TWI474913B - 溶液流延設備及溶液流延方法 - Google Patents

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TWI474913B
TWI474913B TW097108783A TW97108783A TWI474913B TW I474913 B TWI474913 B TW I474913B TW 097108783 A TW097108783 A TW 097108783A TW 97108783 A TW97108783 A TW 97108783A TW I474913 B TWI474913 B TW I474913B
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Description

溶液流延設備及溶液流延方法
本發明關於一種溶液流延設備及一種溶液流延方法。
由於光學透明性與撓性優良,而且重量及厚度較小,聚合物薄膜(以下稱為薄膜)在許多領域作為光學功能膜。聚合物薄膜有由醯化纖維素形成之醯化纖維素薄膜。例如特別是由平均乙醯化程度較佳為57.5%至62.5%範圍之三乙醯纖維素形成之三乙醯纖維素(以下稱為TAC)薄膜。由於具有強度及可燃性,其將TAC薄膜作為薄膜材料(如感光性材料)之薄膜基料。此外TAC薄膜之光學等向性優良,因此在近年來市場變大之液晶顯示器等作為光學功能膜,如偏光濾色片保護膜、光學補償膜、寬視膜。
薄膜製法有熔化擠壓法及溶液流延方法。在熔化擠壓法中,其將聚合物加熱熔化,然後將熔化聚合物擠壓形成薄膜。熔化擠壓法具有生產力高及裝置成本非常低之優點。然而其調整薄膜厚度之準確度,而且易於形成線條(稱為模線)。因此熔化擠壓法難以製造可作為光學功能膜之高品質薄膜。在溶液流延方法中,其將含聚合物與溶劑之塗布液在撐體上流延形成流延薄膜,而且將流延薄膜在具有自撐性質後自撐體剝除成為濕膜。將濕膜乾燥成薄膜將薄膜捲起。溶液流延方法之光學等向性及厚度均勻性較熔化擠壓法優良。此外在溶液流延方法中,所製造薄膜含較熔化擠壓法少之外來材料。因此將溶液流延方法應用於薄 膜製法,特別是用於製造光學功能膜。
溶液流延方法將塗布液自流延模之模出口排放至移動撐體上而在模出口與撐體間形成塗布液粒。在塗布液粒之兩個側緣部分,溶劑蒸發較其他部分容易。因此如果乾燥在塗布液粒之兩個側緣部分局部地進行,則在接近流延模之模出口兩側發生結皮。結皮為塗布液之膠狀物質,其因溶劑蒸發等而發生。接近模出口發生結皮造成在塗布液粒中形成線條,因此在寬度方向發生薄膜之厚度不均勻。此外如果隨結皮發生而連續地進行薄膜製造,結皮生長成冰柱形,其不僅如上造成厚度之嚴重缺陷,亦使生長之結皮自模出口掉落且黏附用於轉移流延薄膜或濕膜之輥。在此情形,流延薄膜或濕膜有時被壓陷或刮傷。
為了防止結皮發生,其有一種在排放時減少塗布液停留之方法。日本專利公告第2687260號及日本專利公開公告第2002-337173號揭示一種用於防止結皮發生之浸漬法。在浸漬法中,其在極接近流延模之模出口兩側將如二氯甲烷等之溶劑供應至排放塗布液之兩個側緣部分上。日本專利公開公告第2002-103361號揭示另一種用於防止結皮發生之方法。在此方法中,所使用流延模具有模出口,其具有兩個形狀為減少流延塗布液停留之濕潤角。濕潤表面間之角度為至少120∘,而且兩個濕潤角交叉之部分具有不彎曲之弧形。
然而即使是在以上方法之應用中,在溶液流延方法連續地進行1000小時時,其在模出口兩側發生結皮。在此情 形,其必須將流延速度降至流延薄膜不受周圍影響而破裂之值,然後必須去除結皮。結果流延方法之生產力降低。
本發明之一個目的為提供一種可以高生產力製造薄膜之溶液流延設備及溶液流延方法。
為了達成此目的及其他目的,本發明之溶液流延方法提供一種使塗布液自縫流出之流延裝置,塗布液自縫流出以在塗布液於出口與撐體間形成塗布液粒時形成流延薄膜,而且對塗布液粒之兩個側緣供應含聚合物溶劑之溶液。此流延裝置包括一對形成縫之第一壁的第一縫構件、與一對形成縫之第二壁的第二縫構件,及第一壁按縫之長度方向延伸且第二壁按縫之寬度方向延伸。在對第二縫構件提供自第一縫構件按塗布液之流出方向突起之突出,或對第一縫構件提供自第二縫構件按流出方向突起之突出時,突出之突起長度為最大9微米。使含聚合物之塗布液自縫出口流出以在移動撐體上形成流延薄膜,而且塗布液在出口與撐體之間形成塗布液粒。然後對塗布液粒之各側緣供應可溶解聚合物之溶液。將流延薄膜自撐體剝除,及將所剝除流延薄膜乾燥成薄膜。
較佳為溶液對各側緣之供應速率為0.05毫升/分鐘至0.2毫升/分鐘之範圍。
較佳為溶液含聚合物之良好溶劑與不良溶劑,而且如果良好溶劑與不良溶劑之重量各為RY1與HY1,則其滿足以下條件: 0.4RY1/(RY1+HY1)0.6。
特佳為良好溶劑含二氯甲烷且不良溶劑含甲醇。
本發明之溶液流延設備包括使塗布液自縫流至撐體上形成流延薄膜之流延裝置、用於接收由自縫流出之塗布液形成之塗布液粒的連續行進撐體、用於對塗布液粒之兩個側緣供應含可溶解聚合物之液體的溶液之溶液供應裝置、及用於乾燥自撐體剝除之流延薄膜而可得到薄膜之乾燥裝置。此流延裝置包括一對形成第一縫壁之第一縫構件、與一對形成第二縫壁之第二縫構件,及第一壁按縫之長度方向延伸且第二壁按縫之寬度方向延伸。在對第二縫構件提供自第一縫構件按流出方向突起之突出,或對第一縫構件提供自第二縫構件按流出方向突起之突出,突出之突起長度為最大9微米。
較佳為溶液對各側緣之供應速率為0.05毫升/分鐘至0.2毫升/分鐘之範圍。
較佳為溶液含聚合物之良好溶劑與不良溶劑,而且如果良好溶劑與不良溶劑之重量各為RY1與HY1,則其滿足以下條件:0.4RY1/(RY1+HY1)0.6。
特佳為良好溶劑含二氯甲烷且不良溶劑含甲醇。
依照本發明,含聚合物之塗布液自流延裝置之出口排放,同時在出口之兩個側緣提供按流出方向突起之突出。此外突起長度為最大9微米。此外對塗布液粒之兩個側緣供應聚合物溶劑之溶液。因此防止塗布液在出口停留,如 此防止結皮產生。此外由於調整溶液之供應速率或組成比率,其降低結皮產生,而且防止剝除缺陷及溶液分散。
以下詳細解釋較佳具體實施例。然而本發明不限於此說明。
[原料]
(聚合物)
至於此具體實施例之聚合物,其可使用用於薄膜製造之已知聚合物。例如較佳為醯化纖維素,而且特佳為三乙醯纖維素(TAC)。醯化纖維素較佳為醯基對纖維素羥基上氫原子之取代程度較佳地滿足所有下式(I)-(III)。在這些式(I)-(III)中,A為乙醯基對纖維素羥基上氫原子之取代程度,及B為碳原子數量為3至22個之醯基對氫原子之取代程度。應注意,至少90重量%之TAC為直徑0.1毫米至4毫米之粒子。
(I)2.5A+B3.0
(II)0A3.0
(III)0B2.9
此外用於本發明之聚合物不限於醯化纖維素。
構成具β-1,4鍵之纖維素的葡萄糖單元在第二、第三及第六位置具有自由羥基。醯化纖維素為-種其中藉酯化將一部份或全部羥基之氫原子以具有至少兩個碳原子之醯基取代之聚合物。醯化程度為第二、第三、第六位置羥基之酯化程度。如果各羥基之酯化為100%則醯化程度為1。
在此如果醯基係取代葡萄糖單元中第二位置之氫原子,則將醯化程度稱為DS2(在第二位置之醯化取代程度),及如果醯基係取代葡萄糖單元中第三位置之氫原子,則將醯化程度稱為DS3(在第三位置之醯化取代程度)。此外如果醯基係取代葡萄糖單元中第六位置之氫原子,則將醯化程度稱為DS6(在第六位置之醯化取代程度)。醯化程度總和DS2+DS3+DS6較佳為2.00至3.00,特佳為2.22至2.90,尤佳為2.40至2.88。此外DS6/(DS2+DS3+DS6)較佳為至少0.28,特佳為至少0.30,尤佳為0.31至0.34。
在本發明中,醯化纖維素中醯基之數量及種類可為僅一種或至少二種。如果有至少兩種醯基,則其一較佳為乙醯基。如果第二、第三及第六位置羥基之氫原子係經乙醯基取代,則將總取代程度稱為DSA,而且如果第二、第三及第六位置羥基之氫原子係經乙醯基以外之醯基取代,則將總取代程度稱為DSB。在此情形,DSA+DSB值較佳為2.22至2.90,特佳為2.40至2.88。此外DSB較佳為至少0.30,尤佳為至少0.7。依照DSB,第六位置之取代對第二、第三及第六位置之百分比為至少20%。此百分比較佳為至少25%,特佳為至少30%,尤佳為至少33%。此外醯化纖維素之第六位置的DSA+DSB較佳為至少0.75,特佳為至少0.80,尤佳為至少0.85。在使用這些種類之醯化纖維素時,其可製造具有較佳溶解度之溶液(或塗布液),而且特別是可製造對非氯型有機溶劑具有較佳溶解度之 溶液。此外在使用以上醯化纖維素時,所製造溶液具有低黏度及良好之過濾力。應注意,塗布液含聚合物及用於溶解聚合物之溶劑。此外如果必要,則將添加劑加入塗布液。
作為醯化纖維素原料之纖維素可得自木漿與棉毛之一。
在醯化纖維素中,具有至少2個碳原子之醯基可為脂族基或芳基。此醯化纖維素為例如纖維素之烷基羰基酯與烯基羰基酯。此外有芳族羰基酯、芳族烷基羰基酯等,而且這些化合物可具有取代基。此化合物之較佳實施例有丙醯基、丁醯基、戊醯基、己醯基、辛醯基、癸醯基、十二碳醯基、十三碳醯基、十四碳醯基、十六碳醯基、十八碳醯基、異丁醯基、第三丁醯基、環己烷羰基、油醯基、苯甲醯基、萘基羰基、桂皮醯基等。其中特佳之基為丙醯基、丁醯基、十二碳醯基、十八碳醯基、第三丁醯基、油醯基、苯甲醯基、萘基羰基、桂皮醯基等,而且特佳之基為丙醯基與丁醯基。
(塗布液用溶劑)
此外用於製備塗布液之溶劑有芳族烴(例如苯、甲苯等)、鹵化烴(例如二氯甲烷、氯苯等)、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二乙二醇等)、酮(例如丙酮、甲乙酮等)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、醚(例如四氫呋喃、甲基賽珞蘇等)等。應注意,塗布液為一種其中將聚合物等溶於或分散於溶劑中之聚合 物溶液或分散液。在本發明中應注意,塗布液為一種藉由將聚合物等溶於或分散於溶劑中而得之聚合物溶液或分散液。
溶劑較佳為具有1至7個碳原子之鹵化烴,而且特別是二氯甲烷。關於醯化纖維素之溶解度、流延薄膜自撐體之剝除力、薄膜之機械強度、薄膜之光學性質等,其較佳為將一或多種具有1至5個碳原子之醇混合二氯甲烷。醇含量對全部溶劑較佳為2重量%至25重量%之範圍,而且特別是5重量%至20重量%之範圍。具體而言有甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇等。醇之較佳實施例為甲醇、乙醇、正丁醇、或其混合物。
順便地,近來為了將對環境之影響降至最小,現已逐漸考量不使用二氯甲烷之溶劑組成物。為了達成此目的,其較佳為具有4至12個碳原子之醚、具有3至12個碳原子之酮、具有3至12個碳原子之酯、及具有1至12個碳原子之醇,而且亦可適當地使用其混合物。例如有乙酸甲酯、丙酮、乙醇、與正丁醇之混合物。這些醚、酮、酯、與醇可具有環結構。此外具有醚、酮、酯、與醇之至少兩種官能基(即-O-、-CO-、-COO-、與-OH)的化合物可用於溶劑。
應注意,醯化纖維素之詳述解釋在日本專利公開公告第2005-104148號之[0140]至[0195],而且此公告之說明可應用於本發明。應注意,溶劑及添加劑之添加劑材料(如塑性劑、退化抑制劑、UV吸收劑、光學各向異性控制劑、 染料、消光劑、釋放劑、遲滯控制劑等)的詳述解釋在日本專利公開公告第2005-104148號之[0196]至[0516]。
[塗布液製法]
塗布液係由以上原料製造。如第1圖所示,塗布液生產線10係由用於儲存溶劑之溶劑槽11、用於在其中混合TAC與溶劑之混合槽13、用於供應TAC之加料漏斗14、及用於儲存添加劑之添加劑槽15構成。此外塗布液生產線10有用於將膨脹液體(詳述於下)加熱之加熱裝置18、用於控制所製備塗布液之溫度的溫度控制器19、及過濾裝置20。此外塗布液生產線10具有用於濃縮塗布液之閃蒸裝置21、及過濾裝置22。此外塗布液生產線10有用於回收溶劑蒸氣之回收裝置23、及用於再循環所回收溶劑之精製裝置24。在混合槽13之下游有泵25,而且在閃蒸裝置21之下游側有泵26。其驅動泵25以將混合液體44自混合槽13進料至加熱裝置18,而且驅動泵26以將濃縮後之混合液體自閃蒸裝置21進料至過濾裝置22。在過濾裝置20、22之下游側有原料槽30。塗布液生產線10經原料槽30連接薄膜生產線32。
在塗布液生產線10中,其按以下次序製造主要塗布液48。將配置於連接溶劑槽11至混合槽13之管線的閥35打開使得溶劑槽11中之溶劑可進料至混合槽12。
然後將加料漏斗14中之TAC按其測量量進料至混合槽12。然後開閉閥36使得可將必要量之添加劑自添加劑槽15送至混合槽13。將添加劑進料至混合槽之方法不限 於以上說明。如果添加劑在室溫為液態,則其可以液態進料至混合槽13而不必製備添加劑溶液。如果使用多種添加劑化合物,則可在添加劑槽15中將含多種添加劑化合物之添加劑累積在一起。或者可使用多個添加劑槽以含各添加劑化合物,將其經獨立管線送至混合槽13。
在以上解釋中,其將溶劑、TAC、與添加劑循序地送至混合槽13。然而送入次序不限於此。例如在將預定量TAC送至混合槽13後可實行預定量溶劑與添加劑之進料而得到TAC溶液。或者未必事先將添加劑送至混合槽13,而且可在以後之程序中將添加劑加入TAC與溶劑之混合物。
混合槽13具有覆蓋混合槽13之外表面的外套37、藉馬達38轉動之第一攪拌器39、及藉馬達40轉動之第二攪拌器41。混合槽13儲存藉由混合溶劑、TAC、與添加劑而得之混合液體44。此外第一攪拌器39較佳為具有固定輪葉(anchor blade),及第二攪拌器41較佳為溶解器型同心攪拌器。
混合槽13之內溫係藉外套37中之熱轉移介質控制。較佳內溫為-10℃至55℃之範圍。應注意,其依照塗布液製備之條件而選擇第一攪拌器39與第二攪拌器41。
其驅動泵25使得可將混合槽13中之混合液體44送至加熱裝置18,其較佳為具外套之管線。加熱裝置18可較佳地具有加壓裝置以有效地進行溶解。在使用加熱裝置18時,固體化合物之溶解係在加熱或熱加壓條件下進行,使得可得到塗布液。此方法稱為熱溶解法。混合液體44之溫 度較佳為0℃至97℃之範圍。為了將TAC充分地溶於溶劑,其較佳為不僅實行熱溶解法,亦實行冷溶解法。其將經加熱混合液體44送至溫度控制器19以將混合液體44之溫度控制在幾乎室溫。然後在過濾裝置20完成塗布液之過濾,使得雜質與不溶材料可自塗布液去除。過濾裝置20之過濾器材料較佳為具有最大100微米之平均公稱直徑。過濾裝置20中之過濾流動體積較佳為至少50公升/小時。將過濾後之塗布液經閥46進料,而且如此在原料槽30中儲存作為主要塗布液48。
塗布液可作為稍後解釋之薄膜製造用主要塗布液48。然而在其中在混合液體44之製備後實行TAC溶解之方法中,如果其係設計成製造高濃度塗布液,則此塗布液之製造時間變長。結果製造成本變高。因此較佳為首先製備濃度較預定值低之塗布液,然後完成塗布液之濃縮。在此具體實施例中,其將過濾後之塗布液經閥46送至閃蒸裝置21。在閃蒸裝置中21將塗布液之溶劑部份地蒸發。將蒸發產生之溶劑蒸氣藉冷凝器(未示)冷凝成液態,及藉回收裝置23回收。將所回收溶劑藉精製裝置24再循環及再使用。依照此方法,由於製造效率變高且將溶劑再使用,其可達成成本的降低。
將如以上說明而濃縮後之塗布液經泵26自閃蒸裝置21抽取。此外為了去除塗布液中產生之泡沫,其較佳為實行氣泡去除處理。去除氣泡之方法有許多種已知方法,例如超音波照射法等。然後將塗布液進料至過濾裝置20,在 其中去除未溶材料。應注意,過濾裝置20中之塗布液的溫度較佳為0℃至200℃之範圍。
將過濾後之塗布液在原料槽30中儲存成為主要塗布液48,其具有藉馬達30a轉動之攪拌器30b。如此製造之塗布液較佳為具有5重量%至40重量%範圍之TAC濃度。
應注意,製造主要塗布液48之方法詳細揭示於日本專利公開公告第2005-104148號之[0517]至[0616],例如關於材料之溶解方法與添加方法、用於形成TAC薄膜之溶液流延方法中的原料與添加劑、過濾方法、氣泡去除方法等。其說明亦應用於本發明。
[薄膜製法]
以下解釋薄膜製法。如第2圖所示,薄膜製法50包括流延塗布液製法52、流延程序54、剝除程序56、及乾燥程序58。在流延塗布液製法52中,其由在第1圖之塗布液生產線得到之主要塗布液48製備流延塗布液51。在流延程序54中,其製造流延塗布液51使得可得到流延薄膜53。在剝除程序56中,其剝除流延薄膜53成為濕膜55。在乾燥程序58中,其將濕膜55乾燥成薄膜57。應注意,薄膜製法50進一步具有捲繞程序,其中將薄膜57捲繞成膜捆。
[溶液流延方法]
現在參考第3圖敘述溶液流延方法之一個具體實施例。然而本發明不限於此具體實施例。如第3圖所示,薄膜生產線32包括溶液供應單元61、流延室62、傳送輥63、 銷式拉幅機64、邊緣切割裝置65、乾燥室66、冷卻室67、及捲繞室68。
原料槽30具有馬達30a、藉馬達30a轉動之攪拌器30b、及外套30c。原料槽30儲存主要塗布液48,轉動攪拌器30b,及藉由將溫度控制介質(未示)供應至外套30c中而將原料槽30之內溫控制成固定。如此降低聚合之凝集等使得主要塗布液48在原料槽30中可均勻。
原料槽30經具有齒輪泵73、過濾裝置74、與靜態混合器75之管線71連接流延室62。在靜態混合器75之上游,添加劑供應段78連接管線71以進料添加劑化合物(預定量之UV吸收劑、消光劑、與遲滯劑等)或含添加劑化合物之聚合物溶液(以下之混合添加劑)。
齒輪泵73連接流延控制器79。如此流延控制器79控制齒輪泵73之驅動以自原料槽30將主要塗布液48按預定之流動體積進料至流延室62提供之流延模81。然後將添加劑化合物或聚合物溶液加入經管線71進料之主要塗布液48。然後以靜態混合器完成主要塗布液48之混合,使得可得到流延塗布液51。
流延室62包括流延模81、按轉動方向Z1轉動之流延筒82、剝除輥83、溫度控制器86、冷凝器87、回收裝置88、解壓室90、溫度控制器240。在流延室62中,其將流延塗布液51自流延模81在流延筒82上流延以形成流延薄膜53。然後將流延薄膜53剝除成為以剝除輥83支撐之濕膜55。流延室62之內溫係藉溫度控制器86控制,及藉冷 凝器87冷凝溶劑蒸發產生之溶劑蒸氣,然後藉回收裝置88回收。此外將解壓室90配置於極接近流延模81按轉動方向Z之上游側,及將空氣送氣至流延筒82上方所排放流延塗布液51之塗布液粒230附近(參見第7圖)。
<流延筒>
流延筒82係配置於流延模81下方,而且具有連接流延控制器79之筒軸82a。如此流延控制器79亦控制流延筒82按轉動方向Z1之轉速,使得流延筒82之圓周82b對流延模81之速度可為預定值。
為了將流延筒82表面溫度控制成預定值,其較佳為提供熱轉移介質循環器89。藉熱轉移介質循環器89控制其溫度之熱轉移介質通過路徑(未示)。如此將流延筒82之圓周82b的溫度T1保持在預定值。
流延筒82之寬度並未特別地限制。然而流延筒82之寬度較佳為流延寬度之1.1至2.0倍大。圓周較佳為經研磨使得圓周82b之表面粗度較佳為最大0.01微米。此外較佳為將圓周82b之表面缺陷減至最少。具體而言,其每平方米無至少30微米之針孔、最多一個至少10微米且小於30微米之針孔、及最多兩個小於10微米之針孔。流延筒82之轉速對預定值波動最大3%,而且在流延筒82轉動一次時,寬度方向之蜿蜒為最大3毫米。
流延筒82之材料較佳為不銹鋼,而且特別是SUS316,使得流延筒82可具有足夠之腐蝕抗性及強度。圓周82b上較佳為鍍鎳。如此圓周82b具有足夠之腐蝕抗性及強度 。
(剝除輥)
剝除輥係配置於流延模81按轉動方向Z1之下游側,以接近圓周82b。在自流延筒82剝除流延薄膜53成為濕膜55時,剝除輥83支撐濕膜55。
溫度控制器86係用於將流延室62之內溫保持在預定範圍。在流延室62中,溶劑蒸氣因自所排放流延塗布液51、流延薄膜53、濕膜55等蒸發溶劑而產生。溶劑蒸氣係藉冷凝器87冷凝,然後藉回收裝置88回收。將所回收溶劑再循環作為塗布液製備用溶劑。如此在流延室62中將溶劑蒸氣之蒸氣壓保持在預定值。
在流延室62之下游配置多個傳送輥63、銷式拉幅機64、及邊緣切割裝置65。
在將濕膜55自流延室62饋出後,傳送輥63支撐濕膜55且導引至銷式拉幅機64。應注意,接近傳送輥63有空氣進料器(未示)。如此空氣進料器將乾燥空氣饋至傳送輥63上之濕膜55而將濕膜55乾燥。
銷式拉幅機64包括多個銷(未示)作為用於保持濕膜55之保持構件。銷附著於循環鏈,而且隨鏈之行進循環地移動。在銷式拉幅機64中,其在接近入口將許多銷插入兩個側緣部分。如此將兩個側緣部分以銷保持及運輸。銷式拉幅機64中有用於將乾燥空氣饋至濕膜55之吹風機(未示)。如此在銷式拉幅機64中運輸濕膜55時將濕膜55中之殘餘溶劑含量降低。在接近銷式拉幅機64出口將銷自薄 膜57之兩個側緣部分移除。
將薄膜57進料至邊緣切割裝置65,而且切除兩個側緣部分。邊緣切割裝置65連接壓碎機95,而且藉壓碎機95將兩個側緣部分之碎片壓碎。應注意,其將以壓碎機95壓碎機95之碎片再使用作為用於塗布液製備之碎片。
應注意,在銷式拉幅機64與邊緣切割裝置65之間有用於乾燥薄膜57之夾式拉幅機97。夾式拉幅機97為一種包括多個夾子作為薄膜57之兩個側緣部分的鉗夾構件之乾燥裝置。夾式拉幅機97在預定條件下拉伸薄膜57以對薄膜57提供預定之光學性質。
乾燥室66中有許多輥100與吸附裝置101。薄膜57被運輸至冷卻室67中且冷卻。在冷卻室之下游側有用於將薄膜57之帶電靜電電位能消除至預定值之強制中和裝置(或中和棒)104。此外在此具體實施例中有用於在強制中和裝置104之下游側對薄膜57提供滾紋之滾紋輥105。
乾燥室66之內溫並未特別地限制。然而其較佳為在50℃至160℃之範圍。在乾燥室66中使薄膜57搭接許多輥100而運輸。因乾燥室66而自薄膜57蒸發之溶劑蒸氣係藉吸附裝置101吸附。其將來自溶劑成分之空氣再使用作為於乾燥室66中之乾燥空氣。應注意,乾燥室66較佳為具有多個隔間以改變乾燥溫度。此外在邊緣切割裝置65與乾燥室66之間提供前乾燥裝置(未示),以實行薄膜57之前乾燥。如此防止薄膜57之溫度快速地增加,因此減少薄膜57之形狀變化。
將薄膜57運向冷卻室67,而且在其中冷卻至大約室溫。在乾燥室66與冷卻室67之間可提供濕度控制室(未示)以調節濕度。較佳為在濕度控制室中將溫度與濕度經控制之空氣施加至薄膜57。如此在捲繞程序中可減少薄膜57之捲曲及捲繞缺陷。
然後強制中和裝置(或中和棒)104將薄膜57之帶電靜電電位能排除至預定值(例如在-3kV至+3kV之範圍)。中和後藉壓印輥完成薄膜57之兩個側部份的壓花以提供滾紋。自壓花底部至頂部之壓花高度為1微米至200微米之範圍。
捲繞室68中有捲繞軸107與壓迫輥108。如此藉捲繞室68中之捲繞軸107捲繞薄膜57。此時對壓迫輥108施加預定值之張力。
(流延模)
如第4圖所示,流延模81具有唇板210、211,及形成於流延模81之側面中央的圓形歧管215,而側面係組合唇板210、211而構成。在歧管215之下側,縫216形成於唇板210、211之間持續至模出口81a,其按筒82之寬度方向延伸。唇板210、211各具有接觸面210a、211a。此外接觸面211a具有斜面227,使得縫216之餘隙W1可在縫216之下游側較小。
在第5及6圖中,流延模81具有配置於唇板210、211各側之側板218、219,而且將填封物(未示)配置於唇板210與各側板218、219之間及唇板211與各側板218、219 之間,以將唇板210、211堅固地附著至側板218、219。
歧管215之形狀為塗架型。歧管215具有連接管線71之塗布液入口220。此外流延模81具有配置於歧管215與縫216之兩側的內框板223、224,使得內框板223、224可堅固地附著至填封物。
唇板210、211及內框板223、224各具有接觸面210a、211a、223a、224a,其為歧管215、縫216、及模出口81a之壁。應注意,接觸面224a按流延塗布液51之流動方向的相反方向延伸,而且上端224z(第4圖)係位於縫216中。然而本發明不限於此。上端224z可位於歧管之上端或下端。此外如果唇板210、211堅固地附著至側板218、219,此外如果歧管215與縫216等足夠接近,則可不使用填封物。
在進料至流延模81後,其將流延塗布液51供應至歧管215中,流經縫216,及自模出口81a饋出。因此接觸面210a、211a接觸流經縫216之流延塗布液51。
在第4圖中,唇板210、211各具有接觸面210a、211a。此外接觸面211a具有斜面227,使得縫216之餘隙W1可在縫216之下游側較小。
在第5圖中,接觸面223a與224a間之餘隙W2係定義為流延塗布液51之流動寬度。距離W1在歧管215幾乎完全固定,而且在接近模出口81a之縫216下部按預定比率變大。因此內框板223、224之接觸面223a與224a在下端部分具有按流延模81之寬度方向傾向外側之斜面。由於 各接觸面223a與224a具有斜面,所排放流延塗布液之塗布液粒的兩個側緣部分變薄,因此防止邊緣缺陷。應注意,傾斜表面相當於本發明之加寬表面。
將在縫216中流動之流延塗布液51自模出口81a按排放方向A1饋出,以形成塗布液粒230(參見第7圖)。
為了具體地得知排放方向A1,其有兩種方法。在第一方法中,其將追蹤劑材料加入流延塗布液51,而且觀察追蹤劑材料之軌跡。在第二方法中,光彈性裝置觀察流線雙折射以得到均勻剪切應力之表面。
如第6圖所示,唇板211與內框板223各具有端面211b、223b。唇板211之接觸面211a與端面211b形成脊211c,及內框板223之接觸面223a與端面223b形成脊223c。理想地,內框板211之下端係配置於理想面上,其表示在流延模81之模出口上無下端突起。然而其難以按理想方式配置唇板211及內框板223。在實際模製造中,內框板211之下端在模出口上形成突出。因此本發明將突出減少至最多預定值。具體而言,脊211c與脊223c間之距離CL1為最大9微米。在出口41a側,唇板210及內框板224各具有端面210b及端面224b,其為流延塗布液51通路中之最下游面。此外唇板210之接觸面210a及端面210b形成脊210c,及內框板224之接觸面224a及端面224b形成脊224c。其亦難以按理想方式安置唇板210及內框板223之下端。在實際模製造中,內框板223之下端在模出口上形成突出。因此本發明將突出減少至最多預定值。具體而言,脊 210c與脊224c間之距離CL2為最大9微米。此外脊211c與脊224c間之距離CL3及脊210c與脊223c間之距離CL4亦為最大9微米。
(材料)
用於製造流延模81中之唇板210、211及內框板223、224的材料較佳為具有對因接觸流延塗布液51造成之氧化及腐蝕的抗性。此外為了將距離CL1-CL4保持在預定範圍,其較佳為在流延程序中幾乎不發生大小變動。因此唇板210、211及內框板223、224用材料較佳為具有以下特性:(1)在電解質水溶液中之強制腐蝕實驗中,腐蝕抗性與SUS316相同,(2)在氣-液界面上不發生斑蝕(或斑蝕腐蝕),即使將此材料浸於二氯甲烷、甲醇與水之混合液體中經三個月,及(3)熱膨脹係數為最大2×10-5 (℃-1 )。
因此唇板210、211及內框板223、224用材料較佳為不銹鋼及陶瓷。
視唇板210、211及內框板223、224之接觸面210a、211a、223a、224a而定,其較佳為修整準確度為表面粗度最大1微米及任何方向之直線性為最大1微米。在接觸面210a、211a、223a、224a 之修整準確度滿足以上條件時,其防止在流延薄膜上形成線條及不均勻。面210b、211b、223b、224b之光滑度較佳為最大2微米。流延模81之縫 的餘隙可在0.5毫米至3.5毫米之範圍中自動地調整。視流延模81之唇端對流延塗布液之接觸部分的邊緣而定,R(R為去角半徑)在全部寬度為最大50微米。
其較佳為在面210b、211b、223b、224b上較佳地形成硬化層。形成硬化層之方法並未限制。但是其為例如陶瓷硬塗層、硬鍍鉻、中和處理等。如果使用陶瓷作為硬化層時,則較佳為所使用陶瓷為可研磨但不易碎,具較低之多孔性,高腐蝕抗性,及不黏著流延模81。具體而言,其為碳化鎢(WC)、Al2 O3 、TiN、Cr2 O3 等。特佳陶瓷為碳化鎢。碳化鎢塗層可藉噴灑法製造。
流延模81之寬度並未特別地限制。然而此寬度較佳為薄膜寬度之至少1.1倍及最大2.0倍大。此外較佳為流延模81附溫度控制裝置(未示),使得在薄膜製造期間可保持預定溫度。此外流延模81較佳為塗架型模。
為了調整薄膜厚度,流延模81較佳為具有自動厚度調整裝置。例如在流延模81之寬度方向按預定距離配置厚度調整螺栓(熱螺栓)。視熱螺栓而定,其較佳為在實行薄膜製造時依泵(較佳為高精確度齒輪泵)之進料速率基於預定程式設定外形。此外可基於如紅外線厚度計等之厚度計(未示)的外形,藉調整程式完成熱螺栓調整值之反饋控制。在流延薄膜之寬度方向(側緣部份以外)任何兩點間之厚度差係較佳地控制成最大1微米。寬度方向厚度之最大值與最小值間之差為最大3微米,而且特別是最大2微米。此外厚度之指定目標值的準確度較佳為±1.5微米。此 外較佳為將流延塗布液51之剪切速率控制成1(1/秒)至5000(1/秒)之範圍。
(溶液供應單元)
如第3圖所示,溶液供應單元61具有其中儲存溶液250之原料槽251,及作為將原料槽251連接流延模81下側之兩個溶液通道的管線255、256(參見第7圖)。
原料槽251具有馬達251a、藉馬達251a轉動之攪拌器251b、及覆蓋原料槽251之表面的外套251c。外套251c中有將溫度控制介質自溫度控制器(未示)進料之路徑(未示)。此外,馬達251a使攪拌器251b攪動。如此溶液250可為均勻的。
在溶液供應單元61中有配置於管線255上之泵260與過濾裝置261,及配置於管線256上之泵262與過濾裝置263。其驅動泵260以將溶液250自原料槽251進料通過其中完成溶液250之過濾的過濾裝置261。然後將溶液250自過濾裝置261進料至流延模81。其亦驅動泵262以將溶液250自原料槽251進料通過其中完成溶液250之過濾的過濾裝置263。然後將溶液250自過濾裝置263進料至流延模81。
泵260、262係連接溶液供應控制器270,溶液供應控制器270如此控制泵260、262以將溶液各按預定流動體積進料。
(供應溶液用噴嘴)
如第7圖所示,管線256、255各在其末端具有噴嘴252 、253。此外噴嘴252、253各具有配置於緊接模出口81a之兩側的幾乎圓形出口252a、253a。自原料槽251抽取之溶液250(參見第2圖)係經管線256、255、噴嘴252、253進料,然後自出口252a、253a饋出。此外流延塗布液51在縫216中流動,而且由於各接觸面223a、224a在下游端具有傾斜表面,其寬度變大。然後將流延塗布液51自模出口81a按排放方向A1排放以形成塗布液粒230。如此將溶液250供應至塗布液粒230之兩側。各出口252a、253a與塗布液粒230之側緣230a間的距離係依照製造條件而適當地調整,使得自出口252a、253a排放之溶液250可不分散於流延筒82之圓周82b上(參見第3圖)。如此防止因溶液250分散於圓周82b上造成之薄膜的表面缺陷。
(溶液)
溶液250較佳為聚合物之良好溶劑與不良溶劑的混合物。不良溶劑有效地使流延薄膜53中之聚合物凝集。因此容易完成膠化使得流延薄膜53可具有自撐性質。然而如果溶液250中富不良溶劑,則乾燥在側緣230a上局部地進行,因此易於發生結皮。良好溶劑降低在側緣230a上局部地進行之乾燥,如此防止結皮產生。然而如果溶液250中富良好溶劑,則不僅無在側緣230a上減少結皮產生之優點,亦有延遲流延薄膜53之側緣部分膠化的缺點。如果膠化延遲,則有時造成剝落,甚至自撐性質不足,結果流延薄膜之兩個側緣部分地殘留在流延筒82上。為了降低結皮及殘留部分之剝落薄膜,溶液250中不良溶劑與良好溶劑間之 組成比率較佳為滿足條件0.4RY1/(RY1+HY1)0.6,其中RY1為溶液中良好溶劑之重量及HY1為不良溶劑之重量。此外組成比率特佳為滿足條件0.45RY1/(RY1+HY1)0.55,而且特別是RY1/(RY1+HY1)0.5。如此接近側緣230a之厚度不增加且側緣230a之強度變大。此外較佳為不良溶劑在溶液250中之含量大於在流延塗布液51中。如此穩定地形成塗布液粒。此外溶液250中之不良溶劑與良好溶劑較佳為與含於流延塗布液51中相同。
為了得知溶劑對聚合物為良好溶劑或不良溶劑,其將溶劑混合聚合物使得聚合物對溶劑與聚合物之總重量的重量百分比可為5重量%。如果某些材料不溶於混合物,則溶劑為不良溶劑。如果聚合物完全溶解,則溶劑為良好溶劑。
(良好溶劑)
如果聚合物為醯化纖維素,則使用之良好溶劑成分較佳為芳族烴(例如苯、甲苯等)、鹵化烴(例如二氯甲烷、氯苯等)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、及醚(例如四氫呋喃、甲基賽珞蘇等)等。其中較佳為使用碳原子數量為1至7個之範圍的鹵化烴,而且特佳為使用二氯甲烷。
如果聚合物為醯化纖維素,則使用之不良溶劑成分較佳為醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、二乙二醇等)、及酮(例如丙酮、甲乙酮等)。其中較佳為使用碳原子數量為1至12個之範圍的鹵化烴,而且特佳為使用甲醇 。應注意,含於溶液250中之各良好溶劑及不良溶劑較佳為多種化合物之混合物。
(解壓室)
為了穩定地形成塗布液粒230,解壓室90(參見第3圖)在轉動方向Z1之上游側送氣,使得上游側之壓力較下游側低10Pa至2000Pa之範圍。此外解壓室90具有外套(未示),因此可將解壓室90之內溫控制成預定值。內溫並未特別地限制。然而其較佳為較所使用溶劑之沸點低。
以下參考第3圖解釋製造薄膜57之方法的一個實施例。在薄膜生產線32中,其藉由將攪拌器30b攪拌而使主要塗布液48均勻。攪拌後可將如塑性劑等之添加劑加入主要塗布液48。此外將熱轉移介質進料至外套30c中,以將主要塗布液48之溫度保持在25C至35C範圍之預定值附近。
流延控制器79驅動齒輪泵73以經過濾裝置74將主要塗布液48進料至管線71中。在過濾裝置74中完成主要塗布液48之過濾。將含消光劑溶液、UV吸收劑溶液等之添加劑經添加劑供應段78進料至管線71。然後藉靜態混合器75攪拌主要塗布液48成為流延塗布液51。在藉靜態混合器75攪拌時,主要塗布液48之溫度較佳為30C至40℃範圍之預定值附近。主要塗布液48(D)、消光劑(M)、與UV吸收劑(U)之混合比例並未特別地限制。然而混合比例(D:M:U)之重量百分比較佳為(90重量%:5重量%:5重量%)至(99重量%:0.5重量%:0.5重量%)之範圍。然 後藉齒輪泵73將流延塗布液進料至流延室62中之流延模81。
回收裝置88將溶劑蒸氣在流延室62中大氣之蒸氣壓保持在預定值附近。溫度控制器86將流延室中大氣之溫度控制在-10℃至57℃範圍之預定值附近。
流延模81覆有其中供應熱轉移介質之外套(未示)。熱轉移介質之溫度係藉溫度控制器240控制成幾乎36℃。如此將流延模81之溫度保持在幾乎36C。此外對外套251c供應熱轉移介質,使得可將原料槽251中之溶液控制在20℃至30℃範圍之預定值附近。
此外流延控制器79以轉動筒軸82a控制流延筒82之轉動。如此保持轉動方向Z之轉速使圓周移動速度可為50米/分鐘至200米/分鐘之範圍。此外熱轉移介質循環器89將圓周82b之溫度T1保持在-10℃至10℃之範圍。
流延模81將流延塗布液51自模出口81a排放。如此將流延塗布液51在流延筒82之圓周82b上流延以形成流延薄膜53。然後將流延薄膜53在圓周82b上冷卻使得進行流延薄膜53中之膠化。應注意,稍後進行關於自模出口81a排放流延塗布液51之詳細解釋。
在流延薄膜53具有自撐性質時自流延筒82剝除成為以剝除輥83支撐之濕膜55,而且藉傳送輥63傳送。吹風機在傳送輥63上方對濕膜55施加乾燥空氣以將濕膜55乾燥。然後將濕膜55送至銷式拉幅機64。
銷式拉幅機64在其入口處藉銷保持兩個側緣部分。應 注意,其可使用銷以外之保持構件。銷移動以輸送濕膜55,同時在預定條件下進行乾燥。然後解除濕膜55之保持且運出成為薄膜57至夾式拉幅機97。夾式拉幅機97在其入口處藉夾子鉗夾薄膜57之兩個側緣部分。夾子移動以輸送薄膜57,同時在預定條件下進行薄膜57之乾燥及拉伸。
在銷式拉幅機64及夾式拉幅機97中進行乾燥,使得殘餘溶劑含量可變成預定值後,將薄膜57送至邊緣切割裝置65。在邊緣切割裝置65中將兩個側緣部分自薄膜57切除。其藉切割器吹風機(未示)將切割之側緣部分送至壓碎機95,而且藉壓碎機95壓碎成碎片。
在切割後將薄膜57送至乾燥室66以再度進行乾燥。如此殘餘溶劑含量較佳為變成最大5重量%。關於殘餘溶劑含量,其須將部分薄膜57取樣且將樣品乾燥。如果取樣之樣品重量為x及乾燥後之樣品重量為y,則依式{(x-y)/y}×100計算按乾燥計之溶劑含量。在冷卻室67中將薄膜57冷卻至室溫。
其提供強制中和裝置104,使得在運輸中薄膜之帶電靜電電位能可為-3kV至+3kV之範圍。此外藉滾紋輥105在薄膜57各側之表面上進行薄膜滾紋。然後在捲繞室68中,壓迫輥108對薄膜57施加朝向捲軸10之張力而將薄膜57圍繞捲軸107捲起。其較佳為自捲繞開始至結束張力逐漸改變。
在本發明中,薄膜57之長度較佳為至少100米。薄膜57之寬度較佳為至少600毫米,而且特別是1400毫米至 2500毫米之範圍。此外即使寬度超過2500毫米,本發明仍有效。即使厚度為20微米至80微米之範圍,本發明仍可適用。
以下詳細解釋流延程序54。如第6&7圖所示,其將流延塗布液51自流延模81之模出口81a按排放方向A1排放,以在模出口81a與流延筒82之圓周82b之間形成塗布液粒230。
由於模出口81a上之距離CL1-CL4在排放方向A1為最大9微米,接近模出口81a之流延塗布液51不停留。如此在流延筒82上形成流延薄膜53時,其在流延模81上不發生結皮。
距離CL1-CL4之值與流延塗布液51產生結皮間之因果的細節未知。然而此關係之考量原因解釋如下。在經模出口81a排放黏彈性流體之流延塗布液51時,其發生模膨脹現象。發生模膨脹現象之原因據信為通常在通過管線之黏彈性流動發生之彈性剪切變形在接近管線出口回復。因此在流延模81中,接近模出口81a之彈性剪切變形回復造成模膨脹現象而改變流延塗布液51之形成。如此發生流延塗布液51之停留。因此距離CL1-CL4之值較小,即模出口81a上之高均勻性,則造成流延塗布液51之形成的變化。結果防止流延塗布液51對模出口81a之黏附及流延塗布液51之停留。
通常在由一對唇板或一對內框板構成之流延模中,距離CL1-CL4不為零。因此在模唇下端,自出口41a按流出 方向A1饋出之流延塗布液僅接觸接觸面之一,同時已自相反側之接觸面分開。在此情況,部份流延塗布液接觸接觸面,而且部份之彈性剪切變形因模膨脹現象之效應而回復。因此發生流延塗布液之膨脹。此外其他部份之流延塗布液與相反側之接觸面分開,即未接觸相反側之接觸面,彈性剪切變形未回復。因此如果部份地發生之彈性剪切變形回復持續一段時間,則完全地發生流延塗布液之流動失序,造成流延塗布液停留而接觸接觸面。此外流延塗布液之失序依距離CL1-CL4放大而變大。然而在本發明中,由於距離CL1-CL4為最大9微米,其防止因模膨脹現象而造成之流延塗布液停留。因此在本發明中,其降低流經流延模41中通道之流延塗布液14的流動失序或彈性剪切變形。結果防止流延塗布液對唇板210、211之黏附及停留,而黏附及停留通常造成結皮。
考量將溶液流延方法之製造速度增至至少50米/分鐘,其一個元素為流延程序54之流延速度增加(第2圖)。在本發明中,其穩定地實行流延程序54而不發生結皮,即使增加製造速度。此外即使流延模或流延裝置之出口具有任何形狀仍認可本發明之效果。因此亦可將本發明應用於具有長方形出口之流延模,其被視為經常發生流延塗布液之停留。此外本發明不僅有降低結皮發生之效果,亦有防止數個對溶液流延方法有不良影響之元素的效果。數個元素為例如因在接觸面210a、211a、223a、224a上產生流延塗布液之核而發生之模線。
此外溶液供應控制器270驅動泵260、262,以按流動體積V1對塗布液粒230之側緣230a供應溶液250。應注意,脈動率較佳為最大5%。將溶液250自噴嘴252、253排放至塗布液粒230之側緣230a。流動體積V1之最合適值依圓周82b之行進速度(或流延速度)、欲流延之流延塗布液的厚度等而改變。因此較佳為在各製造條件下將流動體積V1調整至最合適值。
溶液250之流動體積V1較佳為0.05毫升/分鐘至0.2毫升/分鐘之範圍。如果流動體積V1小於0.05毫升/分鐘,則乾燥在側緣230a局部地進行,其經常造成結皮。在流動體積V1超過0.2毫升/分鐘時,接近側緣230a之塗布液粒厚度變大,因此側緣230a之強度變低。在此情形,解壓室90之送氣及轉動之流延筒82運送之空氣造成側緣230a瓦解,而且塗布液粒230之形成可能不穩定。由於造成流延薄膜53與薄膜57在其長度方向之厚度不均勻,不穩定之塗布液粒形成不佳。此外在溶液250對側緣230a之流動體積V1超過0.2毫升/分鐘之情形,過量溶液250在流延室62中濺散而不佳。在此情形,如果溶液250黏附濕膜55之流延薄膜53,則在薄膜57上可能發生表面缺陷。
如此在接近出口82a防止造成結皮之黏附及停留。此外由於將滿足不良溶劑與良好溶劑間組成之式1的溶液250以預定流動體積供應至塗布液粒230之側緣230a,其防止供應溶液250之有害影響(例如溶液濺散及所剝除流延薄膜之殘留)。如此將溶液流延方法連續地進行1000小 時而不發生結皮。
因此由於在薄膜製造中不需要撐體清潔及結皮去除,本發明之溶液流延方法及溶液流延設備長時間以高生產力連續地實行薄膜製造。
在以上具體實施例中,唇板210、211及內框板223、224之面210b、211b、223b、224b平行,而且係在此條件下解釋。然而考量面之實際處理,唇板210、211及內框板223、224之面210b、211b、223b、224b接近平行。然而即使唇板210、211及內框板223、224之面210b、211b、223b、224b不平行,本發明仍可適用。在此情形,在考量構成出口41a之構件之一的側面與接觸面形成之第一脊、及另一構件之第二脊時,第一與第二脊間之差在流出方向A1為最大9微米。如此達成本發明之效果。因此在內框板223、224係自側板210、211按流出方向A1突起時,或在側板210、211係自內框板223、224按流出方向A1突起時,其在突起長度為最大9微米之條件下達成本發明之效果。應注意,如果在模唇上無法發現任何突出,其亦滿足最大9微米之條件。因此在此情形亦達成本發明之效果。
順便地,依在唇端之側板210、211及內框板223、224而定,接觸面之任何邊緣有時按接觸面之面內方向彎曲而形成不齊狀(或鋸齒狀)曲線。因此為了防止連續發生彈性剪切變形之部份回復,本發明較佳為調節各邊緣在接觸面210a、211a、223a、224a下游端之曲線差,而曲線差係定義為不齊曲線之頂部與底部間的最大值。其表示如果調 節不僅垂直流出方向之不同脊間的突起長度,亦及構成塗布液通道之構件的下端部份各邊緣之曲線差,則本發明更為有效地實行。具體而言,曲線差較佳為最大9微米。例如在此具體實施例中,內框板223、224係在縫216之下游端自側板210、211按流出方向突起,而且接觸面210a、211a、223a、224a之下游端邊緣不僅有垂直流出方向之脊210c、211c、223c、224c,亦有按流出方向延伸之脊223x、223y、224x、224y。脊223x為連接脊210c、223c之接觸面223a的邊緣,脊223y為連接脊211c、223c之接觸面223a的邊緣,脊224x為連接脊210c、224c之接觸面224a的邊緣,及脊224y為連接脊211c、224c之接觸面224a的邊緣。各脊210c、211c、223c、224c、223x、223y、224x、224y之曲線差較佳為最大9微米。
即使側板210、211係自內框板223、224按流出方向A1突起,曲線差之調節仍以相同方式完成。在此情形,接觸面210a、211a、223a、224a之下游端邊緣不僅有脊210c、211c、223c、224c,亦有接觸面210a、211a在脊223c、224c下游側之下游端的面邊緣(未示)。
此外較佳為在本發明中,接觸面210a、211a、223a、224a之下游端邊緣可彎曲而具有弧形。
由於用於溶液流延方法之塗布液為黏彈性流體,在出口與撐體間之經排放流延模粒的兩個側緣因瓶頸現象之效應而變厚(以下稱為邊緣缺陷)。如果在薄膜製造中發生粒之邊緣缺陷,則所製造薄膜之兩個側緣部份均無法作為薄 膜產物,因此薄膜之製造效率變低。此外在薄膜製程中,具有厚側緣部份之流延薄膜造成低撐體黏著性。因此流延薄膜在撐體上之自撐性質不足,或者薄膜纏繞輥。
在塗布液之黏度變高之情形,及在第11圖中自出口至撐體之氣隙AG變大之情形,造成邊緣缺陷之瓶頸現象更極易發生。為了使塗布液之黏度低,其必須改變聚合物組成物或使用聚合物濃度較低之塗布液。改變聚合物組成物因對所製造薄膜之光學性質的限制而較不佳。此外由於發生自撐性質變難,使用聚合物濃度較低之塗布液造成低生產力。
因此為了防止因流延塗布液14之瓶頸現象造成之缺陷,氣隙AG較佳為最大100毫米,特佳為最大10毫米,尤佳為最大5毫米。在第5、6&11圖中,氣隙AG亦由為撐體(流延筒82等)之表面與脊210c、211c、223c、224c之一間的最小距離決定。為了防止因流延筒82接觸由硬材料形成之內框板223、224造成之流延筒82的缺陷,氣隙AG較佳為至少0.1毫米。氣隙AG可依流延模41之位置、距離CL1-CL4之大小、及行進流延筒82之上下方向位置波動而控制。
此外為了使氣隙AG較小,其較佳為形成接觸面210a、211a、223a、224a使得脊223c、224c可較脊210c、211c接近流延筒82。為了僅防止發生結皮,其可形成接觸面210a、211a、223a、224a使得脊210c、211c較脊223c、224c接近流延筒82。
為了使氣隙AG較小,其必須藉由在調整氣隙AG及將流延塗布液14流延時防止因接觸內框板223、224之流延筒82的缺陷。在習知方式中,內框板因此由樹脂製造,如Teflon(註冊商標)等。然而在本發明中,內框板係由硬材料形成,如不銹鋼、陶瓷等,因此可以高準確度完成距離CL1、CL4之調節及氣隙AG之調節。因此在本發明中,其防止因瓶頸現象造成之缺陷,同時防止結皮。
為了防止因側壁現象與瓶頸現象造成之缺陷,自流延模41之出口41a排放之流延塗布液14的黏度較佳為10Pa.s 至200Pa.s 之範圍。
在以上具體實施例中,縫216之距離W2在內框板223、224之斜面的上游側幾乎固定,而且模出口81a之距離W2在斜面間按預定比率變大。然而本發明不限於此說明。例如流延模可具有內框板,如第8&9圖所示。
在第8圖中,內框板300、301具有接觸面300a、301a。接觸面300a與301a間之距離W2自歧管215至接觸面211a之斜面227幾乎固定。接觸面300a、301a之下端部分為向流延模之寬度方向外側彎曲之曲面。此外距離W2之延伸速率在縫接近模出口81a之下部變小。此外如第9圖所示,內框板310、311具有其中各形成斜面之接觸面310a、311a。各斜面在排放方向A1在此第9圖較第5圖長。如此縫之寬度逐漸變寬。
在此具體實施例中,內框板為板構件。然而本發明不限於此。因此可使用其他型式之內框板構件(不論形狀) ,如果內框板構件具有用於調節欲自出口排放之流延塗布液的寬度之接觸面。
在本發明中,其將在流延筒82上形成之流延薄膜53以具有自撐性質。然而本發明不限於此。例如本發明可應用於溶液流延方法,其中進行乾燥使得流延薄膜53可具有自撐性質。此外使用具轉軸(未示)之流延筒82作為撐體。然而另外可使用連續地行進之循環帶。應注意,帶不限於此,而且可為固定地配置。
此外在以上具體實施例中,其對自模出口81a排放之流延塗布液51供應溶液至側緣230。然而本發明不限於此。應注意,溶液250可事先供應至流延模81中縫216之兩個側緣,而且溶液250與流延塗布液51可整合地流延。
現在參考第10A及10B圖敘述距離CL1-CL4之調整方法的一個實施例。應注意,調整方法不限於以下之說明。首先得到具有預定大小之唇板210、211及內框板223、224。其次如第10A圖所示,組合唇板210、211與內框板223、224。第三,在組合唇板210、211與內框板223、224後即測量距離CL1-CL4。測量時對內框板223按方向A2施力,使得內框板223之面223d與唇板211之面211d可彼此接觸。視第10A圖未示之內框板224而定,其以相同方式測量距離CL1-CL4。第四,去除內框板223、224,及處理面223b、224b使得距離CL1-CL4可為最大9微米。如此調整距離CL1-CL4以具有預定值,如第10B圖所示。應注意,方向A2可為排放方向A1。
如果進行以上之調整方法,則其較佳為進一步滿足不僅以上條件(1)-(3),亦及以下條件:(4)唇板210、211及內框板223、224恰在處理後之體積波動率為最大0.05%,及(5)內框板223、224不會硬到損壞唇板210、211。
本發明較佳為唇板210、211及內框板223、224之體積波動率滿足以上條件(4)。體積波動率表示在x、y、z直角座標系統中大小波動率ax、ay、az之最大值。在按x軸方向每單位大小(1平方毫米)施加外力F(約90牛頓)時之內框板223、224的大小波動為Δbx,及施加外力前內框板之大小為bx之情形,大小波動率ax係定義為Δbx/bx。如果按y軸方向施加外力F時之內框板223、224的大小波動為Δby,及施加外力前內框板之大小為by,則大小波動率ay係定義為Δby/by。在按z軸方向施加外力F時之內框板223、224的大小波動為Δbz,及施加外力前內框板之大小為bz之情形,大小波動率az係定義為Δbz/bz。
依照條件(5),例如如果使用經沈澱硬化不銹鋼作為唇板210、211用材料,則較佳為內框板223、224用材料具有200Hv至1000Hv範圍之維克氏硬度。因此較佳為使用不銹鋼或陶瓷作為內框板223、224用材料。此外內框板用材料較佳為具有鎂。在此情形,在處理面223b、224b時,其藉磁鐵固定內框板223、224,因此距離CL1-CL4之處理準確度變高。
本發明可應用於其中使用以兩個輥支撐之流延帶代替流延筒之溶液流延方法。
本發明之溶液流延方法有用於流延多塗布液之流延方法,例如共流延方法及循序流延方法。在共流延方法中可將進料區附於流延模,如此具體實施例,或者可使用多歧管型流延模(未示)。在製造具有多層結構之薄膜時,其將多塗布液流延至撐體上形成具有第一層(最上層)及第二層(最下層)之流延薄膜。然後在所製造薄膜中,第一層之厚度與對立最下層之厚度至少之一較佳為總薄膜厚度之0.5%至30%的範圍。此外在將其設計成實行共流延時,黏度較高之塗布液被黏度較低之塗布液包夾。具體而言,其較佳為用於形成表面層之塗布液具有較用於形成被表面層包夾之層的塗布液低之黏度。此外設計共流延時,其較佳為在模縫(或模唇)與撐體間之塗布液粒中,醇之組成在二外塗布液高於內塗布液。
日本專利公開公告第2005-104148號在[0617]至[0889]詳述關於流延模、解壓室、撐體等之結構,而且進一步關於共流延、剝除、拉伸、各程序之乾燥條件、處理方法、捲曲、修正平面性後之捲繞方法、溶劑回收方法、薄膜回收方法。其說明可應用於本發明。
[性質及測量方法]
(捲曲程度及厚度)
日本專利公開公告第2005-104148號在[0112]至[0139]敘述關於所捲繞醯化纖維素薄膜之性質及其測量方法。此 性質及測量方法可應用於本發明。
[表面處理]
醯化纖維素薄膜較佳為在至少一個表面之表面處理後以數種方式使用。較佳之表面處理為真空輝光放電、大氣壓力下電漿放電、UV光照射、電暈放電、火燄處理、酸處理與鹼處理。此外較佳為利用這些表面處理之一。
[功能層]
(抗靜電、硬化、抗反射、易黏著&抗眩層)
醯化纖維素薄膜可在至少一個表面上具有底塗層,而且以數種方式使用。
其較佳為使用醯化纖維素薄膜作為可對其提供功能層至少之一的基膜。較佳之功能層為抗靜電層、硬化樹脂層、抗反射層、易黏著層、抗眩層、與光學補償層。
用於形成功能層之條件及方法詳述於日本專利公開公告第2005-104148號之[0890]至[1087],其可應用於本發明。如此製造之薄膜可具有數種功能及性質
這些功能層較佳為含0.1毫克/平方米至1000毫克/平方米範圍之至少一種界面活性劑。此外功能層較佳為含0.1毫克/平方米至1000毫克/平方米範圍之至少一種塑性劑。功能層較佳為含0.1毫克/平方米至1000毫克/平方米範圍之至少一種消光劑。功能層較佳為含1毫克/平方米至1000毫克/平方米範圍之至少一種抗靜電劑。
(各種用途)
所製造醯化纖維素薄膜可有效地作為偏光濾色片用保 護膜。在偏光濾色片中,其將醯化纖維素薄膜黏附偏光片。其通常將兩片偏光濾色片黏附液晶層使得可製造液晶顯示器。應注意,液晶層及偏光濾色片之排列不限於此,而且數種已知排列為可行的。日本專利公開公告第2005-104148號詳細揭示TN型、STN型、VA型、OCB型、反射型、及其他型式之液晶顯示器。此說明可應用本發明。此外此公告第2005-104148號敘述一種具光學各向異性層及具有抗反射與抗眩功能之醯化纖維素薄膜。此外由於其為具適當光學性質之雙軸醯化纖維素薄膜,所製造薄膜可作為光學補償膜。此外此光學補償膜可作為偏光濾色片用保護膜。其詳細說明為公告第2005-104148號之[1088]至[1265]。
在本發明形成聚合物薄膜之方法中,所形成醯化纖維素薄膜之光學性質優良。TAC薄膜可作為偏光濾色片用保護膜、感光性材料之基膜等。此外為了改良液晶顯示器(用於電視等)之視角依附性,所製造薄膜亦可用於光學補償膜。特別地,在將其兼作偏光濾色片用保護膜時有效地使用所製造薄膜。因此薄膜不僅用於如先行模式之TN模式,亦及IPS模式、OCB模式、VA模式等。此外其可將偏光濾色片構成具有保護膜作為構造元件。
此外本發明不限於光學薄膜之製造,而且適用於藉溶液流延方法之任何薄膜製造。例如本發明適用於製造作為用於燃料電池之質子導電材料的固態電解質膜。應注意,用於本發明之聚合物不限於醯化纖維素,而是可為任何已 知聚合物。
本發明之實驗已完成,其解釋如下。
[實施例1]
在實施例1中實行實驗1-16。實驗5、8、9、13、14為本發明之比較例,其他為本發明之具體實施例。其詳細解釋實施例1,而且在實施例2-16之解釋中省略相同之解釋。
[實驗1]
現在解釋實驗1。用於製備用於薄膜製造之塗布液的組成物如下:
<固體化合物>
<溶劑>
如上所述,塗布液用溶劑含第一及第二溶劑成分。將固體成分適當地加入溶劑,使得得到塗布液11。應注意,所得塗布液11之固體含量為19.3重量%。然後使用過濾器(#63LB,Toyo Roshi Kaisha, Ltd.製造)將塗布液11過濾,而且進一步使用燒結金屬過濾器(06N,多孔性直徑10 微米,Nippon Seisen, Co., Ltd.製造)過濾。此外使用篩過濾器將塗布液11過濾然後儲存在原料槽30。
<三乙醯纖維素>
視用於此實驗之三乙醯纖維素而定,乙酸殘餘含量為最大0.1重量%,Ca含量為58ppm,Mg含量為42ppm,Fe含量為0.5ppm,自由乙酸為40ppm,及硫酸離子含量為15ppm。第6位置處之乙醯化程度為0.91,及第6位置處乙醯基對全部乙醯基之百分比為32.5%。丙酮萃取物為8重量%,及重量平均分子量對數量平均分子量之比例為2.5。此外黃化指數為1.7,霧值為0.08,及透明度為93.5%。此三乙醯纖維素係由纖維素作為得自棉之材料而合成,而且在以下之解釋中稱為棉TAC。
<消光劑液體之製備>
製備消光劑液體以含以下化合物,而TAC係與用於塗布液11之製備者相同:
使用攪動器製造以上化合物之混合物的分散液,使得 平均體積粒徑為0.7微米。如此製備消光劑液體,然後使用Astropore過濾器(Fuji Photo Film Co., Ltd.製造)過濾,然後儲存於消光劑槽中。
<UV吸收劑液體之製備>
使用Astropore過濾器(Fuji Photo Film Co., Ltd.製造)過濾所製備UV吸收劑液體,然後儲存於UV劑槽。
藉由混合50重量%之二氯甲烷與50重量%之正丁醇而將溶液250製備成混合溶劑A,並儲存在原料槽251中,其中將溶液250之溫度在20℃至30℃保持幾乎固定。溶液供應控制器270驅動及控制泵260、262,其各將溶液250以約0.13毫升/分鐘進料通過管線260a、262a之孔口260a、262a。
使用薄膜生產線32製造薄膜22。齒輪泵73增加主側 壓力,及使用變流馬達以反饋控制將主要塗布液48進料至泵之上游側,使得主側壓力可為0.8MPa。至於齒輪泵73之效率,體積效率為最大99.2%,排放體積之波動百分比為最大0.5%。此外排放壓力為1.5MPa。流延控制器79驅動及控制齒輪泵73以將主要塗布液48進料至靜態混合器75。在過濾裝置74中進行主要塗布液48之過濾。
在添加劑供應段78中將消光劑液體加入UV吸收劑液體,及攪拌混合物使得得到混合添加劑。然後將混合添加劑經添加劑供應段78進料至管線71中。然後藉靜態混合器75攪拌混合添加劑與主要塗布液48之混合物。
流延模81包括唇板210、211、側板218、219、內框板223、224,而流延模81之這些構件係由體積波動百分比為0.002%之不銹鋼形成。至於唇板210、211及內框板223、224之接觸面210a、211a、223a、224a的修整準確度,表面粗度為最大1微米且在任何方向之直線性為最大1微米。此外至於出口41a之邊緣的突出,距離CL1-CL4為最大2微米。在流延期間,其控制流延塗布液51之流速使得流延薄膜53之寬度可為1.8米,及經乾燥薄膜57之厚度可為60微米。在外套入口處將熱轉移介質之溫度控制成36℃,使得可將流延塗布液51之溫度控制成36℃。
在此實驗中,唇板210、211及內框板223、224之大小與大小變化係使用解析度為1微米之顯微鏡測量。
在薄膜製造期間將流延模81及管線之溫度控制成36℃。流延模81為塗架型,其中將用於調整薄膜厚度之熱螺 栓以20毫米之節距配置。如此藉熱螺栓自動地控制薄膜厚度(或所排放流延塗布液之厚度)。熱螺栓之外形可基於預設程式對應泵(未示)之流動體積而設定。如此可基於配置在薄膜生產線32中之紅外線厚度計(未示)的外形,藉控制程式完成反饋控制。其進行控制使得除了兩個側緣部份(所製造薄膜之寬度方向各20毫米),兩點(彼此分隔50毫米)間之薄膜厚度差可為最大1微米,而且寬度方向之薄膜厚度最小值間的最大差可為最大3微米/米。此外平均薄膜厚度可控制在±1.5%。
流延模81之主側(即上游側)具有解壓室90。解壓室90之解壓率係依照流延速度控制,使得在流延筒82上方之所排放流延塗布液的塗布液粒之上游與下游側間發生1Pa至5000Pa範圍之壓力差。此時決定塗布液粒兩側間之壓力差,使得塗布液粒之長度可為20毫米至50毫米。此外附有外套(未示)使得解壓室之內溫可固定,及對外套內部供應將其溫度控制成35C之溫度轉移介質。此外在塗布液粒之上游及下游側有曲徑填封(未示)。
唇板210、211、側板218、219、及內框板223、224之材料為不銹鋼,其熱膨脹係數為最大2×10-5 (℃-1 )。在電解質溶液之強制腐蝕實驗中,腐蝕抗性幾乎與SUS316相同。此外用於流延模81之材料具有足夠之腐蝕抗性,使得在氣-液界面上不發生斑蝕(或斑蝕腐蝕),即使將此材料浸於二氯甲烷、甲醇與水之混合液體中經三個月。各流延模81對流延塗布液51之接觸表面的修整準確度為最大 1微米之表面粗度,在任何方向之直線性為最大1微米,及將縫餘隙調整成1.5毫米之直線性。視流延模81之唇端的接觸部份邊緣而定,R在全部寬度為最大50微米。此外流延模81中之剪切率係控制於每秒1至5000次之範圍。此外藉熔化擠壓方法在流延模81之唇端上完成WC塗覆,以提供硬化層。
使用流延筒82作為撐體。將流延筒82之表面拋光,使得表面粗度可為最大0.05微米。材料為SUS316,其具有足夠之腐蝕抗性及強度。在流延控制器79之控制下驅動筒軸82a以轉動流延筒82。流延速度,即圓周82b在轉動方向Z1之移動速度,為50米/分鐘至60米/分鐘之範圍。此外進行控制使得流延筒82之速度變動最大為預定值之0.5%。其偵測側端之位置而控制帶在寬度方向之位置,使得將流延筒82行進一圈之蜿蜒降為1.5毫米。此外在流延模81下方,流延模81之唇端與流延筒82間的垂直方向位置變動為200微米。流延筒82係配置於包括空氣壓力控制裝置(未示)之流延室62中。
此實驗對流延筒82供應熱轉移介質,使得可控制圓周82b之溫度T1。其對流延筒82供應溫度為30℃至40℃範圍之熱轉移介質(水)。恰在流延前之位置的流延筒82中部之表面溫度為0℃,而且帶之兩側間的溫度差為最大6℃。應注意,針孔(直徑至少30微米)之數量為零個,針孔(直徑至少10微米且小於30微米)之數量為每平方米最多1個,及針孔(直徑小於10微米)之數量為每平方米 最多2個。
應注意,藉由以氮氣取代空氣而將流延筒82上乾燥大氣中之氧濃度保持5體積%。為了將氧濃度保持在5體積%,其將乾燥大氣之內部空氣以氮氣取代。流延室62中之溶劑蒸氣係藉由將冷凝器87之出口溫度設定為-3℃而回收。將接近流延模81之靜態波動降至最大±1Pa。
在將流延塗布液51自流延模81在流延筒上流延時,其在模出口81a與圓周82b之間形成塗布液粒230,及將溶液250經噴嘴252、253供應至塗布液粒230之側緣230a。如此所排放流延塗布液41在流延筒82上形成流延薄膜53。
在流延薄膜53具有自撐性質時,將流延薄膜53自流延筒82剝除成為以剝除輥83支撐之濕膜55。為了減少剝除缺陷,其將剝除速度(剝除輥83之抽拉)對流延筒82之速度的百分比控制成100.1%至110%。藉冷凝器87將在蒸發中產生之溶劑蒸氣在-3℃冷凝成液態,而且藉回收裝置88回收。將所回收溶劑之水含量調整成最大0.5%。此外將去除溶劑成分之空氣再度加熱及再使用作為乾燥空氣。將濕膜55以傳送輥63運向銷式拉幅機64。在傳送輥63上方將來自吹風機之60℃乾燥空氣饋至濕膜55。
在銷式拉幅機64中,其藉夾子鉗夾或保持濕膜55之兩個側緣部份,而且將濕膜55運輸通過溫度區。在銷式拉幅機64之運輸期間對濕膜55進行預定之乾燥,使得殘餘溶劑含量為最大5重量%。然後將濕膜55自銷式拉幅機64 饋出至邊緣切割裝置65成為薄膜57。
在銷式拉幅機64中蒸發之溶劑蒸氣係藉冷凝器(未示)在-3℃冷凝及液化以回收溶劑。然後將所回收溶劑之水含量調整成最大0.5重量%。
在離開銷式拉幅機64之30秒內,其在邊緣切割裝置65中切除兩個側緣部份。在此實驗中,其測定薄膜57在寬度方向之各側部份的50毫米作為側緣部份,藉邊緣切割裝置65之NT型切割器將其切除。藉由施加來自吹風機(未示)之吹風將切除之側緣部份送至壓碎機95,而且壓碎成約80平方毫米之碎片。將碎片再使用作為塗布液製造用TAC框之原料。在乾燥室66中以高溫乾燥之前,其在供應100℃吹風之預熱室(未示)中進行薄膜57之預熱。
薄膜57係在乾燥室66中以高溫乾燥,其分隔成四個隔間。由吹風機(未示)自上游側將溫度為120℃、130℃、130℃與130℃之吹風饋入隔間。各輥100對薄膜57之運輸張力為100牛頓/米。乾燥係進行10分鐘使得殘餘溶劑含量可為0.3重量%。輥4之搭接角為80。及190。。輥100係由鋁或碳鋼製成。其在表面上進行硬鉻塗覆。輥100之表面為平坦或經消光法之噴砂處理。輥轉動之搖動為50微米內。此外將輥100在張力為100牛頓/米之彎曲降為最大0.5毫米。
含於乾燥空氣之溶劑蒸氣係使用吸附裝置101(其中使用吸附劑)去除。吸附劑為活性碳,而且脫附係使用經乾燥氮實行。所回收溶劑可在水含量為最大0.3重量%後再 使用作為塗布液製備用溶劑。乾燥空氣不僅含溶劑蒸氣,亦含塑性劑、UV吸收劑、及高沸點材料。因此使用冷卻去除用冷卻器及前吸附器去除之。如此再使用乾燥空氣。吸附及脫附條件係設為使得廢氣中VOC(揮發性有機化合物)之含量為最大10ppm。此外在全部蒸氣溶劑中,藉冷凝方法回收之溶劑含量為90重量%,而且大部份之其餘溶劑蒸氣係藉吸附回收。
將經乾燥薄膜57運輸至第一水分控制室(未示)。其在乾燥室66與第一水分控制室之間隔段有饋入110℃之乾燥空氣。在第一水分控制室中饋入溫度為50℃及露點為20℃之空氣。此外將薄膜57運輸至第二水分控制室(未示),其中降低薄膜57之捲曲。其在第二水分控制室中對薄膜57施加溫度為90℃及濕度為70%之空氣。
在水分調整後將薄膜57在冷卻室67中冷卻至30℃,然後實行邊緣切割。提供強制中和裝置(或中和棒)104使得在運輸中薄膜之帶電靜電電位能可為-3kV至+3kV之範圍。此外藉滾紋輥105在薄膜57之各側表面上進行薄膜滾紋。滾紋寬度為10毫米,而且滾紋壓力係設定成使得最大厚度平均可較平均厚度大最大12微米。
將薄膜57運輸至捲繞室68,其內溫及濕度各保持在28℃及70%。此外提供強制中和裝置(未示),使得薄膜之帶電靜電電位能可為-1.5kV至+1.5kV之範圍。藉壓迫輥108壓迫薄膜57而在流延室中使薄膜57捲繞捲軸107。
[實驗2]
在流延模81中將距離CL1-CL4調整成2微米。泵360、262將溶液250以約0.2毫升/分鐘之流動體積V1進料。此外在自流延模81流延溶液250時控制流延塗布液51之流動體積,使得流延薄膜53可為寬1.4米且經乾燥薄膜57可為厚80微米。其他條件係與實驗1相同。
[實驗3]
在流延模81中將距離CL1-CL4調整成2微米。泵360、262將溶液250以約0.06毫升/分鐘之流動體積V1進料。此外在自流延模81流延溶液250時控制流延塗布液51之流動體積,使得流延薄膜53可為寬2米且經乾燥薄膜57可為厚20微米。其他條件係與實驗1相同。
[實驗4]
溶液250之流動體積V1為約0.3毫升/分鐘,而且其他條件係與實驗1相同。
[實驗5]
不將溶液250供應至塗布液粒230,而且其他條件係與實驗1相同。
[實驗6]
溶液250為含70重量%之二氯甲烷與30重量%之正丁醇的混合溶劑B。其他條件係與實驗1相同。
[實驗7]
溶液250為含30重量%之二氯甲烷與70重量%之正丁醇的混合溶劑C。其他條件係與實驗1相同。
[實驗8]
在流延模81中將距離CL1-CL4調整成至少10微米,而且其他條件係與實驗1相同。
[實驗9]
在流延模81中將距離CL1-CL4調整成至少10微米,而且其他條件係與實驗4相同。
[實驗10-16]
實驗10-16之條件變化示於表1,而且其他條件係與實驗1相同。應注意,在實驗14中,CL1-CL4為9微米,而且其他條件係與實驗5相同。在實驗15中,溶液250為含40重量%之二氯甲烷與60重量%之正丁醇的混合溶劑D,及在實驗16中,溶液250為含60重量%之二氯甲烷與40重量%之正丁醇的混合溶劑E。
[薄膜判斷]
在以上實驗中,關於薄膜光滑性及是否發生結皮進行薄膜判斷。判斷係按以下方式完成,其對實驗1-16均相同。實驗1-16之薄膜判斷結果示於表1。
1.關於結皮之發生(Sk):將溶液流延方法連續地實行超過1000小時,然後以肉眼觀察在接近模出口81a是否發生結皮。判斷如下:A.未觀察到結皮;B.雖然辨識出結皮,但所製造薄膜未發生厚度不均勻性;N.觀察到結皮並使所製造薄膜具有厚度不均勻性。
2.關於溶液之濺散(Sc): 將溶液流延方法連續地實行至少1000小時,然後以肉眼觀察溶液250是否分散在流延筒82或流延薄膜53上。 判斷如下:A.未辨識出濺散;N.觀察到濺散使得所製造薄膜具有薄膜表面缺陷。
3.關於部分所剝除流延薄膜之殘留(Re):將溶液流延方法連續地實行至少1000小時,然後以肉眼觀察溶液250是否分散在流延筒82或流延薄膜53上。 判斷如下:A.未辨識出部分所剝除流延薄膜之殘留;N.觀察到部分所剝除流延薄膜之殘留使得所製造薄膜具有薄膜表面缺陷。
由表1明確得知,在應用本發明之各實施例中,其降低造成厚度不均勻性之結皮產生,即使將溶液流延方法連續地實行長時間。這些結果不依附所製造薄膜之厚度及寬度。此外如果距離CL1-CL4超過9微米,則在溶液流延方法之長時間連續實行期間發生結皮。其證明為了防止溶液濺散以降低結皮產生,溶液之流動體積必須控制在0.05毫升/分鐘至0.2毫升/分鐘之範圍。此外其證明良好溶劑與不良溶劑之混合比率必須滿足式(1),否則溶液250中富不良溶劑或富良好溶劑,其造成結皮及部分所剝除流延薄膜之殘留。
[實施例2] [實驗1]
由源自木頭之纖維素合成用於實施例10之醯化纖維素,而且纖維素中之Ca含量為5ppm。此外使用2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯并三唑作為UV吸收劑A。其他條件係與實施例1之實驗1相同。
[實驗2-16]
UV吸收劑A係與實施例2之實驗1相同。實驗2-16之其他條件各與實施例1之之實驗2-16相同。
[實施例3]
實施例3使用甲醇代替正丁醇用於製備混合溶劑A-E。其他條件係與實施例1&2相同,使得在實施例3中實行實驗1-16。
此外在實施例2&3中,以如實施例1之類似方式進 行關於結皮發生及薄膜光滑性之判斷。各實施例2&3之實驗1-16的判斷結果各與實施例1之實驗1-16相同。
本發明之溶液流延方法及溶液流延設備可降低結皮之發生,即使是在連續且長期驅動後。因此可有效地製造薄膜而不必清潔流延室62中之許多零件及裝置(如流延模、流延筒等)。
各種變化及修改在本發明中為可行的,而且應了解其在本發明之範圍內。
10‧‧‧塗布液生產線
11‧‧‧溶劑槽
13‧‧‧混合槽
14‧‧‧加料漏斗
15‧‧‧添加劑槽
18‧‧‧加熱裝置
19‧‧‧溫度控制器
20‧‧‧過濾裝置
21‧‧‧閃蒸裝置
22‧‧‧過濾裝置
23‧‧‧回收裝置
24‧‧‧精製裝置
25‧‧‧泵
26‧‧‧泵
30‧‧‧原料槽
30a‧‧‧馬達
30b‧‧‧攪拌器
30c‧‧‧外套
32‧‧‧薄膜生產線
35‧‧‧閥
36‧‧‧閥
37‧‧‧外套
38‧‧‧馬達
39‧‧‧第一攪拌器
40‧‧‧馬達
41‧‧‧第二攪拌器
44‧‧‧混合液體
46‧‧‧閥
48‧‧‧主要塗布液
50‧‧‧薄膜製法
51‧‧‧流延塗布液
52‧‧‧流延塗布液製法
53‧‧‧流延薄膜
54‧‧‧流延程序
55‧‧‧濕膜
56‧‧‧剝除程序
57‧‧‧薄膜
58‧‧‧乾燥程序
61‧‧‧溶液供應單元
62‧‧‧流延室
63‧‧‧傳送輥
64‧‧‧銷式拉幅機
6‧‧‧5邊緣切割裝置
66‧‧‧乾燥室
67‧‧‧冷卻室
68‧‧‧捲繞室
71‧‧‧管線
73‧‧‧齒輪泵
74‧‧‧過濾裝置
75‧‧‧靜態混合器
78‧‧‧添加劑供應段
79‧‧‧流延控制器
81‧‧‧流延模
81a‧‧‧模出口
82‧‧‧流延筒
82a‧‧‧筒軸
82b‧‧‧圓周
83‧‧‧剝除輥
86‧‧‧溫度控制器
87‧‧‧冷凝器
88‧‧‧回收裝置
89‧‧‧熱轉移介質循環器
90‧‧‧解壓室
95‧‧‧壓碎機
97‧‧‧夾式拉幅機
100‧‧‧輥
101‧‧‧吸附裝置
104‧‧‧強制中和裝置(或中和棒)
105‧‧‧滾紋輥
107‧‧‧捲繞軸
108‧‧‧壓迫輥
210‧‧‧唇板
210a‧‧‧接觸面
211‧‧‧唇板
211a‧‧‧接觸面
211b‧‧‧端面
211c‧‧‧脊
215‧‧‧歧管
216‧‧‧縫
218‧‧‧側板
219‧‧‧側板
220‧‧‧塗布液入口
223‧‧‧內框板
223a‧‧‧接觸面
223b‧‧‧端面
223c‧‧‧脊
223d‧‧‧面
224‧‧‧內框板
224a‧‧‧接觸面
224b‧‧‧端面
224c‧‧‧脊
224z‧‧‧上端
227‧‧‧斜面
230‧‧‧塗布液粒
230a‧‧‧側緣
240‧‧‧溫度控制器
250‧‧‧溶液
251‧‧‧原料槽
251a‧‧‧馬達
251b‧‧‧攪拌器
251c‧‧‧外套
252‧‧‧噴嘴
252a‧‧‧出口
253‧‧‧噴嘴
253a‧‧‧出口
255‧‧‧管線
256‧‧‧管線
260‧‧‧泵
261‧‧‧過濾裝置
262‧‧‧泵
263‧‧‧過濾裝置
270‧‧‧溶液供應控制器
300‧‧‧內框板
300a‧‧‧接觸面
301‧‧‧內框板
301a‧‧‧接觸面
310‧‧‧內框板
310a‧‧‧接觸面
311‧‧‧內框板
311a‧‧‧接觸面
熟悉此技藝者在閱讀以上詳細說明結合附圖時易於了解本發明之以上目的及優點。
第1圖為用於製造主要塗布液之塗布液生產線的略示圖;第2圖為由主要塗布液製造薄膜之流程圖;第3圖為用於由主要塗布液製造薄膜之薄膜生產線的略示圖;第4圖為薄膜生產線中流延模之第一具體實施例的切面圖;第5圖為沿第4圖之線V-V的流延模切面圖;第6圖為流延模之模唇的正視圖;第7圖為流延模下側之平面圖;第8圖為薄膜生產線中流延模之第二具體實施例的切面圖;第9圖為薄膜生產線中流延模之第三具體實施例的切 面圖;第10A圖為調整唇板與內框板間距離CL1-CL4時之流延模側視圖;第10B圖為調整距離CL1-CL4後之流延模側視圖;及第11圖為流延方法之解釋圖。
81‧‧‧流延模
81a‧‧‧模出口
210‧‧‧唇板
2I0a、211a‧‧‧接觸面
210b、211b‧‧‧端面
210c、211c‧‧‧脊
211‧‧‧唇板
218、219‧‧‧側板
223‧‧‧內框板
223a‧‧‧接觸面
223b‧‧‧端面
223c、223x、223y‧‧‧脊
224‧‧‧內框板
224a‧‧‧接觸面
224b‧‧‧端面
224c、224x、224y‧‧‧脊
CL1~CL4‧‧‧距離
Al‧‧‧流出方向

Claims (8)

  1. 一種溶液流延方法,其包括以下步驟:提供一種使塗布液自縫流出之流延裝置,該流延裝置包括一對形成該縫之第一壁及構成唇板的第一縫構件、與一對形成該縫之第二壁及構成內框板的第二縫構件,該第一壁按該縫之長度方向延伸,該第二壁按該縫之寬度方向延伸,在對該第二縫構件提供自該第一縫構件按該塗布液之流出方向突起之突出,或對該第一縫構件提供自該第二縫構件按流出方向突起之突出時,突出之突起長度為最大9微米;使含聚合物之該塗布液自該縫出口流出以在移動撐體上形成流延薄膜,該塗布液在該出口與該撐體之間形成塗布液粒;對該塗布液粒之各側緣供應可溶解該聚合物之溶液;將該流延薄膜自該撐體剝除;及將該所剝除流延薄膜乾燥成薄膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之溶液流延方法,其中該溶液對各該側緣之供應速率為0.05毫升/分鐘至0.2毫升/分鐘之範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項之溶液流延方法,其中該溶液含該聚合物之良好溶劑與不良溶劑,及其中如果該良好溶劑與該不良溶劑之重量各為RY1與HY1,則其滿足以下條件:0.4RY1/(RY1+HY1)0.6。
  4. 如申請專利範圍第3項之溶液流延方法,其中該良好溶劑含二氯甲烷且該不良溶劑含甲醇。
  5. 一種溶液流延設備,其包括:使含聚合物與溶劑之塗布液流至該撐體上形成流延薄膜之流延裝置,該流延裝置包括一對形成該縫之第一壁及構成唇板的第一縫構件、與一對形成該縫之第二壁及構成內框板的第二縫構件,該第一壁按該縫之長度方向延伸,該第二壁按該縫之寬度方向延伸,在對該第二縫構件提供自該第一縫構件按該塗布液之流出方向突起之突出,或對該第一縫構件提供自該第二縫構件按流出方向突起之突出時,突出之突起長度為最大9微米;用於接收由自該縫流出之該塗布液形成之塗布液粒的連續移動撐體;用於對該塗布液粒之兩個側緣供應含可溶解該聚合物之液體的溶液之溶液供應裝置;及用於乾燥自該撐體剝除之該流延薄膜使得可得到薄膜之乾燥裝置。
  6. 如申請專利範圍第5項之溶液流延設備,其中該溶液對各該側緣之供應速率為0.05毫升/分鐘至0.2毫升/分鐘之範圍。
  7. 如申請專利範圍第5項之溶液流延設備,其中該溶液含該聚合物之良好溶劑與不良溶劑,及其中如果該良好溶劑與該不良溶劑之重量各為RY1與HY1,則其滿足以下條件: 0.4RY1/(RY1+HY1)0.6。
  8. 如申請專利範圍第7項之溶液流延設備,其中該良好溶劑含二氯甲烷且該不良溶劑含甲醇。
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