪泵,由流延模擠出於流延鼓上成為膜狀。
(流延/成形步驟(M2))
上述擠出步驟(M1)中,將由泵至流延模為止的配管長度設為60m,調節送液所用之齒輪泵之齒輪比,將泵之旋轉速度設為20rpm。
藉由流延模之加熱栓,將吐出摻雜劑之狹縫的寬度之間隙,調整為剛吐出後之膜厚偏差相對於流延膜全體成為1.5%,來進行流延膜之初期吐出膜厚的控制。藉由將經擠出的樹脂以冷卻鼓冷卻而成形,形成流延膜。
(第1延伸步驟(M3)(局部的加熱、Y之調整))
之後,將流延膜於拉幅延伸裝置內搬送,並進行橫延伸。此時,使用紅外線(IR)加熱器進行局部的加熱。膜上之各紅外線(IR)加熱器之熱源部的位置,係配置於距膜表面離開75mm之位置。又,加熱寬設為150mm(以紅外線(IR)加熱器之正下方的強度為1時,強度成為0.2之加熱寬)。紅外線(IR)加熱器之各熱源部,為額定值750W、180 ~350℃。
<紅外線(IR)加熱器之排列與熱源部設置間隔>
紅外線(IR)加熱器係如圖6(b)般,於搬送方向並排為2列,各紅外線(IR)加熱器之熱源部設置間隔設為間距50mm。
(第1切斷步驟(M4))
將經延伸之膜的寬度方向之兩端部切斷。
(第2延伸步驟(M5))
與第1延伸步驟同樣地,將膜藉由拉幅延伸裝置延伸。
(第2切斷步驟(M6))
與第1切斷步驟同樣地,將經延伸之膜的寬度方向之兩端部切斷。
(捲繞步驟(M7))
捲繞上述膜。以捲繞張力為40N/m、錐形70%,及角隅25%來實施。自捲繞開始至捲繞結束,將接觸輥(TR)之按壓量維持固定於16N/m。以膜卷寬度2,000mm、卷長7,800m來實施,搬送膜的線速度設為60m/分鐘。
藉由以上之步驟,進行膜卷No.8之製作。
[實施例9]
使用三乙醯基纖維素(TAC、重量平均分子量:300,000)以取代環狀聚烯烴樹脂(P-1),除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.9。
[實施例10]
捲繞步驟(S12)中,將捲繞開始時之接觸輥(TR)之按壓量設為32N/m、將於捲繞3,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為13N/m、將於捲繞5,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為7N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.10。
[比較例1]
第1延伸步驟(S6)中,將各紅外線(IR)加熱器之熱源部設置間隔變更為間距10mm,將捲繞步驟(S12)中,接觸輥(TR)之按壓量變更為80N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.11。
[比較例2]
第1延伸步驟(S6)中,不進行紅外線(IR)加熱器之加熱,且於捲繞步驟(S12)中,將接觸輥(TR)之按壓量設為5N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.12。
[比較例3]
捲繞步驟(S12)中,將接觸輥(TR)之按壓量設為16N/m,除此以外係與比較例2同樣地製作膜卷No.13。
[比較例4]
第1延伸步驟(S6)中,將各紅外線(IR)加熱器之熱源部設置間隔設為間距100mm,且捲繞步驟(S12)中,將接觸輥(TR)之按壓量設為8N/m,除此以外係與實施例1同樣地製作膜卷No.14。
[比較例5]
摻雜劑調製步驟(S1)~第3切斷步驟(S11),係與實施例1同樣地進行。
(滾花加工步驟)
之後對膜照射雷射光,形成滾花加工部(部位A)。兩端部之滾花加工寬度為自膜端起15mm。搬送膜的線速度設為60m/分鐘。
雷射裝置係使用碳酸氣體雷射裝置,雷射裝置之輸出設為20W,出光波長之中心波長設為9.4μm,將出光波長範圍,以中心波長為中心設為±0.01μm以下。
雷射光對膜之照射,係將由碳酸氣體雷射裝置所發光之經平行化的光束,以2枚電流計反射鏡(galvano mirror)反射,穿透fθ透鏡(焦點距離200mm),聚光於所搬送之膜的表面藉以進行。
藉由控制電流計反射鏡之角度,使集光位置於膜平面方向移動,藉此,控制雷射光對膜表面上之照射軌跡。
(大氣壓電漿處理步驟:表面改質處理)
將春日電機股份有限公司製AGP-500設置於膜的滾花加工部之背面側,照射0.5kW。以發出大氣壓電漿之探針與膜的距離為5mm來實施。所照射之大氣壓電漿,係於對向於滾花加工部的膜背面側,以可照射為滾花加工寬度的110%之寬度的方式來設定設置位置。
(捲繞步驟(S12))
將上述膜捲繞。以捲繞張力為40N/m、錐形70%,及角隅25%來實施。自捲繞開始至捲繞結束,將接觸輥(TR)之按壓量維持固定於8N/m。以膜卷寬度2,000mm、卷長7,800m來實施,搬送膜的線速度設為60m/分鐘。
藉由以上之步驟,進行膜卷No.15之製作。
[比較例6]
捲繞步驟(S12)中,將捲繞開始時之接觸輥(TR)之按壓量設為16N/m、將於捲繞3,000m之階段時接觸輥(TR)之按壓量變更為5N/m,除此以外係與比較例5同樣地製作膜卷No.16。
各實施例及比較例之膜卷之製造條件及構成示於下述表1。
[測定]
<膜層間空隙>
將包含圖1所示之攝影單元,且具有圖3所示之系統構成的圖2之攝影裝置,如圖5所示般設置於膜卷側面,將膜卷側面進行攝影。攝影係以自捲芯起位於滾筒體側面之50%卷外側之點(膜卷直徑之50%之點,圖4及圖5之點B)為中心來測定,測定用以算出卷中膜層間空隙之影像。同樣地,分別測定用以算出滾筒體端面之距捲芯20%卷外側(膜卷直徑之20%之點、圖5之點A)之卷內膜層間空隙,及滾筒體端面之距捲芯80%卷外側(膜卷直徑之80%之點、圖5之點C)的卷外膜層間空隙之影像。取得經測定之影像數據,對所取得之影像數據進行邊緣增強處理,得到加工影像(例如圖4及圖5之粗框內之影像)。進一步地,以該加工影像之中心位置為起始點,朝向卷外側第100層之位置為終點,測定半徑方向之長度,藉由下述式算出各膜層間空隙:
膜層間空隙=
{膜100層份之半徑方向的長度-(以膜厚測定器所測量之膜的膜厚×100)}
再者,圖1所示之高輝度線性照明3,係使用CCS股份有限公司製之白色線性照明(型號:LNSP2-100SW),遠心透鏡4係使用Moritex股份有限公司製之型號:MML1-HR130VI-35F(倍率×1、WD130mm),單色線感測器相機5係使用Nippon Electro-Sensory Devices股份有限公司製之型號:RMSL8K39CL(3.5μm/pixel之8,000畫素)。
<包含膜端部之膜厚>
使用Keyence股份有限公司製SI-T10之膜厚測定器求出膜的膜厚。於寬度方向係於線上測定包含膜端部之100點的膜厚。又,就搬送方向而言,係於線上測定每1m共7,800點。亦即,對於全長7,800m之膜卷,係測定寬度方向100點×搬送方向7,800點=共780,000點之膜厚。
用於算出卷內膜層間空隙之膜的膜厚,為於成為膜卷之直徑的20%的時間點(卷長1,100m之時間點)所測定之寬度方向100點的膜厚之平均值。用於算出卷中膜層間空隙之膜的膜厚,為於成為膜卷之直徑的50%的時間點(卷長3,200m之時間點)所測定之寬度方向100點的膜厚之平均值。用於算出卷外膜層間空隙之膜的膜厚,為於成為膜卷之直徑的80%的時間點(卷長5,800m之時間點)所測定之寬度方向100點的膜厚之平均值。
上述數式(2)中之包含膜端部之膜厚偏差Y,係為了算出卷中膜層間空隙所測定之寬度方向100點(卷長3,200m之時間點)之膜厚的偏差(膜厚之最大值-膜厚之最小值)。
再者,各實施例及比較例中,遍佈膜卷全長之膜的平均膜厚,均為35μm。
[評價]
<捲繞偏移>
將各實施例及比較例所得之膜卷,以振動試驗對寬度方向賦予30分鐘的5.8m/s
2之加速度,測定左右之偏移量。振動試驗機係使用IMV股份有限公司製TR1000。評價順位若為〇~△,則為可實用:
捲繞偏移之評價順位
〇:偏移量未達2mm
△:偏移量2mm以上且未達10mm
×:偏移量10mm以上。
<貼附>
由各實施例及比較例所得之膜卷將膜捲出,目視觀察重疊之膜彼此的貼附(以下亦稱為黏連(blocking))之狀態,基於以下基準進行評價。評價順位若為〇~△,則為可實用:
評價順位
〇:無黏連
△:黏連為弱的等級,但實用上無問題
×:黏連為上述以外之等級(使用者產生抱怨的等級)
再者,上述評價順位△中之「黏連為弱的等級」,係指難以判斷有貼附或未貼附之等級。
實施例及比較例之膜卷中,將進行了上述之各種測定及評價的結果示於下述表2。
由上述表2明顯可知,實施例之膜卷,貼附及捲繞偏移更為減低。另一方面,可知比較例之膜卷,貼附及捲繞偏移之至少一者惡化。
1:半反射鏡
2:全反射鏡
3:高輝度線性照明
4:遠心透鏡
5:單色線感測器相機
6:膜卷之被測定面(卷端面)
10:攝影單元
20:捲芯
[圖1]顯示測定膜層間空隙時所用的攝影裝置所具備的攝影單元的一例之示意圖。
[圖2]顯示測定膜層間空隙時所用的攝影裝置的一例之示意圖。
[圖3]顯示測定膜層間空隙時所用的攝影裝置所具備的系統構成的一例之圖。
[圖4]顯示膜層間空隙之測定方法及測定結果的一例之概略圖。
[圖5]顯示膜層間空隙之測定方法及測定結果的一例之概略圖。
[圖6]顯示紅外線(IR)加熱器之配置的例子之概略圖。
Claims (5)
- 一種膜卷,其係不具有滾花部之膜卷,其中以於前述膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙為X(單位:μm),包含膜端部之膜的膜厚偏差為Y(單位:μm)時,滿足下述數式(1)及數式(2); 。
- 如請求項1之膜卷,其中前述膜卷之卷內膜層間空隙、前述卷中膜層間空隙,及卷外膜層間空隙之標準偏差σ,為0.15以下。
- 如請求項1或2之膜卷,其含有環烯烴樹脂。
- 一種膜卷之製造方法,其係包含使用複數個紅外線加熱器對膜進行局部的加熱,一邊控制包含膜端部之膜的膜厚偏差Y(單位:μm)一邊延伸前述膜之延伸步驟,與一邊控制於膜卷之側面所測定的卷中膜層間空隙X(單位:μm)一邊捲繞前述膜之捲繞步驟的膜卷之製造方法,其中前述X及前述Y,滿足下述數式(1)及數式(2); 。
- 一種偏光板,其包含由如請求項1或2之膜卷所得到之膜(film)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-089640 | 2022-06-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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TW202415611A true TW202415611A (zh) | 2024-04-16 |
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