TWI629159B - 拉伸薄膜的製造方法以及薄膜拉伸設備 - Google Patents

拉伸薄膜的製造方法以及薄膜拉伸設備 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種在薄膜上不產生擦傷和波紋狀褶皺，並向傳送方向進行拉伸之拉伸薄膜的製造方法以及薄膜的拉伸設備。本發明藉由低速輥組與高速輥組的輥圓周速度差而向傳送方向被拉伸薄膜。拉伸後的薄膜藉由冷卻輥而被冷卻。分切機配置於高速輥與冷卻輥之間。薄膜藉由分切機在寬度方向上被切斷為中央部與兩側邊緣部。由於較厚之兩側邊緣部被切除，因此在冷卻輥上的薄膜上不產生凹凸。抑制產生由凹凸引起之擦傷或褶皺。

Description

拉伸薄膜的製造方法以及薄膜拉伸設備
本發明係有關一種藉由一對輥的圓周速度差而向傳送方向拉伸薄膜之拉伸薄膜的製造方法以及薄膜拉伸設備。
通常，熱塑性樹脂薄膜的製造方法大致可分為溶液製膜方法和熔融製膜方法。在溶液製膜方法中，將溶劑中溶解有熱塑性樹脂之濃液(dope)從模具流延到支撐體例如冷卻滾筒和乾燥帶上之後，將其剝離而作為熱塑性樹脂薄膜。並且，在熔融製膜方法中，在用擠出機將熱塑性樹脂熔融之後，使其從模具擠出到支撐體例如冷卻滾筒上，然後將其剝離而作為熱塑性樹脂薄膜。
藉由該些方法進行製膜之熱塑性樹脂薄膜例如纖維素醯化物薄膜，通常，藉由向縱向(傳送方向)、橫向(寬度方向)拉伸而顯現面內延遲(Re)、厚度方向的延遲(Rth)。藉此，在用作液晶顯示裝置的相位差薄膜時能夠實現視角擴大。
在向縱向拉伸熱塑性樹脂薄膜之情況下，例如，如日本專利公開2007-54683號公報、日本專利公開2011-207168號公報中所記載，在利用複數個預熱輥對熱塑性樹脂薄膜進行預熱之後，藉由一對拉伸輥的圓周速度差而向縱向進行拉伸加工。在該拉伸加工中，藉由預熱輥和拉伸輥等來加熱熱塑性樹脂薄膜而進行縱向拉伸。並且，在進行縱向拉伸之後，藉由冷卻輥進行冷卻並送往下一個製程。這樣，由於在各輥接觸於熱塑性樹脂薄膜之狀態下進行加熱或冷卻，因此在熱塑性樹脂薄膜的寬度方向上產生褶皺，或因該褶皺而產生擦傷。
例如，在日本專利公開2007-54683號公報中，為了防止因薄膜接觸複數個預熱輥而在薄膜表面產生擦傷或產生褶皺，使複數個預熱 輥和上游側的拉伸輥的圓周速度，依薄膜接觸各輥前後的溫度變化，並隨著趨向下游逐漸增速，從而，對各預熱輥之間賦予適當的張力而抑制產生擦傷和褶皺。並且，在日本專利公開2011-207168號公報中，在進行縱向拉伸之後，藉由使薄膜快速冷卻而抑制產生擦傷。
然而，最近對液晶顯示裝置要求輕質、薄型化以及高品質，對所使用之熱塑性樹脂薄膜亦要求例如為25μm~100μm左右的超薄高品質者。當縱向拉伸該種薄型化熱塑性樹脂薄膜時，如日本專利公開2007-54683號公報、日本專利公開2011-207168號公報基於預熱輥進行之預熱方法和熱塑性樹脂薄膜的快速冷卻方法中均存在局限，在薄膜表面產生擦傷或產生褶皺而要求改善。
本發明的目的為提供一種能夠應對熱塑性樹脂薄膜的薄型化、且在熱塑性樹脂薄膜不產生擦傷和褶皺之拉伸薄膜的製造方法以及薄膜拉伸設備。
對伴隨薄膜化而產生擦傷和褶皺的原因進行深入研究結果得出以下見解。首先，在進行縱向拉伸之後，熱塑性樹脂薄膜的兩側邊緣部藉由寬度收縮之向內彎曲而變厚。該壁厚部份在向內彎曲時被施加作用力，與其他部份相比，殘餘應力變大。若兩端具有壁厚部之薄膜，即熱塑性樹脂薄膜進入到冷卻輥中，則由於殘餘應力的影響和冷卻鬆弛過程中薄膜傳送方向上的收縮量在兩端壁厚部與中央部不同，因此藉由冷卻，兩側邊緣部在傳送方向上之薄膜長度變得比寬度方向中央部短。因此，導致在冷卻中途熱塑性樹脂薄膜的全寬上之平面性變差並產生凹凸。若使該種熱塑性樹脂薄膜藉由冷卻輥和傳送輥接觸而進行傳送，則熱塑性樹脂薄膜局部被強力刮傷，在熱塑性樹脂薄膜上產生擦傷和褶皺。
本發明的拉伸薄膜的製造方法具備縱向拉伸步驟(A步驟)和冷卻步驟(B步驟)，並且向傳送方向拉伸帶狀的由熱塑性樹脂構成之薄膜而製造拉伸薄膜。A步驟中，藉由上游側低速輥和下游側高速輥向傳送方向拉伸薄膜，前述下游側高速輥在上游側低速輥的傳送方向上的下游分開配置，並以高於上游側低速輥的圓周速度進行旋轉。上游側低速輥接觸薄膜而加熱薄膜。B步驟中，藉由與經過A步驟之薄膜進行接觸之冷卻輥 對薄膜進行冷卻。C步驟中，在A步驟和B步驟之間去除薄膜的寬度方向兩側邊緣部。
C步驟中，從寬度方向兩側邊緣部的膜厚開始變化之膜厚變化開始點到薄膜的兩側邊緣的寬度設為WFS時，從膜厚變化開始點朝向兩側邊緣在WFS×0.2以內切斷薄膜寬度方向的中央部和兩側邊緣部，從而去除寬度方向兩側邊緣部為較佳。
A步驟中，上游側低速輥與下游側高速輥之間的薄膜長度除以拉伸前的薄膜寬度之縱向拉伸縱橫尺寸比為0.01以上且0.5以下為較佳。
A步驟中，將薄膜的玻璃化轉變溫度設為Tg時，藉由上游側低速輥，將薄膜加熱到(Tg-20)℃以上且(Tg+20)℃以下範圍內的拉伸溫度Te，並藉由下游側高速輥，將薄膜冷卻到(Tg-100)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
拉伸薄膜的製造方法，還具備預熱步驟(D步驟)為較佳。D步驟在A步驟之前將薄膜預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
D步驟中，向預熱室內部供給加熱風而對薄膜進行預熱為較佳。
D步驟中，改變薄膜的傳送方向，並且將薄膜架設於用於加長薄膜的路徑之複數個傳送方向變更組件而進行傳送為較佳。
本發明的薄膜拉伸設備具備縱向拉伸部、冷卻部、側邊緣部去除部，並向傳送方向拉伸帶狀的由熱塑性樹脂構成之薄膜而製造拉伸薄膜。縱向拉伸部藉由上游側低速輥與下游側高速輥的圓周速度差向傳送方向拉伸薄膜。上游側低速輥接觸薄膜而加熱薄膜。下游側高速輥在傳送方向上的上游側低速輥的下游分開配置。冷卻部藉由冷卻輥對薄膜進行冷卻。冷卻輥與來自縱向拉伸部的薄膜接觸。側邊緣部去除部將薄膜的寬度方向兩側邊緣部從中央部切斷而去除。側邊緣部去除部配置於下游側高速輥與冷卻輥之間。
將從寬度方向側邊緣部的膜厚開始變化之膜厚變化開始點到薄膜的兩側邊緣的寬度設為WFS時，側邊緣部去除部從膜厚變化開始點向薄膜的兩側邊緣，在WFS×0.2以內切斷薄膜寬度方向的中央部與兩側邊 緣部，從而去除寬度方向兩側邊緣部為較佳。
上游側低速輥與下游側高速輥之間的薄膜長度除以拉伸前的薄膜寬度之縱向拉伸縱橫尺寸比為0.01以上且0.5以下為較佳。
將薄膜的玻璃化轉變溫度設為Tg時，縱向拉伸部藉由上游側低速輥，將薄膜加熱到(Tg-20)℃以上且(Tg+20)℃以下範圍內的拉伸溫度Te，並藉由下游側高速輥，將薄膜冷卻到(Tg-100)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
薄膜拉伸設備相對於縱向拉伸部在薄膜傳送方向上游側具有預熱部為較佳。預熱部將薄膜預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下。
預熱部具有預熱室和向預熱室內部供給加熱風之送風噴嘴，並藉由來自送風噴嘴的加熱風來對薄膜進行預熱為較佳。
預熱部具有改變薄膜的傳送方向之複數個傳送方向變更組件，薄膜架設於傳送方向變更組件為較佳。
依本發明，由於受到由縱向拉伸引起之向內彎曲的影響而變厚之熱塑性樹脂薄膜的兩側邊緣部被去除，因此在熱塑性樹脂薄膜的冷卻過程中，能夠抑制因熱塑性樹脂薄膜在傳送方向上部份收縮而引起之薄膜的凹凸。藉此，不會產生熱塑性樹脂薄膜的擦傷和褶皺，並能夠應對熱塑性樹脂薄膜的薄型化。
9‧‧‧前期製程裝置
10、45‧‧‧薄膜拉伸設備
11、44、70、83、86‧‧‧預熱部
12‧‧‧縱向拉伸部
13‧‧‧冷卻部
14‧‧‧後期製程裝置
15‧‧‧薄膜
15a‧‧‧中央部
15b‧‧‧邊緣部
16、16a、17、18‧‧‧預熱輥
16b、21b、22b‧‧‧夾持輥
21‧‧‧低速輥組
21a‧‧‧低速輥
22‧‧‧高速輥組
22a‧‧‧高速輥
25、26‧‧‧冷卻輥
27、28‧‧‧傳送輥
31‧‧‧分切機
31a、31b‧‧‧輥式刀片
32‧‧‧旋轉切刀
33‧‧‧再利用部
46‧‧‧張力調節部
47a、47b‧‧‧自由輥
48‧‧‧張力輥
49‧‧‧位移機構
50、68、79、84、89‧‧‧預熱室
55、80‧‧‧自由輥
61‧‧‧供氣噴嘴
62‧‧‧排氣噴嘴
63‧‧‧導管
64、87‧‧‧送風機
65‧‧‧溫度調節器
66‧‧‧加熱風
68a、68b、68c‧‧‧預熱區域
69‧‧‧隔板
82a、82b、82c‧‧‧調溫機構
85‧‧‧轉向桿
88‧‧‧溫度調節器
Ft‧‧‧膜厚
CL1‧‧‧切線
Ls‧‧‧薄膜長度
OS1‧‧‧偏移量
P1‧‧‧膜厚變化開始點
W1、W2、WFS‧‧‧寬度
圖1係表示本發明的薄膜拉伸設備的一例之概略側視圖。
圖2係表示縱向拉伸冷卻之後在薄膜寬度方向上的薄膜厚度分佈的一例之曲線圖。
圖3係表示夾子之概略平面圖。
圖4係表示具有基於送風之預熱部之其他實施形態的薄膜拉伸設備的一例之概略側視圖。
圖5係表示具有複數個預熱區域之其他實施形態的預熱部的一例之概略側視圖。
圖6係表示對自由輥進行溫度控制之其他實施形態的預熱部的一例之概略側視圖。
圖7係表示使用轉向輥之其他實施形態的預熱部之概略側視圖。
如圖1所示，本發明的薄膜拉伸設備10具備預熱部11、縱向拉伸部12、及冷卻部13。薄膜拉伸設備10在入口側連接有前期製程裝置9，在出口側連接有後期製程裝置14。作為前期製程裝置9，有未圖示之製膜設備、薄膜送出裝置等。作為製膜設備使用眾所周知的溶液製膜設備、熔融製膜設備等。與薄膜15從製膜設備直接送過來之情況不同，薄膜送出裝置從進行製膜後被捲取成卷狀之薄膜卷材引出薄膜15而供給薄膜15。作為後期製程裝置14，有縱向拉伸之後用於橫向拉伸之夾子拉幅機和薄膜捲取裝置。當緊接著縱向拉伸而連續進行橫向拉伸時省略夾子拉幅機，薄膜15藉由薄膜捲取裝置而捲取成卷狀。
進行拉伸之薄膜15只要為熱塑性樹脂薄膜即可，例如適用於相位差薄膜等光學薄膜中之纖維素醯化物和降冰片烯樹脂，丙烯酸，聚碳酸酯製等薄膜15為較佳。
預熱部11具備預熱輥組16、第1預熱輥17、第2預熱輥18。預熱輥組16具有入口預熱輥16a和夾持輥16b並夾持薄膜15進行傳送。薄膜15以交替掛繞的方式掛繞於入口預熱輥16a、第1預熱輥17、及第2預熱輥18。藉此，薄膜15與入口預熱輥16a、第1預熱輥17、及第2預熱輥18之間的各接觸面積增大而進行有效的預熱。
預熱溫度需要設成低於可拉伸之溫度(拉伸溫度)Te的溫度。因此，在將薄膜15的玻璃化轉變溫度設為Tg時，將薄膜15預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內的一定溫度，並向縱向拉伸部12傳送薄膜15。具體而言，入口預熱輥16a、第1預熱輥17、及第2預熱輥18分別將薄膜15預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。如下一例尤為佳，亦即利用入口預熱輥16a將薄膜15預熱至(Tg-60)℃以上且(Tg-35)℃以下範圍內，利用第1預熱輥17將薄膜15預熱至(Tg-50)℃以上且(Tg-25)℃以下範圍內，利用第2預熱輥18將薄膜15預熱至(Tg-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。在進行預熱時，使薄膜15的溫度從入口預熱輥16a、第1預熱輥17、及第2預熱輥18，即隨著趨向下游升高尤為佳。即，與入口預熱輥16a上的預熱溫度相比，第1預熱輥17上的預熱溫 度高，與第1預熱輥17上的預熱溫度相比，第2預熱輥18上的預熱溫度高尤為佳。
經過預熱部11而預熱至一定溫度之薄膜15被送往縱向拉伸部12。縱向拉伸部12具備低速輥組21、高速輥組22。低速輥組21具有低速輥21a與夾持輥21b。高速輥組22具有高速輥22a與夾持輥22b。在低速輥21a與高速輥22a中，從調溫介質循環部分別被供給調溫介質，例如水和油、及水蒸氣等。藉由該調溫介質的循環供給，低速輥21a、高速輥22a被設定為所希望的表面溫度。例如，低速輥21a的表面溫度在的表面溫度在作為拉伸溫度Te之(Tg-20)℃以上且(Tg+20)℃以下範圍內，高速輥22a的表面溫度在(Tg-100)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。藉由設定為該種溫度範圍，能夠對厚度為25μm以上且100μm以下範圍內之較薄的薄膜15進行均勻的拉伸。
在縱向拉伸部12被縱向拉伸之薄膜15捲繞於第1冷卻輥25及第2冷卻輥26而被傳送和冷卻。調溫介質從調溫介質循環部分別被供給到第1冷卻輥25、第2冷卻輥26，第1冷卻輥25、第2冷卻輥26被設定為所希望的表面溫度。例如，第1冷卻輥25的表面溫度在(Tg-40)℃以下，第2冷卻輥26的表面溫度為(Tg-50)℃以下。冷卻之後的薄膜15藉由傳送輥27、28被送往後期製程裝置14。
在入口預熱輥16a、第1預熱輥17、第2預熱輥18、低速輥21a、高速輥22a、第1冷卻輥25、及第2冷卻輥26上連接有未圖示之馬達，該些組件能夠以所希望的轉速進行旋轉。在縱向拉伸部12中，薄膜15藉由低速輥21a與高速輥22a的圓周速度差而向傳送方向拉長而被縱向拉伸。低速輥21a與高速輥22a的“低速，，、“高速，，分別指速度相對低和相對高。亦即，高速輥22a的圓周速度比低速輥21a的圓周速度高。低速輥21a與高速輥22a的圓周速度差依長邊方向上之拉伸倍率(有時稱作縱向拉伸倍率)而適當地改變，例如設定在2m/min以上且100m/min以下的範圍內為較佳。
在進行縱向拉伸時，縱向拉伸倍率在大於1.0且1.5以下範圍內為較佳。當縱向拉伸倍率在大於1.0且1.5以下範圍內時，能夠適當地抑制厚度不均的產生，亦能夠抑制所顯現之延遲分佈不均。
並且，將上游側低速拉伸輥21a與下游側高速輥22a之間的薄膜15的長度Ls除以拉伸前薄膜15之寬度W1之縱向拉伸縱橫尺寸比(Ls/W1)在0.01以上且0.5以下範圍內為較佳。該縱向拉伸縱橫尺寸比越小，向內彎曲則越小，在薄膜寬度方向上，中央部15a(參閱圖2)的均勻的膜厚部(以下，稱作均勻膜厚部)的比例變大。藉此，能夠減小用後面說明之分切機31切除之薄膜兩側邊緣部15b的寬度，能夠使成為產品之中央部15a增加相應之量，並能夠抑制產品損失。
藉由用預熱部11將薄膜15預熱至(Te-40)℃以上，由縱向拉伸部12的低速輥21a加熱薄膜15時的溫度上升量不會變得過大，能夠抑制在低速輥21a上產生波紋板狀褶皺。並且，藉由用預熱部11將薄膜15預熱至(Tg-5)℃以下，薄膜15在預熱部11內不會被拉伸，而能夠在縱向拉伸部12均勻地拉伸。
縱向拉伸部12與冷卻部13之間配設有分切機31。分切機31具有1對輥式刀片31a、31b，並在傳送方向上切斷薄膜15。藉此，薄膜15在寬度方向上被切斷成中央部15a與兩側邊緣部(參閱圖2)15b。
如圖2所示，薄膜15在從後述各膜厚變化開始點P1向薄膜15的側邊緣一側僅偏離偏移量OS1之切線CL1被切斷。
圖2表示不用分切機31切斷薄膜15便進行了縱向拉伸和冷卻時的、薄膜15在寬度方向上的膜厚分佈。中央部15a成為均勻膜厚部。薄膜15的兩側邊緣部15b藉由向內彎曲而膜厚Ft隨著趨向兩側邊緣逐漸變厚。
膜厚變化開始點P1為，在薄膜寬度方向上的膜厚分佈中膜厚Ft從中央向側邊緣開始變化之點。亦可將該膜厚變化開始點P1作為切斷位置。然而，在該情況下，藉由分切機31被切斷之薄膜兩側邊緣部15b的寬度增大，可成為產品之中央部15a減小相應之量，產品損失增大。為了防止該些情況發生，直到在下一個冷卻製程中不產生擦傷之位置，使切線CL1從膜厚變化開始點P1向側邊緣一側僅偏離偏移量OS1。
偏移量OS1例如以如下方法求出。將從膜厚變化開始點P1到薄膜的兩側邊緣的寬度設為WFS時，前述偏移量為該寬度WFS乘以系數0.2之值(WFS×0.2)。
藉由分切機31從中央部15a而被切斷之兩側邊緣部15b，如圖1、圖3所示被送到旋轉切刀32而被切斷成切片。切片被送到再利用部33，並作為薄膜15的原料等而被再利用。再利用部33藉由未圖示之送風裝置對切片進行送風，並經過破碎機、隔板等而作成微小切片，將該微小切片儲存於筒倉。
在縱向拉伸部12被縱向拉伸之薄膜15藉由後期製程裝置14的例如薄膜捲取機而捲取成薄膜卷材。
本實施形態中，因受到縱向拉伸引起之向內彎曲的影響而變厚之薄膜兩側邊緣部15b被去除，因此在薄膜15的冷卻過程中，能夠抑制薄膜15在傳送方向上因局部收縮而產生凹凸。藉此，在由第1冷卻輥25、第2冷卻輥26進行冷卻過程中不會產生薄膜15的擦傷和褶皺。
並且，在進行冷卻之前，藉由分切機31從中央部15a切斷兩側邊緣部15b，因此在不產生擦傷和褶皺之前提下，能夠藉由第1冷卻輥25、第2冷卻輥26進行冷卻。然而，如圖2所示，將切線CL1從膜厚變化開始點P1向側邊緣僅偏移偏移量OS1，然後藉由分切機31從中央部15a切斷兩側邊緣部15b，因此能夠盡量保留較寬地中央部15a，且能夠抑制產品損失。
接著，如圖1所示，代替使用入口預熱輥16a、第1預熱輥17、第2預熱輥18之預熱，如圖4所示，對具有基於送風進行預熱之預熱部44之其他實施形態的薄膜拉伸設備45進行說明。如圖1所示，若使用入口預熱輥16a、第1預熱輥17、第2預熱輥18，並藉由直接接觸來對薄膜15進行預熱，則有時隨著薄膜15的變薄，薄膜15在入口預熱輥16a、第1預熱輥17、第2預熱輥18上熱膨脹而成為波紋板狀。該波紋板狀的膨脹有可能使薄膜15產生褶皺和擦傷。代替藉由直接接觸向薄膜15進行熱傳導，而藉由送風來進行加熱，則能夠抑制薄膜15在入口預熱輥16a、第1預熱輥17、第2預熱輥上呈波紋板狀膨脹。尤其，對於拉伸薄膜15之前的厚度為25μm以上且100μm以下的薄膜，能夠抑制由預熱引起之褶皺和擦傷。
在前期製程裝置9與薄膜拉伸設備45之間設有張力調節部46。張力調節部46使自由輥47a、47b之間的張力輥48藉由位移機構49 升降，將預熱部44內的薄膜15的張力維持恆定。預熱部44內的薄膜張力在20N/m以上且200N/m以下範圍內。若張力為20N/m以上，則不會產生自由輥55的旋轉不良，並且能夠抑制薄膜15產生擦傷。並且，若張力為200N/m以下，則在預熱部11內不會產生縱向拉伸而在縱向拉伸部12進行適宜的縱向拉伸。另外，上述薄膜張力(單位：N/m)為每1m寬度的張力(單位：N)。
預熱部11具備預熱室50。在預熱室50內沿上下方向分開配置有複數個自由輥(傳送方向變更組件)55。薄膜15在該些自由輥55之間交替纏繞，籍此薄膜15在各輥55之間沿上下方向進行傳送，預熱室50內的薄膜路徑(通路)被設定為較長。
預熱室50的薄膜通路長度亦取決於預熱溫度和薄膜15的傳送速度，然而，例如在5m以上且50m以下的範圍為較佳。自由輥55例如直徑為80mm，且因薄膜15的纏繞而薄膜15與自由輥55之間的接觸面積小。自由輥55的直徑在40mm以上且150mm以下的範圍為較佳。若直徑為40mm以上，則自由輥55上不會產生撓曲，能夠抑制由撓曲引起之旋轉不均和瑕疵的產生。並且，若直徑為150mm以下，則與自由輥55的接觸時間在適宜的範圍內，能夠抑制褶皺的產生，除此之外，能夠抑制產生因自由輥55的旋轉不良引起之薄膜15的擦傷。自由輥55的外周面被鍍硬鉻為較佳。藉由實施鍍硬鉻，與薄膜15的黏附性提高，薄膜15不易打滑。
在預熱部44內，例如在上側配置有供氣噴嘴61，而下側配置有排氣噴嘴62。在供氣噴嘴61及排氣噴嘴62上，經由導管63連接有送風機64以及溫度調節器65。溫度調節器65將作為加熱介質的例如空氣加熱至所希望的溫度。送風機64經由導管63向供氣噴嘴61傳送藉由溫度調節器65溫度被調節之空氣。從供氣噴嘴61送出加熱空氣，藉由該加熱風66將預熱部44內的薄膜15預熱到一定溫度。加熱風66在預熱室50內部從薄膜15的側方迂迴進入，對薄膜15的上表面及下表面整體進行預熱。
需要將基於加熱風66之預熱溫度設成低於可拉伸之溫度(拉伸溫度)Te的溫度。於是，在將薄膜15的玻璃化轉變溫度設為Tg時，向預熱部44內供給加熱風66，以將薄膜15預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。另外，來自供氣噴嘴61的加熱風的吹出速度在2m/sec以上 且15m/sec以下範圍內為較佳。若吹出速度為2m/sec以上，則能夠將預熱室50的溫度保持均勻，不產生拉伸不均。並且，若吹出速度為15m/sec以下，則不產生由薄膜15的擺動引起之擦傷。另外，除了由基於送風進行預熱之預熱室50構成預熱部44以外，與上述實施形態具有相同的構成，對相同的構成組件附加相同元件符號。
在本實施形態中，由於向預熱室50送入加熱風66，並藉由加熱風66進行加熱，因此薄膜15不會因來自預熱輥的直接接觸之熱傳導熱膨脹而成為並波紋板狀，能夠抑制產生褶皺和擦傷。
另外，若以相同的溫度預熱一個預熱室50，則自由輥55的溫度亦可成為近似於預熱室50的室溫之溫度。因此，進入預熱室50之薄膜15與溫度上升到預熱室50的出口溫度之入口側自由輥55接觸，因此薄膜15熱膨脹而有可能成為在薄膜寬度方向上凹凸重複之波紋板狀褶皺。為防止該情況發生，盡量減小自由輥55的直徑，以便抑制由自由輥55的熱傳導引起之加熱，並且，藉由減小包角來抑制自由輥55對薄膜15的熱傳導。因此，在薄膜傳送速度為40m/min之情況下，將自由輥55的直徑設為40mm以上且150mm以下範圍內，以便即使藉由加熱風66而被加熱之自由輥55接觸薄膜15，亦不會因熱膨脹而引起變形。實際上，自由輥55藉由與連續送過來之薄膜15(低於預熱室50的溫度的溫度)接觸而成為低於預熱室50內溫度的溫度，因此有時亦不會因薄膜接觸自由輥55而產生熱變形。
在上述實施形態中，利用1個預熱室50來加熱薄膜15，然而，如圖5所示，亦可為具有預熱區域68a~68c之預熱部70，前述預熱區域68a~68c為藉由隔板69在薄膜傳送方向上將預熱室68劃分為複數個之區域。另外，對於與上述實施形態相同的構成組件附加相同元件符號。在該情況下，在各預熱區域68a~68c設置供氣噴嘴61、排氣噴嘴62、導管63、送風機64、及溫度調節器65，將各預熱區域68a~68c內的溫度設定為在薄膜傳送方向上逐漸升高。相鄰之預熱區域68a~68c之間的溫差例如在20℃以上且50℃以下範圍內。若該溫差小於20℃，則在使其達到所希望的溫度例如180℃時，需要複數個預熱區域，隨著劃分數量增多，設備功率亦相應地下降。並且，若溫差超過50℃，則因相鄰之預熱區域68a~68c之間 的空氣交換而產生溫度不均，在薄膜15產生溫度不均而導致拉伸不均。
各預熱區域68a~68c的劃分數量根據預熱溫度而增減。例如，若以相同的溫度預熱一個預熱室68，則進入到預熱室68之薄膜15與溫度升到預熱室68的出口溫度之入口側自由輥55接觸，因此薄膜15熱膨脹而在薄膜寬度方向上有可能成為凹凸重複之波紋板狀褶皺。為防止該情況，將各預熱區域68a~68c的預熱溫度設定為較小，亦即設定成即使藉由加熱風66而被加熱之自由輥55接觸薄膜15，亦不會熱膨脹而引起變形之程度。並且，藉由複數個預熱區域68a~68c階段性地進行預熱，直至能夠進行縱向拉伸之溫度。
並且，如圖6所示，亦可由預熱部83來代替劃分為複數個區域之預熱室68。預熱部83在一個預熱室79中藉由調溫機構82a~82c向各自由輥80供給調溫介質，從而，將自由輥80的表面溫度按組進行調溫。在該情況下，從入口側按組依次使自由輥80的表面溫度升高。各自由輥80的表面溫度設定為，薄膜15不會因接觸且熱膨脹而產生波紋板狀褶皺之溫度。另外，除了按組進行調溫之外，亦可按每一個自由輥80進行調溫。另外，對於如圖5所示那樣被劃分之預熱室68內的自由輥55，亦可同樣的方式進行調溫。相鄰之下游側組與上游側組的自由輥80的溫差為50℃以下，最上游組的自由輥80在(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
在上述實施形態中，利用自由輥55、80將預熱室50、68、79內的薄膜路徑長度設定為較長。然而，如圖7所示，亦可為使用轉向桿(傳送方向變更組件)85來代替自由輥55、80之預熱部86。在該情況下，在轉向桿85上連接送風機87及溫度調節器88，以便向轉向桿85供給懸浮空氣。可以將懸浮空氣設定為，與預熱室84的預熱溫度相同的溫度或低於該溫度。另外，在圖6及圖7中，雖然預熱室79、89如圖4那樣具備送風機64及溫度調節器65，但省略了圖示。並且，與圖5的實施形態相同，亦可將預熱室79、89劃分成複數個區域而形成預熱區域，在該些各預熱室79、89的預熱區域設置送風機64以及溫度調節器65，對每一個預熱區域設定預熱溫度，使預熱溫度從入口側趨向出口側逐漸升高。並且，與圖6的實施形態的自由輥80相同，對每個各轉向桿85或按每一個組改變來自各轉向桿85的懸浮空氣的溫度，溫度從預熱室89的入口趨向出口逐漸升高。
[實施例]
作為薄膜15，使用纖維素醯化物薄膜並進行預熱、縱向拉伸及冷卻。在縱向拉伸部12藉由上游側低速輥組21與下游側高速輥組22進行1級縱向拉伸。作為前期製程裝置9使用薄膜送出機，從薄膜卷材引出薄膜15之後向預熱部11送出，作為後期製程裝置14使用薄膜捲取機，捲取薄膜15而作為薄膜卷材。如下改變條件進行了實驗：亦即將預熱溫度設為130℃，拉伸溫度設為150℃，縱向拉伸倍率設為1.5倍，拉伸長度設為300mm，冷卻溫度設為100℃，薄膜傳送速度設為2m/min，拉伸前薄膜寬度設為600mm，拉伸前薄膜厚度設為100μm，拉伸後薄膜寬度設為580mm，拉伸後的中央部均勻膜厚部(參閱圖2)的寬度W2設為480mm，針對50mm的壁厚部寬度WFS，從膜厚變化開始點P1到側邊緣方向的偏移量OS1設為15mm、10mm(=WFS×0.2)、0mm、-10mm、且沒有切斷兩側邊緣部15b。另外，作為膜厚變化開始點P1使用了拉伸後中央部的均勻膜厚超過拉伸前薄膜(原料薄膜)的膜厚不均而變大之點。拉伸前薄膜的膜厚不均為從膜厚最大值(Ftmax)減去膜厚最小值(Ftmin)之差，其值(Ftmax-Ftmin)為1.5μm。
將偏移量OS1設為10mm、0mm、-10mm時未產生擦傷和褶皺。並且，當沒有切斷兩側邊緣部15b和偏移量OS1為15mm的情況下未產生擦傷和褶皺。另外，當藉由顯微鏡觀察到之擦傷的寬度為0.05mm以上，深度為0.02mm以上時，評價為“產生(不良)”。若藉由目測可識別褶皺則評價為“產生”。

Claims (12)

  1. 一種拉伸薄膜的製造方法，該方法向傳送方向拉伸帶狀的由熱塑性樹脂薄膜構成之薄膜而製造拉伸薄膜，其中，前述拉伸薄膜的製造方法具備以下步驟：A步驟，藉由上游側低速輥和下游側高速輥向前述傳送方向拉伸前述薄膜，前述下游側高速輥在前述上游側低速輥的前述傳送方向的下游分開配置，並以高於前述上游側低速輥的圓周速度進行旋轉，前述上游側低速輥接觸前述薄膜而加熱前述薄膜；B步驟，藉由與經過前述A步驟之前述薄膜進行接觸之冷卻輥，對前述薄膜進行冷卻，其中前述冷却輥接續前述下游側高速輥配置；及C步驟，在前述A步驟和前述B步驟之間去除前述薄膜的寬度方向兩側邊緣部，其中前述兩側邊緣部是藉由設置在前述下游側高速輥與前述冷却輥之間的分切機去除，在前述A步驟中，前述上游側低速輥與前述下游側高速輥之間的薄膜長度除以拉伸前的薄膜寬度之縱向拉伸縱橫尺寸比為0.01以上且0.5以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之拉伸薄膜的製造方法，其中，在前述C步驟中，從前述寬度方向兩側邊緣部的膜厚開始變化之膜厚變化開始點到前述薄膜的兩側邊緣之寬度設為WFS時，從前述膜厚變化開始點朝向前述兩側邊緣，在WFS×0.2以內切斷薄膜寬度方向的中央部和兩側邊緣部，從而去除寬度方向兩側邊緣部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之拉伸薄膜的製造方法，其中，在前述A步驟中，將前述薄膜的玻璃化轉變溫度設為Tg時，藉由前述上游側低速輥，將前述薄膜加熱到(Tg-20)℃以上且(Tg+20)℃以下範圍內的拉伸溫度Te，並藉由前述下游側高速輥，將前述薄膜冷卻到(Tg-100)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之拉伸薄膜的製造方法，其中，該製造方法還具備以下步驟：D步驟，在前述A步驟之前，將前述薄膜預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之拉伸薄膜的製造方法，其中，在前述D步驟中，向預熱室內部供給加熱風而對前述薄膜進行預熱。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之拉伸薄膜的製造方法，其中，在前述D步驟中，改變前述薄膜的傳送方向，並且將前述薄膜架設於用於加長前述薄膜的路徑之複數個傳送方向變更組件而進行傳送。
  7. 一種薄膜拉伸設備，向傳送方向拉伸帶狀的由熱塑性樹脂構成之薄膜而製造拉伸薄膜，其中，前述薄膜拉伸設備具備：縱向拉伸部，藉由上游側低速輥與下游側高速輥的圓周速度差，向前述傳送方向拉伸前述薄膜，前述上游側低速輥接觸前述薄膜而加熱前述薄膜，前述下游側高速輥在前述傳送方向的前述上游側低速輥的下游分開配置，前述上游側低速輥與前述下游側高速輥之間的薄膜長度除以拉伸前的薄膜寬度之縱向拉伸縱橫尺寸比為0.01以上且0.5以下；冷卻部，藉由冷卻輥對前述薄膜進行冷卻，前述冷卻輥與來自前述縱向拉伸部的前述薄膜接觸，其中前述冷却輥接續前述下游側高速輥配置；及側邊緣部去除部，將前述薄膜的寬度方向兩側邊緣部藉由分切機從中央部進行切斷而去除，前述側邊緣部去除部配置於前述下游側高速輥與前述冷卻輥之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之薄膜拉伸設備，其中，將從前述寬度方向側邊緣部的膜厚開始變化之膜厚變化開始點到薄膜的兩側邊緣的寬度設為WFS時，前述側邊緣部去除部從前述膜厚變化開始點朝向薄膜的兩側邊緣，在WFS×0.2以內切斷薄膜寬度方向的中央部與兩側邊緣部，從而去除前述寬度方向兩側邊緣部。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之薄膜拉伸設備，其中，將前述薄膜的玻璃化轉變溫度設為Tg時，前述縱向拉伸部藉由前述上游側低速輥，將前述薄膜加熱到(Tg-20)℃以上且(Tg+20)℃以下範圍內的拉伸溫度Te，並藉由前述下游側高速輥，將前述薄膜冷卻到(Tg-100)℃以上且(Tg-5)℃以下範圍內。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之薄膜拉伸設備，其中，針對前述縱向拉伸部，在前述薄膜傳送方向上游側具有預熱部，前述預熱部將前述薄膜預熱至(Te-40)℃以上且(Tg-5)℃以下。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之薄膜拉伸設備，其中，前述預熱部具有預熱室和向前述預熱室內部供給加熱風之送風噴嘴，並藉由來自前述送風噴嘴的加熱風來對前述薄膜進行預熱。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之薄膜拉伸設備，其中，前述預熱部具有改變前述薄膜的傳送方向之複數個傳送方向變更組件，前述薄膜架設於前述傳送方向變更組件。
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