TWI664133B - Film manufacturing method and film stretching device - Google Patents

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TWI664133B
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吉田龍平
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日商富士軟片股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種減小橫延伸後的膜的波形變形的影響而不會產生剪裁不良的膜製造方法及膜延伸裝置。將長條的膜12一面搬送一面沿寬度方向延伸而製造成40 μm以下的厚度。在延伸步驟中,藉由夾具50把持膜12的兩側部而將其沿寬度方向延伸。在剪裁步驟中,藉由切割刀片75將膜12的由夾具50把持的兩側部切離。在傳送輥搬送步驟中,將延伸步驟中兩側部的把持已釋放的膜12捲繞於第2傳送輥72及第3傳送輥73而進行搬送。膜12向第2傳送輥72、第3傳送輥73的總捲繞角度設為90°以上。藉由第2傳送輥72、第3傳送輥73而緩和膜12的波形變形,抑制剪裁不良。

Description

膜製造方法及膜延伸裝置
本發明是有關於一種製造膜(film)的膜製造方法及膜延伸裝置。
帶狀的熱塑性樹脂膜是藉由沿搬送方向(縱向)或寬度方向(橫向)延伸而被製成所期望的厚度的薄型膜。另外,可藉由延伸而表現面內延遲(in-plane retardation)(Re)或厚度方向的延遲(Rth)。藉由此種特性而將熱塑性樹脂膜用於例如液晶顯示裝置的相位差膜等光學用途。
在藉由向橫向的延伸(以下,稱為橫延伸)而製造薄型膜的情況下,例如在日本專利特開2013-63569號公報中,為了切下由延伸時的夾具(clip)引起的把持痕跡,藉由切割機(slitter)將膜的兩側部自膜製品部切離。
另外,在橫延伸後,如例如日本專利特開2010-162740號公報所示,有時會因由橫延伸後的鬆弛所產生的皺折(褶皺)而導致在捲取時產生膜發生斷裂等不良情況。因此,在日本專利特開2010-162740號公報中所記載的膜製造方法中,使用擴幅輥(expander roll)或多張力輥(multi tension roll)等,消除在搬送方向上長長地產生的皺折或寬度方向的鬆弛。
且說,最近的液晶顯示裝置被要求輕量、薄型、高品質,所使用的膜亦要求例如約40 μm以下程度的薄且高品質的膜。若利用已有的延伸設備製造此種薄型膜,則有時會在膜的側部沿搬送方向產生長的波形變形的面狀不均。此種波形變形若經過其後的膜乾燥或膜捲取等,則會變得更明顯而成為問題。另外,在藉由切割機剪裁膜而將兩側部自本體部分、例如所述膜製品部切離時,有受到波形變形的影響而產生剪裁不良的情況。
如日本專利特開2010-162740號公報(說明書段落0015)般,在使用擴幅輥或多張力輥等的情況下,有即便在膜的寬度方向上局部地改變張力(tension),亦無法將波形變形完全去除的問題。另外,所述擴幅輥或多張力輥由於使張力作用於寬度方向,故而會擔憂產生由在擴幅輥或多張力輥上使膜沿寬度方向滑動引起的傷痕、或因由在寬度方向上捲繞直徑不同的輥(roll)引起的圓周速度差所致的傷痕。
因此,本發明的目的在於提供一種在將薄型膜進行橫延伸後將兩側部連續地切離的剪裁時,減小波形變形的影響而不會產生剪裁不良的膜製造方法及膜延伸裝置。
本發明的膜製造方法包括延伸步驟(step)(A步驟)、剪裁步驟(B步驟)、及傳送輥(pass roller)搬送步驟(C步驟),且將長條的熱塑性樹脂膜一面搬送一面沿寬度方向延伸而製造厚度為40 μm以下的膜。A步驟是藉由把持部把持熱塑性樹脂膜的兩側部而將其沿寬度方向延伸。B步驟是藉由切割刀片將熱塑性樹脂膜的由把持部把持的兩側部切離。C步驟是將A步驟中兩側部的把持已釋放的熱塑性樹脂膜捲繞於在搬送方向上隔開配置的2根以上的傳送輥上而向切割刀片搬送。向傳送輥的總捲繞角度為90°以上。
較佳為A步驟是將熱塑性樹脂膜的寬度擴至1.07倍以上。
較佳為自利用把持部的熱塑性樹脂膜的把持釋放位置至切割刀片為止的熱塑性樹脂膜的搬送路徑長度為1.0 m以上。
較佳為把持部為夾持熱塑性樹脂膜的兩側部的夾具。
較佳為熱塑性樹脂膜為醯化纖維素膜。
本發明的膜延伸裝置包括拉幅機(tenter)、切割刀片、及2根以上的傳送輥,且將長條的熱塑性樹脂膜一面搬送一面沿寬度方向延伸而製造厚度為40 μm以下的膜。拉幅機是藉由把持部把持熱塑性樹脂膜的兩側部而將其沿寬度方向延伸。切割刀片是將熱塑性樹脂膜的由把持部把持的兩側部切離。2根以上的傳送輥是在自利用把持部的兩側部的把持釋放位置至切割刀片之間隔開配置。2根以上的傳送輥上的熱塑性樹脂膜的總捲繞角度為90°以上。
較佳為拉幅機將熱塑性樹脂膜的寬度擴至1.07倍以上。
根據本發明,可抑制橫延伸後的熱塑性樹脂膜的波形變形的影響,而不會產生剪裁不良。
關於所述目的、優點,藉由參照隨附圖式,閱讀較佳實施例的詳細說明,而可使業者容易地理解。
藉由本發明而製造的膜中的樹脂是透明的熱塑性樹脂(聚合物(polymer))。在本實施方式中,使用醯化纖維素作為熱塑性樹脂。
在醯化纖維素中,在使用如醯基對纖維素的羥基的取代度滿足下述式(1)~式(3)的TAC(三醋酸纖維素)的情況下,本發明亦特別有效。在式(1)~式(3)中,A及B表示醯基對纖維素的羥基中的氫原子的取代度,A為乙醯基的取代度,B為碳原子數為3~22的醯基的取代度。此外,醯化纖維素的總醯基取代度Z是由A+B所求出的值。 (1) 2.7≦A+B≦3.0 (2) 0≦A≦3.0 (3) 0≦B≦2.9
另外,代替TAC或除TAC以外使用如醯基對纖維素的羥基的取代度滿足下述式(4)的DAC(二醋酸纖維素)的情況下,本發明亦特別有效。 (4) 2.0≦A+B<2.7
就延遲的波長分散性的觀點而言,較佳為滿足式(4),且DAC的乙醯基的取代度A、及碳數3以上且22以下的醯基的取代度的合計B滿足下述式(5)及式(6)。 (5) 1.0<A<2.7 (6) 0≦B<1.5
構成纖維素的經β-1,4鍵結的葡萄糖單元在2位、3位及6位上具有游離的羥基(hydroxyl group)。醯化纖維素是藉由碳數2以上的醯基將該些羥基的一部分或全部酯化而成的聚合體(聚合物)。醯基取代度意指針對2位、3位及6位各者,纖維素的羥基經酯化的比例(將100%的酯化的情況設為取代度1)。
圖1的溶液製膜設備10是用以自濃液(dope)11製造長條的醯化纖維素膜(以下,簡稱為「膜」)12的設備。濃液11是聚合物溶解於溶劑而成的溶液。溶液製膜設備10自上游側起依序包括流延裝置14、包含拉幅機15及切割機(切除裝置)16的膜延伸裝置17、乾燥室18、冷卻室19、及捲取裝置20。
流延裝置14是用以由濃液11形成包含溶劑的狀態的膜12的裝置。流延裝置14在與外部空間隔開的腔室(chamber)36中包括帶(belt)30、流延模(casting die)31、支承輥(backup roll)33、及剝取輥35。流延模31朝向帶30而使濃液11流出。帶30是形成為環狀的環形流延支持體,架設於一對支承輥33上。
一對支承輥33的至少任一者具有驅動部(未圖示),藉由該驅動部而以軸33a為中心進行旋轉。藉由該旋轉而使架設於周面的帶30沿長度方向搬送。朝向所搬送的帶30的周面而自流延模31流出濃液11,藉此在帶30的周面上流延濃液11而成為流延膜32。自流延模31至帶30,形成包含濃液11的液珠(bead)。在支承輥33的旋轉方向上的液珠的上游包括藉由抽吸空氣而將液珠的上游側區域(area)減壓的腔室(未圖示)。
各支承輥33是藉由溫調機33b而控制周面的溫度。在支承輥33的內部形成有供導熱介質流動的流路。溫調機33b調整導熱介質的溫度,且在與支承輥33之間使導熱介質循環。藉由調整支承輥33的周面溫度,而經由帶30控制流延膜32的溫度。例如,在使流延膜32冷卻固化(凝膠化)的所謂的冷卻流延的情況下,溫調機33b將導熱介質冷卻,且將經冷卻的導熱介質送入至支承輥33。藉由例如連續地進行該送入,導熱介質在支承輥33的內部的流路循環並返回至溫調機33b。在使流延膜32乾燥固化的所謂乾燥流延的情況下,溫調機33b例如對支承輥33進行加熱。
此外,流延支持體並不限定於帶30。例如,亦可代替帶30而使用沿圓周方向旋轉的滾筒(drum)(未圖示)作為流延支持體。在乾燥流延的情況下,多使用帶30,在冷卻流延的情況下,多使用滾筒。在使用滾筒作為流延支持體的情況下,藉由使導熱介質通過滾筒的內部,而調整滾筒的周面的溫度,通過該滾筒而控制流延膜32的溫度。
剝取輥35是用以將自帶30剝取流延膜32的剝取位置保持為固定的輥,以軸方向與支承輥33的軸方向成為平行的方式配置。藉由將膜12沿搬送方向Z1拉伸,剝取輥35以周面支持該膜12,而將流延膜32在預定位置自帶30剝離。藉由該連續剝取而使膜12形成為長條。
在流延裝置14的內部包括使自濃液11、流延膜32、膜12的各者蒸發而成為氣體的溶劑冷凝的冷凝器(condenser)。將利用該冷凝器液化的溶劑導引至配置於腔室36的外部的回收裝置,利用該回收裝置加以回收。此外,省略冷凝器與回收裝置的圖示。
藉由輥40將膜12自流延裝置14向膜延伸裝置17的拉幅機15導引。拉幅機15是藉由以多個夾具(把持部)50對膜12的各側部12b(參照圖2)進行夾持(把持)而加以保持的所謂鋏布式拉幅機(clip tenter),夾具50在預定軌道移行。藉由夾具50的移行而搬送膜12。
如圖2所示,拉幅機15包括包圍膜12的搬送路徑且將該搬送路徑及周邊與外部空間隔開的腔室43。此外,在以下說明中,僅記為「搬送路徑」時,意指膜12的搬送路徑。腔室43自搬送方向Z1的上游側起依序分為預熱區域45、延伸區域46、冷卻區域47,針對每一區域送出經溫度控制的乾燥空氣。
拉幅機15包括:夾具50、軌(rail)51、軌52、鏈條(chain)53、鏈條54、作為空氣流出部的導管(參照圖3)55、及空氣供給部56。夾具50把持膜12的側部12b。軌51、軌52是導引夾具50的移行的軌,設置於膜12的搬送路徑的兩側。空氣供給部56向導管55送入預定條件的乾燥空氣。導管55使乾燥空氣流出而使膜12乾燥。
多個夾具50以預定的間隔安裝於鏈條53、鏈條54。該鏈條53、鏈條54分別安裝於軌51與軌52,沿軌51、軌52自由移動。鏈條53、鏈條54嚙合於配置於預熱區域45的上游側的轉動輪(turn wheel)57、及配置於冷卻區域47的下游端的鏈輪(sprocket)58。藉由鏈輪58旋轉,而使鏈條53、鏈條54連續移行。藉由鏈條53、鏈條54的移行,而使夾具50沿軌51、軌52移動。
在預熱區域45的上游側設置有使夾具50開始膜12的側部12b的把持的把持起始構件64。另外,在冷卻區域47的下游側設置有使夾具50解除膜12的側部12b的把持的把持解除構件65。藉此,膜12在預熱區域45的上游側的把持起始位置PA由夾具50把持,藉由使夾具50沿軌51、軌52移動而向長度方向搬送,依序通過預熱區域45、延伸區域46、及冷卻區域47。在通過預熱區域45~冷卻區域47的期間內,膜12在預熱區域45~冷卻區域47被實施預定的處理,在冷卻區域47的下游側的把持釋放位置PB被解除利用夾具50的把持。
軌51與軌52以預定的軌寬相互隔開。該軌寬可藉由未圖示的軌移動機構而進行調節,可藉由變更軌寬而變更延伸倍率。軌寬在預熱區域45固定為寬度W1。藉此,在預熱區域45,膜12在寬度受到限制的狀態下一面保持固定的寬度一面被搬送。
延伸區域46是用以進行延伸處理(延伸步驟)的區域,隨著朝向搬送方向Z1、即下游而軌寬逐漸變寬。藉此,在延伸區域46,將膜12一面搬送一面沿寬度方向Z2延伸(橫延伸)而使寬度擴寬。具體而言,在將導入至延伸區域46的膜12的寬度設為W1、將導出延伸區域46的膜12的寬度設為W2時,藉由調整在延伸區域46的軌寬,而使由W2/W1求出的延伸倍率成為例如1.01倍以上且5.0倍以下。
冷卻區域47是用以進行冷卻處理(冷卻步驟)的區域,軌寬設為固定。藉此,在冷卻區域47,將膜12在將寬度以W2保持為固定的狀態下搬送。此外,關於預熱區域45及冷卻區域47中的軌寬的所述「固定」無需嚴格,可為自上游至下游使軌寬少許變化至可謂以寬度W1、寬度W2計分別大致固定(例如2%以內的變化)的程度的形態。
如圖3所示,導管55是以與膜12的搬送路徑的間隔成為大致固定的方式設置於搬送路徑的上方。在導管55的下部形成有在膜12的寬度方向Z2上延伸的狹縫(slit)上的吹出口61,吹出口61沿搬送方向Z1設置有多個。在膜12的搬送路徑的下方亦以與搬送路徑的間隔成為大致固定的方式設置有具有與導管55相同構成的導管,但省略圖示。在搬送路徑的下方的導管(未圖示)中,各吹出口是形成於上部。此外,搬送方向Z1與寬度方向Z2正交。
導管55的內部藉由多個間隔板62劃分為例如第1供氣室55a~第3供氣室55c。在本實施方式中,如圖3所示,將第1供氣室55a~第3供氣室55c的吹出口61分別設為多個。具體而言,第1供氣室55a的吹出口61為2個,第2供氣室55b、第3供氣室55c的吹出口61分別為3個,但第1供氣室55a~第3供氣室55c的各者的吹出口61的數量並不限定於此。另外,雖省略圖示,但亦可在各吹出口61之間設置排氣口或排氣槽等。
空氣供給部56向導管55的第1供氣室55a~第3供氣室55c供給乾燥空氣。空氣供給部56包括獨立控制分別供給至第1供氣室55a~第3供氣室55c的各乾燥空氣的溫度的溫調機(未圖示)。藉由該溫調機調節為預定溫度的乾燥空氣分別經由第1供氣室55a~第3供氣室55c而向預熱區域45、延伸區域46、冷卻區域47供給。此外,第1供氣室55a~第3供氣室55c內的溫度可為固定,或者亦可進而將溫度區域在膜12的搬送方向Z1上加以細分。
藉由自第1供氣室55a的乾燥空氣的供給而將膜12在進入延伸區域46之前預先加熱。藉由利用該預熱區域45的加熱而迅速開始在延伸區域46的延伸,在延伸區域46的延伸時,對膜12在寬度方向Z2上賦予更均勻的張力。
在拉幅機15的延伸步驟中,較佳為在將膜12的溫度保持為例如140℃以下的狀態下將膜12沿寬度方向Z2延伸。延伸倍率可在1.01倍以上且5.0倍以下的範圍內任意地設定。在本實施方式中,延伸倍率為1.07倍以上且5.0倍以下,較佳為1.07倍以上且2.00倍以下。
在通過拉幅機15的期間內對膜12進行乾燥。在該拉幅機15中,較佳為藉由進行膜12的乾燥,而將膜12的殘留溶劑量設為例如3質量%以上且20質量%以下的範圍內。本說明書中的殘留溶劑量是指在將應求出殘留溶劑量的測定對象的膜12的質量設為X、將使該膜12完全乾燥後的質量設為Y時,由{(X-Y)/Y}×100求出的所謂乾量基準的值。此外,所謂「完全乾燥」無需使溶劑的量嚴格為0(零)。例如,只要將在140℃下對測定對象的膜12進行3小時乾燥處理後的質量設為Y即可。
配置於拉幅機15的下游的切割機16包括:第1傳送輥71~第4傳送輥74、及切割刀片75,進行剪裁(剪裁步驟)。第1傳送輥71~第4傳送輥74是在搬送方向Z1上自上游側朝向下游側隔開配置,並藉由該些第1傳送輥71~第4傳送輥74搬送膜12(傳送輥搬送步驟)。第1傳送輥71~第3傳送輥73是配置於較切割刀片75更上游,第4傳送輥74是配置於較切割刀片75更下游。
配置於較切割刀片75更上游的第1傳送輥71~第3傳送輥73中,在至少2根捲繞有膜12,且將總捲繞角度設為90°以上。總捲繞角度是在配置於較切割刀片75更上游的多個傳送輥的各者上的捲繞角度(餘面角度(lap angle))的總和,該例中,為在第1傳送輥71~第3傳送輥73的各者上的捲繞角度(餘面角度)的總和。即,在將第1傳送輥71上的捲繞角度設為θ71、將第2傳送輥72上的捲繞角度設為θ72、將第3傳送輥73上的捲繞角度設為θ73時,總捲繞角度是由θ71+θ72+θ73的算出式求出。此外,捲繞角度在如圖1般自側方觀察傳送輥時,為由周面中捲繞有膜12的捲繞區域與剖面圓形的中心形成的扇形的中心角。
在本實施方式中,第1傳送輥71自下方支持自拉幅機15導出的膜12。如此,第1傳送輥71是為了水平地維持搬送路徑而設置,第1傳送輥71的上游與下游的搬送路徑的方向相同。即,第1傳送輥71上的膜12的捲繞角度θ71為0°。但是,亦可藉由第1傳送輥71而使搬送路徑的方向變化,該情況下,將膜12捲繞於第1傳送輥71,使第1傳送輥71的上游與下游的搬送路徑的方向互不相同。即,如此在使搬送路徑的方向變化的情況下,使膜12對第1傳送輥71的捲繞角度θ71大於0°。此外,即便在如水平地維持搬送路徑般設置有第1傳送輥71的情況下,有時亦會因膜12的自身重量的影響而與第1傳送輥71的接觸不成為線接觸而成為面接觸,從而將膜12捲繞於第1傳送輥71,但為了如此般水平地維持搬送路徑而自下方支持膜12的情況下,將膜12對傳送輥的捲繞角度視為0°。
膜12是捲繞於第2傳送輥72與第3傳送輥73,捲繞角度θ72與捲繞角度θ73分別大於0°。如上所述,由於將捲繞角度θ71設為0°,故而該例中,以總捲繞角度成為90°以上的方式,將膜12對第2傳送輥72及第3傳送輥73的捲繞角度(餘面角度)的和設為90°以上,藉此自側面觀察膜12的搬送路徑(路徑(path))形狀被折返為Z字狀。即,在本實施方式中,總捲繞角度是捲繞於第2傳送輥72與第3傳送輥73的膜12的捲繞角度的和。在第1傳送輥71上亦捲繞有膜12的情況下,θ71亦成為總捲繞角度的算出對象。此外,Z字狀中,除折返部分為銳角(小於90°)的原本的Z形狀以外,亦包含鈍角(90°以上且小於180°)的大致Z形狀。
在本實施方式中,配置於較切割刀片75更上游的傳送輥是設為第1傳送輥71~第3傳送輥73,但並不限定於該根數。在根數為2的情況下,在該2根傳送輥的兩者捲繞膜12,且將總捲繞角度設為90°以上。另外,在根數為4以上的情況下,在至少2根傳送輥捲繞膜12並將總捲繞角度設為90°以上,如此成為總捲繞角度的對象的傳送輥的根數亦可為3根以上。
如上所述,以搬送路徑(路徑)形狀折返為Z字狀的方式,將第2傳送輥72配置於膜12的自帶30剝取所得的剝取面側,將第3傳送輥73配置於與剝取面相反側的反剝取面側。如此,更佳為捲繞有膜12的傳送輥呈鋸齒狀地配置於搬送路徑上。
在第3傳送輥73與第4傳送輥74之間配置切割刀片75。切割刀片75使用雷射刀片(laser blade)或山形刀片(gable blade)等,將膜12的各側部12b沿搬送方向Z1連續地切割。藉此,進行自成為膜12的製品部的中央部12a切離各側部12b的膜12的剪裁(剪裁步驟),將由拉幅機15上的夾具50引起的保持痕跡去除。
自拉幅機15的把持釋放位置PB至切割刀片75為止的膜12的搬送路徑的長度(以下,稱為搬送路徑長度)L1為1.0 m以上。該搬送路徑長度L1是在其間具有第1傳送輥71~第3傳送輥73的情況下的長度。此外,關於圖2所示的搬送路徑長度L1,在俯視的關係下看似為把持釋放位置PB與切割刀片75的距離,但並非該距離,而是彎折成Z字狀的搬送路徑的長度、即圖1中沿搬送方向Z1的長度。
在切割刀片75的下游側配置第4傳送輥74。第4傳送輥74旋轉支持切離所得的各側部12b,將各側部12b送至側部送風裝置78。側部送風裝置78如眾所周知般將連續送來的各側部12b切割得細小而製成晶片(chip),藉由抽吸風送至未圖示的回收裝置。此外,亦可在切割刀片75的下游且第4傳送輥74的上游位置、或第4傳送輥74的下游位置設置省略圖示的第5傳送輥,朝向例如上方變更切去了各側部12b的膜12的搬送路徑。
乾燥室18中包括多個以周面支持膜12的輥80。該些多個輥80中有沿圓周方向旋轉的驅動輥,藉由該驅動輥的旋轉而搬送膜12。對乾燥室18供給經加熱的乾燥空氣。藉由使膜12通過該乾燥室18,而將膜12進一步乾燥。
對冷卻室19供給室溫的乾燥空氣。所謂室溫是指15℃以上且30℃以下的範圍內的溫度。藉由使膜12通過該冷卻室19,而使膜12降溫。溫度降低的膜12是自冷卻室19導引至捲取裝置20而捲取於卷芯82。
其次,對所述構成的作用進行說明。自拉幅機15導出且夾具50的把持已釋放的膜12會因由延伸引起的殘留應力或降溫而收縮。此時,對於膜12,因由搬送引起的張力而使張力作用於搬送方向Z1,但藉由夾具50的把持釋放而在寬度方向Z2上張力消失而成為自由的狀態,因此產生在搬送方向Z1上延伸的波形變形。在產生該波形變形的狀態下藉由切割刀片75將膜12的兩側部12b自中央部12a切離的情況下,因波形變形而產生剪裁不良。若產生剪裁不良,則會在下一步驟的側部送風裝置78產生側部12b的堵塞,因此亦有停止生產線的情況。該情況下,再次需要用於流延步驟等的啟動的各種作業,浪費時間與原料。
在所述構成中,自拉幅機15導出的膜12經由第1傳送輥71~第3傳送輥73而送至切割刀片75,將膜12的兩側部12b自中央部12a切離。在本實施方式中,使膜12通過3個第1傳送輥71~第3傳送輥73,該些之中,將膜12捲繞於第2傳送輥72與第3傳送輥73並將總捲繞角度設為90°以上,因此波形變形在通過第2傳送輥72、第3傳送輥73的期間內得以緩和,在利用切割刀片75將兩側部12b切離時,波形變形的影響變少,可順利地將兩側部12b切離。
捲繞有膜12的第2傳送輥72與第3傳送輥73呈鋸齒狀地配置於搬送路徑上,藉此波狀變形進一步得以緩和,因此兩側部12b的切離變得更順利。
在本實施方式中,使用鋏布式拉幅機作為拉幅機15,亦可使用針梳拉幅機(pin tenter)代替鋏布式拉幅機。該情況下,亦藉由使用切割機16將各側部12b切離而將由針(pin)引起的保持痕跡去除。針梳拉幅機具有在膜12的側部12b貫通保持多個針的針板(pin plate),藉由使該針板在預定軌道移行而搬送膜12。在使用針梳拉幅機作為拉幅機15的情況下,亦較佳為與使用鋏布式拉幅機的情況同樣地,進行膜12的乾燥,藉此使膜12的殘留溶劑量成為例如20質量%以下的範圍內。
此外,亦可在切割機16的下游側視需要設置省略圖示的第2拉幅機。第2拉幅機是用於藉由特定的延伸圖案(pattern)而變更光學特性的情況等。該第2拉幅機亦可藉由與第1拉幅機15同樣地設置切割機16,抑制膜12的波形變形的影響而進行剪裁。
在使用TAC作為聚合物的情況下,膜12較佳為包含TAC的單層構造。相對於此,在使用DAC作為聚合物的情況下,膜12較佳為多層構造。較佳的多層構造是在包含DAC的層的一面設置有包含TAC的層的構造。更佳的多層構造是在包含DAC的層的一面及另一面分別設置有包含TAC的層的構造。具有此種包含DAC的層的多層構造的光學膜較佳為利用溶液製膜方法而製作,較佳為利用同時共流延或逐次流延而製作。同時共流延的情況下的流延模31為周知的多歧管模頭(multi-manifold die)。亦可組合使用進料塊(feed-block)與單歧管模頭(single-manifold die)代替多歧管模頭。進料塊使供給而來的多種濃液在內部合流,將經合流的液流送至單歧管模頭。
所述實施方式是在溶液製膜過程中將膜12沿寬度方向Z2延伸的情況,但本發明並不限定於該形態。例如,在將暫且製造的熱塑性樹脂膜沿寬度方向Z2延伸的所謂離線(off-line)延伸的情況下,亦可使用切割機16將膜12的兩側部12b自中央部12a切離。
膜12是用作光學膜。具體而言,膜12可尤佳地用作用於偏光板且對來自光源的光進行光學補償的相位差膜。其中,作為垂直配向(Vertical Alignment,VA)用相位差膜或共面切換(In-Plane Switching,IPS)用相位差膜特別有效。 [實施例]
首先,製作醯基的取代度為2.81的醯化纖維素(TAC)。在製作時,使用硫酸作為觸媒。該觸媒相對於醯化纖維素100質量份的添加量為7.8質量份。添加成為醯基取代基的原料的羧酸而在40℃下進行醯基化反應。醯基的種類、取代度的調整是藉由調整羧酸的種類、量而進行。另外,在醯基化後在40℃下進行熟化。進而將該醯化纖維素的低分子量成分利用丙酮清洗去除。
製備以下所示的配方的濃液11。 (濃液) 醯化纖維素 100質量份 添加劑A:表1的A-3 11.3質量份 化合物D:化1所示的化合物 4質量份 二氯甲烷 406質量份 甲醇 61質量份
[化1]
[表1]
在濃液11的任一者中均將消光劑(matting agent)分散液混合、攪拌。作為微粒子的消光劑(AEROSIL R972,日本艾羅西爾(Japan Aerosil)股份有限公司製造,二次平均粒子尺寸1.0 μm以下)相對於醯化纖維素100質量份設為0.13質量份。
此外,添加劑A為聚酯,該聚酯是藉由表1中記載的二羧酸與二醇的組合及比率而獲得。在表1中,「芳香族二羧酸」欄的「TPA」表示對苯二甲酸,「脂肪族二羧酸」欄的「SA」表示琥珀酸。表1的「二羧酸比」欄表示芳香族二羧酸/脂肪族二羧酸,「二醇比」欄表示二醇1/二醇2。
實施使用溶液製膜設備10且藉由所述濃液11製造膜12而獲得厚度為20 μm、40 μm、60 μm的膜12的實驗1~實驗19。厚度為20 μm、40 μm、60 μm的膜12是調整利用流延裝置14的流延膜32的厚度,且變更利用拉幅機15的延伸倍率(W2/W1)而獲得。另外,如表2所示的各實驗般設定膜延伸裝置17的延伸倍率(W2/W1)、自把持釋放位置PB至切割刀片75為止的搬送路徑長度L1、在拉幅機15與切割刀片75之間的搬送路徑上捲繞有膜12的傳送輥的根數N及經捲繞的傳送輥上的總捲繞角度θ。並且,分別評價膜延伸裝置17中將兩側部12b切離的剪裁的穩定性(以下,稱為剪裁穩定性)。此外,將各實驗中的膜的厚度示於表2中「膜厚度」欄,將在拉幅機15與切割刀片75之間的搬送路徑上捲繞有膜12的傳送輥的根數N示於「捲繞的傳送輥根數N」欄。
[表2]
實驗1~實驗19是將膜12對第1傳送輥71的捲繞角度設為0°。實驗1~實驗8在圖1中表示省略第2傳送輥72及第3傳送輥73而將膜搬送路徑的形狀設為直線狀,且在第1傳送輥71與第4傳送輥74之間具有切割刀片75的參考例。實驗1中,對厚度設為60 μm、延伸倍率設為1.00、搬送路徑長度L1設為0.6 m的情況下的兩側部12b的切除穩定性進行評價。實驗2中,將實驗1中的膜的厚度設為40 μm,除此以外,設為與實驗1相同的條件。實驗3中,將實驗1中的膜的厚度設為20 μm,除此以外,設為與實驗1相同的條件。實驗4~實驗6中,將實驗1~實驗3的延伸倍率設為1.07,除此以外,設為與實驗1~實驗3相同的條件。實驗7中,將實驗5的延伸倍率設為1.12,除此以外,設為與實驗5相同的條件。實驗8中,將實驗6的延伸倍率設為1.12,除此以外,設為與實驗6相同的條件。實驗9及實驗10表示在圖1中在第1傳送輥71與第4傳送輥74之間配置有第2傳送輥72的參考例。實驗9中,將向第2傳送輥72的捲繞角度設為30°,除此以外,設為與實驗6相同的條件。實驗10中,將實驗9的向第2傳送輥72的捲繞角度設為90°,除此以外,設為與實驗9相同的條件。
實驗11~實驗19中,如圖1所示,配置第1傳送輥71~第4傳送輥74,向第2傳送輥72及第3傳送輥73捲繞膜12。以向第2傳送輥72及第3傳送輥73的捲繞角度的和作為總捲繞角度θ,設為60°、90°、180°。實驗11中,對實驗6添加第2傳送輥72及第3傳送輥73並設為Z字形的膜搬送路徑的形狀,將總捲繞角度θ設為60°,除此以外,設為與實驗6相同的條件。實驗12中,將實驗11的總捲繞角度設為90°,除此以外,設為與實驗11相同的條件。實驗13中,將實驗11的總捲繞角度設為180°,除此以外,設為與實驗11相同的條件。實驗14中,將實驗12的搬送路徑長度L1設為0.8 m,除此以外,設為與實驗12相同的條件。實驗15中,將相同的實驗12的搬送路徑長度L1設為1.0 m,除此以外,設為與實驗12相同的條件。實驗16中,將實驗15的總捲繞角度θ設為180°,除此以外,設為與實驗15相同的條件。實驗17中,將實驗12的膜的厚度設為40 μm,除此以外,設為與實驗12相同的條件。實驗18中,將實驗17的延伸倍率設為1.12,除此以外,設為與實驗17相同的條件。實驗19中,將實驗18的搬送路徑長度L1設為1.0 m,除此以外,設為與實驗18相同的條件。
[表3]
實驗20~實驗22中,將實驗8的搬送路徑長度L1變為0.6 m、0.8 m、1.0 m,且配置第1傳送輥71~第4傳送輥74,向第2傳送輥72及第3傳送輥73捲繞膜12。以向第2傳送輥72及第3傳送輥73的捲繞角度的和作為總捲繞角度θ而設為90°,除此以外,設為與實驗8相同的條件,與實驗8比較。
實驗23~實驗26中,將實驗8、實驗20~實驗22的膜材質自TAC變更為COP(環烯烴聚合物(cyclic olefin polymer)),除此以外,設為與實驗8、實驗20~實驗22相同的條件。COP膜是將ZEONOR(註冊商標)1020R依據WO2006/019086號中的製造例1中記載的方法進行製膜而成的膜,膜厚是設為20 μm。
實驗27~實驗30中,將實驗8、實驗20~實驗22的膜材質自TAC變更為PET(聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)),除此以外,設為與實驗8、實驗20~實驗22相同的條件。PET膜是以如下方式製膜而成的膜,膜厚是設為20 μm。首先,將以Ti化合物作為觸媒進行縮聚而成的固有黏度0.64的PET乾燥至含水率50 ppm以下,使之在加熱器(heater)溫度為280℃以上且300℃以下的設定溫度的擠出機內熔融。其次,將已熔融的PET自模頭部擠出至經靜電施加的冷卻輥(chill roll)上,獲得帶狀的包含非晶基底(base)的PET膜。
剪裁穩定性是基於斷裂的有無、切割線的穩定性、及切割端面的粗糙而進行評價。在膜12不斷裂,切割線在搬送方向Z1上成為直線而穩定,且在切割端面無粗糙的情況下,設為評價A。另外,在膜12不斷裂,切割線在搬送方向Z1上成為直線而穩定,但在切割端面存在粗糙的情況下,設為評價B。在膜12不斷裂,但切割線在搬送方向Z1上蜿蜒而不穩定的情況下,設為評價C。所謂在搬送方向Z1上蜿蜒,意指切割線在膜12的寬度方向上錯離。在切割線在搬送方向Z1上不成為直線而不穩定,經過數小時而膜12斷裂的情況下,設為評價D。進而,在切割線在搬送方向Z1上不成為直線而不穩定,在數分鐘內膜12斷裂的情況下,設為評價E。此外,關於切割線的穩定性,以目視觀察切離了兩側部12b所得的中央部12a的側緣而進行評價。另外,關於切割端面的粗糙,在觸碰切離了兩側部12b所得的中央部12a的側端面而感到粗糙的情況、或以黑色布摩擦中央部12a的側端面而在該布上附著粉末的情況下,評價為具有粗糙。在關於切割線的穩定性而評價為不穩定的情況下,不進行切割端面的粗糙的評價。在評價位於兩個評價中間的情況下,如例如A~B般記載。
實驗1~實驗10的群組(group)相當於參考例,且判明隨著膜12變薄,剪裁穩定性降低。另外,判明隨著延伸倍率變高,剪裁穩定性降低。判明藉由捲繞的傳送輥根數N增加,而剪裁穩定性變得良好。但是,若膜的厚度為40 μm或20 μm時將延伸倍率設為1.07,則判明剪裁穩定性降低。
在實驗1~實驗6的群組中,判明隨著膜的厚度以60 μm、40 μm、20 μm變薄,剪裁穩定性逐漸降低。另外,判明若延伸倍率自1.02變高至1.07,則同樣地剪裁穩定性逐漸降低。
在實驗2、實驗5、實驗7、實驗3、實驗6、實驗8的群組中,判明即便厚度相同,隨著延伸倍率以1.02、1.07、1.10變高,剪裁穩定性亦逐漸降低。
在實驗6、實驗9~實驗13的群組中,判明在以將膜的厚度設為20 μm、延伸倍率設為1.07的狀態,使總捲繞角度θ以30°、60°、90°、180°增加的情況下,隨著總捲繞角度θ變大,且隨著捲繞的傳送輥根數N增加,剪裁穩定性逐漸變得良好。
在實驗14~實驗16的群組中,判明在以將膜的厚度設為20 μm、延伸倍率設為1.07的狀態,使搬送路徑長度L1以0.8 m、1.0 m變長的情況下,隨著搬送路徑長度L1變長,剪裁穩定性逐漸變得良好。另外,在實驗17~實驗19的群組中,判明在將膜的厚度變為40 μm、延伸倍率變為1.07、1.10,且將搬送路徑長度L1設為0.6 m、1.0 m的情況下,隨著搬送路徑長度L1變長,剪裁穩定性逐漸變得良好。
在實驗8、實驗20~實驗23的群組中,判明在以將膜的厚度設為20 μm、延伸倍率設為1.12倍的狀態,使搬送路徑長度L1以0.6 m、0.8 m、1.0 m變長的情況下,隨著搬送路徑長度L1變長,剪裁穩定性逐漸變得良好。
在實驗23~實驗26的群組中,相對於實驗8、實驗20~實驗22的膜材質為TAC而變為COP的情況下,判明亦與TAC膜同樣地,在將搬送路徑長度L1設為0.6 m、0.8 m、1.0 m的情況下,隨著搬送路徑長度L1變長,剪裁穩定性逐漸變得良好。同樣地,在實驗27~實驗30的群組中,將膜材質變為PET的情況下,判明亦與TAC膜同樣地,隨著搬送路徑長度L1變長,剪裁穩定性逐漸變得良好。
根據以上實驗結果,在利用切割刀片將膜的厚度為40 μm以下的薄型膜的延伸後的兩側部切離的剪裁中,將延伸後的膜以總捲繞角度θ成為90°以上的方式捲繞於2根以上的傳送輥上而向切割刀片搬送,藉此不會使在延伸後立即產生的波形變形的影響傳遞至切割刀片,從而抑制剪裁不良的產生。特別是在將延伸倍率提昇至1.07倍以上而進行延伸的情況下,抑制薄型膜產生剪裁不良。另外,在將延伸倍率提昇至1.07倍以上而製造更薄的膜的情況下,藉由將搬送路徑長度L1設為1.0 m以上,對更薄的膜抑制剪裁不良的產生。另外,在將膜材質變為TAC以外的COP或PET的情況下,亦同樣地對薄的膜抑制剪裁不良的產生。
10‧‧‧溶液製膜設備
11‧‧‧濃液
12‧‧‧膜
12a‧‧‧中央部
12b‧‧‧側部
14‧‧‧流延裝置
15‧‧‧拉幅機
16‧‧‧切割機
17‧‧‧膜延伸裝置
18‧‧‧乾燥室
19‧‧‧冷卻室
20‧‧‧捲取裝置
30‧‧‧帶
31‧‧‧流延模
32‧‧‧流延膜
33‧‧‧支承輥
33a‧‧‧軸
33b‧‧‧溫調機
35‧‧‧剝取輥
36、43‧‧‧腔室
40、80‧‧‧輥
45‧‧‧預熱區域
46‧‧‧延伸區域
47‧‧‧冷卻區域
50‧‧‧夾具
51、52‧‧‧軌
53、54‧‧‧鏈條
55‧‧‧導管
55a‧‧‧第1供氣室
55b‧‧‧第2供氣室
55c‧‧‧第3供氣室
56‧‧‧空氣供給部
57‧‧‧轉動輪
58‧‧‧鏈輪
61‧‧‧吹出口
62‧‧‧間隔板
64‧‧‧把持起始構件
65‧‧‧把持解除構件
71‧‧‧第1傳送輥
72‧‧‧第2傳送輥
73‧‧‧第3傳送輥
74‧‧‧第4傳送輥
75‧‧‧切割刀片
78‧‧‧側部送風裝置
82‧‧‧卷芯
PA‧‧‧把持起始位置
PB‧‧‧把持釋放位置
W1、W2‧‧‧寬度
Z1‧‧‧搬送方向
Z2‧‧‧寬度方向
圖1是表示溶液製膜設備的一例的概要的側視圖。 圖2是表示膜延伸裝置的概要的平面圖。 圖3是表示拉幅機的腔室及導管(duct)的概要的側視圖。

Claims (11)

  1. 一種膜製造方法,其是將長條的熱塑性樹脂膜一面搬送一面沿寬度方向延伸而製造厚度為40μm以下的膜,且包括以下步驟:A步驟,藉由把持部把持所述熱塑性樹脂膜的兩側部而將其沿寬度方向延伸;B步驟,藉由切割刀片將所述熱塑性樹脂膜的由所述把持部把持的所述兩側部切離;及C步驟,將所述A步驟中所述兩側部的把持已釋放的所述熱塑性樹脂膜捲繞於在搬送方向上隔開配置的2根以上的傳送輥上而向所述切割刀片搬送,且向所述傳送輥的總捲繞角度為90°以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的膜製造方法,其中所述A步驟是將所述熱塑性樹脂膜的寬度擴至1.07倍以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜製造方法,其中自利用所述把持部的所述熱塑性樹脂膜的把持釋放位置至所述切割刀片為止的所述熱塑性樹脂膜的搬送路徑長度為1.0m以上。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜製造方法,其中所述把持部為夾持所述熱塑性樹脂膜的所述兩側部的夾具。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的膜製造方法,其中所述把持部為夾持所述熱塑性樹脂膜的所述兩側部的夾具。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜製造方法,其中所述熱塑性樹脂膜為醯化纖維素膜。
  7. 一種膜延伸裝置,其是將長條的熱塑性樹脂膜一面搬送一面沿寬度方向延伸而製造厚度為40μm以下的膜,且包括以下:拉幅機,其是藉由把持部把持所述熱塑性樹脂膜的兩側部而將其沿寬度方向延伸;切割刀片,其是將所述熱塑性樹脂膜的由所述把持部把持的所述兩側部切離;及2根以上的傳送輥,所述2根以上的傳送輥是在自利用所述把持部的所述兩側部的把持釋放位置至所述切割刀片之間隔開配置,且在所述2根以上的傳送輥上的所述熱塑性樹脂膜的總捲繞角度為90°以上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的膜延伸裝置,其中所述拉幅機將所述熱塑性樹脂膜的寬度擴至1.07倍以上。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的膜延伸裝置,其中自所述把持釋放位置至所述切割刀片為止的所述熱塑性樹脂膜的搬送路徑長度為1.0m以上。
  10. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的膜延伸裝置,其中所述把持部為夾持所述熱塑性樹脂膜的所述兩側部的夾具。
  11. 如申請專利範圍第9項的膜延伸裝置,其中所述把持部為夾持所述熱塑性樹脂膜的所述兩側部的夾具。
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