TWI406754B - 聚合物薄膜之製法 - Google Patents

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Description

聚合物薄膜之製法
本發明係關於一種聚合物薄膜之製造方法，特別為光學用途之聚合物薄膜之製造方法。
液晶顯示器(以下皆稱為LCD)因其光度及薄度且具低電力消耗而使用於多種產品。以產品而言，例如大尺寸之顯示有個人用筆記型電腦、大銀幕之電視接收器及類似產品。此外，以中間或小尺寸產品而言如手機及個人數位助理(PDA)及類似產品。特別是近年來常用於大型顯示之LCD。
於LCD而言，使用聚合物薄膜，因其合適且優異之揉性。聚合物薄膜於LCD中做為偏光濾光器之保護薄膜使用，且為加寬LCD廣視角之阻滯薄膜撐體。使用於LCD之薄膜稱為光學用途薄膜。此外，研究者快速的開發VA(垂直排列)型及OCB(光學補償彎曲)型之研究，其係以加寬TN(扭轉條帶)型之視角而產生。這些所列之LCD型式，大部份亦使用光學用途薄膜。這些光學用途薄膜如同一般所使用之薄膜，係以溶液流延法或熔態擠壓法所製造。(例如，Electronic Display Technology 2004,Kogyo Chosakai Publishining.Co.,LTD.,June,2004).
於溶液流延法中，聚合物如三乙酸纖維素(以下為TAC)溶於混合溶劑，其主要溶劑為二氯甲烷及乙酸甲酯，如此便得聚合物溶液(以下為流延塗布液)。將此流延塗布液自流延模流延至撐體上以形成流延薄膜，於流延模與撐體之間排出流延液以形成顆粒。當流延薄膜具自支撐特性時，剝離該流延薄膜之濕薄膜，且乾燥該濕薄膜以形成薄膜。然後捲繞該薄膜。(參照Japan institute of Invention and Innovation(JIII)Journal of Technical Disclosure No.2001-1745)
順便提及，光學用途薄膜為必須的，特別是對於偏光濾光器之保護薄膜以提供不僅是高透明度及高強度，而且具高耐熱性。若保護薄膜之耐熱性不足，則保護薄膜之收縮與劣化易於高溫與高濕度時發生，且除了劣化及其類似，於保護薄膜與液晶元之玻璃板間之黏合劑層之外。收縮、劣化及其類似皆肇因於自玻璃板剝離保護薄膜。
因此，除了使用TAC聚合物之方法外，且以溶液流延法增加薄膜之耐濕及耐熱。例如，日本專利公開第2001-188128號所述之纖維素醯化，此醯化是以乙醯基(-CO-CH3 )及丙醯基(CO-C2 H5 )所製造，即該酯化係以乙酸及丙酸所製造，如丙酸醯酯纖維素(cellulose acylate propionate；以下簡稱為CAP)則可能產生，然後以此CAP做為薄膜之原料。
熔態擠壓法以下列所述之方式進行。例如，聚苯二甲酸二乙酯之尖管(tips of polyethylene telephthalate)(以下為PET)係由對苯二甲酸及乙二醇所產生。然後加熱PET尖管至熔化，然後熔化之PET，自擠壓器擠壓至冷卻滾筒如撐體上以便形成薄膜。注解，其它之聚酯樹脂薄膜如聚2,6 萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、纖維素薄膜及其類似物皆由相同之方法所製造。此外，於熔態擠壓法中，為了獲得所需要薄膜之光學特性，由寬邊方向拉伸該聚合物薄膜，進一步於鬆弛態時由長度的方向拉伸該聚合物薄膜。(請參見Japan Institute of Invention and Innovation(JIII)Journal of Technical Disclosure No.2001-1745)若結合薄膜之拉伸與鬆弛，則薄膜之雙折射成為可調整。具雙折射之薄膜用於LCD之阻滯薄膜。
由寬邊方向拉伸該聚合物薄膜，且由長邊方向鬆弛該聚合物薄膜，則聚合物分子之定向成為可調整。因此，薄膜之面內阻滯及厚度阻滯為可控制。然而，於拉伸步驟或鬆弛步驟後之步驟皆依據聚合物分子之定向而定。因此，具有可調性之光學用途薄膜不易獲得。
做為VA型之高速應答與廣視角LCD之光學用途薄膜，必需具有高光學性質。以VA型之LCD而言，為了實現高速應答，玻璃板間之夾層液晶分子之晶格間隙(cell gap)做的比較小。於此情況下，光學薄膜之面內阻滯變成較大，因此有光學補償之優點。然而厚度阻滯(Rth)亦以與面內遲滯值幾乎相同之比例變得較大。因此，相較於晶格間隙(cell gap)，厚度阻滯過大其會導致LCD之光學性質較差。
本發明之目的係提供一種可以預先確定聚合物薄膜之光學性質之批次程序製造方法。
本發明之另一個目的為提供一種與前文所述相比較，其面內阻滯較大且厚度阻滯較低之聚合物薄膜製造方法。
[發明揭露]
為了達成發明目的，於本發明之聚合物薄膜製造方法中，將成形自塗布液之薄膜由寬邊方向拉伸，且於由長邊方向鬆弛之後，捲繞該聚合物薄膜。此塗布液包含聚合物及溶劑，且由流延模流延至撐體上，以便形成流延薄膜。然後剝離來自撐體濕薄膜之該流延薄膜且乾燥該流延薄膜以便獲得聚合物薄膜，捲繞該聚合物薄膜成為薄膜捲軸。於貯存後將該聚合物薄膜自薄膜捲軸退繞，然後將其由寬邊方向拉伸，且由長邊方向鬆弛該聚合物薄膜。
較佳為，拉伸與其拉伸前之拉伸比目標值為70%時，鬆弛該聚合物薄膜即開始。更佳為，聚合物薄膜之鬆弛，其鬆弛比之範圍為1%至5%。
拉伸之拉伸比較佳範圍為10%至40%。
聚合物較佳為三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素以及乙酸丁酸纖維素之一。該聚合物薄膜於拉伸後，其面內阻滯Re之範圍更佳為5nm至150nm，且厚度阻滯Rth之更佳範圍為40nm至250nm。
此聚合物薄膜於拉伸之後，更佳為做為光學用途薄膜。
此外，於本發明中之聚合物薄膜另一具體化之製造方法中，其熔融之聚合物擠壓以及冷卻至撐體上，且剝離該退繞自薄膜捲軸之薄膜。於貯存後，聚合物薄膜退繞自薄膜捲軸，然後以寬邊方向拉伸，由長邊方向鬆弛該聚合物薄膜。
較佳為，拉伸與其拉伸前之拉伸比目標值為70%時，鬆弛該聚合物薄膜即開始。更佳為，聚合物薄膜之鬆弛，其鬆弛比之範圍為1%至5%。
拉伸之拉伸比較佳範圍為10%至40%。
聚合物較佳為三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素以及乙酸丁酸纖維素之一。該聚合物薄膜於拉伸後，其面內阻滯Re之更佳範圍為5nm至150nm，且厚度阻滯Rth之更佳範圍為40nm至250nm。
此聚合物薄膜於拉伸之後，更佳為做為光學用途薄膜。
依據本發明之聚合物薄膜製造方法，該連續性聚合物薄膜之主要成分為以溶液流延法及熔態擠壓法之一所製造之薄膜，且捲繞成為薄膜捲軸。之後，聚合物薄膜自薄膜捲軸退繞且於寬邊方向拉伸，由此得聚合物薄膜。於寬邊拉伸期間，由長邊方向鬆弛該聚合物薄膜。於運送前，因而獲得光學用途之聚合物薄膜。
依據聚合物薄膜之製造方法，當聚合物薄膜於寬邊拉伸期間與拉伸前之差異小於70%目標值，則開始該聚合物薄膜之鬆弛。因此面內阻滯增加且厚度阻滯減少。
本發明之最佳執行模式
本發明之具體解釋於以下敘述。首先，解釋聚合物薄膜製造方法之第一具體實施例之步驟。而熔態擠壓法的實施之第二具體實施例之步驟於後文解釋。
於本發明之第一具體實施例，以CAP為聚合物。然而本發明所使用之聚合物並非僅限於CAP，亦可為任何纖維素酯。
如第1圖所示，本發明之薄膜生產線2其溶液流延法之應用包含塗布液製備步驟10、流延步驟12、乾燥步驟13、第一捲繞步驟15、貯存步驟17、退繞步驟20、拉伸/鬆弛步驟21，以及第二捲繞步驟23。
於本發明中，聚合物種類並無特別限制，就薄膜而言可以熔態擠壓法或溶液流延法所製造。
於塗布液製備步驟10中，塗布液生產線(未標示)用以製備流延塗布液11，其飼入薄膜製造裝置4(見第2圖)。
於薄膜製造裝置4進行流延步驟12、乾燥步驟13、第一捲繞步驟15以及貯存步驟17。於流延步驟12中，流延塗布液流延至撐體上以形成流延薄膜34(見第2圖)，且流延薄膜34剝離該濕薄膜36(見第2圖)，此濕薄膜36於乾燥步驟13中乾燥，且於第一捲繞步驟15捲繞初級薄膜14至初級薄膜捲軸16。然後於貯存步驟17中，初級薄膜捲軸16貯存於預定位置。注解，製造初級薄膜14之溶液流延法包含塗布液製備步驟10、流延步驟12及乾燥步驟13。
初級薄膜捲軸16於貯存後置於拉伸/鬆弛裝置5以進行退繞步驟20、拉伸/鬆弛步驟21以及第二捲繞步驟23。於退繞步驟20中，初級薄膜14自初級薄膜捲軸16退繞至拉幅裝置18(見第3圖)以進行拉伸/鬆弛步驟21。於拉幅裝置18中，初級薄膜14以預定方向拉伸/鬆弛，然後初級薄膜14以產物聚合物薄膜22(以下為聚合物薄膜)自拉幅裝置18飼出。於第二捲繞步驟23中，捲繞聚合物薄膜成為產物薄膜捲軸24。
[塗布液製造裝置]
塗布液製造裝置包含一個貯存溶劑用之溶劑槽，供給CAP之飼料斗、貯存添加劑之添加劑槽以及混合自溶劑槽所飼出之溶劑混合槽，且CAP由飼料斗供給及添加劑自添加劑槽飼出。因此混合液於混合槽中製備。此外，其有加熱裝置、溫度控制器及過濾裝置。於加熱裝置中，加熱自混合槽飼出之混合液，以此獲得塗布液。於溫度控制器中控制塗布液之溫度。於過濾裝置中過濾塗布液。於來自過濾裝置之輸出管中有沖洗裝置以沖洗濃縮塗布液，以及另一過濾裝置以過濾已濃縮之塗布液。此外，塗布液製造裝置包含回收裝置以回收由蒸發塗布液而產生之溶劑蒸氣，以及精煉裝置以精煉與再循環回收溶劑。
[薄膜生產線]
如例第2圖所示之薄膜裝置4，其包含進行流延步驟12之流延區26，以及進行乾燥步驟13之乾燥區27，及進行第一捲繞步驟15之第一薄膜捲繞裝置28。
[流延區]
流延區26配置儲槽25以貯存流延塗布液11之濃縮塗布液、泵38、連結至儲槽25之過濾裝置32及流延室39。儲槽25中配置以馬達31a旋轉之攪拌器。泵38驅動自儲槽25以飼出流延塗布液11至過濾裝置32，從而由過濾裝置32過濾流延塗布液11。過濾後，流延塗布液11被飼入流延室39。
流延室39包含流延模33其連接至過濾裝置32，流延帶35為撐體及剝離轉軸37。流延帶35被支承轉軸35a、35b圍繞且持續或循環運轉與支承轉軸35a、35b之旋轉一致。流延模33流延該流延塗布液11至運轉之流延帶35以形成流延薄膜34。當其具有半支撐特性時，則該流延薄膜34以剝離滾筒37剝離來自流延帶35之該流延薄膜34之濕薄膜36。注解，此支承轉軸35a、35b之溫度以熱傳導介質循環器(未標示)控制至預定值，以經由飼料路徑(未標示)循環熱傳導介質。此外，須注意減壓室33a是屬於流延模33，其於自流延模33至流延帶35運轉方向之輸入管內。此外，自流延模33運轉方向之輸出管有空氣隔離板33b。減壓室33a以及其空氣隔離板33b之細節會於後述文中解釋。
[乾燥區]
乾燥區域27具有轉移區40、空氣鼓風機41、切邊裝置42以及壓碎機43。空氣鼓風機41鼓吹乾燥空氣以乾燥濕薄膜36，然後濕薄膜36之兩側邊緣部分由切邊裝置42切除。所切除之部分由壓碎機43壓碎。
乾燥區27包含乾燥室44以乾燥濕薄膜36，及冷卻室45以冷卻濕薄膜36至預定溫度值。乾燥室內之濕薄膜36重疊於多個滾筒44a上，且藉其運送。此外，乾燥室44有回收裝置44b以吸附於乾燥室所產生之溶劑蒸氣，以便回收溶劑。於冷卻後，濕薄膜36自冷卻室45飼出即為初級薄膜14。
[初級薄膜捲繞區]
第一薄膜捲繞裝置28有強制中和裝置(compulsory neutralization)50、滾紋轉軸51以及捲繞室52。該強制中和裝置50消除初級薄膜14之充電靜電電位至預定值。然後將初級薄膜14兩側以滾紋轉軸51滾紋，之後將初級薄膜14飼入捲繞室52。
捲繞室52中配置捲軸52a及軋壓輪52b。初級薄膜14以捲軸52a捲繞成為初級薄膜捲軸16，此時，軋壓輪52b使其表面佈滿張力預定值。
貯存所獲得之初級薄膜捲軸16，則此初級薄膜14之聚合物分子能夠不受熱及濕氣影響而分解。因此可以保持初級薄膜14之光學特性及品質。
[拉伸/鬆弛裝置]
如例第3圖所示之拉伸/鬆弛裝置5包含薄膜退繞裝置60、拉幅裝置18以及薄膜捲繞裝置61。薄膜退繞裝置60自初級薄膜捲軸16將初級薄膜14退繞，然後於拉幅裝置18將初級薄膜14拉伸及鬆弛，且將初級薄膜14自拉幅裝置18飼出。則將所製造之聚合物薄膜22捲繞成為產物薄膜捲軸24。
拉幅裝置18由進料區62、初級薄膜14以寬邊方向X1,X2拉伸之拉伸區63、初級薄膜14以長邊方向Y1,Y2鬆弛之鬆弛區64以及出口區65所構成。
拉幅裝置18中有許多夾扣連接成鏈帶(未標示)。於拉幅裝置18入料區之18a入口處，初級薄膜14兩側邊緣部分以夾扣夾住。夾扣位置CL(以下為夾扣位置)以虛線表示。此外，夾扣固定於鏈帶之運送方向，鏈帶以鏈輪夾持點持續運轉。與鏈帶運轉一致，夾扣自入料區域62經拉伸區域及鬆弛區域至出口區移動以運送初級薄膜14。
滑動式夾扣之夾扣位置為配置之構件，其可以鎖定初級薄膜14於長邊方向Y1移動，且使其不於長邊方向Y1之相反方向移動。夾扣之具體示例有滾筒夾扣、算盤珠(abacus bead)夾扣、帶夾扣及桶形轉軸。因此，初級薄膜14於拉伸區域63同時由寬邊方向X1、X2做拉伸，以及由長邊方向Y1做鬆弛。
例第1圖薄膜生產線2之細節於下文解釋之。
[塗布液製備程序]
於塗布液製備程序10(見第1圖)，溶劑自溶劑槽進至混合槽。然後CAP以飼料斗供給至混合槽以測定CAP之數量。此外，所需之添加劑自添加劑槽飼入混合槽。
混合槽配置夾套以覆蓋混合槽之表面及外緣，且以馬達驅動攪拌器旋轉。藉由旋轉攪拌器混合溶劑、CAP及添加劑，因此可獲得於溶劑中膨脹之CAP混合液。
之後將混合液飼入加熱裝置，其混合液加熱至預定溫度範圍為50℃至120℃。較佳為，於加熱裝置中，壓力適用於混合液。因此，於混合液中之固體原料於加熱或加壓條件下溶解，如此可得塗布液。以上之方法於下列敘述中稱為熱溶解法。此外，冷溶解法亦適用於本發明。於冷溶解法中，混合液於－100℃至－30℃之範圍冷卻以便進行溶解。於具體化示例中，可以選擇熱溶解或冷溶解法之其一以符合原料之特性，以便控制溶解度。因此CAP於溶劑中溶解可充分進行。將塗布液飼入溫度控制器以便將溫度控制至近於室溫。然後將塗布液飼入過濾裝置，由此可以收集塗布液中之不純物。之後，於薄膜製造裝置4中，塗布液11以流延塗布液貯存於貯槽25。
因此所製造之流延塗布液其濃度範圍為5質量%至40質量%。生產塗布液之方法於日本專利公開第2005－104148號之[0517]至[0616]段所揭露。例如，原料之溶解及添加方法、原料及添加物於溶液流延法中以形成CAP薄膜、過濾法、氣泡移除法及其類似。
[流延步驟]
於流延步驟12，流延塗布液11於貯槽25以旋轉攪拌器31攪拌使均勻。於攪拌時可加入添加劑如塑化劑、UV吸收劑及其類似。
將該均勻之流延塗布液11以泵38自貯槽25飼入過濾裝置32。於過濾後，流延塗布液11自流延模流延至流延帶35以便形成流延薄膜34。
流延薄膜34以運轉流延帶35來輸送。此外，排氣口(未標示)配置於流延帶35附近，且飼出乾空氣以蒸發來自流延薄膜34之溶劑。此外，空氣隔離板33a垂直排列於自流延模33及接近流延模33之流延帶35運轉方向輸出管端，因此流延板33b之較低點接近流延薄膜34，且空氣隔離板33b與流延薄膜34之寬邊平行。因此空氣隔離板避免了於流延模33附近因鼓動乾燥空氣至流延薄膜34而產生不佳之狀況。
此流延薄膜34具有自支撐特性，以撥皮捲層37自流延帶35剝離該濕薄膜36。
[乾燥步驟]
於乾燥程序13，濕薄膜36經由運送區40至切邊裝置42運送。於運送區40配置多個滾軸，且轉動至預定方向以便運送濕薄膜36至切邊裝置42。於運送區40中，達預定溫度之乾燥空氣自空氣鼓風機41飼出，以便乾燥濕薄膜36。
濕薄膜36之兩側邊緣部分以切邊裝置42切除。所切除部分以切斷式吹送機送至壓碎機(未標示)，且以壓碎機43壓碎至尖管狀(tips)。該尖管可再使用以製備塗布液。
濕薄膜於切邊後送至乾燥室44，並於其中乾燥。乾燥室中之溫度並無特別限制，且其較佳範圍為50℃至160℃。於乾燥室44中，初級薄膜14重疊於滾軸44a上運送。溶劑蒸氣於乾燥室44中自濕薄膜36蒸發，被回收裝置44b吸附。空氣自溶劑成分中移除，於乾燥室44中以為乾燥空氣再使用。接著濕薄膜36以初級薄膜飼出至冷卻室45，於其中將初級薄膜冷卻至預定溫度。
[第一捲繞步驟]
於第一捲繞步驟15，初級薄膜14沿著捲軸52捲繞， 此時，於捲繞室52中張力會以軋壓輪52b塗佈於初級薄膜14。因此可獲得初級薄膜捲軸16。
[貯存步驟]
於貯存步驟17中貯存初級薄膜捲軸16，如此一來初級薄膜14之聚合物分子將不會受熱及濕氣影響而分解。
[退繞步驟]
於退繞步驟20中如第3圖所示，初級薄膜14自初級薄膜捲軸16於退繞裝置60中退繞，且連續將初級薄膜14飼入拉幅裝置18。
[拉伸/鬆弛步驟]
拉伸/鬆弛步驟21於拉幅裝置18中執行，於其中以預定條件固定於寬邊方向X1、X2拉伸且於長邊方向Y1、Y2鬆弛。於這些條件下進行初級薄膜14之拉伸及鬆弛。因此，可得到具有面內遲滯值(Re)以及厚度遲滯值(Rth)之聚合物薄膜22。注解，拉伸與鬆弛之條件將於後文解釋。
[薄膜捲繞步驟]
於第二捲繞步驟中，初級薄膜14具有預定之光學性質，且沿著捲軸(未標示)捲繞成為產物薄膜捲軸24。
因此於本發明中，因由寬邊方向進行拉伸且由長邊方向進行鬆弛，故可控制其光學特性。因此所獲得之聚合物薄膜22具有預定之光學性質。
下列敘述為於拉伸/鬆弛步驟21中之拉伸/鬆弛細節解釋。
於拉幅裝置18之進料區入口18a，初級薄膜14之兩側邊緣以夾扣夾住(未標示)，此夾扣以與寬邊相反方向處理，以便建立對夾(未標示)。於其例圖中，L1(mm)為進料區62中之對夾最小距離。注解，L1為濕薄膜47之兩邊夾扣位置CL間之距離。此外，L1’、L1”、L2、L3亦為濕薄膜47之兩邊夾扣位置CL間之距離，將於後文解釋。
此外，夾扣固定於運送方向之鏈帶上，且鏈帶以鏈輪之夾持點持續運轉，隨著鏈帶運轉，夾扣自63進料區朝向拉伸區63移動以運送該初級薄膜14。注解，初級薄膜14之寬度與於進料區62相同。
於拉伸區63中拉伸之起始位置63a，初級薄膜14由寬邊X1,X2之方向開始拉伸。當進行初級薄膜14拉伸時，對夾之距離自L1(mm)至L2(mm)變得較大，其決定於對夾之最大距離。之後，於鬆弛區域64中進行初級薄膜14之鬆弛。因此對夾距離自L2(mm)至L3(mm)變得較小，其稱之為對夾距離之最終值。然後於出口區65，對夾距離保持於L3(mm)，且初級薄膜14以該初級薄膜14自拉幅裝置18經出口區自18b飼出。注解，專利申請範圍2之目標值為以下敘述之拉伸比目標值。
於鬆弛起始位置63b及鬆弛終點位置63c之間由長邊方向Y1進行鬆弛。該夾扣於鬆弛起始位置63b及鬆弛終點位置63c之間相反移動至鏈帶運轉之方向，如此可進行初級薄膜14之長邊方向鬆弛。
於本發明中，當初級薄膜14由寬邊方向拉伸時，其長邊方向則進行鬆弛。因此初級薄膜14之聚合物分子之定向可以控制，因此其面內阻力Re增加。再者，因初級薄膜14之厚度不均勻較小於一般長邊拉伸之情況，故該厚度阻滯增加。
當初級薄膜14由寬邊方向X1,X2進行拉伸時，由長邊方向進行鬆弛。拉伸定義為於拉伸方向之張力應用。因此如本發明，由寬邊方向進行拉伸，則薄膜之寬邊有時會變得較大，有時不會改變(稱為寬度恆定)，且有時變得較小(稱為薄膜之寬邊發生收縮)。於本發明中，鬆弛定義為於初級薄膜14中殘餘應力之降低。具體而言，鬆弛為減少張力加於濕薄膜，由寬邊方向X1,X2以縮小張力、以保持初級薄膜14之溫度或初級薄膜14附近空氣之溫度及其類似。因此，鬆弛並無特別限制，至於初級薄膜14內之殘留應力可被減少。
於本發明中，寬邊方向之拉伸比目標值R1定義為R1＝{(L2－L1)/L1}×100。該拉伸比目標值R1之範圍較佳為10%至40%，更佳為15%至35%，最佳為25%至30%。若拉伸比目標值R1小於10%則聚合物分子可以重新排列。於此狀況下，面內阻滯Re增加之影響有時變得較小，因拉伸發生之缺陷補償之效應(如皺紋與摺痕及其類似)有時變得較小。若拉伸比目標值R1大於40%，則聚合物分子會過度再排列，因而使面內阻滯Re變得較大。此外，缺陷有時會發生，例如初級薄膜14撕裂。
當對夾之距離成為鬆弛起始值L1’時，由長邊方向Y1之鬆弛即開始。該鬆弛起始值L1’為先前由於寬邊方向X1,X2之預定拉伸範圍百分比EP1(%)所計算。EP%之定義如下：EP1＝[(L1’－L1)/(L2－L1)]×100因此，鬆弛起始值L1’由下列方程式所計算：L1’＝[L2－L1]×EP/100]＋L1
於本發明中，EP1之百分比範圍較佳為小於70%，更佳範圍為1%至40%，最佳範圍為3%至30%。例如，對夾距離L1(mm)之最小值為1300mm，最大值L2(mm)為1650mm，且終值L3為1620mm。於此狀況下，拉伸比目標值R1為26.92%。較佳為，當由長邊方向之鬆弛開始時，該鬆弛起始值較佳範圍為1300mm(相當於拉伸比目標值R1為0%)至1545mm(相當於拉伸比目標值R1為70%)，更佳為1303.5mm(相當於拉伸比目標值R1為1%)至1440mm(相當於拉伸比目標值R1約為40%)，最佳為1310mm(相當於拉伸比目標值R1為3%)至1405mm(相當於拉伸比目標值R1為30%)。注解，拉伸終點101c依據拉伸起始點101b及長邊方向Y1之鬆弛比RL1而定。
如第7圖所示，鬆弛比RL1於長邊方向Y1表示為RL1＝{(Z1－Z2)/Z1}×100其中Z1為於長邊方向Y1於鄰夾108之間，於鬆弛前之間隔要素，且Z2為於長邊方向Y1於鄰夾108之間於鬆弛後之間隔要素。注解，Z1、Z2可以不定義為於長軸方向Y1之要素但為與鄰夾108間之間隙。
鬆弛比並沒有特別限制，然而其範圍較佳為1%至5%，更佳為2%至5%，最佳為3%至5%。若鬆弛比小於1%，則厚度阻滯Rth減低之效應有時候會不足；若鬆弛比大於5%，則初級薄膜14之鬆垮有時會發生，其會導致製造時產生問題，如運送缺陷及其類似。
於長邊方向之鬆弛速度即鬆弛比RL1於單位時間(1秒)之改變，其較佳為0.015%/秒至2.000%/秒，更佳為0.050%/秒至1.000%/秒。於本發明中，當初級薄膜14由寬邊方向X1,X2拉伸時，則由長邊方向進行鬆弛。因此，長邊方向之張力於拉伸期間減少。因而可控制初級薄膜14之聚合物分子之定向，因此使面內阻滯增加且厚度阻滯減少。
本發明所使用之拉幅裝置18有數種類型，除了連續改變做為驅動夾扣型，亦可為直線電動機型、縮放型及其類似。直線電動機型由具有第二捲繞及夾扣之托架、於預定方向引導數個托架之導軌構成，且捲繞機排列接近於每一個導軌。此外，因電流之大小及方向於初級捲繞中可控制，每一個於導軌上之托架可以預定速度移動。而縮放型由夾扣、導軌以及於夾扣及導軌之間配置縮放機械所構成。因縮放機械可控制，夾扣於長邊方向Y1及寬邊方向X1,X2間之距離可調整。因此，初級薄膜14可以進行寬邊方向X1,X2之拉伸及長邊方向Y1之鬆弛，甚至於使用直線電動機型或縮放型。有關直線電動機型之拉幅裝置細節於日本專利公開第2002-507501號，H06-57618及其類似中解釋。而有關縮放型之拉幅裝置之細節於日本專利公開第2003-236927號及其類似中解釋。
此外，由長邊方向鬆弛時，拉幅裝置47內之溫度較佳為80℃至160℃，更佳為100℃至150℃。因此，殘餘溶劑之含量由{(x－y)/y}×100基於乾基計算，當取樣時樣品薄膜之重量為x，乾燥後樣品薄膜之重量為y。
此外，鬆弛起始點63b及鬆弛終點63c可以為多數，以便於長邊方向進行多次鬆弛，於此狀況下，其鬆弛比RL1可以為進行多次之鬆弛比RL1之總和，除此之外，鬆弛比RL1可以介於最初入口之鬆弛點63b及最末端出口之鬆弛終點63c之間。再者，於例第6圖中，雖然鬆弛終點63c位於拉伸區101，其亦可位於鬆弛區102。
如上述，當初級薄膜14之寬邊拉伸條件與長邊鬆弛條件適當的設定時，該初級薄膜14之面內阻滯Re以及厚度阻滯Rth成為預定值。
下列敘述為該初級薄膜14(或為初級薄膜14)之原料解釋。
[原料]
於本發明中所使用之聚合物為纖維素。以纖維素酯而言，其較佳為能滿足下列公式(I)－(II)：(I)2.5≦A＋B≦3.0 (II)1.25≦B≦3.0
於這些公式(I)－(II)中，A為氫原子於纖維素羥基中醯基(－CO－R)之取代基度，且B為氫原子於纖維素羥基中丙醯基(－CO－C2 H5 )、丁醯基(－CO－C3 H7 )、戊醯基(－CO－C4 H9 )以及己醯基(－CO－C5 H1 1 )之取代基度。若B為丙醯基，則該纖維素酯為CAP(乙酸丙酸纖維素)；且若B為丁醯基，則該纖維素酯為CAB(乙酸丁酸纖維素)。此外，公式(II)較佳為1.3≦B≦2.97，且佳為1.4≦B≦2.97。較佳為，至少90質量%之CAP及CAB為粒子其直徑範圍為0.1mm至4mm。
以溶劑化合物製備塗布液，其為芳族烴(例如，苯、甲苯及其類似)、烴鹵化物(例如，二氯甲烷、氯苯及其類似)、醇類(例如，甲醇、乙醇、n-丙醇、n-丁醇、二乙二醇及其類似)、酮類(例如，丙酮、甲基乙基酮及其類似)、酯類(例如，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯及其類似)，醚類(例如，四氫呋喃、甲基賽路蘇及其類似)。注解，於本發明中，塗布液為聚合物溶液或分散液，其可以於溶劑中溶解或分散聚合物而得。
較佳之溶劑化合物為具有1至7個碳原子之烴鹵化物，最佳為二氯甲烷。而且，鑑於CAP之溶解度、流延薄膜自撐體剝離之能力、薄膜之機械張力、薄膜之光學性質及其類似，其較佳為具有1至5個碳原子之數種醇與二氯甲烷之混合物。因而醇類之含量對全部溶劑之較佳範圍為2質量%至25質量%，更佳範圍為5質量%至20質量%。具體而言其為甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、n-丁醇及其類似。其較佳示例為甲醇、乙醇、n-丁醇或其混合。
順便一提，近來為使其影響環境降至最低，不使用二氯甲烷為溶劑成分之考量日益增加。為了達成此目標，具有4至12個碳原子之醚類、具有3至12個碳原子之酮類、具有3至12個碳原子之酯類、具有3至12個碳原子之酮類以及具有1至12個碳原子之醇類為較佳，及其混合物可被使用。例如，乙酸甲酯、丙酮、乙醇及n－丁醇。這些醚類、酮類、酯類及醇類具有環狀結構。而且該化合物具有至少兩個官能基於醚類、酮類、酯類及醇類(即－O－、－CO－、－流率－及－OH)可用於溶劑。
醯纖維素之細節於日本專利公開第2005－104148號之[0140]至[0195]解釋。該文獻之描述亦可應用於本發明。此外，其有添加數種材料之添加劑(例如溶劑、塑化劑、劣化抑制劑、UV吸收劑、光學異向性控制劑、阻滯控制劑、達因(dyne)、消光劑、脫模劑、脫模加速劑及其類似)，其細節於日本專利公開第2005－104148號[0196]至[0516]段落中描述。
[熔態擠壓法]
本發明之第二具體化於下列敘述。於第二具體例中使用CAP為聚合物以熔態擠壓法形成聚合物薄膜。然而於本發明中於第二具體例中使用並非僅限於CAP，亦可以使用其它聚合物。以其它聚合物而言，纖維素衍生物(如乙酸丁酸纖維素CAB及其類似)、聚乙烯(聚對苯二甲酸乙二酯(PEN)及其類似)及聚醯胺(耐綸及其類似)。
於第4圖，本發明之薄膜生產線70對於該熔態擠壓法之應用包含原料製備步驟71、熔態擠壓步驟73、冷卻步驟74、第一捲繞步驟76、貯存步驟77、退繞步驟80、拉伸/鬆弛步驟81以及第二退繞步驟83。
於原料製備步驟71，CAP尖管用於薄膜生產線70為製造聚合物之原料。於熔態擠壓步驟73中，將CAP尖管熔融且將其擠壓至撐體上，且於冷卻步驟74中，薄的CAP薄膜於撐體上冷卻成為初級薄膜72。於第一捲繞步驟76捲繞該初級薄膜72而成為初級薄膜捲軸75，且於貯存步驟77中將初級薄膜捲軸75貯存於預定位置。於退繞步驟80中，該初級薄膜72自初級薄膜捲軸75退繞至拉幅裝置18(見例第3圖)以進行拉伸/鬆弛步驟81。於拉幅裝置18中，初級薄膜72由預定方向進行拉伸或鬆弛，然後初級薄膜72以產物聚合物薄膜82(以下為聚合物薄膜)自拉幅裝置18飼出。於第二捲繞步驟83捲繞聚合物薄膜82成為產物薄膜捲軸84。
特別的是形成初級薄膜72之熔態擠壓法由原料製備步驟71、熔態擠壓步驟73及冷卻步驟74所構成。
[聚合物]
上述之聚合物拉伸方法並無特別限制。例如，較佳之聚合物為降莰烯(norbornene)及醯纖維素。飽合之降莰烯及醯纖維素聚合物藉由拉伸而具有適當之面內遲滯值及厚度阻滯Rth，且其優點為，不均勻拉伸幾乎不會發生。
[醯纖維素樹脂]
醯纖維素使用於此具體例，其較佳為滿足下列公式(Ⅲ)－(Ⅳ)(Ⅲ)2.5≦A＋B≦3.0 (Ⅳ)1.25≦B≦3於這些公式(I)－(Ⅱ)中，A為氫原子於纖維素羥基中乙酸基之取代基度，且B為氫原子於纖維素羥基中丙醯基(－CO－C2 H5 )、丁醯基(－CO－C3 H7 )、戊醯基(－CO－C4 H9 )以及己醯基(－CO－C5 H1 1 )之取代基總度。依據該取代基度，若至少半數之取代基與總度B一致為丙酸基，則較佳之條件為2.6≦A＋B≦2.95以及2.0≦B≦2.95，且更佳為2.7≦A＋B≦2.95以及2.4≦B≦2.9。若少於半數之取代基與總度B一致為丙醯基，則較佳之條件為2.6≦A＋B≦2.95以及1.3≦B≦2.5，更佳為2.7≦A＋B≦2.95以及1.3≦B≦2.0。
於本發明中，乙酸基之取代基度較小，且丙醯基、丁醯基、戊醯基以及己醯基之取代基總度較大，因此於拉伸期間可避免其拉伸不均勻性，且其面內阻滯Re及厚度阻滯Rth幾乎不會不均勻。此外，可降低晶格熔點Tm。再者，以熔態擠壓所形成之薄膜分解可減少，且因此可避免使薄膜顏色變黃。當取代度變成較大時，可以獲得這些效應。然而，該取代度過大，則其玻璃轉移溫度Tg及彈性係數變成較小。因此，其取代基較佳為丙醯基、丁醯基、戊醯基及己醯基，更佳為丙醯基及丁醯基，最佳為丁醯基。
[原料製備步驟]
於本發明中，醯纖維素樹脂做為薄膜之原料可以為粒子。然而，較佳為於原料製備步驟71中獲得丸狀之醯纖維素樹脂。於原料中之水分含量較佳至多為1%，且更佳為0.5%。然後將原料飼入飼料斗，若該原料之玻璃轉移溫度表示為Tg，則飼料斗之較佳溫度範圍為Tg－50℃至Tg＋30℃，更佳之溫度範圍為Tg－40℃至Tg＋10℃，最佳之溫度範圍為Tg－40℃至Tg。因此，飼料斗中之水分再吸附減少，且因此使乾燥效應變成較大。
[熔態擠壓步驟及冷卻步驟]
於此具體化中，熔態擠壓步驟73以及冷卻步驟74連續的進行。於熔態擠壓步驟73，該CAP尖管給入擠壓機，其於真空或於氮氣中加熱，且以已知之方法進行熔態擠壓。該擠壓機擠壓至冷卻桶，該熔融之CAP具有類似薄片之外形。之後，於冷卻步驟74，該熔融薄片於冷卻桶中凝固，因此形成初級薄膜72。
若使用多數之擠壓機以同時進行多重擠壓，所製造之薄膜具有多層結構。此外，亦同時擠壓添加劑(例如消光劑)以混入初級薄膜72。
熔態擠壓步驟73之細節於下文解釋。CAP尖管之熔融溫度範圍較佳為120℃至250℃，更佳為140℃至220℃，最佳為150℃至200℃。於恆溫下，且除此以外於數種預定溫度下可進行熔融。捏合時間範圍較佳為2分鐘至60分鐘，更佳為3分鐘至40分鐘，最佳為4分鐘至30分鐘。此外，於惰性氣體(氮氣及其類似)之氣流或於真空中使用擠壓機為較佳。
該熔融之樹脂(CAP)以具有通風孔以符合驅動齒輪泵之擠壓機飼料，且減少擠壓機之脈衝。然後使用金屬篩孔過濾器及其類似將熔融之CAP過濾，過濾後熔融之CAP自T型流延模流延至冷卻桶上以便使其具有類薄片外形。其可進行擠壓以便具有單層。除此以外，流延模可有分流器(feed block)或多歧管，以便進行多重擠壓。其寬邊方向之厚度不均勻可藉調整流延模唇之間隙而控制。
擠壓有數種方法，如靜電應用法、氣刀法、空氣室法、真空噴嘴法、接觸滾筒法及其類似。較佳之接觸滾筒法之具體化應用，如熔融CAP之黏著可能較大。如增加黏著之方法可以將全部或部分之熔融CAP擠壓於冷卻桶上。注解，冷卻桶之溫度較佳為60℃至150℃。
[第一捲繞步驟]
於第一捲繞步驟76，初級薄膜72捲繞成為初級捲層75，初級薄膜72之較佳寬度範圍為1.3m至3m以及較佳厚度範圍為50 μ m至200 μ m。
於捲繞之前，較佳為先裁切初級薄膜72之兩側邊緣部分，將裁切出來之部分壓碎。然後進行所需之加工(如球結、解聚合、再聚合及其類似)。因此將所裁切出來之部分加工為原料，其可用於生產相同或其它種類之薄膜。此外，於捲繞前，至少層合薄膜可以加於該初級薄膜表面，以免刮擦薄膜表面。
[貯存步驟]
於貯存步驟77貯存初級薄膜捲軸75，如此一來初級薄膜72之聚合物分子將不會受熱及濕氣影響而分解。因此可保持初級薄膜72之品質及光學特性。
[退繞步驟及拉伸/鬆弛步驟]
於退繞步驟80，初級薄膜72退繞且飼入拉幅裝置18。然後於拉幅裝置18中進行拉伸/鬆弛步驟，於上述之相同條件下，由寬邊方向拉伸且於長邊方向鬆弛。當百分比EP之範圍小於70%時，初級薄膜72之長邊方向鬆弛開始。拉伸比目標值R1較佳之範圍為10%至40%，更佳為15%至35%，最佳為25%至30%。鬆弛比RL1較佳之範圍為1%至5%，更佳為2%至5%，最佳為3%至5%。注解，於拉伸/鬆弛步驟81之其它條件較佳為與拉伸/鬆弛步驟21相同。
因為初級薄膜72之寬邊向拉伸與長邊方向鬆弛同時進行，聚合物薄膜82具有預定之光學特性。依據聚合物薄膜82之真實光學特性，當聚合物薄膜82之厚度為60 μ m至120 μ m，其面內遲滯值之範圍為30nm至150nm，且其厚度阻滯(Rth)之範圍為100nm至250nm。然而本發明非僅受其限制。
[第二捲繞步驟]
於第二捲繞步驟83，聚合物薄膜82沿著捲軸(未標示)捲繞以成為產物薄膜捲軸84。
 [實驗1]
下列為本發明之實驗解釋。然而本發明非僅受其限制。其細節之解釋將依據實施例1。將實施例2及實施例3－6中做比較，與實施例1相同之解釋將省略。
<實施例1>
乙酸丙酸纖維素 100pts.wt.(粉未：乙醯化度，1.00；丙醯取代度，1.70；總取代度2.70；聚合物之平均黏度，260；水含量，0.2質量%；6質量%之二氯甲烷溶液黏度，150mPa.s ；粒子平均粒徑，1.5mm；平均粒徑之標準差，0.4mm)
[三乙酸纖維素]
丙酸醯酯纖維素(CAP)用於此實驗，乙酸之殘留含量至多為0.1質量%，丙酸之殘留含量至多為0.1質量%，Ca含量為60ppm，Mg含量為10ppm，Fe含量為0.2ppm，硫含量於硫酸根為65ppm。乙醯化度於6t h 之位置為0.32，丙醯取代度於6t h 之位置為0.58，以及乙醯基於6t h 之位置對總乙醯基之百分比為33%。甲醇之萃取為5重量%，且重量平均分子量與數－平均分子量比為2.5。此外，黃度指數為1.3，霧狀為0.08，且透明度為92.9%，Tg(以DSC量測)為133℃，且結晶之熱值為6.4 J/g。該CAP由各種樹葉所獲得之纖維素原料合成。
流延塗布液11於塗布液製備步驟製備。該混合槽有不鏽鋼製之第一及第二攪拌器，體積為4000L(升)。混合槽內多種溶劑化合物混合，因此而得混合溶劑。注解，每一種溶劑之水含量至多為0.5質量%。以具有錨爪之第一攪拌器以及第二攪拌器攪拌，其為溶解器型之離心攪拌器。最初，第一攪拌器以1m/sec之圓周速度進行攪拌，因此於攪拌30分鐘之期間進行分散，於25℃時開始溶解，且其分散溫度最後成為48℃，當混合溶劑進行攪拌時，三乙酸纖維素片自飼料斗逐步加入混合溶劑中，如此該混合溶劑之質量及三乙酸纖維素片可能為2000kg。於分散後，高速攪拌停止(第二攪拌器)，並且以第一攪拌器於0.5 m/sec之圓周速度攪拌100分鐘。因此CAP膨脹，故得該混合液。待膨脹停止，混合槽使用氮氣其內壓增加至0.12MPa。此時，於混合槽中之氫濃度小於2體積%，其並無導致爆炸。此外，於塗布液中之水含量為0.3質量%。
該混合液以泵飼入加熱裝置，其為夾套管，且加熱至50℃，之後於應用壓力為2MPa條件下加熱至90℃，使其完全溶解。加熱時間為15分鐘。以溫度控制器將該混合液之溫度降至36℃，然後經由其標稱直徑為8 μ m濾材之過濾裝置過濾。此時，輸入管端之過濾壓力為1.5MPa，且輸出管端之過濾壓力為1.2MPa。因過濾器、罩箱及輸送管皆由赫史特合金(hastelloy alloy,商標名)所製造，以及用於高溫之夾套，其皆由具有優異抗腐蝕之材質所製造。
將塗布液飼入沖洗裝置，其壓力於80℃保持於大氣壓，如此進行塗布液之蒸發沖洗。溶劑蒸氣以冷凝器凝結至液態，且以回收裝置回收之。於沖洗後，該塗布液中之固體化合物含量為21.8質量%。注解，所回收之溶劑以精煉裝置精煉及再循環且再使用。其錨爪配置於沖洗裝置之沖洗槽中心軸，且塗布液以錨爪於0.5 m/sec之圓周速度攪拌。塗布液於沖洗槽之溫度為25℃，塗布液於沖洗槽之留置時間為50分鐘。取樣部分之塗布液，且於25℃進行剪應力黏度量測。該剪切速率之剪應力黏度為450Pa．s 於10(l/s秒)。
然後，進一步以發射非常微弱之超音波進行消泡，之後，於應用壓力為1.5 MPa，以泵將塗布液飼入過濾裝置31。於過濾裝置內，塗布液之最初飼入經由燒結纖維金屬過濾器，其標稱直徑為10 μ m，然後再經過其標稱直徑為10 μ m之相同過濾器。於前後過濾器中，其輸入管壓力分別為1.5 MPa及1.2 MPa，且輸出管壓力分別為1.0 MPa及0.8 MPa。過濾後之塗布液溫度控制於36℃，且以流延塗布液11貯存於不銹鋼貯槽25，其體積為2000L(升)。其錨爪配置於貯槽25之中心軸，且流延塗布液11持續以錨爪於0.3m/sec之圓周速度攪拌。注解，當塗布液進行濃縮時，裝置中接觸塗布液之部件或部分完全無腐蝕發生。
此外，以混合溶劑A製備添加液，其包含86.5pts.wt.之二氯甲烷、丙酮13pts.wt.以及0.5pts.wt.之1-丁醇。
初級薄膜14，於例第2圖所示之薄膜製造裝置中形成，流延塗布液11於貯槽25中以泵38飼入過濾裝置32。泵38為增加輸入管壓力，其為高精度齒輪泵，且當以反向馬達進行反饋控制時，驅動其以飼入流延塗布液11。因此高精度齒輪泵之輸入管壓力控制於0.8MPa。至於泵38，其體積效率為99.2%，且輸出之變異率至多為0.5%。此外，其輸出壓力為1.5MPa。
該流延模33之寬度為1.8m，控制接近流延模33之模唇之流延塗布液11流率，則該初級薄膜之厚度大約為80μm。該流延模唇之流延塗布液11寬度為1700mm。此外，為了控制流延塗布液至36℃，該熱量傳送之傳導體於夾套入口之溫度為36℃。
於薄膜製造之流延模33及輸送管之溫度保持於36℃，流延模33為衣架式口模型(coat hanger type)，於其中，以熱螺栓調整薄膜之厚度，其配置於20mm螺距處。因此薄膜厚度(或流延塗布液之厚度)以熱螺栓自動控制。熱伏特(heat volt)分佈，依據本步驟，可以設定為與高精度齒輪泵之流率一致。因此可依據分散於薄膜製造裝置4紅外線厚度計(未標示)之分佈，以控制程序做回饋控制。除了控制薄膜之兩側邊緣之外(所製造之薄膜每一寬邊為20mm)，於兩位置之間其薄膜厚度差為50mm，其之間距至多約為1 μ m。且於寬邊方向其薄膜厚度之最小值間之最大差值至多約為3 μ m。此外，將平均薄膜厚度控制於±1.5%。
該流延模33之原料為沈澱硬化不銹鋼，其熱膨脹係數至多為2×10－ 5 (℃－ 1 )。於電解質溶液之強制腐蝕實驗中，其抗腐蝕力幾乎與SUS316相同。此外，該流延模33所使用之原料需具有足夠之抗腐蝕力，因此孔蝕(或穿孔腐蝕)可能不會發生於氣－液界面，即使將原料浸入二氯甲烷、甲醇及水之混合物3個月。每一流延模之接觸表面對流延塗布液11之精細準確度，至多為1 μ m於表面粗糙度；於任何方向之直度，至多為1 μ m於其表面粗糙度；且模唇之裁切間距調整至1.5mm。依據流延模33之唇末邊緣接觸部分，其總寬度至多為50 μ m。此外，於流延模33之剪切速率控制於1至5000每秒。再者，以熔態擠壓法對流延模33之模唇末做WC塗布，以施加硬化層。
為了避免流延模33之裁切端部分乾燥及凝固，混合溶劑A溶解凝固之塗布液，以0.5ml/min供給每一氣－液界面之裁切邊緣部分。因此混合溶劑供給每一邊界。做為供給混合溶劑之泵之脈衝率至多為5%。此外，減壓室33a於後邊以150Pa提供減壓。為了控制減壓室33a之溫度，配置夾套(未標示)以及熱傳導介質，夾套之溫度控制於35℃。邊界吸引率可以控制於1L/min至100L/min之範圍，且於本實驗中適當的控制以使其範圍於30L/min至40L/min。
流延帶35為連續之不鏽鋼帶，其寬邊為2.1m，長邊為70m。該流延帶35之厚度為1.5mm，且流延帶35之表面光滑，因此其表面粗糙度至多可能為0.05 μ m。其材質為SUS316，其具有足夠之抗腐蝕力及強度。整個流延帶35之厚度不均勻至多為預定值之0.5%。流延帶35以旋轉支承轉軸35a、35b而移動。此時，流延帶35之張力控制至1.5×105 N/m2 。此外，對於每一轉軸之相對速度對流延帶35改變。然而於此實驗中，控制流延帶35之支承轉軸35a、35b間相對速度之差值至多為0.01m/min。此外，對預定值而言，控制流延帶35速度之變化至多為0.5%。於寬邊方向由末端位置之偵測控制流延帶35之位置，該流延帶35之彎曲運轉一圈減少1.5mm之內。此外，於該流延模33下方，流延模33之模唇末端與流延帶35間之垂直方向的位置變動為200 μ m之內。該流延帶35較佳為合併入流延室39，其有空氣壓力控制器(未標示)。該流延塗布液自流延模33流延至流延帶35。
於此實驗中，支承轉軸35a、35b於其中提供熱傳介質，因此流延帶35之溫度可控制。該支承轉軸35a配置於流延模33之邊側，於5℃提供熱傳介質(水)且支承轉軸35b於40℃提供熱傳介質(水)。流延帶35中間部分之表面溫度剛好位於流延前之位置為15℃，流延帶35兩側間之溫差至多為6℃。注解，若干針孔(直徑至少為30 μ m)為零，若干針孔(直徑，10 μ m至30 μ m)於平方公尺中至多為一，以及若干針孔(直徑，小於10 μ m)於平方公尺中至多為二。
流延室39之溫度保持於35℃。首先，乾燥空氣平行飼出以乾燥流延薄膜34。自乾燥空氣至流延薄膜34之總熱傳係數為24kcal/(m2 ．hr．℃)。此外，該乾燥空氣於135℃自輸入空氣導管70飼出，以乾燥流延薄膜34，該乾燥空氣於140℃自輸出空氣導管71飼出，以乾燥流延薄膜34，且乾燥空氣於65℃自較低空氣導管72飼出，以乾燥流延薄膜34。每一乾燥空氣之飽合溫度為－8℃。注解，於流延帶35上，以氮氣替代空氣將乾燥空氣中之氧濃度保持於5體積%。於流延室39中將冷凝器66溫度設定－10℃以回收溶劑蒸氣。
配置空氣隔離板33b，如此乾燥空氣可能無法用於流延薄膜34，且會於流延後5秒直接起泡。接近流延模33之固定變動減低為至多±1Pa。當溶劑對流延薄膜34之質量比成為50質量%於乾基，該流延薄膜34以該初級薄膜14以剝離捲層37之撐體自流延帶35剝離。若流延薄膜34之樣品重為x，且乾燥後之樣品重為y，則乾基(%)之溶劑含量以此公式{(x－y)/y}×100計算。注解，該殘留溶劑含量於乾基，其固體重可以完全乾燥塗布液至相當於100%而獲得。此外，剝離張力為1×102 N/m2 。為了減少剝離缺陷，該剝離速率百分比(剝離捲層之拖拉)對流延帶35之速率控制為100.1%至110%。該初級薄膜14之表面溫度為15℃。於流延帶35上之乾燥速率為60質量%/min於平均乾基。所產生之溶劑蒸氣蒸發於冷凝器66於－10℃冷凝至液態，且以回收裝置回收。所回收之溶劑水含量調整至最多為0.5%。
來自溶劑成分之空氣以再加熱移除，且再使用為乾燥空氣。初級薄膜14於運送區80以轉軸運送。於運送區80中，鼓風機81於40℃將乾燥空氣飼入初級薄膜14。注解，於運送區80，於轉軸之長邊方向，其張力約30N施加於初級薄膜14。此外，於運送區40之輸出位置，於該濕薄膜36中之殘留溶劑含量為20質量%於乾基。飼入乾燥室44之前，該濕薄膜36之兩側邊緣位置以切邊裝置42裁切。裁切機配置於切邊裝置42內，為NT型裁切機。於裁切後，所裁切之部分以切斷式吹送機(未標示)飼入壓碎機90，且壓碎至尖管狀，其平均約為80mm2 。尖管與CAP片做為製備塗布液之原料使用。此外，於切邊裝置42與乾燥室44之間有預乾燥室(未標示)，於其中乾燥空氣為100℃，將其鼓動至濕薄膜36以預乾燥。
然後該濕薄膜36於乾燥室44中高溫乾燥，其分為四部分，鼓風之溫度為120℃、130℃、130℃以及130℃，自輸入端飼入自鼓風機(未標示)至分割區。每一轉軸44a於濕薄膜36之運送張力為100N/m，乾燥10分鐘，如此所殘留之溶劑含量可能為0.3質量%。轉軸4之重疊角(接觸弧之中心角)為90°及180°。轉軸44a由鋁或碳鋼所製造。於其表面塗布硬鉻。轉軸44a之表面平滑或經消光程序加工。其轉動轉軸之旋徑為50 μ m之內。此外，轉軸之彎曲於張力100N/m時之減少至多為0.5mm。
包含於乾燥空氣中之溶劑蒸氣以使用回收裝置44b移除，於其中使用吸附劑。該吸附劑為活性碳，且使用乾氮氣進行脫附。所回收之溶劑再使用於製備塗布液，其含水量可能至多為0.3質量%。該乾燥空氣不僅包含溶劑蒸氣，而且亦含有塑化劑之氣體、UV-吸收劑以及高沸點之原料。因此，其移除用冷卻器以使用冷卻及預吸附劑移除它們。因此乾燥空氣被再使用。該吸附及脫附條件設定為VOC(揮發性有機化合物)於耗盡氣體之含量可能至多為10ppm。此外，於全部之溶劑蒸氣中，溶劑含量可以冷凝法回收，其為90質量%，而且幾乎所有殘留之溶劑蒸氣以吸附回收法回收。
該濕薄膜36運送至第一水分控制室(未標示)。於乾燥室44與第一水分控制室間之間隔區，飼入110℃之乾燥空氣。於第一水分控制室，所飼入之空氣溫度為50℃且露點為20℃。再者，將濕薄膜36飼入第二水分控制室(未標示)，於其中濕薄膜36之捲曲減少。溫度為90℃且濕度為70%之空氣適用於第二水分控制室之濕薄膜36。
於調整水分之後，於冷卻室45將濕薄膜36冷卻至30℃，且以初級薄膜14飼出。然後以切邊裝置(未標示)裁切邊緣。配置強制中和裝置(或中和棒)50，如此於運送中，初級薄膜14之充電靜電電位可能於-3kV至+3kV之範圍。此外，初級薄膜14之每一表面皆以滾紋轉軸51滾紋。該滾紋之寬度為10mm，且滾紋壓力固定，因此最大厚度至多可能為12μm，較大於平均厚度。
初級薄膜14運送至捲繞裝置52，其內溫及濕度分別保持為28℃及70%。此外，配置強制中和裝置(示標示)，因此初級薄膜14之充電靜電電位可能於－1.5kV至＋1.5kV之範圍。所得之初級薄膜14厚度為80 μ m，寬度為1475mm。而捲軸52a之直徑為169mm。其張力模式固定，因此該捲繞張力最初為300N/m，最後為200N/m。初級薄膜14之全長為3940m。於捲繞之彎曲環為400m，且其振盪寬度為±5mm。此外，軋壓輪96施於捲軸之壓力固定為50N/m。薄膜之捲繞溫度為25℃，含水量為1.4質量%，且殘留溶劑含量為0.3質量%。於所有步驟中，依據乾燥速率，平均每分鐘蒸發為20質量%於溶劑乾重標準。此外，鬆散捲繞及皺紋並未發生，且薄膜於薄膜捲軸中無轉變，甚至於10G之衝擊試驗中。此外，該捲層外觀良好。
初級薄膜捲軸16於25℃以及55%RH之條件下貯存一個月。而且以上述之相同方法進行檢查，結果薄膜品質之改變影響不明顯。此外，其有少許黏附力於薄膜捲軸內。於初級薄膜14製造之後，部分之流延薄膜34於剝離後不殘留於流延帶35上。
然後該初級薄膜14於退繞步驟20中退繞，且飼入如第3圖所示之拉幅裝置18，其飼入速率為50m/min。之後於拉伸/鬆弛步驟21進行拉伸。飼入拉幅裝置18之初級薄膜14之兩側邊緣以夾扣夾住，且飼入拉幅裝置18。以熱傳介質(未標示)冷卻該夾扣。該夾扣以鍊帶運送，且該夾扣運送時之速率變化至多為0.5%。
於拉幅裝置18中，初級薄膜14由寬邊方向進行拉伸且由長邊方向進行鬆弛，依據對夾之距離，其最小L1(mm)為1000mm，最大L2(mm)為1250 mm。因此，其拉伸比目標值R1為25%。此外，對夾距離之終值L3(mm)為1200 mm。當其距離為L1’(1050mm)時，長邊方向之鬆弛即開始。當長邊鬆弛之鬆弛比完全達到2%時，則L1”(mm)為1170mm。
依據於拉幅裝置18中之拉伸比，其真實拉伸比差值至多為10%，於位置間其距離夾扣之夾住位置至少為10mm；且至多為5%，於位置間其距離夾扣之夾住位置至少20mm。於拉幅裝置18之側邊緣位置，於夾扣夾住位置及夾扣釋放位置間，與入口18a及出口18b間之長度比值為90%。
初級薄膜14以製造聚合物薄膜22飼出，然後於捲繞裝置23中進行捲繞，該聚合物薄膜22延著捲軸捲繞成為產物薄膜捲軸24。於此處，為了避免捲繞缺陷(如捲繞不規則及其類似)，使用軋壓輪52b於50Pa朝向捲軸52a加壓該聚合物薄膜22。
[估算] (面內阻滯Re之量測)
初級薄膜14以100mm切割至70mm以獲得樣品薄膜，然後將樣品薄膜於25℃及濕度60%RH處理2小時，並且以自動雙折射儀(KOBRA21DH,由Oji Scientific Instruments製造)，使用632.8nm之可見光於垂直方向量測其折射率外插值。基於該結果，其面內阻滯Re由下列公式計算：Re＝| nMD－nTD |×d………(2)
特別是”nMD”及”nTD”分別為樣品薄膜之長邊(流延)、寬邊及厚度方向之折射率。”d”為樣品薄膜之平均厚度(nm)。依據此公式，初級薄膜14之面內遲滯值為82nm。
(厚度阻滯Rth之量測)
將初級薄膜14切割30mm至40mm以獲得樣品薄膜，然後將樣品薄膜於25℃及濕度60%RH處理2小時，使用橢圓測厚儀(elipsometer,M150,由Jasco公司製造)，於薄膜之垂直方向量測其折射率，將樣品傾斜量測而得其折射率外插值，用於量測之波長為632.8nm。基於該結果，我們可以下列公式計算其厚度阻滯：Rth＝{(nMD＋nTD)/2－nTH}×d………(1)注解，”nMD”、”nTD”及”nTH”分別為樣品薄膜之長邊(流延)、寬邊及厚度方向之折射率。”d”為樣品薄膜之平均厚度(nm)。依據此公式，初級薄膜14之厚度阻滯(Rth)為192nm。
[實施例2]
於實驗2，該拉伸比目標值R1於寬邊方向為15%。當百分比範圍比拉伸比目標值R1為6%時，開始長邊方向之鬆弛。當鬆弛比為2%時，鬆弛即完成。其它條件如實驗1。所獲得之數據用於面內阻滯Re及厚度阻滯Rth之計算，其分別為60nm及174nm。
[比較] <實施例3－6>
於相比較下，實施例3之拉伸比目標值為30%，實施例4為25%，實施例5為15%，實施例6為35%。於實施例3-6中不進行長邊方向之鬆弛，其它條件如實施例1，所獲得之數據用於面內阻滯Re及厚度阻滯Rth之計算。於實施例3，該Re及Rth分別為80nm及202nm。於實施例4，該Re及Rth分別為70nm及194nm。於實施例5，該Re及Rth分別為50nm及175nm。於實施例6，該Re及Rth分別為85nm及205nm。
依據實施例1-2(於拉伸期間鬆弛)以及實施例3-6之結果(於拉伸期間無鬆弛)，其面內阻滯Re與厚度阻滯Rth間之相關性如第4圖所示，且拉伸比目標值與阻滯比(Re/Rth)如第5圖所示。
如第5圖所示，於厚度阻滯Rth之相同點，實施例1-2之線之面內阻滯Re較實施例3-6低，特別為於實施例4中，由寬邊方向進行拉伸期間不進行長邊方向之鬆弛，且其它條件如同實施例1。比較實施例1至實施例4，如箭頭A所示，若於寬邊方向拉伸期間進行長邊方向之鬆弛，則面內阻滯Re增加且厚度阻滯Rth減少。
如第5圖所示，若於拉伸期間未進行鬆弛，而為獲得與實施例1之相同Re/Rth值，其拉伸比目標值R1則為實施例6之35%。然而，於實施例6，薄膜之透明度變差。因此如箭頭B所示，於寬邊方向進行拉伸期間對長邊方向做鬆弛，其增加阻滯比(Re/Rth)，即使拉伸比目標值R1低。此外，如箭頭C所示，於拉伸期間進行鬆弛其阻滯比Re/Rth增加。
於第6圖，實施例1與實施例2分別與實施例4與實施例5比較，若於寬邊方向之拉伸期間進行長邊方向之鬆弛，則所製造之薄膜22之阻滯比(Re/Rth)增加。(見圖之箭頭A)。
若於高拉伸比進行薄膜之拉伸，則薄膜之透明度有時會變成較低，且於此狀況下，該薄膜則不適用於顯示。然而於本發明中，於寬邊方向之拉伸期間進行長邊方向之鬆弛。以此結果而言，即使為低拉伸比，該面內阻滯Re增加且厚度阻滯Rth減少，以薄膜之透明度未減少為較佳。
於本發明中之各種的變化及修改是可能的，且可以理解為本發明之範圍內。
2．．．薄膜生產線
4．．．薄膜製造裝置
5．．．拉伸/鬆弛裝置
10．．．塗布液製備步驟
11．．．流延塗布液
12．．．流延步驟
13．．．乾燥步驟
14．．．初級薄膜
15．．．第一捲繞步驟
16．．．初級薄膜捲軸
17．．．儲存步驟
18．．．拉幅裝置
18a．．．入口
18b．．．出口
20．．．退繞步驟
21．．．拉伸/鬆弛步驟
22．．．產物聚合物薄膜
23．．．第二捲繞步驟
24．．．產物薄膜捲軸
25．．．儲槽
26．．．流延區
27．．．乾燥區
28．．．第一薄膜捲繞裝置
31．．．旋轉攪拌器
31a．．．馬達
32．．．過濾裝置
33．．．流延模
33a．．．減壓室
33b．．．空氣隔離板
34．．．流延薄膜
35．．．流延帶
35a．．．支承轉軸
35b．．．支承轉軸
36．．．濕薄膜
37．．．剝離轉軸
38．．．泵
39．．．流延室
40．．．轉移區
41．．．空氣鼓風機
42．．．切邊裝置
43．．．壓碎機
44．．．乾燥室
44a．．．滾筒
44b．．．回收裝置
45．．．冷卻室
50．．．強制中和裝置
51．．．滾紋轉軸
52．．．捲繞室
52a．．．捲軸
52b．．．軋壓輪
60．．．薄膜退繞裝置
61．．．薄膜捲繞裝置
62．．．進料區
63．．．拉伸區
63a．．．拉伸起始位置
63b．．．鬆弛起始位置
63c．．．鬆弛終點位置
64．．．鬆弛區
65．．．出口區
CL．．．夾扣位置
X1．．．寬邊方向
X2．．．寬邊方向
Y1．．．長邊方向
70．．．薄膜生產線
71．．．原料製備步驟
72．．．初級薄膜
73．．．熔態擠壓步驟
74．．．冷卻步驟
75．．．初級薄膜捲軸
76．．．第一捲繞步驟
77．．．儲存步驟
80．．．退繞步驟
81．．．拉伸/鬆弛步驟
82．．．產物聚合薄膜
83．．．第二退繞步驟
84．．．產物薄膜捲軸
101b．．．拉伸起始點
101c．．．拉伸終點
108．．．鄰夾
第1圖為本發明之聚合物薄膜製造方法之第一具體化流程圖；第2圖為本發明之用於溶液流延法之流延塗布液製造之生產線圖解；第3圖為於拉幅裝置中拉伸與鬆弛之解釋。
第4圖為本發明之聚合物薄膜製造方法之第二具體實施例流程圖；第5圖為實施例為1－6中每一薄膜之面內遲滯值與厚度阻滯(Rth)之關係圖。
第6圖為實施例1－6中每一薄膜之寬邊拉伸比R1與Re/Rth阻滯比之關係圖；以及第7圖為用於本發明之拉幅裝置之主要部件。
5．．．拉伸/鬆弛裝置
14．．．初級薄膜
16．．．初級薄膜捲軸
18．．．拉幅裝置
18a．．．入口
18b．．．出口
22．．．產物聚合物薄膜
24．．．產物薄膜捲軸
61．．．薄膜捲繞裝置
62．．．進料區
63．．．拉伸區
63b．．．鬆弛起始位置
63c．．．鬆弛終點位置
64．．．鬆弛區
65．．．出口區
X1．．．寬邊方向
X2．．．寬邊方向
Y1．．．長邊方向

Claims (12)

  1. 一種聚合物薄膜之製造方法，其包含之步驟為：將含有聚合物與溶劑之流延塗布液自流延模中流延至撐體上，以形成流延薄膜；從該撐體上剝離濕薄膜之流延薄膜；乾燥該流延薄膜以獲得聚合物薄膜；捲繞該聚合物薄膜至薄膜捲軸；從該薄膜捲軸上退繞該聚合物薄膜；在寬邊方向上拉伸該聚合物薄膜；以及於拉伸期間由長度方向鬆弛該聚合物薄膜；其中該聚合物薄膜於長度方向的鬆弛係於該聚合物薄膜於寬邊方向之拉伸為最終拉伸比之1%至40%之範圍時開始進行。
  2. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中該聚合物薄膜鬆弛之鬆弛比範圍為1%至5%。
  3. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中拉伸之拉伸比範圍為10%至40%。
  4. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中該聚合物為三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、以及乙酸丁酸纖維素中之一。
  5. 如申請專利範圍第4項之製造方法，其中於拉伸後該聚 合物薄膜之面內遲滯值(Re)為5nm至150nm的範圍內，而厚度遲滯值(Rth)為40nm至250nm的範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中該聚合物薄膜於拉伸後係可作為具有光學功能之薄膜。
  7. 一種製造方法，其包含之步驟為：以熔態擠壓聚合物以形成薄膜聚合物；捲繞該聚合物薄膜至薄膜捲軸；自該薄膜捲軸退繞該聚合物薄膜；由寬邊方向拉伸該聚合物薄膜；以及於拉伸期間由長度的方向鬆弛該聚合物薄膜；其中該聚合物薄膜於長度方向的鬆弛係於該聚合物薄膜於寬邊方向之拉伸為最終拉伸比之1%至40%之範圍時開始進行。
  8. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中該聚合物薄膜鬆弛之鬆弛比範圍為1%至5%。
  9. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中拉伸之拉伸比範圍為10%至40%。
  10. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中該聚合物為三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、以及乙酸丁酸纖維素中之一。
  11. 如申請專利範圍第10項之製造方法，其中於拉伸後該聚合物薄膜之面內遲滯值(Re)為5nm至150nm的範圍內，而厚度遲滯值(Rth)為40nm至250nm的範圍內。
  12. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中該聚合物薄膜於拉伸後係可作為具有光學功能之薄膜。
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