TWI651186B - 延伸膜的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種延伸膜的製造方法，包括：用夾具握持熱塑性樹脂膜的寬度方向的兩端部，而至少朝寬度方向進行延伸，得到延伸膜的第1步驟；將前述延伸膜的寬度方向的兩端部切縫後，使其通過驅動滾輪的第2步驟；以及進一步將通過驅動滾輪後的延伸膜的寬度方向的兩端部切縫的第3步驟。
Description
本發明係關於延伸膜的製造方法，更詳而言之，係有關於膜的寬度方向進行延伸(橫向延伸)後藉由將(slit)寬度方向的兩端部切縫而製造切縫加工的延伸膜的方法。
於液晶顯示裝置等的圖像顯示裝置，係使用例如偏光子、偏光子用保護膜、光學補償膜(相位差膜等)、防眩膜、抗反射膜等的熱塑性樹脂所構成的光學膜。於該等光學膜中，例如為了提高膜的韌性、賦予所期望的光學特性，而有在膜的寬度方向實施延伸處理(橫向延伸)者。
膜的橫向延伸，一般係用夾具握持膜的寬度方向的兩端部，供應予拉幅機(Tenter)等進行。通常為了除去因延伸時用夾具握持而成為未延伸狀態的部分，或者為了調整膜的寬度為所期望的大小，而以切縫(修剪)、除去橫向延伸的膜的寬度方向的兩端部，成為光學膜[例如日本特開2006-272616號公報(專利文獻1)及日本特開2010-036414號公報(專利文獻2)]。
專利文獻1：日本特開2006-272616號公報
專利文獻2：日本特開2010-036414號公報
剛用夾具握持寬度方向的兩端部橫向延伸後的膜，在夾具所握持的兩端部分為原本的厚度，另一方面延伸的部分變薄，由於如此的厚度差，寬度方向的兩端部及其附近(以夾具所握持的兩端部分及鄰接該等的內側區域)產生皺紋。而且，已知該厚度差並非遍及膜的傳送方向為均勻者，故延伸後到捲取為止的過程中會成為膜彎曲的要因。於是，在如此的皺紋及彎曲產生的狀態下將延伸膜的兩端部切縫時，因受到該皺紋影響，切縫後的膜的寬度無法遍及長度方向成為均勻者，膜寬度明顯地產生偏差。
本發明的目的，在於提供一種用夾具握持寬度方向的兩端部並於膜的寬度方向進行延伸(橫向延伸)後，藉由將寬度方向的兩端部切縫而製造切縫加工的延伸膜之方法，係可製造具有均勻的寬度之長條膜的方法。
為了達到上述目的之本發明，提供以下所示的延伸膜的製造方法。
[1]一種延伸膜的製造方法，包括：用夾具握持熱塑性樹脂膜的寬度方向的兩端部，而至少朝寬度方向進行延伸，得到延伸膜的第1步驟；將前述延伸膜的寬度方向的兩端部切縫後，使其通過驅動滾輪的第2步驟；以及進一步將通過驅動滾輪後的延伸膜的寬度方向的兩端部切縫的第3步驟。
[2]如[1]記載的延伸膜的製造方法，其中於前述第3步驟，係在對前述通過驅動滾輪後的延伸膜施加張力的狀態下，將寬度方向的兩端部切縫。
[3]如[1]或[2]記載的延伸膜的製造方法，更包括：將前述第3步驟後的延伸膜，藉由捲取裝置捲取的步驟。
[4]如[1]至[3]中任一項記載的延伸膜的製造方法，更包括：在前述第3步驟之前，於延伸膜貼合屏蔽膜的步驟。
[5]如[1]至[4]中任一項記載的延伸膜的製造方法，其中前述第1步驟中之寬度方向的延伸倍率為1.5倍以上。
[6]如[1]至[5]中任一項記載的延伸膜的製造方法，其中前述第1步驟所得之延伸膜的寬度方向的中央部的厚度為100μm以下。
[7]如[1]至[6]中任一項記載的延伸膜的製造方法，其中構成前述熱塑性樹脂膜的熱塑性樹脂為(甲基)
丙烯酸系樹脂或聚苯乙烯系樹脂。
根據本發明的方法，可連續製造具有均勻的寬度之長條的切縫加工延伸膜。
以下，詳述本發明。
本步驟，係將熱塑性樹脂膜的寬度方向的兩端部用夾具握持，而至少朝寬度方向進行延伸(橫向延伸)，得到延伸膜的步驟。熱塑性樹脂膜較理想為長條的膜。所謂長條的膜，係指膜的傳送方向的長度為100m以上的膜。於該情況，熱塑性樹脂膜例如從給料裝置連續地送出，沿著藉由引導滾輪、驅動滾輪等所建構的傳送路徑連續地傳送，以延伸裝置所配置的延伸處理區域，實施延伸處理。
構成熱塑性樹脂膜的樹脂的種類並無特別限制，藉由本發明的方法所得之切縫加工延伸膜，由於使用作為上述例示的光學膜較理想，故以可構成光學膜的熱塑性樹脂較理想。
具體而言，熱塑性樹脂膜係以具有透光性(較理想為光學透明)的熱塑性樹脂膜較理想。熱塑性樹脂的具體例係包括如鏈狀聚烯烴系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂的聚烯
烴系樹脂；如聚對苯二甲酸乙二酯的聚酯系樹脂；如甲基丙烯酸甲酯系樹脂的(甲基)丙烯酸系樹脂；如纖維素三乙酸酯、纖維素乙二酸酯的纖維素系樹脂；聚碳酸酯系樹脂；聚乙烯醇系樹脂；聚乙酸乙烯酯系樹脂；聚芳酯系樹脂；聚苯乙烯系樹脂；聚醚碸系樹脂；聚碸系樹脂；聚醯胺系樹脂；聚醯亞胺系樹脂；以及該等的混合物、共聚物。
再者，於本說明書，所謂「(甲基)丙烯酸」係指選自丙烯酸及甲基丙烯酸的至少一者。
其中，熱塑性樹脂膜包含(甲基)丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂時，因用夾具握持的部分的韌性低、對膜賦予高傳送張力時，在引導滾輪上該膜容易破裂，故剛延伸後的膜難以進行高張力的傳送。所以，剛延伸後的膜容易產生皺紋，而應用本發明的方法之好處大。
熱塑性樹脂膜的厚度，例如為30至400μm左右，較理想為50至200μm。
作為用夾具握持寬度方向的兩端部而於至少寬度方向進行延伸的方法，例如拉幅法。拉幅法係將膜的寬度方向的兩端部用夾具(夾頭)固定，一邊將該夾具的間隔於橫方向擴展，一邊於烤箱中延伸的方法。
本步驟的延伸處理，不只限於橫向延伸，亦可為縱方向(膜的長度方向)，亦可同時進行延伸或收縮的同時二軸延伸。同時二軸延伸，係於拉幅法，藉由一邊使夾具的間隔於橫方向擴展，亦於縱方向擴展收縮而進行。
拉幅法所使用的延伸機(拉幅延伸機)，通常
具有進行預熱步驟的區域、進行延伸步驟的區域及進行熱固定步驟的區域，具備可獨立地調節各區域的溫度之機制。
預熱步驟，係設置於延伸熱塑性樹脂膜的步驟前之步驟，為了延伸熱塑性樹脂膜而加熱至充分的溫度的步驟。預熱步驟的預熱溫度，於構成熱塑性樹脂膜的樹脂的相轉移溫度(玻璃轉移溫度或熔點)為T時，可為T-10℃至T+50℃左右。
延伸步驟係於至少寬度方向延伸熱塑性樹脂膜的步驟。延伸步驟的延伸溫度，可為T-10℃至T+50℃左右。寬度方向的延伸倍率，例如為1.2至4倍，較理想為1.5至3倍。該延伸倍率越大時，膜被握持的部分以及不被握持的部分的厚度差變大，於前述處會有容易產生皺紋的傾向，根據本發明，即使延伸倍率為1.5倍以上，甚至2倍以上，亦可得到具有均勻寬度的切縫加工延伸膜。延伸倍率，係由下述式：延伸倍率(倍)=(延伸後的長度)/(延伸前的長度)求得。此處所謂的長度，係指於橫向延伸時為膜的寬度。
熱固定步驟，係約略保持延伸步驟結束時之膜寬度的狀態下，使該膜通過烤箱內的指定溫度的區域之步驟。於熱固定步驟，可為從延伸步驟結束時，一邊縮小膜的寬度，一邊通過烤箱內的指定溫度的區域。熱固定步驟的膜的收縮寬度，例如為15%以下，更理想為5%以下。熱固定溫度，可為與延伸溫度相同程度或比其低的溫度。
本步驟所得之延伸膜的厚度，以寬度方向的中央部的厚度，例如為5至200μm左右，較理想為10至150μm，更理想為20至100μm。延伸部分的厚度越小，於前述處會有容易產生皺紋的傾向，根據本發明，寬度方向的中央部的厚度即使為100μm以下，甚至為80μm以下，亦可得到具有均勻寬度的切縫加工延伸膜。
於本步驟，首先將所得的延伸膜從夾具解開，較理想為一邊連續地沿傳送路徑傳送，一邊將寬度方向兩端部切縫除去。切縫係可使用剪切機(shear cutter)。
本發明的方法，進行共2次的切縫加工(本步驟及後述的第3步驟)，因可得到具有所期望的寬度的切縫加工延伸膜，故在本步驟切縫的兩端部的寬度(切縫寬度)係在切縫加工後的延伸膜並未達到所期望的寬度的程度之寬度，至少與延伸的部分比較，厚度跟原本同樣大的程度的部分，亦即至少夾具所握持的寬度方向的兩端部分，於本步驟被切縫。
一邊連續地傳送長條的延伸膜，由於連續地切縫其兩端部所生成的切縫的端部，可使用捲取裝置依序捲取。於該情況，為了安定地進行該長條的端部的傳送/捲取，上述切縫寬度，對單側端部為30mm以上300mm以下較理想，對單側端部為35mm以上200mm以下更理想。藉由將切縫寬度作成單側端部為35mm以上200mm
以下，從捲取裝置對切縫的端部施加張力時，對該端部的寬度方向可賦予均勻的張力，會有可將其安定地傳送的傾向。
而且，同樣地，後述第3步驟的第2次切縫加工中，於進行切縫端部之傳送/捲取時，為了容易地進行，本步驟的兩端部的切縫寬度，調整為比切縫後的膜的寬度之最終所期望的膜的寬度(第2次切縫加工後的膜的寬度)以60mm至600mm較理想，以70mm至400mm更理想。
切縫加工時的延伸膜的傳送速度，為了盡可能地保持切縫寬度固定，較理想為2至20m/分鐘，更理想為3至15m/分鐘。而且，因同樣的理由，膜的傳送速度盡可能在切縫加工間固定較理想，切縫加工間的傳送速度的變化以±1%的範圍較理想。延伸膜的傳送速度，可隔著旋轉編碼器，用旋轉速度計、雷射杜普勒(Doppler)型非接觸旋轉速度計等測定。
而且，切縫加工時施加於延伸膜的張力，為了盡可能地保持切縫寬度固定，較理想為5N/m至200N/m，更理想為30N/m至120N/m。而且，因同樣的理由，前述張力，盡可能在切縫加工間固定較理想，更理想為±5%的範圍。該張力，可藉由張力拾取滾輪所附帶的荷重傳感器檢測的方法、從滾輪的位移算出張力的方法等測定。於本發明，因驅動滾輪設置於後述的切縫步驟的下游側，藉由調整該驅動滾輪的旋轉速度，可容易地控制切縫加工時
的膜的傳送速度及張力保持為所期望的值。而且，亦可於驅動滾輪附近配置跳動滾輪，隔著跳動滾輪對膜加壓而調整張力。
然後，切縫加工的延伸膜係通過配置於傳送路徑的切縫步驟的下游側的驅動滾輪。上述切縫加工後的延伸膜，係延伸部分的厚度越小，傳送中越容易產生皺紋，而使用驅動滾輪施加上述張力即可消除皺紋，藉此，繼續藉由第3步驟，可得到具有均勻寬度的切縫加工延伸膜。驅動滾輪可於第2步驟的切縫加工與後述第3步驟的切縫加工的傳送路徑間設置複數個。
所謂驅動滾輪，係指直接或間接連接驅動源之可控制旋轉的滾輪，可賦予傳送膜用的驅動力及賦予被傳送的膜張力之旋轉自如的滾輪。本發明之驅動滾輪，具有控制該驅動滾輪的傳送路徑上的上游及/或下游側的膜的張力的功能。例如從上下可按壓膜的一對夾持滾輪中之至少一個可使用驅動滾輪。夾持滾輪的旋轉，可成為傳送膜的驅動力。藉由調整夾持滾輪的驅動滾輪的旋轉速度，可控制膜的傳送速度及施加於膜的張力。
而且，除了夾持滾輪以外，亦可使用一個膜的持有角度大的驅動滾輪，控制該驅動滾輪的上游及/或下游側的膜的張力。
驅動滾輪的其他例有貼合滾輪。貼合滾輪亦與夾持滾輪同樣地為包含旋轉自如的一對滾輪，惟可於一對滾輪間通過複數的膜(例如隔著接著劑的狀態下)，藉
由從上下按壓而貼合膜使用。如此包含一對滾輪的貼合滾輪中的至少一個係可使用驅動滾輪。貼合滾輪，其旋轉也可成為傳送膜的驅動力，藉由調整其旋轉速度，可控制膜的傳送速度及施加於膜的張力。
而且，作為驅動滾輪，亦可使用可控制旋轉的吸引滾輪(suction roll)。吸引滾輪係於外周面形成有多數的吸引孔，藉由從該吸引孔吸入空氣，可吸附接觸外周面的膜之旋轉自如的滾輪。吸引滾輪係與夾持滾輪或貼合滾輪不同，只支撐通過的膜的單面，因藉由上述的吸附，可防止膜與滾輪的滑動，因此滾輪的旋轉驅動力可傳導至吸附的膜，藉此，可一邊賦予膜張力一邊傳送膜。
相對於此，只負擔支撐行進的膜的任務，不能賦予傳送膜用的驅動力或不能賦予膜張力之引導滾輪(亦稱為自由滾輪)，並不包含於驅動滾輪。上述切縫步驟後，即使使引導滾輪通過亦難以消除皺紋，接著在第3步驟的切縫加工中會產生膜寬度的偏差。
本步驟，較理想為一邊沿傳送路徑連續地傳送，一邊進一步將通過驅動滾輪後的延伸膜的寬度方向的兩端部切縫而除去之步驟。藉由本步驟，可得到具有所期望的寬度之切縫加工延伸膜。切縫係適合使用剪切機。一邊連續地傳送長條的熱塑性樹脂膜，一邊依序進行第1至第3步驟而製造切縫加工延伸膜時，通常所得之切縫加工延伸膜藉
由捲取裝置依序捲取而成為膜捲。
根據上述驅動滾輪的下游側進行的本步驟的切縫加工，藉由上述驅動滾輪的按壓、吸引或又藉由上述驅動滾輪施加對膜的張力，因成為消除皺紋的狀態，可連續地製造具有均勻的寬度之長條的切縫加工延伸膜。
於本步驟，較理想為對切縫加工時(通過驅動滾輪後)的延伸膜施加張力的狀態下進行切縫加工，惟如此的張力，例如可藉由上述驅動滾輪及上述捲取裝置施加，更具體而言，可藉由包含驅動滾輪的夾持滾輪及上述捲取裝置施加。藉由控制配置於捲取裝置的磁粉離合器的轉矩，亦可控制包含驅動滾輪的夾持滾輪與捲取裝置之間的張力。但是，不限於該等，亦可於上述驅動滾輪的下游側、捲取裝置的上游側，設置另外的驅動滾輪，藉由該等驅動滾輪施加張力，同時在該等驅動滾輪之間進行切縫加工。
切縫加工時施加於延伸膜的張力，為了盡可能地保持切縫寬度固定、得到盡可能均勻的寬度的延伸膜，較理想為5N/m至120N/m，更理想為30N/m至100N/m。而且，因相同理由，上述張力在切縫加工間以盡可能固定較理想。
而且，切縫加工時之延伸膜的傳送速度，為了盡可能地保持切縫寬度固定、得到盡可能均勻的寬度的延伸膜，較理想為3至20m/分鐘，更理想為5至15m/分鐘。而且，因同樣的理由，膜的傳送速度盡可能在切縫
加工間固定較理想，切縫加工間的傳送速度的變化為±1%的範圍較理想。切縫加工時之延伸膜的傳送速度及張力，可藉由驅動滾輪、捲取裝置的旋轉速度容易地控制。
可於傳送路徑的捲取裝置的上游側設置累加器。累加器係藉由累積傳送來的膜，暫時停止其更下游側的膜傳送用的裝置。於設置如此累加器時，本步驟的切縫加工係在累加器的上游側進行。
供應予第1步驟的熱塑性樹脂膜，可為在第1步驟前，於膜的長度方向經縱向延伸處理者。縱向延伸處理，係可列舉例如：一邊使其通過有距離設置的2個夾持滾輪間的烤箱，一邊藉由該等2個夾持滾輪間的轉速差而進行縱向延伸之滾輪間延伸；藉由通過表面加熱的熱滾輪及與熱滾輪的轉速不同的引導滾輪(或可為熱滾輪)，因與熱滾輪接觸而產生的加熱狀態下進行縱向延伸的熱滾輪延伸；壓縮延伸；使用夾具的延伸等。
縱向延伸處理中，與橫向延伸處理同樣，可設置預熱步驟及熱固定步驟。縱向延伸的延伸倍率，無特別限制，例如為1.2至4倍，較理想為1.5至3倍。
如上述，一邊連續地傳送長條的熱塑性樹脂膜，一邊
依序進行第1至第3步驟而製造切縫加工延伸膜時，通常所得之切縫加工延伸膜，藉由捲取裝置依序捲取成為膜捲。所得之膜捲，因膜的寬度均勻地橫跨長度方向，故端面整齊，外觀佳。
於第3步驟前，亦可設置屏蔽膜貼合於延伸膜的步驟。所謂屏蔽膜，也有稱為保護膜或表面保護膜，係保護延伸膜的表面用的膜。
屏蔽膜，通常由包含熱塑性樹脂的膜之單面設置黏著層所構成。隔著該黏著層，屏蔽膜貼合於延伸膜的表面。熱塑性樹脂，例如可為如聚乙烯的聚乙烯系樹脂、如聚丙烯的聚丙烯系樹脂、如聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯的聚酯系樹脂等。
屏蔽膜的貼合，因屏蔽膜貼合於延伸膜而厚度增加，及可對延伸膜施加高的張力，而可減少傳送中的皺紋，故以在第3步驟的切縫更上游側進行較理想。於該情況，為了貼合屏蔽膜，可將貼合滾輪的至少一個作為上述驅動滾輪使用。
以下，顯示實施例以更具體地說明本發明，但本發明不限於該等例。
將玻璃轉化溫度Tg為108℃的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯(重量比94/6)的顆粒投入擠出機，從設定溫度270℃的T型模頭擠出。擠出的膜狀熔融樹脂的兩面，用溫度設定為110℃的一對研磨滾輪夾住而冷卻，得到成為膜捲之厚度120μm、寬度1000mm的長條未延伸膜。
然後，從膜捲持續地送出未延伸膜而連續地傳送，使其依序通過預熱區域(預熱溫度：110℃)、延伸區域(滾輪間延伸、延伸溫度：120℃)、熱固定區域(熱固定溫度：120℃)，得到成為膜捲之厚度(寬度方向的中央部的厚度)93μm、寬度720mm的長條的縱向延伸膜。該縱向延伸的延伸倍率為1.8倍。
然後，從膜捲持續地送出縱向延伸膜而連續地傳送，使其依序通過預熱區域(預熱溫度：120℃)、延伸區域(延伸溫度：120℃)、熱固定區域(熱固定溫度：120℃)，得到成為厚度(寬度方向的中央部的厚度)45μm、寬度1400mm的長條的逐次二軸延伸膜。延伸區域的橫向延伸，係從膜的寬度方向之兩端部20mm的部分用夾具握持，供應予拉幅延伸機，藉由夾具間隔於橫方向擴展而進行。該橫向延伸的延伸倍率為2.0倍。
一邊繼續連續地傳送所得之逐次二軸延伸膜，一邊將該膜的兩端部，使用剪切機，在各50mm的寬度切縫，將膜的寬度修剪為1300mm。切縫加工時的膜的傳送速度、張力分別為3m/分鐘、80N/m。
一邊繼續連續地傳送切縫加工後的逐次二
軸延伸膜，一邊通過夾持滾輪(一滾輪成為驅動滾輪。於實施例2也相同)後，將該膜的兩端部，使用剪切機，在各150mm的寬度切縫，將膜的寬度修剪為1000mm，用捲取機捲取，得到膜捲。切縫加工時的膜的傳送速度、張力，分別為3m/分鐘、100N/m。
觀察所得之膜捲的端面時，並無特別突出部分而為平坦狀，端面整體約在±0.5mm的範圍內均勻整齊。
除了第1次的切縫加工後，使逐次二軸延伸膜通過夾持滾輪後，在第2次切縫加工前，使逐次二軸延伸膜通過貼合滾輪時，自黏系保護膜之「TORAYTEC」(東麗(Toray)膜加工(股))與逐次二軸延伸膜重疊通過以外，與實施例1同樣進行，得到附有屏蔽膜的逐次二軸延伸膜所構成的膜捲。觀察所得之膜捲的端面時，並無特別突出部分而為平坦狀，端面整體約在±0.5mm的範圍內均勻整齊。
與實施例1同樣地製作逐次二軸延伸膜後，將該膜的兩端部，使用剪切機，在各200mm的寬度切縫，將膜的寬度修剪為1000mm。切縫加工時的膜的傳送速度、張力，分別為3m/分鐘、80N/m。該切縫加工後的逐次二軸延伸膜不通過夾持滾輪，且不進行第2次的切縫加工，而直接
以捲取機捲取，成為膜捲。觀察所得之膜捲的端面時，並不均勻整齊，確認有1mm以上的突出部分。
Claims (7)
- 一種延伸膜的製造方法，包括：用夾具握持熱塑性樹脂膜的寬度方向的兩端部，而至少朝寬度方向進行延伸，得到延伸膜的第1步驟；將前述延伸膜的寬度方向的兩端部切縫後，使其通過驅動滾輪的第2步驟；以及進一步將通過驅動滾輪後的延伸膜的寬度方向的兩端部切縫的第3步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之延伸膜的製造方法，其中於前述第3步驟，係在對前述通過驅動滾輪後的延伸膜施加張力的狀態下，將寬度方向的兩端部切縫。
- 如申請專利範圍第1項所述之延伸膜的製造方法，更包括：將前述第3步驟後的延伸膜，藉由捲取裝置捲取的步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之延伸膜的製造方法，更包括：在前述第3步驟之前，於延伸膜貼合屏蔽膜的步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之延伸膜的製造方法，其中前述第1步驟中之寬度方向的延伸倍率為1.5倍以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之延伸膜的製造方法，其中前述第1步驟所得之延伸膜的寬度方向的中央部的厚度為100μm以下。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之延伸膜的製造方法，其中構成前述熱塑性樹脂膜的熱塑性樹脂為(甲基)丙烯酸系樹脂或聚苯乙烯系樹脂。
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